人教版高中生物必修二第六章第1节杂交育种与诱变育种教学设计

1、第一节 杂交育种与诱变育种 教学设计 【设计理念】 根据高中生物课程标准的四个基本理念,高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养,倡导探 究性学习 ,培养学生的创新精神和实践能力。新课程对生物学教师和生物学教学都提出了新的要 求，面对新课程，生物学教师要通力打造一个融启发性、创造性、自主性、交互性于一堂的生物 课堂教学氛围。 在生物学教学中， 如何贯彻并达成新课程倡导的教学理念呢？在教学中认真落实 主体性教学，注重课堂动态生成变资源的开发与利用,以切实提高学生的科学探究能力，训练学 生科学的思维方法。 【教学目标】 1、知识与技能 (1) 简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育

2、种方法的优点和不足。(简述 杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。 ) (2) 举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。 (3) 讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。 (4) 总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。 2、过程与方法 (1) 尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。 (2) 运用遗传和变异原理 , 解决生产和生活实际中的问题。 3、情感态度和价值观 (1) 讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作 用。 (2) 通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解， 关注我国的育种技术的发展及在国际上的竞争 能力，认同育种技术的改进对解决粮食危

3、机等问题的重要性。 (3) 体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 【教材分析】 本节在学习生物遗传变异的基础知识、 了解遗传变异基本规律的基础上， 而且生物育种知识是高 中生物新课程教学中的重点知识， 该知识内容不仅是必修 2 的学习主线之一， 还与选修 3 现代生 物科技专题中的基因工程专题有密切的联系， 进一步引导学生认识遗传学的知识是怎样用于指导 生产实践、 提高和改善生产技术， 最大限度地满足人类不断增长的物质需要的， 通过该内容的分 析学习，还可以训练学生的各方面能力。 【学情分析】 初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容， 使学生对选择育种与杂

4、交育种有了 初步的了解。 在本书前几章的学习中， 学生又学习了分离定律与自由组合定律， 为理解传统育种 方法所依据的遗传学原理打下了基础。 在本节教学中， 教师可以指导学生搜集我国在育种实践方 面取得成功的事例， 分析其中包含的遗传学规律， 体会科学技术在发展社会生产力、 推动社会进 步等方面的巨大作用。 【课时安排】 1 课时 【教学准备】教师根据下面几方面制作多媒体课件 1、课前准备 教师指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例， 分析其中包含的遗传学规律， 体会科学 技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 2、情境创设 页1第 教师展示课前收集的古人驯化野生动物、栽培植

5、物的图片资料制成的课件，按课件图片的顺序， 先向学生展示古人驯化狗、马、牛、猪、鸡，培育玉米、小麦、水稻、各种蔬菜、水果的过程； 再向学生展示现在的家禽、家畜、粮食、蔬菜、水果的各种优良品种的图片，弓I起学生的兴趣。 3、师生互动 这些优良的品种，都是人们利用生物的变异，通过长期的选择，汰劣留良，培育岀来的优良品种。 教师要提倡或维护生生、师生平等交流互动的人际关系，教师要运用各种方法，促进师生和生生 的思维碰撞和情感的交流，达到标准对知识、情感、能力目标的要求。 【教学过程】， 教师活动学生活动设计意图 学生的资激发学教师组织学生展示课前收集的关于选择育种和杂交料展示和交流生的探育种的 资料

6、（以图片为主） 究欲望 和学习提出问题： 兴趣。 学生阅读1 古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的 资料，学生带贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古 着问题阅读教印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺 页并作P98点。材 答。 教师在学生阅读教材的基础上，组织学生交流上述 问题。 学生作【】若学生不能较好地回答上述问题，教学情预设 师生共师可以通过对问题的分解，实施进一步的引导：答： 同解决 （1）古印第安人培育玉米的方法称为。1）选择问题，育种 运用现 代遗传O）这里的“选择”的含义是（2 （2）汰劣学知识 （3）“用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的”其为学生留良

7、 中“隔离”作用是阐明“选。 择育）防 ）选择育种的优缺点质劣玉米与做 垫。择的具有优 选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境养学性状的玉米件下产生的有限变异，在已有的 性状组合中选育优良的概交，使优良种状得到不断能力理解积累 请同学们阅读课本的“问题探讨”并提出问题力 页2第 教师检查，我们发现大家使用的方法都是杂交育种，看 来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法 ）优4 （点： 技术简 了。现在我们来分析各方案是否科学规范。引导学生讨论并 指岀其优点和不足，以及自己的疑问。教师：点拨、解答 同学们的问题：）杂交育种依据的遗传学原理就是：基因 的自由（1组合规律，即通过杂交，把生物不同

8、品种间的基 因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而 创造出对人类有益的新品种。）选育出的新品种必须是纯 合子，否则其后代就（2会因为发生性状分离而失去优势。 3）遗传图解有更简洁的表示方法，即用我们在第（一章所学 的基因型的方式来表示。 单、容易操 作。 缺点：选择范 围有限，育种 周期长。 分组讨论。学 生把设想描述 岀来。听课的 同学对各方案 进行评价。 出示部分学 生的遗传图 解学生 疑问： ）杂交1 （育 种蕴含着哪些 遗传学规 律？ 结合学 生的生 活经 验，引 导学生 思考相 关的育 种方 法。 充分发 挥学生 的主观 能动 性， 让学生 积极参2教师以课本的两个小麦

9、品种杂交为例：如果小麦中，）培育（与讨）对抗病岀的 一个新品）是显性，不抗病（）对低产（高产（AaB种，如何判断论。）是显性，我们 需要的疋冋产抗病的纯种，假疋两个|（b匕疋否付合预亲本小麦品种都疋纯合子，请绘 出育种过程的遗传图 期的要求呢？解： ）有没 教师点评，并示范书与过程如下：（3 有更简洁的遗 传图解呢？PAABB X aabb JJ 配子 ABab 学生 运用 JJ AaBbF1 1/16 AABB 1/16 aaBB 每人都在作业 自由组 F 基因型2 本上尝试书 合定律 aabb 1/16 AAbb1/16 写，请两位冋 的知识 学在黑板上 和书写 2/16 AaBB 2/1

10、6 aaBb 书写。) 遗传图 不可(1以， 解的技 2/16 AABb 4/16 AaBb2/16 Aabb 因为其中有 能解释 2/16的植株是 杂交育 表现型 9/16高产不抗 3/16 低产不抗 杂合体，它的 种中的 3/161/16 低产抗病高产抗病 学情预设 【】：根据自 下一代会出 基因重 由组合定律，在 现性状分离。 组的 现象。 F中高产抗病（一显一隐）品种占总数的。3/ 162 ）我 们得到的这种具有杂种优势的品种可（思考：1以代代遗传 ）要想2 （得 培养学 吗？（2 ）如何能得到可以代代遗传的优势品种？ 2所 到可以代代遗 生的问 FAAbb3 （）我们选育岀的纯合子新

11、品种，在2的高产抗病后 传的优势品 题意 1/16。哪么它在F有的后代中的概率是代中的概率又是多 种，就必须对 识，给 少？页的杂交育种的概念。教师引导，总结教材P99请 中所得2F 予学生 举出我国在杂交育种方面成就。】：与选择育种比较，杂 在到表现型为 发散思 交育种有什么【学情预设 优点？】：综上所述杂交育种的 高产抗病（一 维、启 优点是很明思考与讨论 【显的，但是在实际操作中，会遇到 显一隐）的植 动已有 不少困难。请从杂交后代可能岀现的类型，以及育种时间等 株连续自交和 知识 方面，分析杂交育种方法的不足。有没有更好的育种方法来 育种，逐步淘 的空 弥补这些缺点呢？ 二、诱变育种教

12、师引导学生回忆基因 汰不符合要求 间。培 突变的内容。 的植株，直到 养学生 不再发生性状 运用所 分离，就是我 学的知 们要选育的能 够稳定遗传的 纯合子新品。 AAbb 种）（3。 1/3 杂交育 种就是将两个 或 识和技 能解决多个品种的优 利用基因突变的原理应用在育种中，就发展为一种新的方法 良性状通过交 实际问 诱变育种。页，教材列举了哪些诱教师引导学生阅读 配集中在一 题的能 教材P100变育种的实例？教师通过大量的图片资料介 起，再经过选 力。 绍了诱变育种的实例教师总结：诱变育种的概念指什么？ 择和培育，就 理解杂 教师引导，组织开展生生、师生的讨论与杂交育种相比， 得到新品种

13、的 交育种 诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种 方法。袁隆 在F1 的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？教 平的杂交水 产生代 师小结：两种育种方法都为我们创造许多优良的品种，育 稻，中国荷 后，还 种技术的发展为我们的社会经济创造了许多价值，我国作为 斯坦牛等能 需要经 目前世界上能发射返回式卫星的三个国家之一，在作物空间 将两个不同品 过选择 技术育种方面已经进入世界先进行列。在上一章我们已经 种的优良性状 和培育 学习了多倍体育种、单倍体育种的方法，现在请同学们列表 集中在一起， 形成能 比较：杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种在方 产生新的性状 稳

14、定遗 法、原理、优缺点的异同点。 组合的新品 传个体 种；育种的目 的过 的性较强。 程。 杂交育种只能 培养学 利用已有基因 生提炼 的重组，按需 和归纳 选择，并不能 能 创造新的基 力。 因。杂交后代 突出杂 会出现性状分 交育种 离现象，育种 的局限 进程缓缦至 为后续 （一般需5 年），过程7 繁琐。这些都 是杂交育种方 法的不足。 学生回忆学过 的知识，并交 流和讨论： 基因突变：诱 发基因突变的 因素 学 （物理因素、 化学因素和生 物因素） 如黑农五87 号；卫星“ 2” 青椒、号” 1 “航育水稻、 “豫麦13号 小麦”等；青 霉菌咼产菌 株等。诱变 育种就是利用 物理射因素

15、 （如X射线、 紫线、r外线、 激光等）或化 学因素（亚硝 酸、硫酸二乙 脂等）来处理 生物，使生物 发生基因突 变。诱变育种 的优点是能够 提高突变率， 在较短的时间 内获得更多的 优良变异类 型。诱变育种 的局限性是诱 发突变的方向 难以掌握，突 变体难以集中 多个理想性 状。要想克服 这些局限性， 可以扩大诱变 习埋下 伏笔。 师生共 同解决 疑惑的 问题， 强化对 概念的 学 习。 掌握基 本概 念 培养自 学能 力，使 学生在 反馈、 思考中 进一步 突破难 点。 四种育种方法的比较 多倍体育种杂交育种诱变育种 用 物理、化学用秋水仙素因素处理生物，处理萌发的种子 处理杂交或幼苗 通

16、过基因重抑制细胞分用人工方法诱裂中纺锤体的形发基 因实变，产生组，把两个亲本原理成。使染色体的的优良性 状的组新性状，创造新品数目加倍后不能合在同一个后代种 或新类型。中，从而产生符形成两个细胞。合要求的新类 型。 器官较大，方法简单，能提高变异的营养物质含量频率，大 幅改良某容易操作。优缺 些性状，变异性状高。点 较稳 定，可加速育不能创造新的基因，育种进发育延迟，种进 程。程缓缦，过程繁结实率底。有利变异少，琐。需大 量处理供试材料，诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集 中多个理想性状。射三倍体无籽小麦高茎青霉菌经X西瓜、 八倍体小（易倒伏）、抗线、紫外线照射以 实例 锈病的纯种 与矮黑麦

17、。及综合处理，培育 出青霉素产量很高茎（抗倒伏）易染病的纯种进行的菌株杂 交，培育出矮茎抗锈病小麦品种。 后代的群体， 增加选择的机 会。单倍体育 种化药离体 培养诱导精子 直接发育成植 株，再用秋水 仙素加倍成纯 合子。自交后 代不发生性状 分离，可缩短 育种年限 （年八方 法复杂，成活 率低。抗病植 株的育成。 2 【知识链接】 1、杂种优势与杂交育种的区别 杂种优势是生物界普遍存在的现象。它是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代， 在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂 种优势具有以下特点：杂种优势不是某一两个性状单独表现突出，而是

18、许多性状综合表现突出； 杂种优势的大小，取决于双亲的遗传差异和互补程度；亲本基因型的纯合程度不同，杂种优势的 强弱也不代以后逐渐减弱。杂种优势在性状上表现F1代表现最明显，F2同；杂种优势在为不同 类型，如营养体发育较旺的营养型、生殖器官发育较旺的生殖型和对外界不良环境适应能力较强 的适应型。育种实践上，人们常利用杂种优势获得较好的经济性状。 多年前，我国劳动人民就用马和驴交配而获得体力强大、耐力好早在2019骡，首创了利用杂种 优势的先例。杂种优势在植物中更是非常普遍的现的杂种一一会有优势呢？这是一个比较复杂的 问题，人们从多个方面象。为什么杂交种F1对其机理进行了研究。一种比较通俗的解释是

19、：一 般来说，多数显性基因有利于个体的生长发育，而相对的隐性基因不利于生长和发育。通过杂交， 亲本双方带入子代杂合子中的显性（有利）基因掩盖了隐性（有害）基因，因而表现出有利于 生长发育的杂种优势。 杂交育种通常是指把不同遗传类型的动物或植物进行交配，使优良性状结合于杂种后代中，通过 培育和选择，创造岀新品种的方法。 它是动植物育种工作的两个或多个品种间的（基本方法之一。 在杂交育种中应用最为普遍的是品种间杂交。（种间以上的杂交）杂交），其次是远缘杂交 生产上，常常把用杂交方法培育优良品种或利用杂种优势都称为杂交育种，事实上，两者之间是 有区别的。杂交育种过程就是要在杂交后代众多类型中选留符合

20、育种目标的个体进一步培育，直 至获得优良性状稳定的新品种。杂交育种不仅要求性状整齐，而且要求培育的品种在遗传上比较 稳定。品种一旦育成， 其优代的优良性良性状即可相对稳定地遗传下去。杂种优势则主要是利用 杂种F1状，而并不要求遗传上的稳定。作物育种上就常常在寻找某种杂交组合，通过年代杂交 种用于生产的办法，取得经济性状，而并不要求其后代还能够年配制F1保持遗传上的稳定性。 、太空育种简介 2 太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境，通过强辐射、微重力和高真空 等条件诱发植物种子的基因发生变异的作物育种新技术。经历过太空遨游的农作物种子返回地面 后再进行种植，不仅植株明显增高增粗，果型增大，而且品质也得到提高。 颗返回式卫98年月5日我国发射的第19871987我国从年开始太空育种。星首次搭载了青椒、 小 麦、水稻等一批种子，开始了我国太空育