第一节杂交育种与诱变育种教学设计

1、精品教学教案第一节杂交育种与诱变育种教学设计南安市新侨中学黄秋香【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

2、和诱变育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机等问题的重要性。(3)

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、 知识是高中生物新课程教学中的重点知识，了解遗传变异基本规律的基础上， 而且生物育种 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交育种有了初步的了解。在本书前几章的学习中，学生又学

4、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、情境创设教师展示课前收集的古人驯化野生动物、栽培植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

5、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， 引起学生的兴趣。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，培育出来的优良品种。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教师组织学生展示课前收集的关于选择育种和杂交育种的 资料（以图片为主）提出问题：学生的资料展示和交流激发学生 的探究欲 望和学习 兴趣。1古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是学生阅读资料，选育

6、了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育学生带着问题阅读教玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。材P98页并作答。教师在学生阅读教材的基础上，组织学生交流上述问题。【学情预设】若学生不能较好地回答上述问题，教师可以 通过对问题的分解，实施进一步的引导：学生作答：(1)选择育种师生共同(1)古印第安人培育玉米的方法称为。解决问题，(2)汰劣留良运用现代(2)这里的“选择”的含义是。遗传学知(3)防止质劣玉识为学生(3) “用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的”其中“隔米与选择的具有优良阐明选择离”作用是。性状的玉米杂交，使育种”做铺优良性状得到不断的垫。培养学(4)选择育种的优缺点是。

7、积累。生的概括能力和理选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件下产(4)优点：技术解能力。生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。简单、容易操作。请同学们阅读课本的“问题探讨”并提出问题：缺点：选择范围教师检查，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了。有限，育种周期长。分组讨论。学生 把设想描述出来。听 课的冋学对各方案进 行评价。现在我们来分析各方案是否科学规范。引导学生讨论并指出示部分学生的结合学生出其优点和不足，以及自己的疑问。遗传图解的生活经 验，引导学教师：点拨、解答同学们的问题：生思考相关的育种(1)杂交育种依据的遗传学原理就

8、是：基因的自由组合规 律，即通过杂交，把生物不同品种间的基因重新组合，以便使学生疑问：方法。不冋亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新(1)杂交育种蕴充分品种。含着哪些遗传学规发挥学生律？的主观能(2 )选育出的新品种必须是纯合子，否则其后代就会因为动性，让学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(2)培育出的一生积极参 与讨论。学的基因型的方式来表示。个新品种，如何判断它是否符合预期的要教师以课本的两个小麦品种杂交为例：如果小麦中，高产求呢？(A)对低产(a)是显性，不抗病(B)对抗病(b)是显性，(3)有没有更简我们需要的是咼产抗病的纯种

9、，假定两个亲本小麦品种都是纯合子，请绘出育种过程的遗传图解：洁的遗传图解呢？运用教师点评，并示范书写过程如下：自由组合定律的知PAABB X aabb学生每人都在作识和书写业本上尝试书写，请遗传图解配子 ABab两位冋学在黑板上书的技能解写。释杂交育FiAaBb种中的基F2 基因型1/16 AABB 1/16 aaBB因重组的现象。1/16 AAbb 1/16 aabb(1)不可以，因为其中有2/16的植株2/16 AaBB2/16 aaBb是杂合体，它的下一代会出现性状分离。2/16 Aabb 2/16 AABb 4/16 AaBb(2)要想得到可表现型 9/16咼产不抗3/16低产不抗以代

10、代遗传的优势品种，就必须对在F3/16咼产抗病1/16低产抗病2中所得到表现型为咼产抗病(一显一【学情预设】：根据自由组合定律，在隐)的植株连续自交和育种，逐步淘汰不F2中咼产抗病(一显一隐)品种占总数的3/16。符合要求的植株，直到不再发生性状分培养思考：(1)我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗离，就是我们要选育学生的问传吗？的能够稳定遗传的纯题意识，给合子新品种一一予学生发(2)如何能得到可以代代遗传的优势品种？AAbb。散思维、启(3)我们选育出的纯合子新品种AAbb,在F2所有的后动已有知代中的概率是1/16。哪么它在F2的咼产抗病后代中的概率又(3) 1/3。识的空间。是多少

11、？培养学生杂交育种就是将运用所学教师引导，总结教材 P99页的杂交育种的概念。两个或多个品种的优的知识和请举出我国在杂交育种方面成就。良性状通过交配集中技能解决在一起，再经过选择实际问题【学情预设】：与选择育种比较，杂交育种有什么优点？和培育，就得到新品 种的方法。的能力。【思考与讨论】：综上所述杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中，会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现袁隆平的杂交水的类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。有稻，中国荷斯坦牛等理解没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢？杂交育种二、诱变育种能将两个不同品在产生F1种的优良性状集中在代后，还需教师引导学生回忆基因突变

12、的内容。一起，产生新的性状要经过选组合的新品种；育种择和培育利用基因突变的原理应用在育种中，就发展为一种新的方的目的性较强。形成能稳法诱变育种。定遗传个杂交育种只能利体的过程。教师引导学生阅读教材 P100页，教材列举了哪些诱变育种用已有基因的重组，的实例？按需选择，并不能创 造新的基因。杂交后教师通过大量的图片资料介绍了诱变育种的实例代会出现性状分离现 象，育种进程缓缦（一教师总结：诱变育种的概念指什么？般需5至7年），过 程繁琐。这些都是杂教师引导，组织开展生生、师生的讨论交育种方法的不足。与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的学生回忆学过的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服

13、这些局限性，可以采知识，并交流和讨论：取什么办法？教师小结：基因突变：诱发基因突变的因素（物培养两种育种方法都为我们创造许多优良的品种，育种技术的理因素、化学因素和学生提炼发展为我们的社会经济创造了许多价值，我国作为目前世界上生物因素）和归纳能能发射返回式卫星的三个国家之一，在作物空间技术育种方面力。已经进入世界先进行列。突出在上一章我们已经学习了多倍体育种、单倍体育种的方法，杂交育种现在请冋学们列表比较：杂交育种、诱变育种、多倍体育种、的局限为单倍体育种在方法、原理、优缺点的异冋点。如黑农五号；卫后续学习星“ 87 - 2”青椒、“航育1号”水稻、“豫埋下伏笔。麦13号小麦”等；青师生霉菌咼

14、产菌株等。共同解决疑惑的问诱变育种就是利题，强化对用物理因素（如X射概念的学线、r射线、紫外线、习。激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙掌握脂等）来处理生物， 使生物发生基因突基本概念变。培养诱变育种的优自学能力，点是能够提高突变使学生在率，在较短的时间内反馈、思考获得更多的优良变异中进一步类型。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 后代的群体，增加选 择的机会。突破难点。四种育种方法的比较杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育 种处 理杂交用物理、化学因素 处理生物，用秋水仙素处 理明发的种子或幼 苗花药离体培养原 理通

15、过基因重组，把 两个亲本的优良性状 的组合在同一个后代 中，从而产生符合要求 的新类型。用人工方法诱发基 因实变，产生新性状， 创造新品种或新类型。抑制细胞分裂 中纺锤体的形成。使 染色体的数目加倍 后不能形成两个细 胞。诱导精子 直接发育成植 株，再用秋水仙 素加倍成纯合 子。方法简单，容易操 作。不能创造新的基 因，育种进程缓缦，过 程繁琐。能提咼变异的频 率，大幅改良某些性状， 变异性状较稳定，可加 速育种进程。有利变异少，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。器官较大，营养 物质含量高。发育延迟，结实 率底。自交后代 不发生性状分 离，可缩短育

16、种 年限（2年）。方法复杂， 成活率低。实 例小麦咼茎（易倒 伏）、抗锈病的纯种与 矮茎（抗倒伏）易染病 的纯种进行杂交，培育 出矮茎抗锈病小麦品 种。青霉菌经X射线、 紫外线照射以及综合处 理，培育出青霉素产量 很高的菌株三倍体无籽西 瓜、八倍体小黑麦。抗病植株 的育成。【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，而是许多性状综合表现突出；杂种优势的大小，取决于双亲的遗

17、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同； 杂种优势在F1代表现最明显，F2代以后逐渐减弱。杂种优势在性状上表现为不同类型，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。早在2000多年前，我国劳动人民就用马和驴交配而获得体力强大、耐力好的杂种一,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象。为什么杂交种F1会有优势呢？这是一个比较复杂的问题，人们从多个方面对其机理进行了研究。一种比较通俗的解释是：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

18、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，创造出新品种的方法。它是动植物育种工作的基本方法之一。在杂交育种中应用最为普遍的是品种间杂交（两个或多个品种间的杂交），其次是远缘杂交（种间以上的杂交）。直至获 品F1代的优良性状，F1代杂交种用于生产上，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育种目标的个体进一步培育， 得优良性状

19、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。 种一旦育成，其优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 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，通过年年配制 生产的办法，取得经济性状，而并不要求其后代还能够保持遗传上的稳定性。2、太空育种简介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。我国从1987年开始太空育种。1987年8月5日我国发射的第9颗返回式卫星首次搭载了青椒、 小麦、水稻等一批种子，开始了我国太空育种的尝试。至今，我国已先后8次进行了太空育种试验。经过太空育种的青椒、番茄、黄瓜、水稻等作物，高产优质、抗病性强。美国曾进行过玫瑰的太空育 种，希望获得玫瑰油产量高的突变体；俄罗斯曾经进行过圣诞树的太空育种，现在大面积种植在西伯利亚和哈萨克斯坦地区，从太空回来的圣诞树长得非常高大。【板书设计】第6章 从杂交育种到基因工程第1节杂交育种和诱变育种、选择育种:利用自然条件下的生物变异，汰劣留良，长期选择，培育优良品种。二、杂交育种三、诱变育种【设计思路】右法 原