江苏省如皋市薛窑中学高中生物 第六章 如何提高农作物产量 育种教案 新人教版必修2

1、课题：如何提高农作物的产量-育种（教案）一、教学目标：1知识方面（1）学生运用所学知识解决农业生产中的实际问题。（2）对育种问题进行归纳，适应高考。2能力方面（1）在教学过程中，培养学生的观察能力、思维能力以及整合、运用科学信息的能力。（2）创设问题情境，在质疑、探索的过程中，培养学生推理判断和创造性思维能力。3态度方面（1）激发学生对生物科学的兴趣和热爱。（2）通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力。二、重点、难点分析（1）归纳、整理与作物的栽培与管理的知识。分析：生物学与农业生产其发展密切相关，高中生物课本中许多知识都与作物的栽培与管理有关，如绿色植物的新陈代谢、植物的

2、激素调节、生物的生殖和发育、遗传和变异、生物工程等内容。高考考纲中明确提出要求考生具有“能够综合运用自然科学的基础知识、技能，解释或解决一些简单的实际问题”的能力。（2）育种知识的归纳和运用。分析：育种小专题的知识进行细化运用。三、教学模式（1）提出问题，创设情景学生讨论归纳；（2）思维发散，运用类比知识扩散整理；（3）例题分析，提高综合知识运用。四、教学过程生物学与农业生产其发展密切相关，高中生物课本中许多知识都与作物的栽培与管理有关，如绿色植物的新陈代谢、植物的激素调节、生物的生殖和发育、遗传和变异、生物工程等内容。高考考纲中明确提出要求考生具有“能够综合运用自然科学的基础知识、技能，解释

3、或解决一些简单的实际问题”的能力。课题：如何提高农作物的产量？问题：假如你是农场经理，如何运用所学生物知识提作物高产量？同学们我们下面先从农作物栽培和管理上说出常用做法，请同学们打开课本的目录。学生自主作答，常用的做法有：（1）光照 1。增加光照强度 2延长光照时间 3增加光合作用面积（2）温度 原因保证酶的活性；通常做法，白天温度高，晚上温度底，有利于有机物的积累。（3）CO2的供应 1。通风透光 2增施农家肥，有机肥，微生物分解有机物产生CO2。 3适量施用碳酸氢氨。温室大棚用CO2发生器。（4）O2的供应 “中耕松土”促进根对矿质元素的吸收。（5）合理施肥 原因：不同植物对各种必需的矿质

4、元素的需要量不同，同一种植物在不同的生长发育时期对各种必需的矿质元素需要量不同。（6）合理灌溉 原因：不同植物对水的需要量不同，同一种植物在不同的生长发育时期对水的需要量不同。（7）种植方法 合理密植，套种、间作、轮作。（8）中耕松土 （1）促进根的有氧呼吸，对矿质元素的吸收。（2）促进土壤中分解者的分解作用，为光合作用提供CO2，为植物提供矿质元素。（3）除去竞争者。 （4）促进固氮菌的固氮作用。 （5）促进硝化细菌的硝化作用。 （6）促进氨化细菌的氨化作用。 （7）抑制反硝化细菌的反硝作用。【原理】是提高光能利用率，提高农作物的产量。（9）植物激素的利用： 例：（1）适时解除农作物的顶端优

5、势现象。 （2）生长素作为除草剂，除去双子叶植物。 （3）乙烯的催熟作用。 （4）生长素能蔬花蔬果，也能落花落果。 （5）培育无籽果实。 （6）圆褐固氮能够分泌生长素，促进植株的生长和果实的发育。将圆褐固氮菌制成菌剂，施用到土壤中，可以提高农作物的产量。 （7）花生在开花时因大风等因素，没有完成受精作用，如何补救？答无法补救。原因：（8）辣椒在开花时因大风等因素，没有完成受精作用，如何补救？ 答喷用一定浓度的生长激素，获得无籽果实。原因：（9）黄麻在开花时因大风等因素，没有完成受精作用，如何补救？答多施氮肥，促进茎杆生长。原因：（10）生物种内、种间关系（1）病虫害的防治 （1）利用转基因技术

6、、诱变育种等方法培育抗虫作物。 （2）利用天敌捕食关系来消灭害虫。（3）利用病虫的天然寄生者来消灭。 （4）利用昆虫激素来控制害虫。 （5）利用昆虫趋光性的特点，用黑光灯捕杀。（2）除去竞争者 （3）合理密植，形成种群优势 （4）生物固氮的生物：共生固氮菌、自生固氮菌、 固氮蓝藻、放线菌【原理】调整能量流动，避免能量的浪费，使能量最大限度地流向人类最有益的部分。（11）建立生态农业： 原理：能量的多级利用，物质的循环再生。 指导思想：环境与经济协调发展。 （过渡）刚才同学们提出的措施都只能从外因上考虑的，其提高作物的产量是有限度的。当今世界自然灾害不断，耕地面积减少，人口增加；我们必须从根本上

7、去解决，并大幅度提高作物产量的方法，选育优良作物品种。去年联合国世界粮食署把“世界粮食奖”办发给我国工程院院士“杂交水稻之父”袁隆平，表彰他为世界所作出的贡献。 下面我们来复习育种方法。请同学们从目录上找出我们讲过的多少育种方法。 学生列举出： 育种：方 法原 理过 程优 点缺 点应 用杂交育种基因重组杂交自交筛选出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止使分散在同一物种或不同品种中的多个优良性状集中与同一个体上，即“集优”育种时间长局限于同种或亲缘关系较近的个体用纯种高杆抗病小麦与矮杆不抗病小麦培育矮杆抗病小麦诱变育种基因突变物理：紫外线、射线、射线、微重力、激光等处理、再筛选化学：秋

8、水仙素、硫酸二乙酯处理，再选择提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状有利变异少，工作量大，需要大量的供试材料高产青霉菌、“黑农五号”大豆品种、太空辣椒的培育单倍体育种染色体变异先将花药离体培养，培养出单倍体植株将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子明显缩短育种年限，加速育种进程技术复杂用纯种高杆抗病小麦与矮杆不抗病小麦快速培育矮杆抗病小麦多倍体育种染色体变异用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗植物茎杆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量提高技术复杂，发育延迟，结实率低，一般只适合于植物三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦、四倍体水稻转基因育种异源DNA重组提取目的基因装入运

9、载体导入受体细胞目的基因的检测与表达筛选出符合要求的新品种目的性强，育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍技术复杂，安全性问题多转基因“向日葵豆”，转基因抗虫棉细胞工程育种植物组织培养细胞的全能性外植体脱分化愈伤组织再分化胚状体根、芽植物体取材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理技术复杂，工作量大，操作烦琐快速繁殖、培育无病毒植株、制人工种子、生产药物植物体细胞杂交育种细胞的全能性“去壁”“诱融”“组培”克服远缘杂交不亲和的障碍技术复杂，工作量大，操作烦琐可育性“白菜甘蓝”的培育动物体细胞克隆育种细胞的全能性核移植和胚胎移植克服了远缘杂交不亲和的障碍，可应用于繁育优良动物，抢救濒危动物技术

10、要求高克隆羊“多莉”营养生殖育种扦插、嫁接、压条等保持植物体的优良性状长时间生殖导致退化繁殖花卉和果树等注：（1）杂交育种时，杂交在何时？为什么要杂交？基因自由组合规律体现在何时？答两个纯种亲本杂交，把不同品种上的优良性状组合到一体。在F1产生配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，在减数分裂的第一次过程中。 （2）为什么诱变育种需要筛选？答有利个体少，需大量的供试材料，且其它个体一定要处理死。育种的优点：提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状。 （3）单倍体属于何种生殖方式？答有性生殖。 （4）转基因育种为什么要筛选？受体细胞是？如何培育？答有的受体细胞中有转基因，有的没有，方法

11、如抗虫棉，用虫子去吃。假如检测以导入了抗虫基因，并没有表现其性，做法对目的基因进行修饰，在非编码区。 如受体细胞是体细胞，则用组织培养的方法培育，如是受精卵则，自其正常生长。假如导入受体细胞的线粒体，会怎样遗传。在有性生殖中作为了父本将会怎样？ 如导入了细胞核中的染色体上，一般其同源染色体的相同位置上没有，又怎样获的纯种？ 让其自交，筛选获得纯合子；或者用单倍体育种的方法育种获得纯合子。 （5）植物体细胞杂交的具体过程？答酶解法 原生质体融合 细胞膜的融合 细胞质的融合 细胞核的融合借助于膜的流动性 细胞壁生成 高尔基体 （6）杂交育种和转基因育种的原理相同，有区别吗？答杂交育种只能在同一物种

12、或亲缘关系较近的个体中，是在减数分裂时表现的。转基因育种是可以把不同物种上的优良性状组合，克服了远缘杂交不亲和的障碍，且是人为地定向地改变生物的遗传性状，运用的现代基因工程的技术。 两者的优点是把不同品种的优良形状组合到一起，但杂交育种只能在种内或亲缘关系较近的个体，而转基因育种克服了远缘杂交不亲和的障碍，目的性强，育种周期短。 （7）植物体细胞杂交与杂交育种有何区别？答克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了杂交亲本组合范围，且属于无性生殖。 （8）植物组织培养和营养生殖育种，它们的相同优点是？另外优缺点？答植物组织培养和营养生殖育种共同优点：都保持了母本的优良性状。植物组织培养的另外优点：取材

13、少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，并且快速繁殖、培养无病毒植株。 （9）用纯种高杆抗病小麦与矮杆不抗病小麦培育矮杆抗病小麦我们应用了哪些方法？答杂交育种和单倍体育种，在相比之下，单倍体育种明显缩短育种年限，加速育种进程。（10）假如农场在广州：种植甘蔗用何种育种法？答多倍体育种。原因：多倍体植物茎杆粗壮。且为C4植物。（11）四倍体葡萄的果实比二倍体的品种的大的多，四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体的品种几乎增加了一倍。但人们只在实验田栽培而没有推广的？答多倍体植物的缺点：发育延迟，结实率低。所以希望同学们去努力解决问题。 （12）可育性“白菜甘蓝”的培育，我们用的植物体细胞培育出了，

14、她具有生长期短、耐热性强和易于贮存等优点。我们食用茎叶，体细胞中最多有八个染色体组，处于有丝分裂的后期。但我们培育的“番茄马铃薯”杂种植株却没有在地上结番茄，地下结马铃薯。答此技术克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围，却还有许多理论和技术没有决。同学去解决。 （13）植物体细胞杂交没有使“番茄马铃薯”杂种植株在地上结番茄，地下结马铃薯，同学们大胆地去设想，我们现学的知识能不能解决此问题？答用嫁接的方法，即用马铃薯植株做砧木，番茄枝条做接穗，长成的植株可以接出。一定能行吗？实践是检验真理的唯一标准，回去做吗！ （14）转基因“向日葵豆”的培育涉及哪些生物技术？答基因工程的

15、转基因技术 细胞工程的组织培养技术 （15）同学们列举几例？答如：太空辣椒的培育、三倍体无子西瓜、制成人工种子等。下发练习题，同学们5分钟内完成。附巩固复习题：一、下图为6种不同育种方法的示意图。据图回答：（1）图中A至D方向所示的途径表示 杂交 育种方式，ABC的途径表示 单倍体 育种方式。这两种育种方式中后者的优越性主要表现在 明显缩短育种年限 。（2）B常用的方法为 花药离体培养 。（3）E方法所用的原理是 基因突变 ，所用的方法如 X射线（或紫外线、激光）、亚硝酸 。我国首位航天员杨利伟乘坐的“神舟”五号载人飞船，其搭载的种子是选用萌发的（而非休眠的）种子，试阐述原因 种子萌发后才快速

16、进行细胞分裂，DNA在复制过程中（间期）可能由于某种因素的影响发生基因突变 。（4）C、F过程中最采用的药剂是 秋水仙素 ，其作用原理是 在细胞分裂时，抑制纺锤体形成，引起染色体数目加倍 。（5）由G到J的过程中涉及的生物工程技术有 基因工程 和植物组织培养技术 。（6）K过程的实施首先要 用纤维素酶等去除细胞壁 ，之后要加 聚乙二醇（PEG） 等试剂诱导融合。 二、下列为几种生物新个体的产生方式的图解（1）A属于 杂交育种 育种。B应用了 细胞核移植 技术。C应用了 体外受精 和 胚胎移植 技术，如果用于人的繁殖，产生的个体称为 试管婴儿 。D应用了 胚胎分割移植 技术。E过程称为 植物组织

17、培养 F育种方式为 植物体细胞杂交 育种。H为 基因工程 ，其中应用了 转基因 技术。G为 诱变育种 （2）属于有性生殖的有 A、C、D 。（3）在AF中，严格地讲，后代的遗传物质来自一个亲本的是 E 。（4）能体现高度分化的细胞具全能性的是 E 过程。能体现高度分化的细胞核具有全能性的过程是 B 。（5）发生了基因重组的是 A、C、D、H ，发生了染色体变异的是 F ，发生了基因突变的是 G 。（6）能产生新基因的过程是 G ，能定向的改变生物体基因的技术是 H 。（7）在AF中，与传统繁殖方式相比较，可以加快繁殖速度的是 D、E ，能克服远缘杂交不亲和的障碍的是 F ，能使后代保持亲本性状

18、的是 B、E 。（8）A中，全能性最高的是 受精卵 。B中，新个体的性别与 甲 相同。C中，初期胚胎发育所需的营养主要由 卵细胞质 提供。D中产生的所有新个体的基本性状是否一致？ 一致 。E中所用培养基从物理性质上分应为 固体 培养基，需加入 14 种必需的矿质元素。F技术目前解决的问题是克服远源杂交的生殖隔离，大大扩展了杂交亲本组合范围 G育种方式的优点 提高变异频率，大副度改良生物性状 。H所用的工具有 限制性内切酶、DNA连接酶、运载体 。【答案】一、（1）杂交 单倍体明显缩短育种年限（2）花药离体培养 （3）基因突变 X射线（或紫外线、激光）、亚硝酸种子萌发后才快速进行细胞分裂，DNA在复制过程中（间期）可能由于某种因