高中生物-杂交育种与诱变育种教学设计学情分析教材分析课后反思

第六章第1节杂交育种与诱变育种教学设计

【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)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：

1．古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。

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：

（1）古印第安人培育玉米的方法称为

。

（2）这里的“选择”的含义是

。

（3）“用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的”其中“隔离”作用是

。

（4）选择育种的优缺点是

。

选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。

请同学们阅读课本的“问题探讨”并提出问题：

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。学生的资料展示和交流

学生阅读资料，学生带着问题阅读教材P98页并作答。

学生作答：

（1）选择育种

（2）汰劣留良

（3）防止质劣玉米与选择的具有优良性状的玉米杂交，使优良性状得到不断的积累。

（4）优点：技术简单、容易操作。

缺点：选择范围有限，育种周期长。分组讨论。学生把设想描述出来。听课的同学对各方案进行评价。激发学生的探究欲望和学习兴趣。

师生共同解决问题，运用现代遗传学知识为学生阐明“选择育种”做铺垫。培养学生的概括能力和理解能力。

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：

（1）杂交育种依据的遗传学原理就是：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。

（2）选育出的新品种必须是纯合子，否则其后代就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。

教师以课本的两个小麦品种杂交为例:如果小麦中，高产（A）对低产（a）是显性，不抗病（B）对抗病（b）是显性，我们需要的是高产抗病的纯种，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：

教师点评，并示范书写过程如下：

P

AABB

X

aabb

↓

↓

配子

AB

ab

↓

↓

F1

AaBbF2

基因型1/16AABB

1/16aaBB

1/16

AAbb

1/16

aabb

2/16AaBB

2/16aaBb

2/16

Aabb

2/16AABb

4/16AaBb

表现型

9/16高产不抗

3/16低产不抗

3/16高产抗病

1/16低产抗病

【学情预设】：根据自由组合定律，在

F2中高产抗病（一显一隐）品种占总数的3／16。

思考:（1）我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？

（2）如何能得到可以代代遗传的优势品种？（3）我们选育出的纯合子新品种AAbb，在F２所有的后代中的概率是1/16。哪么它在F２的高产抗病后代中的概率又是多少？

教师引导，总结教材P99页的杂交育种的概念。请举出我国在杂交育种方面成就。

【学情预设】：与选择育种比较，杂交育种有什么优点？

【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的类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。有没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢？二、诱变育种

教师引导学生回忆基因突变的内容。

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——诱变育种。

教师引导学生阅读教材P100页，教材列举了哪些诱变育种的实例？

教师通过大量的图片资料介绍了诱变育种的实例

教师总结：诱变育种的概念指什么？

教师引导，组织开展生生、师生的讨论

与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？教师小结：

两种育种方法都为我们创造许多优良的品种，育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，在作物空间技术育种方面已经进入世界先进行列。

在上一章我们已经学习了多倍体育种、单倍体育种的方法，现在请同学们列表比较：杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种在方法、原理、优缺点的异同点。出示部分学生的遗传图解

学生疑问：

（1）杂交育种蕴含着哪些遗传学规律？

（2）培育出的一个新品种，如何判断它是否符合预期的要求呢？

（3）有没有更简洁的遗传图解呢？

学生每人都在作业本上尝试书写，请两位同学在黑板上书写。

（1）不可以，因为其中有2/16的植株是杂合体，它的下一代会出现性状分离。

（2）要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对在F２

中所得到表现型为高产抗病（一显一隐）的植株连续自交和育种，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再发生性状分离，就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种――AAbb。

（3）1/3。

杂交育种就是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，就得到新品种的方法。

袁隆平的杂交水稻，中国荷斯坦牛等

能将两个不同品种的优良性状集中在一起，产生新的性状组合的新品种；育种的目的性较强。

杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦（一般需5至7年），过程繁琐。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（物理因素、化学因素和生物因素）

如黑农五号；卫星“87－2”青椒、“航育1号”水稻、“豫麦13号小麦”等；青霉菌高产菌株等。

诱变育种就是利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、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，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。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，让学生积极参与讨论。

运用自由组合定律的知识和书写遗传图解的技能解释杂交育种中的基因重组的现象。

培养学生的问题意识，给予学生发散思维、启动已有知识的空间。培养学生运用所学的知识和技能解决实际问题的能力。

理解杂交育种在产生F1代后，还需要经过选择和培育形成能稳定遗传个体的过程。

培养学生提炼和归纳能力。

突出杂交育种的局限为后续学习埋下伏笔。

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。

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，

用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养原理通过基因重组，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。优缺点方法简单，容易操作。

不能创造新的基因，育种进程缓缦，过程繁琐。能提高变异的频率，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，可缩短育种年限（2年）。

方法复杂，成活率低。实例小麦高茎（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。抗病植株的成。

【设计思路】

第六章第一节杂交育种与诱变育种学情分析

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。第六章第1节杂交育种与诱变育种教学效果分析教师的角色主要是引和导，充分考虑学生已有的知识结构和知识体系，在此基础上通过问题的创设，引导学生学习新知识，并使学生体会理解遗传和变异的知识在生活实践是怎么应用，通过这种诱思的学习方式，可以使学生实现知识迁移，那么在考试中就能应付自如了。在解决问题的过程中,充分调动和发挥学习小组的作用,不但激发了学生的兴趣,调动了学生的思考积极性,也增加了课堂的乐趣,教师教得轻松,学生学的愉快,落实了课改理念。学生是学习的主体，从课堂上学生的反应来看，学生的学习热情被调动起来了，积极思考，库存中的知识被唤醒并抽取利用，积极回答问题，在回答问题中也暴露出一些问题，老师趁此机会及时对存在问题进行纠正，取得了比较好的教学效果。第六章第1节杂交育种与诱变育种教材分析

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。

杂交育种与诱变育种（课后练习）1.下列有关生物变异与育种的叙述，正确的是（）A．染色体结构变异，大多数对生物体不利，但在育种上仍有一定的价值B．人工诱变育种改变基因结构，能够明显缩短育种年限C．用单倍体育种法改良缺乏某种抗病性的水稻品种D．三倍体西瓜不能形成正常的配子，是因为秋水仙素抑制纺锤体的形成2.将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗，然后用秋水仙素处理，使其能正常开花结果。该幼苗发育成的植株具有的特征是A．能稳定遗传B．单倍体C．有杂种优势D．含四个染色体组3.杂交育种所依据的主要遗传原理是（）A.基因突变B.基因自由组合C.染色体交叉互换D.染色体结构变异4.下列有关育种的叙述正确的是A.经=3\*GB3③产生=4\*GB3④的过程，是基因中碱基数量发生了改变B.经=3\*GB3③产生=9\*GB3⑨的过程可以发生突变，但不发生基因重组C.经=3\*GB3③产生=8\*GB3⑧的过程，若获得显性纯合子需多次测交D.=10\*GB3⑩植株体内不是所有细胞都含有两个染色体组5.用二倍体早熟易感病茄子(aatt)和四倍体晚熟抗病茄子(AAAATTTT)为材料，培育纯合的二倍体早熟抗病茄子。以下有关叙述合理的是()A．取四倍体植株的花药离体培养可获得二倍体植株AATTB．基因型aatt与基因型AATT植株杂交，可以从F2中直接选出符合要求的植株C．取B选项F1植株花药进行离体培养，利用的原理是植物细胞具有全能性D．种植C选项得到的植株，成熟后用秋水仙素处理即可选出符合要求的植株6.现有基因型aabb和AABB的水稻品种，利用不同的育种方法可培育出不同的类型，相关叙述错误的是A．通过杂交育种获得AAbb，原理是受精作用过程中发生基因重组B．通过单倍体育种获得aaBB，原理是基因重组和染色体变异C．通过诱变育种获得aaBb，原理是基因突变D．通过多倍体育种获得AAAABBBB，原理是染色体变异7.育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种等，下面对这四种育种的说法正确的是（）A．涉及的原理：基因重组、染色体变异、基因突变、染色体变异B．都可能产生定向的可遗传变异C．都在细胞水平上进行操作D．都不能通过产生新基因从而产生新性状8.下列育种方法中能改变基因分子结构的是A．杂交育种B．诱变育种C．单倍体育种D．多倍体育种9.下列叙述中，正确的有几项①三倍体西瓜不结籽的性状是可以遗传的，因此，它是一个新物种②多倍体在植物中比在动物中更为常见③八倍体小黑麦是用基因工程技术创造的新物种④马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体，而雄蜂是可育的单倍体⑤多倍体的形成可能因有丝分裂过程异常造成⑥单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体的种子⑦秋水仙素溶液处理休眠种子是诱发多倍体形成的有效方法A．三项B．四项C．五项D．六项10.已知水稻的抗病(R)对感病(r)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性。现有抗病有芒和感病无芒两个品种，要想选育出抗病无芒的新品种，从理论上分析不可以选用的育种方法有（）A．杂交育种B．单倍体育种C．诱变育种D．多倍体育种11.让植株①、②杂交得到③，再将③分别作如图所示处理。有关分析正确的是A．由③到⑦的过程中发生了等位基因的分离B．获得④和⑧植株的育种原理基本上相同C．图中秋水仙素的作用是使DNA数目加倍D．由③至④过程中产生的变异都有利于生长12．.诱变育种突出的优点是（）A．提高突变频率，加速育种进程B．产生很多有利个体C．节省实验材料D．方法简单易行13.利用高产不抗病小麦和低产抗病小麦，经过杂交，多次自交，选择培育出高产抗病小麦新品种，这种育种方法的原理是（)A．基因工程B.基因突变C.染色体变异D.基因重组14.下列关于杂交育种与诱变育种的叙述正确的是()A．诱变育种是通过改变原有基因结构而导致新品种出现的方法B．基因重组是杂交育种的原理，基因重组发生在受精作用过程中C．诱变育种一定能较快选育出新的优良品种D．通过杂交育种方式培育新品种，从F1就可以进行选择15.杂交育种是植物育种的常规方法，其选育纯合新品种的一般方法是()A.根据杂种优势原理，从子一代中即可选出B.从子三代中选出，因为子三代才出现纯合子C.隐性品种可从子二代中选出，经隔离选育后，显性品种从子三代中选出D.只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种16.下图所示为用农作物①和②两个品种分别培养出④⑤⑥⑦四个品种的过程。（1）用①和②通过Ⅰ和Ⅱ过程培育出⑤的过程所依据的遗传学原理是______________。（2）通过Ⅲ和Ⅴ培育出⑤的育种方法的优点是_______________________。（3）由①和②通过Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ过程培育出⑤的过程叫__________________，③培育出④过程叫________________，Ⅴ过程需要用___________________处理。17.（12分）现有两纯种小麦，一纯种小麦性状是高秆（D）、抗锈病（T）；另一纯种小麦的性状是矮秆（d）、易染锈病（t）（两对基因独立遗传）。育种专家提出了如图所示育种方法以获得小麦新品种，请据图分析回答：（1）与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育，但是，利用单倍体植株培育新品种却能明显________________________。（2）图中（三）过程采用的方法称为___________________________