杂交育种与诱变育种教学设计

杂交育种与诱变育种教学设计一、教学目标1.知识与技能目标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。举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。尝试运用遗传和变异原理，解决生产和生活实际中的问题。2.过程与方法目标通过对杂交育种和诱变育种实例的分析，培养学生运用生物学知识解决实际问题的能力。引导学生模拟杂交育种的过程，体验科学探究的方法和过程，提高学生的科学思维和实践操作能力。3.情感态度与价值观目标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。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，激发学生的民族自豪感和责任感。二、教学重难点1.教学重点杂交育种和诱变育种的原理和过程。杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用。2.教学难点杂交育种和诱变育种的优点和局限性。运用遗传和变异原理解决实际育种问题。三、教学方法讲授法、讨论法、探究法相结合四、教学过程（一）导入新课（5分钟）通过多媒体展示袁隆平院士的照片以及他所取得的杂交水稻成就。提问学生：袁隆平院士被誉为"杂交水稻之父"，他是如何培育出高产的杂交水稻的呢？这种培育方法涉及到哪些生物学原理呢？从而引出本节课的主题杂交育种与诱变育种。（二）杂交育种（20分钟）1.概念讲解结合教材，讲解杂交育种的概念：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，获得新品种的方法。2.原理分析引导学生回顾孟德尔遗传定律，分析杂交育种的原理是基因重组。例如，在一对相对性状的杂交实验中，高茎（DD）和矮茎（dd）杂交，F1（Dd）表现为高茎，F1自交产生的F2中出现了高茎和矮茎的性状分离，通过不断地选择高茎个体进行自交，就可以逐渐获得稳定遗传的高茎纯合子（DD）。这就是利用基因重组实现优良性状的重新组合。3.过程实例分析以小麦抗锈病和不抗锈病的杂交育种为例，详细讲解杂交育种的过程：假设小麦的抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性。现有抗锈病但易倒伏（TTdd）的品种和不抗锈病但抗倒伏（ttDD）的品种。第一步：让这两个品种杂交，即TTdd×ttDD，得到F1（TtDd），F1表现为抗锈病且抗倒伏。第二步：让F1自交，F1自交后代（F2）会出现性状分离，表现型有抗锈病抗倒伏（T_D_）、抗锈病易倒伏（T_dd）、不抗锈病抗倒伏（ttD_）、不抗锈病易倒伏（ttdd）四种。第三步：从F2中选择抗锈病抗倒伏（T_D_）的个体进行连续自交，逐代淘汰不符合要求的个体，直到不发生性状分离为止，就可以获得稳定遗传的抗锈病抗倒伏（TTDD）的优良品种。4.优点与不足组织学生讨论杂交育种的优点和不足。优点：可以将多个优良性状集中在一起；操作简便。不足：育种周期长；只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。（三）诱变育种（15分钟）1.概念讲解讲解诱变育种的概念：利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。2.原理分析明确诱变育种的原理是基因突变。基因突变能够产生新的基因，从而为生物进化提供原始材料，也为育种工作提供了新的基因资源。3.实例分析以青霉素高产菌株的选育为例进行讲解：野生型青霉菌分泌的青霉素很少，产量只有20单位/mL。科学家用X射线、紫外线等处理青霉菌，使其发生基因突变。经过筛选，获得了青霉素产量高达50000单位/mL以上的高产菌株。4.优点与不足引导学生讨论诱变育种的优点和不足。优点：能提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型；能大幅度改良某些性状。不足：诱发产生的突变方向难以掌握，突变体难以集中多个优良性状；需要处理大量的实验材料。（四）课堂小结（5分钟）与学生一起回顾杂交育种和诱变育种的概念、原理、过程、优点和不足，并通过表格的形式进行总结归纳（如下表所示），帮助学生梳理知识，加深记忆。|育种方式|概念|原理|过程|优点|不足|||||||||杂交育种|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，获得新品种的方法|基因重组|杂交→自交→选优→自交（不断选优）|可集中优良性状；操作简便|育种周期长；不能创造新基因||诱变育种|利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法|基因突变|物理或化学因素处理生物→选择符合要求的变异类型|提高突变率，短时间内获得更多优良变异类型；大幅度改良某些性状|突变方向难以掌握，突变体难以集中多个优良性状；需处理大量实验材料|（五）课堂练习（10分钟）1.下列关于杂交育种的叙述，正确的是（）A.杂交育种的原理是染色体变异B.杂交育种一定要从F1开始选育C.杂交育种一般需要连续自交，不断选优D.杂交育种的年限一定比单倍体育种长2.诱变育种所依据的遗传学原理是（）A.基因自由组合B.基因突变C.染色体变异D.染色体交叉互换3.现有两个纯种小麦，一个纯种小麦性状是高秆（D）抗锈病（T）；另一个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Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种，问：（1）要缩短育种年限，应选择的方法是______，依据的变异原理是______；另一种方法的育种原理是______。（2）图中①和④基因组成分别为______和______。（3）（二）过程中，D和d的分离发生在______；（三）过程采用的方法称为______；（四）过程最常用的化学药剂是______。（4）（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合子占______；如果让F1按（五）、（六）过程连续自交2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占______。通过课堂练习，及时巩固学生所学知识，了解学生对本节课重点内容的掌握情况，针对学生存在的问题进行有针对性的讲解。（六）拓展延伸（5分钟）介绍我国在杂交育种和诱变育种方面取得的其他成就，如太空育种（属于诱变育种的一种特殊形式，利用太空的特殊环境诱发种子发生基因突变）培育出的许多优良品种等，激发学生的学习兴趣和民族自豪感。同时，引导学生思考随着科技的不断发展，育种技术还会有哪些新的突破和发展方向，培养学生的创新思维和对科学技术发展的关注。（七）课堂总结（5分钟）请学生谈谈本节课的收获和体会，教师对学生的表现进行总结评价，强调杂交育种和诱变育种在农业生产以及生物科学研究中的重要意义，鼓励学生在今后的学习中继续关注生物育种技术的发展，为解决实际问题贡献自己的力量。五、教学反思通过本节课的教学，学生对杂交育种和诱变育种的概念、原理、过程、优点和不足有了较为系统的认识。在教学过程中，通过实例分析、讨论、模拟等活动，引导学生积极参与课堂，较好地培养了学生的科学思维和实践操作能力。然而，在教学过程中