高中生物《6.1杂交育种与诱变育种》教学设计 新人教版必修2(1).doc

安徽省太湖中学2014高中生物6.1杂交育种与诱变育种教学设计 新人教版必修2【教材分析】本节是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，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。本节内容与遗传的物质基础、遗传的基本规律以及生物的可遗传变异等知识密切相关，是遗传和变异的基本原理在生产实践中的应用。通过本节学习不仅使学生学会怎样将遗传变异的有关知识应用于生产实践，而且通过该内容的分析学习，可以训练学生各方面能力。【教学目标】【教学重点】遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用【教学难点】 杂交育种和诱变育种的优点和局限性【课时安排】：1课时【教学过程】问题情境导入： 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。一、 选择育种：问题：1、选择育种中“选择”的含义是什么？（从自然界中选择品质好的个体进行传代，淘汰不良个体）通过这种方法我们培育出了高产且抗虫害得农作物品种，以及产奶、产肉、产蛋较多的家畜和家禽。2、选择育种所隐含的遗传学原理是什么？（生物的变异）3、选择出的优良品种为什么要单独种植？（避免与其他劣质品种杂交，不能将优良性状保留下来）选择育种是从自然界中的已有的各种变异类型中选择我们需要的品种进行单独培养。经过不断选择，汰劣留良，培育出优良品种。这种育种方法技术简单，容易操作。但也存在严重不足。4、选择育种的缺点是什么?（育种周期长，只能从自然界已有的变异类型中进行选择，可选范围有限，而且有些品种只在一方面有优势，而另一方面优良性状存在于不同品种中，无法满足人们日益增长的需要）。二、杂交育种问题探讨：小麦有高杆和矮杆，由d控制的高秆对由d控制的矮杆为显性。我们知道矮杆的小麦抗倒伏，是我们需要的性状。小麦经常受到一种真菌的感染出现锈病，由t控制的抗锈病对由d控制的感锈病为显性，故抗锈病是我们需要优良性状。现有高杆抗锈病和矮杆不抗锈病的两纯系品种。你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？我们肯定要获得的是能够稳定遗传的矮杆抗病品种，即纯合子ddtt。将你的设想在草稿纸上用遗传图解表示出来。然后我们请同学把他的设想给我们介绍一下。子二代出现了我们所需要的矮杆抗病，它们都是可以稳定遗传的吗？要想获得能稳定遗传的矮杆抗病品种，接下来还要怎么做？我们选择出子二代中的矮杆抗病植株自交。得到的子三代情况是怎样的？经过多次自交、选育、自交、选育。我们可以获得大量矮杆抗病純合子。学生回答后展示遗传图解。问：子二代中矮杆抗病占全部子二代个体比率是多少？问：子二代的矮杆抗病中杂合子占多大比例？刚才大家设计的育种方法就是杂交育种。1、 概念：什么是杂交育种呢？大家在书上找到杂交育种的概念。杂交育种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，获得新品种的方法。杂交育种是改良农作物品质，提高农作物产量的常规方法。2、 原理：杂交育种为什么能够将不同品种的优良性状集中在一起？杂交育种依据的遗传学原理是什么？（基因重组）3、 方法：通过刚才的例子我们可以总结出杂交育种的过程是怎样的？杂交自交选育自交选育自交。直至不出现性状分离为止杂交育种要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？4、 应用：大家能不能举出一些杂交育种的例子？ 袁隆平的杂交水稻就是通过杂交育种的方法培育出的优良品种，不仅品种优良而且产量很高。在美国政客布朗提出“中国威胁论“时，袁隆平向世界宣布：中国完全能解决自己的吃饭问题，中国还能帮助世界人民解决吃饭问题。这是水稻产量的对比。普通水稻，每公顷产量是4500公斤，杂交水稻每公顷产量可以达到7500公斤。预计2010年杂交水稻每公顷产量可达到13500公斤。从1976年到1998年, 推广应用杂交水稻累计增产粮食3.5亿吨,平均每年多解决6000万人口的粮食问题.杂交水稻的大面积推广应用，为我国粮食增产发挥了重要作用。杂交水稻被世界誉为中华民族的“第五大发明” 。 杂交育种除了可用于农作物品质的改良、产量的提高，培育新品种；也用于家禽、家畜的育种。例如现在在我国广泛养殖的中国花白奶牛，也就是中国荷斯坦奶牛就是我国本土黄牛与国外的荷斯坦奶牛杂交后经选育形成的优良品种，泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上。5、 优点：杂交育种与选择育种相比有什么优点？杂交育种可将不同品种的优良性状集中在同一生物体上。6、 不足： 请从杂交育种后代可能出现的类型，以及育种时间等方面分析杂交育种的不足。 杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。杂交育种的原理是基因重组，因此只能利用已有基因重新组合，按需选择，不能创造出原来没有的新基因。解决育种进程缓慢的问题。我们可以采用什么方法缩短育种进程？（单倍体育种）二、 诱变育种 杂交育种不能创造新基因，产生新的性状。哪种变异可以创造新的基因？（基因突变）怎样做才能使生物产更多可供选择的新基因呢？（用物理因素或化学因素诱发基因突变）这种利用诱发基因突变的因素处理生物以获得新基因的育种方法就是诱变育种。1、 概念：在书上划下诱变育种的概念。2、 原理：基因突变（诱变育种依据的遗传学原理是什么？）3、 方法：物理方法(紫外线、射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理生物，用这些方法处理的生物就是我们所需要的生物吗？再选择符合要求的变异类型 4、 应用：我国利用诱变育种方法培育出许多农作物新品种，这些新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。例如我国科学家用x射线和化学诱变剂对大豆进行处理，培育出了“黑农五号”大豆，这种大豆含油量比原来提高了2.5%，产量提高了16%。除了采用常规的物理辐射和化学诱变剂处理生物外。现代新的方法是用卫星或航天飞船搭载种子，利用宇宙射线来诱导基因突变，这种诱变育种叫太空育种。 自1987年以来，我国先后17次利用卫星和神州飞船搭载了2000多种份的生物。返回地面后，育成60多个优异的新品种。据有关统计，我国太空育种所培育的新品种，在近4年中累计推广850万亩以上，增长粮食3.4亿斤，创造社会经济效益5亿元以上 。 太空的青椒种子培育而成的太空椒。与普通青椒相比,太空椒的果实个大,肉厚,口感好,维生素c的含量高,在大田生产中产量比普通青椒的生产量高百分之二十五百分之三十。 诱变育种还可用于微生物育种。青霉素是一种抗生素，由青霉菌产生。但是1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/ml。后来人们对青霉菌多次进行x射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到5000060000单位/ml。5.思考与讨论： 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？优点：杂交育种是已有基因重新组合，不能产生新的基因。但是诱变育种可以大大提高基因突变频率，在较短时间内获得更多变异类型。大幅度改良某些性状变异范围广。缺点：由于基因突变具有不定向性，所以诱发突变的方向难以掌握，诱变育种具有盲目性。而且大多数基因突变是有害的。要想获得所需要的优良性状，必须大量处理生物材料，才有可能选择出有利变异个体。突变体难以集中多个优良性状。总结：我们