杂交育种与诱变育种教学设计

1、杂交育种与诱变育种教学设计【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，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优 点和不足。(简

2、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、悄感态度和价值观(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

3、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、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。【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。在本书前儿章的学习中，学生乂学习了分离定 律与自由组合定律，为

4、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】教师根据下面儿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。;、悄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

5、；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

6、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：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

7、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。教师检查，我们发现大家使用的方法都 是一一杂交育种，看来你们已经尝试从理论上 探索杂交育种的方法了。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

8、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 AABBXaabbd & 配子ABab4/4/Fl AaBbF2 基因型 1/16 AABB

9、1/16 aaBB1/16 AAbb 1/16 aabb2/16 AaBB 2/16 aaBb2/16 Aabb 2/16 AABb 4/16 AaBb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】：根据自曲组合定律，在F2中高产抗病（一显一隐）品种占总数的3 / 16o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的植株是朵 合体，它的下一代会出 现性

10、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AAbbo（3） 1/3 o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 山组合定律 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

11、 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的优良性状集中在一过程。（3）我们选育出的纯合子新品种AAbb,在起，产生新的性状组合F2所有的后代中的概率是1/16。哪么它在F的新品种；育种的目的培养学2的高产抗病后代中的概率乂是多少性较强。生提炼和归教师引导，总结教材P99页的杂交育种的概杂交育种只能利用纳能力。念。已有基因的

12、重组，按需突出杂请举出我国在杂交育种方面成就。选择，并不能创造新的交育种的局【学情预设】：与选择育种比较，杂交育种基因。杂交后代会出现限为后续学有什么优点性状分离现象，育种进习埋下伏【思考与讨论】：综上所述朵交育种的优点程缓绳（一般需5至7笔。是很明显的，但是在实际操作中，会遇到不少年），过程繁琐。这些师生共困难。请从杂交后代可能出现的类型，以及育都是杂交育种方法的不同解决疑惑种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。有足。的问题，强没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢学生回忆学过的知化对概念的二、诱变育种识，并交流和讨论：学习。教师引导学生回忆基因突变的内容。基因突变：诱发基因掌握基突变的因素（物

13、理因素、本概念利用基因突变的原理应用在育种中，就发展化学因素和生物因素）培养自为一种新的方法诱变育种。学能力，使教师引导学生阅读教材P100页，教材列举如黑农五号；卫星学生在反了哪些诱变育种的实例“87 2”青椒、“航育馈、思考中教师通过大量的图片资料介绍了诱变育种1号”水稻、“豫麦13进一步突破的实例号小麦”等；青霉菌高难点。教师总结：诱变育种的概念指什么产菌株等。教师引导，组织开展生生、师生的讨论诱变育种就是利用与杂交育种相比，诱变育种有什么优点联系物理因素（如X射线.r基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要射线、紫外线、激光等）想克服这些局限性，可以釆取什么办法或化学因素（亚硝酸、教师

14、小结：硫酸二乙脂等）来处理两种育种方法都为我们创造许多优良的品生物，使生物发生基因种，育种技术的发展为我们的社会经济创造了突变。许多价值，我国作为U前世界上能发射返回式诱变育种的优点是卫星的三个国家之一，在作物空间技术育种方能够提高突变率，在较面已经进入世界先进行列。短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育在上一章我们已经学习了多倍体育种、单倍种的局限性是诱发突变体育种的方法，现在请同学们列表比较：杂交的方向难以掌握，突变育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种在体难以集中多个理想性方法、原理、优缺点的异同点。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。四种育种方法的比

15、较体 倍 耳丨种育处理离药卡花养 培 体原理o IL O 中成数能胞 裂形的不细诱导精 子直接发育 成植株，再用 秋水仙素加 倍成纯合子。优缺点六 妊琐 单龄眦繁 简鉞萌程 alo叙峠过 方醐不基纵 易 的缓的某状育 需 方变理 异良tt谨 外材啲突个 一5 - 一 一 刍A -卄 PC 丁二 d 三 d 三 一二营高 结后性摘限。复率 自汝笊胡年方成 -1 Z7 ZF 2 ? O 代状短杂低实例Hw JX 上 O 伏种行茎种 倒纯伏进矮品射iWWKIs X射培很 经带谩 菌线理产 霉外处素 熬紫治蠹 、综青菌 线及出的三瓜*o03八【知识链接】、杂种优势与杂交育种的区别杂种优势是生物界普遍存

16、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

17、交配而获得体力强大、耐力好的杂种一 骡，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（

18、两个或多个品种间的杂交），其次是远缘朵 交（种间以上的杂交）。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H标的 个体进一步培育，直至获得优良性状稳定的新品种。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。品种一旦育成，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F1代的优良性状，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F1代杂交种用于生产的办法，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

19、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、黃瓜、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一、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