雷超杂交育种与诱变育种教学设计

1、第1节 杂交育种与诱变育种雷 超（陕西省甘泉县高级中学，陕西甘泉，716100）一、教材分析本节课内容是普通高中课程标准实验教科书（人教版）生物必修模块第六章第1节的内容，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。二、设计理念根据高

2、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。整堂课在知识呈现上，按照“实例分析原理再现图解对比发现问题讨论分析归纳总结”的设计思路，简要说明超越已有的局限性是遗传育种技术不断完善和发展的动力和原因，从而有利于引导学生关注和认识科学技术的本质。三、教学目标1知识目标（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，讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。（3）总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种

3、、单倍体育种异同点。2能力目标 （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。四、教学重点和难点1.重点：遗传和变异贵了在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。2.难点：预计杂交育种、诱变育种在实际操作中遇到的困难，理解两种育种方

4、法和优缺点，用遗传图解表示各种育种过程。五、教学方法讲授法、讨论法、引导分析法六、教学过程引 课2004年十大感动中国人物之一。颁奖辞：他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时，已具有颠覆世界权威的胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。大家猜他是谁？ 对他就是杂交水稻之父袁隆平谁能告诉我他用的是什么方法获得杂交水稻的呢？我们现在就从这个问题开始来探讨今天的学习内容杂交育种与诱变育种。（一）学生阅读课本P9798，归纳生物育种方法的发展简史自然选育杂交育种诱变育种（二）自然选育1.选育原理：利用生物的变异，通过长期

5、选择，汰劣留良，培养出优良品种。2.选育优点：技术简单，容易操作。3.选育不足：育种周期长，选择的范围有限。怎样解决选育不足呢？可以分组讨论，让学生把设想描述出来。听课的同学对各方案进行评价。（三）杂交育种我们继续来讨论刚才那个问题：袁隆平是怎样培育出杂交水稻的呢？1.杂交水稻选育过程选用纯合亲本杂交利用现有基因重新组合选 种合连续自交合选育纯种合2.观察过程发现问题（1）杂交水稻所用的原理是什么？答：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）为什么选择纯合亲本？答：选育出的新品种必须是纯合子，否则其

6、后代就会因为发生性状分离而失去优势。（3）是不是所有的生物选育纯种都能用连续自交来实现呢？（四）探究活动例1：假设现有长毛黑色猫（BBEE）和短毛白色猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛白色猫（BBee）？ P BBEE × bbee F1 BbEe×BbEe F2 Bbee 或 BBee × bbee注 意：1.动物杂交育种中不能自交，所以F1不能自交，但可以利用F1的雌雄个体进行杂交繁殖。2.在F2中可以用测交的方法判断杂合子和纯合子。例2：你能用所学的知识把两个小麦品种的优良性状结合在一起吗？方法1：杂交育种学生通过课本图6-1写出各个性状基因型。亲

7、本：高产、不抗病  低产、抗病            AAbb    ×    aaBB             配子       Ab       aB  

8、      Fl      AaBb（表现型 高抗 ）   F2 基因型: A B    A bb  aaB  aabb   表现型：高抗  高染   低抗   高染 观察过程发现问题（1）是不是经过杂交试验就能得到纯种高产、抗病植株？答：不能，因为F2 中有杂合子，后代会出现性状分离的现象。（2）哪怎样才能得到纯种高产、抗病植株？答：连

9、续自交，直到后代不再出现性状分离为止。测交：让F2 中高产抗锈病个体与隐性纯合子杂交，如果得到的全是高产抗锈病的个体就证明F2 中A B是纯合子。（3）思考一下用你所学过的知识能否将此过程进行优化？答：单倍体育种方法2：单倍体育种（简要回顾）亲本：高产、不抗病  低产、抗病            AAbb    ×    aaBB     

10、0;       配子       Ab       aB         Fl      AaBb（高产、抗病）             花粉   AB  Ab

11、0; aB  ab     花药离体培养 单倍体植株 AB    Ab   aB   ab            人工诱导加倍           AABB（高产、抗病）（五）比较两种方法的区别，归纳总结杂交育种的特点。F1F2（

12、分离）选择F3（分离）选择F4（稳定品种）新品种单倍体植株纯合二倍体纯合二倍体种子长出的植株（选择与鉴定）花药离体培养秋水仙素处理（亲本）单倍体优点：相对于杂交育种来说，明显缩短了育种的年限。1.杂交育种概念是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。2遗传学原理：基因重组3一般步骤：杂交自交选优自交选优4优点：集优5缺点：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。怎样才能产生新基因呢？基因突变的因素有哪些？能否用在育种上？（六）诱变育种1.概念：在人为的条件下，利

13、用物理因素（如X射线、射线、紫外线、激光等）或化学等因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等），来处理生物，使生物发生基因突变。2.优点：能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得更多的优良变异类型。3.应用：农作物新品种的培育，新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。卫星“872”青椒、“航育1号”水稻、“豫麦13号小麦”、青霉菌高产菌株等。4.局限性：诱变育种的方向难以掌握，诱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。本节小结杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种原理基因重组基因突变 

14、;染色体数目变异（成倍增加）染色体数目变异（成倍减少）方法杂交自交选优自交选优物理辐射（激光）化学（亚硝酸等）用秋水仙素处理萌发种子或幼苗花药离体培养获得单倍体秋水仙素处理纯种优点     集优提高突变率、改良生物性状各种器官大，营养成分高，抗性强明显缩短育种年限，可得纯种缺点时间长、繁琐、后代易出现性状分离不定向性 多害少利性发育延迟 结实率低植株弱小，高度不育，技术复杂- 10 -七、板书设计第1节 杂交育种与诱变育种一、杂交育种1.概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。2遗传学

15、原理：基因重组3一般步骤：杂交自交选优自交选优4优点：集优5缺点：时间长、过程繁琐、后代易出现性状分离、不能产生新基因。二、诱变育种1.概念：在人为的条件下，利用物理或化学等因素来处理生物，使生物发生基因突变。2.优点：能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得更多的优良变异类型。3.应用：如“黑农五号”大豆、卫星“872”青椒、“航育1号”水稻、“豫麦13号小麦”、青霉菌高产菌株等。4.局限性：八、作业上网搜集我国在育种方面所取得的优异成果。九、课后反思备课知识1、杂种优势与杂交育种的区别杂种优势是生物界普遍存在的现象。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

16、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交配而获得体力强大、耐力好的杂种骡，首创了利用杂种优势的先例。杂种优势在植物中更是非

17、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(两个或多个品种间的杂交)，其次是远缘杂交(种间以上的杂交)。 生产上，常常把

18、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目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