第5章生物变异与生物育种教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

必修二第5章章末《生物变异与生物育种》教学设计必修二第5章章末《生物变异与生物育种》融入职业育种工作者（课本14页）教材版本人教版选择性必修二《遗传与进化》课型新授课复习课☑学科实践活动课□其他□融合方式老教材中有专门的一章介绍生物育种，而新教材中则是将各种育种技术分散在各节变异内容中，生物育种是非常重要的一类生物技术应用例子，也是进一步理解生物变异内容的非常好的载体，所以在结束本章节的学习后，还是建议做一个生物育种方向的专题复习，将这些内容综合起来，帮助学生将知识系统化、应用化，从而让学生更加深入理解相关内容。生物育种工作是谁在做？明显是生物育种工作者。所以本节课可以以生物育种工作者这个职业导入，他们的工作内容就是本节课的知识内容部分，在分析整理各项育种技术的相关内容之后，再介绍育种工作者的其他职业相关内容，最终让学生带着对职业的好奇心获取必备知识的同时，也更加深入了解了育种工作者这个职业，最后以一个袁隆平院士的育种工作介绍视频（或者是海水稻成功培育视频）收尾，从杂交水稻培育过程中遇到的困难感受这份工作艰难的一面，从杂交水稻培育成功的伟大意义感受这份职业的价值，从袁隆平院士对杂交水稻培育的坚持感受这份职业的魅力所在。1.教学内容分析生物变异在育种上的应用是人教版高中生物学教材必修2《遗传与进化》第5章“基因突变及其他变异”中的重要内容，主要包括杂交育种、诱变育种、单倍体育种及多倍体育种的原理、过程和优缺点。这个内容在新教材中相对比较分散，在结束本章节的学习后，还是需要做一个生物育种方向的专题复习，从而将这些内容综合起来，帮助学生将知识系统化、应用化，如此又让学生更加深入理解相关内容。2.学情分析1.学生在前面已经学过染色体、同源染色体、非同源染色体、染色体组、多倍体、基因突变等知识，为此节内容的学习奠定了基础。2.前面学习的有丝分裂、减数分裂和受精作用等基础知识，为创设问题情景，新旧知识融会贯通，形成完整的认知结构，开展探究性学习提供了可能。3.教学目标1.结合情境与实例分析生物变异与育种的关系，形成关注农业产业、人体生命健康的生物学理念。（生命观念、社会责任、科学思维）2.通过对四种育种方式的比较，总结出四种育种方式的优缺点，并构建四种育种方法的模型。（科学思维、科学探究）3.通过育种应用的学习，提高综合实践类题目的解题能力，认同遗传学知识在现实生活中的价值，服务生产，明确社会责任。4.通过了解育种工作者这个职业，发展一定的职业意识。4.教学重难点比较杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和诱变育种这四种育种方式的优缺点；构建四种育种流程的模型。5.教学过程有一份职业叫做育种工作者，他们的主要任务是培育动植物新品种，如何来培育？需要掌握哪些育种技术呢？我们这节课就来做一个整理。先思考并回答以下几个问题：1.选择育种的局限性？2.单倍体育种的原理及过程？优点及缺点？3.多倍体育种的原理及过程？优点及缺点？4.杂交育种概念及原理？优点及缺点？5.诱变育种的概念及原理？优点及缺点？一、生物育种的原理、过程和方法1.单倍体育种（1）原理：染色体（数目）变异（2）过程：（3）优点：明显缩短育种年限，后代全为纯合子。（4）缺点：技术复杂。2.多倍体育种（1）原理：染色体（数目）变异（2）过程：（3）优点：多倍体茎秆粗壮，果实较大，营养丰富。（4）缺点：所获品种发育延迟，结实率低。为何要选择萌发的种子？秋水仙素是在有丝分裂前期抑制纺锤丝的形成，处理萌发的种子能使更多细胞染色体加倍，成功率较高。实例：三倍体无子西瓜三倍体西瓜为什么无法产生种子？减数分裂过程联会紊乱，无法产生正常的配子。四倍体和二倍体西瓜是不是一个物种？不是，产生了不可育的后代。3.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，再经过选择和培育，获得新品种的方法。（2）原理：基因重组（3）优点：方法简便，可把多个优良性状集中在一起（4）缺点：育种进程缓慢，过程复杂；仅限于同种生物之间杂交。4.诱变育种（1）概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，是生物发生基因突变。（2）原理：基因突变（3）过程：优点：可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。【综合构建体系】育种方案的选择与设计例1:番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬，深受人们的喜爱。现有2个番茄品种，A为抗病黄果肉品种，基因型为ssrr，B为易感病红果肉品种，基因型为SSRR，2对等位基因分别位于2对同源染色体上。思考∶问题1：利用以上2个品种种子获得基因型为ssRR的植株最简捷的方法是什么?如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为ssRR的植株最少需要多少年?用遗传图解表示其过程。答案：杂交育种，三年。问题2：如果要想缩短育种时间，请问可用什么方法？请问题1的遗传图解中补充其育种过程。问题3∶番茄营养丰富但不耐储藏。（即番茄不具有决定耐储藏性状的基因）我们可以用什么方法使番茄具有耐储藏的性状呢?思路1：诱变育种。如通过神州号宇宙飞船搭载种子进入太空；辐射番茄种子等。思路2：基因工程。选择性必修三再学习。问题4∶将植物经太空返回地面后种植，发现该植物具有耐储藏性状，但果实较小，请问你有什么方法可以增加果实单重？多倍体育种小结：1.杂交育种只应用于进行有性生殖的生物，而诱变育种不仅能应用于有性生殖的生物，也可应用于无性生殖的生物。2.杂交育种主要应用于植物和动物(如家畜、家禽等)，而诱变育种主要应用于植物和微生物(如高产青霉素菌株的获得)。3.在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法——杂交育种。将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。4.要求快速育种，则运用单倍体育种5.要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。6.要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。三、育种工作者职业介绍教育背景：1.生物学、农学或相关领域的学士学位，这是基础要求。2.拥有植物遗传学、植物育种学或分子生物学等专业领域的硕士或博士学位将更有优势。3.了解植物生长发育、遗传学原理、统计学和数据分析等相关课程。技能要求：1.熟练掌握植物育种技术，包括杂交、选择、遗传分析等。2.能够进行田间试验设计和管理，以及实验室技术操作。3.精通数据分析和统计软件，能够处理和分析大量数据。4.良好的沟通能力和团队合作精神，以便与同行交流和协作。5.对新技术和研究方法保持持续学习的态度，以适应快速发展的育种科学。职业发展路径：1.初级阶段，可作为研究助理或技术员参与育种项目。2.中级阶段，可担任项目负责人或研究科学家，独立开展研究。3.高级阶段，可成为育种部门的主管或高级研究员，领导多个项目。4.长远来看，可发展成为育种领域的专家或顾问，参与制定行业标准和政策。5.另外，还可以选择进入教育领域，成为大学教授或讲师，培养下一代育种工作者。就业单位和可能的工作内容：育种工作者通常可以在农业科研机构、种子企业、农业大学、政府农业部门、非政府组织或国际农业研究机构等单位就业。他们的工作内容可能包括：1.进行作物品种的遗传改良，以提高产量、抗病虫害能力、适应性等。2.开展植物遗传资源的收集、保存和评价工作。3.利用现代生物技术，如基因编辑、分子标记辅助选择等，进行新品种的培育。4.参与田间试验，评估新品种的性能和适应性。5.编写研究报告和科学论文，记录实验结果和育种进展。6.为农民和农业生产者提供品种选择和种植技术的咨询与指导。生物学和农学专业选科要求：考生可登录江西省教育考试院网（j