杂交育种与诱变育种教案

杂交育种与诱变育种教案一、教学目标1.知识与技能目标简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。举例说出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。2.过程与方法目标尝试将你获得的遗传育种知识与生产实践相结合，提高解决实际问题的能力。通过对杂交育种和诱变育种实例的分析，培养归纳与概括、逻辑推理等思维能力。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。关注我国遗传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。二、教学重难点1.教学重点杂交育种和诱变育种的概念、原理、过程及优缺点。2.教学难点杂交育种和诱变育种过程中如何选择亲本及对后代进行选育，以及遗传规律在育种中的应用。三、教学方法讲授法、讨论法、案例分析法、问题引导法相结合四、教学过程（一）导入（5分钟）展示一组高产抗倒伏小麦、高产奶牛、无籽西瓜等优良品种的图片，引发学生思考这些优良品种是如何培育出来的，从而引出本节课的主题杂交育种与诱变育种。教师提问：同学们，看到这些优良品种，大家有没有想过它们是经过怎样的过程培育而成的呢？（二）杂交育种（20分钟）1.概念讲解结合教材内容，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。举例说明杂交育种在农业生产中的广泛应用，如我国科学家袁隆平利用杂交育种培育出高产杂交水稻，为解决全球粮食问题做出了巨大贡献。2.原理阐述引导学生回顾孟德尔遗传定律，解释杂交育种的原理是基因重组。通过基因重组，将不同亲本的优良基因组合在一起，从而使后代具备双亲的优良性状。3.过程分析以高产抗倒伏小麦的培育为例，详细分析杂交育种的过程：首先选择高产不抗倒伏的小麦品种和低产抗倒伏的小麦品种作为亲本进行杂交。F1代全部表现为高产不抗倒伏（因为高产对低产为显性，不抗倒伏对抗倒伏为显性）。让F1代自交，F2代会出现性状分离，表现出高产抗倒伏、高产不抗倒伏、低产抗倒伏、低产不抗倒伏等多种类型。从F2代中选择高产抗倒伏的个体进行连续自交，逐步淘汰不符合要求的个体，直到获得稳定遗传的高产抗倒伏品种。在黑板上画出杂交育种的遗传图解，帮助学生理解整个过程。教师提问：在杂交育种过程中，为什么要选择具有不同优良性状的亲本进行杂交呢？F2代出现性状分离后，如何选择符合我们要求的高产抗倒伏个体呢？（三）杂交育种的优点与不足（15分钟）1.优点讨论组织学生分组讨论杂交育种的优点，鼓励学生结合生活实际和所学知识进行思考。每组派代表发言，总结出杂交育种的优点包括：可以将多个优良性状集中在一起；操作简便，易于推广等。2.不足分析引导学生思考杂交育种过程中存在的不足。例如，杂交育种周期长，因为需要经过多代自交和选择才能获得稳定遗传的品种；此外，杂交育种只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。3.实例对比展示一些传统杂交育种和现代生物技术育种的对比案例，让学生更直观地感受杂交育种的局限性。如传统杂交育种培育一个新品种可能需要十几年时间，而利用基因工程等现代生物技术可以更快速、精准地获得所需品种。教师提问：假如你是一名育种工作者，面对一些急需改良但杂交育种周期较长的品种，你会采取什么措施呢？有没有办法克服杂交育种只能利用现有基因重组的局限性呢？（四）诱变育种（20分钟）1.概念与原理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。强调诱变育种的原理是基因突变，基因突变能够产生新的基因，为育种提供了新的基因资源。2.过程介绍以青霉素高产菌株的培育为例，介绍诱变育种的过程：首先用射线或化学药剂处理青霉素普通菌株。经过处理后的菌株发生基因突变，然后通过筛选，从大量的变异个体中选出青霉素产量高的菌株。对选出的高产菌株进行进一步的培养和纯化，最终获得青霉素高产菌株。3.诱变育种的特点组织学生讨论诱变育种的特点，引导学生从基因突变的不定向性、突变频率等方面进行思考。总结诱变育种的特点：可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型；能大幅度改良某些性状；但由于基因突变具有不定向性，因此需要处理大量的实验材料，工作量大。教师提问：诱变育种过程中，为什么要处理大量的实验材料呢？与杂交育种相比，诱变育种的最大优势是什么？（五）课堂小结（10分钟）1.知识梳理请学生回顾本节课所学内容，包括杂交育种和诱变育种的概念、原理、过程、优点和不足等。教师结合板书进行总结，强调重点知识，帮助学生构建知识体系。2.对比归纳将杂交育种和诱变育种进行对比，列表展示两者的异同点，加深学生对两种育种方法的理解和记忆。（六）课堂练习（10分钟）1.布置几道与杂交育种和诱变育种相关的练习题，如：现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆（D）抗锈病（T）；另一个纯种小麦的性状是矮杆（d）易染锈病（t）。两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：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____。图中①和④基因组成分别为____和____。（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____。（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占____；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____。如将方法Ⅰ中获得的③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代的基因型比例为____。用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后出现了一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全是白色的，这种变异是（）A.染色体变异B.基因重组C.人工诱变D.自然突变2.学生独立完成练习题，教师巡视指导，及时纠正学生存在的问题。3.请几位学生上台展示答案，教师进行点评和讲解，强化学生对知识点的理解和应用。（七）课后作业（5分钟）1.完成教材课后练习题。2.查阅资料，了解除了杂交育种和诱变育种外，还有哪些现代育种技术，并简要介绍其原理和应用。五、教学板书设计杂交育种与诱变育种1.杂交育种概念：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。原理：基因重组过程：以高产抗倒伏小麦培育为例亲本：高产不抗倒伏（DDtt）×低产抗倒伏（ddTT）F1：高产不抗倒伏（DdTt）F2：表现型及比例（高产抗倒伏：高产不抗倒伏：低产抗倒伏：低产不抗倒伏=9：3：3：1）选择：从F2中选择高产抗倒伏个体连续自交，淘汰不符合要求个体，获得稳定遗传品种。优点：可集中多个优良性状；操作简便，易于推广。不足：周期长；不能创造新基因。2.诱变育种概念：利用物理或化学因素处理生物，使生物发生基因突变，获得优良变异类型的育种方法。原理：基因突变过程：以青霉素高产菌株培育为例处理：用射线或化学药剂处理青霉素普通菌株筛选：从大量变异个体中选出高产菌株纯化：对高产菌株进一步培养和纯化特点：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；基因突变不定向，需处理大量实验材料。六、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了解。在教学过程中，采用多种教学方法相结合，如讲授法、讨论法、案例分析法等，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的参与度。通过实例分析和问题引