人教版高中生物必修二第六章第1節(jié)雜交育種與誘變育種教學設計

1、第一節(jié) 雜交育種與誘變育種 教學設計 【設計理念】 根據高中生物課程標準的四個基本理念,高中生物學教學重在提高學生的生物科學素養(yǎng),倡導探 究性學習 ,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。新課程對生物學教師和生物學教學都提出了新的要 求，面對新課程，生物學教師要通力打造一個融啟發(fā)性、創(chuàng)造性、自主性、交互性于一堂的生物 課堂教學氛圍。 在生物學教學中， 如何貫徹并達成新課程倡導的教學理念呢？在教學中認真落實 主體性教學，注重課堂動態(tài)生成變資源的開發(fā)與利用,以切實提高學生的科學探究能力，訓練學 生科學的思維方法。 【教學目標】 1、知識與技能 (1) 簡述雜交育種和誘變育種的概念，舉例說明雜交育種和誘變育

2、種方法的優(yōu)點和不足。(簡述 雜交育種和誘變育種的作用及其局限性。 ) (2) 舉例說明雜交育種、誘變育種在生產中的應用。 (3) 討論遺傳和變異規(guī)律在生產實踐中的應用。 (4) 總結雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種異同點。 2、過程與方法 (1) 嘗試將你獲得信息用圖表、圖解的形式表達出來。 (2) 運用遺傳和變異原理 , 解決生產和生活實際中的問題。 3、情感態(tài)度和價值觀 (1) 討論從雜交育種到基因工程這一科技發(fā)展歷程中，科學、技術和社會的相互作 用。 (2) 通過對我國雜交育種和誘變育種成果的了解， 關注我國的育種技術的發(fā)展及在國際上的競爭 能力，認同育種技術的改進對解決糧食危

3、機等問題的重要性。 (3) 體會科學技術在發(fā)展社會生產力、推動社會進步等方面的巨大作用。 【教材分析】 本節(jié)在學習生物遺傳變異的基礎知識、 了解遺傳變異基本規(guī)律的基礎上， 而且生物育種知識是高 中生物新課程教學中的重點知識， 該知識內容不僅是必修 2 的學習主線之一， 還與選修 3 現代生 物科技專題中的基因工程專題有密切的聯(lián)系， 進一步引導學生認識遺傳學的知識是怎樣用于指導 生產實踐、 提高和改善生產技術， 最大限度地滿足人類不斷增長的物質需要的， 通過該內容的分 析學習，還可以訓練學生的各方面能力。 【學情分析】 初中生物課中關于人類應用遺傳變異原理培育新品種的內容， 使學生對選擇育種與雜

4、交育種有了 初步的了解。 在本書前幾章的學習中， 學生又學習了分離定律與自由組合定律， 為理解傳統(tǒng)育種 方法所依據的遺傳學原理打下了基礎。 在本節(jié)教學中， 教師可以指導學生搜集我國在育種實踐方 面取得成功的事例， 分析其中包含的遺傳學規(guī)律， 體會科學技術在發(fā)展社會生產力、 推動社會進 步等方面的巨大作用。 【課時安排】 1 課時 【教學準備】教師根據下面幾方面制作多媒體課件 1、課前準備 教師指導學生搜集我國在育種實踐方面取得成功的事例， 分析其中包含的遺傳學規(guī)律， 體會科學 技術在發(fā)展社會生產力、推動社會進步等方面的巨大作用。 2、情境創(chuàng)設 頁1第 教師展示課前收集的古人馴化野生動物、栽培植

5、物的圖片資料制成的課件，按課件圖片的順序， 先向學生展示古人馴化狗、馬、牛、豬、雞，培育玉米、小麥、水稻、各種蔬菜、水果的過程； 再向學生展示現在的家禽、家畜、糧食、蔬菜、水果的各種優(yōu)良品種的圖片，弓I起學生的興趣。 3、師生互動 這些優(yōu)良的品種，都是人們利用生物的變異，通過長期的選擇，汰劣留良，培育岀來的優(yōu)良品種。 教師要提倡或維護生生、師生平等交流互動的人際關系，教師要運用各種方法，促進師生和生生 的思維碰撞和情感的交流，達到標準對知識、情感、能力目標的要求。 【教學過程】， 教師活動學生活動設計意圖 學生的資激發(fā)學教師組織學生展示課前收集的關于選擇育種和雜交料展示和交流生的探育種的 資料

6、（以圖片為主） 究欲望 和學習提出問題： 興趣。 學生閱讀1 古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突出的 資料，學生帶貢獻是選育了果穗碩大、淀粉含量高的玉米。請分析古 著問題閱讀教印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳學原理及其優(yōu)缺 頁并作P98點。材 答。 教師在學生閱讀教材的基礎上，組織學生交流上述 問題。 學生作【】若學生不能較好地回答上述問題，教學情預設 師生共師可以通過對問題的分解，實施進一步的引導：答： 同解決 （1）古印第安人培育玉米的方法稱為。1）選擇問題，育種 運用現 代遺傳O）這里的“選擇”的含義是（2 （2）汰劣學知識 （3）“用作祭祀的玉米是在隔離條件下種植的”其為學生留良

7、 中“隔離”作用是闡明“選。 擇育）防 ）選擇育種的優(yōu)缺點質劣玉米與做 墊。擇的具有優(yōu) 選擇育種的局限性是：只能利用生物在自然環(huán)境養(yǎng)學性狀的玉米件下產生的有限變異，在已有的 性狀組合中選育優(yōu)良的概交，使優(yōu)良種狀得到不斷能力理解積累 請同學們閱讀課本的“問題探討”并提出問題力 頁2第 教師檢查，我們發(fā)現大家使用的方法都是雜交育種，看 來你們已經嘗試從理論上探索雜交育種的方法 ）優(yōu)4 （點： 技術簡 了。現在我們來分析各方案是否科學規(guī)范。引導學生討論并 指岀其優(yōu)點和不足，以及自己的疑問。教師：點撥、解答 同學們的問題：）雜交育種依據的遺傳學原理就是：基因 的自由（1組合規(guī)律，即通過雜交，把生物不同

8、品種間的基 因重新組合，以便使不同親本的優(yōu)良基因組合到一起、從而 創(chuàng)造出對人類有益的新品種。）選育出的新品種必須是純 合子，否則其后代就（2會因為發(fā)生性狀分離而失去優(yōu)勢。 3）遺傳圖解有更簡潔的表示方法，即用我們在第（一章所學 的基因型的方式來表示。 單、容易操 作。 缺點：選擇范 圍有限，育種 周期長。 分組討論。學 生把設想描述 岀來。聽課的 同學對各方案 進行評價。 出示部分學 生的遺傳圖 解學生 疑問： ）雜交1 （育 種蘊含著哪些 遺傳學規(guī) 律？ 結合學 生的生 活經 驗，引 導學生 思考相 關的育 種方 法。 充分發(fā) 揮學生 的主觀 能動 性， 讓學生 積極參2教師以課本的兩個小麥

9、品種雜交為例：如果小麥中，）培育（與討）對抗病岀的 一個新品）是顯性，不抗?。ǎΦ彤a（高產（AaB種，如何判斷論。）是顯性，我們 需要的疋冋產抗病的純種，假疋兩個|（b匕疋否付合預親本小麥品種都疋純合子，請繪 出育種過程的遺傳圖 期的要求呢？解： ）有沒 教師點評，并示范書與過程如下：（3 有更簡潔的遺 傳圖解呢？PAABB X aabb JJ 配子 ABab 學生 運用 JJ AaBbF1 1/16 AABB 1/16 aaBB 每人都在作業(yè) 自由組 F 基因型2 本上嘗試書 合定律 aabb 1/16 AAbb1/16 寫，請兩位冋 的知識 學在黑板上 和書寫 2/16 AaBB 2/1

10、6 aaBb 書寫。) 遺傳圖 不可(1以， 解的技 2/16 AABb 4/16 AaBb2/16 Aabb 因為其中有 能解釋 2/16的植株是 雜交育 表現型 9/16高產不抗 3/16 低產不抗 雜合體，它的 種中的 3/161/16 低產抗病高產抗病 學情預設 【】：根據自 下一代會出 基因重 由組合定律，在 現性狀分離。 組的 現象。 F中高產抗?。ㄒ伙@一隱）品種占總數的。3/ 162 ）我 們得到的這種具有雜種優(yōu)勢的品種可（思考：1以代代遺傳 ）要想2 （得 培養(yǎng)學 嗎？（2 ）如何能得到可以代代遺傳的優(yōu)勢品種？ 2所 到可以代代遺 生的問 FAAbb3 （）我們選育岀的純合子新

11、品種，在2的高產抗病后 傳的優(yōu)勢品 題意 1/16。哪么它在F有的后代中的概率是代中的概率又是多 種，就必須對 識，給 少？頁的雜交育種的概念。教師引導，總結教材P99請 中所得2F 予學生 舉出我國在雜交育種方面成就?！浚号c選擇育種比較，雜 在到表現型為 發(fā)散思 交育種有什么【學情預設 優(yōu)點？】：綜上所述雜交育種的 高產抗病（一 維、啟 優(yōu)點是很明思考與討論 【顯的，但是在實際操作中，會遇到 顯一隱）的植 動已有 不少困難。請從雜交后代可能岀現的類型，以及育種時間等 株連續(xù)自交和 知識 方面，分析雜交育種方法的不足。有沒有更好的育種方法來 育種，逐步淘 的空 彌補這些缺點呢？ 二、誘變育種教

12、師引導學生回憶基因 汰不符合要求 間。培 突變的內容。 的植株，直到 養(yǎng)學生 不再發(fā)生性狀 運用所 分離，就是我 學的知 們要選育的能 夠穩(wěn)定遺傳的 純合子新品。 AAbb 種）（3。 1/3 雜交育 種就是將兩個 或 識和技 能解決多個品種的優(yōu) 利用基因突變的原理應用在育種中，就發(fā)展為一種新的方法 良性狀通過交 實際問 誘變育種。頁，教材列舉了哪些誘教師引導學生閱讀 配集中在一 題的能 教材P100變育種的實例？教師通過大量的圖片資料介 起，再經過選 力。 紹了誘變育種的實例教師總結：誘變育種的概念指什么？ 擇和培育，就 理解雜 教師引導，組織開展生生、師生的討論與雜交育種相比， 得到新品種

13、的 交育種 誘變育種有什么優(yōu)點？聯(lián)系基因突變的特點，談談誘變育種 方法。袁隆 在F1 的局限性。要想克服這些局限性，可以采取什么辦法？教 平的雜交水 產生代 師小結：兩種育種方法都為我們創(chuàng)造許多優(yōu)良的品種，育 稻，中國荷 后，還 種技術的發(fā)展為我們的社會經濟創(chuàng)造了許多價值，我國作為 斯坦牛等能 需要經 目前世界上能發(fā)射返回式衛(wèi)星的三個國家之一，在作物空間 將兩個不同品 過選擇 技術育種方面已經進入世界先進行列。在上一章我們已經 種的優(yōu)良性狀 和培育 學習了多倍體育種、單倍體育種的方法，現在請同學們列表 集中在一起， 形成能 比較：雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種在方 產生新的性狀 穩(wěn)

14、定遺 法、原理、優(yōu)缺點的異同點。 組合的新品 傳個體 種；育種的目 的過 的性較強。 程。 雜交育種只能 培養(yǎng)學 利用已有基因 生提煉 的重組，按需 和歸納 選擇，并不能 能 創(chuàng)造新的基 力。 因。雜交后代 突出雜 會出現性狀分 交育種 離現象，育種 的局限 進程緩縵至 為后續(xù) （一般需5 年），過程7 繁瑣。這些都 是雜交育種方 法的不足。 學生回憶學過 的知識，并交 流和討論： 基因突變：誘 發(fā)基因突變的 因素 學 （物理因素、 化學因素和生 物因素） 如黑農五87 號；衛(wèi)星“ 2” 青椒、號” 1 “航育水稻、 “豫麥13號 小麥”等；青 霉菌咼產菌 株等。誘變 育種就是利用 物理射因素

15、 （如X射線、 紫線、r外線、 激光等）或化 學因素（亞硝 酸、硫酸二乙 脂等）來處理 生物，使生物 發(fā)生基因突 變。誘變育種 的優(yōu)點是能夠 提高突變率， 在較短的時間 內獲得更多的 優(yōu)良變異類 型。誘變育種 的局限性是誘 發(fā)突變的方向 難以掌握，突 變體難以集中 多個理想性 狀。要想克服 這些局限性， 可以擴大誘變 習埋下 伏筆。 師生共 同解決 疑惑的 問題， 強化對 概念的 學 習。 掌握基 本概 念 培養(yǎng)自 學能 力，使 學生在 反饋、 思考中 進一步 突破難 點。 四種育種方法的比較 多倍體育種雜交育種誘變育種 用 物理、化學用秋水仙素因素處理生物，處理萌發(fā)的種子 處理雜交或幼苗 通

16、過基因重抑制細胞分用人工方法誘裂中紡錘體的形發(fā)基 因實變，產生組，把兩個親本原理成。使染色體的的優(yōu)良性 狀的組新性狀，創(chuàng)造新品數目加倍后不能合在同一個后代種 或新類型。中，從而產生符形成兩個細胞。合要求的新類 型。 器官較大，方法簡單，能提高變異的營養(yǎng)物質含量頻率，大 幅改良某容易操作。優(yōu)缺 些性狀，變異性狀高。點 較穩(wěn) 定，可加速育不能創(chuàng)造新的基因，育種進發(fā)育延遲，種進 程。程緩縵，過程繁結實率底。有利變異少，瑣。需大 量處理供試材料，誘發(fā)突變的方向難以掌握，突變體難以集 中多個理想性狀。射三倍體無籽小麥高莖青霉菌經X西瓜、 八倍體?。ㄒ椎狗?、抗線、紫外線照射以 實例 銹病的純種 與矮黑麥

17、。及綜合處理，培育 出青霉素產量很高莖（抗倒伏）易染病的純種進行的菌株雜 交，培育出矮莖抗銹病小麥品種。 后代的群體， 增加選擇的機 會。單倍體育 種化藥離體 培養(yǎng)誘導精子 直接發(fā)育成植 株，再用秋水 仙素加倍成純 合子。自交后 代不發(fā)生性狀 分離，可縮短 育種年限 （年八方 法復雜，成活 率低。抗病植 株的育成。 2 【知識鏈接】 1、雜種優(yōu)勢與雜交育種的區(qū)別 雜種優(yōu)勢是生物界普遍存在的現象。它是指基因型不同的親本個體相互雜交產生的雜種第一代， 在生長勢、生活力、繁殖力、抗逆性、產量和品質等一種或多種性狀上優(yōu)于兩個親本的現象。雜 種優(yōu)勢具有以下特點：雜種優(yōu)勢不是某一兩個性狀單獨表現突出，而是

18、許多性狀綜合表現突出； 雜種優(yōu)勢的大小，取決于雙親的遺傳差異和互補程度；親本基因型的純合程度不同，雜種優(yōu)勢的 強弱也不代以后逐漸減弱。雜種優(yōu)勢在性狀上表現F1代表現最明顯，F2同；雜種優(yōu)勢在為不同 類型，如營養(yǎng)體發(fā)育較旺的營養(yǎng)型、生殖器官發(fā)育較旺的生殖型和對外界不良環(huán)境適應能力較強 的適應型。育種實踐上，人們常利用雜種優(yōu)勢獲得較好的經濟性狀。 多年前，我國勞動人民就用馬和驢交配而獲得體力強大、耐力好早在2019騾，首創(chuàng)了利用雜種 優(yōu)勢的先例。雜種優(yōu)勢在植物中更是非常普遍的現的雜種一一會有優(yōu)勢呢？這是一個比較復雜的 問題，人們從多個方面象。為什么雜交種F1對其機理進行了研究。一種比較通俗的解釋是

19、：一 般來說，多數顯性基因有利于個體的生長發(fā)育，而相對的隱性基因不利于生長和發(fā)育。通過雜交， 親本雙方帶入子代雜合子中的顯性（有利）基因掩蓋了隱性（有害）基因，因而表現出有利于 生長發(fā)育的雜種優(yōu)勢。 雜交育種通常是指把不同遺傳類型的動物或植物進行交配，使優(yōu)良性狀結合于雜種后代中，通過 培育和選擇，創(chuàng)造岀新品種的方法。 它是動植物育種工作的兩個或多個品種間的（基本方法之一。 在雜交育種中應用最為普遍的是品種間雜交。（種間以上的雜交）雜交），其次是遠緣雜交 生產上，常常把用雜交方法培育優(yōu)良品種或利用雜種優(yōu)勢都稱為雜交育種，事實上，兩者之間是 有區(qū)別的。雜交育種過程就是要在雜交后代眾多類型中選留符合

20、育種目標的個體進一步培育，直 至獲得優(yōu)良性狀穩(wěn)定的新品種。雜交育種不僅要求性狀整齊，而且要求培育的品種在遺傳上比較 穩(wěn)定。品種一旦育成， 其優(yōu)代的優(yōu)良性良性狀即可相對穩(wěn)定地遺傳下去。雜種優(yōu)勢則主要是利用 雜種F1狀，而并不要求遺傳上的穩(wěn)定。作物育種上就常常在尋找某種雜交組合，通過年代雜交 種用于生產的辦法，取得經濟性狀，而并不要求其后代還能夠年配制F1保持遺傳上的穩(wěn)定性。 、太空育種簡介 2 太空育種主要是利用返回式衛(wèi)星和高空氣球所能達到的空間環(huán)境，通過強輻射、微重力和高真空 等條件誘發(fā)植物種子的基因發(fā)生變異的作物育種新技術。經歷過太空遨游的農作物種子返回地面 后再進行種植，不僅植株明顯增高增粗，果型增大，而且品質也得到提高。 顆返回式衛(wèi)98年月5日我國發(fā)射的第19871987我國從年開始太空育種。星首次搭載了青椒、 小 麥、水稻等一批種子，開始了我國太空育