雜交育種與誘變育種教案-生物高二必修二第六章第一節(jié)人教版

1、人教版 生物教案 必修二 第六章 第一節(jié)第六章 從雜交育種到基因工程第1節(jié) 雜交育種與誘變育種一、教學(xué)目標(biāo)：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種方法的優(yōu)點(diǎn)和不足。2、舉例說明雜交育種和誘變育種在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。3、討論遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。二、教學(xué)重難點(diǎn)：1.教學(xué)重點(diǎn)：遺傳和變異規(guī)律在改良農(nóng)作物和培育家畜品種等方面的應(yīng)用2.教學(xué)難點(diǎn)：雜交育種和誘變育種的優(yōu)點(diǎn)和局限性三、專家建議：本節(jié)在學(xué)習(xí)生物遺傳變異的基礎(chǔ)知識(shí)、了解遺傳變異基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，而且生物育種知識(shí)是高中生物新課程教學(xué)中的重點(diǎn)知識(shí)，該知識(shí)內(nèi)容不僅是必修2的學(xué)習(xí)主線之一，還與選修3現(xiàn)代生物科技專題中

2、的基因工程專題有密切的聯(lián)系，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)遺傳學(xué)的知識(shí)是怎樣用于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐、提高和改善生產(chǎn)技術(shù)，最大限度地滿足人類不斷增長的物質(zhì)需要的，通過該內(nèi)容的分析學(xué)習(xí)，還可以訓(xùn)練學(xué)生的各方面能力。初中生物課中關(guān)于人類應(yīng)用遺傳變異原理培育新品種的內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)選擇育種與雜交育種有了初步的了解。在本書前幾章的學(xué)習(xí)中，學(xué)生又學(xué)習(xí)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(jù)的遺傳學(xué)原理打下了基礎(chǔ)。在本節(jié)教學(xué)中，教師可以指導(dǎo)學(xué)生搜集我國在育種實(shí)踐方面取得成功的事例，分析其中包含的遺傳學(xué)規(guī)律，體會(huì)科學(xué)技術(shù)在發(fā)展社會(huì)生產(chǎn)力、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步等方面的巨大作用。四、教學(xué)方法以講授法為主，以討論、探究、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法為

3、輔。分組學(xué)習(xí)，問題討論，激發(fā)思維，實(shí)施探究,分析歸納，總結(jié)梳理。五、課時(shí)安排：1課時(shí)六、教學(xué)用具教學(xué)課件七、教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖教師組織學(xué)生展示課前收集的關(guān)于選擇育種和雜交育種的資料（以圖片為主）提出問題：1古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突出的貢獻(xiàn)是選育了果穗碩大、淀粉含量高的玉米。請(qǐng)分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳學(xué)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。教師在學(xué)生閱讀教材的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生交流上述問題。【學(xué)情預(yù)設(shè)】若學(xué)生不能較好地回答上述問題，教師可以通過對(duì)問題的分解，實(shí)施進(jìn)一步的引導(dǎo)：（1）古印第安人培育玉米的方法稱為 。（2）這里的“選擇”的含義是 。（3）“用作祭祀的玉米是在隔離條

4、件下種植的”其中“隔離”作用是 。（4）選擇育種的優(yōu)缺點(diǎn)是 。選擇育種的局限性是：只能利用生物在自然環(huán)境條件下產(chǎn)生的有限變異，在已有的性狀組合中選育優(yōu)良品種。請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本的“問題探討”并提出問題：教師檢查，我們發(fā)現(xiàn)大家使用的方法都是雜交育種，看來你們已經(jīng)嘗試從理論上探索雜交育種的方法了。學(xué)生的資料展示和交流學(xué)生閱讀資料，學(xué)生帶著問題閱讀教材P98頁并作答。學(xué)生作答：（1）選擇育種（2）汰劣留良（3）防止質(zhì)劣玉米與選擇的具有優(yōu)良性狀的玉米雜交，使優(yōu)良性狀得到不斷的積累。（4）優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)簡單、容易操作。缺點(diǎn)：選擇范圍有限，育種周期長。分組討論。學(xué)生把設(shè)想描述出來。聽課的同學(xué)對(duì)各方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。激

5、發(fā)學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)興趣。師生共同解決問題，運(yùn)用現(xiàn)代遺傳學(xué)知識(shí)為學(xué)生闡明“選擇育種”做鋪墊。培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和理解能力?，F(xiàn)在我們來分析各方案是否科學(xué)規(guī)范。引導(dǎo)學(xué)生討論并指出其優(yōu)點(diǎn)和不足，以及自己的疑問。教師：點(diǎn)撥、解答同學(xué)們的問題：（1）雜交育種依據(jù)的遺傳學(xué)原理就是：基因的自由組合規(guī)律，即通過雜交，把生物不同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(duì)人類有益的新品種。（2）選育出的新品種必須是純合子，否則其后代就會(huì)因?yàn)榘l(fā)生性狀分離而失去優(yōu)勢(shì)。（3）遺傳圖解有更簡潔的表示方法，即用我們?cè)诘谝徽滤鶎W(xué)的基因型的方式來表示。教師以課本的兩個(gè)小麥品種雜交為例:如果小麥中，

6、高產(chǎn)（A）對(duì)低產(chǎn)（a）是顯性，不抗?。˙）對(duì)抗病（b）是顯性，我們需要的是高產(chǎn)抗病的純種，假定兩個(gè)親本小麥品種都是純合子，請(qǐng)繪出育種過程的遺傳圖解：教師點(diǎn)評(píng)，并示范書寫過程如下：P AABB X aabb 配子 AB ab F1AaBbF2 基因型 1/16 AABB 1/16 aaBB1/16 AAbb 1/16 aabb 2/16 AaBB 2/16 aaBb 2/16 Aabb 2/16 AABb 4/16 AaBb表現(xiàn)型 9/16高產(chǎn)不抗 3/16低產(chǎn)不抗3/16高產(chǎn)抗病 1/16 低產(chǎn)抗病【學(xué)情預(yù)設(shè)】：根據(jù)自由組合定律，在F2 中高產(chǎn)抗?。ㄒ伙@一隱）品種占總數(shù)的316。思考:（1）我

7、們得到的這種具有雜種優(yōu)勢(shì)的品種可以代代遺傳嗎？（2）如何能得到可以代代遺傳的優(yōu)勢(shì)品種？（3）我們選育出的純合子新品種AAbb，在F 所有的后代中的概率是1/16。哪么它在F的高產(chǎn)抗病后代中的概率又是多少？教師引導(dǎo)，總結(jié)教材P99頁的雜交育種的概念。請(qǐng)舉出我國在雜交育種方面成就。【學(xué)情預(yù)設(shè)】：與選擇育種比較，雜交育種有什么優(yōu)點(diǎn)？【思考與討論】：綜上所述雜交育種的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的，但是在實(shí)際操作中，會(huì)遇到不少困難。請(qǐng)從雜交后代可能出現(xiàn)的類型，以及育種時(shí)間等方面，分析雜交育種方法的不足。有沒有更好的育種方法來彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)呢？二、誘變育種教師引導(dǎo)學(xué)生回憶基因突變的內(nèi)容。利用基因突變的原理應(yīng)用在育種中，就

8、發(fā)展為一種新的方法誘變育種。教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P100頁，教材列舉了哪些誘變育種的實(shí)例？教師通過大量的圖片資料介紹了誘變育種的實(shí)例教師總結(jié)：誘變育種的概念指什么？教師引導(dǎo)，組織開展生生、師生的討論與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點(diǎn)？聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。要想克服這些局限性，可以采取什么辦法？ 教師小結(jié)：兩種育種方法都為我們創(chuàng)造許多優(yōu)良的品種，育種技術(shù)的發(fā)展為我們的社會(huì)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造了許多價(jià)值，我國作為目前世界上能發(fā)射返回式衛(wèi)星的三個(gè)國家之一，在作物空間技術(shù)育種方面已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)行列。在上一章我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了多倍體育種、單倍體育種的方法，現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們列表比較：雜交育種、誘變育種、

9、多倍體育種、單倍體育種在方法、原理、優(yōu)缺點(diǎn)的異同點(diǎn)。出示部分學(xué)生的遺傳圖解學(xué)生疑問：（1）雜交育種蘊(yùn)含著哪些遺傳學(xué)規(guī)律？（2）培育出的一個(gè)新品種，如何判斷它是否符合預(yù)期的要求呢？（3）有沒有更簡潔的遺傳圖解呢？學(xué)生每人都在作業(yè)本上嘗試書寫，請(qǐng)兩位同學(xué)在黑板上書寫。（1）不可以，因?yàn)槠渲杏?/16的植株是雜合體，它的下一代會(huì)出現(xiàn)性狀分離。（2）要想得到可以代代遺傳的優(yōu)勢(shì)品種，就必須對(duì)在F 中所得到表現(xiàn)型為高產(chǎn)抗?。ㄒ伙@一隱）的植株連續(xù)自交和育種，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再發(fā)生性狀分離，就是我們要選育的能夠穩(wěn)定遺傳的純合子新品種AAbb。（3）1/3。雜交育種就是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀

10、通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，就得到新品種的方法。袁隆平的雜交水稻，中國荷斯坦牛等能將兩個(gè)不同品種的優(yōu)良性狀集中在一起，產(chǎn)生新的性狀組合的新品種；育種的目的性較強(qiáng)。雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩縵（一般需5至7年），過程繁瑣。這些都是雜交育種方法的不足。學(xué)生回憶學(xué)過的知識(shí)，并交流和討論：基因突變：誘發(fā)基因突變的因素（物理因素、化學(xué)因素和生物因素）如黑農(nóng)五號(hào)；衛(wèi)星“872”青椒、“航育1號(hào)”水稻、“豫麥13號(hào)小麥”等；青霉菌高產(chǎn)菌株等。誘變育種就是利用物理因素（如X射線、r射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（亞硝酸、硫酸

11、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(diǎn)是能夠提高突變率，誘變育種的局限性是誘發(fā)突變的方向難以掌握，擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會(huì)。結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考相關(guān)的育種方法。充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生積極參與討論。運(yùn)用自由組合定律的知識(shí)和書寫遺傳圖解的技能解釋雜交育種中的基因重組的現(xiàn)象。培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，給予學(xué)生發(fā)散思維、啟動(dòng)已有知識(shí)的空間。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能解決實(shí)際問題的能力。理解雜交育種在產(chǎn)生F1代后，還需要經(jīng)過選擇和培育形成能穩(wěn)定遺傳個(gè)體的過程。培養(yǎng)學(xué)生提煉和歸納能力。突出雜交育種的局限為后續(xù)學(xué)習(xí)埋下伏筆。師生共同解決疑惑的問題，強(qiáng)化對(duì)概念的學(xué)

12、習(xí)。掌握基本概念培養(yǎng)自學(xué)能力，使學(xué)生在反饋、思考中進(jìn)一步突破難點(diǎn)。四種育種方法的比較雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種處理雜交用物理、化學(xué)因素處理生物，用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)原理通過基因重組，把兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀的組合在同一個(gè)后代中，從而產(chǎn)生符合要求的新類型。用人工方法誘發(fā)基因?qū)嵶?，產(chǎn)生新性狀，創(chuàng)造新品種或新類型。抑制細(xì)胞分裂中紡錘體的形成。使染色體的數(shù)目加倍后不能形成兩個(gè)細(xì)胞。誘導(dǎo)精子直接發(fā)育成植株，再用秋水仙素加倍成純合子。優(yōu)缺點(diǎn)方法簡單，容易操作。不能創(chuàng)造新的基因，育種進(jìn)程緩縵，過程繁瑣。能提高變異的頻率，大幅改良某些性狀，變異性狀較穩(wěn)定，可加速育種進(jìn)程。有利變異少

13、，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(gè)理想性狀。器官較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高。發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率底。自交后代不發(fā)生性狀分離，可縮短育種年限（2年）。方法復(fù)雜，成活率低。實(shí)例小麥高莖（易倒伏）、抗銹病的純種與矮莖（抗倒伏）易染病的純種進(jìn)行雜交，培育出矮莖抗銹病小麥品種。青霉菌經(jīng)X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育出青霉素產(chǎn)量很高的菌株三倍體無籽西瓜、八倍體小黑麥?？共≈仓甑挠伞！局R(shí)鏈接】1、雜種優(yōu)勢(shì)與雜交育種的區(qū)別雜種優(yōu)勢(shì)是生物界普遍存在的現(xiàn)象。它是指基因型不同的親本個(gè)體相互雜交產(chǎn)生的雜種第一代，在生長勢(shì)、生活力、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)等一種或多種性狀上優(yōu)于兩個(gè)親本的

14、現(xiàn)象。雜種優(yōu)勢(shì)具有以下特點(diǎn)：雜種優(yōu)勢(shì)不是某一兩個(gè)性狀單獨(dú)表現(xiàn)突出，而是許多性狀綜合表現(xiàn)突出；雜種優(yōu)勢(shì)的大小，取決于雙親的遺傳差異和互補(bǔ)程度；親本基因型的純合程度不同，雜種優(yōu)勢(shì)的強(qiáng)弱也不同；雜種優(yōu)勢(shì)在F1代表現(xiàn)最明顯，F(xiàn)2代以后逐漸減弱。雜種優(yōu)勢(shì)在性狀上表現(xiàn)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(duì)外界不良環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)的適應(yīng)型。育種實(shí)踐上，人們常利用雜種優(yōu)勢(shì)獲得較好的經(jīng)濟(jì)性狀。雜種優(yōu)勢(shì)在植物中更是非常普遍的現(xiàn)象。為什么雜交種F1會(huì)有優(yōu)勢(shì)呢？這是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，人們從多個(gè)方面對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了研究。一種比較通俗的解釋是：一般來說，多數(shù)顯性基因有利于個(gè)體的生長發(fā)育，而相對(duì)

15、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(xiàn)出有利于生長發(fā)育的雜種優(yōu)勢(shì)。雜交育種通常是指把不同遺傳類型的動(dòng)物或植物進(jìn)行交配，使優(yōu)良性狀結(jié)合于雜種后代中，通過培育和選擇，創(chuàng)造出新品種的方法。它是動(dòng)植物育種工作的基本方法之一。在雜交育種中應(yīng)用最為普遍的是品種間雜交(兩個(gè)或多個(gè)品種間的雜交)，其次是遠(yuǎn)緣雜交(種間以上的雜交)。生產(chǎn)上，常常把用雜交方法培育優(yōu)良品種或利用雜種優(yōu)勢(shì)都稱為雜交育種，事實(shí)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育種目標(biāo)的個(gè)體進(jìn)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

16、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)良性狀即可相對(duì)穩(wěn)定地遺傳下去。雜種優(yōu)勢(shì)則主要是利用雜種F1代的優(yōu)良性狀，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，通過年年配制F1代雜交種用于生產(chǎn)的辦法，取得經(jīng)濟(jì)性狀，而并不要求其后代還能夠保持遺傳上的穩(wěn)定性。2、太空育種簡介太空育種主要是利用返回式衛(wèi)星和高空氣球所能達(dá)到的空間環(huán)境，通過強(qiáng)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(shù)。經(jīng)歷過太空遨游的農(nóng)作物種子返回地面后再進(jìn)行種植，不僅植株明顯增高增粗，果型增大，而且品質(zhì)也得到提高。我國從1987年開始太空育種。1987年8月5日我國發(fā)射

17、的第9顆返回式衛(wèi)星首次搭載了青椒、小麥、水稻等一批種子，開始了我國太空育種的嘗試。至今，我國已先后8次進(jìn)行了太空育種試驗(yàn)。經(jīng)過太空育種的青椒、番茄、黃瓜、水稻等作物，高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗病性強(qiáng)。美國曾進(jìn)行過玫瑰的太空育種，希望獲得玫瑰油產(chǎn)量高的突變體；俄羅斯曾經(jīng)進(jìn)行過圣誕樹的太空育種，現(xiàn)在大面積種植在西伯利亞和哈薩克斯坦地區(qū)，從太空回來的圣誕樹長得非常高大。八、課堂總結(jié)由于很多內(nèi)容學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過如基因的自由組合定律、基因突變以前都學(xué)過，所以我采用采用溫故知新雜交育種的技術(shù)方法誘變育種的技術(shù)方法知識(shí)擴(kuò)展總結(jié)的方法來講授新知識(shí)。本節(jié)課的設(shè)計(jì)也能把理論與實(shí)踐充分地結(jié)合在一起，例如在雜交育種技術(shù)的學(xué)習(xí)中，教師舉例：利用高抗和矮感的小麥來設(shè)計(jì)如何出矮抗的小麥。通過學(xué)生的動(dòng)手操作，使知識(shí)更能貼近生活，學(xué)以致用。課