2022年人教高中生物必修2教案：第6章第1節(jié)從雜交育種到誘變育種3

1、第6章 從雜交育種到基因工程 第1節(jié) 從雜交育種到誘變育種【三維目標】1學問與技能：1 簡述雜交育種的概念,舉例說明雜交育種方法的優(yōu)點和不 足；2）舉例說出誘變育種在生產(chǎn)中的應用；3）爭論遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)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； 爭論育種科學技術進展是科學、技術和社會的相互作用；2 體會科學技術在進展社會生產(chǎn)力、推動社會進步等方面的 龐大作用；【教學重點】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用；【教學難點】1）雜交育種和誘變育種的優(yōu)點和局限性；2）用遺傳圖解表示各種

2、育種過程【教具預備】 老師課件1 / 10 【課時支配】 1 課時【教學預備】一、課前預備老師指導同學搜集我國在育種實踐方面取得勝利的事例,分析其中包含的遺傳學規(guī)律,體會科學技術在進展社會生產(chǎn)力、推動社會進步等方面的龐大作用；二、情境創(chuàng)設老師展現(xiàn)課前收集的古人馴化野生動物、栽培植物的圖片資料制 成的課件,按課件圖片的次序,先向同學展現(xiàn)古人馴化狗、馬、牛、豬、雞,培育玉 M、小麥、水稻、各種蔬菜、水 果的過程；再 向同學展現(xiàn)現(xiàn)在的家禽、家畜、糧食、蔬菜、水果的各種優(yōu)良品種 的圖片,引起同學的愛好；三、師生互動老師；這些優(yōu)良的品種,都是人們利用生物的變異,通過長期的 挑選,汰劣留良,培育出來的優(yōu)良

3、品種；但是這種挑選育種的方法 周期長,可挑選的范疇又有限,有些品種只在某一方面優(yōu)勢,而另 一方面卻不良等,不能滿意日益增長的人們的需要,在實踐中,人 們逐步摸索出很多優(yōu)秀的育種方法；1、雜交育種請同學們閱讀課本的“ 問題探討” 并進行爭論；同學：分組爭論；各小組選派代表上臺陳述自己的詳細設想,并把設想用遺傳圖解在實物投影儀上表示出來；聽課的同學對各小組的方案進行評判；老師：從上述同學們的匯報溝通中,我們發(fā)覺大家使用的方法都是雜交育種,看來你們已經(jīng)嘗試從理論上探究雜交育種的方法了；現(xiàn)在我們來分析各組的方案是否科學規(guī)范；再次出示各小組的遺傳圖解）由同學們指出其優(yōu)點和不足,以及自己的疑問；同學 1：

4、 我們的問題是：雜交育種包蘊著哪些遺傳學規(guī)律？2 / 10 什么是規(guī)范的遺傳圖解？同學 2： 我們的問題是：如何估計雜交育種可能的選育過程 和結果,培育出的一個新品種,如何判定它是否符合預期的要求 呢？同學 3： 假如我們需要的性狀顯性該如何選？假如是隱性 呢？假如又有顯性又有隱性呢？選出的新品種應當是純合子仍是雜 合子？同學 4： 有沒有更簡潔的遺傳圖解呢 老師：同學們提的問題都特別到位,大家再爭論；同學：分組爭論,發(fā)言；老師：點撥、解答同學們的問題：雜交育種依據(jù)的遺傳學原理就是：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、從而制造

5、出對人類有益的新品種；課本的遺傳圖解就是一個很規(guī)范的育種方案,它是以文字的形 式,從性狀的角度來闡述雜交育種的過程；同學們在書寫時,要依 據(jù)基因的自由組合規(guī)律的原理,把每一代的可能表現(xiàn)型都正確的寫 出,從雜種其次代就可以選出我們需要的品種；選育出的新品種必 須是純合子,否就其后代就會由于發(fā)生性狀分別而失去優(yōu)勢；這 里,同學們可能發(fā)覺了問題：隱性性狀的品種確定是純合子,但顯 性性狀的品種就有可能是純合子、也有可能是雜合子,該如何鑒定 呢. 假如我們需要的性狀是顯性性狀,育種時就用親本的雜交后代3 / 10 連續(xù)自交,逐步剔除,直到不再發(fā)生性狀分別為止；假如我們需要的性狀是隱性性狀,育種時就從雜種

6、二代中直接選用；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；以課本的兩個小麥品種雜交為例: 假如小麥中,高產(chǎn)A）對低產(chǎn) a）是顯性,不抗病B）對抗病 b）是顯性,我們需要的是高產(chǎn)抗病的純種,假定兩個親本小麥品種都是純 合子,請繪出育種過程的基因型圖解；同學：每人都在作業(yè)本上嘗試書寫,請兩位同學在黑板上書寫；老師 : 點評,并示范書寫過程如下：P AABB X aabb 配子 AB ab F AaBb 1/16 AABB 1/16 aaBB 1/16 AAbb 1/16 aabb F基因型2/16 AaBB 2/16 aaBb 2/16 Aabb 2/16 AABb 4

7、/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 底產(chǎn)抗病 依據(jù)自由組合定律,在 F 中高 產(chǎn)抗病 一顯一隱）品種占總數(shù)的 3 16 ；摸索 : 我們得到的這種具有雜種優(yōu)勢的品種可以代代遺傳嗎？同學 : 不行以,由于其中有2/16的植株是雜合體,它的下一代會顯現(xiàn)性狀分離；老師：那么,如何能得到可以代代遺傳的優(yōu)勢品種？同學：要想得到可以代代遺傳的優(yōu)勢品種,就必需對在F中所得到表現(xiàn)型為高產(chǎn)抗病 一顯一隱）的植株連續(xù)自交和育種,逐步剔除不符合要求的植株,直到不再發(fā)生 性狀分別,就是我們要選育的能夠穩(wěn)固遺傳的純合子新品種AAbb；摸索：我們選育出的純合子新

8、品種AAbb,在 F 全部的后代中的概率是 1/16 ；哪么它在 F 的高產(chǎn)抗病后代中的概率又是多少？同學： 1/3；老師：通過上述分析,請給雜交育種下一個合理的定義；同學：雜交育種就是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀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；老師：請舉出我國在雜交育種方面成就；同學：袁隆平的雜交水稻,中國荷斯坦牛等 老師：綜上所述雜交育種的優(yōu)點是很明顯的,但是在實際操作中,會遇到不少 困難；請從雜交后代可能顯現(xiàn)的類型,以及育種時間等方面,分析雜交育種方法的 不足；同學 : 分組爭論,各小組選派代表回答；老師 : 雜交育種只能利用已有基因的重組,按需挑選,并不能制造

9、新的基因；雜交后代會顯現(xiàn)性狀分別現(xiàn)象,育種進程緩縵 一般需 5 至 7 年）,過程繁瑣；這些都是雜交育種方法的不足；有沒有更好的育種方法來補償這些缺點呢？2、誘變育種4 / 10 同學：分組爭論；老師提示：從變異的角度去摸索；并舉例說明其可行性；同學 1：利用基因突變的原理,用輻射方法處理大豆,可以培育優(yōu)良的大豆品 種；如 : 黑農(nóng)五號；同學 2：利用基因突變的原理,利用返回式衛(wèi)星和高空氣球搭載農(nóng)作物種子,使種子在空間條件下發(fā)生基因突變,進行農(nóng)作物遺傳性狀的改良；如：衛(wèi)星“87 2”青椒、“ 航育 1 號” 水稻、“ 豫麥 13 號小麥” 等；同學 3：利用基因突變的原理,對青霉菌多次進行 處

10、理,培育了高產(chǎn)菌株；X 射線、紫外線照耀以及綜合同學 4、利用基因突變的原理,進行核技術誘變育種,可培育出優(yōu)良的糧食、蔬菜、水果、花卉品種；老師 : 同學們的學問面很廣,介紹了很多誘變育種的方法,請給誘變育種一個合理的定義；同學：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；從而在短時間內 獲得更多的優(yōu)良變異類型的育種方法；老師：與雜交育種相比,誘變育種有什么優(yōu)點？聯(lián)系基因突變的特點,談談誘變育種的局限性；要想克服這些局限性,可以實行什么方法？同學：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

11、變異類型；誘變育種的局限性是誘發(fā)突變的方向難以把握,突變體難以集中多個抱負性 狀；要想克服這些局限性,可以擴大誘變后代的群體,增加挑選的機會；老師：可見科學與技術的進展與社會的進展有著相互影響、相互制約的關系,請 簡潔的表達他們之間的這種關系；同學：遺傳變異規(guī)律在促進經(jīng)濟與社會進展方面的有著重要的價值,遺傳變異規(guī) 律的進展直接促進了經(jīng)濟與社會進展；但是,在某一歷史階段,由于科學熟悉的局 限性,科學技術總會存在一些難以解決的問題,這些問題阻礙了生產(chǎn)力的提高；隨著科學熟悉的不斷深化,技術上的問題得以解決,生產(chǎn)力也隨之提高；社會生產(chǎn)力 的提高,又能反過來促進科學技術的進展；四、老師精講 雜交育種就是

12、將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起,再經(jīng)過挑選和 培育,就得到新品種的方法；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；從而在短時間內獲得 更多的優(yōu)良變異類型的育種方法；雜交育種的優(yōu)點：方法簡潔,簡潔操作；但是,雜交育種只能利用已有基因的重組,按需挑選,并不能制造新的基因；雜交后代會顯現(xiàn)性狀分別現(xiàn)象,育種進程緩縵,過程繁瑣；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；但是,誘變育種的誘發(fā)突變的方向難以把握,突變體難以集中多個抱負性狀；需大量處理供試材料；兩種育種方法都為我

13、們制造很多優(yōu)良的品種,育種技術的進展為我們的社會經(jīng)濟 制造了很多價值,我國作為目前世界上能發(fā)射返回式衛(wèi)星的三個國家之一,在作物空間技術育種 方面已經(jīng)進入世界先進行列；五、評判反饋5 / 10 老師：在上一章我們已經(jīng)學習了多倍體育種、單倍體育種的方法,現(xiàn)在請同學 們列表比較：雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種在方法、原理、優(yōu)缺 點的異同點；同學 : 在作業(yè)本上列表比較；老師隨機抽幾位同學的表格在實物投影儀上展現(xiàn),同學點評；六、課堂小結處雜交育種四種育種方法的比較: 單倍體育種誘變育種多倍體育種雜交用物理、化學因素處用 秋 水 仙 素 處 理花藥離體培育理生物,萌 發(fā) 的 種 子 或 幼理

14、苗原通過基因重組,把用人工方法誘發(fā)基因抑 制 細 胞 分 裂 中誘 導 精 子 直兩個親本的優(yōu)良性實變,產(chǎn)生新性狀,紡 錘 體 的 形 成 ；接 發(fā) 育 成 植理狀的組合在同一個創(chuàng) 造 新 品 種 或 新 類使 染 色 體 的 數(shù) 目株,再用秋水后代中,從而產(chǎn)生型；加 倍 后 不 能 形 成仙素加倍成純符 合 要 求 的 新 類兩個細胞；合子；型；優(yōu)方法簡潔,簡潔操能 提 高 變 異 的 頻器 官 較 大 , 營 養(yǎng)自交后代不發(fā)作；率,大幅改良某些性物質含量高；生性狀分別,缺不 能 創(chuàng) 造 新 的 基狀 , 變 異 性 狀 較 穩(wěn)發(fā) 育 延 遲 , 結 實可縮短育種年點因 , 育 種 進 程

15、緩定 , 可 加 速 育 種 進率底；限2 年）；縵,過程繁瑣；程；方法復雜,成有利變異少,需大活率低；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；實 例小 麥 高 莖 易 倒青霉菌經(jīng)X 射線、紫三 倍 體 無 籽 西抗 病 植 株 的伏）、抗銹病的純外線照耀以及綜合處瓜 、 八 倍 體 小 黑育成；種與矮莖 抗倒伏）理,培育出青霉素產(chǎn)麥；易染病的純種進行量很高的菌株雜交,培育出矮莖抗銹病小麥品種；七、布置作業(yè) 課本 P1 01 練習；八、課后拓展下圖表示以某種農(nóng)作物1）和 2）兩個品種為基礎,培育出4）、 5）、 6）、

16、7）四個品種的過程；依據(jù)下圖,回答以下問 題：6 / 10 1）用 和培育出 所采納的方法I和 II分別稱為_和_,其培育出 所依據(jù)的原理是 _； 2）由培育出 的常用方法III是_；由培育成的方法 V稱_,其優(yōu)點是 _； 3）由培育出 的常用方法 IV 是_,其形成的 稱_； 4）由培育出 的方法 VI 是_；【解讀】這是一道有關育種方式的學科內綜合題,依據(jù)四種育種方式的育種原理,分步解讀如下：1）用AABB和aabb培育出 AAbb,需分兩步走,第一步AABB與 aabb 進行雜交得 AaBb,所以方法 I 為雜交育種：其次步讓 AaBb自交,選出符合要求的AAbb和 Aabb兩種后代的個

17、體, AAbb和 Aabb在外觀上無法區(qū)分,因此需將 AAbb和 Aabb再分別自交,觀察后代性狀無分別者為 AAbb,所以方法 II 為自交,所依據(jù)的原理是基因的自由組合規(guī)律；2）由AaBb 培育成 Ab 的常用方法是花粉的離體培育,由Ab 培育成 AAbb的方法是將Ab 的幼苗用秋水仙素處理,使染7 / 10 色體加倍,即人工單倍體育種； 3）由AaBb培育成 AAaaBBbb的方法,也是用秋水仙素處理 AaBb 的幼苗或種子,使染色體加倍,體；AAaaBBbb又被稱為多倍 4）由aabb 培育成 Aabb,可采納射線照耀或藥劑處理等人工誘變方式,其依據(jù)的原理是在肯定的劑量范疇內,射線或藥

18、劑不能殺死被試驗的生物,但能誘發(fā)其中一部分個體產(chǎn)生基因突變,使隱性基因 a 突變?yōu)轱@性基因 A；【答案】 .1 雜交自交,基因重組；限；2）花藥離體培育；人工誘導染色體加倍,縮短育種年3）人工誘導多倍體,多倍體4）采納射線照耀或藥劑處理等人工誘變方式【板書設計】種,假定兩個親本小麥品種都是純合子；就遺傳圖解如下：小麥高產(chǎn) A）對低產(chǎn) a）是顯性,不抗病方法 B）對抗病 b）是顯性,選育高產(chǎn)抗病的純 方法P AABB原理高產(chǎn)不抗） X aabb 雜交育種低產(chǎn)抗?。┱T變育種 原理配子 AB ab 育種 FF AaBb 方法基因型 1/16 AABB 1/16 aaBB 1/16 AAbb 1/16

19、 aabb 2/16 AaBB 2/16 aaBb 2/16 Aabb 多倍體育 高產(chǎn)不抗）方法 2/16 AABb 原理 單倍體育 原理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 底產(chǎn)抗病【習題詳解】一、練習 P 101 ）8 / 10 一）基礎題 解讀：考察對雜交育種和誘變育種的基本原理和過程,只要正確懂得其原理和過程就能較快得出答案；【答案】： 1B； 2 B； 3 基因突變； X 射線；紫外線；激光；二）拓展題 提示：可采納雜交育種的方法,遺傳圖解可參考教科書插圖 61 繪制；優(yōu)點是育種的目的性較強,能夠獲得具有優(yōu)良性狀、淘 汰不良性狀的品種；缺點是育種周期長,過程繁瑣；二、問題探討 P98）提示：此節(jié)問題探討意在結合同學的生活體會,引導同學摸索相 關的育種方法；老師可充分發(fā)揮同學的主觀能動性,讓同學積極參 與爭