第5章生物變異與生物育種教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

必修二第5章章末《生物變異與生物育種》教學(xué)設(shè)計(jì)必修二第5章章末《生物變異與生物育種》融入職業(yè)育種工作者（課本14頁）教材版本人教版選擇性必修二《遺傳與進(jìn)化》課型新授課復(fù)習(xí)課?學(xué)科實(shí)踐活動課□其他□融合方式老教材中有專門的一章介紹生物育種，而新教材中則是將各種育種技術(shù)分散在各節(jié)變異內(nèi)容中，生物育種是非常重要的一類生物技術(shù)應(yīng)用例子，也是進(jìn)一步理解生物變異內(nèi)容的非常好的載體，所以在結(jié)束本章節(jié)的學(xué)習(xí)后，還是建議做一個生物育種方向的專題復(fù)習(xí)，將這些內(nèi)容綜合起來，幫助學(xué)生將知識系統(tǒng)化、應(yīng)用化，從而讓學(xué)生更加深入理解相關(guān)內(nèi)容。生物育種工作是誰在做？明顯是生物育種工作者。所以本節(jié)課可以以生物育種工作者這個職業(yè)導(dǎo)入，他們的工作內(nèi)容就是本節(jié)課的知識內(nèi)容部分，在分析整理各項(xiàng)育種技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容之后，再介紹育種工作者的其他職業(yè)相關(guān)內(nèi)容，最終讓學(xué)生帶著對職業(yè)的好奇心獲取必備知識的同時(shí)，也更加深入了解了育種工作者這個職業(yè)，最后以一個袁隆平院士的育種工作介紹視頻（或者是海水稻成功培育視頻）收尾，從雜交水稻培育過程中遇到的困難感受這份工作艱難的一面，從雜交水稻培育成功的偉大意義感受這份職業(yè)的價(jià)值，從袁隆平院士對雜交水稻培育的堅(jiān)持感受這份職業(yè)的魅力所在。1.教學(xué)內(nèi)容分析生物變異在育種上的應(yīng)用是人教版高中生物學(xué)教材必修2《遺傳與進(jìn)化》第5章“基因突變及其他變異”中的重要內(nèi)容，主要包括雜交育種、誘變育種、單倍體育種及多倍體育種的原理、過程和優(yōu)缺點(diǎn)。這個內(nèi)容在新教材中相對比較分散，在結(jié)束本章節(jié)的學(xué)習(xí)后，還是需要做一個生物育種方向的專題復(fù)習(xí)，從而將這些內(nèi)容綜合起來，幫助學(xué)生將知識系統(tǒng)化、應(yīng)用化，如此又讓學(xué)生更加深入理解相關(guān)內(nèi)容。2.學(xué)情分析1.學(xué)生在前面已經(jīng)學(xué)過染色體、同源染色體、非同源染色體、染色體組、多倍體、基因突變等知識，為此節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。2.前面學(xué)習(xí)的有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用等基礎(chǔ)知識，為創(chuàng)設(shè)問題情景，新舊知識融會貫通，形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，開展探究性學(xué)習(xí)提供了可能。3.教學(xué)目標(biāo)1.結(jié)合情境與實(shí)例分析生物變異與育種的關(guān)系，形成關(guān)注農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)、人體生命健康的生物學(xué)理念。（生命觀念、社會責(zé)任、科學(xué)思維）2.通過對四種育種方式的比較，總結(jié)出四種育種方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并構(gòu)建四種育種方法的模型。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）3.通過育種應(yīng)用的學(xué)習(xí)，提高綜合實(shí)踐類題目的解題能力，認(rèn)同遺傳學(xué)知識在現(xiàn)實(shí)生活中的價(jià)值，服務(wù)生產(chǎn)，明確社會責(zé)任。4.通過了解育種工作者這個職業(yè)，發(fā)展一定的職業(yè)意識。4.教學(xué)重難點(diǎn)比較雜交育種、單倍體育種、多倍體育種和誘變育種這四種育種方式的優(yōu)缺點(diǎn)；構(gòu)建四種育種流程的模型。5.教學(xué)過程有一份職業(yè)叫做育種工作者，他們的主要任務(wù)是培育動植物新品種，如何來培育？需要掌握哪些育種技術(shù)呢？我們這節(jié)課就來做一個整理。先思考并回答以下幾個問題：1.選擇育種的局限性？2.單倍體育種的原理及過程？優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？3.多倍體育種的原理及過程？優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？4.雜交育種概念及原理？優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？5.誘變育種的概念及原理？優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？一、生物育種的原理、過程和方法1.單倍體育種（1）原理：染色體（數(shù)目）變異（2）過程：（3）優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限，后代全為純合子。（4）缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。2.多倍體育種（1）原理：染色體（數(shù)目）變異（2）過程：（3）優(yōu)點(diǎn)：多倍體莖稈粗壯，果實(shí)較大，營養(yǎng)豐富。（4）缺點(diǎn)：所獲品種發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低。為何要選擇萌發(fā)的種子？秋水仙素是在有絲分裂前期抑制紡錘絲的形成，處理萌發(fā)的種子能使更多細(xì)胞染色體加倍，成功率較高。實(shí)例：三倍體無子西瓜三倍體西瓜為什么無法產(chǎn)生種子？減數(shù)分裂過程聯(lián)會紊亂，無法產(chǎn)生正常的配子。四倍體和二倍體西瓜是不是一個物種？不是，產(chǎn)生了不可育的后代。3.雜交育種（1）概念：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，獲得新品種的方法。（2）原理：基因重組（3）優(yōu)點(diǎn)：方法簡便，可把多個優(yōu)良性狀集中在一起（4）缺點(diǎn)：育種進(jìn)程緩慢，過程復(fù)雜；僅限于同種生物之間雜交。4.誘變育種（1）概念：利用物理因素或化學(xué)因素來處理生物，是生物發(fā)生基因突變。（2）原理：基因突變（3）過程：優(yōu)點(diǎn)：可以提高突變率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。缺點(diǎn)：有利變異個體往往不多，需要處理大量材料?！揪C合構(gòu)建體系】育種方案的選擇與設(shè)計(jì)例1:番茄是一種營養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的果蔬，深受人們的喜愛?，F(xiàn)有2個番茄品種，A為抗病黃果肉品種，基因型為ssrr，B為易感病紅果肉品種，基因型為SSRR，2對等位基因分別位于2對同源染色體上。思考∶問題1：利用以上2個品種種子獲得基因型為ssRR的植株最簡捷的方法是什么?如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為ssRR的植株最少需要多少年?用遺傳圖解表示其過程。答案：雜交育種，三年。問題2：如果要想縮短育種時(shí)間，請問可用什么方法？請問題1的遺傳圖解中補(bǔ)充其育種過程。問題3∶番茄營養(yǎng)豐富但不耐儲藏。（即番茄不具有決定耐儲藏性狀的基因）我們可以用什么方法使番茄具有耐儲藏的性狀呢?思路1：誘變育種。如通過神州號宇宙飛船搭載種子進(jìn)入太空；輻射番茄種子等。思路2：基因工程。選擇性必修三再學(xué)習(xí)。問題4∶將植物經(jīng)太空返回地面后種植，發(fā)現(xiàn)該植物具有耐儲藏性狀，但果實(shí)較小，請問你有什么方法可以增加果實(shí)單重？多倍體育種小結(jié)：1.雜交育種只應(yīng)用于進(jìn)行有性生殖的生物，而誘變育種不僅能應(yīng)用于有性生殖的生物，也可應(yīng)用于無性生殖的生物。2.雜交育種主要應(yīng)用于植物和動物(如家畜、家禽等)，而誘變育種主要應(yīng)用于植物和微生物(如高產(chǎn)青霉素菌株的獲得)。3.在所有育種方法中，最簡捷、常規(guī)的育種方法——雜交育種。將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。4.要求快速育種，則運(yùn)用單倍體育種5.要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。6.要求提高品種產(chǎn)量，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可運(yùn)用多倍體育種。三、育種工作者職業(yè)介紹教育背景：1.生物學(xué)、農(nóng)學(xué)或相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)士學(xué)位，這是基礎(chǔ)要求。2.擁有植物遺傳學(xué)、植物育種學(xué)或分子生物學(xué)等專業(yè)領(lǐng)域的碩士或博士學(xué)位將更有優(yōu)勢。3.了解植物生長發(fā)育、遺傳學(xué)原理、統(tǒng)計(jì)學(xué)和數(shù)據(jù)分析等相關(guān)課程。技能要求：1.熟練掌握植物育種技術(shù)，包括雜交、選擇、遺傳分析等。2.能夠進(jìn)行田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)和管理，以及實(shí)驗(yàn)室技術(shù)操作。3.精通數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)軟件，能夠處理和分析大量數(shù)據(jù)。4.良好的溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，以便與同行交流和協(xié)作。5.對新技術(shù)和研究方法保持持續(xù)學(xué)習(xí)的態(tài)度，以適應(yīng)快速發(fā)展的育種科學(xué)。職業(yè)發(fā)展路徑：1.初級階段，可作為研究助理或技術(shù)員參與育種項(xiàng)目。2.中級階段，可擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人或研究科學(xué)家，獨(dú)立開展研究。3.高級階段，可成為育種部門的主管或高級研究員，領(lǐng)導(dǎo)多個項(xiàng)目。4.長遠(yuǎn)來看，可發(fā)展成為育種領(lǐng)域的專家或顧問，參與制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和政策。5.另外，還可以選擇進(jìn)入教育領(lǐng)域，成為大學(xué)教授或講師，培養(yǎng)下一代育種工作者。就業(yè)單位和可能的工作內(nèi)容：育種工作者通常可以在農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)、種子企業(yè)、農(nóng)業(yè)大學(xué)、政府農(nóng)業(yè)部門、非政府組織或國際農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)等單位就業(yè)。他們的工作內(nèi)容可能包括：1.進(jìn)行作物品種的遺傳改良，以提高產(chǎn)量、抗病蟲害能力、適應(yīng)性等。2.開展植物遺傳資源的收集、保存和評價(jià)工作。3.利用現(xiàn)代生物技術(shù)，如基因編輯、分子標(biāo)記輔助選擇等，進(jìn)行新品種的培育。4.參與田間試驗(yàn)，評估新品種的性能和適應(yīng)性。5.編寫研究報(bào)告和科學(xué)論文，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果和育種進(jìn)展。6.為農(nóng)民和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供品種選擇和種植技術(shù)的咨詢與指導(dǎo)。生物學(xué)和農(nóng)學(xué)專業(yè)選科要求：考生可登錄江西省教育考試院網(wǎng)（j