《雜交育種與誘變育種》教案

1、第一節(jié)雜交育種與誘變育種教學(xué)設(shè)計(jì)榆社中學(xué) 高一生物組 趙曉菲【設(shè)計(jì)理念】根據(jù)高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)的四個(gè)基本理念,高中生物學(xué)教學(xué)重在提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng),倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。新課程對(duì)生物學(xué)教師和生物學(xué)教學(xué)都提出了新的要求，面對(duì)新課程，生物學(xué)教師要通力打造一個(gè)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(xué)氛圍。在生物學(xué)教學(xué)中，如何貫徹并達(dá)成新課程倡導(dǎo)的教學(xué)理念呢？在教學(xué)中認(rèn)真落實(shí)主體性教學(xué)，注重課堂動(dòng)態(tài)生成變資源的開發(fā)與利用,以切實(shí)提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方法?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1、知識(shí)與技能(1)簡(jiǎn)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

2、法的優(yōu)點(diǎn)和不足。（簡(jiǎn)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(chǎn)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。(4)總結(jié)雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種異同點(diǎn)。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(dá)出來。(2)運(yùn)用遺傳和變異原理,解決生產(chǎn)和生活實(shí)際中的問題。3、情感態(tài)度和價(jià)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(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互作用。(2) 通過對(duì)我國雜交育種和誘變育種成果的了解，關(guān)注我國的育種技術(shù)的發(fā)展及在國際上的競(jìng)爭(zhēng)能力，認(rèn)同育種技術(shù)的改進(jìn)對(duì)解決糧食危機(jī)等問題的重要性。(3)體會(huì)科學(xué)技術(shù)在發(fā)展社會(huì)

3、生產(chǎn)力、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步等方面的巨大作用。【教材分析】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?！緦W(xué)情分析】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

4、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?！菊n時(shí)安排】 1課時(shí)【教學(xué)準(zhǔn)備】教師根據(jù)下面幾方面制作多媒體課件1、課前準(zhǔn)備教師指導(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。1 / 11 2、情境創(chuàng)設(shè)教師展示課前收集的古人馴化野生動(dòng)物、栽培植物的圖片資料制成的課件，按課件圖片的順序，先向?qū)W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

5、過程；再向?qū)W生展示現(xiàn)在的家禽、家畜、糧食、蔬菜、水果的各種優(yōu)良品種的圖片，引起學(xué)生的興趣。3、師生互動(dòng)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，培育出來的優(yōu)良品種。教師要提倡或維護(hù)生生、師生平等交流互動(dòng)的人際關(guān)系，教師要運(yùn)用各種方法，促進(jìn)師生和生生的思維碰撞和情感的交流，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)對(duì)知識(shí)、情感、能力目標(biāo)的要求?！窘虒W(xué)過程】 教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入：教師展示課前收集的關(guān)于選擇育種資料（以圖片為主） 提出問題：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)。

6、 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件下種植的”其中“隔離”作用是      。 （4）選擇育種的優(yōu)缺點(diǎn)是        。

7、  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。 新授內(nèi)容1、 雜交育種請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本的“問題探討”并設(shè)計(jì)方案解決問題： 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，即：將兩個(gè)或多個(gè)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?，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。出示部分學(xué)生的遺傳圖解學(xué)生的觀看資料并交流    學(xué)生閱讀資料，學(xué)生帶著問題閱讀教

8、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(jiǎn)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)。  P高產(chǎn)不抗病  X  低產(chǎn)抗病              激發(fā)學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)興

9、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。         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。 遺傳圖解有更簡(jiǎn)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。如果玉米中，高產(chǎn)（A）對(duì)低產(chǎn)（a）是顯性，不抗病（B）對(duì)抗?。╞）是顯性，我們需要的是高產(chǎn)抗病的

10、純種，假定兩個(gè)親本玉米品種都是純合子，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          

11、;     F1        AaBbF2   基因型 1/16 AABB  1/16 aaBB  1/16   AAbb    1/16  aabb   2/16 AaBB       2/16 aaBb    2/16   Aabb   2/16 AABb

12、0;  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)。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

13、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 F1       高產(chǎn)抗病 F2   高產(chǎn)不抗、低產(chǎn)不抗、高產(chǎn)抗病    、 低產(chǎn)抗病 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？ 如何能得到可以代代遺傳的優(yōu)勢(shì)品種？（3）雜交育種這種技術(shù)適用于培育哪些生物物種之間      &

14、#160;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。AAbb。 （3）能夠有性生殖的同一物種之間（不存在生殖隔離）。 （4）袁隆平的雜交水稻，中國荷斯坦牛等   小結(jié)：1.與選擇育種比較，雜交育種有什么優(yōu)點(diǎn)？  2.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

15、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，就發(fā)展為一種新的方法誘變育種。 教師提問：誘變育種的概念指什么？ 教師通過大量的圖片資料介紹了誘變育種的實(shí)例 ？ （4）列舉我國在雜交育種方面的成就。 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

16、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： 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、硫酸二乙脂等）來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。   如黑農(nóng)五號(hào)；衛(wèi)星“872”青椒、         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)習(xí)。  掌握基本概念  培

17、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)。  教師引導(dǎo)，組織開展生生、師生的討論 （1）與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點(diǎn)？ （2）聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。 （3） 要想克服這些局限性，可以采取什么辦法？ 反思總結(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。而且，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、多倍體育種、單倍體育種在方法、原理、優(yōu)缺點(diǎn)的異同

18、點(diǎn)以應(yīng)用。“航育1號(hào)”水稻、“豫麥13號(hào)小麥”等；青霉菌高產(chǎn)菌株等。   誘變育種的優(yōu)點(diǎn)是能夠提高突變率，在較短的時(shí)間內(nèi)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(gè)理想性狀。要想克服這些局限性，可以擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會(huì)。分組討論與交流，共同完成表格。 培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)、梳理知識(shí)的能力。  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 雜交自交（選優(yōu)自交）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

19、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(jiǎn)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，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

20、。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。抗病植株的育成。 當(dāng)堂檢測(cè)：1、雜交育種依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是        （    ） A、染色體變異       B、基因的交叉互換      C、基因的自

21、由組合     D、基因突變 2、長期接觸X射線的人群，產(chǎn)生的后代中遺傳病的發(fā)病率明顯提高，主要原因是該人群的生殖細(xì)胞發(fā)生    （    ） A、基因重組        B、基因分離         C、基因交叉互換       D、基因突變3、誘

22、變育種突出的優(yōu)點(diǎn)是             （    ） A、提高突變頻率，加速育種進(jìn)程      B、產(chǎn)生很多有利個(gè)體 C、節(jié)省實(shí)驗(yàn)材料    D、方法簡(jiǎn)單易行4、下列敘述中不正確的是            （  &#

23、160; ） A、培育無子西瓜利用染色體變異的原理 B、培育八倍體小黑麥的利用染色體變異的原理 C、培育中國黑白花牛是利用染色體變異的原理 D、培育青霉素高產(chǎn)菌株是利用基因突變5、屬于分子水平上的育種工作的是          （    ） A、誘變育種       B、雜交育種       B、培育八倍體小黑麥的利用染色體變異

24、的原理 C、培育中國黑白花牛是利用染色體變異的原理 D、培育青霉素高產(chǎn)菌株是利用基因突變5、屬于分子水平上的育種工作的是          （    ） A、誘變育種       B、雜交育種        C、單倍體育種          

25、;D、多倍體育種6.在家兔中黑色(B)對(duì)褐色(b)為顯性，短毛(E)對(duì)長毛(e)為顯性，這些基因是獨(dú)立分配的。現(xiàn)有純合黑色短毛兔和褐色長毛兔。請(qǐng)回答下面的問題。(1)試設(shè)計(jì)培育出能穩(wěn)定遺傳的黑色長毛兔的育種方案(簡(jiǎn)要程序)。第一步；第二步；第三步。(2)F2中黑色長毛兔的基因型有和兩種，其中純合體占黑色長毛兔總數(shù)的，雜合體占F2總數(shù)的。(3)此題屬于基因的定律。7.右圖縱軸表示青霉菌的菌株數(shù)，橫軸表示青霉菌產(chǎn)生的青霉素產(chǎn)量，曲線a表示使用誘變劑前菌株數(shù)與產(chǎn)量之間的變化，曲線b、c、d表示使用不同劑量的誘變劑后菌株數(shù)與產(chǎn)量之間的變化。請(qǐng)根據(jù)圖61回答下面的問題。（1）曲線b和a相比，說明了。（2）、3條曲線比較，說明了。（3） 比較、3條曲線的變化，最符合人們的菌株是，從中我們可得到什么啟示？答案：1.C2.D3.A4.C5.B 6.(1)黑色短毛兔×褐色長毛兔雜交得F1F1自交得F2在F2中選出黑色長毛兔連續(xù)自交，選出純合黑色長毛兔(2)BbeeBBee1318(3)自由組合 7.（1）誘變劑可以引起青霉菌發(fā)生基因突變，使青霉素的產(chǎn)量