《雜交育種與誘變育種》教案

1、精選文檔第一節(jié)雜交育種與誘變育種教學設計榆社中學 高一生物組 趙曉菲【設計理念】根據(jù)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?！窘虒W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

2、變育種方法的優(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(chǎn)中的應用。(3)討論遺傳和變異規(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。(2)運用遺傳和變異原理,解決生產(chǎn)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機等問題的重要性。(3)體會科學技術在

3、發(fā)展社會生產(chǎn)力、推動社會進步等方面的巨大作用?！窘滩姆治觥勘竟?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(nèi)容不僅是必修2的學習主線之一，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，進一步引導學生認識遺傳學的知識是怎樣用于指導生產(chǎn)實踐、提高和改善生產(chǎn)技術，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(nèi)容，使學生對選擇育種與雜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

4、解傳統(tǒng)育種方法所依據(jù)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(chǎn)力、推動社會進步等方面的巨大作用?！菊n時安排】 1課時【教學準備】教師根據(jù)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(chǎn)力、推動社會進步等方面的巨大作用。2、情境創(chuàng)設教師展示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、水果的過程；再向?qū)W生展

5、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，培育出來的優(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?！窘虒W過程】教師活動學生活動設計意圖導入：教師展示課前收集的關于選擇育種資料（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，最突出的貢獻是選育了果穗碩大、淀粉含量高的玉米。請分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳學原理及其優(yōu)缺點。教師在學生閱讀教材的基礎上，組織學生交流

6、上述問題。【學情預設】若學生不能較好地回答上述問題，教師可以通過對問題的分解，實施進一步的引導：（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。新授內(nèi)容1、 雜交育種請同學們閱讀課本的“問題探討”并設計方案解決問題：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

7、的方法?，F(xiàn)在我們來分析各方案是否科學規(guī)范。引導學生討論并指出其優(yōu)點和不足，以及自己的疑問。出示部分學生的遺傳圖解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。如果玉米中，高產(chǎn)（A）對低產(chǎn)（a）是顯性，不抗?。˙）對抗?。╞）是顯性，我們需要的是高產(chǎn)抗病的純種，假定兩個親本玉米品種都是純合子，請繪出育種過程的遺傳圖解：教師點評，并示范書寫過程如下：P AABB X aabb 配子 AB ab 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 AA

8、Bb 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：點撥、解答同學們的問題（1）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、從而創(chuàng)造出對人類有益的新品種。（2） 選育出的新品種必須是純合子，否則其后代就會因為發(fā)生性狀分離而失去優(yōu)勢。要想得到可以代代遺傳的優(yōu)勢品種，就必須對在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）能夠有性生殖的

9、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：1.與選擇育種比較，雜交育種有什么優(yōu)點？ 2.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。請從雜交后代可能出現(xiàn)的類型，以及育種時間等方面，分析雜交育種方法的不足。 有沒有更好的育種方法來彌補這些缺點呢？二、誘變育種教師引導學生回憶基因突變的內(nèi)容。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例教師引導，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？ （2）聯(lián)系基因突變的特點，談談誘變

10、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：兩種育種方法都為我們創(chuàng)造許多優(yōu)良的品種，育種技術的發(fā)展為我們的社會經(jīng)濟創(chuàng)造了許多價值。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。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)缺點的異同點以應用。學生的觀看資料并交流學生閱讀資料，學生帶著問題閱讀教材P98頁并作答。學生作答：（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

11、）優(yōu)點：技術簡單、容易操作。缺點：選擇范圍有限，育種周期長。分組討論。學生把設想描述出來。聽課的同學對各方案進行評價。P高產(chǎn)不抗病 X 低產(chǎn)抗病 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)抗病學生疑問：（1）雜交育種蘊含著哪些遺傳學規(guī)律？（2） 培育出的一個新品種，如何判斷它是否符合預期的要求呢？ 如何能得到可以代代遺傳的優(yōu)勢品種？（3）雜交育種這種技術適用于培育哪些生物物種之間？（4）列舉我國在雜交育種方面的成就。能將兩個不同品種的優(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。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。雜交后代會出現(xiàn)性狀分

12、離現(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。學生回憶學過的知識，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；衛(wèi)星“872”青椒、“航育1號”水稻、“豫麥13號小麥”等；青霉菌高產(chǎn)菌株等。 誘變育種的優(yōu)點是能夠提高突變率，在較短的時間內(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理想性狀。要想克服這些局限性，可以擴大誘變后代的群體，增加選擇的機會。分組討論與交流，共同完成表格。激發(fā)學生的探究欲望和學習興趣。師生共同解

13、決問題，運用現(xiàn)代遺傳學知識為學生闡明“選擇育種”做鋪墊。培養(yǎng)學生的概括能力和理解能力。結合學生的生活經(jīng)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，讓學生積極參與討論。運用自由組合定律的知識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)學生的問題意識，給予學生發(fā)散思維、啟動已有知識的空間。培養(yǎng)學生運用所學的知識和技能解決實際問題的能力。培養(yǎng)學生提煉和歸納能力。突出雜交育種的局限為后續(xù)學習埋下伏筆。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。 培養(yǎng)學生總結、梳理知識的能力。四種育種方法的比較雜交育種誘變育種多倍體育

14、種單倍體育種處理雜交自交（選優(yōu)自交）用物理、化學因素處理生物，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，把兩個親本的優(yōu)良性狀的組合在同一個后代中，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細胞。誘導精子直接發(fā)育成植株，再用秋水仙素加倍成純合子。優(yōu)缺點方法簡單，容易操作。不能創(chuàng)造新的基因，育種進程緩縵，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理想性狀。器官較大，營養(yǎng)物質(zhì)

15、含量高。發(fā)育延遲，結實率底。自交后代不發(fā)生性狀分離，可縮短育種年限（2年）。方法復雜，成活率低。實例小麥高莖（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。當堂檢測：1、雜交育種依據(jù)的主要遺傳學原理是（） A、染色體變異 B、基因的交叉互換 C、基因的自由組合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、誘變育種突出的優(yōu)

16、點是（） A、提高突變頻率，加速育種進程 B、產(chǎn)生很多有利個體 C、節(jié)省實驗材料 D、方法簡單易行4、下列敘述中不正確的是 （） 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 D、多倍體育種6.在家兔中黑色(B)

17、對褐色(b)為顯性，短毛(E)對長毛(e)為顯性，這些基因是獨立分配的。現(xiàn)有純合黑色短毛兔和褐色長毛兔。請回答下面的問題。(1)試設計培育出能穩(wěn)定遺傳的黑色長毛兔的育種方案(簡要程序)。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

18、、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)量提高（2）基因突變具有不定向性（3）d曲線對應的青霉素株人們可以通過反復誘變，不斷地從誘變產(chǎn)生的突變中篩選出高產(chǎn)菌株，從而提高青霉素的產(chǎn)量?！局R鏈接】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(jīng)歷過太空遨游