高中生物 6_1《杂交育种与诱变育种》教学设计 新人教版必修21

6.1杂交育种与诱变育种 教学设计教学目标：1、简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。 2、举例说出诱变育种在生产中的应用。3、讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。4、总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点教学重点：遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。教学难点：1、 杂交育种和诱变育种的优点和局限性。2、 用遗传图解表示各种育种过程。课时安排：1课时教学准备:教师展示课前收集的古人驯化野生动物、栽培植物的图片资料制成的课件，按课件图片的顺序，先向学生展示古人驯化狗、马、牛、猪、鸡，培育玉米、小麦、水稻、各种蔬菜、水果的过程；再向学生展示现在的家禽、家畜、粮食、蔬菜、水果的各种优良品种的图片，引起学生的兴趣。教学过程教师活动学生活动设计意图教师组织学生展示课前收集的关于古人驯化野生动物，栽培植物的资料（以图片为主），引出“选择育种”的概念。提出问题：举例说出什么是选择育种，这种育种的优缺点有哪些？【学情预设】若学生不能较好地回答上述问题，教师可以通过对问题的分解，实施进一步的引导：（1）古印第安人培育玉米的方法称为 。（2）这里的“选择”的含义是 。（3）“用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的”其中“隔离”作用是 。（4）选择育种的优缺点是 。选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。这一育种方法显然不能满足人们日益增长的需要，在实践中，人们逐渐摸索出许多优秀的育种方法。情景一：水稻高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗病（T）对不抗病（t）为显性，现有纯合的高秆抗病的水稻（DDTT）和矮秆不抗病的水稻（ddtt），如果你是育种工作者，怎样才能得到能稳定遗传的矮秆抗病的优良品种？教师检查，我们发现大家使用的方法都是杂交育种，看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法了。现在我们来分析各方案是否科学规范。提问学生，让学生指出实验试剂方案的不足之处，并提出建设性的意见。教师：点拨、解答同学们的问题并师范书写过程。P DDTT X ddtt 配子DTdt F1 DdTtF2 基因型 1/16 DDTT 1/16 ddTT1/16 DDtt 1/16 ddtt 2/16 DdTT 2/16 ddTt 2/16 Ddtt 2/16 DDTt 4/16 DdTt表现型 9/16高产不抗 3/16低产不抗 3/16高产抗病 1/16 低产抗病【学情预设】：根据自由组合定律，在F2 中高产抗病（一显一隐）品种占总数的316。思考:（1）我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？（2）如何能得到可以代代遗传的优势品种？提问：完成全过程至少需要多少年？情境二：现有纯合黑色短毛兔(BBEE)和白色长毛兔(bbee),两对基因独立遗传。设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案。【学情预设】： 同水稻的杂交过程类似。解决学生的问题：引导学生从测交的方向设计实验。教师引导，总结教材P99页的杂交育种的概念。 提问：杂交育种的原理，方法，优点。请举出我国在杂交育种方面成就。学生阅读，思考学生带着问题阅读教材并作答。学生作答：举例：古印第安人对玉米的选择和培育。优点：技术简单，容易操作。缺点：育种周期长，选择范围有限学生作答：（1）选择育种（2）汰劣留良（3）防止质劣玉米与选择的具有优良性状的玉米杂交，使优良性状得到不断的积累。（4）优点：技术简单、容易操作。缺点：选择范围有限，育种周期长。分组讨论。学生把设想在黑板上写出来。其他同学自行在作业纸上写出各自的方案。并对黑板上的方案进行评价。在教师的指导下作答。（1）不可以，因为其中有2/16的植株是杂合体，它的下一代会出现性状分离。（2）要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对在F2 中所得到表现型为高产抗病（一显一隐）的植株连续自交和育种，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再发生性状分离，就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种AAbb。学生计算并回答，5-7年尝试自己写出，请一位同学在黑板上写。学生疑问：为了获得可以稳定遗传的后代，即纯合子，植物可用自交的方式连续自交获得，动物呢？学生回答：杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。原理：基因重组 方法：杂交自交选优自交优点：“集优”，产生新的基因型。袁隆平的杂交水稻，中国荷斯坦牛等激发学生的探究欲望和学习兴趣。师生共同解决问题，运用现代遗传学知识为学生阐明“选择育种”做铺垫。培养学生的概括能力和理解能力。充分发挥学生的主观能动性，让学生积极参与讨论。运用自由组合定律的知识和书写遗传图解的技能解释杂交育种中的基因重组的现象。理解杂交育种在产生F1代后，还需要经过选择和培育形成能稳定遗传个体的过程。培养学生的问题意识，给予学生发散思维、启动已有知识的空间。培养学生运用所学的知识和技能解决实际问题的能力。培养学生提炼和归纳能力。【思考与讨论】：综上所述杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中，会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。有没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢？二、诱变育种教师引导学生回忆基因突变的内容。利用基因突变的原理应用在育种中，就发展为一种新的方法诱变育种。教师引导学生阅读教材P100页，教材列举了哪些诱变育种的实例？教师通过大量的图片资料介绍诱变育种的实例教师总结：诱变育种的概念指什么？教师引导，组织开展生生、师生的讨论与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？ 教师小结：两种育种方法都为我们创造许多优良的品种，育种技术的发展为我们的社会经济创造了许多价值，我国作为目前世界上能发射返回式卫星的三个国家之一，在作物空间技术育种方面已经进入世界先进行列。在上一章我们已经学习了多倍体育种、单倍体育种的方法，现在请同学们列表比较：杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种在方法、原理、优缺点的异同点。杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦（一般需5至7年），过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。学生回忆学过的知识，并交流和讨论：基因突变：诱发基因突变的因素（物理因素、化学因素和生物因素）如黑农五号；太空蔬果；青霉菌高产菌株等。诱变育种就是利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。突出杂交育种的局限为后续学习埋下伏笔。师生共同解决疑惑的问题，强化对概念的学习。培养自学能力，使学生在反馈、思考中进一步突破难点。三、4种育种方法的比较杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理杂交用物理、化学因素处理生物，用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养原理通过基因重组，把两个亲本的优良性状的组合在同一个后代中，从而产生符合要求的新类型。用人工方法诱发基因实变，产生新性状，创造新品种或新类型。抑制细胞分裂中纺锤体的形成。使染色体的数目加倍后不能形成两个细胞。诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合子。优缺点方法简单，容易操作。不能创造新的基因，育种进程缓缦，过程繁琐。能提高变异的频率，大幅改良某些性状，变异性状较稳定，可加速育种进程。有利变异少，需大量处理供试材料，诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。器官较大，营养物质含量高。发育延迟，结实率底。自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限（2年）。方法复杂，成活率低。实例小麦高茎（易倒伏）、抗锈病的纯种与矮茎（抗倒伏）易染病的纯种进行杂交，培育出矮茎抗锈病小麦品种。青霉菌经X射线、紫外线照射以及综合处理，培育出青霉素产量很高的菌株三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦。抗病植株的育成。6