第一节杂交育种与诱变育种教学设计 【设计理念】 根据高中生物课程标准的四个基本理念高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养, 倡导探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力。新课程对生物学教师和生物学教学都提 出了新的要求,面对新课程,生物学教师要通力打造一个融启发性、创造性、自主性、交 互性于一堂的生物课堂教学氛围。在生物学教学中,如何贯彻并达成新课程倡导的教学理 念呢?在教学中认真落实主体性教学,注重课堂动态生成变资源的开发与利用,以切实提高 学生的科学探究能力,训练学生科学的思维方法。 【教学目标】 1、知识与技能 (1)简述杂交育种和诱变育种的概念,举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不 足。(简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。) (2)举例说明杂交育种、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 2、过程与方法 1)尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。 (2)运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题 3、情感态度和价值观 (1)讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中,科学、技术和社会的相互作 用 (2)通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解,关注我国的育种技术的发展及在国 际上的竞争能力,认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性 (3)体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用 【教材分析】 本节在学习生物遗传变异的基础知识、了解遗传变异基本规律的基础上,而且生物育 种知识是高中生物新课程教学中的重点知识,该知识内容不仅是必修2的学习主线之 还与选修3现代生物科技专题中的基因工程专题有密切的联系,进一步引导学生认识遗传 学的知识是怎样用于指导生产实践、提高和改善生产技术,最大限度地满足人类不断增长 的物质需要的,通过该内容的分析学习,还可以训练学生的各方面能力 【学情分析】 初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容,使学生对选择育种与杂 交育种有了初步的了解。在本书前几章的学习中,学生又学习了分离定律与自由组合定 律,为理解传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。在本节教学中,教师可以指导 学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例,分析其中包含的遗传学规律,体会科学技 术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 【课时安排】1课时 【教学准备】教师根据下面几方面制作多媒体课件 1、课前准备 教师指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例,分析其中包含的遗传学规 律,体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用 2、情境创设 第1页
第 1 页 第一节 杂交育种与诱变育种 教学设计 【设计理念】 根据高中生物课程标准的四个基本理念,高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养, 倡导探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力。新课程对生物学教师和生物学教学都提 出了新的要求，面对新课程，生物学教师要通力打造一个融启发性、创造性、自主性、交 互性于一堂的生物课堂教学氛围。在生物学教学中，如何贯彻并达成新课程倡导的教学理 念呢？在教学中认真落实主体性教学，注重课堂动态生成变资源的开发与利用,以切实提高 学生的科学探究能力，训练学生科学的思维方法。 【教学目标】 1、知识与技能 (1)简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不 足。（简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。） (2)举例说明杂交育种、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。 2、过程与方法 (1)尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。 (2)运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。 3、情感态度和价值观 (1) 讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作 用。 (2) 通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解，关注我国的育种技术的发展及在国 际上的竞争能力，认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。 (3)体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 【教材分析】 本节在学习生物遗传变异的基础知识、了解遗传变异基本规律的基础上，而且生物育 种知识是高中生物新课程教学中的重点知识，该知识内容不仅是必修 2 的学习主线之一， 还与选修 3 现代生物科技专题中的基因工程专题有密切的联系，进一步引导学生认识遗传 学的知识是怎样用于指导生产实践、提高和改善生产技术，最大限度地满足人类不断增长 的物质需要的，通过该内容的分析学习，还可以训练学生的各方面能力。 【学情分析】 初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容，使学生对选择育种与杂 交育种有了初步的了解。在本书前几章的学习中，学生又学习了分离定律与自由组合定 律，为理解传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。在本节教学中，教师可以指导 学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规律，体会科学技 术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 【课时安排】 1 课时 【教学准备】教师根据下面几方面制作多媒体课件 1、课前准备 教师指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规 律，体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 2、情境创设
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。 、师生互动 这些优良的品种,都是人们利用生物的变异,通过长期的选择,汰劣留良,培育出来 的优良品种。教师要提倡或维护生生、师生平等交流互动的人际关系,教师要运用各种方 法,促进师生和生生的思维碰撞和情感的交流,达到《标准》对知识、情感、能力目标的 要求 【教学过程】 教师活动 学生活动设计意 教师组织学生展示课前收集的关于选择育种和杂交学生的资激发学 育种的资料(以图片为主) 料展示和交流在的探 宄欲望 提出问题: 和学习 1.古印第安人是最早选择和培育玉米的,最突出的学生阅读 贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古资料,学生带 印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺问题阅读教 材P98页并作 教师在学生阅读教材的基础上,组织学生交流上述 问题。 【学情预设】若学生不能较好地回答上述问题,教学生作 师可以通过对问题的分解,实施进一步的引导 师生共 同解决 (1)古印第安人培育玉米的方法称为。 (1)选择同问题, 育种 用现 (2)这里的“选择”的含义是 代遗传 (2)汰劣学知识 (3)“用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的”其良 为学生 中“隔离”作用是 阐明“选 (3)防止择育种 (4)选择育种的优缺点是 质劣玉米与选做铺 的具有优良垡。培 选择育种的局限性是:只能利用生物在自然环境条性状的玉米杂佯学生 件下产生的有限变异,在已有的性状组合中选育优良品交,使优良性的概括 种 状得到不断的能力和 积累 理解能 请同学们阅读课本的“问题探讨”并提出问题 第2页
第 2 页 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。 3、师生互动 这些优良的品种，都是人们利用生物的变异，通过长期的选择，汰劣留良，培育出来 的优良品种。教师要提倡或维护生生、师生平等交流互动的人际关系，教师要运用各种方 法，促进师生和生生的思维碰撞和情感的交流，达到《标准》对知识、情感、能力目标的 要求。 【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选择育种和杂交 育种的资料（以图片为主） 提出问题： 1．古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的 贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古 印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺 点。 教师在学生阅读教材的基础上，组织学生交流上述 问题。 【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。 请同学们阅读课本的“问题探讨”并提出问题： 学生的资 料展示和交流 学生阅读 资料，学生带 着问题阅读教 材 P98 页并作 答。 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。 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
教师检查,我们发现大家使用的方法都是一一杂交 4)优 育种,看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法|点:技术简 容易操 缺点:选 范围有限, 育种周期长 分组讨 论。学生把设 想描述出来 课的同学对 各方案进行评 现在我们来分析各方案是否科学规范。引导学生讨出示部分结合学 论并指出其优点和不足,以及自己的疑问。 生的遗传图生的生 活经 教师:点拨、解答同学们的问题: 险,引 导学生 (1)杂交育种依据的遗传学原理就是:基因的自由 思考相 组合规律,即通过杂交,把生物不同品种间的基因重新 学生疑的育 组合,以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创同: 种方 造出对人类有益的新品种。 (1)杂交 (2)选育出的新品种必须是纯合子,否则其后代就种蕴含着哪 充 会因为发生性状分离而失去优势 遗传学规分发挥 :生的 (3)遗传图解有更简洁的表示方法,即用我们在第 庄观能 章所学的基因型的方式来表示。 性 让学生 教师以课本的两个小麦品种杂交为例如果小麦中, (2)培育积极参 高产(A)对低产(a)是显性,不抗病(B)对抗病出的一个新品与讨 (b)是显性,我们需要的是高产抗病的纯种,假定两个种,如何判断陀论。 亲本小麦品种都是纯合子,请绘出育种过程的遗传图 是否符合预 解: 月的要求呢? 教师点评,并示范书写过程如下 (3)有没 有更简洁的遗 P AABB x aabb 传图解呢? 第3页
第 3 页 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。 （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 想描述出来。 听课的同学对 各方案进行评 价。 现在我们来分析各方案是否科学规范。引导学生讨 论并指出其优点和不足，以及自己的疑问。 教师：点拨、解答同学们的问题： （1）杂交育种依据的遗传学原理就是：基因的自由 组合规律，即通过杂交，把生物不同品种间的基因重新 组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创 造出对人类有益的新品种。 （2）选育出的新品种必须是纯合子，否则其后代就 会因为发生性状分离而失去优势。 （3）遗传图解有更简洁的表示方法，即用我们在第 一章所学的基因型的方式来表示。 教师以课本的两个小麦品种杂交为例:如果小麦中， 高产（A）对低产（a）是显性，不抗病（B）对抗病 （b）是显性，我们需要的是高产抗病的纯种，假定两个 亲本小麦品种都是纯合子，请绘出育种过程的遗传图 解： 教师点评，并示范书写过程如下： P AABB X aabb 出示部分 学生的遗传图 解 学生疑 问： （1）杂交 育种蕴含着哪 些遗传学规 律？ （2）培育 出的一个新品 种，如何判断 它是否符合预 期的要求呢？ （3）有没 有更简洁的遗 传图解呢？ 结合学 生的生 活经 验，引 导学生 思考相 关的育 种方 法。 充 分发挥 学生的 主观能 动性， 让学生 积极参 与讨 论
配子ABab 自由 FI AaBb 学生每人阻合定 F2基因型1/6AABB1/6aaBB 都在作业本上律的知 试书写,请识和书 1/16 AAbb 1/16 aabb 两位同学在黑写遗传 板上书写 图解的 2/16 Aabb 2/16 aaBb 技能解 释杂交 2/16 Aabb 2/16 AABb 4/16 AaBb 育种中 (1)不可的基因 表现型9/16高产不抗3/16低产不抗 以,因为其中重组的 有2/16的植株象 3/16高产抗病,1/16低产抗病 是杂合体,它 的下一代会出 【学情预设】:根据自由组合定律,在 性状分离 F2中高产抗病(一显一隐)品种占总数的3/16 (2)要想 得到可以代代 思考:(1)我们得到的这种具有杂种优势的品种可遗传的优势品 以代代遗传吗? 种,就必须对 (2)如何能得到可以代代遗传的优势品种? 到表现型为高 (3)我们选育出的纯合子新品种AAb,在F2所产抗病(一显 有的后代中的概率是1/16。哪么它在F2的高产抗病后隐)的植株 代中的概率又是多少? 连续自交和育 逐步淘汰 培 教师引导,总结教材P99页的杂交育种的概念 不符合要求的养学生 请举出我国在杂交育种方面成就。 植株,直到不的问题 再发生性状分意识, 【学情预设】:与选择育种比较,杂交育种有什么离,就是我们给予学 优点? 要选育的能够性发散 稳定遗传的纯思维 【思考与讨论】:综上所述杂交育种的优点是很明子新品居动已 显的,但是在实际操作中,会遇到不少困难。请从杂交 AAbb。有知识 后代可能出现的类型,以及育种时间等方面,分析杂交 的空 育种方法的不足。有没有更好的育种方法来弥补这些缺 (3) 培 点呢? 岸学生 诱变育种 用所 杂交育种}学的知 教师引导学生回忆基因突变的内容。 就是将两个或识和技 多个品种的优能解决 第4页
第 4 页 ↓ ↓ 配子 AB ab ↓ ↓ F1 AaBb F2 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 4/16 AaBb 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 3／16。 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？ （3）我们选育出的纯合子新品种 AAbb，在 F２ 所 有的后代中的概率是 1/16。哪么它在 F２的高产抗病后 代中的概率又是多少？ 教师引导，总结教材 P99 页的杂交育种的概念。 请举出我国在杂交育种方面成就。 【学情预设】：与选择育种比较，杂交育种有什么 优点？ 【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。 学生每人 都在作业本上 尝试书写，请 两位同学在黑 板上书写。 （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。 （3） 1/3。 杂交育种 就是将两个或 多个品种的优 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。 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
利用基因突变的原理应用在育种中,就发展为一种性状通过交际问 新的方法一—诱变育种 集中在 题的能 起,再经过选仂 教师引导学生阅读教材P100页,教材列举了哪些诱‖和培育,就 变育种的实例? 得到新品种的 教师通过大量的图片资料介绍了诱变育种的实例 袁隆平的解杂交 教师总结:诱变育种的概念指什么? 杂交水稻,中有种在 国荷斯坦牛等产生F1 教师引导,组织开展生生、师生的讨论 后 能将两个还需要 与杂交育种相比,诱变育种有什么优点?联系基因不同品种的优臣过选 突变的特点,谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局良性状集中在择和培 限性,可以采取什么办法? 起,产生新形成 教师小结: 的性状组合的能稳定 新品种:育种遗传个 两种育种方法都为我们创造许多优良的品种,育种的目的性较体的过 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 杂交育种 只能利用已有 在上一章我们已经学习了多倍体育种、单倍体育种因的重组 的方法,现在请同学们列表比较:杂交育种、诱变育 需选择,并 种、多倍体育种、单倍体育种在方法、原理、优缺点的下不能创造新的 异同点 基因。杂交后 会出现性状 份离现象,育 种进程缓缦 (一般需5至 年),过程 繁琐。这些都 是杂交育种方 培 法的不足。养学生 炼和 学生回忆归纳能 过的知识,仂。 并交流和讨 突 出杂交 基因突种的 夜:诱发基因局限为 突变的因素后续学 第5页
第 5 页 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了诱变育种的实例 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。 良性状通过交 配集中在一 起，再经过选 择和培育，就 得到新品种的 方法。 袁隆平的 杂交水稻，中 国荷斯坦牛等 能将两个 不同品种的优 良性状集中在 一起，产生新 的性状组合的 新品种；育种 的目的性较 强。 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 实际问 题的能 力。 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 提炼和 归纳能 力。 突 出杂交 育种的 局限为 后续学