“遺傳育種專題復習”教學設計和案例

文件編號：1003—7586(2010)07—0033—03

1 設計思想

本復習教學中通過創(chuàng)設適當問題情境，引導學生探究，可以有效地激發(fā)學生自主提取、整合、運用相關知識信息去分析解決問題。問題是激發(fā)學生自主探究和學習的源泉，本次專題復習通過巧妙設計問題的內(nèi)容、形式和出現(xiàn)方式，幫助學生在探究中回顧舊知、發(fā)現(xiàn)新知；加強學生提取和組織腦海中原有的知識信息去分析解決實際問題的能力；通過引導學生運用相應育種技術解決生產(chǎn)實際問題，幫助學生感悟科學、技術和社會的相互關系(圖1)。

2 教學目標

知識目標：結合具體情境。橫向比較不同育種方式，以理解各種育種方法的目的、處理方法、依據(jù)原理和優(yōu)缺點。

能力目標：通過自主分析和解決問題，學生信息提取能力、分析綜合能力得到培養(yǎng)。

情感、態(tài)度與價值觀目標：感悟科學、技術和社會的相互關系；通過比較動植物育種問題上的具體操作過程，養(yǎng)成具體問題具體分析和實事求是的科學精神。

3 教學重難點及突破方法

教學重點是各種育種方式的目的、處理方法、依據(jù)原理和優(yōu)缺點。

4 教學過程

4.1 聯(lián)系實際導入，激發(fā)學生興趣

創(chuàng)設問題情境：我國擁有全世界1／4左右的人口。然而耕地面積卻只占全世界的1／10，因此，糧食問題是我國當前需要解決的一項重要課題。如果你是這方面的策劃者，你會從哪方面人手去解決這個糧食問題?

學生討論結果：提高單位土地面積的糧食產(chǎn)量。

教師趁勢引問：種植性狀優(yōu)良的作物是提高單位土地面積糧食產(chǎn)量的一條重要途徑，那么我們?nèi)绾文軌颢@得性狀優(yōu)良的作物呢?

學生回答：通過遺傳育種，培育出性狀優(yōu)良的作物。

教師評價：同學們答得很好，今天我們就一起來討論生物的遺傳育種問題。

4.2 橫向對比探究，構建互動課堂

4.2.1 雜交育種和單倍體育種

幻燈片展示問題一：小麥的高桿對矮稈是顯性，抗銹病對易染銹病是顯性，控制兩對相對性狀的等位基因分別位于兩對同源染色體上?，F(xiàn)有2個純系品種：高桿抗銹病(DDYr)和矮稈易染銹病(ddtt)。請設計兩種育種方案培育出能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病的新品種。

學生自主思考，積極地提取和組織腦海中已有的知識信息去分析問題，教師適當評價并引導指正學生在分析問題時出現(xiàn)的失誤和容易忽略思考的問題，如：

單倍體育種中花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生的是幼苗還是配子?

單倍體育種過程有無種子的產(chǎn)生?

秋水仙素處理的對象為什么是幼苗而不是成熟植株?

秋水仙索處理的是所有的幼苗還是一部分幼苗(目的品種)?

單倍體育種的最終目的是培育出單倍體嗎?

最后教師引導學生橫向比較雜交育種和單倍體育種，說出兩者的目的、處理方法、依據(jù)原理和優(yōu)缺點。

這個環(huán)節(jié)通過展示典型問題情境，組織學生提取腦海中儲存的知識信息去分析問題，以及引導指正他們在分析問題時的慣性失誤，學生的思維被充分調(diào)動起來。

幻燈片展示問題二：現(xiàn)有黑色長毛兔(BBEE)和白色短毛兔(bbee)，如何利用這兩種兔子培育出能夠穩(wěn)定遺傳的白色長毛兔(bbEE)?

學生的思維馬上轉移到問題—育種過程，想來個“依葫蘆畫瓢”，結果矛盾出現(xiàn)了。若采用雜交育種的方法，將黑色長毛兔(BBEE)和白色短毛兔(bbee)進行雜交，獲得F。(BbEe)。對于植物而言，可采用自交的方法獲得F2，并根據(jù)表現(xiàn)型篩選出需要的類型，將它們連續(xù)自交N代并逐代淘汰非目的性狀個體后可獲得純系目的品種。然而，動物不能完成自交啊?若采用單倍體育種的方法，對于植物而言，可將F。代的花藥進行離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗，因為已分化的植物細胞在離體等適當條件下可以表現(xiàn)出全能性。然而已分化的動物細胞一般不能表現(xiàn)出全能性，而且秋水仙素處理動物細胞也不能誘導染色體數(shù)目加倍。那該怎么辦呢?此時學生的思維異?；钴S和興奮，學習的激情很高，課堂氣氛也將非常熱烈。教師趁勢建議學生進行小組討論，通過討論得出解決問題的方法。具體的方法是，獲得Fl(BbEe)后，動物不能自交，但可以讓F₁(BbEe)中的雌雄個體間相互交配；獲得F₂，篩選出白色長毛兔(bbEe，bbEE)后，可以采取讓這些白色長毛兔(bbEe，bbEE)與白色短毛兔(bbee)測交的方法，并根據(jù)后代是否出現(xiàn)性狀分離，區(qū)分出白色長毛兔中的純合體和雜合體，最終獲得能夠穩(wěn)定遺傳的白色長毛兔(bbEE)。

這一環(huán)節(jié)的教學，通過教師巧妙創(chuàng)設與學生原有知識信息發(fā)生“矛盾”碰撞的問題情境，激發(fā)了學生的求知欲望和思維興奮，同時也消除了學生的思維定勢，培養(yǎng)學生具體問題應該具體分析和實事求是的科學探究精神。

4.2.2 多倍體育種

幻燈片展示多倍體草莓、水稻、無子西瓜、小黑麥等圖片，提出問題，與原物種相比，多倍體一般具有什么特點?展示普通小麥(AABBDD)和黑麥(EE)染色體組的組成，引導學生分析八倍體小黑麥(AABBDDEE)是怎么培育出來的?其中，秋水仙素處理的對象是什么，只能是幼苗嗎?為什么需要對小黑麥(AABBDDEE)和黑麥(EE)雜交的后代用秋水仙素處理?如何判斷生物是否可育?通過上述問題的討論，使學生明白了多倍體育種處理方法，目的和依據(jù)的原理。之后，再引導學生討論無子西瓜的培育問題自然就迎刃而解了。最后，教師引導學生橫向比較多倍體育種和單倍體育種的異同點，在比較中進一步幫助學生熟練掌握這兩種育種方法以及提高運用相應育種方法解決實際問題的能力。

4.2.3 誘變育種

幻燈片展示多種類型的太空椒圖片，教師說明太空椒的某些性狀是地球上原本不存在的，通過太空育種新出現(xiàn)的，并提問：太空椒的培育能用雜交育種、單倍體育種或多倍體育種實現(xiàn)嗎?這個問題有一定的難度，教學中教師選擇先讓學生個別自主思考，然后小組合作討論交流，最后由小組代表總結發(fā)言進行班級交流。學生討論結果：上述三種育種方式只能利用已有的基因的重組或改變原有基因的數(shù)量，但并不能創(chuàng)造新的基因和新的性狀。教師趁勢引導：那么，應該選擇哪種育種方式才能培育出太空椒呢?從而引導學生說出誘變育種的處理方法、原理、目的和優(yōu)缺點。

4.2.4 基因工程育種

繼續(xù)引導探究，上述幾種育種方法只能在同種生物中進行，如果要將一種生物的優(yōu)良性狀“移植”到另一種生物身上，該采用什么育種方式呢?展示抗蟲棉圖片和培育過程示意圖，提出問題，抗蟲棉是怎么培育出來的呢?從而引導學生對基因工程育種方式進行復習?；蚬こ逃N的操作方法比較難懂，學生往往不能準確說出，教學中可以采取設計梯度性的問題串策略，引導學生分析，步步深入，終達本質(zhì)。具體的，基因工程育種大體大包含哪幾個操作步驟?如何獲取目的基因?如何將目的基因與載體DNA重組?如何將重組DNA導入受體細胞?如何使目的基因整合到受體細胞的染色體I-?經(jīng)過轉基因操作后的受體細胞都擁有目的基因嗎?如何篩選出含目的基因的受體細胞?可以通過什么技術將受體細胞培育成抗蟲棉植株?上述教學在問題串的引領下，促使學生進行連續(xù)遞進式的思維活動，能夠有效幫助學生深刻理解基因工程的操作過程和方法，突破教學難點。在此基礎上，組織基因工程育種的目的，依據(jù)原理和優(yōu)缺點的教學就水到渠成了。

4.3 列表總結歸納，完善知識結構(表1)

5 教學反思

新課教學后，學生腦海中的知識信息可能是不完整、不準確、不系統(tǒng)的，遇到問題時常常出現(xiàn)思維不通暢、不準確的現(xiàn)象。因此，復習教學就需要教師創(chuàng)設適當問題情境，激發(fā)學生對所學知識進行自主回顧和再現(xiàn)，幫助他們對知識進行梳理和拓展，提高他們知識的運用能力。本專題的復習通過問題探究的方式促進學生積極自主地提取和處理腦海中的原有知識信息，進行自主思考復習，幫助學生成為知識的主動建構者，學生的學習主體地位得到了真正落實。通過教師針對學生常見的思維肓區(qū)巧妙設計問題，深入引導分析，幫助學生建構了知識網(wǎng)絡，消除了思維障礙，整合了知識結構，使原來零碎的知識系統(tǒng)化，機械的記憶靈活化，粗淺的理解深刻化，生疏的應用熟練化，進而提高了學生從整體上理性地掌握和運用知識的能力。