“雜交育種與誘變育種”教學(xué)設(shè)計

李遠艷

一、教材分析和設(shè)計思路

人教版高中生物（必修2）遺傳與進化第6章第1節(jié)“雜交育種和誘變育種”，主要包括雜交育種的概念、過程、基本原理、應(yīng)用以及優(yōu)缺點和誘變育種的概念、過程、基本原理、應(yīng)用以及優(yōu)缺點等內(nèi)容，其中教學(xué)重點是遺傳和變異規(guī)律在改良農(nóng)作物和培育家畜品種等方面的應(yīng)用；教學(xué)難點是雜交育種和誘變育種的優(yōu)點和局限性。本節(jié)采取以育種技術(shù)的發(fā)展遞進歷程來組織教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)過程中始終抓住育種技術(shù)的不斷突破和不斷改進這一主線，重點引導(dǎo)學(xué)生利用遺傳學(xué)原理分析不同育種階段育種技術(shù)，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)缺點，應(yīng)用所學(xué)的遺傳學(xué)知識，嘗試設(shè)計突破已有育種技術(shù)局限的途徑。充分利用教材所介紹的許多具體生動的育種方法的實例，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力、歸納總結(jié)能力和分析思考解決問題的能力。運用小組合作的方式，收集育種的相關(guān)資料，通過成員匯報，提高小組的凝聚力；再采取各組互評的方式，進一步培養(yǎng)學(xué)生們的合作意識。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

簡述雜交育種的概念；

說明雜交育種的遺傳學(xué)原理；

舉例說出誘變育種的基本原理及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。

2.能力目標(biāo)

嘗試將信息用圖表、遺傳圖解的形式表達出來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)度和價值觀目標(biāo)

（1）討論從選擇育種到雜交育種，再到誘變育種中，科學(xué)、技術(shù)和社會的相互作用。

（2）通過對雜交育種和誘變育種成果的了解，關(guān)注育種技術(shù)的發(fā)展。

（3）體會科學(xué)技術(shù)在發(fā)展社會生產(chǎn)力、推動社會發(fā)展中的巨大作用。

三、教學(xué)過程

自從孟德爾的遺傳規(guī)律問世之后，人工雜交的方法就被廣泛應(yīng)用到動植物育種。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，人工誘變技術(shù)的應(yīng)用進一步推動了育種的步伐，后來基因工程的誕生，使人們能夠定向地改變生物的遺傳特性，創(chuàng)造出新的生物類型。育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的地位越來越重要了。請同學(xué)們結(jié)合我們學(xué)過的遺傳和變異的相關(guān)知識以及平時對這方面的認識，說一說選育新品種的方法有哪些？（讓學(xué)生分小組互相討論一段時間后，學(xué)生起來回答。）

（選擇育種、雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、基因工程育種）

1.選擇育種

教師在上課之前先收集一些關(guān)于選擇育種和雜交育種的圖片，在上課的時候首先展示這些圖片，讓學(xué)生仔細觀察這些圖片，教師根據(jù)這些圖片設(shè)計問題：

根據(jù)圖片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)缺點是什么？

看完圖片提出問題后，教師先讓學(xué)生閱讀教材上的基礎(chǔ)內(nèi)容，并組織學(xué)生分組討論，然后讓每一小組選出代表來回答問題。在回答問題過程中若學(xué)生不能很好地回答所提出的問題，教師可以通過對問題的分解來進行引導(dǎo)：

教師提示：（1）古印第安人培育玉米的方法稱為什么？（2）這時出現(xiàn)的選擇的具體含義是什么？（3）選擇育種的優(yōu)缺點是什么？

最后再找同學(xué)起來補充回答直到答得全面為止，教師在必要的時候可以給予適當(dāng)?shù)奶崾?，使學(xué)生牢固掌握這部分的內(nèi)容。

2.雜交育種

每種生物都有不少性狀，這些性狀有的是優(yōu)良性狀，有的是不良性狀，而且不同的優(yōu)良性狀存在于不同的品種中。人們一直設(shè)想如果能想辦法去掉不良性狀，讓優(yōu)良性狀集于一身，創(chuàng)造出自然條件下沒有的新性狀組合，突破選擇育種的局限，培育出具有優(yōu)良性狀組合的新品種。會有什么辦法呢？（學(xué)生思考、分組討論之后回答），在此基礎(chǔ)上，教師提出問題：

有兩個小麥品種：一種是高產(chǎn)不抗?。ˋABB），另一種是低產(chǎn)抗?。╝abb），兩對性狀獨立遺傳，你們用什么方法能培育出高產(chǎn)抗病的小麥新品種呢？請將你們的設(shè)想用遺傳圖解表示出來。（課本例子）

學(xué)生思考，分組討論，討論完成后自己畫出，同時找兩位同學(xué)到黑板上來畫，先讓學(xué)生互相批改他們做的結(jié)果，并說明理由，在學(xué)生匯報的時候老師給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，讓學(xué)生展示出自己的方案，最后通過生生、師生間的交流研討，總結(jié)出可行性的方案。共同完善寫出課本例子遺傳基因型圖解。

師生共同總結(jié)：F2高產(chǎn)抗病植株繼續(xù)自交，淘汰性狀分離的類型，選育純種。但是，在水稻育種過程中，我們直接利用F1代的雜種優(yōu)勢。

通過問題展示和解答，教學(xué)課件輔助，展示學(xué)生所寫的遺傳圖解。最后由學(xué)生歸納雜交育種的概念，所利用的原理及我國在雜交育種方面的成就。

（雜交育種就是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，就得到新品種的方法；基因重組，成就略）

學(xué)情預(yù)設(shè)：與選擇育種比較，雜交育種有什么優(yōu)點？

學(xué)生思考、分組討論回答：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。

思考與討論：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？

學(xué)生思考，分組討論回答：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)性狀分離現(xiàn)象，育種進程緩慢（一般需5至7年），過程繁瑣。這些都是雜交育種方法的不足。

思考與討論：有沒有更好的育種方法來彌補這些缺點呢？

學(xué)生回憶學(xué)過的知識，并交流和討論：

3.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。

教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P100頁，教材列舉了哪些誘變育種的實例？

學(xué)生閱讀教材并回答：如黑農(nóng)五號；衛(wèi)星“87-2”青椒、“航育1號”水稻、“豫麥13號小麥”等；青霉菌高產(chǎn)菌株等。

教師通過大量的圖片資料介紹了誘變育種的實例。

教師總結(jié)：誘變育種的概念指什么？

誘變育種就是利用物理因素（如X射線、γ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。

教師引導(dǎo)，組織開展生生、師生的討論：與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點？聯(lián)系基因突變的特點，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。要想克服這些局限性，可以采取什么辦法？

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。

教師小結(jié)：

兩種育種方法都為我們創(chuàng)造了許多優(yōu)良的品種，育種技術(shù)的發(fā)展為我們的社會經(jīng)濟創(chuàng)造了許多價值，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(shù)育種方面已經(jīng)進入世界先進行列。