“雜交育種與誘變育種”的教學(xué)設(shè)計(jì)

1 教學(xué)分析

1.1 教材分析

本節(jié)課是人教版高中生物必修二第六章第1節(jié)的內(nèi)容。學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”、“基因和染色體的關(guān)系”、“基因的本質(zhì)”、“基因的表達(dá)”、“基因突變及其他變異”等知識(shí)，掌握了遺傳和變異的基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉了遺傳和變異的核心規(guī)律。第六章旨在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)生產(chǎn)生活中的遺傳變異現(xiàn)象，認(rèn)同育種技術(shù)的改進(jìn)對(duì)解決糧食危機(jī)等問(wèn)題的重要性，體會(huì)科學(xué)技術(shù)在發(fā)展社會(huì)生產(chǎn)力、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步等方面的巨大作用，并學(xué)會(huì)運(yùn)用遺傳學(xué)理論知識(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)生活實(shí)踐，推動(dòng)育種技術(shù)在各生產(chǎn)生活領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

1.2 學(xué)情分析

一方面，學(xué)生在初中學(xué)習(xí)了人類(lèi)應(yīng)用遺傳變異理論培育新品種的內(nèi)容，對(duì)此有了初步的了解，并已在高中全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了遺傳變異的基礎(chǔ)知識(shí)和核心理論，簡(jiǎn)單涉及到一些育種方法的原理，但是沒(méi)有全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí)生產(chǎn)生活中各種育種方法的理論基礎(chǔ)、詳細(xì)過(guò)程、各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)。另一方面，學(xué)生在日常生活中經(jīng)常接觸到雜交水稻、袁隆平、無(wú)子西瓜、太空椒、太空蓮等一些與育種密切相關(guān)的物種，對(duì)育種有一些感性認(rèn)識(shí)。通過(guò)本節(jié)課內(nèi)容的教學(xué)，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)育種由感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)的突破。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo)

（1） 簡(jiǎn)述雜交育種和誘變育種的概念，舉例說(shuō)明雜交育種和誘變育種方法的優(yōu)點(diǎn)和不足。

（2） 舉例說(shuō)明雜交育種和誘變育種在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。

（3） 討論遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。

2.2 能力目標(biāo)

通過(guò)對(duì)雜交育種和誘變育種實(shí)例的分析和比較，提高運(yùn)用遺傳和變異規(guī)律解決生產(chǎn)、生活中的問(wèn)題的能力。

2.3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

（1） 討論育種科學(xué)技術(shù)發(fā)展是科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)相互作用。

（2） 體會(huì)科學(xué)技術(shù)在發(fā)展社會(huì)生產(chǎn)力、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步等方面的巨大作用。

（3） 通過(guò)對(duì)我國(guó)雜交育種和誘變育種成果的了解，關(guān)注我國(guó)的育種技術(shù)的發(fā)展及在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)能力，認(rèn)同育種技術(shù)的改進(jìn)對(duì)解決糧食危機(jī)等問(wèn)題的重要性。

3 教學(xué)重點(diǎn)

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。

4 教學(xué)難點(diǎn)

（1） 雜交育種和誘變育種的優(yōu)點(diǎn)及局限性。

（2） 用遺傳圖解表示雜交育種和單倍體育種的過(guò)程。

5 教學(xué)過(guò)程

5.1 新課導(dǎo)入

師（用PPT展示羊城晚報(bào)新聞：“東莞荔枝新品賣(mài)到2 000元一斤”（注：冰荔））：① “你吃過(guò)的荔枝品種有哪些？你為什么喜歡這種荔枝？②你為什么不喜歡這個(gè)品種？③ 你有沒(méi)有辦法把這幾種荔枝的優(yōu)點(diǎn)集中在一起？

學(xué)生閱讀“東莞荔枝新品賣(mài)到2 000元一斤”的圖片新聞，回味嶺南佳果荔枝的甜美，并回答教師的一系列提問(wèn)。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下回顧前面學(xué)過(guò)的育種方法。

設(shè)計(jì)目的：讓學(xué)生回味東莞荔枝的甜美，聯(lián)想到荔枝的一些性狀，如高糖與低糖、大核與小核、紙皮與厚皮、紅色與青色等相對(duì)性狀;感受厚街“果王”黃志強(qiáng)的“荔枝人生”，深化理解“科技為生產(chǎn)生活服務(wù)”的宗旨;讓學(xué)生回顧前面學(xué)過(guò)的育種基本方法的原理、過(guò)程、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)等。

5.2 學(xué)習(xí)雜交育種的方法、原理、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)

師：① 假設(shè)我們是東莞市林業(yè)科學(xué)研究院的林業(yè)高級(jí)工程師，我們?nèi)绾伟迅咛谴蠛?、低糖小核的兩個(gè)荔枝品種的優(yōu)點(diǎn)集中在一起，把它們的缺點(diǎn)隱藏起來(lái)，并推廣進(jìn)行大面積種植？② 雜交育種的基本原理是什么？③ 假設(shè)現(xiàn)在手頭有純合的高糖大核（AABB）和純合的低糖小核（aabb）兩個(gè)品種，請(qǐng)同學(xué)們?cè)谧约旱牟莞寮埳袭?huà)出這個(gè)雜交過(guò)程的遺傳圖解，也請(qǐng)同學(xué)們推薦一位同學(xué)來(lái)黑板上畫(huà)出這個(gè)過(guò)程的遺傳圖解。④ 教師在教室里面來(lái)回走動(dòng)，觀察學(xué)生在草稿紙上書(shū)畫(huà)的遺傳圖解和在黑板上板書(shū)的遺傳圖解。⑤ 教師用PPT展示規(guī)范化的用“高糖大核的荔枝和低糖小核的荔枝雜交育種得到高糖小核荔枝的遺傳圖解，學(xué)生相互對(duì)比分析，總結(jié)歸納。

學(xué)生討論問(wèn)題，并在草稿紙或者黑板上畫(huà)出遺傳圖解。學(xué)生相互檢查畫(huà)出的遺傳圖解，并參考PPT上面的遺傳圖解核對(duì)自己書(shū)畫(huà)的遺傳圖解。

設(shè)計(jì)目的：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧雜交育種的原理、方法、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)以及遺傳圖解等重點(diǎn)核心內(nèi)容，并對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的錯(cuò)誤，及時(shí)糾正、總結(jié)提升。

5.3 學(xué)習(xí)單倍體育種的方法、原理、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)

師：① 從遺傳圖解上看，從開(kāi)始實(shí)驗(yàn)到得到大面積推廣種植高糖小核荔枝，共需要幾年時(shí)間？② 這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)漫長(zhǎng)，下面請(qǐng)大家思考有沒(méi)有別的方法。③ 單倍體育種的基本方法和步驟是怎么樣的，請(qǐng)同學(xué)站起來(lái)簡(jiǎn)潔描述一下。④ 如果只有純種高糖大核和純種低糖小核的荔枝品種，我們?nèi)绾卫脝伪扼w育種技術(shù)快速培養(yǎng)高糖核小的荔枝品種？用哪一種荔枝做為實(shí)驗(yàn)材料？具體如何操作是什么？（此處用PPT展示單倍體育種與雜交育種相結(jié)合的遺傳圖解）⑤ 在這個(gè)單倍體育種的過(guò)程中，突出了哪些優(yōu)點(diǎn)，哪些缺點(diǎn)？⑥ 單倍體育種的原理是什么？

學(xué)生討論、交流，解決問(wèn)題，并在教師的引導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)深入思考以后回答：可以先用純種高糖大核和純種低糖小核的荔枝進(jìn)行雜交，得到高糖大核的荔枝，其基因型為AaBb，接著取該植株的花粉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)，獲得基因型為Ab的單倍體植株，然后用秋水仙素處理之，使得其染色體數(shù)目加倍，獲得基因型為AAbb，表現(xiàn)為高糖小核的正常植株。

設(shè)計(jì)目的：教師通過(guò)一系列的問(wèn)題串，環(huán)環(huán)相扣，層層推進(jìn)，在與學(xué)生的問(wèn)答過(guò)程中，總結(jié)出單倍體育種的方法、原理、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)等。

5.4 學(xué)習(xí)多倍體育種的方法、原理、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)

師：① 我們?yōu)槭裁聪矚g吃荔枝？② 我們有沒(méi)有什么好的育種辦法讓它的糖分更加多一些？③ 多倍體育種的原理是什么？④ 多倍體育種如何操作？⑤ 多倍體育種的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分別是什么？

學(xué)生討論，回答問(wèn)題。

設(shè)計(jì)目的：通過(guò)一系列的問(wèn)題串，環(huán)環(huán)相扣，層層推進(jìn)，在與學(xué)生的問(wèn)答過(guò)程中，總結(jié)出多倍體育種的方法、原理、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)等。

5.5 學(xué)習(xí)誘變育種的方法、原理、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)

師：① 我們現(xiàn)在吃的荔枝都是奶白色果肉或者米黃色果肉，林業(yè)工程師們?cè)谒伎?，如果能研究出一種紅色果肉的紅美人荔枝或者黑色果肉的黑美人荔枝，可以給消費(fèi)者提供更多的選擇，請(qǐng)問(wèn)同學(xué)們哪種育種方式才能培育出紅美人荔枝和黑美人荔枝？② 誘變育種的原理是什么？③ 具體如何操作，哪個(gè)同學(xué)來(lái)簡(jiǎn)潔描述一下？④ 在誘變育種的過(guò)程中，最突出的優(yōu)點(diǎn)是什么，最大的缺點(diǎn)又是什么？

學(xué)生討論，回答問(wèn)題。

設(shè)計(jì)目的：讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)歸納總結(jié)，教師只起到引導(dǎo)學(xué)習(xí)、組織討論交流的作用。

5.6 總結(jié)歸納

師：① 本節(jié)課總結(jié)：展示PPT“東莞粵引無(wú)核荔枝”，通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道如何改良荔枝品種，利用所學(xué)的理論知識(shí)為生產(chǎn)生活服務(wù)了，現(xiàn)在告訴大家一個(gè)好消息，荔枝新品種高糖無(wú)核荔枝即“東莞粵引無(wú)核荔枝”已經(jīng)研發(fā)成功了，大家課后了解這種荔枝新品種是怎樣培育出來(lái)的。② 請(qǐng)大家拿出我們的導(dǎo)學(xué)案，在導(dǎo)學(xué)案的表格“五種育種方法比較”中填上相應(yīng)的內(nèi)容。③ 大家還有其他更好的育種方法嗎？

學(xué)生欣賞“東莞粵引無(wú)核荔枝”的圖片后，發(fā)散思維，思考培育“東莞粵引無(wú)核荔枝”的可能方法。學(xué)生分析、歸納，對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)進(jìn)行總結(jié)概括。

設(shè)計(jì)目的：讓知識(shí)在總結(jié)中明朗，在歸納中升華。

6 教學(xué)反思

① 以嶺南佳果荔枝的品種改良為課堂主線(xiàn)，順理成章地串聯(lián)四種育種方法，符合學(xué)生的思維過(guò)程，具有濃郁的鄉(xiāng)土風(fēng)情和地方特色。

② 通過(guò)精心設(shè)計(jì)問(wèn)題串，在師生互動(dòng)問(wèn)答的過(guò)程中突出教學(xué)重點(diǎn)，突破了教學(xué)難點(diǎn)，強(qiáng)化了對(duì)考點(diǎn)的理解和記憶。

③ 引導(dǎo)學(xué)生課后自主網(wǎng)上探究，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與，突出培養(yǎng)學(xué)生收集處理信息的能力、分析和解決問(wèn)題的能力及交流與合作的能力。

④ 綜合運(yùn)用情境—陶冶教學(xué)策略、示范—模仿教學(xué)策略、問(wèn)題教學(xué)策略和啟發(fā)式教學(xué)策略以及探究策略。

⑤ 在配套的學(xué)案和課件中，緊扣廣東歷年高考題特色，以荔枝為材料原創(chuàng)試題，大膽預(yù)測(cè)。

附：原創(chuàng)試題

荔枝是馳名的嶺南佳果，蘇東坡詩(shī)言“日啖荔枝三百顆，不辭長(zhǎng)作嶺南人”。近些年來(lái)在東莞市林業(yè)科學(xué)研究院的努力下，東莞荔枝品種不斷優(yōu)化，他們成功研發(fā)了糯米糍、桂味兩個(gè)品種。最近東莞市厚街鎮(zhèn)農(nóng)民黃志強(qiáng)培育出荔枝新品種“冰荔”，因其顏色更加紅艷，口感更加甜爽而贏消費(fèi)者青睞，但因其產(chǎn)量低而賣(mài)出2 000元一斤的天價(jià)，使得普通消費(fèi)者與之無(wú)緣。請(qǐng)根據(jù)以上材料回答問(wèn)題：

① 荔枝有高糖與低糖、大核與小核、紙皮與厚皮、紅色與青色等許多相對(duì)性狀，控制荔枝這些相對(duì)性狀的遺傳物質(zhì)主要存在于 " " "上面，荔枝的遺傳物質(zhì)控制它這些性狀的方式有 "種，它們分別是： " " " " ; " " " " "。

② 假設(shè)你是東莞市林業(yè)科學(xué)研究院的林業(yè)工程師，請(qǐng)問(wèn)如何利用雜交育種的方法將高糖大核（AABB）、低糖小核（aabb）的兩個(gè)荔枝品種培育出能穩(wěn)定遺傳的高糖小核荔枝，請(qǐng)用遺傳圖解表示。

③ 假設(shè)你是東莞市林業(yè)科學(xué)研究院的林業(yè)工程師，請(qǐng)問(wèn)如何利用高糖大核（AABB）、低糖小核（aabb）的兩個(gè)荔枝品種快速培育出能穩(wěn)定遺傳的高糖小核荔枝，請(qǐng)畫(huà)出相應(yīng)的示意圖，并回答最快需要 "年可以培育出能穩(wěn)定遺傳的高糖小核荔枝。

④ 東莞市林業(yè)科學(xué)研究院目前正在研究一種叫“超甜1號(hào)”的荔枝新品種，你認(rèn)為他們最可能利用了

育種方法，這種育種方法所依據(jù)的原理是

。

⑤ 荔枝雖然好吃，但是多食容易上火，出現(xiàn)四肢無(wú)力、發(fā)燒等癥狀，即引發(fā)“荔枝病”，請(qǐng)你解釋“荔枝病”的可能原因。

。

參考答案：

① 染色體 兩種 遺傳物質(zhì)（基因）通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制性狀 遺傳物質(zhì)（基因）通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制性狀

②

③ " " " " " " "二年

④ 多倍體育種 染色體數(shù)目變異

⑤ 此題為開(kāi)放式試題，只要學(xué)生言之有理即可。荔枝的甜就在于它們存儲(chǔ)了大量的果糖，果糖要在肝臟中轉(zhuǎn)化為葡糖糖才能被人類(lèi)利用。果糖的吸收由于是被動(dòng)擴(kuò)散、且吸收慢（遠(yuǎn)慢于葡萄糖，僅為葡萄糖的16%～17%），即使其載體功能正常，大量攝入荔枝時(shí)也會(huì)造成果糖腸腔堆積，由于果糖分子量小，其滲透壓較大，從而導(dǎo)致血管、組織水分向腸腔轉(zhuǎn)移，進(jìn)而引起消化道粘膜水腫、腹痛、腹瀉;不僅如此，果糖還會(huì)“喚醒”大量的胰島素，讓肝臟調(diào)低血糖濃度。缺少了葡萄糖，包括大腦在內(nèi)的零件自然無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)了。