《杂交育种与诱变育种》教学设计

孙春梅

教学目标

知识与技能:了解杂交育种方法的优缺点以及诱变育种在生产中的应用;总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种的异同点;通过育种方法的设计,培养学生多层次、多角度分析思考问题的能力。

过程与方法:通过讨论、分析、比较等方法,鼓励学生尝试运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。

情感态度与价值观:体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步方面的巨大作用;关注我国育种技术的发展,认识到育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。

教学重点和难点

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。

难点:杂交育种和诱变育种的优点和局限性。

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。

教学过程

一、创设情境

教师向学生展示古人驯化狗、马、牛、猪、鸡以及培育玉米、小麦、水稻、各种蔬菜、水果的过程,出示已经形成的家畜、粮食、蔬菜、水果等各种优良品种的图片,以引起学生的兴趣。

二、引导探究

(一)杂交育种

1.教师提出问题:已知小麦的高秆(A)对矮秆(a)为显性,抗锈病(B)对易染锈病(b)为显性,两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。请联系已经学过的遗传学原理,思考一下用什么方法既能把两个品种的优良性状结合在一起,又能摒弃双方的缺点?将你的设想用遗传图解表示出来。

学生分组讨论,各小组把设想用遗传图解在实物投影仪上展示出来。然后师生交流研讨:学生分析各组的方案是否科学规范,教师对方案进行评价总结。

2.教师引导学生进一步分析:杂交育种蕴含着哪些遗传学规律?如何推测杂交育种可能的选育过程和结果?如何判断培育出的新品种是否符合预期要求?如果我们需要的性状是显性或隐性该如何选育?如果又有显性又有隐性该如何选育?选出的新品种应该是纯合子还是杂合子?

学生讨论。

教师点拨:杂交育种依据的遗传学原理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。教师帮助学生归纳总结育种流程,向学生强调指出:从杂种第二代就可以选出我们需要的品种,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。如果我们需要的性状是显性性状,育种时就用亲本的杂交后代连续自交,逐步淘汰,直到不再发生性状分离为止。如果我们需要的性状是隐性性状,育种时就从杂种二代中直接选用。

如图:

PAABB(高杆抗病) Xaabb(矮杆不抗)

↓↓

配子 ABab

↓↓

F1AaBb(高杆抗病)

F2基因型 1/16AABB1/16aaBB1/16AAbb1/16aabb

2/16AaBB2/16aaBb2/16Aabb

2/16AABb

4/16AaBb

表现型 高杆抗病矮杆抗病高杆不抗矮杆不抗

3.学生汇报课前搜集的资料,如我国在杂交育种方面的成就、袁隆平的杂交水稻、中国荷斯坦牛等。教师引导学生总结杂交育种的优缺点。

(二)诱变育种

1.导入: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。有没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢?这就涉及到我们下面要学到的知识——诱变育种。

2.让学生从具体实例入手感知诱变育种,举例:用辐射方法处理大豆,可以培育优良的大豆品种“黑农五号”;利用返回式卫星和高空气球搭载农作物种子,使种子在空间条件下发生基因突变,进行农作物遗传性状的改良,可以培育出卫星“87-2”青椒、“航育1号”水稻、“豫麦13号”小麦;对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理,能够培育了高产菌株。

3.教师小结诱变育种的概念以及诱变的方法和原理。

4.学生思考问题: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?

师生小结: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。

三、列表总结

引导学生列表比较:杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种在方法、原理、优缺点方面的异同点。帮助学生对所学知识进行归纳,并由学生总结本节课的收获和存在的疑惑,然后师生共同解疑释惑。

(责任编辑 赵永玲)