“杂交育种与诱变育种”一节的教学设计

1.教材分析及设计思路

本节内容是在学习“生物的遗传和变异”理论知识的基础上,进一步引导学生认识遗传学的基本原理如何应用于实践,也为下一节“基因工程及其应用”的学习做了铺垫.

关于杂交育种,教材首先从问题探讨导入,使学生从玉米育种专家的角度,尝试从理论上探索杂交育种的方法,接着介绍古代的印第安人通过选择育种的方法选育出具有优良性状的玉米品种,并指出其局限性；通过培育“高产、抗病小麦新品种”和“中国荷斯坦牛”两个实例,介绍杂交育种的概念和过程；利用“思考与讨论”栏目引导学生思考杂交育种方法存在的不足之处.关于诱变育种,教材介绍了诱变育种的方法,通过实例说明诱变育种的重要作用.因此把“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”作为教学重点,将“杂交育种和诱变育种的优点和局限性”和“用遗传图解表示各种育种过程”作为教学难点.教学过程中使用“探究式”和“讨论式”的教学方法,采用多媒体教学,以教学案例为课堂教学主线,突破教学重点；通过归纳和比较杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种方式的异同点,突破教学难点.

2.教学目标

2.1　知识目标

简述杂交育种的概念,举例说明杂交育种方法的优点和不足；举例说出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、单倍体育种异同点.

2.2　能力目标

尝试用遗传图解的方式表示育种过程；运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题.

2.3　情感、态度与价值观目标

认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性；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.

3.教学过程

3.1　创设情境,激趣导入

课件展示如下图片：袁隆平院士与超级杂交水稻、李振声院士与小偃系列小麦新品种、农民育种家李登海与掖单系列杂交玉米、优质奶牛中国荷斯坦牛、太空椒、高产青霉素菌株,引出课题“杂交育种与诱变育种”,激发学生的探究和学习兴趣.

3.2　自主学习,提升能力

课件展示导学提纲,引导学生在阅读教材的过程中,掌握本节内容的单点知识,初步形成知识框架.

导学提纲：①古印第安人在何种条件下种植玉米的②什么是杂交育种其依据的遗传学原理是什么有哪些优缺点③,什么是诱变育种其依据的遗传学原理是什么有哪些优缺点④诱变育种方面取得了哪些成就

学生阅读教材,把相关知识点记录在课堂记录本上,先在小组内进行交流,然后利用投影仪进行展示,教师适时给予指点评价.

3.3　案例引领,突破重点

课件展示一系列教学案例,引导学生分析归纳,对提出的问题进行探究,得出相应结论,完善认知结构,从而突破教学重点.

案例1：大约1万年前,古人就开始驯化野生动物、栽培植物.现在栽培的玉米就是古印第安人最早选择和培育的,他们选育出了果穗硕大、淀粉含量高的玉米.请结合教材内容,回答下面问题.(1)古印第安人培育玉米的方法称为什么(2)这种育种方法有哪些优缺点

学生通过阅读教材可以找到问题的结论,然后回答,教师归纳总结：这种育种方法称为选择育种,其优点有技术简单、容易操作；缺点有选择范围有限,育种周期长等.选择育种只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异,即突变和基因重组,在某个植株已有的性状组合中选育优良品种.在实践中,人们逐渐摸索出另一种育种方法——杂交育种.

案例2：玉米黑粉病又名瘤黑粉病,是常见的玉米病害之一,由玉米黑粉菌侵害所致,为害茎、叶、雌穗、雄穗、腋芽等幼嫩组织,使果穗变小,甚至不能结穗.现有两种具有不同性状的玉米,其中一种具有子粒多、不抗黑粉病性状,另一种具有子粒少、抗黑粉病性状.检测如你是玉米育种学家李登海,怎样利用这样的两种玉米,培育出同时具有子粒多、抗黑粉病两种性状的玉米新品种将你的设想用遗传图解表示出来.

学生在学习小组内进行讨论,利用学过的“基因的自由组合定律”遗传图解,设计育种方案,讨论可能遇到的困难,然后各组交流解决方案的设想.教师对各组设计的方案进行点评,指出优点和不足之处,形成较科学的方案,并指出这种育种方法就是杂交育种.课件展示育种方案(图1).

课件展示问题：(1)F1表现出何种性状(2)F2中出现新性状的原因是什么(3)F2的表现型是否符合孟德尔的自由组合定律的比例

学生讨论后给出结论,教师指出：题干没有给出两对相对性状的显隐性关系,所以F1表现出来的性状可能有四种；F2中出现新性状的原因是F1减数分裂形成配子时,控制不同对性状的基因之间出现了重新组合,导致F2两个性状之间的重新组合；只有控制不同对性状的基因位于非同源染色体上,F2的表现型才能符合自由组合定律9：3：3：1的比例.大家都已在理论上尝试杂交育种了,下面以小麦为例,让我们更好地理解杂交育种.

案例3：小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(T)对不抗锈病(t)为显性,两对基因独立遗传,现有纯合的高秆抗锈病的小麦(DDTT)和矮秆不抗锈病的小麦(ddtt),检测如你是小麦育种专家李振声院士,怎样才能得到矮秆抗锈病的优良品种(ddTT)

教师要求学生独立完成育种方案,并用遗传图解的方式来表示.选取2个学生的方案用投影仪展示,其他学生对其进行评价.教师用课件展示规范的写法(图2),学生修正自己不规范的地方.

教师总结杂交育种的方法：杂交→自交→选优→自交→选优等从第二始选择,保留需要性状的个体,淘汰不需要性状的个体,经过6～7代的选育,即可选育出符合要求性状的纯合子.杂交育种的方法也用于家禽、家畜的育种.

案例4：中国荷斯坦牛有一百多年的历史,其泌乳期长达305d,年产乳量可达6300 kg以上,其育种过程可由下面流程图表示：