“雜交育種與誘變育種”教學設計

李遠艷

一、教材分析和設計思路

人教版高中生物（必修2）遺傳與進化第6章第1節“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、應用以及優缺點和誘變育種的概念、過程、基本原理、應用以及優缺點等內容，其中教學重點是遺傳和變異規律在改良農作物和培育家畜品種等方面的應用；教學難點是雜交育種和誘變育種的優點和局限性。本節采取以育種技術的發展遞進歷程來組織教學內容。教學過程中始終抓住育種技術的不斷突破和不斷改進這一主線，重點引導學生利用遺傳學原理分析不同育種階段育種技術，發現其優缺點，應用所學的遺傳學知識，嘗試設計突破已有育種技術局限的途徑。充分利用教材所介紹的許多具體生動的育種方法的實例，培養學生的閱讀理解能力、歸納總結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，進一步培養學生們的合作意識。

二、教學目標

1.知識目標

簡述雜交育種的概念；

說明雜交育種的遺傳學原理；

舉例說出誘變育種的基本原理及其在生產中的應用。

2.能力目標

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，解決生產和生活實際中的問題。

3.情感態度和價值觀目標

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

（2）通過對雜交育種和誘變育種成果的了解，關注育種技術的發展。

（3）體會科學技術在發展社會生產力、推動社會發展中的巨大作用。

三、教學過程

自從孟德爾的遺傳規律問世之后，人工雜交的方法就被廣泛應用到動植物育種。隨著科學技術的進步，人工誘變技術的應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，創造出新的生物類型。育種在農業生產上的地位越來越重要了。請同學們結合我們學過的遺傳和變異的相關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？（讓學生分小組互相討論一段時間后，學生起來回答。）

（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，讓學生仔細觀察這些圖片，教師根據這些圖片設計問題：

根據圖片分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳學原理及其優缺點是什么？

看完圖片提出問題后，教師先讓學生閱讀教材上的基礎內容，并組織學生分組討論，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：

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

最后再找同學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的提示，使學生牢固掌握這部分的內容。

2.雜交育種

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

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

學生思考，分組討論，討論完成后自己畫出，同時找兩位同學到黑板上來畫，先讓學生互相批改他們做的結果，并說明理由，在學生匯報的時候老師給予適當的引導，讓學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：F2高產抗病植株繼續自交，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代的雜種優勢。

通過問題展示和解答，教學課件輔助，展示學生所寫的遺傳圖解。最后由學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良性狀通過交配集中在一起，再經過選擇和培育，就得到新品種的方法；基因重組，成就略）

學情預設：與選擇育種比較，雜交育種有什么優點？

學生思考、分組討論回答：能將兩個不同品種的優良性狀集中在一起，產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，并不能創造新的基因。雜交后代會出現性狀分離現象，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？

學生回憶學過的知識，并交流和討論：

3.誘變育種

教師引導學生回憶基因突變的內容。

利用基因突變的原理應用在育種中，就發展為一種新的方法——誘變育種。

教師引導學生閱讀教材P100頁，教材列舉了哪些誘變育種的實例？

學生閱讀教材并回答：如黑農五號；衛星“87-2”青椒、“航育1號”水稻、“豫麥13號小麥”等；青霉菌高產菌株等。

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：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）或化學因素（亞硝酸、硫酸二乙脂等）來處理生物，使生物發生基因突變。

教師引導，組織開展生生、師生的討論：與雜交育種相比，誘變育種有什么優點？聯系基因突變的特點，談談誘變育種的局限性。要想克服這些局限性，可以采取什么辦法？

誘變育種的優點是能夠提高突變率，在較短的時間內獲得更多的優良變異類型。誘變育種的局限性是誘發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：

兩種育種方法都為我們創造了許多優良的品種，育種技術的發展為我們的社會經濟創造了許多價值，我國作為目前世界上能發射返回式衛星的三個國家之一，在作物空間技術育種方面已經進入世界先進行列。