“遺傳育種專題復習”教學設計

許暉

一、教學分析

“遺傳育種專題復習”涉及孟德爾定律、減數分裂、基因重組、基因突變、染色體畸變、轉基因技術和植物體細胞雜交等遺傳學基礎知識，包括雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、基因工程育種和植物細胞工程育種等多種遺傳育種方法，復習教學需幫助學生建構一個知識網絡。其中“基于遺傳育種新情境的創新能力培養”既是教學重點也是教學難點，教師在教學中可利用一個個真實新穎的學習情境為學習活動載體，引發學生積極思考，以取得較好的教學效果。

二、教學目標

1.知識目標：說出遺傳育種的各種方法的主要步驟，辨別其主要遺傳學原理。

2.能力目標：運用遺傳育種方法解決新情境問題。

3.情感態度與價值觀目標：關注科學、技術和社會的關系；認同遺傳學研究對人類生活的科學價值和應用價值。

三、教學過程

1.創設情境，導入課題

圖片展示金魚“紅似火、白如雪、藍若繁星、橙似黃花”以及可以為金魚生活提供氧氣的金魚藻，簡介金魚和金魚藻的相關生物學特性：金魚是二倍體，只有受精的卵細胞才能發育成個體，三倍體、四倍體也可以存活。金魚藻是被子植物，水中受精，早春種子在泥中萌發。進而導入課題。

2.雜交育種中親本的選擇和子代基因型的鑒定

[例題1]人們偶然發現一頭罕見的大尾鰭金魚。假設大尾鰭（A）對小尾鰭（a）顯性，紅色（B）對白色（b）顯性，且在兩對常染色體上。現有純合的小尾鰭紅色金魚（aaBB），試利用該大尾鰭白色金魚（Aabb）設計雜交實驗，以盡快獲得純合的大尾鰭紅色金魚（AABB）。（寫出遺傳圖解并結合文字說明）

參考答案：

③利用第二代雜交后代中的aabb對A_B_進行鑒定，得到AABB個體。

教學意圖：①復習雜交育種；②讓學生理解為得到AABB個體需進行兩代雜交，并思考如何選擇雜交親本；③讓學生明白在A_B_中鑒定得到AABB個體，需進行第三代雜交。

教學反思：為數不少的學生讓第二代雜交后代中的A_B_進行“連續自交”以得到AABB個體，這顯然不對。因為A_B_個體的基因型不能確定，連續自交實際上就是A_B_群體內的隨機交配。這些學生只是生搬硬套了植物雜交育種選育純合子的方法，同時也有審題不清的原因，沒有注意到題干中的“盡快”。

3.基因工程育種以及純合子的選育

[例題2]現有純合的小尾鰭紅色金魚（aaBB），試設計實驗思路，培育得到純合小尾鰭紅色具熒光金魚（熒光基因用D表示）。

參考答案：利用轉基因技術將熒光基因（D）導入受精卵得到Dd個體（d表示無熒光基因），將Dd自交得到DD、Dd和dd后代，再利用dd對DD和Dd進行鑒定，得到DD個體。

教學意圖：①復習基因工程育種；②讓學生學會如何利用Dd個體選育得到DD個體。

教學反思：筆者在備課時沒有想過通過轉基因技術得到的是一條還是多條Dd金魚。部分學生認為基因工程育種只得到一條Dd金魚，因此讓該Dd個體與dd個體雜交，再讓雜交后代中Dd雌雄個體互相交配得到DD后代，同樣合理。

4.多倍體育種以及同源四倍體在減數分裂過程中同源染色體如何分離

[例題3]欲將小尾鰭紅色具熒光轉基因金魚品種（aaBBD）在自然水域放養，但又擔心外源熒光基因通過與野生近緣種的有性雜交在自然界污染擴散。試設計實驗思路解決這一難題。

參考答案：將該品種Dd（d表示無熒光基因）自交得到DD、Dd和dd的受精卵，經秋水仙素處理得到DDDD、DDdd和dddd的個體，再讓DDDD、DDdd與原品種Dd雜交得到三倍體后代，最后還需淘汰三倍體后代中的ddd個體。

教學意圖：①復習多倍體育種；②在理解三倍體高度不育的基礎上，參考無籽西瓜的培育過程，設計三倍體金魚的遺傳育種方案；③讓學生思考同源四倍體在減數分裂過程中同源染色體如何分離，并明白DDdd個體將產生3種配子，即DD、Dd和dd，比例為1∶4∶1，因此最后還需淘汰三倍體后代中的ddd個體。

教學反思：①部分學生認為培育得到四倍體金魚就可以在自然水域放養了，即使與野生二倍體魚交配，產生的三倍體后代也是高度不育的。這種想法是不正確的，因為四倍體個體互相交配產生的后代是可育的。②部分學生將題干中一條Dd金魚與普通金魚雜交以獲得更多Dd個體，再讓Dd自交，這是因為沒有認識到欲在自然水域放養的金魚品種應該是有很多雌雄個體的，并不是只有一條。③部分學生讓DDDD、DDdd與普通金魚dd雜交以得到三倍體后代，同樣合理。④部分學生沒有想到DDdd個體會產生dd配子，因此最后還需淘汰三倍體后代中的ddd個體。

5.誘變育種

[例題4]現有純合的大尾鰭金魚（AA），試設計實驗思路，期望培育得到超大尾鰭金魚。

參考答案：利用誘變育種方法，有可能獲得超大尾鰭（A+）的性狀表現。

教學意圖：復習誘變育種。

教學反思：期望培育得到的是“超大尾鰭”金魚，并不是“超大”金魚，而超大尾鰭是原來金魚品種所沒有的新性狀，故應運用誘變育種方法。部分學生審題不清，擬采用多倍體育種方法，這樣將可能得到超大金魚。

6.單倍體育種與多倍體育種

[例題5]以AAbbdd和aaBBDD金魚藻植株為原始材料（3對基因在3對同源染色體上），試利用遺傳育種方法，盡快得到aaabbbDDD植株。

參考答案：①AAbbdd與aaBBDD雜交得到F1植株AaBbDd；②F1植株進行花藥離體培養，長出幼苗經秋水仙素處理得到aabbDD植株（甲），收獲其種子；③一部分甲種子長出幼苗經秋水仙素處理得到aaaabbbbDDDD植株（乙），乙植株與未經秋水仙素處理的甲植株雜交，即可得到aaabbbDDD植株。

教學意圖：①復習單倍體育種和多倍體育種。②引導學生在得到AaBbDd植株后，如何盡快得到aaabbbDDD植株。

教學反思：①部分學生直接將原始材料用秋水仙素處理，沒有注意到原始材料是植株而不是幼苗，故不能達到目的。②獲得乙植株，以及乙植株與甲植株雜交，如果兩者在前后兩年完成，則不符合“盡快”要求。

7.植物細胞工程育種

[例題6]科學家以金魚藻與狐尾藻為材料，利用生物工程技術培育得到光補償點更低、產氧量更大的金魚藻-狐尾藻植株。請說出這一生物工程應用的具體操作步驟。

參考答案：制備金魚藻和狐尾藻的原生質體，并獲得兩者體細胞雜交形成的重組細胞，重組細胞再經細胞壁再生、脫分化和再分化，最后發育形成金魚藻-狐尾藻植株。

教學意圖：復習植物細胞工程育種。

教學反思：部分學生認為可以在狐尾藻中尋找“光補償點更低、產氧量更大”的有關基因，再以金魚藻細胞為受體，運用基因工程育種方法培育得到新植株。筆者在課堂上是這樣評價的（有待商榷）：其一，光補償點更低、產氧量更大的有關基因并不容易找到；其二，在習慣上，轉入狐尾藻基因的金魚藻應該叫做轉基因金魚藻，而金魚藻-狐尾藻植株則是指通過植物體細胞雜交技術得到的新植株。

（責任編輯 黃春香）endprint

一、教學分析

“遺傳育種專題復習”涉及孟德爾定律、減數分裂、基因重組、基因突變、染色體畸變、轉基因技術和植物體細胞雜交等遺傳學基礎知識，包括雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、基因工程育種和植物細胞工程育種等多種遺傳育種方法，復習教學需幫助學生建構一個知識網絡。其中“基于遺傳育種新情境的創新能力培養”既是教學重點也是教學難點，教師在教學中可利用一個個真實新穎的學習情境為學習活動載體，引發學生積極思考，以取得較好的教學效果。

二、教學目標

1.知識目標：說出遺傳育種的各種方法的主要步驟，辨別其主要遺傳學原理。

2.能力目標：運用遺傳育種方法解決新情境問題。

3.情感態度與價值觀目標：關注科學、技術和社會的關系；認同遺傳學研究對人類生活的科學價值和應用價值。

三、教學過程

1.創設情境，導入課題

圖片展示金魚“紅似火、白如雪、藍若繁星、橙似黃花”以及可以為金魚生活提供氧氣的金魚藻，簡介金魚和金魚藻的相關生物學特性：金魚是二倍體，只有受精的卵細胞才能發育成個體，三倍體、四倍體也可以存活。金魚藻是被子植物，水中受精，早春種子在泥中萌發。進而導入課題。

2.雜交育種中親本的選擇和子代基因型的鑒定

[例題1]人們偶然發現一頭罕見的大尾鰭金魚。假設大尾鰭（A）對小尾鰭（a）顯性，紅色（B）對白色（b）顯性，且在兩對常染色體上。現有純合的小尾鰭紅色金魚（aaBB），試利用該大尾鰭白色金魚（Aabb）設計雜交實驗，以盡快獲得純合的大尾鰭紅色金魚（AABB）。（寫出遺傳圖解并結合文字說明）

參考答案：

③利用第二代雜交后代中的aabb對A_B_進行鑒定，得到AABB個體。

教學意圖：①復習雜交育種；②讓學生理解為得到AABB個體需進行兩代雜交，并思考如何選擇雜交親本；③讓學生明白在A_B_中鑒定得到AABB個體，需進行第三代雜交。

教學反思：為數不少的學生讓第二代雜交后代中的A_B_進行“連續自交”以得到AABB個體，這顯然不對。因為A_B_個體的基因型不能確定，連續自交實際上就是A_B_群體內的隨機交配。這些學生只是生搬硬套了植物雜交育種選育純合子的方法，同時也有審題不清的原因，沒有注意到題干中的“盡快”。

3.基因工程育種以及純合子的選育

[例題2]現有純合的小尾鰭紅色金魚（aaBB），試設計實驗思路，培育得到純合小尾鰭紅色具熒光金魚（熒光基因用D表示）。

參考答案：利用轉基因技術將熒光基因（D）導入受精卵得到Dd個體（d表示無熒光基因），將Dd自交得到DD、Dd和dd后代，再利用dd對DD和Dd進行鑒定，得到DD個體。

教學意圖：①復習基因工程育種；②讓學生學會如何利用Dd個體選育得到DD個體。

教學反思：筆者在備課時沒有想過通過轉基因技術得到的是一條還是多條Dd金魚。部分學生認為基因工程育種只得到一條Dd金魚，因此讓該Dd個體與dd個體雜交，再讓雜交后代中Dd雌雄個體互相交配得到DD后代，同樣合理。

4.多倍體育種以及同源四倍體在減數分裂過程中同源染色體如何分離

[例題3]欲將小尾鰭紅色具熒光轉基因金魚品種（aaBBD）在自然水域放養，但又擔心外源熒光基因通過與野生近緣種的有性雜交在自然界污染擴散。試設計實驗思路解決這一難題。

參考答案：將該品種Dd（d表示無熒光基因）自交得到DD、Dd和dd的受精卵，經秋水仙素處理得到DDDD、DDdd和dddd的個體，再讓DDDD、DDdd與原品種Dd雜交得到三倍體后代，最后還需淘汰三倍體后代中的ddd個體。

教學意圖：①復習多倍體育種；②在理解三倍體高度不育的基礎上，參考無籽西瓜的培育過程，設計三倍體金魚的遺傳育種方案；③讓學生思考同源四倍體在減數分裂過程中同源染色體如何分離，并明白DDdd個體將產生3種配子，即DD、Dd和dd，比例為1∶4∶1，因此最后還需淘汰三倍體后代中的ddd個體。

教學反思：①部分學生認為培育得到四倍體金魚就可以在自然水域放養了，即使與野生二倍體魚交配，產生的三倍體后代也是高度不育的。這種想法是不正確的，因為四倍體個體互相交配產生的后代是可育的。②部分學生將題干中一條Dd金魚與普通金魚雜交以獲得更多Dd個體，再讓Dd自交，這是因為沒有認識到欲在自然水域放養的金魚品種應該是有很多雌雄個體的，并不是只有一條。③部分學生讓DDDD、DDdd與普通金魚dd雜交以得到三倍體后代，同樣合理。④部分學生沒有想到DDdd個體會產生dd配子，因此最后還需淘汰三倍體后代中的ddd個體。

5.誘變育種

[例題4]現有純合的大尾鰭金魚（AA），試設計實驗思路，期望培育得到超大尾鰭金魚。

參考答案：利用誘變育種方法，有可能獲得超大尾鰭（A+）的性狀表現。

教學意圖：復習誘變育種。

教學反思：期望培育得到的是“超大尾鰭”金魚，并不是“超大”金魚，而超大尾鰭是原來金魚品種所沒有的新性狀，故應運用誘變育種方法。部分學生審題不清，擬采用多倍體育種方法，這樣將可能得到超大金魚。

6.單倍體育種與多倍體育種

[例題5]以AAbbdd和aaBBDD金魚藻植株為原始材料（3對基因在3對同源染色體上），試利用遺傳育種方法，盡快得到aaabbbDDD植株。

參考答案：①AAbbdd與aaBBDD雜交得到F1植株AaBbDd；②F1植株進行花藥離體培養，長出幼苗經秋水仙素處理得到aabbDD植株（甲），收獲其種子；③一部分甲種子長出幼苗經秋水仙素處理得到aaaabbbbDDDD植株（乙），乙植株與未經秋水仙素處理的甲植株雜交，即可得到aaabbbDDD植株。

教學意圖：①復習單倍體育種和多倍體育種。②引導學生在得到AaBbDd植株后，如何盡快得到aaabbbDDD植株。

教學反思：①部分學生直接將原始材料用秋水仙素處理，沒有注意到原始材料是植株而不是幼苗，故不能達到目的。②獲得乙植株，以及乙植株與甲植株雜交，如果兩者在前后兩年完成，則不符合“盡快”要求。

7.植物細胞工程育種

[例題6]科學家以金魚藻與狐尾藻為材料，利用生物工程技術培育得到光補償點更低、產氧量更大的金魚藻-狐尾藻植株。請說出這一生物工程應用的具體操作步驟。

參考答案：制備金魚藻和狐尾藻的原生質體，并獲得兩者體細胞雜交形成的重組細胞，重組細胞再經細胞壁再生、脫分化和再分化，最后發育形成金魚藻-狐尾藻植株。

教學意圖：復習植物細胞工程育種。

教學反思：部分學生認為可以在狐尾藻中尋找“光補償點更低、產氧量更大”的有關基因，再以金魚藻細胞為受體，運用基因工程育種方法培育得到新植株。筆者在課堂上是這樣評價的（有待商榷）：其一，光補償點更低、產氧量更大的有關基因并不容易找到；其二，在習慣上，轉入狐尾藻基因的金魚藻應該叫做轉基因金魚藻，而金魚藻-狐尾藻植株則是指通過植物體細胞雜交技術得到的新植株。

（責任編輯 黃春香）endprint

一、教學分析

“遺傳育種專題復習”涉及孟德爾定律、減數分裂、基因重組、基因突變、染色體畸變、轉基因技術和植物體細胞雜交等遺傳學基礎知識，包括雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、基因工程育種和植物細胞工程育種等多種遺傳育種方法，復習教學需幫助學生建構一個知識網絡。其中“基于遺傳育種新情境的創新能力培養”既是教學重點也是教學難點，教師在教學中可利用一個個真實新穎的學習情境為學習活動載體，引發學生積極思考，以取得較好的教學效果。

二、教學目標

1.知識目標：說出遺傳育種的各種方法的主要步驟，辨別其主要遺傳學原理。

2.能力目標：運用遺傳育種方法解決新情境問題。

3.情感態度與價值觀目標：關注科學、技術和社會的關系；認同遺傳學研究對人類生活的科學價值和應用價值。

三、教學過程

1.創設情境，導入課題

圖片展示金魚“紅似火、白如雪、藍若繁星、橙似黃花”以及可以為金魚生活提供氧氣的金魚藻，簡介金魚和金魚藻的相關生物學特性：金魚是二倍體，只有受精的卵細胞才能發育成個體，三倍體、四倍體也可以存活。金魚藻是被子植物，水中受精，早春種子在泥中萌發。進而導入課題。

2.雜交育種中親本的選擇和子代基因型的鑒定

[例題1]人們偶然發現一頭罕見的大尾鰭金魚。假設大尾鰭（A）對小尾鰭（a）顯性，紅色（B）對白色（b）顯性，且在兩對常染色體上。現有純合的小尾鰭紅色金魚（aaBB），試利用該大尾鰭白色金魚（Aabb）設計雜交實驗，以盡快獲得純合的大尾鰭紅色金魚（AABB）。（寫出遺傳圖解并結合文字說明）

參考答案：

③利用第二代雜交后代中的aabb對A_B_進行鑒定，得到AABB個體。

教學意圖：①復習雜交育種；②讓學生理解為得到AABB個體需進行兩代雜交，并思考如何選擇雜交親本；③讓學生明白在A_B_中鑒定得到AABB個體，需進行第三代雜交。

教學反思：為數不少的學生讓第二代雜交后代中的A_B_進行“連續自交”以得到AABB個體，這顯然不對。因為A_B_個體的基因型不能確定，連續自交實際上就是A_B_群體內的隨機交配。這些學生只是生搬硬套了植物雜交育種選育純合子的方法，同時也有審題不清的原因，沒有注意到題干中的“盡快”。

3.基因工程育種以及純合子的選育

[例題2]現有純合的小尾鰭紅色金魚（aaBB），試設計實驗思路，培育得到純合小尾鰭紅色具熒光金魚（熒光基因用D表示）。

參考答案：利用轉基因技術將熒光基因（D）導入受精卵得到Dd個體（d表示無熒光基因），將Dd自交得到DD、Dd和dd后代，再利用dd對DD和Dd進行鑒定，得到DD個體。

教學意圖：①復習基因工程育種；②讓學生學會如何利用Dd個體選育得到DD個體。

教學反思：筆者在備課時沒有想過通過轉基因技術得到的是一條還是多條Dd金魚。部分學生認為基因工程育種只得到一條Dd金魚，因此讓該Dd個體與dd個體雜交，再讓雜交后代中Dd雌雄個體互相交配得到DD后代，同樣合理。

4.多倍體育種以及同源四倍體在減數分裂過程中同源染色體如何分離

[例題3]欲將小尾鰭紅色具熒光轉基因金魚品種（aaBBD）在自然水域放養，但又擔心外源熒光基因通過與野生近緣種的有性雜交在自然界污染擴散。試設計實驗思路解決這一難題。

參考答案：將該品種Dd（d表示無熒光基因）自交得到DD、Dd和dd的受精卵，經秋水仙素處理得到DDDD、DDdd和dddd的個體，再讓DDDD、DDdd與原品種Dd雜交得到三倍體后代，最后還需淘汰三倍體后代中的ddd個體。

教學意圖：①復習多倍體育種；②在理解三倍體高度不育的基礎上，參考無籽西瓜的培育過程，設計三倍體金魚的遺傳育種方案；③讓學生思考同源四倍體在減數分裂過程中同源染色體如何分離，并明白DDdd個體將產生3種配子，即DD、Dd和dd，比例為1∶4∶1，因此最后還需淘汰三倍體后代中的ddd個體。

教學反思：①部分學生認為培育得到四倍體金魚就可以在自然水域放養了，即使與野生二倍體魚交配，產生的三倍體后代也是高度不育的。這種想法是不正確的，因為四倍體個體互相交配產生的后代是可育的。②部分學生將題干中一條Dd金魚與普通金魚雜交以獲得更多Dd個體，再讓Dd自交，這是因為沒有認識到欲在自然水域放養的金魚品種應該是有很多雌雄個體的，并不是只有一條。③部分學生讓DDDD、DDdd與普通金魚dd雜交以得到三倍體后代，同樣合理。④部分學生沒有想到DDdd個體會產生dd配子，因此最后還需淘汰三倍體后代中的ddd個體。

5.誘變育種

[例題4]現有純合的大尾鰭金魚（AA），試設計實驗思路，期望培育得到超大尾鰭金魚。

參考答案：利用誘變育種方法，有可能獲得超大尾鰭（A+）的性狀表現。

教學意圖：復習誘變育種。

教學反思：期望培育得到的是“超大尾鰭”金魚，并不是“超大”金魚，而超大尾鰭是原來金魚品種所沒有的新性狀，故應運用誘變育種方法。部分學生審題不清，擬采用多倍體育種方法，這樣將可能得到超大金魚。

6.單倍體育種與多倍體育種

[例題5]以AAbbdd和aaBBDD金魚藻植株為原始材料（3對基因在3對同源染色體上），試利用遺傳育種方法，盡快得到aaabbbDDD植株。

參考答案：①AAbbdd與aaBBDD雜交得到F1植株AaBbDd；②F1植株進行花藥離體培養，長出幼苗經秋水仙素處理得到aabbDD植株（甲），收獲其種子；③一部分甲種子長出幼苗經秋水仙素處理得到aaaabbbbDDDD植株（乙），乙植株與未經秋水仙素處理的甲植株雜交，即可得到aaabbbDDD植株。

教學意圖：①復習單倍體育種和多倍體育種。②引導學生在得到AaBbDd植株后，如何盡快得到aaabbbDDD植株。

教學反思：①部分學生直接將原始材料用秋水仙素處理，沒有注意到原始材料是植株而不是幼苗，故不能達到目的。②獲得乙植株，以及乙植株與甲植株雜交，如果兩者在前后兩年完成，則不符合“盡快”要求。

7.植物細胞工程育種

[例題6]科學家以金魚藻與狐尾藻為材料，利用生物工程技術培育得到光補償點更低、產氧量更大的金魚藻-狐尾藻植株。請說出這一生物工程應用的具體操作步驟。

參考答案：制備金魚藻和狐尾藻的原生質體，并獲得兩者體細胞雜交形成的重組細胞，重組細胞再經細胞壁再生、脫分化和再分化，最后發育形成金魚藻-狐尾藻植株。

教學意圖：復習植物細胞工程育種。

教學反思：部分學生認為可以在狐尾藻中尋找“光補償點更低、產氧量更大”的有關基因，再以金魚藻細胞為受體，運用基因工程育種方法培育得到新植株。筆者在課堂上是這樣評價的（有待商榷）：其一，光補償點更低、產氧量更大的有關基因并不容易找到；其二，在習慣上，轉入狐尾藻基因的金魚藻應該叫做轉基因金魚藻，而金魚藻-狐尾藻植株則是指通過植物體細胞雜交技術得到的新植株。

（責任編輯 黃春香）endprint