視頻標簽：雜交育種,誘變育種

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視頻課題：高中生物人教版必修2第6章第1節《雜交育種與誘變育種》重慶市優課

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高中生物人教版必修2第6章第1節《雜交育種與誘變育種》重慶市優課

第6章 
  從雜交育種到基因工程 

1. 雜交育種與誘變育種（教學設計）
2.  

【教材分析】 
本節是在學習生物遺傳變異的基礎知識、了解遺傳變異基本規律的基礎上，進一步引導學生認識遺傳學的知識是怎樣用于指導生產實踐、提高和改善生產技術，最大限度地滿足人類不斷增長的物質需要的。本節內容與遺傳的物質基礎、遺傳的基本規律以及生物的可遺傳變異等知識密切相關，是遺傳和變異的基本原理在生產實踐中的應用。通過本節學習不僅使學生學會怎樣將遺傳變異的有關知識應用于生產實踐，而且通過該內容的分析學習，可以訓練學生各方面能力。 
【教學目標】 
㈠ 知識方面 
1、 簡述雜交育種和誘變育種的概念，舉例說明雜交育種和誘變育種方法的優點和不足 2、 舉例說明雜交育種和誘變育種在生產實踐中的應用。 3、 討論遺傳和變異規律在生產實踐中的應用 ㈡能力方面 
通過對雜交育種和誘變育種的實例的分析和比較，提高運用遺傳和變異規律解決生產、生活中的問題的能力。 
㈢情感態度和價值觀 
1、 討論育種科學技術發展是科學、技術與社會相互作用 
2、 體會科學技術在發展社會生產力、推動社會進步等方面的巨大作用 
3、 通過對我國雜交育種和誘變育種成果的了解，關注我國的育種技術的發展及在國際上
的競爭能力，認同育種技術的改進對解決糧食危機等問題的重要性。 
【教學重點】 
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】 
     雜交育種和誘變育種的優點和局限性 【教學方法】：談話法、討論法、引導分析法 【教學用具】：教師課件、視頻、實物材料、板書 【課時安排】：1課時 【教學過程】 問題情境導入： 
由幾幅圖片和視頻引導學生思考不僅中國面臨著糧食問題，全世界都在面對糧食危機。由上世紀九十年代，美國著名農業和生態學者布朗曾拋出“中國威脅論”，撰文說，到21世紀三十年代，中國人口將達到16億，到時誰來養活中國，誰來拯救由此引發的全球性糧食短缺和動蕩危機。 
實際上不僅中國面臨著糧食問題，全世界都在面對糧食危機。民以食為天，人類從未停止過對饑餓的抗爭，從未停歇過對糧食的渴望。而解決糧食問題的一種非常重要的方法就是培育高產優質的農作物新品種。 
 
                    
             
                    
                             2 
一、選擇育種（雜交育種之前的育種） 
在農作物育種方面，我國科學家做了大量工作，而且取得了很多成績。圖示我國育種成果。實際上我國的育種技術歷史悠久，早在幾千年前古人就開始選擇栽培植物，馴化野生動物。例如：《詩經》中有記載：“種之黃茂”，意思是播種時要選色澤光亮美好的種子，才會長出好苗來。西漢的《氾勝之書》中，記載了“存優汰劣”的人工選擇育種的穗選法：“取麥種，候熟可獲，擇穗大強者”收割下來，收藏好。《齊民要術》指出當時人們不僅會將籽粒碩大而且飽滿的種子選擇下來，還建立了專門的種子田，把選出來的純色好穗，另外種植在種子田里，避免與其他種子混雜，而且在收割時，要先收割種子田里的作物，并單獨存放。這種古老的育種方法叫做選擇育種。 
問題：1、選擇育種中“選擇”的含義是什么？（從自然界中選擇品質好的個體進行傳代，淘汰不良個體）通過這種方法我們培育出了高產且抗蟲害得農作物品種，以及產奶、產肉、產蛋較多的家畜和家禽。 
2、選擇育種所隱含的遺傳學原理是什么？（生物的變異） 
3、選擇出的優良品種為什么要單獨種植？（避免與其他劣質品種雜交，不能優良性狀保留下來） 
選擇育種是從自然界中的已有的各種變異類型中選擇我們需要的品種進行單獨培養。經過不斷選擇，汰劣留良，培育出優良品種。這種育種方法技術簡單，容易操作。但也存在嚴重不足。 
4、選擇育種的缺點是什么?（育種周期長，只能從自然界已有的變異類型中進行選擇，可選范圍有限，而且有些品種只在一方面有優勢，而另一方面卻不良，優良性狀存在于不同品種中，無法滿足人們日益增長的需要）在實踐中，人們逐漸摸索出許多優良的育種方法。 二、雜交育種 問題探討： 
情景設置：材料一、小麥有高桿和矮桿，由D控制的高稈對由d控制的矮桿為顯性。我們知道矮桿的小麥抗倒伏，是我們需要的性狀。小麥經常受到一種真菌的感染出現銹病。由T控制的抗銹病對由d控制的感銹病為顯性。抗銹病是我們需要優良性狀。現在高桿抗銹病和矮桿不抗銹病的兩純系品種。你用什么方法能把兩個品種的優良性狀結合在一起，又能把雙方的缺點都去掉？我們肯定要獲得的是能夠穩定遺傳的矮桿抗病品種。將你的設想在草稿紙上用遺傳圖解表示出來。然后我們請同學把他的設想給我們介紹一下。 
以下是雜交的育種參考方案：Ｐ
高抗矮不抗Ｆ１
高抗
Ｆ２DDTT
ddttDdTt
ddTt
高抗
高不抗
矮抗矮不抗ddTT矮抗ddTTddTt矮抗ddTT
矮抗矮抗矮不抗
ddTt
ddTT雜交自交
選優自交F3
選優
思考：要培育出一個能穩定遺傳的植物品種至少要幾年？ 
 
                    
             
                    
                             
3 
子二代出現了我們所需要的矮桿抗病，它們都是可以穩定遺傳的嗎？要想獲得能穩定遺傳的矮桿抗病品種，接下來還要怎么做？ 
我們選擇出子二代中的矮桿抗病植株自交。得到的子三代情況是怎樣的？ 經過多次自交、選育、自交、選育。我們可以獲得大量矮桿抗病純合子。 學生回答后展示遺傳圖解。 
問：子二代中矮桿抗病占全部子二代個體比率是多少？ 問：子二代的矮桿抗病中雜合子占多大比例？ 
材料二、動物的雜交育種方法假設現有長毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee），你能否培育出能穩定遺傳的長毛折耳貓（BBee）？ 
 
1、 概念： 
什么是雜交育種呢？請大家總結雜交育種的概念。（板書） 
雜交育種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，獲得新品種的方法。雜交育種是改良農作物品質，提高農作物產量的常規方法。 2、 原理： 
雜交育種為什么能夠將不同品種的優良性狀集中在一起？雜交育種依據的遺傳學原理是什么？（基因重組） 3、 方法： 
通過剛才的例子我們可以總結出雜交育種的過程是怎樣的？ 雜交——自交——選育——自交——選育——自交。。。。直至不出現性狀分離為止 雜交育種要培育出一個能穩定遺傳的植物品種至少要幾年？ 4、 應用： 
大家能不能舉出一些雜交育種的例子？ 
雜交水稻的大面積推廣應用，為我國糧食增產發揮了重要作用。雜交水稻被世界譽為中華民族的“第五大發明” 。袁隆平自強不息、勇攀高峰的創新精神、他不畏艱辛、迎難而上的奮斗意志、
長毛立耳短毛折耳
BBEEbbee長毛立耳BbEe長毛立耳
BbEe長立
長折
短立短折BbeeBBee雜交F1中雌雄
交配
選優
ＰＦ１Ｆ２
Bbeebbee長折
短折
BBee
bbee長折短折
長折
測交
F3
長折短折比植物雜交育種所需年限短
 
                    
             
                    
                             
4 
學習他淡泊名利、奉獻社會的思想境界都是值得我們大家好好學習的。 
雜交育種除了可用于農作物品質的改良、產量的提高，培育新品種；也用于家禽、家畜的育種。例如現在在我國廣泛養殖的中國花白奶牛，也就是中國荷斯坦奶牛就是我國本土黃牛與國外的荷斯坦奶牛雜交后經選育形成的優良品種。泌乳期可達305天，年產乳量可達6300kg以上。 5、 優點： 
雜交育種與選擇育種相比有什么優點？ 
雜交育種可將不同品種的優良性狀集中在同一生物體上。 6、 不足： 
但是在實際操作中會遇到不少困難，請從雜交育種后代可能出現的類型，以及育種時間等方面分析雜交育種的不足。 
雜交后代會出現性狀分離現象，育種進程緩慢，過程復雜。雜交育種的原理是基因重組，因此只能利用已有基因重新組合，按需選擇，不能創造出原來沒有的新基因。解決育種進程緩慢的問題。我們可以采用什么方法縮短育種進程？（單倍體育種） 簡單說明單倍體育種的做法。 三、誘變育種 
雜交育種不能創造新基因，產生新的性狀。那種變異可以創造新的基因？（基因突變） 
怎樣做才能使生物產更多可供選擇的新基因呢？（用物理因素或化學因素誘發基因突變）這種利用誘發基因突變的因素處理生物以獲得新基因的育種方法就是誘變育種。 1、 概念： 
在書上劃下誘變育種的概念。 
利用物理因素如X射線、紫外線、激光等或化學因素（亞硝酸、硫酸二乙酯等）處理生物，使生物發生基因突變的育種方法。 
2、 原理：基因突變（誘變育種依據的遺傳學原理是什么？） 
3、 方法：物理方法(紫外線、α射線、失重等)或化學方法(亞硝酸、硫酸二乙酯等)處理生物，
用這些方法處理的生物就是我們所需要的生物嗎？再選擇符合要求的變異類型  4、 應用： 
①我國利用誘變育種方法培育出許多農作物新品種，這些新品種具有抗病力強、產量高、品質好等優點。例如我國科學家用X射線和化學誘變劑對大豆進行處理，培育出了“黑農五號”大豆，這種大豆含油量比原來提高了2.5%，產量提高了16%，。 
除了采用常規的物理輻射和化學誘變劑處理生物外。現代新的方法是用衛星或航天飛船搭載種子，利用宇宙射線來誘導基因突變，這種誘變育種叫太空育種。 我國已成功培育出許多太空作物： 
這是太空育種培育出的彩椒，這是航天新品種黃瓜，這里還有太空番茄、太空櫻桃等。這是太空育種培育出的巨型南瓜。 誘變育種還可用于微生物育種。 
青霉素是一種抗生素，由青霉菌產生。但是1943年從自然界分離出來的青霉菌只能產生青霉素20單位/mL。后來人們對青霉菌多次進行X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產菌株，目前青霉素的產量已達到50000～60000單位/mL。 思考與討論： 
 
                    
             
                    
                             
5 
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？ 
5、優點：雜交育種是已有基因重新組合，不能產生新的基因。但是誘變育種可以大大提高基因突變頻率，在較短時間內獲得更多變異類型。大幅度改良某些性狀變異范圍廣。 
6、缺點：由于基因突變具有不定向性，所以誘發突變的方向難以掌握，誘變育種具有盲目性。而且大多數基因突變是有害的。要想獲得所需要的優良性狀，必須大量處理生物材料，才有可能選擇出有利變異個體。突變體難以集中多個優良性狀。 
總結：我們已經學習了四種育種方法，雜交育種、誘變育種、人工誘導多倍體育種、單倍體育種。接下來，我們列表比較這四種育種方法。我們從四個方面來比較：利用的遺傳學原理，方法，優點和缺點。請同學思考回答。 
從選擇育種到雜交育種再到誘變育種，正是由于認識到已有育種方法的局限性，科學家才不斷探索，創造出新的育種技術。基因重組雖然可以使不同品種生物的優良性狀集中在一起，但是這只是在物種內生物的性狀進行重新組合。由于物種之間存在生殖隔離。無法將某一物種的優良性狀移植到另一物種上。育種學家將如何突破“不能實行種間的基因交流”這一育種技術的局限呢？我們將在下節課找到解決這一問題的方法。 
四、四種育種方法的比較 
為了檢驗大家這節課學習的情況，接下來我們來看課堂鞏固練習。 板書設計： 
第1節雜交育種與誘變育種 
一、 雜交育種                       二、誘變育種 
1． 雜交育種之前的育種                          方法：                 方法：                誘變育種    原理：                                                 優點： 選擇育種   原理：                            應用： 
                                          缺點： 
  
              概念: 
       原理： 
2. 雜交育種   過程: 
              優點:          
應用: 
三、四種育種方法的比較 
作業布置：復習本節所講內容，做課后練習及非常學案，并預習下一節內容。 教學反思：本節課注重實施新課程目標，結合“互動—發生式”課堂教學課題，進行以學生為中心開展多樣化的教學活動引導學生主動進行學習；通過互動啟發學生思維，促進學生的知識結構與思維方式的轉變。

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