变异在植物育种中的应用

一、三维目标：

知识目标：(1) 简述各育种的概念，举例说明各育种方法的优点和不足。  

（2）举例说出各育种在生产中的应用。

（3）讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。

（4）总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种、基因工程异同点。

情感目标：通过育种的复习，让学生们提高自己的总结能力，并认识到总结是

让知识更好的应用的方法。

过程方法：通过复习遗传与变异的知识，过度到遗传与变异在育种上的应用。多媒体课件师生互动，使学生轻松复习各种育种方法。

二、重 难 点：

重点：遗传和变异规律在改良农作物等方面的应用。

难点：杂交育种和诱变育种的优点和局限性。

三、课时安排：1课时复习+1课时练习

四、学情分析

前面生物复习课中已经把遗传变异原理内容总结了，使学生对遗传与变异在育种中的应用有了初步的回忆。在本书前几章的复习中，学生又复习了分离定律与自由组合定律，为复习传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。

五、教学方法

1．复习课教学基本环节：复习检查、总结疑惑→复习导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置作业

六、课前准备

1．学生的复习准备：完成复习学案，把握各种育种的原理、方法、优点、缺点及应用。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

七、教学设计：  

 (一) 复习检查、总结疑惑

检查落实学生的复习情况并了解了学生的薄弱之处，使教学具有了针对性。

（二）复习导入、展示目标。

教师提问的方式复习遗传与变异的相关知识：

问题1:同学们想一想，前面我们复习的可遗传的变异方式有哪些？

（基因突变、基因重组、染色体变异）

问题2：这些变异原理都广泛应用于育种领域，那么哪种育种应用了基因突变的原理呢？（诱变育种）

      基因重组应用于哪种育种？（杂交育种、基因工程育种）

      染色体变异呢？（单倍体育种、多倍体育种）

（三）合作探究、精讲点拨。

教师：生物变异在农业生产中的应用十分普遍，在高考中考查的几率也比较高，考试说明中把这一知识点的难道要求定位II，也就是理解并能熟练运用。本节我们复习的主要有以基因突变为原理基础的诱变育种、以基因重组为原理基础的杂交育种和基因工程育种、以染色体变异为原理基础的单倍体育种及多倍体育种。

诱变育种

教师：首先请同学们思考并讨论课件中的这一问题：若现有的小麦都是高杆（dd）易感病（tt）的个体，在小麦群体中这两对性状没有其他表现类型了，我们通过什么方法才可能得到优良性状的小麦品种呢？

学生：分组讨论。各小组选派代表上台陈述自己的具体设想，并把设想相互交流。听课的同学对各小组的方案进行评价。

教师讲述：从上述同学们的汇报交流中，我们发现大家使用的方法都是――诱变育种，看来你们已经尝试对各种育种的理论有了初步的掌握。现在我们一起来复习诱变育种的知识。

边提问，边展示课件：

诱变育种：

概念：利用物理因素（X射线.γ射线.紫外线.激光等）或化学因素（亚硝酸.碱基类似物等）来处理生物，使生物发生基因突变。

原理：基因突变

方法：诱导处理→基因突变→人工选择→新品种

教师：同学们思考：通过诱变，可能会在某一株小麦个体上出现矮秆性状，而在另一株小麦个体上出现抗病性状，得不到一株个体同时出现两种优良的变异性状，为什么呢？

学生思考回答：因为突变具有低频性，所以两种优良突变发生在同一个体上的可能性非常低，几乎为零。

教师：所以诱变育种有什么优缺点呢？

学生思考总结：优点：提高突变的频率，加快育种进程且大幅改良性状；能产生新基因

              缺点：有利个体不多，材料处理量大，有很大的盲目性

教师：那么我们要怎么做才能让矮秆和抗病这两种优良性状表现在同一株小麦上呢？

学生思考回答：杂交(杂交育种)

教师讲述：要让两种优良性状得以在一株小麦个体上表现，就必须利用基因重组的原理，也就是杂交育种。那么我们一起来复习杂交育种的知识。

边提问，边展示课件：

杂交育种：

原理：基因重组

方法：单优个体间杂交→自交→选优→连续自交纯化

教师：回顾通过杂交育种的过程，我们想一想，这种育种方法有什么优点和弊端呢？

学生思考回答：优点：集多个优良性状与一体，操作简单

缺点：育种年限长，存在远缘杂交不亲和

教师：那么我们有没有其他缩短育种年限的方法来弥补杂交育种年限长的弊端呢？

学生思考回答：单倍体育种

教师讲述：单倍体育种是以染色体变异为基础原理的育种方法，主要目的就是为了缩短育种年限，所以，在常规育种中，通常都是杂交育种与单倍体育种配合使用，取长补短，既可以重组优良基因，又可以短时间获得纯种。下面我们复习单倍体育种的知识。

          单倍体育种：

          原理：染色体变异

          方法：杂交→花药离体培养→低温或秋水仙素处理→诱导染色体加倍→人工选择

          优点：明显缩短育种年限，所得品种均为纯合子

          缺点：技术复杂且需与杂交育种配合

教师:单倍体育种的原理是染色体变异，还有哪一种育种的原理也是染色体变异？

学生思考回答：多倍体育种

教师讲述：很好，多倍体育种也是以染色体变异为基础原理的育种方式，但是多倍体育种不像单倍体育种一样，需要和杂交育种配合，一般多倍体育种可以独立进行。下面我们复习多倍体育种的知识

          多倍体育种：

         目的：A、获得无籽果实

               B、让异源多倍体可育（解决联会紊乱）

         原理：染色体数目变异

         方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

         优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富

         缺点：一般只适于植物，发育延迟，结实率低

教师：再回头想一想，开始我们使用的人工诱变处理高杆易感病小麦一定会得到矮秆抗病这两种性状吗？

学生思考：不一定，因为突变的不定向性

教师：若其他物种拥有矮秆抗病这两种性状，这时还能使用杂交育种吗？为什么？

学生思考：不能，可以使用转基因育种

教师讲述：转基因育种，也就是基因工程育种，近年来一直是高考的热点，知识涉及的有必修内容，也有选修内容，具体过程我们后面的复习再展开，本节我们仅介绍转基因育种的一般特点。

         转基因育种：

         原理：基因重组

         方法：目的基因+运载体→重组DNA分子→导入→受体细胞→培育→转基因生物

         优点：打破物种界限，定向改造生物性状

         缺点：有可能引发生态危机

（四）教师总结：通过复习，常见育种方法及特点，我们就复习到这里，下面我们一起来对各种育种方法做一个比较：

 

	诱变育种	杂交育种	单倍体育种	多倍体育种	转基因育种
原理	基因突变	基因重组	染色体变异	染色体变异	基因重组
方       法	杂交→自交→选优→自交	物理或化学诱变因子	花药离体培养，然后秋水仙素加倍	秋水仙素处理萌发的种子或幼苗	转基因将目的基因导入生物体内，培育新品种
育种程序	生物→诱变→多种变异→人工选育→新品种	甲种X乙种 F1 ↓自交 F2 ↓自交 选育纯种	取相关花药 离体↓培养 单倍体幼苗 诱导↓加倍 选育新品种	正常幼苗 秋水↓仙素 染色体加倍 ↓ 选育新品种	目的基因+运载体→重组DNA分子→导入→受体细胞→培育→转基因生物
优点	提高突变的频率，加快育种进程且大幅改良性状；能产生新基因	集多个优良性状与一体，操作简单	明显缩短育种年限，所得品种均为纯合子	可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富	打破物种界限，定向改造生物性状
缺点	有利个体不多，材料处理量大，有很大的盲目性	育种年限长，存在远缘杂交不亲和	技术复杂且需与杂交育种配合	一般只适于植物，发育延迟，结实率低	有可能引发生态危机
应用	高产青霉菌	杂交小麦	快速繁育优良小麦	无籽西瓜、八倍体小黑麦	转基因抗虫棉

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（见学案）

（五）发导学案、布置作业。

八、板书设计

生物变异在育种中的应用

一、可遗传的变异方式    二、诱变育种 三、杂交育种   四、单倍体育种

五、多倍体育种      六、基因工程育种

 

 

 

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