“遺傳育種專題復(fù)習(xí)”教學(xué)設(shè)計(jì)和案例

文件編號(hào)：1003—7586(2010)07—0033—03

1 設(shè)計(jì)思想

本復(fù)習(xí)教學(xué)中通過(guò)創(chuàng)設(shè)適當(dāng)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生探究，可以有效地激發(fā)學(xué)生自主提取、整合、運(yùn)用相關(guān)知識(shí)信息去分析解決問(wèn)題。問(wèn)題是激發(fā)學(xué)生自主探究和學(xué)習(xí)的源泉，本次專題復(fù)習(xí)通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)問(wèn)題的內(nèi)容、形式和出現(xiàn)方式，幫助學(xué)生在探究中回顧舊知、發(fā)現(xiàn)新知；加強(qiáng)學(xué)生提取和組織腦海中原有的知識(shí)信息去分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力；通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用相應(yīng)育種技術(shù)解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，幫助學(xué)生感悟科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互關(guān)系(圖1)。

2 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：結(jié)合具體情境。橫向比較不同育種方式，以理解各種育種方法的目的、處理方法、依據(jù)原理和優(yōu)缺點(diǎn)。

能力目標(biāo)：通過(guò)自主分析和解決問(wèn)題，學(xué)生信息提取能力、分析綜合能力得到培養(yǎng)。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：感悟科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互關(guān)系；通過(guò)比較動(dòng)植物育種問(wèn)題上的具體操作過(guò)程，養(yǎng)成具體問(wèn)題具體分析和實(shí)事求是的科學(xué)精神。

3 教學(xué)重難點(diǎn)及突破方法

教學(xué)重點(diǎn)是各種育種方式的目的、處理方法、依據(jù)原理和優(yōu)缺點(diǎn)。

4 教學(xué)過(guò)程

4.1 聯(lián)系實(shí)際導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生興趣

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：我國(guó)擁有全世界1／4左右的人口。然而耕地面積卻只占全世界的1／10，因此，糧食問(wèn)題是我國(guó)當(dāng)前需要解決的一項(xiàng)重要課題。如果你是這方面的策劃者，你會(huì)從哪方面人手去解決這個(gè)糧食問(wèn)題?

學(xué)生討論結(jié)果：提高單位土地面積的糧食產(chǎn)量。

教師趁勢(shì)引問(wèn)：種植性狀優(yōu)良的作物是提高單位土地面積糧食產(chǎn)量的一條重要途徑，那么我們?nèi)绾文軌颢@得性狀優(yōu)良的作物呢?

學(xué)生回答：通過(guò)遺傳育種，培育出性狀優(yōu)良的作物。

教師評(píng)價(jià)：同學(xué)們答得很好，今天我們就一起來(lái)討論生物的遺傳育種問(wèn)題。

4.2 橫向?qū)Ρ忍骄浚瑯?gòu)建互動(dòng)課堂

4.2.1 雜交育種和單倍體育種

幻燈片展示問(wèn)題一：小麥的高桿對(duì)矮稈是顯性，抗銹病對(duì)易染銹病是顯性，控制兩對(duì)相對(duì)性狀的等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。現(xiàn)有2個(gè)純系品種：高桿抗銹病(DDYr)和矮稈易染銹病(ddtt)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)兩種育種方案培育出能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病的新品種。

學(xué)生自主思考，積極地提取和組織腦海中已有的知識(shí)信息去分析問(wèn)題，教師適當(dāng)評(píng)價(jià)并引導(dǎo)指正學(xué)生在分析問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)的失誤和容易忽略思考的問(wèn)題，如：

單倍體育種中花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生的是幼苗還是配子?

單倍體育種過(guò)程有無(wú)種子的產(chǎn)生?

秋水仙素處理的對(duì)象為什么是幼苗而不是成熟植株?

秋水仙索處理的是所有的幼苗還是一部分幼苗(目的品種)?

單倍體育種的最終目的是培育出單倍體嗎?

最后教師引導(dǎo)學(xué)生橫向比較雜交育種和單倍體育種，說(shuō)出兩者的目的、處理方法、依據(jù)原理和優(yōu)缺點(diǎn)。

這個(gè)環(huán)節(jié)通過(guò)展示典型問(wèn)題情境，組織學(xué)生提取腦海中儲(chǔ)存的知識(shí)信息去分析問(wèn)題，以及引導(dǎo)指正他們?cè)诜治鰡?wèn)題時(shí)的慣性失誤，學(xué)生的思維被充分調(diào)動(dòng)起來(lái)。

幻燈片展示問(wèn)題二：現(xiàn)有黑色長(zhǎng)毛兔(BBEE)和白色短毛兔(bbee)，如何利用這兩種兔子培育出能夠穩(wěn)定遺傳的白色長(zhǎng)毛兔(bbEE)?

學(xué)生的思維馬上轉(zhuǎn)移到問(wèn)題—育種過(guò)程，想來(lái)個(gè)“依葫蘆畫(huà)瓢”，結(jié)果矛盾出現(xiàn)了。若采用雜交育種的方法，將黑色長(zhǎng)毛兔(BBEE)和白色短毛兔(bbee)進(jìn)行雜交，獲得F。(BbEe)。對(duì)于植物而言，可采用自交的方法獲得F2，并根據(jù)表現(xiàn)型篩選出需要的類型，將它們連續(xù)自交N代并逐代淘汰非目的性狀個(gè)體后可獲得純系目的品種。然而，動(dòng)物不能完成自交啊?若采用單倍體育種的方法，對(duì)于植物而言，可將F。代的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗，因?yàn)橐逊只闹参锛?xì)胞在離體等適當(dāng)條件下可以表現(xiàn)出全能性。然而已分化的動(dòng)物細(xì)胞一般不能表現(xiàn)出全能性，而且秋水仙素處理動(dòng)物細(xì)胞也不能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。那該怎么辦呢?此時(shí)學(xué)生的思維異常活躍和興奮，學(xué)習(xí)的激情很高，課堂氣氛也將非常熱烈。教師趁勢(shì)建議學(xué)生進(jìn)行小組討論，通過(guò)討論得出解決問(wèn)題的方法。具體的方法是，獲得Fl(BbEe)后，動(dòng)物不能自交，但可以讓F₁(BbEe)中的雌雄個(gè)體間相互交配；獲得F₂，篩選出白色長(zhǎng)毛兔(bbEe，bbEE)后，可以采取讓這些白色長(zhǎng)毛兔(bbEe，bbEE)與白色短毛兔(bbee)測(cè)交的方法，并根據(jù)后代是否出現(xiàn)性狀分離，區(qū)分出白色長(zhǎng)毛兔中的純合體和雜合體，最終獲得能夠穩(wěn)定遺傳的白色長(zhǎng)毛兔(bbEE)。

這一環(huán)節(jié)的教學(xué)，通過(guò)教師巧妙創(chuàng)設(shè)與學(xué)生原有知識(shí)信息發(fā)生“矛盾”碰撞的問(wèn)題情境，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望和思維興奮，同時(shí)也消除了學(xué)生的思維定勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生具體問(wèn)題應(yīng)該具體分析和實(shí)事求是的科學(xué)探究精神。

4.2.2 多倍體育種

幻燈片展示多倍體草莓、水稻、無(wú)子西瓜、小黑麥等圖片，提出問(wèn)題，與原物種相比，多倍體一般具有什么特點(diǎn)?展示普通小麥(AABBDD)和黑麥(EE)染色體組的組成，引導(dǎo)學(xué)生分析八倍體小黑麥(AABBDDEE)是怎么培育出來(lái)的?其中，秋水仙素處理的對(duì)象是什么，只能是幼苗嗎?為什么需要對(duì)小黑麥(AABBDDEE)和黑麥(EE)雜交的后代用秋水仙素處理?如何判斷生物是否可育?通過(guò)上述問(wèn)題的討論，使學(xué)生明白了多倍體育種處理方法，目的和依據(jù)的原理。之后，再引導(dǎo)學(xué)生討論無(wú)子西瓜的培育問(wèn)題自然就迎刃而解了。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生橫向比較多倍體育種和單倍體育種的異同點(diǎn)，在比較中進(jìn)一步幫助學(xué)生熟練掌握這兩種育種方法以及提高運(yùn)用相應(yīng)育種方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

4.2.3 誘變育種

幻燈片展示多種類型的太空椒圖片，教師說(shuō)明太空椒的某些性狀是地球上原本不存在的，通過(guò)太空育種新出現(xiàn)的，并提問(wèn)：太空椒的培育能用雜交育種、單倍體育種或多倍體育種實(shí)現(xiàn)嗎?這個(gè)問(wèn)題有一定的難度，教學(xué)中教師選擇先讓學(xué)生個(gè)別自主思考，然后小組合作討論交流，最后由小組代表總結(jié)發(fā)言進(jìn)行班級(jí)交流。學(xué)生討論結(jié)果：上述三種育種方式只能利用已有的基因的重組或改變?cè)谢虻臄?shù)量，但并不能創(chuàng)造新的基因和新的性狀。教師趁勢(shì)引導(dǎo)：那么，應(yīng)該選擇哪種育種方式才能培育出太空椒呢?從而引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出誘變育種的處理方法、原理、目的和優(yōu)缺點(diǎn)。

4.2.4 基因工程育種

繼續(xù)引導(dǎo)探究，上述幾種育種方法只能在同種生物中進(jìn)行，如果要將一種生物的優(yōu)良性狀“移植”到另一種生物身上，該采用什么育種方式呢?展示抗蟲(chóng)棉圖片和培育過(guò)程示意圖，提出問(wèn)題，抗蟲(chóng)棉是怎么培育出來(lái)的呢?從而引導(dǎo)學(xué)生對(duì)基因工程育種方式進(jìn)行復(fù)習(xí)。基因工程育種的操作方法比較難懂，學(xué)生往往不能準(zhǔn)確說(shuō)出，教學(xué)中可以采取設(shè)計(jì)梯度性的問(wèn)題串策略，引導(dǎo)學(xué)生分析，步步深入，終達(dá)本質(zhì)。具體的，基因工程育種大體大包含哪幾個(gè)操作步驟?如何獲取目的基因?如何將目的基因與載體DNA重組?如何將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞?如何使目的基因整合到受體細(xì)胞的染色體I-?經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)基因操作后的受體細(xì)胞都擁有目的基因嗎?如何篩選出含目的基因的受體細(xì)胞?可以通過(guò)什么技術(shù)將受體細(xì)胞培育成抗蟲(chóng)棉植株?上述教學(xué)在問(wèn)題串的引領(lǐng)下，促使學(xué)生進(jìn)行連續(xù)遞進(jìn)式的思維活動(dòng)，能夠有效幫助學(xué)生深刻理解基因工程的操作過(guò)程和方法，突破教學(xué)難點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，組織基因工程育種的目的，依據(jù)原理和優(yōu)缺點(diǎn)的教學(xué)就水到渠成了。

4.3 列表總結(jié)歸納，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)(表1)

5 教學(xué)反思

新課教學(xué)后，學(xué)生腦海中的知識(shí)信息可能是不完整、不準(zhǔn)確、不系統(tǒng)的，遇到問(wèn)題時(shí)常常出現(xiàn)思維不通暢、不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。因此，復(fù)習(xí)教學(xué)就需要教師創(chuàng)設(shè)適當(dāng)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行自主回顧和再現(xiàn)，幫助他們對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理和拓展，提高他們知識(shí)的運(yùn)用能力。本專題的復(fù)習(xí)通過(guò)問(wèn)題探究的方式促進(jìn)學(xué)生積極自主地提取和處理腦海中的原有知識(shí)信息，進(jìn)行自主思考復(fù)習(xí)，幫助學(xué)生成為知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者，學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位得到了真正落實(shí)。通過(guò)教師針對(duì)學(xué)生常見(jiàn)的思維肓區(qū)巧妙設(shè)計(jì)問(wèn)題，深入引導(dǎo)分析，幫助學(xué)生建構(gòu)了知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，消除了思維障礙，整合了知識(shí)結(jié)構(gòu)，使原來(lái)零碎的知識(shí)系統(tǒng)化，機(jī)械的記憶靈活化，粗淺的理解深刻化，生疏的應(yīng)用熟練化，進(jìn)而提高了學(xué)生從整體上理性地掌握和運(yùn)用知識(shí)的能力。