“雜交育種與誘變育種”的教學設計

1 教學分析

1.1 教材分析

本節課是人教版高中生物必修二第六章第1節的內容。學生之前已經學習了“遺傳因子的發現”、“基因和染色體的關系”、“基因的本質”、“基因的表達”、“基因突變及其他變異”等知識，掌握了遺傳和變異的基礎知識，熟悉了遺傳和變異的核心規律。第六章旨在引導學生認識生產生活中的遺傳變異現象，認同育種技術的改進對解決糧食危機等問題的重要性，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，并學會運用遺傳學理論知識指導生產生活實踐，推動育種技術在各生產生活領域的廣泛應用。

1.2 學情分析

一方面，學生在初中學習了人類應用遺傳變異理論培育新品種的內容，對此有了初步的了解，并已在高中全面系統地學習了遺傳變異的基礎知識和核心理論，簡單涉及到一些育種方法的原理，但是沒有全面系統地學習生產生活中各種育種方法的理論基礎、詳細過程、各自優缺點。另一方面，學生在日常生活中經常接觸到雜交水稻、袁隆平、無子西瓜、太空椒、太空蓮等一些與育種密切相關的物種，對育種有一些感性認識。通過本節課內容的教學，可以實現學生對育種由感性認識上升為理性認識的突破。

2 教學目標

2.1 知識目標

（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。

2.2 能力目標

通過對雜交育種和誘變育種實例的分析和比較，提高運用遺傳和變異規律解決生產、生活中的問題的能力。

2.3 情感、態度與價值觀目標

（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。

3 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。

4 教學難點

（1） 雜交育種和誘變育種的優點及局限性。

（2） 用遺傳圖解表示雜交育種和單倍體育種的過程。

5 教學過程

5.1 新課導入

師（用PPT展示羊城晚報新聞：“東莞荔枝新品賣到2 000元一斤”（注：冰荔））：① “你吃過的荔枝品種有哪些？你為什么喜歡這種荔枝？②你為什么不喜歡這個品種？③ 你有沒有辦法把這幾種荔枝的優點集中在一起？

學生閱讀“東莞荔枝新品賣到2 000元一斤”的圖片新聞，回味嶺南佳果荔枝的甜美，并回答教師的一系列提問。學生在教師的引導下回顧前面學過的育種方法。

設計目的：讓學生回味東莞荔枝的甜美，聯想到荔枝的一些性狀，如高糖與低糖、大核與小核、紙皮與厚皮、紅色與青色等相對性狀;感受厚街“果王”黃志強的“荔枝人生”，深化理解“科技為生產生活服務”的宗旨;讓學生回顧前面學過的育種基本方法的原理、過程、優點和缺點等。

5.2 學習雜交育種的方法、原理、優點、缺點

師：① 假設我們是東莞市林業科學研究院的林業高級工程師，我們如何把高糖大核、低糖小核的兩個荔枝品種的優點集中在一起，把它們的缺點隱藏起來，并推廣進行大面積種植？② 雜交育種的基本原理是什么？③ 假設現在手頭有純合的高糖大核（AABB）和純合的低糖小核（aabb）兩個品種，請同學們在自己的草稿紙上畫出這個雜交過程的遺傳圖解，也請同學們推薦一位同學來黑板上畫出這個過程的遺傳圖解。④ 教師在教室里面來回走動，觀察學生在草稿紙上書畫的遺傳圖解和在黑板上板書的遺傳圖解。⑤ 教師用PPT展示規范化的用“高糖大核的荔枝和低糖小核的荔枝雜交育種得到高糖小核荔枝的遺傳圖解，學生相互對比分析，總結歸納。

學生討論問題，并在草稿紙或者黑板上畫出遺傳圖解。學生相互檢查畫出的遺傳圖解，并參考PPT上面的遺傳圖解核對自己書畫的遺傳圖解。

設計目的：教師引導學生回顧雜交育種的原理、方法、優點、缺點以及遺傳圖解等重點核心內容，并對學生學習過程中的錯誤，及時糾正、總結提升。

5.3 學習單倍體育種的方法、原理、優點、缺點

師：① 從遺傳圖解上看，從開始實驗到得到大面積推廣種植高糖小核荔枝，共需要幾年時間？② 這個過程有點漫長，下面請大家思考有沒有別的方法。③ 單倍體育種的基本方法和步驟是怎么樣的，請同學站起來簡潔描述一下。④ 如果只有純種高糖大核和純種低糖小核的荔枝品種，我們如何利用單倍體育種技術快速培養高糖核小的荔枝品種？用哪一種荔枝做為實驗材料？具體如何操作是什么？（此處用PPT展示單倍體育種與雜交育種相結合的遺傳圖解）⑤ 在這個單倍體育種的過程中，突出了哪些優點，哪些缺點？⑥ 單倍體育種的原理是什么？

學生討論、交流，解決問題，并在教師的引導下，經過深入思考以后回答：可以先用純種高糖大核和純種低糖小核的荔枝進行雜交，得到高糖大核的荔枝，其基因型為AaBb，接著取該植株的花粉進行花藥離體培養，獲得基因型為Ab的單倍體植株，然后用秋水仙素處理之，使得其染色體數目加倍，獲得基因型為AAbb，表現為高糖小核的正常植株。

設計目的：教師通過一系列的問題串，環環相扣，層層推進，在與學生的問答過程中，總結出單倍體育種的方法、原理、優點、缺點等。

5.4 學習多倍體育種的方法、原理、優點、缺點

師：① 我們為什么喜歡吃荔枝？② 我們有沒有什么好的育種辦法讓它的糖分更加多一些？③ 多倍體育種的原理是什么？④ 多倍體育種如何操作？⑤ 多倍體育種的優點和缺點分別是什么？

學生討論，回答問題。

設計目的：通過一系列的問題串，環環相扣，層層推進，在與學生的問答過程中，總結出多倍體育種的方法、原理、優點、缺點等。

5.5 學習誘變育種的方法、原理、優點、缺點

師：① 我們現在吃的荔枝都是奶白色果肉或者米黃色果肉，林業工程師們在思考，如果能研究出一種紅色果肉的紅美人荔枝或者黑色果肉的黑美人荔枝，可以給消費者提供更多的選擇，請問同學們哪種育種方式才能培育出紅美人荔枝和黑美人荔枝？② 誘變育種的原理是什么？③ 具體如何操作，哪個同學來簡潔描述一下？④ 在誘變育種的過程中，最突出的優點是什么，最大的缺點又是什么？

學生討論，回答問題。

設計目的：讓學生自主學習歸納總結，教師只起到引導學習、組織討論交流的作用。

5.6 總結歸納

師：① 本節課總結：展示PPT“東莞粵引無核荔枝”，通過這節課的學習，我們已經知道如何改良荔枝品種，利用所學的理論知識為生產生活服務了，現在告訴大家一個好消息，荔枝新品種高糖無核荔枝即“東莞粵引無核荔枝”已經研發成功了，大家課后了解這種荔枝新品種是怎樣培育出來的。② 請大家拿出我們的導學案，在導學案的表格“五種育種方法比較”中填上相應的內容。③ 大家還有其他更好的育種方法嗎？

學生欣賞“東莞粵引無核荔枝”的圖片后，發散思維，思考培育“東莞粵引無核荔枝”的可能方法。學生分析、歸納，對本節課的學習進行總結概括。

設計目的：讓知識在總結中明朗，在歸納中升華。

6 教學反思

① 以嶺南佳果荔枝的品種改良為課堂主線，順理成章地串聯四種育種方法，符合學生的思維過程，具有濃郁的鄉土風情和地方特色。

② 通過精心設計問題串，在師生互動問答的過程中突出教學重點，突破了教學難點，強化了對考點的理解和記憶。

③ 引導學生課后自主網上探究，激發學生主動參與，突出培養學生收集處理信息的能力、分析和解決問題的能力及交流與合作的能力。

④ 綜合運用情境—陶冶教學策略、示范—模仿教學策略、問題教學策略和啟發式教學策略以及探究策略。

⑤ 在配套的學案和課件中，緊扣廣東歷年高考題特色，以荔枝為材料原創試題，大膽預測。

附：原創試題

荔枝是馳名的嶺南佳果，蘇東坡詩言“日啖荔枝三百顆，不辭長作嶺南人”。近些年來在東莞市林業科學研究院的努力下，東莞荔枝品種不斷優化，他們成功研發了糯米糍、桂味兩個品種。最近東莞市厚街鎮農民黃志強培育出荔枝新品種“冰荔”，因其顏色更加紅艷，口感更加甜爽而贏消費者青睞，但因其產量低而賣出2 000元一斤的天價，使得普通消費者與之無緣。請根據以上材料回答問題：

① 荔枝有高糖與低糖、大核與小核、紙皮與厚皮、紅色與青色等許多相對性狀，控制荔枝這些相對性狀的遺傳物質主要存在于 " " "上面，荔枝的遺傳物質控制它這些性狀的方式有 "種，它們分別是： " " " " ; " " " " "。

② 假設你是東莞市林業科學研究院的林業工程師，請問如何利用雜交育種的方法將高糖大核（AABB）、低糖小核（aabb）的兩個荔枝品種培育出能穩定遺傳的高糖小核荔枝，請用遺傳圖解表示。

③ 假設你是東莞市林業科學研究院的林業工程師，請問如何利用高糖大核（AABB）、低糖小核（aabb）的兩個荔枝品種快速培育出能穩定遺傳的高糖小核荔枝，請畫出相應的示意圖，并回答最快需要 "年可以培育出能穩定遺傳的高糖小核荔枝。

④ 東莞市林業科學研究院目前正在研究一種叫“超甜1號”的荔枝新品種，你認為他們最可能利用了

育種方法，這種育種方法所依據的原理是

。

⑤ 荔枝雖然好吃，但是多食容易上火，出現四肢無力、發燒等癥狀，即引發“荔枝病”，請你解釋“荔枝病”的可能原因。

。

參考答案：

① 染色體 兩種 遺傳物質（基因）通過控制酶的合成來控制性狀 遺傳物質（基因）通過控制蛋白質的結構直接控制性狀

②

③ " " " " " " "二年

④ 多倍體育種 染色體數目變異

⑤ 此題為開放式試題，只要學生言之有理即可。荔枝的甜就在于它們存儲了大量的果糖，果糖要在肝臟中轉化為葡糖糖才能被人類利用。果糖的吸收由于是被動擴散、且吸收慢（遠慢于葡萄糖，僅為葡萄糖的16%～17%），即使其載體功能正常，大量攝入荔枝時也會造成果糖腸腔堆積，由于果糖分子量小，其滲透壓較大，從而導致血管、組織水分向腸腔轉移，進而引起消化道粘膜水腫、腹痛、腹瀉;不僅如此，果糖還會“喚醒”大量的胰島素，讓肝臟調低血糖濃度。缺少了葡萄糖，包括大腦在內的零件自然無法正常運轉了。