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變異在植物育種中的應(yīng)用
一、三維目標(biāo):
知識(shí)目標(biāo):(1) 簡(jiǎn)述各育種的概念,舉例說(shuō)明各育種方法的優(yōu)點(diǎn)和不足。
(2)舉例說(shuō)出各育種在生產(chǎn)中的應(yīng)用。
(3)討論遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。
(4)總結(jié)雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種、基因工程異同點(diǎn)。
情感目標(biāo):通過(guò)育種的復(fù)習(xí),讓學(xué)生們提高自己的總結(jié)能力,并認(rèn)識(shí)到總結(jié)是
讓知識(shí)更好的應(yīng)用的方法。
過(guò)程方法:通過(guò)復(fù)習(xí)遺傳與變異的知識(shí),過(guò)度到遺傳與變異在育種上的應(yīng)用。多媒體課件師生互動(dòng),使學(xué)生輕松復(fù)習(xí)各種育種方法。
二、重 難 點(diǎn):
重點(diǎn):遺傳和變異規(guī)律在改良農(nóng)作物等方面的應(yīng)用。
難點(diǎn):雜交育種和誘變育種的優(yōu)點(diǎn)和局限性。
三、課時(shí)安排:1課時(shí)復(fù)習(xí)+1課時(shí)練習(xí)
四、學(xué)情分析
前面生物復(fù)習(xí)課中已經(jīng)把遺傳變異原理內(nèi)容總結(jié)了,使學(xué)生對(duì)遺傳與變異在育種中的應(yīng)用有了初步的回憶。在本書(shū)前幾章的復(fù)習(xí)中,學(xué)生又復(fù)習(xí)了分離定律與自由組合定律,為復(fù)習(xí)傳統(tǒng)育種方法所依據(jù)的遺傳學(xué)原理打下了基礎(chǔ)。
五、教學(xué)方法
1.復(fù)習(xí)課教學(xué)基本環(huán)節(jié):復(fù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→復(fù)習(xí)導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)
六、課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生的復(fù)習(xí)準(zhǔn)備:完成復(fù)習(xí)學(xué)案,把握各種育種的原理、方法、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及應(yīng)用。
2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,課內(nèi)探究學(xué)案,課后延伸拓展學(xué)案。
七、教學(xué)設(shè)計(jì):
(一) 復(fù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實(shí)學(xué)生的復(fù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的薄弱之處,使教學(xué)具有了針對(duì)性。
(二)復(fù)習(xí)導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
教師提問(wèn)的方式復(fù)習(xí)遺傳與變異的相關(guān)知識(shí):
問(wèn)題1:同學(xué)們想一想,前面我們復(fù)習(xí)的可遺傳的變異方式有哪些?
(基因突變、基因重組、染色體變異)
問(wèn)題2:這些變異原理都廣泛應(yīng)用于育種領(lǐng)域,那么哪種育種應(yīng)用了基因突變的原理呢?(誘變育種)
基因重組應(yīng)用于哪種育種?(雜交育種、基因工程育種)
染色體變異呢?(單倍體育種、多倍體育種)
(三)合作探究、精講點(diǎn)撥。
教師:生物變異在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分普遍,在高考中考查的幾率也比較高,考試說(shuō)明中把這一知識(shí)點(diǎn)的難道要求定位II,也就是理解并能熟練運(yùn)用。本節(jié)我們復(fù)習(xí)的主要有以基因突變?yōu)樵砘A(chǔ)的誘變育種、以基因重組為原理基礎(chǔ)的雜交育種和基因工程育種、以染色體變異為原理基礎(chǔ)的單倍體育種及多倍體育種。
誘變育種
教師:首先請(qǐng)同學(xué)們思考并討論課件中的這一問(wèn)題:若現(xiàn)有的小麥都是高桿(dd)易感?。?/font>tt)的個(gè)體,在小麥群體中這兩對(duì)性狀沒(méi)有其他表現(xiàn)類(lèi)型了,我們通過(guò)什么方法才可能得到優(yōu)良性狀的小麥品種呢?
學(xué)生:分組討論。各小組選派代表上臺(tái)陳述自己的具體設(shè)想,并把設(shè)想相互交流。聽(tīng)課的同學(xué)對(duì)各小組的方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。
教師講述:從上述同學(xué)們的匯報(bào)交流中,我們發(fā)現(xiàn)大家使用的方法都是――誘變育種,看來(lái)你們已經(jīng)嘗試對(duì)各種育種的理論有了初步的掌握?,F(xiàn)在我們一起來(lái)復(fù)習(xí)誘變育種的知識(shí)。
邊提問(wèn),邊展示課件:
誘變育種:
概念:利用物理因素(X射線(xiàn).γ射線(xiàn).紫外線(xiàn).激光等)或化學(xué)因素(亞硝酸.堿基類(lèi)似物等)來(lái)處理生物,使生物發(fā)生基因突變。
原理:基因突變
方法:誘導(dǎo)處理→基因突變→人工選擇→新品種
教師:同學(xué)們思考:通過(guò)誘變,可能會(huì)在某一株小麥個(gè)體上出現(xiàn)矮稈性狀,而在另一株小麥個(gè)體上出現(xiàn)抗病性狀,得不到一株個(gè)體同時(shí)出現(xiàn)兩種優(yōu)良的變異性狀,為什么呢?
學(xué)生思考回答:因?yàn)橥蛔兙哂械皖l性,所以?xún)煞N優(yōu)良突變發(fā)生在同一個(gè)體上的可能性非常低,幾乎為零。
教師:所以誘變育種有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢?
學(xué)生思考總結(jié):優(yōu)點(diǎn):提高突變的頻率,加快育種進(jìn)程且大幅改良性狀;能產(chǎn)生新基因
缺點(diǎn):有利個(gè)體不多,材料處理量大,有很大的盲目性
教師:那么我們要怎么做才能讓矮稈和抗病這兩種優(yōu)良性狀表現(xiàn)在同一株小麥上呢?
學(xué)生思考回答:雜交(雜交育種)
教師講述:要讓兩種優(yōu)良性狀得以在一株小麥個(gè)體上表現(xiàn),就必須利用基因重組的原理,也就是雜交育種。那么我們一起來(lái)復(fù)習(xí)雜交育種的知識(shí)。
邊提問(wèn),邊展示課件:
雜交育種:
原理:基因重組
方法:單優(yōu)個(gè)體間雜交→自交→選優(yōu)→連續(xù)自交純化
教師:回顧通過(guò)雜交育種的過(guò)程,我們想一想,這種育種方法有什么優(yōu)點(diǎn)和弊端呢?
學(xué)生思考回答:優(yōu)點(diǎn):集多個(gè)優(yōu)良性狀與一體,操作簡(jiǎn)單
缺點(diǎn):育種年限長(zhǎng),存在遠(yuǎn)緣雜交不親和
教師:那么我們有沒(méi)有其他縮短育種年限的方法來(lái)彌補(bǔ)雜交育種年限長(zhǎng)的弊端呢?
學(xué)生思考回答:?jiǎn)伪扼w育種
教師講述:單倍體育種是以染色體變異為基礎(chǔ)原理的育種方法,主要目的就是為了縮短育種年限,所以,在常規(guī)育種中,通常都是雜交育種與單倍體育種配合使用,取長(zhǎng)補(bǔ)短,既可以重組優(yōu)良基因,又可以短時(shí)間獲得純種。下面我們復(fù)習(xí)單倍體育種的知識(shí)。
單倍體育種:
原理:染色體變異
方法:雜交→花藥離體培養(yǎng)→低溫或秋水仙素處理→誘導(dǎo)染色體加倍→人工選擇
優(yōu)點(diǎn):明顯縮短育種年限,所得品種均為純合子
缺點(diǎn):技術(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合
教師:單倍體育種的原理是染色體變異,還有哪一種育種的原理也是染色體變異?
學(xué)生思考回答:多倍體育種
教師講述:很好,多倍體育種也是以染色體變異為基礎(chǔ)原理的育種方式,但是多倍體育種不像單倍體育種一樣,需要和雜交育種配合,一般多倍體育種可以獨(dú)立進(jìn)行。下面我們復(fù)習(xí)多倍體育種的知識(shí)
多倍體育種:
目的:A、獲得無(wú)籽果實(shí)
B、讓異源多倍體可育(解決聯(lián)會(huì)紊亂)
原理:染色體數(shù)目變異
方法:秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗
優(yōu)點(diǎn):可培育出自然界中沒(méi)有的新品種,且培育出的植物器官大,產(chǎn)量高,營(yíng)養(yǎng)豐富
缺點(diǎn):一般只適于植物,發(fā)育延遲,結(jié)實(shí)率低
教師:再回頭想一想,開(kāi)始我們使用的人工誘變處理高桿易感病小麥一定會(huì)得到矮稈抗病這兩種性狀嗎?
學(xué)生思考:不一定,因?yàn)橥蛔兊牟欢ㄏ蛐?/span>
教師:若其他物種擁有矮稈抗病這兩種性狀,這時(shí)還能使用雜交育種嗎?為什么?
學(xué)生思考:不能,可以使用轉(zhuǎn)基因育種
教師講述:轉(zhuǎn)基因育種,也就是基因工程育種,近年來(lái)一直是高考的熱點(diǎn),知識(shí)涉及的有必修內(nèi)容,也有選修內(nèi)容,具體過(guò)程我們后面的復(fù)習(xí)再展開(kāi),本節(jié)我們僅介紹轉(zhuǎn)基因育種的一般特點(diǎn)。
轉(zhuǎn)基因育種:
原理:基因重組
方法:目的基因+運(yùn)載體→重組DNA分子→導(dǎo)入→受體細(xì)胞→培育→轉(zhuǎn)基因生物
優(yōu)點(diǎn):打破物種界限,定向改造生物性狀
缺點(diǎn):有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)
(四)教師總結(jié):通過(guò)復(fù)習(xí),常見(jiàn)育種方法及特點(diǎn),我們就復(fù)習(xí)到這里,下面我們一起來(lái)對(duì)各種育種方法做一個(gè)比較:
| 誘變育種 | 雜交育種 | 單倍體育種 | 多倍體育種 | 轉(zhuǎn)基因育種 |
原理 | 基因突變 | 基因重組 | 染色體變異 | 染色體變異 | 基因重組 |
方 法 | 雜交→自交→選優(yōu)→自交 | 物理或化學(xué)誘變因子 | 花藥離體培養(yǎng),然后秋水仙素加倍 | 秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 | 轉(zhuǎn)基因?qū)⒛康幕驅(qū)肷矬w內(nèi),培育新品種 |
育種程序 | 生物→誘變→多種變異→人工選育→新品種 | 甲種X乙種 F1 ↓自交 F2 ↓自交 選育純種 | 取相關(guān)花藥 離體↓培養(yǎng) 單倍體幼苗 誘導(dǎo)↓加倍 選育新品種 | 正常幼苗 秋水↓仙素 染色體加倍 ↓ 選育新品種 | 目的基因+運(yùn)載體→重組DNA分子→導(dǎo)入→受體細(xì)胞→培育→轉(zhuǎn)基因生物 |
優(yōu)點(diǎn) | 提高突變的頻率,加快育種進(jìn)程且大幅改良性狀;能產(chǎn)生新基因 | 集多個(gè)優(yōu)良性狀與一體,操作簡(jiǎn)單
| 明顯縮短育種年限,所得品種均為純合子 | 可培育出自然界中沒(méi)有的新品種,且培育出的植物器官大,產(chǎn)量高,營(yíng)養(yǎng)豐富 | 打破物種界限,定向改造生物性狀
|
缺點(diǎn) | 有利個(gè)體不多,材料處理量大,有很大的盲目性 | 育種年限長(zhǎng),存在遠(yuǎn)緣雜交不親和
| 技術(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合 | 一般只適于植物,發(fā)育延遲,結(jié)實(shí)率低
| 有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)
|
應(yīng)用 | 高產(chǎn)青霉菌 | 雜交小麥 | 快速繁育優(yōu)良小麥 | 無(wú)籽西瓜、八倍體小黑麥 | 轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉 |
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。
設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。(見(jiàn)學(xué)案)
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)。
八、板書(shū)設(shè)計(jì)
生物變異在育種中的應(yīng)用
一、可遺傳的變異方式 二、誘變育種 三、雜交育種 四、單倍體育種
五、多倍體育種 六、基因工程育種
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