人教版必修2 杂交育种和诱变育种 第1课时 教案2Word下载.docx

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遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。

难点:

（1）杂交育种和诱变育种的优点和不足。

（2）用遗传图解表示各种育种过程

四、教学过程

4.1第一学时

4.1.1教学活动

活动1【导入】一、问题情境导入

一、问题情境导入

教师组织学生展示课前收集的关于选择育种和杂交育种的资料（以图片为主）

提出问题:

1.古印第安人是最早选择和培育玉米的,最突出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。

请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。

教师在学生阅读教材的基础上,组织学生交流上述问题。

【学情预设】若学生不能较好地回答上述问题,教师可以通过对问题的分解,实施进一步的引导:

（1）古印第安人培育玉米的方法称为。

（2）这种方法的缺点是。

选择育种的局限性是:

只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异,在已有的性状组合中选育优良品种。

活动2【讲授】二新课讲授

二、杂交育种

介绍杂交育种的应用取得的成果,从而激发学生学习的积极性。

袁隆平的杂交水稻就是通过杂交育种的方法培育出的优良品种,不仅品种优良而且产量很高。

在布朗提出“中国威胁论“时,袁隆平向世界宣布:

中国完全能解决自己的吃饭问题,中国还能帮助世界人民解决吃饭问题。

这是水稻产量的对比。

普通水稻,每公顷产量是4500公斤,杂交水稻每公顷产量可以达到7500公斤。

预计2010年杂交水稻每公顷产量可达到13500公斤。

从1976年到1998年,推广应用杂交水稻累计增产粮食3.5亿吨,平均每年多解决6000万人口的粮食问题.

杂交水稻的大面积推广应用,为我国粮食增产发挥了重要作用。

杂交水稻被世界誉为中华民族的“第五大发明”。

袁隆平的杂交水稻也引起了世界的关注,许多国家的专家到中国来取经,印度、越南等20多个国家和地区还引种了杂交水稻。

袁隆平的努力,也为解决世界粮食短缺问题作出了贡献。

2001年袁隆平因其为世界粮食安全作出的杰出贡献被授予国家最高科学技术奖。

他还被评选为“感动中国2004年度人物”。

颁奖词是这么说的:

毕生梦想消除饥饿——袁隆平:

他是一位真正的耕耘者。

当他还是一个乡村教师的时候,已经具有颠覆世界权威的胆识;

当他名满天下的时候,却仍然只是专注于田畴,淡泊名利,一介农夫,播撒智慧,收获富足。

他毕生的梦想,就是让所有的人远离饥饿。

喜看稻菽千重浪,最是风流袁隆平。

杂交育种除了可用于农作物品质的改良、产量的提高,培育新品种;

也用于家禽、家畜的育种。

例如现在在我国广泛养殖的中国花白奶牛,也就是中国荷斯坦奶牛就是我国本土黄牛与国外的荷斯坦奶牛杂交后经选育形成的优良品种。

泌乳期可达305天,

年产乳量可达6300kg以上。

我们现在常使用的方法是―杂交育种,看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法了。

问题探讨:

小麦有高杆和矮杆,由D控制的高秆对由d控制的矮杆为显性。

我们知道矮杆的小麦抗倒伏,是我们需要的形状。

小麦经常受到一种真菌的感染出现锈病。

由T控制的抗锈病对由d控制的感锈病为显性。

抗锈病是我们需要优良性状。

现在高杆抗锈病和矮杆不抗锈病的两纯系品种。

你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起,又能把双方的缺点都去掉?

我们肯定要获得的是能够稳定遗传的矮杆抗病品种。

将你的设想在学案上用遗传图解表示出来。

然后我们请同学把他的设想给我们介绍一下。

子二代出现了我们所需要的矮杆抗病,它们都是可以稳定遗传的吗?

要想获得能稳定遗传的矮杆抗病品种,接下来还要怎么做?

我们选择出子二代中的矮杆抗病植株自交。

得到的子三代情况是怎样的?

经过多次自交、选育、自交、选育。

我们可以获得大量矮杆抗病純合子。

杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。

杂交育种是改良农作物品质,提高农作物产量的常规方法。

原理:

杂交育种为什么能够将不同品种的优良性状集中在一起?

杂交育种依据的遗传学原理是什么?

（基因重组）

方法:

通过刚才的例子我们可以总结出杂交育种的过程是怎样的?

杂交——自交——选育——自交——选育——自交。

。

直至不出现性状分离为止

杂交育种要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年?

优点:

杂交育种与选择育种相比有什么优点?

杂交育种可将不同品种的优良性状集中在同一生物体上。

不足:

但是在实际操作中会遇到不少困难,请从杂交育种后代可能出现的类型,以及育种时间等方面分析杂交育种的不足。

杂交后代会出现性状分离现象,育种进程缓慢,过程复杂。

杂交育种的原理是基因重组,因此只能利用已有基因重新组合,按需选择,不能创造出原来没有的新基因。

诱变育种

杂交育种不能创造新基因,产生新的性状。

那种变异可以创造新的基因?

（基因突变）

怎样做才能使生物产更多可供选择的新基因呢?

（用物理因素或化学因素诱发基因突变）这种利用诱发基因突变的因素处理生物以获得新基因的育种方法就是诱变育种。

概念:

在书上划下诱变育种的概念。

利用物理因素如X射线、紫外线、激光等或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物,使生物发生基因突变的育种方法。

基因突变（诱变育种依据的遗传学原理是什么?

）

物理方法（紫外线、α射线、失重等）或化学方法（亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物,用这些方法处理的生物就是我们所需要的生物吗?

再选择符合要求的变异类型

应用:

①我国利用诱变育种方法培育出许多农作物新品种,这些新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。

例如我国科学家用X射线和化学诱变剂对大豆进行处理,培育出了“黑农五号”大豆,这种大豆含油量比原来提高了2.5%,产量提高了16%,。

除了采用常规的物理辐射和化学诱变剂处理生物外。

现代新的方法是用卫星或航天飞船搭载种子,利用宇宙射线来诱导基因突变,这种诱变育种叫太空育种。

我国已成功培育出许多太空作物:

自1987年以来,我国先后17次利用卫星和神州飞船搭载了2000多种份的生物。

返回地面后,育成60多个优异的新品种。

据有关统计,我国太空育种所培育的新品种,在近4年中累计推广850万亩以上,增长粮食3。

4亿斤,创造社会经济效益5亿元以上。

这是用曾经遨游过太空的青椒种子培育而成的太空椒.与普通青椒相比,太空椒的果实个大,肉厚,口感好,维生素c的含量高,在大田生产中产量比普通青椒的生产量高百分之二十五~百分之三十。

这是太空育种培育出的彩椒,这是航天新品种黄瓜,这里还有太空番茄、太空樱桃等。

这是太空育种培育出的巨型南瓜。

诱变育种还可用于微生物育种。

青霉素是一种抗生素,由青霉菌产生。

但是1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。

后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理,培育成了青霉素高产菌株,目前青霉素的产量已达到50000~60000单位/mL。

思考与讨论:

与杂交育种相比,诱变育种有什么优点?

联系基因突变的特点,谈谈诱变育种的局限性。

要想克服这些局限性,可以采取什么办法?

5、优点:

杂交育种是已有基因重新组合,不能产生新的基因。

但是诱变育种可以大大提高基因突变频率,在较短时间内获得更多变异类型。

大幅度改良某些性状变异范围广。

6、缺点:

由于基因突变具有不定向性,所以诱发突变的方向难以掌握,诱变育种具有盲目性。

而且大多数基因突变是有害的。

要想获得所需要的优良性状,必须大量处理生物材料,才有可能选择出有利变异个体。

突变体难以集中多个优良性状。

总结:

我们已经学习了四种育种方法,杂交育种、诱变育种、人工诱导多倍体育种、单倍体育种。

接下来,我们列表比较这四种育种方法。

我们从四个方面来比较:

利用的遗传学原理,方法,优点和缺点。

请同学思考回答。

从选择育种到杂交育种再到诱变育种,正是由于认识到已有育种方法的局限性,科学家才不断探索,创造出新的育种技术。

是超越已有育种技术的局限性推动了育种技术的发展和完善。

诱变育种虽然能够产生新的基因,但产生的仍是控制该种生物本身已有性状的基因。

基因重组虽然可以使不同品种生物的优良性状集中在一起,但是这只是在物种内生物的性状进行重新组合。

由于物种之间存在生殖隔离。

无法将某一物种的优良性状移植到另一物种上。

育种学家将如何突破“不能实行种间的基因交流”这一育种技术的局限呢?

我们将在下节课找到解决这一问题的方法。

活动3【练习】练习

1.进行有性生殖的生物,下代和上代间总是存在着一定差异的主要原因是（）

A.基因重组B.基因突变C.可遗传的变异D.染色体变异

2.诱变育种通常采用的方法是（）

A.用射线或激光照射B.花药离体培养C.秋水仙素处理萌发的种子D.人工杂交

3.太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等,诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异,然后进行选育的一种育种方法。

下列说法正确的是（）

A.太空育种产生的突变总是有益的B.太空育种培育的植物是地球上原本不存在的

C.太空育种产生的性状是定向的D.太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的

4.诱变育种与杂交育种的不同之处表现在（）

①能大幅度改变某些性状②能形成新基因③能形成新基因型④一般对个体生存有利

A.①②B.①③C.②③D.②④

5.下列关于几种育种方法的叙述,不正确的是（）

A.多倍体较二倍体茎秆粗大,果实种子大B.杂交育种能产生新基因

C.人工诱变育种能提高变异频率D.利用单倍体育种能明显缩短育种年限

6.下列关于植物育种和生长的叙述,不正确的一组是（）

①诱变育种能较快选育出新的优良品种②诱变育种可定向地变异出所需要的优良品种③穗小粒少的小麦种到西藏后会长成穗大粒多的小麦④由于没有土壤,只在完全营养液中生长的幼苗,不能正常生长⑤利用杂种优势可以提高农作物的产量

A.①②④B.①④⑤C.③④⑤D.②③④

7.水稻的糯性、无子西瓜、黄圆豌豆×

绿皱豌豆→绿圆豌豆,这些品种中变异的来源依次是（）

A.环境改变、染色体变异、基因突变B.染色体变异、基因突变、基因重组

C.基因突变、环境改变、基因重组D.基因突变、染色体变异、基因重组