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變異在植物育種中的應(yīng)用
一、三維目標:
知識目標:(1) 簡述各育種的概念,舉例說明各育種方法的優(yōu)點和不足。
(2)舉例說出各育種在生產(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。
情感目標:通過育種的復(fù)習(xí),讓學(xué)生們提高自己的總結(jié)能力,并認識到總結(jié)是
讓知識更好的應(yīng)用的方法。
過程方法:通過復(fù)習(xí)遺傳與變異的知識,過度到遺傳與變異在育種上的應(yīng)用。多媒體課件師生互動,使學(xué)生輕松復(fù)習(xí)各種育種方法。
二、重 難 點:
重點:遺傳和變異規(guī)律在改良農(nóng)作物等方面的應(yīng)用。
難點:雜交育種和誘變育種的優(yōu)點和局限性。
三、課時安排:1課時復(fù)習(xí)+1課時練習(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)生對遺傳與變異在育種中的應(yīng)用有了初步的回憶。在本書前幾章的復(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→合作探究、精講點撥→反思總結(jié)、當堂檢測→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)
六、課前準備
1.學(xué)生的復(fù)習(xí)準備:完成復(fù)習(xí)學(xué)案,把握各種育種的原理、方法、優(yōu)點、缺點及應(yīng)用。
2.教師的教學(xué)準備: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:
(一) 復(fù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實學(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)具有了針對性。
(二)復(fù)習(xí)導(dǎo)入、展示目標。
教師提問的方式復(fù)習(xí)遺傳與變異的相關(guān)知識:
問題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,考試說明中把這一知識點的難道要求定位II,也就是理解并能熟練運用。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:首先請同學(xué)們思考并討論課件中的這一問題:若現(xiàn)有的小麥都是高桿(dd)易感?。?/font>tt)的個體,在小麥群體中這兩對性狀沒有其他表現(xiàn)類型了,我們通過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陳述自己的具體設(shè)想,并把設(shè)想相互交流。聽課的同學(xué)對各小組的方案進行評價。
教師講述:從上述同學(xué)們的匯報交流中,我們發(fā)現(xiàn)大家使用的方法都是――誘變育種,看來你們已經(jīng)嘗試對各種育種的理論有了初步的掌握?,F(xiàn)在我們一起來復(fù)習(xí)誘變育種的知識。
邊提問,邊展示課件:
誘變育種:
概念:利用物理因素(X射線.γ射線.紫外線.激光等)或化學(xué)因素(亞硝酸.堿基類似物等)來處理生物,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:通過誘變,可能會在某一株小麥個體上出現(xiàn)矮稈性狀,而在另一株小麥個體上出現(xiàn)抗病性狀,得不到一株個體同時出現(xiàn)兩種優(yōu)良的變異性狀,為什么呢?
學(xué)生思考回答:因為突變具有低頻性,所以兩種優(yōu)良突變發(fā)生在同一個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)缺點呢?
學(xué)生思考總結(jié):優(yōu)點:提高突變的頻率,加快育種進程且大幅改良性狀;能產(chǎn)生新基因
缺點:有利個體不多,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。那么我們一起來復(fù)習(xí)雜交育種的知識。
邊提問,邊展示課件:
雜交育種:
原理:基因重組
方法:單優(yōu)個體間雜交→自交→選優(yōu)→連續(xù)自交純化
教師:回顧通過雜交育種的過程,我們想一想,這種育種方法有什么優(yōu)點和弊端呢?
學(xué)生思考回答:優(yōu)點:集多個優(yōu)良性狀與一體,操作簡單
缺點:育種年限長,存在遠緣雜交不親和
教師:那么我們有沒有其他縮短育種年限的方法來彌補雜交育種年限長的弊端呢?
學(xué)生思考回答:單倍體育種
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,取長補短,既可以重組優(yōu)良基因,又可以短時間獲得純種。下面我們復(fù)習(xí)單倍體育種的知識。
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:明顯縮短育種年限,所得品種均為純合子
缺點: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立進行。下面我們復(fù)習(xí)多倍體育種的知識
多倍體育種:
目的:A、獲得無籽果實
B、讓異源多倍體可育(解決聯(lián)會紊亂)
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:可培育出自然界中沒有的新品種,且培育出的植物器官大,產(chǎn)量高,營養(yǎng)豐富
缺點:一般只適于植物,發(fā)育延遲,結(jié)實率低
教師:再回頭想一想,開始我們使用的人工誘變處理高桿易感病小麥一定會得到矮稈抗病這兩種性狀嗎?
學(xué)生思考:不一定,因為突變的不定向性
教師:若其他物種擁有矮稈抗病這兩種性狀,這時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,近年來一直是高考的熱點,知識涉及的有必修內(nèi)容,也有選修內(nèi)容,具體過程我們后面的復(fù)習(xí)再展開,本節(jié)我們僅介紹轉(zhuǎn)基因育種的一般特點。
轉(zhuǎn)基因育種:
原理:基因重組
方法:目的基因+運載體→重組DNA分子→導(dǎo)入→受體細胞→培育→轉(zhuǎn)基因生物
優(yōu)點:打破物種界限,定向改造生物性狀
缺點:有可能引發(fā)生態(tài)危機
(四)教師總結(jié):通過復(fù)習(xí),常見育種方法及特點,我們就復(fù)習(xí)到這里,下面我們一起來對各種育種方法做一個比較:
| 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+運載體→重組DNA分子→導(dǎo)入→受體細胞→培育→轉(zhuǎn)基因生物 |
優(yōu)點 | 提高突變的頻率,加快育種進程且大幅改良性狀;能產(chǎn)生新基因 | 集多個優(yōu)良性狀與一體,操作簡單
| 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有的新品種,且培育出的植物器官大,產(chǎn)量高,營養(yǎng)豐富 | 打破物種界限,定向改造生物性狀
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缺點 | 有利個體不多,材料處理量大,有很大的盲目性 | 育種年限長,存在遠緣雜交不親和
| 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)實率低
| 有可能引發(fā)生態(tài)危機
|
應(yīng)用 | 高產(chǎn)青霉菌 | 雜交小麥 | 快速繁育優(yōu)良小麥 | 無籽西瓜、八倍體小黑麥 | 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 |
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進行當堂檢測。
設(shè)計意圖:引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)并對所學(xué)內(nèi)容進行簡單的反饋糾正。(見學(xué)案)
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)。
八、板書設(shè)計
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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