【名師課堂-備課包】2013-2020學(xué)年高一下學(xué)期生物必修2教案-第6章第1節(jié)3

第六章從雜交育種到基因工程第1節(jié)雜交育種與誘變育種教學(xué)內(nèi)容老師組織和引導(dǎo)同學(xué)活動教學(xué)意圖“問題探討”1、雜交育種從上述同學(xué)們的匯報(bào)溝通中，我們發(fā)覺大家使用的方法都是――雜交育種，看來你們已經(jīng)嘗試從理論上探究雜交育種的方法了。現(xiàn)在我們來分析各組的方案是否科學(xué)規(guī)范。（再次出示各小組的遺傳圖解）〖評價(jià)〗同學(xué)們提的問題都格外到位，大家再爭辯。點(diǎn)撥、解答同學(xué)們的問題：雜交育種依據(jù)的遺傳學(xué)原理就是：基因的自由組合規(guī)律，即通過雜交，把生物不同品種間的基因重新組合，以便使不同親本的優(yōu)良基因組合到一起、從而制造出對人類有益的新品種。課本的遺傳圖解就是一個很規(guī)范的育種方案，它是以文字的形式，從性狀的角度來闡述雜交育種的過程。同學(xué)們在書寫時，要依據(jù)基因的自由組合規(guī)律的原理，把每一代的可能表現(xiàn)型都正確的寫出，從雜種其次代就可以選出我們需要的品種。選育出的新品種必需是純合子，否則其后代就會由于發(fā)生性狀分別而失去優(yōu)勢。這里，同學(xué)們可能發(fā)覺了問題：隱性性狀的品種確定是純合子，但顯性性狀的品種就有可能是純合子、也有可能是雜合子，該如何鑒定呢?假如我們需要的性狀是顯性性狀，育種時就用親本的雜交后代連續(xù)自交，逐步淘汰，直到不再發(fā)生性狀分別為止；假如我們需要的性狀是隱性性狀，育種時就從雜種二代中直接選用。遺傳圖解有更簡潔的表示方法，即用我們在第一章所學(xué)的基因型的方式來表示。以課本的兩個小麥品種雜交為例:假如小麥中，高產(chǎn)（A）對低產(chǎn)（a）是顯性，不抗病（B）對抗?。╞）是顯性，我們需要的是高產(chǎn)抗病的純種，假定兩個親本小麥品種都是純合子，請繪出育種過程的基因型圖解。〖點(diǎn)評〗并示范書寫過程如下：PAABBXaabb

↓↓

配子ABab

↓↓

F１AaBbF２基因型1/16AABB1/16aaBB1/16AAbb1/16aabb

2/16AaBB2/16aaBb2/16Aabb2/16AABb4/16AaBb表現(xiàn)型9/16高產(chǎn)不抗3/16低產(chǎn)不抗3/16高產(chǎn)抗病1/16底產(chǎn)抗病依據(jù)自由組合定律，在F２中高產(chǎn)抗?。ㄒ伙@一隱）品種占總數(shù)的3／16。

〖問〗我們得到的這種具有雜種優(yōu)勢的品種可以代代遺傳嗎那么，如何能得到可以代代遺傳的優(yōu)勢品種？我們選育出的純合子新品種――AAbb，在F２全部的后代中的概率是1/16。哪么它在F２的高產(chǎn)抗病后代中的概率又是多少？通過上述分析，請給雜交育種下一個合理的定義。請舉出我國在雜交育種方面成就。綜上所述雜交育種的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的，但是在實(shí)際操作中，會遇到不少困難。請從雜交后代可能消滅的類型，以及育種時間等方面，分析雜交育種方法的不足。雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能制造新的基因。雜交后代會消滅性狀分別現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩縵（一般需5至7年），過程繁瑣。這些都是雜交育種方法的不足。有沒有更好的育種方法來彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)呢？閱讀分組爭辯聽課評價(jià)疑問1.雜交育種蘊(yùn)含著哪些遺傳學(xué)規(guī)律？什么是規(guī)范的遺傳圖解？2.如何推想雜交育種可能的選育過程和結(jié)果，培育出的一個新品種，如何推斷它是否符合預(yù)期的要求呢？3.假如我們需要的性狀顯性該如何選？假如是隱性呢？假如又有顯性又有隱性呢？選出的新品種應(yīng)當(dāng)是純合子還是雜合子？4.有沒有更簡潔的遺傳圖解呢？每人都在作業(yè)本上嘗試書寫，請兩位同學(xué)在黑板上書寫?！即稹讲恍幸?，由于其中有2/16的植株是雜合體，它的下一代會消滅性狀分別?！即稹揭氲玫娇梢源z傳的優(yōu)勢品種，就必需對在F２中所得到表現(xiàn)型為高產(chǎn)抗?。ㄒ伙@一隱）的植株連續(xù)自交和育種，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再發(fā)生性狀分別，就是我們要選育的能夠穩(wěn)定遺傳的純合子新品種――AAbb。1/3。雜交育種就是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，就得到新品種的方法。袁隆平的雜交水稻，中國荷斯坦牛等爭辯回答2、誘變育種〖提示〗從變異的角度去思考。并舉例說明其可行性。同學(xué)們的學(xué)問面很廣，介紹了很多誘變育種的方法，請給誘變育種一個合理的定義。與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點(diǎn)？聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。要想克服這些局限性，可以實(shí)行什么方法？可見科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)展與社會的進(jìn)展有著相互影響、相互制約的關(guān)系，請簡潔的敘述他們之間的這種關(guān)系。〖提示〗遺傳變異規(guī)律在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與社會進(jìn)展方面的有著重要的價(jià)值，遺傳變異規(guī)律的進(jìn)展直接促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)與社會進(jìn)展。但是，在某一歷史階段，由于科學(xué)生疏的局限性，科學(xué)技術(shù)總會存在一些難以解決的問題，這些問題阻礙了生產(chǎn)力的提高。隨著科學(xué)生疏的不斷深化，技術(shù)上的問題得以解決，生產(chǎn)力也隨之提高；社會生產(chǎn)力的提高，又能反過來促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展?！季v〗雜交育種就是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，就得到新品種的方法。誘變育種就是利用物理因素（如X射線、r射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（亞硝酸、硫酸二乙脂等）來處理\o"全品高考網(wǎng)"生物，使生物發(fā)生基因突變。從而在短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型的育種方法。雜交育種的優(yōu)點(diǎn)：方法簡潔，簡潔操作；但是，雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能制造新的基因。雜交后代會消滅性狀分別現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩縵，過程繁瑣。誘變育種的優(yōu)點(diǎn)：是能夠提高突變率，在較短的時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。但是，誘變育種的誘發(fā)突變的方向難以把握，突變體難以集中多個抱負(fù)性狀。需大量處理供試材料。兩種育種方法都為我們制造很多優(yōu)良的品種，育種技術(shù)的進(jìn)展為我們的社會經(jīng)濟(jì)制造了很多價(jià)值，我國作為目前世界上能放射返回式衛(wèi)星的三個國家之一，在作物空間技術(shù)育種方面已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)行列。1：利用基因突變的原理，用輻射方法處理大豆，可以培育優(yōu)良的大豆品種。如:黑農(nóng)五號。2：利用基因突變的原理，利用返回式衛(wèi)星和高空氣球搭載農(nóng)作物種子，使種子在空間條件下發(fā)生基因突變，進(jìn)行農(nóng)作物遺傳性狀的改良。如：衛(wèi)星“87－2”青椒、“航育1號”水稻、“豫麥13號小麥”3：利用基因突變的原理，對青霉菌多次進(jìn)行X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育了高產(chǎn)菌株。4、利用基因突變的原理，進(jìn)行核技術(shù)誘變育種，可培育出優(yōu)良的糧食、蔬菜、水果、花卉品種?！级x〗誘變育種就是利用物理因素（如X射線、r射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（亞硝酸、硫酸二乙脂等）來處理\o"全品高考網(wǎng)"生物，使生物發(fā)生基因突變。從而在短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型的育種方法。誘變育種的優(yōu)點(diǎn)是能夠提高突變率，在較短的時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。誘變育種的局限性是誘發(fā)突變的方向難以把握，突變體難以集中多個抱負(fù)性狀。要想克服這些局限性，可以擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會。評價(jià)反饋在上一章我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了多倍體育種、單倍體育種的方法，現(xiàn)在請同學(xué)們列表比較：雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種在方法、原理、優(yōu)缺點(diǎn)的異同點(diǎn)。在作業(yè)本上列表比較。老師隨機(jī)抽幾位同學(xué)的表格在實(shí)物投影儀上呈現(xiàn)，同學(xué)點(diǎn)評。課堂小結(jié)四種育種方法的比較:雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種處理雜交用物理、化學(xué)因素處理\o"全品高考網(wǎng)"生物，用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培育原理通過基因重組，把兩個親本的優(yōu)良性狀的組合在同一個后代中，從而產(chǎn)生符合要求的新類型。用人工方法誘發(fā)基因?qū)嵶儯a(chǎn)生新性狀，制造新品種或新類型。抑制細(xì)胞分裂中紡錘體的形成。使染色體的數(shù)目加倍后不能形成兩個細(xì)胞。誘導(dǎo)精子直接發(fā)育成植株，再用秋水仙素加倍成純合子。優(yōu)缺點(diǎn)方法簡潔，簡潔操作。不能制造新的基因，育種進(jìn)程緩縵，過程繁瑣。能提高變異的頻率，大幅改良某些性狀，變異性狀較穩(wěn)定，可加速育種進(jìn)程。有利變異少，需大量處理供試材料，誘發(fā)突變的方向難以把握，突變體難以集中多個抱負(fù)性狀。器官較大，養(yǎng)分物質(zhì)含量高。發(fā)育延遲，牢固率底。自交后代不發(fā)生性狀分別，可縮短育種年限（2年）。方法簡單，成活率低。實(shí)例小麥高莖（易倒伏）、抗銹病的純種與矮莖（抗倒伏）易染病的純種進(jìn)行雜交，培育出矮莖抗銹病小麥品種。青霉菌經(jīng)X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育出青霉素產(chǎn)量很高的菌株三倍體無籽西瓜、八倍體小黑麥?？共≈仓甑挠伞Ｗ鳂I(yè)課本P101練習(xí)八、課后拓展下圖表示以某種農(nóng)作物（1）和（2）兩個品種為基礎(chǔ)，培育出（4）、（5）、（6）、（7）四個品種的過程。依據(jù)下圖，回答下列問題：（1）用<1>和<2>培育出<5>所接受的方法I和II分別稱為_______和_______，其培育出<5>所依據(jù)的原理是_______。（2）由<3>培育出<4>的常用方法III是_______；由<4>培育成<5>的方法V稱_______，其優(yōu)點(diǎn)是_______。（3）由<3>培育出<6>的常用方法IV是_______，其形成的<6>稱_______。（4）由<2>培育出<7>的方法VI是_______。【解析】這是一道有關(guān)育種方式的學(xué)科內(nèi)綜合題，依據(jù)四種育種方式的育種原理，分步解析如下：（1）用<1>AABB和<2>aabb培育出<5>AAbb，需分兩步走，第一步AABB與aabb進(jìn)行雜交得<3>AaBb，所以方法I為雜交育種：其次步讓AaBb自交，選出符合要求的AAbb和Aabb兩種后代的個體，AAbb和Aabb在外觀上無法區(qū)分，因此需將AAbb和Aabb再分別自交，觀看后代性狀無分別者為AAbb，所以方法II為自交，所依據(jù)的原理是基因的自由組合規(guī)律。（2）由<3>AaBb培育成<4>Ab的常用方法是花粉的離體培育，由<4>Ab培育成<5>AAbb的方法是將Ab的幼苗用秋水仙素處理，使染色體加倍，即人工單倍體育種。（3）由<3>AaBb培育成<6>AAaaBBbb的方法，也是用秋水仙素處理AaBb的幼苗或種子，使染色體加倍，AAaaBBbb又被稱為多倍體。（4）由<2>aabb培育成<7>Aabb，可接受射線照射或藥劑處理等人工誘變方式，其依據(jù)的原理是在肯定的劑量范圍內(nèi)，射線或藥劑不能殺死被試驗(yàn)的生物，但能誘發(fā)其中一部分個體產(chǎn)生基因突變，使隱性基因a突變?yōu)轱@性基因A?！敬鸢浮?(1)雜交自交，基因重組；（2）花藥離體培育；人工誘導(dǎo)染色體加倍，縮短育種年限；（3）人工誘導(dǎo)多倍體，多倍體（4）接受射線照射或藥劑處理等人工誘變方式【板書設(shè)計(jì)】育種育種雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種方法原理優(yōu)缺點(diǎn)方法原理優(yōu)缺點(diǎn)方法原理優(yōu)缺點(diǎn)方法原理優(yōu)缺點(diǎn)小麥高產(chǎn)（A）對低產(chǎn)（a）是顯性，不抗?。˙）對抗?。╞）是顯性，選育高產(chǎn)抗病的純種，假定兩個親本小麥品種都是純合子。則遺傳圖解如下：PAABB（高產(chǎn)不抗）Xaabb（低產(chǎn)抗?。?/p>

↓↓

配子ABab

↓↓

F１AaBb（高產(chǎn)不抗）F２基因型1/16AABB1/16aaBB1/16AAbb1/16aabb

2/16AaBB2/16aaBb2/16Aabb2/16AABb4/16AaBb表現(xiàn)型9/16高產(chǎn)不抗3/16低產(chǎn)不抗3/16高產(chǎn)抗病1/16底產(chǎn)抗病【習(xí)題詳解】一、練習(xí)（P101）（一）基礎(chǔ)題解析：考察對雜交育種和誘變育種的基本原理和過程，只要正確理解其原理和過程就能較快得出答案?！敬鸢浮浚?．B。2．B。3．基因突變；X射線；紫外線；激光。（二）拓展題提示：可接受雜交育種的方法，遺傳圖解可參考教科書插圖6—1繪制。優(yōu)點(diǎn)是育種的目的性較強(qiáng)，能夠獲得具有優(yōu)良性狀、淘汰不良性狀的品種。缺點(diǎn)是育種周期長，過程繁瑣。二、問題探討（P98）提示：此節(jié)問題探討意在結(jié)合同學(xué)的生活閱歷，引導(dǎo)同學(xué)思考相關(guān)的育種方法。老師可充分發(fā)揮同學(xué)的主觀能動性，讓同學(xué)樂觀參與爭辯。三、本節(jié)聚焦（P98）（一）雜交育種的原理是什么？雜交育種依據(jù)的遺傳學(xué)原理就是：基因的自由組合規(guī)律，即通過雜交，是\o"全品高考網(wǎng)"生物不同品種間的基因重新組合，以便使不同親本的優(yōu)良基因組合到一起、從而制造出對人類有益的新品種。（二）什么是誘變育種？誘變育種就是利用物理因素（如X射線、r射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（亞硝酸、硫酸二乙脂等）來處理生物，使\o"全品高考網(wǎng)"生物發(fā)生基因突變。從而在短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型的育種方法。（三）雜交育種和誘變育種各有哪些優(yōu)點(diǎn)和不足？雜交育種的優(yōu)點(diǎn)：方法簡潔，簡潔操作。但是，雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能制造新的基因。雜交后代會消滅性狀分別現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩縵