人教版高中生物必修二教案：第6章 杂交育种与单倍体育种

《杂交育种与单倍体育种》教学设计
章
青（江苏省苏州实验中学215011）
1
教材分析
本节内容选自人教版课程标准实验教科书高中
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)生物学“遗传与进化”第6章。本节课主要复习杂交育种与单倍体育种，在学习杂交育种的同时，将“两系法杂交水稻”作为情景材料进行探究教学。然后，将杂交育种与单倍体育种结合起来加以应用，拓展了杂种玉米的培育过程。
本节课是在学习生物遗传变异的基础知识、了解
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)遗传变异基本规律的基础上，进一步引导学生认识遗传学的知识是怎样用于指导生产实践、提高和改善生产技术，最大限度地满足人类不断增长的物质需要的。杂交育种与单倍体育种是基因重组、染色体变异知识在农业生产上的应用。通过本节课的学习，要尽可能利用学生已有的知识，并且适当补充新情景材料让学生分析，使学生感到既熟悉又新鲜。
2
教学目标
1）
知识目标：概述杂交育种与单倍体育种的原理与方法。
2）
能力目标：通过探讨“两系法杂交水稻”及“杂种玉米”的制种方法，培养应用知识的能力。
3）
情感目标：学习袁隆平院士的科学研究精神与高尚道德品质，激发热爱生物学的兴趣和社会责任感。
3
教学重点和难点
1）重点：杂交育种与单倍体育种的原理与方法。
2）难点：“两系法杂交水稻”及“杂交玉米”的制种与留种方法。
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教学策略
本设计力求将遗传与变异的知识与育种方法密切结合起来，通过创设新的情景材料，引导学生探究学习。
1）通过回顾育种方式与原理引入新课。
2）补充新的情景材料，拓展课堂教学内容。引入“两系法杂交水稻”的资料，让学生讨论，如何制种与留种。
3）两种育种方式综合拓展应用。通过引入“长果穗黄粒玉米培育过程”，让学生将单倍体育种与杂交育种结合起来。
4）借助多媒体，帮助学生了解杂交水稻及杂交水稻之父袁隆平院士，知道杂交玉米父李登海。
5
教学过程
5．1
观察图片，引入课题
展示图片：矮秆抗病水稻、三倍体无籽西瓜、太空椒、抗虫棉、番茄马铃薯。
请学生回忆或联想育种的原理是什么？有的已经学过，有的还没有学过，可以通过学生猜想完成，以此激发学生学习兴趣。
提出问题：现有高秆抗病小麦（DDTT）与矮秆感病小麦（ddtt），如何培育出既抗倒伏又抗病的新品种？你可以采用什么方法？
先让学生说出所采用的方法，再讲出其中的原理，从而引入课题。
学生：杂交育种、单倍体育种等。
5．2
根据问题讨论操作步骤
分组讨论，简单写出图解，或文字说明，相互交
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)流，由小组代表阐明本组的操作步骤。请两个小组分别说出一种方法的步骤，其他小组补充完善。杂交育种图解总结如下图所示。
通过杂交育种与单倍体育种图解的比较，明显可以看出单倍体育种可以缩短育种年限。
这里我们利用杂交育种获得的是纯合子，但在生产中有时需要培育杂合子，哪是怎么回事呢？
5．3
探讨“两系法杂交水稻”的制种过程
5．3．1问题：杂交水稻是如何制种与留种的？我应该学习袁隆平院士的什么精神？
5．3．2阅读材料
①水稻的杂种优势
选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种，进行杂交，生产具有杂种优势的第一代杂交种，用于生产，这就是杂交水稻。
水稻具有明显的杂种优势现象
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)，主要表现在生长旺盛，根系发达，穗大粒多，抗逆性强等方面，因此，利用水稻的杂种优势以大幅度提高水稻产量一直是育种家梦寐以求的愿望。但是，水稻属自花授粉植物，雌雄蕊着生在同一朵颖花里，由于颖花很小，而且每朵花只结一粒种子，因此很难用人工去雄杂交的方法来生产大量的第一代杂变种子，所以长期以来水稻的杂种优势未能得到应用。如何解决这个问题呢？
②两系法杂交水稻
两系法杂交稻:是利用光、温敏核不育系水
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)稻为基本材料培育的。光温敏不育系水稻非常神奇，他的生育能力是随着光和温度的变化而达到一系两用的目标。具体地说：这种水稻在夏季，长日照、高温下，表现为雄性不育，这时所有正常品种都能和他生育，生产杂交种子，这个种子就是两系杂交水稻的种子。这种光温敏不育系水稻在秋季、短日照、低温下又变成了正常的水稻，自花授粉产生种子，因为水稻是属于雌雄同花的自花授粉植物。
这种杂交水稻因为只有不育系（母本）
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)、和恢复系（父本），而不需要保持系（中间体），所以称两系法杂交水稻。两系法杂交稻为我国独创，于1995年研究成功，是作物育种上的重大突破，近年的种植面积在4000万亩左右，一般比三系杂交稻增产5-10％。
③介绍袁隆平的资料
人民网“杂交水稻袁隆平专题”：http:///GB/61937/83788/index.html
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)。（该专题主要介绍袁隆平的研究成果和相关事迹），课上简单介绍，将这个网址提供给学生，便于学生课后进一步学习。
5．3．3分组讨论与总结
先是小组讨论，然后请一个小组总结并提出制种方法，其他小组补充。最后教师总结与补充。
制种与留种参考下图所示：第一年可以
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)按照下列图解制种，第二年则可以将留种按照第一年方法制种与留种。这里应特别指出，制杂交种时要注明父本与母本，因为在长日照、高温条件下的不育系只能作为母本。
学习袁隆平的什么精神？学生可以在不同的媒体上
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)找到很多内容，可以有不同的说法。这是让学生课后去查找，收集一些袁隆平的资料。因为2007年9月，中央组织部、中央宣传部和中央统战部联合发出通知，号召广大知识分子和无党派人士，广泛深入开展向袁隆平同志学习的活动，自觉肩负国家和时代赋予的使命，为社会的和谐稳定，为人民的幸福安康，作出积极贡献。被誉为“杂交水稻之父”的袁隆平同志是我国科技战线上功勋卓著的农业科学家，为解决世界粮食问题作出了杰出贡献。作为生物教师有义务将这种学习活动推广到学生中去，培养学生高尚的道德品质，激发他们学习生物学的兴趣。
5．4
探讨“杂交玉米”的制种过程
5．4．1问题：杂交玉米是如何制种与留种的？
5．4．2阅读材料
为了提高玉米的产量，在农业
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)生产上使用的玉米都是杂交种，杂交玉米的性状不能稳定遗传，因此农民每年都需要购买玉米杂交种。现有长果穗（A）白粒（b）和短果穗（a）黄粒（B）的两个玉米杂合子品种作为亲本，为了达到长期培育长果穗黄粒（AaBb）杂交种玉米的目的。由于每年都要培育长果穗黄粒（AaBb）杂交种玉米，不仅要考虑当年育种，还要考虑到下一年育种。
5．4．3分组讨论与总结
现有上述亲本，请你以遗传图解加简要说明的形式，设计出在最短时间内培育出杂交种玉米的育种方案。如下图所示。
4）杂交玉米之父—李登海简介。
5．5
总结
1．培育纯合子与杂合子新品种的注意事项
1）纯合子新品种培育③
①杂交育种：如果需要的性状是隐性性状，一旦出现就能推广；如果需要的性状是显性性状，子代出现后，要连续自交、选择，直到不发生性状分离为止。
②单倍体育种：花药离休培养、经秋水仙素处理，得到的就是纯合子，一般要与杂交技术结合起来。
2）杂合子新品种培育：先要得到亲本纯合子，然后每年部分用来杂交制种，部分通过自交留种，为了加快育种进程，一般与单倍体育种结合起来。
2．填表比较几种育种方式
杂交育种
单倍体育种
依据原理
常用方法
优点
缺点
实例
5．5
作业布置
1）通过网上搜索袁隆平的研究成果或事迹，写一篇小文章介绍杂交水稻或学习体会。
2）课后练习
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教学总结
1）本设计还联系了前一段
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)时间的国家宣传的主题：向“杂交水稻之父”——袁隆平学习，具有及时性。本课应用了我国育种专家培育的高产品种为例，使学生了解我国在杂交育种方面处在世界领先水平，并且全世界都关注杂交水稻，说明我国对全为类作出的贡献，从而激发学生的民族自豪感，进行了爱国主义教育，也使学生从小树立远大理想，将来为全为人类作出贡献。同时，通过学生课后自己查找与袁隆平院士有关的资料，不仅培养学生收集信息的能力，也让学生在收集信息中受袁隆平院士事迹的感染，从而达到既学会知识又学会做人的双重目的。
2）培养生物科学素养。本课设计应用了“
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)杂交水稻”与“杂交玉米”案例，在常规的培育纯合品种的育种方式掌握之后，加以拓展研究培育杂合品种的方法。使学生能够利用所学的知识来分析“两系法杂交水稻”制种原理，不仅在新情境中应用了杂交育种的知识，还使学生认识到杂交优势在生产中的应用。从而培养了学生分析问题与解决问题的能力。
3）倡导研究性学习，面向全体学生。本课
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)渗透了研究性学习的思想，学生如果在学校进行课题式研究性学习由于受时间和场所的限制，一般很难实施，因此，在教学中适当渗透研究性学习的方法和思想是目前教学中可以实施的。本课主要是通过学生设计杂交水稻和杂交玉米的育种过程，来掌握杂交种的制种方法，同时可以学习科学家的设计技巧，如不育系亲本的选择就是杂交水稻大面积推广的关键。在探究过程中有讨论活动，使课堂内容丰富，在研究过程中使学生加强合作与交流，培养学生合作意识研究学习能力。
4）运用多媒体与网络资源充实课堂教
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)学，广泛应用媒体资源是新课程标准中提出的的，而当今社会网络比较普及，因此合理选择网络资源充实课堂教学，不仅可以使学生了有关的最新科学进展或热点问题，同时可以让学生运用所学的知识来解决这些问题，从而培养应用知识的能力，还可以使学生了解本学科的成果在实际生产的应用情况，从而激发学生的学习兴趣。当然，网络资源优劣不一，因此，教师在利用网络资源时，要根据个人的教学方法、实际使用的教学手段、学生的现有知识现状等诸多因素，优化处理网上的资源，并利用这处理后的资源培养学生的科学研究能力及分析、讨论和评价的能力，达到培养学生综合素质的目的。