必修2第6章第1节 杂交育种与诱变育种_必修二第六章第一节

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第6章 从杂交育种到基因工程

第1节 杂交育种与诱变育种

一、教学目标： 1．知识目标：

(1)简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。（2）举例说出诱变育种在生产中的应用。

（3）讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。

（4）总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。2．能力目标：

(1)尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。(2)运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。3．情感、态度和价值观目标：

(1)讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。

(2)通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解，关注我国的育种技术的发展及在国际上的竞争能力，认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。

(3)体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。

二、教学重点和难点：

重点：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：杂交育种和诱变育种的优点和局限性。

三、教学方法：谈话法、讨论法

四、课时安排：1课时

五、教学过程：

（一）、引入：这些优良的品种，都是人们利用生物的变异，通过长期的选择，汰劣留良，培育出来的优良品种。但是这种选择育种的方法周期长，可选择的范围又有限，有些品种只在某一方面优势，而另一方面却不良等，不能满足日益增长的人们的需要，在实践中，人们逐渐摸索出许多优秀的育种方法。

（二）、杂交育种

请同学们阅读课本的“问题探讨”并进行讨论。

学生：分组讨论。各小组选派代表上台陈述自己的具体设想，并把设想用遗传图解在实物投影仪上表示出来。听课的同学对各小组的方案进行评价。

教师：从上述同学们的汇报交流中，我们发现大家使用的方法都是――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。现在我们来分析各组的方案是否科学规范。

（再次出示各小组的遗传图解）由同学们指出其优点和不足，以及自己的疑问。

学生1 ： „„ 我们的问题是：杂交育种 蕴含着哪些遗传学规律？ 什么是规范的遗传图解？

学生2 ： „„ 我们的问题是：如何推测杂交育种 可能的选育过程和结果，培育出的一个新品种，如何判断它是否符合预期的要求呢？

学生3 ： „„ 如果我们需要的性状显性该如何选？如果是隐性呢？如果又有显性又有隐性呢？选出的新品种应该是纯合子还是杂合子？

学生4 ： „„ 有没有更简洁的遗传图解呢

教师：同学们提的问题都非常到位，大家再讨论。

学生：分组讨论，发言。

教师：点拨、解答同学们的问题：

杂交育种依据的遗传学原理就是：基因的自由组合规律，即通过杂交，把生物不同品种间的基因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新品种。

课本的遗传图解就是一个很规范的育种方案，它是以文字的形式，从性状的角度来阐述杂交育种的过程。同学们在书写时，要依据基因的自由组合规律的原理，把每一代的可能表现型都正确的写出，从杂种第二代就可以选出我们需要的品种。选育出的新品种必须是纯合子，否则其后代就会因为发生性状分离而失去优势。这里，同学们可能发现了问题：隐性性状的品种肯定是纯合子，但显性性状的品种就有可能是纯合子、也有可能是杂合子，该如何鉴定呢 ?

如果我们需要的性状是显性性状，育种时就用亲本的杂交后代连续自交，逐步淘汰，直到不再发生性状分离为止； 如果我们需要的性状是隐性性状，育种时就从杂种二代中直接选用。

遗传图解有更简洁的表示方法，即用我们在第一章所学的基因型的方式来表示。

有两个小麦品种：一种是高秆抗锈病(DDTT)，另一种是矮秆不抗锈病(ddtt)，两对性状独立遗传，我们知道矮秆抗倒伏，你们用什么方法能培育出矮秆抗锈病的小麦新品种，请将你们的设想用遗传图解表示出来。

学生：每人都在作业本上尝试书写，请两位同学在黑板上书写。

教师 : 点评，并示范书写过程。

根据自由组合定律，在F2中 高产抗病（一显一隐）品种占总数的3/16。

思考 : 我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？

学生 : 不可以，因为其中有2/16的植株是杂合体，它的下一代会出现性状分离。

教师：那么，如何能得到可以代代遗传的优势品种？

学生：要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对在F2中所得到表现型为高产抗病（一显一隐）的植株连续自交和育种，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再发生性状分离，就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种――AAbb。

思考： 我们选育出的纯合子新品种――AAbb，在F2所有的后代中的概率是1/16。哪么它在 F2的 高产抗病后代中的概率又是多少？

学生：1/3。

教师：通过上述分析，请给杂交育种下一个合理的定义。

学生：杂交育种就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，就得到新品种的方法。

教师：请举出我国在杂交育种方面成就。

学生：袁隆平的杂交水稻，中国荷斯坦牛等

教师：综上所述杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中，会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。

学生 : 分组讨论，各小组选派代表回答。

教师 : 杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦（一般需5至7年），过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。有没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢？

（三）、诱变育种

学生：分组讨论。

教师提示：从变异的角度去思考。并举例说明其可行性。

学生1 ：利用基因突变的原理，用辐射方法处理大豆，可以培育优良的大豆品种。如: 黑农五号。

学生2 ：利用基因突变的原理，利用返回式卫星和高空气球搭载农作物种子，使种子在空间条件下发生基因突变，进行农作物遗传性状的改良。如：卫星“87－2”青椒、“航育1号”水稻、“豫麦13号小麦”等。

学生3 ：利用基因突变的原理，对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育了高产菌株。

学生4 ：利用基因突变的原理，进行 核技术诱变育种，可培育出优良的粮食、蔬菜、水果、花卉品种。

教师 : 同学们的知识面很广，介绍了许多诱变育种的方法，请给诱变育种一个合理的定义。

学生：诱变育种就是利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因

素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。从而在短时间内获得更多的优良变异类型的育种方法。

教师：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？

学生：诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。

教师：可见科学与技术的发展与社会的发展有着相互影响、相互制约的关系，请简单的叙述他们之间的这种关系。

学生：遗传变异规律在促进经济与社会发展方面的有着重要的价值，遗传变异规律的发展直接促进了经济与社会发展。但是，在某一历史阶段，由于科学认识的局限性，科学技术总会存在一些难以解决的问题，这些问题阻碍了生产力的提高。随着科学认识的不断深入，技术上的问题得以解决，生产力也随之提高；社会生产力的提高，又能反过来促进科学技术的发展。

（四）、小结：

杂交育种就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，就得到新品种的方法。

诱变育种就是利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。从而在短时间内获得更多的优良变异类型的育种方法。

杂交育种的优点：方法简单，容易操作；但是，杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程繁琐。

诱变育种的优点：是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。但是，诱变育种的诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。需大量处理供试材料。

两种育种方法都为我们创造许多优良的品种，育种技术的发展为我们的社会经济创造了许多价值，我国作为目前世界上能发射返回式卫星的三个国家之一，在作物空间技术育种方面已经进入世界先进行列。