《生物变异在生产上的应用》一节的教学

《生物变异在生产上的应用》一节的教学
摘要：在本节教学中，通过创设问题情境，引导学生探究，有效地激发学生自
主运用相关知识信息去分析解决问题。

本文对五种常见的育种方法的原理、应用
及优缺点进行了比较分析。

关键词：育种；教学设计；教学实施；教学反思
作者简介：楼建娥，任教于浙江省浦江县浦江中学。

问题是激发学生自主探究和学习的源泉，通过巧妙设计问题的内容形式和出
现方式，帮助学生在探究中回顾旧知，发现新知，加强学生提取和组织脑海中原
有的知识信息去分析解决实际问题的能力。

通过引导学生运用相应育种技术解决
生产实际问题，帮助学生感悟科学、技术和社会的相互关系。

这节课是笔者在不
久前金华市高三生物复习研讨会上开设的市公开课，课后再经过自己的感悟、反思，收集整理成本篇教学设计案例。

一、教材内容分析
“生物变异在生产上的应用”是浙科版高中课程标准实验教科书《生物2·遗传
与进化》第四章第二节的内容。

本节介绍了生物变异在生产上的应用，包括五个
方面的育种过程。

与本节知识内容有关的是：遗传的两大定律、生物变异的来源、基因工程操作的基本步骤等。

本节内容可以说是整个遗传与变异知识的综合应用。

这节内容历年是高考命题的重点和热点。

二、学生情况分析
本节内容具有很强的实践性，理论联系实际是学生的薄弱环节。

为了帮助学
生能够更好地理解并掌握内容，需要教师借助于多媒体课件等手段展示一些尽可
能让学生感兴趣的实例。

上课之前让学生结合教师的学案进行自学，自学过程中
产生了一定疑问和困惑。

课堂上灵活运用多种教学手段，围绕解决学生自学中的
疑惑，使学生课前自学习得的知识结构完整化、逻辑化、系统化，并能在一定范
围内迁移运用。

三、教学目标
1.知识目标
(1)列举高中教材中常见的遗传育种技术，比较这些方法的基本原理，评价各
种育种技术的优势和特点。

(2)明确遗传育种实验设计主要程序。

(3)剖析典型的遗传育种实例，进一步明确实验设计的基本原则和主要程序。

2.能力目标
(1)理解杂交育种与诱变育种最大的区别，理解太空育种。

(2)区分杂交育种与杂种优势。

(3)单倍体的培育方法、原理及意义。

(4)充分理解知识，在此基础上达成迁移应用、设计和实施探究的能力目标。

四、教学过程设计
1.创设情境，激情导入
“天价荔枝”：据悉，广州西园寺有一棵“西园挂绿”荔枝树，有“荔枝之王”的美称，曾经在2002年的拍卖会上，一颗“西园挂绿”荔枝拍出55.5万元的天价,有一
位叫Andy的老板不惜重金拍下了两颗“西园挂绿”。

回家后，Andy赶紧吃掉“西园
挂绿”，把种子种下去，期待着“摇钱树”快快长……根据以上的新闻线索，提出以
下探究问题：Andy 能得到“西园挂绿”吗？如何获得相同性状的“西园挂绿”荔枝？
这个问题激发了学生的兴趣，培养学生的发散思维能力，引出了课题：生物变异
在生产上的应用——育种。

2.环环相扣，高效课堂教学
本节教材给我们介绍了五种常见的育种方式。

以表格的形式展示如下：
问题1：番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬，深受人们的喜爱。

现
有2个番茄品种，A为抗病黄果肉品种,基因型为ssrr，B为易感病红果肉品种,基
因型为SSRR，2对等位基因分别位于2对同源染色体上。

思考：
(1)如何运用杂交育种方法利用以上2个品种获得基因型为ssRR的植株？如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为ssRR的植株最少需要多少年？用遗传图解表示其过程。

学生活动：说出杂交育种的原理，并根据问题1画出杂交育种的遗传图解。

教师：投影部分学生的答案。

引导学生分析讨论图解的正确性。

最后投影正
确的遗传图解，强调规范的遗传图解的几个要素。

引导学生分析杂交育种与杂种
优势的区别，解释“西园挂绿”可能是出现了杂种优势。

学生活动：根据图解说出杂交育种的优点，并填入表中。

教师：引导学生思考，从图解分析，通过杂交育种要获得一个新品种，至少
需要几年？为什么要那么长的时间？指导学生填好杂交育种的优缺点。

(2)如果要缩短育种时间,可采用什么办法?简述其过程。

学生活动：答单倍体育种。

填好表格中单倍体育种的原理，画出单倍体育种
的遗传图解，与杂交育种进行比较。

并讨论以下问题：
①单倍体育种要得到所需的番茄新品种需要几年？为什么它与杂交育种相比，可以缩短育种年限？
②单倍体育种能否用秋水仙素处理萌发的种子？
③单倍体植株弱小，高度不育，故单倍体本身在生产上是没有任何价值的，
为什么还要培育单倍体？
④单倍体育种与花药离体培养是同一回事吗？
⑤花药离体培养得到的植株一定是单倍体吗？
通过讨论，使学生明白虽然单倍体高度不育，不能产生种子，但是通过秋水
仙素处理后，得到是都是纯合子，所以可以缩短育种时间。

教师：指导学生表格中单倍体育种的优缺点。

比较杂交育种与单倍体育种，
两者的共同点是都可以把位于不同个体的优良基因组合到一个个体中，即它们只
能对原有基因进行组合，而不能产生新的基因。

问题2：番茄营养丰富但不耐储藏(即番茄不具有决定耐储藏性状的基因)。

我
们可以用什么方法使番茄具有耐储藏的性状？引出诱变育种。

学生活动：说出诱变育种的原理，并讨论以下问题：
要得到具有耐储藏性状的番茄，可以通过神州号宇宙飞船搭载种子进入太空。

①飞船搭载的种子应当选择刚萌发的种子，而非休眠的种子的原因是什
么？
②这些番茄返回地面后，是否均可产生耐储藏变异？为什么？
③将植物经太空返回地面后种植，发现该植物不耐储藏的性状(假设为隐性
性状)突变为耐储藏性状(假设为显性性状)。

a.表现为耐储藏性状的种子能否大面积推广？说明理由。

b.简要叙述获得该显性耐储藏优良品种的步骤(从不同角度考虑设计不同方案)
通过对上述问题的讨论可以使学生在复习时帮助学生在探究中回顾旧知，发
现新知，加强学生提取和组织脑海中原有的知识信息去分析解决实际问题的能力。

教师：通过对②题的分析指导学生得出诱变育种的缺点，并填入表中。

诱变
育种具有很大的盲目性。

在育种中如何克服盲目性呢？
思考：假设在某种植物体内有一种耐贮藏基因。

你还能运用什么育种方法培
育出耐储藏的番茄，简要说明过程。

学生活动：说出基因工程的原理，试写出基因工程育种的基本步骤。

教师：投影基因工程育种的基本步骤(如下图所示)
学生活动：理解基因工程育种的优缺点，并填入表中。

教师：以上四种育种产生的是与亲代为同一物种的子代，如果要产生与亲代
属于不同物种，可以采用多倍体育种。

举例说明多倍体育种可产生新物种。

如六
倍体小麦，但要强调三倍体无籽西瓜不能算一个物种。

指导学生填好多倍体育种
的原理及优缺点。

3.归纳小结，强调重点
在不同条件下如何选择不同的育种方法？
(1)杂交育种只应用于进行有性生殖的生物，而诱变育种不仅能应用于有性生
殖的生物，也可应用于无性生殖的生物。

(2)杂交育种主要应用于植物和动物(如家畜、家禽等)，而诱变育种主要应用
于植物和微生物(如高产青霉素菌株的获得)。

(3)在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法——杂交育种。

将两亲本的
两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。

(4)要求快速育种，则运用单倍体育种
(5)要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和
杂交育种相结合的方法。

(6)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。

4.强化训练，课外巩固。

五、教学反思
在教学过程中，教师首先通过一则学生感兴趣的新闻设置问题情境，引入课题，极大地激发了学生的兴趣和探究欲望。

其次，以学生熟知的番茄为例，设置
问题引发学生的思维，在教学中始终以学生活动为主，教师只是加以简单的引导。

第三，教学思路清晰。

本节课以常见育种方式的比较表为中心。

由杂交育种的缺点——育种时间长能缩短育种年限的单倍体育种，又根据单倍体育种和杂交育种
只能是利用原有的基因进行组合，而不能产生新基因的缺陷，引出诱变育种(太空育种)，要克服诱变育种盲目性的缺点，引出具有很强目的性的基因工程育种，这样环环相扣，教学组织严谨，取得了较好的教学效果。

在教学中，部分学生存在答题不规范的问题，尤其是遗传图解以及文字表达
方面存在一些困难，这就需要教师在平时的教学中多加训练，并进行必要的引导。

参考文献：
[1]王丽萍.问题是课堂教学的细胞——关于“胚胎移植”教学设计[J].中学生物学，2010(8).
[2]李欧.遗传育种专题复习教学设计与案例[J].中学生物学，2010(7).
作者单位：浙江省浦江县浦江中学
邮政编码：322200
On the Application of Biomutation in Production Teaching
LOU Jiane
Abstract: In this lesson, by creating question situation and leading students’ inquiry, we can effectively motivate students to autonomously apply corresponding knowledge to analyze and solve problems. This paper makes an analysis of principles, application and disadvantages and advantages of five common breeding methods.
Key words: breeding; teaching design; teaching implementation; teaching reflection。