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高一生物集体备课6-1杂交育种与诱变育种

[日期:2011-07-12]   来源:生物百花园  作者:生物百花园   阅读:293[字体: ]

一、教学目标
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。
二、教学重点和难点
1.教学重点
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。
2.教学难点
杂交育种和诱变育种的优点和局限性。
三、教学策略
本节在学习生物遗传变异的基础知识、了解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。本节可用1课时。在本节教学中,教师可以指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例,分析其中包含的遗传学规律,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。
在进入本节课的学习时,教师可以选用典型的育种实例作为切入点,针对育种实践中遇到的实际问题和解决方法,分析其中蕴含的遗传学规律。教师还可以引导学生应用遗传学规律和遗传图解,对特定的杂交组合进行理论分析,推测可能的选育过程和结果,进而引导学生分析讨论杂交育种方法的不足之处及其解决方法。
教师在教学过程中要注意通过育种实践的实例,使学生理解遗传变异规律在促进经济与社会发展方面的价值,进而引导学生认识科学技术与社会之间相互影响、相互制约的关系。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。
在讨论杂交育种的不足之后,教师可以针对这一方法的不足,结合基因突变和染色体变异的相关知识,介绍人工诱变育种。教师可以结合具体实例分析诱变育种的基本原理,并通过与杂交育种的比较,分析诱变育种的优点。在此基础上,进而引导学生分析诱变育种方法的不足,并鼓励学生应用所学的遗传变异规律设想解决的办法。
值得一提的是,学生可能会想到目前人们在育种实践上常用的方法──利用杂种优势。生产上人们利用杂种优势,需要年年配制生产种(杂种),但不再留种。这种方法可以比较巧妙地解决育种实践上育种周期过长的问题。但年年制种也是一件十分麻烦的事情。
四、答案和提示
(一)问题探讨
提示:此节问题探讨意在结合学生的生活经验,引导学生思考相关的育种方法。教师可充分发挥学生的主观能动性,让学生积极参与讨论。
(二)思考与讨论一
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。这些都是杂交育种方法的不足。
(三)思考与讨论二
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。
(四)练习
基础题
1.B。
2.B。
3.基因突变;X射线;紫外线;激光。
拓展题
提示:可采用杂交育种的方法,遗传图解可参考教科书插图61绘制。优点是育种的目的性较强,能够获得具有优良性状、淘汰不良性状的品种。缺点是育种周期长,过程繁琐。
五、参考资料
1.品种的定义
作物品种起源于野生植物,在野生植物中并没有品种之分。人类在栽培过程中为了满足自己的需要,经过长期选择和培育,使野生植物的性状向着人类需要的方向发展,才培育出各种作物品种。
品种是指人类在一定的生态条件和经济条件下,根据需要而创造的具有一定经济价值、遗传性比较一致的家养动物或栽培植物的类型。品种是一种经济上的类别,是一种农业生产资料,在生产实践中经人类选择、培育而得,能适应一定的自然、饲养或栽培条件。作为品种的生物具有相对稳定的遗传性,在一定地区和一定栽培条件下,在产量、品质、生育期、抗性和适应性等方面符合人类生产、生活的需要,并能用普通的繁殖方法保持其稳定性。
2.杂种优势与杂交育种的区别
杂种优势是生物界普遍存在的现象。它是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代,在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势具有以下特点:杂种优势不是某一两个性状单独表现突出,而是许多性状综合表现突出;杂种优势的大小,取决于双亲的遗传差异和互补程度;亲本基因型的纯合程度不同,杂种优势的强弱也不同;杂种优势在F1代表现最明显,F2代以后逐渐减弱。杂种优势在性状上表现为不同类型,如营养体发育较旺的营养型、生殖器官发育较旺的生殖型和对外界不良环境适应能力较强的适应型。育种实践上,人们常利用杂种优势获得较好的经济性状。
早在2000多年前,我国劳动人民就用马和驴交配而获得体力强大、耐力好的杂种──骡,首创了利用杂种优势的先例。杂种优势在植物中更是非常普遍的现象。为什么杂交种F1会有优势呢?这是一个比较复杂的问题,人们从多个方面对其机理进行了研究。一种比较通俗的解释是:一般来说,多数显性基因有利于个体的生长发育,而相对的隐性基因不利于生长和发育。通过杂交,亲本双方带入子代杂合子中的显性(有利)基因掩盖了隐性(有害)基因,因而表现出有利于生长发育的杂种优势。
杂交育种通常是指把不同遗传类型的动物或植物进行交配,使优良性状结合于杂种后代中,通过培育和选择,创造出新品种的方法。它是动植物育种工作的基本方法之一。在杂交育种中应用最为普遍的是品种间杂交(两个或多个品种间的杂交),其次是远缘杂交(种间以上的杂交)。
生产上,常常把用杂交方法培育优良品种或利用杂种优势都称为杂交育种,事实上,两者之间是有区别的。杂交育种过程就是要在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育,直至获得优良性状稳定的新品种。杂交育种不仅要求性状整齐,而且要求培育的品种在遗传上比较稳定。品种一旦育成,其优良性状即可相对稳定地遗传下去。杂种优势则主要是利用杂种F1代的优良性状,而并不要求遗传上的稳定。作物育种上就常常在寻找某种杂交组合,通过年年配制F1代杂交种用于生产的办法,取得经济性状,而并不要求其后代还能够保持遗传上的稳定性。
3.太空育种简介
太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境,通过强辐射、微重力和高真空等条件诱发植物种子的基因发生变异的作物育种新技术。经历过太空遨游的农作物种子返回地面后再进行种植,不仅植株明显增高增粗,果型增大,而且品质也得到提高。
我国从1987年开始太空育种。1987年8月5日我国发射的第9颗返回式卫星首次搭载了青椒、小麦、水稻等一批种子,开始了我国太空育种的尝试。至今,我国已先后8次进行了太空育种试验。经过太空育种的青椒、番茄、黄瓜、水稻等作物,高产优质、抗病性强。美国曾进行过玫瑰的太空育种,希望获得玫瑰油产量高的突变体;俄罗斯曾经进行过圣诞树的太空育种,现在大面积种植在西伯利亚和哈萨克斯坦地区,从太空回来的圣诞树长得非常高大。


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