高中生物42生物变异在生产上的应用教案浙科版必修2.docx

高中生物42生物变异在生产上的应用教案浙科版必修2.docx

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高中生物42生物变异在生产上的应用教案浙科版必修2

《生物变异在生产上的应用》的第一课时教学设计

1教材分析

本节是浙科版高中生物必修2《遗传与进化》第四章第二节的内容。

上一节教材介绍的是生物变异的来源和意义，为本节奠定了基础；本节内容介绍的是人类通过主观能动性利用生物自然变异甚至是人为变异的资源为人类自身某些需要服务，这样还有复习巩固遗传物质变异的类型、加深认识遗传变异的意义的作用；通过学习育种过程的人工选择，为学生在下一章（生物的进化）的学习中领会和感悟自然选择对生物进化的作用奠定了认识上的基础。

基于育种已经给我们人类在食物、畜力、花卉和宠物等方面带来了许许多多的实惠的事实，设计本节课时的基本思路是充分挖掘本土教学资源，并将其贯穿在整个教学过程中，激发学生积极投入，将所学知识运用到现实生活中去，为创造丰富的物质世界献计献策。

2学情分析

在上一节“生物变异的来源”的学习中，学生已经认识到了遗传物质的改变是引起生物变异的内在原因，这种变异是可以遗传的；知道了遗传物质的改变既有自然发生的，也可以是人工诱变的；而且还初步了解到生物变异是可以被人类利用的，因此会产生一定的兴趣。

在这种情形下，学生会产生希望进一步知道怎样通过人类的主观努力、利用生物变异的资源为人类服务，而产生育种的求知欲。

在此基础上，教师需要创设一定的情景进一步激发学生对育种方法的兴趣，以提高教学效果。

但是，学生缺乏常见作物、禽畜及水产品的基本生物学知识，如不知道生产上的水稻、小麦品种的主要性状需要纯合，不知道果树通常是可以通过嫁接繁殖的，就连教材中列举的动植物也不全见过，等等。

因此，这五种育种方法分别适合哪些生物，学生不容易分析和作出判断。

3教学目标

根据《生物课程标准》和《生物学科指导意见》的要求，结合教材分析和学生阶段性的知识结构、认知能力和规律、社会阅历程度等的学性分析，确定本节教学目标如下：

3.1知识目标能举例说出杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、转基因技术的过程（或方法）、特点和所依据的生物学原理。

3.2能力目标能分析比较五种育种方法或技术的优劣，学会根据具体的生物材料、条件和目标选择合适的育种方法，培养具体问题具体分析并作出判断和选择的能力。

自主研读教材，提高自学能力；通过小组合作，提高与人沟通的能力。

3.3情感态度和价值观目标认识和领会人类面对自然资源可以发挥主观能动性，养成积极的生活态度；同时又领会到，人的这一努力是建立在生物多样性的基础之上的，因而养成自觉保护生物多样性的良好习惯和意识。

4教学模式

4.1教学模式以构建知识体系为主线的三主四步生物课堂教学模式（作者创建，市级立项课题），力求国家课程的本土化，以提高教学质量。

三主：

学生为主体，教师为主导，学科知识体系为主线。

四步：

驱动引领探究→交流合作建构→拨疑拓宽深化→测练巩固升华，即：

任务驱动引领，自主探究建构知识体系→问题讨论交流，合作共建知识体系→点拨释疑，拓宽深化完善知识体系→检测运用，反馈巩固升华知识体系。

“三主四步”的大致流程是：

①教师创设情景并列出具体的学习目标和任务，以驱动和引领学生自主研读学习材料（如教材）并自主构建知识体系、同时生成问题。

②教师主持小组内学生间讨论交流问题，以促进学生合作学习并共同建构知识体系，同时生成深层次问题。

③教师主持下全班依次讨论小组提出的问题，同时教师适时有针对性地点拨或解释难点疑点重点隐点，以拓宽深化并完善知识体系。

④教师设计有针对性的问题和练习，以检测、运用、巩固并提升知识体系。

4.2情景选择瓯柑是温州特产，家喻户晓。

以瓯柑为对象，既可以讨论教材中列举的五种育种方法，学生熟识而倍感亲切和兴趣，还有一定的现实意义，同时可以让学生在学习杂交育种时产生不同于水稻小麦的冲突，以便理解杂交育种方法的多样性。

4.3教学思路选择和设置同一个情景，即瓯柑育种；根据瓯柑现有的特点和不同的培育目标采用不同的育种方法，结合五种育种技术的关系、重难点和课时限制，将本节教材内容进行重组，分三课时完成：

第一课时包括杂交育种和单倍体育种，分两个阶段完成；第二课时包括诱变育种和转基因技术，分两个阶段完成；第三课时包括多倍体育种和分析比较五种育种技术。

教学的基本思路：

利用当地的瓯柑含柚皮甙高株（AABB）和外地的不含柚皮甙矮株（aabb）培育出含柚皮甙矮株（AAbb）的瓯柑新品种的最简便方法是杂交育种；要避免杂交育种耗时过长，就采用单倍体育种；如果外地没有找到矮株（bb）瓯柑，就通过对当地品种（AABB）进行诱发突变，再通过单倍体育种或自交、选择和纯合化获得AAbb；如果觉得诱变育种处理的材料太多，目的性不强，那就选某些灌木的矮茎基因通过转基因技术让AABB培育出AAbb；在获得含柚皮甙矮株（AAbb）的基础上，如果还想获得果实更大、营养更丰富的无籽瓯柑新品种，那就通过多倍体育种技术来实现。

第三课时最后通过指导学生设计一个表格（如表1），对五种育种技术进行分析、比较和总结。

表1五种育种技术的比较

杂交育种

单倍体育种

诱变育种

基因工程育种

多倍体育种

依据原理

举例简述过程

优点

缺点

适用生物类型

5教学过程（第一课时的设计）

（上课开始，先用PPT依次展示本节课内容中涉及到的几种生物：

正开花的番茄植株及果实、正开花的烟草、正开花的小麦麦田、正开花的水稻稻田、正开花的茄子及果实、正开花的玉米植株、正开花的大豆植株，以及青霉菌菌落、正产丝的家蚕等照片，给学生建立起一定的感性认识，提高学习兴趣。

）

5.1第一阶段完成“杂交育种”的教学（20分钟完成）

5.1.1任务驱动引领，自主探究建构知识体系并生成问题（7分钟完成）

情景资料

（1）（PPT1呈现）：

瓯柑是温州瓯海的传统特产（注：

附一张瓯柑植株的照片），瓯柑味甘苦是因为果实富含柚皮甙等物质所致。

该物质受显性基因A控制，具有降血压、生津止渴、清凉解毒、止咳却痰等作用。

因此，宋元明清时均被朝廷列为贡品,1990年被北京“亚运会”指定为运动员专用水果。

在2013年全国（温州）农博会上，阿土老板决定在温州办一个瓯柑种植园区。

阿土老板发现：

普通瓯柑味甘苦，表现为含柚皮甙、高株（基因型AABB），但高株给密植、丰产及果实采摘带来困难。

据说，在某地曾有人种植过瓯柑的一个变异品种，表现为不含柚皮甙矮株（基因型aabb）。

阿土老板渴望培育出含柚皮甙矮株（AAbb）的新品种，既可以出售优质果实又可以出售种子或实生苗（种子萌发的），以获得巨大的经济效益。

你能帮助阿土老板设计一个简单易行的育种方案、以获得能稳定遗传的含柚皮甙矮株（AAbb）的瓯柑新品种吗？

（资料：

瓯柑种子今年春天播种，后年夏秋季才会开花结果；瓯柑是多年生木本果树）

请带着以下任务阅读教材第82页的“杂交育种”并思考（PPT2呈现）：

•杂交育种依据的原理是什么？

•杂交育种的具体操作步骤是怎样的？

•自主构建知识体系（7分钟完成）

（1）学生由于想帮助阿土老板设计育种方案，结合老师PPT2上的具体任务，自主研读课文“杂交育种”，并按照课文中以蕃茄为例的杂交育种步骤，绘出利用含柚皮甙高株（AABB）和不含柚皮甙矮株（aabb）培育出含柚皮甙矮株（AAbb）的瓯柑新品种的遗传图解，构建知识体系供小组交流，生成问题供小组讨论。

（2）老师

①创设情景（见PPT1），激发学生兴趣。

用PPT2提出任务和目标，提醒学生带着任务去研读课文。

②巡视指导，参与讨论，掌握学情。

提示和督促学生规范书写遗传图解；了解学生研读和建构知识体系的基本情况，指导构建知识体系；解答个别问题，掌握普遍性问题以便在下一流程中有针对性地点拨或讲解；选出一位学生代表在下一个流程中将自主构建的知识体系呈现在黑板上。

③分发小纸片（用于书写小组生成的问题），以指定下一流程小组讨论交流的招集人。

5.1.2问题讨论交流，合作共建知识体系（3分钟完成）

（1）学生小组（4-6人）内讨论各自研读课文过程中生成的问题，交流各自构建的知识体系，在讨论交流中生成新的问题。

被老师指定的学生到黑板上板书自主构建的知识体系，板书位置由老师指定。

（2）老师继续巡视指导，督促每一位学生参与讨论，并提示每个小组要尽量生成1-2个问题；参与讨论，进一步掌握学情。

5.1.3点拨释疑，拓宽深化完善知识体系（7分钟完成）

（1）学生8个小组的招集人依次代表本组提出1-2个问题，由学生自由解答或适度讨论解决。

学生生成而小组内讨论又没有结论的问题主要有：

①任何植物的杂交育种都是这样的程序吗？

②禽畜是否可以这样杂交育种？

③这样的育种年限太长了，有别的什么方法缩短育种年限吗？

（2）老师：

①当好主持人。

②适时点拨，及时纠正和肯定学生们的讨论。

针对问题①指出：

瓯柑的一代需要3年，一棵瓯柑一次可结果实几百、种子可达成千上万，种子可低温冷藏十多年。

这样就有学生想到，象蕃茄或小麦那样的杂交育种程序用来培育获得含柚皮甙矮株（AAbb）时间需要二三十年之久；并进一步想到，在F2代选取含柚皮甙矮株（Abb），并以个体为单位在下一年播种20-30粒种子,三年后通过这些F3的表型判断相应F2代中每一棵含柚皮甙矮株（Abb）是纯合还是杂合的，舍去杂合株，保留纯合株及其F2个体三年来的种子即可。

针对问题②，可提示：

禽畜自然状态下是远亲交配的，与人类的婚配一样；因而每一个个体都是杂合子，这样体内通常会保留有一定数量的隐性致病基因；而水稻、小麦、蕃茄、瓯柑是雌雄同花的，自然状态下多数是自交的，因此是纯合子，若有隐性致病基因早被淘汰了。

问题③的提出是老师所期待的，为后面的单倍体育种埋下伏笔。

③适当拓宽深化知识体系。

指出：

如果种苗需求量不太大，只需要利用F2中表型符合要求的含柚皮甙矮株（Abb）的枝条嫁接到其他瓯柑品种的植株上，便可以扩大种植规模，这样也就更省时间了。

像当前全国种植的杂交水稻，利用的是F1代的杂种优势。

人类社会也存在类似于利用“杂种优势”的现象，如浙江大学、浙江工大、杭州大学和浙江医科大合并为新的浙江大学，联想集团与IBM合并成为新的联想集团，等等。

④引导学生评价和完善黑板上的知识体系，作为对该内容的总结和归纳，如图1所示。

5.1.4检测运用，反馈巩固升华知识体系（3分钟完成）

例1（PPT3）：

利用含柚皮甙高株（基因型AABB）的瓯柑植株和不含柚皮甙矮株（基因型aabb）瓯柑植株，通过杂交育种培育出含柚皮甙矮株（AAbb）瓯柑新品种的理论依据可能是（BC）

A.基因突变B.基因自由组合C.基因交叉互换D.染色体畸变

例2（PPT4）：

以下植物的育种方法，与利用番茄抗病黄果肉（ssrr）与易感病红果肉（SSRR）培育出抗病红果肉（ssRR）新品种的杂交育种操作步骤通常应该完全相同的是（B）

A.水稻品种甲（ssRR）与品种乙（SSrr）培育出品种丙（ssrr）

B.豌豆品种甲（ssRR）与品种乙（SSrr）培育出品种丙（SSRR）

C.奶牛品种甲（ssRR）与品种乙（SSrr）培育出品种丙（ssRR）

D.桃树品种甲（ssrr）与品种乙（SSRR）培育出品种丙（SSrr）

5.2.1第二阶段完成“单倍体育种”的教学（20分钟完成）

1．任务驱动引领，自主探究建构知识体系并生成问题（8分钟完成）

情景资料

（2）（PPT5呈现）：

阿土老板觉得上述的杂交育种虽然简便，但时间成本太高，时间就是金钱！

因此想尽早获得能稳定遗传的含柚皮甙矮株（AAbb）的瓯柑新品种，那怕多花一些人力物力财力也不在话下。

你能帮助阿土老板实现这个愿望吗？

请带着以下任务阅读第83-84页的“单倍体育种”并思考（PPT6呈现）：

•单倍体植物有哪些特点？

•单倍体育种依据的原理是什么