染色体变异在育种上的应用第一课时导学案

新授课《染色体变异在育种上的应用》教学设计

一、教材分析

关于育种方法，杂交育种、诱变育种在前面章节都已经涉及，而本节染色体变异育种方法是在染色体变异知识讲解之后，因此教学这部分内容会使学生产生联想与对比。教师应充分利用这种思维的惯性，将几种育种方法稍作复习和归纳，然后通过无籽西瓜和单倍体育种的原理分析，深化染色体变异的知识板块的学习，以期取得较好的教学效果。

二、学生情况分析

高一学生同时学习的科目较多，除数语外三大之外，还有包括劳技在内的七门科目。学科之间知识点错杂，必然有一定程度的相互干扰。知识点零碎，知识结构整体性差，导致学生对已学知识某环节的理解不透，应是教学常态，这需要教师在本学科内，尽量增强教学的有效性，使学生能有效建立模块知识的框架体系，并使本学科的知识相互密切联系，从而对抗其它学科或模块知识的干扰。

三、教学目标：

1-培养生命观念(结构与功能观)：

在教学多倍体育种和单倍体育种原理的过程中，体现染色体变异在育种上的应用，其遗传物质染色体（结构）的变化带来的新性状（功能）

2-培养科学思维：

教学过程进行批判思维以及归纳、推理等思维训练

3-培养社会责任：

通过关注无籽西瓜等育种过程，引导学生关注植物激素使用等社会议题

4-培养科学探究：

引导学生为现实生活问题展开交流讨论。

四、学习重难点：

多倍体育种路线；单倍体育种育种过程；秋水仙素的作用机理

五、教学设计：

教法：在高中阶段大多数学校进行无籽西瓜或单倍体的培育，可能性不是很大。这受限于实践的时间与场所。让学生增加感性认识的途径主要集中在图片和视频，所以教师应在备课时作充分准备，借法课件动画来表现原理过程。并借助启发式的提问，引导学生对比与分析以及推理，从而调动学生的学习兴趣以及思维。

学法：紧扣育种的目标：第一个育种的目标是“无籽”，第二个育种的目标是“短时间内得到纯种”，以其为学的主思路，积极参与老师的启发式的提问，跟随课堂教学的思维进程，最终领会染色体变异这一原理在育种中的应用。

六、教学过程

(一）新课引入

夏季来临，西瓜也将上市，市场上有一种没有种子的无籽西瓜，这是利用染色体变异进行培育的新品种，为想吃西瓜又觉得吐籽烦人的懒而嘴馋的人解决了大问题。它在西瓜地里结果成熟，居然天生无籽，而瓜农又必需将它们正常西瓜同时裁培，这其中是什么原理呢？

(二）本堂教学内容展开

环节1：阅读课文内容，回答下列问题:

（1）秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的目的是什么？

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（2）补充果实种子形成过程相关知识。仅种子的种皮包裹的部分是母体的下一代。西瓜的其它部分都是为了增加下代存活机率的辅助结构，如瓜皮瓜瓤包括种皮，都使一代得以更好的生存。

（3）第一年收获的西瓜，瓜皮细胞含多少个染色体组，瓜瓤细胞含多少个染色体组，种子内部的胚又含多少个染色体组。

（4）第二年长出的西瓜根部、瓜藤、叶细胞分别含多少个染色体组？收获的西瓜，瓜皮细胞、瓜瓤细胞、种子内部的胚分别含多少个染色体组？

（5）为什么第二年的三倍体西瓜没有种子呢？

环节2：拓展思维

（1）第二年的三倍体西瓜绝对无籽吗？

（2）既然三倍体植株通常都没有卵细胞，为什么还要给它授以二倍体花粉呢？

来源学。科。网Z。X。X。K] 来源学*科*网

（3）每年制种麻烦，有无替代方法呢？

环节3：单倍体育种

（1）单倍体植株与正常植株相比，植株弱小，且高度不育

（2）单倍体育种的过程一般有两个步骤，第一步先“采用花药离体培养的方法获得单倍体植株”，花药中含花粉，可以视为植物的雄性生殖细，其每个细胞中含多少个染色体组？经过花药离体培养获得的单倍体又含多少个染色体组？

（3）在第一步中，母体为AaBb的个体，能产生哪几种配子，并经培养获得哪种单倍体？

（4）单倍体育种的第二步是“经过人工诱导使染色体数目加倍”，重新恢复到正常植株的染色体数目。这一过程的结果能获得哪几种纯合体？

（5）单倍体育种与杂交育种相比优点是：

时间上能明显缩短育种的年限。

环节4，归纳染色体娈异在育种工作的应用

（1）多倍体植株的获得方法：

秋水仙素处理（最常用、最有效）；用低温处理萌发的种子。

（2）秋水仙素的作用机理

当秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，从而引起细胞内染色体加倍。

（3）秋水仙素的作用时期：细胞分裂的间期

（4）单倍体育种有几个步骤，

环节5，知识联想与拓展视野（1）在基因的自由组合定律中我们也讲到了育种，那是杂交育种，如获得绿色圆形的可爱小豌豆、既抗倒伏（矮杆）又抗锈病的小麦新品种，等。

（2）在基因突变环节，我们也讲到育种，那是诱变育种，如太空椒的获得、高产青霉菌的获得，都是通过人工的诱变，加快了基因突变的频率，使得人们能够从中选择获得新的性状。

（3）还存在哪些育种方法呢？有，如基因工程育种。

（三）课堂小结

1、学生构建知识结构：

2、教师强调重点知识细节：

(1)无籽西瓜的培育过程用到了染色体加倍的原理，其目标是为了获得三倍体的“减数分裂过程中，染色体联会紊乱，一般不能形成生殖细胞”的特点。这样即使授以二倍体花粉也不能形成受精卵，最终不能种子，也就获得了无籽的西瓜。

(2)单倍体育种过程，利用了植物形成花药过程中进行减数分裂，在花药中存在染色体组减半生殖细胞，这些染色体组减半的生殖细胞只含有每对等位基因中的一个。将这此生殖细胞培养成个体，它们就是高度不育的单倍体。

(3)生物育种方法目前我们提及了五种：杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种。注意它们都改变了遗传物质从而培育出新品种。

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(4)单倍体育种中，

“AB或AB或aB或ab”可以表示生殖细胞配子的基因型，也可以表示由这些配子培养成的单倍体的基因型，它们之间是细胞经培养成长为植物的关系，是现代生物技术----植物组织培养技术的功劳。

（四）课堂练习

1.下面有关单倍体的叙述中，不相符的是 [ ]

A．由未受精的卵细胞发育而成的个体

B．花药经过离体培养而形成的个体

C．凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体

D．普通小麦含6个染色体组，42条染色体，它的单倍体含3个染色体组，21条染色体

2.普通小麦的受精卵有6个染色体组，用这种小麦的花药进行离体组织培养，发育而成的植株是 [ ] A．六倍体 B．三倍体 C．二倍体 D．单倍体 用这种小麦的胚芽细胞进行离体组织培养呢? 3.单倍体经一次秋水仙素处理，可得 [ ] ①一定是二倍体

②一定是多倍体

③二倍体或多倍体

④可能是杂合体

⑤一定是纯合体

A．①④ B．②⑤

C．③⑤ D．③④

4.用花药离体培养出马铃薯单倍体植株，当它进行减数分裂时，观察到染色体两两配对，形成12对，据此现象可推知产生花药的马铃薯是 [ ] A．二倍体 B．三倍体

C．四倍体 D．六倍体

5. 在三倍体无籽西瓜的培育过程中，将二倍体普通西瓜幼苗用秋水仙素处理，待植株成熟后接受普通二倍体西瓜的正常花粉，所结果实的果皮、种皮、胚芽、胚乳细胞的染色体组数依次为 [ ]

A．4、2、2、4

B．4、4、3、6

C．3、3、3、4

D．4、4、3、5

【教学反思】

1、在具体授课过程中如何加强互动、控制节奏，仍是需要教学中不断探讨。学生的听课状态因班情不同存在差异，不能完全照搬同轨班的经验，更不同照搬往年的老经验。细节的深入与内容的推进有时要能舍得放弃，要把握知识体系的主干。

2、在教学过程中，学生参与课堂的积极性还较欠缺，在整个教学流程设计上还不够完善。如何生动形象地讲解，并让学生充分地理解现代生物科学技术的操作过程和操作原理，这需要教师个人更多的知识储备和实践积累。

【板书提纲】

染色体变异在育种上的应用

一、无籽西瓜的培育过程

1-秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗，成为四倍体（根部细胞没有加倍）

2-授以二倍体花粉，使形成受精卵，三倍体诞生

（四倍体西瓜含三倍体的种子）

3-三倍体种子（幼体）萌发，长成

4-三倍体开花，授以二倍体花粉，促进果实发育，形成无籽的西瓜

二、单倍体育种的过程

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1-将具有所需优良性状的品种，杂交，

2-从杂合体上获得花药（花粉）

3-将花药（花粉）离体培养，利用植物组织培养技术，获得单倍体

4-将单倍体用秋水仙素进行人工诱导多倍体处理，获得的多种纯合体

5-在各种纯合体中挑选出所需品种。

三、育种方法小结（利用遗传物质改变进行育种）

杂交育种、

诱变育种、

多倍体育种、

单倍体育种、

基因工程育种

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