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生物变异在育种上的应用教学设计一、概述生物变异是指在物种中个体间存在差异的现象，这些差异可能是由环境、遗传或其他因素引起的。
在农业领域，生物变异能够为育种工作提供丰富的遗传资源，对于改良作物品质和提高产量具有重要意义。
合理利用生物变异在育种上的应用已成为农学教育中不可忽视的重要内容之一。
二、生物变异的基本概念1.生物变异与遗传生物变异是一种普遍存在的现象，它与遗传密切相关。
在育种中，对生物变异现象的深入理解可以帮助我们更好地利用遗传资源，促进优良特征在后代中的稳定传递。
2.生物变异的类型生物变异包括形态上的变异、生理上的变异和行为上的变异等多个方面。
不同的变异类型对育种工作都有一定的指导意义，因此在教学设计中需要重点介绍这些内容。
三、生物变异在育种中的应用1. 构建遗传图谱通过对生物变异的观察和统计分析，可以构建出作物或动物的遗传图谱，帮助育种人员了解不同基因型的分布情况和相关遗传规律。
这对于指导育种工作具有重要意义。
2. 选择育种亲本利用生物变异的信息，可以更准确地选择出适合作为育种亲本的个体，为后代优良特性的遗传提供更好的基因背景。
3. 交换遗传材料通过对生物变异的观察和分析，可以帮助育种人员发现新的遗传变异类型，促进各地区间的遗传材料交流，为育种工作带来更多的可能性。
四、生物变异在育种教学中的应用1. 课程设置在相关农学或生物学专业的课程中，应设置以生物变异在育种中的应用为主题的专门课程。
通过案例分析和实践操作，帮助学生深入了解生物变异对育种工作的指导作用。
2. 教学方法在教学设计中，可以采用多种教学方法，如授课、实验、研讨、实地考察等。
通过多种方式的教学，可以激发学生学习的兴趣，提高他们对生物变异在育种中应用的理解和掌握程度。
3. 实践环节在教学设计中，应设计相关的实践环节。
可以安排学生进行田间考察，观察不同品种或个体间的生物变异现象，帮助他们将理论知识与实际通联起来，加深对生物变异在育种中的应用的理解。
变异和育种[教学目标]（一）、知识目标1、单倍体育种、杂交育种、多倍体育种和诱变育种的育种原理。
（B：识记）。
2、动物植物和微生物适用的育种方式（A：知道）。
3、四种育种方式的区别。
（B：识记）（二）、能力目标通过单倍体、多倍体育种、杂交育种和诱变育种的原理、应用的学习，训练学生演绎思维能力。
（三）、情感目标培养学生向往探索事物真谛的精神，以及将理论应用于实践的能力。
[教学重难点]：动植物和微生物适用的育种方式的选用。
[教学方法]探究式，多媒体教学[课时安排]一课时[教学过程]引言：同学们，在第六章我们已经学习过了几种可遗传的变异以及这些变异类型在育种上的应用，那么请你们回忆一下以下几种培育新品种的方式分别是属于什么育种方式？[教师活动]投影:矮杆抗病的水稻、三倍体无籽西瓜、太空椒。
生答：杂交育种（也可单倍体育种）、多倍体育种、诱变育种。
（板书）提问：上述几种育种方式的原理是什么？生答：（杂交育种）基因重组、（单倍体育种）染色体变异、（多倍体育种）染色体变异、（诱变育种）基因突变。
（板书）讲述：那么，下面我们就一起来回忆一下，这几种育种方式的常用方法是怎样的？[教师活动]投影：（1）杂交育种（2） 单倍体育种提问：1、若从播种到收获种子需要一年，则培育出能稳定遗传的矮秆抗病的品种至少需要多少年？（4年）2、有没有更方便快捷的育种方式呢？（单倍体育种）3、单倍体育种至少需要几年时间呢？（2年）（3）多倍体育种讲述：单倍体植株没有什么实际的应用价值，因为它是不可育的，所以人们为了获得可育的后代往往要将植株的染色体加倍，其实这个过程中要用到秋水仙素。
秋水仙素在多倍体育种上也是很常用的一种药品。
最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。
（4）诱变育种（投影：太空育种硕果累累）讲述：这种育种方式是诱变育种，常用的方法是用射线或化学因素来处理生物，用这种方法可以获得变异的新类型。
过渡：上述说明的四种育种方式，对于各种生物的新品种培育都适用吗？若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定 P 高杆抗病 × 矮杆感病 F 高杆抗病↓第1年 ↓ ×选育出需要的矮抗品种F D_T_ D_tt ddT_ ddtt矮抗杂交育种第2年第3年×生长ddTTF 3减数分裂配子 DTDtdTdt单倍体 DTDt dT dt↓花药离体培养 ↓秋水仙素第1年第2年第4年单倍体育种DDtt ddTT ddtt纯合体 DDTT矮抗A ：植物的育种方式思考：现有耐储存、不抗病（aabb ）和不耐储存、抗病（AABB ）的番茄品种，现要培育耐储存、抗病的番茄，可以选用的育种方式有哪些？ [学生活动]（1）回答有哪几种育种方案。
高中生物中图版必修二专题四遗传变异和进化《变异与育种》教师姓名：济南市【课题】 专题四第三讲：变异与育种✧ 课标内容1、举例说出基因重组及其意义。
2、举例说明基因突变的特征和原因。
3、简述染色体结构变异和数目变异。
4、搜集生物变异在育种上应用的事例。
5、关注转基因生物和转基因食品的安全性。
✧ 课标分解✧ 教学目标【知识与技能】1、 举例说明可遗传变异的种类并进行比较；2、 掌握可遗传变异在育种中的应用；3、 熟练运用基础知识设计实验，解决实际问题。
【过程与方法】从说明到理解，从比较到运用。
利用自习让学生回顾并掌握基础知识，通过典型习题加深学生的理解，对易混易错知识进行比较，并借助高考经典试题让学生体会知识的运用，从而使学生能力得到提升。
【情感态度与价值观】通过本专题的学习，认识生物科学的价值，认识生物科学和技术的性质，能正确理解科学、技术、社会之间的关系，能够运用生物科学知识和观念参与社会事务的讨论。
✧ 教材分析本专题主要复习可遗传变异的各种形式，变异在育种方面的应用。
对本专题的考查通常以非选择题的形式进行，主要为文字信息题，实验设计题。
基因突变的概念、特点、行为条件 行为程度行为动词 目标要求应用，基因重组与减数分裂和有性生殖的关系，染色体结构变异与基因突变的关系，染色体数变异与遗传育种都是考查的重点。
本专题内容与遗传的物质基础、遗传的基本规律以及生物的可遗传变异等知识密切相关，是遗传和变异的基本原理在生产实践中的应用。
通过复习使学生学会怎样将遗传变异的有关知识应用于生产实践，而且通过该内容的分析学习，可以训练学生分析问题、提取信息、设计实验等各方面能力。
✧教学重难点分析【教学重点】1、回顾复习变异育种的基础知识，比较区分易混易错知识点。
2、正确运用知识解决育种等实验设计的问题。
【教学难点】能运用知识设计实验，解决育种等实际问题。
✧教学建议教师是主导，学生是主体。
第二轮复习，学生对基础知识已基本掌握，但还未形成知识框架，所以借助学案，让学生自主回顾复习基础知识并构建知识框架。
《变异与育种》教案设计怀宁中学曹红一、教材分析“杂交育种与诱变育种”是人教版高中课程标准实验教科书《生物（必修二）遗传与进化》第6章的内容。
本节内容与第五章中的承接作用相当明显，学习好本节内容，有助于帮助学生更好掌握各种育种知识，是学习高中生物课程遗传的基础。
二、教学目标：1、知识与技能说出杂交育种、诱变育种和基因工程的原理。
(2)讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。
(3)通过小组合作，共同完成育种方案，讨论各种育种方法的优点和不足。
2、过程与方法(1)尝试将获得信息用图解的形式表达出来。
(2)运用遗传和变异原理,解决实际生产中的问题。
3、情感态度和价值观(1)关注我国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。
(2)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。
三、重点与难点：重点：学生自己总结杂交育种和诱变育种的各项内容。
难点：（1）交育种和诱变育种的优点和局限性（2）如何让学生大胆讨论四、教学方法：本节课主要采用启发式教学法，以问题解决的模式带领学生分析教材，培养学生获取信息、分析总结的能力，使学生学习遗传学原理的同时，能关注这部分知识在生活、生产和社会发展中的应用，进而引导学生认识科学技术与社会发展之间相互促进、相互影响的关系。
通过小组合作完成育种方案培养学生的交流合作能力，通过展示结果培养学生的表达能力，并在讨论和辩论的过程中激发学生强烈的参与意识。
五、教学过程六、板书设计：第6章从杂交育种到基因工程育种目标一：矮杆抗病品种杂交育种单倍体育种育种目标二：高蛋白品种诱变育种基因工程总结五种育种方法七、教学反思：应用相关知识解决育种实践中的问题，也是学生学习时的一个难点。
可在课后通过及时习题演练和讲评，以达到较佳的学习目标、通过小组教学，有利于培养学生的动笔能力和合作精神，分小组合作，让学生记忆加深。
通过列提纲，让学生通过讨论，学会分析问题，有目的的进行探究，教学效果显著。
第26课生物变异与育种普查讲26 生物变异与育种1．杂交育种的概念、原理及应用(1)(经典题，9分)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种，已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。
回答下列问题：①在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有__________优良性状的新品种。
②杂交育种前，为了确定F2的种植规模，需要正确预测杂交结果。
若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是_________________________________________ ____________________________________________________________________。
③为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验。
请简要写出该测交实验的过程。
________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。
答案：①抗病矮秆(2分)②高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对性状的基因位于非同源染色体上(4分)③将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交(3分)解析：①杂交育种的目的是获得具有双亲优良性状的子代，就本题而言，育种的目的是获得具有抗病矮秆优良性状的新品种。
②基因分离定律适用于一对等位基因控制的相对性状，基因自由组合定律适用于非同源染色体上的非等位基因。
要按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合基因分离定律；条件之二是高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合基因分离定律；条件之三是控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上，遵循基因自由组合定律。
③用纯合抗病高秆植株和感病矮秆植株杂交获得F1，F1均为抗病高秆双杂合个体，让F1与感病矮秆植株杂交，若子代出现抗病高秆、抗病矮秆、感病高秆和感病矮秆四种表现型，且比例为1 ∶1 ∶1 ∶1，则说明控制这两对性状的基因满足上述3个条件。
2．诱变育种的原理及应用(2)(2019改编，9分)水稻中淀粉的含量、直链淀粉和支链淀粉的比例及支链淀粉的精细结构等决定着水稻的产量和稻米的品质，因此水稻淀粉合成代谢的遗传研究备受关注。
相关研究的部分信息如图所示，请据图回答下列问题：①图中反映了基因与性状的关系是______________________________________________ ________________________________________________________________________。
②由图中所示变化可判断，水稻AGPaes基因1变为AGPaes基因2可能是发生了______________(填变异类型)。
若是在自然界中，引起图中所示变异的“某种因素”主要有______________________等；该变异结果在自然界中较难找到，由此可说明该种变异的特征之一是______________。
③若人为用γ射线照射普通野生稻(低产)后，对其进行培育，最终在种植的水稻植株中发现了几株高产水稻，此育种方法称为______________，相对于②中的自然变异而言，主要优点是____________________；γ射线的作用是____________________，用它照射的“普通野生稻”应处于______________________的生长发育时期。
④通过实验已知，图中高产的优良性状为显性，若用杂交育种方法，需要连续自交选择，历时较长，可通过__________________的方法在短时间内培育出符合生产要求的水稻品系。
答案：①基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状(1分)②基因突变(1分)紫外线、电离辐射(1分)低频性(1分)③诱变育种(1分)提高了突变频率(1分)诱发基因突变(1分)种子萌发或幼苗(1分)④单倍体育种(1分)解析：①由图中可以看出，不论是AGPaes基因1还是AGPaes基因2都是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状的。
②图中正常酶的氨基酸数目是n，突变以后的酶含有氨基酸的数目是n＋2，说明碱基对发生了改变，所以图示发生的变异类型是基因突变。
引起基因突变的自然因素中物理性因素较多，如紫外线、电离辐射等。
该变异类型在自然界中较难找到，说明了基因突变的低频性。
③通过人工方法诱导基因突变而获得优良品种的育种方法叫诱变育种，其优点主要是提高了基因的突变频率，因此所用的γ射线的作用是诱发基因突变，用于诱变的植物通常处于种子萌发期或幼苗期。
④本小题重点在于审题——“较短时间”所用方法，通常是指单倍体育种。
关键词有别于“简单方法”，简单方法通常是指杂交育种或自交。
本题的另一关键词是“符合生产要求”，意为纯合子，即自交后代不发生性状分离、稳定遗传的品系。
3．单倍体育种和多倍体育种的比较及应用a．单倍体育种和多倍体育种的比较(3)(2019汇编，6分)下列叙述正确的是()A．单倍体育种获得的植株中染色体数目与亲代相比减半B．多倍体育种中秋水仙素的作用机理是抑制着丝点的分裂C．利用单倍体育种可以培育无子西瓜D．多倍体育种能得到营养物质含量高的品种答案：D解析：单倍体育种时会用秋水仙素处理使染色体数目加倍，获得的植株中染色体数目与亲代相同，故A项错误。
多倍体育种中秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成，故B项错误。
培育无子西瓜时常用多倍体育种，故C项错误。
多倍体育种得到的新品种与二倍体植株相比，茎秆粗壮，叶片、果实和种子相对来说都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加，故D项正确。
b．多倍体育种的应用(4)(经典题，8分)科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，培育成了抗叶锈病的小麦，育种过程如图。
图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。
请回答下列问题：①异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的后代，经___________________ _______________________方法培育而成，还可用植物细胞工程中____________________方法进行培育。
②杂交后代Ⅰ染色体组的组成为____________，进行减数分裂时形成______个四分体，体细胞中含有________条染色体。
③杂交后代Ⅱ中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体________________________。
④为使杂交后代Ⅲ的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为________________________。
答案：①秋水仙素诱导染色体数目加倍(1分) 植物体细胞杂交(1分)②AABBCD(1分)14(1分)42(1分)③无同源染色体配对(1分)④染色体结构变异(2分)解析：①植株AABB产生的配子为AB，植株CC产生的配子为C，因此这两种植株远缘杂交形成的后代为ABC，由于这种植株没有同源染色体，因此不可育，而经秋水仙素诱导染色体数目加倍后，形成可育的后代AABBCC，此种植株也可用植物细胞工程中植物体细胞杂交方法进行培育。
②植株AABBCC产生的配子为ABC，植株AABBDD产生的配子为ABD，因此杂交后代染色体组的组成为AABBCD；减数分裂过程中同源染色体两两配对形成四分体，C染色体组和D染色体组中无同源染色体，不能形成四分体，两个A染色体组可形成7个四分体，两个B染色体组可形成7个四分体，共计14个四分体。
由于体细胞AABBCD中有6个染色体组，每个染色体组7条染色体，共42条染色体。
③杂交后代Ⅱ中由于C组的染色体在减数分裂时无同源染色体配对，因此减数分裂时易丢失。
④非同源染色体之间发生的片段之间的移接属于染色体结构变异中的易位。
4．基因工程育种的原理及应用(5)(多选)(2019汇编，6分)下列关于基因工程育种的说法，正确的是()A．动物的生长激素基因转入植物后不能表达B．杂交育种和基因工程育种的原理都是基因重组，产生了新的基因型和新性状C．基因工程育种的优点之一是目的性强D．基因工程的产物对人类都是有益的E．基因工程育种能够产生新的基因，定向改变生物性状F．基因工程育种可克服远缘杂交不亲和的障碍答案：CF解析：由于不同生物共用一套遗传密码，所以动物生长激素基因转入植物后也能表达，故A项错误。
杂交育种和基因工程育种的原理都是基因重组，两者都可以产生新的基因型，杂交育种是原有性状的重新组合，没有产生新性状，故B项错误。
基因工程是按人们的意愿定向改造生物的性状，因此基因工程育种的优点之一是目的性强，故C项正确。
基因工程的产物对人类不一定是有益的，也可能会产生食品安全问题、生物安全问题和环境安全问题等，故D项错误。
基因工程是按照人们的意愿，定向地改造生物的遗传性状，但是不能产生新的基因，故E项错误。
基因工程育种可将特定的基因进行定向转移，同时打破了自然状态下的生殖隔离，实现了基因在不同物种之间的转移，所以基因工程育种可克服远缘杂交不亲和的障碍，故F项正确。
5．几种育种方法的综合分析a．育种方案的选择(6)(多选)(经典题，6分)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。
为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。
下述育种方法可行的是() A．利用①、③品种间杂交筛选获得aB．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得bC．a、b和c的培育均可采用诱变育种方法D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c答案：CD解析：①、③品种均没有抗病的性状，两者之间杂交筛选无法获得a高产、抗病品种，应利用①和②品种间进行杂交筛选，故A项错误。
对品种③进行染色体加倍处理可获得多倍体，但仍然是高产、晚熟品种，不可能筛选获得b高产、早熟品种，应对③进行诱变育种，故B项错误。
诱变育种可以产生新基因，因此a、b和c的培育均可采用诱变育种方法，故C 项正确。
可通过基因工程技术，将外源抗旱基因导入高产品种细胞内，经组织培养可获得c 高产、抗旱品种，故D项正确。
