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《4.3 遗传和变异（3）——生物育种的方法与应用》教学设计
课程名称 4.3 遗传和变异（3）——生物育种的方法与应用 课程类型 新授课
教学目标 1.科学观念：理解杂交育种的原理（通过杂交使后代同时获得双亲的优良基因）及适用对象（一般适用于同种生物之间）；理解基因工程、诱变育种、植物组织培养和动物克隆等现代育种技术的基本原理。 2.科学思维：通过比较各种育种方法的原理、对象和优缺点，建立“改变遗传物质是育种的共同本质”的认识；通过太空育种实例的分析，理解诱变育种中变异的不定向性，需要经过筛选才能获得优良性状。 3.探究实践：能运用育种知识解释太空椒、耐热水稻等实例；能说明动物克隆技术的关键步骤和所需亲本，判断克隆相关技术的应用边界。 4.态度责任：通过袁隆平献身杂交水稻研究、造福人类的感人事迹，激发爱国热情和科学理想；认识克隆技术的伦理边界（明令禁止完整人类生殖性克隆），树立科学技术应造福人类的价值观。
教学重难点 （一）教学重点： 1.杂交育种的原理与适用范围；诱变育种的原理（辐射、药物或太空特殊环境促使基因发生改变，筛选出新性状）。 2.袁隆平与杂交水稻的科学史及精神内涵。 （二）教学难点： 区分各种育种方法的本质差异（杂交=基因重组，诱变=基因改变，基因工程=跨物种基因转移，克隆=无性繁殖保持亲本性状）；理解太空育种诱发的变异不都是有利变异、也不是定向变异。
教学过程 【环节一】情景导入 提出问题：同样的水稻，为什么有的产量高、有的抗倒伏？人类是怎样培育出优良品种的？展示太空椒、超级杂交稻等图片，引出生物育种的话题，进入本课学习。 【环节二】新知探究 一、杂交育种 （1）核心知识点： 原理：通过生物杂交的方式，使后代同时获得双亲的优良基因，从而培育出比双亲更优良的新品种。例如，将易倒伏、抗病的水稻与抗倒伏、不抗病的水稻杂交，可以培育出既抗倒伏又抗病的优良水稻新品种。 适用对象：杂交育种一般适用于同种生物之间，不同种生物之间通常无法进行。因此，在自然状态下，不同种生物的优良基因一般不可能重组在一起。 （2）学生活动：用遗传图解分析“易倒伏抗病×抗倒伏不抗病→既抗倒伏又抗病”的杂交思路，理解优良性状组合的过程。 （3）教师指导：结合上一课时孟德尔遗传规律，说明杂交育种的科学基础。 二、袁隆平与杂交水稻 （1）核心知识点： 袁隆平（1930—2021）是我国水稻育种专家，致力于杂交水稻研究，其成果使我国成为世界上第一个培育并推广杂交水稻的国家。 1964年，袁隆平在国内首创水稻雄性不育研究；1976年，杂交水稻绿遍神州，全国推广208万亩，普遍增产20%以上；1995年，培育出两系法杂交水稻，普遍比同期三系杂交稻每公顷增产750～1500kg且品质提高；2020年，其领导的海水稻研究团队研发的“超优千号”耐盐水稻，平均亩产达802.9kg，创下盐碱地水稻高产新纪录。 荣誉：1981年杂交水稻技术获中国第一个科技发明特等奖；1985年获联合国教科文组织科学奖；1999年一颗小行星被命名为“袁隆平星”；2000年获中国国家最高科学技术奖；2019年被授予“共和国勋章”。 （2）学生活动：阅读材料，梳理袁隆平的科研历程与主要贡献，交流“从袁隆平身上学到了什么”。 （3）教师指导：突出袁隆平扎根田野、心系粮食安全的精神，渗透爱国主义与科学理想教育。 三、现代育种技术 （1）核心知识点： 基因工程：随着科学技术的发展，人们通过一定的技术把不同种生物的优良基因重组在一起，培育出转基因生物。这种完全按照人的意愿将一种生物的基因转到另一种生物体内的技术称为基因工程。 诱变育种：科学家通过辐射和药物对某些微生物和动物、植物进行处理，或利用太空中的宇宙射线等特殊环境条件，促使被处理生物细胞中的基因发生改变，从而筛选出自然界中从来没有出现过的新性状（新基因）。我国通过太空育种方式成功选育出高产南瓜、茄子、超级杂交水稻等多种植物。 植物组织培养（植物克隆）：利用植物组织培养技术在短时间内大面积种植推广，能保持亲代的优良性状。 动物克隆：可用动物克隆的方式，在较短时间内大量克隆与亲本具有基本相同性状的后代。我国科学家通过克隆技术在世界上首次人工克隆了猕猴“中中”和“华华”，为模式动物的快速繁殖提供了较好的解决方案。 （2）学生活动： 思考与讨论：动物克隆技术包括哪几个关键步骤？一般需要几个不同的亲本？（提取供体细胞、去核卵母细胞制备、核移植构建重组细胞、胚胎体外培养和移植、妊娠发育与分娩；一般需要体细胞核供体、卵母细胞供体和代孕母体三个不同的亲本。） 讨论：克隆技术可否用于人体试验？（世界各国明令禁止完整人类生殖性克隆，仅限严格管控下的治疗性克隆干细胞基础研究，且需要严格监管、限制审批。） 完成“小试牛刀”练习：太空育种主要改变了种子中的遗传物质、耐热水稻新株系改良了基因、太空辐射诱变从根本上改变遗传物质、太空育种目的是改变种子胚中的遗传物质（而诱发的变异不是定向变异）等选择题。 （3）教师指导：用表格比较各种育种方法（原理、能否跨物种、后代特点），强调太空育种的变异是不定向的、不都是有利的，需要地面选育；开展克隆技术的伦理教育。 【环节三】课堂小结 引导学生回顾本课核心内容： 杂交育种的原理和适用范围是什么？ 基因工程、诱变育种、组织培养、动物克隆各有什么特点？ 袁隆平为人类作出了什么贡献？我们应该学习他什么精神？ 学生梳理“育种方法—原理—实例”知识框架，教师总结强调育种的本质都是改变或重组遗传物质。 【环节四】作业设计 完成课件“小试牛刀”中的4道选择题；完成各种育种方法的比较表格；课后查阅一种转基因作物（如抗虫棉）的原理与争议，写一段150字左右的简介，说明科学技术是把双刃剑。
板书设计 4.3 遗传和变异（3）——生物育种的方法与应用 一、杂交育种：杂交使后代同时获得双亲优良基因（同种生物之间） 袁隆平：杂交水稻→两系法→海水稻“超优千号”；共和国勋章 二、现代育种技术 1.基因工程：跨物种转移基因（按人的意愿重组优良基因） 2.诱变育种：辐射、药物、太空环境使基因改变→筛选新性状（变异不定向、需筛选） 3.植物组织培养：快速繁殖，保持亲代优良性状 4.动物克隆：核移植（“中中”“华华”），需体细胞核供体+卵母细胞供体+代孕母体 三、伦理：禁止完整人类生殖性克隆；技术应造福人类
教学反思 1. 效果评估： （1）知识掌握：多数学生能说出各种育种方法的特点，能正确判断太空育种的实质是改变遗传物质；对基因工程与诱变育种的区分仍有混淆。 （2）情境分析：袁隆平科学史的学习气氛热烈，学生被科学家精神深深感染，爱国主义教育落到了实处。 （3）思维培养：育种方法的比较培养了学生抓住本质（是否改变遗传物质、变异是否定向）进行分析的能力。 （4）态度责任：克隆技术伦理边界的讨论使学生认识到科学技术必须受到伦理约束，责任意识增强。 2. 改进方向： （1）动物克隆的步骤可用流程图动画呈现，帮助学生理解核移植的过程。 （2）转基因技术的应用与争议可组织小型辩论，培养学生辩证看待科学技术的态度。 （3）育种方法比较表格可让学生先自行填写再订正，提高归纳的主动性。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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