几种育种方式比较 [从“几种育种方式的比较”中看导学案的妙用]

  “杂交育种与诱变育种”是人教版高中生物学教材《遗传与进化》模块第六章中的内容,本节课的难点在于各种育种方式之间的比较,笔者通过查阅大量资料发现,通常的上课模式如下:先通过古人的选择育种创设情境,引入选择育种的方法,并指出其局限性。然后以小麦为例,引入杂交育种的方式,并结合课本上“问题探究”组织学生进行讨论,得出杂交育种的概念,并总结杂交育种在生产生活中的实际应用,进而通过“思考与谈论”引导学生得出杂交育种存在的不足。在认识其局限性后,教师通过抗虫棉等例子引出诱变育种,通过实例说明诱变育种的重要作用,然后引导学生比较诱变育种和杂交育种相比有哪些优势,并联系基因突变的特点,讨论诱变育种的局限性。最后,通过列表比较4种育种方式,让学生对育种方式有一个完整的认识。
  这一教学设计非常清晰,通过问题的层层设问,引导学生积极思考。笔者在教学过程中也尝试了这样的方法,效果不错。但是往往会出现这样一种现象,整个课堂成为简单的罗列。先引出育种方式,然后原理、优点和缺点;再引出一种育种方式,然后又是原理、优点和缺点。基础较好的学生能够跟上教师的思路积极思考,但是基础不好的学生就只能拼命记笔记,甚至不知所云。这里值得思考的一个问题是:如何能让学生主动去学习知识?真正成为学习的主人呢?
  关于此部分内容,笔者认为结合导学案进行小组合作学习能收到意想不到的效果。
  1 探究活动:合作交流,探求新知
  在学生自主展示的基础上把握学生对此部分知识的掌握情况。
  教师提问:这些育种方式具体是怎么进行的呢?下面就进入合作探究环节,请大家根据导学案中给出的探究活动一和探究活动二进行小组合作探究。
  导学案中探究活动:
  探究活动一:
  普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种,控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。请根据所学知识设计培育方法来获得矮秆抗病(ttRR)的新品种。
  方案一:杂交育种。
  方案二:单倍体育种。
  探究活动二:
  现在市场上的农产品多种多样,新的品种也层出不穷,如超级大南瓜、太空椒等,用杂交育种是否能得到呢?如果不能那应该用什么育种方式?请写出育种过程。
  展示要求:① 各位组员都需积极参与到讨论中来。② 时刻联系课本,注重效率。
  展示任务:① 独立完成自主探究(5 min)。② 组内讨论,准备展示、点评。③ 扮演推销员,请推销你的这种育种方法。
  关于任务③的解释:这里扮演推销员的意思就是假设现在在座每位学生都是商家,而展示者的任务就是要让这些商家都来投资他这种育种方法。这就要求展示者发挥浑身解数来吸引商家。要求先说出:前面那种方法的缺点在哪里?有什么实现不了?这种方法的优点在哪里?
  活动安排:按表1进行任务分工,小组谈论时间5 min,并把讨论的结果写在小黑板上。每个方案由两个小组负责,哪个小组完成得又快又好就由哪个小组来展示(在讨论过程中老师根据学生展示情况进行筛选,从而决定展示的小组)。
  设计意图:通过扮演推销员的方法让学生主动地去比较各种育种方法的优点和缺点。整个过程中,教师充当一个导演的作用,既让每个学生都动起来又不流于形式。
  教师:首先有请第一组为我们推销杂交育种,你们要先说出选择育种有什么缺点,而你们小组的杂交育种方式又能解决选择育种不能解决的哪方面的内容?
  学生1进行推销:大家好!下面由我代表我们组来推销杂交育种这种育种方式。古人用的选择育种能够挑选出品质好的个体来传种。但是缺点也很明显,不仅周期长,而且可选择范围非常有限。如探究活动一中的这个例子,用选择育种得到矮杆抗病的植株就难以实现。这就要用到杂交育种的方式了,可让高杆抗病(TTRR)和矮杆不抗病(ttrr)杂交,得到F1全为高杆抗病植株(TtRr),让F1自交,从F2中选出矮杆抗病植株不断自交直至不再产生性状分离为止。
  遗传图解如图1所示。
  (展示完毕后在加分栏给该小组进行加分。)
  教师提问:那杂交育种在农业上有没有哪些应用呢?(杂交水稻和中国荷斯坦牛)说起杂交水稻我们不得不提起一位著名的科学家,那就是袁隆平。哪个小组可以给大家介绍一下袁隆平先生呢?
  小组展示(课前查资料):他被称为杂交水稻之父,先后获过11项世界大奖。80岁高龄的他,还有一个美丽的梦,那就是“禾下乘凉梦”,他梦想有一天水稻长得比高梁还高,稻穗比扫把还长,稻谷像花生米那样大,太阳大的时候能和自己的助手们坐在稻穗下面乘凉。我们也衷心希望在袁先生有生之年能实现他的“禾下乘凉梦”。
  教师:杂交育种原来应用的这么广啊?那这种育种方式是否就完美无缺呢?下面有请下一个小组进行推销。
  学生2进行推销:前面这个小组的杂交育种非常好,不过时间太长了。整个过程下来最少需要5年时间,人生有多少个5年可以等啊?时间就是生命,时间就是金钱。所以想要节省时间,那就要选我们小组的单倍体育种啦!首先通过杂交方法获得TtRr(高杆抗病植株),然后通过花药离体培养获得单倍体植株,再加秋水仙素处理单倍体植株的幼苗,在获得的正常个体中挑选出符合要求的个体。单倍体育种最明显的特点就是大大缩短育种年限。
  (展示完毕后在加分栏给该小组进行加分。)
  点评与质疑:其他小组对该展示过程进行点评与质疑(点评和质疑也能得到加分)。
  教师:以上两位同学给我们介绍了杂交育种和单倍体育种,在农业生产中都得到了广泛应用,那有没有什么品种的获得是这两种育种方式实现不了的呢?下面有请下个小组为我们推销。
  学生3进行推销:刚才说的杂交育种和单倍体育种在农业生产中都应用得很广,但有一个很大的缺点就是:不能创造新的基因。如超级大南瓜、太空椒等的获得就没办法通过杂交育种和单倍体育种来实现。这就要用到我将要介绍给大家的诱变育种啦!
  通过前面的学习我们知道了,通过基因突变能够获得许多的突变个体,所以只要利用物理因素或化学因素来处理某一品种,使其发生基因突变,就可以在短时间内获得需要的优良变异类型。诱变育种育种流程图如图2所示。   点评与质疑:其他小组对该展示过程进行点评与质疑。
  教师:那诱变育种在课本上有没有什么实际的例子啊?(黑农五号大豆、高产青霉素等)
  设计意图:通过让学生充当推销员,学生要想推销成功,就必须清楚认识到别的育种方式缺点在何处、自己展示的育种方式优点在何处,只有这样才可吸引“商家”,从而充分调动起学生的学习积极性。同时在探究过程中,让学生感悟到科学是一个不断发展变化、逐步深入认识的过程,从而培养学生用发展的观点来分析问题。
  2 思维拓展:联系生活,学以致用
  教师:那同学们能否根据日常生活中所观察到的,幻想一种诱变育种所得的品种吗?如某一样水果,你觉得它非常好,但是就是有一个缺点,如果能把这个缺点改掉的话,那就完美无缺了。
  学生a:我很喜欢吃榴莲,但是榴莲有很大的缺点就是外面很多刺,如果能通过诱变育种把榴莲外面的刺去掉就好了。
  学生b:夏天大家都喜欢吃西瓜,但是一开始吃很甜,吃到外面的味道就越来越淡了,如果能通过基因突变让西瓜皮也是甜的就好了。
  ……
  教师点评:大家的想法都很有创意,虽然这只是一种幻想,但只要我们敢想敢做,相信在不久的将来,我们在座的某位同学就培育出这样的新品种来了。人类对生物科学的探索,还存在着许多未知的空间,希望大家能够立志加入到科学研究中来。
  3 归纳小结:巩固提高,渗透德育
  经过刚才一轮的推销和比较,学生已构建出整节课内容的完整体系,在此基础上,教师再让学生对4种育种方式的原理、优点、缺点和例子等进行比较,并以小组抢答的方式完成,既能达到巩固知识的目的,又能锻炼学生系统学习的能力和精炼的语言表达能力。
  最后通过播放课件,展示非洲饥民、粮食短缺等照片。从这些照片中,可以看到的是,在人类生活的地球上,直到现在还有一些地方营养严重缺乏,粮食短缺问题仍然严峻,这就要求学生从我做起,关注健康,珍惜粮食。
  4 课堂小测:综合分析,落实目标
  教师要求学生结合本节课内容完成导学案上当堂检测部分的练习题,小组内核对答案后把答案写在小黑板上。有信心完成得又快又好的两个小组派代表展示。通过课堂练习的设置,检测学习目标的落实情况。
  最后留一道课外思考题,为下节课基因工程的学习做铺垫:
  如果要把人的胰岛素基因移植到大肠杆菌中,获得能合成胰岛素的大肠杆菌,又应该用什么方法呢?
  教师针对本节课学生的表现给予适当点评,根据得分情况评选出本节课的优胜小组,对组内成员给予当众表扬。
  5 教学反思
  本节课运用了自主合作学习的教学模式,充分发挥了导学案的“导学”作用,充分调动学生积极性。在教学过程中,通过创设自主合作的学习情境,使学生不是被动地接受知识,而是愉快主动地学习,成为教学的主体,体现了课改的理念。小组选定代表上台展示小黑板上的答案,并接受其他小组的同学对该部分基础知识的质疑。这样既可以锻炼学生的口头表达能力,又能培养学生大胆质疑的能力。“小组合作学习”发挥每一位学生的聪明才智和各自所长,倡导的是一种学生自主探究、实践体验、合作交流的学习方式。
  基于自然学科方法论及教育学、中学生心理学的原理,本节的教学设计力求贴近生活,让学生在体验中感悟式学习;情境创设,让学生在活动中探究式学习;开放课题,让学习在互动中创造式学习。

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