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第一章第二節(jié)生物的變異 教學(xué)設(shè)計(jì)
第一章第二節(jié)生物的變異 教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
1．在了解遺傳現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，了解生物變異的現(xiàn)象及其普遍性。
2．通過對(duì)具體變異現(xiàn)象的分析，了解變異的類型以及不同類型的變異產(chǎn)生的原因，使學(xué)生對(duì)遺傳物質(zhì)在生物的遺傳、變異中的作用有較全面的了解和認(rèn)識(shí)。同時(shí)，通過遺傳與變異的相互關(guān)系進(jìn)行辯證觀點(diǎn)的教育。
3．了解變異在人類生產(chǎn)活動(dòng)中的實(shí)踐意義。
重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1．遺傳的變異的原因是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)。在“生物的遺傳”一節(jié)中，教材花了相當(dāng)?shù)钠鶐椭鷮W(xué)生認(rèn)識(shí)生物為什么會(huì)遺傳，決定遺傳的物質(zhì)到底是什么。所以，學(xué)生初步了解了核酸（DNA）、基因以及染色體在性狀遺傳中所起的作用。遺傳物質(zhì)不僅與遺傳有關(guān)，同樣是生物變異的物質(zhì)基礎(chǔ)，這一點(diǎn)應(yīng)在本節(jié)教學(xué)中幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到。遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性、連續(xù)性決定了生物的遺傳，而遺傳物質(zhì)的可變性又使生物可以發(fā)生變異，而且遺傳物質(zhì)的變化引起的生物性狀的改變是可以傳遞給后代的。教學(xué)中還應(yīng)注意結(jié)合實(shí)際例證向?qū)W生介紹環(huán)境因素對(duì)遺傳物質(zhì)變化的影響，為以后《生物的進(jìn)化》和《生物與環(huán)境》兩章的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
2．變異在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用是本小節(jié)教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。學(xué)生很難接觸選種、育種工作，所以，對(duì)這方面的知識(shí)不易理解。教材介紹了有關(guān)選育種的三種途徑，人工選種、雜交育種以及輻射育種（人工誘變育種）。建議授課教師多舉例，特別是可能涉及到學(xué)生身邊生活的例證，從感性知識(shí)開始，去理解有關(guān)的育種選種知識(shí)和意義，并且了解不同育種、選種方法的特點(diǎn)。
此外，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，利用基因工程培養(yǎng)新品種已經(jīng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)育種工作，學(xué)生可能從各種媒體的介紹中接受過這方面的信息，但不一定能夠理解。若有時(shí)間，教師也可對(duì)這一方面的知識(shí)做些介紹，引起學(xué)生對(duì)科學(xué)新技術(shù)的興趣。
3．關(guān)于遺傳的變異和不遺傳的變異的兩個(gè)實(shí)例。遺傳的變異的選用的例子是色盲遺傳。色盲遺傳為伴性遺傳，教材中未涉及這一方面的內(nèi)容，學(xué)生也不易理解。所以，我以為以人的上眼瞼單雙眼皮為例進(jìn)行分析比較合適。
課時(shí)安排
本節(jié)參考課時(shí)一課時(shí)。
教學(xué)用具
關(guān)于變異種類牛的掛圖，和變異現(xiàn)象有關(guān)的課件，視頻資源。
教學(xué)過程
一、引言：
在上一節(jié)的學(xué)習(xí)中，我們曾經(jīng)討論過人的上眼瞼的遺傳問題。這節(jié)課我們首先從人的上眼瞼的遺傳問題開始我們新的問題的研究。
有一對(duì)夫婦，他們有兩個(gè)孩子。爸爸、媽媽的上眼瞼是雙眼皮。兩個(gè)孩子，一個(gè)孩子為雙眼皮，另一個(gè)孩子為單眼皮。即雙眼皮的孩子繼承了父母雙親的性狀，這種現(xiàn)象叫做遺傳。另一個(gè)孩子的上眼瞼與雙親不同，是不是也叫做遺傳？若是遺傳，為什么與父母的性狀不相同？若不是，叫做什么？
與遺傳現(xiàn)象伴隨存在的另一種生命現(xiàn)象就是變異。
二、課題：
第二節(jié)生物的變異
（一）變異的現(xiàn)象與概念
在自然界中，與遺傳現(xiàn)象一樣，變異現(xiàn)象是普遍存在的。
提問，討論：在我們周圍，可以看到哪些現(xiàn)象是變異現(xiàn)象？根據(jù)同學(xué)們的討論，什么叫做變異？請(qǐng)做一個(gè)小結(jié)。
變異：生物的親代與子代之間、子代與子代個(gè)體之間在性狀上的差異稱為變異�；蛏镌谏尺^程中，在上下代之間、子代之間表現(xiàn)出的性狀差異。
提問：比較遺傳和變異兩個(gè)概念，兩個(gè)概念有什么共同點(diǎn)，有什么差異？
生物的遺傳和變異都是通過生物的生殖過程實(shí)現(xiàn)的。在生物的生殖過程中，上下代之間的相似性為遺傳。但是生物的后代不會(huì)也不可能完全與祖先一樣。后代在繼承親代特征的主要特點(diǎn)時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一定的差異，這些差異稱為變異。所以，我們所說的變異是在遺傳的基礎(chǔ)上的變異，變異是在一定范圍內(nèi)的變化。小貓與大貓的樣子有所不同，但是小貓仍舊是貓，并沒有變?yōu)槠渌铩?/p>
提出問題：為什么說變異是在遺傳的基礎(chǔ)上的變異？這種說法是否有根據(jù)？
（二）變異的原因
1．外界環(huán)境的影響：
在我們觀察到的變異中，有些是由于外界環(huán)境的影響產(chǎn)生的。在我們剛才提出的變異現(xiàn)象中，哪些是屬于這一類？
提問，討論：同一品種的小麥種在不同的田里，小麥的麥穗有大穗、小穗，產(chǎn)生大穗、小穗的原因可能是什么？你如何證明這些差異是由于環(huán)境影響造成的？將大穗和小穗上的種子收獲后分別種到田里，它們的后代會(huì)如何？
小結(jié)：田中小麥的大穗和小穗的變異是由環(huán)境變化引起的，這種變異一般是不能遺傳的。
提問：什么因素引起的變異可以傳遞給后代？我們再來看看另一種情況。
2．遺傳物質(zhì)的變化：
提問，討論：一個(gè)孩子單眼皮。但是，他的父母是雙眼皮，這種變異是怎樣產(chǎn)生的？這種變異是否可以傳遞給后代呢？
我們從上一節(jié)的學(xué)習(xí)中已經(jīng)知道，若這個(gè)孩子是單眼皮，他的雙眼皮的父母的基因組成一定是Aa、Aa。孩子與父母的性狀不同，是因?yàn)樵谏尺^程中父母傳給了他決定單眼皮的基因。也就是說，他的遺傳物質(zhì)組成與父母有了差異，因此產(chǎn)生了與父母不同的性狀。他的這種性狀可以是通過生殖過程傳遞給他的后代。
小結(jié)：這種變異是由遺傳物質(zhì)變化引起的，這種變異是可以遺傳的。
根據(jù)以上變異的原因，我們將變異分為兩類：
遺傳的變異：變異由遺傳物質(zhì)決定；
不遺傳的變異：變異由外界環(huán)境影響引起。
請(qǐng)同學(xué)們再分析兩個(gè)例子。（1）某對(duì)色覺正常的夫婦生了一個(gè)色盲的兒子。（2）某兄弟二人，哥哥長期在室外工作，弟弟長期在室內(nèi)工作。哥哥與弟弟相比臉色較黑。哪一種變異可以遺傳？為什么？
提出問題：是否由環(huán)境影響引起的變異都是不能遺傳的變異？
一些環(huán)境因素也可能使遺傳物質(zhì)發(fā)生改變。若環(huán)境影響引起了遺傳物質(zhì)的改變，這樣產(chǎn)生的變異是可以傳遞給后代的。根據(jù)這一原理，人類可以利用一些特殊環(huán)境因素使遺傳物質(zhì)改變而制造出能遺傳的變異為人類所用。
所以，遺傳物質(zhì)是遺傳和變異這一生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
提出問題：變異對(duì)生物個(gè)體、對(duì)生物界會(huì)產(chǎn)生什么影響？
（三）變異對(duì)生物個(gè)體的影響
變異對(duì)生物個(gè)體有利、還是不利？這要看變異是否有利于生物的生存。我們看兩個(gè)例子。
小麥要獲得高產(chǎn)，人們采取的辦法往往是多施肥、多澆水。肥多水多，小麥的莖稈會(huì)長高，莖稈高，小麥成熟時(shí)容易倒伏，又會(huì)造成糧食減產(chǎn)。在這種小麥中，出現(xiàn)矮稈小麥，可以抗倒伏，但不會(huì)影響小麥在肥多水多的情況下長大穗。
一些玉米植株發(fā)生變異會(huì)出現(xiàn)沒有葉綠素的白化苗。綠色植物生長要進(jìn)行光合作用，這種白化苗就無法生存下去。
提問：高稈小麥變異為矮稈小麥，綠色玉米苗變異為白化苗，這都是變異，他們對(duì)生物個(gè)體的生存有什么影響？
——前者有利于生存，后者不利于生存。
根據(jù)變異是否有利于生物的生存，我們可以把變異分為兩類：有利變異和不利變異。
（四）變異在生物進(jìn)化上的意義
變異對(duì)進(jìn)化有重要意義。
地球上環(huán)境復(fù)雜多樣，不斷變化。多種多樣的生物可以適應(yīng)不同的環(huán)境。
此外，生物由簡單到復(fù)雜、低等到高等的進(jìn)化，生物的變異為進(jìn)化提供了原始材料。
變異對(duì)進(jìn)化的重要意義，我們在下一章將繼續(xù)學(xué)習(xí)。
（五）變異在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用
人類出于生存的需要，在遠(yuǎn)古時(shí)就開始注意遺傳和變異現(xiàn)象，并對(duì)遺傳變異的現(xiàn)象加以利用，特別是在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中。如春秋時(shí)代的《楚辭》中記載“馬母驢父，生子曰贏”，意思就是馬和驢的后代——騾子表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。
人類在農(nóng)業(yè)上利用變異的方法主要有這樣幾種：
（1）在農(nóng)作物、家禽、家畜中，有許多對(duì)人類有益的變異，人類可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇、培育，獲得新的品種，如肉用牛和奶用牛的培育。
（2）用雜交的方法，將不同生物個(gè)體的性狀重新組合，形成新的性狀組合的新品種。如高產(chǎn)不抗倒伏的小麥與產(chǎn)量不高但抗倒伏的小麥雜交，讓兩種小麥的遺傳物質(zhì)重新組合產(chǎn)生變異，可以培養(yǎng)出高產(chǎn)同時(shí)抗倒伏的新的小麥品種。
（3）為培養(yǎng)新的品種，也可以改變環(huán)境因素來影響遺傳物質(zhì)，使生物產(chǎn)生變異并對(duì)變異進(jìn)行選擇，培育出新品種。如用射線照射或用藥物處理植物的種子，種子產(chǎn)生變異后進(jìn)行選擇，選出有利于生產(chǎn)的變異培育成新品種。
應(yīng)用以上方法，人類曾經(jīng)培育出許多品種。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家使用基因工程的方法來改變生物的基因從而改變生物的性狀創(chuàng)造新的生物。如將決定人的生長激素的基因、決定人的胰島素的基因用基因工程的方法植入大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)，讓大腸桿菌發(fā)生變異，合成人所需要的生長激素或者胰島素，造福于人類。
小結(jié)：這節(jié)課我們主要討論了什么是變異，生物產(chǎn)生變異的原因以及如何利用生物產(chǎn)生的變異選育適合人類需要的新品種�？茖W(xué)的發(fā)展可以造福于人類，但若不按照自然規(guī)律辦事，也會(huì)帶來災(zāi)難。所以，我們在創(chuàng)造新的生物品種和物種時(shí)必須慎重。
小資料
選育新品種的方法：
選育新品種有多種方法，下面介紹幾種主要方法。
（1）選擇育種法：以自然變異為基礎(chǔ)，根據(jù)個(gè)體的表現(xiàn)型選擇符合人類需要的基因型，經(jīng)過長期積累達(dá)到改良品種的目的。
（2）雜交育種法：用不同品種雜交獲得雜種后，在雜種后代進(jìn)行選擇以育成符合生產(chǎn)要求的新品種。這種方法是廣泛應(yīng)用而且有效的育種方法。
（3）誘滅育種法：是指人為地利用各種物理、化學(xué)、生物等因素來誘導(dǎo)生物發(fā)生變異，然后根據(jù)育種的目標(biāo)從變異后代中選育新品種的方法。
（4）單倍體育種法：常用于植物育種。一般指利用組織和細(xì)胞離體培養(yǎng)技術(shù)將植物的花藥（花粉）、未受精的子房、胚珠進(jìn)行培養(yǎng)，獲得單倍體植株進(jìn)行育種的方法。這種育種的方法與常規(guī)的雜交育種的方法結(jié)合，可以提高育種效率。
（5）多倍體
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