第5节 生物的变异

第五节生物的变异

【教学目标】

1．知识与能力：

(1)认识到变异是生物界中普遍存在的现象；

(2)探究遗传物质在亲子代之间传递过程中发生的变化。

2．过程与方法：通过模拟游戏能够对数据进行分析，找出其中规律。

3．情感态度和价值观：让学生意识到我们可以用简单的模拟游戏探讨深刻的生物问题。

【教学重点】

1．变异在生物界中普遍存在；

2．理解遗传物质是如何改变从而引起变异的产生。

【教学难点】

1．深刻认识生物变异在自然界普遍存在；

2．对实验数据的分析及总结规律。

【教学过程】

一、创设情境，导入新课

教师：放眼生物世界，不同种类的生物固然千差万别，同种生物之间也存在着各种各样的差异，像我们在第一节中学过的各种相对性状。这些都源于生物的变异。接下来大家请看关于生物变异的多媒体课件(或投影片)。

(播放有关的图片资料。如：棉花的短果枝与长果枝；水稻的短秆与长秆；果蝇的白眼与红眼、残翅与全翅；家鸽羽毛的灰红色与白色；人的色盲、糖尿病、白化病等；植物中的白化苗等等。)

教师：看完之后，请大家回想并叙述你所看到的因生物变异而呈现相对性状的例子。(注：学生每回答一种，教师重新打开其图片以巩固和验证其准确性。)

学生1：棉花的果枝一般为短果枝，由于变异而出现长果枝，增加了棉桃的数量，是一种有利变异，与短果枝便形成了一对相对性状。

学生2：水稻的短秆属于变异的结果。长秆易倒；短秆抗倒伏，形成一对相对性状。

学生3：果蝇的红眼、全翅属正常；而白眼、残翅是变异的结果，分别形成相对性状。

……

(注：教师应从这些学生良好的记忆与语言表达组织上给予鼓励性的评价。)

教师：除了刚才大家看到的一些相对性状之外，你还知道多少有关生物变异的例子呢？

学生：……

二、探究一种变异现象

教师：由此可见生物的变异是普遍存在的，然而生物的变异为什么会普遍存在？要解答这个问题，我们需要通过探究活动来找到答案。

(活动安排与要求)

1．分组，每四人为一组，要求各组员之间分工合作。如：领分人员，测量人员，记录人员和校正监督员等。

2．规定测量工具(统一为三角板或直尺及圆规)。

3．规定测量数字上的取舍；如：单位统一规定为毫米。规定测量样品数量不少于30粒。

4．限定时间。适当控制实验时间，留足讨论的时间。

5．要求绘制曲线图。汇报两个品种花生果实在不同长度范围内的数量分布及各自的平均值。

(活动开始，约5～7分钟结束。)

(注：活动结束后，请每组汇报本组统计的结果，教师记录。)

学生：我们组测得大花生品种长度为9毫米的有X粒，10毫米的有X粒，11毫米的有X粒。30粒平均长度为X毫米。小花生品种长度为7毫米的有X粒，8毫米的有X粒，9

毫米的有X粒，10毫米的有X粒。30粒平均长度为X毫米。

(注：教师记录其不同品种的平均长度。)

教师：接下来请大家思考以下讨论题。讨论后并回答。

投影片：

1．请问从不同品种的花生果实在不同长度范围内的数量分布状况中，你能得出什么结论？

2．比较全班同学统计的不同品种果实长度的平均值，你能得出什么结论？

3．如果小花生种在肥沃土中，大花生种在贫瘠土中，结果将怎样？你的依据是什么？

4．从大花生中选择一粒饱满粒大的种子种下去，所收获的种子一定都是大的吗？为什么？

(学生讨论完后回答。)

(注：可多请几个同学回答、讨论，最后教师应给予总结。)

学生：通过比较可知，大小花生长度上的平均差异是受遗传物质控制的。

教师：以花生为例，在相同条件下种植的大小花生，正常情况下，大花生果实长度的平均值应大于小花生果实的平均值，这种差异主要是由于遗传物质的差异引起的。

学生：大花生的种子种在贫瘠的土壤中，其果实将会变小；小花生的种子种在肥沃的土壤中，其果实会长大。因为环境的变化影响生物性状的表现。

学生1：不一定。如果大花生的大小是一种数量性状，则大花生中一粒饱满粒大的种子种下去，所收获的种子有大有小，若不考虑环境影响的话，其平均值仍和原大花生品种相近。

学生2：不一定，我认为要看控制花生大小这一对相对性状的基因组成来确定。假设A 为显性基因控制性状“大”，a为隐性基因控制性状“小”，大花生的基因型是AA或Aa，如果是AA，其后代均表现为大；如果是Aa，其后代就有大小两种可能。

(注：教师对几位同学的回答作出合理的、公正的、鼓励性的评价；对于第四小题出现的两种回答，教师应引导学生深入具体分析，最终全面分析其可能性。若有可能，可以播放关于本小题的实验录像，增强学生的感性认识。)

教师：对于第四小题，我们可将两位同学的作答结合起来。因为我们知道，生物的性状是受基因控制的；也受环境的影响。

三、人类应用遗传变异原理培育新品种

教师：前面我们学习了基因控制生物的性状，而生物相对性状的差异是生物变异的结果，即控制生物性状的遗传物质发生了变异。在我国历史上，利用生物的变异选择优良品种已有了上千年的历史。世界上栽培植物和饲养动物的优良品种中，有许多都源自我国，如水稻、谷子、大豆、家猪等。现代育种的杰出代表袁隆平院士和他的超级杂交水稻更是享誉世界。接下来看一下育种的几种方法及在生产中的广泛应用。大家试着利用所学的知识分析解释其中蕴含的科学道理。

(注：教师打开多媒体课件或投影片，让同学们讨论、分析。)

运用人工选择的方法培育新品种

教师：看了图片之后，试着分析高产量奶牛是如何培育出来的？注意结合所学的知识回答。

学生：先从产奶量不同的三头奶牛中挑出产奶较多的两头奶牛，然后经过许多代的繁殖、培育出高产奶牛的品种。

学生：奶牛产奶量的多与少可看做是一对相对性状，分别由相应的基因控制，在繁殖过程中基因会出现变异，可能会培育出产奶量更多的奶牛，这样我们可以将它们挑选出来。

学生：人们为了获得更高的价值，总是挑选产奶量高的品种，这样就将产奶高的基因保留了下来，这样在此基础上可能会变异出产奶量更高的奶牛。……

(注：教师对学生从不同角度所做回答均给予客观的、合理性、鼓励性的评价。并作以总结，同时板书：运用人工选择的方法培育新品种。)

教师：运用人工选择培育新品种的方法，在培育家禽、家畜方面应用最广。除了奶牛之外你知道的还有哪些动物呢？

学生：鸡、鸭、鹅、鸽子、猪、狗、猫、羊、马、驴、骡等。

教师：通过人工选择培育新品种的这种方法需要经过几代乃至十几代，花费的时间与精力很多，在现代育种方面应用很少。为了缩短育种时间，而又能获得优良的品种，需要较先进的育种方法——杂交育种。

(播放多媒体课件——杂交育种)

教师：看了图片之后，运用所学知识分析并解析杂交育种的原理。

学生：我认为杂交育种与人工选择培育新种一样，都是在繁殖的后代中挑选出优良品种也就是保留优良基因。

学生：我认为它不同于前种，因为杂交的两种小麦所表现的性状一种是高产倒伏，另一种是低产抗倒伏，不是完全的高产抗倒伏小麦。当两者杂交之后，才形成新的品种即高产抗倒伏品种。

学生：高产倒伏小麦中既含有控制高产的基因，又有控制倒伏的基因；同样低产抗倒伏的小麦中也含有低产与抗倒伏的基因。当他们两者杂交后，可能会产生高产而抗倒伏的基因型，也就是高产抗倒伏的新品种。

(注：学生在回答上较前次会有很大提高，尽可能让学生找出原理。教师应给予鼓励性、赞赏性的评价。同时给予总结。)

教师：通过杂交培育新品种，至少需要三代才能培育出新品种。我们知道现代社会是信息技术高速发展的时代，只有在更短的时间里培育出更优良的品种才会获得更大的经济效益以及社会效益。除了杂交育种之外，还有更简便易行的方法吗？有，接下来大家请看……

(播放多媒体课件——太空处理培育新品种)

教师：观看图片之后，请分析这种方法培育新品种的原理。

学生：把普通甜椒的种子搭载卫星时，远离地球，受到的地心引力就小，就会导致种子内的遗传物质发生变异，当回到地球之后，播下，就可能会产生太空椒。

学生：由于太空辐射非常厉害，可能种子在太空“旅行”时，受到辐射影响到它体内的遗传物质，发生变异，返回后，会产生太空椒。

学生：可能在火箭上升的过程中所产生的高温以及太空中极低温的影响，导致种子内的遗传物质发生了变异，才会培育出太空椒。

教师：对学生的精彩回答给以赞赏性的评价从而将课堂气氛推至高潮。同时，教师给予结论，太空椒是在太空条件下(强烈辐射，重力消失，极高或极低温度)，引起基因发生改变而培育成的新品种。

教师：第三种育种方法是以高科技产物的出现为前提的，它可以大大缩短培育新品种的时间，更适应新时代的要求。除了甜椒之外，还可以搭载其他植物的种子或小动物。你可以猜想，在太空旅游几天回来的小鼠将有什么样的表现？

学生：要比原鼠的体积增大一倍。

……

四、课堂小结

教师引导，学生总结

五、课后提升

1．花生有大花生和小花生两个品种，以下说法正确的是(C)

A．决定花生大小品种的主要因素是土壤的肥沃程度

B．大花生中最小的种子也比小花生中最大的种子大

C．大花生果实的平均长度大于小花生果实的平均长度

D．大花生品种更适应环境

2．科学家将高粱种子放在神舟十号飞船中，在太空飞行返回地面后，经试种，高粱的总产量和营养含量都有较大改变，其原因是(B)

A．改变了高粱种子的营养成分

B．使高粱里的一些遗传物质发生了变化

C．直接改变了高粱的某些性状

D．淘汰了高粱的某些不良性状

3．人类利用生物遗传变异的原理，培育出了大量的动植物新品种。在常规的育种过程中，最重要的两个步骤是(C)

A．精心饲养和栽培

B．基因的传递和消失

C．杂交和选择

D．染色体减半和受精

4．国家最高科技获奖者，小麦育种专家李振声历时20多年，通过小麦与牧草杂交实验培育出抗病、高产的小麦新品种，以下有关叙述错误的是(B)

A．这一实例体现了利用基因多样性改良作物品种

B．该杂交育种过程是通过植物的无性生殖实现的

C．杂交成功的关键是确保小麦与牧草进行异花传粉

D．小麦新品种产生的抗病、高产等变异是可遗传的变异