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第五节　生物的变异
本节在学生已经基本了解遗传的基本原理基础上，进一步学习生物的变异，能够使学生对性状与基因的关系、遗传与变异的理解更加深入和全面，也为后续《生物的进化》打下基础。
学生已经知道生物的性状具有遗传和变异的特性，生物的性状是由基因和环境共同决定的，这为理解可遗传的变异和不可遗传的变异奠定了基础。通过学习，学生已经具备了一定的绘制曲线图及处理、分析数据的能力，这有利于开展探究花生果实大小的变异实验，但分析获得的数据得出合理结论的能力还是有限的。
生命观念 形成“变异是普遍存在的”的生命观念。
科学思维 1.举例说出可遗传变异和不可遗传变异，并说出引起两种变异的原因。
2.举例说出遗传变异育种在实践中的应用。
3.举例说明生物的性状既受遗传物质的控制，又受环境的影响。
探究实践 体验探究花生果实大小的变异，提高处理和分析数据的能力，并运用获得的数据说明生物变异是普遍存在的。
态度责任 培养运用所学知识解释调查结果的能力。
教学重点：知道可遗传的变异、不可遗传的变异及引起生物变异的原因。
教学难点：通过实例分析，认识到杂交育种对人类生产生活具有巨大推动作用。
一、导入新课
多媒体出示教材P43“想一想，议一议”：
　
　　思考：图中金鱼与金鲫鱼的外形差异很大，你能说出金鲫鱼身体颜色变化的原因吗？
教师讲述：金鱼躯体的颜色、形状等性状是由基因决定的。金鲫鱼体色发生变化是因为控制躯体颜色的基因发生了变异。人类为了观赏需要，利用杂交的方法，使控制这些性状的基因集中到金鱼后代身上并显现出来，在这个过程中，基因进行了重新组合，这也属于生物的变异。今天我们就来学习关于生物变异的知识。
二、探究新知
探究一　探究一种变异现象
1.多媒体出示各种生物变异的图片：
　
教师讲述：在生物界中几乎找不出完全相同的两个生物，就像不同品种的菊花、玉米等，尽管它们非常相似，但总是有些差别。将同一植株玉米所结的种子种下去，长出的植株也会有高有矮，有的可能穗大粒多，有的可能穗小粒少。变异是自然界普遍存在的现象。你还知道哪些生物变异的例子吗？
同学们思考后回答。
2.探究——花生果实大小的变异
(1)组织学生分小组完成教材P44－45的探究活动。
活动完成后，小组进行结果展示，教师进行点评和纠正。
教师带领学生共同分析结果和结论：结果：从曲线图中可以看出，大花生果实的长度值大多大于小花生果实的长度值。大花生品种中也有较小的花生，小花生品种中也有较大的花生，这种差异可能是由环境因素引起的。但环境引起的变异是有限度的，大小不同品种的花生果实的长度仍处于一定的范围。结论：大、小两种花生的差异是品种不同造成的，而同一品种的内部差异受环境等因素的影响。
【注意】活动过程中，教师要多注意引导学生思考问题：①测量实验材料获取实验数据前，一定要取样，怎样取样才能保证实验数据的客观、真实？
②花生的果实的形状不太规则，有长轴和短轴，哪个更能表示花生果实的大小呢？你能找到哪些测量的工具呢？怎样能准确测量它的长度呢？
③实验数据很多，怎样记录呢？如何让它们能清晰地表示大小两个品种的花生的变异呢？
④本活动中共有几项不同的工作，小组应如何分工才能提高效率？
(2)根据实验，小组完成讨论：①用语言描述两个品种花生果实在不同长度范围内的数量分布状况，你能得出什么结论？
②计算并比较两个品种花生果实长度各自的平均值，你能得出什么结论？
③把大花生的种子种在贫瘠的土壤中，把小花生的种子种到肥沃的土壤中，它们结出的果实会怎样呢？你作出推测的依据是什么？
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？
讨论完成后，抽取学生进行结果展示，教师进行纠正和补充。
教师讲述：通过以上学习，你会认识到生物性状的变异是普遍存在的，引起变异的原因也是多种多样的。不同种类之间，不同个体之间的差异，首先取决于遗传物质的不同，其次与环境也有关系。可将变异分为可遗传的变异和不遗传的变异。
多媒体出示下表，对比可遗传的变异和不遗传的变异：
可遗传的变异 不遗传的变异
概念 由遗传物质的变化引起的变异 单纯由环境引起的，没有影响到遗传物质，不会遗传给后代的变异
引起原因 遗传物质 环境因素
举例 玉米果穗中有黄色、白色、紫色果粒 水毛茛伸出水面的叶片呈扁平状，而长期浸没在水中的叶片深裂成丝状
　　拓展小资料：如果在染色体复制过程中，DNA结构发生变化，或者染色体结构和数量发生变化，都很可能引起变异，这些变异一般是可以遗传的。
探究二　人类应用遗传变异原理培育新品种
教师过渡：人们在了解了遗传变异的原理后，是如何利用生物的变异为人类造福的呢？
1.多媒体出示选择繁育高产奶牛图，请学生们思考以下问题：
(1)培养高产奶牛的方法叫什么？
(2)选择什么样的性状的奶牛？这种性状是由什么决定的？
(3)选择繁育的含义是什么？
(4)选择繁育的局限性是什么？
学生思考后，小组之间进行交流。
教师讲述：由于遗传物质的变异，不同品种或同一品种的奶牛控制产奶量的基因组成可以不同，通过人工选择可以将产奶量高的奶牛选择出来（含有控制高产奶量的遗传物质），通过繁育，后代还会出现各种变异，再从中选择、繁育，数代后奶牛不但能够保持高产奶量，甚至会有不断增加的趋势。
2.教师：大家再来看看，小麦的杂交育种是怎么回事？（出示小麦杂交示意图，尝试让学生自己说出）
学生思考后，回答：通过杂交，把好的基因组合在一起，即后代既高产又抗倒伏。
教师对学生的答案进行点评，并强调人类会选择和培育对人类有益的新品种。
多媒体出示袁隆平与杂交水稻的事例，并思考：与选择繁育比较，杂交育种有什么优点？
提示：杂交育种可以借助人的作用培育出新品种，但是杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。
3.多媒体播放太空椒培育的视频，并提出下列问题：(1)太空椒都是品种好、个体大的吗？
(2)诱变育种与杂交育种的区别是什么？
(3)诱变育种的优势和局限性是什么呢？
学生思考后进行回答。
教师讲述：太空椒是在太空条件下，引起基因发生改变而培育成的新品种。诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握。所有的育种都有培育的过程，利用遗传变异的原理培育新品种的方法很多，有兴趣的同学可以查阅相关的资料与大家交流。
三、课堂小结
对本节知识进行归纳总结：
1.变异的普遍性
2.生物性状的变异取决于遗传物质，也受环境的影响。
(1)可遗传的变异：由遗传物质决定
(2)不遗传的变异：由环境条件决定
3.人类应用遗传变异原理培育新品种
本节课通过小组合作完成探究实验，大大调动了学生学习的积极性，缩短实验时间，使课堂高效进行，能够在一节课内完成实验。其中，应重视对数据的分析，引导学生从实验结果中分析获得证明假设的依据，体验探究生物变异的方法，提高处理和分析数据的能力。但存在有些学生为了速度忽略测量的准确性，在巡视过程中应当给予指出。

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