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(共41张PPT)
第六单元 · 生命的延续和发展
第二章 生物的遗传与变异
第五节 生物的变异
适用：2025-2026学年 | 人教版 · 初中生物八年级下册
学习目标（新课标核心素养）
生命观念
通过学习，理解变异是生物界普遍存在的现象，是生物进化的基础，形成生物多样性的观念。
科学思维
能够基于证据区分可遗传变异和不可遗传变异，理解变异的原因，并运用分类、比较等思维方法分析生物学问题。
科学探究
通过“探究花生果实大小的变异”等活动，体验科学探究的一般过程，学会处理数据和分析结果。
态度责任
了解遗传变异原理在农业育种、医学等领域的应用，关注生物技术发展，形成正确的价值观和社会责任感。
目录
01
情境导入
从“一母生九子”到“禾下乘凉梦”
02
新知探究一
什么是生物的变异？——现象与概念
03
新知探究二
变异的“真面目”——可遗传与不可遗传
04
探究实践一
动手探究——花生果实大小的变异
05
新知探究三
变异的“功与过”——有利与不利
06
新知探究四
人类的“神笔”——利用变异原理育种
07
探究实践二
模拟探究——基因重组与变异
08
课堂总结
构建知识网络——思维导图
09
课后作业
巩固与提升
情境导入：从“一母生九子”
到“禾下乘凉梦”
一窝小狗，毛色各不相同
一棵树上的苹果
大小、颜色也有差异
观察与思考
俗话说：“一母生九子，连母十个样”。
结合左图，大家发现了什么普遍的生物现象？
引导回答：生物个体之间存在差异
故事引入：袁隆平的“禾下乘凉梦”
同学们，这位爷爷大家认识吗？他就是享誉世界的“杂交水稻之父”——袁隆平院士。
他曾描述过一个美好的梦想，叫做“禾下乘凉梦”：水稻长得比高粱还高，稻穗比扫把还长，谷粒像花生米那样大，他和助手们就坐在沉甸甸的稻穗下面乘凉。
为了实现这个梦想，他利用水稻的遗传和变异特性，成功培育出产量极高的杂交水稻，养活了亿万中国人。
提问：袁隆平爷爷是利用了生物的什么特性来培育新品种的呢？这种特性和我们刚才看到的“一母生九子”现象有什么联系呢？
揭示课题：生物的变异
什么是生物的变异？
探究变异的定义
以及变异现象在自然界中的普遍性
变异是如何产生的？
从遗传物质改变和环境因素的角度
分析变异产生的根本原因与类型
如何利用变异为人类服务？
了解变异在农业育种
以及现代医学领域中的应用价值
新知探究一：变异现象大搜罗
从植物到动物，再到我们人类自己，差异无处不在。生物学上，我们把这种同种生物个体之间在性状上的差异性，称为“变异”。
观察以下图片，你发现了什么？
形态各异的菊花
同是菊花，花瓣形状、颜色却千差万别。这是植物界典型的变异现象。
色彩丰富的玉米果穗
同一株玉米上的玉米粒，竟然也有黄、白、紫等多种颜色。
品种多样的金鱼
它们都是金鱼，但是体型、尾鳍形状和颜色各不相同，非常漂亮。
外观不同的家鸡
鸡冠、羽毛颜色、体型大小等特征在不同家鸡之间差异明显。
变异的概念
什么是变异？
生物的子代与亲代之间，以及子代个体之间在性状上表现出的差异，就叫做变异。
亲子代间差异
指子女与父母在形态或生理等方面表现出的不同。
子代个体间差异
同一个父母所生的兄弟姐妹之间，在长相或性格上存在的不同。
“性状”的范畴
包括生物的形态结构特征、生理特性和行为方式等。
结论：变异是生物界普遍存在的生命现象
课堂互动：大家来找茬（一）
观察图片，思考：
这片绿叶丛中的红叶，在生物学上属于变异吗？为什么？
逻辑分析：
性状差异：红叶与周围绿叶在“颜色”这一性状上表现出明显不同。
范围界定：这种差异发生在同一植株的不同叶片之间，属于“子代个体间”的差异范畴。
结论：属于变异现象。
概念图示：绿叶与红叶
绿叶丛中的一片红叶
直观展示了“同一物种不同个体”间
的性状差异。
课堂互动：大家来找茬（二）
观察图片，思考：
一群白色绵羊中有一只黑色绵羊，这属于变异吗？为什么？
分析：
这只黑羊与其他白羊在“毛色”这一性状上表现出差异。
这种差异发生在同一群体的不同个体之间，属于“子代个体间”的差异。
结论：这属于变异现象。
新知探究二：变异的“真面目”
教学重点
能够准确区分可遗传变异和不可遗传变异，并能结合生活中的实例进行判断。
教学难点
深入理解两种变异的本质区别：遗传物质是否发生改变，并理解其对生物进化和遗传的意义。
案例对比，引发思考
案例A：环境影响
一对同卵双胞胎，哥哥长期在室外工作，皮肤黝黑；弟弟长期在室内工作，皮肤白皙。
提问：哥哥的黑皮肤能遗传给他的孩子吗？
案例B：遗传物质改变
一对正常肤色的夫妻，体内的基因发生了改变，导致他们生下了一个患有白化病、皮肤和毛发颜色均异于常人的孩子。
提问：白化病孩子的肤色能遗传给他的后代吗？
变异的类型（一）：不可遗传的变异
核心定义
由环境因素引起的，且生物体内的遗传物质没有发生改变的变异现象。
主要特点
变异仅限于当代个体表现，不能遗传给后代。
常见实例：肌肉发达(锻炼) · 皮肤变黑(日晒) · 水稻穗大(水肥) · 韭黄(避光)
韭黄：暗处生长的“特殊”蒜苗
因缺乏光照无法合成叶绿素而变黄，遗传物质未变
变异的类型（二）：可遗传的变异
什么是可遗传的变异？
由遗传物质（基因或染色体）发生改变引起的变异，其本质是遗传信息的改变。
最核心的特点
变异产生的性状能够稳定地遗传给后代，并可能在种群中扩散。
典型实例：人类色盲/白化病、玉米白化苗、安康羊短腿变异、高产抗倒伏小麦等。
玉米白化苗
这是玉米中常见的可遗传变异，因缺乏叶绿素无法进行光合作用，幼苗期即会死亡，是由隐性基因控制的。
本质区别总结
核心判定标准
遗传物质是否发生改变
不可遗传变异
主要原因：环境因素影响（营养、温度等）
遗传物质：未发生改变
能否遗传：不能遗传给后代
典型实例：皮肤晒黑、韭黄、同卵双胞胎差异
可遗传变异
主要原因：遗传物质发生改变 (基因重组、突变等)
遗传物质：已发生改变
能否遗传：能遗传给后代
典型实例：白化病、太空椒、高产抗倒伏小麦
课堂辨析：判断下列变异属于哪种类型？
1. 由于车祸导致的腿部残疾。
答案：不可遗传变异
原因：由环境因素（外伤）引起，体内的遗传物质并未发生改变。
2. 经卫星搭载的普通甜椒种子培育成的太空椒。
答案：可遗传变异
原因：太空中的辐射、微重力等特殊环境诱导了种子的遗传物质发生改变。
3. 同一块地里的西瓜，有的大有的小。
答案：主要是不可遗传变异
原因：主要由光照、水肥、通风等生长环境因素引起，遗传物质无改变。
4. 一对双眼皮的父母生了一个单眼皮的孩子。
答案：可遗传变异
原因：是父母生殖细胞中基因重新组合的结果，改变的性状能遗传给后代。
探究实践一：动手探究 — 花生果实大小的变异
探究目标
认识变异的普遍性
观察和对比不同花生果实的形态，直观认识到生物性状的变异在自然界中是普遍存在的现象。
数据收集与分析
学会正确运用测量工具收集样本数据，并通过整理、分析数据来科学地归纳和总结探究结论。
理解性状的决定因素
通过探究，理解生物的性状表现是遗传物质和环境因素共同作用的结果，缺一不可。
材料与方法
实验材料
大小两种花生果实、直尺、三角板、记录表格。
1. 提出问题：花生果实的大小存在变异吗？
2. 作出假设：花生果实的大小存在变异，且大花生的平均长度大于小花生。
3. 制定计划：随机选取大、小花生各30粒 → 测量长轴长度(mm)并记录 → 计算各自的平均值。
正确测量方法提示
测量花生长轴长度时，直尺刻度需紧贴果实，
两端对齐，读数精确到毫米(mm)。
实施与记录
大花生长度 (mm) 28 32 30 35 29 求平均值
小花生长度 (mm) 22 25 24 28 23 求平均值
记录时请注明测量工具与单位，保留一位小数
实验小贴士
测量时要统一标准（如对齐起点），读数时视线需与刻度线水平。多次测量取平均值，可有效减少误差，确保数据的客观与真实。
分析与结论
模拟数据分析
引导分析与思考
Q1: 大花生中有较小的，小花生中也有较大的，说明什么？
结论：生物性状的变异是普遍存在的。
Q2: 计算出的大花生平均值显著大于小花生，说明了什么？
结论：遗传物质决定了生物性状的基础。
花生果实的大小存在明显的变异。这种变异主要是由遗传物质的差异引起的（可遗传变异），但环境因素（如光照、水分、土壤肥力等）也会影响其最终表现。
深入讨论（一）
核心问题：
如果把大花生种在贫瘠的土壤里，把小花生种在肥沃的土壤里，它们结出的果实会怎样？
大花生 · 贫瘠环境
由于缺乏必要的养分，植株生长受限，
结出的果实往往会比预期的偏小。
小花生 · 肥沃环境
在充足的水肥条件下，基因潜力被激发，
结出的果实往往会比预期的偏大。
得出结论
生物的性状表现
不仅受基因控制，
还受环境的影响。
深入讨论（二）
Q2：从大花生中选一粒最大的种子种下去，收获的一定都是大花生吗？为什么？
不一定 · 遗传因素
这粒“大花生”种子本身可能是杂合体，其遗传物质中同时包含了控制“大”和“小”的基因，后代会发生性状分离，从而产生小花生。
不一定 · 环境因素
即使拥有“大花生”的基因，果实的最终大小也会受到生长环境的显著影响。土壤肥力、水分、光照等条件不足，都可能导致结出的花生偏小。
最终结论：生物的性状是 基因 和 环境 共同作用的结果
新知探究三：变异的“功与过”
提出问题
变异对生物来说，
是“好事”还是“坏事”？
从直观感受出发，你会怎么回答这个问题？
试着列举生活中的例子想一想。
核心引导
这取决于变异是否有利于
生物适应环境
变异本身没有绝对的好坏，关键看变异性状
能否帮助生物更好地生存繁衍。
有利变异
定义：有利于生物生存的变异
指在特定环境下，能够帮助生物更好地适应环境、获得生存优势或繁殖优势的变异特征。
矮秆小麦
茎秆更粗壮且矮，抗倒伏能力强，减少风雨灾害带来的减产。
昆虫抗药性
在药物环境下，具备抗药基因的个体存活下来，使种群延续。
仙人掌叶刺
叶片退化为刺，最大程度减少水分蒸发，完美适应干旱沙漠。
不利变异
什么是“不利变异”？
指那些对生物个体的生存和繁衍不利的变异类型，通常会降低生物适应环境的能力。
典型的不利变异
植物：玉米的白化苗（无法进行光合作用，难以存活）
动物：人类的血友病、色盲等遗传性疾病
其他：后天意外（如车祸）导致的生理残疾
核心认知
生物的变异本身是不定向的，它为进化提供了原始材料。
图示：玉米白化苗（左）与正常绿色幼苗（右）对比
新知探究四：人类的“神笔”——利用变异原理育种
育种的本质
人类利用生物的可遗传变异，通过人工选择，
筛选、保留并培育出满足人类需求、对人类有益的生物新品种。
方法一：人工选择育种
育种原理
从自然界中选择具有优良性状的个体进行繁殖，通过代代选择和繁殖，不断积累有利变异，最终培育出满足人类需求的优良新品种。
典型实例：高产奶牛的培育
过程：从产奶量不同的奶牛群体中，选择产奶量高的个体繁殖，再从后代中继续挑选高产个体，经数代选育，最终获得稳定遗传的高产奶牛品种。
方法二：杂交育种
核心原理：基因重组
将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过严格的人工选择和培育，最终获得兼具多种优点的新品种。
典型实例：高产抗倒伏小麦
亲本选择：高产但易倒伏×低产但抗倒伏
育种目标：将“高产”与“抗倒伏”两个优良性状结合，培育出既高产又抗倒伏的优良小麦品种。
亲本一：高产小麦
缺点：茎秆细弱，易倒伏
杂交与筛选
基因重组，从后代中
挑选符合目标的个体
培育成功
高产 · 抗倒伏 新品种
集合双亲的优良性状
案例聚焦：袁隆平与杂交水稻
跨越理论障碍的育种奇迹
袁隆平院士创造性地利用具有抗病基因的野生水稻与高产栽培水稻进行杂交，成功打破了“水稻自花授粉无杂种优势”的传统理论桎梏。这一突破培育出产量大幅提升的杂交水稻新品种，不仅为中国粮食安全筑牢根基，更是为解决世界性粮食短缺问题提供了关键方案，成为利用基因多样性进行杂交育种的教科书级典范。
方法三：诱变育种（太空育种）
核心原理：基因突变
利用射线、化学物质，或利用太空特殊环境（如宇宙射线、微重力），人为诱导生物体发生基因突变。
虽然变异具有不定向性，但我们可以通过严格筛选，从大量变异个体中挑选出符合人类需求的有利变异。
典型实例：太空椒
普通甜椒种子经卫星搭载进入太空发生变异，返回地面后种植筛选，最终获得果实更大、果肉更厚、营养更丰富的优良品种。
方法四：转基因技术
04核心原理
利用基因工程技术，将一种生物的特定功能基因提取出来，通过科学手段转入另一种生物的基因组中，使后者获得该基因表达的性状，从而实现对生物性状的定向改造。
典型应用 · 抗虫棉
将苏云金杆菌中的抗虫基因转入棉花细胞中，使棉花植株自身合成抗虫蛋白，能高效抵抗棉铃虫等害虫的侵害，大幅减少农药使用量。
育种方法总结
人工选择育种
育种原理
利用生物在自然条件下产生的遗传变异，逐代挑选优良性状
典型实例
高产奶牛、不同品种的鸡、杂交选育的花卉
杂交育种
育种原理
通过杂交将双亲的优良基因重新组合，利用基因重组获得新品种
典型实例
杂交水稻、高产抗倒伏小麦、杂交玉米
诱变育种
育种原理
利用物理因素或化学因素处理生物，诱导发生基因突变或染色体变异
典型实例
太空椒、太空番茄、黑农五号大豆
转基因技术
育种原理
将一种生物的特定基因转入另一种生物中，实现定向的基因重组
典型实例
抗虫棉、抗除草剂大豆、转基因抗病毒番木瓜
探究实践二：模拟探究——基因重组与变异
活动目的
通过模拟活动，直观感受基因重组可以产生多种多样的性状组合，
理解变异的来源之一。
材料与步骤
准备材料
父方基因卡片组：
包含 A（双眼皮）、a（单眼皮）、B（直发）、b（卷发）四种卡片，每种卡片数量相同。
母方基因卡片组：
与父方完全一致，同样包含 A、a、B、b 四种基因卡片。
模拟实验步骤
01. 随机抽取：每位同学从父方卡片组和母方卡片组中，分别随机抽取一张卡片。
02. 基因组合：将抽取的两张卡片组合在一起，这个组合就代表了“子代”的基因组成。
03. 性状判定：根据组合结果判断表现出的性状，例如“Aa”组合表现为双眼皮。
04. 全班汇总：汇总全班同学的抽取结果，统计并观察出现了多少种不同的性状组合。
讨论与思考
问题 01
为什么全班同学的“性状”组合不完全相同？
答案：因为控制生物性状的基因在配子形成和结合过程中，发生了随机重组。
问题 02
我们进行的“抽卡片组合性状”这个活动，模拟了生物变异的哪种主要来源？
答案：模拟了基因重组。这是有性生殖过程中，生物变异的重要来源之一。
问题 03
如果在我们的卡片盒中，加入一张全新的卡片“a'-白化病基因”，这个新变化模拟了什么生物学现象？
答案：模拟了基因突变。它代表了基因本身发生了改变，产生了新的基因，是生物变异的根本来源。
课堂总结：构建知识网络 —— 思维导图
中心主题：生物的变异
01 概念
亲子代间、子代个体间的性状差异
特点：在生物界中是普遍存在的
02 类型
可遗传变异：基因突变、重组、染色体变异
不可遗传变异：仅由环境因素引起
按对生物生存：有利变异 / 不利变异
03 原因
内部因素：遗传物质的改变（根本原因）
外部因素：环境因素的影响（不可遗传）
通常是内外因素共同作用的结果
04 意义：生物进化的原材料
生物变异为生物进化提供了丰富的原材料，使生物界不断产生新的类型，能够适应不断变化的环境，从而推动了生物界的进化和发展。
05 实际应用：育种与改良
利用生物变异原理培育优良品种：人工选择育种、杂交育种、诱变育种（基因突变）、转基因技术（基因重组）等，在农业生产和医学研究上有广泛应用。
核心要点回顾
变异是普遍存在的
生物界中，遗传和变异是普遍存在的自然现象，是生命进化和物种多样性的基础。
判断变异的关键依据
区分可遗传变异与不可遗传变异的根本标准，是看生物体内的遗传物质是否发生改变。
性状的决定因素
生物表现出的性状是基因（遗传物质）和环境因素共同作用、相互影响的结果。
遗传变异的应用价值
人类可以主动利用遗传变异的原理，通过人工选择、杂交育种等方式，培育满足需求的生物新品种。
课后作业：巩固与提升（基础题）
01
可遗传变异判断
下列属于可遗传变异的是（ ）
A. 经常练习举重的人，胸肌发达
B. 一对正常夫妇生育了白化病女儿
C. 长在暗处的玉米矮小
D. 肥水充足处的大豆植株高大
02
高产奶牛培育原理
高产奶牛的培育主要是利用了（ ）
A. 基因重组 B. 基因突变
C. 染色体变异 D. 环境影响
03
诱变育种原理
农业上用射线或药物处理农作物种子，获得新品种的原理是射线或药物（ ）
A. 直接改变了农作物的某些性状
B. 改变了农作物种子中的营养成分
C. 淘汰了农作物的某些不良性状
D. 使种子里的遗传物质发生了改变
课后作业：巩固与提升（进阶题）
▍ 案例背景
某农场养了一群绵羊，白色毛为显性性状。一段时间后，羊群中出现了一只黑色的小羊。
01变异类型判断
小羊的黑色毛属于可遗传变异还是不可遗传变异？请结合所学知识说明判断的理由。
02生存利弊分析
这种变异对小羊在农场环境中的生存是有利还是不利？请结合环境特点具体说明理由。
03育种方案设计
如果你是农场主，你会如何利用这只黑色小羊，快速且稳定地培育出纯合的黑色绵羊新品种？请简述具体步骤。
课后作业：巩固与提升（拓展题）
观点辨析
有人认为“变异都是有害的”，你同意这个观点吗？
请结合所学的生物知识和生活中的具体实例，从正反两个角度说明你的理由，并总结变异的生物学意义。
深度思考
谈谈你对转基因技术的看法。
1. 它可能为农业、医药等领域带来哪些实际的好处？
2. 又存在哪些潜在的生态风险和伦理争议？
3. 我们应该如何理性、客观地对待和监管这项技术？
感谢聆听
THANK YOU
期待与您再次相遇 · 探索生命科学之美

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