生物的变异 教学目标 1．在了解遗传现象的基础上，了解生物变异的现象及其普遍性。 2．通过对具体变异现象的分析，了解变异的类型以及不同类型的变异产生的原因，使学生对遗传物质在生物的遗传、变异中的作用有较全面的了解和认识。同时，通过遗传与变异的相互关系进行辩证观点的教育。 3．了解变异在人类生产活动中的实践意义。 重点、难点分析 1．遗传的变异的原因是本节教学的重点。在＂生物的遗传＂一节中，教材花了相当的篇幅帮助学生认识生物为什么会遗传，决定遗传的物质到底是什么。所以，学生初步了解了核酸（dna）、基因以及染色体在性状遗传中所起的作用。遗传物质不仅与遗传有关，同样是生物变异的物质基础，这一点应在本节教学中帮助学生认识到。遗传物质的稳定性、连续性决定了生物的遗传，而遗传物质的可变性又使生物可以发生变异，而且遗传物质的变化引起的生物性状的改变是可以传递给后代的。教学中还应注意结合实际例证向学生介绍环境因素对遗传物质变化的影响，为以后《生物的进化》和《生物与环境》两章的学习打下基础。 2．变异在农业中的应用是本小节教学的一个难点。学生很难接触选种、育种工作，所以，对这方面的知识不易理解。教材介绍了有关选育种的三种途径，人工选种、杂交育种以及辐射育种（人工诱变育种）。建议授课教师多举例，特别是可能涉及到学生身边生活的例证，从感性知识开始，去理解有关的育种选种知识和意义，并且了解不同育种。选种方法的特点。 此外，随着生物技术的发展，利用基因工程培养新品种已经应用于农业育种工作，学生可能从各种媒体的介绍中接受过这方面的信息，但不一定能够理解。若有时间，教师也可对这一方面的知识做些介绍，引起学生对科学新技术的兴趣。 3．关于遗传的变异和不遗传的变异的两个实例。遗传的变异的选用的例于是色盲遗传。色盲遗传为伴性遗传，教材中未涉及这一方面的内容，学生也不易理解。所以，我以为以人的上眼睑单双眼皮为例进行分析比较合适。 教学过程设计 一、引言： 在上一节的学习中，我们曾经讨论过人的上眼睑的遗传问题。这节课我们首先从人的上眼睑的遗传问题开始我们新的问题的研究。 有一对夫妇，他们有两个孩子。爸爸、妈妈的上眼脸是双眼皮。两个孩子，一个孩子为双眼皮，另一个孩子为单眼皮。即双眼皮的孩子继承了父母双亲的性状，这种现象叫做遗传。另一个孩子的上限脸与双亲不同，是不是也叫做遗传？若是遗传，为什么与父母的性状不相同？若不是，叫做什么？ 与遗传现象伴随存在的另一种生命现象就是变异。 二、课题： 第二节 生物的变异 （一）变异的现象与概念 在自然界中，与遗传现象一样，变异现象是普遍存在的。 提问，讨论：在我们周围，可以看到哪些现象是变异现象？根据同学们的讨论，什么叫做变异？请做一个小 结。 变异：生物的亲代与子代之间、子代与子代个体之间在性状上的差异称为变异。或生物在生殖过程中，在上下代之间、子代之间表现出的性状差异。 提问：比较遗传和变异两个概念，两个概念有什么共同点，有什么差异？ 生物的遗传和变异都是通过生物的生殖过程实现的。在生物的生殖过程中，上下代之间的相似性为遗传。但是生物的后代不会也不可能完全与祖先一样。后代在继承亲代特征的主要特点时还会产生一定的差异，这些差异称为变异。所以，我们所说的变异是在遗传的基础上的变异，变异是在一定范围内的变化。小猫与大猫的样子有所不 同，但是小猫仍旧是猫，并没有变为其他生物。 提出问题：为什么说变异是在遗传的基础上的变异？这种说法是否有根据？ （二）变异的原因 1．外界环境的影响： 在我们观察到的变异中，有些是由于外界环境的影响产生的。在我们刚才提出的变异现象中，哪些是属于这一类？ 提问，讨论：同一品种的小麦种在不同的田里，小麦的麦穗有大穗、小穗，产生大穗、小穗的原因可能是什么？你如何证明这些差异是由于环境影响造成的？将大穗和小穗上的种子收获后分别种到田里，它们的后代会如何？ 小结：田中小麦的大穗和小穗的变异是由环境变化引起的，这种变异一般是不能遗传的。 提问：什么因素引起的变异可以传递给后代？我们再来看看另一种情况。 2．遗传物质的变化： 提问，讨论：一个孩子单眼皮。但是，他的父母是双眼皮，这种变异是怎样产生的？这种变异是否可以传递给后代呢？ 我们从上一节的学习中已经知道，若这个孩子是单眼皮，他的双眼皮的父母的基因组成一定是aa、 aa。孩子与父母的性状不同，是因为在生殖过程中父母传给了他决定单眼皮的基因。也就是说，他的遗传物质组成与父母有了差异，因此产生了与父母不同的性状。他的这种性状可以是通过生殖过程传递给他的后代。 小结：这种变异是由遗传物质变化引起的，这种变异是可以遗传的。 根据以上变异的原因，我们将变异分为两类： 遗传的变异：变异由遗传物质决定； 不遗传的变异：变异由外界环境影响引起。 请同学们再分析两个例子。（1）某对色觉正常的夫妇生了一个色盲的儿子。（2）某兄弟二人，哥哥长期在室外工作，弟弟长期在室内工作。哥哥与弟弟相比脸色较黑。哪一种变异可以遗传？为什么？ 提出问题：是否由环境影响引起的变异都是不能遗传的变异？ 一些环境因素也可能使遗传物质发生改变。若环境影响引起了遗传物质的改变，这样产生的变异是可以传递给后代的。根据这一原理，人类可以利用一些特殊环境因素使遗传物质改变而制造出能遗传的变异为人类所用。 所以，遗传物质是遗传和变异这一生命活动的物质基础。 提出问题：变异对生物个体、对生物界会产生什么影响？ （三）变异对生物个体的影响 变异对生物个体有利、还是不利？这要看变异是否有利于生物的生存。我们看两个例子。 小麦要获得高产，人们采取的办法往往是多施肥、多浇水。肥多水多，小麦的茎秆会长高，茎秆高，小麦成熟时容易倒伏，又会造成粮食减产。在这种小麦中，出现矮秆小麦，可以抗倒伏，但不会影响小麦在肥多水多的情况下长大穗。 一些玉米植株发生变异会出现没有叶绿素的白化苗。绿色植物生长要进行光合作用，这种白化苗就无法生存下去。 提问：高秆小麦变异为矮秆小麦，绿色玉米苗变异为白化苗，这都是变异，他们对生物个体的生存有什么影 响？ ——前者有利于生存，后者不利于生存。 根据变异是否有利于生物的生存，我们可以把变异分为两类：有利变异和不利变异。 （四）变异在生物进化上的意义 变异对进化有重要意义。 地球上环境复杂多样，不断变化。多种多样的生物可以适应不同的环境。 此外，生物由简单到复杂、低等到高等的进化，生物的变异为进化提供了原始材料。 变异对进化的重要意义，我们在下一章将继续学习。 （五）变异在农业生产上的应用 人类出于生存的需要，在远古时就开始注意遗传和变异现象，并对遗传变异的现象加以利用，特别是在农牧业生产中。如春秋时代的《楚辞》中记载＂马母驴父，生子曰赢＂，意思就是马和驴的后代——骡子表现出极大的优势。 人类在农业上利用变异的方法主要有这样几种： （1）在农作物、家禽、家畜中，有许多对人类有益的变异，人类可以根据自己的需要进行选择、培育，获得新的品种，如肉用牛和奶用牛的培育。 （2）用杂交的方法，将不同生物个体的性状重新组合，形成新的性状组合的新品种。如高产不抗倒伏的小麦与产量不高但抗倒伏的小麦杂交，让两种小麦的遗传物质重新组合产生变异，可以培养出高产同时抗倒伏的新的小麦品种。 （3）为培养新的品种，也可以改变环境因素来影响遗传物质，使生物产生变异并对变异进行选择，培育出新品种。如用射线照射或用药物处理植物的种子，种子产生变异后进行选择，选出有利于生产的变异培育成新品种。 应用以上方法，人类曾经培育出许多品种。 随着科学技术的发展，科学家使用基因工程的方法来改变生物的基因从而改变生物的性状创造新的生物。如将决定人的生长激素的基因、决定人的胰岛素的基因用基因工程的方法植入大肠杆菌的细胞内，让大肠杆菌发生变 异，合成人所需要的生长激素或者胰岛素，造福于人类。 小结：这节课我们主要讨论了什么是变异，生物产生变异的原因以及如何利用生物产生的变异选育适合人类需要的新品种。科学的发展可以造福于人类，但若不按照自然规律办事，也会带来灾难。所以，我们在创造新的生物品种和物种时必须慎重。 小资料 选育新品种的方法： 选育新品种有多种方法，下面介绍几种主要方法。 （1）选择育种法：以自然变异为基础，根据个体的表现型选择符合人类需要的基因型，经过长期积累达到改良品种的目的。 （2）杂交育种法：用不同品种杂交获得杂种后，在杂种后代进行选择以育成符合生产要求的新品种。这种方法是广泛应用而且有效的育种方法。 （3）诱变育种法：是指人为地利用各种物理、化学、生物等因素来诱导生物发生变异，然后根据育种的目标从变异后代中选育新品种的方法。 （4）单倍体育种法：常用于植物育种。一般指利用组织和细胞离体培养技术将植物的花药（花粉）、未受精的子房、胚珠进行培养，获得单倍体植株进行育种的方法。这种育种的方法与常规的杂交育种的方法结合，可以提高育种效率。 （5）多倍体育种法：利用物理或化学的方法使植物细胞的染色体数目加倍获得多倍体植物。利用这种育种方法可以使种间不同物种杂交成功而获得多倍体新物种。 （6）遗传工程（基因工程）：指按照预先设计的生物施工蓝图对基因进行操纵，以达到定向改变生物性状的目的。具体来说，是使用＂外科手术＂的方法把人们所需要的甲种生物的基因（目的基因）通过一定的方法引入乙种生物的细胞中，让引入的基因在乙种生物的细胞中能够自我复制并正确的表达。通过这种方式获得新的生物品 种。