八年級生物下冊7.2.5生物的變異備課素材（新版）新人教版

PAGEPAGE8生物的變異素材一重難突破處理策略[重難點一]舉例說出可遺傳的變異和不可遺傳的變異(重點)重點分析：世界上沒有完全相同的兩片樹葉，生物變異的現象在生活中普遍存在。變異是指親子之間及子代個體間的差異。學生對于變異的感性認識比較多，例如學生的一些性狀與父母相似，但又不完全一樣，變異是在遺傳過程中實現的。有些學生會絕對地認為遺傳物質的改變引起的變異可以遺傳，環(huán)境變化引起的變異不能遺傳的。實際上，學生沒有抓住概念的本質是遺傳物質是否改變。環(huán)境變化引起了遺傳物質的改變，屬于可遺傳變異。教師可以在學生已有知識的基礎上，對學生一些錯誤的概念予以糾正。突破方案：組織學生完成探究花生果實大小的變異實驗，得出生物的變異與遺傳物質有關，同時與環(huán)境有關，遺傳物質起到主要作用。讓學生結合生活實際，舉例說出生活中哪些變異是可以遺傳的，哪些變異是不能遺傳的，同學給予評判。也可以通過一些習題，檢測學生對于可遺傳變異和不可遺傳變異的了解程度。[重難點二]遺傳育種在實踐中的應用(重點)重點分析：學生在學習了變異后，對于可遺傳的變異和不可遺傳的變異有了一定的了解。學生知道基因重組、基因突變等名詞，對于太空椒、雜交水稻等更多的是表面的了解。書中介紹的選擇繁育新品種、雜交育種、太空椒等技術距離學生的生活較遠，其中體現的科學道理學生是不清晰的。按照教材中的設計，直接寫出遺傳育種的原理顯然難度過大，教師可以借助于錄像，通過問題層層鋪墊，使學生不僅知道遺傳育種的應用，同時還了解遺傳育種的科學原理。突破方案：通過設計問題，例如選擇繁育高產奶牛提出下列問題：培育高產奶牛的方法叫什么？選擇什么性狀的奶牛？這種性狀由什么決定的？選擇的含義是什么？選擇繁育的局限性是什么？引發(fā)學生一步一步深入思考，使學生明白選擇繁育只能利用生物在自然環(huán)境條件下產生的有限變異，只能從已有的性狀中選擇變異，時間會比較長。雜交育種學生比較容易理解，是控制性狀的基因的重新組合而基因的結構沒有改變。而誘變育種中太空椒的介紹則可以通過播放錄像的方式，形象地描述出太空椒產生的原因，讓學生對基因突變有更加深刻的理解，明晰雜交育種不屬于基因突變。[重難點三]嘗試體驗探究生物變異的方法，提高處理和分析數據的能力，并運用獲得的數據說明生物變異是普遍存在的(難點)難點分析：學生在實驗探究的學習中已經學習了科學探究的基本方法。明確設置對照實驗，控制單一變量，增加重復次數等是提高實驗結果可靠性的重要途徑?？茖W探究既需要觀察和實驗，又需要對證據、數據等進行分析，科學探究需要利用多種方式呈現證據、數據，如采用文字、圖表等方式表達結果，需要與他人交流。但是，學生在探究實驗的學習中，比較多的注重了單一變量的訓練?；ㄉ麑嵈笮〉淖儺悾瑢儆跀盗啃誀?，是通過一定量的數值表現不同品種花生的性狀差異。這個探究實驗為訓練學生處理分析數據，交流表達提供了機會，讓學生體驗了科學研究的完整過程。有的學生認為不用測量就可以看出兩個品種花生間的差異，這個實驗的結論已經非常清晰了，教師要引導學生關注科學探究的完整性。突破方案：通過問題情境，引導學生思考探究的各個環(huán)節(jié)可能遇到的問題，從隨機取樣，到測量準確，從數據記錄，到清晰表達等，思考清晰后，動手實驗。最后通過分析數據，得出生物的性狀由遺傳物質決定，又與環(huán)境條件有關，理解生物變異是普遍存在的。素材二音視圖資源詳見光盤內容1．生物的變異2．射線照射和藥物處理變異3．小麥雜交4．綿羊變異5．應用遺傳變異原理培育新品種6．遺傳育種7．雜交水稻和袁隆平8．不同品種的菊花9．不同品種的玉米10．不同的馬11．繁育高產奶牛12．小麥雜交13．甜椒14．紅眼果蠅和白眼果蠅素材三導入課堂[情境導入]有一對夫婦，他們有兩個孩子。爸爸、媽媽是雙眼皮。兩個孩子，一個孩子為雙眼皮，另一個孩子為單眼皮。即雙眼皮的孩子繼承了父母雙親的性狀，這種現象叫作遺傳。另一個孩子是單眼皮與雙親不同，是不是也叫作遺傳？若是遺傳，為什么與父母的性狀不相同？若不是，叫作什么？與遺傳現象伴隨存在的另一種生命現象就是變異。[圖片導入]用大屏幕展示各種各樣的菊花、玉米果穗、蘋果和同一塊田地里長勢不同的同種小麥的圖片，組織學生仔細觀察，然后提出疑問：為什么同種生物有如此大的差別？這反映了自然界中生物的哪種現象？它是什么原因造成的？[問題導入]師：(出示有顯著遺傳特征的自己一家子的照片)猜猜照片上的四個人之間是什么關系？生：一家人吧？師：為什么你們會認為他們是一家人呢？生：因為長得像。男孩和爸爸像，女孩和媽媽像。師：對了，這就是我的一家人，向大家介紹一下：爸爸、媽媽和弟弟。這種子女和父母之間長得像的現象在我們生物學上稱為什么呢？生：遺傳。師：我和媽媽是一模一樣嗎？我和弟弟呢？這種不同我們在生物學上稱為什么呢？生：變異。素材四拓展材料1.變異的歷史考查人類今天對生物變異現象及其內在機制的認識，是長期發(fā)展的結果。生物機體存在變異，在中國先秦時期的典籍中就有不少記載?！肚f子》一書中曾提到“種有幾”。北魏時期的賈思勰觀察到栽培中的大蒜與蕪菁的變異，但原因不明。他說:“大蒜瓣變小，蕪菁根變大，二事相反，其理難明”（《齊民要術·種蒜》）。明朝的張謙德在其《朱砂魚譜》中不僅看到家養(yǎng)金魚的大量變異，而且提出一套通過人工選擇培育新品種的方法，即:“蓄類貴廣，而選擇貴精”，日積月累，“自然奇品悉備”。這些都是零星的觀察。19世紀英國生物學家C.R.達爾文系統(tǒng)地考察過生物的變異，指出變異是生物普遍存在的共同特征。他對變異的類型、變異的規(guī)律以及變異與進化的關系都有系統(tǒng)的論述。但由于受當時自然科學條件的限制，他并未了解變異的具體原因。他自己也承認對每一對每一特殊變異的原因是茫然無知的。20世紀以來遺傳學的發(fā)展，才使人們對變異有了更深刻的理解。2.人為引導變異的方法1物理方法：通過射線、輻射等直接使染色體變異。2化學方法：通過某些化學藥品，使染色體上的基因發(fā)生突變從而發(fā)生染色體變異。3生物方法：在分子水平上在染色體上加或減去某個基因，使染色體突變。.3.太空育種太空育種也稱空間誘變育種，就是將農作物種子或試管種苗送到太空，利用太空特殊的、地面無法模擬的環(huán)境(高真空、宇宙高能離子輻射、宇宙磁場)的誘變作用，使種子產生變異，再返回地面選育新種子、新材料，培育新品種的作物育種新技術。太空育種具有有益的變異多、變幅大、穩(wěn)定快，以及高產、優(yōu)質、早熟、抗病力強等特點。其變異率較普通誘變育種高3～4倍，育種周期較雜交育種縮短約l倍，由8年左右縮短至4年左右。太空育種是集航天技術、生物技術和農業(yè)育種技術于一體的農業(yè)育種新途徑。是當今世界農業(yè)領域中最尖端的科學技術課題之一，通過已進行的太空農業(yè)試驗，植物、動物等生物體的許多特性奧秘被揭示。目前，世界上只有美國、俄羅斯、中國三個國家擁有返回式衛(wèi)星技術。在這方面，中國走在世界前列。自1987年以來，我國利用返回式衛(wèi)星和神舟飛船，先后進行了10多次搭載，有1000多個品種的種子和生物材料上天。通過太空育種，培育出了一批新的突變類型和具有優(yōu)良性狀的新品種。太空黃瓜，藤壯瓜多，瓜體奇大，單果重850～1100克，抗病力強。特別是雌花開得多，是地面瓜秧的1．5倍。雖然它的皮厚了點，但瓜肉非常清涼爽口、汁多肉嫩。地面上普通的青椒、番茄、黃瓜，上天轉一遭回來，就搖身一變換了模樣。很多人都有些不放心，這些東西能吃嗎?經科學家檢測分析，可以非常負責地告訴大家：經過太空育種的水稻依然是水稻，青椒依然是青椒，并無外來生物基因導人與整合，物種沒有發(fā)生本質的變化。這就比如DNA的基因排列是“l(fā)，2，3，4”，經太空育種后的基因排列是“1，3，4，2”，只是排序發(fā)生變化。而轉基因植物里則有“5”進來，所以就出現了“土豆吃出牛肉味”，“豬肉吃出菠菜4.太空育種的安全性地面上普通的青椒、番茄、黃瓜，上天轉一遭回來，就搖身一變換了模樣。很多人都有些不放心，這些東西敢吃嗎？經科學家檢測分析，可以非常負責地告訴大家：經過太空育種的水稻依然是水稻，青椒依然是青椒，并無外來生物基因導入與整合，物種沒有發(fā)生本質的變化。這就比如DNA的基因排列是“1、2、3、4”，經太空育種后的基因排列是“1、3、4、2”，只是排序發(fā)生變化。而轉基因植物里則有“5”進來，所以就出現了"土豆吃出牛肉味"，"豬肉吃出菠菜味"之說。可見，太空育種與轉基因有著根本的區(qū)別。明白了這個道理，當你看到經太空遨游后的黃瓜像胳膊一樣粗，茄子如籃球一般大時，大可不必過于擔心，完全可以放心食用。美國曾對哥倫比亞號航天飛機搭載的番茄種子及果實進行化驗分析，結論是：“無毒，可以食用?！甭摵蠂膰H糧農組織、國際衛(wèi)生組織、國際原子能機構已經聯合認定：太空種子是安全種子，太空種子培育出的農作物是健康食品。5.誘變育種技術在大豆育種中的應用誘變育種(inducedmutationbreeding)是指利用各種理化因素誘發(fā)變異，再通過選擇而培育新品種的方法，與常規(guī)育種方法相比，具有方法簡便、育種周期短、效果好等特點，其在改良作物品種和創(chuàng)造新種質方面發(fā)揮了巨大作用，已成為世界上普遍應用的先進育種方法之一，尤其是與雜交育種技術的結合，育種效果更為顯著。目前在育種上應用的誘變方法有物理誘變法、化學誘變法和空間誘變法等。1物理誘變法物理誘變法是指利用一些物理因素處理農作物種子、花粉、器官、植株，引起植物染色體發(fā)生畸變，誘發(fā)出新的可遺傳變異，從中篩選出有利變異性狀的后代，育成新的品種。此方法具有誘變頻率高、變異范圍大、有利變異性狀穩(wěn)定快等優(yōu)點。電離輻射誘變,離子束注入誘變,激光誘變育種，微波誘變育種，磁誘變育種：其中激光誘變育種開始于60年，美國、蘇聯、澳大利亞、加拿大等國家研究較早。我國激光誘變育種是從1972年開始的，由四川大學生物系首先進行激光油菜種子的誘變研究，之后相繼育成了油菜、番茄、黃瓜、菜豆、蠶豆等激光誘變品種，至1995年，已育成42個農作物新品種。激光誘變作為物理誘變的一種方式，其生物學效應直接來源于其產生的光、電、熱、壓力和磁效應的綜合作用。上述效應累積，使細胞DNA分子吸收、聚積能量并進行能量再分配，使細胞DNA處于一種易于突變的狀態(tài)，繼而發(fā)生一系列的諸如斷鍵、聚合、交聯等物理和化學變化，導致DNA分子結枸的改變即DNA分子的損傷和突變，最終引起突變生物學屬性變化。目前，激光誘變育種技術已被廣泛應用在農作物育種、微生物育種、家禽、魚類、畜牧育種等多個領域。在大豆育種方面，安徽農業(yè)大學采用Ne激光育成的大豆新品種安激2號，高產、適應性范圍廣、蛋白質和脂肪含量高，同時抗花葉病毒和孢囊線蟲病，已推廣種植面積達6萬hm2，種植面積還在迅速擴大；采用有性雜交和激光紅寶石輻照交替進行，選育出的蛋白質、脂肪含量高的菜用大青豆新品種AGO菜用大青豆(簡稱AGO)，具早熟、適應性廣、抗逆性強、耐遲播、產量高和效益好等特性。為有性雜交與誘變處理相結合的育種方法提供了一定的依據。張建東等發(fā)現C02激光不同功率密度和不同照射時間都對發(fā)芽率、淀粉酶活性、可溶性蛋白質、可溶性糖含量和氨基酸含量產生影響。2化學誘變育種化學誘變育種是利用化學誘變劑誘發(fā)作物突變，通過多世代對突變體進行選擇和鑒定，直接或間接地培育成生產上能利用的農作物品種，具有成本低、使用方便、誘變作用專一性強等特點，是一種迅速發(fā)展的育種途徑。它開始于20世紀初。1943年Ochlker用脲烷處理月見草以后，化學藥劑的誘變作用得到了肯定。化學誘變在大豆育種上的研究與應用世界大豆化學誘變育種始于1957年，此后各國先后開展了此領域的研究。我國于1958年開始大豆誘變研究，至今已育成一大批高產、優(yōu)質、抗病性強的大豆新品種。李占軍等誘變育成大豆新品種“化誘5號”；于秀普等應用EMS附加平陽霉素(PYM)后處理大豆種子，經過累代選擇培育的冀豆8號，已在生產上大面積推廣應用。20世紀70年代中期，人們對育成大豆的要求不再僅僅是產量的提高，而是逐漸轉向其他品質方面的研究。Hamond和Fehrt21J研究指出，γ射線與化學誘變劑對降低亞麻酸含量有較好的效果。WilCOX采用EMS處理獲得了亞麻酸含量3％～4％的穩(wěn)定突變體。利用化學誘變劑EMS、NMU或者ENU，Sebastian等分離出對磺脲類除草劑抗性增加的大豆新品種。素材五教材參考答案[教材P43想一想，議一議·參考答案]金魚身體的顏色、形狀等性狀是由基因決定的。金鯽魚體色發(fā)生變化是因為控制身體顏色的基因發(fā)生了變異。人類為了觀賞需要，利用雜交的方法，使控制這些性狀的基因集中到金魚后代身上并顯現出來，在這個過程中，基因進行了重新組合，這也屬于生物的變異。[教材P44探究·參考答案]1．大、小花生果實的長度分別處于一定范圍內；大花生果實在長度值較大的范圍內的數量要明顯多于小花生果實的數量。2．在相同條件下種植的大、小花生，正常情況下，大花生果實長度的平均值應大于小花生果實的平均值。這種差異主要是由基因不同引起的。3．將大花生的種子種在貧瘠的土壤中，其果實將會變?。粚⑿』ㄉ姆N子種在肥沃的土壤中，其果實會長大，因為環(huán)境的變化影響生物性狀的表現。4．不一定，要看控制花生種子大小這一對相對性狀的基因組成來確定。假設A為顯性基因控制性狀“大”，a為隱性基因控制性狀“小”。大花生的基因型可能是AA或Aa，如果是AA，其后代均表現為大；如果是Aa，其后代就有大和小兩種可能。也可回答：不一定，如果大花生的大小是一種數量性狀，則大花生中一粒飽滿粒大的種子種下去，所收獲的種子有大有小，但平均值仍