第五节生物的变异
教学目标：举例说出生物变异的实例，探究生物变异的现象及原因，意识到应该科学地描述生物的变异现象。
教学重、难点：举例说出生物变异的实例，探究生物变异的现象及原因。
1、 导入
什么是遗传？什么是变异？ 遗传----亲子代间的相似性
变异----亲子代及子代个体间的差异
2、 新授
生物的变异导致 不同种类的生物千差万别
同种之间也存在各种各样的差异
观察P40图Ⅶ-18~21
说说你所知道或了解的变异的事例。
变异事例：1.如牛的后代中有白化病的个体。
2.紫茉莉中有黄色品种等，但个别枝头上花色不同。
3.玉米的糯与不糯。
探究一种变异现象
花生果实大小的变异
㈠提出问题
本组提出的问题：
㈡作出假设：
本组作出的假设是：
㈢制定计划并实施
注意点：①随机取样，样品要有足够数量。
②选择适当的测量工具和方法，测果实长轴并以四舍五入的方式记录，毫米为单位。
1 测量结果绘制成曲线图。
㈣得出结论并进行交流
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，把小花生种到肥沃的土壤中，它们结出的果实会是怎么样呢？你作出推测的根据是什么？
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在的吗？为什么？
综述遗传和变异
生物的遗传特征，使生物界的物种能够保持相对稳定，生物的变异特征，使生物个体能够产生新的性状，以至形成新品种。
3、 练习 P45练习1.2.
4、 小结
不同种类之间，不同个体之间的差异，首先决定于遗传物质，其次与环境也有关系。
5、 作业 完成课课练相应练习
教学目标：举例说出可遗传和不遗传的变异及原因，举例说出生物的性状既受遗传物质的控制，又受环境因素的影响。举例说出遗传育种的几种方法及应用。
教学重、难点：举例说出遗传育种的方法及应用。
一、复习
举例说说可遗传和不遗传的变异及原因。
举例说说生物的性状即受遗传物质的控制，又受环境因素的影响。
解析：可遗传的变异主要为遗传物质决定。
不遗传变异主要是环境的影响。
如：花生的大小，主要是遗传物质控制，同时肥力、土壤等又影响着花生大小。
二、人类应用遗传变异的原理培育新品种
我国饲养家禽和家畜有悠久的历史， 这与长期的驯化和选育有着密切的关系。
想一想：野猪和家猪、原鸡和家鸡等之间有什么差异？现在的家禽、家畜是否与其祖先完全不一样？
提示：外形、行为特征等方面。
㈠高产奶牛的选育
高产奶牛的选育过程，想一想该过程让你去处理的话会是怎样的？
原理：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，通过人工选择将产奶量高的奶牛选择出来，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。
㈡高产抗倒伏小麦的培育
为什么会培育出高产抗倒伏的小麦？
原因：通过杂交，低产抗倒伏小麦把抗倒伏的基因传给了高产不抗倒伏的小麦，抗倒伏基因与高产基因组合到一起。
㈢太空椒的培育
观察普通甜椒和太空椒，有何区别。为什么有这么大区别？
原因：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。
1、 练习
P45练习34
2、 讨论
你认为还有哪些方式培育新品种？
3、 作业
完成课课练相应练习
板书： §2.5生物的变异
人类应用遗传变异原理培育新品种
高产奶牛的培育
高产抗倒伏小麦的培育
太空椒的培育
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1生物的变异
1了解生物的变异现象。
2了解变异的生物学意义和实践意义。
3了解变异的生物学意义和实践意义。
变异的概念、现象和原因。
讲述法与讨论法相结合。
1课时。
〖引言〗通过上节课的学习，我们知道自然界普遍存在着遗传现象，每一种生物都能通过生殖细胞把性状传递给后代。但是，我们也知道，自然界中不存在两个完全一样的个体。子女与父母之间，兄弟姐妹之间，在相貌上总会有些差异。把同一株植物的种子种下去，后代植株也是有高有矮，有的结穗多，有的结穗少。像这样，生物的亲代与子代之间，以及子代的个体之间在性状上的差异，就叫做变异。同遗传现象一样，变异现象在生物界中也是普遍存在的。
〖新课〗
一引起变异的原因：生物为什么会产生变异呢？我们先来分析这样两个实例：
1一对色觉正常的夫妇生下了一个色盲的孩子。
2兄弟二人，哥哥长期在野外工作，弟弟长期在室内工作，哥哥与弟弟相比脸色较黑。
提问：上面所讲的两个实例中的变异是由什么原因引起的？
色盲属于遗传病，所以例1中的变异是由遗传物质决定的。例2中的变异是由外界环境的影响引起的。哥哥与弟弟相比，受日光照射时间长，因此脸色较黑。
总结：引起变异的原因有两种，有的变异是由遗传物质决定的，有的变异是由外界环境的影响引起的。想一想，这两种变异是不是都能遗传给后代呢？
由遗传物质所决定的变异，能够遗传给后代，这样的变异叫做遗传的变异。由外界环境的影响而引起的变异，由于生物体内的遗传物质并没有发生变化，因而不能遗传给后代，这样的变异叫做不遗传的变异。
二变异对生物的影响：生物的变异有遗传的变异和不遗传的变异，那么，这上结变异对生物的生存有什么影响呢？我们再来看两个实例：
1小麦中出现矮杆、抗倒伏的变异品种。
2玉米中出现白化苗。
提问：上面这两个实例中的变异对生物的生存是有利还是有害呢？
小麦中出现矮杆、抗例伏的变异对小麦的生存是有利的，而玉米出现白化苗，不能进行光合作用，会过早死亡，这一变异对玉米的生存是不利的。
总结：通过上面的实例可以看出，对某种生物来说，有的变异利于它的生存，这样的变异叫做有利变异；有的变异不利于它的生存，叫做不利变异。
三变异在进化上的意义：分假如生物不能产生变异，现的生物界会是什么样呢？
如果没有变异，生物在繁衍过程中，会出现新的性状，就不产生新的生物种类，生物就不能由简单到复杂、由低等到高等地不断进化。可见，变异为生物进化提供了原始材料。
同时，由于地球上的环境是复杂多样、不断变化的，生物如果不能产生变异，就不能适应不断变化的环境。
四应用：人们利用生物能不断产生变异这一特性，通过一定的技术手段，可以培育出对人类有益的家禽、家畜和农作物的新品种。
我们知道，现在人工饲养的牛有不同的品种，有的产奶多，有的肉质好。但是最初，整个年群中的牛从肉质到产奶量都相差不多。人们观察到牛群中有的个体出现了变异，有的变得肉质较好，有的产奶量有所增加。人们根据自己的需要，开始对不同变异的牛进行选择。想要吃肉的，就挑选肉质较好的牛大量繁殖，在它的后代中仍然挑选肉质较好的进行繁殖，这样，若干代之后，就得到了肉质好的新品种。同样道理，想喝牛奶的人就挑选产奶较多的牛进行繁殖，再在后代中继续选择，就能得到产奶多的新品种。
农作物的育种也是如此。拿小麦来说，有一些小麦品种在水、肥充足的条件下产量很高，但是由于植株高，抗倒伏能力差，大风一来，就会大片大片地倒伏，既影响产量，又不容易收割。怎样才能得到既高产又抗倒伏的小麦新品种呢？科学工作者利用一种普通矮杆小麦抗倒伏的能力强的特点，将这种小麦与高产的高杆小麦进行杂交，在后代植株中再挑选较矮、抗倒伏、产量高的植株进行繁殖，经过若干代以后，就得到了高产、矮杆、抗倒伏的小麦新品种。
如果农作物中没有出现我们所需要的变异该怎么办呢？育种工作者经常采用射线照射和药物处理等手段来处理农作物的种子，使种子里的遗传物质发生变化。由这些种子发育成的植株或在它们的子代中，就会出现各种各样的变异。然后从中选出人们所需要的变异类型，进行定向培育，就有可能得到农作物的新品种。
近些年来，生物科学的发展非常迅速。科学家们可以把一种生物的基因提取出来，转移到另一种生物的细胞中去，或者人工合成某种基因，把这种基因引入到某种生物的细胞内，使这种生物出现人们所需要的性状。例如：1988年，我国科学家人工合成了抗黄瓜花叶病毒的基因，并把这种基因引入到烟草等作物的细胞中，得到了抵抗病毒能力很强的烟草新品种。1989年，我国科学家成功地将人的生长激素基因导入鲤鱼的卵细胞中，由这些鱼卵发育而的鲤鱼，因为有了新导入的人的生长激素基因，生长速度明显加快了。
〖小结〗生物界普遍存在着变异的现象。根据变异产生的原因，可以分为遗传的变异和不遗传的变异；根据变异对生物的影响，可分为有利变异和不利变异。变异为生物进化提供了原始材料，根据生物的变异特性，人们可以培育出各种生物新品种。生物的变异（一）
目标与方法
1． 举例说出生物变异的实例。
2． 探究生物变异的现象及原因。
3． 意识到应该科学地描述生物的变异现象。
教学方法 自主探究
课前准备 相关投影、大小两个品种的花生
教学程序
教师活动 教学内容 学生活动
复习旧知 说出男女性别差异的根本原因。尝试解释生男生女的原因。 学生单答。
引入 俗话说：种豆得豆，种瓜得瓜。——遗传俗话又说：一母生九子，连母十个样。——变异 学生分析这两句话
新课 第五节 生物的变异
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各种各样的差异，这都源于生物的变异。
出示投影 千姿百态的菊花；不同品种的玉米果穗；达尔文记载的安康羊；红眼果蝇与白眼果蝇的头部。 学生观察
你肯定还能举出许多生物性状变异的例子。前面研究过的各种相对性状其实也是通过变异产生的。
教师巡视指导 探究一种变异现象 学生小组探究
花生果实大小的变异
提出问题：作出假设：制定计划并实施：得出结论并进行交流：
组织 讨论：见书本42页。 学生讨论回答
教师强调 生物的一些相对性状表现出的是数量差异，（ 如大小花生的果实大小）。由于任何性状都是控制该性状的基因与环境共同作用的结果，所以基因组成相同的大花生，果实的长度有长也有短，这主要是环境引起的变异。但环境影响所引起的变异程度是有限度的，所以大花生（或小花生）的果实大小总在一定范围内波动。比较这类相对性状差异，应该比较它们数量的平均值。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。从上述的讨论可以启示学生，花生果实长度的变异，有的是环境引起的，有的是遗传物质的变化引起的。由遗传物质改变引起的变异是可以遗传的，仅由环境引起而遗传物质未发生改变的变异是不能遗传的。 学生小结
巩固练习
教后小记：探究花生果实大小的变异不仅需要科学的方法，还需要学生严谨的态度。
生物的变异（二）
目标与方法
1． 说出遗传变异原理在生产实践中运用的实例。
2． 尝试调查了解当地的果蔬、禽畜的新品种。
3． 关注遗传变异在生产实践中的运用。
教学方法 自主探究
课前准备 相关投影
教学程序
教师活动 教学内容 学生活动
复习旧知 举例说出生物变异的实例。说说可能引起变异的原因。 学生单答
过渡 悠悠五千年的文明史，中华民族创造过无数的辉煌。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、家猪等。现代育种工作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。
新课 人类应用遗传变异原理培育新品种
巡视指导 讨论书本上列举的一些育种实例，尝试说明其中蕴含的科学道理。 小组讨论
全班交流
教师强调 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。通过杂交，低产抗倒伏小麦把抗倒伏的基因传给了高产不抗倒伏的小麦，抗倒伏基因与高产基因组合到一起。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。
介绍其它育种方法 基因突变的诱发原因：辐射、化学诱变剂、过高或过低的温度等。
本课小结
当堂巩固 课后练习和课课练
教后小记：大多数班级的学生均能通过自己的阅读和小组的讨论，自己得出结论。但有些学生的阅读能力实在太差，对图上的意思基本看不懂，我真得感到有些悲哀和感慨——从小的语文教学实在太重要了。另外我认为在本节课上进行实例教学效果不错。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。
