第21章遗传信息的延续性

第21章遗传信息的延续性第2节生物的变异教学目标：1、知识目标：1）通过全班同学间个体差异的比较活动，使学生对变异现象有初步认识。2）知道变异有能遗传的变异和不能遗传的变异。3）初步了解变异的意义。4）初步了解转基因技术及其应用。2、能力目标：通过对生物变异的分析讨论，培养学生的思维能力，语言表达能力、信息处理能力。3、情感态度和价值观目标1）通过对生物变异的意义的讨论，帮助学生树立辨证唯物主义的观念。2）通过学习“变异在生产实践上的应用”和“转基因技术”的知识内容，对学生进行生命科学价值观的教育。教学难点：1、重点：变异的类型及意义，转基因技术及其应用。2、难点：能遗传的变异。教学过程：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、妈妈的上眼睑是双眼皮。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。另一个孩子的上眼睑与双亲不同，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。（六）转基因技术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。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。（彩棉）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。