第4单元      《遗传和变异》

万州区电报路小学  杨  波

1、从种瓜得瓜说起

第一课时

【教学目标】

1、寻找同种植物的果实、动物的一家、人的一家中的相似和差异，能从中归纳出什么是遗传和变异现象，并对此有个初步的认识。

2、感受到探究生命奥秘的乐趣。

3、知道什么是遗传和变异现象。

【教学准备】

同一品种植物的果实（西瓜、米、黄豆等），宠物一家的图片或音像资料，遗传特征调查表、植物遗传和变异观察记录表，学生自带家庭合影。

【教学过程】

一、教学导入：

1、俗话说“种瓜得瓜，种豆得豆” ，你知道是什么意思吗？

2、那“一母生九子，连娘一起十个样”又是什么意思呢？

3、刚才我们讨论的现象似乎是里所当然的事了，其实这些现象中蕴藏着自然界中神奇的秘密。是什么秘密呢？我们这节课就来研究这个问题。

4、板书课题：1、从种瓜得瓜说起

二、活动：寻找相似与差异

1、同一品种的植物果实中，有哪些相似和差异之处呢？老师这里有同一品种的黄豆、玉米、花生、葵花籽，现在发给每个小组一些，请同学们认真观察。

（科学不是纸上谈兵，给学生提供实物是非常必要的，学生除了观察种子外部的情况，还可以观察内部的情况。）

2、讨论交流：你重点观察的是什么种子，它们有哪些相似和差异的地方呢？

3、植物的果实有相似和差异的地方，那动物呢？老师课件展示宠物猫的一家，提问：图中有猫爸爸、猫妈妈和它们的孩子，它们有哪些相同和差异之处呢？

（引导学生从两个方面观察回答，一是小猫和猫爸爸妈妈的异同，二是小猫之间的异同。）

4、刚才我们讨论了动植物，那我们人呢。请同学们拿出你的家庭的合影，说说你这个家庭父母、兄弟姊妹中之间有哪些相似和差异？（最好是全家福了，直系亲属基本都在的那种照片。）

5、讨论交流：你发现你这个家庭的成员有哪些相似和差异？

6、小结：黄豆繁殖后代还是黄豆，猫妈妈生孩子还是猫，这种现象就是遗传。猫妈妈的几个孩子之间，孩子与父母之间长相都有差异，这一现象就是变异。

三、活动：家族中的遗传和变异。

1、阅读：道尔顿的发现。

2、通过阅读，你有什么疑惑呢？

（学生也许会感到奇怪——他们的母亲并没有色盲，为什么他们却有色盲呢？如果学生能提出这样的问题，那正是教师需要引导他们明白的：色盲是一种遗传体征，道尔顿有色盲是隔代遗传的，因此在进行家族遗传特征调查时，必须调查3代人，同代人中也要调查。）

3、老师根据学生的疑惑相机讲解什么是色盲，认识色盲是一种遗传体征。

4、你是色盲吗？下面我们来测试一下：请看课本55面三组测试图，迅速将答案写在纸上，愈快愈好。

5、老师公布答案，学生对照。

四、阅读：奇怪的皇族病

1、阅读《奇怪的皇族病》

2、说说血友病A在皇族中传播的原因。

3、了解：还有哪些病也是常见的遗传病。

五.布置课外实践：

1、如果要对家庭的遗传和变异的特征进行调查的话，我们要调查哪些人？可以做哪些项目的调查呢？

2、根据下发的调查表，调查自己家庭中还有哪些特征遗传下来，有哪些特征发生了变异？

遗传特征调查表         调查人：

板书设计：

从种瓜得瓜说起

植物

动物         都繁殖相似的后代        后代之间、后代与上代都有差异

人               遗传                        变异

第二课时

【教学目标】

1、调查自己家族并观察身边植物的遗传和变异现象，进一步提升对于遗传和变异的认识。

2、能设计调查、观察记录表并实施研究，能对搜集的数据进行整理、分析，得出结论。

3、乐于和他人交流自己的研究方法和研究成果。

4、知道生物的很多特性是遗传的，了解遗传和变异也是生物的特性之一。

【教学准备】

1、学生自备：整理好的家庭遗传特征调查表

2、教师准备：植物特征调查表、课件：同类植物的相同和不同的图片展示。

【教学设计】

一、汇报导入

1、上节课布置了同学们课外调查家庭遗传特征，现在请同学们汇报一下调查的情况。

2、学生汇报。（先可以让学生小组内交流，然后找一两个代表全班交流。）

3、通过课外的调查你有什么体会吗？

4、这节课我们来继续研究这些方面的问题。

二、观察植物的遗传和变异

1、 我们对人的遗传和变异有了一定的了解。自然界的植物也是这样吗？让我们带着放大镜，走进校园进行观察。观察之前同学们思考：我们可以观察些什么项目？应该注意些什么问题？（学生可能会谈到观察同种植物不同植株的相似与不同，也可能会谈到同一植株上的叶、花、果等，这都可以。）

2、学生看表格，说一说，表格中可以增加哪些项目。

（如果学生有困难，教师可以适当指导。也可以放到观察的时候根据情况填写。）

3、带领学生进行室外观察。

三、整理、汇报与交流

1、学生进教室分小组整理观察记录。

（整理的时候小组组员可以商量，达到资源共享的目的）

2、汇报交流情况：你观察的是什么植物？你观察到了它哪些特征？

3、讨论：同学们刚才汇报的情况中，植物的哪些特征是遗传？哪些特征是发生的变异现象？

4、课件展示一组关于植物的遗传与变异的图片，边播放老师边讲解。

四、总结拓展

1、欣赏了迷人的植物世界，让我们来回顾一下，通过这两节课的学习，你有什么收获？

2、学生思考回答。

3、你知道袁隆平吗？他有什么贡献？他通过杂交育种使水稻获得了哪些优秀品质？请你们课外搜集他的有关资料，将你感兴趣的写在科学文件夹上。

板书设计

从种瓜得瓜说起

植物名称        遗传的特征       变异现象

（以下老师或学生在对应的项目下以简要文字随堂板书相关内容）

2  找遗传规律，育良种

【教学目标】

1、通过搜集资料和学习，能发现育种技术的进步和遗传规律的掌握程度有关。

2、懂得科学可以改善人们的生活。

3、知道育种技术是在不断进步的。

4、知道生物的遗传是有规律的，知道发现生物遗传规律的是孟德尔。

5、知道夏尔、袁隆平利用遗传规律为提高粮食产量作出的贡献。

【教学准备】

教师准备：关于嫁接、杂交技术应用的图片或音像资料。搜集关于孟德尔探寻遗传规律、夏尔育成杂交玉米、袁隆平培育杂交水稻的资料。课件《杂交育种》

学生准备：搜集袁隆平通过杂交育种使水稻获得优良品质的资料。

【教学设计】

一、教学导入：

1、谈话：在我国，人们很早就利用嫁接的方法改良果树的品种，利用杂交的方法选育动物良种。

2、出示课件，播放一组关于嫁接、杂交技术应用的图片或音像资料。学生一边观察，一边思考：这些方法，是否改变了果树（或动物）的品种？人们这样做有什么好处？

3、学生回答上面的问题。

4、老师讲解：嫁接，植物的人工营养繁殖方法之一。即把一种植物的枝或芽，嫁接到另一种植物的茎或根上，使接在一起的两个部分长成一个完整的植株。嫁接对一些不产生种子的果木（如柿的一些品种）的繁殖意义重大。嫁接既能保持接穗品种的优良性状，又能利用砧木的有利特性，达到早结果、增强抗寒性、抗旱性、抗病虫害的能力，还能经济利用繁殖材料、增加苗木数量。常用于果树、林木、花卉的繁殖上；也用于瓜类蔬菜育苗上。

骡是公驴与母马杂交所产生的后代。公马与母驴杂交的后代叫驴骡，但这种情况并不多见。驴骡的体型要比骡小。至少在3000年前，在亚洲某些地区人们已经用骡来驮运物品了，现在世界上许多地区仍在使用骡来干重活儿。骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担其艰苦的条件下工作。骡的高度、皮毛的均匀度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和鬃毛短，这些方面像驴。骡的毛色通常为棕色或栗色，高约120至180厘米，重275至700公斤。骡没有繁殖后代的能力。这是因为：公骡的生殖器官因缺少某种激素而不能产生成熟的精子，母骡的生殖器官虽能产生卵细胞，但缺乏助孕素，因而卵细胞也不能成熟。

以上这些方法由来已久，人们现在仍然在用，但是过去主要是靠自己的经验，现在由于人们找到了遗传规律，同样是杂交法，所取得的成效就大不相同了。

5、板书：找遗传规律，育良种

二、孟德尔找遗传规律

1、学生自由阅读58面的文字。

2、读了这段文字，你知道了什么？你还有什么想知道的？

（这个问题的目的主要是让学生明确孟德尔的发现。学生对孟德尔的发现过程和内容肯定感兴趣，这里并不要求告诉学生，老师要鼓励学生课外搜集资料了解。）

3、提问：孟德尔的伟大发现给我们什么启示?

4、介绍杂交玉米。先让学生阅读书59面的相关文字，然后老师播放关于杂交玉米的图片给予讲解。

5、夏尔育成杂交玉米使产量大幅提高的史实，说明了什么呢？

6、补充讲解一些杂交植物提高产量的事实。可以先问一下学生，看学生是否知道一些，然后根据情况予以适当的补充。

四、杂交水稻之父——袁隆平

1、同学们，上一节课布置同学们搜集了关于认识袁隆平的资料，谁能介绍一下这位科学家呢？

2、学生就知道的加以介绍，老师适当纠正、补充。

3、袁隆平被称为杂交水稻之父，你了解杂交水稻吗？

4、老师播放课件，介绍杂交水稻。

5、了解袁隆平通过杂交育种使水稻获得了哪些优秀品质呢？现在请同学们将你课前搜集的资料拿出来，以小组为单位进行整理。看哪个小组整理得又快又好。

6、学生分小组整理。

7、袁隆平通过杂交育种使水稻获得了哪些优秀品质呢？现在各小组说一说，比一比，看哪个小组说的多而准。

8、学生汇报，老师相机整理并板书。

9、好了，我们知道了杂交水稻的优良品质。现在评一评哪个小组说的多而准。

五、课外拓展

1、通过这节课的学习，你明白了什么？

2、这节课提到了一个遗传因子，也就是基因。关于基因，你知道些什么？请同学们课外搜集相关的资料，感兴趣的可以适当记录。

板书设计

找遗传规律，育良种

夏  尔   杂交玉米        体形发达

孟德尔   遗传规律                            产量高

                  袁隆平   杂交水稻        抗病抗虫力提高

                       成活率提高

                       ……

3  神奇的基因工程

【教学目标】

1、能查找资料了解人类在哪些领域利用了基因工程技术。

2、能进行关于转基因食品的调查并制成资料卡。

3、能设想基因技术新产品。

4、关心日常生活中的科技新产品、新事物。

5、感受科技进步给人们生活带来的方便，并激起创新的意识。

6、知道基因是控制遗传特征的物质并初步了解基因工程技术的利用情况。

【教学准备】

基因工程技术的利用（如：基因重组、抗虫棉）、转基因食品等方面的资料，转基因食品调查表等。

【教学设计】

一、导入新课：

1、同学们，孟德尔假说中的‘遗传因子’是什么？人们现在是否已经证明它的存在？

2、学生回答。

3、老师告诉学生：遗传特征是靠遗传物质控制的，经过很多科学家的研究，终于找到了控制遗传特征的物质——基因。

4、西红柿的味道是怎样的？牛肉的味道呢？能不能让西红柿有牛肉味道呢？假如你是一位基因工程学家，你有什么办法吗？

二、阅读：基因工程技术的利用

1、你知道“基因工程”、“基因重组”这样的科学名词是什么意思吗？若学生不知道的话，老师予以讲解。

2、学生自由阅读书上P60页的资料。

3、通过阅读，你都知道了些什么？（你是怎样理解基因工程技术的？）

4、补充资料：（以电子幻灯的形式以图文结合的方式讲解）

基因工程技术。

基因工程又叫重组DNA技术，重组是指在体外将分离到的或合成的目的基因（object gene）,通过与质粒、病毒等载体（vector）重组连接，然后将其导入不含该基因的受体细胞(host cell)，使受体细胞产生新的基因产物或获得新的遗传特性。基因工程的应用基因工程再种植养殖医疗保健和环境保护方面有广泛得应用，首先再农业方面我国得转基因植物是借助863计划迅速发展起来得，主要集中再品种得改良如抗虫抗逆等等，目前以上市得转基因农作物有抗除草剂基因大豆、抗虫基因玉米、抗病毒基因油菜、抗病毒土豆、还有我们刚才讲到的转抗虫基因棉花，目前种植面积最大的是转基因大豆和棉花最为多见。

转基因动物得研究也是如火如荼，首先是再小鼠中获得成功，现在研究集中在家禽家畜的品种改良方面，以期获得快速生长、品质优良得家禽和家畜，还可以利用转基因动物来生产药物和观赏，首个成功得转基因动物，小鼠转入了大鼠得生长激素基因，结果个头比一般得要大一倍多，转基因瘦肉型猪和高产得奶牛快速生长得鱼也已进入实用阶段，除了品种改良以外，转基因动物也可以用来代替发酵罐生产珍贵的蛋白质，原理就是使外源基因在乳腺细胞中表达，再从乳汁中提取所需要的蛋白质，例如一头绵羊一年可相当于一个一吨得发酵罐，还不需要水、电和一仪器起设备等等。

基因工程再医疗方面得贡献主要是生产基因工程药物和基因治疗，基因工程药物是利用基因工程技术生产的药物，很多种珍贵得药物都是用这种办法生产的，这里只是列出了一小部分，其中胰岛素是最早应用得基因工程药物，转基因疫苗是目前应用最广泛。可以说基因工程制药现在还是方兴未艾，将来必将是大有前途可为现在科学研究发现除了一些常见遗传病以外，其他的如肿瘤、糖尿病、心脑血管疾病和老年痴呆肥胖等疾病也是和基因的错误表达或错误调控有关的。要想根治这些疾病还是要从基因水平上进行治疗。也就是基因治疗，基因治疗是用正常的基因纠正错误的基因或者补偿缺失的基因从而治愈疾病的方法。基因治疗将会再医学方面开辟崭新的领域，尤其是随着人类基因组计划的完成和功能基因组计划的开展，很多现在尚无有效治疗手段的疾病渴望通过基因治疗的方法治愈。工程菌在环境工程中应用。利用基因工程技术可以将繁殖速度快和具有和超强分解能力的两种细菌进行重组，从而生产出能快速分解污染物的超级菌，来治理环境。例如美国GE公司构造成功具有巨大分解能力的工程菌，用于清除石油污染，并获专利。

5、人们还在那些领域运用了基因工程技术呢？请同学们课外查阅资料了解。

三、阅读：关于转基因食品的调查

1、介绍：什么是转基因食品。

转基因食品就是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。转基因生物直接食用，或者作为加工原料生产的食品，统称为“转基因食品”。

也就是说，通过基因工程手段将一种或几种外源性基因转移至某种生物体（动、植物和微生物等），并使其具有效表达出相应的产物（多肽或蛋白质），这样的生物体作为食品或以其为原料加工生产的食品。

其实，转基因的基本原理也不难了解，它与常规杂交育种有相似之处。杂交是将整条的基因链（染色体）转移，而基因转移是选取最有用的一小段基因转移。因此，转基因比杂交具有更高的选择性。

转基因食品的种类

为了提高农产品营养价值，更快、更高效地生产食品，科学家们应用转基因的方法，改变生物的遗传信息，拼组新基因，使今后的农作物具有高营养、耐贮藏、抗病虫和抗除草剂的能力，不断生产新的转基因食品。第一类，植物性转基因食品。

植物性转基因食品很多。例如，面包生产需要高蛋白质含量的小麦，而目前的小麦品种含蛋白质较低，将高效表达的蛋白基因转入小麦，将会使做成的面包具有更好的焙烤性能。      

番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬，但它不耐贮藏。为了解决番茄这类果实的贮藏问题，研究者发现，控制植物衰老激素乙烯合成的酶基因，是导致植物衰老的重要基因，如果能够利用基因工程的方法抑制这个基因的表达，那么衰老激素乙烯的生物合成就会得到控制，番茄也就不会容易变软和腐烂了。美国、中国等国家的多位科学家经过努力，已培育出了这样的番茄新品种。这种番茄抗衰老，抗软化，耐贮藏，能长途运输，可减少加工生产及运输中的浪费。第二类，动物性转基因食品

动物性转基因食品也有很多种类。比如，牛体内转入了人的基因，牛长大后产生的牛乳中含有基因药物，提取后可用于人类病症的治疗。在猪的基因组中转入人的生长素基因，猪的生长速度增加了一倍，猪肉质量大大提高，现在这样的猪肉已在澳大利亚被请上了餐桌。第三类，转基因微生物食品

微生物是转基因最常用的转化材料，所以，转基因微生物比较容易培育，应用也最广泛。例如，生产奶酪的凝乳酶，以往只能从杀死的小牛的胃中才能取出，现在利用转基因微生物已能够使凝乳酶在体外大量产生，避免了小牛的无辜死亡，也降低了生产成本。第四类，转基因特殊食品      

科学家利用生物遗传工程，将普通的蔬菜、水果、粮食等农作物，变成能预防疾病的神奇的“疫苗食品”。科学家培育出了一种能预防霍乱的苜蓿植物。用这种苜蓿来喂小白鼠，能使小白鼠的抗病能力大大增强。而且这种霍乱抗原，能经受胃酸的腐蚀而不被破坏，并能激发人体对霍乱的免疫能力。于是，越来越多的抗病基因正在被转入植物，使人们在品尝鲜果美味的同时，达到防病的目的

2、课外调查：

我们的周围中有那些转基因食品呢？请同学们课外调查生活中的转基因食品并填写好61面的表格。

我们还可以制作转基因食品的卡片，请同学们看看61面的卡片，说一说我们还可以怎样制作卡片？讨论完毕布置学生课外制作。

四、我的奇思妙想

1、能不能让西红柿有牛肉味道呢？假如你是一位基因工程学家，你有什么办法吗？

2、学生设想回答。

3、现在就请各位“小基因工程学家”认真思考，设计设计，把你的想法写出来或者画出来。

4、学生将自己的设计写或画在课本62面的方框中。

5、展示交流学生的设计。

（注意紧紧围绕“利用基因工程技术培育什么新品种”这个主题）

6、评价学生的设想情况。将图画得好的，构思新奇的设计在展台上进行展示。

五、课外拓展

同学们的奇思妙想真是多，你想把它写成一篇科学作文吗？有兴趣的同学课外尝试一下，题目可以定为《假如我是基因工程学家》，最好配以精美的插图哦……

板书设计

神奇的基因工程

基因重组乙肝疫苗

抗虫棉、抗除草剂基因大豆

基因工程技术      转基因瘦肉型猪、高产得奶牛

基因工程药物和基因治疗

……

转基因食品：转基因小麦、番茄；转基因牛肉、猪肉；转基因“疫苗食品”……