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八年級生物生物的變異4

發布時間:2017-05-13

八年級生物生物的變異4

生物的變異第一課時   ●教學目標  知識目標  1.認識生物性狀的變異是普遍存在的! 2.舉例說出可遺傳的變異和不遺傳的變異。并能說出引起兩種變異的原因。  3.舉例說出生物的性狀既受遺傳物質的控制又受環境因素的影響。  能力目標  1.初步體驗調查生物變異的方法,提高處理調查數據和分析數據的能力! 2.能夠運用所學知識解釋調查結果的能力。  情感目標  通過收集生物變異的事例,增強學生對生物世界探究的好奇心及保護意識。培養學生們嚴謹的科學態度和熱愛科學的興趣。   ●教學重點  1.舉例說出可遺傳的變異和不遺傳的變異,并能說出引起兩種變異的原因! 2.舉例說出生物的性狀既受遺傳物質的控制又受環境因素的影響。   ●教學難點  1.能夠說出引起兩種變異(遺傳變異與不遺傳變異)的原因! 2.舉例說出生物的性狀既受遺傳物質的控制又受環境因素的影響。   ●教學方法  觀察法、測量比較法、統計法、分析法、討論法等。   ●教具準備  教師準備:  大小兩個品種的大量花生;有關生物變異的多媒體課件或投影片。  學生準備:  收集生物的變異的資料或圖片。   ●課時安排  1課時   ●教學過程 。蹚土暸f課,導入新課]  上節課我們學習了關于“生男與生女”的問題,首先我們先來回顧一下上節課所學的有關內容。 。ㄗⅲ捍蜷_投影片,讓同學們思考并回答)  投影片:  1.人的性別遺傳,科學家們最早將注意力集中在什么的觀察上?  2.男女性染色體的差異! 3.為什么說生男生女機會均等? 。ㄗⅲ簩W生回答。)  學生1:科學家首先把注意力集中到對男性和女性染色體的觀察上! W生2:y染色體與x染色體在形態上有明顯的區別:x染色體較大,y染色體較小! W生3:男人一次排精子可產生上億的精子,這些精子從含有的性染色體來說只有兩種,一種是只含x染色體的,一種是只含y染色體的。女人在兩次月經之間,會排出一個含x染色體的卵細胞。受精時,兩種精子與卵細胞的結合機會均等! 。ㄗⅲ簩卮鸩煌晟频耐瑢W教師可請其他同學給予補充或自己完善;對此教師給予鼓勵性,贊揚性的評價。)  教師:放眼生物世界,不同種類的生物固然千差萬別,同種生物之間也存在著各種各樣的差異,像我們在第一節中學過的各種相對性狀。這些都源于生物的變異。接下來大家請看關于生物變異的多媒體課件(或投影片)。  多媒體課件(或投影片) 。ㄗⅲ嚎刹シ庞嘘P的圖片資料。如:棉花的短果枝與長果枝;水稻的短稈與長稈;果蠅的白眼與毛眼、殘翅與全翅;家鴿羽毛的灰紅色與白色;人的色盲、糖尿病、白化病等;植物中的白化苗等等。播完后立刻關上。)  教師:看完之后,請大家回想并敘述你所看到的因生物變異而呈現相對性狀的例子。  (注:學生每回答一種,教師重新打開其圖片以鞏固和驗證其準確性。)  學生1:棉花的果枝一般為短果枝,由于變異而出現長果枝,增加了棉桃的數量,是一種有利變異,與短果枝便形成了一對相對性狀。  學生2:水稻的短稈屬于變異的結果。長稈易倒;短稈抗倒伏,形成一對相對性狀! W生3:果蠅的紅眼、全翅屬正常;而紅眼、缺翅是變異的結果,分別形成相對性狀!   。ㄗⅲ航處煈獜倪@些學生良好的記憶與語言表達組織上給予鼓勵性的評價。)  教師:除了剛才大家看到的一些相對性狀之外,你還知道多少有關生物變異的例子呢?  學生:人體正常的紅細胞形狀像“燒餅”。而變異的患貧血癥的一種形狀是鐮刀形;這兩種形狀上的差異便構成了一對相對性狀!   。壑v授新課]  教師:可見生物的變異是普遍存在的,然而生物的變異為什么會普遍存在?要解答這個問題,我們需要通過探究活動來找到答案! 。ㄗⅲ航處煱鍟,并對此次活動做以下安排以及相關的注意事項和要求。)  板書:第五節 生物的變異  一、生物的變異是普遍存在的  二、探究一種變異現象 。ɑ顒影才排c要求)  1.分組,每四人為一組,要求各組員之間分工合作。如:領分人員,測量人員,記錄人員校正監督員等! 2.規定測量工具(統一為三角板或直尺及圓規)! 3.規定測量數字上的取舍;如:統一規定為毫米。規定測量樣品數量不少于30粒! 4.限定時間。適當控制實驗時間,留足討論的時間! 5.要求繪制曲線圖。匯報兩個品種花生果實在不同長度范圍內的數量分布及各自的平均值。 。ɑ顒娱_始,約5~7分鐘結束。) 。ㄗⅲ夯顒咏Y束后。請每組匯報本組統計的結果,教師記錄。)  學生1:我們組測得大花生品種長度為9毫米的有x粒,10毫米的有x粒,11毫米的有x粒。30粒平均長度為x毫米。小花生品種長度為7毫米的有x粒,8毫米的有x粒,9毫米的有x粒,10毫米的有x粒。30粒平均長度為x毫米。  (注:教師記錄其不同品種的平均長度。)  ……  教師:接下來請大家思考以下討論題。討論后并回答! ⊥队捌骸 1.請問從不同品種的花生果實在不同長度范圍內的數量分布狀況中,你能得出什么結論?  2.比較全班同學統計的不同品種果實長度的平均值,你能得出什么結論?  3.如果小花生種在肥沃土中,大花生種在貧瘠土中,結果將怎樣?你的依據是什么?  4.從大花生中選擇一粒飽滿粒大的種子種下去,所收獲的種子一定都是大的嗎?為什么? 。▽W生討論完后回答。)  學生:通過對比發現大花生種子在10毫米范圍內的數量最多,而小花生種子在8毫米的范圍內的數量最多,但兩者在其大范圍內都有少量種子。說明大花生與小花生是對相對性狀! 〗處煟赫埓蠹覐纳顚哟稳シ治龌ㄉL度這種相對性狀產生的原因。  學生:大小花生長度各自并不相等,說明大花生或小花生在表現性狀的數量上存在著差異,這可能與花生在生長過程中受周圍環境的影響有關! 。ㄗⅲ嚎啥嗾垘讉同學回答、討論,最后教師應給予總結。)  參考答案:大小花生的果實“大小”這種相對性狀表現出來的是數量差異。由于任何性狀都是控制該性狀的基因與環境共同作用的結果,所以基因組成相同的大花生,果實的長度有長也有短,這主要是環境引起的變異。但環境影響所引起的變異程度是有限的,所以大花生(或小花生)的果實總在一定范圍內波動! W生2:通過比較可知,大小花生長度上的平均差異是受遺傳物質控制的! 〗處煟罕容^這種相對性狀的差異,應該比較它們數量的平均值。剛才我們列舉的例子中有哪些屬于這種類型呢?  學生:玉米的長穗與短穗;籽粒的多與少;菊花顏色上的過渡;番茄個體的大小差異……  教師:以花生為例,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,這種差異主要是由于遺傳物質的差異引起的。  學生3:大花生的種子種在貧瘠的土地上,其果實將會變;小花生的種子種在肥沃的土壤中,其果實會長大。因為環境的變化影響生物性狀的表現。  學生4①: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,若不考慮環境影響的話,其平均值仍和原大花生品種相近! W生4②:不一定,我認為要看控制花生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,其后代就有大小兩種可能。 。ㄗⅲ航處煂孜煌瑢W的回答作出合理的、公正的、鼓勵性的評價;對于第四小題出現的兩種回答,教師應引導學生深入具體分析,最終全面分析其可能性。若有可能,可以播放關于本小題的實驗錄像,增強學生的感性認識。)  教師:對于第四小題,我們可將兩位同學的作答結合起來。因為我們知道,生物的性狀是受基因控制的;也受環境的影響,而且這里花生籽粒大小為數量性狀。哪位同學可做全面分析?  學生:一、要看控制花生大小這一對相對性狀的基因組成來確定。如果是aa型,則后代全為大;若是aa型,其后代大部分為大, 為小。二、花生的大小是一種數量性狀,其后代肯定有大有小,但其平均值非常接近原大花生品種。三、若把這粒種子種在肥沃的土壤中,其收獲的種子絕大多數都是大的! 。壅n堂小結]  教師:通過探究花生籽粒的大小,使我們明白,生物性狀的變異首先決定于遺傳物質基礎的不同,同時也受環境的影響! “鍟荷镄誀畹淖儺悰Q定于遺傳物質;也受環境的影響! 〗處煟捍蠹宜伎迹阂涣P∑贩N花生在肥沃土壤中形成的“大”種子,再種下去,那么它的后代的平均值是怎樣呢?  學生1:仍然是大種子,其平均值接近大種子,因為產生它的種子是大型的,體內有大型的基因。  學生2: 我認為是小種子,其平均值應接近它的原品種型。因為,在肥沃土壤中形成的種子雖大,但它體內沒有產生大型的基因,只是受環境的影響,所以,它產生的后代的平均值應接近于原品種型! W生3:不一定,如果它在肥沃土壤環境的影響下,它體內的基因發生了改變,則產生的后代其平均值應是接近于大型的。  ……  (注:教師對學生的各種回答給予合適的贊賞性的評價。同時,應對此作出總結。)  教師:可見,花生后代的平均值主要取決于其體內的遺傳物質是否發生改變。如果受外界環境的影響,僅僅是表現上為大型花生,其體內遺傳物質沒有發生改變,那么,它的后代平均值應接近于小型的。反之,則接近于大型的,對此,你還能舉出一些例子嗎?  學生1:將原是旱地的小麥種子,種在水澆地、籽粒飽滿,而再種回到旱地,則表現出來的仍是原旱地表現型。  學生2:將原是旱地的小尖椒,種在水澆地小尖椒變為大尖椒;但將其種子種在旱地,仍然是小尖椒,說明其體內基因未發生改變! W生3:將原是水澆地的棉花種子,種在旱地,植株變矮;若將其在旱地種植幾年后,又將其種在水澆地,其植株高的平均值仍為矮稈說明其體內的基因發生了改變,并遺傳給了后代!   。ㄗⅲ航處煂W生的自由回答給予鼓勵性的評價。最后,可引導學生一起將本節內容總結概括。一是本次活動中的注意事項;二是本節知識點的概括。)  [鞏固練習]   一、看誰選得對  1.下列不屬于生物的變異的是(。 .玉米果穗的顏色上的差異  b.安康羊的后代比其父母矮許多  c.紅眼果蠅與白眼果蠅的頭部  d.未成熟的小蘋果與成熟的大蘋果  答案:d  2.在測定某種數量性狀時,所選擇的對象至少為(。 .2個    b.4個  c.30個    d.15個  答案:c  3.在生物變異的遺傳過程中,起決定作用的是( )  a.環境引起的性狀的變異  b.環境引起的遺傳物質的變異  c.環境因素的影響  答案:b   二、思考題  引起生物變異的原因是什么?并舉例說明! 〈鸢福褐饕獩Q定于遺傳物質——基因,同時也受環境的影響。比如 :在相同條件下,大花生品種的種子產生后  代的長度的平均值大于小花生品種的種子產生后代的長度的平均值。這說明基因控制生物的性狀;在每一品種的后代中有大有小說明生物的性狀也受環境的影響。   ●板書設計第五節 生物的變異  一、生物的變異是普遍存在的  二、探究一種變異現象  生物性狀的變異決定于遺傳物質;也受環境的影響。   ●備課資料  1.基因突變  所謂基因突變,就是一個基因變為它的等位基因;蛲蛔兪侨旧w上一個座位內的遺傳物質的變化,所以也稱作點突變(point mutation)! 』蛲蛔冊谏锝缰惺呛芷毡榈,而且突變后所出現的性狀跟環境條件間看不出對應關系。例如有角家畜中出現無角品種,禾谷類作物中出現矮稈植株,有芒小麥中出現無芒小麥,大腸桿菌中出現不能合成某些氨基酸的菌株等,都看不出突變性狀與環境間的對應關系! ⊥蛔冊谧匀磺闆r下產生的,稱為自然突變或自發突變(spontaneous mutation);由人們有意識地應用一些物理、化學因素誘發的,則稱為誘發突變(induced mutation)! 2.突變體的表型特性  突變后出現的表型改變是多種多樣的。根據突變對表型的最明顯效應,可以分為:  (1)形態突變(morphological mutations) 突變主要影響生物的形態結構,導致形狀、大小、色澤等的改變。例如普通綿羊的四肢有一定的長度,但安康羊(ancon sheep)的四肢很短,因為這類突變可在外觀上看到,所以又稱可見突變(visible mutations)! 。2)生化突變(biochemical mutations) 突變主要影響生物的代謝過程,導致一個特定的生化功能的改變或喪失。例如鏈孢霉的生長本來不需要在培養基中另添氨基酸,而在突變后,一定要在培養基中添加某種氨基酸才能生長,這就發生了生化突變! 。3)致死突變(lethal mutations) 突變主要影響生活力,導致個體死亡。致死突變可分為顯性致死或隱性致死。顯性致死在雜合態即有致死效應,而隱性致死則要在純合態時才有致死效應。一般以隱性致死突變較為常見,如上面講過的鐮形細胞貧血癥的基因就是隱性致死突變。又植物中常見的白化基因也是隱性致死的,因為不能形成葉綠素,最后植株死亡。當然,有時致死突變不一定伴有可見的表型改變。  致死突變的致死作用可以發生在不同的發育階段,在配子期,胚胎期,幼齡期或成年期都可發生。如女婁菜的細葉基因b是配子致死,而小鼠的黃鼠基因ay在純合時是合子致死! ≈滤阑虻淖饔靡灿凶兓;蛐蜕蠈儆谥滤赖膫體,有全部死亡的,有一部分或大部分活下來的。從而根據基因的致死程度,可以分為全致死(使90%以上個體死亡),半致死(semilethals,使50%~90%個體死亡)和低活性(subvitals,使50%~10%個體死亡)等! 。4)條件致死突變(conditional lethal mutation) 在某些條件下是能成活的,而在另一些條件下是致死的。例如噬菌體t4的溫度敏感突變型在25℃時能在e.coli宿主中正常生長,形成噬菌斑,但在42℃時就不能這樣。  上面這樣的分類,只是為了敘述的方便,事實上相互之間是有交叉的。因為基因的作用是執行一種特定的生化過程,所以可以說,幾乎所有的基因突變都是生化突變! 3.突變發生的時期  突變可在個體發育的任何時期發生。如某一動物的性腺中某一個配子發生基因突變,則與這個配子結合而產生的個體就是這個突變基因的雜合體。如這突變基因是顯性,則子代中這一個體即表現為突變型。如動物的受精卵在進行第一次核分裂時,一對子染色體中的一條發生一個突變,那么長成的個體中,有一半細胞有這個突變基因。如果這個突變基因是顯性,則個體的一半顯示不同的性狀,就出現所謂嵌合體(mosaic)。一般地說,在個體發育過程中,突變發生的時期越遲,則生物體表現突變的部分越少。例如有一種貓,叫做金銀眼貓,貓的一只眼睛的虹彩是黃褐色,另一只眼睛的虹彩是藍色,這大概是在個體發育較后階段發生突變的結果吧! ≡谥参锢,一個芽在發育的極早時期發生突變,這芽長成枝條,上面著生的葉、花和果實跟其他枝條不同,這叫做枝變或芽變(bud sport)。芽變往往自發地產生,沒有明顯的外因。芽變在農業生產上占有重要地位,因為果樹和花卉的許多新品種就是由芽變得來的。例如根據研究,溫州早橘有許多品系來自溫州密橘(citrus reticulata)的芽變。一般芽變僅限于某一性狀,或某一些有關性狀,而其他許多性狀仍跟原來品種一樣,所以應用嫁接、壓條等無性繁殖方法,把這些優良性狀保存下來,再經過適當選擇,可以繁育成為新品種! ≈v到微生物等,要區別體細胞和性細胞是不必要的。因為在這些生物中,整個個體可以從體細胞發育而成。例如鏈孢霉可從無性孢子或菌絲片段長成整個個體,所以無性世代發生的突變,以后也可通過有性世代而遺傳下去! 4.突變率  在正常的生長條件和環境中,突變率(mutationrate)往往是很低的。果蠅的x連鎖隱性致死基因的突變率約為0.1%,或每一千個測驗過的配子中,有一個x染色體有隱性致死突變。果蠅的第2染色體的自發致死突變率較高,約為0.5%。果蠅的第3染色體的長短跟第2染色體相似,突變率也差不多。果蠅的第4染色體是點狀染色體,突變率自然也較低。所以果蠅的總的致死突變率約為1%,或每一百個配子中有一個配子帶有新產生的致死基因。如果我們把產生半致死或低活力效應的為數更多的基因突變率也包括在內,那么果蠅中產生有害效應的基因的總突變率約為5%,或20個配子中有1個! ∵@5%的數值自然包括很多染色體上座位的突變,所以每一座位上的突變率應該低得多。果蠅中,測得的單一座位的突變率,數值有變化,但大致上在10-5范圍。其他生物的基本突變率也隨基因的不同,而數值各異。例如在玉米中,蠟質基因wx的突變率測不到,而無色糊粉層基因rr的突變率可高到每十萬個配子中有49個突變! ≡谌祟惙矫,突變率的估計方法之一是根據家系中有顯性性狀的患兒的出現。在這些家系中,祖先各代是沒有這些性狀的;如雙親一方也有同一遺傳病,則這名患兒應除去不計。  例如軟骨發育不全(achondroplasia)由常染色體顯性基因引起,患者四肢粗短。根據neel(1941)的一個調查,在94,075活產兒中,發現10例為本病患者,其中2例的一方親體也是本病患者,所以應該除去不計,其余8例的雙親正常,可認為是新突變的結果。因為這病是顯性遺傳,而且外顯率基因完全,所以每個新生兒被認定患有軟骨發育不全時,就表示形成這兒童的兩個配子中,有一個配子發生了顯性突變,從而每個基因的突變率是(10-2)/2(94075-2)=4.2×10-5  neel根據多方面的資料,估計了人的9個不同基因的突變率,發現人類基因的突變率大致上跟果蠅基因的突變率相似,都位于10-5的范圍! ∮衩缀托∈蟮耐蛔兟矢壓腿藢儆谕环秶,但微生物的突變率明顯地較低。突變率的降低或許跟生活史的縮短有關。像細菌這樣單細胞生物中,突變率是以細胞分裂為基礎來計算的,而在像果蠅和小鼠這樣多細胞生物中,每一世代時間(generation time)包括很多次連續的細胞分裂,而在每一次細胞分裂中都可發生突變,突變率自然就要高些! 5.自發突變的原因  自發突變是很早就知道了的。上面已提到過,在家養動物和園藝植物中,時常有突變體出現。在19xx年,摩爾根用白眼果蠅證明有伴性遺傳現象。但最初一只白眼果蠅是在野生型果蠅的培養瓶中自發出現的,以后摩爾根和他的學生們所用的很多突變型也都是自發產生的。那就是說,這些突變型不是用人工方法誘發的。事實上,差不多要在20年以后,才知道突變是可以誘發的! ∽园l突變是怎樣產生的,到現在還不十分了解。自然界中的輻射,如宇宙線、生物體內的放射性碳和鉀等,可能是一種原因,但自然界中的電離輻射強度不足以說明自發突變的全部,可能只能說明其中的極小一部分! 囟鹊臉O端變化是另一種誘變因素。例如有人認為極端溫度是黃鵪菜(crepis)自發突變的重要因素。雖然基因突變率隨溫度升高而增加,用過高的溫度(例如40℃)或過低溫度(例如0℃)處理,也可增加突變率,但總地看來,溫度在自發突變中的重要性還比不上自然輻射。  自從知道化學藥品可以誘發突變后,不久就意識到周圍環境中各種化學物質的潛在誘變性。不過自發突變不能單單歸因于外界因素,也應考慮到體內或細胞內某些生理、生化過程所產生的物質的作用。支持這一論點的證據是:(1)植物的種子貯藏久了,常常增加突變率。例如在正常情況下,金魚草的突變率大約是1%(包括所有的基因,如果每個基因的突變率是100萬中10個,那么如果一個配子中共有1000個座位的話,即可得到1%)。但種子貯藏6~9年后,突變率就從1%增加到1.6%~5.3%,貯藏xx年后可達14.3%。(2)從陳種子中可提取一些誘變物質。例如從煙草的陳種子中壓出油來,用這種油處理同一煙草品種的新鮮種子。從這樣種子長出來的幼苗,突變種類跟自發突變相似,但突變頻率增加。(3)把番茄種在很干燥的條件下,提高番茄細胞的滲透壓,以后從它們的f2和f3可以分離出多數突變體! 】傊,自發突變的原因還不很清楚,可能外界因素和內部因素都有作用。 第二課時   ●教學目標  知識目標  1.舉例說出遺傳育種的幾種方法! 2.舉例說出遺傳育種在生產中的應用! ∧芰δ繕恕 ∨囵B學生運用所學知識分析解釋問題的能力! ∏楦心繕恕 ⊥ㄟ^學習對有關生物育種現象的分析與解釋增強他們對我國現有的生物高技術水平的信心,培養為祖國未來的科學事業無私奉獻的精神。   ●教學重點  1.了解現代遺傳育種的幾種方法! 2.了解幾種遺傳育種在生產中的應用。   ●教學難點  了解幾種遺傳育種方法及在生產上的運用。   ●教學方法  啟發式、舉例法、分析推理法。   ●教具準備  教師準備:有關人工育種、雜交育種、太空輻射突變育種的圖片及資料;有關總結的投影片。   ●課時安排  1課時   ●教學過程 。蹚土暸f課,導入新課]  通過上節課的學習,我們知道生物變異在自然界是普遍存在的,以及引起變異的原因。接下來,大家一起回顧上節課的有關內容。  投影片:  1.請舉出一兩種生物變異的例子。  2.在探究活動中,兩個不同品種的花生測得的平均值說明了什么問題?  3.在同一品種花生中,每個花生的長度各不相同,這又說明什么問題?  4.結合2、3題,你能得出引起生物變異的原因是什么嗎?  (學生回答)  學生1:比如菊花的不同形態、不同顏色;不同品種玉米果穗的籽粒顏色與大小。它們均是由生物變異而產生的! W生2:大花生品種的平均值大于小花生的這說明大小花生這一對相對性狀是受基因控制的,基因不同則表現性狀也各不相同! W生3:一個品種的花生種子各不相同,說明生物性狀的表現受環境的影響! W生4:由2、3可知,生物的變異除了受遺傳物質控制外,還受環境的影響! 。ㄗⅲ航處熱槍W生的回答給予完善與補充,同時對回答較完善、準確的同學給予鼓勵性。贊賞性的評價;對回答不完善、不準確的同學也給予鼓勵性、客觀性的評價。)  教師:前面我們學習了基因控制生物的性狀而生物相對性狀的差異是生物變異的結果,即控制生物性狀的遺傳物質發生了變異。在我國歷史上,利用生物的變異選擇優良品種已有了上千年的歷史。世界上栽培植物和飼養動物的優良品種中,有許多都源自我國,如水稻、谷子、大豆、家豬等,F代育種的杰出代表袁隆平院士和他的超級雜交水稻更是享譽世界。接下來看一下育種的幾種方法及在生產中的廣泛應用。大家試著利用所學的知識分析解釋其中蘊含的科學道理! 。ㄗⅲ航處煷蜷_多媒體課件或投影片,讓同學們討論、分析,教師板書。)  板書:三、人類應用遺傳變異原理培育新品種  投影(或多媒體課件):  1.運用人工選擇的方法培育新品種  教師:看了圖片之后,試著分析高產奶量牛是如何培育出來的?注意結合所學的知識回答! W生5:先從產奶量不同的三頭奶牛中挑出產奶較多的兩頭奶牛,然后經過許多代的繁殖、培育出高產奶牛的品種。  學生6:奶牛產奶量的多與少可看做是一對相對性狀,分別由相應的基因控制,在繁殖過程中基因會出現變異,可能會培育出產奶量更多的奶牛,這樣我們可以將它們挑選出來。  學生7:人們為了獲得更高的價值,總是挑選產奶量高的品種,這樣就將產奶高的基因保留了下來,這樣在此基礎上可能會變異出產奶量更高的奶牛。  ……  (注:教師對學生從不同角度所做回答均給予客觀的、合理性、鼓勵性的評價。并作以總結,可用投影片或多課體課件展示。同時板書。)  投影片:  這是由于:遺傳物質的變異、不同品種或同一品種的奶?刂飘a奶量的基因組成可以不同。通過人工選擇可以將產奶量高的奶牛選擇出來即將含有控制高產奶量的遺傳物質保留下來,通過繁育,后代還會出現各種變異,再從中選擇、繁育,數代后奶牛不但能夠保持高產奶量甚至會有不斷增加的趨勢。  板書:1.運用人工選擇的方法培育新品種  教師:運用人工選擇培育新品種的方法,在培育家禽、家畜方面應用最廣。除了奶牛之外你知道的還有哪些動物呢?  學生8:雞、鴨、鵝、鴿子、豬、狗、貓、羊、馬、驢、騾等! 〗處煟和ㄟ^人工選擇培育新品種的這種方法需要經過幾代乃至十幾代,花費的時間與精力很多,在現代育種方面應用很少。為了縮短育種時間,而又能獲得優良的品種,需要較先進的育種方法——雜交育種! 。ㄗⅲ航處煱鍟,同時打開多媒體課件或投影片。)  板書:2.雜交育種  投影片(或多媒體課件)  2.雜交育種  教師:看了圖片之后,運用所學知識分析并解析雜交育種的原理! W生9:我認為雜交育種與人工選擇培育新種一樣,都是在繁殖的后代中挑選出優良品種也就是保留優良基因。  學生10:我認為它不同于前種,因為雜交的兩種小麥所表現的性狀一種是高產倒伏,另一種是低產抗倒伏,不是完全的高產抗倒伏小麥當兩者雜交之后,才形成新的品種即高產抗倒伏品種! W生11:高產倒伏小麥中既含有控制高產的基因,又有控制倒伏的基因;同樣低產抗倒伏的小麥中也含有低產與抗倒伏的基因。當他們兩者雜交后,可能會產生高產而抗倒伏的基因型,也就是高產抗倒伏的新品種!   。ㄗⅲ簩W生在回答上較前次會有很大提高,盡可能讓學生找出原理。教師應給予鼓勵性、贊賞性的評價。同時打開投影片給予總結。)  投影片:  這是由于:高產倒伏小麥與低產抗倒伏小麥雜交,低產抗倒伏小麥把抗倒伏的基因傳給了高產不抗倒伏的小麥,抗倒伏基因與高產基因組合在一起,便產生了高產抗倒伏的新品種! 〗處煟和ㄟ^雜交培育新品種,至少需要三代才能培育出新品種。 我們知道現代社會是信息技術高速發展的時代,只有在更短的時間里培育出更優良的品種才會獲得更大的經濟效益以及社會效益。除了雜交育種之外,還有更簡便易行的方法嗎?有,接下來大家請看…… 。ㄗⅲ捍蜷_多媒體課件或投影片。)  投影片(或多媒體課件)  3.經過太空處理培育新品種  教師:觀看圖片之后,請分析這種方法培育新品種的原理! W生1:把普通甜椒的種子搭載衛星時,遠離地球,受到的地心引力就小,就會導致種子內的遺傳物質發生變異,當回到地球之后,播下,就可能會產生太空椒。  學生2:由于太空輻射非常厲害,可能種子在太空“旅行”時,受到輻射影響到它體內的遺傳物質,發生變異,返回后,會產生太空椒。  學生3:可能在火箭上升的過程中所產生的高溫以及太空中極低溫的影響,導致種子內的遺傳物質發生了變異,才會培育出太空椒。  ……  教師:對學生的精彩回答給以贊賞性的評價從而將課堂氣氛推至高潮。同時,教師給予結論,并板書:  投影片(或多媒體課件)  這是由于:太空椒是在太空條件下(強烈輻射,重力消失,極高或極低溫),引起基因發生改變而培育成的新品種! “鍟3.經過太空處理培育新品種  教師:第三種育種方法是以高科技產物的出現為前提的,它可以大大縮短培育新品種的時間,更適應新時代的要求。除了甜椒之外,還可以搭載其他植物的種子或小動物。你可以猜想,在太空旅游幾天回來的小鼠將有什么樣的表現?  學生:要比原鼠的體積增大一倍!   〗處煟捍蠹业牟孪胧怯锌赡艿。咱們知道了太空條件改變了生物的遺傳物質,可不可以把太空條件搬到咱們實驗室呢?  學生:可以! 〗處煟嚎梢,可以模擬太空條件來培育新品種。除此之外,還可以通過化學誘變的方法培育新品種,比如常用的化學誘變劑——秋水仙素。我們在市場上可以買到兩種西瓜,一種是有籽西瓜,一種是無籽西瓜。其中無籽西瓜的培育就是利用秋水仙素處理正常的西瓜種子而獲得的。另外現在的單倍體培育技術,其間也要用到秋水仙素。  關于利用遺傳變異的原理培育新品種的方法還有許多,大家可以查閱有關資料。 。壅n堂小結]  本節課內容不多,應調動學生的積極性,歸納概括所學的知識,培養學生的分析資料和總結知識的能力。教師也應給予適當的總結,以體現情感上的教育與共鳴。 。垤柟叹毩暎    一、看誰選得對  1.用x射線處理過的西紅柿幼苗,能夠使其細胞內的染色體數加倍。這樣番茄的體積增大一倍,維生素c的含量也增加了一倍。這種變異能否遺傳(。 .能                              b.不能  答案:a  2.經過下列處理的種子,哪一種變異不會遺傳給后代( )  a.經過極高,極低溫度處理過的西瓜種子  b.小粒玉米在肥地結出的大玉米種子  c.經過g 射線處理過的芹菜種子  d.經過秋水仙素處理過的甜瓜種子  答案:b  3.下列哪種培育新品種所用的時間最短(。 .人工選擇繁育培育新品種  b.雜交育種培育新品種  c.轉基因技術培育新品種  d.自然選擇產生新品種  答案:c   二、思考題  4.請試述你所知道的應用遺傳變異原理培育新品種的方法! 〈鸢福喝斯みx擇優良品種培育新品種;雜交育種;太空條件下處理培育新品種;轉基因技術培育新品種……   ●板書設計 第五節 生物的變異  三、人類應用遺傳變異原理培育新品種  1.運用人工選擇的方法培育新品種  2.雜交育種  3.經過太空處理培育新品種   ●備課資料  1.誘變在育種上的應用  物理因素和化學因素可以誘發突變,使突變率大大提高,這樣變異的來源就大為增多。通過人工選擇再加上育種上的一些措施,可以培育出生產上需要的各種優良品種。  在微生物選種中,現在已廣泛應用誘變因素,來培育優良菌種。例如青霉菌的產量最初是很低的,生產成本也很高。后來交替地用x射線和紫外線照射,以及用芥子氣和乙烯亞胺處理,再配合選擇,結果得到的菌種,不僅產量大大地提高了,而且混在青霉素制品中的一種黃色素也不再分泌了。  現在我國發酵工業部門已把誘變因素廣泛地應用在各種抗生素菌種和其他工業微生物的育種上,使產品質量繼續提高,產品成本不斷下降。  在植物方面,應用誘變育種,已培育出許多優良品種。這個方法特別有利于改進高產品種的個別不良性狀。例如用g 射線處理秈稻干種子,選出成熟提前15天的新品種,而豐產性狀仍舊保存下來。又一般米粒的蛋白質含量不高,而且所含的蛋白質較多地分布在米粒的外層,在碾成白米時,多已喪失,F在用誘變方法,得到新的水稻品種,不僅提高了米粒中蛋白質的含量,而且蛋白質分布在整個米粒中,所以碾成白米后,米粒中蛋白質含量提高很多。還有,用g 射線和其他誘變劑處理大豆,培育出一個新品種。這品種具有改變了的酶系,在光合過程中消耗有機碳很少,被稱為“非光呼吸作物”。光呼吸雖為植物正常生活所必需,但它的消耗過大,幾乎用去了合成有機碳的一半,所以育成的非(或低)光呼吸作物可在同樣的施肥和管理條件下,提高產量50%。諸如此類的例子是很多的,F在我國在這方面發展特別快,成效也很顯著,先后已育出了一百種以上的水稻、小麥、高粱、玉米、大豆等的新品種,而且有些品種已大面積推廣種植,在糧食增產上起了很大的作用! 2.多倍體的實踐應用  植物多倍體在生產上有重要意義。如四倍體番茄所含的維生素c比二倍體大約多了一倍。四倍體蘿卜的主根粗大,產量比最好的二倍體品種還要高。三倍體甜菜比較耐寒,含糖量和產量都較高,成熟也較早。三倍體的杜鵑花,因為不育,所以開花時間特別長。還有三倍體西瓜,因為很少能產生有功能的性細胞,所以沒有種子! ‖F在特別把同源三倍體無籽西瓜和異源八倍體小黑麥詳細談一談! 。1)無籽西瓜  一般將食用二倍體西瓜(citrullus vulgaris,2n=22)在幼苗期用秋水仙素處理,可以得到四倍體,四倍體植株的氣孔大,花粉粒和種子也較大。把四倍體作為母本,二倍體作為父本,在四倍體的植株上就結出三倍體的種子(3n=33)。三倍體種子種下去后長出三倍體植株來。三倍體植株上的花一定要用二倍體植株的花粉來刺激,這樣才能引起無籽果實的發育。因此必須把三倍體與二倍體相間種植,以保證有足夠的二倍體植株的花粉傳到三倍體植株的雌花上去。  在培植無籽西瓜時,還有下列幾點要注意: 、贋榱吮WC所結的種子是三倍體,可用顯性基因來標志二倍體父本,跟隱性的四倍體母本雜交。例如: 、谟糜谟H本的品種要選用合適,這樣,有可能使無籽西瓜的產量超過一般二倍體西瓜二倍之多。不僅所結的瓜多,而且每個西瓜的重量也可增加! 、廴缫浴2n×♂4n,同樣也可以得到3n,但這種3n植株的雌花中的胚珠會生成硬殼,像有種子一樣,所以這種雜交方案不能采用。  ④三倍體植株的第一朵雌花的胚珠可能生成硬殼,所以最好摘去第一朵雌花。  (2)小黑麥  異源多倍體的合成是作物育種中常用的方法,目的是要把兩個親本種的優良特性匯集在一起?墒鞘聦嵅⒉焕硐,唯一有可能用于生產的是普通小麥與黑麥(secale cereale)雜交,并經染色體加倍后育成的小黑麥(triticale)! ⌒←溎芊衽c黑麥雜交,是由小麥的可雜交基因決定的,與黑麥品種無關。這些含有可雜交基因的小麥品種就稱為“橋梁品種”。橋梁品種間的雜交一代和它們的后代都很容易與黑麥雜交。非橋梁品種也可先與橋梁品種雜交,使可雜交基因傳遞給雜種后代,這樣就可廣泛利用小麥資源來與黑麥雜交,有效地解決了屬間雜交不易成功的困難! ±眯←溒贩N間雜種第一代或第二代做母本,與黑麥進行雜交。普通小麥有21對染色體,它的雌配子有21個染色體,包括三個染色體組(a,b,d);黑麥有7對染色體,它的雄配子有7個染色體,是一個染色體組(r)。小麥的雌配子與黑麥的雄配子結合,所產生的子一代有28個染色體,包括四個染色體組(abdr)。因為這四個染色體組來自不同屬的種,染色體的結構和功能已有很大的分化,它們之間的同源性已經很少,所以在減數分裂時不能形成二價體,子一代不育。當染色體加倍后,雜種的28個染色體成為28對,育性大大提高,能夠結實繁殖后代了。因為小麥和黑麥的染色體基數都是7,加倍后小黑麥的28對染色體是7的8倍,它們又來自不同的種,所以叫它為異源八倍體小黑麥! ∪旧w加倍后的八倍體小黑麥是純種,它們的后代不出現分離現象,但是都表現不同度的結實率低和種子飽滿度不高等共同缺點。但經過幾年的連續選擇,已成功地培育成小黑麥新品種! ⌒『邴湲a量高,抗逆性和抗病性強,耐瘠耐寒,面粉白,蛋白質含量高,發酵性能好,莖稈可作青飼料,適于高寒山區種植,比當地小麥增產30%~40%,比黑麥增產20%左右。但為了使小黑麥在平原地區的產量趕上或超過普通小麥,還要繼續選擇,不斷改進。  3.染色體結構變異的發生機理  要染色體結構發生變異,首先要染色體發生斷裂。發生斷裂以后,在斷裂處仍可愈合,這樣也不會有變異產生。如斷裂后發生重組,這樣就可造成染色體的結構變異。斷裂端發生重組可以有各種方式,但有一點要注意,只有新發生的斷端才有重組的能力,而原來的游離端(端粒telomere)一般是沒有重組能力的。根據上述原則,染色體上發生一個或一個以上斷裂后,就可造成各種結構變異,如上面已詳細說明過的缺失、重復、易位、倒位等! 「鶕䲠嗔寻l生的時間,染色體結構畸變可分為兩大類型,即染色體型和染色單體型。如斷裂發生于g1期,這時染色體尚未復制,可導致染色體畸變,通過s期的復制,可以影響同一染色體的兩條單體。如斷裂發生在g2期,這時染色體已經復制,由兩條染色單體構成,斷裂通常只影響兩條單體中的一條,即導致染色單體畸變! ∪旧w在自然條件下,也會斷裂,引起結構改變。用x線、g 線和其他射線,或某些化學藥品處理,可以增加斷裂和結構改變的頻率。有人把洋蔥磨碎,提出液體,用來處理洋蔥的細胞,可以引起染色體斷裂?梢韵胂蟮玫,染色體在自然條件下的斷裂和改變,也可由體內代謝作用的產物所引起! ≡诎准毎囵B中,添加誘癌劑(如二甲基苯蒽,7,12-dimethylbenz(a)anthracene)可以增加染色體斷裂的頻率,但同時添加抗氧化劑antioxidant(如維生素c,維生素e,亞硒酸鈉na2seo3等)時,可降低染色體斷裂的頻率,這樣看來,抗氧化劑有保護染色體不使斷裂的作用。因為染色體斷裂與致癌作用及衰老有關,所以科學工作者認為,大量服用抗氧化劑,可能有助于癌癥的防止和衰老的延緩! 4.三體在配制一代雜種中的應用  大麥(hordeum sativum)是高度自交的植物,但用適當的品系配制雜種,也有明顯的雜種優勢。雜種不僅可以增產20%~30%以上,而且品質和耐病性也有某種程度提高。但大麥是雌雄同花植物,往往閉花授粉,配制雜交種在技術上有困難。  育種工作者利用染色體畸變方法,培育出一個新的品系。這個品系是一種三體,自交后代分離出兩種植株,其中大部分植株的雄蕊發育不全,不散發花粉,是雄性不育的,在配制雜種時可用作母本,少部分植株跟親代一樣,仍為三體,可作為保持系,用于來年的再生產! ∧敲催@個新品系的細胞遺傳學特征是怎樣的呢?原來大麥的體細胞染色體數是7對,2n=14,而新品系除了正常的14條染色體外,還帶有易位片段的額外染色體一條,成為2n+1的三體。  這品系的某一對染色體上有緊密連鎖的兩個基因,一個是雄性不育基因(ms),使植株不能產生花粉,另一個是黃色基因(r),控制種皮顏色。這兩基因的顯性基因是能形成正;ǚ鄣膍s和控制茶褐色種皮的r,帶有這兩顯性基因的染色體斷片通過易位搭到另一染色體斷片上,形成了一個額外染色體,成為2n+1的三體,如下圖左上方所示那樣。這圖中,與標記基因無關的6對染色體省略。三體植物在減數分裂時,形成7個雙價體(7h),一個額外染色體因有易位片段,往往形成單價體。在后期時,雙價體中的兩條同源染色體各自分向兩極,而額外染色體隨機分配,或分向這一極,或分向另一極,所以三體植株可以產生兩種不同配子。其中一種配子僅有一套正常染色體,其中一染色體上有ms基因和r基因(n=7),另一種配子除含有一套正常染色體,其中一染色體上有ms基因和r基因外,還含有一過剩的易位染色體,上有ms基因和r基因(n=8)。卵細胞中這兩種配子比例大概是7∶3,都可受精,但花粉中有過剩染色體的配子不能授粉。結果自花授粉后所結的種子中,約有70%是有黃色種皮的雄性不育個體(msr/msr),余下的30%是有茶褐色種皮的花粉正常的個體(msr/msr/msr),跟親本完全一樣(如下圖)。因為種皮有兩種顏色,所以可用器械把兩者分開。黃色種子是雄性不育系,植株長大后,如由另一合適的品系的花粉授粉,可配制一代雜種;而茶褐色種子可作保持系用,供第二年的再生產! 〈篼溨欣谩叭w”技術,配制一代雜種,是相當成功的。據報道,一代雜種大麥已在一部分地區推廣種植。

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