1、人教版初中生物八年級下冊生物的遺傳和變異教材分析一、本章課標解讀生命在生物圈中的延續和發展，是生物的生殖和發育、遺傳和變異，并與環境的變化相互作用的結果。教材在生物的生殖和發育之后，安排生物的遺傳和變異內容，是探討生命的延續和發展的自然深入。在內容的選擇上，本章體現了經典內容與最新進展的統一。生物的性狀的表現，其內因是由攜帶遺傳信息的基因控制的，生物的遺傳就是生物通過生殖過程的基因傳遞。生物的可遺傳變異是基因或生物體基因組成改變的結果。教材從經典遺傳學的龐大體系中，提取出基因這一核心概念，以基因為線索，深入淺出地介紹基因與性狀的關系、基因在親子代間的傳遞，目的是使學生簡而明地理解生物遺傳的實質

2、。在此基礎上，介紹基因的顯性和隱性以及禁止近親結婚的道理。在人的性別決定中，從染色體入手，但最終也將落腳點落在了基因水平上。在生物的變異一節中，特別提示了可以遺傳的變異是遺傳物質改變的結果。在以基因為線索介紹經典遺傳學的過程中，巧妙地融入了現代遺傳學的新進展。例如，在基因控制生物的性狀中，選取了轉基因鼠的實驗；在基因和染色體的關系中，選取了反映染色體和DNA之間關系的示意圖等。本章教材在內容的組織上，體現了學科內在邏輯與學生認識規律的統一。從本章五節的內容組織上看，第一節基因控制生物的性狀，解決的是生物個體的性狀與基因關系問題，同時也隱含著親代的性狀能夠在子代出現，是親代基因傳給了子代的緣故。

3、第二節基因在親子代間的傳遞，解決的是親代基因如何傳遞到子代的過程，也是學生認識遺傳的核心問題。第三節基因的顯性和隱性，重在解決控制相對性狀的成對基因之間的關系問題，以及為什么具有相對性狀差異的雙親，后代會有復雜的表現。應該說本節是前兩節內容的綜合，是本章的難點。第四節人的性別遺傳，主要運用前三節的知識，解釋學生關注的人的性別遺傳問題，可以說是遺傳知識的擴展。第五節是生物的變異。遺傳和變異是一對矛盾的兩個方面，遺傳討論的是基因穩定傳遞的一面，變異討論的是基因發生改變或基因組合的改變，這種變化必然導致親子代之間性狀的差異。在本節中，特別提出生物的性狀既受基因控制，又受環境的影響，使學生對性狀與基因

4、的關系和遺傳與變異問題的理解更加全面。由此可見，教材在內容的組織上，是以基因為線索，步步深入和擴展的，體現了學科內在邏輯與學生認識規律的統一。教材在內容的呈現方式上，注意了從學生的生活經驗出發，從創設的情境中提出問題，激發學生主動探究，自主獲得知識、技能和積極的情感體驗。本章各節，都鮮明地體現出這些特點，例如，第一節安排的觀察與思考、資料分析，目的是通過學生對比較熟悉的動物、植物和自身性狀的具體觀察，抽象出什么是性狀，接著通過轉基因鼠實驗的分析討論，獲得基因控制性狀的結論。第二節從學生已經學過的染色體入手，通過觀察染色體和DNA之間關系的示意圖，使學生了解基因在染色體上。接著通過染色體的傳遞揭

5、示出基因的傳遞過程。本章教材重視滲透科學史和科學方法。教材在討論一些問題時，不失時機地介紹了前人的研究過程和結論。例如，在討論基因在親子代間傳遞的內容時，介紹了比利時的胚胎學家比耐登的發現；在基因的顯性和隱性的討論中，介紹了孟德爾的豌豆雜交實驗；在討論男女染色體的差別時，介紹了細胞學家麥克郎和威爾遜等的有關研究結果。這種史論結合，以史帶論的編寫方式，目的是增加教材的趣味性和可讀性，啟迪學生深入的思考和探究。本章安排了探究變異現象的學生活動，讓學生體驗科學過程與科學方法，培養科學探究能力和科學態度與價值觀。希望教師給予足夠的重視。本章在各個欄目中，注意了科學與社會、科學與生活的緊密聯系。希望教師

6、結合教學進程和相關的教學內容，積極指導學生閱讀、討論。這對于提高學生積極的情感態度和形成正確的價值觀，將會有積極的意義。 二、本章知識概要生命在生物圈中的延續和發展，是生物的生殖和發育、遺傳和變異，并與環境的變化相互作用的結果。生物的性狀表現，除受環境因素影響外，其根本原因是由攜帶遺傳信息的基因控制的，生物的遺傳就是生物通過生殖過程的基因傳遞。生物的可遺傳變異是基因突變或基因組成改變或染色體數目發生變化的結果。 本章的知識結構如下： 1、基因控制生物的性狀（生物的性狀、基因控制性狀） 2、基因在親子代間的傳遞（染色體、DNA、基因；基因經生殖細胞進行傳遞） 3、基因的顯性和隱性（孟德爾的豌豆雜

7、交試驗；近親結婚的危害） 4、人的性別遺傳（性染色體決定性別；生男生女機會均等） 5、生物的變異（生物變異的現象以及在生產實踐中的應用） 本章中存在著多處“觀察與思考”、“資料分析”，還安排了探究變異現象的活動，從中要能夠運用科學方法解釋生命科學的有關問題，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，以及運用所學知識解釋調查結果的能力。在學習本章知識及參加相應的實驗活動中，關注轉基因技術給人類帶來的影響，增強實事求是的科學態度，認識科學對人民生活的重要作用，體驗科學過程與科學方法，從而形成科學的態度與價值觀。通過本章的學習，讓學生明確生殖細胞是基因在親子代間傳遞的橋梁，能夠說

8、出基因、DNA和染色體的關系，認識到生物的性狀是由基因控制的，知道性別決定的道理，認同禁止近親結婚，了解遺傳育種在實踐上的廣泛應用。 三、教學建議 第一節 基因控制生物的性狀教學目標1.舉例說出生物的性狀，以及親子代間在性狀上的延續現象。舉例說出不同種性狀和相對性狀之間的區別。2.舉例說出生物的性狀是由基因控制的。3.關注轉基因技術給人類帶來的影響。教學策略遺傳和變異是生命得以延續和發展的重要內因。生物的遺傳是在生殖過程中完成的，生物的性狀都是遺傳物質在發育中和環境相互作用的結果。本章的引入，應緊扣本單元的主題，并與第一章的生殖和發育相銜接。人們對遺傳與變異的認識，最初是從比較親子代的各種特征

9、開始的，然后由表及里逐步深入到基因水平。本節的教學也應按著這樣的思路設計。先引導學生認識什么是生物的性狀，然后探討性狀的控制。觀察生物的各種性狀，如果完全在課內完成，教師應適當控制時間。由于觀察內容的分量并不重，重在對問題的討論，因此，應安排較充裕的時間討論教材中提出的6個問題。如果有條件，教師在課前應簡要指導學生具體識別性狀，安排學生調查自己和父母、父母的父母之間的性狀關系，調查身邊動物和植物上下代性狀的情況，這樣可以使討論更充分些。但無論是哪種方式，通過討論應使學生認識以下幾點。1.性狀包括生物體所有特征的總和，如形態結構特征、生理特征和行為方式等。有些性狀是可見的，有些性狀是難以觀察到的

10、。2.能夠初步識別不同種類的性狀和相對性狀。可以讓學生舉例說明。3.生物的性狀受遺傳物質的控制，但也會受生活環境的影響。基因控制性狀是本節的難點。關于基因的概念在此不必深究，學生只要知道基因是遺傳物質的一部分即可。本節難在對轉基因過程和轉基因超級鼠的性狀變化的分析，在此教師可以一步步地引導學生觀察、說明和討論。在這個過程中，教師應注意說明以下幾點。1.在雌雄小鼠交配后，要從輸卵管中取出核尚未融合的受精卵（精子進入卵細胞后，在精子核與卵細胞核尚未融合前，這種受精卵適宜轉入大鼠生長激素基因）。2.將事先備好的大鼠生長激素基因吸入顯微注射器中，在顯微鏡下將大鼠生長激素基因，注入小鼠核尚未融合的受精卵

11、內的卵細胞核或精子核中。注射之后，小鼠受精卵內的精子核和卵細胞核將融合成一個細胞核，其中攜帶著轉入的基因。3.將已經導入了大鼠生長激素基因的受精卵，注入小鼠的輸卵管中去。這樣小鼠的輸卵管中就有了兩種受精卵，一種是導入了大鼠生長激素基因的受精卵，另一種是輸卵管中原有的未轉基因的受精卵。在分析了轉基因超級鼠研制過程示意圖之后，教師應引導學生認識到，超級鼠體量增大（體量大小是一種性狀）是大鼠生長激素基因作用的結果，由此得出基因控制性狀的結論。在學生明確了基因與性狀的關系后，教師可結合轉基因技術，舉例介紹幾種轉基因動物和轉基因食品，以及由此引起的社會爭議，激發學生發表意見。背景資料性狀和相對性狀性狀（

12、character）：遺傳學中把生物體所表現的形態結構、生理特征和行為方式等統稱為性狀。單位性狀（unit character）：孟德爾在研究豌豆等植物的性狀遺傳時，把植株所表現的性狀總體區分為各個單位作為研究對象，這樣區分開來的性狀稱為單位性狀。豌豆的花色、種子形狀、子葉顏色、豆莢形狀、豆莢（未成熟的）顏色、花序著生部位和株高等性狀，就是7個不同的單位性狀。相對性狀（contrasting character）：不同個體在單位性狀上常有著各種不同的表現，例如，豌豆花色有紅色和白色，種子形狀有圓和皺。遺傳學中把同一單位性狀的相對差異，稱為相對性狀。孟德爾在研究單位性狀的遺傳時，就是用具有明顯差

13、異的相對性狀來進行雜交試驗的，只有這樣，后代才能進行對比分析研究，從而找出差異，并發現遺傳規律。 第二節 基因在親子代間的傳遞教學目標1.描述染色體、DNA和基因之間的關系。2.描述生殖過程中染色體的變化。3.說出基因經生殖細胞在親子代間的傳遞。教學策略上節解決了基因控制性狀的問題，本節討論親代的基因如何傳給子代問題是順理成章的。教師在引入中，應明確探討基因傳遞問題的思路，即基因在什么地方?基因通過什么途徑由親代傳給子代?關于基因和染色體。教師可以事先備好圖片，幫助學生回顧七年級上冊關于細胞結構的知識，從中回憶起細胞核內染色體含有蛋白質和DNA，以及DNA是遺傳物質等知識。在此基礎上，教師可以

14、引導學生猜想，既然DNA是遺傳物質，基因應該在染色體的何種成分上，但最終教師應明確地說明基因在DNA上（學生不具備排除基因在蛋白質上的基礎）。接著引導學生觀察人體染色體圖以及染色體和DNA之間關系的示意圖。在觀察、思考、討論的基礎上，教師可以結合兩圖幫助學生了解以下幾點。1.圖中顯示的是一個細胞核的染色體。染色體可通過特殊染色清楚的辨別出來。2.一條DNA上有許許多多的基因，一個基因只是DNA上的一個片段，生物的各種性狀都是分別由這些不同的基因控制的。一條染色體上攜帶著許多基因。3.細胞核內的染色體是成對存在的，基因也是成對的。（仔細觀察可以發現，成對的染色體不但形態大小相似，在相對位置上所染

15、成的顏色也相似，表明內部的成分相似，但染色體所涂的顏色不是基因的位置）。關于基因的傳遞，教師可以通過回顧人的生殖過程，幫助學生認識到父母的基因是分別通過精子和卵細胞傳給子代的。也可以讓學生討論得出這一結論。接著可以提出，父母應該把多少基因傳給子代呢?由此激發學生，仔細閱讀教材的有關部分，并通過小組討論，合作完成添圖。最后教師組織學生分組匯報結果。如果有時間且學生條件好，教師可以提出“為什么一對夫妻所生的幾個孩子，長相會有差別?”等類似的問題，讓學生討論，為后邊的學習打下基礎。 第三節 基因的顯性和隱性教學目標1.舉例說出相對性狀與基因的關系，描述控制相對性狀的一對基因的傳遞特點。2.說明近親結

16、婚的危害。3.增強實事求是的科學態度和運用科學方法解釋生命科學的有關問題。教學策略本節內容是前兩節內容的綜合和深入，是本章的難點之一。教師可以在簡要回顧一種性狀是由一對基因控制的，父母通過精子和卵細胞，分別只把一對基因的一個傳給了受精卵，這樣子代的體細胞中，控制一種性狀的基因仍然有一對，一個來自父方一個來自母方。在此基礎上，教師可以提出本節需要解決的問題，即控制相對性狀的一對基因之間的關系問題。教師可以指導學生閱讀教材，也可以再舉出幾個典型實例，以激發學生積極探索的欲望，同時表明該問題具有普遍性。教材安排孟德爾的豌豆雜交實驗，目的是啟發學生回答上述問題，需要科學的實驗，并通過對實驗結果的分析，

17、得出基因有顯性和隱性的關系。關于孟德爾的豌豆雜交實驗，教師可以讓學生仔細閱讀，在閱讀的基礎上，師生共同討論得出結論。也可以在教師帶領下，結合實驗以問題推進的方式，逐步得出結論。大致如下：1.孟德爾選擇了容易區別的相對性狀作為研究對象，例如高豌豆高約1.82.1 m，矮豌豆高約0.20.5 m。如果高豌豆控制高度的一對基因是AA，矮豌豆控制高度的基因是aa，兩者雜交的后代雜種豌豆會怎樣呢?（要求學生回答，教師可以強調雜種高豌豆與上代高豌豆一樣的高。）2.雜種豌豆為什么只表現高的呢?難道控制矮性狀的基因（a）沒有傳給子代嗎?（指導學生閱讀教材的有關部分，安排學生討論，并回答。）3.把雜種高豌豆種下

18、去，后代有高也有矮，并且矮的還和原來的矮豌豆一樣的矮，其體內含有矮基因（a）。這表明了有的雜種豌豆雖表現高的性狀，但含有控制矮性狀的基因（a），只是未能表現出來。由此可見，雜種高豌豆體內既有高基因（A），也有矮基因（a），雜種細胞中同時含有A和a時，能夠通過性狀表現出來的基因A稱為顯性基因，被掩蓋的基因a稱為隱性基因。高和矮這對相對性狀，高就是顯性性狀，矮為隱性性狀。4.隱性性狀在什么情況下才能表現出來呢?（可讓學生回答）還可以要求學生思考雜種豌豆的后代為什么高的多矮的少?關于禁止近親結婚，教師可以先讓學生閱讀教材，形成初步的認識，然后師生共同分析一典型實例，使學生了解到，在一個家族中攜帶某種

19、隱性致病基因（如白化病基因）的機會比其他家族也攜帶該種基因的機會要高，當近親結婚后，兩個隱性致病基因相遇的機會大大增加，患病的機會要高出許多。由此使學生懂得為什么我國婚姻法規定禁止近親結婚的道理。科學·技術·社會中介紹了中國參與人類基因組計劃的有關情況，以及基因組研究的新進展，教師應要求學生課后閱讀，或以此為題，鼓勵學生自己搜集有關信息資料，開辦班級小展覽。背景資料人類基因組計劃現代遺傳學家認為，基因是DNA（脫氧核糖核酸）分子上具有遺傳效應的特定核苷酸序列的總稱，是具有遺傳效應的DNA分子片段。基因位于染色體上，并在染色體上呈線性排列。基因不僅可以通過復制把遺傳信息傳遞給

20、下一代，還可以使遺傳信息得到表達。如不同人種之間頭發、膚色、眼睛、鼻子等不同，是基因差異所致。人類只有一個基因組，大約有35萬個基因。人類基因組計劃是美國科學家于1985年率先提出的，旨在闡明人類基因組約30億個堿基對的序列，發現所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息，使人類第一次在分子水平上全面地認識自我。計劃于1990年正式啟動，這一投資30億美元的計劃的目標是，為30億個堿基對構成的人類基因組精確測序，從而最終弄清楚每種基因制造的蛋白質及其作用。打個比方，這一過程就好像以步行的方式畫出從北京到上海的路線圖，并標明沿途的每一座山峰與山谷。雖然很慢，但非常精確。隨著人類基

21、因組逐漸被破譯，一張生命之圖將被繪就，人們的生活也將發生巨大變化。基因藥物已經走進人們的生活，利用基因治療更多的疾病不再是一個奢望。因為隨著我們對人類本身的了解邁上新的臺階，很多疾病的病因將被揭開，藥物就會設計得更好些，治療方案就能“對因下藥”，生活起居、飲食習慣有可能根據基因情況進行調整，人類的整體健康狀況將會提高，二十一世紀的醫學基礎將由此奠定。 第四節 人的性別遺傳教學目標1.說明人的性別差異是由性染色體決定的。2.解釋生男生女的道理，理解生男生女機會均等的原因。3.能用科學的態度看待生男生女問題。教學策略性別是一種特殊的性狀，在學生中總是存在著一種神秘感，自然成為學生感興趣的話題。安排

22、本節內容可以滿足學生對于性別決定和性別遺傳知識的需求。另外，社會上一些人仍存在著重男輕女思想，母親生出女孩而遭到家庭成員冷落和責備的現象并不少見。通過本節的學習，要使學生科學地理解和正確地對待生男生女問題，希望教師在教學中滲透這一精神。本節教學內容并不難，時間也較充裕，應該適當安排學生活動，讓學生更多地通過自己的觀察與思考，分析與討論獲得結論。關于男女染色體的差別，教材編入男、女成對染色體排序圖。教師可以提出問題后安排學生仔細觀察，找出男女染色體組成上的差異。在此需要教師總結出以下幾點。1.男女體細胞中都有23對染色體，其中有一對染色體在形態、大小上存在著明顯差異（其他22對染色體的形態、大小

23、基本相同）由此判斷男女差異與這對染色體有關，據此把這對染色體稱為性染色體。2.男性體細胞那一對性染色體中，較大的一條命名為X染色體，較小一條稱為Y染色體。3.女性體細胞中的那一對性染色體形態大小基本相同，且和男性體細胞中的X染色體相似，科學家通過進一步的研究，發現它們同是X染色體。關于生男生女機會均等的知識，學生理解起來可能會困難一些。教師可以提出以下問題啟發學生思考：體細胞內的性染色體是成對的，精子和卵細胞內會有幾條性染色體呢（引導學生聯系前面學過的內容回答問題）?如果根據性染色體區分生殖細胞，精子有幾種?卵細胞有幾種?然后安排學生完成教材上的圖解。在條件比較好的學校，可以安排模擬實驗，使學

24、生更好地理解生男生女機會均等的道理。模擬實驗的思路大致如下。1.課前教師可以用兩種不同顏色的圍棋棋子（也可以用豆粒等其他材料）分別表示含X染色體的精子（如黑子）和含Y染色體的精子（如白子），用代表含X染色體精子的棋子代表卵細胞（如黑子）。然后分裝在兩個不透光的容器中，其中一個容器內的棋子代表精子（數量要多，但黑白比例應為11），另一個容器內的棋子表示卵（都是黑子）。2.實驗前教師解釋清兩容器內棋子所表示的含義后，將裝有棋子的容器分給小組（每組兩個容器，一個裝有大量的兩種“精子”，另一個裝有大量的“卵”），然后要求學生模擬隨機受精過程，一個同學從裝有“精子”的容器中隨機摸出一粒“精子”，另一個同

25、學從裝有“卵”的容器內摸出一粒“卵”，放在一起代表受精卵內含有性染色體的種類（或男或女），并把結果記錄下來。3.討論結果得出結論。如果有時間，可以在課上討論練習第2題，加深理解本節的難點。背景資料人類的染色體組在有絲分裂中期的染色體最典型，此時細胞 經過分裂間期的復制，具有兩個相同結構的染色單體并由著絲點（主縊痕）相連。根據著絲點的位置而定，可將中期染色體分為四種：中著絲粒染色體、亞中著絲粒染色體、端著絲粒染色體、近端著絲粒染色體（圖5）。人類染色體組型是指人的一個體細胞中全部染色體的數目、大小和形態特征（圖6）。進行人類染色體組型分析就是根據上述特征對人類染色體進行分組、排列和配對。生物的染

26、色體組型代表了生物的種屬特征，所以，進行染色體組型分析，對于探討人類遺傳病的發病機理、動植物的起源、物種間的親緣關系等都具有重要意義。人類男性體細胞的正常染色體組型具有46條染色體，同源染色體配對后并按體積從大到小逐一編號，其中122號為常染色體，性染色體被稱為X和Y染色體。體細胞中的一組非同源染色體，它們在形態和功能上各不相同，但是，攜帶著控制一種生物生長發育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。 第五節 生物的變異教學目標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。3.初步體驗調查生

27、物變異的方法，提高處理調查數據和分析數據的能力，以及運用所學知識解釋調查結果的能力。4.舉例說出遺傳育種的幾種方法，以及在生產中的應用。教學策略學生身邊生物變異的事例很多，教師可以讓學生舉例說明，結合學生參看教材不難得出生物變異是普遍存在的結論。本節內容的核心問題，是生物的變異為什么會普遍存在。回答這一問題的關鍵，是組織好對花生果實大小的變異的探究活動，以及對調查結果的分析，教師課前應充分準備。關于探究活動，教師應注意以下幾點。1.課前應備好實驗材料。如果找不到大小兩種花生的果實，也可以選用其他材料，但選材應是一種植物的兩個品種的果實、植株等，還要大小適當且便于測量。最好分給各小組的材料多于學生實際測量的數量。2.課前分好小組，活動前要求小組內的各成員分工合作，這樣可以節約時間。3.測量工具要適當，以免誤差太大難以得出正確的結果。如果材料小可以建議學生用圓規做卡尺，可以減少誤差。4.教師要適當控制時間，以使討論的時間充裕些。5.在討論過程中，教師要不失時機地強調以下幾點。生物的一些相對性狀表現出的是數量差異（如大小花生的果實大小）。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