“生物的变异”是必修部分“遗传与进化”模块中的第4单元,本单元知识以生物的可遗传变异的来源为核心,主要阐明发生在有性生殖过程中的基因重组、基因突变和染色体变异是形成生物多样性的重要原因之一,以及可遗传变异在育种上的应用,并关注转基因生物和转基因食品的安全性等。通过学习和领会新课标要求,笔者对本单元的教学构思如下:
1 教学内容及要求
课标中“生物的变异”内容标准如下:

课标给出的是本单元总体的学习内容与目标,其中了解层次的是“举例说出基因重组及其意义”、“简述染色体结构变异和数目变异”,理解层次的是“举例说明基因突变的特征和原因”、“搜集生物变异在育种上应用的事例”,还有情感性目标“关注转基因生物和转基因食品的安全性”。具体的学习内容和目标还需要结合所用版本的教材及教学实际进行设计。在《标准》的实施建议中指出,课程目标包括知识、能力、情感态度与价值观3个方面。“生物的变异”学习单元的三维教学目标大体如下:
1.1 知识目标 举例说出产生生物变异的原因;举例说出基因重组及其意义;举例说明基因突变的特征和原因;简述染色体的结构变异和数目变异;用自己的语言表述基因重组、基因突变、染色体变异、染色体组、二倍体、多倍体和单倍体等基本概念;举例说出生物变异在育种上应用的事例;用自己的语言解释杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种和转基因技术育种等基本概念。
1.2 能力目标 通过用低温诱导染色体数目变化的实验,观察染色体数目的变化;通过运用遗传和变异原理解决生产和生活实际中的问题,培养分析问题、解决问题的能力;通过评价不同育种方式或技术的优劣,培养判断能力;学会搜集有关育种方式或技术的资料,培养获取信息的能力。
1.3 情感态度价值观目标 通过对基因突变原理的分析,形成对现象和本质辩证关系的认识;通过评价各种育种方式或技术的优劣,形成对传统生物技术和现代生物技术的客观认识;通过对生物变异来源的多样性的分析,形成对生物多样性形成原因的认识;关注转基因生物和转基因食品的安全性,认识到生物技术是“双刃剑”;从遗传育种技术的发展历程中,理解科学、技术和社会的相互作用,认同科学、技术和社会相联系的观点。
2 教学策略
通过学习遗传规律,学生已经熟悉“表现型是基因型与环境条件共同作用的结果”这个命题,而且知道生物的变异通常是指生物体表现型发生的改变。因此,本单元教学的导人可以借助于下面的板书设计(图1),,首先引导学生认识到生物的变异分为不能遗传的变异和遗传的变异二大类,然后由教师阐明遗传的变异有3个来源:基因重组、基因突变、染色体变异。对于基因重组、基因突变、染色体变异等概念性知识,变异原理在遗传育种方面的应用等方法性知识,以及关注转基因生物和食品安全性的情感教育内容,教师应结合选用的教材进行具体分析并选择适当的教学策略。根据本人对新课程标准的理解和对教学实践的体会,建议采取以下教学策略。

2.1 “可遗传变异来源之一:基因重组”的教学基因重组是指生物在进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因重新组合。基因重组能够产生多样化的基因组合的子代,为生物进化提供了选择的原材料,对于生物进化具有重要意义。基因重组概念的教学应包含基因重组概念的由来、内涵和外延3个方面。
关于基因重组概念的由来,教师可以从引导学生回忆孟德尔的双因子杂交实验开始,孟德尔双因子杂交实验的F:代出现性状重组,孟德尔通过假设“形成配子过程中,控制不同性状的不同对基因的重组而形成重组基因型配子”作了成功的解释,而“形成配子过程中控制不同性状的基因的重组”就称之为“基因重组”,因此基因重组的概念来源于“能导致性状重组的形成配子过程中的基因的重组”。从基因重组概念的形 成中看出,基因重组的内涵表述为“生物在进行有性生 殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合”。
基因重组概念的外延是指它的适用范围,教学时,教师 可以在分析基因重组概念形成的基础上,引导学生回忆分析基因遗传的染色体基础,认识到在形成配子过程中由于后期1非同源染色体的自由组合,导致位于非同源染色体上的非等位基因随机重组;还可能在前期1同源染色体联会形成四分体的时期(偶线期),随着同源染色体的非姐妹染色体之间的局部交换,由于等位基因的互换而导致连锁基因发生交换重组。这两种基因重组方式都会导致产生重组型配子,必将产生多样化的不同性状重组的子代。总之,随机重组和交换重组都属于基因重组的外延。教学中,教师还要引导学生分析“为什么受精过程中的基因组合不是基因重组”,从而进一步强化对基因重组概念内涵和外延的认识。
在理解基因重组概念的基础上,可以让学生分析讨论基因重组的意义,一方面通过具体事例(如以人为例)的分析,认识到基因重组可以导致生物的多样性;另一方面从生物进化的角度,认识到基因重组为生物进化提供了丰富的选择材料。
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