2021年新苏教版科学六年级上册教材分析第二单元 遗传与变异一、单元设计意图1.本单元主题的提出生物具有遗传和变异的现象是生命的共同特征之一，遗传能使生物界的物种保持相对的稳定性，变异能使生物的个体产生新的性状，或形成新的物种。遗传和变异，造就了物种的稳定性和多样性，使得地球上生物世界生生不息，气象万千。遗传规律、DNA技术正被深入研究和广泛应用，在改良动植物品种、生产疑难病药品、治疗遗传疾病、治理环境污染、侦破复杂案件等方面发挥着重要作用。“我长得像谁”“我将来会是什么样子”“克隆生物”“转基因食品”等都是学生十分感兴趣的话题，学生对“遗传”“变异”“基因”等名词也并不陌生，这些是学生进行本单元学习的认知基础。但学生的这些经验和认识是感性的，学生还不能用相对规范的语言表达和描述。本单元学习中，学生通过观察、调查、比较、统计、数据分析等一系列探究活动，逐步在形态结构、生理特点、行为方式等方面，发现遗传和变异的现象普遍存在，归纳、概括出遗传和变异是生物体的共同特点。与此同时，感受现代科技对遗传规律的利用正在改变人类的生活，引导学生提出自己的观点，发展学生的质疑批判精神。小学阶段关于遗传与变异的学习，主要在现象水平丰富学生的认知和经验，不断激发学生对生物体探究的好奇心和求知欲，为初中继续从性状和基因水平认识生物体的遗传和变异打下基础。2.本单元对课程标准的落实(1)本单元通过观察、调查、资料分析、科学史学习等活动，落实课程标准高年段的课程目标。科学知识：初步认识人体的主要生命活动和人体健康;了解生物的生存条件和生物的多样性。科学探究：能基于所学的知识，从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题。能基于所学的知识，通过观察、实验、查阅资料、调查、案例分析等方式获取事物的信息。能基于所学的知识，运用分析、比较、推理、概括等方法得出科学探究的结论，判断结论与假设是否一致。科学态度：表现出对事物的结构、功能、变化及相互关系进行科学探究的兴趣。在尊重证据的前提下，坚持正确的观点。能接受别人的批评意见，反思、调整自己的探究;在进行多人合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。科学、技术、社会与环境：了解在科学研究与技术应用中必须考虑伦理和道德的价值取向。了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力。(2)本单元学习内容基于课程标准课程内容中“生命科学领域”的高年段要求。11.3生物体的后代与亲代非常相似，但也有一些细微的不同。描述和比较植物后代与亲代的异同，如花的颜色，叶的颜色、大小与形状等。描述和比较动物后代与亲代的异同，如毛皮的颜色、躯体的大小、外形和外貌等。3.本单元在整套教材中与其他单元的关系4.本单元次级主题的构成及逻辑关系本单元由三课组成：生物的遗传生物的变异寻找遗传与变异的秘密。前两课与第三课之间是外部现象和内部原因之间的关系。生物具有遗传和变异的现象是生命的共同特征之一，遗传能使生物界的物种保持相对的稳定性，变异能使生物的个体产生新的性状，形成新的物种。遗传和变异的发生表现在生物的形态结构、生理特点、行为方式等方面，这个内容在前两课进行体现;遗传和变异的物质基础是基因，基因指染色体上的DNA片段，它决定着生物的形态结构、生理特点、行为方式，这一内容在第三课有所体现。生物的遗传生物的变异两课之间是并列关系，这两课的编写思路是一样的，尽量尊重学生的认知逻辑。六年级学生的自我意识觉醒，他们对自身的成长和变化充满了兴趣，这两课以认识自身的外形特征与父母的异同为起点，启发学生仔细辨识、发现、寻找外形特征、生理特征等相关信息。接着，类比推理到其他动植物，研究其他生物体的遗传和变异现象，建构对生物遗传和变异现象普遍存在的认识。这两课主要在遗传和变异的现象水平去丰富学生的认知和经验。第三课在广泛搜集证据的基础上，结合科学史学习，通过比较与分类、分析与综合，初步认识遗传和变异的秘密，理解生命的意义，反思现代科技带给人类的影响。二、单元教学目标观察比较，举例说明人、动植物的子代和亲代间很多特征是相似的(遗传现象)，也有一些特征有差异(变异现象)。利用观察、调查、统计的方法，发现并归纳生物体的遗传和变异现象。能基于证据，对生物体的遗传和变异现象作出合理的推测。阅读科学史，了解科学家对遗传和变异的秘密的研究。感受生生不息的生命的意义，反思现代基因技术带给人类的影响。三、单元活动框架四、课时建议序号课题课时5生物的遗传16生物的变异17寻找遗传与变异的秘密1总课时3五、分课分析5.生物的遗传1.教学内容生命世界里遗传现象普遍存在。生产生活中，人们应用遗传规律科学育种、种植养殖。本课教学内容分四个部分。第一部分，通过与学生交流“选择颗粒饱满的稻谷种子种植”“选择匀称健壮的种鸡养殖”的现象，了解学生关于遗传现象的已有经验和前概念。第二部分，通过连续三个观察活动，引导学生描述和比较人类亲代与子代之间相似的外形特征，发现人类的亲代和子代在外形特征方面存在遗传现象。与此同时，选择典型的外形特征、生理特点和行为方式，组织学生进行仔细观察和比较，继续深入理解人类的遗传现象，并为下面两课的学习做好前期的调查准备。第三部分，通过为动物和植物“寻亲”的活动，发现动物和植物也都存在遗传现象。第四部分，通过观察猫的子代特征来推断亲代特征，使学生进一步深化对遗传现象的理解和应用。同时，归纳出生物体普遍存在遗传现象。生物体遗传的不是一个个体的全貌，而是一个个具体的特征;不仅表现在外形特征上，还包括生理特点、行为方式等方面，初步建立完整的遗传概念。2.教学目标观察和比较人、动物、植物子代与亲代的某些特征，理解其有很多特征是相似的，包括形态结构、生理特点、行为方式等方面。归纳概括生物体普遍存在遗传现象。初步建立遗传的概念。3.重点与难点重点：理解人、动物、植物子代与亲代之间的很多特征是相似的，包括形态结构、生理特点、行为方式等方面。难点：寻找证据，分析并归纳生物体普遍存在遗传现象。4.教学准备教师材料：课件、学习单、人类家庭照片、动物照片、植物照片。学生分组材料：学习单、猫一家的照片。6.生物的变异1.教学内容研究生物的变异现象，是学生十分感兴趣的话题。本课教学内容与前一课在逻辑上是并列关系，为第三课指导学生发现遗传和变异的秘密做铺垫。本课教学内容分四个部分。第一部分，观察发现一家四口中子代和亲代、子代和子代在外形特征上的差异，引入对变异现象的研究。第二部分，课前调查自己与家人的特征，课上交流各自的发现，然后从对人的分析类比推理到其他动物，发现动物子代与亲代、子代不同个体之间存在变异现象。第三部分，组织小组活动，学生将不同的米进行分类，并找出同一种植物的不同品种，从而发现植物也存在变异现象，建构对生物变异现象普遍存在的认识，进而初步建立变异概念。第四部分，认识可遗传的变异和不可遗传的变异，从而为下一课寻找遗传与变异的秘密做好认知准备。2.教学目标描述和比较人、动物、植物子代与亲代、子代不同个体之间的不同特征。理解人、动物、植物子代与亲代、子代不同个体之间很多特征是不同的。初步了解日常生活中动植物变异的不同类型。归纳概括生物体普遍存在变异现象，了解变异的概念。3.重点与难点重点：描述和比较人、动物、植物子代与亲代、子代不同个体之间的不同特征。难点：归纳概括生物体普遍存在变异现象，了解变异的概念。4.教学准备教师材料：课件、不同品种的米、动物变异现象学习单。学生分组材料：自己与父母的特征的调查表。7.寻找遗传与变异的秘密1.教学内容本课在学生初步认识了遗传现象和变异现象后，引导学生了解关于遗传和变异的科学史、应用情况以及最新进展，从而对生物的遗传和变异形成比较完整的认识。本课教学内容分四个部分：第一部分，从孟德尔及后续的研究入手，了解遗传和变异的科学史;第二部分，以分析高产抗倒伏小麦的产生、寻找目标狗的亲代为例，了解遗传和变异在生活生产中的应用;第三部分，了解利用人工干预生物变异的方法可以培育出许多优良品种;第四部分，开展科学辩论会：人工干预生物变异，是利大于弊，还是弊大于利?从整体来说，教材按照时间顺序，把遗传和变异研究的过去、现在、将来有机整合在一起。因此，在本课教学中，将着重组织学生通过阅读、分析资料等学习活动亲历科学探究过程，培养学生的科学兴趣;引导学生积极参与讨论交流，培养学生的批判性思维能力，提高学生的科学素养。2.教学目标了解孟德尔及后续的对遗传和变异秘密的研究，初步了解遗传和变异的原因。应用遗传和变异的道理辨别身边动植物的杂交现象。了解人工选育优良品种的实例。分析评价人工干预生物变异的利与弊。3.重点与难点重点：了解孟德尔及后续的对遗传和变异秘密的研究，初步了解遗传和变异的原因。难点：应用遗传和变异的道理辨别身边动植物的杂交现象。4.教学准备教师材料：教学课件、相关图片。学生分组材料：学习报告单、相关图片。六、参考资料遗传、变异及其相互关系遗传从现象来看是亲代和子代之间的相似现象，即俗语说的“种瓜得瓜，种豆得豆”。它的实质是生物按照亲代的发育途径和方式，从环境中获取物质，产生和亲代相似的子代。遗传是相对稳定的，生物不轻易改变从亲代继承的发育途径和方式。因此，亲代的优良性状很有可能在子代中重现;而亲代的缺陷和遗传病，同样也可能传递给子代。遗传是一切生物的基本属性，它使生物界保持相对稳定，使人类可以识别包括自己在内的生物界。变异从现象上来看是指亲代和子代之间，同胞兄弟姊妹之间，以及同种个体之间的差异现象，即俗语说的“一母生九子，九子各不同”。世界上没有两个绝对相同的个体，包括孪生同胞在内，这充分说明了遗传的稳定性是相对的，而变异是绝对的。生物的遗传与变异是同一事物的两个方面，遗传可以发生变异，发生的变异可以遗传。正常健康的父母，可以生育出智力与体质方面有遗传缺陷的子女，并把遗传缺陷(变异)传递给后代。遗传和变异的物质基础：染色体、基因、DNA、RNA生物的遗传和变异是否有物质基础的问题，在遗传学领域争论了数十年之久。现代生物学认为遗传和可遗传的变异都是由遗传物质决定的，这种遗传物质就是脱氧核糖核酸(DNA)。生物的遗传物质在细胞水平上是染色体，在分子水平上是基因，它们的化学构成是DNA，基因就是DNA链上的一个特定的片段。在极少数没有DNA的原核生物(如烟草花叶病毒等)中，核糖核酸(RNA)是遗传物质。真核生物的细胞具有结构完整的细胞核，在细胞质中还有多种细胞器，真核生物的遗传物质就是细胞核内的染色体。但是，细胞质在某些方面也表现出一定的遗传功能。人类亲代和子代之间的物质联系是精子与卵子，而精子与卵子中具有遗传功能的物质是染色体，受精卵根据染色体中DNA包含的遗传信息，发育成和亲代相似的子代。下图表示了生物体、细胞、细胞核、染色体、DNA、基因之间的关系：变异的类型：可遗传的变异和不可遗传的变异可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的，可传递给下一代;不可遗传的变异是由环境因素引起的，遗传物质没有发生变化。可遗传的变异的来源主要有基因重组、基因突变和染色体变异。基因重组是指来自两个亲本的非等位基因间的重新组合。基因重组能产生大量的变异类型，但只产生新的基因型，不产生新的基因。基因重组是杂交育种的理论基础。基因突变是指基因的分子结构发生改变，即基因中的脱氧核苷酸的排列顺序发生改变，从而导致遗传信息的改变。基因突变的频率很低，但能产生新的基因，对生物的进化具有重要意义。基因突变是诱变育种的理论基础。染色体变异是指染色体的数目或结构发生改变。重点是数目的变化。一个染色体组中没有同源染色体，没有等位基因，但一个染色体组中所包含的遗传信息是一套个体发育所需要的完整的遗传信息，即常说的一个基因组。染色体组数是偶数的个体一般都具有生育能力，但染色体组数是奇数的个体是高度不孕的，如一倍体和三倍体等。遗传和变异现象图解