2021年新蘇教版科學六年級上冊教材分析第二單元 遺傳與變異一、單元設計意圖1.本單元主題的提出生物具有遺傳和變異的現象是生命的共同特征之一，遺傳能使生物界的物種保持相對的穩定性，變異能使生物的個體產生新的性狀，或形成新的物種。遺傳和變異，造就了物種的穩定性和多樣性，使得地球上生物世界生生不息，氣象萬千。遺傳規律、DNA技術正被深入研究和廣泛應用，在改良動植物品種、生產疑難病藥品、治療遺傳疾病、治理環境污染、偵破復雜案件等方面發揮著重要作用。“我長得像誰”“我將來會是什么樣子”“克隆生物”“轉基因食品”等都是學生十分感興趣的話題，學生對“遺傳”“變異”“基因”等名詞也并不陌生，這些是學生進行本單元學習的認知基礎。但學生的這些經驗和認識是感性的，學生還不能用相對規范的語言表達和描述。本單元學習中，學生通過觀察、調查、比較、統計、數據分析等一系列探究活動，逐步在形態結構、生理特點、行為方式等方面，發現遺傳和變異的現象普遍存在，歸納、概括出遺傳和變異是生物體的共同特點。與此同時，感受現代科技對遺傳規律的利用正在改變人類的生活，引導學生提出自己的觀點，發展學生的質疑批判精神。小學階段關于遺傳與變異的學習，主要在現象水平豐富學生的認知和經驗，不斷激發學生對生物體探究的好奇心和求知欲，為初中繼續從性狀和基因水平認識生物體的遺傳和變異打下基礎。2.本單元對課程標準的落實(1)本單元通過觀察、調查、資料分析、科學史學習等活動，落實課程標準高年段的課程目標。科學知識：初步認識人體的主要生命活動和人體健康;了解生物的生存條件和生物的多樣性。科學探究：能基于所學的知識，從事物的結構、功能、變化及相互關系等角度提出可探究的科學問題。能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方式獲取事物的信息。能基于所學的知識，運用分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論，判斷結論與假設是否一致。科學態度：表現出對事物的結構、功能、變化及相互關系進行科學探究的興趣。在尊重證據的前提下，堅持正確的觀點。能接受別人的批評意見，反思、調整自己的探究;在進行多人合作時，愿意溝通交流，綜合考慮小組各成員的意見，形成集體的觀點。科學、技術、社會與環境：了解在科學研究與技術應用中必須考慮倫理和道德的價值取向。了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發展的動力。(2)本單元學習內容基于課程標準課程內容中“生命科學領域”的高年段要求。11.3生物體的后代與親代非常相似，但也有一些細微的不同。描述和比較植物后代與親代的異同，如花的顏色，葉的顏色、大小與形狀等。描述和比較動物后代與親代的異同，如毛皮的顏色、軀體的大小、外形和外貌等。3.本單元在整套教材中與其他單元的關系4.本單元次級主題的構成及邏輯關系本單元由三課組成：生物的遺傳生物的變異尋找遺傳與變異的秘密。前兩課與第三課之間是外部現象和內部原因之間的關系。生物具有遺傳和變異的現象是生命的共同特征之一，遺傳能使生物界的物種保持相對的穩定性，變異能使生物的個體產生新的性狀，形成新的物種。遺傳和變異的發生表現在生物的形態結構、生理特點、行為方式等方面，這個內容在前兩課進行體現;遺傳和變異的物質基礎是基因，基因指染色體上的DNA片段，它決定著生物的形態結構、生理特點、行為方式，這一內容在第三課有所體現。生物的遺傳生物的變異兩課之間是并列關系，這兩課的編寫思路是一樣的，盡量尊重學生的認知邏輯。六年級學生的自我意識覺醒，他們對自身的成長和變化充滿了興趣，這兩課以認識自身的外形特征與父母的異同為起點，啟發學生仔細辨識、發現、尋找外形特征、生理特征等相關信息。接著，類比推理到其他動植物，研究其他生物體的遺傳和變異現象，建構對生物遺傳和變異現象普遍存在的認識。這兩課主要在遺傳和變異的現象水平去豐富學生的認知和經驗。第三課在廣泛搜集證據的基礎上，結合科學史學習，通過比較與分類、分析與綜合，初步認識遺傳和變異的秘密，理解生命的意義，反思現代科技帶給人類的影響。二、單元教學目標觀察比較，舉例說明人、動植物的子代和親代間很多特征是相似的(遺傳現象)，也有一些特征有差異(變異現象)。利用觀察、調查、統計的方法，發現并歸納生物體的遺傳和變異現象。能基于證據，對生物體的遺傳和變異現象作出合理的推測。閱讀科學史，了解科學家對遺傳和變異的秘密的研究。感受生生不息的生命的意義，反思現代基因技術帶給人類的影響。三、單元活動框架四、課時建議序號課題課時5生物的遺傳16生物的變異17尋找遺傳與變異的秘密1總課時3五、分課分析5.生物的遺傳1.教學內容生命世界里遺傳現象普遍存在。生產生活中，人們應用遺傳規律科學育種、種植養殖。本課教學內容分四個部分。第一部分，通過與學生交流“選擇顆粒飽滿的稻谷種子種植”“選擇勻稱健壯的種雞養殖”的現象，了解學生關于遺傳現象的已有經驗和前概念。第二部分，通過連續三個觀察活動，引導學生描述和比較人類親代與子代之間相似的外形特征，發現人類的親代和子代在外形特征方面存在遺傳現象。與此同時，選擇典型的外形特征、生理特點和行為方式，組織學生進行仔細觀察和比較，繼續深入理解人類的遺傳現象，并為下面兩課的學習做好前期的調查準備。第三部分，通過為動物和植物“尋親”的活動，發現動物和植物也都存在遺傳現象。第四部分，通過觀察貓的子代特征來推斷親代特征，使學生進一步深化對遺傳現象的理解和應用。同時，歸納出生物體普遍存在遺傳現象。生物體遺傳的不是一個個體的全貌，而是一個個具體的特征;不僅表現在外形特征上，還包括生理特點、行為方式等方面，初步建立完整的遺傳概念。2.教學目標觀察和比較人、動物、植物子代與親代的某些特征，理解其有很多特征是相似的，包括形態結構、生理特點、行為方式等方面。歸納概括生物體普遍存在遺傳現象。初步建立遺傳的概念。3.重點與難點重點：理解人、動物、植物子代與親代之間的很多特征是相似的，包括形態結構、生理特點、行為方式等方面。難點：尋找證據，分析并歸納生物體普遍存在遺傳現象。4.教學準備教師材料：課件、學習單、人類家庭照片、動物照片、植物照片。學生分組材料：學習單、貓一家的照片。6.生物的變異1.教學內容研究生物的變異現象，是學生十分感興趣的話題。本課教學內容與前一課在邏輯上是并列關系，為第三課指導學生發現遺傳和變異的秘密做鋪墊。本課教學內容分四個部分。第一部分，觀察發現一家四口中子代和親代、子代和子代在外形特征上的差異，引入對變異現象的研究。第二部分，課前調查自己與家人的特征，課上交流各自的發現，然后從對人的分析類比推理到其他動物，發現動物子代與親代、子代不同個體之間存在變異現象。第三部分，組織小組活動，學生將不同的米進行分類，并找出同一種植物的不同品種，從而發現植物也存在變異現象，建構對生物變異現象普遍存在的認識，進而初步建立變異概念。第四部分，認識可遺傳的變異和不可遺傳的變異，從而為下一課尋找遺傳與變異的秘密做好認知準備。2.教學目標描述和比較人、動物、植物子代與親代、子代不同個體之間的不同特征。理解人、動物、植物子代與親代、子代不同個體之間很多特征是不同的。初步了解日常生活中動植物變異的不同類型。歸納概括生物體普遍存在變異現象，了解變異的概念。3.重點與難點重點：描述和比較人、動物、植物子代與親代、子代不同個體之間的不同特征。難點：歸納概括生物體普遍存在變異現象，了解變異的概念。4.教學準備教師材料：課件、不同品種的米、動物變異現象學習單。學生分組材料：自己與父母的特征的調查表。7.尋找遺傳與變異的秘密1.教學內容本課在學生初步認識了遺傳現象和變異現象后，引導學生了解關于遺傳和變異的科學史、應用情況以及最新進展，從而對生物的遺傳和變異形成比較完整的認識。本課教學內容分四個部分：第一部分，從孟德爾及后續的研究入手，了解遺傳和變異的科學史;第二部分，以分析高產抗倒伏小麥的產生、尋找目標狗的親代為例，了解遺傳和變異在生活生產中的應用;第三部分，了解利用人工干預生物變異的方法可以培育出許多優良品種;第四部分，開展科學辯論會：人工干預生物變異，是利大于弊，還是弊大于利?從整體來說，教材按照時間順序，把遺傳和變異研究的過去、現在、將來有機整合在一起。因此，在本課教學中，將著重組織學生通過閱讀、分析資料等學習活動親歷科學探究過程，培養學生的科學興趣;引導學生積極參與討論交流，培養學生的批判性思維能力，提高學生的科學素養。2.教學目標了解孟德爾及后續的對遺傳和變異秘密的研究，初步了解遺傳和變異的原因。應用遺傳和變異的道理辨別身邊動植物的雜交現象。了解人工選育優良品種的實例。分析評價人工干預生物變異的利與弊。3.重點與難點重點：了解孟德爾及后續的對遺傳和變異秘密的研究，初步了解遺傳和變異的原因。難點：應用遺傳和變異的道理辨別身邊動植物的雜交現象。4.教學準備教師材料：教學課件、相關圖片。學生分組材料：學習報告單、相關圖片。六、參考資料遺傳、變異及其相互關系遺傳從現象來看是親代和子代之間的相似現象，即俗語說的“種瓜得瓜，種豆得豆”。它的實質是生物按照親代的發育途徑和方式，從環境中獲取物質，產生和親代相似的子代。遺傳是相對穩定的，生物不輕易改變從親代繼承的發育途徑和方式。因此，親代的優良性狀很有可能在子代中重現;而親代的缺陷和遺傳病，同樣也可能傳遞給子代。遺傳是一切生物的基本屬性，它使生物界保持相對穩定，使人類可以識別包括自己在內的生物界。變異從現象上來看是指親代和子代之間，同胞兄弟姊妹之間，以及同種個體之間的差異現象，即俗語說的“一母生九子，九子各不同”。世界上沒有兩個絕對相同的個體，包括孿生同胞在內，這充分說明了遺傳的穩定性是相對的，而變異是絕對的。生物的遺傳與變異是同一事物的兩個方面，遺傳可以發生變異，發生的變異可以遺傳。正常健康的父母，可以生育出智力與體質方面有遺傳缺陷的子女，并把遺傳缺陷(變異)傳遞給后代。遺傳和變異的物質基礎：染色體、基因、DNA、RNA生物的遺傳和變異是否有物質基礎的問題，在遺傳學領域爭論了數十年之久。現代生物學認為遺傳和可遺傳的變異都是由遺傳物質決定的，這種遺傳物質就是脫氧核糖核酸(DNA)。生物的遺傳物質在細胞水平上是染色體，在分子水平上是基因，它們的化學構成是DNA，基因就是DNA鏈上的一個特定的片段。在極少數沒有DNA的原核生物(如煙草花葉病毒等)中，核糖核酸(RNA)是遺傳物質。真核生物的細胞具有結構完整的細胞核，在細胞質中還有多種細胞器，真核生物的遺傳物質就是細胞核內的染色體。但是，細胞質在某些方面也表現出一定的遺傳功能。人類親代和子代之間的物質聯系是精子與卵子，而精子與卵子中具有遺傳功能的物質是染色體，受精卵根據染色體中DNA包含的遺傳信息，發育成和親代相似的子代。下圖表示了生物體、細胞、細胞核、染色體、DNA、基因之間的關系：變異的類型：可遺傳的變異和不可遺傳的變異可遺傳的變異是由遺傳物質的變化引起的，可傳遞給下一代;不可遺傳的變異是由環境因素引起的，遺傳物質沒有發生變化。可遺傳的變異的來源主要有基因重組、基因突變和染色體變異。基因重組是指來自兩個親本的非等位基因間的重新組合。基因重組能產生大量的變異類型，但只產生新的基因型，不產生新的基因。基因重組是雜交育種的理論基礎。基因突變是指基因的分子結構發生改變，即基因中的脫氧核苷酸的排列順序發生改變，從而導致遺傳信息的改變。基因突變的頻率很低，但能產生新的基因，對生物的進化具有重要意義。基因突變是誘變育種的理論基礎。染色體變異是指染色體的數目或結構發生改變。重點是數目的變化。一個染色體組中沒有同源染色體，沒有等位基因，但一個染色體組中所包含的遺傳信息是一套個體發育所需要的完整的遺傳信息，即常說的一個基因組。染色體組數是偶數的個體一般都具有生育能力，但染色體組數是奇數的個體是高度不孕的，如一倍體和三倍體等。遺傳和變異現象圖解