2021年新蘇教版科學(xué)六年級上冊教材分析第二單元 遺傳與變異一、單元設(shè)計意圖1.本單元主題的提出生物具有遺傳和變異的現(xiàn)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(wěn)定性，變異能使生物的個體產(chǎn)生新的性狀，或形成新的物種。遺傳和變異，造就了物種的穩(wěn)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(guī)律、DNA技術(shù)正被深入研究和廣泛應(yīng)用，在改良動植物品種、生產(chǎn)疑難病藥品、治療遺傳疾病、治理環(huán)境污染、偵破復(fù)雜案件等方面發(fā)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(zhuǎn)基因食品”等都是學(xué)生十分感興趣的話題，學(xué)生對“遺傳”“變異”“基因”等名詞也并不陌生，這些是學(xué)生進行本單元學(xué)習(xí)的認知基礎(chǔ)。但學(xué)生的這些經(jīng)驗和認識是感性的，學(xué)生還不能用相對規(guī)范的語言表達和描述。本單元學(xué)習(xí)中，學(xué)生通過觀察、調(diào)查、比較、統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析等一系列探究活動，逐步在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特點、行為方式等方面，發(fā)現(xiàn)遺傳和變異的現(xiàn)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(xiàn)代科技對遺傳規(guī)律的利用正在改變?nèi)祟惖纳睿龑?dǎo)學(xué)生提出自己的觀點，發(fā)展學(xué)生的質(zhì)疑批判精神。小學(xué)階段關(guān)于遺傳與變異的學(xué)習(xí)，主要在現(xiàn)象水平豐富學(xué)生的認知和經(jīng)驗，不斷激發(fā)學(xué)生對生物體探究的好奇心和求知欲，為初中繼續(xù)從性狀和基因水平認識生物體的遺傳和變異打下基礎(chǔ)。2.本單元對課程標(biāo)準(zhǔn)的落實(1)本單元通過觀察、調(diào)查、資料分析、科學(xué)史學(xué)習(xí)等活動，落實課程標(biāo)準(zhǔn)高年段的課程目標(biāo)。科學(xué)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(xué)探究：能基于所學(xué)的知識，從事物的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系等角度提出可探究的科學(xué)問題。能基于所學(xué)的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取事物的信息。能基于所學(xué)的知識，運用分析、比較、推理、概括等方法得出科學(xué)探究的結(jié)論，判斷結(jié)論與假設(shè)是否一致。科學(xué)態(tài)度：表現(xiàn)出對事物的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系進行科學(xué)探究的興趣。在尊重證據(jù)的前提下，堅持正確的觀點。能接受別人的批評意見，反思、調(diào)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(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境：了解在科學(xué)研究與技術(shù)應(yīng)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(xué)技術(shù)發(fā)展的動力。(2)本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容基于課程標(biāo)準(zhǔn)課程內(nèi)容中“生命科學(xué)領(lǐng)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(guān)系4.本單元次級主題的構(gòu)成及邏輯關(guān)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(xiàn)象和內(nèi)部原因之間的關(guān)系。生物具有遺傳和變異的現(xiàn)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(wěn)定性，變異能使生物的個體產(chǎn)生新的性狀，形成新的物種。遺傳和變異的發(fā)生表現(xiàn)在生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特點、行為方式等方面，這個內(nèi)容在前兩課進行體現(xiàn);遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)是基因，基因指染色體上的DNA片段，它決定著生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特點、行為方式，這一內(nèi)容在第三課有所體現(xiàn)。生物的遺傳生物的變異兩課之間是并列關(guān)系，這兩課的編寫思路是一樣的，盡量尊重學(xué)生的認知邏輯。六年級學(xué)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(fā)學(xué)生仔細辨識、發(fā)現(xiàn)、尋找外形特征、生理特征等相關(guān)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(xiàn)象，建構(gòu)對生物遺傳和變異現(xiàn)象普遍存在的認識。這兩課主要在遺傳和變異的現(xiàn)象水平去豐富學(xué)生的認知和經(jīng)驗。第三課在廣泛搜集證據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合科學(xué)史學(xué)習(xí)，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(xiàn)代科技帶給人類的影響。二、單元教學(xué)目標(biāo)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(xiàn)象)，也有一些特征有差異(變異現(xiàn)象)。利用觀察、調(diào)查、統(tǒng)計的方法，發(fā)現(xiàn)并歸納生物體的遺傳和變異現(xiàn)象。能基于證據(jù)，對生物體的遺傳和變異現(xiàn)象作出合理的推測。閱讀科學(xué)史，了解科學(xué)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(xiàn)代基因技術(shù)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(xué)內(nèi)容生命世界里遺傳現(xiàn)象普遍存在。生產(chǎn)生活中，人們應(yīng)用遺傳規(guī)律科學(xué)育種、種植養(yǎng)殖。本課教學(xué)內(nèi)容分四個部分。第一部分，通過與學(xué)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(yǎng)殖”的現(xiàn)象，了解學(xué)生關(guān)于遺傳現(xiàn)象的已有經(jīng)驗和前概念。第二部分，通過連續(xù)三個觀察活動，引導(dǎo)學(xué)生描述和比較人類親代與子代之間相似的外形特征，發(fā)現(xiàn)人類的親代和子代在外形特征方面存在遺傳現(xiàn)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(xué)生進行仔細觀察和比較，繼續(xù)深入理解人類的遺傳現(xiàn)象，并為下面兩課的學(xué)習(xí)做好前期的調(diào)查準(zhǔn)備。第三部分，通過為動物和植物“尋親”的活動，發(fā)現(xiàn)動物和植物也都存在遺傳現(xiàn)象。第四部分，通過觀察貓的子代特征來推斷親代特征，使學(xué)生進一步深化對遺傳現(xiàn)象的理解和應(yīng)用。同時，歸納出生物體普遍存在遺傳現(xiàn)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(xiàn)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(xué)目標(biāo)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(tài)結(jié)構(gòu)、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(xiàn)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(tài)結(jié)構(gòu)、生理特點、行為方式等方面。難點：尋找證據(jù)，分析并歸納生物體普遍存在遺傳現(xiàn)象。4.教學(xué)準(zhǔn)備教師材料：課件、學(xué)習(xí)單、人類家庭照片、動物照片、植物照片。學(xué)生分組材料：學(xué)習(xí)單、貓一家的照片。6.生物的變異1.教學(xué)內(nèi)容研究生物的變異現(xiàn)象，是學(xué)生十分感興趣的話題。本課教學(xué)內(nèi)容與前一課在邏輯上是并列關(guān)系，為第三課指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)遺傳和變異的秘密做鋪墊。本課教學(xué)內(nèi)容分四個部分。第一部分，觀察發(fā)現(xiàn)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(xiàn)象的研究。第二部分，課前調(diào)查自己與家人的特征，課上交流各自的發(fā)現(xiàn)，然后從對人的分析類比推理到其他動物，發(fā)現(xiàn)動物子代與親代、子代不同個體之間存在變異現(xiàn)象。第三部分，組織小組活動，學(xué)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(fā)現(xiàn)植物也存在變異現(xiàn)象，建構(gòu)對生物變異現(xiàn)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(zhǔn)備。2.教學(xué)目標(biāo)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(xiàn)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(xiàn)象，了解變異的概念。4.教學(xué)準(zhǔn)備教師材料：課件、不同品種的米、動物變異現(xiàn)象學(xué)習(xí)單。學(xué)生分組材料：自己與父母的特征的調(diào)查表。7.尋找遺傳與變異的秘密1.教學(xué)內(nèi)容本課在學(xué)生初步認識了遺傳現(xiàn)象和變異現(xiàn)象后，引導(dǎo)學(xué)生了解關(guān)于遺傳和變異的科學(xué)史、應(yīng)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(xué)內(nèi)容分四個部分：第一部分，從孟德爾及后續(xù)的研究入手，了解遺傳和變異的科學(xué)史;第二部分，以分析高產(chǎn)抗倒伏小麥的產(chǎn)生、尋找目標(biāo)狗的親代為例，了解遺傳和變異在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用;第三部分，了解利用人工干預(yù)生物變異的方法可以培育出許多優(yōu)良品種;第四部分，開展科學(xué)辯論會：人工干預(yù)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(xiàn)在、將來有機整合在一起。因此，在本課教學(xué)中，將著重組織學(xué)生通過閱讀、分析資料等學(xué)習(xí)活動親歷科學(xué)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣;引導(dǎo)學(xué)生積極參與討論交流，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。2.教學(xué)目標(biāo)了解孟德爾及后續(xù)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(yīng)用遺傳和變異的道理辨別身邊動植物的雜交現(xiàn)象。了解人工選育優(yōu)良品種的實例。分析評價人工干預(yù)生物變異的利與弊。3.重點與難點重點：了解孟德爾及后續(xù)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(yīng)用遺傳和變異的道理辨別身邊動植物的雜交現(xiàn)象。4.教學(xué)準(zhǔn)備教師材料：教學(xué)課件、相關(guān)圖片。學(xué)生分組材料：學(xué)習(xí)報告單、相關(guān)圖片。六、參考資料遺傳、變異及其相互關(guān)系遺傳從現(xiàn)象來看是親代和子代之間的相似現(xiàn)象，即俗語說的“種瓜得瓜，種豆得豆”。它的實質(zhì)是生物按照親代的發(fā)育途徑和方式，從環(huán)境中獲取物質(zhì)，產(chǎn)生和親代相似的子代。遺傳是相對穩(wěn)定的，生物不輕易改變從親代繼承的發(fā)育途徑和方式。因此，親代的優(yōu)良性狀很有可能在子代中重現(xiàn);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(wěn)定，使人類可以識別包括自己在內(nèi)的生物界。變異從現(xiàn)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(xiàn)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(nèi)，這充分說明了遺傳的穩(wěn)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(fā)生變異，發(fā)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(zhì)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(zhì)基礎(chǔ)：染色體、基因、DNA、RNA生物的遺傳和變異是否有物質(zhì)基礎(chǔ)的問題，在遺傳學(xué)領(lǐng)域爭論了數(shù)十年之久。現(xiàn)代生物學(xué)認為遺傳和可遺傳的變異都是由遺傳物質(zhì)決定的，這種遺傳物質(zhì)就是脫氧核糖核酸(DNA)。生物的遺傳物質(zhì)在細胞水平上是染色體，在分子水平上是基因，它們的化學(xué)構(gòu)成是DNA，基因就是DNA鏈上的一個特定的片段。在極少數(shù)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(zhì)。真核生物的細胞具有結(jié)構(gòu)完整的細胞核，在細胞質(zhì)中還有多種細胞器，真核生物的遺傳物質(zhì)就是細胞核內(nèi)的染色體。但是，細胞質(zhì)在某些方面也表現(xiàn)出一定的遺傳功能。人類親代和子代之間的物質(zhì)聯(lián)系是精子與卵子，而精子與卵子中具有遺傳功能的物質(zhì)是染色體，受精卵根據(jù)染色體中DNA包含的遺傳信息，發(fā)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(guān)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(zhì)的變化引起的，可傳遞給下一代;不可遺傳的變異是由環(huán)境因素引起的，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)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(chǎn)生大量的變異類型，但只產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因。基因重組是雜交育種的理論基礎(chǔ)。基因突變是指基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，即基因中的脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致遺傳信息的改變。基因突變的頻率很低，但能產(chǎn)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(chǔ)。染色體變異是指染色體的數(shù)目或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。重點是數(shù)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(fā)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(shù)是偶數(shù)的個體一般都具有生育能力，但染色體組數(shù)是奇數(shù)的個體是高度不孕的，如一倍體和三倍體等。遺傳和變異現(xiàn)象圖解