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1、八年级下册生物的繁殖学案2冀教版八年级下册生物的遗传与变异学案2冀教版 八年级下册生物的遗传与变异学案2冀教版 遗传科技名词定义中文名称：遗传英文名称：heredity;inheritance;1heredity2inheritance定义1：生物世代之间的连续性和相像性。所属学科：水产学（一级学科）；水产生物育种学（二级学科）定义2：(1)性状由亲代向子代传递的现象。(2)性状由亲代向子代传递的过程。所属学科：遗传学（一级学科）；总论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布词目：遗传拼音：ychun词义：遗传是指经由基因的传递，使后代获得亲代的特征。遗传学是探讨此一现象的学科，
2、目前已知地球上现存的生命主要是以DNA作为遗传物质。除了遗传之外，确定生物特征的因素还有环境，以及环境与遗传的交互作用。基本说明1.heredity通过细胞染色体由祖先向后代传递的品质遗传学2.inheritance先人所流传下来的具体说明1.犹留传。史记扁鹊仓公列传：“庆有古先道遗传黄帝、扁鹊之脉书，五色诊病，知人生死。”宋林逋伤白积殿丞诗：“遗传得谁脩阙下，孤坟应祇客江边。”二刻拍案惊异卷十八：“这迷而不悟，却是为何？只因制造之药，其方未尝不是仙家的遗传。”罗家伦是爱情还是苦痛：“他说：我听得长辈说，女子总是靠丈夫的。我好简单收来一点爱情，把他这一句遗传的话，又吓走了一大半。”2.指遗留下
3、来的传闻。北魏郦道元水经注易水：“余按遗传，旧迹多在武阳，似不饯此也。”明李诩戒庵老人漫笔陈同父中兴遗传：“自是始欲纂集异闻，为中兴遗传，然犹恨闻见单寡，欲从先生故老详求其事。”3.谓生物体的构造和生理机能由上一代传给下一代。艾思奇辩证唯物主义历史唯物主义第四章：“在自然界中，吸引和排斥，阴电和阳电，化合和分解，遗传和变异等对立面的相互作用，也同样包含着斗争。”如：任何一种植物的后代与它的亲代总是基本相像的，这种现象叫做遗传。4.谓人的气质、品德、实力等后天的东西受上代的影响而在后代身上体现出来。洪深电影戏剧的编剧方法第四章：“即以气质而论，决不是一个人遗传有好的或坏的气质。”郁达夫出奔：“结
4、婚之后的董婉珍，到处都流露了她的这一种自父祖遗传下来的小节的伶俐。”陈学昭工作着是漂亮的上卷二四：“在精明能干这一点上，她的三个孩子都得了母亲的优良遗传。”遗传：华蜜在某种程度上是与生俱来的。人类“华蜜感知点”的敏感程度有90%是由基因确定的，同时也取决于父母的正确见识、推断力以及良好的训练和教化。特点遗传算法是一类可用于困难系统优化的具有鲁棒性的搜寻算法，与传统的优化算法相比，主要有以下特点：11、遗传算法以决策变量的编码作为运算对象。传统的优化算法往往干脆决策变量的实际植本身，而遗传算法处理决策变量的某种编码形式，使得我们可以借鉴生物学中的染色体和基因的概念，可以仿照自然界生物的遗传和进化
5、机理，也使得我们能够便利的应用遗传操作算子。2、遗传算法干脆以适应度作为搜寻信息，无需导数等其它协助信息。3、遗传算法运用多个点的搜寻信息，具有隐含并行性。4、遗传算法运用概率搜寻技术，而非确定性规则。应用概述由于遗传算法的整体搜寻策略和优化搜寻方法在计算是不依靠于梯度信息或其它协助学问，而只须要影响搜寻方向的目标函数和相应的适应度函数，所以遗传算法供应了一种求解困难系统问题的通用框架，它不依靠于问题的详细领域，对问题的种类有很强的鲁棒性，所以广泛应用于很多科学，下面我们将介绍遗传算法的一些主要应用领域：1、函数优化函数优化是遗传算法的经典应用领域，也是遗传算法进行性能评价的常用算例，很多人构
6、造出了各种各样困难形式的测试函数：连续函数和离散函数、凸函数和凹函数、低维函数和高维函数、单峰函数和多峰函数等。对于一些非线性、多模型、多目标的函数优化问题，用其它优化方法较难求解，而遗传算法可以便利的得到较好的结果。2、组合优化随着问题规模的增大，组合优化问题的搜寻空间也急剧增大，有时在目前的计算上用枚举法很难求出最优解。对这类困难的问题，人们已经意识到应把主要精力放在寻求满足解上，而遗传算法是寻求 遗传与生育这种满足解的最佳工具之一。实践证明，遗传算法对于组合优化中的NP问题特别有效。例如遗传算法已经在求解旅行商问题、背包问题、装箱问题、图形划分问题等方面得到胜利的应用。此外，GA也在生产
7、调度问题、自动限制、机器人学、图象处理、人工生命、遗传编码和机器学习等方面获得了广泛的运用。现状进入90年头，遗传算法迎来了兴盛发展时期，无论是理论探讨还是应用探讨都成了非常热门的课题。尤其是遗传算法的应用探讨显得特别活跃，不但它的应用领域扩大，而且利用遗传算法进行优化和规则学习的实力也显著提高，同时产业应用方面的探讨也在摸索之中。此外一些新的理论和方法在应用探讨中亦得到了快速的发展，这些无疑均给遗传算法增加了新的活力。遗传算法的应用探讨已从初期的组合优化求解扩展到了很多更新、更工程化的应用方面。 儿童孤独症可能来自遗传随着应用领域的扩展，遗传算法的探讨出现了几个引人注目的新动向：一是基于遗传
8、算法的机器学习，这一新的探讨课题把遗传算法从历来离散的搜寻空间的优化搜寻算法扩展到具有独特的规则生胜利能的崭新的机器学习算法。这一新的学习机制对于解决人工智能中学问获得和学问优化精炼的瓶颈难题带来了希望。二是遗传算法正日益和神经网络、模糊推理以及混沌理论等其它智能计算方法相互渗透和结合，这对开拓21世纪中新的智能计算技术将具有重要的意义。三是并行处理的遗传算法的探讨非常活跃。这一探讨不仅对遗传算法本身的发展，而且对于新一代智能计算机体系结构的探讨都是非常重要的。四是遗传算法和另一个称为人工生命的崭新探讨领域正不断渗透。所谓人工生命即是用计算机模拟自然界丰富多彩的生命现象，其中生物的自适应、进化
9、和免疫等现象是人工生命的重要探讨对象，而遗传算法在这方面将会发挥肯定的作用，五是遗传算法和进化规划（EvolutionProgramming,EP）以及进化策略（EvolutionStrategy,ES）等进化计算理论日益结合。EP和ES几乎是和遗传算法同时独立发展起来的，同遗传算法一样，它们也是模拟自然界生物进化机制的只能计算方法，即同遗传算法具有相同之处，也有各自的特点。目前，这三者之间的比较探讨和彼此结合的探讨正形成热点。 遗传1991年D.Whitey在他的论文中提出了基于领域交叉的交叉算子（Adjacencybasedcrossover），这个算子是特殊针对用序号表示基因的个体的交叉
10、，并将其应用到了TSP问题中，通过试验对其进行了验证。D.H.Ackley等提出了随即迭代遗传爬山法（StochasticIteratedGeneticHill-climbing，SIGH）采纳了一种困难的概率选举机制，此机制中由m个“投票者”来共同确定新个体的值（m表示群体的大小）。试验结果表明，SIGH与单点交叉、匀称交叉的神经遗传算法相比，所测试的六个函数中有四个表现出更好的性能，而且总体来讲，SIGH比现存的很多算法在求解速度方面更有竞争力。H.Bersini和G.Seront将遗传算法与单一方法（simplexmethod）结合起来，形成了一种叫单一操作的多亲交叉算子（simplex
11、crossover），该算子在依据两个母体以及一个额外的个体产生新个体，事实上他的交叉结果与对三个个体用选举交叉产生的结果一样。同时，文献还将三者交叉算子与点交叉、匀称交叉做了比较，结果表明，三者交叉算子比其余两个有更好的性能。 遗传国内也有不少的专家和学者对遗传算法的交叉算子进行改进。2022年，戴晓明等应用多种群遗传并行进化的思想，对不同种群基于不同的遗传策略，如变异概率，不同的变异算子等来搜寻变量空间，并利用种群间迁移算子来进行遗传信息沟通，以解决经典遗传算法的收敛到局部最优值问题2022年，赵宏立等针对简洁遗传算法在较大规模组合优化问题上搜寻效率不高的现象，提出了一种用基因块编码的并行
12、遗传算法（Building-blockCodedParallelGA，BCPGA）。该方法以粗粒度并行遗传算法为基本框架，在染色体群体中识别出可能的基因块，然后用基因块作为新的基因单位对染色体重新编码，产生长度较短的染色体，在用重新编码的染色体群体作为下一轮以相同方式演化的初始群体。2022年，江雷等针对并行遗传算法求解TSP问题,探讨了运用弹性策略来维持群体的多样性,使得算法跨过局部收敛的障碍,向全局最优解方向进化。一般算法 遗传遗传算法是模拟达尔文的遗传选择和自然淘汰的生物进化过程的计算模型。它的思想源于生物遗传学和适者生存的自然规律，是具有“生存检测”的迭代过程的搜寻算法。遗传算法以一种
13、群体中的全部个体为对象，并利用随机化技术指导对一个被编码的参数空间进行高效搜寻。其中，选择、交叉和变异构成了遗传算法的遗传操作；参数编码、初始群体的设定、适应度函数的设计、遗传操作设计、限制参数设定五个要素组成了遗传算法的核心内容。作为一种新的全局优化搜寻算法，遗传算法以其简洁通用、鲁棒性强、适于并行处理以及高效、好用等显著特点，在各个领域得到了广泛应用，取得了良好效果，并渐渐成为重要的智能算法之一。遗传算法是基于生物学的，理解或编程都不太难。 八年级生物下册变异学案冀教版 八年级生物下册变异学案冀教版 其次节变异教学设计一、教学设计思路生物的性状是由基因限制，并受环境影响的。在教学过程中，要
14、留意对基因和环境的关系进行分析，使学生明确环境的影响是有限的，不能遗传的。同时变异是否对生物个体有利，还取决于生物体所处的环境。在引入的方式上，老师可以运用“一猪生九仔，九仔各不同”的谚语进行引入。也可以取几个不同颜色的玉米作为一如的话题。用投影仪将不同花形的菊花、不同颜色的玉米、红眼白眼的果蝇等的图片投影进行引入也可。在进行生物体变异的有利变异和不利变异时，适当渗透环境的选择作用，为以后自然选择教学做好铺垫。二、教学目标学问目标1.举例说诞生物的变异。2.举例说出遗传育种的几种方法，以及在生产中的应用。实力目标初步体验调查生物变异的方法，提高处理调查数据和分析数据的实力，以及运用所学学问说明
15、调查结果的实力。情感目标1.通过了解遗传育种在农业中的应用，相识科学技术是第一生产力。2.通过理解不同变异对生物体的影响，学会用辩证的方法看问题。三、重点难点重点：（1）可遗传变异和不行遗传变异的区分；（2）生物体遗传的意义；（3）举例说明遗传育种的方法。难点：有利变异和不利变异的区分。在进行本部分的教学时要留意比照不同的环境说明有利变异和不利变异的区分。四、教学媒体不同变异现象的图片，视频资料五、课时建议1课时六、教学过程（一）（导入）身边事老师语言：俗话说“一猪生九子，连母十个样”，我们课本的“身边事”反映的就是这种现象。不知道大家留意过身边的动物没有，家里的小猫生宝宝了每一只小猫都跟其他
16、的不一样，这是为什么呢？这就是我们平常说的变异，下面就让我们来相识这种现象。老师组织学生思索身边不同的变异现象。（二）探原委老师活动：（1）老师组织学生完成“探原委1”的活动。（留意：老师要激励学生主动充当“组织者”的角色，引导学生形成主动参与集体活动，主动展示自己的性格。）在统计完5项汇报之后，与组织者形态完全相同的人数会很少。老师要依据这个现象说明同一种生物体在很多性状上都会互有差别，并说明“世界上没有两片完全相同叶子”说明变异的现象是普遍的。（2）老师布置学生阅读课本“探原委2”，并对几种状况是否能遗传进行分类，并请学生说明自己划分的依据。老师以此为基础讲解并描述有关可遗传的变异和不行遗
17、传的变异的概念，并举例说明生物体的性状是由遗传物质确定并受环境因素影响的。比如“大花生与小花生是两个品种，大花生的平均长度大于小花生，但是假如生存条件恶劣的状况下大花生会长的较小，而小花生在废水足够的时候也可以长得较大。”（3）布置学生分析“探原委3”并说明得出答案的依据。（参考：小牛的毛色与亲代不同是由于基因突变造成的，这是因为小牛的颜色与父母都不同，而且农场中出现白色小牛的几率也远比隐性遗传低得多。这种小牛的颜色比一般牛的颜色更惹眼，简单被敌害发觉而被捕食，因此对其在野外生活不利。）老师以此为基础讲解有关有利变异和不利变异的概念，并说明环境在其中所起的作用。学生活动：思索可遗传的变异和不行
18、遗传的变异是靠什么来区分的。哪些缘由可以造成变异。阅读课本，理解变异对生物生存实力的影响。（三）大家谈老师活动：课本的两个问题都富有探讨性，老师可以阻挡学生针对第一个问题进行辩论，分为正方和反方。正方列举变异对生物生存有利的方面，反方列举变异对生物生存不利的方面。（留意：辩论时，双方只是对自己的观点进行陈述，辩题是由老师确定，所以应以双方的主动性和举例的丰富程度，而不是以观点的正确与否来推断双方的辩论结果。）当举例足够丰富时，老师说明变异又有利于生物生存的也有不利于生物生存的。在生物进化的过程中变异起了重要的作用。在探讨其次个问题时，老师可组织学生自由发言，对生物没有变异的状况进行假想，畅所欲
19、言。老师主动确定其中的合理假设，并指导学生假想并不等于乱想，而是有依据的推想。1.一切变异对生物体的生存都是有害的吗？参考：并不是全部的变异对生物的生存都是有害的。有的变异能提高生物体的生存和生殖实力，这是有利的变异；有的变异会降低生物体的生存和生殖实力，这就是不利的变异。大多数变异是中性变异。2.设想自然界中的生物假如没有变异，结果会怎样？参考：由于环境不断改变，假如各种生物不发生变异，那么每当环境猛烈改变时就会有物种由于对环境的不适应而灭亡。学生活动：进行辩论，并得诞生物的变异有有利的变异和不利的变异之分，大部分变异是不会影响生物正常生理活动的。通过设想没有变异时自然界的状况，理解生物的变
20、异对其适应环境和生存具有重要的意义。（四）学问链通过前面的探究和探讨过程，学生已经将基本的学问点理解和消化了。老师可做小结性的总结对以下三个问题进行阐述：（1）可遗传的变异和不行遗传的变异讲解并描述这个问题时结合“探原委2”和日常生活中的现象说明两种变异的区分，并通过课件演示简洁介绍可遗传变异的产生的方式。（2）变异对生物体的影响涉及一些关于自然选择的学问，为以后的教学打下伏笔。（3）变异的重要意义在讲解并描述时，可以渗透一些进化的学问，使学生初步相识“适者生存”的合理性。七、小结这节课我们学习了生物的变异，变异与遗传一样都是生物体的基本特征之一。生物体由于有了遗传的功能才能保持本身特征的代代
21、持续，又由于有了变异的基本特性才使神舞的个体之间产生差别。变异有不利变异、中性变异和有利变异之分。变异在生物的进化和发展中有着重要的意义。 八年级生物下册生物的进化教案冀教版 八年级生物下册生物的进化教案冀教版 其次节二生物进化的缘由教学设计一、教学设计思路“生物进化的缘由”是进化这一部分的重点内容。课本设计了两个依据材料进行分析探究的探究活动，两个活动的主旨在于使学生相识“自然选择”学说的合理性。在进行教学时老师应充分发挥学生的主动性，激励学生主动思索，经过分析和探讨得出正确的答案。在进行“学问链”的教学时，老师可先支配学生阅读课本的“实际用”部分，让他们对拉马克的“用进废退”学说和达尔文的
22、“自然选择学说”有一个大体的相识。在这个基础上，老师讲解拉马克学说的主要内容（用进废退和获得性遗传）和达尔文学说的主要内容（过度繁殖，生存斗争（也叫生存竞争），遗传和变异，适者生存）。并用“人工选择”作例子，用类比的方法分析“自然选择”的过程。最终让学生阅读“实际用”部分，体会“选择”过程在新物种形成上的作用。二、教学目标学问目标1.描述生物进化的缘由。实力目标1.通过分析拉马克与达尔文关于进化的学说，提高分析辨别实力。情感目标1.形成生物进化的基本观点。通过对生物进化事例的分析，使学生形成环保意识。三、重点难点重点：“自然选择学说”的基本内容，“用进废退学说”的基本内容难点：阐明“自然选择学
23、说”的合理性。难点突破：老师首先布置学生阅读课本的两个材料分析，通过第一个材料分析学生可以初步相识“自然选择学说”和“用进废退学说”。通过其次个材料，学生可以比较简单的得出“自然选择学说”的正确性四、教学媒体图片资料五、课时建议1课时六、教学过程教学步骤老师活动学生活动身边事课本的“身边事”设计与后面的内容结合紧密，老师可利用其进行引入。可以事先让学生自己进行假设，说说长颈鹿是怎样形成的。思索长颈鹿的长颈是怎样形成的，并用语言表达。探原委+大家谈老师活动：（一）在几位学生谈过自己对长颈鹿长颈形成的看法之后，老师布置学生阅读课本的“探原委1”并分析“拉马克进化学说”与“达尔文进化学说”的主要区分
24、，哪个更加合理。学生的假设可能各有千秋，但是老师应当引导学生对比前辈科学家的思想对自己的假设进行完善，并从中获得启示。（2）布置学生阅读课本的“探原委2”并提出假设说明两种桦尺蛾数量改变的缘由。提问几名学生，让他们说明自己的假设。然后提示学生试着用“达尔文的自然选择学说”说明两种桦尺蛾数量改变的缘由。阅读“探原委1”，思索课本两个学说哪个更合理，并说明推断的依据。 阅读课本，提出合理的假设。并用“自然选择学说”说明两种桦尺蛾数量改变的缘由。学问链老师活动：（一）提问两名学生叙述自己对“拉马克学说”和“达尔文学说”的相识。（二）依据扩展资料对“用进废退学说”和“自然选择学说”进行讲解。可以举一些
25、例子说明生物的过度繁殖现象说明生物的生存竞争是必需的，并从中产生了适者生存的自然选择过程。对于“自然选择”可以用人工选择作类比进行说明。并强调变异是生物进化的内部缘由，环境是生物进化的外界动力。（三）老师简洁介绍现代进化理论的学问。（可参考文本资料）依据“探原委1”谈谈自己对两种学说的相识。 参考“人工选择”的过程理解自然选择的过程。实际用老师活动：（一）布置学生阅读课本的“实际用”部分。（二）老师讲解并描述原鸡到家鸡，野猪到家猪的选育过程。理解“人工选择”在物种形成中的作用，并进一步理解自然选择对生物进化的作用。小结老师语言：这节课我们学习了生物进化的缘由，对于生物进化的缘由，科学家提出过很
26、多假说。其中比较闻名的是拉马克的“用进废退学说”和达尔文的“自然选择学说”。在这两个学说中，达尔文的学说是被人们普遍接受的。生物的进化有内部的缘由变异，也有外部的缘由环境。变异是不定向的，就是说既有有利的变异，又有不利的变异，而自然环境的选择则使不利变异的个体死亡只保留有利变异的个体。通过这个过程，生物就完成不断的向前进化过程。听讲，复习本节课的学问。七、板书设计第三章其次节二生物进化的缘由一、长颈鹿长颈的形成1.拉马克学说：用进废退2.达尔文学说：自然选择二、桦尺蛾的变异缘由：三、选择在生活中的应用人工选择 第14页 共14页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页