染色體變異教學設計

1、教學設計染色體變異教學設計武進高級中學生物組陶曉東一、教學目標：（一）知識技能掌握染色體變異的概念，特點，應用。區(qū)分染色體組和同源染色體，并能夠 正確理解單倍體。使學生了解人工誘導多倍體在育種上的應用及單倍體在育種上 的意義。（二）過程方法在學生預習的基礎上，結合多媒體技術，合理設計問題串，充分發(fā)掘學生的 想象力。注重學生的日常生活中的信息體驗。（三）情感態(tài)度價值觀在教學過程中對情感態(tài)度價值觀的體現(xiàn)主要有以下幾個方面：其一，通過單倍體和多倍體育種學習，對學生進行科學價值觀教育；其二，可介紹我國科學家 在染色體變異方面取得的成就，培養(yǎng)學生勇于探索、仔細觀察、勤于思考、實事 求是、嚴謹論證的科學態(tài)

2、度和鉆研精神。其三，鼓勵學生利用網(wǎng)絡，搜集相關知 識，對所學的內容有初步的了解，滿足學生的求知欲，培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)，學 會查找信息，利用信息。二、教學內容（一）教材分析總的來看，教材編排體系設置不太合理，一是對染色體變異概念沒有很好的 解釋清楚。課本上講的染色體變異是指在自然條件或人為條件的影響下，染色體的結構和數(shù)目都可以發(fā)生變化，從而導致生物的性狀發(fā)生變異。 實際上，課本上 只重點講述染色體數(shù)目的變異，而沒有講到染色體結構的變異，因此，學生學起 來難以理解。在教學上教師應補充這方面的知識。 在講解這一內容時可與前面講 的基因突變概念相比較，加深學生的記憶。二是課本上把二倍體和多倍體、單倍

3、體這些概念分開講。但無論是對多倍體還是單倍體概念的理解都應該建立在對二 倍體概念的理解之上，多倍體和單倍體是相對于二倍體來講的， 并且這種比較應 該是同一生物進行比較，而不能拿不同種的生物進行比較。 例如單倍體指體細胞 中含有本物種配子的染色體數(shù)目的個體。普通小麥的體細胞中含有六個染色體 組，42條染色體，它的單倍體植株體細胞含有三個染色體組，21條染色體。這里就不能把含有三個染色體組的單倍體普通小麥又稱多倍體。自然界中，幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體。三是人工誘導多倍體在育種上的應 用。在這里，教材安排上可運用列表分析掌握變異原理在育種上的應用。比較和復習上一節(jié)課內容，包括雜交育種

4、、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種及它們 應用的原理、優(yōu)缺點，列舉生活中的實例，加深對知識的理解和實際應用。（二）教學任務分析這部分的教學任務主要體現(xiàn)在知識、能力、情感態(tài)度、價值觀等方面。在知 識教學目標方面，主要體現(xiàn)為以下幾點：其一，染色體結構變異的四種類型；其 二,染色體組、單倍體、多倍體和二倍體的概念；其三，單倍體和多倍體的特點、 形成原因及其在育種上的意義；具體為：1、以貓叫綜合癥產生原因為例，引出 染色體結構變異的四種類型；以果蠅的染色體為例，引出染色體組的概念，訓練 學生由具體到抽象的思維能力；2、通過單倍體、多倍體和二倍體的分類依據(jù)學 習，對學生進行比較、分類思維能力的訓練；3、

5、通過單倍體和多倍體的概念、原理、應用的學習，訓練學生演繹思維能力。（三）學生經驗分析學生在日常生活中具有一定的信息技術方面的經驗， 部分學生可以熟練的利 用網(wǎng)絡查找相關知識，并能夠的相關知識進行拓展。學生對教學過程中的多媒體 技術相當適應，效果良好。（四）重難點分析這一節(jié)內容大多是屬于理解和應用的層次，教學內容的難點較集中，可以已 列提綱的方式對重難點作逐個分析。其一，染色體組數(shù)目的判斷。一般來說，在 細胞內形態(tài)相同的染色體有幾條，則含幾個染色體組，在細胞或生物體的基因型 中，同一種基因出現(xiàn)幾次，則有幾個染色體組。在教學過程中可將已學習過的同 源染色體的概念和染色體組的概念作對比。其二，三倍體

6、無籽西瓜的培育。三倍 體植株在減數(shù)分裂過程中，染色體的聯(lián)會發(fā)生紊亂，因而不能形成正常的生物細 胞。這時需要授給普通西瓜二倍體成熟的花粉，刺激子房發(fā)育而成為果實。因為 胚珠并不能發(fā)育成為種子，所以這種西瓜叫做無籽西瓜。教學過程中可依托多媒 體技術使學生對該方法的過程一目了然，較深刻的理解。三、教學策略：（一）教學支架相關知識的預習：圖書館的紙質媒體資源和網(wǎng)絡的電子媒體資源 課堂教學：形象生動的多媒體形式（二）組織形式：集體教學。相關問題可四人一組討論（三）教學模式：接受教學：基本概念和原理探究教學：相關疑難問題的探討合作學習：鼓勵學生事先收集必要的信息并相互間進行交流 以探究學習和合作學習為主。

7、四、教學資源：（一）、硬件資源：電腦，網(wǎng)絡系統(tǒng)，投影儀，打印機，圖書館（二）、軟件資源：POWERPOINFLASH PHOTOSHOP!關軟件（三）、信息資源：從圖書館可獲取的紙質媒體信息， 從網(wǎng)絡可獲取的電子媒體信 息資源，包括文字，圖片等（四）、人力資源：其他教師，學生父母等泛在資源五、教學評價：（百分評價體系）80分以上：優(yōu)秀6080分：合格4080分：較差40分以下：不能完成學習任務（一）、知識技能的評價，占40分 學生能熟練掌握相關的知識，并反映在課后的作業(yè)中。在技能方面，考察學生掌 握信息技術的能力。依完成情況分別給予 0分（未完成）、10分（較差）、20分（合格）、30分（良好

8、）、40分（優(yōu)秀）的評價（二八 過程方法的評價，占40分 是否能利用信息技術完成一定的任務， 提出問題和假設的思路，問題的解決策略 和合作的技能，學習過程中有無較好的遷移能力。依實際情況分別給予10分（較 差）、20分（合格）、30分（良好）、40分（優(yōu)秀）的評價（三八情感、態(tài)度、價值觀的評價，占20分 學生對知識學習的態(tài)度，價值觀（是否對所學知識感興趣），對信息技術的態(tài)度，對學習過程的態(tài)度、動機，學習過程的自信心如何，教師通過課堂觀察和課后觀 察學生的自我反思給予相應的評價。六、教學過程：環(huán)節(jié)名稱教師活動1、復習問題：生物可遺傳的變 異有哪三個主要來源？2、新課導入冋題：在預習的基礎上 回答

9、基因突變和染色體 變異的異同人類的許多遺傳病 是由染色體結構改變引 起的。例如，貓叫綜合 癥是人的第5號染色體 部分缺失引起的遺傳 病，因為患病兒童哭聲 輕，音調高，很像貓叫 而得名。貓叫綜合癥患 者的兩眼距離較遠，耳 位低下，生長發(fā)育遲緩， 而且存在嚴重的智力障 礙。3、染色體變異冋題：回答染色體變異的類型的類型及其后果。（此處應用多般來說，母種媒體）生物的染色體數(shù)目都是 穩(wěn)定的，但是，在某些 特定的環(huán)境條件下，生 物體的染色體數(shù)目會發(fā) 生改變，從而產生可遺 傳的變異，這類變異屬 于染色體數(shù)目的增減。染色體數(shù)目的變異可以 分為兩類：一類是細胞 內的個別染色體增加或 減少，例如21三體綜合 征

10、就屬于這一類。（小資料）（21三體綜合征簡介： 21三體綜合征又叫先天 愚型，患者比正常人多 了一條21號染色體，智 力低下，身體發(fā)育緩慢， 50%勺患者有先天性心 臟病。我國人口中21三學生活動設計意圖基因重組、基因突變、溫故知新染色體變異基因突變是染色比較基因突體的某一個位點上基變和染色體因的改變，這種改變在變異，加強對光學顯微鏡下是看不新概念的理見的。而染色體變異是解可以用顯微鏡直接觀察到的比較明顯的染色體變化，如染色體結構的改變、染色體數(shù)目的增減等。在自然條件或人考察學生利為因素的影響下，染色用信息的能體發(fā)生的結構變異主力要有四種：1 .染色體中某一片段的缺失；2.染色體中增加了某一片

11、段；3.染色體某一片段的位置顛倒了180° 4.染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。上述染色體結構的改變，都會使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而導致性狀的變異。大以現(xiàn)實生活多數(shù)染色體結構變異中的事例激對生物體是不利的，有發(fā)學生的興的甚至會導致生物體趣，加強對知死亡。識的理解。4、染色體組（此處應用多媒體）5、二倍體和多 倍體（小資料）體綜合征的患者估計不 少于100萬。）學生看書，并要求能敘 述自己對染色體組的理 解染色體組：在大多數(shù)生 物的體細胞中，染色體 都是兩兩成對的。例如， 果蠅有4對共8條染色 體（看課件上的圖片），這 4對染色體可以分成兩 組，每

12、一組中包括3條 常染色體和1條性染色 體。就雄果蠅來說，其 中的一組包括x、u、m、 W，另一組包括Y、u、 。在精子形成的 過程中，經過減數(shù)分裂， 染色體的數(shù)目減半，所 以雄果蠅的精子中只含 有一組染色體（x、u、 m、w或 丫、u、m、w）， 這一組染色體中的4條 染色體，形狀和大小各 不相同。問題：同源染色體和染 色體組有何差異？幾乎全部的動物和過半 數(shù)的高等植物都是二倍 體。體細胞中含有三個 染色體組的個體，叫做 三倍體，比如香蕉。體 細胞中含有四個染色體 組的個體，叫做四倍體, 比如馬鈴薯。多倍體在 植物中廣泛地存在著， 在動物中比較少見。（自然界中，幾乎全部另一類是細胞內的染 色體

13、數(shù)目以染色體組 的形式成倍地增加或 減少。像雄果蠅精子中 的4條染色體這樣，一 個生殖細胞內的全部 染色體，在形態(tài)和功能 上各不相同，但是包含 了控制生物體生長發(fā) 育、遺傳和變異的全部 信息，這樣的一組完整 的非同源染色體，叫做 一個染色體組。在染色體組中不存在 同源染色體，染色體組 是由非同源染色體構 成的。二倍體和多倍體：體細 胞中含有兩個染色體 組的個體叫做二倍體， 如人、果蠅和玉米等。 體細胞中含有三個或 三個以上染色體組的 個體叫做多倍體。考察學生的 自主學習能 力和觀察能 力通過對比加 強認識以現(xiàn)實生活動物和大多數(shù)咼等植物 都是二倍體。多倍體植 物在自然界中很常見， 例如，天然狀態(tài)

14、下的香 蕉就是三倍體，馬鈴薯 是四倍體，普通小麥是 六倍體。多倍體的動物 非常罕見。） 問題：21三體綜合征的不是，21三體綜中的事例激 發(fā)學生的興 趣，增加學生 對信息的積 累考察學生利患者疋不疋多倍體，為合征患者只是體細胞用信息解決什么？內個別染色體數(shù)目發(fā)實際問題的生了改變能力（此處應用多多倍體產生的主要原因體細胞在有絲分媒體）染色體數(shù)目加倍也裂的過程中，染色體完 成了復制，但是細胞受 到外界環(huán)境條件（如溫 度驟變）或生物內部因 素的干擾，紡錘體的形 成受到破壞，以致染色 體不能被拉向兩極，細 胞也不能分裂成兩個 子細胞，于是就形成染 色體數(shù)目加倍的細胞。 如果這樣的細胞繼續(xù) 進行正常的有

15、絲分裂， 就可以發(fā)育成染色體 數(shù)目加倍的組織或個 體。可以發(fā)生在配子形成的 減數(shù)分裂過程中，這樣 就會產生染色體數(shù)目加 倍的配子（如二倍體生 物產生二倍體配子），染 色體數(shù)目加倍的配子在 受精以后也會發(fā)育成多 倍體。6人工誘導多與二倍體植株相比，多多倍體在產量上倍體在育種上倍體植株的莖稈粗壯，有優(yōu)勢的應用葉片、果實和種子都比（此處應用多較大，糖類和蛋白質等媒體）營養(yǎng)物質的含量都有所 增咼。例如，四倍體葡 萄的果實比二倍體品種（小資料）（此處應用多 媒體）的大得多，四倍體番茄 的維生素C的含量比二 倍體品種的幾乎增加了 一倍（看課件上的圖）。 因此，人們常常采用人 工誘導多倍體的方法來 獲得多倍

16、體，培育新品 種。人工誘導多倍體的方法（秋水仙素是一種從百 合科植物秋水仙的種子 和球莖中提取出來的一 種植物堿。呈白色或淡 黃色的粉末或針狀結 晶，易溶于冷水，酒精， 一般多使用它的水溶 液。有劇毒，使用時應 特別注意。）問題：為什么不能用秋 水仙素處理成熟的植 株？三倍體無籽西瓜目前最常用而且 最有效的方法，是用秋 水仙素來處理萌發(fā)的 種子或幼苗。當秋水仙 素作用于正在分裂的 細胞時，能夠抑制紡錘 體形成，導致染色體不 分離，從而引起細胞內 染色體數(shù)目加倍。染色 體數(shù)目加倍的細胞繼 續(xù)進行正常的有絲分 裂，將來就可以發(fā)育成 多倍體植株。目前世界 各國利用人工誘導多 倍體的方法已經培育 出不

17、少新品種，如含糖 量高的三倍體無子西 瓜和甜菜等。（1成熟植株正處于 分裂期的細胞少。2、 成熟植株細胞多，用秋 水仙素處理不可能使 大多數(shù)細胞內的染色 體數(shù)加倍。） 在多倍體育種中，三倍 體無子西瓜的培育比 較具有代表性。我國科 技工作者經過多年探 索，培育出不少三倍體 無子西瓜的優(yōu)良品種。 下面以三倍體無子西 瓜為例，介紹多倍體的 培育過程（看課件上的 示意圖）。人們平常食 用的西瓜是二倍體。在 二倍體西瓜的幼苗期，增加學生的 信息儲備理論聯(lián)系實 際，加強認知7、單倍體 （此處應用多 媒體）問題：1為什么染色體 組數(shù)為奇數(shù)的生物個體 是高度不育的？2、無子西瓜和無子番茄 的培育方法有什么區(qū)

18、 別？3、為什么要用四倍體西 瓜作為母本，二倍體西 瓜做父本？用西瓜的四 倍體植株作父本，二倍 體植株作母本，可以得 到無子西瓜嗎？對“單倍體”的理解， 首先必須對“體”字理 解，即個體。其次，根 據(jù)概念來理解單倍體， 即“體細胞中含有原物 種配子染色體數(shù)目的個 體”，換言之，即“由某 物種的配子發(fā)育而來的 個體，就是該物種的單 倍體”。這就是說，單倍用秋水仙素處理，可以 得到四倍體植株。然 后，用四倍體植株作母 本，用二倍體植株作父 本，進行雜交，得到含 有三個染色體組的種 子。把這些種子種下 去，就會長出三倍體植 株。由于三倍體植株在 減數(shù)分裂的過程中，染 色體的聯(lián)會發(fā)生紊亂， 因而不能形

19、成正常的 生殖細胞。當三倍體植 株開花時，需要授給普 通西瓜（二倍體）成熟 的花粉，刺激子房發(fā)育 而成為果實（西瓜）。因 為胚珠并不發(fā)育成為 種子，所以這種西瓜叫 做無子西瓜。（減數(shù)分裂形成配子 過程中聯(lián)會紊亂）（無子番茄的培育和生 長素的作用有關）（用西瓜的四倍體植 株作父本，二倍體植株 作母本，可以得到無子 西瓜。但西瓜的可食用 部分來自母本，若希望 可食用部分比較發(fā)達， 則需用四倍體西瓜作 母本。） 單倍體：在生物的體細 胞中，染色體的數(shù)目不 僅可以成倍地增加，還 可以成倍地減少。例 如,蜜蜂的蜂王和工蜂 的體細胞中有32條染 色體，而雄蜂的體細胞 中只有16條染色體。 像蜜蜂的雄蜂這樣，體 細胞中含有本物種配將所獲取的 信息于生產 實際相結合提供生活中 的實際事例 作為信息，加 強理解。8、單倍體在育 在自然條件下，玉米、 種中的應用高梁、水稻、番茄等高等植物，偶爾也會出現(xiàn) 單倍體植株。與正常的 植株相比，單倍體植株 長得弱小，而且是高度 不育的。但是，它們在 育種上有特殊的意義。 育種工作者常常采用花 藥離體培養(yǎng)的方法來獲 得單倍體植株，然后經 過人工誘導使染色體數(shù) 目加倍，重新恢復到正 常植株的染色體數(shù)目。 用人工誘導方法得到的 單倍體植株，不僅能夠 正常生殖，而且每對染 色體上的成對的基因都 是純合的，自交產生的對知識進行 細化分析體這個詞語中的“單”，