曹喜云的教學(xué)設(shè)計(jì)

1、染色體結(jié)構(gòu)變異教學(xué)設(shè)計(jì)子洲中學(xué)曹喜云教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1、掌握染色體變異的原因和因素。2、理解染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型。3、理解染色體組的概念，并能夠判斷細(xì)胞中染色體組的數(shù)目。二、能力目標(biāo)1、以摩爾根的果蠅實(shí)驗(yàn)中的基因突變，引出染色體結(jié)構(gòu)的變異。2、以貓叫綜合癥產(chǎn)生原因?yàn)槔?，引出染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型。3、以果蠅的染色體為例，引出染色體組的概念，訓(xùn)練學(xué)生由具體到抽象的思維能力。三、情感目標(biāo)通過了解在自然或人為條件影響下， 染色體會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)或數(shù)目的改變進(jìn)而改變生物的遺傳性狀，樹立事物是普遍聯(lián)系的，外因通過內(nèi)因起作用的辯證唯物主義觀念。第2課 時(shí)教學(xué)模式“問題情境式”教學(xué)模式。教學(xué)手段染色體結(jié)

2、構(gòu)變異、雌雄果蠅減數(shù)分裂形成有性生殖細(xì)胞過程的教學(xué)課件問題情境，學(xué)生小組討論。, 教師創(chuàng)設(shè)參考課時(shí)本小節(jié)參考課時(shí)為 2課時(shí)。第一課時(shí)學(xué)習(xí)染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體組的概念； 第二課時(shí)學(xué)習(xí)二倍體、多倍體、單倍體的概念及其在育種上的應(yīng)用。設(shè)計(jì)思路本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)是染色體變異引起生物性狀的改變，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，上課之初通過與本節(jié)課有關(guān)的圖片、實(shí)例、實(shí)物等來激發(fā)學(xué)生的求知欲，進(jìn)而成為學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的內(nèi)驅(qū)力。染色體組的概念是理解二倍體、多倍體、單倍體的基礎(chǔ)，為了加深學(xué)生的理解，教師可以制作果蠅減數(shù)分裂過程的課件，通過動(dòng)態(tài)的過程優(yōu)化學(xué)生的理解過程。學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容相對陌生，教師應(yīng)多舉一些實(shí)例，體現(xiàn)理論聯(lián)

3、系實(shí)際，對一些不易理解的知識(shí)可以組織學(xué)生討論， 通過科學(xué)的計(jì)算推理來得出結(jié)論，例如為什么說單倍體是高度不育的？為了更好地理解本節(jié)內(nèi)容， 教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生激活原有的知識(shí)系統(tǒng)， 包括有絲分裂、減數(shù)分裂、染色體是遺傳物質(zhì)的載體、植物雜交、生長素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用等知識(shí)，創(chuàng)設(shè)問題情境，新舊知識(shí)融會(huì)貫通，形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。教學(xué)過程第一課時(shí)教師引入新課：學(xué)生：染色體是遺傳物質(zhì)的載體，染色體的改變會(huì)引起基因的改變。教師：我們上一節(jié)課學(xué)習(xí)的基因突變是染色體的某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，這種改變發(fā)生在分子水平上， 在光學(xué)顯微鏡下是看不見的。但是如果生物體染色體數(shù)目發(fā)生了增減或者在結(jié)構(gòu)上發(fā)生某些變化，在顯微鏡下就可以直

4、接觀察到，我們把染色體的這些變化稱為染色體變異。 既然基因位于染色體上，染色體的變化必然在遺傳性狀上會(huì)有所反映，所以染色體變異是生物可遺傳變異的一個(gè)重要來源，也正是我們這節(jié)課所要研究的內(nèi)容。板書：二、染色體變異教師利用大屏幕提供如下資料：（1）人的第 5號(hào)染色體短臂缺失，患貓叫綜合癥。（2）果蠅 X 染色體上某一區(qū)段的重復(fù)，可使正常的卵圓形眼變?yōu)榘魻钛?。?）近日由杭州市中醫(yī)院婦科專家對一位來自浙江的婦女檢查發(fā)現(xiàn)，她的第 9號(hào)染色體臂內(nèi)倒位是導(dǎo)致她多年習(xí)慣性流產(chǎn)的病因。（4）如果人的第 22號(hào)染色體和第 14號(hào)染色體發(fā)生易位，會(huì)使人患慣性粒細(xì)胞白血病。（5）在黑腹果蠅中，X 染色體和 Y 染色

5、體多一個(gè)或少一個(gè)會(huì)影響生育力，第2染色體第3染色體多一個(gè)或少一個(gè)都是致死的。 對玉米和番茄來說細(xì)胞內(nèi)少一條染色體就不能成活。（ 6）人的第 21號(hào)染色體如果多一條，就會(huì)患 21- 三體綜合癥（示照片）記作 47，XX或 XY，+21。第 13號(hào)染色體多一條，患綜合癥，記作 47， XX或 XY， +13，患者兔唇、腭裂、先天性心臟病、嚴(yán)重智力遲鈍，常在出生后3個(gè)月內(nèi)死亡，也有少數(shù)活到5歲，發(fā)生率為 1 5000。如果人的第 18號(hào)染色體多一條， 患 Edwards 綜合癥，記作 47，XX或 XY，+18，患者頭面長、大腦門、鼻梁窄而長、小嘴、腭狹窄、耳位低、短頸，幾乎所有器官系統(tǒng)畸形，平均壽

6、命6個(gè)月，發(fā)病率為 1/10000 。如果男性多一條Y 染色體，記作 47，XYY，有人稱這樣的個(gè)體為超雄性，據(jù)說這種人有反社會(huì)行為，智能稍差，但也有智能高于一般人的。（ 7）如果女性少一條 X 染色體，記作 45，X，患 綜合癥，并患有先天性心臟病，伴有蹼頸和肘外翻。（ 8）如果使蘿卜的染色體增加一倍則主根粗大產(chǎn)量高；如果使番茄的染色體增加一倍則所含的維生素 C 大約多了一倍。請學(xué)生根據(jù)上述材料， 分析染色體的變異包括哪些類型？染色體變異有什么特點(diǎn)？為什么？學(xué)生：染色體變異可以分為結(jié)構(gòu)的變異和數(shù)目的變異。染色體變異對生物的影響大多數(shù)是有害的， 因?yàn)檫z傳物質(zhì)的穩(wěn)定性是生物長期進(jìn)化的結(jié)果， 也是

7、生物正常生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。板書：（一）染色體結(jié)構(gòu)的變異教師：在某些自然或人為因素的作用下，染色體可能發(fā)生斷裂，斷裂端具有愈合和重接的能力。 當(dāng)染色體在不同區(qū)段發(fā)生斷裂后，在同一條染色體內(nèi)或不同染色體之間以不同的方式重接時(shí)就會(huì)導(dǎo)致各種結(jié)構(gòu)變異的出現(xiàn)。計(jì)算機(jī)演示：染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型，由學(xué)生用語言來描述。1缺失教師：缺失是指染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起丟失從而引起變異的現(xiàn)象。請思考，發(fā)生缺失的染色體在什么時(shí)期容易看到？為什么？在顯微鏡下有什么特殊的形態(tài)？學(xué)生討論，教師引導(dǎo)：在減數(shù)分裂過程中，同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)，因?yàn)榘l(fā)生缺失的染色體不能和它的正常同源染色體完全相應(yīng)地配對， 所以此時(shí)可以看到正常

8、的一條染色體多出了一段或者形成一個(gè)拱形結(jié)構(gòu)， 還要看缺失的區(qū)段發(fā)生在染色體的一端還是兩臂的內(nèi)部。在屏幕上顯示：染色體結(jié)構(gòu)變異中的中間缺失所形成的拱形結(jié)構(gòu)示意圖。教師：缺失影響個(gè)體的生活力，所引起的遺傳效應(yīng)隨著缺失片段大小和細(xì)胞所處發(fā)育時(shí)期的不同而不同。在個(gè)體發(fā)育中，缺失發(fā)生得越早，影響越大；缺失的片段越大，對個(gè)體的影響也越嚴(yán)重，重則引起個(gè)體死亡，輕則引起個(gè)體生活能力下降，如貓叫綜合癥患者。那么缺失純合體和缺失雜合體相比，哪個(gè)的生活力更低呢？為什么？學(xué)生：應(yīng)該是缺失純合體，因?yàn)樵谌笔Ъ兒象w中，缺失基因所擔(dān)負(fù)的重要機(jī)能都不能進(jìn)行了。教師：在缺失雜合體中，例如一個(gè)雜合體 Aa 中，缺失帶有顯性基因

9、A 的一個(gè)染色體片段和缺失帶有隱性基因 a 的一個(gè)染色體片段引起的表型效應(yīng)有什么不同？對遺傳工作者有什么啟示？學(xué)生：一個(gè)顯性基因的缺失，會(huì)使原來不應(yīng)顯現(xiàn)出來的一個(gè)隱性基因的效應(yīng)顯現(xiàn)出來，而隱性基因的缺失就沒有這種效應(yīng)。教師：對遺傳工作者來說，出現(xiàn)了缺失是對基因進(jìn)行定位的最好機(jī)會(huì)，只要看一看缺失后出現(xiàn)了什么新的表型或不正常的病態(tài)，就可以知道缺失的染色體區(qū)段上存在著與新的表型或病態(tài)有關(guān)的基因了。2重復(fù)教師：染色體上增加了相同的某個(gè)區(qū)段而引起變異的現(xiàn)象，叫做重復(fù)。在重復(fù)雜合體中，當(dāng)同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)， 也會(huì)形成一個(gè)拱形結(jié)構(gòu)或多出一段，這與缺失有什么不同？學(xué)生：拱出來或長出來的一段是重復(fù)的片段。教師：重

10、復(fù)的遺傳學(xué)效應(yīng)比缺失來得緩和，并且具有累加作用，例如前述第二個(gè)實(shí)例中，果蠅的顯性基因 B是使復(fù)眼中的小眼數(shù)目減少，所以使復(fù)眼呈棒狀，而不是正常的卵圓形，當(dāng)檢查果蠅 X 染色體上至少有四個(gè)明顯的橫紋，顯示該基因重復(fù)了四次時(shí)，其復(fù)眼極度細(xì)小， 叫做重棒眼， 表明該段染色體重復(fù)次數(shù)越多， 復(fù)眼中的小眼數(shù)越減少。重復(fù)對生物進(jìn)化有重要作用。 這是因?yàn)槎嘤嗟幕蚩赡芟蚨鄠€(gè)方向突變，而不至于損害細(xì)胞和個(gè)體的正常機(jī)能。 突變的最終結(jié)果，有可能使“多余”的基因成為一個(gè)能執(zhí)行新功能的新基因， 從而為生物適應(yīng)新環(huán)境提供了機(jī)會(huì)，因此在遺傳學(xué)上往往把重復(fù)看做是新基因的一個(gè)重要來源。3倒位教師：染色體在兩個(gè)點(diǎn)發(fā)生斷裂后，

11、產(chǎn)生3個(gè)區(qū)段，中間的區(qū)段發(fā)生 180°的倒轉(zhuǎn)，與另外兩個(gè)區(qū)段重新接合而引起的變異的現(xiàn)象稱為倒位。 請你推測一下倒位雜合體在聯(lián)會(huì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么特征？學(xué)生討論分析， 教師引導(dǎo)推理：一個(gè)倒位雜合體在減數(shù)分裂時(shí)為了完成同源染色體的配對，可能形成一個(gè)倒位環(huán)。教師可出示此示意圖：教師提供資料：（ 1）倒位雜合體形成的配子大多是異常的，從而影響個(gè)體的育性，如前述人類的不孕癥。（ 2）普通果蠅的第 3號(hào)染色體上有三個(gè)基因，按猩紅眼一桃紅眼一三角翅脈的順序排列。學(xué)生分析：倒位雜合體往往形成不平衡的配子，后代的生活力下降；倒位純合體由于形成生殖隔離便形成了新的物種，為新物種的進(jìn)化提供了有利條件。4易位教師

12、：什么是染色體的交叉互換？發(fā)生在什么時(shí)期？學(xué)生：在減數(shù)分裂四分體時(shí)期，一對同源染色體的非姐妹染色單體之間常常會(huì)發(fā)生交叉并且相互交換一部分染色體，這是基因重組的一種形式。教師：當(dāng)初學(xué)習(xí)那部分內(nèi)容時(shí)就有些同學(xué)問， 這種交換會(huì)不會(huì)發(fā)生在兩條非同源染色體之間，現(xiàn)在大家應(yīng)該知道， 這種情形應(yīng)該稱為相互易位， 是易位中比較常見的一種。易位是指一條染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上，從而引起變異的現(xiàn)象。相互易位的遺傳效應(yīng)主要是產(chǎn)生部分異常的配子， 使配子的育性降低或產(chǎn)生有遺傳病的后代，例如人類的慢性粒細(xì)胞白血病。學(xué)生提問：染色體發(fā)生斷裂后，有沒有可能在原處愈合？教師解疑：完全有可能，這樣染色體就回復(fù)

13、到原來的結(jié)構(gòu)，不會(huì)產(chǎn)生變異。教師提供資料：（l ）用 X 射線、射線和其他射線，或某些化學(xué)藥品處理，可以增加染色體斷裂和結(jié)構(gòu)改變的頻率。（ 4）有實(shí)驗(yàn)證明，染色體斷裂與致癌作用和衰老有關(guān)。教師：上述實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明什么？給我們什么啟示？學(xué)生：某些物理和化學(xué)因素以及生物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物可能引起染色體斷裂，而抗氧化劑有保護(hù)染色體不斷裂的作用。服用抗氧化劑可能有助于癌癥的預(yù)防和衰老的延緩。教師：上述染色體結(jié)構(gòu)變異最早是在果蠅中發(fā)現(xiàn)的，因?yàn)楣壨傧倬薮笕旧w是觀察染色體形態(tài)、 研究染色體結(jié)構(gòu)變異的好材料，你覺得作為研究染色體結(jié)構(gòu)變異的好材料，應(yīng)具備哪些特點(diǎn)呢？教師：染色體除了可以發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變異以外，在特定的環(huán)境條件下，生物體染色體的數(shù)目也會(huì)發(fā)生改變，一類是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少，如前述實(shí)例中的（ 5）、（ 6）、（ 7），會(huì)引起生物性狀的改變，甚至導(dǎo)致生物體死亡；另一類是細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。那么，什么叫染色體組呢？計(jì)算機(jī)課講演示：雌雄果蠅減數(shù)分裂形成精子和卵細(xì)胞的過程。教師：果蠅的精子和卵細(xì)胞中只含有一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、 遺傳和變異的全部信息， 這樣的一組染色體，叫做一個(gè)染色體組。（二）染色體數(shù)目的變異1染色體組的概念教師：為什么染色體組又稱為基因組呢？學(xué)生分析討論： 因?yàn)槿旧w組是指某種生物的一套完