人教版生物染色體變異

必修二第5章第2節(jié)《染色體變異》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析本節(jié)內(nèi)容包括“染色體結(jié)構(gòu)的變異”和“染色體數(shù)目的變異”以及實(shí)驗(yàn)“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”。染色體變異是生物變異的一個(gè)重要多倍體育種關(guān)系密切有關(guān)。教材理論部分講述了染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目?jī)煞矫娴淖儺?。人類的染色體結(jié)構(gòu)變異常常引起許多遺傳病，教材就是從一種叫做貓叫綜合癥的遺傳病講起，介紹了染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型，以及染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體的影響。染色體數(shù)目的變異可以分為兩類：一類是細(xì)胞內(nèi)的個(gè)別染色體的增加或減少；另一類是細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。由于課時(shí)有限，前一類變異僅用小字作簡(jiǎn)要介紹。后一類變異與人類的生產(chǎn)和生活關(guān)系比較密切，是教材重點(diǎn)介紹的內(nèi)容。染色體組的概念是理解染色體數(shù)目變異的基礎(chǔ)，因此，教材首先通過分析果蠅的染色體組成，得出染色體組的概念。然后，根據(jù)生物體細(xì)胞中染色體組數(shù)目的不同，區(qū)分染色體數(shù)目變異的幾種主要類型——二倍體、多倍體和單倍體，重點(diǎn)講述多倍體和單倍體。教材還講述了人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用（如拓展題三倍體無子西瓜的培育過程），有助于學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)與生產(chǎn)和生活實(shí)際聯(lián)系起來。另外，本節(jié)中的實(shí)驗(yàn)“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”是課程標(biāo)準(zhǔn)中“活動(dòng)建議”部分所列入的活動(dòng)，旨在鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠用顯微鏡觀察到細(xì)胞中染色體數(shù)目的增加。但增加的確切數(shù)目難以確定。課時(shí)安排為2課時(shí)，第課時(shí)完成理論教學(xué)部分，第2課時(shí)完成低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)。二、學(xué)情分析染色體組的概念是一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生不易掌握，但它是掌握單倍體、多倍體等有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)，教師應(yīng)充分利用教材的直觀示意圖、具體事例等引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，并且增加設(shè)問、討論、等形式幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)。單倍體概念是本部分教學(xué)中的又一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生不易理解。為使學(xué)生能正確掌握單倍體概念，教學(xué)中，可首先由學(xué)生比較熟悉的蜜蜂中雄蜂來引出單倍體概念。單倍體概念有兩個(gè)要點(diǎn)：①是指生物個(gè)體的體細(xì)胞；②是染色體數(shù)是本物種配子染色體數(shù)。其次，可用小麥單倍體實(shí)例來鞏固。普通小麥?zhǔn)橇扼w，小麥單倍體植株體細(xì)胞中含三個(gè)染色體組，但不叫多倍體，因?yàn)樗捏w細(xì)胞中含小麥配子染色體數(shù)。盡管單倍體、多倍體是兩個(gè)不同的概念，確立依據(jù)不同，但它們又都與染色體組數(shù)目有關(guān)，因此學(xué)生易對(duì)二者發(fā)生混淆?？捎昧斜淼姆椒ū容^單倍體和多倍體，加強(qiáng)認(rèn)識(shí)，并多與生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系。三、教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)與技能1簡(jiǎn)述染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異。2學(xué)習(xí)低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的方法。能夠解釋低溫誘導(dǎo)染色體加倍的原理，評(píng)價(jià)不同作物、不同的溫度對(duì)染色體加倍實(shí)驗(yàn)的影響效果。關(guān)注染色體加倍對(duì)人類未來的發(fā)展影響，進(jìn)行低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化的實(shí)驗(yàn)。2．過程與方法1以辨圖、設(shè)問、討論和復(fù)習(xí)的方式理解染色體組的概念。2通過對(duì)具體實(shí)例、概念的辨析和對(duì)比，認(rèn)識(shí)單倍體、二倍體和多倍體之間的關(guān)系。3用圖解、事例和圖表的形式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)多倍體和單倍體育種。4以實(shí)驗(yàn)的方式認(rèn)識(shí)低溫對(duì)誘導(dǎo)染色體數(shù)目的變化的作用。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀1了解染色體數(shù)目變化原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)以致用的理想。2通過實(shí)驗(yàn)，養(yǎng)成與他人合作、共享并能夠欣賞別人的觀點(diǎn)和創(chuàng)意的習(xí)慣。3培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力．激發(fā)學(xué)生勇于探索的熱情。使學(xué)生關(guān)注染色體加倍對(duì)人類未來的發(fā)展影響。四、教學(xué)重點(diǎn)染色體數(shù)目的變異。五、教學(xué)難點(diǎn)1．染色體組的概念。2．二倍體、多倍體和單倍體的概念及其聯(lián)系。3．低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化的實(shí)驗(yàn)．六、媒體選用多媒體課件七、教學(xué)課型新授課八、教學(xué)課時(shí)2課時(shí)九、教學(xué)過程（第1課時(shí)）階段教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課引導(dǎo)學(xué)生回憶基因和染色體的關(guān)系，基因能發(fā)生突變，那么染色體能不能發(fā)生變化如果染色體發(fā)生變化，它會(huì)發(fā)生什么樣的變化呢生物性狀會(huì)發(fā)生什么樣的變化呢思考、討論、回答，從而引出染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異。溫故而知新，激發(fā)興趣染色體結(jié)構(gòu)的變異觀察教材4個(gè)直觀示意圖，播放貓叫綜合征視頻，教師從具體事例導(dǎo)引，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的了解。觀察課本圖5-5、圖5-6染色體結(jié)構(gòu)變異示意圖，思考、回答回歸課本，訓(xùn)練學(xué)生觀察能力、口頭表達(dá)能力，并且引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣。

染色體數(shù)目的變異1從雌雄果蠅體細(xì)胞和生殖細(xì)胞的染色體的形態(tài)和數(shù)目分析人手，創(chuàng)設(shè)問題情境：1果蠅體細(xì)胞有幾條染色體幾對(duì)常染色體2Ⅱ號(hào)和Ⅱ號(hào)染色體、Ⅲ號(hào)和Ⅳ號(hào)染色體是什么關(guān)系3雄果蠅的體細(xì)胞中共有哪幾對(duì)同源染色體4果蠅的精子中有哪幾條染色體這些染色體在形態(tài)、大小和功能上有什么特點(diǎn)這些染色體之間是什么關(guān)系它們是否攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息5如果將果蠅的精子中的染色體看成一組．那么果蠅的體細(xì)胞中有幾組染色體觀察課本圖5-8雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體和圖5-9雄果蠅的染色體組，以辨圖、討論、復(fù)習(xí)回答問題理解染色體組的概念。

設(shè)置一系列的問題情境，通過辨析圖解、概念對(duì)比，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)染色體組的概念，加上教師的引導(dǎo)和總結(jié)，學(xué)生能夠比較容易理解染色體組的概念。

染色體數(shù)目的變異2從蜜蜂的實(shí)例來分析蜂王、工蜂和雄蜂體內(nèi)的染色體組數(shù)目，提出單倍體的概念，并設(shè)置一些問題情境：1一倍體一定是單倍體嗎單倍體一定是一倍體嗎2二倍體物種所形成的單倍體中，其體細(xì)胞只含有一個(gè)染色體組，這種說法對(duì)嗎為什么3若是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其體細(xì)胞中舊含有兩個(gè)或三個(gè)染色體組，可以稱它為二倍體或三倍體嗎最后用小麥單倍體實(shí)例來鞏固，使學(xué)生區(qū)分單倍體與一倍體，單倍體、二倍體和多倍體之間的區(qū)別和聯(lián)系通過具體事例、概念辨析和對(duì)比，思考回答問題，認(rèn)識(shí)單倍體、二倍體和多倍體之間的區(qū)別與聯(lián)系。因?yàn)槎扼w、多倍體和單倍體具有可比性，通過圖解、事例、圖表的形式有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)和對(duì)概念的理解。并能很好地理解單倍體、二倍體和多倍體的區(qū)別與聯(lián)系，及與染色體組之間的關(guān)系。加強(qiáng)生產(chǎn)、生活聯(lián)系，滲透STS教育多倍體和單倍體育種采用實(shí)例分析，讓學(xué)生嘗試寫出流程圖，老師糾錯(cuò)與評(píng)價(jià)，使學(xué)生非常清晰育種的過程和方法。最后列表讓學(xué)生總結(jié)兩種育種方法的原理、操作方法和優(yōu)缺點(diǎn)學(xué)生對(duì)實(shí)例分析，嘗試寫出流程圖，學(xué)生交流，老師評(píng)價(jià)與完善，最后討論列表填寫總結(jié)兩種育種方法的原理、操作方法和優(yōu)缺點(diǎn)。體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響，達(dá)到激趣、引思、導(dǎo)辯、表達(dá)、交流等效果?？陀^公正的評(píng)價(jià)和總結(jié)有利于激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)的積極性和主動(dòng)性。十、堂上練習(xí)與板書（略）十一、作業(yè)布置課本89頁練習(xí)十二、教學(xué)小結(jié)（知識(shí)體系圖解）十二、教學(xué)反思采用圖文結(jié)合的呈現(xiàn)方式，多增設(shè)與生活、生產(chǎn)的事例加強(qiáng)認(rèn)識(shí)，通過問題導(dǎo)引較好地達(dá)到激趣、引思、導(dǎo)辯、表達(dá)、交流、傾聽等效果，能調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。鼓勵(lì)學(xué)生多用圖表總結(jié)歸納，老師評(píng)價(jià)與完善，非常對(duì)知識(shí)的理解。如總結(jié)多倍體育種方法：總結(jié)單倍體育種方法：列表比較多倍體育種和單倍體育種：多倍體育種單倍體育種原理染色體組成倍增加染色體組成倍減少，再加倍后得到純種（指每對(duì)染色體上成對(duì)的基因都是純合的）常用方法秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗花藥的離體培養(yǎng)后，人工誘導(dǎo)染色體加倍優(yōu)點(diǎn)器官大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分明顯縮短育種年限缺點(diǎn)適用于植物，在動(dòng)物方面難以開展技術(shù)復(fù)雜一些，須與雜交育種配合3課后需通過練習(xí)加強(qiáng)染色體組數(shù)目的判斷（1）細(xì)胞中同種形態(tài)的染色體有幾條，細(xì)胞內(nèi)就含有幾個(gè)染色體組。（圖一）（2）根據(jù)基因型判斷細(xì)胞中的染色體數(shù)目，根據(jù)細(xì)胞的基本型確定控制每一性狀的基因出現(xiàn)的次數(shù)，該次數(shù)就等于染色體組數(shù)。（圖二）（3）據(jù)染色體數(shù)目和染色體形態(tài)數(shù)確定染色體數(shù)目。染色體組數(shù)=細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目/染色體形態(tài)數(shù)（附）實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化（第2課時(shí)）教學(xué)過程：[課前準(zhǔn)備]復(fù)習(xí)“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”的實(shí)驗(yàn)步驟，為本實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。要求學(xué)生利用各種方式收集有關(guān)誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的原理和方法方面的知識(shí)．[情境創(chuàng)設(shè)]提出問題，學(xué)生討論：1．什么是染色體組、二倍體、單倍體、多倍體2．單倍體、多倍體育種的原理是什么操作方法如何有何優(yōu)點(diǎn)3．你所知道的誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的方法有哪些秋水仙素、低溫誘導(dǎo)教師：秋水仙素誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化課本中已經(jīng)詳細(xì)介紹，這節(jié)課我們來探討低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的方法。[師生互動(dòng)]1．作出假設(shè)教師：要探究問題，首先得提出假設(shè)，你作出的假設(shè)是什么學(xué)生：低溫能誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。2．根據(jù)假設(shè)讓學(xué)生分組討論明確實(shí)驗(yàn)方案與實(shí)驗(yàn)原理，老師精講要點(diǎn)。（1）可選擇的實(shí)驗(yàn)材料是：洋蔥2n=16、大蔥2n=16、蒜2n=16、蠶豆2n=12。（2）選擇的實(shí)驗(yàn)器具和試劑是：冰箱、顯微鏡、載玻片、蓋玻片、培養(yǎng)皿、剪刀、鑷子、吸水紙、滴管、小燒杯、卡諾氏固定液、鹽酸酒精解離液、質(zhì)量濃度為0mg／mL的龍膽紫溶液。（試劑由老師配制）3實(shí)驗(yàn)步驟①培養(yǎng)根尖方法：實(shí)驗(yàn)課前的3~5d．把洋蔥放在盛滿水的廣口瓶上，讓它的底部接觸瓶?jī)?nèi)的水面．方法2：實(shí)驗(yàn)課前的3~5d，取蒜辦剝?nèi)テ渫鈬稍锏哪べ|(zhì)鱗片葉，放在盛有少量水的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。方法3：把50顆干燥的蠶豆種子浸在清水中一晝夜。使它們吸脹萌動(dòng)．放在盛有少量水的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。②低溫誘導(dǎo)當(dāng)根長(zhǎng)到cm時(shí)。把數(shù)個(gè)裝置連同材料分成3份：一份放人冰箱內(nèi)4℃低溫下培養(yǎng)，另一份放人冰箱內(nèi)-4℃低溫下培養(yǎng)，還有一份仍留在25℃③固定根尖剪取以上3種處理的根尖，每個(gè)根尖為~cm．分別放人卡諾氏固定液中固定30min，然后用體積分?jǐn)?shù)為95％的酒精洗兩次，用體積分?jǐn)?shù)為70％的酒精保存于低溫處，貼好標(biāo)簽。④制作裝片取固定好的根尖，進(jìn)行解離、漂洗、染色和制片4個(gè)步驟，具體操作方法與實(shí)驗(yàn)“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”相同。⑤觀察裝片先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂相，再換上高倍鏡并調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋和反光鏡。使物像清晰，仔細(xì)觀察，辨認(rèn)哪些細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目變化，找色體計(jì)數(shù)。4自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)記錄表格：3．實(shí)施實(shí)驗(yàn)按實(shí)驗(yàn)方案從步驟③開始前面步驟已經(jīng)由教師預(yù)先分類做好，學(xué)生只要根據(jù)自己設(shè)定的方案選擇材料即可進(jìn)行操作，同一小組的同學(xué)每人制作其中一種處理的根尖裝片，仔細(xì)觀察，認(rèn)真記錄，同一小組的同學(xué)交流結(jié)果。4．分析與結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出本小組結(jié)論。5．表達(dá)與交流，評(píng)價(jià)反饋與其他小組交流，然后各小組代表用簡(jiǎn)明、科學(xué)的語言，在班里說出本小組的同學(xué)觀察不同溫度處理的根尖裝片情況，比較其誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的效果。教師作出恰當(dāng)評(píng)價(jià)。[課堂小結(jié)]1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?體驗(yàn)低溫誘導(dǎo)染色體加倍的實(shí)驗(yàn)過程．學(xué)習(xí)低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的方法。養(yǎng)成與他人合作、共享并能夠欣賞別人的觀點(diǎn)和創(chuàng)意的習(xí)慣。2能夠解釋低溫誘導(dǎo)染色體加倍的原理，評(píng)價(jià)不同作物、不同的溫度對(duì)染色體加倍實(shí)驗(yàn)的影響效果．關(guān)注染色體加倍對(duì)人類未來的發(fā)展影響。2．實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)是通過低溫處理植物．使根尖分生區(qū)的細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成受到抑制。以致染色體的著絲點(diǎn)分裂后．子染色體沒有紡錘絲的牽引不能被拉向兩極，細(xì)胞也不