2023人教版高中生物必修二第五章第2節(jié)《染色體變異》教學(xué)設(shè)計(jì)2

本文格式為Word版，下載可任意編輯——2023人教版高中生物必修二第五章第2節(jié)《染色體變異》教學(xué)設(shè)計(jì)（2染色體變異教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo)（一）、知識(shí)目標(biāo)

1、染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型（B．識(shí)記）。

2、染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的概念（B．識(shí)記）。

3、單倍體和多倍體的特點(diǎn)，形成原因及其在育種上的意義（B：識(shí)記）。4、人工誘導(dǎo)多倍體的育種上的應(yīng)用及成就（B：識(shí)記）。（二）、能力目標(biāo)

1、以貓叫綜合癥產(chǎn)生原由于例，引出染色體結(jié)構(gòu)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(xùn)練學(xué)生由具體到抽象的思維能力。

2、通過(guò)對(duì)單倍體、二倍體和多倍體的分類依據(jù)的學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行比較、分類思維能力的訓(xùn)練。

3、通過(guò)單倍體和多倍體的概念、原理、應(yīng)用的學(xué)習(xí)，訓(xùn)練學(xué)生演繹思維能力。（三）、情感目標(biāo)

1、通過(guò)了解在自然或人為條件下，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(shù)立事物是普遍聯(lián)系的，外因通過(guò)內(nèi)因起作用的辯證唯物主義觀念。

2、通過(guò)單倍體和多倍體在育種上應(yīng)用的學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)價(jià)值觀的教育和愛(ài)國(guó)主義教育。

二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)分析：

1、重點(diǎn)：染色體數(shù)目的變異

2、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。

3.低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的試驗(yàn)。三、教具準(zhǔn)備

1．染色體變異實(shí)例圖片

2．雄果蠅染色體組圖解動(dòng)畫。四、課時(shí)安排

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；其次課時(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。五、教學(xué)過(guò)程第一課時(shí)教學(xué)模式

“問(wèn)題——情境式〞教學(xué)模式。教學(xué)手段

染色體結(jié)構(gòu)變異、雌雄果蠅減數(shù)分裂形成有性生殖細(xì)胞過(guò)程的教學(xué)課件、三倍體無(wú)籽西瓜培育過(guò)程的教學(xué)軟件或圖解、八倍體小黑麥培育過(guò)程的課件，教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，學(xué)生小組探討。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(guò)與本節(jié)課有關(guān)的圖片、實(shí)例、實(shí)物等來(lái)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(guò)程的課件，通過(guò)動(dòng)態(tài)的過(guò)程優(yōu)化學(xué)生的理解過(guò)程。

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學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容相對(duì)陌生，教師應(yīng)多舉一些實(shí)例，表達(dá)理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)一些不易理解的知識(shí)可以組織學(xué)生探討，通過(guò)科學(xué)的計(jì)算推理來(lái)得出結(jié)論，例如為什么說(shuō)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)當(dāng)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)的主要載體、植物雜交、生長(zhǎng)素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用等知識(shí)，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，新舊知識(shí)融會(huì)貫穿，形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。對(duì)單倍體、多倍體育種不但應(yīng)了解原理，更應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生體會(huì)到科學(xué)技術(shù)對(duì)促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的重要性，介紹我國(guó)科學(xué)家取得的成就，激發(fā)愛(ài)國(guó)主義情感。教學(xué)過(guò)程

（一）、染色體結(jié)構(gòu)變異

教師引入新課：近日?qǐng)?bào)載，在上海第五人民醫(yī)院降生一貓叫綜合癥男嬰，嬰兒面容特別：小頭小臉、眼距寬、塌鼻梁、皮紋改變，生長(zhǎng)發(fā)育遲鈍，智力低下，因哭聲像貓而得名，發(fā)病率只有十萬(wàn)分之一，解放后全國(guó)有記載的僅20例。研究證明，這是由于人的第5號(hào)染色體部分缺失而引起的遺傳病。為什么染色體部分缺失就會(huì)引起這么嚴(yán)重的后果呢？學(xué)生：染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體，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(jiàn)的。但是假使生物體染色體數(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接觀測(cè)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(lái)源，也正是我們這節(jié)課所要研究的內(nèi)容。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)榘魻钛邸?/p>

（3）近日由杭州市中醫(yī)院婦科專家對(duì)一位來(lái)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）假使人的第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(duì)玉米和番茄來(lái)說(shuō)細(xì)胞內(nèi)少一條染色體就不能成活。

（6）人的第21號(hào)染色體假使多一條，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。假使人的第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(zhǎng)、大腦門、鼻梁窄而長(zhǎng)、小嘴、腭狹窄、耳位低、短頸，幾乎所有器官系統(tǒng)畸形，平均壽命6個(gè)月，發(fā)病率為1/10000。假使男性多一條Y染色體，記作47，XYY，有人稱這樣的個(gè)體為超雄性，據(jù)說(shuō)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）假使女性少一條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）假使使蘿卜的染色體增加一倍則主根粗大產(chǎn)量高；假使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(qǐng)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(duì)生物的影響大多數(shù)是有害的，由于遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性是生物長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果，也是生物正常生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。

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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(yǔ)言來(lái)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(qǐng)思考，發(fā)生缺失的染色體在什么時(shí)期簡(jiǎn)單看到？為什么？在顯微鏡下有什么特別的形態(tài)？學(xué)生探討，教師引導(dǎo)：在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)，由于發(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(duì)，所以此時(shí)可以看到正常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(duì)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)當(dāng)是缺失純合體，由于在缺失純合體中，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(duì)遺傳工有什么啟示？

學(xué)生：一個(gè)顯性基因的缺失，會(huì)使原來(lái)不應(yīng)顯現(xiàn)出來(lái)的一個(gè)隱性基因的效應(yīng)顯現(xiàn)出來(lái)，而隱性基因的缺失就沒(méi)有這種效應(yīng)。

教師：對(duì)遺傳工來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)了缺失是對(duì)基因進(jìn)行定位的最好機(jī)遇，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：染色體上增加了一致的某個(gè)區(qū)段而引起變異的現(xiàn)象，叫做重復(fù)。在重繁雜合體中，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(lái)或長(zhǎng)出來(lái)的一段是重復(fù)的片段。教師：重復(fù)的遺傳學(xué)效應(yīng)比缺失來(lái)得緩和，并且具有累加作用，例如前述其次個(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，說(shuō)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(duì)生物進(jìn)化有重要作用。這是由于多余的基因可能向多個(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)遇，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(lái)源。3．倒位

教師：染色體在兩個(gè)點(diǎn)發(fā)生斷裂后，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(qǐng)你推測(cè)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)生探討分析，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(duì)，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：

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（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。

（St－P－D1），它的倒位純合體的這三個(gè)基因的順序是St－D1－P，雖可以正常生活，但不能與普通果蠅進(jìn)行有性生殖。請(qǐng)分析上述二個(gè)實(shí)例說(shuō)明什么問(wèn)題？

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：什么是染色體的交織互換？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(duì)同源染色體的非姐妹染色單體之間往往會(huì)發(fā)生交織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)時(shí)學(xué)習(xí)那部分內(nèi)容時(shí)就有些同學(xué)問(wèn)，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)當(dāng)知道，這種情形應(yīng)當(dāng)稱為相互易位，是易位中比較常見(jiàn)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(wèn)：染色體發(fā)生斷裂后，有沒(méi)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)到原來(lái)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。

（2）有人把洋蔥磨碎，提取出液體，用來(lái)處理洋蔥的細(xì)胞，可以引起染色體斷裂。（3）在白細(xì)胞培養(yǎng)中，添加誘變劑（如二甲基苯蒽）可以增加染色體斷裂的頻率，但同時(shí)添加抗氧化劑（如維生素C、維生素E、亞硒酸鈉等）時(shí)，可降低染色體斷裂的頻率。（4）有試驗(yàn)證明，染色體斷裂與致癌作用和衰弱有關(guān)。教師：上述試驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)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)防和衰弱的延緩。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，由于果蠅唾腺巨大染色體是觀測(cè)染色體形態(tài)、研究染色體結(jié)構(gòu)變異的好材料，你覺(jué)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？

學(xué)生探討分析：比較粗大，染色體上有些明顯的標(biāo)志，在形態(tài)上簡(jiǎn)單相互區(qū)別……教師：玉米的染色體就是研究染色體結(jié)構(gòu)變異的好材料。玉米的10條染色體在形態(tài)上可以相互區(qū)別，特別是在減數(shù)分裂的粗線期，細(xì)絲狀的同源染色體緊湊地協(xié)同在一起，上面又有各種標(biāo)記，如著絲粒的位置、兩臂的相對(duì)長(zhǎng)短、球節(jié)的存在與否和染色體上著色較濃的染色粒的分布等。對(duì)每一條染色體來(lái)講，這些標(biāo)記都是以一定的形式直線地排列著，所以假使這些標(biāo)記不見(jiàn)了或重復(fù)出現(xiàn)，或者它們的原有排列順序改變了，就是染色體結(jié)構(gòu)變異的明確證據(jù)。

果蠅唾腺細(xì)胞內(nèi)的染色體一般認(rèn)為是處于間期或前期狀態(tài)，由于染色體連續(xù)復(fù)制，復(fù)制后形成的染色絲并不相互分開(kāi)，而是縱向地密集在一起成為多線染色體，而且其上有明顯的橫紋，橫紋的相對(duì)大小和空間排列是恒定的，可以作為識(shí)別唾腺染色體的標(biāo)志。由于同源的唾腺染色體總是緊湊地結(jié)合在一起，像在減數(shù)分裂的粗線期一樣，所以兩條同源染色體間有區(qū)別時(shí)，很簡(jiǎn)單看出來(lái)。由于這些原因，唾腺染色體也是研究染色體結(jié)構(gòu)變異的好材料。

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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