人教版高中生物必修2遗传与进化

人教版高中生物必修2《遗传与进化》第五章基因突变及其它变异第二节染色体变异教材分析及教学设计一、教学目标1.说出染色体结构变异的基本类型。2.说出染色体数目的变异。3.进行低温诱导染色体数目变化的实验。二、教学重点、难点、疑点和教学策略1.教学重点及教学策略（1）染色体数目的变异：染色体组的概念。（2）二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系。（3）多倍体育种原理及在育种上的应用。（4）低温诱导染色体数目变化的实验。（1）让学生阅读有关染色体组的内容，感知染色体组的概念；以辨图（或用带磁性的雄果蝇染色体组染色体模型）、设问、讨论和复习的方式理解染色体组的概念。讲清染色体组的概念；用练习的方法巩固染色体组的概念。染色体组的概念较为复杂，如果直接讲述，学生是很难理解其实质的。建议教师从雌雄果蝇体细胞和生殖细胞的染色体的形态和数目分析入手，设置一系列的问题情境，通过联系以前所学的知识，帮助学生认识染色体组的概念。问题情境如下。观察教科书P86图5-8雌雄果蝇体细胞的染色体和P87图5-9雄果蝇的染色体组，回答下列问题。(1)果蝇体细胞有几条染色体？几对常染色体？（答：8条；3对。）(2)Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系？Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系？（答：同源染色体；非同源染色体。）(3)雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体？（答：Ⅱ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅲ，Ⅳ和Ⅳ，X和Y。）(4)果蝇的精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？（答：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y；这些染色体在形态、大小和功能上各不相同；它们是非同源染色体；它们携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。）(5)如果将果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？（答：两组。）通过以上的问题情境，再加上教师的引导和总结，学生能够比较容易理解染色体组的概念，并能很好地理解二倍体和多倍体与染色体组之间的关系。（2）用举例的方法讲清二倍体、多倍体和单倍体的概念；用区分单倍体与二倍体及多倍体依据的方法辨析二倍体、多倍体和单倍体的概念；用练习的方法巩固二倍体、多倍体和单倍体的概念。（3）通过复习植物细胞的有丝分裂过程，染色体数目的变化、分裂后期的特点，自然引出多倍体形成的原因，同时用八倍体小黑麦说明人工诱导多倍体育种的原理和方法。2．教学难点及教学策略多倍体的形成原因。多倍体的形成原因，通过植物细胞的有丝分裂过程。染色体数目的变化，分裂后期的特点，自然引出多倍体形成的原因。3．教学疑点及解决办法（1）区分单倍体与二倍体及多倍体划分的依据。（2）如何理解单倍体可能只有一个染色体组，也可能有多个染色体组。（1）用例证的方法来明确单倍体、二倍体或多倍体的依据。（2）用例证的方法去辨析单倍体可能只有一个染色体组，也可能有多个染色体组。用具体实例、概念的辨析和对比，认识单倍体、二倍体和多倍体之间的关系。单倍体的概念是教学中的难点。教师可以采用教材中提供的蜜蜂的实例来分析蜂王、工蜂和雄蜂体内的染色体组数目，提出单倍体的概念，并设置一些问题情境，让学生区分单倍体与一倍体，单倍体、二倍体和多倍体之间的区别和联系。例如，教师可以提出下列问题。（1）一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？（答：一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。）（2）二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗？为什么？（答：对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半。）（3）如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？（答：不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。）（4）单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗？（答：对，如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如果本物种是四倍体、六倍体等多倍体，则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。）学生很容易将单倍体与一倍体相混淆。一倍体只含有一个染色体组，肯定是单倍体，但单倍体不一定只含有一个染色体组，因此，不一定是一倍体。对于多倍体的配子所形成的单倍体，学生又容易与二倍体、三倍体和四倍体等相混淆。区分的关键是判断生物体是由受精卵还是由配子发育而成的。由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组就是几倍体；由配子直接发育而成的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称做单倍体。染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异，其中染色体数目的变异是本节的教学重点。建议本节的教学时间为2课时，第1课时完成理论教学部分，第2课时完成低温诱导植物染色体数目变化的实验。在复习基因突变的基础上，教师可以引导学生回忆基因和染色体的关系。基因能够发生突变，那么染色体能不能发生变化呢？如果染色体发生变化，它会发生什么样的变化呢？生物的性状又会发生什么样的变化呢？从而引出染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。染色体结构的变异是学生了解的内容，教材通过4个示意图直观形象地说明了染色体结构变异的类型。但需要提醒学生的是，尽管大多数染色体结构的变异对生物是有害的，但也有少数变异是有利的，人们研究染色体结构的变异可以为生产实践服务，也可以为人类健康服务。关于染色体数目的变异可以采取下面的教学策略。3.用图解、事例和图表的形式引导学生学习多倍体和单倍体育种。之所以将多倍体和单倍体育种放在一起来学习，是因为二倍体、多倍体和单倍体具有可比性，有助于学生对概念的理解。同时，育种的学习是建立在这些概念的基础之上的。多倍体育种可以用下列的流程图表示。单倍体育种的教学可采用实例分析并结合流程图的方法。例如，假设体细胞的基因型为AaBb，育种过程中基因型的变化如下图所示。最后列表让学生总结两种育种方法的原理、操作方法和优缺点，表中的内容由学生讨论填写。多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)常用方法秋水仙素处理萌发的种子、幼苗花药的离体培养后，人工诱导染色体加倍优点器官大，提高产量和营养成分明显缩短育种年限缺点适用于植物，在动物方面难以开展技术复杂一些，须与杂交育种配合4.关于“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验。教师在实验开始前，可以先复习染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念，以及多倍体和单倍体育种的原理、操作方法和优点。同时复习“观察植物细胞的有丝分裂”的实验步骤，为本实验打好基础。在低温诱导染色体数目的变化的实验中，低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。与秋水仙素相比，低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。但通过显微镜观察时，只能观察到染色体数目的增加，增加的具体数目不容易确定。三、课时安排、教学方法2课时。讲授法和谈话法。四、教学步骤第一课时（一）明确目标出示本节课要达到的教学目标。1．染色体结构变异的4种类型。2．染色体组，二倍体的概念。（二）重点、难点的学习与目标完成过程引言：通过细胞有丝分裂、减数分裂以及受精作用的学习，我们知道每种生物的染色体数目及染色体形态是稳定的。从而保持了遗传性状的相对稳定性。然而一切事物都是变化的，染色体也不例外，当自然条件和人为条件发生改变时，染色体的结构或染色体的数目可以发生改变，从而引起生物性状发生改变。今天，我们来学习这方面的内容。二、染色体变异1．染色体变异的概念问：什么是染色体变异？要求学生答出：在自然条件和人为条件改变的情况下，染色体结构的改变和染色体数目的增减导致生物性状的变异。教师叙述，根据染色体结构和数目的变化，染色体变异可分为染色体结构变异和染色体数目变异两类。2．染色体结构的变异问：“猫叫综合征”是怎样引起的？它属于哪种染色体变异？让学生看书第52反后回答。是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，属染色体结构变异。问：染色体结构变异有哪4种类型？教师出示染色体结构变异4种类型图解，再一进行解说归纳。缺失：指一条染色体断裂而失去一个片段，这个片段上的基因也随之丢失。如果失去的基因是显性的，同源染色体上保留下来的是隐性的，这一本来不能显出的隐性性状就能显出来。重复：一条染色体的断裂片段接到同源染色体的相应部位，结果后者就有一段重复基因。倒位：一条染色体的断裂片段，位置倒过来后再接上去，造成这段染色体上的基因位置颠倒。易位：染色体发生断裂，断裂片段接到非同源染色体上的现象。易位可使原来不连锁的基因发生连锁。要注意到，染色体结构的改变，严重的可以造成死亡。比如当两个同源染色体相同部分都缺失时，某些基因就都不存在，这就可以造成死亡。除了染色体结构变异外，染色体数目的改变对生物新类型的产生起着很大的作用，我们一起来探讨这一问题。3．染色体数目变异（1）染色体组出示果蝇的染色体图，学生阅读教材。问：果蝇体细胞有几个染色体？几对同源染色体？其中几对常染色体和性染色体？学生回答：（略）问：雄果蝇产生精子时必须进行减数分裂，精子里有哪几条染色体？几种精子？学生回答后，教师用雄果蝇染色体组模型演示。问：两种精子中染色体数相等吗？分别是多少个？各是什么？学生答出，相等，分别是4个，应为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X及Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y。又问：对一个精子而言，染色体形态大小相同吗？为什么？学生回答：不同，因为经同源染色体分离，二种精子里都不含同源染色体。教师归纳：像果蝇这样，二倍体生物配子里的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。（2）二倍体由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫做二倍体。如人、果蝇、玉米是二倍体，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。（三）总结染色体变异分染色体结构变异和染色体数目变异。前者主要有缺失、重复、倒位和易位4种类型；后者分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞中的染色体成倍地增加或减少。像果蝇的生殖细胞那样，该细胞中的一组非同源染色体，它们在形态、大小和功能上各不相同的一组染色体叫染色体组。凡是由受精卵发育而成的生物个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体。（四）布置作业1．认真分析下图的对照图，从A、B、C、D确认出表示含一个染色体组的细胞，是图中的（）答案：B2．教材P89基础题目。（五）板书设计（二）染色体变异1．染色体变异的概念2．染色体结构的变异4种类型：缺失重复倒位易位3．染色体数目变异（1）染色体组（2）二倍体第二课时（－）明确目标出示本节课要达到的教学目标。1．多倍体的概念、单倍体的概念2．单倍体和多倍体的特点、形成原因及其在育种上的意义。3．人工诱导多倍体在育种上的应用及成就。（二）重点、难点的学习与目标完成过程复习提问：问：染色体结构的变异有哪4种类型？什么叫染色体组？什么叫二倍体？学生回答：（略）（3）多倍体的概念及其形成的原因学习了二倍体的概念后，我们知道，由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的叫做多倍体。其中体细胞中含有3个染色体组的叫做三倍体，如香蕉就是三倍体；体细胞中含有4个染色体组的叫做四倍体，如马铃薯就是四倍体。此外还有六倍体、八倍体等统称为多倍体。所以，体细胞中所含的染色体组数目是划分二倍体或者多倍体的依据。这些都是染色体数目变异中染色体成倍地增加或减少的一类情况。多倍体产生的原因呢？教师出示植物细胞有丝分裂过程图，并提问：植物细胞有丝分裂的各个时期染色体数目有什么变化？分裂后期有什么特点？这一阶段所含染色体数目和其他时期是否相同。学生回答完上述问题后，教师归纳：植物细胞进行有丝分裂过程中，染色体经复制后已经分裂，由于外界环境条件（如温度骤变）或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成2个子细胞，于是就形成了染色体数目加倍的细胞。这种染色体加倍的细胞，继续进行正常的有丝分裂，并且通过减数分裂，