5.2《染色体变异》教学设计

-1-5.2《染色体变异》教学设计课型：新授课课时：1课时授课对象：高一学生一、教材分析本节内容选自人教版高中生物必修2第五章第2节，包括“染色体结构的变异”和“染色体数目的变异”两部分。课标中对应的要求是：简述染色体结构变异和数目变异。本节内容是以“基因在染色体上”以及“基因突变”为基础的，与前面学习的有丝分裂、减数分裂和受精作用等知识有联系，也是学习“关注人类遗传病”一节的基础，“染色体数目的变异”与单倍体、多倍体育种关系密切。本节内容还与生活和人类的健康息息相关，对学生有较大吸引力。二、学情分析学生对染色体与基因的关系、基因突变的知识有一定了解，对图片、资料等直观材料较感兴趣，但很难将之前学习的相关内容与染色体组、单倍体、二倍体、多倍体的概念及有关多倍体育种、单倍体育种知识联系起来，因此，教学时应注意由浅入深，降低学生的认知难度。三、教学目标（一）知识目标1.简述染色体结构变异的基本类型；2.概述染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念；3.说出单倍体以及多倍体的特点，辨别单倍体，二倍体和多倍体。（二）能力目标1.尝试说出染色体组的概念。2.通过对染色体组、二倍体、多倍体、单倍体这几个重要概念的分析比较，培养分析能力、归纳综合能力和演绎思维能力；（三）情感态度与价值观目标1.通过了解在自然或人为条件下，染色体会发生结构或数目的改变进而改变生物的遗传性状，形成事物是普遍联系的，外因通过内因起作用的观念；2.通过学习多倍体和单倍体在育种上的应用，体验到科学技术对推动社会进步的巨大作用。四、教学重难点（一）教学重点1.染色体结构的变异；2.染色体数目的变异。-2-（二）教学难点1.染色体组的概念；2.二倍体、单倍体、多倍体的概念及联系。五、教学方法讨论法、讲授法、自主探究法六、课前准备（一）教师准备查找相关资料，备课。（二）学生准备预习新课。七、教学过程教学内容及时间教师行为学生行为设计意图导入新课（3min）同学们，之前我们已经学习了基因突变的相关内容，那么大家觉得光学显微镜下能观察到基因突变吗？（光学显微镜下是看不见的基因突变。）其实不光基因会发生突变，染色体也会发生变异，那能用显微镜观察到染色体的变化吗？（染色体变异是可以用显微镜直接观察到的，能观察到染色体结构和数目的变化）我们今天就来学习染色体变异的相关内容。倾听温故知新，比较基因突变和染色体变异，加强对新概念的理解1.让学生阅读85页内容，并结合图5-5/5-6了解染色体结构变异的四种类型。1.阅读课本，看图。通过让学生看课本配图进行分析来培养学生图表分析和归纳总结的能力。-3-染色体结构的变异（10min）2.利用教具，（提供正常染色体模型）教师请学生上台展示缺失、重复、倒位、易位四种类型的变化。3.请讲台下的同学点评是否摆放正确。4.教师根据学生摆放的染色体结构模型进行一一讲解，并归纳总结。缺失：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。（例子:果蝇缺刻翅的形成，猫叫综合征）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。(例子：果蝇棒状眼的形成)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。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。5.教师提出问题：上述染色体结构的改变，怎样影响基因和性状？（基因的数目和排列顺序性状的变异。）6.总结：染色体结构的变异都会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。大多数染色体结构的变2.上台展示。3.回答问题。4.倾听。5.回答问题。6.倾听。通过让学生自己动手摆放染色体卡片来培养学生动手操作和思考问题的能力。-4-异是不利的。染色体数目的变异（22min）某些特定的条件下，生物体的染色体数目也会发生改变，可以分成两类：一类细胞内个别染色体的增加或减少，二类是细胞内以染色体组的形式成倍地增加或减少。（一）染色体组1.让学生阅读86页文字，观察“雌雄果蝇体细胞染色体构成图”（课本86页图5-7/5-8/5-9）2.教师发放雌雄果蝇体细胞染色体拼图。3.根据已学的减数分离知识，请学生以小组为单位，用手中的拼图拼出果蝇雌雄配子染色体构成图，并观察构成配子如精子的4条染色体有何特点。4.教师推出一位代表上讲台展示。5.提出问题，让学生分组思考探究。（1）果蝇体细胞有几条染色体？其中几对常染色体和性染色体？（8条，3对常染色体，1对性染色体）（2）Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系？Ⅲ号和Ⅳ号染色体又是什么关系？1.阅读课本，看图。2.领取染色体拼图。3.小组内完成拼图并探讨问题。4.上台展示。5.思考并回答问题。通过让学生看图分析来培养学生识图和能力。通过让学生摆放果蝇染色体拼图来锻炼学生动手操作能力。通过让学生分组思考讨论来培养学生自主获取知识的能力。-5-（同源染色体和非同源染色体。）（3）对一个精子而言，染色体形态大小相同吗？为什么？（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。）（4）果蝇的精子中有几条染色体？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？（应为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X及Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y；在形态和功能上各不相同，为非同源染色体；携带控制生物生长发育的全部遗传信息）6.归纳总结：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。7.教师通过板书的方式用图形来表示一个染色体组。（二）二倍体1．教师由刚刚学习的果蝇染色体组的概念引出二倍体的概念。像果蝇体细胞这样：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有2个染色体组的叫做二倍体。2.让学生举例说出生活中的一些二倍体。（全部动物和过半数高等植物，比如玉米）6.倾听。7.看黑板。1.倾听。2.回答问题。将复杂的内容以图表的形式简化出来，易学易懂。-6-3.让学生用图和字母来表示二倍体。（三）多倍体的概念、形成的原因和多倍体育种1.由二倍体引出三、四、六倍体等多倍体概念，举例说明多倍体的常见种类和特点。几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。体细胞中含有三个染色体组的个体，叫做三倍体，比如香蕉。体细胞中含有四个染色体组的个体，叫做四倍体，比如马铃薯。多倍体在植物中广泛地存在着，在动物中比较少见。他们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。2.教师让学生小组内讨论：与二倍体相比，多倍体的植株有什么特点？并随机请同学回答。与二倍体植株相比，多倍体植株的茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增高。例如，四倍体葡萄的果实比二倍体品种的大得多，四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体品种的几乎增加了一倍。3.让学生用图和字母表示三倍体和四倍体。并请两个同学上讲台画。4.师生共同总结判断染色体数目的方法：3.动手画图。1.倾听。2.回答问题。3.动手画图。培养学生思考问题的能力，养成运用发散思维的习惯。-7-1、细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。2、控制同一性状的基因有几个，就有几个染色体组。（组找同条找异）5.让学生回忆植物细胞有丝分裂过程并提问：植物细胞有丝分裂后期染色体数目和其他时期是否相同？纺锤体在什么时期形成？纺锤体的形成受到破坏会怎样等引出多倍体产生的原因。多倍体育种指利用人工诱变或自然变异等，通过染色体加倍获得多倍体育种材料，用来选育符合人们需要的优良品种。具体的方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体的数目加倍。染色体加倍的细胞继续发育，就有可能发育成为多倍体植株。6.意义：可利用染色体加倍育出新品种，如含糖量高的甜菜和三倍体无籽西瓜等。（四）单倍体的概念以及单倍体育种1.让学生阅读86页单倍体内容，说出单倍体的概念。（体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体）2.举出例子。（蜜蜂的蜂王和工蜂的体细胞有32条染色体，而雄峰的体细胞中只有16条染色体）3.提出问题：单倍体就一定是一个染色体组吗？举出例子。4.思考并回答问题。5.思考并回答问题。6.倾听。1.看书并思考回答问题。2.倾听。3回答问题。通过让学生自行阅读资料来考察学生的自主学习能力和观察能力。提供生活中的实际事例作为信息，加强理解。对知识进行细化分析-8-4.师生共同总结判断是几倍体的依据：1.由受精卵发育而来的个体，含有几个染色体组就是几倍体；2.由配子发育而来的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称做单倍体。5.组织学生看课本87页，简述单倍体的特点。与正常的植株相比，单倍体植株长得弱小，而且是高度不育的。6.教师板书单倍体育种的过程7.单倍体育种的意义育种工作者常常采用花药离体培养的方法来获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。用人工诱导方法得到的单倍体植株，不仅能够正常生殖，而且每对染色体上的成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离。因此，利用单倍体植株培育新品种，只需要两年时间，就可以得到一个稳定的纯系品种。4.回答问题。5.看课本。6.看黑板。7.看书并归纳总结。通过让学生看书来培养获取信息的能力。课堂小结（5min）利用板书进行课堂小结。回想刚刚所学知识。巩固所学知识。八、板书设计-9-九、教学设计反思（一）预期目标学生能简述染色体结构变异的基本类型，理解染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念，并理解单倍体以及多倍体的特点。此外，课堂氛围活跃，学生积极回答问题。通过对染色体组、二倍体、多倍体、单倍体这几个重要概念的分析比较，使思维能力和动手能力得到提高。（二）优点采取自主探究法、讨论法等让学生去分析资料并自己总结知识点，成效较显著，充分利用教具来展示染色体结构变异的内容，使课堂生动形象，增加课堂的趣味性。整个教学过程中凸显了学生的主体地位，教师的主导地位。（三）不足教师通过讲解和提问来进行教学，未能很好地在课堂上开展更有趣的教学活动。第二节染色体的变异二、染色体组的概念三、二倍体、多倍体和单倍体的概念四、多倍体、单倍体育种结构变异数目变异缺失重复易位倒位一、染色体变异个别染色体的增加或减少以染色体组形式成倍地增加或减少