染色体变异教学设计

1、教学设计染色体变异教学设计武进高级中学生物组陶晓东一、教学目标：（一）知识技能掌握染色体变异的概念，特点，应用。区分染色体组和同源染色体，并能够 正确理解单倍体。使学生了解人工诱导多倍体在育种上的应用及单倍体在育种上 的意义。（二）过程方法在学生预习的基础上，结合多媒体技术，合理设计问题串，充分发掘学生的 想象力。注重学生的日常生活中的信息体验。（三）情感态度价值观在教学过程中对情感态度价值观的体现主要有以下几个方面：其一，通过单倍体和多倍体育种学习，对学生进行科学价值观教育；其二，可介绍我国科学家 在染色体变异方面取得的成就，培养学生勇于探索、仔细观察、勤于思考、实事 求是、严谨论证的科学态

2、度和钻研精神。其三，鼓励学生利用网络，搜集相关知 识，对所学的内容有初步的了解，满足学生的求知欲，培养学生的信息素养，学 会查找信息，利用信息。二、教学内容（一）教材分析总的来看，教材编排体系设置不太合理，一是对染色体变异概念没有很好的 解释清楚。课本上讲的染色体变异是指在自然条件或人为条件的影响下，染色体的结构和数目都可以发生变化，从而导致生物的性状发生变异。 实际上，课本上 只重点讲述染色体数目的变异，而没有讲到染色体结构的变异，因此，学生学起 来难以理解。在教学上教师应补充这方面的知识。 在讲解这一内容时可与前面讲 的基因突变概念相比较，加深学生的记忆。二是课本上把二倍体和多倍体、单倍

3、体这些概念分开讲。但无论是对多倍体还是单倍体概念的理解都应该建立在对二 倍体概念的理解之上，多倍体和单倍体是相对于二倍体来讲的， 并且这种比较应 该是同一生物进行比较，而不能拿不同种的生物进行比较。 例如单倍体指体细胞 中含有本物种配子的染色体数目的个体。普通小麦的体细胞中含有六个染色体 组，42条染色体，它的单倍体植株体细胞含有三个染色体组，21条染色体。这里就不能把含有三个染色体组的单倍体普通小麦又称多倍体。自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。三是人工诱导多倍体在育种上的应 用。在这里，教材安排上可运用列表分析掌握变异原理在育种上的应用。比较和复习上一节课内容，包括杂交育种

4、、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种及它们 应用的原理、优缺点，列举生活中的实例，加深对知识的理解和实际应用。（二）教学任务分析这部分的教学任务主要体现在知识、能力、情感态度、价值观等方面。在知 识教学目标方面，主要体现为以下几点：其一，染色体结构变异的四种类型；其 二,染色体组、单倍体、多倍体和二倍体的概念；其三，单倍体和多倍体的特点、 形成原因及其在育种上的意义；具体为：1、以猫叫综合症产生原因为例，引出 染色体结构变异的四种类型；以果蝇的染色体为例，引出染色体组的概念，训练 学生由具体到抽象的思维能力；2、通过单倍体、多倍体和二倍体的分类依据学 习，对学生进行比较、分类思维能力的训练；3、

5、通过单倍体和多倍体的概念、原理、应用的学习，训练学生演绎思维能力。（三）学生经验分析学生在日常生活中具有一定的信息技术方面的经验， 部分学生可以熟练的利 用网络查找相关知识，并能够的相关知识进行拓展。学生对教学过程中的多媒体 技术相当适应，效果良好。（四）重难点分析这一节内容大多是属于理解和应用的层次，教学内容的难点较集中，可以已 列提纲的方式对重难点作逐个分析。其一，染色体组数目的判断。一般来说，在 细胞内形态相同的染色体有几条，则含几个染色体组，在细胞或生物体的基因型 中，同一种基因出现几次，则有几个染色体组。在教学过程中可将已学习过的同 源染色体的概念和染色体组的概念作对比。其二，三倍体

6、无籽西瓜的培育。三倍 体植株在减数分裂过程中，染色体的联会发生紊乱，因而不能形成正常的生物细 胞。这时需要授给普通西瓜二倍体成熟的花粉，刺激子房发育而成为果实。因为 胚珠并不能发育成为种子，所以这种西瓜叫做无籽西瓜。教学过程中可依托多媒 体技术使学生对该方法的过程一目了然，较深刻的理解。三、教学策略：（一）教学支架相关知识的预习：图书馆的纸质媒体资源和网络的电子媒体资源 课堂教学：形象生动的多媒体形式（二）组织形式：集体教学。相关问题可四人一组讨论（三）教学模式：接受教学：基本概念和原理探究教学：相关疑难问题的探讨合作学习：鼓励学生事先收集必要的信息并相互间进行交流 以探究学习和合作学习为主。

7、四、教学资源：（一）、硬件资源：电脑，网络系统，投影仪，打印机，图书馆（二）、软件资源：POWERPOINFLASH PHOTOSHOP!关软件（三）、信息资源：从图书馆可获取的纸质媒体信息， 从网络可获取的电子媒体信 息资源，包括文字，图片等（四）、人力资源：其他教师，学生父母等泛在资源五、教学评价：（百分评价体系）80分以上：优秀6080分：合格4080分：较差40分以下：不能完成学习任务（一）、知识技能的评价，占40分 学生能熟练掌握相关的知识，并反映在课后的作业中。在技能方面，考察学生掌 握信息技术的能力。依完成情况分别给予 0分（未完成）、10分（较差）、20分（合格）、30分（良好

8、）、40分（优秀）的评价（二八 过程方法的评价，占40分 是否能利用信息技术完成一定的任务， 提出问题和假设的思路，问题的解决策略 和合作的技能，学习过程中有无较好的迁移能力。依实际情况分别给予10分（较 差）、20分（合格）、30分（良好）、40分（优秀）的评价（三八情感、态度、价值观的评价，占20分 学生对知识学习的态度，价值观（是否对所学知识感兴趣），对信息技术的态度，对学习过程的态度、动机，学习过程的自信心如何，教师通过课堂观察和课后观 察学生的自我反思给予相应的评价。六、教学过程：环节名称教师活动1、复习问题：生物可遗传的变 异有哪三个主要来源？2、新课导入冋题：在预习的基础上 回答

9、基因突变和染色体 变异的异同人类的许多遗传病 是由染色体结构改变引 起的。例如，猫叫综合 症是人的第5号染色体 部分缺失引起的遗传 病，因为患病儿童哭声 轻，音调高，很像猫叫 而得名。猫叫综合症患 者的两眼距离较远，耳 位低下，生长发育迟缓， 而且存在严重的智力障 碍。3、染色体变异冋题：回答染色体变异的类型的类型及其后果。（此处应用多般来说，母种媒体）生物的染色体数目都是 稳定的，但是，在某些 特定的环境条件下，生 物体的染色体数目会发 生改变，从而产生可遗 传的变异，这类变异属 于染色体数目的增减。染色体数目的变异可以 分为两类：一类是细胞 内的个别染色体增加或 减少，例如21三体综合 征

10、就属于这一类。（小资料）（21三体综合征简介： 21三体综合征又叫先天 愚型，患者比正常人多 了一条21号染色体，智 力低下，身体发育缓慢， 50%勺患者有先天性心 脏病。我国人口中21三学生活动设计意图基因重组、基因突变、温故知新染色体变异基因突变是染色比较基因突体的某一个位点上基变和染色体因的改变，这种改变在变异，加强对光学显微镜下是看不新概念的理见的。而染色体变异是解可以用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化，如染色体结构的改变、染色体数目的增减等。在自然条件或人考察学生利为因素的影响下，染色用信息的能体发生的结构变异主力要有四种：1 .染色体中某一片段的缺失；2.染色体中增加了某一片

11、段；3.染色体某一片段的位置颠倒了180° 4.染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。上述染色体结构的改变，都会使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。大以现实生活多数染色体结构变异中的事例激对生物体是不利的，有发学生的兴的甚至会导致生物体趣，加强对知死亡。识的理解。4、染色体组（此处应用多媒体）5、二倍体和多 倍体（小资料）体综合征的患者估计不 少于100万。）学生看书，并要求能叙 述自己对染色体组的理 解染色体组：在大多数生 物的体细胞中，染色体 都是两两成对的。例如， 果蝇有4对共8条染色 体（看课件上的图片），这 4对染色体可以分成两 组，每

12、一组中包括3条 常染色体和1条性染色 体。就雄果蝇来说，其 中的一组包括x、u、m、 W，另一组包括Y、u、 。在精子形成的 过程中，经过减数分裂， 染色体的数目减半，所 以雄果蝇的精子中只含 有一组染色体（x、u、 m、w或 丫、u、m、w）， 这一组染色体中的4条 染色体，形状和大小各 不相同。问题：同源染色体和染 色体组有何差异？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。（自然界中，几乎全部另一类是细胞内的染 色体

13、数目以染色体组 的形式成倍地增加或 减少。像雄果蝇精子中 的4条染色体这样，一 个生殖细胞内的全部 染色体，在形态和功能 上各不相同，但是包含 了控制生物体生长发 育、遗传和变异的全部 信息，这样的一组完整 的非同源染色体，叫做 一个染色体组。在染色体组中不存在 同源染色体，染色体组 是由非同源染色体构 成的。二倍体和多倍体：体细 胞中含有两个染色体 组的个体叫做二倍体， 如人、果蝇和玉米等。 体细胞中含有三个或 三个以上染色体组的 个体叫做多倍体。考察学生的 自主学习能 力和观察能 力通过对比加 强认识以现实生活动物和大多数咼等植物 都是二倍体。多倍体植 物在自然界中很常见， 例如，天然状态

14、下的香 蕉就是三倍体，马铃薯 是四倍体，普通小麦是 六倍体。多倍体的动物 非常罕见。） 问题：21三体综合征的不是，21三体综中的事例激 发学生的兴 趣，增加学生 对信息的积 累考察学生利患者疋不疋多倍体，为合征患者只是体细胞用信息解决什么？内个别染色体数目发实际问题的生了改变能力（此处应用多多倍体产生的主要原因体细胞在有丝分媒体）染色体数目加倍也裂的过程中，染色体完 成了复制，但是细胞受 到外界环境条件（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 胞也不能分裂成两个 子细胞，于是就形成染 色体数目加倍的细胞。 如果这样的细胞继续 进行正常的有

15、丝分裂， 就可以发育成染色体 数目加倍的组织或个 体。可以发生在配子形成的 减数分裂过程中，这样 就会产生染色体数目加 倍的配子（如二倍体生 物产生二倍体配子），染 色体数目加倍的配子在 受精以后也会发育成多 倍体。6人工诱导多与二倍体植株相比，多多倍体在产量上倍体在育种上倍体植株的茎秆粗壮，有优势的应用叶片、果实和种子都比（此处应用多较大，糖类和蛋白质等媒体）营养物质的含量都有所 增咼。例如，四倍体葡 萄的果实比二倍体品种（小资料）（此处应用多 媒体）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（看课件上的图）。 因此，人们常常采用人 工诱导多倍体的方法来 获得多倍

16、体，培育新品 种。人工诱导多倍体的方法（秋水仙素是一种从百 合科植物秋水仙的种子 和球茎中提取出来的一 种植物碱。呈白色或淡 黄色的粉末或针状结 晶，易溶于冷水，酒精， 一般多使用它的水溶 液。有剧毒，使用时应 特别注意。）问题：为什么不能用秋 水仙素处理成熟的植 株？三倍体无籽西瓜目前最常用而且 最有效的方法，是用秋 水仙素来处理萌发的 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 体形成，导致染色体不 分离，从而引起细胞内 染色体数目加倍。染色 体数目加倍的细胞继 续进行正常的有丝分 裂，将来就可以发育成 多倍体植株。目前世界 各国利用人工诱导多 倍体的方法已经培育 出不

17、少新品种，如含糖 量高的三倍体无子西 瓜和甜菜等。（1成熟植株正处于 分裂期的细胞少。2、 成熟植株细胞多，用秋 水仙素处理不可能使 大多数细胞内的染色 体数加倍。） 在多倍体育种中，三倍 体无子西瓜的培育比 较具有代表性。我国科 技工作者经过多年探 索，培育出不少三倍体 无子西瓜的优良品种。 下面以三倍体无子西 瓜为例，介绍多倍体的 培育过程（看课件上的 示意图）。人们平常食 用的西瓜是二倍体。在 二倍体西瓜的幼苗期，增加学生的 信息储备理论联系实 际，加强认知7、单倍体 （此处应用多 媒体）问题：1为什么染色体 组数为奇数的生物个体 是高度不育的？2、无子西瓜和无子番茄 的培育方法有什么区

18、 别？3、为什么要用四倍体西 瓜作为母本，二倍体西 瓜做父本？用西瓜的四 倍体植株作父本，二倍 体植株作母本，可以得 到无子西瓜吗？对“单倍体”的理解， 首先必须对“体”字理 解，即个体。其次，根 据概念来理解单倍体， 即“体细胞中含有原物 种配子染色体数目的个 体”，换言之，即“由某 物种的配子发育而来的 个体，就是该物种的单 倍体”。这就是说，单倍用秋水仙素处理，可以 得到四倍体植株。然 后，用四倍体植株作母 本，用二倍体植株作父 本，进行杂交，得到含 有三个染色体组的种 子。把这些种子种下 去，就会长出三倍体植 株。由于三倍体植株在 减数分裂的过程中，染 色体的联会发生紊乱， 因而不能形

19、成正常的 生殖细胞。当三倍体植 株开花时，需要授给普 通西瓜（二倍体）成熟 的花粉，刺激子房发育 而成为果实（西瓜）。因 为胚珠并不发育成为 种子，所以这种西瓜叫 做无子西瓜。（减数分裂形成配子 过程中联会紊乱）（无子番茄的培育和生 长素的作用有关）（用西瓜的四倍体植 株作父本，二倍体植株 作母本，可以得到无子 西瓜。但西瓜的可食用 部分来自母本，若希望 可食用部分比较发达， 则需用四倍体西瓜作 母本。） 单倍体：在生物的体细 胞中，染色体的数目不 仅可以成倍地增加，还 可以成倍地减少。例 如,蜜蜂的蜂王和工蜂 的体细胞中有32条染 色体，而雄蜂的体细胞 中只有16条染色体。 像蜜蜂的雄蜂这样，体 细胞中含有本物种配将所获取的 信息于生产 实际相结合提供生活中 的实际事例 作为信息，加 强理解。8、单倍体在育 在自然条件下，玉米、 种中的应用高梁、水稻、番茄等高等植物，偶尔也会出现 单倍体植株。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。但是，它们在 育种上有特殊的意义。 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，自交产生的对知识进行 细化分析体这个词语中的“单”，