优质课大赛-高中生物-2014年度-研讨课-《染色体变异》 刘轶杰

第五章第2节《染色体变异》教学设计河北乐亭第一中学刘轶杰【设计理念】本节课主要采取“翻转课堂”教学模式，该模式被誉为2011年最重大的教学变革。这种模式简单的说就是教师创建视频，学生在课下观看视频中教师的讲解，回到课堂上师生面对面交流和完成作业的一种教学形态。通过翻转课堂，学生可以真正掌控学习，并通过课上与其他同学和教师的交流来升华对知识的理解。【教学背景分析】1、教材分析本节课是人教版高中生物必修2第5章第2节内容。染色体变异是生物可遗传变异的三个来源之一，在本章中起着承上启下的作用。既巩固了基因突变的相关知识，又为本章第五节《人类遗传病与优生》中有关染色体异常遗传病和第七章《生物的进化》中有关现代生物进化理论的学习打下基础。本节主要讲授：染色体变异的类型：结构变异和数目变异；染色体组的概念，染色体倍性(二倍体、多倍体、单倍体)及其在育种上的应用”。共安排2课时完成。（这里只介绍第二课时的教学设计）。2、学情分析：通过减数分裂知识的学习，学生已经掌握了染色体、同源染色体、非同源染色体、配子等概念，在教学过程中，要注重启发引导学生对原有知识进行迁移，培养学生获取信息能力，分析问题能力。【教学目标】1.知识方面（1）染色体组的概念。

（2）多倍体、单倍体育种方案。2.能力方面

（1）引导学生思考，分组讨论，培养学生归纳总结规律的能力。（2）训练学生由具体到抽象的思维能力。3.情感态度与价值观方面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，树立事物是普遍联系的，外因通过内因起作用的辩证唯物主义观念。【教学重点】学会判断染色体组数的方法【教学难点】多倍体、单倍体育种方案。【教学准备】学生的准备：微机室预习、查资料。教师的准备：多媒体课件、视频的准备【教学方法】本节课主要采取“翻转课堂”教学模式，被誉为2011年最重大的教学变革。这种模式简单的说就是教师创建视频，学生在课下观看视频中教师的讲解，回到课堂上师生面对面交流和完成作业的一种教学形态。通过翻转课堂，学生可以真正掌控学习，并通过课上与其他同学和教师的交流来升华对知识的理解。使用这种模式教学，学生的学习积极性空前高涨，都说：“是翻转让我爱上了课堂”。整节课贯穿启发式教学原则，遵循“教必须以学为主”的教学理念，让每一个学生自主参与课堂的知识构建。在教学的各个环节中引导学生进行类比迁移，以多媒体演示为载体，以“引导思考”为核心，以网络资源为辅助，引导学生沿着积极的思维方向，逐步达到即定的教学目标。【教学过程】

步骤目标与内容教学方法整合点与软件复习旧知，创设问题情景，导入新课

设疑提问：什么是基因突变？基因突变有哪些特点？诱导基因发生突变的因素有哪些？基因与染色体有何关系？请你根据已学知识，推测基因的载体能否发生变异？教师板书课题学生回顾所学知识，思考回答相关问题，并讨论推测染色体的变异。寻找新旧知识的结合点，以“问题”引入新课，培养学生分析和解决问题的能力，激发学习欲望。

1染色体结构的变异

1．1缺失

1．2重复

1．3易位

1．4倒位多媒体播放“猫叫综合症”的视频音像资料，激发学生的学习兴趣。

师：展示染色体结构缺失的图片如下，并设问：

染色体变化前后有何不同，为什么？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？

生：染色体变短了，因为缺失了一段。这种变化发生后，染色体上的基因随染色体的缺失而缺失，总数减少了。

教师总结：把由染色体某一片段缺失而引起的结构变异简称为缺失。

师：展示染色体结构重复的图片如下，并设问：

染色体变化前后有何不同，为什么？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？

生：染色体变长了，因为有一段染色体重复出现了。这种变化发生后，染色体上的基因随染色体的重复出现而重复，总数增加了。

教师总结：把有染色体中重复某一片段引起的结构变异简称为重复。

师：展示染色体结构易位的图片如下，并设问：Ⅰ、Ⅱ染色体是什么关系？两条染色体在变化前后各有何不同，为什么？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？

生：Ⅰ、Ⅱ是非同源染色体。Ⅰ染色体变化后缩短了一段，Ⅱ染色体变化后增加了一段，因为Ⅰ染色体的一个片段拼接到了Ⅱ染色体上。变化后Ⅰ染色体上的基因减少了，Ⅱ染色体上的基因增加了。

教师总结：把染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体引起的变异，称为易位。

师：简述分离过程中交叉互换发生在什么样的染色体之间，互换后染色体的变化如何？

生：发生在联会的同源染色体之间。互换后两条同源染色体的长度不变。

师：交叉互换与易位有何不同？

生：交叉互换发生在两条同源染色体之间，互换后两条同源染色体的长度不变；易位发生在两条非同源染色体之间，易位后一条染色体减少了一段，另一条染色体增加了一段。

师：展示染色体结构倒位的图片如下，并设问：

这条染色体发生了什么变化？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？

生：这条染色体的某一片段发生了180度的翻转。这种变化发生后，染色体上的基因数可能不发生变化，但是基因的顺序会发生变化。

教师总结：染色体某一片段发生颠倒引起的结构变异称为倒位。

师：基因突变对生物体有何影响？

生：多害少利。

师：请据此推测，染色体结构变异对生物体的影响？

生：大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡，但也有少数变异是有利的。

师生共同总结染色体结构变异的结果。学生观看视频，对视频内容兴趣盎然

学生观察图片，思考问题，并回答问题。

学生个别回答。

学生发言总结，教师补充。

学生个别回答。

学生发言总结，教师补充。

学生个别回答。

学生发言总结，教师补充。

学生发言总结，教师补充。

学生发言总结，教师补充。播放视频激发学生的学习兴趣，通过观察图片，回答问题，培养学生观察能力和语言表达能力；通过问题串引导学生构建新知识，达到教学目标；通过前后内容的复习串联，从而建立其新旧知识的联系，加深对所学习知识的理解。

2染色体数目的变异

2．1细胞内个别染色体的增加或减少

2．2细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少

2．3二倍体、多倍体

2．3．1二倍体、多倍体的概念

2．3．2多倍体的优点

2．3．3诱导多倍体的方法

2．4单倍体

2．4．1单倍体概念

2．4．2单倍体育种

师：讲述“阴阳人”和性腺发育不良两种遗传病的病理现象和致病机理。引出染色体数目的变异，教师板书，然后展示图片以果蝇为例来学习染色体数目变异的内容。

展示图片

师：图2、图3与图1相比有何区别？

生：图2较图1少了一条染色体，图3较图1多了一条染色体。

师：这样的染色体变化形式即为细胞内个别染色体的增加或减少。

展示下图：

师：上图所示的果蝇是雌性还是雄性？

生：雌性。

师：果蝇体细胞有几条染色体？几对常染色体？

生：8条；3对。

师：Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系？Ⅲ号和Ⅳ染色体是什么关系？

生：同源染色体；非同源染色体

师：雌果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体？

生：Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和X。

师：果蝇的卵子是如何形成？同源染色体、非同源染色体在此过程中如何变化?等位基因如何变化？

生：减少分裂；同源染色体分离，非同源染色体自由组合；等位基因随同源染色体分离而分离。

师：什么样的基因是等位基因？

生：控制相对性状的基因为等位基因。

师：那什么是相对性状呢？

生：一种生物的同一种性状的不同表现类型，即为性对性状。

师：果蝇经减数分裂产生的卵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？

生：有4条，分别是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X;这些染色体在形态、大小和功能上各不相同；这些染色体是非同源染色体。

师：卵子中的这些染色体是否携带了控制生物生长发育的全部遗传信息呢？

生：这些染色体携带了控制生物生长发育的全部遗传信息。

师：我们把这样的一组染色体称为一个染色体组，即细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。

师：果蝇的体细胞中有几组染色体？

生：两组。

师：如何判断一个细胞内有几个染色体组呢？

展示下图，学生观察图片，作出判断。

师：如果给定细胞的基因型，我们如何根据基因型判断细胞内的染色体组数呢？出题：以下选项表示生物个体的基因型，请大家根据下列个体的基因型判断一下该个体有几个染色体组：

①Aa

②Aaa

③AAaa

④AaBb

⑤AaaBBb⑥AAaaBBbb

师生共同总结判断规律：图形题，细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组；基因型题，控制同一性状的基因（不分大小写）有几个，就有几个染色体组。

师：果蝇的发育起点是什么？果蝇的体细胞内有几个染色体组？

生：受精卵；两个。

师：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体，称为二倍体。由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体叫做多倍体。其中，体细胞中含有三个染色体组的个体叫做三倍体；体细胞中含有四个染色体组的个体叫做四倍体。自然界中，几乎全部动物和过半高等植物都是二倍体多倍体在植物中常见，在动物中极少见。

在生产实践中，我们常把某些二倍体植物诱导成多倍体，这是为什么呢？展示下图，学生观察图片。

师：染色体数目加倍后的草莓与野生状态的草莓相比有何优点？

生：染色体数目加倍后的草莓比野生状态的草莓长的大。其营养成分的含量较多。

师：正确，多倍体除了果实种子都比较大、营养成分含量较多外，通常茎秆粗壮、叶片也较大。那我们如何诱导染色体数目加倍呢？

植物细胞有丝分裂过程中，染色体数目在什么时期出现加倍现象？

生：在有丝分裂后期。

师：加倍后的染色体在有丝分裂末期如何变化？

生：末期平均分配到两个子细胞内。

师：在有丝分裂后期染色体为什么会移动呢？

生：因为有纺锤丝的牵引。

师：那纺锤丝在有丝分裂的哪个时期产生的？

生:前期。

师：请同学们想个办法，将加倍的染色体留在一个细胞中？

生：把纺锤丝破坏掉。

师：那我们是用化学试剂还是用机械切割处理细胞内纺锤丝呢，为什么？

生：化学试剂，因为细胞太小了，机械切割无法操作。

师：那我们应该处理有丝分裂的哪个时期呢？

生：前期。

师：那我们的推测是否正确呢？除了用化学试剂处理细胞外，还可以通过什么方法是染色体数目加倍呢？现在请同学们阅读教材87页第三自然段。

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。那现在请同学们根据已学知识，完成下表：物种体细胞配子染色

体组染色

体条数染色

体组染色

体条数玉米220

普通小麦642

小黑麦856

师：配子中的染色体是否含有该物种生长、发育、遗传和变异的遗传信息呢？

生：含有。

师：那你认为不受精的配子能否发育成一个完整的个体呢？

生：应该可以吧。

师：大家的猜测是正确的。不受精的配子是可以发育成一个完整个体的，我们把这种由配子不经受精直接发育成的个体，体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体，称为单倍体。单倍体植株与正常植株相比，长的弱小。

根据单倍体的概念，比较二倍体或多倍体的区别？

生：发育起点不同，单倍体的发育起点是未受精的配子，二倍体和多倍体的发育起点是受精卵。

师：根据上表分析，玉米、普通小麦、小黑麦的配子发育成的单倍体细胞内含有几个染色体组？

生：1个，3个，4个。

师：单倍体细胞内一定含有一个染色体或一定含有奇数个染色体组，这种说法正确吗？

生：不正确。

师：二倍体和六倍体的单倍体细胞内还有几个染色体组，这样的单倍体能否通过有性生殖繁殖后代？为什么？

生：一个、三个；这样的单倍体不能通过有性生殖繁殖后代；因为进行减数分裂时，染色体无法联会，故不能产生有性配子。

师：通过以上分析可知，细胞内含有奇数个染色体组的单倍体，无法通过有性生殖繁殖后代。

研究单倍体有何实际意义呢？下面请同学们思考这一个问题：如何用表现型为高杆抗病和矮杆感病，基因型分别是DDTT和ddtt的个体做亲本，培育表现型为矮杆抗病，基因型为ddTT新品种。

生：用杂交育种的方法，即：

P

高杆抗病

×

矮杆感病

DDTT

ddtt

↓

F1

高杆抗病

DdTt

连续自交↓

ddTT

矮杆抗病

师：这种方法要培育获得大量纯合的矮杆抗病新品种需多长时间？

生：3年以后。

师：那我们能不能利用我们刚学的单倍体知识来培育新品种呢？如果能，请推测应如何操作？

生：能。把F1的配子培育成单倍体，再用秋水仙素处理单倍体。

师：非常好，大家推测的非常正确。下面我们就来具体学习一下单倍体育种的过程。展示多媒体课件，师：单倍体育种与杂交育种相比有何优点呢？

生：能够缩短育种所需的时间。通过实例，联系生活实际，激发学生学习兴趣。

学生观察图片，直观了解“细胞内个别染色体的增加或减少”。

学生观察图片，思考回答问题。

学生个别回答。

学生讨论，在教师的引导下，应用染色体组的概念，进行判断。

学生在教师引导下，思考染色体与基因的关系，做出判断。

学生个别发言总结，教师补充。

学生观察图片，直观体会多倍体的优点。

学生积极回忆有关有丝分裂的相关知识，回答问题。

学生个别发言。

学生阅读教材，验证推测。

学生完成表格。

学生思考回答问题。

学生讨论，并交流讨论结果。

学生推算。学生讨论，交流，回答问题。通过生活中的所见所闻进行过度，激发学生兴趣。

通过观察图片，培养学生的观察能力、收集信息的能力。

通过问题串，复习旧知识，为染色体组概念的生成奠定基础。

通过问题串，帮助学生理解，为什么一个染色体组能够携带控制