资源简介

教学设计
课题 晋谷21的其他风采——染色体变异
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析
本节课属于高中生物必修2遗传变异模块，承接基因突变和基因重组，聚焦染色体层面的可遗传变异，是遗传学核心知识点。教学内容分为染色体结构变异和染色体数目变异两部分。结构变异包含缺失、重复、倒位、易位四种类型，明确染色体片段变化引发性状改变；数目变异重点讲解染色体组概念，以及二倍体、多倍体、单倍体的判定，同时结合育种、遗传病实例关联知识应用。 内容核心是帮助学生区分染色体变异与基因突变、基因重组的本质差异，掌握染色体组、单倍体等核心概念，厘清易混知识点，为后续遗传病、育种知识学习铺垫基础，侧重概念理解与知识辨析，落实遗传变异相关核心素养。 由于要求单元教学一境到底，本单元采用山西土著农作物--晋谷21做为情境进行教学。晋谷21利用染色体变异原理进行育种的情况比较少，但可以用它培育优质饲草，进行太空育种时，它也会发生染色体结构变异，只不过没有优良性状产生，晋谷21也正在尝试用单倍体育种。这些也可以做为情境进行教学内容的学习。
2.学习者分析
1.知识基础 学生已经学习了减数分裂、基因在染色体上、基因突变和基因重组等内容，知道可遗传变异的来源，对染色体的形态和行为有一定认知，为本节染色体变异的学习奠定了基础。但对于染色体整体数目或结构改变带来的效应，还没有系统认识。 2.认知特点 高中学生具备一定的观察、对比和归纳能力，能够通过图示、实例理解基本概念，但染色体组、单倍体等概念较为微观抽象，学生容易停留在表面记忆，难以深入理解本质。 3.可能存在的学习困难 学生容易混淆染色体结构变异中的易位与减数分裂的交叉互换，难以准确判断染色体组数，在区分单倍体、二倍体和多倍体时容易出现误区，同时对变异原理在育种和遗传病中的应用，迁移运用能力较弱。 4.学习心理与情感状态 学生对无子西瓜、21三体综合征等生活实例较感兴趣，学习积极性较高，但面对抽象概念和易混知识点时容易产生畏难情绪，需要通过直观教学和对比辨析来帮助理解。本校部分学生的基础较弱，对减数分裂，有丝分裂学的不那么扎实，所以必要时要进行复习。
3.学习目标确定
1、通过建模的形式说出晋谷21染色体结构变异的基本类型，简述染色体数目变异的两种形式。 2、通过建模和归纳，比较阐明染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念，能进行简单判断。 3、能熟练操作“低温诱导植物细胞染色体数目变化”的实验，并理解其原理 4、主动向身边人宣传育种用染色体变异的原理育种的知识以及树立爱护粮食的社会责任
4.学习重点难点
学习重点： 1.染色体数目的变异 2.染色体数目变异在晋谷21中的运用 学习难点： 1、染色体组和单倍体的概念 2、单倍体育种在晋谷21中的应用 3、低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验
5.学习评价设计
6.学习活动设计
情境导入——晋谷21的别样风采教师活动 晋谷21是通过基因突变和基因重组培育的优质谷子品种，晋谷21正常的体细胞中有两套非同源染色体，每套9条，通过培育可以得到有三套染色体的植株，它高度不育，不结籽，只长茎叶，用于优质饲草，青贮饲料。为什么晋谷21染色体的差距可以这么大？它们的性状也有很大的差别。这其实也是我们学习的另外一种可遗传的变异-----染色体变异。学生活动1 聚焦新问题，引发探究欲望。 结合晋谷21的例子，感受染色体变异是与基因突变和基因重组不一样的一种变异活动意图： 以晋谷21别样的用途为导入，颠覆学生的认知，让学生对我们日常吃的小米的用途有了全新的了解，吸引学生沿着这个方向去探究。学生初步感觉到染色体变异包括了染色体数目的变异，为继续探究打下了基础活动1.染色体数目的变异
教师：象刚才晋谷21那样正常情况下有两套染色体，通过培养可以得到含有三套染色体的个体，这就叫做染色体数目变异。 1、细胞内个别染色体数目增加或减少 我们就来看下列实例 21三体综合征--21号染色体多了一条 症状：智力异常，身材矮小 X染色体少了一条 症状：身材明显矮小，肘部向外翻，卵巢不发育，无月经、无生育能力，第二性征不明显 教师：通常会导致患病 2、细胞内的染色体成套的增加或者减少 (1)染色体组 教师：这里成套的染色体就是染色体组，它是一套非同源的染色体，染色体的形态结构都不同。 教师出示果蝇的染色体组 学生动手试试：学生将提前用彩泥做的三对 同源染色体分组； 如果是以基因形式出现的：比AaBbCc,ABC，AaaBBbCCc就把基因放在同源染色体上（等位基因或相同基因位于同源染色体上）， 二倍体和多倍体 1、二倍体 晋谷21正常体细胞中有两组染色体2n=18 人的正常体细胞中有两组染色体2n=46 教师：像这样，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体。晋谷21，人，果蝇等，大多数生物的体细胞中都含有两套染色体，都是二倍体 2、多倍体 问题串： 晋谷21是二倍体（2n=18），体细胞中有两个染色体组，用秋水仙素处理它的种子或者萌发的幼苗，可以染色体数目加倍成四个染色体组。提问：秋水仙素起到了什么作用？为什么要处理它的种子或者幼苗？ 教师：秋水仙素是常用的方法，低温也有同样的效果。 学生用自带的染色体模拟秋水仙素处理幼苗或者萌发的种子使染色体数目加倍，边模拟边描述。 教师：体细胞中有四个染色体组的个体，是四倍体 四倍体的培育方式还有哪些？ 根据上述，什么是三倍体？三倍体的培育方式有哪些？ 三倍体晋谷21一般没有正常的种子，只是做为牲畜的饲料，为什么？ 用自带彩泥模拟三倍体生物在减数分裂形成配子时联会紊乱 多倍体比起二倍体来说有什么优缺点？ 练习时刻： 填课后题91页的表格 完成课后题无籽西瓜的培育过程 2、单倍体 教师：以上我们看到最常见的生物是二倍体，含有两个染色体组，以它为基组基础可以培育三个染色体组的三倍体，四个染色体组的四倍体，我们发现染色体组是成套增加的，那有没有成套减少的？ 例1：蜜蜂中的雄峰 蜂王和工蜂都是雌蜂，都是二倍体2n=32 雄蜂是由未受精的卵细胞发育来的，n=16，寿命20-40天 例2：晋谷21花药离体培养 花药中有花粉，花粉中有精子，花药离体培养的发育起点也是生殖细胞 问题串： 1、什么是单倍体？ 2、单倍体除了染色体数和配子中的染色体数相等，还有什么特点？ 3、单倍体在育种中有什么重要作用？ 4、用自带的彩泥，模拟单倍体的形成以及用秋水仙素处理后可以培育纯合子的过程。 5、单倍体育种包含：花药离体培养形成单倍体和秋水仙素处理染色体数目加倍形成纯合子。和杂交育种相比其优点是什么？ 在老师的引导下，初步感受个别染色体的增添或者缺失属于染色体数目的变化 初步认识什么是染色体组， 它是一套非同源的染色体，染色体的形态结构都不同。 学生通过建模的方法分析生命现象中的生物学重要概念或原理，发展了学生的科学思维，使知识由抽象变得形象 图文结合理解二倍体的概念，理解二倍体是个体不是染色体 摆出二倍体晋谷21的两个染色体组，加倍后的四个染色体组 看书完成，锻炼了学生获取信息，分析问题的能力 学生通过建模的方法分析生命现象中的生物学重要概念或原理，更好的理解秋水仙素处理是染色体加倍这个过程，发展了学生的科学思维，使知识由抽象变得形象 学生通过建模的方法分析生命现象中的生物学重要概念或原理，解释了三倍体为什么不育，发展了学生的科学思维，使知识由抽象变得形象 直观认识单倍体是由卵细胞发育而来 直观认识单倍体是由精子发育而来 学生通过建模的方法分析生命现象中的生物学重要概念或原理，能更好理解单倍体的成因，发展了学生的科学思维，使知识由抽象变得形象 活动意图说明： 本活动篇幅比较长，但都属于染色体数目变异。通过一连串的追问和建模的方法使学生对二倍体、单倍体、多倍体的概念、培育方式、优点、缺点、育种中的应用等有了较为深刻的理解。一连串的提问使知识的学习具有连贯性。遇到棘手的地方就建模完成。比如，单倍体的形成过程，如何用它培育纯合子，多倍体的形成原理，以及为什么不育。这些难点通过建模可以使抽象的知识形象化，静的知识动起来。也让学生认识到学习可以有多种方法，可以很有趣，所以既锻炼了学生的科学思维也发展了学生的学习兴趣。 活动2.染色体结构变异的类型2023年5月30日，晋谷21搭载神舟十六号载人飞船上了太空，太空中有宇宙射线、高能粒子辐射诱导晋谷21种子DNA发生基因突变，也有可能发生更严重的： 问题： 什么是染色体结构变异，导致的结果是什么？ 用自带彩纸，剪刀，胶水模拟染色体变异的四种情况？要标注基因 染色体结构变异实质是什么？导致的结果是什么？ 学生通过图片能更好的认识每种染色体结构变异的的特点 学生通过建模的方法分析生命现象中的生物学重要概念或原理，能更好的理解染色体是怎样发生结构变异的，发展了学生的科学思维，使知识由抽象变得形象 活动意图说明： 学生通过建模的方式分析生命现象中的生物学重要概念或原理，能更好的理解染色体是怎样发生结构变异的，以及最终引起的结果，发展了学生的科学思维，使知识由抽象变得形象 活动3 总结二倍体、多倍体、单倍体的特点教师：完成上面表格，以小组为单位进行讨论出示最后结果 学生填表对三种个体进行比较，使学到的知识形成整体。提高了学生的科学思维活动意图说明： 通过对三种个体进行比较，使学到的知识形成整体。锻炼学生归纳、整理、比较是科学思维能力。使学生既学到了知识也锻炼了能力。活动4 低温诱导植物细胞染色体数目变化原理： 低温（4℃）处理植物分生组织细胞，能抑制纺锤体的形成（作用于有丝分裂前期） 。 导致分裂后期染色体不能移向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，从而染色体数目加倍 。 目的： 学习低温诱导的方法；理解作用机制 材料：洋葱根尖 方法步骤：根尖培养--低温诱导--固定形态--制作装片（解离、漂洗、染色、制片）--先低倍后高倍 实验结果:观察到有染色体加倍的细胞 学生动手完成实验，使学到的知识得到了验证。形成了知识--实践--知识的升华。 活动意图说明 学生动手完成实验，使学到的知识得到了验证。形成了知识--实践--知识的升华。增加了学生的学习模式，使学习变得有趣。活动5.知识应用结合资料与本节所学，设计一份宣传材料： 关于运用染色体变异原理育种的知识，认同粮食安全的重要意义。派代表发言本节的最终意图就是通过学习染色体变异的知识，宣传育种知识和粮食安全的重要性，这个过程中增强了学生的社会责任活动意图说明 通过学习染色体变异的知识，宣传育种知识和粮食安全的重要性，这个过程中增强了学生的社会责任活动6.本节小结本节主要学习染色体变异，包括结构变异和数目变异。结构变异有缺失、重复、倒位、易位，会改变基因数目或排列顺序；数目变异分个别染色体增减和以染色体组形式成倍增减。由此形成单倍体、二倍体和多倍体，可通过低温或秋水仙素抑制纺锤体形成诱导染色体加倍，应用于多倍体育种和单倍体育种，培育新品种。 根据板书回顾本节课。活动意图说明 借助板书教师引导梳理细胞染色体变异的类型及每种类型的特点，结合对比分析突破难点。搭建框架，学生主动梳理。通过回顾核心知识，达成理解染色体变异每种类型的实质的目标，培养建模、归纳、分析的科学思维；结合育种对粮食安全的重要性讨论，深化进化与适应的生命观念，增强生态责任素养，实现知识与素养双提升。
7.板书设计
8.作业与拓展学习设计
总结染色体变异的两种类型各自的特点，绘制成表格 完成导练187页关于单倍体育种的题 3、两人一组做一份宣传利用染色体变异原理育种的宣传手册
9.教学反思与改进
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