资源简介

吉安一中 生物组 杨婷
《染色体变异》 教案
一、素质教育的目标
（一）知识教学
1．说出染色体结构变异的基本类型。
2．理解染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念。
3．理解单倍体以及多倍体的特点、形成原因及其在育种上的意义。
（二）能力训练
1．以果绳为例，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．通过对单倍体、二倍体和多倍体的分类依据的学习，对学生进行比较、分类思维能力的训练。
3．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）学科方法训练
让学生初步了解单倍体育种、化学方法诱导多倍体育种及杂交育种的几种方法等。
二、重点、难点、疑点的解决办法
1．教学重点及解决办法
（1）染色体组的概念。
（2）二倍体、多倍体和单倍体的概念。
（3） 多倍体育种原理及在育种上的应用。
[解决方法]
（1） 让学生阅读有关染色体组的内容，感知染色体组的概念；用多媒体课件展示雄果蝇及雌果蝇的染色体形态图，讲清染色体组的概念；用练习的方法巩固染色体组的概念。
（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，同时用三倍体无籽西瓜的培育说明人工诱导多倍体育种的原理及方法。
2．教学难点及解决办法
多倍体的形成原因。
[解决方法]
多倍体的形成原因，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。
3．教学疑点及解决办法
（1）区分单倍体与二倍体及多倍体的依据。
（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。
[解决方法]
（1）用例证的方法来明确单倍体和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。
三、教学方法
观察法、提问法、谈话法为主。
四、教具准备
果蝇的染色体图、植物细胞有丝分裂图、花药离体培养及三倍体无籽西瓜育种图。制作多媒体教学课件。
五、教学步骤
[新课导入]
回忆上节课所讲的基因突变与基因重组的相关知识。
提问：什么是基因？基因与生物的性状有什么关系？基因与染色体有什么关系？
讲述：基因发生改变会导致生物性状发生改变，那么如果染色体发生了改变，是否也会导致生物的性状发生改变呢？这就是我们这节课要学习的内容。首先我们看一个例子：多媒体展示音乐“天才”舟舟的简介，并播放相关视频激发学生兴趣。
（一）染色体变异的概念：
从舟舟的例子我们可以分析得出，染色体数目的变化会对生物的性状产生一定的影响，这就是染色体变异的一种。然后指导学生看书。
老师问：什么是染色体变异？
学生回答：在自然条件和人为条件改变的情况下，染色体的数目和结构可以发生变化，从而导致生物性状的变异就叫染色体变异。
老师问：根据染色体结构和数目的变化，染色体变异的种类如何？
学生回答：
（二）染色体结构的变异
阅读教材P85图5-5，引导学生总结出结构变异的4种类型：
1.缺失 2.增添 3.倒位 4.易位
老师简单介绍染色体结构变异的情况及相关变异例子后，接着提问：在易位这种染色体结构变异中，染色体的片段是从一条染色体移接到另一条非同源染色体上，那么如果移接到另一条同源染色体上是属于哪种生物变异呢？请举例说明。（基因重组，如交叉互换，发生在减I前期） 除了染色体结构的改变外，染色体数目的改变对生物新类型的产生也起着很大的作用。
（三）染色体数目的变异：
1．染色体组
让学生观察果蝇的染色体图（图5-8、图5-9），并阅读染色体组的部分内容。
多媒体展示图5-9所示雄果蝇体细胞中染色体组成图。
老师问：果蝇体细胞中有几个染色体，几对同源染色体？其中几对常染色体和性染色体？
学生答：8个染色体，4个同源染色体。　 3对常染色体（ Ⅱ Ⅱ、Ⅲ Ⅲ、Ⅳ Ⅳ），1对性染色体（雌果蝇为XX，雄果蝇为XY）。
老师问：雄果蝇形成精子时必须进行减数分裂，请同学们回忆一下，减数分裂时同源染色体的变化特点是什么？
学生答：同源染色体要发生分离，非同源染色体要发生自由组合。
多媒体显示图74示意果蝇体细胞经减数分裂分别进入两个配子。
老师问：两个配子中染色体数相等吗？分别是多少个？各是什么？
学生答：相等。分别是4个，应该是X、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ和Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
老师问：对一个配子而言，染色体形态大小相同吗？为什么？
学生答：不同。一条一个样。因为不含同源染色体。
教师归纳：象果蝇生殖细胞那样，形态、大小不同但携带了本物种全部遗传信息的一组染色体叫做染色体组。并由此得出：不同种的生物，每个染色体组所含的染色体数目和形态是不同的。
通过例题讲评引导学生判断细胞中的染色体组数，进一步理解染色体组的概念。
2．二倍体和多倍体
（1）二倍体：根据染色体组的概念，凡是由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体，叫二倍体。如果蝇、玉米、洋葱就是二倍体。几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体。
（2）多倍体的概念和多倍体的形成：懂得了二倍体的概念后，我们常把由受精卵发育而来，体细胞中含有三个以上染色体组的个体统称为多倍体。其中体细胞中含有三个染色体组的个体叫三倍体。如香蕉就是三倍体。体细胞中含有四个染色体组的个体叫四倍体。如马铃薯是四倍体。此外还有六倍体、八倍体等统称为多倍体。可见，体细胞中所含的染色体组数目是我们划分二倍体或者多倍体的依据。
多倍体是怎样形成的呢？出示植物细胞有丝分裂的过程图，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？细胞分裂到这一阶段所含染色体数目和其他时期是否相同？与其他时期有何关系？
当学生回答完这些问题后，教师很自然地引出多倍体形成的原因，是由于外界条件剧烈变化的影响或通过内因而形成的。例如在高山或沙漠地区，自然条件（包括温度、湿度）的变化十分剧烈。当植物细胞进行分裂时，染色体已经分裂，但由于环境条件剧烈变化，使纺缍体不能形成而停止分裂。这样的细胞，核内的染色体却已经加倍了，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，形成了染色体数目也相应加倍的生殖细胞，再由这些生殖细胞结合成合子，进一步发育成的植物，就是多倍体。例如帕米尔高原的高山植物，其中有65％是多倍体植物。
多倍体植株的特点和意义是什么？
学生回答后老师点拨：由于多倍体植株所含染色体数目成倍增加，与二倍体植株在性状上有明显的不同。一般表现为形态上的加大，无论叶片上的气孔、花粉粒、花朵或茎杆、果实和种子都明显增大，蛋白质、糖类及其他营养物质的含量也有所提高。但由于染色体的增加而呈现出发育延缓、结实降低的情况。例如：在银幕上显示二倍体水稻和四倍体水稻的比较图，讲清楚四倍体水稻（体细胞中含有48个染色体）比二倍体水稻（体细胞中含有24个染色体）的稻粒有明显增大，蛋白质的含量提高5—50％。因此，多倍体植物在生产上具有一定的利用价值。
二倍体及多倍体都是由受精卵发育而来的，那么自然界中是否有由配子直接发育而来的生物呢？（简介雄蜂的产生过程，引出单倍体的概念）
3.单倍体
讲解单倍体的概念，是指由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体。着重理解“体细胞”、“本物种”、“配子”三个生物用语，并举例说明。如：玉米是二倍体，它的体细胞中含有二个染色体组，20个染色体，它的单倍体植株体细胞中含有一个染色体组，10条染色体；又如普通小麦是六倍体，它的体细胞中含有六个染色体组，42个染色体，它的单倍体植株体细胞中含有3个染色体组，21个染色体。可见，单倍体植株的染色体数目总是正常植株染色体数目的一半。
在此，让学生自己强化记忆单倍体、二倍体和多倍体的定义后，教师提问：对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？
在学生回答的基础上老师点拨：关键看它是由受精卵发育而成的个体，还是由配子（精子或卵细胞）直接发育而成的个体。由受精卵发育而来的个体，含有几个染色体组就是几倍体。由配子（精子或卵细胞）不受精直接发育而成的生物体，不管含有几个染色体组，都只能称为单倍体。如玉米是二倍体，它的单倍体含一个染色体组；马铃薯是四倍体，它的单倍体含二个染色体组；普通小麦是六倍体，它的单倍体含三个染色体组。
（2）单倍体形成的原因
学生相互讨论后，老师再集中点拨疑难问题，必须明确：在自然条件下，玉米、普通小麦、水稻、烟草作物等，偶尔会出现单倍体植株，这是由于未经受精的卵细胞发育而成的。
（3）单倍体的特点
让学生回答后老师点拨：单倍体植株与正常植株相比，植株弱小，而且高度不孕的。
（4）单倍体在育种上的意义
让学生回答后老师点拨：常用花药离体培养的方法获得单倍体，这种植株无生产价值，但在育种上有其特殊的意义。用人工诱导使单倍体植株染色体加倍，这样，它的体细胞中不仅含有正常植株体细胞中的染色体数，而且每对染色体上的成对的基因都是纯合，这样植株后代就不会发生性状分离。这种方法比杂交育种所需时间大大地缩短了。现举例如下：（通过多媒体教学投放在银幕上逐渐展现）
两对基因AaBb的杂合小麦F1，经减数分裂形成
此种方法培养稳定的性状，种植只需两年时间，与杂交育种相比，明显缩短了育种年限。
（四）课堂小结
现在我们来总结一下：①像果蝇的生殖细胞那样，形态、大小和数目都不相同的一组非同源染色体叫一个染色体组。以染色体组的数目为依据来划分，凡是体细胞有两个染色体组的个体为二倍体，凡是体细胞中有三个以上的染色体组的个体为多倍体。②多倍体形成的外因是外界条件（自然条件或人为条件）的剧烈变化，内因是染色体复制后细胞分裂受阻，使细胞核染色体加倍。
（五）练习反馈
1．分析右图的对照图，从A、B、C、D确认出表示含一个染色体组的细胞，是图中的_________。
参考答案：B。
2．下图是果蝇一种生殖细胞的染色体图解，请据图回答：
（1） 这是什么性别的果蝇生殖细胞？___________ 。每个细胞的染色体组成了一个_____。
（2）这个细胞某基因位于第Ⅲ号染色体上，它的等位基因位于该果蝇的_______细胞中的第______号染色体上。
（3）从图可推知，果蝇的体细胞中，含有几对同源染色体？______。
参考答案：（1）雄性、染色体组，（2）体、Ⅲ，（3）4。
3．用亲本基因型为DD和dd的植株进行杂交，其子一代的幼苗用秋水仙素处理产生了多倍体，其基因型是　[　　　 ]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．DDDD B．DDdd C．dddd D．DDDd
4．在育种工作中，既要使生物子代的性状得到更多的变异，又要使变异的性状较快地稳定，最好采用 [　　　 ]
A．单倍体育种 B．多倍体育种 C．杂交育种 D．诱变育种
5．用基因型TtDd的植株产生的花粉粒，分别离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理使其成为二倍体。这些幼苗成熟的后代　[　　　 ]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．全部是纯种
B．全部是杂种
C．4/16是纯种
D．1/16是纯种
参考答案：3．B 4．A 5．A。
六、板书设计
七、教后反思
讲解完染色体变异以后，感觉既有闪光点，又有很明显的不足。
从整体上讲这节课整体思路明确，教学设计合理；重难点突出，时间分配合理。讲解过程中，采用设疑和谈话式教学，课堂气氛有所改观。但教学语言不够精练和准确。
　　细节问题上，处理较好的是染色体组的概念。摒弃了老师干讲的单一教学，大胆的引导学生从演示的果蝇染色体形态图中形象生动的学习了染色体组的概念。另外，在讲解染色体结构变异和数目变异的相关知识时，与实例相结合，引起学生的兴趣，既采用了简洁和多样化的处理；在重难点设疑时又给予学生一定的时间思考，充分发挥学生的主动学习的能力。
　　不足之处也很多。最明显的就是结尾太仓促，没有一个完美的收尾过程。另外，在处理单倍体这个难点时，单倍体和前面的二倍体和多倍体联系和区别这个细节处理的不够完美，可以说并不是很好。对于概念很多的点，与其通过语言表述灌输于学生，不如出些考察概念的小题，哪怕是一道选择题，在学生会意和思考以后，再去表述，不但节省时间而且效果要好的多。以后难点处理问题上，一定要再三斟酌。
　　总之这节课处理的还可以，方法比较新颖，这是优点。在重难点处，处理的不够细腻，语言不够准确，主要是备课时间不充分引起的。这是能改的毛病，以后给自己规定，最少要在讲课的前一天处理好课。必须达到随时上课都很流畅的地步。
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