2023人教版高中生物必修二第五章第2節(jié)《染色體變異》教學(xué)設(shè)計(jì)2

本文格式為Word版，下載可任意編輯——2023人教版高中生物必修二第五章第2節(jié)《染色體變異》教學(xué)設(shè)計(jì)（2染色體變異教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo)（一）、知識目標(biāo)

1、染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型（B．識記）。

2、染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的概念（B．識記）。

3、單倍體和多倍體的特點(diǎn)，形成原因及其在育種上的意義（B：識記）。4、人工誘導(dǎo)多倍體的育種上的應(yīng)用及成就（B：識記）。（二）、能力目標(biāo)

1、以貓叫綜合癥產(chǎn)生原由于例，引出染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型；以果蠅的染色體為例，引出染色體組的概念，訓(xùn)練學(xué)生由具體到抽象的思維能力。

2、通過對單倍體、二倍體和多倍體的分類依據(jù)的學(xué)習(xí)，對學(xué)生進(jìn)行比較、分類思維能力的訓(xùn)練。

3、通過單倍體和多倍體的概念、原理、應(yīng)用的學(xué)習(xí)，訓(xùn)練學(xué)生演繹思維能力。（三）、情感目標(biāo)

1、通過了解在自然或人為條件下，染色體會發(fā)生結(jié)構(gòu)或數(shù)目的改變進(jìn)而改變生物的遺傳性狀，樹立事物是普遍聯(lián)系的，外因通過內(nèi)因起作用的辯證唯物主義觀念。

2、通過單倍體和多倍體在育種上應(yīng)用的學(xué)習(xí)，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)價值觀的教育和愛國主義教育。

二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)分析：

1、重點(diǎn)：染色體數(shù)目的變異

2、難點(diǎn)：（1）染色體組的概念。

（2）二倍體、多倍體和單倍體的概念。

3.低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的試驗(yàn)。三、教具準(zhǔn)備

1．染色體變異實(shí)例圖片

2．雄果蠅染色體組圖解動畫。四、課時安排

本小節(jié)參考課時為2課時。第一課時學(xué)習(xí)染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體組的概念；其次課時學(xué)習(xí)二倍體、多倍體、單倍體的概念及其在育種上的應(yīng)用。五、教學(xué)過程第一課時教學(xué)模式

“問題——情境式〞教學(xué)模式。教學(xué)手段

染色體結(jié)構(gòu)變異、雌雄果蠅減數(shù)分裂形成有性生殖細(xì)胞過程的教學(xué)課件、三倍體無籽西瓜培育過程的教學(xué)軟件或圖解、八倍體小黑麥培育過程的課件，教師創(chuàng)設(shè)問題情境，學(xué)生小組探討。設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)是染色體變異引起生物性狀的改變，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，上課之初通過與本節(jié)課有關(guān)的圖片、實(shí)例、實(shí)物等來激發(fā)學(xué)生的求知欲，進(jìn)而成為學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的內(nèi)驅(qū)力。

染色體組的概念是理解二倍體、多倍體、單倍體的基礎(chǔ)，為了加深學(xué)生的理解，教師可以制作果蠅減數(shù)分裂過程的課件，通過動態(tài)的過程優(yōu)化學(xué)生的理解過程。

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學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容相對陌生，教師應(yīng)多舉一些實(shí)例，表達(dá)理論聯(lián)系實(shí)際，對一些不易理解的知識可以組織學(xué)生探討，通過科學(xué)的計(jì)算推理來得出結(jié)論，例如為什么說單倍體是高度不育的？

為了更好地理解本節(jié)內(nèi)容，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生激活原有的知識系統(tǒng)，包括有絲分裂、減數(shù)分裂、染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體、植物雜交、生長素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用等知識，創(chuàng)設(shè)問題情境，新舊知識融會貫穿，形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。對單倍體、多倍體育種不但應(yīng)了解原理，更應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生體會到科學(xué)技術(shù)對促進(jìn)社會進(jìn)步的重要性，介紹我國科學(xué)家取得的成就，激發(fā)愛國主義情感。教學(xué)過程

（一）、染色體結(jié)構(gòu)變異

教師引入新課：近日報載，在上海第五人民醫(yī)院降生一貓叫綜合癥男嬰，嬰兒面容特別：小頭小臉、眼距寬、塌鼻梁、皮紋改變，生長發(fā)育遲鈍，智力低下，因哭聲像貓而得名，發(fā)病率只有十萬分之一，解放后全國有記載的僅20例。研究證明，這是由于人的第5號染色體部分缺失而引起的遺傳病。為什么染色體部分缺失就會引起這么嚴(yán)重的后果呢？學(xué)生：染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體，染色體的改變會引起基因的改變。教師：我們上一節(jié)課學(xué)習(xí)的基因突變是染色體的某一個位點(diǎn)上基因的改變，這種改變發(fā)生在分子水平上，在光學(xué)顯微鏡下是看不見的。但是假使生物體染色體數(shù)目發(fā)生了增減或者在結(jié)構(gòu)上發(fā)生某些變化，在顯微鏡下就可以直接觀測到，我們把染色體的這些變化稱為染色體變異。既然基因位于染色體上，染色體的變化必然在遺傳性狀上會有所反映，所以染色體變異是生物可遺傳變異的一個重要來源，也正是我們這節(jié)課所要研究的內(nèi)容。教師利用大屏幕提供如下資料：

（1）人的第5號染色體短臂缺失，患貓叫綜合癥。

（2）果蠅X染色體上某一區(qū)段的重復(fù)，可使正常的卵圓形眼變?yōu)榘魻钛邸?/p>

（3）近日由杭州市中醫(yī)院婦科專家對一位來自浙江的婦女檢查發(fā)現(xiàn)，她的第9號染色體臂內(nèi)倒位是導(dǎo)致她多年習(xí)慣性流產(chǎn)的病因。

（4）假使人的第22號染色體和第14號染色體發(fā)生易位，會使人患慣性粒細(xì)胞白血病。（5）在黑腹果蠅中，X染色體和Y染色體多一個或少一個會影響生育力，第2染色體第3染色體多一個或少一個都是致死的。對玉米和番茄來說細(xì)胞內(nèi)少一條染色體就不能成活。

（6）人的第21號染色體假使多一條，就會患21-三體綜合癥（示照片）記作47，XX或XY，+21。第13號染色體多一條，患綜合癥，記作47，XX或XY，+13，患者兔唇、腭裂、先天性心臟病、嚴(yán)重智力遲鈍，常在出生后3個月內(nèi)死亡，也有少數(shù)活到5歲，發(fā)生率為1／5000。假使人的第18號染色體多一條，患Edwards綜合癥，記作47，XX或XY，+18，患者頭面長、大腦門、鼻梁窄而長、小嘴、腭狹窄、耳位低、短頸，幾乎所有器官系統(tǒng)畸形，平均壽命6個月，發(fā)病率為1/10000。假使男性多一條Y染色體，記作47，XYY，有人稱這樣的個體為超雄性，據(jù)說這種人有反社會行為，智能稍差，但也有智能高于一般人的。（7）假使女性少一條X染色體，記作45，X，患綜合癥，并患有先天性心臟病，伴有蹼頸和肘外翻。

（8）假使使蘿卜的染色體增加一倍則主根粗大產(chǎn)量高；假使使番茄的染色體增加一倍則所含的維生素C大約多了一倍。請學(xué)生根據(jù)上述材料，分析染色體的變異包括哪些類型？染色體變異有什么特點(diǎn)？為什么？學(xué)生：染色體變異可以分為結(jié)構(gòu)的變異和數(shù)目的變異。染色體變異對生物的影響大多數(shù)是有害的，由于遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性是生物長期進(jìn)化的結(jié)果，也是生物正常生命活動的基礎(chǔ)。

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教師：在某些自然或人為因素的作用下，染色體可能發(fā)生斷裂，斷裂端具有愈合和重接的能力。當(dāng)染色體在不同區(qū)段發(fā)生斷裂后，在同一條染色體內(nèi)或不同染色體之間以不同的方式重接時就會導(dǎo)致各種結(jié)構(gòu)變異的出現(xiàn)。

計(jì)算機(jī)演示：染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型，由學(xué)生用語言來描述。1．缺失教師：缺失是指染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起丟失從而引起變異的現(xiàn)象。請思考，發(fā)生缺失的染色體在什么時期簡單看到？為什么？在顯微鏡下有什么特別的形態(tài)？學(xué)生探討，教師引導(dǎo)：在減數(shù)分裂過程中，同源染色體聯(lián)會時，由于發(fā)生缺失的染色體不能和它的正常同源染色體完全相應(yīng)地配對，所以此時可以看到正常的一條染色體多出了一段或者形成一個拱形結(jié)構(gòu)，還要看缺失的區(qū)段發(fā)生在染色體的一端還是兩臂的內(nèi)部。在屏幕上顯示：染色體結(jié)構(gòu)變異中的中間缺失所形成的拱形結(jié)構(gòu)示意圖。教師：缺失影響個體的生活力，所引起的遺傳效應(yīng)隨著缺失片段大小和細(xì)胞所處發(fā)育時期的不同而不同。在個體發(fā)育中，缺失發(fā)生得越早，影響越大；缺失的片段越大，對個體的影響也越嚴(yán)重，重則引起個體死亡，輕則引起個體生活能力下降，如貓叫綜合癥患者。那么缺失純合體和缺失雜合體相比，哪個的生活力更低呢？為什么？

學(xué)生：應(yīng)當(dāng)是缺失純合體，由于在缺失純合體中，缺失基因所擔(dān)負(fù)的重要機(jī)能都不能進(jìn)行了。

教師：在缺失雜合體中，例如一個雜合體Aa中，缺失帶有顯性基因A的一個染色體片段和缺失帶有隱性基因a的一個染色體片段引起的表型效應(yīng)有什么不同？對遺傳工有什么啟示？

學(xué)生：一個顯性基因的缺失，會使原來不應(yīng)顯現(xiàn)出來的一個隱性基因的效應(yīng)顯現(xiàn)出來，而隱性基因的缺失就沒有這種效應(yīng)。

教師：對遺傳工來說，出現(xiàn)了缺失是對基因進(jìn)行定位的最好機(jī)遇，只要看一看缺失后出現(xiàn)了什么新的表型或不正常的病態(tài)，就可以知道缺失的染色體區(qū)段上存在著與新的表型或病態(tài)有關(guān)的基因了。2．重復(fù)教師：染色體上增加了一致的某個區(qū)段而引起變異的現(xiàn)象，叫做重復(fù)。在重繁雜合體中，當(dāng)同源染色體聯(lián)會時，也會形成一個拱形結(jié)構(gòu)或多出一段，這與缺失有什么不同？學(xué)生：拱出來或長出來的一段是重復(fù)的片段。教師：重復(fù)的遺傳學(xué)效應(yīng)比缺失來得緩和，并且具有累加作用，例如前述其次個實(shí)例中，果蠅的顯性基因B是使復(fù)眼中的小眼數(shù)目減少，所以使復(fù)眼呈棒狀，而不是正常的卵圓形，當(dāng)檢查果蠅X染色體上至少有四個明顯的橫紋，顯示該基因重復(fù)了四次時，其復(fù)眼極度細(xì)小，叫做重棒眼，說明該段染色體重復(fù)次數(shù)越多，復(fù)眼中的小眼數(shù)越減少。重復(fù)對生物進(jìn)化有重要作用。這是由于多余的基因可能向多個方向突變，而不至于損害細(xì)胞和個體的正常機(jī)能。突變的最終結(jié)果，有可能使“多余〞的基因成為一個能執(zhí)行新功能的新基因，從而為生物適應(yīng)新環(huán)境提供了機(jī)遇，因此在遺傳學(xué)上往往把重復(fù)看做是新基因的一個重要來源。3．倒位

教師：染色體在兩個點(diǎn)發(fā)生斷裂后，產(chǎn)生3個區(qū)段，中間的區(qū)段發(fā)生180°的倒轉(zhuǎn)，與另外兩個區(qū)段重新接合而引起的變異的現(xiàn)象稱為倒位。請你推測一下倒位雜合體在聯(lián)會時會出現(xiàn)什么特征？學(xué)生探討分析，教師引導(dǎo)推理：一個倒位雜合體在減數(shù)分裂時為了完成同源染色體的配對，可能形成一個倒位環(huán)。教師可出示此示意圖：教師提供資料：

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（1）倒位雜合體形成的配子大多是異常的，從而影響個體的育性，如前述人類的不孕癥。

（2）普通果蠅的第3號染色體上有三個基因，按猩紅眼一桃紅眼一三角翅脈的順序排列。

（St－P－D1），它的倒位純合體的這三個基因的順序是St－D1－P，雖可以正常生活，但不能與普通果蠅進(jìn)行有性生殖。請分析上述二個實(shí)例說明什么問題？

學(xué)生分析：倒位雜合體往往形成不平衡的配子，后代的生活力下降；倒位純合體由于形成生殖隔離便形成了新的物種，為新物種的進(jìn)化提供了有利條件。4．易位

教師：什么是染色體的交織互換？發(fā)生在什么時期？學(xué)生：在減數(shù)分裂四分體時期，一對同源染色體的非姐妹染色單體之間往往會發(fā)生交織并且相互交換一部分染色體，這是基因重組的一種形式。教師：當(dāng)時學(xué)習(xí)那部分內(nèi)容時就有些同學(xué)問，這種交換會不會發(fā)生在兩條非同源染色體之間，現(xiàn)在大家應(yīng)當(dāng)知道，這種情形應(yīng)當(dāng)稱為相互易位，是易位中比較常見的一種。易位是指一條染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上，從而引起變異的現(xiàn)象。相互易位的遺傳效應(yīng)主要是產(chǎn)生部分異常的配子，使配子的育性降低或產(chǎn)生有遺傳病的后代，例如人類的慢性粒細(xì)胞白血病。

學(xué)生提問：染色體發(fā)生斷裂后，有沒有可能在原處愈合？

教師解疑：完全有可能，這樣染色體就回復(fù)到原來的結(jié)構(gòu)，不會產(chǎn)生變異。教師提供資料：

（l）用X射線、射線和其他射線，或某些化學(xué)藥品處理，可以增加染色體斷裂和結(jié)構(gòu)改變的頻率。

（2）有人把洋蔥磨碎，提取出液體，用來處理洋蔥的細(xì)胞，可以引起染色體斷裂。（3）在白細(xì)胞培養(yǎng)中，添加誘變劑（如二甲基苯蒽）可以增加染色體斷裂的頻率，但同時添加抗氧化劑（如維生素C、維生素E、亞硒酸鈉等）時，可降低染色體斷裂的頻率。（4）有試驗(yàn)證明，染色體斷裂與致癌作用和衰弱有關(guān)。教師：上述試驗(yàn)?zāi)苷f明什么？給我們什么啟示？學(xué)生：某些物理和化學(xué)因素以及生物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物可能引起染色體斷裂，而抗氧化劑有保護(hù)染色體不斷裂的作用。服用抗氧化劑可能有助于癌癥的預(yù)防和衰弱的延緩。教師：上述染色體結(jié)構(gòu)變異最早是在果蠅中發(fā)現(xiàn)的，由于果蠅唾腺巨大染色體是觀測染色體形態(tài)、研究染色體結(jié)構(gòu)變異的好材料，你覺得作為研究染色體結(jié)構(gòu)變異的好材料，應(yīng)具備哪些特點(diǎn)呢？

學(xué)生探討分析：比較粗大，染色體上有些明顯的標(biāo)志，在形態(tài)上簡單相互區(qū)別……教師：玉米的染色體就是研究染色體結(jié)構(gòu)變異的好材料。玉米的10條染色體在形態(tài)上可以相互區(qū)別，特別是在減數(shù)分裂的粗線期，細(xì)絲狀的同源染色體緊湊地協(xié)同在一起，上面又有各種標(biāo)記，如著絲粒的位置、兩臂的相對長短、球節(jié)的存在與否和染色體上著色較濃的染色粒的分布等。對每一條染色體來講，這些標(biāo)記都是以一定的形式直線地排列著，所以假使這些標(biāo)記不見了或重復(fù)出現(xiàn)，或者它們的原有排列順序改變了，就是染色體結(jié)構(gòu)變異的明確證據(jù)。

果蠅唾腺細(xì)胞內(nèi)的染色體一般認(rèn)為是處于間期或前期狀態(tài)，由于染色體連續(xù)復(fù)制，復(fù)制后形成的染色絲并不相互分開，而是縱向地密集在一起成為多線染色體，而且其上有明顯的橫紋，橫紋的相對大小和空間排列是恒定的，可以作為識別唾腺染色體的標(biāo)志。由于同源的唾腺染色體總是緊湊地結(jié)合在一起，像在減數(shù)分裂的粗線期一樣，所以兩條同源染色體間有區(qū)別時，很簡單看出來。由于這些原因，唾腺染色體也是研究染色體結(jié)構(gòu)變異的好材料。

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教師：染色體除了可以發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變異以外，在特定的環(huán)境條件下，生物體染色體的數(shù)目也會發(fā)生改變，一類是細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少，如