優(yōu)質(zhì)課大賽-高中生物-2014年度-研討課-《染色體變異》 劉軼杰

第五章第2節(jié)《染色體變異》教學(xué)設(shè)計河北樂亭第一中學(xué)劉軼杰【設(shè)計理念】本節(jié)課主要采取“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，該模式被譽為2011年最重大的教學(xué)變革。這種模式簡單的說就是教師創(chuàng)建視頻，學(xué)生在課下觀看視頻中教師的講解，回到課堂上師生面對面交流和完成作業(yè)的一種教學(xué)形態(tài)。通過翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生可以真正掌控學(xué)習(xí)，并通過課上與其他同學(xué)和教師的交流來升華對知識的理解?！窘虒W(xué)背景分析】1、教材分析本節(jié)課是人教版高中生物必修2第5章第2節(jié)內(nèi)容。染色體變異是生物可遺傳變異的三個來源之一，在本章中起著承上啟下的作用。既鞏固了基因突變的相關(guān)知識，又為本章第五節(jié)《人類遺傳病與優(yōu)生》中有關(guān)染色體異常遺傳病和第七章《生物的進化》中有關(guān)現(xiàn)代生物進化理論的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本節(jié)主要講授：染色體變異的類型：結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異；染色體組的概念，染色體倍性(二倍體、多倍體、單倍體)及其在育種上的應(yīng)用”。共安排2課時完成。（這里只介紹第二課時的教學(xué)設(shè)計）。2、學(xué)情分析：通過減數(shù)分裂知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了染色體、同源染色體、非同源染色體、配子等概念，在教學(xué)過程中，要注重啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生對原有知識進行遷移，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息能力，分析問題能力?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.知識方面（1）染色體組的概念。

（2）多倍體、單倍體育種方案。2.能力方面

（1）引導(dǎo)學(xué)生思考，分組討論，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)規(guī)律的能力。（2）訓(xùn)練學(xué)生由具體到抽象的思維能力。3.情感態(tài)度與價值觀方面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?！窘虒W(xué)重點】學(xué)會判斷染色體組數(shù)的方法【教學(xué)難點】多倍體、單倍體育種方案。【教學(xué)準(zhǔn)備】學(xué)生的準(zhǔn)備：微機室預(yù)習(xí)、查資料。教師的準(zhǔn)備：多媒體課件、視頻的準(zhǔn)備【教學(xué)方法】本節(jié)課主要采取“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，被譽為2011年最重大的教學(xué)變革。這種模式簡單的說就是教師創(chuàng)建視頻，學(xué)生在課下觀看視頻中教師的講解，回到課堂上師生面對面交流和完成作業(yè)的一種教學(xué)形態(tài)。通過翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生可以真正掌控學(xué)習(xí)，并通過課上與其他同學(xué)和教師的交流來升華對知識的理解。使用這種模式教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性空前高漲，都說：“是翻轉(zhuǎn)讓我愛上了課堂”。整節(jié)課貫穿啟發(fā)式教學(xué)原則，遵循“教必須以學(xué)為主”的教學(xué)理念，讓每一個學(xué)生自主參與課堂的知識構(gòu)建。在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生進行類比遷移，以多媒體演示為載體，以“引導(dǎo)思考”為核心，以網(wǎng)絡(luò)資源為輔助，引導(dǎo)學(xué)生沿著積極的思維方向，逐步達到即定的教學(xué)目標(biāo)?！窘虒W(xué)過程】

步驟目標(biāo)與內(nèi)容教學(xué)方法整合點與軟件復(fù)習(xí)舊知，創(chuàng)設(shè)問題情景，導(dǎo)入新課

設(shè)疑提問：什么是基因突變？基因突變有哪些特點？誘導(dǎo)基因發(fā)生突變的因素有哪些？基因與染色體有何關(guān)系？請你根據(jù)已學(xué)知識，推測基因的載體能否發(fā)生變異？教師板書課題學(xué)生回顧所學(xué)知識，思考回答相關(guān)問題，并討論推測染色體的變異。尋找新舊知識的結(jié)合點，以“問題”引入新課，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)習(xí)欲望。

1染色體結(jié)構(gòu)的變異

1．1缺失

1．2重復(fù)

1．3易位

1．4倒位多媒體播放“貓叫綜合癥”的視頻音像資料，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

師：展示染色體結(jié)構(gòu)缺失的圖片如下，并設(shè)問：

染色體變化前后有何不同，為什么？這種變化發(fā)生后，位于染色體上的基因有何變化？

生：染色體變短了，因為缺失了一段。這種變化發(fā)生后，染色體上的基因隨染色體的缺失而缺失，總數(shù)減少了。

教師總結(jié)：把由染色體某一片段缺失而引起的結(jié)構(gòu)變異簡稱為缺失。

師：展示染色體結(jié)構(gòu)重復(fù)的圖片如下，并設(shè)問：

染色體變化前后有何不同，為什么？這種變化發(fā)生后，位于染色體上的基因有何變化？

生：染色體變長了，因為有一段染色體重復(fù)出現(xiàn)了。這種變化發(fā)生后，染色體上的基因隨染色體的重復(fù)出現(xiàn)而重復(fù)，總數(shù)增加了。

教師總結(jié)：把有染色體中重復(fù)某一片段引起的結(jié)構(gòu)變異簡稱為重復(fù)。

師：展示染色體結(jié)構(gòu)易位的圖片如下，并設(shè)問：Ⅰ、Ⅱ染色體是什么關(guān)系？兩條染色體在變化前后各有何不同，為什么？這種變化發(fā)生后，位于染色體上的基因有何變化？

生：Ⅰ、Ⅱ是非同源染色體。Ⅰ染色體變化后縮短了一段，Ⅱ染色體變化后增加了一段，因為Ⅰ染色體的一個片段拼接到了Ⅱ染色體上。變化后Ⅰ染色體上的基因減少了，Ⅱ染色體上的基因增加了。

教師總結(jié)：把染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體引起的變異，稱為易位。

師：簡述分離過程中交叉互換發(fā)生在什么樣的染色體之間，互換后染色體的變化如何？

生：發(fā)生在聯(lián)會的同源染色體之間?；Q后兩條同源染色體的長度不變。

師：交叉互換與易位有何不同？

生：交叉互換發(fā)生在兩條同源染色體之間，互換后兩條同源染色體的長度不變；易位發(fā)生在兩條非同源染色體之間，易位后一條染色體減少了一段，另一條染色體增加了一段。

師：展示染色體結(jié)構(gòu)倒位的圖片如下，并設(shè)問：

這條染色體發(fā)生了什么變化？這種變化發(fā)生后，位于染色體上的基因有何變化？

生：這條染色體的某一片段發(fā)生了180度的翻轉(zhuǎn)。這種變化發(fā)生后，染色體上的基因數(shù)可能不發(fā)生變化，但是基因的順序會發(fā)生變化。

教師總結(jié)：染色體某一片段發(fā)生顛倒引起的結(jié)構(gòu)變異稱為倒位。

師：基因突變對生物體有何影響？

生：多害少利。

師：請據(jù)此推測，染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體的影響？

生：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡，但也有少數(shù)變異是有利的。

師生共同總結(jié)染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果。學(xué)生觀看視頻，對視頻內(nèi)容興趣盎然

學(xué)生觀察圖片，思考問題，并回答問題。

學(xué)生個別回答。

學(xué)生發(fā)言總結(jié)，教師補充。

學(xué)生個別回答。

學(xué)生發(fā)言總結(jié)，教師補充。

學(xué)生個別回答。

學(xué)生發(fā)言總結(jié)，教師補充。

學(xué)生發(fā)言總結(jié)，教師補充。

學(xué)生發(fā)言總結(jié)，教師補充。播放視頻激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過觀察圖片，回答問題，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和語言表達能力；通過問題串引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建新知識，達到教學(xué)目標(biāo)；通過前后內(nèi)容的復(fù)習(xí)串聯(lián)，從而建立其新舊知識的聯(lián)系，加深對所學(xué)習(xí)知識的理解。

2染色體數(shù)目的變異

2．1細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少

2．2細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少

2．3二倍體、多倍體

2．3．1二倍體、多倍體的概念

2．3．2多倍體的優(yōu)點

2．3．3誘導(dǎo)多倍體的方法

2．4單倍體

2．4．1單倍體概念

2．4．2單倍體育種

師：講述“陰陽人”和性腺發(fā)育不良兩種遺傳病的病理現(xiàn)象和致病機理。引出染色體數(shù)目的變異，教師板書，然后展示圖片以果蠅為例來學(xué)習(xí)染色體數(shù)目變異的內(nèi)容。

展示圖片

師：圖2、圖3與圖1相比有何區(qū)別？

生：圖2較圖1少了一條染色體，圖3較圖1多了一條染色體。

師：這樣的染色體變化形式即為細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少。

展示下圖：

師：上圖所示的果蠅是雌性還是雄性？

生：雌性。

師：果蠅體細(xì)胞有幾條染色體？幾對常染色體？

生：8條；3對。

師：Ⅱ號和Ⅱ號染色體是什么關(guān)系？Ⅲ號和Ⅳ染色體是什么關(guān)系？

生：同源染色體；非同源染色體

師：雌果蠅的體細(xì)胞中共有哪幾對同源染色體？

生：Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和X。

師：果蠅的卵子是如何形成？同源染色體、非同源染色體在此過程中如何變化?等位基因如何變化？

生：減少分裂；同源染色體分離，非同源染色體自由組合；等位基因隨同源染色體分離而分離。

師：什么樣的基因是等位基因？

生：控制相對性狀的基因為等位基因。

師：那什么是相對性狀呢？

生：一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型，即為性對性狀。

師：果蠅經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的卵子中有哪幾條染色體？這些染色體在形態(tài)、大小和功能上有什么特點？這些染色體之間是什么關(guān)系？

生：有4條，分別是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X;這些染色體在形態(tài)、大小和功能上各不相同；這些染色體是非同源染色體。

師：卵子中的這些染色體是否攜帶了控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息呢？

生：這些染色體攜帶了控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息。

師：我們把這樣的一組染色體稱為一個染色體組，即細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異。

師：果蠅的體細(xì)胞中有幾組染色體？

生：兩組。

師：如何判斷一個細(xì)胞內(nèi)有幾個染色體組呢？

展示下圖，學(xué)生觀察圖片，作出判斷。

師：如果給定細(xì)胞的基因型，我們?nèi)绾胃鶕?jù)基因型判斷細(xì)胞內(nèi)的染色體組數(shù)呢？出題：以下選項表示生物個體的基因型，請大家根據(jù)下列個體的基因型判斷一下該個體有幾個染色體組：

①Aa

②Aaa

③AAaa

④AaBb

⑤AaaBBb⑥AAaaBBbb

師生共同總結(jié)判斷規(guī)律：圖形題，細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組；基因型題，控制同一性狀的基因（不分大小寫）有幾個，就有幾個染色體組。

師：果蠅的發(fā)育起點是什么？果蠅的體細(xì)胞內(nèi)有幾個染色體組？

生：受精卵；兩個。

師：由受精卵發(fā)育而來的個體，體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體，稱為二倍體。由受精卵發(fā)育而來的個體，體細(xì)胞中含有三個或三個以上的染色體組的個體叫做多倍體。其中，體細(xì)胞中含有三個染色體組的個體叫做三倍體；體細(xì)胞中含有四個染色體組的個體叫做四倍體。自然界中，幾乎全部動物和過半高等植物都是二倍體多倍體在植物中常見，在動物中極少見。

在生產(chǎn)實踐中，我們常把某些二倍體植物誘導(dǎo)成多倍體，這是為什么呢？展示下圖，學(xué)生觀察圖片。

師：染色體數(shù)目加倍后的草莓與野生狀態(tài)的草莓相比有何優(yōu)點？

生：染色體數(shù)目加倍后的草莓比野生狀態(tài)的草莓長的大。其營養(yǎng)成分的含量較多。

師：正確，多倍體除了果實種子都比較大、營養(yǎng)成分含量較多外，通常莖稈粗壯、葉片也較大。那我們?nèi)绾握T導(dǎo)染色體數(shù)目加倍呢？

植物細(xì)胞有絲分裂過程中，染色體數(shù)目在什么時期出現(xiàn)加倍現(xiàn)象？

生：在有絲分裂后期。

師：加倍后的染色體在有絲分裂末期如何變化？

生：末期平均分配到兩個子細(xì)胞內(nèi)。

師：在有絲分裂后期染色體為什么會移動呢？

生：因為有紡錘絲的牽引。

師：那紡錘絲在有絲分裂的哪個時期產(chǎn)生的？

生:前期。

師：請同學(xué)們想個辦法，將加倍的染色體留在一個細(xì)胞中？

生：把紡錘絲破壞掉。

師：那我們是用化學(xué)試劑還是用機械切割處理細(xì)胞內(nèi)紡錘絲呢，為什么？

生：化學(xué)試劑，因為細(xì)胞太小了，機械切割無法操作。

師：那我們應(yīng)該處理有絲分裂的哪個時期呢？

生：前期。

師：那我們的推測是否正確呢？除了用化學(xué)試劑處理細(xì)胞外，還可以通過什么方法是染色體數(shù)目加倍呢？現(xiàn)在請同學(xué)們閱讀教材87頁第三自然段。

在生物的體細(xì)胞中，染色體的數(shù)目不僅可以成倍地增加，還可以成倍地減少。那現(xiàn)在請同學(xué)們根據(jù)已學(xué)知識，完成下表：物種體細(xì)胞配子染色

體組染色

體條數(shù)染色

體組染色

體條數(shù)玉米220

普通小麥642

小黑麥856

師：配子中的染色體是否含有該物種生長、發(fā)育、遺傳和變異的遺傳信息呢？

生：含有。

師：那你認(rèn)為不受精的配子能否發(fā)育成一個完整的個體呢？

生：應(yīng)該可以吧。

師：大家的猜測是正確的。不受精的配子是可以發(fā)育成一個完整個體的，我們把這種由配子不經(jīng)受精直接發(fā)育成的個體，體細(xì)胞內(nèi)含有本物種配子染色體數(shù)目的個體，稱為單倍體。單倍體植株與正常植株相比，長的弱小。

根據(jù)單倍體的概念，比較二倍體或多倍體的區(qū)別？

生：發(fā)育起點不同，單倍體的發(fā)育起點是未受精的配子，二倍體和多倍體的發(fā)育起點是受精卵。

師：根據(jù)上表分析，玉米、普通小麥、小黑麥的配子發(fā)育成的單倍體細(xì)胞內(nèi)含有幾個染色體組？

生：1個，3個，4個。

師：單倍體細(xì)胞內(nèi)一定含有一個染色體或一定含有奇數(shù)個染色體組，這種說法正確嗎？

生：不正確。

師：二倍體和六倍體的單倍體細(xì)胞內(nèi)還有幾個染色體組，這樣的單倍體能否通過有性生殖繁殖后代？為什么？

生：一個、三個；這樣的單倍體不能通過有性生殖繁殖后代；因為進行減數(shù)分裂時，染色體無法聯(lián)會，故不能產(chǎn)生有性配子。

師：通過以上分析可知，細(xì)胞內(nèi)含有奇數(shù)個染色體組的單倍體，無法通過有性生殖繁殖后代。

研究單倍體有何實際意義呢？下面請同學(xué)們思考這一個問題：如何用表現(xiàn)型為高桿抗病和矮桿感病，基因型分別是DDTT和ddtt的個體做親本，培育表現(xiàn)型為矮桿抗病，基因型為ddTT新品種。

生：用雜交育種的方法，即：

P

高桿抗病

×

矮桿感病

DDTT

ddtt

↓

F1

高桿抗病

DdTt

連續(xù)自交↓

ddTT

矮桿抗病

師：這種方法要培育獲得大量純合的矮桿抗病新品種需多長時間？

生：3年以后。

師：那我們能不能利用我們剛學(xué)的單倍體知識來培育新品種呢？如果能，請推測應(yīng)如何操作？

生：能。把F1的配子培育成單倍體，再用秋水仙素處理單倍體。

師：非常好，大家推測的非常正確。下面我們就來具體學(xué)習(xí)一下單倍體育種的過程。展示多媒體課件，師：單倍體育種與雜交育種相比有何優(yōu)點呢？

生：能夠縮短育種所需的時間。通過實例，聯(lián)系生活實際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

學(xué)生觀察圖片，直觀了解“細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少”。

學(xué)生觀察圖片，思考回答問題。

學(xué)生個別回答。

學(xué)生討論，在教師的引導(dǎo)下，應(yīng)用染色體組的概念，進行判斷。

學(xué)生在教師引導(dǎo)下，思考染色體與基因的關(guān)系，做出判斷。

學(xué)生個別發(fā)言總結(jié)，教師補充。

學(xué)生觀察圖片，直觀體會多倍體的優(yōu)點。

學(xué)生積極回憶有關(guān)有絲分裂的相關(guān)知識，回答問題。

學(xué)生個別發(fā)言。

學(xué)生閱讀教材，驗證推測。

學(xué)生完成表格。

學(xué)生思考回答問題。

學(xué)生討論，并交流討論結(jié)果。

學(xué)生推算。學(xué)生討論，交流，回答問題。通過生活中的所見所聞進行過度，激發(fā)學(xué)生興趣。

通過觀察圖片，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、收集信息的能力。

通過問題串，復(fù)習(xí)舊知識，為染色體組概念的生成奠定基礎(chǔ)。

通過問題串，幫助學(xué)生理解，為什么一個染色體組能夠攜帶控制