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2019-2020年高中生物《染色體變異》教案15 新人教版必修2 一、 教學(xué)目標 1.說出染色體結(jié)構(gòu)變異的基本類型。 2.說出染色體數(shù)目的變異。 3.進行低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的實驗。 二、教學(xué)重點和難點 1.教學(xué)重點 染色體數(shù)目的變異。 2.教學(xué)難點 （1） 染色體組的概念。 （2）二倍體、多倍體和單倍體的概念及其聯(lián)系。 （3）低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的實驗。 三、教學(xué)策略 染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異，其中染色體數(shù)目的變異是本節(jié)的教學(xué)重點。建議本節(jié)的教學(xué)時間為2課時，第1課時完成理論教學(xué)部分，第2課時完成低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的實驗。 在復(fù)習(xí)基因突變的基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生回憶基因和染色體的關(guān)系?；蚰軌虬l(fā)生突變，那么染色體能不能發(fā)生變化呢？如果染色體發(fā)生變化，它會發(fā)生什么樣的變化呢？生物的性狀又會發(fā)生什么樣的變化呢？從而引出染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異。 染色體結(jié)構(gòu)的變異是學(xué)生了解的內(nèi)容，教材通過4個示意圖直觀形象地說明了染色體結(jié)構(gòu)變異的類型。但需要提醒學(xué)生的是，盡管大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)的變異對生物是有害的，但也有少數(shù)變異是有利的，人們研究染色體結(jié)構(gòu)的變異可以為生產(chǎn)實踐服務(wù)，也可以為人類健康服務(wù)。關(guān)于染色體數(shù)目的變異可以采取下面的教學(xué)策略。 1.以辨圖、設(shè)問、討論和復(fù)習(xí)的方式理解染色體組的概念。 染色體組的概念較為復(fù)雜，如果直接講述，學(xué)生是很難理解其實質(zhì)的。建議教師從雌雄果蠅體細胞和生殖細胞的染色體的形態(tài)和數(shù)目分析入手，設(shè)置一系列的問題情境，通過聯(lián)系以前所學(xué)的知識，幫助學(xué)生認識染色體組的概念。問題情境如下。 觀察教科書圖5-8雌雄果蠅體細胞的染色體和圖59雄果蠅的染色體組，回答下列問題。 (1)果蠅體細胞有幾條染色體？幾對常染色體？（答：8條；3對。） (2)Ⅱ號和Ⅱ號染色體是什么關(guān)系？Ⅲ號和Ⅳ號染色體是什么關(guān)系？ （答：同源染色體；非同源染色體。） (3)雄果蠅的體細胞中共有哪幾對同源染色體？ （答：Ⅱ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅲ，Ⅳ和Ⅳ， X和Y。） (4)果蠅的精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？它們是否攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息？ （答：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y；這些染色體在形態(tài)、大小和功能上各不相同；它們是非同源染色體；它們攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息。） (5)如果將果蠅的精子中的染色體看成一組，那么果蠅的體細胞中有幾組染色體？（答：兩組。） 通過以上的問題情境，再加上教師的引導(dǎo)和總結(jié)，學(xué)生能夠比較容易理解染色體組的概念，并能很好地理解二倍體和多倍體與染色體組之間的關(guān)系。 2.通過具體實例、概念的辨析和對比，認識單倍體、二倍體和多倍體之間的關(guān)系。 單倍體的概念是教學(xué)中的難點。教師可以采用教材中提供的蜜蜂的實例來分析蜂王、工蜂和雄蜂體內(nèi)的染色體組數(shù)目，提出單倍體的概念，并設(shè)置一些問題情境，讓學(xué)生區(qū)分單倍體與一倍體，單倍體、二倍體和多倍體之間的區(qū)別和聯(lián)系。 例如，教師可以提出下列問題。 （1）一倍體一定是單倍體嗎？單倍體一定是一倍體嗎？ （答：一倍體一定是單倍體；單倍體不一定是一倍體。） （2）二倍體物種所形成的單倍體中，其體細胞中只含有一個染色體組，這種說法對嗎？為什么？ （答：對，因為在體細胞進行減數(shù)分裂形成配子時，同源染色體分開，導(dǎo)致染色體數(shù)目減半。） （3）如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其體細胞中就含有兩個或三個染色體組，我們可以稱它為二倍體或三倍體，這種說法對嗎？ （答：不對，盡管其體細胞中含有兩個或三個染色體組，但因為是正常的體細胞的配子所形成的物種，因此，只能稱為單倍體。） （4）單倍體中可以只有一個染色體組，但也可以有多個染色體組，對嗎？ （答：對，如果本物種是二倍體，則其配子所形成的單倍體中含有一個染色體組；如果本物種是四倍體、六倍體等多倍體，則其配子所形成的單倍體含有兩個或兩個以上的染色體組。） 學(xué)生很容易將單倍體與一倍體相混淆。一倍體只含有一個染色體組，肯定是單倍體，但單倍體不一定只含有一個染色體組，因此，不一定是一倍體。對于多倍體的配子所形成的單倍體，學(xué)生又容易與二倍體、三倍體和四倍體等相混淆。區(qū)分的關(guān)鍵是判斷生物體是由受精卵還是由配子發(fā)育而成的。由受精卵發(fā)育而成的個體，含有幾個染色體組就是幾倍體；由配子直接發(fā)育而成的生物個體，不管含有幾個染色體組，都只能稱做單倍體。 3.用圖解、事例和圖表的形式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)多倍體和單倍體育種。 之所以將多倍體和單倍體育種放在一起來學(xué)習(xí)，是因為二倍體、多倍體和單倍體具有可比性，有助于學(xué)生對概念的理解。同時，育種的學(xué)習(xí)是建立在這些概念的基礎(chǔ)之上的。 多倍體育種可以用下列的流程圖表示。 單倍體育種的教學(xué)可采用實例分析并結(jié)合流程圖的方法。例如，假設(shè)體細胞的基因型為AaBb，育種過程中基因型的變化如下圖所示。 最后列表讓學(xué)生總結(jié)兩種育種方法的原理、操作方法和優(yōu)缺點，表中的內(nèi)容由學(xué)生討論填寫。 多倍體育種 單倍體育種 原理 染色體組成倍增加 染色體組成倍減少，再加倍后得到純種(指每對染色體上成對的基因都是純合的) 常用方法 秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗 花藥的離體培養(yǎng)后，人工誘導(dǎo)染色體加倍 優(yōu)點 器官大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分 明顯縮短育種年限 缺點 適用于植物，在動物方面難以開展 技術(shù)復(fù)雜一些，須與雜交育種配合 4.關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”的實驗。 教師在實驗開始前，可以先復(fù)習(xí)染色體組、二倍體、多倍體和單倍體的概念，以及多倍體和單倍體育種的原理、操作方法和優(yōu)點。同時復(fù)習(xí)“觀察植物細胞的有絲分裂”的實驗步驟，為本實驗打好基礎(chǔ)。 在低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目的變化的實驗中，低溫的作用與秋水仙素的作用基本相似。與秋水仙素相比，低溫條件容易創(chuàng)造和控制，成本低、對人體無害、易于操作。但通過顯微鏡觀察時，只能觀察到染色體數(shù)目的增加，增加的具體數(shù)目不容易確定。 四、答案和提示 （一）問題探討 提示：參見練習(xí)中的拓展題，了解無子西瓜的形成過程。 （二）實驗 兩者都是通過抑制分裂細胞內(nèi)紡錘體的形成，使染色體不能移向細胞兩極，而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。 （三）練習(xí) 基礎(chǔ)題 1.（1）；（2）。 2.B。 3.填表 體細胞 中的染 色體數(shù) 配子 中的染 色體數(shù) 體細胞 中的染 色體組數(shù) 配子中 的染色 體組數(shù) 屬于幾 倍體生物 豌豆 14 7 2 1 二倍體 普通小麥 42 21 6 3 六倍體 小黑麥 56 28 8 4 八倍體 拓展題 1.西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植株。 2.雜交可以獲得三倍體植株。多倍體產(chǎn)生的途徑為：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。 3.三倍體植株不能進行正常的減數(shù)分裂形成生殖細胞，因此，不能形成種子。但并不是絕對一顆種子都沒有，其原因是在進行減數(shù)分裂時，有可能形成正常的卵細胞。 4.有其他的方法可以替代。方法一，進行無性繁殖。將三倍體西瓜植株進行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進行移栽。方法二，利用生長素或生長素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進子房發(fā)育成無種子的果實，在此過程中要進行套袋處理，以避免受粉。