高中生物《染色体变异》教案15 新人教版必修2.docx
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高中生物《染色体变异》教案15新人教版必修2
2019-2020年高中生物《染色体变异》教案15新人教版必修2
一、教学目标
1.说出染色体结构变异的基本类型。
2.说出染色体数目的变异。
3.进行低温诱导染色体数目变化的实验。
二、教学重点和难点
1.教学重点
染色体数目的变异。
2.教学难点
（1）染色体组的概念。
（2）二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系。
（3）低温诱导染色体数目变化的实验。
三、教学策略
染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异，其中染色体数目的变异是本节的教学重点。
建议本节的教学时间为2课时，第1课时完成理论教学部分，第2课时完成低温诱导植物染色体数目变化的实验。
在复习基因突变的基础上，教师可以引导学生回忆基因和染色体的关系。
基因能够发生突变，那么染色体能不能发生变化呢？
如果染色体发生变化，它会发生什么样的变化呢？
生物的性状又会发生什么样的变化呢？
从而引出染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。
染色体结构的变异是学生了解的内容，教材通过4个示意图直观形象地说明了染色体结构变异的类型。
但需要提醒学生的是，尽管大多数染色体结构的变异对生物是有害的，但也有少数变异是有利的，人们研究染色体结构的变异可以为生产实践服务，也可以为人类健康服务。
关于染色体数目的变异可以采取下面的教学策略。
1.以辨图、设问、讨论和复习的方式理解染色体组的概念。
染色体组的概念较为复杂，如果直接讲述，学生是很难理解其实质的。
建议教师从雌雄果蝇体细胞和生殖细胞的染色体的形态和数目分析入手，设置一系列的问题情境，通过联系以前所学的知识，帮助学生认识染色体组的概念。
问题情境如下。
观察教科书图5-8雌雄果蝇体细胞的染色体和图59雄果蝇的染色体组，回答下列问题。
（1）果蝇体细胞有几条染色体？
几对常染色体？
（答：
8条；3对。
）
（2）Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系？
Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系？
（答：
同源染色体；非同源染色体。
）
（3）雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体？
（答：
Ⅱ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅲ，Ⅳ和Ⅳ，X和Y。
）
（4）果蝇的精子中有哪几条染色体？
这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？
这些染色体之间是什么关系？
它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？
（答：
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y；这些染色体在形态、大小和功能上各不相同；它们是非同源染色体；它们携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。
）
（5）如果将果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？
（答：
两组。
）
通过以上的问题情境，再加上教师的引导和总结，学生能够比较容易理解染色体组的概念，并能很好地理解二倍体和多倍体与染色体组之间的关系。
2.通过具体实例、概念的辨析和对比，认识单倍体、二倍体和多倍体之间的关系。
单倍体的概念是教学中的难点。
教师可以采用教材中提供的蜜蜂的实例来分析蜂王、工蜂和雄蜂体内的染色体组数目，提出单倍体的概念，并设置一些问题情境，让学生区分单倍体与一倍体，单倍体、二倍体和多倍体之间的区别和联系。
例如，教师可以提出下列问题。
（1）一倍体一定是单倍体吗？
单倍体一定是一倍体吗？
（答：
一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。
）
（2）二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗？
为什么？
（答：
对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半。
）
（3）如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？
（答：
不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。
）
（4）单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗？
（答：
对，如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如果本物种是四倍体、六倍体等多倍体，则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。
）
学生很容易将单倍体与一倍体相混淆。
一倍体只含有一个染色体组，肯定是单倍体，但单倍体不一定只含有一个染色体组，因此，不一定是一倍体。
对于多倍体的配子所形成的单倍体，学生又容易与二倍体、三倍体和四倍体等相混淆。
区分的关键是判断生物体是由受精卵还是由配子发育而成的。
由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组就是几倍体；由配子直接发育而成的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称做单倍体。
3.用图解、事例和图表的形式引导学生学习多倍体和单倍体育种。
之所以将多倍体和单倍体育种放在一起来学习，是因为二倍体、多倍体和单倍体具有可比性，有助于学生对概念的理解。
同时，育种的学习是建立在这些概念的基础之上的。
多倍体育种可以用下列的流程图表示。
单倍体育种的教学可采用实例分析并结合流程图的方法。
例如，假设体细胞的基因型为AaBb，育种过程中基因型的变化如下图所示。
最后列表让学生总结两种育种方法的原理、操作方法和优缺点，表中的内容由学生讨论填写。
多倍体育种
单倍体育种
原理
染色体组成倍增加
染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种（指每对染色体上成对的基因都是纯合的）
常用方法
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
花药的离体培养后，人工诱导染色体加倍
优点
器官大，提高产量和营养成分
明显缩短育种年限
缺点
适用于植物，在动物方面难以开展
技术复杂一些，须与杂交育种配合
4.关于“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验。
教师在实验开始前，可以先复习染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念，以及多倍体和单倍体育种的原理、操作方法和优点。
同时复习“观察植物细胞的有丝分裂”的实验步骤，为本实验打好基础。
在低温诱导染色体数目的变化的实验中，低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。
与秋水仙素相比，低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。
但通过显微镜观察时，只能观察到染色体数目的增加，增加的具体数目不容易确定。
四、答案和提示
（一）问题探讨
提示：
参见练习中的拓展题，了解无子西瓜的形成过程。
（二）实验
两者都是通过抑制分裂细胞内纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，而引起细胞内染色体数目加倍。
（三）练习
基础题
1.
（1）×；
（2）×。
2.B。
3.填表
体细胞
中的染
色体数
配子
中的染
色体数
体细胞
中的染
色体组数
配子中
的染色
体组数
属于几
倍体生物
豌豆
14
7
2
1
二倍体
普通小麦
42
21
6
3
六倍体
小黑麦
56
28
8
4
八倍体
拓展题
1.西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。
2.杂交可以获得三倍体植株。
多倍体产生的途径为：
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
3.三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。
但并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。
4.有其他的方法可以替代。
方法一，进行无性繁殖。
将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。
方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。
2019-2020年高中生物《染色体变异》教案2新人教版必修2
一、素质教育的目标
（一）知识教学点
1．理解染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念。
2．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。
3．说出染色体结构变异的基本类型。
（二）能力训练点
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。
（三学科方法训练点
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；用多媒体教学出示制作的雄果蝇染色体组图解活动课件，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，同时用八倍体小黑麦说明人工诱导多倍体育种的原理的方法。
2．教学难点及解决办法
多倍体和单倍体的形成原因。
[解决方法]
（1）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。
（2）单倍体形成原因，给学生足够的时间，同桌同学相互讨论，再集中疑难问题，老师给予点拨。
3．教学疑点及解决办法
（1）区分单倍体与二倍体及多倍体划分的依据。
（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。
四、教学方法
谈话法为主。
五、教具准备
果蝇的染色体图、植物细胞有丝分裂图、花粉培育及八倍体小黑麦育种图。
制作图74雄果蝇的染色体组的活动图课件和多媒体教学器材。
六、教学步骤
（一）明确目标
多媒体教学的银幕显示使学生明确本节课要达到的教学目标：
1．了解染色体结构和数目变化的类型；
2．理解果蝇染色体组的图解，掌握染色体组的概念；
3．掌握二倍体、多倍体的概念，理解多倍体形成原因及特点。
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
教师讲：
我们第一章学习细胞有丝分裂时，根据有丝分裂的特点，明确每种生物都含有一定数目的染色体，谁能举出几个例子？
（提出学生看教材）
学生回答：
洋葱细胞内有8对共16个染色体；水稻有12对共24个染色体；果蝇有4对共8个染色体。
教师总结分析：
只有生物染色体数目的恒定性，才能表现出遗传性状的相对稳定性。
然而一切事物都是变化的，染色体也不例外。
当自然条件和人为条件发生改变时，染色体数目和结构可以发生改变，从而引起生物性状发生改变，我们把这种变异叫做染色体变异。
第2节、染色体变异
（一）染色体变异的概念：
根据上面分析，要求学生边看书边回答。
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。
老师又问：
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.移接4.颠倒
老师粗略介绍染色体结构变异的情况后，接着讲，在染色体变异中，染色体数目的改变对生物新类型的产生起着很大的作用，特别是细胞内整套染色体数目的成倍增加或减少在生产实践中应用比较普遍。
我们重点探讨这一问题。
（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。
在此基础上用多媒体教学出示制作的雄果蝇染色体组图解活动课件，银幕显示图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（ⅡⅡ、ⅢⅢ、ⅣⅣ），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。
接着银幕显示图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。
2．二倍体和多倍体
（1）二倍体：
根据染色体组的概念，凡是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，在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，这就是染色体数目变异中按整套染色体成倍增加的一类情况。
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，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，使细胞分裂受到阻碍而停止分裂。
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，蛋白质及其他产物含量也提高。
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P·200中图75二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。
3.单倍体
讲解单倍体的概念，是指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，并举例说明之。
如：
玉米是二倍体，它的体细胞中含有二个染色体组，10个染色体，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：
单倍体与二倍体或多倍体划分的依据是什么？
二倍体与多倍体划分的依据是什么？
在学生回答的基础上老师点拨：
二倍体和多倍体的划分依据是体细胞中含有染色体组的数目，但是单倍体的确定并不是以体细胞中含有染色体数目为依据的，而应是体细胞含有本物种配子的染色体数目。
由配子直接发育而来的不同生物单倍体含有染色体组的数目可以不同，绝不能认为单倍体只含一个染色体组，也可能有多个染色体组。
如玉米是二倍体，它的单倍体含一个染色体组；棉花是四倍体，它的单倍体含有二个染色体组；普通小麦是六倍体，它的单倍体是三个染色体组。
（2）单倍体形成的原因
让同桌同学相互讨论后，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。
（三）总结
现在我们来总结一下：
①象果蝇的生殖细胞那样，形态、大小和数目都不相同的染色体叫染色体组。
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。
（四）布置作业
1．认真分析右图的对照图，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？
___________。
其中的染色体共同组成了一个_____。
（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。
1．用亲本基因型为DD和dd的植株进行杂交，其基因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
2．在育种上使后代的性状既要得到更多的变异，又要使变异的性状较快地稳定，最好应该采用[ ]
A．单倍体育种
B．多倍体育种
C．杂交育种
D．诱变育种
3．用基因型TtDd的个体产生的花粉粒，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．全部纯种
B．全部杂种
C．4/16纯种
D．1/16纯种
参考答案：
1．B2．A3．A。
（五）板书设计
二、染色体变异
（一）染色体变异概念
（二）染色体结构的变异
（三）染色体数目的变异
1．染色体组
2．二倍体、多倍体的概念及多倍体的形成
（1）二倍体
（2）多倍体的概念及形成
①概念
③多倍体的特点和意义
3.单倍体
（1）单倍体的概念
（2）单倍体形成的原因
（3）单倍体的特点
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