資源簡介

5.2染色體變異的教案
【教材分析】
本節選自人教版高中生物人教版必修二教材第5章第2節《染色體變異》，揭示了染色體結構和數量的變異對生物性狀的影響，并介紹了染色體變異在生產生活中的應用。同時染色體變異補充除基因突變外生物變異的類型，以及為后一節人類遺傳病的學習奠定基礎，因此，該節內容起到了承前啟后的作用。
《普通高中生物學課程標準（2017 年版）》對此的要求為“舉例說明染色體結構和數量的變異都可能導致生物性狀的改變甚至死亡”，此要求的完成需基于本節內容，學生通過各種例子了解染色體變異對生物性狀帶來的影響以及相關應用。
由此得出教學重點為染色體的結構變異和數目變異。
【學情分析】
本節課授課對象為高一學生。學生在之前的學習中知道減數分裂和受精作用能夠使親、子代間的染色體數目保持穩定，以及前一節中學習了基因突變和基因重組的類型、原因等，再學習本節染色體結構變異和數目變異，就有了良好的知識基礎。但在掌握染色體組、二倍體、多倍體、單倍體的概念可能會存在理解偏差，需要借助實例、畫圖輔助理解。
由此得出教學難點為染色體組、二倍體、多倍體和單倍體的概念及其聯系。
【教學目標】
1、知識目標：探究多倍體育種和單倍體育種的操作過程，能夠概述其原理和優缺點，學習低溫誘導植物染色體數目變化的實驗。
2、技能目標：從生物的具體外在性狀分析入手，學生以原有知識結構為基礎動腦分析事物現象背后的一般規律。
3、素養目標：通過新型生物產品的制作原理，培養學生對自然科學的愛好，并讓他們可以學以致用，回饋社會。
【教學重難點】
1、教學重點
（1）染色體數目變異的類型
（2）染色體組、二倍體、多倍體、單倍體的判斷
（3）三倍體香蕉的培育過程
2、教學難點
（1）染色體組、二倍體、多倍體、單倍體的判斷
（2）三倍體香蕉的培育過程
【新課導入】
展示馬鈴薯和香蕉的染色體數目表。作為野生植物的后代，許多栽培植物的染色體數目卻與它們的祖先大不相同，如馬鈴薯和香蕉。
引導學生思考問題，講解問題為：
1.從上到下依次填寫：12、24、11、異常。
香蕉體細胞中的染色體數目不是偶數，它是怎樣形成的呢？又是如何繁殖下一代的？
生物體的體細胞或生殖細胞內染色體數目或結構的變化，稱為染色體變異。
【新課講解】
染色體數目的變異
1、非整倍體變異：細胞內個別染色體數目的增加或減少 。
2、整倍體變異：體細胞內染色體數目以染色體組的形式成倍地增加或減少
（1）染色體組的概念
染色體組是指細胞中形態和功能各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長、發育、遺傳和變異的全部信息的一組非同源染色體。
要點詮釋：要構成一個染色體組應具備以下幾條：
①一個染色體組中不含同源染色體。
②一個染色體組中所含的染色體形態、大小和功能各不相同。
③一個染色體組中含有控制物種生物性狀的一整套基因，但不能重復。
（2）體細胞中染色體組數目的判斷
要確定某生物體細胞中染色體組的數目，可從以下幾個方面考慮：
①細胞中同種形態的染色體有幾條，細胞內就含有幾個染色體組。(如圖一)
②根據基因型判斷細胞中的染色體數目，根據細胞的基因型確定控制每一性狀的基因出現的次數，該次數就等于染色體組數。如基因型AAaaBBbb的細胞生物體含有4個染色體組。(如圖二)
③根據染色體的數目和染色體的形態數來推算，染色體組的數目＝染色體數/染色體形態數。例如，果蠅體細胞中有8條染色體，分為4種形態，則染色體組的數目為2。
（3）二倍體與多倍體
①二倍體：由受精卵發育而成的個體，體細胞中含有兩個染色體組的個體稱為二倍體。二倍體在自然界比較普遍，幾乎全部的動物和過半數的高等植物均是二倍體。
②多倍體：由受精卵發育而成的個體，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體，稱為多倍體。
要點詮釋：二倍體、多倍體都是指由受精卵發育而成的個體。由生殖細胞發育成的個體是單倍體。
③多倍體的成因
A．同源多倍體的成因（同源多倍體：染色體組來自于共同的祖先種）
　　　
B．異源多倍體形成原因（異源多倍體：染色體組來自于不同的祖先種）
　　種間雜交 不育子代染色體數目加倍
　　如普通小麥（六倍體）是由三種野生植物經過兩次天然遠緣雜交和九千多年的自然選擇和人工選擇而形成的。
④多倍體的特點
一般表現為莖稈粗壯、葉片果實大；糖類和蛋白質等含量增加；抗旱抗病能力增強；但發育遲緩，結實率低。
（4）單倍體
①概念：指體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體。
②成因：通常是未受精的卵細胞直接發育而成。例如蜜蜂、蚜蟲在夏天進行的孤雌生殖。
③特點：單倍體含有本物種配子染色體數目及其染色體組，也就是含有生長、發育的全套基因，因此適宜的條件下，能正常生長。一般表現為：植株矮小，不能形成配子，高度不育。染色體一經加倍，即得到純和的正常植物體。
要點詮釋：
染色體組與單倍體、二倍體、多倍體
①依據進行有性生殖的生物是否由受精卵發育而來，可先將二倍體、多倍體與單倍體區分開。即凡僅由單方生殖細胞（卵細胞或花粉）發育來的生物體，不論其細胞內含幾個染色體組均叫做單倍體；而由受精卵發育來的個體，細胞內含有幾個染色體組就叫做幾倍體。如：由六倍體小麥的花粉經花藥離體培養而獲得的植株，盡管其細胞內有三個染色體組，但應屬單倍體。小結如下：
染色體結構的變異
（一）缺失
展示染色體結構缺失的圖片，并設問：
染色體變化前后有何不同，為什么？這種變化發生后，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。這種變化發生后，染色體上的基因隨染色體的缺失而缺失，總數減少了。
教師總結：把由染色體某一片段缺失而引起的結構變異簡稱為缺失。
增加
展示染色體結構重復的圖片，并設問：
染色體變化前后有何不同，為什么？這種變化發生后，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出現了。這種變化發生后，染色體上的基因隨染色體的重復出現而重復，總數增加了。
教師總結：把有染色體中重復某一片段引起的結構變異簡稱為重復。
（三）顛倒
展示染色體結構倒位的圖片，并設問：
這條染色體發生了什么變化？這種變化發生后，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生了180度的翻轉。這種變化發生后，染色體上的基因數可能不發生變化，但是基因的順序會發生變化。
教師總結：染色體某一片段發生顛倒引起的結構變異稱為倒位。
（四）易位
展示染色體結構易位的圖片，并設問：
Ⅰ、Ⅱ染色體是什么關系？兩條染色體在變化前后各有何不同，為什么？這種變化發生后，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：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。
大多數染色體結構變異對生物體是不利的，有的甚至會導致生物體死亡，但也有少數變異是有利的。
如：1、人體5號染色體部分缺失導致貓叫綜合征，生長發育緩慢，存在著嚴重的智力障礙。
果蠅染色體部分重復導致棒狀眼的形成，影響視力。
果蠅染色體某一片段的顛倒導致卷翅的形成，影響飛行。
【板書】
第2節 染色體變異
一、染色體變異
（一）定義
（二）類型：
1、數目變異
2、結構變異
二、染色體數目的變異
（一）類型
1、個別染色體的增減
2、以染色體組成倍的增減
（二）染色體組：由非同源染色體組成；攜帶全套信息
（三）二倍體和多倍體
1、界定：受精卵（體細胞）→個體
2、人工誘導多倍體的方法：①秋水仙素②低溫
3、多倍體的特點：
（四）單倍體
1、界定：配子→個體
2、特點：植株弱小，高度不育
三、染色體結構的變異
（一）類型：缺失、增加、移接、顛倒
（二）結果：改變染色體上基因的數目和排列順序
【課后反思】
本節內容染色體組是個難點，以染色體組為核心介紹二倍體、多倍體和單倍體。為突破這一難點，通過果蠅精子染色體組成構建染色體組概念，并通過小組活動模擬染色體的成倍增加和減少，進而構建二倍體、多倍體和單倍體的概念。在此基礎上進行總結二倍體與單倍體的區分關鍵要看其發育的來源，不能僅僅依靠染色體組數，這一點從一開始就要講清，以免混淆．

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