第2节 染色体变异-教学设计（表格式）

教学设计
课程基本信息
学科 高中生物学 年级 高一 学期 春季
课题 第2节 染色体变异
教学目标
1.生命观念：能够概述染色体数目变异的类型，并举例说明。 2.科学思维：能概述染色体组的概念，辨析二倍体、多倍体和单倍体的概念以及植株的特点； 3.科学探究：通过模型建构，探究多倍体育种和单倍体育种的操作过程，能够概述其原理。 4.社会责任：通过对课本知识的总结和融会贯通，探索无籽香蕉的培养流程，培养学生对自然科学的爱好，并让他们可以学以致用，解决社会生产实践中的生物学问题。
教学内容
教学重点： 1.染色体的数目变异。
2.染色体组概念，单倍体育种等育种方法的过程。
教学难点： 1.染色体组的概念。
2.单倍体的概念。
教学过程
环节一：创设情境、导入新课 教师活动：图片展示野生型豌豆 vs 巨大型变异豌豆，比较植株幼苗和豆荚大小，并介绍王凤宝等育种专家在2010年培育出了一种新型豌豆：巨大型变异豌豆。这种豌豆的植株高、叶片、豆粒大、豆荚大而且长。这种豌豆为何有如此大变化呢？原来，他们的染色体发生了变异。也就是体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。巨大型变异豌豆发生了染色体数目的变化。通过本节课的学习，我们要弄清楚以下3个问题：1.巨大型变异豌豆，染色体数目发生了怎样的变化？2.什么是染色体组？3.什么是二倍体、多倍体和单倍体？ 设计意图：通过学生熟知的材料豌豆和育种专家培育的变异豌豆进行对比，引发学生思考变异豌豆到底发生了怎样的变化以及如何产生的等一系列问题，激发学习兴趣。 环节二：【归纳概括】一、染色体组及判断方法 阶段一：（一）染色体组的概念和特点 教师活动：图示野生型豌豆体细胞染色体组成模式图，并提出问题： 1.若红色染色体代表来自母方，则蓝色可代表来自？ 2.按形态大小不同划分，图中的染色体有几种？ 3.不同形态大小的染色体是什么关系 (如：2号和3号染色体) 学生回答之后，展示资料，提示学生分析资料，思考并回答问题。 资料： 问题： 1.要形成豌豆的各种性状，相关基因能否缺少？ 2.要包含豌豆生长发育所需的完整的遗传信息，至少需要哪几条染色体？（提示学生：任务清单1中画出） 3.野生型豌豆的染色体组中各条染色体形态、功能相同吗？ 一组染色体，即：染色体组 4. 假设1号染色体中有控制子叶黄色的Y基因，那么该染色体组中有y基因吗？ 设计意图：通过问题串，引导学生分析豌豆染色体和遗传信息、基因和性状之间的关系，总结并画出豌豆发育所需的染色体由1-7号共同组成，进而形成染色体组的概念，并从3个角度归纳其特点。 阶段二：【归纳】（二）染色体组数的判断方法 教师活动：1.展示豌豆的一个染色体组图片和野生型豌豆体细胞中染色体情况，提出问题：①野生型豌豆体细胞中染色体组数目是多少？ ②如何从染色体角度，快速确定染色体组数目？2.展示某豌豆的部分染色体和基因的位置关系图，提出问题：该豌豆的基因型可表示为？有几个染色体组？ 1个染色体组 染色体组数目为？ 该细胞的基因型为？染色体组数目为？ 设计意图：从一个一个染色体组图片着手，引导分析野生型豌豆体细胞中染色体组数目（2n=14），总结出判断染色体组数目的方法①。从2个染色体组的某种基因型细胞分析，在2个染色体组的事实基础上，引导总结出从基因型角度判断染色体组数目的方法②，锻炼科学思维。最好回顾情境，分析野生型豌豆和巨大型变异豌豆的染色体组数目（4n=28），理解巨大型变异的遗传基础，强化生命观念，并为第三环节的模型建构做铺垫。 环节三：【模型构建】二、发育形成豌豆幼苗的途径 教师活动：1.发布任务：构建不同类型豌豆的发育模型。并要求：先独立思考，在任务清单2中，构建野生型豌豆的发育模型，然后与组员讨论，修正完善你的模型。同时给予两个提示：①用圆圈编号代表相应染色体，野生型豌豆的体细胞是2n=14，即受精卵中有14条染色体，我们就可以直接用圆圈1号到7号代替；②参照范例：例如，孟德尔的实验告诉我们，野生型豌豆是由亲本通过哪两个过程产生受精卵发育而来的？选择恰当的染色体编号填在方框中，箭头上用文字表示相应过程。 （1）野生型豌豆的发育模型： （2）简化模型（用染色体组数代替染色体编号）： 2.提出质疑： （1）4个染色体组的亲本，是怎么来的呢？ （2）除了上述发育途径，有无更简单的豌豆发育模型？（提示问题：思考：豌豆发育至少需要一套遗传信息，即最少需几个染色体组？在此基础上，总结出：配子直接发育模型：） （3）上述幼苗的发育起点有何不同？ （4）二倍体、多倍体、单倍体的植株特点如何？ （5）如何才能让单倍体恢复孕育能力？单倍体育种有何优点？ 设计意图：通过小组合作学习的方式，并引导思考和给出参照模式，让学生构建野生型豌豆和巨大型变异豌豆（四倍体豌豆）的发育模型，理解二倍体、多倍体的发育方式；通过问题串驱动，逐步分析，归纳出二倍体、多倍体与单倍体的本质区别：发育起点不同，并在此基础上，提出利用秋水仙素等处理方式让染色体加倍，构建单倍体育种的流程。通过模型与建模、归纳与概括、分析与综合等方式，使学生的科学思维得到了有效的提升。 环节四：【小结】发育形成豌豆幼苗的途径与课堂总结 教师活动：1.总结二倍体、多倍体及单倍体的区分标准，并提出质疑：单倍体都不育吗？ 举例促进理解：（1）四倍体的豌豆的花药离体培养得到的幼苗，就是单倍体，因含有2个染色体组，可以正常的产生配子，因此是可育的。（2）蜜蜂家族的雄蜂，是由卵细胞直接发育的，也是单倍体，显然，雄蜂是可育的。 2.阐述染色体数目变异的其他类型：列举人类的21-三体综合征，只有21号染色体多了一条，其余染色体都是2条。 3.染色体数目变异课堂总结：染色体数目变异，包括个别染色体的增减和成倍的增减两种类型。其中，成倍的增减，是指染色体以染色体组组的形式增加或减少。染色体组，就是的一组非同源染色体，数量上等于本物种配子的染色体数。 设计意图：通过列举雄蜂等事例，强调单倍体的“单”是指未经过雌雄配子结合，而由某一种性别的配子直接发育，帮助学生理解单倍体的内涵，进一步强化生命观念。通过课堂总结，提纲挈领，突出重点，解释难点，解决疑点，进一步发展科学思维。 环节五：【知识迁移】染色体数目变异的应用 教师活动：布置课后作业，并提出实践问题：如何培育无子香蕉？要求：构建培育无子香蕉的流程图，并与你的同学交流，下节课进行课堂展示。 设计意图：引导对课本知识的总结和融会贯通，探索无籽香蕉的培养流程，培养学生对自然科学的爱好，并让他们可以学以致用，解决社会生产实践中的生物学问题，强化社会责任。