《染色体数目变异》教学设计
一、内容分析：
1.课标要求：
简述染色体数目变异；低温诱导染色体加倍的实验；搜集生物变异在育种上应用的实例。
2.教材地位：
在人教版高中《遗传与进化》教材中，染色体变异（包括结构变异和数目变异）与基因突变和基因重组的内容一起构成第五章“基因突变和其他变异”。由于学生在学习这一章节之前，己经学习了孟德尔的豌豆杂交实验(即遗传规律)、减数分裂、DNA的结构与功能和基因概念和功能的知识，因此，将基因突变、基因重组和染色体变异的知识结合，能帮助学生构建较为直观而完整的知识体系，有助于学生对“遗传和变异”的整体理解，也可为生物多样性、生物育种及生物进化等知识作铺垫。
3.知识地位：
第一课时“染色体数目变异”包括“个别染色体的增加或减少和以染色体组的形式成倍的增加或减少，发生在细胞分裂过程中，是细胞分裂异常产生的主要结果，因此细胞分裂是染色体数目变异的细胞学基础。如果以学生已经掌握的细胞分裂为基础，引导学生进行自主学习，将会大大地降低学习的难度，并能有效帮助学生从已有知识中建构出新的知识，从而激发学生的学习动力。“染色体组”是本节课的核心概念，是学习其他概念的基础和关键，理解了染色体组含义，才能正确理解依据染色体数目变异这一原理衍生出的单倍体育种技术和多倍体育种技术。
二、学情分析：
“染色体数目变异”是高二上学期的教学内容，其中概念多又比较抽象，因此教师对这一节的处理必须充分把握并合理利用学生的特点。
1．在知识方面，学生通过初中生物学课程的学习，已初步认识到生物的变异与遗传物质有关，在高中又学习了孟德尔的两个遗传定律、细胞的有丝分裂和减数分裂、基因在染色体上、基因的表达及同源染色体的判断等知识，对染色体及基因控制性状等有一定的感性认识，这些都为本节内容的学习奠定了理论基础。
2．在体验方面，学生日常生活中接触到的无籽西瓜、多倍体草莓等，可引导进入相关概念的学习，能够拉近理论与日常生活的距离，有利于切入课题、理解理论知识在实践中的应用。
3．在认知能力方面，高中学生已具备了抽象逻辑思维能力、理解能力等，为学习本节内容提供了良好的条件。
三、教学目标：
1．知识目标：说出染色体数目变异的类型；
概述染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念；
说出单倍体和多倍体的特点及应用。
2．能力目标：通过构建模型学习染色体组的概念，提升推理、判断能力；
通过资料分析学习分析解决生物学相关问题的能力。
3．?情感目标：通过模拟活动学会合作与交流，提升团队意识；
通过学习染色体数目在育种上的应用，激发学习生命科学的热情。
四、教学重点、难点：
“染色体数目变异”是本节的学习内容，其中染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念既相互联系，又存在差异，极易混淆，是本节的重点和难点，单倍体育种和多倍体育种充分体现了知识的实用性，也是本节课的重点，教师通过模拟活动及多角度创设情景和图片比较等方式，促使学生自主学习、合作探究，从而准确掌握这部分知识的内涵及外延。
五、教学策略：
“染色体数目变异”涉及的概念多又抽象，笔者打破教材的呈现顺序，从学生的认知规律出发，创设情境，采用探究型教学策略，以突破概念教学中学生死记硬背的瓶颈制约，努力让学生体验概念形成的过程，主动参与到概念的形成、分析、辨析和运用中来。
1．设计学生模拟活动，通过动手实践和积极的思维体验，加深对科学概念的理解，充分体现学生的主体性。
2．整合图文材料，引导对二倍体、多倍体、单倍体的来源及特点等方面的分析，以期进行深入的思维探究。
3．注重知识的应用，关注染色体变异与人体健康及育种的联系，加强同现实生活的联系，促成学生更加热爱生活，尊重生命和自然。
六、教学过程：
在这节课的教学过程中，笔者利用模型、材料、图片、动画等手段，最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性。
6．1 温故知新，导入新课
一组图片导入：为什么子代和亲代如此的相似？（遗传）对，也就是说亲代将遗传信息传递给了子代。遗传信息是如何传递的呢？---------真核生物主要是通过减数分裂形成配子，以配子为桥梁向后代传递的。通过前面的学习，我们知道，减数分裂过程中可能发生哪些可遗传的变异----基因突变和基因重组。基因主要位于染色体上，染色体的变化会不会引起生物的变异呢？今天我们共同来学习染色体数目的变异。请同学们阅读学习目标，明确本节课的学习任务。
6．2 活动模拟，初识“染色体组”
6．2．1 在“体验”中形成概念
学生活动：首先让学生用提供的磁性染色体模型和磁性小白板材料模拟雄果蝇减数分裂的过程，然后让典型的几个小组进行展示—自评—他评。
师生互动：学生点评结束后，教师点评，同时指出“像果蝇配子中这样的染色体组成称为1个染色体组。”
设计意图：用模型建构，在合作与交流中思维相互碰撞，让学生真正参与到减数分裂过程的冲突调整当中；然后再展示学生的作品，引导学生相互评价，分析减数分裂的主要特征，使学生在获得感性材料的真切体验中，有效的形成概念并为进行“染色体组的特点分析”埋下伏笔。
6．2．2 在 “解构”中建构概念
学生活动：让学生认真观察各自制作的配子模型，结合其形成过程，分析“一个染色体组中的染色体有什么特点？”
师生互动：教师对于学生的理解给予及时的提示或者评价。学生借助果蝇的配子来初步描述染色体组的定义：“像果蝇配子中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体。”
进一步巩固：让学生根据理解，利用染色体模型分别摆出果蝇精原细胞和卵原细胞的1个染色体组，通过动手即时对染色体组的定义进行巩固。
设计意图：通过分析，提炼出核心成分，让学生能够准确地建构起“染色体组”的概念。
在探究“染色体组”这一概念时，用磁性模块作活动材料，不仅为学生提供了鲜活的素材，主要为学生创造了“人人是老师”的氛围、展示了“生生互动”的情景。
6．3 动态演示，划分变异类型
提出问题：一般来说，减数分裂过程呈规律性的变化，是稳定的，配子和生物体中的染色体数目也是稳定的，会不会出现异常呢？-------答案是肯定的。（借用刚刚回顾的减数分裂过程来诱导学生）
教师活动：借用FLASH动画或者学生刚刚用模型摆放的减数分裂过程来演示正常的和异常的减数分裂过程，并形成减Ⅰ后期、减Ⅱ后期正常结果与异常结果的静态对比图，适时指出这种变异也可以发生在有丝分裂过程中。
学生活动：总结染色体数目变异的类型：非整倍体变异和整倍体变异。
设计意图：通过观察分析，不但让学生从整体上把握了染色体数目变异的类型，突破了教材编排的限制，而且让学生初步认识了分裂过程中变异可能发生的过程及原因，为后面多倍体的形成及在育种上的应用等方面奠定了基础。
进一步探究：染色体上携带者遗传物质DNA，染色体数目的改变，会不会引起生物性状的改变呢？先分析个别增加或减少的。
师生互动：图片展示21三体综合征和性腺发育不良患者及其染色体组成，让学生观察染色体组成的变化并了解患者的性状特征。
教师总结：个别染色体的增加或减少，打破了染色体组中遗传物质的平衡，往往对生物性状是不利的，呼吁同学们对弱势群体应给予应有的尊重和尽可能的帮助。
设计意图：通过身边的实例让学生了解非整倍性数目变异类型引起的性状变化，学生容易接受和理解，同时激发学生在情感上的共鸣。
6．4 资料分析，区分生物倍性
6．4．1 建构“二倍体、多倍体、单倍体”概念
教师活动：为能够循序渐进的理解二倍体、多倍体、单倍体的概念，教师先将教材中的材料进行整合并呈现于学案中。同时提供相应的图片让学生分析二倍体、多倍体、单倍体的含义。
进一步探究：二倍体、多倍体、单倍体都与染色体组的数目有关，如何判断某一个体的倍性呢?
学生活动：带着问题查阅课本，找出它们的划分依据。
学生在思考与讨论的基础上提炼出：看发育的起点，也就是说，由受精卵发育而来，有几个染色体组，就叫几倍体，由配子直接发育而来不管有几个染色体组，都叫单倍体。
学生活动：体会划分依据，重新梳理概念。
进一步探究：某生物体细胞染色体组成如右图所示，该生物可能是几倍体？
学生活动：各个争先抢答（二倍体或单倍体）,充分理解二倍体、多倍体、单倍体的定义及划分依据。
设计意图：在学生初步掌握“染色体组”核心概念后，教师创设问题情境，利用资料分析，逐步让学生理解单倍体与二倍体、多倍体的定义及区别，明确它们与染色体组的关系。通过图形辨析及时进行巩固，帮助学生突破对重点概念（尤其是单倍体）的理解。
6．4．2 完善“染色体组”概念
教师活动：展示工蜂、蜂王、雄蜂图片及其染色体数目，引导学生观察分析。
设问：雄蜂是自然存在的单倍体，只含有几个染色体组？雄蜂的存在印证了染色体组的什么特点？是不是所有生物的生殖细胞都只有1个染色体组？能不能给染色体组下一个完整的定义？
学生活动：自主思考并交流染色体组的定义
设计意图：染色体组是一个上位概念，而二倍体、多倍体则是下位概念，但是建立染色体组这个上位概念又离不开二倍体和多倍体这2个下位概念。教师通过设置系列问题，调动学生观察、思考、印证、归纳等活动逐步完善染色体组的概念并把握其特征。
6．5 横纵对比，引导深层思维
6．5．1 图片对比、动画演示，试析多倍体的特点、成因及应用
教师活动：展示典型的多倍体与二倍体图片对比及教师简短的介绍，让学生尝试分析多倍体的特点。
学生活动：辨图、思考，得出多倍体的优点：比较大，某些器官巨型化，糖类，蛋白质等营养物质含量高等等。
进一步探究：在自然条件下，多倍体是怎么产生的呢？
动画演示：利用FLASH演示生物在个体发育过程中，正常有丝分裂过程及受到外界环境条件（如温度骤变）或生物内部因素的干扰时造成的的异常分裂过程。为照应前面所讲的内容，可做适当说明：染色体数目加倍也可以发生在减数分裂过程中，这样就会产生染色体数目加倍的配子，异常的配子在受精后也会发育成多倍体。
通过动画演示，让学生很形象地了解自然条件下多倍体形成的原因，为探究人工诱导多倍体形成做好了铺垫。
进一步探究：多倍体有那么多优点，在育种上极具魅力，如果能为我们所用该多好啊，可惜多倍体自然发生的频率很低，能不能人工诱导产生呢？
学生活动：通过快速阅读课本P87第3自然段，找出方法及其原理，小组总结展示。
6．5．2 图片对比、典型案例，试析单倍体的特点、成因及应用
设问：目前市场上出售的多倍体种子很多，而单倍体种子几乎不可见，单倍体究竟有什么特点呢？
教师活动：展示单倍体植株与二倍体植株的对比图片，让学生尝试分析单倍体的特点。
学生活动：辨图、思考，得出单倍体的特点：植株弱小，高度不育。同时尝试从二倍体的单倍体的染色体组数及其减数分裂过程分析，其产生的配子往往没有正常功能即高度不育。致使难见到单倍体种子。
教师活动：点评并强调配子必须具备完整的染色体组才是正常的，让学生深刻理解染色体组的特点或功能。
进一步探究：自然条件下玉米、水稻等高等植物偶尔也会出现单倍体。从定义分析它们是由什么发育来的？
学生活动：思考得出结论。
进一步探究：这些单倍体只有一个染色体组，高度不育，是不是一无是处？
教师活动：强调单倍体本身直接被利用的价值不大，但在育种上却有特殊的意义，提供实例让学生分析：育种工作者现有不抗病植株和低产抗病植株，想通过单倍体获得符合育种要求的高产抗病，如何进行呢？
学生活动：思考、分析、讨论得出单倍体育种的流程并分析出其优势。
师生互动：学生尝试完善表格：对单倍体和多倍体从特点、成因、育种应用方面进行比较和总结。教师适时指出多倍体育种和单倍体育种在生产上满足了人们的不同需求，创造了很多的作物新品种，为解决全球粮食问题做出了卓越贡献，适时提出对学生的期望。
设计意图：通过对多倍体和单倍体各自特点、成因、应用的分析及二者的比较，让学生建立起科学的维框架，形成“STS”学习思路，同时激发学生关注社会和技术的情感及学以致用的意识。
网络构建，进行归纳升华
师生互动：学生根据把握的染色体组这一核心概念，厘清二倍体、多倍体和单倍体的定义及它们之间关系，完善网络。
教师总结：生物繁衍过程中，基因代代相传，受环境等因素的影响，会发生基因突变、基因重组、染色体变异三种可遗传的变异，三种变异极大地丰富了生物的多样性，也为生物的进化提供了丰富的原材料。
设计意图：因为本节课涉及概念多，关系又复杂，利用概念图有利于学生梳理本节课的内容，同时又从变异在教材中的地位进行总结升华有利于学生整体上构建知识网络。
6.7 巩固训练 ，课后探究
通过训练，加强落实本节所学习内容。给学生留下探究作业，进一步激发学生的学习热情和应用能力。
6.8 板书设计
注重直观、系统的板书设计，还及时地体现重要的知识点及其联系，以便于学生能够深刻理解并系统的掌握相关知识。
《染色体数目变异》评测练习
【达标检测】
1．一个染色体组的全部染色体，其形态和功能是（ ） A．相同的 B．各不相同 C．有的相同，有的不同 D． 除X、Y染色体外，其余均相同
2．六倍体小麦花药离体培养成的植株为 （ ）
A．单倍体 B．二倍体 C．三倍体 D．六倍体
3．秋水仙素诱导多倍体形成的原因是 （ ）
A．诱导染色体多次复制
B．促进染色单体分开，形成染色体
C．抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成
D．促进细胞融合
【课后拓展】
1．阅读课后资料或上网搜集三倍体无籽西瓜的培育过程，并尝试分析三倍体西瓜无子的原因。
2．有条件的同学调查身边多倍体育种和单倍体育种生产上的应用情况。
课件17张PPT。第二节 染色体数目的变异第五章 基因突变和其他变异
知识目标：说出染色体数目变异的类型；
概述染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念；
说出单倍体和多倍体的特点及应用。
能力目标：通过构建模型学习染色体组的概念，提升推
理、判断能力；
通过资料分析学习分析解决生物学相关问题的能力。
情感目标：通过模拟活动学会合作与交流提升团队意识;
通过学习染色体数目在育种上的应用，激发学习生
命科学的热情。学习目标任务：通过模拟活动回顾雄果蝇减数分裂的过程
材料：小白板、磁性染色体模型
要求：1.组员人人参与，积极动脑、动手
2.组长组织，合理分工，总结特点，大胆展示。
展示：减Ⅰ后期、减Ⅱ后期、精细胞的染色体组成模型
点评：小组代表点评，声音洪亮，言简意赅 模拟活动染色体
组的特点：21三体综合征 （先天性愚型、唐氏综合征）实例分析个别染色体的增加性腺发育不良 特纳氏(Turter)综合征实例分析个别染色体的减少像这些生物，体细胞中含有
个染色体组的是二倍体。 二倍体两二倍体的含义普通小麦是六倍体马铃薯是四倍体
香蕉是三倍体像这些生物，体细胞中含
有 染色
体组的是多倍体。 三个或三个以上多倍体的含义雄性蚂蚁（单倍体）雄性蜜蜂（单倍体）像雄蜂等生物，体细胞的染色体组数是本物种染色体组数 的是单倍体。一半单倍体的含义关键是：看个体发育的起点。普通 人参多倍体 人参多倍体---特点多倍体 枸杞多倍体 草莓多倍体 桑叶普通 草莓常用方法低温处理或用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。作用原理抑制纺锤体形成，使染色体数目加倍育种流程萌发的种子或幼苗多倍体育种玉米青花菜常见海藻（单倍体）单倍体---特点单倍体育种高产不抗病 DDtt×低产抗病
ddTTP ↑
需要的高产
抗病品种第2年优点：明显缩短育种年限
课堂小结1．阅读课后资料或上网搜集三倍体无籽西
瓜的培育过程，并尝试分析三倍体西瓜
无子的原因。
2．有条件的同学调查身边多倍体育种和单
体育种在生产上的应用情况。课后拓展谢谢大家！
