5.2染色体变异 教学设计

《染色体变异》（第一课时）
——人教版（2019）
一、指导思想与理论依据
1. 高中生物学课程标准
新课标强调不同个体在同一阶段同一方面的发展有所差别，教学要顺应学生身心发展规律，关注学生个性化，这与千年前孔子所提倡的因材施教原则不谋而和。高中生物教学应当关注学生差异性，使每个学生都能在学习过程中得到兴趣的激发以及能力的锻炼。新课标还指出教师开展教学活动的目的在于培养学生的核心素养。优秀的教学设计使得学生兴趣得到大幅度提升，学生愿意投入更多的时间与精力于生物学学科，课堂教学中的核心素养也就更易向学生渗透，从而促进学生核心素养的养成。
2. 建构主义理论
建构主义理论强调学生在学习过程中对知识的主动建构。皮亚杰认为知识是个体在与周围环境相互作用的过程中逐步建构的，从而使自身的认知结构得到发展。因此学生不是被动的信息接受者而是主动建构者，外部信息本身是没有意义的，只有学习者在原有的经验基础上，对新的信息进行反复的交互作用，才能够建构信息的意义。本教学设计以建构主义理论为指导，主要采用探究式教学法等开展染色体变异的相关内容教学。
教学任务分析
课程标准分析
课程标准内容要求：举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。
学业要求：基于证据，论证可遗传的变异来自基因重组、基因突变和染色体变异；运用遗传与变异的观点，解释常规遗传学技术在现实生产生活中的应用。
教学内容分析
教学内容的分析是教师依据课程标准要求，熟悉教材内容的一个重要过程。“染色体变异”是人教版高中生物学教材必修二《遗传与进化》模块第5章第2节的内容，具体包括染色体的数目变异和染色体的结构变异。这节课是在学习了孟德尔的分离定律和自由组合定律、减数分裂、DNA的结构与功能和基因概念和功能等知识的基础上开展的，因此，将基因突变、基因重组和染色体变异的知识结合，能帮助学生构建更为直观而完整的知识体系，有助于学生对“遗传和变异”整体理解，也可为介绍人类遗传病、生物育种及生物进化等知识作铺垫。
学情分析
这节课的授课对象是高一年级学生，在课堂上有较强的表达欲和表现力，同时他们具备一定的逻辑推理能力和归纳与概括的能力。因而在教学设计过程中，要结合学生的这些特征选择适当的教学方法。在本节课之前，学生已经学习了DNA的结构与功能和基因概念和功能等相关内容，有了一定的知识储备，有助于学生在接下来的学习中全面掌握遗传和编译的整体内容，最终让学生建构“遗传信息控制生物性状，并代代相传”这一重要概念。
课时安排 一课时
教学重难点
教学重点：染色体组的概念。
确定依据：是染色体数目变异这一课的重要内容，也是学生掌握单倍体、二倍体、和多倍体等概念的重要基础。
教学难点：理解染色体组的概念并判断染色体组数。
确定依据：学生虽具备一定的逻辑推理能力和归纳与概括的能力，但具体应用这些科学思维处理实际问题的能力仍需加强。
教学难点突破方法：基于问题的探究式教学法、多媒体教学法
教学目标
通过对教材和课程标准的充分研读，制定“染色体变异（第一课时）”的教学目标如下：
1. 通过分组讨论比较异常染色体示意图能准确讲出染色体数目变异的类型。（生命观念、科学思维）
2. 通过小组协作观察果蝇配子的染色体形成过程图能准确描述染色体组的概念。（生命观念、科学思维）
3. 通过观察不同类型水果的图片，能准确讲述单倍体、二倍体及多倍体的概念。（生命观念、科学思维、社会责任）
教学资源
人教版高中生物学必修二教材、“天才指挥家舟舟”案例、图片、课件等
设计思路
教学过程
创设情境，激发学习兴趣
请学生集体观看“天才指挥家舟舟”的视频，通过21三体综合征的实例激发学生的先学习兴趣，进而提出问题，引导学生讨论：什么是染色体变异？
设计意图：通过观看21三体综合征患者的励志视频和相关问题的讨论，对学生进行关怀他人教育的同时引出本节课的探究主题。
问题驱动，引导归纳染色体变异的概念和类型
首先，教师通过布置自主阅读任务，引导学生思考分析并回答以下问题：（1）染色体变异的概念是什么？ （2）染色体变异包括几类？
接着，教师通过课件展示染色体变异的概念和类型。
设计意图：通过问题驱动、自主学习的方式，引导学生思考分析、归纳概括染色体变异的概念和类型。
合作探究，引导概括染色体数目变异的类型
首先，教师展示21三体综合征患者的染色体组成示意图及该病的病症，引导学生思考讨论并回答问题：21三体综合征患者的染色体组成有什么特点？
接着，教师展示和特纳氏综合征患者的染色体组成示意图及该病的病症，引导学生思考讨论并回答问题：特纳氏综合征患者的染色体组成有什么特点？
接着，教师展示总结：个别染色体的增加或减少，都会导致生物体性状改变。这是染色体数目变异的第一种类型。染色体还可以以染色体组的形式增加或减少，什么是染色体组呢？教师展示果蝇体细胞染色体组成示意图，引导学生思考并回答下列问题：（1）雌雄果蝇体细胞的性染色体组成一样吗？有什么区别？（2）图中的两条Ⅱ号染色体是什么关系？Ⅲ号和Ⅳ号呢？（3）在减数分裂形成配子的过程中，同源染色体分离发生在什么时期？减数分裂Ⅱ中有无同源染色体？减数分裂Ⅱ形成的配子中有无同源染色体？
接着，教师展示观察果蝇配子的染色体组成示意图，引导学生思考、讨论下列问题：（1）果蝇配子中的染色体，形态、大小有什么区别？（2）果蝇配子中的这些染色体有什么关系？
教师指导学生小组讨论，每组归纳概括出结论后派小组代表展示交流，教师及时给予引导性评价，完善问题答案。小组代表分组展示，全体师生共同交流评价。
教师提出染色体组：果蝇配子中的这些染色体组就叫做一个染色体组，引导学生说出染色体组的概念。继续展示果蝇配子的染色体形成过程图，引导学生概括染色体组的特点：（1）一组非同源染色体；（2）染色体的形态、大小、功能各不相同。教师继续展示蜂王和雄蜂的体细胞染色体组成示意图，介绍蜂王和雄蜂的个体发育历程，引导学生说出染色体组的第三个特点：（3）含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息。
教师通过小游戏环节，以双手的十根手指类比一个细胞中的十个染色体，引导学生判断出同源染色体、如何表示一个染色体组等，使学生加深对染色体组概念和特点的理解。
设计意图：通过以上资料的分析讨论，让学生以小组的形式合作探究出染色体组的概念，然后展示果蝇配子的染色体形成过程图和蜂王和雄蜂的体细胞染色体组成示意图，让学生通过思考讨论、展示活动、交流评价，能准确描述染色体组的概念和特点，通过小游戏环节将染色体组概念和特点这部分内容内化升华，进一步提升学生的科学思维能力。
合作探究，尝试判断细胞中染色体组的数目
教师展示判断细胞中染色体组的数目的两种方法，让学生以小组的形式合作判断三组细胞中各个细胞的染色体组的数目。学生通过思考讨论、展示交流，能准确判断各个细胞中染色体组的数目，从而使学生的科学思维得到训练。
设计意图：通过展示判断细胞中染色体组的数目方法，让学生从整体上把握染色体组的概念，充分培养学生的科学思维。
合作探究，准确辨析单倍体、二倍体及多倍体的概念
教师展示不同类型水果的图片（二倍体草莓、三倍体香蕉、四倍体草莓等），介绍二倍体、多倍体及单倍体的概念，引导学生思考、讨论下列问题：（1）多倍体植株具有哪些优点？（2）人工诱导多倍体的方法有哪些？（3）用秋水仙素人工诱导染色体加倍的原理是什么？（4）单倍体育种的优点有哪些？学生通过思考讨论、展示交流，能准确说出多倍体的优点、单倍体育种的优点和人工诱导染色体数目加倍的原理，使学生加深对这些知识的理解。
设计意图：通过展示多倍体水果图片和问题串引导，让学生能准确辨析单倍体、二倍体及多倍体的概念及育种实践应用，逐步构建完善学生关于染色体数目变异的知识体系。
课堂小结，总结概括知识内容
师生共同总结本节课所学的知识点，让学生加深对染色体数目变异这一部分内容的理解，培养学生归纳概括总结的能力。
课堂反馈，通过练习巩固学习成果
（1）知某二倍体生物的体细胞中含有8条染色体,则下列可表示该生物1个染色体组的是（ C ）
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
（2）秋水仙素诱导多倍体形成的原因是（ B）
A.诱导染色体多次复制 B.抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成
C.促进细胞融合 D.促使染色单体分开，形成染色体
课后作业
完成课后训练P33习题。
预习染色体结构变异的内容。
板书设计
教学反思
本节课采用直观演示、任务驱动、小组合作、共同探究、师生互动等方法进行教学，以学生为中心开展教学活动，充分体现了学生在课堂中的主体地位。在教学过程中，首先向学生展示21三体综合征患者实例的相关资料，并通过提出针对性问题引导学生分析讨论，逐步归纳概括染色体数目变异的类型，培养科学思维；再通过材料分析、合作交流，引导学生准确把握染色体组的概念，学会判断细胞中染色体组的数目，让学生从整体上把握染色体组的概念，充分培养学生的科学思维。最后通过资料展示和问题串引导，学生构建了单倍体、二倍体及多倍体的概念及育种实践原理和应用，完善了本节课的知识体系。
不足之处在于：本节课部分内容较难，特别是染色体组的概念、辨析方法，这就需要教师认真设计教学环节，学生在课前做好预习，与前面所学的知识联系起来，熟悉减数分裂的过程中染色体的数目和行为变化，在课堂各个环节中师生高度配合，从而确保本节课顺利高效地完成。