第五章
基因突变及其他变异
5.2
染色体变异B1
教学目标
一、知识与技能
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。
4．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。
二、过程与方法
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、情感、态度与价值观
1．人工诱导多倍体的育种上的应用及成就。
2．培养学生的思维能力，建立外因通过内因起作用的辩证唯物主义观念，对学生进行科学价值观的教育和爱国主义教育。
教学重点及解决办法
1．教学重点
（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。
2．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，用八倍体小黑麦说明人工诱导多倍体育种的原理和方法。
教学难点及解决办法
1．教学难点
多倍体和单倍体的形成原因。
2．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，同桌相互讨论，再集中疑难问题，老师给予点拨。
教学过程
第一课时
一、导入新课
1．故事导入
上海第五人民医院曾经降生过一个猫叫综合征男婴，婴儿面容特殊：小头小脸、眼距宽、塌鼻梁、皮纹改变，生长发育迟缓，智力低下，因哭声像猫而得名。此病发病率只有十万分之一，解放后全国有记载的仅20例。研究证明，这是因为人的第5号染色体部分缺失而引起的遗传病。为什么染色体部分缺失就会引起这么严重的后果呢？
2．问题导入
（1）可遗传的变异主要有几个来源？
（2）基因突变导致生物变异的原因是什么？
（3）什么是基因？它与染色体的关系是什么？
通过对细胞有丝分裂、减数分裂以及受精作用的学习，我们知道每种生物的染色体数目及形态是稳定的。从而保持了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，染色体的结构和染色体的数目可以发生改变。今天，我们来学习这方面的内容。
二、新课教学
（一）染色体结构的变异
对于一个生物体来说，正常情况下，其染色体的结构和数量都是稳定的。但在自然条件或人为因素的影响下，染色体的结构和数量均会发生改变，那么染色体的变异会使生物性状发生怎样的变化呢？
1．染色体变异的概念
在自然条件和人为条件的改变的情况下，染色体结构的改变和染色体数目的增减导致生物性状的变异。
根据染色体结构和数目的变化，染色体变异可分为染色体结构变异和染色体数目变异两类。
2．染色体结构的变异
教师引导学生阅读P85教材内容及图5-5，然后通过问答的形式让学生总结出结构变异的4种类型。
问：“猫叫综合征”的症状是什么？是怎样引起的？它属于哪种染色体变异？
答：婴儿哭声像猫叫。是人的第五号染色体部分缺失引起的遗传病，属于染色体结构变异。
问：染色体结构变异有哪几种类型？
染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位四种类型。
缺失：染色体断裂而丢失了一段，其中所含的基因也随之丧失，使生物性状有明显的改变。例如儿童中的猫叫综合征，患儿哭声像猫叫，两眼距离较远，智力低下，生活力差。这种病就是由于第五对常染色体有一短臂缺失所致。
重复：染色体增加了片段，重复与缺失常相伴发生。从进化的观点看，重复很重要，因为它提供了额外的遗传物质，有可能执行新的功能。
倒位：染色体某一片段作180°的颠倒，造成染色体上的基因排列顺序改变。在灵长类染色体进化的研究中证实，染色体倒位是进化中的重要事件。如在染色体结构的比较中发现，人与黑猩猩之间发生过6次倒位，黑猩猩与大猩猩之间发生过8次倒位。
易位：非同源的染色体之间互换染色体片段，改变了染色体上基因的连锁关系。人类中也发现有染色体易位的疾病，如人的慢性粒细胞白血病，就是22号染色体长臂片段易位到其他染色体上所致。
注意：染色体结构的改变，严重的可以造成死亡。比如当两个同源染色体相同部位都缺失时，某些基因都不存在，就有可能造成死亡。
除染色体结构变异外，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。
（二）染色体数目变异
1．染色体数目变异的类型
染色体数目改变包括两类：
（1）细胞内个别染色体增加或减少。
人类有一种叫21三体综合征的遗传病，患者比正常人多了一条21号染色体，其症状是智力底下，身体发育缓慢等。再如人类的另一种遗传病叫性腺发育不良，患者比正常人少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。
（2）细胞内的染色体数目以染色体组形式成倍地增加或减少。
例如，二倍体（2n）细胞有丝分裂时，若染色体复制了，但由于某种原因细胞并未分裂，则这个细胞的染色体就加倍成四倍体（4n）。四倍体细胞减数分裂产生的配子，其染色体就为原来二倍体产生配子的染色体数的二倍，这样的雌、雄配子结合产生的合子为四倍体，这样的配子与原来的二倍体产生的配子结合而成的合子为三倍体（3n）。普通西瓜为二倍体（2n=22），产生的配子有11条染色体，即n=11。普通西瓜在幼苗期用秋水仙素处理，可以得到四倍体西瓜（4n=44）。把四倍体作为母本（配子2n=22），普通西瓜为父本（配子n=11），杂交产生三倍体西瓜（3n=33），它不能产生可育的配子，不能正常结子，即为无子西瓜。这种类型的变异在实践中的应用很普遍。那么，什么是染色体组呢？
2．染色体组
出示果蝇的染色体图，学生阅读教材。
问：果蝇体细胞中有几条染色体？几对同源染色体？其中有几对常染色体和性染色体？
答：8条；4对；3对常染色体和1对性染色体。
问：什么是减数分裂？减数分裂最主要的特点是什么？
答；减数分裂是指细胞连续分裂两次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次的细胞分裂方式。减数分裂最主要的特点是：同源染色体分离，非同源染色体自由组合。
问：雄果蝇产生精子时必须进行减数分裂，能产生几种精子？数目相等吗？
答：两种；数目相等。
问：每个精子所含的染色体分别是什么？
答：II、III、IV、X
；II、III、IV、Y。
问：对一个精子而言，染色体的形态、大小相同吗？为什么？
答：不同，因为经同源染色体分离，精子中都不含同源染色体。
教师归纳；像果蝇这样，二倍体生物配子里的一组非同源染色体，它们在形态和功
能上各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
问：果蝇、玉米、人的一个染色体组中分别有多少条染色体？
答：4条、10条、23条。
3．二倍体和多倍体
（1）二倍体
①概念：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体。
②实例：人、玉米、果蝇等几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。
强调：我们以前研究的生物基本上都是二倍体，用2N表示染色体的数目，2表示2个染色体组，N表示一个染色体组含有的染色体的数目。
（2）多倍体
①概念
由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的叫做多倍体。其中体细胞中含有3个染色体组的叫做三倍体，如香蕉就是三倍体；体细胞中含有4个染色体组的叫做四倍体，如马铃薯就是四倍体。此外还有六倍体、八倍体等统称为多倍体。所以，体细胞中所含的染色体组数目是划分二倍体或者多倍体的依据。这些都是染色体数目变异中染色体成倍地增加或减少的一类情况。
②多倍体产生的原因
教师出示植物细胞有丝分裂过程图，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？这一阶段所含染色体数目和其他时期是否相同。
学生回答完上述问题后，教师归纳：植物细胞进行有丝分裂过程中，染色体经复制后已经分裂，由于外界环境条件（如温度骤变）或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成2个子细胞，于是就形成了染色体数目加倍的细胞。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，有65％的种类是多倍体。
③人工诱导多倍体在育种上的应用
由于染色体数目的增多，多倍体植株一般表现为茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
问：人工诱导多倍体的方法是什么？用秋水仙素处理能够获得多倍体的原理是什么？
目前最常用而且最有效的方法，是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体形成，导致染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，将来就可以发育成多倍体植株。目前世界各国利用人工诱导多倍体的方法已经培育出不少新品种，如含糖量高的三倍体无子西瓜和甜菜等。
（秋水仙素是一种从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。呈白色或淡黄色的粉末或针状结晶，易溶于冷水，酒精，一般多使用它的水溶液。有剧毒，使用时应特别注意。）
问：为什么不能用秋水仙素处理成熟的植株？
A．成熟植株正处于分裂期的细胞少。
B．成熟植株细胞多，用秋水仙素处理不可能使大多数细胞内的染色体数加倍。
三倍体无子西瓜的培育
在多倍体育种中，三倍体无子西瓜的培育比较具有代表性。我国科技工作者经过多年探索，培育出不少三倍体无子西瓜的优良品种。下面以三倍体无子西瓜为例，介绍多倍体的培育过程（看课件上的示意图）。人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，得到含有三个染色体组的种子。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。由于三倍体植株在减数分裂的过程中，染色体的联会发生紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞。当三倍体植株开花时，需要授给普通西瓜（二倍体）成熟的花粉，刺激子房发育而成为果实（西瓜）。因为胚珠并不发育成为种子，所以这种西瓜叫做无子西瓜。
4．单倍体
在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以成倍增加，也可以成倍减少。
例如，我们在初中生物中学过蜜蜂中的工蜂和蜂王由受精卵发育而成，而雄蜂由未受精卵直接发育而成。因此，雄蜂体细胞中的染色体数是工蜂和蜂王的一半。像这样，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，称为单倍体。
提问：一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？
提示：一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。
提问：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？
提示：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。
提问：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？
提示：不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。
提问：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？
提示：对，如果某物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如果某物种是四倍体、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。
提问：单倍体与普通植株相比具有什么特点？
提示：植株矮小，高度不育。
讲述：单倍体本身无利用价值，但在育种上却有其特殊的意义，这是因为用花药离体培养获得单倍体。单倍体植株经秋水仙素处理后，染色体不仅可以恢复到正常水平，而且可获得纯合体。
三、例题操练
例1．下列变异中，属于染色体结构变异的是（
）
A．果蝇第Ⅱ号染色体上的片段与Ⅲ号染色体上的片段发生交换
B．整个染色体组成倍增加或减少
C．高茎豌豆因缺水缺肥而生长矮小
D．同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换
解析：选A。非同源染色体片段之间的交换，属于染色体结构变异，选项B为染色体数目变异；选项C属于不可遗传的变异；选项D为基因重组。
例2．已知普通小麦是六倍体，含42条染色体。用其花粉培育出来的植株是（
）
A．三倍体，含三个染色体组
B．多倍体，营养物质含量高
C．单倍体，高度不育
D．单倍体，每个染色体组含21条染色体
解析：选C。由于普通小麦为六倍体，共42条染色体，所以每个染色体组中只含有7条染色体，由配子发育成的个体，不管含有几个染色体组均为单倍体，而此时的单倍体小麦中含有三个染色体组，减数分裂时发生紊乱，不能产生正常配子，所以高度不育。
例3．一个染色体组应是（
）
A．配子中的全部染色体
B．二倍体生物配子中的全部染色体
C．体细胞中的一半染色体
D．来自父方或母方的全部染色体
解析：选B。一个染色体组应是无同源染色体，但具有本物种全套的遗传信息，二倍体的配子中含有的是一个染色体组，四倍体个体的配子中含有两个染色体组；而来自父方或母方的全部染色体可以是一个染色体组，也可以是多个染色体组。
例4．下面有关单倍体的叙述中，不正确的是（
）
A．由未受精的卵细胞发育而成的个体
B．花药经过离体培养而形成的个体
C．凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体
D．普通小麦含6个染色体组，42条染色体，它的单倍体含3个染色体组，21条染色体
解析：选C。单倍体是由配子发育而来的，可以是未受精的卵细胞，也可以是雄配子，它含有本物种正常体细胞中一半的染色体数和染色体组数，但并不是所有奇数染色体组的个体均为单倍体。例如，香蕉为三倍体，无子西瓜为三倍体，它们属于多倍体。
例5．用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开花后，经适当处理，则（
）
A．能产生正常配子，结出种子
B．结出的果实为五倍体
C．能产生正常配子，可形成无子西瓜
D．结出的果实为三倍体
解析：选D。四倍体西瓜同二倍体西瓜杂交，所得的子一代是三倍体，三倍体植株的子房经处理可以形成无子西瓜，但不能产生正常的生殖细胞，其果实是三倍体。
例6．低温和秋水仙素均可诱导染色体数目变化，前者的处理优越于后者的处理，具体表现在（
）
①低温条件易创造和控制
②低温条件创造所用的成本低
③低温条件对人体无害，易于操作
④低温能诱导染色体数目加倍而秋水仙素则不能
A．①②③
B．①③④
C．②③④
D．①②④
解析：选A。低温的创造比较容易，现在的恒温箱、冰箱均可，而且成本较低，而秋水仙素有毒，浓度不易把握，而且作用时间过长会导致细胞死亡等。两者使染色体数目加倍的原理是相同的。
例7．通常情况下，单倍体水稻高度不育，
这是因为（
）第五章
基因突变及其他变异
5.3
人类遗传病A
教学目标
一、知识与技能
1．举例说出人类常见遗传病的类型。
2．概述人类遗传病的产生原因、监测和预防的方法。
3．简述人类基因组计划及其意义。
二、过程与方法
1．调查某种常见的人类遗传病。
2．搜集和交流人类基因组计划或基因诊断和治疗研究方面的资料。
三、情感、态度与价值观
1．在进行遗传调查和实验活动中，善于从自已亲身经历的事物中发现问题和提出问题，大胆作出假设和进行自主性探究，养成实事求是科学态度和培养勇于创新与合作的科学精神。
2．关注人类基因组计划及其意义。认同遗传学研究的新成就对解决人类面临的问题具有重大的科学价值和应用价值，积极思考遗传学与其他自然科学和人文科学的联系，为普及遗传学知识做出贡献。
教学重点、难点
教学重点：人类遗传病的主要类型以及遗传病的监测和预防。
教学难点：人类基因组计划的意义及其与人体健康的关系。
教学突破
通过调查、自学和讨论的形式了解人类常见遗传病的类型，以图解、问题串、讨论和辩论的方式学习遗传病的监测和预防；生动活泼地开展人类基因组计划与人体健康的学习。
教法与学法导航
教法：指导研究、自学、阅读的方式展开教学。
学法：自主阅读调查法、辩论法、讨论交流学习法等。
教学准备
教师准备：多媒体、投影、设计调查表。
学生准备：调查常见遗传病类型，搜集有关人类基因组计划的资料。
教学过程
（一）预习检查、总结疑惑。
检查学生的预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情景导入、展示目标。
近年来，随着医疗技术的发展和医药卫生条件的改善，人类传染性疾病已得到控制，而人的生殖细胞或受精卵里的遗传物质在数量、结构或功能上却发生改变，使由此发育
教师讲述：遗传病是由于人的生殖细胞或受精卵里遗传物质发生改变而引起的人类遗传性疾病，而感冒发热是由感冒病原体引起的传染病，两者有着根本的区别。
问：什么是单基因遗传病？其遗传方式如何？
（1）单基因遗传病
单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传性疾病。致病基因有的位于常染色体上，有的位于性染色体上，有的致病基因是显性基因，有的致病基因是隐性基因。比如软骨发育不全是属于常染色体上的显性遗传病。
（2）多基因遗传病
问：多基因遗传病和单基因遗传病的区别是什么？
教师讲述，多基因遗传病是由多对基因控制的人类遗传病，它在兄弟姐妹中的发病率并不像单基因遗传病那样，发病比例是1/2或1/4，而远比这个发病率要低，约为1%～10%。多基因遗传病常表现出家族聚集现象，且比较容易受环境因素的影响。目前已发现的多基因遗传病有100多种，如唇裂、无脑儿、原发型高血压及青少年型糖尿病等。
（3）染色体异常遗传病
如果人的染色体发生异常，也可引起许多遗传性疾病。比如染色体结构发生异常，
人的第5号染色体部分缺失而患病，患病儿童哭声轻，音调高，很像猫叫而取名为“猫叫综合征”；又比如染色体的非整倍体变异，人的第21号染色体为3条的，患者智力低下，身体发育缓慢，外眼角上斜（银幕出示“21三体”综合征患儿图），口常半张，即为“21三体”综合征，此患者体细胞中为47条染色，即45＋XY；又比如女性中，患者缺少一条X染色体（44＋X）出现性腺发育不良症等等。
问：遗传性疾病有哪些危害？举例说明。
探究二：遗传病的监测和预防
讨论：“什么是健康的孩子？怎样才能做到优生”？
教师讲述：优生就是让每一个家庭生育出健康的孩子。为此，就应该运用遗传学原理，改善人类遗传素质。我们在控制人口数量增长的同时，还应该进一步提高人口的质量。为了达到优生的目的，首先，要禁止近亲结婚。
问：什么是近亲结婚？有什么危害？
（出示人类《血亲关系表》）。学生讨论，教师归纳，最后指出禁止近亲结婚是预防遗传性疾病发生的最简单有效的方法。
探究三：人类基因组计划与人体健康
教学引导阅读课本92~94页，了解人类基因组计划的基本内容、正负面影响，知道基因诊断、基因治疗的基本知识。
（四）反思总结，当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
人类遗传病主要包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三类，要知道这些病的遗传方式及常见病症。要提倡优生，重点是“禁止近亲结婚”，要联系已学过的遗传知识分析禁止近亲结婚的原因，自觉宣传优生措施，提高优生意识，减少遗传性疾病，以提高我国人口素质。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习
我们已经学习了人类遗传病及其病例，遗传病的监测和预防。在下一节课我们一起来学习第6章第一节。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析杂交育种和诱变育种的优点和局限性。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
板书展示
一、人类常见遗传病的类型
1．单基因遗传病
2．多基因遗传病
3．染色体异常遗传病
二、遗传病的监测和预防
三、人类基因组计划与人体健康
课堂作业
1．抗维生素D佝偻病是位于X染色体的显性致病基因决定的一种遗传病，这种疾病的遗传特点之一是（
）
A．男患者与女患者结婚，其女儿正常
B．男患者与正常女子结婚，其子女均正常
C．女患者与正常男子结婚，必然儿子正常女儿患病
D．患者的正常子女不携带该患者传递的致病基因
2．先天性聋哑属于何种遗传病是（
）
A．常染色体单基因遗传病 B．性染色体多基因遗传病
C．常染色体数目变异疾病 D．常染色体结构变异疾病
3．下列生殖细胞中，哪两种生殖细胞的结合会产生先天愚型的男性患儿（A表示常染色体）
①23A＋X
②22A＋X
③21A＋Y
④22A＋Y
A．①和③
B．②和③
C．①和④
D．②和④
4．下列肯定是遗传病的是（
）
A．家族性疾病
B．先天性疾病
C．终生性疾病
D．遗传物质改变引起的疾病
教育格言
把一个比较复杂的问题“退”成最简单最原始的问题，把这最简单最原始的问题想通了，想透了，然后再来一个飞跃上升。这是一个十分精辟的思维方法，用这种方法解决问题，第一可以培养学生良好的心理素质，使之遇“新”不惧；第二可以使学生养成良好的解决问题的习惯。
——华罗庚
教会学生思考，这对学生来说，是一生中最有价值的本钱。
——赞可夫
有疑者看到无疑，其益犹浅；无疑者看到有疑，其学方进。
——清·唐彪
发现千千万，起点是一问。智者问得巧，愚者问得笨。
——陶行知
德性愈高的人，其他一切成就的获得也愈容易。
——洛克《教育漫话》第五章
基因突变及其他变异
5.1
基因突变和基因重组A
教学目标
一、知识与技能
1．举例说明基因突变的概念、原因、特点。
2．举例说出基因重组的概念。
3．说出基因突变和基因重组的意义。
二、过程与方法
1．学会数据处理，类比推理等科学方法；
2．培养学生自学能力，发散思维及综合能力。
三、情感、态度与价值观
1．在基因突变的学习中懂得生物界丰富多彩的本质，从而进行辩证唯物主义的思想教育。
2．在基因突变的学习中懂得如何确立健康的生活方式。
3．引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组作科学的了解，形成正确的科学价值观，激发学生的责任感。
教学重点、难点
教学重点
1．基因突变的概念及特点。
2．基因突变的原因。
教学难点
基因突变和基因重组的意义。
教学突破
为了学生更好地理解基因突变的概念，应遵循学生的认知规律，从现象到概念、从宏观到微观来展开教学，即从科学发现的过程切入，设置问题情境，引导学生探究；用类比的方法引导学生理解基因突变的类型；以设问和讨论的形式引导学生思考基因突变和基因重组的意义，并以填表的形式引导学生对比总结。
教法与学法导航
教法：情境设置法、比较归纳法、讲授法等。
学法：合作探究、讨论交流、对比分析、归纳总结等。
教学准备
教师准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
学生准备：预习本节问题探讨及基因突变的实例。
教学过程
（一）预习检查、总结疑惑。
检查学生的预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情景导入、展示目标。
（三）合作探究、精讲点拨
探究1．基因突变的实例
讲述：生物的变异有两种类型。那什么情况下的变异不遗传，什么情况下的变异可遗传？我们知道生物的表现型与基因型和外界环境条件有关。像玉米这样，子粒饱满是由于水、肥和光充足引起，也就是外界环境条件引起的，这种变异是不遗传的。而太空椒遨游过太空，宇宙辐射改变了遗传物质，因此这个变异性状就是可遗传的。
可遗传的变异是生物变异的主要类型。它的来源主要有三方面：基因突变、基因重组和染色体变异。
那么，什么是基因突变？基因突变是怎么产生的？又怎么导致生物变异呢？下面一些图片是关于正常的红细胞基因突变形成镰刀型细胞贫血症的内容，我们先来看一下。
（学生阅书第80—81页后回答镰刀型细胞贫血症是怎样引起的一种遗传病？讨论并回答问题）。
问：从图片中我们看到正常红细胞是什么形状？有什么功能？
（答：圆饼形状，运输氧气功能。）
问：镰刀型细胞贫血症的红细胞呈镰刀状，对功能的完成有没有影响？
（答：有，运氧气能力降低，易破裂溶血造成贫血，严重时会导致死亡。）
讲述：那么又是什么原因使正常红细胞变成镰刀型红细胞？分子生物学研究表明是基因突变的结果。让我们来看镰刀型细胞贫血症病因的图解。
大家知道，性状是由蛋白质来体现的，我们先来看正常血红蛋白与镰刀型血红蛋白的氨基酸的组成（学生看课文81页讨论并回答问题）。
问：两者有什么区别？（答：正常的是谷氨酸，异常的是缬氨酸。）
问：氨基酸是由什么决定的？（答：由信使RNA上的密码子决定的。）
问：构成信使RNA上的密码子的那些碱基又是由什么决定的呢？（答：由DNA上的碱基决定的。）
问：大家来比较一下正常与异常的DNA，它们的区别在哪里？
（答：一个碱基对的改变。）
问：DNA上一个碱基对发生了改变，最终导致了镰刀型细胞贫血症。我们知道性状是由基因控制的，基因是怎么来决定性状的？
（答：基因是由脱氧核苷酸组成的，脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息，基因控制生物性状就是要把特定的遗传信息通过转录和翻译反映到具体的蛋白质结构上。）
讲述：我们看控制血红蛋白的DNA上一个碱基对改变，使得该基因脱氧核苷酸的排列顺序发生了改变（教师引导学生回答），也就是基因结构改变了，最终控制血红蛋白的性状也会发生改变，所以红细胞就由圆饼状变为镰刀状了。基因结构改变除了碱基对的替换，还会不会有其它可能？
大家回顾一下，什么叫基因？基因的分子结构如何？出示基因结构变化示意图，对图讲解。
现在请大家自己来总结出基因突变的概念。
（答：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变叫基因突变。）
讲述：基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，基因突变使一个基因变成它的等位基因，并且通常会引起一定的表现型变化。如棉花正常枝→短果枝、普通羊→短腿羊、正常人→白化病、水稻高秆→矮秆、果蝇的红眼→白眼等。
那么基因突变是如何产生的呢？
探究2．基因突变的原因
学生阅读书本81页自己总结易诱发生物发生基因突变并提高基因突变频率的因素有三类：
（1）物理因素：包括X射线、紫外线、激光等；
（2）化学因素：有亚硝酸、碱基类似物等。
（3）生物因素：如病毒和某些细菌等
生物的变异不只是由基因突变引起的，我们怎样去认识由于基因突变而引起的变异？下面我们就来了解基因突变的特点。
探究3．基因突变的特点
出示图片：棉花正常枝→短果枝；水稻高秆→矮秆；果蝇长翅→残翅；鸡的直羽→卷羽；人正常色觉→色盲；正常人→白化病。这些图片，有植物，动物，还有人的例子，你们认为突变有什么特点？（可让学生进行讨论，用具体实例来说出各特点。）
（答：植物、动物和人都可能发生基因突变。）
基因突变是发生在什么时期？哪些细胞能发生基因突变？
（答：其实基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。）
问：如果突变发生在体细胞，该性状会不会遗传给后代？
（答：不会，只有生殖细胞的突变才会遗传给后代）
既然任何生物发育的任何时期任何细胞都可能发生突变，那是不是突变很容易发生呢？请大家阅读书本第82页第4段的内容。（通过一问一答的形式明确）
基因突变率很低，高等生物中大约有十万个到一亿个生殖细胞中才会有一个生殖细胞发生基因突变，低等生物，细菌、噬菌体突变频率也很低，同一种生物不同的基因突变率也不一样。
基因突变对生物体究竟好不好呢？大家讨论一下。
总结：基因突变对于生物往往是有害的，但少数是有利的。
探究5．基因重组
其实生物变异不只是由基因突变引起的，基因重组也会造成生物变异。那么基因重组造成的生物变异又是在什么情况下发生的呢？又有什么特点呢？接下来我们就来学习基因重组。什么是基因重组呢？基因重组是控制不同性状的基因重新组合。关于基因重组我们在前面学习自由组合定律时已经接触过这方面的知识。大家先回顾一下，黄色圆粒与绿色皱粒作亲本杂交，产生后代的过程。
问：F２除了黄色圆粒、绿色皱粒以外还有两种亲本所没有的新性状：黄色皱粒、绿色圆粒，这两种性状与亲本相比是不是变异性状？
（答：是。）
问：它们又是如何产生的呢？
（答：在F１减数分裂形成配子时，控制不同性状的基因自由组合形成的。）
问：基因重组可以发生在什么情况下？
（答：减数分裂形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合）
基因重组还可以发生在减数分裂四分体时期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间常常发生局部互换，而造成控制不同性状的基因重新组合（教师引导回答。）
请大家举出基因重组的例子。（回答：略）
大家举出的例子有好多，要强调的是这些基因重组的变异必须通过有性生殖过程实现。丰富多彩的变异是形成生物多样性的重要原因之一，因此对生物进化具有十分重要的意义。
（四）反思总结，当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
教师列表总结基因突变和基因重组的本质、发生时间及原因、条件和意义等。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
（五）发导学案、布置预习
我们已经学习了基因突变和基因重组，那么，可遗传的变异还有染色体变异，在下一节课我们一起来学习染色体变异。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析染色体变异的类型。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
板书展示
第五章 基因突变和其他变异
第一节 基因突变和基因重组
一、基因突变：
1．基因突变的实例：
2．基因突变的概念：
3．基因突变的原因：
4．基因突变的特点：
5．基因突变的意义：
二、基因重组：
1．概念：
2．类型：
3．意义：
三、基因突变与基因重组的区别
课堂作业
1．基因突变发生在下列哪一过程中？（
）
A．DNA→DNA
B．DNA→RNA
C．RNA→蛋白质
D．蛋白质→性状
2．生物变异的根本来源是（
）
A．基因自由组合
B．基因突变
C．染色体变异
D．生活环境的改变
3．基因A与a1、a2、a3之间的关系如图，该图不能表明的是（
）
A．基因突变是不定向
B．等位基因的出现是基因突变的结果
C．正常基因与致病基因可以通过突变而转化
D．这些基因的转化遵循自由组合定律
4．下列关于基因突变的叙述，不正确的是（
）
A．基因突变发生的时期越迟，生物体表现突变的部分就越少
B．发生在体细胞中的突变，一般是不能传递给后代的
C．突变就是指基因突变，它包括自然突变和诱发突变
D．基因突变对生物的生存往往是有害的
5．培育青霉素高产菌株的方法是（
）
A．杂交育种
B．单倍体育种
C．诱变育种
D．多倍体育种
6．产生镰刀型细胞贫血症的根本原因是（
）
A．红细胞易变形破裂
教学反思
1．本节课根据具体的事例和学生已掌握的知识来设置问题，符合学生特点，调动了
学生思维的积极性，在寻求问题答案的同时，既获得了知识，又提高了能力。
2．把重点难点突破分解成一个个较小的问题，深入浅出，事半功倍，较好地完成了
本节课的教学任务。
3．基因突变的时间分配应该比基因重组的时间多些，在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，也希望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步！
教育格言
我们要活的书，不要死的书；要真的书，不要假的书；要动的书，不要静的书；要用的书，不要读的书。总起来说，我们要以生活为中心的教学做指导，不要以文字为中心的教科书。
——陶行知
精神的浩瀚，想象的活跃，心灵的勤奋，就是天才。
——狄德罗
习惯真是一种顽强而巨大的力量，它可以主宰人的一生，因此，人从幼年起就应该通过教育培养一种良好的习惯。
——培根
爱人吧！对人的爱是你道德的核心！应当这样生活：让你的道德核心健康、纯洁、强大无比！做一个真正的人，这就是说要为你周围的人贡献出自己心灵的力量，让他们更美好，精神上更富有、更完美；让你生活中接触的每一个人从你那儿，从你的心灵深处得到一点最美好的东西。
——苏霍姆林斯基
学习是得到促进还是受到妨碍，取决于任务的复杂性、顺序和结构，并在很大程度上取决于如何教。
——威·道·沃尔
P
黄色圆粒×绿色皱粒
F1
黄色圆粒
自交
F2
黄色圆粒
黄色皱粒
绿色圆粒
绿色皱粒第五章
基因突变及其他变异
5.2
染色体变异A2
教学目标
一、知识与技能
1．说出二倍体、多倍体、单倍体的概念。
2．搜集生物变异在育种上应用的事例。
二、过程与方法
会识别二倍体、多倍体、单倍体，知道多倍体、单倍体的形成。
三、情感、态度与价值观
通过联系知识与生产实践的关系，激发学生对生物学科的兴趣。
教学重点、难点
教学重点：二倍体、多倍体及单倍体的概念及其应用。
教学难点：单倍体的概念及单倍体、多倍体育种。
教学突破
在染色体组概念的基础上，通过具体实例、概念的辨析和对比，认识二倍体、多倍体及单倍体之间的关系。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。
教法与学法导航
教法：直观教学法、谈话法、讲授法等
学法：阅读分析、比较归纳、合作探究及交流等
教学准备
教师准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
学生准备：预习二倍体和多倍体、单倍体，初步掌握二倍体和多倍体、单倍体的概念及其应用。
具有图中所示染色体的生物各是什么生物？这是本节我们要学习的内容，来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标，强调重难点。
设计意图：步步导入，回顾上节内容，为本节做铺垫，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨
探究一：二倍体和多倍体
问：什么叫二倍体？什么叫多倍体？
【讲述】二倍体和多倍体与染色体组数有关，但必须是受精卵发育成的个体。
问：多倍体植株的特点是什么？
问：诱导多倍体的方法是什么？其原理是什么？
【讲述】秋水仙素可以抑制纺锤体形成，也可以诱导基因突变。
无籽西瓜的形成过程：
结合教材89页无籽西瓜的培育过程进行分析：
1．
第一年母本上结的是几倍体西瓜？种子是几倍体？
2．
第二年结的是几倍体西瓜？有无种子？为什么？
3．
西瓜的性状可以向下遗传吗？
4．
无籽西瓜形成的原理是什么？
【讲述】不能正常产生配子的原因是无同源染色体或同源染色体是奇数。
设计意图：引导学生区别二倍体和多倍体，并知道多倍体的诱导过程。
探究二：单倍体
问：单倍体的染色体组成有何特点？
【讲述】单倍体与染色体组数无关，起点如果为未受精的配子，无论有几套染色体组都叫单倍体。
问：培育单倍体常用的方法是什么？
写出单倍体育种的过程。
列表比较多倍体育种和单倍体育种
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
（四）反思总结，当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
（五）发导学案、布置预习
完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
板书展示
1．二倍体
2．多倍体的概念及其形成的原因
3．人工诱导多倍体在育种上的应用
（1）多倍体植株的特点
（2）方法和原理
4．单倍体
（1）单倍体的概念
（2）单倍体植株的特点
（3）单倍体在育种上的意义
3．大麦的一个染色体组有7条染色体，在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观
察到染色体的是多少条（
）
A．7
B．56
C．28
D．14
4．下列有关单倍体的叙述中，正确的是（
）
A．未受精的卵细胞发育成的植株，一定是单倍体
B．含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体
C．生物的精子和卵细胞一定是单倍体
D．含有奇数染色体组的个体一定是单倍体
5．普通小麦的卵细胞中有三个染色体组。用这种小麦的胚芽细胞、花粉分别进行
离体培养，发育成的植株分别是（
）
A．六倍体、单倍体
B．六倍体、三倍体
C．二倍体、三倍体
D．二倍体、单倍体
参考答案：1．C
2．C
3．B
4．A
5．A
教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方，课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展的方法，以达到提高课堂效率的目的。本节课的单倍体的概念和应用及多倍体育种是重点，也是难点，通过引导学生分析、归纳总结进行突破，又通过课堂练习及时巩固，落实课程标准对知识、能力等各方面的要求。
教育格言
最精湛的教学艺术，遵循的最高准则就是让学生提问题。
——布鲁巴克
请记住，成功的欢乐是一种巨大的情绪力量，它可以促进儿童好好学习的愿望。请你注意无论如何不要使这种内在的力量消失，缺少这种力量，教育上的任何巧妙措施都是无济于事的。
——苏霍姆林斯基
教学的艺术不在于传授本领，而在于关于激励、唤醒、鼓舞。
——第斯多惠
所有智力方面的工作都要依赖于兴趣。
——皮亚杰
求知与求学的欲望应该采用一切可能的方式去在孩子们身上激发起来。
——夸美纽斯
二倍体或多倍体纯系（指每对染色体上成对的基因都是纯合的）
AB
Ab
aB
ab
组织营养
花药的离体培养
有丝分裂
单倍体
基因型
人工诱导染色体加倍
AB
Ab
aB
ab
AABB
AAbb
aaBB
aabb第五章
基因突变及其他变异
5.3
人类遗传病B
教学目标
一、知识与技能
1．举例说出人类遗传病的主要类型。
2．知道遗传病对人类的危害。
3．简述人类遗传病监测和预防主要措施。
二、过程与方法
1．进行人类遗传病的调查，培养学生的分析问题、解决问题及协作讨论的能力，养成理论联系实际的习惯。
2．通过自主浏览网页相关资料，培养学生自学能力。
3．通过讨论题的讨论，培养学生的分析问题能力及语言组织表达能力。
三、情感、态度与价值观
1．通过了解遗传病对人类的危害，对学生进行人口素质教育、优生教育。
2．使学生关注社会生活，初步培养学生的公民意识，使其了解部分公民权利；初步形成敢于合理表达自我观点的态度。
3．关注人类基因组计划及其意义，使初步形成辩证地看待科学技术的发展的习惯，了解社会责任。
教学重点
人类常见遗传病的类型以及遗传病的监测和预防。
教学难点
1．如何开展及组织好人类遗传病的调查。
2．人类基因组计划的意义及其与人体健康的关系。
教学方法
讲授法，谈话法。
课时安排
1课时。
教学过程
一、导入新课
健康是人类生活永恒的追求。在人的一生中，我们需要不断地与各种疾病作斗争。人类疾病的发生有些是由于外界环境因素引起的，有些是由于人类自身遗传物质改变引起的、且会遗传贻害后代。现代医学研究表明，人类大多数疾病与基因有关。
随着生活水平的提高和医药卫生条件的改善，人类的传染性疾病已经逐渐得到控制，而人类的遗传病的发病率和死亡率却有逐年增高的趋势，人类的遗传病已经成为威胁人类健康的一个重要因素。
那么，什么是人类遗传病？具有什么特点？人类遗传病有哪些类型及各种遗传病的特点是什么？
二、新课教学
阅读P90“问题探讨”，然后分小组讨论：
1.
人的胖瘦是由基因控制的吗？
提示：人的胖瘦是由多种原因造成的。有的肥胖病可能是由遗传物质决定的，有的可能是后天营养过多造成的，但大多数情况下，肥胖是由于遗传物质和营养过多共同作用的结果。
2.
有人认为“人类所有的病都是基因病”，你能说出这种提法的依据吗？你同意这种观点吗？
提示：这种说法的依据可能是基因控制生物体的性状这一生物学规律。因为人体患病也是人体所表现出来的性状，而性状是由基因控制的，从这个角度看，说疾病都是基因病，是有一定道理的。然而，这种观点过于绝对化，人类的疾病并不都是由基因的缺陷引起的，如由大肠杆菌引起的腹泻，就不是基因病。
（一）人类常见遗传病的类型
2．多基因遗传病
问：多基因遗传病和单基因遗传病的区别是什么？
教师讲述，多基因遗传病是由多对基因控制的人类遗传病，它在兄弟姐妹中的发病率并不像单基因遗传病那样，发病比例是1/2或1/4，而远比这个发病率要低，约为1%～10%。多基因遗传病常表现出家族聚集现象，且比较容易受环境因素的影响。目前已发现的多基因遗传病有100多种，如唇裂、无脑儿、原发型高血压及青少年型糖尿病等。
3．染色体异常遗传病
如果人的染色体发生异常，也可引起许多遗传性疾病。比如染色体结构发生异常，人的第5号染色体部分缺失而患病，患病儿童哭声轻，音调高，很像猫叫而取名为“猫叫综合征”；又比如染色体的非整倍体变异，人的第21号染色体为3条的，患者智力低下，身体发育缓慢，外眼角上斜（银幕出示“21三体”综合征儿图），口常半张，即为“21三体”综合征，患者体细胞中为47条染色，即45＋XY；又比如女性中，患者缺少一条X染色体（44＋X）出现性腺发育不良症等等。
问：遗传性疾病有哪些危害，举例说明。
（二）遗传病的监测和预防
讨论：“什么是健康的孩子？怎样才能做到优生”？
教师讲述：优生就是让每一个家庭生育出健康的孩子。为此，应该运用遗传学原理，改善人类遗传素质。我们在控制人口数量增长的同时，还应该进一步提高人口的质量。
1．禁止近亲结婚
为了达到优生的目的，首先，要禁止近亲结婚。
问：什么是近亲结婚？有什么危害？
（出示人类《血亲关系表》）。学生讨论，教师归纳，最后指出禁止近亲结婚是预防遗传性疾病发生的最简单有效的方法。
2．产前诊断
产前诊断是在胎儿出生前，医生用专门的检测手段，确定胎儿是否患有某种疾病或先天性疾病。目前产前诊断的主要手段如下：
（1）胎镜诊断，其优点是借助于内窥镜在宫内直接观察，不仅能识别胎儿是否畸形，还能采取胎儿活体组织和胎血进行检查。
（2）超声波诊断，特别是B型超声波扫描仪的使用，可对胎儿存活与否、胎龄、胎位、羊水量、胎儿是否畸形等问题作出较准确的回答。
（3）羊水诊断，在妊娠的第16～21周时，通过腹壁羊膜穿刺术可获得羊水，并对其各种成分进行分析检查。由于各种染色体病和先天性代谢病的发生，一般都在受精卵卵裂初期便已决定。因此，在妊娠早期采取羊水或羊水中的脱落细胞进行直接分析，或将采得的细胞经过短期培养后，进行染色体分析和酶的生化分析，以判断胎儿的染色体或代谢是否异常。
（4）绒毛细胞检查，对所获得的绒毛细胞，经制片染色可观察X小体和Y小体，这对检查性染色体异常与防止伴性遗传病均有价值。
（5）孕妇的血、尿检查，正常妊娠时有少量胎儿血细胞、代谢产物及蛋白质可通过胎盘进入母体血循环，故检测母体血、尿可诊断胎儿的某些遗传病。
3．基因诊断
教师引导学生阅读P92“资料搜集和分析”然后分组讨论问题。
4．遗传病的其他预防措施
（1）新生儿筛查。对所有出生的婴儿进行某项遗传病的简单检查，以便在症状出现前就开始治疗，防止症状发生。
（2）环境保护。减少或消除环境中的致畸剂、致癌剂、致染色体畸变剂和致基因突变剂，主要是工农业生产中产生的污染。
（3）携带者检出。将那些外表正常，但带有致病基因或异常染色体的个体从人群中检出，对其婚姻和生育进行指导，防止其后代发生遗传病。检出的方法主要是染色体检查、特异的酶活性测定或代谢产物测定以及DNA分析。
（4）遗传咨询。医务人员对遗传病患者及其家属提出的有关遗传病的病因、遗传方式、防治、预后以及各项问题进行解答，并对患者的同胞、子女再患此病的危险率作出估计，给予建议和指导。可以认为，遗传咨询、产前诊断和中止妊娠为防止遗传病患者出生的“三部曲”。有人把婚姻咨询和生育咨询也纳入遗传咨询的范畴。
（三）人类基因组计划与人体健康
引导学生阅读课本92～94页，了解人类基因组计划的基本内容、正负面影响，知道基因诊断、基因治疗的基本知识。
1．人类基因组计划的目的
测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
2．已获数据
人类基因组由大约31.6亿个碱基对组成，已发现的基因约有2.0万～2.5万个。
三、课堂练习
1．禁止近亲结婚的理论依据是（
）
A．违反社会伦理道德
B．后代患遗传病几率增大
C．后代必然患遗传病
D．人类遗传病都是由隐性基因控制的
2．“猫叫综合征”是人的第5号染色体部分缺失引起的，这种遗传病的类型是（
）
A．常染色体单基因遗传病
B．性染色体多基因遗传病
A．杂合子不易感染疟疾，显性纯合子易感染疟疾
B．杂合子易感染疟疾，显性纯合子不易感染疟疾
C．杂合子不易感染疟疾，显性纯合子也不易感染疟疾
D．杂合子易感染疟疾，显性纯合子也易感染疟疾
5．某男子的父亲患血友病，而他本人血凝时间正常。他与一个没有血友病家族史的正常女子结婚，一般情况下，他们的孩子患血友病的概率是（
）
A．1/2
B．1/4
C．0
D．1/16
参考答案：
1．B
2．D
3．A
4．A
5．C
四、内容小结
人类遗传病主要包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病3类，要知道这些病的遗传方式及常见病症。
要提倡优生，重点是“禁止近亲结婚”，要联系已学过的遗传知识分析禁止近亲结婚的原因，自觉宣传优生措施，提高优生意识，减少遗传性疾病，以提高我国人口素质。
五、教学反思
新课标理念下的教学一定要注意把学生放在主体地位，关注每一位学生的发展。课堂不是老师一言堂，在这里，学生的每一个观点都会受到尊重，每一点努力都会受到赏识；在学生的讨论与辩论中，师生共同获得思想的启迪，并进行反思，认识科学技术的发展与社会伦理的关系。在教师精心地组织下，既使学生将课堂学习与课下的学习融为一体，也认识到在课堂学习与社会学习的区别，主动在生活中寻找课本知识的典型事例，并能主动探究，加以创新利用，避免将学习与实践生活脱离开来，成为高分低能的人；通过学习，提高分析、解决问题的能力。不足之处是时间较紧，收放欠自如。
六、作业
教材P94“练习”一、二。第五章
基因突变及其他变异
5.2
染色体变异A1
教学目标
一、知识与技能
1．说出染色体结构变异和数目的变异的基本类型。
2．说出染色体组的概念和判断方法。
二、过程与方法
1．通过分析果蝇染色体组成，学会判断染色体组。
2．通过小组间的交流与合作，提高学生的语言表达能力及思维的严密性。
三、情感、态度与价值观
通过分析果蝇的染色体组成，形成从个例到一般规律的观点。
教学重点、难点
教学重点：染色体数目的变异。
教学难点：染色体组的概念。
教学突破
引导学生复习基因突变的基础上，回忆基因和染色体的关系，结合图形分析染色体结构变异的类型。通过生殖细胞中的两套不同的染色体，引导学生从全部染色体的许多特征中抓住共同的关键特征。以辨图、设问、讨论和复习的方式理解染色体组的概念，然后进行适当的训练，深化理解和应用。
教法与学法导航
教法：直观教学法、谈话法、讲述法等。
学法：阅读分析、试图辨析、讨论探究等方法。
教学准备
教师准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
学生准备：预习染色体结构变异和染色体数目变异，初步掌握结构变异和数目变异的类型以及染色体组的概念。
教学过程
（一）预习检查、总结疑惑。
检查学生的预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情景导入、展示目标
出示无籽西瓜的图片
教师设问：无籽西瓜是怎样形成的？
教师：无籽西瓜是染色体变异的产物。这节课我们就来学习有关染色体变异的内容。我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标，强调重难点。
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨
探究一：染色体结构的变异
问：什么是染色体变异？
【讲述】
根据染色体结构和数目的变化，染色体变异可分为染色体结构变异和染色体数目变异两类。
1.
出示投影片：猫叫综合征幼儿照片。
问：“猫叫综合征”是怎样引起的？它属于哪种染色体变异？
问：染色体结构变异有几种类型？
2.
投影片放映染色体结构变异类型。
【讲述】
教师引导学生从染色体结构的变化会引起染色体上的基因数目和排列顺序的改变等方面来加以思考。
设计意图：了解染色体结构变异的类型
探究二：染色体数目的变异
1.
出示21三体综合征病人图片并说明病因，引出个别染色体数目的变异
染色体数目变异的另一种类型是染色体数目以“染色体组”为单位成倍增加或减少，这种类型的变异在实践中的应用更为普遍。因此，我们重点介绍后一种类型的染色体数目变异。
2．染色体组
问：什么叫染色体组？要解决这个问题我们先看一个图。（雄果蝇染色体组成图解）
问：果蝇体细胞有几个染色体？几对同源染色体？其中几对常染色体和性染色体？
问：雄果蝇产生精子时必须进行减数分裂，精子里有哪几条染色体？几种精子？
教师用雄果蝇染色体组模型演示。
问：两种精子中染色体数相等吗？分别是多少个？各是什么？
问：对一个精子而言，染色体形态大小相同吗？为什么？
教师归纳：像果蝇这样，二倍体生物配子里的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
3.
总结：染色体组的判断方法：
（1）根据染色体图判定。其判断依据是：形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
观察右图，图中有几个染色体组？
（2）根据基因型判定。其判断依据是：由于相同基因或等位基因（控制同一性状的基因）位于形态相同的染色体上（同源染色体上），所以在细胞或生物体的基因型中，相同基因或等位基因出现几次，则有几个染色体组。
根据所学内容，总结基因突变与染色体变异的区别
【讲述】
（1）基因突变是染色体某一位点上的改变，有可能产生新基因，染色体变异是一些基因的数量、排列顺序的改变。
（2）基因突变是分子水平的变异，在显微镜下看不到，染色体变异是细胞水平的变异，在显微镜下可以看得见。
设计意图：引导学生弄清染色体变异和基因突变的区别。
（四）反思总结，当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
（五）发导学案、布置预习
生物体中的染色体组都一样多吗？在下一节课我们一起来学习二倍体和多倍体。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析几倍体是如何命名的，以及它们的应用。并
1．下列变异中，不属于染色体结构变异的是（
）
A．染色体缺失某一片断
B．染色体增加了某一片断
C．染色体中DNA的一个碱基发生了改变
D．染色体某一片断位置颠倒了180°
2．
是正常的两条同源染色体，则下图所示是指染色体结构的（
）
A．倒位
B．缺失
C．易位
D．重复
3．下列关于染色体组的正确叙述是
（
）
A．染色体组内不存在同源染色体
B．染色体组只存在于生殖细胞中
C．染色体组只存在于体细胞中
D．染色体组在减数分裂过程中消失
4．果蝇的体细胞中有三对常染色体、一对性染色体，则果蝇体细胞中的染色体有（
）
A．一个染色体组
B．两个染色体组
C．四个染色体组
D．六个染色体组
5．四倍体的曼陀罗有48条染色体，该植物体细胞中的每个染色体组的染色体数目为（
）
A．48
B．24
C．12
D．4
参考答案：1．C
2．B
3．A
4．B
5．C
教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方，课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展的方法，以达到提高课堂效率的目的。本节课的染色体变异和基因突变的区别，以及染色体组的判断是重点，也是难点，通过引导学生分析、归纳总结进行突破，又通过课堂练习及时巩固。
教育格言
人之病，只知他人之说可疑，而不知己说之可疑；试以诘难他人者以自诘难，庶几自见得失。
——宋·朱熹
推学者之见而广之，以引之于远大之域者，教者之事也。引教者之意而思之，以反求于致此之由者，学者之事也。
——清·王夫之
凡人有记性，有悟性。自十五以前，物欲未染，知识未开，则多记性，少悟性。自十五以后，知识既开，物欲渐染，则多悟性，少记性。故人凡有所当读书，皆当自十五以前使之熟读。
——清·张伯行
你的举止应温和，即使惩罚他们，态度还是要镇定，要使他们觉得你的作为是合理的，对于他们是有益的，而且是必要的。
——洛克
顽强的意志可以征服世界上任何一座山。第五章
基因突变及其他变异
5.1
基因突变和基因重组B
教材内容
本节是人教版普通高中标准实验教科书生物必修2《遗传与进化》的第5章《基因突变及其他变异》的第一节内容。通过前面各章的学习，学生对“基因是什么”、“基因在哪里”和“基因如何起作用”等问题已有了基本的认识。本章内容既是对前四章内容合乎逻辑的延续，又是学习第6章《从杂交育种到基因工程》和第7章《现代生物进化理论》的重要基础。
本节介绍了可遗传变异的两种类型：基因突变和基因重组，其中基因突变从实例入手，通过对镰刀型细胞贫血症的分析，引入基因突变的概念，然后详细阐述基因突变的原因和特点、意义。在基因重组部分，教材设置了“思考与讨论”的栏目，旨在让学生利用数学方法，通过计算，体会基因重组机制提供的极其多样的基因组合方式。正文中则简要阐述了基因重组的概念、类型和意义。本节内容引导学生从分子水平上理解遗传物质是如何引起生物变异的。
教学目标
一、知识与技能
1．举例说明基因突变的特点和原因。
2．举例说出基因重组的概念。
3．说出基因突变和基因重组的意义。
二、过程与方法
1．通过对课本中实例的分析，培养学生分析归纳总结和逻辑推理能力。
2．通过学生之间相互启发、相互补充、激发灵感，提高学生合作探究的能力。
三、情感、态度与价值观
1．通过学习生物变异的事例，增强学生对生物世界探究的好奇心，培养学生们严谨的科学态度和对科学的兴趣。
2．引领学生进入“自主—合作—探究”的新课程理念氛围，让学生真正成为学习的主人。
教学重点与难点
教学重点：基因突变的概念、特点及原因。
教学难点：基因突变和基因重组的意义。
教具准备
实物投影仪、电脑演示教学课件。
课时安排
2课时（参考课时1，这里为留足学生自主—合作的时间，还包括课堂的反馈训练）
教学过程
一、导入新课
1．问题引入
幻灯展示“问题探讨”中的事例，并提出问题。
原句：THE
CAT
SAT
ON
THE
MAT
二、新课教学
（一）基因突变的实例
为了让学生更好地理解基因突变的概念，教材不是从概念到概念，而是从实例入手，从现象开始，追溯根源。鼓励学生运用已有知识积累，大胆联想、推理、讨论甚至辩论，让学生猜测基因突变的类型和结果。
材料1：
1910年，一位美国黑人青年由于发烧和肌肉疼痛到医院看病，医生检查发现，他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血病——镰刀型细胞贫血症。我们知道，正常人的红细胞是圆饼状的，而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲镰刀状的。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。这种病是怎样形成的呢？
教师引导学生阅读教材，观看图5-1，也可以用幻灯的形式展示正常红细胞和镰刀型细胞贫血症红细胞图片。然后提问：
（1）从图片中我们看到正常红细胞是什么形状？有什么功能？
提示：圆饼形状，运输氧气功能。
（2）镰刀型细胞贫血症的红细胞呈镰刀状，对功能的完成有没有影响？
提示：有，运氧气能力降低，易破裂溶血造成贫血，严重时会导致死亡。
讲述：那么又是什么原因使正常红细胞变成镰刀型红细胞？分子生物学研究表明是基因突变的结果。
材料2：
1928年，人们发现镰刀型细胞贫血症患者能将这种病遗传给下一代，并且发现该病是一种常染色体上的隐性遗传病。
1949年，美国化学家鲍林将正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白，分别放在一定的溶液中电泳，发现正常人和患者的血红蛋白的电泳图谱明显不同，鲍林推测镰刀型细胞贫血症是一种分子病。
1956年，英格拉姆等人用酶将正常的血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白在相同条件下切成肽段，通过电泳对二者进行分析，发现有一个肽段的位置不同。（这段有区别的肽段的氨基酸顺序参见教科书图5―2）
大家知道，性状是由蛋白质来体现的，我们先来看正常血红蛋白与镰刀型血红蛋白的氨基酸的组成。
（1）两者有什么区别？（正常的是谷氨酸，异常的是缬氨酸。）
（2）氨基酸是由什么决定的？（由信使RNA上的密码子决定的。）
（3）构成信使RNA上的密码子的那些碱基又是由什么决定的呢？（由DNA上的碱基决定的。）
（4）大家比较一下正常与异常的DNA，它们的区别在哪里？（一个碱基对的改变。）
（5）DNA上一个碱基对发生了改变，最终导致了镰刀型细胞贫血症。我们知道性状是由基因控制的，基因是怎么来决定性状的？（基因是由脱氧核苷酸组成的，脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息，基因控制生物性状就是要把特定的遗传信息通过转录和翻译反映到具体的蛋白质结构上。）
讲述：基因脱氧核苷酸顺序代表了遗传信息，顺序变了，遗传信息也变了，通过转录、翻译形成的蛋白质也就发生了改变，性状自然会发生改变。可见，基因结构改变会使生物发生变异。
基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫基因突变。
过渡：基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，基因突变使一个基因变成它的等位基因，并且通常会引起一定的表现型变化。如棉花正常枝→短果枝、普通羊→短腿羊、正常人→白化病、水稻高秆→矮秆、果蝇的红眼→白眼等。那么基因突变是如何产生的呢？
（二）基因突变的原因和特点
1．基因突变的原因
易诱发生物发生基因突变并提高基因突变频率的因素有三类：
（1）物理因素：包括X射线、紫外线、激光等。
（2）化学因素：有亚硝酸、碱基类似物等。
（3）生物因素：如病毒和某些细菌等。
生物的变异不只是由基因突变引起的，我们怎样去认识由于基因突变而引起的变异？下面我们就来了解基因突变的特点。
2．基因突变的特点
由于自然界诱发基因突变的因素很多，基因突变还可以自发产生，因此，基因突变在生物界中是普遍存在的。
基因突变绝大多数是有害的，但也有少数有利，为什么呢？因为任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境已经取得了高度协调。如果发生基因突变就可能破坏这种协调关系。因此基因突变对于生物往往有害，但少数是有利的。
我们能不能只让它进行有利的突变呢？这不行。因为基因突变是不定向的。一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。例如控制小鼠毛色的灰色基因（A＋）可以突变成黄色基因（AY），也可以突变成黑色基因（a）。但是，每一个基因的突变，都不是没有任何限制的。例如，小鼠毛色基因的突变能不能突变成毛的长短呢？（答：不能，只限定在色素的范围内，不会超出这个范围。）
基因突变的特点：①普遍性
②随机性
③低频性（突变率低）
④多数有害性
⑤不定向性
其实生物变异不只是由基因突变引起的，基因重组也会造成生物变异。那么基因重组造成的生物变异又是在什么情况下发生的呢？又有什么特点呢？接下来我们就来学习基因重组。
（三）基因重组
温故知新：基因的自由组合定律引入。
问题情境：P83课本中的“思考与讨论”。（贴近生活的感性实例：大千世界、芸芸众生，却难以找到两个一模一样的人，即使同卵双生的双胞胎也不完全一样。）
带领学生梳理知识直接找出基因重组的概念、类型（板书）
师生讨论：在生物体内，尤其是高等动植物体内，控制性状的基因数目是非常巨大的，因此，通过有性生殖产生的杂交后代的表现型的种类是很多的。如果把同源染色体的非姐妹染色单体交换引起的基因重组也考虑在内，那么，生物通过有性生殖产生的变异就更多了。在人的23对染色体上大约有3万对基因，若将两种基因重组都考虑在内，那么通过有性生殖产生的后代变异类型将无以计数。（使学生深刻体会到：基因重组可以为变异提供极其丰富的来源，是生物多样性的原因之一，对生物进化有重要意义。）
三、基因突变和基因重组的差异
基因突变
基因重组
本质
基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新的性状。
不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。
发生时间及原因
细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。
减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合。减数第一次分裂四分体时期发生的交换导致基因重组。
条件
外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。
有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。
意义
生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。
生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。
发生可能
突变频率低，但普遍存在。
有性生殖中非常普遍。
四、典型例题
例1．现在人们已经实现了分子水平上遗传物质的人工重组，下列实例中属于分子水平上人工重组基因的是（
）
A．利用杂交技术培育出新的高品质水稻品种
B．科学工作者将猪的胰岛素转变成人的胰岛素
C．能产生抗体的小鼠B淋巴细胞和骨髓细胞的融合
D．将人的-抗胰蛋白酶基因导入到羊的DNA分子中
解析：分子水平上人工重组是指基因工程中目的基因与受体细胞中的DNA分子重组。
答案：D
例2．镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变，检测这种碱基序列的改变必须使用的酶是………（
）
A．解旋酶
B．DNA连接酶
C．限制性内切酶
D．RNA聚合酶
解析：该题的考查点是基因的诊断，所用的技术是DNA探针，原理是DNA分子杂交技术。在进行基因诊断时，首先要用限制性内切酶切割DNA片段，获得正常人的血红蛋白基因，用同位素标记做成探针，然后用同一种限制性内切酶切割镰刀型细胞贫血症病人的DNA获得血红蛋白基因，然后放在同一容器中高温加热，使DNA变性，氢键断裂，再降温，DNA复性时两种DNA分子进行杂交，从而检测出血红蛋白基因碱基序列发生改变的部位。所以DNA分子杂交技术用到的酶是限制性内切酶。
答案：C
例3．在欧洲人中有一种罕见的遗传病，在人群中的发病率约为25万分之一，患者无生育能力。现有一对表现型正常的夫妇，生了一个患病的女儿和一个正常的儿子。后因丈夫车祸死亡，该妇女又与一个与自己没有任何亲缘关系的男子婚配，则这位妇女再婚后再生一个患病孩子的概率是
A．1/4
B．1/250
000
C．1/1
000
D．1/50
000
解析：据题意知，该病为常染色体上的隐性遗传病，故原夫妇的基因型为Aa×Aa（设致病基因为a）。由人群中的发病率（aa）约为25万分之一，可知人群中a配子出现的几率为1/500。该妇女基因型为Aａ，则该妇女产生ａ配子的几率为1/2，与人群中没有亲缘关系的男子婚配，则生出病孩的几率为l/2×1/500＝1/l
000。
答案：C
五、内容总结
根据生物体内的遗传物质是否改变，生物的变异分为可遗传变异和不可遗传变异两类。可遗传变异是遗传物质改变引起，它来源于基因突变、基因重组、染色体变异，是变异的主要类型。可遗传变异中的基因突变，是基因分子结构的改变，是在一定的外界条件或者生物内部因素的作用下，使得DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，结果是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序发生改变，最终导致原来的基因变为它的等位基因。基因突变不同于基因重组，基因重组是基因的重新组合，产生了新的基因型，基因突变是基因结构的改变，产生了新的基因，产生了新的遗传物质。基因突变的过程发生在DNA复制时，特点是：①普遍性，②随机性，③低频性突变率低，④多害少利性，
六、课堂检测
1．将纯种小麦播种于生产田，发现边际和灌水沟两侧的植株总体上比中间的长得好。产生这种现象的原因是（
）
A．基因重组引起性状分离
B．环境引起性状变异
C．隐性基因突变成为显性基因
D．染色体结构和数目发生了变化
2．Cc（红色）的大丽花植株上盛开红花，仅有一朵花半边红色半边白色，这可能是由于哪个部位的C基因突变为c造成的
（
）
A、生殖细胞
B、早期的叶芽细胞
C、幼苗的众多体细胞
D、花芽分化时
3．赖氨酸的密码子有如下几种：UUA、UUG、CUU、CUA、CUG，当某基因片段中的GAC突变为AAC时，这种突变的结果对该生物的影响是（
）
A．一定是有害的
B．一定是有利的
C．有害的概率大于有利的概率
D．既无利也无害
4．下面有关基因重组的说法不正确的是（
）
A．基因重组发生在减数分裂过程中
B．基因重组产生原来没有的新基因
C．基因重组是生物变异的重要来源
D．基因重组能产生原来没有的新性状
5．自然界中，一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：
正常基因
精氨酸
苯丙氨酸
亮氨酸
苏氨酸
脯氨酸
突变基因1
精氨酸
苯丙氨酸
亮氨酸
苏氨酸
脯氨酸
突变基因2
精氨酸
亮氨酸
亮氨酸
苏氨酸
脯氨酸
突变基因3
精氨酸
苯丙氨酸
苏氨酸
酪氨酸
丙氨酸
根据上述氨基酸序列确定这3种突变基因DNA分子的改变可能是（
）
A．突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添
B．突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添
C．突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添
D．突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添
6．若某基因原有303对碱基，现经过突变，成为300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因控制合成的蛋白质分子相比较，差异可能为（
）
A．只相差一个氨基酸，其他顺序不变
B．长度相差一个氨基酸外，其他顺序也改变
C．长度不变，但顺序改变
D．A、B都有可能
7．人患镰刀型细胞贫血症的根本原因是（
）
A．变形的红细胞阻塞血管
B．血红蛋白中某个氨基酸发生了改变
C．变了形的红细胞裂解
D．血红蛋白的某个基因发生了改变
8．如果基因中4种脱氧核苷酸的排列顺序发生改变，这一变化一定会导致（
）
A．遗传信息改变
B．遗传性状改变
C．遗传密码改变
D．遗传规律改变
9．一对夫妇所生子女中，也有很大差异，这种差异主要来自（
）
A．基因突变
B．基因重组
C．环境影响
D．染色体变异
10．由于基因突变，细胞中有一种蛋白质在赖氨酸残基（位置）上发生了变化，已知赖氨酸的密码子为AAA或AAG；天门冬氨酸的密码子为GAU或GAC；甲硫氨酸的密码子为AUG。根据已知条件，你认为基因模板链上突变后的脱氧核苷酸和替代赖氨酸的氨基酸分别是（
）
A．腺嘌呤脱氧核苷酸；天门冬氨酸
B．胸腺嘧啶脱氧核苷酸；天门冬氨酸
C．胸腺嘧啶脱氧核苷酸；甲硫氨酸
D．腺嘌呤脱氧核苷酸；甲硫氨酸
11．长期接触X线的人群，后代遗传病的发病率明显增高，原因是（
）
A．生殖细胞发生了基因突变
B．生殖细胞发生了基因重组
C．体细胞发生了基因突变
D．生殖细胞发生了基因交换第五章
基因突变及其他变异
5.2
染色体变异B2
一、课前准备
要求学生搜集有关诱导植物染色体数目变化的原理和方法方面的知识。
二、复习导入
1．什么是染色体组、二倍体、单倍体、多倍体？
2．单倍体、多倍体育种的原理是什么？操作方法如何？有何优点？
3．你所知道的诱导植物染色体数目变化的方法有哪些？
（秋水仙素、低温诱导）
三、新课教学
实验：低温能诱导植物细胞染色体数目变化（P88）
1．设计实验方案
（1）选择的实验材料：
洋葱（2n=16）、大葱（2n=16）、蒜（2n=16）、蚕豆（2n=12）；
（2）选择的实验器具和试剂：
冰箱、显微镜、载玻片、盖玻片、培养皿、剪刀、镊子、吸水纸、滴管、小烧杯；卡诺氏固定液，盐酸酒精解离液，质量浓度为10mg／mL的龙胆紫溶液。
试剂的配制：
①诺氏固定液的配制：取无水酒精和冰醋酸，按体积比3:1的比例混合，该溶液最好现配现用。
②盐酸酒精解离液的配制：取无水酒精和盐酸，按体积比1:1的比例混合，该溶液最好现配现用。
③质量浓度为10mg／mL的龙胆紫溶液的配制：将100mL的体积分数为45％的醋酸溶液煮沸，加入1g龙胆紫后，搅匀再煮5min，待冷却后过滤，备用。
注意：盐酸有刺激性和腐蚀性，应小心使用，避免与皮肤和眼睛接触。
2．实验步骤
①培养根尖
方法1：实验课前的3-5d，把洋葱放在盛满水的广口瓶上，让它的底部接触瓶内的水面。
方法2：实验课前的3-5d，取蒜瓣剥去其外围干燥的膜质鳞片叶，放在盛有少量水的培养皿中培养。
方法3：把50颗干燥的蚕豆种子浸在清水中一昼夜，使它们吸胀萌动，放在盛有少量水的培养皿中培养。
②低温诱导
当根长到lcm时，把数个装置连同材料分成3份：一份放入冰箱内4℃低温下培养，另一份放入冰箱内—4℃低温下培养，还有一份仍留在25℃下培养。共处理36h。
③固定根尖
剪取以上3种处理的根尖，每个根尖为0.5～1cm，分别放入卡诺氏固定液中固定30min，然后用体积分数95％酒精洗两次，用体积分数70％酒精保存于低温处，贴好标签。
④制作装片
取固定好的根尖，进行解离、漂洗、染色和制片，具体操作方法与实验“观察植物细胞的有丝分裂”相同。
⑤观察装片
先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相，再换上高倍镜并调节细准焦螺旋和反光镜，使物像清晰，仔细观察，辨认哪些细胞发生染色体数目变化，找出处于细胞分裂中期的细胞，进行染色体计数。
3．自己设计的实验记录表格：
教师指定几组实验方案在讲台上读出，请同学提出意见，加以完善。其它各组设计方案等老师认可后开始做实验。实验中要仔细观察，认真记录。然后根据实验结果得出本小组结论。实验完成后与其他小组交流。
4．评价反馈
各小组分别汇报是如何统计不同温度处理对染色体数目变异的诱导效果，学生讨论、分析哪种统计方法最简单、最严谨。教师作出评价。
四、课堂小结
1．实验目的：
（1）体验低温诱导染色体加倍的实验过程，学习低温诱导植物染色体数目变化的方法。养成与他人合作、共享并能够欣赏别人的观点和创意的习惯。
（2）能够解释低温诱导染色体加倍的原理，评价不同作物、不同的温度对染色体加倍实验的影响效果，关注染色体加倍对人类未来的发展影响。
2．实验原理：
本实验是通过低温处理植物，使根尖分生区的细胞分裂时纺锤体的形成受到抑制，以致染色体的着丝点分裂后，染色体没有纺锤丝的牵引不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目加倍。
3．实验步骤：
①培养根尖
②低温诱导
③固定根尖
④制作装片
⑤观察装片
4．实验现象：
通过低温处理植物，染色体数目加倍。
5．实验结论：
低温可诱导植物染色体数目加倍
五、布置作业
写好实验报告
