人教版必修2生物：5．2 染色体变异 教案

必修二第5章第2节《染色体变异》教学设计
一、教材分析
本节内容包括“染色体结构的变异”和“染色体数目的变异”以及实验“低温诱导植物染色体数目的变化”。染色体变异是生物变异的一个重要来源，其中与人类遗传病、单倍体、多倍体育种关系密切有关。教材理论部分讲述了染色体结构和数目两方面的变异。人类的染色体结构变异常常引起许多遗传病，教材就是从一种叫做猫叫综合症的遗传病讲起，介绍了染色体结构变异的四种类型，以及染色体结构变异对生物体的影响。染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内的个别染色体的增加或减少；另一类是细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。由于课时有限，前一类变异仅用小字作简要介绍。后一类变异与人类的生产和生活关系比较密切，是教材重点介绍的内容。染色体组的概念是理解染色体数目变异的基础，因此，教材首先通过分析果蝇的染色体组成，得出染色体组的概念。然后，根据生物体细胞中染色体组数目的不同，区分染色体数目变异的几种主要类型 —— 二倍体、多倍体和单倍体，重点讲述多倍体和单倍体。教材还讲述了人工诱导多倍体在育种上的应用（如拓展题三倍体无子西瓜的培育过程），有助于学生把所学的知识与生产和生活实际联系起来。另外，本节中的实验“低温诱导植物染色体数目的变化”是课程标准中“活动建议”部分所列入的活动，旨在锻炼学生的动手能力。通过这个实验，学生能够用显微镜观察到细胞中染色体数目的增加。但增加的确切数目难以确定。
课时安排为2课时，第l课时完成理论教学部分，第2课时完成低温诱导植物染色体数目变化的实验。

二、学情分析
染色体组的概念是一个难点，学生不易掌握，但它是掌握单倍体、多倍体等有关知识的基础，教师应充分利用教材的直观示意图、具体事例等引导学生学习，并且增加设问、讨论、等形式帮助学生认识。
单倍体概念是本部分教学中的又一个难点，学生不易理解。为使学生能正确掌握单倍体概念，教学中，可首先由学生比较熟悉的蜜蜂中雄蜂来引出单倍体概念。单倍体概念有两个要点： ① 是指生物个体的体细胞；② 是染色体数是本物种配子染色体数。其次，可用小麦单倍体实例来巩固。普通小麦是六倍体，小麦单倍体植株体细胞中含三个染色体组，但不叫多倍体，因为它的体细胞中含小麦配子染色体数。
尽管单倍体、多倍体是两个不同的概念，确立依据不同，但它们又都与染色体组数目有关，因此学生易对二者发生混淆。可用列表的方法比较单倍体和多倍体，加强认识，并多与生产、生活密切联系。

三、教学目标
1．知识与技能
(1)简述染色体结构变异和数目变异。
(2)学习低温诱导植物染色体数目变化的方法。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，进行低温诱导植物染色体数目的变化的实验。
2．过程与方法
(1)以辨图、设问、讨论和复习的方式理解染色体组的概念。
(2)通过对具体实例、概念的辨析和对比，认识单倍体、二倍体和多倍体之间的关系。
(3)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。
(4)以实验的方式认识低温对诱导染色体数目的变化的作用。
3．情感态度与价值观
(1)了解染色体数目变化原理在农业生产上的应用，激发学生学以致用的理想。
(2)通过实验，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。
(3)培养学生的动手能力．激发学生勇于探索的热情。使学生关注染色体加倍对人类未来的发展影响。
四、教学重点
染色体数目的变异。
五、教学难点
1．染色体组的概念。
2．二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系。
3．低温诱导植物染色体数目的变化的实验．
六、媒体选用 多媒体课件
七、教学课型 新授课
八、教学课时 2课时
九、教学过程
（第1课时）
阶段 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 引导学生回忆基因和染色体的关系，基因能发生突变，那么染色体能不能发生变化?如果染色体发生变化，它会发生什么样的变化呢?生物性状会发生什么样的变化呢? 思考、讨论、回答，从而引出染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。 温故而知新，激发兴趣
染色体结构的变异 观察教材4个直观示意图，播放猫叫综合征视频，教师从具体事例导引，加深学生对知识的了解。 观察课本图5-5、图5-6染色体结构变异示意图，思考、回答 回归课本，训练学生观察能力、口头表达能力，并且引发学生进一步学习的兴趣。???
染色体数目的变异 1.从雌雄果蝇体细胞和生殖细胞的染色体的形态和数目分析人手，创设问题情境：(1)果蝇体细胞有几条染色体?几对常染色体? (2)Ⅱ号和Ⅱ号染色体、Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系? (3)雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?(4)果蝇的精子中有哪几条染色体?这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点?这些染色体之间是什么关系?它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息? (5)如果将果蝇的精子中的染色体看成一组．那么果蝇的体细胞中有几组染色体? 观察课本图5-8雌雄果蝇体细胞的染色体和图5-9雄果蝇的染色体组，以辨图、讨论、复习回答问题理解染色体组的概念。 ?设置一系列的问题情境，通过辨析图解、概念对比，帮助学生认识染色体组的概念，加上教师的引导和总结，学生能够比较容易理解染色体组的概念。?
染色体数目的变异 2. 从蜜蜂的实例来分析蜂王、工蜂和雄蜂体内的染色体组数目，提出单倍体的概念，并设置一些问题情境：(1)一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？(2)二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞只含有一个染色体组，这种说法对吗？为什么？(3)若是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中旧含有两个或三个染色体组，可以称它为二倍体或三倍体吗? 最后用小麦单倍体实例来巩固，使学生区分单倍体与一倍体，单倍体、二倍体和多倍体之间的区别和联系 通过具体事例、概念辨析和对比，思考回答问题，认识单倍体、二倍体和多倍体之间的区别与联系。 因为二倍体、多倍体和单倍体具有可比性，通过图解、事例、图表的形式有助于学生的学习和对概念的理解。并能很好地理解单倍体、二倍体和多倍体的区别与联系，及与染色体组之间的关系。加强生产、生活联系，渗透STS教育
多倍体和单倍体育种 采用实例分析，让学生尝试写出流程图，老师纠错与评价，使学生非常清晰育种的过程和方法。最后列表让学生总结两种育种方法的原理、操作方法和优缺点 学生对实例分析，尝试写出流程图，学生交流，老师评价与完善，最后讨论列表填写总结两种育种方法的原理、操作方法和优缺点。 体验科学技术对社会的影响，达到激趣、引思、导辩、表达、交流等效果。客观公正的评价和总结有利于激发和调动学生参与课堂教学活动的积极性和主动性。
十、堂上练习与板书（略）
十一、作业布置 课本89页练习
十二、教学小结（知识体系图解）

十二、教学反思
1. 采用图文结合的呈现方式，多增设与生活、生产的事例加强认识，通过问题导引较好地达到激趣、引思、导辩、表达、交流、倾听等效果，能调动学生参与课堂教学与学习的积极性和主动性。
2. 鼓励学生多用图表总结归纳，老师评价与完善，非常对知识的理解。如
总结多倍体育种方法：

总结单倍体育种方法：









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
3.课后需通过练习加强染色体组数目的判断
（1）细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组 。（图一）
（2） 根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基本型确定控制每一性状的基因出现的次数，该次数就等于染色体组数。（图二）
（3）据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数











（ 附） 实验：低温诱导植物染色体数目的变化（第2课时）

教学过程：
[课前准备]
复习“观察植物细胞的有丝分裂”的实验步骤，为本实验打好基础。要求学生利用各种方式收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．
[情境创设]
提出问题，学生讨论：
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)
教师：秋水仙素诱导植物染色体数目变化课本中已经详细介绍，这节课我们来探讨低温诱导植物染色体数目变化的方法。
[师生互动]
1．作出假设
教师：要探究问题，首先得提出假设，你作出的假设是什么?
学生：低温能诱导植物细胞染色体数目发生变化。
2．根据假设让学生分组讨论明确实验方案与实验原理，老师精讲要点。
（1）可选择的实验材料是：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是： 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l0mg／mL的龙胆紫溶液。
（试剂由老师配制）
(3)实验步骤
①培养根尖
方法l：实验课前的3 ~ 5 d．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 ~ 5 d，取蒜辦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l cm时。把数个装置连同材料分成3份：一份放人冰箱内4℃低温下培养，另一份放人冰箱内-4℃低温下培养，还有一份仍留在25℃下培养。共处理36 h。
③固定根尖
剪取以上3种处理的根尖，每个根尖为0.5 ~ l cm．分别放人卡诺氏固定液中固定30 min，然后用体积分数为95％的酒精洗两次，用体积分数为70％的酒精保存于低温处，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4个步骤，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。
(4)自己设计的实验记录表格：






3．实施实验
按实验方案从步骤③开始(前面步骤已经由教师预先分类做好，学生只要根据自己设定的方案选择材料即可)进行操作，同一小组的同学每人制作其中一种处理的根尖装片，仔细观察，认真记录，同一小组的同学交流结果。
4．分析与结论 根据实验结果得出本小组结论。
5．表达与交流，评价反馈
与其他小组交流，然后各小组代表用简明、科学的语言，在班里说出本小组的同学观察不同温度处理的根尖装片情况，比较其诱导染色体数目变化的效果。教师作出恰当评价。
[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．子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。
[布置作业]
写好实验报告。

教学反思：对于普通班的学生而言，生物实验技能比较薄弱，少部分学生能动性也缺乏，所以观察实验结果并不理想，希望在理论上有所收获；重点班的学生实验能力与效果比普通班的同学要好，初步达到老师所期望。以后要加强实验技能训练和思维训练。