“染色体变异及其应用”(第1课时)的教学设计

吴文娟

(江苏省大丰高级中学 224100)

1 教材分析

“染色体变异及其应用”是苏教版高中生物学教材必修2《遗传与进化》第3章“遗传和染色体”的第3节内容，包括“染色体变异类型”“染色体变异在育种上的应用”两部分内容，可分为2个课时，第一课时的教学内容是染色体变异类型——染色体结构变异和数目变异，本课时重点是要求学生能理解、简述染色体结构变异的过程和染色体数目变异的非整倍性、单倍体和多倍体变异的区别。由于染色体变异属于微观生物学知识，且涉及了多个概念，其难点是让学生理解染色体数目变异中的单倍性和多倍性。本课时的学习与前面的有丝分裂、减数分裂等知识有联系，也是学习第4章第5节“关注人类遗传病”中有关人类染色体遗传病的基础，与生活和人类的健康密切相关，对学生有一定的吸引力。因此，本节教学通过设置问题情境，让学生动手操作橡皮泥的变化来理解染色体结构变异的过程及对生物性状的影响，用橡皮泥模拟出精原细胞、卵原细胞、精细胞和卵细胞中的染色体组成，来理解染色体组和非同源染色体概念间的关系，并通过资料分析比较构建生物学的有关概念，激发学生学习兴趣和发展探究能力。

2 教学目标

2.1 知识目标 区分染色体结构变异的四种类型及对生物的影响，说出染色体数目变异的类型，描述染色体组、二倍体、多倍体、单倍体概念并能准确运用。

2.2 能力目标 认识染色体变异的类型，通过分析文字资料、观察图表信息、制作生物模型，提高识图能力、动手能力和分析归纳的能力。

2.3 情感态度和价值观目标 养成交流、合作的学习品质，体验快乐、科学的学习，形成积极、乐观的生活意识。

3 教学过程

3.1 课前准备 多媒体课件、实物展示台、每组一套橡皮泥(含有不同颜色)。

3.2 故事引入，激发学习兴趣 教师用图片和文字讲述“舟舟的故事”：舟舟是享誉世界的音乐指挥家，但是他却看不懂乐谱，因为他是先天性愚型患者，属于出生缺陷。在我国出生缺陷每年新增90多万例，而出生缺陷大多数由染色体变异、基因突变等因素导致的。舟舟就是因为染色体发生了变异导致他的智力相当于几岁的孩子，那什么是染色体变异呢？染色体变异对生物体有什么样的影响？从而引起学生的关注，激发学生学习本课的兴趣。

3.3 边做边学，理解染色体结构变异的过程和影响 将学生分为4人一组，用橡皮泥模拟染色体结构变异的过程。同时用多媒体展示活动提示：①染色体是DNA的载体，基因是具有遗传效应的DNA片段；②基因在染色体上呈线性排列；③用不同颜色的橡皮泥表示不同的基因。并要求学生在模拟的过程中思考、探究：染色体结构变异对基因产生了什么样的影响？

由学生小组在实物展示台上模拟染色体结构变异的过程，并对应染色体结构变异的类型——缺失、重复、倒位、易位。学生在模拟的过程中会发现缺失和重复使基因的数目发生了变化，而倒位和易位改变了基因的排列顺序。教师引导学生得出染色体结构变异会导致遗传物质发生改变，从而影响生物的性状。并指出大多数染色体变异对生物是有害的，有的甚至会导致死亡。

3.4 观察对比，总结染色体数目变异的类型 教师用多媒体课件展示Turner综合征患者、21三体综合征患者与正常人的染色体构成图，让学生观察、对比它们之间的差异，学生会发现Turner综合征患者的染色体比正常人少一条，而21三体综合征患者则在21号染色体上多了一条。

教师再出示文字资料介绍普通西瓜和无子西瓜：普通西瓜的体细胞中含有22条染色体，分为2个染色体组；而无子西瓜的体细胞中含有33条染色体，分为3个染色体组。无子西瓜是普通西瓜的变异种，在染色体数目上比普通西瓜多了一个染色体组。学生阅读后，教师引导学生归纳出染色体数目变异可以分为两种类型：一种是以单个染色体数目发生的增加或减少，另一种是以染色体组的形式成倍地增加或减少。在归纳的同时，学生产生新的疑问：什么是染色体组？

3.5 构建模型，模拟果蝇染色体组的组成 教师用多媒体展示果蝇精原细胞、卵原细胞中的染色体组成，并提问：果蝇细胞中有几对同源染色体，几对常染色体及几对性染色体？雌雄果蝇的染色体组成有什么不同？学生根据已有的知识，可以回答出果蝇细胞中有4对同源染色体，可以分为3对常染色体和一对性染色体，并且雌果蝇的性染色体形态相同，雄果蝇的性染色体形态不同。然后让学生以小组为单位，用橡皮泥模拟出精原细胞、卵原细胞中的染色体组成。学生完成后，教师提问：精原细胞通过减数分裂得到精细胞、卵原细胞通过减数分裂得到卵细胞，分裂过程中染色体如何分离？学生已经学过减数分裂，可以回答出减数分裂过程中同源染色体彼此分离、非同源染色体自由组合，染色体数目减半。再让学生小组模拟出精细胞、卵细胞的染色体组成，并让学生观察精细胞、卵细胞中染色体的特点和关系。学生通过观察可以发现精细胞、卵细胞中的染色体形态大小不同，染色体之间互为非同源染色体。教师继续引导：形态决定功能，且染色体上有决定生物性状的基因。果蝇精细胞、卵细胞中的染色体组成一个染色体组。那染色体组的定义是什么？引导学生总结归纳出染色体组的定义：染色体组是指细胞中形态功能不同、携带控制生物生长发育、遗传和变异全部信息的一组非同源染色体。

3.6 分析资料，定义染色体变异中的单倍性和多倍性 阅读“蜜蜂家族”的资料，学生从资料中学习到蜂王、工蜂是体细胞中含有两个染色体组的二倍体生物，并可以定义出二倍体的概念。教师继续引导学生举一反三地定义出三倍体、四倍体和多倍体的概念。

学生从资料中还会发现雄峰是由未受精的卵细胞直接发育而来的单倍体，教师再举出六倍体小麦用花药离体培养得到单倍体，学生对比总结出单倍体的概念，并认识到单倍体并不一定是只含有一个染色体组的个体，而是含有配子染色体组数目的个体。

4 教学反思

本节教学通过设置问题情境，让学生动手操作橡皮泥的变化来理解染色体结构变异的过程及对生物性状的影响。让学生观察比较遗传病患者与正常人的染色体构成图差异、资料分析无子西瓜染色体数目来明确染色体数目变异的类型。让学生用橡皮泥模拟出精原细胞、卵原细胞、精细胞和卵细胞中的染色体组成，理解染色体组和非同源染色体概念间的关系及相关概念，并通过蜜蜂、小麦染色体组成的资料分析比较，构建单倍体、二倍体、三倍体及多倍体等生物学概念。教学中穿插动手操作、资料分析计较和讨论，不仅可以激发学生学习生物科学的兴趣和发展探究学习的能力，充分发挥学生主体、教师主导作用，教学中通过让学生观察、讨论、动手制作和资料阅读等活动，积极、主动地参与新知识的构建，引导学生自己总结归纳出概念，既培养学生独立思考的创新精神，又发扬学生之间互相帮助、协同配合的团队精神。