5.2《染色体变异》（第1课时）教学设计-2024-2025学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

西安市车辆中学教师专用教案 年级 至 学年度 第 学期 科 第 周 教师 课题 5.2《染色体变异》（第1课时） 教材 分析 本节课选自人教版高中生物学必修2《遗传与进化》第五章第二节。在学习了基因突变及基因重组等可遗传变异的基础上，进一步深入探讨染色体变异这一重要变异类型，是对遗传变异知识体系的重要补充与完善。染色体变异与生物育种、人类遗传病等内容紧密相连，后续章节的单倍体育种、多倍体育种等知识都以此为基础，同时也为学生理解生物进化过程中遗传物质的改变提供了重要依据，在教材中起着承上启下的关键作用 。通过对染色体变异的学习，学生能够更全面地认识生物变异的多样性和复杂性，培养科学思维和探究能力。 学情 分析  学生在之前的学习中，已经掌握了基因、DNA和染色体的关系，以及减数分裂过程中染色体的行为变化等基础知识，对遗传变异也有了初步的认识，具备了一定的知识储备来理解染色体变异的相关内容。同时，高中学生正处于抽象思维和逻辑推理能力快速发展的阶段，对新鲜事物充满好奇心和探索欲，能够通过观察、分析和讨论来获取知识。但染色体变异的概念较为抽象，部分内容如染色体组、单倍体、多倍体等，理解难度较大，学生可能在概念的辨析和应用上存在困难。此外，学生在将抽象知识与实际生活、生产应用相联系时，可能也会存在一定障碍，需要教师通过多种教学手段引导学生突破难点。 教学 目标 与 核心 素养 理解染色体数目变异的类型及其对生物的影响。了解染色体组、单倍体、多倍体的概念。理解染色体变异在生物遗传和进化中的重要地位。（生命观念） 在分析基因突变和基因重组的实例及特点时，培养学生运用归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法，对生物学现象和规律进行解释和预测。 通过对染色体变异的理解，引导学生进行批判性思维，提升逻辑思维能力，形成科学的思维习惯。 (科学思维)  组织学生开展小组讨论，探究基因突变和基因重组在生物进化中的作用，培养学生提出问题、设计实验方案、收集和分析数据、得出结论的科学探究能力。鼓励学生对生活中染色体变异应用相关的生物学现象进行观察和思考，培养学生的探究意识和创新精神。(科学探究) 结合染色体变异的真实案例，引导学生关注人类健康问题，培养学生运用生物学知识解决实际问题的能力，增强社会责任感。 介绍染色体变异的农业应用（如单倍体育种，多倍体育种等等）中的应用，让学生认识到生物学技术对社会发展的重要贡献，树立正确的科学技术价值观，激发学生为推动社会进步而学习生物学的热情 。(社会责任) 教学重点 1. 染色体数目变异的类型及其对生物体的影响。 2. 染色体组的概念及其在生物遗传中的作用。 3. 二倍体和多倍体的特征及其在农业生产中的应用。 教学难点 1. 染色体数目变异的类型及其对生物体的影响的理解。 2. 染色体组的概念及其在生物遗传中的作用的理解。 3. 二倍体和多倍体的特征及其在农业生产中的应用的理解。 教法 讲授法、实验演示、模型展示、动画模拟 学法 多媒体课件、实验器材，染色体变异模型 课时 1课时 教具准备 教 学 过 程 【情境导入】 问题探讨 作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。 1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。 2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？ 因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，不能形成种子。 如何看待基因突变造成的结果? 3.分析表中数据，你还能提出什么问题吗？能否发挥想象力作出一些推测呢？ 形成种子的植物细胞中，染色体数目一定是偶数吗？ 香蕉体细胞中的染色体数目不是偶数，它是怎样形成的呢？又是如何繁殖下一代的？ 【染色体变异】 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。 教师讲解 1.个别染色体的增加或减少 个别染色体增减的实例 唐氏综合征 (21三体综合征)，又称先天愚型，由于多了一条21号染色体而导致的疾病。存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。 21三体综合征形成的原因 （1）减数第一次分裂后期同源染色体未分离 （2）减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离 【性染色体数目异常】： XO单体 父方在MⅠ时X和Y未分离进入同一个配子中，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常精子； 或母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个极体中，形成不含性染色体的异常卵细胞。 症状：颈蹼，肘外翻、部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。 XYY三体 一种人类男性的性染色体疾病，比正常的男性多出一条Y染色体，所以又称“超雄综合征”。 父方在MⅡ时两条Y染色单体分离后，进入同一个配子中，产生YY的异常精子。 XXY三体 具有XXY染色体的人通常表现为XY男性的生理特征，同时可能出现不同程度的女性化第二性征。 父方在MⅠ时X和Y未分离，进入同一个配子中，形成XY的异常精子。（X+XY） 或母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成XX的异常卵细胞。（XX+Y） XXX三体 大多数X三体个体表型正常，但发育较早，平均身高较正常女性高，平均智商比正常人群低10～15。 父方在MⅡ时两条X染色单体分离后，进入同一个配子中，产生XX的异常精子。（X+XX） 或母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成XX的异常卵细胞。（XX+X） 2.以染色体组形式成倍的增加或减少 【染色体组】 细胞中的每套非同源染色体。 1 一组非同源染色体； 2 染色体的形态、大小、功能各不相同； 3 含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息。 【染色体组数目的确定方法】 根据“染色体形态”判断 ——细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组 根据“基因型”判断 ——控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组 【单倍体】 由生殖细胞直接发育而来，无论体细胞中含有几个染色体组一律称为单倍体。 成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。 特点：枝叶茎杆弱小，果实多而小，一般高度不育（不是全部）。 【二倍体】 由受精卵发育而来，体细胞中有两个染色体组的生物称为二倍体。 【多倍体】 由受精卵发育而来，体细胞中有三或三个以上染色体组的生物，统称为多倍体。（如香蕉、马铃薯、普通小麦等，多见于植物，动物中很少见） 优点： 植株、果实、种子等粗大， 糖类、蛋白质等营养物质的含量高。 缺点：生长发育迟缓，结实率低。 【人工诱导多倍体的方法】 低导植物染色体数目变化温诱 用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞。 （1）将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。取出后将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25℃）培养。待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。 （2）剪取诱导处理的根尖0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h。 （卡诺氏液：固定细胞的形态），然后用体积分数为95%的酒精 冲洗2次。 （3）制作装片（同有丝分裂实验） 先用低倍镜寻找染色体形态好的分裂象； 视野中既有 正常二倍体细胞 ，也有 染色体数目改变的细胞 ； 确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用 高倍镜观察； 秋水仙素处理 当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，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有丝分裂就可能发育成多倍体植株。 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 补充材料（或教后感） 光学显微镜下可以观察到 。 基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失、替换 染色体组的内涵 ： 一个染色体组中不存在同源染色体 一个染色体组中各个染色体的形态和功能均不相同 一个染色体组中含有该物种的全套遗传信息 一个染色体组中不含有等位基因 例如：蜜蜂中的雄峰 三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。 当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，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有丝分裂就可能发育成多倍体植株。 板 书 设 计 染色体变异  一、染色体数目的变异 1、 个别染色体的数目增减 2、 21三体综合征的成因 二、染色体组 概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异 举例：雄果蝇的一个染色体组 二倍体、多倍体和单倍体 二倍体：由受精卵发育而来，体细胞含2个染色体组 多倍体：由受精卵发育而来，体细胞含3个或3个以上染色体组；特点及应用 单倍体：由配子发育而来，体细胞含本物种配子染色体数目；特点及应用 三、人工诱导多倍体方法 低温 秋水仙素 教 学 反 思 在教学过程中，需关注学生对抽象概念的理解程度，及时调整教学方法和节奏。对于染色体组、单倍体等难点内容，可通过更多实例和练习帮助学生突破。同时，应加强与生活实际的联系，引导学生运用所学知识解释生活中的生物学现象，提高学生的学习兴趣和知识应用能力。 课后练习 1.2024·石家庄期末)如图是四种不同生物体细胞的染色体组成情况，有关叙述错误的是(　 )(多选） A.图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组 B.由图b细胞组成的个体是单倍体或者三倍体 C.图c有3个染色体组，每个染色体组有2条染色体 D.由图d细胞组成的个体可能是由配子发育而来的 2、如图所示为不同生物体细胞中所含的染色体数目情况，下列叙述正确的是(　 ) A.图a细胞正在进行减数分裂，细胞中含有4个染色体组 B.图b代表的生物自交能产生可育后代 C.图c含有两个染色体组，该生物一定是二倍体 D.图d代表的生物一定是单倍体 3.(2024·辽阳期末)下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是(　 ) A.原理：低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同， 都是抑制染色体着丝粒分裂 B.解离：盐酸酒精混合液可以使蒜根尖解离 C.冲洗：用卡诺氏液固定细胞形态后，用清水冲洗2次 D.观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变， 少数细胞染色体数目不变 答案 1、AC 2、D 3、B 学科网（北京）股份有限公司 $$