5.2染色体变异教学设计2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

教学设计 课题 染色体变异——晋麦47号的“染色体加倍”密码 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 本课时是“染色体变异”第2课时，聚焦染色体数目变异及其在育种中的应用。第1课时已学习染色体结构变异，本课时将学习染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等核心概念，并分析多倍体育种和单倍体育种的原理。在单元整体中，本课时上承基因突和基因重组，下接人类遗传病和单元复习，是建构“可遗传变异”完整知识体系的关键环节。核心概念的学习对学生理解生物进化、遗传育种、生物多样性等具有重要价值，同时蕴含着“结构与功能相适应”的生命观念。 2.学习者分析 学生已学习减数分裂、受精作用、基因突变和基因重组，理解了配子形成过程中染色体的行为变化，为本课时学习染色体组、二倍体、多倍体等概念奠定了基础。但学生对“染色体组”这一抽象概念理解困难，容易混淆单倍体和一倍体。学生已在前三课时中逐步适应了“太空育种”单元情境，对太空育种、无籽西瓜兴趣浓厚，对探究活动积极性较高。教学中需借助模型建构帮助学生突破概念难点。 3.学习目标确定 1. 通过染色体模型的操作与建构，说出染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念，理解染色体数目变异的类型及形成原因。（生命观念、科学探究） 2.通过分析太空育种中可能发生的染色体数目变异实例，比较单倍体育种与多倍体育种在原理、过程和优势上的异同，培养归纳与概括的科学思维能力。（科学思维） 3. 通过小组合作完成“三倍体无籽西瓜培育方案”或“单倍体小麦育种方案”的初步设计，运用染色体数目变异原理解释育种实践，提升解决实际问题的能力。（科学探究） 4. 通过了解我国航天育种和多倍体育种成果（如晋麦47号太空育种、无籽西瓜等），关注生物学知识在农业生产中的应用，增强科技兴农的社会责任感。（社会责任） 4.学习重点难点 重点：染色体组的概念，二倍体、多倍体、单倍体的概念与判断，多倍体育种和单倍体育种的原理与应用。 难点：染色体组概念的理解，多倍体和单倍体形成的细胞学机制。 5.学习评价设计 评价维度 关键表现 评价方法 知识掌握 ①能准确说出染色体组的概念，明确其“一套非同源染色体”的核心内涵；②能正确区分二倍体、多倍体、单倍体，并说明其染色体组数；③能阐明多倍体育种和单倍体育种的基本原理。 课堂提问+口头回答； 模型操作中随机抽问“这个染色体组中有没有同源染色体？” 课后习题检测 科学思维 ①能通过分析普通小麦（六倍体）和晋麦47号的染色体核型数据，判断其倍性并说明理由；②能对“三倍体小麦能否产生正常配子”提出合理假设，并运用减数分裂联会知识进行逻辑论证；③能比较多倍体育种与单倍体育种在原理、过程、优势上的异同，形成归纳与概括。 小组讨论发言记录； 辩论环节观点表达的逻辑性评价； 育种方案设计中的原理运用分析。 科学探究 ①能参与染色体模型建构活动，在操作中准确区分同源染色体与非同源染色体，正确组合出配子的染色体组；②能模拟三倍体减数分裂联会过程，用模型演示联会紊乱现象；③能设计一份“利用太空诱变产生的染色体数目异常植株培育新品种”的育种方案，体现科学探究的一般流程。 观察小组在利用染色体卡片建构染色体组时，操作是否规范（如同源染色体是否正确配对、从每对中各取一条组成配子染色体组）； 方案设计的科学性评价量规（科学性、完整性、创新性）。 素养落实 ①能解释染色体数目变异对生物性状的影响，体现“遗传信息控制生物性状”的生命观念；②能说明多倍体植株通常茎秆粗壮、果实较大与染色体数目加倍的关系，体现“结构与功能相适应”；③能结合晋麦47号太空育种案例，关注生物学知识在农业科技中的应用，体现科技兴农的社会责任意识。 课堂小结发言+问题回答； 育种方案中对“为什么多倍体小麦可能更高产”等问题的解释； 课后探究作业中体现的价值认同。 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：情境导入-----晋麦47号的太空梦想 教师活动1 播放“神舟十六号搭载的晋麦47号种子经空间诱变后返回地面进行田间筛选”的图片和视频片段，设置悬念：“第3课时我们探讨了太空辐射可能造成染色体‘缺胳膊少腿’的结构变异，今天育种专家在显微镜下又发现一个奇特现象——有些太空种子的后代，细胞里的染色体数量跟普通小麦不一样了！有的多了，有的少了。这会给小麦带来什么变化？育种工作者如何利用这种变化培育让晋麦47号穗更大、产量更高？” 学生活动1 观察图片，倾听引导，思考染色体变异的不同，回顾之前学习的染色体结构变异，然后补充染色体数目变异，思考如何让小麦穗更大，产量更高？ 活动意图说明：利用单元主线情境的延续性，从晋麦47号太空之旅的基因突变，染色体结构变异，染色体数目变异引出本课时核心问题：染色体数目变异及其应用。 环节二：概念建构----染色体组 教师活动2 引导学生回忆果蝇体细胞和配子中染色体组成的已有知识。 发放染色体模型卡片（每组一套，含多对同源染色体），提问：“果蝇体细胞中有8条染色体，配子中有几条？配子中的4条染色体彼此之间是什么关系？” 组织学生用模型卡片进行分类操作，从配子中的染色体组成引出“染色体组”的概念。 教师巡视指导，关注学生对非同源染色体与同源染色体的区分。 学生活动2 小组合作操作染色体模型卡片，将体细胞中的8条染色体按照同源染色体配对分组，再从中各取一条组成配子的染色体组。 通过动手操作，自主“发现”染色体组的概念——配子中那一套形态、大小、功能各不相同的非同源染色体。 小组内互问互答，对“为什么配子中的每条染色体互不相同”等问题进行“质疑”和讨论 活动意图说明：通过模型卡片操作，将抽象的“染色体组”概念转化为可视、可操作的实物，符合“四有课堂”中“有发现”的理念——学生在操作中自主建构概念，而非被动接受。学生可能出现的障碍：误将同源染色体放入同一染色体组中。教师通过追问“配子中的染色体来自同一亲本还是各取一半”引导学生纠正。 环节三：概念建构----二倍体 多倍体 单倍体 教师活动3 展示普通小麦（六倍体）和晋麦47号小麦的染色体核型对比图，提出问题：“普通小麦体细胞有42条染色体，晋麦47号体细胞也是42条染色体，如何判断它们是二倍体还是多倍体？” 引导学生理解二倍体、多倍体的判断依据是“染色体组数”而非“染色体条数”。接着展示太空诱变后出现的三倍体小麦植株和单倍体小麦植株的染色体核型图，提问：“三倍体和单倍体是如何形成的？它们在育种中有什么价值？” 组织小组辩论：“三倍体小麦能否产生正常配子？为什么？ 学生活动3 小组讨论判断小麦倍性的方法，通过计算染色体组数（42÷7=6）得出普通小麦为六倍体。 针对“三倍体能否产生正常配子”展开“争论”：一部分学生认为染色体可以均分，另一部分学生根据减数分裂联会知识反驳。 借助模型演示三倍体联会紊乱的过程。 最后小组合作讨论多倍体和单倍体在育种中的应用价值，形成初步方案 活动意图说明：以真实的小麦核型数据为素材，让学生在计算和辩论中深化对“染色体组数”的理解。设置“争论”环节，促使学生在思维碰撞中澄清概念误区。“三倍体联会紊乱”的模型演示是“四有课堂”中“有创新”的体现——学生用模型直观呈现抽象过程，培养创新思维和科学论证能力。 环节四：晋麦47号梦想的实现---育种方案设计 教师活动4： 创设任务情境：“假设你是山西省农科院的一名育种科技工作者，正在参与晋麦47号太空诱变育种项目。你在田间发现了一株由太空诱变产生的染色体数目异常的小麦植株。请根据你对染色体数目变异的理解，设计一套利用这株异常植株培育新品种的方案。”提供方案设计模板（含育种目标、材料选择、技术路线、预期结果等要素），指导学生分组讨论。 各小组展示方案后，教师组织互评和总结，归纳单倍体育种（缩短育种年限）和多倍体育种（获得性状优良品种）的核心价值。 学生活动4： 小组合作设计育种方案。 学生可选择方向一：若该植株为单倍体——设计单倍体育种方案（如花药离体培养+秋水仙素加倍）； 方向二：若该植株为多倍体——设计多倍体育种方案（如与其他倍性植株杂交获得三倍体）。 各小组展示方案，阐述设计思路和预期效果。其他小组倾听并提出改进建议 活动意图说明：本环节是单元大情境“太空育种”的深化与收束——学生以“农科院育种科技工作者”身份完成真实的方案设计任务，将所学知识迁移到实践问题解决中。“有创新”体现在学生需要综合运用染色体数目变异、基因重组等多方面知识，设计出兼具科学性和可行性的育种方案，培养创新实践能力和科技报国意识。 7.板书设计 染色体变异（第2课时）——染色体数目变异及其应用 一、染色体组（最基本单位） 配子中的一套非同源染色体 → 形态、大小、功能各不相同 二、染色体数目变异的类型 1. 整倍性变异：二倍体（2n）→ 多倍体（3n、4n、6n等）→ 单倍体（n） 2. 非整倍性变异：个别染色体的增减 三、多倍体育种 原理：染色体数目加倍 方法：低温或秋水仙素处理 实例：三倍体无籽西瓜、晋麦47号多倍体小麦 四、单倍体育种 原理：花药离体培养 + 秋水仙素加倍 优势：明显缩短育种年限 8.作业与拓展学习设计 基础作业： 1.某二倍体哺乳动物的成熟体细胞中含有2n条染色体。该动物处于减数分裂过程中的某个细胞中含有2n条染色单体。不考虑变异和染色体互换，下列关于该细胞的叙述，正确的是（　　） A．细胞中含有2条性染色体 B．细胞中正在发生基因重组 C．细胞中只含有1个染色体组 D．细胞中含有同源染色体 2．蜜蜂的雄蜂（n=16）由未受精的卵细胞直接发育形成，雌蜂（蜂王和工蜂，2n=32）由受精卵发育形成。在某一蜜蜂群体中发现了白眼突变雄蜂。下列叙述错误的是（　　） A．雄蜂是单倍体，体细胞中只含有一个染色体组 B．蜜蜂的性别由细胞中染色体的数目决定 C．可通过观察雄蜂产生配子的种类和比例来判断其减数分裂过程中是否发生基因重组 D．携带一个白眼突变基因的某卵原细胞，其产生的卵细胞含白眼基因的概率为1/2 3．小麦育种流程如图所示。下列叙述错误的是（　　） 注：不同物种的染色体在减数分裂过程中不会相互配对 A．杂种一的体细胞中含有14条染色体，两个染色体组 B．杂种二进行减数分裂时因联会紊乱导致高度不育 C．黑麦和普通小麦虽能杂交产生子代，但仍存在生殖隔离 D．小黑麦花药离体培养可获得含有4个染色体组的可育植株 4．下列关于染色体变异的叙述，错误的是（    ） A．染色体结构变异会导致基因的数目或排列顺序发生改变 B．染色体数目变异包括个别染色体的增加或减少，以及以染色体组的形式成倍增加或减少 C．单倍体植株通常高度不育 D．多倍体植株的果实和种子一定比二倍体大 5．三倍体无子西瓜是由四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交培育而成，其果实中一般没有种子。下列关于无子西瓜的叙述，错误的是（　　） A．该育种过程利用的可遗传变异可通过光学显微镜观察 B．产生无子西瓜的原因是三倍体不能进行正常的减数分裂 C．三倍体无子西瓜培育过程中不涉及基因重组 D．为短期内获得大量的无子西瓜植株，可使用无性生殖的方法 6.华山新麦草是我国特有小麦近缘濒危物种，具有抗小麦条锈病Y基因，为小麦育种提供新的种质资源。利用普通小麦、华山新麦草和六倍体小黑麦培育高抗条锈病八倍体小黑麦品系的过程如图所示，下列有关推测错误的是（　　） A．甲是四倍体植株，乙是八倍体植株 B．理论上，丙的配子中有14条染色体 C．若植株丁含有Y基因，则其发生了染色体结构变异 D．从丙到丁自交多代，可在获得Y基因的同时达到纯合的目的 2. 拓展作业：为什么多倍体小麦更适合山西旱地？查阅资料分析原因。 3. 实践作业：用彩纸制作晋麦47号多倍体育种流程卡片。完善课堂上的“晋麦47号太空诱变育种方案”，结合基因突变、基因重组和染色体变异三类知识，设计一个完整的育种流程图，要求至少体现两种变异类型的应用。 9.特色学习资源分析、技术手段应用说明 核心情境资源：以“晋麦47号太空育种”作为贯穿始终的微观故事主线，将枯燥的变异过程拟人化、任务化。 可视化模型资源：①染色体模型卡片：每组配备一套可操作的纸质染色体模型卡片，用于染色体组的建构和二倍体、多倍体、单倍体的模拟操作。 ②希沃白板软件：用于染色体组概念的动态演示和小组展示，支持学生将染色体拖拽到正确位置，实现“模型建构—数据分析—科学论证”的深度学习。 实验视频资源：神舟十六号搭载晋麦47号等种子的新闻报道视频，作为情境导入和贯穿整节课的素材。④显微镜与染色体玻片标本：提供普通小麦和太空诱变小麦的染色体玻片，供学有余力的学生课后观察。 10.教学反思与改进（预设） 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $