染色体结构的变异教学设计案例

第三章 遗传和染色体第三节 染色体变异及其应用

【学习目标】

1．通过图解染色体结构变异，简述染色体结构变异的类型，提高识图能力

2．通过比较基因突变中的碱基对缺失与染色体结构变异中的缺失、基因重组中的交叉互换与染色体结构变异中的易位，培养对比分析能力

3．通过图解果蝇的染色体组，说出染色体组的概念，培养理性思维

4．列举自然界中常见的染色体数目变异的类型，区分二倍体、多倍体的概念

【评价任务】

1．通过分析猫叫综合征产生的原因，阅读教材P47图3-18，模拟染色体的各种变异，总结出染色体结构变异的类型。（指向目标1）

2．尝试对比基因突变中的碱基对缺失与染色体结构变异中的缺失、基因重组中的交叉互换与染色体结构变异中的易位。（指向目标2）

3．通过小组合作，分析果蝇染色体组的组成，尝试总结染色体组的概念，并区分二倍体、多倍体。（指向目标3、4）

【学法建议】 1．“染色体变异” 是苏教版高中生物学必修2 遗传与进化第三章第三节的内容。染色体是遗传物质的主要载体，染色体变异是在细胞分裂过程中由于染色体结构和数目的异常造成的，所以细胞

分裂是染色体变异的细胞学基础。需要你课前回顾旧知识，完成学前准备的内容，温故而知新。

2．本主题重点是染色体数目的变异，难点是染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。请你积极主动地参与课堂测验，动脑动手，辨析各个概念。

3．学历案中的A组基础巩固为合格标准，B组为能力提升，可根据需要选择完成。

【学习过程】

一、学前准备

1．复习染色体、DNA、基因三者的关系，思考染色体会不会变异？变异后的染色体会不会改变生物个体的性状？

2．复习有丝分裂和减数分裂过程，思考染色体是如何分配到子细胞中的？

3．搜集几个自然界中染色体变异现象的实例，以图片或文字的形式便于和同伴交流。

二、课中学习

请同学们回忆一下，染色体、DNA、基因三者具有什么关系？

生：基因是有遗传效应的DNA片段，DNA是遗传物质，染色体是遗传物质的主要载体，基因在染色体上呈线性排列。

染色体会发生什么变异？变异后的染色体会不会改变生物个体的性状？

引出课题：染色体变异及其应用

染色体变异包括结构变异和数目变异。

首先看一下染色体变异的实例：

图片：猫叫综合征患儿，症状：患儿哭声轻，音调高，很像猫

叫，两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在严重的智力障碍。病因：5号染色体部分缺失。

图片：他就是享誉世界的“天才”音乐指挥家—舟舟，本名：胡一舟，1978年4月1日出生，是一位先天智力障碍(21三体综合征)患者。病因：比正常人多了一条21号染色体。

图片：新品种无籽西瓜，原因：染色体数目成倍增加。

一、投影以下思考题，引导学生阅读教材P43-44：

（1）染色体结构变异的概念是什么？

（2）染色体结构变异的主要起因于什么？

（3）染色体结构的变异的结果？

（4）染色体变异的特点？

（5）引起染色体结构变异的诱因主要有哪些？

（6）染色体结构变异主要有哪几种类型？你能说说各种类型的结构变异具体是怎么形成的吗？

（7）染色体结构变异对染色体上的基因及生物性状有何影响？

（8）染色体结构变异对生物体有利吗？试举一例。

学生阅读思考后，教师提问，并据学生回答状况进行补充、纠正或小结，具体强调以下几方面：

1、染色体结构变异主要起因于：染色体的断裂以及断裂后的片段不正常的重新连接。

2、染色体结构变异主要类型：缺失、重复、倒位和异位。（图解说明）

3、染色体结构变异常常可通过显微镜直接观察到。

4、引起染色体结构变异的诱因主要有：电离辐射、病毒感

染或一些化学物质。在各种诱因的作用下，染色体结构变异的机会增加。

5、染色体结构变异会使染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。

6、大多数染色体结构的变异对生物体是不利的，有时甚至会导致生物体死亡。例如：人的第5号染色体的部分缺失会引起猫叫综合征。

分析图3-18，总结染色体结构变异的类型。

右图表示染色体结构变异的类型分别是：

1． 缺失 如猫叫综合征，5号染色体短臂缺失。

2． 重复 如：果蝇的棒状眼。

3． 倒位 如：女性的习惯性流产，9号染色体某一片段倒位引起。

4． 易位 如：人的14号染色体与第22号染色体间发生易位。通过PPT图片，比较易位和交叉互换，思考问题：辨析易位与交叉互换的含义

易位发生在

非同源染色体

之间，交叉互换发生在 第一次减数分裂前期

的

同源染色体

之间。

（4）你能用光学显微镜直接观察到染色体结构变异吗？（检测目标2）

出示图片：微核，是染色体结构变异的结果。得出能用光学显微镜直接观察到染色体结构变异。能观察到基因突变吗？

生：不能。

染色体数目如何变异的？

二、染色体数目变异（检测目标3、4）

从正常人体染色体组成，引出21号染色体多出1条，成为21三体综合征患者。你知道染色体数目会发生哪些类型的变异吗？

利用只有4对染色体的果蝇为例。

出示雌雄果蝇的染色体组成图片。引导学生结合图示回答以下问题：

（1）果蝇体细胞有几条染色体？（答：8条）

（2）Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系? Ⅲ号和Ⅳ号呢? （答：同源染色体；非同源染色体） （3）雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体? （答：Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y）

（4）雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、结构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？

（答：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y； 各不相同；

是）

（5）如果将果蝇的精子中的染色体看作一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？ （答：2组）

2、染色体数目的变异

（1）个别变异：（见图示）

正常 增加1条 减少1条

（2）整组变异：（见图示）

正常 成组增加 成组较少

1．染色体数目变异的类型

（1）非整倍性变异：

个别 染色体的增加或减少，例如： 21三体综合征 。

（2）整倍性变异：染色体数目以 染色体组

的方式成倍地增加或减少。

什么是染色体组呢？

2．染色体组

出示雌果蝇体细胞中的染色体组成，尝试将这些染色体分组。结合教材P48，小组讨论以下问题：

（1）根据果蝇体细胞中的染色体图，说说果蝇体细胞含有的染色体数目？同源染色体对数？具体说说谁和谁是同源染色体？

生：8条染色体，4对同源染色体，Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、Ⅹ和Ⅹ是同源染色体，Ⅱ和Ⅲ是非同源染色体。

（2）果蝇的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅹ染色体，是形态和功能各不相同，但互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组 非同源 染色体，称为一个 染色体组 。

染色体组的判别依据：（1）不含同源染色体；

（2）所含染色体形态、大小和功能各不相同；

（3）含控制一种生物性状的一整套遗传信息。

（3）果蝇体细胞中含有几个染色体组？

生：两个。

（4）尝试分析一下人的体细胞中的染色体数？同源染色体对数？染色体组数？

人的体细胞中含有 46 条染色体，精子或卵细胞中含有23条染色体，且形态功能各不相同，这23条染色体称为一个 染色体组

。人的体细胞中含有 两 个染色体组。

引出二倍体、多倍体的概念。

3．二倍体、多倍体、单倍体

（1）二倍体：由

受精卵

发育而成的个体，体细胞中含有

两

个染色体组的个体叫做二倍体。

（2）多倍体：由

受精卵

发育而成的个体，体细胞中含有

三个或三个以上

个染色体组的个体叫做多倍体。

（3）单倍体：体细胞含有的染色体数等于

配子 染色体数的变异的个体。

师：你还想知道什么? 生：多倍体是如何形成的？单倍体是如何形成的？无子西瓜是怎样形成的？……

【检测反馈】

【检测目标1】课后检测1。

【检测目标2】课后检测4。

【检测目标3】某生物正常体细胞的染色体数目为12条，是三倍体。下图表示该三倍体正常体细胞的是 （A）

A B

如何判断染色体组数？相同形态的染色体的数目（相同基因的数目），即染色体组数。

【检测目标4】课后检测6。

【作业及学后反思】

1． A组基础巩固为合格标准，请所有同学完成；B组为能力提升，可根据需要选择完成。

2．请自主梳理本主题知识体系，你是通过什么方法和策略学会主题内容的，你觉得还有什么内容比较薄弱，需要老师提供何种帮助，你还有什么好的经验可以和大家分享，请写在学案区域。

【板书设计】

染色体变异

一、结构变异：

缺失 重复 倒位 易位

二、数目变异：

1．类型：

非整倍性变异：21三体综合征

整倍性变异：多倍体、单倍体

2．染色体组：一组非同源染色体。

【教后反思】

本课的教学设计，主要包括【学习目标】、【评价任务】、【学法建议】、【学习过程】、【检测反馈】、【作业及学后反思】等几个方面，通过对本节课的教学实践，本人体会与反思如下：

1．生物学科核心素养构成课程主线

生物新课程标准提出的生物学科素养包括：生命观念、理性思维、科学探究、社会责任。在本节课中，通过21三体综合征、猫叫综合征等染色体变异的实例，让学生正确看待染色体变异引起的病症。理性思维是一种有明确的思维方向，有充分的思维依据，能对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括的一种思维。说得简单些理性思维就是一种建立在证据和逻辑推理基础上的思维方式。本节课特别注重培养学生的理性思维，运用发现法，让学生

自主构建染色体变异的类型、染色体结构变异、染色体数目变异、染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念。

2．从关注教转向关注学

从期望“学会什么”出发，设计并展示“学生何以学会”的过程，以便学生自主建构或社会建构经验或知识的专业方案。它是教师设计的、规范或引导学生学习用的文本，是通向学生目标达成的脚手架；它是一种学校课程计划、学习的认知地图、可重复使用的学习档案，是师生、生生、师师互动的载体，也是学业质量监测的依据，因为学历案记录着每一个学生学习过程的学业表现。可见，我们从教师教的视角书写教案，转向站在学生学习的视角编写学历案，以“何以学会”为中心，真正体现学习的过程，从而解决“我教了，你不会”的问题。

3．构建互动高效的课堂

有效教学的核心是构建有效的课堂，而课堂教学的本质特点就是动态生成。建构高效互动的教学方式，重点是教师要能组织起学生有效的认知活动，使学生能够在活动中发现问题、获取知识、形成经验、培养能力。我们对课堂教学的评价，不仅要看课堂教学目标定位、教学内容安排、教学结构设计、教学方法选择和教学能力体现等方面，更重要的是要看教师是否能建立一种充满生命活力的、开放的、个性化的教学情境，让学生不仅获得信息，还能够生成知识，真正具有参与的满足、合作的意识、交往的快乐、思考的欲望和成功的体验。

4．转变教师的角色。

新课程要求教师在课堂中不再只是传授知识，而应逐步变成学生成长的引领者，学生潜能的唤醒者，教育内容的研究者，教育艺

术的探究者，学生知识建构的促进者，校本课程的开发者。最好的教师应该能敏锐地捕捉课堂动态生成性资源，以教学机智，把握教学"意外"。何为"意外"？就是课堂上学生突发奇想的提问、质疑，在我们的预设之外。在互动中激活资源可以体现在以下几个方面：1）教师在不断学习中激发自身的灵感；2）通过转变角色激活学生资源；3）在师生对话中碰撞出思想的火花。

本节课在教学过程中教师充分关注学生的思维发展，努力倾听学生、发现学生，密切关注学生的课堂情绪，充满教学机智和教学激情，根据课堂实际随时调整教学，让学生瞬间出现的智慧、理解、问题、困惑、情感等都进入课堂，让教学过程努力成为生动、发展、富有个性化的动态创造活动。

5．处理好预设和生成辨证统一的关系。没有预设的课堂是不负责任的课堂，而没有生成的课堂是不精彩的课堂，预设和生成是互补关系，课堂教学既需要预设也需要生成；但是预设和生成也有其对立的一面，即二者体现的教学理念和价值追求的目标不同，预设重视显性的、标准的结果，而生成则关注隐性的过程性的、个性化的目标。预设过度必然导致对生成的忽视，挤占生成的时间和空间；而生成过多必然影响目标的实现以及教学计划和目标的实现。