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1、高一生物染色体变异教案教学目标知识目标：1、染色体结构变异的四种类型（B识记）。2、染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念（B识记）。3、单倍体和多倍体的特点，形成原因及其在育种上的意义（B：识记）。4、人工诱导多倍体的育种上的应用及成就（B：识记）。能力目标：1、以猫叫综合症产生原因为例，引出染色体结构变异的四种类型；以果蝇的染色体为例，引出染色体组的概念，训练学生由具体到抽象的思维能力。2、通过对单倍体、二倍体和多倍体的分类依据的学习，对学生进行比较、分类思维能力的训练。3、通过单倍体和多倍体的概念、原理、应用的学习，训练学生演绎思维能力。情感目标：1、通过了解在自然或人为条件下，染色体会
2、发生结构或数目的改变进而改变生物的遗传性状，树立事物是普遍联系的，外因通过内因起作用的辩证唯物主义观念。2、通过单倍体和多倍体在育种上应用的学习，对学生进行科学价值观的教育和爱国主义教育。教学建议知识体系图解教材分析第二小节染色体变异，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。在染色体结构变异的内容之后，安排了“观察果蝇唾腺巨大染色体装片”的实验。果蝇唾腺巨大染色体常常作为研究染色体结构变异的材料。学生通过做这个观察实验，可以学习观察果蝇唾腺巨大染色体装
3、片的方法。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。教材还以三倍体无子西瓜的培育过程为例，讲述了人工诱导多倍体在育种上的应用，这一内容的介绍，有助于学生把所学的知识与生产和生活实际联
4、系起来。重要知识点分析1人工诱发基因突变和人工诱导多倍体二者相同点都是用人工方法对生物进行诱导使性状发生改变。不同点是，前者使生物体内的基因发生改变，产生了新的基因；后者是生物体内的染色体数目发生了成倍增加，但没有新基因的产生，生物的性状改变是染色体数目发生改变的结果。2单倍体育种单倍体一般长势弱，体型小，高度不育，本身无什么价值，我们利用它来育种，用的是它的单一而纯质的基因型，用秋水仙素处理得纯合的个体（因每一基因复制加倍后总是一对纯合的基因）。通常采用花药离体培养的方法先获得单倍体，再人工诱导使染色体加倍，使其变为正常体细胞染色体数目的植株，大大缩短育种年限。3染色体变异在自然条件或人为条
5、件的影响下，染色体的结构和数目都可能发生变化，染色体的任何改变都必定引起遗传信息的改变，从而导致生物性状发生变异。染色体变异与基因突变最大的区别就是前者在显微镜下可以观察到，后者在显微镜下是观察不到的。染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。(1)染色体结构的变异指细胞中原有的染色体结构发生不正常的变化，又叫染色体畸变。染色体结构的变异首先取决于染色体的断裂，然后才可能形成染色体的缺失、重复、倒位和易位四种类型。缺失是一个正常染色体断裂后丢失了一个片段，这片段上的基因也随之失去。由于一部分遗传物质的丢失，常常造成个体生活力下降以至致死。不致死的缺失往往引起不寻常的性状。重复是一条染色体的
6、断片连接到同源的另一条染色体上，多出跟本身相同的某一片段。重复片段过大的，个体也不能存活。倒位是指染色体在断裂后倒转 。重新差错地接合起来，造成这条染色体上的基因位置顺序颠倒。如果倒位的区段较大，倒位杂合体常表现为高度不育。易位是指染色体在断裂后在非同源染色体间差错接合，更换了位置。果蝇唾液腺染色体 果蝇唾液腺染色体又叫多线染色体或巨染色体。它比其他细胞的染色体长100200倍，体积大10002000倍。这种染色体不仅在细胞分裂时能看到，在细胞不分裂时也能看到。果蝇唾液腺染色体是经过多次分裂纵向联合，彼此紧密盘绕形成的。(2)染色体数目的变异这种变异可分两类：一类是细胞中的染色体成倍地增加或减
7、少(整倍体)；另一类是细胞内个别染色体的增加或减少(非整倍体)。在“染色体变异”中，染色体组和单倍体的概念是学习中的重点和难点。染色体组：一般地说，多数的高等动植物是二倍体，即生物体细胞中含有两组同样的染色体，经过减数分裂，生殖细胞中的染色体数目减半，成为一组染色体，这叫一个染色体组。特点：不同种生物，其染色体组数和每个染色体组所包括的染色体数目一般是不同的；就一个染色体组而言，它包含的所有染色体在形态、大小方面各不相同。单倍体：不论细胞本身含有几个染色体组，只要细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，就叫单倍体。需要明确的是单倍体是生物的个体，同二倍体和多倍体一样。如六倍体小麦的花粉形成单倍体
8、小麦，染色体减半为21条，且含三个染色体组。它们二者之间的关系：只有二倍体物种形成的单倍体，细胞中所有的染色体，恰恰是一个染色体组。如果四倍体或六倍体等物种形成的单倍体，细胞中就有两个或三个染色体组。所以，单倍体概念与染色体组的多少无关。4杂交育种、人工诱变育种、单倍体育种、人工诱导多倍体育种的理论、方法及优点： (1)杂交育种依据：基因重组方法：亲本杂交 代自交后代(筛选)自交后代(筛选) 后代性状稳定。主要优点：使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上。 (2)人工诱变育种依据：基因突变方法：辐射诱变、激光诱变、化学药剂诱变。主要优点：可以提高变异频率，加速育种进程。(3)单倍体育种依据：
9、染色体组成倍减少(染色体变异)方法：花药离体培养主要优点：明显缩短育种年限(4)多倍体育种依据：染色体组成倍增加(染色体变异)方法：秋水仙素处理法主要优点：器官巨大型、提高产量和营养成分。5育种方法及其理论基础培育生物新品种的基本思路是设法便生物产生许多不同的变异类型。然后选择与人们意愿相符的变异类型加以定向培养，逐渐形成生物新品种。产生可遗传变异的来源与育种方法之间的对应关系如下：基因重组杂交育种基因突变诱变育种6无籽西瓜和无籽番茄的培育原理不同无籽番茄是用一定浓度的人工合成的生长素处理没有授粉的番茄花蕾，则子房发育成果实；而无籽西瓜是由于三倍体植株在减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，因而不
10、能形成正常的生殖细胞，当然就不会有种子。用二倍体西瓜成熟花粉授粉的目的，是刺激子房发育成果实，并不是受精作用。由于三倍体西瓜无种子，就必须每年用四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交制种获取三倍体种子。无籽西瓜不但没有种子，而且瓜瓤的糖分多，甜味浓，深受人们的喜受。关于单倍体概念的教学建议单倍体概念的教学，是本部分教学中的又一个难点，学生不易理解。 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。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。蜜蜂是二倍体生物，工蜂、蜂王都是由受精卵发育成的，体细胞中染色体数
11、是32；雄蜂是由未受精卵细胞进行孤雌生殖而形成的生物，它的体细胞中含染色体数是16，正好与蜜蜂的配子染色体数相等，我们就把雄蜂叫作蜜蜂的单倍体。单倍体概念有两个要点：是指生物个体的体细胞；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。紧接着，用列表的方法，比较单倍体和多倍体。 单倍体多倍体定义依据含本物种配子染色体数据染色体组数目定义形成原因单亲生殖的结果未减数配子受精结合，合子染色体加倍人工诱导方法花粉或卵细胞离体培养秋水仙素处理萌发种子幼苗植株特点植株弱小，高度不育，
12、基因成单存在巨型性，生长开花延迟，结实率下降，抗逆性强“单倍体、多倍体”的判断在多年的高中生物学教学中发现：学生对“单倍体、多倍体”的判断始终难以把握，使这一内容成了难点中的难点。下面就笔者对“单倍体、多倍体”的判断谈一下看法，以供同行们参考。 1 从概念上判断教材中对单倍体定义为：生物体细胞中的染色体数和本物种配子中一样，称为单倍体。教材中对多倍体定义为：凡是体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，称为多倍体。在实践中发现，学生往往把单倍体中含有三个或三个以上染色体组的个体，误判为多倍体。所以我认为，对单倍体的判断是否为：由配子发育形成的新个体都为单倍体(不管它含有多少个染色体组)(见图1
13、)。例如：该新个体，虽然含有三个染色体组，但为单倍体，不能判为多倍体。2 从图形上判断21 体细胞中无相同形状染色体的，肯定为单倍体(见图2)。22 体细胞中相同形状的染色体有几条，就是几个染色体组(见图3)。图(3)中相同形状的染色体对“1”来说有四条，那么就是四个染色体组，对“2”、“3”、“4”也一样。221 图3如果是配子发育形成的，那么图3为单倍体体细胞。222 图3如果是、 配子受精形成的，那么图3为多倍体体细胞。23 从、 配子是否组合上判断。231 如果是生物的配子或 配子发育形成的新个体，没有经过配子的组合，那么该新个体必定为单倍体(见图4)。232 如果是生物的、 配子组合
14、形成的新个体，该新个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组，那么该新个体就为多倍体(见图5)。例如：将基因型AA和aa的两植株杂交，得到F1，若用秋水仙素处理F1幼苗，得到F2，用F2花粉直接培育成的植株是几倍体？用F2产生的、 配子组合产生新个体，该新个体为几倍体？染色体变异难点处理的教学建议染色体组和单倍体的概念，学生在学习时常易混淆，是“染色体变异”一节教学中的难点。这两个概念是学生学习二倍体和多倍体的基础，因而又是重点。怎样才能化解难度同时又能让学生熟练掌握，可以参照如下步骤进行教学： 一、运用“教具演示教师引导学生练习”法进行染色体组概念教学首先，教师用绘有雌(或雄)果蝇体细胞中染色体
15、的两张幻灯片，重叠两片，示果蝇体细胞中染色体组成，且同源染色体两两配对。让学生回忆减数分裂的过程，然后教师逐渐推移开两片子以示同源染色体分离，非同源染色体自由组合，随之果蝇体细胞中染色体经减数分裂分成两组，分别进入到两个配子中去，每个配子中各有每对同源染色体中的一条。教师最后指出：每个配子中的一组染色体就是一个染色体组，并提出这个配子(演示)中的染色体组成有何特点的问题(即形态、大小有何不同)？引导学生得出：象果蝇生殖细胞中的这样一组染色体就叫一个染色体组。其中每个染色体组中的染色体在形态、大小方面各不相同。再指出，生物的种类不同，每个染色组中所包含的染色体在数目、形态、大小方面一般是不同的。其次，教师问：“每种生物的生殖细胞中的一组染色体都叫一个染色体组吗？”然后用绘有某四倍体生物体细胞中染色体组成的两张幻灯片
