发布时间 : 星期日 文章人教版高中生物必修二第五章第2节《染色体变异》 教案-2019年精选教学文档 - 图文更新完毕开始阅读
第二节 染色体变异
一、教学目标： （一）知识技能
掌握染色体变异的概念，特点，应用。区分染色体组和同源染色体，并能够正确理解单倍体。使学生了解人工诱导多倍体在育种上的应用及单倍体在育种上的意义。
（二）过程方法
在学生预习的基础上，结合多媒体技术，合理设计问题串，充分发掘学生的想象力。注重学生的日常生活中的信息体验。 （三）情感态度价值观 二、教材分析
这部分的教学任务主要体现在知识、能力、情感态度、价值观等方面。在知识教学目标方面，主要体现为以下几点：其一，染色体结构变异的四种类型；其二，染色体组、单倍体、多倍体和二倍体的概念；其三，单倍体和多倍体的特点、形成原因及其在育种上的意义； 三、重难点分析 其一，染色体组数目的判断。一般来说，在细胞内形态相同的染色体有几条，则含几个染色体组，在细胞或生物体的基因型中，同一种基因出现几次，则有几个染色体组。在教学过程中可将已学习过的同源染色体的概念和染色体组的概念作对比。其二，三倍体无籽西瓜的培育。三倍体植株在减数分裂过程中，染色体的联会发生紊乱，因而不能形成正常的生物细胞。这时需要授给普通西瓜二倍体成熟的花粉，刺激子房发育而成为果实。因为胚珠并不能发育成为种子，所以这种西瓜叫做无籽西瓜。教学过程中可依托多媒体技术使学生对该方法的过程一目了然，较深刻的理解。 四、教学过程： 环节名称 教师活动 学生活动 设计意图 1、复习 问题：生物可遗传的变基因重组、基因突变、温故知新 异有哪三个主要来源？ 染色体变异 2、新课导入 问题：在预习的基础上基因突变是染色比较基因突 回答基因突变和染色体体的某一个位点上基变和染色体 变异的异同 因的改变，这种改变在变异，加强对 人类的许多遗传病光学显微镜下是看不新概念的理 是由染色体结构改变引见的。而染色体变异是解 起的。例如，猫叫综合可以用显微镜直接观 症是人的第5号染色体察到的比较明显的染 部分缺失引起的遗传色体变化，如染色体结 病，因为患病儿童哭声构的改变、染色体数目 轻，音调高，很像猫叫的增减等。 而得名。猫叫综合症患 者的两眼距离较远，耳 位低下，生长发育迟缓， 而且存在严重的智力障 碍。 第 1 页
3、染色体变异的类型 （此处应用多媒体） （小资料） 4、染色体组 （此处应用多媒体） 问题:回答染色体变异的类型及其后果。 一般来说，每一种生物的染色体数目都是稳定的，但是，在某些特定的环境条件下，生物体的染色体数目会发生改变，从而产生可遗传的变异，这类变异属于染色体数目的增减。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增加或减少，例如21三体综合征就属于这一类。 （21三体综合征简介：21三体综合征又叫先天愚型，患者比正常人多了一条21号染色体，智力低下，身体发育缓慢，50%的患者有先天性心脏病。我国人口中21三体综合征的患者估计不少于100万。） 学生看书，并要求能叙述自己对染色体组的理解 染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的。例如，果蝇有4对共8条染色体(看课件上的图片)，这4对染色体可以分成两组，每一组中包括3条常染色体和1条性染色体。就雄果蝇来说，其中的一组包括X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，另一组包括Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。在精子形成的过程中，经过减数分裂，在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有四种：1．染色体中某一片段的缺失；2．染色体中增加了某一片段；3．染色体某一片段的位置颠倒了180°；4．染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。 上述染色体结构的改变，都会使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。 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。 像雄果蝇精子中的4条染色体这样，一个生殖细胞内的全部染色体，在形态和功能上各不相同，但是包含了控制生物体生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组完整的非同源染色体，叫做一个染色体组。 考察学生利用信息的能力 以现实生活中的事例激发学生的兴趣，加强对知识的理解。 考察学生的自主学习能力和观察能力 第 2 页
5、二倍体和多倍体 （小资料） （此处应用多媒体） 6、人工诱导多倍体在育种上的应用 （此处应用多媒体） 染色体的数目减半，所以雄果蝇的精子中只含有一组染色体(X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)，这一组染色体中的4条染色体，形状和大小各不相同。 问题：同源染色体和染色体组有何差异？ 几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。体细胞中含有三个染色体组的个体，叫做三倍体，比如香蕉。体细胞中含有四个染色体组的个体，叫做四倍体，比如马铃薯。多倍体在植物中广泛地存在着，在动物中比较少见。 （自然界中，几乎全部动物和大多数高等植物都是二倍体。多倍体植物在自然界中很常见，例如，天然状态下的香蕉就是三倍体，马铃薯是四倍体，普通小麦是六倍体。多倍体的动物非常罕见。） 问题：21三体综合征的患者是不是多倍体，为什么？ 多倍体产生的主要原因 染色体数目加倍也可以发生在配子形成的减数分裂过程中，这样就会产生染色体数目加倍的配子(如二倍体生物产生二倍体配子)，染 在染色体组中不存在同源染色体，染色体组是由非同源染色体构成的。 二倍体和多倍体：体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体，如人、果蝇和玉米等。 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体。 不是，21三体综合征患者只是体细胞内个别染色体数目发生了改变 体细胞在有丝分裂的过程中，染色体完成了复制，但是细胞受到外界环境条件(如温度骤变)或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形成染色体数目加倍的细胞。如果这样的细胞继续进行正常的有丝分裂，就可以发育成染色体数目加倍的组织或个体。 多倍体在产量上 通过对比加强认识 以现实生活中的事例激发学生的兴趣，增加学生对信息的积累 考察学生利用信息解决实际问题的能力 第 3 页
（小资料） （此处应用多媒体） 7、单倍体 （此处应用多媒体） 色体数目加倍的配子在受精以后也会发育成多倍体。 与二倍体植株相比，多倍体植株的茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增高。例如，四倍体葡萄的果实比二倍体品种的大得多，四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体品种的几乎增加了一倍（看课件上的图）。因此，人们常常采用人工诱导多倍体的方法来获得多倍体，培育新品种。 人工诱导多倍体的方法 （秋水仙素是一种从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。呈白色或淡黄色的粉末或针状结晶，易溶于冷水，酒精，一般多使用它的水溶液。有剧毒，使用时应特别注意。） 问题：为什么不能用秋水仙素处理成熟的植株？ 三倍体无籽西瓜 问题：1、为什么染色体组数为奇数的生物个体有优势 目前最常用而且最有效的方法，是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体形成，导致染色体不分离，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正常的有丝分裂，将来就可以发育成多倍体植株。目前世界各国利用人工诱导多倍体的方法已经培育出不少新品种，如含糖量高的三倍体无子西瓜和甜菜等。 （1、成熟植株正处于分裂期的细胞少。2、成熟植株细胞多，用秋水仙素处理不可能使大多数细胞内的染色体数加倍。） 在多倍体育种中，三倍体无子西瓜的培育比较具有代表性。我国科技工作者经过多年探索，培育出不少三倍体无子西瓜的优良品种。下面以三倍体无子西瓜为例，介绍多倍体的培育过程(看课件上的示意图)。人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父 增加学生的信息储备 理论联系实际，加强认知 第 4 页