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染色體變異
一、知識結(jié)構(gòu)
二、教材分析
1、本小節(jié)主要講授“染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體組的概念，染色體倍性(二倍體、多倍體、單倍體)及其在育種上的應(yīng)用”。
2、教材從“貓叫綜合征”講起，介紹了“染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型及其對生物體的影響”。之后安排了“觀察果蠅唾腺巨大染色體裝片(選做)”的實驗。幫助學生加深對染色體結(jié)構(gòu)變異的理解，并學習觀察果蠅唾腺巨大染色體裝片的方法。
3、染色體數(shù)目的變異可分為兩類:一類是細胞內(nèi)的個別染色體的增加或減少；另一類是細胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。其中后一類變異與人類的生產(chǎn)和生活關(guān)系比較密切，是教材重點介紹的內(nèi)容。
4、染色體組的概念通過分析果蠅的染色體組成而得出。然后，根據(jù)生物體細胞中染色體組數(shù)目的不同，區(qū)分染色體數(shù)目變異的幾種主要類型---二倍體、多倍體和單倍體，重點講述多倍體和單倍體。最后教材用小字講述三倍體無籽西瓜的培育過程，使學生把所學的知識與生產(chǎn)和生活實際聯(lián)系起來。
5、本小節(jié)可以為本章第五節(jié)《人類遺傳病與優(yōu)生》中有關(guān)染色體異常遺傳病和第七章《生物的進化》中有關(guān)現(xiàn)代生物進化理論的學習打下基礎(chǔ)。
三、教學目標
1、知識目標：
(1)染色體結(jié)構(gòu)的變異(A:識記)；
(2)染色體數(shù)目的變異(A:識記)。
2、能力目標：
學會觀察果蠅唾腺巨大染色體裝片。
四、重點實施方案
1、重點：染色體數(shù)目的變異。
2、實施方案：通過掛圖、幻燈片、投影片等多媒體教具，變抽象為具體，讓學生抓住關(guān)鍵，學會知識。
五、難點突破策略
1、難點：染色體組、二倍體、多倍體和單倍體的概念。
2、突破策略：通過生殖細胞中的兩套不同的染色體，引導(dǎo)學生從全部染色體的許多特征中抓住共同的關(guān)鍵特征。結(jié)合多媒體課件及具體實例，搞清難點所在。突破難點，理清思路。
六、教具準備
1、貓叫綜合征幼兒的照片；
2、精子形成過程的示意圖；
3、果蠅的精子與卵細胞圖、染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異的知識結(jié)構(gòu)投影片；
4、果蠅染色體活動的多媒體課件。
七、學法指導(dǎo)
本節(jié)課中，教師要指導(dǎo)學生仔細觀察，與學生談話，師生互動，共同歸納總結(jié)出應(yīng)得的結(jié)論。
八、課時安排：2課時
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第一課時
[一]教學程序
導(dǎo)言
1、復(fù)習提問:
基因突變導(dǎo)致生物變異的原因是什么?
回答:基因突變是基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而使遺傳信息改變，使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變、生物性狀改變，即生物發(fā)生了變異。
那么，基因是什么?它和染色體又有何關(guān)系?
回答:基因是有遺傳效應(yīng)的DNA的片段，染色體是DNA的載體，基因在染色體上呈線形排列。
對于一個生物體來說，正常情況下，其染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)量都是穩(wěn)定的。但在自然條件或人為因素的影響下，染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)量均會發(fā)生改變，從而導(dǎo)致生物性狀的改變，這就屬于染色體變異。
[二]教學目標達成過程
一、染色體結(jié)構(gòu)的變異
1、出示投影片:貓叫綜合征幼兒照片。
2、讓學生觀察:患兒的征狀---兩眼較低、耳位低下，存在著嚴重的智力障礙。
教師補充說:患兒哭聲輕、音調(diào)高，很像貓叫。
3、投影片放映:病因---染色體缺失圖，包括：
在自然條件或人為因素的影響下，染色體發(fā)生的結(jié)構(gòu)變異主要有4種：
�、偃旧w缺失某一片斷（上圖1）；
②染色體增加某一片斷（上圖2）；
�、廴旧w某一片斷位置顛倒1800（上圖3）；
�、苋旧w的某一片斷移接到另一條非同源染色體上（上圖4）。
4、講述:貓叫綜合征的病因是病兒第5號染色體部分缺失，這屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。
投影片上的其他幾種情況也屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，請同學們仔細觀察染色體的變化情況。
5、染色體結(jié)構(gòu)變異，為何能導(dǎo)致生物性狀的變異呢?
教師引導(dǎo)學生從染色體結(jié)構(gòu)的變化會引起染色體上的基因數(shù)目和排列順序的`改變等方面來加以思考。
二、染色體數(shù)目變異
1、我們已經(jīng)知道染色體結(jié)構(gòu)變異會導(dǎo)致生物性狀的變異，那么染色體數(shù)目發(fā)生改變會不會引起生物的變異呢?(回答:會)染色體數(shù)目會如何改變呢?(回答:可增加，也可減少)。
2、前面所說的僅是染色體“個別數(shù)目”的增加或減少，它只是染色體數(shù)目變異的一種類型。
例如，人類有一種叫“21-三體綜合征”的遺傳病，患者比正常人多一條染色體---21號染色體是三條，其征狀表現(xiàn)為智力低下，身體發(fā)育緩慢等；
再如，人類的另一種遺傳病叫“性腺發(fā)育不良(Turner綜合征)”，患者少了一條X染色體，外觀表現(xiàn)為女性，但性腺發(fā)育不良，沒有生育能力。
染色體數(shù)目變異的另一種類型是染色體數(shù)目以“染色體組”為單位成倍增加或減少，這種類型的變異在實踐中的應(yīng)用更為普遍。因此，我們重點介紹后一種類型的染色體數(shù)目變異。
3、首先我們要了解什么是“染色體組”
放映:動物精子形成過程圖
組織學生觀察、歸納、總結(jié):
(1)在減數(shù)分裂過程中，染色體復(fù)制一次細胞分裂二次，結(jié)果生殖細胞中的染色體數(shù)減少了一半。
(2)精原細胞和體細胞中的染色體是成對存在的，精子中因同源染色體的分離而使染色體成單存在。
(3)由于同源染色體的分離，使得生殖細胞中所含染色體成為大小、形狀各不相同的非同源染色體。
出示:雄果蠅染色體的活動投影片。
觀察說明:果蠅細胞中有8條染色體，共4對同源染色體，其中3對常染色體和1對性染色體。(抽拉投影片，使同源染色體分開成為兩組)若把形狀、大小不同的歸為一組，每一組都包括了3條常染色體和1條性染色體，且是每對同源染色體中的某一條染色體。這樣一個生殖細胞中的全部染色體即為一個染色體組。一個染色體組內(nèi)的染色體大小、形狀均各不相同，但卻包含了控制生物體生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。
投影玉米體細胞圖觀察:玉米體細胞中20條染色體，其生殖細胞內(nèi)有10條大小、形狀各不相同的染色體。這10條染色體組成了一個染色體組。
同樣，人的一個染色體組中有23條染色體。
4、教師講述:人、果蠅、玉米體細胞中各含兩個染色體組，都屬于二倍體。在自然界中，幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物均是二倍體。
那么，該如何給二倍體下定義呢?
回答:二倍體指的是體細胞中含有兩個染色體組的個體。
依此類推，體細胞中含三個染色體組的個體該稱為三倍體，如香蕉、無籽西瓜等；體細胞中含四個染色體組的個體被稱為四倍體，如馬鈴薯。
我們把體細胞中含三個或三個以上染色體組的個體稱為多倍體。三倍體、四倍體都屬于多倍體。
多倍體個體在植物中廣泛存在，動物中較少見。
5、多倍體是生物以“染色體組”為單位成倍地增加而致。
在生物的體細胞中，染色體數(shù)目不僅可以成倍增加，也可以成倍減少。
例如，我們在初中生物中學過蜜蜂中的工蜂和蜂王由受精卵發(fā)育而成，而雄蜂由未受精卵直接發(fā)育而成。因此，雄蜂體細胞中的染色體數(shù)是工蜂和蜂王的一半。像這樣，體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體，稱為單倍體。
由學生分析回答:
玉米是二倍體，20條染色體。由玉米花粉直接發(fā)育成的個體中含有10條染色體，是一個染色體組，我們稱之為單倍體。
普通小麥是六倍體，體細胞中有六個染色體組。其配子中有三個染色體組。而由其配子發(fā)育而成的含有三個染色體組的個體也叫單倍體，不能被稱為三倍體。因為由配子發(fā)育成的小麥，其體細胞中的染色體數(shù)同本物種配子中的染色體數(shù)相同。
教師總結(jié):可見，二倍體、多倍體和單倍體的劃分依據(jù)是不同的。二倍體、多倍體以含染色體組的數(shù)目來劃分；單倍體則只要含有本物種體細胞染色體數(shù)目的一半即是，與含染色體組的數(shù)目多少沒有關(guān)系。
[三]教學目標鞏固
1．下列變異中，不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是（）
A、染色體缺失某一片斷B、染色體增加了某一片斷
C、染色體中DNA的一個堿基發(fā)生了改變D、染色體某一片斷位置顛倒了1800
答案:C
2．是正常的兩條同源染色體，則下圖所示是指染色體結(jié)構(gòu)的（）
A、倒位B、缺失C、易位D、重復(fù)
答案:B
3．下列關(guān)于染色體組的正確敘述是（）
A、染色體組內(nèi)不存在同源染色體B、染色體組只存在于生殖細胞中
C、染色體組只存在于體細胞中D、染色體組在減數(shù)分裂過程中消失
答案:A
4．貓叫綜合征是人第號染色體引起的遺傳病。
答案:5部分缺失
5．果蠅的體細胞中有三對常染色體，一對性染色體。因此，果蠅體細胞中的染色體有（）
A、一個染色體組B、兩個染色體組C、四個染色體組D、六個染色體組
答案:B
6、四倍體的曼陀羅有48條染色體，該植物體細胞中的每個染色體組的染色體數(shù)目為（）
A、48B、24C、12D、4
答案:C
[四]總結(jié)
本節(jié)課，我們學習了“染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異”。在染色體數(shù)目變異中，主要了解了染色體組、二倍體、多倍體及單倍體的概念。多倍體、單倍體在育種上的作用，我們下節(jié)課再講。
[五]布置作業(yè)
*P50復(fù)習題一、三
[六]板書設(shè)計
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第二課時
[一]月份教學過程
導(dǎo)言
上節(jié)課我們學習了“染色體組、二倍體、多倍體、單倍體等重要概念”。
多倍體是怎樣形成的呢?單倍體具有什么樣的特點呢?這些知識在實踐中有何應(yīng)用價值呢?
這就是我們在本節(jié)課要了解的內(nèi)容。
[二]教學目標達成過程
1、學生根據(jù)提綱(一)閱讀教材。
提問:多倍體的自然成因是什么?
具有什么特點?(回答:略)
投影展示:二倍體草莓、多倍體草莓的圖片�？磮D可知，多倍體植物各器官均較
二倍體大，果實中含營養(yǎng)物質(zhì)多。如四倍體水稻的干粒重是二倍體水稻的二倍，蛋白質(zhì)含量提高了5％～15％，可見多倍體有較高的應(yīng)用價值。
下面，我們以“三倍體西瓜的培育過程”為例，學習多倍體在實踐中的應(yīng)用。師生根據(jù)P49圖示學習、討論三倍體無籽西瓜的培育過程。
并板書出其染色體的情況:
歸納總結(jié)多倍體知識，補充提綱(一):
剛才，我們歸納了“多倍體”的有關(guān)知識，明確了采用人工誘導(dǎo)多倍體來獲得多倍體，可以應(yīng)用在育種上培育新品種。
那么，單倍體的情況又是怎樣的呢?
請同學們依據(jù)提綱(一)閱讀教材，思考以下問題:
(1)單倍體的自然成因是什么?
(2)單倍體的特點有哪些?
(3)單倍體在育種上有什么意義?
2、在學生閱讀、思考、討論的基礎(chǔ)上根據(jù)大綱歸納總結(jié)單倍體的有關(guān)知識:
講述:多倍體和單倍體在人工誘導(dǎo)育種上都有很重要的意義，目前許多國家利用多倍體和單倍體育種方面均取得很大的成果。
[三]教學目標鞏固
1、單倍體本身無利用價值，但在育種上卻有其特殊的意義，這是因為用花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體。單倍體植株經(jīng)秋水仙素處理后，染色體不僅可以恢復(fù)到正常水平，而且可獲得純合體。
2、培育多倍體的方法有很多種，如:溫度劇變，射線處理、藥物處理等。其中最常用而且最有效的方法是用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗。
3、用四倍體西瓜植株作母本，二倍體西瓜植株作父本進行雜交，結(jié)出西瓜的果皮細胞、種子的種皮細胞、胚細胞的染色體組數(shù)依次為（）
A、4、3、3B、4，2、3C、3、4、3D、4、4、3
解析:在結(jié)出西瓜的過程中，子房壁形成果皮，珠被發(fā)育成種皮。子房壁細胞和珠被細胞都屬于體細胞，與其母本---四倍體西瓜植株細胞內(nèi)的染色體數(shù)目相同，即為四個染色體組，胚是由受精卵發(fā)育而來的，胚細胞內(nèi)的染色體應(yīng)是精子和卵細胞的染色體的總和，即為三個染色體組。
答案:D
4、基因型為AABBCC的豌豆與aabbcc的豌豆雜交產(chǎn)生的F1，用秋水仙素處理幼苗后得到的植株是（）
A、二倍體B、三倍體C、四倍體D、六倍體
解析:基因型為AABBCC的豌豆與aabbcc的豌豆，其體細胞中有兩個染色體組，所以F1是二倍體，用秋水仙素處理，能夠引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，即由原來的二倍體變?yōu)樗谋扼w。
答案:C
5、蘿卜體細胞內(nèi)有9對染色體，白菜體細胞內(nèi)也有9對染色體，將蘿卜和白菜雜交得到的種子，一般是不育的，但經(jīng)過培育后長成了能開花結(jié)籽的新作物，這種作物最少含有染色體數(shù)為（）
A、9B、18C、36D、72
解析:蘿卜和白菜是屬于兩個物種，其染色體不同。二者雜交后得的種子一般不育是因為種子內(nèi)無同源染色體。要想使雜交種子可育，必須讓其染色體加倍，細胞內(nèi)出現(xiàn)了同源染色體，才能進行減數(shù)分裂產(chǎn)生生殖細胞，能夠開花結(jié)籽。
答案:C
總結(jié)
我們用2課時學習了“染色體的變異”。其中最重要的內(nèi)容是染色體數(shù)目的變異。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，有的甚至導(dǎo)致生物體死亡。個別染色體的增加或減少也會引起生物性狀的改變，甚至導(dǎo)致生物體死亡。多倍體在植物界較為多見，它比普通二倍體植株的營養(yǎng)價值更高一些。單倍體植株在自然界用處不大。但是多倍體和單倍體在育種方面起到了非常重要的意義。
[四]布置作業(yè)
P50復(fù)習題：二
[五]板書設(shè)計
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