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染色體變異
一、知識結構
二、教材分析
1、本小節主要講授“染色體結構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)及其在育種上的應用”。
2、教材從“貓叫綜合征”講起，介紹了“染色體結構變異的四種類(lèi)型及其對生物體的影響”。之后安排了“觀(guān)察果蠅唾腺巨大染色體裝片(選做)”的實(shí)驗。幫助學(xué)生加深對染色體結構變異的理解，并學(xué)習觀(guān)察果蠅唾腺巨大染色體裝片的方法。
3、染色體數目的變異可分為兩類(lèi):一類(lèi)是細胞內的個(gè)別染色體的增加或減少；另一類(lèi)是細胞內的染色體數目以染色體組的形式成倍地增加或減少。其中后一類(lèi)變異與人類(lèi)的生產(chǎn)和生活關(guān)系比較密切，是教材重點(diǎn)介紹的內容。
4、染色體組的概念通過(guò)分析果蠅的染色體組成而得出。然后，根據生物體細胞中染色體組數目的不同，區分染色體數目變異的幾種主要類(lèi)型---二倍體、多倍體和單倍體，重點(diǎn)講述多倍體和單倍體。最后教材用小字講述三倍體無(wú)籽西瓜的培育過(guò)程，使學(xué)生把所學(xué)的知識與生產(chǎn)和生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。
5、本小節可以為本章第五節《人類(lèi)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(jìn)化》中有關(guān)現代生物進(jìn)化理論的學(xué)習打下基礎。
三、教學(xué)目標
1、知識目標：
(1)染色體結構的變異(A:識記)；
(2)染色體數目的變異(A:識記)。
2、能力目標：
學(xué)會(huì )觀(guān)察果蠅唾腺巨大染色體裝片。
四、重點(diǎn)實(shí)施方案
1、重點(diǎn)：染色體數目的變異。
2、實(shí)施方案：通過(guò)掛圖、幻燈片、投影片等多媒體教具，變抽象為具體，讓學(xué)生抓住關(guān)鍵，學(xué)會(huì )知識。
五、難點(diǎn)突破策略
1、難點(diǎn)：染色體組、二倍體、多倍體和單倍體的概念。
2、突破策略：通過(guò)生殖細胞中的兩套不同的染色體，引導學(xué)生從全部染色體的許多特征中抓住共同的關(guān)鍵特征。結合多媒體課件及具體實(shí)例，搞清難點(diǎn)所在。突破難點(diǎn)，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(guò)程的示意圖；
3、果蠅的精子與卵細胞圖、染色體結構變異和染色體數目變異的知識結構投影片；
4、果蠅染色體活動(dòng)的多媒體課件。
七、學(xué)法指導
本節課中，教師要指導學(xué)生仔細觀(guān)察，與學(xué)生談話(huà)，師生互動(dòng)，共同歸納總結出應得的結論。
八、課時(shí)安排：2課時(shí)
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第一課時(shí)
[一]教學(xué)程序
導言
1、復習提問(wèn):
基因突變導致生物變異的原因是什么?
回答:基因突變是基因結構發(fā)生改變，從而使遺傳信息改變，使蛋白質(zhì)結構改變、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:基因是有遺傳效應的DNA的片段，染色體是DNA的載體，基因在染色體上呈線(xiàn)形排列。
對于一個(gè)生物體來(lái)說(shuō)，正常情況下，其染色體的結構和數量都是穩定的。但在自然條件或人為因素的影響下，染色體的結構和數量均會(huì )發(fā)生改變，從而導致生物性狀的改變，這就屬于染色體變異。
[二]教學(xué)目標達成過(guò)程
一、染色體結構的變異
1、出示投影片:貓叫綜合征幼兒照片。
2、讓學(xué)生觀(guān)察:患兒的征狀---兩眼較低、耳位低下，存在著(zhù)嚴重的智力障礙。
教師補充說(shuō):患兒哭聲輕、音調高，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)生的結構變異主要有4種：
�、偃旧w缺失某一片斷（上圖1）；
�、谌旧w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，這屬于染色體結構變異。
投影片上的其他幾種情況也屬于染色體結構變異，請同學(xué)們仔細觀(guān)察染色體的變化情況。
5、染色體結構變異，為何能導致生物性狀的變異呢?
教師引導學(xué)生從染色體結構的變化會(huì )引起染色體上的基因數目和排列順序的`改變等方面來(lái)加以思考。
二、染色體數目變異
1、我們已經(jīng)知道染色體結構變異會(huì )導致生物性狀的變異，那么染色體數目發(fā)生改變會(huì )不會(huì )引起生物的變異呢?(回答:會(huì ))染色體數目會(huì )如何改變呢?(回答:可增加，也可減少)。
2、前面所說(shuō)的僅是染色體“個(gè)別數目”的增加或減少，它只是染色體數目變異的一種類(lèi)型。
例如，人類(lèi)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，其征狀表現為智力低下，身體發(fā)育緩慢等；
再如，人類(lèi)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(guān)表現為女性，但性腺發(fā)育不良，沒(méi)有生育能力。
染色體數目變異的另一種類(lèi)型是染色體數目以“染色體組”為單位成倍增加或減少，這種類(lèi)型的變異在實(shí)踐中的應用更為普遍。因此，我們重點(diǎn)介紹后一種類(lèi)型的染色體數目變異。
3、首先我們要了解什么是“染色體組”
放映:動(dòng)物精子形成過(guò)程圖
組織學(xué)生觀(guān)察、歸納、總結:
(1)在減數分裂過(guò)程中，染色體復制一次細胞分裂二次，結果生殖細胞中的染色體數減少了一半。
(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(dòng)投影片。
觀(guān)察說(shuō)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(kāi)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(gè)生殖細胞中的全部染色體即為一個(gè)染色體組。一個(gè)染色體組內的染色體大小、形狀均各不相同，但卻包含了控制生物體生長(cháng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。
投影玉米體細胞圖觀(guān)察:玉米體細胞中20條染色體，其生殖細胞內有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(gè)染色體組。
同樣，人的一個(gè)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(gè)染色體組，都屬于二倍體。在自然界中，幾乎全部的動(dòng)物和過(guò)半數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(gè)染色體組的個(gè)體。
依此類(lèi)推，體細胞中含三個(gè)染色體組的個(gè)體該稱(chēng)為三倍體，如香蕉、無(wú)籽西瓜等；體細胞中含四個(gè)染色體組的個(gè)體被稱(chēng)為四倍體，如馬鈴薯。
我們把體細胞中含三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體稱(chēng)為多倍體。三倍體、四倍體都屬于多倍體。
多倍體個(gè)體在植物中廣泛存在，動(dòng)物中較少見(jiàn)。
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(xué)過(guò)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目的個(gè)體，稱(chēng)為單倍體。
由學(xué)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(gè)體中含有10條染色體，是一個(gè)染色體組，我們稱(chēng)之為單倍體。
普通小麥是六倍體，體細胞中有六個(gè)染色體組。其配子中有三個(gè)染色體組。而由其配子發(fā)育而成的含有三個(gè)染色體組的個(gè)體也叫單倍體，不能被稱(chēng)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同本物種配子中的染色體數相同。
教師總結:可見(jiàn)，二倍體、多倍體和單倍體的劃分依據是不同的。二倍體、多倍體以含染色體組的數目來(lái)劃分；單倍體則只要含有本物種體細胞染色體數目的一半即是，與含染色體組的數目多少沒(méi)有關(guān)系。
[三]教學(xué)目標鞏固
1．下列變異中，不屬于染色體結構變異的是（）
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(gè)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構的（）
A、倒位B、缺失C、易位D、重復
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、染色體組在減數分裂過(guò)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(gè)染色體組B、兩個(gè)染色體組C、四個(gè)染色體組D、六個(gè)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(gè)染色體組的染色體數目為（）
A、48B、24C、12D、4
答案:C
[四]總結
本節課，我們學(xué)習了“染色體結構變異和染色體數目變異”。在染色體數目變異中，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，我們下節課再講。
[五]布置作業(yè)
*P50復習題一、三
[六]板書(shū)設計
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第二課時(shí)
[一]月份教學(xué)過(guò)程
導言
上節課我們學(xué)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(diǎn)呢?這些知識在實(shí)踐中有何應用價(jià)值呢?
這就是我們在本節課要了解的內容。
[二]教學(xué)目標達成過(guò)程
1、學(xué)生根據提綱(一)閱讀教材。
提問(wèn):多倍體的自然成因是什么?
具有什么特點(diǎn)?(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(shí)中含營(yíng)養物質(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(jiàn)多倍體有較高的應用價(jià)值。
下面，我們以“三倍體西瓜的培育過(guò)程”為例，學(xué)習多倍體在實(shí)踐中的應用。師生根據P49圖示學(xué)習、討論三倍體無(wú)籽西瓜的培育過(guò)程。
并板書(shū)出其染色體的情況:
歸納總結多倍體知識，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多倍體來(lái)獲得多倍體，可以應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(xué)們依據提綱(一)閱讀教材，思考以下問(wèn)題:
(1)單倍體的自然成因是什么?
(2)單倍體的特點(diǎn)有哪些?
(3)單倍體在育種上有什么意義?
2、在學(xué)生閱讀、思考、討論的基礎上根據大綱歸納總結單倍體的有關(guān)知識:
講述:多倍體和單倍體在人工誘導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(xué)目標鞏固
1、單倍體本身無(wú)利用價(jià)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(xiàn)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(lái)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(jìn)行雜交，結出西瓜的果皮細胞、種子的種皮細胞、胚細胞的染色體組數依次為（）
A、4、3、3B、4，2、3C、3、4、3D、4、4、3
解析:在結出西瓜的過(guò)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的染色體數目相同，即為四個(gè)染色體組，胚是由受精卵發(fā)育而來(lái)的，胚細胞內的染色體應是精子和卵細胞的染色體的總和，即為三個(gè)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(gè)染色體組，所以F1是二倍體，用秋水仙素處理，能夠引起細胞內染色體數目加倍，即由原來(lái)的二倍體變?yōu)樗谋扼w。
答案:C
5、蘿卜體細胞內有9對染色體，白菜體細胞內也有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(guò)培育后長(cháng)成了能開(kāi)花結籽的新作物，這種作物最少含有染色體數為（）
A、9B、18C、36D、72
解析:蘿卜和白菜是屬于兩個(gè)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無(wú)同源染色體。要想使雜交種子可育，必須讓其染色體加倍，細胞內出現了同源染色體，才能進(jìn)行減數分裂產(chǎn)生生殖細胞，能夠開(kāi)花結籽。
答案:C
總結
我們用2課時(shí)學(xué)習了“染色體的變異”。其中最重要的內容是染色體數目的變異。大多數染色體結構變異對生物體是不利的，有的甚至導致生物體死亡。個(gè)別染色體的增加或減少也會(huì )引起生物性狀的改變，甚至導致生物體死亡。多倍體在植物界較為多見(jiàn)，它比普通二倍體植株的營(yíng)養價(jià)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復習題：二
[五]板書(shū)設計
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