吳文娟

(江蘇省大豐高級(jí)中學(xué) 224100)

1 教材分析

“染色體變異及其應(yīng)用”是蘇教版高中生物學(xué)教材必修2《遺傳與進(jìn)化》第3章“遺傳和染色體”的第3節(jié)內(nèi)容，包括“染色體變異類型”“染色體變異在育種上的應(yīng)用”兩部分內(nèi)容，可分為2個(gè)課時(shí)，第一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容是染色體變異類型——染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異，本課時(shí)重點(diǎn)是要求學(xué)生能理解、簡(jiǎn)述染色體結(jié)構(gòu)變異的過(guò)程和染色體數(shù)目變異的非整倍性、單倍體和多倍體變異的區(qū)別。由于染色體變異屬于微觀生物學(xué)知識(shí)，且涉及了多個(gè)概念，其難點(diǎn)是讓學(xué)生理解染色體數(shù)目變異中的單倍性和多倍性。本課時(shí)的學(xué)習(xí)與前面的有絲分裂、減數(shù)分裂等知識(shí)有聯(lián)系，也是學(xué)習(xí)第4章第5節(jié)“關(guān)注人類遺傳病”中有關(guān)人類染色體遺傳病的基礎(chǔ)，與生活和人類的健康密切相關(guān)，對(duì)學(xué)生有一定的吸引力。因此，本節(jié)教學(xué)通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情境，讓學(xué)生動(dòng)手操作橡皮泥的變化來(lái)理解染色體結(jié)構(gòu)變異的過(guò)程及對(duì)生物性狀的影響，用橡皮泥模擬出精原細(xì)胞、卵原細(xì)胞、精細(xì)胞和卵細(xì)胞中的染色體組成，來(lái)理解染色體組和非同源染色體概念間的關(guān)系，并通過(guò)資料分析比較構(gòu)建生物學(xué)的有關(guān)概念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和發(fā)展探究能力。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo) 區(qū)分染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型及對(duì)生物的影響，說(shuō)出染色體數(shù)目變異的類型，描述染色體組、二倍體、多倍體、單倍體概念并能準(zhǔn)確運(yùn)用。

2.2 能力目標(biāo) 認(rèn)識(shí)染色體變異的類型，通過(guò)分析文字資料、觀察圖表信息、制作生物模型，提高識(shí)圖能力、動(dòng)手能力和分析歸納的能力。

2.3 情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo) 養(yǎng)成交流、合作的學(xué)習(xí)品質(zhì)，體驗(yàn)快樂(lè)、科學(xué)的學(xué)習(xí)，形成積極、樂(lè)觀的生活意識(shí)。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 課前準(zhǔn)備 多媒體課件、實(shí)物展示臺(tái)、每組一套橡皮泥(含有不同顏色)。

3.2 故事引入，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣 教師用圖片和文字講述“舟舟的故事”：舟舟是享譽(yù)世界的音樂(lè)指揮家，但是他卻看不懂樂(lè)譜，因?yàn)樗窍忍煨杂扌突颊?，屬于出生缺陷。在我?guó)出生缺陷每年新增90多萬(wàn)例，而出生缺陷大多數(shù)由染色體變異、基因突變等因素導(dǎo)致的。舟舟就是因?yàn)槿旧w發(fā)生了變異導(dǎo)致他的智力相當(dāng)于幾歲的孩子，那什么是染色體變異呢？染色體變異對(duì)生物體有什么樣的影響？從而引起學(xué)生的關(guān)注，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課的興趣。

3.3 邊做邊學(xué)，理解染色體結(jié)構(gòu)變異的過(guò)程和影響 將學(xué)生分為4人一組，用橡皮泥模擬染色體結(jié)構(gòu)變異的過(guò)程。同時(shí)用多媒體展示活動(dòng)提示：①染色體是DNA的載體，基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段；②基因在染色體上呈線性排列；③用不同顏色的橡皮泥表示不同的基因。并要求學(xué)生在模擬的過(guò)程中思考、探究：染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)基因產(chǎn)生了什么樣的影響？

由學(xué)生小組在實(shí)物展示臺(tái)上模擬染色體結(jié)構(gòu)變異的過(guò)程，并對(duì)應(yīng)染色體結(jié)構(gòu)變異的類型——缺失、重復(fù)、倒位、易位。學(xué)生在模擬的過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)缺失和重復(fù)使基因的數(shù)目發(fā)生了變化，而倒位和易位改變了基因的排列順序。教師引導(dǎo)學(xué)生得出染色體結(jié)構(gòu)變異會(huì)導(dǎo)致遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，從而影響生物的性狀。并指出大多數(shù)染色體變異對(duì)生物是有害的，有的甚至?xí)?dǎo)致死亡。

3.4 觀察對(duì)比，總結(jié)染色體數(shù)目變異的類型 教師用多媒體課件展示Turner綜合征患者、21三體綜合征患者與正常人的染色體構(gòu)成圖，讓學(xué)生觀察、對(duì)比它們之間的差異，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)Turner綜合征患者的染色體比正常人少一條，而21三體綜合征患者則在21號(hào)染色體上多了一條。

教師再出示文字資料介紹普通西瓜和無(wú)子西瓜：普通西瓜的體細(xì)胞中含有22條染色體，分為2個(gè)染色體組；而無(wú)子西瓜的體細(xì)胞中含有33條染色體，分為3個(gè)染色體組。無(wú)子西瓜是普通西瓜的變異種，在染色體數(shù)目上比普通西瓜多了一個(gè)染色體組。學(xué)生閱讀后，教師引導(dǎo)學(xué)生歸納出染色體數(shù)目變異可以分為兩種類型：一種是以單個(gè)染色體數(shù)目發(fā)生的增加或減少，另一種是以染色體組的形式成倍地增加或減少。在歸納的同時(shí)，學(xué)生產(chǎn)生新的疑問(wèn)：什么是染色體組？

3.5 構(gòu)建模型，模擬果蠅染色體組的組成 教師用多媒體展示果蠅精原細(xì)胞、卵原細(xì)胞中的染色體組成，并提問(wèn)：果蠅細(xì)胞中有幾對(duì)同源染色體，幾對(duì)常染色體及幾對(duì)性染色體？雌雄果蠅的染色體組成有什么不同？學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)，可以回答出果蠅細(xì)胞中有4對(duì)同源染色體，可以分為3對(duì)常染色體和一對(duì)性染色體，并且雌果蠅的性染色體形態(tài)相同，雄果蠅的性染色體形態(tài)不同。然后讓學(xué)生以小組為單位，用橡皮泥模擬出精原細(xì)胞、卵原細(xì)胞中的染色體組成。學(xué)生完成后，教師提問(wèn)：精原細(xì)胞通過(guò)減數(shù)分裂得到精細(xì)胞、卵原細(xì)胞通過(guò)減數(shù)分裂得到卵細(xì)胞，分裂過(guò)程中染色體如何分離？學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)減數(shù)分裂，可以回答出減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體彼此分離、非同源染色體自由組合，染色體數(shù)目減半。再讓學(xué)生小組模擬出精細(xì)胞、卵細(xì)胞的染色體組成，并讓學(xué)生觀察精細(xì)胞、卵細(xì)胞中染色體的特點(diǎn)和關(guān)系。學(xué)生通過(guò)觀察可以發(fā)現(xiàn)精細(xì)胞、卵細(xì)胞中的染色體形態(tài)大小不同，染色體之間互為非同源染色體。教師繼續(xù)引導(dǎo)：形態(tài)決定功能，且染色體上有決定生物性狀的基因。果蠅精細(xì)胞、卵細(xì)胞中的染色體組成一個(gè)染色體組。那染色體組的定義是什么？引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納出染色體組的定義：染色體組是指細(xì)胞中形態(tài)功能不同、攜帶控制生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異全部信息的一組非同源染色體。

3.6 分析資料，定義染色體變異中的單倍性和多倍性 閱讀“蜜蜂家族”的資料，學(xué)生從資料中學(xué)習(xí)到蜂王、工蜂是體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的二倍體生物，并可以定義出二倍體的概念。教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生舉一反三地定義出三倍體、四倍體和多倍體的概念。

學(xué)生從資料中還會(huì)發(fā)現(xiàn)雄峰是由未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育而來(lái)的單倍體，教師再舉出六倍體小麥用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體，學(xué)生對(duì)比總結(jié)出單倍體的概念，并認(rèn)識(shí)到單倍體并不一定是只含有一個(gè)染色體組的個(gè)體，而是含有配子染色體組數(shù)目的個(gè)體。

4 教學(xué)反思

本節(jié)教學(xué)通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情境，讓學(xué)生動(dòng)手操作橡皮泥的變化來(lái)理解染色體結(jié)構(gòu)變異的過(guò)程及對(duì)生物性狀的影響。讓學(xué)生觀察比較遺傳病患者與正常人的染色體構(gòu)成圖差異、資料分析無(wú)子西瓜染色體數(shù)目來(lái)明確染色體數(shù)目變異的類型。讓學(xué)生用橡皮泥模擬出精原細(xì)胞、卵原細(xì)胞、精細(xì)胞和卵細(xì)胞中的染色體組成，理解染色體組和非同源染色體概念間的關(guān)系及相關(guān)概念，并通過(guò)蜜蜂、小麥染色體組成的資料分析比較，構(gòu)建單倍體、二倍體、三倍體及多倍體等生物學(xué)概念。教學(xué)中穿插動(dòng)手操作、資料分析計(jì)較和討論，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)的興趣和發(fā)展探究學(xué)習(xí)的能力，充分發(fā)揮學(xué)生主體、教師主導(dǎo)作用，教學(xué)中通過(guò)讓學(xué)生觀察、討論、動(dòng)手制作和資料閱讀等活動(dòng)，積極、主動(dòng)地參與新知識(shí)的構(gòu)建，引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)歸納出概念，既培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的創(chuàng)新精神，又發(fā)揚(yáng)學(xué)生之間互相幫助、協(xié)同配合的團(tuán)隊(duì)精神。