李玉娜 劉曉菊

摘要結(jié)合生物學(xué)科核心素養(yǎng)把染色體結(jié)構(gòu)變異與染色體數(shù)目變異的概念與實(shí)例相結(jié)合，呈現(xiàn)給學(xué)生，為突破教學(xué)難點(diǎn)，設(shè)計相應(yīng)探究活動讓學(xué)生競猜，設(shè)計小組合作制作模型，通過學(xué)生的充分展示交流，教師引導(dǎo)鼓勵，適當(dāng)評價。整節(jié)課體現(xiàn)為學(xué)生為主體，調(diào)動學(xué)生充分動手，充分表達(dá)交流，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力、語言表達(dá)能力，教會學(xué)生從身邊做起，熱愛環(huán)境、熱愛生命、承擔(dān)社會責(zé)任。

關(guān)鍵詞 學(xué)科核心素養(yǎng) 染色體結(jié)構(gòu)變異 染色體組 染色體數(shù)目變異

中圖分類號G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

新的課程改革要求教師通過學(xué)科教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求教師結(jié)合學(xué)生的生活和生產(chǎn)實(shí)際，使學(xué)生理解生命與結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，樹立生命的觀念，并教會學(xué)生從身邊做起，熱愛環(huán)境、熱愛生命、承擔(dān)社會責(zé)任。本節(jié)課上，學(xué)生通過分析人類染色體變異引起的性狀異常實(shí)例，提高對生命的理解;通過對重點(diǎn)概念的解讀與區(qū)分，提高理解能力;通過動手制作模型，提高動手探究實(shí)踐能力及團(tuán)結(jié)合作能力;通過在課堂上主動地充分表達(dá)交流，提高語言表達(dá)能力及綜合能力。

1教材分析及學(xué)情分析

1.1教材分析

“染色體變異”為人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)生物教材《必修2·遺傳與進(jìn)化》中第五章第二節(jié)內(nèi)容，講述了染色體結(jié)構(gòu)變異與染色體數(shù)目變異。本節(jié)內(nèi)容承接上節(jié)的“基因突變和基因重組”，屬于可遺傳變異的第三種類型，又是理解下節(jié)“人類遺傳病”中染色體異常遺傳病的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，本節(jié)內(nèi)容的單倍體育種和多倍體育種對第六章所學(xué)的育種方法有鋪墊作用，因而本節(jié)內(nèi)容在整本書中有著承上啟下的作用。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)較集中，教師在教學(xué)過程中嘗試?yán)媚Ｐ妥寣W(xué)生動手操作，理解辨別“1個染色體組”“2個、3個染色體組”，總結(jié)染色體變異的規(guī)律。

1.2學(xué)情分析

學(xué)生通過有絲分裂和減數(shù)分裂的學(xué)習(xí)，已經(jīng)掌握了染色體、同源染色體、非同源染色體等概念，以及分裂過程中細(xì)胞內(nèi)染色體等結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化。對于教學(xué)難點(diǎn)“染色體組”核心概念的教學(xué)，教師可采用直觀法，由淺入深，緩緩?fù)七M(jìn)，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)，設(shè)計學(xué)生小組活動，加深學(xué)生的理解。

2教學(xué)目標(biāo)

（1）說出染色體結(jié)構(gòu)變異類型，概述染色體數(shù)目變異類型，辨別染色體組，能判斷染色體組數(shù)。

（2）通過動手制作1個染色體組、2個染色體組、3個染色體組的模型，獲得觀察分析以及總結(jié)的能力，通過小組內(nèi)的討論全班的表達(dá)交流，鍛煉語言表達(dá)能力，更能加強(qiáng)小組內(nèi)成員的集體榮譽(yù)感。

（3）通過分析21三體綜合征的實(shí)例，體會到人人生而平等，一切生命都是偉大的，熱愛生命，形成在逆境中不拋棄不放棄的價值觀。

3教學(xué)過程

3.1導(dǎo)入新課

教師播放指揮家舟舟（21三體綜合征患者）指揮《卡門序曲》的視頻：21三體綜合征患者的臨床表現(xiàn)是智力低下，身體發(fā)育緩慢，常表現(xiàn)出特殊的面容，其發(fā)病根本原因是患者體細(xì)胞內(nèi)比正常人多了一條21號染色體。

設(shè)計意圖：通過舟舟的事跡，引出染色體變異的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生體會生命的偉大，喚起學(xué)生對生活的熱愛。

3.2新課學(xué)習(xí)

教師展示“染色體變異”的概念，使學(xué)生明確染色體變異分為染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異兩大類型：染色體變異是指在自然條件和人為條件改變的情況下，染色體結(jié)構(gòu)的改變和染色體數(shù)目的增減導(dǎo)致生物性狀的變異。

3.2.1學(xué)習(xí)染色體結(jié)構(gòu)變異

1-4組每個小組學(xué)生代表展示染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型，并說出教科書上對應(yīng)的實(shí)例。教師對此進(jìn)行評價，展示染色體結(jié)構(gòu)變異的動畫，將染色體變異總結(jié)為缺失、重復(fù)、易位、倒位四種類型。

教師提出問題：染色體結(jié)構(gòu)變異會導(dǎo)致生物性狀改變嗎？你能從遺傳學(xué)角度說明原因嗎？教師適時提示：基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，基因位于染色體上。學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高漲，學(xué)生代表競答：缺失、重復(fù)會使排列在染色體上基因的數(shù)目發(fā)生改變，易位、倒位會使染色體上基因排列順序和位置發(fā)生改變，因而導(dǎo)致生物的性狀改變。教師給予肯定性評價，鼓勵學(xué)生繼續(xù)積極參與課堂表達(dá)交流。

教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識由染色體結(jié)構(gòu)變異引起的生物性狀的改變，對生物體往往是不利的，如貓叫綜合征、21三體綜合征等，有的甚至導(dǎo)致生物個體的死亡。教師展示圖1，要求學(xué)生看圖識別并說出不同變異類型的名稱，比較兩者發(fā)生的位置差異，比較兩者發(fā)生的時間差異。

學(xué)生討論后競答：圖1A表示染色體的交叉互換，該變異發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期，可造成基因重組;圖1B為染色體結(jié)構(gòu)變異中的“易位”，該變異發(fā)生在非同源染色體之間，發(fā)生在任意時期。

設(shè)計意圖：“染色體交叉互換”與染色體結(jié)構(gòu)變異中的“易位”是歷年學(xué)生易混淆的知識點(diǎn)。在新授課上，通過小組討論交流加之教師的強(qiáng)調(diào)點(diǎn)評，可以加深學(xué)生印象，使學(xué)生理解重點(diǎn)知識。

3.2.2學(xué)習(xí)染色體數(shù)目變異

（1）類型一：細(xì)胞內(nèi)個別染色體數(shù)目的增減。

教師展示人類的21三體綜合征和性腺發(fā)育不良兩個實(shí)例，再出示患者體細(xì)胞染色體組型圖，從而介紹細(xì)胞內(nèi)個別染色體數(shù)目的增減對生物性狀的影響。

通過“舟舟”的實(shí)例，學(xué)生已經(jīng)對21三體綜合征的性狀表現(xiàn)有了一定認(rèn)識。此時，教師再通過PPT展示性腺發(fā)育不良患者因只含有1條x染色體，缺少1條性染色體而異于常人的性狀改變：出生時身高、體重落后，出生后身高增長緩慢，頸側(cè)皮膚松弛，有頸蹼，肘外翻;女性表型，但青春期無女性性征發(fā)育。

教師引導(dǎo)學(xué)生理解的同時，補(bǔ)充介紹其他的實(shí)例——“XYY型”人，這種患者因多出1條Y染色體而表現(xiàn)異常，男性表型，身高比正常人高，智力低下，行為好斗，有反社會行為。

（2）類型二：細(xì)胞內(nèi)以“染色體組”的形式成倍地增減。

教師用磁力貼在黑板上貼出雄性果蠅體細(xì)胞的染色體組成圖示，要求學(xué)生識別果蠅體細(xì)胞中的每條染色體，并請學(xué)生代表在相應(yīng)位置用磁力貼貼出果蠅精子中的染色體組成。

師生共同總結(jié)：在果蠅精子中含有4條染色體，包含Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各1條共3條常染色體，以及1條x或Y染色體。像圖中果蠅精子中的一組非同源染色體（x、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。

教師結(jié)合黑板上的貼圖講解：果蠅體細(xì)胞有8條染色體，假定Ⅱ的一條染色體上一個位點(diǎn)有一個A基因，則Ⅱ的另一條染色體相應(yīng)位點(diǎn)上會有A或a基因，Ⅲ的兩條染色體上分別標(biāo)有B和b基因、Ⅳ的兩條染色體上分別標(biāo)有c和c基因，XY染色體同源區(qū)段上標(biāo)有E和e基因。該果蠅的基因型寫作AaBbCcXEye，這四對等位基因可控制四種性狀，果蠅的精子中只含有體細(xì)胞一半的染色體，以及一半個數(shù)的基因，為AbCXE和aBcYe。那么，果蠅精子中的基因能完整的控制果蠅的生長、發(fā)育、遺傳和變異嗎？教師引領(lǐng)學(xué)生回顧紅綠色盲男性患者的基因型Xby，讓學(xué)生意識到一個基因也能控制相應(yīng)的性狀，因此果蠅精子里的AbCXE和aBcYe這四個基因也是能控制四種性狀的。由此，學(xué)生可以知道果蠅精子中這一個染色體組已經(jīng)包含了該生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全部的遺傳信息。教師列舉實(shí)例：在自然界中，雄蜂就是由未受精的卵細(xì)胞（細(xì)胞內(nèi)只含有一個染色體組）直接發(fā)育而來。

教師引導(dǎo)學(xué)生討論總結(jié)染色體組的特點(diǎn)（三無一有）：一個染色體組中無同源染色體，無等位基因，無相同基因，有該生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全部的遺傳信息。

設(shè)計意圖：染色體組的特點(diǎn)對學(xué)生來說，理解偏難，尤其對染色體組含有生物的全部的遺傳信息難以理解。教師用具體的實(shí)例幫助學(xué)生理解，降低了該問題的理解難度，更加直觀明了地呈現(xiàn)出是否符合一個染色體組的判斷方法。

每個小組用教具構(gòu)建模型：用圓形紙片代表細(xì)胞，彩色磁力貼剪成的染色體（圖2）。首先，從教具中找出一個染色體組，構(gòu)建一個染色體組的細(xì)胞;然后，構(gòu)建一個含三個染色體組的細(xì)胞;再構(gòu)建一個含4個染色體組的細(xì)胞，并觀察比較細(xì)胞內(nèi)染色體的情況;思考在一條染色體的某一位點(diǎn)上標(biāo)上A基因，請標(biāo)明其他染色體上的基因（BbCcDd等基因）。

教師提示學(xué)生觀察細(xì)胞染色體組數(shù)的規(guī)律：相同形態(tài)、大小的染色體有幾條，細(xì)胞內(nèi)就有幾個染色體組。

學(xué)習(xí)小組在所構(gòu)建細(xì)胞模型上標(biāo)出Aa及BbCcDd基因的位置，并將該細(xì)胞的基因型書寫在細(xì)胞的下方。學(xué)生總結(jié)數(shù)細(xì)胞染色體組數(shù)的規(guī)律：控制同一性狀的基因有幾個，細(xì)胞內(nèi)就有幾個染色體組。

教師展示圖3，要求學(xué)生說出各個細(xì)胞中染色體組數(shù)。

學(xué)生竟答：圖3A中1個染色體組，圖3B中3個染色體組，圖3C中4個染色體組，圖3D中2個染色體組，圖3E中2個染色體組，圖3F中3個染色體組，圖3G中1個染色體組。

設(shè)計意圖：染色體組數(shù)的辨別為教學(xué)的重難點(diǎn)。本節(jié)的教學(xué)策略由常規(guī)的教師總結(jié)規(guī)律變?yōu)閷W(xué)生自己動手制作細(xì)胞染色體組模型。學(xué)生通過自己的觀察思考和組間的討論，總結(jié)染色體組數(shù)的判定方法，充分參與到課堂上來，培養(yǎng)科學(xué)探究、語言表達(dá)交流等綜合能力。

教師組織學(xué)生進(jìn)行“手指操”競猜和操作。教師在講臺上伸出一只手的五根手指代表一個染色體組（忽略手指的長短和粗細(xì)），那么伸出四根手指，讓學(xué)生判斷是否為一個染色體組。教師伸出六根手指，請學(xué)生判斷是否為一個染色體組，并說明理由。最后，請學(xué)生以小組為單位展示三個染色體組的情況。

設(shè)計意圖：教師通過“手指操”競猜和實(shí)際操作，再次讓學(xué)生從不同角度認(rèn)識染色體組概念，加深印象。

4教學(xué)反思

本節(jié)課利用視頻導(dǎo)入新課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)生敬愛生命。整個教學(xué)過程由簡入難，環(huán)環(huán)相扣，巧妙連接，體現(xiàn)了以“學(xué)為主體，教為主導(dǎo)”的新課改要求。教師精心設(shè)計問題緊扣新授內(nèi)容，使每個學(xué)生能夠參與到課堂中來，對問題的掌握達(dá)到理解并運(yùn)用程度。教師運(yùn)用情景教學(xué)，突破教學(xué)重難點(diǎn)，通過小組合作討論，探究不同染色體組數(shù)的細(xì)胞模型，總結(jié)染色體組數(shù)辨別的方法，展示探究成果，使學(xué)生在探究中發(fā)散思維，在合作中掌握知識。不過，由于課上時間有限，只進(jìn)行了前半部分教學(xué)，還需進(jìn)行第二課時的教學(xué)。