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5.2《染色體數目變異及其應用》教學設計

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  1. 二一教育資源

5.2《染色體數目變異及其應用》教學設計

資源簡介

染色體數目變異及其應用
一、學情分析
1、教材分析
本節課內容主要涉及到高中生物學必修2第5章第2節《染色體變異》,是以單元教學的形式來綜合復習染色體數目變異及其應用,包括減數分裂、染色體數目變異、生物變異在育種中的應用等。在高中生物教學中,高考考點中都屬于重點、難點與易錯點,教材內容較簡潔精練,但是涉及的基礎知識和應用較多。
2、學生情況分析
(1)在復習減數分裂時,學生已經加深了對于“異常配子形成”的遺傳學原理的理解,有助于對出現染色體數目變異現象的認識;
(2)在前面復習孟德爾遺傳定律相關內容時,對于遺傳學生物實驗設計思路有了較多的練習,有助于完成本課內容中的實驗探究設計;
(3)單倍體與多倍體育種在高一上新課時,學生印象比較深刻,有助于一輪復習中的綜合題型的解答;
(4)對于經典遺傳學中出現的技術方法的原理,特別是新情境,如本課內容中涉及到的基因定位,學生理解起來還是有難度,需要重點分析。
二、教學目標
1、深入理解染色體數目變異的類型,探究導致染色體數目變異的原因及過程;(科學思維、科學探究)
2、結合情境與實例分析染色體數目變異與生物性狀的關系,與生物體異常體征的聯系,形成關注農業產業、人體生命健康的生物學理念;(生命觀念、科學思維、社會責任)
3、熟悉染色體數目變異在遺傳學、育種產業等領域的應用;(科學思維、社會責任)
4、學習染色體數目變異及育種相關知識,提高綜合實踐類題目的解題能力。(科學思維、科學探究、社會責任)
三、教學重難點
1、教學重點
(1)染色體數目變異的類型及形成原因
(2)染色體數目變異的實際應用
2、教學難點
(1)染色體數目變異的形成原因
(2)染色體數目變異的實際應用
四、教學實施過程
【課前預習1】基礎概念-名詞解釋
單體:
三體:
染色體組:
單倍體:
三倍體:
多倍體:
【課前預習2】列表比較單倍體育種與多倍體育種
單倍體育種 多倍體育種
原理 染色體數目變異 染色體數目變異
處理過程 花藥離體培養得到單倍體幼苗 人工誘導用秋水仙素處理 一定濃度秋水仙素處理 萌發的種子或幼苗
育種結果 純合二倍體 純合或雜合多倍體 多倍體
優點 明顯縮短育種年限 植物器官大,產量高,營養豐富
缺點 技術較復雜(植物細胞全能性) 發育延遲,結實率低
反饋練習:下圖中甲是某二倍體生物體細胞染色體組成模式圖,乙、丙、丁、戊是發生變異后的不同個體的體細胞中的染色體組成模式圖,請據圖辨析屬于三體、三倍體、單體和單倍體的分別是哪一個?
【激】創設情境,課程引入
1、染色體的數目變異有沒有改變基因種類和數量?
數量增多了,可能會出現相應基因表達劑量增加,導致某些生物性狀的改變
(曼陀羅、水稻、蕃茄)
視頻:超雄孩子、三體植物圖片
2、視頻:三倍體生蠔、三倍體香蕉、三倍體三文魚
【探】深度思考,探究問題
探究一:單體、三體的形成原因
例1:(海南卷,改編)一對夫婦,妻子為紅綠色盲患者,丈夫表現正常,生了一個孩子既是紅綠色盲又是XXY的患者,從根本上說,前者致病基因的來源與后者的病因發生的時期分別是( AD )
A.與母親有關、減數第二次分裂
B.與父親有關、減數第一次分裂
C.與父母親都有關、受精作用
D.與母親有關、減數第一次分裂
學生活動一:根據減數分裂過程,畫出XXY個體(克氏綜合征)的形成過程圖。
探究二:單體或三體生物在遺傳育種中的作用-基因定位
例2: 某大豆突變株表現為黃葉,其基因組成為rr。為進行R/r基因的染色體定位,用該突變株作父本,與不同的三體(2n+1)綠葉純合子植株雜交,選擇F1中的三體與黃葉植株雜交得F2,下表為部分研究結果。以下敘述錯誤的是 ( C )
A. F1中三體的概率是
B. 可用顯微觀察法初步鑒定三體
C. 突變株基因r位于10號染色體上
D. 三體綠葉純合子的基因型為RRR或RR
學生活動二:設計測交實驗,統計后代表現型及比例。
探究三:單倍體育種與多倍體育種
【共同點】原理相同:染色體數目變異;都有用秋水仙素處理這一步驟。
【不同點】單倍體育種處理的是幼苗,多倍體育種可處理幼苗或萌發的種子;技術復雜程度不同。
學生活動三:討論三倍體無子西瓜的培育(教材P91)
兩次傳粉的目的
三倍體西瓜無子的原因
例3: (不定項)野生獼猴桃是一種多年生的富含維生素C的二倍體(2n=58)小野果。如圖是某科研小組利用野生獼猴桃種子(aa)為材料培育無子獼猴桃新品種(AAA)的過程,下列關于育種敘述錯誤的是 ( CD )
A. ①為誘變育種,優點是可提高突變率,在較短時間內獲得更多的變異類型
B. ③、⑥都可表示用秋水仙素或低溫處理萌發的種子或幼苗,以獲得多倍體
C. 圖中無子獼猴桃屬于不可遺傳變異
D. 若④是自交,則其產生AAAA的概率為1/4
例4: 如圖為二倍體玉米花粉培育成植株的過程。下列有關敘述錯誤的是 ( C )
A. 過程①是花藥離體培養,原理是植物細胞全能性
B. 過程②若正常培養,則植株B是單倍體
C. 過程②若使用秋水仙素處理幼苗使其染色體加倍,則植株B上的細胞都是兩個染色體組
D. 若該過程為單倍體育種,則育種原理是染色體數目變異
【創】創造性思維,解決真實問題
思考并查找資料:
對于人來說,事實上除了13、18、21號以及X、Y染色體數目異常的胚胎可能存活下來,其他染色體數目異常的胚胎基本不能發育成胎兒,也不會成活。
可能成活下來的13、18、21號染色體數目異常(以13,18,21三體最為常見)的胎兒出生后都會有嚴重的智力低下,其中13三體和18三體大多在出生不久后夭折。
如何盡早篩查出這些異常胚胎?目前有哪些醫學手段可以用來盡可能保證健康胎兒的出生?
(產前診斷之羊水檢查,再輔以分子生物學技術)
【課后作業】
水稻(2n=24)是人類重要的糧食作物之一,水稻的栽培起源于中國。某些水稻品種存在著彩色基因,我國水稻育種專家采用傳統育種方式與花藥培養等技術手段相結合,選育出目標性狀穩定的彩色水稻新品種。彩色水稻的葉色和穗色,除了野生型綠葉和綠穗以外,還具有其他顏色。種植過程施用生物農藥和綠色肥料,除能觀賞外,產出的稻米還可以食用,具有很高的研究和利用價值。讓兩種純合的彩色水稻雜交得F1,F1自交得F2,F2植株的表型及數量如表所示。回答下列問題:
表型 綠葉綠穗 綠葉白穗 黃葉綠穗
株數 221 80 19
(1)兩對相對性狀中的顯性性狀分別是    、 。
(2)由F2表型及數量可推測,葉色與穗色性狀分別由 、 (填“一對”或“兩對”)對等位基因控制,判斷依據是 。
(3)科研人員在研究中獲得了紫穗植株突變體,已知紫穗性狀由一對隱性突變的等位基因控制。研究人員利用相關技術,對彩色水稻的穗色進行基因定位。
①單體(2n-1)可用于對基因的染色體定位。以野生型綠穗植株為材料,人工構建水稻的單體系(綠穗)中應有 種單體。將紫穗突變體與該水稻單體系中的全部單體分別雜交,留種并單獨隔離種植,當子代出現表型及比例為 時,可將紫穗基因定位于 。
②三體(2n+1)也可以用于基因定位。請設計實驗,利用該水稻穗色純合的野生型三體系植株對紫穗基因進行定位。
實驗思路:
結果分析:當___________________________________________________時,可對紫穗基因進行染色體定位。
五、創新亮點
1、將教材內容進行重構改編,涉及減數分裂、染色體數目變異、生物變異等內容。
2、整體課堂設計
(1)“激-探-創”教學:設置問題情境與真實故事情境激發學生興趣,激活學生思維;連貫遞進的探究問題與現場學生活動,引導學生做出科學正確的理解;布置發散、創造性的知識任務,科學解決真實生活問題。
(2)大單元教學:本課采用高三一輪大單元復習教學模式,將相關知識減數分裂、染色體數目變異、生物變異在育種中的應用連貫起來,解決學生難以理解、易混淆易錯的重難點知識,幫助學生形成清晰、邏輯性強的思維聯系圖,以及染色體數目變異與生物性狀的前后因果關系圖。
(3)深度學習:本課內容主要涉及染色體數目變異細胞或個體的形成原因,以及在生物育種領域的應用,每一個探究問題,每一道例題都需要學生在了解遺傳學相關基礎知識的基礎之上,聯系情境,進入深度思考、綜合分析,從而提高自己的綜合解題能力。
(4)注重課本,回歸教材:利用教材實例和課后思考題來提高學生對知識的理解。
(5)課堂延伸:本課設計分了課前預習、課中探究以及課后分層作業布置。要求學生學會在書本上找到基礎概念,進行歸納總結;鍛煉學生動手書畫能力,如畫圖、書寫實驗設計等;完成解題訓練,以及發散思維,查找收集資料,解決開放式真實生活問題。

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