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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構變異的理解，并學習觀察果蠅唾腺巨大染色體裝片的方法。
3、染色體數目的變異可分為兩類:一類是細胞內的個別染色體的增加或減少；另一類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。其中后一類變異與人類的生產和生活關系比較密切，是教材重點介紹的內容。
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和生活實際聯系起來。
5、本小節可以為本章第五節《人類遺傳病與優生》中有關染色體異常遺傳病和第七章《生物的進化》中有關現代生物進化理論的學習打下基礎。
三、教學目標
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，引導學生從全部染色體的許多特征中抓住共同的關鍵特征。結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、果蠅染色體活動的多媒體課件。
七、學法指導
本節課中，教師要指導學生仔細觀察，與學生談話，師生互動，共同歸納總結出應得的結論。
八、課時安排：2課時
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第一課時
[一]教學程序
導言
1、復習提問:
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生改變，從而使遺傳信息改變，使蛋白質結構改變、生物性狀改變，即生物發生了變異。
那么，基因是什么?它和染色體又有何關系?
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形排列。
對于一個生物體來說，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發生改變，從而導致生物性狀的改變，這就屬于染色體變異。
[二]教學目標達成過程
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，染色體發生的結構變異主要有4種：
①染色體缺失某一片斷（上圖1）；
②染色體增加某一片斷（上圖2）；
③染色體某一片斷位置顛倒1800（上圖3）；
④染色體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，請同學們仔細觀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?
教師引導學生從染色體結構的變化會引起染色體上的基因數目和排列順序的`改變等方面來加以思考。
二、染色體數目變異
1、我們已經知道染色體結構變異會導致生物性狀的變異，那么染色體數目發生改變會不會引起生物的變異呢?(回答:會)染色體數目會如何改變呢?(回答:可增加，也可減少)。
2、前面所說的僅是染色體“個別數目”的增加或減少，它只是染色體數目變異的一種類型。
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，其征狀表現為智力低下，身體發育緩慢等；
再如，人類的另一種遺傳病叫“性腺發育不良(Turner綜合征)”，患者少了一條X染色體，外觀表現為女性，但性腺發育不良，沒有生育能力。
染色體數目變異的另一種類型是染色體數目以“染色體組”為單位成倍增加或減少，這種類型的變異在實踐中的應用更為普遍。因此，我們重點介紹后一種類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:動物精子形成過程圖
組織學生觀察、歸納、總結:
(1)在減數分裂過程中，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育而成，而雄蜂由未受精卵直接發育而成。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，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有關系。
[三]教學目標鞏固
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的一個堿基發生了改變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目為（）
A、48B、24C、12D、4
答案:C
[四]總結
本節課，我們學習了“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
*P50復習題一、三
[六]板書設計
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第二課時
[一]月份教學過程
導言
上節課我們學習了“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用價值呢?
這就是我們在本節課要了解的內容。
[二]教學目標達成過程
1、學生根據提綱(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。看圖可知，多倍體植物各器官均較
二倍體大，果實中含營養物質多。如四倍體水稻的干粒重是二倍體水稻的二倍，蛋白質含量提高了5％～15％，可見多倍體有較高的應用價值。
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用。師生根據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:
歸納總結多倍體知識，補充提綱(一):
剛才，我們歸納了“多倍體”的有關知識，明確了采用人工誘導多倍體來獲得多倍體，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?
請同學們依據提綱(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、討論的基礎上根據大綱歸納總結單倍體的有關知識:
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獲得單倍體。單倍體植株經秋水仙素處理后，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:在結出西瓜的過程中，子房壁形成果皮，珠被發育成種皮。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，即為四個染色體組，胚是由受精卵發育而來的，胚細胞內的染色體應是精子和卵細胞的染色體的總和，即為三個染色體組。
答案:D
4、基因型為AABBCC的豌豆與aabbcc的豌豆雜交產生的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，能夠引起細胞內染色體數目加倍，即由原來的二倍體變為四倍體。
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，但經過培育后長成了能開花結籽的新作物，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，才能進行減數分裂產生生殖細胞，能夠開花結籽。
答案:C
總結
我們用2課時學習了“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。個別染色體的增加或減少也會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，它比普通二倍體植株的營養價值更高一些。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
P50復習題：二
[五]板書設計
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