(统编版)2020学年高中生物第五章基因突变及其他变异第2节染色体变异教学案新人教版必修381

《染色体数目变异》教学设计一、内容分析：1.课标要求：简述染色体数目变异；低温诱导染色体加倍的实验；搜集生物变异在育种上应用的实例。

2.教材地位：在人教版高中《遗传与进化》教材中，染色体变异（包括结构变异和数目变异）与基因突变和基因重组的内容一起构成第五章“基因突变和其他变异”。

由于学生在学习这一章节之前，己经学习了孟德尔的豌豆杂交实验(即遗传规律)、减数分裂、DNA的结构与功能和基因概念和功能的知识，因此，将基因突变、基因重组和染色体变异的知识结合，能帮助学生构建较为直观而完整的知识体系，有助于学生对“遗传和变异”的整体理解，也可为生物多样性、生物育种及生物进化等知识作铺垫。

3.知识地位：第一课时“染色体数目变异”包括“个别染色体的增加或减少和以染色体组的形式成倍的增加或减少，发生在细胞分裂过程中，是细胞分裂异常产生的主要结果，因此细胞分裂是染色体数目变异的细胞学基础。

如果以学生已经掌握的细胞分裂为基础，引导学生进行自主学习，将会大大地降低学习的难度，并能有效帮助学生从已有知识中建构出新的知识，从而激发学生的学习动力。

“染色体组”是本节课的核心概念，是学习其他概念的基础和关键，理解了染色体组含义，才能正确理解依据染色体数目变异这一原理衍生出的单倍体育种技术和多倍体育种技术。

二、学情分析：“染色体数目变异”是高二上学期的教学内容，其中概念多又比较抽象，因此教师对这一节的处理必须充分把握并合理利用学生的特点。

1．在知识方面，学生通过初中生物学课程的学习，已初步认识到生物的变异与遗传物质有关，在高中又学习了孟德尔的两个遗传定律、细胞的有丝分裂和减数分裂、基因在染色体上、基因的表达及同源染色体的判断等知识，对染色体及基因控制性状等有一定的感性认识，这些都为本节内容的学习奠定了理论基础。

2．在体验方面，学生日常生活中接触到的无籽西瓜、多倍体草莓等，可引导进入相关概念的学习，能够拉近理论与日常生活的距离，有利于切入课题、理解理论知识在实践中的应用。

第2节染色体变异[学习目标] 1.阐明染色体结构变异的类型和结果。

2.简述二倍体、多倍体和单倍体的概念。

3.了解单倍体和多倍体育种的原理和操作过程。

知识点一染色体结构的变异知识梳理1.基因突变与染色体变异的区别2．染色体结构变异(1)类型(2)结果①使排列在染色体上的基因的□10数目或排列顺序发生改变，而导致□11性状的变异。

②大多数染色体结构变异对生物是□12不利的，有的甚至导致生物体□13死亡。

1.染色体结构变异有的甚至导致生物体死亡，为何还称为可遗传的变异？提示：染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，即遗传物质发生改变，所以称为可遗传的变异。

2．染色体变异能不能产生新基因？提示：不能，只有基因突变能产生新基因。

典题精析[例1] 染色体之间的交叉互换可能导致染色体结构或基因序列的变化。

如图所示，甲、乙两图分别表示两种常染色体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变化的三种情形。

则下列叙述正确的是( )A．甲图所示交换模式可以导致戊的形成B．乙图所示交换模式可以导致丙的形成C．甲图所示交换模式可以导致丁或戊两种情形的产生D．乙图所示交换模式可以导致戊的形成解题分析甲图是同源染色体的交叉互换，结果是出现基因重组，没有新基因的出现，可以形成丁但不可能形成戊，A、C错误；乙图是非同源染色体的交叉互换，结果是产生染色体结构变异中的易位，可以形成戊，丙是染色体片段的重复而导致的染色体结构变异。

答案 D[例2] 如图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因。

下列四种情况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是( )A．① B．② C．③ D．④解题分析染色体结构变异指的是染色体某一片段的增添、缺失(①)、易位(②)、倒位(④)；③是基因突变或减数第一次分裂四分体时期发生交叉互换所致。

答案 C知识拓展染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失和替换；染色体结构的变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。

第五章第二节《染色体变异》(1)说课稿一、说教材本节课是人教版高中生物必修二第五章第二节第一讲的内容。

染色体变异是生物可遗传变异的三个来源之一，在本章中起着承上启下的作用。

既巩固了基因突变的相关知识，又为本章第三节《人类遗传病》中有关染色体异常遗传病和第六章育种相关问题的学习打下基础。

二、说教学目标根据本教材的结构和内容分析，结合学生的认知结构及其心理特征，我制定了以下的教学目标：知识与技能：1、染色体结构变异的类型2、染色体数目变异的类型过程与方法：1、探究染色体组的概念2、探究判定染色体组的技巧和方法情感态度价值观：1、渗透优生优育的观念2、认同科学研究需要丰富想象力，培养大胆质疑勇于探究的精神三、说重、难点因染色体数目变异与后面染色体异常遗传病及第六章育种相关问题联系非常紧密，且其中的染色体组概念较抽象，难理解，与后续概念之间联系紧密，而且容易混淆。

因此我确定本节重难点如下：1、教学重点（1）、染色体数目变异（2）染色体组的概念2、教学难点染色体组的概念和判定四、说教法本节课最大的特点就是贯彻了高效课堂的“让学生动起来，让课堂活起来，让效果好起来”的要求，按照“四步教学”的基本模式去“设置情景，自学思考，分组讨论，合作探究，师生互动，归纳总结，练习巩固，查漏补缺”。

本节课为了激发学生的学习兴趣，在课件中我设置了一些和生活实际联系密切联系的实例和图片，来激发学生探究本源的求知欲，进而成为学生学习的内驱力。

本节课的教法贯穿启发式教学原则，采用“多媒体引导点拨”的教学方法以多媒体演示为载体，以“探究互动式学习”为核心，贯彻“四步教学”实施要点，设计课件展示，并引导学生沿着积极的思维方向，逐步达到即定的教学目标。

五、说学法根据学生思维的特点，遵循“教必须以学为主立足点”的教学理念，让每一个学生自主参与整堂课的知识构建。

在教学的各个环节中引导学生进行自主导学、层层探究、类比迁移，对照学习。

学生在教师营造的“探究互动”的环境里，积极参与，生动活泼地获取知识，掌握规律、主动发现、主动发展。

染色体变异
5.单倍体、二倍体、多倍体的比较
四.习题分析概念：一是形态和功能不同，二是携带着控制生物生长
发育的全部的遗传信息。

过渡：染色体数目的变化会引起生物的变异，主要包括个别染
色体的增加或者减少和以染色体为单位的成倍的增加或者减
少。

展示果蝇染色体模型，并指出两种变异类型。

展示正常情况下动植物含有两个染色体组，是二倍体，少数的
植物含多个染色体组是多倍体。

展示几倍体的判定方法：
1.
2. ①Aa ② Aaa ③ AAaa
④AaBb ⑤ AaaBBb ⑥AAaaBBbb
图形题，细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体
组。

基因型题，控制同一性状的基因（不分大小写）有几个，就有
几个染色体组。

过渡：多倍体与普通的二倍体相比有什么优点呢？
（茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋白质等含
量增高.）
问10：如何诱导染色体数目加倍呢？
展示多倍体形成的原理图，引导学生说出染色体数目加倍，戒
备染色体的分离与纺锤丝有关，进而得到方法：抑制纺锤丝的
形成。

方法：低温诱导、秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
强调处理的部位是：萌发的种子或幼苗（解释原因：获得多倍
体植株）
观看课件展示的染色
体数目的变异类型
一起讨论回答
识记几倍体的判定方
法。

看书回答：茎杆粗壮，
叶片、果实和种子都比
较大；糖类、蛋白质等
含量增高.
根据引导回答10：抑
制纺锤丝的形成。

回答11：有丝分裂前。

第五章基因突变及其他变异 5.2 染色体变异第2课时三、单倍体育种1.方法：①先花药离体培养获得单倍体幼苗②再用秋水仙素处理单倍体幼苗获得纯合植株2.步骤：探究1.单倍体育种的过程（1）该育种方法为育种，其原理是。

（2）图中（一）、（二）、（三）、（四）的过程依次是。

（3）图中①和④基因组成分别为____ _和______ 。

（4）(二)过程中，D和d的分离发生在________ _；（三）过程采用的方法称为_________；（四）过程最常用的化学药剂是________（5）如将③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代的基因型及比例为______ 。

（6）从图解中看出，该育种只需年即可获得纯合新品种。

因此，该育种方法的最大优点是。

探究2.单倍体育种得到的植株一定是二倍体吗？3.优点：明显缩短育种年限探究3.为什么单倍体育种可明显缩短育种年限？（原因：自交后代不发生性状分离）4.原理：染色体变异3.优点：粗、大、高（缺点：发育迟缓，结实率低）4.实例：三倍体无籽西瓜的培育探究5.无籽西瓜的培育中，（1）为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？（2）在第一年四倍体植株上所结果实、第二年三倍体植株上所结果实各有什么特点？（3）三倍体西瓜为什么没有种子？（4）培育三倍体无籽西瓜的方法和原理分别是什么？例4：在三倍体无籽西瓜的培育过程中，将二倍体普通西瓜幼苗用秋水仙素处理，待植株成熟接受普通二倍体西瓜的正常花粉后，发育成果实，其果皮、种皮、胚芽、胚乳细胞的染色体组数依次为 A．4、2、2、4 B．4、4、3、5 C．3、3、3、4 D．4、4、3、6 小结：六、低温诱导植物染色体数目变化的实验1.原理：低温处理植物分生组织细胞，能抑制纺锤体的形成，阻止细胞分裂，导致细胞中染色体数目加倍2.过程：根尖培养→低温诱导→材料固定→制作装片→观察装片特别提醒：①低温诱导植物染色体数目的变化和秋水仙素的作用原理相同②材料：能进行分裂的分生组织细胞，不分裂的细胞染色体不复制，不出现染色体加倍③为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构，必须先将细胞固定（卡诺氏液固定，95%的酒精冲洗）④制作装片过程同植物有丝分裂，即解离→漂洗→染色→制片。

第2节染色体变异一、教学目标1、知识目标⑴识别染色体的形态结构，染色体结构变异的四种类型。

⑵通过对比，了解染色体结构变异与基因突变、交叉互换的区别。

2、能力目标⑴通过探究染色体结构变异的类型，培养学生分析问题，判断问题的能力。

⑵以猫叫综合征产生的原因为例，训练学生有具体到抽象的思维能力。

3、情感目标⑴通过了解在自然或人为条件下，染色体会发生结构的改变而改变生物的遗传性状，树立事物是普遍联系的，外因通过内因起作用的辩证唯物主义观念。

⑵通过观察、讨论、分析、激发学生学习的兴趣，培养学生自主质疑、平等、互助合作的学习方法与态度。

二、教学重点染色体结构变异的四种类型。

三、教学难点染色体结构变异与基因突变的区别。

四、教学资源染色体结构变异的课件，DNA双螺旋结构模型。

五、教学方法通过学生自主课上的思考讨论、合作探究，在展示课上表达自己对染色体结构变异的理解，然后教师点评，总结。

六、教学过程【导入新课】教师展示三倍体无籽西瓜和21三体综合征图片，引导学生思考。

提问旧知：我们学过可遗传的变异有哪些？学生回答：基因突变、基因重组、染色体变异。

【教学目标达成】教师引导:通过自主课的学习，染色体变异有哪些类型，引出新课——染色体结构的变异。

学生活动：各小组展示自己对染色体结构变异的理解。

教师总结：染色体结构变异有四种类型：缺失、增加、易位、倒位。

染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。

教师提问：染色体结构变异的易位与基因重组的交叉互换有什么区别？学生回答：略。

教师总结：通过课件图片，比较分析二者的区别。

教师提问：染色体结构变异与基因突变的区别？学生回答：小组代表阐述自己对问题的理解。

教师总结：通过分析二者变异的实质，化抽象为具体地讲解二者的区别。

【板书设计】第2节染色体变异一、染色体结构的变异二、缺失、增加、易位、倒位三、易位与交叉互换的区别四、染色体结构变异与基因突变的区别。

第2节 染色体变异学 习目 标核 心 素 养1.理解染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念及特点。

(重、难点)2.概述单倍体育种与多倍体育种的原理和过程。

(重点)3.概述染色体变异的类型。

1.列表比较二倍体、多倍体和单倍体。

2.结合案例,分析染色体变异在育种上的应用。

3.阐明染色体变异导致遗传物质变化,可能导致生物性状的改变甚至死亡。

一、染色体变异指生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。

二、染色体数目变异 1．变异类型和实例类型实例 个别染色体的增加或减小21三体综合征以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少 三倍体无子西瓜 细胞中的一套非同源染色体。

3．二倍体4．多倍体(1)概念⎩⎪⎨⎪⎧起点：受精卵染色体组数：三个或三个以上染色体组实例：三倍体香蕉、四倍体马铃薯(2)特点：茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。

(3)人工诱导多倍体(多倍体育种) 方法 用秋水仙素处理或用低温处理处理对象萌发的种子或幼苗原理 能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍5.单倍体(1)概念：体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。

(2)特点⎩⎪⎨⎪⎧植株长得弱小高度不育(3)应用：单倍体育种。

①方法：花药――→离体培养单倍体幼苗――→人工诱导用秋水仙素处理染色体数目加倍得到正常纯合子②优点：明显缩短育种年限。

二、染色体结构变异1．染色体结构变异的类型[连线]2．染色体结构变异的结果(1)使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变,而导致性状的变异。

(2)大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。

三、低温诱导植物染色体的数目变化 1．实验原理2．实验流程及结论根尖的培养及诱导⎩⎪⎨⎪⎧①培养方法：将洋葱放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面②诱导时机：待洋葱长出 1 cm 左右的不定根时③诱导措施：将整个装置放入冰箱的冷藏室内（4 ℃），诱导培养36 h↓取材及固定⎩⎪⎨⎪⎧①取材：剪取诱导处理的根尖 0.5～1 cm ②固定：放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h ，以固定细胞的形态③冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次 ↓制作装片⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫①解离②漂洗③染色：使用改良苯酚品红染液④制片与“观察植物细胞的有丝分裂”实验的相同↓观察：先用低倍镜观察,找到变异细胞,再换用高倍镜观察 ↓结论：低温能诱导植物染色体数目加倍判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)1．体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体,含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。

第2节染色体变异［学习导航］1.结合图5- 5,阐明染色体结构变异的类型和结果。

2.结合教材实例，简述二倍体、多倍体和单倍体的概念。

3.通过教材实验，了解多倍体育种的原理和操作过程。

［重难点击］1.理解染色体组的概念。

2.理解二倍体、多倍体和单倍体的概念。

3.单倍体育种和多倍体育种的原理和过程。

--------------------------- 课堂导入----------------------------舟舟，1978年4月1日出生在中国的武汉。

他是个先天性愚型患者，智力只相当于几岁的小孩子。

舟舟从小偏爱指挥，当音乐响起时，舟舟就会拿起指挥棒，挥动短短的手臂，惟妙惟肖地做出标准的指挥动作，直到曲终。

研究表明舟舟身材矮小、智力低下的根本原因是：第21号染色体比常人多了1条。

那么染色体都有哪些变异，对生物有什么影响呢？本节课我们来学习染色体变异。

一、染色体结构的变异夯丈号础突破更点1 •含义染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。

2 •类型3 •结果大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。

问题探究理解升华亜谁透析F 图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。

据此分析:1 •图①和图②的变异分别发生在哪种染色体之间？属于哪类变异？答案图①发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组；图②发生在非同源染 色体之间，属于染色体结构变异中的易位。

2 •图②和图③相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？答案图②是易位，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变；图③是基因突 变，只是改变基因的结构，不改变染色体上的基因的数目或排列顺序。

3 .图①②③中能在光学显微镜下观察到的是哪种？变化 名称 举例染色体b 片段丢失缺失猫叫综合征;果蝇缺刻翅AHUVUAnBV o b c d■arb1c LA-HnomvAnBuunonHBV染色体b 片段增加 重复 果蝇的棒状眼e- f s' ABH5AB5 a b cd染色体断裂的片段（d 、g ）移接到另一条非同源染色体上易位人慢性粒细胞白血病ABnxxHBV同一条染色体上某一 片段（ab ）位置颠倒倒位图eflg AHUOAHVAHVOABVh % I d ABnMXXMWV答案 能在光学显微镜下观察到的是②。

第2节染色体变异教学目标1、说出染色体结构变异的基本类型。

2、说出染色体数目的变异。

3、进行低温诱导染色体数目变化的实验。

教学重点：染色体数目的变异。

教学难点⑴染色体组的概念。

⑵二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系。

⑶低温诱导染色体数目变化的实验。

课时：2课时。

教学方法：直观教学法、实验法。

教学程序第1课时导入：基因突变导致生物变异的原因是什么？基因能够发生突变，那么染色体能不能发生变化呢？如果染色体发生变化，它会发生什么样的变化呢？生物的性状又会发生什么样的变化呢？一、染色体结构的变异1.出示投影片:猫叫综合征幼儿照片。

2.让学生观察:患儿的征状---两眼较低、耳位低下，存在着严重的智力障碍教师补充说:患儿哭声轻、音调高，很像猫叫。

3.投影片放映:病因---染色体缺失图，包括：投影片上的其他几种情况也属于染色体结构变异，请同学们仔细观察染色体的变化情况。

5.染色体结构变异，为何能导致生物性状的变异呢?教师引导学生从染色体结构的变化会引起染色体上的基因数目和排列顺序的改变等方面来加以思考。

二、染色体数目变异1.我们已经知道染色体结构变异会导致生物性状的变异，那么染色体数目发生改变会不会引起生物的变异呢?(回答:会)染色体数目会如何改变呢?(回答:可增加，也可减少)。

2.前面所说的仅是染色体“个别数目”的增加或减少，它只是染色体数目变异的一种类型。

例如，人类有一种叫“21-三体综合征”的遗传病，患者比正常人多一条染色体---21号染色体是三条，其征状表现为智力低下，身体发育缓慢等；再如，人类的另一种遗传病叫“性腺发育不良(Turner综合征)”，患者少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。

染色体数目变异的另一种类型是染色体数目以“染色体组”为单位成倍增加或减少，这种类型的变异在实践中的应用更为普遍。

因此，我们重点介绍后一种类型的染色体数目变异。

3.首先我们要了解什么是“染色体组”放映:动物精子形成过程图组织学生观察、归纳、总结:(1)在减数分裂过程中，染色体复制一次细胞分裂二次，结果生殖细胞中的染色体数减少了一半。

“染色体变异”一、教材分析《染色体变异》为《普通高中课程标准实验教科书生物2必修遗传与进化》（人民教育出版社）第5章《基因突变及其他变异》第2节的内容。

《高中生物课程标准》明确指出必修2模块重在引导学生“理解遗传和变异在物种繁衍过程中的对立统一”，对学生“进一步形成生物进化的观点”具有重要意义。

《染色体变异》包括“染色体结构的变异”和“染色体数目的变异”，“染色体数目的变异”与单倍体、多倍体育种关系密切，而且学生已经学习了细胞分裂和基因重组的内容，有利于理解在细胞分裂异常导致的染色体数目变异及由此造成的基因型改变，因此打破教材原有的编排，先学习“染色体数目的变异”，并且将该部分内容与相关育种的知识内容进行整合，更有助于整体教学。

二、学情分析对于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念，学生容易混淆，教师可以借助实例探讨、资料分析、板书和多媒体课件等手段化抽象为具体，帮助学生理解。

高中学生一个显著的特点是求知欲和自学能力较强，因此在本章学习的开始，学生已经自主阅读教材完成了自学自研，自学过程中一定产生了某些疑问和困惑，因此可以将学生在阅读课上提出的问题收集起来，结合教师的经验精心设计问题串，使教学更有针对性，提高课堂教学效率；课堂组织小组讨论，合作完成学习任务，充分调动学生的自主学习能力。

三、教学目标1. 知识目标（1）简述染色体数目变异2. 能力目标（1）辨析染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念；（2）以小组问题串讨论、资料搜集等方式对具体实例进行分析单倍体、多倍体育种的特点。

3. 情感目标（1）通过单倍体多倍体育种学习，帮助学生树立崇尚科学的价值观。

四、教学重点与难点1. 教学重点：染色体数目的变异。

2. 教学难点（1）染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念；（2）单倍体育种、多倍体育种的特点。

五、教学过程1. 设计思路本节课是“染色体数目的变异”的第1课时，重点在于帮助掌握相关的概念，为以后的学习打好基础，教师可以充分利用实例帮助学生理解相关的概念。

第5章第2节染色体变异一、教学目标1.知识目标a.说出染色体变异的基本类型b.说出染色体数目的变异2.能力目标进行低温诱导染色体数目变化的实验3.情感目标认同我国在育种取得的成就二、教学重点染色体数目变异三、教学难点a.染色体组概念b.单倍体、二倍体和多倍体的概念及其联系c. 低温诱导染色体数目变化的实验四教学流程展示染色体结构变异4种类型图解，再一一进行解说归纳。

问题1：果蝇体细胞有几条染色体？几对常染色体？8条；3对问题2：Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号呢? 同源染色体；非同源染色体abcd分别含有4、3、2、1个染色体组。

②据基因型判断defg分别含4、2、3、1个染色体组。

【典型例题】关于下图染色体组判断正确的是 ( )A.细胞中含有一个染色体组的是h图B.细胞中含有二个染色体组的是g、e图C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图【答案】C【方法点拨】见上。

5.单倍体育种和多倍体育种的比较列表让学生总结单倍体育种和多倍体育种，填写表格相关内容。

多倍体育种单倍体育种染色体组成倍减少，再加倍原理染色体组成倍增加A.通过③④⑤途径培育成新品种的过程中,E、F的染色体组数相同B.若A、B两品种的基因型分别是AABBdd、aabbdd(三对基因独立遗传),则D 植株中不能稳定遗传的个体占总数的3/4如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是( )A.图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组B.如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体C.如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体。