苏教版高中生物必修二3.3 染色体变异在育种上的应用教学设计

第三课时染色体变异在育种上的应用导入新课课件展示：无子西瓜图片资料师:无子西瓜由于没有种子，而且，果实大，含糖量高，很受人们的欢迎。

师:无子西瓜为什么没有种子呢？学生活动：观察、讨论、分析、交流。

生甲:是因为无子西瓜没有受粉。

生乙:可能是用一定浓度的生长素溶液处理西瓜的柱头。

生丙:可能是无子西瓜的受精卵没有发育。

……师:无子西瓜是利用染色体变异的原理培育成功的。

无子西瓜是如何培育成功的呢？推进新课板书：三、染色体变异在育种上的应用师:染色体变异包括哪些方面？生:染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。

师:染色体数目变异包括哪几种类型？答案：C6．答案：水稻正常体细胞中有24条染色体，两个染色体组，经过减数分裂形成的配子中，染色体数目减半，为12条染色体，因此，水稻是二倍体生物；普通小麦正常体细胞中有42条染色体，六个染色体组，经过减数分裂形成的配子中，染色体数目减半，为21条染色体，因此，普通小麦是六倍体生物；马铃薯正常体细胞中有48条染色体，四个染色体组，经过减数分裂形成的配子中，染色体数目减半，为24条染色体，因此，马铃薯是四倍体生物；人正常体细胞中有46条染色体，两个染色体组，经过减数分裂形成的配子中，染色体数目减半，为23条染色体，因此，人是二倍体生物。

1．多倍体诱导在植物育种上的意义一个物种细胞中染色体形态结构和数目的恒定性是这个种的重要特征。

我们把二倍体个体中能维持配子或配体正常功能的、最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组。

当生物体内细胞染色体组数达到3组或3组以上者，称为多倍体。

多倍体在植物进化中有很重要的意义。

随着植物自然演化地位的提高，多倍体所占比例增大。

据有关资料显示，自然界中，多倍体在裸子植物中占物种的13%，在单子叶植物中占42.8%，在双子叶植物中占68.6%，即显花植物中约有一半的物种是通过多倍体途径形成的次生种，其中有些是在一个属内存在着不同倍数的种，有些是在同一种内存在着不同倍数的品种。

第三节染色体变异及其应用1.染色体结构变异。

(重点)2.染色体数目变异。

(难点)3.染色体变异在育种上的应用。

(难点)一、阅读教材P47～50分析染色体变异1．染色体结构的变异(1)主要起因：染色体断裂形成片段，以及片段不正常的重新连接。

(2)种类：缺失、重复、倒位、易位4种类型。

(3)结果：使在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。

(4)实例：人第5号染色体的部分缺失会引起猫叫综合征。

2．染色体组(1)概念：细胞中形态和功能各不相同，但互相协调、共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体，称为一个染色体组。

(2)由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫做二倍体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫做多倍体。

多倍体在自然界中分布极为广泛。

3．染色体数目变异(1)概念：染色体数目以染色体组的方式成倍地增加或减少，个别染色体的增加或减少，都称为染色体数目的变异。

(2)类型：①非整倍性变异：指在正常的染色体组中，丢失或添加了一条或几条完整的染色体。

②整倍性变异：a.单倍性变异：是指体细胞含有的染色体数等于配子染色体数的变异，由此产生的个体称为单倍体。

b．多倍性变异：是指与同种的二倍体细胞相比，具有更多染色体组的变异。

4．低温诱导染色体数目加倍(1)实验原理在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，这保证了染色体的平均分配。

低温处理可能抑制纺锤体的形成，导致子细胞内染色体数目加倍。

(2)实验操作步骤①材料培养：将一些蚕豆或豌豆种子放入培养皿，加入适量的清水浸泡，在培养皿上覆盖2～3层潮湿的纱布。

②低温处理：当蚕豆幼根长至1.0～1.5 cm 时，将其中的两个培养皿放入冰箱内，4 ℃下诱导培养36小时。

③固定：剪取诱导处理好的根尖5 mm 左右，放入卡诺氏固定液中浸泡0.5～1 h ，固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的乙醇溶液冲洗2～3次。

[教材梳理]一、染色体结构的变异1．染色体结构变异的特点染色体结构变异能(选填“能”或“不能”)通过显微镜直接观察到。

2．染色体结构变异的原因、类型及结果二、染色体数目的变异1．染色体组细胞中形态和功能各不相同，但互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体，称为一个染色体组。

2．染色体数目的变异染色体数目以染色体组的方式成倍地增加或减少，个别染色体的增加或减少等，都称为染色体数目的变异。

分类如下：(1)非整倍性变异：指在正常的染色体组中，丢失或添加了一条或几条完整的染色体。

(2)整倍性变异①单倍性变异：体细胞含有的染色体数等于配子染色体数的变异。

②多倍性变异：指与正常的二倍体细胞相比，具有更多染色体组的变异。

三、染色体变异在育种上的应用 1．单倍体育种 (1)方法：花粉――→离体培养单倍体――→人工诱导染色体加倍纯合二(或多)倍体――→人工选择优良品种 (2)优点：①后代是纯合子，自交后代不会发生性状分离；②能明显缩短育种年限。

2．多倍体育种 (1)方法(2)优点：多倍体植株的茎秆粗壮，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也有所增加。

(3)人工诱导①方法：用秋水仙素处理或用低温处理。

②处理对象：萌发的种子或幼苗。

③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，从而使染色体数目加倍。

(4)实例：三倍体无子西瓜的培育。

[牛刀小试]一、染色体结构的变异1．仔细阅读教材，结合如图，探究下列问题：(1)图示过程发生在哪类染色体之间？属于哪类变异？提示：发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间；属于基因重组。

(2)发生易位的两条染色体是同源染色体吗？提示：不是同源染色体，而是非同源染色体。

2．判断正误(1)染色体是DNA的主要载体。

(√)(2)一对同源染色体之间染色体片断的互换是染色体结构变异中的易位。

(×)(3)染色体结构变异对生物体往往是有利的。

染色体结构的变异1.染色体结构的变异1．1缺失1．2重复播放“猫叫综合症”的视频音像资料，激发学生的学习兴趣。

师：展示染色体结构缺失的图片如下，并设问：染色体变化前后有何不同，为什么？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？生：染色体变短了，因为缺失了一段。

这种变化发生后，染色体上的基因随染色体的缺失而缺失，总数减少了。

教师总结：把由染色体某一片段缺失而引起的结构变异简称为缺失。

师：展示染色体结构重复的图片如下，并设问：染色体变化前后有何不同，为什么？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？生：染色体变长了，因为有一段染色体重复出现了。

这种变化发生后，染色体上的基因随染色体的重复出现而重复，总数增加了。

教师总结：把有染色体中重复某一片段引起的结构变异简称为重复。

师：展示染色体结构易位的图片如下，并设问：Ⅰ、Ⅱ染色体是什么关系？两条染色体在变化前后各有何不同，为什么？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？学生观看视频，对视频内容兴趣盎然学生观察图片，思考问题，并回答问题。

学生个别回答。

学生发言总结，教师补充。

学生个别回答。

学生发言总结，教师补充。

学生个别回答。

学生发言播放视频激发学生的学习兴趣，通过观察图片，回答问题，培养学生观察能力和语言表达能力；通过问题串引导学生构建新知识，达到教学目标；通过前后内容的复习串联，从而建立其新旧知识的联系，加深对所学习知识的理解。

1．3易位1．4倒位生：Ⅰ、Ⅱ是非同源染色体。

Ⅰ染色体变化后缩短了一段，Ⅱ染色体变化后增加了一段，因为Ⅰ染色体的一个片段拼接到了Ⅱ染色体上。

变化后Ⅰ染色体上的基因减少了，Ⅱ染色体上的基因增加了。

教师总结：把染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体引起的变异，称为易位。

师：简述分离过程中交叉互换发生在什么样的染色体之间，互换后染色体的变化如何？生：发生在联会的同源染色体之间。

互换后两条同源染色体的长度不变。

师：交叉互换与易位有何不同？生：交叉互换发生在两条同源染色体之间，互换后两条同源染色体的长度不变；易位发生在两条非同源染色体之间，易位后一条染色体减少了一段，另一条染色体增加了一段。

高中生物苏教版必修2第三单元第3-3课《染色体变异在育种上的应用》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案1教学目标1.理解单倍体的概念以及区分单倍体和二倍体或多倍体的依据。

2.了解单倍体的产生原因及特点。

3.了解单倍体在育种上的意义。

4.理解人工诱导多倍体在育种上的应用及成就。

5. 通过单倍体和多倍体的概念、原理、应用的学习,训练学生演绎思维能力。

2学情分析这一节内容大多是属于理解和应用的层次,教学内容的难点较集中,可以已列提纲的方式对重难点作逐个分析。

教学过程中可依托多媒体技术使学生对该方法的过程一目了然,较深刻的理解。

学生在日常生活中具有一定的信息技术方面的经验,部分学生可以熟练的利用网络查找相关知识,并能够对相关知识进行拓展。

3重点难点教学重点 1.理解单倍体的概念以及区分单倍体和二倍体或多倍体的依据。

2、描述人工诱导多倍体及单倍体的方法,识别多倍体育种和单倍体育种。

教学难点 1.二倍体和多倍体、单倍体的概念 2.多倍体育种和单倍体育种4教学过程教学活动1【导入】（一）、导入新课展示无子西瓜的图片,吸引学生的注意和兴趣,无子西瓜是如何被生产出来的呢?接着复习染色体组的判断,并引导学生思考:体细胞中含有三个染色体组的个体是否就是三倍体?2【活动】（二）、探究新知探究一:单倍体、二倍体和多倍体的概念[自主学习1]让学生阅读教材,回答下列问题。

(1)一倍体一定是单倍体吗?单倍体一定是一倍体吗?(2)二倍体物种所形成的单倍体生物中,其体细胞中只含有一个染色体组,这种说法对吗?为什么?(3)如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体生物,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?为什么?。

第一节染色体变异及其应用新课标核心素养1.阐明染色体变异的类型及结果。

2.归纳染色体整倍性、非整倍性变异的相关概念及应用。

1.生命观念——利用结构与功能观，分析理解染色体结构变异、数量变异机理。

2.社会责任——利用染色体变异原理，指导育种工作。

知识点(一)染色体结构会发生变异1．染色体结构变异的类型(连线)2．主要起因由染色体断裂所形成的片段不正常地重新连接所致。

3．结果(1)染色体的结构变异会改变染色体上基因的数量或排列顺序，从而导致性状的变异。

(2)大多数染色体的结构变异，对生物体是不利的，有时甚至会导致生物体死亡。

4．发生概率及影响因素(1)在正常情况下，染色体发生结构变异的概率是很低的。

(2)当细胞受到电离辐射、病毒感染或化学药剂诱导时，染色体发生结构变异的概率会增加。

5．实例——猫叫综合征(1)病因：人第5号染色体的部分缺失引起。

(2)病症：患者在婴儿期的哭声就像猫叫一样，两眼距离过宽，生长发育迟缓，存在严重的智力障碍。

(1)倒位会导致染色体上基因的重排。

(√)(2)细胞受到电离辐射、化学药剂诱导会导致染色体结构改变，但病毒感染不会。

(×)(3)染色体结构出现变异，通常涉及诸多基因。

(√)(4)猫叫综合征属于染色体易位。

(×)1．(生命观念)下图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象的示意图。

(1)通过图示辨析染色体结构变异的类型。

提示：缺失重复易位倒位(2)上述变异类型中，改变了染色体上基因的数量有哪几种？改变了基因在染色体上的排列顺序的是哪几种？提示：缺失和重复。

易位和倒位。

2. (科学思维)若某个体的两条非同源染色体之间发生了易位，那么该个体产生正常配子的概率是多少？(假设易位不影响原染色体之间的联会)提示：1/2×1/2＝1/4。

1．下图显示了染色体及其部分基因，对①和②过程最恰当的表述分别是()A．交换、缺失B．倒位、缺失C．倒位、易位D．交换、易位解析：选C①过程中F与m位置相反，表示的是染色体结构变异中的倒位；②过程只有F，没有m，但多出了一段原来没有的染色体片段，表示的是染色体结构变异中的易位，C正确。

第三节染色体变异及其应用[学习导航] 1.结合教材P47，概述染色体结构变异的类型。

2.结合教材P48～50，在阐明染色体组概念的基础上，说出单倍体、多倍体的概念。

3.结合教材P51～52，概述染色体变异在育种上的应用。

[重难点击] 1.染色体组的概念。

2.单倍体、多倍体育种的流程。

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，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。

解决学生疑难点_______________________________________________________________一、染色体结构的变异1.特点：染色体结构变异一般可通过光学显微镜直接观察。

2.类型：包括缺失、重复、倒位和易位四种。

3.染色体结构变异导致性状变异的原因：染色体结构变异都会使染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。

4.结果：大多数染色体结构的变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体死亡。

5.影响因素：电离辐射、病毒感染或一些化学物质诱导。

下图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？答案能在光学显微镜下观察到的是②。

第一节染色体变异及其应用新课程标准学业质量目标3.3.5 举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡合格考试1.根据结构与功能观,说出染色体结构变异种类及其影响。

(生命观念)2.通过归纳与概括理解染色体组的概念。

(科学思维)等级考试1.通过分类与比较,明确单倍体育种与多倍体育种流程。

(科学思维)2.设计、分析实验探究低温诱导染色体数目的加倍。

(科学探究)一、染色体的结构变异1.原因:主要是由染色体断裂所形成的片段不正常地重新连接所致。

2.类型(连线):3.结果:染色体上基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。

4.选一选: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属于该细胞染色体结构变异的是①②④。

慢性粒细胞白血病是一种恶性疾病,患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。

该病是9号染色体和22号染色体互换片段所致。

这种疾病属于染色体结构变异中的哪种类型?提示:属于易位。

因为染色体片段互换发生在非同源染色体之间。

二、染色体的数量变异1.染色体组:细胞中的一组非同源染色体,形态和功能各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。

2.二倍体、多倍体和单倍体:二倍体多倍体单倍体发育起点受精卵受精卵配子体细胞染色体组数两个三个或三个以上与本物种配子中染色体组数相同常见生物大多数动物、植物香蕉、马铃薯、普通小麦等雄蜂3.染色体数量的变异:4.判一判:基于对染色体数量的变异的理解,判断下列说法的正误。

(1)一个染色体组中没有同源染色体,但却含有控制生物生长、发育的全部遗传信息。

(√(2)含有一个染色体组的细胞一定是配子。

(×提示:含一个染色体组的细胞可以是二倍体的次级性母细胞或一些单倍体的体细胞。

(3)一个染色体组中一定没有等位基因。

(×提示:发生交叉互换之后的次级性母细胞处于减数第二次分裂前期和中期时,一个染色体组中可能出现等位基因。

染色体变异是生物变异的一个重要来源，不少染色体变异会引起生物个体性状的改变，如人类的某些遗传病就是由染色体变异引起的。

染色体变异在遗传育种工作中应用广泛。

但这一部分内容比较抽象，学生难以理解，如染色体结构的变异容易与基因突变、基因重组混淆；染色体组、单倍体、多倍体的概念更是弄不清楚。

在真正教学时应补充这方面的知识，多与前面讲的基因突变概念相比较，加深学生的记忆。

另外，要把二倍体和多倍体、单倍体这些概念比较讲。

但无论是对多倍体还是单倍体概念的理解都应该建立在对二倍体概念的理解之上，多倍体和单倍体是相对于二倍体来讲的，并且这种比较应该是同一生物进行比较，而不能拿不同种的生物进行比较。

教材最后还有一个内容是染色体变异在育种上的应用，目标中也要求学生能够收集染色体变异在育种上应用的资料。

本节内容的难点在于使学生理解染色体数目变异中单倍体、多倍体变异的区别以及染色体结构变异与基因突变、交叉互换的区别。

课时安排：3课时第2课时 染色体数目的变异▍教学目标知识目标： 1.简述染色体的结构变异的四种类型2.比较并理解缺失与基因突变、易位与交叉互换的区别能力目标：1.以猫叫综合症产生原因为例，引出染色体结构变异的四种类型，训练学生由具体到抽象的思维能力。

2.学会比较基因突变中碱基对的缺失与染色体结构变异中的缺失、基因重组中的交叉互换与染色体结构变异中的易位情感态度与价值观目标：通过了解在自然或人为条件下，染色体会发生结构或数目的改变进而改变生物的遗第三章 遗传和染色体第三节 染色体变异及其应用传性状，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。

▍教学重、难点教学重点：染色体结构的变异四种类型教学难点：缺失、易位▍课前准备学生：课前预习，阅读染色体变异及其应用的书本内容教师：制作课件，收集染色体结构变异引起的性状改变的图片。

▍流程一：导入新课【教师活动】提出问题：1. 复习生物可遗传变异的三种来源2．复习基因突变导致生物变异的原因3．基因是什么?它和染色体又有何关系?【学生活动】回忆相关知识尝试回答问题：1.基因突变、基因重组、染色体变异。

高中生物 3.3染色体变异及其应用学案2苏教版必修2班级姓名学习目标1、单倍体育种和多倍体育种的方法、原理和特点。

2、单倍体育种和多倍体育种在生产上的应用。

学习重点：单倍体和多倍体育种的方法、原理和特点。

学习难点：单倍体和多倍体育种的方法、原理和特点。

任务一：单倍体育种1、单倍体植株的特点：与正常的植株相比，单倍体植株长得_________,而且____________,但它们在育种上有特殊的意义2、单倍体育种方法：________________,人工诱导染色体数目加倍。

原理：___________________过程：优点：明显缩短育种年限，后代是__________,自交后代不发生____________。

3、例题：有两个纯合不同品种的小麦，一个品种矮杆(d)、不抗锈病（r）；另一个品种高杆（D）、抗锈病（R）。

如何尽快培育出稳定遗传的矮杆抗锈病的优良品种？请你写出培育过程任务二：多倍体育种1、多倍体植株的特点：多倍体植株的茎杆________,叶片、果实和种子都比较_________,糖类和蛋白质等营养物质的含量也比较多。

2、多倍体育种方法：用_____________处理萌发的种子或幼苗。

（_____________的作用机理：能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍）原理：______________过程：优缺点：培育出的植株器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。

实例：三倍体无子西瓜的培育。

请你写出培育过程课题检测1、单倍体育种的主要优点是A、大幅度改良性状B、明显缩短育种年限C、茎叶粗大产量高D、营养物质含量高2、普通小麦是六倍体，其花粉离体培养成的植株是A、单倍体B、二倍体C、三倍体D、六倍体3、下列与多倍体形成有关的是A、染色体结构的变异B、纺锤体的形成受到抑制C、个别染色体的增加D、非同源染色体自由组合4、下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述中，不正确的是A、一个染色体组中不含同源染色体B、由受精卵发育的个体，体细胞含有两个染色体组的叫二倍体C、含一个染色体组的个体是单倍体，单倍体不一定含一个染色体组D、人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗5、在培育三倍体无子西瓜过程中，收获的三倍体种子是在A、第一年、二倍体母本上B、第一年、四倍体母本上C、第二年、三倍体母体上D、第二年、二倍体母本上6、用基因型为AaBbCc(无连锁)水稻植株的花药培养出来的单倍体植株，经染色体加倍，可培育出多少种纯合体植株A、2种B、4种C、6种D、8种7、基因型为Aａ的植株花药离体培养成的幼苗，经秋水仙素处理后发育成的植株基因型是A、AAａａB、AAC、AａD、AA或ａａ8、三倍体无籽西瓜培育原理及流程如图所示：（1）无籽西瓜的培育方法叫_________________，其理论基础是______________。