发现式教学【教学设计】《染色体变异》（人教）.docx

染色体变异教学模式介绍：发现式学习认为，科学家用来解决问题、探究未知的理性策略可以传授给学生。其模式是在学生积极参与科学探索过程，教师试图模拟科学家解决问题的过程，使学生体会科学家如何面临疑难境，学会搜集和加工资料，最终达到问题的解决，从而获得在真实生活情境中发现问题和解决问题的能力。发现式教学的课程环节：激趣导学目标导学导思点拨设问寻疑诊断反馈拓展延伸设计思路说明：多媒体展示：染色体图片，提问：基因突变导致生物性状改变，基因在染色体上，染色体是否会发生变异？如果染色体会发生变异，会有什么样的变化？对生物性状有何影响？引入激发学生积极讨论，引入教学主题：染色体变异。根据教材的实际需求把要完成的教学内容分解成层次由浅入深的各个小目标，让学生去感知教材，链接生活，最大限度的使学生动口、动手、动脑，把学习的主动权交给学生。本节课利用多媒体资源对学生进行引导，让学生一边思考一边小结本节课的知识结构，起“温故而知新”的作用。更重要的是让学生把新知识与旧知识联系，形成新的概念，在自己的认知结构中进行重组，完善知识结构。教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况，收集学生的学习信息，及时引导，点拨，利用教学中预设的各个层次的问题，引导学生积极思考，养成良好的思维习惯。诊断反馈环节是贯穿本模式的一条主线。 从形式上看，练既可以是综合、书面的，也可以是整体、口头的； 从内容上看，既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是巩固强化，也可以迁移延伸；从教学程序上看，主要是安排在新课结束后巩固所学、迁移知识、培养能力，但也可以安排在新课开始前的导入性训练。 “大教学观”指出，要让课堂教学向课外延伸，指导学生开展相关的课外实验，丰富教学内容，培养学生的多种能力。通过延伸使知识系统化，条理化，提升认识水平，为进一步获得生物知识奠定良好的技能与心理基础。教材分析染色体变异是人教版高中生物必修二遗传与进化第5章第2节的教学内容，在必修一学习过有关染色体的知识，但没有涉及同源染色体，并且相隔时间比较长了，学生有所遗忘，学生对同源染色体的理解有难度，不会识别，所以讲解时需要详细，需要教师指导并借助图画给予直观的认识。学生已有的认知基础较薄弱，教学时应注意由浅入深，把复杂的问题分解成小知识点，使问题更加简单化，降低学生的认知难度。学生发散思维能力不强，教学过程中要让学生体会知识的形成过程，从而加深对知识的理解和应用。教学目标【知识与能力目标】1、说出染色体的结构变异的基本类型。2、说出染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念。3、说出多倍体的特点、形成原因及其在育种上的意义。4、低温诱导染色体数目变异。【过程与方法目标】1、以果蝇为例，引出染色体组的概念，训练学生由具体到抽象的思维能力。2、通过对单倍体、二倍体和多倍体的分类依据的学习，对学生进行比较、分类思维能力的训练。【情感态度价值观目标】通过学习染色体的变异，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】染色体数目的变异。【教学难点】（1）染色体组的概念。（2）二倍体、多倍体和单倍体的概念。课前准备1、多媒体课件；2、学生完成相应预习内容；3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。教学过程：一、激趣导学 “兴趣是最好的老师”。学习兴趣是学习动机中的重要成分，是学习动机中最现实，最活跃的因素。是推动学生产生寻求知识，从事学习活动的强大心理动因。多媒体展示：染色体图片，提问：基因突变导致生物性状改变，基因在染色体上，染色体是否会发生变异？如果染色体会发生变异，会有什么样的变化？对生物性状有何影响？引入激发学生积极讨论，引入教学主题：染色体变异。二、目标导学“教是为了达到不需要教”。叶圣陶先生认为：“教师当然需教，而尤宜致力于导。导者，多方设法”。怎样“教”呢？布卢姆在“教育目标分类学”中指出：欲使学生在课堂教学中愉快学习，主动获取知识，在目标意识驱使下，产生永恒的“内驱力”。显然，“导学”环节就成为“六环节”模式中最核心的部分；也是一堂课中“时间篇幅”最长的一段。【目标分解】1.染色体结构变异类型,2.染色体数目变异类型,3.染色体组、单倍体、二倍体、多倍体。三、导思点拨在目标导学环节后，利用多媒体资源对学生进行引导，让学生一边思考一边学习，起到加强印象的作用。更重要的是让学生把新知识与旧知识联系，形成新的概念，在自己的认知结构中进行重组，完善知识结构，总结学习方法。符合“认知思考再认知”的认知规律。【新课讲授】提问：基因突变和染色体变异的区别。讲述：基因突变是染色体上某一个位点上基因结构的改变，即，这种改变是在光学显微镜下无法直接观察到的。而染色体的变异是可以在显微镜下观察到的，包括染色体结构的改变，染色体数目的增减等。 基因突变：改变碱基对；染色体变异：改变基因染色体变异：在自然条件或人为条件改变的情况下，染色体结构的改变或染色体数目的增减导致生物性状的变异。 【讲授新知】一、染色体结构的变异学生阅读课文“染色体结构的变异”部分内容。引导学生读图理解染色体的结构变异类型，进行比较，并举出常见例子。根据老师给出的图，回答染色体结构变异的类型及常见实例。（一）类型1.缺失指染色体上某一区段及其带有的基因一起缺失，从而引起变异的现象。例果蝇缺刻翅的形成，猫叫综合征。2.重复染色体中增加某一片段而引起的变异现象。例果蝇棒状眼形成。3.易位染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。4.倒位染色体的某一片段位置颠倒也可以引起变异。PPT投影：四种染色体结构变异的比较。（二）概念指染色体结构的改变使排列在其上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。（三）原因外因：各种射线、化学药剂、温度骤变等。内因：生物体内代谢失调、衰老等。思考：Q1：染色体结构变异对生物都是有害的吗？（大多有害、少数有利）Q2：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异对引起的性状变化较大一些？为什么？（每条染色体上含有许多基因，染色体变异会引起多个基因的变化，所以引起的性状变化较大一些。）（四）结果二、染色体数目的变异提问：1、为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变?总结：染色体结构的变异，都会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。大多数染色体结构的变异是不利的。提问：2、如何区别基因突变和染色体结构变异？总结：基因突变是染色体上基因结构的改变，染色体结构变异是染色体上基因排列顺序和数量的改变。【讲授新知】二、染色体数目的变异1、类型及实例教师：某些特定的条件下，生物体的染色体数目也会发生改变，可以分成二类：一类细胞内个别染色体的增加或减少，如21-三体综合征，二类是细胞内以染色体组的形式成倍地增加或减少，如三倍体无籽西瓜。PPT投影：果蝇的染色体照片。提问：（1）果蝇体细胞有几条染色体？（8条。）（2）号和号染色体是什么关系?号和号染色体是什么关系?（同源染色体，非同源染色体）（3）雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?（和，和，和，X和Y）（4）雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、结构和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？它们是否控制着生物的生长、发育、遗传和变异？（、X或、Y。这些染色体在形态、大小和功能上各不相同。它们是非同源染色体。它们携带着控制生物生长发育的全部遗传信息）（5）如果将果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体?（两组）引导归纳染色体组的概念。（二）染色体组1、概念：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体叫做一个染色体组。2、染色体组的特点（1） 一个染色体组中不含同源染色体和等位基因，但含每对同源染色体中的一条，（2） 一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不同，（3）一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。3、染色体组数目的判断（1）细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组。（2）根据染色体数目和染色体形态数确定染色体组数目。染色体组数 = 细胞内染色体数目/染色体形态数（3）根据基因型判断细胞中的染色体组数目。根据细胞的基因型确定控制同一性状的基因（即同种类型字母）出现的次数，该次数就等于染色体组数。PPT对应练习。（三）二倍体和多倍体1、二倍体、多倍体和单倍体的概念阅读课本P87第一段、第四段。找出二倍体、多倍体和单倍体概念的关键字。引导学生比较二倍体、多倍体和单倍体，理解其概念。二倍体：通常由受精卵发育而来，体细胞中有两个染色体组的个体。人、果蝇、玉米、洋葱就是二倍体。几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体。多倍体：通常由受精卵发育而来，体细胞中有三个或三个以上染色体组的个体。香蕉就是三倍体，马铃薯是四倍体，普通小麦是六倍体。2、多倍体（1）特点A.茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大（器官较大）B.糖类、蛋白质等营养物质的含量有所增加C.发育延迟，结实率低。（2）人工诱导多倍体提问：（1）多倍体是怎样形成的？（体细胞有丝分裂过程中，染色体完成了复制，但由于环境条件或内部因素的干扰，纺锤体形成受到破坏，以致染色体不能被拉向细胞的两极，细胞也不能分裂成两个子细胞。）（2）人工诱导多倍体的方法是什么？方法1：低温处理方法2（最常用且最有效的方法）：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。（3）秋水仙素的作用原理是什么？（抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离。）实例：三倍体无子西瓜的培育。PPT投影过程：提问：三倍体无子西瓜属可遗传的变异还是不可遗传的变异？为什么？其遗传物质发生了改变，所以属于可遗传的变异。虽然西瓜并没有结种子，但可以通过让三倍体的西瓜植株进行无性繁殖（例如植物组织培养技术），得到大量的三倍体植株，再分别以其为母本，与二倍体植株进行杂交获得三倍体的无子果实。例：香蕉的培育提问：有没有只由配子发育而来的个体呢？（有，蜜蜂的雄峰，它是由卵细胞未经过受精作用直接发育而来的。）（四）单倍体1、概念：由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体。思考：单倍体的体细胞中一定是只含一个染色体组吗？只要是由本物种的配子直接发育而来的个体就是单倍体，不能简单地用染色体组数目多少来判断。单倍体体细胞中含有的染色体组数目可能是一个，也可能是多个，要依形成单倍体的物种来决定。思考：对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？总结：关键看它是受精卵发育成的，还是配子直接发育而成的。由受精卵发育成的个体叫几倍体，由配子发育而成的个体叫单倍体。2、单倍体植株的特点：植株长得弱小、高度不育。 3、单倍体育种（1）过程：（2）特点：得到的植株不仅能够正常生殖，而且自交后代不发生性状分离。（3）优点：快速获得纯合子，缩短育种的年限。PPT投影：单倍体育种与多倍体育种的比较。三、低温诱导植物染色体数目的变化(实验)PPT投影讲解：1实验原理 (1)进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝点分裂，子染色体在纺锤丝的作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。 (2)低温可抑制纺锤体的形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。2实验步骤：低温诱导 固定形态 制作装片 观察四、设问寻疑通过目标导学和导思点拨环节后，完成了教学的基本目标，解决了学生带共性的问题，但每个学生都是一个世界，他们难免还存在着个别特殊问题，所以安排一定时间接受质疑、咨询、解惑，实现因材施教。教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况，收集学生的学习信息，及时引导，点拨，利用教学中预设的各个层次的问题，引导学生积极思考，养成良好的思维习惯。设问：1、为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？（不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。）2、用适宜浓度的秋水仙素处理正处于休眠的二倍体西瓜的种子，能得到多倍体吗？（不能，休眠的种子未进行细胞分裂。）例：蜜蜂家族中有雄蜂、蜂王、工蜂。工蜂、蜂王都是由受精卵发育而成的，而雄蜂是由卵细胞直接发育而成的。问：雄蜂体细胞内的染色体组数和蜂王体细胞内的染色体组数的关系是怎样的？（雄蜂的染色体组数是蜂王的一半，与蜂王产生的卵细胞相同。）五、诊断反馈诊断反馈环节是一个灵活而流动的环节，是贯穿本模式的一条主线。 从形式上看，练既可以是综合、书面的，也可以是整体、口头的；既可以是说，也可以是听；既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是独立作业，也可以是集体讨论。 从内容上看，既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是巩固强化，也可以迁移延伸。从教学程序上看，虽然主要是安排在新课结束后巩固所学、迁移知识，培养能力，但也可以安排在新课开始前的导入性训练；还可以安排在新课进行中的发现性训练或强化训练。【课堂诊断】1、不是染色体结构变异的是( C )A 染色体缺失某一段 B 染色体中增加了某一片段C 染色体中的DNA的碱基对位置的颠倒D 染色体裁中的某一片段的位置的颠倒2、导致遗传物质变化的原因有很多，图8字母代表不同基因，其中变异类型和依次是（ D ）A.突变和倒位 B.重组和倒位 C.重组和易位 D.易位和倒位3、雌蜂和一雄蜂交配产生F1代，在F1代雌雄个体产生的F2代中，雄蜂基因型共有AB、Ab、aB、ab四种，雌蜂的基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种则亲本的基因型是（A）A、 aabbAB B 、AaBbAb C 、AabbaB D、 AABBab4、关于下图染色体组判断正确的是 ( C )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5.下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述中，不正确的是 （ D ）A.一个染色体组中不含同源染色体B.由受精卵发育而成的个体，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，但单倍体不一定只含一个染色体组D.人工诱导多倍体惟一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗六、拓展延伸此环节属于延伸阶段，“大教学观”指出，要让课堂教学向课外延伸，指导学生开展相关的课外实验，丰富教学内容，培养学生的多种能力。生物学科本身就是一门实验性的自然学科。通过课外生物实践培养学生热爱生命、热爱