第六单元 教学设计基因突变及其他变异

1、 基因突变及其他变异 一、 内容及其解析1、本单元教学内容如下：本单元主要内容是： 1、基因突变、基因重组的实质2、基因突变、基因重组的意义3、染色体结构的变异、数目的变异 在上述内容中，染色体结构的变异、数目的变异是本单元的主要内容，其中染色体数目的变异是本单元的核心内容，根据核心内容知识类型，教学应按概念课课型设计并实施。 （二）解析1对核心内容的分析染色体变异同基因突变和基因重组都是生物可遗传变异的来源之一，其变异类型包括染色体结构变异和数目的变异两种类型。其中染色体结构的变异与基因突变的区别是一大难点；而在染色体数目的变异部分中，染色体组概念的理解是关键，是学习单倍体、二倍体、多倍体等

2、概念的基础。由于染色体数目变异在本单元染色体变异问题研究当中起着承上启下的作用，所以它是本单元的核心内容。 2.对染色体组概念的解析 根据概念课的教学过程，学习染色体数目变异的主要环节有：染色体组概念的引入、概念的得出、概念的巩固和运用。所以染色体数目变异的教学的重点是染色体组概念的巩固和运用，关键是染色体组概念的得出。二、教学目标及其解析（一）目标 1单元目标： （1）基因突变、基因重组的实质和意义（2）能够简述染色体变异的基本类型。 （3）能够判断染色体组及染色体数目。（4）掌握染色体变异原理的运用。 2课时教学目标： （1）通过基因突变、基因重组的实质和意义讲解，让学生能通过图形判断突变

3、的方式以及说出这种突变方式会导致什么影响。让学生能说出基因重组的过程，对比基因突变来描述基因重组的特点。（2）通过“染色体结构变异的基本类型”的教学，让学生学会判断染色体 变异的基本类型。 （3）通过“染色体数目变异”的教学让学生学会判断染色体组以及染色体 数目。 （4）通过单倍体、二倍体、多倍体的教学，让学生了解单倍体、多倍体 育种的原理、方法和优点。 （5）通过“进行低温诱导染色体数目变化的实验”的教学，让学生掌握 染色体变异原理的运用。 （二）解析 2.学会判断染色体的变异类型就是指能够从生物变异类型当中区分出基 因突变和染色体变异，并能做出准确判断。 3.能够判定染色体组及染色体数目就

4、是指会根据细胞中染色体的形态、 基因型、染色体数目和形态数来判断染色体组数。 5.掌握染色体变异原理的运用就是指能够用单倍体、多倍体育种原理解 答相关题目。三、教学问题诊断分析在本单元教学中可能遇到的困难是对染色体组概念的理解和判断，虽然学生已经学过染色体、同源染色体、非同源染色体等概念，为染色体组等新概念的建构奠定了认知基础。但是染色体组概念较为复杂，如直接讲述，学生很难理解其实质。要解决这一问题，可以从雌雄果蝇体细胞的染色体的形态和数目分析入手，设置一系列的问题情境，并通过模拟果蝇减数分裂过程中染色体的数目变化帮助学生更好的构建染色体组概念。 四、教学支持条件分析 在本单元的教学中，可以运

5、用PowerPoint多媒体课件辅助教学，直观的展示染色体结构变异的类型的图片，并通过白板演示、动手模拟操作，使学生构建染色体组的概念。 五、教学过程设计第1课时导入：什么是性状？性状是由什么决定的？性状表现除与遗传物质有关外，还与什么有关？性状由亲代传递到子代时，会不会一成不变呢？当然不会，或多或少都会存在差异，这又为什么呢？那么生物的变异又是如何产生的呢？又有什么特点呢？问题一：图1一个普通的玉米种子在萌发长成植株的过程中，水、肥、光特别充足，所结种子大而饱满，但这样的种子种下去，结出的却是普通种子；图2是太空椒（普通青椒种子邀游过太空后培育而成）与普通青椒对比，果实明显增大，种植下去，仍

6、然是肥大果实。从性状的角度、以及能否遗传的角度分析出导致出现改变的原因。师生活动：1、籽粒饱满的种子与普通种子相比，太空椒与普通青椒相比，形状有明显的差异，这是为什么？2、把子粒饱满的种子种下去，长出的种子是不是粒大饱满？3、把肥大的青椒种下去，长出的是不是肥大青椒？4、讨论并总结：那什么情况下的变异不遗传，什么情况下的变异可遗传？我们知道生物的表现型与基因型和外界环境条件有关。像玉米这样，子粒饱满是由于水、肥和光充足引起，也就是外界环境条件引起的，这种变异是不遗传的。而太空椒邀游过太空，宇宙辐射改变了遗传物质，因此这个变异性状就是可遗传的。可遗传的变异是生物变异的主要类型。它的来源主要有三方

7、面：基因突变、基因重组和染色体变异。问题二：什么是基因突变？基因突变是怎么产生的？又怎么导致生物变异呢？师生活动： 观看录像是镰刀型细胞贫血症的录像内容，得出结论。1、我们看到正常红细胞是什么形状？有什么功能？  2、镰刀型细胞贫血症红细胞呈镰刀状，对功能完成有没有影响？3、是什么原因使正常红细胞变成镰刀型红细胞？问题三： DNA上一个碱基对发生了改变，最终导致了镰刀型细胞贫血症。我们知道性状是由基因控制的，基因是怎么来决定性状的？师生活动：1、总结得出导致镰刀形细胞贫血症的根本原因，以及如何导致出现病症的机理。2、基因结构改变除了碱基对的替换，还会不会有其它可能？学生分析

8、后答出DNA分子中碱基对数目的改变也会导致基因结构的改变。当DNA中碱基对增加或减少时，对性状的表现有没有影响。要求学生写出此过程。问题四：讲基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，如何称呼改变后的基因？师生活动：1、基因突变往往产生了一些新性状，这对生物有什么意义？2、你们认为突变有什么特点？3、基因突变是发生在什么时期？哪些细胞能发生基因突变？4、在生物生长发育的各个时期发生基因突变影响会相同吗？5、如果突变发生在体细胞，该性状会不会遗传给后代？问题五：基因突变对生物体究竟好不好呢？师生活动：上节课我们学习了基因突变的概念和特点。这是几幅基因突变的图片（ppt展示）（棉花短果枝、鸡脚叶、

9、水稻矮杆、糯性，果蝇的白眼、残翅，人的白化病、色盲）1、为什么说它们的变异性状都是基因突变造成的？2、从这些正常表现到突变表现，谁能回答基因突变具有哪些特点？问题六：什么是人工诱变？师生活动：1、应用这些方法怎样去处理生物使之发生基因突变呢？2、产生的这些突变又有什么用呢？其实生物变异不只是由基因突变引起的，基因重组也会造成生物变异。那么基因重组造成的生物变异又是在什么情况下发生的呢？又有什么特点呢？接下来我们就来学习基因重组。 问题七：什么是基因重组呢？师生活动：1、大家先写一下，黄色圆粒与绿色皱粒作亲本杂交，产生后代的过程。P 黄色圆粒X绿色皱粒F1 黄色圆粒F2黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿

10、色皱粒    2、F2除了黄色圆粒、绿色皱粒以外还有两种亲本所没有的新性状：黄色皱粒、绿色圆粒，这两种性状与亲本相比是不是变异性状？它们又是如何产生的呢？3、在减数分裂四分体时期，同源染色体常常会发生什么现象？问题八：为什么基因重组形成的变异丰富？师生活动：1、我们看书上给了一个数据，2101024种是说具有10对相对性状的亲本进行杂交时，只考虑自由组合引起的基因重组，F2可能出现的表现型。在生物体内尤其是在高等动植物体内控制性状的基因数目是非常巨大的，由同源染色体的非姐妹染色革体之间的局部交换引起的基因重组在自然界中也十分常见，如果把这些因素都考虑在内，那么生物通过有性生

11、殖产生的变异就更多了。请大家举出基因重组的例子。大家举出的例子有好多，要强调的是这些基因重组的变异必须通过有性生殖过程实现。丰富多彩的变异形成了生物多样性的重要原因之一。因此对生物进化具有十分重要的意义。第2课时 导入：教师展示正常红细胞和镰刀型红细胞图片进行复习提问:图中的变异方式属于可遗传变异的哪一种?回答:基因突变基因是什么?它和染色体又有何关系?回答:基因是有遗传效应的DNA片断，染色体是DNA的载体，基因在染色体上呈线形排列。既然基因可以发生突变，那么染色体也可以发生改变吗？设计意图：导入新课，引出染色体也可以发生变异。5.2 .1 染色体结构的变异 教师展示猫叫综合征相关视频并引导

12、学生分析猫叫综合征产生的原因：问题一：根据教材P85-86图片分析讨论染色体结构变异有哪些类型？设计意图：通过解决这一问题，让学生知道染色体结构变异的四种基本类型。师生活动：教师展示资料，学生讨论完成提供的材料各属于哪种染色体变异类型。教师可根据学生回答问题的情况进行点评；学生解决问题一以后教师总结染色体结构变异的类型，并引导学生思考：染色体结构变异导致生物性状改变的原因？若学生回答困难，可以引导学生思考如下两个小问题：（1） 染色体结构上的缺失、重复、倒位、易位对染色体上的基因有何影响？（2） 对性状又有什么影响？练习1、已知某物种的一条染色体上依次排列着M、N、O、p、q五个基因，如图列出

13、的若干种变化中，不属于染色体结构发生变化的是( )设计意图：学习判断染色体结构变异基本类型的方法。设计意图：熟悉判断染色体结构变异基本类型的方法变式训练：下图示为生物的两种变异类型，甲图中的染色体是非同源染色体，乙图中的是同源染色体，请判断属于染色体结构变异的是_ ,属于基因重组的是_ 。甲图乙图 设计意图：通过判断变异类型，对判断染色体结构变异的方法有更进一步的认识。过渡：我们知道每一种生物的染色体数目一般不会发生改变，但在某些特定的情况下染色体数目也会发生改变。5.2 .2 染色体数目的变异教师展示21三体综合征、特纳氏综合征、以及果蝇染色体数目变化等资料。设计意图：通过资料分析，让学生知

14、道染色体数目变异的类型师生活动：学生分析21三体综合症和特纳氏综合症，果蝇染色体数目变化三则资料，归纳染色体数目变异的类型，教师点评总结。过渡：由于以染色体组增加或减少变异类型在实践中的应用更为普遍。因此，我们重点介绍以染色体组为单位的变异。这里涉及到一个重要概念染色体组，我们首先要弄清楚什么是染色体组。教师展示雌雄果蝇体细胞染色体和配子中的染色体图解问题二：观察雄果蝇体细胞染色体图解,并与配子中的染色体对比，说出染色体组的概念？设计意图：通过解决这一问题，得出染色体组概念。师生活动:教师根据回答情况引导学生思考如下问题，教师点评总结（1）雄果蝇体细胞内有几条染色体？常染色体有几对？II号和I

15、I号染色体是什么关系？那么II与III号呢？活动：电子白板模拟雄果蝇减数分裂产生的两种精子中的染色体组成。（2） 雄果蝇的配子中的染色体在形态、大小和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？如果把雄果蝇的精子中的染色体看成一组，那雄果蝇的体细胞中有几组染色体？（3） 分析染色体组特点，尝试说出染色体组概念？练习2、该体细胞含几个染色体组；每个染色体组中有几条染色体？请画出其中的一个染色体组的染色体。设计意图：通过练习题学习图形类题目中判断染色体组的方法。练习3：某生物正常体细胞含有两个染色体组，染色体数目为8条，下图表示含有一个染色体组的细胞是（ ）设计意图：熟悉图形类题的染色体组判断方法

16、变式拓展：1、基因型为AAaaBBBb的细胞或生物体含有_个染色体组。2、某生物体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为_个，每个染色体组有_个染色体。设计意图：通过变式训练加深对染色体组的理解，总结判断染色体组的其余两种方法。教师总结：判断染色体组的一般方法根据染色体形态判断；根据基因型判断；根据染色体的数目和染色体的形态来推算。课堂小结：教师呈现本课时所学知识结构，将所学内容：染色体结构变异类型、染色体数目变异类型、染色体组以及判定方法进行知识网络构建.设计意图：帮助学生构建完整知识体系六、评价设计（一）课时目标检测（1）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

17、况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是()设计意图：检测课堂目标一达成情况（2）分析对照图，选出含一个染色体组的细胞，是图中的( )A C D B对照图（3）判断下列各细胞所含染色体组数设计意图：检测课堂目标二达成情况（2） 作业设计:A组题1.下列说法属于染色体结构变异的是()；属于染色体数目变异的是()A. 在光学显微镜下可以观察到该类型的变异 B.猫叫综合征的形成 C.21三体综合征的形成 D.非同源染色体间部分片段的交换设计意图：巩固对变异类型的判断2.下列变异中，属于染色体结构变异的是()A.果蝇第号染色体上的片段与第号染色体上的片段发生交换B.整个染色体组成倍增加或减少C.高茎豌豆

18、因缺水缺肥而生长矮小D.同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换设计意图：考察变异类型的判断 3.下列关于染色体组的概念，错误的是 ()。A二倍体生物配子中的全部染色体B一个染色体组中无形态、大小、结构相同的染色体C不同生物的染色体组内染色体的数目、形态、大小一般不同D卵细胞或精子中的所有染色体设计意图：考察染色体组的概念B组题4、 右图为果蝇体细胞染色体组成示意图，下列说法正确的是()。A 果蝇的一个染色体组含有的染色体是、X、YBX染色体上的基因控制的性状遗传，均表现为性别差异C果蝇体内的细胞，除生殖细胞外都只含有两个染色体组D、X(或Y)四条染色体携带了控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息设计意图：考察染色体组特点和伴性遗传等知识综合运用5.细菌和