广东省高中生物概念教学比赛5.2染色体变异-多倍体和单倍体教学设计新人教版必修2

1、名校名 推荐多倍体和单倍体教学设计一、教学内容分析1. 教材分析“多倍体和单倍体”是出现在人教版高中生物学教材第5 章第 2 节的概念。在这一节中，教材呈现了染色体变异、染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等众多概念，其中染色体组是该节的核心概念，也是学习二倍体、多倍体、单倍体等概念的基础。2. 教学困惑教材在编排上把二倍体和多倍体、 单倍体与染色体组、 染色体变异等内容放在一起， 但结构上却是松散的， 例证之间也是孤立而缺少呼应的， 完全按教材处理容易造成课堂结构零乱、教学环节过渡生硬、概念关联松散。另一方面， 核心概念 “染色体组”在教学中往往得到较多重视，教师以各种方式帮助学生理解概念中的各

2、个要素， 但未必意识到多倍体和单倍体的相关事实性知识其实是对 “染色体组”的深层次理解和应用。而二倍体、多倍体和单倍体概念的教学常常限于定义（术语）的认知，其成因、生长特点、育性作为概念的内涵并没有联系核心概念来逐步引出，而只是作为细节的事实来强调背诵，可谓是忽略了生物学科的理科属性和核心概念的本质属性。3. 解决方法水稻是我国乃至全世界最重要的粮食作物之一， 栽培稻为二倍体， 四倍体水稻和单倍体水稻在作物育种研究中经常被使用。 本课选择水稻作为全课的主线， 对教材内容进行调整和组合，将染色体组、二倍体、多倍体和单倍体联系起来，使教学过程更流畅。同时充分运用知识迁移的原理，将“染色体组”、细胞

3、分裂等原有知识渗透、贯穿于多倍体和单倍体概念的定义和实例， 更抓住多倍体、 单倍体与染色体组概念内涵的联系， 来推理多倍体和单倍体的成因、特点、育性，帮助深刻理解、掌握从一系列客观事实中概括出来的规律，并能在新情境中加以应用。二、学情分析在知识 方面，学生已经学习了细胞分裂、遗传规律、基因表达等遗传和变异相关知识，为本课学习奠定理论基础。在体验 方面，学生日常多以大米（水稻）为主食，在生活中接触过无籽西瓜、多倍体草莓，拉近了学科理论与日常生活的距离。在认知能力 方面，高中学生的抽象逻辑思维、理解能力和推理能力基本具备学习本节内容的条件， 但部分学生容易凭经验对概念的术语顾名思义，产生理解误区，

4、 因此教师要关注学生的前概念和学习经验，通过设置情景和问题串对学生的引导和启发，才能让学生更自主高效地建构新的科学概念。三、教学重难点1名校名 推荐1. 教学重点 ：多倍体的概念；单倍体的概念；染色体组概念与二倍体、多倍体、单倍体之间的关系及应用。2. 教学难点 ：应用染色体组概念相关知识推导多倍体和单倍体的成因、生长特点和育性。四、教学目标1. 知识与技能构建二倍体、多倍体、单倍体概念，能准确运用这些术语；培养分析推理的学习能力。2. 过程与方法通过对染色体组、 二倍体、 多倍体、单倍体这几个重要概念的分析比较，培养分析能力、归纳综合能力和演绎思维能力。3. 情感态度与价值观培养科学的态度和

5、方法，体会“STS”的关系。五、教学思路1. 基础概念导入利用栽培稻体细胞的染色体组成示意图，回顾同源染色体、非同源染色体、 染色体组概念，引导学生分析该细胞减数分裂所形成的配子中染色体情况（一个染色体组），受精时精子和卵细胞融合，受精卵中染色体组数恢复到体细胞中的数目（两个染色体组），从而引出二倍体概念。2. 关键概念构建多倍体概念和二倍体概念并非只是像定义中提到的体细胞染色体组数不同那样简单，构建多倍体概念需要紧扣染色体组知识，全方位剖析其成因、生长特点、育性， 以求通过分析材料获取感性认识，从多方例证抽象本质属性，进而准确表达定义、建立多倍体概念系统。本课精选四份材料，依次指出： 自然条

6、件剧烈变化或使用秋水仙素人工诱导，可以获得四倍体水稻（成因）；四倍体水稻相对于二倍体有茎秆粗壮等特点（生长特点）；四倍体水稻易联会紊乱，结实率低（育性）；香蕉为三倍体，由有籽芭蕉和野生芭蕉杂交而得，体大而无籽，营养繁殖。学生有了对四倍体水稻和三倍体香蕉的比较分析，自主归纳多倍体定义、构建多倍体概念也就顺利成章了。借助分析材料构建多倍体概念的经验，学生以同样方法构建单倍体概念。3. 概念的完善与巩固本课所学概念很多，成功构建关键概念后，需要及时梳理概念之间的逻辑关系，通过概念图可以较全面揭示染色体组和二倍体、多倍体、 单倍体等的关系，而列表格比较则能帮助学生厘清多倍体和单倍体概念的差异。概念图在

7、授课过程中以板书的方式呈现，分阶段而又完整地、 静态地展示各概念的关系；多倍体和单倍体的比较隐含在教学过程中，学习活动的最后有必要用表格具体归纳出来，帮助学生有效掌握概念，评价学习效果。同时结合题目训练，提升对概念的理解。六、板书设计2名校名 推荐受精作用2个染色体组二倍体减数分裂受精卵四倍体三倍体多倍体六倍体多个染色体组成因生长特点育性七、教学过程教学环节教师的组织和引导水稻是我国乃至全世界最重要的粮食作物之一，养活全球一半以上人口。提高栽培稻产量、改良水稻品质是全球作物研设置情景究热点。以“杂交水稻之父”袁隆平为首的中国杂交水稻专家相继育成杂交水稻、超级杂交水稻。这些成果在世界上曾被称为中

8、国的“第五大发明”，有着“东方魔稻”的美誉。染色体组概念回顾：展示栽培稻的体细胞染色体组成，引导回顾细胞中的染色体数目、同源染色体对数、非同源染色体、染色体组数。细胞分裂知识应用， 形成二倍体概念：若此细胞进行减数分裂，配子中的染色体组成会是怎样？有几个染色体组？精子和卵细胞中各有几个染色体组？基础概念受精卵中染色体和染色体组情况？导入受精卵发育成的个体，细胞内染色体和染色体组情况？除了栽培稻，孟德尔研究的豌豆、摩尔根研究的果蝇、人，几乎全部的动物和过半数植物， 都是通过减数分裂产生配子，配子中有1 个染色体组，精子和卵细胞受精时恢复2 个染色体组，育性很高。像这样，由受精卵发育而成的个体，体

9、细胞中含有两个染色体组的，叫二倍体。材料 1:1933 年科学家在条件剧烈变化关键概念的环境中发现具有四个染色体组的水稻。直接发育配子单倍体1到多个染色体组成因生长特点育性学生活动教学意图情感体会科激发兴趣，介绍学 技 术 对 社栽培稻。会、生活的影响。引出全课主线：看图识别染栽 培 稻 的 染 色 体色体、同源染组，并贯穿始终。色体，判断染色体组数。概念形成：尝 试 应 用 染 色体 组 概 念 要 素 分析图像，由感性认识 上 升 到 抽 象 本根据问题链质属性，形成二倍思考与回答，体概念。理解二倍体定义。3名校名 推荐教学环节教师的组织和引导构建：1937 年又有科学家证实秋水仙素能通过

10、抑制纺锤丝的形成使细胞染色体数目加倍。多倍体提问：二倍体细胞有丝分裂后期细胞发生了哪些变化？此时染色体数目和染色体组数分别是怎样的？如果没有纺锤体牵引着子染色体移向细胞两极，细胞内染色体数和染色体组数又是多少？根据植物体细胞的全能性， 这样的细胞发育成的个体，体细胞内有几个染色体组？你能否依据二倍体概念，概括这样具有四个染色体组的个体？材料 2：香蕉为三倍体，由有籽芭蕉和野生芭蕉杂交而得，体大而无籽，营养繁殖。引导分析三倍体香蕉也是由受精卵发育而来。材料 3：请看图归纳四倍体水稻相对于二倍体水稻的生长特点。引导利用基因表达的知识，从基因量增加角度理解四倍体特点。材料 4：研究指出，结实率低是一

11、个制约四倍体水稻育种发展的瓶颈问题，尝试分析导致果实种子大却产量低的原因。假设一组四条同源染色体在联会时两两联会、三条联会一条单独和四条相互联会的概率相同，请计算产生含 2 条同源染色体配子的概率。理解四倍体细胞在减数分裂时联会可能受影响，形成可育配子少。构建多倍体概念 ，抽象本质属性：由受精卵发育，体细胞有多个染色体组的个体。梳理概念图：利用板书，梳理二倍体、多倍体和染色体组等概念之间的逻辑关系。概念应用：1. 完成教材第89 页填表比较豌豆、普通学生活动教学意图提取素材信息，思考问题，舍弃给出累赘分析归纳。事实、强调细节记忆的方法，以素材为载体，通过问题 串的设置，帮助学生理解相关知识，纠

12、正认知上的错误，培养学生获取信息进行推理分析问题的能力。给出四倍体术语。理解比较二倍体水稻和四倍体水稻的生长特点。整理四条同源染色体在减数分裂时联会和分离情况。归纳从材料学生自主进行中 提 取 的 特知识构建和概念点，经过分析构建。比较之后，自主构建出多倍体概念。把 自 己 的 概用 概 念 图 联 系念图与老师的各个概念，促进学概 念 图 作 比生主动构建，进行较，自我评价有意义的学习。学习效果和概念掌握情况。评价学习效果，4名校名 推荐教学环节教师的组织和引导学生活动教学意图小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体应 用 概 念 解并 对 概 念 加 以 应数、染色体组数，并且注明它们分别属于

13、决新的问题。用。几倍体生物。概念的完善与巩2. 韭菜体细胞中含有的32 条染色体具有8固：种各不相同的形态，韭菜应是（）多倍体A.二倍体B.三倍体C.四倍体D.八倍体基础概念导入关键概念构建：解决问题：推理回答：用秋水仙素人工诱导多倍体时，处理萌 发 的 种 子的对象最好是什么？或者幼苗可以处理成熟的植株获得多倍体吗？不能。引导归纳：因为秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植株大部分细胞不进行有丝分裂。思考提升：将二倍体葡萄（2N=38）茎段经秋水仙素溶液处理后栽培，染色体检小组讨论， 合查结果显示，植株中约40%细胞的染色体被作学习，汇报诱导加倍，这种植株含有2N 细胞和 4N 细

14、交流。胞，成为嵌合体，其自交后代中有四倍体植株。有关叙述错误的是（）A. “嵌合体”产生原因之一是细胞的分裂不同步B. “嵌合体”可以产生含 38 条染色体的配子C. “嵌合体”不同的花之间传粉可以产生三倍体子代D. “嵌合体”根尖分生区有含 19 条染色体的细胞利用板书，讲解二倍体水稻和四倍体结合减数分水稻都是受精卵发育而来，它们减数分裂裂，回到染色产生的配子中分别含有1 个和 2 个染色体体 组 数 目 问组。题。梳理：1、植物细胞具有全能性，在离体条应用染色体题 目 与 新 学 概念联系紧密，又有一定难度，有利于学 生 获 得 用 所 学知 识 解 决 较 难 问题的成就感。引导关注上述

15、概念与后续概念之间的逻辑关系。5名校名 推荐教学 教 的 和引 倍体件下可以 育成完整植株。2、二倍体水稻的配子中有一个染色体 ，四倍体水稻的配子中有两个染色体 ，都包含控制生 、 育、 和 异的全部 信息。 ：二倍体的花 （含雄配子）和四倍体的花 在离体条件下可以 育成植株。 些植株 似“？倍体”的定名。指出学生 出 中的 ：二倍体是由受精卵 育成的。提供材料：1. 雄蜂的体 胞中只含有一个染色体 。2. 四倍体 薯 花 离体培养得到的植株，体 胞中含有两个染色体 。3. 六倍体小麦 花 离体培养得到的植株，体 胞中含有三个染色体 。引 提 ：除了染色体 数量的区 ，雄蜂等和二倍体、多倍体

16、有什么区 呢？提示从来源来分析。 分析比 ， 它 的来源不同，上述生物来源于生殖 胞，而二倍体、多倍体来源于受精卵。由于生殖 胞是 减数分裂得到的，所以上述生物的体 胞中的染色体数量都是正常生物的一半，染色体 的数量也是正常生物的一半。构建 倍体概念：由未受精的配子 育而来，体 胞中含有本物种配子染色体数目的个体。引 ， 倍体的染色体 数可以是一个或者多个。 合染色体 数量、同种基因数量、能否正常减数分裂，分析：1、 倍体植株 得弱小2、奇数个染色体 的 倍体高度不育3、偶数个染色体 的 倍体（如四倍体水稻或 薯形成的 倍体）仍可以 生配子，通 有性生殖 生后代。梳理概念 ：利用板 ，展示完整

17、的概念 ，整体学生活 教学意 的“一 非同源染色体” 、“共同控制生物体的 、 异、生 和 育” 的要素，回答 。通 过 提 供 与模仿四倍体单 倍 体 概 念 相 关概念，提出 的材料，以及相关语 描 述 植 株的 问 题 引 导 ， 分（一倍体、二析、 出与 倍倍 体 、 单 倍体 概 念 有 逻 辑 关体）系的特点，从而构建 倍体的概念。分析各 材料，提取有用的信息，找到 倍体和二倍体、多倍体的本 区 ： 育来源，构建 倍体概念。通 比 分析，理解 倍体的生 特点和育性。用 概 念 图 联系各个概念。6名校名 推荐教学环节教师的组织和引导学生活动回顾全课相关概念。列表格比较 二倍体、多倍体和单倍体：整理知识，概念的完形 成 比 较 表善 与巩格。固：单倍体教学意图通 过 表 格 比较 让 学 生 更 好 掌握基本概念，区分易混淆概念。解决问题：1下列各项是表示生物体中染色体上所携带的基因， 肯定是单倍体的是 （）评 价 学 习 效A.AaBb B.AaaaC.ABCD D.Bbb应 用 概 念果，并对概念加以2（双选）下列有关单倍体的叙述中解 决 新 的 问应用。正确的是题。A未受精的卵细胞发育成的植株，一定是单倍体B含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体C生物的精子和卵细胞一定是单倍体D. 基因型是aaaBBBCcc的植物也