第三章 遗传和染色体
第三节 染色体变异及其应用
● 设计依据与构思
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
● 教材分析
▍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。
● 教学流程及分析
▍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。其中基因突变和基因重组在光学显微镜下无法观察到，染色体变异一般通过光学显微镜能直接观察。
2.基因突变是基因结构发生改变，从而使遗传信息改变，使蛋白质结构改变、生物性状改变，即生物发生了变异。
设计思想
温故知新，使学生从整体上认识染色体变异属于生物可遗传变异的来源之一，并进一步复习基因突变的概念，以便更好地掌握与染色体变异的区别。从基因与染色体的关系意识到染色体变异势必会引起其上基因的改变，为进一步学习奠定基础。
3.基因是有遗传效应的DNA片断，染色体是DNA的载体，基因主要位于染色体上，呈线形排列。
▍流程二：新课学习
【教师活动】
过渡：对于一个生物体来说，正常情况下，其染色体的结构和数量都是稳定的。但在自然条件或人为因素的影响下，染色体的结构和数量均会发生改变，那么染色体的变异会使生物性状发生怎样的变化呢？
展示猫叫综合征患者的图片资料
设计思想
激发学生的求知欲，迫切想知道该病的病因。
讲述：猫叫综合征的病因是病儿第5号染色体部分缺失，这属于染色体结构变异。
【学生活动】
学生阅读，分析
掌握病因：人的第5号染色体短臂缺失
出示缺失的模式图
【教师活动】
提问：这是少了一个片段，假如多了一段呢？
出示重复的模式图
提问：这里的缺失和重复可能引起染色体上基因 的改变（减少或增加）。而基因突变中也有缺失，是什么缺失？基因数目改变了吗？
【学生活动】
学生观察图片，总结特点，回答问题
学生思考
设计思想
使学生会区别这里的缺失和重复与基因突变的不同；有意识地比较这两种变异类型
回答:染色体结构变异中的缺失和重复可能引起染色体上基因数目的改变；而基因突变中是碱基对的缺失或增添，基因的数目没有改变。
【教师活动】
出示易位的模式图
提问：减数分裂时，我们学过四分体时期会发生交叉互换的现象，发生在什么之间？
易位是发生在什么之间？
设计思想
比较易位与交叉互换；强调易位发生在非同源染色体之间，属于染色体结构的变异，光学显微镜下可见；交叉互换则是在四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组，光学显微镜下无法观察。强调两者的区别
学生回答：交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间；易位发生在非同源染色体之间。
【教师活动】
出示倒位的模式图
提问：倒位发生后，染色体上基因的数目并没有改变，那改变了什么？
学生回答：改变了基因在染色体上的排列顺序
设计思想
使学生知道染色体的结构变异的类型有缺失、重复、到位、易位。进一步加深记忆
教师引导学生归纳总结染色体结构变异的类型：缺失、重复、易位、倒位
设疑：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。
总结：染色体结构的改变都会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导设计思想
使学生运用过去所积累知识来解决新问题，加深了记忆，同时锻炼了学生对知识的归纳，总结和应用能力。
致性状的变异。大多数染色体结构的变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
【边做边学】
模拟染色体结构的变异
教师可以启发学生发散思维，用多种材料来制作模型，如不同颜色的毛线、橡皮泥等制作成染色体，试着模拟染色体断裂和断裂后片段的不正常重新连接，同时要鼓励学生积极思考各种变异的可能，除了课本上介绍的四种类型以外，还有哪些可能？
【课外探究】
探究环境中化学物质对染色体结构变异的影响
建议：有条件的学校可以根据课本提示开设实验。实验结束后可以组织学生通过讨论得出“细胞受到一些化学物质诱导或电离辐射、病毒感染时，染色体结构变异的概率会增加”的结论。而不仅仅是基因突变这一种变异了。在这一结论的基础上提出染色体变异带来的后果，说明染色体结构的变异，会引起遗传物质发生改变，从而产生相应的遗传病或导致胎儿早期流产等严重后果。
▍流程三：课堂反馈
1．下列与染色体变异有关的说法中不正确的是（ ）
A．染色体变异包括染色体结构的改变和染色体数目的改变
B．两条染色体相互交换片段都属于染色体变异
C．猫叫综合征的患者与正常人相比，第5号染色体发生部分缺失
D．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
2．下图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中①和②，③和④互为同源染色体，则图a、图b所示的变异（ ）
A．均为染色体结构变异 B．基因的数目和排列顺序均发生改变
C．均使生物的性状发生改变 D．均可发生在减数分裂过程中
3．以下有关生物变异的叙述，不正确的是（ ）
A．非同源染色体间片段的交换会导致染色体结构变异
B．有丝分裂后期子染色体不分离会导致染色体数目变异
C．同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换会导致基因重组
D．基因突变引起基因的结构、数目和排列顺序的改变
4．洋葱根尖分生区细胞中两条姐妹染色单体出现了一对等位基因，其原因最可能是（ ）A．非姐妹染色单体交叉互换
B．DNA复制出现差错
C．非同源染色体自由组合
D．染色体结构变异
答案：BDDB
●教学感悟（反思）
本节课的内容仅仅是染色体结构的变异，虽然属于识记层次的要求，但由于内容抽象，学生很难理解。因此从猫叫综合征这一典型病例出发，让学生从具体到抽象，认识到有染色体结构的变异，会引起性状的改变，会使人类患病，从而
激发了学习的兴趣。本节课中还重点比较了基因突变与缺失、重复的区别，易位与交叉互换的区别，有利于学生进行前后知识的联系。有待进一步改善的是可以在教学素材上进一步丰富，如视频材料等，加深学生的理解。
板书设计
染色体结构的变异
缺失
重复
易位
倒位
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