课堂教学,追求的目标是高效。教无定法,贵在得法。但教需循规,而后学有高效。以下以高中生物染色体变异知识为例进行高中生物概念转变教学的尝试与探索,总结得出了高三生物染色体变异复习的相关指导。
一
知识精华
染色体的结构变异：缺失、重复、倒位、易位、举例
题例领悟
例题：普通小麦是六倍体，体细胞的染色体数目是42条，指出下列各细胞的染色体数目1六倍体小麦的花粉2六倍体小麦花粉离体培养发育成的植株3六倍体小麦的胚4六倍体小麦的胚乳5六倍体小麦的珠被
A、21 B、42 C、63 D、84
解析：普通小麦是6倍体，体细胞的染色体数目为42条。花粉是生殖细胞，染色体数目减半，有21条染色体，因此12答案为A。3胚是由受精卵发育而来的，染色体数为42，答案为B。4胚乳是由受精极核发育而来的，染色体数为：两枚极核2×21+一枚精子21=63，答案为C。5珠被为体细胞，染色体数为42，答案为B。 答案：A、A、B、C、B
自我评价
一、选择题
1、用花药离体增养出马铃薯单倍体植株。当它进行减数分裂时，观察到染色体两两配对，形成12对。据此现象可推知产生花药的马铃薯是
A、三倍体 B、二倍体 C、四倍体 D、六倍体
2、八倍体小黑麦配子中的染色体组数是
A、8 B、4 C、2 D、1
3、单倍体玉米植株的体细胞中染色体数目应是
A、16个 B、10个 C、8个 D、20个
4、普通小麦是六倍体，它的单倍体中含有的染色体组数是
A、1个 B、2个 C、3个 D、4个
5、下列关于单倍体、二倍体、多倍体的叙述不正确的是
A、 由合子发育成的生物体细胞中有几个染色体组就叫几倍体
B、 由配子发育成的生物体，细胞中无论有几个染色体组也只能叫单倍体
C、 单倍体一般高度不孕，多倍体一般茎秆粗壮，果实、种子较大
D、 单倍体都是纯种，多倍体等位基因至少有三个
6、水稻的某3对相对性状，分别由位于非同源染色体上的3对等位基因控制。利用它的花药进行离休培养，再用浓度适当的秋水仙素处理。经此种方法培育出的水稻植株，其表现型最多可有
A、1种 B、4种 C、8种 D、16种
7、用秋水仙素处理幼苗可诱导形成多倍体植物，秋水仙素的主要作用是
A、使染色体再次复制 B、使染色体着丝点不分裂
C、抑制纺锤体的形成 D、使细胞稳定在间期阶段
二、简答题
8、运用所学知识回答下列问题：
1 杂交育种的理论依据是_______________________________;
2 诱变育种的理论依据是_______________________________;
3 单倍体育种的理论依据是__________________________________;
4 多倍体育种的理论依据是__________________________________。
9、下面是两个实验：1用适当浓度的生长素溶液处理未被传粉的番茄花蕾，其子房就发育成无籽果实;2用四倍体西雌与二倍体西瓜雄杂交，获得三倍体西瓜种子，种子萌发并长成植株后，用二倍体西瓜的花粉进行人工授粉，能形成无籽西瓜，请根据实验回答下列问题：
1番茄果实的无籽这一变异_____________遗传。如果用这株番茄的枝条进行扦插，长成的植株上所结的果实为_______________果实。
2三倍体西瓜的无籽这一变异______________遗传。如果用这株西瓜的枝条进行扦插，在长成的植株上，子房壁细胞含有______________个染色体。
自我评价答案：
1、C 2、B 3、B 4、C 5、D 6、C 7、C
8、1基因重组 2基因突变 3染色体数目变异 4染色体数目变异
9、1不能，有籽 2能，3
二
一、教学目标
1、说出染色体结构变异的基本类型。
2、说出染色体数目的变异。
3、进行低温诱导染色体数目变化的实验。
二、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[解决重点]
染色体数目的变异。
[解决方法]
⑴以辨图、设问、讨论和复习的方式理解染色组的概念。
⑵通过具体实例、概念的辨析和对比，认识单倍体、二倍体和多倍体之间的关系。
2、教学难点及解决方法
[解决难点]
⑴染色体组的概念。
⑵二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系。
⑶低温诱导染色体数目变化的实验。
[解决方法]
⑴借助对雌雄果蝇体细胞和生殖细胞的染色体的形态和数目分析，设置一系列的问题情境，帮助学生认识染色体组的概念。
⑵以蜜蜂中的蜂王、工蜂和雄蜂体内的染色体组数目，提出单倍体概念，并设置问题情境，讲解多倍体、单倍体、二倍体之间的区别和联系。
⑶复习相关知识，为本实验打好基础。
三、教学过程：
导入：基因突变导致生物变异的原因是什么?
基因能够发生突变，那么染色体能不能发生变化呢?如果染色体发生变化，它会发生什么样的变化呢?生物的性状又会发生什么样的变化呢?
一、染色体结构的变异
投影教材 4个示意图，直观地说明染色体结构变异的类型。⑴染色体缺某一片段;⑵染色体增加某一片段;⑶染色体的某一片段接到另一非同源染色体上;⑷染色体某一片段位置颠倒。
讲述：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，从而导致性状的变异。大多数染色体结构的变异对生物是有害的，但也有少数变异是有利的，人们研究染色体结构的变异可以为生产实践服务，也可以为人类健康服务。
二、染色体数目的变异
出示：教科书雌雄果蝇体细胞的染色体和9雄果蝇的染色体组。
设问：
⑴果蝇体细胞有几条染色体?几对常染色体?答：8条;3对
⑵Ⅱ号Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ和Ⅳ号染色体是什么关系?
答：同源染色体;非同源染色体。
⑶雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?
答：Ⅱ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅲ，Ⅳ和Ⅳ，X和Y
⑷果蝇的精子中有哪几条染色体?这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点?这些染色体之间是什么关系?它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?
答：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、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。
⑸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?
答：两组。
教师讲述：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;含有三个染色体组的叫三倍体，依此类推。我们把体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫做多倍体。多倍体在生物中很常见，在动物中极少见。
设问：多倍体有什么特点呢?学生阅读教材回答
三、多倍体
1、形成的原因：受外界条件剧烈变化或生物内部因素的干扰，纺锤体形成受抑制，有丝分裂受阻，染色体数目加倍。
2、特点：多倍体植株的茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加;但是发育迟缓，结实率低。
3、人工诱导多倍体最有效的方法很多，目前最常用而且最有效的方法：用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素的作用：能抑制纺锤体的形成;作用时间：有丝分裂前期
自然界中的多倍体植物，主要是受外界条件剧烈变化的影响而形成的。人工形成的多倍体植物是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使有丝分裂前期不能形成纺锤体。
教师讲述：在生物的体细胞中，染色体的数目不仅可以成倍地增加，还可以成倍地减少。如蜜蜂的工蜂和蜂王由受精卵发育而成，而雄蜂由未受精卵直接发育而成，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体。
设问：
⑴一倍体一定是单倍体吗?单倍体一定是一倍体吗?
一倍体一定是单倍体;单倍体不一定是一倍体。
⑵二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗?为什么?
答：对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半。
⑶如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，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?
答：不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。
⑷单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗?
答：对，如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组;如果本物种是四倍体，则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。
四、单倍体植株
1、特点：长得弱小，高度不育。
2、方法：花药离体培养;
3、过程：杂种F1 单倍体 纯合子。
4、优点：明显缩短育种年限只需要2年。原因是：得到的都是纯合子，自交后代不发生性状分离
列表比较多倍体育种和单倍体育种：
多倍体育种
单倍体育种
原理
染色体组成倍增加
染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种（指每对染色体上成对的基因都是纯合的）
常用方法
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
花药的离体培养后，人工诱导染色体加倍
优点
器官大，提高产量和营养成分
明显缩短育种年限
缺点
适用于植物，在动物方面难以开展
技术复杂一些，须与杂交育种配合
小结：略
