《染色体变异》教学设计

杨庆瑜

创新整合点

《全日制普通高中生物课程标准》中所提出生物课程的基本理念是，要提高生物科学素养，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系，面向全体学生。在实际教学中如何将这些理念贯彻落实到教学环节的每一个细节中，是生物所要关注的重点。本节课以染色体变异导致的各种人类遗传病为切入点，有意识地营造一个与学生生活密切联系的教学情境，从而让学生能主动地去观察、猜测、发现、验证，并积极地动手、动口、动脑，使他们在学知识的同时形成思想和方法。整个教学过程的创新之处体现如下：

①将抽象的难以理解的知识点以各种图形、图表、概念图的形式体现出来，直观、生动、形象。

②设置了大量的不同形式的互动环节：游戏形式的检查反馈、问题引领的交流讨论、全员参与的画图展示、提纲挈领的归纳总结等。大胆地组织学生讨论演示，调动了学生学习的热情，真正体现了学生是课堂教学的主体。

③注重知识的生成过程，有意识地训练和养成学生发散思维能力，并引导学生学会总结，形成一定的规律，做到举一反三。

④紧密联系生活，培养学生学以致用的观念。

教材分析

1.教材内容

“染色体变异”是人教版高中生物必修二第五章第二节的内容，讲述了染色体结构和数目两方面的变异。教材前后涉及了染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念，其中染色体组是本节内容的核心概念，是学习其他概念的基础和关键。

2.教材地位

本节内容与前面学习的有丝分裂、减数分裂和受精作用、个体发育、植物杂交技术、组织培养技术等知识有联系，也是学习后续“人类遗传病和优生”的基础，还与生产、生活和人类的健康知识有关，对学生有着相当大的吸引力。因此，本节教学通过设置问题情境，让学生观察、动手、思考和讨论，不仅可以让他们构建生物学的有关概念，而且可以激发其学习生物科学的兴趣，发展其探究学习的能力。

学情分析

①高一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。

②前面学习的有丝分裂、减数分裂和受精作用、个体发育、染色体是遗传物质的载体、植物杂交等的基础知识，为创设问题情境、新旧知识融会贯通、形成完整的认知结构、开展探究性学习提供了可能。

③大多数学生对学习有热情，但学习的主动性不强，缺乏深层次的思考，对基本概念、过程和原理往往一知半解，不能灵活运用所学知识。因此，教学中应设置好问题情境，让学生观察、动手、思考和讨论，适时引导、适时启发和适时鼓励，由浅入深建构染色体组等基本概念。

教学目标

知识与技能目标：①说出染色体结构变异的基本类型。②理解染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念。③理解单倍体以及多倍体的特点，并对单倍体、二倍体和多倍体进行比较。

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。

情感态度与价值观目标：①通过参与课堂小组活动和观察多媒体演示，学会自主合作探索、仔细观察，并提高分析问题和解决问题的能力。②通过探究过程的体验，培养严谨的科学态度。③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。

教学过程

1.预习检查，总结疑惑

教师检查学生的预习情况并了解学生的疑惑，使后续教学具有针对性。

2.情境导入，展示目标

师：生活在地球上的生物类群多种多样，据不完全统计，目前已经发现的大约有200多万种，导致生物多样性的主要原因就是生物的变异，生物变异的类型多样，如基因突变、基因重组、染色体变异等。本节课围绕其中的一种变异即染色体变异展开学习。一般来说，生物体细胞中染色体数目能保持稳定，但在某些特殊情况下，如受到外界环境条件或生物内部因素如自然和人为因素等的影响，生物体细胞中的染色体就会发生改变，从而产生可遗传的变异。人类的许多遗传病都是由染色体变异引起的，如下面视频中的主人公舟舟所患的病就是其中之一。（学生观看视频）

3.合作探究，精講点拨

师：舟舟所患的是先天愚型，这种病的起因就是染色体变异，除此之外，人类还有不少由染色体变异引起的遗传病，如猫叫综合征、性腺发育不良等。虽然同属染色体变异导致的遗传病，但具体原因又有所不同，有的是结构改变导致的，有的是数目改变导致的，因此染色体变异可分为两种类型，即结构变异和数目变异。

探究一：染色体结构的变异

师：请同学们阅读课本第47至48页相关内容，思考并小组讨论下列问题：

①尝试连线，并简介每种结构变异。

②想一想：发生易位的两条染色体是什么关系的染色体？为什么染色体结构的改变会导致性状发生改变？染色体变异与基因突变相比，哪一种变异引起的性状变化较大一些？

学生阅读、讨论、交流、演示并进行总结，汇报如下：

①易位属于染色体结构变异，发生在非同源染色体之间，是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。

②基因位于染色体上，它决定生物的性状，染色体结构变异则会造成基因的种类、数量和排列顺序的改变，进而引起生物性状的改变。

③每条染色体上都含有许多基因，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。

探究二：染色体数目的变异

①非整倍性变异。

教师以病例分析的形式介绍非整倍性变异。

②整倍性变异。

师：整倍性变异是指细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少，可见搞清楚染色体组是关键。下面我们以果蝇为例来探究这一概念。

学生通过投影观察雌雄果蝇体细胞染色体组成示意图（如图1）。

教师展开进一步探究学习。

师：果蝇体细胞中有多少对同源染色体？

生：4对。

师：其中常染色体有多少对？

生：3对。

师：性染色体有多少对？

生：1对。

师：分别是哪几对？

生：X和X；X和Y。

师：同学们，回答得非常好，那么下面我们来看一下减数分裂时，该体细胞中的染色体如何分配，形成的雌雄配子中的染色体组成如何。

教师用图示的方法呈现减数分裂过程（如图2），强调减数分裂时同源染色体的变化特点（同源染色体要发生分离，非同源染色体要发生自由组合），引导学生观察每个配子中的染色体组成（形态大小各不相同的非同源染色体），引出染色体组的定义并总结其特点。

③染色体组数目的判断。

师：请同学们明确染色体组的特点——一组非同源染色体，形态、结构和功能各不相同；携带该种生物生长发育繁殖的全部遗传信息。请尝试判断不同细胞、不同基因型生物的染色体组数，完成图形题（如图3、图4）。

学生根据教师的引导总结出解题规律：图形题就看形状大小相同的染色体（同源染色体）有几条，就是几个染色体组。

师：下面请同学们自主探究完成基因型题（如图5），探究思路是同源染色体的相同位置上所含的基因是相同的或等位基因，根据此特点可将不同基因型个体的图形画出，再进行判断。

学生按照教师的引导总结出解题规律：基因型题就看同种类型字母（不区分大小写）的个数，有几个就是几组。

④整倍性变异的原因。

师：接下来，请同学们继续探究整倍性变异的原因，请看动态图示。

学生观看动态图示，并整理变异的原因，最终在教师的指导下得出：有丝分裂时发生异常停在后期，导致染色体数成倍增加；减数分裂形成的配子不经过受精作用直接发育，导致染色体数成倍减少。

⑤及时复习。

教师要求学生动手画图完成例题4（如下页图6），利用授课宝拍照并上传到电子白板，进行比较修补，完成巩固复习，加深学生记忆。

探究三：二倍体、多倍体、单倍体

师：请同学们阅读课本第48至50页的相关内容，理解二倍体、多倍体和单倍体的概念。（学生阅读课本，展开自主探究学习）

教师进一步讲解基本概念，并要求学生填表（如图7），增强记忆。

4.归纳总结，查漏补缺

教师指导学生围绕本课知识网络进行小组讨论，讨论后形成本课的总结，同时派代表上台为大家再一次分析重难点并查漏补缺。

教学反思

本节课是一次全新授课模式的探索，在教学中“两条主线”并行，一条是科学知识主线。另一条是生物学科素质培养主线。在实际操作中我有如下体验和反思。

1.视听冲击，激疑创设

首先，开场环节，我通过强烈的视听冲击，在感官上吸引学生的注意力，进而使其产生“视频中的主人公舟舟是谁”的疑问。接着，我适时地解惑，原来他是一位染色体异常的遗传病患者。然后，我继续展示更多的遗传病患者的图片，为接下来的探究性活动做好铺垫。

2.游戏互动，事半功倍

在第一个探究活动中，我抛弃了传统教学中惯用的按部就班地让学生看图总结的方法，而是将图片与名称的次序打乱，让学生通过自己的观察和理解，以游戏连线的形式达成教学目标，接下来我又使用了聚光灯小工具对学生掌握的情况进行了及时检测。在实际教学活动中，上台展示的学生一开始并没有连线正确，但后来及时用擦除工具进行了改正，这一环节的达成，很好地体现了教学白板与使用者之间灵活机动的交互性特点，更加省时省力，事半功倍。

3.动态呈现，具体形象

随着教学环节的层层推进，教学重难点逐渐凸显，本節课的重难点比较抽象，传统教学中是借助静态的图片辅助教学，但学生理解起来仍然有困难，这节课是在事先准备好的半成品课件上进行动态的再加工，完美地向学生展示了这一知识点形成的整个过程，这种层次性的展示方式，更加具体形象，也更符合学生的认知规律。

4.问题引领，合作交流

为了加深学生对染色体组这一核心概念的理解，我通过电子白板中的思维轴将几个典型例题按照由易到难的顺序呈现，在这些问题的引领下，在教师的点拨中，学生大胆地进行讨论、展示、评价和总结，潜移默化中学生的思维能力得到了有效的培养和提升。在作图环节中，我使用了授课宝，将学生的作图过程拍下来，然后实时地传送至电子白板界面，通过比较和学生在电子白板上的二次作图，实现了对知识点的再提炼，授课宝的使用，大大地节省了时间，更深程度地实现了课堂资源的共享。

5.及时巩固，能力提升

在最后的归纳总结阶段，我运用表格、概念图等多种形式，让学生对本节课所学的知识进行归纳和整理，然后邀请学生走上讲台，扮演教师的角色，选取一种适合自己的表现形式来对学习的内容进行总结，由此，学生由知识的被动建构者转变成信息加工的主体，在获取知识的同时也提高了学习能力。

上完这节课，经过反思，我对这节课的定位是“诱思探究理念指导下的问题探究式课堂”，这节课与以往的课堂相比，我充分地借助了电子白板这一平台，并通过各种信息技术的使用，有效地提高了课堂教学的趣味性和师生互动、生生互动的积极性。