《染色體變異》（第一課時）的教學設計

陸忠華

[摘? ?要]在《染色體變異》教學中，通過提供足夠的感性材料，采用演繹、類比、構建模型等多元化的教學手段，讓學生自主建構、完善概念，引導學生多角度、多方位立體透視概念的內涵與外延，使學生的知識體系得到豐富和發展。

[關鍵詞]染色體變異;教學設計;建構概念

[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）32-0084-02

一、 教材分析

《染色體變異》是人教版生物必修2《遺傳與進化》第五章第二節的內容，本節的第一課時主要完成理論教學。染色體變異分為染色體結構的變異和染色體數目的變異。由于染色體數目的變異是學生學習多倍體育種和單倍體育種的基礎，所以是本節課的教學重點。該部分內容涉及染色體組、二倍體、多倍體和單倍體等基本概念，這些概念之間既有聯系又存在差異，極易混淆，所以是本節課的教學難點。

鑒于本節課內容較為抽象，知識多且容易混淆，教師需要適時地采用演繹、類比、構建模型等多種教學手段，幫助學生將前科學概念轉變為科學概念，使學生的知識體系得到豐富和發展。

二、 教學目標

知識目標。簡述染色體變異的類型;說出染色體結構的變異和染色體數目的變異之間的區別;簡述染色體組的概念、特征及數目的判定;辨別二倍體、多倍體和單倍體。

能力目標。通過自主預學，提高自主學習、識圖、辨圖和獲取信息的能力;通過實例的分析，具備分析、辨別和歸納概念的能力。

情感目標。認同染色體變異與人類健康的關系，形成熱愛生命、珍惜生命和保護生命的社會責任感。

三、教學過程

1.新聞導入，引出課題

教師播放“邯鄲發現罕見人類染色體異常核型”的視頻，指出人類的一些疾病是由染色體異常引起的，自然引出本節課的課題——染色體變異。

設計意圖：由源于生活的新聞報道導入，一方面迅速集中學生注意力，激發學生的求知欲望;另一方面，使學生直觀地感受到染色體變異與人類健康的關系，進而激發學生熱愛生命、關愛生命的社會責任感。

2.設置疑問，自主預學

教師設疑：染色體結構的變異有哪些類型？這些類型對生物體的性狀有影響嗎？指導學生對照教材完成自學。教師播放染色體結構變異的Flash動畫，學生分析動畫，判斷染色體結構變異的類型，小組代表匯報：染色體結構的變異有染色體片段的缺失、重復、易位和倒位四種類型。教師總結：缺失和重復導致染色體上基因數目的改變，易位和倒位導致染色體上基因排列順序發生改變。最后師生共同總結得出：染色體結構的改變，會使排列在染色體上的基因的數量和排列順序發生改變，而導致生物性狀的變異。

3.構建模型，形成概念

活動1：利用橡皮泥構建雌雄果蠅體細胞和生殖細胞中染色體組成的物理模型。

教師提供雌雄果蠅體細胞中染色體數目的相關資料，及紅色和藍色兩種橡皮泥，要求學生利用這兩種橡皮泥做出果蠅的染色體，構建出雌雄果蠅體細胞中染色體組成的物理模型。一個小組的同學在白板上構建模型，并派代表匯報模型構建的理由，其他小組同學評價白板上擺出的模型，并檢查、修正自己的模型。

教師要求學生進一步構建果蠅的精子和卵細胞中染色體組成的物理模型，引導學生評價白板上擺出的模型，對比各自小組構建的模型與白板上擺出的模型是否相同。由于減數第一次分裂后期非同源染色體自由組合，果蠅的不同精原細胞可能產生相同或者不同的精子（染色體的顏色組成不同），卵細胞也是如此，所以各小組會出現不同的擺法。

設計意圖：通過構建模型，幫助學生回憶常染色體、性染色體和同源染色體等知識，讓學生體會到果蠅體細胞中染色體的組成特點。同時，根據回憶減數分裂過程中的染色體行為變化的特點，構建出精子和卵細胞中染色體組成的物理模型，為后面染色體組概念的學習做好鋪墊。

活動2：創設問題情境，構建染色體組的概念模型。

教師講授：像果蠅的精子或卵細胞中這四條染色體組成果蠅的一個染色體組，請分析一個染色體組中的染色體有何特點？嘗試給染色體組下個定義。在問題的引導下，學生結合對精子、卵細胞中染色體的分析，總結出：組成染色體組的染色體在形態和功能上各不相同，是一組非同源染色體。教師設疑：若拿走精子中的一條染色體，剩下的三條染色體是否還是果蠅的一個染色體組？學生討論交流。教師講授：果蠅精子和卵細胞中的染色體雖然只有體細胞的一半，但染色體上的基因種類是齊全的，即擁有控制本物種生長、發育、遺傳和變異的一整套遺傳物質。師生完善染色體組的概念：細胞中的一組非同源染色體，在形態和功能上各不相同，但又互相協調，共同控制生物生長發育、遺傳變異。進一步構建染色體組的概念模型。

設計意圖：通過比較雌雄果蠅體細胞以及精子和卵細胞中的染色體組成，使學生獲得對染色體組內染色體特點的初步認識;創設問題情境，給予必要點撥，幫助學生理解一個染色體組攜帶全部遺傳信息，從基因組成特點出發構建染色體組的概念模型。

4.運用類比，形成概念

教師設疑：由于果蠅體細胞中有兩個染色體組，所以果蠅是二倍體生物，那么體細胞中含有兩個染色體組的生物就是二倍體，對嗎？教師利用PPT課件呈現蜜蜂的相關資料：龐大的蜜蜂群體中有三種類型的蜜蜂，即蜂王、工蜂和雄蜂。工蜂，其實就是生殖器官沒有發育完全的雌蜂，工蜂與蜂王都是由受精卵發育而來的，它們的體細胞中都含有兩個染色體組和32條染色體。引導學生結合蜜蜂的小資料思考剛剛給出的概念是否嚴謹，進而完善二倍體的概念，突出概念中的另一個關鍵點：由受精卵發育而來，即二倍體是由受精卵發育而來的，體細胞中含有兩個染色體組的個體。根據二倍體概念，引導學生嘗試建構三倍體、四倍體和多倍體的概念。

設計意圖：通過有意讓學生嘗試建構二倍體概念，從而暴露出學生的認知欠缺：認為體細胞含有兩個染色體組的個體就是二倍體;通過資料分析，引導學生完善“二倍體”的科學概念，再運用類比、歸納的思維方法形成三倍體、多倍體等的概念，以鍛煉學生歸納總結的能力，激發學生的學習熱情。

5. 引發認知沖突，完善概念

教師呈現蜜蜂的第二則資料：蜂王的主要任務是產卵。蜂王與雄蜂交配受精后就會產卵，但不是所產的卵都受精。產下的受精卵，發育成雌蜂（即工蜂和蜂王）;產下的未受精的卵，會經過24天發育成雄蜂。引導學生根據資料分析雄蜂體細胞中染色體和染色體組的數目，告知學生像雄蜂這樣的個體就稱為單倍體生物。為了建構單倍體概念，教師呈現花藥離體培養技術的文字和圖片資料，提示學生“由卵細胞發育而來的雄峰是單倍體生物，由花藥里的花粉（精子）發育而來的植株也是單倍體生物，進而得出單倍體的概念：由配子（卵細胞或精子）直接發育而來的個體，無論體細胞中有幾個染色體組，都叫單倍體。

在這一環節，也可以設計表格讓學生從具體的染色體數目和染色體組數目進行對比分析，最終形成單倍體概念。

設計意圖：通過提供蜜蜂群體的相關資料并加以分析說明，使學生直觀地認識單倍體的概念內涵。

四、教學反思

本節課以新課程理念為指導，倡導自主、合作、探究的學習方式，采用演繹、歸納、類比等多元化教學手段，為學生提供足夠的感性材料，讓學生在現實生活的背景下學習，主動參與概念的形成和完善。充分體現“做中學”的教學思想，通過構建模型等活動，讓學生在學習時真正動起來，引導學生多角度、多方位立體透視概念的內涵與外延，從而有效突破教學重難點。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

肖巧玲.高中生生物學前科學概念轉變的教學模型研究[J]. 教學評論，2014（8）：126-128.

（責任編輯 黃春香）