《染色體變異》（第一課時）的教學(xué)設(shè)計

陸忠華

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

[關(guān)鍵詞]染色體變異;教學(xué)設(shè)計;建構(gòu)概念

[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)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(jié)的內(nèi)容，本節(jié)的第一課時主要完成理論教學(xué)。染色體變異分為染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異。由于染色體數(shù)目的變異是學(xué)生學(xué)習(xí)多倍體育種和單倍體育種的基礎(chǔ)，所以是本節(jié)課的教學(xué)重點。該部分內(nèi)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(lián)系又存在差異，極易混淆，所以是本節(jié)課的教學(xué)難點。

鑒于本節(jié)課內(nèi)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(gòu)建模型等多種教學(xué)手段，幫助學(xué)生將前科學(xué)概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念，使學(xué)生的知識體系得到豐富和發(fā)展。

二、 教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)。簡述染色體變異的類型;說出染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異之間的區(qū)別;簡述染色體組的概念、特征及數(shù)目的判定;辨別二倍體、多倍體和單倍體。

能力目標(biāo)。通過自主預(yù)學(xué)，提高自主學(xué)習(xí)、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(biāo)。認(rèn)同染色體變異與人類健康的關(guān)系，形成熱愛生命、珍惜生命和保護生命的社會責(zé)任感。

三、教學(xué)過程

1.新聞導(dǎo)入，引出課題

教師播放“邯鄲發(fā)現(xiàn)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(jié)課的課題——染色體變異。

設(shè)計意圖：由源于生活的新聞報道導(dǎo)入，一方面迅速集中學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生的求知欲望;另一方面，使學(xué)生直觀地感受到染色體變異與人類健康的關(guān)系，進而激發(fā)學(xué)生熱愛生命、關(guān)愛生命的社會責(zé)任感。

2.設(shè)置疑問，自主預(yù)學(xué)

教師設(shè)疑：染色體結(jié)構(gòu)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(dǎo)學(xué)生對照教材完成自學(xué)。教師播放染色體結(jié)構(gòu)變異的Flash動畫，學(xué)生分析動畫，判斷染色體結(jié)構(gòu)變異的類型，小組代表匯報：染色體結(jié)構(gòu)的變異有染色體片段的缺失、重復(fù)、易位和倒位四種類型。教師總結(jié)：缺失和重復(fù)導(dǎo)致染色體上基因數(shù)目的改變，易位和倒位導(dǎo)致染色體上基因排列順序發(fā)生改變。最后師生共同總結(jié)得出：染色體結(jié)構(gòu)的改變，會使排列在染色體上的基因的數(shù)量和排列順序發(fā)生改變，而導(dǎo)致生物性狀的變異。

3.構(gòu)建模型，形成概念

活動1：利用橡皮泥構(gòu)建雌雄果蠅體細(xì)胞和生殖細(xì)胞中染色體組成的物理模型。

教師提供雌雄果蠅體細(xì)胞中染色體數(shù)目的相關(guān)資料，及紅色和藍(lán)色兩種橡皮泥，要求學(xué)生利用這兩種橡皮泥做出果蠅的染色體，構(gòu)建出雌雄果蠅體細(xì)胞中染色體組成的物理模型。一個小組的同學(xué)在白板上構(gòu)建模型，并派代表匯報模型構(gòu)建的理由，其他小組同學(xué)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(xué)生進一步構(gòu)建果蠅的精子和卵細(xì)胞中染色體組成的物理模型，引導(dǎo)學(xué)生評價白板上擺出的模型，對比各自小組構(gòu)建的模型與白板上擺出的模型是否相同。由于減數(shù)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(xì)胞可能產(chǎn)生相同或者不同的精子（染色體的顏色組成不同），卵細(xì)胞也是如此，所以各小組會出現(xiàn)不同的擺法。

設(shè)計意圖：通過構(gòu)建模型，幫助學(xué)生回憶常染色體、性染色體和同源染色體等知識，讓學(xué)生體會到果蠅體細(xì)胞中染色體的組成特點。同時，根據(jù)回憶減數(shù)分裂過程中的染色體行為變化的特點，構(gòu)建出精子和卵細(xì)胞中染色體組成的物理模型，為后面染色體組概念的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

活動2：創(chuàng)設(shè)問題情境，構(gòu)建染色體組的概念模型。

教師講授：像果蠅的精子或卵細(xì)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(dǎo)下，學(xué)生結(jié)合對精子、卵細(xì)胞中染色體的分析，總結(jié)出：組成染色體組的染色體在形態(tài)和功能上各不相同，是一組非同源染色體。教師設(shè)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(xué)生討論交流。教師講授：果蠅精子和卵細(xì)胞中的染色體雖然只有體細(xì)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(fā)育、遺傳和變異的一整套遺傳物質(zhì)。師生完善染色體組的概念：細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物生長發(fā)育、遺傳變異。進一步構(gòu)建染色體組的概念模型。

設(shè)計意圖：通過比較雌雄果蠅體細(xì)胞以及精子和卵細(xì)胞中的染色體組成，使學(xué)生獲得對染色體組內(nèi)染色體特點的初步認(rèn)識;創(chuàng)設(shè)問題情境，給予必要點撥，幫助學(xué)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(fā)構(gòu)建染色體組的概念模型。

4.運用類比，形成概念

教師設(shè)疑：由于果蠅體細(xì)胞中有兩個染色體組，所以果蠅是二倍體生物，那么體細(xì)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(xiàn)蜜蜂的相關(guān)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(fā)育完全的雌蜂，工蜂與蜂王都是由受精卵發(fā)育而來的，它們的體細(xì)胞中都含有兩個染色體組和32條染色體。引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合蜜蜂的小資料思考剛剛給出的概念是否嚴(yán)謹(jǐn)，進而完善二倍體的概念，突出概念中的另一個關(guān)鍵點：由受精卵發(fā)育而來，即二倍體是由受精卵發(fā)育而來的，體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體。根據(jù)二倍體概念，引導(dǎo)學(xué)生嘗試建構(gòu)三倍體、四倍體和多倍體的概念。

設(shè)計意圖：通過有意讓學(xué)生嘗試建構(gòu)二倍體概念，從而暴露出學(xué)生的認(rèn)知欠缺：認(rèn)為體細(xì)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(dǎo)學(xué)生完善“二倍體”的科學(xué)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(xué)生歸納總結(jié)的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

5. 引發(fā)認(rèn)知沖突，完善概念

教師呈現(xiàn)蜜蜂的第二則資料：蜂王的主要任務(wù)是產(chǎn)卵。蜂王與雄蜂交配受精后就會產(chǎn)卵，但不是所產(chǎn)的卵都受精。產(chǎn)下的受精卵，發(fā)育成雌蜂（即工蜂和蜂王）;產(chǎn)下的未受精的卵，會經(jīng)過24天發(fā)育成雄蜂。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)資料分析雄蜂體細(xì)胞中染色體和染色體組的數(shù)目，告知學(xué)生像雄蜂這樣的個體就稱為單倍體生物。為了建構(gòu)單倍體概念，教師呈現(xiàn)花藥離體培養(yǎng)技術(shù)的文字和圖片資料，提示學(xué)生“由卵細(xì)胞發(fā)育而來的雄峰是單倍體生物，由花藥里的花粉（精子）發(fā)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(xì)胞或精子）直接發(fā)育而來的個體，無論體細(xì)胞中有幾個染色體組，都叫單倍體。

在這一環(huán)節(jié)，也可以設(shè)計表格讓學(xué)生從具體的染色體數(shù)目和染色體組數(shù)目進行對比分析，最終形成單倍體概念。

設(shè)計意圖：通過提供蜜蜂群體的相關(guān)資料并加以分析說明，使學(xué)生直觀地認(rèn)識單倍體的概念內(nèi)涵。

四、教學(xué)反思

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

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

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

（責(zé)任編輯 黃春香）