2019-2020年高中生物 染色體變異 第2課示范教案 新人教版.doc

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2019-2020年高中生物 染色體變異 第2課示范教案 新人教版 ●教學過程 ［課前準備］ 要求學生利用各種方式收集有關誘導植物染色體數目變化的原理和方法方面的知識。 ［情境創(chuàng)設］ 提出問題，學生討論： 1.什么是染色體組、二倍體、單倍體、多倍體？ 2.單倍體、多倍體育種的原理是什么？操作方法如何？有何優(yōu)點？ 3.你所知道的誘導植物染色體數目變化的方法有哪些？ （秋水仙素、低溫誘導） 教師：秋水仙素誘導植物染色體數目變化課本中已經詳細介紹，這節(jié)課我們來探討低溫誘導植物染色體數目變化的方法。 ［師生互動］ 1.作出假設 教師：要探究問題，首先得提出假設，你作出的假設是什么？ 學生：低溫能誘導植物細胞染色體數目發(fā)生變化。 2.根據假設讓學生分組討論、設計實驗方案 （1）你選擇的實驗材料是： 洋蔥（2n=16）、大蔥（2n=16）、蒜（2n=16）、蠶豆（2n=12）。 （2）你選擇的實驗器具和試劑是： 冰箱、顯微鏡、載玻片、蓋玻片、培養(yǎng)皿、剪刀、鑷子、吸水紙、滴管、小燒杯、卡諾氏固定液、鹽酸酒精解離液、質量濃度為10 mg/mL的龍膽紫溶液。 試劑的配制： ①卡諾氏固定液的配制：取無水酒精和冰醋酸，按體積比3∶1的比例混合。該溶液最好現配現用。 ②鹽酸酒精解離液的配制：取無水酒精和鹽酸，按體積比1∶1的比例混合。該溶液最好現配現用。 ③質量濃度為10 mg/mL的龍膽紫溶液的配制：將100 mL的體積分數為45％的醋酸溶液煮沸，加入1 g龍膽紫后，攪勻再煮5 min，待冷卻后過濾，備用。 注意：鹽酸有刺激性和腐蝕性，應小心使用，避免與皮膚和眼睛接觸。 （3）實驗步驟 ①培養(yǎng)根尖 方法1：實驗課前的3～5 d，把洋蔥放在盛滿水的廣口瓶上，讓它的底部接觸瓶內的水面。 方法2：實驗課前的3～5 d，取蒜瓣剝去其外圍干燥的膜質鱗片葉，放在盛有少量水的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。 方法3：把50顆干燥的蠶豆種子浸在清水中一晝夜，使它們吸脹萌動，放在盛有少量水的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。 ②低溫誘導 當根長到1 cm時，把數個裝置連同材料分成3份：一份放入冰箱內4 ℃低溫下培養(yǎng)，另一份放入冰箱內－4 ℃低溫下培養(yǎng)，還有一份仍留在25 ℃下培養(yǎng)。共處理36 h。 ③固定根尖 剪取以上3種處理的根尖，每個根尖為0.5～1 cm，分別放入卡諾氏固定液中固定30 min，然后用體積分數為95％的酒精洗兩次，用體積分數為70％的酒精保存于低溫處，貼好標簽。 ④制作裝片 取固定好的根尖，進行解離、漂洗、染色和制片4個步驟，具體操作方法與實驗“觀察植物細胞的有絲分裂”相同。 ⑤觀察裝片 先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂相，再換上高倍鏡并調節(jié)細準焦螺旋和反光鏡，使物像清晰，仔細觀察，辨認哪些細胞發(fā)生染色體數目變化，找出處于細胞分裂中期的細胞，進行染色體計數。 （4）自己設計的實驗記錄表格： 3.老師指定幾組實驗方案設計較好的組，派代表到講臺讀設計方案，請老師和同學提出意見。其他各組設計方案等老師認可后開始做實驗。 4.實施實驗 按實驗方案從步驟③開始（前面步驟已經由教師預先分類做好，學生只要根據自己設定的方案選擇材料即可）進行操作，仔細觀察，認真記錄。 5.分析與結論 根據實驗結果得出本小組結論。 6.表達與交流 與其他小組交流。然后，各小組代表用簡明、科學的語言，在班里說出本小組的同學觀察不同溫度處理的根尖裝片，比較其誘導染色體數目變化的效果。 ［教師精講］ 1.實驗原理 本實驗是通過低溫處理植物，使根尖分生區(qū)的細胞分裂時紡錘體的形成受到抑制，以致染色體的著絲點分裂后，子染色體沒有紡錘絲的牽引不能被拉向兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞染色體數目加倍（圖5－1－1）。 圖5－1－1 2.操作說明 ①培養(yǎng)根尖：分小組進行實驗，不同的小組可選用不同的實驗材料。根的培養(yǎng)應保持在25 ℃左右，注意勤換水，以促使生根。 ②低溫誘導：也可以多設置幾種溫度。 ③固定根尖：教師固定細胞的形態(tài)，收集足夠的根尖供學生做實驗。學生只要根據自己設定的方案選擇材料即可。 ④制作裝片：同一小組的同學每人制作其中一種處理的根尖裝片。同一小組的同學交換。 ⑤觀察裝片：觀察不同溫度處理的根尖裝片，比較其誘導染色體數目變化的效果。 3.本實驗應選取根尖才方便處理和觀察，因為這部分的細胞正在進行旺盛的分裂。 4.要挑選處于細胞分裂中期的細胞進行染色體計數，因為這一時期的染色體形態(tài)比較固定，數目比較清楚。 ［評價反饋］ 各小組分別匯報是如何統計不同溫度處理對染色體數目變異的誘導效果，學生討論、分析哪種統計方法最簡單、最嚴謹。教師作出評價。 ［課堂小結］ 1.實驗目的： （1）體驗低溫誘導染色體加倍的實驗過程，學習低溫誘導植物染色體數目變化的方法。養(yǎng)成與他人合作、共享并能夠欣賞別人的觀點和創(chuàng)意的習慣。 （2）能夠解釋低溫誘導染色體加倍的原理，評價不同作物、不同的溫度對染色體加倍實驗的影響效果，關注染色體加倍對人類未來的發(fā)展影響。 2.實驗原理： 本實驗是通過低溫處理植物，使根尖分生區(qū)的細胞分裂時紡錘體的形成受到抑制，以致染色體的著絲點分裂后，子染色體沒有紡錘絲的牽引不能被拉向兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞染色體數目加倍。 3.實驗步驟： ①培養(yǎng)根尖； ②低溫誘導； ③固定根尖； ④制作裝片； ⑤觀察裝片。 4.實驗現象： 通過低溫處理植物，染色體數目加倍。 5.實驗結論： 低溫可誘導植物染色體數目加倍。 ［布置作業(yè)］ 寫好實驗報告。 ［課后拓展］ 1.試述多倍體形成的途徑。 通過某種處理，使細胞分裂時紡錘體的形成受到抑制，以致染色體的著絲點分裂后，子染色體沒有紡錘絲的牽引不能被拉向兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，于是，細胞染色體數目加倍。 2.除低溫誘導外，還有哪些常用的誘導染色體數目加倍的方法?試簡述其原理。多倍體在生產上有什么應用價值? 除低溫誘導外，生產上還常用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗誘導染色體數目加倍的方法。其原理是：當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向兩極，從而引起細胞內染色體數目加倍。染色體數目加倍的細胞繼續(xù)進行有絲分裂，將來就可能發(fā)育成多倍體植株。 多倍體在生產上的應用價值：與二倍體植株相比，多倍體植株常常是莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量都有所增加。 3.分析以下資料，并回答問題： 自然界中的多倍體植物，主要是受外界條件劇烈變化的影響而形成的。人們通過調查研究發(fā)現：在自然條件（溫度、濕度等）變化很劇烈的高山或沙漠地區(qū)，會找到較多的多倍體植物。例如，帕米爾高原的高山植物，其中有65％是多倍體。 （1）請分析帕米爾高原多倍體高山植物形成的原因。 帕米爾高原的自然條件（溫度、濕度等）變化很劇烈，使細胞分裂時紡錘體的形成受到抑制，以致染色體的著絲點分裂后，子染色體沒有紡錘絲的牽引不能被拉向兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，于是，細胞染色體數目加倍。 （2）嘗試設計一個實驗，探究帕米爾高原植物形成多倍體的原因。 選取正在萌發(fā)的種子或幼苗，放在可調溫度、濕度等的環(huán)境中生長，控制條件，使溫度或濕度等條件劇烈變化，過一段時間后選取具有分生能力的組織放在顯微鏡下觀察，分析得出結論。 ●板書設計 1.實驗目的： （1）體驗低溫誘導染色體加倍的實驗過程，學習低溫誘導植物染色體數目變化的方法。養(yǎng)成與他人合作、共享并能夠欣賞別人的觀點和創(chuàng)意的習慣。 （2）能夠解釋低溫誘導染色體加倍的原理，評價不同作物、不同的溫度對染色體加倍實驗的影響效果，關注染色體加倍對人類未來的發(fā)展影響。 2.實驗原理： 本實驗是通過低溫處理植物，使根尖分生區(qū)的細胞分裂時紡錘體的形成受到抑制，以致染色體的著絲點分裂后，子染色體沒有紡錘絲的牽引不能被拉向兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞染色體數目加倍。 3.實驗步驟： ①培養(yǎng)根尖； ②低溫誘導； ③固定根尖； ④制作裝片； ⑤觀察裝片。 4.實驗現象： 5.實驗結論： ●習題詳解 （見第1課時） ●備課資料 （見第1課時）