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[摘 要]
以《染色体结构变异》一课为例，围绕生物学科学素养的培养为核心，精心设计教学内容，渗透与生物学相关的社会责任，主要体现在三个方面：关注生物学中的社会议题，参与讨论并作出理性解释，辨别迷信和伪科学；主动向他人宣传健康生活、关爱生命和保护环境等相关知识；结合本地资源开展科学实践，尝试解决现实生活中与生物学相关的问题。
[关键词]
高中生物；社會责任；教学策略；“染色体结构变异”
一、教学思想
新课标要求生物教学要以培养学生的核心素养为中心任务，核心素养是对三维目标的进一步提炼与整合。高三复习课中高度关注和有效渗透生物核心素养，包括“生命观念、理性思维、科学研究、社会责任”，能够帮助学生正确地认识自然科学，全面提升学生的综合素质，提高一轮复习效率。
二、教学目标
（一）知识目标：了解染色体结构变异的类型及形成原因。
（二）能力目标：分析果蝇的染色体结构变异的四种类型，训练学生的理性思维能力。
（三）情感目标：通过学习染色体结构变异的诱因，促使学生关心环境污染、食品安全等社会问题，树立健康生活理念。
三、教学重点：染色体结构变异与基因突变、基因重组的区别。
四、教学难点：染色体结构变异的细胞学特征、遗传学效应与应用。
五、教材分析：本节课是必修二第五章第二节“染色体变异”的内容，与基因突变、基因重组、育种、细胞分裂的实验、遗传等知识均有密切联系。
六、学情分析：一轮复习的主要任务是夯实基础，目的是突破重点、难点知识，提高学生运用知识解决实际问题的能力；提炼解题技巧，提高答题能力。课堂教学中通过一定思维容量的问题驱动，鼓励学生不断发现问题、分析问题和解决问题。学生获得问题解决后知识迁移应用的体验，从而激发生成、发展知识、提升思维，达成有效复习的目标。
七、教学方法：结合复习学案，采用“问题驱动式”教学促进学生生成与发展。
八、教学流程
九、教学过程
（一）创设情境，激发学生学习兴趣
体现社会责任的第一方面：关注生物学中的社会议题，参与讨论并作出理性解释，辨别迷信和伪科学。播放《江苏卫视·江苏新时空》一段新闻报道的视频：南通地区近年频频发现染色体核型异常病例，2015年发现4例已证实为世界首报，多名病人表现不孕不育、频频流产等症状，经过遗传学诊断，均与其染色体结构异常有关。一石激起千层浪，真实的素材，身边的新闻，激发了学生浓厚的求知兴趣，提高了学生学习的主动性、积极性。学生通过学习，结合染色体结构异常的类型、减数分裂形成生殖细胞、试管婴儿设计等基础知识，分析了其中一名病人不育的原因与治疗方案，提高了学生运用所学的基础知识解决实际问题上的能力。
活动1：探究染色体结构变异的类型
〖阅读资料〗
资料一：染色体结构变异最早发现于果蝇，遗传学家在1917～1926年发现了4种类型。发生突变的染色体在联会时会出现异常现象，如缺刻翅、棒状眼果蝇的染色体在减数分裂的联会时期常出现“Ω”拱形圈。还有，突变会出现“”交叉环、“?”字形等现象。
资料二：果蝇幼虫的唾腺细胞已停止分裂，唾腺染色体经过多次复制但并不分开，每条染色体大约有1000～4000根染色体丝的拷贝，比普通染色体大100～200倍，并且处于体细胞染色体联会配对状态，只需简单的染色和压片，就可以很容易地在光学显微镜下观察到。巨大染色体经染色后，出现深浅不同、密疏各别的横纹，这些横纹的数目和位置往往是恒定的，代表着果蝇等昆虫的种的特征，遗传学家在唾腺染色体上对各种染色体结构变异进行了详细的遗传学研究。
〖讨论思考〗
（1）遗传学家选择果蝇唾腺染色体作为研究材料，其优点有哪些？
（2）资料一中染色体联会的异常现象分别代表哪种类型的染色体结构变异？
（3）染色体结构变异后对基因有何影响？如何区别于基因突变、基因重组？
（二）问题驱动，师生互动合作探究
体现社会责任的第二方面：主动向他人宣传健康生活、关爱生命和保护环境等相关知识。在知网上可以搜索到大量有关食品安全、环境污染的问题与染色体结构变异相关的论文，如《硫酸锌对蚕豆根尖细胞的遗传损伤效应》（《太原师范学院学报》2015年9月）、《三种不同蚕豆的根尖细胞微核检测技术比较》（《环境与健康杂志》2016年2月）等。本节课选择《不同口味的泡面面饼及料包对蚕豆微核形成的影响探究》（《中学生物学》2016年第10期）为资料，精心设计问题，教师点拨、引导，结合实验的结果，学生之间讨论、师生互动完善，步步为营、环环相扣。通过学习，学生对食品安全、环境污染的关注提升，一致表示会主动向他人宣传健康生活、关爱生命和保护环境等相关知识。
活动2：探讨染色体结构变异的诱因
〖阅读资料〗
资料一：蚕豆微核技术是主要的植物微核技术，被广泛用于辐射损伤、辐射防护、化学诱变剂、新药试验、食品添加剂的安全评价。微核是真核生物染色体畸变在间期的一种异常结构。由于诱变因子的影响，细胞分裂时染色体结构发生突变，畸变的染色体片段失去着丝粒形成微核，不能在纺锤丝牵引下移向细胞两极，不能进入子细胞的主核中，只能以游离的形式存在于子细胞的细胞质中。微核的大小通常为主核的1/3，形状包括圆形、椭圆形及不规则形状，因其本质是染色体，能被龙胆紫等碱性染色剂染色且折光率近似于主核，在光学显微镜下可以被观察。
资料二：某高校研究小组，以“不同口味泡面面饼及料包对蚕豆微核形成的影响探究”为课题，进行了实验，实验流程如下： 1.实验器材
材料：蚕豆（当年生无虫害）、棉花少许、某品牌5种不同口味的泡面（面饼的配料相同）。
器具：显微镜、恒温培养箱、恒温水浴锅、手动计数器、培养皿、解剖针、镊子、载玻片和盖玻片。
药品：解离液（现配）、龙胆紫染液、卡诺固定液（现配），95%乙醇、蒸馏水、冰醋酸、无水乙醇。所有试剂均按照要求保存與贮藏。
2.实验步骤
（1）浸种催芽：将100颗蚕豆放入盛有蒸馏水的烧杯中，25℃下浸泡72h，待大部分初生根长至1～2cm时取出用于检测。
（2）处理根尖：共分为16组进行实验，其中1组为对照组，用50mL蒸馏水处理48h，其余为处理组。将5种口味的泡面依次按照面饼组（8g面饼）、料包组（1g酱料包 1g粉料包）和面饼料包组（8g面饼 1g酱料包 1g粉料包）分别加入50mL、100℃的蒸馏水，冷却后过滤，除去不溶物质，对蚕豆根尖处理48h，每一组处理5颗蚕豆种子用于计数。
（3）根尖细胞恢复培养：将处理好的蚕豆种子用蒸馏水浸洗3次放入培取恢复培养后的种子，切下1cm长根尖部分，加入现配的卡诺固定液（无水乙醇∶冰醋酸=3∶1）固定4h。
（4）解离、漂洗、染色、制片。
（5）镜检计数：每组有5个根尖，每个根尖计数约1000个细胞记录微核数，计算微核千分率。
微核千分率=[微核数细胞总数×1000‰]
3.实验结果
通过观察，在处理组中均发现了数目不同的微核（见表1）。对照组（蒸馏水处理）中微核只发现了1个（见图一）。
〖讨论思考〗
（1）观察蚕豆微核选择什么部位、什么时期观察最佳？说明原因（参考图一）。
（2）资料二中分析实验结果，能够得出什么结论？
（三）知识建构，引导学生理性思维
巧用图型表格（见表2、表3），指导学生将前后知识联系与比较，建构知识框架，全面掌握学习内容；促进学生对重难点知识的识记、理解与应用。通过与基因突变、基因重组知识点的辨析，能进一步深化染色体结构变异的实质，夯实染色体结构变异的类型、诱因、应用的基础知识。
（四）巩固提升，解决问题学以致用
体现社会责任的第三方面：结合本地资源开展科学实践，尝试解决现实生活中与生物学相关的问题。首先选择了关于本市的新闻素材，在活动1中引导学生学习染色体结构的类型，分析了染色体核型异常病人的病因，并运用所学的知识提出解决方案；在活动2中从方便面与蚕豆微核率的探究实验，引导学生关心环境污染、食品安全等社会问题，自觉养成健康生活的习惯；在活动3中进一步挖掘本地素材（南通海安县是中国最大的优质蚕茧基地、全国著名的“茧丝绸之乡”，养蚕的历史悠久），引导学生从解决家蚕养殖的育种问题入手，运用所学的染色体结构变异的类型、减数分裂过程中常染色体与性染色体的自由组合、遗传图解等基础知识，提高知识迁移、解题的能力，同时能体会染色体结构变异在现实生活中的应用，从而加深对所学知识的理解。
活动3：探索染色体结构变异的应用
〖阅读资料〗
资料一：养蚕业中，更希望利用雄蚕进行生产，因为雄蚕的桑叶利用率高，还有单用雄蚕的茧缫丝，可以提高生丝质量。所以，如有一个办法，单是选出雄蚕来饲养，这是蚕丝界所欢迎的。
资料二：在家蚕第10号常染色体上有与蚕卵颜色有关的等位基因B、b，B控制黑色卵，b控制白色卵，杂合体是黑色。用辐射诱变方法，反复处理杂合体，先使10号染色体产生缺失B或b的片段，再将含B或b的片段易位到W染色体上，经过与野生型杂交，选育获得4个可育品种：Ⅰ♀ bb ZWB、Ⅱ♀ bb ZWb、Ⅲ♀ BB ZWB、Ⅳ♀ BB ZWb。
〖讨论思考〗
（1）资料二中Ⅰ～Ⅳ的卵色分别是什么？
（2）如何利用这4个品种和野生型，从蚕卵中筛选出雄蚕？用遗传图解及文字说明。
十、教学后记
本课作为高三一轮复习的一节市级公开课，引发同行的深度思考与讨论。在交流中，各位教师一致认同本课的教学思路和教学策略，这种勇于打破教材的限制、有效地复习新模式值得推广。社会责任是生物科学素养最高层次，在“染色体结构变异”的教学过程中，不是一味地重复基础知识和基本技能的夯实，而是以学生的全面、终身的发展为初衷，尊重学习者的成长规律，使学习者有机会以其成长的方式去学习，“教”转化为“学”，被动化主动，精心设计教学活动，通过体现社会责任的三个主要方面，实现核心素养的渗透、实施与达成。
[参 考 文 献]
[1]吴相钰，陈守良，葛明德，等.普通生物学（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2014.
[2]戴灼华，王亚馥，粟翼玟.遗传学（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2008.
[3]韦梦杰，徐静，胡锦葭.不同口味的泡面面饼及料包对蚕豆微核形成的影响探究[J].中学生物学，2016，32（10）.
（责任编辑：符 洁）
以《染色体结构变异》一课为例，围绕生物学科学素养的培养为核心，精心设计教学内容，渗透与生物学相关的社会责任，主要体现在三个方面：关注生物学中的社会议题，参与讨论并作出理性解释，辨别迷信和伪科学；主动向他人宣传健康生活、关爱生命和保护环境等相关知识；结合本地资源开展科学实践，尝试解决现实生活中与生物学相关的问题。
[关键词]
高中生物；社會责任；教学策略；“染色体结构变异”
一、教学思想
新课标要求生物教学要以培养学生的核心素养为中心任务，核心素养是对三维目标的进一步提炼与整合。高三复习课中高度关注和有效渗透生物核心素养，包括“生命观念、理性思维、科学研究、社会责任”，能够帮助学生正确地认识自然科学，全面提升学生的综合素质，提高一轮复习效率。
二、教学目标
（一）知识目标：了解染色体结构变异的类型及形成原因。
（二）能力目标：分析果蝇的染色体结构变异的四种类型，训练学生的理性思维能力。
（三）情感目标：通过学习染色体结构变异的诱因，促使学生关心环境污染、食品安全等社会问题，树立健康生活理念。
三、教学重点：染色体结构变异与基因突变、基因重组的区别。
四、教学难点：染色体结构变异的细胞学特征、遗传学效应与应用。
五、教材分析：本节课是必修二第五章第二节“染色体变异”的内容，与基因突变、基因重组、育种、细胞分裂的实验、遗传等知识均有密切联系。
六、学情分析：一轮复习的主要任务是夯实基础，目的是突破重点、难点知识，提高学生运用知识解决实际问题的能力；提炼解题技巧，提高答题能力。课堂教学中通过一定思维容量的问题驱动，鼓励学生不断发现问题、分析问题和解决问题。学生获得问题解决后知识迁移应用的体验，从而激发生成、发展知识、提升思维，达成有效复习的目标。
七、教学方法：结合复习学案，采用“问题驱动式”教学促进学生生成与发展。
八、教学流程
九、教学过程
（一）创设情境，激发学生学习兴趣
体现社会责任的第一方面：关注生物学中的社会议题，参与讨论并作出理性解释，辨别迷信和伪科学。播放《江苏卫视·江苏新时空》一段新闻报道的视频：南通地区近年频频发现染色体核型异常病例，2015年发现4例已证实为世界首报，多名病人表现不孕不育、频频流产等症状，经过遗传学诊断，均与其染色体结构异常有关。一石激起千层浪，真实的素材，身边的新闻，激发了学生浓厚的求知兴趣，提高了学生学习的主动性、积极性。学生通过学习，结合染色体结构异常的类型、减数分裂形成生殖细胞、试管婴儿设计等基础知识，分析了其中一名病人不育的原因与治疗方案，提高了学生运用所学的基础知识解决实际问题上的能力。
活动1：探究染色体结构变异的类型
〖阅读资料〗
资料一：染色体结构变异最早发现于果蝇，遗传学家在1917～1926年发现了4种类型。发生突变的染色体在联会时会出现异常现象，如缺刻翅、棒状眼果蝇的染色体在减数分裂的联会时期常出现“Ω”拱形圈。还有，突变会出现“
资料二：果蝇幼虫的唾腺细胞已停止分裂，唾腺染色体经过多次复制但并不分开，每条染色体大约有1000～4000根染色体丝的拷贝，比普通染色体大100～200倍，并且处于体细胞染色体联会配对状态，只需简单的染色和压片，就可以很容易地在光学显微镜下观察到。巨大染色体经染色后，出现深浅不同、密疏各别的横纹，这些横纹的数目和位置往往是恒定的，代表着果蝇等昆虫的种的特征，遗传学家在唾腺染色体上对各种染色体结构变异进行了详细的遗传学研究。
〖讨论思考〗
（1）遗传学家选择果蝇唾腺染色体作为研究材料，其优点有哪些？
（2）资料一中染色体联会的异常现象分别代表哪种类型的染色体结构变异？
（3）染色体结构变异后对基因有何影响？如何区别于基因突变、基因重组？
（二）问题驱动，师生互动合作探究
体现社会责任的第二方面：主动向他人宣传健康生活、关爱生命和保护环境等相关知识。在知网上可以搜索到大量有关食品安全、环境污染的问题与染色体结构变异相关的论文，如《硫酸锌对蚕豆根尖细胞的遗传损伤效应》（《太原师范学院学报》2015年9月）、《三种不同蚕豆的根尖细胞微核检测技术比较》（《环境与健康杂志》2016年2月）等。本节课选择《不同口味的泡面面饼及料包对蚕豆微核形成的影响探究》（《中学生物学》2016年第10期）为资料，精心设计问题，教师点拨、引导，结合实验的结果，学生之间讨论、师生互动完善，步步为营、环环相扣。通过学习，学生对食品安全、环境污染的关注提升，一致表示会主动向他人宣传健康生活、关爱生命和保护环境等相关知识。
活动2：探讨染色体结构变异的诱因
〖阅读资料〗
资料一：蚕豆微核技术是主要的植物微核技术，被广泛用于辐射损伤、辐射防护、化学诱变剂、新药试验、食品添加剂的安全评价。微核是真核生物染色体畸变在间期的一种异常结构。由于诱变因子的影响，细胞分裂时染色体结构发生突变，畸变的染色体片段失去着丝粒形成微核，不能在纺锤丝牵引下移向细胞两极，不能进入子细胞的主核中，只能以游离的形式存在于子细胞的细胞质中。微核的大小通常为主核的1/3，形状包括圆形、椭圆形及不规则形状，因其本质是染色体，能被龙胆紫等碱性染色剂染色且折光率近似于主核，在光学显微镜下可以被观察。
资料二：某高校研究小组，以“不同口味泡面面饼及料包对蚕豆微核形成的影响探究”为课题，进行了实验，实验流程如下： 1.实验器材
材料：蚕豆（当年生无虫害）、棉花少许、某品牌5种不同口味的泡面（面饼的配料相同）。
器具：显微镜、恒温培养箱、恒温水浴锅、手动计数器、培养皿、解剖针、镊子、载玻片和盖玻片。
药品：解离液（现配）、龙胆紫染液、卡诺固定液（现配），95%乙醇、蒸馏水、冰醋酸、无水乙醇。所有试剂均按照要求保存與贮藏。
2.实验步骤
（1）浸种催芽：将100颗蚕豆放入盛有蒸馏水的烧杯中，25℃下浸泡72h，待大部分初生根长至1～2cm时取出用于检测。
（2）处理根尖：共分为16组进行实验，其中1组为对照组，用50mL蒸馏水处理48h，其余为处理组。将5种口味的泡面依次按照面饼组（8g面饼）、料包组（1g酱料包 1g粉料包）和面饼料包组（8g面饼 1g酱料包 1g粉料包）分别加入50mL、100℃的蒸馏水，冷却后过滤，除去不溶物质，对蚕豆根尖处理48h，每一组处理5颗蚕豆种子用于计数。
（3）根尖细胞恢复培养：将处理好的蚕豆种子用蒸馏水浸洗3次放入培取恢复培养后的种子，切下1cm长根尖部分，加入现配的卡诺固定液（无水乙醇∶冰醋酸=3∶1）固定4h。
（4）解离、漂洗、染色、制片。
（5）镜检计数：每组有5个根尖，每个根尖计数约1000个细胞记录微核数，计算微核千分率。
微核千分率=[微核数细胞总数×1000‰]
3.实验结果
通过观察，在处理组中均发现了数目不同的微核（见表1）。对照组（蒸馏水处理）中微核只发现了1个（见图一）。
〖讨论思考〗
（1）观察蚕豆微核选择什么部位、什么时期观察最佳？说明原因（参考图一）。
（2）资料二中分析实验结果，能够得出什么结论？
（三）知识建构，引导学生理性思维
巧用图型表格（见表2、表3），指导学生将前后知识联系与比较，建构知识框架，全面掌握学习内容；促进学生对重难点知识的识记、理解与应用。通过与基因突变、基因重组知识点的辨析，能进一步深化染色体结构变异的实质，夯实染色体结构变异的类型、诱因、应用的基础知识。
（四）巩固提升，解决问题学以致用
体现社会责任的第三方面：结合本地资源开展科学实践，尝试解决现实生活中与生物学相关的问题。首先选择了关于本市的新闻素材，在活动1中引导学生学习染色体结构的类型，分析了染色体核型异常病人的病因，并运用所学的知识提出解决方案；在活动2中从方便面与蚕豆微核率的探究实验，引导学生关心环境污染、食品安全等社会问题，自觉养成健康生活的习惯；在活动3中进一步挖掘本地素材（南通海安县是中国最大的优质蚕茧基地、全国著名的“茧丝绸之乡”，养蚕的历史悠久），引导学生从解决家蚕养殖的育种问题入手，运用所学的染色体结构变异的类型、减数分裂过程中常染色体与性染色体的自由组合、遗传图解等基础知识，提高知识迁移、解题的能力，同时能体会染色体结构变异在现实生活中的应用，从而加深对所学知识的理解。
活动3：探索染色体结构变异的应用
〖阅读资料〗
资料一：养蚕业中，更希望利用雄蚕进行生产，因为雄蚕的桑叶利用率高，还有单用雄蚕的茧缫丝，可以提高生丝质量。所以，如有一个办法，单是选出雄蚕来饲养，这是蚕丝界所欢迎的。
资料二：在家蚕第10号常染色体上有与蚕卵颜色有关的等位基因B、b，B控制黑色卵，b控制白色卵，杂合体是黑色。用辐射诱变方法，反复处理杂合体，先使10号染色体产生缺失B或b的片段，再将含B或b的片段易位到W染色体上，经过与野生型杂交，选育获得4个可育品种：Ⅰ♀ bb ZWB、Ⅱ♀ bb ZWb、Ⅲ♀ BB ZWB、Ⅳ♀ BB ZWb。
〖讨论思考〗
（1）资料二中Ⅰ～Ⅳ的卵色分别是什么？
（2）如何利用这4个品种和野生型，从蚕卵中筛选出雄蚕？用遗传图解及文字说明。
十、教学后记
本课作为高三一轮复习的一节市级公开课，引发同行的深度思考与讨论。在交流中，各位教师一致认同本课的教学思路和教学策略，这种勇于打破教材的限制、有效地复习新模式值得推广。社会责任是生物科学素养最高层次，在“染色体结构变异”的教学过程中，不是一味地重复基础知识和基本技能的夯实，而是以学生的全面、终身的发展为初衷，尊重学习者的成长规律，使学习者有机会以其成长的方式去学习，“教”转化为“学”，被动化主动，精心设计教学活动，通过体现社会责任的三个主要方面，实现核心素养的渗透、实施与达成。
[参 考 文 献]
[1]吴相钰，陈守良，葛明德，等.普通生物学（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2014.
[2]戴灼华，王亚馥，粟翼玟.遗传学（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2008.
[3]韦梦杰，徐静，胡锦葭.不同口味的泡面面饼及料包对蚕豆微核形成的影响探究[J].中学生物学，2016，32（10）.
（责任编辑：符 洁）