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2019-2020年高中生物 《減數(shù)分裂和受精作用》教案1 新人教版必修2 一、教學(xué)目標(biāo) ⑴ 知識(shí)方面 1.闡明細(xì)胞的減數(shù)分裂。 2.舉例說明配子的形成過程。 3.舉例說明受精過程。 4.闡明減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于生物遺傳和變異的重要性。 ⑵ 情感態(tài)度與價(jià)值觀方面：認(rèn)同物質(zhì)的規(guī)律性，樹立辨證唯物主義世界觀。 ⑶ 能力方面 1.使用高倍顯微鏡，觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片。 2.運(yùn)用模型建構(gòu)的方法，模擬減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目和行為的變化。 二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1.教學(xué)重點(diǎn) （1）減數(shù)分裂的概念（2）精子的形成過程（3）受精作用的過程 2.教學(xué)難點(diǎn) （1）模擬減數(shù)分裂過程中染色體的變化 （2）比較精子和卵細(xì)胞形成過程的異同 （3）觀察蝗蟲精母細(xì)胞的減數(shù)分裂 三、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究法、講述法、比較法 四、教學(xué)課時(shí)：3 五、教具：課件 六、教學(xué)過程 教學(xué)內(nèi)容 教師組織和引導(dǎo) 學(xué)生活動(dòng) 教學(xué)意圖 章引言 〖章引言〗大家請(qǐng)認(rèn)真看P15的第2章基因和染色體的關(guān)系引言。 閱讀 第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用 引言 〖問〗我們上學(xué)期學(xué)過，真核細(xì)胞的分裂方式有三種，是哪三種？ 以前學(xué)過了有絲分裂和無絲分裂，現(xiàn)在學(xué)習(xí)減數(shù)分裂。 〖問〗首先請(qǐng)看“問題探討”中的圖，仔細(xì)觀察果蠅的體細(xì)胞和配子中染色體有什么區(qū)別？ （答：配子染色體數(shù)是體細(xì)胞染色體數(shù)的一半；配子染色體是由體細(xì)胞每對(duì)染色體中分別取出一條組成的。） 〖問〗：這說明配子是如何產(chǎn)生的？（答：由體細(xì)胞分裂而來的。） 〖問〗這個(gè)過程是通過有絲分裂實(shí)現(xiàn)的嗎？有絲分裂的特點(diǎn)是什么？ （答：染色體復(fù)制、均分；有絲分裂前后染色體數(shù)目不變；從而在生物親代和子代間保持遺傳性狀的穩(wěn)定性。） 而配子的形成需要分裂后染色體數(shù)目減半，可見它不是通過普通的有絲分裂產(chǎn)生的，而是通過一種特殊方式的有絲分裂，即減數(shù)分裂產(chǎn)生。 〖答〗有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂。 思考“問題探討”的問題并回答。答如左。 設(shè)疑激趣 溫舊學(xué)新 一、減數(shù)分裂 〖問〗減數(shù)分裂的含義是什么？配子的形成為什么必須經(jīng)過減數(shù)分裂？ 強(qiáng)調(diào)：(1)范圍: 進(jìn)行有性生殖的生物。（無性生殖的生物不進(jìn)行減數(shù)分裂） (2)特點(diǎn):在整個(gè)減數(shù)分裂過程中，染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。 (3)結(jié)果:新產(chǎn)生的成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目，比原始生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目減少了—半。 閱讀教材，說出減數(shù)分裂的概念并找出其特點(diǎn)。 （一）精子的形成過程 間期 減數(shù)第一次分裂分裂 減數(shù)第二次分裂 下面我們結(jié)合哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的形成，介紹減數(shù)分裂的過程。 講述：高等動(dòng)植物的減數(shù)分裂發(fā)生在有性生殖器官內(nèi)。人和其他哺乳動(dòng)物的精子是在睪丸中形成的。(指導(dǎo)學(xué)生觀察課本圖2-1。) 睪丸里有許多彎彎曲曲的曲細(xì)精管。在曲細(xì)精管中，通過有絲分裂產(chǎn)生大量的精原細(xì)胞。每個(gè)精原細(xì)胞的染色體數(shù)目與體細(xì)胞染色體數(shù)目相同，這說明精原細(xì)胞是通過哪種方式產(chǎn)生的？ 在精原細(xì)胞時(shí)期，進(jìn)行了染色體復(fù)制。此時(shí)相當(dāng)于有絲分裂的哪一個(gè)時(shí)期？ 復(fù)制的結(jié)果，染色體由2個(gè)染單體組成 (板畫)，也和有絲分裂間期一樣，染色體是細(xì)絲狀，用光學(xué)顯微鏡是看不到的。 間期復(fù)制完成后，細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)第一次分裂分裂期，此時(shí)的細(xì)胞，叫初級(jí)精母細(xì)胞。第一次分裂的前期，細(xì)胞中的同源染色體兩兩配對(duì)，叫聯(lián)會(huì)。所謂的同源染色體，指減數(shù)分裂時(shí)配對(duì)的兩條染色體，形狀和大小一般都相同，一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方。 聯(lián)會(huì)后，染色體進(jìn)一步螺旋化變粗，逐漸在光學(xué)顯微鏡下可見每個(gè)染色體都含有兩個(gè)姐妹染色單體，由一個(gè)著絲點(diǎn)相連，每對(duì)同源染色體則含有四個(gè)姐妹染色單體，叫四分體。 強(qiáng)調(diào)：1個(gè)四分體＝1對(duì)同源染色體＝2條染色體＝4條染色單體（DNA） 由此，我們可以推算，果蠅體細(xì)胞有4對(duì)8個(gè)染色體，減數(shù)分裂時(shí)，形成多少個(gè)四分體？人呢？ 把四分體時(shí)期和聯(lián)會(huì)時(shí)比較，由于染色體復(fù)制在精原細(xì)胞時(shí)就發(fā)生了，因此，它們所含的染色單體、DNA數(shù)目都是相同的，不同的主要是染色體的螺旋化程度不同，聯(lián)會(huì)時(shí)染色體螺旋化程度低，染色體細(xì)，在光學(xué)顯微鏡下還看不清染色單體，因此，沒有在圖上表示出來。四分體時(shí)期，染色體螺旋化程度高，染色體變粗了，可在光學(xué)顯微鏡下清楚地看到每一個(gè)染色體有兩個(gè)單體。 隨后，各個(gè)四分體排列在細(xì)胞中央，同源染色體好象手拉手似地排成兩排，(教師指著相應(yīng)的圖說明)紡錘絲收縮，牽引染色體向兩極移動(dòng)，導(dǎo)致四分體平分為二，配對(duì)的同源染色體分開，但此時(shí)著絲點(diǎn)并未分開，每一染色體上仍有兩條染色單體。接著發(fā)生細(xì)胞分裂，一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞分裂成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，而每個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中的染色體數(shù)目就只有初級(jí)精母細(xì)胞的一半了。 聯(lián)會(huì)的同源染色體分開，說明染色體具有一定的獨(dú)立性，由于兩個(gè)同源染色體在細(xì)胞中央的排列位置是隨機(jī)的，可以互相交換，因此，就決定了同源的兩個(gè)染色體各移向哪一極也是隨機(jī)的，這樣，不同對(duì)的染色體（非同源染色體）之間就可以自由組合。 〖提示〗3.在減數(shù)第一次分裂中出現(xiàn)了同源染色體聯(lián)會(huì)，四分體形成，非姐妹染色單體間交叉互換，同源染色體分離，使得細(xì)胞兩極各有一整套非同源染色體，從而使形成的次級(jí)精母細(xì)胞中染色體數(shù)目減少為初級(jí)精母細(xì)胞的一半等行為。 上述過程可使配子中染色體數(shù)目減半。這樣再通過以后發(fā)生的兩性配子結(jié)合成合子的受精作用，就能維持生物前后代體細(xì)胞染色體數(shù)目的恒定，從而保證遺傳的穩(wěn)定性。上述過程還可以使經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子類型多樣，從而增加了生物的變異，增強(qiáng)了生物適應(yīng)環(huán)境的能力，有利于生物的進(jìn)化。 減數(shù)第二次分裂的基本過程與有絲分裂相似：中期，染色體的著絲點(diǎn)排成一排，后期，著絲點(diǎn)一分為二，兩個(gè)姐妹染色單體成為兩個(gè)染色體（但無同源染色體），在紡錘絲的牽引下，移向兩極，接著，細(xì)胞分裂，兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞分裂成4個(gè)精子細(xì)胞，減數(shù)分裂完成。 提問：把精子細(xì)胞的染色體數(shù)目和剛形成的次級(jí)精母細(xì)胞以及初級(jí)精母細(xì)胞相比，有何變化？ 精子細(xì)胞再經(jīng)過變形，形成精子，在這個(gè)過程中，丟掉了精子細(xì)胞的大部分細(xì)胞質(zhì)，帶上重要的物質(zhì)──細(xì)胞核內(nèi)的染色體，輕裝上陣，并形成了一個(gè)長長的尾，便于游動(dòng)。 總結(jié)：現(xiàn)在，我們再重復(fù)回顧一遍精子的形成過程(板書總結(jié)過程)。 染色體 同源染色體聯(lián)會(huì)成 著絲點(diǎn)分裂 精原 復(fù)制 初級(jí)四分體（交叉互換）次級(jí) 單體分開 精 變形 精 細(xì)胞 精母 分離（自由組合） 精母 細(xì)胞 子 染色體 2N 2N N 2N N N DNA 2C 4C 4C 2C 2C C C 強(qiáng)調(diào)：1．染色體復(fù)制在精原細(xì)胞時(shí)期。 2．染色體數(shù)目減半發(fā)生在第一次分裂時(shí)期，減半的原因是同源染色體的分開。 3．著絲點(diǎn)的分裂，染色體一分為二，發(fā)生在減數(shù)第二次分裂過程中。 閱讀P16～P17 (答：有絲分裂。) (答：間期。) (答：四個(gè)。) (答：23個(gè)。) 思考： 聯(lián)會(huì)與四分體時(shí)期染色體的區(qū)別 思考完成〖旁欄思考題3〗 (答：精子細(xì)胞的染色體數(shù)目與次級(jí)精母細(xì)胞相同，比初級(jí)精母細(xì)胞減少一半。) 師生共同總結(jié) 先整體了解減數(shù)分裂的過程 反饋效果 反饋效果 第2課時(shí)卵細(xì)胞的形成過程 下面我們再來了解卵細(xì)胞的形成過程。 講述：人和其他哺乳動(dòng)物的卵細(xì)胞是在卵巢中形成的，其過程與精子形成過程基本相同，但也有區(qū)別。(示卵細(xì)胞形成過程掛圖，并隨講授內(nèi)容完成板書) 提問：請(qǐng)同學(xué)們將卵細(xì)胞的形成過程與精子形成過程相比較，找出二者的相同與不同處？ （答：相同點(diǎn)：染色體復(fù)制一次，都有聯(lián)會(huì)和四分體時(shí)期，經(jīng)過第一次分裂，同源染色體分開，染色體數(shù)目減少一半，在第二次分裂過程中，有著絲點(diǎn)的分裂，最后形成的卵細(xì)胞，它的染色體數(shù)目也比卵原細(xì)胞減少了一半。 不同點(diǎn)：每次分裂都形成一大一小兩個(gè)細(xì)胞，小的叫極體，極體以后都要退化，只剩下一個(gè)卵細(xì)胞，而一個(gè)精原細(xì)胞是形成4個(gè)精子；卵細(xì)胞形成后，不需要經(jīng)過變形，而精子要經(jīng)過變形才能形成。） 不知大家注意到?jīng)]有？精子或卵細(xì)胞的形成過程中，還發(fā)生了一個(gè)重大變化，即四分體中的非姐妹染色單體之間有時(shí)會(huì)發(fā)生纏繞，并交換一部分片段，這種現(xiàn)象稱為交叉互換，容易引起生物的變異。 (指示課本中減數(shù)分裂圖解相應(yīng)處，教師粗略介紹四分體時(shí)期的交叉互換。) 思考討論并回答。 比較分析精子和卵細(xì)胞形成過程的異同，溫故知新 判斷分裂圖象 奇數(shù) 減Ⅱ或生殖細(xì)胞 染 不 有絲 色 有 配對(duì) 體 偶數(shù) 同源染色體 有 減Ⅰ 無 減Ⅱ 總結(jié)對(duì)比，得出規(guī)則 實(shí)驗(yàn)：P21 1.減數(shù)第一次分裂會(huì)出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會(huì)、四分體形成、同源染色體在赤道板位置成對(duì)排列、同源染色體分離、移向細(xì)胞兩極的染色體分別由兩條染色單體組成等現(xiàn)象。 減數(shù)第二次分裂的中期，非同源染色體成單排列在細(xì)胞赤道板位置，移向細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。 2.減數(shù)第一次分裂的中期，兩條同源染色體分別排列在細(xì)胞赤道板的兩側(cè)，末期在細(xì)胞兩極的染色體由該細(xì)胞一整套非同源染色體組成，其數(shù)目是體細(xì)胞染色體數(shù)的一半，每條染色體均由兩條染色單體構(gòu)成。 減數(shù)第二次分裂的中期，所有染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞的赤道板的位置。末期細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。 3.同一生物的細(xì)胞，所含遺傳物質(zhì)相同；增殖的過程相同；不同細(xì)胞可能處于細(xì)胞周期的不同階段。因此，可以通過觀察多個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂，推測出一個(gè)精原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。 實(shí)驗(yàn)，思考討論回答 培養(yǎng)操作能力 觀察能力 第3課時(shí) 二、受精作用 （一）、配子中染色體組合的多樣性 模型建構(gòu) （二）、受精作用 討論一1.代表分別來自父方和母方的同源染色體聯(lián)會(huì)。 2.4條。減數(shù)第一次分裂結(jié)束。2條。 3.減數(shù)第一次分裂過程中的同源染色體聯(lián)會(huì)，形成四分體，同源染色體在赤道板位置成雙排列，同源染色體分離，分別移向細(xì)胞兩極；減數(shù)第二次分裂過程中非同源染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞的赤道板上，著絲點(diǎn)分裂，染色單體成為染色體，移向細(xì)胞兩極。 4.2個(gè)。2個(gè)。 討論二1.每個(gè)配子都含有兩種顏色的染色體。2. 4種。3. 8種。 提問：生物的細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂后，產(chǎn)生染色體數(shù)目減半的精子和卵細(xì)胞。那么，這些成熟的生殖細(xì)胞和體細(xì)胞之間又有什么關(guān)聯(lián)呢？生物的體細(xì)胞是怎樣形成的？（答：通過受精作用形成。） 提問：什么是受精作用？ （答：卵細(xì)胞與精子相互識(shí)別、融合成為受精卵的過程。） (請(qǐng)學(xué)生看教材彩圖2-7，設(shè)想受精的具體過程，并在教師引導(dǎo)下嘗試描述。) （答：在受精作用進(jìn)行時(shí)，通常是精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在外面。與此同時(shí)，卵細(xì)胞的細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生復(fù)雜的生理反應(yīng)，以阻止其他精子再進(jìn)入。精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞后不久，精子的細(xì)胞核就與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合，使彼此的染色體會(huì)合在一起。） 提問：通過受精作用，染色體的數(shù)目出現(xiàn)什么變化？ （答：受精卵中染色體數(shù)目又恢復(fù)到原來體細(xì)胞中的數(shù)目，其中一半來自精子(父方)，一半來自卵細(xì)胞(母方)。） 提問：現(xiàn)在我們再回頭看看同源染色體的概念，同學(xué)們現(xiàn)在是否真正明白了同源染色體一條來自父方，一條來自母方的意思了？ （答：從同源染色體的角度看，精子和卵細(xì)胞中的同源染色體都是成單存在，精子帶有其中的一條，卵細(xì)胞帶有其中的另一條。受精后，這兩條同源染色體到了一個(gè)細(xì)胞中，它們就成對(duì)存在了。所以，關(guān)于同源染色體的概念說法，就是這個(gè)意思。） 受精后，受精卵迅速地進(jìn)行細(xì)胞分裂、分化，新生命由此開始了遺傳物質(zhì)與環(huán)境相互作用的發(fā)育過程。 總結(jié)：減數(shù)分裂，受精作用圖解(教師從成體開始邊講邊板畫逐步展 示)。略 同學(xué)們已經(jīng)知道減數(shù)分裂形成的精子和卵細(xì)胞，必須通過受精作用結(jié)合形成受精卵，才能發(fā)育成新個(gè)體。對(duì)于生物個(gè)體而言，父親體內(nèi)所有的精原細(xì)胞，染色體組成并無差別；母親體內(nèi)的卵原細(xì)胞也是如此?？墒恰耙荒干抛?，九子各不同。” 提問：那為什么同樣雙親的后代會(huì)呈現(xiàn)多樣性呢？ （教師引導(dǎo)學(xué)生討論分析原因：新一代繼承了父母雙方的遺傳物質(zhì)。由于減數(shù)分裂過程中同源染色體分離、非同源染色體自由組合以及非姐妹染色單體間交叉互換，形成的配子的染色體組成具有多樣性，導(dǎo)致不同配子遺傳物質(zhì)的差異，加上受精過程中卵細(xì)胞和精子結(jié)合的隨機(jī)性，所以必然導(dǎo)致后代性狀的多樣性。） 提問：這種多樣性對(duì)于生物進(jìn)化有什么作用？ （答：這種多樣性有利于生物在自然選擇中進(jìn)化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。） 此外，從上面的圖中可以看出，減數(shù)分裂使染色體數(shù)目減半，受精作用使染色體數(shù)目又恢復(fù)到原來的數(shù)目，從而使生物前后代染色體數(shù)目保持恒定，因此，減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于生物前后代染色體數(shù)目的恒定性，對(duì)于生物的遺傳和變異，都是十分重要的，由此也可看出，生物的各種變化無論有多復(fù)雜，也是有規(guī)律可循的。 學(xué)生已準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行模型建構(gòu)并思考回答“討論”的問題 闡明減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于生物遺傳和變異的重性。 認(rèn)同物質(zhì)的規(guī)性，樹立辨證唯物主義世界觀。 技能訓(xùn)練 精原細(xì)胞有絲分裂過程中染色體數(shù)目變化表 時(shí)期 間期 前期 中期 后期 末期 染色體數(shù)目（條） 8 8 8 16 8 精原細(xì)胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化表 細(xì)胞類型 精原細(xì)胞 初級(jí)精母細(xì)胞 次級(jí)精母細(xì)胞 精細(xì)胞 染色體數(shù)目（條） 8 8 4 4 精原細(xì)胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化圖 學(xué)生畫圖填表格 培養(yǎng)學(xué)生以所學(xué)以畫圖形式表現(xiàn)出來