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2019-2020年高中生物 《減數(shù)分裂和受精作用》教案2 新人教版必修2 一、 教學目標 1、闡明細胞的減數(shù)分裂并模擬分裂過程中染色體的變化。 2、舉例說明配子的形成過程。 3、舉例說明受精過程。 4、使用高倍顯微鏡，觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片。 5、闡明減數(shù)分裂和受精作用對于生物遺傳和變異的重要性。 二、 教學重點和難點 1、重點 ⑴減數(shù)分裂的概念。 ⑵精子的形成過程。 ⑶受精作用的過程。 2、難點 ⑴模擬減數(shù)分裂過程中染色體的變化。 ⑵比較精子和卵細胞形成過程的異同。 ⑶觀察蝗蟲精母細胞的減數(shù)分裂。 三、知識要點 一、減數(shù)分裂的概念 減數(shù)分裂是指進行 有性生殖 的生物，在產(chǎn)生 成熟生殖 細胞時進行的染色體數(shù)目 減半 的細胞分裂。實際上是特殊方式的 有絲 分裂。 ⑴范圍: 進行 有性生殖 的生物。（無性生殖的生物不進行減數(shù)分裂） ⑵特點:在整個減數(shù)分裂過程中，染色體只復制 1 次，而細胞連續(xù)分裂 2 次。 ⑶結(jié)果:新產(chǎn)生的成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目，是原始生殖細胞中的染色體數(shù)目的 一半 。 仔細觀察“問題探討”中的圖，果蠅的體細胞和配子中染色體的區(qū)別：配子染色體數(shù)是體細胞染色體的一半，其中的染色體由體細胞中每對同源染色體中分別取出一條組成。 二、精子的形成過程 1、精子的形成場所：高等動植物的減數(shù)分裂發(fā)生在有性生殖器官 內(nèi)。人和其他哺乳動物的精子是在 睪丸 中形成的。在曲細精管中，有大量原始的雄性生殖細胞，稱為 精原細胞 ，每個精原細胞的染色體數(shù)目與體細胞染色體數(shù)目 相同 ，這說明精原細胞是通過 有絲 分裂的方式產(chǎn)生的。 思考：精原細胞自身增殖的方式是 有絲 分裂，它可以發(fā)生 有絲和減數(shù) 分裂。 2、過程 ⑴間期：在減數(shù)第一次分裂前的間期，精原細胞體積 增大 ，進行了染色體 復制 ，成為 初級精母 細胞。復制的結(jié)果，每條染色體由 兩條姐妹染色單體 構(gòu)成。此時相當于有絲分裂 間 期。 ⑵減數(shù)第一次分裂，此時的細胞，叫初級精母細胞 。 ①前期的特殊行為 聯(lián)會是指 同源染色體 兩兩配對的現(xiàn)象。 同源染色體指配對的兩條染色體， 形態(tài) 和 大小 一般相同，一條來自 父方 ，一條來自 母方 。（例外：同源染色體 X和Y 形態(tài)大小不同。） 四分體是指 配對 后每對同源染色體中含有 4 條姐妹染色單體。四分體中的 非姐妹染色單體 發(fā)生纏繞，并交換部分片段。 強調(diào)：一對同源染色體= 一個四分體= 2 條染色體= 4 條染色單體= 4 個DNA分子。 體細胞中 有 同源染色體， 無 四分體。 ②后期的特殊行為 同源染色體 分離， 非同源染色體 自由組合， 著絲點 不分裂。 ③結(jié)果：一個初級精母細胞分裂成為兩個 次級精母 細胞。 減數(shù)第一次和減數(shù)第二次分裂之間通常沒有 間期 ，或者間期 很短 ，染色體不再 復制 。 ⑶減數(shù)第二次分裂 減數(shù)第二次分裂的基本過程與有絲分裂相似： 著絲點 分裂，姐妹染色單體成為 兩條子 染色體，在紡錘絲的牽引下，移向兩極。兩個次級精母細胞分裂成 4個精細胞，減數(shù)分裂完成。 總結(jié)：精子的形成過程。 （染色體復制）　　　　　 （減數(shù)第一次分裂）　　　?。p數(shù)第二次分裂） １精原細胞——————→１初級精母細胞—————→２次級精母細胞—————→ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　（染色體數(shù) 減半 ）　　　　?。ㄖz點分裂） 　　　　　　（ 變形 ）　　　　　　 ４精子細胞————→４精子 強調(diào)： 1、染色體復制在 減數(shù)第一次分裂前的間期 時期。 2、染色體數(shù)目減半發(fā)生在 減數(shù)第一次分裂 時期，減半的原因是 同源染色體 的分開。 3、著絲點的分裂，染色體一分為二，發(fā)生在 減數(shù)第二次分裂 時期。 思考： 1、減數(shù)第二次分裂過程大體與有絲分裂相似，最大的區(qū)別是減數(shù)第二次分裂過程中無 同源染色體 。 2、比較減數(shù)第一次分裂、減數(shù)第二次分裂與有絲分裂中期、末期細胞中染色體的不同點。 中期 減數(shù)第一次分裂中，兩條同源染色體分別排列在赤道板 兩側(cè) 。 減數(shù)第二次分裂與有絲分裂中，所有染色體的著絲點排列在細胞 赤道板 的位置。 末期 減數(shù)第一次分裂中，在細胞兩極的染色體由該細胞的一整套 非同源 染色體組成，數(shù)目是體細胞染色體數(shù)目的 一半 ，每條染色體均由兩條 姐妹染色單體 組成。 減數(shù)第二次分裂中，細胞兩極的染色體 沒有 姐妹染色單體。 有絲分裂中，細胞的每一極含該細胞全部的染色體組成，數(shù)目和體細胞染色體數(shù)目 相同 ，每條染色體不含姐妹染色單體。 3、一個初級精母細胞在減數(shù)第一次分裂時，有一對同源染色體不發(fā)生分離，減數(shù)第二次分裂完全正常，形成的所有配子 全部不正常 ；另一個初級精母細胞減數(shù)第一次分裂完全正常，在減數(shù)第二次分裂時有一條染色體上的姐妹染色單體不發(fā)生分離，形成的所有配子 一半正常，一半不正常 。 【例題1】觀察下列雄性動物減數(shù)分裂過程中的細胞，回答問題： A圖表示減數(shù)分裂 減數(shù)第二次分裂中 時期，叫 次級精母 細胞。 B圖表示 減數(shù)第一次分裂前 時期，叫 初級精母 細胞。 C圖表示減數(shù)分裂完成后形成的 精 細胞。 D圖表示減數(shù)分裂 第二次分裂后 期，叫 次級精母 細胞。) 【例題2】下面是減數(shù)分裂過程中幾個步驟,選出正確的順序是 D ⑴著絲點的分裂,染色體分開 　 ⑵形成四個子細胞 ⑶進行第二次分裂 ⑷同源染色體分開 ⑸染色體交叉互換 ⑹聯(lián)會 ⑺染色體的復制 ⑻細胞質(zhì)分裂 A．7→8→6→1→2→4→3→5 B．1→3→5→7→2→4→6→5 C．7→6→5→3→1→8→4→5 D．7→6→5→4→3→1→8→5 【例題3】在減數(shù)分裂整個過程中，細胞分裂次數(shù)、染色體復制次數(shù)、著絲點分裂次數(shù)、染色體減半次數(shù)、DNA減半次數(shù)依次是 D A．1、2、2、1、2 B．1、1、1、2、1 C．2、1、1、2、1 D．2、1、1、1、2 【例題4】減數(shù)分裂過程中，染色體和DNA之比為1∶1時期的是 D A．第一次分裂四分體時期 B．第一次分裂后期 C．第二次分裂中期 D．第二次分裂后期 【例題5】如果某精原細胞有三對同源染色體，以A和a,B和b，C和c表示，下列哪四個精子來自同一個精原細胞 A A．a(chǎn)Bc AbC aBc AbC B．AbC aBc abC abc C．AbC Abc abc ABC D．a(chǎn)bC abc aBc ABC 三、卵細胞的形成過程 1、 卵細胞的形成部位： 卵巢 2、卵細胞的形成過程以下圖表示（注：N表示染色體的數(shù)目） 卵細胞形成無 變形 過程，而且是只形成 1 個卵細胞，三個極體可分為 2 類。 卵細胞體積很大，細胞質(zhì)中存有大量營養(yǎng)物質(zhì)，為受精卵發(fā)育準備的。 【例題6】下列二倍體生物的細胞中，肯定不含同源染色體的是（多選） AD A、精子細胞和卵細胞 B、體細胞 C、初級精母細胞 D、次級卵母細胞 3、精子和卵細胞的形成比較 ⑴相同點：細胞分裂的次數(shù)、染色體的行為、形態(tài)和數(shù)目變化完全相同 ⑵不同點： 項目 精子的形成 卵細胞的形成 形成場所 睪丸 卵巢 生殖細胞的數(shù)目 4個精細胞 1個卵細胞+3個極體 細胞質(zhì)分裂 均等 不均等 有無變形過程 有 無 【例題7】卵細胞形成特點不同于精子形成特點的是 D ①卵細胞的形成過程無變形期 ②一個初級卵母細胞只形成一個卵細胞 ③卵細胞形成過程中無聯(lián)會現(xiàn)象 ④卵細胞形成過程中不出現(xiàn)四分體 A．①④ B．②③ C．②④ D．①② 4、減數(shù)分裂與有絲分裂的比較 比較項目 減數(shù)分裂 有絲分裂 不 同 點 染色體復制次數(shù)及時間 一次，減數(shù)第一次分裂前的間期 一次，有絲分裂的間期 細胞分裂的次數(shù) 二次 一次 是否有聯(lián)會、四分體出現(xiàn)，同源染色體的染色單體有無交叉互換 出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂 不出現(xiàn) 同源染色體的分離 減數(shù)第一次分裂后期 無 著絲點分裂，染色單體分開的時期 減數(shù)第二次分裂后期 后期 子細胞的名稱和數(shù)目 生殖細胞，精細胞4個或卵1個+極體3個 體細胞，2個 子細胞中染色體的數(shù)目變化 減半，減數(shù)第一次分裂 不變 子細胞間的遺傳組成 不一定相同 一定相同 強調(diào)：識別細胞分裂圖形（區(qū)分有絲分裂、減數(shù)第一次分裂、減數(shù)第二次分裂） 方法 找同源、看行為 看細胞內(nèi)有無同源染色體，若無則為減數(shù)第二次分裂某時期的細胞分裂圖；若有則為減數(shù)第一次分裂或有絲分裂某時期的細胞分裂圖。 在有同源染色體的情況下，若有聯(lián)會、四分體、同源染色體分離，非同源染色體自由組合等行為則為減數(shù)第一次分裂某時期的細胞分裂圖；若無以上行為，則為有絲分裂的某一時期的細胞分裂圖。 【例題8】判斷下列各細胞分裂圖屬何種分裂何時期圖。 有絲分裂后期 減數(shù)第一次分裂后期 減數(shù)第二次分裂后期 解析：甲圖細胞的每一端均有成對的同源染色體，但無聯(lián)會、四分體、分離等行為，且每一端都有一套形態(tài)和數(shù)目相同的染色體，故為有絲分裂的后期。 乙圖有同源染色體，且同源染色體分離，非同源染色體自由組合，故為減數(shù)第一次分裂的后期。 丙圖不存在同源染色體，且每條染色體的著絲點分開，姐妹染色單體成為染色體移向細胞兩極，故為減數(shù)第二次分裂后期。 【例題9】右圖是同一種生物三個不同時期的細胞分裂圖，請據(jù)圖回答： ⑴圖A屬 減數(shù)第一次分裂 的 前 時期。細胞中有 4 條染色體， 8 條染色單體。 ⑵圖B處于 減數(shù)第一次分裂后 期，此細胞的名稱是 初級精母細胞 。此細胞分裂后的子細胞叫作 次級精母細胞 ，含 2 條染色體。 ⑶圖C處于 減數(shù)第二次 時期，此細胞的名稱是 次級卵母細胞 ，它分裂后得到的細胞為 卵細胞和第二極體 。 ⑷A、C兩圖中染色體數(shù)之比為 1：1 ，DNA數(shù)量之比為 2：1 。 四、受精作用 1、配子中染色體組合的多樣性 假設(shè)某雌性或雄性動物體內(nèi)有n對同源染色體： 一個精原細胞產(chǎn)生 2 種配子而該雄性動物體內(nèi)產(chǎn)生 2n 種配子； 一個卵原細胞產(chǎn)生 1 種配子而該雌性動物體內(nèi)產(chǎn)生 2n種配子。 【例題10】某二倍體有K對染色體，經(jīng)減數(shù)分裂形成遺傳信息不同的配子，其種類數(shù)為 A A．2K B．()K C．K2 D．K1/2 【例題11】基因型為AaBbCc 的一個初級卵母細胞，經(jīng)減數(shù)分裂形成的卵細胞類型有 A A．1種 B．2種 C．8種 D．16種 2、受精作用 ⑴概念：卵細胞和精子相互 識別 、 融合 成為受精卵的過程。 ⑵受精作用的過程 ⑶結(jié)果：受精卵核內(nèi)的染色體數(shù)目又恢復到 體 細胞中的數(shù)目，其中有一半的染色體來自 精子 （ 父方），另一半來自 卵細胞（ 母方 ）。 注意：受精卵核內(nèi)的遺傳物質(zhì)由精子和卵細胞各提供一半，但細胞質(zhì)中遺傳物質(zhì)幾乎全部是由卵細胞提供，因此后代某些性狀更像母方。 ⑷減數(shù)分裂和受精作用的意義： 減數(shù)分裂中形成的配子，發(fā)生了非同源染色體的自由組合和非姐妹染色單體的交叉互換，染色體組成具有 多樣 性，導致不同配子遺傳物質(zhì)的差異，加上受精時卵細胞和精子結(jié)合的 隨機 性，使后代呈現(xiàn)多樣性。這種多樣性有利于生物在自然選擇中的 進化 ，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。 通過 減數(shù)分裂 和 受精作用 ，保證了進行有性生殖的生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的 恒定 ，從而保證了遺傳的穩(wěn)定和物種的穩(wěn)定。 ⑸減數(shù)分裂過程中染色體和DNA數(shù)目變化曲線圖（注意與有絲分裂曲線圖的區(qū)別） 畫出二倍體生物“減數(shù)分裂—受精作用—有絲分裂”過程中細胞核內(nèi)染色體數(shù)目、DNA含量的變化。 【例題12】如某動物細胞中DNA含量為2個單位（m）。下圖分別為雌性動物生殖細胞減數(shù)分裂DNA含量變化的曲線圖和細胞示意圖。請回答： ⑴細胞A是 次級卵母細胞或極體 細胞，與之相對應(yīng)的曲線段是 4-5 。（以橫軸上的數(shù)字段表示） ⑵細胞B的名稱是 卵細胞或極體 ，與之相對應(yīng)的曲線段是 5-7 。 ⑶細胞C的名稱是 初級卵母細胞 ，與之相對應(yīng)的曲線段是 3-4 。C細胞最終能形成 1 個成熟生殖細胞。 ⑷曲線2-3時期DNA含量變化是由于 DNA復制 的結(jié)果，減數(shù)第一次分裂DNA含量變化是由于 同源染色體分離，分別進入兩個子細胞 的結(jié)果。減數(shù)第二次分裂時 姐妹染色單體 分離，成為染色體。 ⑸請在上圖中畫出相應(yīng)的染色體變化曲線。 【例題13】某細胞中染色體數(shù)為2N，下列圖象中屬于有絲分裂中期和減數(shù)第二次分裂后期的依次是 C A．①② B．②③ C．④② D．③④ 補充：植物雙受精 被子植物特有的一種受精現(xiàn)象。花粉被傳送到雌蕊柱頭后，長出花粉管，伸達胚囊，管的先端破裂，放出兩精子，其中之一與卵結(jié)合，形成受精卵，另一精子與兩個極核結(jié)合，形成胚乳核；經(jīng)過一系列的發(fā)展過程，前者形成胚，后者形成胚乳，這種雙重受精的現(xiàn)象稱雙受精。 注：其中兩個精子的基因型相同，胚珠中極核與卵細胞基因型相同。 例：一株白粒玉米(aa)接受紅粒玉米(AA)的花粉，所結(jié)的種子的胚細胞、胚乳細胞基因型依次是： Aa 、 Aaa