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2019-2020年高中生物 《減數(shù)分裂和受精作用》教案11 新人教版必修2 一、教學目標 ⑴ 知識方面 1.闡明細胞的減數(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)分裂和受精作用對于生物遺傳和變異的重要性。 ⑵ 情感態(tài)度與價值觀方面：認同物質(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，觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片。 2.運用模型建構(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、教學重點和難點 1.教學重點 （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.教學難點 （1）模擬減數(shù)分裂過程中染色體的變化 （2）比較精子和卵細胞形成過程的異同 （3）觀察蝗蟲精母細胞的減數(shù)分裂 三、教學方法：實驗探究法、講述法、比較法 四、教學課時：3 五、教具：課件 六、教學過程 教學內(nèi)容 教師組織和引導 學生活動 教學意圖 章引言 〖章引言〗大家請認真看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〗我們上學期學過，真核細胞的分裂方式有三種，是哪三種？ 以前學過了有絲分裂和無絲分裂，現(xiàn)在學習減數(shù)分裂。 〖問〗首先請看“問題探討”中的圖，仔細觀察果蠅的體細胞和配子中染色體有什么區(qū)別？（答：配子染色體數(shù)是體細胞染色體數(shù)的一半；配子染色體是由體細胞每對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：由體細胞分裂而來的。） 〖問〗這個過程是通過有絲分裂實現(xiàn)的嗎？有絲分裂的特點是什么？ （答：染色體復制、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。 設疑激趣 溫舊學新 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？ 強調(diào)：(1)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） (2)特點:在整個減數(shù)分裂過程中，染色體只復制一次，而細胞連續(xù)分裂兩次。 (3)結(jié)果:新產(chǎn)生的成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目，比原始生殖細胞中的染色體數(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。 （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)合哺乳動物精子和卵細胞的形成，介紹減數(shù)分裂的過程。 講述：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。(指導學生觀察課本圖2-1。) 睪丸里有許多彎彎曲曲的曲細精管。在曲細精管中，通過有絲分裂產(chǎn)生大量的精原細胞。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哪種方式產(chǎn)生的？ 在精原細胞時期，進行了染色體復制。此時相當于有絲分裂的哪一個時期？ 復制的結(jié)果，染色體由2個染單體組成 (板畫)，也和有絲分裂間期一樣，染色體是細絲狀，用光學顯微鏡是看不到的。 間期復制完成后，細胞進入減數(shù)第一次分裂分裂期，此時的細胞，叫初級精母細胞。第一次分裂的前期，細胞中的同源染色體兩兩配對，叫聯(lián)會。所謂的同源染色體，指減數(shù)分裂時配對的兩條染色體，形狀和大小一般都相同，一個來自父方，一個來自母方。 聯(lián)會后，染色體進一步螺旋化變粗，逐漸在光學顯微鏡下可見每個染色體都含有兩個姐妹染色單體，由一個著絲點相連，每對同源染色體則含有四個姐妹染色單體，叫四分體。 強調(diào)：1個四分體＝1對同源染色體＝2條染色體＝4條染色單體（DNA） 由此，我們可以推算，果蠅體細胞有4對8個染色體，減數(shù)分裂時，形成多少個四分體？人呢？ 把四分體時期和聯(lián)會時比較，由于染色體復制在精原細胞時就發(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)會時染色體螺旋化程度低，染色體細，在光學顯微鏡下還看不清染色單體，因此，沒有在圖上表示出來。四分體時期，染色體螺旋化程度高，染色體變粗了，可在光學顯微鏡下清楚地看到每一個染色體有兩個單體。 隨后，各個四分體排列在細胞中央，同源染色體好象手拉手似地排成兩排，(教師指著相應的圖說明)紡錘絲收縮，牽引染色體向兩極移動，導致四分體平分為二，配對的同源染色體分開，但此時著絲點并未分開，每一染色體上仍有兩條染色單體。接著發(fā)生細胞分裂，一個初級精母細胞分裂成兩個次級精母細胞，而每個次級精母細胞中的染色體數(shù)目就只有初級精母細胞的一半了。 聯(lián)會的同源染色體分開，說明染色體具有一定的獨立性，由于兩個同源染色體在細胞中央的排列位置是隨機的，可以互相交換，因此，就決定了同源的兩個染色體各移向哪一極也是隨機的，這樣，不同對的染色體（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，四分體形成，非姐妹染色單體間交叉互換，同源染色體分離，使得細胞兩極各有一整套非同源染色體，從而使形成的次級精母細胞中染色體數(shù)目減少為初級精母細胞的一半等行為。 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，增強了生物適應環(huán)境的能力，有利于生物的進化。 減數(shù)第二次分裂的基本過程與有絲分裂相似：中期，染色體的著絲點排成一排，后期，著絲點一分為二，兩個姐妹染色單體成為兩個染色體（但無同源染色體），在紡錘絲的牽引下，移向兩極，接著，細胞分裂，兩個次級精母細胞分裂成4個精子細胞，減數(shù)分裂完成。 提問：把精子細胞的染色體數(shù)目和剛形成的次級精母細胞以及初級精母細胞相比，有何變化？ 精子細胞再經(jīng)過變形，形成精子，在這個過程中，丟掉了精子細胞的大部分細胞質(zhì)，帶上重要的物質(zhì)──細胞核內(nèi)的染色體，輕裝上陣，并形成了一個長長的尾，便于游動。 總結(jié)：現(xiàn)在，我們再重復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)會成 著絲點分裂 精原 復制 初級四分體（交叉互換）次級 單體分開 精 變形 精 細胞 精母 分離（自由組合） 精母 細胞 子 染色體 2N 2N N 2N N N DNA 2C 4C 4C 2C 2C C C 強調(diào)：1．染色體復制在精原細胞時期。 2．染色體數(shù)目減半發(fā)生在第一次分裂時期，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)第二次分裂過程中。 閱讀P16～P17 (答：有絲分裂。) (答：間期。) (答：四個。) (答：23個。) 思考： 聯(lián)會與四分體時期染色體的區(qū)別 思考完成〖旁欄思考題3〗 (答：精子細胞的染色體數(shù)目與次級精母細胞相同，比初級精母細胞減少一半。) 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課時卵細胞的形成過程 下面我們再來了解卵細胞的形成過程。 講述：人和其他哺乳動物的卵細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。(示卵細胞形成過程掛圖，并隨講授內(nèi)容完成板書) 提問：請同學們將卵細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：染色體復制一次，都有聯(lián)會和四分體時期，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，有著絲點的分裂，最后形成的卵細胞，它的染色體數(shù)目也比卵原細胞減少了一半。 不同點：每次分裂都形成一大一小兩個細胞，小的叫極體，極體以后都要退化，只剩下一個卵細胞，而一個精原細胞是形成4個精子；卵細胞形成后，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？精子或卵細胞的形成過程中，還發(fā)生了一個重大變化，即四分體中的非姐妹染色單體之間有時會發(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)分裂圖解相應處，教師粗略介紹四分體時期的交叉互換。) 思考討論并回答。 比較分析精子和卵細胞形成過程的異同，溫故知新 判斷分裂圖象 奇數(shù) 減Ⅱ或生殖細胞 染 不 有絲 色 有 配對 體 偶數(shù) 同源染色體 有 減Ⅰ 無 減Ⅱ 總結(jié)對比，得出規(guī)則 實驗：P21 1.減數(shù)第一次分裂會出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會、四分體形成、同源染色體在赤道板位置成對排列、同源染色體分離、移向細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胞赤道板位置，移向細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胞赤道板的兩側(cè)，末期在細胞兩極的染色體由該細胞一整套非同源染色體組成，其數(shù)目是體細胞染色體數(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排列在細胞的赤道板的位置。末期細胞兩極的染色體不含染色單體。 3.同一生物的細胞，所含遺傳物質(zhì)相同；增殖的過程相同；不同細胞可能處于細胞周期的不同階段。因此，可以通過觀察多個精原細胞的減數(shù)分裂，推測出一個精原細胞減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。 實驗，思考討論回答 培養(yǎng)操作能力 觀察能力 第3課時 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。 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，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，分別移向細胞兩極；減數(shù)第二次分裂過程中非同源染色體的著絲點排列在細胞的赤道板上，著絲點分裂，染色單體成為染色體，移向細胞兩極。 4.2個。2個。 討論二1.每個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胞。那么，這些成熟的生殖細胞和體細胞之間又有什么關(guān)聯(lián)呢？生物的體細胞是怎樣形成的？（答：通過受精作用形成。） 提問：什么是受精作用？ （答：卵細胞與精子相互識別、融合成為受精卵的過程。） (請學生看教材彩圖2-7，設想受精的具體過程，并在教師引導下嘗試描述。) （答：在受精作用進行時，通常是精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面。與此同時，卵細胞的細胞膜會發(fā)生復雜的生理反應，以阻止其他精子再進入。精子的頭部進入卵細胞后不久，精子的細胞核就與卵細胞的細胞核相融合，使彼此的染色體會合在一起。） 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)目又恢復到原來體細胞中的數(shù)目，其中一半來自精子(父方)，一半來自卵細胞(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，卵細胞帶有其中的另一條。受精后，這兩條同源染色體到了一個細胞中，它們就成對存在了。所以，關(guān)于同源染色體的概念說法，就是這個意思。） 受精后，受精卵迅速地進行細胞分裂、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 同學們已經(jīng)知道減數(shù)分裂形成的精子和卵細胞，必須通過受精作用結(jié)合形成受精卵，才能發(fā)育成新個體。對于生物個體而言，父親體內(nèi)所有的精原細胞，染色體組成并無差別；母親體內(nèi)的卵原細胞也是如此?？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呈現(xiàn)多樣性呢？ （教師引導學生討論分析原因：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，導致不同配子遺傳物質(zhì)的差異，加上受精過程中卵細胞和精子結(jié)合的隨機性，所以必然導致后代性狀的多樣性。） 提問：這種多樣性對于生物進化有什么作用？ （答：這種多樣性有利于生物在自然選擇中進化，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)分裂和受精作用對于生物前后代染色體數(shù)目的恒定性，對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雜，也是有規(guī)律可循的。 學生已準備好的實驗材料進行模型建構(gòu)并思考回答“討論”的問題 闡明減數(shù)分裂和受精作用對于生物遺傳和變異的重性。 認同物質(zhì)的規(guī)性，樹立辨證唯物主義世界觀。 技能訓練 精原細胞有絲分裂過程中染色體數(shù)目變化表 時期 間期 前期 中期 后期 末期 染色體數(shù)目（條） 8 8 8 16 8 精原細胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化表 細胞類型 精原細胞 初級精母細胞 次級精母細胞 精細胞 染色體數(shù)目（條） 8 8 4 4 精原細胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化圖 學生畫圖填表格 培養(yǎng)學生以所學以畫圖形式表現(xiàn)出來