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2019-2020年高一生物第二章 基因和染色體的關(guān)系第一節(jié)減數(shù)分裂和受精作用教案 新課標(biāo) 人教版 課 題 第二章 基因和染色體的關(guān)系 第一節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用 備課時(shí)間 2007年2月22日 教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)方面 闡明細(xì)胞的減數(shù)分裂。 舉例說明配子的形成過程。 舉例說明受精過程。 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。 2.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。 3.能力方面 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。 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。 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 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 教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究法、講述法、比較法 教具：掛圖、模型 板書設(shè)計(jì)： 第一節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用 一、減數(shù)分裂 （一）減數(shù)分裂的概念 （二）精子的形成過程 1.場(chǎng)所: 睪丸 2.過程: （三）卵細(xì)胞的形成過程 1.場(chǎng)所: 卵巢 2.過程: 二、受精作用 教后筆記 教學(xué)流程 教學(xué)內(nèi)容 教師的組織和引導(dǎo) 教學(xué)意圖 第一課時(shí) 復(fù)習(xí)引入 問題探討 精子的形成過程 第二課時(shí) 卵細(xì)胞的形成過程 受精作用 生物多樣性的原因 意義 引入：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？ (答：有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂。) 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。 提問：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。） 提問：這說明配子是如何產(chǎn)生的？ （答：由體細(xì)胞分裂而來的。） 提問：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)生的。 提問：什么是減數(shù)分裂？減數(shù)分裂有何特點(diǎn)？ （學(xué)生閱讀教材，說出減數(shù)分裂的概念并找出減數(shù)分裂特點(diǎn)。） 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。 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？(答：有絲分裂。) 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？(答：間期。) 復(fù)制的結(jié)果，染色體由 (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)胞開始進(jìn)行減數(shù)第一次分裂，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。(指圖說明，使學(xué)生弄清楚圖上誰和誰是同源染色體，還可以利用指頭作比喻，如果一個(gè)手指表示一個(gè)染色體的話，兩只手合在一起，則兩個(gè)大拇指，兩個(gè)食指等相應(yīng)的手指都分別是同源染色體。) 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。 提問：圖中四分體有幾個(gè)？(答：兩個(gè)。) 強(qiáng)調(diào)：每一對(duì)同源染色體共有四個(gè)姐妹染色單體，組成一個(gè)四分體，因此，同源染色體的數(shù)量就等于四分體的數(shù)量。 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？(答：四個(gè)。)人呢？(答：23個(gè)。)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。 提問：此圖中，四分體時(shí)期畫了幾對(duì)染色體？(答：2對(duì)。)，幾條染色體？(答：4條。)，幾條染色單體？(答：8條。)，幾個(gè)DNA分子？(答：8個(gè)。)，那么聯(lián)會(huì)時(shí)呢？(答：仍是兩對(duì)同源染色體，4條染色體，8個(gè)染色單體，8個(gè)DNA分子) 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。 提問：在圖上，初級(jí)精母細(xì)胞有幾條染色體？(答：4條。)，而次級(jí)精母細(xì)胞呢？ (答：2條。)，染色體數(shù)目減半的原因是什么？(答：同源染色體分開，)，在次級(jí)精母細(xì)胞中還有沒有同源染色體？(答：沒有。) 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。這就是我們之前學(xué)習(xí)的基因的自由組合規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。 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，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？ (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。) 提問：減數(shù)第二次分裂過程大體與有絲分裂相似，但它們又有什么不同呢？ (示兩個(gè)細(xì)胞圖，請(qǐng)學(xué)生仔細(xì)觀察，找出兩細(xì)胞的染色體特點(diǎn)，教師引導(dǎo)。) (答：發(fā)現(xiàn)有絲分裂過程中，同源染色體存在于同一細(xì)胞中，而減數(shù)第二次分裂過程中，同源染色體已分開了，細(xì)胞中無同源染色體存在。) （在此基礎(chǔ)上，示一組細(xì)胞圖，請(qǐng)學(xué)生）判斷誰是有絲分裂，誰是減數(shù)第二次分裂？ (答： ) 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?cè)僦貜?fù)回顧一遍精子的形成過程(板書總結(jié)過程)。 （染色體復(fù)制）　　　　　　 （減數(shù)第一次分裂）　　　　（減數(shù)第二次分裂） １精原細(xì)胞——————→１初級(jí)精母細(xì)胞—————→２次級(jí)精母細(xì)胞—————→ 　　　　　　　　　　　　　　　　　?。ㄈ旧w數(shù)減半）　　　　　（著絲點(diǎn)斷裂） 　　　　　?。ㄗ冃危　　　　　? ４精子細(xì)胞————→４精子 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。 我們?cè)僬?qǐng)一位同學(xué)根據(jù)掛圖，來講述精子的形成過程。 (請(qǐng)一位學(xué)生講述，教師根據(jù)其講述情況，精彩處給予表揚(yáng)，不足處給予補(bǔ)充，錯(cuò)誤處給予糾正。) 練習(xí)：P22 復(fù)習(xí)提問：說出下列細(xì)胞分別屬于減數(shù)分裂的哪一個(gè)時(shí)期？叫什么名稱？ (答：A圖表示減數(shù)分裂第二次分裂時(shí)期，叫次級(jí)精母細(xì)胞。 B圖表示減數(shù)第一次分裂的聯(lián)會(huì)時(shí)期，叫初級(jí)精母細(xì)胞。 C圖表示減數(shù)分裂完成后形成的精子細(xì)胞。 D圖表示減數(shù)第二次分裂后期，叫次級(jí)精母細(xì)胞。) （示精子形成過程掛圖，與上圖對(duì)照，并復(fù)習(xí)精子的形成過程。） 下面我們?cè)賮砹私饴鸭?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？ （在老師的引導(dǎo)下，要求學(xué)生嘗試回答） （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。) 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?cè)倩仡^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)。 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。可是“一母生九子，九子各不同。”同樣的精（卵）原細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生不同的配子嗎？ （答：不會(huì)。） 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。 技能訓(xùn)練：P25-26 練習(xí)：P26，《學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)》 設(shè)置問題情境，激發(fā)學(xué)生思考。 引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)細(xì)胞有絲分裂并猜想配子是經(jīng)過何種分裂形成的。 闡明減數(shù)分裂過程 利用已有的知識(shí)幫助掌握新知識(shí) 比較分析減數(shù)分裂和有絲分裂的異同，溫故知新 反饋效果 比較分析精子和卵細(xì)胞形成過程的異同，溫故知新 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。 認(rèn)同物質(zhì)的規(guī)律性，樹立辨證唯物主義世界觀。