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文檔簡介

1、第2章 基因和染色體的關系 第1節 減數分裂和受精作用【三維目標】1知識與技能:闡明細胞的減數分裂。舉例說明配子的形成過程。舉例說明受精作用。使用高倍鏡觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片。運用模型建構的方法,模擬減數分裂過程中染色體數目和行為的變化,2過程與方法:借助電腦動畫,展示減數分裂的連續動態變化過程,將抽象的減數分裂過程直觀化,將大量冗長的文字圖像化;學生的自主觀察、歸納總結、討論分析、表解、項固、練習,使學生理解掌握減數分裂過程中染色體的主要行為變化,并從實質上認識了減數分裂實際是一種特殊方式的有絲分裂;通過觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片,識別減數分裂不同階段的染色體的形態、位置和數

2、目,加深對減數分裂過程的理解。運用模型建構的方法,模擬減數分裂過程中染色體數目和行為的變化,體驗減數分裂中染色體的規律性變化,從而理解精子和卵細胞的形成。3情感態度與價值觀:認同基因是物質實體。認同觀察、提出假說、實驗的方法在建立科學理論過程中所起的重要作用。認同科學研究需要豐富的想像力,大膽質疑和勤奮實踐的精神,以及對科學的熱愛。增強動手操作能力,認同物質的規律性,樹立辯證唯物主義世界觀。【教學重點】1.減數分裂的概念。2.精子的形成過程。3.受精作用的過程。【教學難點】 1.模擬減數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分裂。【教具準備】CA

3、I軟件:哺乳動物睪丸示意圖;哺乳動物精子形成過程圖解;同源染色體和四分體形成圖解。【課時安排】3課時第一課時【教學過程】一、課前準備1.哺乳動物精細胞形成過程的CAI動態課件; 2.男性內生殖系統示意圖、睪丸的橫切面示意圖;3.哺乳動物精子形成過程圖解;同源染色體和四分體形成圖解。二、情境創設教師:我們以前學過,真核細胞的分裂方式有三種,哪三種?學生:有絲分裂,無絲分裂,減數分裂。教師:以前學過了有絲分裂和無絲分裂,現在學習減數分裂。為什么要學習減數分裂呢?教師出示人體的21三體和18三體等染色體的遺傳病圖像,學生立刻被這些圖象吸引住了,紛紛提出問題:這些病是怎么得的?自己會得這些病嗎?怎樣避

4、免這種病?教師:我們只有認真學好減數分裂這部分的知識,才可解決這些問題。三、師生互動1減數分裂的的概念學習閱讀教材,要求學生說出減數分裂的概念,并勾書,找出減數分裂的特點。強調:連續分裂兩次而染色體只復制一次,分裂的結果,染色體數目減半。講 述:減數分裂是怎樣進行的,染色體數目是如何減少的呢?下面,我們結合動物的精子和卵細胞的形成過程,講述減數分裂的基本過程。2精子的形成過程形成部位教師:高等動植物的減數分裂發生在生殖器官內。人和其他哺乳動物的精子是在睪丸中形成的。圖2-1-2圖2-1-1教師顯示男性生殖系統(圖2-1-1)正面圖、精子結構示意圖(圖2-1-2)和睪丸內部結構圖(圖2-1-3)

5、。教師指導學生觀察并回顧男性生殖系統的構成,讓學生對睪丸及曲細精管有直觀的認識與感知。教師:曲細精管有大量的精原細胞。精原細胞是原始的生殖細胞,每個精原細胞中的染色體數目都與體細胞的相同。圖2-1-3教師:一個成年健康男子,每天大約可產生2億個精子。也就是說,每天有很多個精原細胞進行減數分裂,那必然每天也有很多個精原細胞產生。那么,精原細胞是通過哪種方式產生的呢?如何判斷?學生:有絲分裂。因為精原細胞所含的染色體數目與體細胞相同,相當于一種特殊的體細胞。形成過程教師:很好。當雄性動物性成熟后,睪丸里的一部分精原細胞就開始進行減數分裂,經過兩次連續的分裂,形成精細胞,再經過精細胞的變形,最后形成

6、了精子。整個過程是如何進行的呢,請同學們觀察精子形成過程的動畫。教師演示精子形成的全過程的CAI課件兩遍。第一遍讓學生了解精子形成的全過程,并引導學生注意觀察減數分裂過程中細胞的名稱及數目變化; 第二遍指導學生主要觀察染色體的行為變化特點。教師:減數分裂是一個連續分裂的過程,但為了研究的方便,人們同樣將減數第一次分裂和減數第二次分裂劃分為不同的時期。教師分步演示精子的形成過程,提高學生識圖能力。首先顯示精原細胞圖(2-1-4)。教師:如圖所示,某種含4條染色體的生物的精原細胞進行減數分裂。這里要清楚的是,在細胞分裂前,染色體呈細長的染色質狀態,用光學顯微鏡是看不到的。此時畫出4條染色體是便于我

7、們觀察學習。教師:在減數第一次分裂的間期,染色體進行復制。此時,細胞有什么樣的變化?學生:細胞體積變大,且復制后每條染色體都由兩條姐妹染色單體構成。教師:很好。這點與有絲分裂是相同的。復制后的細胞叫什么細胞?有幾個?圖2-1-4學生:1個初級精母細胞。教師:對啦。染色體復制后,每條染色體上的兩條姐妹染色單體各是一條長的細絲, 在光學顯微鏡下還是看不到的。教師分步顯示聯會的動態過程(圖2-1-5)。教師:減數第一次分裂期開始不久,初級精母細胞中原來分散的染色體出現什么變 化?學生:染色體兩兩配對。圖2-1-5教師:配對的染色體有什么特點?學生:形狀和大小相同,顏色不同。教師:沒錯。配對的兩條染色

8、體,形狀和大小一般都相同,一個來自父方,一個來自母方,叫做同源染色體。為什么說同源染色體的形狀和大小一般相同,難道有不同的嗎?這個問題我們留在后面學習。另外,為什么用紅和藍兩種顏色來表示染色體? 學生:代表一個來自父方,一個來自母方。 教師:是的。我們把同源染色體兩兩配對的現象叫做聯會,簡稱同源染色體聯會。對于這個概念有兩個關鍵詞:其一同源是指來源于同一物種或同一種生物;其二聯會指染色體兩兩配對。同源染色體有以下三個特征:一是染色體大小相同;二是染色體形態相同;三是染色體來源相同(即同一物種或同種生物的父母雙方)。為幫助學生對同源染色體聯會的理解,可以用手勢輔助教學,過程如下:先伸出兩手,兩手

9、掌心向下,手背向上。中指、無名指、小指彎曲緊靠掌心,拇指向下伸出、食指伸出向上,正對學生,左右手慢慢靠近,表示染色體的運動及配對(聯會)。然后安排學生跟老師把手勢做一遍。教師:請同學觀察聯會時期的細胞圖,該細胞中染色體、染色單體和DNA的數目分別是多少?學生:4條染色體,8個染色單體,8個DNA分子。教師顯示四分體的形成過程(圖2-1-6)。教師:聯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。聯會后,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。圖

10、中有幾個四分體?學生:兩個。教師與學生共同分析以下的數量關系:1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=2個著絲點=4個染色單體=4個DNA分子教師:由此,我們可以推算,果蠅體細胞有4對8個染色體,減數分裂時,形成多少個四分體?圖2-1-6學生:四個。教師:如果是人呢?學生:23個。教師顯示染色體交叉互換的照片和示意圖。教師:在四分體中的非姐妹染色單體之間經常發生纏繞,并交換一部分片段。經過交換,姐妹染色單體有何不同?圖2-1-7 學生:交換前,姐妹染色單體是相同的,經過交換后,兩條姐妹染色單體不同。教師:非姐妹染色單體的交叉互換,可以增加配子的多樣性,此乃后話,我們暫此不提。人們把同源染色體的

11、聯會與四分體階段歸為減數第一次分裂前期。教師演示減數第一次分裂中期的變化(圖2-1-7)。教師:同學們說減數第一次分裂中期染色體的主要行為變化是什么?學生:同源染色體著絲點排列在赤道板的兩側。教師:沒錯。染色體的行為與有絲分裂的中期相比有何不同?學生:有絲分裂中期染色體著絲點是排列在赤道板上。教師:很好。圖2-1-8教師演示減數第一次分裂后期的變化(圖2-1-8)。教師:減數第一次分裂后期染色體的行為出現什么變化?學生:紡錘絲收縮,牽引染色體向兩極移動,配對的同源染色體分開,移向細胞的兩極。但此時著絲點并未分開,每一染色體上仍有兩條染色單體。教師:同學們觀察得非常仔細。這里要提醒的是同源染色體

12、分開,具有一定的獨立性。這是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。也就是說,移向細胞兩極的染色體的組合既可以是每邊各有一條紅色和一條藍色的染色體,也可以是細胞的一極是兩條藍色染色體,而另一極是兩條紅色染色體的組合方式。這樣,不同對的染色體之間就可以自由組合。這是我們前面所學內容-自由組合定律的細胞學基礎。教師演示初級精母細胞分裂成兩個次級精母細胞的過程(圖2-1-9)。教師:接著發生細胞分裂,一個初級精母細胞分裂成兩個次級精 母細胞。同學們仔細比較一下每個次級精母細胞與初級精母細胞的染色體數是否相同?圖2-1-9學生

13、:次級精母細胞各含2條染色體,染色體數目只有初級精母細胞的一半。教師:是的。在減數第一次分裂過程中,由于同源染色體分離,并分別進入兩個子細胞,使得每個次級精母細胞只得到初級精母細胞中染色體總數的一半。因此,減數分裂過程中染色體數目的減半發生在減數第一次分裂。在次級精母細胞中還有沒有同源染色體?學生:沒有。教師:減數第一次分裂與減數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。所以我們一般將初級精母細胞分裂形成兩個次級精母后的時期稱為減數第二次分裂的前期。減數第二次分裂過程中染色體的行為變化特點與有絲分裂十分相似。在減數第二次分裂的前期,染色體排列有何特點?學生:散亂分布。教師演示減

14、數第二次分裂中期染色體的變化(圖2-1-10)。教師:減數第二次分裂中期染色體的變化是什么?圖2-1-10學生:染色體排列在赤道板上。教師:沒錯。教師:減數第二次分裂的細胞圖與有絲分裂中期的細胞圖如何區別?學生:減數第二次分裂的細胞圖沒有同源染色體。教師演示減數第二次分裂后期染色體的變化(圖2-1-11)。教師:減數第二次分裂后期染色體的變化又是什么?圖2-1-11學生:著絲點分裂,姐妹染色單體分開變成染色體,移向細胞兩極。教師:很好。同學們再算一下此時每個次級精母細胞中各有染色體幾條?學生:4條。教師:對。在減數第二次分裂后期,由于著絲點分裂,姐妹染色單體分開形成染色體,所以染色體數目暫時加

15、倍,恢復到原來精原細胞的數目水平。教師演示次級精母細胞各分裂成兩個精細胞的過程(圖2-1-12)。教師:細胞繼續分裂,兩個次級精母細胞分裂成4個精細胞,減數分裂完成。把精細胞的染色體數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?學生:精子細胞的染色體數目與次級精母細胞相同,比初級精母細胞減少一半。圖2-1-12教師:同學們說,4個精細胞共可以分為幾種類型?學生:2種。教師:是的。在不考慮非姐妹染色單體交叉互換的情況下,一下精原細胞通過減數分裂最終可以形成4個共2種精細胞。至此,減數分裂完成。現在我們回頭總結一下,減數第一次分裂與減數第二次裂相比,它們各自的主要特征是什么?學生:減

16、數第一次分裂的主要特征是有同源染色體的聯會、四分體中的非姐妹染色單體發生交叉互換、同源染色體分離性并分別移向細胞兩極;減數第二次分裂的主要特征是染色體不再復制、每條染色體的著絲點分裂、姐妹染色單體分開并分別移向細胞兩極。教師:精細胞再經過變形,形成精子,呈蝌蚪狀。在這個過程中,丟掉了精子細胞的大部分細胞質,帶上重要的物質細胞核內的染色體,輕裝上陣,并形成了一個長長的尾,便于游動,為今后的受精作用作準備。總結請一位同學根據掛圖,來講述精子的形成過程。(請一位學生講述,教師根據其講述情況,精彩處給予表揚,不足處給予補充,錯誤處給予糾正。)最后教師強調減數第一次分裂與減數第二次裂的主要特征。四、教師

17、精講1.為什么說減數分裂實質上是特殊方式的有絲分裂? 減數分裂過程中因為有紡錘絲和紡錘體的出現,所以屬于有絲分裂范疇;但減數分裂過程中出現了有絲分裂所沒有的同源染色體聯會、四分體和分離等行為變化,因此說減數分裂實質上是特殊方式的有絲分裂。 2.減數分裂過程中染色體數、DNA數、染色單體數和同源染色體對數的數量變化(以二倍體生物為例) 首先理解染色體主要行為變化與染色體數、DNA數、染色單體數數目變化的關系,教師用簡筆畫表示染色體的行為變化過程如下:染色體復制高度螺旋縮短變粗著絲點分裂 染色體數: 1條 1條 1條 1條+1條 DNA數: 1個 2個 2個 1個+1個 染色單體數:0 2個 2個

18、 0列表比較:表2-1-1 減數分裂過程中染色體數、DNA數、染色單體數和同源染色體對數的數量變化減數第一次分裂減數第二次分裂間期前期中期后期末期前期中期后期末期染色體數2N2N2N2NNNN2NNDNA數2a4a4a4a4a2a2a2a2aa染色單體數04N4N4N4N2N2N2N00同源染色體對數NNNN00000 (表中楷體部分內容在和學生共同分析時逐步顯示。)細胞類型精原細胞初級精母細胞次級精母細胞精細胞16840染色體數目DNA數目2N4NN 用坐標軸表示染色體數目與DNA數的變化: 引導學生分析染色體數目和DNA數目的曲線走勢及轉折點變化的原因。為方便學生對上表內容的理解與掌握,教

19、師在講授這部分內容時,不要直接就把某種生物的染色體數用2N代入,而是安排學生具體觀察課本P17“哺乳動物精子的形成過程圖解”中染色體數、DNA數、染色單體數和同源染色體對數的變化情況,然后再引導學生思考:如果該圖解表示的是人的精子形成過程圖解,那么以上數量變化又是如何?通過以上2個具體事例的觀察、分析,學生不難總結出二倍體生物的染色體數、DNA數、染色單體數和同源染色體對數變化情況。五、評價反饋 1對一個四分體的敘述,不正確的是( )A有兩個著絲點 B、有四個DNA分子 C有兩對姐妹染色單體 D有四個染色體2.人的精巢中的精原細胞所進行的分裂為( )有絲分裂 無絲分裂 減數分裂A. B. C.

20、 D.3下列減數分裂過程按時間順序排列,正確的是( )A復制聯會四分體  B復制四分體聯會C聯會四分體復制  D聯會復制四分體4觀察四分體最好的材料是( )A幼嫩的種子  B幼嫩的果實   C幼嫩的花藥   D幼嫩的柱頭5一條復制過的染色體,其著絲點數、染色單體數和DNA數依次為( )A2,2,4  B1,2,2  C1,4,4  D2,2,26減數第一次分裂的特點是( )A同源染色體分離,著絲點分裂   B同源染色體分離,著絲點不分裂C同源染色體不分離,著絲點分裂 D同源染色體不分離,著絲點不

21、分裂7減數分裂過程中,染色體數目減半發生在( )A初級精母細胞形成時  B次級精母細胞形成時C精子細胞形成時      D精子形成時8人的體細胞有23對同源染色體,減數第一次分裂的初級精母細胞中有四分體( )A46個  B92個  C184個   D23個9關于同源染色體的敘述確切的是( )A由一條染色體復制成的兩條染色體B一條來自父方,一條來自母方的染色體C形狀大小完全相同的染色體D在減數分裂過程中能聯會的染色體10細胞內沒有同源染色體的是( )A體細胞  B精原細胞  C初級精母細

22、胞  D次級精母細胞解析與參考答案:1.解析:根據四分體有關的數量關系:1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=2個著絲點=4個染色單體=4個DNA分子。答案:D。 2.解析:人的精巢中的精原細胞一部分通過有絲分裂產生新的精原細胞,而一部分則通過減數分裂產生精細胞。答案:D。 3.解析:根據減數分裂過程中染色體的行為變化特點可知,染色體復制發生在間期,而聯會和四分體則發生在減數第一次分裂的前期。答案:A。 4.解析:四分體現象發生在減數分裂過程中,幼嫩的花藥需經減數分裂才產生花粉粒。而其他選項所涉及的材料只能進行有絲分裂。答案:C。5.解析:根據四分體有關的數量關系:1個四分體=1對

23、同源染色體=2條染色體=2個著絲點=4個染色單體=4個DNA分子答案B。 6.解析:減數第一次分裂的最主要特征就是同源染色體分離,而著絲點是在減數第二次分裂后期才分裂的。答案:B。 7.解析:染色體數目發生在減數第一次分裂過程中,即次級精母細胞形成時。答案:B。 8.解析:根據四分體有關的數量關系:根據四分體有關的數量關系:1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=2個著絲點=4個染色單體=4個DNA分子由題意中人有23對同源染色體可知減數第一次分裂的初級精母細胞中有四分體23個。答案:D。 9.解析:根據同源染色體概念,可排除選項A。而同源染色體的核心概念是在減數分裂過程中能聯會的染色體。答案

24、:D。 4個精細胞(染色體數減半、無同源染色體)2個次級精母細胞(染色體數減半、無同源染色體)1個精原細胞1個初級精母細胞間期:染色體復制前期:聯會、四分體中期:同源染色體排列在赤道板兩側后期:同源染色體分離末期:形成2個次級精母細胞前期:染色體散亂分布中期:染色體在赤道板上后期:著絲點分裂,姐妹染色單體分開成染色體移向細胞兩極末期:各形成2個精細胞變形4個精子減數第一次分裂減數第二次分裂10.解析:因次級精母細胞是經減數第一次分裂產生,同源染色體在減數第一次分裂后期已分離,所以無同源染色體。答案:D。六、課堂小結1.減數分裂的概念2.精子的形成過程七、布置作業 1.完成課本P18的旁欄思考題

25、。 2.仔細閱讀課文,思考減數分裂與有絲分裂有哪些異同點?八、課后拓展1若精子中DNA含量為a,則初級精母細胞和次級精母細胞的DNA含量分別是( )A2a和a  B4a和2a  Ca和2a  D2a和4a2某生物細胞在減數第二次分裂后期有24條染色體,那么該生物在細胞有絲分裂后期的染色體數目應是( )A12條  B48條  C24條  D36條3果蠅的體細胞中有4對染色體,次級精母細胞中有同源染色體( )A2對  B4對  C1對  D0對4在有絲分裂過程中不發生,而發生在減數分裂過程中的是( )A染色體

26、復制  B同源染色體分開  C染色單體分開  D細胞質分裂5在減數分裂過程中,沒有染色單體的時期是( )A減后期  B減后期   C減前期  D分裂間期6減數第二次分裂的主要特征是( )A染色體自我復制  B著絲點不分裂,同源染色體分開C著絲點分裂為二,兩個染色單體分開 D染色體恢復成染色質細絲【板書設計】一 減數分裂1.減數分裂的概念2.精子的形成過程 第二課時【教學過程】一、課前準備 1.哺乳動物卵細胞形成過程的CAI動態課件; 2.女性內生殖系統示意圖、卵巢的橫切面示意圖;3.蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片,顯微鏡;二、

27、情境創設 復習提問:說出下列細胞分別屬于減數分裂的哪一個時期?叫什么名稱?參考答案:A圖表示減數分裂第二次分裂時期,叫次級精母細胞。B圖表示減數第一次分裂的聯會時期,叫初級精母細胞。C圖表示減數分裂完成后形成的精子細胞。D圖表示減數第二次分裂后期,叫次級精母細胞。教師利用CAI軟件動態顯示哺乳動物精子的形成過程,與上圖對照,并復習精子的形成過程,引導學生回顧減數分裂過程中染色體的主要行為變化,著重強調減數第一次分裂與減數第二次分裂的主要特征。 教師:人和哺乳動物的卵細胞又是在哪里、以及如何形成的呢?這就是我們今天要了解的內容。三、師生互動1卵細胞形成的部位教師顯示“女性內生殖系統示意圖”(圖2

28、-1-13),引導學生分析女性內生殖系統的組成,指出卵細胞是在卵巢內形成的。卵巢有兩個,位于腹腔的兩側。讓學生對女性內生殖系統及卵巢所在的部位有較清晰的認識。圖2-1-14圖2-1-13 教師顯示“卵巢的橫切面示意圖”(圖2-1-14),讓學生通過觀察知道卵巢內部有許多發育程度不同的卵泡,位于卵泡中央的一個細胞就是卵細胞。在每個月經周期中只有一個原始卵泡成熟并排出一個卵細胞。 2.卵細胞的形成過程教師:卵細胞的形成過程與精子的基本相同,也有不同。那么,哪些是相同的,又有什么不同呢?請同學們仔細閱讀課本P19的最后一段內容和觀察課本P20圖2-5“哺乳動物卵細胞的形成過程圖解”,然后請同學為我們

29、介紹卵細胞的形成過程。 學生自學、討論、分析。 教師顯示“哺乳動物卵細胞的形成過程圖解”,先隨機提問2名學生分別闡明卵細胞形成過程中減數第一次分裂和減數第二次分裂的情況,然后集體提問減數分裂過程中染色體、DNA和染色單體的數量變化,以及精子和卵細胞形成的異同點等。通過學生的回答,判斷學生對卵細胞形成過程的掌握情況。 教師利用CAI軟件動態顯示哺乳動物卵細胞的形成過程,進一步幫助學生領悟同源染色體的聯會、四分體等概念,加深學生對減數第一次分裂同源染色體分離、減數第二次分裂著絲點分裂等染色體行為變化的理解,并著重強調每次分裂都形成一大一小兩個細胞,小的叫極體,最終一個卵原細胞經減數分裂形成三個極體

30、和一個卵細胞,極體以后都要退化,只剩下一個卵細胞。1個次級卵母細胞1個卵原細胞1個初級卵母細胞染色體復制第一次分裂1個極體第二次分裂第二次分裂1個極體2個極體1個卵細胞消失 講授完卵細胞的形成過程逐步完成如下板書。 3.精子和卵細胞形成比較教師:學習完了精子和卵細胞的形成過程,同學們能否總結出兩者有哪些相同點? 學生:相同點是染色體復制一次,都有聯會和四分體時期,經過第一次分裂,同源染色體分開,染色體數目減少一半;在第二次分裂過程中,有著絲點的分裂,最后形成的精子或卵細胞,它們的染色體數目也卵原細胞或精原細胞減少了一半。教師:同學們總結得很好。哪兩者又有什么不同?學生:不同點是卵細胞形成過程中

31、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,不需要經過變形,而精子要經過變形才能形成。教師:非常好。現在請同學們完成以下表格,比較精子和卵細胞形成的異同點。表2-1-2 精子形成與卵細胞形成的比較精子的形成過程卵細胞的形成過程相同點染色體復制一次;都有聯會和四分體時期;經過第一次分裂,同源染色體分開,染色體數目減少一半;在第二次分裂過程中,著絲點的分裂,最后形成的精子或卵細胞,它們的染色體數目比卵原細胞或精原細胞減少了一半。不同點場所精巢卵巢分裂形式細胞質均等分裂細胞質不均等分裂子細胞個數及名稱1個精原細胞4個精細

32、胞1個卵原細胞1個卵細胞+3個極體(消失)是否變形有變形過程無變形過程(表中楷體部分內容由學生回答后教師再逐一顯示。) 教師:接下來我們一起來概括減數分裂的過程。 教師顯示課本P20“圖2-6 減數分裂的圖解”。提醒學生識記減數分裂過程中細胞的名稱及數目變化,主要引導學生分析非姐妹染色單體交叉互換對配子多樣性的影響:如果不考慮非姐妹染色單體交叉互換,1個精原細胞經過減數分裂形成4個共2種精細胞;而考慮非姐妹染色單體交叉互換的話,則1個精原細胞經過減數分裂形成4個共4種精細胞。從而讓學生更好地理解非姐妹染色單體交叉互換對提高配子的多樣性,增強有性生殖后代的變異性和適應力的意義。 4.減數分裂與有

33、絲分裂的比較教師:減數分裂實際上是特殊方式的有絲分裂,那么它與有絲分裂相比較,有又何異同點呢?請同學們完成表2-1-2。表2-1-3 減數分裂與有絲分裂的比較比較項目減數分裂有絲分裂不同點產生的細胞生殖細胞體細胞分裂次數2次1次子細胞數目4個2個有無聯會、四分體有無有無同源染色體分離有無子細胞染色體數目染色體數目減半與母細胞染色體數目相同相同點都有紡錘體的出現;染色體都只復制一次(表中楷體部分內容由學生回答后教師再逐一顯示。) 5.觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片實驗教師:同學們,我們前面所用到的“哺乳動物精子的形成過程圖解”和“哺乳動物卵細胞的形成過程圖解”是一種為方便我們學習的示意圖而已,

34、那哺乳動物精母細胞減數分裂過程的實際情況是怎么樣的呢?下面我們一起來進行實驗觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片。表2-1-4 觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片方法步驟學生思考與討論學生觀察1.在低倍顯微鏡下觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片。識別初級精母細胞、次級精母細胞和精細胞。1.如何判斷你所觀察的細胞是初級精母細胞、次級精母細胞還是精細胞?2.能否觀察到進行有絲分裂的細胞?2.先在低倍鏡下依次找到減數第一次分裂中期、后期和減數第二次分裂中期、后期的細胞,再在高倍鏡下仔細觀察染色體的形態、位置和數目。1.你是依據什么特征來找出右邊所述的4種細胞?2.你在低倍鏡下的視野中看到右上角有一減數第二次

35、分裂中期的細胞,想將其放大觀察,如何操作?3.根據觀察結果,盡可能多地繪制減數分裂不同時期的細胞簡圖。1.根據觀察,每位同學至少畫2個不同時期的減數分裂圖。學生繪圖展示與交流1.觀察別人所繪制的減數分裂圖,找出值得自己學習的地方,并學會客觀地指出他人作品的不足。 教師總結歸納并指正學生在實驗過程中所存在的問題。四、教師精講1.為什么卵原細胞通過減數分裂最終只形成一個較大的卵細胞?卵原細胞在減數分裂過程中,由于初級卵母細胞和次級卵母細胞在分裂時細胞質都是不均等分裂,最終產生三個較小的極體和一個較大卵細胞,而三個極體最后又退化消失,所以只剩下一個較大卵細胞。其作用主要是通過細胞質的不均等分裂,使減

36、數分裂形成的卵細胞含有原來卵原細胞較多的營養物質,以便為將來受精作用以后受精卵早期的分裂分化提供能量。2.觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片能否看到有絲分裂的細胞:可以。因為所觀察的材料取材了蝗蟲的精巢,精巢中的精原細胞一部分進行有絲分裂產生新的精原細胞,而一部分精原細胞則進行減數分裂產生精子。3.細胞分裂圖像的判斷無染色單體著絲點分裂減后期(見圖5)(注)染色體形狀、大小各不相同生殖細胞(見圖6)有染色單體染色體散亂分布減前期(見圖3)染色體排列在赤道板上減中期(見圖4)(注:當染色體數為奇數時無此項。)兩兩配對減前期聯會(見圖8)前期含四個染色單體減前期四分體(見圖9)前期著絲點排列在赤道板

37、上有絲分裂中期(見圖10)著絲點排列在赤道板兩側減中期(見圖11)同源染色體分離減后期(見圖12)染色體平均分配移向細胞兩極有絲分裂后期(見圖13)散亂分布有絲分裂前期(見圖7)有同源染色體行為偶 數有無同源染色體奇數染色體數目“”形減后期(見圖2)減后期(見圖1)有染色單體無染色單體減數分裂細 胞形 狀“ ”形“ ”形無減數第二次分裂細胞分裂圖像是減數分裂還是有絲分裂,可根據細胞形狀、染色體數目、有無同源染色體和同源染色體的行為進行判斷,具體判斷方法:參考圖例:圖10圖9圖13圖12圖11圖8圖4圖6圖3圖7圖2圖5圖1五、評價反饋1動物的卵細胞的形成與精子形成過程的不同點是( )次級卵母細

38、胞將進行普通的有絲分裂 一個卵原細胞最終分裂只形成一個卵細胞一個卵原細胞經復制后形成一個初級卵母細胞 卵細胞不經過變形階段一個初級卵母細胞分裂成的兩個細胞大小不等 卵細胞中的染色體數目是初級卵母細胞的一半A  B  C   D2.減數分裂第二次分裂后期,下列各組中數量比例是1:1的是( ) A.染色體和染色單體 B.染色體和DNA分子 C.DNA分子和染色單體 D.DNA分子和染色單體3.(多選題)人體細胞的有絲分裂與減數分裂的共同特點是( ) A有紡錘體出現 B有同源染色體出現 C有同源染色體聯會 D有著絲點分裂4.關于右圖的說法正確的是( )A.此細胞處于減數

39、分裂的聯會時期,有四分體4個B.此細胞中含有1個染色體組C.此細胞分裂產生的子細胞染色體組合為 12、34或 13、24D.此細胞核中含染色單體8個,DNA分子8個,染色體4個5DNA含量與正常體細胞相同,但不含同源染色體的細胞是( )A精子  B受精卵  C次級精母細胞  D初級卵母細胞6家兔的一個初級卵母細胞在減數分裂中,形成22個四分體,則形成的卵細胞中的染色體數為( )A11條  B22條 C33條  D44條7100個精原細胞和100個卵原細胞,經減數分裂產生的精子和卵細胞結合,最多能形成多少個受精卵?( )A100   B

40、200   C300   D400 六、課堂小結2.卵細胞的形成過程1個次級卵母細胞1個卵原細胞1個初級卵母細胞染色體復制第一次分裂1個極體第二次分裂第二次分裂1個極體2個極體1個卵細胞消失 形成部位:卵巢 卵細胞的形成過程 3精子形成與卵細胞形成的比較 4減數分裂與有絲分裂的比較 5實驗觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片七、布置作業 1.完成課本P21實驗后面的討論題; 2.完成課本P22的練習。八、課后拓展1某生物有4對染色體,如1個初級精母細胞在產生精細胞過程中,其中1個次級精母細胞在分裂后期有1對姐妹染色單體移向同一極,則這個初級精母細胞產生正常精細胞和異常精細胞的比

41、例為( )A11 B12 C13 D042性染色體為(a)XY和(b)YY的精子是如何產生的( ) Aa減數分裂的第一次分裂不分離,b減數分裂的第一次分裂不分離 Ba減數分裂的第二次分裂不分離,b減數分裂的第二次分裂不分離 Ca減數分裂的第一次分裂不分離,b減數分裂的第二次分裂不分離 Da減數分裂的第二次分裂不分離,b減數分裂的第一次分裂不分離3.右上圖為一種二倍體高等動物細胞分裂過程中某時期的示意圖。請回答:(1)該細胞所處分裂期為 ,它的名稱為 或 。(2)該生物的體細胞中染色體最多時為 條,染色單體最多時為 個,DNA分子最多時為 個。 4.搜集相關史實,撰寫有關減數分裂發現過程的科學小

42、論文。【板書設計】3.卵細胞的形成過程4.精子形成與卵細胞形成的比較5.減數分裂與有絲分裂的比較6.實驗觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片第三課時【教學過程】一、課前準備1.某家庭的親子照片(如某知名人物或本校教師等);2.進行“建立減數分裂中染色體變化的模型”模型建構所需的材料;3.實物投影儀、白紙(或投影機和透明膠片)。二、情境創設教師用投影顯示薩達姆與其長子烏代(左)和次子庫賽(右)合影的資料照片。如圖2-1-15。教師:照片上的三個人分別是誰啊?學生:薩達姆與其長子烏代(左)和次子庫賽(右)教師:烏代與庫賽均為薩達姆與其妻子所生,但為什么他們三個人會長得不一樣?要想明白其中道理,還需學習

43、“受精作用”的內容。三、師生互動圖2-1-151.配子中染色體組合的多樣性教師:同學們已經知道,減數分裂形成的精子和卵細胞,必須相互結合形成受精卵,才能發育成新個體。也即高等動物個體發育的起點是什么?學生:受精卵。教師:很好。我們已經知道,父親體內所有的精原細胞,染色體組成并無差別;母親體內的卵原細胞也是如此。但為什么會出現薩達姆與其兒子烏代和庫賽的情況? 學生:是不是參加受精作用的精子和卵細胞的染色體組成是不一樣的呢?教師:這猜想有道理。究竟是不是這樣,我們可以通過模型建構“建立減數分裂中染色體變化的模型”來尋找答案。教師:在我們進行模型建構之前,讓我們一起來復習減數分裂過程中染色體的數目與

44、主要行為變化。教師投影顯示“哺乳動物精子的形成過程圖解”,師生共同回顧減數分裂過程中染色體的數目與主要行為變化。教師:下面讓我們進行“建立減數分裂中染色體變化的模型”的模型建構。教師組織學生按下表的“活動準備”、“模擬減數分裂中染色體數目及主要行為的變化”、和“模擬減數分裂過程中非同源染色體的自由組合”的順序進行模型建構,教師則巡視檢查學生在模型建構過程中存在的問題,并提醒學生在動手建構的過程中思考相應的問題。“表達與交流”一項采用兩組學生分別演示,一方面起示范作用,另一方面也有利于發現學生在模型建構中存在的問題。 由于本活動項目由兩人合作完成,為更好地培養學生的合作精神,提高實驗效率,所以教

45、師可建議學生在活動準備和染色體的行為變化等方面進行分工合作。實驗方案如下:教師:從我們進行“減數分裂過程中非同源染色體的自由組合”的實驗中,大家可以發現有兩對同源建構過程方 法 步 驟學 生 思 考活動準備本活動由兩人一組合作完成。1.染色體在什么時候復制?2.初級精母細胞中有幾個中心體?幾個中心粒?1.用橡皮泥做出4條黃色和4條紅色的染色單體,其中2條黃色的染色單體長34cm, 2條長68cm;2條紅色的染色單體長34cm, 2條長68cm;2.把顏色、長度相同的兩條染色單體成對并排放置。用同一種顏色的小塊橡皮泥代表著絲點,在兩條染色單體中部用小塊橡皮泥粘起來,代表減數分裂開始時已完成復制的

46、染色體。3.在紙上畫一個足夠大的初級精母細胞的輪廓,能夠容納所做的4條染色體。畫出中心體和紡錘體。1.模擬減數分裂中染色體數目及主要行為的變化1.把做好的染色體放在畫好的細胞內,讓長度相同、顏色不同的兩條染色體配對,使著絲點靠近。紅色、黃色分別代表來自母方和父方的染色體。1.各步驟分別模擬了減數分裂過程中何時何種染色體行為?2.減數分裂開始時細胞內有幾條染色體?有多少個DNA分子?染色體數目減半發生在什么時候?3.減數分裂結束時形成的每個子細胞中有多少條染色體?4.如果模擬卵細胞的形成,應該怎么做?2.將兩對染色體橫向排列在紡錘體中部赤道板處,紅色和黃色染色體分別放在赤道板的兩側。3.雙手分別

47、抓住并移動染色體的著絲點,使紅色和黃色的染色體分離,分別移向細胞的兩極。4.在另一張紙再畫兩個次級精母細胞的輪廓,并畫出中心體和紡錘體。將已經移到細胞兩極的染色體分別放到這兩個新細胞中。5.將新細胞中的染色體橫向排列在細胞中央的赤道板處。平均分開每條染色體上的小塊橡皮泥-相當于著絲點分離。抓住粘有小塊橡皮泥(即著絲點)的部位,把染色體分別拉向細胞的兩極。盡量一次移動所有的染色體,像在活細胞中發生的一樣。然后,在兩極有染色體的部分畫出細胞輪廓,代表新細胞生成。2.模擬減數分裂過程中非同源染色體的自由組合1.同活動一的方法步驟“染色體配對”。1.你認為含有兩對同源染色體的初級精母細胞能產生幾種配子

48、?產生每一種配子的比例是多少?如果含有3對同源染色體呢?如果有n對呢?2.從建立模型的過程來看,減數第一次分裂與減數第二次分裂的不同點有哪些?2.將兩對染色體橫向排列在紡錘體中部赤道板處。注意:這次要在赤道板每一側放兩條不同顏色的染色體。3.同活動一的方法步驟“染色體移向細胞的兩極”。4.同活動一的方法步驟“一個細胞分裂成兩個細胞”。5.同活動一的方法步驟“模擬減數分裂第二次分裂”。3.表達與交流1.教師準備實物投影儀(或投影機),畫有一個初級精母細胞和畫有兩個次級精母細胞的白紙(或透明膠片)各一張。1.教師與學生共同觀看學生的演示過程,并作點評。(對演示學生的評價盡量以肯定為主)2.任選一組

49、學生演示“模擬減數分裂中染色體數目及主要行為的變化”,并予以相應的說明。3.任選一組學生演示“模擬減數分裂過程中非同源染色體的自由組合”,并予以相應的說明。染色體的初級精母細胞共能產生幾種配子呢?學生:4種。教師:如果初級精母細胞有3對同源染色體呢?學生:8種。教師:大家可以推算一下我們人類成熟男性共能產生多少種的精子(不考慮非姐妹染色單體的交叉互換)。學生:223種。教師:因此,在不考慮非姐妹染色體的交叉互換的情況下,如果一種生物有n對同源染色體,則該生物能產生的配子種類數是2n。4受精作用教師播放精子與卵細胞結合受精的錄像,引導學生觀察、思考。教師:什么是受精作用?學生:卵細胞和精子相互識

50、別,融合成為受精卵的過程。教師:那卵細胞和精子依靠什么物質進行相互識別?學生:細胞膜外面的糖蛋白。教師:很好。現在同學們能否把剛才所看到的受精作用過程錄像介紹一下?學生: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,精子的細胞核與卵細胞的細胞核相融合,使彼此的染色體會合在一起。教師:通過受精作用,染色體數目出現什么變化?學生:受精卵中染色體數目又恢復到原來體細胞中的數目,其中一半來自精子(父方),一半來自卵細胞(母方)。教師:現在我們回頭看看同源染色體的概念,同學們現在是否明白了同源染色體一條來自父方一條來自母方的意思啦?學生:明白。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。教師:總結得很好。接下來我們來看看卵細胞在受精前后的變化。未受精時,卵細胞好像睡著了,細胞呼吸和物質合成進行得比較緩慢。受精過程使卵細胞變得十分活躍。教師顯示以下胚胎分裂分化系列圖片。 精子圍繞著卵 人的2細胞胚胎 人的4細胞胚胎 人的8細胞胚胎 人的5周胚胎 人的10周胚胎 新生兒教師:受精作用發生后,受精卵將迅速進行細胞分裂、分化,

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