11 染色体在有性生殖中的变化 第1课时教案中图版必修2.docx
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11染色体在有性生殖中的变化第1课时教案中图版必修2
1.1染色体在有性生殖中的变化第1课时教案(中图版必修2)
●课标要求
1.概述细胞的减数分裂。
2.说明动物配子的形成过程。
●课标解读
1.阐明减数分裂的概念。
2.举例说明精子和卵细胞的形成过程,培养识别图表的能力和一定的空间想象能力。
3.观察细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化。
●教学地位
本课时以必修一学过的细胞学知识、染色体知识、有丝分裂知识和初中生殖种类知识为基础。
是对有丝分裂知识的延伸和扩展,也是后面学习遗传和变异知识的基础,也为生物的进化奠定了细胞学基础,起着承上启下的重要作用。
近三年的高考中,对精子与卵细胞形成过程的区别和减数分裂与有丝分裂的比较的考查尤为突出,题目多以坐标曲线、文字描述或图像辨析等呈现。
●教法指导
1.口诀记忆。
(1)减数第一次分裂(减Ⅰ)前Ⅰ:
同源联会四分体,中Ⅰ:
总队两列赤道齐,后Ⅰ:
同源分离均两级;末Ⅰ:
初级分裂成次级。
减数第二次分裂(减Ⅱ)前Ⅱ:
一组非源染色体;中Ⅱ:
形定数清赤道齐;后Ⅱ:
点裂数加均两级;末Ⅱ:
次级分裂成精子。
(2)有丝同源不配对,减Ⅱ无源难成对。
联会形成四分体,同源分离是减Ⅰ。
2.精子的形成过程是本节的教学难点,而减数第一次分裂又是精子形成过程中的难点,采用两次观看减数第一次分裂视频动画的方法突破这一难点。
第一次是学生带着两个问题观看,这两个问题是:
减数第一次是什么发生了分裂?
染色体有哪些行为变化?
再由学生进行描述。
第二次老师利用视频分步讲解。
3.注重课后实践。
让学生以小组为单位,用橡皮泥制作染色体模型,模拟减数分裂在各个时期过程。
边构建边理解、边记忆,利用模型识别各时期特点,计数染色体数目,根据构建的模型(和视频动画)画出染色体数目变化曲线,这样更直观,更利于理解。
●新课导入建议
假设有一对夫妇结婚多年没有怀孕,经医院体检生殖功能正常,现在想通过试管婴儿技术获得自己的孩子,请各小组讨论医院该怎么做?
学生会说出从母体取出卵细胞和父方的精子在试管完成受精。
从细胞核中的染色体数目上看,精子和卵细胞与体细胞(如骨骼肌细胞)有何不同,精子和卵细胞是如何产生的?
生殖细胞的染色体数目是体细胞的一半,产生生殖细胞—精子和卵细胞的过程是减数分裂过程。
引出学习减数分裂。
●教学流程设计
课前自主探究:
阅读教材相关内容,填写【课前自主导学】,完成“思考交流”。
⇒步骤1:
情景导课:
以【新课导入建议】导出课题。
⇒步骤2:
以精细胞形成为例,课件动画展示分裂过程,结合【探究1】的重要概念加以分析强调。
建议学生草纸上绘出四分体时期、减Ⅰ中期、减Ⅱ中期图。
⇒步骤3:
播放课件时指导学生思考分裂过程中染色体、DNA及单体的数量变化,对【例1】的【审题导析】进行点拨,学生作答【例2】。
⇓
步骤7:
分组作答【当堂双基达标】,课下完成【课时作业】,作业题:
绘出体细胞内含4条染色体的精原细胞的减数分裂过程图解。
⇐步骤6:
诵读【结论语句】,以小组为单位分工绘出精细胞和卵细胞的减数分裂过程图,交换图解进行评述。
⇐步骤5:
课件打出几个细胞分裂图(有丝分裂、减数分裂),由学生回答并给出判断的一般方法,指导学生阅读【探究3】的表格比较。
⇐步骤4:
课件展示卵细胞的形成过程,由学生思考精细胞和卵细胞形成过程的不同,参看【探究2】的知识点2,分析【例3】。
课 标 解 读
重 点 难 点
1.阐明减数分裂的概念。
2.举例说明精子和卵细胞的形成过程,培养识别图表的能力和一定的空间想象能力。
3.观察细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化。
1.掌握减数分裂过程中DNA分子、染色体数目的变化及细胞形态的改变。
(重难点)
2.分析有丝分裂和减数分裂的区别与联系。
(重难点)
减数分裂
1.范围:
进行有性生殖的生物。
2.时期:
产生成熟生殖细胞过程中。
3.特点:
染色体复制一次,细胞分裂两次。
4.结果:
染色体数目减少一半。
5.过程(以精细胞形成过程为例)
间期
细胞体积增大,染色体复制,形成姐妹染色单体
减Ⅰ
)
减Ⅱ
)
1.是否所有的精原细胞都进行减数分裂?
减数分裂有细胞周期吗?
【提示】 部分精原细胞通过有丝分裂增加精原细胞的数量。
减数分裂没有细胞周期。
2.减数分裂过程中染色体数目减半发生在哪个时期?
【提示】 减数第一次分裂末期。
配子的形成(以高等动物为例)
1.精子的形成
(1)形成场所:
睾丸。
(2)过程
精原细胞(减数分裂),精细胞形态变化,精子。
2.卵细胞的形成
(1)形成场所:
卵巢。
(2)形成过程
1个卵原细胞(染色体数:
2n)
减
Ⅰ
)
减Ⅱ
3.卵原细胞发生减数分裂时,细胞质是否都是不均等分裂?
【提示】 初级卵母细胞和次级卵母细胞发生分裂时,细胞质都是不均等分配,但是第一极体分裂形成第二极体时,细胞质是均等分配的。
3.精子和卵细胞形成过程的区别(以哺乳动物为例)
(1)细胞质分裂方式:
①精子形成过程:
两次细胞质都是均等分裂。
②卵细胞形成过程:
初级卵母细胞和次级卵母细胞分裂时细胞质不均等分裂,极体分裂时细胞质均等分裂。
(2)生殖细胞数目:
①精细胞:
4个。
②卵细胞:
1个。
(3)是否变形(横线上填“经过”或“不经过”):
①精子的形成经过变形。
②卵细胞的形成不经过变形。
1.在减数分裂过程中,染色体复制次数和细胞分裂次数之比为1∶1。
(×)
【提示】 染色体复制一次,细胞分裂两次。
2.交叉互换发生在非同源染色体的非姐妹染色单体之间。
(×)
【提示】 发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。
3.精子和卵细胞形成过程中,细胞质都是均等分裂的。
(×)
【提示】 减数第一次分裂和减数第二次分裂产生卵细胞的过程,细胞质为不均等分裂。
4.经减数分裂,一个精原细胞形成4个精子,而一个卵原细胞只能形成1个卵细胞。
(×)
【提示】 一个精原细胞经减数分裂形成的是4个精细胞而不是4个精子,精细胞的变形不属于减数分裂过程。
减数分裂的相关概念
【问题导思】
①减数分裂过程中,染色体与DNA的数目始终保持一致吗?
②大小相同、来源相同的染色体就是同源染色体吗?
③同源染色体与四分体在数量上存在着什么关系?
1.染色体和染色单体
(1)染色体的条数等于着丝粒数,有几个着丝粒就有几条染色体。
(2)染色单体是染色体复制后,一个着丝粒上连接着两条相同的单体,这两条单体被称为姐妹染色单体,其整体是一条染色体。
见下表:
图形
说明
①一个着丝粒;②一条染色体
①无姐妹染色单体
②1个DNA分子
①两条姐妹染色单体
②2个DNA分子
2.同源染色体与非同源染色体
(1)同源染色体
①在减数分裂过程中进行配对的两条染色体。
②形态大小一般相同。
③一条来自父方,一条来自母方。
(2)非同源染色体:
在减数分裂过程中不进行配对,它们形态大小一般不同。
见下表:
图形
说明
①1和2、3和4分别属于一对同源染色体
②1和3、2和4、1和4、2和3分别属于非同源染色体
3.联会和四分体
(1)联会:
在减数第一次分裂前期,同源染色体两两配对的现象。
(2)四分体:
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体,即1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体。
有关同源染色体的理解误区
1.误区一:
认为同源染色体一定大小、形状相同。
纠正:
同源染色体的大小、形状一般相同,但也有例外,如男性体细胞中的X、Y这对性染色体,形状和大小差别较大,Y染色体比X染色体要小得多。
2.误区二:
认为大小、形状相同的染色体一定是同源染色体。
纠正:
大小、形状相同的染色体不一定是同源染色体,如姐妹染色单体着丝点分裂后形成的两条染色体,大小、形状完全相同,但不是同源染色体。
3.误区三:
认为同源染色体一定要联会,形成四分体。
纠正:
联会的染色体一定为同源染色体,但同源染色体在有丝分裂过程中不联会。
4.误区四:
认为进行有丝分裂的细胞不存在同源染色体。
纠正:
体细胞进行有丝分裂,在体细胞中始终存在同源染色体,但不联会。
关于下图的叙述不正确的是( )
A.因为细胞无细胞壁有中心体⑨,所以可以判定该细胞为动物细胞
B.④是一条染色体,包含两条染色单体①和③,它们通过一个着丝粒②相连
C.细胞中含有两对同源染色体,其中④和⑦为一对同源染色体
D.在后期时,移向同一极的染色体均含同源染色体
【审题导析】
(1)动植物细胞图像的识别方法。
(2)染色体的结构和同源染色体的对数的计数方法,并依此判断细胞所处的分裂时期。
(3)复制后的染色体④含有两姐妹染色单体①和③,共用一个着丝点②。
【精讲精析】
选项
分析判断
A
图中细胞不具有细胞壁,但具有中心体⑨,故该细胞为动物细胞,A正确。
B
④是复制后的一条染色体,故含有两条姐妹染色单体,由着丝点②相连在一起,B正确。
C
④和⑦是一对同源染色体,⑤和⑥也是一对同源染色体,细胞中含两对同源染色体,故C正确。
D
图示细胞处于减数第一次分裂的中期,在后期时,同源染色体分离,分别移向细胞的两极,故移向同一极的染色体均不含同源染色体,故D错误。
【答案】 D
精、卵形成过程的异同
【问题导思】
①卵原细胞发生减数分裂时,细胞质是否都是不均等分配?
②一个精原细胞和一个卵原细胞经减数分裂分别能产生几个、几种精子和卵细胞?
③如何用坐标曲线表示减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量的变化?
1.精子和卵细胞形成过程的比较
2.减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量变化的曲线分析
(1)变化曲线(以体细胞含2N条染色体为例)
(2)曲线解读
DNA的数目变化:
①在间期,DNA因复制而加倍(2N→4N)。
②减数第一次分裂结束时因同源染色体分离而使每个子细胞中DNA数目减半(4N→2N)。
③减数第二次分裂因着丝粒分裂形成的子染色体平均分配到两个子细胞中,而使每个子细胞中的DNA数目再减半(2N→N)。
染色体的数目变化:
①减数第一次分裂结束时因同源染色体分离而使子细胞中染色体数目减半(2N→N)。
②减数第二次分裂后期因着丝粒分裂而使细胞中染色体数目暂时恢复,随后分配到两个子细胞中,最终子细胞中的染色体数比正常细胞减少一半(N→2N→N)。
不同情况下产生的配子种类
1.1个精原细胞产生的精子种类是2种(不考虑交叉互换)。
2.1个次级精母细胞产生的精子种类是1种。
3.1种精原细胞产生的精子种类是2n种(n为同源染色体对数)。
4.1个卵原细胞产生1种卵细胞。
5.1个次级卵母细胞产生1种卵细胞。
6.1种卵原细胞产生2n种卵细胞。
(2011·江苏高考改编)下图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图,相关判断错误的是( )
A.此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞
B.此细胞中基因a是由基因A经突变产生的
C.此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞
D.此细胞内不含有四分体
【审题导析】 解答本题的关键是判断图示细胞所处的分裂时期。
由图示可知,细胞中不含有同源染色体,每条染色体均含有两条姐妹染色单体且无规则地排列,可判断该细胞处于减数第二次分裂的前期。
【精讲精析】
选项
分析判断
A
由于题干中没有说明动物的性别,故该细胞可能是次级精母细胞或次级卵母细胞或极体,故A项错误。
B
此动物基因型为AABb,出现在姐妹染色单体相同位置的基因不同(A与a),故基因a就是由基因A经突变而产生的,B项正确。
C
若该细胞是次级精母细胞,则可产生两种精子(AB、aB);若该细胞是次级卵母细胞,可产生一个卵细胞(AB或aB)和一个极体,C项正确。
D
此细胞处于减数第二次分裂前期,不含有同源染色体,故不可以形成四分体,D项正确。
【答案】 A
细胞分裂图像的识别
【问题导思】
①同源染色体的行为在有丝分裂和减数分裂中有什么不同?
②怎样判定细胞分裂的方式及其所处的时期?
③如何根据细胞质的分配方式判断精子和卵细胞的分裂图像?
1.减数分裂与有丝分裂中染色体变化的典型图像
时
期
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前
期
有同源染色体,无联会,染色体散乱分布,每条染色体含2条姐妹染色单体
有同源染色体,且有联会和四分体,每条染色体含2条姐妹染色单体
无同源染色体,无联会,染色体散乱分布,每条染色体含2条姐妹染色单体
中
期
有同源染色体,染色体的着丝粒排列在赤道板上,每条染色体含2条姐妹染色单体
有同源染色体,同源染色体排列在赤道板两侧,每条染色体含2条姐妹染色单体
无同源染色体,染色体的着丝粒排列在赤道板上,每条染色体含2条姐妹染色单体
后
期
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,每一极细胞中均有同源染色体
同源染色体分开,每条染色体含2条姐妹染色单体,每一极细胞中均无同源染色体
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,每一极细胞中均无同源染色体
2.细胞分裂方式的识别规律
一看染色体数
))))
3.精子和卵细胞分裂图像的辨析
(1)减数第一次分裂后期:
(2)减数第二次分裂后期:
1.进行有丝分裂的细胞是体细胞,有同源染色体,中期染色体着丝粒排列在赤道板上;减数第一次分裂同源染色体排列在赤道板两侧。
2.有丝分裂形成的子细胞是体细胞,有同源染色体,细胞质均等分裂;减数分裂形成的子细胞是性细胞或极体,无同源染色体,精子形成过程中细胞质均等分裂,卵细胞形成时细胞质不均等分裂。
假定某动物体细胞染色体数目2n=4,据图指出②③④⑤⑥各细胞所处的分裂期正确的是( )
A.②为减数第一次分裂四分体时期,③为减数第二次分裂中期,④为减数第一次分裂后期,⑤为减数第二次分裂后期,⑥为减数第二次分裂末期
B.②③④为减数分裂,分别为减数第一次分裂的前、中、后期,⑤⑥为有丝分裂后期
C.②④⑥分别为减数第一次分裂四分体时期、减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期,③⑤分别为有丝分裂中期、有丝分裂后期
D.图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥,它们分别处于有丝分裂的中期、后期及末期
【审题导析】 正确解答应注意以下几点:
(1)正确分析各细胞内染色体的数目和行为特点。
(2)辨认同源染色体。
(3)区分有丝分裂和减数分裂。
【精讲精析】
选项
分析判断
A
②中有同源染色体联合,为减数第一次分裂前期;③中染色体的着丝粒整齐排列在赤道板上,为有丝分裂中期;⑤两极有同源染色体,为有丝分裂后期;⑥中无同源染色体,无姐妹染色单体,为减数第二次分裂后期,故A项错误。
B
如A项中分析,③为有丝分裂中期,⑥为减数第二次分裂后期,B项错误。
C
如A项中分析,②④⑥分别为减数第一次分裂前期(形成四分体)、减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期;③⑤分别为有丝分裂中期和后期,C项正确。
D
图中③、⑤都含有同源染色体,⑥为减数第二次分裂后期,不含同源染色体,D项错误。
【答案】 C
本课知识小结
网络构建
减数分裂
减数第二次分裂
))
结论语句
1.减数分裂发生在进行有性生殖的生物形成成熟生殖细胞(精子或卵细胞)的过程中。
2.1个四分体包含2条染色体,4条染色单体,4个DNA分子。
3.卵细胞形成过程中,初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂都是不均等的。
4.1个精原细胞能产生4个精子,而一个卵原细胞只能产生1个卵细胞。
5.减数分裂使配子中的染色体数目是体细胞中的一半。
6.减数分裂过程中,染色体数目变化为2N→N→2N→N,DNA数目变化为2n→4n→2n→n。
1.下列关于同源染色体的叙述,正确的是( )
A.减数分裂中配对的染色体
B.有丝分裂中配对的染色体
C.配子中两两配对的染色体
D.一条来自父方,一条来自母方的染色体
【解析】 同源染色体是指在减数分裂过程中配对的两条染色体,配对的两条染色体形态、大小相似,其中一条来自父方,另一条来自母方。
【答案】 A
2.(2013·济南高一期末)动物的1个精原细胞在减数分裂中形成4个四分体,则在减数第二次分裂的中期可能含有的染色体数、染色单体数分别是( )
A.2条、4条 B.4条、8条
C.8条、0条D.8条、16条
【答案】 B
3.基因型为Mm的动物,在精子形成过程中,基因M与M、m与m、M与m的分开,分别发生在( )
①精原细胞形成初级精母细胞时
②初级精母细胞形成次级精母细胞时
③次级精母细胞形成精细胞时
④精细胞形成精子时
A.①②③B.③③②
C.②②②D.②③④
【解析】 基因型为Mm的动物,M与m的分开为等位基因分开,发生在减数第一次分裂过程中,而M与M、m与m的分开则是染色单体上的基因分开,发生在减数第二次分裂过程中。
【答案】 B
4.右图是两个染色体正在进行联会,下列关于联会的说法不正确的是( )
A.联会的染色体不是随机的,具有专一性
B.减数第一次分裂中期不具有联会现象
C.联会开始于减数第一次分裂前期
D.在男性睾丸内,联会的染色体形态并非完全相同
【解析】 只有同源染色体之间发生联会,联会具有专一性。
染色体联会发生在减数第一次分裂前期和中期,在减数第一次分裂后期,联会的同源染色体分开。
男性性染色体XY形态不同,减数分裂时发生联会。
【答案】 B
5.观察下图回答问题。
(1)图中序号代表的结构或物质分别是:
①、③________和②________组成④________。
(2)图中有染色体________条,同源染色体________对,DNA分子________个。
(3)减数分裂时可以联会的染色体为______________________,可以进入到同一生殖细胞的染色体组合为____________________。
(4)图中含有的四分体数为________。
【解析】 通过观察可知,图中有2对同源染色体(④和⑦,⑤和⑥),4条染色体,8个DNA分子。
减数分裂时④与⑦分离、⑤与⑥分离,分别进入到不同配子中,可形成④与⑤、④与⑥、⑤与⑦、⑥与⑦四种组合的配子。
四分体特指同源染色体联会时,1对同源染色体含有4条染色单体。
【答案】
(1)姐妹染色单体 着丝粒 染色体
(2)4 2 8
(3)④与⑦、⑤与⑥ ④与⑤、④与⑥、⑦与⑤、⑦与⑥
(4)0
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