1减数分裂和受精作用.docx
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1减数分裂和受精作用
教
学
设
计
实习课程减数分裂和受精作用
实习学校景德镇第一中学
实习班级高二(9)班
实习教师杜志雄
授课时间:
周星期第节
年月日
第单元
第二章第一节减数分裂和受精作用
一、教学内容分析
(一)学习内容系统分析
《减数分裂和受精作用》这一课是高中生物第二章第一节,这部分内容不仅是第二章的重点内容,也是整本书的重点内容之一,这部分内容是在学生学习了细胞学知识,有丝分裂知识等知识基础上进行,通过学习,使学生全面认识细胞分裂的种类,实质和意义。
并为后面学习遗传和变异,生物的进化奠定了细胞学的基础。
因此,本节课内容在知识上具有承上启下的作用。
(二)教学重点
1.减数分裂的概念
2.精子的形成过程
3.受精作用的过程
(三)教学难点
1.模拟减数分裂过程中染色体的变化
2.比较精子和卵细胞形成过程的异同
3.观察蝗虫精母细胞的减数分裂
(四)知识点分析
减数分裂是这本书的重点内容,也是难点。
学生对这些知识点往往难以掌握。
二、教学对象分析
学生在学习《分子与细胞》模块时,对细胞增殖、细胞分裂、细胞周期、有丝分裂等概念已经有了比较深入的了解,这些内容是学习减数分裂的基础。
有关受精的知识,是学生感兴趣,又存在很多疑惑的内容。
教师可从学生感兴趣的内容切入,创设问题情境,引起学生的认知冲突,完成该内容的教学。
三、教学目标
(一)知识目标
1.了解减数分裂的概念。
2.通过精子的形成过程掌握减数分裂过程及图解。
3.理解卵细胞的形成过程及图解。
4.理解受精作用的概念及意义。
(二)能力目标
1.通过精子和卵细胞的形成过程,训练学生的识图能力
2.观察有丝分裂和减数第二次分裂的染色体特点,培养学生的发现能力
3.通过列有丝分裂和减数分裂比较表,训练学生的归纳、总结、比较能力
(三)情感目标:
减数分裂过程中,染色体形态数目发生一系列规律性变化,通过受精作用使生物前后代之间能保持染色体数目的恒定,引导学生了解生命是运动的、有规律的
四、课的类型
新授课
五、课时安排
3课时
六、教学策略
本节课主要以课本为主,利用课本上的教学资源来对减数分裂进行系统的阐述,运用对比的方法将减数分裂和有丝分裂联系起来,同时在卵细胞和精子的形成中运用对表加深学生的印象。
在进行受精作用的讲解时,运用数学计算使学生了解染色体的多样性,同时结合实际对受精作用加以描述。
分3课时上,减数分裂2节课,受精作用一节课。
七、教学媒体
八、教学过程
一、减数分裂
1.设置问题情境,引起兴趣,引导学生进入学习新知识氛围.
(1)先请学生根据本节题图,比较果蝇体细胞与配子细胞染色体组成及数目的不同。
引导学生根据此图提出能联想到的问题。
(如:
配子和体细胞的染色体有什么不同?
配子细胞是如何形成的?
)
学生回答:
配子的染色体和DNA是体细胞染色体和DNA的一半。
而对于配子细胞是如何形成的,同学们的回答可能就很少了。
复习过的同学可能会知道是由生殖细胞分裂而来。
教师总结学生的答案,并做出正确的回答。
(配子的每一对同源染色体都失去了其中的一条,从而使得起染色体的数目是体细胞的一半,并不是随随便便的减去一半。
而配子则是由生殖细胞经过分裂而来。
(2)教师通过设问“图中的配子是通过怎样一种形式分裂产生的呢?
”“是不是有丝分裂呢?
”“有丝分裂的特征是什么?
”等引导学生复习细胞有丝分裂并猜想配子是经过何种分裂形成的。
学生回应:
有的说应该是,有的说应该不是,复习过的同学则知道是由减数分裂而来。
教师总结:
我们知道,人的体细胞增殖是经过有丝分裂进行的,而有丝分裂最后产生的子细胞染色体和母细胞的染色体有没有什么不同呢?
(3)然后教师可介绍减数分裂发现简史,激发学生学习减数分裂的兴趣。
教师可以让学生阅读课本16页左下角的小字内容和第一段的黑体字以前的内容。
教师:
从以上内容,不难看出上面都提到了减数分裂这个词,并且我们知道配子的形成是经过减数分裂而来的。
那么什么是减数分裂呢?
它是一种什么样的分裂方式呢?
这就是我们这节课所要学习的内容,减数分裂以及精子和卵子的形成过程。
首先我们先了解下什么是减数分裂。
减数分裂:
是进行有性生殖的产物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。
在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞分裂两次。
减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
现在我有个问题要问大家,生殖细胞为什么要进行减数分裂呢?
这样有什么意义呢?
就好比我们人来说,我想大家都应该知道人是一个受精卵发育而来的,而受精卵则是由精子和卵子结合而来。
我们假设正常人体细胞的染色体数目是2n,如果生殖细胞不经过减数分裂而直接产生精子和卵子的话,它们的染色体数也是2n,在让他们结合,形成的受精就是4n了吗。
所以只有经过减数分裂使他们的染色体数减半,那么结合后的细胞染色体数才能保持相等。
2.引导学生,使学生掌握配子的形成过程。
(1)引导学生讨论配子形成过程。
期待学生经过思考和实践理解只有在染色体复制一次细胞连续分裂两次的情况下,才能产生如题图所示的配子。
明确这是一种使细胞中染色体数目减半的新的细胞分裂方式。
例如:
某生殖细胞的染色体数目是2n,他先经过一次复制,那么它的染色体数就变成了4n.经过第一次减数分裂,染色体数减少一半为2n。
再经过第二次减数分裂形成配子,染色体数再减少一半,此时所产生的配子的染色体数则是n.
(2)教师继续引导学生再次仔细观察题图中配子染色体组成的特点,然后请学生说明如何能形成如图所示的配子细胞。
精子的形成过程
教师引导学生进行理性思考。
此时还应充分发挥教材资源的作用。
(1)引导学生观察书中哺乳动物精子形成过程图解,思考图解的合理性。
(2)在此基础上,教师依照书中图解讲述哺乳动物精子形成过程中发生的现象,包括:
精原细胞中染色体复制;初级精母细胞中的同源染色体联会,四分体形成,同源染色体分离,染色体数目减半;次级精母细胞中染色体不再复制,染色体着丝点分裂,姐妹染色体分开成为染色体,分别移向细胞两极等。
着重讲解同源染色体、非同源染色体等概念。
(3)再请学生利用生物学术语讲述哺乳动物精子形成过程。
形成场所:
雄性生物的生殖器官中(哺乳动物是在睾丸中的曲细精管,植物在花的雄蕊上)
原始细胞:
精原细胞(精原细胞可进行减数分裂和有丝分裂两种分裂)
现在我们来看看精子的形成过程,看它是如何从精原细胞变成精子的。
请同学们仔细观察下课本17页的图2-2,这是一幅哺乳动物精子的形成过程图。
现在我们就来结合这幅图学习学习精子是怎么由一个精原细胞产生的。
在它的形成过程中细胞染色体的数目又是怎样变化的。
现在我们来看看第一次减数分裂,最开始是一个精原细胞。
此时这个细胞和其他体细胞的染色体数目是一样的。
当雄性动物性成熟时,睾丸中的一部分精原细胞就会进行减数分裂。
和有丝分裂一样,减数分裂也分间期、前期、中期、后期、末期。
在间期,精原细胞会做些什么呢?
此时精原细胞体积增大,同时进行着染色体的复制和组蛋白的合成。
这和有丝分裂也是一样的。
在经过间期的准备工作以后,细胞开始进入减数分裂第一次分裂前期,此时的细胞一直到细胞一分为二之前都称为初级精母细胞。
进入第一次减数分裂前期的标志是核膜消失,染色体游离在细胞各处,此时细胞的每一个染色体都已经复制过,都有2条姐妹染色单体,它们是连在同一个着丝点上的,由于着丝点没用分裂,染色体的数目没有变化。
这些都与有丝分裂前期是一样的。
但是这不是有丝分裂而是减数分裂,减数分裂有着它的特点,那么此时的染色体它们都会做些什么呢?
我们翻开课本17页,这是一幅哺乳动物精子形成的过程图。
在这个图的第二个细胞上我们可以看到旁边写了2个字:
联会。
那么什么是联会呢?
在进入第一次减数分裂的前期,染色体并不是像有丝分裂时那样散乱的游离在细胞内,而是两两配对,就像是一人牵着一个伙伴似的:
染色体两两配对(让学生看图)那么它们又是怎么配对的呢?
是不是随便就找个配对呢?
(学生回答:
不是)我们把书翻到18页第二段。
配对的2条染色体,形状和大小都相同,一条来自父方,一条来自母方,他们就叫做同原染色体。
它们的这种配对现象就叫做联会。
同时由于每条染色体都含有姐妹染色单体,因此联会后的每对同原染色体都含有4条染色单体,叫做四分体。
所以这个时期又叫做四分体时期。
而四分体时期,我们通常把它看做是减数分裂第一次分裂的前期。
那么同源染色体为什么要进行联会呢?
联会有时为了什么呢?
请同学们看一下课本18页中间的这幅图,这是一幅什么图呢?
我们看一下下面的小子,上面写着:
染色体交叉互换的照片和示意图。
从这几个字我们可以得到一个信息,那就是染色体在这个时期会四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换一部分片段。
就像图2-3上面画的那样。
这是一种遗传物质的交换。
这样呢,有个好处就是使物种遗传多样性。
前期过后,接下来我们进入中期
中期:
特点,同原染色体排列在赤道板上,同时着丝点与纺锤丝相连。
进入中期后,染色体并不是在像前期那样散乱的分布在细胞内,而是以每对同源染色体为一个整体整齐的排列在赤道板上。
这里与有丝分裂不同的是有丝分裂是染色体分布在赤道板上,而减数分裂是同源染色体,并且,同源染色体中的2条染色体分别在赤道板的两端。
后期:
纺锤丝将同原染色体分别拉向细胞的两极。
在这个时期,同源染色体发生分离,与非同源染色体自由的组合在了一起。
而有丝分裂后期是着丝点分裂,姐妹染色单体分离。
末期:
初级精母细胞分裂成2个次级精母细胞。
这个时候初级精母细胞已经分裂成2个子细胞,而这两个子细胞我们就把它称为次级精母细胞。
同时减数分裂也进入了减速第二次分裂。
我们来看看初级精母细胞分裂后染色体和DNA有什么变化没有?
先请同学们思考,在由教师回答。
(染色体2n→n,DNA4n→2n)
接下来我们进入第二次减数分裂,此时的染色体数为n,DNA数为2n。
对于减数第二次分裂,它和有丝分裂非常相像,各项特征都和有丝分裂一样,说不同的是减数分裂第二次分裂时细胞中的染色体数目只有提细胞的一半。
具体特点:
前期:
染色体分散
中期:
染色体排列在赤道板上,纺锤丝与着死点相连
后期:
着死点分裂,姐妹染色单体分离,并被纺锤体拉向细胞2极。
此时细胞还没有完全分裂,仍然是一个细胞。
(染色体n→2n增加,DNA2n→2n不变)
末期:
细胞分裂成2个子细胞(染色体2n→n减办DNA2n→n),称精细胞。
精细胞形成后再经过变形就成了蝌蚪状精子。
减数分裂最终的结果是一个精原细胞分裂成了4个精子,染色体和DNA数都减半。
卵细胞的形成过程
2.引导学生进行总结和概括。
(1)请学生归纳减数分裂概念。
(2)引导学生观察书中“哺乳动物卵细胞形成图解”,然后对精子形成过程和卵细胞形成过程进行比较。
形成场所:
雌性生物的生殖器官(哺乳动物的卵巢)
卵细胞的形成过程大体和精子的形成过程相同
区别:
第一次减数分裂后,初级卵母细胞分成一个次级卵母细胞和一个极体,而不是2个次级卵母细胞。
次级卵母细胞分裂出一个卵细胞和一个极体,而不是2个卵细胞。
初级卵母细胞分裂出的极体仍分裂出2个极体,最后3个极体都消失。
结果:
一个卵原细胞分裂形成一个卵细胞。
(3)请学生尝试归纳形成配子的细胞分裂(减数分裂)的过程与特点。
从各个时期分别加以阐述。
二、受精作用
本课时教学重点是解决配子多样性的问题,但无论从思维的逻辑上还是从事实来说,都必须先解决为什么会出现受精作用。
因此提出如下教学建议。
1.从生活实际提炼出问题引发思考。
可以用人的染色体组型图,也可以从本节题图引出问题,如“人的体细胞中有多少条染色体?
人的精子和卵细胞中有多少条染色体?
从人的精子、卵细胞到人的体细胞之间应该有一个什么样的变化过程?
人的体细胞是怎样形成的?
”引起学生的思考进而理解受精作用的过程。
人的体细胞在中有23对,46条染色体。
精子和卵子中有23条染色体。
从人的精子、卵细胞到人的体细胞之间要经过精子与卵子的受精作用使得精子中的遗传物质与卵子中的遗传物质想融合,染色体数重新变回46条,再经过受精卵的分裂、分化作用最后形成了不同形态和功能的体细胞。
2.先引导学生关注配子多样性的现象,再让学生研究配子多样性的来源。
(1)引导学生阅读教材中“父亲的所有精原细胞中染色体组成并无差别,母亲体内的卵原细胞也是如此。
可是“一母生九子,九子各不同。
同样的精(卵)原细胞会产生不同的配子吗?
”这段文字,结合精子或卵细胞形成过程思考配子中染色体组成多样的原因。
(2)回忆教材中减数第一次分裂的四分体时期,染色单体交叉互换的照片及示意图,思考这与配子中染色体组成的多样性有什么关系?
尝试模拟在减数分裂过程中四分体的非姐妹染色单体间某部位发生交叉互换。
归纳配子多样性的原因:
在减速分裂的四分体时期,同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,使得遗传物质发生改变。
在减数分裂第一次分裂的后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,而这种组合方式有很多种,达到223种。
3.利用教材资源,引导学生仔细阅读“受精作用”部分的教材内容,理解受精作用的意义。
受精作用:
是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
当精子的头部进入卵细胞,卵细胞膜就会发生一些生理反应,阻止其他精子的进入。
此时进入卵细胞的精子就会将自己的细胞核与卵细胞中的细胞核融合。
意义:
受精卵中的数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半来自精子(父方),另一方来自卵细胞(母方)。
当卵细胞受精后,受精卵开始活跃,进行分裂、分化,最后形成了一个新的生命。
最后请同学们看看25页最后一段话,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,生物的遗传和变异都十分重要。
同时形成配子的多样性共同构成了减数分裂和受精作用的意义。
四、答案和提示
(一)问题探讨
1.配子染色体与体细胞染色体的区别在于:
(1)配子染色体数是体细胞染色体数的一半;
(2)配子染色体是由体细胞每对同源染色体中分别取出一条组成的。
(二)旁栏思考题
1.减数分裂的染色体复制发生在减数第一次分裂的间期,减数第二次分裂的间期不复制。
2.初级精母细胞两极的这两组染色体,非同源染色体之间是自由组合的。
3.在减数第一次分裂中出现了同源染色体联会,四分体形成,非姐妹染色单体间交叉互换,同源染色体分离,使得细胞两极各有一整套非同源染色体,从而使形成的次级精母细胞中染色体数目减少为初级精母细胞的一半等行为。
上述过程可使配子中染色体数目减半。
这样再通过以后发生的两性配子结合成合子的受精作用,就能维持生物前后代体细胞染色体数目的恒定,从而保证遗传的稳定性。
上述过程还可以使经过减数分裂产生的配子类型多样,从而增加了生物的变异,增强了生物适应环境的能力,有利于生物的进化。
4.经过减数第一次分裂,一个卵原细胞会分裂成一个较大的次级卵母细胞和一个较小的极体。
经过减数第二次分裂,一个次级卵母细胞会分裂成一个含细胞质多的卵细胞和一个含细胞质少的极体,而减数第一次分裂形成的极体也经过减数第二次分裂成为两个含细胞质少的极体。
最后三个极体退化消失,只剩一个卵细胞。
(三)实验
1.减数第一次分裂会出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体在赤道板位置成对排列、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条染色单体组成等现象。
减数第二次分裂的中期,非同源染色体成单排列在细胞赤道板位置,移向细胞两极的染色体不含染色单体。
2.减数第一次分裂的中期,两条同源染色体分别排列在细胞赤道板的两侧,末期在细胞两极的染色体由该细胞一整套非同源染色体组成,其数目是体细胞染色体数的一半,每条染色体均由两条染色单体构成。
减数第二次分裂的中期,所有染色体的着丝点排列在细胞的赤道板的位置。
末期细胞两极的染色体不含染色单体。
3.同一生物的细胞,所含遗传物质相同;增殖的过程相同;不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。
因此,可以通过观察多个精原细胞的减数分裂,推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。
(四)技能训练
精原细胞有丝分裂过程中染色体数目变化表
时期
间期
前期
中期
后期
末期
染色体数目(条)
8
8
8
16
8
精原细胞形成精子过程中染色体数目变化表
细胞类型
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
染色体数目(条)
8
8
4
4
精原细胞形成精子过程中染色体数目变化图
九、板书设计
减数分裂和受精作用
一减数分裂
1.定义﹕是进行有性生殖的生物,产生成熟的生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。
2.精子的形成过程
第一次减数分裂
联会四分体
第二次减数分裂
结果:
形成4个精子,染色体数目和DNA数目比体细胞减半。
3.卵细胞的形成过程
二、受精作用
1.配子中染色体组合的多样性
2.受精作用
3意义
十、教学评价
课后反思
本节课的内容是必修2的重点,学生对这部分的内容比较难以掌握,虽然在讲解时对重点问题做出了直接的阐述,但学生的理解层次和掌握能力有限,所以仅是3节课的课时事远远不够的,必须在后面对学生做一些训练,加强学生的理解和记忆。
原任教师评语
签名:
年月日
指导教师评语
签名:
年月日
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- 减数分裂 受精 作用