21 减数分裂和受精作用 第12课时 教案 人教版必修二文档格式.docx
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（1）认同基因是物质实体。
（2）认同观察、提出假说、实验的方法在建立科学理论过程中所起的重要作用。
（3）认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学的热爱。
（4）增强动手操作能力，认同物质的规律性，树立辩证唯物主义世界观。
●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。
●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。
●教具准备
CAI软件：
哺乳动物睾丸示意图；
哺乳动物精子形成过程图解；
同源染色体和四分体形成图解。
●课时安排
3课时
第1课时
●教学过程
课前准备
1.哺乳动物精细胞形成过程的CAI动态课件。
2.男性内生殖系统示意图、睾丸的横切面示意图。
3.哺乳动物精子形成过程图解；
情境创设
教师：
我们以前学过，真核细胞的分裂方式有三种，是哪三种？
学生：
有丝分裂，无丝分裂，减数分裂。
以前学过了有丝分裂和无丝分裂，现在学习减数分裂。
为什么要学习减数分裂呢？
教师出示人体的21三体和18三体等染色体的遗传病图像，学生立刻被这些图像吸引住了，纷纷提出问题：
这些病是怎么得的？
自己会得这些病吗？
怎样避免这种病？
我们只有认真学好减数分裂这部分的知识，才可以解决这些问题。
师生互动
1.减数分裂的概念
学生阅读教材，要求学生说出减数分裂的概念，并找出减数分裂的特点。
强调：
连续分裂两次而染色体只复制一次，分裂的结果，染色体数目减半。
讲述：
减数分裂是怎样进行的，染色体数目是如何减少的呢？
下面，我们结合动物的精子和卵细胞的形成过程，讲述减数分裂的基本过程。
2.精子的形成过程
（1）形成部位
高等动植物的减数分裂发生在生殖器官内。
人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。
教师显示男性生殖系统（图2－1－1）正面图、精子结构示意图（图2－1－2）和睾丸内部结构图（图2－1－3）。
图2－1－1
图2－1－2图2－1－3
教师指导学生观察并回顾男性生殖系统的构成，让学生对睾丸及曲细精管有直观的认识与感知。
曲细精管有大量的精原细胞。
精原细胞是原始的生殖细胞，每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。
一个成年健康男子，每天大约可产生2亿个精子。
也就是说，每天有很多个精原细胞进行减数分裂，那必然每天也有很多个精原细胞产生。
那么，精原细胞是通过哪种方式产生的呢？
如何判断？
有丝分裂。
因为精原细胞所含的染色体数目与体细胞相同，相当于一种特殊的体细胞。
（2）形成过程
很好。
当雄性动物性成熟后，睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂，经过两次连续的分裂，形成精细胞，再经过精细胞的变形，最后形成了精子。
整个过程是如何进行的呢？
请同学们观察精子形成过程的动画。
教师演示精子形成的全过程的CAI课件两遍。
第一遍让学生了解精子形成的全过程，并引导学生注意观察减数分裂过程中细胞的名称及数目变化；
第二遍指导学生主要观察染色体的行为变化特点。
减数分裂是一个连续分裂的过程，但为了研究的方便，人们同样将减数第一次分裂和减数第二次分裂划分为不同的时期。
教师分步演示精子的形成过程，提高学生的识图能力。
首先显示精原细胞图（图2－1－4）。
图2－1－4
如图所示，某种含4条染色体的生物的精原细胞进行减数分裂。
这里要清楚的是，在细胞分裂前，染色体呈细长的染色质状态，用光学显微镜是看不到的。
此时画出4条染色体是为了便于我们观察学习。
在减数第一次分裂的间期，染色体进行复制。
此时，细胞有什么样的变化？
细胞体积变大，且复制后每条染色体都由两条姐妹染色单体构成。
这点与有丝分裂是相同的。
复制后的细胞叫什么细胞？
有几个？
1个初级精母细胞。
对啦。
染色体复制后，每条染色体上的两条姐妹染色单体各是一条长的细丝，在光学显微镜下还是看不到的。
教师分步显示联会的动态过程（图2－1－5）。
图2－1－5
减数第一次分裂期开始不久，初级精母细胞中原来分散的染色体出现什么变化？
染色体两两配对。
配对的染色体有什么特点？
形状和大小相同，颜色不同。
没错。
配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体。
为什么说同源染色体的形状和大小一般相同，难道有不同的吗？
这个问题我们留在后面学习。
另外，为什么用红和蓝两种颜色来表示染色体？
代表一条来自父方，一条来自母方。
是的。
我们把同源染色体两两配对的现象叫做联会，简称同源染色体联会。
对于这个概念有两个关键词：
其一，同源是指来源于同一物种或同一种生物；
其二，联会是指染色体两两配对。
同源染色体有以下三个特征：
一是染色体大小相同；
二是染色体形态相同；
三是染色体来源相同（即同一物种或同种生物的父母双方）。
为帮助学生对同源染色体联会的理解，可以用手势辅助教学，过程如下：
先伸出两手，两手掌心向下，手背向上。
中指、无名指、小指弯曲紧靠掌心，拇指向下伸出、食指伸出向上，正对学生，左右手慢慢靠近，表示染色体的运动及配对（联会）。
然后安排学生跟老师把手势做一遍。
请同学观察联会时期的细胞图，该细胞中染色体、染色单体和DNA的数目分别是多少？
4条染色体，8条染色单体，8个DNA分子。
教师显示四分体的形成过程（图2－1－6）。
图2－1－6
联会时染色体螺旋化程度低，染色体细，在光学显微镜下还看不清染色单体，因此，没有在图上表示出来。
联会后，染色体进一步螺旋化变粗，逐渐在光学显微镜下可见每条染色体都含有两条姐妹染色单体，由一个着丝点相连，每对同源染色体则含有四条姐妹染色单体，叫四分体。
图中有几个四分体？
两个。
教师与学生共同分析以下的数量关系：
1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=2个着丝点=4条染色单体=4个DNA分子。
由此，我们可以推算，果蝇体细胞有4对8个染色体，减数分裂时，形成多少个四分体？
四个。
如果是人呢？
23个。
教师显示染色体交叉互换的照片和示意图。
在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。
经过交换，姐妹染色单体有何不同？
交换前，姐妹染色单体是相同的，经过交换后，两条姐妹染色单体不同。
非姐妹染色单体的交叉互换，可以增加配子的多样性，此乃后话，我们暂时不提。
人们把同源染色体的联会与四分体阶段归为减数第一次分裂前期。
教师演示减数第一次分裂中期的变化（图2－1－7）。
图2－1－7
同学们说减数第一次分裂中期染色体的主要行为变化是什么？
同源染色体着丝点排列在赤道板的两侧。
染色体的行为与有丝分裂的中期相比有何不同？
有丝分裂中期染色体着丝点是排列在赤道板上的。
教师演示减数第一次分裂后期的变化（图2－1－8）。
图2－1－8
减数第一次分裂后期染色体的行为出现什么变化？
纺锤丝收缩，牵引染色体向两极移动，配对的同源染色体分开，移向细胞的两极。
但此时着丝点并未分开，每一条染色体上仍有两条染色单体。
同学们观察得非常仔细。
这里要提醒的是同源染色体分开，具有一定的独立性。
这是由于两条同源染色体在细胞中央的排列位置是随机的，可以互相交换，因此，就决定了同源的两条染色体各移向哪一极也是随机的。
也就是说，移向细胞两极的染色体的组合既可以是每边各有一条红色和一条蓝色的染色体，也可以是细胞的一极是两条蓝色染色体，而另一极是两条红色染色体的组合方式。
这样，不同对的染色体之间就可以自由组合。
这是我们前面所学内容——自由组合定律的细胞学基础。
教师演示初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞的过程（图2－1－9）。
图2－1－9
接着发生细胞分裂，一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞。
同学们仔细比较一下每个次级精母细胞与初级精母细胞的染色体数是否相同？
次级精母细胞各含2条染色体，染色体数目只有初级精母细胞的一半。
在减数第一次分裂过程中，由于同源染色体分离，并分别进入两个子细胞，使得每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。
因此，减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂中。
在次级精母细胞中有没有同源染色体？
没有。
减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期，或者间期很短，染色体不再复制。
所以我们一般将初级精母细胞分裂形成两个次级精母后的时期称为减数第二次分裂的前期。
减数第二次分裂过程中染色体的行为变化特点与有丝分裂十分相似。
在减数第二次分裂的前期，染色体排列有何特点？
散乱分布。
教师演示减数第二次分裂中期染色体的变化（图2－1－10）。
图2－1－10
减数第二次分裂中期染色体的变化是什么？
染色体排列在赤道板上。
教师：
减数第二次分裂的细胞图与有丝分裂中期的细胞图如何区别？
减数第二次分裂的细胞图中没有同源染色体。
教师演示减数第二次分裂后期染色体的变化（图2－1－11）。
图2－1－11
减数第二次分裂后期染色体的变化又是什么？
着丝点分裂，姐妹染色单体分开变成染色体，移向细胞两极。
同学们再算一下此时每个次级精母细胞中各有染色体几条？
4条。
对。
在减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成染色体，所以染色体数目暂时加倍，恢复到原来精原细胞的数目水平。
教师演示次级精母细胞各分裂成两个精细胞的过程（图2－1－12）。
图2－1－12
细胞继续分裂，两个次级精母细胞分裂成4个精细胞，减数分裂完成。
把精细胞的染色体数目和刚形成的次级精母细胞以及初级精母细胞相比，有何变化？
精子细胞的染色体数目与次级精母细胞相同，比初级精母细胞减少一半。
同学们说，4个精细胞共可以分为几种类型？
2种。
在不考虑非姐妹染色单体交叉互换的情况下，一个精原细胞通过减数分裂最终可以形成4个共2种精细胞。
至此，减数分裂完成。
现在我们回头总结一下，减数第一次分裂与减数第二次分裂相比，它们各自的主要特征是什么？
减数第一次分裂的主要特征是有同源染色体的联会、四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换、同源染色体分离并分别移向细胞两极；
减数第二次分裂的主要特征是染色体不再复制、每条染色体的着丝点分裂、姐妹染色单体分开并分别移向细胞两极。
精细胞再经过变形，形成精子，呈蝌蚪状。
在这个过程中，丢掉了精子细胞的大部分细胞质，带上重要的物质——细胞核内的染色体，轻装上阵，并形成了一个长长的尾，便于游动，为今后的受精作用作准备。
（3）总结
请一位同学根据挂图，来讲述精子的形成过程。
（请一位学生讲述，教师根据其讲述情况，精彩处给予表扬，不足处给予补充，错误处给予纠正）最后教师强调减数第一次分裂与减数第二次分裂的主要特征。
教师精讲
1.为什么说减数分裂实质上是特殊方式的有丝分裂？
减数分裂过程中因为有纺锤丝和纺锤体的出现，所以属于有丝分裂范畴；
但减数分裂过程中出现了有丝分裂所没有的同源染色体联会、四分体和分离等行为变化，因此说减数分裂实质上是特殊方式的有丝分裂。
2.减数分裂过程中染色体、DNA、染色单体和同源染色体对数的数量变化（以二倍体生物为例）。
（1）首先理解染色体主要行为变化与染色体、DNA、染色单体数目变化的关系，教师用简笔画表示染色体的行为变化过程，如图2－1－13：
图2－1－13
（2）列表比较：
减数分裂过程中染色体数、DNA数、染色单体数和同源染色体对数的数量变化
比较项目
减数第一次分裂
减数第二次分裂
间期
前期
中期
后期
末期
染色体数
2N
N
DNA数
2a→4a
4a
2a
a
染色单
体数
0→4N
4N
同源染色
体对数
（表中黑体部分内容在和学生共同分析时逐步显示）
（3）用坐标轴表示染色体数目与DNA数目的变化：
图2－1－14
引导学生分析染色体数目和DNA数目的曲线走势及转折点变化的原因。
为方便学生对上表内容的理解与掌握，教师在讲授这部分内容时，不要直接就把某种生物的染色体数用2N代入，而是安排学生具体观察课本P17“哺乳动物精子的形成过程图解”中染色体数、DNA数、染色单体数和同源染色体对数的变化情况，然后再引导学生思考：
如果该图解表示的是人的精子形成过程图解，那么以上数量变化又是如何？
通过以上2个具体事例的观察、分析，学生不难总结出二倍体生物的染色体数、DNA数、染色单体数和同源染色体对数的变化情况。
评价反馈
1.下列对一个四分体的叙述，不正确的是
A.有两个着丝B.有四个DNA分子
C.有两对姐妹染色单体D.有四条染色体
解析：
根据四分体有关的数量关系：
答案：
D
2.人的精巢中的精原细胞所进行的分裂为
①有丝分裂②无丝分裂③减数分裂
A.①B.③C.①②③D.①③
人的精巢中的精原细胞一部分通过有丝分裂产生新的精原细胞，一部分则通过减数分裂产生精细胞。
3.下列减数分裂过程按时间顺序排列，正确的是
A.复制—联会—四分体B.复制—四分体—联会
C.联会—四分体—复制D.联会—复制—四分体
由减数分裂过程中染色体的行为变化特点可知，染色体复制发生在间期，而联会和形成四分体则发生在减数第一次分裂的前期。
A
4.观察四分体最好的材料是
A.幼嫩的种子B.幼嫩的果实C.幼嫩的花药D.幼嫩的柱头
四分体现象发生在减数分裂过程中，幼嫩的花药需经减数分裂才产生花粉粒。
而其他选项所涉及的材料只能进行有丝分裂。
C
5.一条复制过的染色体，其着丝点数、染色单体数和DNA数依次为
A.2，2，4B.1，2，2C.1，4，4D.2，2，2
根据染色体复制时有关的数量关系：
1条染色体=1个着丝点=2条染色单体=2个DNA分子。
B
6.减数第一次分裂的特点是
A.同源染色体分离，着丝点分裂B.同源染色体分离，着丝点不分裂
C.同源染色体不分离，着丝点分裂D.同源染色体不分离，着丝点不分裂
减数第一次分裂的最主要特征就是同源染色体分离，而着丝点是在减数第二次分裂后期才分裂的。
7.减数分裂过程中，染色体数目减半发生在
A.初级精母细胞形成时B.次级精母细胞形成时
C.精子细胞形成时D.精子形成时
染色体数目发生在减数第一次分裂过程中，即次级精母细胞形成时。
8.人的体细胞有23对同源染色体，减数第一次分裂的初级精母细胞中有四分体
A.46个B.92个C.184个D.23个
由题意中人有23对同源染色体可知减数第一次分裂的初级精母细胞中有四分体23个。
9.关于同源染色体的叙述确切的是
A.由一条染色体复制成的两条染色体B.一条来自父方，一条来自母方的染色体
C.形状、大小完全相同的染色体D.在减数分裂过程中能联会的染色体
根据同源染色体概念，可排除选项A。
而同源染色体的核心概念是在减数分裂过程中能联会的染色体。
10.细胞内没有同源染色体的是
A.体细胞B.精原细胞C.初级精母细胞D.次级精母细胞
因次级精母细胞是经减数第一次分裂产生的，同源染色体在减数第一次分裂后期已分离，所以无同源染色体。
课堂小结
布置作业
1.完成课本P18的旁栏思考题。
2.仔细阅读课文，思考减数分裂与有丝分裂有哪些异同点。
课后拓展
1.若精子中DNA含量为a，则初级精母细胞和次级精母细胞的DNA含量分别是
A.2a和aB.4a和2aC.a和2aD.2a和4a
由1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精细胞可知，细胞每分裂一次，DNA减少一半。
2.某生物细胞在减数第二次分裂后期有24条染色体，那么该生物在细胞有丝分裂后期的染色体数目应是
A.12条B.48条C.24条D.36条
减数第二次分裂后期由于着丝点分裂使染色体数目暂时加倍，故次级精母细胞中染色体数与体细胞相同，可知该生物正常体细胞染色体数为24条。
有丝分裂后期染色体数目是体细胞的2倍。
3.果蝇的体细胞中有4对染色体，次级精母细胞中有同源染色体
A.2对B.4对C.1对D.0对
次级精母细胞由初级精母细胞经减数第一次分裂产生，同源染色体在减数第一次分裂后期分开并分别进入2个次级精母细胞中，所以次级精母细胞中无同源染色体。
4.在有丝分裂过程中不发生，而发生在减数分裂过程中的是
A.染色体复制B.同源染色体分开C.染色单体分开D.细胞质分裂
减数分裂过程中出现了有丝分裂所没有的同源染色体的联会与分离等行为。
5.在减数分裂过程中，没有染色单体的时期是A.减Ⅰ后期B.减Ⅱ后期C.减Ⅱ前期D.分裂间期
减数第二次分裂后期由于着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成染色体，所以不存在染色单体。
6.减数第二次分裂的主要特征是
A.染色体自我复制B.着丝点不分裂，同源染色体分开
C.着丝点分裂为二，两条染色单体分开D.染色体恢复成染色质细丝
减数第二次分裂的最大特征就是着丝点分裂，姐妹染色单体分开并移向细胞两极，进入不同的配子中。
●板书设计
第2章基因和染色体的关系
第1节减数分裂和受精作用
一、减数分裂
●习题详解
一、问题探讨（课本P16）
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。
2.提示：
在配子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半。
二、本节聚焦（课本P16）
1.提示：
减数分裂的含义参见课本P16减数分裂的概念。
经过减数分裂所形成的配子染色体数目减少一半，通过受精作用精子与卵细胞的融合，恢复正常的染色体数目，从而维持生物有性生殖时亲代与子代间染色体数目的恒定。
3.提示：
减数分裂过程中染色体只复制一次，而细胞却连续分裂两次。
三、旁栏思考题（课本P18）
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、非同源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。
上述过程中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。
●备课资料
雄蜂的减数分裂
蜜蜂家族中的蜂王是二倍体（2N=32），是具有生殖能力的雌性个体，按通常的减数分裂产生卵细
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