浙江省溫州市高中生物 第二章 染色體與遺傳 2.1 減數(shù)分裂過程中的染色體行為教案 浙科版必修2

1、2.1 減數(shù)分裂過程中的染色體行為一、教學(xué)目標(biāo)1.減數(shù)分裂的概念。2.精子和卵細(xì)胞的形成過程的知識3.受精作用的概念、過程，以及減數(shù)分裂和受精作用的意義。4通過精子和卵細(xì)胞的形成過程,訓(xùn)練學(xué)生的識圖表能力,培養(yǎng)一定的空間概念。5.觀察有絲分裂和減數(shù)第二次分裂染色體的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的求同、求異思維。6.通過有絲分裂和減數(shù)分裂的比較,訓(xùn)練學(xué)生歸納、總結(jié)、比較能力。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決方法1.教學(xué)重點(diǎn)及解決辦法教學(xué)重點(diǎn)(1)減數(shù)分裂的概念。(2)精子和卵細(xì)胞的形成。(3)受精作用的過程。解決辦法(1)講清減數(shù)分裂的整個(gè)過程，弄清減數(shù)分裂中各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)及變化。(2)講清減數(shù)分裂過程在圖解上的特

2、點(diǎn)及染色體,dna 的規(guī)律性變化。(3)利用多媒體以動畫形式表現(xiàn)減數(shù)分裂的全過程。2.難點(diǎn)及解決辦法教學(xué)難點(diǎn)減數(shù)分裂過程中染色體,dna 的數(shù)目變化。解決方法在弄清教材圖中所畫的染色體,dna 數(shù)量及變化的基礎(chǔ)上再總結(jié)減數(shù)分裂過程中它們的變化規(guī)律。3.疑點(diǎn)及解決辦法教學(xué)疑點(diǎn)為什么說經(jīng)過第一次分裂后，染色體數(shù)目就減少了一半?解決方法從減數(shù)第一次分裂過程看，染色體數(shù)目沒增加，卻平均地分配到兩個(gè)細(xì)胞中。從教材中 p107 圖上看，第一次分裂中，每個(gè)細(xì)胞有 8 條染色體，分裂完成時(shí)，每個(gè)細(xì)胞就只有 4 條染色體了。減半的原因是同源染色體的分開。三、課時(shí)安排2課時(shí)四、教學(xué)程序-第一課時(shí)一明確目標(biāo)多媒體教

3、學(xué)銀幕上顯示本堂課的教學(xué)目標(biāo)。了解減數(shù)分裂的概念，通過精于的形成過程，掌握減數(shù)分裂過程及圖解。二重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程引言:大家知道，生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)是細(xì)胞增殖。提問:細(xì)胞增殖的方式有哪些?講述:對，在前面我們曾經(jīng)學(xué)習(xí)過有絲分裂和無絲分裂，今天我們學(xué)習(xí)第三種分裂方式-減數(shù)分裂。提問:在講述新課以前，我們先回憶一下有絲分裂前后細(xì)胞內(nèi)染色體的數(shù)目是如何變化的?有什么意義?講述:有絲分裂可以保持細(xì)胞分裂前后染色體數(shù)目恒定不變。那么，在形成有性生殖細(xì)胞精子或卵細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞如何分裂呢?下面我們來討論兩個(gè)問題。討論:1.如下所示，假設(shè)有性生殖細(xì)胞的形成是通過有絲分裂的方式完成，生

4、物體下一代細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目如何變化?親 代子 代精原細(xì)胞精子 受精卵卵原細(xì)胞卵細(xì)胞2.若要保持生物體前后代體細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目的恒定，闡述解決問題的可能性?講述:如果精子或卵細(xì)胞內(nèi)的染色體只有正常體細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目的一半，那問題便迎刃而解。事實(shí)是怎樣的呢?1883年比利時(shí)學(xué)者耐登在研究馬蛔蟲受精作用時(shí)觀察到:精子和卵細(xì)胞中含有數(shù)目相同的染色體，這些染色體通過受精作用傳給后代。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，生物學(xué)家推測，生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目是體細(xì)胞中的一半。否則生物每繁殖一代，體細(xì)胞中的染色體數(shù)目就會增加一倍。這和我們考慮的解決問題的思路是一致的。既然在形成生殖細(xì)胞精子或卵細(xì)胞時(shí)，染色體數(shù)目要減少一半，如何減少

5、，就是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容了。(一)減數(shù)分裂的概念(1)范圍:有性生殖細(xì)胞的形成。(2)概念:在整個(gè)減數(shù)分裂的過程中，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)生的生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目，比原始的生殖細(xì)胞的染色體數(shù)目減少了半。(4)過程:講述，下面我們以精子形成過程為例，具體學(xué)習(xí)減數(shù)分裂的過程。(二)精子的形成過程(1)形成部位:睪丸(精巢)的曲細(xì)精管中，(cai 軟件顯示哺乳動物睪丸示意圖，曲細(xì)精管處閃爍 3 次)。精原細(xì)胞 精子(原始生殖細(xì)胞) (成熟的生殖細(xì)胞)(2)形成過程:(cai 軟件示哺乳動物精子形成過程)a.同源染色體配對的兩條染色體，形狀和大小一般都相同，一條來自

6、父方，一條來自母方。cai軟件示:精子(內(nèi)含一大一小染色體)+卵細(xì)胞(內(nèi)含一大一小染色體)受精卵四分體(閃示同源染色體)講述:像受精卵細(xì)胞中的兩條稍大一些的染色體，其形狀大小基本相同，其中一條黑色的表示來自精子，即父方，另一條淺色的表示來自卵細(xì)胞，即母方。它們就是一對同源染色體。受精卵中有兩對同源染色體。討論:生殖細(xì)胞精子和卵細(xì)胞中有同源染色體嗎?為什么?b.聯(lián)會 同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。講述:聯(lián)會是個(gè)動態(tài)的過程。c.四分體 聯(lián)會后的每對染色體含有四條染色單體。學(xué)生活動:1.下圖細(xì)胞中有哪幾對同源染色體?形成了幾個(gè)四分體。(圖見課本 p111 圖c)。2.講述:在學(xué)習(xí)了上述概念的基礎(chǔ)上，我們

7、來看看精子是如何形成的。(cai 軟件示精子形成過程)。d.過程講述:精子是精原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂后形成的。精原細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中連續(xù)進(jìn)行了兩次分裂。在第一次分裂間期，精原細(xì)胞中的染色體經(jīng)過復(fù)制，縮短變粗，形成染色體。染色質(zhì)復(fù)制以后，細(xì)胞就成為初級精母細(xì)胞。初級精母細(xì)胞中的染色體經(jīng)過聯(lián)會，形成四分體，進(jìn)行第次細(xì)胞分裂。在細(xì)胞分裂的同時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的同源染色體兩兩分離，結(jié)果一個(gè)初級精母細(xì)胞便分裂成兩個(gè)次級精母細(xì)胞，而此時(shí)細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目已減少了半，細(xì)胞內(nèi)不再存在同源染色體，減數(shù)第次分裂結(jié)束。減數(shù)分裂第二次是從次級精母細(xì)跑開始的，細(xì)胞未經(jīng)染色體的復(fù)制，直接進(jìn)入第二次細(xì)胞分裂。在第二次細(xì)胞分裂過程中，

8、染色體的行為和前面所學(xué)的有絲分裂過程中染色體的行為非常相似，細(xì)胞內(nèi)染色體的著絲點(diǎn)排列在赤道板這一位置后，接著進(jìn)行分裂，于是兩條姐妹染色單體分離，分別移向細(xì)胞兩極，與此同時(shí)，細(xì)胞分裂，結(jié)果生成了精子細(xì)胞，減數(shù)第二次分裂結(jié)束（強(qiáng)調(diào)減數(shù)第二分裂的主要特征是著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開。）。精子細(xì)胞經(jīng)過變形后成為精子，兩個(gè)次級精母細(xì)胞最后生成了四個(gè)精子，減數(shù)分裂結(jié)束。提問:1.減數(shù)分裂第一次間期后，形成的細(xì)胞叫什么?精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞2.減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂的結(jié)果，各生成了什么細(xì)胞?初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精細(xì)胞3.精子中的染色體數(shù)目比精原細(xì)胞中的染色體數(shù)目減少了一半，是由兩次

9、分裂中的哪一次分裂決定的？減數(shù)第一次分裂4.為什么說減數(shù)分裂是特殊的有絲分裂?其特殊性表現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂，同源染色體分離，染色體減半，而減數(shù)第二次分裂，染色體變化行為與有絲分裂相似。因此減數(shù)分裂是特殊形成的有絲分裂。三總結(jié)上述問題內(nèi)容。四布置作業(yè)*思考同源染色體的分離行為。若不考慮交叉互換，下圖中同源染色體的分離會產(chǎn)生幾種結(jié)果?哪幾種?五板書提綱板書提綱(一)減數(shù)分裂的概念(1)范圍:有性生殖細(xì)胞的形成。(2)概念:在整個(gè)減數(shù)分裂的過程中，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)生的生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目，比原始生殖細(xì)胞的染色體數(shù)目減少了半。(4)過程:(二)精子的形成過程(1

10、)形成部位:(2)形成過程:a.同源染色體 b.聯(lián)會 c.四分體 d.過程-第二課時(shí)一明確目標(biāo)多媒體教學(xué)屏幕上顯示本堂課的教學(xué)目標(biāo):1.理解卵細(xì)胞的形成過程及圖解。2.掌握減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目、dna含量、同源染色體對數(shù)、染色單體的規(guī)律性變化。3.理解受精作用的概念及其意義。二教學(xué)過程復(fù)習(xí)小結(jié):(回憶分裂過程的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)染色體數(shù)目、dna含量變等化)前面學(xué)習(xí)了精子的形成過程，如小結(jié)圖示。卵細(xì)胞是在卵巢中形成的，其生成過程與精子形成過程基本相同，但也有區(qū)別。(三)卵細(xì)胞的形成過程學(xué)生活動:將精、卵細(xì)胞形成過程的圖表進(jìn)行比較，找出二者的相同與相異處。小結(jié):相同點(diǎn):染色體復(fù)制一次，都有聯(lián)會和四分

11、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。學(xué)生思考:生物卵細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂后，細(xì)胞中的染色體會不會越來越少呢?(四)受精作用精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，精子與卵細(xì)胞的細(xì)胞核結(jié)合在一起，因此，合子中染色體數(shù)目又恢復(fù)到原來的體細(xì)胞的數(shù)目，其中一半來自精子(父方)，一半來自卵細(xì)胞(母方)。從同源染色體的角度看，精于和卵細(xì)胞中的同

12、源染色體都是成單存在，但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，它們就成對存在了，所以，關(guān)于同源染色體的概念說，一條來自父方，一條來自母方，就是這個(gè)意思。(再次復(fù)習(xí)上節(jié)課中同源染色體的圖示)所以，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)分裂和受精作用對于生物前后代染色體數(shù)目的恒定性，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的，由此也可以看出，生物的各種變化無論有多復(fù)雜，也是有規(guī)律可循的。規(guī)律如圖: (五)深化、拓展與總結(jié)1.配子減數(shù)分裂配子減數(shù)分裂是產(chǎn)生配子時(shí)進(jìn)行的（教材中介紹的減數(shù)分

13、裂就是這種類型）。重點(diǎn)放在第一次分裂過程中染色體行為的變化上，尤其搞清“基因重組”就具體發(fā)生在減前期的四分體階段和減后期。四分體階段往往發(fā)生同源非姐妹染色單體間的交叉互換，導(dǎo)致等位基因的互換，打破基因間的舊連鎖，建立新的連鎖，實(shí)現(xiàn)基因的重新組合；在減后期時(shí)，等位基因隨同源染色體分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而組合，也實(shí)現(xiàn)了控制不同性狀的基因重新組合。這樣就為后面復(fù)習(xí)“基因的自由組合規(guī)律”、“基因的連鎖和互換規(guī)律”和可遺傳變異的內(nèi)容奠定了基礎(chǔ)，學(xué)生的遷移和綜合能力也會得到培養(yǎng)。應(yīng)注意和澄清的問題是：dna的復(fù)制發(fā)生在減前的間期，而不能說發(fā)生在減數(shù)分裂的間期；減過程

14、絕不是一次普通的有絲分裂，因有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞是體細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)有成對的同源染色體，而減之后，同源染色體就進(jìn)入不同的子細(xì)胞中，所以次級性母細(xì)胞中就不存在同源染色體了，因此減過程中和產(chǎn)生的子細(xì)胞中也就沒有成對的同源染色體。但減后期著絲點(diǎn)分裂，染色單體分離后分別進(jìn)入不同的子細(xì)胞，這與有絲分裂類似，因此只能說減類似普通的有絲分裂。2.孢子減數(shù)分裂（居間減數(shù)分裂）孢子減數(shù)分裂發(fā)生在產(chǎn)生孢子的過程中，該知識與被子植物個(gè)體發(fā)育和遺傳的內(nèi)容聯(lián)系密切。若缺乏這方面的知識，有些問題就不能順利分析解答。如推算胚核和胚乳核的基因型就涉及孢子減數(shù)分裂的知識。因此要了解被子植物的卵細(xì)胞、極核、精子是如何形成的。花藥中產(chǎn)

15、生小孢子母細(xì)胞（花粉母細(xì)胞）四分孢子4個(gè)小孢子（花粉粒）4個(gè)成熟的花粉粒（各有1個(gè)營養(yǎng)核和1個(gè)生殖核）8個(gè)精子（每1個(gè)花粉粒萌發(fā)產(chǎn)生2個(gè)具有相同基因型的精子）。胚珠中產(chǎn)生大孢子母細(xì)胞（胚囊母細(xì)胞）4個(gè)大孢子（其3個(gè)退化，1個(gè)發(fā)育）8核胚囊（1個(gè)卵細(xì)胞、2個(gè)極核、2個(gè)助細(xì)胞和3個(gè)反足細(xì)胞的基因型相同）。3.假減數(shù)分裂如雄蜂（單性生殖孤雌生殖產(chǎn)生）的精原細(xì)胞象征性地進(jìn)行減數(shù)分裂的2次分裂，第一次分裂形成1個(gè)有核、1個(gè)無核的大小兩個(gè)細(xì)胞。無核的小細(xì)胞退化，有核大細(xì)胞進(jìn)行第二次分裂，姐妹染色單體分離，細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行不均等分配，含細(xì)胞質(zhì)較多的子細(xì)胞發(fā)育成精子，含細(xì)胞質(zhì)少的子細(xì)胞退化。因此雄蜂的體細(xì)胞、初級精

16、母細(xì)胞和精子中的染色體數(shù)均為16條，通過減數(shù)分裂后，染色體數(shù)并沒減少一半。1 個(gè)初級精母細(xì)胞連續(xù)分裂2次只產(chǎn)生1個(gè)精子，而不是4個(gè)精子，這都與正常的減數(shù)分裂不一樣。4.徹底搞清“減數(shù)分裂受精作用有絲分裂”過程中細(xì)胞核內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目、dna含量、染色單體數(shù)、同源染色體對數(shù)的變化。表解“減數(shù)分裂受精作用有絲分裂”過程中細(xì)胞核內(nèi)染色體數(shù)目、dna含量、染色單體數(shù)、同源染色體對數(shù)的變化。項(xiàng)目減數(shù)分裂受精作用有絲分裂減減間期前期中期后期末期前期中期后期末期間期前期中期后期末期染色體數(shù)（個(gè)）2n2n2n2nnnn2nn2n2n2n2n4n2n染色單體數(shù)（個(gè)）0-4n4n4n4n2n2n2n0000-

17、4n4n4n00dna含量2n-4n4n4n4n2n2n2n2nn2n2n-4n4n4n4n2n同源染色體（對）nnnn00000nnnn2nn備注以二倍體生物（2n）細(xì)胞核內(nèi)的變化為例圖（一）示二倍體生物“減數(shù)分裂受精作用有絲分裂”過程中細(xì)胞核內(nèi)染色體數(shù)目、dna含量的變化。圖（一）圖（二）示二倍體生物“減數(shù)分裂受精作用有絲分裂”過程中細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目、dna含量的變化。圖（二）性原細(xì)胞自身的繁殖方式是：有絲分裂。減前期的四分體時(shí)期同源非姐妹染色單體交叉互換是基因互換規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，減后期非同源染色體的自由組合是基因自由組合規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，故基因重組發(fā)生在減前期的四分體時(shí)期和減后期；減后

18、期同源染色體分離是基因分離規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)?；蛲蛔儼l(fā)生在有絲分裂間期（體細(xì)胞突變）和減前的間期（有性生殖細(xì)胞突變）dna復(fù)制的時(shí)候。減數(shù)分裂過程中染色數(shù)目減半的根本原因是減后期同源染色體的分離，這也是減的最主要特點(diǎn)；而減后期著絲點(diǎn)分裂，染色單體變成染色體并移兩極則是減的主要特點(diǎn)。判斷細(xì)胞分裂方式和時(shí)期的依據(jù)是：a.染色體數(shù)的奇偶性；b.有無同源染色體；c.有無染色單體；d.著絲點(diǎn)的位置。細(xì)胞分裂中的“三中”和“三后”（注：初級卵母細(xì)胞和次級卵母細(xì)胞后期不均等分裂是區(qū)別第一極體、初級精母細(xì)胞和次級卵母細(xì)胞的依據(jù)）比較：項(xiàng) 目減中期減中期有絲中期減后期減后期有絲后期著絲點(diǎn)位置赤道板兩側(cè)赤道板上赤道板上細(xì)胞兩極細(xì)胞兩極細(xì)胞兩極有無同源