染色體與遺傳

1、第二章 染色體與遺傳第一節(jié) 減數(shù)分裂中的染色體行為一、教學目標【知識目標】1了解細胞核內(nèi)染色體和染色質(zhì)的關系，了解染色體的類型，識記常見生物的染色體數(shù)量。2理解減數(shù)分裂和受精作用的概念，過程和遺傳學意義。 3掌握染色體在減數(shù)分裂過程中形態(tài)、數(shù)量、行為的變化，理解同源染色體，四分體的概念。4通過減數(shù)分裂模型的制作，使學生加深對減數(shù)分裂過程的理解【能力目標】1培養(yǎng)學生構建模型能力，空間想象和邏輯思維能力，用簡約的科學術語概括、總結和表達生物現(xiàn)象的能力。2通過手工制作模型，在制作過程中設計構思、查閱資料、尋找實驗材料、探索發(fā)現(xiàn)等一系列的實踐活動，培養(yǎng)學生實驗動手能力和研究性學習能力。3培養(yǎng)學生運用減

2、數(shù)分裂過程中染色體的相應變化規(guī)律，來解釋和解決實際問題的能力?！厩楦袘B(tài)度與價值觀】1聯(lián)系實際生活激發(fā)學生學習生物學的興趣。2通過減數(shù)分裂過程中染色體行為與遺傳規(guī)律的聯(lián)系明確探究性思維，在生物發(fā)展過程的重要作用，激發(fā)學生對于未知現(xiàn)象的探索、質(zhì)疑精神。3養(yǎng)成學生的探究性思維品質(zhì)和構建模型的能力。4減數(shù)分裂和受精作用等內(nèi)容在于揭示生命延續(xù)體會的生物的奧妙。二、教材分析【教材的地位作用】本章“染色體與遺傳”是必修2遺傳與進化的基礎，從教材編排體系來看，第一章孟德爾定律，重視學生探究性思維的培養(yǎng)，要從遺傳學上理解孟德爾定律必須系統(tǒng)的學習“染色體與遺傳”。這一模塊的其他內(nèi)容與本章息息相關，如生物的變異和生

3、物的進化。同時本章還是選修模塊的知識前提如人工授精、試管嬰兒等生殖技術，都是以減數(shù)分裂和受精作用為必要的知識基礎。只有理解“減數(shù)分裂過程中的染色體行為”，才能理解“分離定律和自由組合定律”與其是現(xiàn)象和本質(zhì)的關系，才能從根本上理解“生物變異”的重要來源基因重組以及染色體變異，為以后的生物的進化奠定基礎。總之，“減數(shù)分裂中的染色體行為”是“遺傳與變異”中的重中之重?！窘虒W重難點】重點：減數(shù)分裂各個階段染色體行為、數(shù)量、特征的變化。難點：掌握各階段染色體數(shù)量的變化特點；理解同源染色體的概念。【建議課時】 2課時。三、學情分析學生已經(jīng)系統(tǒng)的學習完了分子與細胞模塊，具備了比較強的生物學習的能力，學習過了

4、細胞的增殖和分化，對于細胞分裂有一定的知識儲備。雖然高中生的邏輯思維，空間抽象，分析判斷和歸納總結的能力都比較強，而這一節(jié)的內(nèi)容相對來說非常抽象，可能對學生來說是一種能力的挑戰(zhàn)。教師在挖掘教材的基礎上盡量化抽象為直觀、具體，采用多種教學策略，這樣能夠激起學生的學習欲望和學習的成功感。四、教學設計【設計思路】這一小節(jié)的教學內(nèi)容,教師應該先用有絲分裂過程來回顧原有的關于細胞分裂的知識點，進而引出減數(shù)分裂的初步概念,再講述精子與卵細胞的形成過程的方法進行教學（也可以先講述精子與卵細胞的形成過程,再指導學生歸納出減數(shù)分裂的概念）。最后講述減數(shù)分裂和受精作用的意義。學生對減數(shù)分裂概念的掌握不可能一次到位

5、,教師在教學中應注意到學生對該知識點的認知層次需要逐步提高。初次介紹減數(shù)分裂只能達到“識記的水平”,通過學習精子和卵細胞的形成過程,使學生對減數(shù)分裂概念達到“理解的水平”。在此基礎上,將減數(shù)分裂與有絲分裂相比較,并應用于對遺傳規(guī)律理解中,才能使學生對減數(shù)分裂的概念最終達到“應用”的水平。【課前準備】教師：有絲分裂掛圖或者CIA、精子形成過程掛圖或者CIA；哺乳動物睪丸示意圖；帶有磁性的各種染色體模型（可以自制）。建議第一課時用掛圖，第二課時用自制CIA授課。學生：課前復習回顧關于分子與細胞模塊的細胞有絲分裂的內(nèi)容，特別注重對一些相關基礎概念的把握：染色體、DNA、染色單體以及遺傳物質(zhì)復制對三者

6、數(shù)量造成的影響。查找關于精子、卵細胞的內(nèi)容?！窘虒W過程】教學思路教 學 設 計說明回顧舊知復習有關有絲分裂過程中的染色體、DNA、染色單體的行為、數(shù)量變化?？梢栽O計如下問題：有絲分裂分成幾個時期，每個時期的主要特點是什么？什么時期是觀察染色體的最佳時期？有絲分裂DNA復制以后，染色體的數(shù)量加倍了嗎？染色單體數(shù)量加倍了嗎？ 有絲分裂產(chǎn)生的子代細胞跟親代細胞染色體數(shù)量一致嗎？有絲分裂的意義？喚醒學生關于細胞分裂的相關知識點引入新課引入減數(shù)分裂一、減數(shù)分裂概念：遺傳物質(zhì)復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次。是一種特殊的有絲分裂。有絲分裂過程中出現(xiàn)了染色體和染色質(zhì)兩種形態(tài)，它們存在怎么樣的聯(lián)系？學生回答。教師總

7、結：染色體和染色質(zhì)是同一物質(zhì)在不同時期的不同表現(xiàn)，他們之間的本質(zhì)相同，存在形態(tài)不同。學生自己看書，總結染色體的組成、種類的知識點？教師根據(jù)學生的總結，板書：染色體結構：著絲粒、長臂、短臂染色體類型 端著絲粒染色體 近端著絲粒染色體 中間著絲粒染色體常見動植物的染色體。教師應該讓學生明確：生物體內(nèi)染色體有不同的類型；不同生物染色體數(shù)量不一樣。教師提問：總結那么多生物的遺傳物質(zhì)，體細胞中的染色體是成對存在的，可以用“2n”來表示，為什么呢？。假設體細胞的染色體數(shù)不是“2n”，會帶來什么樣的影響。（教師提示學生從生物的生殖這個角度考慮。）教師板書：教師提出本節(jié)課探究目標：為什么染色體數(shù)由體細胞的“2

8、n”轉(zhuǎn)變?yōu)榱恕皀”？（這也是理解減數(shù)分裂的關鍵。）學生討論：有絲分裂，復制一次，分裂一次（教師提示）減數(shù)分裂，復制一次，分裂二次減數(shù)分裂，不復制，分裂一次教師與學生互動共同得出，減數(shù)分裂應該是遺傳物質(zhì)復制一次，而染色體連續(xù)分裂兩次的細胞分裂方式，是一種特殊的有絲分裂。由于在減數(shù)分裂過程中也會出現(xiàn)染色體和紡錘體。這部分知識在有絲分裂中已經(jīng)涉及，可以讓學生歸納，教師總結可以通過掛圖、投影、CIA輔助教學提出本課主要解決的問題。在學生討論時，教師提示根據(jù)有絲分裂前后染色體的數(shù)量變化來思考。二、精子形成過程1、產(chǎn)生部位2、減數(shù)分裂過程三、精子形成全過程詳解1、精原細胞教師：下面我們以精子細胞為例系統(tǒng)地

9、學習減數(shù)分裂的過程。哺乳動物睪丸示意圖：1、 產(chǎn)生部位睪丸中的曲細精管 精原細胞 精子細胞 原始生殖細胞 成熟生殖細胞在這里教師要把握精原細胞來源和去路問題？讓學生明確，精原細胞不但可以有絲分裂產(chǎn)生精原細胞，還可以通過減數(shù)分裂產(chǎn)生精子細胞。2、 減數(shù)分裂過程（出示減數(shù)分裂整個過程的掛圖或者投影） 減數(shù)第一次分裂 減數(shù)第二次分裂先總體分析整個減數(shù)分裂過程，讓學生總體上先把握減數(shù)分裂幾個重要階段。要注意以下幾點減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂不同起點和終點精子細胞變形成精子的過程不屬于減數(shù)分裂的范疇。在這個過程中丟掉了大部分的細胞質(zhì)，只留下精子頭部細胞核。一個精原細胞最后產(chǎn)生四個精子細胞，染色體數(shù)為

10、體細胞的一半。教師說明，根據(jù)減數(shù)分裂過程中染色體變化特征將減數(shù)分裂分為減數(shù)分裂間期，減數(shù)第一次分裂（前、中、后、末）、減數(shù)第二次分裂（前、中、后、末）1、精原細胞（減數(shù)分裂間期）注意DNA復制，有關PRO合成染色體呈現(xiàn)染色質(zhì)形態(tài)復制后DNA數(shù)量加倍，染色單體形成，染色體數(shù)不變講述減數(shù)分裂內(nèi)容前要明確這節(jié)課的重點“減數(shù)分裂過程中的染色體行為”。以上的講解都是為學習減數(shù)分裂的全過程清除障礙，接下來學生就可以全身心的投入到減數(shù)分裂全過程的學習中。與有絲分裂間期聯(lián)系2、 初級精母細胞（1）前期同源染色體、四分體（2）中期同源染色體排列在赤道板的兩側(cè)（3）后期特點：同源染色體分離，非同源染色體自由組合2

11、、初級精母細胞（1）前期I教師提示學生觀察染色體特點。 每條染色體都有2個DNA，2條姐妹染色單體 染色體會出現(xiàn)兩兩配對的現(xiàn)象。 配對的這一對染色體稱為同源染色體（學生觀察并總結同源染色體特點。） 配對的這一對染色體由于有四條染色單體，所以又稱為四分體。 在四分體時期有交叉互換，適當講解交叉互換的意思。總結：1個四分體=1對同源染色體=4條染色單體=4個DNA教師引導學生討論同源染色體的知識點（設計問題如下） 在生物體細胞中存在著同源染色體嗎？有絲分裂過程中有同源染色體嗎？出不出現(xiàn)配對的現(xiàn)象？ 人總共有46條染色體，那么同源染色體有多少對？能理解同源染色體一條來自父方，一條來自母方嗎？ 同源染

12、色體的形態(tài)、大小一定相同嗎？（2）中期I特點：每一對同源染色體排列在赤道板的兩側(cè)引導學生討論：這樣排列有什么樣的生物學意義？為學習同源染色體后期的分離，非同源染色體隨機組合做準備。（3）后期I特點：紡錘絲牽引下，同源染色體分離，非同源染色體自由組合 比較有絲分裂后期染色體行為的不同點。（特別要注意非同源染色體的概念和行為） 圖示：分析細胞兩極得到的非同源染色體的可能性。學生分析，教師總結：到兩極的染色體可能性兩種可能性1、AB和ab 2、Ab和aB拓展：假設現(xiàn)在細胞中有3對同源染色體呢？比如人體23對呢？學生總結：同源染色體為n對，兩極的染色體組合類型？（注意提問方法，一個細胞還是生物個體）減

13、數(shù)第一次分裂前期最主要把握同源染色體的概念。著重理解同源染色體和非同源染色體的行為，才能從本質(zhì)上理解孟德爾遺傳定律。（4）末期I3、 次級精母細胞（1）前期（2）中期（3）后期（4）末期（4）末期I：細胞質(zhì)分裂形成兩個次級精母細胞，著絲點沒有分開。注意點：要讓學生明確，同原染色體分離后，非同原染色體組合的類型決定了次級精母細胞的類型。3、次級精母細胞（1）前期 再次強化初級精母細胞同源染色體對數(shù)與產(chǎn)生的次級精母細胞種類的關系。 分析次級精母細胞的特點（注意：沒有同源染色體，并且次級精母細胞的染色體的姐妹染色單體沒有分開） 染色體散亂的排布在細胞上 經(jīng)過減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的子代細胞的染色體數(shù)量是

14、親代細胞的一半。（2）中期：著絲點排列在赤道板（3）后期：著絲點分開，姐妹染色單體分開成為染色體移向細胞的兩極。（4）末期：染色體到達細胞兩極，兩個子細胞各自分開最終形成四個精子細胞?？偨Y精子形成的全過程提出問題： 減數(shù)分裂中沒有同源染色體的細胞有那些？ 真正意義上使染色體數(shù)量減半的應該是減數(shù)第一次還是減數(shù)第二次？ 教師圖示減數(shù)分裂過程中染色體、DNA、染色單體數(shù)量，列表如下：精原細胞初級精母細胞次級精母細胞減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂間前中后末前中后末DNA2n4n4n4n4n4n2n2n2n2n染色體2N2N2N2N2N2NNNNN染色單體04N4N4N4N4N2N2N00注意與減數(shù)第一次

15、分裂中的染色體行為的區(qū)別學生完成圖表填充三、減數(shù)分裂過程中的同源染色體行為四、卵細胞的形成五、受精作用六、減數(shù)分裂和有絲分裂的比較 把表中的數(shù)量轉(zhuǎn)變?yōu)榍€圖時期2n4n染色體數(shù)染色單體數(shù)DNA分子數(shù)減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂減數(shù)分裂過程中幾個規(guī)律性變化曲線圖教師提問歸納減數(shù)分裂過程中有同源染色體的時期歸納同源染色體在減數(shù)分裂中的特殊行為。學生總結減數(shù)第次分裂時已經(jīng)沒有同源染色體了。減數(shù)第次分裂前期同源染色體回出現(xiàn)配對的現(xiàn)象，配對的染色體會發(fā)生局部的交叉互換。 減數(shù)第次分裂后期同源染色體移向兩極，非同源染色體在兩極自由組合。設計問題，鞏固學生對同源染色體的把握：問題1、一個生物個體精原細胞有1

16、對同源染色體 在不交叉互換的情況下，可以產(chǎn)生幾種精子細胞。 在交叉互換的情況下，可以產(chǎn)生幾種精子細胞。 引導學生推出假設有2對同源染色體，在交叉互換存在的情況下可以產(chǎn)生幾種類型的配子。問題2、再次強調(diào)同源染色體與減數(shù)分裂產(chǎn)生精子細胞的關系，并且總結出其中的規(guī)律。問題3、學生討論為什么人體產(chǎn)生精子的種類那么多？四、卵細胞的形成過程與精子細胞形成過程的比較。（1）形成過程：減數(shù)分裂中同樣有染色體行為和數(shù)目的變化。（2）細胞質(zhì)不均等分裂：減數(shù)分裂第一次分裂末期，由于細胞質(zhì)分配的不均等，所以，只形成了一個次級卵母細胞和一個第一極體，減數(shù)第二次分裂末期，又是由于細胞質(zhì)分配的不均等，而只能形成一個卵細胞和

17、一個第二極體，同時第一極體細胞質(zhì)均等分裂產(chǎn)生兩個第二極體。意義：這種分裂方式，使較多的細胞質(zhì)存在于卵細胞中，以保證精子和卵結合成的受精卵在發(fā)育初期所需要的養(yǎng)料，這是生物在長期的進化過程中形成的一種適應。（3）卵細胞一經(jīng)形成，不需要變形，這一點也是與精子的形成過程的不同點。 （4）一個卵原細胞只能產(chǎn)生一個卵細胞和三個第二極體，一個精原細胞能夠產(chǎn)生四個精子細胞。五、受精作用及其意義精子的頭部進入卵細胞，精子與卵細胞的細胞核結合在一起，因此，受精卵中染色體數(shù)目又恢復到原來的體細胞的數(shù)目，其中一半來自精子(父方)，一半來自卵細胞(母方)。從同源染色體的角度看，精子和卵細胞中的同源染色體都是成單存在，但

18、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，所以，關于同源染色體的概念說，一條來自父方，一條來自母方，就是這個意思。受精作用的特點：精核和卵核的融合，但是受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部由卵細胞提供的。受精作用的意義： 遺傳的角度減數(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 變異的角度在減數(shù)分裂過程中由于染色體的一些特殊行為產(chǎn)生了多種多樣的配子，從而使后代產(chǎn)生了變異，推動了生物的進化。六、減數(shù)分裂和有絲分裂的比較1、請學生總結，可前后左右鄰近的學生互相討論，在歸納學生總結的基礎上，列成下表

19、：比較項目減數(shù)分裂有絲分裂不同點范圍有性生殖細胞產(chǎn)生體細胞增殖子細胞數(shù)量1或者42分裂次數(shù)21同源染色體配對行為有配對行為無配對行為子細胞染色體數(shù)量染色體數(shù)減半與母細胞染色體數(shù)相同相同點都有染色體和紡錘體的出現(xiàn)；染色體都只復制一次。2、根據(jù)同源染色體的變化規(guī)律分析如何判定細胞分裂的圖象。教師用多媒體展示用來辨析的圖象，引導學生歸納 有同源染色體。減數(shù)第一次分裂（同源染色體有配對的現(xiàn)象）有絲分裂（同源染色體沒有配對的現(xiàn)象） 無同源染色體減數(shù)第二次分裂出示圖象，判斷什么分裂，什么時期： A B C D E F教師總結，生物通過減數(shù)分裂產(chǎn)生生殖細胞，再通過生殖的結合產(chǎn)生合子（受精卵），使染色體數(shù)再恢

20、復體細胞水平，通過有絲分裂使體細胞數(shù)量增多，在通過細胞分化成各種組織器官，從而成為一個新的生物個體。在這個過程中既有遺傳，又產(chǎn)生了一定的變異。借助多媒體或者掛圖幫助學生理解鞏固學生的理解可以用圖表的方式結合掛圖（課件）中的精子，卵細胞中的染色體情況，使學生更直觀。減數(shù)分裂，受精作用圖解把學生對染色體行為的理解上升到應用水平五、檢測反饋1、人的初級精母細胞、次級精母細胞和精子中染色體數(shù)與DNA分子數(shù)比例分別是 ( ) A. 4:2:1和4:2:1 B. 2:1:1和4:2:1 C. 2:1:1和2:2:1 D. 2:2:1和2:1:12、下列人體細胞不含同源染色體的是（ ）口腔上皮細胞 精子細胞

21、 初級精母細胞極體 卵細胞 次級卵母細胞A. B. C. D.3、在下列有關減數(shù)分裂的敘述中，正確的是（ ）A.減數(shù)分裂是動物個體形成時一種必要的細胞分裂B.玉米體細胞中染色體數(shù)目是20條，經(jīng)減數(shù)分裂形成的生殖細胞中，有10條染色體。C.任何生物體細胞都含有同源染色體D.進行減數(shù)分裂的細胞有同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象，進行有絲分裂細胞不發(fā)生聯(lián)會現(xiàn)象是沒有同源染色體緣故。4、在細胞第一次分裂期間，如果細胞核內(nèi)有2個四分體，那么它體細胞所含的染色體數(shù)和DNA分子數(shù)依次是（ ）A. 2和4 B. 4和4 C. 4和8 D .8和165、與一般的有絲分裂相比，減數(shù)分裂過程中染色體變化最顯著的特征是（ ）A.染

22、色體進行復制 B.同源染色體聯(lián)會和分離C.有紡錘體的形成 D.有著絲點的分裂6、圖為一種高等生物細胞分裂示意圖。該種生物的細胞核中染色單體數(shù)目最多為（ ）A8條 B12條 C16條 D24條7、在個體中，從父親傳下來A、B、C、D 4個著絲點，母親傳下來A、B、C、D4個著絲點，某一配子從這樣的個體隨機獲得A、B、C、D4個著絲點的概率是（ ）A12 B14 C18D1168、甲、乙、丙、丁4個圖分別表示某種生物（假定只含有兩對染色體）的4個正在進行分裂的細胞，請據(jù)圖回答下列問題：(1)4個圖表示的細胞分裂順序是_。(2)甲圖表示_分裂_時期。判斷的依據(jù)是_。分裂產(chǎn)生的子細胞是_細胞。(3)乙

23、圖表示_分裂_時期。分裂產(chǎn)生的子細胞是_細胞。(4)丙圖表示_分裂_時期。分裂產(chǎn)生的子細胞中有_條染色體，_個DNA分子。(5)丁圖表示_分裂_時期。該細胞中有_對同源染色體，_條染色體，_條染色單體，_個DNA分子。六、相關鏈接減數(shù)分裂的三種類型進行有性生殖的生物,它們的減數(shù)分裂有三種類型:合子減數(shù)分裂,配子減數(shù)分裂和居間減數(shù)分裂。1.合子減數(shù)分裂部分低等植物(如衣藻、團藻、絲藻、水綿和輪藻等),在進行有性生殖時,合子剛一萌發(fā)就進行減數(shù)分裂,所以這類植物的減數(shù)分裂叫做合子減數(shù)分裂。2.配子減數(shù)分裂絕大部分動物和人類以及部分低等植物(如馬尾藻、鹿角菜、墨角藻、海松藻和各種硅藻等)是在產(chǎn)生配子時

24、進行減數(shù)分裂的,所以這類生物的減數(shù)分裂叫做配子減數(shù)分裂。3.居間減數(shù)分裂全部的高等植物(苔蘚植物、蕨類植物和種子植物)以及部分的低等植物(如石莼等)的減數(shù)分裂,既不是在合子萌發(fā)時進行的,也不是在產(chǎn)生配子時進行的,而是在產(chǎn)生孢子的過程中進行的,所以這類植物的減數(shù)分裂叫做居間減數(shù)分裂。減數(shù)分裂與有絲分裂的比較與有絲分裂相比,減數(shù)分裂具有兩個顯著的特點:一是減數(shù)分裂要連續(xù)進行兩次細胞分裂,但是,染色體只復制一次,結果,分裂后形成的細胞里只含有單倍數(shù)的染色體,即染色體數(shù)目減少了一半,而有絲分裂則是染色體復制一次,細胞也分裂一次,分裂后所形成的細胞中染色體的數(shù)目沒有變化(圖5-7)二是減數(shù)分裂中染色體的變化情況