2.1减数分裂和受精作用教案（表格式）2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

教 案
教学基本信息
课题 减数分裂和受精作用 第1课时
学科 生物 学段： 高中 年级 一年级
教材 书名：生物学必修2遗传与进化 出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年 9 月
教学目标及教学重点、难点
教学目标
1.通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片及精子的形成过程示意图，利用“假说-演绎法”归纳概括减数分裂的概念及过程。
2.模拟减数分裂中染色体的变化，阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。 1.教学重点 （1） 减数分裂的概念及过程 （2） 对“假说-演绎法”的理解及应用 2.教学难点 （1）建立减数分裂中染色体变化的模型。 （2）对“假说-演绎法”的理解及应用
教学过程
教学环节 主要教学活动 设计意图
引入新课 导入：“受精作用”的精卵结合的视频观看。（视频科普明确说明精子形成雄原核含有23条染色体，卵细胞形成的雌原核含有23条染色体，两核融合形成含有46条染色体的受精卵。） （说明：此处利用希沃白板5的“多媒体”添加视频的功能，将视频直接插入，选择“播放一次”的选项。播放完成后利用白板的“动画”功能将视频移出。） 由科普视频引发学生对生命个体生长发育方式的思考，认同通过研究生殖细胞的形成过程的合理性和重要意义。
新知学习 引导：科普视频的精子或卵细胞的染色体数都23条，是人正常体细胞中染色体数的一半。 提出疑问：这些生殖细胞染色体数是如何减半的呢？ （教师引导：孟德尔得出基因的分离和自由组合两大遗传定律中运用了“假说-演绎法”的科学研究方法，本节课也运用“假说-演绎法”的步骤进行减数分裂概念的相关学习，首先提出相关疑问。） （教师引导学生对生殖细胞产生方式进行假设。学生根据已学的有丝分裂知识基础和教材，否定有丝分裂的方式，并作出相关假设，即魏斯曼的预测。） 作出假设：魏斯曼的预测：在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子与卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。即减数分裂是一种特殊的有丝分裂。 （引导：做出假设后，需要对根据魏斯曼的预测做出相关的演绎推理） 演绎推理： 教师引导：接下来以人体精子形成过程为例，请同学们利用染色体模型演绎染色体数如何减半的特殊过程。 学生课堂活动： 要求：根据假设和教材，小组合作，构建染色体变化模型(以2对同源染色体为例），演绎染色体数减半的过程。 首先介绍同源染色体模型，照片所示，引出同源染色体（非同源染色体）的概念 （说明：此处采用白板的“蒙层”功能，课中展示时用“橡皮”擦除蒙层，显现同源染色体的图片） 同源染色体:形态大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方的一对染色体。（一般用不同颜色表示） 学生活动 5分钟时间，一组学生合作在希沃白板上操作模拟精子的形成过程，即减数分裂过程的染色体变化和数目减半的过程，其余小组的学生在座位上利用课前准备的模型进行操作。 （说明：1、此处将模拟细胞的图片利用白板的“锁定”功能锁定，防止移动，再利用白板的图片“克隆”功能将各染色体模型进行克隆，学生操作时可以随意拖动图片，白板的“旋转”功能应是一个很实用的功能，但是操作过程中旋转图片时容易改变图片的大小，因此通过多添加不同角度的图片弥补“旋转”功能的缺陷。2、一组学生操作白板时，采用与电脑端白板同网络条件下的IPad的希沃“移动授课”的“摄像”功能，同时在白板上展示其余学生的操作情况） 3.成果展示 5分钟的操作结束后，学生展示精子形成过程中染色体变化的模拟成果。根据学生的模拟成果进行提问： 相比较有丝分裂，精子形成过程中染色体复制了几次？细胞分裂几次？一个精原细胞最终形成几 个精细胞？ 学生答：染色体复制了一次，细胞分裂2次，一个精原细胞最终形成4个精细胞。（教师引导：对，减数分裂共分裂了两次，分别称作减Ⅰ和减Ⅱ，细胞名称分别精原细胞、教初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞） 问：四个精细胞之间染色体组成什么关系？ 答：染色体组成共两种类型，是互补的关系。 同源染色体何时分离，结果是什么？ 答:在减Ⅰ后期同源染色体随纺锤丝牵引分离，结果是减Ⅰ末期细胞质分裂形成的两个次级精母细胞中的染色体数发生了减半。 减Ⅱ是否发生了染色体数的再次减半呢？原因是什么？ 答：没有，减Ⅱ后期，次级精母细胞的着丝粒分裂， 姐妹染色单体分离，由纺锤丝牵引移向细胞两极，减Ⅱ末期细胞质分裂形成的精细胞的染色体数等于次级精母细胞，等于初级精母细胞（精原细胞）染色体数的一半。 （说明：此处采用白板的“笔”的功能，上课中展示即时圈出重要信息。） （4）减Ⅰ是否存在其他种类的同源染色体分离结果？原因是什么？ 答：有 展示其余小组的模拟结果，解释是减Ⅰ后期同源染色体分裂时非同源染色体自由组合的结果，是生殖细胞多样性的重要原因之一 。 （说明：此处采用IPag端白板的“移动授课”的“相片”功能，上传即时图片，展示其余学生的模拟情况） 小结减数分裂过程染色体数目减半的原因是： （1）一个精原细胞染色体复制了1次，细胞分裂2次，最终形成 4个（2种）精细胞（精子）。 （2）减Ⅰ后期，同源染色体分离，使染色体数目减半，非同源染色体自由组合，使精子具有多样性 （3）减Ⅱ后期，着丝粒分裂， 姐妹染色单体分离， 确保精子染色体数为精原细胞的一半。 （说明：此处采用白板“蒙层”功能，课中展示时用“橡皮”擦除蒙层，显现文字小结） 分析：通过模型的建构，同学们发现魏斯曼的预测的减数分裂解决了生殖细胞的染色体数目减半的难题，但是假说如果没有实验证据支持是不成立的。 提问：魏斯曼的预测是否有充分的实验证据呢？ （实验证据） 学生课堂活动：学生观察黑麦减数分裂过程的照片，根据减数分裂主要特征，找出细胞染色体数目减半和细胞分裂两次的证据。 引导学生：重点找出减Ⅰ同源染色体分离是染色体数目减半的原因。减Ⅱ姐妹染色单体分离是染色体数目不发生再次减半的原因。细胞分裂两次一个性原细胞最终生成四个生殖细胞的原因。 从而总结出减数分裂是一种特殊的有丝分裂，发生了染色体复制一次、细胞分裂两次的特殊过程。 （说明：此处采用白板“放大镜”功能，课中展示时凸显重要的图片信息） （归纳概念） 减数分裂：是原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程。减数分裂时，细胞中染色体复制一次，细胞连续分裂两次，最终使成熟的生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少一半。 遵从科学研究发展的规律，利用已知进行假设，并进行演绎。通过细致的观察验证假说的正确性。带领学生体验研究的过程，培养学生的分析、比较、归纳等科学思维能力，提升学生学习的主动性。 通过模型构建、小组合作、归纳总结减数分裂的过程，加深学生印象同时，帮助学生逐步理解染色体的数目是如何实现减半的，同时通过问题探究的方式培养学生的科学探究能力。 通过对减数分裂同源染色体的分离与非同源染色体自由组合方式的模拟分析，对学生进行科学原理、学会用科学的、严谨的态度对待自然界生命现象，科学的、理性面对社会伦理。
小结提升 小结减数分裂的概念 小结“假说-演绎法”的应用 回顾、落实重要概念
课后作业 课后构建卵细胞的形成过程的模型，并与精子的形成过程比较异同。 通过材料准备，完善和检测所学知识。
教学过程
教学环节 主要教学活动 设计意图
引入新课 导入：“受精作用”的精卵结合的视频观看。（视频科普明确说明精子形成雄原核含有23条染色体，卵细胞形成的雌原核含有23条染色体，两核融合形成含有46条染色体的受精卵。） （说明：此处利用希沃白板5的“多媒体”添加视频的功能，将视频直接插入，选择“播放一次”的选项。播放完成后利用白板的“动画”功能将视频移出。） 由科普视频引发学生对生命个体生长发育方式的思考，认同通过研究生殖细胞的形成过程的合理性和重要意义。
新知学习 引导：科普视频的精子或卵细胞的染色体数都23条，是人正常体细胞中染色体数的一半。 提出疑问：这些生殖细胞染色体数是如何减半的呢？ （教师引导：孟德尔得出基因的分离和自由组合两大遗传定律中运用了“假说-演绎法”的科学研究方法，本节课也运用“假说-演绎法”的步骤进行减数分裂概念的相关学习，首先提出相关疑问。） （教师引导学生对生殖细胞产生方式进行假设。学生根据已学的有丝分裂知识基础和教材，否定有丝分裂的方式，并作出相关假设，即魏斯曼的预测） 作出假设： 魏斯曼的预测：在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子与卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。即减数分裂是一种特殊的有丝分裂。 （引导：做出假设后，需要对根据魏斯曼的预测做出相关的演绎推理） 演绎推理： 教师引导：接下来以人体精子形成过程为例，请同学们利用染色体模型演绎染色体数如何减半的特殊过程。 学生课堂活动： 要求：根据假设和教材，小组合作，构建染色体变化模型(以2对同源染色体为例），演绎染色体数减半的过程。 1. 首先介绍同源染色体模型，照片所示，引出同源染色体（非同源染色体）的概念 （说明：此处采用白板的“蒙层”功能，课中展示时用“橡皮”擦除蒙层，显现同源染色体的图片） 同源染色体:形态大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方的一对染色体。（一般用不同颜色表示） 2. 学生活动 5分钟时间，一组学生合作在希沃白板上操作模拟精子的形成过程，即减数分裂过程的染色体变化和数目减半的过程，其余小组的学生在座位上利用课前准备的模型进行操作。 （说明：1、此处将模拟细胞的图片利用白板的“锁定”功能锁定，防止移动，再利用白板的图片“克隆”功能将各染色体模型进行克隆，学生操作时可以随意拖动图片，白板的“旋转”功能应是一个很实用的功能，但是操作过程中旋转图片时容易改变图片的大小，因此通过多添加不同角度的图片弥补“旋转”功能的缺陷。2、一组学生操作白板时，采用与电脑端白板同网络条件下的IPad的希沃“移动授课”的“摄像”功能，同时在白板上展示其余学生的操作情况） 3.成果展示 5分钟的操作结束后，学生展示精子形成过程中染色体变化的模拟成果。根据学生的模拟成果进行提问： （1）相比较有丝分裂，一个精原细胞精子染色体复制了几次？细胞分裂几次？最终形成几个精细胞？ 学生答：染色体复制了一次，细胞分裂2次，一个精原细胞最终形成4个精细胞。（教师引导：对，减数分裂共分裂了两次，分别称作减Ⅰ和减Ⅱ，细胞名称分别精原细胞、教初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞） 问：四个精细胞之间染色体组成什么关系？ 答：染色体组成共两种类型，是互补的关系。 （2）同源染色体何时分离，结果是什么？ 答:在减Ⅰ后期同源染色体随纺锤丝牵引分离，结果是减Ⅰ末期细胞质分裂形成的两个次级精母细胞中的染色体数发生了减半。 （3）减Ⅱ是否发生了染色体数的再次减半呢？原因是什么？ 答：没有，减Ⅱ后期，次级精母细胞的着丝粒分裂， 姐妹染色单体分离，由纺锤丝牵引移向细胞两极，减Ⅱ末期细胞质分裂形成的精细胞的染色体数等于次级精母细胞，等于初级精母细胞（精原细胞）染色体数的一半。 （说明：此处采用白板的“笔”的功能，上课中展示即时圈出重要信息。） （4）减Ⅰ是否存在其他种类的同源染色体分离结果？原因是什么？ 答：有 展示其余小组的模拟结果，解释是减Ⅰ后期同源染色体分裂时非同源染色体自由组合的结果，是生殖细胞多样性的重要原因之一 。 （说明：此处采用IPad端白板的“移动授课”的“相片”功能，上传即时图片，展示其余学生的模拟情况） 小结精子形成过程染色体数目减半的原因是： （1）一个精原细胞染色体复制了1次，细胞分裂2次，最终形成 4个（2种）精细胞（精子）。 （2）减Ⅰ后期，同源染色体分离，使染色体数目减半，非同源染色体自由组合，使精子具有多样性 （3）减Ⅱ后期，着丝粒分裂， 姐妹染色单体分离，确保精子染色体数为精原细胞的一半。 （说明：此处采用白板“蒙层”功能，课中展示时用“橡皮”擦除蒙层，显现文字小结） 分析：通过模型的建构，同学们发现魏斯曼的预测的减数分裂解决了生殖细胞的染色体数目减半的难题，但是假说如果没有实验证据支持是不成立的。 提问：魏斯曼的预测是否有充分的实验证据呢？ 实验证据： 学生课堂活动：学生观察黑麦减数分裂过程的照片，根据减数分裂主要特征，找出细胞染色体数目减半和细胞分裂两次的证据。 引导学生：重点找出减Ⅰ同源染色体分离是染色体数目减半的原因。减Ⅱ姐妹染色单体分离是染色体数目不发生再次减半的原因。一个性原细胞最终生成四个生殖细胞是细胞分裂两次的证据。 从而总结出减数分裂是一种特殊的有丝分裂，发生了染色体复制一次、细胞分裂两次的特殊过程。 （说明：此处采用白板“放大镜”功能，课中展示时凸显重要的图片信息） 归纳概念： 减数分裂：在减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制一次，而细胞在减数过程中连续分裂两次，最后形成四个精细胞。这两次分裂过程分别叫减Ⅰ（减数第一次分裂）和减Ⅱ（减数第二次分裂） 特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次 结果：成熟的生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少一半。 遵从科学研究发展的规律，利用已知进行假设，并进行演绎。通过细致的观察验证假说的正确性。带领学生体验研究的过程，培养学生的分析、比较、归纳等科学思维能力，提升学生学习的主动性。 通过模型构建、小组合作、归纳总结减数分裂的过程，加深学生印象同时，帮助学生逐步理解染色体的数目是如何实现减半的，同时通过问题探究的方式培养学生的科学探究能力。 通过对减数分裂同源染色体的分离与非同源染色体自由组合方式的模拟分析，对学生进行科学原理、学会用科学的、严谨的态度对待自然界生命现象，科学的、理性面对社会伦理。
小结提升 小结减数分裂的概念 小结“假说-演绎法”的应用 回顾、落实重要概念
课后作业 课后构建卵细胞的形成过程的模型，并与精子的形成过程比较异同。 通过材料准备，完善和检测所学知识。