2.1.1减数分裂（教学设计）-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

新教材 生物学 人教版必修2 遗传与进化
第2章 第1节 教学设计
第2章　基因和染色体的关系
第1节　减数分裂和受精作用 第1课时 减数分裂
目录
一、核心素养对接
二、必备知识
三、探究实践
四、深化归纳
五、应用创新
第2章　基因和染色体的关系
第1节　减数分裂和受精作用 第1课时 减数分裂
一、核心素养对接
1．理解细胞生命活动的动态变化，认知生命形成的规律。
2．运用模型与建模、归纳与概括的方法，说明精、卵细胞形成过程的异同。
3．通过对蝗虫精母细胞减数分裂装片的观察，培养学生实验操作能力。
二、必备知识
（一）精子的形成过程(以人和其他哺乳动物为例)
1．场所：睾丸。
2．过程
(1)减数分裂前的间期：完成DNA分子复制和有关蛋白质的合成，部分精原细胞体积增大。
(2)减数分裂过程
①减数分裂Ⅰ
②减数分裂Ⅱ
微思考
减数分裂过程中染色体数目的减半发生在什么时期？原因是什么？
提示：发生在减数分裂Ⅰ。由于同源染色体分离，并分别进入两个子细胞，导致染色体数目减半。
（二）卵细胞的形成过程(以人和其他哺乳动物为例)
1．场所：卵巢。
2．过程
3．结果：一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个卵细胞，三个极体最终都退化消失。
微思考
在形成卵细胞时，初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行不均等分裂有什么意义？
提示：通过不均等分裂，可以使卵细胞保留更多的营养物质。
（三）减数分裂概念的理解
1．范围：进行有性生殖的生物。
2．时期：原始生殖细胞产生成熟生殖细胞的过程中。
3．特点：在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。
4．结果：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。
判一判 (正确的打“√”，错误的打“×”)
1．只有进行有性生殖的生物，才能进行减数分裂。 (　　)
2．精原细胞是通过减数分裂形成的。 (　　)
3．减数分裂过程中，配对的染色体一定是同源染色体。 (　　)
4．精子所含染色体数与次级精母细胞相同。 (　　)
5．在卵细胞形成过程中，姐妹染色单体的分离发生在初级卵母细胞中。 (　　)
6．一个精原细胞和一个卵原细胞所产生成熟生殖细胞的个数比为1∶1。 (　　)
提示：1．√
2．×　精原细胞可通过有丝分裂进行增殖，通过减数分裂形成成熟的生殖细胞。
3．√
4．×　在减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂导致染色体数目加倍，此时次级精母细胞中染色体数目为精子中染色体数目的二倍。
5．×　姐妹染色单体分离发生在减数分裂Ⅱ过程中，初级卵母细胞进行减数分裂Ⅰ。
6．×　一个精原细胞可以产生四个精子，而一个卵原细胞只能产生一个卵细胞。
三、探究实践
核心点一：减数分裂的相关概念辨析
合作探究
图1、图2表示某基因型为AaBb的哺乳动物(染色体数为2N)生殖器官内正在进行分裂的两个细胞图像。
1．该哺乳动物是雌性还是雄性？判断的依据是什么？
提示：雄性。图2细胞处于减数分裂Ⅰ后期，细胞质均等分裂。
2．图2中的①与哪些染色单体属于同源染色体上的非姐妹染色单体？
提示：③和④。
3．图1、图2中含有的染色体分别是多少？图1、图2中含有的四分体分别是多少？
提示：8，4；0，0。
4．图2所示细胞经过分裂形成配子的基因型是什么？
提示：Ab、ab、AB、aB。
核心点二：精子和卵细胞形成过程的比较
合作探究
下图是某种动物精子和卵细胞形成过程中的部分图像。
1．一定属于卵细胞形成过程的图像有哪些？细胞的名称分别是什么？
提示：D和E；次级卵母细胞和初级卵母细胞。
2．一定属于精子形成过程的图像有哪些？细胞的名称分别是什么？
提示：B和G；初级精母细胞和精子。
3．A中发生的现象叫什么？C中有无同源染色体？
提示：A中同源染色体发生联会现象；C处于减数分裂Ⅱ中期，细胞中无同源染色体。
4．F细胞的具体名称是什么？
提示：可能是次级精母细胞或极体。
核心点三：细胞分裂图像的判断和曲线分析
合作探究
材料1　如图是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂的部分图像。
①　　 　②　 　③　 　 　④　　 　⑤
⑥　　 　⑦　 　 ⑧　 　 ⑨　 　⑩
材料2　如图是果蝇的一个精原细胞分裂过程中核DNA分子数的变化图：
1．材料1中分裂图像一定属于减数分裂的有哪些？
提示：③④⑤⑧⑨⑩。
2．试分析材料2中AE段、FK段分别发生的分裂方式。
提示：分析曲线变化可知，AE段核DNA分子数一次加倍一次减半，其分裂方式为有丝分裂；FK段核DNA分子数一次加倍，连续两次减半，其分裂方式为减数分裂。
3．材料2中CD段和GH段的染色体数都相等吗？说明理由。
提示：不都相等。CD段包括分裂间期和有丝分裂前、中、后期，细胞内染色体数目为8条或16条，GH段为减数分裂Ⅰ，细胞内染色体数目为8条。
四、深化归纳
1．图解相关概念
2．联会和四分体的相互关系
联会是同源染色体两两配对的过程，而四分体是联会的结果，是同源染色体的特殊存在形式。由上图可知：1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。
项目 精子的形成过程 卵细胞的形成过程
不同点 场所 睾丸 卵巢
细胞质分裂 均等分裂 主要是不均等分裂
子细胞数目 1个精原细胞→4个精子 1个卵原细胞→1个卵细胞＋3个极体(退化消失)
是否变形 是 否
相同点 染色体的行为变化相同：在减数分裂前染色体复制，在减数分裂Ⅰ时同源染色体联会，形成四分体，非姐妹染色单体交换，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，减数分裂Ⅰ结束后染色体数目减半；减数分裂Ⅱ时着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
3．鉴别细胞分裂图像的常用方法
(1)前期的鉴别
看有无同源染色体
(2)中期的鉴别
看有无同源染色体
(3)后期的鉴别
4．减数分裂过程中，一个细胞内染色体数目和核DNA含量的变化
(1)染色体数目的变化和核DNA分子含量的变化不是完全平行的，因为DNA复制后的染色体数目没有加倍，而DNA分子含量加倍。
(2)在DNA复制之前(AB段或ab段)和减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂之后(FH段或f′h段)，染色体数∶核DNA数＝1∶1。
(3)在完成DNA复制之后到减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂之前(CF段或cf段)，染色体数∶核DNA数＝1∶2。
(4)BC(bc)段表示DNA(染色体)的复制，核DNA含量加倍，但是染色体数目不变。
(5)DE(de)段表示减数分裂Ⅰ结束时，同源染色体分配到两个子细胞中，每个细胞内核DNA数目和染色体数目均减半。
(6)ff′段表示着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，但是核DNA含量不变。
(7)H(h)点表示减数分裂Ⅱ结束后，由姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体分别分配到两个子细胞中。
五、应用创新
情景材料
雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而来的，体细胞含有16条染色体(n＝16)。雌蜂是由受精卵发育而来的，体细胞含有32条染色体(2n＝32)。卵细胞是经正常的减数分裂而来，雄蜂体细胞中染色体数目只有正常数目的一半，雄蜂可通过一种特殊的减数分裂方式形成精子。如图是雄蜂形成精子的过程图解：
素养链接
通过对雄蜂形成精子的过程图进行分析可知，经减数分裂Ⅰ仅形成一个次级精母细胞，经减数分裂Ⅱ仅形成一个精子，与教材中哺乳动物精子形成过程相比较，从而归纳出其不同点。
问题探究
(1)据图判断：雄蜂在形成精子的过程中，存在同源染色体的行为变化吗？说明理由。
提示：不存在。因为雄蜂是由卵细胞直接发育而来的，体细胞中不含同源染色体，所以在进行减数分裂Ⅰ时，不存在同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合。
(2)据图描述雄蜂产生精子的过程和人体产生精子过程的两个不同点。
提示：①雄蜂减数分裂Ⅰ后期，没有同源染色体的分离，只产生一个次级精母细胞；人体减数分裂Ⅰ后期，有同源染色体的分离，产生两个次级精母细胞。②雄蜂次级精母细胞进行减数分裂Ⅱ后期时，细胞质不均等分裂，且最终只产生一个精细胞；人体次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期细胞质均等分裂，且最终产生4个精细胞