教学设计
课程基本信息
学科 生物学 年级 高一 学期 春季
课题 精细胞的形成过程
教科书 书 名：《生物学 必修二 遗传与进化》 出版社：人民教育出版社
教学目标
1.基于事实和证据，运用模型与建模、比较、推理等科学思维，建立减数分裂模型 2.认识精子与卵细胞的形成过程，寻找规律，掌握减数分裂过程中染色体的主要行为特点 3.通过观看减数分裂的模拟视频，体会生命活动是物质的、连续的、动态变化的过程 4、通过对减数分裂科学史的学习，让学生体会到每一个科学发展都是科学家们经过无数个日夜，在一次次失败中摸索着前行的方向，坚持不懈的探究的成果。作为当代青年，我们应该学习科学家的这种努力奋斗的精神
教学内容
教学重点： 1.减数分裂的概念 2.减数分裂过程中染色体的主要行为特点 3.对同源染色体、互换、四分体等概念的理解 4.对精子形成过程的理解和辨析
教学难点： 根据减数分裂科学史材料，逐步建立减数分裂模型
教学过程
【导入新课】引起学生注意，激发学习兴趣 教师引入：人的生命起始于受精卵，而受精卵是由精子和卵细胞相互识别、结合而形成，因而亲代是通过生殖细胞将遗传信息传递给子代的。在生殖细胞的形成过程中,染色体数量发生了怎样的变化呢 1883年,比利时细胞学家贝内登对体细胞只有4条染色体的马蛔虫进行研究发现,精子细胞和卵细胞的染色体数量只有2条,是体细胞的一半,而受精后的细胞染色体数量又恢复成4条.科学家通过进一步观察研究发现,受精卵中每两条染色体大小、形态一般相同，但来源不同，一条来自父方，一条来自母方，像这样的一对染色体叫做同源染色体.例如图示中的大红和大黑形态大小相同,但大红来自父方，大黑来自母方,故它们为一对同源染色体.小红和小黑也构成了一对同源染色. 教师提出问题：1.请同学们观察精卵细胞，其中还有同源染色体吗？2.如果精卵细胞的形成与体细胞的增殖一样，也是通过有丝分裂的方式，结果会怎么样？ 教师提出：请同学们先来回忆有丝分裂的过程，此过程中染色体复制一次，细胞分裂一次，实质是姐妹染色单体发生分离，结果是形成的子细胞中的染色体数与体细胞相同。通过刚才的观察我们发现马蛔虫配子中染色体的数目是体细胞中的一半，很显然其配子的形成不是通过有丝分裂的方式，那究竟是怎样的一种方式呢？早在1891年,德国细胞学家博韦里就已确认了生殖细胞染色体数量减半的普遍性.1905年,法默和穆尔把进行有性生殖的生物中,生殖细胞通过分裂使染色体数目减半的分裂方式称为减数分裂. 减数分裂是如何进行的呢？接下来让我们一起构建减数分裂模型。 （二）【活动一 构建减数分裂模型】 教师引入： 这是一个体细胞的模式图，其中大红和大黑是一对同源染色体，小红和小黑是另外一对同源染色体，而大红和小黑或小红之间是非同源染色体的关系。 提出问题：请同学们根据魏斯曼的预测及果蝇配子中染色体的特点，说出你对减数分裂的猜想？ 学生回答：体细胞直接分裂，同源染色体分开，形成不含同源染色体的配子 教师提出问题：事实真的是这样吗？ 教师引导：请同学阅读资料一：在细胞培养液中加入足量的DNA合成抑制剂(抑制染色体复制)，细胞不能分裂，移除抑制剂后，细胞又能继续分裂。发现细胞分裂前要进行DNA的复制。从而得到预测模型二： 教师提出问题：染色体复制后的细胞如何实现姐妹染色单体的分开和染色体数目的减半呢？细胞分裂一次能够完成这两个过程吗？你的猜想是什么？ 教师提供资料二：1887年，德国生物学家T．Boveri和A．weismann 都通过观察发现：减数分裂包含两次连续的分裂过程。 教师提出问题：复制后的细胞减数第一次分裂是姐妹染色单体先分开还是染色体数先减半呢？学生预测： 教师提供资料三：1891年，德国生物学家亨金（H.Henking）以某种蝽为材料观察发现：染色体在减数第一次分裂中出现12个环状，每个环状由2个形状和大小相同染色体（同源染色体）配对构成，第一次分裂时12个环相互分离形成半环进入子细胞，随后子细胞中12个半环进行有丝分裂(选自《那些年发现减数分裂的坎坷之路》）。 教师提出问题：1、染色体数目减半和姐妹染色单体的分开分别发生在第几次减数分裂过程中？2、第一次减数分裂过程中染色体的主要行为特点有哪些？ 教师引导：染色体数目减半发生在减数第一分裂的过程中，姐妹染色单体的分开发生在减数第二次分裂过程中。减数第一次分裂过程中染色体的主要行为特点是同源染色体的联会和分离。随后教师讲解联会、四分体和互换的概念。 完善减数分裂模型： 学生提出问题提出问题：减数第一次分裂结束后形成的两个子细胞中的染色体组成能否是小红、大黑和大红、小黑呢？也就是非同源染色体组合的时候是随机的还是有一定规律呢？ 教师提供资料四：1913年Carother用笨蝗做实验，统计了300多个减数第一次分裂后期的细胞 ，发现非同源染色体之间的组合是随机的。 教师引导：至此，我们已经揭开了减数分裂神秘的面纱，我们可以发现从1883年发现减数现象开始，到1913年才对减数分裂的过程形成较为一致的正确认识。可见每一个科学发展都是科学家们经过无数个日夜，在一次次失败中摸索着前行的方向，坚持不懈的探究的成果。作为当代青年，我们应该学习科学家的这种努力奋斗的精神。 【活动二 精子的形成过程】 教师引入：人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成，睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管，曲细精管中有大量的精原细胞，精原细胞是原始的雄性生殖细胞，通过有丝分裂进行增殖。当雄性动物性成熟时，睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂。学生观看视频并填空： 【活动三 减数分裂的概念】 教师要求学生从以下几点总结减数分裂的概念： 1、范围：进行有性生殖的生物 2、时期：在产生成熟生殖细胞的过程中 3、特点：染色体复制一次，而细胞分裂两次 4、结果：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半 【活动四 学以致用】 教师列举：某位同学根据减数分裂过程，利用彩色橡皮泥制作的减数分裂模型，并要求学生完成以下练习题： 同源染色体的制作为什么需要选用不同颜色？ 学生回答：用颜色不同来代表同源染色体来源的不同; 请对减数分裂的正确过程进行排序 学生回答：先是F减一的前期 接下来是E减一中期 A减一后 D减二前 B减二中 C减二后. 教师总结：同学们，这节课我们首先根据科学事实构建了减数分裂的模型，通过学习精子的形成过程，对建立的减数分裂模型进行验证和补充，从而使同学们对减数分裂的概念有了一个深刻完整的认识。希望同学们根据本节课的学习能领悟假设-演绎-验证的研究思路,体会模型建构的研究方法,并尝试利用该研究思路及方法解释其他生物学观点和现象.(共25张PPT)
精细胞的形成过程
年 级：高一 学 科：生物学（人教版）
精卵细胞
受精卵
受精
精子
卵细胞
受精卵
每两条染色体大小、形态一般相同，但来源不同，一条来自父方，一条来自母方，像这样的一对染色体叫做同源染色体。（例如大红和大黑、小红和小黑分别构成一对同源染色体）
马蛔虫图片
受精
精子
卵细胞
受精卵
1.请同学们观察精卵细胞，其中还有同源染色体吗？
观察与思考：
2.如果精卵细胞的形成与体细胞的增殖一样，也是通过有丝分裂的方式，结果会怎么样？
马蛔虫图片
有丝分裂过程中染色体复制 次
细胞分裂 次
实质是 分离
结果是 。
一
一
姐妹染色单体
子细胞中染色体数与体细胞相同
后期
末期
中期
间期
前期
回顾有丝分裂
T.Boveri，德国细胞学家学家
1905年，法默（J.farmer）和穆尔（J.moore)把进行有性生殖的生物中，生殖细胞通过分裂使染色体数目减半的分裂方式称为减数分裂。
活动一 构建减数分裂模型
思考1.请你根据马蛔虫体细胞及配子中染色体数量的
特点，说出你对减数分裂过程的猜想：
注：大红和大黑是一对同源染色体，小红和小黑是另外一对同源染色体，而大红和小黑或小红之间是非同源染色体的关系。
体细胞模式图
活动一 构建减数分裂模型
活动一 构建减数分裂模型
资料一：在细胞培养液中加入足量的DNA合成抑制剂(抑制染色体复制)，细胞不能分裂，移除抑制剂后，细胞又能继续分裂。(选自付尊英,刘广发的《普通高中教科书》）
液中加入足量的DNA合成抑
制剂(抑制染色体复制)，细胞不能分裂，移除抑制剂后，
细胞又能继续分裂；
说明细胞分裂前需要进行 DNA的复制
活动一 构建减数分裂模型
猜测二
DNA复制
？
思考2：染色体复制后的细胞如何实现姐妹染色单体的分开和染色体数目的减半呢？细胞分裂一次能够完成这两个过程吗？你的猜想是什么？
活动一 构建减数分裂模型
资料二：1887年，德国生物学家T.Boveri和A.weismann都通过观察发现：减数分裂包含两次连续的分裂过程。
（选自潘承湘《细胞减数分裂过程的阐明与H.Henking的重大贡献》）
活动一 构建减数分裂模型
猜测四
猜测三
活动一 构建减数分裂模型
资料三：1891年，德国生物学家亨金（H．Henking）以某种蝽为材料观察发现：染色体在减数第一次分裂中出现12个环状，每个环状由2个形状和大小相同染色体（同源染色体）配对构成，第一次分裂时12个环相互分离形成半环进入子细胞，随后子细胞中12个半环进行有丝分裂(选自《那些年发现减数分裂的坎坷之路》）。
思考3：染色体数目减半和姐妹染色单体的分开分别发生在第几次减数分裂过程中？
减数第一次分裂：染色体数目减半
减数第二次分裂：姐妹染色单体分开
猜测四
活动一 构建减数分裂模型
活动一 构建减数分裂模型
资料三：1891年，德国生物学家亨金（H．Henking）以某种蝽为材料观察发现：染色体在减数第一次分裂中出现12个环状，每个环状由2个形状和大小相同染色体（同源染色体）配对构成，第一次分裂时12个环相互分离形成半环进入子细胞，随后子细胞中12个半环进行有丝分裂(选自《那些年发现减数分裂的坎坷之路》）。
思考2：
第一次减数分裂过程中染色体的主要行为特点有哪些？
同源染色体两两配对的现象叫做联会
联会后的每对同源染色体中，含有四条染色染单体，叫做四分体
1个四分体=____条染色体
= ____条染色单体
= ____对同源染色体
2
4
1
1 2 3 4
同源染色体联会后发生分离
进行有丝分裂
材料四： 1913年Carother用笨蝗做实验，统计了300多个减数第一次分裂后期的细胞 ，发现非同源染色体之间的组合是随机的。(选自杨大祥《减数分裂的研究历史》）
活动一 构建减数分裂模型
活动一 构建减数分裂模型
同源染色体联会后发生分离
非同源染色体随机组合
进行有丝分裂
精子睾丸曲细精管精原细胞有丝分裂精原细胞减数分裂精细胞活动二 精子的形成过程1个精原细胞
1个初级精母细胞
2个次级精母细胞
减数分裂Ⅰ
间期：染色体 ，精原细胞成为 细胞
前期：同源染色体 ，形成
中期： 排列在赤道板两侧
后期： 分离，非同源染色体
末期：初级精母细胞分裂，染色体数目
复制
初级精母
联会
四分体（互换）
同源染色体
同源染色体
自由组合
减半
4个精细胞
变形
4个精子
2个次级精母细胞
前期：
中期：每条染色体 排列在赤道板上
后期： 断裂， 分开
末期：每个次级精母细胞分裂，形成精细胞
着丝粒
着丝粒
染色体 分布在细胞中
散乱的
姐妹染色单体
减数分裂Ⅱ
活动三 学以致用以下是某位同学根据课本40页内容，利用彩色橡皮泥制作的减数分裂模型。1.同源染色体的制作为什么需要选用不同颜色？用颜色不同来代表其来源的不同2.请对减数分裂的正确过程进行排序F→E→A→D→B→CAE思考与讨论CADF
1 构建减数分裂模型
4 学以致用
2 精子的形成过程
课堂小结
