2.1.1减数分裂 教学设计高中生物学人教版（2019）必修2 遗传与进化

2.1.1减数分裂教学设计
一、教材分析
1、教材中的地位和作用
减数分裂这一部分内容不仅是第二章的重点内容也是本书的重点之一。以必修一学过的细胞学知识和染色体知识为基础。通过精子卵细胞形成过程中染色体的变化行为,是理解第一章孟德尔遗传规律的细胞学基础。对杂合子体内等位基因间的相互作用、基因的分离定律和自由组合定律做出阐明。另外选修模块涉及的人工受精、试管婴儿等生殖技术都是以减数分裂和受精作用为基础知识。所以本节既是本章的重点也是本书的重点之一。
教学重点、难点以及确定的依据
以精子形成过程为例，阐述减数分裂的过程，这部分知识不仅是有性生殖的关键，而且涉及有丝分裂中染色体的行为、数量变化知识，要十分重视这一内容的学习。因此确立本节重点是减数分裂概念、过程。而减数分裂过程中各时期变化比较复杂、抽象，学生在学习时，思维方向容易偏离，学生也会感到枯燥,不容易理解。因此，确立本节教学难点是减数分裂过程中各时期的变化特点。在学习过程中,关键是帮助学生弄清染色体减半的原因以及为第五章学习基因突变及其他变异奠定细胞学基础。所以教学关键是理解同源染色体分离和非同源染色体自由组合，而引起的染色体数目变化以及染色体组合方式变化的关系。
二、 学情分析
学生已经系统的学习完了《分子与细胞》模块,具备了比较强的生物学习的能力，学习过了细胞的增殖和分化，对于细胞分裂有一定的知识储备。虽然高中生的逻辑思维,空间抽象分析判断和归纳总结的能力都比较强，而这一节的内容相对来说非常抽象。可能对学生来 说是一种能力的挑战。教师在挖掘教材的基础上尽量化抽象为直观，具体采用多种教学策略，这样能够激起学生的学习欲望和学习的成功感。
三、教学目标
目标与素养
1.阐明减数分裂产生染色体数目减半的精细胞或卵细胞。
2.概述精子和卵细胞的形成过程，比较其异同,并归纳减数分裂的定义。
3.阐明减数分裂过程中染色体的行为特点以及染色体和DNA的数量变化规律。
4.概述受精作用的过程,理解减数分裂和受精作用维持遗传稳定性的作用。
情境与问题
1.通过比较果蝇体细胞和配子中染色体数目的变化，引出精子和卵细胞的形成过程。
2.通过模型构建，理解同源染色体分离、非同源染色体自由组合及同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换,进而理解配子的多样性。
过程与方法
1.通过精子和卵细胞的形成过程,培养生命观念核心素养。
2.通过观察、分析减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ中染色体的特点,培养归纳、总结、比较的科学思维核心素养。
3.通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，提高对减数分裂的感性认识，进一步加深对减数分裂各时期特点的认识。
4.通过模型构建,理解配子多样性的原因。
重点难点
重点
1.精子形成过程中染色体的变化情况。
2.减数分裂过程中染色体的行为特征和数目变化。
难点
1.精子形成过程中染色体的变化情况。
2.减数分裂过程中染色体的行为特征和数目变化。
四、教材处理
根据教材的重难点、学生的实际情况以及多媒体课件传递信息量大的特点，这部分内容我安排 2个课时。第一课时学习减数分裂概念和精子的形成过程，减数分裂的意义。第二课时学习卵细胞的形成过程、减数分裂和有丝分裂异同点的比较，和受精作用的意义。这里主要说明第一课时的教学方法和教学过程。
教学利用多媒体课件,创设形象生动的教学氛围,同时应用讲述法、谈话法、比较法、指导读书法等引导学生思考一系列问题，使他们积极主动参与到教学中,在获取知识的同时培养学生观察、比较和总结的能力。
具体的教学过程
第一课时 减数分裂
一、创设情境，导入新课
（一）问题探讨：
在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇。果蝇的生长周期短，繁殖快,染色体少且容易观察,是遗传学上常用的实验材料。
右图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
讨论1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别
（①配子中的染色体数目是体细胞中的一半;
②配子的染色体是由体细胞的每对同源染色体中的
一条组合而成的。）
讨论2.针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想
（配子是如何产生的？）
我们先回顾以前学过的有丝分裂，回答下列问题：
（1）染色体复制几次？细胞分裂几次？
（2）结果是一个细胞分裂成几个子细胞？
（3）子细胞中染色体数目与母细胞相比发生了什么变化？
特点：染色体（DNA）复制一次，细胞分裂一次，子细胞拥有和亲代细胞 一样的染色体数（核DNA分子数）。
有丝分裂意义：亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA复制）后，精确的平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而保证了亲子代细胞之间遗传的稳定性。
有性生殖细胞（精子和卵细胞）如何产生？
假设：配子（精子或卵细胞）是通过有丝分裂的方式产生的。
魏斯曼预测：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。这种分裂方式称为减数分裂。
下面我们结合哺乳动物精子和卵细胞的形成，介绍减数分裂的过程。
二、新课教学
（二）精子形成的过程
提问：这些成群结队的精子是从哪里来的
（高等动植物的减数分裂发生在有性生殖器官内，人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。曲细精管有大量的精原细胞。精原细胞是原始的生殖细胞，每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。一个成年健康男子，每天大约可产生2亿个精子。也就是说，每天有很多个精原细胞进行减数分裂，那必然每天也有很多个精原细胞产生。）
提问：精原细胞是用过哪种方式产生的呢？如何判断？
（有丝分裂，因为精原细胞所含的染色体数目与体细胞相同，相当于一种特殊的体细胞。当雄性动物成熟后，睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂，经过两次连续的分裂，形成精细胞，再经过精细胞的变形，最后形成了精子。）
提问：整个过程是如何进行的呢？
（减数分裂是一个连续分裂的过程，但为了研究方便，人们同样将减数第一次分裂和减数第二次分裂划分为不同的时期。）
在减数第一次分裂前的间期，染色体进行复制。此时，细胞有什么样的变化？
（细胞体积变大，而复制后每条染色体都由两条姐妹染色单体构成。）
Ⅰ．减数分裂前的间期
精原细胞染色体复制，体积增大，形成初级精母细胞。
Ⅱ．减数第一次分裂
（1）减数第一次分裂前期
染色体高度螺旋化、缩短变粗形成了染色体。
第一次分裂的前期，细胞中的同源染色体两两配对，叫做联会。
所谓的同源染色体，指减数分裂时配对的两条染色体，形状和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方。
联会后染色体进一步螺旋化变粗，逐渐在光学显微镜下可见每条染色体都含有两条姐妹染色单体，由一个着丝点相连，每对同源染色体则含有四条姐妹染色单体，叫四分体。
图中有几个四分体？（两个）
分析以下的数量关系：
1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=2个着丝点=4条染色单体=4个DNA分子。
【教师】展示染色体交叉互换的照片和示意图。
【教师】在四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换一部分片段。经过交换，姐妹染色单体有何不同？
（交换前，姐妹染色单体是相同的，经过交换后，两条姐妹染色单体不同。）
【教师】交叉互换使分裂产生的四个子细胞所含的遗传物质各不相同。
用图中字母表示下列问题：
①图中有_______条染色体；______条染色单体 ； _________对同源染色体。
②同源染色体是__________；非同源染色体 ______；姐妹染色单体________________。
③四分体有____个分别是___________________________。
④1个四分体数=____条染色体= ____条染色单体 = ____对同源染色体
（2）减数第一次分裂中期
同源染色体成对排列于赤道板两侧。
（3）减数第一次分裂后期
同源染色体分离，非同源染色体自由组合。
（4）减数第一次分裂末期
形成两个次级精母细胞，染色体数目减半。
小结：减数第一次分裂的主要特征是什么？
Ⅲ. 减数第二次分裂
（1）减数第二次分裂前期
染色体散乱分布，次级精母细胞不再含有同源染色体。
（2）减数第二次分裂中期
染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上。
（3）减数第二次分裂后期
着丝粒分裂，染色体一分为二，数目倍增。
（4）减数第二次分裂末期
分裂结果形成四个精细胞。
变形：精细胞经过变形成为蝌蚪状的精子。不属于减数分裂的过程。
小结：减数第二次分裂的主要特征是什么？
（三）减数分裂的定义：
学生阅读教材，说出减数分裂的概念并找出减数分裂的特点。
1、范围：进行有性生殖的真核生物。
2、时期：产生成熟生殖细胞时。
3、特点：细胞分裂2次，而染色体只复制1次。
4、过程：（精子形成为例）。
5、结果：成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
6、实质：是一种特殊方式的有丝分裂。
三、课堂小结
1.精子的形成过程
间期:染色体复制。
减数分裂I:同源染色体配对 -联会;四分体中的非姐妹染色单体交叉互换;同源染色体分离,分别移向细胞的两极。
减数分裂II:每条染色体的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,分别移向细胞的两极。
2.减数分裂的定义
减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细 胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。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。减数分裂的结果是,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。
四、当堂检测
1.判断:在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅱ。（ ）
2.判断:在减数分裂过程中,着丝粒分裂发生在减数分裂I。 （ ）
3.根据减数分裂过程中染色体的行为变化，回答下列过程各发生的时期：
①染色体复制发生在 ___________ _________________________________________
②同源染色体的联会发生在 ______________________________________________
③同源染色体分离，非同源染色体自由组合发生在：__________________________
④染色体数目减半发生在 ______________________________________________
⑤DNA含量的减半发生在 ______________________________________________
⑥DNA含量的加倍发生在 ______________________________________________
⑦着丝粒的分裂发生在 _________________________________________________
4.关于下图的叙述不正确的是 (　　)
A．因为细胞无细胞壁有中心体⑨，所以可以判定该细胞为动物细胞
B．④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，它们通过一个着丝粒②相连
C．细胞中含有两对同源染色体，其中④和⑦为一对同源染色体
D．在后期时，移向同一极的染色体均含同源染色体
5．如图所示为处于不同分裂时期的细胞示意图，下列相关叙述不正确的是(　　)
A．a、b、c细胞中都有2条染色体，且都有染色单体
B．a、b、c细胞中都有1对同源染色体
C．c细胞中有1个四分体
D．a细胞中有2个核DNA分子，b、c细胞中均有4个核DNA分子
五、课后作业
1.在下列细胞中,没有同源染色体的是 （ ）
A.受精卵 B.体细胞 C.精子 D.精原细胞
2.5个初级精母细胞经过减数分裂,最终形成的精子数目是 （ ）
A.20个 B.5个 C,10个 D.40个
3．下图中的A表示某雄性动物的体细胞，B、C分别表示处于不同分裂状态的细胞图像。请据图回答下列问题：
(1)图中数字分别表示不同的生理过程，它们分别是①______________、②______________、③____________________。
(2)C细胞的名称是________________，它含有同源染色体________对。
(3)在上面方框中绘出D→F细胞分裂后期染色体行为的简图， 请注意染色体的形态和数目。
4.画出精子形成过程图
板书设计
第1节 减数分裂和受精作用
减数分裂
1.精子的形成过程
(1)形成部位
(2)形成过程
2.减数分裂的概念
(1)范围:进行有性生殖的生物产生成熟生殖细胞时
(2)概念: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。
(3)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了一半。
(4)过程: