2.1 减数分裂和受精作用 第3课时（教学设计）高中生物人教版（2019）必修2（表格版）

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3课时
年级 高一年级 授课时间 1课时
课题 第1节减数分裂和受精作用
教材分析 本节课是人教版（2019）高中生物学必修2《遗传与进化》第2章"基因和染色体的关系"第1节"减数分裂和受精作用"的第3课时。在前两课时中，学生已系统学习了减数分裂的过程（精子和卵细胞的形成）、染色体行为变化以及受精作用的概念和意义。本课时是本章学习的深化与综合应用环节，核心内容为有丝分裂与减数分裂的综合比较。 地位与作用：作为细胞分裂知识的总结与升华，本课通过对两种分裂方式的深度辨析，旨在帮助学生构建清晰、完整的细胞分裂知识网络。这是理解遗传规律（分离与自由组合定律）的细胞学基础，也是后续学习遗传变异（如基因重组、染色体变异）的重要前提。 主要内容： 有丝分裂与减数分裂的比较：从发生部位、细胞类型、分裂次数、染色体行为、子细胞等方面进行系统性对比。 有丝分裂与减数分裂图像辨析：通过观察细胞分裂图，掌握根据染色体数目、形态、行为（如联会、分离）判断分裂方式和时期的方法。 有丝分裂与减数分裂的相关物质变化比较：分析染色体、核DNA、染色单体数量的动态变化曲线与柱形图，理解其变化规律及内在原因。
学情分析 【已有知识基础】 已掌握有丝分裂和减数分裂的完整过程、各时期特点及染色体行为变化。 理解染色体、染色单体、DNA的数量关系及同源染色体的概念。 初步具备观察和分析细胞分裂示意图的能力。 【可能存在的学习困难】 知识混淆：易将两种分裂过程的时期特征、染色体行为（尤其是"同源染色体联会、分离"与"姐妹染色单体分离"）混淆。 图像辨析困难：面对一个分裂期细胞图，难以快速、准确地根据关键特征（如染色体数目奇偶、有无同源染色体及联会行为）判断其属于有丝分裂还是减数分裂的哪个时期。 曲线分析抽象：对染色体、DNA数量变化曲线的拐点、平台期对应的生物学事件理解不清，难以将抽象的曲线与具体的分裂过程建立联系。 综合应用能力弱：在解决结合基因、变异等复杂情境的综合题时，无法灵活运用分裂知识进行分析。 【教学策略】 采用情境导入（细胞"吵架"）激发兴趣，引出比较的必要性。 运用探究式学习，引导学生通过小组合作完成比较表格，自主建构知识体系。 通过典型例题精讲和流程图/决策树，提炼图像辨析的通用方法和步骤，化难为易。 利用动态模型与曲线叠加分析，将抽象的物质变化可视化、具体化。 设计分层练习与游戏互动，巩固基础，突破难点，提升应用能力。
教学目标 【知识目标】 1.掌握有丝分裂和减数分裂的主要区别和联系； 2.能够准确识别和判断有丝分裂与减数分裂各时期的细胞图像； 3.理解染色体、DNA、染色单体在有丝分裂和减数分裂过程中的数量变化规律； 4.掌握根据曲线图分析细胞分裂类型和时期的方法； 5.能够运用所学知识解决细胞分裂相关的综合问题。 【素养目标】 1.生命观念：认识有丝分裂维持生物遗传稳定性，减数分裂与受精作用共同维持生物染色体数目恒定及遗传多样性的意义，形成生物体通过不同机制实现生命延续与发展的观念。 2.科学思维：能够系统比较和归纳有丝分裂与减数分裂的异同，构建知识网络；掌握根据染色体形态、数目、行为特征辨析细胞分裂图像的方法，提升基于证据进行逻辑推理和判断的能力；能够准确分析并解释细胞分裂过程中染色体、DNA、染色单体数量变化的曲线图与柱形图，发展模型与建模、分析与综合的科学思维能力。 3.科学探究：通过对分裂图像的观察、比较和分类，体验科学探究中观察、比较、归纳的一般过程。
教学重、难点 【教学重点】 1.有丝分裂与减数分裂在发生部位、过程、染色体行为及结果上的区别与联系。 2.根据细胞分裂图像判断分裂方式和时期的思路与方法。 3.细胞分裂过程中染色体、核DNA数目变化规律的曲线分析。 【教学难点】 1.熟练、准确地进行有丝分裂与减数分裂图像的辨析，尤其是前期、中期、后期的区分。 2.理解并分析染色体、核DNA、染色单体数量变化曲线的拐点含义及不同分裂方式曲线的差异。 3.综合运用分裂知识解决涉及特定时期判断、物质数量计算及遗传学分析的实际问题。
教学过程
教学内容 教师活动 学生活动
新课导入 【情景材料】 同学们，今天上课前，咱们先来调解一场‘家庭矛盾。 昨天，小明身体里的两个细胞吵架了。 皮肤细胞得意地说：我昨天刚通过有丝分裂生了两个一模一样的闺女，帮主人修复了伤口，我可是生命的建设者！ 一旁的精原细胞听了不屑一顾：切，你那叫简单复制，没创意。我正在进行减数分裂，我的目标是要制造出独一无二的生殖细胞，为创造新生命提供可能，我才是生命的传承者！ 皮肤细胞不服：你连染色体数目都少一半，不完整！ 它们吵得不可开交，都来找我们评理。 【讨论】 （1）有丝分裂和减数分裂谁更重要？二者又有何不同？ 阅读资料，思考并回答问题。
新知探究 一、 有丝分裂和减数分裂的比较 【探究活动1】根据所学知识，小组合作完成以下表格。 比较项目减数分裂有丝分裂不 同 点分裂的细胞细胞分裂次数同源染色体的行为非同源染色体的行为子细胞类型子细胞染色体数目子细胞间的遗传物质子细胞的特点意义
阅读课本，小组合作讨论完成任务。
二、有丝分裂和减数分裂图像辨析 【探究活动2】根据所学知识，判断一下图中细胞处于哪个分裂期。 【知识讲解】2.1 根据染色体的行为判断细胞分裂方式及时期 (1)前期细胞判断 趣味交互动画演示——同源染色体交叉互换 【辩一辩】图中细胞处于哪个分裂期 (2)中期细胞判断 【辩一辩】图中细胞处于哪个分裂期 (3)后期细胞判断 【辩一辩】图中细胞处于哪个分裂期 【知识讲解】2.2结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂时期 小组合作讨论完成任务。 认真听讲，做笔记。 思考并尝试回答。 思考并尝试回答。 思考并尝试回答。 认真听讲，做笔记。
三、有丝分裂和减数分裂的相关物质变化比较 【探究活动3】分析图表，完成以下任务。 【知识讲解】减数分裂和有丝分裂的模型分析(以染色体数为2n的生物为例) 3 1. 染色体与核DNA数目变化曲线的判断的形成过程 【任务】绘制染色体与核DNA数目变化曲线 【知识讲解】解题技巧 ①看分裂起点和终点：染色体和DNA在终点的数目比起点减半，则为减数分裂，若数目保持不变，为有丝分裂。 ②染色体或DNA数目突然由n变为2n，则为受精作用导致。 【任务】分析曲线，完成问题: 【问题】 (1)染色体数目减半发生在 结束: 同源染色体分离平均进入2个子细胞造成 减数分裂Ⅱ时染色体数目的变化为 。 (2)核DNA数量在 时分别减半。 (3)减数分裂Ⅱ后期染色体数、核DNA数都与正常体细胞相同,不同的是 。 (4)染色体数与核DNA数之比的变化规律及原因: 。 【任务】分析曲线，完成问题: 3.2 每条染色体上的DNA含量的曲线分析 【问题】 (1)A-B段: 有丝分裂或减数分裂前的 DNA 复制,染色单体形成,每条染色体上由有1个DNA分子变为有2个DNA分子。 (2)B-C段: 含有染色单体的时期,可表示分裂间期的 期,有丝分裂前期、中期,减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ 期。 (3)C-E段:有丝分裂后期、末期或减数分裂Ⅱ后期、末期,、 分裂,姐妹染色单体分开。 【知识讲解】3 3. 染色单体数目变化的曲线分析 (1)有丝分裂: 分裂间期:因染色体复制,染色单体形成; 后期: 因着丝粒分裂,染色单体数目变为0。 【问题】 减数分裂: ①减数分裂前的间期:因染色体复制,染色单体形成,数目变化: 。 ②减数分裂I 末期结束:因同源染色体分开,分别进入两个子细胞,染色单体数目减半,数目变化: 。 ③减数分裂Ⅱ后期:因着丝粒分裂,染色单体消失,数目变化: 。 【任务】3.4分析曲线中四组数据，描述细胞分裂的过程 小组合作讨论完成任务。 认真听讲，做笔记。 小组合作讨论完成任务。 小组合作讨论，完成任务。 认真听讲，做笔记。 小组合作讨论，完成任务
【习题巩固】 1．下列染色体行为中，属于减数分裂过程特有的是（ ） A．染色体复制 B．同源染色体分离 C．染色体的着丝粒分裂 D．染色体解螺旋成染色质 【答案】B 【详解】 A．染色体复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，是两种分裂共有的行为，A不符合题意； B．同源染色体分离仅发生在减数第一次分裂后期，是减数分裂特有的行为（有丝分裂中同源染色体不配对、不分离），B符合题意； C．染色体的着丝粒分裂发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，是两种分裂共有的行为，C不符合题意； D．染色体解螺旋成染色质发生在有丝分裂末期和减数第二次分裂末期，是两种分裂共有的行为，D不符合题意； 故选B。 2．图a表示细胞分裂不同时期与每条染色体上DNA含量的关系，图b表示某生物同一个体（2n=4）处于细胞分裂不同时期的细胞（不考虑变异的情况），下列叙述正确的是（ ） A．图a中BC段时期细胞中的每条染色体均含2条染色单体 B．图b甲细胞处于图a中的CD段，即处于减数分裂Ⅱ的后期 C．图b乙细胞中同源染色体分离，之后将产生两个次级精母细胞 D．图b丙细胞处于图a中的DE段，该细胞中含有2条染色体 【答案】A 【详解】 A、图a中AB段DNA进行了复制，因此BC段时期DNA已经完成复制，每条染色体上含有2个DNA分子，染色体上的着丝粒还未分裂，故细胞中的每条染色体均含2条姐妹染色单体，A正确； B、图b甲细胞着丝粒分裂，每条染色体只含有1个DNA分子，因此处于图a中的CD段，但甲细胞存在同源染色体，处于有丝分裂的后期，B错误； C、图b乙细胞进行同源染色体的分离，但从图中看出细胞质不均等分裂，故将产生次级卵母细胞和极体，C错误； D、图b丙细胞姐妹染色单体还未分开，即一条染色体上有2个DNA分子，处于图a中的BC段，D错误。 故选A。 3．图甲、乙表示某二倍体动物细胞分裂过程中一对同源染色体（分别用红色荧光和绿色荧光标记着丝粒）位置的变化路径。下列有关叙述正确的是（ ） A．图甲、乙分别表示有丝分裂和减数分裂 B．图甲③→④过程中可发生等位基因的分离 C．图乙①→②过程中会发生同源染色体联会 D．图乙中位置③时，会发生核DNA分子加倍 【答案】B 【详解】 A、观察图甲，同源染色体先联会，后分离，这符合减数分裂的特征；图乙中同源染色体没有联会和分离现象，而是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，符合有丝分裂的特征，所以图甲、乙分别表示减数分裂和有丝分裂，A错误； B、图甲③→④过程是同源染色体分离，等位基因分离，B正确； C、图甲中①→②过程发生同源染色体联会；而图乙进行的是有丝分裂，有丝分裂过程中不发生同源染色体联会，C错误； D、图乙表示有丝分裂，在位置③时，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，核DNA加倍发生在间期，D错误。 故选B。 4．图中甲、乙、丙为某二倍体动物（2n）不同分裂时期的细胞示意图。下列叙述正确的是（　　） A．甲细胞进行减数分裂，可发生基因自由组合 B．乙细胞为初级卵母细胞，分裂后会产生极体 C．丙细胞中染色体数：核DNA数=1：1 D．图示三个细胞中均存在同源染色体 【答案】B 【详解】 A、甲细胞中染色体着丝点分裂，姐妹染色单体分离，且细胞中有同源染色体，处于有丝分裂后期，有丝分裂过程中不会发生基因自由组合，基因自由组合发生在减数分裂过程中，A错误； B、乙细胞中同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期，且细胞质不均等分裂，所以该细胞是初级卵母细胞，分裂完成产生次级卵母细胞和第一极体，B正确； C、丙细胞不含同源染色体，每条染色体含有两条姐妹染色单体，此时染色体数：核DNA数=1：2，C错误； D、丙细胞不含同源染色体，且染色体排列在赤道板上，处于减数第二次分裂中期，D错误。 故选B。 5．某二倍体动物细胞分裂过程中常见的染色体行为变化如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．真核细胞的分裂过程中都会出现如图乙所示的染色体变化 B．图甲对应的时期可能发生等位基因的分离和基因重组 C．图乙对应的时期，细胞中均含有姐妹染色单体 D．着丝粒分开后，染色单体数和DNA分子数均不变 【答案】B 【详解】 A、真核细胞的分裂方式包括有丝分裂、减数分裂、无丝分裂；无丝分裂没有染色体的形态变化，自然不会出现图乙的染色体行为；减数第二次分裂中期也无同源染色体，与图乙特征不同，A错误； B、图甲表示同源染色体分离，发生在减数第一次分裂后期，此时可能发生等位基因的分离和非同源染色体上非等位基因的自由组合，B正确； C、图乙表示着丝粒分裂，若为有丝分裂后期，细胞中有4个染色体组，若为减数第二次分裂后期，细胞中有2个染色体组，C错误； D、着丝粒分开前每条染色体有2条染色单体、2个DNA分子；着丝粒分开后染色单体消失（数目变为0），DNA分子数暂时不变（直到细胞分裂完成），因此染色单体数发生了改变，D错误。 故选B。 6．如图表示某二倍体动物（2n=8）的细胞分裂过程中核DNA和染色体数目变化的曲线图。下列叙述错误的是（　　） A．图中所示时期发生了三次DNA的复制 B．阶段②的H→I段，细胞中同源染色体分离 C．阶段③的L点，细胞核DNA数为4 D．阶段③的L→M表示姐妹染色单体分离，染色体数目加倍 【答案】D 【详解】 A、图中所示过程发生了三次分裂，第一次是有丝分裂，第二次是减数分裂，第三次是有丝分裂，故发生了三次DNA的复制，A正确； B、阶段②为减数分裂，HI段是减数第一次分裂后期，同源染色体分离，B正确； C、阶段③的L点是减数第二次分裂末期，细胞已完成两次分裂，无同源染色体，核DNA数为体细胞的一半即为4，C正确； D、阶段③的L→M表示受精作用，D错误。 故选D。 7．基因型为EeFf的二倍体动物，E和e、F和f位于一对同源染色体上，关于其细胞进行有丝分裂和减数分裂的叙述（不考虑基因突变和染色体互换），下列说法正确的是（ ） A．在分裂前的间期均有E基因及其所在染色体的复制、加倍 B．有丝分裂前期和减数分裂Ⅰ前期，细胞中的同源染色体对数和四分体数相同 C．有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期，均发生在纺锤丝牵引下着丝粒分裂和染色体分离 D．有丝分裂的子细胞基因型都是EeFf，减数分裂的子细胞基因型为EF、ef或Ef、eF 【答案】D 【详解】 A、分裂前的间期均进行DNA复制（含E基因的染色体复制），但染色体数目加倍发生在有丝分裂后期（着丝粒分裂），间期仅完成染色单体形成，A错误； B、有丝分裂前期同源染色体不联会，故无四分体，B错误； C、有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期均发生姐妹染色单体分离，由纺锤丝牵引，但是着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的，C错误； D、有丝分裂子细胞基因型与母细胞相同（EeFf）；减数分裂时，同源染色体分离导致子细胞基因型为EF、ef或Ef、eF（不考虑互换），D正确。 故选D。 8．如图是同一种二倍体动物体内有关细胞分裂的一组图像，下列说法中正确的是（ ） A．①②③④都具有同源染色体 B．动物睾丸或卵巢中不可能出现含4个染色体组的细胞 C．④的子细胞可能是精细胞或极体 D．上述细胞中有8条染色单体的是①②③ 【答案】C 【详解】A、④处于减数第二次分裂后期，无同源染色体，A错误； B、①为有丝分裂后期，二倍体生物有丝分裂后期染色体组为4个（体细胞为 2 个，后期着丝点分裂加倍）；动物睾丸 / 卵巢中的原始生殖细胞会进行有丝分裂，因此可能出现含4个染色体组的细胞，B错误； C、④是减数第二次分裂后期，若为雄性动物，其子细胞是精细胞；若为雌性动物，该细胞可能是第一极体（子细胞为极体），因此子细胞可能是精细胞或极体，C正确； D、①和④中都没有染色单体，D错误。 故选C。 做习题，巩固知识。
课堂小结
板书设计 第1节 减数分裂和受精作用（第3课时） ——有丝分裂与减数分裂的比较 一、核心比较 比较项目减数分裂有丝分裂不 同 点分裂的细胞细胞分裂次数同源染色体的 行为非同源染色体的行为子细胞类型子细胞 染色体数目子细胞间的遗传物质子细胞的特点意义
二、图像辨析"三看"法 一看数目：奇数为减Ⅱ 二看同源：无同源→减Ⅱ；有同源→进入第三步 三看行为：联会/四分体→减Ⅰ前期/中期 同源分离→减Ⅰ后期 无特殊行为→有丝分裂 三、物质变化曲线关键点 1. 染色体数： 减半点：减Ⅰ末（同源染色体分开） 加倍点：着丝粒分裂时（有丝后/减Ⅱ后） 恢复2n点：受精作用 2. DNA数： 加倍：间期复制 减半：两次分裂末各一次 3. 染色单体： 形成：间期复制后 消失：着丝粒分裂时 柱形图中"0"的一定是染色单体
课后作业 1．我国科学家编辑了水稻的部分基因获得Fix突变体，该突变体在形成生殖细胞时用有丝分裂代替了减数分裂。Fix突变体形成生殖细胞的过程中可能发生（　　） A．DNA无法复制 B．纺锤体无法形成 C．姐妹染色单体无法分离 D．同源染色体无法联会 【答案】D 【详解】 A、DNA复制是细胞分裂（包括有丝分裂和减数分裂）的前提，该过程在两种分裂方式的间期均会发生，A错误； B、纺锤体形成是染色体均分的基础，有丝分裂和减数分裂过程中均需形成纺锤体牵引染色体移动，B错误； C、姐妹染色单体分离发生于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，Fix突变体进行有丝分裂时该过程仍可正常发生，C错误； D、同源染色体联会是减数分裂Ⅰ前期的特有行为，有丝分裂过程中同源染色体不联会。Fix突变体用有丝分裂代替减数分裂，必然导致联会过程缺失，D正确。 故选D。 2．基因型为AaBb的某动物生殖器官内4种不同细胞的染色体组成如下图，染色体上的字母表示基因。下列相关叙述正确的是（　　） A．图①染色体高度螺旋化，此细胞下一时期将进行同源染色体分离 B．图②非同源染色体的自由组合会导致所形成的配子中只含非等位基因 C．图③为次级精母细胞，其形成的两个精细胞的核遗传物质相同 D．图④细胞同时出现B、b，其产生的子细胞对子代的性状没有影响 【答案】D 【详解】 A、图①处于有丝分裂中期，其中的染色体高度螺旋化，此细胞下一时期为有丝分裂后期，发生着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，不发生同源染色体分离，A错误； B、图②表示减数分裂Ⅰ后期，等位基因的分离导致形成的配子中只含非等位基因，B错误； C、根据图②中细胞质的不均等分裂可确定该动物为雌性动物，不会出现次级精母细胞，C错误； D、图④细胞的细胞质均等分裂，该细胞为第一极体，细胞中同时出现B、b，是基因突变的结果，其产生的子细胞为极体，不参与受精作用，对子代的性状没有影响，D正确。 故选D。 3．下列有关细胞分裂的叙述不合理的是（ ） A．在同一分生组织中不同细胞的分裂是不同步的 B．细胞通过有丝分裂可将遗传信息由亲代细胞传递到子细胞中 C．在进行有丝分裂或减数第一次分裂的细胞中均可观察到染色体数目加倍的细胞 D．在减数第二次分裂的细胞中也可能观察到同源染色体 【答案】C 【详解】 A、即使在同一分生组织中，不同细胞的分裂也是不同步的，A正确； B、细胞通过有丝分裂可将遗传信息由亲代细胞传递到子细胞中，这是有丝分裂的本质，通过染色体精确复制和均等分配，确保遗传稳定性，B正确； C、有丝分裂后期因姐妹染色单体分离，观察到染色体数目加倍，减数第一次分裂观察不到染色体数目加倍，C错误； D、对于二倍体生物的减数第一次分裂时同源染色体未分离，减数第二次分裂的细胞中可能出现同源染色体；多倍体生物如四倍体，其减数第二次分裂的细胞中仍可找到同源染色体，D正确。 故选C。
教学反思 预期成效： 本教案设计条理清晰，从趣味导入到系统比较，再到方法提炼和综合应用，符合学生的认知规律，能有效帮助学生构建知识体系。 "三看"图像辨析法和曲线分析关键点总结，为学生提供了可操作的工具，有望显著降低学习难度，提升解题准确率。 探究活动与游戏环节的设计，有助于调动学生积极性，促进深度学习。 实施难点与应对： 时间紧张：内容含量大，尤其是曲线分析部分较为抽象。需严格控制各环节时间，确保核心内容（比较、辨析、曲线）有充足讲解和练习。 学生分化：基础薄弱的学生可能同时理解图像和曲线有困难。应采取分层教学策略：要求所有学生掌握基础比较和图像辨析"三看"法；对曲线分析，鼓励学有余力的学生深入理解，对基础弱的学生要求能识别典型曲线即可。 知识迁移：学生可能孤立地记忆知识点，在综合题中无法灵活调用。在练习讲评环节，应多采用"一题多问"的形式，串联不同知识点，并反复强调"先判断分裂方式"这一核心思路。 改进设想： 可提前布置预习任务，让学生自行绘制两种分裂的过程简图，课上直接用于比较，提高效率。 课后可提供微课视频，专门讲解曲线分析，供学生反复观看消化。 下一课时可设计专题习题课，进一步巩固本课所学，并衔接遗传规律的应用。
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