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2.1.1減數分裂 教學設計高中生物學人教版(2019)必修2 遺傳與進化

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  1. 二一教育資源

2.1.1減數分裂 教學設計高中生物學人教版(2019)必修2 遺傳與進化

資源簡介

2.1.1減數分裂教學設計
一、教材分析
1、教材中的地位和作用
減數分裂這一部分內容不僅是第二章的重點內容也是本書的重點之一。以必修一學過的細胞學知識和染色體知識為基礎。通過精子卵細胞形成過程中染色體的變化行為,是理解第一章孟德爾遺傳規律的細胞學基礎。對雜合子體內等位基因間的相互作用、基因的分離定律和自由組合定律做出闡明。另外選修模塊涉及的人工受精、試管嬰兒等生殖技術都是以減數分裂和受精作用為基礎知識。所以本節既是本章的重點也是本書的重點之一。
教學重點、難點以及確定的依據
以精子形成過程為例,闡述減數分裂的過程,這部分知識不僅是有性生殖的關鍵,而且涉及有絲分裂中染色體的行為、數量變化知識,要十分重視這一內容的學習。因此確立本節重點是減數分裂概念、過程。而減數分裂過程中各時期變化比較復雜、抽象,學生在學習時,思維方向容易偏離,學生也會感到枯燥,不容易理解。因此,確立本節教學難點是減數分裂過程中各時期的變化特點。在學習過程中,關鍵是幫助學生弄清染色體減半的原因以及為第五章學習基因突變及其他變異奠定細胞學基礎。所以教學關鍵是理解同源染色體分離和非同源染色體自由組合,而引起的染色體數目變化以及染色體組合方式變化的關系。
二、 學情分析
學生已經系統的學習完了《分子與細胞》模塊,具備了比較強的生物學習的能力,學習過了細胞的增殖和分化,對于細胞分裂有一定的知識儲備。雖然高中生的邏輯思維,空間抽象分析判斷和歸納總結的能力都比較強,而這一節的內容相對來說非常抽象。可能對學生來 說是一種能力的挑戰。教師在挖掘教材的基礎上盡量化抽象為直觀,具體采用多種教學策略,這樣能夠激起學生的學習欲望和學習的成功感。
三、教學目標
目標與素養
1.闡明減數分裂產生染色體數目減半的精細胞或卵細胞。
2.概述精子和卵細胞的形成過程,比較其異同,并歸納減數分裂的定義。
3.闡明減數分裂過程中染色體的行為特點以及染色體和DNA的數量變化規律。
4.概述受精作用的過程,理解減數分裂和受精作用維持遺傳穩定性的作用。
情境與問題
1.通過比較果蠅體細胞和配子中染色體數目的變化,引出精子和卵細胞的形成過程。
2.通過模型構建,理解同源染色體分離、非同源染色體自由組合及同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換,進而理解配子的多樣性。
過程與方法
1.通過精子和卵細胞的形成過程,培養生命觀念核心素養。
2.通過觀察、分析減數分裂Ⅰ和減數分裂Ⅱ中染色體的特點,培養歸納、總結、比較的科學思維核心素養。
3.通過觀察蝗蟲精母細胞減數分裂裝片,提高對減數分裂的感性認識,進一步加深對減數分裂各時期特點的認識。
4.通過模型構建,理解配子多樣性的原因。
重點難點
重點
1.精子形成過程中染色體的變化情況。
2.減數分裂過程中染色體的行為特征和數目變化。
難點
1.精子形成過程中染色體的變化情況。
2.減數分裂過程中染色體的行為特征和數目變化。
四、教材處理
根據教材的重難點、學生的實際情況以及多媒體課件傳遞信息量大的特點,這部分內容我安排 2個課時。第一課時學習減數分裂概念和精子的形成過程,減數分裂的意義。第二課時學習卵細胞的形成過程、減數分裂和有絲分裂異同點的比較,和受精作用的意義。這里主要說明第一課時的教學方法和教學過程。
教學利用多媒體課件,創設形象生動的教學氛圍,同時應用講述法、談話法、比較法、指導讀書法等引導學生思考一系列問題,使他們積極主動參與到教學中,在獲取知識的同時培養學生觀察、比較和總結的能力。
具體的教學過程
第一課時 減數分裂
一、創設情境,導入新課
(一)問題探討:
在腐爛的水果周圍常可看到飛舞的果蠅。果蠅的生長周期短,繁殖快,染色體少且容易觀察,是遺傳學上常用的實驗材料。
右圖是黑腹果蠅雌雄個體的體細胞和配子的染色體示意圖。
討論1.配子的染色體與體細胞的染色體有什么差別
(①配子中的染色體數目是體細胞中的一半;
②配子的染色體是由體細胞的每對同源染色體中的
一條組合而成的。)
討論2.針對這幅圖,你還能提出什么問題或猜想
(配子是如何產生的?)
我們先回顧以前學過的有絲分裂,回答下列問題:
(1)染色體復制幾次?細胞分裂幾次?
(2)結果是一個細胞分裂成幾個子細胞?
(3)子細胞中染色體數目與母細胞相比發生了什么變化?
特點:染色體(DNA)復制一次,細胞分裂一次,子細胞擁有和親代細胞 一樣的染色體數(核DNA分子數)。
有絲分裂意義:親代細胞的染色體經過復制(關鍵是DNA復制)后,精確的平均分配到兩個子細胞中。由于染色體上有遺傳物質DNA,因而保證了親子代細胞之間遺傳的穩定性。
有性生殖細胞(精子和卵細胞)如何產生?
假設:配子(精子或卵細胞)是通過有絲分裂的方式產生的。
魏斯曼預測:在卵細胞和精子成熟的過程中,必然有一個特殊的過程使染色體數目減少一半;受精時,精子與卵細胞融合,恢復正常的染色體數目。這種分裂方式稱為減數分裂。
下面我們結合哺乳動物精子和卵細胞的形成,介紹減數分裂的過程。
二、新課教學
(二)精子形成的過程
提問:這些成群結隊的精子是從哪里來的
(高等動植物的減數分裂發生在有性生殖器官內,人和其他哺乳動物的精子是在睪丸中形成的。曲細精管有大量的精原細胞。精原細胞是原始的生殖細胞,每個精原細胞中的染色體數目都與體細胞的相同。一個成年健康男子,每天大約可產生2億個精子。也就是說,每天有很多個精原細胞進行減數分裂,那必然每天也有很多個精原細胞產生。)
提問:精原細胞是用過哪種方式產生的呢?如何判斷?
(有絲分裂,因為精原細胞所含的染色體數目與體細胞相同,相當于一種特殊的體細胞。當雄性動物成熟后,睪丸里的一部分精原細胞就開始進行減數分裂,經過兩次連續的分裂,形成精細胞,再經過精細胞的變形,最后形成了精子。)
提問:整個過程是如何進行的呢?
(減數分裂是一個連續分裂的過程,但為了研究方便,人們同樣將減數第一次分裂和減數第二次分裂劃分為不同的時期。)
在減數第一次分裂前的間期,染色體進行復制。此時,細胞有什么樣的變化?
(細胞體積變大,而復制后每條染色體都由兩條姐妹染色單體構成。)
Ⅰ.減數分裂前的間期
精原細胞染色體復制,體積增大,形成初級精母細胞。
Ⅱ.減數第一次分裂
(1)減數第一次分裂前期
染色體高度螺旋化、縮短變粗形成了染色體。
第一次分裂的前期,細胞中的同源染色體兩兩配對,叫做聯會。
所謂的同源染色體,指減數分裂時配對的兩條染色體,形狀和大小一般相同,一條來自父方,一條來自母方。
聯會后染色體進一步螺旋化變粗,逐漸在光學顯微鏡下可見每條染色體都含有兩條姐妹染色單體,由一個著絲點相連,每對同源染色體則含有四條姐妹染色單體,叫四分體。
圖中有幾個四分體?(兩個)
分析以下的數量關系:
1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=2個著絲點=4條染色單體=4個DNA分子。
【教師】展示染色體交叉互換的照片和示意圖。
【教師】在四分體中的非姐妹染色單體之間經常發生纏繞,并交換一部分片段。經過交換,姐妹染色單體有何不同?
(交換前,姐妹染色單體是相同的,經過交換后,兩條姐妹染色單體不同。)
【教師】交叉互換使分裂產生的四個子細胞所含的遺傳物質各不相同。
用圖中字母表示下列問題:
①圖中有_______條染色體;______條染色單體 ; _________對同源染色體。
②同源染色體是__________;非同源染色體 ______;姐妹染色單體________________。
③四分體有____個分別是___________________________。
④1個四分體數=____條染色體= ____條染色單體 = ____對同源染色體
(2)減數第一次分裂中期
同源染色體成對排列于赤道板兩側。
(3)減數第一次分裂后期
同源染色體分離,非同源染色體自由組合。
(4)減數第一次分裂末期
形成兩個次級精母細胞,染色體數目減半。
小結:減數第一次分裂的主要特征是什么?
Ⅲ. 減數第二次分裂
(1)減數第二次分裂前期
染色體散亂分布,次級精母細胞不再含有同源染色體。
(2)減數第二次分裂中期
染色體的著絲粒整齊地排列在赤道板上。
(3)減數第二次分裂后期
著絲粒分裂,染色體一分為二,數目倍增。
(4)減數第二次分裂末期
分裂結果形成四個精細胞。
變形:精細胞經過變形成為蝌蚪狀的精子。不屬于減數分裂的過程。
小結:減數第二次分裂的主要特征是什么?
(三)減數分裂的定義:
學生閱讀教材,說出減數分裂的概念并找出減數分裂的特點。
1、范圍:進行有性生殖的真核生物。
2、時期:產生成熟生殖細胞時。
3、特點:細胞分裂2次,而染色體只復制1次。
4、過程:(精子形成為例)。
5、結果:成熟生殖細胞中染色體數目比原始生殖細胞的減少一半。
6、實質:是一種特殊方式的有絲分裂。
三、課堂小結
1.精子的形成過程
間期:染色體復制。
減數分裂I:同源染色體配對 -聯會;四分體中的非姐妹染色單體交叉互換;同源染色體分離,分別移向細胞的兩極。
減數分裂II:每條染色體的著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,分別移向細胞的兩極。
2.減數分裂的定義
減數分裂是進行有性生殖的生物,在產生成熟生殖細 胞時進行的染色體數目減半的細胞分裂。在減數分裂前, 染色體復制一次,而細胞在減數分裂過程中連續分裂兩次。減數分裂的結果是,成熟生殖細胞中的染色體數目比原始生殖細胞的減少一半。
四、當堂檢測
1.判斷:在減數分裂過程中,染色體數目減半發生在減數分裂Ⅱ。( )
2.判斷:在減數分裂過程中,著絲粒分裂發生在減數分裂I。 ( )
3.根據減數分裂過程中染色體的行為變化,回答下列過程各發生的時期:
①染色體復制發生在 ___________ _________________________________________
②同源染色體的聯會發生在 ______________________________________________
③同源染色體分離,非同源染色體自由組合發生在:__________________________
④染色體數目減半發生在 ______________________________________________
⑤DNA含量的減半發生在 ______________________________________________
⑥DNA含量的加倍發生在 ______________________________________________
⑦著絲粒的分裂發生在 _________________________________________________
4.關于下圖的敘述不正確的是 (  )
A.因為細胞無細胞壁有中心體⑨,所以可以判定該細胞為動物細胞
B.④是一條染色體,包含兩條染色單體①和③,它們通過一個著絲粒②相連
C.細胞中含有兩對同源染色體,其中④和⑦為一對同源染色體
D.在后期時,移向同一極的染色體均含同源染色體
5.如圖所示為處于不同分裂時期的細胞示意圖,下列相關敘述不正確的是(  )
A.a、b、c細胞中都有2條染色體,且都有染色單體
B.a、b、c細胞中都有1對同源染色體
C.c細胞中有1個四分體
D.a細胞中有2個核DNA分子,b、c細胞中均有4個核DNA分子
五、課后作業
1.在下列細胞中,沒有同源染色體的是 ( )
A.受精卵 B.體細胞 C.精子 D.精原細胞
2.5個初級精母細胞經過減數分裂,最終形成的精子數目是 ( )
A.20個 B.5個 C,10個 D.40個
3.下圖中的A表示某雄性動物的體細胞,B、C分別表示處于不同分裂狀態的細胞圖像。請據圖回答下列問題:
(1)圖中數字分別表示不同的生理過程,它們分別是①______________、②______________、③____________________。
(2)C細胞的名稱是________________,它含有同源染色體________對。
(3)在上面方框中繪出D→F細胞分裂后期染色體行為的簡圖, 請注意染色體的形態和數目。
4.畫出精子形成過程圖
板書設計
第1節 減數分裂和受精作用
減數分裂
1.精子的形成過程
(1)形成部位
(2)形成過程
2.減數分裂的概念
(1)范圍:進行有性生殖的生物產生成熟生殖細胞時
(2)概念:在減數分裂前,染色體復制一次,而細胞在減數分裂過程中連續分裂兩次。
(3)結果:成熟生殖細胞中的染色體數目比原始生殖細胞的減少了一半。
(4)過程:

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