2019-2020年高中生物 2.1《減數(shù)分裂中的染色體行為》教案 浙科版必修2.doc

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2019-2020年高中生物 2.1《減數(shù)分裂中的染色體行為》教案 浙科版必修2 一、教學(xué)目標(biāo) 【知識(shí)目標(biāo)】 1．了解細(xì)胞核內(nèi)染色體和染色質(zhì)的關(guān)系，了解染色體的類型，識(shí)記常見生物的染色體數(shù)量。 2．理解減數(shù)分裂和受精作用的概念，過程和遺傳學(xué)意義。 3．掌握染色體在減數(shù)分裂過程中形態(tài)、數(shù)量、行為的變化，理解同源染色體，四分體的概念。 4．通過減數(shù)分裂模型的制作，使學(xué)生加深對(duì)減數(shù)分裂過程的理解 【能力目標(biāo)】 1．培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建模型能力，空間想象和邏輯思維能力，用簡(jiǎn)約的科學(xué)術(shù)語概括、總結(jié)和表達(dá)生物現(xiàn)象的能力。 2．通過手工制作模型，在制作過程中設(shè)計(jì)構(gòu)思、查閱資料、尋找實(shí)驗(yàn)材料、探索發(fā)現(xiàn)等一系列的實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和研究性學(xué)習(xí)能力。 3．培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用減數(shù)分裂過程中染色體的相應(yīng)變化規(guī)律，來解釋和解決實(shí)際問題的能力。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】 1．聯(lián)系實(shí)際生活激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。 2．通過減數(shù)分裂過程中染色體行為與遺傳規(guī)律的聯(lián)系明確探究性思維，在生物發(fā)展過程的重要作用，激發(fā)學(xué)生對(duì)于未知現(xiàn)象的探索、質(zhì)疑精神。 3．養(yǎng)成學(xué)生的探究性思維品質(zhì)和構(gòu)建模型的能力。 4．減數(shù)分裂和受精作用等內(nèi)容在于揭示生命延續(xù)體會(huì)的生物的奧妙。 二、教材分析 【教材的地位作用】 本章“染色體與遺傳”是必修2遺傳與進(jìn)化的基礎(chǔ)，從教材編排體系來看，第一章孟德爾定律，重視學(xué)生探究性思維的培養(yǎng)，要從遺傳學(xué)上理解孟德爾定律必須系統(tǒng)的學(xué)習(xí)“染色體與遺傳”。這一模塊的其他內(nèi)容與本章息息相關(guān)，如生物的變異和生物的進(jìn)化。同時(shí)本章還是選修模塊的知識(shí)前提如人工授精、試管嬰兒等生殖技術(shù)，都是以減數(shù)分裂和受精作用為必要的知識(shí)基礎(chǔ)。 只有理解“減數(shù)分裂過程中的染色體行為”，才能理解“分離定律和自由組合定律”與其是現(xiàn)象和本質(zhì)的關(guān)系，才能從根本上理解“生物變異”的重要來源基因重組以及染色體變異，為以后的生物的進(jìn)化奠定基礎(chǔ)?？傊?，“減數(shù)分裂中的染色體行為”是“遺傳與變異”中的重中之重。 【教學(xué)重難點(diǎn)】 重點(diǎn)：減數(shù)分裂各個(gè)階段染色體行為、數(shù)量、特征的變化。 難點(diǎn)：掌握各階段染色體數(shù)量的變化特點(diǎn)；理解同源染色體的概念。 【建議課時(shí)】 2課時(shí)。 三、學(xué)情分析 學(xué)生已經(jīng)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)完了《分子與細(xì)胞》模塊，具備了比較強(qiáng)的生物學(xué)習(xí)的能力，學(xué)習(xí)過了細(xì)胞的增殖和分化，對(duì)于細(xì)胞分裂有一定的知識(shí)儲(chǔ)備。雖然高中生的邏輯思維，空間抽象，分析判斷和歸納總結(jié)的能力都比較強(qiáng)，而這一節(jié)的內(nèi)容相對(duì)來說非常抽象，可能對(duì)學(xué)生來說是一種能力的挑戰(zhàn)。教師在挖掘教材的基礎(chǔ)上盡量化抽象為直觀、具體，采用多種教學(xué)策略，這樣能夠激起學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和學(xué)習(xí)的成功感。 四、教學(xué)設(shè)計(jì) 【設(shè)計(jì)思路】 這一小節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,教師應(yīng)該先用有絲分裂過程來回顧原有的關(guān)于細(xì)胞分裂的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而引出減數(shù)分裂的初步概念,再講述精子與卵細(xì)胞的形成過程的方法進(jìn)行教學(xué)（也可以先講述精子與卵細(xì)胞的形成過程,再指導(dǎo)學(xué)生歸納出減數(shù)分裂的概念）。最后講述減數(shù)分裂和受精作用的意義。 學(xué)生對(duì)減數(shù)分裂概念的掌握不可能一次到位,教師在教學(xué)中應(yīng)注意到學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知層次需要逐步提高。初次介紹減數(shù)分裂只能達(dá)到“識(shí)記的水平”,通過學(xué)習(xí)精子和卵細(xì)胞的形成過程,使學(xué)生對(duì)減數(shù)分裂概念達(dá)到“理解的水平”。在此基礎(chǔ)上,將減數(shù)分裂與有絲分裂相比較,并應(yīng)用于對(duì)遺傳規(guī)律理解中,才能使學(xué)生對(duì)減數(shù)分裂的概念最終達(dá)到“應(yīng)用”的水平。 【課前準(zhǔn)備】 教師：有絲分裂掛圖或者CIA、精子形成過程掛圖或者CIA；哺乳動(dòng)物睪丸示意圖；帶有磁性的各種染色體模型（可以自制）。建議第一課時(shí)用掛圖，第二課時(shí)用自制CIA授課。 學(xué)生：課前復(fù)習(xí)回顧關(guān)于《分子與細(xì)胞》模塊的細(xì)胞有絲分裂的內(nèi)容，特別注重對(duì)一些相關(guān)基礎(chǔ)概念的把握：染色體、DNA、染色單體以及遺傳物質(zhì)復(fù)制對(duì)三者數(shù)量造成的影響。查找關(guān)于精子、卵細(xì)胞的內(nèi)容。 【教學(xué)過程】 教學(xué)思路 教 學(xué) 設(shè) 計(jì) 說明 回顧舊知 復(fù)習(xí)有關(guān)有絲分裂過程中的染色體、DNA、染色單體的行為、數(shù)量變化。 可以設(shè)計(jì)如下問題： ①有絲分裂分成幾個(gè)時(shí)期，每個(gè)時(shí)期的主要特點(diǎn)是什么？ ②什么時(shí)期是觀察染色體的最佳時(shí)期？ ③有絲分裂DNA復(fù)制以后，染色體的數(shù)量加倍了嗎？染色單體數(shù)量加倍了嗎？ ④有絲分裂產(chǎn)生的子代細(xì)胞跟親代細(xì)胞染色體數(shù)量一致嗎？ ⑤有絲分裂的意義？ 喚醒學(xué)生關(guān)于細(xì)胞分裂的相關(guān)知識(shí)點(diǎn) 引入新課 引入減數(shù)分裂 一、減數(shù)分裂概念： 遺傳物質(zhì)復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。 是一種特殊的有絲分裂。 有絲分裂過程中出現(xiàn)了染色體和染色質(zhì)兩種形態(tài)，它們存在怎么樣的聯(lián)系？ 學(xué)生回答。 教師總結(jié)：染色體和染色質(zhì)是同一物質(zhì)在不同時(shí)期的不同表現(xiàn)，他們之間的本質(zhì)相同，存在形態(tài)不同。 學(xué)生自己看書，總結(jié)染色體的組成、種類的知識(shí)點(diǎn)？ 教師根據(jù)學(xué)生的總結(jié)，板書： ①染色體結(jié)構(gòu)：著絲粒、長(zhǎng)臂、短臂 ②染色體類型 端著絲粒染色體 近端著絲粒染色體 中間著絲粒染色體 ③常見動(dòng)植物的染色體。 教師應(yīng)該讓學(xué)生明確：生物體內(nèi)染色體有不同的類型；不同生物染色體數(shù)量不一樣。 教師提問：總結(jié)那么多生物的遺傳物質(zhì)，體細(xì)胞中的染色體是成對(duì)存在的，可以用“2n”來表示，為什么呢？。假設(shè)體細(xì)胞的染色體數(shù)不是“2n”，會(huì)帶來什么樣的影響。（教師提示學(xué)生從生物的生殖這個(gè)角度考慮。） 教師板書： 教師提出本節(jié)課探究目標(biāo)：為什么染色體數(shù)由體細(xì)胞的“2n”轉(zhuǎn)變?yōu)榱恕皀”？（這也是理解減數(shù)分裂的關(guān)鍵。） 學(xué)生討論： ①有絲分裂，復(fù)制一次，分裂一次（教師提示） ②減數(shù)分裂，復(fù)制一次，分裂二次 ③減數(shù)分裂，不復(fù)制，分裂一次 教師與學(xué)生互動(dòng)共同得出，減數(shù)分裂應(yīng)該是遺傳物質(zhì)復(fù)制一次，而染色體連續(xù)分裂兩次的細(xì)胞分裂方式，是一種特殊的有絲分裂。由于在減數(shù)分裂過程中也會(huì)出現(xiàn)染色體和紡錘體。 這部分知識(shí)在有絲分裂中已經(jīng)涉及，可以讓學(xué)生歸納，教師總結(jié) 可以通過掛圖、投影、CIA輔助教學(xué) 提出本課主要解決的問題。在學(xué)生討論時(shí)，教師提示根據(jù)有絲分裂前后染色體的數(shù)量變化來思考。 二、精子形成過程 1、產(chǎn)生部位 2、減數(shù)分裂過程 三、精子形成全過程詳解 1、精原細(xì)胞 教師：下面我們以精子細(xì)胞為例系統(tǒng)地學(xué)習(xí)減數(shù)分裂的過程。 哺乳動(dòng)物睪丸示意圖： 1、 產(chǎn)生部位 睪丸中的曲細(xì)精管 精原細(xì)胞 精子細(xì)胞 原始生殖細(xì)胞 成熟生殖細(xì)胞 在這里教師要把握精原細(xì)胞來源和去路問題？ 讓學(xué)生明確，精原細(xì)胞不但可以有絲分裂產(chǎn)生精原細(xì)胞，還可以通過減數(shù)分裂產(chǎn)生精子細(xì)胞。 2、 減數(shù)分裂過程（出示減數(shù)分裂整個(gè)過程的掛圖或者投影） 減數(shù)第一次分裂 減數(shù)第二次分裂 先總體分析整個(gè)減數(shù)分裂過程，讓學(xué)生總體上先把握減數(shù)分裂幾個(gè)重要階段。 要注意以下幾點(diǎn) ①減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂不同起點(diǎn)和終點(diǎn) ②精子細(xì)胞變形成精子的過程不屬于減數(shù)分裂的范疇。在這個(gè)過程中丟掉了大部分的細(xì)胞質(zhì)，只留下精子頭部細(xì)胞核。 ③一個(gè)精原細(xì)胞最后產(chǎn)生四個(gè)精子細(xì)胞，染色體數(shù)為體細(xì)胞的一半。 ④教師說明，根據(jù)減數(shù)分裂過程中染色體變化特征將減數(shù)分裂分為減數(shù)分裂間期，減數(shù)第一次分裂（前、中、后、末）、減數(shù)第二次分裂（前、中、后、末） 1、精原細(xì)胞（減數(shù)分裂間期） 注意①DNA復(fù)制，有關(guān)PRO合成 ②染色體呈現(xiàn)染色質(zhì)形態(tài) ③復(fù)制后DNA數(shù)量加倍，染色單體形成，染色體數(shù)不變 講述減數(shù)分裂內(nèi)容前要明確這節(jié)課的重點(diǎn)“減數(shù)分裂過程中的染色體行為”。 以上的講解都是為學(xué)習(xí)減數(shù)分裂的全過程清除障礙，接下來學(xué)生就可以全身心的投入到減數(shù)分裂全過程的學(xué)習(xí)中。 與有絲分裂間期聯(lián)系 2、 初級(jí)精母細(xì)胞 （1）前期 同源染色體、四分體 （2）中期 同源染色體排列在赤道板的兩側(cè) （3）后期 特點(diǎn)：同源染色體分離，非同源染色體自由組合 2、初級(jí)精母細(xì)胞 （1）前期I 教師提示學(xué)生觀察染色體特點(diǎn)。 ① 每條染色體都有2個(gè)DNA，2條姐妹染色單體 ② 染色體會(huì)出現(xiàn)兩兩配對(duì)的現(xiàn)象。 ③ 配對(duì)的這一對(duì)染色體稱為同源染色體（學(xué)生觀察并總結(jié)同源染色體特點(diǎn)。） ④ 配對(duì)的這一對(duì)染色體由于有四條染色單體，所以又稱為四分體。 ⑤ 在四分體時(shí)期有交叉互換，適當(dāng)講解交叉互換的意思。 總結(jié)：1個(gè)四分體=1對(duì)同源染色體=4條染色單體=4個(gè)DNA 教師引導(dǎo)學(xué)生討論同源染色體的知識(shí)點(diǎn)（設(shè)計(jì)問題如下） ① 在生物體細(xì)胞中存在著同源染色體嗎？有絲分裂過程中有同源染色體嗎？出不出現(xiàn)配對(duì)的現(xiàn)象？ ② 人總共有46條染色體，那么同源染色體有多少對(duì)？能理解同源染色體一條來自父方，一條來自母方嗎？ ③ 同源染色體的形態(tài)、大小一定相同嗎？ （2）中期I 特點(diǎn)：每一對(duì)同源染色體排列在赤道板的兩側(cè) 引導(dǎo)學(xué)生討論：這樣排列有什么樣的生物學(xué)意義？為學(xué)習(xí)同源染色體后期的分離，非同源染色體隨機(jī)組合做準(zhǔn)備。 （3）后期I 特點(diǎn)：紡錘絲牽引下，同源染色體分離，非同源染色體自由組合 ① 比較有絲分裂后期染色體行為的不同點(diǎn)。（特別要注意非同源染色體的概念和行為） ② 圖示：分析細(xì)胞兩極得到的非同源染色體的可能性。 學(xué)生分析，教師總結(jié)：到兩極的染色體可能性 兩種可能性1、AB和ab 2、Ab和aB 拓展：假設(shè)現(xiàn)在細(xì)胞中有3對(duì)同源染色體呢？比如人體23對(duì)呢？學(xué)生總結(jié)：同源染色體為n對(duì)，兩極的染色體組合類型？（注意提問方法，一個(gè)細(xì)胞還是生物個(gè)體） 減數(shù)第一次分裂前期最主要把握同源染色體的概念。 著重理解同源染色體和非同源染色體的行為，才能從本質(zhì)上理解孟德爾遺傳定律。 （4）末期I 3、 次級(jí)精母細(xì)胞 （1）前期Ⅱ （2）中期Ⅱ （3）后期Ⅱ （4）末期Ⅱ （4）末期I：細(xì)胞質(zhì)分裂形成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，著絲點(diǎn)沒有分開。 注意點(diǎn)：要讓學(xué)生明確，同原染色體分離后，非同原染色體組合的類型決定了次級(jí)精母細(xì)胞的類型。 3、次級(jí)精母細(xì)胞 （1）前期Ⅱ ① 再次強(qiáng)化初級(jí)精母細(xì)胞同源染色體對(duì)數(shù)與產(chǎn)生的次級(jí)精母細(xì)胞種類的關(guān)系 ② 分析次級(jí)精母細(xì)胞的特點(diǎn) （注意：沒有同源染色體，并且次級(jí)精母細(xì)胞的染色體的姐妹染色單體沒有分開） ③ 染色體散亂的排布在細(xì)胞上 ④ 經(jīng)過減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的子代細(xì)胞的染色體數(shù)量是親代細(xì)胞的一半。 （2）中期Ⅱ：著絲點(diǎn)排列在赤道板 （3）后期Ⅱ：著絲點(diǎn)分開，姐妹染色單體分開成為染色體移向細(xì)胞的兩極。 （4）末期Ⅱ：染色體到達(dá)細(xì)胞兩極，兩個(gè)子細(xì)胞各自分開最終形成四個(gè)精子細(xì)胞。 總結(jié)精子形成的全過程提出問題： ① 減數(shù)分裂中沒有同源染色體的細(xì)胞有那些？ ② 真正意義上使染色體數(shù)量減半的應(yīng)該是減數(shù)第一次還是減數(shù)第二次？ ③ 教師圖示減數(shù)分裂過程中染色體、DNA、染色單體數(shù)量，列表如下： 精原細(xì)胞 初級(jí)精母細(xì)胞 次級(jí)精母細(xì)胞 減數(shù)第一次分裂 減數(shù)第二次分裂 間 前 中 后 末 前 中 后 末 DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n 2n 2n 2n 2n 染色體 2N→2N 2N 2N 2N 2N N N N N 染色單體 0→4N 4N 4N 4N 4N 2N 2N 0 0 注意與減數(shù)第一次分裂中的染色體行為的區(qū)別 學(xué)生完成圖表填充 三、減數(shù)分裂過程中的同源染色體行為 四、卵細(xì)胞的形成 五、受精作用 六、減數(shù)分裂和有絲分裂的比較 ④ 把表中的數(shù)量轉(zhuǎn)變?yōu)榍€圖 時(shí)期 2n 4n 染色體數(shù) 染色單體數(shù) DNA分子數(shù) 減數(shù)第一次分裂 減數(shù)第二次分裂 減數(shù)分裂過程中幾個(gè)規(guī)律性變化曲線圖 教師提問 ①歸納減數(shù)分裂過程中有同源染色體的時(shí)期 ②歸納同源染色體在減數(shù)分裂中的特殊行為。 學(xué)生總結(jié) ①減數(shù)第Ⅱ次分裂時(shí)已經(jīng)沒有同源染色體了。 ②減數(shù)第Ⅰ次分裂前期同源染色體回出現(xiàn)配對(duì)的現(xiàn)象，配對(duì)的染色體會(huì)發(fā)生局部的交叉互換。 ③ 減數(shù)第Ⅰ次分裂后期同源染色體移向兩極，非同源染色體在兩極自由組合。 設(shè)計(jì)問題，鞏固學(xué)生對(duì)同源染色體的把握： 問題1、一個(gè)生物個(gè)體精原細(xì)胞有1對(duì)同源染色體 ① 在不交叉互換的情況下，可以產(chǎn)生幾種精子細(xì)胞。 ② 在交叉互換的情況下，可以產(chǎn)生幾種精子細(xì)胞。 ③ 引導(dǎo)學(xué)生推出假設(shè)有2對(duì)同源染色體，在交叉互換存在的情況下可以產(chǎn)生幾種類型的配子。 問題2、再次強(qiáng)調(diào)同源染色體與減數(shù)分裂產(chǎn)生精子細(xì)胞的關(guān)系，并且總結(jié)出其中的規(guī)律。 問題3、學(xué)生討論為什么人體產(chǎn)生精子的種類那么多？ 四、卵細(xì)胞的形成過程與精子細(xì)胞形成過程的比較。 （1）形成過程：減數(shù)分裂中同樣有染色體行為和數(shù)目的變化。 （2）細(xì)胞質(zhì)不均等分裂：減數(shù)分裂第一次分裂末期，由于細(xì)胞質(zhì)分配的不均等，所以，只形成了一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞和一個(gè)第一極體，減數(shù)第二次分裂末期，又是由于細(xì)胞質(zhì)分配的不均等，而只能形成一個(gè)卵細(xì)胞和一個(gè)第二極體，同時(shí)第一極體細(xì)胞質(zhì)均等分裂產(chǎn)生兩個(gè)第二極體。 意義：這種分裂方式，使較多的細(xì)胞質(zhì)存在于卵細(xì)胞中，以保證精子和卵結(jié)合成的受精卵在發(fā)育初期所需要的養(yǎng)料，這是生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中形成的一種適應(yīng)。 （3）卵細(xì)胞一經(jīng)形成，不需要變形，這一點(diǎn)也是與精子的形成過程的不同點(diǎn)。 （4）一個(gè)卵原細(xì)胞只能產(chǎn)生一個(gè)卵細(xì)胞和三個(gè)第二極體，一個(gè)精原細(xì)胞能夠產(chǎn)生四個(gè)精子細(xì)胞。 五、受精作用及其意義 精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，精子與卵細(xì)胞的細(xì)胞核結(jié)合在一起，因此，受精卵中染色體數(shù)目又恢復(fù)到原來的體細(xì)胞的數(shù)目，其中一半來自精子(父方)，一半來自卵細(xì)胞(母方)。從同源染色體的角度看，精子和卵細(xì)胞中的同源染色體都是成單存在，但精子帶有其中的一條，卵細(xì)胞帶有其中的另一條，受精后，這兩條同源染色體到了一個(gè)細(xì)胞中，它們就成對(duì)存在了，所以，關(guān)于同源染色體的概念說，一條來自父方，一條來自母方，就是這個(gè)意思。 受精作用的特點(diǎn)： 精核和卵核的融合，但是受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部由卵細(xì)胞提供的。 受精作用的意義： ① 遺傳的角度 減數(shù)分裂使染色體數(shù)目減半，受精作用使染色體數(shù)目又恢復(fù)到原來的數(shù)目，從而使生物前后代染色體數(shù)目保持恒定 ② 變異的角度 在減數(shù)分裂過程中由于染色體的一些特殊行為產(chǎn)生了多種多樣的配子，從而使后代產(chǎn)生了變異，推動(dòng)了生物的進(jìn)化。 六、減數(shù)分裂和有絲分裂的比較 1、請(qǐng)學(xué)生總結(jié)，可前后左右鄰近的學(xué)生互相討論，在歸納學(xué)生總結(jié)的基礎(chǔ)上，列成下表： 比較項(xiàng)目 減數(shù)分裂 有絲分裂 不同點(diǎn) 范圍 有性生殖細(xì)胞產(chǎn)生 體細(xì)胞增殖 子細(xì)胞數(shù)量 1或者4 2 分裂次數(shù) 2 1 同源染色體配對(duì)行為 有配對(duì)行為 無配對(duì)行為 子細(xì)胞染色體數(shù)量 染色體數(shù)減半 與母細(xì)胞染色體數(shù)相同 相同點(diǎn) 都有染色體和紡錘體的出現(xiàn)； 染色體都只復(fù)制一次。 2、根據(jù)同源染色體的變化規(guī)律分析如何判定細(xì)胞分裂的圖象。 教師用多媒體展示用來辨析的圖象，引導(dǎo)學(xué)生歸納 ① 有同源染色體。 減數(shù)第一次分裂（同源染色體有配對(duì)的現(xiàn)象） 有絲分裂（同源染色體沒有配對(duì)的現(xiàn)象） ② 無同源染色體 減數(shù)第二次分裂 出示圖象，判斷什么分裂，什么時(shí)期： A B C D E F 教師總結(jié)，生物通過減數(shù)分裂產(chǎn)生生殖細(xì)胞，再通過生殖的結(jié)合產(chǎn)生合子（受精卵），使染色體數(shù)再恢復(fù)體細(xì)胞水平，通過有絲分裂使體細(xì)胞數(shù)量增多，在通過細(xì)胞分化成各種組織器官，從而成為一個(gè)新的生物個(gè)體。在這個(gè)過程中既有遺傳，又產(chǎn)生了一定的變異。 借助多媒體或者掛圖幫助學(xué)生理解 鞏固學(xué)生的理解 可以用圖表的方式 結(jié)合掛圖（課件）中的精子，卵細(xì)胞中的染色體情況，使學(xué)生更直觀。 減數(shù)分裂，受精作用圖解 把學(xué)生對(duì)染色體行為的理解上升到應(yīng)用水平