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减数分裂和受精作用(教学设计及导学案)


高中生物

必修 2

第二章

第一节

减数分裂和受精作用(第 2 课时)

2014“高效课堂教学设计与展示”大赛

2013 年 12 月 20 日

乌市第九中学

王婷

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减数分裂和受精作用(第 2 课时)

高中生物 必修 2 第二章第一节 减数分裂和受精作用(第二课时)
【教材分析】 减数分裂从细胞水平上阐述生命的延续性。新课标增加了模型建构、观察细胞减数分 裂实验,新增内容旨在倡导学生自主学习、体验学习,应引起足够的重视。本节课重点是 “减数分裂过程中染色体动态变化以及主要特征的描述” 。 模型建构是知识内化的过程,可帮助学生理解减数分裂的过程。如果让模型建构与科 学发现史联系起来,学生相当于对减数分裂过程经历了一次再发现。减数分裂的发现历史 是:科学家先显微观察到马蛔虫的精子和卵细胞中染色体数目减半,即先发现了减数分裂 的结果,在此过程,科学家对减数分裂有过多种预想,我们的学生可做类似的模型预构, 再根据显微观察结果进行纠错,从做中学,体味发现的乐趣。 【学生学情分析】 学生经过有丝分裂的学习和模型建构,熟悉了有丝分裂中染色体的数目变化和行为。 从发展心理学角度,这个年龄段的学生处于经验性思维向理论性思维转换的关键时期,通 过模拟建模,重现科学史,可激发学习生物的热情,帮助他们借助亲身体验进行一定的逻 辑思维,利用判断推理等手段不断扩大认识领域,形成知识体系。新课标中更强调学习是 一个主动建构知识、发展能力的过程,重视学生创新能力和实践能力的培养,是教师义不 容辞的责任。 【学习目标】 : 1.知识目标 ?阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化; ?举例说明配子的形成过程;举例说明受精过程和特点。 2.能力目标 ?通过对平时生活经验的积累,培养学生发现、分析、解决问题的能力。 ?通过构建减数分裂的模型,培养学生的动手操作能力和观察能力。 ?借助电脑动画和图片,展示减数分裂动态过程,培养学生看图说话的能力。 3.情感态度和价值观 阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。 【重点难点】 重点:受精作用的过程和特点;减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。 难点:受精作用的过程和意义;配子中染色体组合的多样性。
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【课前准备】 学生课前准备:六人小组,每组准备模型构建的材料;提前对相关信息进行调查和搜 索。 教师课前准备:提前将每班同学分组,6 人一组,并挑选小组长。减数分裂的图片、动 画,受精作用的视频等。

【课时安排】
1 课时

【教学过程】 在正式上课之前,先要对学生做导学案的情况做评价总结,展示同学们准 备的资料。评选课前准备优胜组和优秀导学案,并且给优胜组加分。

教学内容

教师活动 【创设情境,导入新课】 展示图片:

学生活动

设计意图

创设情境 导入新课

提出问题: 图中的人物你是否认识? 他们是父母相同的亲兄弟,但 是,两个人却长得不一样。这是 为什么呢? 大家看了图片以后。 有何感想? 【复习回顾】 复习三步走: 第一步:看图说话 第二步:学习对子互问学学 第三步:自评小测验 为更好的提高复习效果, 教师应 该做好相应准备. 如:减数分裂过程中染色体变化

思考回答: 他们是美国前总统乔治·布 什和他的弟弟杰布·布什。 他们是父母相同的亲兄弟。 产生疑问: 两个人是亲兄弟,却长得不 一样。这是为什么呢?

温故“引”新, 导出本节标题。

同学根据三步走,对上节课 内容进行复习。 第一步: 看 PPT 上的动画,用语言描 述减数分裂过程中染色体的 变化。 第二步:
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结合旧知 温故知新

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的动画; 精子和卵细胞形成过程 的区别表;小测验的内容等。

根据教师提出的问题,学习 对子之间互问互答,复习精 子和卵细胞形成过程的区 别。 第三步: 完成教师提前准备的小测试 的练习题。

(小测验内容见附加表) 通过减数分裂,产生生殖细胞, 那同一个生物体, 产生的生殖细 胞的种类相同么?为什么会有 不同呢?下面我们一起来学习, 配子中染色体多样性的原因。

同学们, 积极参 与, 动脑、 动眼、 动嘴、动手,充 分调动大脑, 将 旧知识重现, 同 时学习对子之 间交流学习加 深学习乐趣, 增 进共同进步。

(过渡)

通过减数分裂的复习,认真 思考。为什么同一生物体通 过减数分裂产生的配子染色 体种类不同。

自然过渡引入 新课学习

合作探究 【建立减数分裂中染色 体变化的模型】 做前思考: 染色体复制在什么时期? 初级精母细胞中应该有几个中 心体? ?怎么用橡皮泥表示复制后的 染色体? 新课学习 怎样用橡皮泥模拟同源染色 学习目标一: 体、纺锤体?(注意不同大小代 表什么?不同颜色代表什么?) 配子中染色 体组合的多 ?如果你模拟的是卵细胞的形 样性 成过程,应该注意哪些问题? 请同学们说一说你们建构模 型的思路。

活动准备: ?课前准备好两个颜色的橡 皮泥(如:红色和黄色), 若干张大白纸,胶带和剪刀, 以及各个组需要使用的材料 工具。(每组根据设计思路 建模目的: ?1.模拟减数 不同,准备各种材料。) 分裂过程中染 ?在纸上画出足够大的各 色体行为的变 时期细胞轮廓,能够容纳所 化。 (2n=4) 制作的中心体、纺锤体、染 ?2.通过活动 使学生从抽象 色体。 过渡到直观, 加 深对减数分裂 踊跃发言: 染色体复制发生在,分裂间 过程的理解。 期。 同时中心体也发生复制, ?3.培养学生 所以有中心体 2 个。制作中 合作互助解决 应考虑到雌性卵母细胞分裂 问题的能力和 动手能力。 不均等分裂。

做中讨论:

思考回答:
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以小组为单位,并且组内分工, 减数分裂不同时期特点不 同,按小组内的分工,同学 按照减数分裂染色体行为的特 点做出各个时期的模型。 制作过 之间相互协作,制作各个时 期的减数分裂模型。 程中讨论问题。 例如: ?你所负责制作的细胞是减数 减数第一次分裂前期: 分裂什么时期, 模拟了染色体的 同源染色体联会,形成四分 什么行为? 体,四分体中非姐妹染色单 ?你所模拟的细胞中染色体、 体交叉互换。 DNA、 染色单体各有多少条? 学生展示: 减数第一次分裂后期: 以小组为单位展示制作成果 同源染色体之间彼此分离, 非同源染色体自由组合。

引导学生借助 模型构建解决 染色体如何减 半的问题, 激发 学生兴趣, 培养 逻辑思维能力。 体验合作,探 究、创造的过 程。

新课学习 学习目标一: 配子中染色 体组合的多 样性

教师点拨: 问题一: 含有 2 对同源染色体的一个精 原细胞(经过 1 次减数分裂)能 产生几个配子?几种配子? 问题二: 含有 n 对同源染色体的生物体 能产生几种配子?说明了什 么? 问题三: 如果第一题中是卵原细胞分裂 结果将会怎样? 问题四: 又如果精原细胞在一次减数分 裂中, 同源染色体发生交叉互换 结果将会怎样?

思考回答: 问题一: 4 个精细胞,2 种。 问题二: n 2种 问题三: 一个卵原细胞经过一次完整 的减数分裂产生一个卵细 胞。 问题四: 如果四分体中非姐妹染色单 体交叉互换,那么四个精细 胞的染色体都会不同。 同学之间相互补充。

生生互动, 鼓励 学生创新、 敢于 质疑, 勇于实践 的精神。 学生在 已知的基础上 继续探究, 发现 问题,解决问 题。 让学生在 不断探索中前 进, 体验发现过 程。面向全体、 关注能力较弱 的学生、 赏识教 育。

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(四分体时期) 非姐妹染色单体 的交叉互换

如果四分体时发生交叉互 换, 一个精原细胞产生 4 种类型 配子.

(尽量不爱说 话的同学发言, 并将要点写在 副板书上, 多鼓 励,少批评。 )

小结: 在生物体内,染色体数目往 往比较多。比如:人的体细胞中 就有 23 条。用我们探究到的知 识, 试着解释课程开始时的问题 (乔治·布什和杰布·布什,同 父同母但两个人长得却不一样 的原因。 ) (过渡) 配子结合的过程究竟是 怎么样的呢?

配子中染色体组合多样性的 原因: 原因 1.减数分裂过程 中有 合( 期); 原因 2.四分体时期有 非姐妹染色单体的 __________( 合。 带着问题继续探究。 期); 另外,雌雄配子的_____结 自然过渡下一 学习目标 利用问题串引 的自由组 及时小结, 将知 识具体化, 深入 化。通过总结, 梳理知识, 加深 记忆。

【观看视频并阅读教材 24 页— 25 页,讨论以下几个问题。】 学习目标二: 受精作用 1、什么叫受精作用? 2、受精作用发生的场所在哪 儿? 3、受精作用的过程是怎样的? 4、受精作用的实质是什么? 5、受精过程使卵细胞的生理活 动发生了什么样的变化? 6、受精卵的染色体有什么特 点? 7、受精作用依赖的细胞学原理 是什么? 3.在受精作用进行时,通常 是精子的头部进入卵细胞。
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领学习: 学生回答: 1.卵细胞与精子相互识别, 融合成受精卵的过程叫受精 作用。 2.输卵管 以问题为载体 贯穿教学过程, 使学生在设问 和释问的过程 中萌生自主学 习的动机和欲 望, 进而逐渐养 成自主学习的 习惯, 并在实践 中不断优化自 主学习的方法, 提高自主学习 能力的一种教 学方法。 问题教

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尾部留在外面。 细胞膜等的识别功能; 生物膜的 流动性 4.受精作用实质:精子的细 胞核与卵细胞的细胞核融 合,使彼此的染色体会合在 一起。 5.在卵细胞细胞膜的外面出 现一层特殊的膜,以阻止其 他精子再进入。 6.受精卵中的染色体数目又 学习目标二: 受精作用 恢复到体细胞的数目,其中 有一半的染色体来自精子, 另一半来之卵细胞。

学法充分体现 学生的主体地 位, 能有效地激 发学生自主学 习的主动性和 积极性。

教师点拨: 1.思考受精卵中的染色体能否 恢复到亲代体细胞中的数目, 并 分析减数分裂和受精作用的生 物学意义?

观察后回答: 通过动画, 给学 减数分裂和受精作用对于维 持每种生物前后代体细胞中 染色体数目的恒定,对于生 物的遗传和变异,都是十分 重要的。 生以系统的、 生 动的减数分裂 过程, 鼓励学生 用语言描绘、 进 行总结。 培养学 生获取信息的 能力、交流、表 达能力。

2.子代从双亲各继承了半数的 染色体, 双亲对子代的贡献是一 样的吗? 卵细胞含有丰富的细胞质, 细胞 质中什么结构含有 DNA?它会影 响生物的遗传吗?

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本节总结

请小组派代表说说今天学到了 什么?

配子染色体多样性的原因 受精作用相关内容

及时总结帮助 记忆

课堂练习

分层次布置练习、适当点拨

讨论本节教材练习

即学即练 即学即用

【板书设计】 第二章:基因和染色体的关系 第一节:减数分裂和受精作用(第二课时) (一)配子中染色体组合的多样性 1.减数分裂过程中非同源染色体的自由组合 2.四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。 (二)受精作用 1.概念: 【教学反思】 2.过程: 3.结果: 4.意义

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附页——复习自测
温故知新(小组比拼开始) 1.人的卵巢中的卵原细胞所进行的分裂为: ( ①有丝分裂 ②无丝分裂 ③减数分裂 A.① B.③ C.①②③

) D.①③

2.初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都会出现的现象是:( ) A.同源染色体分离 B.着丝点分裂 C.细胞质不均等分裂 D.染色体复制 3.下图是同一种生物三个不同时期的细胞分裂图,请据图回答: (1)图 A 属 的 期。 细胞中有 条染色体, 条染色单体。 (2)图 B 处于 期,此细胞的名 称是 。 此细胞分裂后的子细胞叫作 含 条染色体。 (3)图 C 处于 期,此细胞的名称是 ,它分裂后得到的细胞为 和 。 (4)A、 C 两图中染色体数之比为 , DNA 数量之比为 。

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附页——导学案 第二章 第 2 节 减数分裂和受精作用(第 2 课时)
【学习目标】 :
1.知识目标 ?阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化; ?举例说明配子的形成过程;举例说明受精过程和特点。 2.能力目标 ?通过对平时生活经验的积累,培养学生发现、分析、解决问题的能力。 ?通过构建减数分裂的模型,培养学生的动手操作能力和观察能力。 ?借助电脑动画和图片,展示减数分裂动态过程,培养学生看图说话的能力。 3.情感态度和价值观 阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。

【重点难点】
重点:受精作用的过程和特点;减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。 难点:受精作用的过程和意义;配子中染色体组合的多样性。

【课前准备】 学生课前准备:六人小组,每组准备模型构建的材料;提前对相关信息进行调查和搜索。 教师课前准备:提前将每班同学分组,6 人一组,并挑选小组长。减数分裂的图片、动画,受精作 用的视频等。

学习过程
预习提纲:(书上不一定有哦!答案也许在你们查找的资料中。)
一、精子和卵细胞向输卵管的转运: 1、卵细胞: 是卵细胞的转运通道,也是受精作用的场所。卵细胞由 排出后,从输
[来源 :学 ,科 ,网 Z,X,X,K]

卵管伞部向输卵管的壶腹部运动,这一过程不仅依赖 毛的摆动协调运动以及 卵细胞放射冠 的功能等。

的收缩,还依赖于其上皮细胞纤

2、精子:少数精子通过子宫到达输卵管与卵细胞相遇。精子转运的动力可能是 二、精子和卵细胞的结合:

1、受精作用:一个精子与一个卵细胞融合成为 2、场所:

的复杂过程。

人和哺乳动物的受精作用发生在体内,有些生物如鱼类和两栖类是 3、过程:
?精子识别卵细胞:卵细胞

受精。

上存在特殊的 进入卵细胞,

,它是精子特异识别的受体。?精 留在外面。③精核与卵核融合:精核与卵

子进入卵细胞:精子的 核融合就形成了

4 、减数分裂和受精作用既保证了生物前后代 ,大大提高了生物对环境的 。

的稳定性,又使子代具有更大的

【学习目标一: 配子中染色体组合的多样性】
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合作探究【建立减数分裂中染色体变化的模型】 建模目的:?模拟减数分裂过程中染色体行为的变化。(2n=4) ?通过活动使学生从抽象过渡到直观,加深对减数分裂过程的理解。 ?培养学生合作互助解决问题的能力和动手能力。 活动准备:?课前准备好两个颜色的橡皮泥(如:红色和黄色),若干张大白纸, 胶带和剪刀,以及各个组需要使用的材料工具。 ?在纸上画出足够大的各时期细胞轮廓,能够容纳所制作的中心体、 纺锤体、染色体。 做前思考:?染色体复制在什么时期?初级精母细胞中应该有几个中心体? ?怎么用橡皮泥表示复制后的染色体?怎样用橡皮泥模拟同源染色 体、纺锤体? ?如果你模拟的是卵细胞的形成过程,应该注意哪些问题? 动手制作: (组内分工)按照减数分裂染色体行为的特点做出各个时期的模型。 做中讨论: ?你所负责制作的细胞是减数分裂什么时期,模拟了染色体的什么行为?

?你所模拟的细胞中染色体、DNA、 染色单体各有多少条?

?含有 2 对同源染色体的一个精原细胞(经过 1 次减数分裂)能产生几个配子?几种 配子?

④含有

n 对同源染色体的生物体能产生几种配子?说明了什么?

小组展示:在规定时间内,完成的小组派代表展示模拟结果。 小结点拔:在生物体内,染色体数目往往比较多。比如:人的体细胞中就有 23 条。用我们探究到的知识,试着解释课程开始时的问题(乔治·布什 和杰布·布什,同父同母但两个人长得却不一样的原因。 ) 配子中染色体组合多样性的原因: 原因 1.减数分裂过程中有 的自由组合( 期); 原因 2.四分体时期有非姐妹染色单体的__________( 期); 另外,雌雄配子的__________结合。

【学习目标二:

受精作用】

小组合作【观看视频并阅读教材 24 页—25 页,讨论以下几个问题。】 1. 高等动物发育的起点是什么?

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2. 什么是受精作用?实质是什么? 受精作用: 和 相互识别、融合成 实质(结果):受精卵中的染色体数目 来自 。

的过程。 ,一半染色体来自

另一半染色体

3. 完成右图表,思考受精卵中的染色体能否恢复到亲代体细胞中的数目,并分析减数分 裂和受精作用的生物学意义?

想象空间:书本 25 页,请思考。

【巩固练习】
1. 下列有关受精作用的叙述,错误的是( ) A.合子中全部的遗传物质一半来自父方,一半来自母方 B.受精时,精子和卵细胞的染色体合在一起 C.合子中的染色体一半来自父方,一半来自母方 D.合子中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数相同 2.正常减数分裂和受精作用导致后代具有更大的变异性下列原因中,错误的叙述是 ( ) A.双亲遗传物质的融合 B.非同源染色体的自由组合 C.同源染色体的交叉互换 D.染色体数目的几次变化 3. 人的初级卵母细胞、次级卵母细胞与卵细胞中染色体数目和 DNA 分子数目的比例分别是 ( ) A.4:2:1 和 4:2:1 B.2:1:1 和 4:2:1 C.2:2:1 和 2:1:1 D.2:1:1 和 2:2:1 4. 兔的一个初级卵母细胞减数分裂,形成 22 个四分体,则卵细胞中的染色体数为( ) A.11 条 B.22 条 C.33 条 D.44 条 5. A 个精原细胞核 A 个卵原细胞,经减数分裂产生的精子和卵细胞结合,最多能形成多少个受精 卵( ) A.A 个 B.2A 个 C.3A 个 D.4A 个 6.哺乳动物受精作用的实质是 ( ) A.精子和卵细胞的相互识别 B.卵细胞的细胞核与精子的细胞核相互融合 C.精子的头部进入到卵细胞内 D.一个卵细胞只能与一个精子结合 7.卵细胞的透明带上与精子特异识别的受体的化学本质是 ( ) A.糖蛋白 B.磷脂 C. 多糖 D.蛋白质 8.若 100 个卵原细胞与 100 个精原细胞全部发育成熟,并正常受精,在理论上可以产生多少 个受精卵 ( ) A.200 B.400 C.100 D.300
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9.在受精作用过程中不会发生的细胞变化的是( ) A.精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面 B.精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合 C.受精卵的细胞膜失去对精子的识别能力 D.精子头部进入到卵细胞内 B 级题 1.下列动物细胞中,染色体的数目与受精卵相同的是 ( ) ①精原细胞 ②体细胞 ③精子 ④卵细胞 A. ①②③④ B. ①② C. ③④ D. ② 2.人的受精卵中的线粒体来源于 ( ) A.父母双方各一半 B.主要来自父亲 C.主要来自母亲 D.受精后形成的

【知识小结】

【教学反思】
评价内容 自主学习导学案完 成率 合作探究参与度 本节课有效学习时 间 学习目标达成度 优: 70%以上 积极 35 分钟以上 基本达到目 标 良:50%~70% 一般 20~35 分钟 达到目标的 70% 一般:50%以下 很少 20 分钟以下 相差很远

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