烧鹅做法培训:5.1.2 减数分裂和有性生殖细胞膜的形成

5.1.2  减数分裂和有性生殖细胞膜的形成
一、知识结构
减数分裂的概念
减数分裂和有性生殖细胞的形成
精子的形成过程
卵细胞的形成过程
受精作用的概念//过程
减数分裂和受精作用的意义
二、教学目标
(一) 知识教学
1.减数分裂的概念(D:应用)。
2.精子和卵细胞的形成过程的知识(D:应用)。
3.受精作用的概念、过程，以及减数分裂和受精作用的意义(C:理解)。
(二)能力训练
1.通过精子和卵细胞的形成过程,训练学生的识图表能力,培养一定的空间概念。
2.观察有丝分裂和减数第二次分裂染色体的特点，培养学生的求同、求异思维。
3.通过有丝分裂和减数分裂的比较,训练学生归纳、总结、比较能力。
三、重点、难点、疑点及解决方法
1.教学重点及解决办法
[教学重点]
(1)减数分裂的概念。
(2)精子和卵细胞的形成。
(3)受精作用的过程。
[解决办法]
(1)讲清减数分裂的整个过程，弄清减数分裂中各个时期的特点及变化。
(2)讲清减数分裂过程在图解上的特点及染色体,DNA 的规律性变化。
(3)利用多媒体以动画形式表现减数分裂的全过程。
2.难点及解决办法
[教学难点]
减数分裂过程中染色体,DNA 的数目变化。
[解决方法]
在弄清教材图中所画的染色体,DNA 数量及变化的基础上再总结减数分裂过程中它们的变化规律。
3.疑点及解决办法
[教学疑点]
为什么说经过第一次分裂后，染色体数目就减少了一半?
[解决方法]
从减数第一次分裂过程看，染色体数目没增加，却平均地分配到两个细胞中。从教材中 P103 图上看，第一次分裂中，每个细胞有 8 条染色体，分裂完成时，每个细胞就只有 4 条染色体了。减半的原因是同源染色体的分开。
四、课时安排
2课时
五、教学方法
讲述法、谈话法启发。
六、教具准备
1.CAI 软件示精,卵细胞的形成过程。
2.减数分裂过程中染色体数目变化情况表格，与有丝分裂比较表。
七、学生活动
1.回忆有丝分裂方式。
2.阅读课本，理解、分析、判断。
3.口头表述减数分裂的全过程。
八、教学程序
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第一课时
[一]明确目标
多媒体教学银幕上显示本堂课的教学目标。了解减数分裂的概念，通过精于的形成过程，掌握减数分裂过程及图解。
[二]重点、难点的学习与目标完成过程
引言:大家知道，生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础是细胞增殖。
提问:细胞增殖的方式有哪些?
讲述:对，在前面我们曾经学习过有丝分裂和无丝分裂，今天我们学习第三种分裂方式--减数分裂。
5.1.2 减数分裂和有性生殖细胞的形成
提问:在讲述新课以前，我们先回忆一下有丝分裂前后细胞内染色体的数目是如何变化的?有什么意义?
讲述:有丝分裂可以保持细胞分裂前后染色体数目恒定不变。那么，在形成有性生殖细胞精子或卵细胞时，细胞如何分裂呢?下面我们来讨论两个问题。
讨论:
1.如下所示，假设有性生殖细胞的形成是通过有丝分裂的方式完成，生物体下一代细胞内染色体数目如何变化?
亲        代
子       代
精原细胞 精子
受精卵
卵原细胞 卵细胞
2.若要保持生物体前后代体细胞内染色体数目的恒定，阐述解决问题的可能性?
讲述:如果精子或卵细胞内的染色体只有正常体细胞内染色体数目的一半，那问题便迎刃而解。事实是怎样的呢?
1883年比利时学者耐登在研究马蛔虫受精作用时观察到:精子和卵细胞中含有数目相同的染色体，这些染色体通过受精作用传给后代。根据这一发现，生物学家推测，生殖细胞中的染色体数目是体细胞中的一半。否则生物每繁殖一代，体细胞中的染色体数目就会增加一倍。这和我们考虑的解决问题的思路是一致的。既然在形成生殖细胞精子或卵细胞时，染色体数目要减少一半，如何减少，就是我们今天要学习的内容了。
(一)减数分裂的概念
(1)范围:有性生殖细胞的形成。
(2)概念:在整个减数分裂的过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。
(3)结果:新产生的生殖细胞中的染色体数目，比原始的生殖细胞的染色体数目减少了—半。
(4)过程:
讲述，下面我们以精子形成过程为例，具体学习减数分裂的过程。
(二)精子的形成过程
(1)形成部位:睾丸(精巢)的曲细精管中，(CAI 软件显示哺乳动物睾丸示意图，曲细精管处闪烁 3 次)。
精原细胞                     精子
(原始生殖细胞)         (成熟的生殖细胞)
(2)形成过程:(CAI 软件示哺乳动物精子形成过程)
a.同源染色体
配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。
[CAI软件示:精子(内含一大一小染色体)+卵细胞(内含一大一小染色体)→受精卵 四分体(闪示同源染色体)]
讲述:像受精卵细胞中的两条稍大一些的染色体，其形状大小基本相同，其中一条黑色的表示来自精子，即父方，另一条浅色的表示来自卵细胞，即母方。它们就是一对同源染色体。受精卵中有两对同源染色体。
讨论:生殖细胞精子和卵细胞中有同源染色体吗?为什么?
b.联会  同源染色体两两配对的现象。
讲述:联会是—个动态的过程。
c.四分体  联会后的每对染色体含有四条染色单体。
学生活动:
1.下图细胞中有哪几对同源染色体?形成了几个四分体。(图见课本 P107 图C)。
2.讲述:在学习了上述概念的基础上，我们来看看精子是如何形成的。
(CAI 软件示精子形成过程)。
d.过程
讲述:精子是精原细胞经过减数分裂后形成的。精原细胞在减数分裂过程中连续进行了两次分裂。
在第一次分裂间期，精原细胞中的染色体经过复制，缩短变粗，形成染色体。染色质复制以后，细胞就成为初级精母细胞。初级精母细胞中的染色体经过联会，形成四分体，进行第—次细胞分裂。在细胞分裂的同时，细胞内的同源染色体两两分离，结果一个初级精母细胞便分裂成两个次级精母细胞，而此时细胞内的染色体数目已减少了—半，细胞内不再存在同源染色体，减数第—次分裂结束。
减数分裂第二次是从次级精母细跑开始的，细胞未经染色体的复制，直接进入第二次细胞分裂。在第二次细胞分裂过程中，染色体的行为和前面所学的有丝分裂过程中染色体的行为非常相似，细胞内染色体的着丝点排列在赤道板这一位置后，接着进行分裂，于是两条姐妹染色单体分离，分别移向细胞两极，与此同时，细胞分裂，结果生成了精子细胞，减数第二次分裂结束（强调减数第二分裂的主要特征是着丝点分裂，姐妹染色单体分开。）。
精子细胞经过变形后成为精子，两个次级精母细胞最后生成了四个精子，减数分裂结束。
提问:
1.减数分裂第一次间期后，形成的细胞叫什么?
精原细胞 初级精母细胞
2.减数第一次分裂和减数第二次分裂的结果，各生成了什么细胞?
初级精母细胞 次级精母细胞
次级精母细胞 精细胞
3.精子中的染色体数目比精原细胞中的染色体数目减少了一半，是由两次分裂中的哪一次分裂决定的？
减数第一次分裂
4.为什么说减数分裂是特殊的有丝分裂?
其特殊性表现在减数第一次分裂，同源染色体分离，染色体减半，而减数第二次分裂，染色体变化行为与有丝分裂相似。因此减数分裂是特殊形成的有丝分裂。
[三]总结
上述问题内容。
[四]布置作业
*思考同源染色体的分离行为。若不考虑交叉互换，下图中同源染色体的分离会产生几种结果?哪几种?
[五]板书提纲
板书提纲
5.1.2  减数分裂和有性生殖细胞膜的形成
(一)减数分裂的概念
(1)范围:有性生殖细胞的形成。
(2)概念:在整个减数分裂的过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。
(3)结果:新产生的生殖细胞中的染色体数目，比原始生殖细胞的染色体数目减少了—半。
(4)过程:
(二)精子的形成过程
(1)形成部位:
(2)形成过程:a.同源染色体   b.联会   c.四分体   d.过程
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第二课时
[一]明确目标
多媒体教学屏幕上显示本堂课的教学目标:
1.理解卵细胞的形成过程及图解。
2.掌握减数分裂过程中染色体数目、DNA含量、同源染色体对数、染色单体的规律性变化。
3.理解受精作用的概念及其意义。
[二]教学过程
复习小结:(回忆分裂过程的同时，强调染色体数目、DNA含量变等化)
前面学习了精子的形成过程，如小结图示。
卵细胞是在卵巢中形成的，其生成过程与精子形成过程基本相同，但也有区别。
(三)卵细胞的形成过程
学生活动:将精、卵细胞形成过程的图表进行比较，找出二者的相同与相异处。
小结:
相同点:染色体复制一次，都有联会和四分体时期，经过第一次分裂，同源染色体分开，染色体数目减少一半，在第二次分裂过程中，有着丝点的分裂，最后形成的卵细胞，它的染色体数目也比卵原细胞减少了一半。
不同点:每次分裂都形成一大一小两个细胞，小的叫极体，极体以后都要退化，只剩下一个卵细胞，而一个精原细胞是形成4个精子；卵细胞形成后，不需要经过变形，而精子要经过变形才能形成。
学生思考:生物卵细胞经减数分裂后，细胞中的染色体会不会越来越少呢?
(四)受精作用
精子的头部进入卵细胞，精子与卵细胞的细胞核结合在一起，因此，合子中染色体数目又恢复到原来的体细胞的数目，其中一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)。
从同源染色体的角度看，精于和卵细胞中的同源染色体都是成单存在，但精子带有其中的一条，卵细胞带有其中的另一条，受精后，这两条同源染色体到了一个细胞中，它们就成对存在了，所以，关于同源染色体的概念说，一条来自父方，一条来自母方，就是这个意思。(再次复习上节课中同源染色体的图示)
所以，减数分裂使染色体数目减半，受精作用使染色体数目又恢复到原来的数目，从而使生物前后代染色体数目保持恒定。因此，减数分裂和受精作用对于生物前后代染色体数目的恒定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的，由此也可以看出，生物的各种变化无论有多复杂，也是有规律可循的。规律如图:
(五)深化、拓展与总结
1.配子减数分裂
配子减数分裂是产生配子时进行的（教材中介绍的减数分裂就是这种类型）。重点放在第一次分裂过程中染色体行为的变化上，尤其搞清“基因重组”就具体发生在减Ⅰ前期的四分体阶段和减Ⅰ后期。四分体阶段往往发生同源非姐妹染色单体间的交叉互换，导致等位基因的互换，打破基因间的旧连锁，建立新的连锁，实现基因的重新组合；在减Ⅰ后期时，等位基因随同源染色体分离的同时，非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合，也实现了控制不同性状的基因重新组合。这样就为后面复习“基因的自由组合规律”、“基因的连锁和互换规律”和可遗传变异的内容奠定了基础，学生的迁移和综合能力也会得到培养。
应注意和澄清的问题是：DNA的复制发生在减Ⅰ前的间期，而不能说发生在减数分裂的间期；减Ⅱ过程绝不是一次普通的有丝分裂，因有丝分裂产生的子细胞是体细胞，细胞内有成对的同源染色体，而减Ⅰ之后，同源染色体就进入不同的子细胞中，所以次级性母细胞中就不存在同源染色体了，因此减Ⅱ过程中和产生的子细胞中也就没有成对的同源染色体。但减Ⅱ后期着丝点分裂，染色单体分离后分别进入不同的子细胞，这与有丝分裂类似，因此只能说减Ⅱ类似普通的有丝分裂。
2.孢子减数分裂（居间减数分裂）
孢子减数分裂发生在产生孢子的过程中，该知识与被子植物个体发育和遗传的内容联系密切。若缺乏这方面的知识，有些问题就不能顺利分析解答。如推算胚核和胚乳核的基因型就涉及孢子减数分裂的知识。因此要了解被子植物的卵细胞、极核、精子是如何形成的。
花药中产生小孢子母细胞（花粉母细胞） 四分孢子 4个小孢子（花粉粒） 4个成熟的花粉粒（各有1个营养核和1个生殖核） 8个精子（每1个花粉粒萌发产生2个具有相同基因型的精子）。
胚珠中产生大孢子母细胞（胚囊母细胞） 4个大孢子（其3个退化，1个发育） 8核胚囊（1个卵细胞、2个极核、2个助细胞和3个反足细胞的基因型相同）。
3.假减数分裂
如雄蜂（单性生殖—孤雌生殖产生）的精原细胞象征性地进行减数分裂的2次分裂，第一次分裂形成1个有核、1个无核的大小两个细胞。无核的小细胞退化，有核大细胞进行第二次分裂，姐妹染色单体分离，细胞质进行不均等分配，含细胞质较多的子细胞发育成精子，含细胞质少的子细胞退化。因此雄蜂的体细胞、初级精母细胞和精子中的染色体数均为16条，通过减数分裂后，染色体数并没减少一半。1 个初级精母细胞连续分裂2次只产生1个精子，而不是4个精子，这都与正常的减数分裂不一样。
4.彻底搞清“减数分裂­—受精作用­—有丝分裂”过程中细胞核内与细胞内染色体数目、DNA含量、染色单体数、同源染色体对数的变化。
①表解“减数分裂­—受精作用­—有丝分裂”过程中细胞核内染色体数目、DNA含量、染色单体数、同源染色体对数的变化。
项
目
减数分裂
受
精
作
用
有丝分裂
减Ⅰ
减Ⅱ
间
Ⅰ
期
前
Ⅰ
期
中
Ⅰ
期
后
Ⅰ
期
末
Ⅰ
期
前
Ⅱ
期
中
Ⅱ
期
后
Ⅱ
期
末
Ⅱ
期
间
期
前
期
中
期
后
期
末
期
染色体数（个）
2n
2n
2n
2n
n
n
n
2n
n
2n
2n
2n
2n
4n
2n
染色单体数（个）
0­­­­-4n
4n
4n
4n
2n
2n
2n
0
0
0
0­­­­-4n
4n
4n
0
0
DNA含量
2N­­­­-4N
4N
4N
4N
2N
2N
2N
2N
N
2N
2N-4N
4N
4N
4N
2N
同源染色体（对）
n
n
n
n
0
0
0
0
0
n
n
n
n
2n
n
备注
以二倍体生物（2n）细胞核内的变化为例
②图（一）示二倍体生物“减数分裂­—受精作用­—有丝分裂”过程中细胞核内染色体数目、DNA含量的变化。
图（一）
③图（二）示二倍体生物“减数分裂­—受精作用­—有丝分裂”过程中细胞内染色体数目、DNA含量的变化。
图（二）
④性原细胞自身的繁殖方式是：有丝分裂。
⑤减Ⅰ前期的四分体时期同源非姐妹染色单体交叉互换是基因互换规律的细胞学基础，减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合是基因自由组合规律的细胞学基础，故基因重组发生在减Ⅰ前期的四分体时期和减Ⅰ后期；减Ⅰ后期同源染色体分离是基因分离规律的细胞学基础。
⑥基因突变发生在有丝分裂间期（体细胞突变）和减Ⅰ前的间期（有性生殖细胞突变）DNA复制的时候。
⑦减数分裂过程中染色数目减半的根本原因是减Ⅰ后期同源染色体的分离，这也是减Ⅰ的最主要特点；而减Ⅱ后期着丝点分裂，染色单体变成染色体并移两极则是减Ⅱ的主要特点。
⑧判断细胞分裂方式和时期的依据是：a.染色体数的奇偶性；b.有无同源染色体；c.有无染色单体；d.着丝点的位置。
⑨细胞分裂中的“三中”和“三后”（注：初级卵母细胞和次级卵母细胞后期不均等分裂是区别第一极体、初级精母细胞和次级卵母细胞的依据）比较：
项   目
减Ⅰ中期
减Ⅱ中期
有丝中期
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
有丝后期
着丝点位置
赤道板两侧
赤道板上
赤道板上
细胞两极
细胞两极
细胞两极
有无同源染色体
有
无
有
有
无
有（2n对）
有无染色单体
有
有
有
有
无
无
（以二倍体为例）
[三]板书提纲
板书提纲
5.1.2  减数分裂和有性生殖细胞膜的形成
(一)减数分裂的概念
(二)精子的形成过程
(三)卵细胞的形成过程
(四)受精作用
(五)深化、拓展与总结