人教版教学教案基因和染色体的关系教学设计.doc

第2章 基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用教学设计本节教学用3课时完成，其中减数分裂部分的教学用2课时，受精作用1课时。第一课时 一 减数分裂1.设置问题情境，引起兴趣，引导学生进入学习新知识氛围。本节继续沿着科学发现史的历程进行研究。继遗传因子之后，科学家又发现了染色体在生殖过程中的变化，并根据预测和观察证实了生物进行有性生殖要经过减数分裂和受精作用。据此，可设置问题情境，激发学生学习的欲望。（1）先请学生根据本节题图，比较果蝇体细胞与配子细胞染色体组成及数目的不同。引导学生根据此图提出能联想到的问题。（如：配子细胞是如何形成的？）（2）通过设问“图中的配子是通过有丝分裂产生的吗？”“有丝分裂的特征是什么？”等引导学生复习细胞有丝分裂并猜想配子是经过何种分裂形成的。2.通过学生的模拟活动和思考来突破本节教学的重、难点，形成对减数分裂过程中染色体变化的正确认识。减数分裂是有丝分裂的延续，学生对有丝分裂中染色体的行为和数目的变化已有一定的知识基础，以此作为新旧知识的桥梁。精子形成过程是本节的教学重点和难点，应该重视利用直观的教具,利用电脑动画，展示减数分裂的连续动态变化过程，将抽象的过程直观化，将大量冗长的文字图象化，利用师生共同做手势，帮助学生更好理解整个过程中染色体的变化和行为。模拟减数分裂过程中染色体的变化是本节的教学难点，通过自己的对比体会减数分裂与有丝分裂的不同；形成对减数分裂过程中染色体数目和行为变化的直观印象。第2课时卵细胞的形成过程，组织学生分组讨论，比较卵细胞和精子形成过程中的异同，通过讨论和小结，使学生巩固精子形成过程的知识，理解卵细胞的形成过程。然后通过观察蝗虫精母细胞减数分裂的固定装片，以加深对减数分裂过程的理解，最后利用课后作业绘出减数分裂过程中染色体、DNA和染色单体数目变化的曲线图，加强学生对减数分裂过程中染色体的变化以及行为的系统的理解。第3课时 二、受精作用本课时教学重点是解决配子多样性的问题，但无论从思维的逻辑上还是从事实来说，都必须先解决为什么会出现受精作用。因此提出如下教学设计。先引导学生关注配子多样性的现象，再让学生研究配子多样性的来源。（1）引入新课：利用多媒体投影显示一只母猪和九只小猪，标注：一母生九子，连母十个样。问：九只小猪都是同一只公猪和这只母猪生的，但是为什么它们长得不一样？要想明白其中的道理，还需要学习“受精作用”的内容；结合精子或卵细胞形成过程思考配子中染色体组成多样的原因。（2）回忆教材中减数第一次分裂的四分体时期，染色单体交叉互换的照片及示意图，思考这与配子中染色体组成的多样性有什么关系？（3）在模型建构活动，在探究配子中染色体组合多样性的基础上进行归纳。学生完成“模型建构”中“模拟减数分裂过程中非同源染色体自由组合及讨论”，计算可能出现的配子类型数目。尝试模拟在减数分裂过程中四分体的非姐妹染色单体间某部位发生交叉互换。归纳配子多样性的原因.第2章 基因和染色体的关系第1节 减数分裂和受精作用一 教学目标1.知识目标：（1）阐明细胞的减数分裂。 （2）举例说明配子的形成过程。 （3）举例说明受精过程。 （4）阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。2.情感态度与价值观目标：认同物质的规律性，树立辨证唯物主义世界观。3.能力目标：（1）使用高倍显微镜，观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。 （2）运用模型建构的方法，模拟减数分裂过程中染色体数目和行为的变化。二 教学重点和难点 1教学重点：（1）减数分裂的概念 （2）精子的形成过程 （3）受精作用的过程2教学难点：（1）模拟减数分裂过程中染色体的变化 （2）比较精子和卵细胞形成过程的异同（3）观察蝗虫精母细胞的减数分裂三 教学方法：实验探究法、比较法、讲述法四 课时安排：3课时五 教具：挂图、模型、 多媒体六 教学程序教师组织和引导学生活动教学意图第一课时复习引入：我们上学期学过，真核细胞的分裂方式有三种，请问是哪三种？以前学过了有丝分裂和无丝分裂，现在学习减数分裂。提问：首先请看“问题探讨”中的图，仔细观察果蝇的体细胞和配子中染色体有什么区别？提问：针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想？提问：那么这个过程是通过有丝分裂实现的吗？有丝分裂的特点是什么？回答：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。答：配子染色体数是体细胞染色体数的一半；配子染色体是由体细胞每对染色体中分别取出一条组成的。答：配子由体细胞分裂而来的。答：不是，有丝分裂前后染色体数目不变，而配子的形成需要分裂后染色体数目减半，可见它不是通过普通的有丝分裂产生的，而是通过一种特殊方式的有丝分裂，即减数分裂产生的。设置问题情境，激发学生思考。引导学生复习细胞有丝分裂并猜想配子是经过何种分裂形成的。提问：什么是减数分裂？减数分裂有何特点？请大家阅读课本相关内容。一 减数分裂1、减数分裂的概念总结和强调：（1）范围：进行有性生殖的生物。（2）特点：在整个减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。（3）结果：新产生的成熟生殖细胞中的染色体数目，比原始生殖细胞中的染色体数目减少了半。下面我们结合哺乳动物精子和卵细胞的形成，介绍减数分裂的过程。2、精子的形成（1）形成部位讲述：高等动物的减数分裂发生在有性生殖器官内。人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。指导学生观看课本P17图2-1睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管。在曲细精管中，通过有丝分裂产生大量的精原细胞。每个精原细胞的染色体数目与体细胞染色体数目相同，这说明精原细胞是通过哪种方式产生的呢？（2）形成过程减数分裂是一个连续分裂的过程，但为了研究方便，人们同样将它分为减数第一次分裂和减数第二次分裂两个不同的时期。提问：在减数第一次分裂间期，染色体进行复制，此时细胞有什么样的变化？复制后的细胞叫什么细胞？有几个？ 间期复制完成后，细胞开始进行减数第一次分裂，此时的细胞，叫初级精母细胞。第一次分裂的前期，细胞中的同源染色体两两配对，叫联会。所谓的同源染色体，指减数分裂时配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一个来自父方，一个来自母方。 随后，各个四分体排列在细胞中央，同源染色体好象手拉手似地排成两排，(教师指着相应的图说明)纺锤丝收缩，牵引染色体向两极移动，导致四分体平分为二，配对的同源染色体分开，但此时着丝点并未分开，每一染色体上仍有两条染色单体。接着发生细胞分裂，一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞，而每个次级精母细胞中的染色体数目就只有初级精母细胞的一半了。学生阅读教材，说出减数分裂的概念并找出减数分裂特点。答：有丝分裂。答：细胞体积变大，且复制后的染色体都由两条姐妹然染色单体构成。答：叫做初级精母细胞，有一个。利用已有的知识帮助掌握新知识提问：在图上，初级精母细胞有几条染色体？而次级精母细胞呢？染色体数目减半的原因是什么？在次级精母细胞中还有没有同源染色体？联会的同源染色体分开，说明染色体具有一定的独立性，由于两个同源染色体在细胞中央的排列位置是随机的，可以互相交换，因此，就决定了同源的两个染色体各移向哪一极也是随机的，这样，不同对的染色体（非同源染色体）之间就可以自由组合。这就是我们之前学习的基因的自由组合规律的细胞学基础。减数第二次分裂的基本过程与有丝分裂相似：中期，染色体的着丝点排成一排，后期，着丝点一分为二，两个姐妹染色单体成为两个染色体，在纺锤丝的牵引下，移向两极，接着，细胞分裂，两个次级精母细胞分裂成4个精子细胞，减数分裂完成。提问：把精子细胞的染色体数目和刚形成的次级精母细胞以及初级精母细胞相比，有何变化？提问：减数第二次分裂过程大体与有丝分裂相似，但它们又有什么不同呢？(示两个细胞图，请学生仔细观察，找出两细胞的染色体特点，教师引导。) 精子细胞再经过变形，形成精子，在这个过程中，丢掉了精子细胞的大部分细胞质，带上重要的物质细胞核内的染色体，轻装上阵，并形成了一个长长的尾，便于游动，为今后的受精作用作准备。染色体复制总结：现在，我们再重复回顾一遍精子的形成过程(板书总结过程)。个精原细胞-个初级精母细胞减数第一次分裂减数第二次分裂 染色体数减半着丝点断裂-个次级精母细胞- 变形个精子细胞个精子提问：在精子形成的过程中有什么特点?很好，最后我们再请一位同学根据挂图，来讲述精子的形成过程。 (请一位学生讲述，教师根据其讲述情况，精彩处给予表扬，不足处给予补充，错误处给予纠正。)练习：名校学案P10-11答：4条答：2条答：同源染色体分开答：没有答：精子细胞的染色体数目与次级精母细胞相同，比初级精母细胞减少一半。 答：发现有丝分裂过程中，同源染色体存在于同一细胞中，而减数第二次分裂过程中，同源染色体已分开了，细胞中无同源染色体存在。学生1染色体复制在精原细胞时期。学生2染色体数目减半发生在第一次分裂时期，减半的原因是同源染色体的分开。学生3着丝点的分裂，染色体一分为二，发生在减数第二次分裂过程中。比较分析减数分裂和有丝分裂的异同，温故知新反馈效果教师组织和引导学生活动教学意图第二课时复习提问：说出下列细胞分别属于减数分裂的哪一个时期？叫什么名称？（出示精子形成过程挂图，请一位学生讲述精子的形成过程，并作出评价）下面我们再来了解卵细胞的形成过程。讲述：人和其他哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的，其过程与精子形成过程基本相同，但也有区别。(示卵细胞形成过程挂图，并随讲授内容完成板书)3、卵细胞的形成提问：请同学们将卵细胞的形成过程与精子形成过程相比较，找出二者的相同与不同处？（在老师的引导下，要求学生尝试回答）请大家认真观察课本P20图26减数分裂图解不知道大家注意到没有？精子或卵细胞的形成过程中，还发生了一个重大变化，即四分体中的非姐妹染色单体之间有时会发生缠绕，并交换一部分片段，这种现象称为交叉互换，由于染色体上有携带遗传物质，导致交换了部分的遗传物质这样容易引起生物的变异。4、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片实验 同学们，我们前面所用到的“哺乳动物精子的形成过程图解”和“哺乳动物卵子的形成过程图解”是一种为方便我们学习的示意图而已，那哺乳动物精母细胞减数分裂过程的实际情况是怎么样的呢？下面我们一起来进行实验观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。请大家按照课本P21的要求完成实验，并思考讨论题。 教师巡视并指正学生在实验过程中所存在的问题。 提问：在观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片能否看到有丝分裂的细胞？作业：绘出减数分裂过程中染色体、DNA和染色单体数目变化的曲线图练习：课本P22第三课时引入新课：教师投影显示一只母猪和九只小猪，标注：一母生九子，连母十个样。问：九只小猪都是同一只公猪和和这只母猪生的，但是为什么他们长得不一样？要想明白其中的道理，还需要学习“受精作用”的内容。1、配子中染色体组合的多样性提问：在初中的时候我们就学习过，高等动物个体发育的起点是什么？ 很好，我们已经知道，公猪体内所有的精原细胞，染色体组成并无差异，母猪体内的卵原细胞也是如此。可是，一母生九子，九子各不同的情况是怎样发生的呢？这个只是大家的猜想，究竟是不是这样，我们可以通过模型建构“建立减数分裂中染色体变化的模型”来寻找答案。现在大家一起来回顾减数分裂过程中染色体的数目与主要变化。下面让我们进行“建立减数分裂中染色体变化的模型”的模型建构。教师组织学生按课本“活动准备”“模拟减数分裂中染色体数目及主要行为的变化”“模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合”的顺序进行模型建构，教师则巡视检查学生在模型建构过程中存在的问题，并提醒学生在动手操作过程中思考相应的问题，在表达于交流时采用两组学生分别演示，一方面起示范作用，另一方面也有利于发现学生在模型建构过程中存在的问题。从我们刚才进行“减数分裂过程中非同源染色体的自由组合”的实验中，大家可以发现有两对同源染色体的初级精母细胞共能产生几种中配子呢？ 如果有3对同源染色体呢？ 当然刚才我们都是不考虑非姐妹染色单体的交叉互换，大家可以推算一下我们人类成熟男性共能产生多少种的精子？所以在不考虑非姐妹染色单体的交叉互换的情况下如果一种生物有N对同源染色体，则该生物产生的配子种数时2N种。2、受精作用提问：什么是受精作用？(请学生看教材P24彩图2-7，设想受精的具体过程，并在教师引导下尝试描述。)提问：通过受精作用，染色体的数目出现什么变化？提问：现在我们再回头看看同源染色体的概念，同学们现在是否真正明白了同源染色体一条来自父方，一条来自母方的意思了？ 受精后，受精卵迅速地进行细胞分裂、分化，新生命由此开始了遗传物质与环境相互作用的发育过程。（教师引导学生讨论分析原因：新一代继承了父母双方的遗传物质。由于减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合以及非姐妹染色单体间交叉互换，形成的配子的染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，所以必然导致后代性状的多样性。）提问：这种多样性对于生物进化有什么作用？此外，从上面的图中可以看出，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，由此也可看出，生物的各种变化无论有多复杂，也是有规律可循的。总结：减数分裂，受精作用图解(教师从成体开始边讲边板画逐步展示)。练习：名校学案P12-13学生1：A图表示减数分裂第二次分裂时期，叫次级精母细胞。学生2：B图表示减数第一次分裂的联会时期，叫初级精母细胞。学生3：C图表示减数分裂完成后形成的精子细胞。学生4：D图表示减数第二次分裂后期，叫次级精母细胞。答：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。绘图展示与交流观察别人所绘制的减数分裂图，找出值得自己学习的地方，并学会客观指出他人的不足答;可以，因为所观察的材料取材于蝗虫的精巢，精巢中的精原细胞一部分进行有丝分裂产生新的精原细胞，而另一部分精原细胞则进行减数分裂产生精子。答：受精卵答：是不是参加受精作用的卵细胞和精子的染色体组成是不一样的呢？学生按课本“活动准备”“模拟减数分裂中染色体数目及主要行为的变化”“模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合”的顺序进行模型建构，在动手操作过程中思考相应的问题，并进行交流。答：4种答：8种答：223种答：卵细胞与精子相互识别、融合成为受精卵的过程。答：在受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。与此同时，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久，精子的细胞核就与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。答：受精卵中染色体数目又恢复到原来体细胞中的数目，其中一半来自精子，一半来自卵细胞。答：从同源染色体的角度看，精子和卵细胞中的同源染色体都是成单存在，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法，就是这个意思。答：这种多样性有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。复习上节课的内容，学生重新会议起学过的知识比较分析精子和卵细胞形成过程的异同，温故知新讲解交叉互换的概念为以后变异知识做准备培养学生动手操作、同伴之间的协作能力以及表达与交流能力加强对减数分裂过程中染色体变化规律的理解设置情景引入课题培养学生思考与交流能力尝试计算可能出现的配子类型数目体验受精作用的过程阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性认同物质的规律性，树立辨证唯物主义世界观板书设计： 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一课时一 减数分裂1、减数分裂的概念（1）范围：进行有性生殖的生物。（2）特点：在整个减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。（3）结果：新产生的成熟生殖细胞中的染色体数目，比原始生殖细胞中的染色体数目减少了半。2、精子的形成（1）形成部位：精巢或睾丸（2）形成过程减数第二次分裂分裂 - 减数第一次分裂 染色体复制 着丝点断裂染色体数减半个精原细胞个初级精母细胞-个次级精母细胞-变形个精子细胞个精子第二课时3、卵细胞的形成4、对于细胞分裂图像的鉴别，还可以概括如下：()看染色体的数目(奇偶性)；()看有无同源染色体；(3)看有无同源染色体的行为联会、四分体、分离。5、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片实验第三课时二 受精作用1、配子中染色体组合的多样性 ()减数分裂过程中非同源染色体的自由组合()四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。2、受精作用(1)概念：(2)过程：(3)结果：教学后记： “减数分裂和受精作用”这部分内容不仅是第2章的重点内容，也是整本书的重点内容之一。它以学过的细胞学知识、染色体知识、有丝分裂知识、生殖种类知识为基础。通过学习，使学生全面认识细胞分裂的种类、实质和意义，又为后面学习遗传定律、生物的变异、生物的进化奠定了细胞学基础。“减数分裂”这一内容所涉及的知识相对较为复杂、抽象，相关的习题也比较灵活，初学时学生往往感觉懂了，但一做题目就不会了，因此一直是高中生物教学过程中的一个难点。 我认为“减数分裂”的关键是让学生掌握精子的形成过程，只要这内容学好了，那卵细胞的形成过程与受精作用内容就迎刃而解了。 因此，在教学精子形成过程时，我一改按教材顺序讲解的方法，而是采用了先讲一对同源染色体时同源染色体的分离行为，再学习两对同源染色体时在同源染色体分离的同时，与非同源染色体的自由组合行为，再推断到多对同源染色体的情况学习，这样由浅入深，由易到难逐个攻破难点的方法，而且又结合学生的说与画，收到了较好的教学效果。 学习卵细胞的形成过程，我采用了让学生先自主学习，然后回答与精子的形成过程有何区别就解决了，如果时间允许的话，也可以让学生再练习一下卵细胞形成过程中一些重点图形的画法。 受精作用的过程与意义，这知识学生自己就可以完成了，当然重点在于让学生理解减数分裂与受精作用的意义：保证了生物前后代遗传物质（染色体与DNA数目）的稳定性，对于生物的遗传和变异有重要意义。 以上减数分裂内容的教学，共花了三节课的时间。课后想想，这样设计减数分裂教学大致有四个特点：第一，教学内容的呈现由浅入深，符合学生的认知特点；第二，课堂注重听、画、说结合，有利于调动学习的积极性，有利于学生的记忆与理解；第三，在模型的建构中让学生表达与交流时，有意展示学生的思维过程，有意暴露他们的思维错误，以便能更好地生成知识；第四，在教学方式上注重以学生为主，课堂突出让学生讨论、自主学习、互相评价等，关注体验性的教学，提倡交流与合作的学习，加深了对知识的理解，有利于提高学生分析问题与解决问题的能力，有利于达成学习知识与培养能力的统一，教师在教学中仅起组织者、引导者、参与者和促进者的作用，树立了“以学生发展为本”的新课程观。