第二章 减数分裂和有性生殖
第一节 减数分裂(第1课时)
● 设计依据与构思
本节与《必修1 分子与细胞》第五章第一节细胞增殖有着紧密联系，同时又是学生后续学习人工授精、试管婴儿等技术的基础，起着承上启下的作用。学生之前已学习了有丝分裂的相关知识，如有丝分裂各时期染色体的行为以及有丝分裂过程中染色体和DNA数目变化规律等，这些知识是学生学习减数分裂所必须的，所以有必要花一定的时间进行复习，这一环节不仅为减数分裂的学习做好了相应的知识准备，同时可以激发学生的学习动机，投入到新课的学习当中；在新课学习部分，首先让学生从整体上理解减数分裂的概念，掌握必要的基础知识，然后再利用示意图进行精子形成过程的学习。每一个时期都采取发现教学的方式，学生通过观察进行描述，教师进行纠正、补充和小结。分阶段学习之后，再让学生从整体上观察精子形成动态过程并进行描述，即由部分到整体，由静到动地帮助学生对该部分知识的掌握；最后进行归纳小结，帮助学生梳理所学知识，构建知识体系。
本节课教学设计思路如下：
复习有丝分裂，导入新课，
激发学生学习动机
初步了解减
数分裂概念
基础概念学习
利用示意图探究精子形成的过程
准确描述各
时期特点
归纳小结，构建知识体系
课时安排：1课时
● 教材分析
▍教学目标
知识目标：
1. 阐述细胞的减数分裂
2. 描述减数分裂过程
能力目标：
正确地使用专业术语描述生物学现象
情感态度与价值观目标：
积极参与合作探究活动，体验合作的力量，养成团体意识和合作意识。
▍教学重、难点
教学重点：
1. 减数分裂的概念
2. 精子的形成过程
教学难点：
减数分裂过程中染色体的动态变化及主要特征。
▍课前准备
学生：
课前预习，大致了解哺乳动物精子形成过程
教师：
制作课件 ，准备相关素材。
● 教学流程及分析
▍流程一：导入新课
引言：同学们好，在《生物1 分子与细胞》中我们学习了细胞的增殖，细胞以什么方式进行增殖呢？
学生：细胞以分裂的方式进行增殖。
师问：真核细胞有哪些分裂方式呢？
学生：有丝分裂，无丝分裂。
老师：其实真核细胞的分裂方式除了我们学习过的有丝分裂和无丝分裂外，还有减数分裂。今天我们重点来学习减数分裂。
设计思想 通过问题引导学生回顾旧知，发现新的问题，激发好奇心和求知欲，积极主动地投入到新课学习当中。
▍流程二：新课学习
一、复习有丝分裂
老师：在学习减数分裂之前我们首先来回顾一下有丝分裂的相关知识。
课件：展示细胞有丝分裂各时期图像，引导学生通过观察，回顾有丝分裂各时期特点。
教师归纳有丝分裂各时期特点，并提供口诀帮助学生记忆。
时期
特点
间期
染色体复制（DNA复制，有关蛋白质合成）
分
裂
期
前期
核膜、核仁消失，染色质变为染色体，纺锤体出现
（膜仁消，两体现）
中期
染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上
（点排中央赤道板）
后期
着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，移向细胞两极
（点裂体分去两极）
末期
核膜、核仁重现，染色体变染色质，纺锤体消失
（膜仁现，两体消）
在此基础上复习染色体，DNA，染色单体计数的相关知识。进而归纳出有丝分裂一个细胞核中DNA含量和染色体数目的变化情况。
图2—1 一个细胞核中DNA含量变化 图2—2 一个细胞核中染色体数目变化
二、细胞的减数分裂
（一）减数分裂概念
教师：请大家阅读教科书P10页减数分裂概念，思考以下问题。
课件：什么样的生物能进行减数分裂？减数分裂发生在什么时期？减数分裂有何特点？结果如何？
学生：生物——进行有性生殖的生物
时期——形成成熟生殖细胞过程中
特点——染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次
结果——新产生的生殖细胞在染色体数目上比正常体细胞减少一半
（二）减数分裂
1.精子形成的场所
教师：接下来我们就以精子的形成为例，来学习减数分裂的具体过程。首先，同学们想一下，精子是在雄性动物的什么器官中形成的？
学生：睾丸。
PPT：展示睾丸示意图，如下：
图2—3 睾丸示意图
教师：雄性动物的睾丸中有许多弯曲的曲细精管，曲细精管中有大量精原细胞，精原细胞是原始的雄性生殖细胞。请大家仔细想一想，精原细胞是如何形成的？
学生：由受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成的。
教师追问：那细胞在有丝分裂和细胞分化过程中，染色体组成发生改变吗？
学生：不改变。
教师：精原细胞是一类特殊的体细胞，其染色体组成和受精卵完全相同，而且可以通过有丝分裂而增殖，同时可以经过减数分裂产生精子。具体过程是怎样的呢？
PPT：展示精子形成过程的连续动画，让学生对精子形成过程有一个整体的了解，同时让学生意识到减数分裂过程的复杂性，激发学生的学习动机。
2.减数分裂有关基本概念：
（1）同源染色体：利用课件展示一对同源染色体示意图，如下：
图2—4 同源染色体示意图
教师：在减数分裂某个时期，染色体会两两配对，同学们看配对的两条染色体有何特点？
学生：形状大小基本相同，颜色不同
教师：颜色不同代表来源不同，一条来自父方，一条来自母方，像这样的一对染色体我们称之为同源染色体。
（2）联会和四分体
教师：同源染色体会两两配对的现象，称为联会。
教师：因为联会后的每一对同源染色体含四条染色单体，所以称之为四分体。教师与学生一同分析以下数量关系：
1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=2个着丝点=4条染色单体=4个DNA分子。
其中连接在同一个着丝点上的两条染色单体称为姐妹染色单体，没有连接在同一着丝点上的两条姐妹染色单体称为非姐妹染色单体。同源染色体联会形成四分体之后还可能发生什么变化呢？
PPT：展示交叉互换示意图，如下：
图2—5 交叉互换示意图
学生：非姐妹染色单体发生了部分片段的交换。
3.精子形成过程
教师分步演示精子的形成过程，提高学生的识图能力。
教师：减数分裂间期同有丝分裂间期一样，主要发生了什么变化呢？
学生：染色体复制，包括DNA复制和有关蛋白质合成。
教师：精原细胞在间期进行染色体复制后成为初级精母细胞，复制后的每条染色体都有两条姐妹染色单体。初级精母细胞将进行两次分裂，即减数第一次分裂和减数第二次分裂，每一次分裂又可以分为前期、中期、后期和末期四个时期，接下来同学们注意观察每个时期发生了什么变化，并尝试用生物学术语进行描述，重点观察染色体的行为。
PPT展示减数第一次分裂前期示意图，如下：
图2—6 减数第一次分裂前期示意图
学生：同源染色体联会，形成四分体。
教师：减数第一次分裂中期又会发生怎样的变化呢?
PPT：展示减数第一次分裂中期示意图，如下：
图2—7 减数第一次分裂中期示意图
学生：同源染色体排列在赤道板上
教师追问：染色体的着丝点排列在赤道板上吗？
学生：没有，排列在赤道板两侧。
PPT：展示减数第一次分裂后期示意图，如下：
图2—8减数第一次分裂后期示意图
学生：同源染色体分离，移向细胞两极。
教师追问：着丝点有没有分裂呢？
学生：没有，每一条染色体上仍有两条染色单体。
PPT：展示初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞的图解，如下：
图2—9减数第二次分裂前期示意图
教师：经过减数第一次分裂，一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞。请同学们仔细比较一下每个次级精母细胞与初级精母细胞的染色体数是否相同？
学生：次级精母细胞各含两条染色体，染色体数目只有初级精母细胞的一半。
教师追问：在次级精母细胞中有没有同源染色体？
学生：没有。
教师：减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期，或者间期很短，染色体不再复制。所以我们一般将初级精母细胞分裂形成两个次级精母细胞后的时期称为减数第二次分裂前期。减数第二次分裂过程中染色体的行为变化特点与有丝分裂十分相似。减数第二次分裂前期，染色体排列有何特点？
学生：染色体排列散乱。
PPT：展示减数第二次分裂中期示意图，如下：
图2—10 减数第二次分裂中期示意图
教师：减数第二次分裂中期染色体有什么变化呢？
学生：染色体的着丝点排列在赤道板上
PPT：展示减数第二次分裂后期示意图，如下：
图2—11 减数第二次分裂后期示意图
教师：减数第二次分裂后期染色体又发生了怎样的变化？
学生：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，移向细胞两极。
教师追问：此时细胞中有同源染色体吗？
学生：有些说有，有些说没有。
教师：此时细胞中是不存在同源染色体的，染色体复制后着丝点分裂形成的两条染色体虽然形状大小基本相同，但不是一条来自父方，一条来自母方，不能称为同源染色体。
同学们再算一下此时每个次级精母细胞中有几条染色体？
学生：4条。
教师:对。减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，所以染色体数目暂时加倍，恢复到精原细胞的水平。
细胞继续分裂，两个次级精母细胞分裂成四个精细胞，减数分裂完成。和减数第二次分裂后期相比，精细胞中染色体数目发生了什么变化？
PPT：展示精细胞示意图，如下：
图2—12 精细胞示意图
学生：和减数第二次分裂后期相比，精细胞中染色体数目减半。
教师追问：此时的细胞中还有染色单体吗？
学生：没有
教师：经过减数第二次分裂，两个次级精母细胞分裂形成四个精细胞。但是精细胞还不是成熟的精子，同学们仔细观察，看精子和精细胞相比发生了什么变化。
PPT：展示精子示意图，如下：
图2—13 精子示意图
学生：体积变小，有尾部
教师：精细胞通过变形，最终形成成熟的精子，呈蝌蚪状。在这个过程中，丢掉了精子细胞的大部分细胞质，并形成一个长长的尾巴。精子的变形有什么意义呢？
学生：便于游动，为和卵细胞的结合做好准备。
教师：刚才我们学习了精子形成过程的各个时期，现在我们再整体看一下精子形成过程的连续过程。现在请同学们两人一小组，试着结合教科书P8—9页示意图整体描述一下精子形成的过程。
PPT：展示精子形成过程连续动画。
学生活动：全体学生尝试依据教科书上
示意图进行描述，然后选1—2名代表口述精子形成的过程，教师根据其讲述情况，予以纠正、补充，最后强调减数第一次分裂和减数第二次分裂的特征。
4.小结
教师引导学生小结，完成填空。
（1）减数第一次分裂中，同源染色体（联会）形成（四分体）；
四分体中（非姐妹）染色单体可能发生部分互换；
着丝点（不分裂），同源染色体（分离）；
分裂结束时，细胞中染色体数目（减半）。
（2）减数第二次分裂中染色体（不复制）；
着丝点（分裂），染色单体变成（染色体）
设计思想 通过问题引导学生复习旧知，发现新的问题，激发好奇心和求知欲，积极主动地投入到新课学习当中。教学时，以观察学习为主，先通过展示图片，为学生提供必要的感性材料，让学生明确减数分裂中细胞结构变化的特征，再及时引导学生由感性认识上升到理性认识。
▍流程三：课堂反馈
反馈的设计
1.下列对一个四分体的叙述，不正确的是( )
A.有两个着丝点 B.有四个DNA分子 C.有两对姐妹染色单体 D.有四条染色体
2.人的精巢中的精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
3.一条复制过的染色体，其着丝点数、染色单体数和DNA数依次为( )
A.2，2，4 B.1，2，2 C.1，4，4 D.2，2，2
4.减数第一次分裂的特点是( )
A.同源染色体分离，着丝点分裂
B.同源染色体分离，着丝点不分裂
C.同源染色体不分离，着丝点分裂
D.同源染色体不分离，着丝点不分裂
5.减数分裂过程中，染色体数目减半发生在( )
A.初级精母细胞形成时 B.次级精母细胞形成时
C.精子细胞形成时 D.精子形成时
6.关于同源染色体的叙述确切的是( )
A.由一条染色体复制成的两条染色体 B.一条来自父方，一条来自母方的染色体
C.形状、大小完全相同的染色体 D.在减数分裂过程中能联会的染色体
●板书设计
2.1.1细胞的减数分裂
一、减数分裂概念
二、精子形成过程（睾丸）
1.减数第一次分裂：
1个精原细胞——1个初级精母细胞——2个次级精母细胞
2.减数第二次分裂：
2个次级精母细胞——四个精细胞
3.变形：4个精细胞——4个精子
●教学感悟（反思）
减数分裂的学习是建立在有丝分裂基础之上的，由于时间较长，学生对这部分知识有所遗忘，所以有必要进行系统的复习，这样大大降低了减数分裂学习的难度。精子形成过程的学习通过图片化抽象为具体，让学生从中发现规律，自主构建知识体系，而非直接将结论灌输给学生。整堂课氛围活跃，互动良好，达到了较好的教学效果。
（本案例由扬州市扬州大学附属中学李小刚老师提供）
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