《减数分裂和受精作用》教学设计

《减数分裂和受精作用》教学设计

生物组 郭艺佳

设计理念：

布鲁纳认为“知识的获得是一个主动的过程，学习者不应是信息的被动接受者，而应是知识获取的主动参与者。”传统的教学模式是教师独霸课堂45分钟，学生只能充当“留声机”，新课程标准强调改变学生学习方式，大力倡导“自主、合作、探究”的学习方式，改变原有单一被动的学习方式，建立和形成旨在充分调动发挥学生主体性的多样化的学习方式。学习过程不应是被动地吸收课本上现成结论的过程，而应该亲自参与丰富的生动的思维活动并经历一个实践和创新过程。
    围绕本节课的教学目标和内容，将信息技术与学科进行整合，积极探索设计一个可以让学生在其中自由探究和自主学习的环境，开展师生互动，生生互动，体现以学生为主体，教师为主导的“双主”教学理念，具体做法是通过设置一系列的问题情境，以问题为引导，启发学生思考，并引导学生讨论，在解决问题过程中学习。并引导学生动手制作，模拟减数分裂过程，从而突出教学重点，突破教学难点，在教学中，学生通过多种途径，观察，阅读，思考，分析，讨论，探究，动手，合作等，来开展学生之间的协作学习和自主学习，让学生通过自己的主体活动，根据自身反馈信息来形成对事物的认识和理解。
  教学内容：

生物全日制普通高级中学教科书（必修2）新课标 （人民教育出版社）第二章第一节《减数分裂和受精作用》一  减数分裂

《减数分裂和受精作用》这一课是高中生物第二章第一节，这部分内容不仅是第二章的重点内容，也是整本书的重点内容之一，这部分内容是在学生学习了细胞学知识，有丝分裂知识等知识基础上进行，通过学习，使学生全面认识细胞分裂的种类，实质和意义。并为后面学习遗传和变异，生物的进化奠定了细胞学的基础。因此，本节课内容在知识上具有承上启下的作用。

教学目标：

引导学生观察减数分裂动画过程，通过创设一系列问题情境，培养学生观察能力，获取信息能力，综合分析能力，语言表达能力，自主学习能力，交流合作能力。通过学生模拟减数分裂过程，染色体行为变化，掌握减数分裂过程和概念，加深对事物自身变化规律性的认识，培养对立统一和发展变化的观点，并赞美生命的奇妙。
  教学重难点：

（1）教学重点：减数分裂的过程和概念。这是生殖细胞形成的基础，又是遗传和变异的细胞学基础。

（2）教学难点：同源染色体，四分体的概念，以及染色体行为的变化规律。其中染色体行为的变化规律既是重点又是难点，它是学生理解减数分裂的关键。

（3）教材处理：根据教材的重难点，学生的实际情况及多媒体课件传递信息量大的特点，这部分内容安排2个课时。第一课时学习精子形成过程和减数分裂概念；第二课时学习卵细胞的形成过程，减数分裂和受精作用意义。减数分裂和有丝分裂异同点比较。这里主要是第一课时的教学方法和教学过程。

学情与教材分析：

学生已经掌握了有丝分裂，有性生殖等相关知识，这为本节课学习奠定了基础，高二学生已经具有了一定的认知能力，观察分析能力，抽象思维能力，及一定的自主学习能力，但对于细胞中微观世界的物质变化缺乏感性认识，仍难以理解，较难抓住本质。大部分学生表现为基本知识，基本技能能“学会”但“会学”的同学不多，主要原因是学生在逻辑推理和整体把握两个方面存在障碍，对问题探讨停留于表象认识，难于抓住事物的本质。

教学准备：多媒体课件
学具：画有细胞轮廓的白纸板，红、蓝两色的橡皮泥

教学过程：

一、             复习提问，导入新课

细胞分裂是生物体生长和繁衍的基本保证,我们已经学过有丝分裂的有关知识,有丝分裂最重要的特点是什么?结果怎样?（教师播放有丝分裂多媒体课件）

师：有丝分裂重要的特点是遗传物质复制后平均分配到两个子细胞中(复制、均分)。分裂的结果是子细胞中染色体数与亲代细胞一样。
    进行有性生殖的多细胞生物体都是由一个受精卵通过有丝分裂和细胞分化发育而来的，有性生殖的生物在性成熟后都要产生精子和卵细胞，若精子和卵细胞按有丝分裂方式产生的话，会有怎样的结果?（引导学生以人为例进行分析）
学生讨论回答后，ppt展示如下结果：

父亲（46）      母亲（46）                                   受精卵（92）

有丝分裂↓                                            有丝分裂↓

精子（46）      卵细胞（46）                                   子女（92）

 染色体数目会逐代加倍，这不利于物种稳定。人和有性生殖的生物都存在同样的问题。实际上,我们父母的体细胞中有46条染色体，我们自己也是46条染色体，那么，生物体是如何保证前后代染色体数目的恒定呢？

［设计意图：通过设问，引起同学的思考，激发学生的兴趣和强烈求知欲，使学生产生急需探究心理，学习动机由潜伏期迅速自然进入活跃状态。］
学生回答后,教师指出：

精子和卵细胞中染色体必须减少一半，ppt展示如下结果：
父亲（46）      母亲（46）                           受精卵（46）

  ↓                ↓                               ↓有丝分裂

精子（23）      卵细胞（23）                          子女（46）

事实是否如此？
1883年，比耐特在研究马蛔虫受精作用时观察到，受精卵中有4条染色体，而精子和卵细胞中都只有2条，这些染色体通过受精作用传给子代。
演示马蛔虫受精过程的动画过程

提问：受精卵中遗传物质有什么特点？精子和卵细胞中遗传物质有什么特点？体细胞中呢？
教师总结：
受精卵中遗传物质一半来自父方，一半来自母方，由受精卵有丝分裂而来的体细胞中遗传物质也是一半来自父方，一半来自母方。
精子和卵细胞中2条染色体大小形状各不相同，精、卵结合形成受精卵后，来自精子（父方）的每条染色体一般都能在来自卵细胞（母方）的染色体中找到一个与之大小形状相同的染色体，人们把(……)称为同源染色体。

提问：马蛔虫受精卵虫有几对同源体？人的体细胞中有几对同源体？

从19世纪后期到20世纪初，许多科学家相继观察到，无论动物或植物的生殖细胞在形成过程中，染色体数目都要减少一半，并将这个过程命名为减数分裂（引入课题）减数分裂和有性生殖细胞的形成
我们以精子的形成为例，讲解减数分裂的过程
二、动画演示，共同探究

师：请大家阅读课本P100—P101，回答：哺乳动物精子在什么器官中形成、能形成精子的是什么细胞？该细胞有何特点？

［设计意图：适时地指导学生阅读课本，主动获取知识，提高学生的学习主动性。引导学生大胆猜想，培养学生创新思维能力和发散思维能力。］
学生看书后回答，教师总结：雄性哺乳动物精子在睾丸中形成，形成精子的原始生殖细胞叫做精原细胞，精原细胞中的染色体数目与体细胞相同。

提问：精原细胞在减数分裂过程中，染色体是怎样减少一半的？又是减少了怎样的一半？
提示学生仔细观察马蛔虫精子和卵细胞及受精卵中的染色体形态并结合有丝分裂的知识推测减数分裂可能的过程
教师组织学生讨论鼓励学生积极表达自己的猜想，动画演示精子形成的全过程
教师提问：减数分裂过程中，染色体有没有复制？精原细胞进行了几次分裂？最终一个精原细胞形成了几个精子？

减数分裂过程中，染色体发生了哪些行为变化呢？下面我们分步详解减数分裂过程。

1、动画演示：精原细胞形成初级精母细胞过程。

引导学生观察分析减数第一次分裂间期精原细胞变为初级精母细胞时染色体的行为变化，染色体数量和DNA含量变化

2、动画演示：同源染色体联会时的动态变化和四分体形成过程
提问：第一次减数分裂前期初级精母细胞中染色体最显著的变化是什么？配对的是怎样的染色体，图中有几个四分体？
教师点拔：学生总结出同源体联会，四分体的特点
教师讲解交叉互换指出其在遗传学上有重要意义

3、动画演示：减Ⅰ中期四分体排列在赤道板上，减Ⅰ后期同源体分离
 提问：减Ⅰ中期和后期染色体发生了怎样的行为变化？同源染色体能否有另一种分离情况？

4、动画演示：同源染色体分离，非同源染色体自由组合

教师点拔：一个精原细胞分裂只能发生其中的一种形成二种类型的精子
多个精原细胞分裂，各种情形都能发生因而产生的精子具有多样性

5、动画演示：次级精母细胞形成过程
提问：次级精母细胞中染色体数与初级精母细胞相比发生了怎样的变化？变化的原因是什么？
次级精母细胞中染色体减少了怎样的一半？引导学生分析次级精母细胞中染色体数目、DNA含量，染色体特点（无同源体，有染色单体）
提问：次级精细胞会以怎样的方式进行第二次分裂？染色体数还会再减半吗？
6、动画演示次级精母细胞到精子的过程。
引导学生分析总结：减数第二次分裂类似有丝分裂过程，染色体数不再减半。
突出比较有丝中期和减数第二次分裂中期、有丝后期和减数第二次分裂后期图，提问二者有何不同，学生回答后总结：是否含有同源染色体，进一步说明减数分裂本质。
提问：精细胞中染色体数目，DNA含量，染色体特征与精源细胞相比有什么变化？为什么精子寿命很短？精子还能再分裂吗？
总结：精子形成需要经过变形，丢弃大量细胞质，仅保留了细胞核和极少量细胞质，所以精子寿命短，精子不再分裂，因此减数分裂无细胞周期。

7、再完整播放一遍减数分裂全过程，引导学生总结减数分裂过程：
提问：减数两次分裂各时期细胞名称是什么？染色体有哪些行为变化？
引导学生分析总结：复制、联合、同源染色体分离、非同源体自由组合，着丝点分裂等

三、动手体验，合作交流

引导学生用橡皮泥模拟减数分裂全过程，加深对减数分裂过程的理解

［设计意图：通过多引导学生边观察边思考，动脑、动口、动手以突破教学难点。。］

提问：什么是减数分裂？
引导学生分析进行减数分裂的生物、细胞、时期、过程、结果，从而总结出减数分裂的概念

教学反思：

通过识别减数分裂各个时期的图示，培养识图和判断能力；通过分析减数分裂过程中染色体和DNA的数量和行为变化规律，培养分析和判断能力；通过动手用橡皮泥模拟减数分裂的全过程，培养实践操作能力。在学习过程中要抓住特点，懂得道理，记住过程，不但学得有趣，掌握也牢固。对比较难于理解和掌握的知识内容，要认真剖析、深入对比。如减数分裂与有丝分裂图象的区别，运用图形、曲线进行DNA、染色体变化分析，加深记忆和理解，效果会更好。

为了掌握减数分裂各个时期的特征，可以用以下的记忆口诀：

有丝同源不配对，减二无源难成对。联会形成四分体，同源分离是减一。