减数分裂导学案1

减数分裂和受精作用导学案高二生物组汤建萍【教学目标】知识方面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。情感态度与价值观方面认同物质的规律性，树立辨证唯物主义世界观。能力方面使用高倍显微镜，观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。【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）比较精子和卵细胞形成过程的异同（2）观察蝗虫精母细胞的减数分裂【课时安排】3课时【教学过程】第一课时【导学习得】一、减数分裂的概念阅读课本P16，从如下四个方面领会其概念1、时期：进行________的生物在产生______________________时。2、特点：细胞分裂次，而染色体只复制次。3、结果：成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞的。4、实质：是一种特殊方式的思考：原始生殖细胞与体细胞的关系如何？注意：1、成熟生殖细胞如精子、卵细胞（精细胞、精子细胞、花粉、成熟花粉都不是成熟生殖细胞）2、语言的正确达：减数分裂的第一次分裂=减数第一次分裂=减Ⅰ≠第一次减数分裂减数分裂的第二次分裂=减数第二次分裂=减Ⅱ≠第二次减数分裂二、精子的形成过程1、场所：_________，_________是原始雄性生殖细胞。2、过程：（１）减数第一次分裂：①间期：主要的变化是，精原细胞体积增大成为____________，细胞中每个染色体均含有两个姐妹染色单体（染色体数目不变，DNA含量加倍）。②分裂期：a、同源染色体_____：____b、_________中的非姐妹染色单体发生_____________。C、同源染色体__________,分别移向____________。结果是1个精母细胞分裂成2个精母细胞。染色体数目___________。【合作探究】一、各时期的变化如下：(设体细胞中染色体的数目为2N，DNA数为2N)联会四分体中期后期前期染色体的数目:()()（）（）染色单体的数目()()（）（）DNA数：()()（）（）【激趣点拨】☆二、正确理解几个概念：①联会：两两配对。②同源染色体──在体细胞中的染色体都是成对存在的（但分散在细胞内），在减数分裂时要两两配对，这配对的两条染色体，、一般相同，一个来自，另一个来自，这样的成对的染色体叫“同源染色体”。如下图中的1与2，3与4。思考：如何理解同源染色体这一概念？同源染色体的主要条件是？【例析】1、下列关于同源染色体的叙述，不正确的是A．一条来自父方，一条来自母方的染色体B．由一条染色体复制而成的两条染色体C．在减数分裂过程中联会的两条染色体D．形状和大小一般相同的两条染色体2、下列几组染色体中，属于含有同源染色体的是③非同源染色体是指减数分裂中不同对的染色体,除去与之互称同源染色体的其他染色体。如图所示在1和3，2和4，1和4，2和3。④姐妹染色单体与非姐妹染色单体在细胞分裂的间期，染色体经过复制形成的两个完全一样的染色单体，互称姐妹染色单体。如图所示1/与1//，2/与2//，3/与3//，4/与4//。而1/与2/，1/与2//，3/与4/等就是非姐妹染色单体。图中有8个染色单体或4对姐妹染色单体，不能称为8个姐妹染色体。⑤四分体：联会后，因为每个染色体都经过了间期的自我复制，每对同源染色体含有条,这样的一对同源染色体叫做四分体。四分体只出现在减数分裂过程中，在有丝分裂过程中，虽然细胞中也有同源染色体，但同源染色体之间并不联会，当然也就谈不上四分体了。如图所示，A和B所代表的结构，就分别是一个四分体。可见，四分体的个数与联会的同源染色体的对数是一致的。【迁移训练】1、人的体细胞中有46个染色体，进行减数分裂过程中，能形成多少个四分体？出现四分体的时期是，一个四分体含有对同源染色体，含有条染色体，条染色单体。2、减Ⅰ与有丝分裂有何区别？（2）减数第二次分裂：(第一次分裂结束后通常没有间期或者间期时间很短)①染色体不再_____。②每条染色体的________分裂，_______________分开，分别移向_____________。　整个过程染色体的变化特点与有丝分裂过程基本相同，经减数第二次分裂，两个次级精母细胞→四个精细胞。精细胞与次级精母细胞的染色体数_______，DNA数________。精细胞与初级精母细胞的染色体数_______。中期后期精细胞精子前期主要变化：（）（）（）染色体的数目:()()（）（）染色单体的数目()()（）（）DNA数：()()（）（）【归纳总结】精子形成过程小结如下：1个1个2个4个4个精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子复制联会、四分体姐妹染色变形——→———————→————→——→同源染色体分离单体分离非同源染色体重组复制第一次分裂第二次分裂减数分裂【训练内化】一、选择题 1.下列关于同源染色体的叙述中，正确的是(　　)。 A.一条来自父方，一条来自母方的染色体　　　B.由一条染色体复制而成的两条染色体 C.在减数分裂过程中联会的两条染色体　　　　D.形状和大小一般相同的两条染色体 2.精原细胞增殖的方式是(　　)。 A.减数分裂　　B.有丝分裂　　C.无丝分裂　　D.有丝分裂和减数分裂 3.在减数分裂过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合是(　　)。 A.同时发生于第一次分裂后期 B.同时发生于第二次分裂后期 C.同时发生于第二次分裂末期 D.分离发生于第一次分裂，自由组合发生于第二次分裂 4.人体细胞中含有同源染色体的是(　　)。A.精子　　B.卵细胞　　C.口腔上皮细胞　　D.极体 5.人的体细胞内有46条染色体，在其形成配子的减数第一次分裂过程中，细胞内四分体的数量是(　　)。 A.184个　　B.92个　　C.46个　　D.23个  6.某二倍体动物有k对染色体，经减数分裂形成遗传信息不同的配子，其种类数为（　　）。 A.2k　　B.12k　　C.k2　　D.k12 7.哺乳动物精原细胞经减数分裂能形成4个精子，这4个精子所含的染色体总数是（　　）。 A.初级精母细胞的14　　B.初级精母细胞的12 C.与初级精母细胞相同　　D.初级精母细胞的2倍 8.若a和a’，b和b’，c和c’为同源染色体，来自同一精原细胞的精子（在减数分裂过程中无交叉互换）是（　　）。 A.ab’c、a’bc’、ab’c、a’bc’　　B.a’bc、ab’c、ab’c、a’b’c’ C.ab’c’、a’bc、a’bc’、abc’　　D.abc’、ab’c、ab’c、abc 12.如欲观察细胞减数分裂过程，可选用的材料是（　　）。 A.马蛔虫受精卵　　B.成熟花粉粒　　C.小鼠睾丸　　D.叶芽 13.如果用A和B分别代表精子细胞中的染色体数和DNA数，则初级精母细胞中的染色体和DNA分别是（　　）。A.2A和3B　　B.2A和4B　　C.4A和4B　　D.4A和2B 14.下列细胞中，新陈代谢最旺盛的是（　　）。 A.精子　　B.卵细胞　　C.受精卵　　D.卵细胞与精子【拓展延伸】 17.设某动物的一个体细胞中核DNA含量为2个单位（2C）（如右图）。 （1）请绘出该动物的初级精母细胞减数分裂过程中的一个细胞核DNA含量的变化示意图。 （2）填空说明下列DNA含量变化的原因。 ①由精原细胞变成初级精母细胞时，组成染色体的DNA分子进行　　　　　　　，核DNA含量的变化是　　　　　　　。 ②第一次分裂，同源染色体　　　　　　　，一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞，一个细胞核DNA含量的变化是　　　　　　　。 ③第二次分裂，染色单体分离，成为两个染色体，2个次级精母细胞分裂成四个精子，一个细胞核DNA含量的变化是　　　　　　　。 19.下图中A表示一动物精巢内细胞分裂及其精子形成过程中DNA数量的变化曲线，B表示在细胞分裂过程中的各个时期染色体变化模式图，请根据图回答下面的问题。 （1）B图所示的a、b、c、d四个图像，分别是A图所示的①～⑤中的什么时期？（填图中的代号） a　　　　　　b　　　　　　c　　　　　　　d　　　　　　　　　　　　　 （2）B图所示的a、b、c、d图中的DNA量与体细胞中DNA量不相同的是　　　　　　　。 　　（3）A图②时期，细胞内有　　　　　　　条染色体，　　　　　　　个DNA分子。 【反思提升】思考：1、减数第一次分裂的实质是___________________,减数第二次分裂的实质是___________________________。2、染色体数目减半发生的时期是_____________，DNA数目减半发生的时期是_____________。3、减Ⅱ与有丝分裂有何区别？参考 一、选择题 1.C　2.B　3.A　4.C　5.D　6.A　7.D　8.A　9.C　10.AB　11.D　12.C　13.B　14.C　15.C　16.A 二、非选择题17.（1）细胞核DNA含量变化示意图（略） （2）①复制2C→4C　②分离4C→2C③2C→C 18.（1）DNA复制（或染色体复制）间　着丝点分裂 （2）乙、丙 （3）8　1∶2　减数第一次　后　次级卵母细胞和极体 19.（1）⑤③①④（2）a、b、c（3）4　4第二课时【导学习得】三、卵细胞的形成过程1、场所:____________间期2、卵细胞形成过程小结如下：卵细胞（1）（减数第二次分裂）次级卵母细胞（1）初级卵母细胞（1）（减数第一次分裂）卵原细胞极体(3)2.细胞名称的变化3.染色体的变化：与精子形成过程相同。4.变化结果：一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个，三个都退化消失。【合作探究】3、卵细胞的形成和精子形成过程的比较比较项目不同点相同点精子的形成卵细胞的形成减数第一次分裂初级精母细胞进行了等分裂。初级卵母细胞进行了等分裂，并产生了1个细胞和1个。都有联会、四分体、同源染色体内的父方和母方染色体单体的交叉互换，同源染色体分离现象，子细胞的染色体数目减半减数第二次分裂两个次级精母细胞等分裂形成了个同样大小的精子细胞。一个次级卵母细胞等分裂形成了一个大的和1个小的，原来的极体等分裂成两个极体着丝点分开，姐妹染色单体分开变成两条染色体，子细胞的染色体数目不变，分裂过程无同源染色体。变形否__________________分裂结果产生个有功能的精子产生个有功能的卵细胞个小的极体退化消失子细胞的染色体数目比原始生殖细胞的染色体数目减半4、减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较项目减数第一次分裂减数第二次分裂有无染色体的复制有无同源染色体着丝点是否分裂染色体数目DNA含量染色体主要行为同源染色体分离点分裂，单变体，体加倍有无联会有无是否出现四分体是否四、减数分裂是遗传规律的细胞学基础阅读课本P30“孟德尔遗传规律的现代解释”，分别解释两个定律的细胞学基础（1）基因分离定律——（2）基因自由组合定律——五、有丝分裂与减数分裂过程中的染色体和DNA数量的变化规律设体细胞中染色体的数目为2N，DNA数为2a1、有丝分裂分裂方式比较项目有丝分裂间期前期中期后期末期染色体变化DNA分子变化染色单体变化2、减数分裂分裂方式比较项目减数分裂性原细胞初级性母细胞次级性母细胞性细胞间期前期中期后期末期前期中期后期末期染色体变化DNA分子变化染色单体变化【激趣点拨】六、有丝分裂和减数分裂图象的鉴别 以过程图解的分析，判断不同时期的细胞分裂图像在光学显微镜下，能够比较清楚地辨认和记数染色体的细胞分裂时期是分裂期的中期和后期。下面以体细胞中含有2对同源染色体的哺乳动物为例，加以简要分析。 　　1不同分裂期中期图像的区分 　　不同分裂期中期图像的共同点是染色体上的着丝点都排列在垂直于细胞两极的中央平面(即假想结构赤道板)上。（见右图） 区分不同分裂期中期的图像，主要是看同源染色体及其遗传行为。即先看有无同源染色体，无同源染色体者一定为减数第二次分裂(见上图中的C图)；有同源染色体者，再看有无同源染色体联会(或有无四分体)，有者为减数第一次分裂(见上图中的B图)，无者为有丝分裂(见上图中的A图)。　2不同分裂期后期图像的区分 不同分裂期的后期图像的共同点是染色体都平均分成两组，并分别向细胞两极移动。但引起染色体平均分配的原因是不同的。 区分不同分裂期后期的图像，可先看有无染色单体，有染色单体者一定为减数第一次分裂(见上图中的甲图)，因同源染色体的分离，导致染色体平分成两组；无染色单体者，再看有无同源染色体(只看趋向一极的染色体)，有者一定为有丝分裂(见上图中的乙图)，无者为减数第二次分裂(见上图中的丙图)。【归纳总结】鉴别某一细胞图像隶属于哪种细胞分裂，是本节中经常考查的一种，鉴别的有多种，这里以二倍体生物为例介绍一种思路较清晰，识别减数分裂、有丝分裂细胞分裂相的关键是看是否具有同源染色体，具体步骤如下：染色体奇数：偶数减Ⅱ或无同源染色体：减Ⅱ有同源染色体：无联会、四分体现象：有联会、四分体现象：减Ⅰ有丝分裂具下列情形之一，便可判定无同源染色体(不考虑性染色体异形)：有一条(或多条)染色体在形态(长度、着丝点位置等)特征上不能成对存在。二倍体生物(或体细胞为偶数的多倍体)，其细胞中染色体数目为奇数(后期以半个细胞计数)。③根据非等位基因判断。另外，从细胞外形上看矩形有壁为植物细胞；圆形一般为动物细胞；不均等分裂为形成次级卵母细胞的减数第一次分裂和形成卵细胞的减数第二次分裂，均等分裂为有丝分裂、减数分裂精子的形成及形成第二极体的减数第二次分裂【训练内化】 1.下图是细胞分裂的不同时期示意图，不属于精子形成过程的是（　　）。 2.下列是有关细胞分裂的问题。下图中的A图表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系；B图表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。请根据图回答下面的问题。               　A　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　B （1）图A中AB段形成的原因是　　　　　，该过程发生于细胞分裂的　　　　期。A图中CD段形成的原因是　　　　。 （2）B图中　　　　细胞处于A图中的BC段，B图中　　　　细胞处于A图中的DE段。 （3）由B图乙分析可知，该细胞含有　　　　条染色单体，染色体数与DNA分子数之比为　　　　。该细胞处于　　　　分裂的　　　　期，其产生的子细胞名称为　　　　。第三课时【导学习得】七、受精作用1、概念：_______________________________________________________________的过程。2、过程：精子的进入卵细胞，尾部留在外面，卵细胞细胞膜会发生_________________以阻止再进入,精子的细胞核与卵细胞的细胞核相________，________会合在一起。3、结果：受精卵的染色体数目又恢复到________________，其中一半染色体来自________________，另一半来自________________。4、生物多样性的原因：____________________________和___________________________。5、意义：维持每种生物前后代体细胞中数目的恒定性，对于生物的和，都是十分重要的。6、受精作用的实质：【合作探究】八、有丝分裂与减数分裂的比较1、过程比较类别有丝分裂减数分裂不同点母细胞类别同源染色体行为子细胞数目子细胞名称最终染色体数子细胞间的遗传物质发生部位生物体各个部位动物：卵巢、精巢植物：雄蕊、雌蕊分裂的目的增加体细胞数（包括精卵原细胞数量的增加），补充衰老死亡的细胞，修复损伤的组织器官产生有性生殖细胞，以进行有性生殖细胞相同点①分裂过程都有纺锤体出现②分裂间期都有染色体（DNA）的一次复制③都有核膜核仁的消失与重建（减Ⅱ与有丝分裂相似）意义【激趣点拨】2、图形变化（设体细胞中染色体的数目为2N，DNA数为2a）有丝分裂染色体变化有丝分裂DNA分子变化减数分裂染色体变化减数分裂DNA分子变化3、细胞分裂的图象（2N=4）有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂细胞分裂图比较（假设该生物体细胞中含两对同源染色体）前期中期后期前期中期后期前期中期后期【训练内化】 11.下列各项中，能体现青蛙的受精作用实质的是（　　）。 A.精子与卵细胞接触　　　　　B.卵细胞形成受精膜 C.精子头部进入卵细胞内　　　D.精核与卵细胞核结合 10.下列动物细胞中，染色体数目、种类和受精卵相同的是（　　）。 A.精原细胞　　B.体细胞　　C.精子　　D.卵细胞 15.受精卵中细胞质主要来自（　　）。 A.精子　　B.精原细胞　　C.卵细胞　　D.卵原细胞 16.下列动物细胞中，染色体数目、种类与受精卵相同的是(　　)。 A.精原细胞、体细胞　　　B.体细胞、初级卵母细胞 C.精子、卵细胞　　　　　D.初级精母细胞和次级卵母细胞【拓展延伸】1右图表示某高等生物在配子生成和融合的过程中，细胞内的核DNA分子的相对数量随染色体的动态变化而发生的变化，请据图回答问题。 （1）图中Ⅰ过程表示的是                  ，核DNA分子数发生A→B变化的原因是                  。（2）图中Ⅱ过程表示的细胞分裂时期是                  ，核DNA分子数量发生C→D变化的原因是                  。（3）图中Ⅲ过程表示的细胞分裂时期是                  ，核DNA分子数量发生E→F变化的原因是                  。（4）图中Ⅳ表示的生理过程是                  ，核DNA分子数量发生G→H变化的原因是                  。  　　2 下面的图Ⅰ和图Ⅱ分别表示为某一哺乳动物体内有关细胞分裂的一组示意简图及相应染色体数目和核DNA含量的变化的曲线，请分析回答问题。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图Ⅰ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图Ⅱ（1）甲图中的实线表示　　　　的变化；乙图中的虚线表示　　　　的变化。（2）图中A所示的细胞分裂方式和时期是　　　　               。（3）图中C所示的细胞对应于甲、乙图中的　　　　段。（4）在图A、B、C、D中，表示等位基因彼此分离的图是　　　　　。（5）在甲、乙图中，不含同源染色体的区段是　　　　   。 1.解析：该题图解呈现了减数分裂（图中Ⅰ→Ⅲ）和受精作用（图中的Ⅳ）的完整过程。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。判断图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的不同分裂时期或生理过程，可分析纵坐标所代表的一个细胞内的核DNA相对数量的变化。A→B表示DNA的复制；B→C表示此时细胞内既含同源染色体，又含染色单体；C→D表示同源染色体的分离；D→E表示此时细胞中不含同源染色体，但含染色单体；E→F表示着丝点分裂，姐妹染色单体分开；F→G表示此时细胞中不含同源染色体，也不含染色单体；G→H表示卵核和精核的融合，细胞中的染色体又成对存在了。 答案：（1）减数第一次分裂的间期　   DNA分子的复制　（2）减数第一次分裂　  同源染色体联会后再彼此分离　（3）减数第二次分裂　  着丝点分裂，姐妹染色单体分开　（4）受精作用　精核和卵核相融合　2、解析：求解该题需要的背景知识主要有，在有丝分裂的分裂间期，核DNA分子未复制之前，一条染色体只含有一个DNA分子；核DNA分子复制之后，一条染色体含有两个DNA分子。因此，在分裂期的各时期，含有姐妹染色单体的前期和中期，一条染色体含有两个DNA分子；不含有姐妹染色单体的后期和末期，一条染色体只含有一个DNA分子。由于有丝分裂过程没有同源染色体的特殊变化，所以各个时期的细胞中都含有同源染色体。减数分裂包括两次连续的细胞分裂。在减数第一次分裂的间期，当染色体复制后，精(卵)原细胞中的染色体与核DNA分子的数目之比为1∶2；在减数第一次分裂过程中，由于同源染色体的联会和分离，由初级精(卵)母细胞形成的次级精(卵)母细胞中的染色体数目减半，核DNA分子的数目也随之减半；在减数第二次分裂过程中，含有姐妹染色单体的前期和中期，染色体与核DNA分子的数目之比为1∶2；不含有姐妹染色单体的后期和末期，染色体与核DNA分子的数目之比为1∶1。从减数分裂各时期染色体的变化特点可分析出，减数第一次分裂的间期，减数第一次分裂过程的前期、中期和后期的细胞中都含有同源染色体，以后各时期的细胞中不含有同源染色体。随着同源染色体的彼此分离，位于同源染色体上的等位基因也随之分离。答案：（1）染色体　 核DNA　     （2）有丝分裂后期　（3）13→14　     （4）B　       （5）10→15