高中生物新苏教版必修2减数分裂产生精子或卵细胞教案

第一节减数分裂和受精作用第1课时减数分裂产生精子或卵细胞新课标核心素养1.分析资料，比较减数分裂和有丝分裂的异同。2.分析教材图文，概述精子形成过程中各时期的主要变化。3.实践模拟减数分裂过程中的染色体行为变化；构建减数分裂中染色体、DNA数量变化的模型。1.生命观念——能基于减数分裂过程，用观察、比较和推理等科学思维方法，阐述遗传信息由亲代传递给子代的结构基础和机制。究——通过模拟减数分裂的过程，阐明染色体的结构和行为变化有助于遗传信息的传递。知识点(一)减数分裂产生精子1．减数分裂的意义(1)子代既能有效地获得父母双方的遗传物质，确保遗传的稳定性，又能保持遗传的多样性，增强子代适应环境变化的能力。(2)减数分裂是生物有性生殖的基础，也是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要保证。2．精子产生过程(1)减数分裂前间期①物质准备间期的精原细胞经过生长发育，体积增大，细胞核中染色体复制(包括DNA复制和有关蛋白质合成)后，发育成为初级精母细胞。②复制后染色体特点复制后的每条染色体都含有两条姐妹染色单体，它们呈染色质状，由一个着丝粒连接。(2)相关概念①同源染色体是指分别来自父方、母方的一对染色体，它们的形态、大小和着丝粒位置一般都相同。②同源染色体两两配对，称为联会。联会的同源染色体因含有四条染色单体，又称为四分体。③联会时，同源染色体中的非姐妹染色单体之间可能发生对等片段的交换，这时通过显微镜可以观察到这种交换后的交叉现象。(3)精子形成过程结合教材P6～P8，完成精子的形成过程。a．①处于间期，精原细胞的细胞核中染色体进行复制，体积增大，发育成为初级精母细胞。b．②③④均称为初级精母细胞。②处于前期Ⅰ，其特征为：每条染色体含有两条姐妹染色单体；同源染色体发生配对、联会，形成四分体；四分体内非姐妹染色单体间可能发生对等片段的交换；③处于中期Ⅰ，其特征为：成对的同源染色体排列在细胞的赤道面的位置上；④处于后期Ⅰ，其特征为：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；c．⑤处于末期Ⅰ，其特征为：细胞缢裂，细胞中无同源染色体，染色体数量发生减半。d．⑥⑦⑧均称为次级精母细胞。⑥处于前期Ⅱ，其特征为：非同源染色体散乱分布在细胞中；⑦处于中期Ⅱ，其特征为：染色体的着丝粒整齐地排列在细胞赤道面的位置上；⑧处于后期Ⅱ，其特征为：着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，并分别移向细胞两极，染色体数量暂时加倍，恢复到体细胞染色体数量。e．⑨处于末期Ⅱ，其特征为：细胞缢裂，染色体数量较后期减半，是体细胞染色体数量的一半，每个次级精母细胞分裂为两个精细胞。⑩为精子，由精细胞变形而成。(1)减数分裂是一种特殊的有丝分裂。(√)(2)一条来自父方、一条来自母方的染色体是同源染色体。(×)(3)减数分裂包括两次连续的细胞分裂。(√)(4)减数分裂产生的成熟生殖细胞内染色体数量比体细胞的减半。(√)1．(生命观念)据下图回答下列问题：(1)图1中哪些是同源染色体？哪些是非同源染色体？提示：同源染色体：1和2、3和4；非同源染色体：1和3、1和4、2和3、2和4。(2)联会的结果是形成四分体，图1中有几个四分体？提示：2个四分体。(3)图1中哪些是四分体内的姐妹染色单体和非姐妹染色单体？提示：姐妹染色单体：a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。非姐妹染色单体：a和b、a和b′、a′和b、a′和b′、c和d、c和d′、c′和d、c′和d′。(4)图2表示什么现象？如何发生的？提示：图2表示对等片段的交叉互换现象。该过程发生于减数第一次分裂前期，联会时，同源染色体的非姐妹染色单体之间。2．(科学思维)同源染色体是否大小、形态一定相同？大小、形态都相同的是否就是同源染色体？并举例证实自己的观点。提示：同源染色体的形态、大小不一定相同，如性染色体X和Y。大小、形态都相同的也不一定就是同源染色体，如减数第二次分裂后期因着丝粒分裂，两条姐妹染色单体分离形成的两条染色体不属于同源染色体。3．精子形成过程——分析教材图1－1－2，并回答下列问题。(1)减数分裂过程中，染色体数量减半和染色体数量暂时加倍分别发生在什么时期？提示：染色体数量减半发生在减数第一次分裂束结(完成)时，染色体数量暂时加倍发生在减数第二次分裂后期。(2)减数分裂的结果是形成精子吗？提示：不是，减数分裂的结果是形成精细胞。精细胞需要分化(变形)才能形成精子，而此过程不属于减数分裂。(3)如图是某动物细胞减数分裂各时期的示意图，请按照减数分裂过程的先后顺序将图中的图像排序(用序号和箭头表示)。提示：③→⑥→②→④→①→⑤。1．如图表示某细胞正在进行正常的减数分裂，有关该图的叙述正确的是()A．处于减数第一次分裂，有4个四分体B．有4对同源染色体，8条染色单体C．1和2、1和3之间均可能发生交叉互换现象D．减数分裂完成，每个子细胞中只有2条染色体解析：选D该细胞为前期Ⅰ，有2个四分体，A错误；细胞内A和B为同源染色体，C和D为同源染色体，有两对同源染色体，B错误；染色体的交叉互换现象发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，而1和2属于姐妹染色单体，C错误；减数分裂完成产生的生殖细胞中染色体数量减半，每个子细胞中只有2条染色体，D正确。2．下列是减数分裂过程中的几个步骤，正确的顺序是()①形成四分体②同源染色体分离③交叉互换④细胞质分离⑤联会⑥染色体复制⑦染色单体分离⑧着丝粒分裂A．②①③④⑤⑧⑥⑦④ B．④⑥③②⑧⑤⑦①④C．⑥⑤①③②④⑧⑦④ D．⑥⑤③⑧④⑦②①③解析：选C减数分裂过程包括减数第一次分裂和减数第二次分裂。在时间顺序上依次是减数第一次分裂：染色体复制→联会→形成四分体→交叉互换→同源染色体分离和细胞质分离；减数第二次分裂：着丝粒分裂→染色单体分离和细胞质分离。[归纳提升]1．减数分裂中易混的4组概念(1)染色体和染色单体：染色单体是染色体复制后，一个着丝粒上连接着的两条相同的姐妹染色单体，其整体是一条染色体。染色体数等于着丝粒数。(2)姐妹染色单体和非姐妹染色单体：姐妹染色单体是指染色体复制之后，着丝粒分裂之前，同一着丝粒上连接着的两条相同的染色单体，而非姐妹染色单体是指位于不同着丝粒上的两条染色单体。(3)同源染色体与非同源染色体：同源染色体是指在减数分裂过程中进行配对的两条染色体，它们的形态、大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方；非同源染色体是指在减数分裂过程中不进行配对的染色体，它们的形态、大小一般不同。(4)联会和四分体：联会是指在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对的现象；四分体则是指联会后的每对同源染色体，其含有四条染色单体。2．减数分裂过程中染色体的主要行为(1)减数第一次分裂前期同源染色体两两配对，形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间可能发生对等片段的交换。(2)减数第一次分裂后期，同源染色体分离，分别移向细胞的两极，而非同源染色体则随机组合。(3)减数第二次分裂过程中没有同源染色体，后期着丝粒分裂，染色单体成为染色体，并向细胞两极移动。知识点(二)观察植物细胞的减数分裂及染色体、DNA的变化1．选材：植物花药中的花粉母细胞。2．方法步骤3．减数分裂(1)概念：指进行有性生殖的生物在形成成熟的生殖细胞时所特有的细胞分裂方式。(2)结果：通过减数分裂形成的成熟的生殖细胞在染色体数量上是体细胞的一半。(1)观察植物细胞的减数分裂可选取桃花的子房。(×)(2)观察染色体数量和形态最好的时期是中期。(√)(3)显微镜下可观察到同源染色体分离、非同源染色体自由组合现象。(×)(4)通过减数分裂形成的成熟生殖细胞在DNA数量上是体细胞的一半。(×)(5)减数分裂只能发生于能进行有性生殖的生物体内。(√)1．(生命观念)宜选用植物的花药作为观察减数分裂实验材料的原因是什么？提示：花药中经常产生数量较多的精子，容易观察到减数分裂过程的各个时期。2．(科学思维)观察蚕豆花粉母细胞减数分裂永久装片时，只能看到进行减数分裂的细胞吗？提示：不是。有的细胞没有发生分裂，有的可能发生有丝分裂，有的发生减数分裂。3．(科学探究)将下面植物细胞的减数分裂图像排序，总结动植物细胞的减数分裂过程中出现的异同。(1)正确排序ABCEFGDH。(2)由上述图像结合动物细胞的减数分裂过程，看出植物细胞的减数分裂过程除无中心体，而有细胞壁外，动植物减数分裂过程中染色体的变化相同(填“相同”或“不同”)。4．(科学思维)根据下表的提示分析，减数分裂的各个时期细胞内染色体、染色单体和DNA数量的变化。(假设体细胞中的染色体数量为2N，DNA数量为2C时期间期减数第一次分裂减数第二次分裂精子前期中期后期末期前期中期后期末期染色体数量2N2N2N2N2N→N_N__N_2N2N→N_N_染色单体数量0→4N4N4N4N4N→2N2N2N_0__0__0_DNA数量2C44444C→2222C→_C_5．下图Ⅰ～Ⅳ表示某动物(体细胞中有8条染色体)体内某器官中处于不同分裂阶段的四个细胞。请据图思考下列问题：(1)图中①②③分别表示什么含义(染色体/DNA/染色单体)?提示：①表示染色体，②表示染色单体，③表示DNA。(2)图中Ⅱ可以表示哪种细胞分裂的哪个时期？哪些只能表示减数分裂过程中的数量变化？提示：Ⅱ可以表示有丝分裂的前期和中期、减数第一次分裂的前期、中期和后期。Ⅲ和Ⅳ。1．下列关于观察减数分裂实验的叙述，错误的是()A．可用蝗虫精母细胞减数分裂固定装片来观察减数分裂过程B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象D．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象解析：选D蝗虫的精母细胞能进行减数分裂，可用来作为观察减数分裂的材料；观察减数分裂时选择植物雄蕊比雌蕊易观察到减数分裂现象；联会现象发生在减数分裂过程中，因此能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象；洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象。2．下图是某动物进行细胞分裂过程中相关物质或结构的变化曲线图，下列有关图中a～c段(不含a、c两点)的叙述正确的是()A．细胞中始终存在同源染色体B．细胞中始终存在姐妹染色单体C．细胞中染色体数与DNA分子数的比由1∶2变为1∶1D．此期的细胞名称为初级精母细胞解析：选Ba～c段(不含a、c两点)包括减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期、中期。b～c段不含同源染色体；a～c段，着丝粒没有分裂，始终存在姐妹染色单体，细胞核中染色体数与DNA分子数的比一直是1∶2；a～b段细胞名称为初级精母细胞，b～c段为次级精母细胞。3．一个细胞中染色体数为2N，有丝分裂后期的染色体数为a、减数第二次分裂后期的染色体数为a′、染色单体数为b、DNA分子数为c。下图中属于该细胞有丝分裂后期和减数第二次分裂后期的分别是()A．(1)(2) B．(1)(4)C．(2)(3) D．(2)(4)解析：选D一个细胞中染色体数为2N，有丝分裂后期染色体的着丝粒分裂，染色体数加倍，染色单体消失，a＝4N、b＝0、c＝4N，属于图(2)；减数第二次分裂后期时已经不存在同源染色体，染色体的着丝粒分裂，也不存在染色单体，故a′＝2N、b＝0、c＝2N，属于图中(4)。[归纳提升]1．细胞分裂方式的识别——三看识别法2．减数分裂过程中染色体数量和DNA含量的变化(1)DNA曲线变化原因：减数分裂前的间期DNA因复制而加倍(2N→4N)；减数第一次分裂结束时因同源染色体分离而使细胞中DNA减半(4N→2N)；减数第二次分裂因着丝粒分裂染色单体分离后，平均分配到两个子细胞中而使DNA含量再减半(2N→N)。(2)染色体曲线变化原因：减数第一次分裂结束时因同源染色体分离而使子细胞中染色体数减半(2N→N)；减数第二次分裂后期因着丝粒分裂而使细胞中染色体数暂时加倍，随后分配到两个子细胞中，最终子细胞中染色体数比正常体细胞减少一半(N→2N→N)。3．减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图4．柱形图中染色体数、染色单体数和DNA分子数的判断方法(1)先确定染色单体：在柱形图中有时有、有时无的是染色单体；(2)然后确定DNA分子：当染色单体存在时，与染色单体一样多的是DNA分子；(3)最后确定的是染色体。[学习小结]1．下列关于减数分裂的叙述，错误的是()A．只有进行有性生殖的生物才进行减数分裂，减数分裂是一种特殊的有丝分裂B．高等动物的减数分裂过程中有中心体的复制C．减数分裂过程中细胞分裂一次，形成两个子细胞D．玉米体细胞中有10对同源染色体，经减数分裂后，精细胞中有10条染色体解析：选C只有进行有性生殖的生物才进行减数分裂，减数分裂是一种特殊的有丝分裂，A正确；高等动物的减数分裂过程中有中心体的复制，B正确；减数分裂过程中细胞分裂两次，形成四个子细胞，C错误；玉米体细胞中有10对同源染色体，经减数分裂后，同源染色体分离，染色体数量减半，所以精细胞中有10条染色体，D正确。2．在减数分裂前及分裂过程中，下列有关染色体变化的叙述，正确的是()A．着丝粒在减数第一次分裂后期分裂，染色体数量加倍B．在减数分裂前，染色体只复制一次C．在减数第二次分裂过程中，同源染色体分离D．细胞中同源染色体分离导致染色体数量加倍解析：选B着丝粒分裂发生在减数第二次分裂后期，A错误；在减数分裂前，染色体只复制一次，B正确；同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，C错误；细胞中同源染色体分离并分别进入两个子细胞，使得细胞中染色体数量减半，导致染色体数量加倍的是着丝粒分裂，D错误。3．在减数分裂前及分裂过程中，染色体的行为变化顺序是()A．复制→分离→联会→分离B．联会→复制→分离→分离C．联会→分离→复制→分离D．复制→联会→分离→分离解析：选D减数分裂前及分裂过程中，染色体的行为变化是：复制(减数分裂前间期)→(同源染色体)联会(减数第一次分裂前期)→分离(减数第一次分裂后期)→姐妹染色单体分离(减数第二次分裂后期)。4．下图为生物活动课上某同学构建的减数分裂过程中染色体行为变化模型图，其中构建错误的是()解析：选DA项、B项中不含同源染色体，且着丝粒分裂，可表示减数第二次分裂后期，正确；C项中含有同源染色体，且同源染色体正在分离，可表示减