資源簡(jiǎn)介

減數(shù)分裂和受精作用
【教學(xué)目標(biāo)】
1．知識(shí)目標(biāo)：闡明減數(shù)分裂的概念。
2．能力目標(biāo)：
（1）通過(guò)與有絲分裂過(guò)程的比較，理解精子形成過(guò)程中染色體的變化，理解減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的變化，理解受精作用的過(guò)程。
（2）通過(guò)學(xué)生的觀察、比較、分析、討論，總結(jié)出減數(shù)分裂過(guò)程中各時(shí)期的特征，
并從實(shí)質(zhì)上理解減數(shù)分裂是特殊的有絲分裂。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1．教學(xué)重點(diǎn)：
（1）精子形成過(guò)程中染色體的變化情況
（2）減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的行為特征和數(shù)目變化
（3）卵細(xì)胞形成過(guò)程中染色體的變化情況
（4）減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的行為特征和數(shù)目變化
（5）受精作用的過(guò)程
2．教學(xué)難點(diǎn)：
（1）精子形成過(guò)程中染色體的變化情況
（2）減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的行為特征和數(shù)目變化
（3）卵細(xì)胞形成過(guò)程中染色體的變化情況
（4）減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的行為特征和數(shù)目變化
（5）受精作用的過(guò)程
【教學(xué)方法】
講授與學(xué)生討論相結(jié)合、問(wèn)題引導(dǎo)法、歸納
【課時(shí)安排】
2課時(shí)
【教學(xué)過(guò)程】
上學(xué)期我們學(xué)習(xí)過(guò)真核細(xì)胞的分裂方式，有：有絲分裂、無(wú)絲分裂和減數(shù)分裂。我們首先來(lái)回憶一下有絲分裂各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)：
1．有絲分裂間期：進(jìn)行染色體的復(fù)制，即DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。
2．有絲分裂前期:膜仁消失現(xiàn)兩體
3．有絲分裂中期:形數(shù)清晰赤道齊
4．有絲分裂后期:點(diǎn)裂數(shù)增均兩極
5．有絲分裂末期:兩消兩現(xiàn)建新壁
提出問(wèn)題：
每個(gè)人的發(fā)育起點(diǎn)都是受精卵，受精卵經(jīng)過(guò)有絲分裂和細(xì)胞分化就形成了新個(gè)體。
精子和卵細(xì)胞是通過(guò)什么方式形成的？
假設(shè):配子（精子或卵細(xì)胞）是通過(guò)有絲分裂的方式產(chǎn)生的。
魏斯曼預(yù)測(cè)：在卵細(xì)胞和精子成熟的過(guò)程中，必然有一個(gè)特殊的過(guò)程使染色體數(shù)目減少一半；受精時(shí)，精子與卵細(xì)胞融合，恢復(fù)正常的染色體數(shù)目。這種分裂方式稱(chēng)為減數(shù)分裂。
（一）減數(shù)分裂的概念
1．是一種特殊的有絲分裂；
2．范圍:進(jìn)行有性生殖的真核生物
3．特點(diǎn):染色體復(fù)制1次，細(xì)胞連續(xù)分裂2次
4．結(jié)果:子代細(xì)胞染色體數(shù)目比親代細(xì)胞減少一半
5．細(xì)胞類(lèi)型:原始生殖細(xì)胞→成熟生殖細(xì)胞
下面我們結(jié)合哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的形成，介紹減數(shù)分裂的過(guò)程：
1．精子形成的過(guò)程
請(qǐng)問(wèn)：這些成群結(jié)隊(duì)的精子是從哪里來(lái)的？
高等動(dòng)植物的減數(shù)分裂發(fā)生在有性生殖器官內(nèi)。人和其他哺乳動(dòng)物的精子是在睪丸中形成的，大家可以觀察課本圖2—1
曲細(xì)精管有大量的精原細(xì)胞。精原細(xì)胞是原始的生殖細(xì)胞，每個(gè)精原細(xì)胞中的染色體數(shù)目都與體細(xì)胞的相同。一個(gè)成年健康男子，每天大約可產(chǎn)生2億個(gè)精子。也就是說(shuō)，每天有很多個(gè)精原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂，那必然每天也有很多個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生。
那么，精原細(xì)胞是用過(guò)哪種方式產(chǎn)生的呢？如何判斷？
有絲分裂，因?yàn)榫?xì)胞所含的染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同，相當(dāng)于一種特殊的體細(xì)胞。
當(dāng)雄性動(dòng)物成熟后，睪丸里的一部分精原細(xì)胞就開(kāi)始進(jìn)行減數(shù)分裂，經(jīng)過(guò)兩次連續(xù)的分裂，形成精細(xì)胞，再經(jīng)過(guò)精細(xì)胞的變形，最后形成了精子。
整個(gè)過(guò)程是如何進(jìn)行的呢？請(qǐng)同學(xué)們觀察精子形成的動(dòng)畫(huà)。
減數(shù)分裂是一個(gè)連續(xù)分裂的過(guò)程，但為了研究方便，人們同樣將減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂劃分為不同的時(shí)期。
在減數(shù)第一次分裂的間期，染色體進(jìn)行復(fù)制。此時(shí)，細(xì)胞有什么樣的變化？
細(xì)胞體積變大，而復(fù)制后每條染色體都由兩條姐妹染色單體構(gòu)成。
Ⅰ．減Ⅰ間期
精原細(xì)胞染色體復(fù)制，體積增大，形成初級(jí)精母細(xì)胞
Ⅱ．減數(shù)第一次分裂
（1）減數(shù)第一次分裂前期
染色體高度螺旋化、縮短變粗形成了染色體。
第一次分裂的前期，細(xì)胞中的同源染色體兩兩配對(duì)，叫做聯(lián)會(huì)。
所謂的同源染色體，指減數(shù)分裂時(shí)配對(duì)的兩條染色體，形狀和大小一般相同，一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。
聯(lián)會(huì)后染色體進(jìn)一步螺旋化變粗，逐漸在光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)每條染色體都含有兩條姐妹染色單體，由一個(gè)著絲點(diǎn)相連，每對(duì)同源染色體則含有四條姐妹染色單體，叫四分體。圖中有幾個(gè)四分體？
生：兩個(gè)。
分析以下的數(shù)量關(guān)系：
1個(gè)四分體=1對(duì)同源染色體=2條染色體=2個(gè)著絲點(diǎn)=4條染色單體=4個(gè)DNA分子。
判斷是否有同源染色體，應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足3個(gè)條件：
①大小（長(zhǎng)度）——相同
②形狀（著絲點(diǎn)位置）——相同
③來(lái)源（顏色）——不同
例：下列幾組染色體中，屬于一對(duì)同源染色體的是（DE）
教師顯示染色體交叉互換的照片和示意圖。
師：在四分體中的非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生纏繞，并交換一部分片段。經(jīng)過(guò)交換，姐妹染色單體有何不同？
生：交換前，姐妹染色單體是相同的，經(jīng)過(guò)交換后，兩條姐妹染色單體不同。
師：交叉互換使分裂產(chǎn)生的四個(gè)子細(xì)胞所含的遺傳物質(zhì)各不相同。
①染色質(zhì)高度螺旋化變成染色體
②同源染色體聯(lián)會(huì)配對(duì)，形成四分體
③四分體的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換
（2）減數(shù)第一次分裂中期
同源染色體成對(duì)排列于赤道板兩側(cè)
（3）減Ⅰ后期
同源染色體分離，非同源染色體自由組合
（4）減Ⅰ末期
形成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，染色體數(shù)目減半
小結(jié)：減數(shù)第一次分裂的主要特征是什么？
Ⅲ．減數(shù)第二次分裂
（1）減Ⅱ前期
染色體散亂分布
次級(jí)精母細(xì)胞不再含有同源染色體
（2）減Ⅱ中期
染色體的著絲點(diǎn)整齊地排列在赤道板上
（3）減Ⅱ后期
著絲點(diǎn)分裂，染色體一分為二，數(shù)目倍增
（4）減Ⅱ末期
分裂結(jié)果形成四個(gè)精細(xì)胞
變形：精細(xì)胞經(jīng)過(guò)變形成為蝌蚪狀的精子。不屬于減數(shù)分裂的過(guò)程。
小結(jié)：減數(shù)第二次分裂的主要特征是什么？
減數(shù)I和減數(shù)II的比較
減數(shù)I 減數(shù)II
染色體復(fù)制 復(fù)制 不復(fù)制
著絲點(diǎn) 不分裂 分裂
染色體數(shù)目 減半 不減半
DNA數(shù)目 減半 減半
染色體的主要行為 同源染色體分離 染色單體分離
2．卵細(xì)胞的形成過(guò)程
之前我們共同探討了減數(shù)分裂的概念和精子的形成過(guò)程，知道了減數(shù)分裂的特點(diǎn)是染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次，最后導(dǎo)致形成的子細(xì)胞染色體數(shù)目減半。進(jìn)行有性生殖的生物的生殖細(xì)胞有雌雄兩種，前面已經(jīng)學(xué)習(xí)精子的形成過(guò)程，下面我們就一起來(lái)探討一下卵細(xì)胞的形成過(guò)程。
卵細(xì)胞的產(chǎn)生部位及該部位的結(jié)構(gòu)分別是什么？
卵細(xì)胞是在卵巢內(nèi)形成的，卵巢有兩個(gè)，在其內(nèi)有許多發(fā)育程度不同的卵泡，位于卵泡中央的一個(gè)細(xì)胞就是卵細(xì)胞。在每個(gè)月經(jīng)周期中只有一個(gè)原始卵泡成熟并排出一個(gè)卵細(xì)胞。卵細(xì)胞形成過(guò)程與精子形成過(guò)程基本相同，但也有區(qū)別。
卵原細(xì)胞是原始的雌性生殖細(xì)胞，每個(gè)卵原細(xì)胞中的染色體數(shù)目都和體細(xì)胞的相同。
精子的形成過(guò)程 卵細(xì)胞的形成過(guò)程
相 同 點(diǎn) 染色體的行為變化相同： 減數(shù)第一次分裂間期染色體先復(fù)制，在減數(shù)第一次分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)，形成四分體，非姐妹染色體交叉互換，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，減數(shù)第一次分裂結(jié)束后染色體數(shù)目減半；減數(shù)第二次分裂時(shí)著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分離
不同點(diǎn) 場(chǎng)所 睪丸 卵巢
分裂方式 細(xì)胞質(zhì)均等分裂 細(xì)胞質(zhì)不均等分裂
子細(xì)胞 個(gè)數(shù) 1個(gè)精原細(xì)胞→4個(gè) （2種精子） 1個(gè)卵原細(xì)胞→4個(gè)
（1種卵細(xì)胞+3個(gè)2種極體）
是否變形 有變形過(guò)程 無(wú)變形過(guò)程
如何辨別減數(shù)第二次分裂與有絲分裂的分裂圖象？
以細(xì)胞中是否含有同源染色體作為辨別的主要依據(jù)。進(jìn)行減數(shù)第二次分裂的細(xì)胞沒(méi)有同源染色體，進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞有同源染色體。
判斷下圖各屬于何種分裂？哪個(gè)時(shí)期？
減數(shù)第二次分裂前期減數(shù)
第一次分裂前期（四分體）
減數(shù)第二次分裂前期
減數(shù)第一次分裂中期減數(shù)
第二次分裂中期
有絲分裂中期
照片上的三個(gè)人分別是誰(shuí)啊？薩達(dá)姆與其長(zhǎng)子烏代和次子庫(kù)賽
烏代和庫(kù)賽均為薩達(dá)姆與其妻所生，但為什么他們?nèi)藭?huì)長(zhǎng)得不一樣？
同學(xué)們已經(jīng)知道，減數(shù)分裂形成的精子和卵細(xì)胞，必須相互結(jié)合形成受精卵，才能發(fā)育成新個(gè)體。而父親體內(nèi)所有的精原細(xì)胞，染色體組成并無(wú)差別，母親體內(nèi)的卵原細(xì)胞也是如此。但為什么會(huì)出現(xiàn)薩達(dá)姆與其兒子烏代和庫(kù)賽的情況？
同樣的精（卵）原細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生不同的配子嗎？
1．配子中染色體組合多樣性的原因
個(gè)體精原細(xì)胞所含同源染色體對(duì)數(shù) 精子的類(lèi)型
1對(duì) 2
2對(duì) 4
3對(duì) 8
n對(duì) 2n
結(jié)論1：非同源染色體的自由組合導(dǎo)致配子染色體組合多樣性
結(jié)論2：非姐妹染色單體的交叉互換導(dǎo)致配子染色體組合多樣性。
配子中染色體組合的多樣性
1．減數(shù)分裂過(guò)程中非同源染色體的自由組合
（1）一個(gè)含n對(duì)同源染色體的精原細(xì)胞，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的精子類(lèi)型有2種；
（2）一個(gè)含n對(duì)同源染色體的卵原細(xì)胞，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的卵細(xì)胞類(lèi)型有1種；
（3）體細(xì)胞含有n對(duì)同源染色體的生物個(gè)體，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子類(lèi)型有2n種。
2．四分體時(shí)期有非姐妹染色單體的交叉互換。
（二）受精作用
1．概念：卵細(xì)胞和精子相互識(shí)別，融合成為受精卵的過(guò)程。
那同學(xué)們能否把剛才所看到的受精作用過(guò)程介紹一下。
2．過(guò)程：
在受精作用進(jìn)行時(shí)，通常是精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾巴留在外面。與此同時(shí)，卵細(xì)胞的細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生復(fù)雜的生理效應(yīng)，以阻止其他精子再進(jìn)入。
精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞不久，精子的細(xì)胞核和卵細(xì)胞的細(xì)胞核融合，使彼此的染色體會(huì)合在一起。
通過(guò)受精作用，染色體數(shù)目出現(xiàn)什么變化？
受精卵中染色體數(shù)目又恢復(fù)到原來(lái)體細(xì)胞中的數(shù)目，保證了物種染色體數(shù)目的穩(wěn)定，其中一半來(lái)自精子（父方），一半來(lái)自卵細(xì)胞（母方）。
現(xiàn)在我們回頭看看同源染色體的概念，同學(xué)們是否明白了同源染色體一條來(lái)自于父方，一條來(lái)自母方的意思呢？
精子和卵細(xì)胞的同源染色體都是成單存在，精子帶有其中一條，卵細(xì)胞帶有其中的另一條。受精后，這兩條同源染色體到了一個(gè)細(xì)胞中，它們就成對(duì)存在了。
接下來(lái)我們來(lái)看看卵細(xì)胞在受精前后的變化。未受精時(shí)，卵細(xì)胞好像睡著了，細(xì)胞呼吸和物質(zhì)合成進(jìn)行得比較緩慢。受精后，受精卵迅速地進(jìn)行細(xì)胞分裂、分化。新生命由此開(kāi)始了遺傳物質(zhì)和環(huán)境相互作用的發(fā)育過(guò)程。
3．結(jié)果：受精卵的染色體數(shù)恢復(fù)到體細(xì)胞的數(shù)目，保證了物種染色體數(shù)目的穩(wěn)定，其中有一半的染色體來(lái)自精子（父方），另一半來(lái)自卵細(xì)胞（母方）。
4．意義：減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，對(duì)于生物的遺傳和變異，都是十分重要。
減數(shù)分裂中異常情況分析：
1．減數(shù)第一次分裂后期異常（即有1對(duì)同源染色體未分離）
若發(fā)生于初級(jí)精母細(xì)胞，則產(chǎn)生：4個(gè)精子都異常；
若發(fā)生于初級(jí)卵母細(xì)胞：3個(gè)極體和1個(gè)卵細(xì)胞都異常。
2．減數(shù)第二次分裂后期異常（即有1條染色體的染色單體未分開(kāi)）
若發(fā)生于1個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，則產(chǎn)生：2個(gè)異常精子；
若發(fā)生于1個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞，則產(chǎn)生：1個(gè)異常極體和1個(gè)異常卵細(xì)胞；
若發(fā)生于1個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞第一極體：2個(gè)異常極體；
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