資源簡介

教 案
教學基本信息
課題 減數分裂和受精作用 第1課時
學科 生物 學段： 高中 年級 一年級
教材 書名：生物學必修2遺傳與進化 出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年 9 月
教學目標及教學重點、難點
教學目標
1.通過觀察蝗蟲精母細胞減數分裂裝片及精子的形成過程示意圖，利用“假說-演繹法”歸納概括減數分裂的概念及過程。
2.模擬減數分裂中染色體的變化，闡明減數分裂過程中染色體發(fā)生自由組合和互換的重要意義。 1.教學重點 （1） 減數分裂的概念及過程 （2） 對“假說-演繹法”的理解及應用 2.教學難點 （1）建立減數分裂中染色體變化的模型。 （2）對“假說-演繹法”的理解及應用
教學過程
教學環(huán)節(jié) 主要教學活動 設計意圖
引入新課 導入：“受精作用”的精卵結合的視頻觀看。（視頻科普明確說明精子形成雄原核含有23條染色體，卵細胞形成的雌原核含有23條染色體，兩核融合形成含有46條染色體的受精卵。） （說明：此處利用希沃白板5的“多媒體”添加視頻的功能，將視頻直接插入，選擇“播放一次”的選項。播放完成后利用白板的“動畫”功能將視頻移出。） 由科普視頻引發(fā)學生對生命個體生長發(fā)育方式的思考，認同通過研究生殖細胞的形成過程的合理性和重要意義。
新知學習 引導：科普視頻的精子或卵細胞的染色體數都23條，是人正常體細胞中染色體數的一半。 提出疑問：這些生殖細胞染色體數是如何減半的呢？ （教師引導：孟德爾得出基因的分離和自由組合兩大遺傳定律中運用了“假說-演繹法”的科學研究方法，本節(jié)課也運用“假說-演繹法”的步驟進行減數分裂概念的相關學習，首先提出相關疑問。） （教師引導學生對生殖細胞產生方式進行假設。學生根據已學的有絲分裂知識基礎和教材，否定有絲分裂的方式，并作出相關假設，即魏斯曼的預測。） 作出假設：魏斯曼的預測：在卵細胞和精子成熟的過程中，必然有一個特殊的過程使染色體數目減少一半；受精時，精子與卵細胞融合，恢復正常的染色體數目。即減數分裂是一種特殊的有絲分裂。 （引導：做出假設后，需要對根據魏斯曼的預測做出相關的演繹推理） 演繹推理： 教師引導：接下來以人體精子形成過程為例，請同學們利用染色體模型演繹染色體數如何減半的特殊過程。 學生課堂活動： 要求：根據假設和教材，小組合作，構建染色體變化模型(以2對同源染色體為例），演繹染色體數減半的過程。 首先介紹同源染色體模型，照片所示，引出同源染色體（非同源染色體）的概念 （說明：此處采用白板的“蒙層”功能，課中展示時用“橡皮”擦除蒙層，顯現同源染色體的圖片） 同源染色體:形態(tài)大小一般相同，一條來自父方，一條來自母方的一對染色體。（一般用不同顏色表示） 學生活動 5分鐘時間，一組學生合作在希沃白板上操作模擬精子的形成過程，即減數分裂過程的染色體變化和數目減半的過程，其余小組的學生在座位上利用課前準備的模型進行操作。 （說明：1、此處將模擬細胞的圖片利用白板的“鎖定”功能鎖定，防止移動，再利用白板的圖片“克隆”功能將各染色體模型進行克隆，學生操作時可以隨意拖動圖片，白板的“旋轉”功能應是一個很實用的功能，但是操作過程中旋轉圖片時容易改變圖片的大小，因此通過多添加不同角度的圖片彌補“旋轉”功能的缺陷。2、一組學生操作白板時，采用與電腦端白板同網絡條件下的IPad的希沃“移動授課”的“攝像”功能，同時在白板上展示其余學生的操作情況） 3.成果展示 5分鐘的操作結束后，學生展示精子形成過程中染色體變化的模擬成果。根據學生的模擬成果進行提問： 相比較有絲分裂，精子形成過程中染色體復制了幾次？細胞分裂幾次？一個精原細胞最終形成幾 個精細胞？ 學生答：染色體復制了一次，細胞分裂2次，一個精原細胞最終形成4個精細胞。（教師引導：對，減數分裂共分裂了兩次，分別稱作減Ⅰ和減Ⅱ，細胞名稱分別精原細胞、教初級精母細胞、次級精母細胞、精細胞） 問：四個精細胞之間染色體組成什么關系？ 答：染色體組成共兩種類型，是互補的關系。 同源染色體何時分離，結果是什么？ 答:在減Ⅰ后期同源染色體隨紡錘絲牽引分離，結果是減Ⅰ末期細胞質分裂形成的兩個次級精母細胞中的染色體數發(fā)生了減半。 減Ⅱ是否發(fā)生了染色體數的再次減半呢？原因是什么？ 答：沒有，減Ⅱ后期，次級精母細胞的著絲粒分裂， 姐妹染色單體分離，由紡錘絲牽引移向細胞兩極，減Ⅱ末期細胞質分裂形成的精細胞的染色體數等于次級精母細胞，等于初級精母細胞（精原細胞）染色體數的一半。 （說明：此處采用白板的“筆”的功能，上課中展示即時圈出重要信息。） （4）減Ⅰ是否存在其他種類的同源染色體分離結果？原因是什么？ 答：有 展示其余小組的模擬結果，解釋是減Ⅰ后期同源染色體分裂時非同源染色體自由組合的結果，是生殖細胞多樣性的重要原因之一 。 （說明：此處采用IPag端白板的“移動授課”的“相片”功能，上傳即時圖片，展示其余學生的模擬情況） 小結減數分裂過程染色體數目減半的原因是： （1）一個精原細胞染色體復制了1次，細胞分裂2次，最終形成 4個（2種）精細胞（精子）。 （2）減Ⅰ后期，同源染色體分離，使染色體數目減半，非同源染色體自由組合，使精子具有多樣性 （3）減Ⅱ后期，著絲粒分裂， 姐妹染色單體分離， 確保精子染色體數為精原細胞的一半。 （說明：此處采用白板“蒙層”功能，課中展示時用“橡皮”擦除蒙層，顯現文字小結） 分析：通過模型的建構，同學們發(fā)現魏斯曼的預測的減數分裂解決了生殖細胞的染色體數目減半的難題，但是假說如果沒有實驗證據支持是不成立的。 提問：魏斯曼的預測是否有充分的實驗證據呢？ （實驗證據） 學生課堂活動：學生觀察黑麥減數分裂過程的照片，根據減數分裂主要特征，找出細胞染色體數目減半和細胞分裂兩次的證據。 引導學生：重點找出減Ⅰ同源染色體分離是染色體數目減半的原因。減Ⅱ姐妹染色單體分離是染色體數目不發(fā)生再次減半的原因。細胞分裂兩次一個性原細胞最終生成四個生殖細胞的原因。 從而總結出減數分裂是一種特殊的有絲分裂，發(fā)生了染色體復制一次、細胞分裂兩次的特殊過程。 （說明：此處采用白板“放大鏡”功能，課中展示時凸顯重要的圖片信息） （歸納概念） 減數分裂：是原始生殖細胞形成成熟生殖細胞的過程。減數分裂時，細胞中染色體復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次，最終使成熟的生殖細胞中染色體數目比原始生殖細胞減少一半。 遵從科學研究發(fā)展的規(guī)律，利用已知進行假設，并進行演繹。通過細致的觀察驗證假說的正確性。帶領學生體驗研究的過程，培養(yǎng)學生的分析、比較、歸納等科學思維能力，提升學生學習的主動性。 通過模型構建、小組合作、歸納總結減數分裂的過程，加深學生印象同時，幫助學生逐步理解染色體的數目是如何實現減半的，同時通過問題探究的方式培養(yǎng)學生的科學探究能力。 通過對減數分裂同源染色體的分離與非同源染色體自由組合方式的模擬分析，對學生進行科學原理、學會用科學的、嚴謹的態(tài)度對待自然界生命現象，科學的、理性面對社會倫理。
小結提升 小結減數分裂的概念 小結“假說-演繹法”的應用 回顧、落實重要概念
課后作業(yè) 課后構建卵細胞的形成過程的模型，并與精子的形成過程比較異同。 通過材料準備，完善和檢測所學知識。
教學過程
教學環(huán)節(jié) 主要教學活動 設計意圖
引入新課 導入：“受精作用”的精卵結合的視頻觀看。（視頻科普明確說明精子形成雄原核含有23條染色體，卵細胞形成的雌原核含有23條染色體，兩核融合形成含有46條染色體的受精卵。） （說明：此處利用希沃白板5的“多媒體”添加視頻的功能，將視頻直接插入，選擇“播放一次”的選項。播放完成后利用白板的“動畫”功能將視頻移出。） 由科普視頻引發(fā)學生對生命個體生長發(fā)育方式的思考，認同通過研究生殖細胞的形成過程的合理性和重要意義。
新知學習 引導：科普視頻的精子或卵細胞的染色體數都23條，是人正常體細胞中染色體數的一半。 提出疑問：這些生殖細胞染色體數是如何減半的呢？ （教師引導：孟德爾得出基因的分離和自由組合兩大遺傳定律中運用了“假說-演繹法”的科學研究方法，本節(jié)課也運用“假說-演繹法”的步驟進行減數分裂概念的相關學習，首先提出相關疑問。） （教師引導學生對生殖細胞產生方式進行假設。學生根據已學的有絲分裂知識基礎和教材，否定有絲分裂的方式，并作出相關假設，即魏斯曼的預測） 作出假設： 魏斯曼的預測：在卵細胞和精子成熟的過程中，必然有一個特殊的過程使染色體數目減少一半；受精時，精子與卵細胞融合，恢復正常的染色體數目。即減數分裂是一種特殊的有絲分裂。 （引導：做出假設后，需要對根據魏斯曼的預測做出相關的演繹推理） 演繹推理： 教師引導：接下來以人體精子形成過程為例，請同學們利用染色體模型演繹染色體數如何減半的特殊過程。 學生課堂活動： 要求：根據假設和教材，小組合作，構建染色體變化模型(以2對同源染色體為例），演繹染色體數減半的過程。 1. 首先介紹同源染色體模型，照片所示，引出同源染色體（非同源染色體）的概念 （說明：此處采用白板的“蒙層”功能，課中展示時用“橡皮”擦除蒙層，顯現同源染色體的圖片） 同源染色體:形態(tài)大小一般相同，一條來自父方，一條來自母方的一對染色體。（一般用不同顏色表示） 2. 學生活動 5分鐘時間，一組學生合作在希沃白板上操作模擬精子的形成過程，即減數分裂過程的染色體變化和數目減半的過程，其余小組的學生在座位上利用課前準備的模型進行操作。 （說明：1、此處將模擬細胞的圖片利用白板的“鎖定”功能鎖定，防止移動，再利用白板的圖片“克隆”功能將各染色體模型進行克隆，學生操作時可以隨意拖動圖片，白板的“旋轉”功能應是一個很實用的功能，但是操作過程中旋轉圖片時容易改變圖片的大小，因此通過多添加不同角度的圖片彌補“旋轉”功能的缺陷。2、一組學生操作白板時，采用與電腦端白板同網絡條件下的IPad的希沃“移動授課”的“攝像”功能，同時在白板上展示其余學生的操作情況） 3.成果展示 5分鐘的操作結束后，學生展示精子形成過程中染色體變化的模擬成果。根據學生的模擬成果進行提問： （1）相比較有絲分裂，一個精原細胞精子染色體復制了幾次？細胞分裂幾次？最終形成幾個精細胞？ 學生答：染色體復制了一次，細胞分裂2次，一個精原細胞最終形成4個精細胞。（教師引導：對，減數分裂共分裂了兩次，分別稱作減Ⅰ和減Ⅱ，細胞名稱分別精原細胞、教初級精母細胞、次級精母細胞、精細胞） 問：四個精細胞之間染色體組成什么關系？ 答：染色體組成共兩種類型，是互補的關系。 （2）同源染色體何時分離，結果是什么？ 答:在減Ⅰ后期同源染色體隨紡錘絲牽引分離，結果是減Ⅰ末期細胞質分裂形成的兩個次級精母細胞中的染色體數發(fā)生了減半。 （3）減Ⅱ是否發(fā)生了染色體數的再次減半呢？原因是什么？ 答：沒有，減Ⅱ后期，次級精母細胞的著絲粒分裂， 姐妹染色單體分離，由紡錘絲牽引移向細胞兩極，減Ⅱ末期細胞質分裂形成的精細胞的染色體數等于次級精母細胞，等于初級精母細胞（精原細胞）染色體數的一半。 （說明：此處采用白板的“筆”的功能，上課中展示即時圈出重要信息。） （4）減Ⅰ是否存在其他種類的同源染色體分離結果？原因是什么？ 答：有 展示其余小組的模擬結果，解釋是減Ⅰ后期同源染色體分裂時非同源染色體自由組合的結果，是生殖細胞多樣性的重要原因之一 。 （說明：此處采用IPad端白板的“移動授課”的“相片”功能，上傳即時圖片，展示其余學生的模擬情況） 小結精子形成過程染色體數目減半的原因是： （1）一個精原細胞染色體復制了1次，細胞分裂2次，最終形成 4個（2種）精細胞（精子）。 （2）減Ⅰ后期，同源染色體分離，使染色體數目減半，非同源染色體自由組合，使精子具有多樣性 （3）減Ⅱ后期，著絲粒分裂， 姐妹染色單體分離，確保精子染色體數為精原細胞的一半。 （說明：此處采用白板“蒙層”功能，課中展示時用“橡皮”擦除蒙層，顯現文字小結） 分析：通過模型的建構，同學們發(fā)現魏斯曼的預測的減數分裂解決了生殖細胞的染色體數目減半的難題，但是假說如果沒有實驗證據支持是不成立的。 提問：魏斯曼的預測是否有充分的實驗證據呢？ 實驗證據： 學生課堂活動：學生觀察黑麥減數分裂過程的照片，根據減數分裂主要特征，找出細胞染色體數目減半和細胞分裂兩次的證據。 引導學生：重點找出減Ⅰ同源染色體分離是染色體數目減半的原因。減Ⅱ姐妹染色單體分離是染色體數目不發(fā)生再次減半的原因。一個性原細胞最終生成四個生殖細胞是細胞分裂兩次的證據。 從而總結出減數分裂是一種特殊的有絲分裂，發(fā)生了染色體復制一次、細胞分裂兩次的特殊過程。 （說明：此處采用白板“放大鏡”功能，課中展示時凸顯重要的圖片信息） 歸納概念： 減數分裂：在減數分裂前，每個精原細胞的染色體復制一次，而細胞在減數過程中連續(xù)分裂兩次，最后形成四個精細胞。這兩次分裂過程分別叫減Ⅰ（減數第一次分裂）和減Ⅱ（減數第二次分裂） 特點：染色體復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次 結果：成熟的生殖細胞中染色體數目比原始生殖細胞減少一半。 遵從科學研究發(fā)展的規(guī)律，利用已知進行假設，并進行演繹。通過細致的觀察驗證假說的正確性。帶領學生體驗研究的過程，培養(yǎng)學生的分析、比較、歸納等科學思維能力，提升學生學習的主動性。 通過模型構建、小組合作、歸納總結減數分裂的過程，加深學生印象同時，幫助學生逐步理解染色體的數目是如何實現減半的，同時通過問題探究的方式培養(yǎng)學生的科學探究能力。 通過對減數分裂同源染色體的分離與非同源染色體自由組合方式的模擬分析，對學生進行科學原理、學會用科學的、嚴謹的態(tài)度對待自然界生命現象，科學的、理性面對社會倫理。
小結提升 小結減數分裂的概念 小結“假說-演繹法”的應用 回顧、落實重要概念
課后作業(yè) 課后構建卵細胞的形成過程的模型，并與精子的形成過程比較異同。 通過材料準備，完善和檢測所學知識。

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