高中生物新蘇教版必修2減數(shù)分裂產生精子或卵細胞教案

第一節(jié)減數(shù)分裂和受精作用第1課時減數(shù)分裂產生精子或卵細胞新課標核心素養(yǎng)1.分析資料，比較減數(shù)分裂和有絲分裂的異同。2.分析教材圖文，概述精子形成過程中各時期的主要變化。3.實踐模擬減數(shù)分裂過程中的染色體行為變化；構建減數(shù)分裂中染色體、DNA數(shù)量變化的模型。1.生命觀念——能基于減數(shù)分裂過程，用觀察、比較和推理等科學思維方法，闡述遺傳信息由親代傳遞給子代的結構基礎和機制。究——通過模擬減數(shù)分裂的過程，闡明染色體的結構和行為變化有助于遺傳信息的傳遞。知識點(一)減數(shù)分裂產生精子1．減數(shù)分裂的意義(1)子代既能有效地獲得父母雙方的遺傳物質，確保遺傳的穩(wěn)定性，又能保持遺傳的多樣性，增強子代適應環(huán)境變化的能力。(2)減數(shù)分裂是生物有性生殖的基礎，也是生物遺傳、生物進化和生物多樣性的重要保證。2．精子產生過程(1)減數(shù)分裂前間期①物質準備間期的精原細胞經過生長發(fā)育，體積增大，細胞核中染色體復制(包括DNA復制和有關蛋白質合成)后，發(fā)育成為初級精母細胞。②復制后染色體特點復制后的每條染色體都含有兩條姐妹染色單體，它們呈染色質狀，由一個著絲粒連接。(2)相關概念①同源染色體是指分別來自父方、母方的一對染色體，它們的形態(tài)、大小和著絲粒位置一般都相同。②同源染色體兩兩配對，稱為聯(lián)會。聯(lián)會的同源染色體因含有四條染色單體，又稱為四分體。③聯(lián)會時，同源染色體中的非姐妹染色單體之間可能發(fā)生對等片段的交換，這時通過顯微鏡可以觀察到這種交換后的交叉現(xiàn)象。(3)精子形成過程結合教材P6～P8，完成精子的形成過程。a．①處于間期，精原細胞的細胞核中染色體進行復制，體積增大，發(fā)育成為初級精母細胞。b．②③④均稱為初級精母細胞。②處于前期Ⅰ，其特征為：每條染色體含有兩條姐妹染色單體；同源染色體發(fā)生配對、聯(lián)會，形成四分體；四分體內非姐妹染色單體間可能發(fā)生對等片段的交換；③處于中期Ⅰ，其特征為：成對的同源染色體排列在細胞的赤道面的位置上；④處于后期Ⅰ，其特征為：同源染色體分離，非同源染色體自由組合；c．⑤處于末期Ⅰ，其特征為：細胞縊裂，細胞中無同源染色體，染色體數(shù)量發(fā)生減半。d．⑥⑦⑧均稱為次級精母細胞。⑥處于前期Ⅱ，其特征為：非同源染色體散亂分布在細胞中；⑦處于中期Ⅱ，其特征為：染色體的著絲粒整齊地排列在細胞赤道面的位置上；⑧處于后期Ⅱ，其特征為：著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，并分別移向細胞兩極，染色體數(shù)量暫時加倍，恢復到體細胞染色體數(shù)量。e．⑨處于末期Ⅱ，其特征為：細胞縊裂，染色體數(shù)量較后期減半，是體細胞染色體數(shù)量的一半，每個次級精母細胞分裂為兩個精細胞。⑩為精子，由精細胞變形而成。(1)減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂。(√)(2)一條來自父方、一條來自母方的染色體是同源染色體。(×)(3)減數(shù)分裂包括兩次連續(xù)的細胞分裂。(√)(4)減數(shù)分裂產生的成熟生殖細胞內染色體數(shù)量比體細胞的減半。(√)1．(生命觀念)據下圖回答下列問題：(1)圖1中哪些是同源染色體？哪些是非同源染色體？提示：同源染色體：1和2、3和4；非同源染色體：1和3、1和4、2和3、2和4。(2)聯(lián)會的結果是形成四分體，圖1中有幾個四分體？提示：2個四分體。(3)圖1中哪些是四分體內的姐妹染色單體和非姐妹染色單體？提示：姐妹染色單體：a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。非姐妹染色單體：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)圖2表示什么現(xiàn)象？如何發(fā)生的？提示：圖2表示對等片段的交叉互換現(xiàn)象。該過程發(fā)生于減數(shù)第一次分裂前期，聯(lián)會時，同源染色體的非姐妹染色單體之間。2．(科學思維)同源染色體是否大小、形態(tài)一定相同？大小、形態(tài)都相同的是否就是同源染色體？并舉例證實自己的觀點。提示：同源染色體的形態(tài)、大小不一定相同，如性染色體X和Y。大小、形態(tài)都相同的也不一定就是同源染色體，如減數(shù)第二次分裂后期因著絲粒分裂，兩條姐妹染色單體分離形成的兩條染色體不屬于同源染色體。3．精子形成過程——分析教材圖1－1－2，并回答下列問題。(1)減數(shù)分裂過程中，染色體數(shù)量減半和染色體數(shù)量暫時加倍分別發(fā)生在什么時期？提示：染色體數(shù)量減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂束結(完成)時，染色體數(shù)量暫時加倍發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期。(2)減數(shù)分裂的結果是形成精子嗎？提示：不是，減數(shù)分裂的結果是形成精細胞。精細胞需要分化(變形)才能形成精子，而此過程不屬于減數(shù)分裂。(3)如圖是某動物細胞減數(shù)分裂各時期的示意圖，請按照減數(shù)分裂過程的先后順序將圖中的圖像排序(用序號和箭頭表示)。提示：③→⑥→②→④→①→⑤。1．如圖表示某細胞正在進行正常的減數(shù)分裂，有關該圖的敘述正確的是()A．處于減數(shù)第一次分裂，有4個四分體B．有4對同源染色體，8條染色單體C．1和2、1和3之間均可能發(fā)生交叉互換現(xiàn)象D．減數(shù)分裂完成，每個子細胞中只有2條染色體解析：選D該細胞為前期Ⅰ，有2個四分體，A錯誤；細胞內A和B為同源染色體，C和D為同源染色體，有兩對同源染色體，B錯誤；染色體的交叉互換現(xiàn)象發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，而1和2屬于姐妹染色單體，C錯誤；減數(shù)分裂完成產生的生殖細胞中染色體數(shù)量減半，每個子細胞中只有2條染色體，D正確。2．下列是減數(shù)分裂過程中的幾個步驟，正確的順序是()①形成四分體②同源染色體分離③交叉互換④細胞質分離⑤聯(lián)會⑥染色體復制⑦染色單體分離⑧著絲粒分裂A．②①③④⑤⑧⑥⑦④ B．④⑥③②⑧⑤⑦①④C．⑥⑤①③②④⑧⑦④ D．⑥⑤③⑧④⑦②①③解析：選C減數(shù)分裂過程包括減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂。在時間順序上依次是減數(shù)第一次分裂：染色體復制→聯(lián)會→形成四分體→交叉互換→同源染色體分離和細胞質分離；減數(shù)第二次分裂：著絲粒分裂→染色單體分離和細胞質分離。[歸納提升]1．減數(shù)分裂中易混的4組概念(1)染色體和染色單體：染色單體是染色體復制后，一個著絲粒上連接著的兩條相同的姐妹染色單體，其整體是一條染色體。染色體數(shù)等于著絲粒數(shù)。(2)姐妹染色單體和非姐妹染色單體：姐妹染色單體是指染色體復制之后，著絲粒分裂之前，同一著絲粒上連接著的兩條相同的染色單體，而非姐妹染色單體是指位于不同著絲粒上的兩條染色單體。(3)同源染色體與非同源染色體：同源染色體是指在減數(shù)分裂過程中進行配對的兩條染色體，它們的形態(tài)、大小一般相同，一條來自父方，一條來自母方；非同源染色體是指在減數(shù)分裂過程中不進行配對的染色體，它們的形態(tài)、大小一般不同。(4)聯(lián)會和四分體：聯(lián)會是指在減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象；四分體則是指聯(lián)會后的每對同源染色體，其含有四條染色單體。2．減數(shù)分裂過程中染色體的主要行為(1)減數(shù)第一次分裂前期同源染色體兩兩配對，形成四分體。四分體中的非姐妹染色單體之間可能發(fā)生對等片段的交換。(2)減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體分離，分別移向細胞的兩極，而非同源染色體則隨機組合。(3)減數(shù)第二次分裂過程中沒有同源染色體，后期著絲粒分裂，染色單體成為染色體，并向細胞兩極移動。知識點(二)觀察植物細胞的減數(shù)分裂及染色體、DNA的變化1．選材：植物花藥中的花粉母細胞。2．方法步驟3．減數(shù)分裂(1)概念：指進行有性生殖的生物在形成成熟的生殖細胞時所特有的細胞分裂方式。(2)結果：通過減數(shù)分裂形成的成熟的生殖細胞在染色體數(shù)量上是體細胞的一半。(1)觀察植物細胞的減數(shù)分裂可選取桃花的子房。(×)(2)觀察染色體數(shù)量和形態(tài)最好的時期是中期。(√)(3)顯微鏡下可觀察到同源染色體分離、非同源染色體自由組合現(xiàn)象。(×)(4)通過減數(shù)分裂形成的成熟生殖細胞在DNA數(shù)量上是體細胞的一半。(×)(5)減數(shù)分裂只能發(fā)生于能進行有性生殖的生物體內。(√)1．(生命觀念)宜選用植物的花藥作為觀察減數(shù)分裂實驗材料的原因是什么？提示：花藥中經常產生數(shù)量較多的精子，容易觀察到減數(shù)分裂過程的各個時期。2．(科學思維)觀察蠶豆花粉母細胞減數(shù)分裂永久裝片時，只能看到進行減數(shù)分裂的細胞嗎？提示：不是。有的細胞沒有發(fā)生分裂，有的可能發(fā)生有絲分裂，有的發(fā)生減數(shù)分裂。3．(科學探究)將下面植物細胞的減數(shù)分裂圖像排序，總結動植物細胞的減數(shù)分裂過程中出現(xiàn)的異同。(1)正確排序ABCEFGDH。(2)由上述圖像結合動物細胞的減數(shù)分裂過程，看出植物細胞的減數(shù)分裂過程除無中心體，而有細胞壁外，動植物減數(shù)分裂過程中染色體的變化相同(填“相同”或“不同”)。4．(科學思維)根據下表的提示分析，減數(shù)分裂的各個時期細胞內染色體、染色單體和DNA數(shù)量的變化。(假設體細胞中的染色體數(shù)量為2N，DNA數(shù)量為2C時期間期減數(shù)第一次分裂減數(shù)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體數(shù)量2N2N2N2N2N→N_N__N_2N2N→N_N_染色單體數(shù)量0→4N4N4N4N4N→2N2N2N_0__0__0_DNA數(shù)量2C44444C→2222C→_C_5．下圖Ⅰ～Ⅳ表示某動物(體細胞中有8條染色體)體內某器官中處于不同分裂階段的四個細胞。請據圖思考下列問題：(1)圖中①②③分別表示什么含義(染色體/DNA/染色單體)?提示：①表示染色體，②表示染色單體，③表示DNA。(2)圖中Ⅱ可以表示哪種細胞分裂的哪個時期？哪些只能表示減數(shù)分裂過程中的數(shù)量變化？提示：Ⅱ可以表示有絲分裂的前期和中期、減數(shù)第一次分裂的前期、中期和后期。Ⅲ和Ⅳ。1．下列關于觀察減數(shù)分裂實驗的敘述，錯誤的是()A．可用蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片來觀察減數(shù)分裂過程B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的裝片容易觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象C．能觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象的裝片中，可能觀察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象D．用洋蔥根尖制成裝片，能觀察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象解析：選D蝗蟲的精母細胞能進行減數(shù)分裂，可用來作為觀察減數(shù)分裂的材料；觀察減數(shù)分裂時選擇植物雄蕊比雌蕊易觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象；聯(lián)會現(xiàn)象發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，因此能觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象的裝片中，可能觀察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象；洋蔥根尖細胞進行的是有絲分裂，不能觀察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象。2．下圖是某動物進行細胞分裂過程中相關物質或結構的變化曲線圖，下列有關圖中a～c段(不含a、c兩點)的敘述正確的是()A．細胞中始終存在同源染色體B．細胞中始終存在姐妹染色單體C．細胞中染色體數(shù)與DNA分子數(shù)的比由1∶2變?yōu)?∶1D．此期的細胞名稱為初級精母細胞解析：選Ba～c段(不含a、c兩點)包括減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂的前期、中期。b～c段不含同源染色體；a～c段，著絲粒沒有分裂，始終存在姐妹染色單體，細胞核中染色體數(shù)與DNA分子數(shù)的比一直是1∶2；a～b段細胞名稱為初級精母細胞，b～c段為次級精母細胞。3．一個細胞中染色體數(shù)為2N，有絲分裂后期的染色體數(shù)為a、減數(shù)第二次分裂后期的染色體數(shù)為a′、染色單體數(shù)為b、DNA分子數(shù)為c。下圖中屬于該細胞有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期的分別是()A．(1)(2) B．(1)(4)C．(2)(3) D．(2)(4)解析：選D一個細胞中染色體數(shù)為2N，有絲分裂后期染色體的著絲粒分裂，染色體數(shù)加倍，染色單體消失，a＝4N、b＝0、c＝4N，屬于圖(2)；減數(shù)第二次分裂后期時已經不存在同源染色體，染色體的著絲粒分裂，也不存在染色單體，故a′＝2N、b＝0、c＝2N，屬于圖中(4)。[歸納提升]1．細胞分裂方式的識別——三看識別法2．減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)量和DNA含量的變化(1)DNA曲線變化原因：減數(shù)分裂前的間期DNA因復制而加倍(2N→4N)；減數(shù)第一次分裂結束時因同源染色體分離而使細胞中DNA減半(4N→2N)；減數(shù)第二次分裂因著絲粒分裂染色單體分離后，平均分配到兩個子細胞中而使DNA含量再減半(2N→N)。(2)染色體曲線變化原因：減數(shù)第一次分裂結束時因同源染色體分離而使子細胞中染色體數(shù)減半(2N→N)；減數(shù)第二次分裂后期因著絲粒分裂而使細胞中染色體數(shù)暫時加倍，隨后分配到兩個子細胞中，最終子細胞中染色體數(shù)比正常體細胞減少一半(N→2N→N)。3．減數(shù)分裂過程中的相關曲線圖與柱形圖4．柱形圖中染色體數(shù)、染色單體數(shù)和DNA分子數(shù)的判斷方法(1)先確定染色單體：在柱形圖中有時有、有時無的是染色單體；(2)然后確定DNA分子：當染色單體存在時，與染色單體一樣多的是DNA分子；(3)最后確定的是染色體。[學習小結]1．下列關于減數(shù)分裂的敘述，錯誤的是()A．只有進行有性生殖的生物才進行減數(shù)分裂，減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂B．高等動物的減數(shù)分裂過程中有中心體的復制C．減數(shù)分裂過程中細胞分裂一次，形成兩個子細胞D．玉米體細胞中有10對同源染色體，經減數(shù)分裂后，精細胞中有10條染色體解析：選C只有進行有性生殖的生物才進行減數(shù)分裂，減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂，A正確；高等動物的減數(shù)分裂過程中有中心體的復制，B正確；減數(shù)分裂過程中細胞分裂兩次，形成四個子細胞，C錯誤；玉米體細胞中有10對同源染色體，經減數(shù)分裂后，同源染色體分離，染色體數(shù)量減半，所以精細胞中有10條染色體，D正確。2．在減數(shù)分裂前及分裂過程中，下列有關染色體變化的敘述，正確的是()A．著絲粒在減數(shù)第一次分裂后期分裂，染色體數(shù)量加倍B．在減數(shù)分裂前，染色體只復制一次C．在減數(shù)第二次分裂過程中，同源染色體分離D．細胞中同源染色體分離導致染色體數(shù)量加倍解析：選B著絲粒分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期，A錯誤；在減數(shù)分裂前，染色體只復制一次，B正確；同源染色體分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，C錯誤；細胞中同源染色體分離并分別進入兩個子細胞，使得細胞中染色體數(shù)量減半，導致染色體數(shù)量加倍的是著絲粒分裂，D錯誤。3．在減數(shù)分裂前及分裂過程中，染色體的行為變化順序是()A．復制→分離→聯(lián)會→分離B．聯(lián)會→復制→分離→分離C．聯(lián)會→分離→復制→分離D．復制→聯(lián)會→分離→分離解析：選D減數(shù)分裂前及分裂過程中，染色體的行為變化是：復制(減數(shù)分裂前間期)→(同源染色體)聯(lián)會(減數(shù)第一次分裂前期)→分離(減數(shù)第一次分裂后期)→姐妹染色單體分離(減數(shù)第二次分裂后期)。4．下圖為生物活動課上某同學構建的減數(shù)分裂過程中染色體行為變化模型圖，其中構建錯誤的是()解析：選DA項、B項中不含同源染色體，且著絲粒分裂，可表示減數(shù)第二次分裂后期，正確；C項中含有同源染色體，且同源染色體正在分離，可表示減