2.1 减数分裂和受精作用（第3课时）教学设计- 2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第1节 减数分裂和受精作用 第3课时 年级 高一年级 授课时间 1课时 课题 二 受精作用 教材分析 教材先介绍减数分裂产生染色体组合多样性的配子，为受精作用奠定基础，接着阐述受精作用是卵细胞和精子随机结合的过程，最后归纳减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义，知识呈现环环相扣、层层深入。 “受精作用”是人教版必修二《遗传与进化》第二章第一节的内容，紧跟减数分裂之后。它是生物有性生殖过程中的关键环节，上承减数分裂，下启个体发育，对学生理解生命的延续和发展、生物的遗传和变异等知识具有重要作用。 教学目标 生命观念： 通过学习受精作用过程，理解受精过程中细胞融合与遗传物质重组的机制，认同生命是物质、能量和信息的统一体；通过分析受精作用对维持物种染色体数目稳定、推动遗传与变异的意义，建立起结构与功能观、进化与适应观，形成生命系统的物质与能量观、信息观 ，并能够运用这些观念解释生命现象和规律。 科学思维： 借助观察受精过程的动态模型、视频等资料，运用归纳与概括、演绎与推理的方法，深入分析受精作用过程和遗传物质变化；通过构建受精作用与减数分裂的概念模型，培养逻辑思维能力和批判性思维，提升对生命现象的理性分析和科学解释能力，能基于证据对生物学现象进行独立思考、判断和论证。 科学探究： 通过观察模拟受精过程实验，提出相关生物学问题，设计实验方案，进行实验操作，观察并记录实验现象，分析实验结果，培养发现问题、解决问题的能力以及团队协作能力；在探究过程中，学会运用科学方法和技术，提高科学探究的实践能力和创新能力。 社会责任： 关注辅助生殖技术（如试管婴儿技术）与受精作用的关系，辩证看待其对人类健康和社会发展的影响；了解不孕不育等生殖健康问题，积极宣传健康的生殖观念；参与讨论人口政策、遗传伦理等社会议题，形成关注社会、关爱生命、保护环境的责任意识，能够基于生物学知识，对个人和社会事务做出理性的判断和决策 。 教学重、难点 教学重点： （1）受精作用的过程，包括精子和卵细胞的相互识别、精子头部进入卵细胞、细胞核融合等环节； （2）减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义，如维持染色体数目恒定、导致后代多样性等。 教学难点： （1）理解受精作用过程中细胞膜的生理反应，以及这些反应对于保证受精过程顺利进行和遗传物质稳定的作用； （2）从分子和细胞水平解释有性生殖的生物后代具有更多变异性和更强生活力的原因。 教学过程 教学内容 设置意图 一、配子中染色体组合的多样性 【引入】 父亲体内的所有精原细胞，染色体组成并无差别；母亲体内的卵原细胞也是如此。“一母生九子，九子各不同。”同样的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？（以基因型为AaBb的精（卵）原细胞减数分裂产生精细胞为例） 1、 第一次减数分裂后期——非同源染色体的自由组合 第一种情况： 第二种情况： 一个精原细胞可产生4个精细胞，2种。 一个卵原细胞可产生1个卵细胞，1种。 一个雄性个体可产生4种精细胞。 一个雌性个体可产生4种卵细胞。 2、 减Ⅰ前期（四分体时期）一对同源染色体的非姐妹染色单体的互换 一个精原细胞可产生4个精细胞，4种。 一个卵原细胞可产生1个卵细胞，1种。 一个雄性个体可产生4种精细胞。 一个雌性个体可产生4种卵细胞。 四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，增加了配子的种类。 完善遗传学知识体系；理解生物多样性的本质；培养科学思维与探究能力；帮助学生树立正确的生命观念，理解生命现象的本质和规律。 二、建立减数分裂中染色体变化的模型 【探究·实践】建立减数分裂中染色体变化的模型（不考虑交叉互换） 1. 目的要求： 通过建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型，加深对减数分裂过程及其特点的认识，理解配子中染色体组合的多样性，领悟减数分裂的意义。 2. 材料用具： 较大的白纸、铅笔或彩笔、适于制作染色体的材料（如橡皮泥、扭扭棒、细树枝、纸卷等） 活动1：请用扭扭棒模拟细胞中只有1对同源染色体减数分裂产生的配子种类 共能产生2种配子 活动2、请用扭扭棒模拟细胞中只有2对同源染色体减数分裂产生的配子种类 共能产生4种配子 活动3、请用扭扭棒模拟细胞中只有3对同源染色体减数分裂产生的配子种类 共能产生8种配子 【总结】配子中染色体组合的多样性原因 1.同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合 2.四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换 直观理解抽象过程；强化知识记忆与理解；培养科学思维与探究能力；提升合作学习能力；渗透科学方法教育；激发学习兴趣与创新意识 3、 受精作用 1、 概念： 受精作用：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。 2、 过程 3、 实质 精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。 4、 结果 受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞。 5、 意义 （1）保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。 （2）通过有性生殖，新一代继承了父母双方的遗传物质，使后代多样性增加，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。 知识体系构建；生命观念培养；科学思维与探究能力提升；联系实际与社会责任；是进一步学习生物学的重要基石。 四、与社会联系 【拓展应用】正常人的体细胞中有23对染色体。有一种叫“13三体综合征”的遗传病，患者头小，患先天性心脏病，智力远低于常人。对患者进行染色体检查，发现患者的13号染色体不是正常的1对，而是3条。请尝试使用“减数分裂中染色体变化的模型”，从精子或卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。 答案： 亲本一方减数分裂时21号染色体不能正常分离，形成含有两条21号染色体的异常配子，与正常的另一亲本产生的配子正常结合形成的受精卵。 第一种情况： 减数分裂Ⅰ后期，两条21号（同源）染色体未分离，移向细胞同一极，进入同一个子细胞 第二种情况： 减数分裂Ⅱ后期，21号染色体的两条姐妹染色单体形成的子染色体，移向细胞的同一极，进入了同一个子细胞 深化知识解；培养科学思维；联系生活实际；强化社会责任；渗透科学史教育 五、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1. 实验原理 根据细胞中的染色体形态、位置、数目的变化，识别减数分裂的各个时期。 2. 实验选材 分裂旺盛的雄性个体生殖器官，如动物精巢、植物花药。 3. 实验步骤 4. 实验结果 思考·讨论 1．为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？ 染色体数目较少，染色体较大，易于观察。 3. 视野中的细胞减数分裂是动态变化的吗？能观察到不同时期的细胞吗？ 细胞已被杀死固定，不可能动态变化； 但不同细胞被固定在不同时期，因此可观察到各时期的染色体形态。 3. 观察减数分裂实验为什么不选择雌性个体？ (1)雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子数量 (2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞 4. 当你的目光聚焦在显微镜视野中的一个细胞时，你怎样判断它处于减数分裂的哪个时期？ 深化理论知识理解；培养实验操作与观察能力；发展科学思维；激发探究兴趣与科学精神；理解生命的连续性与多样性 板书设计 受精作用（第3课时） 课后反思 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$