2.1 减数分裂和受精作用教学设计-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学教学设计聚焦“减数分裂和受精作用”，通过回顾有丝分裂过程及特点，提出配子形成是否为有丝分裂的问题，结合威斯曼预测引出减数分裂，搭建旧知到新知的学习支架。 特色在于融合模型构建与实验探究，通过建立染色体变化模型（科学思维）、观察蝗虫精母细胞装片（探究实践），对比精子和卵细胞形成过程（生命观念），播放减数分裂视频辅助理解。助力学生深化过程认知，培养科学思维与探究能力，为教师提供多样化教学活动设计，有效落实重难点。

课题名称 2.1 减数分裂和受精作用 课堂类型： R新课 □复习课 □习题课 □实验课 □试卷讲评课 □其他： 学习者 分析 在学习《分子与细胞》模块时，学生对染色体、细胞增殖、细胞周期、细胞分裂、有丝分裂等概念有了比较深入的了解，这些内容是学习本章第1节减数分裂等知识的基础；而且，《分子与细胞》模块安排了多个显微镜操作实验，帮助学生巩固显微镜操作技能，这有助于完成本章“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”的实验。 学生在学习《分子学细胞》模块时，完成了“利用废旧物品制作生物膜模型”“尝试制作真核细胞的三维结构模型”,对建构模型有了较好的基础，这些都有助于学生顺利完成“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动。 教学目标 1.通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片及精子或卵细胞的形成过程示意图，归纳、概括减数分裂的概念及过程。 2.模拟减数分裂中染色体的变化，阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。 3.举例说明受精作用的过程。 4.阐明减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。 教学重点 (1)减数分裂的概念及过程。 (2)受精作用的过程。 (3)减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。 落实教学重点的方法： 运用模型构建的方法，让学生体现减数分裂过程中染色体的行为和数目变化。 教学难点 (1)观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。 (2)建立减数分裂中染色体变化的模型。 (3)减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。 突破教学难点的方法： 深入思考生物学事实的基本逻辑，运用显微镜观察和物理模型的方法，引导学生对生物学现象进行理解。 教学资源 选择 教师用书、教材、题单、天天练 技术手段的使用： 电子白板、板书、多媒体 课时： 4 核心问题 ●减数分裂的含义是什么？ ●配子的形成为什么必须经过减数分裂？ ●减数分裂是怎样进行的？ 教学过程设计 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 回顾旧知，导入新课 通过上学期的学习我们已经知道细胞通过有丝分裂增加细胞数量，先简单回顾一下有丝分裂的具体过程。细胞增殖包括物质准备阶段和细胞分裂阶段，其中物质准备阶段主要指的是分裂间期：DNA复制和相关蛋白质的合成，细胞适度生长。当物质准备好以后进入分裂期，包括前中后末四个时期，前期膜仁消失现两体、中期形定数清赤道齐、后期粒裂数倍均两极、末期两消两现重建壁。特点：染色体复制一次，细胞分裂一次。结果：子细胞和亲代细 胞染色体数相同。意义：保持了亲代和子代之间遗传的稳定性。 对于有性生殖的生物来说，需要产生精子和卵子再进行受精作用，其中精子和卵子也就是我们上节课讲的配子。那么生物体产生配子有没有可能是有丝分裂进行的呢？ 此时德国科学家威斯曼预测：在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。威斯曼的预言在19世纪80年代被其他科学家的显微镜所证实。威斯曼预言的这个特殊的过程实际上是一种特殊的有丝分裂，叫作减数分裂。 精子、卵细胞相当于孟德尔定律中的配子如何才能实现染色体数目减半呢？ 简单回顾有丝分裂的物质变化具体过程，引导学生记忆起DNA和染色体、染色单体的相关知识。 培养学生用已有知识点解释生命现象。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 精子的形成过程 （1） 形成部位：高等动物：睾丸（精巢）的曲细精管中。 低等动物/昆虫：精巢 植物：雄蕊的花药 教师多媒体展示睾丸的图片进行结构讲解。在睾丸里有许多曲细精管，曲细精管中有大量的精原细胞。精原细胞是原始的雄性生殖细胞，每个精原细胞中的染色体数目和体细胞相同。展示资料并提问：一个成年健康男子，每天大约可产生2亿个精子。也就是说，每天有很多个精原细胞进行减数分裂，那必然每天也有很多个精原细胞产生。那么，精原细胞是通过什么方式产生的呢？为什么？ 有丝分裂。因为精原细胞所含的染色体数目与体细胞相同，相当于一种特殊的体细胞。因此精原细胞既可以进行有丝分裂产生精原细胞，也可以进行减数分裂产生精细胞，精细胞还需要变形才能产生精子。 减数分裂和有丝分裂一样，可以看成物质准备阶段和细胞分裂阶段，物质准备阶段也就是分裂间期，其中细胞分裂阶段包括两次分裂：减数第一次分裂和减数第二次分裂。要注意的是间期不属于有丝分裂过程，也不属于减数分裂过程，间期只是为有丝分裂和减数分裂准备物质基础。 在学习减数分裂的过程之前，我们需要再回顾一下染色体、染色单体和DNA的关系。教师讲解下图： （2） 形成过程【教师板书画图总结，分析各阶段染色体、染色单体、DNA数、同源染色体对数】 1、 分裂间期： ①细胞体积增大 ②染色体的复制（DNA的复制和有关蛋白质的合成） ③DAN含量倍增，姐妹染色单体形成，染色体数目不变 （精原细胞经过DNA复制后即变成初级精母细胞） 2、 减数第一次分裂前期（减数分裂Ⅰ前期） 初级精母细胞中原来分散的染色体进行两两配对。配对的两条染色体，形状和大小都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫作同源染色体。同源染色体两两配对的现象叫作联会。联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。 （1）同源染色体与非同源染色体 同源染色体上一般是等位基因或者想通过基因，所以同源染色体：A和a、B和b。非同源染色体：A和B、b；a和B、b 1个四分体= 对同源染色体= 条染色体= 条染色单体= 个DNA分子 由表可知，大部分动植物体细胞中的染色体数是生殖细胞中的两倍，因此高等生物体细胞中染色体一般是成对存在的，数量可用2n表示。 （2）姐妹染色单体和非姐妹染色单体 姐妹染色单体：指同一条染色体上的两条染色单体，由染色体复制形成。如a和b；c和d 非姐妹染色单体：指不是同一条染色体上的染色单体。如a和c；a和d；b和c；b和d 【即时检测】 （3）联会、四分体和互换 四分体中的非姐妹染色单体经常发生缠绕，并交换相应的片段的现象。 3、减数分裂Ⅰ中期 特点：各对同源染色体排列在赤道板上，每条染色体的着丝点都附着在纺锤丝上。 还记得有丝分裂中期的染色体行为吗？Q：有丝分裂中有无同源染色体？ 4、减数分裂Ⅰ后期 ①同源染色体分离，分别向细胞两级移动 ②非同源染色体自由组合 Q：有丝分裂后期染色体、染色单体和DNA的行为变化是什么？ 教师结合图片当有4条染色体（2对同源染色体时），自由组合的情况有两种，这其实是孟德尔自由组合定律发生的时期。 5、减数分裂Ⅰ末期 ①细胞膜向内凹陷，从中央缢裂，1个细胞分裂为2个子细胞（次级精母细胞） ②末期结束同源染色体分配到两个子细胞中,染色体数目减半 由此可见：减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ（末期结束） 小结：减数分裂Ⅰ中主要发生的染色体变化：同源染色体联会、同源染色体分离、非同源染色体自由组合、着丝粒不分裂 减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期很短,染色体不再复制。 教师播放减数第二次分裂的视频。 教师总结减数分裂的整个过程： 7、 精细胞变形形成精子 注：精细胞的变形不属于减数分裂的过程。 精细胞的变形对受精作用有什么意义？——变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。 小结： [提出问题] 染色体数目为何减半? （在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，因此成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。） 鼓励学生用科学的术语陈述精子形成过程中染色体数目和行为的变化。 理解染色体数目减半的根本原因。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 卵细胞的形成过程 （一）形成部位：高等动物：卵巢。植物：雌蕊的胚珠 学生以小组为单位阅读教材画出2n=4的卵原细胞形成卵细胞的过程，并小组讨论分析染色体、染色单体、DNA和同源染色体的数量。并分析卵细胞和精子形成过程的异同。 1个卵原细胞 （染色体数:2n） 间期：细胞体积增大、染色体复制 1个初级卵母细胞 （染色体数:2n） 前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换） 中期：同源染色体排列在赤道板两侧减Ⅰ 后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合） 末期：形成1个次级卵母细胞和1个第一极体 1个次级卵母细胞（大）+1个第一极体（小） （染色体数:n）减Ⅱ 着丝点分裂，染色单体分离 1个卵细胞（大）+3个第二极体 （染色体数:n） （相同点：染色体复制一次，都有联会和四分体时期，经过第一次分裂，同源染色体分开，染色体数目减少一半，在第二次分裂过程中，有着丝点的分裂，最后形成的卵细胞，它的染色体数目也比卵原细胞减少了一半。 不同点：每次分裂都形成一大一小两个细胞，小的叫极体，极体以后都要退化，只剩下一个卵细胞，而一个精原细胞是形成4个精子；卵细胞形成后，不需要经过变形，而精子要经过变形才能形成。） 教师点评。播放视频总结。 学生通过比较和总结，能够根据染色体和细胞质等细节，掌握辨别细胞类型的方法。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 构建减数分裂的概念 注意：①原始生殖细胞：精原细胞和卵原细胞 ②成熟生殖细胞：精子和卵细胞 通过精子和卵细胞的形成，学生能够快速构建出减数分裂的概念模型。并由此总结减数分裂两个阶段。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 小结练习 一、画出相关曲线图： 2、 比较减数分裂和有丝分裂 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 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、操作步骤 4、判断 1.为什么观察减数分裂实验时选择雄性个体？ ①雄配子数目多； ②卵巢内的减数分裂不彻底。 2.为什么用蝗虫的精母细胞作材料？ 蝗虫细胞染色体数目较少，染色体大，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？ 不是，细胞已被固定死亡。 能，不同的细胞被固定在不同的时期。 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？ 减数分裂Ⅰ会出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体在赤道板位置成对排列、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条染色单体组成等现象。 减数分裂Ⅱ的中期，非同源染色体成单排列在细胞赤道板位置，移向细胞两极的染色体不含染色单体。 将所学的理论知识应用到实验中的具体操作 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 受精作用 （一）配子中染色体组合的多样性 父亲体内所有的精原细胞，染色体组成并无差异，母亲体内的卵原细胞也是如此。可是，“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？ （3） 受精作用 1、定义：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。 识别的物质基础：细胞膜表面的糖蛋白 融合的结构特点：细胞膜的流动性 2、场所：输卵管 3.过程 4.结果 受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。 5、 意义： ①一方面保证了前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。 ②另一方面使同一双亲的后代呈现多样性。（有利于适应多变的环境，有利于在自然选择中进化。） 为什么有性生殖后代的染色体来自同一双亲，却又各不相同? （有性生殖的后代，虽然染色体数目保持不变，但是非同源染色体的自由组合以及四分体时期非姐妹染色单体间的互换，导致了不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。） 有性生殖的后代具有多样性，这有什么意义? （遗传信息储存在染色体中，有性生殖的后代具有多样性(可遗传的变异),增加了后代在面对多变的自然环境时生存和繁衍的机会，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。） 从每种生物前后代染色体数目的恒定和染色体组成变化的角度，阐明遗传信息在有性生殖中的传递规律。 帮助学生理解通过有性生殖产生的后代多种多样，有利于生物适应多变的自然环境，从而使学生逐渐形成进化与适应的观念 板书设计 学科网（北京）股份有限公司 $