“精子的形成过程”的教学设计.doc

“精子的形成过程”的教学设计江西省永新第三中学（343401） 高文志61 教学内容分析与设计思路此内容是人教版必修（）第五章生物的生殖和发育第一节生物的生殖“减数分裂和有性生殖细胞的形成”中的一个内容，是本章教学内容的重点，难度大。此内容常与第一章细胞的结构和功能、有丝分裂和第六章遗传和变异规律等高中主干知识相联系，也与细胞质遗传规律相联系。为了突破此难点，首先应明确减数分裂的概念及过程，这是理解精子的形成过程中各时期变化特征的基础，是理解精子的形成过程中染色体数、DNA分子数、染色单体数的变化的基础。其次，分析四分体、联会、同源染色体分离、姐妹染色单体分开等减数分裂中非常重要的染色体行为，因为这些内容为以后的学习提供基础：是理解基因分离定律和自由组合定律的基础；是理解染色体数目变异、单倍体、染色体组等知识的基础；是理解生物通过有性生殖使后代性状相对稳定遗传的同时又绝对变异，从而在自然选择中不断进化的基础，等等。并且，跟有丝分裂进行对比，比较分裂过程中的特征，染色体数、DNA分子数、染色单体数的变化，明确有丝分裂主要是增加体细胞数目，而减数分裂是与有性生殖细胞（这里是讲精子）的形成有关。最后，理解精细胞为什么要经过变形成为蝌蚪形精子，保留全部的细胞核但只存留很少的细胞质，这是理解细胞质遗传规律的基础。在这种思路的指导下，利用现代信息技术作为辅助手段，结合常用的教学方法，以学生为主体，注重培养学生的理解能力、思维能力、合作能力、表达能力等。2 教学目标2.1 理解减数分裂的概念。2.2 理解精子的形成过程中染色体数、DNA分子数、染色单体数的变化规律，并能用自己的语言解释精子的多样性。2.3 训练学生观察识图能力和分析判断能力。2.4 通过与有丝分裂比较，训练学生的归纳、判断、分析、比较能力。2.5 通过学习减数分裂过程中DNA分子数量、染色体数量变化而DNA结构相对稳定，使学生懂得变与不变的辩证性，为深刻理解生物遗传和变异的机制奠定基础。3 教学重点3.1 减数分裂的概念3.2 减数分裂过程中的特征3.3 精子的形成过程中染色体数、DNA分子数、染色单体数的变化4 教学难点精子的形成过程中各时期的特征图像与对应染色体数、DNA分子数、染色单体数的变化。5 教学策略减数分裂过程中染色体行为、染色体单体数、DNA分子数的动态变化的Flash课件，启发法，讨论法，学生自主学习法，先整体后局部突破的思维方略、条理化方略等，并通过练习灵活运用有关知识。6 教学过程教学环节教师的组织和引导教学手段或方法学生活动引言复习有丝分裂过程中各时期的特点及染色体数、DNA分子数、染色单体数的变化播放有丝分裂过程动态变化的Flash课件回答间期、前期、中期、后期、末期的特点及染色体数、DNA分子数、染色单体数的变化。导入新课体细胞的增加依靠什么分裂方式？精子、卵细胞呢？启发法有丝分裂减数分裂减数分裂的概念什么叫减数分裂？（以哺乳动物为例）减数分裂是不是细胞不断连续分裂？减数分裂结果如何？学生自主学习、阅读课本减数分裂概念原始生殖细胞 成熟生殖细胞，染色体、DNA复制一次，细胞连续分裂二次，不是连续分裂。结果：成熟生殖细胞与体细胞相比DNA、染色体数都减半。以人为例说明。精子形成的过 程精 子形成的过程总体认识场所：成熟的雄性动物睾丸内。精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子。播放精子形成的全过程的Flash课件两次。阅读课本图5-6，5-7。简要了解睾丸的结构。学生观看课件后，形成一个精子形成过程的大概认识。第一次分裂间期精原细胞体积增大，DNA、染色体复制和蛋白质合成，此时期与有丝分裂一样吗？重新播放Flash课件，点击暂停，使学生看到细胞体积增大及一条染色体内形成二条染色单体的过程。直观看到间期的变化，领会减数分裂间期DNA、染色体复制，其间期不是连续细胞分裂的间期。第一次分裂（初级精母细胞）什么叫联会？什么叫同源染色体？什么叫四分体？什么叫非同源染色体？什么叫姐妹染色单体、非姐妹染色单体？使Flash课件暂停在前期。启发法。对照课本5-7前期。归纳前期的特征：同源染色体联会形成四分体，四分体散乱在细胞中。理解同源染色体的概念：两条形态大小一般都相同的染色体，一条来自父方、一条来自母方，在减数分裂时配对联会。说出图中同源染色体、非同源染色体、姐妹染色单体、非姐妹染色单体、四分体的概念及个数。什么叫交叉互换？其意义是什么？演示动画中一个四分体非姐妹染色单体互换过程。阅读图5-8讨论法四分体中同源染色体间非姐妹染色单体相互交换一部分染色体。说出上图中哪些单体间可能互换。是生物变异的来源之一。中期有什么特点？使Flash课件暂停在中期。对照图5-7中期四分体排列在细胞赤道扳上，每条同源染色体的着丝点都附着在纺锤丝上。后期的特征是什么？同源染色体和非同源染色体有什么行为？使Flash课件暂停在后期。对照图5-7后期纺锤丝牵引配对的同源染色体分别向细胞两极移动。同源染色体分离（同源染色体上的基因也随之分离）、非同源染色体自由组合（分离的基因也随之自由组合），前面的染色体行为都为此做准备。末期的特征是什么？使Flash课件暂停在末期。对照图5-7末期两组染色体分别到达细胞两极，一个初级精母细胞分裂为两个次级精母细胞。染色体数减半。第二次分裂（次级精母细胞）与有丝分裂相似形成的精细胞中遗传物质与体细胞中遗传物质有什么差异？精细胞间遗传物质都一样吗？（提示这是一种变异）使Flash课件分别暂停在前期、中期、后期、末期。对照图5-7第二次分裂各期特征。讨论法与有丝分裂相比，无同源染色体。每个次级精母细胞中的姐妹染色单体分开分别向细胞两极移动，形成两个精细胞。此时两个精细胞的遗传物质是一样，染色体数是体细胞的一半，但与其它精细胞中遗传物质不一定相同（联系前面第一次分裂说出理由）。联系受精简单说说后代的遗传物质为什么与亲代不一样？精细胞中染色体数可以为单数。精细胞变形为精子变形中形态发生那些变化？为什么要这样变化？精子中染色体和其DNA的数量与体细胞相比有什么变化？精子中遗传物质与精细胞相比有什么不一样吗？精子中DNA结构与体细胞中DNA结构相比有什么不一样吗？细胞分裂过程中有哪些细胞器参与其中？观看变形的动态过程Flash课件启发法讨论法保留很少的细胞质，形成蝌蚪状，头部含有细胞核，尾长能摆动；精细胞只有变形才能成为有活性的精子，便于游动与卵细胞结合为受精卵。减半（不考虑染色体或单体分离异常）；细胞质中的DNA要少而细胞核中DNA一样多；没什么不一样（提示：除非复制中发生突变）。核糖体、中心体、线粒体等。分裂过程中染色体数、DNA分子数、染色单体数的变化。分裂过程可以看出不但染色体行为不断变化，而且数量也发生变化。这里简要画出染色体数、染色单体数、DNA分子数在同一坐标中的变化曲线（刻度不成比例）。Flash课件中还显示细胞分裂的动态变化过程。虽然染色体数、DNA分子数、染色单体数在分裂过程中发生变化，但始终应明确一点：这个过程中DNA的结构是不会变的。这为以后学习DNA结构和复制、基因的结构和表达及遗传变异的机制等奠定基础。观看Flash课件：在一个坐标中横坐标是分裂的时间过程，纵坐标是染色体数、染色单体数、DNA分子数，可以看到细胞分裂的动态过程与染色体数、染色单体数、DNA分子数对应动态变化曲线相一致。讨论法。讨论中适时使Flash课件暂停在某个讨论时期使学生讨论的结果得到巩固。形成下列判断能力：时期（a） 特征（b） DNA数、染色单体数、染色体数（c）例如：以人的减数分裂为例，已知减中期能说出其特征，DNA数、染色单体数、染色体数。根据图示，减后期等其它时期呢？已知(a)、(b)、(c)其中任何一个能说出另外两个是什么。有丝分裂中有关变化也相类似，并简要回顾和对比。使学生理解生命活动中变与不变的辨证性。思考（也在flash课件中，结课时演示）1、人体细胞有23对染色体，则每个精子中遗传物质都一样吗？为什么？2、某动物的精子细胞中有染色体16条，则在该动物的初级卵母细胞中存在染色体、四分体、染色单体数、DNA分子数分别是：A32、16、64、64、 B. 32、8、32、64 C. 16、8、32、32 D. 16、0、32、32、3、在减数分裂过程中，含有与体细胞染色体数目相同，但不含有同源染色体的时期的是：A. 减数第一次分裂后期 B.分裂间期C. 减数第二次分裂后期 D. 减数第二次分裂前期4、某生物的一个性原细胞中含有染色体8个，经减数分裂后产生的精子类型和卵细胞的类型分别是： A.2、1 B.4、1 C.8、8 D.8、45、若某动物细胞中有两对同源染色体，分别用A和a，B和b表示。下列各组精子中，哪一组是某一精原细胞经减数分裂形成的：A. AB Ab aB ab B. AB ab ab AB C. AB aB aB AB D. aB aB ab ab6、说出下列图像所处时期和体细胞中的染色体数： 7 教学反思 这一节课中有关有性生殖细胞（精子）的形成的教学，可以说是牵一发而动全身，是一个非常重要的内容，就像下围棋的人所说的“棋筋”，这节课上好与否会影响以后许多高考重点内容的学习，应该要非常的重视，不管用什么方法上好这节课都是不为过的。这个内容有以下“棋筋”的重要作用：7.1 是与下一节课“卵细胞的形成过程”进行对比学习的全提，通过对比可以更好地使学生掌握两者减数分裂过程中本质的相同（过程及DNA、染色体数的变化）和形式上形成子细胞的大小和数量的差异，从而理解“减数分裂”这个重要知识点，从而类推绝大多数有性生殖的生物都有相似的减数分裂过程。7.2 与有丝分裂对比学习可以全面理解“细胞分裂”及细胞器的作用等有关知识。7.3 减数分裂形成的雌雄有性生殖细胞通过受精作用结合以后就派生出基因分离定律、自由组合定律、细胞质遗传、基因突变、基因重组、染色体数目变异等高中主干知识。细胞分裂间期DNA复制时可能基因突变，同源染色体分离伴随基因分离，非同源染色体自由组合伴随基因的自由组合而形成许多种类的有性生殖细胞，卵细胞质多而精子细胞质很少即有细胞质遗传（母系遗传），个别同源染色体不分离或个别姐妹染色单体不分开时引起精子（或卵细胞）中个别染色体的增减，若同源染色体都不分离或姐妹染色单体都不分开则引起精子（或卵细胞）中染色体数成倍增加，至于后代中表现型的种类和比例，那都是受精作用形成的受精卵在基因表达中生长发育的杰作，从而才有基因重组丰富多彩的变异生物，从而才有染色体数目变异的多倍体生物（当然多倍体的形成还有其它方式），从而才有可能让突变的基因在下一代中表现，从而才有人类中各种各样的遗传病，从而才有生物在自然选择中的不断进化，从而才能解释生物的多样性和生态系统的复杂性。7.4 减数分裂形成的雌雄有性生殖细胞若直接发育为子代即有单倍体、花药离体培养、单倍体育种、单性生殖等知识。7.5 由于生殖过程中的遗传和变异，生物在进化中不断适应环境而使生物界表现出多种多样的新陈代谢特点及不同的生命活动调节方式。为什么禁止表兄妹近亲结婚？ 江西省永新县第三中学（343401） 高文志我国婚姻法明确规定直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚，表兄妹属三代以内的旁系血亲，他们从共同祖先那里继承同一致病基因的机会很大，很可能都是同一种或多种致病基因的携带者，如果他们结婚，生下患隐性遗传病的子女的可能性非常大。这里举例说明其遗传学原理。例：下图为某家族遗传系谱图， 表示女性， 表示男性。 1 23 4 5 6 7 8请回答下列问题：（1）1号传给7号、8号的染色体条数分别是 、 。 2号传给7号、8号的染色体条数分别是 、 。（A）23 （B）022 （C）023 （D）123 （2）已知3号和6号完全正常，1号或2号的10号常染色体上有一隐性致病基因。如果7号与8号违法结婚，他们同时携带1号、2号中相同的10号染色体的概率是 ，同时携带这条有隐性致病基因的染色体的概率是 ，生下患病孩子的概率是 。7号8号1/8A1A31/8A1a31/8A2A31/8A2a31/8a2A31/8a2a31/8a1A31/8a1a31/8A1A6若A1A1致病概率为1/641/8A1a61/8A2A6若A2A2致病概率为1/641/8A2a61/8a2A6若a2a2致病概率为1/641/8a2a61/8a1A6若a1a1病概率为1/641/8a1a6分折：第（1）小题，1号传给4号、5号的染色体都是（22）条，4号、5号减数分裂形成生殖细胞后受精，这（22）条的染色体传给号为条（原因是减数第一次分裂同源染色体分离后进入哪一个子细胞是随机的），传给号为条（号的染色体是号的）。号传给号为（22）条，而传给号为（）条，号这（22）条染色体传给号为条；号这（）条染色体传给号为条（号的染色体一定是号的）。第（2）小题，首先应该明确同一个致病基因在人类中肯定位于同一号染色体上，这样才有以下解法。解法1：4号、5号有1号或2号相同的10号某条染色体的概率都为1/2，7号、8号有1号或2号相同的10号某条染色体的概率为1/4，所以7号和8号同时携带1号或2号相同的10号某条染色体的概率是1/41/4=1/16，而1号和2号共有10号染色体4条，因此7号和8号同时携带1号、2号相同的10号染色体的概率是1/164=1/4。假若1号（或2号）携带致病基因表示为Mm,m为隐性致病基因，则2号（或1号）表示为MM，根据分离规律可知7号、8号的都为1/4Mm，可得出7号与8号违法结婚时，同时携带这条有隐性致病基因的染色体的概率1/41/4=1/16，生下患病孩子mm的概率为1/41/41/4=1/64。解法2：如果1号的10号某条染色体为A1，则对应同源染色体为a1；2号的10号某条染色体为A2，则对应同源染色体为a2。1号或2号的10号染色体上的隐性致病基因可能位于上面四条染色体的任何一条上。如果位于A1上，传给4号、5号的概率都是1/2，传给7号、8号概率都是1/4，传给孩子的概率为1/8，所以同时在孩子中出现的概率为1/81/8=1/64。如果隐性致病基因位于a1或A2或a2上，孩子的患病概率也为1/81/8=1/64。解法也可如下：4号、5号的10号染色体组成都可为A1A2或A1a2或a1A2或a1a2，则7号的10号染色体组成可为A1A3或A1a3或A2A3或A2a3或a2A3或a2a3或a1A3或a1a3，8号的10号染色体组成可为A1A6或A1a6或A2A6或A2a6或a2A6或a2a6或a1A6或a1a6 ，每个组成的概率都为1/8。绘成棋盘（如表），可见不管致病基因在A1或a1或A2或a2上，孩子的患病概率都为1/64。孩子A1A1或A2A2或a2a2或a1a1的两个亲本才同时携带1号或2号相同的10号某条染色体，由于这里10号染色体共有4条，所以7号和8号同时携带1号、2号相同的10号染色体的概率是（1/81/8）（1/81/8）4=1/4，而1号或2号的一个致病基因只位于A1、a1、A2、a2中的一条染色体上，因此7号和8号两亲本同时携带这条有隐