《生物的生殖》教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo):
了解生物生殖方式的 多樣性,掌握有性生殖和無(wú)性生殖的概念和特點(diǎn),理解生殖方式的進(jìn)化趨勢(shì);通過(guò)學(xué)習(xí)高等動(dòng)物精子、卵細(xì)胞的形成過(guò)程,理解減數(shù)分裂中染色體的規(guī)律性變化,掌握減數(shù)分裂的概念,理解減數(shù)分裂和受精作用的意義。
能力目標(biāo):
通過(guò)總結(jié)無(wú)性生殖和有性生殖的概念,培養(yǎng)學(xué)生分析、概括和歸納能力;通過(guò)分析有性生殖細(xì)胞形成過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用圖形語(yǔ)言解釋和說(shuō)明相關(guān)知識(shí)的能力;通過(guò)對(duì)比減數(shù)分裂和有絲分裂、精子和卵細(xì)胞的形成過(guò)程的異同,培養(yǎng)學(xué)生比較、分析問(wèn)題并認(rèn)識(shí)事物實(shí)質(zhì)的思維能力。
情感目標(biāo):
通過(guò)分析兩大類(lèi)生殖方式的特點(diǎn),使學(xué)生能夠辯證地認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象;通過(guò)介紹克隆技術(shù)及其帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題,對(duì)學(xué)生進(jìn)行生命科學(xué)價(jià)值觀(guān)的教育;通過(guò)理解生殖方式的進(jìn)化趨勢(shì),對(duì)學(xué)生進(jìn)行適應(yīng)、進(jìn)化等生命科學(xué)觀(guān)點(diǎn)的教育;通過(guò)分析有性生殖細(xì)胞種類(lèi)的多樣性及形成過(guò)程,形成生物界中多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀(guān)點(diǎn),樹(shù)立辯證唯物主義的自然觀(guān)。
教學(xué)建議
本節(jié)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系
重點(diǎn)分析
(1)無(wú)性生殖和有性生殖的特點(diǎn)
這部分內(nèi)容是理解生殖方式進(jìn)化的知識(shí)基礎(chǔ)。分析兩類(lèi)生殖方式的特點(diǎn),闡明二者對(duì)于物種生存發(fā)展的不同意義,有助于培養(yǎng)學(xué)生辯證思維能力。無(wú)性生殖和有性生殖的特點(diǎn)分別與細(xì)胞的有絲分裂和減數(shù)分裂密切相關(guān),加強(qiáng)這一知識(shí)點(diǎn)的教學(xué),將鞏固有絲分裂的知識(shí),引出減數(shù)分裂的知識(shí),做到溫故知新。
在本課題教學(xué)中,應(yīng)對(duì)無(wú)性生殖有關(guān)內(nèi)容的教學(xué)給予充分重視。特別是1997年英國(guó)科學(xué)家克隆綿羊獲得成功,引起了世界的震驚,使無(wú)性生殖技術(shù)即克隆技術(shù)成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。從激發(fā)學(xué)生興趣、關(guān)心科學(xué)技術(shù)帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題的角度出發(fā),在教學(xué)中加重這部分知識(shí)的份量,有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),形成科學(xué)的價(jià)值觀(guān)。
(2)減數(shù)分裂的過(guò)程
減數(shù)分裂是理解有性生殖方式的特點(diǎn)和進(jìn)化地位的知識(shí)基礎(chǔ)。高等動(dòng)物通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)目減半的配子,通過(guò)受精作用形成受精卵,發(fā)育成新個(gè)體,維持了親、子代體細(xì)胞中染色體數(shù)目一致,保證了物種的穩(wěn)定;通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生遺傳內(nèi)容不同的配子,是有性生殖產(chǎn)生的后代具有豐富變異性的重要原因,決定了有性生殖和無(wú)性生殖之間的本質(zhì)區(qū)別,說(shuō)明了在生殖方式上有性生殖的進(jìn)化地位更高級(jí)。
減數(shù)分裂是三大遺傳規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。減數(shù)第一次分裂同源染色體分離,是基因分離規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ);減數(shù)第一次分裂時(shí)期,在同源染色體分離的同時(shí),非同源染色體隨機(jī)進(jìn)入到不同的配子,這是基因自由組合規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ);減數(shù)第一次分裂中的四分體時(shí)期,同源染色體的非姐妹染色單體間進(jìn)行交叉互換,這是基因連鎖互換規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。
難點(diǎn)分析
。1)分析兩類(lèi)生殖方式的特點(diǎn)
一方面,無(wú)性生殖產(chǎn)生的后代保持親代的性狀,有性生殖產(chǎn)生的后代具有豐富的變異性,這兩類(lèi)生殖方式的特點(diǎn)分別與細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂相關(guān),而教材中未加以充分說(shuō)明,加之還沒(méi)有學(xué)習(xí)減數(shù)分裂和遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)等關(guān)鍵知識(shí),造成學(xué)生理解上的先天不足;另一方面,無(wú)性生殖和有性生殖特點(diǎn)的差異極大,都普遍存在于生物界,甚至很多物種在生活史的不同時(shí)期,分別具有無(wú)性或有性生殖方式,這在學(xué)生看來(lái)似乎有些矛盾和難以解釋。教師應(yīng)充分估計(jì)學(xué)生理解這些知識(shí)的難度,闡明這兩類(lèi)生殖方式各自的重要的生物學(xué)意義及在生物進(jìn)化中的作用。
。2)減數(shù)分裂中染色體的行為
減數(shù)分裂過(guò)程中染色體行為復(fù)雜,除了具有有絲分裂中出現(xiàn)的——染色體復(fù)制、染色體與染色質(zhì)的'周期性變化、姐妹染色單體分離等行為外,還出現(xiàn)了同源染色體聯(lián)會(huì)、非姐妹染色單體交叉互換、同源染色體分離、非同源染色體的自由組合等特殊行為。這部分內(nèi)容涉及染色體的概念、有絲分裂過(guò)程等知識(shí),這些知識(shí)掌握程度如何,直接影響學(xué)生正確理解減數(shù)分裂的概念;這部分內(nèi)容具有知識(shí)點(diǎn)分散、理解難度大(如同源染色體)、概念易混淆(如同源染色體、非同源染色體、姐妹染色單體、非姐妹染色單體)等特點(diǎn)。因此,在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)及時(shí)復(fù)習(xí),分散難點(diǎn),加強(qiáng)對(duì)比,突破難點(diǎn)。
(3)同源染色體的概念。
學(xué)生較難理解關(guān)于同源染色體“一條來(lái)自父方,一條來(lái)自母方”的含義。這是由于學(xué)生對(duì)于從受精作用形成受精卵,到形成新個(gè)體的發(fā)育過(guò)程及其細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)不十分了解。因此,在首次講到這一概念時(shí),可以暫時(shí)不提這一點(diǎn),僅強(qiáng)調(diào)“形狀、大小一般相同”;在講受精作用后可以說(shuō)明,受精過(guò)程形成受精卵,其中形狀大小相同的兩條染色體,一條來(lái)自父方(精子),一條來(lái)自母方(卵細(xì)胞),是一對(duì)同源染色體。在學(xué)習(xí)生物個(gè)體發(fā)育的內(nèi)容時(shí),再?gòu)?qiáng)調(diào)體細(xì)胞是受精卵經(jīng)過(guò)有絲分裂形成的,每個(gè)體細(xì)胞中染色體的情況與受精卵完全相同,體細(xì)胞中有成對(duì)的同源染色體。
教法建議
可采用討論與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。
課時(shí)安排:
三課時(shí)。
第一課時(shí):以討論為主的綜合課。通過(guò)對(duì)不同生物生殖類(lèi)型典型案例的分析和討論,學(xué)習(xí)生物生殖的類(lèi)型;通過(guò)典型案例分析,學(xué)習(xí)無(wú)性生殖技術(shù)。
第二課時(shí):以討論為主的綜合課。通過(guò)展示和分析精子形成過(guò)程的圖解,和學(xué)生共同討論分析精子的形成過(guò)程,認(rèn)識(shí)減數(shù)分裂的過(guò)程以及在精子形成過(guò)程中的作用。
第三課時(shí):以討論為主的綜合課。通過(guò)對(duì)比精子和卵細(xì)胞的形成過(guò)程的對(duì)比,歸納總結(jié)減數(shù)分裂的過(guò)程,總結(jié)配子形成過(guò)程及特點(diǎn)。學(xué)習(xí)討論受精作用及在生殖過(guò)程中的意義,并認(rèn)識(shí)被子植物的雙受精作用。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
引言:有生就有死,生物個(gè)體死亡,依靠生殖產(chǎn)生新個(gè)體來(lái)保證種族的延續(xù),通過(guò)個(gè)體發(fā)育而成成熟的生物體。
第五章 生物的生殖和發(fā)育
生殖:生物體產(chǎn)生新個(gè)體的過(guò)程。
發(fā)育:生物體從一個(gè)細(xì)胞開(kāi)始,經(jīng)過(guò)細(xì)胞分裂、組織分化和器官形成,直到發(fā)育成性成熟個(gè)體的過(guò)程。
第一節(jié) 生物的生殖
一 生殖的類(lèi)型
1.通過(guò)設(shè)問(wèn)“生物通過(guò)什么方式來(lái)傳宗接代?不同生物的繁殖方式有何不同”,引出本節(jié)要研究的問(wèn)題,即生殖的種類(lèi)。
2.復(fù)習(xí)高等動(dòng)植物的有性生殖過(guò)程。請(qǐng)學(xué)生舉例說(shuō)明桃的自然繁殖過(guò)程、人類(lèi)生殖過(guò)程。注意要盡可能讓學(xué)生多次參與,教師充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,做到相互啟發(fā)、互相補(bǔ)充、互相完善。學(xué)生回答中如有遺漏、錯(cuò)誤和模糊的問(wèn)題,教師應(yīng)注意補(bǔ)充和糾正,并提供有關(guān)圖片如桃的生活史圖,人類(lèi)生殖的示意圖等直觀(guān)教具。桃開(kāi)花結(jié)實(shí)進(jìn)行有性生殖,開(kāi)花、傳粉、受精,果實(shí)和種子的形成等,非常復(fù)雜,復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)突出生殖細(xì)胞及所在位置、受精過(guò)程及特點(diǎn)。還應(yīng)注意復(fù)習(xí)子房和胚珠的結(jié)構(gòu)、果實(shí)和種子的形成等,這些內(nèi)容是學(xué)習(xí)被子植物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。如果學(xué)生對(duì)“人的生殖過(guò)程”討論有困難,可由教師帶領(lǐng)復(fù)習(xí)。注意復(fù)習(xí)有關(guān)睪丸、卵巢的位置、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能等,同時(shí)也為學(xué)習(xí)減數(shù)分裂的知識(shí)作鋪墊。也可以復(fù)習(xí)青蛙的生殖過(guò)程,為學(xué)習(xí)蛙的個(gè)體發(fā)育內(nèi)容做準(zhǔn)備。
3.指出低等生物也存在有性生殖方式。利用掛圖講解團(tuán)藻的卵式生殖。
4.要求學(xué)生歸納:上述三種生殖方式中共同的核心過(guò)程是:產(chǎn)生精子和卵細(xì)胞;精子和卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵。指出這類(lèi)生殖方式屬于有性生殖。
5.由教師引導(dǎo)總結(jié)有性生殖的概念:通常有父方、母方;產(chǎn)生兩性生殖細(xì)胞;經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合;生活史的某一階段發(fā)生減數(shù)分裂。進(jìn)行這部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí),應(yīng)注意補(bǔ)充下列內(nèi)容:
(1)有性生殖的“性”在這里不僅是指性別,而且還指兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合,這種生殖方式產(chǎn)生的后代通常有父方、母方。(若有同學(xué)提出有關(guān)“雌雄同體”的問(wèn)題,應(yīng)指出雌雄同體的生物也常常是異體受精,如水螅、蚯蚓、大多數(shù)開(kāi)花植物等,只有極少數(shù)開(kāi)花植物進(jìn)行自花傳粉,而自體受精)在師生分析、總結(jié)的基礎(chǔ)上,指出,有性生殖的后代具有親代雙方的遺傳特征,會(huì)產(chǎn)生豐富的變異,有利于生物的進(jìn)化。
(2)兩性生殖細(xì)胞也稱(chēng)為配子。根據(jù)雌雄配子形態(tài)大小的差異,可將有性生殖分為同配生殖和異配生殖。大多數(shù)生物產(chǎn)生的卵和精子,兩者大小、形狀相差懸殊,卵具有較多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)作為胚胎發(fā)育的基礎(chǔ),精子小、能游動(dòng),精子和卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵然后發(fā)育成新個(gè)體,這種生殖方式又稱(chēng)為卵式生殖。
(3)兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合,大多數(shù)情況下可稱(chēng)為受精作用,在卵式生殖中的合子可稱(chēng)為受精卵。從動(dòng)植物的進(jìn)化過(guò)程中,可看出受精方式是由體外受精發(fā)展到體內(nèi)受精。
上述內(nèi)容的補(bǔ)充能使學(xué)生了解,整個(gè)生物界的生殖是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由低級(jí)到高級(jí)進(jìn)化的,加深學(xué)生對(duì)有性生殖概念的理解,了解生殖方式的進(jìn)化趨勢(shì)。
(4)關(guān)于“生活史中某一階段要發(fā)生減數(shù)分裂”,教學(xué)中可啟發(fā)學(xué)生分析精子和卵的成熟是經(jīng)過(guò)細(xì)胞分裂完成的,這種細(xì)胞分裂是否是有絲分裂?如果是,后代體細(xì)胞的染色體數(shù)目將發(fā)生什么變化?由此推測(cè)精子和卵的形成必須經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂,才能維持后代體細(xì)胞染色體數(shù),從而保證物種的穩(wěn)定性。事實(shí)上,有性生殖的后代具有豐富的變異,還與減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中染色體的多種多樣的組合有關(guān),這將在后面進(jìn)一步學(xué)習(xí)。
6.在師生討論的基礎(chǔ)上,小結(jié)有性生殖的特點(diǎn)和意義。強(qiáng)調(diào),有性生殖產(chǎn)生的后代繼承了雙親的遺傳物質(zhì),從遺傳性上來(lái)說(shuō)結(jié)合了雙親的特性,后代將產(chǎn)生廣泛的性狀變異,提高對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力,有利于物種的生存和發(fā)展。
7.提出問(wèn)題“生物界除有性生殖外,有沒(méi)有其它的生殖方式,請(qǐng)舉例說(shuō)明”,引入到無(wú)性生殖內(nèi)容的教學(xué)中。由于多數(shù)學(xué)生對(duì)無(wú)性生殖了解較少,所舉實(shí)例有限,且常將蒲公英種子的傳播、蚯蚓的再生等,誤以為是無(wú)性生殖方式,教師應(yīng)注意糾正。
8.利用直觀(guān)教具介紹各種無(wú)性生殖方式。
介紹分裂生殖時(shí),提醒學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察教材中關(guān)于變形蟲(chóng)的分裂生殖的圖,要求學(xué)生指出“這是哪種細(xì)胞分裂方式?這種分裂方式的重要特征是什么?分裂后形成的子代變形蟲(chóng)與親代相比,大小、形狀如何?”。(有學(xué)生可能提出此子代變形蟲(chóng)與親代形態(tài)中不完全相同,教師應(yīng)說(shuō)明這是因?yàn)樽冃蜗x(chóng)身體形狀在不斷變化的緣故。)通過(guò)學(xué)生的觀(guān)察和回答問(wèn)題,可以鞏固以前學(xué)過(guò)的細(xì)胞有絲分裂的知識(shí)。
介紹孢子生殖時(shí),強(qiáng)調(diào)孢子也是一種生殖細(xì)胞,但這種生殖細(xì)胞不經(jīng)結(jié)合就直接通過(guò)有絲分裂形成新個(gè)體。絕大多數(shù)真菌以此方式繁殖后代。
介紹出芽生殖時(shí),注意提醒學(xué)生與高等植物營(yíng)養(yǎng)生殖中用芽繁殖的方式相區(qū)別。
9.在學(xué)生了解各種有無(wú)性生殖方式的基礎(chǔ)上,要求學(xué)生指出各種無(wú)性生殖方式的共同點(diǎn),并對(duì)照有性生殖的概念,總結(jié)無(wú)性生殖的概念,強(qiáng)調(diào)無(wú)性生殖只有1個(gè)親體(母體);不產(chǎn)生兩性生殖細(xì)胞;不經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合;一般通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生后代。
10.由教師通過(guò)一系列設(shè)問(wèn),引導(dǎo)學(xué)生分析無(wú)性生殖的特點(diǎn),并與有性生殖的特點(diǎn)進(jìn)行比較,明確這兩類(lèi)生殖方式的進(jìn)化地位,從中培養(yǎng)辯證思維的能力。設(shè)問(wèn)如下:
(1)無(wú)性生殖一般都由母體經(jīng)過(guò)有絲分裂產(chǎn)生后代,后代從遺傳性上來(lái)說(shuō),具有什么特點(diǎn)?
。2)無(wú)性生殖的后代保持了與親代遺傳性的一致,這對(duì)于該物種的生存發(fā)展是否有利?為什么?
。3)無(wú)性生殖不利于物種的生存和發(fā)展,那么為什么有很多生物保留這類(lèi)生殖方式呢?
。4)在生物進(jìn)化過(guò)程中,生殖方式的進(jìn)化趨勢(shì)如何?為什么?
上述問(wèn)題中有難度的是第(2)、(3)題,在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)使學(xué)生在教師的啟發(fā)下進(jìn)行獨(dú)立思考,努力探求答案,這樣才能訓(xùn)練思維能力實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。對(duì)于“無(wú)性生殖為什么不利于物種的發(fā)展”,教師可以逐步啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行討論,指出,生物的生存離不開(kāi)一定的環(huán)境,適者生存,不適者被淘汰,這是自然選擇的結(jié)果。外界環(huán)境是復(fù)雜多變的,無(wú)性生殖產(chǎn)生的后代與親代極為相似,在環(huán)境發(fā)生變化時(shí),面臨著“全軍覆沒(méi)”的危險(xiǎn),影響物種的延續(xù)。對(duì)于“為什么許多生物仍然保留無(wú)性生殖方式”,可提醒學(xué)生比較無(wú)性生殖與有性生殖過(guò)程。無(wú)性生殖在短時(shí)間內(nèi)能夠迅速增加種群的數(shù)量,占領(lǐng)生存空間,在相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境條件下,有利于該物種的延續(xù)。因此,許多以有性生殖為主的生物保留無(wú)性生殖的方式,如高等植物的營(yíng)養(yǎng)生殖。再比如,水螅在條件惡劣的情況下,進(jìn)行有性生殖,而在條件良好的環(huán)境中則進(jìn)行無(wú)性生殖。最后教師總結(jié)從生物進(jìn)化的角度來(lái)看,有性生殖方式比無(wú)性生殖高等。
11.介紹無(wú)性生殖技術(shù)及其應(yīng)用。無(wú)性生殖技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用,如植物栽培中,人們很早就運(yùn)用扦插、分根、嫁接方法,保持植物的良好品質(zhì);組織培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)大量使用在花卉、林木的工業(yè)化生產(chǎn)中;釀造工業(yè)中使用的特定菌種也是以無(wú)性生殖來(lái)代代保持相似的性狀,獲得遺傳性質(zhì)一致的產(chǎn)品;1997年克隆羊多莉的誕生,說(shuō)明借助一定的技術(shù)手段,高等脊椎動(dòng)物(包括人)也可實(shí)現(xiàn)無(wú)性生殖?梢灶A(yù)測(cè)無(wú)性生殖技術(shù)將對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生更大的影響。適當(dāng)擴(kuò)充這部分內(nèi)容進(jìn)行教學(xué),不僅能開(kāi)闊學(xué)生眼界,展現(xiàn)生物技術(shù)發(fā)展前景,還能進(jìn)一步加深對(duì)無(wú)性生殖特點(diǎn)的理解。
教材中提到的分根、嫁接等人工方法在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò),利用圖片簡(jiǎn)單說(shuō)明即可。關(guān)于組織培養(yǎng)技術(shù)的知識(shí),教師可根據(jù)實(shí)際情況(學(xué)生水平和課時(shí))選擇有關(guān)內(nèi)容,如植物細(xì)胞的全能性、組培技術(shù)的發(fā)展史、組培技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。
在介紹完上述內(nèi)容后,指出扦插、嫁接、組培等就是植物的克隆?寺【褪侨斯ふT導(dǎo)的無(wú)性繁殖方式。學(xué)生對(duì)“克隆”的了解多來(lái)自“克隆羊多莉”,出示相關(guān)“克隆”圖解,請(qǐng)學(xué)生簡(jiǎn)要介紹培育過(guò)程。(取A綿羊乳腺細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng),并取其細(xì)胞核備用;取出B綿羊成熟卵細(xì)胞,用電擊或其他方法破壞其細(xì)胞核及遺傳物質(zhì),把取自A綿羊的細(xì)胞核植入;把換了核的卵細(xì)胞進(jìn)行人工培養(yǎng),形成早期胚胎;把早期胚胎植入C棉羊的子宮中孕育,成熟后分娩即為克隆羊。)提問(wèn):(1)多莉長(zhǎng)得像誰(shuí)?為什么?(2)這種繁殖屬于哪一類(lèi)生殖方式?為什么?(3)是否應(yīng)對(duì)克隆動(dòng)物技術(shù)的應(yīng)用給予限制?受輿論媒體影響,學(xué)生的認(rèn)識(shí)更多地傾向于克隆技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的負(fù)面影響。對(duì)于問(wèn)題(3)的討論,要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)某些現(xiàn)代科技是把“雙刃劍”,關(guān)鍵在于人類(lèi)如何去把握,如何去運(yùn)用。
二 減數(shù)分裂和有性生殖細(xì)胞的形成
1.通過(guò)提問(wèn)復(fù)習(xí),引出本課內(nèi)容。
。1)生物界普遍存在的生殖方式是哪一類(lèi)?
。2)有性生殖的核心過(guò)程是什么?
。3)精子和卵是通過(guò)哪種分裂方式產(chǎn)生的?
在討論第(3)題時(shí),出示有絲分裂過(guò)程示意圖,引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)有絲分裂過(guò)程,強(qiáng)調(diào)“染色體復(fù)制一次,細(xì)胞分裂一次,分裂后子細(xì)胞的染色體數(shù)目與母細(xì)胞相同!比敉ㄟ^(guò)有絲分裂方式形成精子和卵細(xì)胞,那么受精卵中染色體數(shù)目將增加一倍,這將無(wú)法保證物種的穩(wěn)定。下面以高等動(dòng)物精子(卵細(xì)胞)的形成過(guò)程為例學(xué)習(xí)減數(shù)分裂。
2.出示高等動(dòng)物精子的形成過(guò)程圖解,要求學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察并回答下列問(wèn)題:
。1)這是哪一種生殖細(xì)胞的形成過(guò)程?
。2)細(xì)胞中所示的結(jié)構(gòu)(教師指向圖中的染色體)是什么?
。3)比較圖中1號(hào)染色體和2號(hào)有何區(qū)別?
。4)細(xì)胞分裂了幾次?
。5)分裂前后細(xì)胞染色體數(shù)目如何變化?
3.利用示意圖、活動(dòng)模型、復(fù)合投影片等直觀(guān)手段,按照下列圖解的思路,引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察、描述,教師總結(jié)精子的形成過(guò)程(減數(shù)分裂的過(guò)程)。
。1)可先用一對(duì)染色體的細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程為例,講解染色體復(fù)制、第一次分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)、同源染色體分離、第二次分裂時(shí)姐妹染色單體從著絲點(diǎn)分離等行為,重點(diǎn)明確“染色體數(shù)目在減數(shù)分裂過(guò)程中是如何減少一半,減半發(fā)生什么時(shí)候?”,然后說(shuō)明同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)發(fā)生的非姐妹染色單體交叉互換的現(xiàn)象及其意義。在此基礎(chǔ)上再增加一對(duì)同源染色體,一方面復(fù)習(xí)前面學(xué)習(xí)的內(nèi)容,另一方面重點(diǎn)說(shuō)明非同源染色體的自由組合現(xiàn)象及其意義。
。2)關(guān)于精原細(xì)胞的知識(shí)要說(shuō)明:精原細(xì)胞位于動(dòng)物的睪丸內(nèi);動(dòng)物進(jìn)入發(fā)育的成熟階段時(shí),精原細(xì)胞要通過(guò)有絲分裂增殖;其中一部分精原細(xì)胞繼續(xù)保持有絲分裂狀態(tài),另一部分精原細(xì)胞要進(jìn)行減數(shù)分裂形成精子;精原細(xì)胞中形狀、大小相同的一對(duì)染色體稱(chēng)為同源染色體。
。3)第一次分裂結(jié)束后,要求學(xué)生數(shù)染色體的數(shù)目,明確減半發(fā)生在第一次分裂結(jié)束;減半的關(guān)鍵在于同源染色體分離,這是第一次分裂最為突出的特點(diǎn)。
(4)講解非同源染色體自由組合的意義時(shí),可以讓學(xué)生計(jì)算具有n對(duì)同源染色體的精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂可能產(chǎn)生多少種類(lèi)型的精子。
。5)減數(shù)第二次分裂是一般的有絲分裂,但此時(shí)細(xì)胞內(nèi)不存在同源染色體,而在體細(xì)胞的有絲分裂過(guò)程中存在同源染色體。4.練習(xí):根據(jù)圖中細(xì)胞的染色體情況回答下列問(wèn)題:
。1)這個(gè)細(xì)胞正在進(jìn)行哪一種方式的細(xì)胞分裂,試說(shuō)明理由?
。2)這個(gè)細(xì)胞中有幾條染色體?幾條染色單體?
。3)這個(gè)細(xì)胞中有幾對(duì)同源染色體,它們是哪幾對(duì)?
。4)這個(gè)細(xì)胞中哪些是非同源染色體?
。5)細(xì)胞中的哪些是姐妹染色單體?哪些是非姐妹染色單體?
。6)這個(gè)細(xì)胞在全部分裂完成后,子細(xì)胞中有幾條染色體?
5.同時(shí)展示精子和卵細(xì)胞的形成過(guò)程圖,啟發(fā)學(xué)生用對(duì)比的方法找出它們的異同點(diǎn),最后可列出比較表。
精子形成過(guò)程 | 卵細(xì)胞形成過(guò)程 | |
相同點(diǎn) | 染色體的行為變化相同,即染色體先復(fù)制,在第一次分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì),非姐妹染色單體交叉互換,同源染色體分離,非同源染色體自由組合,第一次分裂結(jié)束后染色體數(shù)目減半;第二次分裂時(shí)著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分離。 | |
不同點(diǎn) | 一個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成四個(gè)精子細(xì)胞,再經(jīng)變形而成四個(gè)精子。 | 兩次細(xì)胞質(zhì)分裂都為不均等分裂,結(jié)果一個(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成一個(gè)卵級(jí)細(xì)胞,沒(méi)有變形。 |
6.通過(guò)下列問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生歸納減數(shù)分裂的概念。
。1)在精子、卵細(xì)胞的形成過(guò)程中,染色體復(fù)制幾次,細(xì)胞連續(xù)分裂幾次?
(2)染色體數(shù)目減半發(fā)生在哪個(gè)階段?
(3)染色體數(shù)目減半的關(guān)鍵在哪里?
在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中關(guān)于減數(shù)分裂的概念,明確減數(shù)分裂發(fā)生在什么時(shí)候,有什么特點(diǎn),結(jié)果如何?
7.列表比較減數(shù)分裂與有絲分裂的區(qū)別:減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂,只有通過(guò)比較才能找出減數(shù)分裂在哪些方面有別于一般的有絲分裂,并由此說(shuō)明其特殊性,加深對(duì)減數(shù)分裂概念和過(guò)程的理解。可以通過(guò)下列練習(xí)題檢查學(xué)生是否真正掌握兩種分裂方式的區(qū)別。
8.用教材中精子和卵細(xì)胞結(jié)合(人)的彩圖,講解受精作用的過(guò)程,強(qiáng)調(diào)受精作用是精子的細(xì)胞核和卵細(xì)胞的細(xì)胞核結(jié)合。受精作用實(shí)現(xiàn)了父方染色體和母方染色體的會(huì)合,在受精卵中形狀、大小相同的一對(duì)同源染色體,一條來(lái)自父方(精子),一條來(lái)自母方(卵細(xì)胞)。
9.引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察圖解來(lái)認(rèn)識(shí)減數(shù)分裂與受精作用的意義。
通過(guò)減數(shù)分裂和受精作用,保證了進(jìn)行有性生殖的生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的穩(wěn)定,從而保證了遺傳的穩(wěn)定和物種的穩(wěn)定;在減數(shù)分裂過(guò)程中,發(fā)生了非同源染色體的自由組合和非姐妹染色單體的交叉互換,增加了配子的多樣性,再加上受精時(shí)雌雄配子結(jié)合的隨機(jī)性,大大提高了后代的變異性。
10.引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察被子植物的有性生殖過(guò)程圖解,認(rèn)識(shí)被子植物的雙受精。
1精子+1卵細(xì)胞——1受精卵
1精子+2極核——1受精極核
板書(shū)提綱
第五章 生物的生殖和發(fā)育
生殖:生物體產(chǎn)生新個(gè)體的過(guò)程。
發(fā)育:生物體從一個(gè)細(xì)胞開(kāi)始,經(jīng)過(guò)細(xì)胞分裂、組織分化和器官形成,直到發(fā)育成性成熟個(gè)體的過(guò)程。
第一節(jié) 生物的生殖
一 生殖的類(lèi)型
。ㄒ唬┯行陨
1、定義:由親本產(chǎn)生有性生殖細(xì)胞,經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合,成為合子,再由合子發(fā)育成新個(gè)體的生殖方式。
2、常見(jiàn)類(lèi)型:卵式生殖
——被子植物的生殖
。1)子房與胚珠
(2)花粉與精子
。3)雙受精
(4)雙受精后的發(fā)育趨勢(shì)
1、有性生殖后代的特點(diǎn)
。1)具有父母雙方的遺傳性狀
。2)后代具有更大的生活力和變異性
。ǘo(wú)性生殖
1、定義:不經(jīng)過(guò)兩性生殖的結(jié)合,由母體直接發(fā)育成新個(gè)體的生殖方式。
2、常見(jiàn)類(lèi)型
。1)分裂生殖
(2)出芽生殖
。3)孢子生殖:孢子為無(wú)性生殖細(xì)胞。
。4)營(yíng)養(yǎng)生殖:被子植物營(yíng)養(yǎng)器官的一部分發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體。
注意:出芽生殖與營(yíng)養(yǎng)生殖的不同。
1、無(wú)性生殖后代的特點(diǎn)
(1)保持親本的優(yōu)良性狀
。2)后代生活力減弱
(3)缺乏變異性
2、植物組織培養(yǎng)技術(shù)
。1)原理:細(xì)胞的全能性
(2)過(guò)程
。ㄈ┯行耘c無(wú)性生殖在進(jìn)化上的對(duì)比
二 減數(shù)分裂和有性生殖細(xì)胞的形成
。ㄒ唬┓至堰^(guò)程
特殊在染色體復(fù)制一次后,細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,從而一個(gè)細(xì)胞分裂成四個(gè),染色體數(shù)目減半。
1、減數(shù)分裂前的間期
染色體復(fù)制
細(xì)胞體積增大
2、減數(shù)第一次分裂
(1)聯(lián)會(huì):同源染色體配對(duì)
同源染色體:一個(gè)來(lái)自父方、一個(gè)來(lái)自母方,形狀大小一般相同的兩條染色體。
。2)四分體:每對(duì)同源染色體含有四個(gè)染色單體的狀態(tài)。
注意區(qū)分:同源染色體
四分體
非同源染色體
姐妹染色單體
非姐妹染色單體
。3)同源染色體分離,非同源染色體自由組合。
3、減數(shù)第二次分裂
。1)直接進(jìn)入中期。
。2)著絲點(diǎn)斷裂,姐妹染色單體分開(kāi)。
總的結(jié)果:染色體復(fù)制一次,連續(xù)分裂兩次,染色體數(shù)目減半。
。ǘ┳蛹(xì)胞的特征
1、數(shù)量變化:1性原細(xì)胞——4性細(xì)胞
2、染色體變化:減半、異質(zhì)
3、發(fā)展趨勢(shì):與有性生殖細(xì)胞的形成有關(guān)。
(三)有性生殖細(xì)胞的形成
1、精子的形成過(guò)程(略)
2、卵細(xì)胞的形成過(guò)程(略)
3、配子的功能
(1)配子是母體的產(chǎn)物、子體的來(lái)源
。2)有性生殖世代,配子是上下兩代相連接的橋梁
。3)生物遺傳中,配子是遺傳物質(zhì)傳遞的唯一媒介
三、配子的融合——受精作用
。ㄒ唬└拍睿壕优c卵細(xì)胞相互融合,形成一個(gè)受精卵的過(guò)程。
。ǘ﹦(dòng)物的受精過(guò)程
體內(nèi)受精與體外受精
1、精卵細(xì)胞相互識(shí)別
2、精子的入侵
3、受精膜的形成
4、核融合
雙胞胎:同卵雙生、異卵雙生
(三)被子植物的雙受精
1、胚珠的結(jié)構(gòu)
2、花粉粒的萌發(fā)
3、雙受精
1精子+1卵細(xì)胞——1受精卵
1精子+2極核——1受精極核
探究活動(dòng)
有性生殖與無(wú)性生殖在進(jìn)化上的比較
問(wèn)題:有性生殖和無(wú)性生殖是生物界普遍存在的兩種生殖方式,從進(jìn)化的角度看,哪一種生殖方式會(huì)占有更大的優(yōu)勢(shì)。請(qǐng)你通過(guò)查閱資料、分析資料,提出自己的觀(guān)點(diǎn),寫(xiě)一篇小論文。
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