1、 第1节 减数分裂和受精作用学习目标：1. 说出减数分裂的概念及发生的部位2. 尝试模型建构的方法，模拟减数分裂过程中染色体数目和行为的变化，说明减数分裂的过程3. 说明减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律4.理解同源染色体，联会，四分体等相关概念；教学重点：精子的形成过程及染色体行为变化学习难点：模拟减数分裂过程中染色体的变化。第一课时【教学过程】我们以前学过，真核细胞的分裂方式有三种，哪三种？有丝分裂，无丝分裂，减数分裂。以前学过了有丝分裂和无丝分裂，现在学习减数分裂。为什么要学习减数分裂呢？1减数分裂的的概念学习阅读教材，要求学生说出减数分裂的概念，并勾书，找出减数分裂的特点。强调：连
2、续分裂两次而染色体只复制一次，分裂的结果，染色体数目减半。讲 述：减数分裂是怎样进行的，染色体数目是如何减少的呢？下面，我们结合动物的精子和卵细胞的形成过程，讲述减数分裂的基本过程。2精子的形成过程形成部位高等动植物的减数分裂发生在生殖器官内。人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。课件显示男性睾丸内部结构图。让学生对睾丸及曲细精管有直观的认识与感知。曲细精管有大量的精原细胞。精原细胞是原始的生殖细胞，每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。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，精原细胞是通过哪种方式
3、产生的呢？如何判断？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。形成过程当雄性动物性成熟后，睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂，经过两次连续的分裂，形成精细胞，再经过精细胞的变形，最后形成了精子。整个过程是如何进行的呢，请同学们观察精子形成过程的动画。演示精子形成的全过程的课件两遍。第一遍让学生了解精子形成的全过程，并引导学生注意观察减数分裂过程中细胞的名称及数目变化； 第二遍指导学生主要观察染色体的行为变化特点。减数分裂是一个连续分裂的过程，但为了研究的方便，人们同样将减数第一次分裂和减数第二次分裂划分为不同的时期。分步演示精子的形成过程，提高学生识图能
4、力。首先显示精原细胞图。如图所示，某种含4条染色体的生物的精原细胞进行减数分裂。这里要清楚的是，在细胞分裂前，染色体呈细长的染色质状态，用光学显微镜是看不到的。此时画出4条染色体是便于我们观察学习。在减数第一次分裂的间期，染色体进行复制。此时，细胞有什么样的变化？细胞体积变大，且复制后每条染色体都由两条姐妹染色单体构成。这点与有丝分裂是相同的。复制后的细胞叫什么细胞？有几个？1个初级精母细胞。染色体复制后，每条染色体上的两条姐妹染色单体各是一条长的细丝， 在光学显微镜下还是看不到的。分步显示联会的动态过程。减数第一次分裂期开始不久，初级精母细胞中原来分散的染色体出现什么变化？染色体两两配对。配
5、对的染色体有什么特点？形状和大小相同，颜色不同。配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一个来自父方，一个来自母方，叫做同源染色体。为什么用红和蓝两种颜色来表示染色体？ 代表一个来自父方，一个来自母方。我们把同源染色体两两配对的现象叫做联会，简称同源染色体联会。对于这个概念有两个关键词：其一同源是指来源于同一物种或同一种生物；其二联会指染色体两两配对。同源染色体有以下三个特征：一是染色体大小相同；二是染色体形态相同；三是染色体来源相同（即同一物种或同种生物的父母双方）。请同学观察联会时期的细胞图，该细胞中染色体、染色单体和DNA的数目分别是多少？4条染色体，8个染色单体，8个DNA分子。显示四
6、分体的形成过程。联会时染色体螺旋化程度低，染色体细，在光学显微镜下还看不清染色单体，因此，没有在图上表示出来。联会后，染色体进一步螺旋化变粗，逐渐在光学显微镜下可见每个染色体都含有两个姐妹染色单体，由一个着丝点相连，每对同源染色体则含有四个姐妹染色单体，叫四分体。图中有几个四分体？两个。分析以下的数量关系：1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=2个着丝点=4个染色单体=4个DNA分子显示染色体交叉互换的照片和示意图。在四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换一部分片段。经过交换，姐妹染色单体有何不同？ 交换前，姐妹染色单体是相同的，经过交换后，两条姐妹染色单体不同。非姐妹染色单体的交
7、叉互换，可以增加配子的多样性，人们把同源染色体的联会与四分体阶段归为减数第一次分裂前期。演示减数第一次分裂中期的变化。同学们说减数第一次分裂中期染色体的主要行为变化是什么？同源染色体着丝点排列在赤道板的两侧。染色体的行为与有丝分裂的中期相比有何不同？有丝分裂中期染色体着丝点是排列在赤道板上。演示减数第一次分裂后期的变化。减数第一次分裂后期染色体的行为出现什么变化？纺锤丝收缩，牵引染色体向两极移动，配对的同源染色体分开，移向细胞的两极。但此时着丝点并未分开，每一染色体上仍有两条染色单体。这里要提醒的是同源染色体分开，具有一定的独立性。这是由于两个同源染色体在细胞中央的排列位置是随机的，可以互相交
8、换，因此，就决定了同源的两个染色体各移向哪一极也是随机的。也就是说，移向细胞两极的染色体的组合既可以是每边各有一条红色和一条蓝色的染色体，也可以是细胞的一极是两条蓝色染色体，而另一极是两条红色染色体的组合方式。这样，不同对的染色体之间就可以自由组合。这是我们后面将学内容-自由组合定律的细胞学基础。演示初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞的过程。接着发生细胞分裂，一个初级精母细胞分裂成两个次级精 母细胞。同学们仔细比较一下每个次级精母细胞与初级精母细胞的染色体数是否相同？次级精母细胞各含2条染色体，染色体数目只有初级精母细胞的一半。在减数第一次分裂过程中，由于同源染色体分离，并分别进入两个子细胞，
9、使得每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。因此，减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。在次级精母细胞中还有没有同源染色体？没有。减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期，或者间期很短，染色体不再复制。所以我们一般将初级精母细胞分裂形成两个次级精母后的时期称为减数第二次分裂的前期。减数第二次分裂过程中染色体的行为变化特点与有丝分裂十分相似。在减数第二次分裂的前期，染色体排列有何特点？散乱分布。演示减数第二次分裂中期染色体的变化。减数第二次分裂中期染色体的变化是什么？染色体排列在赤道板上。减数第二次分裂的细胞图与有丝分裂中期的细胞图如何区别？减数第二次分裂的细胞
10、图没有同源染色体。演示减数第二次分裂后期染色体的变化。减数第二次分裂后期染色体的变化又是什么？学生：着丝点分裂，姐妹染色单体分开变成染色体，移向细胞两极。同学们再算一下此时每个次级精母细胞中各有染色体几条？4条。在减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成染色体，所以染色体数目暂时加倍，恢复到原来精原细胞的数目水平。演示次级精母细胞各分裂成两个精细胞的过程。细胞继续分裂，两个次级精母细胞分裂成4个精细胞，减数分裂完成。把精细胞的染色体数目和刚形成的次级精母细胞以及初级精母细胞相 比，有何变化？精子细胞的染色体数目与次级精母细胞相同，比初级精母细胞减少一半。4个精细胞共可以分为几种
11、类型？2种。在不考虑非姐妹染色单体交叉互换的情况下，一下精原细胞通过减数分裂最终可以形成4个共2种精细胞。至此，减数分裂完成。现在我们回头总结一下，减数第一次分裂与减数第二次裂相比，它们各自的主要特征是什么？减数第一次分裂的主要特征是有同源染色体的联会、四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换、同源染色体分离性并分别移向细胞两极；减数第二次分裂的主要特征是染色体不再复制、每条染色体的着丝点分裂、姐妹染色单体分开并分别移向细胞两极。精细胞再经过变形，形成精子，呈蝌蚪状。在这个过程中，丢掉了精子细胞的大部分细胞质，带上重要的物质细胞核内的染色体，轻装上阵，并形成了一个长长的尾，便于游动，为今后的受精作
12、用作准备。精讲1.为什么说减数分裂实质上是特殊方式的有丝分裂？减数分裂过程中因为有纺锤丝和纺锤体的出现，所以属于有丝分裂范畴；但减数分裂过程中出现了有丝分裂所没有的同源染色体联会、四分体和分离等行为变化，因此说减数分裂实质上是特殊方式的有丝分裂。2.减数分裂过程中染色体数、DNA数、染色单体数和同源染色体对数的数量变化（以二倍体生物为例） 首先理解染色体主要行为变化与染色体数、DNA数、染色单体数数目变化的关系，用简笔画表示染色体的行为变化过程如下：染色体复制高度螺旋缩短变粗着丝点分裂.Com染色体数： 1条 1条 1条 1条+1条DNA数： 1个 2个 2个 1个+1个染色单体数： 0 2个
13、 2个 0列表比较：表2-1-1 减数分裂过程中染色体数、DNA数、染色单体数和同源染色体对数的数量变化减数第一次分裂减数第二次分裂间期前期中期后期末期前期中期后期末期染色体数2N2N2N2NNNN2NNDNA数2a4a4a4a4a2a2a2a2aa染色单体数04N4N4N4N2N2N2N00同源染色体对数NNNN00000 细胞类型精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞16840染色体数目DNA数目2N4NN 用坐标轴表示染色体数目与DNA数的变化：引导学生分析染色体数目和DNA数目的曲线走势及转折点变化的原因。为方便学生对上表内容的理解与掌握，在讲授这部分内容时，不要直接就把某种生物的染色
14、体数用2N代入，而是安排学生具体观察课本P17“哺乳动物精子的形成过程图解”中染色体数、DNA数、染色单体数和同源染色体对数的变化情况，然后再引导学生思考：如果该图解表示的是人的精子形成过程图解，那么以上数量变化又是如何？通过以上2个具体事例的观察、分析，学生不难总结出二倍体生物的染色体数、DNA数、染色单体数和同源染色体对数变化情况。课堂小结1.减数分裂的概念2.精子的形成过程4个精细胞（染色体数减半、无同源染色体）2个次级精母细胞（染色体数减半、无同源染色体）1个精原细胞1个初级精母细胞间期：染色体复制前期：联会、四分体中期：同源染色体排列在赤道板两侧后期：同源染色体分离末期：形成2个次级精母细胞前期：染色体散乱分布中期：染色体在赤道板上后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成染色体移向细胞两极末期：各形成2个精细胞变形4个精子减数第一次分裂减数第二次分裂