高三生物教案 減數分裂和受精作用
減數分裂和受精作用
課時安排：1課時
教學目標：
1.闡明細胞的減數分裂并模擬分裂過程中染色體的變化及其對于生物遺傳和變異的重要性。
2.舉例說明配子的形成過程、受精過程。
3.使用高倍鏡，觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片。
本講重點：
1.減數分裂的概念。
2.精子的形成過程和受精作用的過程。
本講難點：
1.模擬減數分裂過程中染色體的變化。
2.比較精子和卵細胞形成過程的異同。
3.觀察蝗蟲精母細胞的減數分裂。
考點點撥：
一、相關知識
(一)基本概念
減數分裂、減數分裂第一次分裂、減數分裂第二次分裂;有性生殖器官、卵巢、睪丸、精巢;原始的生殖細胞、精原細胞、卵原細胞、初級精(卵)母細胞、次級精(卵)母細胞、精(卵)細胞、精子、極體;聯(lián)會、四分體;染色體、同源染色體、姐妹染色單體;受精作用
(二)知識網絡
(三)疑難解析
減數分裂
只有進行有性生殖的生物體內才有進行減數分裂的原始生殖細胞。具有原始生殖細胞(性原細胞)的器官稱為生殖腺，雌性動物是卵巢，雄性動物是睪丸。減數分裂是一種染色體只復制一次，而細胞卻連續(xù)分裂2次的分裂方式，分裂的結果是子細胞中的染色體數目比性原細胞(或體細胞)減少了一半。對于減數分裂過程的理解要注意以下幾點：一是染色體的復制時間在性原細胞發(fā)育成性母細胞的過程中，即在同源染色體聯(lián)會之前早就已經復制完成了;二是聯(lián)會發(fā)生在染色體縮短變粗的早期，發(fā)生聯(lián)會的過程在光學顯微鏡下是看不到的，所以教材中的減數分裂圖解表示聯(lián)會的圖中一個染色體中未畫出2條染色單體;三是減數分裂第一次分裂的目的是同源染色體彼此分開實現染色體數目減半，在同源染色體彼此分開時非同源染色體之間要自由組合，同源染色體的染色單體之間還要發(fā)生交叉互換，這是三大遺傳規(guī)律的細胞學基礎;四是減數分裂第二次分裂的主要特征是著絲點分裂，實現染色單體彼此分開，所以分裂的結果是染色體數目未變，但DNA分子數減少一半;五是第二次分裂程的次級性母細胞的分裂類似有絲分裂過程，但與有絲分裂過程不同的是一般已不存在同源染色體。
關于減數分裂和有絲分裂的比較，重點是減數分裂第二次分裂過程與有絲分裂過程的比較。①有絲分裂中期和減數分裂第二次分裂中期的比較：在有絲分裂過程中自始至終存在著同源染色體，而在減數分裂第二次分裂過程中不存在同源染色體。區(qū)分同源染色體的依據在高中生物階段有兩點：一是染色體的大小，同源染色體一般形成和大小相似或相同;二是著絲點位置，著絲點的位置有端著絲點，也有中間著絲點的，同源染色體的著絲點位置應是相同的。有絲分裂中期的圖像特征是：染色體數目一般是偶數，染色體兩兩相同，每個染色體中有2個染色單體，著絲點排列在赤道板的中央。減數分裂第二次分裂中期的圖像特征是：染色體數目有奇數，也有偶數，但找不到兩兩相同的染色體，即不是大小不同，就是著絲點位置不同，說明沒有同源染色體，但每個染色體中還有2個染色單體，如圖所示。②有絲分裂后期和減數分裂后期分裂圖像的比較，如圖所示。有絲分裂后期和減數分裂第二次分裂后期的共同特征是：著絲點分裂，每個染色體的2條染色單體彼此分開成為2條染色體，在紡綞絲的牽引下分別移向細胞兩極。但不同之處是：有絲分裂后期的細胞中應有同源染色體，而減數分裂第二次分裂后期的細胞中一般沒有同源染色體。在識圖中應對移向同一方向的一組染色體進行分析，如圖中，向上移動的一組染色體中，大的2個染色體是一樣的，可看作是一對同源染色體。而小的2個染色體也是一樣的，可看作另一對同源染色體。在圖中，向上移動的一組染色體中大小形狀各不相同，所以就沒有同源染色體。所以圖看作是有絲分裂后期，圖看作是減數分裂第二次分裂后期。
精原細胞和卵原細胞的減數分裂過程的異同點是：染色體的行為和數目變化的過程是一樣的，但細胞質的分配情況不同。精原細胞在減數分裂過程中，連續(xù)2次分裂細胞質均是均等分裂;卵原細胞在減數分裂過程中，連續(xù)2次分裂細胞質均是不均等分裂，在第一次分裂過程中細胞質主要分配在次級卵母細胞中，第二次分裂細胞質主要分配在卵細胞中，極體中幾乎沒有分到細胞質。
精原細胞經減數分裂后形成的是精子細胞，精子細胞必須經過變形后才能形成精子，變形的過程中細胞質大量丟失，只保留細胞核和一個蛋白質構成的尾部。卵細胞的形成沒有變形過程，卵細胞體積很大，細胞質中貯存有大量的營養(yǎng)物質，這是為受精卵的發(fā)育準備的。
關于減數分裂過程中，染色體數目的變化和DNA含量的變化可用圖所示的兩條曲線表示。
受精的過程是指精子細胞的細胞核與卵細胞的細胞核相融合的過程，故在受精卵的細胞核中遺傳物質是一半來自父方一半來自母方，但在受精卵的細胞質中的遺傳物質則全部來自母方。通過受精作用把染色體減半的精子和卵細胞結合成合子，染色體數目恢復原狀時使雙親的遺傳物質綜合到子代個體中，即保證了同種生物親、子兩代染色體數目的穩(wěn)定性，對遺傳有重要意義，又使后代獲得兩個親本的遺傳物質，有利于生物的生存和進化，對生物的變異也有重要意義。如圖所示。
學習減數分裂應注意的幾個問題：
問題一：減數第二次分裂整個過程中，染色體的變化特點與有絲分裂完全相同，它完全是一次普通的有絲分裂。
辨析：有絲分裂的重要特點之一，是一條染色體上的兩條姐妹染色單體分離后進入不同的子細胞，在這一點上，減數第二次分裂的結果與有絲分裂是相同的。但是，有絲分裂產生的子細胞為體細胞，細胞內有成對的同源染色體，而減數第一次分裂之后，同源染色體就分別進入不同的子細胞中，所以次級精(卵)母細胞不存在成對的同源染色體。因此，在第二次分裂過程中和產生的子細胞中是沒有成對的同源染色體的，所以減數第二次分裂絕不是一次普通的有絲分裂，只能說是一次特殊的有絲分裂。
問題二：生殖細胞的產生必須通過減數分裂。
辨析：生殖細胞是指生物繁殖下一代的細胞，如精子、卵細胞、孢子等。進行有性生殖的生物，產生生殖細胞時，大多是經過減數分裂;但也有例外的，如高等植物的精子、卵細胞的形成都是有絲分裂，還有，進行無性生殖的生物，如根霉、青霉等，它們產生的孢子，也屬于生殖細胞的一種，但它無性別之分，叫無性生殖細胞，是通過有絲分裂產生的，不需經過兩兩結合，就可直接形成新個體?？梢?，生物的生殖細胞有通過減數分裂產生，也有通過有絲分裂產生。
問題三：有絲分裂產生的體細胞中染色體都是以成對的同源染色體存在，而減數分裂產生的生殖細胞中的染色體都是以非同源染色體存在。
辨析：在一般情況下，有絲分裂產生的體細胞中染色體都是以成對的同源染色體存在，而減數分裂產生的生殖細胞中的染色體都是以非同源染色體存在。但也有例外的，如蜜蜂、螞蟻等，它們的雄性個體(雄蜂、雄蟻)都是由未受精的卵細胞，通過孤雌生殖產生的單倍體生物，其細胞中無同源染色體存在，所以，它們有絲分裂產生的體細胞中也無同源染色體存在。而多倍體生物，同源的染色體就有多個，如馬鈴薯是同源四倍體，體細胞中同源染色體就有四個，經過減數分裂形成的生殖細胞中也有同源染色體存在。
三 考點例析
例1(2004年高考全國卷)一個初級精母細胞在減數分裂的第一次分裂時，有一對同源染色體不發(fā)生分離;所形成的次級精母細胞減數分裂的第二次分裂正常。另一個初級精母細胞減數分裂的第一次分裂正常;減數分裂的第二次分裂時，在兩個次級精母細胞中，有一個次級精母細胞的 1 條染色體的姐妹染色單體沒有分開。以上兩個初級精母細胞可產生染色體數目不正常的配子(以下簡稱為不正常的配子)。上述兩個初級精母細胞減數分裂的最終結果應當是()
A.兩者產生的配子全部都不正常
B.前者產生一半不正常的配子，后者產生的配子都不正常
C.兩者都只產生一半不正常的配子
D.前者產生全部不正常的配子，后者只產生一半不正常的配子
[解析]考查了減數分裂過程。減數第一次分裂不正常，有一對同源染色體不分離，形成兩個異常的次級精母細胞，配子全不正常;減數第二次分裂時有 1個次級精母細胞的 1條姐妹染色單體不分開，則形成的配子中一半不正常。精子和卵細胞的形成過程受精作用
[答案]D
例2(06上海卷)右圖為三個處于分裂期細胞的示意圖，下列敘述中正確的是
A.甲可能是丙的子細胞 B.乙、丙細胞不可能來自同一個體
C.甲、乙、丙三個細胞均含有二個染色體組 D.甲、乙、丙三個細胞均含有同源染色
[解析]本題是一個綜合題目，考查了減數分裂、有絲分裂和染色體組的內容。丙細胞是減數分裂第一次分裂的后期，細胞中含有四條染色體，形成此細胞的體細胞中含有四條染色體;甲細胞是減數分裂第二次分裂的后期，細胞中含有四條染色體，形成此細胞的體細胞中含有四條染色體。因此可能是丙的子細胞。
[答案] A
四 自我檢測
1.下列關于同源染色體的敘述，正確的是( )
A.減數分裂中配對的染色體 B.有絲分裂中配對的染色體
C.配子中兩兩配對的染色體 D.一個來自父方，一個來自母方的染色體
2.人體下列細胞內沒有同源染色體是( )
A.肌細胞 B.精原細胞 C.初級精母細胞 D.次級精母細胞
3﹒動物精原細胞在進行減數分裂過程中形成了四個四分體，則減數分裂第二次分裂后期的次級精母細胞中染色體、染色體單體和DNA分子數依次為( )
A.4、8、4 B.2、4、8
C.8、16、16 D.8、0、8
4.含有三對染色體的生物，經減數分裂產生的配子，同時含有三個父方(或母方)染色體的配子占多少( )
A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
5.下面是水稻花粉母細胞進行減數分裂的幾個步驟：①聯(lián)會②同源染色體分離③交叉互換④染色體復制⑤細胞質分裂 ( )
A.④③①②⑤ B.④①③②⑤ C.④②①③⑤ D.①④②③⑤
6.課本模型建構《減數分裂中染色體變化的模型》中，長度相同而顏色不同的兩條染色體配對代表( )
A.來自父方的兩條染色體 B.來自母方的兩條染色體
C.來自父母雙方的染色體 D.以上說法都不對
7.課本模型建構《減數分裂中染色體變化的模型》中，你模擬了減數分裂中的哪些染色體行為( )
A.同源染色體的規(guī)律性變化 B.非同源染色體的變化
C.姐妹染色單體的變化 D.非姐妹染色單體的變化
8.下列細胞具有同源染色體的是 ( )
A.口腔上皮細胞 B.精子細胞 C.次級卵母細胞 D.卵細胞
9.果蠅的體細胞有4對同源染色體，在下列情況中，預料有多少條染色體( )
a.初級精母細胞 b.次級精母細胞 c.精原細胞 d.極體
A.a：8,b：4,c：4,d：8 B.a：4,b：8,c：4,d：4
C.a：8,b：4,c：8,d：4 D.a：4,b：4,c：8,d：4
10.在減數分裂過程中，與同源染色體變化行為一致的是( )
A.細胞核 B.蛋白質 C.基因 D.中心體
11.某生物含有N對同源染色體，并且在每對同源染色體上含有一對等位基因，則該生物產生的配子類型有( )
A.2N B.N2 C.N1/2 D.1/2N
12.某生物的體細胞染色體數為2n.該生物減數分裂的第二次分裂與有絲分裂相同之處是( )
A.分裂開始前，都進行染色體的復制
B.分裂開始時，每個細胞中的染色體數都是2n
C.分裂過程中，每條染色體的著絲點都分裂成為兩個
D.分裂結束后，每個子細胞的染色體數都是n
13.減數分裂的第二次分裂后期的細胞內有24條染色體，那么該生物細胞中的染色體數為( )
A.12條 B.24條 C.36條 D.48條
