受精——孕育新的生命课时教案

《受精作用》教学设计

【教材分析】

受精作用是人教版高中生物必修2《遗传与进化》第2章第1节减数分裂和受精作用第3课时的内容，这课时包含了两个重要内容：一个是通过模型建构探究减数分裂形成配子的多样性，另一个是受精作用的过程和实质。这课时的内容体现了减数分裂和受精作用的重要性，同时为学习第5章基因重组的类型和意义奠定了基础。

【学情分析】

由于学生受知识水平和思维能力限制,特别是教学内容本身是微观的又是动态的过程,给学生理解减数分裂形成配子具有多样性带来了一定的困难。

【设计思路】

本节课遵循《高中生物课程标准》的“面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究性学习”等课程基本理念，本课设计开展“自主、合作、探究、设问、答疑”的学习方式，让学生成为课堂的真正主角，教师发挥引导者，组织者的作用。课前让学生分成几个小组合作建构减数分裂中染色体变化的模型,课堂上通过小组代表演示模型，并结合相关的问题引导学生探究减数分裂形成配子多样性的原因。并借助受精作用的动画让学生观察、分析、讨论并总结归纳受精作用的过程和实质。实现了把抽象的知识具体化，降低学生的学习难度。让学生在良好的氛围中体验和感悟生物学知识与生活实际的密切关系，激发学生的学习热情。

【教学目标】

1、知识目标: ①通过模拟减数分裂过程中染色体的变化理解配子中染色体组合的多样性原因。

②理解受精作用的过程、实质和意义。

2、能力目标: ①培养学生自主获取新知识的能力。

②培养学生小组合作探究的能力。

③培养学生自主归纳知识结构的能力。

3.情感态度价值观目标: 培养学生克服困难,认真钻研的精神。通过模拟减数分裂过程中染色体的变化,

探究配子多样性的原因,进而形成生物界中多样性与共同性相统一的观点,树立辩证唯物主义的自然观。

【教学重点和难点】

1、重点:配子中染色体组合的多样性;受精作用的意义。

2、难点:通过模拟减数分裂过程中染色体的变化，探究配子多样性的原因。

【教学课时】 1课时

【教学过程】

（一）导入新课

老师：在生活中我们经常看到，同一对父母所生的子女，他们长得很像，但是又不完全一样，俗话说一母生九子，九子各不同，为什么同一双亲的后代会呈现多样性呢？带着这个疑问，我们一起进入减数分裂和受精作用的第三个课时。请同学们翻到教材第23页。（板书：减数分裂和受精作用（三））

老师：通过上节课的学习，我们知道，父亲体内的所有精原细胞，染色体组成并无差别；母亲体内的卵原细胞也是如此。那同样的精原细胞或卵原细胞会产生不同的配子吗？

学生：会。

老师：究竟会不会呢？我们可以通过模型建构来寻找答案。

（二）配子中染色体组合的多样性

【模型建构】

探究配子中染色体组合多样性的原因

——建立减数分裂中染色体变化的模型

小组安排：6个学生为一个小组，一共10个小组。同一小组坐在一起。

模型说明：彩色卡纸代表染色体

白纸代表细胞

双面胶连接的地方代表着丝点

【活动一】（不考虑交叉互换）一个含有两对同源染色体的精原细胞经过减数分裂能形成几种类型的配子？请同学们利用手中的材料模拟减数分裂中染色体数目和行为的变化。（4min）

老师：将一张白纸剪成四个圆形，代表减数分裂完成后得到的四个精细胞，将每

个精细胞内的染色体组成用双面胶贴在白纸上。

老师：时间到，每个小组得到了几种类型的配子？

学生：2种。

老师：请XX小组展示一下你们得到的配子种类，其他小组的同学有没有得到跟这一组同学不一样的配子呢？请上前展示。

老师：请大家思考，这两组同学使用的明明是同样的精原细胞，但最终为什么却得到了不同类型的配子呢？

学生：非同源染色体在移向两极时发生自由组合

老师：这发生在减数分裂的哪个阶段的？

学生：减数第一次分裂后期。

老师：所以一个含有两对同源染色体的精原细胞经过减数分裂形成几种配子？

学生：2种。

老师：很好，要么形成第一组同学得到的这两种配子，要么形成第二组同学得到的这两种配子。一个雄性个体体内有许许多多的精原细胞，有的精原细胞减数分裂产生这两种配子，有的精原细胞减数分裂产生那两种配子，那对于这个雄性个体而言，一共能产生几种配子？

学生：4种。

老师：如果细胞中含有3对同源染色体的雄性个体进行减数分裂将得到几种类型的配子呢？如果含有n对同源染色体呢？请同学们根据老师提的问题，小组内部进行讨论，并且完成导学案上的表格(2min)。

同

比较项目

产生

配子

种类

一个精原细胞

一个雄性个体

源染

色体

对数

2

2

2

2

4（22）

8（23）

2n

3

n 老师：下面请一个小组的同学来说说你们讨论的结果。首先，一个含有3对同源染色体的精原细胞将产生几种配子类型？

学生：2种

老师：一个细胞中含有3对同源染色体的雄性个体将产生几种配子类型？

学生：8种

老师：那同学们能不能找出规律呢？对于一个精原细胞而言，不论它含有几对同源染色体，始终只能产生几种配子？

学生：2种。

老师：对，它只能产生4个，2种配子。但对于一个细胞中含有n对同源染色体的雄性个体而言，能产生几种配子类型？

学生：2n

老师：很好，我们通过活动一找到了导致配子中染色体组合多样性的第一个原因，那就是？

师生共同归纳：非同源染色体的自由组合（板书）

老师：我们刚刚是在不考虑交叉互换的情况下得出了，一个细胞中含有n对同源染色体的雌性个体，能产生2n种配子。那现在如果考虑交叉互换，又能产生多少种配子呢？交叉互换与配子多样性的形成有关系吗？请同学们继续完成活动二。

【活动二】（若考虑同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换）一个含有两对同源染色体的精原细胞经过减数分裂能形成几种类型的配子？请同学们利用手中的材料模拟减数分裂中染色体数目和行为的变化。（4min）

模拟交叉互换：可以将同源染色体的两条非姐妹染色单体的同一区段的一部分用剪刀剪下来，互相交换，再用双面胶粘起来。

老师：时间到。每个小组得到了几种配子？

学生：4种。

老师：请xx小组的同学上前给大家展示一下你们得到的配子。有得到跟这组同学不一样结果的小组吗？

学生：有

老师：我们可以明显看出，在考虑了交叉互换的现象后，同一精原细胞产生配子的种类远不止4种了，引导学生解释出现不同结果的原因：比如交叉互换的位置不同，长短不同等，有的小组考虑的是一对同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，而有的小组考虑了两对同源染色体的非姐妹染色单体都发生了交叉互换。这

样一来，就会有很多很多的可能性，那如果有n对同源染色体上的非姐妹染色单体都发生了交叉互换，那结果更是数不胜数了，可能产生的配子种类将会远远大于2n。所以交叉互换与配子多样性有没有关系？

学生：有

老师：所以我们找到了导致配子多样性的第二个原因——同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换（板书）。

（三）受精作用

老师：我们了解了导致配子多样性的原因，那通过减数分裂后染色体数目减半的精子和卵细胞之间是如何结合形成受精卵的呢？这就是我们今天要学习的第二个内容——受精作用。首先请同学们通过一个视频来直观感受一下精子与卵细胞的结合过程。（播放视频）

请同学们翻到课本请同学们阅读教材P24-P25的文字，完成导学案上的【自主学习】（5min）。

1、概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。

2、过程：

①精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。（相互融合的过程体现了细胞膜的什么特性呢？——流动性。）

②卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入。

③精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，彼此的染色体会合在一起。

（所以受精作用的实质：核与核的融合。而受精卵中的细胞质几乎都来自于卵细胞）

老师：请同学们思考，精子与卵细胞的互相识别体现了细胞膜的什么功能？这依赖于膜上的什么物质？卵细胞与精子的融合体现了细胞膜的什么特性？

学生：信息交流，糖蛋白，具有一定的流动性。

3、结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，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)。

（那么这是否代表父、母双方各为后代提供一半的遗传物质呢？答：不是。受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞。）

4、意义：

①同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。 ②对于维持每种生物（进行有性生殖的生物）前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都具有重要的意义。

老师：通过对受精作用的学***家能不能找出导致后代多样性的另一个原因是什么呢？

学生：在受精过程中，卵细胞和精子结合是随机的（板书）。

老师：很好。通过今天的学习，我们解决了最开始的疑问，也就是为什么同一双亲的后代会呈现多样性。第一个原因是由于减数分裂过程中非同源染色体的自由组合和同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换导致的配子染色体组成具有多样性，第二个原因是由于受精过程中卵细胞和精子结合的随机性。

下面请同学们迅速完成导学案上的两个习题：

【当堂检测】

1、果蝇的体细胞中含有4对同源染色体，某雄性果蝇经过减数分裂后能形成几种染色体组成不同的精子(不考虑交叉互换) ( D ) A．2种 B．4种 C．8种 D．16种

2、下列关于精子和卵细胞结合成受精卵的过程的叙述，正确的是（ A ）

①受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方

②受精卵中的细胞质主要来自卵细胞

③受精时精子全部进入卵细胞

④受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方

A．②④

B．①②

C．①③ D．③④

【板书设计】

同一双亲的后代呈现多样性的原因：

一、配子中染色体组成的多样性

1、非同源染色体的自由组合

2、同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换

二、受精过程中，卵细胞和精子结合是随机的