第3课时
●教学过程 ［课前准备］
1.某家庭的亲子照片（如某知名人物或本校教师等）。
2.进行“建立减数分裂中染色体变化的模型”的建构所需的材料。 3.实物投影仪、白纸（或投影机和透明胶片）。 ［情境创设］
教师用投影显示萨达姆与其长子乌代（左）和次子库赛（右）合影的资料照片。如图2－1－25。
图2－1－25
教师：照片上的三个人分别是谁啊？
学生：萨达姆与其长子乌代（左）和次子库赛（右）。
教师：乌代与库赛均为萨达姆与其妻子所生，但为什么他们三个人会长得不一样？要想明白其中的道理，还需学习“受精作用”的内容。
［师生互动］
1.配子中染色体组合的多样性
教师：同学们已经知道，减数分裂形成的精子和卵细胞，必须相互结合形成受精卵，才能发育成新个体。那么高等动物个体发育的起点是什么？
学生：受精卵。
教师：很好。我们已经知道，父亲体内所有的精原细胞，染色体组成并无差别；母亲体内的卵原细胞也是如此。但为什么会出现萨达姆与其儿子乌代和库赛的情况？
学生：是不是参加受精作用的精子和卵细胞的染色体组成是不一样的呢？
教师：这猜想有道理。究竟是不是这样，我们可以通过模型建构“建立减数分裂中染色体变化的模型”来寻找答案。
教师：在我们进行模型建构之前，让我们一起来复习减数分裂过程中染色体的数目与主要行为变化。 教师投影显示“哺乳动物精子的形成过程图解”，师生共同回顾减数分裂过程中染色体的数目与主要
行为变化。
教师：下面让我们进行“建立减数分裂中染色体变化的模型”的模型建构。
教师组织学生按下表的“活动准备”“模拟减数分裂中染色体数目及主要行为的变化”，和“模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合”的顺序进行模型建构，教师则巡视检查学生在模型建构过程中存在的问题，并提醒学生在动手建构的过程中思考相应的问题。“表达与交流”一项采用两组学生分别演示，一方面起示范作用，另一方面也有利于发现学生在模型建构中存在的问题。
由于本活动项目由两人合作完成，为更好地培养学生的合作精神，提高实验效率，所以教师可建议学生在活动准备和染色体的行为变化等方面进行分工合作。实验方案如下： 建 构 过 程 方 法 步 骤 本活动由两人一组合作完成 1.用橡皮泥做出4条黄色和4条红色的染色单体，1.染色体在什么时候复其中2条黄色的染色单体长3～4cm,2条长6～8cm；制？ 2条红色的染色单体长3～4cm, 2条长6～8cm 活动准备 2.把颜色、长度相同的两条染色单体成对并排放置。几个中心体？几个中用同一种颜色的小块橡皮泥代表着丝点，在两条染心粒？ 色单体中部用小块橡皮泥粘起来，代表减数分裂开始时已完成复制的染色体 建 构 过 程 方 法 步 骤 3.在纸上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓，能够容纳所做的4条染色体。画出中心体和纺锤体 1.把做好的染色体放在画好的细胞内，让长度相同、1.各步骤分别模拟了颜色不同的两条染色体配对，使着丝点靠近。红色、减数分裂过程中何时黄色分别代表来自母方和父方的染色体 1.模拟减数分裂中染色体数目及主要行为的变化 2.将两对染色体横向排列在纺锤体中部赤道板处，红色和黄色染色体分别放在赤道板的两侧 3.双手分别抓住并移动染色体的着丝点，使红色和黄色的染色体分离，分别移向细胞的两极 4.在另一张纸上再画两个次级精母细胞的轮廓，并画出中心体和纺锤体。将已经移到细胞两极的染色体分别放到这两个新细胞中 何种染色体行为？ 2.减数分裂开始时细胞内有几条染色体？有多少个DNA分子？染色体数目减半发生在什么时候？ 3.减数分裂结束时形成的每个子细胞中有 学 生 思 考 2.初级精母细胞中有学 生 思 考 5.将新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道板处。平均分开每条染色体上的小块橡皮泥——相多少条染色体？ 4.如果模拟卵细胞的当于着丝点分裂。抓住粘有小块橡皮泥（即着丝点）形成，应该怎么做？ 的部位，把染色体分别拉向细胞的两极。尽量一次移动所有的染色体，像在活细胞中发生的一样。然后，在两极有染色体的部分画出细胞轮廓，代表新细胞生成 1.同活动一的方法步骤“染色体配对” 2.将两对染色体横向排列在纺锤体中部赤道板处 注意：这次要在赤道板每一侧放两条不同颜色的染色体 2.模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合 4.同活动一的方法步骤“一个细胞分裂成两个细胞” 3.同活动一的方法步骤“染色体移向细胞的两极” 1.你认为含有两对同源染色体的初级精母细胞能产生几种配子？产生每一种配子的比例是多少？如果含有3对同源染色体呢？如果有n对呢？ 2.从建立模型的过程5.同活动一的方法步骤“模拟减数分裂第二次分裂” 来看，减数第一次分裂与减数第二次分裂的不同点有哪些？ 1.教师准备实物投影仪（或投影机），画有一个初级精母细胞和画有两个次级精母细胞的白纸（或透明胶片）各一张 2.任选一组学生演示“模拟减数分裂中染色体数目3.表达与交流 及主要行为的变化”，并予以相应的说明 3.任选一组学生演示“模拟减数分裂过程中非同源细胞共能产生几种配染色体的自由组合”，并予以相应的说明 子呢？ 教师：从我们进行“减数分裂过程中非同源染色体的自由组合”的实验中，大家可以发现有两对同源染色体的初级精母细胞共能产生几种配子呢？
学生：4种。
教师：如果初级精母细胞有3对同源染色体呢？
为主） 2.染色体的初级精母1.教师与学生共同观看学生的演示过程，并作点评。（对演示学生的评价尽量以肯定学生：8种。
教师：大家可以推算一下我们人类成熟男性共能产生多少种的精子（不考虑非姐妹染色单体的交叉互换）。
学生：2种。
教师：因此，在不考虑非姐妹染色体的交叉互换的情况下，如果一种生物有n对同源染色体，则该生物能产生的配子种类数是2。
4.受精作用
教师播放精子与卵细胞结合受精的录像，引导学生观察、思考。 教师：什么是受精作用？
学生：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。 教师：那卵细胞和精子依靠什么物质进行相互识别？ 学生：细胞膜外面的糖蛋白。
教师：很好。现在同学们能否把刚才所看到的受精作用过程的录像介绍一下？
学生：在受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。与此同时，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久，精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。
教师：通过受精作用，染色体数目出现什么变化？
学生：受精卵中染色体数目又恢复到原来体细胞中的数目，其中一半来自精子（父方），一半来自卵细胞（母方）。
教师：现在我们回头看看同源染色体的概念，同学们现在是否明白了同源染色体一条来自父方、一条来自母方的意思呢？
学生：明白。精子和卵细胞中的同源染色体都是成单存在，精子带有其中的一条，卵细胞带有其中的另一条，受精后，这两条同源染色体到了一个细胞中，它们就成对存在了。
教师：总结得很好。接下来我们来看看卵细胞在受精前后的变化。未受精时，卵细胞好像睡着了，细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢。受精过程使卵细胞变得十分活跃。
教师显示以下胚胎分裂分化系列图片（如图2－1－26）。
n
23
卵许多精子
精子围绕着卵 人的2细胞胚胎 人的4细胞胚胎
图2－1－26
教师：受精作用发生后，受精卵将迅速进行细胞分裂、分化，最终发育成新生命。新生命诞生以后由此开始了遗传物质与环境相互作用的发育过程。这里要注意的是，受精卵以什么方式进行分裂？
学生：有丝分裂。
教师：同学们，当我们看这些图片的时候，不知你是否也感觉到生命的神奇和来之不易：一个成熟的男子每次释放的精子约为2亿～3亿个，但能到达卵细胞周围的只剩下几十至数百个，而最终完成受精作用的只有一个精子。受精卵发育成新生儿要经过“十月怀胎”，在母亲怀孕和我们成长的过程中，只要有任何的意外，都会让我们提早离开这美好的世界。所以，我们有理由不爱惜自己的生命吗？
学生：没有。我们要珍惜生命，爱护自己。 5.减数分裂和受精作用的意义
教师：现在大家是否明白我们课前所提的问题“乌代与库赛均为萨达姆与其妻子所生，但为什么他们三个人会长得不一样”的原因啦？
学生：主要是因为减数分裂形成配子的过程中，染色体组成具有多样性，非姐妹染色单体的交叉互换，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。
教师：进行有性生殖的后代由于具有双亲的遗传物质而在性状表现上具有多样性，这有何意义？ 教师：这种多样性使生物具有更强的适应力，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。
教师从成体开始边讲边逐步展示减数分裂、受精作用图解（图2－1－27）。
人的8细胞胚胎 人的5周胚胎 人的10周胚胎 新生儿有丝分裂成体裂分丝有精(卵)原细胞
受精卵教师：从图2－1－27中可以看出，减数分裂使染色体数目减半，受精作用使染色体数目又恢复到原
卵细胞来的数目，从而使生物前后代染色体数目保持恒定，因此，减数分裂和受精作用对于生物前后代染色体数
减数分裂图2－1－精27 子用作精受目的恒定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的，由此也可看出，生物的各种变化无论有多复杂，都是有规律可循的。
［教师精讲］
1.减数分裂过程中非同源染色体的自由组合（不考虑交叉互换）：
（1）一个含n对同源染色体的精原细胞，经减数分裂产生的精子类型有2种。 （2）一个含n对同源染色体的卵原细胞，经减数分裂产生的卵细胞类型有1种。 （3）体细胞含有n对同源染色体的生物个体，经减数分裂产生的配子类型有2种。 ［评价反馈］
1.青蛙的精子与卵细胞按受精过程可分为下列步骤，其中体现受精作用实质的是 A.精子和卵细胞接触 C.卵细胞形成受精膜
B.精子头部进入细胞内 D.精子与卵细胞核的融合
n
解析：精子和卵细胞通过受精作用过程中的细胞核融合，使受精卵染色体数目恢复到原来体细胞的正常水平，所以最能体现受精作用实质的是精子与卵细胞核的融合。
答案：D
2.1988年5月23日，杭州某妇女生了“单卵四胎”，这四个婴儿的性别应是 A.一男三女
B.二男二女
C.三男一女
D.完全一样
解析：“单卵四胎”四个婴儿的形成来自于同一个受精卵，在早期胚胎的分裂分化过程中受某种因素的影响而分裂成具有全能性的四个胚胎，所以遗传物质相同（不考虑突变），性别也应相同。
答案：D
3.在兔子的精细胞核中，DNA重量为4×10A.8×10
－12
－12
g，那么在有丝分裂前期时，其骨髓细胞中DNA重量为 B.1.6×10
－12
－11
g g
g
－11
g
C.3.2×10
－11
D.大于1.6×10
解析：在兔子的精细胞核中，DNA重量为4×10重量为8×10
－12
g，可知兔子体细胞（如骨髓细胞）的细胞核DNA
－12
g，因细胞质中也含有少量的DNA，故骨髓细胞的DNA重量应大于为8×10
－11
g。而有丝分
裂前期，DNA已完成复制，故DNA含量加倍，所以骨髓细胞中DNA重量应大于1.6×10
答案：D
g。
4.含有三对同源染色体的生物，经减数分裂产生的配子，同时含有三个父方（或母方）染色体的配子占
A.1/2
B.1/4
C.1/8
D.1/16
n
解析：根据体细胞含有n对同源染色体的生物个体，经减数分裂产生的配子类型有2种，可知该生物最多可产生8种类型的配子，而同时含有三个父方（或母方）染色体的配子是其中的一种，即为1/8。
目的恒定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的，由此也可看出，生物的各种变化无论有多复杂，都是有规律可循的。
［教师精讲］
1.减数分裂过程中非同源染色体的自由组合（不考虑交叉互换）：
（1）一个含n对同源染色体的精原细胞，经减数分裂产生的精子类型有2种。 （2）一个含n对同源染色体的卵原细胞，经减数分裂产生的卵细胞类型有1种。 （3）体细胞含有n对同源染色体的生物个体，经减数分裂产生的配子类型有2种。 ［评价反馈］
1.青蛙的精子与卵细胞按受精过程可分为下列步骤，其中体现受精作用实质的是 A.精子和卵细胞接触 C.卵细胞形成受精膜
B.精子头部进入细胞内 D.精子与卵细胞核的融合
n
解析：精子和卵细胞通过受精作用过程中的细胞核融合，使受精卵染色体数目恢复到原来体细胞的正常水平，所以最能体现受精作用实质的是精子与卵细胞核的融合。
答案：D
2.1988年5月23日，杭州某妇女生了“单卵四胎”，这四个婴儿的性别应是 A.一男三女
B.二男二女
C.三男一女
D.完全一样
解析：“单卵四胎”四个婴儿的形成来自于同一个受精卵，在早期胚胎的分裂分化过程中受某种因素的影响而分裂成具有全能性的四个胚胎，所以遗传物质相同（不考虑突变），性别也应相同。
答案：D
3.在兔子的精细胞核中，DNA重量为4×10A.8×10
－12
－12
g，那么在有丝分裂前期时，其骨髓细胞中DNA重量为 B.1.6×10
－12
－11
g g
g
－11
g
C.3.2×10
－11
D.大于1.6×10
解析：在兔子的精细胞核中，DNA重量为4×10重量为8×10
－12
g，可知兔子体细胞（如骨髓细胞）的细胞核DNA
－12
g，因细胞质中也含有少量的DNA，故骨髓细胞的DNA重量应大于为8×10
－11
g。而有丝分
裂前期，DNA已完成复制，故DNA含量加倍，所以骨髓细胞中DNA重量应大于1.6×10
答案：D
g。
4.含有三对同源染色体的生物，经减数分裂产生的配子，同时含有三个父方（或母方）染色体的配子占
A.1/2
B.1/4
C.1/8
D.1/16
n
解析：根据体细胞含有n对同源染色体的生物个体，经减数分裂产生的配子类型有2种，可知该生物最多可产生8种类型的配子，而同时含有三个父方（或母方）染色体的配子是其中的一种，即为1/8。
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