“减数分裂”的教学设计

真义勇

摘 要 本节课的教学设计围绕着提高学生生物科学素养这一核心理念，在落实知识目标的同时，也注重情感、态度与价值观和能力目标的实现。让学生尝试从细胞学水平去理解孟德尔遗传规律，引导学生通过动画、图片和实验观察来突破本节教学的重、难点，形成对减数分裂过程中染色体变化和DNA含量变化的正确认识，并为学习基因在染色体上奠定细胞学基础。

关键词 减数分裂 染色体 教学设计 生物学教学

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

1 教学内容

“减数分裂”是高中生物学必修模块“遗传与变异”第二章第一节的内容，包括精子的形成过程、卵细胞的形成过程以及观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。“减数分裂”这部分内容不仅是本模块的重点内容，也是整个高中阶段生物学的重点内容之一。它以学过的细胞学知识、染色体知识、有丝分裂知识、生殖种类知识为基础。通过学习，使学生全面认识细胞分裂的种类、实质和意义，又为后面学习遗传定律、生物的变异、生物的进化奠定了细胞学基础。本节内容主要研究精子形成过程和卵细胞形成过中，细胞图形的变化、染色体的变化及DNA含量变化的规律。

2 教学方式

精心准备图片、动画来讲授配子形成过程中染色体及DNA的变化规律，注意多用问题及讨论激活学生的思维，设计问题环环相扣，努力激发学生的思维；用图片、动画激发学生的兴趣，充分发挥学生的主动性和积极性。用简洁的语言及板书设计，结合绘图降低这部分知识的难度，帮助学生理解这一复杂、抽象的过程，从而提高学习效率。

3 教学目标

3.1 知识目标

① 阐明细胞的减数分裂。② 举例说明精子和卵细胞的形成过程。

3.2 能力目标

① 使用高倍显微镜，观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。② 运用模型建构的方法，模拟减数分裂过程中染色体数目和行为的变化。

3.3 情感、态度与价值观目标

认同物质的规律性，树立辨证唯物主义世界观。

4 教学过程与组织

4.1 温故而知新，导入新课

教师进行提问：① 我们上学期学过，真核细胞的分裂方式有三种，是哪三种？② 请看教科书中“问题探讨”的图，仔细观察果蝇的体细胞和配子中染色体有什么区别？针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想？这个过程是通过有丝分裂实现的吗？有丝分裂的特点是什么？什么是减数分裂？减数分裂有何特点？

4.2 学习减数分裂的概念

教师引导学生根据“问题探讨”中的果蝇的体细胞和配子中染色体图，说出减数分裂的概念，并找出减数分裂的特点。

教师总结和强调：① 范围：进行有性生殖的生物。② 特点：在整个减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。③ 结果：新产生的成熟生殖细胞中的染色体数目，比原始生殖细胞中的染色体数目减少了—半。

4.3 学习精子的形成过程

4.3.1 学习精子的形成场所

教师指导学生观察教科书P17图2-1人的睾丸和精子图解，培养学生的识图能力。教师提问：精原细胞是通过哪种分裂方式产生的？

4.3.2 学习精子的形成过程

教师指导学生观察教科书P17图2-2哺乳动物精子的形成过程图解，并阐述：减数分裂是一个连续分裂的过程。但为了研究方便，人们同样将它分为减数第一次分裂和减数第二次分裂两个不同的时期。提问：① 在减数第一次分裂间期，染色体进行复制，此时细胞有什么样的变化？② 复制后的细胞叫什么细胞？有几个？

4.3.3 学习减数第一次分裂

教师利用课件讲解同源染色体的概念，联会、交叉互换以及同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合等染色体的行为，通过图文并茂的方式加强学生对减数分裂过程中染色体的变化规律的理解。教师提问：① 图中初级精母细胞有几条染色体？而次级精母细胞呢？② 染色体数目减半的原因是什么？在次级精母细胞中还有没有同源染色体？教师阐述：联会的同源染色体分开，说明染色体具有一定的独立性，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。这样，不同对的染色体（非同源染色体）之间就可以自由组合。这就是我们之前学习的基因的自由组合规律的细胞学基础。

4.3.4 学习减数第二次分裂

教师展示：减数第二次分裂的细胞图像和有丝分裂图像（图1、图2），要求学生进行比较。

教师提问：减数第二次分裂过程大体与有丝分裂相似，但它们又有什么不同呢？教师阐述：减数第二次分裂的基本过程与有丝分裂相似：中期，染色体的着丝点排成一排；后期，着丝点一分为二，两个姐妹染色单体成为两个染色体，在纺锤丝的牵引下，移向两极；接着，细胞分裂，两个次级精母细胞分裂成4个精子细胞，减数分裂完成。

教师提问：把精子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？教师阐述：精子细胞再经过变形，形成精子，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，为今后的受精作用作准备。

教师请学生根据教科书P17图2-2哺乳动物精子的形成过程图解以及刚刚学习的知识对精子的形成过程进行总结。

教师板书总结过程：

教师进一步要求学生根据总结的板书归纳:在精子的形成过程中有什么特点？并根据挂图讲述精子的形成过程。教师通过学生的表述来调整教学。

4.4 学习卵细胞的形成过程

4.4.1 学习卵细胞的形成场所

教师指导学生观察教科书P19图2-4人的卵巢和卵细胞。并补充卵细胞的产生场所除了卵巢还有输卵管。

4.4.2 学习卵细胞的形成过程

教师指导学生观察课本P20图2-5哺乳动物卵细胞的形成过程图解，要求学生模仿精子的形成过程讲述卵细胞的过程。

教师板书该过程：

教师引导学生将卵细胞的形成过程与精子的形成过程进行比较，尝试找出两者的相同点与不同点。

4.4.3 学习交叉互换的概念

教师要求学生观察教科书P20图2－6减数分裂图解，引导学生发现在精子或卵细胞的形成过程中，还发生了基因重组，即四分体中的非姐妹染色单体之间有时会发生缠绕，并交换一部分片段，这种现象称为交叉互换，由于染色体上有携带遗传物质，导致交换了部分的遗传物质这样容易引起生物的变异。重点讲解交叉互换的概念，为以后变异知识做准备。

4.5 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片

教师请学生按照课本P21的要求完成实验，并思考讨论题。教师巡视并指正学生在实验过程中所存在的问题，培养学生规范使用显微镜的能力。

教师要求学生在观察的过程中根据自己观察到的图像并绘图，将所画的细胞图展示与交流，观察别人所绘制的减数分裂图，找出值得自己学习的地方，并学会客观指出他人的不足。通过该方式培养学生动手操作、同伴之间的协作能力与交流能力。

学生汇报：学生分组讨论，回答课本中的讨论题，加强对减数分裂过程中细胞的动态变化过程、DNA含量的变化以及染色体变化规律的理解。

4.6 小结

学生讨论并总结减数分裂过程中细胞形态的动态变化过程以及DNA、染色体变化规律。教师阐述：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目的恒定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。