“減數分裂”的教學設計

真義勇

摘 要 本節課的教學設計圍繞著提高學生生物科學素養這一核心理念，在落實知識目標的同時，也注重情感、態度與價值觀和能力目標的實現。讓學生嘗試從細胞學水平去理解孟德爾遺傳規律，引導學生通過動畫、圖片和實驗觀察來突破本節教學的重、難點，形成對減數分裂過程中染色體變化和DNA含量變化的正確認識，并為學習基因在染色體上奠定細胞學基礎。

關鍵詞 減數分裂 染色體 教學設計 生物學教學

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

1 教學內容

“減數分裂”是高中生物學必修模塊“遺傳與變異”第二章第一節的內容，包括精子的形成過程、卵細胞的形成過程以及觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片。“減數分裂”這部分內容不僅是本模塊的重點內容，也是整個高中階段生物學的重點內容之一。它以學過的細胞學知識、染色體知識、有絲分裂知識、生殖種類知識為基礎。通過學習，使學生全面認識細胞分裂的種類、實質和意義，又為后面學習遺傳定律、生物的變異、生物的進化奠定了細胞學基礎。本節內容主要研究精子形成過程和卵細胞形成過中，細胞圖形的變化、染色體的變化及DNA含量變化的規律。

2 教學方式

精心準備圖片、動畫來講授配子形成過程中染色體及DNA的變化規律，注意多用問題及討論激活學生的思維，設計問題環環相扣，努力激發學生的思維；用圖片、動畫激發學生的興趣，充分發揮學生的主動性和積極性。用簡潔的語言及板書設計，結合繪圖降低這部分知識的難度，幫助學生理解這一復雜、抽象的過程，從而提高學習效率。

3 教學目標

3.1 知識目標

① 闡明細胞的減數分裂。② 舉例說明精子和卵細胞的形成過程。

3.2 能力目標

① 使用高倍顯微鏡，觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片。② 運用模型建構的方法，模擬減數分裂過程中染色體數目和行為的變化。

3.3 情感、態度與價值觀目標

認同物質的規律性，樹立辨證唯物主義世界觀。

4 教學過程與組織

4.1 溫故而知新，導入新課

教師進行提問：① 我們上學期學過，真核細胞的分裂方式有三種，是哪三種？② 請看教科書中“問題探討”的圖，仔細觀察果蠅的體細胞和配子中染色體有什么區別？針對這幅圖，你還能提出什么問題或猜想？這個過程是通過有絲分裂實現的嗎？有絲分裂的特點是什么？什么是減數分裂？減數分裂有何特點？

4.2 學習減數分裂的概念

教師引導學生根據“問題探討”中的果蠅的體細胞和配子中染色體圖，說出減數分裂的概念，并找出減數分裂的特點。

教師總結和強調：① 范圍：進行有性生殖的生物。② 特點：在整個減數分裂過程中，染色體只復制一次，而細胞連續分裂兩次。③ 結果：新產生的成熟生殖細胞中的染色體數目，比原始生殖細胞中的染色體數目減少了—半。

4.3 學習精子的形成過程

4.3.1 學習精子的形成場所

教師指導學生觀察教科書P17圖2-1人的睪丸和精子圖解，培養學生的識圖能力。教師提問：精原細胞是通過哪種分裂方式產生的？

4.3.2 學習精子的形成過程

教師指導學生觀察教科書P17圖2-2哺乳動物精子的形成過程圖解，并闡述：減數分裂是一個連續分裂的過程。但為了研究方便，人們同樣將它分為減數第一次分裂和減數第二次分裂兩個不同的時期。提問：① 在減數第一次分裂間期，染色體進行復制，此時細胞有什么樣的變化？② 復制后的細胞叫什么細胞？有幾個？

4.3.3 學習減數第一次分裂

教師利用課件講解同源染色體的概念，聯會、交叉互換以及同源染色體的分離、非同源染色體的自由組合等染色體的行為，通過圖文并茂的方式加強學生對減數分裂過程中染色體的變化規律的理解。教師提問：① 圖中初級精母細胞有幾條染色體？而次級精母細胞呢？② 染色體數目減半的原因是什么？在次級精母細胞中還有沒有同源染色體？教師闡述：聯會的同源染色體分開，說明染色體具有一定的獨立性，由于兩個同源染色體在細胞中央的排列位置是隨機的，可以互相交換，因此，就決定了同源的兩個染色體各移向哪一極也是隨機的。這樣，不同對的染色體（非同源染色體）之間就可以自由組合。這就是我們之前學習的基因的自由組合規律的細胞學基礎。

4.3.4 學習減數第二次分裂

教師展示：減數第二次分裂的細胞圖像和有絲分裂圖像（圖1、圖2），要求學生進行比較。

教師提問：減數第二次分裂過程大體與有絲分裂相似，但它們又有什么不同呢？教師闡述：減數第二次分裂的基本過程與有絲分裂相似：中期，染色體的著絲點排成一排；后期，著絲點一分為二，兩個姐妹染色單體成為兩個染色體，在紡錘絲的牽引下，移向兩極；接著，細胞分裂，兩個次級精母細胞分裂成4個精子細胞，減數分裂完成。

教師提問：把精子細胞的染色體數目和剛形成的次級精母細胞以及初級精母細胞相比，有何變化？教師闡述：精子細胞再經過變形，形成精子，在這個過程中，丟掉了精子細胞的大部分細胞質，帶上重要的物質──細胞核內的染色體，輕裝上陣，并形成了一個長長的尾，便于游動，為今后的受精作用作準備。

教師請學生根據教科書P17圖2-2哺乳動物精子的形成過程圖解以及剛剛學習的知識對精子的形成過程進行總結。

教師板書總結過程：

教師進一步要求學生根據總結的板書歸納:在精子的形成過程中有什么特點？并根據掛圖講述精子的形成過程。教師通過學生的表述來調整教學。

4.4 學習卵細胞的形成過程

4.4.1 學習卵細胞的形成場所

教師指導學生觀察教科書P19圖2-4人的卵巢和卵細胞。并補充卵細胞的產生場所除了卵巢還有輸卵管。

4.4.2 學習卵細胞的形成過程

教師指導學生觀察課本P20圖2-5哺乳動物卵細胞的形成過程圖解，要求學生模仿精子的形成過程講述卵細胞的過程。

教師板書該過程：

教師引導學生將卵細胞的形成過程與精子的形成過程進行比較，嘗試找出兩者的相同點與不同點。

4.4.3 學習交叉互換的概念

教師要求學生觀察教科書P20圖2－6減數分裂圖解，引導學生發現在精子或卵細胞的形成過程中，還發生了基因重組，即四分體中的非姐妹染色單體之間有時會發生纏繞，并交換一部分片段，這種現象稱為交叉互換，由于染色體上有攜帶遺傳物質，導致交換了部分的遺傳物質這樣容易引起生物的變異。重點講解交叉互換的概念，為以后變異知識做準備。

4.5 觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片

教師請學生按照課本P21的要求完成實驗，并思考討論題。教師巡視并指正學生在實驗過程中所存在的問題，培養學生規范使用顯微鏡的能力。

教師要求學生在觀察的過程中根據自己觀察到的圖像并繪圖，將所畫的細胞圖展示與交流，觀察別人所繪制的減數分裂圖，找出值得自己學習的地方，并學會客觀指出他人的不足。通過該方式培養學生動手操作、同伴之間的協作能力與交流能力。

學生匯報：學生分組討論，回答課本中的討論題，加強對減數分裂過程中細胞的動態變化過程、DNA含量的變化以及染色體變化規律的理解。

4.6 小結

學生討論并總結減數分裂過程中細胞形態的動態變化過程以及DNA、染色體變化規律。教師闡述：減數分裂使染色體數目減半，受精作用使染色體數目又恢復到原來的數目，從而使生物前后代染色體數目保持恒定。因此，減數分裂和受精作用對于生物前后代染色體數目的恒定性，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。