资源简介

《受精作用》教学设计
课程名称 高中生物 选用教材 必修2《遗传与进化》
授课题目 受精作用 授课章节 第2章第1节第二课时
课型 理论课 课时 1
教材分析 《受精作用》选自人教版普通高中生物学必修2《遗传与进化》第2章第1节《减数分裂与受精作用》第二课时，有配子中染色体组合的多样性和受精作用两部分内容。本课时的教学内容承接《2.2.1减数分裂》，在学生了解减数分裂的概念， 减数分裂过程中染色体和 DNA 的数目变化，精子和卵细胞的形成过程之后，通过学习配子中染色体组合的多样性，受精作用的过程、实质和意义，加深学生对受精作用的理解，并为之后学习生物后代遗传多样性的原因做好铺垫。本节内容的课程标准要求为举例说明受精过程,阐明减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。
学情分析 本节课的授课对象是高一学生，在知识基础方面，学生在初中已学习过生殖过程，对受精作用有初步认识，但缺乏对细胞生命历程的深入应用理解；在《2.1.1减数分裂》中学习了减数分裂，但减数分裂过程中染色体的行为和受精作用是动态且抽象的，高一的学生学习该内容具有一定难度，学生并不能将知识内化吸收。在学生特点方面，高一学生具备一定的自主学习与合作探究能力，可以借助问题引发学生兴趣，但学生的建模能力、分析概括能力还有待提升。
教学目标 通过观看受精作用的视频以及阅读教材，能够说出受精作用的概念和过程。通过小组合作建立减数分裂中染色体变化的模型，归纳总结出配子中染色体组合多样性的原因，进而从多方面归纳概括生物多样性的原因。通过分析配子的形成及受精作用，分析概括出减数分裂和受精作用在保持遗传的稳定性和表型多样性方面的重要意义。通过受精作用了解生命的来之不易，要珍爱自己和他人生命，增强对于生命的敬畏。
教学重点 配子中染色体组合的多样性；受精作用的过程及实质；减数分裂和受精作用的意义。
教学难点 模型建构总结配子中染色体组合多样性的原因
主要教法 教法：讲授法、提问法、实验法、多媒体展示法学法：合作探究法、任务驱动法、分析归纳法、观察法
教学手段 幻灯投影、减数分裂过程中染色体行为和数目变化模型、受精作用视频
教学用具 白纸、彩笔、橡皮泥、剪刀等
教 学 过 程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课引入——（ 4分钟） 【创设情境】：俗话说“一母生九子，九子各不同”，多媒体展示罗鹰石先生全家福（夫妇育有六男三女），创设情境。【设疑】：为什么同一双亲生下来的孩子长的不一样呢？【讲述】：其主要原因是受精卵的差异性。而受精卵又是由精子和卵细胞通过受精作用形成的，因此受精卵的差异主要是配子的多样性造成的。同样的精原细胞或卵原细胞为什么会产生不同的配子呢？什么是受精作用？受精作用对于生物的遗传有什么重要意义呢？让我们一起带着这三个问题进入今天的生物课堂的学习。 观看罗鹰石先生全家福，思考为什么同一双亲生下来的孩子长的不一样？预设回答：由于受精卵的不同。 联系生活实际，借助直观照片进行情境导入，激发学生学习兴趣。并设疑提出问题串，调动学生积极思考，为培养学生科学思维奠定基础。
新课教学—配子中染色体组合的多样性（20分钟） 【教师讲解】：减数分裂产生配子的过程中，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。引导学生一起建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型，以此加深对减数分裂过程及特点的认识，理解配子中染色体组合的多样性及其意义。模型一：模拟减数分裂中染色体数目和主要行为变化。【环节一】：教师通过问题串的形式帮助学生复习旧知，并引导学生积极主动思考，进行头脑风暴培养学生的创新性思维，为接下来的参与活动奠定基础。(1）用什么材料模拟染色体和细胞？(2）怎样表示同源染色体和非同源染色体？(3）怎样表示姐妹染色单体和非姐妹染色单体？【环节二】：模型构建的实施教师拿出提前准备好的材料（较大的白纸、彩笔和用于制作染色体的橡皮泥下发至每一个小组），要求学生以小组为单位构建减数分裂过程中染色体数目和主要行为变化的模型，并随机挑选一位小组代表上台展示并讲解模型。【教师点拨并总结】教师对模型一的建构进行总结：染色体主要行为变化有：①减数分裂I前期同源染色体联会，形成四分体。②减数分裂I后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合。③减数分裂II后期着丝粒分裂，染色单体分开，移向两极。染色体数目变化有：①减数分裂I末期由于细胞分裂染色体数目减半；②减数分裂II后期着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍；③减数分裂II末期由于细胞分裂染色体数目减半。通过减数分裂，配子中的染色体数目最终变为体细胞中的一半。模型二：减数分裂过程中非同源染色体的自由组合构建模型之后，就需要利用模型来解决问题。探讨非同源染色体的自由组合能否增加配子的种类。【教师提问】：不考虑交叉互换，含有两对同源染色体的精原细胞经过减数分裂形能产生几种类型的配子？请学生小组合作根据构建的模型一来解决问题。【教师点拨】：由于在减数分裂过程中会发生非同源染色体的自由组合，含有两对同源染色体的个体可能产生四种不同类型的配子。【教师进一步引导提问】：细胞中同源染色体的对数如果越多，那得到的配子类型是不是也会越多呢？要求学生完成学习任务一，自主探究总结。【学习任务一】请同学们思考以下问题：减数分裂能产生的配子类型(不考虑交叉互换和突变)①单个精(卵)原细胞___个精子（___种）、____个卵细胞（____种）②生物个体[多个精(卵)]原细胞③正常人细胞中有23对染色体，可能形成的配子种类为_____种【教师点拨】：N对同源染色体可能形成的配子种类为二的N次方种，细胞中同源染色体的对数如果越多，那得到的配子类型越多。由于减数分裂I后期，非同源染色体的自由组合，导致配子染色体组合多样性。模型三：四分体时期非姐妹染色单体片段的互换。通过模型构建，探讨交叉互换能否增加配子种类。【教师提问】：在减数分裂I前期，同源染色体上的非姐妹染色单体可能发生互换，互换会影响配子种类吗？由此引导学生建构非姐妹染色单体间互换的模型，分析一对同源染色体考虑互换的情况下会产生多少种配子。【教师点拨】：对比一下两次构建的结果，减数分裂I前期，四分体中的非姐妹染色单体间发生互换也能增加配子的多样性。【教师引导学生共同概括】：总结配子中染色体组合多样性的原因：（1）减数分裂I后期：非同源染色体的自由组合（2）减数分裂I前期：四分体中非姐妹染色单体的互换 学生结合教材内容并思考得到答案：（1）用两种颜色的橡皮泥制作染色体，可以在较大的白纸上画出细胞轮廓；（2）每种颜色分别制作两条大小不同的染色体，每条染色体由两条染色单体组成（注意：一种颜色的两条染色体分别与另一种颜色的两条染色体大小相同）。两种颜色分别代表来自父方和母方。借助老师所提供的材料模拟减数分裂过程中染色体数目和主要行为的变化，小组成员各司其职，明确分工。最后请一名小组代表上台展示小组成果。结合制作的模型一，写出染色体在减数分裂I前期、减数分裂I后期和减数分裂II后期的主要行为变化或数目变化的原因，并及时进行纠正。根据老师指示演示在不考虑交叉互换的情况下减数分裂过程中非同源染色体的自由组合，请一个小组演示，其他同学注意观察他们演示过程的科学性及最后配子的类型情况。学生自主思考完成学习任务一，并在教师点拨下构建数学模型，有n对同源染色体，减数分裂产生的配子类型可能为2n种小组首先确定如何模拟同源染色体上姐妹染色单体的互换并设计方案，在模拟过程中记录配子种类。跟随教师引导，将具体的染色体变化（非姐妹染色单体互换、非同源染色体自由组合）提炼为配子多样性的直接原因，并用规范的生物学术语进行表述。 通过引导学生思考如何制作一对同源染色体，为后续内容做铺垫。通过物理模型的构建，培养学生模型与建模的思维，请学生上台展示,使学生思维的发展可视化。通过对减数分裂中染色体数目和主要行为变化进行总结，进一步帮助学生掌握减数分裂的特点。学生进行模型构建时，采用小组讨论的形式，引导学生合作探究，培养学生合作学习的能力。通过一步步引导学生分析个体形成的配子种类，增强学生的类比推理能力，使学生在参与活动的过程中内化知识、发展科学思维素养。通过引导学生建构“减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换”模型，让学生在亲身经历的过程中获得知识，促进学生的深度学习。通过师生共同总结，调动学生参与度，及时检测学生对减数分裂核心过程的掌握程度，便于教师针对性答疑。
【教师引导学生共同归纳总结】：
2.受精作用过程：（边讲解边让学生填空）
（1）精子与卵细胞相遇（2）（3）（4）【教师重点讲解】：受精作用的实质：精子和卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起——【强调 “不是细胞质融合，而是细胞核内遗传物质的结合”】；受精作用结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目，保证了物种染色体数目的稳定，其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞——【结合体细胞染色体对数举例（如人体细胞 23 对，配子 23 条，受精卵恢复 23 对）】。 结合视频及教材内容分析讨论老师提出的问题，请小组代表回答问题，组内其他同学评价与补充。学生回答：受精作用是指卵细胞和精子相互识别、融合形成受精卵的过程。跟随教师讲解节奏，分析填空处的逻辑衔接，用规范术语填写步骤（如精子头部进入卵细胞、精卵细胞核融合、卵细胞发生反应阻止多精入卵等），主动参与课堂互动，深化对受精作用的理解。在笔记中圈画“实质”“结果”的关键词，记录教师举例的染色体数目变化过程，明确受精卵染色体的来源。对照示意图，理解精子与卵细胞细胞核融合的过程，区分父方、母方染色体的归属，深化对 “染色体会合” 的认知。 通过观看视频及小组分析讨论，使学生直观的学习，提高教学效率，同时培养其分析与归纳能力。通过 “先定义后分步 + 图文结合 + 填空互动” 的方式，助力学生清晰建构受精作用概念、梳理结构化知识，同时检测学习效果、培养观察推理与规范表达能力，为后续学习铺垫基础。通过拆解实质、结果的核心要点，结合图文与举例，帮助学生突破“细胞核融合”的抽象难点，准确把握受精作用的核心内涵。
意义1：减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。
由任务三可以得到：
意义3：在有性生殖的过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代呈现多样性。这种多样性有利于适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化。
【师生共同总结】师生总结减数分裂和受精作用的意义:(1)保证每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性(2)减数分裂过程中发生的交叉互换和自由组合，受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，造成子代的多样性。 跟随教师的问题，联想减数分裂与受精作用的关联，明确“意义探究”的切入点。同时快速阅读任务二、三的要求，定位核心任务：分析染色体数目变化、计算配子及结合方式的种类数。跟随教师引导，回答“如何体现遗传稳定性”“后代多样性的成因有哪些”等问题，分享自己的推导思路，在师生交流中深化对知识的理解。归纳总结上述内容，形成条理清晰的受精作用意义要点，并能与同伴互评总结内容的完整性和准确性。 以受精作用的“结果”为切入点，提出矛盾式问题，激发学生探究兴趣，自然衔接新旧知识。同时明确任务目标，让学生带着“解决问题”的目的开展自主探究，避免盲目学习。让学生从自主完成的任务中提炼结论，引导学生明确“任务数据”与“意义结论”的对应关系（任务二对应遗传稳定性，任务三对应进化多样性），培养学生从具体事实推导抽象意义的逻辑推理能力。让学生在总结中明确减数分裂和受精作用与生物遗传、变异、进化的关联，理解有性生殖的进化优势，树立“结构与功能相适应、生物与环境相适应”的生命观念。
归纳总结(6分钟) 【巩固提升】结合适量习题反馈本节课的学习效果。1.决定配子中染色体组合多样性的因素包括（D）A.染色体的复制和平均分配B.同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合C.同源染色体的联会和互换D.同源染色体上非姐妹染色单体的互换和非同源染色体的自由组合2.有关受精作用的叙述中，不正确的是（A）A.受精卵细胞质中的遗传物质一半来自精子B.受精时，精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合C.受精卵中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数一致D.受精卵的染色体一半来自父方、一半来自母方【课堂小结】结合板书和概念图进行小结，通过课本的思维训练以及课件的课后习题巩固所学内容。构建概念图【拓展】教师提出思考问题：一个卵细胞一般只能同一个精子结合，形成受精卵，那么双胞胎是怎么形成的，请同学们课后收集相关资料；同时学有余力的同学，可深入探讨交叉互换的具体机制以及配子多样性与基因重组的关系。（设计意图：布置与所学知识具有认知冲突的生活化情境作业，形成思维矛盾，让学生自己判断、思考，加强学生的批判性思维，锻炼学生独立思考的能力，满足不同层次学生的学习需求。）
板书设计
课后反思 【教学反思】优点：教学过程中善用动图和视频，使抽象的内容形象化，更有助于学生对概念的理解。通过构建物理模型，模拟减数分裂的过程，阐述配子多样性的原因，在理解的层面上动手构建模型，理解加实践，锻炼学生的科学思维和科学探究能力，且能避免了学生对知识的机械记忆。通过设置一系列的问题情境，以问题为引导，启发学生思考，并引导学生讨论，在解决问题过程中学习。不足：教师在模型建构过程中的针对性指导不足，仅通过集体点拨总结，未能及时关注到各小组的个性化问题，可能导致部分学生对核心概念的理解存在偏差。小组讨论环节缺乏明确的分工与激励机制，可能出现部分学生“搭便车”的现象，未能充分调动所有学生的参与积极性。评价方式以教师评价为主，缺乏学生自评与小组互评的环节，无法充分了解学生的思维过程与学习困惑。
备注
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