生物教案－生物的生殖

教學目標 

知識目標：
了解生物生殖方式的 多樣性，掌握有性生殖和無性生殖的概念和特點，理解生殖方式的進化趨勢；通過學習高等動物精子、卵細胞的形成過程，理解減數分裂中染色體的規律性變化，掌握減數分裂的概念，理解減數分裂和受精作用的意義。

能力目標：
通過總結無性生殖和有性生殖的概念，培養學生分析、概括和歸納能力；通過分析有性生殖細胞形成過程，培養學生運用圖形語言解釋和說明相關知識的能力；通過對比減數分裂和有絲分裂、精子和卵細胞的形成過程的異同，培養學生比較、分析問題并認識事物實質的思維能力。

情感目標：
通過分析兩大類生殖方式的特點，使學生能夠辯證地認識生命現象；通過介紹克隆技術及其帶來的社會問題，對學生進行生命科學價值觀的教育；通過理解生殖方式的進化趨勢，對學生進行適應、進化等生命科學觀點的教育；通過分析有性生殖細胞種類的多樣性及形成過程，形成生物界中多樣性與共同性相統一的觀點，樹立辯證唯物主義的自然觀。

教學建議

本節知識結構體系

重點分析

（1）無性生殖和有性生殖的特點

這部分內容是理解生殖方式進化的知識基礎。分析兩類生殖方式的特點，闡明二者對于物種生存發展的不同意義，有助于培養學生辯證思維能力。無性生殖和有性生殖的特點分別與細胞的有絲分裂和減數分裂密切相關，加強這一知識點的教學，將鞏固有絲分裂的知識，引出減數分裂的知識，做到溫故知新。

在本課題教學中，應對無性生殖有關內容的教學給予充分重視。特別是1997年英國科學家克隆綿羊獲得成功，引起了世界的震驚，使無性生殖技術即克隆技術成為全球關注的熱點。從激發學生興趣、關心科學技術帶來的社會問題的角度出發，在教學中加重這部分知識的份量，有利于培養學生的科學素質，形成科學的價值觀。

（2）減數分裂的過程

減數分裂是理解有性生殖方式的特點和進化地位的知識基礎。高等動物通過減數分裂產生染色體數目減半的配子，通過受精作用形成受精卵，發育成新個體，維持了親、子代體細胞中染色體數目一致，保證了物種的穩定；通過減數分裂產生遺傳內容不同的配子，是有性生殖產生的后代具有豐富變異性的重要原因，決定了有性生殖和無性生殖之間的本質區別，說明了在生殖方式上有性生殖的進化地位更高級。

減數分裂是三大遺傳規律的細胞學基礎。減數第一次分裂同源染色體分離，是基因分離規律的細胞學基礎；減數第一次分裂時期，在同源染色體分離的同時，非同源染色體隨機進入到不同的配子，這是基因自由組合規律的細胞學基礎；減數第一次分裂中的四分體時期，同源染色體的非姐妹染色單體間進行交叉互換，這是基因連鎖互換規律的細胞學基礎。

難點分析

（1）分析兩類生殖方式的特點

一方面，無性生殖產生的后代保持親代的性狀，有性生殖產生的后代具有豐富的變異性，這兩類生殖方式的特點分別與細胞有絲分裂和減數分裂相關，而教材中未加以充分說明，加之還沒有學習減數分裂和遺傳物質基礎等關鍵知識，造成學生理解上的先天不足；另一方面，無性生殖和有性生殖特點的差異極大，都普遍存在于生物界，甚至很多物種在生活史的不同時期，分別具有無性或有性生殖方式，這在學生看來似乎有些矛盾和難以解釋。教師應充分估計學生理解這些知識的難度，闡明這兩類生殖方式各自的重要的生物學意義及在生物進化中的作用。

（2）減數分裂中染色體的行為

減數分裂過程中染色體行為復雜，除了具有有絲分裂中出現的——染色體復制、染色體與染色質的周期性變化、姐妹染色單體分離等行為外，還出現了同源染色體聯會、非姐妹染色單體交叉互換、同源染色體分離、非同源染色體的自由組合等特殊行為。這部分內容涉及染色體的概念、有絲分裂過程等知識，這些知識掌握程度如何，直接影響學生正確理解減數分裂的概念；這部分內容具有知識點分散、理解難度大（如同源染色體）、概念易混淆（如同源染色體、非同源染色體、姐妹染色單體、非姐妹染色單體）等特點。因此，在教學過程 中應及時復習，分散難點，加強對比，突破難點。

（3）同源染色體的概念。

學生較難理解關于同源染色體“一條來自父方，一條來自母方”的含義。這是由于學生對于從受精作用形成受精卵，到形成新個體的發育過程及其細胞學基礎不十分了解。因此，在首次講到這一概念時，可以暫時不提這一點，僅強調“形狀、大小一般相同”；在講受精作用后可以說明，受精過程形成受精卵，其中形狀大小相同的兩條染色體，一條來自父方（精子），一條來自母方（卵細胞），是一對同源染色體。在學習生物個體發育的內容時，再強調體細胞是受精卵經過有絲分裂形成的，每個體細胞中染色體的情況與受精卵完全相同，體細胞中有成對的同源染色體。

教法建議

可采用討論與學生自學相結合的方式進行教學。

課時安排：三課時。

第一課時：以討論為主的綜合課。通過對不同生物生殖類型典型案例的分析和討論，學習生物生殖的類型；通過典型案例分析，學習無性生殖技術。

第二課時：以討論為主的綜合課。通過展示和分析精子形成過程的圖解，和學生共同討論分析精子的形成過程，認識減數分裂的過程以及在精子形成過程中的作用。

第三課時：以討論為主的綜合課。通過對比精子和卵細胞的形成過程的對比，歸納總結減數分裂的過程，總結配子形成過程及特點。學習討論受精作用及在生殖過程中的意義，并認識被子植物的雙受精作用。

教學設計方案

引言：有生就有死，生物個體死亡，依靠生殖產生新個體來保證種族的延續，通過個體發育而成成熟的生物體。

第五章  生物的生殖和發育

生殖：生物體產生新個體的過程。

發育：生物體從一個細胞開始，經過細胞分裂、組織分化和器官形成，直到發育成性成熟個體的過程。

第一節  生物的生殖

一  生殖的類型

1.通過設問“生物通過什么方式來傳宗接代？不同生物的繁殖方式有何不同”，引出本節要研究的問題，即生殖的種類。

2.復習高等動植物的有性生殖過程。請學生舉例說明桃的自然繁殖過程、人類生殖過程。注意要盡可能讓學生多次參與，教師充分調動學生的積極性，做到相互啟發、互相補充、互相完善。學生回答中如有遺漏、錯誤和模糊的問題，教師應注意補充和糾正，并提供有關圖片如桃的生活史圖，人類生殖的示意圖等直觀教具。桃開花結實進行有性生殖，開花、傳粉、受精，果實和種子的形成等，非常復雜，復習時應突出生殖細胞及所在位置、受精過程及特點。還應注意復習子房和胚珠的結構、果實和種子的形成等，這些內容是學習被子植物個體發育的基礎。如果學生對“人的生殖過程”討論有困難，可由教師帶領復習。注意復習有關睪丸、卵巢的位置、形態、結構和功能等，同時也為學習減數分裂的知識作鋪墊。也可以復習青蛙的生殖過程，為學習蛙的個體發育內容做準備。

3.指出低等生物也存在有性生殖方式。利用掛圖講解團藻的卵式生殖。

4.要求學生歸納：上述三種生殖方式中共同的核心過程是：產生精子和卵細胞；精子和卵細胞結合形成受精卵。指出這類生殖方式屬于有性生殖。

5.由教師引導總結有性生殖的概念：通常有父方、母方；產生兩性生殖細胞；經過兩性生殖細胞的結合；生活史的某一階段發生減數分裂。進行這部分內容的教學時，應注意補充下列內容：

（1）有性生殖的“性”在這里不僅是指性別，而且還指兩性生殖細胞的結合，這種生殖方式產生的后代通常有父方、母方。（若有同學提出有關“雌雄同體”的問題，應指出雌雄同體的生物也常常是異體受精，如水螅、蚯蚓、大多數開花植物等，只有極少數開花植物進行自花傳粉，而自體受精）在師生分析、總結的基礎上，指出，有性生殖的后代具有親代雙方的遺傳特征，會產生豐富的變異，有利于生物的進化。

（2）兩性生殖細胞也稱為配子。根據雌雄配子形態大小的差異，可將有性生殖分為同配生殖和異配生殖。大多數生物產生的卵和精子，兩者大小、形狀相差懸殊，卵具有較多營養物質作為胚胎發育的基礎，精子小、能游動，精子和卵細胞結合形成受精卵然后發育成新個體，這種生殖方式又稱為卵式生殖。

（3）兩性生殖細胞的結合，大多數情況下可稱為受精作用，在卵式生殖中的合子可稱為受精卵。從動植物的進化過程中，可看出受精方式是由體外受精發展到體內受精。

上述內容的補充能使學生了解，整個生物界的生殖是由簡單到復雜，由低級到高級進化的，加深學生對有性生殖概念的理解，了解生殖方式的進化趨勢。

（4）關于“生活史中某一階段要發生減數分裂”，教學中可啟發學生分析精子和卵的成熟是經過細胞分裂完成的，這種細胞分裂是否是有絲分裂？如果是，后代體細胞的染色體數目將發生什么變化？由此推測精子和卵的形成必須經過減數分裂，才能維持后代體細胞染色體數，從而保證物種的穩定性。事實上，有性生殖的后代具有豐富的變異，還與減數分裂產生的配子中染色體的多種多樣的組合有關，這將在后面進一步學習。

6.在師生討論的基礎上，小結有性生殖的特點和意義。強調，有性生殖產生的后代繼承了雙親的遺傳物質，從遺傳性上來說結合了雙親的特性，后代將產生廣泛的性狀變異，提高對環境的適應能力，有利于物種的生存和發展。

7.提出問題“生物界除有性生殖外，有沒有其它的生殖方式，請舉例說明”，引入到無性生殖內容的教學中。由于多數學生對無性生殖了解較少，所舉實例有限，且常將蒲公英種子的傳播、蚯蚓的再生等，誤以為是無性生殖方式，教師應注意糾正。

8.利用直觀教具介紹各種無性生殖方式。

介紹分裂生殖時，提醒學生仔細觀察教材中關于變形蟲的分裂生殖的圖，要求學生指出“這是哪種細胞分裂方式？這種分裂方式的重要特征是什么？分裂后形成的子代變形蟲與親代相比，大小、形狀如何？”。（有學生可能提出此子代變形蟲與親代形態中不完全相同，教師應說明這是因為變形蟲身體形狀在不斷變化的緣故。）通過學生的觀察和回答問題，可以鞏固以前學過的細胞有絲分裂的知識。

介紹孢子生殖時，強調孢子也是一種生殖細胞，但這種生殖細胞不經結合就直接通過有絲分裂形成新個體。絕大多數真菌以此方式繁殖后代。

介紹出芽生殖時，注意提醒學生與高等植物營養生殖中用芽繁殖的方式相區別。

9.在學生了解各種有無性生殖方式的基礎上，要求學生指出各種無性生殖方式的共同點，并對照有性生殖的概念，總結無性生殖的概念，強調無性生殖只有1個親體（母體）；不產生兩性生殖細胞；不經過兩性生殖細胞的結合；一般通過有絲分裂產生后代。

10.由教師通過一系列設問，引導學生分析無性生殖的特點，并與有性生殖的特點進行比較，明確這兩類生殖方式的進化地位，從中培養辯證思維的能力。設問如下：

（1）無性生殖一般都由母體經過有絲分裂產生后代，后代從遺傳性上來說，具有什么特點？

（2）無性生殖的后代保持了與親代遺傳性的一致，這對于該物種的生存發展是否有利？為什么？

（3）無性生殖不利于物種的生存和發展，那么為什么有很多生物保留這類生殖方式呢？

（4）在生物進化過程中，生殖方式的進化趨勢如何？為什么？

上述問題中有難度的是第（2）、（3）題，在教學過程 中應當使學生在教師的啟發下進行獨立思考，努力探求答案，這樣才能訓練思維能力實現教學目標 。對于“無性生殖為什么不利于物種的發展”，教師可以逐步啟發學生進行討論，指出，生物的生存離不開一定的環境，適者生存，不適者被淘汰，這是自然選擇的結果。外界環境是復雜多變的，無性生殖產生的后代與親代極為相似，在環境發生變化時，面臨著“全軍覆沒”的危險，影響物種的延續。對于“為什么許多生物仍然保留無性生殖方式”，可提醒學生比較無性生殖與有性生殖過程。無性生殖在短時間內能夠迅速增加種群的數量，占領生存空間，在相對穩定的環境條件下，有利于該物種的延續。因此，許多以有性生殖為主的生物保留無性生殖的方式，如高等植物的營養生殖。再比如，水螅在條件惡劣的情況下，進行有性生殖，而在條件良好的環境中則進行無性生殖。最后教師總結從生物進化的角度來看，有性生殖方式比無性生殖高等。

11.介紹無性生殖技術及其應用。無性生殖技術在工農業生產中有著廣泛應用，如植物栽培中，人們很早就運用扦插、分根、嫁接方法，保持植物的良好品質；組織培養技術已經大量使用在花卉、林木的工業化生產中；釀造工業中使用的特定菌種也是以無性生殖來代代保持相似的性狀，獲得遺傳性質一致的產品；1997年克隆羊多莉的誕生，說明借助一定的技術手段，高等脊椎動物（包括人）也可實現無性生殖。可以預測無性生殖技術將對人類產生更大的影響。適當擴充這部分內容進行教學，不僅能開闊學生眼界，展現生物技術發展前景，還能進一步加深對無性生殖特點的理解。

教材中提到的分根、嫁接等人工方法在初中已經學習過，利用圖片簡單說明即可。關于組織培養技術的知識，教師可根據實際情況（學生水平和課時）選擇有關內容，如植物細胞的全能性、組培技術的發展史、組培技術的應用價值。

在介紹完上述內容后，指出扦插、嫁接、組培等就是植物的克隆。克隆就是人工誘導的無性繁殖方式。學生對“克隆”的了解多來自“克隆羊多莉”，出示相關“克隆”圖解，請學生簡要介紹培育過程。（取A綿羊乳腺細胞在實驗室培養，并取其細胞核備用；取出B綿羊成熟卵細胞，用電擊或其他方法破壞其細胞核及遺傳物質，把取自A綿羊的細胞核植入；把換了核的卵細胞進行人工培養，形成早期胚胎；把早期胚胎植入C棉羊的子宮中孕育，成熟后分娩即為克隆羊。）提問：（1）多莉長得像誰？為什么？（2）這種繁殖屬于哪一類生殖方式？為什么？（3）是否應對克隆動物技術的應用給予限制？受輿論媒體影響，學生的認識更多地傾向于克隆技術應用產生的負面影響。對于問題（3）的討論，要引導學生認識某些現代科技是把“雙刃劍”，關鍵在于人類如何去把握，如何去運用。

二  減數分裂和有性生殖細胞的形成

1.通過提問復習，引出本課內容。

（1）生物界普遍存在的生殖方式是哪一類？

（2）有性生殖的核心過程是什么？

（3）精子和卵是通過哪種分裂方式產生的？

在討論第（3）題時，出示有絲分裂過程示意圖，引導學生復習有絲分裂過程，強調“染色體復制一次，細胞分裂一次，分裂后子細胞的染色體數目與母細胞相同。”若通過有絲分裂方式形成精子和卵細胞，那么受精卵中染色體數目將增加一倍，這將無法保證物種的穩定。下面以高等動物精子（卵細胞）的形成過程為例學習減數分裂。

2.出示高等動物精子的形成過程圖解，要求學生仔細觀察并回答下列問題：

（1）這是哪一種生殖細胞的形成過程？

（2）細胞中所示的結構（教師指向圖中的染色體）是什么？

（3）比較圖中1號染色體和2號有何區別？

（4）細胞分裂了幾次？

（5）分裂前后細胞染色體數目如何變化？

3.利用示意圖、活動模型、復合投影片等直觀手段，按照下列圖解的思路，引導學生觀察、描述，教師總結精子的形成過程（減數分裂的過程）。

（1）可先用一對染色體的細胞減數分裂過程為例，講解染色體復制、第一次分裂時同源染色體聯會、同源染色體分離、第二次分裂時姐妹染色單體從著絲點分離等行為，重點明確“染色體數目在減數分裂過程中是如何減少一半，減半發生什么時候？”，然后說明同源染色體聯會時發生的非姐妹染色單體交叉互換的現象及其意義。在此基礎上再增加一對同源染色體，一方面復習前面學習的內容，另一方面重點說明非同源染色體的自由組合現象及其意義。

（2）關于精原細胞的知識要說明：精原細胞位于動物的睪丸內；動物進入發育的成熟階段時，精原細胞要通過有絲分裂增殖；其中一部分精原細胞繼續保持有絲分裂狀態，另一部分精原細胞要進行減數分裂形成精子；精原細胞中形狀、大小相同的一對染色體稱為同源染色體。

（3）第一次分裂結束后，要求學生數染色體的數目，明確減半發生在第一次分裂結束；減半的關鍵在于同源染色體分離，這是第一次分裂最為突出的特點。

（4）講解非同源染色體自由組合的意義時，可以讓學生計算具有n對同源染色體的精原細胞經減數分裂可能產生多少種類型的精子。

（5）減數第二次分裂是一般的有絲分裂，但此時細胞內不存在同源染色體，而在體細胞的有絲分裂過程中存在同源染色體。4.練習：根據圖中細胞的染色體情況回答下列問題：

（1）這個細胞正在進行哪一種方式的細胞分裂，試說明理由？

（2）這個細胞中有幾條染色體？幾條染色單體？

（3）這個細胞中有幾對同源染色體，它們是哪幾對？

（4）這個細胞中哪些是非同源染色體？

（5）細胞中的哪些是姐妹染色單體？哪些是非姐妹染色單體？

（6）這個細胞在全部分裂完成后，子細胞中有幾條染色體？

5.同時展示精子和卵細胞的形成過程圖，啟發學生用對比的方法找出它們的異同點，最后可列出比較表。

6.通過下列問題啟發學生歸納減數分裂的概念。

（1）在精子、卵細胞的形成過程中，染色體復制幾次，細胞連續分裂幾次？

（2）染色體數目減半發生在哪個階段？

（3）染色體數目減半的關鍵在哪里？

在學生回答的基礎上，指導學生閱讀教材中關于減數分裂的概念，明確減數分裂發生在什么時候，有什么特點，結果如何？

7.列表比較減數分裂與有絲分裂的區別：減數分裂是一種特殊的有絲分裂，只有通過比較才能找出減數分裂在哪些方面有別于一般的有絲分裂，并由此說明其特殊性，加深對減數分裂概念和過程的理解。可以通過下列練習題檢查學生是否真正掌握兩種分裂方式的區別。

8.用教材中精子和卵細胞結合（人）的彩圖，講解受精作用的過程，強調受精作用是精子的細胞核和卵細胞的細胞核結合。受精作用實現了父方染色體和母方染色體的會合，在受精卵中形狀、大小相同的一對同源染色體，一條來自父方（精子），一條來自母方（卵細胞）。

9.引導學生觀察圖解來認識減數分裂與受精作用的意義。

通過減數分裂和受精作用，保證了進行有性生殖的生物前后代體細胞中染色體數目的穩定，從而保證了遺傳的穩定和物種的穩定；在減數分裂過程中，發生了非同源染色體的自由組合和非姐妹染色單體的交叉互換，增加了配子的多樣性，再加上受精時雌雄配子結合的隨機性，大大提高了后代的變異性。

10.引導學生觀察被子植物的有性生殖過程圖解，認識被子植物的雙受精。

1精子+1卵細胞——1受精卵

1精子+2極核——1受精極核

板書提綱

第五章  生物的生殖和發育

生殖：生物體產生新個體的過程。

發育：生物體從一個細胞開始，經過細胞分裂、組織分化和器官形成，直到發育成性成熟個體的過程。

第一節  生物的生殖

一  生殖的類型

（一）有性生殖

1、定義：由親本產生有性生殖細胞，經過兩性生殖細胞的結合，成為合子，再由合子發育成新個體的生殖方式。

2、常見類型：卵式生殖

——被子植物的生殖

（1）子房與胚珠

（2）花粉與精子

（3）雙受精

（4）雙受精后的發育趨勢

1、有性生殖后代的特點

（1）具有父母雙方的遺傳性狀

（2）后代具有更大的生活力和變異性

（二）無性生殖

1、定義：不經過兩性生殖的結合，由母體直接發育成新個體的生殖方式。

2、常見類型

（1）分裂生殖

（2）出芽生殖

（3）孢子生殖：孢子為無性生殖細胞。

（4）營養生殖：被子植物營養器官的一部分發育成一個新個體。

注意：出芽生殖與營養生殖的不同。

1、無性生殖后代的特點

（1）保持親本的優良性狀

（2）后代生活力減弱

（3）缺乏變異性

2、植物組織培養技術

（1）原理：細胞的全能性

（2）過程

（三）有性與無性生殖在進化上的對比

二  減數分裂和有性生殖細胞的形成

（一）分裂過程

特殊在染色體復制一次后，細胞連續分裂兩次，從而一個細胞分裂成四個，染色體數目減半。

1、減數分裂前的間期

       染色體復制

       細胞體積增大

2、減數第一次分裂

（1）聯會：同源染色體配對

同源染色體：一個來自父方、一個來自母方，形狀大小一般相同的兩條染色體。

（2）四分體：每對同源染色體含有四個染色單體的狀態。

注意區分：同源染色體

四分體

非同源染色體

姐妹染色單體

 非姐妹染色單體

（3）同源染色體分離，非同源染色體自由組合。

3、減數第二次分裂

（1）直接進入中期。

（2）著絲點斷裂，姐妹染色單體分開。

總的結果：染色體復制一次，連續分裂兩次，染色體數目減半。

（二）子細胞的特征

1、數量變化：1性原細胞——4性細胞

2、染色體變化：減半、異質

3、發展趨勢：與有性生殖細胞的形成有關。

（三）有性生殖細胞的形成

1、精子的形成過程（略）

2、卵細胞的形成過程（略）

3、配子的功能

（1）配子是母體的產物、子體的來源

（2）有性生殖世代，配子是上下兩代相連接的橋梁

（3）生物遺傳中，配子是遺傳物質傳遞的唯一媒介

三、配子的融合——受精作用

（一）概念：精子與卵細胞相互融合，形成一個受精卵的過程。

（二）動物的受精過程

體內受精與體外受精

1、精卵細胞相互識別

2、精子的入侵

3、受精膜的形成

4、核融合

雙胞胎：同卵雙生、異卵雙生

（三）被子植物的雙受精

1、胚珠的結構

2、花粉粒的萌發

3、雙受精

1精子+1卵細胞——1受精卵

1精子+2極核——1受精極核

探究活動

有性生殖與無性生殖在進化上的比較

問題：有性生殖和無性生殖是生物界普遍存在的兩種生殖方式，從進化的角度看，哪一種生殖方式會占有更大的優勢。請你通過查閱資料、分析資料，提出自己的觀點，寫一篇小論文。