減數(shù)分裂中染色體變化的手指模型及各模型的比較

瑪依拉木拉提

在高中生物必修2中，有“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”一節(jié)，新課標(biāo)中的內(nèi)容目標(biāo)要求是“闡明細(xì)胞的減數(shù)分裂，并模擬分裂過(guò)程中染色體的變化”。除橡皮泥模型外，還有眾多模型可在教學(xué)中應(yīng)用。筆者在教學(xué)中開(kāi)發(fā)了“手指模型”，并將其與現(xiàn)有的幾種模型嘗試組合使用，使教學(xué)效率最大化。以下是對(duì)常用的兩種實(shí)物模型和手指模型進(jìn)行的比較。

1、原橡皮泥模型的優(yōu)勢(shì)和缺陷

1.1優(yōu)勢(shì)

(1)橡皮泥制作染色體簡(jiǎn)單，有一定的趣味性，學(xué)生參與的熱情很高。

(2)在減數(shù)分裂過(guò)程中，用橡皮泥制的染色體能形象地顯示分裂過(guò)程中染色體的形態(tài)變化和非同源染色體的自由組合。

(3)通過(guò)黃色和紅色橡皮泥之間的片段交換可形象表現(xiàn)減數(shù)分裂中聯(lián)會(huì)時(shí)的染色體交叉互換。

1.2缺陷

原模型中使用的是紅色、黃色的橡皮泥，除了不經(jīng)濟(jì)外，橡皮泥多數(shù)都不衛(wèi)生，學(xué)生每次使用完后要洗手，并且不宜長(zhǎng)期保存和使用；另外，橡皮泥不容易標(biāo)上基因符號(hào)，如果標(biāo)上基因符號(hào)可以很好地幫助學(xué)生理解基因的分離和自由組合定律。這樣也使這一模型在后續(xù)章節(jié)中的運(yùn)用受到限制，浪費(fèi)了很好的教學(xué)資源。

2、紙質(zhì)模型

2.1制作方法

課前讓學(xué)生自帶兩種顏色的硬紙和一張較大的白紙，讓學(xué)生將兩種顏色的硬紙剪出兩組染色體。要求：兩組染色體長(zhǎng)度不同，每組內(nèi)四條等長(zhǎng)，中間在同一位置剪細(xì)表示著絲點(diǎn)的位置，兩種顏色各兩條。剪好后，可從每種顏色中取長(zhǎng)短各一條，共四條表示未復(fù)制時(shí)的兩對(duì)同源染色體，不同顏色表示不同來(lái)源。如果將兩條長(zhǎng)短和顏色都相同的染色體在著絲點(diǎn)處交錯(cuò)放在一起，即可表示完成復(fù)制的染色體。減數(shù)分裂的過(guò)程模擬和非同源染色體的自由組合的過(guò)程模擬與原橡皮泥模型一致。

2.2優(yōu)勢(shì)

材料準(zhǔn)備簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，方便衛(wèi)生；更重要的是能在染色上標(biāo)示出基因的位置，便于學(xué)生理解基因的分離和自由組合定律，對(duì)于后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)有很好的連貫性。

2.3缺陷

此模型操作不太方便，不便學(xué)生制作；并且兩條染色單體在著絲點(diǎn)處未固定，容易分離；也不容易表現(xiàn)染色體在分裂過(guò)程中的形態(tài)變化。

3、手指模型

3.1模擬方法

學(xué)生兩人一組，用一個(gè)手指表示一個(gè)染色體，那么一個(gè)手就表示5條各不相同的染色體(一個(gè)染色體組)。如果2個(gè)學(xué)生各伸出一只手放在一起，就表示一個(gè)細(xì)胞總共有未進(jìn)行復(fù)制的五對(duì)同源染色體，例如：2個(gè)學(xué)生的一對(duì)食指可形象表現(xiàn)一對(duì)同源染色體且明顯來(lái)源不同。在此基礎(chǔ)上，如果每位學(xué)生再將自己的兩只手的十指交叉，相同的手指在相同的部位靠在一起，表示完成復(fù)制的染色體(不相同的手指盡量分開(kāi)，別靠在一起)。這樣兩位學(xué)生的手在一起就可以表示完成復(fù)制的五對(duì)同源染色體。如果再將交叉的手分開(kāi)，又可以表示染色單體的分離。這樣，兩位學(xué)生通過(guò)配合，變換手和手指的位置就可以形象表現(xiàn)減數(shù)分裂的過(guò)程(表1示素描手指模型)。

3.2模擬過(guò)程

先用食指模擬一對(duì)同源染色體的減數(shù)分裂：

①兩位學(xué)生各出一個(gè)食指放在一起表示未復(fù)制的一對(duì)同源染色體。

②各自將自己的兩個(gè)食指在第一或第二關(guān)節(jié)處交叉靠上，表示完成復(fù)制的一對(duì)同源染色體，然后將彼此的交叉食指在交叉點(diǎn)靠近(別挨上)表示聯(lián)會(huì)和四分體。

③變換交叉食指的位置表示第一次分裂，然后兩位學(xué)生將交叉食指遠(yuǎn)離，表示完成第一次分裂。

④最后，各自將自己的交叉食指分開(kāi)并遠(yuǎn)離表示第二次分裂完成。

在完成一對(duì)的模擬后，然后用所有手指模擬5對(duì)同源染色體的減數(shù)分裂。

3.3優(yōu)勢(shì)

手指模型無(wú)需做任何課前準(zhǔn)備，方便易行；全班參與，兩人一組，可更好地鍛煉學(xué)生的協(xié)作能力；更有立體感、形象直觀，手指在空中的造型可以很好地和染色體在不同時(shí)期細(xì)胞中的空間位置聯(lián)系起來(lái)；對(duì)于后續(xù)學(xué)生學(xué)習(xí)幫助更大(如染色體組的學(xué)習(xí))。

3.4缺陷

一個(gè)手的手指連在一起，這就無(wú)法呈現(xiàn)前期染色體的散亂狀態(tài)，同時(shí)也無(wú)法表示減數(shù)分裂中非同源染色體間的自由組合。

4、結(jié)論

各種模型的建構(gòu)目的都是為了更好幫助學(xué)生將減數(shù)分裂的知識(shí)內(nèi)化，更好的完成教學(xué)目標(biāo)。筆者通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)將橡皮泥模型或紙制模型中的一種與手指模型結(jié)合起來(lái)使用，可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，教學(xué)效果更好，對(duì)于后續(xù)教學(xué)更有幫助。