細胞分裂演示模型在高中生物教學中的應用

于濤

摘 要： 通過自制教具，利用模型建構的方法，把高中階段能利用染色體加以演示的章節以實物形式展現出來，教師演示講解與學生分組探究相結合，加深對知識點的理解與整合。

關鍵詞： 高中生物 細胞分裂演示模型 教學應用

一、設計背景

新課程提出了模型建構的方法，結合新課程標準的實施，我設計了“細胞分裂演示的模型”，在“細胞的有絲分裂”、“減數分裂和受精作用”、“染色體變異”等章節的教學中效果顯著，使學生對與染色體有關的知識點理解更深刻，對知識框架的搭建影響意義深遠。

二、教學目標

1.知識方面

（1）通過活動進一步理解有絲分裂、減數分裂過程中染色體行為和數目的規律性變化，識別并繪制模式圖。

（2）說出染色體結構和數目的變異。

（3）通過有絲分裂與減數分裂、染色體結構和數目變異的橫向聯系，更好地掌握細胞分裂演示模型在高中生物教學中的運用。

2.能力方面

（1）通過模型建構活動，理解模型方法的重要作用，在以后的學習和生活中應用這一重要方法解決實際問題，提高學生的生物學素養。

（2）提高學生的分析歸納能力和實驗探究能力，有利于學生直觀學習和掌握減數分裂中染色體的形態結構和數目的變化，同時培養動手能力，啟發思維。

（3）學習用曲線圖描述DNA和染色體數量的變化規律。

3.情感態度價值觀

（1）通過對染色體行為變化的分析，對學生進行科學原理、科學態度的教育，使之學會用辯證唯物主義的觀點正確對待自然界。

（2）通過對細胞周期及有絲分裂過程中DNA和染色體的規律性變化的學習，培養學生對生命的運動性、對事物發展變化過程中由量變到質變的轉化等哲學問題有正確認識。

（3）培養學生的動手能力，激發學生探索熱情，是學生關注染色體加倍對人類未來的發展影響。

三、適用課型

新授課、實驗探究課、習題課、高三備考的一、二、三輪復習等。

四、教學方法

講授法、演示法、探究法。

五、教材分析

人教版必修1第六章第1節細胞的增殖一節中關于真核細胞的分裂有三種方式：有絲分裂、減數分裂和無絲分裂。其中有絲分裂和減數分裂過程中染色體的行為和數量變化是理解細胞分裂過程的難點所在。本節課以有絲分裂過程中染色體的行為和數量變化為基礎，使學生全面認識與細胞分裂有關知識，并具備建立簡單模型的能力，為后面學習人教版必修2第二章第1節減數分裂和受精作用、第五章第2節染色體變異等知識奠定基礎。為突出細胞分裂過程中染色體行為、結構和數目的變化在前后章節中的內在聯系，我制作了形象直觀、科學準確、方便實用的教具——“細胞分裂演示模型”，現對細胞分裂演示模型在高三備考中的應用情況進行匯總。

六、課前準備

1.材料用具

毛根（黃色和紅色兩種）模擬染色體之用，有絲分裂、減數分裂各時期的演示背景（電腦噴繪出的植物細胞有絲分裂各時期的細胞分裂輪廓，動物細胞減數分裂第一次分裂和減數第二次分裂細胞輪廓，畫出中心體和紡錘體，紅色綠色毛根若干，表示染色體，其中紅色表示來自母方，綠色表示來自父方。）。

2.活動準備

活動議題：如何用毛根模擬有絲分裂過程中各時期的染色體的行為和數目變化；高中階段能用此模型演示的章節或知識內容有哪些？

任務分配：把全班學生分若干個小組，分別對確定的議題進行討論、設計實施方案。

七、教學過程

1.導入

教師利用毛根和植物細胞有絲分裂各時期的細胞分裂輪廓演示背景圖講解有絲分裂過程。首先將植物細胞有絲分裂間期、前期、中期、后期、末期的輪廓演示背景圖粘貼在黑板上，用毛根模擬染色體逐一進行講解并在黑板上張貼演示，讓學生予以參照。

2.學生活動

（1）模擬減數分裂中染色體的數目及主要行為的變化。

①把事先做好的毛根放在畫好的細胞輪廓內，讓長度相同、顏色不同的兩條毛根配對，使著絲點靠近。紅色代表來自母方的染色體，黃色代表來自父方的染色體。

②將兩對顏色不同的毛根以上下兩排的形式排列在紡錘體中部赤道板處，紅色毛根放在赤道板的一側，黃色毛根放在另一側。

③移動毛根的連接點，使紅色和黃色的毛根分離，分別移向細胞的兩極。

④出示兩個次級精母細胞的輪廓，將已經移到細胞兩極的毛根分別放到這兩個新細胞中。

⑤把新細胞中的毛根以單排的形式排列在細胞中央的赤道板處，平均分開每條毛根連接點，把毛根分別拉向細胞的兩極，盡量一次移動所有的染色體，像在活細胞中發生的那樣。

（2）模擬減數分裂過程中非同源染色體的自由組合。

①同活動一的方法步驟1。

②兩對顏色不同的毛根以上下兩排的形式排列在紡錘體中部赤道板處，注意：這次要在赤道板的每一側放兩條不同顏色的毛根。

③繼續活動一的3、4、5步驟，完成減數分裂全過程。

（3）有絲分裂和減數分裂過程中染色體/DNA數目變化曲線與個時期的對應關系。

①根據有絲分裂和減數分裂過程中染色體/DNA數目變化繪出細胞核中的染色體/DNA的數目變化曲線及每條染色體上的DNA數目變化曲線。

②根據曲線再在X軸下構建出各時期的細胞分裂模型。

問題討論與升華：染色體結構和數目變異后在減數分裂過程中的特殊構象在近年高考試題中經常出現，如何通過細胞分裂演示模型加以演示？參照以下圖形探究。

通過細胞分裂演示模型的多次應用，切實使學生更好地掌握細胞分裂演示模型在高中生物教學中的運用。激發探索熱情，同時培養動手能力，開發思維，提高學生的分析歸納能力和實驗探究能力進而提高學生的生物學素養。但面向全體學生，使每位學生都參與探究，在發揮創新精神方面還有所欠缺。