淺談減數分裂中染色體變化的模型建構

張京娟

摘要：模型構建教學旨在貫徹提高學生的生物科學素養，面向全體學生，倡導探究性學習，注重與現實生活的聯系等新課程基本理念，注重以學生為主體，強調將認知及反思過程還給學生，將參與探究的機會還給學生，將動手和動腦、培養主動獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力的機會還給學生。

關鍵詞：模型建構；減數分裂；染色體行為變化

正文：模型建構思想是《普通高中生物課程標準》的重要思維方法。模型構建教學旨在貫徹提高學生的生物科學素養，面向全體學生，倡導探究性學習，注重與現實生活的聯系等新課程基本理念，注重以學生為主體，強調將認知及反思過程還給學生，將參與探究的機會還給學生，將動手和動腦、培養主動獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力的機會還給學生。這種教學能充分調動學生的學習積極性，培養學生的思維探究能力，促進了學生之間的交流和合作。無論是從落實新課程理念的角度，還是從教學的實際效果來看，模型構建教學都不失為一種值得提倡的教學形式。因此加強模型建構研究，用于指導生物新課程內容的教學就有極其重要的價值。

高中生物必修二第二章第二節減數分裂是兩大遺傳定理的理論基礎，而減數分裂又是一個微觀、動態、連續變化的過程，給準確認知帶來困難，因此，減數分裂既是高中生物中的重點，也是難點。為了突破教學難點，所以在學生已經學習有絲分裂的基礎上，新課程中添加了模擬減數分裂過程中染色體行為變化的模型建構教學，這樣有利于學生直觀地體驗減數分裂過程中染色體的行為變化。

一、探究目的：讓學生制作含兩對同源染色體的細胞進行減數分裂的物理模型。通過模仿減數分裂過程中染色體的數目及主要行為的變化，體驗染色體行為的變化規律。

二、材料器具：兩種不同顏色的小細紙卷棒多根和相應水彩筆、橡皮泥、剪刀、白紙3---4張 等

三、活動準備：

1、每組六人，小組內分三小組分工合作完成。

2、提出模型建構的基本方法和要求：用染色的小細紙卷棒做染色體的臂，同色的橡皮泥做著絲點。

3、用不同顏色的小細紙卷棒做出4 條黃色和4 條紅色的染色單體，其中2 條黃色的染色單體長3～4cm，2 條長6～8cm，2 條紅色的染色單體長3～4cm，2 條長6～8cm。這樣的小細棒準備三套。

4、把顏色，長度相同的兩條染色單體成對并排放置。用同種顏色的小塊橡皮泥代表著絲點，在兩條染色單體中部用小塊橡皮泥粘起來，代表減數分裂開始時已完成復制的染色體。顏色不同長度一致的兩條染色體代表同源染色體。

5、在紙上畫一個足夠大的初級精母細胞的輪廓，能夠容納所做的4 條染色體（兩對同源染色體），畫出中心體和紡錘體。

6、每組將所做模型最后用膠水固定在白紙上并投影展示。

四、方法和步驟：（在教師指導下進行，學生展示）

活動一、染色體是何時如何進行復制的？同源染色體是何時聯會形成四分體的？學生討論并分別作出復制后的染色體，以及聯會配對后的同源染色體，學生操作并通過實物投影展示自己的模型，其他同學進行評價。教師引導學生比較分析評價作品，目的是加深學生對姐妹染色單體、同源染色體、聯會、四分體等重要概念的理解。

活動二、初級精母細胞和初級卵母細胞在減數第一次分裂后期有什么區別？學生討論減數第一次分裂過程染色體行為的變化，通過實物投影展示自己的模型，其他同學進行評價。教師引導學生比較分析評價作品。目的是加深對減數第一次分裂中染色體行為變化的認識，明確同源染色體的分離，非同源染色體的自由組合發生在減數第一次分裂后期。

活動三、經過減數第一次分裂形成的子細胞有無姐妹染色單體，有無同源染色體？染色體組成有多少類型？學生通過實物投影展示自己的模型，其他同學進行評價、比較。教師引導學生比較分析評價作品。目的是加深對減數第一次分裂中染色體行為變化的認識以及非同源染色體的自由組合對配子類型的影響。

活動四、減數第二次分裂過程中染色體有哪些行為？形成的子細胞有無同源染色體？有無姐妹染色單體？子細胞的染色體組成有多少種類型？和有絲分裂的各個時期的染色體行為相似嗎？為什么？學生思考并通過實物投影展示自己的各個時期的染色體行為變化的模型，其他同學進行評價、比較。教師引導學生比較分析評價作品。目的是加深對減數第二次分裂染色體行為變化的認識，建立具有兩對同源染色體的初級性母細胞通過減數分裂產生配子的染色體組合的物理模型。

活動五、非姐妹染色交叉互換發生在什么時期？以一對同源染色體為例，學生操作并通過實物投影展示自己的作品，其他同學進行評價。目的是加深減數第一次分裂四分體時期非姐妹染色交叉互換對配子種類的影響。

五、拓展延伸

1、讓學生理解非同源染色體的自由組合和非姐妹染色交叉互換是配子多樣性的理論基礎。

2、通過比較并制作各個時期染色體行為變化模型，有意識地引導學生進行進一步構建染色體、DNA、姐妹染色單體變化曲線的數學模型，培養學生思維和探究的綜合能力。

這個模型的建立是以減數分裂中染色體變化這一重難點知識的學習為主線，以繪圖和實物模擬制作的方式構建減數分裂過程染色體變化的物理模型，嘗試通過模型建構活動找到突破重難點知識的方法和途徑。模型構建強化了學生對減數分裂過程染色體規律變化的印象，通過引導學生對物理模型的分析對比、綜合加工改造，從而建立染色體和DNA數目規律性變化的數學模型，達到對減數分裂本質深層次認識的目的，并運用模型來構建新的知識結構，使模型成為了學生認知結構的重要組成部分。

六、教學反思：

1、用不同顏色的紙卷成的小細棒做染色體，這樣的材料容易獲取，成本較低。

2、在做交叉互換時，可以用相應的水彩筆涂色來體現非姐妹染色單體的交叉互換。

3、小組之內分三小組合作用利于節省時間，加大課容量。

參考文獻：

[1]陳衛東.模型建構在高中生物新課程教學中的應用[J].教學與管理.2011，（2）：69-7

[2]普通高中新課程標準實驗教科書（必修一、二、三），人民教育出版社；