模擬精子與卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教具

張德彪

(湖南省益陽(yáng)市桃江縣鸕鶿渡鎮(zhèn)中心學(xué)校 413402)

1 實(shí)驗(yàn)教具制作目的

通過(guò)模擬精子與卵細(xì)胞的隨機(jī)結(jié)合，理解生男生女的機(jī)會(huì)是均等的。

2 材料用具

透明小塑料瓶、透明塑料管(直徑略大于彈珠直徑)、紅色彈珠、黃色彈珠、剪刀、膠水等。

3 制作方法

①在小塑料瓶的瓶蓋上鉆1個(gè)小孔，用來(lái)插入塑料管；②用膠水將塑料管固定在瓶蓋上，使其一端與小塑料瓶?jī)?nèi)聯(lián)通；③在塑料管另一端固定1粒紅色彈珠；④用黑色材料遮蓋透明塑料管的過(guò)長(zhǎng)部分，預(yù)留1粒彈珠的空間，讓學(xué)生能夠觀察到與固定的那粒紅色彈珠結(jié)合的彈珠顏色；⑤在小塑料瓶中放入25粒紅色彈珠模擬含X染色體的精子，25粒黃色彈珠模擬含Y染色體的精子；⑥蓋上制作好的瓶蓋。如圖1。小瓶模擬子宮，上面的細(xì)管模擬輸卵管，細(xì)管中固定的一粒紅色彈珠模擬一個(gè)進(jìn)入了輸卵管的、成熟的卵細(xì)胞。

4 使用步驟

(1) 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，一位學(xué)生將裝置中兩種顏色的彈珠搖勻后，將裝置朝下倒立，使小瓶中的彈珠隨機(jī)進(jìn)入細(xì)管中與固定的那個(gè)模擬“卵細(xì)胞”相遇結(jié)合。學(xué)生觀察并記錄結(jié)合到一起的兩枚彈珠所代表的性染色體組成情況。

(2) 將裝置回正，使進(jìn)入細(xì)管中的那顆彈珠退回小瓶，搖勻后再朝下倒立，觀察并記錄結(jié)合到一起的兩枚彈珠代表的性染色體組成情況。重復(fù)上述步驟，共記錄10次(表1)。

表1 精子與卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合小組記錄表

(注： 將每次觀察到的結(jié)果在對(duì)應(yīng)空格打“√”)

(3) 全班統(tǒng)計(jì)各小組模擬精子與卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合的結(jié)果(表2)。

表2 精子與卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合全班統(tǒng)計(jì)表

5 創(chuàng)新之處

本模擬裝置教具對(duì)比教材中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)之處是：

(1) 材料成本較低，無(wú)論城鄉(xiāng)學(xué)校都可以就近取得，還可以廢物利用。

(2) 裝置簡(jiǎn)單易懂，制作難度低，3～5min可制作一個(gè)，可讓學(xué)生體驗(yàn)動(dòng)手的樂(lè)趣。

(3) 學(xué)生操作方便，可控性強(qiáng)，只須一搖一倒就可獲得一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。而教材中是讓學(xué)生在紙盒中隨機(jī)取一枚棋子，難免受人為因素的影響，尤其是對(duì)于有選擇綜合癥或選擇強(qiáng)迫癥的學(xué)生影響更大。而本教具的設(shè)計(jì)完全排除這種可能，排除人為干擾，能更好地體現(xiàn)在自然生殖過(guò)程中生男生女是不可人為控制的。

(4) 本實(shí)驗(yàn)裝置中固定了一個(gè)紅色彈珠來(lái)模擬卵細(xì)胞與實(shí)際人類生育過(guò)程中女性每月一般只成熟1個(gè)卵細(xì)胞進(jìn)入輸卵管這一情況相符，而不是教材中20枚“精子”與20枚“卵細(xì)胞”隨機(jī)結(jié)合。

(5) 本實(shí)驗(yàn)裝置兼顧復(fù)習(xí)人教版教材七年級(jí)《生物學(xué)》(下冊(cè))第4單元第1章第2節(jié)“人的生殖”一節(jié)的相關(guān)知識(shí)。尤其是防止學(xué)生容易想當(dāng)然地認(rèn)為精子與卵細(xì)胞是在子宮結(jié)合這一誤區(qū)，本設(shè)計(jì)裝置形象地解釋精子與卵細(xì)胞是在輸卵管結(jié)合的這一知識(shí)點(diǎn)。

(6) 本實(shí)驗(yàn)裝置直觀地顯現(xiàn)人類一次生殖行為中，一般只有一個(gè)成熟的卵細(xì)胞，而精子有上億這一特點(diǎn)，而只有一個(gè)精子能幸運(yùn)地與卵細(xì)胞結(jié)合，一旦有一個(gè)精子與卵細(xì)胞結(jié)合，另外的精子就不可能再結(jié)合這一事實(shí)，向?qū)W生傳授生命進(jìn)化中競(jìng)爭(zhēng)這一本質(zhì)。也可向?qū)W生傳授生命的奇跡，引發(fā)學(xué)生的自信心。每位學(xué)生在生命誕生之初，父母就給你最強(qiáng)大、最優(yōu)秀的基因。

(7) 實(shí)驗(yàn)還設(shè)計(jì)了2個(gè)統(tǒng)計(jì)表格，充分地運(yùn)用統(tǒng)計(jì)法在學(xué)習(xí)中的工具作用，也更好地體現(xiàn)小組數(shù)據(jù)與全班統(tǒng)計(jì)的差別，這也就解釋了教材中課后習(xí)題第4小題的問(wèn)題： 小組數(shù)據(jù)可看作是一個(gè)多子女家庭中男女的比例，而全班統(tǒng)計(jì)就可看作是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)中人口的男女比例。

(8) 教材的設(shè)計(jì)中是一位學(xué)生取一枚棋子代表精子，另一位學(xué)生取一枚棋子代表卵細(xì)胞讓其結(jié)合，若是做實(shí)驗(yàn)中取棋子的學(xué)生是一男一女，難免會(huì)引發(fā)尷尬，而本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能很好地避免這一情況的發(fā)生。