模擬減數分裂過程中染色體變化的新方法

文件編號：1003—7586(20lO)04—0036—02

用模型模擬許多生物學現象時，往往會使這些現象變得易于理解。現行多個版本的教科書《遺傳與進化》模塊中大多設置了減數分裂中染色體變化的模型建構活動，因其能化微觀為宏觀，對形成減數分裂過程中染色體數目和行為變化的直觀印象，突破配子多樣性等難點有極高的價值。但本模型建構活動兩人一組合作完成，對材料的需求量較大，因此，如何使模型建構更加簡便易行，又能節約成本也是應當考慮的問題。

筆者對現行各版本高中新課標教材比較發現，該建構活動的取材多為橡皮泥、細鐵絲，或帶有不同顏色皮圈的鉛絲及木框等，色彩鮮艷、易于塑形，但造價偏高，模擬過程較復雜，筆者在教學實踐中，只用不同顏色的紙片甚至舊報紙即可較好地完成了該建構活動，現簡述如下。

1 材料用具

不同顏色的書寫紙、廣告紙或舊報紙、剪刀(若由教師準備材料，學生可不必準備剪刀)。

2 染色體的剪裁

取邊長大于或等于10cm的不同顏色的兩張紙，疊加后對折，按圖1中方法剪裁(注意：染色體兩臂相連處，即著絲點區域保留折痕)，展開后即可獲得一對同源染色體(圖1中c)。依此法，改變尺寸后可獲得另外一對同源染色體。還可將同種顏色的一對同源染色體按圖2的方法涂色，從而獲得發生交叉互換后的四分體。

3 模擬過程

染色體的變化是減數分裂這一課題的重點和難點，它是理解減數分裂過程、理解遺傳和變異以及配子多樣性的關鍵。利用上述材料和方法可以順利地模擬復制、聯會、交叉互換、分離和組合、平均分配及著絲點分裂等行為，具體的模擬過程如表1所示。

4 優勢所在

盡管教師可用現代教育技術手段，運用動畫對以上過程進行模擬，但畢竟難以達到學生親手實踐所取得的效果。因此，模型模擬具有獨特的價值。筆者所嘗試的這種模擬方法除能達到現行教材模擬方法所能達到的效果外，還具有以下優勢：

(1)材料易得，成本低廉，符合“教師應創造條件、就地取材、因陋就簡地開好生物實驗”的理念。

(2)方便大規模使用，可使每個學生都擁有一對染色體，提高參與度。可以實現同桌之間的合作學習，通過分工，每人控制一對同源染色體的行為，便于模擬非同源染色體間的自由組合。

(3)與將兩段橡皮泥條的中部粘起來表示染色體的復制相比，本方法通過將合著的染色體展開獲得中部相連的兩染色單體(圖1中e-d)，符合姐妹染色單體因復制而成這一事實，更具真實性和科學性。而且，通過將相連的折痕輕輕撕開模擬著絲點的分裂，會給學生留下深刻的印象。

(4)通過圖2的涂色方法即可體現交叉互換現象，無須斷開和重新粘貼，也沒有必要用水彩筆之類的文具，只需用常用的書寫工具通過涂色與不涂色即可體現染色體片段的來源。

(5)若由教師準備材料，可通過多張紙疊放，一次即可裁出大量的染色體。而且不必太在意其尺寸，只要保證每位學生得到的兩條染色體形態大小相同即可。若同桌之間染色體相同了，則可由學生自行撕去一小段即可，這樣學生不用準備任何特殊的器材和文具。