高三減數分裂專題復習中培養學生的思維能力

縱觀近幾年江蘇省的生物高考題，發現其越來越呈現出“層層設卡，題題把關，水銀落地，無孔不入”的特點，即不僅注重對生物學科基礎知識的考查，而且考查學生的思維能力。這就給教師傳遞了一個非常強烈的信號，在教學中注重基礎知識的同時更要注重培養學生的思維能力。高三復習是對獲得知識的再認識，是“重組”訓練，是思維能力提升的過程，不是簡單的重復、疊加。

而減數分裂這個專題向來是高中生物的重點和難點之一，如何在這部分內容的復習中培養和提升學生的思維能力？以下是筆者的一些心得。

一、 培養學生思維的深刻性

1.突破核心概念，培養學生思維的深刻性

在減數分裂這個專題中，同源染色體是個非常重要的概念，必須攻破。在復習同源染色體時，首先結合教材中的定義，讓學生以此來分析其中的含義。教材中是這樣定義的：一條來自父方，一條來自母方，形狀、大小、結構一般都相同的兩條染色體稱為同源染色體。然后出示下列說法，讓學生來辨析其正確與否。（1）同源染色體都是大小一模一樣的（×）；（2）聯會的兩條染色體是一對同源染色體（√）；（3）減數第一次分裂分到細胞兩極的是非同源染色體（√）；（4）一條來自父方，另一條來自母方的染色體是同源染色體（√）；（5）同一個染色體組里的染色體都是非同源染色體（√）。通過這一系列說法的辨析，引導學生歸納出同源染色體要具備三個條件：（1）形態、大小和結構一般都相同；（2）一個來自父方，一個來自母方；（3）在減數分裂中能夠兩兩配對即聯會。只有符合這三個條件或是后兩個條件的才是同源染色體。并且領悟到同源染色體也是有大小不同的。如男性體細胞中含有一對性染色體，稱為X染色體和Y染色體，X染色體較大，Y染色體就比較小。

通過把同源染色體這一概念多方位分解成很多知識點，并精細化成為具有一定梯度和邏輯結構的問題鏈，從而使學生對同源染色體這一概念理解深刻而且牢固。

在分析同源染色體這一核心概念時，還要注意與姐妹染色單體作區分，還要滲透染色體組的概念，使學生的理解更加深入。

2.因勢利導，逐漸深入問題的本質，培養學生思維的深刻性

在復習了2n=4的精原細胞減數分裂整個過程的細胞圖像之后（精原細胞的圖見圖1），可以讓學生分析：在減數第一次分裂的時候，同源染色體分離，那么非同源染色體就可以表現為自由組合。既然是自由組合，那么可以有幾種組合情況呢？學生很容易分析出有兩種可能：分別是1號染色體和3號染色體組合、2號染色體和4號染色體組合或者1號染色體和4號染色體組合、2號染色體和3號染色體組合。也就是說，一個精原細胞正常情況下可以產生4個精子，即只有2種類型的精子，分別是1和3、2和4或者是1和4、2和3。然后引導學生思考為什么一個精原細胞減數分裂只能產生2種精子，關鍵在于減數第二次分裂是同一條染色體上的兩個姐妹染色單體分開，而同一條染色體上的兩個姐妹染色單體是經過復制以后形成的，所以一般情況下是一模一樣的。然后引導學生分析得出結論：許多個這樣的精原細胞即該生物一共可以產生很多個精子，種類為1和3、2和4、1和4、2和3共4種。

學生理解了上述知識以后，又出示一精原細胞（在1和2號染色體上分別標上A、a這一對等位基因，在3和4號染色體上分別標上B、b這一對等位基因），讓學生來分析該精原細胞可以產生哪幾種精子。該精原細胞還是2n=4，但是在1和2號染色體上分別有A和a這一對等位基因，在3和4號染色體上則有B和b這一對等位基因。通過把基因定位在染色體上讓學生分析產生精子的種類，為以后復習遺傳時產生配子的種類打下基礎。由于前面已經強調一個精原細胞正常情況下能產生4個精子，2種類型。所以面對這一問題學生都能回答，該精原細胞能產生4個精子，種類是2種分別是Ab、aB或者AB、ab。該生物能產生很多個精子，種類是4種分別為Ab、aB、AB、ab。

學生理解一個精原細胞產生精子的數量和種類之后，出示另一精原細胞圖2，該精原細胞含有三對同源染色體，讓學生分析該精原細胞能產生幾個精子和幾種精子。學生的思維馬上被調動起來，紛紛動手在紙上寫起來。通過分析，學生得出答案：該精原細胞可產生4個精子，種類是2種。該生物可產生精子的種類是23即8種。通過分析三對同源染色體的精原細胞產生精子的數量和種類，進而引導學生總結染色體數目為2n的精原細胞產生精子的種類，得出結論：一個染色體數目為2n的精原細胞，可以產生4個2種精子。很多個精原細胞即該生物可產生精子的種類是2n種。

然后在此基礎上，又出示一精原細胞（見圖3），該精原細胞含有兩對同源染色體，在1和2這對同源染色體上有A、a和B、b這兩對等位基因，在3和4這對同源染色體上有D、d這對等位基因，讓學生分析該精原細胞產生精子的數量和種類。通過分析該精原細胞產生精子的種類，讓學生深刻理解精原細胞產生精子的種類是由同源染色體的數目決定的，而不是基因。

然后給學生介紹有關同源染色體的非姐妹染色單體之間發生的交叉互換，讓學生自行得出結論：如果在減數第一次分裂的四分體時期發生同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換，那么一個精原細胞就能產生四種精子，而不是兩種。根本原因在于通過交叉互換使得同一條染色體上的兩個姐妹染色單體變得不一樣了，所以產生的4個精子種類也不一樣。因此，進一步得出結論：一個精原細胞產生2種精子，前提是不發生交叉互換。如果發生交叉互換，那么一個精原細胞就能產生4種精子。一個染色體數目為2n的生物可產生精子的種類是2n種，前提是不發生交叉互換。如果發生了交叉互換，那么產生精子的種類就遠遠大于2n。

通過這樣層層遞進，學生的思維不斷地被調動起來，直達問題的本質，而且通過這樣深入誘導，學生對這部分知識的理解肯定會非常深刻，掌握比較透徹。

圖1 圖2 圖3

二、培養學生思維的廣闊性

在減數分裂這個專題的復習中，可以結合其他相關的知識，培養學生思維的廣闊性。如可以結合性染色體的特點，進一步認識并注意區分有絲分裂和減數分裂的圖像。通過出示下列圖像（圖4和圖5），讓學生來分析、判斷和識別。在圖4中，可以引導學生分析圖中的4條染色體的形狀和大小，是不是屬于同源染色體。學生通過仔細觀察，發現4條染色體不一樣。其中2號和4號是最為明顯的，1號和3號雖然乍一看差不多，但仔細看看還是不一樣的。因此得出結論：屬于非同源染色體，只能是減數第二次分裂的中期。而圖5中的4條染色體，雖然2號和4號染色體的形狀和大小是不一樣的，但是1號和3號的形狀、大小是一樣的，而且一條涂黑，一條涂白，可以斷定這是一對同源染色體。既然1號和3號是一對同源染色體，那么2號和4號也只能是一對同源染色體，且是一對性染色體。引導學生分析到這里，趁勢而上，讓學生分析是不是所有的生物都有性染色體呢？這時可以滲透性染色體的概念。最后提問：水稻有12對24條染色體，果蠅有4對8條染色體。那么他們分別有幾種形狀和大小的染色體呢？通過這樣的循循善誘，學生的思維一步一步地跟了上來，得到了鍛煉和提高，并且會開闊視野，有助于培養思維的開闊性。

圖4圖5圖6

在識別減數分裂和有絲分裂的圖像時，還可以滲透多倍體和二倍體的知識。例如可以首先提問學生：是不是所有處于減數第二次分裂的生物細胞都沒有同源染色體？學生的思維被調動起來，紛紛討論：不是說減數第一次分裂是同源染色體分離嗎？那當然到減數第二次分裂就沒有同源染色體了，難道還有其他可能嗎？在學生百思不得其解的時候，教師適時給予點撥：前面我們學習的是幾倍體生物？是不是2n=4的生物？說明在該生物體細胞中有2對同源染色體共4條染色體。所以在減數第一次分裂時同源染色體分離，到減數第二次分裂就不存在同源染色體了。至此學生恍然大悟，紛紛給出自己的理解：如果本來是多倍體生物，那么在減數第二次分裂中仍有同源染色體存在。原來前面學習的結論是有前提的，那就是二倍體生物。然后出示圖6，讓學生分析該細胞處于什么分裂的后期。通過這樣的教學，學生很容易分析出這是減數第二次分裂的后期，而不是有絲分裂的后期，分裂出來的生殖細胞中仍有同源染色體，因為該生物是4倍體。

三、 培養學生思維的嚴謹性

在討論產生配子的種類時，可以培養學生思維的嚴謹性。如可以這樣提問學生：2n=4的生物的一個精原細胞可以產生幾種精子？有的學生回答是2種，有的學生回答是4種。教師就可以適當提示學生要注意前提，引導學生完善結論：在不考慮交叉互換的前提下，一個精原細胞可以產生2種精子，如果發生交叉互換，那么一個精原細胞可以產生4種精子。

還要注意一個精原細胞產生精子的種類與很多精原細胞產生精子的種類之間的不同。2n=4的生物在不考慮交叉互換的前提下，一個精原細胞只能產生2種精子，但很多個精原細胞就不同了。很多個精原細胞即該生物一共可以產生22=4種精子。

(責任編輯 廖銀燕）

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