減數分裂中染色體變化模型改進

人教版的新課標高中生物《遺傳與變異》第2章第1節，是安排學習減數分裂的基本知識。由于減數分裂是一個微觀、動態、連續的過程，給準確認知帶來一定的難度。

為了突破這一難點，在學生已有知識的基礎上，筆者設計將微觀變為宏觀教學活動，構建了減數分裂中染色體變化的模型。

該模型構建設計在理論上具有現象明顯的優點，但經過實際操作后，發現存在以下幾個方面的不足：

1.活動中使用的橡皮泥太軟且帶黏性，移動時必須拿起來，不能直接推動，有的粘連在紙上容易弄斷。

2.用白紙畫成細胞就已經固定了，中心體和紡錘體畫在紙上也不能改動，因此，不能實現動態、連續的過程。

3.開始就用橡皮泥做成染色單體，不能體現染色體的復制，不能體現同源染色體從配對到四分體的變化過程。

4.操作中橡皮泥容易粘在手上、衣服上，不衛生。

5.本次模型構建是為下一節課的內容打基礎，做完之后應該保存起來，然而，模型構建中所用的材料都無法達到這一要求。

針對上述弊端，我從模型構建所需材料等方面進行了改進與創新：

一、改進

1.用網絡線代替橡皮泥來做染色體，網絡線中的雙股線代替DNA的雙鏈。

2.用圓形小磁片代表著絲點，將雙股網絡線中段松散，把一粒小磁片嵌入其中，再用502膠粘合，使其可以在磁性白板上移動。

3.準備兩塊30cm×40cm的磁性白板，讓邊長40cm的一側對接，組成一個細胞，當染色體移向兩極時，便于將兩塊磁性白板分開，表示形成了兩個新的細胞，形象直觀。

4.做成的染色體因為著絲點是圓形小磁片，可以兩兩重疊（網絡線代表的染色體也是兩兩重疊，表示染色體已經復制），將小磁片稍作旋轉，重疊的網絡線隨即分開，便可表示出染色單體和一對同源染色體形成的四分體；并且小磁片可以隨意分開，用以表示減數第二次分裂時著絲點的分離。

5.用小磁片做中心體可以移動，紡錘體用水性碳素筆畫在白板上也容易擦掉和重畫。

6.帶有小磁片的染色體在磁性白板上的移動與固定是可操控的，且便于保存與重演，為下一節內容的學習做演示和引入。

二、所需材料用具

帶顏色的雙股網絡線，圓形小磁片，502膠水，30cm×40cm的磁性白板，水性碳素筆，白板刷，小鉗子。

三、模型構建操作過程

（一）活動準備

本活動由兩人一組合作完成。

1.先準備好紅色和黃色的雙股網絡線各4小段，圓形小磁鐵12粒；30cm×40cm的磁性白板2塊。

2.剪取雙股網絡線當作染色單體，其中2小段紅色染色單體長4cm，2小段紅色染色單體長6cm；2小段黃色染色單體長4cm，2小段黃色染色單體長6cm。

3.將剪取好的雙股網絡線中段松散，把一粒小磁片嵌入其中，擰緊后用502膠水粘合，小磁片代表著絲點。

4.把顏色、長度相同的兩條染色單體成對重疊放置，代表減數分裂開始時已完成復制的染色體。

5.將兩塊磁性白板的邊長40cm的一側邊框取下，讓兩塊磁性白板取下邊框的一側對接平放，形成一個初級精母細胞的輪廓，并可以容納所做的4條染色體。

6.用4粒小磁鐵代表中心體，并用碳素筆畫出紡錘體。

（二）模擬減數分裂中染色體數目及主要行為變化

1.把做好的染色體放在兩塊磁性白板組合的細胞內，讓長度相同、顏色不同的兩條染色體配對，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.將兩對染色體橫向排列在紡錘體中部赤道板的一側，黃色染色體放在另一側。雙手分別抓住并移動染色體的著絲點，使紅色和黃色的染色體分離，分別移向細胞的兩極。

3.將兩塊組合在一起的磁性白板分開，分別套上邊框，再各加上2粒小磁片代表中心體，并用碳素筆畫出紡錘體，代表兩個次級精母細胞；此時，已經移到細胞兩極的染色體分別進入這兩個新細胞中。

4.把新細胞中的染色體橫向排列在中央的赤道板處。將成對重疊的兩條染色單體分開——相當于著絲點分離。抓住圓形小磁片（即著絲點）的部位，把染色體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。然后，在兩極有染色體的部分畫出細胞輪廓，代表新細胞生成。

（三）模擬減數分裂過程中非同源染色體的自由組合

1.同活動二的方法步驟1。

2.將兩對染色體橫向排列在赤道板處，注意，這次要在赤道板的每一側放兩條不同顏色的染色體。

3.繼續活動二的3、4、5步驟，完成減數分裂全過程。

四、改進后的優點

用網絡線代替橡皮泥來做染色體，材料容易獲得，且網絡線是雙股線，可以代表染色體中DNA的雙鏈。

用圓形小磁片代表著絲點，將雙股網絡線中段松散，把一粒小磁片嵌入其中，可以在磁性白板上移動。

準備兩塊30cm×40cm的磁性白板，讓邊長40cm的一側對接，組成一個細胞， 當染色體移向兩極時，便于將兩塊磁性白板分開，表示形成了兩個新的細胞，形象直觀。

做成的染色體因為著絲點是圓形小磁片，可以兩兩重疊，稍作旋轉，便可表示出染色單體以及一對同源染色體形成的四分體；而且可以隨意分開，用以表示減數第二次分裂時著絲點的分離。

用長形小磁鐵做中心體可以移動，紡錘體用水性碳素筆畫在白板上也容易擦掉和重畫。

帶有小磁鐵的染色體在磁性白板上的移動與固定是可操控的，且便于保存與重演，為下一節內容的學習作演示和引入。

五、創新要點

1.取材方便

材料容易獲得，學校網絡系統的維修有很多廢棄材料。

2.操作容易

無論是演示同源染色體分離還是演示著絲點斷裂都很簡單，直接將小磁鐵推向兩極即可。

3.實用性強

因為著絲點是圓形小磁鐵，可以兩兩重疊，網絡線代表的染色體也是兩兩重疊，表示染色體已經復制；稍作旋轉，便可表示出染色單體以及一對同源染色體形成的四分體；并且可以隨意分開，用以表示減數第二次分裂時著絲點的分離。

4.設計嚴謹

直觀形象，增強了教學的趣味性，有利于幫助學生理解減數分裂過程中染色體數目和行為變化，還可培養學生自主探究的能力及嚴謹的科學態度。