模型制作用于“減數分裂”一節的教學設計

沈海燕

摘 要：通過適當講解，讓學生自主構建模型，從而探究減數分裂過程，讓學生在自主構建模型的過程中掌握染色體的行為變化，在“做中學”中培養科學素養。

關鍵詞：減數分裂；模型構建；教學設計

一、教材分析

《減數分裂和受精作用》分為兩小節：《減數分裂》和《受精作用》。在減數分裂和受精作用過程中，起關鍵作用的是染色體行為和數目的變化，其中精子的形成過程既是重點又是難點，它是學生構建減數分裂模型的核心內容。

由于減數分裂和受精作用是微觀、動態、連續的變化，給準確認知帶來困難，因此成為教學的難點。因為學生已經有了有絲分裂的基礎，所以可以進行適當講解，先讓學生構建模型，然后針對模型中的缺陷進行改進、完善。學生通過模型制作對染色體有直觀的印象。

二、教學目的要求

簡明細胞的減數分裂并模擬分裂過程中染色體的變化，能說減數分裂發生的對象、時期、特點和結果。嘗試制作染色體模型，體驗“做中學”。

三、教學策略

總體思路是：要充分利用教材和生產生活中的實例，引導學生從教材或生活中提煉出問題，然后讓學生親自動手探究并歸納總結，讓學生在解決問題的過程中學習。

1.設置問題情境，引起興趣，引導學生進入學習新知識的氛圍

先請學生分析如果生物體通過有絲分裂的方式產生配子，引導學生回憶有絲分裂的實質是將親代細胞的染色體經過復制以后平均分配到兩個子細胞中，再通過推理分析得出生殖細胞的產生不可能以有絲分裂的方式進行，從而否定以前的假說，提出新觀點：生殖細胞的形成可能是通過其他形式進行的，而這種新的分裂方式要讓生殖細胞的染色體數目減半，這種分裂方式就是我們這節課所要學習的分裂方式——減數分裂。

2.模型構建

課件展示精子形成圖解，學生動手制作模型，讓學生拿出準備好的牛奶吸管，不同顏色代表同源染色體，一條來自于父方，一條來自于母方。如果采用課本上的橡皮泥容易成形但不太好展示，用圓形硬紙板代表精原細胞，以精原細胞染色體數2N=4為例，小組為單位模擬減數分裂各時期染色體行為。

在制作過程中，有的小組學生用膠帶將同種吸管的彎頭粘合起來，代表染色體的復制，用長頭發絲代表紡錘絲，將頭發用膠帶固定在吸管的彎頭上，通過拉動頭發絲帶動染色體的運動。比較有新意，但頭發絲易斷，所以在制作過程中可以使用黑棉線代替。

讓學生自己動手制作充分討論，學生制作討論時，教師巡視、觀察不同小組討論的結果，并選派小組代表到講臺講解本小組的模型制作思路，其他小組補充完善。通過動手操作讓學生具體體驗在減數分裂過程中染色體的變化，使抽象物質具體化。

小組合作制作模型是引發課堂互動的一個有效策略，在合作制作過程中，學生都處于一種相對放松的心理狀態下，組員間平等相待，能暢所欲言，不必擔心說錯話，因此特別容易激活學生的思維，為每一位學生提供了自我表現以及與同伴合作的機會，使其可以取長補短，在相互合作中共同取得進步，彼此將形成一個真正的“學習共同體”。

3.具體講解

減數分裂的實質是染色體數目的減半，在減數分裂的過程中染色體只復制一次，細胞連續分裂兩次。

a.精子的形成過程：精巢（哺乳動物稱睪丸）

減數第一次分裂

間期：染色體復制（包括DNA復制和有關蛋白質的合成）。

前期：同源染色體兩兩配對（稱聯會），形成四分體。

四分體中的非姐妹染色單體之間常常發生交叉互換。

中期：同源染色體整齊排列在細胞中央赤道板的兩側。

后期：同源染色體在紡錘絲的牽引下移向細胞的兩極，非同源染色體自由組合。

末期：細胞質均等分裂，一個初級精母細胞形成2個次級精母細胞。

減數第二次分裂（無同源染色體，間期無復制，很短，有的直接進入前期）

前期：染色體散亂地分布在細胞的中央。

中期：每條染色體的著絲點都排列在細胞中央的赤道板上。

后期：著絲點分裂，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體在紡錘絲的牽引下分別移向細胞兩極。

末期：細胞質均等分裂，每個次級精母細胞形成2個精細胞，最終共形成4個子細胞。

b.精子與卵細胞的形成過程比較

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c.有絲分裂和減數分裂圖像的識別誤區

（1）染色體數目的確定

染色體形態可分為單線型和雙線型（如右圖），當染色體復制完成后，就由單線型變為雙線型，無論哪一種形態，染色體的數目都等于著絲點的個數。只要數清著絲點的個數，染色體的個數就知道了。

（2）染色質、染色體、染色單體和DNA

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（3）同源染色體的確定

很多學生對于圖像的判斷錯誤就是由于不知道怎樣去判斷同源染色體。同源染色體的判斷依據有下面幾點：

①形態相同，即染色體上的著絲點位置相同。

②大小相同，即兩條染色體的長度相同。

③來源不同，即一條來源于父方，一條來源于母方（通常用不同的顏色來表示）。

④在減數分裂過程中能夠相互配對。

但應注意：姐妹染色單體經著絲點分裂形成的兩條子染色體不是同源染色體，而是相同染色體，它不滿足一條來自父方，一條來自母方。

實踐證明，在教學中能否引導學生進入一種最佳的學習情境是教學成敗的關鍵。講授減數分裂這部分內容時，應改變傳統的教學模式，而應用多媒體課件輔助教學，讓學生自己動手制作模型，可以把復雜的問題具體化，把抽象的問題形象化，動中有靜，靜中有動，給學生營造了一種良好的學習氛圍，激發了學生的學習興趣，使他們積極主動地參與到課堂教學中，從而大大提高了課堂教學效果。

（作者單位 江蘇省石莊高級中學）

？誗編輯 馬燕萍