細胞分裂演示模型在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用

于濤

摘 要： 通過自制教具，利用模型建構(gòu)的方法，把高中階段能利用染色體加以演示的章節(jié)以實物形式展現(xiàn)出來，教師演示講解與學(xué)生分組探究相結(jié)合，加深對知識點的理解與整合。

關(guān)鍵詞： 高中生物 細胞分裂演示模型 教學(xué)應(yīng)用

一、設(shè)計背景

新課程提出了模型建構(gòu)的方法，結(jié)合新課程標準的實施，我設(shè)計了“細胞分裂演示的模型”，在“細胞的有絲分裂”、“減數(shù)分裂和受精作用”、“染色體變異”等章節(jié)的教學(xué)中效果顯著，使學(xué)生對與染色體有關(guān)的知識點理解更深刻，對知識框架的搭建影響意義深遠。

二、教學(xué)目標

1.知識方面

（1）通過活動進一步理解有絲分裂、減數(shù)分裂過程中染色體行為和數(shù)目的規(guī)律性變化，識別并繪制模式圖。

（2）說出染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異。

（3）通過有絲分裂與減數(shù)分裂、染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異的橫向聯(lián)系，更好地掌握細胞分裂演示模型在高中生物教學(xué)中的運用。

2.能力方面

（1）通過模型建構(gòu)活動，理解模型方法的重要作用，在以后的學(xué)習(xí)和生活中應(yīng)用這一重要方法解決實際問題，提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。

（2）提高學(xué)生的分析歸納能力和實驗探究能力，有利于學(xué)生直觀學(xué)習(xí)和掌握減數(shù)分裂中染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變化，同時培養(yǎng)動手能力，啟發(fā)思維。

（3）學(xué)習(xí)用曲線圖描述DNA和染色體數(shù)量的變化規(guī)律。

3.情感態(tài)度價值觀

（1）通過對染色體行為變化的分析，對學(xué)生進行科學(xué)原理、科學(xué)態(tài)度的教育，使之學(xué)會用辯證唯物主義的觀點正確對待自然界。

（2）通過對細胞周期及有絲分裂過程中DNA和染色體的規(guī)律性變化的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對生命的運動性、對事物發(fā)展變化過程中由量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)化等哲學(xué)問題有正確認識。

（3）培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，激發(fā)學(xué)生探索熱情，是學(xué)生關(guān)注染色體加倍對人類未來的發(fā)展影響。

三、適用課型

新授課、實驗探究課、習(xí)題課、高三備考的一、二、三輪復(fù)習(xí)等。

四、教學(xué)方法

講授法、演示法、探究法。

五、教材分析

人教版必修1第六章第1節(jié)細胞的增殖一節(jié)中關(guān)于真核細胞的分裂有三種方式：有絲分裂、減數(shù)分裂和無絲分裂。其中有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體的行為和數(shù)量變化是理解細胞分裂過程的難點所在。本節(jié)課以有絲分裂過程中染色體的行為和數(shù)量變化為基礎(chǔ)，使學(xué)生全面認識與細胞分裂有關(guān)知識，并具備建立簡單模型的能力，為后面學(xué)習(xí)人教版必修2第二章第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用、第五章第2節(jié)染色體變異等知識奠定基礎(chǔ)。為突出細胞分裂過程中染色體行為、結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變化在前后章節(jié)中的內(nèi)在聯(lián)系，我制作了形象直觀、科學(xué)準確、方便實用的教具——“細胞分裂演示模型”，現(xiàn)對細胞分裂演示模型在高三備考中的應(yīng)用情況進行匯總。

六、課前準備

1.材料用具

毛根（黃色和紅色兩種）模擬染色體之用，有絲分裂、減數(shù)分裂各時期的演示背景（電腦噴繪出的植物細胞有絲分裂各時期的細胞分裂輪廓，動物細胞減數(shù)分裂第一次分裂和減數(shù)第二次分裂細胞輪廓，畫出中心體和紡錘體，紅色綠色毛根若干，表示染色體，其中紅色表示來自母方，綠色表示來自父方。）。

2.活動準備

活動議題：如何用毛根模擬有絲分裂過程中各時期的染色體的行為和數(shù)目變化；高中階段能用此模型演示的章節(jié)或知識內(nèi)容有哪些？

任務(wù)分配：把全班學(xué)生分若干個小組，分別對確定的議題進行討論、設(shè)計實施方案。

七、教學(xué)過程

1.導(dǎo)入

教師利用毛根和植物細胞有絲分裂各時期的細胞分裂輪廓演示背景圖講解有絲分裂過程。首先將植物細胞有絲分裂間期、前期、中期、后期、末期的輪廓演示背景圖粘貼在黑板上，用毛根模擬染色體逐一進行講解并在黑板上張貼演示，讓學(xué)生予以參照。

2.學(xué)生活動

（1）模擬減數(shù)分裂中染色體的數(shù)目及主要行為的變化。

①把事先做好的毛根放在畫好的細胞輪廓內(nèi)，讓長度相同、顏色不同的兩條毛根配對，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將兩對顏色不同的毛根以上下兩排的形式排列在紡錘體中部赤道板處，紅色毛根放在赤道板的一側(cè)，黃色毛根放在另一側(cè)。

③移動毛根的連接點，使紅色和黃色的毛根分離，分別移向細胞的兩極。

④出示兩個次級精母細胞的輪廓，將已經(jīng)移到細胞兩極的毛根分別放到這兩個新細胞中。

⑤把新細胞中的毛根以單排的形式排列在細胞中央的赤道板處，平均分開每條毛根連接點，把毛根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(fā)生的那樣。

（2）模擬減數(shù)分裂過程中非同源染色體的自由組合。

①同活動一的方法步驟1。

②兩對顏色不同的毛根以上下兩排的形式排列在紡錘體中部赤道板處，注意：這次要在赤道板的每一側(cè)放兩條不同顏色的毛根。

③繼續(xù)活動一的3、4、5步驟，完成減數(shù)分裂全過程。

（3）有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體/DNA數(shù)目變化曲線與個時期的對應(yīng)關(guān)系。

①根據(jù)有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體/DNA數(shù)目變化繪出細胞核中的染色體/DNA的數(shù)目變化曲線及每條染色體上的DNA數(shù)目變化曲線。

②根據(jù)曲線再在X軸下構(gòu)建出各時期的細胞分裂模型。

問題討論與升華：染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異后在減數(shù)分裂過程中的特殊構(gòu)象在近年高考試題中經(jīng)常出現(xiàn)，如何通過細胞分裂演示模型加以演示？參照以下圖形探究。

通過細胞分裂演示模型的多次應(yīng)用，切實使學(xué)生更好地掌握細胞分裂演示模型在高中生物教學(xué)中的運用。激發(fā)探索熱情，同時培養(yǎng)動手能力，開發(fā)思維，提高學(xué)生的分析歸納能力和實驗探究能力進而提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。但面向全體學(xué)生，使每位學(xué)生都參與探究，在發(fā)揮創(chuàng)新精神方面還有所欠缺。