“染色體組”紙質模型的改進以及無子西瓜模型的應用

郭佩

在閱讀了一篇文章《“染色體組”核心概念教學中應用紙質模型突破難點》后，筆者深有同感，但是有一些不同的做法在此與同行進行交流。“染色體組”這一核心概念的理解難度較大，有些學生直到高中畢業，還是不甚理解。所謂百聞不如一見，如果教師能讓學生嘗試制作染色體組模型，并在課上進行展示交流，興許思維的碰撞會取得更好的教學效果。

1 染色體組紙質模型改進

1.1 課前準備

1.1.1 材料準備

紅、黃磁力貼紙各一張（A4），剪刀，夾子，黑色記號筆。

1.1.2 模型制作

教師提前購買磁力貼紙數張，按照生物小組分發。每個小組黃色和紅色的磁力貼紙各一張、一個夾子、一把剪刀和一只黑色記號筆。教師布置任務：閱讀人教版必修2教材第92頁，通過復習參考圖5-8、圖5-9制作雄果蠅染色體模型。班級42名學生分為7個小組，每6名學生分工合作，小組長組織小組成員一起閱讀，然后探討方案，并派出1名中心發言人課上展示。

教師提示：① 不同顏色的磁力貼紙剪成的染色體可以代表什么？② 同源染色體的大小、形狀有何特點？③ 夾子有何用途？學生經小組討論后可以初步得出：① 不同顏色的磁力貼紙剪成的染色體可以代表來自父方和母方的同源染色體；② 同源染色體大小形狀一般都相同；③ 可以用夾子夾住兩張磁力貼紙，剪成一模一樣的染色體。細心的學生會發現XY雖為同源染色體，但是大小形狀差別較大，Y比X要長，因此在操作時要格外注意。

1.2 課上小組展示交流

首先，教師在黑板上畫出圓形的精原細胞，并利用課堂抽簽器選擇小組展示：小組長在精原細胞內貼出制作的染色體模型（圖1）。隨后由小組中心發言人對模型做出解釋：在精原細胞中，有8條染色體，4對同源染色體，其中Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ染色體是3對常染色體，X、Y染色體是與性別決定有關的性染色體。

在學生明確染色體組成后，教師追問：① 精原細胞進行減數分裂形成幾個精細胞，共有幾種類型？② 精細胞中有幾條染色體？③ 分別是哪幾條？教師留出3～5 min讓學生思考討論，并由小組長上前展示，學生展示結果（圖2）。其他小組學生可能會有不同的結果，也可上黑板展示，教師趁機提問：① 哪個模型是正確的？② 精細胞的染色體是否一定全部來自于父方或母方？③ 精細胞中染色體是什么關系？它們的形態和功能是否相同？這些問題使學生很容易聯想到減數分裂過程中同源染色體分離，非同源染色體自由組合的現象，因此可使學生認同精細胞中染色體顏色組成的隨機性，也為染色體組概念的提出埋下伏筆。

此時，學生根據模型很容易得出：精細胞中應該有4條染色體（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y），它們的形態功能各不相同，是一組非同源染色體。教師將一個精細胞中的Ⅱ號移入到另一個精細胞中，提問：① Ⅲ、Ⅳ、X是一個染色體組嗎？② Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y是一個染色體組嗎？教師提示：染色體是遺傳物質的載體，基因在染色體上呈線性排列，那么丟失了染色體是不是意味著基因丟失了。基因可控制生物的生長、發育、遺傳和變異。

師生共同歸納染色體組的概念：細胞中的一組非同源染色體，它們在形態、功能上各不相同，但共同控制生物的生長、發育、遺傳和變異，這樣的一組染色體被稱為一個染色體組。

2 無子西瓜模型初試

2.1 課前準備

教師從網上下載圖片包括西瓜葉片、（雄花、雌花）多枚、切開的西瓜（有子、無子）、西瓜種子以及西瓜皮，用打印機進行彩打。學生參照教材，查閱資料，了解有關無子西瓜的背景知識。

2.2 課上小組展示交流：

2.2.1 思考探究

教師用課件展示探究問題：① 如何才能得到三倍體無子西瓜，需要幾年？② 無子西瓜為什么沒有種子，真的一粒也沒有嗎？③ 有無其他的替代方法？④ 秋水仙素處理后，該幼苗所有細胞都有4個染色體組？⑤ 兩次授粉的目的有何不同？學生站立討論3～5 min，討論完的小組可以坐下。

2.2.2 貼圖展示

教師采用隨機抽簽的方法從小組中選擇代表到講臺上利用無子西瓜模型（圖3），一邊展示一邊描述無子西瓜培育過程。在學生展示過程中課堂氣氛非常活躍，尤其是中間圖片上西瓜皮揭開的瞬間，學生立刻興奮起來，他們很驚訝瓜皮下的西瓜第一年有子、第二年無子。該模型使用很成功，取得了很好的教學效果。

新課程理念強調以學生為主體，教師為主導。在染色體數目變異的教學過程中，筆者使用了改進的染色體組模型以及初步嘗試制作無子西瓜模型。每位學生在教師的指導下，都能夠獨立完成模型制作和課堂展示的過程。學生不僅理解了課堂內容，同時提高了學習生物科學的興趣。在今后的教學中，筆者將繼續嘗試設計模型制作的作業，讓學生親身體會生物學的魅力。