動物細胞減數分裂演示教具的制作及使用

常水晶

進入計算機信息化時代后，多媒體技術在生物教學中得到廣泛應用。運用多媒體教學可以直觀的展示生物的動態變化，但是演示過程快，學生很難把握重點。筆者認為使用自制教具依然是當今多媒體教學的重要補充手段，對提高學生生物學學習興趣，幫助學生理解生物學知識具有重要作用。

1 設計思路

“減數分裂”是高中生物教學中的重點內容之一。它以細胞學知識、染色體知識、有絲分裂知識、生殖種類知識為基礎，既是生殖細胞形成的基礎，又是遺傳和變異的細胞基礎。由于減數分裂是一個比較抽象的過程，學生在學習過程中對同源染色體、四分體的概念以及染色體行為的變化規律的理解較為困難，其中染色體行為的變化規律既是難點又是重點，初學者對此缺乏感性認識，難以抓住其本質。基于上述原因，筆者考慮制作直觀的教具模型將染色體的變化過程動態展現出來，使學生通過親自操作教具，掌握減數分裂過程及相關知識。

2 材料用具

A3白紙、A3硬紙板、兩種顏色的卡紙、黑色線繩、白色彈力繩、紐扣磁鐵、固體膠、剪刀、針線。

3 制作方法

（1） 根據A3白紙的大小，將不同時期的細胞結構（包括細胞膜、核膜、核仁、中心體）打印在A3白紙上，將打印有不同時期細胞的紙張分別粘貼在A3硬紙板上。

（2） 用兩種不同顏色的卡紙代表兩種同源染色體，同種顏色大小不同的染色體代表來自同一方的不同染色體。每種卡紙用剪刀剪成細線狀、波浪狀、棒狀紙條若干。細線狀的代表染色質，波浪狀的代表染色質向染色體的過渡階段，棒狀的代表染色體。

（3） 在標有精原細胞圖板的相應位置粘貼等量兩種顏色的絲狀紙條，表示精原細胞通過有絲分裂增殖（紙板1）。

（4） 將兩條同種顏色的波浪狀紙條粘在一起，代表每一條染色體上含有兩條姐妹染色單體，此時精原細胞復制后已形成初級精母細胞（紙板2）（圖1）。

（5） 用黑線把兩條棒狀染色體十字交叉縫在一起，把十字交叉的染色體用黑線固定于中心體處，在背面留有一定的活動黑線，使染色體可以通過對黑線的拉拽分布在細胞的不同位置，每對同源染色體之間用白色的彈力繩連接，以保證同源染色體的相應動態變化順利進行（紙板3）。

（6） 為幫助學生更好的理解減數第一次分裂的后期同源染色體分離、非同源染色體自由組合的不同情況，相應制作兩種教具（圖2）。

（7） 2個后期細胞采用折紙的方式，隱藏部分細胞，剩余部分連成一個細胞，展示第一次及第二次分裂后期，通過拉伸把隱藏部分的細胞顯示出來，細胞就變成縊裂的后期。

（8） 把帶紐扣磁鐵的兩部分分別隱藏在姐妹染色單體的著絲點處，通過磁性吸在一起，染色體的著絲點斷裂是通過黑線的牽引使磁鐵分開移向兩極。

（9） 減數第二次分裂的末期、精子變形過程采用繪制出細胞的結構（細胞膜、核膜、核仁），粘貼相應時期染色體的方式呈現。

4 使用方法

（1） 展示動物細胞2N=4的生物，體細胞（精原細胞）結構及通過有絲分裂不斷使細胞數量增多（紙板1）。

（2） 展示細胞的結構（細胞膜、核膜、核仁），用不同顏色的卡紙代表攜帶姐妹染色單體的同源染色質散亂的分布在細胞中（紙板2）。

（3） 兩條同源染色體在相連的細繩拉扯及重力的作用下會表現出聯會的四分體（減Ⅰ前），通過拉拽星射線（黑線）使染色體排在細胞中央（減Ⅰ中），拉伸紙板使隱藏在后面的部分顯示（減Ⅰ后），攜帶染色單體的染色體分別移向兩極。紙板3共有兩組，可以分兩組演示減Ⅰ后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合對子細胞中染色體的影響（紙板3）。

（4） 由于減Ⅰ后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合的情況不同，所以產生的子細胞中染色體的組成也不同，因此紙板4也分為兩組，放松黑線使染色體隨機自然的分布在細胞中（減Ⅱ前），拉動黑線使染色體的著絲點的位置移動到細胞的中央（減Ⅱ中），拉伸紙板使隱藏在后面的部分顯示，染色體的著絲點自然分開（減Ⅱ后）（紙板4）。

（5） 由于減Ⅰ后染色體的分配情況不同，所以減Ⅱ后產生的精細胞也有不同情況，分兩組展示（紙板5）。

（6） 完成減數分裂后，精細胞需要變形才能形成具有生殖功能的精子，分兩組展示（紙板6）。

5 教具特點

本套教具設計的創新之處在于直觀地演示了動物細胞減數分裂過程中不同時期的染色體數量與行為變化，使抽象的細胞減數分裂中染色體的變化動態化、具體化，以細胞的名稱作為分界，便于學生記憶。教師在教學中，將本套教具，與多媒體技術聯合使用，可以幫助學生理解減數第一次分裂前期同源染色體的交叉互換、減數第一次分裂同源染色體分離和非同源染色體的自由組合等過程，使教學更為形象直觀、生動有趣。本套教具制作材料低廉，制作方法簡單，演示操作方便，特別適合受到教學硬件限制的學校。