活用“電線”突破細胞增殖的教學難點

朱進

【摘 要】常規生物課在講解細胞增殖這一節內容時，主要通過教師畫圖，PPT投影動畫，但學生掌握情況不佳。本文嘗試運用生活中最常見的電線，巧妙突破本節的教學難點。

【關鍵詞】高中生物；細胞增殖；難點突破

細胞增殖這節內容在高中生物的學習中是一節重點內容。本節可與后面要學的DNA的復制和染色體變異有著密切的關聯性，故在高考中也是常考的知識點。但本節內容概念較多，曲線圖較抽象，學生對于知識的理解存在很大的難度。電線是生活的的常見物，取材容易，具有一定的韌性，易定型，易操作。本人在教學中嘗試運用生活中常見的電線，突破本節教學難點，教學效果明顯。

1.教具準備

學生從家中帶長度為30厘米，顏色為紅色和綠色的單股硬銅線各兩根。將每根銅線的中點打一個“結”，把它比喻成染色體的著絲點。

2.本節難點和突破方法

2.1染色體、染色質和染色單體之間的關系

染色體是染色質經過高度螺旋化，縮短變粗形成的桿狀結構。染色體變成染色質是一種形態上的變化，其質和量在變化的過程中并未發生任何改變。

常見問題：染色質在高度螺旋化的過程中形成了姐妹染色單體。

錯因剖析：不能理解并記住染色體在間期已經復制了，間期已經存在染色單體。

突破方法：取出一根電線，代表復制之前的染色體的樣子。然后將另一條相同顏色的電線從“結”的中間穿進去，使兩個“結”變成1個“結”。該過程可以看作為染色體的復制。再將”結”兩側盤繞起來。染色質就變成了圓柱狀的染色體。學生通過親自動手操作來體會前期染色體只是形態變了而已，姐妹染色單體在變化前后始終存在。

2.2染色體、DNA、蛋白質之間的關系

染色體是構成細胞的一種重要的結構，其本身由DNA和蛋白質組成的。存在于真核細胞的細胞核中。

常見問題：很多學生固執的認為間期DNA復制了，染色體也復制了，所以染色體復制后必然造成染色體數目加倍。

錯因剖析：對于染色體和DNA兩者關系區分不清楚。染色體復制和DNA復制的結果不能區分開來。

突破方法：取出一根電線，代表復制之前的染色體的樣子。將電線比喻成染色體，而電線的銅絲比喻成DNA，銅絲外面包裹的膠皮比喻成蛋白質。然后再將另一條相同顏色的電線從結的中間穿進去，形成一個整體。統計染色體的數量時，并不是看電線的數量，而是“結”的數量，因此雖然間期之后每個“結”上的電線有兩根，但“結”只有一個，所以染色體的數量經過復制并沒有加倍。而復制的過程中電線有一根變成了兩根。所以DNA的數量會增加一倍。此過程由老師演示，再經過學生自己動手操作，感受。

2.3每個細胞核中染色體、DNA、染色體單體數量變化所對應時期的理解

核DNA數會隨著DNA復制數量加倍。染色體的數量加倍的原因是由于在有絲分裂的后期，著絲點分裂，姐妹染色單體分離，每條染色體一分為二變成兩條染色體。而由于著絲點一分為二，導致每條染色體上由存在姐妹染色單體變成沒有姐妹染色單體存在。

常見問題：有絲分裂的后期染色體數量由2N加倍變成4N。很多學生認為既然DNA在染色體上，染色體數量加倍了，那DNA數量此時也應該隨之加倍。染色單體僅僅由在一起變成分開來而已，染色單體的數量沒有任何變化。

錯因剖析：染色體與DNA對應的數量關系理解不到位，不能理解染色體上可存在一個或兩個DNA。另外染色單體的概念也未能正確理解。

突破方法：取出一個含兩根電線的染色體，將捆綁在一起的“結”打開變成兩個“結”代表姐妹染色單體分離。此時一條染色體變成了兩條染色體。雖然染色體的數量加倍了，但是由于電線中的銅絲的數量并沒有變化，所以有絲分裂后期染色體數量加倍，核DNA的數量并沒有發生任何變化。每個“結”上捆著兩根電線的時，染色體上才存在染色單體。而“結”一旦打開，染色單體也就不復存在。

2.4每條染色體上的DNA數量變化曲線的理解

常見問題：將每條染色體上DNA數量下降的時期和每個細胞中DNA數量變化下降的時期等同起來。

錯因剖析：未真正理解兩個曲線圖縱坐標的含義。

突破方法：告之學生每條染色體上DNA數量變化研究的對象只是一條染色體，核DNA數變化曲線研究的對象是整個細胞核。可取出一個捆綁著兩根電線的染色體，明確告訴學生我們現在只研究眼前的這一條染色體。教師演示“結”一分為二的過程，讓學生體會出該過程中一條染色體上的DNA由原來兩個變成一個，此時對應的應該是有絲分裂的后期。在黑板上畫出一個“細胞”，將剛才進行的過程在此“細胞”中演示，讓學生體會一個細胞變成兩個細胞的過程中DNA數量減半，此時對應的是有絲分裂的末期。

2.5有絲分裂過程是否存在同源染色體

同源染色體指減數分裂過程中兩兩配對的一對染色體。其特點是：大小和形態一般都相同；來源不同，一條來自父方，一條來自母方。

常見問題：不少同學認為有絲分裂過程中不存在同源染色體。

錯因剖析：同源染色體的概念學生只有在講減數分裂這一節內容時中才初次接觸，他們思維定勢地認為有絲分裂過程沒有同源染色體。

突破方法：根據同源染色體的特點，可知同源染色體包含的兩條染色體，其中一條來自父方，一條來自母方。對于有性生殖的大多數二倍體真核生物而言，生命的起點是精子和卵細胞結合形成的受精卵。父方給下一代提供一條染色體，那母方也會提供一條相對的染色體。可選用長度相同的顏色不同的兩根電線表示，如一條紅色電線和一條藍色電線就可以代表一對同源染色體。經過間期的復制，兩根捆在一起的藍色電線和兩根捆在一起的紅色電線就代表復制后的一對同源染色體。學生自己動手操作，他們會體會到有絲分裂全過程都有同源染色體。

3.利用電線代表染色體存在的不足

由于染色體的結構非常的復雜，染色體的復制過程也并非像我們所描述的穿電線的過程那么簡單。故教師在上課時一定要向學生聲明教學過程中所用的道具電線僅僅將其比喻成染色體而已。染色體結構的具體內容可以通過課外小知識的形式補充給學生，以免學生在認知上出現思維的誤區。

活用生活中常見的一些生活用品，可以將高中生物中一些抽象的內容變得更形象，更具體，更直觀。讓學生親自動手操作，能大幅度提升學生對知識的理解，能更快更好地突破學習上的難點，起到事半功倍的效果。endprint