“有絲分裂”一節(jié)重難點(diǎn)的處理

唐超智 李 敏

(河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 新鄉(xiāng) 453007)

“有絲分裂”是人教版高中生物學(xué)教材《分子與細(xì)胞》第6章第1節(jié)的主要內(nèi)容。有絲分裂是真核生物細(xì)胞增殖的主要方式，其涉及的細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化有助于對(duì)之前學(xué)過(guò)的“遺傳信息的攜帶者”“細(xì)胞核”等知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)一步理解；此外，有絲分裂各個(gè)階段細(xì)胞結(jié)構(gòu)(如染色體、染色單體和DNA)特征的變化與必修2《遺傳與進(jìn)化》中“減數(shù)分裂”“DNA的復(fù)制”和“染色體變異”等小節(jié)的知識(shí)內(nèi)容密切相關(guān)。因此，“有絲分裂”的內(nèi)容在高中生物學(xué)課程學(xué)習(xí)中具有承上啟下作用，學(xué)好本部分內(nèi)容是能否準(zhǔn)確理解細(xì)胞及遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成和活動(dòng)規(guī)律的關(guān)鍵。對(duì)細(xì)胞周期的認(rèn)識(shí)、有絲分裂過(guò)程特點(diǎn)的理解、染色體和染色單體結(jié)構(gòu)的辨析等是本部分內(nèi)容的教學(xué)重點(diǎn)。學(xué)習(xí)本節(jié)課的高一學(xué)生僅具備初中生物學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)和高中生物學(xué)有關(guān)細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)和功能方面的背景知識(shí)，對(duì)生物體復(fù)雜結(jié)構(gòu)的理解程度不深，對(duì)生命活動(dòng)抽象事件的想象能力較弱。因此，綜合性較強(qiáng)、涉及到知識(shí)點(diǎn)較多的本部分內(nèi)容自然成為教學(xué)的難點(diǎn)。在教學(xué)中如何有效地突破重難點(diǎn)受到高中生物學(xué)教師的普遍關(guān)注。因此筆者就本節(jié)課的重難點(diǎn)處理談?wù)勛约旱慕ㄗh。

1 類(lèi)比中理解細(xì)胞周期

理解細(xì)胞周期的概念是學(xué)習(xí)有絲分裂的基礎(chǔ)，教材中雖然用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言直接給出了細(xì)胞周期的概念，但僅憑機(jī)械記憶則會(huì)增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)，并且容易出現(xiàn)遺漏，因此要讓學(xué)生充分理解細(xì)胞周期的概念，學(xué)會(huì)觸類(lèi)旁通。

首先，理解只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才會(huì)有周期，此時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生類(lèi)比數(shù)學(xué)上學(xué)過(guò)的周期函數(shù)，讓學(xué)生回憶周期函數(shù)的圖像，并畫(huà)出來(lái)，觀察圖像的特征并與細(xì)胞周期的概念聯(lián)系在一起(圖1)，這樣學(xué)生對(duì)連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期的理解更直觀、深刻。接著，對(duì)于理解“從上一次分裂完成時(shí)開(kāi)始，到下一次分裂完成時(shí)為止”可以引導(dǎo)學(xué)生類(lèi)比一星期為周來(lái)理解細(xì)胞周期，舉例說(shuō)明周一到周日為一周，但不能說(shuō)周日到周一為一周，這也能較好地體現(xiàn)出細(xì)胞周期的方向性。此外，細(xì)胞周期中包括分裂間期和分裂期兩個(gè)階段，就像我們的一周可以分為工作日和休息日一樣，細(xì)胞在進(jìn)行分裂的時(shí)候也需要休息和工作搭配進(jìn)行。還要講清楚兩個(gè)階段時(shí)間分配問(wèn)題。這樣處理，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)時(shí)找到與其他學(xué)科的共同點(diǎn)，并把復(fù)雜的生物學(xué)名詞概念同自己日常生活中簡(jiǎn)單的概念聯(lián)系起來(lái)理解，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的興趣和信心。

A： 連續(xù)的細(xì)胞分裂

2 動(dòng)畫(huà)演示有絲分裂的過(guò)程特點(diǎn)

細(xì)胞周期是一個(gè)宏觀概念，本節(jié)課要求學(xué)生更深入地理解細(xì)胞周期的微觀事件——有絲分裂過(guò)程。有絲分裂過(guò)程中細(xì)胞的結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，高一學(xué)生初次接觸這些復(fù)雜變化，想象起來(lái)難免吃力，因此可采用Flash動(dòng)畫(huà)模擬細(xì)胞有絲分裂過(guò)程。首先，展示細(xì)胞的分裂間期，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)間期階段細(xì)胞結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有發(fā)生變化；接著，簡(jiǎn)單模擬細(xì)胞分裂期的全過(guò)程，讓學(xué)生看到在分裂期細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生了一系列復(fù)雜變化，此時(shí)提示學(xué)生這些變化可分成前、中、后、末4個(gè)階段；最后，將分裂期的前、中、后、末4個(gè)階段逐一演示，把每個(gè)階段的細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化細(xì)節(jié)盡情展現(xiàn)，同時(shí)配音解析。Flash學(xué)習(xí)之后，讓學(xué)生分組討論各自對(duì)有絲分裂過(guò)程的理解，并由教師進(jìn)行總結(jié)，通過(guò)比較自身認(rèn)知與老師總結(jié)的不同之處，學(xué)生可以對(duì)有絲分裂過(guò)程變化的印象更為深刻。這樣處理也可以較好地提升課堂教學(xué)的豐富度和趣味性，并培養(yǎng)學(xué)生的溝通、歸納和總結(jié)能力。

3 生活實(shí)物易化抽象名詞

學(xué)習(xí)有絲分裂這一節(jié)，會(huì)遇到一些易混淆且較抽象的專(zhuān)業(yè)名詞，如染色質(zhì)和染色體、染色體和染色單體，可采用生活實(shí)物進(jìn)行具體化比喻加以解釋。對(duì)于染色質(zhì)和染色體，我們以連接聽(tīng)筒的電話線的狀態(tài)作比喻，電話線呈拉伸狀態(tài)時(shí)像染色質(zhì)，呈聚集狀態(tài)時(shí)像染色體。該比喻不僅形象地描述了染色質(zhì)和染色體的形態(tài)，也可以解釋兩者的關(guān)系，即染色體由染色質(zhì)超螺旋形成。對(duì)于染色體和染色單體，可用手指來(lái)簡(jiǎn)易說(shuō)明。首先伸出單掌的5個(gè)手指，定義為DNA復(fù)制以前的5條染色體(圖3A)；DNA發(fā)生復(fù)制以后，單掌變成雙掌，且兩掌在第二指關(guān)節(jié)處交叉，此時(shí)第二指關(guān)節(jié)處相當(dāng)于著絲點(diǎn)，每對(duì)交叉的手指相當(dāng)于1對(duì)染色單體，即原來(lái)的5條染色體變成5對(duì)染色單體(圖3B)。在這里也要告訴學(xué)生，每對(duì)手指長(zhǎng)得一樣，每對(duì)染色單體是DNA復(fù)制產(chǎn)生的，因此結(jié)構(gòu)也一樣。課堂教學(xué)中不妨挑選學(xué)生上臺(tái)演示，并引導(dǎo)學(xué)生描述染色單體與染色體的關(guān)系，以確保學(xué)生理解準(zhǔn)確、印象深刻。

A： 單掌示復(fù)制前染色體

4 建立數(shù)學(xué)模型分析DNA、染色體和染色單體的規(guī)律性變化

有絲分裂的核心事件是DNA、染色體和染色單體的數(shù)量在細(xì)胞分裂過(guò)程中發(fā)生了變化，這也是學(xué)生最頭疼的難題之一。針對(duì)這種復(fù)雜的變化我們可以利用數(shù)學(xué)模型加以分析，幫助學(xué)生形成邏輯記憶。首先把DNA、染色體和染色單體的數(shù)量列在表1內(nèi)，然后對(duì)照作出數(shù)學(xué)模型圖(圖3)，從圖表中不僅能十分直觀、系統(tǒng)地看到有絲分裂過(guò)程中DNA、染色體和染色單體的數(shù)量變化規(guī)律，也有利于回憶有絲分裂各個(gè)階段，從而

形成深刻的邏輯記憶。

表1 有絲分裂過(guò)程中DNA、染色體和染色單體的數(shù)量變化(以人的體細(xì)胞為例)

圖3 有絲分裂過(guò)程中DNA、染色體和染色單體的數(shù)量變化模型圖(以人的體細(xì)胞為例)