關(guān)于“減數(shù)分裂”的教學(xué)建議

李云萍

摘 要：減數(shù)分裂是生物學(xué)教材的重點也是難點內(nèi)容，有著承前啟后的作用。本文從認(rèn)知規(guī)律的角度提出一些相關(guān)的教學(xué)建議及教學(xué)方法，有利于學(xué)生更好地理解減數(shù)分裂。，

關(guān)鍵詞：減數(shù)分裂；教學(xué)建議；認(rèn)知規(guī)律

在減數(shù)分裂過程中，染色體的特殊“行為”（即同源染色體的聯(lián)會和分離、非同源染色體的自由組合）是理解和掌握孟德爾遺傳規(guī)律（分離定律和自由組合定律）的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。因此，“減數(shù)分裂”的教學(xué)在《遺傳與進(jìn)化》的教學(xué)模塊中，占有十分重要的地位。有關(guān)減數(shù)分裂的原理及其應(yīng)用，在高考命題時，也通常隱含在遺傳規(guī)律的試題中進(jìn)行重點的考查。

減數(shù)分裂是高中生物教學(xué)的核心內(nèi)容之一。一直以來都是生物教學(xué)過程中的一個難點知識。按照生物教材的編排順序一般是把有絲分裂和減數(shù)分裂作為兩部分內(nèi)容分別進(jìn)行講解和學(xué)習(xí)后在將二者進(jìn)行歸納總結(jié)，比較相同點和不同點。而兩者一旦聯(lián)系，學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)就極易發(fā)生紊亂。

以下是筆者就“減數(shù)分裂”一節(jié)的教學(xué)方法所作的一些初步的探討嘗試：

1、復(fù)習(xí)有絲分裂中的有關(guān)知識

1.1帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步弄清染色體和DNA的關(guān)系

學(xué)生在必修一學(xué)習(xí)有絲分裂時就已經(jīng)涉及到DNA的復(fù)制，但是并沒有全面透徹地理解DNA的復(fù)制過程和結(jié)果。并且教師也不深究復(fù)制得到的兩條子代DNA就存在于同一條染色體上形成兩條姐妹染色單體。由于學(xué)生不理解染色體和DNA的關(guān)系，“DNA復(fù)制使DNA數(shù)目加倍”而“染色體復(fù)制后染色體數(shù)目沒有加倍”這兩個要點就不容易理解。解決的方法就是利用圖片（圖1和圖2）幫助學(xué)生建立DNA、染色質(zhì)，染色體和染色單體的概念，再來講解三者之間的關(guān)系，就能幫助學(xué)生很好的理解。

1.2明確不同物質(zhì)復(fù)制的不同結(jié)果

帶領(lǐng)學(xué)生繪制簡易模型圖，演示染色體復(fù)制的過程。讓學(xué)生領(lǐng)會DNA復(fù)制后加倍，染色體在復(fù)制后不加倍（一條染色體上包含兩條姐妹染色單體，只含有一個著絲點，只能算一條染色體）。教師應(yīng)強調(diào)著絲點的分裂才導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，因為染色體的計數(shù)方式是以著絲點來計數(shù)的。

1.3通過一系列的設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)有絲分裂的相關(guān)知識

例如：①DNA什么時期復(fù)制？②DNA什么時期加倍？③染色體什么時候復(fù)制？④染色體什么時候加倍？⑤一個細(xì)胞周期中DNA復(fù)制了幾次？細(xì)胞分裂了幾次？教師要求學(xué)生思考并回答相關(guān)問題。

2、減數(shù)分裂的講解

2.1導(dǎo)入減數(shù)分裂

教師播放受精作用及胚胎發(fā)育的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考精子和卵細(xì)胞中的染色體數(shù)目和正常體細(xì)胞中染色體數(shù)目的區(qū)別：如果精子和卵細(xì)胞的染色體數(shù)與正常體細(xì)胞的相同，則通過受精作用形成的子代個體的染色體數(shù)就不能和親代保持一致，這時不符合常理的，由此推測出精子和卵細(xì)胞的形成方式有有絲分裂不同，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)減數(shù)分裂的興趣。

教師在教學(xué)過程中應(yīng)適時抓住學(xué)生感興趣的點，引導(dǎo)學(xué)生猜想生殖細(xì)胞形成的方式即：減數(shù)分裂。

2.2減數(shù)分裂過程的學(xué)習(xí)

學(xué)生分小組觀察減數(shù)分裂各個時期的染色體行為變化和數(shù)量變化，并嘗試回答下列問題：①有絲分裂的間期和減數(shù)分裂的間期有什么區(qū)別？②有絲分裂的分裂期與減數(shù)分裂的什么時期相似？③一個完整的減數(shù)分裂過程中，DNA復(fù)制幾次，細(xì)胞分裂幾次？ ④減數(shù)分裂明顯不同于有絲分裂的過程是什么？學(xué)生觀察，討論回答后教師總結(jié)分析：減數(shù)分裂的過程中，染色體只復(fù)制一次而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，結(jié)果使得成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目減半。教師應(yīng)著重強調(diào)減數(shù)第一次分裂的意義：由于同源染色體的分離而導(dǎo)致染色體數(shù)目減半即染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂。

2.2.1 以文字圖解的整理，熟識減數(shù)分裂的全過程

（以哺乳動物精子和卵細(xì)胞的形成過程為例）

2.2.2 列表填充比較，區(qū)分不同的細(xì)胞分裂時期和分裂方式

3、識別有絲分裂和減數(shù)分裂圖像

3.1 不同分裂期中期圖像的區(qū)分

不同分裂期中期圖像的共同點是染色體上的著絲點都排列在垂直于細(xì)胞兩極的中央平面（即假想結(jié)構(gòu)赤道板）上（見圖4）。

區(qū)分不同分裂期中期的圖像，主要是看同源染色體及其遺傳行為。即先看有無同源染色體，無同源染色體者一定為減數(shù)第二次分裂（見上圖中的C）；有同源染色體者，再看有無同源染色體聯(lián)會（或有無四分體），有者為減數(shù)第一次分裂（見上圖中的B），無者為有絲分裂（見上圖中的A）。

3.2 不同分裂期后期圖像的區(qū)分

不同分裂期的后期圖像的共同點是染色體都平均分成兩組，并分別向細(xì)胞兩極移動。但引起染色體平均分配的原因是不同的。

區(qū)分不同分裂期后期的圖像，可先看有無染色單體，有染色單體者一定為減數(shù)第一次分裂（見圖5中的甲），因同源染色體的分離，導(dǎo)致染色體平分成兩組；無染色單體者，再看有無同源染色體（只看趨向一極的染色體），有者一定為有絲分裂（見圖5中的乙），沒有的是減數(shù)第二次分裂（見圖5中的丙）。

4、以變式例題的解析，學(xué)會解決有關(guān)細(xì)胞分裂的主要題型

4.1 下圖表示某高等生物在配子生成和融合的過程中，細(xì)胞內(nèi)的核DNA分子的相對數(shù)量隨染色體的動態(tài)變化而發(fā)生的變化，請據(jù)圖回答問題：

（1）圖中Ⅰ過程表示的是 ，核DNA分子數(shù)發(fā)生A→B變化的原因是 。

（2）圖中Ⅱ過程表示的細(xì)胞分裂時期是 ，核DNA分子數(shù)量發(fā)生C→D變化的原因是 。

（3）圖中Ⅲ過程表示的細(xì)胞分裂時期是 ，核DNA分子數(shù)量發(fā)生E→F變化的原因是 。

（4）圖中Ⅳ表示的生理過程是 ，核DNA分子數(shù)量發(fā)生G→H變化的原因是 。

解析：該題圖解呈現(xiàn)了減數(shù)分裂（圖中Ⅰ→Ⅲ）和受精作用（圖中的Ⅳ）的完整過程。在減數(shù)分裂過程中，染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞分裂兩次。判斷圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的不同分裂時期或生理過程，可分析縱坐標(biāo)所代表的一個細(xì)胞內(nèi)的核DNA相對數(shù)量的變化。A→B表示DNA的復(fù)制；B→C表示此時細(xì)胞內(nèi)既含同源染色體，又含染色單體；C→D表示同源染色體的分離；D→E表示此時細(xì)胞中不含同源染色體，但含染色單體；E→F表示著絲點分裂，姐妹染色單體分開；F→G表示此時細(xì)胞中不含同源染色體，也不含染色單體；G→H表示卵核和精核的融合，細(xì)胞中的染色體又成對存在了。

答案：（1）減數(shù)第一次分裂的間期 DNA分子的復(fù)制

（2）減數(shù)第一次分裂 同源染色體聯(lián)會后再彼此分離

（3）減數(shù)第二次分裂 著絲點分裂，姐妹染色單體分開

（4）受精作用 精核和卵核相融合

4.2 下面的圖Ⅰ和圖Ⅱ分別表示為某一哺乳動物體內(nèi)有關(guān)細(xì)胞分裂的一組示意簡圖及相應(yīng)染色體數(shù)目和核DNA含量的變化的曲線，請分析回答問題。

（1）甲圖中的實線表示 的變化；乙圖中的虛線表示 的變化。

（2）圖中A所示的細(xì)胞分裂方式和時期是 。

（3）圖中C所示的細(xì)胞對應(yīng)于甲、乙圖中的 段。

（4）在圖A、B、C、D中，表示等位基因彼此分離的圖 。

（5）在甲、乙圖中，不含同源染色體的區(qū)段是 。

解析：求解該題需要的背景知識主要有，在有絲分裂的分裂間期，核DNA分子未復(fù)制之前，一條染色體只含有一個DNA分子；核DNA分子復(fù)制之后，一條染色體含有兩個DNA分子。因此，在分裂期的各時期，含有姐妹染色單體的前期和中期，一條染色體含有兩個DNA分子；不含有姐妹染色單體的后期和末期，一條染色體只含有一個DNA分子。由于有絲分裂過程沒有同源染色體的特殊變化，所以各個時期的細(xì)胞中都含有同源染色體。

減數(shù)分裂包括兩次連續(xù)的細(xì)胞分裂。在減數(shù)第一次分裂的間期，當(dāng)染色體復(fù)制后，精（卵）原細(xì)胞中的染色體與核DNA 分子的數(shù)目之比為1∶2；在減數(shù)第一次分裂過程中，由于同源染色體的聯(lián)會和分離，由初級精（卵）母細(xì)胞形成的次級精（卵）母細(xì)胞中的染色體數(shù)目減半，核DNA分子的數(shù)目也隨之減半；在減數(shù)第二次分裂過程中，含有姐妹染色單體的前期和中期，染色體與核DNA 分子的數(shù)目之比為1∶2；不含有姐妹染色單體的后期和末期，染色體與核DNA 分子的數(shù)目之比為1∶1。從減數(shù)分裂各時期染色體的變化特點可分析出，減數(shù)第一次分裂的間期，減數(shù)第一次分裂過程的前期、中期和后期的細(xì)胞中都含有同源染色體，以后各時期的細(xì)胞中不含有同源染色體。隨著同源染色體的彼此分離，位于同源染色體上的等位基因也隨之分離。

答案：（1）染色體 核DNA （2）有絲分裂后期

（3）13→14 （4）B （5）10→15

總之，教師在設(shè)計和組織教學(xué)活動時應(yīng)該多從學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的角度出發(fā)，讓學(xué)生領(lǐng)會生物學(xué)科特有的理性發(fā)展的思維方式。筆者在多年的高中生物教學(xué)中均是采用此種方法，發(fā)現(xiàn)學(xué)生能夠較快掌握相關(guān)知識以及解題方法和技巧，能清晰地了解有絲分裂和減數(shù)分裂的過程和本質(zhì)，為學(xué)生理解孟德爾兩大遺傳定律和可遺傳變異打下堅實的基礎(chǔ)。

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（作者單位：云南省建水縣建水一中）