“減數分裂”之圖解突破策略

丁靈麗

[摘要]通過構建與減數分裂相關的7個系列圖解，依次從細胞、染色體、基因等三個水平逐層推進，化抽象知識為直觀畫面，變靜態圖形為動態過程。在演繹圖解的同時，整合零散概念，遷移發散知識，從而有效突破教學難點。

[關鍵詞]減數分裂;專題復習;圖解;突破策略

[中圖分類號]G633.91 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2020）05-0082-03

一、構建圖解。辨析減數分裂相關主要概念

減數分裂是一種特殊的有絲分裂，減數分裂的學習涉及許多抽象的概念（如同源染色體、聯會和四分體等），及易混淆的概念（如染色體、染色質、姐妹染色單體、DNA等）。因此，專題復習時應首先辨析有絲分裂的相關概念，然后再區分本專題中出現的核心概念。這樣復習，既突出重點又順理成章。

（一）染色體、姐妹染色單體、DNA概念辨析

1.圖解示意（如圖1）

2.方法突破

以“果蠅體細胞中的染色體”為例引導學生創設情境，簡要回顧有絲分裂過程，然后依次板書呈現圖1所示的染色體及DNA的變化過程。首先，繪制圖1①→③，讓學生明確染色體與染色單體的關系，即1條染色體復制后依然是1條染色體，但復制前染色體不存在單體，復制后每條染色體中含有2個單體，這2個單體由1個共同的著絲點連接;其次，繪制①→②和③→④，讓學生明確染色體與DNA分子的關系，即染色體復制每條染色體中所含的1個DNA分子，復制后每條染色體中含有2個DNA分子（每個單體中含有1個DNA分子）。繼而引導學生討論染色體、染色單體、DNA三者的數量關系：（1）染色體的數目=著絲點的數目;（2）DNA數目的計算分兩種情況：a，當染色體不含姐妹染色單體時，染色體數=DNA分子數;b，當染色體含有姐妹染色單體時，染色單體數=DNA分子數=2倍染色體數;最后，繪制②→④，讓學生進一步明確DNA分子復制前后的情況，即1個DNA分子復制后成為2個DNA分子，并及時補充DNA半保留復制的特點，為后面復習染色體上的DNA與基因的關系鋪路。這樣將抽象的概念放在具體圖形中學習，更易于學生接受和理解，也促進了學生對知識的初步消化和遷移，以及觀察能力的培養。

（二）同源染色體、聯會、四分體概念辨析

1.圖解示意（如圖2）

2.方法突破

同源染色體、聯會及四分體是減數分裂的核心概念，因此在講解時一定要透徹分析、準確到位。教師可在學生回憶減數分裂過程與染色體相關概念的基礎上，通過板書依次呈現圖2所示的染色體及DNA相關概念的演變關系。復習同源染色體概念時，可讓學生先回顧定義，然后進行關鍵詞分析，接著再繪制圖2①，以加強學生對概念的直觀理解，把握好判斷的依據：a，大小（長度）相同（x、Y除外），b，形狀（著絲點的位置）相同，c，來源（顏色）不同。最后，再結合一道試題進行鞏固。

【例題】有關同源染色體判斷正確的是（ ）。

A，分別來自父方和母方的任意2條染色體

B，形態特征大體相同的染色體

c，一條染色體復制形成的2條染色體

D，減數分裂過程中聯會配對的2條染色體

明確同源染色體概念后，結合圖2①順次引出聯會和四分體的概念。如聯會應側重于強調同源染色體的行為;而四分體（是一種結構）應側重于強調同源染色體的形態和染色單體的數目。然后出示圖2②，讓學生明確非同源染色體的概念，并能區別同源染色體和非同源染色體，從而為引申出基因的自由組合定律做好鋪墊。繼續呈現圖2③→④，使學生清楚同源染色體間的特殊行為——交叉互換，為挖掘變異的基本類型提前預設。最后師生做小結，得出各概念問的數量關系：1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子。若條件允許，可以播放多媒體課件進行概念的輔助教學，加深學生對聯會及交叉互換等概念的理解，培養學生的空間想象能力。

二、演繹圖解。厘清減數分裂的幾個關系

借助圖解初步掌握染色體、DNA、同源染色體等具體的形態特征后，仍需從整體的細胞層面入手把握分裂的先后順序（間期→減I→減Ⅱ）。在此基礎上，再進入具體、本質內容的挖掘（染色體→基因→DNA）。

（一）減數分裂與染色體的關系

1.圖解示意（如圖3和圖4）

2.方法突破

生殖細胞進行減數分裂的兩次過程，是突破難點的主線，也是分析染色體行為變化的基礎。因此，首要的任務就是突出主要細胞的動態變化過程，而其中的細節則應刪繁就簡。教師可以“精子的形成”為例創設情境，手繪精原細胞的減數分裂過程框架圖（如圖3），由學生填寫減數分裂過程的各個時期（間期→減I→減Ⅱ→變形期）及對應各細胞的名稱（精原細胞→初級精母細胞→次級精母細胞一精細胞一精子）。在明確主線流程的基礎上，教師再在精原細胞中畫出一對同源染色體，然后由學生依次標出初級精母細胞到精細胞中染色體的動態變化過程（如圖4）。教師點撥，強調同源染色體的行為變化的關鍵。這樣，學生能夠在腦海中形成一個連續的、清晰的減數分裂圖景。然后聯系生殖細胞的發生場所、形成時期等完成對精子和卵細胞的異同點的對比歸納。最后將精原細胞中的一對同源染色體升華為兩對同源染色體，讓學生分析它們在分裂過程中的行為特征。同時，提示學生從變異和進化的角度思考分裂過程，拓展思維。教師從進化的角度加以點撥，使學生理解變異為生物的進化提供了豐富的原材料。通過知識的建構，學生對減數分裂的認識更為具體化和條理化，對變異的產生也有了更加深刻的認識。

（二）染色體與基因的關系

1.圖解示意（如圖4和圖5）

2.方法突破

基因的遺傳行為與染色體的遺傳行為是一致的，即基因在染色體上呈線性排列。研究減數分裂中染色體的行為變化是滲透遺傳基本規律的有效途徑。首先，教師可以一對同源染色體上的一對等位基因（Aa）為例（如圖5）創設情境，要求學生標出基因在染色體上的位置，并概括一對等位基因隨一對同源染色體變化的行為特征。然后，教師設問：“分裂的結果對于1個細胞或個體來說所產生的配子有何異同？該個體通過自交或測交，其后代的基因型和表現型比例怎樣？”使學生理解同源染色體的分離是等位基因分離的原因，是基因分離定律的基礎。按照同樣的思路，分析兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上的變化情況，從而揭示非同源染色體的自由組合是非同源染色體上的非等位基因自由組合的原因，是基因的自由組合定律的基礎。最后，引導學生以兩對等位基因位于一對同源染色體上的情況為例做引申，闡述同源染色體與染色單體間的交叉互換是同源染色體上等位基因互換的原因，是基因的連鎖互換定律的基礎。如果學生基礎比較扎實，教師不妨將上述實例中常染色體的變化過程拓展至性染色體，引導學生思考基因位于性染色體上的情況，這樣就可以將“性別決定”和“伴性遺傳”等知識“嫁接”過來。通過知識的有效遷移，學生能夠理解減數分裂是遺傳規律的細胞學基礎，深刻體會配子在有性生殖過程中的橋梁作用，及減數分裂的現實意義。

（三）染色體上的DNA與基因的關系

1.圖解示意（如圖5、圖6和圖7）

2.方法突破

毋庸置疑，染色體是核基因的載體，但畢竟基因是DNA上具有遺傳效應的片段。為了讓學生透過現象看到事物的本質，教師可將染色體與基因的關系（如圖5）進一步延伸，展示為圖6。教師引領學生了解染色體和DNA的構成關系后，比較減數分裂過程中二者的數量變化關系，以便建構二維坐標曲線模型，幫助學生由具象思維向抽象思維過渡，并與有絲分裂過程中染色體和DNA的數量變化相比較，也可同有絲分裂圖像進行比較，培養學生的求同思維和求異思維能力。從減數分裂的過程和結果上看，間期染色體的復制和最后生殖細胞的形成，每條染色體上DNA分子的兩條鏈一條為親代DNA的模板鏈，另一條是新合成的子鏈DNA，其實質是DNA分子半保留復制的結果。如此一來，就將DNA的復制過程及特點完美地整合到整個分裂過程中，實現了知識的遷移。到此，似乎減數分裂專題的復習已經水到渠成。其實，教師仍然可以幫助學生加深對生命本質特征的理解。基于圖5和圖6的剖析不難發現，二者的契合點已在基因層面上殊途同歸，此時教師順勢構建圖7.能夠有效促進學生的認知從感性上升到理性，從表觀深入至本質。專題復習的最后，聯系基因的組成，可以遷移至核苷酸、元素組成等相關內容。基于進化的角度，各種變異最終要追溯至基因水平。這些內容的遷移不失為樹立學生辯證唯物主義物質觀和自然觀的極佳契機。

減數分裂既是細胞增殖知識的延續，又是三大遺傳定律發生的細胞學基礎。它與生物的生殖發育、遺傳變異以及進化等知識密切聯系。因減數分裂涉及面廣泛，復習時與其相關的概念瑣碎，學生容易混淆，理解不透;此外細胞分裂過程微觀、抽象，學生不得要領，難抓住本質聯系。因此，復習時不能一味貪多求全，不分主次，可通過直觀化的2個簡圖，辨析相關概念，然后運用5個系列圖解，按照“細胞一染色體（基因）→DNA”的順序，對減數分裂過程逐層突破，其間滲透知識間的聯系，以幫助學生有效構建完備的知識網絡。

（責任編輯：陳昕）