细胞分裂演示模型在高中生物教学中的应用

于涛

摘 要： 通过自制教具，利用模型建构的方法，把高中阶段能利用染色体加以演示的章节以实物形式展现出来，教师演示讲解与学生分组探究相结合，加深对知识点的理解与整合。

关键词： 高中生物 细胞分裂演示模型 教学应用

一、设计背景

新课程提出了模型建构的方法，结合新课程标准的实施，我设计了“细胞分裂演示的模型”，在“细胞的有丝分裂”、“减数分裂和受精作用”、“染色体变异”等章节的教学中效果显著，使学生对与染色体有关的知识点理解更深刻，对知识框架的搭建影响意义深远。

二、教学目标

1.知识方面

（1）通过活动进一步理解有丝分裂、减数分裂过程中染色体行为和数目的规律性变化，识别并绘制模式图。

（2）说出染色体结构和数目的变异。

（3）通过有丝分裂与减数分裂、染色体结构和数目变异的横向联系，更好地掌握细胞分裂演示模型在高中生物教学中的运用。

2.能力方面

（1）通过模型建构活动，理解模型方法的重要作用，在以后的学习和生活中应用这一重要方法解决实际问题，提高学生的生物学素养。

（2）提高学生的分析归纳能力和实验探究能力，有利于学生直观学习和掌握减数分裂中染色体的形态结构和数目的变化，同时培养动手能力，启发思维。

（3）学习用曲线图描述DNA和染色体数量的变化规律。

3.情感态度价值观

（1）通过对染色体行为变化的分析，对学生进行科学原理、科学态度的教育，使之学会用辩证唯物主义的观点正确对待自然界。

（2）通过对细胞周期及有丝分裂过程中DNA和染色体的规律性变化的学习，培养学生对生命的运动性、对事物发展变化过程中由量变到质变的转化等哲学问题有正确认识。

（3）培养学生的动手能力，激发学生探索热情，是学生关注染色体加倍对人类未来的发展影响。

三、适用课型

新授课、实验探究课、习题课、高三备考的一、二、三轮复习等。

四、教学方法

讲授法、演示法、探究法。

五、教材分析

人教版必修1第六章第1节细胞的增殖一节中关于真核细胞的分裂有三种方式：有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。其中有丝分裂和减数分裂过程中染色体的行为和数量变化是理解细胞分裂过程的难点所在。本节课以有丝分裂过程中染色体的行为和数量变化为基础，使学生全面认识与细胞分裂有关知识，并具备建立简单模型的能力，为后面学习人教版必修2第二章第1节减数分裂和受精作用、第五章第2节染色体变异等知识奠定基础。为突出细胞分裂过程中染色体行为、结构和数目的变化在前后章节中的内在联系，我制作了形象直观、科学准确、方便实用的教具——“细胞分裂演示模型”，现对细胞分裂演示模型在高三备考中的应用情况进行汇总。

六、课前准备

1.材料用具

毛根（黄色和红色两种）模拟染色体之用，有丝分裂、减数分裂各时期的演示背景（电脑喷绘出的植物细胞有丝分裂各时期的细胞分裂轮廓，动物细胞减数分裂第一次分裂和减数第二次分裂细胞轮廓，画出中心体和纺锤体，红色绿色毛根若干，表示染色体，其中红色表示来自母方，绿色表示来自父方。）。

2.活动准备

活动议题：如何用毛根模拟有丝分裂过程中各时期的染色体的行为和数目变化；高中阶段能用此模型演示的章节或知识内容有哪些？

任务分配：把全班学生分若干个小组，分别对确定的议题进行讨论、设计实施方案。

七、教学过程

1.导入

教师利用毛根和植物细胞有丝分裂各时期的细胞分裂轮廓演示背景图讲解有丝分裂过程。首先将植物细胞有丝分裂间期、前期、中期、后期、末期的轮廓演示背景图粘贴在黑板上，用毛根模拟染色体逐一进行讲解并在黑板上张贴演示，让学生予以参照。

2.学生活动

（1）模拟减数分裂中染色体的数目及主要行为的变化。

①把事先做好的毛根放在画好的细胞轮廓内，让长度相同、颜色不同的两条毛根配对，使着丝点靠近。红色代表来自母方的染色体，黄色代表来自父方的染色体。

②将两对颜色不同的毛根以上下两排的形式排列在纺锤体中部赤道板处，红色毛根放在赤道板的一侧，黄色毛根放在另一侧。

③移动毛根的连接点，使红色和黄色的毛根分离，分别移向细胞的两极。

④出示两个次级精母细胞的轮廓，将已经移到细胞两极的毛根分别放到这两个新细胞中。

⑤把新细胞中的毛根以单排的形式排列在细胞中央的赤道板处，平均分开每条毛根连接点，把毛根分别拉向细胞的两极，尽量一次移动所有的染色体，像在活细胞中发生的那样。

（2）模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合。

①同活动一的方法步骤1。

②两对颜色不同的毛根以上下两排的形式排列在纺锤体中部赤道板处，注意：这次要在赤道板的每一侧放两条不同颜色的毛根。

③继续活动一的3、4、5步骤，完成减数分裂全过程。

（3）有丝分裂和减数分裂过程中染色体/DNA数目变化曲线与个时期的对应关系。

①根据有丝分裂和减数分裂过程中染色体/DNA数目变化绘出细胞核中的染色体/DNA的数目变化曲线及每条染色体上的DNA数目变化曲线。

②根据曲线再在X轴下构建出各时期的细胞分裂模型。

问题讨论与升华：染色体结构和数目变异后在减数分裂过程中的特殊构象在近年高考试题中经常出现，如何通过细胞分裂演示模型加以演示？参照以下图形探究。

通过细胞分裂演示模型的多次应用，切实使学生更好地掌握细胞分裂演示模型在高中生物教学中的运用。激發探索热情，同时培养动手能力，开发思维，提高学生的分析归纳能力和实验探究能力进而提高学生的生物学素养。但面向全体学生，使每位学生都参与探究，在发挥创新精神方面还有所欠缺。