浅谈减数分裂中染色体变化的模型建构

张京娟

摘要：模型构建教学旨在贯彻提高学生的生物科学素养，面向全体学生，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系等新课程基本理念，注重以学生为主体，强调将认知及反思过程还给学生，将参与探究的机会还给学生，将动手和动脑、培养主动获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力的机会还给学生。

关键词：模型建构；减数分裂；染色体行为变化

正文：模型建构思想是《普通高中生物课程标准》的重要思维方法。模型构建教学旨在贯彻提高学生的生物科学素养，面向全体学生，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系等新课程基本理念，注重以学生为主体，强调将认知及反思过程还给学生，将参与探究的机会还给学生，将动手和动脑、培养主动获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力的机会还给学生。这种教学能充分调动学生的学习积极性，培养学生的思维探究能力，促进了学生之间的交流和合作。无论是从落实新课程理念的角度，还是从教学的实际效果来看，模型构建教学都不失为一种值得提倡的教学形式。因此加强模型建构研究，用于指导生物新课程内容的教学就有极其重要的价值。

高中生物必修二第二章第二节减数分裂是两大遗传定理的理论基础，而减数分裂又是一个微观、动态、连续变化的过程，给准确认知带来困难，因此，减数分裂既是高中生物中的重点，也是难点。为了突破教学难点，所以在学生已经学习有丝分裂的基础上，新课程中添加了模拟减数分裂过程中染色体行为变化的模型建构教学，这样有利于学生直观地体验减数分裂过程中染色体的行为变化。

一、探究目的：让学生制作含两对同源染色体的细胞进行减数分裂的物理模型。通过模仿减数分裂过程中染色体的数目及主要行为的变化，体验染色体行为的变化规律。

二、材料器具：两种不同颜色的小细纸卷棒多根和相应水彩笔、橡皮泥、剪刀、白纸3---4张 等

三、活动准备：

1、每组六人，小组内分三小组分工合作完成。

2、提出模型建构的基本方法和要求：用染色的小细纸卷棒做染色体的臂，同色的橡皮泥做着丝点。

3、用不同颜色的小细纸卷棒做出4 条黄色和4 条红色的染色单体，其中2 条黄色的染色单体长3～4cm，2 条长6～8cm，2 条红色的染色单体长3～4cm，2 条长6～8cm。这样的小细棒准备三套。

4、把颜色，长度相同的两条染色单体成对并排放置。用同种颜色的小块橡皮泥代表着丝点，在两条染色单体中部用小块橡皮泥粘起来，代表减数分裂开始时已完成复制的染色体。颜色不同长度一致的两条染色体代表同源染色体。

5、在纸上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓，能够容纳所做的4 条染色体（两对同源染色体），画出中心体和纺锤体。

6、每组将所做模型最后用胶水固定在白纸上并投影展示。

四、方法和步骤：（在教师指导下进行，学生展示）

活动一、染色体是何时如何进行复制的？同源染色体是何时联会形成四分体的？学生讨论并分别作出复制后的染色体，以及联会配对后的同源染色体，学生操作并通过实物投影展示自己的模型，其他同学进行评价。教师引导学生比较分析评价作品，目的是加深学生对姐妹染色单体、同源染色体、联会、四分体等重要概念的理解。

活动二、初级精母细胞和初级卵母细胞在减数第一次分裂后期有什么区别？学生讨论减数第一次分裂过程染色体行为的变化，通过实物投影展示自己的模型，其他同学进行评价。教师引导学生比较分析评价作品。目的是加深对减数第一次分裂中染色体行为变化的认识，明确同源染色体的分离，非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期。

活动三、经过减数第一次分裂形成的子细胞有无姐妹染色单体，有无同源染色体？染色体组成有多少类型？学生通过实物投影展示自己的模型，其他同学进行评价、比较。教师引导学生比较分析评价作品。目的是加深对减数第一次分裂中染色体行为变化的认识以及非同源染色体的自由组合对配子类型的影响。

活动四、减数第二次分裂过程中染色体有哪些行为？形成的子细胞有无同源染色体？有无姐妹染色单体？子细胞的染色体组成有多少种类型？和有丝分裂的各个时期的染色体行为相似吗？为什么？学生思考并通过实物投影展示自己的各個时期的染色体行为变化的模型，其他同学进行评价、比较。教师引导学生比较分析评价作品。目的是加深对减数第二次分裂染色体行为变化的认识，建立具有两对同源染色体的初级性母细胞通过减数分裂产生配子的染色体组合的物理模型。

活动五、非姐妹染色交叉互换发生在什么时期？以一对同源染色体为例，学生操作并通过实物投影展示自己的作品，其他同学进行评价。目的是加深减数第一次分裂四分体时期非姐妹染色交叉互换对配子种类的影响。

五、拓展延伸

1、让学生理解非同源染色体的自由组合和非姐妹染色交叉互换是配子多样性的理论基础。

2、通过比较并制作各个时期染色体行为变化模型，有意识地引导学生进行进一步构建染色体、DNA、姐妹染色单体变化曲线的数学模型，培养学生思维和探究的综合能力。

这个模型的建立是以减数分裂中染色体变化这一重难点知识的学习为主线，以绘图和实物模拟制作的方式构建减数分裂过程染色体变化的物理模型，尝试通过模型建构活动找到突破重难点知识的方法和途径。模型构建强化了学生对减数分裂过程染色体规律变化的印象，通过引导学生对物理模型的分析对比、综合加工改造，从而建立染色体和DNA数目规律性变化的数学模型，达到对减数分裂本质深层次认识的目的，并运用模型来构建新的知识结构，使模型成为了学生认知结构的重要组成部分。

六、教学反思：

1、用不同颜色的纸卷成的小细棒做染色体，这样的材料容易获取，成本较低。

2、在做交叉互换时，可以用相应的水彩笔涂色来体现非姐妹染色单体的交叉互换。

3、小组之内分三小组合作用利于节省时间，加大课容量。

参考文献：

[1]陈卫东.模型建构在高中生物新课程教学中的应用[J].教学与管理.2011，（2）：69-7

[2]普通高中新课程标准实验教科书（必修一、二、三），人民教育出版社；