有丝分裂过程的模拟

摘 要：将染色体和染色质制成纸片模具，组织学生模拟有丝分裂过程，充分发挥学生的主体能动性，有效促进学生自主构建知识和提高观察思考能力，让学生在活动中体验、突破重难点。

关键词：纸片模具；模拟；有丝分裂

高中生物必修一《有丝分裂》一节是教学的重点和难点，通过从教经验分析，难体现在以下两点：1. 通常教学采用Flash动画展示和画图两种，这两种方式有利有弊，Flash动画展示形象生动，画图有助于识记，但学生很难理解染色质、染色体的动态变化，尤其是有丝分裂后期姐妹染色单体的分开，着丝点的分裂。2. 解题过程中染色体、DNA数目不能准确判断，究其原因是对染色体、染色质结构认识不清，不知道染色质和染色体都有两种存在形式。怎样突破这两个难点，设计了该实验。

1. 目的要求：通过该实验区别染色体和染色质，让学生亲自动手操作感受、理解有丝分裂过程。为必修二学习减数分裂做准备。

2. 材料用具：采用学生易获取的废旧作业纸（做纸条代表染色质，纸条展开代表染色体）和记号笔一支（在纸条中部画点，代表着丝点）。

3. 方法步骤：

（1） 染色质和染色体形态结构认识

这一步可以说是该模拟活动的重点，图示一中图1到图2是理解有丝分裂间期DNA的复制，也可以说是染色质的复制，但DNA加倍，染色质数量不变；图示一中图3到图4是理解有丝分裂后期着丝点的分裂，姐妹染色单体的分开。

1） 染色体是细胞内具有遗传性质的遗传物质深度压缩形成的聚合体，易被碱性染料染成深色，所以叫染色体（图示一中用长方形条表示，如图3、4），图示二中用展开的纸条模拟高度螺旋化的染色体。

2） 染色体和染色质是同一物质在细胞分裂间期和分裂期的不同形态表现。染色体出现于分裂期，染色质出现于间期，呈丝状（图示一中用线条表示，如图1、2），图示二中用折叠的、形态细一点的纸条模拟染色质。

3）染色体和染色质的表示，图示一中1为不含姐妹染色单体的染色质，图示一中2为含姐妹染色单体的染色质，图示一中3为含姐妹染色單体的染色体，图示一中4为不含姐妹染色单体的染色体。

4）数目关系：数染色体看着丝点，数DNA看线条（不管线条的粗细），理清数目关系为下一课时绘制有丝分裂过程中染色体、DNA、姐妹染色单体的坐标曲线图和柱形图打下坚实的基础。

（2） 有丝分裂过程中染色质、染色体动态演示

1） PPT展示有丝分裂间期的变化——学生表述——教师总结：DNA的复制，蛋白质的合成——提问：怎样表示DNA的复制？学生：根据以上数目关系，设计染色质的变化并演示。（图示二中1表示染色质复制之前，2表示染色质复制之后）

2） PPT展示有丝分裂前期的变化——学生表述——教师总结：核仁、核膜消失，出现纺锤体和染色体。用顺口溜记忆就是“仁膜消失现两体”——提问：仁膜消失如何表达？两体出现如何表达？学生：根据以上现象表示染色体的出现（展开纸条，表示染色质变染色体，图示二中3表示有丝分裂前期），纺锤体的出现在作图中体现。

3） PPT展示有丝分裂中期的变化——学生表述——教师总结：染色体的着丝点整齐排列在细胞中央，用顺口溜记忆就是“赤道板上排整齐”——教师讲解：赤道板：细胞中央的平面，类似地球仪的平面，但不是真正存在的结构。染色体在细胞中央整齐排列如何表达？学生：根据以上现象设计并演示（图示二中4表示有丝分裂中期）。

4） PPT展示有丝分裂后期的变化——学生表述——教师总结：着丝点分裂，姐妹染色单体分离，移向细胞两极，用顺口溜记忆就是“一分为二向两极”——学生：根据以上现象设计并演示（图示二中5、6表示有丝分裂后期，5是展开表示6是折叠表示，这一步重点让学生明确一个染色体上有一个DNA，即不含姐妹染色单体。）

5） PPT展示有丝分裂末期的变化——学生表述——教师总结：“两消两现新壁建”——教师提问：两消指的是？两现指的是？学生：两消指的是染色体和纺锤体消失（展开纸片重新折叠成纸条，表示染色体变染色质），学生根据以上现象设计并演示（图示二中7表示有丝分裂末期。）

6） 总结 以上各步按学生观察，自主学习进行教学，为加强理解记忆，可以同桌相互配合学习：一个同学表述各个时期的变化，另一个同学在桌面摆放有丝分裂过程中的染色体（质）行为变化。

以上各步学习均结合了flash的形象生动，激发学生兴趣，让学生通过观察和阅读总结表述，再通过教师设问把握重难点，最后通过学生折叠和展开纸条理解分裂过程中染色质与染色体的动态变化，让学生在玩中学。这种模拟不仅是对事实现象的重现，而且是学生对现象的理解、表达和设计。模拟是理解染色质和染色体的动态变化，是突破本节教学重点的方法之一，在教后的反思中发现通过模拟学生对染色质和染色体存在于哪些时期一目了然，也解决了同学们对有丝分裂后期染色体形态和姐妹染色单体数目的困惑，同时学生观察动画和阅读课本最终用作图的方式表达分裂各个时期的变化也是突破教学重点的方法，可以弥补学生对分裂各时期的其他结构变化的认识。

参考文献：

[1] 吴举宏.翻译过程的模拟[J].生物学通报，2010，45（9）.

作者简介：张志，中学一级教师，贵州省黔南布依族苗族自治州，贵州省瓮安二中。