“减数分裂”之图解突破策略

丁灵丽

[摘要]通过构建与减数分裂相关的7个系列图解，依次从细胞、染色体、基因等三个水平逐层推进，化抽象知识为直观画面，变静态图形为动态过程。在演绎图解的同时，整合零散概念，迁移发散知识，从而有效突破教学难点。

[关键词]减数分裂;专题复习;图解;突破策略

[中图分类号]G633.91 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2020）05-0082-03

一、构建图解。辨析减数分裂相关主要概念

减数分裂是一种特殊的有丝分裂，减数分裂的学习涉及许多抽象的概念（如同源染色体、联会和四分体等），及易混淆的概念（如染色体、染色质、姐妹染色单体、DNA等）。因此，专题复习时应首先辨析有丝分裂的相关概念，然后再区分本专题中出现的核心概念。这样复习，既突出重点又顺理成章。

（一）染色体、姐妹染色单体、DNA概念辨析

1.图解示意（如图1）

2.方法突破

以“果蝇体细胞中的染色体”为例引导学生创设情境，简要回顾有丝分裂过程，然后依次板书呈现图1所示的染色体及DNA的变化过程。首先，绘制图1①→③，让学生明确染色体与染色单体的关系，即1条染色体复制后依然是1条染色体，但复制前染色体不存在单体，复制后每条染色体中含有2个单体，这2个单体由1个共同的着丝点连接;其次，绘制①→②和③→④，让学生明确染色体与DNA分子的关系，即染色体复制每条染色体中所含的1个DNA分子，复制后每条染色体中含有2个DNA分子（每个单体中含有1个DNA分子）。继而引导学生讨论染色体、染色单体、DNA三者的数量关系：（1）染色体的数目=着丝点的数目;（2）DNA数目的计算分两种情况：a，当染色体不含姐妹染色单体时，染色体数=DNA分子数;b，当染色体含有姐妹染色单体时，染色单体数=DNA分子数=2倍染色体数;最后，绘制②→④，让学生进一步明确DNA分子复制前后的情况，即1个DNA分子复制后成为2个DNA分子，并及时补充DNA半保留复制的特点，为后面复习染色体上的DNA与基因的关系铺路。这样将抽象的概念放在具体图形中学习，更易于学生接受和理解，也促进了学生对知识的初步消化和迁移，以及观察能力的培养。

（二）同源染色体、联会、四分体概念辨析

1.图解示意（如图2）

2.方法突破

同源染色体、联会及四分体是减数分裂的核心概念，因此在讲解时一定要透彻分析、准确到位。教师可在学生回忆减数分裂过程与染色体相关概念的基础上，通过板书依次呈现图2所示的染色体及DNA相关概念的演变关系。复习同源染色体概念时，可让学生先回顾定义，然后进行关键词分析，接着再绘制图2①，以加强学生对概念的直观理解，把握好判断的依据：a，大小（长度）相同（x、Y除外），b，形状（着丝点的位置）相同，c，来源（颜色）不同。最后，再结合一道试题进行巩固。

【例题】有关同源染色体判断正确的是（ ）。

A，分别来自父方和母方的任意2条染色体

B，形态特征大体相同的染色体

c，一条染色体复制形成的2条染色体

D，减数分裂过程中联会配对的2条染色体

明确同源染色体概念后，结合图2①顺次引出联会和四分体的概念。如联会应侧重于强调同源染色体的行为;而四分体（是一种结构）应侧重于强调同源染色体的形态和染色单体的数目。然后出示图2②，让学生明确非同源染色体的概念，并能区别同源染色体和非同源染色体，从而为引申出基因的自由组合定律做好铺垫。继续呈现图2③→④，使学生清楚同源染色体间的特殊行为——交叉互换，为挖掘变异的基本类型提前预设。最后师生做小结，得出各概念问的数量关系：1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。若条件允许，可以播放多媒体课件进行概念的辅助教学，加深学生对联会及交叉互换等概念的理解，培养学生的空间想象能力。

二、演绎图解。厘清减数分裂的几个关系

借助图解初步掌握染色体、DNA、同源染色体等具体的形态特征后，仍需从整体的细胞层面入手把握分裂的先后顺序（间期→减I→减Ⅱ）。在此基础上，再进入具体、本质内容的挖掘（染色体→基因→DNA）。

（一）减数分裂与染色体的关系

1.图解示意（如图3和图4）

2.方法突破

生殖细胞进行减数分裂的两次过程，是突破难点的主线，也是分析染色体行为变化的基础。因此，首要的任务就是突出主要细胞的动态变化过程，而其中的细节则应删繁就简。教师可以“精子的形成”为例创设情境，手绘精原细胞的减数分裂过程框架图（如图3），由学生填写减数分裂过程的各个时期（间期→减I→减Ⅱ→变形期）及对应各细胞的名称（精原细胞→初级精母细胞→次级精母细胞一精细胞一精子）。在明确主线流程的基础上，教师再在精原细胞中画出一对同源染色体，然后由学生依次标出初级精母细胞到精细胞中染色体的动态变化过程（如图4）。教师点拨，强调同源染色体的行为变化的关键。这样，学生能够在脑海中形成一个连续的、清晰的减数分裂图景。然后联系生殖细胞的发生场所、形成时期等完成对精子和卵细胞的异同点的对比归纳。最后将精原细胞中的一对同源染色体升华为两对同源染色体，让学生分析它们在分裂过程中的行为特征。同时，提示学生从变异和进化的角度思考分裂过程，拓展思维。教师从进化的角度加以点拨，使学生理解变异为生物的进化提供了丰富的原材料。通过知识的建构，学生对减数分裂的认识更为具体化和条理化，对变异的产生也有了更加深刻的认识。

（二）染色体与基因的关系

1.图解示意（如图4和图5）

2.方法突破

基因的遗传行为与染色体的遗传行为是一致的，即基因在染色体上呈线性排列。研究减数分裂中染色体的行为变化是渗透遗传基本规律的有效途径。首先，教师可以一对同源染色体上的一对等位基因（Aa）为例（如图5）创设情境，要求学生标出基因在染色体上的位置，并概括一对等位基因随一对同源染色体变化的行为特征。然后，教师设问：“分裂的结果对于1个细胞或个体来說所产生的配子有何异同？该个体通过自交或测交，其后代的基因型和表现型比例怎样？”使学生理解同源染色体的分离是等位基因分离的原因，是基因分离定律的基础。按照同样的思路，分析两对等位基因分别位于两对同源染色体上的变化情况，从而揭示非同源染色体的自由组合是非同源染色体上的非等位基因自由组合的原因，是基因的自由组合定律的基础。最后，引导学生以两对等位基因位于一对同源染色体上的情况为例做引申，阐述同源染色体与染色单体间的交叉互换是同源染色体上等位基因互换的原因，是基因的连锁互换定律的基础。如果学生基础比较扎实，教师不妨将上述实例中常染色体的变化过程拓展至性染色体，引导学生思考基因位于性染色体上的情况，这样就可以将“性别决定”和“伴性遗传”等知识“嫁接”过来。通过知识的有效迁移，学生能够理解减数分裂是遗传规律的细胞学基础，深刻体会配子在有性生殖过程中的桥梁作用，及减数分裂的现实意义。

（三）染色体上的DNA与基因的关系

1.图解示意（如图5、图6和图7）

2.方法突破

毋庸置疑，染色体是核基因的载体，但毕竟基因是DNA上具有遗传效应的片段。为了让学生透过现象看到事物的本质，教师可将染色体与基因的关系（如图5）进一步延伸，展示为图6。教师引领学生了解染色体和DNA的构成关系后，比较减数分裂过程中二者的数量变化关系，以便建构二维坐标曲线模型，帮助学生由具象思维向抽象思维过渡，并与有丝分裂过程中染色体和DNA的数量变化相比较，也可同有丝分裂图像进行比较，培养学生的求同思维和求异思维能力。从减数分裂的过程和结果上看，间期染色体的复制和最后生殖细胞的形成，每条染色体上DNA分子的两条链一条为亲代DNA的模板链，另一条是新合成的子链DNA，其实质是DNA分子半保留复制的结果。如此一来，就将DNA的复制过程及特点完美地整合到整个分裂过程中，实现了知识的迁移。到此，似乎减数分裂专题的复习已经水到渠成。其实，教师仍然可以帮助学生加深对生命本质特征的理解。基于图5和图6的剖析不难发现，二者的契合点已在基因层面上殊途同归，此时教师顺势构建图7.能够有效促进学生的认知从感性上升到理性，从表观深入至本质。专题复习的最后，联系基因的组成，可以迁移至核苷酸、元素组成等相关内容。基于进化的角度，各种变异最终要追溯至基因水平。这些内容的迁移不失为树立学生辩证唯物主义物质观和自然观的极佳契机。

减数分裂既是细胞增殖知识的延续，又是三大遗传定律发生的细胞学基础。它与生物的生殖发育、遗传变异以及进化等知识密切联系。因减数分裂涉及面广泛，复习时与其相关的概念琐碎，学生容易混淆，理解不透;此外细胞分裂过程微观、抽象，学生不得要领，难抓住本质联系。因此，复习时不能一味贪多求全，不分主次，可通过直观化的2个简图，辨析相关概念，然后运用5个系列图解，按照“细胞一染色体（基因）→DNA”的顺序，对减数分裂过程逐层突破，其间渗透知识间的联系，以帮助学生有效构建完备的知识网络。

（责任编辑：陈昕）