減數(shù)分裂中染色體變化的手指模型及各模型的比較

瑪依拉木拉提

在高中生物必修2中，有“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”一節(jié)，新課標中的內(nèi)容目標要求是“闡明細胞的減數(shù)分裂，并模擬分裂過程中染色體的變化”。除橡皮泥模型外，還有眾多模型可在教學中應(yīng)用。筆者在教學中開發(fā)了“手指模型”，并將其與現(xiàn)有的幾種模型嘗試組合使用，使教學效率最大化。以下是對常用的兩種實物模型和手指模型進行的比較。

1、原橡皮泥模型的優(yōu)勢和缺陷

1.1優(yōu)勢

(1)橡皮泥制作染色體簡單，有一定的趣味性，學生參與的熱情很高。

(2)在減數(shù)分裂過程中，用橡皮泥制的染色體能形象地顯示分裂過程中染色體的形態(tài)變化和非同源染色體的自由組合。

(3)通過黃色和紅色橡皮泥之間的片段交換可形象表現(xiàn)減數(shù)分裂中聯(lián)會時的染色體交叉互換。

1.2缺陷

原模型中使用的是紅色、黃色的橡皮泥，除了不經(jīng)濟外，橡皮泥多數(shù)都不衛(wèi)生，學生每次使用完后要洗手，并且不宜長期保存和使用；另外，橡皮泥不容易標上基因符號，如果標上基因符號可以很好地幫助學生理解基因的分離和自由組合定律。這樣也使這一模型在后續(xù)章節(jié)中的運用受到限制，浪費了很好的教學資源。

2、紙質(zhì)模型

2.1制作方法

課前讓學生自帶兩種顏色的硬紙和一張較大的白紙，讓學生將兩種顏色的硬紙剪出兩組染色體。要求：兩組染色體長度不同，每組內(nèi)四條等長，中間在同一位置剪細表示著絲點的位置，兩種顏色各兩條。剪好后，可從每種顏色中取長短各一條，共四條表示未復(fù)制時的兩對同源染色體，不同顏色表示不同來源。如果將兩條長短和顏色都相同的染色體在著絲點處交錯放在一起，即可表示完成復(fù)制的染色體。減數(shù)分裂的過程模擬和非同源染色體的自由組合的過程模擬與原橡皮泥模型一致。

2.2優(yōu)勢

材料準備簡單經(jīng)濟，方便衛(wèi)生；更重要的是能在染色上標示出基因的位置，便于學生理解基因的分離和自由組合定律，對于后續(xù)知識的學習有很好的連貫性。

2.3缺陷

此模型操作不太方便，不便學生制作；并且兩條染色單體在著絲點處未固定，容易分離；也不容易表現(xiàn)染色體在分裂過程中的形態(tài)變化。

3、手指模型

3.1模擬方法

學生兩人一組，用一個手指表示一個染色體，那么一個手就表示5條各不相同的染色體(一個染色體組)。如果2個學生各伸出一只手放在一起，就表示一個細胞總共有未進行復(fù)制的五對同源染色體，例如：2個學生的一對食指可形象表現(xiàn)一對同源染色體且明顯來源不同。在此基礎(chǔ)上，如果每位學生再將自己的兩只手的十指交叉，相同的手指在相同的部位靠在一起，表示完成復(fù)制的染色體(不相同的手指盡量分開，別靠在一起)。這樣兩位學生的手在一起就可以表示完成復(fù)制的五對同源染色體。如果再將交叉的手分開，又可以表示染色單體的分離。這樣，兩位學生通過配合，變換手和手指的位置就可以形象表現(xiàn)減數(shù)分裂的過程(表1示素描手指模型)。

3.2模擬過程

先用食指模擬一對同源染色體的減數(shù)分裂：

①兩位學生各出一個食指放在一起表示未復(fù)制的一對同源染色體。

②各自將自己的兩個食指在第一或第二關(guān)節(jié)處交叉靠上，表示完成復(fù)制的一對同源染色體，然后將彼此的交叉食指在交叉點靠近(別挨上)表示聯(lián)會和四分體。

③變換交叉食指的位置表示第一次分裂，然后兩位學生將交叉食指遠離，表示完成第一次分裂。

④最后，各自將自己的交叉食指分開并遠離表示第二次分裂完成。

在完成一對的模擬后，然后用所有手指模擬5對同源染色體的減數(shù)分裂。

3.3優(yōu)勢

手指模型無需做任何課前準備，方便易行；全班參與，兩人一組，可更好地鍛煉學生的協(xié)作能力；更有立體感、形象直觀，手指在空中的造型可以很好地和染色體在不同時期細胞中的空間位置聯(lián)系起來；對于后續(xù)學生學習幫助更大(如染色體組的學習)。

3.4缺陷

一個手的手指連在一起，這就無法呈現(xiàn)前期染色體的散亂狀態(tài)，同時也無法表示減數(shù)分裂中非同源染色體間的自由組合。

4、結(jié)論

各種模型的建構(gòu)目的都是為了更好幫助學生將減數(shù)分裂的知識內(nèi)化，更好的完成教學目標。筆者通過實踐應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)將橡皮泥模型或紙制模型中的一種與手指模型結(jié)合起來使用，可以取長補短，教學效果更好，對于后續(xù)教學更有幫助。