減數分裂中染色體變化的“撲克牌”模型構建

謝宗福

[摘要]模型構建是生物學教學、研究和學習的一種重要方法。用模型模擬許多生物學現象時，往往會使這些現象變得易于理解。構建減數分裂中染色體變化的“撲克牌”模型對相關知識進行學習，優(yōu)勢明顯，效果很好。

[關鍵詞]減數分裂染色體變化撲克牌模型構建

[中圖分類號]G633.91[文獻標識碼]A[文章編號]16746058（2015）110126

模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識的對象所做的一種簡化的概括性描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的事物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。模型構建是生物學教學、研究和學習的一種重要方法。

人教版高中生物“遺傳與進化”模塊中，設置了減數分裂中染色體變化的“橡皮泥”模型構建活動，通過活動化微觀為宏觀，形象地顯示了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，對形成減數分裂過程中染色體數目和行為變化有直觀印象，突破配子多樣性等難點，而且橡皮泥制作染色體簡單，趣味性強，學生參與熱情高。但是“橡皮泥”模型也有一定的缺陷，如模型中使用的橡皮泥成本較高，且不宜長期保存和使用，橡皮泥大多不衛(wèi)生，學生每次使用完后要及時洗手。對此，筆者在教學中開發(fā)了“撲克牌”模型，材料易得，成本低廉，操作方便，便于重復使用，教學效果較好，對于后續(xù)教學更有幫助?，F簡述如下。

一、材料用具與使用說明

1.材料用具：撲克牌8張，圖釘8個（教師演示時用圓形磁鐵代替），3張較大白紙。

2.使用說明：（1）撲克牌只看“紅黑”兩色和“數字”，花色要“視而不見”。紅黑兩色代表染色體的來源不同（如紅色來自父方，黑色來自母方）；數字代表不同染色體的編號（如A代表1號染色體，2代表2號染色體）。因此可以挑選8張撲克牌，如黑桃A、紅桃A各兩張，黑桃2、紅桃2各兩張，代表四組染色體。

（2）圖釘8個：從撲克牌背面正中（或偏向一端，表示著絲點的位置）刺穿而上，向上的“針”代表“著絲點”，用“手”拿“針”移動的過程可以模擬紡錘體的牽引過程。

（3）教師演示時利用圓形磁鐵將撲克牌固定在黑板上。

二、活動準備

1.用一個圖釘將重疊在一起的兩個黑桃A從背面正中（或偏向一端）刺穿而上（兩張牌“錯開”的過程表示染色體的復制，錯開后的兩個黑桃A表示連接在同一著絲點上的兩條“姐妹染色單體”），其他3組同上處理。

2.事先在黑板上或紙上畫出一個足夠大的細胞輪廓和兩個子細胞的輪廓，畫出中心體和紡錘體。

三、模擬過程

本模型構建活動可讓學生兩人一組合作完成，主要模擬減數分裂中染色體數目及主要行為的變化。模擬內容、過程如下：

圖1聯(lián)會圖2姐妹染色單體分離

（1）精原細胞：將“重疊”在一起的黑桃A、紅桃A、黑桃2、紅桃2散亂放在畫好的精原細胞內，表示兩對同源染色體；

（2）復制：將重疊的兩張牌“錯開”表示染色體的復制過程，“錯開”后的相同的兩張牌表示連接在同一著絲點上的兩個“姐妹染色單體”；

（3）聯(lián)會：將黑桃A、紅桃A放置在一起，黑桃2、紅桃2放置在一起模擬“聯(lián)會”（如圖1）；

（4）分離與組合：將“赤道板”兩側的A和2移開一定的距離，每一對染色體的去向隨機決定，模擬同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合；

（5）姐妹染色單體分離：將連接在同一圖釘上的兩條“染色體”中上面的一條取下，增加安裝圖釘，分開一定的距離，模擬著絲點的斷裂，姐妹染色單體分離（如圖2）；

（6）子染色體平均分配：將分配到兩極的子染色體分配至兩個子細胞輪廓中。

四、優(yōu)勢與不足

1.優(yōu)勢

（1）材料易得，成本低廉。

（2）操作方便。特別是模擬復制的過程，只需將重疊的兩張牌輕輕錯開。圖釘便于“著絲”和“牽引”。磁鐵既能夠表示“著絲點”又能將撲克牌固定在黑板上，便于教師的演示。

（3）形象直觀。演示染色體復制過程時，個別學生小聲說“劉謙”“魔術”，我及時強調，這不是魔術，而是模擬染色體的復制過程，學生后來對我說，對于染色體復制的過程和結果印象非常深刻。

2.不足之處

“交叉互換”較難模擬，只能借鑒其他教師的類似的方法：在紅牌上部分涂黑，黑牌上部分涂紅。

（責任編輯黃春香）