用模型展示染色體變異

汪正強

人教版教材介紹了染色體結(jié)構(gòu)變異的類型、發(fā)生圖解及影響，但未提及由變異引起的同源染色體聯(lián)會后形成的特殊四分體構(gòu)象，學生解決此類遺傳學問題比較困難，基于此我利用樂高積木制作模型來直觀地展示相關結(jié)構(gòu)。

染色體組、多倍體、三體、單體等染色體數(shù)目變異子概念學生理解起來比較難，而且容易遺忘和混淆。于是我建立軟磁模型來直觀展示、動態(tài)演示，這樣既能提高學生的學習興趣又能加深學生對知識點的理解。

一、作品構(gòu)造

450mm×450mm×3mm亞克力板兩塊、海報兩張（內(nèi)容根據(jù)模型設計）、染色體結(jié)構(gòu)變異積木模型四種、利用RBD軟磁片裁剪出的細胞輪廓和果蠅各型染色體、膠水、修正貼若干等。

二、 制作方法

1.積木模型展示染色體結(jié)構(gòu)變異

（1）根據(jù)預設計的草圖用積木搭建四種模型。同源染色體形態(tài)大小一樣，但顏色不同。雜合體減數(shù)分裂時同源染色體同源區(qū)段會聯(lián)會，由于發(fā)生了變異，不能形成正常的“四分體”，模型中要凸顯“十字型”構(gòu)象、“倒位圈”“缺失環(huán)”“重復環(huán)”。

（2）在固定大小的亞克力板上預擺放模型，以便設計出合理的海報圖案和內(nèi)容。內(nèi)容包括標題及類型等，設計好后將海報粘貼在亞克力板上。

（3）將修正貼粘貼在相應染色體上并標注基因，同源區(qū)段要標注相同基因或等位基因。用膠水將模型固定在合適的位點。

2.軟磁模型展示染色體數(shù)量變異

（1）利用白色A4紙大小的軟磁片裁剪出受精卵細胞輪廓一個，直徑15.4cm；配子細胞輪廓5個，直徑11.8cm。

（2）利用紅、綠兩色軟磁片裁剪出果蠅各型染色體若干（大小、形狀要適宜且標準）。

（3）海報圖案及內(nèi)容設計好后粘貼在亞克力板上。用膠水將細胞輪廓固定在海報上并向其中擺放各型染色體（由于磁性較強，所以能自由增減）。

三、應用與拓展

1.在積木模型中，單看一條染色體，基因在染色體上的線性排列方式一目了然。整體觀察后發(fā)現(xiàn)：缺失和重復雜合體聯(lián)會時會形成環(huán)狀或瘤狀突起，倒位雜合體聯(lián)會的二價體在倒位區(qū)段內(nèi)會形成倒位圈，易位所形成的十字型構(gòu)象涉及兩對同源染色體、8個姐妹染色單體。

借助此模型，可以對有關遺傳學問題進行釋疑，提高學生解決問題的能力。積木模型在遺傳學上應用廣泛，還可以結(jié)合基因啟動子、終止子序列及單鏈方向來確定基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈并用模型反映（如圖3）。

2.在軟磁模型中，通過分析普通配子中染色體組成圖來說明“染色體組”概念。如由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有兩個染色體組的生物個體即為二倍體。若在模型中以染色體組為單位增加配子中染色體，從而得到多倍體；若以染色體為單位增減染色體，從而得到三體、單體等。通過此模型還能反映同樣的性原細胞可以產(chǎn)生多樣化的配子。

日常教學中我們要讓學生主動參與構(gòu)建模型的活動，賦予其選擇構(gòu)建不同模型的權(quán)利，充分發(fā)揮學生的主體性。這樣既培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造性思維，又提高了他們的建模能力，在培養(yǎng)科學素養(yǎng)的同時真正實現(xiàn)素質(zhì)教育。