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染色体简易模型的制作和在教学中的使用
【关键词】 染色体；模型；细胞分裂；同源染色体；
【正文】1、引言
染色体行为变化在《必修1》第6章“细胞的增殖”中是重要内容，在《必修2》中更是贯穿始末，是理解“遗传和变异”的基础。传统的教具如挂图、铁丝模型等都是静态的，而这样微观、抽象的知识点，学生很难凭空想出动态过程。随着教学条件的改善，很多学校可以使用多媒体来辅助教学，但是学生难以自己动手模拟具体过程。因此，选择合适的材料，让学生亲自构建染色体行为变化模型，并模拟其动态过程，是突破教学重难点的好方法。《必修2》教材23页推荐使用橡皮泥来模拟染色体行为变化，但是橡皮泥无法在黑板上使用和评讲，不能作为演示教学的教具，而且风干后易碎不能重复使用。
笔者一直尝试寻找一种合适的材料制作染色体教具，力求能在黑板上展示动态过程，给学生演板提供机会并可以重复使用，免去了反复制作的麻烦。偶然在小朋友玩的小磁石中找到了灵感，利用硬纸板和小磁石这样简单易得的材料制作了一套教具，用了三年，仍然还能继续使用。以下就是模型的制作方法和在教学中应用此模型的探索。
2、染色体简易模型的制作（以3对同源染色体为例）
2.1 材料用具
硬纸板若干、小磁石（12个）、双面胶、剪刀、铅笔、两种颜色的水彩笔
2.2 方法步骤
2.2.1 在硬纸板上用铅笔画出三种染色体形态，分别模拟中着丝粒、近端着丝粒和端着丝粒染色体，形态大小应有明显差异，着丝粒的大小以小磁石的大小为标准。
2.2.2 沿线剪出染色体的样板，每种形态制作4个作为一组，共计12条染色体，在着丝点的部位用双面胶贴上小磁石。
2.2.3 将每组中的4条染色体两两涂成相同颜色（也可选取不同颜色的硬纸板代替），建议粉色和浅蓝色，晾干。
2.3 成品展示
三对同源染色体，其中3条不含染色单体（每对左侧），3条含染色单体（每对右侧）的情况示例如下图。图中不含单体的染色体实际有两层，稍微拨开就可变为含染色单体的形式。
本教具未染色，直接以“白板的一面”与“（白板背面）有花纹的一面”作为同源染色体中来自于父方和母方的区分，制作更简单。
3、染色体模型在教学中的使用
3.1 在“细胞的增殖”中的使用
有丝分裂过程中染色体行为变化展示图：依次是有丝分裂中期和后期图。其他时期口头表述。
一轮复习时可利用此图强调几点：①有丝分裂过程中同源染色体并没有分离；②有丝分裂中期所有染色体（包括同源染色体）的着丝点排列在赤道板上；③子代细胞中均含有同源染色体。
3.2 在“减数分裂和受精作用”中的使用
减数第一次分裂过程中染色体行为变化展示图：依次是减数第一次分裂的前期（联会）、前期（交叉互换）、中期和后期图。其他时期口头表述，包括自由组合和交叉互换的讲解。
四分体时期：联会同源染色体交叉互换
减数第一次分裂中期减数第一次分裂后期
减数第二次分裂过程中染色体行为变化展示图：依次是减数第二次分裂的中期和后期图。其他时期口头表述。
3.3 在“基因突变和基因重组”中的使用
参见上图减数第一次分裂过程中的自由组合和交叉互换。其中“自由组合”可以让学生演板“随心所欲的上帝之手”，因为学生排列染色体的方式不同，次级精（卵）母细胞以及精（卵）细胞中的染色体组成和基因型就将不一样。此外，由三对同源染色体的自由组合推及n对同源染色体的自由组合存在的可能性，更加形象直观。
3.4 在“染色体变异（染色体组）”中的使用
参见上图减数第一次分裂过程中的“联会”图，辨认同源染色体与姐妹染色单体。可利用本教具展示六条染色体分为两个染色体组，每组含3条非同源染色体的情况。
4、教学反思
模型法在现代的科学教育中很受重视，构建模型也是对学生科学思维训练的一个必要过程。模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。
笔者在应用此教具模型进行教学的过程中，受到了学生的欢迎。尤其是学生惊叹于染色体“复制时”突然错位变出来的染色单体！在学生演板过程中，台上台下的学生参与度都很高，下课后还有不少学生来围观教具，拿在手中把玩。这套成本低廉、制作简单、操作灵活的教具，提高了课堂教学的实效性，增加了学生学习的趣味性，成为教师教和学生学的好帮手。
此外，本模型也有一定的局限性，比如染色质与染色体的形态转换，纺锤丝的牵引作用，四分体的交叉互换等都无法模拟。因此，可以结合多媒体设备进行视频动画综合展示，通过多种教学手段相互配合，达到更好的教学效果。
参考文献：
[1]杨建萍. 毛根玩具在高中生物课堂中的应用初探. 生物学通报,2013,48（8）：29-31.
[2]朱正威,赵占良. 普通高中课程标准实验教科书——生物必修1 分子与细胞.第2版.北京：人民教育出版社,2007:112-114.
[3]朱正威,赵占良. 普通高中课程标准实验教科书——生物必修2 遗传与进化.第2版.北京：人民教育出版社,2007:16-26,80-89.
染色体行为变化在《必修1》第6章“细胞的增殖”中是重要内容，在《必修2》中更是贯穿始末，是理解“遗传和变异”的基础。传统的教具如挂图、铁丝模型等都是静态的，而这样微观、抽象的知识点，学生很难凭空想出动态过程。随着教学条件的改善，很多学校可以使用多媒体来辅助教学，但是学生难以自己动手模拟具体过程。因此，选择合适的材料，让学生亲自构建染色体行为变化模型，并模拟其动态过程，是突破教学重难点的好方法。《必修2》教材23页推荐使用橡皮泥来模拟染色体行为变化，但是橡皮泥无法在黑板上使用和评讲，不能作为演示教学的教具，而且风干后易碎不能重复使用。
笔者一直尝试寻找一种合适的材料制作染色体教具，力求能在黑板上展示动态过程，给学生演板提供机会并可以重复使用，免去了反复制作的麻烦。偶然在小朋友玩的小磁石中找到了灵感，利用硬纸板和小磁石这样简单易得的材料制作了一套教具，用了三年，仍然还能继续使用。以下就是模型的制作方法和在教学中应用此模型的探索。
2、染色体简易模型的制作（以3对同源染色体为例）
2.1 材料用具
硬纸板若干、小磁石（12个）、双面胶、剪刀、铅笔、两种颜色的水彩笔
2.2 方法步骤
2.2.1 在硬纸板上用铅笔画出三种染色体形态，分别模拟中着丝粒、近端着丝粒和端着丝粒染色体，形态大小应有明显差异，着丝粒的大小以小磁石的大小为标准。
2.2.2 沿线剪出染色体的样板，每种形态制作4个作为一组，共计12条染色体，在着丝点的部位用双面胶贴上小磁石。
2.2.3 将每组中的4条染色体两两涂成相同颜色（也可选取不同颜色的硬纸板代替），建议粉色和浅蓝色，晾干。
2.3 成品展示
三对同源染色体，其中3条不含染色单体（每对左侧），3条含染色单体（每对右侧）的情况示例如下图。图中不含单体的染色体实际有两层，稍微拨开就可变为含染色单体的形式。
本教具未染色，直接以“白板的一面”与“（白板背面）有花纹的一面”作为同源染色体中来自于父方和母方的区分，制作更简单。
3、染色体模型在教学中的使用
3.1 在“细胞的增殖”中的使用
有丝分裂过程中染色体行为变化展示图：依次是有丝分裂中期和后期图。其他时期口头表述。
一轮复习时可利用此图强调几点：①有丝分裂过程中同源染色体并没有分离；②有丝分裂中期所有染色体（包括同源染色体）的着丝点排列在赤道板上；③子代细胞中均含有同源染色体。
3.2 在“减数分裂和受精作用”中的使用
减数第一次分裂过程中染色体行为变化展示图：依次是减数第一次分裂的前期（联会）、前期（交叉互换）、中期和后期图。其他时期口头表述，包括自由组合和交叉互换的讲解。
四分体时期：联会同源染色体交叉互换
减数第一次分裂中期减数第一次分裂后期
减数第二次分裂过程中染色体行为变化展示图：依次是减数第二次分裂的中期和后期图。其他时期口头表述。
3.3 在“基因突变和基因重组”中的使用
参见上图减数第一次分裂过程中的自由组合和交叉互换。其中“自由组合”可以让学生演板“随心所欲的上帝之手”，因为学生排列染色体的方式不同，次级精（卵）母细胞以及精（卵）细胞中的染色体组成和基因型就将不一样。此外，由三对同源染色体的自由组合推及n对同源染色体的自由组合存在的可能性，更加形象直观。
3.4 在“染色体变异（染色体组）”中的使用
参见上图减数第一次分裂过程中的“联会”图，辨认同源染色体与姐妹染色单体。可利用本教具展示六条染色体分为两个染色体组，每组含3条非同源染色体的情况。
4、教学反思
模型法在现代的科学教育中很受重视，构建模型也是对学生科学思维训练的一个必要过程。模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。
笔者在应用此教具模型进行教学的过程中，受到了学生的欢迎。尤其是学生惊叹于染色体“复制时”突然错位变出来的染色单体！在学生演板过程中，台上台下的学生参与度都很高，下课后还有不少学生来围观教具，拿在手中把玩。这套成本低廉、制作简单、操作灵活的教具，提高了课堂教学的实效性，增加了学生学习的趣味性，成为教师教和学生学的好帮手。
此外，本模型也有一定的局限性，比如染色质与染色体的形态转换，纺锤丝的牵引作用，四分体的交叉互换等都无法模拟。因此，可以结合多媒体设备进行视频动画综合展示，通过多种教学手段相互配合，达到更好的教学效果。
参考文献：
[1]杨建萍. 毛根玩具在高中生物课堂中的应用初探. 生物学通报,2013,48（8）：29-31.
[2]朱正威,赵占良. 普通高中课程标准实验教科书——生物必修1 分子与细胞.第2版.北京：人民教育出版社,2007:112-114.
[3]朱正威,赵占良. 普通高中课程标准实验教科书——生物必修2 遗传与进化.第2版.北京：人民教育出版社,2007:16-26,80-89.
- 【发布时间】2018/7/3 10:40:00
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