减数分裂中染色体变化模型改进

时间:2022-05-12 12:07:58

人教版的新课标高中生物《遗传与变异》第2章第1节,是安排学习减数分裂的基本知识。由于减数分裂是一个微观、动态、连续的过程,给准确认知带来一定的难度。

为了突破这一难点,在学生已有知识的基础上,笔者设计将微观变为宏观教学活动,构建了减数分裂中染色体变化的模型。

该模型构建设计在理论上具有现象明显的优点,但经过实际操作后,发现存在以下几个方面的不足:

1.活动中使用的橡皮泥太软且带黏性,移动时必须拿起来,不能直接推动,有的粘连在纸上容易弄断。

2.用白纸画成细胞就已经固定了,中心体和纺锤体画在纸上也不能改动,因此,不能实现动态、连续的过程。

3.开始就用橡皮泥做成染色单体,不能体现染色体的复制,不能体现同源染色体从配对到四分体的变化过程。

4.操作中橡皮泥容易粘在手上、衣服上,不卫生。

5.本次模型构建是为下一节课的内容打基础,做完之后应该保存起来,然而,模型构建中所用的材料都无法达到这一要求。

针对上述弊端,我从模型构建所需材料等方面进行了改进与创新:

一、改进

1.用网络线代替橡皮泥来做染色体,网络线中的双股线代替DNA的双链。

2.用圆形小磁片代表着丝点,将双股网络线中段松散,把一粒小磁片嵌入其中,再用502胶粘合,使其可以在磁性白板上移动。

3.准备两块30cm×40cm的磁性白板,让边长40cm的一侧对接,组成一个细胞,当染色体移向两极时,便于将两块磁性白板分开,表示形成了两个新的细胞,形象直观。

4.做成的染色体因为着丝点是圆形小磁片,可以两两重叠(网络线代表的染色体也是两两重叠,表示染色体已经复制),将小磁片稍作旋转,重叠的网络线随即分开,便可表示出染色单体和一对同源染色体形成的四分体;并且小磁片可以随意分开,用以表示减数第二次分裂时着丝点的分离。

5.用小磁片做中心体可以移动,纺锤体用水性碳素笔画在白板上也容易擦掉和重画。

6.带有小磁片的染色体在磁性白板上的移动与固定是可操控的,且便于保存与重演,为下一节内容的学习做演示和引入。

二、所需材料用具

带颜色的双股网络线,圆形小磁片,502胶水,30cm×40cm的磁性白板,水性碳素笔,白板刷,小钳子。

三、模型构建操作过程

(一)活动准备

本活动由两人一组合作完成。

1.先准备好红色和黄色的双股网络线各4小段,圆形小磁铁12粒;30cm×40cm的磁性白板2块。

2.剪取双股网络线当作染色单体,其中2小段红色染色单体长4cm,2小段红色染色单体长6cm;2小段黄色染色单体长4cm,2小段黄色染色单体长6cm。

3.将剪取好的双股网络线中段松散,把一粒小磁片嵌入其中,拧紧后用502胶水粘合,小磁片代表着丝点。

4.把颜色、长度相同的两条染色单体成对重叠放置,代表减数分裂开始时已完成复制的染色体。

5.将两块磁性白板的边长40cm的一侧边框取下,让两块磁性白板取下边框的一侧对接平放,形成一个初级精母细胞的轮廓,并可以容纳所做的4条染色体。

6.用4粒小磁铁代表中心体,并用碳素笔画出纺锤体。

(二)模拟减数分裂中染色体数目及主要行为变化

1.把做好的染色体放在两块磁性白板组合的细胞内,让长度相同、颜色不同的两条染色体配对,使着丝点靠近。红色代表来自母方的染色体,黄色代表来自父方的染色体。

2.将两对染色体横向排列在纺锤体中部赤道板的一侧,黄色染色体放在另一侧。双手分别抓住并移动染色体的着丝点,使红色和黄色的染色体分离,分别移向细胞的两极。

3.将两块组合在一起的磁性白板分开,分别套上边框,再各加上2粒小磁片代表中心体,并用碳素笔画出纺锤体,代表两个次级精母细胞;此时,已经移到细胞两极的染色体分别进入这两个新细胞中。

4.把新细胞中的染色体横向排列在中央的赤道板处。将成对重叠的两条染色单体分开——相当于着丝点分离。抓住圆形小磁片(即着丝点)的部位,把染色体分别拉向细胞的两极。尽量一次移动所有的染色体,像在活细胞中发生的那样。然后,在两极有染色体的部分画出细胞轮廓,代表新细胞生成。

(三)模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合

1.同活动二的方法步骤1。

2.将两对染色体横向排列在赤道板处,注意,这次要在赤道板的每一侧放两条不同颜色的染色体。

3.继续活动二的3、4、5步骤,完成减数分裂全过程。

四、改进后的优点

用网络线代替橡皮泥来做染色体,材料容易获得,且网络线是双股线,可以代表染色体中DNA的双链。

用圆形小磁片代表着丝点,将双股网络线中段松散,把一粒小磁片嵌入其中,可以在磁性白板上移动。

准备两块30cm×40cm的磁性白板,让边长40cm的一侧对接,组成一个细胞, 当染色体移向两极时,便于将两块磁性白板分开,表示形成了两个新的细胞,形象直观。

做成的染色体因为着丝点是圆形小磁片,可以两两重叠,稍作旋转,便可表示出染色单体以及一对同源染色体形成的四分体;而且可以随意分开,用以表示减数第二次分裂时着丝点的分离。

用长形小磁铁做中心体可以移动,纺锤体用水性碳素笔画在白板上也容易擦掉和重画。

带有小磁铁的染色体在磁性白板上的移动与固定是可操控的,且便于保存与重演,为下一节内容的学习作演示和引入。

五、创新要点

1.取材方便

材料容易获得,学校网络系统的维修有很多废弃材料。

2.操作容易

无论是演示同源染色体分离还是演示着丝点断裂都很简单,直接将小磁铁推向两极即可。

3.实用性强

因为着丝点是圆形小磁铁,可以两两重叠,网络线代表的染色体也是两两重叠,表示染色体已经复制;稍作旋转,便可表示出染色单体以及一对同源染色体形成的四分体;并且可以随意分开,用以表示减数第二次分裂时着丝点的分离。

4.设计严谨

直观形象,增强了教学的趣味性,有利于帮助学生理解减数分裂过程中染色体数目和行为变化,还可培养学生自主探究的能力及严谨的科学态度。

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