减数分裂中染色体变化的手指模型及各模型的比较

在高中生物2中，有“建立减数分裂中染色体变化的模型”一节，新课标中的内容目标要求是“阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化”。除橡皮泥模型外，还有众多模型可在教学中应用。如果将所有模型分类，一类是实物模型，如：橡皮泥模型、纸质模型、毛线模型等。另一类是表演模型，如：身体模拟染色体表演模型。笔者在教学中开发了“手指模型”，并将其与现有的几种模型尝试组合使用，以使教学效率最大化。以下是对常用的两种实物模型和手指模型进行的比较。

一、原橡皮泥模型的优势和缺陷

1.优势

一是橡皮泥制作染色体简单，有一定的趣味性，学生参与的热情很高；二是在减数分裂过程中橡皮泥制的染色体能形象显示分裂过程中染色体的形态变化和非同源染色体的自由组合；三是通过黄色和红色橡皮泥之间的片段交换可形象表现减数分裂中联会时的染色体交叉互换。

2.缺陷

原模型中使用的是红色和黄色橡皮泥，除了不经济外，橡皮泥多数都不卫生，学生每次使用完后要洗手，并且不宜长期保存和使用；另外，橡皮泥不容易标上基因符号，如果标上基因符号可以很好地帮助学生理解基因的分离和自由组合定律。也使这一模型在后续章节中的运用受到限制，浪费了很好的教学资源。

二、纸质模型

1.制作方法

课前让学生自带两种颜色的硬纸和一张较大的白纸，让学生将两种颜色的硬纸剪出两组染色体。要求：两组染色体长度不同，每组内四条等长，中间在同一位置剪细表示着丝点的位置，两种颜色各两条。剪好后，可从每种颜色中取长短各一条，共四条表示未复制时的两对同源染色体，不同颜色表示不同来源。如果将两条长短和颜色都相同的在着丝点处交错放在一起，即可表示完成复制的染色体。减数分裂的过程模拟和非同源染色体的自由组合的模拟过程与原橡皮泥模型一致。（模拟过程如表1）

2.优势

材料准备简单经济，方便卫生；更重要的是能在染色上标示出基因的位置，便于学生理解基因的分离和自由组合定律，对于后续知识的学习有很好的连贯性。

3.缺陷

此模型操作不太方便，不便学生拿捏；并且两条染色单体在着丝点处未固定，容易分离；也不容易表现染色体在分裂过程中的形态变化。

三、手指模型

1.模拟方法

学生两人一组，用一个手指表示一个染色体，那么一个手就表示五条各不相同的染色体（一个染色体组）。如果两个学生各伸出一只手放在一起，就表示一个细胞总共有未进行复制的五对同源染色体。例如，两位学生的一对食指可形象地表现一对同源染色体且明显来源不同。在此基础上，如果每位学生再将自己的两只手的十指交叉，相同的手指在相同的部位靠在一起，表示完成复制的染色体（不相同的手指尽量分开，别靠在一起）。这样两位学生的手在一起就可以表示完成复制的五对同源染色体。如果再将交叉的手分开，又可以表示染色单体的分离。这样，两位学生通过配合，变换手和手指的位置就可以形象地表现减数分裂的过程。（表2示素描手指模型）

2.模拟过程

先用食指模拟一对同源染色体的减数分裂：

（1）两位学生各出一个食指放在一起表示未复制的一对同源染色体。

（2）各自将自己的两个食指在第一或第二关节处交叉靠上，表示完成复制的一对同源染色体，然后将彼此的交叉食指在交叉点靠近（别挨上）表示联会和四分体。

（3）变换交叉食指的位置表示第一次分裂，然后两位同学将交叉食指远离，表示完成第一次分裂。

（4）最后，各自将自己的交叉食指分开并远离表示第二次分裂完成。

在完成一对染色体的模拟后，然后用所有手指模拟五对同源染色体的减数分裂。

3.优势

手指模型无需做任何课前准备，方便易行；全班参与，两人一组，可更好地锻炼学生的协作能力；更有立体感、形象直观，手指在空中的造型可以很好地和染色体在不同时期细胞中的空间位置联系起来；对于后续学习帮助更大（如染色体组的学习）。

4.缺陷

一个手的手指连在一起，这就无法呈现前期染色体的散乱状态，同时也无法表示减数分裂中非同源染色体间的自由组合。

各种模型的建构目的都是更好地帮助学生将减数分裂的知识内化，更好地完成教学目标。笔者通过实践应用，发现将橡皮泥模型或纸制模型中的一种与手指模型结合起来使用，可以取长补短，教学效果更好，对于后续教学更有帮助。