謝宗福

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

[關(guān)鍵詞]減數(shù)分裂染色體變化撲克牌模型構(gòu)建

[中圖分類號]G633.91[文獻標(biāo)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(rèn)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(dá)。模型構(gòu)建是生物學(xué)教學(xué)、研究和學(xué)習(xí)的一種重要方法。

人教版高中生物“遺傳與進化”模塊中，設(shè)置了減數(shù)分裂中染色體變化的“橡皮泥”模型構(gòu)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(shù)分裂過程中染色體數(shù)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(xué)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(xué)生每次使用完后要及時洗手。對此，筆者在教學(xué)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(fù)使用，教學(xué)效果較好，對于后續(xù)教學(xué)更有幫助?，F(xiàn)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(shù)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(shù)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(zhǔn)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(fù)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(xì)胞輪廓和兩個子細(xì)胞的輪廓，畫出中心體和紡錘體。

三、模擬過程

本模型構(gòu)建活動可讓學(xué)生兩人一組合作完成，主要模擬減數(shù)分裂中染色體數(shù)目及主要行為的變化。模擬內(nèi)容、過程如下：

圖1聯(lián)會圖2姐妹染色單體分離

（1）精原細(xì)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(xì)胞內(nèi)，表示兩對同源染色體；

（2）復(fù)制：將重疊的兩張牌“錯開”表示染色體的復(fù)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(cè)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(xì)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(fù)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(fù)制過程時，個別學(xué)生小聲說“劉謙”“魔術(shù)”，我及時強調(diào)，這不是魔術(shù)，而是模擬染色體的復(fù)制過程，學(xué)生后來對我說，對于染色體復(fù)制的過程和結(jié)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(zé)任編輯黃春香）