動(dòng)物細(xì)胞減數(shù)分裂演示教具的制作及使用

常水晶

進(jìn)入計(jì)算機(jī)信息化時(shí)代后，多媒體技術(shù)在生物教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。運(yùn)用多媒體教學(xué)可以直觀的展示生物的動(dòng)態(tài)變化，但是演示過(guò)程快，學(xué)生很難把握重點(diǎn)。筆者認(rèn)為使用自制教具依然是當(dāng)今多媒體教學(xué)的重要補(bǔ)充手段，對(duì)提高學(xué)生生物學(xué)學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解生物學(xué)知識(shí)具有重要作用。

1 設(shè)計(jì)思路

“減數(shù)分裂”是高中生物教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容之一。它以細(xì)胞學(xué)知識(shí)、染色體知識(shí)、有絲分裂知識(shí)、生殖種類(lèi)知識(shí)為基礎(chǔ)，既是生殖細(xì)胞形成的基礎(chǔ)，又是遺傳和變異的細(xì)胞基礎(chǔ)。由于減數(shù)分裂是一個(gè)比較抽象的過(guò)程，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)同源染色體、四分體的概念以及染色體行為的變化規(guī)律的理解較為困難，其中染色體行為的變化規(guī)律既是難點(diǎn)又是重點(diǎn)，初學(xué)者對(duì)此缺乏感性認(rèn)識(shí)，難以抓住其本質(zhì)?；谏鲜鲈?，筆者考慮制作直觀的教具模型將染色體的變化過(guò)程動(dòng)態(tài)展現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生通過(guò)親自操作教具，掌握減數(shù)分裂過(guò)程及相關(guān)知識(shí)。

2 材料用具

A3白紙、A3硬紙板、兩種顏色的卡紙、黑色線繩、白色彈力繩、紐扣磁鐵、固體膠、剪刀、針線。

3 制作方法

（1） 根據(jù)A3白紙的大小，將不同時(shí)期的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（包括細(xì)胞膜、核膜、核仁、中心體）打印在A3白紙上，將打印有不同時(shí)期細(xì)胞的紙張分別粘貼在A3硬紙板上。

（2） 用兩種不同顏色的卡紙代表兩種同源染色體，同種顏色大小不同的染色體代表來(lái)自同一方的不同染色體。每種卡紙用剪刀剪成細(xì)線狀、波浪狀、棒狀紙條若干。細(xì)線狀的代表染色質(zhì)，波浪狀的代表染色質(zhì)向染色體的過(guò)渡階段，棒狀的代表染色體。

（3） 在標(biāo)有精原細(xì)胞圖板的相應(yīng)位置粘貼等量?jī)煞N顏色的絲狀紙條，表示精原細(xì)胞通過(guò)有絲分裂增殖（紙板1）。

（4） 將兩條同種顏色的波浪狀紙條粘在一起，代表每一條染色體上含有兩條姐妹染色單體，此時(shí)精原細(xì)胞復(fù)制后已形成初級(jí)精母細(xì)胞（紙板2）（圖1）。

（5） 用黑線把兩條棒狀染色體十字交叉縫在一起，把十字交叉的染色體用黑線固定于中心體處，在背面留有一定的活動(dòng)黑線，使染色體可以通過(guò)對(duì)黑線的拉拽分布在細(xì)胞的不同位置，每對(duì)同源染色體之間用白色的彈力繩連接，以保證同源染色體的相應(yīng)動(dòng)態(tài)變化順利進(jìn)行（紙板3）。

（6） 為幫助學(xué)生更好的理解減數(shù)第一次分裂的后期同源染色體分離、非同源染色體自由組合的不同情況，相應(yīng)制作兩種教具（圖2）。

（7） 2個(gè)后期細(xì)胞采用折紙的方式，隱藏部分細(xì)胞，剩余部分連成一個(gè)細(xì)胞，展示第一次及第二次分裂后期，通過(guò)拉伸把隱藏部分的細(xì)胞顯示出來(lái)，細(xì)胞就變成縊裂的后期。

（8） 把帶紐扣磁鐵的兩部分分別隱藏在姐妹染色單體的著絲點(diǎn)處，通過(guò)磁性吸在一起，染色體的著絲點(diǎn)斷裂是通過(guò)黑線的牽引使磁鐵分開(kāi)移向兩極。

（9） 減數(shù)第二次分裂的末期、精子變形過(guò)程采用繪制出細(xì)胞的結(jié)構(gòu)（細(xì)胞膜、核膜、核仁），粘貼相應(yīng)時(shí)期染色體的方式呈現(xiàn)。

4 使用方法

（1） 展示動(dòng)物細(xì)胞2N=4的生物，體細(xì)胞（精原細(xì)胞）結(jié)構(gòu)及通過(guò)有絲分裂不斷使細(xì)胞數(shù)量增多（紙板1）。

（2） 展示細(xì)胞的結(jié)構(gòu)（細(xì)胞膜、核膜、核仁），用不同顏色的卡紙代表攜帶姐妹染色單體的同源染色質(zhì)散亂的分布在細(xì)胞中（紙板2）。

（3） 兩條同源染色體在相連的細(xì)繩拉扯及重力的作用下會(huì)表現(xiàn)出聯(lián)會(huì)的四分體（減Ⅰ前），通過(guò)拉拽星射線（黑線）使染色體排在細(xì)胞中央（減Ⅰ中），拉伸紙板使隱藏在后面的部分顯示（減Ⅰ后），攜帶染色單體的染色體分別移向兩極。紙板3共有兩組，可以分兩組演示減Ⅰ后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合對(duì)子細(xì)胞中染色體的影響（紙板3）。

（4） 由于減Ⅰ后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合的情況不同，所以產(chǎn)生的子細(xì)胞中染色體的組成也不同，因此紙板4也分為兩組，放松黑線使染色體隨機(jī)自然的分布在細(xì)胞中（減Ⅱ前），拉動(dòng)黑線使染色體的著絲點(diǎn)的位置移動(dòng)到細(xì)胞的中央（減Ⅱ中），拉伸紙板使隱藏在后面的部分顯示，染色體的著絲點(diǎn)自然分開(kāi)（減Ⅱ后）（紙板4）。

（5） 由于減Ⅰ后染色體的分配情況不同，所以減Ⅱ后產(chǎn)生的精細(xì)胞也有不同情況，分兩組展示（紙板5）。

（6） 完成減數(shù)分裂后，精細(xì)胞需要變形才能形成具有生殖功能的精子，分兩組展示（紙板6）。

5 教具特點(diǎn)

本套教具設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處在于直觀地演示了動(dòng)物細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中不同時(shí)期的染色體數(shù)量與行為變化，使抽象的細(xì)胞減數(shù)分裂中染色體的變化動(dòng)態(tài)化、具體化，以細(xì)胞的名稱作為分界，便于學(xué)生記憶。教師在教學(xué)中，將本套教具，與多媒體技術(shù)聯(lián)合使用，可以幫助學(xué)生理解減數(shù)第一次分裂前期同源染色體的交叉互換、減數(shù)第一次分裂同源染色體分離和非同源染色體的自由組合等過(guò)程，使教學(xué)更為形象直觀、生動(dòng)有趣。本套教具制作材料低廉，制作方法簡(jiǎn)單，演示操作方便，特別適合受到教學(xué)硬件限制的學(xué)校。