建立减数分裂中染色体变化的模型

一、案例背景：减数分裂中染色体变化是《减数分裂》教学中的重点与难点。

新课程中增加了建立减数分裂中染色体变化的模型，此模型建构是一个新内容，有利于学生直观学习和掌握减数分裂中染色体的形态结构和数目的变化，同时培养动手能力，开发思维。

这是新教材中的一个能力培养亮点。

但教材中使用的是红色、黄色的橡皮泥，在这几年的教学中发现用这个很不经济，也不卫生，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，如果能标上基因符号就可以更好的帮助学生理解基因的分离和自由组合定律了。

鉴于这样考虑，我们几位教师就想了用纸质代替橡皮泥的方法。

二、案例描述：1.课前准备：把全班分成若干小组，每组准备不同颜色的书写纸、广告纸或旧报纸、剪刀、A4白纸3张2.让学生将两种颜色的纸剪出两组染色体，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染色体着丝点处交错放在一起即可表示复制的染色体。

3.三张A4白纸。

在第一张纸上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓，第二张纸上画两个次级精母细胞的轮廓，在第三张纸上画四个精子细胞轮廓。

4.教师演示有丝分裂过程并重点提示染色体的变化。

（1）让长度相同、颜色不同的两条染色体配对代表什么？（2）减数分裂开始时细胞内有多少条染色体？染色体数目减半发生在什么时候？减数分裂结束时形成的每个子细胞中有多少条染色体？（3）你模拟了减数分裂中哪些染色体行为？6.试着在染色体上标上基因重复减数分裂过程讨论：（4）你们小组的模型中只含一种颜色染色体的配子有几个？（5）、含两对同源染色体的初级精母细胞能产生几种配子？（6）如果用3对染色体进行模拟，将产生多少种类型的配子？7.学生归纳总结减数分裂中染色体变化规律。

三、案例分析与反思：1. 通过此模型学生能正确理解减数分裂过程中，进一步理解减数分裂过程中染色体行为和数目的规律性变化，能识别并绘制模式图。

制作减数分裂中染色体变化模型的方法减数分裂是高中生物学的核心概念之一，也是基因的分离定律和自由组合定律的细胞学基础，是教学重点。

减数分裂中染色体数目和行为的变化既是教学重点也是教学难点，它是一个连续动态的微观变化过程，利用传统的教学方法难以让学生透彻认识其木质特征，因此教材设计了“探究•实践建立减数分裂中染色体变化的模型”，通过建构物理模型，用直观、简化的形式帮助学生理解和掌握。

下面介绍几种制作减数分裂中染色体变化模型的方法和注意事项，为教学提供参考。

1.橡皮泥模型橡皮泥模型是常见的染色体制作模型，教材就介绍了如何用橡皮泥制作染色体模型。

此种模型利用了橡皮泥颜色的多样性和形态的可塑性，用不同的大小和颜色清晰地表示出不同的染色体以及来自父方和母方的同源染色体。

此外，橡皮泥制作的染色体可以进行拆卸和组合，能够动态地表现染色体变化的过程。

2.手指模型手指模型是指学生利用自己的手指来模拟染色体的变化过程, 此种模型无须其他材料的准备，方便易行，形象直观。

在教学中，学生两人一组，协作完成手指模型。

用一只手指表示一条染色体, 那么一只手就能表示五条各不相同的染色体，两位学生各伸出一只手，就能表示一个细胞内的五对同源染色体。

在此基础上，每位学生再将自己双手的十个手指相互交叉，如中指和中指在指关节处贴合，表示完成复制的染色体，此时两位学生的四只手就代表了完成复制的五对同源染色体。

两位学生的手分开，就代表了同源染色体的分离；学生各自交叉的手分开，就代表了染色单体的分离。

通过此种方法，学生两人配合，变换手和手指的位置就可以形象地展示减数分裂中染色体的变化过程，图2-2展示了手指模型。

1条染色体5对染色休IX4UUG的同徹垛色休的同灣仪色体阿分体的曲冽＜ 4卜仗描即一典分体）出2-2域效分釵的『怖模刖”；色图3,扭扭棒模型扭扭棒模型是以扭扭棒为基本材料制作的染色体模型，通过扭扭棒的叠加、缠绕、分离等操作，直观模拟减数分裂中染色体的变化。

建立减数分裂中染色体变化的模型黄石市第一中学李珺一、实验教材分析1 地位：高中人教版生物必修二《遗传与进化》第二章第一节减数分裂的内容。

2 作用：巩固学生对减数分裂过程的认识和理解，尤其是染色体数目和行为的变化，对后面基因重组的学习非常重要。

3 特点：减数分裂中染色体行为复杂，该部分内容知识点分散、理解难度大、概念易混淆，使学生缺乏感性认识，难以抓住本质。

二、实验教学目标1 知识与能力：①学生通过活动进一步认识减数分裂过程中染色体行为和数目的规律性变化，能识别并绘制模式图。

②学生能够展示出减数分裂过程中同源染色体及其联会、交叉互换、同源染色体、姐妹染色单体分离等行为变化。

2 过程与方法：学生提高模型建构意识，提升动手能力，团队交流合作能力。

3 情感态度与价值观：学生通过动手操作建模的过程，亲自感受和认同模型建构这种科学方法及其在科学研究中的应用。

三、实验方法设计1 学法设计：本实验模拟和探究双管齐下，不同于探究性实验需要对自变量和因变量进行分析。

本实验重在模拟减数分裂中染色体的行为，可以采取“自主、合作、探究”的教学模式，采取教师指导和小组合作的方式进行。

2 创新：①教材中使用橡皮泥模拟染色体，但橡皮泥黏性强，易断裂，故将橡皮泥换成配套硬塑料染色体。

②由于模拟活动二中很多与活动一重复，可将模拟活动二在进行模拟活动一的过程中完成。

将模拟活动分为减数第一次分裂和减数第二次分裂染色体主要行为模拟两个板块。

四、教学过程设计教学过程可分为问题激趣活动探究归纳提升应用迁移（一）问题激趣展示PPT并提出问题：为什么会出现“一母生九子，九子各不同”这种自然现象。

设问目的：留足悬念，激起探究欲望,与后面基因重组内容产生联系。

（二）活动探究1 复习减数分裂的过程：多媒体播放减数分裂过程动画，请学生描述并回忆总结。

梳理减数分裂过程中“同源染色体联会、交叉互换、四分体”等核心概念。

2 模拟活动：展示实验材料：硬塑料制染色体四条（红色黄色各两条，包括染色单体八条）；吸铁石展示板。

《建立减数分裂中染色体变化的模型》的教案【教材分析】《建立减数分裂中染色体变化的模型》是人教版高中生物必修2《遗传与进化》第2章第1节减数分裂和受精作用第3课时的内容，“减数分裂”一节在全书中起着承上启下的作用。

首先，减数分裂是细胞增殖知识的延续，尤其与有丝分裂的比较和图形辨析是各类考试中常见的考点之一；另外，减数分裂又是三大遗传定律发生的细胞学基础，理解减数分裂中染色体的行为变化是学好遗传和变异的关键。

【学情分析】1、学生经过有丝分裂和遗传定律的学习，已经初步掌握了染色体和染色单体、等位基因和非等位基因的变化，使学生在学习减数分裂过程时能相对较好的去分析和理解过程。

由于减数分裂过程较有丝分裂复杂的多，但还是有规律可循，学生只要经过对图片和过程反复揣摩，定能掌握。

2、学生的思维活跃,多数学生可以在老师的指导下从已知材料中获取有用信息,并进行总结、归纳。

【设计思路】本节课遵循《高中生物课程标准》的“面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究性学习”等课程基本理念，本课设计开展“自主、合作、探究、设问、答疑”的学习方式，利用卡纸、吸扣等工具构建模型，能很好地模拟染色体的行为。

“减数分裂”这节内容是从细胞水平阐明生命的延续，内容抽象、过程复杂，是学生学习的难点。

让学生成为课堂的真正主角，教师发挥引导者，组织者的作用。

让学生分成几个小组合作建构减数分裂中染色体变化的模型，通过小组代表演示模型，并结合相关的问题引导学生探究减数分裂形成配子多样性的原因。

利用构建模型，与讲授法相结合，使学生思维活跃，有助于学生在“分析问题—构建模型—发现问题—完善模型”的过程中学习。

实现了把抽象的知识具体化，降低学生的学习难度，让学生在良好的氛围中体验和感悟生物学知识与生活实际的密切关系，激发学生的学习热情。

【教学目标】1.观念方面的培养目标：通过本节课的学习要求学生理解减数分裂的基本概念、过程和特点，明确减数分裂是生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂；掌握同源染色体的基本概念；理解和掌握减数分裂的两次分裂过程中染色体行为特征，特别是染色体数目的变化规律。

----------------实验教学2021年第4期（x)“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验优化与创新山西大学附属中学山西太原（030006)武阳韩晓静摘要减数分裂是理解孟德尔遗传规律、可遗传变异等知识的基础，其内容比较抽象、过程比较复杂，不易掌握。

为了更好地突破该难点，利用讲授法与模型构建相结合的教学方式对本节实验课进行了创新和 尝试。

关键词减数分裂;磁性白板;磁条;模型构建文章编号 1005 -2259 (2021) 4x-0044 -03“建立减数分裂中染色体变化的模型”是人教版 《生物•必修2•遗传与进化》中的一个典型模型建 构案例。

减数分裂相关内容是高中生物学教学的重 点和难点，是理解孟德尔遗传规律、可遗传变异、人类 遗传病和生物进化本质等知识的基础。

运用传统教 学方法进行授课时，学生往往感觉该知识内容抽象、过程复杂，尤其对染色体的行为变化难以掌握。

为 此，笔者采用讲授法与模型构建相结合的教学方式对 本节课进行了创新和尝试。

教材选用橡皮泥模拟染 色体，不仅不利于保存，也不能多次使用，所以笔者尝 试了一种新的实验材料，将磁板剪成小条，模拟染色 体，不仅能够贴到教室白板上，供学生进行展示分析，还可以多次利用，实验效果很理想。

1材料准备1. 1准备磁板和磁条白磁板，尺寸为420 m ni x297 m m x 1mm，具有 磁性，可吸到任何铁制品上，也可以吸附磁条，表面可 用水性白板笔或者涂鸦笔进行书写。

红、蓝磁条，有 长、短两种类型，尺寸分别为150 m m x 15 m m和 80 m m x15 mm，材质同白磁板。

活动中2人一组，每组2张白磁板、2个红长磁条、2个红短磁条、2个蓝长磁条和2个蓝短磁条（图1)。

T i T f图1白磁板和磁条1.2制作染色体模型将两条同种颜色的磁条进行交叉，代表含有两条 姐妹染色单体的染色体。

用白板笔在磁条的中段画 实心圆点，代表着丝点。

其中，蓝色磁条代表来自父 本的染色体，红色磁条代表来自母本的染色体。

高中生物人教版必修二
第2章第1节减数分裂和受精作用
【模型构建】建立减数分裂中染色体变化的模型
学以致用究初级精母细胞、次级精母细胞的基因型并填写图3。

思考：
结合我们学习的减数分裂相关知识，说出位于同源染色体上
的非等位基因组合的实质是什么？
【课堂检测】
1.下图是某种生物的精子细胞，根据图中染色体类型和数目，则
来自同一个次级精母细胞
的是（）
A．①② B．③④ C．①④ D．②④
2.某精原细胞在人为因素作用下发生了如
图所示的染色体易位，则该精原细胞进行
正常减数分裂产生异常精细胞所占的比例
可能为
①1/2②3/4 ③1④1/4
A．①②B．①③ C．③④D．②④
3.下图1中图A是某基因组成为AaBbdd的高等动物细胞分裂过
程中某时期的染色体和基因示意图（● 和〇表示着丝点，1表
示的染色体是X染色体），图B是该动物配子形成过程中细胞内
染色体数量变化的曲线图。

下图2是该动物的配子形成过程简
图。

请据图回答：
（1）该生物可以产生的配子的基因型有
四种类型，该生物体细胞中含同源染色体对。

学生能用
手中的染
色体模型，
贴出初级
精母细胞
和次级精
母细胞的
基因型并
填图
单独回答
巩固所学
知识
知识迁移
与升华
检测学习
效果
图3
图3
图3。

高一生物《建立减数分裂中染色体变化的模型》教学案例【建立减数分裂中染色体变化的模型教学案例】在新课程改革中模型教学不仅能够让学生在探索科学现象的乐趣中发现科学规律，同时还能帮助学生在领略科学知识的真谛时，更深入地掌握探究生物学知识所必需的思维方法和能力。

减数分裂是高中生物中的重点，也是难点。

以往教学中教师都采用讲授和演示的方法，学生总是记不清每个时期的特点，而新课程中添加了模拟减数分裂过程中染色体变化的模型教学。

一、探究目标：让学生制作模型，模仿减数分裂过程中染色体的行为变化，体验染色体行为的变化规律。

二、材料器具：胶水，不同颜色的绳子、橡皮泥、剪刀、白纸等三、方法和步骤：(1)提出模型建构的基本方法和要求：用绳子做染色体的臂，同色的橡皮泥做着丝点。

(2)两人一小组合作完成。

(3)用不同颜色的绳子做出 4 条黄色和 4 条红色的染色单体，其中 2 条黄色的染色单体长3～4cm，2 条长6～8cm，2 条红色的染色单体长3～4cm，2 条长6～8cm。

(4)把颜色，长度相同的两条染色单体成对并排放置。

用同种颜色的小块橡皮泥代表着丝点，在两条染色单体中部用小块橡皮泥粘起来，代表减数分裂开始时已完成复制的染色体。

(5)在纸上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓，能够容纳所做的 4 条染色体，画出中心体和纺锤体。

①染色体是何时如何进行复制的?学生操作并通过实物投影展示自己的作品，其他同学进行评价。

教师引导学生比较分析评价作品，只表扬，不分好中差。

目的是加深学生对同源染色体、联会、四分体等重要概念的理解。

②初级精母细胞和卵母细胞在减数第一次分裂后期有什么区别?学生讨论减数第一次分裂过程染色体行为的变化，通过实物投影展示自己的作品，其他同学进行评价。

教师引导学生比较分析评价作品。

目的是加深对减数第一次分裂中染色体行为变化的认识，明确同源染色体的分离，非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期。

③经过减数第一次分裂形成的子细胞有无姐妹染色单体，有无同源染色体?学生通过实物投影展示自己的作品，其他同学进行评价、比较。