“染色体组”纸质模型的改进以及无子西瓜模型的应用

郭佩

在阅读了一篇文章《“染色体组”核心概念教学中应用纸质模型突破难点》后，笔者深有同感，但是有一些不同的做法在此与同行进行交流。“染色体组”这一核心概念的理解难度较大，有些学生直到高中毕业，还是不甚理解。所谓百闻不如一见，如果教师能让学生尝试制作染色体组模型，并在课上进行展示交流，兴许思维的碰撞会取得更好的教学效果。

1 染色体组纸质模型改进

1.1 课前准备

1.1.1 材料准备

红、黄磁力贴纸各一张（A4），剪刀，夹子，黑色记号笔。

1.1.2 模型制作

教师提前购买磁力贴纸数张，按照生物小组分发。每个小组黄色和红色的磁力贴纸各一张、一个夹子、一把剪刀和一只黑色记号笔。教师布置任务：阅读人教版必修2教材第92页，通过复习参考图5-8、图5-9制作雄果蝇染色体模型。班级42名学生分为7个小组，每6名学生分工合作，小组长组织小组成员一起阅读，然后探讨方案，并派出1名中心发言人课上展示。

教师提示：① 不同颜色的磁力贴纸剪成的染色体可以代表什么？② 同源染色体的大小、形状有何特点？③ 夹子有何用途？学生经小组讨论后可以初步得出：① 不同颜色的磁力贴纸剪成的染色体可以代表来自父方和母方的同源染色体；② 同源染色体大小形状一般都相同；③ 可以用夹子夹住两张磁力贴纸，剪成一模一样的染色体。细心的学生会发现XY虽为同源染色体，但是大小形状差别较大，Y比X要长，因此在操作时要格外注意。

1.2 课上小组展示交流

首先，教师在黑板上画出圆形的精原细胞，并利用课堂抽签器选择小组展示：小组长在精原细胞内贴出制作的染色体模型（图1）。随后由小组中心发言人对模型做出解釋：在精原细胞中，有8条染色体，4对同源染色体，其中Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ染色体是3对常染色体，X、Y染色体是与性别决定有关的性染色体。

在学生明确染色体组成后，教师追问：① 精原细胞进行减数分裂形成几个精细胞，共有几种类型？② 精细胞中有几条染色体？③ 分别是哪几条？教师留出3～5 min让学生思考讨论，并由小组长上前展示，学生展示结果（图2）。其他小组学生可能会有不同的结果，也可上黑板展示，教师趁机提问：① 哪个模型是正确的？② 精细胞的染色体是否一定全部来自于父方或母方？③ 精细胞中染色体是什么关系？它们的形态和功能是否相同？这些问题使学生很容易联想到减数分裂过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合的现象，因此可使学生认同精细胞中染色体颜色组成的随机性，也为染色体组概念的提出埋下伏笔。

此时，学生根据模型很容易得出：精细胞中应该有4条染色体（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y），它们的形态功能各不相同，是一组非同源染色体。教师将一个精细胞中的Ⅱ号移入到另一个精细胞中，提问：① Ⅲ、Ⅳ、X是一个染色体组吗？② Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y是一个染色体组吗？教师提示：染色体是遗传物质的载体，基因在染色体上呈线性排列，那么丢失了染色体是不是意味着基因丢失了。基因可控制生物的生长、发育、遗传和变异。

师生共同归纳染色体组的概念：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态、功能上各不相同，但共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体被称为一个染色体组。

2 无子西瓜模型初试

2.1 课前准备

教师从网上下载图片包括西瓜叶片、（雄花、雌花）多枚、切开的西瓜（有子、无子）、西瓜种子以及西瓜皮，用打印机进行彩打。学生参照教材，查阅资料，了解有关无子西瓜的背景知识。

2.2 课上小组展示交流：

2.2.1 思考探究

教师用课件展示探究问题：① 如何才能得到三倍体无子西瓜，需要几年？② 无子西瓜为什么没有种子，真的一粒也没有吗？③ 有无其他的替代方法？④ 秋水仙素处理后，该幼苗所有细胞都有4个染色体组？⑤ 两次授粉的目的有何不同？学生站立讨论3～5 min，讨论完的小组可以坐下。

2.2.2 贴图展示

教师采用随机抽签的方法从小组中选择代表到讲台上利用无子西瓜模型（图3），一边展示一边描述无子西瓜培育过程。在学生展示过程中课堂气氛非常活跃，尤其是中间图片上西瓜皮揭开的瞬间，学生立刻兴奋起来，他们很惊讶瓜皮下的西瓜第一年有子、第二年无子。该模型使用很成功，取得了很好的教学效果。

新课程理念强调以学生为主体，教师为主导。在染色体数目变异的教学过程中，笔者使用了改进的染色体组模型以及初步尝试制作无子西瓜模型。每位学生在教师的指导下，都能够独立完成模型制作和课堂展示的过程。学生不仅理解了课堂内容，同时提高了学习生物科学的兴趣。在今后的教学中，笔者将继续尝试设计模型制作的作业，让学生亲身体会生物学的魅力。