动物细胞减数分裂演示教具的制作及使用

常水晶

进入计算机信息化时代后，多媒体技术在生物教学中得到广泛应用。运用多媒体教学可以直观的展示生物的动态变化，但是演示过程快，学生很难把握重点。笔者认为使用自制教具依然是当今多媒体教学的重要补充手段，对提高学生生物学学习兴趣，帮助学生理解生物学知识具有重要作用。

1 设计思路

“减数分裂”是高中生物教学中的重点内容之一。它以细胞学知识、染色体知识、有丝分裂知识、生殖种类知识为基础，既是生殖细胞形成的基础，又是遗传和变异的细胞基础。由于减数分裂是一个比较抽象的过程，学生在学习过程中对同源染色体、四分体的概念以及染色体行为的变化规律的理解较为困难，其中染色体行为的变化规律既是难点又是重点，初学者对此缺乏感性认识，难以抓住其本质。基于上述原因，笔者考虑制作直观的教具模型将染色体的变化过程动态展现出来，使学生通过亲自操作教具，掌握减数分裂过程及相关知识。

2 材料用具

A3白纸、A3硬纸板、两种颜色的卡纸、黑色线绳、白色弹力绳、纽扣磁铁、固体胶、剪刀、针线。

3 制作方法

（1） 根据A3白纸的大小，将不同时期的细胞结构（包括细胞膜、核膜、核仁、中心体）打印在A3白纸上，将打印有不同时期细胞的纸张分别粘贴在A3硬纸板上。

（2） 用两种不同颜色的卡纸代表两种同源染色体，同种颜色大小不同的染色体代表来自同一方的不同染色体。每种卡纸用剪刀剪成细线状、波浪状、棒状纸条若干。细线状的代表染色质，波浪状的代表染色质向染色体的过渡阶段，棒状的代表染色体。

（3） 在标有精原细胞图板的相应位置粘贴等量两种颜色的丝状纸条，表示精原细胞通过有丝分裂增殖（纸板1）。

（4） 将两条同种颜色的波浪状纸条粘在一起，代表每一条染色体上含有两条姐妹染色单体，此时精原细胞复制后已形成初级精母细胞（纸板2）（图1）。

（5） 用黑线把两条棒状染色体十字交叉缝在一起，把十字交叉的染色体用黑线固定于中心体处，在背面留有一定的活动黑线，使染色体可以通过对黑线的拉拽分布在细胞的不同位置，每对同源染色体之间用白色的弹力绳连接，以保证同源染色体的相应动态变化顺利进行（纸板3）。

（6） 为帮助学生更好的理解减数第一次分裂的后期同源染色体分离、非同源染色体自由组合的不同情况，相应制作两种教具（图2）。

（7） 2个后期细胞采用折纸的方式，隐藏部分细胞，剩余部分连成一个细胞，展示第一次及第二次分裂后期，通过拉伸把隐藏部分的细胞显示出来，细胞就变成缢裂的后期。

（8） 把带纽扣磁铁的两部分分别隐藏在姐妹染色单体的着丝点处，通过磁性吸在一起，染色体的着丝点断裂是通过黑线的牵引使磁铁分开移向两极。

（9） 减数第二次分裂的末期、精子变形过程采用绘制出细胞的结构（细胞膜、核膜、核仁），粘贴相应时期染色体的方式呈现。

4 使用方法

（1） 展示动物细胞2N=4的生物，体细胞（精原细胞）结构及通过有丝分裂不断使细胞数量增多（纸板1）。

（2） 展示细胞的结构（细胞膜、核膜、核仁），用不同颜色的卡纸代表携带姐妹染色单体的同源染色质散乱的分布在细胞中（纸板2）。

（3） 两条同源染色体在相连的细绳拉扯及重力的作用下会表现出联会的四分体（减Ⅰ前），通过拉拽星射线（黑线）使染色体排在细胞中央（减Ⅰ中），拉伸纸板使隐藏在后面的部分显示（减Ⅰ后），携带染色单体的染色体分别移向两极。纸板3共有两组，可以分两组演示减Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合对子细胞中染色体的影响（纸板3）。

（4） 由于减Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合的情况不同，所以产生的子细胞中染色体的组成也不同，因此纸板4也分为两组，放松黑线使染色体随机自然的分布在细胞中（减Ⅱ前），拉动黑线使染色体的着丝点的位置移动到细胞的中央（减Ⅱ中），拉伸纸板使隐藏在后面的部分显示，染色体的着丝点自然分开（减Ⅱ后）（纸板4）。

（5） 由于减Ⅰ后染色体的分配情况不同，所以减Ⅱ后产生的精细胞也有不同情况，分两组展示（纸板5）。

（6） 完成减数分裂后，精细胞需要变形才能形成具有生殖功能的精子，分两组展示（纸板6）。

5 教具特点

本套教具设计的创新之处在于直观地演示了动物细胞减数分裂过程中不同时期的染色体数量与行为变化，使抽象的细胞减数分裂中染色体的变化动态化、具体化，以细胞的名称作为分界，便于学生记忆。教师在教学中，将本套教具，与多媒体技术联合使用，可以帮助学生理解减数第一次分裂前期同源染色体的交叉互换、减数第一次分裂同源染色体分离和非同源染色体的自由组合等过程，使教学更为形象直观、生动有趣。本套教具制作材料低廉，制作方法简单，演示操作方便，特别适合受到教学硬件限制的学校。