学生背得出“有丝分裂制造两个相同细胞”,但一问“点解要有减数分裂”就答“因为要生殖”,再问“染色体数目几时减半”就讲不清。问题是他们未把“DNA 复制”与“分裂次数”分开计。这一堂用一张数目表,把复制与分裂当成两个独立步骤。
本堂目标 学生能够:① 顺序讲出有丝分裂四个阶段并标明染色体数目;② 分辨减数分裂第一次与第二次分裂各减什么;③ 用 2n 与 n 计算子细胞数目与 DNA 含量;④ 解释互换与独立分配如何增加遗传多样性。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 |
快检题 |
过关标准 |
| 染色体结构 |
DNA 与蛋白质 |
姊妹染色分体 |
| 细胞周期 |
间期与分裂期 |
S 期复制 DNA |
| 等位基因 |
一对等位基因在 homologous chromosomes 上 |
Aa 在两条同源染色体 |
02 课堂流程(60 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–8 分 |
先画数目表 |
2n 到 4n 到 2n |
人体 2n=46 |
| 8–22 分 |
有丝分裂 |
四个阶段逐个讲 |
两个子细胞各 46 |
| 22–36 分 |
减数分裂 |
两次分裂一次复制 |
四个子细胞各 23 |
| 36–46 分 |
比较表 |
目的、位置、子细胞数 |
生长 vs 生殖 |
| 46–54 分 |
多样性 |
互换与独立分配 |
2²³=8,388,608 |
| 54–60 分 |
离场检查 |
三题收回即批 |
独立完成 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:第一个动作:先写数目表,再讲阶段名称
间期 S 期 DNA 复制:染色体数目仍是 46,但每条有两条姊妹染色分体,DNA 含量由 2C 变 4C。这一格学生最常错,以为“复制”等于“染色体数目加倍”。
有丝分裂:一次分裂,两个子细胞各 46 条,DNA 回到 2C,与母细胞相同。减数分裂:两次分裂,四个子细胞各 23 条,DNA 为 1C。要学生讲:DNA 复制之后染色体数目有无变?(无变,只是每条多了一条姊妹分体。)
要学生做:填一张四行表:阶段、染色体数、DNA 含量、细胞数。
第二幕:有丝分裂与减数分裂:用“目的”而不是“过程”去分
有丝分裂的目的:生长、修补、无性繁殖,要求子细胞与母细胞基因完全相同,所以姊妹染色分体分开,同源染色体不做配对。
减数分裂的目的:制造配子,要求染色体数目减半,令受精后回复 diploid,所以第一次分裂要同源染色体分开(数目由 2n 变 n),第二次分裂才分姊妹染色分体(DNA 由 2C 变 1C)。提醒:讲“减半”时要指明是“第一次分裂”,学生常以为两次各减一半。要学生讲:减数分裂第二次分裂减的是什么?(姊妹染色分体,不是同源染色体。)
第三幕:多样性与常见混淆:2²³ 这个数字要自己算出
人类有 23 对同源染色体,独立分配产生 2^23=8,388,608 种组合,还未计互换。互换发生在第一次分裂前期,同源染色体的非姊妹染色分体交换片段,令同一条染色体上的等位基因重新组合。
把“互换增加组合数”与“突变产生新等位基因”分开讲:互换只是重新排列,不产生新基因。要学生计:若某生物只有 4 对染色体,独立分配有几种组合?(16 种。)
要学生做:比较有丝分裂与减数分裂各写三点不同。
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 排序题 |
给阶段图排次序 |
先找间期与 S 期 |
间期→前期→中期→后期→末期 |
| 数目题 |
问某阶段染色体数 |
复制不加数目,分裂才减 |
后期 92 条 |
| 比较题 |
有丝 vs 减数 |
目的、子细胞数、数目 |
2 个 46 vs 4 个 23 |
| 解释题 |
问多样性来源 |
互换+独立分配 |
2²³=8,388,608 |
合理性检查(一定要教):染色体数目一定是偶数(除了配子),出现 45 条要问是否指单倍体。有丝分裂子细胞数目一定是 2,减数分裂一定是 4,写 3 就是把末期当成两次。DNA 含量只在 S 期加倍,其他阶段只会因分裂而减半。组合数用 2 的次方:23 对得 8,388,608,写 23² 就是概念错。2n=46 的 n 是 23,不是 23 对之外的数字。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| 人类配子的染色体数目 |
23 |
46 ÷ 2 |
| 减数分裂一个母细胞产生几个子细胞 |
4 |
两次分裂 |
| 23 对染色体独立分配的组合数 |
8,388,608 |
2 的 23 次方 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 |
学生通常这样写 |
导师这样说 |
| 复制当成数目加倍 |
答 S 期后有 92 条染色体 |
“复制只系多一条姊妹分体,数目仍然系 46。” |
| 减数分裂两次各减半 |
答第一次减到 23,第二次减到 11.5 |
“第二次分裂减的系 DNA,不系染色体数。” |
| 互换当成突变 |
答互换产生新基因 |
“互换只系交换片段,新等位基因要靠突变。” |
| 组合数用平方 |
答 23² |
“系 2 的 23 次方,因为每一对有两个选择。” |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 |
答案 |
判定 |
| 人类配子染色体数目 |
23 |
三题全对=可进遗传学 |
| 减数分裂第一次分裂分开什么 |
同源染色体 |
错一题=下堂重讲 |
| 23 对染色体的组合数 |
8,388,608 |
错两题以上=回到第一幕 |
09 导师常问
为什么有丝分裂后期染色体数目会变 92?
姊妹染色分体分开后各自算一条,所以短暂时间内数目加倍,末期分细胞后回复 46。
减数分裂第一次分裂前有互换吗?
有,在前期 I 的 pachytene 阶段,同源染色体的非姊妹染色分体交换片段。
植物有没有减数分裂?
有,在花粉母细胞与胚囊母细胞中进行,过程与动物基本相同。
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