建立减数分裂中染色体变化的模型实验报告
减数分裂过程中染色体变化“动态”模型
减数分裂过程中染色体变化“动态”模型减数分裂是生物体中用以形成生殖细胞的细胞分裂过程，与有丝分裂相比，减数分裂有着独特的染色体变化模式。
在减数分裂过程中，染色体的数量会减少一半，从而确保子细胞中的染色体数量合适。
染色体的动态变化在减数分裂中起着至关重要的作用，本文将就减数分裂过程中染色体变化的“动态”模型进行详细阐述。
首先要了解的是，减数分裂包括两个连续的细胞分裂过程，分别是第一次减数分裂（减数分裂一）和第二次减数分裂（减数分裂二）。
在减数分裂一中，有两个关键事件对染色体的变化产生影响：同源染色体的连接和交叉互换。
同源染色体是指来自母体和父体的染色体对，通过同源染色体的连接和交叉互换，可以促进基因的再组合，增加染色体的多样性。
在减数分裂一的过程中，同源染色体会在细胞质中形成联会，再经过交叉互换后，同源染色体会发生重组，形成新的染色体组合。
这个过程在减数分裂一中是非常重要的，它决定了后续子细胞所具有的基因组成。
减数分裂一完成后，细胞会进入减数分裂二阶段。
在减数分裂二中，染色体并不再发生重组，而是发生分离。
在这个过程中，每对同源染色体会分别进入不同的子细胞，从而保证每个子细胞都有一半的染色体数量。
染色体在减数分裂二中的动态变化更多是围绕着染色体的分离和排列展开的。
该过程在染色体的移动和分裂中有着非常复杂的机制和调控，确保每个子细胞都能够获得正确的染色体数量。
总的来说，在减数分裂过程中，染色体的动态变化主要包括同源染色体的连接、交叉互换、分离和排列。
这些过程不仅仅涉及到染色体本身的结构和功能，更影响了基因的再组合和多样性。
减数分裂的染色体变化“动态”模型是一个复杂的过程，需要通过细胞生物学、遗传学等多个学科的综合研究来揭示其机制。
最近的研究发现，染色体在减数分裂过程中的动态变化还受到一些调控因素的影响，比如蛋白质、酶等。
这些调控因素对减数分裂过程中染色体的结构和功能起着重要作用，可以影响同源染色体的连接和交叉互换，以及染色体的分离和排列。
减数分裂过程中染色体变化“动态”模型
减数分裂过程中染色体变化“动态”模型减数分裂是生物体细胞中重要的有性生殖过程之一，是授精或合子的形成过程，包括两次有丝分裂，但一次DNA复制，其特点是染色体配对、交换和减数分离，使得自交和自育的基因频率降低，增加群体的遗传多样性和适应性。
减数分裂过程中伴随着一系列的染色体变化，其中最引人注目的是染色体的“纺锤体运动”和“交叉互换”。
本文旨在探究减数分裂过程中染色体变化的动态机制。
一、染色体配对和交叉互换减数分裂中最早发生的是一次DNA复制，从而形成两条同样的染色体，然后它们互相配对，形成联会体。
染色体配对是一个非常复杂的过程，涉及到大量的蛋白质和非编码RNA的参与。
其中，SYNAPTONEMAL复合体（SC）是一个重要的组成部分，它能够沿着染色体长轴形成一个中央区和两个侧翼，从而促进染色体配对和交叉互换。
交叉互换是染色体配对的重要步骤之一，也是减数分裂过程中最具体的染色体变化之一。
它是指同源染色体的非姐妹染色单体发生物理上的交换，从而形成新的组合。
交叉互换发生在配对的染色体的互补区域，并且是由特定的酶催化的，如RECA、RAD51和DMC1等，它们能够在染色体上形成DNA单链切口，将同源染色体上的 DNA交换。
二、纺锤体运动在染色体配对和交叉互换后，细胞开始进入后期减数分裂，其中最精彩的一个环节是纺锤体运动。
纺锤体是由微管蛋白质组成的细胞器，位于细胞的两极，能够在细胞质中动态移动，从而将染色体分离。
纺锤体的运动过程包括四个基本阶段：寒战前期（ProphaseⅠ）、中期（MetaphaseⅠ）、单体分离期（AnaphaseⅠ）和末期（TelophaseⅠ）。
在纺锤体的运动过程中，微管束蛋白质是重要的组成部分。
纺锤体由细胞中心体向外伸出微管束，将染色体从中央区域“吊起”，并将其向两极推动。
在达到单体分离期后，纺锤体通过缩短微管束的长度将染色体拉向两个细胞极端，从而形成两个子细胞，而染色体数量在同常染色体数的基础上减半。
建立减数分裂中染色体变化的模型
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》教案
《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。
减数分裂过程中染色体变化“动态”模型
减数分裂过程中染色体变化“动态”模型减数分裂是有性生殖生物中不可或缺的过程，它确保了每次配子产生具有不同遗传信息的子代。
而减数分裂过程中的染色体变化是实现这一目标的重要步骤之一。
尽管科学家们已经在减数分裂过程中的染色体变化方面有了深入的研究，但是要理解这些发生的机制还需要从“动态”角度去探究。
首先，减数分裂过程中染色体的复制发生在接合前，这一过程被称为减数前复制。
这使得每个染色体都有两个复制的单元，也被称为姐妹染色单体。
接下来，减数分裂过程中发生的第一步是减数分裂一，也被称为减数分裂的同源染色体分离。
这一阶段染色体变化可以用一个“V” 形的图形来描述。
在这个过程中，姐妹染色单体的染色体螺旋被解开，同源染色体相互配对形成四条染色体的重组联会发生。
然后同源染色体会互相分开，对应于每条染色体中的姐妹染色单体被拉到不同的极端。
这个过程最终产生偶数个单倍体染色体。
第二个阶段是减数分裂二，也被称为减数分裂的非同源染色体分离。
这个过程与有丝分裂很相似，并且也可以用一个“X”形的图形来描述。
在这一过程中，染色体的纤维丝重新连接，把这些单倍体染色体分为两组，并把它们拉到胞质的两个不同极端。
这个过程的变化可以看成一个染色体沿着中央丝被拉进两个组织形态中。
总之，减数分裂过程中的染色体变化非常复杂，但是从“动态”的角度去描述它，有助于我们更加清楚地理解这个过程。
这个过程不同于有丝分裂，是二倍体细胞减少到单倍体细胞的过程，这使每次产生的单倍体染色体和它们组合在一起拥有完整的基因组。
这在每次配子产生时都是至关重要的。
建立减数分裂中染色体变化的模型
建立减数分裂中染色体变化的模型教案背景：模型方法是人们认识自然界的一种重要方式，也是理论思维发展的重要方式，在人们理解事物的本质，探索未知规律的过程中，都起着重要作用，在高中生物教学中一直有广泛的应用。
最新制定的《高中生物课程标准》对该方法的应用提出了更高的要求，”在“课程设计思路”中也要求“领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用”，“领悟系统分析、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用”。
还在活动建议中列举了“制作DNA分子双螺旋结构模型”、“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”等八个与模型方法有关的探究活动。
结合新课程标准的实施，我设计了“建立减数分裂中染色体变化的模型”一课。
教学课题：建立细胞分裂过程中染色体变化的模型教材分析：细胞分裂有三种方式：有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。
其中有丝分裂和减数分裂是高中生物学的重难点知识，然而染色体的行为和数量变化又是理解分裂过程的关键。
本节课以学生学过的细胞学知识、染色体知识、细胞分裂知识为基础，使学生全面认识细胞分裂的种类、实质和意义，并具备建立简单模型的能力。
为后面学习遗传和进化、建立种群数量变化模型等知识奠定基础。
细胞分裂是高中生物必修教材的重点章节，授课教师为了突出细胞分裂过程中染色体行为、数目的变化，大多数教师采用边讲黑板边画图的方法，有的教师制作了形象直观的教具，今天我将powerpoint课件与“建构模型”的方法进行融合后授课。
教学目标：1、知识方面：（1）通过活动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。
（2）通过减数分裂与有丝分裂、遗传规律、染色体变异的横向联系，更好地掌握减数分裂的核心概念。
2、能力方面：（1）通过模型建构活动，理解模型方法的重要作用，在以后的学习和生活中能应用这一重要方法解决实际问题，提高学生的生物学素养。
（2）提高学生的比较、分析、归纳能力。
3、情感态度价值观：通过实践，认同减数分裂是一个复杂的过程，感受生命的魅力。
高中生物学新课程必修2实验教学设计3：建立减数分裂中染色体变化的模型
教师活动
学生活动
设计意图
环节一情景导入
呈现全家福，提出问题：同一对夫妇生的后代为什么具有多样性？减数分裂哪个过程导致配子种类的多样性？
思考、讨论、回答
展示图片，引发学生思考，激发学生学习的兴趣，为下一步实验做好铺垫。
环节二实验探究
1、布置任务
（1）摆出互换发生的时期
（2）模拟互换的过程
实验创新
1.教材中使用橡皮泥模拟染色体，但橡皮泥黏性强，易断裂，故将橡皮泥换成扭扭棒。
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。
3.利用模型分析21三体形成原因，提高利用模型解决实际问题的能力；建立稳态与平衡观，进行社会责任教育。
教学反思
1.本实验利用模型分析21三体形成原因，起到了学以致用的效果。
2.本实验将橡皮泥换成扭扭棒，可以重复利用且易塑形。
3.实验过程中用视频记录、拍照直播，留存实验资料，为进一步实验提供了参考材料。
环节四分享与交流
引导、组织、评价
学生分享自己的实验成果，并分析实验的出现的过程性问题及其原因。
培养学生表达能力和及时归纳总结的习惯。
环节五课堂小结
PPT展示概念图
讨论、交流、笔记
培养学生建模意识及能力。
作业布置
完成实验报告，绘制减数分裂图像，从配子形成方面分析遗传的稳定性和遗传的多样性的原因，强化理解能力培养；培养学生综合概括的思维方法。
高中生物学新课程科学探究实验创新设计作品系列
课题
建立减数分裂中染色体变化的模型
课型
新授课
课时
1课时
“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验优化与创新
----------------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。
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建立减数分裂中染色体变化的模型
一、实验原理
减数分裂是进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂。
减I的主要特征是同源染色体配对——__________；四分体中的非姐妹染色单体发生__________；同源染色体________ ，分别移向细胞两极。
减II的主要特征是染色体不再复制；每条染色体的__________分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。
二、实验过程
1、活动准备：
（1）用彩色纸片做出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。
（2）把颜色、长度相同的两条染色单体成对并排放置。
用同种颜色的吸扣代表着丝点。
（3）磁力小黑板1个，在左侧画一个初级精母细胞的轮廓、中心体和纺锤体；在右侧画2个次级精母细胞的轮廓，中心体和纺锤体。
2、活动任务：
（1）模拟减数分裂时染色体数目及主要行为的动态变化；边操作边完成染色体/DNA数量变化表和曲线图
实验方法步骤
实验记录
时期
每一个细胞中
染色
体数
DNA
数
染色单
体数
1 把颜色、长度相同的两条染色单体粘在一起。
代表减
数分裂开始时已完成复制的染色体。
把做好的染色体
放在画好的精原细胞内。
间期
2 让长度相同、颜色不同的两条染色体配对。
红色代表
来自母方的染色体，黄色代表来自父方的染色体
减Ⅰ前
3 将已经配好对的两对染色体横向排列在纺锤体中部
赤道板处，
减Ⅰ中
4 双手分别抓住并移动染色体的着丝点，使红色和黄色
的染色体分离。
分别移向细胞的两极。
减Ⅰ后
5 在两极有染色体的部分画出细胞轮廓，代表新细胞的
生成。
减Ⅰ末
6 在另一张纸上再画两个次级精母细胞的轮廓，并画出
中心体和纺锤体。
将已经移到细胞两极的染色体分别
放到这两个新细胞中。
减Ⅱ前
7 把新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道板
处。
减Ⅱ中
8 把姐妹染色单体分离，成为独立的染色体，并将染色
体分别拉向细胞的两极。
尽量一次移动所有的染色
体，象在活细胞中发生的那样
减Ⅱ后
9 在两极有染色体的部分画出细胞轮廓，代表新细胞的
生成。
减Ⅱ末
（2）模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合
探究创新：如果用3对染色体进行模拟，将产生多少种类型的配子？
巩固练习
1．下列哪一过程发生于减数分裂第二次分裂后期（） A．染色体复制 B．同源染色体联会
C．着丝点分裂 D．同源染色体分离
2. 同源染色体是指 ( )
A.由一条染色体经过复制形成的两条染色体
B.分别来自于父亲和母亲的两条染色体
C.形态特征大致相同的两条染色体
D.减数分裂过程中联会的两条染色体
3.下列四个细胞图，属于二倍体生物精子细胞的是（）
4.下图为细胞分裂某一时期的示意图。
（1）此细胞处于_________分裂时期，此时有四分体_________个。
（2）可以和1号染色体组成一个四分体的是_________号
染色体。
（3）此细胞全部染色体中有DNA分子_________个。
（4）在此细胞分裂后的一个子细胞中，含有同源染色体
_________对。
子细胞染色体的组合为
_________________________________________________。