巧手妙制生物模型

巧手妙制生物模型

人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修课本中有几大核心内容，这些核心内容是提高高中学生生物学素养的基石，高中生只有掌握好这些核心内容，才能真正熟练自如地将所学生物学知识与理论同实践联系起来，既能备战考试，也能自觉应用于实践；但当代高中生由于其生活经验与理解能力直接受到其现实年龄影响，他们要能真正深刻理解一些平时接触少的、或是要么微观要么抽象的概念或结构，可以说难度很大；因此高中生物教师如果用自己动手制作好的生物模型或是指导学生自己制作的生物模型来演示、模拟一些生物结构、生物分子及动态的生命过程，这对于生物课的教授以及学生对生物学核心内容的理解、掌握、运用会是大有裨益的。

人教版的新课程标准生物教科书在必修1第3章细胞的基本结构第3节细胞核——系统的控制中心和第4章细胞的物质输入和输出两节中分别穿插了“模型建构”——尝试制作真核细胞的三维结构模型和“课外制作”——利用废旧物品制作生物膜模型这两节内容；在必修2第2章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用以及第3章基因的本质第2节DNA分子的结构两节中分别穿插了“模型建构”——建立减数分裂中染色体变化的模型和制作DNA双螺旋结构模型两节内容。这些内容将生物学知识从静态变为动态，从学生对书面知识的模糊不清升华到动手实践、建构模型，具有重大的意义；但同时也给生物教师带来了不小的挑战：如果老师自己动手做，会不会做不成功？老师可以从哪些方面给学生的动手实践一些指导或建议？除了书本上讲到的一些材料，我们还能不能用其他适合的材料来进行实践？别急，以下我就来谈谈自己的一些亲历及心得，与各位生物教师分享！

先说说制作真核细胞的三维结构实物模型吧！课本上给出了两张照片，一张为北京某中学的作品，一张为北京自然博物馆的展品。就高中生而言，他们制作类似博物馆中的展品确实不现实，可以看出那件展品体积大，材料为金属和塑料，耗材也多；另一个中学制作的模型，我们完全可以借鉴他们用橡皮泥制作细胞器这一点，书上也提供了可供参考的制作所用材料，比如：泡沫塑料、木块、纸板、纸片、塑料袋、布、线绳、细铁丝、大头针等；但当我把任务布置给学生之后，我发现在下次上课时，他们拿来交流的作品太让人欣喜、惊奇、爱不释手了！作品既遵从科学性的要求，又具有很强的艺术性，成本低廉更是不在话下，从这几个角度评价真是无可挑剔！首先从取材来看，他们的作品不仅用了书上供参考使用的材料，还用到了一些绝对原创的替代材料：大柚子的壳晾干后，将用橡皮泥或泡沫塑料制作成的各种细胞器用大头针固定于其中，此时的柚子壳，俨然一个非常立体的细胞模型的截面，也有同学用晾干并锯开的葫芦作为细胞的边界——细胞膜，也非常形象，还有用金属易拉罐作为细胞，还有用大碗状的果冻盒子作为细胞，做出的模型效果都很好！最简单的是一位同学用硬纸片剪成圆形从中间折叠一下成为两个半圆，一半放在桌子上，一半折起直立，成为书中立体图的样子，再将带状的纸条盘曲缠绕成迷宫状，模拟内质网的样子围绕在纸质的细胞核周围，再加上其他用纸制成的细胞器，一个栩栩如生的细胞亚显微结构模型就诞生了！

细胞膜的流动镶嵌模型的制作更加神奇，更让人惊叹！仅用矿泉水瓶盖子和少许细铁丝就制成了双层磷脂分子构成的细胞膜的骨架，再配以大型号的类似营养快线等饮料的大号瓶盖，安插在双分子层表面或是内部或贯穿双层，即可模拟蛋白质镶嵌在磷脂双分子层表面或是贯穿双分子层，整个作品再安上一些纸片做成的多糖就成功了，精致得简直像是由专门加工模型的工厂制作出来的！如果有装中药的药丸盒或是废旧乒乓球也可替代瓶盖模拟磷脂分子的“头部”呢！

再来看看必修2中建立减数分裂中染色体变化的模型的建构吧！书中用到了红、黄两色橡皮泥代表来自父方和来自母方的同源染色体，另有一张较大白纸用来表示背景，在上面画出相应的线代表纺锤丝，用手抓住橡皮泥向两极移动代表同源染色体的分离；而我在实验中则只需用按扣和硬纸片（比如食品的外包装盒）。具体做法是：将硬纸片剪成长雨点形若干片，将两片长雨点状纸片的两个尖头对头，使其尖端重叠一部分，在重叠部分钉上一整颗按扣的一半，这样两片长雨点状纸片就固定在一起了；再将另外两片长雨点状纸片同样尖头相对，部分重叠，钉上刚才那颗按扣的另一半，此时将两个按扣对扣就可以看到一个完整的、经过染色体复制的、具有两条姐妹染色单体的染色体了，其中央的按扣即为此染色体的着丝点！当模仿有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点一分为二的情况时，只需将此按扣打开，就可直观地看到刚才的一个染色体现在变为两条子染色体了，每个子染色体中央仍有按扣作为着丝点，这个方法非常直观形象，做完的成品也不容易破坏、不占地方，很容易保留，并且可以多次重复使用，可谓一劳永逸！如果你还想让子染色体或同源染色体移向两极时看起来更加逼真、直观，那还可以加一个小小魔术进去，其实就是将作为背景的纸板立放在你做好的“按扣染色体”与两块吸铁磁石之间，在纸板后你的手操纵磁石吸引着纸板前的按扣上下移动，在你面前的人就可以看到子染色体或同源染色体正在上下移向细胞两极，效果棒极了！还等什么？赶快做上几对“按扣染色体”，留着你下次讲细胞增殖的内容时用吧！

最后就来说说制作DNA双螺旋结构模型吧!我有一节参赛的说课就以DNA 分子结构为题，穿插了学生动手制作DNA分子双螺旋结构模型的视频片段，这成为此次说课的亮点，在比赛中我也取得了很好的成绩。教科书中说曲别针、泡沫塑料、纸片、牙签、橡皮泥可作为DNA模型制作的材料，但仔细观察书中的模型制作举例的照片不难发现，书中的碱基、磷酸、脱氧核糖都是用具有一定硬度、厚度的材料制成的，应该不是书中文字部分提及的那些材料；我自己制作的模型以及我的学生制作的模型都是用彩色吹塑纸制成的，纸的价格不贵，效果一样很好；另外，书中为DNA分子提前搭好了它的骨架（即书中模型上的两侧的铁丝状结构），我认为这一举动确实可以使DNA模型更加稳定，但却违背了模型制作应遵从的科学性，容易让学生误以为除了磷酸、脱氧核糖交替相连形成DNA分子的骨架之外，DNA分子外侧还另有一个骨架在支撑。所以我在制作模型时虽仅仅以订书钉代表磷酸二酯键，并没有另外加任何的用于固定的结构，做成的模型仍然很稳固。总结我的经验，做DNA分子模型成功的关键在于：代表各种结构的纸片的大小比例要大概目测估算好，如果大小比例失调，就容易使所做模型不稳定。总体来看，先将所需各种形状的纸片剪好待用，将代表磷酸、脱氧核糖、碱基的纸片依次序用订书针订好，为增加稳定性，可以将每片小单位都