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摘 要:在當前的高中生物教學過程中,染色體組及遺傳變異問題一直是困擾學生的最主要問題之一,因為其非常的抽象、難理解,加之概念等非常的空洞,甚至有些老師在教學過程中也容易混淆概念。將對高中生物教學中的染色體組及遺傳變異問題進行研究,并在此基礎上提出一些有效的教學方法,以供參考。
關鍵詞:高中生物;染色體;遺傳變異;教學方法;研究
高中生物教學中的染色體組是一組非同源性的細胞內染色體,不同染色體組中的各條染色體功能、形態(tài)等,都存在著較大的差異性,但整體染色體又控制著生物的生長、發(fā)育以及遺傳變異等,所有的遺傳信息都位于染色體上。由于染色體教學過程中,會涉及諸多內容,比如,染色體組、單倍體、二倍體以及多倍體和同源、非同源染色體等,同時還包括減數(shù)分裂方面的知識,因此,教學難度非常的大。
一、染色體組分析
據(jù)研究表明,與多數(shù)高等動物都一樣,人類也屬于二倍體物種,即由受精卵發(fā)育而成,每個體細胞中都含有一對染色體組。對于二倍體生物而言,其包含著配子中的染色體組和N條染色體,比如人體細胞中就有46條染色體,然后以每組染色體形態(tài)、功能要求,可將他們進行一系列的排列,分成兩組,每組各23對。隨著細胞的不斷生長和發(fā)育,待其分裂以后,每一個細胞核中又含有一對同源染色體,這說明只有一個染色體組。對于染色體組而言,雖然彼此之間都包含著不同功能、形態(tài)的染色體,但卻是整體的一部分,都是為生物體的生長、發(fā)育服務的。對于生物體細胞而言,其含有的染色體基本上都是成對存在的,而在很多植物體中,還擁有一定數(shù)目和形態(tài)的染色體,即基本染色體組。對異源多倍體植物而言,判斷其含有的染色體組時,一般是以基本種與多倍體植物雜交完成,并對雜交過程中產生的減數(shù)分裂情況進行仔細的分析與研究,若異源多倍體和基本種植物之間雜交所得的子一代,在減數(shù)分裂時表現(xiàn)性狀與基本種的二倍體大體一致,則說明異源多倍體中,至少有一個染色體組來自該基本種。
二、高中生物染色體遺傳變異教學方法
高中生物染色體分組教學過程中,多以果蠅為例,在其染色體組圖中,讓學生通過圖示來判斷染色體數(shù)量。若一個染色體組中沒有同源染色體存在,則怎樣對同源染色體個數(shù)進行判斷呢?這成為判斷該生物為幾倍體的一項重要依據(jù),若以A、a代表基因,A、a可在不同染色體上隨意分列;若A、a屬于等位基因,那么可分列于不同染色體之上。此時,不用對其進行大小寫區(qū)分,由于現(xiàn)在相同的染色體組中就存在著幾個字母,而且這些字母可代表同源染色體的數(shù),因此可根據(jù)以及理論和方法,對染色體組倍數(shù)進行判斷。即Aa是兩個同源染色體,其中含有兩個染色體組,稱之為二倍體;AAaa代表四個同源染色體,其中含四個染色體組,稱之為四倍體;AAaBBbCCc代表三個同源染色體,其中含有三個染色體組,因此稱之為三倍體。對于AABBCCD而言,其代表的是兩個染色體組,稱之為兩倍體。下圖為果蠅細胞分裂圖像。通過圖像可以準確地判斷出染色體組的個數(shù)。
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在新課標背景下,高中生物教學過程中,人教版教材染色體變異一章節(jié)是最難攻克的教學難點之一,其中染色體組的概念最難理解。如何突破這一難點,教材中以果蠅的染色體組成來分析染色體組的概念,雄果蠅的染色體組成為三對常染色體+XY四對同源染色體。通過減數(shù)分裂,形成精子,此時同源染色體分離開來,而非同源染色體則隨之自由結合,精子中染色體組成為三條常染色體+X或三條常染色體+Y,果蠅精子中的染色體由形態(tài)、功能各不相同,共同控制其生長、發(fā)育、遺傳和變異的一組非同源染色體組成,正如書上所言,果蠅精子中的染色體組成兩外染色體組,這樣分析后,學生就比較容易理解了??蔀楹斡霉夁M行試驗來論證染色體組概念,這是一個值得思考的問題。果蠅的染色體和其他生物相比非常少,只有四組染色體,其中最為神奇的一部分是果蠅的唾腺染色體,科學家經過研究發(fā)現(xiàn),果蠅身體內部的唾腺他們可以不停復制,在復制過程中可以始終不分開,因此,果蠅體內的唾腺染色體較之于其他類型的生物而言,要大很多,因此常被稱為是巨型染色體?;趯ΜF(xiàn)代先進光學顯微鏡的應用,可對果蠅唾腺中的染色體進行更為直觀的研究;實驗操作過程中,遺傳操作更為容易?;谶@些問題的考慮,現(xiàn)代教科書中基本上都選擇了果蠅來對其進行說明和教學,這樣不僅可以簡單、準確地掌握染色體異常變異方面的知識,而且對于提高教學質量和效率具有非常重要的作用。
總而言之,高中生物染色體變異一節(jié)所涉及的概念非常得多,其中包括染色體組、單倍體以及二倍體和多倍體等,同時染色體組是聯(lián)系相關知識的關鍵環(huán)節(jié),因此,應當加強重視和教學方法創(chuàng)新。
參考文獻:
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(作者單位 山東省臨清市第一中學)