王芳

在人教版生物教科書八年級下冊第七單元第二章第五節(jié)生物的變異的學習時，筆者進行實驗探究了“花生種子大小的變異”這個實驗，此實驗是為了說明生物的變異是普遍存在的，利用這個實驗過程及實驗后的討論，讓學生說出并認同生物的性狀既受遺傳物質(zhì)的控制，又受環(huán)境因素的影響，并通過實驗讓學生初步體驗調(diào)查生物變異的方法，提高其處理數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的能力。

關于這個探究活動，筆者注意了以下幾點：

（1） 課前準備好實驗材料。實驗材料包括大、小兩種品種的花生種子、培養(yǎng)皿、探究報告冊等。筆者用的是花生的種子，課本上用的是果實。教師準備：不同品種的花生放置在不同的培養(yǎng)皿里，每個培養(yǎng)皿里放置30粒相同品種的花生，保證裝有不同品種花生的培養(yǎng)皿數(shù)量參半，隔組發(fā)放裝有大、小花生的培養(yǎng)皿。學生自備筆、尺子、計算器和探究報告冊。

（2） 課前分好小組，每4個人為一個實驗小組，為了節(jié)省時間，探究前要求他們自行分工，要求2個測量員測量花生的長度。1個記錄員把測量到的數(shù)據(jù)記錄在探究報告冊中的表格中，另外一個人拿著計算器記錄測量員的數(shù)據(jù)，并計算出本組花生種子長度的平均值。

（3） 探究前教師展示大、小2個品種的花生，讓學生確定大花生的種皮顏色是粉紅的，小花生的種皮顏色是鮮紅的，避免大、小花生不分引起記錄錯誤，從而影響實驗的效果。

（4） 各組花生在7個班循環(huán)使用的，所以每個班在實驗前都要讓他們自己去數(shù)一下培養(yǎng)皿中的花生數(shù)量，避免實驗中損壞或者丟失，要保證每組都有30粒。如果有缺失，讓學生自己到備用的同種品種的花生中去隨機拿取，補充夠30粒。還要注意檢查同一組培養(yǎng)皿中是否裝有不同品種的花生，如果有大小花生混合在一起，要把個別不同品種的花生拿出來，并填補空缺。

（5） 建議測量種子的長軸的長度，以mm為單位，四舍五入記錄數(shù)據(jù)。

（6） 要求每組的平均值計算出來記錄在黑板上，逐一匯報各組的實驗結果。然后把各組大花生匯報上來的平均值再求平均值，把各組小花生匯報上來的平均值再求平均值，最后比較大、小花生二次平均值的長度，確定大、小花生種子長度上的差異。

（7） 實驗測量的時間控制在5 min以內(nèi)，以使討論的時間充足。

（8） 實驗結束，迅速收回實驗材料，以免在討論和繼續(xù)新課的時候部分學生玩弄花生和培養(yǎng)皿，影響上課效率。

下面是筆者對這個探究實驗中的反思：

（1） 教材中是探究“花生果實大小的變異”，而本實驗材料是花生的種子，外面的果皮是剝掉的，所以，就只能探究“花生種子大小的變異”。不論是花生的果實還是種子都應該能體現(xiàn)生物的變異現(xiàn)象。教師把花生果實換成瓜子和玉米的果實，也容易在課堂上測量。

（2） 測量的數(shù)據(jù)單位不統(tǒng)一，有的平均值上報的是1.35 cm，有的上報的是13.5 mm，可以統(tǒng)一調(diào)整為毫米。其實即使是以毫米為單位，做到四舍五入，最后計算出的平均也有可能是帶有小數(shù)點的，不能再隨意舍去，這樣有利于比較出大、小花生平均值的差異。學生的尺子都是以mm為基本單位的，但是筆者發(fā)現(xiàn)在探究報告冊上也有人把測量的每一個數(shù)據(jù)記錄為12.7或者13.4等字樣，沒有做到測量的四舍五入。

（3） 告訴學生在準備花生時是隨便裝的，不是在大花生中挑大的，也不是在小花生中挑小的，而是隨機取樣，包括在檢查填補時也要做到隨機取樣，避免個人的主觀因素影響，能使實驗更加真實，從而減少誤差。

（4） 同一個實驗在七個班中進分，最后一個班實驗誤差很大，實驗失敗，出現(xiàn)了大花生二次平均值是13.1 mm，而小花生二次平均值13.2 mm，而在前六個班的實驗結果中，基本保持在大花生比小花生的二次平均值約長出1 mm，可以得出大、小花生表現(xiàn)出相對性狀，花生存在變異現(xiàn)象。實驗后，教師立即引導學生分析了實驗失敗的原因，發(fā)現(xiàn)沒有區(qū)別出大、小花生，明明是紅皮花生，卻誤認為是大花生；在匯報平均值時，反復修改數(shù)據(jù)，造成情況紊亂；也可能是因為學生在測量時的方法不對，還可能是在測量時遺漏了花生或者遺漏了數(shù)據(jù)，在計算平均值時卻以30作分母，就使得數(shù)據(jù)比實際情況小很多。

（5） 為了節(jié)省時間，探究是4人為一組，每組探究一個品種的花生，基本每個班有5～7組研究大花生和5～7組研究小花生，最后把不同小組的數(shù)據(jù)整合在一起，填寫出探究報告冊上大花生和小花生的測量數(shù)據(jù)。在實驗中，有速度快的小組把別的組的不同品種的花生拿過來也探究了。其實，如果時間充足，最好能讓每組的學生把大、小花生都測量一下，并把探究報告冊上的表格填寫完整，這樣同一組的測量方法和工具都是一樣的，就最大限度地減少了誤差，而且不用參考別人的數(shù)據(jù)，就能體現(xiàn)出花生長度的差異，這是應該改進的地方。

（6） 在測量過程中，學生親眼看到了花生的大小不是均勻的，而是大花生和小花生中都有粒大的和粒小的，也就是說同一品種花生個體的大小也表現(xiàn)出不同的性狀，存在差異。

（7） 在討論中，大花生的平均長度比小花生的要長，這種差異是由體內(nèi)的遺傳物質(zhì)控制的。把大花生品種的種子種在貧瘠的土壤中，把小花生品種種在肥沃的土壤中，它們結出的種子都會發(fā)生變化，小花生的種子會變大，大花生的種子會變小，是因為環(huán)境的改變影響生物性狀的表現(xiàn)。這種單純由環(huán)境引起的變異，如果沒有影響到遺傳物質(zhì)基礎，就不會遺傳給后代。從上述討論中可以啟示學生，花生種子長度的變異，主要是由體內(nèi)的遺傳物質(zhì)控制，還受環(huán)境的影響，任何性狀都是控制該性狀的基因和環(huán)境共同作用的結果，所以基因組成相同的大花生，種子的長度有長有短，這主要是環(huán)境引起的變異。但環(huán)境影響引起的變異程度是有限度的，所以大、小花生的種子長度總在一定范圍內(nèi)波動，花生的品種是不變的，大花生仍然是大花生，小花生仍然是小花生。

（8） 如果把人工選擇形成高產(chǎn)奶牛的方法應用到花生上，在小花生中挑選粒大的，種在肥沃的土壤中，培育出大一點的子一代小花生，再在這一代的小花生中挑選粒大的，種在肥沃的土壤中，培育出再大一點的子二代的小花生，這時的子二代小花生比以前的小花生要大。如果反復這樣選擇、繁育，那么應該可以得到更大的花生，這時花生內(nèi)部的遺傳物質(zhì)應該也能發(fā)生變化，這種由環(huán)境改變而引起內(nèi)部遺傳物質(zhì)改變的變異可以遺傳到下一代。

用基因來解釋的話，小花生變異成大花生就講不通。假設A為顯性基因控制性狀“大”，a為隱性基因控制性狀“小”。大花生的基因型可能有AA或者Aa，小花生的基因型為aa，那么小花生不管怎么人工選擇，也不會出現(xiàn)A的基因，后代也都是aa，也就是說，用基因解釋的話，永遠解釋不了，永遠小花生都長不大，這種變異就遺傳不下去，和推理不吻合。

反過來，如果人工選擇形成高產(chǎn)奶牛的方法應用到花生上，在大花生中挑選粒小的，種在貧瘠的土壤中，培育出小一點的子一代小花生，再在這一代的大花生中挑選粒小的，種在肥沃的土壤中，培育出再小一點子二代的大花生，這時的子二代大花生比以前的大花生要小。如果反復這樣選擇、繁育，那么應該可以得到更小的花生，這時花生內(nèi)部的遺傳物質(zhì)應該也能發(fā)生變化，這種由環(huán)境改變而引起內(nèi)部遺傳物質(zhì)改變的變異可以遺傳到下一代。

也可用基因來解釋，大花生變異成小花生就能講通。假設A為顯性基因控制性狀“大”，a為隱性基因控制性狀“小”。大花生的基因型可能有AA或者Aa，小花生的基因型為aa，那么當大花生在人工選擇的情況下，選擇出了Aa的基因型，后代就有大有小兩種可能，可以得到大花生的AA、Aa和小花生的aa基因型的后代。再人工選擇出小一點的子代花生，它們的基因都應該是aa，后代也不會出現(xiàn)A的基因了，所以遺傳物質(zhì)改變了，并且屬于可遺傳的變異，和我們的推理相吻合。

當然，實際生活中，人類只會發(fā)展對人類有利的變異，只會研究使花生變大和提高產(chǎn)量的方法。人類利用了太空條件把普通甜椒變成了超級大的太空椒，那么用同樣的方法也能把花生的遺傳物質(zhì)改變了，產(chǎn)生超級大的花生。這種方法的效果立竿見影，不用一代又一代的選擇，能節(jié)省寶貴的時間和大量的人力資源。

（9） 實驗結束，探究報告冊的填寫是重要環(huán)節(jié)。下面是學生完成的探究報告冊，筆者摘抄了一部分參考：

① 表1是本探究的實驗數(shù)據(jù)的測量記錄：

學生還計算出了平均值，并記錄在表格的上面：小花生平均值是：12.6 min；大花生平均值：14.5 min。

② 統(tǒng)計每個長度范圍內(nèi)花生果實的數(shù)目（表2）。

學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制出圖表，最后總結結論：大花生和小花生的種子的長度是不同的，存在變異。

這三組圖表只是列舉出一個實驗小組的最終結果，是學生根據(jù)自己的測量數(shù)據(jù)繪制成的，當然，還有的學生根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出了曲線圖。大多數(shù)教師可能不會注意到探究報告冊的填寫，只是簡單地算出平均值，通過比較得出大花生比小花生的平均長度，就結束了探究。殊不知探究報告冊的填寫不僅真實記錄下了實驗過程，學生通過整理數(shù)據(jù)，提高處理數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的能力，通過繪圖培養(yǎng)開放性的思維能力。

以上是筆者在帶著學生做探究實驗全過程中的做法和課后反思，還有地方需要改進，完善探究，為今后的教學提供堅實的基礎，也為同行老師建立一個交流的平臺，歡迎大家批評指導！