□周凌云

高三生物遺傳學(xué)復(fù)習(xí)中圖形變式的探索與實(shí)踐
——以“細(xì)胞分裂和可遺傳變異專題復(fù)習(xí)”為例

□周凌云

圖形題是江蘇省高考生物試卷的一大亮點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生難以應(yīng)對(duì)的現(xiàn)狀，以細(xì)胞分裂和可遺傳變異專題復(fù)習(xí)為例，結(jié)合高三生物二輪復(fù)習(xí)案例，從3個(gè)方面就圖形變式復(fù)習(xí)法的運(yùn)用作初步的探索與實(shí)踐，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)圖形題的適應(yīng)、理解、辨析和解答能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展和高考成績(jī)提高的雙贏。

高三生物；遺傳學(xué)復(fù)習(xí)；圖形變式

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn) (實(shí)驗(yàn))》提出了“善于利用紙筆測(cè)驗(yàn)，檢測(cè)學(xué)生知識(shí)性目標(biāo)的達(dá)成”的評(píng)價(jià)建議，并進(jìn)一步指出，命題時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)核心內(nèi)容；具有良好結(jié)構(gòu)的知識(shí)；生物學(xué)概念、原理的理解和應(yīng)用；對(duì)分析、綜合等思維能力的考查。這些理念在歷年的 《江蘇省高考生物考試說(shuō)明》中都得到了充分體現(xiàn)。圖形題是江蘇省高考生物試卷的一大亮點(diǎn)，占有較大比例，旨在考查學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力和整合遷移知識(shí)的能力。該題型雖是教材中一些基本圖形的變式，但其形式的靈活多變、情境的錯(cuò)綜復(fù)雜、知識(shí)的綜合運(yùn)用，學(xué)生應(yīng)對(duì)有一定難度。細(xì)胞分裂和可遺傳變異是圖形題的主要來(lái)源，其中細(xì)胞分裂的重點(diǎn)是有絲分裂、減數(shù)分裂中染色體行為和數(shù)目及DNA數(shù)量的變化，可遺傳變異的重點(diǎn)是基因突變、基因重組和染色體變異中的基因和染色體的變化。所以這兩方面知識(shí)的整合，在遺傳學(xué)復(fù)習(xí)中占有很重要的地位。下面結(jié)合教學(xué)案例，就圖形變式復(fù)習(xí)法的運(yùn)用作初步的探索與實(shí)踐，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)圖形題的適應(yīng)、理解、辨析和解答能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展和高考成績(jī)提高的雙贏。

一、重建概念圖，理清基礎(chǔ)概念

可遺傳變異產(chǎn)生的3個(gè)原因是基因突變、基因重組和染色體變異，主要發(fā)生在細(xì)胞分裂過(guò)程中。因此，復(fù)習(xí)時(shí)必須先理清細(xì)胞分裂與可遺傳變異這兩個(gè)核心概念及其相互間的聯(lián)系。

1.構(gòu)建細(xì)胞分裂與可遺傳變異聯(lián)系的概念圖

細(xì)胞分裂與可遺傳變異兩者間的聯(lián)系可見概念圖1，通過(guò)填充與連線練習(xí)，可強(qiáng)化學(xué)生對(duì)三種可遺傳變異本質(zhì)及區(qū)別的認(rèn)知?；蛲蛔兂０l(fā)生在細(xì)胞分裂間期，有絲分裂和減數(shù)分裂都可能發(fā)生；染色體變異在各分裂期都有可能發(fā)生；只有基因重組只能發(fā)生在減數(shù)分裂的交叉互換和自由組合期，即只有在控制不同性狀的非等位基因間才會(huì)發(fā)生基因重組。強(qiáng)化這些核心概念，能為辨識(shí)圖形變式打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

圖1

2.整合減數(shù)分裂與可遺傳變異知識(shí)的概念圖

在細(xì)胞分裂中，減數(shù)分裂是重難點(diǎn)，也是圖形題的重要來(lái)源。通過(guò)填空與連線練習(xí)，有利于學(xué)生整合減數(shù)分裂分期圖與可遺傳變異類型的知識(shí)，強(qiáng)化兩者間的聯(lián)系，意義建構(gòu)典型減數(shù)分裂分期圖解的心理表象，加深理解三種可遺傳變異發(fā)生的不同時(shí)期，為辨識(shí)圖形變式創(chuàng)造有利條件。

圖2

二、構(gòu)建變式圖，突出重點(diǎn)難點(diǎn)

【案例1】基因突變和基因重組

圖3

①分析變式圖3：甲圖形成的最可能原因是________；乙圖形成的最可能原因是________。

②分析變式圖4：①和②的變異類型分別是________。

【辨識(shí)1】結(jié)合減數(shù)分裂全過(guò)程，可從不同視角構(gòu)建不同情境的變式圖，從而引導(dǎo)學(xué)生熟悉理解、全面解析圖形題。例如，變式圖3中，甲乙兩圖都應(yīng)用了四分體時(shí)期的情境圖，只是基因不同而已。通過(guò)比較，學(xué)生較易判斷出甲圖形成的最可能原因是基因突變，致使姐妹染色單體上本應(yīng)相同的兩個(gè)A基因突變?yōu)橐粋€(gè)A和一個(gè)a基因；乙圖中，只要辨識(shí)到非姐妹染色單體上發(fā)生了A和a基因的交換，故可判斷其形成的最可能原因就是基因重組中的交叉互換。又如，變式圖4中，圖①和②看似相同，仔細(xì)辨認(rèn)可發(fā)現(xiàn)圖①是一對(duì)同源染色體的非姐妹染色單體之間的片段交換，屬于基因重組，圖②則是非同源染色體之間的片段交換，屬于染色體變異。

圖4

【案例2】基因重組（正向推理）

①分析變式圖5：甲圖所代表的生物，產(chǎn)生配子的基因型有________；乙圖代表的生物，產(chǎn)生配子的基因型有________。

②自由組合的實(shí)質(zhì)是________。

圖5

【辨識(shí)2】圖5中的甲和乙都運(yùn)用了自由組合定律，雖沒呈現(xiàn)減數(shù)第一次分裂后期的細(xì)胞圖像，但這更能考查學(xué)生對(duì)該定律實(shí)質(zhì)的理解：在減數(shù)分裂過(guò)程中，非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體而發(fā)生的自由組合。圖甲的兩對(duì)基因位于兩對(duì)同源染色體上，其代表的生物產(chǎn)生的配子基因型有AB、Ab、aB、ab；圖乙中增加了一對(duì)D和d的等位基因，與A（a）基因位于同一對(duì)同源染色體上，其代表的生物產(chǎn)生的配子基因型有ABD、AbD、aBd、abd。該類圖形變式要求正向推出變異類型及配子的基因型，難度適中，如對(duì)基本圖形能扎實(shí)掌握就能順利辨識(shí)。但如要求逆向推理，難度就加大不少。

【案例3】基因重組（逆向推理）

蜜蜂蜂王是由受精卵發(fā)育而來(lái)的二倍體雌性蜂（2N= 32），雄蜂是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的單倍體。變式圖6為蜜蜂體內(nèi)的某一細(xì)胞圖（N=16，只畫出部分染色體）。

①該細(xì)胞若為次級(jí)卵母細(xì)胞或極體，可能發(fā)生_____；

②該細(xì)胞若為雄蜂的精母細(xì)胞，可能發(fā)生了_____。

【辨識(shí)3】圖6的細(xì)胞中是兩條非同源染色體，由此判斷可能是雄蜂的體細(xì)胞，或是雌蜂的次級(jí)卵母細(xì)胞或第一極體。若是雄蜂，則只考慮有絲分裂中姐妹染色單體上的等位基因是基因突變產(chǎn)生的；若是雌蜂，則可能是基因突變或交叉互換。所以在變式圖中，特別要關(guān)注基因的變化。無(wú)論圖形變式如何，只要對(duì)最基本圖形進(jìn)行了扎實(shí)理解，并由圖形聯(lián)想到文字內(nèi)容，就能迎刃而解。

圖6

【案例4】染色體變異

①圖7產(chǎn)生的原因是_____；畫出同時(shí)產(chǎn)生的其余3個(gè)配子圖_____。

②圖8產(chǎn)生的原因是_____；畫出同時(shí)產(chǎn)生的其余3個(gè)配子圖_____。

圖7

圖8

【辨識(shí)4】在此類變式圖中，重點(diǎn)關(guān)注的是染色體數(shù)量的變化。圖7的配子中存在同源染色體1號(hào)和2號(hào)，而圖8的配子中存在兩條相同的染色體1號(hào)。由此可判斷都屬于染色體變異，但變異的時(shí)期不同。圖7是因減數(shù)第一次分裂后期，1和2號(hào)同源染色體沒有分離導(dǎo)致的，圖8的原因表述要謹(jǐn)慎，認(rèn)為是減數(shù)第二次分裂后期著絲點(diǎn)沒有分裂是錯(cuò)誤的，應(yīng)表述為減數(shù)第二次分裂后期兩條1號(hào)染色體沒有分開，同時(shí)進(jìn)入同一個(gè)配子中。

【案例5】分析圖9中后代產(chǎn)生的原因（無(wú)正常染色體的雄配子不育）

圖9

【辨識(shí)5】變式圖9中，不能根據(jù)染色體來(lái)判斷變異的原因，這時(shí)必須回到對(duì)基因的判斷上。通過(guò)和雙親基因型的比對(duì)，可發(fā)現(xiàn)后代產(chǎn)生的原因是父方產(chǎn)生了基因型為Tt的雄配子。那么，是否可能因母方產(chǎn)生了基因型為tt的雌配子呢？顯然是不可能的！因?yàn)轭}意中告知無(wú)正常染色體的雄配子不育，即基因型為T的雄配子不育。由此可引導(dǎo)學(xué)生深刻理解染色體變異和減數(shù)分裂的關(guān)系。

三、教學(xué)后反思，積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)

在高三遺傳學(xué)二輪復(fù)習(xí)中，重點(diǎn)要理清三大核心內(nèi)容：基因在世代之間的傳遞規(guī)律，基因表達(dá)的規(guī)律，遺傳信息與生物學(xué)功能之間的關(guān)系。這些知識(shí)抽象而深?yuàn)W。因此，合理構(gòu)建圖形及變式圖形會(huì)起到事半功倍的作用。在復(fù)習(xí)中要注意以下幾個(gè)細(xì)節(jié)：

1.構(gòu)建圖形時(shí)，要從最基本的概念出發(fā)，由簡(jiǎn)入繁，層層推進(jìn)，圖形變式要恰當(dāng)合理，關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生利用基本概念逐一剖析。學(xué)生只有在對(duì)基本概念深刻掌握后，才能有效地整合知識(shí)點(diǎn)，抓住重難點(diǎn)，更靈活地應(yīng)對(duì)圖形辨析題。如易位與交叉互換圖形變式的區(qū)別，是建立在掌握同源染色體概念的基礎(chǔ)上，并結(jié)合等位基因和非等位基因的概念，才能真正理解圖形的含義。

2.教師在平時(shí)的教學(xué)中，要多采用自主合作探究性學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在分組討論中自主構(gòu)建圖形，在思維碰撞中理解圖形變式，養(yǎng)成不斷歸納總結(jié)的好習(xí)慣，提高自主學(xué)習(xí)的能力。如在染色體變異中，產(chǎn)生三體的原因是因父方（或母方）在產(chǎn)生配子的過(guò)程中出錯(cuò)而引起的，這時(shí)就要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)思考與討論來(lái)辨析具體情況：是減數(shù)第一次分裂后期還是減數(shù)第二次分裂后期出錯(cuò)。通過(guò)集思廣益，共同提高。

3.在構(gòu)建圖形及變式的同時(shí)，精心選擇圖形專項(xiàng)練習(xí)題，分層次訓(xùn)練，既利用基礎(chǔ)圖形強(qiáng)化基礎(chǔ)概念，又設(shè)計(jì)視角新穎的變式圖，以訓(xùn)練學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和全面性，應(yīng)對(duì)難度較大的圖形變式題。

總之，在高三生物復(fù)習(xí)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)，重點(diǎn)突破圖形題，靈活理解和辨識(shí)圖形變式，拓展其思維的廣度和深度，提高其綜合分析能力和整合知識(shí)的能力，從而取得提高學(xué)生生物素養(yǎng)和高考成績(jī)的雙贏。

[1]教育部.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))[S].北京:人民教育出版社,2003.

[2]劉恩山,徐洪林.運(yùn)用概念圖進(jìn)行生物教學(xué)對(duì)學(xué)生認(rèn)知方式的影響[J].學(xué)科教育,2003,(7).

[3]周宇朗.在高三生物學(xué)復(fù)習(xí)中應(yīng)用板圖教學(xué)[J].生物學(xué)教學(xué),2009, (2).

（編輯：易繼斌）

G633.91

A

1671-0568（2016）33-0091-03

周凌云，江蘇省昆山中學(xué)一級(jí)教師，教育管理碩士，從事中學(xué)生物教學(xué)與研究。