范潔

人教版高中生物《必修2·遺傳和進(jìn)化》第二章“基因和染色體的關(guān)系”第二節(jié)“基因在染色體上”，包括“薩頓的假說”“基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)”和“孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋”三部分內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生能夠“說明基因和遺傳信息的關(guān)系”；“總結(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程”。要達(dá)成這兩個(gè)目標(biāo)，學(xué)生首先要知道基因的位置和基因的定義。但基因看不見摸不著，十分抽象，所以學(xué)生會(huì)感到非常困惑。因此在教學(xué)中，教師要借助圖片、模型、多媒體動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究；另外對(duì)于“基因在染色體上”這個(gè)結(jié)論的得出，薩頓和摩爾根都做出了杰出的貢獻(xiàn)，應(yīng)該讓學(xué)生領(lǐng)悟到他們獨(dú)到的研究方法、縝密的思考、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?，并親自體驗(yàn)這個(gè)推理過程。

1 抽絲剝繭，別有乾坤

很多教師都注意到，摩爾根在設(shè)計(jì)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的時(shí)候用到了假說-演繹法。其實(shí)這整節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)也是一個(gè)假說-演繹的過程，如圖1所示。

薩頓用蝗蟲細(xì)胞作材料進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了等位基因的分離與減數(shù)分裂過程中同源染色體的分離非常相似的現(xiàn)象，從而得到假說：基因在染色體上。而摩爾根通過果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)正好驗(yàn)證了這個(gè)假說。最終得到了結(jié)論：基因在染色體上。這同樣也是假說-演繹法。所以，筆者在設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)案時(shí)，就構(gòu)建好框架，使整節(jié)課的主線一目了然。

2 類比推理，反思論證

薩頓通過觀察蝗蟲體細(xì)胞、精子和卵細(xì)胞中染色體的數(shù)目和行為，發(fā)現(xiàn)基因行為和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系，見表1。

通過類比推理法，推斷出基因在染色體上的結(jié)論。

薩頓經(jīng)類比推理得出的結(jié)論：基因在染色體上，這一定正確嗎？通過類比推理得出的結(jié)論是不一定正確的。薩頓的假說因缺少實(shí)驗(yàn)證據(jù)而受到美國(guó)科學(xué)家摩爾根等人的懷疑。摩爾根還明確表示不相信孟德爾的遺傳理論，一直希望推翻他們的觀點(diǎn)。

3 大膽假設(shè)，演繹推理

如果按照薩頓的理論：基因在染色體上，那么，控制白眼的基因是在常染色體上，還是在性染色體上呢？如果在性染色體上，又有哪些可能呢？教師可以讓學(xué)生分組討論，大膽說出多種情況的假說，然后想辦法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)否定其他組的假說：

假說一：控制白眼的基因在常染色體上；

假說二：控制白眼的基因在Y染色體上，而X染色體上沒有它的等位基因；

假說三：控制白眼的基因在X、Y染色體上；

假說四：控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因；

……

如何驗(yàn)證以上各種假說的正確與否呢？這就需要學(xué)生根據(jù)假設(shè)，演繹推理，進(jìn)而確定是否符合假說。比如，關(guān)于假說一，根據(jù)F2代雌雄果蠅情況不同，推導(dǎo)出，控制白眼的基因不在常染色體上，否定假說一。關(guān)于假說二，若在Y染色體上，而X染色體上沒有它的等位基因，則F2是白眼，則逆推F1雄性應(yīng)該均為白眼，且正常情況下雌果蠅也不可能出現(xiàn)白眼，這與事實(shí)不符，否定假說二。對(duì)剩下的兩種情況，教師可以適當(dāng)留白，要求學(xué)生課后完成演繹推理，鍛煉他們獨(dú)立探索的能力。

4 從古至今，相互印證

關(guān)于“基因在染色體上”這一結(jié)論，薩頓和摩爾根固然是功不可沒，前者通過類比推理得出了“基因在染色體上”這一假說，后者通過果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制果蠅白眼的基因位于X染色體上。結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)可以更加準(zhǔn)確地將基因定位在染色體上，我們可以通過直接展示一些基因在染色體上的熒光定位照片，讓學(xué)生更加深刻、直觀地認(rèn)識(shí)到“基因在染色體上”這一結(jié)論。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教師可以用更加先進(jìn)的技術(shù)來(lái)驗(yàn)證前人的結(jié)論是否正確。

本節(jié)內(nèi)容涉及到的知識(shí)點(diǎn)多且抽象，在學(xué)習(xí)過程中還需要較強(qiáng)的邏輯推理和理性思維能力，所以有部分學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)非常困難，不能理清思路。所以教師在設(shè)計(jì)這節(jié)課的時(shí)候，主線一定要清晰明了，并且多設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，讓學(xué)生動(dòng)起來(lái)，主動(dòng)去探究。