孫 濤

(河北省邯鄲市第一中學 056006)

構建生物學模型有助于學生系統(tǒng)地、完整地學習和理解新知識,同時有助于學生運用生物學模型去解決生物學問題[1]?；谀Ｐ蜆嫿ǖ淖饔茫槍W生比較難于理解的伴X隱性遺傳病和伴X顯性遺傳病為何在男女中的發(fā)病率不同的問題，開發(fā)構建“抽獎模型”，得以定量比較男女的發(fā)病率。通過抽獎游戲，將“抽象問題具體化”，把難以把握又存在復雜關系的問題，轉變成直觀的具體問題去思考[2]。同時，也極大地激發(fā)了學生的學習興趣，顯著提高了學生的有意注意和參與度。再通過統(tǒng)計和理論計算，使學生深刻理解伴X隱性遺傳和伴X顯性遺傳在男女中的發(fā)病率不同的原因。

1 抽獎模型的構建

1.1 抽獎箱設計 先以伴X隱性遺傳病為例，Xb為致病基因，構建抽獎箱(圖1)。具體方法是：用一個不透明的紙箱，上方挖一個僅可以伸進手的小洞，紙箱中放入9個白色乒乓球(代表9個XB基因)，1個黃色乒乓球(代表1個Xb基因)。獎箱中的XB基因與Xb基因的比例代表人群中XB基因與Xb基因的比例。

圖1 抽獎箱示意圖

1.2 抽獎原則及程序 女生有兩條X染色體，抽兩次獎組合在一起代表其基因型。男生只有一條X染色體，故只抽一次，然后與Y染色體組合在一起代表其基因型。抽獎程序為：①抽獎者先將手放置在抽獎箱口，但不要放入；②抽獎前閉眼，然后由抽獎監(jiān)督員搖晃獎箱3次；③抽出一個乒乓球展示給記錄員，做好記錄；④每次抽獎后再將乒乓球放回原獎箱。最后統(tǒng)計全班男生和女生的“發(fā)病率”，進行比較。

2 理論計算

依據(jù)構建的抽獎模型，讓學生從理論上計算出男女各自的發(fā)病率。對于伴X隱性遺傳病，假設人群中Xb基因占10%，XB基因占90%，則男性因只有1個X染色體，故只有一次抽獎機會。男性中患者XbY(即抽到Xb基因的概率)占10%，男性中正常(即抽到XB基因的概率)占90%。女性中患者XbXb的比例(即為兩次均抽到Xb基因的概率)為10%×10%=1%，正常的概率為1-1%=99%。由此不難看出，在伴X隱性遺傳病中，男性的發(fā)病率高于女性，人群中的男患者多于女患者。

3 小組討論、比較與分析

為什么實際抽獎得到的統(tǒng)計概率與計算得出的理論數(shù)據(jù)之間差距較大？如何才能讓實際抽獎得到的統(tǒng)計概率更為貼近理論數(shù)據(jù)呢？通過小組討論，激發(fā)學生思維，促進合作學習。通過各小組代表發(fā)言、展示，最后得出結論：抽獎次數(shù)太少導致偏離理論值。如果把年級1～20班共20個班的數(shù)據(jù)和1～40班共40個班的數(shù)據(jù)分別集中在一起，再展開討論，學生對伴X隱性遺傳病男女發(fā)病率不同的原因就有了定量的、深刻的理解。并認識到統(tǒng)計性狀分離比時，數(shù)據(jù)要盡可能地多，才能真實反映出理論比。

4 自主計算伴X顯性遺傳病男女發(fā)病率

假設人群中XD基因占10%，Xd基因占90%，XD為致病基因。請依據(jù)抽獎模型，分別計算出男性和女性的發(fā)病率。要求學生先獨立計算，再小組討論交流，最終各小組派代表展示本組結果：男性因只有1個X染色體，故只有一次抽獎機會，男性中患者(即抽到XD基因的概率)XDY占10%，男性中正常(即抽到Xd基因的概率)占90%。女性因含有2個X染色體，故擁有2次抽獎機會，故女性中正常(為XdXd)的比例，即為兩次均抽到Xd基因的概率為90%×90%=81%，女性中患病的概率則為1-81%=19%。由此不難看出，對于伴X顯性遺傳病，女性的發(fā)病率高于男性，人群中的女患者多于男患者。