王吉文

(江蘇省南京市人民中學(xué) 南京 210005)

1 教材分析

“伴性遺傳”是人教版高中生物學(xué)必修2“遺傳與進(jìn)化”模塊第2章第3節(jié)的內(nèi)容，包括伴性遺傳的概念、特點(diǎn)和在實(shí)踐中的應(yīng)用等內(nèi)容，其中伴性遺傳的概念和特點(diǎn)是重點(diǎn)內(nèi)容，也是本節(jié)的難點(diǎn)。通常本節(jié)課的做法就是首先向?qū)W生展示伴性遺傳的概念表述，然后引導(dǎo)學(xué)生通過紅綠色盲四種婚配方式來總結(jié)歸納伴X隱性遺傳的特點(diǎn)，再依次總結(jié)伴X顯性以及伴Y遺傳的特點(diǎn)。上述教學(xué)過程中，概念的學(xué)習(xí)是灌輸式的，學(xué)生的能力難以明顯提升。而且學(xué)生在歸納紅綠色盲的遺傳特點(diǎn)時，并不清楚自己為什么要學(xué)習(xí)這部分知識，學(xué)習(xí)熱情和動力都會受到影響。因此，筆者將紅綠色盲的四種婚配方式設(shè)計(jì)在一個家族中，通過遺傳系譜圖的形式展示給學(xué)生，讓學(xué)生運(yùn)用課堂上剛學(xué)過的知識，在解決“紅綠色盲基因位置的判斷”和“非親生子女的判斷”兩個實(shí)際問題的活動中，“自發(fā)地”通過遺傳圖解分析四種婚配方式，總結(jié)歸納紅綠色盲的遺傳特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，通過讓學(xué)生比較紅綠色盲和白化病的遺傳本質(zhì)特點(diǎn)的差異，建構(gòu)“伴性遺傳”概念，同時發(fā)展科學(xué)思維能力。

2 教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并圍繞培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求，制訂了如下教學(xué)目標(biāo)：

(1) 通過兩種典型伴性遺傳的案例學(xué)習(xí)，形成“性染色體上基因的遺傳和性別相關(guān)聯(lián)”的觀點(diǎn)。

(2) 通過遺傳系譜圖信息加工過程，建構(gòu)伴性遺傳概念并總結(jié)幾種伴性遺傳的特點(diǎn)，以發(fā)展演繹推理、歸納概括等科學(xué)思維能力。

(3) 通過確定紅綠色盲基因染色體位置的探究性學(xué)習(xí)，提升科學(xué)探究能力。

(4) 通過分析幾種典型伴性遺傳病的遺傳特點(diǎn)，建立關(guān)注遺傳病防治和預(yù)防遺傳病的責(zé)任意識。

3 教學(xué)過程

筆者設(shè)計(jì)了幾乎貫穿本節(jié)課始終的某家族紅綠色盲遺傳系譜圖以及分層遞進(jìn)的問題串，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用演繹推理、歸納概括等方法，通過探究式學(xué)習(xí)，對系譜圖中的信息進(jìn)行充分的加工，判斷紅綠色盲基因位于哪一條染色體上，歸納概括伴X隱性、伴X顯性和伴Y遺傳病的特點(diǎn)，并建構(gòu)“伴性遺傳”概念。

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)探究熱情 教師首先展示幾幅用于紅綠色盲鑒定的圖片，引出紅綠色盲癥的基本情況。然后教師展示精心設(shè)計(jì)的某紅綠色盲家族遺傳系譜圖的部分(圖1)，以此創(chuàng)設(shè)貫穿本節(jié)內(nèi)容始終的主情境，圖中I1和I2、 Ⅱ3和Ⅱ4、 Ⅱ5和Ⅱ6、 Ⅱ7和Ⅱ8其實(shí)代表了紅綠色盲的四種典型的婚配方式，已知I2和Ⅱ6的父母不攜帶色盲基因。

圖1 某紅綠色盲家族遺傳系譜圖(部分)

然后教師提出： 控制紅綠色盲的基因是顯性還是隱性？紅綠色盲基因最可能位于什么染色體上？通過引導(dǎo)學(xué)生初步分析系譜圖中的信息(如： 存在父母不患病而子女存在患病的情況、男女患者的比例不均衡等)，推測出紅綠色盲基因最可能是位于X或Y染色體上的隱性基因。

3.2 演繹推理，探究紅綠色盲基因的位置 教師展示人X和Y染色體結(jié)構(gòu)對比示意圖(圖略)，學(xué)生首先很快就能排除該基因位于Y染色體非同源部分這一可能。然后教師提出： 紅綠色盲基因位于的X非同源部分還是X、 Y的同源部分？接著，教師引導(dǎo)學(xué)生分別作出假設(shè)： ①紅綠色盲基因位于X染色體非同源區(qū)；②紅綠色盲基因位于X、 Y染色體同源區(qū)。教師提出： 已知Ⅰ2和Ⅱ6的父母不攜帶色盲基因，我們能否通過演繹推理的方法，以遺傳圖解的形式將Ⅰ1和Ⅰ2理論上后代的結(jié)果和圖中實(shí)際情況進(jìn)行對比，來判斷哪一種假設(shè)是正確的呢？隨后教師指導(dǎo)學(xué)生分別根據(jù)兩種假設(shè)，演繹推理出兩種假設(shè)情況下Ⅰ1和Ⅰ2理論上后代的結(jié)果。結(jié)果學(xué)生發(fā)現(xiàn)，這兩種假設(shè)下，后代理論上的表現(xiàn)型及比例是相同的，無法判斷究竟哪一種假設(shè)是正確的。于是，教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生按照同樣的方式推測兩種假設(shè)條件下Ⅱ5和Ⅱ6后代理論上的表現(xiàn)型及比例，結(jié)果學(xué)生發(fā)現(xiàn)： 假設(shè)2條件下推理的結(jié)果和圖1所示Ⅱ5和Ⅱ6子女表現(xiàn)型的實(shí)際情況矛盾，于是得出結(jié)論： 紅綠色盲基因位于X染色體上非同源區(qū)。

設(shè)計(jì)意圖： 通過引導(dǎo)學(xué)生采用假說演繹法，分別在兩種假設(shè)條件下，對兩種婚配方式下所生子女理論上表現(xiàn)型和實(shí)際情況對比，讓學(xué)生不僅能自主發(fā)現(xiàn)紅綠色盲基因位于X染色體非同源區(qū)，而且能夠提升演繹推理能力。

3.3 合作探究，歸納概括紅綠色盲的遺傳特點(diǎn)，建構(gòu)“伴性遺傳”概念 在上述過程的基礎(chǔ)上，教師向?qū)W生展示Ⅱ3和Ⅱ4、 Ⅱ7和Ⅱ8子女表現(xiàn)型(圖2)。然后教師提出： 第二代Ⅱ3和Ⅱ4、 Ⅱ7和Ⅱ8家庭中，他們的后代中有一個孩子不是他們親生的，你們能找出來嗎？接著教師引導(dǎo)學(xué)生小組合作，分析判斷找出非親生子女。

圖2 某紅綠色盲家族遺傳系譜圖(部分)

等學(xué)生找出非親生子女是Ⅲ18后，教師展示完整而準(zhǔn)確的遺傳系譜圖(圖3)，從而歸納總結(jié)出紅綠色盲(伴X隱性遺傳)的第一個特點(diǎn)： 母病兒必病，女病父必病。

圖3 某紅綠色盲家族遺傳系譜圖

接著，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)圖3分析： Ⅰ1的色盲基因只能傳遞給兒子還是女兒？Ⅲ11和Ⅲ13的色盲基因一定來自于父親還是母親？于是學(xué)生能夠自主歸納出紅綠色盲遺傳的第二個特點(diǎn)： 交叉隔代遺傳。然后教

師提出： 白化病基因位于常染色體上，白化病遺傳是否會出現(xiàn)“交叉遺傳”以及“母病子必病、女病父必病”現(xiàn)象？色盲癥的遺傳和白化病遺傳的主要區(qū)別是什么？為什么？引導(dǎo)學(xué)生比較兩種遺傳癥遺傳特點(diǎn)的差異，得出伴性遺傳的概念。

設(shè)計(jì)意圖： 通過小組合作尋找非親生子女的活動，激發(fā)學(xué)生的興趣和探究的熱情，讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中，領(lǐng)悟伴X隱性遺傳的第一個特點(diǎn)；通過對圖中信息的進(jìn)一步挖掘，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)伴X隱性遺傳的第二個特點(diǎn)；在此基礎(chǔ)上，通過讓學(xué)生比較兩種遺傳癥的差異，讓學(xué)生真正深刻認(rèn)識到伴性遺傳的本質(zhì)規(guī)律： 性狀的遺傳和性別相關(guān)聯(lián)。

3.4 舉一反三，歸納其他伴性遺傳特點(diǎn) 在總結(jié)伴X隱性遺傳特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，教師順勢提供圖4A，提出： 如果3號是一種伴X顯性遺傳病患者，2號和6號是否一定是患者？3號和4號所生孩子中，男孩是否一定是患者？

圖4 伴性遺傳問題推理

通過上述問題，教師引導(dǎo)學(xué)生基于圖4A進(jìn)行分析、推理，得出圖4B所示結(jié)論，總結(jié)伴X顯性的遺傳特點(diǎn)： 父病女必病，兒病母必病。然后在教師的啟發(fā)下，學(xué)生就能很快總結(jié)伴Y遺傳的特點(diǎn)。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課中，筆者設(shè)計(jì)了包含四種紅綠色盲婚配方式的家族系譜圖作為主要情境貫穿始終，引導(dǎo)學(xué)生在小組合作、探究式等學(xué)習(xí)方式下，綜合運(yùn)用演繹推理、歸納概括、分析比較等方法，充分加工系譜圖中所蘊(yùn)含的信息探究紅綠色盲基因的位置、幾種典型的伴性遺傳的特點(diǎn)和建構(gòu)伴性遺傳的概念，提升了學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)思維(如演繹推理、歸納概括能力)。學(xué)生在運(yùn)用剛學(xué)的知識解決實(shí)際問題尤其是在判斷尋找非親生子女的活動中，表現(xiàn)出極大的學(xué)習(xí)熱情和探究興趣，明顯提高了學(xué)習(xí)效果。