仲志榮

[摘 要]基因的自由組合定律是高考生物的高頻考點，這部分內(nèi)容教學難度大。在《基因的自由組合定律》（第一課時）的教學中，教師可結(jié)合新課程理念，應用啟發(fā)式、合作學習等教學方法，采用多媒體、數(shù)據(jù)分析、模型模擬、互相討論等教學手段，使學生理解基因的自由組合定律的實質(zhì)，并學會應用該定律解決有關遺傳問題。

[關鍵詞]基因的自由組合定律;教學設計;模擬實驗

[中圖分類號] ? ?G633.91 ? ? ? ?[文獻標識碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號] ? ?1674-6058（2020）32-0092-02

一、教材分析

高中生物學教材必修2《遺傳與進化》中 《基因的自由組合定律》一節(jié)的內(nèi)容，由兩對相對性狀的遺傳實驗 、遺傳分析圖解、測交實驗的驗證、基因的自由組合定律的實質(zhì)及其實踐應用等內(nèi)容組成。其中，重點是分析兩對相對性狀的遺傳現(xiàn)象。本節(jié)內(nèi)容與前后章節(jié)相關知識緊密相連，減數(shù)分裂和有性生殖是基因的自由組合定律的細胞學基礎，基因分離則是基因自由組合的前提，同時，基因的自由組合是生物變異的重要來源，是生命進化的內(nèi)因與基礎，故學生對基因的自由組合定律實質(zhì)的掌握與理解至關重要。

二、教學思路

在教學組織上，筆者先以遺傳學中經(jīng)典的水稻雜交育種的方法培育矮稈抗病水稻的案例導入新課，引發(fā)學生的想象與討論。課堂上，筆者盡量還原孟德爾豌豆實驗中的“假說—演繹”過程：先利用兩對性狀的雜交實驗結(jié)果，引導學生進行數(shù)據(jù)分析;引出孟德爾的三個假說，依次采用小組討論、模擬實驗、總結(jié)歸納等教學方法進行教學。

在教學設計上，針對“F1產(chǎn)生的配子種類及比例”這一難點，筆者事先準備若干個大小不一、顏色不同的小球來模擬F1產(chǎn)生的配子情況。針對“F1配子隨機結(jié)合產(chǎn)生F2代中基因型種類與對應表現(xiàn)型”這一難點，筆者采用活動單，先用棋盤法讓各小組寫出F2后代的基因型，總結(jié)歸納出F2后代的基因型種類及比例;然后用不同顏色、不同形狀的小貼紙貼在棋盤相對應的基因型上，模擬出F2后代的表現(xiàn)型種類及比例。

三、教學目標

根據(jù)《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中的描述，筆者將教學目標轉(zhuǎn)化為生物學學科核心素養(yǎng)目標，主要體現(xiàn)在：

1.生命觀念：運用基因自由組合的知識，解釋生活中的有關遺傳現(xiàn)象，理解生命的延續(xù)性和生物的多樣性。

2. 科學思維：通過孟德爾兩對相對性狀的遺傳實驗過程及結(jié)果，學會應用遺傳圖解分析有關的遺傳實驗及結(jié)果，解決有關的遺傳計算，并體驗科學家嚴謹?shù)膶嶒灧椒ê退季S過程。

3.科學探究：學會應用模擬實驗，驗證遺傳過程中產(chǎn)生的配子種類及比例; 學會應用“假說—演繹”法來研究遺傳現(xiàn)象。

4.社會責任：運用遺傳學的觀點，解釋生活中有關育種的過程，理解遺傳學在促進經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境方面的重要作用。

四、教學過程

1. 創(chuàng)設遺傳情境，導入新課

筆者應用擬人的手法，進行兩株水稻（高稈抗病和矮稈不抗?。┑膶υ挘l(fā)學生思考：假如你是育種專家，你如何應用遺傳學知識培育既是矮稈又能抗病的水稻？學生分小組討論，大部分學生只會模糊地回答出“雜交”，教師引導他們做更詳細的育種描述。也有學生思維活躍，認為可以將抗病基因“摘”下來，“嫁接”到矮稈水稻種上，讓其抗病。

設計意圖：通過水稻對話的形式引起學生的有意注意，將其思維快速地拉入課堂，促進學生進行討論。通過討論和教師指導，學生建立起一個模糊的概念：不同優(yōu)良性狀之間可以組合在一起，而性狀的重新組合依賴于基因的自由組合，從而引入新課內(nèi)容。

2. 學會數(shù)據(jù)分析，完成遺傳圖解

投影兩對相對性狀（黃色圓粒和綠色皺粒）雜交實驗結(jié)果，提出問題： （1）F1后代全部是黃色圓粒，是否能夠判斷出兩種性狀的顯隱性？（2）通過實驗數(shù)據(jù)分析，是否能夠說明每一對相對性狀滿足基因的分離定律？（3）用相關基因型解釋親代通過配子產(chǎn)生F1代的遺傳圖解（如圖1）。

設計意圖：通過親代黃色圓粒和綠色皺粒產(chǎn)生F1代全部是黃色圓粒，可以讓學生回顧和歸納出每一對性狀后代全部表現(xiàn)為親代的那種性狀為顯性性狀的方法。針對孟德爾的F2后代四種表現(xiàn)型的實驗數(shù)據(jù)：325（黃色圓粒）、108（黃色皺粒）、101（綠色圓粒）、32（綠色皺粒），指導學生單獨統(tǒng)計出F2后代中黃色∶綠色=3∶1，圓?！冒櫫?3∶1，從而得出兩對性狀的遺傳均遵循一對性狀的基因分離定律。隨后，教師通過講解兩對基因位于細胞的兩對非同源染色體上，要求學生獨立完成親代到F1代的遺傳圖解并做展示。

3.創(chuàng)建小組活動，模擬配子形成

F1代產(chǎn)生配子的種類及比例是本節(jié)課的教學難點。孟德爾假說的核心內(nèi)容是 F1 減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，控制不同性狀的遺傳因子是自由組合的。那么，F(xiàn)1 （ YyRr） 究竟能產(chǎn)生幾種配子？比例如何？在教學中，筆者通過一個模擬實驗，讓學生分組合作、親自動手操作并對結(jié)果進行統(tǒng)計、匯報。

教師以產(chǎn)生雄配子為例，先回顧減數(shù)分裂過程，而后講解 F1 形成配子種類及其比例的模擬實驗的過程及要求。每一學習小組（ 6人） 的教具為：一個塑料小桶，內(nèi)裝 2 種顏色（紅色與綠色）的塑料球各一個，2大2小。用小桶模擬豌豆 F1 的原始生殖細胞，用紅球和綠球（大球） 代表決定粒色基因Y和y （ 體現(xiàn)同源染色體大小相同、來源不同） ，用紅球和綠球（小球） 代表決定粒形的基因 R 和 r。小組中一位學生喊口號（開始、結(jié)束），另一位學生在桶中隨機抓取一個大球和一個小球，第三個學生記錄抓取結(jié)果并轉(zhuǎn)化為配子的基因組成。前三位學生重復6次，后三位學生重復6次，共12次。最終，列表（見表1）匯總小組的實驗結(jié)果，并做小組匯報。教師統(tǒng)計全班數(shù)據(jù)，并與預測的結(jié)果（ 1∶1∶1∶1） 進行比較，體驗孟德爾假說的合理性。

設計意圖：通過全員參與模擬實驗，培養(yǎng)學生科學探究、合作學習的能力，體會模擬實驗是科學研究的一種方法，以此突破本節(jié)課的教學難點，同時體驗數(shù)學統(tǒng)計方法在遺傳學中的重要應用。實際操作中，有個別小組的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與理論值（1∶1∶1∶1）相差甚遠，教師指導其分析數(shù)據(jù)的合理性，讓學生理解統(tǒng)計學的特點是：實驗樣本數(shù)越大，統(tǒng)計結(jié)果越準確。

4. 填寫與粘貼，歸納子二代

教師提出孟德爾對兩對性狀雜交實驗結(jié)果的第三個假說：產(chǎn)生后代時，雌雄配子隨機結(jié)合;F1代產(chǎn)生的四種雄配子和雌配子隨機結(jié)合成F2代。接下來，通過活動單要求學生構(gòu)建 F1 雌配子結(jié)合產(chǎn)生 F2 的棋盤圖，并思考回答問題： （1）配子結(jié)合方式有多少種類型？（2）組合出多少種基因型？9種基因型對應4種表現(xiàn)型，是本節(jié)課的另一難點。教師課前準備了若干顏色不同（黃色與綠色）、性狀不同（圓與皺）的4種小貼紙（代表4種表現(xiàn)型），要求學生以小組為單位，快速將相對應的小貼紙貼在活動單上并在其上注明相應基因型（如圖2），并思考：（1）活動單上出現(xiàn)幾種不同的貼紙，數(shù)量比例是多少？（2）每種貼紙代表幾種基因型？

設計意圖：利用活動單，通過學生自我填寫基因型后歸納出16種組合方式共產(chǎn)生9種基因型，這一簡單的活動，使學生動手、動腦并學會遺傳學中對數(shù)據(jù)的歸納總結(jié)方法。之后，利用基因型判斷出表現(xiàn)型并進行貼紙活動，使學生直觀地看出4種表現(xiàn)型并且知道其比例為9∶3∶3∶1。最后，總結(jié)歸納出黃色圓粒有4種基因型（YyRR、YYRR、YYRr、YyRr）、黃色皺粒有2種基因型（YYrr、Yyrr）、綠色圓粒有2種基因型（yyRR、yyRr）及綠色皺粒有1種基因型（yyrr）。

五、 教學反思

本節(jié)課的教學沒有沿用以往的講授式教學模式，而是引入多感官的學習模式，盡一切可能去調(diào)動學生的學習積極性，從而讓學生參與知識的研究和推進。踩著孟德爾的腳印，用“假說—演繹”法推動教學。比如在課堂導入環(huán)節(jié)，就設置了一個生動的故事情境，通過故事激發(fā)學生對遺傳規(guī)律奧秘的探索熱情。在活動中，全班學生動手參與F2基因型的書寫、展示、解說，并相互糾錯，充分培養(yǎng)學生的思維能力和動手能力， 將抽象內(nèi)容具體化、直觀化，從而揭示遺傳規(guī)律的核心內(nèi)容，突破教學難點。

（責任編輯 黃春香）