性狀分離比模擬實(shí)驗(yàn)的反思

在一次高中生物《孟德爾豌豆的雜交試驗(yàn)》公開課教學(xué)中，筆者將其中的實(shí)驗(yàn)“性狀分離比模擬”做了適當(dāng)修改。修改后的實(shí)驗(yàn)可在教室內(nèi)完成，教師可根據(jù)課堂教學(xué)的要求，靈活把握課堂進(jìn)而推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程。

實(shí)驗(yàn)的修改措施

材料用具的修改 教材實(shí)驗(yàn)使用了小桶和乒乓球，其缺點(diǎn)是：小桶的開口較大，學(xué)生在抓取彩球時(shí)，根據(jù)視覺會(huì)有一定選擇，做不到隨機(jī)抓球，有的同學(xué)為了保證隨機(jī)性閉眼抓球，結(jié)果球容易從小桶內(nèi)掉出。為克服這一缺點(diǎn)，筆者在本次教學(xué)中，用兩個(gè)塑料袋分別代表雌雄生殖器，用帶有標(biāo)記（D、d）的紙團(tuán)代表配子。這樣改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)是：材料簡(jiǎn)易便攜，更加適合在教室內(nèi)以兩人至三人小組使用，并可組織學(xué)生自制。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法的修改措施 本次教學(xué)中筆者借助Excel匯總?cè)鄶?shù)據(jù)并做數(shù)據(jù)分析。筆者要求每小組抓取20次，記錄合子遺傳因子組成，實(shí)驗(yàn)完成后，各小組將本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入全班匯總表格，教師引領(lǐng)學(xué)生做全班數(shù)據(jù)的匯總和分析。這種方法的優(yōu)點(diǎn)：①相較于原實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)50次，節(jié)省課堂時(shí)間，全班數(shù)據(jù)匯總的結(jié)果接近理論值。②由于每小組的統(tǒng)計(jì)次數(shù)比較少，在討論問題“將每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與全班總的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作比較，你有什么發(fā)現(xiàn)？如果孟德爾當(dāng)時(shí)只統(tǒng)計(jì)10株豌豆雜交的結(jié)果，他還能正確地解釋性狀分離現(xiàn)象嗎”時(shí)，學(xué)生從數(shù)據(jù)上獲得的感性認(rèn)識(shí)更加明顯，更容易理解孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)需滿足的條件之子代樣本數(shù)量足夠多。

教學(xué)反思與改進(jìn)

本實(shí)驗(yàn)的目的為：使學(xué)生在親身參與的活動(dòng)中，探討遺傳因子分離、配子隨機(jī)結(jié)合與遺傳結(jié)果的關(guān)系，為進(jìn)一步理解孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)打基礎(chǔ)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)在操作上比原實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)便了很多，但對(duì)“加深學(xué)生孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的有關(guān)條件的理解”這一教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度不夠。比如，學(xué)生對(duì)下面的問題常不解。

例：（必修二第39頁）XY型性別決定的生物，群體中的性別比例為1：1，原因是（ ）

A.雌配子：雄配子=1：1 B.含X的配子：含Y的配子=1：1

C.含X的精子：含Y的精子=1：1 D.含X的卵細(xì)胞：含Y的卵細(xì)胞=1：1

學(xué)生們反映：在要求他們準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料中，兩個(gè)塑料袋中的紙團(tuán)（配子）總數(shù)是相等的，所以他們認(rèn)為雌雄個(gè)體產(chǎn)生的配子數(shù)是相等的。原來是筆者無意間給了他們錯(cuò)誤的認(rèn)知。

材料用具的再改進(jìn) 用兩個(gè)顏色不同的塑料袋代表雌雄生殖器，顏色不同，不必貼標(biāo)簽，用帶有標(biāo)記（D、d）的紙團(tuán)代表配子，但兩個(gè)塑料袋中的數(shù)目不同，代表雌配子的塑料袋中共20個(gè)，代表雄配子的塑料袋中共50個(gè)。這樣的數(shù)目配置，跟高等生物雌雄配子數(shù)目的比例依然有很大差異，但一定程度上讓學(xué)生體驗(yàn)到“雌雄配子的數(shù)目與合子的比例并無關(guān)系”。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法的再改進(jìn) 為了加深學(xué)生對(duì)分離定律的理解，加深學(xué)生對(duì)F2出現(xiàn)3：1的條件的理解。如在學(xué)生完成課本實(shí)驗(yàn)后，提出以下任務(wù)：①如果F1Dd產(chǎn)生的配子中D可正常存活，d二分之一致死，那么要如何調(diào)整紙袋內(nèi)雌雄配子的數(shù)目和比例，請(qǐng)隨機(jī)抓取配子，統(tǒng)計(jì)雌雄配子和合子比例。各小組將本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下圖所示的表格內(nèi)。②如果F1Dd產(chǎn)生的配子中，雌配子D、d均可正常存活，雄配子中D可正常存活，d二分之一致死，那么要如何調(diào)整紙袋內(nèi)雌雄配子的數(shù)目和比例，請(qǐng)隨機(jī)抓取配子，統(tǒng)計(jì)雌雄配子和合子比例。各小組將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下圖所示的表格內(nèi)。

③如果F1Dd產(chǎn)生的配子中，雌雄配子D、d均可正常存活，但合子DD致死，請(qǐng)隨機(jī)抓取配子，統(tǒng)計(jì)雌雄配子和合子比例。各小組將本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下圖所示的表格內(nèi)。

通過這樣的體驗(yàn)，學(xué)生可對(duì)配子比例、配子結(jié)合概率與合子比例的相互關(guān)系有更加深刻的理解，對(duì)孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的有關(guān)條件有更深刻的認(rèn)識(shí)，更好地達(dá)到“使學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解基因的分離和隨機(jī)結(jié)合與生物性狀之間的數(shù)量關(guān)系”這一教學(xué)目標(biāo)。甚至可以對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)出相應(yīng)的模擬實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用于兩對(duì)相對(duì)性狀的分離比、測(cè)交實(shí)驗(yàn)、基因分離和自由組合定律的實(shí)質(zhì)等，將抽象的、微觀不可見的過程通過模擬實(shí)驗(yàn)形象化、宏觀化，為教學(xué)工作起到了輔助作用，同時(shí)也可以讓學(xué)生體會(huì)模型建構(gòu)在生物學(xué)習(xí)中的重要作用。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：山西省呂梁市離石區(qū)江陰高級(jí)中學(xué)）