韓 健
(山東省棗莊市第八中學 棗莊 277000)
“設計實驗,探究變異類型”小專題,題型選材廣泛,命題形式多樣,推理復雜,常用于考查學生分析綜合能力。
支架式教學是在維果斯基“最近發(fā)展區(qū)”理論上發(fā)展起來的一種教學方法。為學習者建構促進知識理解的一種概念框架。這種框架中的概念是為發(fā)展學習者對問題的進一步理解所需要的。為此,事先要把復雜的學習任務加以分解,以便于把學習者的理解逐步引向深入[1]。支架式教學模式的一般操作程序包括“搭腳手架—進入情境—獨立探索—協作學習—效果評價”五個環(huán)節(jié)[2]。
2.1 搭建支架 通過以下問題串搭建概念支架: ①根據是否能夠遺傳給后代把變異分哪兩種類型?②三種可遺傳變異最主要區(qū)別是什么?如何區(qū)分?③染色體數目變異與結構變異的各種類型及區(qū)別是什么?
2.2 進入情境 由學生熟悉知識創(chuàng)設情境搭建圖表支架。A和a, B和b為某二倍體植物兩對同源染色體上的獨立遺傳的兩對等位基因。表1中圖1-9為其各種突變體,假設各突變體均能正常減數分裂產生配子,且各配子的活性相同,請寫出各突變體的變異類型以及產生配子比例(染色體部分缺失用“-”表示;整條缺失用“0”表示)。
2.3 獨立探索 展示例題,學生獨立思考,嘗試運用“支架”解決問題。某二倍體植物寬葉(M)對窄葉(m)為顯性,紅花(R)對白花(r)為顯性?;騇、 m與基因R、 r在一對同源染色體上?,F有一寬葉紅花突變體,推測其體細胞內的基因組成為圖1a、 b、 c中的一種,其他同源染色體數目及結構正?!,F只有各種缺失一條染色體的植株可供選擇,請設計一步雜交實驗,確定該突變體的基因組成是哪一種。(注: 各型配子活力相同;控制某一性狀的基因都缺失時,幼胚死亡。染色體部分缺失用 - 表示;整條染色體缺失用0表示)
圖1 突變體細胞內的基因組成
(1) 請說出a、 b、 c三種突變體的變異類型分別是________、________、________。
(2) 嘗試分別寫出三種突變體所產生配子類型及比例: a: ________、b: ________、c: ________。
(3) 畫出各種缺失一條染色體的植株的基因組成圖,寫出其產生的配子及比例。
表1 突變體染色體及基因組成
(4) 實驗步驟: ①________;②觀察、統(tǒng)計后代表現型及比例。
結果預測: Ⅰ、若________,則為圖1a所示的基因組成;Ⅱ、若________,則為圖1b所示的基因組成;Ⅲ、若________,則為圖1c所示的基因組成。
延伸思考: 能否用其他的缺失一條染色體的植株也能夠把a、 b、 c區(qū)分開?
2.4 協作學習 師生討論交流,構建解題模型。第一步,辨析變異類型;第二步,寫出配子的基因組成及比例;第三步,判斷適合與待測類型進行雜交的個體(依次嘗試測交、自交以及與具有相對性狀個體雜交);第四步,計算并對比雜交結果,確定基因型。即: 辨類型—寫配子—找對象—比結果。
2.5 效果評價 設計練習讓學生再次運用模型解決問題,鞏固解題思路,提高解決問題的能力和自信心,同時檢測反饋教學效果。表2為果蠅幾種性染色體組成與性別的關系,其中XXY個體能產生4種配子。紅眼A對白眼a為顯性,基因位于X染色體某一片段上,若該片段缺失,則X染色體標記為X-,其中XX-為可育雌性,X-Y因缺少相應基因而死亡。用紅眼雄果蠅XAY與白眼雌果蠅XaXa雜交得到F1,發(fā)現F1中有一只例外白眼雌果蠅?,F欲用一次雜交實驗判斷,這只白眼雌果蠅出現的原因。實驗步驟: 可讓這只白眼雌果蠅與正常紅眼雄果蠅雜交,觀察統(tǒng)計其后代的表現型及比例關系。
表2 性別與性染色體組成
(1) 若子代果蠅________ ,則是僅由于環(huán)境條件改變而導致。
(2) 若子代果蠅________ ,則是僅由于發(fā)生基因突變而導致。
(3) 若子代果蠅________ ,則是僅由于染色體片段缺失導致。
(4) 若子代果蠅________ ,則是僅由于染色體數目變異而導致。
延伸思考: 若讓這只白眼雌果蠅與正常的白眼雄果蠅雜交,能否通過后代的表現型及比例區(qū)分出上述四種情況。