高三生物遺傳學復習中圖形變式的探索與實踐
——以“細胞分裂和可遺傳變異專題復習”為例

□周凌云

高三生物遺傳學復習中圖形變式的探索與實踐
——以“細胞分裂和可遺傳變異專題復習”為例

□周凌云

圖形題是江蘇省高考生物試卷的一大亮點，針對學生難以應對的現(xiàn)狀，以細胞分裂和可遺傳變異專題復習為例，結(jié)合高三生物二輪復習案例，從3個方面就圖形變式復習法的運用作初步的探索與實踐，以增強學生對圖形題的適應、理解、辨析和解答能力，實現(xiàn)學生生物科學素養(yǎng)發(fā)展和高考成績提高的雙贏。

高三生物；遺傳學復習；圖形變式

《普通高中生物課程標準 (實驗)》提出了“善于利用紙筆測驗，檢測學生知識性目標的達成”的評價建議，并進一步指出，命題時應強調(diào)核心內(nèi)容；具有良好結(jié)構(gòu)的知識；生物學概念、原理的理解和應用；對分析、綜合等思維能力的考查。這些理念在歷年的 《江蘇省高考生物考試說明》中都得到了充分體現(xiàn)。圖形題是江蘇省高考生物試卷的一大亮點，占有較大比例，旨在考查學生綜合分析問題的能力和整合遷移知識的能力。該題型雖是教材中一些基本圖形的變式，但其形式的靈活多變、情境的錯綜復雜、知識的綜合運用，學生應對有一定難度。細胞分裂和可遺傳變異是圖形題的主要來源，其中細胞分裂的重點是有絲分裂、減數(shù)分裂中染色體行為和數(shù)目及DNA數(shù)量的變化，可遺傳變異的重點是基因突變、基因重組和染色體變異中的基因和染色體的變化。所以這兩方面知識的整合，在遺傳學復習中占有很重要的地位。下面結(jié)合教學案例，就圖形變式復習法的運用作初步的探索與實踐，以增強學生對圖形題的適應、理解、辨析和解答能力，實現(xiàn)學生生物科學素養(yǎng)發(fā)展和高考成績提高的雙贏。

一、重建概念圖，理清基礎概念

可遺傳變異產(chǎn)生的3個原因是基因突變、基因重組和染色體變異，主要發(fā)生在細胞分裂過程中。因此，復習時必須先理清細胞分裂與可遺傳變異這兩個核心概念及其相互間的聯(lián)系。

1.構(gòu)建細胞分裂與可遺傳變異聯(lián)系的概念圖

細胞分裂與可遺傳變異兩者間的聯(lián)系可見概念圖1，通過填充與連線練習，可強化學生對三種可遺傳變異本質(zhì)及區(qū)別的認知?；蛲蛔兂０l(fā)生在細胞分裂間期，有絲分裂和減數(shù)分裂都可能發(fā)生；染色體變異在各分裂期都有可能發(fā)生；只有基因重組只能發(fā)生在減數(shù)分裂的交叉互換和自由組合期，即只有在控制不同性狀的非等位基因間才會發(fā)生基因重組。強化這些核心概念，能為辨識圖形變式打下扎實基礎。

圖1

2.整合減數(shù)分裂與可遺傳變異知識的概念圖

在細胞分裂中，減數(shù)分裂是重難點，也是圖形題的重要來源。通過填空與連線練習，有利于學生整合減數(shù)分裂分期圖與可遺傳變異類型的知識，強化兩者間的聯(lián)系，意義建構(gòu)典型減數(shù)分裂分期圖解的心理表象，加深理解三種可遺傳變異發(fā)生的不同時期，為辨識圖形變式創(chuàng)造有利條件。

圖2

二、構(gòu)建變式圖，突出重點難點

【案例1】基因突變和基因重組

圖3

①分析變式圖3：甲圖形成的最可能原因是________；乙圖形成的最可能原因是________。

②分析變式圖4：①和②的變異類型分別是________。

【辨識1】結(jié)合減數(shù)分裂全過程，可從不同視角構(gòu)建不同情境的變式圖，從而引導學生熟悉理解、全面解析圖形題。例如，變式圖3中，甲乙兩圖都應用了四分體時期的情境圖，只是基因不同而已。通過比較，學生較易判斷出甲圖形成的最可能原因是基因突變，致使姐妹染色單體上本應相同的兩個A基因突變?yōu)橐粋€A和一個a基因；乙圖中，只要辨識到非姐妹染色單體上發(fā)生了A和a基因的交換，故可判斷其形成的最可能原因就是基因重組中的交叉互換。又如，變式圖4中，圖①和②看似相同，仔細辨認可發(fā)現(xiàn)圖①是一對同源染色體的非姐妹染色單體之間的片段交換，屬于基因重組，圖②則是非同源染色體之間的片段交換，屬于染色體變異。

圖4

【案例2】基因重組（正向推理）

①分析變式圖5：甲圖所代表的生物，產(chǎn)生配子的基因型有________；乙圖代表的生物，產(chǎn)生配子的基因型有________。

②自由組合的實質(zhì)是________。

圖5

【辨識2】圖5中的甲和乙都運用了自由組合定律，雖沒呈現(xiàn)減數(shù)第一次分裂后期的細胞圖像，但這更能考查學生對該定律實質(zhì)的理解：在減數(shù)分裂過程中，非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體而發(fā)生的自由組合。圖甲的兩對基因位于兩對同源染色體上，其代表的生物產(chǎn)生的配子基因型有AB、Ab、aB、ab；圖乙中增加了一對D和d的等位基因，與A（a）基因位于同一對同源染色體上，其代表的生物產(chǎn)生的配子基因型有ABD、AbD、aBd、abd。該類圖形變式要求正向推出變異類型及配子的基因型，難度適中，如對基本圖形能扎實掌握就能順利辨識。但如要求逆向推理，難度就加大不少。

【案例3】基因重組（逆向推理）

蜜蜂蜂王是由受精卵發(fā)育而來的二倍體雌性蜂（2N= 32），雄蜂是由未受精的卵細胞發(fā)育而來的單倍體。變式圖6為蜜蜂體內(nèi)的某一細胞圖（N=16，只畫出部分染色體）。

①該細胞若為次級卵母細胞或極體，可能發(fā)生_____；

②該細胞若為雄蜂的精母細胞，可能發(fā)生了_____。

【辨識3】圖6的細胞中是兩條非同源染色體，由此判斷可能是雄蜂的體細胞，或是雌蜂的次級卵母細胞或第一極體。若是雄蜂，則只考慮有絲分裂中姐妹染色單體上的等位基因是基因突變產(chǎn)生的；若是雌蜂，則可能是基因突變或交叉互換。所以在變式圖中，特別要關注基因的變化。無論圖形變式如何，只要對最基本圖形進行了扎實理解，并由圖形聯(lián)想到文字內(nèi)容，就能迎刃而解。

圖6

【案例4】染色體變異

①圖7產(chǎn)生的原因是_____；畫出同時產(chǎn)生的其余3個配子圖_____。

②圖8產(chǎn)生的原因是_____；畫出同時產(chǎn)生的其余3個配子圖_____。

圖7

圖8

【辨識4】在此類變式圖中，重點關注的是染色體數(shù)量的變化。圖7的配子中存在同源染色體1號和2號，而圖8的配子中存在兩條相同的染色體1號。由此可判斷都屬于染色體變異，但變異的時期不同。圖7是因減數(shù)第一次分裂后期，1和2號同源染色體沒有分離導致的，圖8的原因表述要謹慎，認為是減數(shù)第二次分裂后期著絲點沒有分裂是錯誤的，應表述為減數(shù)第二次分裂后期兩條1號染色體沒有分開，同時進入同一個配子中。

【案例5】分析圖9中后代產(chǎn)生的原因（無正常染色體的雄配子不育）

圖9

【辨識5】變式圖9中，不能根據(jù)染色體來判斷變異的原因，這時必須回到對基因的判斷上。通過和雙親基因型的比對，可發(fā)現(xiàn)后代產(chǎn)生的原因是父方產(chǎn)生了基因型為Tt的雄配子。那么，是否可能因母方產(chǎn)生了基因型為tt的雌配子呢？顯然是不可能的！因為題意中告知無正常染色體的雄配子不育，即基因型為T的雄配子不育。由此可引導學生深刻理解染色體變異和減數(shù)分裂的關系。

三、教學后反思，積累教學經(jīng)驗

在高三遺傳學二輪復習中，重點要理清三大核心內(nèi)容：基因在世代之間的傳遞規(guī)律，基因表達的規(guī)律，遺傳信息與生物學功能之間的關系。這些知識抽象而深奧。因此，合理構(gòu)建圖形及變式圖形會起到事半功倍的作用。在復習中要注意以下幾個細節(jié)：

1.構(gòu)建圖形時，要從最基本的概念出發(fā)，由簡入繁，層層推進，圖形變式要恰當合理，關鍵是引導學生利用基本概念逐一剖析。學生只有在對基本概念深刻掌握后，才能有效地整合知識點，抓住重難點，更靈活地應對圖形辨析題。如易位與交叉互換圖形變式的區(qū)別，是建立在掌握同源染色體概念的基礎上，并結(jié)合等位基因和非等位基因的概念，才能真正理解圖形的含義。

2.教師在平時的教學中，要多采用自主合作探究性學習方式，讓學生在分組討論中自主構(gòu)建圖形，在思維碰撞中理解圖形變式，養(yǎng)成不斷歸納總結(jié)的好習慣，提高自主學習的能力。如在染色體變異中，產(chǎn)生三體的原因是因父方（或母方）在產(chǎn)生配子的過程中出錯而引起的，這時就要引導學生通過思考與討論來辨析具體情況：是減數(shù)第一次分裂后期還是減數(shù)第二次分裂后期出錯。通過集思廣益，共同提高。

3.在構(gòu)建圖形及變式的同時，精心選擇圖形專項練習題，分層次訓練，既利用基礎圖形強化基礎概念，又設計視角新穎的變式圖，以訓練學生思維的嚴謹性和全面性，應對難度較大的圖形變式題。

總之，在高三生物復習中，教師要引導學生夯實基礎，重點突破圖形題，靈活理解和辨識圖形變式，拓展其思維的廣度和深度，提高其綜合分析能力和整合知識的能力，從而取得提高學生生物素養(yǎng)和高考成績的雙贏。

[1]教育部.普通高中生物課程標準(實驗)[S].北京:人民教育出版社,2003.

[2]劉恩山,徐洪林.運用概念圖進行生物教學對學生認知方式的影響[J].學科教育,2003,(7).

[3]周宇朗.在高三生物學復習中應用板圖教學[J].生物學教學,2009, (2).

（編輯：易繼斌）

G633.91

A

1671-0568（2016）33-0091-03

周凌云，江蘇省昆山中學一級教師，教育管理碩士，從事中學生物教學與研究。