立足核心素養(yǎng) 決勝一輪復(fù)習(xí)——以“基因突變”一節(jié)為例

楊 黎

（寧鄉(xiāng)市第十一高級(jí)中學(xué) 湖南寧鄉(xiāng) 410601）

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包含生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與社會(huì)責(zé)任四大要素，是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)課程后，在應(yīng)對(duì)真實(shí)情境時(shí)表現(xiàn)出的必備品格和關(guān)鍵能力。新課程改革已明確提出將發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)作為培育人才的重要目標(biāo)。本次教學(xué)實(shí)踐中，教師創(chuàng)設(shè)某高山植物開紅花，偶然發(fā)現(xiàn)一株開白花的情境，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究白花產(chǎn)生的原因，順勢(shì)切入可遺傳變異中的基因突變，繼而圍繞提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)展開教學(xué)。

1 聯(lián)系實(shí)例，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)

社會(huì)責(zé)任指對(duì)個(gè)人與社會(huì)事務(wù)的討論能夠作出理性的判斷與解釋，樂于傳播生物學(xué)知識(shí)并將其運(yùn)用于生產(chǎn)生活中以解決實(shí)際問題。教師應(yīng)精選生活實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)分析，促使學(xué)生形成樂觀向上的態(tài)度與正確的價(jià)值觀，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

在本節(jié)中，教師播放“泡泡男孩”的視頻：大衛(wèi)患有X聯(lián)鎖隱性遺傳重癥聯(lián)合免疫缺陷癥（XSCID）。其體內(nèi)無免疫系統(tǒng)，任何微小的細(xì)菌或病毒都足以讓他身患重病，甚至失去生命，因此他一直被迫生活在特制的無菌塑料泡泡中。視頻引起了學(xué)生的關(guān)注，都想為大衛(wèi)出謀劃策。此時(shí)，教師適時(shí)解釋XS?CID的發(fā)病機(jī)理大多是IL-2R受體γ鏈發(fā)生基因突變（堿基對(duì)的缺失或替換），導(dǎo)致其特異性免疫缺陷，而該病在人群中的發(fā)病率僅為1/500 000～1/100 000萬(wàn)。教師順勢(shì)提問：一個(gè)堿基對(duì)的缺失或替換為什么會(huì)使性狀發(fā)生如此巨大的改變？從該病的發(fā)病率可看出基因突變具有什么特點(diǎn)？除此之外，基因突變還有哪些特點(diǎn)？

教師以實(shí)例啟發(fā)學(xué)生思考，將社會(huì)熱點(diǎn)話題與生物學(xué)知識(shí)有機(jī)融合，引導(dǎo)學(xué)生分析與解釋，使學(xué)生逐步養(yǎng)成主動(dòng)關(guān)注社會(huì)的習(xí)慣，增強(qiáng)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)。

2 重構(gòu)概念，塑造生命觀念品格

生命觀念指對(duì)分析后的生命現(xiàn)象間的相互關(guān)系或特性所進(jìn)行的抽象，是實(shí)證后的觀點(diǎn)或看法。在一輪復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師要注重引導(dǎo)學(xué)生對(duì)核心概念進(jìn)行重新構(gòu)建，以凸顯概念的本質(zhì)要素，從而使學(xué)生塑造良好的生命觀念品格。

教師圍繞XSCID的發(fā)病機(jī)理，繼續(xù)提問：①堿基對(duì)除了發(fā)生缺失或替換外，還能發(fā)生什么變化？能嘗試總結(jié)基因突變的概念嗎？基因突變一定會(huì)導(dǎo)致基因的結(jié)構(gòu)、數(shù)目或位置發(fā)生改變嗎？②基因具有相對(duì)穩(wěn)定性，為什么會(huì)發(fā)生突變呢？這種突變通常發(fā)生在什么時(shí)期？③基因突變一定會(huì)導(dǎo)致生物體的性狀發(fā)生改變嗎？④基因突變屬于可遺傳變異，一定會(huì)遺傳給后代嗎？

對(duì)于問題①，很多學(xué)生只關(guān)注DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或替換，而忽略這種變化一定要引起基因結(jié)構(gòu)的改變才能稱之為基因突變。該問題的設(shè)置可使學(xué)生清晰地理解基因突變的真正內(nèi)涵。解決問題②時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系先前所學(xué)知識(shí)，分析基因突變的誘因及發(fā)生的主要時(shí)期。在分析問題③時(shí)，教師可補(bǔ)充基因結(jié)構(gòu)的示意圖（圖1），引導(dǎo)學(xué)生從多角度（基因的非編碼區(qū)或內(nèi)含子、隱性突變、密碼子的簡(jiǎn)并性等）理解基因突變不一定引起生物體性狀發(fā)生改變。問題④可促推學(xué)生深層次解析可遺傳變異的含義。

圖1 基因結(jié)構(gòu)的示意圖

教師通過問題串，引發(fā)學(xué)生重新構(gòu)建教材中的核心概念，使學(xué)生清楚基因的結(jié)構(gòu)與功能乃至生物體的性狀之間所存在的聯(lián)系，從而使學(xué)生形成生命觀念。

3 剖析疑難，提升科學(xué)探究能力

科學(xué)探究指善于觀察生活中的現(xiàn)象，針對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行提問、設(shè)計(jì)并實(shí)施方案，得出結(jié)論以及對(duì)結(jié)果進(jìn)行交流與討論的能力。在一輪復(fù)習(xí)中，教師需加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的訓(xùn)練，同時(shí)以變式訓(xùn)練作為輔助，提升學(xué)生科學(xué)探究能力及解題速度。

在闡述基因突變引起生物體性狀發(fā)生改變時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生開展小組討論，嘗試判斷某野生型突變體是發(fā)生顯性突變還是隱性突變。學(xué)生展開激烈的討論，各成員間相互配合并設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)思路：①選取突變體與其它已知未突變體雜交，觀察并記錄子代表現(xiàn)型（圖2）；②讓突變體自交，根據(jù)子代是否發(fā)生性狀分離來判斷（圖3）。完成方案設(shè)計(jì)后，教師選用一道2012年新課標(biāo)習(xí)題作為變式訓(xùn)練，以使學(xué)生熟練掌握解題思路。

圖2 突變體雜交示意圖

圖3 突變體自交示意圖

針對(duì)教學(xué)中的疑難點(diǎn)，教師采取小組討論的形式，可充分發(fā)揮學(xué)生集體智慧，使學(xué)生在合作交流中攻克難題，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力，并以變式訓(xùn)練作為鞏固，強(qiáng)化了學(xué)生的解題思維。

4 解決問題，培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣

科學(xué)思維指基于事實(shí)和證據(jù)，運(yùn)用科學(xué)的思維方法去認(rèn)識(shí)問題，并解決實(shí)際問題的一種思維方式。在課堂教學(xué)中，教師精心設(shè)置問題，啟發(fā)學(xué)生深入思考并解決問題，可培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)。

通過“泡泡男孩”事例，教師要求學(xué)生聯(lián)系所學(xué)知識(shí)，為男孩的治療提供一種可行方案。學(xué)生思考后展開討論，各抒己見。有學(xué)生提出，可對(duì)患者進(jìn)行放射性治療，使基因再次發(fā)生突變。有學(xué)生隨即指出：該方法太盲目，且放療會(huì)對(duì)患者的身體產(chǎn)生影響，可嘗試定向改造生物體的性狀。例如，基于基因工程，先獲取完好的控制IL-2R受體γ鏈的基因，與運(yùn)載體結(jié)合后再利用顯微注射法導(dǎo)入患者的體內(nèi)，以期表達(dá)該基因所控制的性狀。還有學(xué)生提出，既然患者體內(nèi)缺乏特異性免疫，而其主要依靠免疫細(xì)胞（包括吞噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞）來參戰(zhàn)，它們均是由造血干細(xì)胞分化而來，故可采用骨髓移植的方法達(dá)到治療效果。教師對(duì)學(xué)生的發(fā)言給予肯定評(píng)價(jià)，并介紹目前國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)家對(duì)XSCID疾病的治療方案。學(xué)生獲知自己的方案與醫(yī)學(xué)家不謀而合時(shí)，體驗(yàn)到了成功的喜悅，自我效能感得到提升。

教師利用開放性試題，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，活躍了課堂氣氛，學(xué)生在思考與討論的過程中，發(fā)散性與創(chuàng)造性思維獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

5 結(jié)束語(yǔ)

筆者通過創(chuàng)設(shè)情境作為切入點(diǎn)，順勢(shì)引出可遺傳變異中的基因突變，并聯(lián)系“泡泡男孩”具體事例，以發(fā)病機(jī)理為出發(fā)點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生思考，將社會(huì)熱點(diǎn)話題與生物知識(shí)進(jìn)行有機(jī)融合，促使學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)關(guān)注社會(huì)的習(xí)慣。教師通過接續(xù)設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生重新構(gòu)建“基因突變”一節(jié)中的核心概念，針對(duì)教學(xué)中出現(xiàn)的疑難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)剖析，最后以“泡泡男孩”的治療方案作為落腳點(diǎn)，前后呼應(yīng)幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)架構(gòu)，提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，實(shí)現(xiàn)了培育生物學(xué)合格人才的教學(xué)目標(biāo)。