遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的案例化教學(xué)

劉　姣

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，生物實(shí)驗(yàn)是中學(xué)生物學(xué)的重要組成部分。生物實(shí)驗(yàn)除書本上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)外，還包括一些隱性實(shí)驗(yàn)，其中遺傳部分的隱性實(shí)驗(yàn)更是歷年高考的熱點(diǎn)。如何有效地實(shí)施這部分內(nèi)容的教學(xué)，是值得廣大教師深思的問題。筆者在復(fù)習(xí)模式上進(jìn)行了一些改革探索，利用案例創(chuàng)設(shè)一個(gè)具體的教學(xué)情景，然后設(shè)置一系列的核心問題串，通過問題串的追問，達(dá)到遺傳學(xué)研究方法靈活運(yùn)用的目的。

案例教學(xué)的主要環(huán)節(jié)：首先根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，選編案例，案例要注重典型性和概括性；其次設(shè)置恰當(dāng)?shù)膯栴}。問題重心要落在教學(xué)的重難點(diǎn)，而且問法要巧妙，達(dá)到促進(jìn)學(xué)生積極思維的目的；呈現(xiàn)案例，指導(dǎo)學(xué)生思考、討論。在案例教學(xué)中，輕松和諧的課堂教學(xué)氛圍尤其重要，它使得課堂上的學(xué)習(xí)活動(dòng)始終指向問題。教師點(diǎn)評(píng)也不可缺少，要么強(qiáng)調(diào)一下觀點(diǎn)的意義和作用，要么補(bǔ)充一些相關(guān)的知識(shí)，要么揭示出觀點(diǎn)背后思考的過程和角度，這樣不僅回答問題的學(xué)生受到鼓舞，而且使其他學(xué)生也一起學(xué)習(xí)。教師要做好板書總結(jié)，把同一類的觀點(diǎn)匯總在一起，有助于協(xié)助學(xué)生理清思路避免不必要的重復(fù)；概括歸納是最后一環(huán)，對(duì)重要的問題，教師要加以強(qiáng)調(diào)，引起學(xué)生的有意注意，還要注意把零散的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納，指出它們之間的聯(lián)系并使之系統(tǒng)化，使學(xué)生由感性的、點(diǎn)滴的分析上升到系統(tǒng)的、完整的認(rèn)識(shí)。

以“利用果蠅眼色突變來進(jìn)行突變性質(zhì)的探究”的專題復(fù)習(xí)課為例來展示案例教學(xué)的基本過程。本案例選用果蠅作為編寫案例的材料是因?yàn)楣壨歉呖济}的素材，而且果蠅作為遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料也確實(shí)有其獨(dú)到之處。

案例：摩爾根與果蠅的故事。摩爾根研究果蠅作出了突出成就獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。摩爾根為了獲得果蠅的突變性狀，將一批果蠅“嚴(yán)刑拷打”，使用x光照射、激光照射，用不同的溫度、加糖、加鹽、加酸、加堿，甚至不讓果蠅睡覺。一晃兩年過去了，一無所獲。就在幾近絕望的時(shí)候，奇跡發(fā)生了，在野生型果蠅群體中出現(xiàn)了一只以前從來未見過白眼雄性果蠅。摩爾根激動(dòng)萬分，將這只寶貝果蠅放在單獨(dú)的瓶子中飼養(yǎng)。每天晚上，摩爾根帶著這只果蠅回家，睡覺時(shí)將實(shí)驗(yàn)瓶放在身邊，白天又帶著它去上班，生怕果蠅出現(xiàn)意外。在他的精心照料下，原本虛弱的白眼果蠅終于在與一只紅眼雌性果蠅交配后才壽終正寢，留下了大量的后代。

問題1：在此案例中白眼果蠅出現(xiàn)的原因可能是什么?你認(rèn)為能否根據(jù)他們雜交的后代來確定白眼性狀出現(xiàn)的原因?如不能，該如何進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的猜測(cè)?

通過此問題可以復(fù)習(xí)：基因型、環(huán)境、表現(xiàn)型之間的關(guān)系；環(huán)境引起的變異和基因型引起的變異之間的根本區(qū)別；可遺傳變異的三大來源；以及結(jié)合具體的情景對(duì)變異的來源作出正確判斷。

問題2：能否根據(jù)這只白眼果蠅留下的后代表現(xiàn)判斷紅眼與白眼的顯隱性關(guān)系?

該題乍看簡(jiǎn)單。后代全是紅眼或全是白眼時(shí)，做出判斷很容易；但后代中既有紅眼又有白眼時(shí)，大多數(shù)學(xué)生往往想當(dāng)然，認(rèn)為無法判斷，這就需要學(xué)生能夠結(jié)合具體的案例情景，從中提取有效的信息來幫助自己做出正確的推斷。所以此題不僅考查相對(duì)性狀中顯隱性關(guān)系的判斷，而且更能考查學(xué)生能否從文本資料中獲得有效信息的能力。

問題3：已知果蠅的紅眼和白眼是一對(duì)相對(duì)性狀(紅眼A、白眼a)，且雌雄果蠅均有紅眼和白眼類型。若用一次交配實(shí)驗(yàn)即可證明這對(duì)基因位于何種染色體上，應(yīng)選擇什么樣的親本進(jìn)行雜交?請(qǐng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)期并得出相應(yīng)結(jié)論。

若要通過一次雜交實(shí)驗(yàn)，鑒別某等位基因是在常染色體上還是在x染色體上，必須能夠把握伴性遺傳與常染色體遺傳的本質(zhì)區(qū)別并能設(shè)計(jì)出充分反映伴性遺傳特點(diǎn)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。教師要引導(dǎo)學(xué)生回顧性染色體上的基因遺傳特點(diǎn)以及基因位置判定的方法，并能夠?qū)⑾嚓P(guān)的理論靈活運(yùn)用到具體的問題情景中。

問題4：已知長(zhǎng)翅和殘翅這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)位于第Ⅱ號(hào)同源染色體上的等位基因控制。現(xiàn)有一批未交配過的純種紅眼長(zhǎng)翅和白眼殘翅的果蠅(雌雄均有)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究控制紅眼、白眼的等位基因是否也位于第Ⅱ號(hào)同源染色體上。

該問題難度較大，綜合性較強(qiáng)。教師事先要作好鋪墊，先讓學(xué)生根據(jù)題意分析基因的可能位置，然后讓學(xué)生針對(duì)每一種可能性進(jìn)行分組討論，主要考查學(xué)生靈活運(yùn)用遺傳學(xué)研究方法解決實(shí)際問題的能力以及考慮問題的全面性和嚴(yán)謹(jǐn)性。此問題實(shí)際上包括三大塊重要內(nèi)容：基因在常染色體上還是在性染色體上的遺傳判斷；常染色體上的兩對(duì)非等位基因位置關(guān)系的判斷；細(xì)胞質(zhì)遺傳與細(xì)胞核遺傳。

問題5：摩爾根的合作者Bridges利用白眼雌果蠅(x^bx^b)和紅眼雄果蠅(X^BY)雜交，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在2 000—3000只子代紅眼雌果蠅中會(huì)出現(xiàn)一只白眼雌果蠅，同樣在2 000～3 000只子代白眼雄果蠅中會(huì)出現(xiàn)一只紅眼雄果蠅，該如何解釋這種奇怪現(xiàn)象呢?(在果蠅中，性別由x染色體的條數(shù)決定，只有2個(gè)x染色體才能產(chǎn)生足夠的雌性化學(xué)信號(hào))

該題要求能夠利用所給的信息作出推理和判斷，對(duì)每一種變異作出合理的解釋。就此題可以將減數(shù)分裂、伴性遺傳、基因突變、染色體變異等分散的知識(shí)重組在一起，增加復(fù)習(xí)的廣度和深度。

通過核心問題的一一解決，學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)的研究方法有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和體驗(yàn)。怎樣將這些遺傳學(xué)的研究方法進(jìn)行歸納和升華呢?教師可以結(jié)合本節(jié)課的探究?jī)?nèi)容設(shè)置典型的習(xí)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)，進(jìn)而強(qiáng)化鞏固知識(shí)。

案例教學(xué)以案例為依托，將枯燥的專題復(fù)習(xí)情境化，激發(fā)了學(xué)生的興趣，提高了復(fù)習(xí)的有效性。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：學(xué)生非常喜歡這種“情境式”教學(xué)。案例教學(xué)在教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)上都迎合了新課程的要求，是適應(yīng)新課程的一種有益的嘗試。