巧用“七巧板”圖形，突破“選擇性表達”難點

黎小丹

摘 要 介紹了如何通過對“七巧板”圖形的應用，利用直觀的圖形、學生的自主探究活動突破“基因的選擇性表達”這一難點。

關鍵詞 生物學教學 圖形應用 細胞分化 選擇性表達

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

在“細胞的分化”一節(jié)教學中，分析“細胞分化是基因選擇性表達的結果”時，學生經(jīng)常不能理解。這是因為基因的選擇性表達是處于分子水平的變化，是看不見的，學生無法聯(lián)系其生活經(jīng)驗進行聯(lián)想。而建構主義強調(diào)，個體知識是由人建構起來的，人以原有的知識經(jīng)驗為基礎來建構自己對真實世界的解釋和理解。教學并不是把知識經(jīng)驗從外部裝到學生的頭腦中，而是要引導學生從原有的經(jīng)驗出發(fā)，建構起新的經(jīng)驗。筆者經(jīng)過思考，設計出一個七巧板圖形模擬基因的選擇性表達，引導學生一起來探究，直觀呈現(xiàn)基因選擇性表達的過程。

1 提出問題，引發(fā)學生思考

問題1：同一生物個體的各種細胞最終來自于同一個受精卵的有絲分裂。受精卵有絲分裂時，細胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)先復制，再平分，子代細胞細胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)與受精卵是否相同？

問題2：人體中每個細胞中具有功能的基因大約有3.5萬個，基因控制蛋白質(zhì)的合成過程稱作基因的表達。那么在每個細胞中這些基因全部都開啟，同時進行活動，控制合成相應蛋白質(zhì)嗎？

學生活動：通過兩個問題思考得出：同一個體中各個細胞的細胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)是相同的；一個細胞中的基因并不是全部都開啟，而是有的開啟，有的關閉。

2 通過動手活動，分組觀察，引導學生得出結論

假設圖的1七巧板表示一個細胞，而七巧板內(nèi)每個小圖形表示一個基因。若基因表達，則用筆將相應小圖形涂黑。

學生活動：按座位分成四個學習小組，四組表達出來的基因分別是7個、8個、9個、10個。每位學生選擇所在組相應數(shù)目的基因，將圖形涂黑，并進行組內(nèi)與組間的比較，看看涂黑部分的圖形是否相同？學生通過自己動手畫圖，并相互比較發(fā)現(xiàn)組內(nèi)和組間相比黑影所表現(xiàn)出來的圖形均會不同。教師可在每組選取一位學生的圖形貼至黑板演示（圖2）。

問題3：假設全班40位學生，每一位學生的一個七巧板圖形表示一個細胞，那么這些不同細胞的基因種類和數(shù)目相同嗎？

問題4：通過比較觀察，分析為什么涂黑部分會出現(xiàn)不同形態(tài)結構的圖形？

學生活動：通過動手、觀察、思考與討論分析，得出結論。黑影圖形表現(xiàn)不同的原因是因為每位學生選擇涂黑的小圖形不同，最終得到的圖形也就不同了。從而再引申出人體中每個細胞雖然基因的種類和數(shù)目相同，但是表達出來的基因有所不同，就造成了細胞發(fā)生形態(tài)、結構和功能的差異，即細胞發(fā)生分化的原因是“基因的選擇性表達”，而細胞中的遺傳物質(zhì)實際是沒有改變的。

問題5：不同細胞中表達出來的基因是否完全不同？

學生活動：通過相互比較可以發(fā)現(xiàn)有的基因小圖形與其他學生同樣都涂黑了的，即可以知道有些基因可以在不同細胞中均表達，比如糖酵解基因；而有些基因小圖形只有個別學生涂黑，即有的基因僅在特定的細胞中進行表達，比如血紅蛋白基因。這樣學生可以總結出不同細胞中表達出來的基因是不完全相同的。

3 強化練習，深入理解

例題（改編）：如圖3表示胰島β細胞和效應B細胞的部分基因及它們的活動狀態(tài)，據(jù)圖得出下列結論錯誤的是（ ）

A. 兩種細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)的種類不完全相同

B. 胰島β細胞有胰島素基因而無抗體基因，故能分泌出胰島素但不能分泌出抗體

C. 糖酵解基因在人體中所有活細胞中都會發(fā)生表達

D. 兩種細胞在形態(tài)、結構和功能上發(fā)生差異是基因選擇性表達的結果

學生活動：分析題目，結合學習可選出B選項，胰島β細胞有胰島素基因，也有抗體基因和其他基因，遺傳物質(zhì)與效應B細胞相同，只是在胰島β細胞中胰島素基因開啟表達，而抗體基因則關閉，即發(fā)生了基因的選擇性表達。

總結：通過教師引導，學生自主參與活動并比較、思考，將微觀、不熟悉的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成日常生活中常見的事件，并用圖像直觀呈現(xiàn)出來，類比出基因的選擇性表達。學生在活動中進行思考，比較中進行推理分析，建構新的知識經(jīng)驗，不僅牢固掌握了細胞分化的實質(zhì)，而且聯(lián)系生活體驗了思維的過程，提高了觀察圖像和解決問題的能力。endprint