“基因自由組合定律”的教學設計

丁靈麗

摘要：基因自由組合定律是高中生物教學的重點與難點，該內容的教學采用多感官教學模式，可以調動學生的視覺、聽覺、動覺及觸覺等通道參與學習，讓學生從不同角度、不同層面理解基因自由組合定律的本質，大大提升了學生學習的積極性和學習效果。

關鍵詞：非等位基因；多感官；基因自由組合；教學設計

中圖分類號：G633.91文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2015）15-087-2

一、教材分析

基因自由組合定律是研究非同源染色體上非等位基因的自由組合現象，教材是以兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上為例。它是基因分離定律與減數分裂的延緩和擴展，是后續學習伴性遺傳、關注人類遺傳病、育種的基礎。

二、教學設計的指導思想和背景

“多感官學習”是通過學生的視覺、聽覺、動覺及觸覺等通道從不同角度、不同層面感知事物，加深對事物理解的一種學習方式。在已有的減數分裂和分離定律的基礎上，設計活動讓學生發現、分析兩對相對性狀在遺傳上的特殊現象，并想出對策驗證之，從而總結出基因自由組合定律的本質。在整個教學過程中，盡可能地調動學生的多感官參與學習，讓他們在從不同角度的探究中理解基因自由組合定律的本質。

三、教學目標

1.知識目標

①闡明孟德爾的兩對相對性狀的雜交試驗，并能描述實驗的特殊現象。

②嘗試總結基因自由組合定律的實質。

2.能力目標

①嘗試書寫“棋盤式”遺傳圖解。

②通過分析、總結，尋找規律。

3.情感態度價值觀目標

①在多感官學習中感悟多感官學習的魅力。

②通過兩對性狀的實驗研究，體會孟德爾探索過程中的執著精神。

③通過小組合作，養成團隊合作意識。

四、教學過程

1.課堂導入

孟德爾研究了一對相對性狀的遺傳實驗，并提出了基因的分離定律，面對豌豆的7對相對性狀，孟德爾開始思考：如果把兩對相對性狀放在一起考慮，結果又會怎樣呢？我們先觀看一段視頻：當愛因斯坦遇見瑪麗蓮夢露……

師問：如果愛因斯坦和瑪麗蓮夢露結合，他們的后代一定是既聰明又美麗嗎？

生答：不一定。可以是既笨又不美麗……

2.新知學習

（1）活動一：了解孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗過程及結果。

呈現孟德爾的兩對相對性狀的雜交實驗，請學生提出問題。

生：為什么F1中只出現黃色圓粒？為什么F2會出現4種類型？……

師：其實當時孟德爾也陷入了沉思：他也提出了和我們同學類似的系列問題：兩對相對性狀雜交試驗的結果是否還符合分離定律？F1中為什么只有黃色圓粒？F2中新類型的豌豆是如何產生的？

孟德爾嘗試將兩對相對性狀分開研究，只研究種子的顏色或種子的形狀，發現每對分離比均為3∶1。孟德爾面對這樣的統計結果是既驚喜又詫異，于是他嘗試來解釋這個問題，在解釋之前他先做出了兩點假設：

孟德爾假設1：控制黃色和綠色、圓粒和皺粒兩對相對性狀的遺傳因子的分離是互不干擾的。

師生共同寫出親本的的基因型：YYRR和yyrr（提示：體細胞中的基因是成對存在的），根據配子的基因只是體細胞中的一半。引導學生寫出親本的配子：YR、yr。雌雄配子結合產生F1，其基因型是：YyRr。讓學生解釋F1為什么只表現的是黃色圓粒。這就順利解釋了F1的表現型。孟德爾還讓F1自交產生了F2，那F1產生配子情況又是怎樣的呢？

（2）活動二：結合減數分裂知識，理解黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆雜交后產生的F1形成的配子種類和比例。

孟德爾假設2：控制這兩對相對性狀的遺傳因子之間是可以自由組合的。即Y與R、r結合的機會相同，y與R、r結合的機會相同。請大家再結合已學過的基因分離定律的知識，推測F1產生的配子的種類。給大家三分鐘的討論時間，請4位同學到前面來表演配子的種類。（事先備好帶有Y、y、R、r的四張小卡紙，每人手中拿一張）。學生熱烈討論后會有只能站出YR、yr或Yr、yR，不能同時把4種都呈現出來，這時可以提示：精原細胞和卵原細胞數目不止一個，引導他們把完整的4種找出來。

根據減數分裂的圖，師生共同認同雌雄配子的類型和比例都是1∶1∶1∶1，并得出結論：在形成配子時，決定同一性狀的成對的基因要分離，決定不同性狀的基因自由組合。

（3）活動三：模擬兩對性狀雜交實驗中F1自交產生后代的情況，了解F2性狀組合現象。

組織學生用棋盤式寫出雌雄配子的組合方式。請各小組長領取材料（畫有棋盤的大白紙一張，豌豆的四種表現型圖案若干，雙面膠，黑色水筆一支）。

要求：在棋盤里寫出對應的基因型，并在基因型的下方貼出相應表現型的豌豆圖案，并統計形成的F2中表現型有幾種？和親本相比，F2中出現的新性狀即重組性狀有幾種？F2中基因型有幾種？

學生交流展示討論結果，并相互糾錯。教師評價總結。

（4）活動四：驗證孟德爾對兩對相對性狀的雜交實驗現象的解釋，并總結出基因自由組合定律。

孟德爾用自己的假設成功解釋了兩對相對性狀的遺傳現象，但正確與否，尚待驗證，請大家推測他應該用什么實驗驗證？學生閱讀書本提出測交。請同學寫出測交的遺傳圖解，最后總結出基因自由組合定律。

3.總結提升

每一對等位基因的分離都遵循基因分離定律，在此基礎上研究延伸出了自由組合定律：控制不同性狀的基因的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的基因分離，決定不同性狀的基因自由組合。

五、教學反思

本節課的教學沒有沿用以往的講授法教學模式，而是用多感官的學習模式，盡一切可能去調動學生的積極性，從而讓學生參與知識的研究和推進，踩著孟德爾的腳印，用假說演繹法，很邏輯地得出了最后的結論。比如在課堂導入環節，就設置了一個生動的故事情景，通過視聽感受激發學生對遺傳規律奧秘的探索熱情。在活動三中，發動全班同學動手參與F2的書寫，展示，解說，并相互糾錯，充分調動學生的視聽覺，觸覺和動手能力，把課堂氛圍推向高潮。這節內容很抽象，容量大，是很多老師覺得比較棘手的問題，實際上在基因分離定律做好知識鋪墊，并且本節課的活動設計要精致、緊湊，要能調動學生參與的積極性，吸引學生一步步往下走，才能高效完成本節課內容。