構建模型解難題

湯良文

摘 要：通過構建模型解釋和分析生物教學中遇到的較復雜試題，能化抽象為具體、化復雜為簡單，有利于教師分析和學生理解，能起到明顯的教學效果。物理模型、數學模型以及概念模型等模型形式均可應用到試題分析教學的具體過程中。通過典型例題的分析說明模型構建在教學中的作用。

關鍵詞：物理模型;概念模型;胚乳;種皮;基因型

分析試題時利用模型對試題進行分析有利于學生對解題方法和知識背景的理解。比如，遺傳學等相關試題邏輯性強、過程復雜，很難僅通過講述和分析讓學生理解。通過構建具體的模型，突出其知識背景，反映具體的思維過程，學生能更深刻的理解，有利于培養學生的思維能力。以下以兩道遺傳學試題為例，說明模型構建在解題、析題中的作用。

一、例題一

1.題目：教材中的一道試題

純種的甜玉米和純種的非甜玉米實行間行種植，在收獲時發現，甜玉米的果穗上結有非甜玉米的籽粒，但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒，試說明產生這種現象的原因。（提示：甜和非甜是胚乳的性狀，胚乳是由胚珠中的極核和精子發育而來的。）

2.分析：這部分內容涉及被子植物的雙受精原理，題干中又給了提示，所以必須從雙受精的知識背景分析，學生才能真正理解。而雙受精原理較為復雜，通過構建模型的方法講解解題過程，有利于學生理解。

3.模型構建如右圖（模型一）

4.模型要點及分析：精卵細胞結合決定胚的基因型;1個精細胞與兩個極核結合決定胚乳的基因型;同株異花傳粉屬于自交，不同株異花傳粉屬于雜交;正反交胚的基因型相同，而胚乳的基因型不同。從模型上直接分析兩個不同基因型的植株相互傳粉，兩個植株上所結種子中，胚的基因型相同，而胚乳和種皮的基因型不同。

在充分分析模型一的基礎上，分析不同植株胚以及胚乳的基因型、表現型。通過歸納和分析得到以下模型（模型二）：

通過不同模型的結合和分析，使學生很容易理解該題涉及的知識背景，并且讓學生深入掌握種子的形成過程，為遺傳學相關內容的學習打好基礎。

二、例題二

1.題目：玉米籽粒的胚乳有甜和非甜兩個品種，種皮有黃色和白色之分。現將純種黃種皮甜玉米植株的花粉授給純種的白種皮非甜玉米植株，所結種子全是白種皮非甜玉米，將這些種子全部種下后自交，結出的種子為黃種皮。請據此回答下列問題：

（1）種皮的顏色中，顯性性狀是 ? 。

（2）將玉米顯性純合子與隱性類型雜交，再將F1連續自交，種皮顏色的性狀分離首先出現在 ? 代所結的種子中，這些種子中表現為白色種皮甜玉米的占 ? 。

2.分析：這是一道涉及植物個體發育和遺傳規律的推導題，難度較大，這里有兩個難點：一個是兩對相對性狀顯隱性的判斷;另一個是種皮和胚相關基因型的分析，由于種皮是母本的體細胞，又是母本的一部分，而胚屬于子代的部分，學生不易區分和分析，給答題帶來難度。

解題的第一步是判斷兩對相對性狀的顯隱性關系，由于母本都是純種，甜玉米與非甜玉米雜交，子代是非甜玉米，很容易判斷非甜對甜顯性;如果用同樣的方法得出白種皮對黃種皮顯性就錯了，因為種皮是由珠被發育而來，是母本的一部分，因此種皮的性狀一定是白色的。通過模型三可以看出：兩對純合親本雜交得到F1，種皮屬于母本的，性狀由母本的基因型決定，種皮里面的胚才是真正的F1，在F1的胚中決定種皮的基因型是雜合的，其表現型則是在F1植株上所結的種子中表現出來，也就是F2種子的種皮，由于F2種子的種皮是黃色的，由此可以判斷黃色對白色顯性。

在解決這些問題以后，就可以解決第（2）問中兩個問題了。通過構建概念模型分析問題就比較容易了，A、a表示種皮的基因，B、b表示非甜和甜的基因，通過模型四可以看出：F1的基因型為AaBb。F1自交得到F2，在F2種子的胚中決定種皮的基因型及其比例是AA：Aa：aa=1：2：1，但其表現型出現在F2植株所結的F3種子上，即種皮的表現型要推遲一代表現。推導在F2植株所結F3種子上種子中表現為白色種皮甜玉米占比例可用合分法，從模型四中可知白種皮（F2）占1/4，而甜玉米（F3）占3/8，就得到所需的答案：3/32。

3.模型構建如下（模型三、模型四）

4.模型要點：親本的基因型為純合;不同世代植株上所結種子種皮的世代和決定種皮顏色的基因型及其比例;不同世代植株上所結種子種皮內胚（下一代）中決定種皮顏色的基因型及其比例和決定胚乳味道的基因型及其比例。通過模型分析，學生能更加深刻地理解種子中種皮和胚的關系，在不同世代的種子中，種皮顏色和胚乳味道兩對相對性狀進行獨立分析，不會相互干擾，最后合并綜合分析，就不難得出結果了。

參考文獻：

魏宏.在高中生物教學中的巧用模型構建[J].教育教學論壇，2010（22）.？誗編輯 王夢玉