“性狀分離比的模擬實驗”教學設計

鄧玉娟

(華東師范大學生命科學學院 上海 200241)

“性狀分離比的模擬實驗”是高中生物學課程中與遺傳相關的模擬實驗內容。通過模擬活動，使學生體驗大量重復實驗與數據分析在科學規律形成中的作用。然而在實際操作中，許多教師將重點放置在雌雄數量配對的模擬實驗相似性分析，以及實驗材料選擇等模擬上，忽略實驗數據分析以及思維方法學習。本文試圖在學生數據分析與生物學思維方法訓練方面有所突破。

1 實驗設計思路

針對模擬實驗的特點，在本實驗開展前，指導學生回顧孟德爾性狀分離規律的內容并一起準備實驗，由此讓學生知道本次實驗的模擬對象是什么，在準備中明白如何設計模擬實驗。其次，讓學生對小組數據進行統計分析，引導學生發現本小組獲得的數據比例與分離規律分離比之間的差異，并思考為什么？通過逐步組合全班數據，讓學生在觀察數據的變化過程中，感悟數據統計方法在生物學研究中的價值，鍛煉學生實驗設計的能力。

2 實驗實施

2.1 實驗操作參照教材的方法，將學生分組 在每組兩個相同的甲、乙容器內分別放入兩種顏色的小球10個(甲代表A 基因，乙代表a基因)，將小球充分混合；每次分別從兩容器內各隨機抓取1個小球，組合在一起并記下2個小球代表的字母組合(表1)；將抓取的小球放回原來小桶搖勻；重復操作50次，并計算每種基因組合所占的百分比。每組再重復做一遍。

表1 性狀分離比模擬實驗記錄表

2.2 實驗數據處理與分析 教師請每個小組將數據填入表中，并匯總成表2，在填入的同時顯示出各小組AA、Aa和aa組合的百分比(表格中括號的數字)，并用投影設備投到屏幕，讓全體學生共同觀察數據變化。

(1)小組統計結果。記錄每次抽樣的基因組合及每種基因組合在總數中的百分比，計算AA∶Aa∶aa的比值。提問：每小組的兩組實驗結果有什么規律呢？由每組數據計算出來的AA∶Aa∶aa的比是否能正確地解釋性狀分離比？每組的A、B兩組結果相加，AA∶Aa∶aa的比值是否有變化？通過每組50個樣本去計算AA∶Aa∶aa的比值，會發現比值波動很大，并不能得出性狀分離比的規律；將每組的100個樣本去計算AA:Aa:aa的比值，發現此時計算出來的比值比50個樣本的結果更接近理論值，但大多數還是存在很大差異。

(2)計算2個小組、200個樣本的AA、Aa、aa基因組合的百分比：其中前2個小組200個樣本統計結果分別是23.5%AA、56.0%Aa、20.5%aa，可以發現其與孟德爾分離比還存在很大差距。

(3)計算5個小組、500個樣本的AA、Aa、aa基因組合的百分比：其中前5個小組500個樣本統計結果

表2 各小組數據匯總