黃增財
【摘 要】生物核心素養與課程標準是一脈相承完全吻合的,高中生物有很多經典實驗,科學家們選擇恰當的實驗材料和科學方法,獲得許多重大成果。孟德爾發現基因分離和自由組合定律,摩爾根證明了基因在染色體上。新課程背景下的高中生物,提倡像科學家一樣探究,像科學家一樣巧妙設計實驗。選擇雜交親本,判斷基因的具體位置,是近年來遺傳實驗題常見類型,這類試題雖然難度較大,但是做到了回到教學自然常態,回應教育本源價值,回歸現實生產生活,這是對生物核心素養的最好落實。
【關鍵詞】核心素養 基因 染色體 雜交 性狀
十八大和十八屆三中全會后,我國全面進入改革的深水區,基于社會進步和新時代需要,2014年教育部提出了中國學生發展核心素養,并研究各學段學生發展核心素養體系。核心素養的培養受到教育界的普遍重視,可目前對核心素養還沒有確切統一的定義。但是,從各地各學科對學生核心素養的定義和研究來看:核心素養是讓學生借助教育所形成的解決問題能力,核心素養不是各學科知識進行簡單的疊加,而是三維目標的綜合且更完整的體現。
1.一、核心素養與生產生活聯系
高中生物作為一門基礎的自然學科,與人們的生產生活密切相關,在種植業和養殖業當中,更是離不開相應的生物知識。例如雞有蘆花雞和非蘆花雞兩種羽毛類型,在某些農場可以應用于雛雞的性別鑒定,從而便于農場主對輸出的產品進行選擇。這個生產背景就是高中生物必修二《基因在染色體上》和《伴性遺傳》的難點:染色體組成和選用雜交組合判斷基因的位置(常染色體、性染色體上和細胞質遺傳)。該部分內容一直是遺傳實驗的一個熱點,該內容常引起廣大高考命題者的注意,甚至受到青睞。該類試題,要求結合實驗設計,深入理解染色體的種類和形態,并對基因分離定律的鞏固和進一步升華。筆者根據在教學中的體會,總結了通過相應實驗判斷基因的具體位置,即通過親本雜交來判斷基因在染色體的具體位置等方法。具體方法和要求如下:
2二、判斷基因在染色體位置的一般方法
2.11.認識染色體
動物等雌雄異體生物染色體組成可分為常染色體和性染色體。對于常染色體,同源染色體是形態、大小完全相同的。對于性染色體,可分為常見的XY型和ZW型兩種,XX個體為雌性,XY為雄性。雄性果蠅中,如圖1所示,兩條染色體形狀大小不同,為同源異型染色體XY。可以分為以下區段,除了同源區段和非同源區段1和2。而鳥類的性染色體組成為ZW型,如圖2所示,形狀相同的性染色體ZZ卻為雄性,形狀不同的ZW為雌性,也有相應的同源區段和非同源區段。
2.2確定研究對象基因型
這里的性染色體用XX和XY表示,若基因在常染色體上,基因型可分別用AA 、Aa和aa表示。若基因在XY的異源區段,基因型可分別用XAXA 、XAXa、XaXa和XAY 、XaY表示,若基因在XY的同源區段,基因型可分別用XAXA 、XAXa、XaXa和XAYA 、XaYA等基因型表示。
2.33.實驗步驟
親本選擇選用純合隱性雌性作為母本,顯性雄性做父本,進行雜交,觀察和統計F1情況,若F1中雌性全為顯性,雄性全為隱性,即性狀與性別無關,則該基因位于X的非同源區段上,即只位于X染色體上
若F1雌雄個體全為顯性,即形狀與性別無關,該基因可能在常染色體上,也可能位于XY的同源區段上。很多學生常常誤解為,基因在同源區段與常染色體的遺傳沒有差別,不能有效區分。讓F1雌雄個體自由交配,觀察F2的情況,若F2中雌雄均有顯有隱,則基因在常染色體上。若F1雌雄個體自由交配,后代中雌性有顯有隱,雄性全為顯性,則基因在XY同源區段上.以上三種情況分別如下表所示:
2.4 4.ZW型生物的基因位置的判斷
由以上可見,“隱雌顯雄”的雜交組合能很好的確定相應基因在何種類型染色體(常染色體、X染色體)具體位置上(同源、非同源區段上)具有重要作用。若雜交動物是鳥類等性染色體為ZW型生物,由于ZZ個體是雄性,ZW個體為雌性,則相應性狀的雜交親本應改為“隱雄顯雌”。總之,同型性染色體的個體選擇隱性形狀個體,異型性染色體個體選擇顯性性狀個體,可以統稱為“隱同顯異”。
回到前面所說的如何鑒定雛雞的性別,首先分別選擇蘆花雞和非蘆花雞兩個種群,分隔并進行種群內的自由交配,結果發現蘆花雞親本產生了非蘆花雞,由此可以確定蘆花雞為顯性,非蘆花雞為隱性。再選擇非蘆花雄雞(ZbZb)和蘆花雌雞(ZBWb)作為親本,則子代的蘆花性狀全為雄雞(ZB Zb),非蘆花形狀全為雌雞(ZbWb)。
3三、掌握規律,學以致用,落實核心素養
在遺傳學實驗中設計中,恰當使用“隱同顯異”的雜交組合,往往將取得事半功倍的效果。將能較好解決學生對遺傳實驗類題目的束手無策,能歸納學生混亂的思路,規范文字表述,避免導致大量丟分。所以很有必要通過使用諸如“隱同顯異”雜交組合,讓學生們自己設計實驗方案,學生為主體,教師只是起到一定的引導作用,松緊有度,以最小的干預做到最有效的生成,這就是回歸教學自然狀態。緊扣三維目標,把著力點放在關注學生的知識遷移能力,發展學生的科學探究技能,幫助他們用生物學的觀點和理論依據去解釋、探索生命世界中遇到的各種科學問題,這就是做到了回應教育本真價值。讓學習內容延伸到生產生活實際中,從根本上改變了學生的學習方式,最大限度調動學生主觀能動性,做到學以致用,這就是回歸學生現實生活。回到教學自然常態,回應教育本源價值,回歸現實生產生活,這是對生物核心素養的最好落實。
參考文獻
[1]呂國裕,張命康.生物學教學[J].上海:華東師范大學,2013(10);25-27
[2]呂愛新.中學生物教學[J].西安:陜西師范大學,2012(6);33-36