人教版高中生物教材插圖的“一圖多用”
——以雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體圖解為例

甘肅 祁永青

現(xiàn)行人教版高中生物學(xué)教材內(nèi)含大量插圖，它既是對文本內(nèi)容的直觀概括和形象化解釋，又是對文本內(nèi)容的補充和延伸，也是高考命題的重要依據(jù)。為了落實《考試說明》中的考核目標(biāo)與要求，筆者在歷屆高三復(fù)習(xí)時均大膽整合教材插圖，不僅提高了復(fù)習(xí)效率，而且也提高了學(xué)生的識圖能力和分析問題能力。

一、雌雄果蠅體細(xì)胞染色體圖解的用途

（一）辨析與該圖有關(guān)的核心概念

生物學(xué)核心概念是對同一類生物學(xué)問題本質(zhì)特征的概括，具有統(tǒng)攝一般概念性知識和事實性知識的作用。它既是對大量下位生物學(xué)現(xiàn)象、事實和一般概念性知識的抽象和概括，又是形成上位的學(xué)科概念和跨學(xué)科的科學(xué)主題及更具概括力的哲學(xué)思想的重要基礎(chǔ)。結(jié)合雌雄果蠅體細(xì)胞染色體圖解（人教版高中生物必修2第86頁圖5-8），可以討論染色質(zhì)、染色單體、染色體、同源染色體、非同源染色體、DNA、基因、等位基因、非等位基因、聯(lián)會、四分體、染色體變異、蛋白質(zhì)、染色體組、單倍體、多倍體等概念之間的關(guān)系。師生經(jīng)過討論形成了如圖1所示的思維導(dǎo)圖。

圖1

（二）探究基因分離定律的實質(zhì)

基因分離定律是遺傳學(xué)中最基礎(chǔ)、最重要的定律。它的實質(zhì)是在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個不同的配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。為了讓學(xué)生更深入地理解基因分離定律的實質(zhì)，筆者讓學(xué)生分析了果蠅常染色體上一對等位基因與減數(shù)分裂的關(guān)系。

如假設(shè)果蠅Ⅱ號染色體上的一對等位基因B、b（基因B控制果蠅的灰身，基因b控制果蠅的黑身），如圖2所示。根據(jù)所學(xué)知識寫出此果蠅的基因型、配子類型及比例，并說明原因。

圖2

圖3

（三）探究基因自由組合定律的實質(zhì)

基因的自由組合定律是人教版必修2的核心教學(xué)內(nèi)容之一，也是高考重點考查的基本內(nèi)容，是孟德爾在基因分離定律基礎(chǔ)上進(jìn)一步延伸和拓展所得到的研究多對等位基因獨立遺傳的規(guī)律。在高三復(fù)習(xí)時可以讓學(xué)生結(jié)合雌雄果蠅體細(xì)胞染色體圖解來討論完成。

如假設(shè)果蠅Ⅱ、Ⅲ號染色體上分別存在兩對等位基因B、b（基因B控制果蠅的灰身，基因b控制果蠅的黑身）和R、r（基因 R控制果蠅細(xì)眼，基因r控制果蠅的粗眼），兩對等位基因獨立遺傳，如圖3所示。根據(jù)所學(xué)知識寫出此果蠅的基因型、畫出配子形成的過程，并說明原因。

（四）探究性染色體上基因分布及其傳遞規(guī)律

在XY型性別決定中，X、Y染色體是一對同源染色體。從圖4果蠅性染色體的結(jié)構(gòu)中可以看出，X與Y染色體各有一部分與對方同源，即圖中的A、D區(qū)段；也各有一部分非同源，即圖中的B、C區(qū)段。這樣，根據(jù)X、Y染色體的形態(tài)差異，可將其分為X、Y染色體同源區(qū)；X染色體非同源區(qū)；Y染色體非同源區(qū)三個部分。與常染色體一樣，X、Y染色體上也都帶有許多基因。各區(qū)段上分布的基因的遺傳方式與性別相關(guān)聯(lián)，它們的遺傳特點也不盡相同。根據(jù)所學(xué)知識，得出每個區(qū)段上基因的分布及其傳遞規(guī)律。師生經(jīng)過討論，得出如圖5所示的思維導(dǎo)圖。

圖4

圖5

（五）設(shè)計實驗，提高分析能力

遺傳學(xué)中有許多經(jīng)典實驗需要學(xué)生做驗證性實驗，如基因分離定律、自由組合定律、連鎖與互換規(guī)律、伴性遺傳實驗等，如果分別做實驗，耗時多，周期長，教學(xué)時間難以安排，教學(xué)進(jìn)度難以把握。但如果將這些實驗集中起來，用“一次交配實驗”完成多項驗證性實驗，可獲得事半功倍的效果，提高教學(xué)的有效性。

如果蠅的黑體（b）、焦剛毛（S）、白眼（W）三個性狀均為隱性性狀，控制黑體性狀的基因（b）位于第Ⅱ染色體上，控制后 2個性狀的基因都位于X染色體上。果蠅其他的相應(yīng)性狀均為野生型，即灰體（B）、直剛毛（s）、紅眼（w）。要求設(shè)計一次交配實驗分別驗證基因分離定律、基因自由組合定律、連鎖與互換規(guī)律、伴性遺傳等四個經(jīng)典遺傳實驗。

（六）頭腦風(fēng)暴，形成思維導(dǎo)圖

通過深入分析雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體圖解，學(xué)生可以將相關(guān)的知識整合提升，形成自己的思維導(dǎo)圖，如圖6所示。

二、高中生物教材插圖使用建議

圖6

教師要善于整合、拓展教材插圖，發(fā)揮以點帶面的作用。如在復(fù)習(xí)蛋白質(zhì)功能時筆者以人教版高中生物必修1第23頁圖2-7（蛋白質(zhì)的主要功能示例）的插圖為主線，可以將酶的概念、本質(zhì)、特點；常見酶的種類；血紅蛋白的提取；血糖調(diào)節(jié)；體液免疫；分泌蛋白的合成與運輸?shù)戎R點整合到一起。

教師要善于簡化教材插圖，便于學(xué)生理解，提升教學(xué)效果。如人教版高中生物必修2第17頁圖2-2（哺乳動物精子的形成過程圖解）中的染色體數(shù)目較多，一方面不利于學(xué)生理解減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化，另一方面也不利于學(xué)生理解“同源染色體分離，非同源染色體自由組合”這一結(jié)論。筆者在授課時將該圖中的染色體簡化為4條，并及時利用《生物學(xué)與生活》一書中關(guān)于減數(shù)分裂和等位基因自由組合的圖解作為補充，取得了良好的教學(xué)效果。

教師要善于補充插圖，便于學(xué)生記憶。如人教版高中生物必修2教材中在講解配子形成多樣性時只有模型構(gòu)建和文字描述，由于筆者所教學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，對此知識點理解比較困難，為了更好地解決這一問題，筆者在授課時把《生物學(xué)與生活》一書中關(guān)于同源染色體對的隨機(jī)分裂是產(chǎn)生基因多樣性的原因之一的圖解引入到教材中，再進(jìn)行模型構(gòu)建，學(xué)生很快就掌握了此知識點。

教師要善于讓學(xué)生說圖，從而提高學(xué)生的表達(dá)能力。如筆者在講授人教版高中生物必修1第2章第5節(jié)“細(xì)胞中的無機(jī)物”時，讓學(xué)生根據(jù)教材第34頁圖2-15（幼兒和老年人）、圖2-16（水母）說出與生物體含水量有關(guān)的問題。通過學(xué)生說圖，教師補充、總結(jié)得出了“不同生物體內(nèi)的含水量不同”“同種生物體內(nèi)的含水量也不同”等結(jié)論。

教師要善于讓學(xué)生動手繪圖，從中發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題。如教師在“細(xì)胞的增殖”一節(jié)的教學(xué)過程中，可讓學(xué)生在觀察根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂的圖像后，自己動手繪制觀察到的圖像。教師通過學(xué)生的繪制結(jié)果發(fā)現(xiàn)并分析學(xué)生存在的問題，以便對學(xué)生進(jìn)行針對性教學(xué)。

教師要善于引導(dǎo)學(xué)生比較教材插圖，提高學(xué)生的分析、理解能力。如筆者在講授細(xì)胞器相關(guān)內(nèi)容時就要求學(xué)生列表比較人教版高中生物必修1第93頁圖5-8（線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖）和第99頁圖5-11（葉綠體立體結(jié)構(gòu)示意圖）的異同。

總之，合理利用教材插圖，有利于學(xué)生對插圖的理解與感受，可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在輕松快樂的氣氛中掌握學(xué)習(xí)重點、突破難點。同時，可以使學(xué)生通過深入分析教材插圖將有關(guān)聯(lián)的知識點、插圖等聯(lián)系起來，深化知識的整體性，激發(fā)學(xué)生的探索熱情和欲望，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。