淺談“基因自由組合定律實質”的復習策略和教學實踐

江西 江楹華

基因的自由組合定律是高中生物遺傳學教學過程中的重難點內容，理解基因自由組合定律的實質是解決遺傳學問題的關鍵。但在教學過程中輕實質、重結論的現象較為普遍，使學生對基因的自由組合定律實質的理解有所偏差，進而影響學生對遺傳學問題的解答。筆者在本文中提出了幾點關于基因的自由組合定律實質的復習策略并在教學過程中實踐、反思，將抽象的基因的自由組合形象直觀地呈現給學生，取得了很好的復習效果。

高三進入一輪復習后，對基因自由組合定律的復習主要從如何判斷遺傳現象、如何推測基因型和概率計算等方面進行，而對基因的自由組合定律實質的復習則結合教材的表述一語帶過。事實上，在作答一些練習題時就會發現學生對基因的自由組合定律實質的理解有誤，學生將規律現象錯誤地認為是定律實質，常見的錯題將在下文中以例題的形式展示。對定律實質理解的偏差務必會導致學生在處理一些非常規的遺傳題時無從下手，對致死作用、累加作用、不完全顯性等題型的解答也經常出錯，這些題型考查的恰恰是對基因的自由組合定律實質的理解。對此，筆者提出了一些認識與體會。

一、教材內容研究及教學目標分析

基因的自由組合定律是“遺傳和進化”模塊的重要知識內容，高考《考試大綱》中對該部分知識的要求掌握程度為Ⅱ級水平，即理解所列知識和其他知識之間的聯系和區別，并能在較復雜的試題情景中綜合運用相關知識進行分析、判斷、推理和評價。該部分內容在“遺傳和進化”模塊的第1章和第2章中均有涉及，第1章中孟德爾根據兩對相對性狀的雜交實驗中性狀分離比為9∶3∶3∶1的遺傳現象，通過假說-演繹法歸納出遺傳規律，即基因的自由組合定律，而規律的實質則是在第2章學習“減數分裂”和“基因在染色體上”等內容之后，做出了明確的表述。基于學生在新課學習過程中未能很好地理解基因自由組合定律的實質，筆者在教學過程中利用一課時，將這兩章的相關知識進行適當地調整和組合，構建更好的知識結構，從不同角度進行知識難點突破，以達到如下的教學目標：

（1）知識目標：從分子水平、細胞水平理解基因自由組合定律的實質并與自由組合現象進行區分；（2）能力目標：通過設計模擬實驗，培養學生的探究意識，增強學生的邏輯思維能力和語言表述能力；（3）情感目標：培養學生透過現象看本質的思維習慣和意識。

二、教學實踐過程

1.從概念入手，理解基因自由組合定律的實質

學生閱讀教材中對基因自由組合定律實質的表述“位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數分裂過程中，同源染色體的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上非等位基因自由組合”。引導學生明確同源染色體、非同源染色體、等位基因和非等位基因的概念以及彼此之間的關系，并展示細胞圖輔助理解,如圖1所示。教師提問“自由組合定律是指哪些基因的自由組合？” “為什么基因A、a和D、d不能自由組合？”學生可根據表述和細胞圖來理解基因自由組合定律的對象基因是位于非同源染色體上的非等位基因。

圖1

2.結合減數分裂過程，分析基因自由組合定律的實質

教師提問“基因自由組合定律發生的時間是在減數分裂的什么時期？”引導學生繪制上述細胞的減數分裂過程圖像，如圖2（只考慮基因A、a和B、b）。

圖2

通過動畫教學引導學生說出同源染色體和等位基因、非同源染色體和非等位基因的行為關系，并直觀形象地歸納出基因的自由組合定律實質在不同層次的體現形式，如表1所示。

表1 基因的自由組合定律在不同層次的體現形式

【例1】基因的自由組合定律發生于下列哪個過程（ ）

【答案】A

3.設計模擬實驗，突破對基因自由組合定律的理解

在學習基因的分離定律時，教材中用“性狀分離比模擬實驗”來體驗孟德爾的假說。那在復習基因的自由組合定律時，如何設計類似的模擬實驗呢？筆者在教學過程中做了嘗試。教師對學生進行了分組并給出實驗目的和實驗要求，在“性狀分離比的模擬”實驗的基礎上改進實驗，以達到模擬基因的分離定律和基因的自由組合定律的實驗目的。學生通過討論之后，各小組代表闡述實驗方案，其他同學相互點評討論，最后形成完整的實驗方案，實驗操作過程如圖3所示。并由學生表述小桶、小球、各操作步驟代表的含義，學生再次明確基因自由組合定律實質是“非同源染色體上的非等位基因自由組合”，F1產生的雌雄配子類型及比例均為YR∶Yr∶yR∶yr = 1∶1∶1∶1。

圖3

然后，教師再次指導學生改進實驗方案，達到模擬代表兩對相對性狀的F1自交后代性狀分離比的目的，即再加一組同樣的實驗裝置，相當于4個小桶進行同樣操作。同時教師給予評價，要求學生對實驗方案再加以優化，考慮到實驗的真實性和條件的對等性，引導學生設計“2個桶”的實驗，學生經過討論后，很快給出實驗方案，操作過程如圖4所示。

圖4

學生通過設計兩個模擬實驗，不但能直觀地理解基因自由組合定律的實質，而且能清楚地區分遺傳規律的實質和現象。

三、教學實踐的反思

筆者在之前的教學過程中重結論、輕實質，對于基因自由組合定律的實質未能進行全面的解釋，學生只能機械性地記憶遺傳規律的實質，導致學生將遺傳規律的現象誤認為是遺傳規律的實質。對此，筆者重新制訂教學目標、設計教學，即使在高考復習時間緊張的前提下，也要花費一節課的時間對基因的自由組合定律實質這一內容進行復習，而且通過多樣的教學方法和后續的做題情況分析后發現學生真正理解了遺傳規律的實質、區分遺傳規律的實質與遺傳規律現象的關系，并能夠結合減數分裂的相關知識來解決非典型的遺傳學試題；通過模擬實驗的設計，培養了學生的探究意識，增強了學生的邏輯思維能力和分析歸納能力，很好地達到預期的課堂教學目標和效果。