將科學實踐融入課堂教學
——以高中生物《伴性遺傳》教學設計為例

■湖南省會同縣第三中學 朱朝義

湖南省會同縣教育局教研室 粟軍君

湖南省會同縣第一完全小學 楊慎姣

一、教材分析

《伴性遺傳》一節(jié)是對孟德爾遺傳定律的擴展、補充和深化，通過對色盲等伴性遺傳現象的學習，探究基因分離定律在性染色體遺傳上的作用。該內容與實際生產、生活聯系緊密，筆者通過探究和拓展活動層層深入，將課外科學實踐活動與課堂教學有機融合，著力提升學生的學科素養(yǎng)、必備品格與關鍵能力。

二、教學目標

通過典型伴性遺傳的案例學習，形成“性染色體上基因的遺傳和性別相關聯”的觀點；通過課外伴性遺傳性狀調查和課堂深入探究，培養(yǎng)發(fā)現問題、假說解釋、尋找證據、分析結果及交流分享等科學探究能力；通過遺傳系譜圖信息加工過程，構建伴性遺傳概念并總結幾種伴性遺傳的特點，以及培養(yǎng)演繹推理、歸納概括等科學思維能力；通過將伴性遺傳規(guī)律應用于實踐等，建立關愛弱勢群體、關注遺傳病防治和預防遺傳病的責任意識和擔當。

三、教學過程

（一）新課導入

科技創(chuàng)新社團成員表演小品，再現英國化學家約翰·道爾頓發(fā)現色盲的情景。

（二）科學探究

1.人類紅綠色盲癥的遺傳方式

學生閱讀教材第34頁“分析人類紅綠色盲癥”，利用其中典型紅綠色盲家系圖進行探究：紅綠色盲基因位于X染色體上還是Y染色體上？是顯性基因還是隱性基因？得出控制紅綠色盲的基因為位于X染色體上的隱性基因。

2.人類紅綠色盲癥的遺傳規(guī)律

出示人類X、Y染色體結構模式圖，說明紅綠色盲基因是在X染色體的非同源區(qū)段，引導學生小組合作探究：紅綠色盲的基因型有哪些？人類婚配組合有哪幾種？分組完成幾種婚配組合的遺傳圖解，從中總結出其遺傳規(guī)律。

注意提醒學生伴性遺傳也遵循孟德爾遺傳規(guī)律，強調親本組合5（XbXb×XBY）和親本組合6（XBXb×XBY）子代性狀與性別關聯比較明顯，如圖1。

圖1

3.人類伴性遺傳性狀的調查研究

科技創(chuàng)新社團成員課前分別對人類部分遺傳性狀進行調查研究，其中“食指與無名指長短”調查研究小組在課堂上向全體同學分享原始調查數據，并共同完成以下探究任務：判定該性狀的遺傳方式；寫出各種婚配方式的基因型；分析概括“食指比無名指短”和“食指與無名指等長或食指長于無名指”各有何遺傳特點。

引導學生聯系探究活動2，通過分析圖2中③和④兩種婚配組合，得出該性狀的遺傳與性別相關聯。其中“食指短”屬伴X隱性性狀，“食、無等長或食指長于無名指”屬伴X顯性性狀，且“食指短”男性多于女性，而“食、無等長或食指長于無名指”則女性多于男性。

圖2

各種組合中的子代表現情況既為探究活動2伴性遺傳規(guī)律提供實證，又為探究活動4中總結男、女發(fā)病率不同的伴性遺傳特點埋下伏筆。

4.各類伴性遺傳病的遺傳特點

依次出示伴X隱性（紅綠色盲）、伴X顯性（抗維生素D佝僂病）、伴Y染色體（外耳道多毛癥）等典型的伴性遺傳病家系圖，探究伴X隱性、伴X顯性、伴Y染色體遺傳病各有何特點，如圖3。

圖3

引導學生充分利用典型遺傳病系譜圖中蘊含的信息，緊扣前3個探究活動成果，特別是探究活動2中親本組合（XbXb×XBY）中“男性X染色體只能來自母親，肯定傳給女兒”這一遺傳規(guī)律，同時強調“男患＞女患”或“女患＞男患”這一特點是通過探究活動3這樣的群體遺傳調查（樣本數須足夠多），而不是僅通過家系圖就能直接得出，最后總結概括并板書如下：

一、伴X隱性遺傳（紅綠色盲癥）

①男患＞女患；②一般為隔代交叉遺傳；③女患，父子必患。

二、伴X顯性遺傳（抗維生素D佝僂病）

①女患＞男患；②世代連續(xù)遺傳；③男患，母女必患。

三、伴Y遺傳（外耳道多毛癥）

父傳子、子傳孫，傳男不傳女。

5.伴性遺傳規(guī)律的實踐應用

指導學生閱讀教材第36—37頁“伴性遺傳在實踐中的應用”，利用素材“雞的性別決定方式為ZW型，雌性個體的兩條性染色體為異型（ZW），雄性個體的兩條性染色體為同型（ZZ）（和XY型正好相反）；雞的羽毛蘆花（B）對非蘆花（b）是顯性，基因位于Z染色體上”合作探究：現有一個蛋雞場想多養(yǎng)母雞，能否設計一個配種方案，能根據雞的子代早期羽毛的特征來區(qū)分其雌雄？伴性遺傳的原理在生產生活中還有哪些應用？

圖4

利用探究活動2的成果，僅有親本為XbXb×XBY的組合，其子代具有“性別不同性狀不同”這一遺傳規(guī)律，引導學生通過知識遷移，得出ZbZb×ZBW雜交組合，即將蘆花母雞與非蘆花公雞雜交，其子代具有蘆花性狀的必為公雞，非蘆花性狀的必為母雞，并進一步引導學生討論伴性遺傳在優(yōu)生優(yōu)育等方面的應用。

（三）鞏固拓展

1.改編科學微電影

觀看科技創(chuàng)新社團制作的科學微電影《色盲驚魂案》片段（根據電視劇《少年包青天Ⅱ》第23集改編）：樊父患有色盲，包拯由此推斷樊啞子也患有色盲；樊啞子將做了手腳的招供狀誤以為是申冤狀而畫押，因此是被冤枉的（如圖5）。

提出問題：包拯的斷案依據科學嗎？劇本該如何改編？如果是Y染色體遺傳又該如何編寫？

圖5 如圖，“我交代，是別人所殺”是用紅色字體寫在上半頁的綠色背景上，致使紅綠色盲患者樊啞子只能看到下半頁的“駝背不是我謀殺”

學生不難得出：兒子是色盲與其父親是否是色盲沒有任何關系，應改為“母親是色盲，所以兒子一定是色盲”。假如是Y染色體遺傳病，劇本就不用改。

最后提出“為什么道爾頓的母親不是色盲，她的兩個兒子卻均為色盲？”讓學生討論分析，進一步鞏固相關知識。

2.改進交通信號燈

利用PPT拋出“數以千萬計的紅綠色盲患者不能考駕照，你有何解決方案？”的創(chuàng)新問題，引導學生課后設計科學創(chuàng)意或發(fā)明創(chuàng)新作品。

（四）課堂小結

歸納總結本節(jié)課的重點、難點和關鍵點，利用概念圖，引導學生構建伴性遺傳知識網絡體系。

四、教學反思

將科學實踐活動與生物課堂教學融合，不僅有利于師生對教學內容的深入理解，也有利于科技教育的常態(tài)化開展，課堂內外相得益彰，學生的學科素養(yǎng)、必備品格與關鍵能力得以不斷提升。