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高三生物孟德尔定律复习教学策略

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教学策略研究的一个重要目的就是提高教学效率和教学质量,实现教学的最优化。好的教学策略应是高效低耗的,它有助于我们在规定时间内完成教学任务,使教师教得轻松、学生学得愉快。教学策略的选择要依据教学目标、学习任务、学生的学情、教学策略的适用范围和使用条件,最重要的是要依据教师本身的素养。孟德尔定律包括基因的分离定律和基因的自由组合定律,是育种及人类遗传病等研究领域的基石,在历年高考中占有重要地位。孟德尔定律的复习,需要教师整合相关知识,采用多种教学方法,如演示法、练习法、实验法等。在多年的教学工作中,笔者积累了孟德尔遗传定律复习的一些经验,在此作一归纳,与同行分享。

一、 利用概念图构建知识网络

概念图是一种用节点代表概念、用连线表示概念间关系的图示法。学习就是建立一个概念网络,不断地向网络增添新内容。学生通过构建概念图,把新旧知识联系起来,也把新知识与新知识联系起来,从而使学习更有意义。

(一) 利用问题串解说各个概念

所谓利用问题串解说孟德尔定律的各个概念,就是运用讲授法,用准确的语言揭示概念本质,突出关键特征,使学生在短时间内获得大量系统的科学知识,对与遗传学有关的基本概念如相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、等位基因、纯合子、杂合子、基因型、表现型、正交、反交、测交、杂交、自交等进行描述,并深入分析。同时,对相近概念进行辨析,对相关概念形成联系,并设置一系列问题,充分激发学生的思维活动,使学生在群体思考过程中进行思维碰撞,互相启发,互相补充,增长才智。如我们可以提出这样的问题:(1)兔的长毛与卷毛是否为相对性状?(2)判断显隐性的方法有哪些?(3)双眼皮的父母双亲生了一个单眼皮的孩子,是否为性状分离现象?(4)同源染色体相同位置上的基因均为等位基因吗?(5)研究两对相对性状时,表现为双显性的纯合子有几种基因型?双显性的杂合子有几种基因型?占F2的比例为多少?占双显性的比例为多少?(6)基因型相同,表现型一定相同吗?(7)正交、反交结果一定一致吗?哪些情况下不一致?(8)测交、杂交、自交的区别在哪里?(9)杂交实验中套袋的作用是什么?(10)豌豆杂交实验中作为父本的豌豆植株会结子吗?

(二) 形成概念图

利用问题串解说各个概念之后,我们应帮助学生形成如图1所示的概念图。

二、 利用数学模型深挖定律实质

(一) 构建数学模型

模型方法作为一种思维方法,一旦掌握,学生便能迅速抓住问题的本质,大大提高对知识的理解和迁移能力。但模型方法需要不断地总结与训练。在孟德尔遗传规律学习过程中,可以先让学生理解含一对等位基因的杂合子产生的配子种类、子代基因型及表现型的种类和比例,然后借助遗传图解和概率计算,推理出两对位于非同源染色体上的非等位基因的遗传结果,最后抽象出含n对非等位基因(位于非同源染色体上)的杂合子的遗传行为和结果,得出配子种类和比例为2n和(1∶1)n、子代基因型的种类和比例为3n和(1∶2∶1)n、表现型的种类和比例为2n和(3∶1)n等结论,从而构建起基因自由组合规律的图表模型,并通过亲子代相关基因型与表现型的互推及概率计算等的训练,加深对模型的理解和应用。

(二) 明确数学模型形成条件

在分离定律学习过程中,我们应让学生明确3∶1的含义。首先,这是通过统计得出的比例,需要统计的数量比较大,且统计的后代数量越多,越接近理论值3∶1。如1对双眼皮的夫妇生了4个孩子,2个双眼皮,2个单眼皮。不符合3∶1的原因是后代人数太少,导致不符合统计学统计原理。其次,出现3∶1分离比要求其父本母本一定是杂合子,即Aa自交的后代或Aa与Aa杂交的后代。如在人群中调查发现,双亲都是双眼皮的后代中有680个孩子表现为双眼皮,288个表现为单眼皮。这是因为人群中显性性状的个体有AA和Aa两种可能的基因型,虽然后代出现了类似的3∶1的分离比,但亲本的杂交组并不只有Aa×Aa。而孟德尔在多次实验中均得到3∶1的分离比,是因为孟德尔以豌豆为实验材料,豌豆是自花传粉、闭花授粉植物,自然情况下均为纯种,具有1对相对性状的豌豆杂交,后代F1一定为杂合子Aa,杂合子自交,后代F2就出现了3∶1的分离比。

三、 通过变式训练,解决实际问题

孟德尔关于1对相对性状的实验及2对相对性状的实验出现的特定分离比,都是完全显性遗传。实际上,生物的遗传存在多样性。在学习过程中,要注意对遗传规律中“特殊现象”的拓展与归纳。

(一) 关于复等位基因

在同源染色体的相同位点上,存在3个或3个以上的等位基因。例如:ABO血型存在3个等位基因,群体存在6种基因型,但在遗传上仍遵循基因的分离定律。

例 人类常色体上β-珠蛋白基因(A′),既有显性突变(A),又有隐性突变(a),突变均可导致地中海贫血。一对皆患地中海盆血的夫妻生下了一个正常的孩子,这对夫妻可能( )

A. 都是纯合子

B. 都是杂合子

C. 都不携带显性突变基因

D. 都携带隐性突变基因

有关复等位基因的题目,解题的关键是明确不同基因之间的显隐性关系,然后写出各表现型可能的基因型。

(二) 关于基因致死效应

关于基因致死效应的题目,解题的关键是明确什么基因致死、何时致死。这需要写出致死之前的分离比,再明确致死之后的分离比。

例 某种鼠中,黄鼠基因A对灰鼠基因a显性,短尾基因B对长尾基因b显性,且基因A或基因B在纯合时使胚胎致死,这两对基因是独立遗传的。现有两只双杂合的黄色短尾鼠,理论上所生的子代表现型比例为( )

A. 9∶3∶3∶1 B. 3∶3:1∶1

C. 4:2:2:1 D. 1:1:1:1

致死之前每对相对性状遗传到后代均出现(3∶1)的分离比,致死之后每对相对性状遗传到后代均出现(2∶1)的分离比,所以子代表现型比例为4∶2∶2∶1。

(三) 关于1∶4∶6∶4∶1

例 人类的皮肤含有黑色素,黑人含量最多,白人含量最少。皮肤中黑色素的多少由两对独立遗传的基因(A和a,B和b)所控制。显性基因A和B可以使黑色素量增加,两者增加的量相等,并且可以累加。若一纯种黑人与一纯种白人婚配,后代肤色为黑白中间色;如果该后代与同基因型的异性婚配,其子代可能出现的基因型种类和不同表现型的比例为( )

A. 3种 3∶1 B. 3种 1∶2∶1

C. 9种 9∶3∶3∶1 D. 9种 1∶4∶6∶4∶1

这类问题的解题关键是弄清基因型与表现型之间的关系,表现型仅与显性基因的个数有关,而与哪个基因显性无关?

高三复习教学中,注意知识网络的构建及各种类型问题的归纳与总结非常重要。变式训练可以提升学生思维品质,使学生思维的广度与深度大大提高,从而增强其解决问题的能力。