高中生物染色體遺傳變異問題教學研究

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摘 要：在當前的高中生物教學過程中，染色體組及遺傳變異問題一直是困擾學生的最主要問題之一，因為其非常的抽象、難理解，加之概念等非常的空洞，甚至有些老師在教學過程中也容易混淆概念。將對高中生物教學中的染色體組及遺傳變異問題進行研究，并在此基礎上提出一些有效的教學方法，以供參考。

關鍵詞：高中生物；染色體；遺傳變異；教學方法；研究

高中生物教學中的染色體組是一組非同源性的細胞內染色體，不同染色體組中的各條染色體功能、形態等，都存在著較大的差異性，但整體染色體又控制著生物的生長、發育以及遺傳變異等，所有的遺傳信息都位于染色體上。由于染色體教學過程中，會涉及諸多內容，比如，染色體組、單倍體、二倍體以及多倍體和同源、非同源染色體等，同時還包括減數分裂方面的知識，因此，教學難度非常的大。

一、染色體組分析

據研究表明，與多數高等動物都一樣，人類也屬于二倍體物種，即由受精卵發育而成，每個體細胞中都含有一對染色體組。對于二倍體生物而言，其包含著配子中的染色體組和N條染色體，比如人體細胞中就有46條染色體，然后以每組染色體形態、功能要求，可將他們進行一系列的排列，分成兩組，每組各23對。隨著細胞的不斷生長和發育，待其分裂以后，每一個細胞核中又含有一對同源染色體，這說明只有一個染色體組。對于染色體組而言，雖然彼此之間都包含著不同功能、形態的染色體，但卻是整體的一部分，都是為生物體的生長、發育服務的。對于生物體細胞而言，其含有的染色體基本上都是成對存在的，而在很多植物體中，還擁有一定數目和形態的染色體，即基本染色體組。對異源多倍體植物而言，判斷其含有的染色體組時，一般是以基本種與多倍體植物雜交完成，并對雜交過程中產生的減數分裂情況進行仔細的分析與研究，若異源多倍體和基本種植物之間雜交所得的子一代，在減數分裂時表現性狀與基本種的二倍體大體一致，則說明異源多倍體中，至少有一個染色體組來自該基本種。

二、高中生物染色體遺傳變異教學方法

高中生物染色體分組教學過程中，多以果蠅為例，在其染色體組圖中，讓學生通過圖示來判斷染色體數量。若一個染色體組中沒有同源染色體存在，則怎樣對同源染色體個數進行判斷呢？這成為判斷該生物為幾倍體的一項重要依據，若以A、a代表基因，A、a可在不同染色體上隨意分列；若A、a屬于等位基因，那么可分列于不同染色體之上。此時，不用對其進行大小寫區分，由于現在相同的染色體組中就存在著幾個字母，而且這些字母可代表同源染色體的數，因此可根據以及理論和方法，對染色體組倍數進行判斷。即Aa是兩個同源染色體，其中含有兩個染色體組，稱之為二倍體；AAaa代表四個同源染色體，其中含四個染色體組，稱之為四倍體；AAaBBbCCc代表三個同源染色體，其中含有三個染色體組，因此稱之為三倍體。對于AABBCCD而言，其代表的是兩個染色體組，稱之為兩倍體。下圖為果蠅細胞分裂圖像。通過圖像可以準確地判斷出染色體組的個數。

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在新課標背景下，高中生物教學過程中，人教版教材染色體變異一章節是最難攻克的教學難點之一，其中染色體組的概念最難理解。如何突破這一難點，教材中以果蠅的染色體組成來分析染色體組的概念，雄果蠅的染色體組成為三對常染色體+XY四對同源染色體。通過減數分裂，形成精子，此時同源染色體分離開來，而非同源染色體則隨之自由結合，精子中染色體組成為三條常染色體+X或三條常染色體+Y，果蠅精子中的染色體由形態、功能各不相同，共同控制其生長、發育、遺傳和變異的一組非同源染色體組成，正如書上所言，果蠅精子中的染色體組成兩外染色體組，這樣分析后，學生就比較容易理解了。可為何用果蠅進行試驗來論證染色體組概念，這是一個值得思考的問題。果蠅的染色體和其他生物相比非常少，只有四組染色體，其中最為神奇的一部分是果蠅的唾腺染色體，科學家經過研究發現，果蠅身體內部的唾腺他們可以不停復制，在復制過程中可以始終不分開，因此，果蠅體內的唾腺染色體較之于其他類型的生物而言，要大很多，因此常被稱為是巨型染色體。基于對現代先進光學顯微鏡的應用，可對果蠅唾腺中的染色體進行更為直觀的研究；實驗操作過程中，遺傳操作更為容易。基于這些問題的考慮，現代教科書中基本上都選擇了果蠅來對其進行說明和教學，這樣不僅可以簡單、準確地掌握染色體異常變異方面的知識，而且對于提高教學質量和效率具有非常重要的作用。

總而言之，高中生物染色體變異一節所涉及的概念非常得多，其中包括染色體組、單倍體以及二倍體和多倍體等，同時染色體組是聯系相關知識的關鍵環節，因此，應當加強重視和教學方法創新。

參考文獻：

[1]吳斌，甘江英.新課程高中生物“染色體組”概念解析[J].考試周刊，2011.

[2]陳洪根.性染色體上基因分布與傳遞規律備考方略[J].新高考：理化生，2012.

（作者單位 山東省臨清市第一中學）