“性狀分離比模擬實驗”的教學設計

羅建義

(甘肅省玉門市第一中學 735211)

人教版高中生物學必修二中的性狀分離比的模擬實驗以甲、乙兩小桶內的兩種彩球為“模型”，通過“模型”的隨機結合，讓學生獲得兩種雌配子和兩種雄配子隨機結合的信息，并類比推出了遺傳因子的分離、配子的隨機結合與生物性狀之間的數量關系。學生通過本實驗加深對分離現象實質的理解。

1 教學策略

在實際教學中，筆者對本實驗的用具準備、結果處理作了一些調整與拓展，采用大、小兩種小球為實驗材料，引導學生進行實驗，當學生思維活躍的時候，引入拓展實驗方案，加強學生對孟德爾遺傳規律及植物雙受精現象的理解。并通過合作學習和競爭學習，激發學生的成功意識和集體榮譽感，提高教學效果。

2 教具準備

多媒體(課件)、小塑料桶(5個)、大球(20個)，小球(40個)、細繩等演示材料。

3 教學過程

組織學生分組，引導學生熟悉教材實驗目標、原理、實驗步驟及數據處理方式，體會得出結論的思維過程，引導學生進行實驗。

3.1 教材實驗再設計與實踐 教材實驗的兩桶中小球數量相等、體積相同，極易使學生產生生物體產生的雌雄配子的數量相等，體積相同的錯誤印象。事實上，能夠進行有性生殖的生物體，產生的雄配子的數量多、體積小。在實施過程中引導學生對教材實驗再設計，使實驗過程和結果更加切合實際。

(1) 增加“配子”數目，改變“配子”大小 各小組分別取20只大球代表雌配子(標記為D和d，各10只)，40只小球代表雄配子(標記為D和d，各20只)，D和d的數目相等，表示雜合子進行減數分裂時，形成了含D和d基因的兩種雌配子和雄配子。大小球配合使用，加深了學生理解雌配子體積大，雄配子體積小的特點。實驗用的小塑料桶上要貼上標簽，注明雌、雄配子，隨著“配子”數目的增加，雌雄“配子”組合的隨機性增大，實驗結果的說服力增強。

(2)全面統計實驗結果，增強可信度 按教材要求，實驗時2人一組，各組獨立實驗，抓取并記錄。在各小組實驗統計完畢后，教師在黑板上呈現表格(表1)，要求各小組把實驗結果填入表格中的相應位置，引導學生匯總全班各組的實驗結果，分別統計全班各種遺傳因子組成(基因型)與表現型的數目并計算平均值。全班匯總確保了觀察樣本數目足夠多，平均值的計算與判斷使實驗結果和實驗預期愈加接近，很好的驗證了實驗結果。

表1 模擬實驗中各小組實驗結果記錄表

3.2 教材實驗的拓展與實踐 在教材中，“性狀分離比的模擬實驗”屬于學生實驗。師生們用一堂課的時間完成本實驗，時間上是很寬裕的。因此在教學中，對本實驗進行了拓展，利用實驗材料，直接模擬植物雙受精后胚、胚乳的形成。幫助學生理解一粒種子中胚乳遺傳因子的組成及其形成過程。

(1)改變實驗材料 教材實驗中的小塑料桶為2個，筆者將其增至3個，分別貼上標簽雌配子、雄配子、極核，三類小球色彩相同，大小和數目不同，三類小球分別準備：用20個大球(10只標記D，10只標記d)代表雌配子，用40個小球(20只標記D，20只標記d)代表雄配子。再取40個小球，兩兩用繩串連固定，共20組。串聯的兩個小球遺傳因子組成相同(10個組的兩個小球都標記D，10個組的兩個小球都標記d)，代表兩個極核。

(2)實驗組織形式 將兩人一組的學生實驗改為五人一組。同學甲從雌配子桶(桶1)中隨機抓球，同學乙從雄配子桶(桶2)中隨機抓球。同學丙從極核桶(桶3)中選擇性抓球。當同學甲從桶1中抓出的大球標記為D、同學乙從桶2中抓出的小球標記為d時，同學丙從桶3中選出都標記D的串連的兩個小球，雌雄配子結合所產生的字母組合Dd，雄配子和兩個極核結合所產生的字母組合DDd。將抓取的彩球放回原來的小桶內，搖勻，重復做10～20次。極核桶中串連的兩個小球遺傳因子組成相同，表示一個胚珠內的兩個極核所含基因相同，丙同學選擇性的抓取，保證了同一胚珠內卵細胞的基因型和兩個極核的基因型相同。確保了模擬實驗的準確性。雌雄配子結合所產生的字母組合，雄配子和兩個極核結合所產生的字母組合，表示花粉中的生殖細胞產生了兩個相同類型的雄配子，分別與雌配子和兩個極核結合。同學戊在記錄的雄配子與兩個極核結合所產生的字母組合后在后面打 “×”，表示雙子葉植物的胚乳可以被子葉吸收而消失。記錄結果如表2：

表2 胚和胚乳形成模擬實驗記錄表

(3)增加討論題，拓展延伸 在教材2個討論題基礎上，又增加了討論題：①能否在同一小桶內抓出兩個小球？②為什么開始時胚的基因型不出現1∶2∶1的比例？為什么開始時D＿∶dd不出現3∶1的比例？③實驗結束后，你發現胚乳的基因型有幾種？比例是多少？

4 教學反思

本教學設計模擬了有性生殖中配子產生的具體情況，用20個大球代表雌配子，40個小球代表雄配子，使模擬實驗更加接近生命現象本真。在數據的處理方式上，全班匯總確保了觀察樣本數目足夠多，平均值的計算與判斷使實驗結果和實驗預期愈加接近，很好地驗證了實驗結果。

植物雙受精實驗的滲透，加深了學生對性狀分離根本原因的理解，使學生深層次理解了孟德爾的假說，熟悉了胚、胚乳基因型的形成過程，為以后解決植物性狀遺傳、雙受精問題奠定了基礎。