“性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)”教學(xué)設(shè)計(jì)

鄧玉娟

(華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 上海 200241)

“性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)”是高中生物學(xué)課程中與遺傳相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過模擬活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)大量重復(fù)實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析在科學(xué)規(guī)律形成中的作用。然而在實(shí)際操作中，許多教師將重點(diǎn)放置在雌雄數(shù)量配對的模擬實(shí)驗(yàn)相似性分析，以及實(shí)驗(yàn)材料選擇等模擬上，忽略實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析以及思維方法學(xué)習(xí)。本文試圖在學(xué)生數(shù)據(jù)分析與生物學(xué)思維方法訓(xùn)練方面有所突破。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

針對模擬實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，在本實(shí)驗(yàn)開展前，指導(dǎo)學(xué)生回顧孟德爾性狀分離規(guī)律的內(nèi)容并一起準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，由此讓學(xué)生知道本次實(shí)驗(yàn)的模擬對象是什么，在準(zhǔn)備中明白如何設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)。其次，讓學(xué)生對小組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)本小組獲得的數(shù)據(jù)比例與分離規(guī)律分離比之間的差異，并思考為什么？通過逐步組合全班數(shù)據(jù)，讓學(xué)生在觀察數(shù)據(jù)的變化過程中，感悟數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法在生物學(xué)研究中的價(jià)值，鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。

2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施

2.1 實(shí)驗(yàn)操作參照教材的方法，將學(xué)生分組 在每組兩個(gè)相同的甲、乙容器內(nèi)分別放入兩種顏色的小球10個(gè)(甲代表A 基因，乙代表a基因)，將小球充分混合；每次分別從兩容器內(nèi)各隨機(jī)抓取1個(gè)小球，組合在一起并記下2個(gè)小球代表的字母組合(表1)；將抓取的小球放回原來小桶搖勻；重復(fù)操作50次，并計(jì)算每種基因組合所占的百分比。每組再重復(fù)做一遍。

表1 性狀分離比模擬實(shí)驗(yàn)記錄表

2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析 教師請每個(gè)小組將數(shù)據(jù)填入表中，并匯總成表2，在填入的同時(shí)顯示出各小組AA、Aa和aa組合的百分比(表格中括號的數(shù)字)，并用投影設(shè)備投到屏幕，讓全體學(xué)生共同觀察數(shù)據(jù)變化。

(1)小組統(tǒng)計(jì)結(jié)果。記錄每次抽樣的基因組合及每種基因組合在總數(shù)中的百分比，計(jì)算AA∶Aa∶aa的比值。提問：每小組的兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么規(guī)律呢？由每組數(shù)據(jù)計(jì)算出來的AA∶Aa∶aa的比是否能正確地解釋性狀分離比？每組的A、B兩組結(jié)果相加，AA∶Aa∶aa的比值是否有變化？通過每組50個(gè)樣本去計(jì)算AA∶Aa∶aa的比值，會(huì)發(fā)現(xiàn)比值波動(dòng)很大，并不能得出性狀分離比的規(guī)律；將每組的100個(gè)樣本去計(jì)算AA:Aa:aa的比值，發(fā)現(xiàn)此時(shí)計(jì)算出來的比值比50個(gè)樣本的結(jié)果更接近理論值，但大多數(shù)還是存在很大差異。

(2)計(jì)算2個(gè)小組、200個(gè)樣本的AA、Aa、aa基因組合的百分比：其中前2個(gè)小組200個(gè)樣本統(tǒng)計(jì)結(jié)果分別是23.5%AA、56.0%Aa、20.5%aa，可以發(fā)現(xiàn)其與孟德爾分離比還存在很大差距。

(3)計(jì)算5個(gè)小組、500個(gè)樣本的AA、Aa、aa基因組合的百分比：其中前5個(gè)小組500個(gè)樣本統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表2 各小組數(shù)據(jù)匯總