《實驗：模擬性狀分離比》教學設計

潘 惠

(鄭州市第二十九中學，河南 鄭州 450000)

《實驗：模擬性狀分離比》教學設計

潘 惠

(鄭州市第二十九中學，河南 鄭州 450000)

性狀分離比的模擬”是高中生物人教版必修二第一章第一節的內容.該實驗是借助小球、小桶等實驗材料模擬孟德爾雜交實驗后代性狀分離比.本實驗內容較為簡單，操作的重復性強，很難調動學生的興趣和積極性.從增加實驗嚴謹性，提升學生生物學科素養出發，對該課程內容進行了創新設計.

模擬;性狀分離比;教學設計

1.教學背景及創新

“性狀分離比的模擬”是高中生物人教版必修二第一章第一節的內容.該實驗是借助小球、小桶等實驗材料模擬孟德爾雜交實驗后代性狀分離比.小球模擬雌雄配子，小桶模擬雌雄生殖器官，學生隨機從小桶中抽取小球，小球的組合類型模擬了受精作用過程中受精卵遺傳因子組成.學生通過對組合的種類和數量進行統計，近似得到孟德爾一對性狀雜交結果.但本實驗內容較為簡單，操作的重復性強，很難調動學生的學習興趣和積極性.從增加實驗嚴謹性，提升學生生物學科素養出發，對該課程內容進行了以下幾點創新設計：

(1)將教材實驗材料進行了改進.

教材實驗所選用的材料是體積形同的小球，且在甲乙兩個小桶內的小球數目是相同的.實際上，進行有性生殖的生物體，雌雄配子的體積、數量都有很大的差別，雄配子的數量遠多于雌配子同時雄配子的體積小很多.將課本實驗材料分別進行了改進，將原來體積相同的小球換了成體積大小不同的小球，小球的數量多于大球，使實驗更加貼近生命實際.

(2)統計全班的數據，增加實驗可信度.

教材實驗要求每組同學重復抽取50～100次，實驗重復操作，學生投機取巧，可能隨便抽取了50次就應付了事，在計算分離比的時候發現和孟德爾的結果差別很大；還有一部分同學及時抽取次數很多，也很難接近孟德爾的實驗結果.由于孟德爾的實驗結果是一個統計規律，只有當樣本數量足夠大時，實驗值和真實值才能更加貼近，為了節省課堂時間，可以對各組數據進行全班統計，從而確保樣本的數量.對比全班的數據結果和每組的實驗結果，很好的解釋了孟德爾的實驗結果是一個統計結果.

(3)延伸拓展實驗，增加課程內容的豐富度.

本實驗內容對于高中生，實驗內容容易理解，實驗操作簡單重復，一個課時的時間在實驗室僅完成這樣一項教學內容是對教學時間浪費.筆者考慮到相同的實驗材料還可以模擬孟德爾其他實驗結果，因此在授課時間安排到學習完第一章《遺傳因子的發現》之后再進行，可課本實驗的啟發，以及已學習的知識，充分組織小組討論還可進行哪些模擬實驗.學習小組交流實驗方案，最后確立了兩個探究命題：1.模擬一對相對性狀測交后代性狀分離比.2.模擬兩對相對性狀F1代產生配子的種類及比例.通過這兩個探究題目學生可以更好理解孟德爾的分離定律和自由組合定律的實質.同時，在設計一對相對性狀測交實驗過程中，學生出現了不同的觀點：一部分同學認為大球一半標記為D一半為d，小球全部為d；另一部分學生認為小球一半D一半d，大球全部d.對于該問題讓學生分組進行探究，最后對比分析實驗結果.通過實際操作以及教師的講解，學生更加深刻正交和反交對孟德爾測交實驗實驗結果是相同的，為后面基因在染色體上的學習是一個鋪墊.

2．教學目標

(1)知識目標：①通過模擬實驗，更形象理解遺傳因子的分子，在受精作用時雌雄配子隨機結合的特點，初步認識性狀分離比是一個概率比，體驗孟德爾的假說.②通過拓展延伸實驗，理解一對相對性狀測交后代性狀分離比.③通過拓展延伸實驗，理解兩對相對性狀F1代產生配子的種類及比例.

(2)能力目標：①培養動手操作能力，以及數據處理分析能力.②通過探究性課題，學習小組合作交流，培養學生合作探究能力.③養成尊重事實、用于實踐、不斷創新的科學精神.

3．教學過程

(1)學案引領，學生動手操作.

對于“性狀分離比的模擬實驗”利用學案(如圖1所示)，充分發揮學生的自學能力，重點理解該實驗的實驗原理，學生在做實驗之前必須弄清楚小桶、小球的含義，如何模擬孟德爾一對相對性狀雜交實驗結果的，教師采用提問的方法進行檢查.以實驗小組為單位進行實驗，小組成員進行分工，統計實驗數據.每小組實驗完成之后統計全班實驗數據，對比小組數據和全班數據，可以發現，當數據樣本數量足夠大的時候，實驗值才和理論預期更加接近.同時在實驗完成之后設計了問題探討，加深學生對于實驗的理解.

圖1

(2)增加拓展探究實驗，提升學生生物學科素養.

學生學習了孟德爾的分離定律和自由組合定律，在進行“性狀分離比的模擬實驗”之后，產生了這樣的疑問：利用這些材料能否設計其他的孟德爾的實驗呢？學生的積極性，探索求知的欲望給了對該課程內容進行拓展延伸一個很好的契機.組織學生小組合作設計實驗方案，小組之間分享、完善實驗方案，最后將探究實驗題目確定為兩個，“模擬一對相對性狀測交后代性狀分離比”，“模擬兩對相對性狀F1代產生配子的種類及比例”(如圖2所示).但在“模擬一對相對性狀測交后代性狀分離比”實驗設計過程中，學生出現了分歧，關于正交、反交的結果是否相同？真實的數據結果才是最有力的證據，教師沒有馬上對問題進行解釋，而是將學生分成兩大組，進行正交和反交模擬，最后證明了正交、反交對于孟德爾測交實驗結果沒有影響，同時也為后面學習伴性遺傳是一個鋪墊.

圖2

4.課后反思

本節課模擬了一對相對性狀雜交后代性狀分離比的具體情況，用10個大球代表雌配子，用20個小球代表雄配子，使模擬實驗更加接近真實的生命現象.同時在數據處理方式上，匯總全班數據確保了樣本數量足夠多，平均值的計算與判斷使實驗結果與實驗預期更加接近，很好的驗證了孟德爾遺傳規律.

對實驗進行拓展延伸，可以充分利用實驗器材豐富課程內容，加深學生對于孟德爾雜交、測交實驗結果的理解，更加全面理解了孟德爾遺傳規律.

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準(實驗).北京：人民教育出版社，2003(2).

[2]朱正威，趙占良.普通高中課程標準實驗教科書(生物必修2遺傳和進化):第2版.北京：人民教育出版社,2007(6).

[責任編輯：季春陽]

G632

A

1008-0333(2017)30-0072-02

2017-07-01

潘惠(1986.7-)，中學一級教師，本科，從事高中生物教學.

2015年河南省教育技術裝備和實踐教育研究立項課題(編號:PZS270).