路陽
摘 要:從剖析一道高中生物高考真題為切入點,對基于過程教育理念指導下高中生生物解題思路的訓練策略做了初步的探究,希望能給大家提供有益的參考。
關鍵詞:過程教育;高中生物;解題思路;訓練策略
懷特海過程教育哲學中,教育是個充滿生命活力的、不斷生成、發展和創造的動態過程。過程教育突出學生的主體地位,關注學生當下的學習狀態和過程,注重在主動學習過程中實現創新精神與實踐能力等核心素養的培養。所以,下文我們將以一道高考題為例對如何指導學生進行解題進行論述。
(2013·山東高考理綜卷第6題)用基因型為Aa的小麥分別進行連續自交、隨機交配、連續自交并逐代淘汰隱性個體、隨機交配并逐代淘汰隱性個體,根據各代Aa基因型頻率繪制曲線。下列分析錯誤的是( )
A.曲線Ⅱ的F3中Aa基因型頻率為0.4
B.曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率為0.4
C.曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代間A和a的基因頻率始終相等
D.曲線Ⅳ的Fn中純合體的比例比上一代增加(1/2)n+1
如何剖析這一道高考真題?先讓學生進行獨立思考,然后挑選不同層次的學生代表在黑板上解答,給予他們足夠的時間嘗試著從不同層次和角度來解析。隨后進入小組合作探究展示過程,不同層次的小組成員可以參與到合作探究、思維碰撞過程中,知識結構體系得以查缺補漏、鞏固完善。最后教師根據學生學習過程中遇到的知識盲點、重難點、易錯點做針對性的講解。針對不同層次的學生實施的解題過程具體如下:
解題思路一剖析過程:隨機交配的大的群體在沒有其他因素干擾情況下,各代基因頻率能保持不變,且只要經過一代的隨機交配就可以達到平衡。由圖中可知,曲線Ⅰ為基因型為Aa的小麥進行隨機交配產生各代的Aa基因型頻率曲線。雜合子的連續自交過程中由于沒有選擇,且隨機交配也不存在選擇,故各代的A和a的基因頻率始終相等且為1/2。
曲線Ⅱ和曲線Ⅲ在F1代雜合子Aa所占比例相同,即自交和隨機交配的結果是一樣的,都是Aa交配產生后代AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,淘汰掉aa,則兩種情況下Aa的比例均為2/3,AA的比例均為1/3,A的基因頻率為2/3,a的基因頻率為1/3。
假設曲線Ⅱ是隨機交配并逐代淘汰隱性個體,經一代交配后根據遺傳平衡定律,F2代基因型為AA∶Aa∶aa=4∶4∶1,淘汰掉aa后,F2代基因型為AA∶Aa=1∶1,即Aa基因型頻率為0.5。F2代,曲線Ⅰ與曲線Ⅱ相交,Aa基因型頻率均為0.5,則假設成立,故曲線Ⅱ為小麥隨機交配并逐代淘汰隱性個體所產生的各代Aa基因型頻率繪制曲線。
F2代淘汰隱性個體后,A的基因頻率為3/4,a的基因頻率為1/4,則F3隨機交配產生的后代為AA∶Aa∶aa=9∶6∶1,淘汰掉aa后,F3代基因型為AA∶Aa=3∶2,即曲線Ⅱ的F3中Aa基因型頻率為0.4。追根究底,那么基因型為Aa隨機交配并逐代淘汰隱性個體,Fn代淘汰隱性個體后,Aa基因型的頻率是多少呢?
F1代淘汰隱性個體后,a的基因頻率為1/3,F2代淘汰隱性個體后,a的基因頻率為1/4,F3代淘汰隱性個體后,a的基因頻率為1/5,…,Fn代淘汰隱性個體后,a的基因頻率為1/(n+2),A的基因頻率為1-1/(n+2)=(n+1)/(n+2),因此得出Fn-1代淘汰隱性個體后,a的基因頻率為1/(n+1),A的基因頻率為1-1/(n+1)=n/(n+1),故得出結論Fn代淘汰隱性個體后,Aa基因型的頻率為2/(n+2)。反過來驗證下,n=2時,F2代淘汰隱性個體后,Aa基因型頻率為0.5,與上述結果相符;n=3時,F3代淘汰隱性個體后,Aa基因型頻率為0.4,亦與上述結果相符。
曲線Ⅲ為基因型為Aa的小麥進行連續自交并逐代淘汰隱性個體產生各代的Aa基因型頻率曲線。F1的基因型為AA∶Aa=1∶2,再自交一代,各基因型的頻率為AA∶Aa∶aa=3∶2∶1,淘汰掉aa后,F2各基因型的頻率為AA∶Aa=3∶2,即曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率為0.4。
解題思路二剖析過程:曲線Ⅱ和曲線Ⅲ在F1代雜合子Aa所占比例相同,均為2/3;曲線Ⅰ和曲線Ⅳ在F1代雜合子Aa所占比例相同,均為0.5。曲線Ⅰ自F1代之后Aa所占比例均為0.5,故曲線Ⅰ為基因型為Aa的小麥進行隨機交配產生各代的Aa基因型頻率曲線,曲線Ⅳ為基因型為Aa的小麥進行連續自交產生各代的Aa基因型頻率曲線。由圖可知,曲線Ⅱ在F2代Aa基因型頻率為0.5,故曲線Ⅱ為小麥隨機交配并逐代淘汰隱性個體所產生的各代Aa基因型頻率繪制曲線,則曲線Ⅲ為基因型為Aa的小麥進行連續自交并逐代淘汰隱性個體產生各代的Aa基因型頻率曲線。選項C,可用賦值法n=2,使復雜的問題簡單化。
解題思路三剖析過程:曲線Ⅰ和曲線Ⅳ的區分同解題思路二。曲線Ⅱ和曲線Ⅲ的區分其實很簡單,只需我們熟記平時做題訓練過程得出的結論,即相對于隨機交配并逐代淘汰隱性個體的育種方法,連續自交并逐代淘汰隱性個體的育種方法更高效。
過程教育理念的落實的關鍵就在平時的課堂教學過程中。在這個“過程”中,教師引導學生領悟到知識原理的內涵與外延,領悟到知識的美。這樣的課程才是學生真正自主學習的課堂,才是師生共同體教學相長的課堂,才是高效的、智慧的和快樂的課堂。
編輯 馬曉榮