基于知識自主構建的生物教學嘗試
——以“減數分裂基本概念分析”為例

張德超 趙 蘋 （江蘇省姜堰中學 江蘇泰州 225500）

概念教學越來越受到各學科教師、教研人員的重視，因為概念是理解事物本質的基礎，同時也是問題求解的必備工具，是學好生物學科的根本。高中生物學教師如何在有限的空間內，訓練學生提出問題、求解問題、自主歸納等能力，需要進行深入地思考。下面以減數分裂中基本概念的教學為例，通過設置相關圖形，輔以問題，以期幫助學生從眾多繁雜的問題中跳脫出來，從而理解問題的本質。

1 減數分裂在命題中考查的內容

關于減數分裂的命題，往往熱衷于考查有絲分裂與減數分裂圖像的辨析、同源染色體的存在與否（這是細胞分裂圖像判定的依據）、染色體組數的統計、四分體的識別、等位基因與非等位基因的判斷，減數分裂過程中變異的來源、孟德爾兩大遺傳定律本質的分析、減數分裂異常情形的分析等。

2 學生常常出現的理解誤區

由于減數分裂幾乎貫穿于整個必修2，與必修1、選修3教材的部分內容也有一定的關聯，并且其中容易混淆的概念較多，所以學生出現較多的理解誤區。學生的誤區大致有：認為有絲分裂過程的細胞或體細胞中無同源染色體；只要大小、形態相同的兩條染色體一定屬于同源染色體；大小形態不同的染色體一定不屬于同源染色體；對于著絲點分裂的細胞而言，上下兩極對應的子染色體屬于同源染色體；同源染色體相同位置上的基因一定屬于等位基因；非等位基因均位于非同源染色體上；所有的非等位基因均可自由組合；X與Y染色體上沒有等位基因；位于X與Y染色體上的等位基因，在雌雄中表現型一定相同。

3 教學片段的設計

對于上述系列疑難問題的教學，教師要善于搭建知識連接的階梯，引導學生通過自主分析得出問題的答案，并且上升到掌握解題規律的層次上，使學生加深對疑難問題的理解。

3.1 同源染色體的判定

［疑難一］有絲分裂的細胞中有無同源染色體？

［教學片段1］教師引導學生思考：有絲分裂產生的什么細胞？精（卵）原細胞與體細胞有何關聯？

［學生的思維活動］學生容易分析出：有絲分裂產生的是體細胞，精（卵）原細胞是特殊的體細胞，因為其既可以通過減數分裂產生配子，也可以通過有絲分裂進行增殖。這樣，學生便消除了體細胞中無同源染色體的疑問。

［疑難二］僅從大小、形態上判定同源染色體是否存在？

［教學片段2］教師在引導學生閱讀同源染色體概念的基礎上，提出問題：只要大小、形態相同的兩條染色體一定屬于同源染色體？一對同源染色體一定大小、形態相同嗎？為了讓學生有直觀印象，教師可出示人類染色體模型圖。

［學生的思維活動］學生通過觀察圖形，即可得知非同源染色體中也可能滿足大小、形態相同的特點；通過觀察X、Y染色體，即可得出同源染色體大小、形態不一定相同。

［教學片段3］對于著絲點分裂的過程，學生誤認為上下兩極對應的子染色體屬于同源染色體。教師可以展示同一種生物有絲分裂后期、減數第二次分裂后期分裂圖像，提出問題：上下兩極對應大小形態相同的染色體是怎樣形成的？

［學生的思維活動］學生通過聯想前一個時期的細胞分裂圖像，可知這兩條染色體是由于同一條染色體中姐妹染色單體分離而形成的，也就是說是來自于同一條染色體復制，與同源染色體的來源——一條來自于父方、一條來自于母方相矛盾，因此不屬于同源染色體的范疇。教師可繼續引導學生習得如何判定這類細胞是否存在同源染色體的方法：觀察其中一極染色體的大小與形態，若滿足大小形態兩兩相同，即可認為存在，否則認為不存在。

3.2 同源染色體相同位置上基因種類的判定

［教學片段的設計］教師提出問題：高莖豌豆的基因型有哪些？這兩個基因在減數分裂過程中有何行為？它們在染色體的什么位置上?

［學生的思維活動］根據所學內容，學生很容易判定出高莖豌豆的基因型有DD或Dd，其產生配子的種類有D和d，從而判定出在減數分裂過程中D與D分離，D與d分離，進而判定出它們均位于同源染色體的相同位置上，從而可得出同源染色體上相同位置的基因為相同基因或等位基因。

3.3 非同源染色體上基因種類的分析

［教學片段的設計］教師首先提出問題：一條染色體中基因分布有何特點？然后出示圖1，提出問題：①哪些基因可以自由組合？這些基因屬于哪一類？所位于的染色體屬于什么關系？②嘗試著歸納出什么樣的基因在減數分裂過程中，可以自由組合？③若只研究基因型AaBb，該個體產生配子的種類及比例是什么？

圖1 染色體上基因種類

［學生的思維活動］學生通過對問題的分析，可知一條染色體上含有多個基因，一對同源染色體上含有多對等位基因；從圖1中可以得出1與2，3與4互稱為同源染色體，1與3、1與4、2與3、2與4互稱為非同源染色體。根據減數分裂過程中染色體的行為，學生即可判定出能夠自由組合的非等位基因為A、a與D、d，B、b與D、d，進而可以歸納出位于非同源染色體上的非等位基因方可自由組合，而位于同源染色體上的非等位基因，只能隨著同源染色體的分開而分離，如位于1、2號染色體上的非等位基因，在產生配子過程中1號與2號染色體分離，進入不同的配子中，從而得到1號（AB）、2號（ab）兩種配子。

3.4 X與Y染色體中基因種類及在雌雄子代中表現型比例的分析

［教學片段的設計］X與Y染色體是一對特殊的同源染色體，其原因是大小、形態具有較大的差異，而且大多數基因只位于X染色體上，對于其中基因的位置以及遺傳情況，學生難以理清。教師可繪制圖2，引導學生分析：

圖2 X與Y染色體結構

①哪些片段上的基因只能位于X或Y染色體上？哪些片段上可能含有等位或相同基因？進而提出非同源區段（Ⅰ、Ⅲ）、同源區段（Ⅱ）。

②若某種遺傳病的致病基因位于Ⅱ區段上，則男女發病率是否相同？學生往往會潛意識地認為相同，教師不要急于否定，而是給出具體案例，以引導學生自悟。如果蠅剛毛（B）和截毛（b）由X和Y染色體的Ⅱ區段上一對等位基因控制，則兩種雜交組合XBYb×XbXb，XbYB×XbXb所產生子代表現型有哪些類型？學生根據子代表現型的差異，即可判定出子代中雌雄表現型完全不同，從而糾正自己的認識誤區。為了幫助學生從知識的根源去理解形成上述結果的原因，教師要求學生從親子代性染色體的遺傳情況，解釋形成上述結果的原因。主要從父本性染色體的去向加以分析，學生即可得知父本的X染色體、Y染色體只能分別遺傳給女兒、兒子，也就是說其中雖然為同源區段上的基因，卻只能遺傳給特定性別的子代，因此，在子代男女中表現型不一定完全相同。

在教學中，教師要深入了解學生的思維活動，精心設置教學情景，引導學生自主思考。