將科學(xué)實(shí)踐融入課堂教學(xué)

朱朝義 粟軍君 楊慎姣

一、教材分析

《伴性遺傳》一節(jié)是對(duì)孟德爾遺傳定律的擴(kuò)展、補(bǔ)充和深化，通過對(duì)色盲等伴性遺傳現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，探究基因分離定律在性染色體遺傳上的作用。該內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)、生活聯(lián)系緊密，筆者通過探究和拓展活動(dòng)層層深入，將課外科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)與課堂教學(xué)有機(jī)融合，著力提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、必備品格與關(guān)鍵能力。

二、教學(xué)目標(biāo)

通過典型伴性遺傳的案例學(xué)習(xí)，形成“性染色體上基因的遺傳和性別相關(guān)聯(lián)”的觀點(diǎn);通過課外伴性遺傳性狀調(diào)查和課堂深入探究，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、假說解釋、尋找證據(jù)、分析結(jié)果及交流分享等科學(xué)探究能力;通過遺傳系譜圖信息加工過程，構(gòu)建伴性遺傳概念并總結(jié)幾種伴性遺傳的特點(diǎn)，以及培養(yǎng)演繹推理、歸納概括等科學(xué)思維能力;通過將伴性遺傳規(guī)律應(yīng)用于實(shí)踐等，建立關(guān)愛弱勢(shì)群體、關(guān)注遺傳病防治和預(yù)防遺傳病的責(zé)任意識(shí)和擔(dān)當(dāng)。

三、教學(xué)過程

（一）新課導(dǎo)入

科技創(chuàng)新社團(tuán)成員表演小品，再現(xiàn)英國化學(xué)家約翰·道爾頓發(fā)現(xiàn)色盲的情景。

（二）科學(xué)探究

1.人類紅綠色盲癥的遺傳方式

學(xué)生閱讀教材第34頁“分析人類紅綠色盲癥”，利用其中典型紅綠色盲家系圖進(jìn)行探究：紅綠色盲基因位于X染色體上還是Y染色體上？是顯性基因還是隱性基因？得出控制紅綠色盲的基因?yàn)槲挥赬染色體上的隱性基因。

2.人類紅綠色盲癥的遺傳規(guī)律

出示人類X、Y染色體結(jié)構(gòu)模式圖，說明紅綠色盲基因是在X染色體的非同源區(qū)段，引導(dǎo)學(xué)生小組合作探究：紅綠色盲的基因型有哪些？人類婚配組合有哪幾種？分組完成幾種婚配組合的遺傳圖解，從中總結(jié)出其遺傳規(guī)律。

注意提醒學(xué)生伴性遺傳也遵循孟德爾遺傳規(guī)律，強(qiáng)調(diào)親本組合5（XbXb×XBY）和親本組合6（XBXb×XBY）子代性狀與性別關(guān)聯(lián)比較明顯，如圖1。

3.人類伴性遺傳性狀的調(diào)查研究

科技創(chuàng)新社團(tuán)成員課前分別對(duì)人類部分遺傳性狀進(jìn)行調(diào)查研究，其中“食指與無名指長短”調(diào)查研究小組在課堂上向全體同學(xué)分享原始調(diào)查數(shù)據(jù)，并共同完成以下探究任務(wù)：判定該性狀的遺傳方式;寫出各種婚配方式的基因型;分析概括“食指比無名指短”和“食指與無名指等長或食指長于無名指”各有何遺傳特點(diǎn)。

引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系探究活動(dòng)2，通過分析圖2中③和④兩種婚配組合，得出該性狀的遺傳與性別相關(guān)聯(lián)。其中“食指短”屬伴X隱性性狀，“食、無等長或食指長于無名指”屬伴X顯性性狀，且“食指短”男性多于女性，而“食、無等長或食指長于無名指”則女性多于男性。

各種組合中的子代表現(xiàn)情況既為探究活動(dòng)2伴性遺傳規(guī)律提供實(shí)證，又為探究活動(dòng)4中總結(jié)男、女發(fā)病率不同的伴性遺傳特點(diǎn)埋下伏筆。

4.各類伴性遺傳病的遺傳特點(diǎn)

依次出示伴X隱性（紅綠色盲）、伴X顯性（抗維生素D佝僂病）、伴Y染色體（外耳道多毛癥）等典型的伴性遺傳病家系圖，探究伴X隱性、伴X顯性、伴Y染色體遺傳病各有何特點(diǎn)，如圖3。

引導(dǎo)學(xué)生充分利用典型遺傳病系譜圖中蘊(yùn)含的信息，緊扣前3個(gè)探究活動(dòng)成果，特別是探究活動(dòng)2中親本組合（XbXb×XBY）中“男性X染色體只能來自母親，肯定傳給女兒”這一遺傳規(guī)律，同時(shí)強(qiáng)調(diào)“男患>女患”或“女患>男患”這一特點(diǎn)是通過探究活動(dòng)3這樣的群體遺傳調(diào)查（樣本數(shù)須足夠多），而不是僅通過家系圖就能直接得出，最后總結(jié)概括并板書如下：

一、伴X隱性遺傳（紅綠色盲癥）

①男患>女患;②一般為隔代交叉遺傳;③女患，父子必患。

二、伴X顯性遺傳（抗維生素D佝僂病）

①女患>男患;②世代連續(xù)遺傳;③男患，母女必患。

三、伴Y遺傳（外耳道多毛癥）

父?jìng)髯印⒆觽鲗O，傳男不傳女。

5.伴性遺傳規(guī)律的實(shí)踐應(yīng)用

指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第36—37頁“伴性遺傳在實(shí)踐中的應(yīng)用”，利用素材“雞的性別決定方式為ZW型，雌性個(gè)體的兩條性染色體為異型（ZW），雄性個(gè)體的兩條性染色體為同型（ZZ）（和XY型正好相反）;雞的羽毛蘆花（B）對(duì)非蘆花（b）是顯性，基因位于Z染色體上”合作探究：現(xiàn)有一個(gè)蛋雞場(chǎng)想多養(yǎng)母雞，能否設(shè)計(jì)一個(gè)配種方案，能根據(jù)雞的子代早期羽毛的特征來區(qū)分其雌雄？伴性遺傳的原理在生產(chǎn)生活中還有哪些應(yīng)用？

利用探究活動(dòng)2的成果，僅有親本為XbXb×XBY的組合，其子代具有“性別不同性狀不同”這一遺傳規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生通過知識(shí)遷移，得出ZbZb×ZBW雜交組合，即將蘆花母雞與非蘆花公雞雜交，其子代具有蘆花性狀的必為公雞，非蘆花性狀的必為母雞，并進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生討論伴性遺傳在優(yōu)生優(yōu)育等方面的應(yīng)用。

（三）鞏固拓展

1.改編科學(xué)微電影

觀看科技創(chuàng)新社團(tuán)制作的科學(xué)微電影《色盲驚魂案》片段（根據(jù)電視劇《少年包青天Ⅱ》第23集改編）：樊父患有色盲，包拯由此推斷樊啞子也患有色盲;樊啞子將做了手腳的招供狀誤以為是申冤狀而畫押，因此是被冤枉的（如圖5）。

提出問題：包拯的斷案依據(jù)科學(xué)嗎？劇本該如何改編？如果是Y染色體遺傳又該如何編寫？

學(xué)生不難得出：兒子是色盲與其父親是否是色盲沒有任何關(guān)系，應(yīng)改為“母親是色盲，所以兒子一定是色盲”。假如是Y染色體遺傳病，劇本就不用改。

最后提出“為什么道爾頓的母親不是色盲，她的兩個(gè)兒子卻均為色盲？”讓學(xué)生討論分析，進(jìn)一步鞏固相關(guān)知識(shí)。

2.改進(jìn)交通信號(hào)燈

利用PPT拋出“數(shù)以千萬計(jì)的紅綠色盲患者不能考駕照，你有何解決方案？”的創(chuàng)新問題，引導(dǎo)學(xué)生課后設(shè)計(jì)科學(xué)創(chuàng)意或發(fā)明創(chuàng)新作品。

（四）課堂小結(jié)

歸納總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，利用概念圖，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建伴性遺傳知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系。

四、教學(xué)反思

將科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)與生物課堂教學(xué)融合，不僅有利于師生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的深入理解，也有利于科技教育的常態(tài)化開展，課堂內(nèi)外相得益彰，學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、必備品格與關(guān)鍵能力得以不斷提升。【本文為2019年湖南省教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于核心素養(yǎng)的研學(xué)旅行課程開發(fā)與評(píng)價(jià)研究”（XJK19BJC025）階段性成果。】