立足核心素養 決勝一輪復習——以“基因突變”一節為例

楊 黎

（寧鄉市第十一高級中學 湖南寧鄉 410601）

生物學學科核心素養包含生命觀念、科學思維、科學探究與社會責任四大要素，是學生學習生物學課程后，在應對真實情境時表現出的必備品格和關鍵能力。新課程改革已明確提出將發展學生的生物學學科素養作為培育人才的重要目標。本次教學實踐中，教師創設某高山植物開紅花，偶然發現一株開白花的情境，引導學生設計實驗探究白花產生的原因，順勢切入可遺傳變異中的基因突變，繼而圍繞提升學生的學科核心素養展開教學。

1 聯系實例，增強社會責任意識

社會責任指對個人與社會事務的討論能夠作出理性的判斷與解釋，樂于傳播生物學知識并將其運用于生產生活中以解決實際問題。教師應精選生活實例，引導學生科學分析，促使學生形成樂觀向上的態度與正確的價值觀，進而增強學生的社會責任意識。

在本節中，教師播放“泡泡男孩”的視頻：大衛患有X聯鎖隱性遺傳重癥聯合免疫缺陷癥（XSCID）。其體內無免疫系統，任何微小的細菌或病毒都足以讓他身患重病，甚至失去生命，因此他一直被迫生活在特制的無菌塑料泡泡中。視頻引起了學生的關注，都想為大衛出謀劃策。此時，教師適時解釋XS?CID的發病機理大多是IL-2R受體γ鏈發生基因突變（堿基對的缺失或替換），導致其特異性免疫缺陷，而該病在人群中的發病率僅為1/500 000～1/100 000萬。教師順勢提問：一個堿基對的缺失或替換為什么會使性狀發生如此巨大的改變？從該病的發病率可看出基因突變具有什么特點？除此之外，基因突變還有哪些特點？

教師以實例啟發學生思考，將社會熱點話題與生物學知識有機融合，引導學生分析與解釋，使學生逐步養成主動關注社會的習慣，增強了學生的社會責任素養。

2 重構概念，塑造生命觀念品格

生命觀念指對分析后的生命現象間的相互關系或特性所進行的抽象，是實證后的觀點或看法。在一輪復習教學中，教師要注重引導學生對核心概念進行重新構建，以凸顯概念的本質要素，從而使學生塑造良好的生命觀念品格。

教師圍繞XSCID的發病機理，繼續提問：①堿基對除了發生缺失或替換外，還能發生什么變化？能嘗試總結基因突變的概念嗎？基因突變一定會導致基因的結構、數目或位置發生改變嗎？②基因具有相對穩定性，為什么會發生突變呢？這種突變通常發生在什么時期？③基因突變一定會導致生物體的性狀發生改變嗎？④基因突變屬于可遺傳變異，一定會遺傳給后代嗎？

對于問題①，很多學生只關注DNA分子中發生堿基對的增添、缺失或替換，而忽略這種變化一定要引起基因結構的改變才能稱之為基因突變。該問題的設置可使學生清晰地理解基因突變的真正內涵。解決問題②時，教師可引導學生聯系先前所學知識，分析基因突變的誘因及發生的主要時期。在分析問題③時，教師可補充基因結構的示意圖（圖1），引導學生從多角度（基因的非編碼區或內含子、隱性突變、密碼子的簡并性等）理解基因突變不一定引起生物體性狀發生改變。問題④可促推學生深層次解析可遺傳變異的含義。

圖1 基因結構的示意圖

教師通過問題串，引發學生重新構建教材中的核心概念，使學生清楚基因的結構與功能乃至生物體的性狀之間所存在的聯系，從而使學生形成生命觀念。

3 剖析疑難，提升科學探究能力

科學探究指善于觀察生活中的現象，針對該現象進行提問、設計并實施方案，得出結論以及對結果進行交流與討論的能力。在一輪復習中，教師需加強學生對實驗設計思路的訓練，同時以變式訓練作為輔助，提升學生科學探究能力及解題速度。

在闡述基因突變引起生物體性狀發生改變時，教師引導學生開展小組討論，嘗試判斷某野生型突變體是發生顯性突變還是隱性突變。學生展開激烈的討論，各成員間相互配合并設計了兩種實驗思路：①選取突變體與其它已知未突變體雜交，觀察并記錄子代表現型（圖2）；②讓突變體自交，根據子代是否發生性狀分離來判斷（圖3）。完成方案設計后，教師選用一道2012年新課標習題作為變式訓練，以使學生熟練掌握解題思路。

圖2 突變體雜交示意圖

圖3 突變體自交示意圖

針對教學中的疑難點，教師采取小組討論的形式，可充分發揮學生集體智慧，使學生在合作交流中攻克難題，提升學生的科學探究能力，并以變式訓練作為鞏固，強化了學生的解題思維。

4 解決問題，培養科學思維習慣

科學思維指基于事實和證據，運用科學的思維方法去認識問題，并解決實際問題的一種思維方式。在課堂教學中，教師精心設置問題，啟發學生深入思考并解決問題，可培養學生的科學思維素養。

通過“泡泡男孩”事例，教師要求學生聯系所學知識，為男孩的治療提供一種可行方案。學生思考后展開討論，各抒己見。有學生提出，可對患者進行放射性治療，使基因再次發生突變。有學生隨即指出：該方法太盲目，且放療會對患者的身體產生影響，可嘗試定向改造生物體的性狀。例如，基于基因工程，先獲取完好的控制IL-2R受體γ鏈的基因，與運載體結合后再利用顯微注射法導入患者的體內，以期表達該基因所控制的性狀。還有學生提出，既然患者體內缺乏特異性免疫，而其主要依靠免疫細胞（包括吞噬細胞和淋巴細胞）來參戰，它們均是由造血干細胞分化而來，故可采用骨髓移植的方法達到治療效果。教師對學生的發言給予肯定評價，并介紹目前國內外醫學家對XSCID疾病的治療方案。學生獲知自己的方案與醫學家不謀而合時，體驗到了成功的喜悅，自我效能感得到提升。

教師利用開放性試題，充分調動了學生的積極性，活躍了課堂氣氛，學生在思考與討論的過程中，發散性與創造性思維獲得了長足的進步。

5 結束語

筆者通過創設情境作為切入點，順勢引出可遺傳變異中的基因突變，并聯系“泡泡男孩”具體事例，以發病機理為出發點，啟發學生思考，將社會熱點話題與生物知識進行有機融合，促使學生養成主動關注社會的習慣。教師通過接續設疑，引導學生重新構建“基因突變”一節中的核心概念，針對教學中出現的疑難點進行重點剖析，最后以“泡泡男孩”的治療方案作為落腳點，前后呼應幫助學生形成系統的知識架構，提升學生解決實際問題的能力，實現了培育生物學合格人才的教學目標。