浙江省瑞安中学325200
一、案例背景分析
在浙江省2015年9月份测试卷以及2015年10月份、2016年4月、2016年10月共4份选考试卷中,第28题加试题和31题简答题多次考查了伴性遗传。每次选考试题难度在逐渐递增,伴性遗传成为选考试卷中体现区分度的重要考点。
但学生对于XY的同源区段、X和Y上的非同源区段及常染色体上基因位置的判断,显隐性性状的判断及特殊性状分离比等问题,经常会被新颖抽象的试题所困惑,不易快速准确判断。
笔者将《性染色体与伴性遗传》这一内容与孟德尔定律进行知识整合,进行了二轮微专题复习。本节课是进行第二课时的教学——“伴性遗传”。前面第一课时复习常染色体上的遗传,至于“遗传定律的计算和遗传系谱图”等内容将留待下节课学习。
二、教学过程描述
片段一:
展示XY这一对性染色体的图片,其中Ⅰ表示XY的同源区段,Ⅱ-1表示Y染色体上的非同源区段,Ⅱ-2表示X染色体上的非同源区段。师:伴性遗传肯定和性染色体有密切关系,请问基因在哪些区段上与性别相联系,有别于常染色体上的基因的遗传?生1:Ⅱ-1和Ⅱ-2区段上的基因。师:大家都赞同他的观点吗?生2:Ⅰ区段上的基因。
师:我们一致认为XY的非同源区段上基因的遗传属于伴性遗传,不同观点在于XY同源区段上基因的遗传究竟是否伴性遗传。那么我们认为XY的非同源区段上基因的遗传属于伴性遗传的判断方法或依据有哪些?
生3:举一例就可以说明了。师:请举例说明。生3:如XAXa和XAY的子代中雌雄表现型就是不同的。
师:举了一个很好的例子,但同时也说明了并不是所有Ⅱ-2区段上基因遗传在后代中雌雄表现不同,有时候会相同,有时候会有区别。那么Ⅰ区段上的基因呢?有这样的例子吗?生4:有,XAXa和XaYA。
师(小结):关于判断是否属于伴性遗传的方法之一是从概念入手,我们看一下教材中对伴性遗传的概念是如何描述的,即位于性染色体上的基因所控制的性状表现出与性别相联系的遗传方式;方法二是引导学生通过选择亲代的基因型,理解XY同源区段的遗传也是伴性遗传。接下来我们可以罗列出XY的同源区段所有的杂交组合类型。
让学生将后代的性状分离比进行一一罗列,并找出能体现伴性遗传特点的杂交组合。
生5:若亲本之一为显性纯合子的话,子代中雌雄表现型是相同的且为显性性状。若亲本双方都为隐性纯合子,子代中雌雄表现型是相同的,都为隐性性状。若一种母本杂合子,父本隐性纯合子,子代也是相同的,唯有这四种组合中子代会表现出与性别相联系的特点。
师:那么XY同源区段与X上的非同源区段之间后代的性状分离比又有何区别?你打算用什么方法进行比较并归纳?
生:尝试用方法二进行罗列比较并归纳。
三、结果
“伴性遗传”微专题教学重点和难点是要让学生学会用推理的方法理解基因在不同染色体上不同位置的遗传方式不同。伴性遗传的传递规律这部分内容与前面所学的孟德尔遗传定律有密切联系,既是对前者的补充,又是核遗传规律的进一步延伸。其实质是分离定律在性染色体上的具体表现。从选考的情况来看,学生对这部分内容掌握一般,尤其是和常染色体、连锁和染色体结构变异联系时,难度加大。教学内容相对抽象,尤其是试题中的表现型比例有多种情况,在整份试卷中所占的比例也是很高的。如何才能化繁为简?要对伴性遗传的相关内容作模型的归纳和综合,认真结合选考试题,借助统计学方法和构建模型等手段解决复杂的遗传学知识。
学生在教师精心设计的基于不同染色体上基因的遗传情况学习中,分组讨论探讨,学得积极主动,不仅让学生回顾知识,更重要的是使学生建立了科学的思维方式,培养了学生的举例、比较分析、归纳总结的能力,培养了学生探究学习和协作学习的能力,提高了学生的生物科学素养。
四、评析
模型就是以简化的形式显示复杂的原型,舍弃原型中的次要细节、非本质因素,从而突出本质特征。其中数学模型是用来描述一个系统或其性质的数学形式。该专题复习中笔者通过罗列子代雌雄个体中显隐性的性状分离比,引导学生构建常染色体和X染色体上不同亲代组成的数学模型,并借此提高学生的解题速度和准确率。通过性状分离比的直观对比,学生感悟到将多对性状拆分为一对和一对性状,再对比雌雄子代表现型,显隐性性状分离比等能快速确定显隐性及基因在染色体上的位置,快速准确地找到切入点。
无论是XY的同源区段上基因的遗传,还是XY的非同源区段上基因的遗传,都是建立在XY型的性别决定的过程和遗传的染色体学说,通过数学模型、概念模型等模型变式和转换,加深对知识的理解,同时让学生体会建立模型是解决问题的科学方法之一,树立生物结构和功能相适应的生物学辩证观点。所以在模型建构教学过程中教师要引导学生构建和运用本质模型,通过模型变式和转换形成多种模型,加深对知识的理解。由于生物教材中适合模型教学的内容还是比较普遍的,我们期待这种教学模式能被应用到更多内容的生物课堂教学中,提高生物教学的复习效果。