运用字母、文字、线条与几何图形等勾画遗传图解来解析和讲评遗传学习题,是一种有利于学生实现形象思维与抽象思维地契合的有效方法
解答遗传学习题是学生学习生物学的难点之一,运用图解法讲评遗传学习题,能够简明地提取有效信息,形象地再造习题情境和剖析跟习题相关的生物学过程,从而发现解决问题的切入点,不仅能够迅速地解答疑难问题,而且能更有效地培养发现问题和解决问题的能力。因此,讲评遗传学题应注重图解法讲评并对学生进行相关技能训练。
1.图解设计常用的符号与图形
习题讲评的图解设计讲究构图的简练,因此常常使用字母、文字、线条与几何图形等最简单的构图元素勾画图解。
1.1用字母和文字勾画
例1.基因型是AaBb(非等位基因之间只考虑自由组合)的一个卵原细胞经减数分裂后,产生了一个基因型为Ab的卵细胞和三个极体,这三个极体的基因组成是()
、aB、、aB、、aB、、aB、aB
[解析]解答此类问题的关键是搞清楚如下图1所示的减数分裂过程中的基因复制与分配情况(AA、bb表示一对相同基因位于一条染色体的两条染色单体上)。答案:D。
1.2用线条或几何图形勾画
例2.在氮原为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N—DNA(对照);在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌其DNA 分子均为15N—DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如下图2—1所示。请分析:
⑴由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌的DNA分子中一条链是__,另一条链是__。
⑵将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将得到细菌的DNA用同样方法分离,请参照上图将DNA分子可能出现在试管中的位置在图2—2中标出。
[解析]根据DNA半保留复制的特点,用实线表示含15N的DNA链、用虚线表示含14N的DNA链,绘制如图2—3所示的DNA复制的相关过程,即可轻松获得答案。
答案:(1)含15N的母链,含14N的子链;
(2)见图2—4。
2.图解法解析例题的意义
2.1提取信息、迅速切入
例3.香豌豆中,等位基因A与a、B与b位于两对同源染色体上,当A、B两个基因都存在时,花色为红色,一株红花香豌豆与基因型为Aabb的植株杂交,子代中约有3/8的个体开红花,若让此植株自花受粉,则后代中非红花植株占多少?
[解析](1)先绘制如图3的遗传图解提取关键信息;
(2)借助图解分析不难发现,推导亲代红花豌豆的基因型是解决问题的关键。推导基因型一般依据表现型和亲子代中是否有隐性类型进行,此题没有明确指出亲子代中有无隐性类型,也没有做出相应判断的直接依据;
(3)所以,子代红花豌豆所占的比例──3/8,是确定亲代基因型的重要条件;
(4)3/8的比例说明形成子代的受精方式至少有8种受精方式的种类数=雌配子种类数×雄配子种类数
Aabb的亲代只能形成2种配子,另一亲代(红花)至少应能形成4种配子,按照自由组合定律,该亲代的基因型为AaBb。
(5)基因型为AaBb红花豌豆自交,子代中[AB]、[Ab]、[aB]和[ab]之比为9︰3︰3︰1,非红花类型所占比例为:(3+3+1)/(9+3+3+1)=7/16。
2.2展示过程、快速推导
例4.一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时,有一对同源染色体不发生分离,所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常。另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常,减数分裂的第二次分裂时,在两个次级精母细胞中,有一个次级精母细胞的一条
染色体的姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应该是(D)
A.两者产生的配子全部都不正常
B.两者都只产生一半不正常的配子
C.前者产生一半不正常的配子,后者产生的配子都不正常
D.前者产生全部不正常的配子,后者产生一半不正常的配子。
[解析]用线条代表染色体绘制图解再造试题情境(图4),展示试题所述生物学现象的过程。
2.3突出重点、发现规律
设计和绘制遗传图解不能纠缠细微末节,要去繁就简、突出重点。这就要对所学知识进行梳理,既提取最有用的知识,又疏通相关知识间的相互联系(图4忽略了减数分裂形成配子过程的许多细节,突出了染色体分配这一重点)。无论是对知识的梳理与筛选,还是文字信息与图像信息的相互转换,还是图解的设计、勾画和习题情境的再造,对于学生,都是一个发现规律的学习创新过程
例5.基因型为Rr的红花豌豆连续自交10代,F10中纯合红花类型占多少?
[解析]绘如图5的遗传图解,即可发现以下规律:每一代中的杂合红花类型Rr都占上一代杂合红花类型Rr自交后代的1/2。
答案:F10中纯合红花类型占(1-1/210)/2。
2.4发现问题、发展能力
例6.某家庭父亲正常,母亲色盲,生了一个性染色体组成为XXY的色觉正常的儿子,产生这种染色体变异的原因可能是:_______________。
[解析]作如图—6所示的遗传图解,按图中序号分析,不难发现该色觉正常儿子的XB染色体来自父亲,而正常情况下父亲的X染色体只遗传给女儿,这说明父亲形成了XBY的异常精子。
答案:由于减数第一次分裂时,同源染色体X与Y没有相互分离,父亲形成了XBY的异常精子,该精子参与受精形成的异常受精卵发育形成了这种染色体变异个体。解析本题的首要环节是所生儿子多出的一条X染色体是来自母方还是来自父方,通过遗传图解就能比较轻松地解决这一环节,进而就能发现关键的问题──父亲产生了XBY的异常精子。
3.图解设计的注意事项
3.1图解简约化图解设计不要纠缠细枝末节,要突出重点,应该运用最简单的符号、图形代表生物学现象与过程的主体对象,应该运用简洁明了的图解再造问题情境和展现生物学过程。
3.2注重过程性图解设计必须注重生物学现象的过程性,重点是展现和解析生物学过程,所展现和解析的过程有助于迅速进入到发现问题、提出问题和解决问题的关键过程中来,使学生从发现问题、提出问题和解决问题的关键过程中获得一定的体验与体会。
3.3注重小结图解法解析和讲评遗传学习题,有利于引导学生对所学知识进行梳理,有利于训练快速解题的技能,能促进学生形象思维与抽象思维的契合,能更好地激发学生学习兴趣,更有效地培养思维的敏捷性和准确性。图解法解析或讲评遗传学习题对于培养发现问题、提出问题并分析解决问题的能力尤为有效,有利于知识与技能的提升,即知识转化为观念、转化为情感,技能转化为学力、转化为能力。但要达到上述效果,在运用图解法解析或讲评习题时,必须对解析过程做适当小结。通过“小结”,把相关知识有机的联系起来并且理解升华形成学科观念;通过“小结”,真正实现形象思维与抽象思维的契合;通过“小结”,找出规律,掌握方法与技能并发展学力与能力。
生物现象多种多样,学生不可能全面了解,掌握图解法解析生物学问题的技能,是绝大多数学生提高自主发现问题、自主解决问题能力的一条必由之路。
作者:苏京燊 来源:关爱明天 2015年2期
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