巧用自制教具,模拟自由组合定律

发表时间:2020/10/20   来源:《现代中小学教育》2020年第9期   作者:刘东
[导读] 笔者通过自制教具,建构模型,引导学生采用小组合作的方式,模拟两对相对性状杂交实验中F1产生配子的过程及雌雄配子的随机结合,以期强化学生对教学重难点自由组合定律的理解,重点培养学生的科学思维及科学探究的学科核心素养。

成都七中万达学校 刘东       邮编:610036

摘  要:笔者通过自制教具,建构模型,引导学生采用小组合作的方式,模拟两对相对性状杂交实验中F1产生配子的过程及雌雄配子的随机结合,以期强化学生对教学重难点自由组合定律的理解,重点培养学生的科学思维及科学探究的学科核心素养。同时为教师的课堂教学,教具的制作提供新的思路。
关键词:教具  自由组合定律 模拟实验
        人教版高中生物必修2《遗传与进化》第1章第2节介绍了孟德尔通过两对相对性状的杂交实验发现自由组合定律的过程.在本节的教学中对于自由组合现象的解释是不易突破的重难点,学生亦感觉十分抽象。笔者通过自制教具,建构模型,引导学生采用小组合作的方式,模拟两对相对性状杂交实验中F1产生配子的过程及雌雄配子的随机结合,将抽象的生物学概念形象化、直观化。
        一、材料用具
        1.材料准备
        每小组准备不同颜色的长方形卡纸2张,按照稍小于纸杯的口径裁切两个圆口,并做好标注,见图1,(“雄1”、“雄2”共同表示F1父本个体的遗传因子组成为YyRr,表现为黄色圆粒;“雌1”、“雌2”共同表示F1母本个体遗传因子组成为YyRr,表现为黄色圆粒),纸杯2个,白色等长等宽的硬卡纸条8x10=80张(按照图2做好标示,各字母代表控制相应性状的遗传因子,各10张)。
 

        二、模拟实验过程
        1.准备两对相对性状杂交的F1
        每小组按照图1组装装置,代表父本的两个杯子放在同学甲、乙前,代表母本的两个杯子放在同学丙、丁前,实验前仔细核对检查。
        2.模拟F1产生配子及雌雄配子随机结合
        (1)将各纸杯卡片混匀。
        (2)随机抽取卡片。
        父本:甲、乙从“雄1”、“雄2”纸杯内各随机取出1张卡片,并组合在一起。这2张卡片的组合表示雄性个体产生的配子的遗传因子组成。
        母本:丙、丁从“雌1”、“雌2”纸杯内各随机取出1张卡片,并组合在一起。这2张卡片的组合表示雌性个体产生的配子的遗传因子组成。
        (3)将抽取的雌雄配子的两组卡片,放在一起,代表雌雄配子随机结合形成F2。
        (4)在事先设计的表格上分别记录雄配子、雌配子及F2的遗传因子组成。记录完后,将卡片放回相应的纸杯,注意不能放错!
        (5)重复第(1)-(4)步50次以上,用画“正”字的方式统计各种类型配子出现的频数及产生的F2的遗传因子组成类型、频数。
        (6)学科助理协助老师统计全班各组的数据,在全班进行汇报。
        3.讨论设计
        (1)从“雄1”中随机取出标有“黄Y”、“绿y”的卡片,从“雄2”中随机取出标有“圆R”、“皱r”的卡片,这分别模拟的是什么过程?
        (2)从“雄1”、“雄2”纸杯内各随机取出1张卡片,这2张卡片组合在一起,这是在模拟什么过程?
        (3)将抽取的雌雄配子的两组卡片,放在一起,这又是在模拟什么过程?
        (4)一个小组的统计结果与全班的统计结果相比,哪一个更可信?为什么?
        (5)结合全班数据分析在模拟实验中父本、母本分别产生了几种类型的配子,比例为多少?
        (6)结合全班数据分析F2遗传因子组成有多少种类型,性状表现及比例如何?
        (7)你认为该实验有哪些地方可以改进?
        三、反思与总结
        1.课堂反馈
        本节课教具的使用极大地提高了学生的学习兴趣,学生在课堂上的参与度高,通过模拟活动对于F1产生雌、雄配子的种类、比例及F2的遗传因子组成类型理解深刻,达到了突破重难点和培养学生核心素养的目的。课堂中对于小组数据的汇总需要较多的时间,建议此处可以和学生一起探究数据统计的思路,例如借助于计算机的在线表格,开发小程序等方式进行汇总。
        2.装置的创新之处和意义
        (1)该装置的材料容易获得,价格便宜,操作简单,可以重复使用。
        (2)学生通过模拟实验,将抽象的生物学概念形象化、直观化,对自由组合定律的理解更透彻,其科学思维及科学探究的学科核心素养在此过程中得到了较好地培养。
        (3)该装置还可以用于分离定律部分“性状分离比”的模拟实验。
        3.装置的改进思路
        结合实际操作过程及课后师生反馈,本装置再此基础上可以进一步优化,有以下思路供参考:
        (1)用来代表控制相应性状的遗传因子的卡纸条可以用圆柱形的饮料吸管或者圆形玻璃珠代替,方便随机抓取和混匀。
        (2)有条件的学校可以基于该装置开发小程序,学生直接在电脑上进行模拟实验,既节约时间又方便数据统计。
参考文献:
[1]吴相钰,刘恩山.普通高中课程标准实验教科书 生物学 必修2 遗传与进化[M].浙江:科学技术出版社,2016:13-15.
[2]韦胜秀.巧用扑克牌设计自由组合定律的模拟实验[J].新课程,2016:76-77.

 
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