高三生物遗传学复习中图形变式的探索与实践——以“细胞分裂和可遗传变异专题复习”为例

□周凌云

高三生物遗传学复习中图形变式的探索与实践
——以“细胞分裂和可遗传变异专题复习”为例

□周凌云

图形题是江苏省高考生物试卷的一大亮点，针对学生难以应对的现状，以细胞分裂和可遗传变异专题复习为例，结合高三生物二轮复习案例，从3个方面就图形变式复习法的运用作初步的探索与实践，以增强学生对图形题的适应、理解、辨析和解答能力，实现学生生物科学素养发展和高考成绩提高的双赢。

高三生物；遗传学复习；图形变式

《普通高中生物课程标准 (实验)》提出了“善于利用纸笔测验，检测学生知识性目标的达成”的评价建议，并进一步指出，命题时应强调核心内容；具有良好结构的知识；生物学概念、原理的理解和应用；对分析、综合等思维能力的考查。这些理念在历年的 《江苏省高考生物考试说明》中都得到了充分体现。图形题是江苏省高考生物试卷的一大亮点，占有较大比例，旨在考查学生综合分析问题的能力和整合迁移知识的能力。该题型虽是教材中一些基本图形的变式，但其形式的灵活多变、情境的错综复杂、知识的综合运用，学生应对有一定难度。细胞分裂和可遗传变异是图形题的主要来源，其中细胞分裂的重点是有丝分裂、减数分裂中染色体行为和数目及DNA数量的变化，可遗传变异的重点是基因突变、基因重组和染色体变异中的基因和染色体的变化。所以这两方面知识的整合，在遗传学复习中占有很重要的地位。下面结合教学案例，就图形变式复习法的运用作初步的探索与实践，以增强学生对图形题的适应、理解、辨析和解答能力，实现学生生物科学素养发展和高考成绩提高的双赢。

一、重建概念图，理清基础概念

可遗传变异产生的3个原因是基因突变、基因重组和染色体变异，主要发生在细胞分裂过程中。因此，复习时必须先理清细胞分裂与可遗传变异这两个核心概念及其相互间的联系。

1.构建细胞分裂与可遗传变异联系的概念图

细胞分裂与可遗传变异两者间的联系可见概念图1，通过填充与连线练习，可强化学生对三种可遗传变异本质及区别的认知。基因突变常发生在细胞分裂间期，有丝分裂和减数分裂都可能发生；染色体变异在各分裂期都有可能发生；只有基因重组只能发生在减数分裂的交叉互换和自由组合期，即只有在控制不同性状的非等位基因间才会发生基因重组。强化这些核心概念，能为辨识图形变式打下扎实基础。

图1

2.整合减数分裂与可遗传变异知识的概念图

在细胞分裂中，减数分裂是重难点，也是图形题的重要来源。通过填空与连线练习，有利于学生整合减数分裂分期图与可遗传变异类型的知识，强化两者间的联系，意义建构典型减数分裂分期图解的心理表象，加深理解三种可遗传变异发生的不同时期，为辨识图形变式创造有利条件。

图2

二、构建变式图，突出重点难点

【案例1】基因突变和基因重组

图3

①分析变式图3：甲图形成的最可能原因是________；乙图形成的最可能原因是________。

②分析变式图4：①和②的变异类型分别是________。

【辨识1】结合减数分裂全过程，可从不同视角构建不同情境的变式图，从而引导学生熟悉理解、全面解析图形题。例如，变式图3中，甲乙两图都应用了四分体时期的情境图，只是基因不同而已。通过比较，学生较易判断出甲图形成的最可能原因是基因突变，致使姐妹染色单体上本应相同的两个A基因突变为一个A和一个a基因；乙图中，只要辨识到非姐妹染色单体上发生了A和a基因的交换，故可判断其形成的最可能原因就是基因重组中的交叉互换。又如，变式图4中，图①和②看似相同，仔细辨认可发现图①是一对同源染色体的非姐妹染色单体之间的片段交换，属于基因重组，图②则是非同源染色体之间的片段交换，属于染色体变异。

图4

【案例2】基因重组（正向推理）

①分析变式图5：甲图所代表的生物，产生配子的基因型有________；乙图代表的生物，产生配子的基因型有________。

②自由组合的实质是________。

图5

【辨识2】图5中的甲和乙都运用了自由组合定律，虽没呈现减数第一次分裂后期的细胞图像，但这更能考查学生对该定律实质的理解：在减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体而发生的自由组合。图甲的两对基因位于两对同源染色体上，其代表的生物产生的配子基因型有AB、Ab、aB、ab；图乙中增加了一对D和d的等位基因，与A（a）基因位于同一对同源染色体上，其代表的生物产生的配子基因型有ABD、AbD、aBd、abd。该类图形变式要求正向推出变异类型及配子的基因型，难度适中，如对基本图形能扎实掌握就能顺利辨识。但如要求逆向推理，难度就加大不少。

【案例3】基因重组（逆向推理）

蜜蜂蜂王是由受精卵发育而来的二倍体雌性蜂（2N= 32），雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的单倍体。变式图6为蜜蜂体内的某一细胞图（N=16，只画出部分染色体）。

①该细胞若为次级卵母细胞或极体，可能发生_____；

②该细胞若为雄蜂的精母细胞，可能发生了_____。

【辨识3】图6的细胞中是两条非同源染色体，由此判断可能是雄蜂的体细胞，或是雌蜂的次级卵母细胞或第一极体。若是雄蜂，则只考虑有丝分裂中姐妹染色单体上的等位基因是基因突变产生的；若是雌蜂，则可能是基因突变或交叉互换。所以在变式图中，特别要关注基因的变化。无论图形变式如何，只要对最基本图形进行了扎实理解，并由图形联想到文字内容，就能迎刃而解。

图6

【案例4】染色体变异

①图7产生的原因是_____；画出同时产生的其余3个配子图_____。

②图8产生的原因是_____；画出同时产生的其余3个配子图_____。

图7

图8

【辨识4】在此类变式图中，重点关注的是染色体数量的变化。图7的配子中存在同源染色体1号和2号，而图8的配子中存在两条相同的染色体1号。由此可判断都属于染色体变异，但变异的时期不同。图7是因减数第一次分裂后期，1和2号同源染色体没有分离导致的，图8的原因表述要谨慎，认为是减数第二次分裂后期着丝点没有分裂是错误的，应表述为减数第二次分裂后期两条1号染色体没有分开，同时进入同一个配子中。

【案例5】分析图9中后代产生的原因（无正常染色体的雄配子不育）

图9

【辨识5】变式图9中，不能根据染色体来判断变异的原因，这时必须回到对基因的判断上。通过和双亲基因型的比对，可发现后代产生的原因是父方产生了基因型为Tt的雄配子。那么，是否可能因母方产生了基因型为tt的雌配子呢？显然是不可能的！因为题意中告知无正常染色体的雄配子不育，即基因型为T的雄配子不育。由此可引导学生深刻理解染色体变异和减数分裂的关系。

三、教学后反思，积累教学经验

在高三遗传学二轮复习中，重点要理清三大核心内容：基因在世代之间的传递规律，基因表达的规律，遗传信息与生物学功能之间的关系。这些知识抽象而深奥。因此，合理构建图形及变式图形会起到事半功倍的作用。在复习中要注意以下几个细节：

1.构建图形时，要从最基本的概念出发，由简入繁，层层推进，图形变式要恰当合理，关键是引导学生利用基本概念逐一剖析。学生只有在对基本概念深刻掌握后，才能有效地整合知识点，抓住重难点，更灵活地应对图形辨析题。如易位与交叉互换图形变式的区别，是建立在掌握同源染色体概念的基础上，并结合等位基因和非等位基因的概念，才能真正理解图形的含义。

2.教师在平时的教学中，要多采用自主合作探究性学习方式，让学生在分组讨论中自主构建图形，在思维碰撞中理解图形变式，养成不断归纳总结的好习惯，提高自主学习的能力。如在染色体变异中，产生三体的原因是因父方（或母方）在产生配子的过程中出错而引起的，这时就要引导学生通过思考与讨论来辨析具体情况：是减数第一次分裂后期还是减数第二次分裂后期出错。通过集思广益，共同提高。

3.在构建图形及变式的同时，精心选择图形专项练习题，分层次训练，既利用基础图形强化基础概念，又设计视角新颖的变式图，以训练学生思维的严谨性和全面性，应对难度较大的图形变式题。

总之，在高三生物复习中，教师要引导学生夯实基础，重点突破图形题，灵活理解和辨识图形变式，拓展其思维的广度和深度，提高其综合分析能力和整合知识的能力，从而取得提高学生生物素养和高考成绩的双赢。

[1]教育部.普通高中生物课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.

[2]刘恩山,徐洪林.运用概念图进行生物教学对学生认知方式的影响[J].学科教育,2003,(7).

[3]周宇朗.在高三生物学复习中应用板图教学[J].生物学教学,2009, (2).

（编辑：易继斌）

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1671-0568（2016）33-0091-03

周凌云，江苏省昆山中学一级教师，教育管理硕士，从事中学生物教学与研究。