《实验：模拟性状分离比》教学设计

潘 惠

(郑州市第二十九中学，河南 郑州 450000)

《实验：模拟性状分离比》教学设计

潘 惠

(郑州市第二十九中学，河南 郑州 450000)

性状分离比的模拟”是高中生物人教版必修二第一章第一节的内容.该实验是借助小球、小桶等实验材料模拟孟德尔杂交实验后代性状分离比.本实验内容较为简单，操作的重复性强，很难调动学生的兴趣和积极性.从增加实验严谨性，提升学生生物学科素养出发，对该课程内容进行了创新设计.

模拟;性状分离比;教学设计

1.教学背景及创新

“性状分离比的模拟”是高中生物人教版必修二第一章第一节的内容.该实验是借助小球、小桶等实验材料模拟孟德尔杂交实验后代性状分离比.小球模拟雌雄配子，小桶模拟雌雄生殖器官，学生随机从小桶中抽取小球，小球的组合类型模拟了受精作用过程中受精卵遗传因子组成.学生通过对组合的种类和数量进行统计，近似得到孟德尔一对性状杂交结果.但本实验内容较为简单，操作的重复性强，很难调动学生的学习兴趣和积极性.从增加实验严谨性，提升学生生物学科素养出发，对该课程内容进行了以下几点创新设计：

(1)将教材实验材料进行了改进.

教材实验所选用的材料是体积形同的小球，且在甲乙两个小桶内的小球数目是相同的.实际上，进行有性生殖的生物体，雌雄配子的体积、数量都有很大的差别，雄配子的数量远多于雌配子同时雄配子的体积小很多.将课本实验材料分别进行了改进，将原来体积相同的小球换了成体积大小不同的小球，小球的数量多于大球，使实验更加贴近生命实际.

(2)统计全班的数据，增加实验可信度.

教材实验要求每组同学重复抽取50～100次，实验重复操作，学生投机取巧，可能随便抽取了50次就应付了事，在计算分离比的时候发现和孟德尔的结果差别很大；还有一部分同学及时抽取次数很多，也很难接近孟德尔的实验结果.由于孟德尔的实验结果是一个统计规律，只有当样本数量足够大时，实验值和真实值才能更加贴近，为了节省课堂时间，可以对各组数据进行全班统计，从而确保样本的数量.对比全班的数据结果和每组的实验结果，很好的解释了孟德尔的实验结果是一个统计结果.

(3)延伸拓展实验，增加课程内容的丰富度.

本实验内容对于高中生，实验内容容易理解，实验操作简单重复，一个课时的时间在实验室仅完成这样一项教学内容是对教学时间浪费.笔者考虑到相同的实验材料还可以模拟孟德尔其他实验结果，因此在授课时间安排到学习完第一章《遗传因子的发现》之后再进行，可课本实验的启发，以及已学习的知识，充分组织小组讨论还可进行哪些模拟实验.学习小组交流实验方案，最后确立了两个探究命题：1.模拟一对相对性状测交后代性状分离比.2.模拟两对相对性状F1代产生配子的种类及比例.通过这两个探究题目学生可以更好理解孟德尔的分离定律和自由组合定律的实质.同时，在设计一对相对性状测交实验过程中，学生出现了不同的观点：一部分同学认为大球一半标记为D一半为d，小球全部为d；另一部分学生认为小球一半D一半d，大球全部d.对于该问题让学生分组进行探究，最后对比分析实验结果.通过实际操作以及教师的讲解，学生更加深刻正交和反交对孟德尔测交实验实验结果是相同的，为后面基因在染色体上的学习是一个铺垫.

2．教学目标

(1)知识目标：①通过模拟实验，更形象理解遗传因子的分子，在受精作用时雌雄配子随机结合的特点，初步认识性状分离比是一个概率比，体验孟德尔的假说.②通过拓展延伸实验，理解一对相对性状测交后代性状分离比.③通过拓展延伸实验，理解两对相对性状F1代产生配子的种类及比例.

(2)能力目标：①培养动手操作能力，以及数据处理分析能力.②通过探究性课题，学习小组合作交流，培养学生合作探究能力.③养成尊重事实、用于实践、不断创新的科学精神.

3．教学过程

(1)学案引领，学生动手操作.

对于“性状分离比的模拟实验”利用学案(如图1所示)，充分发挥学生的自学能力，重点理解该实验的实验原理，学生在做实验之前必须弄清楚小桶、小球的含义，如何模拟孟德尔一对相对性状杂交实验结果的，教师采用提问的方法进行检查.以实验小组为单位进行实验，小组成员进行分工，统计实验数据.每小组实验完成之后统计全班实验数据，对比小组数据和全班数据，可以发现，当数据样本数量足够大的时候，实验值才和理论预期更加接近.同时在实验完成之后设计了问题探讨，加深学生对于实验的理解.

图1

(2)增加拓展探究实验，提升学生生物学科素养.

学生学习了孟德尔的分离定律和自由组合定律，在进行“性状分离比的模拟实验”之后，产生了这样的疑问：利用这些材料能否设计其他的孟德尔的实验呢？学生的积极性，探索求知的欲望给了对该课程内容进行拓展延伸一个很好的契机.组织学生小组合作设计实验方案，小组之间分享、完善实验方案，最后将探究实验题目确定为两个，“模拟一对相对性状测交后代性状分离比”，“模拟两对相对性状F1代产生配子的种类及比例”(如图2所示).但在“模拟一对相对性状测交后代性状分离比”实验设计过程中，学生出现了分歧，关于正交、反交的结果是否相同？真实的数据结果才是最有力的证据，教师没有马上对问题进行解释，而是将学生分成两大组，进行正交和反交模拟，最后证明了正交、反交对于孟德尔测交实验结果没有影响，同时也为后面学习伴性遗传是一个铺垫.

图2

4.课后反思

本节课模拟了一对相对性状杂交后代性状分离比的具体情况，用10个大球代表雌配子，用20个小球代表雄配子，使模拟实验更加接近真实的生命现象.同时在数据处理方式上，汇总全班数据确保了样本数量足够多，平均值的计算与判断使实验结果与实验预期更加接近，很好的验证了孟德尔遗传规律.

对实验进行拓展延伸，可以充分利用实验器材丰富课程内容，加深学生对于孟德尔杂交、测交实验结果的理解，更加全面理解了孟德尔遗传规律.

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验).北京：人民教育出版社，2003(2).

[2]朱正威，赵占良.普通高中课程标准实验教科书(生物必修2遗传和进化):第2版.北京：人民教育出版社,2007(6).

[责任编辑：季春阳]

G632

A

1008-0333(2017)30-0072-02

2017-07-01

潘惠(1986.7-)，中学一级教师，本科，从事高中生物教学.

2015年河南省教育技术装备和实践教育研究立项课题(编号:PZS270).