浅谈“基因自由组合定律实质”的复习策略和教学实践

江西 江楹华

基因的自由组合定律是高中生物遗传学教学过程中的重难点内容，理解基因自由组合定律的实质是解决遗传学问题的关键。但在教学过程中轻实质、重结论的现象较为普遍，使学生对基因的自由组合定律实质的理解有所偏差，进而影响学生对遗传学问题的解答。笔者在本文中提出了几点关于基因的自由组合定律实质的复习策略并在教学过程中实践、反思，将抽象的基因的自由组合形象直观地呈现给学生，取得了很好的复习效果。

高三进入一轮复习后，对基因自由组合定律的复习主要从如何判断遗传现象、如何推测基因型和概率计算等方面进行，而对基因的自由组合定律实质的复习则结合教材的表述一语带过。事实上，在作答一些练习题时就会发现学生对基因的自由组合定律实质的理解有误，学生将规律现象错误地认为是定律实质，常见的错题将在下文中以例题的形式展示。对定律实质理解的偏差务必会导致学生在处理一些非常规的遗传题时无从下手，对致死作用、累加作用、不完全显性等题型的解答也经常出错，这些题型考查的恰恰是对基因的自由组合定律实质的理解。对此，笔者提出了一些认识与体会。

一、教材内容研究及教学目标分析

基因的自由组合定律是“遗传和进化”模块的重要知识内容，高考《考试大纲》中对该部分知识的要求掌握程度为Ⅱ级水平，即理解所列知识和其他知识之间的联系和区别，并能在较复杂的试题情景中综合运用相关知识进行分析、判断、推理和评价。该部分内容在“遗传和进化”模块的第1章和第2章中均有涉及，第1章中孟德尔根据两对相对性状的杂交实验中性状分离比为9∶3∶3∶1的遗传现象，通过假说-演绎法归纳出遗传规律，即基因的自由组合定律，而规律的实质则是在第2章学习“减数分裂”和“基因在染色体上”等内容之后，做出了明确的表述。基于学生在新课学习过程中未能很好地理解基因自由组合定律的实质，笔者在教学过程中利用一课时，将这两章的相关知识进行适当地调整和组合，构建更好的知识结构，从不同角度进行知识难点突破，以达到如下的教学目标：

（1）知识目标：从分子水平、细胞水平理解基因自由组合定律的实质并与自由组合现象进行区分；（2）能力目标：通过设计模拟实验，培养学生的探究意识，增强学生的逻辑思维能力和语言表述能力；（3）情感目标：培养学生透过现象看本质的思维习惯和意识。

二、教学实践过程

1.从概念入手，理解基因自由组合定律的实质

学生阅读教材中对基因自由组合定律实质的表述“位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上非等位基因自由组合”。引导学生明确同源染色体、非同源染色体、等位基因和非等位基因的概念以及彼此之间的关系，并展示细胞图辅助理解,如图1所示。教师提问“自由组合定律是指哪些基因的自由组合？” “为什么基因A、a和D、d不能自由组合？”学生可根据表述和细胞图来理解基因自由组合定律的对象基因是位于非同源染色体上的非等位基因。

图1

2.结合减数分裂过程，分析基因自由组合定律的实质

教师提问“基因自由组合定律发生的时间是在减数分裂的什么时期？”引导学生绘制上述细胞的减数分裂过程图像，如图2（只考虑基因A、a和B、b）。

图2

通过动画教学引导学生说出同源染色体和等位基因、非同源染色体和非等位基因的行为关系，并直观形象地归纳出基因的自由组合定律实质在不同层次的体现形式，如表1所示。

表1 基因的自由组合定律在不同层次的体现形式

【例1】基因的自由组合定律发生于下列哪个过程（ ）

【答案】A

3.设计模拟实验，突破对基因自由组合定律的理解

在学习基因的分离定律时，教材中用“性状分离比模拟实验”来体验孟德尔的假说。那在复习基因的自由组合定律时，如何设计类似的模拟实验呢？笔者在教学过程中做了尝试。教师对学生进行了分组并给出实验目的和实验要求，在“性状分离比的模拟”实验的基础上改进实验，以达到模拟基因的分离定律和基因的自由组合定律的实验目的。学生通过讨论之后，各小组代表阐述实验方案，其他同学相互点评讨论，最后形成完整的实验方案，实验操作过程如图3所示。并由学生表述小桶、小球、各操作步骤代表的含义，学生再次明确基因自由组合定律实质是“非同源染色体上的非等位基因自由组合”，F1产生的雌雄配子类型及比例均为YR∶Yr∶yR∶yr = 1∶1∶1∶1。

图3

然后，教师再次指导学生改进实验方案，达到模拟代表两对相对性状的F1自交后代性状分离比的目的，即再加一组同样的实验装置，相当于4个小桶进行同样操作。同时教师给予评价，要求学生对实验方案再加以优化，考虑到实验的真实性和条件的对等性，引导学生设计“2个桶”的实验，学生经过讨论后，很快给出实验方案，操作过程如图4所示。

图4

学生通过设计两个模拟实验，不但能直观地理解基因自由组合定律的实质，而且能清楚地区分遗传规律的实质和现象。

三、教学实践的反思

笔者在之前的教学过程中重结论、轻实质，对于基因自由组合定律的实质未能进行全面的解释，学生只能机械性地记忆遗传规律的实质，导致学生将遗传规律的现象误认为是遗传规律的实质。对此，笔者重新制订教学目标、设计教学，即使在高考复习时间紧张的前提下，也要花费一节课的时间对基因的自由组合定律实质这一内容进行复习，而且通过多样的教学方法和后续的做题情况分析后发现学生真正理解了遗传规律的实质、区分遗传规律的实质与遗传规律现象的关系，并能够结合减数分裂的相关知识来解决非典型的遗传学试题；通过模拟实验的设计，培养了学生的探究意识，增强了学生的逻辑思维能力和分析归纳能力，很好地达到预期的课堂教学目标和效果。