基于知识自主构建的生物教学尝试——以“减数分裂基本概念分析”为例

张德超 赵 苹 （江苏省姜堰中学 江苏泰州 225500）

概念教学越来越受到各学科教师、教研人员的重视，因为概念是理解事物本质的基础，同时也是问题求解的必备工具，是学好生物学科的根本。高中生物学教师如何在有限的空间内，训练学生提出问题、求解问题、自主归纳等能力，需要进行深入地思考。下面以减数分裂中基本概念的教学为例，通过设置相关图形，辅以问题，以期帮助学生从众多繁杂的问题中跳脱出来，从而理解问题的本质。

1 减数分裂在命题中考查的内容

关于减数分裂的命题，往往热衷于考查有丝分裂与减数分裂图像的辨析、同源染色体的存在与否（这是细胞分裂图像判定的依据）、染色体组数的统计、四分体的识别、等位基因与非等位基因的判断，减数分裂过程中变异的来源、孟德尔两大遗传定律本质的分析、减数分裂异常情形的分析等。

2 学生常常出现的理解误区

由于减数分裂几乎贯穿于整个必修2，与必修1、选修3教材的部分内容也有一定的关联，并且其中容易混淆的概念较多，所以学生出现较多的理解误区。学生的误区大致有：认为有丝分裂过程的细胞或体细胞中无同源染色体；只要大小、形态相同的两条染色体一定属于同源染色体；大小形态不同的染色体一定不属于同源染色体；对于着丝点分裂的细胞而言，上下两极对应的子染色体属于同源染色体；同源染色体相同位置上的基因一定属于等位基因；非等位基因均位于非同源染色体上；所有的非等位基因均可自由组合；X与Y染色体上没有等位基因；位于X与Y染色体上的等位基因，在雌雄中表现型一定相同。

3 教学片段的设计

对于上述系列疑难问题的教学，教师要善于搭建知识连接的阶梯，引导学生通过自主分析得出问题的答案，并且上升到掌握解题规律的层次上，使学生加深对疑难问题的理解。

3.1 同源染色体的判定

［疑难一］有丝分裂的细胞中有无同源染色体？

［教学片段1］教师引导学生思考：有丝分裂产生的什么细胞？精（卵）原细胞与体细胞有何关联？

［学生的思维活动］学生容易分析出：有丝分裂产生的是体细胞，精（卵）原细胞是特殊的体细胞，因为其既可以通过减数分裂产生配子，也可以通过有丝分裂进行增殖。这样，学生便消除了体细胞中无同源染色体的疑问。

［疑难二］仅从大小、形态上判定同源染色体是否存在？

［教学片段2］教师在引导学生阅读同源染色体概念的基础上，提出问题：只要大小、形态相同的两条染色体一定属于同源染色体？一对同源染色体一定大小、形态相同吗？为了让学生有直观印象，教师可出示人类染色体模型图。

［学生的思维活动］学生通过观察图形，即可得知非同源染色体中也可能满足大小、形态相同的特点；通过观察X、Y染色体，即可得出同源染色体大小、形态不一定相同。

［教学片段3］对于着丝点分裂的过程，学生误认为上下两极对应的子染色体属于同源染色体。教师可以展示同一种生物有丝分裂后期、减数第二次分裂后期分裂图像，提出问题：上下两极对应大小形态相同的染色体是怎样形成的？

［学生的思维活动］学生通过联想前一个时期的细胞分裂图像，可知这两条染色体是由于同一条染色体中姐妹染色单体分离而形成的，也就是说是来自于同一条染色体复制，与同源染色体的来源——一条来自于父方、一条来自于母方相矛盾，因此不属于同源染色体的范畴。教师可继续引导学生习得如何判定这类细胞是否存在同源染色体的方法：观察其中一极染色体的大小与形态，若满足大小形态两两相同，即可认为存在，否则认为不存在。

3.2 同源染色体相同位置上基因种类的判定

［教学片段的设计］教师提出问题：高茎豌豆的基因型有哪些？这两个基因在减数分裂过程中有何行为？它们在染色体的什么位置上?

［学生的思维活动］根据所学内容，学生很容易判定出高茎豌豆的基因型有DD或Dd，其产生配子的种类有D和d，从而判定出在减数分裂过程中D与D分离，D与d分离，进而判定出它们均位于同源染色体的相同位置上，从而可得出同源染色体上相同位置的基因为相同基因或等位基因。

3.3 非同源染色体上基因种类的分析

［教学片段的设计］教师首先提出问题：一条染色体中基因分布有何特点？然后出示图1，提出问题：①哪些基因可以自由组合？这些基因属于哪一类？所位于的染色体属于什么关系？②尝试着归纳出什么样的基因在减数分裂过程中，可以自由组合？③若只研究基因型AaBb，该个体产生配子的种类及比例是什么？

图1 染色体上基因种类

［学生的思维活动］学生通过对问题的分析，可知一条染色体上含有多个基因，一对同源染色体上含有多对等位基因；从图1中可以得出1与2，3与4互称为同源染色体，1与3、1与4、2与3、2与4互称为非同源染色体。根据减数分裂过程中染色体的行为，学生即可判定出能够自由组合的非等位基因为A、a与D、d，B、b与D、d，进而可以归纳出位于非同源染色体上的非等位基因方可自由组合，而位于同源染色体上的非等位基因，只能随着同源染色体的分开而分离，如位于1、2号染色体上的非等位基因，在产生配子过程中1号与2号染色体分离，进入不同的配子中，从而得到1号（AB）、2号（ab）两种配子。

3.4 X与Y染色体中基因种类及在雌雄子代中表现型比例的分析

［教学片段的设计］X与Y染色体是一对特殊的同源染色体，其原因是大小、形态具有较大的差异，而且大多数基因只位于X染色体上，对于其中基因的位置以及遗传情况，学生难以理清。教师可绘制图2，引导学生分析：

图2 X与Y染色体结构

①哪些片段上的基因只能位于X或Y染色体上？哪些片段上可能含有等位或相同基因？进而提出非同源区段（Ⅰ、Ⅲ）、同源区段（Ⅱ）。

②若某种遗传病的致病基因位于Ⅱ区段上，则男女发病率是否相同？学生往往会潜意识地认为相同，教师不要急于否定，而是给出具体案例，以引导学生自悟。如果蝇刚毛（B）和截毛（b）由X和Y染色体的Ⅱ区段上一对等位基因控制，则两种杂交组合XBYb×XbXb，XbYB×XbXb所产生子代表现型有哪些类型？学生根据子代表现型的差异，即可判定出子代中雌雄表现型完全不同，从而纠正自己的认识误区。为了帮助学生从知识的根源去理解形成上述结果的原因，教师要求学生从亲子代性染色体的遗传情况，解释形成上述结果的原因。主要从父本性染色体的去向加以分析，学生即可得知父本的X染色体、Y染色体只能分别遗传给女儿、儿子，也就是说其中虽然为同源区段上的基因，却只能遗传给特定性别的子代，因此，在子代男女中表现型不一定完全相同。

在教学中，教师要深入了解学生的思维活动，精心设置教学情景，引导学生自主思考。