将科学实践融入课堂教学——以高中生物《伴性遗传》教学设计为例

■湖南省会同县第三中学 朱朝义

湖南省会同县教育局教研室 粟军君

湖南省会同县第一完全小学 杨慎姣

一、教材分析

《伴性遗传》一节是对孟德尔遗传定律的扩展、补充和深化，通过对色盲等伴性遗传现象的学习，探究基因分离定律在性染色体遗传上的作用。该内容与实际生产、生活联系紧密，笔者通过探究和拓展活动层层深入，将课外科学实践活动与课堂教学有机融合，着力提升学生的学科素养、必备品格与关键能力。

二、教学目标

通过典型伴性遗传的案例学习，形成“性染色体上基因的遗传和性别相关联”的观点；通过课外伴性遗传性状调查和课堂深入探究，培养发现问题、假说解释、寻找证据、分析结果及交流分享等科学探究能力；通过遗传系谱图信息加工过程，构建伴性遗传概念并总结几种伴性遗传的特点，以及培养演绎推理、归纳概括等科学思维能力；通过将伴性遗传规律应用于实践等，建立关爱弱势群体、关注遗传病防治和预防遗传病的责任意识和担当。

三、教学过程

（一）新课导入

科技创新社团成员表演小品，再现英国化学家约翰·道尔顿发现色盲的情景。

（二）科学探究

1.人类红绿色盲症的遗传方式

学生阅读教材第34页“分析人类红绿色盲症”，利用其中典型红绿色盲家系图进行探究：红绿色盲基因位于X染色体上还是Y染色体上？是显性基因还是隐性基因？得出控制红绿色盲的基因为位于X染色体上的隐性基因。

2.人类红绿色盲症的遗传规律

出示人类X、Y染色体结构模式图，说明红绿色盲基因是在X染色体的非同源区段，引导学生小组合作探究：红绿色盲的基因型有哪些？人类婚配组合有哪几种？分组完成几种婚配组合的遗传图解，从中总结出其遗传规律。

注意提醒学生伴性遗传也遵循孟德尔遗传规律，强调亲本组合5（XbXb×XBY）和亲本组合6（XBXb×XBY）子代性状与性别关联比较明显，如图1。

图1

3.人类伴性遗传性状的调查研究

科技创新社团成员课前分别对人类部分遗传性状进行调查研究，其中“食指与无名指长短”调查研究小组在课堂上向全体同学分享原始调查数据，并共同完成以下探究任务：判定该性状的遗传方式；写出各种婚配方式的基因型；分析概括“食指比无名指短”和“食指与无名指等长或食指长于无名指”各有何遗传特点。

引导学生联系探究活动2，通过分析图2中③和④两种婚配组合，得出该性状的遗传与性别相关联。其中“食指短”属伴X隐性性状，“食、无等长或食指长于无名指”属伴X显性性状，且“食指短”男性多于女性，而“食、无等长或食指长于无名指”则女性多于男性。

图2

各种组合中的子代表现情况既为探究活动2伴性遗传规律提供实证，又为探究活动4中总结男、女发病率不同的伴性遗传特点埋下伏笔。

4.各类伴性遗传病的遗传特点

依次出示伴X隐性（红绿色盲）、伴X显性（抗维生素D佝偻病）、伴Y染色体（外耳道多毛症）等典型的伴性遗传病家系图，探究伴X隐性、伴X显性、伴Y染色体遗传病各有何特点，如图3。

图3

引导学生充分利用典型遗传病系谱图中蕴含的信息，紧扣前3个探究活动成果，特别是探究活动2中亲本组合（XbXb×XBY）中“男性X染色体只能来自母亲，肯定传给女儿”这一遗传规律，同时强调“男患＞女患”或“女患＞男患”这一特点是通过探究活动3这样的群体遗传调查（样本数须足够多），而不是仅通过家系图就能直接得出，最后总结概括并板书如下：

一、伴X隐性遗传（红绿色盲症）

①男患＞女患；②一般为隔代交叉遗传；③女患，父子必患。

二、伴X显性遗传（抗维生素D佝偻病）

①女患＞男患；②世代连续遗传；③男患，母女必患。

三、伴Y遗传（外耳道多毛症）

父传子、子传孙，传男不传女。

5.伴性遗传规律的实践应用

指导学生阅读教材第36—37页“伴性遗传在实践中的应用”，利用素材“鸡的性别决定方式为ZW型，雌性个体的两条性染色体为异型（ZW），雄性个体的两条性染色体为同型（ZZ）（和XY型正好相反）；鸡的羽毛芦花（B）对非芦花（b）是显性，基因位于Z染色体上”合作探究：现有一个蛋鸡场想多养母鸡，能否设计一个配种方案，能根据鸡的子代早期羽毛的特征来区分其雌雄？伴性遗传的原理在生产生活中还有哪些应用？

图4

利用探究活动2的成果，仅有亲本为XbXb×XBY的组合，其子代具有“性别不同性状不同”这一遗传规律，引导学生通过知识迁移，得出ZbZb×ZBW杂交组合，即将芦花母鸡与非芦花公鸡杂交，其子代具有芦花性状的必为公鸡，非芦花性状的必为母鸡，并进一步引导学生讨论伴性遗传在优生优育等方面的应用。

（三）巩固拓展

1.改编科学微电影

观看科技创新社团制作的科学微电影《色盲惊魂案》片段（根据电视剧《少年包青天Ⅱ》第23集改编）：樊父患有色盲，包拯由此推断樊哑子也患有色盲；樊哑子将做了手脚的招供状误以为是申冤状而画押，因此是被冤枉的（如图5）。

提出问题：包拯的断案依据科学吗？剧本该如何改编？如果是Y染色体遗传又该如何编写？

图5 如图，“我交代，是别人所杀”是用红色字体写在上半页的绿色背景上，致使红绿色盲患者樊哑子只能看到下半页的“驼背不是我谋杀”

学生不难得出：儿子是色盲与其父亲是否是色盲没有任何关系，应改为“母亲是色盲，所以儿子一定是色盲”。假如是Y染色体遗传病，剧本就不用改。

最后提出“为什么道尔顿的母亲不是色盲，她的两个儿子却均为色盲？”让学生讨论分析，进一步巩固相关知识。

2.改进交通信号灯

利用PPT抛出“数以千万计的红绿色盲患者不能考驾照，你有何解决方案？”的创新问题，引导学生课后设计科学创意或发明创新作品。

（四）课堂小结

归纳总结本节课的重点、难点和关键点，利用概念图，引导学生构建伴性遗传知识网络体系。

四、教学反思

将科学实践活动与生物课堂教学融合，不仅有利于师生对教学内容的深入理解，也有利于科技教育的常态化开展，课堂内外相得益彰，学生的学科素养、必备品格与关键能力得以不断提升。