如何指导学生灵活运用孟德尔遗传定律解题
◎ 云埃卫
在平常的理综测试卷或生物单科测试卷中只要涉及到遗传题,老师们在阅卷中发现出错率较高的题总是遗传题。在日常课后或自习课或晚自习辅导中,老师们经常发现学生做遗传题时存在解题思路不清或题干信息获取不全不准的问题,当老师们仔细询问学生相关遗传题涉及到哪些遗传知识时,有好多学生不能准确回答,其实好多同学对教材内容不熟悉、基础知识掌握不到位,多数学生解题时缺少思路和方法。在日常教师和学生的谈话交流中,老师们还了解到有好多学生反映生物学习中最害怕做遗传题,一提到遗传题有部分学生就没有信心,总感觉无从下手,遗传题总是做不对,考试失分严重。分析原因其实根源还是没有真正理解掌握孟德尔遗传定律,不能熟练运用孟德尔遗传定律解题。现就如何指导学生灵活运用孟德尔遗传定律解题,谈谈我的几点反思和建议。
第一、教师要正确指导学生详细分析孟德尔“一对相对性状杂交实验”和“两对相对性状的杂交实验”。从亲代到子一代,再由子一代自交到子二代,从实验现象分析入手,通过亲代与子一代表现型分析使学生学会判断一对相对性状的显隐性,再从子一代(只有一种表现型)自交获得子二代每对相对性状均出现性状分离,而且每对相对性状分离比都接近于3:1,然后引导学生分析孟德尔在实验的基础上提出问题:为什么子一代全为显性,子二代中总是出现性状分离,且分离比为3:1?从中指导学生学习体会“通过实验观察现象并提出问题”科学探究方法。
第二、教师要指导学生正确理解认识孟德尔所用到科学方法—“假说—演绎法”。当我们在课堂上提问学生在孟德尔遗传规律发现的过程中,孟德尔用到什么科学方法进行研究的?有好多学生会异口同声回答“假说—演绎法”,当继续追问学生孟德尔分离定律和自由组合定律研究过程中“假说的内容是什么”、“演绎推理的内容是什么”的时候,会有好多学生说不出来,这就体现学生对教材内容不熟悉,对“假说—演绎法”的具体内容是没有深入理解掌握,导致做题效率低下。因此建议老师在具体的教学过程中必须把“假说”和“演绎”具体内容给学生讲明白、讲透彻。这样才会使更多的学生理解并掌握“假说—演绎法”。
第三、教师要指导学生会分析自交、测交的实验结果并会应用其实验结果解题。首先要让学生真正理解什么是自交、什么是测交,实际上自交就是遗传组成相同亲本之间的杂交,而测交是待测个体与隐性纯合子杂交,若以孟德尔“一对相对性状的杂交实验”分析,子一代(杂合子)自交,子二代出现性状分离且分离比为3:1,若子一代(杂合子)进行测交,子二代出现的1:1的表现型比例。若以孟德尔“两对相对性状的杂交实验”分析,子一代(杂合子)自交,子二代会出现4种表现型且比例为9:3:3:1;当单独分析每对性状分离时,每对性状分离比均为3:1;因此9:3:3:1的比例可以理解表示为:(3:1)×(3:1)组合的结果。若子一代进行测交,出现表现型比例为:1:1:1:1;其实也可以理解表示为:(1:1)×(1:1).当学生学会分析自交、测交的实验结果时,在做题的时候就巧妙利用(3:1)、(9:3:3:1)、(1:1)、(1:1:1:1)逆推亲本的基因型,从而提高解题效率。
第四、教师要指导学生明确孟德尔遗传定律的适用范围和条件。1.适用范围:(1)真核生物有性生殖时的细胞核中基因的遗传。(2)分离定律:一对等位基因控制的一对相对性状;自由组合定律:位于非同源染色体上的非等位基因控制的两对或两对以上的相对性状。2.适用条件:(1)子一代个体形成的雌(雄)配子中各种类型比例相等且生活力相同。(2)雌雄配子结合的机会相等(即随机的)。(3)子二代不同基因型的个体存活率相同。(4)遗传因子间的显隐性关系为完全显性。(5)选择样本太少,实验会有一定的偶然性,因此观察子代样本数目要足够多的。在日常的遗传题解答中教师一定要求学生认真分析题意,根据题干信息准确判断此题到底能否运用孟德尔遗传定律解答,只有学生搞清楚孟德尔遗传定律的适用条件。这样才能有效解答习题。
第五、教师要指导学生会运用基因分离定律的异常分离比和基因自由组合定律的9:3:3:1的变式解题。在基因分离定律的性状分离比例的分析中,当杂合子自交正常分离比为:3:1,而异常分离比有时出现2:1,其异常原因是显性纯合致死导致的结果;有时还会出现3:0的分离比,其原因是隐性纯合致死导致的结果。在基因自由组合定律的9:3:3:1的变式分析中,子一代(AaBb)自交的后代(子二代)性状分离比例有:(9:7)、(9:3:4)、(9:6:1).教师引导学生仔细观察,虽然比例均与9:3:3:1不同,但他们的分离比之和均为16,在解题的过程中,让学生首先看子二代的表现型比例,若出现表现型比例之和为16,则不管以什么样的比例呈现,两对基因的遗传都符合基因的自由组合定律。子二代表现型比例之和为什么是16呢?其原因是因为子一代(含两对等位基因)且均能产生4种配子,4种雌配子与4种雄配子随机结合就有16种结合方式。
第六、教师要指导学生会根据实验结果推结论,也会根据结论逆推结果。在日常的解题中大多数学生适应根据实验结果推结论,而在一些考试中我们经常会遇到根据结论逆推结果的试题,比如在两对等位基控制的相对性状遗传题中,题干从未涉及两对等位基因分别位于两对同源染色体上或两对等位基因位于不同对的染色体上或两对基因是独立遗传的相关信息,让我们设计实验去判断两对基因在染色体的位置。现以(AaBb)为例分析,我们仔细分析发现只存在三种情况:第一种:A和a与B和b位于两对同源染色体上;第二种:A和a与B和b位于一对同源染色体上且A与b,a与B连锁;第三种:A和a与B和b位于一对同源染色体上且A与B,a与b连锁;当题干问到,让AaBb自交若后代出现什么结果,则说明A、a和B、b位于染色体的情况属于第一种情况或第二种情况或第三种情况。这类遗传题学生按照正向思维解答即“根据结果顺推结论”,其实多数学生很难想到或预测会出现什么结果,但是转换思维方式利用逆向思维求解效果会更好,也就是把“根据结果顺推结论”转化“根据结论逆推结果”。这类题在高考试题或模拟试题经常出现,教师应经常性指导训练学生“正向思维”和“逆向思维”解题。
第七、教师要指导学生会用分离定律解决自由组合定律。在做具体遗传题时,根据题设条件只要符合分离定律和自由组合定律的适用条件,我们在解题时就可以把每对基因单独分析,然后组合在一起,在日常的训练中我们一定要让学生理解基因分离定律是自由组合定律的基础,在解决自由组合习题时常用“先分后组”或“先拆后组”方法解题。这样的解题思路是清晰,解题效率也很高。所以我们在日常教学中指导学生会用分离定律解决自由组合定律。
以上谈的几个方面,也是学生利用孟德尔遗传定律解题过程中值得思考学习的几个方面,为了帮助学生灵活运用孟德尔遗传定律解题,不断提高解题效率,在我们日常遗传题解答过程中建议老师们将以上几个方面的建议渗透到习题讲解中。只有我们在日常教学中给学生指导到位了,学生再通过习题强化训练,学生才会深刻理解孟德尔遗传定律,从而能够灵活运用孟德尔遗传定律解题,进而不断提升学生解决遗传题的能力。
(作者单位:陕西省定边县第四中学)