陳幫強(qiáng) 郭 信 余朝東

一、教材中實(shí)驗(yàn)的不足

人教版高中生物必修2第1章《遺傳因子的發(fā)現(xiàn)》介紹了性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)。按照教材操作實(shí)驗(yàn)，存在以下幾點(diǎn)不足。

(1)甲、乙2個(gè)桶中模擬不同配子的彩球各20個(gè)不當(dāng)：原因是在真實(shí)的有性生殖過程中，雄配子數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于雌配子數(shù)，大量的雄配子不能與雌配子組合。

(2)配子的組合均要將雌配子和雄配子抓出后組合不當(dāng)：原因是在真實(shí)的受精作用過程中，雌配子不動，雄配子需要移動與之受精。

(3)模擬配子組合后，下一次實(shí)驗(yàn)需要把模擬配子的彩球放回圓桶進(jìn)行充分搖勻不當(dāng)：原因是配子結(jié)合后已經(jīng)形成合子，合子是分不開的。

(4)模擬雌配子和雄配子的彩球大小一致不當(dāng)：原因是在真實(shí)配子大小上，雌配子大于雄配子。

(5)為了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確，需要重復(fù)50～100次，這種重復(fù)處理方法工作量大，模擬時(shí)間長。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案

基于上述的不足，我們設(shè)計(jì)了以下的模擬實(shí)驗(yàn)方案。

1.實(shí)驗(yàn)材料

家庭廢棄的方形紙箱盒(茶葉盒、手機(jī)盒等)、玩具槍塑料子彈(2種顏色)、小孩EVA爬行墊。

2.實(shí)驗(yàn)用具

電烙鐵、裁紙刀、中性筆、直尺。

3.實(shí)驗(yàn)方案

(1)將小孩EVA爬行墊畫一個(gè)與家庭廢棄的方形紙箱盒內(nèi)緣大小相同的長方形，用裁紙刀裁成方形塊。

(2)在小孩EVA爬行墊的光滑面中央畫邊長1 cm的正方形，其中長邊10格，寬邊5～10格(如圖1所示)。

圖1 小孩EVA爬行墊所畫的小方格

(3)用電烙鐵在每個(gè)小方格中央打一個(gè)口徑為0.5 cm，深0.4 cm的小孔(如圖2所示)。

圖2 在小方格中央打上的小孔

(4)用中性筆隨機(jī)將一半的小方格畫上顏色點(diǎn)(如圖3所示)。

圖3 一半的小方格旁邊畫上顏色點(diǎn)

(5)將處理好的小孩EVA爬行墊放入家庭廢棄紙盒底部(如圖4所示)。

圖4 茶葉盒制作的性狀分離比模擬設(shè)計(jì)

(6)在盒中分別放入等量2種顏色的玩具槍塑料子彈，子彈總數(shù)必需大于小孔數(shù)。其中一種子彈顏色與爬行墊顏色一致。

4.模擬實(shí)驗(yàn)

(1)模擬關(guān)系

2種顏色的塑料子彈分別模擬2種雄配子，與爬行墊顏色一致為d配子，另一種顏色為D配子；爬行墊上的小方格模擬2種雌配子，有顏色點(diǎn)的模擬D配子，沒有顏色點(diǎn)的模擬d配子。

(2)模擬實(shí)驗(yàn)

把家庭廢棄紙盒蓋上蓋，上下?lián)u動，然后，打開盒蓋，輕輕搖盒，使每個(gè)小方格中央的小孔都有一粒塑料子彈為止。

(3)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)方格中塑料子彈與方格顏色一致的組合數(shù)，這樣就得到dd的數(shù)，總數(shù)減去dd的數(shù)就得到D 的數(shù)，然后計(jì)算D:dd值，他們的值十分接近3:1(如圖5所示)。

圖5 茶葉盒制作的性狀分離比模擬組合

三、對改進(jìn)方案的評價(jià)

該實(shí)驗(yàn)方案能彌補(bǔ)現(xiàn)有教科書中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足。其中，最大的優(yōu)點(diǎn)是提升實(shí)驗(yàn)效率，改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)完成一次模擬實(shí)驗(yàn)在35s左右，而教材中的實(shí)驗(yàn)方案要300s左右。

(致謝：感謝沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)毛亞飛搏士對本課題研究的建議。)

參考文獻(xiàn)

[1]左山.搖獎機(jī)在“性狀分離比模擬實(shí)驗(yàn)”中的開發(fā)利用[J].生物學(xué)通報(bào),2016(1):53.

[2]李靜,夏焦兵.撲克牌是“性狀分離比模擬”實(shí)驗(yàn)的好材料[J].生物學(xué)通報(bào),2013(10):47.

[3]單信洪.“性狀分離比模擬實(shí)驗(yàn)”的拓展[J].生物學(xué)通報(bào),2008(8):40-41.