摘 要:假說(shuō)演繹法是高中生物必修2中的重要方法,是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的基本思想。在實(shí)驗(yàn)探究中精心設(shè)計(jì)課堂追問(wèn),通過(guò)深層次追問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生探索和創(chuàng)新,讓學(xué)生在開(kāi)放積極的氛圍中討論,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并表達(dá)??梢詫?duì)該方法理解更透徹,應(yīng)用更自如。
關(guān)鍵詞:追問(wèn);假說(shuō)演繹;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):G633.91?文章編號(hào):2095-624X(2019)16-0058-02
實(shí)例一
“基因在染色體上”,在生物新教材必修2(人教版)第二章,基因和染色體的關(guān)系第二節(jié)。其中的實(shí)驗(yàn)證據(jù),涉及兩個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容:①假說(shuō)演繹法;②基因定位的應(yīng)用。這段內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中帶領(lǐng)學(xué)生沿著摩爾根的思路展開(kāi)探究之旅,體驗(yàn)假說(shuō)演繹的全過(guò)程,感悟基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)定位的來(lái)源。內(nèi)容先介紹了摩爾根發(fā)現(xiàn)白眼性狀與雄性相關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)。
提出白眼的遺傳和性別相聯(lián)系,接著介紹了性染色體,可提問(wèn):如果控制果蠅眼色的基因在性染色體上,有幾種可能?學(xué)生討論后寫(xiě)出三種可能(見(jiàn)圖1)。
假說(shuō)一:控制眼色的基因在Y染色體上(III)
假說(shuō)二:控制眼色的基因在XY同源區(qū)段(II)
假說(shuō)三:控制眼色的基因在X染色體上(I)
筆者在教學(xué)中設(shè)計(jì)了以下問(wèn)題:①哪種假說(shuō)最容易否定,為什么?②如果假說(shuō)二成立做相同的實(shí)驗(yàn)F2的表現(xiàn)型與比例是怎樣的?③用假說(shuō)二中的F1雌蠅與白眼雄性雜交結(jié)果如何?用假說(shuō)三的F1雌蠅與白眼雄性雜交結(jié)果又如何?④設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)以區(qū)分假說(shuō)二和假說(shuō)三,并說(shuō)明什么樣的結(jié)果支持假說(shuō)三?
第一個(gè)問(wèn)題最容易回答。學(xué)生也能說(shuō)出原因:雌蠅中有眼色的相關(guān)表現(xiàn)型。在解決第二和第三個(gè)問(wèn)題時(shí)學(xué)生出現(xiàn)畏難情緒。這是學(xué)生初次接觸基因在性染色體上,關(guān)于基因在XY同源區(qū),課本并沒(méi)有相關(guān)基因型寫(xiě)法的示范。這時(shí)可以通過(guò)追問(wèn)設(shè)計(jì)幾個(gè)小問(wèn)題給學(xué)生思考搭好梯子:①按照假說(shuō)二寫(xiě)出親本的雜交組合;②按照假說(shuō)二能否寫(xiě)出雄性群體紅眼的3種基因型?③按照假說(shuō)三寫(xiě)出親本的雜交組合。當(dāng)學(xué)生完成相關(guān)基因型的寫(xiě)法,相關(guān)遺傳圖解就簡(jiǎn)單多了。假說(shuō)三的紅眼雄性基因型XWY也就簡(jiǎn)單多了。這也為第三題寫(xiě)出遺傳圖解做足了準(zhǔn)備。
假說(shuō)二(見(jiàn)圖2)
假說(shuō)三(見(jiàn)圖3)
第三題的答案不言而喻即無(wú)法確定基因在染色體上的位置。
學(xué)生在解決第四個(gè)問(wèn)題時(shí)會(huì)顯得比較茫然不知所措。這時(shí)可以繼續(xù)追問(wèn)。假說(shuō)二和假說(shuō)三的雄性根本差別是什么?經(jīng)過(guò)討論以及之前學(xué)生反復(fù)寫(xiě)遺傳圖解,他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)假說(shuō)二和假說(shuō)三雄性的差別是Y上有沒(méi)有基因。當(dāng)他們明白要選擇要確定基因究竟在XY同源區(qū)還是只位于X染色體就知道對(duì)父本是否純合做出要求。
在對(duì)待這部分內(nèi)容時(shí)若能設(shè)置問(wèn)題配合許多小問(wèn)題的追問(wèn),把問(wèn)題展開(kāi),以開(kāi)放性的態(tài)度再現(xiàn)研究過(guò)程并且讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)確定染色體上實(shí)驗(yàn),追問(wèn)起到深入引導(dǎo)、畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。
實(shí)例二
有這么一道題:某種植物的花色有紫色、白色兩種。為探究該植物花色的遺傳規(guī)律,某生物興趣小組用該植物的純種進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。
對(duì)此實(shí)驗(yàn)結(jié)果,興趣小組內(nèi)進(jìn)行了討論和交流,對(duì)該植物的花色遺傳最后得出了如下假說(shuō)。
①由一對(duì)基因(A、a)控制的,但含a的雄配子(花粉)部分不育;
②由多對(duì)基因共同控制的(A、a,B、b,C、c……),并且這些基因遵循基因自由組合定律。
(1)如果假說(shuō)①正確,上述實(shí)驗(yàn)F1紫花植株產(chǎn)生的可育雄配子中a配子的概率是 。
(2)為驗(yàn)證上述假說(shuō),該小組一致同意對(duì)F1進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn),請(qǐng)預(yù)測(cè)兩種假說(shuō)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
假說(shuō)①:(F1♀),(F1♂)。
假說(shuō)②:(F1♀),(F1♂)。
如果實(shí)驗(yàn)證明假說(shuō)②是正確的,則上述實(shí)驗(yàn)F2中的紫花植株中純種占 。
(3)有學(xué)生認(rèn)為還有其他假說(shuō)可以解釋上述現(xiàn)象,請(qǐng)?zhí)岢龅谌N假說(shuō)并作簡(jiǎn)單的合理解釋?zhuān)骸?/p>
本題以雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果為信息載體,分析產(chǎn)生特殊分離比的原因。而試題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于設(shè)計(jì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè),即對(duì)“假說(shuō)進(jìn)行演繹”。難度和靈活性設(shè)置較高。
第二小題涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析??梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置追問(wèn)幫助學(xué)生理清脈絡(luò)。追問(wèn)1:假說(shuō)①中的信息關(guān)鍵是什么?F1做母本產(chǎn)生配子的比例是多少?這個(gè)問(wèn)題旨在幫助學(xué)生理解假說(shuō)①具體指向是“a的雄配子(花粉)部分不育”,并沒(méi)有直接給出具體分析。
追問(wèn)2:根據(jù)假說(shuō)②F1基因型是怎樣的?F1產(chǎn)生的哪種配子決定白花?雌配子和雄配子比例有無(wú)差別?這個(gè)問(wèn)題旨在幫助學(xué)生從基因自由組合定律的假說(shuō)進(jìn)行深入分析,并與“配子不育”的假說(shuō)①區(qū)分開(kāi)來(lái)。
總之,假說(shuō)演繹的全程四個(gè)步驟,代表了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到檢驗(yàn)假說(shuō)猜想的過(guò)程:即提出假說(shuō)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→演繹推理假說(shuō)→利用演繹結(jié)果反推假說(shuō)是否正確。在這個(gè)過(guò)程中追問(wèn)的設(shè)計(jì)有時(shí)是為學(xué)生指明方向,有時(shí)是為學(xué)生搭好從假說(shuō)到演繹的階梯。
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[1]葉凱,肖鵬.“假說(shuō)—演繹法”對(duì)生物高考和銜接大學(xué)教學(xué)的重要性[J].讀與寫(xiě)(教育教學(xué)刊),2018(7).
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基金項(xiàng)目:“高中生物課堂教學(xué)有效追問(wèn)的實(shí)踐研究”(SGH17B386)。
作者簡(jiǎn)介:張利霞(1975—),女,陜西寶雞人,中學(xué)一級(jí)教師,本科。