遗传学实验设计的案例化教学

刘　姣

生物学是一门实验学科，生物实验是中学生物学的重要组成部分。生物实验除书本上的经典实验外，还包括一些隐性实验，其中遗传部分的隐性实验更是历年高考的热点。如何有效地实施这部分内容的教学，是值得广大教师深思的问题。笔者在复习模式上进行了一些改革探索，利用案例创设一个具体的教学情景，然后设置一系列的核心问题串，通过问题串的追问，达到遗传学研究方法灵活运用的目的。

案例教学的主要环节：首先根据教学目标，选编案例，案例要注重典型性和概括性；其次设置恰当的问题。问题重心要落在教学的重难点，而且问法要巧妙，达到促进学生积极思维的目的；呈现案例，指导学生思考、讨论。在案例教学中，轻松和谐的课堂教学氛围尤其重要，它使得课堂上的学习活动始终指向问题。教师点评也不可缺少，要么强调一下观点的意义和作用，要么补充一些相关的知识，要么揭示出观点背后思考的过程和角度，这样不仅回答问题的学生受到鼓舞，而且使其他学生也一起学习。教师要做好板书总结，把同一类的观点汇总在一起，有助于协助学生理清思路避免不必要的重复；概括归纳是最后一环，对重要的问题，教师要加以强调，引起学生的有意注意，还要注意把零散的知识点进行归纳，指出它们之间的联系并使之系统化，使学生由感性的、点滴的分析上升到系统的、完整的认识。

以“利用果蝇眼色突变来进行突变性质的探究”的专题复习课为例来展示案例教学的基本过程。本案例选用果蝇作为编写案例的材料是因为果蝇往往是高考命题的素材，而且果蝇作为遗传学实验材料也确实有其独到之处。

案例：摩尔根与果蝇的故事。摩尔根研究果蝇作出了突出成就获得了诺贝尔奖。摩尔根为了获得果蝇的突变性状，将一批果蝇“严刑拷打”，使用x光照射、激光照射，用不同的温度、加糖、加盐、加酸、加碱，甚至不让果蝇睡觉。一晃两年过去了，一无所获。就在几近绝望的时候，奇迹发生了，在野生型果蝇群体中出现了一只以前从来未见过白眼雄性果蝇。摩尔根激动万分，将这只宝贝果蝇放在单独的瓶子中饲养。每天晚上，摩尔根带着这只果蝇回家，睡觉时将实验瓶放在身边，白天又带着它去上班，生怕果蝇出现意外。在他的精心照料下，原本虚弱的白眼果蝇终于在与一只红眼雌性果蝇交配后才寿终正寝，留下了大量的后代。

问题1：在此案例中白眼果蝇出现的原因可能是什么?你认为能否根据他们杂交的后代来确定白眼性状出现的原因?如不能，该如何进一步设计实验证明你的猜测?

通过此问题可以复习：基因型、环境、表现型之间的关系；环境引起的变异和基因型引起的变异之间的根本区别；可遗传变异的三大来源；以及结合具体的情景对变异的来源作出正确判断。

问题2：能否根据这只白眼果蝇留下的后代表现判断红眼与白眼的显隐性关系?

该题乍看简单。后代全是红眼或全是白眼时，做出判断很容易；但后代中既有红眼又有白眼时，大多数学生往往想当然，认为无法判断，这就需要学生能够结合具体的案例情景，从中提取有效的信息来帮助自己做出正确的推断。所以此题不仅考查相对性状中显隐性关系的判断，而且更能考查学生能否从文本资料中获得有效信息的能力。

问题3：已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼A、白眼a)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。若用一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，应选择什么样的亲本进行杂交?请进行实验预期并得出相应结论。

若要通过一次杂交实验，鉴别某等位基因是在常染色体上还是在x染色体上，必须能够把握伴性遗传与常染色体遗传的本质区别并能设计出充分反映伴性遗传特点的相关实验。教师要引导学生回顾性染色体上的基因遗传特点以及基因位置判定的方法，并能够将相关的理论灵活运用到具体的问题情景中。

问题4：已知长翅和残翅这对相对性状受一对位于第Ⅱ号同源染色体上的等位基因控制。现有一批未交配过的纯种红眼长翅和白眼残翅的果蝇(雌雄均有)。设计实验探究控制红眼、白眼的等位基因是否也位于第Ⅱ号同源染色体上。

该问题难度较大，综合性较强。教师事先要作好铺垫，先让学生根据题意分析基因的可能位置，然后让学生针对每一种可能性进行分组讨论，主要考查学生灵活运用遗传学研究方法解决实际问题的能力以及考虑问题的全面性和严谨性。此问题实际上包括三大块重要内容：基因在常染色体上还是在性染色体上的遗传判断；常染色体上的两对非等位基因位置关系的判断；细胞质遗传与细胞核遗传。

问题5：摩尔根的合作者Bridges利用白眼雌果蝇(x^bx^b)和红眼雄果蝇(X^BY)杂交，结果发现，在2 000—3000只子代红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在2 000～3 000只子代白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇，该如何解释这种奇怪现象呢?(在果蝇中，性别由x染色体的条数决定，只有2个x染色体才能产生足够的雌性化学信号)

该题要求能够利用所给的信息作出推理和判断，对每一种变异作出合理的解释。就此题可以将减数分裂、伴性遗传、基因突变、染色体变异等分散的知识重组在一起，增加复习的广度和深度。

通过核心问题的一一解决，学生对遗传学的研究方法有了进一步的认识和体验。怎样将这些遗传学的研究方法进行归纳和升华呢?教师可以结合本节课的探究内容设置典型的习题引导学生进行归纳总结，进而强化巩固知识。

案例教学以案例为依托，将枯燥的专题复习情境化，激发了学生的兴趣，提高了复习的有效性。调查发现：学生非常喜欢这种“情境式”教学。案例教学在教学理念、教学目标上都迎合了新课程的要求，是适应新课程的一种有益的尝试。