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“一题多解”让知识更系统

2014-11-26全刚

理科考试研究·高中 2014年11期
关键词:果蝇交配基因型

全刚

一题多解,就是启发和引导学生从不同角度、不同思路入手,运用不同的方法或不同的解题过程,解答同一问题的思维活动.它没有唯一和固定的模式,教师可以通过纵横对比发散、知识串联、综合沟通等手段,由一题引发多种解答方法,为学生构建完善的知识体系.笔者在生物学教学中也尝试在某些试题的解答中,引导学生从不同角度入手,用不同的解答方法完成解题过程.以此来帮助学生更加系统的理解某些生物学概念,掌握生物学原理与方法.

一、一个问题三种解法

例题果蝇灰身(B)对黑身(b)为显性,这对基因位于常染色体上,现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交,产生的F1代再自交产生F2代,将F2代中所有黑身果蝇除去,让灰身果蝇自由(随机)交配,产生F3代.问F3代中灰身与黑身果蝇的比例是 ( ).

A.3∶1 B.5∶1 C.8∶1 D.9∶1

从题干所提供的信息,可得出F1代果蝇基因型为Bb,其自交后代有1/4BB(灰身)、2/4Bb(灰身)、1/4bb(黑身)个体,除去所有黑身个体,余下的个体应有1/3BB(灰身)、2/3Bb(灰身).对于高三的学生而言,分析到这一步是不难的,但很多学生最后选择的答案是B项.说明这些学生并不理解什么是自由交配?自由交配与自交、杂交有何区别?如何运用自由交配?这是解答此类遗传题的难点所在.笔者讲评分析该题时,从不同的角度对此题进行了三种不同的解法.通过一题多解的方法让学生更加全面系统的理解相关知识.

解法一让F2代中1/3BB(灰身)、2/3Bb(灰身)雌雄果蝇自由交配,其实质就是既有相同基因型雌雄个体间的交配,即自交;又有不同基因型雌雄个体间的交配,即杂交,包括正交与反交.所以,可以列出以下四种交配组合:

雌性雄性F3代的基因型与表现型组合11/3BB(灰身)1/3BB(灰身)1/9BB(灰身)组合22/3Bb(灰身)2/3Bb(灰身)1/9BB(灰身)、

2/9Bb(灰身)、1/9bb(黑身)组合31/3BB(灰身)2/3Bb(灰身)1/9BB(灰身)、1/9Bb(灰身)组合42/3Bb(灰身)1/3BB(灰身)1/9BB(灰身)、1/9Bb(灰身)由上述数据可得出F3代中有4/9BB(灰身)、4/9Bb(灰身)、1/9bb(黑身),即灰身与黑身果蝇的比例是8∶1.

解法二在F2代可用于繁殖的雌雄个体中,雌性个体所产生的卵细胞的种类与比例是2/3B、1/3b,雄性个体所产生的精子的种类与比例是2/3B、1/3b,这些卵细胞与精子随机结合,且有相同的结合机会.可得到以下结果:

♀♂2/3B1/3b2/3B4/9BB(灰身)2/9Bb(灰身)1/3b2/9Bb(灰身)1/9bb(黑身)由上表数据可得出F3代中有4/9BB(灰身)、4/9Bb(灰身)、1/9bb(黑身),即灰身与黑身果蝇的比例是8∶1.

解法三在F2代可用于繁殖的雌雄个体中,B基因的频率为2/3,b基因的频率为1/3,根据哈迪-温伯格定律,在自由交配的种群中,可用遗传平衡公式:(p+q)2=p2+2pq+q2=1,计算得到子代的基因型频率,即F3代中BB为(2/3)2 =4/9(灰身),Bb为(2×2/3×1/3)=4/9(灰身),bb为(1/3)2=1/9(黑身).则可得出F3代中灰身与黑身果蝇的比例是8∶1.

上述三种不同解法各有侧重,通过对方法一的分析可使学生更好地理解什么是自由交配,在自由交配中具体包含了哪几中交配方式;通过对方法二的分析,让学生知道哈迪-温伯格定律的遗传公式,实质是子代不同比例雌雄配子随机结合的结果,使学生能更加深入的理解该公式在解题中的应用,同时方法二也是很多类似遗传题解题中常用的方法;方法三实质是方法二演变而来,通过方法三的分析,让学生明确凡在自由交配的种群中,类似的遗传题,都可以通过哈迪-温伯格定律的遗传公式:(p+q)2=p2+2pq+q2=1进行计算,可以使解题过程更简便而准确.教师在教学过程中,可引导学生求得多种解题方法之后,让学生自己去分析比较、相互讨论,让学生找出最简便的解题方法,这一过程,是思维继续的过程,也是对各种解法的再认识过程.

二、变式分析系统理解

为了使学生能更好的运用哈迪-温伯格定律的遗传公式,对上述例题进行变式训练.从F2代开始,在每一代中都淘汰所有黑身个体,让余下的灰身果蝇雌雄个体自由交配产生子代,问F3、F4、F5…中B基因和b基因的频率如何变化?

分析根据哈迪-温伯格定律的遗传公式计算,可得到如下结果

世代灰身个体淘汰前

各基因型频率灰身个体淘汰后

各基因型频率基因频率F21/4BB 2/4Bb 1/4bb1/3BB 2/3Bb2/3B 1/3bF34/9BB 4/9Bb 1/9bb 1/2BB 1/2Bb 3/4B 1/4bF49/16BB 6/16Bb 1/16bb 3/5BB 2/5Bb 4/5B 1/5bF516/25BB 8/25Bb 1/25bb 4/6BB 2/6Bb 5/6B 1/6b… 由上述数据可得出,若每代都淘汰所有灰身个体,随着传代次数的增加,B基因的频率将逐代上升,b基因的频率将逐代下降趋向于0.若该过程发生在自然种群中,这就是一个进化过程,在选择作用下,使种群的基因频率发生定向改变,即进化的实质就是种群基因频率的改变.

对上述例题再进行变式,从F2代开始每一代都不淘汰灰身个体,所有雌雄个体间自由交配产生子代,问F3、F4、F5…中B基因和b基因的频率如何变化?根据哈迪-温伯格定律的遗传公式计算,可得到每一代中BB、Bb、bb的基因型频率均分别为1/4、1/2、1/4;B、b的基因频率均分别为1/2、1/2,即基因型频率和基因频率在世代相传中保持不变——遗传平衡定律.这里还必须让学生明确,要保持遗传平衡,除在自由交配、无选择的情况下,还需该种群足够大、无基因迁移、无突变才能实现.

以上例题的不同解法和变式练习,可以帮助学生构建更加完善的知识体系,通过让学生比较分析,会进一步认清哪些知识是一般的解法,哪些是自己的创新,哪种解法更简单等,使思维更开阔、更清晰,从而灵活地把握知识间的纵横关系,提高解决问题的能力,培养和发挥学生的创造性.

日常教学中,我们应将各种教学方法与现代教育思想紧密结合,做到把知识“讲活”——就是让学生看到活生生的学科知识,而不是死的文本知识;把对知识点的分析“讲懂”——就是让学生真正理解课本知识,而不是囫囵吞枣、死记硬背;还要将学科内容“讲深”,使学生不仅能掌握具体知识,还要能领悟各知识间内在的思想方法.endprint

一题多解,就是启发和引导学生从不同角度、不同思路入手,运用不同的方法或不同的解题过程,解答同一问题的思维活动.它没有唯一和固定的模式,教师可以通过纵横对比发散、知识串联、综合沟通等手段,由一题引发多种解答方法,为学生构建完善的知识体系.笔者在生物学教学中也尝试在某些试题的解答中,引导学生从不同角度入手,用不同的解答方法完成解题过程.以此来帮助学生更加系统的理解某些生物学概念,掌握生物学原理与方法.

一、一个问题三种解法

例题果蝇灰身(B)对黑身(b)为显性,这对基因位于常染色体上,现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交,产生的F1代再自交产生F2代,将F2代中所有黑身果蝇除去,让灰身果蝇自由(随机)交配,产生F3代.问F3代中灰身与黑身果蝇的比例是 ( ).

A.3∶1 B.5∶1 C.8∶1 D.9∶1

从题干所提供的信息,可得出F1代果蝇基因型为Bb,其自交后代有1/4BB(灰身)、2/4Bb(灰身)、1/4bb(黑身)个体,除去所有黑身个体,余下的个体应有1/3BB(灰身)、2/3Bb(灰身).对于高三的学生而言,分析到这一步是不难的,但很多学生最后选择的答案是B项.说明这些学生并不理解什么是自由交配?自由交配与自交、杂交有何区别?如何运用自由交配?这是解答此类遗传题的难点所在.笔者讲评分析该题时,从不同的角度对此题进行了三种不同的解法.通过一题多解的方法让学生更加全面系统的理解相关知识.

解法一让F2代中1/3BB(灰身)、2/3Bb(灰身)雌雄果蝇自由交配,其实质就是既有相同基因型雌雄个体间的交配,即自交;又有不同基因型雌雄个体间的交配,即杂交,包括正交与反交.所以,可以列出以下四种交配组合:

雌性雄性F3代的基因型与表现型组合11/3BB(灰身)1/3BB(灰身)1/9BB(灰身)组合22/3Bb(灰身)2/3Bb(灰身)1/9BB(灰身)、

2/9Bb(灰身)、1/9bb(黑身)组合31/3BB(灰身)2/3Bb(灰身)1/9BB(灰身)、1/9Bb(灰身)组合42/3Bb(灰身)1/3BB(灰身)1/9BB(灰身)、1/9Bb(灰身)由上述数据可得出F3代中有4/9BB(灰身)、4/9Bb(灰身)、1/9bb(黑身),即灰身与黑身果蝇的比例是8∶1.

解法二在F2代可用于繁殖的雌雄个体中,雌性个体所产生的卵细胞的种类与比例是2/3B、1/3b,雄性个体所产生的精子的种类与比例是2/3B、1/3b,这些卵细胞与精子随机结合,且有相同的结合机会.可得到以下结果:

♀♂2/3B1/3b2/3B4/9BB(灰身)2/9Bb(灰身)1/3b2/9Bb(灰身)1/9bb(黑身)由上表数据可得出F3代中有4/9BB(灰身)、4/9Bb(灰身)、1/9bb(黑身),即灰身与黑身果蝇的比例是8∶1.

解法三在F2代可用于繁殖的雌雄个体中,B基因的频率为2/3,b基因的频率为1/3,根据哈迪-温伯格定律,在自由交配的种群中,可用遗传平衡公式:(p+q)2=p2+2pq+q2=1,计算得到子代的基因型频率,即F3代中BB为(2/3)2 =4/9(灰身),Bb为(2×2/3×1/3)=4/9(灰身),bb为(1/3)2=1/9(黑身).则可得出F3代中灰身与黑身果蝇的比例是8∶1.

上述三种不同解法各有侧重,通过对方法一的分析可使学生更好地理解什么是自由交配,在自由交配中具体包含了哪几中交配方式;通过对方法二的分析,让学生知道哈迪-温伯格定律的遗传公式,实质是子代不同比例雌雄配子随机结合的结果,使学生能更加深入的理解该公式在解题中的应用,同时方法二也是很多类似遗传题解题中常用的方法;方法三实质是方法二演变而来,通过方法三的分析,让学生明确凡在自由交配的种群中,类似的遗传题,都可以通过哈迪-温伯格定律的遗传公式:(p+q)2=p2+2pq+q2=1进行计算,可以使解题过程更简便而准确.教师在教学过程中,可引导学生求得多种解题方法之后,让学生自己去分析比较、相互讨论,让学生找出最简便的解题方法,这一过程,是思维继续的过程,也是对各种解法的再认识过程.

二、变式分析系统理解

为了使学生能更好的运用哈迪-温伯格定律的遗传公式,对上述例题进行变式训练.从F2代开始,在每一代中都淘汰所有黑身个体,让余下的灰身果蝇雌雄个体自由交配产生子代,问F3、F4、F5…中B基因和b基因的频率如何变化?

分析根据哈迪-温伯格定律的遗传公式计算,可得到如下结果

世代灰身个体淘汰前

各基因型频率灰身个体淘汰后

各基因型频率基因频率F21/4BB 2/4Bb 1/4bb1/3BB 2/3Bb2/3B 1/3bF34/9BB 4/9Bb 1/9bb 1/2BB 1/2Bb 3/4B 1/4bF49/16BB 6/16Bb 1/16bb 3/5BB 2/5Bb 4/5B 1/5bF516/25BB 8/25Bb 1/25bb 4/6BB 2/6Bb 5/6B 1/6b… 由上述数据可得出,若每代都淘汰所有灰身个体,随着传代次数的增加,B基因的频率将逐代上升,b基因的频率将逐代下降趋向于0.若该过程发生在自然种群中,这就是一个进化过程,在选择作用下,使种群的基因频率发生定向改变,即进化的实质就是种群基因频率的改变.

对上述例题再进行变式,从F2代开始每一代都不淘汰灰身个体,所有雌雄个体间自由交配产生子代,问F3、F4、F5…中B基因和b基因的频率如何变化?根据哈迪-温伯格定律的遗传公式计算,可得到每一代中BB、Bb、bb的基因型频率均分别为1/4、1/2、1/4;B、b的基因频率均分别为1/2、1/2,即基因型频率和基因频率在世代相传中保持不变——遗传平衡定律.这里还必须让学生明确,要保持遗传平衡,除在自由交配、无选择的情况下,还需该种群足够大、无基因迁移、无突变才能实现.

以上例题的不同解法和变式练习,可以帮助学生构建更加完善的知识体系,通过让学生比较分析,会进一步认清哪些知识是一般的解法,哪些是自己的创新,哪种解法更简单等,使思维更开阔、更清晰,从而灵活地把握知识间的纵横关系,提高解决问题的能力,培养和发挥学生的创造性.

日常教学中,我们应将各种教学方法与现代教育思想紧密结合,做到把知识“讲活”——就是让学生看到活生生的学科知识,而不是死的文本知识;把对知识点的分析“讲懂”——就是让学生真正理解课本知识,而不是囫囵吞枣、死记硬背;还要将学科内容“讲深”,使学生不仅能掌握具体知识,还要能领悟各知识间内在的思想方法.endprint

一题多解,就是启发和引导学生从不同角度、不同思路入手,运用不同的方法或不同的解题过程,解答同一问题的思维活动.它没有唯一和固定的模式,教师可以通过纵横对比发散、知识串联、综合沟通等手段,由一题引发多种解答方法,为学生构建完善的知识体系.笔者在生物学教学中也尝试在某些试题的解答中,引导学生从不同角度入手,用不同的解答方法完成解题过程.以此来帮助学生更加系统的理解某些生物学概念,掌握生物学原理与方法.

一、一个问题三种解法

例题果蝇灰身(B)对黑身(b)为显性,这对基因位于常染色体上,现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交,产生的F1代再自交产生F2代,将F2代中所有黑身果蝇除去,让灰身果蝇自由(随机)交配,产生F3代.问F3代中灰身与黑身果蝇的比例是 ( ).

A.3∶1 B.5∶1 C.8∶1 D.9∶1

从题干所提供的信息,可得出F1代果蝇基因型为Bb,其自交后代有1/4BB(灰身)、2/4Bb(灰身)、1/4bb(黑身)个体,除去所有黑身个体,余下的个体应有1/3BB(灰身)、2/3Bb(灰身).对于高三的学生而言,分析到这一步是不难的,但很多学生最后选择的答案是B项.说明这些学生并不理解什么是自由交配?自由交配与自交、杂交有何区别?如何运用自由交配?这是解答此类遗传题的难点所在.笔者讲评分析该题时,从不同的角度对此题进行了三种不同的解法.通过一题多解的方法让学生更加全面系统的理解相关知识.

解法一让F2代中1/3BB(灰身)、2/3Bb(灰身)雌雄果蝇自由交配,其实质就是既有相同基因型雌雄个体间的交配,即自交;又有不同基因型雌雄个体间的交配,即杂交,包括正交与反交.所以,可以列出以下四种交配组合:

雌性雄性F3代的基因型与表现型组合11/3BB(灰身)1/3BB(灰身)1/9BB(灰身)组合22/3Bb(灰身)2/3Bb(灰身)1/9BB(灰身)、

2/9Bb(灰身)、1/9bb(黑身)组合31/3BB(灰身)2/3Bb(灰身)1/9BB(灰身)、1/9Bb(灰身)组合42/3Bb(灰身)1/3BB(灰身)1/9BB(灰身)、1/9Bb(灰身)由上述数据可得出F3代中有4/9BB(灰身)、4/9Bb(灰身)、1/9bb(黑身),即灰身与黑身果蝇的比例是8∶1.

解法二在F2代可用于繁殖的雌雄个体中,雌性个体所产生的卵细胞的种类与比例是2/3B、1/3b,雄性个体所产生的精子的种类与比例是2/3B、1/3b,这些卵细胞与精子随机结合,且有相同的结合机会.可得到以下结果:

♀♂2/3B1/3b2/3B4/9BB(灰身)2/9Bb(灰身)1/3b2/9Bb(灰身)1/9bb(黑身)由上表数据可得出F3代中有4/9BB(灰身)、4/9Bb(灰身)、1/9bb(黑身),即灰身与黑身果蝇的比例是8∶1.

解法三在F2代可用于繁殖的雌雄个体中,B基因的频率为2/3,b基因的频率为1/3,根据哈迪-温伯格定律,在自由交配的种群中,可用遗传平衡公式:(p+q)2=p2+2pq+q2=1,计算得到子代的基因型频率,即F3代中BB为(2/3)2 =4/9(灰身),Bb为(2×2/3×1/3)=4/9(灰身),bb为(1/3)2=1/9(黑身).则可得出F3代中灰身与黑身果蝇的比例是8∶1.

上述三种不同解法各有侧重,通过对方法一的分析可使学生更好地理解什么是自由交配,在自由交配中具体包含了哪几中交配方式;通过对方法二的分析,让学生知道哈迪-温伯格定律的遗传公式,实质是子代不同比例雌雄配子随机结合的结果,使学生能更加深入的理解该公式在解题中的应用,同时方法二也是很多类似遗传题解题中常用的方法;方法三实质是方法二演变而来,通过方法三的分析,让学生明确凡在自由交配的种群中,类似的遗传题,都可以通过哈迪-温伯格定律的遗传公式:(p+q)2=p2+2pq+q2=1进行计算,可以使解题过程更简便而准确.教师在教学过程中,可引导学生求得多种解题方法之后,让学生自己去分析比较、相互讨论,让学生找出最简便的解题方法,这一过程,是思维继续的过程,也是对各种解法的再认识过程.

二、变式分析系统理解

为了使学生能更好的运用哈迪-温伯格定律的遗传公式,对上述例题进行变式训练.从F2代开始,在每一代中都淘汰所有黑身个体,让余下的灰身果蝇雌雄个体自由交配产生子代,问F3、F4、F5…中B基因和b基因的频率如何变化?

分析根据哈迪-温伯格定律的遗传公式计算,可得到如下结果

世代灰身个体淘汰前

各基因型频率灰身个体淘汰后

各基因型频率基因频率F21/4BB 2/4Bb 1/4bb1/3BB 2/3Bb2/3B 1/3bF34/9BB 4/9Bb 1/9bb 1/2BB 1/2Bb 3/4B 1/4bF49/16BB 6/16Bb 1/16bb 3/5BB 2/5Bb 4/5B 1/5bF516/25BB 8/25Bb 1/25bb 4/6BB 2/6Bb 5/6B 1/6b… 由上述数据可得出,若每代都淘汰所有灰身个体,随着传代次数的增加,B基因的频率将逐代上升,b基因的频率将逐代下降趋向于0.若该过程发生在自然种群中,这就是一个进化过程,在选择作用下,使种群的基因频率发生定向改变,即进化的实质就是种群基因频率的改变.

对上述例题再进行变式,从F2代开始每一代都不淘汰灰身个体,所有雌雄个体间自由交配产生子代,问F3、F4、F5…中B基因和b基因的频率如何变化?根据哈迪-温伯格定律的遗传公式计算,可得到每一代中BB、Bb、bb的基因型频率均分别为1/4、1/2、1/4;B、b的基因频率均分别为1/2、1/2,即基因型频率和基因频率在世代相传中保持不变——遗传平衡定律.这里还必须让学生明确,要保持遗传平衡,除在自由交配、无选择的情况下,还需该种群足够大、无基因迁移、无突变才能实现.

以上例题的不同解法和变式练习,可以帮助学生构建更加完善的知识体系,通过让学生比较分析,会进一步认清哪些知识是一般的解法,哪些是自己的创新,哪种解法更简单等,使思维更开阔、更清晰,从而灵活地把握知识间的纵横关系,提高解决问题的能力,培养和发挥学生的创造性.

日常教学中,我们应将各种教学方法与现代教育思想紧密结合,做到把知识“讲活”——就是让学生看到活生生的学科知识,而不是死的文本知识;把对知识点的分析“讲懂”——就是让学生真正理解课本知识,而不是囫囵吞枣、死记硬背;还要将学科内容“讲深”,使学生不仅能掌握具体知识,还要能领悟各知识间内在的思想方法.endprint

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