巧用“七巧板”图形，突破“选择性表达”难点

黎小丹

摘 要 介绍了如何通过对“七巧板”图形的应用，利用直观的图形、学生的自主探究活动突破“基因的选择性表达”这一难点。

关键词 生物学教学 图形应用 细胞分化 选择性表达

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

在“细胞的分化”一节教学中，分析“细胞分化是基因选择性表达的结果”时，学生经常不能理解。这是因为基因的选择性表达是处于分子水平的变化，是看不见的，学生无法联系其生活经验进行联想。而建构主义强调，个体知识是由人建构起来的，人以原有的知识经验为基础来建构自己对真实世界的解释和理解。教学并不是把知识经验从外部装到学生的头脑中，而是要引导学生从原有的经验出发，建构起新的经验。笔者经过思考，设计出一个七巧板图形模拟基因的选择性表达，引导学生一起来探究，直观呈现基因选择性表达的过程。

1 提出问题，引发学生思考

问题1：同一生物个体的各种细胞最终来自于同一个受精卵的有丝分裂。受精卵有丝分裂时，细胞核内遗传物质先复制，再平分，子代细胞细胞核内的遗传物质与受精卵是否相同？

问题2：人体中每个细胞中具有功能的基因大约有3.5万个，基因控制蛋白质的合成过程称作基因的表达。那么在每个细胞中这些基因全部都开启，同时进行活动，控制合成相应蛋白质吗？

学生活动：通过两个问题思考得出：同一个体中各个细胞的细胞核内遗传物质是相同的；一个细胞中的基因并不是全部都开启，而是有的开启，有的关闭。

2 通过动手活动，分组观察，引导学生得出结论

假设图的1七巧板表示一个细胞，而七巧板内每个小图形表示一个基因。若基因表达，则用笔将相应小图形涂黑。

学生活动：按座位分成四个学习小组，四组表达出来的基因分别是7个、8个、9个、10个。每位学生选择所在组相应数目的基因，将图形涂黑，并进行组内与组间的比较，看看涂黑部分的图形是否相同？学生通过自己动手画图，并相互比较发现组内和组间相比黑影所表现出来的图形均会不同。教师可在每组选取一位学生的图形贴至黑板演示（图2）。

问题3：假设全班40位学生，每一位学生的一个七巧板图形表示一个细胞，那么这些不同细胞的基因种类和数目相同吗？

问题4：通过比较观察，分析为什么涂黑部分会出现不同形态结构的图形？

学生活动：通过动手、观察、思考与讨论分析，得出结论。黑影图形表现不同的原因是因为每位学生选择涂黑的小图形不同，最终得到的图形也就不同了。从而再引申出人体中每个细胞虽然基因的种类和数目相同，但是表达出来的基因有所不同，就造成了细胞发生形态、结构和功能的差异，即细胞发生分化的原因是“基因的选择性表达”，而细胞中的遗传物质实际是没有改变的。

问题5：不同细胞中表达出来的基因是否完全不同？

学生活动：通过相互比较可以发现有的基因小图形与其他学生同样都涂黑了的，即可以知道有些基因可以在不同细胞中均表达，比如糖酵解基因；而有些基因小图形只有个别学生涂黑，即有的基因仅在特定的细胞中进行表达，比如血红蛋白基因。这样学生可以总结出不同细胞中表达出来的基因是不完全相同的。

3 强化练习，深入理解

例题（改编）：如图3表示胰岛β细胞和效应B细胞的部分基因及它们的活动状态，据图得出下列结论错误的是（ ）

A. 两种细胞内的蛋白质的种类不完全相同

B. 胰岛β细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故能分泌出胰岛素但不能分泌出抗体

C. 糖酵解基因在人体中所有活细胞中都会发生表达

D. 两种细胞在形态、结构和功能上发生差异是基因选择性表达的结果

学生活动：分析题目，结合学习可选出B选项，胰岛β细胞有胰岛素基因，也有抗体基因和其他基因，遗传物质与效应B细胞相同，只是在胰岛β细胞中胰岛素基因开启表达，而抗体基因则关闭，即发生了基因的选择性表达。

总结：通过教师引导，学生自主参与活动并比较、思考，将微观、不熟悉的内容转换成日常生活中常见的事件，并用图像直观呈现出来，类比出基因的选择性表达。学生在活动中进行思考，比较中进行推理分析，建构新的知识经验，不仅牢固掌握了细胞分化的实质，而且联系生活体验了思维的过程，提高了观察图像和解决问题的能力。endprint