构建模型解难题

汤良文

摘 要：通过构建模型解释和分析生物教学中遇到的较复杂试题，能化抽象为具体、化复杂为简单，有利于教师分析和学生理解，能起到明显的教学效果。物理模型、数学模型以及概念模型等模型形式均可应用到试题分析教学的具体过程中。通过典型例题的分析说明模型构建在教学中的作用。

关键词：物理模型;概念模型;胚乳;种皮;基因型

分析试题时利用模型对试题进行分析有利于学生对解题方法和知识背景的理解。比如，遗传学等相关试题逻辑性强、过程复杂，很难仅通过讲述和分析让学生理解。通过构建具体的模型，突出其知识背景，反映具体的思维过程，学生能更深刻的理解，有利于培养学生的思维能力。以下以两道遗传学试题为例，说明模型构建在解题、析题中的作用。

一、例题一

1.题目：教材中的一道试题

纯种的甜玉米和纯种的非甜玉米实行间行种植，在收获时发现，甜玉米的果穗上结有非甜玉米的籽粒，但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒，试说明产生这种现象的原因。（提示：甜和非甜是胚乳的性状，胚乳是由胚珠中的极核和精子发育而来的。）

2.分析：这部分内容涉及被子植物的双受精原理，题干中又给了提示，所以必须从双受精的知识背景分析，学生才能真正理解。而双受精原理较为复杂，通过构建模型的方法讲解解题过程，有利于学生理解。

3.模型构建如右图（模型一）

4.模型要点及分析：精卵细胞结合决定胚的基因型;1个精细胞与两个极核结合决定胚乳的基因型;同株异花传粉属于自交，不同株异花传粉属于杂交;正反交胚的基因型相同，而胚乳的基因型不同。从模型上直接分析两个不同基因型的植株相互传粉，两个植株上所结种子中，胚的基因型相同，而胚乳和种皮的基因型不同。

在充分分析模型一的基础上，分析不同植株胚以及胚乳的基因型、表现型。通过归纳和分析得到以下模型（模型二）：

通过不同模型的结合和分析，使学生很容易理解该题涉及的知识背景，并且让学生深入掌握种子的形成过程，为遗传学相关内容的学习打好基础。

二、例题二

1.题目：玉米籽粒的胚乳有甜和非甜两个品种，种皮有黄色和白色之分。现将纯种黄种皮甜玉米植株的花粉授给纯种的白种皮非甜玉米植株，所结种子全是白种皮非甜玉米，将这些种子全部种下后自交，结出的种子为黄种皮。请据此回答下列问题：

（1）种皮的颜色中，显性性状是   。

（2）将玉米显性纯合子与隐性类型杂交，再将F1连续自交，种皮颜色的性状分离首先出现在   代所结的种子中，这些种子中表现为白色种皮甜玉米的占   。

2.分析：这是一道涉及植物个体发育和遗传规律的推导题，难度较大，这里有两个难点：一个是两对相对性状显隐性的判断;另一个是种皮和胚相關基因型的分析，由于种皮是母本的体细胞，又是母本的一部分，而胚属于子代的部分，学生不易区分和分析，给答题带来难度。

解题的第一步是判断两对相对性状的显隐性关系，由于母本都是纯种，甜玉米与非甜玉米杂交，子代是非甜玉米，很容易判断非甜对甜显性;如果用同样的方法得出白种皮对黄种皮显性就错了，因为种皮是由珠被发育而来，是母本的一部分，因此种皮的性状一定是白色的。通过模型三可以看出：两对纯合亲本杂交得到F1，种皮属于母本的，性状由母本的基因型决定，种皮里面的胚才是真正的F1，在F1的胚中决定种皮的基因型是杂合的，其表现型则是在F1植株上所结的种子中表现出来，也就是F2种子的种皮，由于F2种子的种皮是黄色的，由此可以判断黄色对白色显性。

在解决这些问题以后，就可以解决第（2）问中两个问题了。通过构建概念模型分析问题就比较容易了，A、a表示种皮的基因，B、b表示非甜和甜的基因，通过模型四可以看出：F1的基因型为AaBb。F1自交得到F2，在F2种子的胚中决定种皮的基因型及其比例是AA：Aa：aa=1：2：1，但其表现型出现在F2植株所结的F3种子上，即种皮的表现型要推迟一代表现。推导在F2植株所结F3种子上种子中表现为白色种皮甜玉米占比例可用合分法，从模型四中可知白种皮（F2）占1/4，而甜玉米（F3）占3/8，就得到所需的答案：3/32。

3.模型构建如下（模型三、模型四）

4.模型要点：亲本的基因型为纯合;不同世代植株上所结种子种皮的世代和决定种皮颜色的基因型及其比例;不同世代植株上所结种子种皮内胚（下一代）中决定种皮颜色的基因型及其比例和决定胚乳味道的基因型及其比例。通过模型分析，学生能更加深刻地理解种子中种皮和胚的关系，在不同世代的种子中，种皮颜色和胚乳味道两对相对性状进行独立分析，不会相互干扰，最后合并综合分析，就不难得出结果了。

参考文献：

魏宏.在高中生物教学中的巧用模型构建[J].教育教学论坛，2010（22）.？誗编辑 王梦玉