基于考核目标的“遗传定律”专题的二轮复习策略

周忆堂

摘要：遗传定律是生物高考试题的命题热点之一，对遗传学知识的考查能很好评价考生的理解能力、获取信息能力、探究能力以及综合运用能力。本文结合教学实践，谈如何围绕高考考核的四大目标，通过知识网络构建、生物建模等策略进行二轮复习教学，深化学生对遗传学知识的理解，提升学生运用遗传学知识解决问题的能力。

关键词：考核目标；遗传定律；二轮复习；知识网络；生物建模

《考试说明》明确了生物高考四大考核目标和要求，即：理解能力、实验和探究能力、获取信息的能力和综合运用能力。高考试题对遗传学知识的考查，能充分体现这四方面的考核目标和要求。一轮复习过后，学生在解决遗传定律问题时，常存在这样的困惑：上课听得懂，但遇到习题则不知从何下手，或者即使能解答出来，但需要花费很多的时间，以至于在理科综合考试时，常常就是直接放弃。为什么会出现这样的情况？问题根源在什么地方？在二轮复习中如何改进？这是笔者多年任教高三一直关注和思考的问题。通过对学生作业的面批发现，大多数学生知道遗传题所要考查的知识点，一般也能提取出相关信息，但对遗传学相关知识点的联系和迁移，对题目中的图像、数学等信息的处理、推演及应用等方面存在较大问题，问题根源表现在知识的“联系、迁移、推理和应用”上，这其实也就是常说的“知识转化为能力”的问题上。在“遗传定律”专题二轮复习中，如何引导学生整合知识，建立遗传学相关知识的内在联系，提升运用知识解决问题的能力，达成考核目标，本文结合公开课的教学实践，做一探讨。

一、教学过程分析与组织

（一）构建知识网络，深化学生对遗传学知识的理解

《考试说明》指出的四项考核目标和要求是围绕生物学科知识和能力目标展开的，复习的主要任务就是落实好这两个维度的目标。在这两者的逻辑关系中，知识是能力的载体，能力是知识的内化和提升。二轮复习中，为达成考核目标中的理解能力，应构建知识网络，整合知识，活化理解，突出知识间的内在联系和逻辑性。笔者在“遗传定律”二轮复习中，以遗传定律的研究方法和遗传规律的实质为两条知识复习主线，引领学生构建知识网络（见图1）。

构建过程中，避免知识的简单堆积，重在分析知识间的逻辑关系，帮助学生从细胞水平及分子水平理解遗传定律的实质，理解基因和性状间的关系等遗传学知识。教学实践表明，经过一轮复习，多数学生已经掌握了遗传学的基础知识，但往往不注重知识点之间的联系，学生对减数分裂、基因表达与遗传的联系并不清楚的，教师通过设计问题串：遗传规律与减数分裂有何关系？配子的形成过程中，基因的行为是怎样的？基因型和表现型间的关系是怎样？致死现象会使表现型及其比例发生什么样的变化？借助问题串构建知识网络，训练学生的综合理解能力，使学生进一步明白遗传定律的细胞学基础和分子学基础，深化对遗传定律实质的理解。

（二）构建科学探究模型，促进学生对假说演绎法的理解和应用

考纲在“实验和探究能力”方面明确要求学生具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。遗传学研究的常用方法就是实验法，在豌豆杂交实验中，孟德尔利用假说演绎的研究方法总结出了遗传规律，假说演绎法的理解和应用无疑是本节课的复习重点，是培养学生实验和探究能力的良好途徑。假说演绎是进行科学探究的一种重要方法，也是逻辑证明的常用途径，在遗传学研究中，假说演绎的逻辑起点通常是遗传实验结果的表象（分离现象或自由组合现象），这一表象与某种属性之间存在必然联系，假说演绎探究模型为这一联系建立联想联结。

例1石刁柏（嫩茎俗称芦笋）是一种名贵的蔬菜，为XY型性别决定的雌雄异株植物。野生型石刁柏（纯合体）叶窄，产量低。在某野生种群中发现了几株阔叶石刁柏（突变型），雌株、雄株均有。经实验证明野生型窄叶为显性性状。控制该性状的基因位于性染色体，有可能在x染色体的特有区段（如图2Ⅱ-2区段）或X、Y染色体的同源区段（如图Ⅰ区段），请设计实验方案以确定该基因的位置。（要求：写出实验步骤，预期结果并得出相应结论）

引导学生分析，构建探究模型：

在分析上述问题并完成探究模型构建后，一方面总结假说演绎研究方法的一般过程，形成这类遗传题的解题模式；另一方面对题目中方案设计的杂交组合的选择进行方法归纳，在已知显隐性的情况下，XY型杂交组合为：隐性雌性个体×显性雄性个体。如果后代雌雄表现型不一致，则位于非同源区段；如果后代雌雄表现型一致，则位于同源区段。

（三）构建数学模型，提升学生获取信息能力

考纲在“获取信息能力”方面明确要求学生能从提供的材料中获取相关的生物学信息，并运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。对于遗传定律方面的高考命题，信息通常以数据表格等形式体现，要求学生能利用这些信息，揭示题目信息所反应的遗传的本质规律。学生获取的信息有时是有效的，有时是无效的，信息的有效性主要取决于学生对数据表格等信息的加工、处理或换算，这正是学生利用信息解决遗传学问题的难点所在。如何提高学生获取和处理信息的能力，笔者在课堂上，引导学生建立数学模型，通过数学建模，建立起遗传现象与遗传本质规律之间的联想联结，在此基础上，结合所学知识对问题做出正确解答。

例2（2011新课标全国卷）某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制（如A、a；B、b；C、c……），当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时（即A-B-C……）才开红花，否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系，相互间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如下：

根据杂交结果回答问题：

（1）这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律？

（2）本实验中，植物的花色受几对等位基因控制，为什么？

答案：

（1）基因的自由组合定律和基因的分离定律（或基因的自由组合定律）。endprint

（2）4对。①本实验的乙×丙和甲×丁两个杂交组合中，F2中红色个体占全部个体的比例为81/（81+175）=81/256=（3/4）4，根据n对等位基因自由组合且完全显性时，F2中显性个体的比例为（3/4）“，可判断这两个杂交组合中都涉及4对等位基因。②综合杂交组合的实验结果，可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中所涉及的4对等位基因相同。

（四）理论联系实际，提升综合运用能力

综合运用能力，要求学生能够应用学过的知识和观点，在新的情境中解决一些与生物学有关的实际问题。与“理解能力”中的“知识的运用”相比，这一能力要求更强调知识的综合性，侧重在解决问题而不是解释和分析问题。遗传模式的确定是遗传学中的基础问题，也是遗传理论指导遗传育种等生产实践的关键问题，是学生综合运用能力的体现。孟德尔当年开创性地建立遗传定律，有赖于他抽象出科学概念，为遗传模式找到一种简单的表达方式，以有限种类基因的无限组合解释了生命形式存在的无限可能。模型方法是通过对表象的操作而实现思维活动，可以使问题趋于简单，有利于复杂问题的解决。

例3（2016新课标全国卷）已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体：♂黄体：6灰体：6黄体为1：1：1：1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于x染色体上，并表现为隐性。请根据上述结果，回答下列问题：

（1）仅根据同学甲的实验，能不能證明控制黄体的基因位于x染色体上，并表现为隐性？

（2）请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。（要求：每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果。）

分析：此题要求学生在分析甲同学实验结果的基础上，设计两个独立的实验，确定果蝇灰体和黄体这对相对性状的遗传模式，在考查分离定律和伴性遗传等基础遗传学知识的同时，着重考查了学生灵活运用遗传学知识解决实际问题的能力。我们可以运用模型方法构建遗传模式，然后依据模型进行推导、计算，做出预测。解题程序如下表所示。

参考答案：

（1）不能；（2）实验1：杂交组合：♀黄体×♂灰体

预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体

实验2：杂交组合：♀灰体×♂灰体

预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体

二、教学效果和反思

“种豆得豆，种瓜得瓜”，这是对遗传现象的一种描述，它谈不上是一种科学，对现象背后的原因的揭示和解释才是科学的本质。早在1925年，生物学大师Wilson就提出：“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找”。遗传现象的解释也不例外，细胞是遗传的基本单位。因此，在复习遗传定律时，通过引导学生回忆减数分裂过程中染色体和基因的行为变化，以及基因与性状间的关系，逐步构建知识网络，关注知识的内在联系，建立起减数分裂、基因表达与遗传定律间的联系，从而深化了学生对遗传定律实质以及分离定律和自由组合定律的内在联系的理解。

认知心理学家认为，表象更适合思维活动的进行。模型属于表象，在遗传学问题解决过程中，构建生物模型，实质上就是建立逻辑中介，起到沟通和联结的作用，把逻辑起点和逻辑终点联结起来，构成完整的逻辑体系，形成一套完整的解决问题的模式。遗传学中的基因、基因型属于概念模型，假说演绎探究方法属于过程模型，遗传学概率推导属于数学模型，所有的模型都是表象系统，在思维活动中起到联想联结的作用。例如本文中的例题2，通过数学模型这一逻辑中介，完成逻辑起点（各组杂交现象）到逻辑终点（遗传规律）的联结，为学生利用题目信息解决问题搭建非常有效的方法平台。通过生物建模，引导学生形成解题范式，学生的探究能力、获取信息能力以及综合运用能力都得到一定的提升。从某种意义上说，也促使了学生今后科学研究范式的形成。endprint