人教版高中生物教材插图的“一图多用”——以雌雄果蝇体细胞的染色体图解为例

甘肃 祁永青

现行人教版高中生物学教材内含大量插图，它既是对文本内容的直观概括和形象化解释，又是对文本内容的补充和延伸，也是高考命题的重要依据。为了落实《考试说明》中的考核目标与要求，笔者在历届高三复习时均大胆整合教材插图，不仅提高了复习效率，而且也提高了学生的识图能力和分析问题能力。

一、雌雄果蝇体细胞染色体图解的用途

（一）辨析与该图有关的核心概念

生物学核心概念是对同一类生物学问题本质特征的概括，具有统摄一般概念性知识和事实性知识的作用。它既是对大量下位生物学现象、事实和一般概念性知识的抽象和概括，又是形成上位的学科概念和跨学科的科学主题及更具概括力的哲学思想的重要基础。结合雌雄果蝇体细胞染色体图解（人教版高中生物必修2第86页图5-8），可以讨论染色质、染色单体、染色体、同源染色体、非同源染色体、DNA、基因、等位基因、非等位基因、联会、四分体、染色体变异、蛋白质、染色体组、单倍体、多倍体等概念之间的关系。师生经过讨论形成了如图1所示的思维导图。

图1

（二）探究基因分离定律的实质

基因分离定律是遗传学中最基础、最重要的定律。它的实质是在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个不同的配子中，独立地随配子遗传给后代。为了让学生更深入地理解基因分离定律的实质，笔者让学生分析了果蝇常染色体上一对等位基因与减数分裂的关系。

如假设果蝇Ⅱ号染色体上的一对等位基因B、b（基因B控制果蝇的灰身，基因b控制果蝇的黑身），如图2所示。根据所学知识写出此果蝇的基因型、配子类型及比例，并说明原因。

图2

图3

（三）探究基因自由组合定律的实质

基因的自由组合定律是人教版必修2的核心教学内容之一，也是高考重点考查的基本内容，是孟德尔在基因分离定律基础上进一步延伸和拓展所得到的研究多对等位基因独立遗传的规律。在高三复习时可以让学生结合雌雄果蝇体细胞染色体图解来讨论完成。

如假设果蝇Ⅱ、Ⅲ号染色体上分别存在两对等位基因B、b（基因B控制果蝇的灰身，基因b控制果蝇的黑身）和R、r（基因 R控制果蝇细眼，基因r控制果蝇的粗眼），两对等位基因独立遗传，如图3所示。根据所学知识写出此果蝇的基因型、画出配子形成的过程，并说明原因。

（四）探究性染色体上基因分布及其传递规律

在XY型性别决定中，X、Y染色体是一对同源染色体。从图4果蝇性染色体的结构中可以看出，X与Y染色体各有一部分与对方同源，即图中的A、D区段；也各有一部分非同源，即图中的B、C区段。这样，根据X、Y染色体的形态差异，可将其分为X、Y染色体同源区；X染色体非同源区；Y染色体非同源区三个部分。与常染色体一样，X、Y染色体上也都带有许多基因。各区段上分布的基因的遗传方式与性别相关联，它们的遗传特点也不尽相同。根据所学知识，得出每个区段上基因的分布及其传递规律。师生经过讨论，得出如图5所示的思维导图。

图4

图5

（五）设计实验，提高分析能力

遗传学中有许多经典实验需要学生做验证性实验，如基因分离定律、自由组合定律、连锁与互换规律、伴性遗传实验等，如果分别做实验，耗时多，周期长，教学时间难以安排，教学进度难以把握。但如果将这些实验集中起来，用“一次交配实验”完成多项验证性实验，可获得事半功倍的效果，提高教学的有效性。

如果蝇的黑体（b）、焦刚毛（S）、白眼（W）三个性状均为隐性性状，控制黑体性状的基因（b）位于第Ⅱ染色体上，控制后 2个性状的基因都位于X染色体上。果蝇其他的相应性状均为野生型，即灰体（B）、直刚毛（s）、红眼（w）。要求设计一次交配实验分别验证基因分离定律、基因自由组合定律、连锁与互换规律、伴性遗传等四个经典遗传实验。

（六）头脑风暴，形成思维导图

通过深入分析雌雄果蝇体细胞的染色体图解，学生可以将相关的知识整合提升，形成自己的思维导图，如图6所示。

二、高中生物教材插图使用建议

图6

教师要善于整合、拓展教材插图，发挥以点带面的作用。如在复习蛋白质功能时笔者以人教版高中生物必修1第23页图2-7（蛋白质的主要功能示例）的插图为主线，可以将酶的概念、本质、特点；常见酶的种类；血红蛋白的提取；血糖调节；体液免疫；分泌蛋白的合成与运输等知识点整合到一起。

教师要善于简化教材插图，便于学生理解，提升教学效果。如人教版高中生物必修2第17页图2-2（哺乳动物精子的形成过程图解）中的染色体数目较多，一方面不利于学生理解减数分裂过程中染色体的行为变化，另一方面也不利于学生理解“同源染色体分离，非同源染色体自由组合”这一结论。笔者在授课时将该图中的染色体简化为4条，并及时利用《生物学与生活》一书中关于减数分裂和等位基因自由组合的图解作为补充，取得了良好的教学效果。

教师要善于补充插图，便于学生记忆。如人教版高中生物必修2教材中在讲解配子形成多样性时只有模型构建和文字描述，由于笔者所教学生基础薄弱，对此知识点理解比较困难，为了更好地解决这一问题，笔者在授课时把《生物学与生活》一书中关于同源染色体对的随机分裂是产生基因多样性的原因之一的图解引入到教材中，再进行模型构建，学生很快就掌握了此知识点。

教师要善于让学生说图，从而提高学生的表达能力。如笔者在讲授人教版高中生物必修1第2章第5节“细胞中的无机物”时，让学生根据教材第34页图2-15（幼儿和老年人）、图2-16（水母）说出与生物体含水量有关的问题。通过学生说图，教师补充、总结得出了“不同生物体内的含水量不同”“同种生物体内的含水量也不同”等结论。

教师要善于让学生动手绘图，从中发现学生存在的问题。如教师在“细胞的增殖”一节的教学过程中，可让学生在观察根尖分生组织细胞有丝分裂的图像后，自己动手绘制观察到的图像。教师通过学生的绘制结果发现并分析学生存在的问题，以便对学生进行针对性教学。

教师要善于引导学生比较教材插图，提高学生的分析、理解能力。如笔者在讲授细胞器相关内容时就要求学生列表比较人教版高中生物必修1第93页图5-8（线粒体的结构示意图）和第99页图5-11（叶绿体立体结构示意图）的异同。

总之，合理利用教材插图，有利于学生对插图的理解与感受，可以调动学生的学习兴趣，使学生在轻松快乐的气氛中掌握学习重点、突破难点。同时，可以使学生通过深入分析教材插图将有关联的知识点、插图等联系起来，深化知识的整体性，激发学生的探索热情和欲望，培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力，提高学生的核心素养。