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摘 要:以“基因在染色体上”这节课为例,将论证式教学模式引入高中生物科学史课,引导学生根据课本提供的科学史提出主张,他人依据推理(遗传图解)的结果质疑、支持或辩驳主张,最后依据科学史认可主张。
关键词:论证式教学模式;科学史;质疑;辩驳;主张
本文以人教版高中生物必修2第2章第2节“基因在染色体上”这节为案例进行论证式教学,围绕摩尔根所做的果蝇的三个杂交实验(分别命名为实验一、实验二、实验三)展开论证,提出主张,质疑或辩驳主张,最后认可主张。
一、依据摩尔根的实验一,设置问题,引导学生获取信息,为论证做准备
提供资料 1910年的一天摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇,于是运用这只白眼雄果蝇做了如图1的实验(实验一)。
问题 通过前面孟的学习,请问红眼、白眼性状中,哪个性状是显性性状?(红眼)
控制红白眼这对性状的基因是否符合基因分离定律?为什么?(符合,F2中红眼:白眼等于3:1)与孟德尔实验中豌豆高矮茎的表现相比,红白眼性状的遗传有什么特殊的现象?(白眼性状的表现总是与性别相关联)如何解释这一现象呢?(由于认知的限制学生无法解释)
二、學生分析教师提供资料,提出主张或质疑、辩驳主张
提供资料 1904至1905年,美国女科学家史蒂文斯对蛀虫的研究发现:雌虫体细胞有20条大染色体,而雄虫有19条大染色体和一条小染色体。推测性别可能就是由这对不寻常染色体的特性决定的。其中观察果蝇的染色体发现,果蝇体细胞有4对染色体,1对是性染色体(决定性别),其余3对称为常染色体。雌果蝇中两条性染色体大小是一样的(即同型的),用XX表示;而雄果蝇中两条性染色体大小是不一样的(即异型的),用XY表示。X、Y染色体的关系图2所示:
为什么白眼的性状的遗传总是与性别相关联?
甲组学生提出主张1:控制红白眼性状的基因位于Y的非同源区段。依据:仅雄性个体表现出白眼性状。
乙组学生反驳主张1:依据摩尔根的实验,若控制红白眼性状的基因位于Y的非同源区段,则摩尔根的杂交实验的遗传图解如图3,那么F1的所有雄性个体的眼色性状均表现为白眼,但是实验一结果表明:F1不管雌雄个体均表现为红眼。
同时乙组学生提出主张2:控制红白眼性状的基因位于X的非同源区段。依据:控制红白眼性状的基因位于X的非同源区段,则亲本的雌性果蝇的基因型为XWXW,雄性白眼果蝇的基因型为XwY,摩尔根的果蝇杂交实验的遗传图解如图4,经推理不管F1还是F2的雌雄个体的表现型均符合实验一的结果。
丙组学生质疑:若控制红白眼性状的基因位于XY的同源区段,通过遗传图解推理的结果与摩尔根的实验一和实验二的结果一致,如图5和图6。同时丁组学生提出主张3:控制红白眼性状也有可能位于XY同源区段。
三、教师引导,学生分析设计实验,认可主张
问题 主张2:控制红白眼性状的基因位于X的非同源区段,则野生型果蝇的基因型有哪些?(XWXW、XWY)。主张3:控制红白眼性状的基因位于XY的同源区段,那么野生型果蝇的基因型有哪些? (XWXW、XWYW),两个主张的主要区别在于哪种果蝇的基因型不同(雄性),能否设计实验进行探究主张2和主张3的哪个正确。
学生实验设计:让野生红眼雄果蝇与实验二中的白眼雌果蝇进行测交实验,若后代雄果蝇全表现为白眼则主张2正确,若后代雄果蝇全表现为红眼则主张3正确。
提供资料摩尔根的实验三 将实验二获得的白眼雌蝇与自然界中的红眼雄蝇杂交,后代中有两种表现型:红眼雌蝇、白眼雄蝇。
大家一致认可的主张2:控制红白眼性状的基因位于X的非同源区段。
当然论证式教学模式对学生的各方面素质要求较高,特别是学生的思维品质,所以论证式教学模式并不适用于所有的学生、所有的课型。
参考文献:
[1]许桂芬.在论证式教学中如何引导质疑和辩驳———以“生物膜的流动镶嵌模型”为例[J].生物学通报,2014(7).
关键词:论证式教学模式;科学史;质疑;辩驳;主张
本文以人教版高中生物必修2第2章第2节“基因在染色体上”这节为案例进行论证式教学,围绕摩尔根所做的果蝇的三个杂交实验(分别命名为实验一、实验二、实验三)展开论证,提出主张,质疑或辩驳主张,最后认可主张。
一、依据摩尔根的实验一,设置问题,引导学生获取信息,为论证做准备
提供资料 1910年的一天摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇,于是运用这只白眼雄果蝇做了如图1的实验(实验一)。
问题 通过前面孟的学习,请问红眼、白眼性状中,哪个性状是显性性状?(红眼)
控制红白眼这对性状的基因是否符合基因分离定律?为什么?(符合,F2中红眼:白眼等于3:1)与孟德尔实验中豌豆高矮茎的表现相比,红白眼性状的遗传有什么特殊的现象?(白眼性状的表现总是与性别相关联)如何解释这一现象呢?(由于认知的限制学生无法解释)
二、學生分析教师提供资料,提出主张或质疑、辩驳主张
提供资料 1904至1905年,美国女科学家史蒂文斯对蛀虫的研究发现:雌虫体细胞有20条大染色体,而雄虫有19条大染色体和一条小染色体。推测性别可能就是由这对不寻常染色体的特性决定的。其中观察果蝇的染色体发现,果蝇体细胞有4对染色体,1对是性染色体(决定性别),其余3对称为常染色体。雌果蝇中两条性染色体大小是一样的(即同型的),用XX表示;而雄果蝇中两条性染色体大小是不一样的(即异型的),用XY表示。X、Y染色体的关系图2所示:
为什么白眼的性状的遗传总是与性别相关联?
甲组学生提出主张1:控制红白眼性状的基因位于Y的非同源区段。依据:仅雄性个体表现出白眼性状。
乙组学生反驳主张1:依据摩尔根的实验,若控制红白眼性状的基因位于Y的非同源区段,则摩尔根的杂交实验的遗传图解如图3,那么F1的所有雄性个体的眼色性状均表现为白眼,但是实验一结果表明:F1不管雌雄个体均表现为红眼。
同时乙组学生提出主张2:控制红白眼性状的基因位于X的非同源区段。依据:控制红白眼性状的基因位于X的非同源区段,则亲本的雌性果蝇的基因型为XWXW,雄性白眼果蝇的基因型为XwY,摩尔根的果蝇杂交实验的遗传图解如图4,经推理不管F1还是F2的雌雄个体的表现型均符合实验一的结果。
丙组学生质疑:若控制红白眼性状的基因位于XY的同源区段,通过遗传图解推理的结果与摩尔根的实验一和实验二的结果一致,如图5和图6。同时丁组学生提出主张3:控制红白眼性状也有可能位于XY同源区段。
三、教师引导,学生分析设计实验,认可主张
问题 主张2:控制红白眼性状的基因位于X的非同源区段,则野生型果蝇的基因型有哪些?(XWXW、XWY)。主张3:控制红白眼性状的基因位于XY的同源区段,那么野生型果蝇的基因型有哪些? (XWXW、XWYW),两个主张的主要区别在于哪种果蝇的基因型不同(雄性),能否设计实验进行探究主张2和主张3的哪个正确。
学生实验设计:让野生红眼雄果蝇与实验二中的白眼雌果蝇进行测交实验,若后代雄果蝇全表现为白眼则主张2正确,若后代雄果蝇全表现为红眼则主张3正确。
提供资料摩尔根的实验三 将实验二获得的白眼雌蝇与自然界中的红眼雄蝇杂交,后代中有两种表现型:红眼雌蝇、白眼雄蝇。
大家一致认可的主张2:控制红白眼性状的基因位于X的非同源区段。
当然论证式教学模式对学生的各方面素质要求较高,特别是学生的思维品质,所以论证式教学模式并不适用于所有的学生、所有的课型。
参考文献:
[1]许桂芬.在论证式教学中如何引导质疑和辩驳———以“生物膜的流动镶嵌模型”为例[J].生物学通报,2014(7).