《生物的遺傳》一節的教學後記

《生物的遺傳》一節的教學後記

《生物的遺傳》這一節課的內容豐富，難度也較大，既有分子水平上的理論問題，又有很多聯繫實際的問題，它關係到工農業生產與衛生事業的發展，例如：轉基因技術將引起一場農業革命，基因組計劃將帶來醫學方面的革命，是人們對生命科學的研究中最活躍的一部分內容，學生對此有濃厚的興趣。遺傳學基礎知識是高中生物課的重要內容，教好它對培養學生獻身生命科學的精神是有重要意義的。

一、遺傳的物質基礎

《生物的遺傳》一節的內容分為三個小節，「遺傳的物質基礎」為第一小節，它是現代遺傳學的核心內容，研究證明：生物的主要遺傳物質是DNA，教材通過噬菌體侵染細菌的實驗來說明DNA是遺傳物質。完成本課的任務並不難，但本課還有一個隱含的任務是通過介紹實驗來培養學生的科學素質，學習科學家從事科研工作的方法，學習設計實驗的一般思路，所以應介紹一下遺傳學的發展史，介紹設計實驗的一般的法則注意問題，說明科學結論是得來不易的。

人類早說注意到了生物的遺傳和變異的現象，例如為什麼種瓜得瓜，種豆得豆？為什麼鴨子出殼會游泳？為什麼小雞出殼會吃米？以至探討先有雞還是先有蛋的問題，但由於科學水平的發展的限制沒能找到科學的答案。

從十九世紀中葉達爾文提出「泛生論」到魏斯曼的「種質學說」直至1900年孟德爾的遺傳規律被重新發現後，薩頓和博韋里注意到了孟氏所說的遺傳因子和染色體行為的一致性，於1903年提出假說，認為遺傳因子位於染色體上，而染色體的成分是DNA和蛋白質，究竟哪一種才是遺傳物質呢？當時有人認為蛋白質是遺傳物質,因為它的分子量大且結構複雜，只有蛋白質才能決定變化無窮的生物性狀，為了證實這種猜測，1952年瓊斯和赫爾希設計了一個精巧的實驗：讓打上標記的噬菌體去侵染細菌，結果令人信服地證明遺傳物質是DNA而不是蛋白質，該實驗之所以成功在於選材的正確和精巧的設計有獨到之處，兩位科學家根據該酸含P但不含S，而組成蛋白質的氨基酸含S但不含P的事實，先用放射性同位素³²P來標記DNA，用³⁵S標記蛋白質，然後再讓這種作了標記的噬菌體去侵染細菌，從而巧妙地證明DNA是遺傳物質，為分子遺傳學的發展打下了堅實的基礎。通過講述這段歷史使內容更為豐富生動，學生們也聽得津津有味，在輕鬆的氣氛中學習了科學家們的探索精神和科學的工作方法。

本小節教材的第二部分，「DNA的結構和複製」著重說明了DNA為什麼具有遺傳功能，DNA的結構與複製功能的關係是重點內容，也是學生必須掌握的重點和難點內容之一。而其中的「鹼基互補配對原則」和DNA的「半保留複製」的特點既是考查學生掌握知識程度的常命題也是學生答卷時常失分的地方，因此在教學的實際操作中應主要使學生明確：（1）在雙鏈DNA分子中嘌呤鹼基數之和等於嘧啶鹼基數之和，等於不配對的嘧啶和嘌呤鹼基數之和，並各佔50%；（2）一個雙鏈DNA分子經n次複製後DNA數變為2ⁿ含有同位素標記的脫氧核苷酸長鏈為2常數，弄清這些數量關係，當碰到此類問題時就胸有成竹，不會答錯。

另外還要使學生知道有關DNA分子的複製：（1）是不連續的，每個DNA分子不是由一端到另一端進行連續複製而是分為許多小區段的複製單位，每個複製單位大約為39微米；（2）每個複製單位從複製點開始邊解誰知盤中旋邊複製；（3）DNA在進行半保留式複製時，是以一條鏈為母鏈，按鹼基互補配對原則形成一條子鏈進行半保留複製。這些知識在課本中是未說明的，講課時應向學生交待清楚，還應順便介紹一下，提出著名的DNA雙螺旋模型的兩位科學家沃森和克里克，他們的學說闡明了遺傳物質為什麼能夠自我複製，並促進了深入研究跗物質的作用機理，從而開創了分子遺傳學這一新的科學領域，以此激勵學生獻身科學事業。

本小節的第三部分「基因對性狀的控制」是分子遺傳學的基礎理論知識，它從分子水平上初步揭示遺傳物質的本質及其作用原理，從而使學生初步建立起基因的概念，為以後再講述「遺傳的基本規律」「性別決定與性狀遺傳」「基因突變」等內容打下紮實的基礎，而基因的概念又要使學生掌握：（1）從本質上看基因是有遺傳效應的DNA片段；（2）從表達方式上看DNA片段中四種脫氧核苷酸的序列代表特定的遺傳信息；（3）從功能上看基因通過指導蛋白質的合成來控制某種性狀，從而理解基因是控制生物性狀的遺傳物質和結構功能單位，這段內容很抽象，機理又複雜，是本節的難點。

在課後學生對本課中的一些基本概念不能透徹理解，主要是分不清雙鏈DNA中那一條是信息鏈，寫遺傳物質密碼時常搞錯，結果翻譯出來的氨基酸也是錯，所以在複習時一定要用「抓核心，展細節，總結規律，變難為易」的方法進一步講好「中心法則」，因為它是對遺傳物質作用原理的高度概括和總結，應引導學生複習DNA的複製，弄清複製的概念，複製的分子基礎，時間，過程及條件，複製在遺傳和變異上的意義等等。

講解轉錄時則應強調：這一步是應該在核內進行的，以DNA的一條鏈為模板，轉錄時鹼基配對具特殊性，核心問題是DNA分子的遺傳信息以「三聯體」密碼形式轉錄到mRNA上使之成為細胞內核糖體上合成蛋白質的直接模板，講翻譯過程應強調「遺傳密碼在mRNA上是解題關鍵，不能誤解『三聯體』密碼在DNA或tRNA上」。強調氨基酸合成蛋白質是核糖體、mRNA和tRNA協同作用的結果，並有ATP的參與，mRNA是直接模板，編碼於DNA脫氧核苷酸序列的遺傳信息決定著多鈦鏈中的氨基酸序列，核糖體是蛋白質的合成場所，它從mRNA的移動起點，依次解讀其「三聯體」密碼的信息並選擇相應的氨基酸接加到伸長的多鈦鏈上，tRNA的工具作用有於攜帶專一氨基酸進入核糖體，通過鹼基互補配對以其反密碼子與mRNA上的密碼子相識別，從而把氨基酸入到適當的位置上合成有一定氨基酸序列的特殊蛋白質。

二、遺傳的基本規律

本小節是遺傳學的主要內容，也是初學者必須弄清楚的基礎理論，遺傳的基本規律的知識很重要，是遺傳學，育種學和醫學的重要理論基礎，其中分離規律是理解後一個規律的基礎，是本小節的重點，自由組合規律是本小節的難點，必須先深刻領會基因的分離規律才可能理解自由規律，講述這兩個規律時既要闡明其基本原理又要指出它們與農業和醫學實踐的關係，通過解答各種遺傳題能達到這一要求。

這兩個規律包含的內容相當豐富，除了要講清很多基本概念如：分離規律的實質，基因與染色體的關係，常見的分離比等等，還要教學生學會作遺傳圖解，解答有關遺傳的各種問題等，由於現行課本中的例題太少，而且解題的書寫格式，答題的步驟等又沒有作出明確的交待，所以學生解遺傳題時常感困難，尤其是學完兩規律後做綜合練習時相當一部分學生解題不規範，審題時由於未掌握規律經常出錯，感到遺傳題的審題很棘手，針對這種情況，應該幫助學生解決兩個問題：一是要讓學生掌握解答問題的一般書寫格式，二是幫他們總結出解題的一般規律，突破審題的難關，其方法是上好練習題，選擇典型例題進行講解，因為規律和方法總是具體的思維過程中體現出來的，只有在具體的思維活動中才能把握它。在反覆解答各類問題的基礎上總結出審題的幾個規律如下：

1、 確定相對性狀的對數和相對性狀之間的顯隱性關係。

2、 弄清是幾代的遺傳，受何規律支配。

3、 確定基因符號，先寫出已知基因，顯性的先寫一半，隱性的全寫，使問題簡化。

4、 緊扣後代的性狀分離化，確定是何種交配。

在沒有掌握規律之前，學生解題往往靠運氣，花費了大量時間還經常出錯，有時甚至解不出來，經總結掌握規律後大大地提高了學生審題的能力和解題的速度。

例如：讓基因型為ddYyRr和ddyyRr（無連鎖）的碗豆雜交，其後代的基因型有幾種？它們分別是什麼？

這類題學生在掌握規律和方法之前寫配子的速度很慢，一個個地寫，寫滿一頁紙，有的還搞錯了，經老師指點後情況大不一樣。

告訴學生，此題中的豌豆雖然有三對基因，仍可按分離規律把基因分開來一對一對的加以研究，然後把各對基因產生的配子進行自由組合即豐，而且簡捷快速。

第一對基因：dd　X　dd → dd

第二對基因：Yy　X　yy → Yy、yy

第三對基因：Rr　X　Rr → RR、Rr、rr

那麼它們進行自由結合後，後代基因的種類是1X2X3＝6種，各對配子交叉自由組合的結果如下表：

或者用笨辦法，先寫出各種配子用棋盤法組合後再數數，時間雖用多一點，但萬無一失。

把相同的找出來，答案一樣是6種。

教學生掌握遺傳的基本規律，不但要使他們深刻理解遺傳規律的實質，更重要的是要讓他們學會應用規律解決遺傳學問題，因此，必須讓學生熟練掌握分離規律，其中關鍵是使學生理解等位基因的概念，而此概念的關鍵詞是「控制著相對性狀的基因」才是等位基因，如課本中D和d是一對等位基因，YyRr是兩對等位基因，DD或dd是同一種基因，YYRr和aabbDd中只含有一對等位基因，學生弄清楚這些關係對等位基因的概念才有比較深刻的理解，才能在解題時很好地應用分離規律。

此外，要引導學生仔細地學習孟德爾的歸納分析法方法；研究自由組合規律後代的性狀分離化，以便解題時可隨時加以應用，學習自由組合規律時學生往往只注意記住F2代的分離化比是9：3：3：1，而其中親組合和新組合中純合體和雜合體的比例是多少就忽略了，以致在解答與此有關的問題時常常搞錯，例如遇到以下問題時他們有的不會做，有的雖然做了，但答案是錯的。

例如：白色盤狀與黃色球狀南瓜雜交，F1全是白色盤狀南瓜，F2中雜合體白色球狀南瓜有3966株，問：F2中純合體黃色盤狀南瓜有幾株？

答案：A、3966　　B、1983　　C、1322　　D、7932

分析：此題是研究兩對性狀的純合體雜交F2代的分離化的，符合自由組合規律，但題目繞了幾個彎子，學生很容易誤入歧途，其實只要根據解題規律，先從「F1全是白色盤狀」確定南瓜性狀的顯隱性，即白色、盤狀是顯性，黃色球狀是隱性，再緊扣後代的分離比進行解答就可得到正確的答案了，黃色盤狀南瓜與白色球狀南瓜一樣是一顯一隱性在F2代的分離比都是3/16，卻不管純合與雜合而選A項，結果錯了，有的學生比較細心，知道答案黃盤南瓜中的純合體是1/3。用3966除以3得到1322，選C，又錯了，這些錯誤的出現都是由於沒有留心雜交後代純合體與雜合體的比例造成的，教師在教學中一定要提醒學生注意這一點，使學生深刻理解後輕鬆掌握正確解題思路。

三、性別決定與伴性遺傳

這一節分別講述了性別決定和伴性遺傳兩方面的初步知識，是課本中萄難度較大的一個內容。

本課是在學生學習了兩個遺傳規律，具有染色體遺傳病知識的基礎上進行的，學生對人類「生男生女」和色盲病的遺傳病很有興趣，但是對其真正的含義，遺傳表現又知之甚少，應抓住這個現狀，利用「人體性別決定圖」和「色盲檢查譜」講清性別決定和伴性遺傳兩個概念。在此基礎上把課前綜合而成的甲，乙題分發給學生進行練習，（單號，雙號分別做）

甲題單如下：

1[男正]（　　）―――――――――2[女色]（　　）

3[女正]（　　）――4[　　]（X^bY）　　5[女攜]（　　）――6[男正]（　　）

7[　]（　） 8[　]（X^BX^b）――9[男色]（　）　10[男正]（　） 11[ ]（ ） 12[ ]( )

13[ ]( ) 14[ ]( ) 15[ ]( ) 16[ ]( )

乙題單與甲題單類似，但改為知後代表現型求上一代基因型即可。

結論：

1、男色盲數＿＿＿＿女色盲數。（選＞，＝，＜之一填在＿＿＿＿上＝

2、＿＿＿＿號數與＿＿＿＿號為近親結婚，其子女有＿＿＿＿%患色盲，所以近親結婚不好。

學生作題的結果是：性別決定絕大部分學生都能做，伴性遺傳大部分學生會，少數學生不能按時完成，這樣做有幾個好處：

（1）節約了課時，本課需三課時的內容，由於安排比較緊湊，充分調動了學生的積極性，結果一課時就完成了，如果再加上講機率的計算和學生的再練習一課時，也只要兩課時就行了。

（2）把各種不同組合（有關色盲的不同基因型的人結婚）安排在一個家族系譜內，便於統計男女色盲人數，得出男色盲患者多於女色盲患者的結論，也便於看出近親結婚後其子女者人數增加，從而得出近親結婚不好的結論。

（3）課堂上提高了學生的學習興趣，充分調動了學生的學習積極性，使他們輕鬆愉快地開通思路，學會正確的學習方法。

本小節的另一個要解決的問題是教會學生如何區別判定哪些是常染色體遺傳，哪些是性染色體遺傳？這個問題最簡單的做法是告訴學生：凡題中已明確指出是伴性遺傳的和課本中已提到的幾種伴性遺傳病如色盲，血友病等幾種病例是伴性遺傳，其餘的均為常染色體的遺傳，這樣學生較有把握地判定一般題的病例是性染色體遺傳病還是常染色體遺傳病了，還可通過有關遺傳病系家族譜的研究，要求學生對「雙親正常但有患病的女兒」的家庭有敏感，指出必是常染色體隱性而伴X隱性遺傳的家系中患者往往男多於女，多有「男性通過他的女兒傳給他的外孫」的關係，使學生提高解題的信心。

生物的遺傳這節課在教學中值得研究的問題是很多的，筆者多年來在課後記下這些筆記，算是一些教學心得，請同行指正。

作者簡介

陳永春，女，1968年生。1990年畢業於華南師範大學生物系。

關鍵詞：遺傳、DNA、基因、遺傳基本規律

摘要：本文對高中生物中《生物的遺傳》一節的教法、難點、重點這一流程，作出小結，提出解題的關鍵，及時進行思想教育、素質教育的滲透，提倡學生主動學習，提高學習效率。

推薦閱讀：