高中生物性状分离比的模拟实验优化研究

高中生物性状分离比的模拟实验优化研
究
摘要：在进行高中生物·必修2《遗传与进化》“性状分离比例模拟实验”
教学过程当中，为了使学生在亲身体验实验各个环节，体会自然界生命现象与规
律的同时，既达到实验教学目的要求，又可以通过实验拓展，延伸至自由组合定
律及其他知识学习过程，使学生深入理解基因分离定律与自由组合定律实质，从
而培养生物学科核心素养。

因此必须坚持研究优化高中生物性状分离比的模拟实验。

关键词：高中生物；性状分离比的模拟；实验优化。

前言：人教版高中《生物·必修二》在遗传与进化“性状分离比模拟”实验中，旨在通过模拟实验了解并认识遗传因子分离及配子随机组合与性状间数量关
系并体会孟德尔假设。

结合《课程标准》基本理念及性状分离比模拟试验的宗旨
要求考虑到下面几个问题首先是课本安排方法程序、学生对配子的随机结合及性
状间的数量关系仅能有所了解和认识、没有贯彻“了解和认识遗传因子分离及与
性状间数量关系”这一宗旨要求。

对此笔者进行了更深入的研究，提出了以下观
点仅供参考。

一、性状分离比模拟实验中有待优化的地方
性状分离比模拟实验的教学问题主要表现为：第一，模拟实验材料单一简单、实验效果不佳；第二，教材对于雌雄配子个数的处理，易引起学生知识误区；第三，教师关注程度低、学生思维不畅，常常使得实验课堂启发性不强、创造性不足。

二、试验改进重点
第一，提高小球的个数。

把课本上对模拟雌、雄的容分别放表示配子用的彩
色小球20粒改为对雌、雄配子分别放20粒。

改进原因：使学生意识到雌雄配子
容器每次生产配子的数量并不对等，雄配子比雌配子多o但是不论雌雄配子参加
受精作用的机会都对等。

第二，完善模拟材料。

对课本中模拟材料做了一些改进，突破了课本仅限于小桶、彩色球等内容，使学生积极主动地去开发新型模拟材料。

三、实验教学过程
首先课前下发实验准备任务单，并将实验任务单一个人微信公众号的形式下
发到学生手中。

第二，实验材料器具与计划的选择与修改。

各分组出示准备好的
实验材料与实验计划，并在出示时接受老师及其他分组同学的质询与建议，各分
组在点评的基础上对修改后的计划进行讨论，最后决定设置小桶、暗箱、口袋
（按容器划分）三个分组。

第三，分组启动模拟实验，具体安排如下。

第一项是
实验操作步骤。

将表示配子大小的小球投入到表示雌雄生殖器大小的容器内，起
手抓小球之前先晃动容器使小球混合均匀，从2个容器内各随机抓1个小球并将
其合并，记2个小球字母组合情况。

记录结束时，把抓好的小球放回原容器内晃动，反复以上50-100步。

对资料进行了比较和分析之后可以得出以下结论。

首先，对该组50个重复
实验所得数据和100个重复所得数据进行了比较分析，最后该组认为实验样本愈大，其配比愈接近于1∶2∶1。

为验证结论，总结了全班数据，发现样本数量愈大，各性状分离比之比愈趋近固定值。

由此，证实并体会孟德尔杂交实验是科学。

第二，用不同实验材料进行试验的结果比较出现较明显的差别，经过差别分析后，各组都说出各自在试验中存在的一些问题。

小桶组同学由于小桶内易见小球，易
造成主观干扰；口袋组同学，拿豆子后发现豆子大小不一，拿到时易受干扰，又
因口袋内看不到，不断拿同一颗豆子后，总是担心因没摇匀而造成；暗箱组同学
则表示所用玻璃珠太滑，易脱落，捡起来既耗时又低效。

其次，习题激发学生优
化实验的兴趣。

对实验数据进行比较与分析后，同学们已取得重要共识，良好的
模拟实验要做3点：一是模拟用具要形象，二是获取数据要快速可靠，三是数据
处理要便捷简便。

围绕这一共识，老师提问，学生带题主动查阅资料并展开讨论，
很快就制作并发现了一种较为方便携带的实验材料器具，同时还设计了用计算机
协助Excel统计与仿真的数据处理工具。

四、分析和探讨
本实验目的是使学生感性认识分离定律，而加以改进后具有便于拓展等特点，用于“解释自由组合现象”，应用效果良好。

对于以上实验步骤可做以下改进：
想象每一张纸条都是一个即将形成配子细胞，用钢笔将Y, y分别书写于纸条的
水平中线以上垂直中线两边合适的位置，表示F1体细胞内分别控制黄，绿色遗
传因子；R, r分别书写于纸条水平中线以下垂直中线两边合适位置， F1体细胞
内圆粒，皱粒遗传因子。

把纸条沿着竖直中线的位置撕下，模拟出确定相同性状
的配对遗传因子相互分离并各自进入不同配子，然后把撕下的每一张小纸单独糅
合成纸团，“成形”配子。

完成试验后，学生了解并领悟“确定相同性状配对遗
传因子相互分离、确定不同性状遗传因子自由配对”的过程及含义，获得雌雄配
子任意配对组合16个组合模式、遗传因子组合9个组合形式、性状表现4个组
合形式，进而达到解释自由配对现象、学生获得自由配对定律本质的感性经验。

结语：
综上所述，本文对模拟实验进行了完善与拓展设计与实施，让学生亲身感受
实验过程，收集实验数据，用归纳与概括法验证或获得基因分离定律与自由组合
定律，从而为今后学生学习利用类比推理获得染色体分配规律奠定基础。

旨在较
好地遵循普通高中生物学课程标准的思路，培养学生积极参与学习的意识，并在
亲身经历提出问题，获取信息，寻求证据，检验假设和发现规律的过程中获得生
物学知识，养成科学思维习惯和积极科学态度，培养终身学习和创新能力。

实现
生物学旨在培养“核心素养”，在生命观念，科学思维，科学探究与社会责任上
培养学生学科核心素养的根本思路。

这也要求了当前的高中生物教师必须要重视，在进行性状分离比的模拟实验教学过程当中，要进行深入的内容研究选择真正合
适的教学方法，调动学生们的学习积极性和研究积极性，从而在进行性状分离比
的模拟实验教学过程当中，让学生们能够更加主动地参与，从而培养学生的全面
发展，提高学生们的核心素养水平。

参考文献：
[1]艾云华.“性状分离比的模拟实验”教学实践研究[J].中学生物教
学,2019:53-54.
[2]艾云华，张小勇.“性状分离比的模拟实验”的教学实践研究[J].《四川教育》,2018:86-86.。