姚國平

關(guān)鍵詞：初中生物學(xué)；生物的遺傳；教學(xué)游戲

文章編號：1003-7586（2024）01-0016-02 中圖分類號：G633.91 文獻標(biāo)識碼：B

生物的遺傳是生命的基本特征，也是初中生物學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。初中學(xué)生認知水平有限，其對遺傳本質(zhì)和規(guī)律的理解有一定難度。皮亞杰認為游戲不僅可以反映學(xué)生的認知發(fā)展，更能促進學(xué)生的認知發(fā)展。教學(xué)實踐中，教師可運用恰當(dāng)?shù)挠螒蛐问揭I(lǐng)學(xué)生深度加工學(xué)習(xí)對象，從而跨越認知障礙，把握知識的本質(zhì)，實現(xiàn)認知發(fā)展。本文介紹了以撲克牌為材料，設(shè)計和開發(fā)的系列教學(xué)游戲，運用于初中階段遺傳學(xué)的學(xué)習(xí)。

1理解“基因控制生物的性狀”

1.1方法步驟

1.1.1模擬操作

操作1：準備2張撲克牌，紅桃A和黑桃A各一張。兩人一組游戲，甲同學(xué)洗牌，乙同學(xué)隨機抽取一張。每組學(xué)生連續(xù)操作多次，統(tǒng)計全班取得撲克牌花色的概率（取得紅桃A或者黑桃A可能性都為1/2）。

操作2：準備兩套牌，每套都是紅桃A和黑桃A各一張。兩人一組游戲，甲同學(xué)洗牌，乙同學(xué)每次分別在一組內(nèi)隨機抽取一張，記錄取得2張牌的組合。每組學(xué)生連續(xù)操作多次，統(tǒng)計全班取得同一花色的概率（取得同一花色的可能性為1/4）。

1.1.2分析結(jié)果

在一組中取一張牌這個事件的結(jié)果（可能性是1/2），并不影響在另一組中取一張牌這個事件的結(jié)果（可能性也是1/2），這是兩個各自獨立的事件。在統(tǒng)計學(xué)中，如果有兩個互不影響的獨立事件，每個事件發(fā)生概率都是1/2，那么同時或相繼出現(xiàn)時，其概率是它們各自概率的乘積，即1/4，如圖1所示。

1.1.3提出假說

生物的性狀由遺傳因子決定，在孟德爾遺傳實驗中子二代出現(xiàn)隱性性狀的概率是1/4，這種現(xiàn)象是不是也是由兩個互不干涉的獨立事件造成的呢？如果是，那么，生物的性狀由一對遺傳因子決定，且每個因子來自不同的親本。

1.1.4演繹推理

孟德爾遺傳實驗中，子二代出現(xiàn)隱性性狀的概率是1/4，是由兩個隱性遺傳因子決定的，這兩個隱性遺傳因子分別來自父本和母本，那么，決定子一代（親本）高莖性狀的兩個遺傳因子只能是一個顯性和一個隱性。由此可推測，當(dāng)控制某種性狀的一對遺傳因子中，一個是顯性而另一個是隱性時，表現(xiàn)出顯性基因控制的那種性狀。同時也能根據(jù)統(tǒng)計學(xué)知識合理解釋，在子二代中，為什么出現(xiàn)隱性性狀的概率是1/4，顯性性狀的概率是3/4。

1.2設(shè)計意圖

孟德爾在維也納大學(xué)學(xué)習(xí)期間，除學(xué)習(xí)動物學(xué)、植物學(xué)外，還學(xué)習(xí)化學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)等課程。他把數(shù)理統(tǒng)計作為工具引入了遺傳學(xué)的研究領(lǐng)域，使復(fù)雜的遺傳現(xiàn)象變得有規(guī)律可循，奠定了近代遺傳學(xué)的發(fā)展基礎(chǔ)。在統(tǒng)計學(xué)中，“1/4”是一個特殊的數(shù)值，教學(xué)中通過撲克游戲的類比、聯(lián)想、推理，不僅引導(dǎo)學(xué)生沉浸在“假說一演繹”的科學(xué)思維方法中，而且使學(xué)生初步體會到跨學(xué)科解決生物學(xué)問題的潛在價值。在實際教學(xué)中，進行“演繹推理”這一環(huán)節(jié)時，可以把遺傳圖解展示在黑板上，讓學(xué)生把撲克牌當(dāng)作遺傳因子進行現(xiàn)場推演，便于學(xué)生間修正、借鑒，最終達成共識、共享。

2理解“遺傳和變異的關(guān)系”

2.1方法步驟

（1）準備2副撲克牌，挑選紅桃“A～5”各2張，黑桃“A～5”各2張。牌型“A～5”分別表示決定人體5種性狀，如單雙眼皮、有無酒窩、能否卷舌、有無耳垂、慣用手勢的基因，且紅桃表示顯性基因，黑桃表示隱性基因。

（2）分別在四張點數(shù)一樣的牌型中隨機抽取2張，組成親本基因型，如圖2所示，表示決定某種性狀。如父本為：紅A+黑A（雙眼皮）、黑2+黑2（無酒窩）、紅3+黑3（能卷舌）、紅4+紅4（有耳垂）、紅5+黑5（右利手）；母本為：紅A+黑A（雙眼皮）、紅2+紅2（有酒窩）、紅3+黑3（能卷舌）、黑4+黑4（無耳垂）、紅5+黑5（右利手）。

（3）父本一組（5對基因，共10張牌）洗牌后隨機摸牌，遇到有重復(fù)點數(shù)的牌舍去，直至有“A～5”牌型的單張排序，如圖3所示，表示精子的5種基因；母本一組同樣操作，表示卵細胞的5種基因，如圖4所示。

（4）將精子和卵細胞中“A～5”牌型按點數(shù)配對，表示受精卵中的基因組成，如圖5所示。

（5）重復(fù)步驟（2）（3）或（3）多次，記錄子代的基因組成及表現(xiàn)性狀，與親代相比較，體會遺傳和變異的關(guān)系。

2.2設(shè)計意圖

可單人或雙人游戲。通過模擬演示基因重組產(chǎn)生的變異，幫助學(xué)生理解遺傳與變異對立統(tǒng)一的辯證關(guān)系。

3模擬“人類的性別決定”

3.1方法步驟

（1）準備3張紅桃Q（代表X染色體），一張紅桃K（代表Y染色體）。

（2）兩人一組，甲同學(xué)左手持2張紅桃Q，右手持一張紅桃Q和一張紅桃K，乙同學(xué)隨機各抽取一張，形成組合。

（3）重復(fù)步驟（2），記錄得到的后代的性別。

（4）分析結(jié)果：一對夫婦生男孩和女孩的可能性都是50%。

3.2設(shè)計意圖

“Q”的人物圖案是女性，“K”的人物圖案是男性，模擬操作能形象地表示出人類性別決定機制。

4分析“色盲的遺傳方式”

4.1方法步驟

（1）準備黑桃Q、紅桃Q、黑桃K三種撲克牌，分別表示帶有色覺正?；虻腦染色體、帶有紅綠色盲基因的X染色體、不帶有色覺基因的Y染色體。

（2）用撲克擺出母親色覺的基因組合（一對黑桃Q、一對紅桃Q、一張黑桃Q和一張紅桃Q），并說出相應(yīng)表現(xiàn)性狀（色覺正常、紅綠色盲、色覺正常但攜帶紅綠色盲基因）；用撲克擺出父親色覺的基因組合（一張黑桃Q和一張黑桃K、一張紅桃Q和一張黑桃K），并說出相應(yīng)表現(xiàn)性狀（色覺正常、紅綠色盲）。

（3）根據(jù)六種婚配組合：色覺正常母親×色覺正常父親、色覺正常母親×色盲父親、色盲母親×色覺正常父親、色盲母親×色盲父親、攜帶者母親×色覺正常父親、攜帶者母親×色盲父親，用撲克牌擺出子女的基因組合情況。

（4）討論分析紅綠色盲遺傳的特點。

4.2設(shè)計意圖

紅綠色盲是伴X染色體隱性遺傳病，“Q”和“K，的牌面圖案能形象地表示出性別，紅桃Q的紅色表示紅綠色盲基因，黑色表示色覺正?；?，通過模擬演示紅綠色盲的遺傳方式，容易分析歸納伴性遺傳的特點。