有絲分裂遺傳學意義范文

導語：如何才能寫好一篇有絲分裂遺傳學意義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞:掌握 有絲分裂 減數分裂

單倍體的和卵細胞通過受精作用可以恢復為二倍體。減數分裂過程中四分體中的非姐妹染色單體的部分片段發生交換、非同源染色體自由組合，使得配子的遺傳多樣化，增加了后代的適應性，因此減數分裂不僅是保證生物種染色體數目穩定的機制，同且也是物種適應環境變化不斷進化的機制。

有絲分裂和減數分裂既有區別又有聯系，怎樣使學生在這里既能把握聯系又能區分不同呢？結合課堂教學實踐，應該從以下方面入手：

1 如何快速根據圖像判定有絲分裂和減數分裂的時期

1.1 根據染色體行為判斷細胞分裂時期

首先，如果發現染色體無規律分布，則為前期。

其次，如果發現染色體排列在中央，則為中期。

最后，如果發現染色體移向兩極，則為后期。

1.2 根據染色體數目判斷細胞分裂方式

首先看染色體的數目：奇數的話一定是減數第二次分裂（但是減數第二次分裂期染色體數目不一定為奇數），否則可能是有絲分裂或者減數第一次分裂。

其次看有無同源染色體：有的話一定不是減數第二次分裂。

最后如果有同源染色體，看同源染色體的行為。如果有聯會、四分體存在則一定是減數第一次分裂。反之則為有絲分裂。

2 有絲分裂和減數分裂的理論區別

首先，減數分裂過程中細胞連續分裂兩次，而有絲分裂過程中細胞只分裂一次。

其次，減數分裂的結果是染色體數目減半，而有絲分裂的結果是染色體數目不變。

再次，減數分裂后，一個細胞變為四個含有不同遺傳物質組合的子細胞（考慮四分體中非姐妹染色單體片段交換）。或者兩兩相同的子細胞（不考慮單體片段交換）。而有絲分裂后，一個細胞只形成兩個遺傳物質相同的子細胞。

第四，減數分裂過程中有其特有的同源染色體配對和同源非姐妹染色單體間的局部交換，而有絲分裂則沒有。

最后，減數分裂發生部位為或者精巢和卵巢，有絲分裂發生部位為體細胞（但是原始生殖細胞即性原細胞發生增殖時屬于有絲分裂）。

3 有絲分裂和減數分裂的生物學意義區別

3.1 有絲分裂的生物學意義：細胞有絲分裂的重要意義，是將親代細胞的染色體經過復制以后，精確地平均分配到兩個子細胞中去。由于染色體上有遺傳物質，因而在生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩定性。可見，細胞的有絲分裂對于生物的遺傳有重要意義。有絲分裂的目的是細胞增殖，即細胞數量的增加。對于單細胞生物體，細胞分裂意味著生物個體數的增加。多細胞生物體的生殖活動也是通過細胞分裂完成的。對于多細胞生物體，細胞分裂則是生物體生長發育的基礎。細胞分裂保證了細胞有足夠大的表面積與環境進行物質交換，從而保證了新陳代謝對物質更新的需求。因此細胞分裂是生物體生長、發育和繁殖的基礎。

3.2 減數分裂的生物學意義：減數分裂是遺傳學的基礎。其目的是產生成熟的生殖細胞。具體表現在：

3.2.1 基因分離律的細胞學基礎：在減第一次分裂過程中，因為同源染色體分離，分別進入不同的子細胞，故在子細胞中只具有每對同源染色體中的一條染色體。減數分裂中同源染色體的分離，正是基因分離律的細胞學基礎。

3.2.2 基因連鎖和互換的細胞學基礎：同源染色體聯會時，非姐妹染色單體之間對稱的位置上可能發生片段交換，也就是父源和母源染色體之間發生遺傳物質的交換。這種交換可使染色體上連鎖在一起的基因發生重組，這就是染色體上基因連鎖和互換的細胞學基礎。

3.2.3 配子的遺傳基礎多樣化：由于減數分裂，使每種生物代代都能夠保持二倍體的染色體數目。在減數分裂過程中非同源染色體重新組合，同源染色體間發生部分交換，結果使配子的遺傳基礎多樣化，使后代對環境條件的變化有更大的適應性。

4 有絲分裂和減數分裂的種類區別

4.1 有絲分裂的類型：出現紡錘絲的細胞分裂均可看作是有絲分裂。所以減數分裂也是一種特殊的有絲分裂。

4.2 減數分裂可分為三種主要類型

4.2.1 配子減數分裂：配子減數分裂，也叫終端減數分裂，其特點是減數分裂和配子的發生緊密聯系在一起。在雄性脊椎動物中，一個精原細胞變為初級精母細胞后減數分裂為2個次級精母細胞，2個次級精母細胞又一次進行減數分裂，總共形成4個精細胞。精細胞在經過一系列的變態發育，形成成熟的。在雌性脊椎動物中，一個卵母細胞經過減數分裂形成1個極體和1個次級卵細胞，次級卵細胞再分裂形成一個卵細胞和一個極體，極體也分裂為兩個極體，總共形成一個卵細胞和三個極體。

4.2.2 孢子減數分裂：孢子減數分裂，也叫中間減數分裂，（居間減數分裂）見于植物和某些藻類。其特點是減數分裂和配子發生沒有直接的關系，減數分裂的結果是形成單倍體的配子體（小孢子和大孢子）。小孢子再經過兩次有絲分裂形成包含一個營養核和兩個雄配子（）的成熟花粉（雄配子體），大孢子經過三次有絲分裂形成胚囊（雌配子體），內含一個卵核、兩個極核、3個反足細胞和兩個助細胞。

4.2.3 合子減數分裂：合子減數分裂，也叫初始減數分裂，僅見于真菌和某些原核生物，減數分裂發生于合子形成之后，形成單倍體的孢子，孢子通過有絲分裂產生新的單倍體后代。此外某些生物還具有體細胞減數分裂現象，如在蚊子幼蟲的腸道中，有一些由核內有絲分裂形成的多倍體細胞，在蛹期又通過減數分裂降低了染色體倍性，增加了細胞數目。減數分裂由緊密連接的兩次分裂構成。通常減數第一次分裂分離的是同源染色體，所以稱為異型分裂或減數分裂。減數第二次分裂分離的是姊妹染色體，類似于有絲分裂，所以稱為同型分裂或均等分裂。

5 有絲分裂和減數分裂的相同點及聯系

5.1 DNA分子的數量計算都相同：其一，有染色單體時，DNA數等于染色單體數。其二，無染色單體時，DNA數等于染色體數。

5.2 染色體數的計算都相同：染色體數等于著絲點數。

5.3 都有紡錘絲、染色體出現：紡錘絲、染色體在兩種分裂過程中均出現。

篇2

1.真核細胞的有絲分裂（C：理解）。

2.真核細胞有絲分裂的細胞周期的概念和特點(B：識記)。

3.無絲分裂方式的過程和特點(A：知道)。

三、重點和難點

1.教學重點

(1)真核細胞有絲分裂的細胞周期的概念和特點。

(2)真核細胞有絲分裂的過程。

2.教學難點

真核細胞有絲分裂過程中，各個時期染色體的變化特點。

四、教學建議

本節教學內容可安排2課時，包括講課和學生實驗。第1課時講述植物細胞的有絲分裂；第2課時做觀察植物細胞有絲分裂的實驗。通過對比動植物細胞有絲分裂的異同，總結有絲分裂的特征。最后，簡述無絲分裂和減數分裂，概括細胞增殖的意義。講課內容和實驗的內容應有機結合。

本節教學手段的運用，要考慮到關于細胞增殖知識的特點，可運用自制的剪貼圖、投影片、錄像等手段，體現細胞有絲分裂過程的連續變化，把染色體的行為變化直觀地表現出來。

本節教學內容的引入，可以講述以下幾點：①多細胞生物一般是由一個細胞(受精卵)，經過細胞的分裂和分化，最終生長發育成一個新個體的；②單個細胞和多細胞生物體的生命期都是有限的，多細胞生物體內衰老、死亡細胞的補充，以及生物種族的繁衍，都是以細胞分裂為基礎的；③細胞分裂的方式有三種，本節主要學習細胞有絲分裂的知識。

在講述細胞周期時，可從分析一個新細胞(子細胞)的誕生開始，分析它的兩種發展方向：一是隨著生長、分化而成為具有特定形態、結構和功能的細胞，直至衰老、死亡；二是保持連續分裂的能力，通過分裂產生新的子細胞，開始它的新的生命周期，周而復始。受精卵、植物分生組織細胞、動物的一些上皮細胞等就屬于這種具有連續分裂能力的細胞。分析細胞周期時，要注意分析分裂間期是一個周期的開始，是為分裂期作準備的時期。另外，應讓學生注意，間期要比分裂期的時間長得多，要引起學生對間期的重視。

在分析細胞分裂間期時，要引導學生思考：間期應為分裂期準備什么才能使分裂后的子細胞繼承母細胞的特性?在講述DNA分子復制和有關蛋白質合成時，要聯系染色質結構的知識。使學生理解這種復制與合成最終表現在染色質細絲的倍增上。每條染色質細絲(將來的染色體)都產生出另外一條跟自己完全一樣的染色質，由于著絲點連在一起，而沒有分開。

在分裂期的教學中，教師應注意以下幾點：①利用剪貼圖顯示各分裂期的主要變化；②注意把核膜、染色體、紡錘絲的行為變化和染色體最終平分復制的知識緊密地聯系起來，使學生理解這些變化的協調性和合理性；③為了突出染色體的平均分配，可用模型模擬染色體的平分過程；④注意強調兩個子細胞間及子細胞與母細胞間染色體(內部的DNA)的數目和種類相同；⑤在講述細胞板形成時，要聯系高爾基體的作用。

在講述動物細胞有絲分裂時，可把動植物細胞有絲分裂全過程圖呈現出來。讓學生觀察對比，歸納出相同點和不同點。在這里，教師可進一步強調動植物細胞有絲分裂的共同特征，使學生理解這些特征對生物的重要意義。

對無絲分裂和減數分裂的處理，按教材內容講述即可，不必過多發揮。

五、參考答案

復習題一、1.(D)；2.(C)；3.(D)；4.(D)。

二、1.染色質、核仁、核膜、中心體等結構發生了明顯的變化。具體的變化是：

染色質復制后的DNA縮短變粗，由染色質成為染色體。

核仁逐漸解體。

核膜逐漸消失。

中心體由一組中心粒變成兩組中心粒，兩組中心粒分別位于兩極，每組中心粒周圍發射出放射狀星射線，紡錘體形成。

2.這是因為在細胞周期中，分裂間期所需要的時間大大長于分裂期。

3.有絲分裂中期的細胞，主要特點是全部染色體排列在赤道板上。可以根據染色體的這個變化特點找到分裂中期的細胞。

4.全部染色體平均分配到細胞兩極時，是在有絲分裂的后期。由于染色體上有遺傳物質，因此，全部染色體平均分配到細胞的兩極的行為，可以使親代和子代之間保持遺傳性狀的穩定性，對生物的遺傳有重要意義。

實驗討論題實驗三制作好洋蔥根尖有絲分裂裝片的關鍵有以下幾點：(1)剪取洋蔥根尖材料時，應該在洋蔥根尖細胞一天之中分裂最活躍的時間；(2)解離時，要將根尖細胞殺死，細胞間質被溶解，使細胞容易分離；(3)壓片時，用力的大小要適當，要使根尖被壓平，細胞分散開。

六、參考資料

細胞的增殖周期細胞從前一次分裂結束開始，到下一次分裂結束為止，這樣一個周期叫做細胞增殖周期。

20世紀50年代以前，人們把細胞增殖周期劃分為分裂期和靜止期兩個階段。當時認為分裂期是細胞增殖周期中的主要階段。近年來，由于放射自顯影和細胞化學等技術的迅速發展，對于細胞增殖過程的動態研究也日趨深入。現在了解到，過去一直被忽視的所謂“靜止期”卻是細胞增殖周期中極為關鍵的一個階段，因為與DNA分子復制有關的一系列代謝反應，都是在這個階段進行的。所以現在都把“靜止期”叫做間期。

現在，一般把細胞增殖周期分為兩個階段：間期和分裂期。細胞在前一次分裂結束之后就進入間期，這時就是新的細胞周期的開始。間期一共分為三個分期。間期結束就進入有絲分裂期。根據目前的認識，整個細胞增殖周期可以分為G1、S、G2、M四個小分期，如下表：

細胞增殖周期中的各個分期，各有其，全國公務員共同天地不同的特點。

(一)G1期的特點G1期是從上次細胞增殖周期完成以后開始的。G1期是一個生長期。在這一時期中主要進行RNA和蛋白質的生物合成，并且為下階段S期的DNA合成做準備，特別是合成DNA的前身物質、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系，以及儲備能量。

(二)S期的特點從G1期進入S期是細胞增殖的關鍵時刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的復制就是在這個時期進行的。通常只要DNA的合成一開始，細胞增殖活動就會進行下去，直到分成兩個子細胞。

(三)G2期的特點G2期又叫做“有絲分裂準備期”，因為它主要為后面的M期做準備。在G2期中，DNA的合成終止，但是還有RNA和蛋白質的合成，不過其合成量逐漸減少。特別是微管蛋白的合成，為M期紡錘體微管的組裝提供原料。

(四)M期的特點細胞一旦完成了細胞分裂的準備，就進入有絲分裂期。細胞分裂期是一個連續的過程，為了研究的方便，可以人為地將它分成前、中、后、末四個時期。M期的細胞有極明顯的形態變化。間期中的染色質(主要成分是DNA和蛋白質)，在M期濃縮成染色體形態。染色體的形成、復制和移動等活動，保證了將S期復制的兩套DNA分子平均地分到兩個子細胞中去。

有絲分裂過程中兩個重要的細胞器

1.中心粒

中心粒的結構通常是一對互相成直角的圓筒狀小體，直徑0.25μm，長度不定，位于鄰近核模的細胞質中。筒壁由9組大約呈30°傾斜排列的三聯微管組成，從橫斷面看像一個風車。在一對中心粒的周圍是一團透明的電子密度高的中心粒周圍物質，這個復合物稱為中心體。

中心粒要經過一個復雜的發育周期，才能達到成熟并且具有微管組織中心的作用。DNA合成前期(G1期)的細胞有一對互相垂直的中心粒。到DNA合成期(S期)時，兩個中心粒稍有分離，在距母中心粒的一定距離(約50～60nm)處，與其垂直的方向復制出一個子中心粒。DNA合成后期(G2期)的晚期到有絲分裂期(M期)，子中心粒不斷長大，逐漸分離，移到兩極的兩對中心粒形成暈，并且組成紡錘體及星體。到分裂期末期，每個子細胞各獲得一對中心粒──一個母中心粒和一個子中心粒。

2.著絲點

長期以來，著絲粒和著絲點這兩個術語是作為染色體上紡錘體附著區域的同義語使用的。遺傳學文獻中多用著絲粒一詞，而細胞學家多用著絲點一詞。后來，在電鏡下研究哺乳類染色體超微結構時發現，主縊痕兩側是一對三層結構的特化部位，認為是非染色質性質物質的附加物，稱為著絲點(圖2-10)。在主縊痕區存在著絲粒，由此把染色體分成二臂。著絲粒的兩側各有一個蛋白質構成的三層的盤狀或球狀結構，稱為著絲點。著絲點與紡錘體的紡錘絲連接，與染色體移動有關。在分裂前期和中期，著絲粒把兩個姐妹染色單體連在一起，到后期兩個染色單體的著絲粒分開，紡錘絲把兩條染色單體拉向兩極。并非有絲分裂各個時期，或各種生物的染色體，都有這種分化的結構。

圖2-10中期染色體上的著絲點

(示著絲點分為內、中、外三層，上面附著有微管)

細胞質分裂廣義說來，有絲分裂應該包括細胞質分裂。但是，也可以把細胞質分裂看做是一個單獨的階段。

大多數真核生物的細胞質分裂是與核分裂協調進行的，細胞質分裂起始于中后期。細胞質分裂面一般總是和紡錘體的赤道面一致，其方向約在核分裂中期就已確定。如果在中期時用離心法改變細胞的紡錘體的正常位置，細胞分裂面方向并不隨之改變。但是，如果在中期之前改變紡錘體的位置，細胞質分裂面的方向也就隨著發生改變。

動物細胞在進行細胞質分裂時，先是在要形成分裂面處的細胞質收縮，環細胞表面出現一條窄的凹溝，這條溝叫做分裂溝。分裂溝環繞細胞表面一圈，使細胞呈啞鈴狀。它的形成和細胞膜下方的細胞質微絲有關系。

植物細胞因為有細胞壁，它的分裂方式不同于動物細胞(有花植物的花粉粒的成熟分裂與動物細胞一樣，形成分裂溝)，最主要的差別是植物細胞在進行細胞質分裂時，有細胞板的形成。細胞板產生于晚后期或早末期。

無絲分裂關于無絲分裂的問題，長期以來就有不同的看法。有些人認為無絲分裂不是正常細胞的增殖方式，而是一種異常分裂現象；另一些人則主張無絲分裂是正常細胞的增殖方式之一，主要見于高度分化的細胞，如肝細胞、腎小管上皮細胞、腎上腺皮質細胞等。

無絲分裂是最早發現的一種細胞分裂方式，早在1841年就在雞胚的血細胞中看到了。因為分裂時沒有紡錘絲出現，所以叫做無絲分裂。又因為這種分裂方式是細胞核和細胞質的直接分裂，所以又叫做直接分裂。

無絲分裂的早期，球形的細胞核和核仁都伸長，然后細胞核進一步伸長呈啞鈴形，中央部分狹細。最后，細胞核分裂，這時細胞質也隨著分裂，并且在滑面型內質網的參與下形成細胞膜。在無絲分裂中，核膜和核仁都不消失，沒有染色體的出現，當然也就看不到染色體復制的規律性變化。但是，這并不說明染色質沒有發生深刻的變化，實際上染色質也要進行復制，并且細胞要增大。當細胞核體積增大一倍時，細胞核就發生分裂，核中的遺傳物質就分配到子細胞中去。至于核中的遺傳物質DNA是如何分配的，還有待進一步的研究。

原核細胞的DNA復制和細胞質分裂原核細胞的分裂包括兩個方面：(1)細胞DNA的復制和分配，使分裂后的子細胞能得到親代細胞的一整套遺傳物質；(2)細胞質分裂，把細胞基本上分成兩等份。

原核細胞的DNA分子是環狀的，無游離端。在一系列酶的催化下，經過解旋和半保留式復制，形成了兩個一樣的環狀DNA分子。復制常是由DNA附著在細胞膜上的部位開始(圖2-11)。在DNA分子復制完成之后，便開始了細胞質分裂。當然，在開始分裂之前需要細胞生長，細胞的生長反映了細胞內按比例地合成一定量的結構蛋白酶。

圖2-11細菌細胞DNA的復制和細胞分裂

細胞分裂時，先由一定部位開始。復制好的兩個DNA分子仍與細胞膜相連；隨著連接處的生長，把DNA分子拉開。在細胞中部，細胞膜環繞細胞發生內褶，褶中產生了新的壁物質，形成了隔(圖2-12)。隔不斷向中央生長延伸，最后形成了將細胞隔為兩部分的完整的隔。隔縱裂為二，把母細胞分成了大致相等的兩個子細胞。

篇3

實驗方案包括實驗題目、實驗的理論依據、實驗的基礎要求、詳細的實驗步驟、可能遇到的困難及解決方案、預期的實驗結果、老師的評審意見。實驗方案經老師討論批準后，學生按實驗方案所需的材料、試劑和儀器等用品申請單，主管教學老師審批簽字后，交實驗帶教老師購買，領取實驗用品后按照實驗方案開始實施實驗，對實驗過程中存在的問題及時調整，小組內討論，必要時請老師幫助解決。認真做好原始數據的記錄，對實驗結果進行統計分析，最后完成實驗報告。

在專業課的自主設計性實驗中，我們綜合細胞生物學、遺傳學、生物化學等系統理論基礎，利用組織細胞培養技術、形態學技術、生物化學檢驗技術、分子生物學技術，結合臨床檢驗基礎、臨床血液學檢驗、臨床免疫學檢驗及臨床微生物學檢驗等其他醫學檢驗專業課的知識，設計實驗方案，遵循“科學性、自主創新性、可行性、實用性”的原則，設計了一系列實驗，如人外周血淋巴細胞的培養及染色體G－顯帶制備方法、成纖維細胞生長因子21影響因素、烯霉毒素誘導卵巢癌細胞凋亡的實驗研究、新生豆芽中酶含量的測定、洗滌劑中磷含量的測定、維生素C及抗生素對血液及尿液生化物質測定的干擾、竹纖維物品抑菌作用、林蛙油對肝纖維化的影響的組化免疫，這些自主設計性實驗無論是在臨床檢驗工作中還是在醫學科學研究中都是一些基礎實驗，同時也貼近生活，富有意義。自主設計實驗不僅激發了我們主動參與實驗的熱情，培養創新意識，提高動手操作和獨立思考的能力，把所學的知識運用到實踐中，融會貫通，而且通過小組內成員的團結協作、相互配合，培養了團隊意識，增強了醫學檢驗專業學生的責任感和主人翁意識，在整個實驗過程中，小組內的每個成員都努力完成自己的任務，這一點對于我們今后的學習工作有著重要的意義。

在自主設計性試驗中，我們充分利用已掌握的知識和技能對自己感興趣的題目自主設計，親自動手，從平時被動地按照實驗指導機械地完成實驗操作轉變為主動設計實施實驗，最終得到實驗結果，分享實驗成功的喜悅。同時我們將實驗結果發論文形式報告并向雜志投稿，有的一個實驗小組發表了4篇文章。我們小組在自主設計性實驗中，選擇了“人外周血淋巴細胞的培養及染色體G－顯帶制備方法”這個題目，確定了實驗題目后，我們通過查閱文獻資料，初步擬定了實驗方案，經指導老師的審閱和修改后，進一步完善實驗方案。這個實驗主要利用細胞培養技術和形態學技術，而且所需的實驗器材與試劑、儀器設備實驗室都能夠提供。染色體顯帶技術在臨床中對于遺傳性疾病和惡性血液病的診斷舉足輕重，臨床上已用于疾病的診斷、分型、治療方案的選擇，在預后判斷和微小殘留病灶的檢測方面發揮著越來越重要的作用，然而在遺傳學和臨床血液學檢驗實驗課中卻沒有安排這一實驗，所以我們選擇本實驗來補充我們檢驗專業的基礎技能實驗。在充分完成實驗準備(包括試劑的配制、器材的清洗和高壓滅菌)后，分別采集小組成員的靜脈血加入植物凝集素在體外培養，72h后加入秋水仙堿應用液后經離心、低滲處理、固定、Giemsa染色后在顯微鏡下觀察淋巴細胞有絲分裂中期的染色體。當小組成員在顯微鏡下看到自己的染色體時，興奮、自豪和喜悅的心情無以言表。

21世紀是生命科學的世紀，而分子生物學是當今生命科學研究領域的前沿與核心，在分子水平上揭示生命現象的本質有力地推動了生命科學向前發展。分子生物學研究的基礎就是染色體中的遺傳物質，之前的許多課程都已經接觸到了染色體，但一直都停留在感性認識，通過這次實驗我們有了切身的體會:一條小小的染色體競包含了龐大的遺傳信息，控制著復雜而精細的生命活動，生命的奧秘如此神奇。在這一實驗中，我們沒有采用先經過淋巴細胞分離后再進行培養這一步驟，大膽創新，直接將靜脈全血在體外培養以獲得有絲分裂中期的細胞，考慮到淋巴細胞占外周血的比例非常少，而且分離步驟繁瑣，尚需要分離液，分離效果不佳，容易丟失，最終導致實驗失敗。通過簡化實驗步驟，節約了實驗成本，取得了預期的實驗結果。自主設計性實驗以學生為主體，在老師的指導下，設計并實施自己的實驗方案。通過自主設計性試驗，豐富了我們專業實驗課程，充分調動了我們學習的積極性和主動性，培養創新思維，提高我們的綜合素質和團隊協作精神，使我們初步具備了科研能力和科學素養，讓每一個同學都獲益匪淺。

作者：霍毅 明盛金 李俊 尹彬彬 郝峰 王杰 李艷 單位：吉林醫藥學院檢驗學院

篇4

【關鍵詞】高三生物；遺傳學復習；圖形變式

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2016）33-0091-03

《普通高中生物課程標準（實驗）》提出了“善于利用紙筆測驗，檢測學生知識性目標的達成”的評價建議，并進一步指出，命題時應強調核心內容；具有良好結構的知識；生物學概念、原理的理解和應用；對分析、綜合等思維能力的考查。這些理念在歷年的《江蘇省高考生物考試說明》中都得到了充分體現。圖形題是江蘇省高考生物試卷的一大亮點，占有較大比例，旨在考查學生綜合分析問題的能力和整合遷移知識的能力。該題型雖是教材中一些基本圖形的變式，但其形式的靈活多變、情境的錯綜復雜、知識的綜合運用，學生應對有一定難度。細胞分裂和可遺傳變異是圖形題的主要來源，其中細胞分裂的重點是有絲分裂、減數分裂中染色體行為和數目及DNA數量的變化，可遺傳變異的重點是基因突變、基因重組和染色體變異中的基因和染色體的變化。所以這兩方面知識的整合，在遺傳學復習中占有很重要的地位。下面結合教學案例，就圖形變式復習法的運用作初步的探索與實踐。以增強學生對圖形題的適應、理解、辨析和解答能力，現學生生物科學素養發展和高考成績提高的雙贏。

一、重建概念圖。理清基礎概念

可遺傳變異產生的3個原因是基因突變、基因重組和染色體變異，主要發生在細胞分裂過程中。因此，復習時必須先理清細胞分裂與可遺傳變異這兩個核心概念及其相互間的聯系。

1.構建細胞分裂與可遺傳變異聯系的概念圖

細胞分裂與可遺傳變異兩者間的聯系可見概念圖1，通過填充與連線練習，可強化學生對三種可遺傳變異本質及區別的認知。基因突變常發生在細胞分裂間期，有絲分

【鞏固延伸】

老師活動：下面諺語或詩句反映了哪些鋒面系統的天氣特征？一場秋雨一場寒（冷鋒）；一場春雨一場暖（暖鋒）；八月秋高風怒號，卷我屋上三重茅（冷鋒）；貴陽“天無三日晴”（準靜止鋒）。

學生活動：結合所學知識回答問題，做到學以致用。

設計意圖：反饋學生本節課的學習情況。

六、教學反思

本節課通過角色扮演、模擬實驗等方法調動學生學習的積極性，激發他們探索生活中地理現象的熱情，充分發揮學生的主體性。教學過程中層層深入，由易到難，培養了學生的邏輯思維能力。教學的難點在于利用氣團的物理性質分析過境前、過境時、過境后的天氣變化，借助生動形象的動畫化難為易。教學過程中對比分析冷、暖鋒的異同，以學生說為主，教師適當補充引導，培養學生的綜合思維能力。時間有限，內容較多，沒安排好時間讓學生畫冷暖鋒面系統，指導學生充分利用圖形。對于冷暖鋒的俯視圖、側視圖需要進行必要的板書板畫，培養學生的空間思維能力。邊畫邊講，培養學生勤于動手的學習習慣。課上對于生活中的實例沒有詳細說明，只是點到為止，不夠全面。

（編輯：楊迪）裂和減數分裂都可能發生：染色體變異在各分裂期都有可能發生：只有基因重組只能發生在減數分裂的交叉互換和自由組合期，即只有在控制不同性狀的非等位基因間才會發生基因重組。強化這些核心概念，能為辨識圖形變式打下扎實基礎。

2.整合減數分裂與可遺傳變異知識的概念圖

在細胞分裂中，減數分裂是重難點，也是圖形題的重要來源。通過填空與連線練習，有利于學生整合減數分裂分期圖與可遺傳變異類型的知識，強化兩者間的聯系，意義建構典型減數分裂分期圖解的心理表象，加深理解三種可遺傳變異發生的不同時期，為辨識圖形變式創造有利條件。

二、構建變式圖，突出重點難點

【案例1】基因突變和基因重組

①分析變式圖3：甲圖形成的最可能原因是______；乙圖形成的最可能原因是______。

②分析變式圖4：①和②的變異類型分別是______。

【辨識1】結合減數分裂全過程，可從不同視角構建不同情境的變式圖，從而引導學生熟悉理解、全面解析圖形題。例如，變式圖3中，甲乙兩圖都應用了四分體時期的情境圖，只是基因不同而已。通過比較，學生較易判斷出甲圖形成的最可能原因是基因突變，致使姐妹染色單體上本應相同的兩個A基因突變為一個A和一個a基因：乙圖中，只要辨識到非姐妹染色單體上發生了A和a基因的交換，故可判斷其形成的最可能原因就是基因重組中的交叉互換。又如，變式圖4中，圖①和②看似相同，仔細辨認可發現圖①是一對同源染色體的非姐妹染色單體之間的片段交換。屬于基因重組，圖②則是非同源染色體之間的片段交換，屬于染色體變異。

【案例2】基因重組（正向推理）

①分析變式圖5：甲圖所代表的生物，產生配子的基因型有______；乙圖代表的生物，產生配子的基因型有______。

②自由組合的實質是______。

【辨識2】圖5中的甲和乙都運用了自由組合定律，雖沒呈現減數第一次分裂后期的細胞圖像，但這更能考查學生對該定律實質的理解：在減數分裂過程中，非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體而發生的自由組合。圖甲的兩對基因位于兩對同源染色體上，其代表的生物產生的配子基因型有AB、Ab、aB、ab；圖乙中增加了一對D和d的等位基因，與A（a）基因位于同一對同源染色體上，其代表的生物產生的配子基因型有ABD、AbD、aBd、abd。該類圖形變式要求正向推出變異類型及配子的基因型，難度適中，如對基本圖形能扎實掌握就能順利辨識。但如要求逆向推理，難度就加大不少。

【案例3】基因重組（逆向推理）

蜜蜂蜂王是由受精卵發育而來的二倍體雌性蜂（2N=32），雄蜂是由未受精的卵細胞發育而來的單倍體。變式圖6為蜜蜂體內的某一細胞圖（N=16，只畫出部分染色體）。

①該細胞若為次級卵母細胞或極體，可能發生____；

②該細胞若為雄蜂的精母細胞，可能發生了____。

【辨識3】圖6的細胞中是兩條非同源染色體，由此判斷可能是雄蜂的體細胞，或是雌蜂的次級卵母細胞或第一極體。若是雄蜂，則只考慮有絲分裂中姐妹染色單體上的等位基因是基因突變產生的：若是雌蜂，則可能是基因突變或交叉互換。所以在變式圖中，特別要關注基因的變化。無論圖形變式如何，只要對最基本圖形進行了扎實理解，并由圖形聯想到文字內容，就能迎刃而解。

【案例4】染色體變異

①圖7產生的原因是____；畫出同時產生的其余3個配子圖____。

②D8產生的原因是____；畫出同時產生的其余3個配子圖____。

【辨識4】在此類變式圖中，重點關注的是染色體數量的變化。圖7的配子中存在同源染色體1號和2號，而圖8的配子中存在兩條相同的染色體1號。由此可判斷都屬于染色體變異，但變異的時期不同。圖7是因減數第一次分裂后期，1和2號同源染色體沒有分離導致的，圖8的原因表述要謹慎，認為是減數第二次分裂后期著絲點沒有分裂是錯誤的，應表述為減數第二次分裂后期兩條1號染色體沒有分開，同時進入同―個配子中。

【案例5】分析圖9中后代產生的原因（無正常染色體的雄配子不育）

【辨識5】變式圖9中，不能根據染色體來判斷變異的原因，這時必須回到對基因的判斷上。通過和雙親基因型的比對，可發現后代產生的原因是父方產生了基因型為Tt的雄配子。那么，是否可能因母方產生了基因型為tt的雌配子呢？顯然是不可能的！因為題意中告知無正常染色體的雄配子不育，即基因型為T的雄配子不育。由此可引導學生深刻理解染色體變異和減數分裂的關系。

三、教學后反思，積累教學經驗

在高三遺傳學二輪復習中，重點要理清三大核心內容：基因在世代之間的傳遞規律，基因表達的規律，遺傳信息與生物學功能之間的關系。這些知識抽象而深奧。因此，合理構建圖形及變式圖形會起到事半功倍的作用。在復習中要注意以下幾個細節：

1.構建圖形時，要從最基本的概念出發，由簡入繁，層層推進，圖形變式要恰當合理，關鍵是引導學生利用基本概念逐一剖析。學生只有在對基本概念深刻掌握后，才能有效地整合知識點，抓住重難點，更靈活地應對圖形辨析題。如易位與交叉互換圖形變式的區別，是建立在掌握同源染色體概念的基礎上，并結合等位基因和非等位基因的概念，才能真正理解圖形的含義。

2.教師在平時的教學中，要多采用自主合作探究性學習方式，讓學生在分組討論中自主構建圖形，在思維碰撞中理解圖形變式，養成不斷歸納總結的好習慣，提高自主學習的能力。如在染色體變異中，產生三體的原因是因父方（或母方）在產生配子的過程中出錯而引起的，這時就要引導學生通過思考與討論來辨析具體情況：是減數第一次分裂后期還是減數第二次分裂后期出錯。通過集思廣益，共同提高。

篇5

一、注意生命的物質性，掌握規律

生物有自身的規律，如結構與功能相適應、生物與環境相協調，以及簡單復雜、低等高等、水生陸生的進化等。掌握這些規律將有助生物知識的理解與運用，如線粒體學習就應緊抓結構與功能相適應：(1)外有雙層膜，將其與周圍細胞質分開，使有氧呼吸集中在一定區域內進行；(2)內膜向內折迭成嵴，擴大了面積，有利于基粒、酶在其上有規律地排布，使各步反應有條不紊地進行；(3)內膜圍成的腔內有基質、酶；(4)基粒、基質、內膜上有有氧呼吸所需的很多酶，因而線粒體是有氧呼吸的主要場所。這樣較易理解并記住其結構與功能。 遵循認識規律、掌握規律，如人的認識都是由淺入深，由少到多，逐步積累、逐步深入。學習不能急于求成、一步到位，要腳踏實地，由點到面的學習。如減數分裂過程的學習，開始只要弄清兩次分裂起止、染色體行為、數目的主要變化，而不能在上新課時對于染色體行為、染色體、染色單體、DNA數目與遺傳三定律關系，與有絲分裂各期圖相區別等一并弄清。后者只能在練習與復習中慢慢把握。

二、用比較的觀點學習，善于思考

觀察是一種有目的有計劃的感知，不僅可以獲得新知，也能驗證已知。生物學是實驗科學，觀察是獲得生物知識的重要環節。如觀察生物的形態結構、生活習性、生長發育等等，有效地發揮觀察在生物學學習中的作用。如觀察生物群落，目的是了解群落的成員、數量及其關系，順序從植物到動物再到微生物。

比較是認識事物的重要方法，有比較才有鑒別，生物中能比較的東西很多，如動物細胞與植物細胞、光合作用與呼吸作用、有絲分裂與減數分裂。比較時應注意對比較對象全面了解，然后確定比較項目，并做到簡明扼要，如光合作用與呼吸作用這類生理過程，可從場所、條件、過程、結果、意義等進行全面了解。確定比較項目時過程不能太具體，而是物質變化、能量變化的反應前后變化，抓住此重點，有利于理解光合作用，呼吸作用的實質。中學生物概念多，易混難記，比較是有效的方法之一。

三、突破重難點，抓住關鍵

復雜問題簡單化。生物知識中，有許多難點存在于生命運動的復雜過程中，難以全面準確地掌握，而抓主要矛盾、抓矛盾的主要方面，能使知識一目了然。例如細胞有絲分裂，各時期染色體、紡錘體、核仁、核膜的變化，我們若將其總結為“前期兩現兩消，后期兩消兩現”，則其他過程就容易記住了。動物體內三大物質代謝過程復雜，可總結為“ 一分（分解）二合（合成）三轉化”。對一些復雜的問題，如遺傳學解題，可將其化解為幾個較簡單的小題，依次解決。 抽象問題形象化。思維越離開具體事物，就越抽象。有些知識與現實聯系少，理解起來困難。這時，要盡量借助某種方式，使之與實際聯系起來，以便于理解，如DNA的空間結構復雜，老師很難講清楚，但出示一個DNA模型，幾分鐘即可解決問題。因此，學習生物常常需借助圖形、表格、模型、標本、錄像等形象化的手段來幫助理解一些抽象的知識。要聽老師分析本節課的重點、難點、考點和疑點；聽自己在預習過程中所未能理解的內容；聽老師對一類問題（或習題）是如何分析的；不僅要認真聽，還要做好必要的筆記。筆記如何做也有一定的講究，有些同學喜歡將老師的板書一字不漏地記下來，其實大可不必。我們只要將老師補充的一些重要的知識點、結論或習題做一些筆記，對于習題也只需記一些主要的分析過程，課后再進行必要的完善即可；萬萬不可顧此失彼，因為忙著做筆記而忽略了聽課。

四、積極參與，勇敢表達

在新的教學理念下我們要突出學生的主體作用，要鼓勵同學們積極地參與到教學過程中來，課堂上對一些問題的分析和解決，不要總是依靠于老師的講，每一位同學都應該積極思考，我怎么解決這個問題？這種思維方法好嗎？哪種表達更為準確？不妨將自己的思維在課堂上向老師和同學們展示出來，聽聽大家的意見。也可以對老師和其他同學的解法提出自己不同的看法，不要害怕會出錯，即使出錯了或出現問題，老師和同學們也一定會幫你把問題糾正過來，還會幫你找到出錯的原因。要以積極的心態投入到思考和學習中，只有這樣才能有利于成績的提高，思維的拓展，以輕松的狀態投入學習。在今年的高考說明中明確提出了對學生的分析綜合能力和表達能力的要求，學會敢想敢說才有助于提高自己這方面的能力，體現自己優勢，在高考中取得滿意的成績，來驗證自己的做法。

五、做到思考和訓練的有機結合

我們都熟悉“學而不思則罔，思而不學則殆”的道理，這里提醒我們在學習的過程中要經常進行反思。其實，學習生物知識最關鍵的是學會其中的學科思想和答題方法，學會思維。因而，同學們在看書或做題時，要多想想為什么這樣做，此類習題有何規律，這種方法或表述好嗎。在反思中提高自己的生物思維模式和答題能力。在訓練中加強對于知識的掌握，從而在以后的學習中更好思考。高中生物的基礎知識和答題技能相對不多，要想熟練地掌握它，就得進行一定的訓練。同學們要在練習中加深對知識的理解和答題技能的掌握，同時這也是提高同學們解答生物試題能力的一種有效手段。

篇6

關鍵詞：生物教學；遺傳學；教學法

遺傳學是一門探究生物遺傳和變異規律的學科，是高等師范院校生命科學專業基礎學科之一[1]。隨著生命科學研究領域不斷深入，遺傳學的教學內容也在不斷更新，知識點難度加大，信息量顯著增加，這些使得學生在學習該門課程時，困難也成倍增加[2-4]，如何解決這一問題是遺傳學教學工作者當前研究的重要課題[5-8]。

1閱讀專業論文，鞏固課本知識

隨著遺傳學學科迅猛發展，遺傳學領域的新研究、新技術和新成果層出不窮。為了更好地了解本學科最前沿的研究方法、操作技術和試驗成果，這就需要學生在學習課本知識之余，廣泛查閱本學科最新研究報告和學術論文。論文的形式可以多種多樣，或是較長篇幅的學術論文，或是短小精悍的科學簡報。可以選擇本學科相關專業領域內具有影響力的學術期刊論文。學生文獻閱讀環節可以與理論課堂教學過程穿行，即每講完一個完整的專題之后開展相關文獻閱讀課。如在講授完“基因工程和基因組學”這一章時，可以開展一系列關于重組DNA分子的構建、功能基因的定位與克隆、基因組測序等文獻的閱讀。通過閱讀學術論文，學生不但能夠更加深刻地理解書本上的理論知識、專業術語和最新研究成果，而且對雙語的訓練也有很好的作用。還可以幫助學生了解課題的開展流程和模式，以便后期更好地完成畢業設計。在文獻閱讀所有課程結束后，教師必須開展調查問卷，其主要目的是掌握學生在文獻閱讀環節中遇到的困難是什么、怎么解決的、有何收獲等，以及對文獻閱讀環節的意見和建議，以便教師總結教學經驗，達到教學相長的最終目標。

2借助科教視頻，培養學習興趣

多媒體教學一般主要以PPT形式授課，其最大的優點是信息量大，枯燥的知識點可以以各種生動形象的圖片形式呈現出來，便于教師講解和學生理解，有利于提高教學質量，受到高校教師和大學生的普遍認可。然而，這僅僅是多媒體教學的一種形式。另外還有一種更為生動的教學方式——視頻教學，這是一種更為靈活的授課方式。視頻教學具有趣味性、藝術性和知識性，能夠較為生動地向學生傳遞知識信息和開發學生創新思維。科教視頻不但能夠將生硬的書本知識變得有趣、活潑，而且可以將語言文字無法表達的原理、規律和微觀抽象的知識等非常形象地展示在學生面前。如“細胞減數分裂”、“蛋白質翻譯”、“人類基因組計劃”等章節，利用視頻資料，可以將該過程非常生動、有趣地展示出來。短短的幾分鐘視頻能夠超過教師的千言萬語。相比于豐富的科教視頻資料的理工科類課程教學中由于視頻素材匱乏，且單一，利用科教片輔助教學的研究也比較少。目前，科普視頻主要有英國廣播公司和美國探索頻道拍攝的大量生物領域紀錄片，還有一些網絡上簡短的視頻資料。這一課題還需進一步挖掘。

3鼓勵學生備課，鍛煉綜合能力

遺傳學教學內容豐富，知識點有難有易，如“染色體變異”、“基因表達與調控”、“數量性狀遺傳”等章節是教學難點，需要教師精講。也有部分章節教學內容較簡單，容易掌握，如“孟德爾豌豆雜交試驗”，即“分離規律”和“獨立分配規律”，該章節為經典遺傳學內容，也是遺傳學課程的教學重點，但并不是教學難點，可以嘗試讓學生來備課并講解這部分內容。教師可以先給同學列好提綱，布置學生按照提綱準備課件內容。學生上完課后，老師再進行講解和點評，包括對學生課件的連貫性、外延知識的拓展，甚至是教態（師范生課堂教學是培養方案中重要環節）等方面進行評價。教師點評時，要注意保護學生的積極性，以表揚為主。若有些知識點學生沒有講解清楚，教師可以補充講解。這種教學模式不但可以讓學生吃透課本，掌握學習重點，還能充分鍛煉學生總結歸納、語言表達及臨場發揮和應變能力。

4自主選擇實驗，注重學生實踐

遺傳學不但是一門理論邏輯性很強的學科，還是一門實踐性很強的學科。新的高等教育發展規劃綱要指出，高校不但要培養出具有知識性、學歷型這種單一人才，還要培養出具有創造性和應用型的綜合素質人才。而理科實踐課程動手能力的培養是綜合型人才不可或缺的環節。如何讓學生在掌握理論知識的同時，又培養其實際操作和動手能力，是擺在遺傳學實驗教學工作者面前的重要課題。目前，大部分高校已經完成對實驗課程進行的模塊型改革，即實驗教學內容包括基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗3個模塊。實驗項目往往是老師限定的，不論學生是否感興趣。有的教師甚至把實驗材料都準備齊全，學生只要進行簡單的觀察和記錄數據即可。這種實驗教學模式，沒有挑戰性，全班只設定一個實驗課題，往往造成學生的實驗報告都是抄襲的，達不到既定的教學目標。自主選擇，就是讓學生在大綱范圍內，自行分組，自選課題，如基礎性實驗中，學生可以選擇自己感興趣的課題，“植物有絲分裂觀察”或“減數分裂”或植物花粉母細胞染色體制片技術或果蠅的觀察、性別鑒定與培養方法等多項課題，不同的實驗項目可以根據完成的難易程度設置不同的學分，學生只需完成教師規定的實驗學分即可。學生或選擇一項或選擇兩項實驗課題進行，教師不必幫助學生設計實驗過程，但要輔助學生完成實驗材料和藥品的收集。整個實驗過程只有學生參與，教師只從旁協助。綜合性實驗和設計性實驗也同樣設計。這種創新的實驗教學模式，遵從以人為本、以生為本，不但可以激發學生學習積極性，還能讓學習變被動為主動，將課本知識直觀地應用于實踐，提高創新能力。

5結束語

遺傳學是生命科學本科專業必修課程，因教學內容冗繁，教學課時有限，導致學生學習過程中困難重重。我們在傳統教學模式的基礎上，結合現代教學手段和教學方法，借助閱讀文獻、多媒體教學、科教片、視頻資料、自主選題等形式，形成了一套較為完善的遺傳學課程教學模式，效果顯著，亦可應用于生命科學其他課程的教學。該方法對于培養學生自主學習、提高學習效果、鍛煉綜合能力具有重要意義。

參考文獻：

[1]孫智杰，李勤，鄧玉林.構建生命科學實驗教學體系與創新人才培養[J].高效生物學教學研究，2012,2(1):43-46.

[2]楊宏羽.淺析生物遺傳學教學改革的“教”與“學”[J].湖北科技學院學報,2014,34(4):93-94.

[3]肖建富,石春海.激發學生對遺傳學實驗學習興趣的教學方法探索[J].遺傳，2014,36(2):181-187.

[4]何風華，黎杰強，朱碧巖，等.“三自”教學模式提高遺傳學綜合性實驗的教學效果[J].遺傳，2015,37(4):396-401.

[5]吳娟.PBL模式在遺傳學教學改革中的應用[J].吉林省教育學院學報，2012,28(1):117-118.

[6]HUANGJM,LINZQ,CHENDS.Electrochemicallysupporteddeoxygenationofepoxidesintoalkenesinaqueoussolution[J].OrganicLetters,2012,14(1):22-25.

[7]汪琛穎.基于問題的學習策略在遺傳學實驗教學中的應用-以16srRNA基因探討葉綠體的起源為例[J].生物學通報，2015,50(9):40-43.

篇7

1　明確目標的決定意識

教學目標決定教學內容、教學策略、教學方法、教學過程、教學模式、教學評價等教學的各個方面。它既是教學的出發點，也是歸宿，或者說，它是教學的靈魂，支配著教學的全過程，并規定教與學的方向；同時，教學目標也是最終檢驗課堂教學效度的標準。顧泠沅教授指出：“現代教學研究中，教學目標占據的地位日益重要，幾乎成了全部教學活動的依據。”錢夢龍也指出：“目標的提出，是教學活動的起點。目標明確集中，學生達成度高，是有效教學的最重要的標志。”教師只有明確目標在課堂教學中的決定作用，才能真正做到心中有目標，過程實施目標，使課堂教學有效展開。

2　提升目標的整體意識

2.1　目標研究的層次意識

教師首先要研究課程。按照“課程總目標(即課標)模塊目標單元目標(包括省教學要求)課時目標”的線路展開確定教學目標，使每課時目標為課程總目標服務，成為其最小的分支和依托。

其次要研究學生。一是關注學生的即時目標與終極目標的關系，體現認知的螺旋式上升的過程；二是確立學生的基礎性目標與發展性目標的關系，依據學生性質(必修與選修)確定不同程度的目標要求；三是確定學生的身心狀況、知識背景(包括生活地、見聞等)、知識水平、學習習慣、學習方法以及興趣愛好。

再次要認真研究教材。教材是課程專家對課程標準解讀的智慧結晶，是為實現目標提供的有效資源之一，是教師可利用的主要素材。教師在上新課前，弄清本課的教學目標、教學用書上提示的教學步驟，反復鉆研教材，明確教學目標，確定每課的重點和難點。

2.2　目標確定的整體意識

美國著名心理學家布魯姆把人類學習分為三個主要的領域，即認知領域、情感領域和動作技能領域。我國中小學生新課標的教學目標分類，也主要是據此來分類的。在目標的表述上，都包括知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個領域，也稱“三維目標”。三維目標作為一個整體，不可分割，這是由教學活動本身決定的。每一個活動都有其過程與特定的方法，在活動過程中掌握知識，提升能力，形成一定的情感體驗，所以過程與方法應該是三維目標的邏輯主線。

2.3　目標表述的精準意識

進行教學目標設計時，教師必須對學生通過每一項知識和技能的學習以后應達到的行為要求作出具體、明確的表述，再將這些表述進行層次化處理。如知識目標、能力目標、情感態度與價值觀目標等。規范的教學目標應該包含4個要素：

行為主體―一必須是學生而不是教師，因為判斷教學有沒有效益的直接依據是學生有沒有獲得具體的進步，而不是教師有沒有完成任務。如“舉例說出生物多樣性的意義”、“描述生態系統的平衡”，這樣寫法的行為主體是學生，“拓寬學生的知識面”、“培養學生的概括能力”等，這些寫法都將教師作為目標行為的主體，而不是學生。

行為動詞――必須是可測量、可評價、具體而明確的，否則就無法操作和評價。目前教學中不少教學目標的編寫不夠合理，如使用“了解”、“認識”、“學習”、“欣賞”等。這些動詞都是比較籠統和含糊的，是抽象的內在感覺，不具備可觀察、可測量的特性，故不宜用來表述具體的行為，應避免使用。而“說出、提出、寫出、找出、解釋、復述、讀準、默寫、背誦、劃分、使用”等行為動詞，對學習結果能做出明確具體的規定，可操作性強，便于觀察和測量。可見，行為動詞的準確性是課堂教學有效性的測量標準。

行為條件――是指影響學生產生學習結果的特定的限制或范圍，為評價提供參照的依據。陳述教學目標的語句當然要盡可能簡潔精練，但是必要的影響學生產生學習結果的特定的范圍限制性詞語是不可少的，它們為評價提供參照的依據。如“能用曲線描繪細胞有絲分裂中染色體、DNA的數量變化”，“利用能量傳遞效率計算自然生態系統中生物量的變化”等，其中的“用曲線”、“利用能量傳遞效率”、“自然生態系統中”即為行為條件。行為條件的確定使課堂教學更具針對性。

表現程度――指學生學習后預期達到的最低表現水準，用以評量學習表現或學習結果所達到的程度。如“說出實驗的各種變量，能設計簡單的對照實驗”。目標表述的是基本的、共同的、可達到的教學標準，而不是無法實現的最高要求。表現程度的要求不能太高，應在學生原有水平上提升，否則會使課堂教學失效。

3　堅持目標的導向功能

在教學調研中，筆者發現，許多教師的教學目標意識淡薄，存在著實際教學活動游離教學目標的現象。提高課堂教學的有效性，必須堅持以教學目標導學，充分發揮教學目標的導向作用。教學目標應貫穿課堂活動的始終，其導向功能可從以下幾個方面實施。

3.1　目標導趣

皮亞杰指出：“兒童是個有主動性的人，他的活動受興趣和需要的支配。”根據目標，創設新穎別致的情境，化抽象為形象，化深奧為淺顯，啟發學生思維和想象，使課堂教學豐富、新穎、多面、立體，讓學生在課堂中仿佛徜徉于知識信息園林之中，盡得愉悅之趣。如為了達成“闡明生態系統的穩定性”這一目標，特級教師蔣超英老師創設了這樣的情境：向蒸餾水中不斷加人食鹽。學生對生物課堂做化學實驗感到新奇，關注度較高，通過觀察和分析現象，明確了出現晶體時，其溶解與析出也是同步的。由此引出溶解度的穩態，再遷移到生態系統中，使學生對生態系統的穩定性有了初步的認同。

3.2　目標導思

趙占良老師說：“聚焦課堂關鍵是聚焦思維。”而學生的思維過程往往是從問題開始的。因此教學中，教師要精心設計課堂提問，創設問題情景，引發思維沖突，點燃學生思維的火花，使提問成為聯系師生思維活動的紐帶、開啟學生智慧大門的鑰匙。

如在“遺傳因子的發現”一節教學中，根據目標――認同孟德爾遺傳實驗的科學性及其在近代遺傳學上的地位――設置了如下問題：

①F1沒有出現當時流行的融合遺傳的現象，你覺得可能的原因是什么?

②該怎樣去探究矮莖性狀的去向?

③F2中表現型出現3：1是偶然的嗎?是普遍的嗎?

④當實驗現象與主流觀點不符合時，你如何突破?通過一連串的問題層層深入，在學生思維沖突處設疑，這樣使學生真正認同孟德爾提出四點假說的偉大。

3.3　目標導活

學生活動是達成目標的有效途徑之一，也正因為此，活動的展開必須以實現教學目標為前提，不能游離于教學目標之外，如果將活動當成了游戲，而又不從教學目標出發，不為達成教學目標服務，那么這樣的活動就變成了“游戲學生”了，整個教學活動也因此變得空洞無效。在“細胞的有絲分裂”一節中，為突破難點――有絲分裂過程中染色體行為和數目的變化，實現目標――準確描述細胞有絲分裂各時期的重要特征，筆者設計了以下活動：在白紙上畫出植物細胞壁，以剪好的紙帶作為染色體或染色單體，以橡皮泥為著絲點，分組模擬出細胞有絲分裂各時期的圖像。

3.4　目標導練

訓練是課堂教學的重要內容，也是課堂教學有效性的檢測手段。教師要切實根據教學目標的要求，科學地配置訓練內容，切忌不管三七二十一，什么題目都拿出來讓學生分析解答；同時要遵循因材施教的原則，對不同學力的學生要有不同的訓練要求，體現教學目標的層次性，使學生在訓練中都有收獲，增強學習的自信心，提高課堂教學效度。

4　關注目標的生成意識

篇8

關鍵詞： 新課改 高中生物教學 學習興趣 生活情境 教學方式

提高學生的生物學素養，倡導探究性學習，注重與現實生活的聯系等是高中生物課程的基本理念。下面我就新課改下如何實施高中生物課堂教學談談心得體會。

一、巧設導入創設懸念，激發學生學習興趣

當代著名的教育家葉圣陶先生說：“教師不僅要教，而且要導。”一段好的引言能使學生很快進入最佳學習狀態，并能激發學生的學習興趣和強烈的求知欲，使之全神貫注于本節課的教學活動中[1]。如在學習《伴性遺傳》時，老師可結合農村重男輕女的現象，給學生講述這樣的故事：在某山區，一個婦女連續生了四個女孩，鄰居、婆家人都瞧不起她，她自己也看不起自己，以為自己沒本事，生不了兒子，無奈之下，她便自殺了。故事講完后老師可提問：她為何要自殺，生女孩是女人的錯嗎？人的性別是如何決定的？用這樣一個實例引入新課，抓住了學生的好奇心，激發了學生的學習興趣，引發了學生對學習遺傳學知識的渴望。

二、創設生活情境，引導學生提問

現在的高中學生大都習慣于接受式學習，而老師則習慣于“照本宣科”，部分學生對學習生物提不起興趣。如何使學生“有興致，多關注，樂意學”，是生物教師必須探究的課題。事實上，生物學知識與日常生活聯系密切，選擇與實際相聯系的話題，創設與生活相關的情境讓學生學會思考、學會提問，師生互動是一種可行的方法。因為有實際生活的體驗，學生參與的積極性都很高。例如在講授“細胞的癌變”這一內容時，可不急于介紹課本書面知識，而是創設這樣的情境：在你的周圍，在你認識的人當中有癌癥患者嗎？你和癌癥患者接觸過嗎？覺得癌癥可怕嗎？你知道多少有關癌癥的知識？學生的情緒一下子被調動起來，各抒己見，暢所欲言。然后引導學生提出自己最感興趣的癌癥相關問題。學生的問題五花八門，有問“怎么樣會患癌癥”、“如何預防癌癥”的，也有問“為何白血病的患病率會呈上升趨勢”，等等。這樣，一方面可使學生感受生物科學對人類生活的作用和意義，另一方面可幫助學生養成關心生活、關心實際問題的習慣，善于在實際生活中發現問題。同時教師不斷創設“因疑而學，因學而疑”的問題情境，促使學生積極思維、探索，讓學生在這樣的學習情境中獲取知識，發展能力，培養情操。

三、改變傳統的教學觀念，創設實例式教學情景

在傳統的教學中，老師教給學生多少知識，幾乎就要求學生掌握多少知識。學生所學的知識是死的知識，學生掌握的技能是沒有創新的技能。教師在授課過程中，要改變“滿堂灌”的授課方式，不再做教學的主角，學生才是教學主體。傳統教學方式把教師作為教學過程中的主角，忽視學生的地位。生物學科是一個實驗科學，這就要求在學科教學中，教師要創設各種問題情境，引導學生探究、合作式學習。不能忽視學生創造性地學習，不要限制學生思維的發展，不要忽視學生在學習過程中的閃光之處[2]。高中生物教學中有很多設計實驗的題目，教師要讓學生大膽去設計，發散自己的思維。教師可以組織學生對每位學生的設計思路進行分析比較，找出不足之處，進行改正，教師在整個學習過程中是指導者和輔導者。實驗、觀察、參觀和實習都是很好的實例式教學情景方法。在做好教材要求的實驗的同時，有計劃、有組織地讓學生多觀察，用自己所學的知識解釋生活的生命現象，把觀察到的生命現象用所學的知識進行解釋，這樣更能激發學生研究生命科學的熱情。

四、應用現代教育技術完善教學方式

生物學是一門實際性、實踐性、社會性很強的自然學科，所包括的內容十分廣泛，采用傳統的教學手段不能滿足學生對知識的需求。多媒體技術擁有多樣信息，它所展現的圖、文、聲、像并茂，生動形象，具有很強的感染力和吸引力，能激起學生的學習興趣，調動學生學習的積極性。運用多媒體技術，能變籠統為形象、變微觀為宏觀、變靜態為動態[3]。例如，在講述“減數分裂”時，運用課件，把細胞減數分裂的全進程動態地呈現在學生面前，讓學生把握每個時期染色體和DNA的變化特點這一重點內容。如何打破有絲分裂和減數分裂不同這一難點？教師可以播放有絲分裂的動畫，將其栩栩如生地表現出來。再加以說明，歸納總結，這樣學生很容易把握重點內容。因此生物教師要努力創造條件，充分利用現代化教學手段，依據本學科的特點拓寬教學思路，完善教學方式，從而使生物課堂生動有趣。

總之，高中生物教師應注重學生多方面綜合能力的提高，注重提高學生生物科學素養和學習生物知識的能力。還應加強對新教材教學方法的探索和嘗試，不斷總結經驗，積極引導學生，提高學生學習興趣，從而全面落實新課改，促進學生綜合素質的提高，更好地完成教育教學任務。

參考文獻：

[1]鄔恒梅.新課程理念下高中生物研究性學習的探索[J].考試周刊，2011（50）：34-38.

篇9

【關鍵詞】 端粒；端粒酶；癌癥

端粒(telomere) 和端粒酶(telom erase) 是近年來生命科學研究的熱點之一，正常細胞在分裂過程中，因其染色體末端(端粒)DNA 不能完全復制而縮短，細胞經多次分裂后，端粒縮短達到危機點(crisis)，促發某一信號，使細胞逐漸失去增殖能力而衰老死亡。端粒酶可延長染色體末端DNA，端粒酶的活化使細胞獲得無限增殖能力。基于此，有少數細胞(如永生細胞系) 及絕大多數惡性腫瘤細胞(85%) 可逃逸這一危機點。因為在這些細胞中含有活化的端粒酶系統，從而使細胞獲得無限增殖能力，使之永生化和惡變，因此，對端粒和端粒酶系統的研究，有助于闡明細胞衰老和惡變機制，對腫瘤的診斷、治療以及抗衰老都具有重要的理論和實際意義。一般認為，癌癥是由多種突變的積累，破壞了細胞正常的生長調控而引起的，除了一些明確的病因外，有許多實驗結果支持這樣一種假說，即端粒酶的激活對許多惡性腫瘤細胞的形成是必需的，且腫瘤細胞與端粒酶活動增加之間存在相互激發的關系［1］。這種顯著的相關性提示: 在腫瘤細胞惡性狀態的進展和維持中，端粒酶可能起到關鍵性的作用。本文就端粒與端粒酶研究的最新進展作一綜述，具體討論了端粒的結構與功能，端粒酶在端粒合成與穩定中的作用，介紹了端粒酶活性的測定方法，細胞永生與端粒酶激活的關系，提出了通過抑制端粒酶活性來治療癌癥的可能性。 　　1 端粒(telomere)

1.1 端粒(telomere) 的概念

端粒是指真核細胞線性染色體末端的蛋白質-DNA特殊結構，即染色體末端DNA 序列的多個重復，其作用是保護和穩定染色體的末端，它由2～20kb 串聯的短片段重復序列(TTAGGG) n 及一些結合蛋白組成。四膜蟲(單細胞生物) 端粒的結構是6 個核苷酸5′- TTGGGG - 3′序列的多次重復。人類為5′-TTAGGG- 3′序列的多次重復。隨著細胞不斷分裂，染色體復制次數增加，端粒DNA 序列進行性縮短。故粒端長度決定了細胞壽命，至一定長度時，細胞停止分化，并出現程序性死亡(細胞凋亡，Apoptosis) 。端粒作為細胞的“有絲分裂鐘”(mitosis clock) 調節細胞分裂。早衰的端粒長度明顯低于正常人，而人精原細胞的端粒長度比體細胞長數千kb，并不隨年齡增長而遞減［2］。

1.2 端粒的結構、功能

1978年，Blackbum發現一種單細胞池塘生物四膜蟲的染色體端粒DNA 為一種簡單核苷酸序列的大量重復，即(TTGGGG)n，后來證明人和脊椎動物的端粒均為含有豐富鳥嘌呤(G) 的重復DNA 序列，人類端粒DNA 由5′TTAGGG3′的重復單位構成，細胞中端粒DNA 總是和非組蛋白成分的蛋白質結合成一個復合體，其結構雖不清楚，但它有重要的作用，可以保護染色體末端不被核酸酶降解，防止染色體末端丟失、融合，并參與染色體在核內定位及基因表達調控的作用，從而保持遺傳系統的穩定性。

2 端粒酶

2.1 端粒酶的概念

端粒酶為一種RNA 依賴性DNA 聚合酶，為一種核糖核蛋白酶，是合成端粒必需的酶。端粒的合成是以一段RNA為模板，端粒酶通過反轉錄過程合成端粒片段，并使其連接于染色體的端粒末端。端粒酶的發現，解釋了生物細胞“末端復制問題”，并將兩個看似不相關的研究領域—衰老和癌癥緊密地聯系在一起。Kim等(1994) 建立了能穩定、成批、快速分析各組織端粒酶活性的Trap 法，這是Kim 等巧妙引用了PCR 技術形成的粒端重復擴增分析法。端粒酶活性的調節所知甚少，調節細胞凋亡的存活因子Bcl-2可能對端粒酶的激活有正相調節功能。

2.2 端粒酶結構、功能

端粒酶是一種依賴于RNA的DNA聚合酶，目前認為它由三部分組成：端粒酶RNA組分、端粒酶相關蛋白、端粒酶催化亞基。人類端粒酶基因定位在5P15·33，其編碼了1132 個氨基酸的多肽，它是以RNA 為模板的逆轉錄酶，通過識別端粒單鏈的富G區引物，合成多個端粒重復序列到3′端，所以端粒酶有端粒再生的作用。人類胚胎發育的早期，很多組織可檢測到端粒酶活性，但隨著人類組織和細胞的分化，端粒酶活性迅速降低，到成人，僅有包括生殖細胞在內的少數細胞或細胞系仍具端粒酶活性，大多體細胞已檢測不到。

3 端粒酶活性的測定方法

最初采用的標準檢測端粒酶的方法是：分析細胞提取液在引物3′ 2末端上合成重復序列的能力，通過放射性核苷酸標記、聚丙烯酰胺凝膠電泳和放射自顯影的觀察，結果端粒酶酶促反應呈現出6 個核苷酸合成的脈沖性，因而形成典型的間隔6 個核苷酸的端粒酶條帶模式圖譜。盡管用這種方法檢測原代腫瘤樣本中的端粒酶較為困難，但還是有兩個研究小組設法用該項技術證實了卵巢上皮癌與惡性造血細胞癌的提取物中有活化的端粒酶［3］。此外，亦有人用放射性標記的特異性探針進行原位雜交，通過檢測組織細胞中RNA 表達水平來反映端粒酶的有無［4］。人類細胞中正常的46 條染色體，即有92個端粒。通過檢測不同組織類型細胞中染色體端粒的平均長度，可以間接地檢測端粒酶。端粒DNA 長度的測定，一般采用染色體末端限制片段分析法，以(TTA GGG) 4 為探針的Southern 雜交進行分析，該法的缺陷在于永生細胞中端粒長度并不能真正反映端粒酶的活性。目前，測定端粒酶活性主要采用Kim 等建立的端粒重復序列擴增法。該法采用了兩項革新技術，極大地提高了端粒酶分析的敏感性(提高了104倍)。首先是對抽提物的準備和預處理，使用去污劑裂解細胞，從少量的細胞中提取有效的端粒酶(舊法采用的是低滲裂解)；最主要的突破是允許一個端粒酶反應的產物以倍增指數方式進行擴增。這種擴增是通過應用一個端粒酶催化的引物，延伸反應產物作模板進行PCR，通過連續的以寡聚核苷酸為引物的DNA 合成，擴增產物進行電泳，以此來反映端粒酶的活性。該法涉及到的兩對引物是: 正向引物為5′ 2AA TCCGTCGA GCA GA GTT2 3′和反向引物為5′ 2 ( CCCTTA ) 3 CCCTAA 2 3′。本法具有敏感、快速、高效的特點，但易受各種外來因素的干擾和同位素污染。最近Iwama 等對TRA P 法又進行了改進，采用內部端粒酶測定標準的熒光端粒重復擴增法，可克服此點之不足，且可進行半定量分析，是檢測端粒酶活性較為理想的方法。

轉貼于 　　4 端粒酶與腫瘤診斷和治療

由于端粒酶活性見于絕大多數惡性腫瘤，而人正常體細胞中未見該酶活性，端粒酶活性為惡性腫瘤的診斷和治療帶來了希望。首先，端粒酶活性的檢測有希望成為早期惡性腫瘤診斷和判斷腫瘤預后的標志物。例如端粒酶活性的檢測可作為篩選早期惡性腫瘤的標志物，若能將轉移癌細胞與外周血細胞分開亦可作為早期轉移癌的標志物。大約20%～30%乳腺癌不伴有腋窩淋巴結轉移的病例未見有端粒酶活性，同時伴有腋窩淋巴結轉移的乳腺癌病例其端粒酶活性的檢出率超過95%，表明端粒酶可作為獨立的判斷乳腺癌預后及復發的指標［5］。術前對組織進行端粒酶分析可給外科醫生提供更多的信息，敏感的端粒酶分析法可用于細針穿刺組織使得術前判斷病人預后成為可能。其次，由于端粒酶活性是保持絕大多數惡性腫瘤細胞繼續生長必須之酶，抗癌藥物建立在抑制端粒酶活性的基礎上可能會得到高效治療效果和最低的副作用。端粒酶在生殖細胞和其它永久存活細胞內的功能是保持端粒長度，使細胞能不斷地分裂。目前看來該酶是治療癌癥比較特異和明確的目標［6～9］。雖然要考慮到抑制腫瘤細胞端粒酶活性的同時也抑制了生殖細胞和造血干細胞端粒酶活性，但是此治療設想比現用治療的毒性和副作用低，通常的化療除了對干細胞有作用外，對所有增生的細胞均起作用。用端粒酶抑制劑會減輕或避免常規化療所引起的惡心、脫發等副作用。應該考慮到端粒酶抑制劑一定在端粒縮短到一定程度端粒酶被激活后，才能發揮效應，所以可能需要一段時間。設計用該酶抑制劑治療腫瘤首先應設法加快腫瘤細胞端粒的縮短速度，以盡快使抑制劑發揮作用達到治療腫瘤的目的。

5 端粒酶的基因研究初步概況

編碼端粒酶全酶的整個基因仍未被人們所認識。但目前認為，端粒酶為RNA 依賴性DNA 聚合酶，端粒酶的亞單位工作是以RNA 為模板合成端粒DNA 片段。在許多生物中包括人類編碼端粒酶的這段RNA 模板基因已被克隆。除此之外，還確定了與激活端粒酶有關的3種相關蛋白：P80、P95 和TP1。P80和P95蛋白已從纖毛四膜蟲中純化。編碼與P80 相似的哺乳動物的TP1 蛋白的基因已克隆成功。迄今為止這些蛋白在端粒酶中所起的確切功能尚不得而知 。哺乳動物TP1 蛋白與四膜蟲P80蛋白的氨基酸順序極為相似。TP1 蛋白表現出與哺乳動物端粒酶RNA 的特異性結合。TP1 的抗血清與有端粒酶活性的細胞提取液顯免疫沉淀反應，提示TP1 在體內與端粒酶密切相關。

綜上所述，近幾年，端粒及端粒酶的研究引起分子生物學家的濃厚興趣，在酶的三維結構預測、基因的克隆、種系的發生，都取得一定進展［10～12］。在對影響端粒長度的各種分子之間相互作用機制闡清的基礎上，相信端粒及端粒酶的研究必將在延長細胞壽命、腫瘤檢測與診治、基因治療等方面取得廣泛的應用前景。

參考文獻

1 鄭偉，石一復，王升啟，等.端粒酶RNA和端粒酶活性在人生殖道癌細胞株中的表達.細胞生物學雜志，1998，20：25.

2 楊澤.衰老與長壽的遺傳機制探討.國外醫學·遺傳學分冊，2002，23(4):2111.

3 鄧銘.端粒、端粒酶和腫瘤發生的關系.國外醫學·遺傳學分冊，2002，23(4):2171.

4 胡云清.端粒、隱性嵌合體、雜合性丟失與多基因病.國外醫學·遺傳學分冊，2000，23(1):48.

5 胡桂英.端粒、端粒酶與婦科腫瘤.國外醫學·遺傳學分冊，2000，23(6):300.

6 王偉.端粒、端粒酶及其生物學功能的研究進展.山西大學學報(自然科學版)，1998，21 (4):389-393.

7 劉鴻禧.端粒、端粒酶活性的研究與癌癥.汕頭大學醫學院學報，1997，10(增刊)：100.

8 黃志勇.端粒、端粒酶與癌癥.中國醫師雜志，2001，3(11)：809.

9 阮曉峰.端粒、端粒酶與癌癥治療進展.臨床腫瘤學雜志，1999，4(2)：73.

10 胡建.端粒、端粒酶研究的最新進展.生命科學，2001，13(3)：150.

篇10

關鍵詞:高中 生物教學 數學建模

生命科學是自然科學中的一個重要的分支。在高中學習階段,有部分學生把生物學科當作是文科來學,認為只要會背、會記、能理解就可以了。其實并非如此,在現行的高中生物學科中涉及的知識,要求學生應具備理科的思維方式。學會構建合理的模型并運用相關的模型方法進行科學探究,已成為現代高中學生必備的科學素養。本文在此探討一下在高中生物教學中數學模型的構建及其應用。

一、關于數學模型的認識

數學模型就是用字母、數字及其他數學符號建立起來的等式或不等式以及圖表、圖象、框圖等描述客觀實物的特征及其內在聯系的數學結構表達式。數學模型在生物學中也越來越表現出強大的生命力,通過數學建模可以用數量關系描述生命現象,再運用邏輯推理、求解和運算等達到對生命現象進行研究的目的,最終運用數學模型提供的解答來指導解決現實問題。引導學生建構數學模型,有利于培養學生透過現象揭示本質的洞察能力。同時,通過科學與數學的整合,有利于培養學生簡約、嚴密的思維品質,提高其綜合性分析探究的能力,也豐富了學生闡述和呈現生物學現象、特征、生命規律的表達形式。

二、高中生物教學中的數學建模

數學是一門工具學科,在高中的物理與化學學科中被廣泛地應用。由于高中生物學科以描述性的語言為主,學生不善于運用數學工具來解決生物學上的一些問題。這就需要教師在平時的課堂教學中給予提煉總結,并進行數學建模。所謂數學建模,就是把現實世界中的實際問題加以提煉,抽象為數學模型,求出模型的解,驗證模型的合理性,并用該數學模型所提供的解答來解釋現實問題,我們把數學知識的這一應用過程稱為數學建模。在生物學科教學中,構建數學模型,對理科思維培養也能起到一定的作用。

三、數學建模思想在生物學中的應用

1.數形結合思想的應用

生物圖形與數學曲線相結合的試題是比較常見的一種題型,它能考查學生的分析、推理與綜合能力。這類試題從數形結合的角度,考查學生用數學圖形來表述生物學知識,體現理科思維的邏輯性。

例1.下圖1表示某種生物細胞分裂的不同時期與每條染色體DNA含量變化的關系;圖2表示處于細胞分裂不同時期的細胞圖像。以下說法正確的是( )

A.圖2中甲細胞處于圖1中的BC段,圖2中丙細胞處于圖1中的DE段

B.圖1中CD段變化發生在減數Ⅱ后期或有絲分裂后期

C.就圖2中的甲分析可知,該細胞含有2個染色體組,秋水仙素能阻止其進一步分裂

D.圖2中的三個細胞不可能在同一種組織中出現

解析:這是一道比較典型的數形結合題型:從圖2上的染色體形態不難辨別甲為有絲分裂后期、乙為減Ⅱ后期和丙為減Ⅱ中期;而圖1中的AB段表示的是間期中的(S期)正在進行DNA復制的過程,BC段表示的是存在姐妹染色單體(含2個DNA分子)的染色體,DE段表示的是著絲點斷裂后的只含1個DNA的染色體。此題的答案是B。

2.排列與組合的應用

排列與組合作為高中數學的重要知識。在減數分裂過程中,減Ⅰ分裂(中期)的同源染色體在細胞中央的不同排列方式,在細胞兩極出現不同的染色體組合,最終形成不同基因組成的配子,這是遺傳的分離定律與自由組合定律細胞學證據。同樣,遺傳信息的傳遞與表達過程中,也涉及堿基的排列與密碼子的組合方式。

例2.果蠅的合子有8個染色體,其中4個來自母本(卵子),4個來自父本()。當合子變為成蟲時,成蟲又產生配子(卵子或,視性別而定)時,在每一配子中有多少染色體是來自父本的,多少個是來自母本的()

A.4個來自父本,4個來自母本

B.卵子中4個來自母本,中4個來自父本

C.1個來自一個親本,3個來自另一親本

D.0、1、2、3或4個來自母本,4、3、2、1或0來自父本(共有5種可能)

解析:染色體在形成配子時完全是獨立分配的,因為在同源染色體發生聯會后,染色體在赤道板上的排列方位是完全隨機的,因此每個配子所得到的4個染色體也是完全隨機的。每個配子所得到的一套染色體有可能是五種組合中的一種,實際上每種組合又會有不同的情況。如將這4對染色體分別命名為m1(母源來的第一染色體)以及m2、m3、m4和p1(父源來的第一染色體)、p2、p3和p4。那么上述情況下,配子有可能是:m1 m2 m3 m4;m1 p2 p3 p4;m2 p1 p3 p4;m3 p1 p2 p4 ……p1p2 p3 p4。因此,當我們不僅考慮數量,而且也考慮到質量時,4對染色體的配子組合數應為24=16。在只考慮數量時,此題答案為D。

3.數學歸納法的應用

教師通過對一些實例分析,協助學生歸納出一般的規律并構建數學模型。學生通過學習,把數學中的相關知識融入到生物學科中來,做到舉一反三。

例3.若讓某雜合子連續自交,能表示自交代數和純合子比例關系的是()

解析:假設此雜合子的基因型為Aa、采用數學歸納法對雜合子自交的后代概率進行推算(一般學生都會)。自交第一代的雜合子概率為1/2,純合子的概率為1/2(顯、隱性純合子),自交第二代的雜合子概率為(1/2)2……自交第N代的雜合子概率為(1/2)N,而純合子則為1-(1/2)N,然后再構建數學曲線模型。本題答案為D。

4.概率的計算

高中生物的遺傳幾率的計算是教學的難點,教師通過對具體實例的解析,協助學生構建概率相加與相乘原理。比如:分類用概率相加原理;分步用概率相乘原理。

例4:A a B b×A a B B相交子代中基因型a a B B所占比例的計算。

解析:因為A a×A a相交子代中a a基因型個體占1/4,B b×B B相交子代中B B基因型個體占1/2,所以a a B B基因型個體占所有子代的1/4×1/2=1/8。(由概率分步相乘原理,可知子代個別基因型所占比例等于該個別基因型中各對基因型出現概率的乘積。)

5.生態系統的數學模型

生態學的一般規律中,常常求助于數學模型的研究,理論生態學中涉及大量的數學模型構建的問題。在高中生物學中有種群的動態模型研究,如:“J”與“S”型曲線,另外,種間競爭及捕食的數學模型等等。

例5.在實驗室中進行了兩類細菌競爭食物的實驗。在兩類細菌的混合培養液中測定了第Ⅰ類細菌后一代(即Zt+1)所占總數的百分數與前一代(即Zt)所占百分數之間的關系。在下圖中,實線表示觀測到的Zt+1和Zt之間的關系,虛線表示Zt+1=Zt時的情況。從長遠看,第Ⅰ類和第Ⅱ類細菌將會發生什么情況?( )

A.第Ⅰ類細菌與第Ⅱ類細菌共存

B.兩類細菌共同增長

C.第Ⅰ類細菌把第Ⅱ類細菌從混合培養液中排除掉

D.第Ⅱ類細菌把第Ⅰ類細菌從混合培養液中排除掉

解析:兩類細菌在實驗條件下,同一環境中不存在其他生物因素的作用時,競爭的結果是一種生物生存下來,另一種被淘汰的現象。從上述圖形的對角線(虛線)上可以看出在虛線上任取一點作橫坐標與縱坐標得到的是相同的數據,這說明了同種細菌后一代與前一代在混合培養液中的比例沒有變化,說明它們之間是共存的,不是競爭關系。而實線位于虛線下方,用同樣的方法不難得出,第Ⅰ類細菌的后一代含量比前一代含量減少了,在競爭中是劣勢的種群。本題答案為D。

6.生物作圖及曲線分析

生物作圖在近些年的高考試題中經常出現,對能力要求比較高,要求學生會從數形中提煉出有用的信息。教師在平時的教學中,可以結合生物學知識解決一些難以理解的、比較抽象的圖形和曲線。

例6.有一種酶催化反應P+QR,右圖中的實線表示沒有酶時此反應的進程。在t1時,將催化此反應的酶加入反應混合物中。圖中的哪條線能表示此反應的真實進程(圖中[P]、[Q]和[R]分別代表化合物P、Q和R的濃度)?()

A.ⅠB.ⅡC.ⅢD.Ⅳ

解析:A、B和D都不對。酶作為催化劑不能改變化學反應的平衡點即平衡常數(Keq=[R]/[P][Q]),只能縮短達到平衡的時間。圖中實線平行于橫坐標的線段延長相交于縱坐標的那個交點即為此反應的Keq。Ⅰ,Ⅱ和Ⅳ三條線顯然都改變了此平衡點。C正確:線Ⅲ反映了加酶后縮短了達到平衡點的時間而不改變原反應的平衡點。

四、生物教學中數學建模的意義

生命科學作為一門自然科學,實際問題是復雜多變的,數學建模需要學生具有一定的探索性和創造性。在教學過程中,充分地運用它,能很好地解決一些生物學實際問題,使學生對生物學產生更大的興趣。其理論的深入研究必定會涉及很多數學問題。構建數學模型正是聯系數學與生命科學的橋梁。如何將生物學理論知識轉化為數學模型,這是對學生創造性地解決問題能力的檢驗,也是理科教育的重要任務。

總之,數學建模,不論對提高學生的學習效率還是對提高教師的教學效果來說,都是一個有效和富于創造性的好方法。

參考文獻:

1.陸敏剛著.《教材精析精練》生物高考總復習用書.延邊教育出版社,2006

2.韓清海著.《導與練-生物》.陜西人民教育出版社

3.王亞馥著.《遺傳學》.高等教育出版社

4.孫儒泳著.《普通生態學》.高等教育出版社