前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇遗传学的基本定律范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词:动物遗传学;教学实践;教学质量
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2014)06-133-03
《动物遗传学》是动物科学等相关生物专业的一门重要的专业基础课程,主要学习内容包括遗传学基本定律―孟德尔的分离定律和自由组合定律以及摩尔根的连锁互换定律,遗传的染色体理论,遗传的重要物质核酸的结构与功能,群体遗传结构中基因频率与基因型频率的概念以及遗传平衡定律Hardy-Weinberg平衡理论、影响平衡的各种因素:选择、迁移、突变、遗传漂变等,数量性状的概念与主要遗传参数遗传力、遗传相关和重复力的概念及计算方法[1]。目的是让学生了解遗传学的发展历史,掌握遗传学的基本知识和基本理论,理解分子遗传学的基本原理与研究方法,为后续课程的学习奠定基础。
动物遗传学在学习过程中具有较强的理论性、逻辑性,并且相对抽象,属于畜牧专业中比较难学的一门课程。随着高校教育教学改革的不断深入以及素质教育的推进,课堂理论较实验课程较少并且不断压缩,已经由课程初始设置的125学时减少到目前的50学时,甚至是44学时。压缩理论课时,学生普遍反映遗传学课程的教学内容较多、时间较为紧张、知识面跨度大、学习难度大,并且在学习的过程中经常产生抵触的情绪,给教学工作带来较多的困难。因此,在教学过程中,基于以学生为本的教学思想,应积极改进遗传学教学法,并且重点培养学生学习遗传学的兴趣,调动学生的学习积极性和主动性,这对于提高遗传学教学效果,培养学生的综合素质具有十分重要的意义。采取何种教学方法,如何提高其教学效果,值得深入探讨。
1 培养学生对动物遗传学的学习兴趣,充分发挥学生主体作用
兴趣才是最好的老师,它能有效地诱发和强化学习动力。单单靠一块黑板和一本教材传授、笼统地灌输知识,势必会降低学生对课程的学习兴趣,并且直接影响学习的效果。绪论作为第一节课,是教师宏观的对学生介绍一门课的方向,并且是与学生的第一次接触,教师自身的水平、性格、态度、言语表达、情感、穿着等都会给学生留下较为深刻的印象。在绪论课上,可精选一些典型的遗传学学史事例,一些在遗传学领域中作出较为重要贡献的历史人物事迹,在当前医学、生物技术等领域的应用与遗传学相关并且所起到的至关重要的作用的事例,充分展示课程的重要性,在学生了解遗传学的建立与发展的同时,进而使学生学习兴趣得到提升。
2 采用多媒体教学,展示更多的研究信息
对于遗传学的学习,教授的引导、启发、推理以及学生的想象占据了大部分内容。在教学实践中,教授过程应运用生动的语言,教师应充当引导者和组织者的角色,充分发挥其引导作用激发学生对遗传学的学习兴趣。在有丝分裂、减数分裂、基因表达调控等内容教学过程中,应该将教学内容与实际生活充分地联系起来。把多媒体辅助教学、动画及图像结合起来激发学生强烈的学习兴趣,有利于学生对知识点形成较为直观地形象理解。以学生为主体,通过照片、视频等媒体为辅助,生动形象的介绍学习内容,建立学生对知识点的直观理解,使学生对其产生新鲜感并成为对认知过程形成主体意识的主动构建者。在学生心理方面,随着时间的推移,学生对学习的新鲜感会逐渐减弱并且产生微妙的变化,这种变化表现在学习态度以及行为方面。从教师角度来看,如果单纯利用视听媒体的优势不断地向学生灌输知识和信息,只是依托媒体照本宣科,势必成为另一种形式的“满堂灌”;追求“直观”也不能限制学生想象、思考的空间而迟滞抽象思维的发展。因此在利用多媒体教学的过程中,应当把启发式教学的思想预先注入媒体的图像、视听造型及媒体的组合之中,确定启发式精讲与媒体的启发式展示相结合的教学策略。
3 对于不同的章节,应采取不同的授课方式
采取题海战术在遗传学的教学实践中是不可取的。例如遗传的三大定律、染色体数目及结构变异等不需要死记硬背,教师应通过鼓励学生多做习题或者上习题课的方法来掌握。在布置习题的过程中,应有针对性地选择一些典型的习题并重点说明。在批改学生作业的过程中,要发现学生的问题所在,对习题进行深入地解析,使学生可以牢固地掌握所学内容。
4 增设讨论课,提高学生的分析与总结能力
遗传学内容抽象,不易掌握。在教学过程中常出现有些学生可以理解,有些学生一知半解的现象,应充分对某些学习内容开展一些必要的课堂即兴讨论,增加学生的学习兴趣。例如在有丝分裂、减数分裂、遗传学的三大遗传规律教学中,针对处于不同时期及染色体在分裂过程中的动态变化规律和对某些概念点的实质的联系、区别,在细胞核遗传、细胞至遗传以及母性影响的区别和联系,还有一些较为典型的F因子、Fc因子及Hfr区别和相互影响,这些都可以作为课堂上较为典型的问题进行提问和讨论。如有必要可将其作为一次课后作业让学生充分思考。在经过充分的讨论及课后的静心思考后,可由学生自主理清思路并且以小论文的形式提交作业或者以讨论形式在下一节课堂上进行专门的讨论。这种形式[2]可充分改变由教师一个人形成的主讲式课堂,并不是从一个教师的角度去理解问题,而是从学生个人的角度去学习理解。这种穿插式的讨论和教学方法会使学生对遗传学的学习兴趣增加并且对知识体系产生深入地认识,提高了自主学习性,并使学生的总结能力、分析能力得到提高。教师在教学中可以组织学生各抒己见、自由地表达对问题的观点,教师可适当的引导和提问,让学生相互质疑、相互补充等从中得出结论,然后教师对所得出结论进行点评。值得一提的是,在教学过程中,教师要善于发现并且捕捉到学生的闪光点,对不同水平的学生给予适当的评价和鼓励,使学生保持着一种积极好学的心态,充分发挥以学生为主体的作用。
5 精心准备遗传学的实验课
遗传学在农业、医学、环境污染治理、生物多样性的保护等方面具有重要作用,而实验教学是不可分割的重要部分[3]。实验教学在育人方面有其独特作用,不仅可以授人以知识和技术,培养学生的动手能力与分析问题、解决问题的能力,而且能够影响人的世界观、正确的思维方法和严谨的工作作风。实验室是实验教学的主要场所,而实验教学又是培养有创新思维、创新能力人才的最佳途径。在遗传学课程的安排中,实验课占了1/3~1/4。实验课不仅能激发学生的求知欲,而且能加深学生对所学理论知识的理解,锻炼学生的实验操作技能,有助于提高学生观察、思维、分析和创新等方面的能力。
随着遗传学的发展,仅仅停留在以果蝇为材料的实验方法上,远远无法满足学生的需要。可以结合生物科学目前发展的趋势,为学生开展一些分子生物学的实验,例如DNA的提取、基因克隆、DNA测序、转基因等等,让学生对当前的实验技术有所了解[4]。这不仅能够激起学生学习的兴趣,还有利于培养学生进一步在生物科学领域深造的欲望。
6 培养学生的信息素质和自学能力
教师的教学体系应该与时俱进,要利用网络的生物资源对学科的发展前沿进行适当的调整和数据库共享,对网络资源的应用和对课堂教学的引入都极大的利于学生在对遗传学课程学习知识体系的扩展、更新和学生自学能力、自身素质的提升。
随着遗传学的快速发展,遗传学在教学中的缺陷表现为教材内容的滞后性,因此产生在学习中对课本获取知识的不足。但网络的信息资源的数据共享便可弥补这一缺陷,因此为教学构建了一个较为便捷的平台。教师在教学过程中可采取由学生提出关键词、教师总结的方法,让学生进行网络查询,使网络与课本相结合,自主了解最新的研究成果和研究进程,有助对学生积累信息的能力和自主学习的能力的提升,并且可以对所学的内容有所巩固,开阔学生的专业知识视野。
7 多做习题,熟练掌握各种遗传规律
世界是多姿多彩的,性状的遗传也是非常复杂的。如果在教学中缺乏实习、加上实验条件的限制,没有接触各种遗传现象的机会,则可以通过做各种各样的习题来弥补。如为学生出各种各样的习题,每讲过一段以后,可进行一次习题课的讲解,最后再做一次综合练习。让学生从各种各样的习题中发现、掌握各种各样的遗传现象和遗传规律,从中摸索分析问题,解决问题的方法。
8 提高自身的语言表达水平
有人说教师的语言如钥匙,能打开学生心灵的窗户。好的教师语言是教师从事教育、教学工作必备的条件。教师语言水平的高低,直接影响到教学效果和教学质量的优劣[5]。作为一个合格的人民教师,必须不断地提高自己的语言表达水平,尽量使自己的语言幽默诙谐。苏联作家斯维洛夫说:“教育家最主要的也是第一位的助手是幽默。”一个概念,讲授时有无幽默感,表达效果就不大一样。幽默能引起学生的兴趣,加深学生的理解和记忆。趣味性一般指教学语言生动形象、富于情趣。教学语言的趣味性也是教育教学成败的重要条件之一。
9 结语
以上是对遗传学教学中的体会作了一些总结和探讨,如何采用不同的教学方式教学手段和网络资源,提高学生的学习积极性和主动性,从而提高教学的效率与质量,是一项非常艰巨的任务,还有待于在教学实践中逐渐探索和研究。
参考文献
[1]胡文明,徐翠莲.探讨遗传学教学方法 提高学生学习效果[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2010(05):95-96.
[2]刘金文,曹宁,余丽芸,等.遗传学实验教学改革初探[J].安徽农学通报(上半月刊),2012,(23):177-179.
[3]王林生,张雅莉,王彬.本科遗传学教学内容与方法探讨[J].高教论坛,2010,(09):22-24.
孟德尔定律由奥地利帝国遗传学家格里哥·孟德尔在1865年发表并催生了遗传学诞生的著名定律。他揭示出遗传学的两个基本定律——分离定律和自由组合定律,统称为孟德尔遗传规律。下面小编给大家分享一些孟德尔遗传定律知识点,希望能够帮助大家,欢迎阅读!
孟德尔遗传定律知识点11、基因的分离定律
相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型,叫做相对性状。
显性性状:在遗传学上,把杂种F1中显现出来的那个亲本性状叫做显性性状。
隐性性状:在遗传学上,把杂种F1中未显现出来的那个亲本性状叫做隐性性状。
性状分离:在杂种后代中同时显现显性性状和隐性性状(如高茎和矮茎)的现象,叫做性状分离。
显性基因:控制显性性状的基因,叫做显性基因。一般用大写字母表示,豌豆高茎基因用D表示。
隐性基因:控制隐性性状的基因,叫做隐性基因。一般用小写字母表示,豌豆矮茎基因用d表示。
等位基因:在一对同源染色体的同一位置上的,控制着相对性状的基因,叫做等位基因。(一对同源染色体同一位置上,控制着相对性状的基因,如高茎和矮茎。
显性作用:等位基因D和d,由于D和d有显性作用,所以F1(Dd)的豌豆是高茎。
等位基因分离:D与d一对等位基因随着同源染色体的分离而分离,最终产生两种雄配子。D∶d=1∶1;两种雌配子D∶d=1∶1。)
非等位基因:存在于非同源染色体上或同源染色体不同位置上的控制不同性状的不同基因。表现型:是指生物个体所表现出来的性状。
基因型:是指与表现型有关系的基因组成。
纯合体:由含有相同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。可稳定遗传。
杂合体:由含有不同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。不能稳定遗传,后代会发生性状分离。
2、基因的自由组合定律
基因的自由组合规律:在F1产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合,这一规律就叫基因的自由组合规律。
对自由组合现象解释的验证:F1(YyRr)X隐性(yyrr)(1YR、1Yr、1yR、1yr)Xyr F2:1YyRr:1Yyrr:1yyRr:1yyrr。
基因自由组合定律在实践中的应用:基因重组使后代出现了新的基因型而产生变异,是生物变异的一个重要来源;通过基因间的重新组合,产生人们需要的具有两个或多个亲本优良性状的新品种。
孟德尔获得成功的原因:
(1)正确地选择了实验材料。
(2)在分析生物性状时,采用了先从一对相对性状入手再循序渐进的方法(由单一因素到多因素的研究方法)。
(3)在实验中注意对不同世代的不同性状进行记载和分析,并运用了统计学的方法处理实验结果。
(4)科学设计了试验程序。
基因的分离规律和基因的自由组合规律的比较:
①相对性状数:基因的分离规律是1对,基因的自由组合规律是2对或多对;
②等位基因数:基因的分离规律是1对,基因的自由组合规律是2对或多对;
③等位基因与染色体的关系:基因的分离规律位于一对同源染色体上,基因的自由组合规律位于不同对的同源染色体上;
④细胞学基础:基因的分离规律是在减I分裂后期同源染色体分离,基因的自由组合规律是在减I分裂后期同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合;
⑤实质:基因的分离规律是等位基因随同源染色体的分开而分离,基因的自由组合规律是在等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。
孟德尔遗传定律知识点2自由组合定律
1.实质:两对(或两对以上)等位基因分别位于两对(或两对以上)同源染色体上;
位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;F1减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2.两对相对性状的杂交实验中,F2产生9种基因型,4种表现型。
①双显性性状(Y R )的个体占9/16,单显性性状的个体(Y rr,)yyR )各占3/16,双隐性性状(yyrr)的个体占1/16。
②纯合子(1/16YYRR+1/16YYrr+1/16yyRR+1/16yyrr)共占4/16,杂合子占
1—4/16=12/16,其中双杂合子个体(YyRr)占4/16,单杂合子个体(YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr)各占2/16,共占8/16
③F2中亲本类型(Y R + yyrr)占10/16,重组类型(Y rr+ yyR )占6/16。
注意:具有两对相对性状的纯合亲本杂交,F1基因型相同,但计算F2中重组类型所占后代比列的时候,有两种情况:若父本或母本均是“双显”或“双隐”的纯合子,所得F2的表现型中重组类型(3/16Yrr+ 3/16yyR )占6/16;若父本和母本为“一显一隐”和“一隐一现”的纯合子,则F2中重组类型所占后代比列为(9/16Y R +1/16yyrr)占10/16。
3.应用分离定律解决自由组合问题
将自有组合问题转化为若干个分离定律问题,即利用分解组合法解自由组合定律的题,既可以化繁为简,又不易出错,它主要可用于解决以下几个方面的问题:
已知亲代的基因型,求子代基因型、表现型的种类及其比例
例1 设家兔的短毛(A)对长毛(a)、毛直(B)对毛弯(b)、黑色(C)对白色(c)均为显性,基因型为AaBbCc和aaBbCC两兔杂交,后代表现型为种,类型分别是 ,比例为 ;后代基因型为 种,类型分别是 ,比例为 ;
解析 此题用分解组合法来解的步骤:
第一步:分解并分析每对等位基因(相对性状)的遗传情况
Aa×aa有2种表现型 (短,长),比例为1:1;2种基因型(Aa ,aa),比例为1:1
Bb×Bb有2种表现型 (直,弯),比例为3:1;3种基因型(BB,Bb,bb),比例为1:2:1
Cc×CC有1种表现型(黑);2种基因型(CC,Cc),比例为1:1
第二步:组合
AaBbCc和aaBbCC两兔杂交后代中:
表现型种类为:2×2×1=4(种),类型是:短直黑:短弯黑:长直黑:长弯黑,
比例为:(1:1)(3:1)=3:1:3:1
基因型种类为:2×3×2=12(种),类型是:(Aa+aa)(BB+Bb+bb)(CC+Cc)展开后即得,比例为:(1:1)(1:2:1)(1:1),按乘法分配率展开。
已知亲代的基因型,求亲代产生的配子种类或概率
例2 基因型为 AaBbCC的个体进行减数分裂时可产生类型的配子,它们分别是_____________,产生基因组成为AbC的配子的几率为______。
解析 设此题遵循基因的自由组合规律,且三对基因分别位于不同对同源染色体上
1)分解:Aa1/2A,1/2a; Bb1/2B,1/2b;CC1C
2)组合:基因型为AaBbCC的个体产生的配子有:2×2×1=4种;
配子类型有:(A+a)×(B+b) ×C=ABC+AbC+aBC+abC ;
产生基因组成为AbC的配子的概率为:1/2A×1/2b×1C=1/4AbC
已知亲代的基因型,求某特定个体出现的概率
例3设家兔的短毛(A)对长毛(a)、毛直(B)对毛弯(b)、黑色(C)对白色(c)均为显性,基因型为AaBbCc和AaBbCc两兔杂交,后代中表现型为短直白的个体所占的比例为,基因型为AaBbCC的个体所占的比例为____________。
解析 1)分解:Aa×Aa3/4A(短),1/2Aa;Bb×Bb3/4B(直),1/2Bb;
Cc×Cc1/4c(白),1/4CC;
2)组合:后代中表现型为短直白的个体所占的比例为:3/4×3/4×1/4=9/64
后代中基因型为AaBbCC的个体所占的比例为=1/2×1/2×1/4=1/16
已知亲代的表现型和子代的表现型比例,推测亲代的基因型
例4番茄红果(Y)对黄果(y)为显性,二室(M)对多室(m)为显性。一株红果二室番茄与一株红果多室番茄杂交后,F1有3/8红果二室,3/8红果多室,1/8黄果二室,1/8黄果多室。则两个亲本的基因型是。
解析 根据题中所给的后代表现型的种类及其比例关系,可知此题遵循基因的自由组合规律;
1)分解:
F1中红果:黄果=(3/8+3/8):(1/8+1/8)=3:1推知亲本的基因型为Yy×Yy
二室:多室=(3/8+1/8):(3/8+1/8)=1:1亲本的基因型为Mm×mm
2)组合:
根据亲本的表现型把以上结论组合起来,即得亲本的基因型分别为YyMm×Yy mm
已知子代的表现型比例,推测亲代的基因型
在遵循自由组合定律的遗传学题中,若子代表现型的比例为9:3:3:1,可以看作为(3:1)(3:1),则亲本的基因型中每对相对性状为杂合子自交;若子代表现型的比例为3:3:1:1,可以看作为(3:1)(1:1),则亲本的基因型中一对相对性状为杂合子与隐性纯合子杂交,另一对相对性状为显性纯合子与隐性纯合子杂交。
例5 已知鸡冠性状由常染色体上的两对独立遗传的等位基因D、d和R、r决定,有四种类型:胡桃冠(D R )、豌豆冠(D rr)、玫瑰冠(ddR)和单冠(ddrr)。两亲本杂交,子代鸡冠有四种形状,比例为3:3:1:1,且玫瑰冠鸡占3/8,则亲本的基因型是 。
解析 1)分解:由子代鸡冠有四种形状,比例为3:3:1:1,可推知单冠(ddrr)占1/8,由玫瑰冠鸡(ddR )占3/8,可推知子代中D:dd=(3+1):(3+1)=1:1推知亲本的基因型为Dd×dd;则子代中另一对基因R :rr=3:1推知亲本的基因型为Rr×Rr。
2)组合:根据子代鸡冠形状的比例及分解结果可组合得出亲本基因型为:DdRr×dd Rr。
孟德尔遗传定律知识点3一、自由与自交的区别
自由是各个体间均有的机会,又称随机;而自交仅限于相同基因型相互。
二、纯合子(显性纯合子)与杂合子的判断
1.自交法:如果后代出现性状分离,则此个体为杂合子;
若后代中不出现性状分离,则此个体为纯合子。例如:Aa×AaAA、Aa(显性性状)、aa(隐性性状)
AA×AAAA(显性性状)
2.测交法:如果后代既有显性性状出现,又有隐性性状出现,则被鉴定的个体为杂合子;
若后代只有显性性状,则被鉴定的个体为纯合子。
例如:Aa×aaAa(显性性状)、aa(隐性性状) AA×aaAa(显性性状)
鉴定某生物个体是纯合子还是杂合子,当被测个体为动物时,常采用测交法;当被测个体为植物时,测交法、自交法均可以,但是对于自花传粉的植物自交法较简便。例如:豌豆、小麦、水稻。
三、杂合子Aa连续自交,第n代的比例分析
四、分离定律
1.实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性;
在减数分裂形成配子的过程中,等位基因也随着同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2.适用范围:一对相对性状的遗传;
细胞核内染色体上的基因;进行有性生殖的真核生物。
3.分离定律的解题思路如下(设等位基因为A、a)
判显隐搭架子定基因求概率
(1)判显隐(判断相对性状中的显隐性)
①具有相对性状的纯合体亲本杂交,子一代杂合体显现的亲本的性状为显性性状。
②据“杂合体自交后代出现性状分离”。新出现的性状为隐性性状。
③在未知显/隐性关系的情况下,任何亲子代表现型相同的杂交都无法判断显/隐性。
用以下方法判断出的都为隐性性状
①“无中生有”即双亲都没有而子代表现出的性状;
②“有中生无”即双亲具有相对性状,而全部子代都没有表现出来的性状;
③一代个体中约占1/4的性状。
注意:②、③使用时一定要有足够多的子代个体为前提下使用。
(2)搭架子(写出相应个体可能的基因型)
①显性表现型则基因型为A (不确定先空着,是谓“搭架子”)
②隐性表现型则基因型为aa(已确定)
③显性纯合子则基因型为AA(已确定)
(3)定基因(判断个体的基因型)
①隐性纯合突破法
根据分离定律,亲本的一对基因一定分别传给不同的子代;子代的一对基因也一定分别来自两位双亲。所以若子代只要有隐性表现,则亲本一定至少含有一个a。
②表现比法
A、由亲代推断子代的基因型与表现型
B、由子代推断亲代的基因型与表现型
(4)求概率
1 细胞分裂方式检索表(以二倍体为例)
①分裂过程中无纺锤体、染色体出现……………………………………………无丝分裂
①分裂过程中有纺锤体、染色体出现……②
②细胞中无同源染色体……………………③
②细胞中有同源染色体……………………④
③染色体着丝点排列于赤道板上…减Ⅱ中期
③染色体着丝点分裂,细胞质均等分配或不均等分配……………………………………减Ⅱ后期
(次级精母细胞、第一极体或次级卵母细胞)
④无同源染色体的变化……………………⑤
④有同源染色体的变化……………………⑥
⑤染色体着丝点排列于赤道板上………………………………………有丝分裂中期
⑤染色体着丝点分裂,子染色体分向两极………………………………………有丝分裂后期
⑥同源染色体联会、形成四分体或对称排列于赤道板两侧………………………减I前期或中期
⑥同源染色体分离并移向两极……………⑦
⑦细胞质均等分配…减I后期(初级精母细胞)
⑦细胞质不均等分配……………………………减I后期(初级卵母细胞)
此检索表还可进一步细化和扩充。查用检索表时,根据图像的特征与检索表上所记载的特征进行比较,逐级递进,便可检索出该图像的归属。
[例1]图1为三个处于分裂期细胞的示意图,下列叙述中正确的是( )
A.甲可能是丙的子细胞
B.乙、丙细胞不可能来自同一个体
C.甲、乙、丙三个细胞均含有二个染色体组
D.甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体
解析:解答此题的关键是结合相关的原理准确地判断出相关图像的归属(分裂类型及时期)。据图1中显示的特征并结合检索表可知:三个细胞均无细胞壁但有中心体,故全为动物细胞。甲中有四条染色体,但无同源染色体,姐妹染色单体分开后形成的子染色体正在分离且细胞质均等分配,说明甲为处于减数第二次分裂后期的动物细胞,即甲可能是第一极体或次级精母细胞,此时细胞内有2个染色体组。乙中染色体着丝点分裂导致染色体暂时加倍,移向每一极的染色体中均有同源染色体,共含4个染色体组且细胞质均等分配,说明乙是处于有丝分裂后期的动物细胞。丙中有2个染色体组,同源染色体正在分离,且细胞质均等分配,应为处于减数第一次分裂后期的初级精母细胞。结合减数分裂过程,从非同源染色体的组合来看,甲可能是丙的两个子细胞(次级精母细胞)之一;从染色体组成来看,乙、丙染色体组成相同,可能来自同一雄性动物个体,只是两者所属分裂方式不同。
参考答案:A。
2 遗传病类型检索表
①患者表现为母系遗传(母病则子女均病,父病子女均无病)…………………………细胞质遗传病
①患者不表现为母系遗传…②细胞核遗传病
②患者表现为家族聚集倾向且发病受环境影………………………………………多基因遗传病
②患者无家族聚集倾向且发病不受环境影响……………………………………③单基因遗传病
③患者只在男性中出现…伴Y染色体遗传病
③患者在男女中都会出现…………………④
④患病夫妇不会有正常孩子………………⑤
④患病夫妇有正常孩子……………………⑥
⑤患者男多女少,正常夫妇无病女;母病子必病……………………………伴X染色体隐性遗传病
⑤患者男女均等,正常夫妇可能有病女;母病子未必病………………………常染色体隐性遗传病
⑥患者男少女多,患病夫妇无常女;父病女必病……………………………伴X染色体显性遗传病
⑥患者男女均等,患病夫妇有常女;父病女未必病……………………………常染色体显性遗传病
[例2]图2为某家系遗传病的遗传图解,该病不可能是( )
A.常染色体显性遗传病
B.常染色体隐性遗传病
C.X染色体隐性遗传病
D.细胞质遗传病
解析:遗传系谱分析是常见的遗传学题型之一,因其蕴涵着多种变化而常作为考查综合能力的难题。本题只为遗传病的分析提供了一个遗传系谱,因此不能从男女发病率(从自然人群调查中得到)角度分析,只能利用家系遗传图解提供的信息分析。利用检索表结合遗传系谱中相关患者的发病情况可知:“母病则子女均患病”,该病具有母系遗传的特点,说明该病可能是细胞质遗传;而从“母病、女病而父正”现象,不能排除该病为伴X染色体显性遗传病以及常染色体显性或隐陛遗传病的可能性,但可断定该病不会是伴X染色体隐陛遗传病。因为若为伴X染色体隐性遗传病,则“女病父必病”,与系谱中“女病而父正”现象相矛盾,所以只能选C项。
参考答案:C。
3 基因位置(遗传方式)的推断检索表
①正、反交的结果相同……………………细胞核遗传中的常染色体遗传
①正、反交的结果不同……………………②
②正、反交后代性状均同母本(即母系遗传)…………………………………………细胞质遗传
②正、反交后代性状与性别相关联且分离比在两性间不同………………………………………③
③表现为交叉遗传,患者男性多于女性…………………………………X染色体隐性遗传
③表现为交叉遗传,患者女性多于男性…………………………………X染色体显性遗传
[例3]某果蝇品系有三组性状:I和I’、Ⅱ和Ⅱ’、Ⅲ和Ⅲ’(I、Ⅱ、Ⅲ表示显性性状,I’、Ⅱ’、Ⅲ’表示隐性性状),请根据以下几组实验结果,分析上述三组性状的控制基因的位置和遗传方式,并简要说明理由。
①早I×I’F1表现I性状;I’×IF1表现I性状,说明:_________。
②Ⅱ×Ⅱ’F1表现Ⅱ性状;Ⅱ’×ⅡF1表现Ⅱ性状()和Ⅱ’性状(),说明:___________。
③早Ⅲ×6Ⅲ’F1表现Ⅲ性状;Ⅲ’×6ⅢF1表现Ⅲ’性状,说明:__________。
解析:遗传方式的推断基于遗传学的相关原理(遗传的基本定律、伴性遗传等),是教学的重点与难点之一。正交与反交的结果常用于细胞质遗传与细胞核遗传的鉴别,而其在细胞核遗传的伴性遗传中存在的差异却常被忽视。据检索表可知:实验①中正反交结果相同,说明I性状为显性性状且与性别无关,控制I和I’的基因在常染色体上,属于细胞核遗传中的常染色体遗传;实验②中正、反交所得后代表现型不同且与性别相关联,说明控制Ⅱ和Ⅱ’的基因在X染色体上,属于细胞核遗传中的伴性遗传;实验③中正、反交所得后代性状均与母本相同,具有典型的母系遗传特征,说明相关基因位于细胞质中,属于细胞质遗传。
参考答案:①控制I和I’的基因在常染色体上,属于细胞核遗传中的常染色体遗传。因为正交、反交的结果相同,F1总是表现显性性状
②控制Ⅱ和Ⅱ’的基因在性染色体上,属于细胞核遗传中的伴性遗传。因为F1在不同性别中出现了不同的性状分离比
关键词:化学 生命科学 生物科学
中图分类号:O-31 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)10(c)-0164-02
众所周知,化学是自然科学的基础,它贯穿于人类活动与环境的相互作用之中,与能源、材料、环境和人类生活紧密相连。随着现代科学技术的发展,化学又渗透到与人类健康密切联系的生命科学领域,而成为21世纪最富有拓展力和生命力的科学领域之一[1]。因此,化学又被称为是生命科学的语言。
1 化学在传统学科中的地位
化学被称为“中心科学”,在“数理化天地生”六门传统科学中的占据重要地位。什么是“化学”呢?化学是自然科学的一种,是在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律,创造新物质的科学。
化学不仅是重要的基础科学之一,也是一门以实验为基础的科学。化学作为基础学科在自身快速的发展的同时,也推动了其他学科和技术的发展。例如,核酸化学的研究成果使今天的生物学从细胞水平提高到分子水平,建立了分子生物学;对地球、月球和其他星体的化学成分的分析,得出了元素存在的规律,发现了星际空间有简单化合物的存在,为天体演化和现代宇宙学提供了实验资源,还丰富了自然辩证法的内容。在新物质的创新性研究中,要想得到精确的物质结构必须进行精准的化学实验。在我国古代,道家为寻求长生不老药炼制“不老仙丹”,甚至希望能“点石成金”,这些听起来似乎有些不可思议,但从理论上来讲,他们却成了研究物质化学变化的先驱。前人所用的研究方法即是“实验”法,只是限于当时科学和技术的发展水平,对物质组成的了解和实验技术的掌握尚不足,导致这些开创性的研究工作成为后人的“笑谈”。随着科技和人类认知的发展,作为我国四大发明的“火药”被发明。据记载,“火药”是炼丹的副产品。此外,陶器和玻璃的发明与制作都是古人在长期的生产活动中,利用化学反应进行的实践活动。著名化学家拉瓦锡,早在200多年前就用定量试验的方法测定了空气成分。这些在客观上为化学学科的建立积累了研究基础。
2 生命科学的研究范畴及发展前景
2l世纪是信息与生命科学的时代。那么,何为生命科学呢?生命科学是研究生命现象及其规律的科学。虽然至今学界对于生命的概念仍未有清楚的认识,但基本上,生命具有与化学成分同一性的特征,具备严整有序的结构,能够自我新陈代谢并产生应激性和运动等特征[2]。
就生命科学的起源而言,它并不是近代才产生的。在人类出现文明的初期,生命与非生命的差异就被人类认识到,并开始对生物进行观察、描述,留下了大量的材料。17世纪以前,由于科学技术水平的限制以及神学对人们思想的禁锢,古老的生物学始终停留在观察和描述阶段。到18世纪,伴随自然科学的发展,生物学的积累已经达到了一定程度,对生物进行分门别类的研究成为主要课题。19世纪,随着物理学和化学的发展,新技术被不断应用于生物研究,使生物学由描述性的学科发展成为实验性的学科。1838―1839年,德国植物学家施莱登和动物学家施旺分别通过对植物和动物细胞的研究,提出了细胞学说。这一学说的提出,使生命科学的研究由宏观水平深入到微观水平,对于揭示生命运动规律起到了不可估量的积极作用。1865年,遗传学的奠基人孟德尔发现了生物性状遗传的两个基本定律,标志着遗传学的诞生。20世纪初,美国遗传学家摩尔根在基因概念的基础上,进一步提出了基因定位于染色的基因学说,生物学的发展出现了质的飞跃。
到20世纪后半叶,生命科学在分子生物学领域取得了前所未有的突破。具体表现在学科分支细化和深化,各近代学科间的交叉加强,从而产生了一系列的边缘学科。如研究基因及其表达的分子遗传学,研究生物大分子的结构与功能、生物体内化学变化的生物化学等等。20世纪70年代以后,生物工程、克隆技术、PCR技术构成了现代生物技术的核心。
3 化学对生命科学的贡献
3.1 化学学科分类及研究内容
按照学科分类,现代化学包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学与高分子化学等五门学科。
无机化学研究的是除碳氢化合物之外的一切物质;有机化学研究的是所有的碳化合物;物理化学是应用物理的原理、方法研究化学的现象以便用数学的语言定量地描述化学的有关信息;分析化学是定性确定各种物质的组成、结构以及定量表示物质组分的含量;高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的学科,包括各种聚合反应理论,新的聚合和改性方法、高分子基团反应等。
3.2 化学对生命科学的贡献
3.2.1 无机化学与对生命科学的贡献
早期化学领域的研究无不是以无机化学为基础的。如法国的拉瓦锡、英国的玻意尔和道尔顿、俄国的门捷列夫等,他们的研究都是以无机物质的变化、反应和性质为研究对象的。20世纪发展起来的各化学理论也是从研究无机物质的结构和价键开始的。无机化学在自身发展的同时,与其他学科的交叉与融合进一步加强。无机化学与生命科学交叉使人们不仅仅关注技术配合物与生物大分子相互作用及其模拟,而且从活性分子、活体细胞和组织等多个层次研究无机物质与生命体相互作用的分子机理,热力学和动力学平衡、代谢过程,同时,更加关注生物启发的无机智能材料在生物体自修复、生物信息响应和传导及生物免疫体系构筑中应用的研究[3]。
3.2.2有机化学对生命科学的贡献
有机化学学科是现代科学技术的重要基础学科,并已渗透到生命科学领域。有机化学在揭示物质结构的本质的同时,促进了生命科学等相关学科和边缘学科的发展,同时,生命科学又为有机化学的发展提供了丰富的研究内容。生物的多样性使有机化学的研究充满了活力,有机分子的生物功能也充分反映了两学科之间的同源和紧密联系。20世纪60年代,我国科学家在世界上首次合成了具有生物活性的蛋白质―― 牛胰岛素,随后80年代又合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸,这是在揭示生物体生命过程的化学本质上取得的重大成就。
20世纪后半期,复杂生命现象的研究进入分子水平。从DNA的双螺旋结构到人类基因组计划,有机化学的理论和方法在生命科学的发展中起了重要作用。美国著名生物化学家、诺贝尔生理学和医学奖获得者阿瑟・科恩伯格指出:“现今分子生物学的成就其实属于化学”,“生命实际上是一个化学过程”,“人类的形态和行为就如同它的起源,它与环境的相互作用和它的命运一样,都是由一系列各负其责的化学反应来决定的”。可见,有机化学在生命科学的发展过程中起着非常积极的作用。
3.2.3 生物化学对生命科学的贡献
19世纪以来,化学理论和技术介入到生物学领域,建立起“生物化学”这一新学科。生物化学是的主要任务是了解生物的化学组成和它们的化学活动。生物化学从早期对生物总体组成的研究,进展到对生物的各种组织和细胞成分的精确分析,使得生物学研究逐渐从宏观的描述水平深入到微观的分子水平,极大地促进了生物科学的发展。
生命科学基础研究中最活跃的前沿包括:生物化学和分子生物学、细胞生物学、发育生物学、神经生物学、免疫学、生态学。由这些前沿引伸出的核心问题的探索包括:生命的起源,物种和生态系统的进化,遗传发育及其在基因组和表观基因组层面的调控、蛋白质的分类、结构与功能、细胞信号转导行为与脑的认知等[4],这些核心问题都包含着急待解决的化学问题。生命科学和生物技术的研究与开发也成为了当今世界最为活跃的科技领域。
4 结语
生命活动的基础是生物体内物质分子运动,有学者认为可以“把生命理解成化学”。虽然,生命过程不能简单地还原为简单的化学过程,但研究生命过程的化学机理,从分子层次上来了解生命问题的本质,揭示生命运动的规律,将会对人类认识生命提供基础。作为本科学生,不仅要学习化学知识与技能,更重要的是通过学习过程训练科学方法和思维,培养科学精神和品德。
参考文献
[1] 杜琳珑,冯定坤,韦建前.生命科学与诺贝尔化学奖[J]. 黔南民族师范学院学报,2006(3):72-74.
[2] 谢放.中外文化发展历程[M].吉林:长春出版社,2013.
【关键词】高中生物;课堂教学;新课程;学力
“学力”是学习能力和知识水平的简称,指一个人的知识水平以及在接受知识、理解知识和运用知识等方面的能力,是学生通过后天的学习和实践获得的态度、努力和知识的集合。
国务院在《关于基础教育改革和发展的决定》文件中提出:实施素质教育,重视培养创新精神和实践能力,为学生全面发展和终身发展奠定基础。广西壮族自治区普通高中自2012年秋季学期起,已经全面进入了新课程的学习。高中生物课程标准所提出课程理念“提高生物科学素养,面向全体学生,倡导探究性学习,注重与现实生活的联系”将逐步渗透到具体的教学实践活动中。高中学生学力的养成应该包括学习能力、理解能力、提出问题能力、解决问题能力、社会适应能力的提高,积极态度的培养和各种知识的积累。
那么,在高中生物教学中,影响学生学力的因素究竟有哪些呢?
一、应试教育
在应试教育中,部分学校片面追求考试成绩,认为只要考试成绩好了,学校就好了,学生也就厉害了,从而导致我们的教师教育也跟着片面地追求教学成绩,哪个老师教学成绩好哪个老师就是名师。同时,教师为了赶教学进度,在课堂中只讲与考试相关的知识,只重视把结果告诉学生,使得原本应该充满生机与青春活力的课堂变得枯燥无味,学生只能被动的接受知识,没有独立思考的空间,久而久之就会有部分学生出现厌学情绪。在应试教育中,部分学校一味的追求最终优秀的考试成绩,间接导致教师在平时的教学工作中也只能去追求每次的考试成绩,最后导致学生在学习过程中也只是追求最优秀的成绩。这样的结果会出现一部分学生“高分低能”,只是成绩优秀,而成绩以外的能力非常匮乏,这显然不符合一个21世纪的标准学生。
二、课堂教学
课堂教学是影响学生学力的另一个重要因素。作为一名科学课程的教师,应该按照科学课程的教育规律来组织教学,要做好师生互动,做到三声三色的教学:“三声教学即能了解学生心声,经常给学生掌声,上课活动有笑声。三色教学即教学内容有彩色,教学方法有特色,学生学习有起色。”但是在实际的教学过程中,“陈旧、简单、低效”的课堂教学依然存在,这样的课堂教学严重制约了教学能量的发挥。一些教师的授课方式仍是“一言堂”,缺乏必要的师生交流,也欠缺吸引学生参与交流的教学手段的使用,不少教师仍满足于“一块黑板、一支粉笔、一本教材、一份教案”的传统教学方式,对现代先进的教育方式知之不多;许多教师在授课过程中,不重视培养学生的科学精神,独立思考和创新思维的习惯,不重视培养学生的知识转化能力和实践能力,导致学生无法学以致用,无法恰到好处的将理论和实践联系起来,在实际生活中感受不到学习的乐趣和益处,导致部分学生失去了对生物学习的兴趣。
三、教学评价
教育历来是头等大事,正所谓“少年智则国智,少年强则国强,少年进步则国进步。”随着教育的发展,新课程改革的实施,中学学校的教学评价机制在不断的完善中,但一直以来,由于各种因素的影响,我们整体的师资队伍水准不够很高,教师受教育和接受继续教育情况不同、部分老师习惯自己多年养成的教学风格,在教育教学实践中欠缺一些创新精神,部分教师对花费时间、精力去走进学生的心灵不以为然,去花费时间、精力研究教材、教育教学方法还很不够,部分教师对花费时间、精力去学习新知识、掌握新的更有效的教育教学方法以提高自身素质的重视不够。学校对教师评价更多的时候看的就是所任教班级的两率一分,这样的评价机制导致教师对学生的评价也变成了“成绩就是第一”,这种评价的不足之处是显而易见的:它只突出了生物学科成绩好坏,而忽略了学生个性的全面发展,强调知识的检测而忽视技能、情感态度与价值观等方面的考察,重评价结果而无法反映学生学习的过程,并且整个评价过程只有学校或教师单方面的评价,缺少了学生个体和同伴的共同参与,学生基本处于被动地位,自尊心、自信心得不到很好的保护,主观能动性得不到很好的发挥。
四、学习方法和学习习惯
科学的学习方法、良好的学习习惯有助于提高学生的学力水平,因此,学习方法和学习习惯的好坏也是影响学生学力的一个重要因素。有的学生受传统教育方法的影响,学习缺少自觉性,也缺乏主动性,更缺乏科学的学习方法,良好的学习习惯。部分学生只是被动的接受知识,求知欲不强,相关的练习,老师要求写才写,不懂得自己去补充。
五、学习意识和学习目标
一个人外在的表现往往是由内心的世界来决定的,因此对学生而言,学习意识的高低和学习目标的明确与否直接影响着学生学力的发展。在一些学校由于对思想政治教育、品德教育、纪律教育等的忽视,学生理想信念淡漠,在学习上缺乏刻苦、拼搏的精神,自律能力较弱,经常表现为:对未来没有什么打算,得过且过,对学习采取敷衍的态度,对知识不求甚解,遇到难题绕道走,不愿独立去思考,也不愿和同学讨论或向老师请教;学习上养成 “饭来张口,衣来伸手”不良习惯,依赖心理严重。
从事高中生物教学工作以来,我在教学实践中深刻体会到,作为教师在生物教学中不仅要培养学生的生物学习能力,更应该通过生物学习能力的培养扩展至学生综合能力,综合素质的提高,扩展至学生终生学习能力和社会适应能力的提高,使学生在走出校门之后,仍然能主动的去获取社会生活方面的知识,技能,使学生养成“活到老,学到老”的良好习惯。针对以上涉及到的影响学生学力发展的因素,我认为可以从以下几个方面去努力改进。
1.转变教师教育理念
按照高中生物新课程标准所提出的课程理念“提高生物科学素养,面向全体学生,倡导探究性学习,注重与现实生活的联系”,我们的教师需要进行终身学习,不断更新新课程课改背景下所要求的知识结构、提高自身的教学工作的综合素质,还要随时接受挑战,以便更好地适应新的教学环境。我们在教学中要处理好传授知识与培养能力的关系,注重培养学生的独立性和主动性,引导学生质疑、调查、探究。在实践中学习,促进学生在教师指导下主动地、独立的学习。例如我们在讲授遗传两大基本定律时,一定要把遗传学之父孟德尔的研究思路和方法贯穿到学生的学习中,通过教师的引导,让学生重视孟德尔的实验设计过程,并遵循孟德尔的思维方法,逐级设问,层层递进,引导学生主动探究出基因分离和自由组合的内涵。在师生一同探究科学真理的过程中,分小组进行讨论,让学生真正参与其中,体验孟德尔“发现问题,提出问题,解决问题”研究过程,借此告诉学生:任何一项科学研究成果的取得,不仅需要有坚韧的意志力和持之以恒的探索精神,还需要严谨求实的科学态度和正确的研究方法。因此,我们教师在今后的教学中,应提倡用“探究式”教学方式,倡导学生的主动参与、探究发现、交流合作,注重学生的经验与学习,让学生感受、体验知识产生和发展的过程。同时运用类比教学法帮助学生理解生物知识要点,现行的高中生物教材,有很多的知识点是需要学生记忆的,而且这些知识点都比较抽象,如很多的生理过程,像两大生理过程“光合作用和呼吸作用”等是无法用肉眼观察到,这是高中生物内容的一个特点,抽象的知识太多,学生因此无法形成具体直观的经验。
2.打造高效课堂教学
高效的课堂教学需要师生的共同配合,教师讲得精彩,学生听得认真,师生乐在其中。著名教育家赞可夫说过:“我们要努力使学习充满无拘无束的气象,使学生和教师在课堂上都能够自由地呼吸。如果不能造成这样的教学气氛,那么任何一种教学方法都不可能发挥作用。”刘国正先生也曾有一段精彩的阐述:“就课堂教学来说,教学要能拨动学生的心弦,激励学生的学习积极性。不是我教你学,也不是我启你发,而是教与学双方做到和谐交流。教师引导学生,学生也推动教师,教师得心应手,学生如沐春风,双方都欲罢不能,其乐融融。”在这样的课堂中,学生才能真实感受到学习的快乐,才能有效地提高学生的学力。
课堂教学要高效,首先教学教案要精彩,教学设计要精心,通过教学设计,教师可以对教学活动的基本过程有个整体的把握,可以根据教学情境的需要和教育对象的特点确定合理的教学目标,选择适当的教学方法、教学策略,采用有效的教学手段,创设良好的教学环境,实施可行的评价方案,从而保证教学活动的顺利进行。比如在讲授人教版第一册第二章第二节细胞增殖时,教学设计需体现出新课程改革“面向全体,倡导探究性学习”的理念。由于本节课教学内容比较抽象繁杂,且理论性很强,因此课前应指导学生预习和搜集有关资料,课堂上充分利用多媒体辅助教学,增强教学的直观性和形象性。引导学生主动参与讨论,培养学生运用对比、推理等方法分析问题。
3.教学评价多元化
合理的教学评价能够促使教师和学生的更和谐的发展。因此教师在教学过程中要采取多元化的评价机制,不能再以“成绩”的好坏来衡量学生的一切。 在课堂教学中,可以针对所任班级学生的实际情况和学习特点,结合教学目标制定相应的合理的评价方式,且综合评价方式多元性、多重性的特点,不断变化评价方法,创造各种情境,让学生应用各个感官参与其中,并融合自评、互评的方式,争取使每一个学生都能得到一个准确、快速、有效、全面的评价。通过切实可行的教学评价,可以极大的激发学生对生物科学知识学习的兴趣,我们教师需要很好的把握好选择评价方式的技巧,真正能通过恰当的多元化的评价机制和途径,给学生一个有利于激发他们的学习动机和学习热情成功的评价工作。
4.科学学习方法和良好学习习惯
兴趣是学生学习最好的导师,但是光有浓厚的兴趣,没有科学的学习方法、良好的学习习惯,学生学力的发展也会受到极大的阻碍。在生物教学实践中,我采用“听记练结问”的五字法来指导学生的学习,尤其是“结”和“问”,我觉得很关键,在大量练习背后,一定要善于总结,并提出问题,解决问题。此外,我觉得引导学生整理易错题,并指导学生研究错因,分析错点也是一种非常好的学习方式。如果是知识点失分,则应及时回归课本,进行基础知识的查缺补漏;如果是方法性失分,则应重新审题,找准切入点,理清解题思路,学会并掌握该类题型的解题技巧;如果是非智力因素导致的失分,则应再次引起自己的重视,督促自己克服粗心大意,不规范书写答题、情绪急躁等非智力毛病。逐渐增强自己的抗错能力。例如:(易错题)如图为一对同源染色体及其上的等位基因,下列说法错误的是( )
A.来自父方的染色单体与来自母方的染色单体之间发生了交叉互换
B.B与b的分离发生在减数第一次分裂
C.A与a的分离仅发生在减数第一次分裂
D.A与a的分离发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂
【错题分析】错选本题的主要原因在于减数分离过程模糊,等位基因和交叉互换概念不清。
【解题要点】选C。题图中同源染色体上非姐妹染色单体间发生了交叉互换,每条染色体上均既含A又含a,所以在减Ⅰ过程中这一对同源染色体分开,即染色体1上的A与染色体2上的a分开。减Ⅱ过程中,染色体1上的两条姐妹染色单体分开,其上的A与a也分开。
5.教师人格魅力