论高中必修二“基因突变及其他变异”的实验

1 / 6论高中必修二“基因突变及其他变异”的实验论高中必修二“基因突变及其他变异”的实验摘要：高一生物必修二第五章讲述了基因突变及其他变异的知识。本论文讨论如何组织该章节课文的实验，让学生可以安全、直观地对突变和变异产生感性认知，从而达到掌握课文内容的目的。关键词：基因突变实验高中生物必修二主要围绕着遗传与突变的核心内容铺开知识，教导学生了解生物的遗传与进化。第五章课程讲述的是遗传突变及其他变异，变异的类型、原理和意义都将在这里为学生讲解。课本编排上安排了两个实验来为教学做辅助：一个是低温诱导植物染色体变异，另一个是人群遗传病调查。两个实验都是对课文的理论知识很好的补充，学生能够通过调查和实验了解基因变异及染色体变异。实际操作上，调查遗传病相对比较简单，教师能够在适当指导的基础上放手让学生自己学习相关资料，自己设计问卷和执行调查，自己通过学习到的遗传学知识来分析结果。学生在进行调查的时候参与度比较高，开展调查活动很大程度上能够促进学生的学习生物学的热情。至于低温诱导植物染色体变异的实验也可以做成功，但是学生的热情不及做调查来得高，因为要让经验不足的学生寻找到2 / 6加倍染色体比较困难，找到了学生也不能够十分清楚究竟染色体发生了什么变化，只能观察到一个现象，实验效果大打折扣。这个实验比较好的办法是教师先做几张标准装片，将染色体各种变异情况都例举一下，学生在有参照的基础上再进行观察，效果会相对好一些。实际上，学生比较喜欢研究性状变异，因为性状的改变往往是表观可见。学生对于染色体变化的感受不够深刻，他们对正常染色体形态构造没有长期的认知，所以就算染色体已经发生了很大的改变，对于学生而言也只是一个现象而已，不能够引起更深层次的思考。如何改进第五章的实验，使学生真实能够从实验当中深刻体验到生物的变异，并且让学生自发地思考变异的原因，从而探究基因突变及其他突变的原理和意义，是第五章生物实验内容的重要课题。一高中生物遗传和变异实验概况高中生物遗传和变异的实验，基于高中环境条件和学生情况的限制，很多在实验室能够进行操作的实验都没有被安排到课标教程中。比如说大学中比较常进行的秋水仙素诱导细胞染色体加倍的实验，以及小鼠腹腔注射秋水仙素诱导癌细胞产生实验等等都由于各种因素不能够在高中阶段进行，所以对于遗传变异的相关知识来讲，学生接触的理论没有直接体验来强化，不容易掌握其中变化的原理。3 / 6虽然教师能够通过大量的视频和图片进行教学，给予学生间接体验，但是毕竟生物学是实验科学，对于遗传变异一章的实验支持远远达不到有效的程度。高中课程安排的遗传变异实验有两个，一个是低温诱导植物细胞的染色体变异，另外一个是人类遗传病调查。学生参与人类遗传病调查的积极程度很高，教师往往只要给以一定的组织和引导，学生能够自发地完成问卷的设置、访查和结果统计等等任务。教师只要在得出结果之后引导学生研究遗传学资料进行结果分析，就能够达到一种类似研究性学习的效果。一般而言，调查范围尽量限制在校内比较容易控制，部分可以适当地进行校外调查，但是对于敏感的遗传病问题要有一定的选择。色盲是比较好的调查方向，对于大部分人来说比较能按照实际情况来进行色盲测试。但是遗传病有些问题是不适宜学生对校外人事进行调查的，要谨慎选择。另外，调查要达到一定规模，结果才能较为贴近理论，可以组织几个班学生一起进行调查。低温诱导植物染色体变异的实验因为需要低温培养植物细胞，教师需要事先为学生准备好实验材料。在课堂上，教师示范如何进行操作，然后让学生以小组为单位进行制片和观察。植物染色体发生变异的概率尚算较大，但是要制作出效果较好的装片就非常不容易。学生在制片时容易4 / 6切得太厚影响观察，或者不能顺利地找到变异细胞，或者染色脱色不干净，各种各样的原因都会降低实验的效果和成功率。教师最好能够在课前准备好示例装片，让学生明白自己要找的细胞大致是什么模样的，如此学生成功找出细胞的可能性会大一些。实际上，由于条件限制，部分学生并不能全程参与到实验操作当中，只能承担部分工作，而且实验结果对于学生来讲刺激不够强烈，因此即使找到变异染色体，学生也很难把它和课文知识产生联系和思考。教师要注意适当地提出问题，让学生在观察现象的同时按照教师的思路进行课文内容的思考和探索，如果时间充足，最好能够组织讨论，让学生就现象思考合理的解释，从而探索染色体变异的原因和意义。二其他变异实验设计高中阶段可以做的遗传实验还有一些，比如说植物的多倍体培养实验，动物的果蝇基因重组实验等等。这些实验耗时比较长，往往需要两周到一个月左右，但是性状特征变化明显，统计结果能够较好地贴近理论预期，因此如果能够让学生去进行实验，成功后可以大大地激发学生的学习兴趣和思考动力。植物多倍体培养实验，可以由教师先利用植物组织培养技术制作培养基-海藻酸钠混合包填的多倍体植物愈生组织作为种子，然后让学生播种施肥，种植多倍体植物。在实5 / 6验条件较好的情况下，该类实验是比较容易进行的，因为难度较高的前期工作可以由教师完成，教师只要派发多倍体植物种子给学生进行种植就可以得到多倍体植株，然后让学生进行观察实验，研究其形状与普通植株的差异，从而明白染色体变化会产生的个体变异。果蝇的杂交培养是很好的基因重组实验。实验条件比较简单，难度在于要采集到纯种的果蝇。教师可以向各种实验室寻求纯种质的果蝇，然后让学生进行杂交培育，特别是白眼红眼、长翅短翅这两对形状特征是很容易观察到的。学生通过实际参与实验，研究基因重组的规律，就可以较好地理解基因重组导致的个体性状变异。蝌蚪也是很好的变异材料。利用不同条件处理发育中的蝌蚪，可以诱导其发生变异，这些变异容易体现在蝌蚪变成青蛙之后的特征上。由于青蛙的 DNA 较长，有许多的无用序列，因此很容易受到外界条件影响转变成新基因。利用不同酸碱度，重金属离子水，有毒物质等进行诱导，可以培育出大量的变异体，再通过对变异体的细胞染色体观察加强学生对于变异的认识。三遗传变异实验的意义高中阶段，无论做什么实验，都应该是为教学服务的。遗传变异实验可以组织学生参与，但是不适宜反客为主，还是应该以理论教育为主。实验是理论很好的验证，学生6 / 6能够通过实验在感官上与抽象理论联系在一起，加强了解的同时，也可以让学生更多地接触自然现象，提高其观察自然思考规律的能力。学生参与遗传变异的热情比起其他验证类实验要高涨，因为遗传实