浅析美国中学生物教科书中的几个模型构建(上)

1、浅析美国中学生物教科书中的几个模型构建（上）作者：刘成权摘 要 选择美国中学生物教科书中的三个模型构建：做出正确的预测、大自然在选择、广口瓶里的世界等进行介绍、评析。模型是用来显示复杂事物或过程的表现手段，如图画、图表、计算机图像等。建立模型可帮助学生理解生命活动的复杂性，学会研究生物学的科学方法。生物学上通常构建的模型分三种：物理模型、概念模型、数学模型。物理模型常用来代表非常庞大或者极其微小事物的三维结构，如细胞的细微结构、DNA 分子的双螺旋结构、生物膜的流动镶嵌结构；概念模型一般用描述性文字表达抽象的过程，使学生建立某些流程，如血糖平衡的调节；数学模型是借助数学方程或曲线表示某些生物数

2、量的变化规律，如“J”、“S”型种群数量变化曲线、符合孟德尔遗传定律的子代性状分离比等。在普通高中生物课程标准中也提出了“尝试建立真核细胞的模型、制作DNA 分子双螺旋结构模型、建立血糖调节的模型”等模型构建。本文着重分析美国中学教科书中的几个新颖的模型构建活动，以促进教学中新课程的实施。1 做出正确的预测1.1 知识背景通过孟德尔关于一对性状的豌豆杂交实验，学生已经掌握了运用棋盘法和概率的方法来预测子代的基因型和表现型。在自然界，亲代杂交产生子代的时间一般都比较长，学生不能在实验室看到此实验的全过程。（1）活动目的：建立一个遗传杂交实验模型，并对结果作出预测。（2）活动器材：2 个小纸带、记

3、事本、3 个蓝色小球、3 个白色小球。（3）活动步骤： 在2 个纸带上分别标上“ 袋1，母本”、“袋2，父本”，然后阅读以下三个部分的内容，并预测每次杂交后将产生的子代类型。第一部分：两个纯合亲本的杂交。 把下面的记录表抄在笔记本上，编号为表1。然后在袋1 中放入2 个蓝色小球。这对小球表示母本的等位基因组合。假定蓝色由显性等位基因控制，用大写字母“B”表示。   在袋2 中放入2 个白色小球，表示父本的等位基因组合。用小写字母“b”来表示隐性的白色等为基因。 不向袋子里看，从袋1 中随机摸出一个小球。把结果记在表中，然后把球放回袋1 中。以同样方式从袋2 中摸出一个小球，

4、记录结果，再把球放回袋2中。 如果拿出的两个小球都是蓝色，就在“子代的等位基因组合”一栏写上“BB”；如果两球都是白色,则写上“bb”；如果是一蓝一白，则写上“Bb”。 再将步骤4 和5 重复几次。第二部分：纯合亲本与杂合亲本的杂交。 把两个蓝色小球放在袋1 中，把一个蓝色和一个白色的小球放在袋2 中。再画一张记录表，编号为表2。  将步骤4 和5 重复10 次。第三部分：两个杂合亲本的杂交 在袋1 和袋2 中均放一蓝一白两个小球。然后再画一张记录表，编号为表3。  将步骤4 和5 重复10 次。（4）分析： 对第一到第三部分中所模拟的杂交实验各作出一个棋盘法图解。 根据你

5、在第一部分中获得的结果，当纯合亲代（BB 和bb）杂交时，预测会产生多少种不同类型的子代？ 你用小球模型得到的结果一致吗？ 有什么启迪呢？ 根据第二部分的结果，当纯合亲代（BB）与杂合亲代（Bb）杂交时，子代是纯合的或是杂合的百分比各是多少？ 和棋盘法分析出的结果一致吗？ 根据第三部分的结果，当两个杂合亲代（Bb×Bb）杂交时，产生的子代可能会有哪几种不同的类型？ 产生每种后代的可能性各占多少百分比？ 模型得出的结果和棋盘法计算出的一致吗？ 在第三部分中，如果你重复的次数不是10 次而是100 次，你的结果是否会更接近棋盘法得出的结果？ 说说理由。 小球模型与棋盘法相比，哪一种方法更好？ 两种方法各有什么异同点？1.2 评析本实验模型遵循了化抽象为具体的原则，把遗传过程转化为直观的简单问题，步骤、培养了学生模拟生物受精作用过程的能力。问题将实验过程上升到理论解释水平，实践与理论相结合，加深理解，培养学生思维能力，使学生知道分析模型与实际遗传之间的联系；问题、通过思考实验结果与棋盘法的理论值是否一致，体会“概率”一词的深刻含义，认识到数学对于生物学的重要作用，体现各学科知识与方法具