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基于论证教学的习题课教学设计——以“判断基因在染色体上的位置”为例

（河北省武安市第一中学河北邯郸056300）

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称《课程标准》）对课程目标的要求提及“形成科学思维的习惯，能够运用已有的生物学知识、证据和逻辑对生物学议题进行思考或展开论证”。对生物学议题进行论证是科学思维核心素养的具体表现。在高中生物教学中开展论证教学，是培养学生科学论证核心素养的重要途径。

科学论证是科学研究的重要方法，论证通过一个或者一些真实的命题来得出另一个命题的真实性。论证教学是模拟科学论证的过程开展的教学活动，包括论题、观点、论据、论证方式等，通过不断反复的推论，完善论题。论证教学的过程如图1所示。

图1论证教学的过程示意图

习题课是高中生物教学过程中一种重要的课型，学生学习了基本的生物学知识后，在习题课中对相关问题进行论证，更容易培养科学思维。在习题课中开展论证教学，教师往往从学生的错误观点出发，过程包括：针对教学目标，精选相关习题并印刷成试卷；自习课上发给学生做题，收集批改学生的试卷了解学生的错误观点；针对学生的错误观点，设计习题课的教学过程；实施教学设计组织课堂论证教学；课后反思等。在习题课中开展论证教学的过程如图2所示。

图2在习题课中开展论证教学的过程示意图

学习了“遗传因子的发现”和“基因和染色体的关系”两章内容之后，《课程标准》要求学生能够根据题目中描述的实验材料、实验操作、实验结果等信息判断基因在染色体上的位置，包括2个生物学议题：①判断基因是否位于非同源染色体上，论证不同基因是否遵循基因的自由组合定律；②判断基因位于常染色体上、X染色体上、XY同源区段上，论证相关性状的遗传方式。以上两项内容在高考中是常考的重点知识，尤其是在非选择题中经常出现判断基因是否符合自由组合定律，即判断两对及以上基因是否位于非同源染色体上和判断基因在常染色体上、X染色体上、XY同源区段上。这两项内容也是学生学习的难点。

2.2.1导入新课

教师展示自由组合定律实质图解，提出问题：基因自由组合定律的实质是什么？

学生回答：在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

教师展示人类的染色体组成，追问：什么叫伴性遗传？学生思考后，得出：基因位于性染色体上，遗传总是和性别相关联的现象叫做伴性遗传。

教师评价学生的回答，引导学生讨论前次所做的试卷中错误较多的两个问题。

2.2.2问题一：判断基因是否位于非同源染色体上

教师根据试卷中学生对于通过实验现象判断基因是否遵循自由组合定律出现的误差，要求学生小组内讨论说明两对基因遵循自由组合定律的实验现象。学生以学习小组为单位开展探究活动，教师巡视指导。然后，教师组织学生展示讨论结果。

学生观点一：在学习孟德尔两对性状的遗传实验时，豌豆的绿色和黄色、圆粒和皱粒两对相对性状在F1杂交时，杂交结果出现9∶3∶3∶1的比例及其变式，就可以说明两对基因遵循自由组合定律。

学生观点二：在F1测交时，测交结果为1∶1∶1∶1的比例及其变式，也能说明。

学生观点三：我们组不同意结果为1∶1∶1∶1的比例及其变式能说明这一结论。论据：因为两对基因位于两对同源染色体上才遵循自由组合定律，YyRr和yyrr测交结果出现1∶1∶1∶1的比例。但是，如果两对基因位于一对同源染色体上时，杂交结果也可能出现1∶1∶1∶1的比例，如yyRr和Yyrr杂交（图3）也出现了1∶1∶1∶1的比例，但是两对基因却不遵循自由组合定律。

图3yyRr和Yyrr杂交结果

教师总结：出现9∶3∶3∶1的比例及其变式，就可以说明两对基因遵循自由组合定律。但是出现1∶1∶1∶1的比例及其变式，要看杂交个体的基因型，如果是基因型为YyRr和yyrr个体测交，可以说明；如果是基因型为yyRr和Yyrr个体杂交，则不一定说明。

2.2.3问题二：判断基因在常染色体上、X染色体上、XY同源区段上

教师提出问题：刚才复习到伴性遗传的特点常常和性别相关联，是不是伴性遗传就一定和性别相关联，杂交子代没有性别差异就可以判定不是伴性遗传了吗？

学生观点一：伴性遗传一定和性别相关。

论据一：伴性遗传的概念，基因位于性染色体上，和性别相关联。

学生观点二：伴性遗传不一定和性别相关。

论据二：例如基因型为XWXw红眼雌果蝇和基因型为XwY白眼雄果蝇杂交，结果红眼和白眼两种性状在雌雄中的比例是相等的，但却是伴性遗传，如图4所示。

图4XWXw红眼雌果蝇和XwY白眼雄果蝇杂交后代

教师总结：伴性遗传不一定都和性别相关联。如何通过实验判断基因位于常染色体上、X染色体上、XY同源区段上，请结合以下两个问题思考讨论。

【例1】已知果蝇的灰身（A）与黄身（a）是一对相对性状。现偶然发现的一只黄身雌