性状分离比模拟实验的改进*

陈帮强 郭 信 余朝东

一、教材中实验的不足

人教版高中生物必修2第1章《遗传因子的发现》介绍了性状分离比的模拟实验。按照教材操作实验，存在以下几点不足。

(1)甲、乙2个桶中模拟不同配子的彩球各20个不当：原因是在真实的有性生殖过程中，雄配子数远远多于雌配子数，大量的雄配子不能与雌配子组合。

(2)配子的组合均要将雌配子和雄配子抓出后组合不当：原因是在真实的受精作用过程中，雌配子不动，雄配子需要移动与之受精。

(3)模拟配子组合后，下一次实验需要把模拟配子的彩球放回圆桶进行充分摇匀不当：原因是配子结合后已经形成合子，合子是分不开的。

(4)模拟雌配子和雄配子的彩球大小一致不当：原因是在真实配子大小上，雌配子大于雄配子。

(5)为了实验结果的准确，需要重复50～100次，这种重复处理方法工作量大，模拟时间长。

二、改进实验方案

基于上述的不足，我们设计了以下的模拟实验方案。

1.实验材料

家庭废弃的方形纸箱盒(茶叶盒、手机盒等)、玩具枪塑料子弹(2种颜色)、小孩EVA爬行垫。

2.实验用具

电烙铁、裁纸刀、中性笔、直尺。

3.实验方案

(1)将小孩EVA爬行垫画一个与家庭废弃的方形纸箱盒内缘大小相同的长方形，用裁纸刀裁成方形块。

(2)在小孩EVA爬行垫的光滑面中央画边长1 cm的正方形，其中长边10格，宽边5～10格(如图1所示)。

图1 小孩EVA爬行垫所画的小方格

(3)用电烙铁在每个小方格中央打一个口径为0.5 cm，深0.4 cm的小孔(如图2所示)。

图2 在小方格中央打上的小孔

(4)用中性笔随机将一半的小方格画上颜色点(如图3所示)。

图3 一半的小方格旁边画上颜色点

(5)将处理好的小孩EVA爬行垫放入家庭废弃纸盒底部(如图4所示)。

图4 茶叶盒制作的性状分离比模拟设计

(6)在盒中分别放入等量2种颜色的玩具枪塑料子弹，子弹总数必需大于小孔数。其中一种子弹颜色与爬行垫颜色一致。

4.模拟实验

(1)模拟关系

2种颜色的塑料子弹分别模拟2种雄配子，与爬行垫颜色一致为d配子，另一种颜色为D配子；爬行垫上的小方格模拟2种雌配子，有颜色点的模拟D配子，没有颜色点的模拟d配子。

(2)模拟实验

把家庭废弃纸盒盖上盖，上下摇动，然后，打开盒盖，轻轻摇盒，使每个小方格中央的小孔都有一粒塑料子弹为止。

(3)结果统计

统计方格中塑料子弹与方格颜色一致的组合数，这样就得到dd的数，总数减去dd的数就得到D 的数，然后计算D:dd值，他们的值十分接近3:1(如图5所示)。

图5 茶叶盒制作的性状分离比模拟组合

三、对改进方案的评价

该实验方案能弥补现有教科书中实验设计的不足。其中，最大的优点是提升实验效率，改进的实验完成一次模拟实验在35s左右，而教材中的实验方案要300s左右。

(致谢：感谢冲绳科学技术大学毛亚飞搏士对本课题研究的建议。)

参考文献

[1]左山.摇奖机在“性状分离比模拟实验”中的开发利用[J].生物学通报,2016(1):53.

[2]李静,夏焦兵.扑克牌是“性状分离比模拟”实验的好材料[J].生物学通报,2013(10):47.

[3]单信洪.“性状分离比模拟实验”的拓展[J].生物学通报,2008(8):40-41.