人教版高中生物教材插圖的“一圖多用”
——以雌雄果蠅體細胞的染色體圖解為例

甘肅 祁永青

現行人教版高中生物學教材內含大量插圖，它既是對文本內容的直觀概括和形象化解釋，又是對文本內容的補充和延伸，也是高考命題的重要依據。為了落實《考試說明》中的考核目標與要求，筆者在歷屆高三復習時均大膽整合教材插圖，不僅提高了復習效率，而且也提高了學生的識圖能力和分析問題能力。

一、雌雄果蠅體細胞染色體圖解的用途

（一）辨析與該圖有關的核心概念

生物學核心概念是對同一類生物學問題本質特征的概括，具有統攝一般概念性知識和事實性知識的作用。它既是對大量下位生物學現象、事實和一般概念性知識的抽象和概括，又是形成上位的學科概念和跨學科的科學主題及更具概括力的哲學思想的重要基礎。結合雌雄果蠅體細胞染色體圖解（人教版高中生物必修2第86頁圖5-8），可以討論染色質、染色單體、染色體、同源染色體、非同源染色體、DNA、基因、等位基因、非等位基因、聯會、四分體、染色體變異、蛋白質、染色體組、單倍體、多倍體等概念之間的關系。師生經過討論形成了如圖1所示的思維導圖。

圖1

（二）探究基因分離定律的實質

基因分離定律是遺傳學中最基礎、最重要的定律。它的實質是在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個不同的配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。為了讓學生更深入地理解基因分離定律的實質，筆者讓學生分析了果蠅常染色體上一對等位基因與減數分裂的關系。

如假設果蠅Ⅱ號染色體上的一對等位基因B、b（基因B控制果蠅的灰身，基因b控制果蠅的黑身），如圖2所示。根據所學知識寫出此果蠅的基因型、配子類型及比例，并說明原因。

圖2

圖3

（三）探究基因自由組合定律的實質

基因的自由組合定律是人教版必修2的核心教學內容之一，也是高考重點考查的基本內容，是孟德爾在基因分離定律基礎上進一步延伸和拓展所得到的研究多對等位基因獨立遺傳的規律。在高三復習時可以讓學生結合雌雄果蠅體細胞染色體圖解來討論完成。

如假設果蠅Ⅱ、Ⅲ號染色體上分別存在兩對等位基因B、b（基因B控制果蠅的灰身，基因b控制果蠅的黑身）和R、r（基因 R控制果蠅細眼，基因r控制果蠅的粗眼），兩對等位基因獨立遺傳，如圖3所示。根據所學知識寫出此果蠅的基因型、畫出配子形成的過程，并說明原因。

（四）探究性染色體上基因分布及其傳遞規律

在XY型性別決定中，X、Y染色體是一對同源染色體。從圖4果蠅性染色體的結構中可以看出，X與Y染色體各有一部分與對方同源，即圖中的A、D區段；也各有一部分非同源，即圖中的B、C區段。這樣，根據X、Y染色體的形態差異，可將其分為X、Y染色體同源區；X染色體非同源區；Y染色體非同源區三個部分。與常染色體一樣，X、Y染色體上也都帶有許多基因。各區段上分布的基因的遺傳方式與性別相關聯，它們的遺傳特點也不盡相同。根據所學知識，得出每個區段上基因的分布及其傳遞規律。師生經過討論，得出如圖5所示的思維導圖。

圖4

圖5

（五）設計實驗，提高分析能力

遺傳學中有許多經典實驗需要學生做驗證性實驗，如基因分離定律、自由組合定律、連鎖與互換規律、伴性遺傳實驗等，如果分別做實驗，耗時多，周期長，教學時間難以安排，教學進度難以把握。但如果將這些實驗集中起來，用“一次交配實驗”完成多項驗證性實驗，可獲得事半功倍的效果，提高教學的有效性。

如果蠅的黑體（b）、焦剛毛（S）、白眼（W）三個性狀均為隱性性狀，控制黑體性狀的基因（b）位于第Ⅱ染色體上，控制后 2個性狀的基因都位于X染色體上。果蠅其他的相應性狀均為野生型，即灰體（B）、直剛毛（s）、紅眼（w）。要求設計一次交配實驗分別驗證基因分離定律、基因自由組合定律、連鎖與互換規律、伴性遺傳等四個經典遺傳實驗。

（六）頭腦風暴，形成思維導圖

通過深入分析雌雄果蠅體細胞的染色體圖解，學生可以將相關的知識整合提升，形成自己的思維導圖，如圖6所示。

二、高中生物教材插圖使用建議

圖6

教師要善于整合、拓展教材插圖，發揮以點帶面的作用。如在復習蛋白質功能時筆者以人教版高中生物必修1第23頁圖2-7（蛋白質的主要功能示例）的插圖為主線，可以將酶的概念、本質、特點；常見酶的種類；血紅蛋白的提??；血糖調節；體液免疫；分泌蛋白的合成與運輸等知識點整合到一起。

教師要善于簡化教材插圖，便于學生理解，提升教學效果。如人教版高中生物必修2第17頁圖2-2（哺乳動物精子的形成過程圖解）中的染色體數目較多，一方面不利于學生理解減數分裂過程中染色體的行為變化，另一方面也不利于學生理解“同源染色體分離，非同源染色體自由組合”這一結論。筆者在授課時將該圖中的染色體簡化為4條，并及時利用《生物學與生活》一書中關于減數分裂和等位基因自由組合的圖解作為補充，取得了良好的教學效果。

教師要善于補充插圖，便于學生記憶。如人教版高中生物必修2教材中在講解配子形成多樣性時只有模型構建和文字描述，由于筆者所教學生基礎薄弱，對此知識點理解比較困難，為了更好地解決這一問題，筆者在授課時把《生物學與生活》一書中關于同源染色體對的隨機分裂是產生基因多樣性的原因之一的圖解引入到教材中，再進行模型構建，學生很快就掌握了此知識點。

教師要善于讓學生說圖，從而提高學生的表達能力。如筆者在講授人教版高中生物必修1第2章第5節“細胞中的無機物”時，讓學生根據教材第34頁圖2-15（幼兒和老年人）、圖2-16（水母）說出與生物體含水量有關的問題。通過學生說圖，教師補充、總結得出了“不同生物體內的含水量不同”“同種生物體內的含水量也不同”等結論。

教師要善于讓學生動手繪圖，從中發現學生存在的問題。如教師在“細胞的增殖”一節的教學過程中，可讓學生在觀察根尖分生組織細胞有絲分裂的圖像后，自己動手繪制觀察到的圖像。教師通過學生的繪制結果發現并分析學生存在的問題，以便對學生進行針對性教學。

教師要善于引導學生比較教材插圖，提高學生的分析、理解能力。如筆者在講授細胞器相關內容時就要求學生列表比較人教版高中生物必修1第93頁圖5-8（線粒體的結構示意圖）和第99頁圖5-11（葉綠體立體結構示意圖）的異同。

總之，合理利用教材插圖，有利于學生對插圖的理解與感受，可以調動學生的學習興趣，使學生在輕松快樂的氣氛中掌握學習重點、突破難點。同時，可以使學生通過深入分析教材插圖將有關聯的知識點、插圖等聯系起來，深化知識的整體性，激發學生的探索熱情和欲望，培養學生發現問題、提出問題和解決問題的能力，提高學生的核心素養。