打开经典实验的问号——以摩尔根果蝇杂交实验为例

在实际教学中,对教材所描述的"摩尔根的果蝇交配实验"存有不少疑惑。从最初发现的白眼果蝇进行了几次交配、摩尔根通过哪种测交进一步验证了假设、如何理解白眼的遗传与X染色体遗传相似等3个方面着手,尝试解开该经典实验的问号。     

“关于果蝇的遗传学问题”专题复习例解

以果蝇为线索,从不同的视角选择了与果蝇相关的素材编制成典型例题,将遗传学的主要问题串联起来,展开专题复习,通过精讲精练,让学生举一反三,触类旁通,提高学生解决相关遗传学问题的兴趣和能力。     

器官的构造是如何形成的——以果蝇翅为例

在器官发育过程中,细胞是如何接收到指令,在特定的位置形成特定的细胞形貌,来组建一个正确的三维构造实现器官的功能,这是生物学中的最基本问题之一。在发育的早期,选择者基因通过赋予细胞以不同的亲和性把组织划分为若干个隔间区域。隔间边界细胞作为组织者通过分泌信号分子(器官成形素)来促进细胞的存活和增殖,控制细胞的分化和命运,以及确保正确的细胞形貌发生。器官成形素的空间时序性表达以及随后细胞对这些信号分子的反应是正确形成组织构造的关键环节。根据国际最新的研究进展,本文综述了构造形成的机制和主流假说,并以果蝇翅的发育为例,讨论了TGF-β家族器官成形素Dpp在翅发育中的作用机制。     

找寻规律，巧解遗传题——以“摩尔根果蝇实验”拓展为例

以“摩尔根果蝇实验”为轴线,结合若干典型的高考例题进行拓展分析,利用归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法,构建出相关类似题型的解题规律模型,运用模型进行类比分析,将对应元素替换与还原,循逻辑、快速度地获得解题思路和答案。     

F-box基因拷贝数目变异的机制研究:以12种果蝇为例

拷贝数目变异是一种对表型变异和生物进化具有重要意义的基因组结构变异.以前的研究表明不同物种中F-box基因的拷贝数目差异较大.为了深入探索拷贝数目变异的式样和机制.我们以12个果蝇近缘种为研究对象,分析了F-box基因的系统发育关系、进化式样以及它们在染色体上的位置.结果发现,虽然各个物种中F-box基因的拷贝数目差别不大(42-47个),但是仍然存在着很多引起拷贝数目变异的基因获得和丢失事件.这说明表面上变化不大的拷贝数目在一定程度上掩盖了频繁发生的基因获得和丢失事件.通过比较这些基因在染色体上的位置,发现只有在亲缘关系很近的物种之间才能鉴定出有明显微共线性关系的基因组区段.我们还发现,造成F-box基因拷贝数目增加的主要机制是散在重复和串联重复,而反转录转座和新基因的非编码区起源也是两种值得注意的机制.此外,序列变异导致的外显子边界变化以及外显子丢失是引起拷贝数目减少的两种机制.在12种果蝇的最近共同祖先中,F-box基因的拷贝数目与现存物种基本相似,但是基因的获得和丢失事件使得现存物种中的F-box基因在构成上已经有了明显的差别.对数目变异的式样及其与基因功能的关系的研究表明,拷贝数目变异是F-box基因家族"生与死"的进化在基因组层面的系统反映,并有可能为表型变异提供了原始材料.     

现代计算机技术在遗传学实验教学中的应用——移动端轻量级高精度果蝇遗传性状批量识别系统的开发

果蝇是实验教学中最常用的重要生物材料之一。在果蝇实验教学中,每个学生通常需要针对上百只果蝇进行手工辨认,并记录每只果蝇身上的数个不同性状,工作量大且分类标准参差不齐。为了解决这一问题,本文将现代计算机技术融入到遗传学实验教学中,使用深度卷积神经网络来自动统计每只果蝇的性状。采用的是目标检测模型+分类模型的两阶段策略模式。在分类模型的训练设计过程中,创新性利用了关键点辅助分类的方法,有效地提升了模型的可解释性。此外,还针对任务特性改善了RandAugment方法,利用渐进式学习与适应性正则化策略,在有限的计算资源下训练了MobileNetV3架构下的多标签分类任务,并最终在每只果蝇3对性状(红/白眼、长/小翅、雌/雄)的分类任务下分别达到了97.5%、97.5%和98%的准确率。模型经过优化后,可以在手机端10 s内完成600个果蝇性状的分类,该模型具有轻量化的特点,大小不到5 MB,易于在各类安卓系统手机上安装使用。该系统的开发有利于推进以果蝇为研究对象的遗传规律验证等实验的教学,也可用于涉及大量果蝇分类统计分析的科研工作。     

基于生物学核心素养的实验创新——以“酿制果酒和果醋”为例

基于生物学核心素养的理念,通过对新教材“酿制果酒和果醋”实验进行创新性教学,采用分小组探究、小组合作的方式,提高科学探究能力,训练科学思维,形成生命观念,培养社会责任。     

基于核心素养的高中生物学行知课堂——以“种群的数量特征”为例

高中生生物学学科核心素养的提升离不开课堂教学,将知行合一的理念融入高中生物学课堂,能够有效增强学生的知识和技能,提高学生的生物学学科核心素养。本文以“种群的数量特征”为例,进行生物学学科核心素养培养的探索与实践研究,从而总结有效的生物学课堂教学策略,实现教学相长。     

基于核心素养的生物学实验教学设计——以“观察鸡卵的结构”为例

“观察鸡卵的结构”通过生动的体验过程激发学生的求知欲,将学习内容与其他学科有机整合,提升学生科学思维;通过问题引导学生深入探究,注重对观察现象的认知理解,理解结构与功能相统一的生命观念;通过情境分析,拓展思维的深度,提升知识应用迁移能力。学生在实验探究过程中逐步落实科学素养,促进了学生的全面发展。     

例谈高效生物课堂的情境创设

我从多年的教学经历中感知,教学不仅仅是一种告诉,更重要的是如何引导学生在情境中经历、感悟和创造。生物课堂不仅关注知识性,更要结合学生的心理发展的需求增强课堂教学的情境化。     

基于核心素养的生物学高考试题考点分析及启示——以新型冠状病毒感染情境为例

解析了生物学高考试题如何以新型冠状病毒感染为知识载体发展学生的核心素养,以期为中学生物学教师结合新型冠状病毒感染开展教育教学活动提供参考。     

利用本地课程资源落实生物学核心素养——以“我国的植物资源”教学为例

以"我国的植物资源"教学为例,充分开发本地课程资源,利用武夷山自然保护区得天独厚的自然资源进行教学,以问题引领组织学生进行自主探究学习,通过资料分享与问题讨论建构生物概念,形成关注家乡,爱护自然的意识,培养学生的社会责任感。落实核心素养培养目标于课堂教学。     

以ND4L和ND4基因为标记探讨黑腹果蝇种组的系统发育关系

多年来的形态学、染色体组学以及DNA序列几个方面的研究均没有很好地阐明黑腹果蝇种组内的系统发育关系。本实验测定了33个样品的ND4和31个样品的ND4L基因序列,以D．obscuroides为外群,用最大简约法和Bayesian法分别构建进化树。结果表明两种方法构建的拓扑结构一致,而且大部分支系的支持率较高。整个黑腹果蝇种组分成三大谱系：1）montium种亚组;2）ananssae种亚组;3）Oriental种亚组（melanogaster、ficsphila、eugracilis、elegans、suzukii、takahashii）。montium是最早分化的种亚组。在第三谱系中,melanogaster分化得最早;然后依次是ficsphila,eugracilis,elegans;suzukii与takahashii为姐妹种亚组,最后分化。     

以黑腹果蝇为寄主的蝇蛹金小蜂生长发育、繁殖及功能反应研究

蝇蛹金小蜂是铃木氏果蝇和黑腹果蝇的重要天敌,本研究以黑腹果蝇为寄主,测定了蝇蛹金小蜂云南种群的生长发育、繁殖及寿命。并在6个寄主密度梯度条件下研究了其寄生功能反应。结果显示蝇蛹金小蜂从卵到雌、雄成蜂的平均发育历期分别为16.10 d和14.67 d,雌蜂平均寿命为49.76 d,平均产子代数为93.28头/雌,子代雌性比为55.76%。在黑腹果蝇蛹为5、10、15、20、25和30头的密度梯度下,蝇蛹金小蜂的寄生功能反应符合Holling Ⅱ模型,其方程为Na=0.6261 No/(1+0.0632 No)。理论最高寄生量为N_a_(max)=9.0171,实际最高寄生量为7.00头(寄主密度为20头),蝇蛹金小蜂的寄生搜寻效应随寄主密度的增加而降低。综上结果,采自杨梅的蝇蛹金小蜂以黑腹果蝇作为寄主时具有较高繁殖力,较强的寄主适合度,是铃木氏果蝇和黑腹果蝇有效的生物防治作用因子。     

增进城市地区生物多样性——以新加坡模式为例

自 1963 年以来,新加坡开展实施了绿化计划,并经历了从“花园城市”到“花园中的亲生态城市”的演变。为了在新加坡实现生物多样性保护,国家公园局制定了自然保护蓝图,重点介绍该规划实施的关键是利用技术创新。新加坡城市生物多样性指数是一种评价生物多样性成效的自我评估工具,已在全球范围内的多个城市得到应用。     

基于核心素养的高中生物学实验学科交叉教学——以“叶绿体色素的提取和分离”为例

为了培养学生的核心素养,发展其综合能力,从高中生物学实验教学的角度,阐释学科交叉教学的必要性,以"叶绿体色素的提取和分离"实验教学为例,挖掘蕴藏于其中的学科交叉点,综合运用相关学科知识解释生命现象。     

围绕生物学核心概念的教学设计——以“遗传信息的传递”为例

基于生物学核心概念进行课堂教学,对提高学生的生物科学素养有着重要的意义。以“遗传信息的传递”为例,围绕核心概念设计教学活动,帮助学生获得核心概念。     

基于生物学学科核心素养的教学设计——以“蛋白质是生命活动的主要承担者”一节为例

在“蛋白质是生命活动的主要承担者”的教学中,创设实验情境,构建物理模型,联系热点问题。该教学过程通过实验探究式、问题启发式、材料阅读式、模型构建式教学,生动、直观又层层深入,逐步揭示蛋白质功能与结构的多样性,充分落实了生物学学科核心素养,体现了新课程标准下的教学理念。     

指向核心素养的高中生物学概念教学的有效设计——以“生物体存在表观遗传现象”一节为例

在5E即“参与（engagement）、探究（exploration）、解释（explanation）、迁移（elaboration）和评价（evaluation）”的教学模式下,通过创设有效的教学情境,以问题链引导法驱动探究学习,让学生在3个探究活动中实现表观遗传概念的构建;在模型与建模中探究表观遗传修饰的本质,深刻理解表观遗传机制;运用表观遗传知识,解释和解决生活实际问题,认同表观遗传的研究价值。本教学探究有利于培育学生的知识逻辑思维,促进学生核心素养的发展。     

基于科学史及学生实践活动的教学设计——以"基因在染色体上"为例

在"基因在染色体上"的教学中,基于摩尔根和布里吉斯经典实验的原始论文,设计学生动手观察果蝇、统计果蝇杂交实验数据、解释摩尔根经典实验现象、分析布里吉斯细胞学证据等实践活动,培养学生综合运用遗传学与细胞学知识,提高学生科学推理的生物学学科素养.通过体验活动,学生真切体会科学研究的思路、方法及科学家注重实证、不断探索的精神...