精读教材：“提出问题”的思维训练

 

来源公众号：生命教育观察　作者：小强大生物

教材中有很多的思维训练，每一思维训练要想做好，其实是需要老师们花费点心思的。图中思维训练的核心是引导学生从“表型变异”深入到“酶与基因、环境的关系”，这需要通过层层递进的问题链来实现。

提出假说所需的能力与条件

提出假说是需要学生具备一定的能力的，这包括观察与分析能力，能敏锐捕捉现象的关键特征（如实验中果蝇翅形变化、温度差异等信息）；知识整合能力，需将生物学概念（如酶的作用、基因与酶的关系、温度对酶活性的影响等）进行关联；还有逻辑推理能力，能基于已有知识和现象，构建合理的因果逻辑链条；此外，创造性思维能力也是不能缺席的，能突破常规思维，提出新颖且具有解释力的假设方向。

在满足上述能力外，还需提供支撑条件，需要充分的背景知识储备（如酶促反应原理、遗传学基础等）；需要清晰的问题情境（如实验现象的准确描述、已知的温度条件与果蝇发育的关联等）；还需要开放的思维氛围，允许从不同角度提出假设，避免思维定式。

结合思维训练的有效开展方式

在上述果蝇实验的思维训练中，可先引导学生细致观察实验现象，明确“同一基因型果蝇在不同温度下翅形存在差异”这一核心问题，激活其对酶、基因、温度相关知识的回忆。然后组织学生分组讨论，鼓励他们结合“翅发育需酶催化、基因控制酶合成、温度影响酶活性”等知识，运用逻辑推理构建“高温通过影响酶活性进而改变翅形”的假设框架，如“因翅发育依赖酶促反应，基因突变使酶结构异常致低温下活性低而翅残，高温可能暂时恢复酶活性使翅接近正常”。

同时，教师要营造开放讨论的氛围，允许不同假设的提出与碰撞，再通过引导性问题（如“如何验证该假设？”“后代在正常温度仍为残翅说明什么？”）推动学生对假设进行完善与深化，从而实现从现象到本质的思维进阶。

假说提出

果蝇翅的发育需要经过酶催化的化学反应，而这些酶是由基因控制合成的。正常情况下，残翅果蝇的基因决定了其合成的与翅发育相关的酶在25∘C25度 （正常培养温度）时活性较低，导致翅的发育不完全，表现为残翅。当培养温度升高到31度时，温度的改变影响了酶的活性，使原本在25∘C25度时活性较低的与翅发育相关的酶活性升高，从而促进了翅的发育相关反应的进行，使得果蝇成虫的翅长接近正常。

假说解释

从酶与基因的关系来看，基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。残翅果蝇的基因决定了其合成的与翅发育有关的酶的结构，这种酶的结构使得它在25∘C时活性不高。

从酶与温度的关系来看，酶的活性受温度影响，在一定范围内，随着温度升高，酶的活性会增强。当温度从25∘C升高到31∘C时，与翅发育相关的酶的活性得到提升，能够更有效地催化翅发育过程中的相关化学反应，使翅的发育程度提高，最终得到翅长接近正常的果蝇成虫。

从后代性状来看,由于高温只是改变了酶的活性，并没有改变果蝇的基因型，所以这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度（25∘C）下产生的后代，其基因型依然是控制残翅的基因型，合成的与翅发育相关的酶在25∘C时活性仍然较低，所以后代仍然是残翅果蝇。

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