2025年02期
精子与卵细胞随机结合改进实验
【关键词】 ；
【正文】 摘 要：精子与卵细胞随机结合模拟实验是人教版初中生物学八年级下册第二章第四节“人的性别遗传”一课中的模拟实验，教材使用黑白围棋子模拟精子与卵细胞，实验速度较慢、数据较少且步骤繁琐。为了更加高效稳定地进行实验，本次改进实验创新性使用了双色球摇号器作为实验装置，利用红蓝双色球模拟精子与卵细胞，一次摇匀可出6个结果，根据出球口小球的组合颜色判断后代的性别，一红一蓝则为男孩，两红则为女孩，实验过程操作简单，高效迅速，结果准确，培养学生生物学学科核心素养，也为一线教师提供了教学新思路。
关键词：初中生物；实验改进；随机结合；双色球摇号器
1.实验分析
精子与卵细胞随机结合模拟实验是人教版初中生物学八年级下册第二章第四节“人的性别遗传”一课中的模拟实验，教材实验用黑白围棋子来模拟精子与卵细胞，其中黑围棋子代表含Y染色体的精子，白围棋子代表含X染色体的精子和卵细胞。小组分组后，按照抓取→记录→放回→摇匀→再抓取的步骤操作，共记录10次。最后对小组实验结果及全班实验结果进行分析，得出“生男生女的机会是均等的”实验结论[1]。
实际操作下来，教材实验存在以下问题：①速度较慢：每次实验需要三个人的高效配合，且一轮步骤只出一个结果，实验速度过慢；②数据较少：教材中每组进行了10次实验，样本较少，易出现较大误差，偶然因素影响大；③步骤繁琐：抓取→记录→放回→摇匀→再抓取的步骤繁琐，且放回、摇匀易出错；④工作量大：不同小组、不同班级使用后围棋易弄混，教师的挑选、分装工作量大。
2.实验器材改进
2.1实验原理
双色球摇号器（见图1）外形透明易观察，内部分为两个区域。双色球质地均匀，体积、大小、材质相同，只有颜色不同，因此每个小球落入出球口的概率均相同，可用来模拟精子与卵细胞的随机结合。在双色球摇号器左边区域下方有1个出球口，内部放上20个红色双色球，代表含X染色体的卵细胞，来模拟女性。右边区域下方有6个出球口，内部放上10个红色双色球和10个蓝色双色球，代表含X染色体的精子和含Y染色体的精子，来模拟男性。每次实验，一红一蓝，则表示后代的性染色体组合为XY，则为男孩；出现两红，则表示后代的性染色体组合为XX，则为女孩。
图1：双色球摇号器
2.2制作步骤
本实验制作材料需要双色球摇号器和双色球，制作步骤一共两步。第一，将双色球拆下，分别取10个蓝球和30个红球；第二，打开双色球摇号器，左侧放入20个红球，代表含X染色体的卵细胞。右侧放入10个蓝球和10个红球，代表含X染色体的精子和含Y染色体的精子，最后摇匀即可。
2.3使用方法
第一步：摇晃双色球摇号器，使内部小球混合均匀后直立摇号器，左侧区域出球口出来1个小球，右侧区域出球口出来6个小球，即一次实验有6个实验结果。
第二步：根据出球口小球的颜色判断子代染色体类型并记录在实验结果记录表中（见图2），红球表示X染色体，蓝球表示Y染色体，一红一蓝，则表示后代的性染色体组合为XY，则为男孩；出现两红，则表示后代的性染色体组合为XX，则为女孩。实验进行5次，记录30个数据，最终对小组和全班结果进行统计和分析。
图2：实验结果记录表
3.实验创新
3.1速度快、数据多
本实验改进器材简单，装备便捷，操作简单易上手，省时省力。此外一次摇匀可出6个结果，高效且迅速，可在较短的课堂时间中获得大量的实验数据，避免偶然因素的影响，结果更加贴近1：1，有利于更好地完成教学目标。
3.2操作简便高效稳定
本实验改进器材组装步骤和实验步骤都只有两步，相比于原教材实验中的抓取→记录→放回→摇匀→再抓取的繁杂步骤，改进实验简便、高效。此外实验器材小巧方便，双色球体积小重量轻，容易混匀，结果稳定可靠。
3.3富有科学性、趣味性
因为双色球摇号器每个落口位置宽度、高度均匀，同时双色球质地均匀，体积、大小、材质相同，只有颜色不同，因此每个小球落入出球口的概率均相同，具有科学性。同时双色球摇号器操作过程充满趣味性，类似于游戏的性质，因此更易吸引学生的学习兴趣。
3.4成本低、易推广
本次改进实验用到的实验器材只有双色球摇号器和双色球，单套实验器材只需个位数的预算，其成本低廉，性价比高。此外双色球摇号器和双色球材料环保，教师准备与回收都比较便利，易于推广。
4.实验反思
本次实验器材改进整体来说较为成功，其优势显著，新颖有趣，稳定高效，可在教学实践中显著提高师生的课堂效率。另外，这套器材与遗传学知识高度契合，还可以应用于其他实验的改进之中，如孟德尔的分离定律、自由组合定律等，具体操作有待进一步的研究与应用。
参考文献：
[1]朱正威，赵占良.义务教育教科书生物学八年级下册[M].北京：人民教育出社，2018：41.
作者简介：周倩洁，女，1998年生，工作单位：东莞市新世纪英才学校，硕士研究生学历，中学二级教师。
关键词：初中生物；实验改进；随机结合；双色球摇号器
1.实验分析
精子与卵细胞随机结合模拟实验是人教版初中生物学八年级下册第二章第四节“人的性别遗传”一课中的模拟实验，教材实验用黑白围棋子来模拟精子与卵细胞，其中黑围棋子代表含Y染色体的精子，白围棋子代表含X染色体的精子和卵细胞。小组分组后，按照抓取→记录→放回→摇匀→再抓取的步骤操作，共记录10次。最后对小组实验结果及全班实验结果进行分析，得出“生男生女的机会是均等的”实验结论[1]。
实际操作下来，教材实验存在以下问题：①速度较慢：每次实验需要三个人的高效配合，且一轮步骤只出一个结果，实验速度过慢；②数据较少：教材中每组进行了10次实验，样本较少，易出现较大误差，偶然因素影响大；③步骤繁琐：抓取→记录→放回→摇匀→再抓取的步骤繁琐，且放回、摇匀易出错；④工作量大：不同小组、不同班级使用后围棋易弄混，教师的挑选、分装工作量大。
2.实验器材改进
2.1实验原理
双色球摇号器（见图1）外形透明易观察，内部分为两个区域。双色球质地均匀，体积、大小、材质相同，只有颜色不同，因此每个小球落入出球口的概率均相同，可用来模拟精子与卵细胞的随机结合。在双色球摇号器左边区域下方有1个出球口，内部放上20个红色双色球，代表含X染色体的卵细胞，来模拟女性。右边区域下方有6个出球口，内部放上10个红色双色球和10个蓝色双色球，代表含X染色体的精子和含Y染色体的精子，来模拟男性。每次实验，一红一蓝，则表示后代的性染色体组合为XY，则为男孩；出现两红，则表示后代的性染色体组合为XX，则为女孩。
图1：双色球摇号器
2.2制作步骤
本实验制作材料需要双色球摇号器和双色球，制作步骤一共两步。第一，将双色球拆下，分别取10个蓝球和30个红球；第二，打开双色球摇号器，左侧放入20个红球，代表含X染色体的卵细胞。右侧放入10个蓝球和10个红球，代表含X染色体的精子和含Y染色体的精子，最后摇匀即可。
2.3使用方法
第一步：摇晃双色球摇号器，使内部小球混合均匀后直立摇号器，左侧区域出球口出来1个小球，右侧区域出球口出来6个小球，即一次实验有6个实验结果。
第二步：根据出球口小球的颜色判断子代染色体类型并记录在实验结果记录表中（见图2），红球表示X染色体，蓝球表示Y染色体，一红一蓝，则表示后代的性染色体组合为XY，则为男孩；出现两红，则表示后代的性染色体组合为XX，则为女孩。实验进行5次，记录30个数据，最终对小组和全班结果进行统计和分析。
图2：实验结果记录表
3.实验创新
3.1速度快、数据多
本实验改进器材简单，装备便捷，操作简单易上手，省时省力。此外一次摇匀可出6个结果，高效且迅速，可在较短的课堂时间中获得大量的实验数据，避免偶然因素的影响，结果更加贴近1：1，有利于更好地完成教学目标。
3.2操作简便高效稳定
本实验改进器材组装步骤和实验步骤都只有两步，相比于原教材实验中的抓取→记录→放回→摇匀→再抓取的繁杂步骤，改进实验简便、高效。此外实验器材小巧方便，双色球体积小重量轻，容易混匀，结果稳定可靠。
3.3富有科学性、趣味性
因为双色球摇号器每个落口位置宽度、高度均匀，同时双色球质地均匀，体积、大小、材质相同，只有颜色不同，因此每个小球落入出球口的概率均相同，具有科学性。同时双色球摇号器操作过程充满趣味性，类似于游戏的性质，因此更易吸引学生的学习兴趣。
3.4成本低、易推广
本次改进实验用到的实验器材只有双色球摇号器和双色球，单套实验器材只需个位数的预算，其成本低廉，性价比高。此外双色球摇号器和双色球材料环保，教师准备与回收都比较便利，易于推广。
4.实验反思
本次实验器材改进整体来说较为成功，其优势显著，新颖有趣，稳定高效，可在教学实践中显著提高师生的课堂效率。另外，这套器材与遗传学知识高度契合，还可以应用于其他实验的改进之中，如孟德尔的分离定律、自由组合定律等，具体操作有待进一步的研究与应用。
参考文献：
[1]朱正威，赵占良.义务教育教科书生物学八年级下册[M].北京：人民教育出社，2018：41.
作者简介：周倩洁，女，1998年生，工作单位：东莞市新世纪英才学校，硕士研究生学历，中学二级教师。
- 【发布时间】2025/6/26 21:45:09
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