运用Excel2010模拟"精子和卵细胞随机结合#的实验
禹萍（安徽省马鞍山市教育科学研究院马鞍山243000）
摘要笔者尝试运用E xc X2010模拟人教版义务教育《生物学》八年级下册第2章第4节“人的性别遗传”中“精子和卵细胞随机结合”的实验内容。体现了信息技术与生物学的融合，有利于学生加深对重要概念的理解。
关键词E xc X2010精子和卵细胞随机结合模拟实验初中生物学
《义务教育生物学课程标准（2011年版）》提倡实
验设计多样化，鼓励适当引入多媒体技术进行虚拟实
验[1]o模拟实验“精子和卵细胞随机结合”是人教版
义务教育《生物学》八年级下册第2章第4节“人的性
别遗传”中的实验内容[2]%笔者尝试运用计算机，借助
设定Excel2010函数来模拟此实验。Excel函数是
Excel内部预先定义并按照特定的顺序、结构来执行计
算、分析等数据处理任务的功能模块，它又被称为“特
殊公式”⑶％
1实验原理
在E xcc I2010表格中设计E xcc I函数如RAND、
V、MOD、INT、COUNTIV、SUM等，来模拟形成精子
的性染体为“X”或“Y”的情况，受精卵的性染体
组合为“XX”或“XY”的情况。通过操作E x X表格，来
进行“精子和卵细胞随机结合”的实验％再对Excel表
格呈现出来的多样化数据、图表等进行分析、归纳％从
而使学生认同“人的性别是由性染体决定的”以及
“生男生女机会均等”观念。
2所需设备
计算机、Excel2010软件、数字化实验室等。
3设计表格
首先，在Excel2010表格中设计“模拟精子和卵细
胞随机结合”各单元格的相关函数％具体如下：
在数字化实验室的计算机上安装Exei（自带），打
开Excel，在相应单元格输入文字或公式，如表1所示。
表1在Excel中设计“模拟精子和卵细胞随机结合”示意
7
列\A B C
1精子卵细胞受精卵
2
=IC(MOD(IRT(RAND()*
100),2)=0,H X",H Y H)
X=B2&A2在A1、B1和C1单元格分别输入的是文字：“精
子”“卵细胞”和“受精卵”。
在A2单元格（注：即位于A列第2行）输入公式“= IC（MOD（INT（RAND（）*100），2）=0，"X"，"Y"）”。意思为：判断余数是不是为0，如果为0，则显示X，否则显示Y%此单元格公式意在表示：随机出现性染体类型为“X”或“Y”的精子。
在B2单元格输入：“X”，表示产生性染体类型为“X”的卵细胞。
在C2单元格输入公式“=B2&A2”％意思为：将B2与A2两个单元格进行组合后呈现％此单元格公式意在表示：随着A列精子的变化，受精卵呈现性染体组合为“XX”或“XY”的情况％
其次，为统计“受精卵中XX（女）和XY（男）数量及比例”，依据表1在相应单元格输入文字或公式，如表2所示:
表2在Excel中设计“XX（女）和XY（男）数量及比例”示意7
列\E F G H
1受精卵XX（女）XY（男）总数
2数量
二COUNT—(C2:
C1001,H XX")
二COUNTIF(C2:
C1001,H XY")
=SUM
(F2:G2) 3比例二F2/H2二G2/H2100%
在E1、E2、E3、H1和H3单元格分别输入的是：“受精卵”“数量”“比例”“总数”和“100%”％
在F2和G2两个单元格分别输入公式“= COUNTIC（C2:C1001，"XX"）”、“=COUNTIC（C2: C1001，"XY"）”。公式中“C2:C1001+表示可从C2单元格一直操作到C1001单元格，即设置了最大实验样本总数为1000%所列公式意在表示：在操作的实验样本中，受精卵中性染体组成分别为XX（女）和XY （男）的数量％
在F3单元格输入公式“=F2/H2”，表示在实验样本中，出现性染体组成为XX（女）的比例％
在G3单元格输入公式“=G2/H2”，表示在实验样本中，出现性染体组成为XY（男）的比例％
在H2单元格输入公式“=SUM（F2:G2）”，表示出现性染体组成为XX（女）与XY（男）受精卵的总和，也即代表操作实验样本总数％
最后，依据“XX（女）和XY（男）数量及比例”制
作饼状图或柱状图，操作如下：选中F1、G1、F2、G2这4个单元格，点“插入”“图表”，选择“饼状图”或“柱状图”，即可呈现对应的男女数量的饼状图或柱状图％
4操作表格
始终在表1“模拟精子和卵细胞随机结合”上进行操作：选中A2、B2和C2三个单元格区域，出现“选择区域框”%将鼠标放置在“选择区域框”的右下角，则会出现“+”号（图1），沿着“+”号往下拖拉鼠标，假设拖到第13行则表示进行了12次随机结合，则实验样本总数为12%依次类推，沿着“+”号向下拖拉鼠标到第N行，则表示进行了N-1次随机结合，则实验样本总数为N-1%还可以沿着“选择区域框”的右下角“+”号往上推拉鼠标，减少结合次数，使实验样本总数减少，从而增加模拟次数%
12A2Q・iF(aoo<inauLK>o»ioo). *r)
◎E f G H 精子卵细胞受箱卵xx（女）XY（男）
2¥X XY1011
比例0%100%100% r
51I1表2
61
7
B
»
10
11
图1模拟实验操作示意图1
对表1进行操作，表2中的数据会随之发生相应的变化，所呈现的饼状图或柱状图也随着发生相应的改变％如某次实验样本总数为12时的表1、表2及对应的饼状图如图2所示％
图2模拟实验操作示意图2
5实验反思
5.1有益于生物学教学与现代信息技术的融合数字化实验室内都有计算机，计算机具有极强的交互性和模拟功能％在数字化实验室里，学生可围坐在一起操作与交流，实现人机交互％—方面可激发学生的学习动机、提高学习兴趣％另一方面较之教材中以“摸黑白围棋子”的形式来模拟此实验，可减少耗时，提高教学效率%
5.2有助于加深对重要概念的理解在E xco-表1中操作，受精卵为“XX”的组合自动以红呈现；“XY”的组合以蓝表示，使得男女性别在彩上有了区分％可让学生直观感知到：女孩的性染体组合为“XX”，男孩的性染体组合为“XY”％能潜移默化地强化“人的性别是由性染体决定的”这一重要概念％
在设计Excel表2时，只要更改F2和G2单元格公式中的数字，就可以变动实验样本的最大数值％例如，更改公式中的数字1001为2001，则最大实验样本数量就从1000增大到2000%笔者在表1中多次取实验样本数为1000来进行操作，发现表2的动态数据及饼状图均显示出男女比例接近1:1%也就是说：在E x H表格上操作，可以取足够大的实验样本％使学生在充分感知的基础上，经过观察、比较和分析后，更容易明白“生男生女机会均等”这一重要概念的原因％即提供含“X”性染体的精子和含“Y”性染体的精子数量比例是相当的，它们与卵细胞结合的机会也是均等的%
5.3有利于增强社会责任的意识在ExcC表格上操作，可以无限次地开展多种实验样本的操作％在实验样本总数较少的情况下，有可能出现全为“XX”（女）或全为“XY”（男）的极端性染体组合现象％借助这些极端案例，可让学生明白：一个家庭的几个子女中出现男女比例不是1:1也不奇怪，从而引导学生科学地理解和正确地对待生男生女问题％随后指出“如果人们单纯追求生男或生女，就会打破生育的自然规律，导致人类社会性别比例失调，会影响社会的稳定和发展”等，来增强学生社会责任的意识％
*基金项目：安徽省教育信息技术研究课题“DISLab（数字化实验室）在高中生物实验教学中的应用研究”，Na.AH2018230；安徽省马鞍山市教育科学规划课题“核心素养下的数字化实验室在中学生物实验教学中的应用研究”，Na.MJG19021+
excel表格随机函数主要参考文献
'1：中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2011年版）'M].北京：北京师范大学出版社，2012：33.
'2：朱正威，赵占良.义务教育教科书•生物学•八年级（下）'M].北京：人民教育出版社，2013：41.
'3:Excd Home.ExcC2010应用大全'M].北京：人民邮电出版社，2012：217.
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