56生物学通报2020年第55卷第9期Excel函数辅助模式下模拟杂交、测交与随机交配实验
林建春(浙江省温州市洞头区第一中学浙江温州325700)
摘要实验大数据的获取及统计分析是“模拟孟德尔杂交实验”是否成功的关键。基于Excel软件函数功能,实现孟德尔杂交实验大数据的快速获取及分析。此外,该方法同样也适合于模拟测交、随机交配实验。Excel函数辅助模式下所构建的杂交、测交与随机交配模拟实验,具有简便、快速且有效等优势,适合应用于高中生物学实验教学中。
关键词模拟实验杂交大数据实验教学高中生物学
excel的随机数函数中国图书分类号:G633.91文献标识码:B
开展高中生物学模拟实验有助于转变学生的学习方式,促进和丰富探究性学习,改变科学态度,并提升学生的生物学核心素养⑴。杂交、测交及随机交配是高中遗传学中最常见的3种交配方式。因此,在进行“模拟孟德尔杂交实验”的基础之上,可进一步拓展测交、随机交配模拟实验,从而锻炼学生的动手操作能力,增强学生的直观认识。
模拟实验大数据的获得是该实验能否成功的关键。在浙科版必修2《生物学•遗传与进化>(2019年版)“模拟孟德尔杂交实验”活动中,通过模拟10次以上以获取杂交实验数据,往往很难得到接近的分离
比,尤其是在模拟2对相对性状的杂交实验中⑵。因此,在学生动手进行模拟实验的基础上,急需一种能快速获取模拟实验数据并进行统计分析的方法。
Excel软件自带函数功能,可将其应用于杂交、测交及随机交配模拟实验中,从而实现实验大数据的获取、分析。该方法操作简便、快速且有效,适合在生物学实验教学中进行推广与使用。
1相关函数说明
构建杂交、测交与随机交配模拟实验时,运用Excel软件中的函数主要有以下5个。
1)RAND()函数可生成介于[0,1)间的随机数字。
2)IF(条件,甲,乙)函数为逻辑函数,若括号内的条件得到满足,则返回甲值;若不满足,则返回乙值。
3)EXACT()函数是用于测试2个字符串是否完全相同,如果它们完全相同,则返回TRUE;否则,返回FALSE o
4)N()函数是一个用来返回转换为数值的函数。
5)SUMPRODUCT()是进行条件累积求和的函数。
2一对相对性状的模拟实验
如图1所示,在Excel软件里创建一个包含模拟实验流程图、模拟过程、数据统计与分析的界面。其中,灰单元格表示其需要输入数字或函数。流程图中的信封1(雌1)与信封2(雄1)分别代表片杂交个体,信封中的Y、y表示片产生的配子种类及数目。步骤(1)与(2)模拟片按照一定的概率产生某种配子,步骤(3)表示雌、雄配子随机结合,即模拟受精作用。
图1构建"I对相对性状的模拟实验"Excel界面
2.1模拟杂交实验在模拟1对相对性状的杂交实验中,每个信封中的Y、y数目必须相等,代
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