“测交实验”的与教学建议资料.doc

“测交实验”的分析与教学建议 热4已有 90 次阅读? 2011-06-13 10:24 ? 标签:? 生物学? color? 教学? 老师? ?????? 本文刚刚发表于《生物学通报》2011年第6期，贴出来与老师们共享。希望同行能提出批评性指导意见，谢谢！ 关键词： 测交 分析 科学方法 教学 中国图书分类号：G633.91 文献标识码：C 1．问题的提出 “测交实验”是高中生物必修2《遗传与进化》（人教版）第1章第1节孟德尔的豌豆杂交试验（一）中的重要实验，实验方法为孟德尔首创，实验目的是验证他提出的假说，即“细胞中成对的遗传因子在形成配子时发生分离，并分别进入不同的配子”。这个实验的学习，承载着必修2《遗传与进化》在整个高中生物课程中的重要价值之一—“领悟假说演绎科学方法及其在科学研究中的应用”。另外，作为科学史经典实验的学习，教师应该让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究的方法，并引导学生进行演绎推理的训练。所以，该实验的学习应该达到以下目标（如表1）。 测交实验承载着重要的教育价值。由于以往大纲版教材的编排体系与现在不同，减数分裂（遗传的细胞学基础）在前，遗传定律在后，所以学习遗传定律时已经知道了遗传的实质，对于假说提出、测交实验等内容，已经不能按照探究性学习的步骤让学生体验和进行科学过程训练，导致测交实验的教学不能达到应有的效果。在新课程背景下应该如何进行“测交实验”的教学？笔者根据自己的教学实践，对此进行分析并提出教学建议。 2．实验背景： 德国科学家J.G.Koelreuter(1733-1806)是第一个从事植物系统杂交研究的科学家，他创造了植物杂交方法，并成功获得了第一个烟草杂交种。英国育种学家奈特（1759-1838）曾选用豌豆做杂交实验，第一次发现豌豆种子的灰色对白色是显性，但是没有对实验结果进行数学统计。德国科学家C.F.Gaertner(1772-1850)是19世纪进行植物杂交实验最多的人，出版了三卷本的《植物的杂交实验与观察》，但是，他只强调从F1到F2代植株产生了巨大变异性，遗憾的是他把所有子代作为一个有机整体来集体处理，而没有统计和分析各种性状。孟德尔读过C.F.Gaertner的这部书，通过这部书了解了前人的有关工作。前面几位科学家均没有在统计实验结果的基础上进行深入思考，更没有提出合理的假说去解释这些实验现象。 孟德尔之前的科学研究，较好地呈现出科学知识的发生过程及其发展性，可以让学生从发展的角度认识科学的本质，体味科学观点的发展有继承性，较好地从侧面做好铺垫，使学生更好地体会孟德尔的科学智慧。 孟德尔选择豌豆的7对相对性状进行了杂交实验，并且对每个实验结果进行了统计分析，经过数学统计，他发现了规律，即：F2中总会出现显性个体︰隐性个体＝3︰1。大量实验数据表明，该比的例出现决不是偶然。是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定比例分离呢？孟德尔通过严谨的推理和大胆的想象，对分离现象的原因提出了假说，主要内容如下：①生物的性状是由遗传因子决定的；②体细胞中遗传因子是成对存在的；③生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同配子中；④受精时雌雄配子的结合是随机的。正因为如此，F1（Dd）才会产生分别含有D和d的两种配子，后代才会出现3﹕1的比例。假说对分离现象的解释是完美的，但假说是否成立，需要通过科学实验来证实。 在我们今天看来，也许这个假说很普通很平常，但在当时，没有相应的细胞学理论作为基础，在遗传学发展水平和科研条件限制下，能够提出如此超越时代的、完美的假说，的确是令人惊叹的。孟德尔的智慧不仅在于提出了严谨而科学的假说，还在于他科学巧妙地设计了测交实验验证假说的正确性。 3．“测交实验”的分析 3.1 “测交实验”与假说的逻辑关系分析 “测交实验”的核心目的就是为了证明F1（Dd）在产生配子时，D和d是否彼此分离，并分别进入不同的配子，从而导致配子中只含有每对遗传因子中的一个。测交实验证明假说的逻辑关系如下图所示： ? 3.2 “测交实验”中的演绎推理 “测交实验”推理的基本思想就是演绎推理，所以，要预设好这个实验的教学，教师必须熟练掌握演绎推理的基本思想与步骤，并且学生对于演绎推理也比较陌生，更需要教师从一个更高的高度把握推理过程。 “假说—演绎法”是在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是成立的，反之，则证明假说是不成立的。 ? ? 从上述分析可以看出，测交实验并不是直接验证的假说，因为假说是关于遗传因子的行为，而在当时，并不知道遗传因子是什么，直接观察遗传因子的行为动态是不可能做到的，所以就只有根据假说进行演绎推理，然