科學(xué)家的故事　染色體遺傳理論的奠基人

染色體遺傳理論的奠基人 摩爾根 三維目標(biāo) 知識目標(biāo) 知識目標(biāo) 說出摩爾根的果蠅雜交試驗(yàn) 能力目標(biāo) 能力目標(biāo) 運(yùn)用減數(shù)分裂的知識 闡明基因的連鎖互換定律 情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo) 情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo) 認(rèn)同科學(xué)研究需要豐富的想象力 大膽質(zhì) 疑和勤奮實(shí)踐的精神 以及對科學(xué)的熱愛 預(yù)習(xí)案預(yù)習(xí)案 寫出這對親本果蠅的眼色遺傳圖解 紅眼雌性 紅眼雄性 F1 XWXw X XWY 配子 F2 課堂探究案課堂探究案 探究一 基因的連鎖定律探究一 基因的連鎖定律 畫出這個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂圖形畫出這個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂圖形 不考慮交叉互換不考慮交叉互換 探究二 基因的互換定律探究二 基因的互換定律 接著畫出互換后的減數(shù)分裂過程圖接著畫出互換后的減數(shù)分裂過程圖 探究三 討論摩爾根的故事 給了我探究三 討論摩爾根的故事 給了我 們什么啟示們什么啟示 素材 摩爾根的成長故事 我們常常感嘆造物主的抻奇 慨嘆生命所帶給我們的驚喜 然而每當(dāng)我們面對著紛繁 復(fù)雜的世間萬物時(shí) 我們是否曾追問過 是什么締造了神奇的生命 人們苦苦追尋著問題 的答案 盡管 好奇心驅(qū)使著人們不斷地探索著遺傳的奧秘 然而直至距今 100 多年前 人們對于遺傳規(guī)律的認(rèn)識還只是停留在初級入門階段 不僅不知道基因和染色體 甚至連 受精時(shí)精子和卵子的作用也不能正確理解 摩爾根 這個(gè)遺傳學(xué)領(lǐng)域的巨人 因?yàn)樗麑ΜF(xiàn) 代遺傳學(xué)領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn) 成為第一個(gè)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的遺傳學(xué)家 是他 揭開了生命體的 神秘面紗 是他 讓我們了解到了生命的奧秘 是他 讓我們見識到了生命的賴 在摩爾根之前 就有許多人將自己畢生的精力都奉獻(xiàn)給了遺傳學(xué)這塊 圣地 奧地利人 孟德爾提出的兩條重要的遺傳學(xué)定律 分離定律和自由組合定律 第一次用數(shù)學(xué)方法把 生物遺傳規(guī)律表示出來 不僅在科學(xué)史上具有重要的意義 也為摩爾根建立了比較完善的 基因?qū)W說 為發(fā)現(xiàn)遺傳學(xué)的第三大定律提供了重要的參考 摩爾根通過選擇體積小 占地 少 繁殖快的果繩做實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)了遺傳學(xué)的第三大定律 即性狀連續(xù)遺傳的存在 提出了 基因連鎖和交換現(xiàn)象 摩爾根 1866 年出生在美國霍普蒙特一個(gè)古老的大家庭中 他曾開玩笑地說 對于一位遺 傳學(xué)家 1865 年開始孕育是個(gè)好兆頭 因?yàn)檎沁@一年 孟德爾提出了遺傳的基本定律 所以他的生命是從 1865 年就開始的 從小 摩爾根就對各種生物有著極大的興趣 強(qiáng)烈的 好奇心使他想弄清楚動(dòng)物身體的構(gòu)造 他的童年每天最重要的事便是拿著捕捉蝴蝶用的網(wǎng) 同小伙伴們一起四處采集蝴蝶標(biāo)本 這使他的童年生活多姿多彩 充滿了樂趣 這些 他 的家人看在眼里 所以在他 10 歲的時(shí)候 家里把位于百老匯大街的住宅頂樓的兩個(gè)房間給 了他 作為他的工作間讓他用來放置標(biāo)本 他將房間裝飾之后 仔細(xì)地整理了各種鳥類標(biāo) 本 鳥蛋 蝴蝶 化石 并細(xì)心地貼上標(biāo)簽 工工整整地陳列在里面 從此 這里便成了 他的專有私密領(lǐng)地 家里其它人不得入內(nèi) 1880 年 14 歲的摩爾根進(jìn)入肯塔基州立學(xué)院的預(yù)備科學(xué)習(xí) 在這所學(xué)院里 他遇到了影響 他一生的優(yōu)秀教師一一克蘭多爾教授 這所學(xué)院以對學(xué)生的生活規(guī)律要求嚴(yán)格著稱 僅校 規(guī)就有 189 條之多 由于全體學(xué)生都是陸軍士官候補(bǔ)生 所以學(xué)生們必須接受每周五天 每天一小時(shí)的軍事訓(xùn)練 雖然學(xué)院的學(xué)術(shù)活動(dòng)很有限 學(xué)生一般只能在古典文學(xué)和科學(xué)之 間進(jìn)行選擇 但這不能削減摩爾根對于科學(xué)的熱愛 他毅然選擇了科學(xué) 盡管為學(xué)習(xí)科學(xué) 的學(xué)生開設(shè)的課程有數(shù)學(xué) 物理學(xué) 天文學(xué) 化學(xué) 農(nóng)學(xué) 園藝學(xué) 獸醫(yī)學(xué) 文明史 拉 丁文 德文 英文 實(shí)用機(jī)械學(xué) 工程學(xué)等十幾種之多 但摩爾根最感興趣的還是博物學(xué) 也正是這門課的任課教師克蘭多爾教授 以他過人的聰明才智和淵博的學(xué)識 給了摩爾根 許多正確的指導(dǎo) 使他愈發(fā)迷戀上了博物學(xué) 對摩爾根的一生都產(chǎn)生了重大的影響 在肯塔基州立學(xué)院的學(xué)習(xí) 以及克蘭多爾教授的教誨 越來越讓摩爾根確定了畢生從事科 學(xué)研究的信念 由于博物學(xué)包括地質(zhì)學(xué)和生理學(xué)的某些內(nèi)容 特別是與煤炭有關(guān)的部分 所以摩爾根在大學(xué)時(shí)代 便參加了聯(lián)邦政府的地質(zhì)調(diào)查工作 他的暑假總是在馬里蘭和肯 塔基度過 在那里 為了尋找煤和其它礦產(chǎn) 他不畏酷熱 在惡劣的工作環(huán)境下連續(xù)工作 為他所深深熱愛的博物學(xué)歷盡艱辛 雖然歷盡艱辛 但這段日子令摩爾根收獲頗多 也為 他日后的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 1886 年 成績優(yōu)異的摩爾根不但獲得了肯塔基州立大學(xué) 當(dāng)年唯一授予的理科學(xué)士學(xué)位 而且被選為畢業(yè)生代表做臨別演講 此后 摩爾根順利進(jìn)入了他的理想學(xué)府霍普金斯大學(xué)深造 摩爾根應(yīng)該慶幸自己選擇了這 所學(xué)校 1886 年的時(shí)候該校已有 10 年歷史 學(xué)術(shù)上的各種活動(dòng)已走上正軌 在歐美教育 界享有盛名 該校處處都顯得不同于肯塔基州立學(xué)院 也不同于美大多數(shù)院校 由于霍普 金斯大學(xué)得到大量私人捐助 所以它不同干一般按照聯(lián)邦莫里爾法案接受國家撥款的院校 對教會的各種派別 州和地方政府的政策 對于一些艱濕課程的設(shè)罝 一概不承擔(dān)任何義 務(wù) 也不受其制約 霍普金斯大學(xué)有一位富于想象力的校長一丹尼爾 科伊特 吉爾曼 有一個(gè)信奉霍普金斯校訓(xùn)的理事會 這條校訓(xùn)是 真理使你成為自由人 霍普金斯不僅僅 是當(dāng)時(shí)為數(shù)不多的幾所側(cè)重于培養(yǎng)研究生而不注重本科生教學(xué)的學(xué)校之一 而且霍普金斯 大學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金 就其所設(shè)的數(shù)量和每人的金額來看 都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它院校 因此吸引了全 國眾多的優(yōu)秀學(xué)生 他們多數(shù)是像摩爾根已經(jīng)畢業(yè)的大學(xué)生 不需再學(xué)多少課程 對摩爾 根來說 最重要的是霍普金斯十分重視生物學(xué) 除哈佛大學(xué)以外 美國的院校對這一門學(xué) 科都只觸及一點(diǎn)皮毛 實(shí)際上 多數(shù)理科課程在當(dāng)時(shí)的院校里常常不受重視 特受青睞的 是文史哲 要不然 就是像在肯塔基州立學(xué)院那樣 理科被束縛在農(nóng)業(yè)和地質(zhì)調(diào)査之類的 實(shí)際應(yīng)用方面 而霍普金斯大學(xué)卻是以它的生物系實(shí)力著稱 學(xué)校為生物系新建的實(shí)驗(yàn)室 在切莎皮克灣的海洋生物實(shí)驗(yàn)室 以及生物系自創(chuàng)的雜志 都足以說明霍普金斯大學(xué)對生 物系的重視 這一切都令摩爾根神往 對年輕的摩爾根來說 能夠親耳聆聽當(dāng)時(shí)的幾位生物學(xué)大家的教誨 并能在他們的指導(dǎo)下 學(xué)習(xí)生物學(xué) 是他一直以來夢寐以求的事 是霍普金斯大學(xué)使這一切都成為了現(xiàn)實(shí) 霍普 金斯大學(xué)不但有許多知識淵博的教授 而且為了能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)到更多的東西 還常常聘 請一些著名學(xué)者來講學(xué) 摩爾根求知若渴 不僅收獲了豐富的知識財(cái)富 而且開闊了思路 和眼界 如果說霍普金斯大學(xué)還教會了摩爾根一樣?xùn)|西 那便是 不要迷信專家權(quán)威 要 大膽質(zhì)疑 努力培養(yǎng)自己的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力和大膽探索的精神 這種精神使得摩爾根一生 受用 即便是在霍普金斯這樣頂尖的大學(xué) 摩爾根的生物學(xué)成績也一直名列前茅 他在 美國博 物學(xué)家 大眾科學(xué)月刊 及 形態(tài)學(xué)雜志 等期刊上發(fā)表了多篇論文 這些論文雖然大 部分是描述性的 但卻體現(xiàn)了摩爾根在生物學(xué)研究方面的扎實(shí)功底 摩爾根于 1888 年獲得 了霍呰金斯大學(xué)的理學(xué)碩士學(xué)位 之后 摩爾根來到了對全美各院校的生物學(xué)家都 A 有強(qiáng) 大吸引力的馬薩諸塞州的伍茲霍爾海洋生物實(shí)驗(yàn)室 這里有種類豐富的海洋生物 為他的 科學(xué)研究提供了豐富的資源 摩爾根在布魯克斯的指導(dǎo)下 采用新方法研究海蜘姝的秘胎發(fā)育過程 并證明了它們應(yīng)該 歸入真正的蜘蛛類 1890 年春天 摩爾根獲得了霍普金斯大學(xué)的博士學(xué)位 令人稱羨的是他還獲得了連擔(dān)任霍 普金斯大學(xué)工作的正式研究員們都為之競爭的新建立的研究基金 即布魯斯研究基金 摩 爾根將這筆基金完全用在了生物學(xué)研究上 那一年 他為了深入地進(jìn)行生物學(xué)研究 開始 了他的 研究之旅 先后旅行到牙買加和巴哈馬群島附近水域以及歐洲 為了細(xì)致考察 那里的各種生物 他在歐洲待了很久 摩爾根年滿 25 歲 這時(shí)的他 不僅在科學(xué)研究方面有了很深的功底 而且各方面都漸漸成 熟 然而他卻選擇了離開給予他無窮智慧 影響他一生的霍普金斯大學(xué) 到費(fèi)城附近的布 爾馬爾學(xué)院做生物學(xué)副教授 在布爾馬爾學(xué)院的教書生活是豐富多彩的 那足摩爾根平生第一次登上講臺 他負(fù)責(zé)講授 普通生理學(xué)和普通動(dòng)物學(xué) 每周講課 5 天 他的課以科研需要為出發(fā)點(diǎn) 獨(dú)樹一巾只 別 出心裁 他的口頭禪是 別行教學(xué) 他不要求學(xué)生死背書本 而是將教書當(dāng)做他自己思考 的機(jī)會 利用這個(gè)機(jī)會發(fā)表他對各種問題的見解 并向?qū)W生們奉獻(xiàn)最新研究成果 而學(xué)生 們也被他獨(dú)特的教授風(fēng)格和豐富的知識深深地吸引 在摩爾相那里 他們不僅了解到大千 世界的廣闊 而且見識到了各種引人入勝 變化萬千的實(shí)驗(yàn)方法 所有的這一切都深深地 激發(fā)了他們探求自然生命奧秘的興趣 既然他關(guān)心的是胚胎學(xué)研究 海洋動(dòng)物自然就成了 最好的研究對象 因?yàn)樗鼈儌€(gè)體小 數(shù)量多 軀體又是半透明的 但他不久就改變了研究 方向 這時(shí) 雖然成為了教師 但摩爾根并沒有忘記他對科學(xué)研究的熱愛 他按照自己的科研課 題 孜孜不倦地進(jìn)行著科研活動(dòng) 這一時(shí)期他的主要研究對象是柱頭蟲 蛙類以及海蛸蟲 主要是對它們進(jìn)行描述性的研究 在這一時(shí)期的科學(xué)實(shí)踐 使他更清晰地認(rèn)識到了他一生 都崇尚的科學(xué)研究方法 實(shí)驗(yàn)研究的重要性 他越來越相信實(shí)驗(yàn)方法的力量 后來他為 發(fā)展實(shí)驗(yàn)研究貢獻(xiàn)了畢生精力 40 年后他榮獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí) 說的第一句話就是 這是實(shí) 驗(yàn)生物學(xué)的光榮 他的意思是 實(shí)驗(yàn)生物學(xué)與單純的形態(tài)學(xué)研究或描述性的生物學(xué)研究 是不一樣的 1897 年 摩爾根出版了他的第一本書 蛙卵的發(fā)育 實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)引論 1903 年 摩爾根接受了好友威爾遜的盛情邀請 來到哥倫比亞大學(xué) 成為了那里的實(shí)驗(yàn)動(dòng) 物學(xué)的首席教授