“遺傳與進(jìn)化”模塊中“假說－演繹法”的教學(xué)

1、“遺傳與進(jìn)化”模塊中“假說演繹法”的教學(xué)楊興富 安徽省肥東一中 231600摘要 “遺傳與進(jìn)化”模塊的教學(xué)價值有利于學(xué)生領(lǐng)悟“假說演繹、建立模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用”?！凹僬f演繹法”對于落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)的“提高每個學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)”的課程理念是至關(guān)重要的。關(guān)鍵詞 假說演繹法 重要作用 教學(xué)素材                 1 “假說演繹法”在自然科學(xué)發(fā)展中的重要作用 科學(xué)假說是人們以一定的經(jīng)驗(yàn)材料和已知的科學(xué)

2、事實(shí)為依據(jù)，以已有的科學(xué)理論和技術(shù)方法為指導(dǎo)，對未知的自然事物或現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和運(yùn)動規(guī)律及其未知事物的存在或尚待發(fā)現(xiàn)的預(yù)期事物的形象等所作出的推測性解釋（或猜想)。人們在提出假說時，往往要運(yùn)用分析和綜合、歸納和演繹、類比及想象等思維方法和研究方法，對已有的經(jīng)驗(yàn)材料進(jìn)行加工。例如，進(jìn)化論的創(chuàng)始人達(dá)爾文看到兩個相距很遠(yuǎn)的海島上有相同的淡水沼澤植物，他提出假說認(rèn)為，這些淡水植物之所以能漂洋過海到另一海島上生根，是由于海鳥把他們的種子帶到了另一個海島上。后來達(dá)爾文通過實(shí)驗(yàn)對自己的假說進(jìn)行了檢驗(yàn)。 假說必須經(jīng)過檢驗(yàn)才能發(fā)展成科學(xué)理論。而假說的可檢驗(yàn)性，同假說的演繹展開的可能性是緊密聯(lián)系的。觀察、實(shí)驗(yàn)所檢

3、驗(yàn)的常常不是假說本身，而是假說的推論。 演繹是從一般到個別的邏輯推理方法。演繹推理與歸納推理相反，它是從已知的原理、定理、法則、公理或科學(xué)概念出發(fā)，而推 出新結(jié) 的一種科學(xué)思維方法和科學(xué)研究方法。例如，生物都能進(jìn)行新陳代謝，熊是生物，所以熊能進(jìn)行新陳代謝。 牛頓創(chuàng)立光的顏色理論的過程，愛因斯坦的廣義相對論的提出和驗(yàn)證過程，凱庫勒提出苯分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)等，都是“假說演繹法”的典型案例。2 “遺傳與進(jìn)化”模塊中用于“假說演繹法”的教學(xué)素材素材1 孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)一般步驟孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)1. 觀察分析現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象純種高莖與純種矮莖豌豆雜交，子一代都為高莖，子二代高莖與矮莖之比為3:1(性狀分

4、離)2. 提出問題為什么子一代只出現(xiàn)顯性性狀？子二代出現(xiàn)性狀分離?3. 作出假說（一般原理、規(guī)律）1)顆粒性遺傳因子不相融合2）用顯性原理解釋子一代3）用分離原理解釋子二代的性狀分離4. 演繹推論（預(yù)測特殊事物）子一代是雜合子必然產(chǎn)生兩種數(shù)量相等的配子，與隱性類型測交的后代性狀分離比必然是1：15. 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)推論設(shè)計(jì)測交實(shí)驗(yàn)，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與與其結(jié)論相符，證明假說是正確的，因?yàn)闇y交后代的表現(xiàn)型及比例真實(shí)地反應(yīng)出子一代產(chǎn)生的配子種類及比例6. 得出結(jié)論分離定律素材2 基因位于染色體上 一般步驟基因位于染色體1. 觀察分析現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象9世紀(jì)80年代揭示出減數(shù)分裂的過程。1903年薩頓（美）發(fā)現(xiàn)孟德

5、爾假設(shè)的一對遺傳因子即等位基因的分離，與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似?；蚺c同源染色體存在平行關(guān)系。2. 提出問題基因究竟在哪里?3. 作出假說（一般原理、規(guī)律）薩頓：基因是由染色體攜帶著從親本傳遞給子代的，也就是說，基因位于染色體上4. 演繹推論（預(yù)測特殊事物）摩爾根（美）：白眼基因位于X染色體上5. 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)推論實(shí)驗(yàn)：P：紅（雌）×白（雄）F1紅（雌雄） F1：紅（雌）×紅（雄）白眼僅限于雄6. 得出結(jié)論基因位于染色體上（證實(shí)了薩頓的假說）素材3 DNA分子結(jié)構(gòu)與復(fù)制方式一般步驟DNA分子的復(fù)制方式1. 觀察分析現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象1DNA2DNA2. 提出問題DNA分

6、子是怎樣復(fù)制的?3. 作出假說（一般原理、規(guī)律）沃森與克里克：DNA分子復(fù)制時雙螺旋解開，解開的兩條單鏈分別作模板，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則形成新鏈，因而每個DNA分子都保留了原來DNA分子的一條鏈。這種方式稱為半保留復(fù)制。4. 演繹推論（預(yù)測特殊事物）梅塞爾斯特爾：親代大腸桿菌繁殖子代大腸桿菌中的DNA中有一條鏈來自親代的 5. 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)推論梅塞爾斯特爾：1958年以大腸桿菌為材料，運(yùn)用同位素標(biāo)記法設(shè)計(jì)了巧妙的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與根據(jù)假說演繹推導(dǎo)的預(yù)期現(xiàn)象一致6. 得出結(jié)論證實(shí)了DNA分子的半保留復(fù)制素材4 遺傳密碼的破譯一般步驟遺傳密碼的破譯1. 觀察分析現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象mRNA具一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)2. 提出問題mRNA上的堿基是怎樣決定氨基酸的?3. 作出假說（一般原理、規(guī)律）伽莫夫（美籍蘇聯(lián)物理學(xué)家）：3個堿基編碼1個氨基酸4. 演繹推論（預(yù)測特殊事物）某個基因的堿基的增加或減少對其編碼的蛋白質(zhì)有影響5. 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)推論克里克和他的同事：以T4 噬菌體為材料，研結(jié)果表明只可能是遺傳密碼中的3個堿基編碼1個氨基酸。（但無法說明由3個堿基排列成的1個密碼對應(yīng)的是哪一個氨基酸）。尼倫伯格和馬太（美）：轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)思路，成功地破譯了第一個遺傳密碼。在此后的六、七年中科學(xué)