“遗传与进化”模块中“假说－演绎法”的教学

1、“遗传与进化”模块中“假说演绎法”的教学杨兴富 安徽省肥东一中 231600摘要 “遗传与进化”模块的教学价值有利于学生领悟“假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用”。“假说演绎法”对于落实课程标准倡导的“提高每个学生的生物科学素养”的课程理念是至关重要的。关键词 假说演绎法 重要作用 教学素材                 1 “假说演绎法”在自然科学发展中的重要作用 科学假说是人们以一定的经验材料和已知的科学

2、事实为依据，以已有的科学理论和技术方法为指导，对未知的自然事物或现象产生的原因和运动规律及其未知事物的存在或尚待发现的预期事物的形象等所作出的推测性解释（或猜想)。人们在提出假说时，往往要运用分析和综合、归纳和演绎、类比及想象等思维方法和研究方法，对已有的经验材料进行加工。例如，进化论的创始人达尔文看到两个相距很远的海岛上有相同的淡水沼泽植物，他提出假说认为，这些淡水植物之所以能漂洋过海到另一海岛上生根，是由于海鸟把他们的种子带到了另一个海岛上。后来达尔文通过实验对自己的假说进行了检验。 假说必须经过检验才能发展成科学理论。而假说的可检验性，同假说的演绎展开的可能性是紧密联系的。观察、实验所检

3、验的常常不是假说本身，而是假说的推论。 演绎是从一般到个别的逻辑推理方法。演绎推理与归纳推理相反，它是从已知的原理、定理、法则、公理或科学概念出发，而推 出新结 的一种科学思维方法和科学研究方法。例如，生物都能进行新陈代谢，熊是生物，所以熊能进行新陈代谢。 牛顿创立光的颜色理论的过程，爱因斯坦的广义相对论的提出和验证过程，凯库勒提出苯分子的环状结构等，都是“假说演绎法”的典型案例。2 “遗传与进化”模块中用于“假说演绎法”的教学素材素材1 孟德尔的豌豆杂交实验一般步骤孟德尔的豌豆杂交实验1. 观察分析现象或实验现象纯种高茎与纯种矮茎豌豆杂交，子一代都为高茎，子二代高茎与矮茎之比为3:1(性状分

4、离)2. 提出问题为什么子一代只出现显性性状？子二代出现性状分离?3. 作出假说（一般原理、规律）1)颗粒性遗传因子不相融合2）用显性原理解释子一代3）用分离原理解释子二代的性状分离4. 演绎推论（预测特殊事物）子一代是杂合子必然产生两种数量相等的配子，与隐性类型测交的后代性状分离比必然是1：15. 实验检验推论设计测交实验，如果实验结果与与其结论相符，证明假说是正确的，因为测交后代的表现型及比例真实地反应出子一代产生的配子种类及比例6. 得出结论分离定律素材2 基因位于染色体上 一般步骤基因位于染色体1. 观察分析现象或实验现象9世纪80年代揭示出减数分裂的过程。1903年萨顿（美）发现孟德

5、尔假设的一对遗传因子即等位基因的分离，与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。基因与同源染色体存在平行关系。2. 提出问题基因究竟在哪里?3. 作出假说（一般原理、规律）萨顿：基因是由染色体携带着从亲本传递给子代的，也就是说，基因位于染色体上4. 演绎推论（预测特殊事物）摩尔根（美）：白眼基因位于X染色体上5. 实验检验推论实验：P：红（雌）×白（雄）F1红（雌雄） F1：红（雌）×红（雄）白眼仅限于雄6. 得出结论基因位于染色体上（证实了萨顿的假说）素材3 DNA分子结构与复制方式一般步骤DNA分子的复制方式1. 观察分析现象或实验现象1DNA2DNA2. 提出问题DNA分

6、子是怎样复制的?3. 作出假说（一般原理、规律）沃森与克里克：DNA分子复制时双螺旋解开，解开的两条单链分别作模板，根据碱基互补配对原则形成新链，因而每个DNA分子都保留了原来DNA分子的一条链。这种方式称为半保留复制。4. 演绎推论（预测特殊事物）梅塞尔斯特尔：亲代大肠杆菌繁殖子代大肠杆菌中的DNA中有一条链来自亲代的 5. 实验检验推论梅塞尔斯特尔：1958年以大肠杆菌为材料，运用同位素标记法设计了巧妙的实验，实验结果与根据假说演绎推导的预期现象一致6. 得出结论证实了DNA分子的半保留复制素材4 遗传密码的破译一般步骤遗传密码的破译1. 观察分析现象或实验现象mRNA具一定氨基酸序列的蛋白质2. 提出问题mRNA上的碱基是怎样决定氨基酸的?3. 作出假说（一般原理、规律）伽莫夫（美籍苏联物理学家）：3个碱基编码1个氨基酸4. 演绎推论（预测特殊事物）某个基因的碱基的增加或减少对其编码的蛋白质有影响5. 实验检验推论克里克和他的同事：以T4 噬菌体为材料，研结果表明只可能是遗传密码中的3个碱基编码1个氨基酸。（但无法说明由3个碱基排列成的1个密码对应的是哪一个氨基酸）。尼伦伯格和马太（美）：转换设计思路，成功地破译了第一个遗传密码。在此后的六、七年中科学