生命科学史与生物教学“百校联赛”一等奖

生命科学史与生物教学

王瑞祥

2014.4一、生命科学史具有独特的教育价值传统教学：常常采用分割式的方法，把完整的知识体系"切割"成一个个知识点，再以知识点为中心、以现成结论的接受和多次反反复复的训练为主要的学习组织方式，从而帮助学生更好地应付各种考试传统教学的结果：不大关心知识是怎么来的（来龙去脉)，也忽视知识之间的相互关联，更不关心知识对学生自身的现实生活、对社会生产发展有什么影响和作用。这降低了学科应有的教育价值，也影响到教学的质和量（效益)课程改革的目的：确立了"知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观"三位一体的课程目标，试图从根本上改变长期以来形成的以传递结论性知识为主的教学价值取向生命科学史的意义：一门课程如果能很好地发掘出这门学科的内在价值（学科知识是有趣的和丰富的）和工具价值（内容是有用的)，就能有效地激发学习者的学习热情，就会使教学变得更加有效一、生命科学史

具有独特的教育价值1.生命科学史是一部思想史生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程。这些思想是受当时的文化背景和科学技术水平制约的，生物学新知识的产生，都需要首先从思想方法上有所突破。例如，"物种是演变的"思想的确立，就是对"物种是不变的"思想的突破；人类对生命个体发育的探究历程也体现了思想方法上的突破。生命科学史展示了科学家所处的时代背景，记录着科学家们的思想以及思想转变，而科学家们的思想以及思想转变与他们从事的科学探究是密切相关的。这对学习者形成正确的思想具有积极的教育意义2.生命科学史展示了生命科学各个分支学科形成的历史生命科学史能够从整体上告诉我们各个分支学枓是在解决什么问题的过程中发展起来的，还能告诉我们各个分支学科之间的联系。这有助于研究者发现尚未解决的问题和需要进一步解决的问题；有助于学习者建立知识点之间的联系，建构完整的知识结构例如，遗传学的建立和发展，经历了细胞遗传学、群体遗传学、微生物遗传学和分子遗传学等阶段。在发展过程中，如果孟德尔没有运用数学知识对数据进行统计分析，就不能揭示遗传规律；如果没有细胞学的发展，萨顿和鲍维里就不能推测到遗传因子与染色体之间的联系；如果塔特姆不精通微生物知识，基因与酶之间的关系就不能建立起来，等等。在解决遗传的规律是什么、遗传物质是什么、遗传物质具有什么结构、遗传物质如何复制和如何控制多肽链的生成等一系列问题的过程中，遗传学逐渐发展起来如果我们在学习中能够循着这样的线索展开，了解这一系列问题的解决过程，那么这一部分的知识结构就建构起来了，而且还可能联想到新的问题3.生命科学史揭示了自然科学的本质自然科学从本质上表现出以下特征，即定量化、观察、实验、在自我更正中完善和积累等定量化的特点是将生命科学和数学结合在一起。孟德尔就是运用数学统计方法对实验数据进行统计分析，才发现了分离和自由组合规律只有对不同环境下获得的大范围的样品进行遗传方差的统计分析，才能将遗传引起的变异与环境引起的变异区分开。精确的定量化使生命科学成为人们公认的真正意义上的科学。观察是生命科学的基石通过实验来研究事物，特别是通过精确的对照实验来研究问题是自然科学的突出特征

实验方法首先在生理学领域得到运用。19世纪70~80年代，萨克斯（1832—1897)领导的植物学派，对于生物学中实验方法的运用起了特别重要的作用。19世纪80年代，鲁（1850—1924)将实验方法引入原先注重描述性工作的胚胎学领域。通过胚胎学领域的应用，实验方法又扩展到细胞学和遗传学，最后又扩展到进化论的研究中。到了20世纪30年代，大多数生物学领域，除古生物学和系统分类学外，都采用了实验分析和物理、化学方法而取得新进展生命科学在自我更正的过程中积累和进步达尔文建立了以自然选择为核心的进化论，人们在承认生物进化论的同时，却不愿意接受达尔文对进化原因进行臆想的方法，不满意达尔文对进化机制的解释德弗里斯将实验方法引入进化论的研究中，提出了"突变学说"，以此来解释达尔文的"自然选择"，在20世纪的头十年，这一学说得到生物学界的广泛接受.1912〜1915年细胞学的精确研究，沉重地打击了德弗里斯的学说，揭示了他所认为的大规模突变产生的性状实际上是巳有性状的复杂重组20世纪40年代，在达尔文进化论的基础上，学者们提出了综合进化论。在综合进化论盛行了30〜40a之后，1968年，木村资生提出了“分子进化的中性学说”。1972年，埃尔德雷奇和S.J.古尔德提出了断续平衡论，又一次引起了科学界的重视和研究。如今，进化理论还在发展之中。从进化论的发展可以看出，生命科学知识是科学家对前人的结论不断质疑、不断求证的基础上进行自我更正的过程中积累起来的生命科学史对培养研究者和学习者的批判性思维是有积极意义的，同时也有助于学习者正确认识绝对真理和相对真理的关系，提高哲学素养4.生命科学史就是前人探究生物学知识的科学过程史生命科学每一个知识点的产生过程，就是一个探究的过程。生命科学史中蕴涵了知识与过程的统一。过程中包含着思维方式，也包含着研究方法。知识和过程是自然科学的两个维度，二者是统一的，不能割裂开来新课程指出了重结论轻过程的弊端，并且提出“把过程方法本身作为课程目标的重要组成部分，从而从课程目标的高度突出了过程方法的地位”。然而如果把"突出了过程方法的地位"理解为重过程而轻结论，也是极端错误的，因为过程与结论不是对立的在生物学教学中二者必须兼顾并且统一起来。学习生命科学史是能够把结论和过程方法兼顾统一起来的有效途径之一，这样做不仅有助于了解每个知识点的来龙去脉，而且从其中的一些典型事件中可以学习到前人的科学探究方法，得到启发5.生命科学史展示了在探究知识的过程中人们之间的合作在探究过程中，不仅有相同研究方向的人们之间的合作，而且有不同研究方向的人们之间的合作DNA双螺旋结构的阐明充分说明了这一点。这个事实表明从事不同学科研究的人，掌握的知识和技术是不同的，而且不同学科背景的人有不同的思维特点（尤其是玻尔、德尔布吕克和薛定谔的思想为遗传学研究注人新的活力，他们的思想对沃森和克里克产生了巨大的影响），他们的合作为解决问题提供了不同的思路，他们在解决问题中相互启发，相互促进，共享成果。沃森是生物学家，克里克是物理学家，他们又共享了威尔金斯和富兰克林的衍射图谱的成果，还共享了查哥夫的成果。不同的教师也存在知识体系和经验的不同。在生物学教学过程中，不但生物学教师之间要合作，而且还要与其他学科的教师合作。同时也启发学生必须重视每一科目的学习，只有这样才能为终身学习、为生活和工作奠定良好的基础6.生命科学史展示了在探究知识的过程中科学家所持观点之间的碰撞和争论生命科学史告诉我们在碰撞与争论中，知识得到不断的澄清例1：达尔文的自然选择学说发表不久，有人提出了"自然选择作用于哪一种变异"的问题，成为当时争论的焦点。达尔文认为选择主要作用于连续的变异类型。早期的生物统计学家高尔顿（1822—1911)、皮尔逊（1857—1936)与达尔文的判断一致。到了19世纪末，贝特森用事实证明了环境呈现连续的变化，而生物的变异却是不连续的，这种不连续性受遗传的控制，而不是受环境控制。1904年，在英国科学促进协会的会议上，贝特森与韦尔登进行了最后的争论，贝特森取得了胜利例2：针对由什么物质引起发酵的问题，李比希和巴斯德(1822—1895)展开了争论。巴斯德提出酿酒中发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的存在，糖类是不可能变成酒精的。李比希坚持认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，这些物质只有在酵母细胞死亡并且裂解之后才能发挥作用。1897年，毕希纳用实验证明了引起发酵的是酵母细胞中的物质。即使是伟大的科学家也有发生错误的时候。在教学，尤其在生物学探究式教学中，生生之间、师生之间和教师之间发生争论是正常的交流。新课程提倡教学中的这种交流，允许发表各自的观点。即便观点有错误也是正常的，关键是拿出证据去证实或证伪7.生命科学史展示了成功的实验与选择合适的实验对象是分不开的在生命科学研究中，不少科学家取得的成功与选择了恰当的实验材料有密切关系孟德尔选择了豌豆；摩尔根选择了果蝇；细胞学说的创始人施旺选用具有类似于植物细胞壁的动物脊索细胞和软骨细胞；贝尔登和鲍维里在研究细胞分裂时，选择了马蛔虫细胞；沃尔弗（1733—1794)采用植物组织做研究材料研究生物的生长发育，由植物向动物推广；比德尔和塔特姆最终选择了红色面包霉作为生化遗传学研究的材料德尔布吕克、卢利亚和赫尔希组成著名的“噬菌体小组”，最终选择了病毒作为研究对象；瓦尔堡选择了正在进行细胞分裂的海胆卵进行呼吸速率的研究；悉尼•布雷内、罗伯特•霍维茨和约翰•苏尔斯顿（这三人是2002年诺贝尔生理学或医学奖获得者)，最终选择了线虫来探索“细胞程序性死亡”的奧秘；许多科学家选择了拟南芥作为植物遗传研究的模式植物。再如物质鉴定的材料：还原性糖、脂肪、蛋白质；细胞膜的制备；线粒体和叶绿体的观察以上事例说明了选择合适的研究对象对解决问题非常关键启示一，基础教育阶段生物新课程中的探究式教学，也涉及到选择探究对象的问题，指导学生正确地选择探究对象，是顺利完成探究课题的重要前提之一。启示二，培养师资的师范院校开设的生物实验课，实验内容都是计划好的，实验对象也是预先规定好的，只要照着做就可以。这是标准的“食谱式”的实验，做实验仅仅是为了验证已被肯定了的结论,或者是学习一种标准的实验程序。在这种模式下，学生对“实验”会有兴趣吗？培养的师资能够适应新课程的教学吗？启示三，要实验教学中鼓励学生创新关注科学家们筛选研究对象的做法，对于师资培养和进行生物学探究教学应该是有帮助的。8.生命科学史呈现了科学家的科学态度、科学精神和科学世界观实事求是的科学态度，敢于怀疑、敢于求真、敢于创新的科学精神，认识到世界是可知的，关注科技发展对社会的影响等科学世界观，是科学素养的重要组成部分巴斯德和伯格（1927—，DNA序列专家，1980年诺贝尔化学奖得主）的事迹充分体现了科学家的科学素养。生命科学史中记载着科学家的生平事迹，从中挖掘科学家的科学态度、科学精神和科学世界观，把它们渗透到生物学教学中，对于培养学生的生物学素养乃至科学素养和人文素养都具有积极的教育意义路易斯·巴斯德（LouisPasteur，1822.12.27-1895.9.25)，法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。像牛顿开辟出经典力学一样，巴斯德开辟了微生物领域，创立了一整套独特的微生物学基本研究方法，开始用“实践—理论—实践”的方法开始研究，他是一位科学巨人。巴斯德一生进行了多项探索性的研究，取得了重大成果，是19世纪最有成就的科学家之一。他用一生的精力证明了三个科学问题：（1）每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展，这位法国化学家发现用加热的方法可以杀灭那些让啤酒变苦的恼人的微生物。很快，“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。（2）每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展：由于发现并根除了一种侵害蚕卵的细菌，巴斯德拯救了法国的丝绸工业。（3）传染病的微菌，在特殊的培养之下可以减轻毒力，使他们从病菌变成防病的疫苗。他意识到许多疾病均由微生物引起，于是建立起了细菌理论。

“意志、工作、成功，是人生的三大要素。意志将为你打开事业的大门；工作是入室的路径；这条路径的尽头，有个成功来庆贺你努力的结果……只要有坚强的意志，努力的工作，必定有成功的那一天”，这是巴斯德关于成功的一段至理名言。伯格(PaulBerg)，美国生物化学家，1926年6月30日生于美国布鲁克林。伯格1948年毕业于宾夕法尼亚州立学院，1952年获西部保留地大学生物化学哲学博士学位。他曾在哥本哈根进修，后于华盛顿大学、斯坦福大学任微生物学和生物化学教授。他在研究分离基因的过程中，设计了多种方法，以在选定位点分裂DNA分子并使该分子的片段连接到病毒DNA或质体上，然后使DNA或质体进入细胞或动物细胞。外来DNA被结合到宿主细胞中去，并使宿主合成在正常情况下不能合成的蛋白质。最早的重组技术实例之一便是育成含有编码哺乳动物激素的基因菌株。他因研究出DNA(脱氧核糖核酸)重组体技术而与桑格、吉尔伯特共获1980年诺贝尔化学奖。

总之，无论对哪一门学科而言，学科的探究过程和方法论都具有重要的教育价值，学科的概念原理体系（结论）只有和相应的探究过程及方法论结合起来，才能有助于学习者形成一个既有"肌体"又有"灵魂"的学科认知结构，才能使学习者的理性思维和精神世界获得实质性的发展与提升二高中生物新课标实验教科书（人教版）中的生命科学史内容1.必修一生命科学史的内容细胞学说的建立过程组装细胞（科学前沿专栏）世界上第一个人工合成蛋白质的诞生国际人类蛋白质组计划（科学前沿专栏）细胞世界探微三例生物膜结构的探索历程授予诺贝尔化学奖的通道蛋白研究（科学前沿专栏）关于酶本质的探索光合作用的探究历程2.必修二生命科学史的内容孟德尔的豌豆杂交实验孟德尔遗传规律的再发现魏斯曼关于减数分裂过程的预测萨顿的假说摩尔根的工作色盲症的发现证明DNA是主要的遗传物质（格里菲斯和艾弗里的工作，赫尔希和蔡斯的工作）DNA双螺旋结构模型的构建DNA半保留复制的证明 中心法则的提出及其发展生物信息学——融合生物学与计算机科学的新兴学科细胞质基因的发现遗传密码的破译(克里克、尼龙伯格和马太的工作）现代生物进化理论的由来3.必修三生命科学史的内容稳态概念的提出与发展促胰液素的发现植物生长素的发现赤霉素的发现从治蝗专家到生态学巨匠——我国生态学家马世骏林德曼的工作 4.选修一生命科学史的内容王致和腐乳维勒合成尿素花药培养植物芳香油的提取技术5.选修三生命科学史的内容基因工程的基础理论和技术的发展细胞工程的发展历程核移植技术发展简史动物细胞融合技术的发展简史胚胎工程的建立胚胎分割的发展简史生态工程的兴起三．实施好新课程必须学习一些生命科学史

——现代课程教学论研究的视角1.课程研究的视角

传统课程设计的分析：以学科知识为中心的学科本位课程观①在哲学认识论的层面上，是二元对立的认识论。即将人与世界分离、割裂开来。世界是认识的客体，人是认识的主体。主体控制和改造客体。其前提假设是存在着“不以人的意志为转移”的“客观真理”。知识就是这客观真理的化身。教学就是传递和灌输知识并以此控制和塑造学生的心灵。教学的作用就在于忠实、高效地传递“现成知识”。教师的"教"本质上是对知识的传授，学生的"学"本质上是对知识的接受。教师与学生之间的关系就是以知识为纽带的授一受关系。这种知识传递和技能训练几乎成为教学乃至整个教育活动的全部过程。②从实践层面，多年来逐渐形成了一种以传授教科书知识为核心的教学体系和以中考、髙考为核心的考试评价体系。这种体系的特征是控制和传递，它极大地压抑了教师和学生的创造性，剥夺了学生在学习中体验到探究带来的挑战和快乐，以及创造带给他们兴奋和欢乐的机会，使学生为此付出牺牲个性发展的惨重代价。学生们在十几年的学习生涯中几乎不能体验到创新的乐趣，原因是他们几乎没有亲自参与过真正意义上的探究（求知）的过程。学习因而变成了一件无可奈何的"苦差事"。家长们虽然心疼，也只能是"干着急，没办法"③从教师培养方面，我国高师院校生物系的课程中，普遍存在着注重教知识、尤其是结论性的知识，而轻过程的倾向。学生在大学阶段花在结论性知识上的时间远远多于搞清楚知识是怎么得来的时间。事实上，知识一旦以结论的形式出现在教科书中，就常常脱离了它产生的背景，呈现出“去背景化”的形态。这样的知识是概括化的、抽象的、高度凝炼的，它是前人的经验，并被作为绝对的真理写进教科书里，作为基础知识教授给学生。以往的教学论中讨论的主要是知识的传授，把教学过程描述为知识的打开、内化和外化的过程。从课程理论的研究成果上看，从人类已知的知识或信息，到作为课程内容的知识或信息，再到课堂上被学生所理解和接受的知识内容，这里面包含着一系列的知识或信息转化的过程。从课程设计、教材设计、到教学设计再到课堂教学过程，都是在不同层面上实现这种知识的转化过程。这个过程可以表示为：知识（对信息的正式组织）——内容（为实现教育目的而从知识来源中选择）——知识（对足以运用的各种水平的学校教育内容的理解）可以把学科知识划分为三种形态：原始形态、学术形态、教育形态原始形态是指生物学家发现生物学事实（现象、对象及其变化等）、原理、规律时所进行的反复曲折的观察、实验、推理、想像等过程，它具有为后人效仿的历史价值。学术形态是指生物学家在发表论文时所采用的形态：表现为一定的形式化、规范化和理性化的表达（比如生物科学论文、学术研究成果报告、学术专著等)。这种表达有约定的格式、规范，需要严密的逻辑推理。它常常呈现出简洁的、"冰冷"的形式化美，却把原始的、活跃的思维凝固在形式化的、理性化的文本中了。教育形态是指通过教师的努力，启发学生高效率地思考，把人类所积累的生物学知识体系，转化为使学生容易接受的、符合学生发展和社会发展需要的教学内容生物教师担负着把生物学知识从学术形态转化为教育形态的责任而教育形态的思考要有高效率，要符合学生的心理发展特点，富有启发性并容易被学生接受生物学教师，既要学习生物科学各主要分支学科的专业知识，还需要学习和掌握教育形态的学习内容培养教师的师范大学呈现给学生的更多的还是学术形态的生物学知识，更糟糕的是照本宣科或把书本上的结论性的知识变成冰冷的“幻灯片”播放给学生看！“上课抄笔记、复习背笔记、考试考笔记、考完全忘记”成为一些师范院校教学状况的写照。"应试教育"的弊端一直延伸到大学生甚至研究生教育中很难想象一个具有科学素养的人会是只掌握了许多结论性知识，但却不知道这些知识是怎么得来的，怎办？首先教师必须具有较高的生物科学素养，把握学科的本质，在新课改实践中不断提高自己的学科修养，包括把握生物学知识的内在联系和生物学基本概念、规律、原理的形成过程，生物学思想方法的提炼，生物学理性精神和人文精神的体验等诸多方面。教师们可以通过学习生物科学史，了解生物学知识的来龙去脉、知识间的相互关联，加深对生物学本质的理解。此外，历史是宏观的，学习历史会使人用宏观视野考察事物，建立起宏观的生物学认识。正像古语所说的，"欲知大道必先知史"。2.新课程的知识观什么是知识？如果说知识是单纯的“意义”（指知识的含义，是对事物本质及其运行规律的解释。任何知识意义的获得，包括科学发现和已知知识的学习，都需要一个过程），那么教学的任务就是将这种意义清晰地表达并无障碍地传递给学习者。如果把知识看做意义与过程（知识的形成过程）的综合体，那么知识意义的清晰表达和传递并不等同于知识的形成过程，教学就不仅仅是知识的清晰表达和传递，而是应研究如何更好地展开学习过程。也有人认为知识是意义、过程和价值的综合体，知识的意义、过程和价值是密不可分的，离开了其中任何一个而讨论其他都是不完整的人们为什么要发现和学习知识？因为知识的意义是一种武器，是一种认识世界和与外部世界和谐相处的思想武器。“知识就是力量。”任何知识都具有价值，因为从一开始人类发现特定知识就是本着特定的目的的。知识的价值并不是知识的一种固有属性。价值是一种关系，它一定有价值主体，存在于价值主体与客体之间的关系中。因此它是在价值主体与客体之间的交互过程中生成的。过程不同，生成的价值也会不同如果说知识是单纯的"意义"，那么教学的任务就是将这种意义清晰地表达并无障碍地传递给学习者。-如果把知识看做意义与过程（知识的形成过程）的综合体，那么知识意义的清晰表达和传递并不等同于知识的形成过程，教学就不仅仅是知识的清晰表达和传递，而是应研究如何更好地展开学习过程。也有人认为知识是意义、过程和价值的综合体，知识的意义、过程和价值是密不可分的，离开了其中任何一个而讨论其他都是不完整的学生的知识价值认知价值：是指知识可以使学习者从无知变为有知，或成为其他知识学习的前提；发展价值：是指知识学习过程中包含着对思维的训练、智力的发展和情操的陶冶；工具价值是指知识能够帮助学习者完成与外部世界的交互。比如，概念和原理的知识其工具价值就比较明显；而学科组织结构的知识，则发展价值比较突出。3.哲学解释学的观点英国哲学家柯林伍德认为，任何历史都是思想史，人们必须历史地去思想。也就是必须思想古人做某件事时是怎么思想的我们今天所学习的知识内容，都曾经是前人思想和行动过并有所发现的。要想真正“理解”这些知识，实际上就是在头脑中重演过去的思想，就是像前人一样思想，并且是在自己的知识结构中重演它，批判地思维并形成自己对它的价值的判断。科学史将科学家放回到他们所处的社会历史背景中，展示了科学家面对当时的困境或问题，是怎么想的，怎么做的，怎么逻辑地论证并得出结论的，等等。因此，历史的过程不是单纯事件的过程，而是行动的过程，它有着由思想的过程所构成的深刻的内涵。只有发现了蕴涵在其中的思想才是真正地理解它了而我们学习科学史，了解每一个科学概念的形成和发展过程，所要寻求的正是这些思想的过程，而不仅仅停留在对某一概念的字面意思的解释或诵读上。这是我们强调学科教师要学习学科发展历史的主要依据。4.心理学的视角–建构主义观点建构主义认为，人类的知识只是对客观世界的一种解释，它不是最终的答案，更不是终极真理，而是会随着人类社会的发展和科学技术的进步不断被新知识和新理论所超越、所取代建构主义将学生看做知识意义的主动建构者。学习者并不是把知识从外界搬到记忆中，而是以巳有的经验为基础，通过与外界的相互作用来建构对知识新的理解。没有任何两个人的知识建构是完全相同的。因此，学习不是简单的信息输入、储存和提取的过程，不是信息的简单的积累。学习者必须主动参与整个学习过程，根据自己先前的经验，与他人协商、对话、沟通，在与已有经验相互作用的过程中，建构知识的意义对学习的评价不应该以学习者记忆知识的多寡来衡量，而应该以学习中主动参与的程度、协作学习的能力意义建构的水平来衡量5.基于标准的课程设计与实施的观点中小学课程设计反映了一定的知识观、素质观和教育价值观。如何看待学科课程中知识与能力、前人的经验与学生本人的经验、结果性知识与过程性知识等，是学科课程设计最基本的价值取向实施素质教育，培养学生的创新精神和实践能力，要体现在具体的课程设计上，体现在学科课程与教学中。主要途径也应该是中学的各学科的课堂传统的学科课程设计的误区更关注对前人积累的知识经验的继承和接受，重视对已有结论正确性的验证和论证。我们假设学生知识的积累和思维的发展可以通过这种验证和论证实现重要的误区是，我们过分关注教给学生结论（结果），却忽略了知识的发祥、发现和创造这些知识的过程。特别是忽略了隐含在这个过程后面的对学生来说非常重要的科学思想的精髓，让学生了解和掌握每一个学科最本质的东西，及建立在学科最基本的概念和原理之上的思考问题的方式我们没有重视教给孩子们如何去发现问题，建立猜想，并设法检验自己的猜想。离开了这个最基本的东西，培养学生的创新精神和实践能力就没有了载体课程改革的问题首先是其重要性还没有引起大多数人包括学校的校长、教师的重视。基础教育中的急功近利思想相当严重。由于家长们乃至全社会更多地关注的是升学问题，升入好学校(重点学校）成为他们对基础教育的唯一重要的希望。受其影响，校长、教师们也在按照升学取向组织和实施教育教学活动。在相当多的学校中是按照分数来管理和驱动学校的。人们对考试的甄别功能及分数的区分功能运用到无以复加的程度，唯一没有考虑到的是学生作为人本身的价值和需要，更没有从终身学习和可持续发展的角度去看待基础教育的作用和地位问题。校长和教师们只关心学生的学习成绩，所采用的方法也几乎全部是"灌输式的讲授与一遍遍重复和强化训练"，其中大多是经过多年来的积累而形成的、"有效"但却是极其低效而且代价极高的机械训练方法。这里包含着牺牲儿童与生俱来的好奇心、想象力和创造力以及对学习的兴趣。其次，中小学教师队伍整体素质也是制约因素之一。从一定意义上说，“教师即课程”这一说法是有道理的。教师主导着学科课堂教学。设计再好的课程也只有通过教师们来实施。实际情况是，当前教师的观念、素质都距离素质教育的要求还有一定的差距。教师不仅应当成为所教学科方面的行家里手，而且应当真正了解并懂得学生，懂得怎样把学科最本质的东西教给学生，使学生真正具备一定的学科素养。这应当是课程改革的主要任务。如何实施？第一，课程设计和实施要将结论性的知识与过程性的知识有机结合起来。课程设计和实施要重视知识的产生和发展过程，将结论与发现的过程有机地结合起来，使学生不仅知道概念、原理等结果，而且明白这些结论的来龙去脉。第二，课程设计和实施要关注知识之间的相互关联和知识的综合，切实转变学生的学细方式教师应该调动学生学习的主动性和积极性让学生在主动学习过程中体验到“原汁原味”的科学探究和科学思想的精华第三，课程设计和实施要关注知识有什么用学生如果知道所学的知识有什么用处，他们学习的主动性、目的性就会增强。以往的课程在这方面存在着严重的缺陷，缺少对知识与学生的生活、社会发展、推动科技进步中的作用和重要意义（有什么用）的关注生物科学发展的历史及其对人类的思想观念、社会生产生活、科技进步所产生的巨大影响，可以作为课程设计与实施的一个重要的支撑第四，加强课程资源的开发和利用第五，加强对教师的培训和教师教育的改革在教师培训和教师教育中，应该改变以往的课程结构和培训方式首先，一个学科教师必须深刻理解所教学科的性质、学科的独特的教育价值；其次，应关心（重视）学科知识的来龙去脉；第三，强化知识之间的关联和知识的综合；第四，关注知识在学生的生活、社会发展、推动科技进步中的作用和重要意义（有什么用）小结综上所述，生命科学史不仅仅是生命科学发展历程中的一系列人物和事件，更重要的是它蕴含着丰富的科学思想、科学方法、科学的世界观以及科学精神和科学态度等内容，故而具有很髙的教育价值，对于提高学生的科学素养、培养学生的创新精神和实践能力尤为重要。作为中学生物学教师，应当多学一些生命科学史，多搜集一些生命科学史的资料，进而加强生命科学史教育，充分发挥生命科学史的教育功能例1细胞学说的建立1.对人体的解剖研究2.显微镜下的发现3.对生物体结构统一性的推测小资料歌德的发现4.显微镜下对动植物组织的观察5.施莱登和施旺的工作6.新细胞是怎样产生的①对新细胞发生的认识②19世纪的显微技术③对动植物细胞分裂的研究小资料细菌的无丝分裂和甲藻、硅藻的有丝分裂1.对人体的解剖研究

文艺复兴时期是联系中世纪和现代社会的桥梁在文艺复兴时期，医学和艺术的发展都需要精确的解剖学知识。达•芬奇（LeonardodaVinci,1452—1519)认为完全有必要用关于肌肉系统和内部器官的解剖知识来指导艺术创作。在这种思潮的影响下，随着一批学者投身解剖研究，16世纪，解剖学和医学获得长足进步维萨里是一个艺术家、人文主义者和博物学家。他在1543年，他发表了著作《人体的构造》。该书的第一卷论述了支持整个身体的骨豁，第二卷论述了“运动的执行者”——肌肉，这两都分是16世纪解剖学上最成功的部分。但是，他对血液循环系统的认识仍然摆脱不掉盖仑的观点和“灵气、灵魂”等宗教神学思想的束缚盖伦的理论与柏拉图的一致，他认为世界是由一个造世者故意建造的——这是为什么他的著作后来这样容易被基督教徒和穆斯林接受。他最基本的理论是生命来自于“气”，后来的作家将盖伦的气与灵魂相结合。脑中的“动气”（Pneumaphysicon）决定运动、感知和感觉。心的“活气”（Pneumazoticon）控制体内的血液和体温。肝的气控制营养和新陈代谢。直到16世纪盖伦在欧洲是一个医学权威。学者不对实物进行观察而相信盖伦已经描述了一切可以描述的事物。放血疗法成为一个基本疗法。第一个严肃地改变这个状况的是维萨里。17世纪，哈维成功地综合了心脏和整个循环系统的作用和功能。他于1628年发表了重要著作《论动物心脏和血液运动的解剖学》专题论文。他把实验和定量方法应用于医学研究，这是一个显著的进步。他的唯一不足是没有直接观察到毛细血管，这使他没有认识到动脉和静脉之间是怎样沟通的。1660年意大利组织学家马尔比基（M.Malpighi，1628-1694)应用显微镜发现毛细血管的结构后，人们才弄清血液循环的线路。18世纪的许多解剖学家把注意力集中在器官以及器官系统的结构和功能上。比夏(MarieFrancoisXavierBichat,1771—1802)，法国解剖学家，他的大部分时间是在解剖室中度过的比夏打算验证那些表现出类似特性的器官是否具有共同的结构组成，但没有成功，因此他想在更深一层的结构中寻找这种相似性。他"开始从各个器官来了解整个人体，把器官分解成组成它们的"原始结构"——组织。他把人体分解成21种组织。2.显微镜下的发现16世纪末，约在1590年，荷兰的眼镜制造商——詹森（Z.janssen)制造了第一台原始的复式显微镜。至今没有找到他当时把显微镜当作重要的观察工具的证据。显微镜的发明为细胞学说的建立创造了条件1610年，意大利伽利略（Galileo,1564-1642)知道了詹森的设备后，自己装备了显微镜，并观察了昆虫的复眼。这是显微镜首次用于科学研究的记载。当英国人虎克（RobertHooke,1635—1702)意外地在显微镜下看到木栓中的“小室”时，独特而灵敏的直觉使他觉得此物一定有什么特殊的意义，有必要为它命名。1665年，虎克在《显微图像》中，介绍木栓的显微结构时，第一次使用了“细胞”一词。不过，他所说的“细胞”，实际上只是死亡的植物细胞的细胞壁及其所包围的空间，而不是真正的细胞。在相互未通信的情况下，荷兰人列文虎克（AntonyVanLeeuwenhoek,1632—1723)、意大利人马尔比基等人紧随其后，也观察到一些微小的结构，并将它们命名为“气泡”“小囊”“小球体”等。他们也不理解这些微小的结构有何意义。格鲁（NehemiahGrew,1628-1712)观察到植物新生部位的细胞“多汁”，壁薄，细胞与细胞互相紧贴，格鲁把这些新生的部位称为“柔软组织”。马尔比基发现植物是由一些由壁包围的较小的结构或"椭圆囊"组成的。

列文虎克完全是一个自学成才的科学家和布商，用自制的显微镜发现了前人从未见过的大量的活细胞。晶体、矿物、植物、动物、不同来源的水、自己的牙垢、唾液、精液，甚至火药，他都在显微镜下观察过。他对血液循环的研究最为有名：严格地证明了毛细血管连接着动脉和静脉；发现蝌蚪体内从动脉流入静脉的血液通路，在构造上细小，每次只允许一个血细胞通过。他在观察蝌蚪尾巴的毛细血管时，大胆地提出——人体内发生的情况也必然如此，而我们之所以不能看到，是因为人的皮肤太厚。至此，科学家们发现了植物中确实存在着包围某些液体的壁，但在动物中似乎没有与其相对应的结构，还没有发现植物与动物之间的相似点。1831年，布朗（RobertBrown,1773-1858)在兰科植物叶表皮细胞中发现液态的细胞质中有一小球形结构，并且在许多类型的细胞中都观察到有球形结构存在。他称这类球形结构为细胞核，并发现一个植物细胞只有一个细胞核。1835年，普金叶（JohannesEvangelistaPurkinje,1787-1869)在显微镜下观察到鸡卵巢中的卵内有巨大的细胞核。19世纪30年代，人们已经能在植物细胞和动物发育的早期阶段识别出细胞核来了。通常一个细胞有一个核，但是也有许多例外。例如，草履虫含有数个细胞核；有时几个细胞失去了把它们分开的膜，合并起来成为包含几个核的细胞质团，黏菌就是这种情况；人类红细胞甚至完全没有细胞核可以存活几个月。3.对生物体结构统一性的推测米尔贝尔（C.B.Mirbel,1776—1854),法国植物学家。他结合显微镜的观察和对植物结构基本特点的推测，认为植物的每个部分都存在着细胞。奥肯（LoronzOken,1779—1851)，德国博物学家、自然哲学家，歌德（JohannWolfgangvonGoethe,1749—1832)，德国诗人、学者，他们从自然哲学的角度提出，组成有机界多样性的是生命的"原型"，原型反映出大自然的一般形式，通过对原型的理解，可以更为深刻地理解生命的结构和功能。奥肯把显微镜观察与形而上学的推测相结合，假定存在一种原始的未分化的黏液状的液体——“原液”，原液中产生球状小泡，并形成“纤毛虫”，这些纤毛虫是生命的基本单位。他进一步提出，复杂有机体实际上是“纤毛虫”的聚合体，因此，“所有具有血肉的生物体都可分解为纤毛虫”。每个动物或植物都是“纤毛虫”的一个“群体”，它们放弃了自己的独立性而将其生命从属于作为一个整体的有机体。这些学者的思想激励许多年轻的科学家去研究生命体的原型。奥肯的书被同时代的人广泛阅读，很多人，包括施莱登和施旺受到了他的影响。小资料歌德的发现

歌德对植物学有着浓厚的兴趣，他观察了植物的生长发育，发现种子萌发以后首先出现带有一两片叶子的小苗，随着进一步的生长，连续产生营养叶，最后开花。根据对花的解剖，歌德假设花的各个部分与营养叶是等同的，只是表现形式不同而已。一般来说，萼片、花瓣从形态与结构上与叶差别不大，人们比较容易接受；但雄蕊和雌蕊的结构很特殊，如何找到与叶相似的特点呢？歌德又去寻找异常的情况。当时的园艺学家已经培育出了重瓣花，这些漂亮的重瓣花比野生型花增加了花瓣，但雄蕊的数目减少甚至消失。有些花瓣的上面还保留有转变不完全的雄蕊结构；有些栽培的重瓣花中甚至没有雌雄蕊，全部由花瓣构成歌德敏锐地抓住这个差别，说明雌雄驟与花瓣是巧以互相转換的，这表明花这一器官的各个部分与叶是等同的。由此他给了花一个重要的定义：花是适应于繁殖功能的变态枝条，萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊具有叶的一般性质，花托是节间极度縮短的茎歌德关于花的定义一直沿用至今。歌德的发现表明，利用"异常"理解"正常"，是揭示生物发育过程的有效途径之一。4.显微镜下对动植物组织的观察迪特罗谢（HenriDutrocher,1776—1847)，法国生理学家。1835年，他在低等动物根足虫和多孔虫中发现了细胞的内含物，并称之为“肉样质”。通过对动植物的大量研究，他提出了关于组织构成的统一理论，该理论已经很接近施莱登、施旺的细胞学说了。他提出所有组织都是由“极小的球状细胞”组成的，这些“极小的球状细胞”在形状和结构上不尽相同，它们通过“黏合”聚集成组织。他还提出所有活的有机体的生命活动基本过程是相似的。1835年，捷克科学家普金叶利用显微镜观察到鸡卵巢中的卵内有巨大的细胞核，他称为“胚泡”。他提出，动物的组织在胚胎阶段是由紧密裹在一起的“细胞质块”组成的，这些细胞质块与植物的组织结构非常相似。1837年，他把有机体描述为由几部分组成，即汁液（血液、浆液和淋巴）、松散连接的纤维（腱）和颗粒（动物细胞）。1837和1838年间，他发现并描述了神经细胞——包括神经细胞的细胞核、树突、髓鞘和大脑皮层中的烧瓶形大细胞（普金叶细胞)。弥勒（JohannesPeterMiiller,1801—1858)，伟大的生理学家和比较解剖学家、现代医学的奠基人，最早在病理学研究中使用显微镜的人。弥勒与歌德相识，并深受奥肯思辩自然哲学思想的影响，是施旺、魏尔肖、雷马克、赫尔姆霍兹等人的良师益友。他在各种腺体、软骨、骨和结締组织方面进行的研究对施旺产生了深刻的影响。5.施莱登和施旺的工作

19世纪30年代，对生物学来说是一个具有里程碑意义的时期，这一时期最著名的生物学家是施莱登（MatthiasJacobSchleiden,1804—1881)和施旺（TheodorSchwann,1810--1882)。施莱登认为：为了更好地理解植物体的结构和功能，应当研究个别植物的发育，在植物的发育中，基本的过程是细胞的形成，这些细胞一旦形成，便被安放在一个结构模式中。他特别重视布朗对细胞核的发现，认为一个新细胞起源于一个老细胞的核，细胞核是“植物中普遍存在的基本构造”，细胞核在细胞形成中起至关重要的作用。1838年，他在弥勒主编的《解剖学和生理学文献》杂志上，发表了著名的《植物发生论》一文。在这篇文章中，他提出，任何植物，无论是髙等的还是低等的，无论是简单的还是复杂的，都是“各具特色的、独立的、分离的个体的聚合体”，即都是由细胞构成的。在植物体中，每个细胞都“一方面是独立地进行自身的生活；另一方面又是附属的，是作为植物整体的一个组成部发分而生活着”，所以植物的生命从根本上说是细胞生命活动的表现形式。施莱登之所以提出这种观点，主要的一个依据，就是发现植物的细胞具有相似的细胞核和细胞壁。1838年10月，他将植物细胞发生的理论告诉了施旺施旺曾在脊索标本中观察到细胞核，但是在他与施莱登讨论之前，还没有想到细胞核的意义。施旺有如下的回忆，"一天，当我和施莱登一起用膳时，这位著名的植物学家向我指出，细胞核在植物细胞的发生中起着重要作用。我立刻回想起曾在脊索细胞中看见过同样的结构。在这一瞬间，我领悟到，如果我能够成功地证明脊索细胞中的细胞核起着与植物细胞的发生中所起的相同作用，这个发现将是极其重要的。“此时，施旺已经认识到细胞核将是统一动植物基本构造的关键结构。像施莱登一样，施旺从细胞核人手进行研究。他发现在众多的动物组织细胞中，如肌肉纤维、神经管、卵细胞，它们都有细胞核存在。施旺发现细胞核是阐明动物体细胞性质的关键。1839年，施旺发表了论文“动植物结构和生长一致性的显微研究”。他的目的是要证明“两大有机界中最本质的联系”。他在这一点上十分成功，因为他提出证据证明了动物的各个部分即使在生理功能上全然不同，仍然都是按照相同的规律发育的。施旺的经典论文分为以下三部分。第一部分，描述了蝌蚪的脊索和各种不同来源软骨的结构和生长情况该部分的主要结论：某些动物组织确实起源于细胞。但是，要证明某些组织是由细胞所组成，是件很困难的事（因为有些细胞极其小，而且细胞膜与细胞内含物具有相似的折射率，即使放大400至500倍，细胞之间的界限也分辨不清）。施旺指出：有无细胞核存在是有无细胞存在的最重要和最充足的根据，这就给辨别真正的细胞提出了一个标准。要观察某一组织是怎样从细胞起源的，必须追溯到该组织的早期发育情况。第二部分，提出证据论证了一切动物组织，无论特化到什么程度，其构成基础都是细胞。施旺也看到了动物细胞的两重生涯—每个细胞都独立地生活，但同时又从属于有机体的整体。他描述了两类细胞的生活状态：对游离状态的细胞来说，细胞膜与相邻的细胞是截然分开的；对于结合状态的细胞来说，细胞膜则是完全或部分与邻近的细胞混合在一起或与细胞间质混合在一起。施旺特别重视对细胞的分类。他以细胞的结构为基础，把组织分成五类：第一类是由分离的、独立的细胞组成，如血液和淋巴细胞；第二类是结合成连续组织的独立细胞，如角质组织和眼球晶体；第三类，是细胞膜已经相互结合的组织，如软骨、骨骼和牙齿；第四类，为纤维性细胞；第五类，是由细胞膜及其内容物相互融合形成的组织，如肌肉、神经和毛细血管。施旺的组织学说比比夏前进了一大步，因为它主要是以细胞的研究为基础。在新细胞发生的基础上，产生了组织。施旺极力主张其他科学家把寻找细胞的相似性和不同部位细胞发生的相似性作为重要的研究方向。无论生物体的某个部分是怎样地独特或看上去没有细胞，如果从胚胎发生的观点向上追溯，就会发现，动物所有最复杂和最特殊化的组织都是由细胞产生的。第三部分，施旺总结了他的全部研究，对其进行了强有力的概括，建立了细胞学说。这部分包括以下两个论点。第一个论点，无论有机体的各基本部分怎样不同，在它们的发生和发育上有一个普遍的原则，那便是形成细胞的原则。第二个论点，细胞的产生过程是：物质围绕着已有细胞，或者在细胞的内部，依照一定的规律形成细胞。根据这种规律，各种细胞以各种方式发育，成为生物体的各个基本部分。施莱登和施旺发表了他们的研究成果，建立了细胞学说。该学说是在研究植物和动物的相似性的基础上建立的。可以看到，他们关于新细胞发生的概念（第二个论点）是错误的，后来细胞分裂的发现就证明了他们的错误。该学说的局限性是相当明显的。6.新细胞是怎样产生的（1）对新细胞发生的认识施莱登指出，细胞中存在着含有黏液的基本物质，这些物质只经过简单的物理过程(结晶），便可以形成细胞；当细胞核长到一定大小时，细胞核周围便形成一个小泡，这个小泡在母细胞中逐渐长大，进而形成子细胞；当子细胞的体积超过母细胞的细胞核体积时，便从母细胞中分离出来，于是形成一个完整的新细胞。在新细胞发生的认识上，施旺与施莱登是一致的。德国科学家耐格里在显微镜下观察了许多植物分生区部位的细胞增殖过程。他发现，低等的水藻是研究细胞分裂和观察细胞物质运动和功能的好材料。在此基础上，他发现新细胞是通过细胞一分为二的分裂过程形成的。因此他提出细胞是以细胞分裂的方式形成的，施莱登、施旺有关新细胞发生的理论是错误的。德国科学家默勒（H.vonMoW,1805-1872)与耐格里几乎同时发现植物细胞的分裂现象，明确提出植物细胞的分裂方式是细胞一分为二。他得出的结论是：像施莱登那种关于新细胞形成的现象，在自然界是从来观察不到的。他对施莱登提出非议，甚至还说，“施莱登从来就没有观察到细胞的分裂”。瑞士科学家克里克尔（A.Kolliker，1817-1905)发现，动物细胞的形成也是通过细胞分裂的形式，并首次发现了细胞分裂中细胞核分裂现象。他发现卵是个单细胞，而整个胚胎发育过程实际上是细胞不断分裂的结果1850〜1855年间，雷马克撰写了一篇胚胎学论文。他认定胚胎细胞是通过发生在卵细胞中的分裂而形成的，并且提供了存在3个不同胚层的微观证据，得出“细胞分裂是产生新细胞的主要途径，即便不是唯一的途径”的结论。魏尔肖（R.L.C.Virchow,1821—1902)在1855年发表了一篇关于“细胞病理学”的文章。文章包含着一个著名的论断，即“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”。这句名言简单明了地概括了细胞的产生。但是，他们至此还没有观察到细胞分裂的详细过程（2）19世纪的显微技术19世纪，显微技术在以下几方面有了长足发展。硬化技术、固定技术、染色技术、鉴别染色法、“油浸透镜”技术、包埋技术和制备切片的技术。19世纪60年代以后，随着显微技术的发展，鉴别染色的发明，使人们对于细胞分裂的过程有了详尽的了解。（3）对动植物细胞分裂的研究

体细胞分裂

19世纪70年代和80年代，通过德国植物细胞学家斯特拉斯伯格、德国细胞学家弗莱明等许多学者的努力，才正确阐明了动、植物细胞有丝分裂的过程，并证明它遵循着共同的规律。1875年，斯特拉斯伯格出版了《细胞组成和细胞分裂》，在此著作中清楚地描述了植物细胞分裂的复杂过程。弗莱明是研究动物细胞分裂的杰出人物。1879年，弗莱明描述了蝾螈细胞的有丝分裂。他对细胞分裂中染色体的变化进行了详细的描述，首次运用苏木精做染色剂，并提出用“染色质”来表示细胞核中被染色剂染色的物质。弗莱明又将体细胞的分裂称作“有丝分裂”，并将细胞分裂分为前期、中期、后期来描述，确定了每一时期细胞形态变化的特征。1882年，他出版了《细胞质、细胞核和细胞分裂》，这部著作成为当时有关细胞分裂研究的杰作。减数分裂的发现1875年，赫特维希（O.Hertwig1849-1922)在观察海胆卵的受精作用时，发现精核和卵核的融合。1884年，斯特拉斯伯格观察被子植物的受精作用过程时，发现了和赫特维希在动物细胞中所观察到的同样现象。由于双亲的特征遗传给后代是由参加受精作用的两种生殖细胞（卵细胞和精子）来完成的，因此，需要确定细胞的哪一部分与遗传特性有关。斯特拉斯伯格进行了各种植物的正反交实验，得到了相同的结果。因为卵细胞和精子在大小上和所含细胞质数量上是不相同的，所以他认为细胞质与物种间在遗传上的差异无关，细胞核及其中的染色体则是遗传的物质基础。1883年，比利时胚胎学家贝内登不仅观察到在有经分裂过程中染色体的两个子染色体各往一极，以保持子细胞中染染色体物质的相等，而且察到蛔虫配子的染色体数目只有体细胞中染色体数目的一半，在受精过程中，受精卵从卵细胞和精子获得相同数目的染色体，结果，生物在代代相传中保持比较恒定的染色数目。发现马蛔虫性细胞染色体数目的减少，是认识细胞减数分裂的开始。根据受精作用并不使后代个体染色体数目逐代增加的事实，1887年，魏斯曼（A.Weismann，1834—1914)推测在配子形成过程中必有一个染色体数目减半的过程。19世纪80年代末，鲍维里（T.Boveri,1862-1915)报导说，动物配子在形成过程中染色体数目减少一半。不久，斯特拉斯伯格在植物细胞中也发现了这种现象。1891年，德国动物学家H.亨金指出减数分裂过程是染色体配对及染色体对之间的分离，并指出了脊椎动物、植物和昆虫细胞减数分裂的一致性。但是亨金的研究成果在当时并未得到承认。

1905年，英国植物学家法尔默（J.R.Farmer)和生物学家穆尔（J.E.Moore)在总结前人工作的基础上，进一步证实了动植物细胞减数分裂的的共同性，以及两者之间的某些差异。19世纪后半叶和20世纪初的重要发现，对细胞学说，尤其是细胞的发生做出了两项重要的补充：（1)动物和植物细胞是由先前存在的细胞均等分裂而产成的；（2)细胞核的分裂先于细胞的分裂。例2人类是怎样认识到遗传因子的1.孟德尔之前的植物杂交实验2.孟德尔发现遗传规律3.孟德尔遗传学的重新发现4.孟德尔遗传学中有关概念的规范5.反对孟德尔的观点1.孟德尔之前的植物杂交实验

德国科学家科尔罗伊特（J.G.Koelreuter,1733—1806)是第一个从事植物系统杂交研究的科学家，他在用烟草进行杂交实验时，成功地获得了第一个杂交种。他发展了人工杂交技术：谨慎地去掉花药，手工进行授粉，然后把花罩起来，防止其他外源花粉混杂(后来孟德尔所采用的植物杂交技术与科尔罗伊特的相似）。在植物杂交实验中，科尔罗伊特还发现了一些现象。例如，发现某些植物的子一代或是更像父本或是更像母本。同时，他还发现有的植物的子一代性状介于两种亲本的性状之间，这个现象使他很费解。这一发现对于当时流行的预成论是一个打击。因为按照预成论的观点，子代只能继承亲代巳有的性状，而不会出现新的性状。他之后，有人注意到选用合适的实验材料的重要性。英国育种学家奈特（1759—1838)认识到用豌豆作为实验材料有许多优点。特别是奈特第一次发现豌豆种子灰色对白色是显性，用杂交种子和白色种子回交，子代中有灰色和白色两种子粒。可惜的是他没有计算两种种子的数量比，而后来的孟德尔却这样做了1826年，法国人萨叶里在从事葫芦科植物的杂交实验时，第一次明确地将亲本的性状分成一组一组的相对性状。他明确地论述了"显性"的概念，称子一代所表现的亲本性状叫做显性性状。在进行植物杂交实验时，发现了性状的独立分配现象。德国科学家格特纳（C.F.Gaertner,1772—1850)是19世纪从事植物杂交实验最多的人，格特纳在他父亲研究成果的基础上，完成了三卷本《植物的杂交实验与观察》。该书于1849年发表，书中详细记载了前人以及他自己所做的工作。他做过1万多项植物杂交实验，分析了9000多个实验结果。根据实验，他得出用混合花粉授粉，子代中不会出现性状混合的结论。他认为能受精的只有一种花粉，每一花粉粒都各自独立地起作用，因而同一胚珠里不会形成两种不同类型的胚胎。他的遗憾之处----在将F2代植株同F1代植株比较时，只强调了F2代巨大的变异性；同时，他把所有子代作为一个有机整体来集体处理，没有分析杂交后代中出现的各种个别性状。达尔文和孟德尔都读过格特纳的这部书，孟德尔重视格特纳的工作，可能就是通过格特纳的书了解了前人的工作。法国科学家诺丁（CNaudin,1815—1899)，在遗传学史上享有孟德尔先驱者的声誉，因为他发现了发生在生殖过程中的性状分离现象。但是，他同其他科学家一样，习惯于把F2代看做一个整体对待，没有关注F2代个体的各个性状，没有从概率的角度统计各个性状出现的频率，所以也就不能发现发现遗传规律。达尔文熟知诺丁的工作，他与诺丁在1862年到1882年间有书信来往。但是，达尔文没有关注和理解诺丁的发现。在遗传问题上，达尔文坚持泛生论的观点，没有充分理解生物遗传变异的原因。1875年，在表弟高尔顿向他提出泛生论不对、遗传物质不融合，并且提到遗传物质在子代分离时的比率的情况下，他仍然坚持自己的观点。所以，即使他知道了孟德尔的工作，可能也同样不会理解它。泛生论（theoryofpangenesis）为达尔文晚年所提出，用来说明获得性状能遗传的一个理论。认为生物体各部分的细胞都带有特定的自身繁殖的粒子，称为“微芽”或“泛子”。这种粒子可由各系统集中于生殖细胞，传递给子代，使它们呈现亲代的特征。环境的改变可使“微芽”或“泛子”的性质发生变化，因而亲代的获得性状可传给子代。但“微芽”或“泛子”的存在，未得到科学上的证明。2.孟德尔发现遗传规律

1843年，孟德尔来到布隆，成为当地奥古斯汀修道院的修道士。这个修道院有着进行自然科学研究的传统。当时的修道院院长纳普曾担任过全德农业研究会的主席，修道院还有一个小植物园。纳普院长发现孟德尔对自然科学感兴趣，就让他到植物园做克拉谢尔修道士的助手。孟德尔从克拉谢尔那里学到了许多植物学知识和植物杂交的实际操作技术，并且开始喜欢上植物学。1857年，他开始在修道院的花园里做豌豆遗传实验。孟德尔从事植物杂交实验的目的，是为了探究杂种后代的发育情况，具体地说，是通过研究一对相对性状在杂交过程中的性状表现，寻找出其中的遗传规律；并通过研究两对以上相对性状在杂交过程中的性状表现，寻找出它们的遗传规律，进而比较两种规律之间的联系。孟德尔在实验工作中贯彻了从简单到复杂的原则。他开始时只研究一对性状的遗传规律。与那些早期研究者相比，他之所以能获得成功，主要有以下三个原因。第一，精心选择实验材