“测交实验”的分析与教学建议精品文档7页.doc
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1、如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流“测交实验”的分析与教学建议【精品文档】第 7 页“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!摘 要:本文从实验背景、科学方法等方面对“测交实验”进行了深入分析,实验背景可以较好地让学生从发展的角度认识科学的本质;演绎推理的学习及训练可以较好地培养学生科学探究能力。在此基础上提出了基于三维教学目标的教学建议。关键词: 测交 分析 科学方法 教学中国图书分类号:G633.91 文
2、献标识码:C1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
3、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
4、。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
5、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31。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:生物的性状是由遗传因子决定的;体细胞中遗传因子是成对存在的;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;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31的比例。假说对分离现象的解释是完美的,但假说
6、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
7、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,然后验证假说的演绎推理(或演绎推理的推论)是否
8、正确。从演绎推理的角度,可以根据演绎推理的基本思想,列出演绎推理的基本步骤:4“测交实验”的教学建议4.1教科书编排体系与教学的关系分析由于以往大纲版教科书的编排体系是先学习减数分裂,再学习遗传定律,所以导致学习孟德尔定律时,教师直接将减数分裂的知识和学生已有的基因知识溶入其中,并且直接告诉学生孟德尔做了测交实验以证明自己的假说。现在有些老师仍喜欢按照原来大纲版教材的编排体系,提前学习减数分裂。由于学生在知道遗传定律的实质(遗传的细胞学基础-减数分裂)的前提下学习假说的提出、验证,所以会导致学生思维的定向甚至禁锢,出现了一个可笑的现象:遗传的本质都知道了,还有必要再提出假说吗?在学生的印象中,
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