導語：如何才能寫好一篇遺傳學的分離定律，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：高中生物；遺傳學定律；復習；學困生；對策

遺傳學是生命科學領域中的一個重要知識點，在該領域中有著舉足輕重的作用。因此，高中生物遺傳學的知識一直以來都是教學的重點，同時也是難點，相當一部分學生對遺傳學的知識存在模糊不清的現(xiàn)象，似懂非懂，學困現(xiàn)象相當普遍。不少學生往往只能應用遺傳定律處理一些常規(guī)題型，如果把染色體、減數分裂、基因及基因表達等知識結合起來進行綜合考試，則往往難以準確解答。為此，本文主要針對高中生物遺傳學定律復習中的學困現(xiàn)象成因及對策進行探討。

1.把孟德爾豌豆雜交實驗上升為遺傳規(guī)律

1.1學困現(xiàn)象成因分析

在對孟德爾豌豆雜交實驗進行復習的過程中，不少師生對于雜交實驗的推導過程過于重視，將大量的精力集中在對推理環(huán)節(jié)的分析過程中，反而忽視了實驗自身的完整性與連續(xù)性，學生也沒有明白實驗本身其實是一個科學的發(fā)現(xiàn)過程。

1.2相應對策

建議在對本知識點進行復習的過程中，教師應當適度為學生講解遺傳學發(fā)展的歷史和背景，把孟德爾豌豆雜交實驗置于科學發(fā)展的進程中進行說明。實際上，從當下的角度來看，孟德爾遺傳定律在1866年提出時很難被大眾所認可也并不是偶然的因素，因為這一理論已經超越了當時的生物學發(fā)展水平。孟德爾采用豌豆這類常見植物進行雜交實驗，不管是在當時還是現(xiàn)在，這個實驗過程都可以具象化，并不斷進行重復，因為豌豆的很多性狀描述都是可觸摸的、真切的存在，但實驗的結論卻是看不見摸不著的所謂“遺傳因子”的傳遞規(guī)律，也就是現(xiàn)在的“基因分離及自由組合”的遺傳規(guī)律。通過這種背景介紹的方式，學生能夠切身體會到孟德爾這位遺傳學之父在當時歷史條件下的推導過程。

2.誤把3∶1和9∶3∶3∶1看作定律

2.1學困現(xiàn)象成因分析

學生經常把這兩個比例用在解題的過程當中，甚至不少學生還將其看作是一個“公式”到處進行套用，未能對這兩個比例的含義進行正確理解。造成這一學困現(xiàn)象的原因就是學生將部分看成是整體，并未充分理解定律本身揭示的是基因在遺傳過程中會怎樣進行分配與傳遞的規(guī)律，而不是比例。

2.2相應對策

針對這一問題，教師在教學過程中應當重點關注遺傳學內容的條理性與整體性，引導學生弄清楚教材只是對一個科學嚴謹的發(fā)現(xiàn)與論證過程進行了展示，而這一過程則是一個環(huán)環(huán)相扣的過程，是從發(fā)現(xiàn)問題到作出假設、驗證假設并得出結論的過程。具體來說，教師應當引導學生對以下內容進行理解：第一，上述兩個比例并非是定律，而是指性狀分離比，它們是生物體遵循遺傳定律后出現(xiàn)的結果，而不是定律。第二，即便在遺傳過程中生物體遵循定律，也不一定是遵循上述比例，這是因為上述典型的比例出現(xiàn)需要很多的前提條件，比如不同類型配子生活力相同、精卵的結合隨機，不同子代存活機會均等。因此，從本質上來看，豌豆的雜交實驗過程并非遺傳定律，而同樣，3：1和9：3：3：1這類常見的比例也不屬于定律。

3.難以對遺傳定律描述的主體進行正確理解

3.1學困現(xiàn)象成因分析

遺傳學定律中既涉及到了基因的分離或自由組合，減數分裂中也有同源染色體分離和非同源染色體的自由組合，而基因又在染色體上。在考查時，往往會在減數分裂時帶上基因，在基因考察時又涉及到染色體，這就導致不少學生經常出現(xiàn)什么自由組合什么分離混亂的現(xiàn)象。實際上，在不同的條件下，分離指的既是等位基因的分離，同時包括同源染色體的分離，自由組合是非同源染色體上的非等位基因自由組合。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是由于學生對遺傳規(guī)律的多層次性缺乏足夠清晰的認識。

3.2相應對策

針對這一現(xiàn)象，教師應當將孟德爾遺傳定律和減數分裂過程的先后順序解釋清楚，即孟德爾遺傳定律揭示之后，減數分裂過程才被實驗證實，換而言之，孟德爾在當時也并不知道減數分裂，更未求證出同源與非同源染色體的變化。實際上，孟德爾定律揭示的是分子水平的基因遺傳規(guī)律，而減數分裂則揭示了細胞水平或染色體水平的染色體的分配規(guī)律。這兩個規(guī)律描述的主體分別是基因和染色體，二者并非屬于同一研究層次，也非同一時代被發(fā)現(xiàn)。直到1909年時，摩爾根的果蠅遺傳才證明了基因和染色體的關系，上述兩個定律才有了交匯的關系。因此，分離既指等位基因的分離，同時也包括同源染色體的分離，非同源染色體自由組合也是如此，這兩者并非矛盾的關系，而是從不同層次和角度分別對遺傳規(guī)律進行了闡述。

4.對孟德爾定律的應用范圍模糊不清

4.1學困現(xiàn)象成因分析

導致這一學困現(xiàn)象的原因主要是學生忽視了孟德爾定律的應用前提，對定律的應用范圍不清晰所造成的。

4.2相應對策

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關鍵詞：學科教學知識（PCK）；孟德爾遺傳定律；遺傳因子的發(fā)現(xiàn)

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1009-010X（2013）02-0069-04

一、問題提出

斯坦福大學教授舒爾曼（LeeS.Schulman）在1985年的美國教育研究委員會例會上提交的一份研究報告，首次提出了PCK（pedagogical content knowledge）的概念。該報告于次年在美國教育研究協(xié)會會刊《教育研究者》上正式發(fā)表。此后，國外一些學者對該概念的內涵與意義進行了跟進和探討，論述較多，但歧見猶存。

PCK在國內被翻譯為“學科教學知識”或“學科內容教學化知識”。我國教育界近些年對這一概念給予了關注和重視，文獻檢索發(fā)現(xiàn)：PCK出現(xiàn)的頻率正在逐年攀升，已經由早期的一般性評介轉為學科化應用。但生物教育研究文獻鮮有涉及，有關中學生物學科PCK的文獻檢索結果為零。

早在1972年，學者Aspy和Silverman在一項研究中發(fā)現(xiàn)，教師的課堂教學行為與教師擁有的教育學、心理學知識之間沒有明顯的相關性。此后的1974年，另兩位學者Dunkin和 Biddle則對教師的學科知識與學生成績之間的關系進行了研究，結果表明，教師的學科知識與學生成績不存在統(tǒng)計學上的相關性[1] 。也就是說，對生物教師而言，教師對生物科學專業(yè)知識掌握的多少也與學生學習成績之間沒有直接關系。

學科教學知識的基本內涵或核心價值就在于“基于學生立場，實現(xiàn)知識轉化”。具體到生物學科，那就是教師要善于將生物科學的學科邏輯轉化為學生學習的心理邏輯。生物教師的PCK不是單一的生物科學專業(yè)知識，也不是跨越學科的一般教學法知識，而是二者的有機融合?？梢哉f，生物教師的PCK是生物教師獨有的和使教學最有效的知識，也是區(qū)別生物教學專家與生物學科專家、專家教師與新手教師的知識。因此，從PCK的角度來研究生物教師和生物教學，對促進教師專業(yè)發(fā)展和提升教學的有效性具有重要的現(xiàn)實意義。

二、研究方法

采用文獻分析法，并輔以訪談法。主要運用一定的分析框架對生物教師及其教學設計文本、PPT課件和視頻課錄像進行質的研究。同時，對其中一些資料不全者追加訪談。

（一）文獻來源

采用專家教師案例。這些案例來自于一些專家型教師有關“孟德爾遺傳定律”話題的文字或視頻資料。這些專家教師都具有高中生物學科的中學高級教師職稱，教齡超過15年，均為地市級以上學科帶頭人或骨干教師。

本研究所采信的案例具體包括：①北京柳老師的《高中生物“遺傳的基本規(guī)律”教學研究》，載于“廣東省2011年普通高中教師職務培訓”培訓平臺；②廣州市朱教師、佛山市李教師和江門市劉老師的《遺傳因子的發(fā)現(xiàn)》的說課稿、教學設計或課堂教學現(xiàn)場。

（二）分析框架

舒爾曼理論的繼承者格羅斯曼（P.L.Grossman）在1990年對PCK的內涵進行了操作性解釋，認為教師的PCK由4部分組成：①關于一門學科的統(tǒng)領性觀點（關于學科性質的知識和最有學習價值的知識）；②關于學生對某一課題理解和誤解的知識；③關于課程和教材的知識（特定學習內容在橫向和縱向上的組織和結構的知識）；④特定主題教學策略和表征的知識[2]。同時，William R.Veal和James G.Makinster將PCK劃分為普通、學科和話題3種基本類型，并對話題PCK的內涵進行了進一步闡釋。

綜合前人的內涵分析，本研究將孟德爾遺傳定律話題PCK內涵確定為五個維度：①本話題的教育價值；②本話題的核心內容及其聯(lián)系；③本話題的任務和目標；④本話題的前概念和學習困難；⑤本話題的教學策略。

本研究就是借鑒上述分類框架，結合文獻和案例研究，對人教版高中生物課程中的“孟德爾遺傳定律”話題進行PCK內涵分析。

三、研究結果

本話題在人教版教科書中的課題名稱為《遺傳因子的發(fā)現(xiàn)》，屬于必修二《遺傳與進化》的第1章（開篇章節(jié)），為4～5課時。這里從上述五個維度，對孟德爾遺傳定律話題呈示PCK分析結果。

（一）孟德爾遺傳定律話題的教育價值

首先，本話題包含較多專業(yè)名詞術語，可以為后續(xù)學習奠定知識基礎。

本話題涉及一些重要的遺傳學基本概念，包括遺傳因子、性狀、相對性狀、顯性性狀、隱性性狀、性狀分離、自由組合、雜交、自交、測交、正交、反交、純合子、雜合子、基因型、表現(xiàn)型、完全顯性、不完全顯性等，還包括遺傳圖譜和遺傳實驗分析圖解等。所以，本話題建立的概念體系能夠為后面學習摩爾根實驗和伴性遺傳提供知識基礎和認知支架。

其二，本話題包含重要的科學探究方法，有助于培養(yǎng)學生的科學思維。

孟德爾運用“假說-演繹法”，發(fā)現(xiàn)了生物遺傳的基本規(guī)律。孟德爾所采取的是一種完全不同于達爾文博物學模式的“實驗生物科學模式”，從科學假設出發(fā)，用科學實驗來檢驗假設，用數學方法來顯示、分析和預測實驗結果。

孟德爾在觀察和分析基礎上提出問題，再通過推理和想像提出解釋問題的假說，根據假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結論相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯誤的。這就是“假說-演繹法”。

此外，本話題還涉及到單因子實驗（一對相對性狀的雜交實驗）和多因子實驗（兩對相對性狀的雜交實驗）等科學實驗方法，特別是用自由組合定律的研究來滲透多因子實驗的思想，在高中生物課程中具有重要價值。

其三，本話題包含重要的科學史料，有助于對學生進行科學品質的培養(yǎng)。

《遺傳與進化》模塊教科書是以人類對基因的本質、功能及其現(xiàn)代應用的研究歷程為主線展開的。孟德爾的工作屬于開創(chuàng)性的，了解孟德爾所處的年代以及當時的研究背景，能夠更深刻地體會孟德爾遺傳定律的重要價值。

教科書基本按照人類認識發(fā)展的歷史進程來安排，從孟德爾到摩爾根再到沃森和克里克等。這樣既展示科學的過程與方法，又體現(xiàn)個體水平、細胞水平、分子水平的遺傳學知識的內在邏輯聯(lián)系；既能引導學生不斷提出問題，分析和解決問題，嘗試像科學家那樣進行解釋和推理，又能從眾多科學家表現(xiàn)出的科學精神、科學態(tài)度等優(yōu)秀品質中獲得感悟。

4位教師的內涵分析均涉及上述3個方面的內容，但清晰程度有所不同，其中1位教師的分析具體而全面。

（二）孟德爾遺傳定律話題的內容及其聯(lián)系

一是關于本話題的內容及其內部結構。

本話題以孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子為主線。孟德爾遺傳定律包括基因的分離定律和自由組合定律，前者研究的對象是一對相對性狀的遺傳規(guī)律，是后者的基礎；后者是研究兩對及多對相對性狀的基因在不同對的同源染色體上的遺傳規(guī)律，是前者的延伸和發(fā)展。其內容和結構圖解如下：

圖1 本話題的內容及其聯(lián)系（柳忠烈，2011）

二是關于本話題與前后話題的外部聯(lián)系。

前面學習過的細胞結構和有絲分裂等內容是本話題的細胞學基礎。同時，本話題有關遺傳因子在親子代之間傳遞規(guī)律，有助于學生按照人類認知發(fā)展過程，來進一步從細胞水平和分子水平學習遺傳規(guī)律，即教科書的第2章《基因和染色體的關系》和第3章《基因的本質》?；虻姆蛛x規(guī)律是學習自由組合規(guī)律、摩爾根實驗和伴性遺傳的重要基礎，自由組合規(guī)律則是學習生物變異和遺傳育種的重要基礎。

本話題的內容是學習后續(xù)話題的基礎，后續(xù)話題的內容則是對本話題的拓展和深化。教科書對《遺傳與進化》模塊內容的定位，是力求讓學生從基因水平來理解生物的遺傳和進化。隨著人們對遺傳和進化的認識深入到基因水平，遺傳從本質上說是基因的代代相傳，可遺傳的變異從本質上說是生物體基因組成的變化，進化過程中物種的形成從本質上說是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。

4位教師的內涵分析均涉及上述2個方面，其中2位教師對第二部分的分析略顯不夠全面和具體。

（三）孟德爾遺傳定律話題的任務和目標

課標在本話題的具體內容標準包括“分析孟德爾遺傳實驗的科學方法”和“闡明基因的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律”，活動建議為“模擬植物或動物性狀分離的雜交實驗”。 結合教材內容和學生實際，我們可以將上述課程目標轉化和細化為如下教學目標：

知識目標：簡述豌豆作為遺傳實驗材料的特點；簡述孟德爾一對和兩對相對性狀的豌豆雜交實驗過程；簡述孟德爾的科學假設及演繹推理，演繹結果的驗證過程及結論的獲得過程；闡明分離定律和自由組合定律的基本要點；運用分離定律和自由組合定律解釋一些遺傳現(xiàn)象。

能力目標：模仿母本去雄、套袋隔離和人工輔助授粉等雜交操作過程；學會用概率學知識分析實驗結果及對未知結果進行預測；學會用假說-演繹法進行生物學問題的研究；能夠運用測交原理設計實驗驗證顯性個體的基因組成；學會用規(guī)范的遺傳圖解對遺傳現(xiàn)象進行合理的解釋；學會用孟德爾定律解決遺傳育種和醫(yī)學實踐中的一些問題；學會利用孟德爾定律設計遺傳學實驗方案。

情感態(tài)度價值觀目標：通過孟德爾等科學家的生平事跡，認同科學家嚴謹、創(chuàng)新、質疑等科學品質；感悟孟德爾成功的原因及杰出的貢獻；體驗實驗材料選擇、數據分析對生物學研究的重要意義。

在上述目標中，教學重點應放在以下幾個方面：孟德爾實驗現(xiàn)象的分析、假說的提出、假說的演繹、假說的驗證及結論的獲得；學會用孟德爾定律解決遺傳育種和醫(yī)學實踐中的一些問題，設計遺傳學實驗方案。

4位教師對知識目標的設計和重點目標的確認基本相同，但對能力目標和情感態(tài)度價值觀目標的設計則表現(xiàn)出明顯的差異。同時，有3位教師對教學目標的表述存在明顯缺陷，包括3個維度的區(qū)分、目標層次的把握和行為動詞的使用都有不足。

（四）孟德爾遺傳定律話題的前概念及學習困難

學生已具有的基礎：日常積累的有關生物性狀和性狀分離現(xiàn)象等生活經驗，初中生物所學有關分離規(guī)律等初步的遺傳學知識，高中生物所學有關細胞結構和細胞分裂等細胞學知識。

學生學習難點主要包括：孟德爾實驗現(xiàn)象的分析、假說的提出和演繹、假說的驗證及結論的推導；用概率學知識分析實驗結果及對未知結果進行預測；用假說-演繹法進行生物學問題的研究。

下面是關于學習中存在的常見問題及其教學建議：

一是概念繁雜導致難以準確把握，進而影響對遺傳定律的理解和應用。

概念多，且是第一次接觸，容易混淆。建議將這些概念的學習放在孟德爾實驗過程的學習中進行，同時注意進行比較，通過對比幫助學生理清概念之間的區(qū)別與聯(lián)系。

二是不善于用概率的思想指導實驗分析和問題解決。

孟德爾定律是統(tǒng)計學的定律，是概率的定律。因而概率思想必須滲透到教學中，幫助學生用概率的思想去理解和應用孟德爾定律。拋硬幣及其相關概率的計算是學習的必要基礎，同時應注意反復滲透和講練結合，要不斷地在實驗分析和問題解決的過程中強化概率思想。

三是遺傳學知識的綜合應用能力欠佳，常常影響對新情境問題的解決。

對于缺乏遺傳學背景知識的學生來講，遺傳學始終是比較抽象的內容，遺傳學知識的應用始終是教學中的難點。分析和解釋某些遺傳學現(xiàn)象是孟德爾定律學習的拓展和延伸，認識和解決問題的基礎就在于孟德爾定律的教學。一方面，教師應注意帶領學生沿著科學家思維的軌跡來分析和思考問題；另一方面，學生缺少遺傳育種方面的感性經驗，教學可以逐步由簡單到復雜滲透遺傳學實驗設計和遺傳育種方面的應用。

四是思維訓練的缺失，導致對“假設-演繹法”的理解和應用難以深入。

學生不善于運用“假設-演繹”的思想來演繹孟德爾實驗的研究過程和指導實驗的設計。為解釋植物雜交試驗現(xiàn)象，孟德爾提出了一系列天才般的假說。而這些假說又很好地解釋了3∶l和9∶3∶3∶1的實驗結果。測交后代的表現(xiàn)型及其比例真實地反映出子一代產生的配子種類及其比例，根據子一代的配子型必然地可以推導其遺傳組成，揭示這個奧秘對演繹推理的論證過程起到畫龍點睛的作用。孟德爾的這一系列假說現(xiàn)在已被科學實驗證明是完全正確的。

五是對孟德爾定律的理解深度不夠，面對某些遺傳特例時常常不知所措。

高考中越來越重視利用一些遺傳特例來考察對基因分離定律和自由組合定律的理解。這些遺傳特例往往會產生一些經典孟德爾比例的變形比例，如3∶1變形為2∶1，9∶3∶3∶1變形為9∶6∶1等。教師可以利用復習課對此進行說明和例析。

4位教師對學生學習困難的相同認識集中在前兩項，后面三項則表現(xiàn)出明顯的個性化差異，不同教師的看法不盡相同。

（五）孟德爾遺傳定律話題的基本教學策略

上面針對學生的學習困難呈示了相應的教學策略，下面是一些關于本話題的整體教學策略：

一是采用問題導學，通過引導學生質疑和推理來組織本話題的教學。

二是遵循“學習實踐創(chuàng)新”的基本思路，注意適當介紹孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的過程，讓學生領悟到孟德爾的成功離不開堅實的知識基礎、持之以恒的實驗探索和勇于創(chuàng)新的科學精神。

三是要重視實驗的演繹推理，用科學方法教育來統(tǒng)領教學的全過程，滲透“發(fā)現(xiàn)問題提出假設驗證假設 總結規(guī)律”的科學思維方法。

四是采用“原型模型原型”的思路組織模擬實驗的教學，并將模擬實驗與孟德爾的豌豆雜交實驗結合起來以突破教學難點。

4位教師對上述整體教學策略有相同或相似的看法，但具體操作和實施細節(jié)上又明顯地呈現(xiàn)出各自的教學特色和偏好（限于篇幅，不一一列舉）。

四、小結

PCK內涵分析不失為一種有效的教研活動方式，既為傳統(tǒng)的教學研究注入了新的元素，也為教師專業(yè)發(fā)展找到了新的增長點，更為打造高效課堂提供了重要的支撐力。

本研究認為，專家教師的話題PCK內涵十分豐富，且具有個性化特點。一方面，這些教師對孟德爾遺傳定律話題教育價值的理解、對教材內容及其前后聯(lián)系的把握、對教學任務的界定和教學目標的設計，具有諸多相似的看法，表現(xiàn)出較為明顯的趨同性。另一方面，這些教師對學生學習困難的把握、對教學策略的運用，又具有個性化的特點，表現(xiàn)出一定的差異性?？傮w而言，研究顯示，這些專家教師均具備良好的學科基礎、經驗積累和教學智慧，能夠較好地將本話題的生物學知識與教學原理結合起來，在一定程度上實現(xiàn)了學科內容的教學化和心理化。

同時，這些專家教師的話題PCK也存在一些不足，主要是對有關三維教學目標設計的把握不夠準確和到位，在將生物學知識轉化為學生容易理解的知識方面還有進一步提升的空間。

需要說明的是，本研究是一個新的嘗試，仍有待于進一步深化。建議繼續(xù)對中學生物教師的PCK進行系統(tǒng)和持續(xù)的觀察和研究，比如通過面對面訪談了解生物教師PCK的個體性差異，通過問卷調查對專家教師與新手教師的PCK特質進行對比分析，通過文獻分析和課堂觀察對優(yōu)秀教師的PCK進行提煉和總結，或者通過教師校本行動研究對某些重要話題進行PCK內涵分析。

參考文獻

篇3

關鍵詞：動物遺傳學；教學實踐；教學質量

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）06-133-03

《動物遺傳學》是動物科學等相關生物專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課程，主要學習內容包括遺傳學基本定律―孟德爾的分離定律和自由組合定律以及摩爾根的連鎖互換定律，遺傳的染色體理論，遺傳的重要物質核酸的結構與功能，群體遺傳結構中基因頻率與基因型頻率的概念以及遺傳平衡定律Hardy-Weinberg平衡理論、影響平衡的各種因素：選擇、遷移、突變、遺傳漂變等，數量性狀的概念與主要遺傳參數遺傳力、遺傳相關和重復力的概念及計算方法[1]。目的是讓學生了解遺傳學的發(fā)展歷史，掌握遺傳學的基本知識和基本理論，理解分子遺傳學的基本原理與研究方法，為后續(xù)課程的學習奠定基礎。

動物遺傳學在學習過程中具有較強的理論性、邏輯性，并且相對抽象，屬于畜牧專業(yè)中比較難學的一門課程。隨著高校教育教學改革的不斷深入以及素質教育的推進，課堂理論較實驗課程較少并且不斷壓縮，已經由課程初始設置的125學時減少到目前的50學時，甚至是44學時。壓縮理論課時，學生普遍反映遺傳學課程的教學內容較多、時間較為緊張、知識面跨度大、學習難度大，并且在學習的過程中經常產生抵觸的情緒，給教學工作帶來較多的困難。因此，在教學過程中，基于以學生為本的教學思想，應積極改進遺傳學教學法，并且重點培養(yǎng)學生學習遺傳學的興趣，調動學生的學習積極性和主動性，這對于提高遺傳學教學效果，培養(yǎng)學生的綜合素質具有十分重要的意義。采取何種教學方法，如何提高其教學效果，值得深入探討。

1 培養(yǎng)學生對動物遺傳學的學習興趣，充分發(fā)揮學生主體作用

興趣才是最好的老師，它能有效地誘發(fā)和強化學習動力。單單靠一塊黑板和一本教材傳授、籠統(tǒng)地灌輸知識，勢必會降低學生對課程的學習興趣，并且直接影響學習的效果。緒論作為第一節(jié)課，是教師宏觀的對學生介紹一門課的方向，并且是與學生的第一次接觸，教師自身的水平、性格、態(tài)度、言語表達、情感、穿著等都會給學生留下較為深刻的印象。在緒論課上，可精選一些典型的遺傳學學史事例，一些在遺傳學領域中作出較為重要貢獻的歷史人物事跡，在當前醫(yī)學、生物技術等領域的應用與遺傳學相關并且所起到的至關重要的作用的事例，充分展示課程的重要性，在學生了解遺傳學的建立與發(fā)展的同時，進而使學生學習興趣得到提升。

2 采用多媒體教學，展示更多的研究信息

對于遺傳學的學習，教授的引導、啟發(fā)、推理以及學生的想象占據了大部分內容。在教學實踐中，教授過程應運用生動的語言，教師應充當引導者和組織者的角色，充分發(fā)揮其引導作用激發(fā)學生對遺傳學的學習興趣。在有絲分裂、減數分裂、基因表達調控等內容教學過程中，應該將教學內容與實際生活充分地聯(lián)系起來。把多媒體輔助教學、動畫及圖像結合起來激發(fā)學生強烈的學習興趣，有利于學生對知識點形成較為直觀地形象理解。以學生為主體，通過照片、視頻等媒體為輔助，生動形象的介紹學習內容，建立學生對知識點的直觀理解，使學生對其產生新鮮感并成為對認知過程形成主體意識的主動構建者。在學生心理方面，隨著時間的推移，學生對學習的新鮮感會逐漸減弱并且產生微妙的變化，這種變化表現(xiàn)在學習態(tài)度以及行為方面。從教師角度來看，如果單純利用視聽媒體的優(yōu)勢不斷地向學生灌輸知識和信息，只是依托媒體照本宣科，勢必成為另一種形式的“滿堂灌”；追求“直觀”也不能限制學生想象、思考的空間而遲滯抽象思維的發(fā)展。因此在利用多媒體教學的過程中，應當把啟發(fā)式教學的思想預先注入媒體的圖像、視聽造型及媒體的組合之中，確定啟發(fā)式精講與媒體的啟發(fā)式展示相結合的教學策略。

3 對于不同的章節(jié)，應采取不同的授課方式

采取題海戰(zhàn)術在遺傳學的教學實踐中是不可取的。例如遺傳的三大定律、染色體數目及結構變異等不需要死記硬背，教師應通過鼓勵學生多做習題或者上習題課的方法來掌握。在布置習題的過程中，應有針對性地選擇一些典型的習題并重點說明。在批改學生作業(yè)的過程中，要發(fā)現(xiàn)學生的問題所在，對習題進行深入地解析，使學生可以牢固地掌握所學內容。

4 增設討論課，提高學生的分析與總結能力

遺傳學內容抽象，不易掌握。在教學過程中常出現(xiàn)有些學生可以理解，有些學生一知半解的現(xiàn)象，應充分對某些學習內容開展一些必要的課堂即興討論，增加學生的學習興趣。例如在有絲分裂、減數分裂、遺傳學的三大遺傳規(guī)律教學中，針對處于不同時期及染色體在分裂過程中的動態(tài)變化規(guī)律和對某些概念點的實質的聯(lián)系、區(qū)別，在細胞核遺傳、細胞至遺傳以及母性影響的區(qū)別和聯(lián)系，還有一些較為典型的F因子、Fc因子及Hfr區(qū)別和相互影響，這些都可以作為課堂上較為典型的問題進行提問和討論。如有必要可將其作為一次課后作業(yè)讓學生充分思考。在經過充分的討論及課后的靜心思考后，可由學生自主理清思路并且以小論文的形式提交作業(yè)或者以討論形式在下一節(jié)課堂上進行專門的討論。這種形式[2]可充分改變由教師一個人形成的主講式課堂，并不是從一個教師的角度去理解問題，而是從學生個人的角度去學習理解。這種穿插式的討論和教學方法會使學生對遺傳學的學習興趣增加并且對知識體系產生深入地認識，提高了自主學習性，并使學生的總結能力、分析能力得到提高。教師在教學中可以組織學生各抒己見、自由地表達對問題的觀點，教師可適當的引導和提問，讓學生相互質疑、相互補充等從中得出結論，然后教師對所得出結論進行點評。值得一提的是，在教學過程中，教師要善于發(fā)現(xiàn)并且捕捉到學生的閃光點，對不同水平的學生給予適當的評價和鼓勵，使學生保持著一種積極好學的心態(tài)，充分發(fā)揮以學生為主體的作用。

5 精心準備遺傳學的實驗課

遺傳學在農業(yè)、醫(yī)學、環(huán)境污染治理、生物多樣性的保護等方面具有重要作用，而實驗教學是不可分割的重要部分[3]。實驗教學在育人方面有其獨特作用，不僅可以授人以知識和技術，培養(yǎng)學生的動手能力與分析問題、解決問題的能力，而且能夠影響人的世界觀、正確的思維方法和嚴謹的工作作風。實驗室是實驗教學的主要場所，而實驗教學又是培養(yǎng)有創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力人才的最佳途徑。在遺傳學課程的安排中，實驗課占了1/3～1/4。實驗課不僅能激發(fā)學生的求知欲，而且能加深學生對所學理論知識的理解，鍛煉學生的實驗操作技能，有助于提高學生觀察、思維、分析和創(chuàng)新等方面的能力。

隨著遺傳學的發(fā)展，僅僅停留在以果蠅為材料的實驗方法上，遠遠無法滿足學生的需要?？梢越Y合生物科學目前發(fā)展的趨勢，為學生開展一些分子生物學的實驗，例如DNA的提取、基因克隆、DNA測序、轉基因等等，讓學生對當前的實驗技術有所了解[4]。這不僅能夠激起學生學習的興趣，還有利于培養(yǎng)學生進一步在生物科學領域深造的欲望。

6 培養(yǎng)學生的信息素質和自學能力

教師的教學體系應該與時俱進，要利用網絡的生物資源對學科的發(fā)展前沿進行適當的調整和數據庫共享，對網絡資源的應用和對課堂教學的引入都極大的利于學生在對遺傳學課程學習知識體系的擴展、更新和學生自學能力、自身素質的提升。

隨著遺傳學的快速發(fā)展，遺傳學在教學中的缺陷表現(xiàn)為教材內容的滯后性，因此產生在學習中對課本獲取知識的不足。但網絡的信息資源的數據共享便可彌補這一缺陷，因此為教學構建了一個較為便捷的平臺。教師在教學過程中可采取由學生提出關鍵詞、教師總結的方法，讓學生進行網絡查詢，使網絡與課本相結合，自主了解最新的研究成果和研究進程，有助對學生積累信息的能力和自主學習的能力的提升，并且可以對所學的內容有所鞏固，開闊學生的專業(yè)知識視野。

7 多做習題，熟練掌握各種遺傳規(guī)律

世界是多姿多彩的，性狀的遺傳也是非常復雜的。如果在教學中缺乏實習、加上實驗條件的限制，沒有接觸各種遺傳現(xiàn)象的機會，則可以通過做各種各樣的習題來彌補。如為學生出各種各樣的習題，每講過一段以后，可進行一次習題課的講解，最后再做一次綜合練習。讓學生從各種各樣的習題中發(fā)現(xiàn)、掌握各種各樣的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律，從中摸索分析問題，解決問題的方法。

8 提高自身的語言表達水平

有人說教師的語言如鑰匙，能打開學生心靈的窗戶。好的教師語言是教師從事教育、教學工作必備的條件。教師語言水平的高低，直接影響到教學效果和教學質量的優(yōu)劣[5]。作為一個合格的人民教師，必須不斷地提高自己的語言表達水平，盡量使自己的語言幽默詼諧。蘇聯(lián)作家斯維洛夫說：“教育家最主要的也是第一位的助手是幽默?！币粋€概念，講授時有無幽默感，表達效果就不大一樣。幽默能引起學生的興趣，加深學生的理解和記憶。趣味性一般指教學語言生動形象、富于情趣。教學語言的趣味性也是教育教學成敗的重要條件之一。

9 結語

以上是對遺傳學教學中的體會作了一些總結和探討，如何采用不同的教學方式教學手段和網絡資源，提高學生的學習積極性和主動性，從而提高教學的效率與質量，是一項非常艱巨的任務，還有待于在教學實踐中逐漸探索和研究。

參考文獻

[1]胡文明，徐翠蓮.探討遺傳學教學方法 提高學生學習效果[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學院學報，2010（05）：95-96.

[2]劉金文，曹寧，余麗蕓，等.遺傳學實驗教學改革初探[J].安徽農學通報（上半月刊），2012，（23）：177-179.

[3]王林生，張雅莉，王彬.本科遺傳學教學內容與方法探討[J].高教論壇，2010，（09）：22-24.

篇4

關鍵詞 孟德爾定律概念辨析性狀基因

中圖分類號 Q-49

文獻標識碼E

新課標高中生物必修2《遺傳與進化》模塊在三本必修書中相對較難，尤其是其中遺傳的相關內容，往往是新課學習中甚至是復習中的難點和丟分點。在學習了減數分裂、有性生殖、遺傳的物質基礎的前提下，繼續(xù)深入學習遺傳學的基本定律——孟德爾定律，對各個基本遺傳實驗現(xiàn)象進行深入分析，無疑會促進學生透過現(xiàn)象，把握本質，深入地理解并掌握生命遺傳的內在規(guī)律。但是在以往的教學或復習過程中，在學習孟德爾的兩大基本定律時，學生往往在一些基本概念上一知半解導致難以全面掌握，甚至于在高三總復習時還很模糊，因而經常在分析一些基本遺傳實驗時出錯。下面就嘗試著對克服學習孟德爾定律的難點有關的幾個基本概念進行辨析，有利于學生對遺傳定律的理解掌握。

1 性狀與基因

遺傳學中把生物體所表現(xiàn)的形態(tài)結構、生理特征和行為方式等統(tǒng)稱為性狀。任何生物都有許許多多性狀。有的是形態(tài)結構特征（如豌豆種子的顏色、形狀），有的是生理特征（如人的ABO血型，植物的抗病性、耐寒性），有的是行為方式（如狗的攻擊性、服從性）……在孟德爾以后的遺傳學中把作為表現(xiàn)型顯示的各種遺傳性質稱為性狀。在諸多性狀中只著眼于一種類型性狀——單位性狀進行遺傳學分析已成為遺傳學研究中的常規(guī)手段。

基因是具有遺傳效應的DNA分子片段。在DNA分子上呈線性排列，線狀DNA分子上的片段很多，但是只有能轉錄并能有效翻譯指導合成相應蛋白質的才叫基因，有遺傳效應指的就是有效表達合成蛋白質，而蛋白質是各種生命活動的承擔者，各種性狀就是靠具體不同結構不同功能的蛋白質來體現(xiàn)的。

生物體的各種性狀是由基因控制的。性狀的遺傳實質上是親代通過生殖過程把基因傳遞給了子代。在有性生殖過程中，和卵細胞就是基因在親子間傳遞的“橋梁”。一個人所表現(xiàn)出來的性狀，是由基因通過轉錄和翻譯等過程，控制蛋白質的合成所表現(xiàn)出來的。但是性狀的表現(xiàn)是基因和外界環(huán)境的共同作用，以基因為主，外界環(huán)境為輔。性狀就是由內在遺傳物質控制的外在表現(xiàn)，如：中國人天生是黑發(fā)直發(fā)，后天燙成卷發(fā)染成黃發(fā)，那么黃發(fā)卷發(fā)是性狀嗎？很明顯不是。

單位性狀：孟德爾在研究豌豆等植物的性狀遺傳時，把植株所表現(xiàn)的性狀總體區(qū)分為各個單位作為研究對象，這樣區(qū)分開來的性狀稱為單位性狀。豌豆的花色、種子形狀、子葉顏色、豆莢形狀、豆莢（未成熟的）顏色、花序著生部位和株高等性狀，就是7個不同的單位性狀。

2 相對性狀與等位基因

相對性狀，即指同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型，如豌豆花色有紅花與白花之分，種子形狀有圓粒與皺粒之分等。相對性狀分為隱性性狀和顯性性狀。

等位基因指的是同源染色體上決定一對相對性狀的兩個基因，如豌豆的紫花基因和白花基因。孟德爾遺傳實驗中的7對相對性狀分別由7對等位基因控制?？刂骑@性性狀的基因叫顯性基因，通常用大寫英文字母表示；控制隱性性狀的基因叫隱性基因，通常用小寫字母表示。比如，控制豌豆紫花的基因用A表示，控制豌豆白花的基因用a表示，那么A--a就可以叫一對等位基因。

3 基因型與表現(xiàn)型

基因型又稱遺傳型，它反映生物體的遺傳構成，即從雙親獲得的全部基因的總和。據估計，人類的結構基因約有3萬對。因此，整個生物的基因型是無法表示的，遺傳學中具體使用的基因型，往往是指某一性狀的基因型，如白化病的基因型是cc，它只是表示這一對等位基因不能產生酪氨酸酶。所以基因型是從親代獲得的，可能發(fā)育為某種性狀的遺傳基礎。表現(xiàn)型是指生物體所有性狀的總和。但整個生物體的表現(xiàn)型是無法具體表示的。因此，實際使用的表現(xiàn)型，往往也是指生物發(fā)育的某一具體性狀，如體內不能產生酪氨酸酶等。表現(xiàn)型是生物體把遺傳下來的某一性狀發(fā)育的可能變成現(xiàn)實的表現(xiàn)。

基因型、表現(xiàn)型與環(huán)境之間的關系，可用如下公式來表示：表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境。人類的疾病幾乎都與遺傳有關，也都受環(huán)境的影響，只是不同的疾病受環(huán)境與遺傳兩個因素影響的程度不同，某些疾病明顯地受遺傳支配，而另一些疾病則受環(huán)境的顯著作用。

4 完全顯性

有沒有人對你說過，“你的睫毛長長的，像你媽媽”或“你笑起來像你爸爸”？你和你的父母相像，是天經地義的，因為你遺傳了他們的基因，你的基因一半來自父親，一半來自母親，這些基因在你的細胞里組合在一起，最后塑造了你。你生命的所有的特征，或稱為性狀，都是由這些基因控制的，它構成了我們生命的小小“說明書”。

那為什么你的睫毛就得像媽媽一樣是長長的，而不能像爸爸一樣是短短的呢？這就是遺傳學家研究的問題。研究性狀是如何遺傳的遺傳學是一門非常復雜的科學。很多性狀都是由多個基因對共同作用的，也有是由單一的基因對控制的，比如長睫毛，這類性狀的遺傳相對簡單些。

顯性基因的力量比隱性基因要強，甚至能讓隱性基因失去作用。顯性基因和隱性基因在你身上是怎樣起作用的呢？如果你從父母身上遺傳了兩個長睫毛的顯性基因，你的睫毛就是長的；如果你遺傳了一個顯性基因和一個隱性基因，你的睫毛仍然是長的，因為顯性基因讓隱性基因失去了作用；如果兩個基因都是隱性的，那你的睫毛就是短的。這種作用現(xiàn)象就叫完全顯性。

5 雜交、自交與測交

雜交：遺傳學中經典的也是常用的實驗方法。通過不同的基因型的個體之間的而取得某些雙親基因重新組合的個體的方法。通過雜交把雙親的優(yōu)良性狀綜合到雜種后代中，再經選育而成新品種，這是目前培育新品種的重要方法。

在實踐中，雜交主要用于判斷性狀的顯隱性關系。如具有一對相對性狀的純種親本雜交，子代所表現(xiàn)出來的性狀就是顯性性狀，未表現(xiàn)出來的性狀為隱性性狀。正確選擇親本雜交，可根據子代的性狀表現(xiàn)和數量比例判斷該性狀的遺傳特點。

自交：自交指來自同一個體的雌雄配子的結合或具有相同基因型個體間的或來自同一無性繁殖系的個體間的。例如植物，雌雄同花植物的自花授粉或雌雄異花的同株授粉均為自交；動物，由于多為雌雄異體，所以基因型相同的個體間即為自交，其含意較植物要廣泛些。

注意正確區(qū)分“自交”、“自由”和“近交”三個類似的概念，試做如下的辨析：（1）自由不同于自交。自由是指群體中的雌雄個體隨機，而自交在狹義上是指植物的自花授粉或雌雄異花的同株授粉，一般來說，有性別決定的生物不能自交?？梢娮杂膳c自交的界線分明，切不可混淆。（2）近交不同于自交。近交是指親緣關系較近個體間進行的，親緣關系相近的兩個個體至少有一個共同祖先，一般以在祖代或曾祖代有共同祖先的兩個體就算近交，在遺傳學上屬于完全或不完全的同型?？梢?，狹義上的自交與近交存在包含關系，如自花授粉植物就是最近的近交的典型。值得注意的是，近交是改良家畜的重要手段，但不是常規(guī)手段，因為近交會使群體均值下降，產生衰退。

在實踐中，自交主要用于鑒定某對相對性狀的遺傳是否遵循基因的分離定律，也可用于鑒定某種顯性植株的基因型，若該個體自交，在子代數量足夠多的情況下，子代出現(xiàn)性狀分離，則該個體為雜合子，若子代不出現(xiàn)性狀分離，則為純合子。同時在雜交育種中，連續(xù)自交是獲取能穩(wěn)定遺傳的純種的主要方法。與測交相比，自交不需人工去雄、套袋、人工授粉等操作，如果被鑒定者是純合子，鑒定結束后，子代仍然是純合子，而不象測交那樣子代成為了雜合子，因此自交與測交相比更為簡便易行。

但是雜合體通過自交必然導致等位基因的純合而使隱性有害性狀表現(xiàn)出來，因而自交往往會產生生活力降低、體重減輕、繁殖力低、抵抗力弱和畸形等不良后代。大多數雌雄同花的植物，往往靠風媒、蟲媒等進行異花傳粉，或者雌雄蕊成熟期不同，以保證異花傳粉。自交或近親繁殖的后代，雖然會出現(xiàn)產量和品質下降等問題，但白花授粉作物由于在長期進化過程中已適應了自花授粉，所以一般來說不產生明顯的自交衰退現(xiàn)象。

在遺傳學上，存在一詞多用、一意多名的現(xiàn)象，如植物稱自交，動物學中指自群繁育。

測交：是孟德爾在驗證自己對性狀分離現(xiàn)象的解釋是否正確時提出的。為了確定子一代（F1）是雜合子還是純合子，讓子一代（F1）與隱性純合子雜交，這就叫測交。但有時候即使已知某個個體是雜合子，該雜合子與隱性純合子的也叫測交。同時教材上孟德爾在驗證對兩對性狀重組現(xiàn)象的解釋時，讓F1與雙隱個體進行測交，不少學生就誤以為在研究兩對相對性狀時，只有親本組合是雙雜和雙隱時，才叫測交，其實任何遺傳規(guī)律都源于先對一對相對性狀的觀察。觀察兩對性狀的遺傳規(guī)律時，都是先單獨觀察的，所以只要保證每對性狀都是測交，整個組合就是測交。進一步引申，未知基因型的顯性個體和隱性純合體親本用以測定顯性個體的基因類型，遺傳學上常用此法測定個體的基因類型。

在實踐中，測交往往用來鑒定某一顯性個體的基因型和它形成的配子類型及其比例。在子代個體數量足夠多的前提下，若所有子代均為顯性個體，則F1是純合子，若子代顯性個體和隱性個體的數量接近1：1，則F1是雜合子。其原理是親本中隱性純合子只產生一種僅含隱性基因的配子，子代的性狀種類和數量關系實際上體現(xiàn)了F1（顯性親本）所產生配子的種類和數量關系。例如，假設豌豆的高莖相對于矮莖是顯性，現(xiàn)有一未知基因型的高莖豌豆，如何確定其基因型呢？可以用矮莖與之。如果后代全是高莖，則其為純合體；如果后代既有高莖，又有矮莖，且兩者比例接近’1：1，則其為雜合體，且其產生數目相等的兩種配子。

6 正交與反交

基因型不同的兩種個體甲和乙雜交，如果將甲作父本，乙作母本定為正交，那么以乙作父本，甲作母本為反交；反之，若乙作父本，甲作母本為正交，則甲作父本，乙作母本為反交。

篇5

關鍵詞：遺傳學實驗；整合；模塊

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）51-0257-02

《遺傳學》是生物科學專業(yè)的基礎課之一，是一門運用嚴密邏輯推理和大量實驗論證來揭示生命奧秘的學科。實踐教學是大學生素質養(yǎng)成和能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是溝通理論與實踐的橋梁，是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的源頭。遺傳學實驗課是高等學校生物學科一門實踐性很強的學科，內容博大，涉及的知識面廣，尤其是分子生物學的快速發(fā)展從廣度和深度等層面極大地豐富和拓展了經典遺傳學的內容。近年來，為了全面開展素質教育，體現(xiàn)實驗內容改革以學生為中心，逐步培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的教學理念，我系認真分析現(xiàn)有遺傳學實驗內容的現(xiàn)狀和特點，并進行有益的探索和嘗試，為學習分子生物學實驗技術和基因工程實驗技術打下良好的基礎。

一、遺傳學實驗內容的現(xiàn)狀和特點

高校實驗教學的目標是訓練學生有較強的動手操作能力，提高設計實驗和分析解決實驗問題的能力[1]。遺傳學實驗教學服從于理論教學，當前遺傳學實驗內容主要存在以下問題：教學內容陳舊，驗證實驗較多，綜合設計實驗較少，缺乏新技術、新方法的內容[2]，因此，不能滿足學生掌握新技術、新方法的要求，學生分析問題解決問題的能力得不到鍛煉。

為了跟上現(xiàn)代遺傳學的快速發(fā)展，進一步提高實驗教學質量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才，必須進行實驗體系和教學內容的改革。新體系主要以加強基礎、重視應用、開拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質為核心，重新整合實驗內容，將原有實驗內容分成經典遺傳學、細胞遺傳學、分子遺傳學和群體遺傳學四個模塊，每個模塊的實驗內容進行整合優(yōu)化，讓學生參與到實驗的各個環(huán)節(jié)，提高其解決實際問題和動手操作能力，為實際應用和從事科研工作打下基礎[3]。

二、遺傳學實驗內容的整體優(yōu)化

1.經典遺傳學模塊。傳統(tǒng)的經典遺傳學實驗包括果蠅飼養(yǎng)以及生活史觀察、果蠅的性別鑒定及突變體觀察、果蠅唾腺染色體的制備與觀察、果蠅單因子實驗、果蠅的雙因子實驗、果蠅的伴性遺傳和基因的連鎖交換及三點測交等實驗內容，整合優(yōu)化后改為果蠅雜交大實驗，見圖1。實驗材料為黑腹果蠅的純系野生型（紅眼、長翅、灰身、直剛毛）和突變型（白眼、長翅、灰身；白眼、小翅、焦剛毛；紅眼、殘翅、黑檀體）。并告訴同學們眼色位于果蠅的X染色體上；體色、翅型、剛毛形態(tài)均為于常染色體上。讓學生根據所學的分離定律、自由組合定律、連鎖互換定律、伴性遺傳、三點測驗等理論知識設計實驗，例如正交：檀黑身（雌）×灰身小翅焦剛毛白眼；反交：灰身小翅焦剛毛白眼（雌）×檀黑身。學生通過設計實驗一方面能加深對理論知識理解和應用，另一方面鍛煉了學生實驗設計能力。學生自己培養(yǎng)果蠅，觀察記錄，寫出實驗報告，并運用理論分析實驗結果。

學生在實驗過程中出現(xiàn)的問題或發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象可以先查閱相關資料，然后與指導老師商量，寫出具體解決方案，這個過程鍛煉了學生獨立思考問題、解決問題的能力。傳統(tǒng)的教學將這些實驗分開來做，而且都是提前告知學生怎么做，去驗證一些現(xiàn)象或規(guī)律等，整合后，將驗證實驗改為綜合實驗，并具有一定的連續(xù)性，學生還可以自己動手參與進來，盡管實驗內容沒有變，學生積極性卻提高了，不僅培養(yǎng)了學生多種實驗技能，而且增強了學生的綜合素質。

2.細胞遺傳學模塊。細胞遺傳學模塊中植物細胞有絲分裂的制片和觀察、植物微核實驗、姊妹染色單體分染技術、植物染色體核型分析和植物多倍體的誘發(fā)及細胞學鑒定等實驗內容主要是鍛煉學生培養(yǎng)材料、制片、染色、觀察、分析。整合后的內容改為蠶豆根尖細胞不同處理后的觀察與分析，見圖2。實驗前將學生分組，把實驗步驟和注意事項講清楚，讓學生自己培養(yǎng)材料，并鼓勵學生材料和處理試劑自選，如“多倍體誘發(fā)與鑒定”實驗，讓學生自主選用不同的實驗材料，摸索秋水仙素適宜濃度和最佳處理時間，研究探討影響染色體加倍效果的不同因素[4]。

這樣學生實驗的興趣大大地激發(fā)，主動性得到發(fā)揮，并且學生在實驗過程中還會發(fā)明一些小裝置，例如：在暖壺蓋邊緣一圈打孔穿線，做成網狀，然后在孔上滴蠟封孔，制備水培的培養(yǎng)瓶，簡單、耐用、環(huán)保、經濟。

傳統(tǒng)教學內容中，這些實驗分開講解，盡管觀察的實驗結果不同但是實驗步驟大同小異，學生就會感覺實驗過程單一，沒有創(chuàng)新，沒有興趣，從而影響實驗效果。整合后學生分組培養(yǎng)材料，同時制片觀察實驗結果，同一時間內就可完成幾個實驗的內容，不僅解決了實驗學時少的現(xiàn)實問題，而且將枯燥單一的實驗教學改為靈活多變的內容，提高了學生的積極性，加深了學生對理論知識的掌握。另外，學生還可以自選材料進行相應的設計研究，培養(yǎng)學生查閱資料、分析問題和解決問題的能力，教學效果也提高了。

3.分子遺傳學模塊。分子遺傳學的實驗主要包括突變型的篩選與檢出、突變型的鑒定、DNA提取及純化和PCR擴增及檢測，整合后改為大腸桿菌基因突變型的篩選與鑒定，學生從突變體的誘導，到鑒定，每一步都需要自己查閱資料，理論聯(lián)系實際進行操作。比如突變體的誘導可以通過多種方法（包括物理的和化學的），學生可以任選一種進行誘導。突變具有多方向性，實驗結果沒有唯一性，這樣學生實驗內容靈活多樣，學生的主觀能動性，積極主動性得到很好發(fā)揮。

4.群體遺傳學模塊。群體遺傳學的實驗主要包括人類ABO血型的群體遺傳學分析、人類指紋的群體遺傳學分析和人類對苯硫脲嘗味能力的遺傳分析，這些實驗的主要目的是通過對人類群體遺傳性狀基因頻率的分析，了解群體基因頻率測算的一般方法；加深理解遺傳平衡定律，了解改變群體平衡的因素。保證教學目的不變的情況下，將3個實驗整合為人類群體一些遺傳性狀的調查和分析，學生可以任選某一感興趣的遺傳性狀進行調查、分析，寫出相應的調查報告。

三、教學效果

我系遺傳學實驗內容整合以后，經過2年的嘗試，學生普遍反映良好。實驗內容靈活，學生自由選擇，大大激發(fā)了學生的探索熱情，提高了學生的學習積極性與主動性。學生實驗過程中會發(fā)現(xiàn)很多問題，通過查閱資料和教師討論，得到結果，鍛煉了學生科學思維的能力。大多實驗是分組完成，學生在實驗過程中意識到團隊協(xié)作的重要性，懂得了實驗的成功需要每個成員積極配合，團結協(xié)作。對今后的科學研究有一定的幫助。盡管實驗內容整合以后大多數變成了綜合型實驗，學生參與機會多了，但是教師應該在實驗前做好實驗指導的關鍵環(huán)節(jié)，使學生在實驗思想和態(tài)度的培養(yǎng)、實驗方法和條件的確定等方面都受到系統(tǒng)的訓練。保證實驗順利開展。同時，教師也需要不斷學習和探索新的實驗方法，完善教學內容，改革考核制度，跟上學科發(fā)展的步伐。

參考文獻：

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[2]宋宇，朱昌蘭.遺傳學實驗教學改革與實踐[J].安徽農業(yè)科學，2011，39（13）：8173-8174，8177.

篇6

[關鍵詞]生物科學史 基因 染色體 探究 類比推理 假說演繹

《 普通高中生物課程標準》提出：“科學是一個發(fā)展的過程，學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路，理解科學的本質和科學研究的方法，學習科學家獻身科學的精神。這對提高學生的科學素養(yǎng)是很有意義的?！闭n程標準也明確指出，要“注重生物科學史的學習，知道生物科學發(fā)展史上的重要事件，養(yǎng)成質疑、求實、創(chuàng)新及勇于實踐的科學精神和科學態(tài)度”。

《基因在染色體上》是人教版高中生物教材必修2《遺傳與進化》第二章《基因和染色體的關系》第二節(jié)的內容。本節(jié)內容是“總結人類對遺傳物質的探索過程”的一部分，教學難點較多[1]，但知識脈絡清晰，即科學家薩頓通過類比推理得出基因在染色體上的假說，摩爾根通過假說演繹法證明基因在染色體上，最后運用基因和染色體的知識對孟德爾遺傳規(guī)律進行現(xiàn)代解釋。實際教學中，很多教師認為該課題名稱已告訴學生答案，部分知識點可以在“伴性遺傳”中滲透，因此，本節(jié)教學一句話帶過即可，沒有必要再進行詳細的探究教學，以便節(jié)約課時。筆者認為此節(jié)內容，既包含探索歷程，又滲透類比推理和假說演繹兩種科學研究方法，更有科學精神的體現(xiàn)，充分展示了科學發(fā)展史多方面的教育價值，是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和思維能力的絕好素材。因此，筆者對本節(jié)課進行了基于科學發(fā)展史的探究教學嘗試。

一、回顧歷史，引入課題

[幻燈片展示]1866年，孟德爾將研究結果整理成，遺憾的是沒有引起世人的重視;1891年，科學家描述了形成和卵細胞的減數分裂的全過程;1900年，孟德爾研究成果被重新發(fā)現(xiàn);1903年，美國遺傳學家薩頓用蝗蟲細胞作材料，研究和卵細胞的形成過程。薩頓發(fā)現(xiàn)孟德爾假設的一對遺傳因子，也就是等位基因，它們的分離與減數分裂中同源染色體的分離非常相似。

[引發(fā)思考，導入課題]將孟德爾分離定律中的遺傳因子換成同源染色體，這個替換有問題嗎？引導學生畫一對同源染色體（含一對等位基因）的精原細胞減數分裂示意圖。

二、列表比較，類比推理

根據學生所繪圖示，列表比較減數分裂過程中基因和染色體的行為。學生能夠據表推出基因與染色體存在平行關系，從而提出與薩頓假說相似的觀點。教師積極肯定學生的結論，使之體驗成功的喜悅，再以此介紹類比推理法，強調類比推理得出的結論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實驗的檢驗，從而引出基因在染色體上的實驗證據。

三、大膽猜想，假說演繹

美國生物學家、遺傳學巨人摩爾根曾經明確表示不相信孟德爾的遺傳理論，對薩頓的基因位于染色體上的學說持懷疑態(tài)度，認為這是主觀的臆測，缺少實驗證據。為探究遺傳和染色體的關系，摩爾根設計了一個新的實驗。摩爾根敢于質疑的態(tài)度，激發(fā)了學生的求知欲望。學生們很想知道摩爾根實驗結果是肯定還是否定了孟德爾和薩頓的結論。接下來，讓學生帶著好奇心閱讀教材“基因位于染色體的實驗證據”，多媒體設置問題串，以層層遞進、環(huán)環(huán)相扣的問題，引導學生思考、歸納、探究、總結。

（一）實驗材料

實驗材料的選擇，是實驗能否成功的關鍵。摩爾根選用什么材料做實驗？原因有哪些？結合孟德爾的豌豆雜交實驗，總結如何選擇遺傳學實驗材料。

（二）假說演繹

1.觀察現(xiàn)象：根據教材果蠅雜交實驗圖解，分析紅眼和白眼這一對相對性狀顯隱性關系如何？是否符合孟德爾遺傳規(guī)律？與孟德爾一對相對性狀的雜交實驗相比，不同之處在于什么？

2.提出問題：為什么此實驗中白眼果蠅都是雄性？如何解釋？幻燈片呈現(xiàn)雌雄果蠅體細胞的染色體圖解，教師解釋常染色體、性染色體概念，介紹雌、雄果蠅性染色體組成。

3.作出假設：如果你是摩爾根，發(fā)現(xiàn)白眼的遺傳和性別相聯(lián)系，你認為控制白眼的基因位于哪條性染色體上？課堂教學中大多數學生的假設是控制白眼的基因位于Y染色體上，因為白眼果蠅都是雄性;少數學生的假設是位于X染色體上。兩種觀點的學生進行辯論，通過辯論，學生發(fā)現(xiàn)如果白眼基因位于Y染色體上，F(xiàn)1代雄性果蠅必然從親本白眼雄性果蠅中繼承Y染色體，應為白眼，而事實卻全部為紅眼，從而得出控制白眼的基因位于X染色體上的假設比較合理。引導學生寫出親本中紅眼雌性果蠅和白眼雄性果蠅的基因型，并寫出完整的遺傳圖解。教學中發(fā)現(xiàn)，很多學生對親本中紅眼雌性果蠅的基因型不確定，認為可能是XWXW或XWXW。以此為契機，讓學生猜測摩爾根偶然在一群紅眼果蠅中 發(fā)現(xiàn)了一只白眼果蠅，此白眼果蠅是變異還是雜交導致？展開辯論，辯論的結果應為變異，因為如果是雜交產生的，此白眼果蠅在數量上應該不止一只，因此原本的紅眼雌性果蠅應都為純合體XWXW。

4.進行驗證：需要設計一個測交實驗來驗證你的假說嗎？如果需要，如何設計？引導學生寫出測交親本的基因型和遺傳圖解。

5.得出結論：通過測交等方法，摩爾根等人進一步驗證了控制果蠅紅眼白眼的基因位于X染色體上，從而用實驗證明了基因在染色體上。

通過果蠅的紅眼、白眼這一對相對性狀的實驗，摩爾根不但沒有孟德爾的實驗結論，反而成為其堅定的擁護者?？v觀摩爾根的整個實驗流程，不難發(fā)現(xiàn)他所用的正是孟德爾的假說演繹法。當然，摩爾根敢于懷疑、勤奮實踐的科學精神是值得肯定和贊賞的，他用果蠅繼續(xù)進行了大量的實驗，繪出了第一個果蠅各種基因在染色體上相對位置的圖，說明基因在染色體上呈線性排列，并發(fā)現(xiàn)了遺傳學的第三定律，成為第一個以遺傳學領域的貢獻獲得諾貝爾獎的科學家。接下來，教師介紹現(xiàn)代分子生物學技術將基因定位于染色體上的研究成果，學生進一步認同基因在染色體上呈線性排列，肯定摩爾根的研究成果。

四、動手畫圖，嘗試解釋

在《孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋》的教學中，學生對基因分離定律實質很容易理解，對同源染色體上的非等位基因和非同源染色體上的非等位基因在減數分裂過程中的行為區(qū)別卻不甚了解。為此，可要求學生畫出一對同源染色體（其上有兩對等位基因）、兩對同源染色體（其上各有一對等位基因）精原細胞減數分裂示意圖，思考是否所有的非等位基因都遵循孟德爾的自由組合定律。讓學生通過自己動手畫圖，體會基因自由組合定律的實質。

很多生物教學者都有這樣的困惑：學生踏入社會，如果不再從事與生物相關的工作，對于呼吸作用、減數分裂等高中生物重難點知識還能記住多少？踏入社會的學生也許不會再記住多少生物學知識，但是像道爾頓發(fā)現(xiàn)紅綠色盲等生物學故事或者像孟德爾、達爾文等生物學巨人的名字卻會長久留存在記憶里。因此，生物教學不應單單是知識的結論式的教學，更應是過程的教育、情感的滲透、科學思維的內化?；诳茖W發(fā)展史的教育功能就恰恰體現(xiàn)了過程的教育，教學的目的不僅是“基因在染色體上”這一句話，更是類比推理、假說演繹等科學方法的培養(yǎng)，也是科學家大膽質疑和勤奮實踐的科學精神、科學態(tài)度和科學的世界觀的體驗。當然，在高中生物教學中，一方面需要我們充分挖掘和落實科學發(fā)展史的教育功能[2];另一方面，也需要我們依據教學目標、教學重難點、學生的思維能力、教學課時等因素，設計教學過程，化解教學難點，做到真正行之有效地教學。

[ 參 考 文 獻 ]

篇7

元認知（metacognition）是美國心理學家弗拉維爾（Flavell）于1976年在《認知發(fā)展》一書中首先提出的，他指出元認知就是對認知的認知，即指人們對認知活動的自我意識，自我控制和自我調節(jié)。具體來講，包括三方面的內容：一是元認知知識，即人們關于認知個體、認知任務和認知策略等方面的知識；二是元認知體驗，即伴隨著認知活動產生的認知體驗和情感體驗；三是元認知監(jiān)控，即人們在認知活動過程中，不斷地對自己的認知活動進行監(jiān)控，并相應地對其加以調節(jié)，以達到最佳的認知目標。這三方面是互相依賴、互相制約、互相促進的，其中某一方面的功能的實現(xiàn)，往往需要其他兩個方面的輔助和支持。主體元認知知識的豐富性，元認知體驗的深刻性，以及元認知監(jiān)控的能動性，將直接影響主體使用策略的自覺性水平和有效性水平。

國內外的許多研究表明：元認知水平對學生學習有著重大的影響。

牛衛(wèi)華、張梅玲發(fā)現(xiàn)，導致學生解數學題的成績產生差異的主要原因在于優(yōu)秀生和學習困難生的元認知差異。［1］優(yōu)秀生的元認知策略指向問題解決，對問題解決有積極的指導作用。而學習困難學生的元認知知識主要是對任務難度的自我評價或是指向放棄做題，對解決問題幫助不大。

胡志海、梁寧建在對50名學業(yè)不良學生與同樣數量學生對照組的元認知特點進行研究后發(fā)現(xiàn)，學業(yè)不良學生的元認知在計劃性、方法性與總結性三方面得分最低，暴露了他們在元認知上的主要缺點，而這三方面恰恰又分別體現(xiàn)于學習活動進行前、進行中、完成后三個不同階段。［2］

北京師范大學董奇教授等人近些年的研究表明：一個人的元認知能力直接制約著智力，思維的發(fā)展水平。而元認知的訓練是改善學生認知能力、認知結構的關鍵。［3］

元認知在學生學習活動中起著重要的作用，是影響學生學業(yè)成績的重要因素之一。在教學中重視提高學生的元認知水平，注重對學生進行元認知能力的培養(yǎng)，對于增強教學效果，發(fā)展學生的思維能力，增強學生自主學習的能力具有重要意義。因此，對于學生元認知能力的培養(yǎng)，在學習過程中占有十分重要的地位和作用。

2.在醫(yī)學遺傳學教學中培養(yǎng)學生元認知能力的方法

2.1豐富學生的元認知知識

我們先給學生講授關于認知主體、認知材料和認知策略的元認知知識，使學生掌握各種學習策略，讓學生懂得在具體的學習情境中，只有根據自己的個人特點和學習材料的性質，靈活地選擇適當的學習策略，才能取得理想的學習效果。

2.1.1豐富學生的個體元認知知識

在課堂教學中教師向學生傳授一些有關群體和個體學習的知識，如思維特點、記憶特點、個性特點、興趣特點、情感特點等方面的知識，并設計一些題目，通過課堂或座談等形式，使學生認識自己已有的知識水平，認識自己的優(yōu)勢與劣勢，認識自己的學習類型，知道自己的認知能力及特點。豐富學生對認知個體的知識，幫助學生找出適合自己特點的學習方法和策略。

2.1.2豐富學生的任務元認知知識

在一節(jié)課內容學習之前教師明確指出本節(jié)課學習目標、任務和要求，使學生有明確的學習目的。根據每一節(jié)課的教學目的，教師提醒學生注意“知道、識記理解、應用”每一個層次的具體要求，使學生學習的時候有的放矢，根據不同的要求，達到不同的目標。例如：中?！夺t(yī)學遺傳學》中基因的表達是要求識記的內容；同樣遺傳的基本定律，分離定律是要求應用的內容，自由組合定律是要求理解的內容，而連鎖和交換定律只是要求知道的內容。根據學習要求，學生可以合理分配時間，不必在一些深奧的問題上花費過多的精力。在學生對學習目標、任務和要求了解的基礎上，也應該增進學生對教材編排體系的了解。教師在教學過程中引導學生去發(fā)現(xiàn)教材中隱含的方法、技巧及思想、去領會編者的意圖。例如醫(yī)學遺傳學中講述細胞結構時，每一種結構的編排方式為該結構的位置、結構、功能。如此提示，便于學生對知識進行整理，易于把新知識納入自己知識網絡，形成一定的知識體系。在學習遺傳學的三大基本定律的過程中，不僅要了解科學家發(fā)現(xiàn)定律的過程，學習科學家的優(yōu)秀品質，而且要分析他們的研究思路，學習他們思考問題的方法。如此提示，學生學習的時候，能夠從單純的知識性學習深入思維方式學習，為科學思維奠定基礎。

2.1.3豐富學生的策略元認知知識

最有價值的知識是關于方法的知識。要學會學習，真正成為學習活動的主體，就必須首先掌握必要的學習策略。在平時學習過程中要培養(yǎng)和訓練學生自覺地選用適當的學習策略進行學習和解決問題，并體會到學習策略的重要作用。

學習策略的知識可以幫助學生選用合適的方法提高學習的效率。在剛開始學習醫(yī)學遺傳學知識的時候向學生介紹醫(yī)學遺傳學中通常用的認知策略，包括預習策略、聽課策略、記筆記策略、復習策略、作業(yè)策略。在復習考試的時候針對性地講解考試策略；在具體的學習過程中結合案例進行醫(yī)學遺傳學科學習策略（包括觀察法、圖表法、探究法、實驗法、系統(tǒng)法、聯(lián)系實際法）的學習。在具體的學習內容中還有一些特殊的方法，例如：做遺傳題的時候，主要利用圖解法。其中有雌雄配子交叉線圖解法、棋盤法、分枝法。提醒學生注意每一種方法都有其適用的范圍和特點，根據具體的題目選用合適的方法。比如，醫(yī)學遺傳學教材中有很多需要記憶的內容，我們在讓學生了解記憶的規(guī)律和各種記憶方法的基礎上，促使學生自覺地根據記憶內容選擇相應的記憶方法。在計算染色體數目教學中，結合解題過程來講授有關思維過程（分析、綜合、比較概括、判斷、推理、抽象、系統(tǒng)化和具體化等）的知識；在介紹同源染色體、非同源染色體、姐妹染色單體等容易混淆的概念時，我們重視講授有關問題解決過程（明確問題、提出假設和檢驗假設）的知識，讓學生了解思維和問題解決之間的關系，了解幾種不同的思維方式（發(fā)散性思維、輻合性思維、逆向性思維、多向性思維和直覺性思維等），掌握幾種常用的解決問題的思維方法（分析法、比較法、歸納法和演繹法等）。

2.2積累學生的元認知體驗

元認知體驗，是指學生在解決一個問題時體驗到用原來的方法思考不好、不容易解決問題，而用現(xiàn)在學到的新的思維方法去思考更好更容易解決問題。當學生有了這種體驗以后，再遇到問題，他們就知道應該用簡便方法去思考，不用笨拙方法。在課堂中，我們可以給學生講授關于元認知體驗的知識，讓學生在學習過程中有意識地、清晰地感受到對所學的醫(yī)學遺傳學知識是否已經掌握，掌握的程度如何，有沒有獲得新知識的愉，有沒有解決學習難題后的成功感和自信感，有沒有對奇妙的醫(yī)學遺傳學的熱愛和對醫(yī)學遺傳學知識的強烈求知欲，等等；可以通過創(chuàng)設具體情境提問、呈現(xiàn)考查性的試題等方式，使學生認識自己有哪些方面已經達到學習的要求，哪些還沒有達到學習要求；可以在合作學習過程中，豐富元認知體驗。通過合作學習，學生既能拓寬知識的廣度和深度，暢談自己的心得，評價自己的學習效果，反饋自己學習方法的有效性，相互取長補短，又能增進同學間的了解，促使同學間的情感交流，增強自信心和責任心。還可以在課后練習和考試中豐富學生的元認知體驗。課后練習是考查學生是否達到教學要求的一個重要手段，題目的變換形式多種多樣，可以從多個側面反映學生的學習狀況。具有良好學習習慣的學生，會根據自己做習題的情況反思對知識的掌握情況，及時查漏補缺，達到教學要求。根據考試情況，學生會對自己認知情況有進一步了解，對自己在全班和全年級的排名有一個大致的了解，根據自己的體驗，為自己下一步的努力提供外在的動力。

2.3訓練學生的元認知監(jiān)控能力

元認知監(jiān)控包括兩個方面，一個是自我監(jiān)視，一個是自我控制。就是在思考問題的時候，學生先要監(jiān)視自己：是否有用好方法去思考，也就是要意識到自己正在用什么方法思考問題，這方法好不好，這是監(jiān)視。之后要實施控制：如果發(fā)現(xiàn)這是好方法，就繼續(xù)下去；當發(fā)現(xiàn)自己方法不得當時，就開始控制，換一種方法去思考。元認知監(jiān)控是一個元認知發(fā)揮作用的過程，但是這種監(jiān)控很難。學生在思考問題時，往往把思維集中在問題上，而不注意自己在運用什么方法思考，因此，要培養(yǎng)元認知監(jiān)控的能力，就要進行訓練。訓練的方法是自我提問法，自己給自己提問題，比如說，學生拿到一個習題后，就問：“我首先該干什么呢？”“我應該分析問題。”然后問：“我仔細分析問題沒有？”“這問題針對于什么知識點？可以采用什么辦法解決？”問題分析之后：“接著該干什么呢？應該怎么做好？”自己問自己，通過自我提問來實行元認知能力的訓練，推動思維的發(fā)展。例如學生學習遺傳題的時候，看似題目很多，實際上可以歸納為兩種，一種是遺傳關系題，一種為系譜題。每一種題型都有自己解題的思路和方法。總結出規(guī)律以后，解題速度就會快很多。

參考文獻：

［1］胡志海，梁寧建.學業(yè)不良學生元認知特點研究［J］.心理科學，1999，VOL22，（4）：354-355.

篇8

一、電泳圖譜概述

1. 原理。

電泳是利用帶電分子或離子所帶電荷或分子量不同，在電場中移動距離（或速度）不同的原理分離分子或離子的方法，如等位基因A與a，經限制酶切開后，由于相關片段分子量等差異，在電場中移動距離不同，從而使兩種基因得以分離。

2. 實例。

對圖1中1～4號個體進行基因檢測，將含有該遺傳病基因或正?；虻南嚓PDN段各自用電泳法分離。正?；蝻@示一個條帶，患病基因顯示為另一個不同的條帶，結果如圖2。請據圖1、圖2分析圖1中5號及7號個體基因電泳條帶應為何類？

分析如下：

（1）先據圖1求得1～4號個體基因型，4為aa，則1、2均為Aa，3為AA或Aa。

（2）將1～4基因型與圖2的電泳圖譜作對照發(fā)現(xiàn)只有c編號的個體基因電泳帶特別――只有條帶2，無條帶1，則c所代表的個體中基因型為“純合子”，即只含一種基因，由此推測c為1～4中的4號個體。進一步結合圖1與圖2可推知a、b、d所代表的個體既含A又含a（由此確定3號不可能為AA）。

（3）由5、6均正常，所生女兒7號為患者可推知：5號基因型為Aa，應含條帶1、條帶2，7號個體基因型為aa，其電泳條帶應與c吻合。

二、典例剖析

【例1】（2015?江蘇卷）由苯丙氨酸羥化酶基因突變引起的苯丙氨酸代謝障礙，是一種嚴重的單基因遺傳病，稱為苯丙酮尿癥（PKU），正常人群中每70 人有1 人是該致病基因的攜帶者（顯、隱性基因分別用 A、a 表示）。 圖3是某患者的家族系譜圖，其中Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3 及胎兒Ⅲ1（羊水細胞）的 DNA 經限制酶 Msp玉消化，產生不同的片段（kb 表示千堿基對），經電泳后用苯丙氨酸羥化酶 cDNA 探針雜交，結果見圖4。 請回答下列問題：

（1）Ⅰ1、Ⅱ1 的基因型分別為 。

（2）依據 cDNA 探針雜交結果，胎兒Ⅲ1 的基因型是 。Ⅲ1 長大后，若與正常異性婚配，生一個正常孩子的概率為 。

（3）若Ⅱ2 和Ⅱ3 生的第2 個孩子表型正常，長大后與正常異性婚配，生下 PKU 患者的概率是正常人群中男女婚配生下 PKU 患者的 倍。

（4）已知人類紅綠色盲癥是伴 X 染色體隱性遺傳?。ㄖ虏』蛴?b 表示），Ⅱ2 和Ⅱ3 色覺正常，Ⅲ1 是紅綠色盲患者，則Ⅲ1 兩對基因的基因型是 。 若Ⅱ2 和Ⅱ3 再生一正常女孩，長大后與正常男性婚配，生一個紅綠色盲且為 PKU 患者的概率為 。

【考點】伴性遺傳；基因的分離規(guī)律的實質及應用；常見的人類遺傳病。

【分析】根據題意和圖示分析可知：Ⅱ1為患病女孩，而其父母正常，說明苯丙酮尿癥屬于常染色體隱性遺傳病.根據電泳后用苯丙氨酸羥化酶cDNA探針雜交結果，Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ1的基因型分別為aa、Aa、Aa、Aa。

【解答】解：（1）由于Ⅱ1為患病，且屬于常染色體隱性遺傳病，所以其基因型為aa.由于Ⅰ1正常，所以其基因型為Aa.

（2）依據cDNA探針雜交結果，胎兒Ⅲ1的基因型是Aa.Ⅲ1長大后，若與正常異性婚配，由于正常人群中每70人有1人是該致病基因的攜帶者，所以生一個正常孩子的概率為1-1/70×1/4=279/280；

（3）若Ⅱ2和Ⅱ3生的第2個孩子表型正常，其基因型為AA或Aa，長大后與正常異性婚配，生下PKU患者的概率是2/3×1/70×1/4；又正常人群中男女婚配生下PKU患者的概率是1/70×1/70×1/4。因此，前者是后者的2/3×1/70×1/4÷1/70×1/70×1/4=140÷3=46.67.

（4）根據Ⅱ2和Ⅱ3色覺正常，Ⅲ1是紅綠色盲患者，則Ⅲ1兩對基因的基因型是AaXbY，Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分別為AaXBY和AaXBXb.若Ⅱ2和Ⅱ3再生一正常女孩，其基因型是2/3Aa、1/2XBXb。長大后與正常男性婚配，生一個紅綠色盲且為PKU患者的概率為2/3×1/70×1/4×1/2×1/4=1/3360。

【點評】本題結合系譜圖，考查伴性遺傳、基因自由組合定律的應用，意在考查考生分析題圖提取有效信息的能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力.

【答案】（1）Aa、aa （2）Aa 279/280 （3）46.67 （4）AaXbY 1/3360

三、跟蹤訓練

1.（2013?高考安徽卷）圖5是一個常染色體遺傳病的家系系譜。致病基因（a）是由正?；颍ˋ）序列中一個堿基對的替換而形成的。圖6顯示的是A和a基因區(qū)域中某限制酶的酶切位點。分別提取家系中Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅱ1的DNA，經過酶切、電泳等步驟，再用特異性探針做分子雜交，結果見圖7。

（1）Ⅱ2的基因型是________。

（2）一個處于平衡狀態(tài)的群體中a基因的頻率為q。如果Ⅱ2與一個正常男性隨機婚配，他們第一個孩子患病的概率為________ 。如果第一個孩子是患者，他們第二個孩子正常的概率為________。

（3）B和b是一對等位基因。為了研究A、a與B、b的位置關系，遺傳學家對若干基因型為AaBb和AABB個體婚配的眾多后代的基因型進行了分析。結果發(fā)現(xiàn)這些后代的基因型只有AaBB和AABb兩種。據此，可以判斷這兩對基因位于________染色體上，理由是___________________________。

【考點】常見的人類遺傳??；基因的自由組合規(guī)律的實質及應用；基因突變的原因。

【分析】分析圖1：圖1是一個常染色體遺傳病的家系系譜.Ⅰ1和Ⅰ2均正常，但他們有一個患病的兒子，即“無中生有為隱性”，說明該病為常染色體隱性遺傳病，則Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均為Aa，Ⅱ1的基因型為aa，Ⅱ2的基因型為AA或Aa.

分析圖6：圖6顯示的是A和a基因區(qū)域中某限制酶的酶切位點，其中A基因含有3個該限制酶的酶切位點，而a基因只有2個該限制酶的酶切位點.

【解答】（1）圖5是一個常染色體遺傳病，由圖可知該病為常染色體隱性遺傳病，因此Ⅰ1、Ⅰ2均為Aa，所以Ⅱ2的基因型是AA或Aa.

（2）Ⅱ2的基因型是1/3AA、2/3Aa；一個處于平衡狀態(tài)的群體中a基因的頻率為q，正常男性為Aa的概率為Aa/AA+Aa=2（1-q）q/（1-q）（1-q）+2（1-q）q=2q/1+q，則他們第一個孩子患病的概率為2/3×2q/1+q×1/4=q/3（1+q）。如果第一個孩子是患者，則Ⅱ2與正常男性的基因型均為Aa，他們第二個孩子正常的概率為3/4。

（3）由于基因型AaBb個體只產生Ab、aB兩種類型配子，結果這些后代的基因型只有AaBB和AABb兩種，因此可以判斷這兩對基因位于一對同源染色體上.

【點評】本題結合圖解，考查人類遺傳病、基因分離定律和基因自由組合定律等知識，要求考生識記幾種常見的人類遺傳病的類型及特點，能根據系譜圖確定該遺傳病的遺傳方式及相應個體的基因型；掌握基因分離定律和基因自由組合定律的實質，能進行相關概率的計算；能分析圖6和圖7，從中提取有效信息答題。

【答案】（1）AA或Aa （2） （3）一對同源 基因型AaBb個體只產生Ab、aB兩種類型配子，不符合自由組合規(guī)律

2.（2015?南京市二模）單基因遺傳病可以通過核酸雜交技術進行早期診斷。鐮刀型細胞貧血癥是一種在地中海地區(qū)發(fā)病率較高的單基因遺傳病。已知紅細胞正常個體的基因型為BB、Bb，鐮刀型細胞貧血癥患者的基因型為bb。有一對夫婦被檢測出均為該致病基因的攜帶者，為了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都進行產前診斷。下圖為其產前核酸分子雜交診斷和結果示意圖。

（1）從圖中可見，該基因突變是由___________________引起的。正?；蛟搮^(qū)域上有3個酶切位點，突變基因上只有2個酶切位點，酶切后，凝膠電泳分離酶切片段，與探針雜交后可顯示出不同的帶譜，正常基因顯示________條，突變基因顯示________條。

（2）DNA或RNA分子探針要用________________等標記。利用核酸分子雜交原理，根據圖中突變基因的核苷酸序列（―ACGTATT―），寫出作為探針的核糖核苷酸序列________________。

（3）根據凝膠電泳帶譜分析可以確定胎兒是否患有鐮刀型細胞貧血癥。這對夫婦4次妊娠的胎兒Ⅱ-1～Ⅱ-4中需要停止妊娠反應的是________，Ⅱ-4的基因型為________。

【分析】（1）由題圖可看出該基因突變是由堿基對的改變引起的，即堿基A變成T；由凝膠電泳分離酶切片段與探針雜交后顯示的帶譜可看出，正常的基因顯示2條帶譜，而突變基因顯示1條。（2）DNA或RNA分子探針要用放射性同位素（或熒光分子）等標記，便于檢測，作為探針的核糖核苷酸序列和突變基因的核苷酸序列之間遵循堿基互補配對原則，為―UGCAUAA―。（3）由凝膠電泳帶譜可得出Ⅱ-1和Ⅱ-4的基因型是BB，Ⅱ-3的基因型是Bb，Ⅱ-2的基因型是bb，Ⅱ-2患有鐮刀型細胞貧血癥，需要停止妊娠反應。（4）Ⅰ-2的基因型是Bb，正常女性是鐮刀型細胞貧血癥攜帶者的概率是1/10 000，因此生出患病兒子的概率是1/10 000×1/4×1/2=1/80 000。

【考點】基因工程的原理及技術；基因突變的特征。

【分析】分析題圖：正?；蛑杏腥齻€酶切位點，能將探針雜交區(qū)域切成2段，即形成兩個條帶，而突變的基因只能形成一個條帶；I-1為Bb、I-2為Bb、Ⅱ-1是BB、Ⅱ-2bb、Ⅱ-3是Bb、Ⅱ-4是BB。

【解答】（1）由圖可知A變成T是堿基對改變引起的基因突變，正?；蚰苄纬蓛蓚€條帶，而突變的基因只能形成一個條帶。

（2）探針是用放射性同位素（或熒光分子）標記的含有目的基因DN段.若突變基因的核苷酸序列（…ACGTGTT…），則作為探針的核糖核苷酸序列為…UGCACAA…。

（3）由以上分析可知：Ⅱ-1是BB，Ⅱ-2bb，Ⅱ-3是Bb，Ⅱ-4是BB。

【點評】本題結合產前核酸分子雜交診斷和結果示意圖，考查基因工程和基因分離定律的相關知識，要求考生識記基因工程的相關知識。解答本題的關鍵是題圖的分析，要求考生能根據題圖正確判斷正?；蚝屯蛔兓蛐纬傻臈l帶數及Ⅱ代中4個個體的基因型。

【答案】（1）堿基對改變（或A變成T） 2 1 （2）放射性同位素（或熒光分子）―UGCAUAA―

（3）Ⅱ-2 BB

四、深度拓展

【例2】英國科學家Sanger因發(fā)明了鏈終止DNA測序法而獲諾貝爾獎。其主要內容步驟是：先向DNA復制體系中加入能夠終止新鏈延伸的某種脫氧核苷酸類似物，以得到各種不同長度的脫氧核苷酸鏈；再通過電泳呈帶（按分子量大小排列），從而讀出對應堿基的位置（如圖10所示）。請分析回答：

（1）若在活細胞內發(fā)生圖中“加熱變性”的結果，必需有______的參與.

（2）假設一模板鏈中含N個腺嘌呤脫氧核苷酸，通過上述操作能得到______種長度不同的脫氧核苷酸鏈。

（3）所得到的各種長度不同的脫氧核苷酸鏈之所以能通過電泳而分離開來，主要是依據它們的______差異.

（4）若用上述測序方法讀出堿基G的位置，則必須加入帶標記的______類似物.

篇9

一、1、原理：每對同源染色體上的任何一對等位基因，遺傳時都遵循分離定律，因此可將多對等位基因的自由組合分解為若干個分離定律問題分別分析，最后將各種情況進行組合。

2、解題加速基礎：理解并牢記分離定律中一對性對形狀雜交實驗的結果，子二代基因型比例1:2:1，表現(xiàn)型比例3:1。測交實驗結果，子代性狀分離比1:1。

3、應用

（1）、基因型與表現(xiàn)型的推斷問題

用不同方法分析每對等位基因的遺傳組合得出結果。

常見類型：

①后代分離比的計算：子代個體基因型或表現(xiàn)型的比等于每對等位基因或性狀遺傳至后代的分離比的乘積；

例 AaBbCc×AabbCc雜交，后代可能有多少種基因型和表現(xiàn)型？

解析：分為三個分離定律

Aa×Aa AA、Aa、aa 后代有3種基因型、2種表現(xiàn)型

Bb×bb Bb、bb 后代有2種基因型、2種表現(xiàn)型

Cc×Cc CC、 Cc、cc 后代有3種基因型、2種表現(xiàn)型

所以 AaBbCc×AabbCc 后代有3×2×3=18種基因型、2×2×2×=8種表現(xiàn)型。

②配子組合類型遞推法：子代表現(xiàn)型分離比之和=雌雄配子結合方式種類=雌配子種類×雄配子種類兩親本的基因型。

例 番茄高莖（T）對矮莖（t）為顯性，圓形果實（S）對梨形果實（s）為顯性（這兩對基因對于非同源染色體上）?，F(xiàn)將兩個純合親本雜交后得到的F1與表現(xiàn)型為高莖梨形開果的植株雜交，其雜 交后代的性狀及植株數分別為高莖圓形果120株，高莖梨形果128株，矮莖圓莖圓形果42株，矮莖梨形果38株。這種雜交組合的兩個親本的基因型是（ ）

A、TTSS×ttSS B、TTss×ttss

C、TTSs×ttss D、TTss×ttSS

解析：可先考慮后代中高矮這對性狀。高莖總數：120+128=248，短莖總數：42+38=82，高莖：矮莖=248：80≈3:1，故親本基因型必為Tt和Tt，而圓果：梨形果=（120+42）：（128：38）=162：166≈1:1，推知親本基因型為Ss和ss，綜合可知F1基因型是TtSs，而F1又是由兩純合親本雜交獲得，故D正確。

（2）、有關基因自由組合的計算問題

將問題分解為多個一對基因（相對性狀）的遺傳問題并按分離定律分析運用乘法原理組合出后代的基因型或表現(xiàn)型及概率。示例：

F1（YyRr）

Yy 基因型及比例：1YY：2Yy:1yy表現(xiàn)型及比例：3/4黃：1/4綠

Rr 基因型及比例:1RR:2Rr:1rr表現(xiàn)型及比例:3/4圓：1/4皺

基因基因型 （1/4YY : 2/4Yy : 1/4yy）×（1/4RR : 2/4Rr : 1/4rr） 1/16YYRR 2/16YYRr 1/16YYrr同理： 2/16YyRR 4/16YyRr 2/16Yyrr 1/16yyRR 2/16yyRr 1/16yyrr 型表現(xiàn) 3/4黃 : 1/4綠 × 3/4圓 : 1/4皺 9/16黃圓 3/16黃皺 3/16綠圓 1/16綠皺型

例如：黃色圓粒豌豆（YyRr）與黃色皺粒豌豆（Yyrr）雜交 ，后代中黃色圓粒豌豆占的比例為多少？

解析：將表現(xiàn)型用基因型形式表達出來，再求出該基因型的個體在后代中的比例。

YyRr×YyrrY＿R＿ （黃色圓粒豌豆）

Yy×YyY＿（黃色）占3/4，Rr×rrR＿（圓粒）占1/2

二者相乘得黃圓粒豌豆（Y＿R＿）占3/4×1/2=3/8

（3）按自由組合定律遺傳的兩種遺傳病的發(fā)病情況

當兩種遺傳病之間具有“自由組合”關系時，各種患病情況的概率如下表：

二、基因型問題

（1）基因型種類

例： 基因型為AaBbCc與AaBbCC的個體雜交，其后代有多少種基因型？

方法：先分解為三個分離定律，計算后代基因型種類

Aa×Aa 后代有3種基因型（1AA：2Aa：1aa）

Bb×Bb 后代有3種基因型（1BB：2Bb：1bb）

Cc×CC 后代有2種基因型（1CC：1Cc）

將所得基因型種類數值相乘，即3×3×2=18種基因型。

（2）基因型比例

例如：AaBbCc與AaBbCc雜交后代中基因型為AaBbCc的個體占多少？

方法：分解成三個分離定律，分別計算Aa、Bb、Cc在后代中出的比例。

Aa×Aa Aa基因型占1/2

Bb×Bb Bb基因型占1/2

Cc×Cc Cc基因型占1/2

三者相乘即得到基因型為AaBbCc的個體占后代總數的比例：1/2×1/2×1/2=1/8。

（3）基因型推斷

方法：獨立考慮每一對相對性狀，根據子代的基因型，表現(xiàn)型及比例來推斷親代基因型，或根據親代基因型表現(xiàn)型及比例推斷子代基因型。

4、表現(xiàn)型問題

（1）表現(xiàn)型的種類

（3）判斷表現(xiàn)型類型

常先判斷出基因型類型，確定表現(xiàn)型。判斷基因型方法前面已介紹，不作贅述。

5、計算概率

篇10

關鍵詞：規(guī)律　生物學　歷史性　特異性

一、引言

規(guī)律或定律（law）觀念是傳統(tǒng)科學和哲學的基本信念。 這種觀念的本質就是亨普爾概括的“演繹—規(guī)律論”解釋模型。根據這一模型，科學的本質就是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象背后不變的聯(lián)系，并把它們建立成規(guī)律體系。對單個事件的解釋就是要把這個事件從這些規(guī)律和初始條件中演繹出來。這就是說，如果要對一個事件的發(fā)生做出科學的解釋，就必須把這一事件歸并到已經發(fā)現(xiàn)的一條或幾條定律之下。否則，這一事件就是不可理解的。

“演繹—規(guī)律論”解釋模型把規(guī)律看作是科學最本質的東西。那么什么是規(guī)律呢？一般人們認為一個陳述如果滿足如下條件就是一個規(guī)律或定律：（1）普遍性標準，即該陳述必須包含普遍限定詞， 不涉及任何具體的個體、時間和空間地點；（2）可檢驗性標準， 即該陳述必須具有經驗內容，并已得到確證；然而滿足這兩個條件還不能說是一條定律，它還必須滿足第三個往往被大多數人忽略的標準，即（3 ）連貫性標準，就是說這個陳述必須能夠整合到一個更大的理論體系之內，或者說它必須從屬于一個更大的理論，因而有理論上的根據和保證。

“演繹—規(guī)律論”解釋模型既說明了科學的本質，又指出了科學結構及其運作過程。這種解釋模型，其主要依據是物理科學，不論是經典物理、經典化學還是現(xiàn)代物理和現(xiàn)代化學，都采取的是這種演繹規(guī)律論的方法或覆蓋定律的方法進行運作的。這種解釋模型適合與物理科學之外的其他學科嗎？或者說其他學科是否也要把它們的理論建立成規(guī)律性的理論體系？是否也要把它們要解釋的事件歸并到規(guī)律之下？

本世紀中期，生物學日益成為可以與物理科學相抗衡的新學科，生物科學因此成為檢驗傳統(tǒng)科學哲學普適性的一個新標本。所以從六十年代開始，大量的思想家開始從生物科學出發(fā)研究哲學，他們或者用生物科學檢驗已有的哲學理論，或者從生物科學中概括出新的哲學思想。這里，規(guī)律問題自然成為新的科學哲學家們重新思考的一個重要問題。

1963年，著名的科學哲學家斯瑪特（J.J.C.Smart ）通過對生物科學的考察認為，嚴格意義上講，只有物理學和化學才具有規(guī)律，生物學中并不存在規(guī)律。因為物理學和化學中概括具有普遍性，“它們可以適合于時空中的任何地方，”“并且可以用非常完美的普遍概念來表達而不使用專有名詞或暗中提到專有名詞。”（〔1〕，p.53 ）然而生物學就不同，生物學中的陳述，比如“所有的天鵝都是白的”，在斯瑪特看來就不是規(guī)律性的陳述。因為天鵝是根據它們在進化樹中的位置定義的。這樣的定義隱含著一個特殊的指稱——我們的地球。這個特殊的指稱使該命題不符合前述的標準（1）。當然， 人們可以用不同的方式來定義天鵝，比如通過提到天鵝所擁有的特性來定義，但是，這樣做的話，我們就沒有理由認定那種陳述在整個宇宙中都是成立的，因為其他星球可能有不是白的天鵝，盡管它們有我們所定義的特性（即與標準（2 ）不符）。另外，它也不符合標準（3）。 因為這樣的陳述并不能整合到更廣的生物學理論中去，也不能從其它生物學理論中推導出來。

為什么物理學和化學與生物學相比在規(guī)律上有較優(yōu)越的地位呢？斯瑪特認為這與它們研究的客體的性質有關。物理學和化學研究的客體是相對簡單和均一的系統(tǒng)，其組成成分比如基本粒子被認為在宇宙中是無所不在的。而生物客體則不同，它們相對來說是復雜的，并且具有特異性，它們是自然史中一定階段的產物或客體，所以在宇宙中是受時空限制的。貝爾納也曾這樣說過：“我認為生物學和所謂精確的或無機的科學、特別是物理學之間有一個根本的不同。在無機科學里，我們假定宇宙結構所必須的基本粒子以及支配它們運動和轉化的定律都是必不可少的，并且一般都適合于整個宇宙。另一方面，生物學則涉及對宇宙中那些極其特殊的部分，即對我們所謂生命的描述和有序化。當前，說得更具體些，就是地球上的生命。它象地理學一樣，主要是一門描述性的科學，它所涉及的是在特定的時間內、特定行星上一批特別有組織的實物的結構和作用?！彼?，貝爾納說，目前的生物學不具有普遍性，但貝爾納認為應當有一門真正普遍的生物學。

著名的生物進化論專家恩斯特·邁爾進一步論證并發(fā)揮了斯瑪特等人的觀點，認為規(guī)律的觀念是物理主義、本質主義觀念的必然結果，在生物學中必須擯棄。（[2]，p.41）邁爾認為，生物學是19 世紀的產物。在19世紀以前，作為獨立的生物學并不存在，存在的只是一些零散的與生物學有關的研究傳統(tǒng)。但那時物理科學已經比較發(fā)達，所以當17世紀和18世紀科學哲學家們發(fā)展他們哲學思想時，完全是以物理科學為基礎的。物理科學的規(guī)律，特別是牛頓力學規(guī)律的解釋和預言作用給哲學家們以深刻的影響，以致于這個時代的哲學家都把建立規(guī)律作為科學的決定性標準。當時的生物學家也不例外。早期的生物學家象拉馬克、達爾文等就都以揭示生物界的規(guī)律為己任。然而100多年過去了， 生物科學獲得了長足的進展，在涉及生命現(xiàn)象的各個領域都建立起了生物學分支。然而，奇怪的是；各生物學分支中都很少提到“規(guī)律”二字。邁爾認為，這不是偶然的，因為生物學中并不存在普遍定律，生物學中的概括一律具有例外。他說：“生物學中只有一條規(guī)律，那就是所有的概括都有例外?！保╗2]，p.41）與斯瑪特類似，邁爾認為生物學概括具有例外的原因是，生物學努力描述的事件是歷史的、特異的事件。任何生物都是長期進化的結果，都與歷史相關，都具有獨特性。這就要求我們，對生命現(xiàn)象的解釋不能象物理科學那樣是由規(guī)律提供的。事實上，邁爾把規(guī)律觀念看作是本質主義的錯誤結果。本質主義是由柏拉圖發(fā)展起來并一直支配西方思想界的哲學思潮。在本質主義看來，可變化的現(xiàn)象世界只不過是固定不變的本質的反映。世界上真實和重要的東西就是這些本質，現(xiàn)實世界的變異只是內在本質的不完備的表現(xiàn)。因此，不變性和不連續(xù)性是本質主義特別強調的論點。邁爾認為，這種思想在今天是有其局限性的，它必須被新的群體思想所代替。群體思想與本質主義相反，它認為，重要的東西不是本質而是個體。許多生命現(xiàn)象，特別是種群現(xiàn)象是以高度的變化為特征的，進化的速率或物種形成的速率彼此的差別有三到五個數量級，這種變化程度在物理現(xiàn)象中是很少有記錄的。物理世界的實體具有不變性的特征，而生物實體卻以可變性為特征。生物實體的這種特異性告訴我們，必須用與研究完全均一的無生命的東西完全不同的精神來研究生命現(xiàn)象。這種新精神就是要擺脫規(guī)律思想的影響，充分考慮到生物體的歷史特異性。

與斯瑪特、邁爾等人類似，著名科學哲學家波普爾也斷言進化生物學中沒有規(guī)律。他認為，由于地球上的生命進化或者人類社會的進化只是一個單獨的歷史進程，因此，對進化過程的描述就不是規(guī)律性的描述，而只是一個單純的歷史陳述。所以，波普爾認為，探索進化的“不變秩序”和“規(guī)律”是不可能的。（[3]，pp.85—86）

這么多的思想家否定生物學中存在規(guī)律，是不是生物學中真的沒有規(guī)律？這些思想家的觀點一經提出，就有其他思想家從不同側面提出自己的否定意見。

二、例外的出現(xiàn)與連貫性標準的作用

斯瑪特、邁爾等人的觀點，概括起來可以歸結為：（1 ）生物學中的概括一律具有例外，不是全稱普遍陳述，原因是（2 ）生物客體具有歷史性、特異性、非均一性。針對第一點，魯斯（M.Ruse）認為，生物學中的概括比如孟德爾定律有例外，但這不損壞它作為一條定律。事實上，它是一條真正的規(guī)律，因為例外可以由生物學家作出合理的闡釋。只要我們考慮到生物的較低水平及適當的邊界條件，發(fā)生在表型水平的例外可以根據細胞水平和分子水平上的變化得到說明。比如孟德爾自由組合定律的一些例外就可以根據亞細胞水平的基因連鎖與互換得到解釋?！?〕魯斯的這種論證表明，連貫性（coherence）在討論“普遍性”時將起重要作用。在經典遺傳學中，對孟德爾定律的連貫論解釋采取的是縱向整合的形式（vertical integration），即對組織不同層次的整合。通過這種整合，宏觀層次（或表型層次）的規(guī)律及其例外，可由微觀層次（基因層次甚至分子層次）的規(guī)律推導出來。

哈爾（D.Hull）也認為，通過不同層次之間的理論整合，是建立生物學規(guī)律的唯一可能。在《生物學的哲學》一書中，哈爾曾舉出個體發(fā)育的例子。他認為，個體發(fā)育階段的順序性是受規(guī)律控制的，但在我們把描述這種發(fā)育順序的陳述看作規(guī)律之前，我們需要找到能把它們從中推導出來的有關系統(tǒng)的規(guī)律。這樣做，我們就不能局限在表型層次，而必須深入到生物體的基因型中，看這些基因型是如何起作用而控制這種特殊的發(fā)育過程的。對于系統(tǒng)發(fā)育，哈爾給出了相似的論證。他認為，生物表型特征關系的陳述可以被看作是規(guī)律，只要我們的認識已擴展到指出有機體的遺傳構造以及產生這些表型特征的生化反應。[5]不過， 哈爾不象魯斯那樣樂觀。魯斯認為經典遺傳學已經基本整合到分子遺傳學中，而哈爾認為這種整合仍存在許多障礙。

列旺?。≧.C.Lewontin）也有類似的思想，他認為，在群體遺傳學中有許多假定的一般規(guī)律，但很難檢驗它們。所以，群體遺傳學要想成為一門成熟的科學，人們必須建立起一種聯(lián)結基因型和表現(xiàn)型水平的整合理論，有了這種整合理論，群體遺傳學中規(guī)律才能真正成為規(guī)律。[6]

可以看出，魯斯、哈爾、列旺汀等人對生物學規(guī)律的連貫性辯護實際上就是要把高層次的概括還原到低層次的理論。由于這種辯護采取的是理論還原的策略，所以，關于這種辯護的反對意見自然也就從反駁理論還原的可能性入手。因為，如果理論還原或縱向整合存在困難或者是不可能，那么，采用這種方式為生物學規(guī)律辯護，說服力就會大大降低。魯斯曾竭力論證經典遺傳學可還原為分子遺傳學。哈爾承認這種縱向整合的可能性，但也看到這種整合的困難，看到目前人們還遠遠未做出這種整合。今天，雖然生物學的快速發(fā)展已使我們能從基因水平解釋越來越多的表型層次的特征及其關系，但畢竟我們尚不能解釋許多事情。所以，魯斯和哈爾等人的結論是建立在未經證實的哲學假設之上的。也許這種假設是正確的，但這畢竟是一個假說而已。

斯蒂因（W.J.Van der Steen）看到縱向整合的困難，所以， 他采取一種新的連貫論策略為生物學規(guī)律辯護—橫向整合或水平整合（horizonal integration）。他認為， 人們不應當把縱向整合看作是為生物學規(guī)律辯護的唯一途徑。同一組織層次上的理論整合也可以使我們在生物學中建立普遍規(guī)律。比如說，孟德爾的分離律具有例外，像透明金魚與不透明金魚雜交，子一代是半透明金魚，而不像顯性規(guī)則所說的那樣只呈現(xiàn)一種性狀，即顯性性狀。子一代的金魚互相，子二代不是呈現(xiàn)3:1的比例，而是1:2:1的性狀比，即透明金魚和不透明金魚各占一份，半透明金魚占兩份。對此，生物學家解釋說，顯性具有相對性，即對有些相對性狀來說，并沒有哪個性狀占絕對顯性，哪個性狀占絕對隱性，所以，透明金魚和不透明金魚雜交，子代有半透明金魚。另外，遺傳上的并顯性，互換等都可以通過引進補充性假設來解釋，而不必采取縱向整合的形式。這種解釋例外的方式，斯蒂因稱之為水平整合，即在同一組織層次上的整合。所以，斯蒂因說，連貫性不必采用縱向整合或還原論的形式，水平整合也是確保生物學規(guī)律存在的理論根據。（〔7〕，p.450）

三、物種特異性能否定規(guī)律的存在嗎？

斯瑪特和邁爾等人否定生物學規(guī)律的存在，一個重要的根據是生物客體的獨特性、變異性和歷史性。確實，與物理實體比如原子、分子相比，生物實體物種具有高度的變異性和獨特性，但變異性、獨特性能成為否定生物規(guī)律的可靠依據嗎？

哈爾和邁爾一樣反對本質主義，承認生物實體與物理實體的不同，但哈爾并沒有因此走上否定生物學規(guī)律的道路，而是努力尋求為生物學規(guī)律辯護的新的方法。

哈爾認為，對生物學沒有普遍規(guī)律的指責源于對種的類別的本體論地位的誤解。生物的物種是歷史進化的實體，這種歷史性使物種不具有某種特殊的本質。 所以， 哈爾認為， 物種不是某種自然類（naturalkinds）。物種不是自然類，那么物種是什么呢？ 對物種獨特性的強調使哈爾提出了一條令西方思想界廣泛討論的命題：物種是自然個體（natural inpiduals）或自然特殊物（natural particulars）。在哈爾看來，物種類似于一個特殊的有機體。有機體由許多部分組成，但不包含成員，并且，特殊有機體的部分之所以是這個有機體的部分，是因為這些部分之間具有時空的和因果的聯(lián)系。這一點與類中的成員要求具有某類性質相反。金中的成員都具有共同的原子結構這一特性，這些成員并不依賴與其他金塊的特殊的時空關系和因果關系。物種的個體與個體之間就不同，它們彼此之間都有著特殊的時空關系和因果關系，因為物種是在一定區(qū)域內聚合在一起連續(xù)的聯(lián)合性實體（或歷史實體）。物種之所以是時空上連續(xù)性的實體是因為物種是進化的單位，即能夠通過自然選擇進化的實體。物種通過自然選擇進化，必須滿足三個條件：（1）變異，即有機體的性狀與親代相比具有差異性；（2）不同的適應力，即有機體性狀的變異使它們各自具有不同的適應能力；（3）遺傳， 即變異的性狀必須是可遺傳的。其中，條件（3）非常關鍵。 一個性狀當它通過繁殖被忠實地傳遞給下一代就是遺傳，而繁殖是一個時空上特化的過程一雙親和胚胎必須具有時空上的連續(xù)性。所以，性狀傳遞給物種的后代，條件是那些后代必須通過繁殖關系在時空上互相連接。因而，唯有形成時空上連續(xù)的實體，物種才可能通過自然選擇進化。由于物種的個體與個體之間具有時空上的連續(xù)性和因果關系，所以物種不是有機體的種類，它的成員不是它的特例；相反，每一個物種都是個體，一種時空上受限制的特殊客體，其成員是它的部分和組成，不是它的例子。

轉貼于 哈爾認為，如果物種是個體，進化生物學就不應當被指責沒有自然定律?？紤]到氣象學和地理學中的一個類似情況。在氣象學和地理學中，沒有關于特殊氣象現(xiàn)象和特殊巖石的組成部分的規(guī)律，但并沒有人指責氣象學和地理學中沒有規(guī)律。氣象學和地理學的規(guī)律存在于不同的本體論水平之上，這些規(guī)律涉及是一般的氣象現(xiàn)象、一類巖石（比如大理石）、以及組成那些巖石的一類元素（比如金和鐵）。同樣的考慮也適用于進化理論和物種。也許并沒有涉及某一特殊物種所有成員的規(guī)律，但這并不表示進化理論沒有普遍規(guī)律。在進化理論中，物種是個體，不是類，所以，如果進化理論中有規(guī)律，這些規(guī)律將存在于其他本體論水平之上。哈爾認為存在關于一類物種的規(guī)律，比如群體生態(tài)學家談到的K—選擇物種和R—選擇物種——生活在穩(wěn)定環(huán)境和非穩(wěn)定環(huán)境中的物種，對它們的共同特性的概括就可以看成是規(guī)律。另外，也存在關于一類群體的規(guī)律。比如邁爾的地理成種概念詳述了弧立種群何時變?yōu)樾路N，哈代一溫伯格定律預言在一定種類的隨機群體中發(fā)現(xiàn)的基因的頻率。[8]

與哈爾類似，羅森伯格也認為，物種的個體性并不影響在生物學中建立規(guī)律，因為，“生物學中的一般發(fā)現(xiàn)并不建立在有關特殊物種的規(guī)則之上”，而是“建立在所有物種都與之適合的規(guī)則之上”的（[9]，p.205）。在羅森伯格看來， 生物學中關于所有物種的經驗概括有兩類：一類是最低水平的概括，比如：“非特化物種比特化物種趨于滅絕的時間要長”，“物種在進化過程中體形趨于增加”，“生活在相同環(huán)境中的現(xiàn)代物種趨于以相同的方式變化”等等。這類概括與其他經驗概括一樣有例外，但是這些例外可通過訴諸于第二類更普遍的經驗概括來解釋。這些較高水平的概括就是生命科學中的規(guī)律。羅森伯格認為，這種經驗概括與比如“所有的天鵝都是白的”等陳述不同，如若其他條件保持不變，在其他有生命的星球上也是可以期望獲得的。這樣的規(guī)律有哪些呢？羅森伯格列出了以下五條：

（1）物種是在有機體中傳遞下來的宗譜分支（lineage of decent a-mong organisms）。

（2）任何一個物種后代的生物體數有一個上限。

（3）每一個有機體與它的環(huán)境之間都有一定程度的適應性。

（4）在一個物種中，如果D是一個在生理上和行為上都相似的亞族（subclass），且D 比該物種的其他成員在適應性上許多世代都足夠優(yōu)越，那么在該物種中D的比例將增加。

（5）在一個不是處于滅絕邊緣的物種的每一個世代中， 都有一個亞族D，它比該物種的其他成員更優(yōu)越，且有足夠長的時間確保D相對于該物種成比例增多，并將獲得充分的優(yōu)越性繼續(xù)增加，直至在某一時間達到構成整個物種的活的成員。（[9]，p.212）

羅森伯格認為，這些定律與前面第一類經驗概括不同，它們沒有例外。這些生物學定律沒有提到特殊的物種，并且它們把物種看作是特殊進化的宗譜分支，而不是有機體的類型、集體或種類。

魯斯也捍衛(wèi)生物學規(guī)律。但在處理物種的特異性問題上，他與哈爾有著完全不同的看法，盡管在處理生物學概括例外問題上他們有著相同的思維方式（即他們都采取連貫論的思維）。哈爾和羅森伯格等人把物種看作是個體而不是自然類，魯斯等人則認為物種是自然類而不是個體；哈爾和羅森伯格等人把生物學規(guī)律看作是超越物種層次之上的普遍概括，否定關于個體物種規(guī)律的存在，魯斯等人則認為關于物種成員的規(guī)律是存在的。

魯斯指出，如果象哈爾所說的那樣沒有關于特殊物種規(guī)律的話，那么，任何關于人類自身的特有主張就都不是規(guī)律，因為它們都是關于單一物種—人類屬性的研究。因此，我們通常所說的社會科學、歷史科學、語言學等都不是真正意義上的科學。事實上，由于物種不是個體，而是自然類—即同一物種之所以是同一物種，就是因為它們的成員共有某一性質，因此，關于某一特殊物種的所有成員的普遍陳述是可能的。（[10]，p.225）凱切爾（Kitcher，P.）也認為存在關于具體物種的生物學規(guī)律，因為我們能找到這樣的性質P，它們與物種S特有的遺傳組成的關系非常密切，以致于P的不存在就意味著這種遺傳組成的變化， 并導致新種的出現(xiàn)或不能存活的個體出現(xiàn)，這樣“凡S必有P”這類陳述就是可以得到的。（[11]，p.312）

四、歷史敘述可以代替規(guī)律解釋嗎？

“演繹—規(guī)律論”的科學解釋理論把科學看作是由各種互相關聯(lián)的定律組成的規(guī)律體系。如果生物學不存在規(guī)律，那么生物學還是不是科學，特別是與功能生物學相差較遠的進化生物學還是不是科學？一些人走得很遠，他們認為進化論不是科學的理論。斯瑪特、波普爾等人都是如此。邁爾也否認生物學定律的存在，但他并沒有因此否定進化理論的科學性，相反他認為，人們應當改變對科學的傳統(tǒng)觀念。他說：“有一些科學并沒有運用無可爭辯的被稱為定律的表達方式也運行得非常順利?！保╗12]，p.20）邁爾所說的“有些學科”最主要指的就是生物學。

既然生物學中沒有定律，那么生物學中的解釋是如何進行的呢？邁爾認為，生物學的解釋方式采取的是不同于物理學的歷史敘述的方式。他說：“規(guī)律觀念遠遠沒有歷史敘述的觀念那樣有助于進化生物學?！保╗2]，p.140）這就是說，在生物學中歷史敘述比規(guī)律解釋更重要。

岡奇（T.A.Gondge）也有類似思想。岡奇曾經指出：“在討論生命歷史上具有重大意義的單個事件的時候，敘述性解釋進入了進化生物學……敘述性解釋的建構一點也沒有提到一般規(guī)律，……進化過程中的事件不是某種事件的例子，而是單獨發(fā)生的事，是某種只發(fā)生一次，不能〔以同一方式〕再發(fā)生的事情，這時候要求敘述性解釋……歷史性解釋構成進化理論的基本部分。”（[2]，p.77）

在邁爾等人看來，歷史敘述具有解釋價值，是因為生物學的對象—生命客體是歷史客體，在歷史過程中，早先的生命事件通常對后來的事件起到一定的作用。例如，白堊紀末期恐龍的滅絕留下了許許多多的生態(tài)小生境，為哺乳動物在古新世和始新世向四面八方的驚人發(fā)展提供了空間，因此，歷史敘述的目標之一就是發(fā)現(xiàn)后繼事件的原因。然而，在邁爾看來，“那些由基本邏輯公理系統(tǒng)訓練出來的哲學家，看來是很難理解特異性和事件歷史序列的特殊性的。他們想要否認歷史敘述的重要性，并想用結構性法則把它們公理化，但他們的想法并沒有說服人?！保╗2]，p.77）

確實有許多人指出，歷史敘述并不能否定規(guī)律解釋。比如魯斯就認為，敘述性解釋的推理過程或者總體上不能令人滿意，或者在解釋過程中或明或暗地運用到規(guī)律。舉例來說，描述到生物演化史上的歷史事件時，經常要運用“適應”、“優(yōu)越性”等概念，然而這些概念只能在自然選擇和群體遺傳學的背景中才能被理解。所以，歷史敘述具有解釋價值，必須有理論上的保證。這些理論雖然在具體敘述時未提及，但它們卻在知識背景中起作用。所以，魯斯認為，不是贊成規(guī)律解釋的人的思想沒有說服人，而是否定規(guī)律解釋的人的觀點沒有說服人。

在我看來，魯斯說的不無道理，然而，我們也應看到，在生物學中，獨特性確實比物理學和化學更普遍，因為生物體在結構上是如此的復雜，以致于它們顯示出更多的變異和個性。邁爾等人希望人們關注到這一點，希望人們用特殊的詞恰當地描述生物事件，若不是走得太遠的話，是包含有合理因素的。因為在很多情況下，生物事件是如此的復雜，以致于完全的解釋需要訴諸于許許多多的規(guī)律和初始條件，這時，人們在實踐上就不得不滿足于描述性工作或者“大略解釋”工作。在作大略解釋時，人們可能要用到規(guī)律，但這些規(guī)律可以不表現(xiàn)出來，而只是停留在背景知識中。我們不必用非常精確的形式把它們表達出來。所以，在生物學中，歷史敘述的解釋形式很普遍，但我們應知道，歷史敘述并不否認規(guī)律解釋。

五、結論：走向新的解釋

規(guī)律觀念的本質涉及的是科學理論的結構及科學的運作方式。傳統(tǒng)科學哲學認為科學是通過建立越來越普遍的規(guī)律向前發(fā)展的，規(guī)律或定律的建立，既是科學理論成熟的標志，又是科學解釋和預言的依據。我國的科學哲學研究幾乎無例外地都認為科學是由規(guī)律經演繹形成的理論體系。如果我們忽視了科學的具體實際，這種觀點仿佛很是圓滿。但當我們面對具體的各門科學時，會發(fā)現(xiàn)這樣的理論圖景其實是依據物理科學得出的，并主要適合于物理科學。當代生命科學正如邁爾所說，幾乎很少用到規(guī)律或定律一詞（只有遺傳學中有所謂的三定律和哈代—溫伯格定律等少數例外）。達爾文進化論對生物學就象牛頓力學對經典物理一樣重要，然而達爾文進化論并不象牛頓力學那樣由幾條規(guī)律經數學演繹形成理論。生命科學理論在實踐上缺乏定律或規(guī)律！

生命科學在規(guī)律或定律上的缺乏說明了什么？是傳統(tǒng)的科學哲學有問題？還是生物學迄今還不是一門成熟的科學？如果生物學存在規(guī)律，生物學是否也應當建立成類似牛頓力學、愛因斯坦相對論那樣的規(guī)律體系？

依我看，傳統(tǒng)規(guī)律觀念有其深厚的理論基礎，從生物客體的歷史性、特異性出發(fā)，從概念上否定生物學中存在規(guī)律，尚缺乏較堅實的理論基礎，所以我們必須從另外的角度尋求生物學缺乏規(guī)律的原因。實際上，生物學理論在規(guī)律上的缺乏完全是由生物學所面對的問題與物理科學不同所造成的。物理學最關心的問題是物質本身所內涵的性質，所以必須借助大量抽象的符號來描述，因此，物理學很容易就走入數學的世界，建立數學的邏輯工具。但是，生物學的重心一開始就落在結構上面，諸如什么動物長什么樣子，擁有什么樣的器官，長在什么位置，構造和功能有什么關系等等。即使是最近的生物學進展，其重心依然在結構上面，從細胞的各種顯微構造到基因的構筑及表現(xiàn)，還有各種生物大分子的三維空間的立體結構等等，生物學家們一直致力的，是如何將各種生命現(xiàn)象在實體形象上求得解釋。所以，生物學家最常用的表達方式便是“看圖講故事”，亦即對于已知的構造經由類比聯(lián)想去闡釋其功能。在生物學中敘述性解釋成為主要的解釋方式，物理科學中那種從規(guī)律（由數學公式表示）出發(fā)，經由嚴格的數學推理的解釋方式很少出現(xiàn)在生物學里。從早期孟德爾的遺傳實驗，到摩爾根對染色體的解釋，直到近期分子生物學的發(fā)展，實際存在的構造成了理論好壞的依據。一個理論成功與否完全依賴其是否能將所觀察到的現(xiàn)象嵌附到已知的結構上去。于是，結構變成了所有解釋的出發(fā)點。染色體也好，DNA雙螺旋也好， 都是如此，在這里，數學形式的邏輯推理派不上用場，結構的合理性才是最好的解釋手段。另外，由于生物系統(tǒng)及其環(huán)境的復雜性，也必須限制在該領域建立一般視律或定律來解釋詳細細節(jié)，所以，生物學家在建立他們的理論體系時，通常更強調先在條件而不是一般規(guī)律。

從本世紀五十年代起，許多哲學家從不同方面對邏輯實證主義發(fā)起了進攻，出現(xiàn)了一系列新的科學哲學思潮。然而，實際上邏輯實證主義思想仍然在背后支配著許多人的行動。許多人仍然認為一般定律的多少是“好科學”的標志就是一例。然而，我認為，在科學中，除了普遍性推理之外，人們也需要結構性描述，并且在一定的背景中，結構性描述可能是非常重要的。所以，生物學中缺少定律而有更多的敘述性解釋，并不一定是生物學的消極特征。生物學不但是一門真正的科學，而且其成就及其思維方式必然要引起哲學的新的變革。

參考文獻

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