《孟德尔遗传试验的科学方法》科学方法是人们在认识世界的实践活动中总结出来的正确的思维方式和操作方式,是人类认识世界的有效手段。科学研究的一般方法又可以分为获取感性材料的方法(观察法、实验法、调查法等)和理性思维的方法(逻辑方法、数学方法、模型方法、系统方法等)两大类。 “分析孟德尔遗传实验的科学方法”是《普通高中生物课程标准》的具体内容标准之一,学习目标属于应用水平,要求学生能“在新的情境中使用抽象的概念、原则;进行总结、推广;建立不同情境下的合理联系等。”但在实际教学过程中,许多老师常常是对孟德尔获得成功的原因进行简单的总结,没有提供新的情境让学生思考与应用,学生缺少对科学方法的感悟和内化过程,从而影响课程标准具体目标的达成。从总结孟德尔成功的原因到分析和运用科学方法,是一个从感性到理性的提升过程。1 选择理想的模式生物 实验材料的选择是决定研究工作成功与否的关键因素之一。人们研究某种具有普遍规律的生命现象过程中,长期和反复作为研究材料的物种称为模式生物。1856 年始,孟德尔在修道院的花园里,种植山柳菊、菜豆、豌豆、玉米等植物进行杂交实验,也饲养小家鼠和蜜蜂做杂交实验,许多实验是一无所获,而最终揭示遗传学基本定律的连续 8 年的豌豆杂交实验,因为豌豆是严格的自花传粉植物,从市场买来的豌豆种子都是纯种,杂交实验从纯种开始,这样才能得到真正的杂种;相对性状稳定而易于区分;容易去雄和人工授粉;一年生植物,结实率高。豌豆所具有的优良特性,使其成为那个年代遗传学研究的模式生物。 现代发育生物学和分子遗传学常用的模式生物有果蝇、大肠杆菌、酵母菌、线虫、斑马鱼、小鼠、拟南芥等。模式生物的共同点是:有利于回答研究者关注的问题,能够代表生物界的某一大类群;对人体和环境无害,容易获得并能在实验室内生长和繁殖;世代短、子代数量多、遗传背景清楚;容易进行实验操作。学生在领悟了豌豆作为模式生物的特点后,就可以推广到其他生物学研究领域中使用的生物实验材料,如利用果蝇进行遗传学实验、利用酵母菌探究细胞呼吸方式和尝试建立数学模型解释种群的数量变动等。2 单因子分析法 现在已知在豌豆体细胞中有 7 对同源染色体,孟德尔研究的 7 对相对性状的遗传因子分布在 4 对同源染色体上,其中子叶颜色和花的颜色两对基因位于第一对同源染色体上,植株高矮、豆荚形状、花的位置三对基因位于第四对同源染色体上,豆荚颜色的等...