人教版高中生物教材“先講遺傳定律后講減數分裂”的價值分析

新課標人教版教材必修模塊二《遺傳與進化》與以往舊人教版教材相比，最顯著的差別是將孟德爾的遺傳定律提到了減數分裂之前。這一次序上的改變，引起了較大的爭議，使許多教師尤其是教了多年舊教材的老教師倍感不適，他們的理由是：后講減數分裂會使學生理解遺傳定律的難度加大，教學效率降低。網絡媒體上的爭論也很激烈，有贊成的，也有反對的。筆者所在地區，盡管新人教版教材已經使用了許多年，但至今依然有不少教師在課堂教學時又把次序調整了過來，依舊先講減數分裂再講遺傳定律。新人教版教材為什么要將遺傳定律前置呢？這種次序上的改變又有什么意義呢？筆者認為有以下幾點價值。

一、有利于學生了解真實的科學發展史

新版教材內容是按科學發現年代的先后順序進行編排的。孟德爾于1665年在其發表的《植物的雜交試驗》論文中提出分離定律和自由組合定律，而減數分裂的過程一直到1891年才大致弄清楚，其間晚了二百多年。可見孟德爾遺傳定律的發現遠遠早于減數分裂的發現。我們如果先講減數分裂，然后再用減數分裂的知識去解釋遺傳現象，會使學生誤以為減數分裂的發現在前。教材“先遺傳定律后減數分裂”的調整目的，在于還原科學發展史的本來面目，同時也讓學生知曉孟德爾是在沒有減數分裂的知識背景下發現遺傳定律的。從下面簡要敘述的減數分裂的發現歷程可以看出，孟德爾1665年發現遺傳規律時，人類借助顯微鏡才剛剛看到細胞，減數分裂的研究還沒有起步。

1665年英國科學家羅伯特·胡克用自己制造的顯微鏡觀察軟木片發現細胞。

1667年荷蘭的列文虎克用自制的顯微鏡觀察了人和動物的精液，看到了帶著長尾巴的蝌蚪形的精子，但當時人們認為這是寄生蟲！到1884年才由寇里克確定精子是動物自身產生的，而且是一個細胞。

1875年德國動物學家赫德維希在顯微鏡下觀察海膽的受精過程，海膽是體外受精的，容易觀察。他發現：許多精子游向卵細胞，但卵細胞只接受一個精子進入，而且只是精子的頭部。

1883年比利時胚胎學家貝內登以馬蛔蟲為材料，發現其精子和卵細胞各自只有體細胞染色體數目的一半，受精卵又恢復了兩對染色體（馬蛔蟲體細胞有兩對染色體）。

1887年德國生物學家魏斯曼系統地總結了前人及自己實驗室對極體（polarbody）的研究結果，預言了減數分裂的存在。

1890年德國細胞學家鮑維里確認，精子和卵細胞形成要經過減數分裂。

1891年德國動物學家亨金描述了形成精子和卵細胞的減數分裂的全過程。

1905年Farmer等將精子和卵細胞經歷的兩次連續分裂稱為減數分裂（meiōsis），meiōsis這一詞一直沿用至今。

二、有利于學生體驗科學發現的真實過程

以前的舊版教材先講減數分裂，再用減數分裂的知識去解釋遺傳現象，這樣講雖然方便，學生好象也容易接受，但這不是科學發現的真實過程。1665年孟德爾發表發現兩個遺傳定律論文時，生物界還沒有認識到配子的形成和受精過程中染色體的變化，孟德爾是在完全沒有減數分裂的知識背景下，通過運用假說演繹的方法發現了兩個遺傳定律的。這種研究方法的流程是：實驗現象→提出問題→作出假設→演繹推理→實驗驗證→得出結論。下面先來看看孟德爾當年是怎樣用假說演繹法進行研究的。

1.實驗現象：孟德爾用純種高莖豌豆與矮莖豌豆作親本進行雜交，無論正交還是反交，F1代全為高莖，F1自交后代高莖和矮莖的比例始終是3∶1。

2.提出問題：孟德爾通過觀察、統計和分析，提出了以下幾個問題：（1）為什么F1代全是高莖而沒有矮莖呢？（2）為什么F2代中矮莖性狀又出現了呢？（3）F2代中出現的3∶1的性狀分離比是偶然的嗎？

3.做出假設：孟德爾在觀察、統計和分析的基礎上，通過嚴謹的推理和大膽的想象，對分離現象的原因提出了幾點假說：（1）生物的性狀是由遺傳因子決定的，決定顯性狀的為顯性遺傳因子，決定隱性狀的為隱性遺傳因子。（2）體細胞中遺傳因子是成對存在的。（3）生物體在形成生殖細胞時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配子中。配子中只含有每對遺傳因子中的一個。（4）受精時，雌雄配子的結合是隨機的。

4.演繹推理：孟德爾運用以上假說，合理地解釋了一對相對性狀實驗中出現的問題，解釋了性狀分離現象。但孟德爾還不滿足于此，他認為一種正確的假說僅能解釋已有的實驗結果是不夠的，還應能夠預測另一些實驗結果。為此，孟德爾又設計了測交實驗，讓F1與隱性純合子矮莖測交。孟德爾根據演繹推理，預測這一測交的結果應該是：測交后代中高莖和矮莖比例為1∶1。

5.實驗驗證：孟德爾用雜種F1代高莖豌豆與隱性純合子矮莖豌豆雜交，在收獲的64株后代中，30株是高莖，34株是矮莖，比例接近1∶1。

6.得出結論：實驗的結果與通過演繹推理得到的預測結果相同，從而驗證了假說的正確，并由此得出分離定律。

從上面的研究過程來看，孟德爾根據實驗現象提出的“遺傳因子在體細胞中成對存在，在配子中單個出現”假說，其實質就是后來發現的減數分裂的核心內容，也就是說孟德爾在當時就預言了減數分裂的存在及本質。由此看出，孟德爾提出的假說，是超越他自己時代的一種非凡的設想。孟德爾是用提出的假說去解釋分離現象，而不是用減數分裂去解釋。如果我們先講減數分裂，然后用減數分裂的知識再去解釋遺傳現象，則與孟德爾當年的發現過程是相違背的。

三、有利于對學生進行科學方法的教育

孟德爾在發現遺傳定律的過程中運用了一種重要的研究方法，即假說演繹法。新版教材用很大的篇幅非常詳細地介紹了孟德爾運用這種方法發現遺傳定律的過程，學生從中不僅學到了遺傳定律的知識，更重要的是掌握了假說演繹這種科學方法，懂得了如何運用這種方法進行科學研究。如果先講減數分裂，然后用減數分裂的知識解釋遺傳現象，也就沒有必要再學習假說演繹法了。以前的舊版教材就一直沒有涉及假說演繹法，就是因為舊教材一直先講減數分裂的緣故。新版教材與舊版教材的最大不同在于，舊版教材只注重知識的傳授而輕視方法的掌握，例如舊版教材本節課的教學目標只要掌握孟德爾遺傳定律及其在實踐中的應用，對了解科學家通過什么方法得出該定律則沒有要求。新版教材已經有所改變，開始認識到掌握方法比獲取知識更重要。新版教材本節課的教學目標是，闡明孟德爾的一對相對性狀的雜交實驗及分離定律，掌握并體驗孟德爾遺傳實驗的科學方法和創新思維，運用分離定律解釋一些遺傳現象。除本節課外，新教材在其他章節中也增加了許多科學方法的介紹，目的就在于加強對學生進行科學方法的教育。

四、有利于學生感受孟德爾發現的偉大

孟德爾在缺乏細胞染色體知識，以及沒有受惠于1865－1900年間很多有關減數分裂的重要發現的情況下，通過推理和想象，找到了研究遺傳現象的新方法，他強調單位性狀的獨立行為，并運用這種新方法得出了意義深遠的概括性結論，即遺傳的分離定律和自由組合定律。孟德爾的成就是科學史上最輝煌的成就之一。然而如果我們先講減數分裂，然后用減數分裂的相關知識去解釋遺傳現象，學生就體會不到孟德爾當時提出的假說（減數分裂的預言）是多么地有創造性、前瞻性、預見性以及超越時代性，就體會不到孟德爾的發現究竟有多么地偉大，體會不到孟德爾對人類及遺傳學的重大貢獻。

五、有利于體現新課程的重要理念

孟德爾運用假說演繹法發現遺傳定律的過程，充滿了許多探究的元素，是讓學生進行探究性學習的極好素材。由實驗現象→提出問題→作出假設→演繹推理→實驗驗證→得出結論，這是科學家進行科學研究的一般流程，學生也可以借鑒和模仿該流程進行探究性學習。因此先講遺傳定律后講減數分裂，能很好地體現《中學生物課程標準》中提出的“提高生物科學素養”、“倡導探究性學習”的課程理念，從而更有效地開展素質教育。

六、沒有增加學生的理解難度

很多教師擔心新版教材內容的編排順序調整后，即將減數分裂后置，會加大學生對遺傳定律的理解難度，教學效率會有所降低。其實這個擔心是多余的，從上面的分析可以看出，盡管減數分裂的內容移后，學生在學習孟德爾遺傳定律時沒有減數分裂的相關知識，但孟德爾提出的假說實質上就是減數分裂的核心內容，孟德爾的“遺傳因子在體細胞中成對存在，在配子中單個出現”假說與繁雜的減數分裂知識相比較，內容更簡約，要點更突出，學生理解更方便，應用也就更容易。因此“先講遺傳定律后講減數分裂”，不但不會增加學生理解遺傳定律的難度，相反對學生的理解還會有所幫助。另外新版教材對一些枝節內容還進行了刪減，使得重點突出，舊版教材中的“基因型和表現型”、“分離定律在實踐中的應用”以及“顯性的相對性”等內容，有的刪減，有的移到了教材的其他地方講述，使得教學內容更加簡潔流暢，便于學生沿著孟德爾的探索過程進行思考和從實踐中領悟科學方法。

（責任編輯 楊 子）