孟德爾遺傳定律前置的價值淺探

陳秀娟　張玉明

高中生物新課標(biāo)人教版教材必修模塊二《遺傳與進(jìn)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(shù)分裂之前，這也是與其他版本教材在順序編排上的最大差異。這一順序上的改變，引起了較大的爭議，使許多教師尤其是教了多年舊人教版教材的教師倍感不適，他們的理由是：后講減數(shù)分裂會使學(xué)生理解遺傳定律的難度加大，教學(xué)效率降低。網(wǎng)絡(luò)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(qū)，盡管新人教版教材已經(jīng)使用了許多年，但至今依然有不少教師在課堂教學(xué)時進(jìn)行調(diào)整，依舊先講減數(shù)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？這種順序上的改變又有什么意義呢？

1.有利于學(xué)生了解真實的科學(xué)發(fā)展史

新版教材內(nèi)容是按科學(xué)發(fā)現(xiàn)年代的先后順序進(jìn)行編排的。孟德爾于1865年在其發(fā)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(shù)分裂的過程一直到1891年才大致弄清楚，其間晚了近30年。可見孟德爾遺傳定律的發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)早于減數(shù)分裂的發(fā)現(xiàn)。如果先講減數(shù)分裂，然后再用減分裂的知識去解釋遺傳現(xiàn)象，會使學(xué)生誤以為減數(shù)分裂的發(fā)現(xiàn)在前。教材“先遺傳定律后減數(shù)分裂”的調(diào)整目的，在于還原科學(xué)發(fā)展史的本來面目，同時也讓學(xué)生知曉孟德爾是在沒有減數(shù)分裂的知識背景下發(fā)現(xiàn)遺傳定律的。

2.有利于學(xué)生體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)的真實過程

以前的舊版教材先講減數(shù)分裂，再用減數(shù)分裂的知識去解釋遺傳現(xiàn)象，這樣講雖然方便，學(xué)生好象也容易接受，但這不是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的真實過程。1865年孟德爾發(fā)表發(fā)現(xiàn)兩個遺傳定律論文時，生物界還沒有認(rèn)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(shù)分裂的知識背景下，通過運用假說演繹的方法發(fā)現(xiàn)了兩個遺傳定律的。這種研究方法的流程是：實驗現(xiàn)象→提出問題→作出假設(shè)→演繹推理→實驗驗證→得出結(jié)論。下面先來看看孟德爾當(dāng)年是怎樣用假說演繹法進(jìn)行研究的。

（1）實驗現(xiàn)象：孟德爾用純種高莖豌豆與矮莖豌豆作親本進(jìn)行雜交，無論正交還是反交，F(xiàn)₁代全為高莖，F(xiàn)₁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(tǒng)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F2₂代中矮莖性狀又出現(xiàn)了呢？③F₂代中出現(xiàn)的3：1的性狀分離比是偶然的嗎？

（3）作出假設(shè)：孟德爾在觀察、統(tǒng)計和分析的基礎(chǔ)上，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂螅瑢Ψ蛛x現(xiàn)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(xì)胞中遺傳因子是成對存在的。③生物體在形成生殖細(xì)胞時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進(jìn)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(jié)合是隨機(jī)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(xiàn)的問題，解釋了性狀分離現(xiàn)象。但孟德爾還不滿足于此，他認(rèn)為一種正確的假說僅能解釋已有的實驗結(jié)果是不夠的，還應(yīng)能夠預(yù)測另一些實驗結(jié)果，為此，孟德爾又設(shè)計了測交實驗，讓F₁與隱性純合子矮莖測交。孟德爾根據(jù)演繹推理，預(yù)測這一測交的結(jié)果應(yīng)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F。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(jié)論：實驗的結(jié)果與通過演繹推理得到的預(yù)測結(jié)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(jù)實驗現(xiàn)象提出的“遺傳因子在體細(xì)胞中成對存在，在配子中單個出現(xiàn)”的假說，其實質(zhì)就是后來發(fā)現(xiàn)的減數(shù)分裂的核心內(nèi)容，也就是說孟德爾在當(dāng)時就預(yù)言了減數(shù)分裂的存在及本質(zhì)。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(shè)想。孟德爾是用提出的假說去解釋分離現(xiàn)象，而不是用減數(shù)分裂去解釋。如果先講減數(shù)分裂，然后用減數(shù)分裂的知識再去解釋遺傳現(xiàn)象，則與孟德爾當(dāng)年的發(fā)現(xiàn)過程是相違背的。

3.有利于對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育

孟德爾在發(fā)現(xiàn)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。新版教材非常詳細(xì)地介紹了孟德爾運用這種方法發(fā)現(xiàn)遺傳定律的過程，學(xué)生從中不僅學(xué)到了遺傳定律的知識，更重要地是掌握了假說演繹這種科學(xué)方法，懂得了如何運用這種方法進(jìn)行科學(xué)研究。如果先講減數(shù)分裂，然后用減數(shù)分裂的知識解釋遺傳現(xiàn)象，也就沒有必要再學(xué)習(xí)假說演繹法了。舊版教材就一直沒有涉及假說演繹法，就是因為舊教材先講減數(shù)定律的緣故。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的傳授而輕視方法的掌握，例如舊版教材本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)只要求掌握孟德爾遺傳定律及其在實踐中的應(yīng)用，對科學(xué)家通過什么方法得出該定律的，則沒有要求。而新版教材有所改變，開始認(rèn)識到掌握方法比獲取知識更重要，新版教材的本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)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(xué)方法和創(chuàng)新思維，運用分離定律解釋一些遺傳現(xiàn)象。除本節(jié)課外，新教材在其他章節(jié)中也增加了許多科學(xué)方法的介紹，目的在于加強(qiáng)對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。

4.有利于體現(xiàn)新課程的重要理念

孟德爾運用假說演繹法發(fā)現(xiàn)遺傳定律的過程，充滿了許多探究的元素，是學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的好素材。由實驗現(xiàn)象→提出問題→作出假設(shè)→演繹推理→實驗驗證→得出結(jié)論，這是科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的一般流程，學(xué)生也可以借鑒和模仿該流程進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。因此先講遺傳定律后講減數(shù)分裂，能很好地體現(xiàn)《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出的“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”、“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”的課程理念，從而更有效地開展素質(zhì)教育。

5.有利于學(xué)生感受孟德爾發(fā)現(xiàn)的偉大

孟德爾在缺乏細(xì)胞染色體知識，以及沒有受惠于1865～1900年間很多有關(guān)減數(shù)分裂的重要發(fā)現(xiàn)的情況下，通過推理和想象，找到了研究遺傳現(xiàn)象的新方法，他強(qiáng)調(diào)單位性狀的獨立行為，并運用這種新方法得出了意義深遠(yuǎn)的概括性結(jié)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(xué)史上最輝煌的成就之一。然而如果先講減數(shù)分裂，然后用減數(shù)分裂的相關(guān)知識去解釋遺傳現(xiàn)象，學(xué)生就體會不到孟德爾當(dāng)時提出的假說（就是減數(shù)分裂的預(yù)言）是多么地有創(chuàng)造性、前瞻性、預(yù)見性以及超越時代性，就體會不到盂德爾的發(fā)現(xiàn)究竟有多么偉大，從而輕視了孟德爾對人類及遺傳學(xué)的極為重大的貢獻(xiàn)。

6.符合學(xué)生的理解難度

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