培养学生演绎推理思维浅谈

陈锦标

一、学生演绎推理思维的建成

高中生物必修二第7页，“科学方法”栏目介绍了“假说—演绎法”。下面以孟德尔对基因的分离定律的探究帮助学生建成演绎推理思维。

提出问题：孟德尔用豌豆作实验材料，设计了高茎和矮茎的豌豆作为亲本进行杂交，得到杂交子一代，让杂交子一代自交，得到了杂交子二代。孟德尔观察和分析了杂交子一代和子二代性状表现及不同性状表现的个体数据。孟德尔发现，用高茎和矮茎的豌豆杂交，杂交子一代都表现为高茎性状；子二代中高茎个体与矮茎个体表现出3：1的性状分离比。

提出假说：孟德尔在观察和统计分析的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，对分离现象的原因提出了如下假说——生物的性状遗传是由遗传因子控制的，高茎性状由显性遗传因子控制，矮茎性状由隐性遗传因子控制；控制同一性状遗传的遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中成单个存在；雌雄配子受精机会均等。用孟德尔假说能够圆满地解释植物杂交实验中出现的各种实验结果。

演绎推理：孟德尔设计了测交实验检验他的假说，即把杂交子一代与隐性类型相交。根据假设作演绎推理可知杂交子一代是杂合子，能产生两种等量的含显、隐性遗传因子的配子，隐性类型只产生含隐性遗传因子的一种配子，测交后代会出现1：1的性状分离结果。

实验验证：孟德尔做完测交实验，并对其结果进行统计分析，高茎与矮茎的比接近1：1，与根据假设演绎推理得到的预测结果相符。

得出结论：假说成立，即在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在；在形成配子时，成对遗传因子发生分离，分离后遗传因子分别进入不同的配子，随配子遗传给后代。

二、介绍摩尔根如何证明基因在染色体上，引导学生温习假说演绎法

摩尔根运用假说一演绎法，通过研究果蝇眼色的遗传证明了萨顿提出的“基因在染色体上”假说。

提出问题：P：红眼（♀）×白眼（♂）→F1红眼（♀、♂）；F1红眼（♀、♂）相互交配→F2红眼（♀）：红眼（♂）：白眼（♂）＝2：1：1；为什么果蝇眼色的遗传在雌雄之间表现有差异，只有雄果蝇表现出白眼？

提出假说：由于白眼的遗传和性别相关联，而且与X染色体的遗传相似，于是摩尔根及其同事设想：控制果蝇颜色的基因位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。这样就能够圆满地解释果蝇眼色遗传杂交实验中出现的各种实验结果。

演绎推理：我们可以用遗传图解表示上述假说对测交的演绎过程（假设控制眼色的基因为W-a）：

实验验证：摩尔根等人做的测交实验得到的实验结果：测交实验1，红眼雌果蝇：白眼雌果蝇：红眼雄果蝇：白眼雄果蝇≈1：1：1：1；测交实验2，红眼雌果蝇：白眼雄果蝇≈1：1。

得出结论：测交实验结果与演绎推理的预期结果一致，说明假说正确，即控制果蝇眼色的基因色位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。

三、引导学生运用“假说—演绎法”来探究DNA的复制方式

导学生运用“假说—演绎法”来探究DNA的复制方式。

提出问题：DNA上的遗传信息在亲子代之间具有连续性，那么亲代DNA是通过什么样的复制方式将遗传信息准确传递给子代DNA的？

提出假说：亲代DNA是通过半保留复制的方式复制的。

演绎推理：先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖多代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的，密度最大。然后，将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，获得子一代大肠杆菌的DNA和子二代大肠杆菌的DNA。由于DNA是以半保留的方式复制，得到的子一代大肠杆菌的DNA应该是一条链只含14N，另一条链只含15N的双链DNA，密度居中；得到的子二代大肠杆菌的DNA应该是一半为只含14N的双链DNA，密度最小，另一半为一条链只含14N，另一条链只含15N的双链DNA，密度居中。

实验验证：科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖多代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的。然后，将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心管中DNA的位置。科学家完成上述实验的结果是：亲代大肠杆菌的DNA经离心处理后，试管中只出现了一条DNA带，位置靠近试管底部；将转移培养后第一代细菌的DNA离心后，试管中也只有一条带，位置居中；将第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中，另一条带的位置更靠上。

得出结论：实验结果与演绎推理结果一致，说明DNA复制的方式是半保留复制。