前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇遺傳學(xué)的分離定律范文,相信會(huì)為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
[關(guān)鍵詞]孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn);孟德爾定律;研究;意義
[中圖分類號]G633.91 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號]1674-6058(2017)05-0127-02
在十九世紀(jì)中葉,孟德爾為了證明生物遺傳存在著規(guī)律性,便做了一個(gè)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)。孟德爾使用了34種豌豆進(jìn)行了一連串的實(shí)驗(yàn),并在其中的22種豌豆株系里x出了7項(xiàng)性質(zhì)不同的類別,當(dāng)然其中的性質(zhì)都有著明顯能夠區(qū)分的顯隱性,并且無模糊的中間關(guān)系。之后他對7個(gè)組別的有著單獨(dú)變化因素的豌豆進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn),從而得出了一個(gè)舉世矚目的定律,這個(gè)定律便是“孟德爾定律”。
一、孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)選擇豌豆作為實(shí)驗(yàn)對象的原因
(1)豌豆有著自花傳粉的性質(zhì),正是因?yàn)橛写诵再|(zhì)所以能夠在自然狀態(tài)下得到純種的實(shí)驗(yàn)對象,進(jìn)而減少了實(shí)驗(yàn)因?yàn)閷ο蟛患兯斐傻母蓴_。
(2)豌豆其不同性質(zhì)間的個(gè)體差異非常明顯,也容易區(qū)分,比如高矮莖、花瓣的顏色等,并且沒有介于中間性質(zhì)的物種出現(xiàn)。這種情況能夠方便實(shí)驗(yàn)者對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的收集,也能夠減少因?yàn)閷?shí)驗(yàn)對象性質(zhì)區(qū)分困難而導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)干擾。
(3)豌豆對于自身特殊性質(zhì)的遺傳性非常穩(wěn)定,因此在實(shí)驗(yàn)過程中極少出現(xiàn)基因變異的情況發(fā)生,由此能夠容易收集實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,在實(shí)驗(yàn)中容易觀察實(shí)驗(yàn)對象的變化和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
(4)豌豆的繁殖能力很強(qiáng),一次繁殖能夠產(chǎn)生很多的后代,這為實(shí)驗(yàn)者提供了大量的樣本信息,從而減少因?yàn)榕既恍远鴮?dǎo)致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不準(zhǔn)確性,讓實(shí)驗(yàn)者能夠更為容易地收集到大量的數(shù)據(jù),從而分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
二、孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的流程
孟德爾雜交實(shí)驗(yàn)的具體流程如表1所示。
三、孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)
孟德爾在實(shí)驗(yàn)中使用的七對相對性狀如表2所示。
表2盂德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中的七對相對性狀
通過對上述表格的分析之后我們能夠發(fā)現(xiàn),孟德爾在相對性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)對象的選擇上是非常嚴(yán)謹(jǐn)與科學(xué)的。參照孟德爾最初的文獻(xiàn)資料能夠得出,孟德爾豌豆實(shí)驗(yàn)的目的直接明了:利用植物雜交的結(jié)果來尋找生物遺傳的規(guī)律。他在最開始時(shí)使用34種豌豆并用了兩年的時(shí)間進(jìn)行配置,從而保證了豌豆的純種,之后在22種豌豆品種里選擇了7對有著明顯差異的品種來進(jìn)行最后的結(jié)論性實(shí)驗(yàn)。從這七種相對性狀的選擇中便可以看出,該七種性狀有著明顯的可區(qū)分性,并且這七種相對性狀皆為質(zhì)量性狀,而非數(shù)量性狀。這為此后的實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)論的證明省去非常多的麻煩,不得不說孟德爾實(shí)驗(yàn)的成功,靠的不單單只是幸運(yùn),更多的還是他那份對研究的嚴(yán)謹(jǐn)與勤思。
四、孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)論
1.遺傳學(xué)中的顯隱性
孟德爾對實(shí)驗(yàn)中的純種紅花與白花豌豆進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象,無論兩種花之間的夾雜行為是正交還是反交,F(xiàn)1所出現(xiàn)的后代中豌豆花所顯示的顏色均是紅色。通過對該種情況的進(jìn)一步分析,孟德爾得出了遺傳學(xué)中的顯隱性定律,例如這七種相對性狀不同的實(shí)驗(yàn)對象中,圓滑、黃色、灰褐色、飽滿、綠色、腋生、長莖為顯性基因,反之則為隱性基因。
孟德爾將這批高莖品種的種子再進(jìn)行培植,第二年收獲的植株中,高矮莖均有出現(xiàn),高莖:矮莖兩者比例約為3:1。孟德爾除了對豌豆莖高進(jìn)行研究以外,還根據(jù)豌豆種子的表皮是光滑還是含有皺紋等幾種不同的特征指標(biāo)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。得到了類似的結(jié)果,表皮光滑的豆子與皺紋豆子雜交后,次年收獲的種子均為光滑表皮。將下一代的種子再進(jìn)行播種,下一年得到了光滑表皮與皺紋表皮兩種,比例也為3:1。此外,孟德爾還將種子顏色黃綠兩色作為區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn),也得出了同樣的結(jié)果。
3.獨(dú)立分配定律
孟德爾將豌豆高矮莖、有無皺紋等包含多項(xiàng)特征的種子進(jìn)行雜交,發(fā)現(xiàn)種子各自的特點(diǎn)的遺傳方式?jīng)]有相互影響,每一項(xiàng)特征都符合顯性原則以及分離定律,這被稱為獨(dú)立分配定律。另外值得一提的是,在孟德爾死后,人們發(fā)現(xiàn)這一定律只在一定的條件下方能成立。
關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);科學(xué)思維;科學(xué)探究
中圖分類號:G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號:1992-7711(2020)14-068-2
《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》提出,高中生物課程應(yīng)以發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng),培養(yǎng)全面發(fā)展的學(xué)生為宗旨。學(xué)科的核心素養(yǎng),既是教師開展課堂教學(xué)的總目標(biāo),也是高考生物學(xué)所考查的高階目標(biāo)。在教學(xué)過程中,如何讓核心素養(yǎng)落地,成為亟待教師探究并解決的問題。
高考生物遺傳學(xué)可考查的內(nèi)容豐富、途徑多樣,能體現(xiàn)考生生物學(xué)素養(yǎng)層級。遺傳學(xué)試題考查的知識(shí)兼具廣度與深度,能力目標(biāo)涵蓋了4個(gè)維度。尤其是理性思維和科學(xué)探究的素養(yǎng)。下面筆者將以遺傳學(xué)部分章節(jié)的教學(xué)為例,來談一談為什么、以及如何在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)對學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。
一、為什么要加強(qiáng)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)
1.培養(yǎng)生物學(xué)核心素養(yǎng)是課程教學(xué)本身的需求
科學(xué)思維是獲取知識(shí)的過程,包括所有為了獲取更多的知識(shí)而進(jìn)行的有目的的思維過程?!镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》中,對遺傳學(xué)板塊的要求比如“運(yùn)用模擬植物或動(dòng)物性狀的雜交實(shí)驗(yàn),運(yùn)用基因的分離和自由組合定律,由親代的性狀預(yù)測子代的性狀”“以人類紅綠色盲或血友病的研究為例,分析性染色體上的基因在遺傳上的特點(diǎn)”等等就需要學(xué)生具有一定的邏輯思維、演繹推理能力。
科學(xué)探究是指學(xué)生能夠針對有價(jià)值的問題、疑問、難題或者想法進(jìn)行研究,基于好奇與困惑來理解生命觀念、建構(gòu)知識(shí)。遺傳學(xué)三大定律,是科學(xué)家通過假說演繹法獲得的。因此,遺傳學(xué)規(guī)律的學(xué)習(xí),本身就是一個(gè)很好的科學(xué)探究過程。在課堂上安排一定的探究活動(dòng),可以讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家是如何探索遺傳學(xué)規(guī)律,更好地理解科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的方法——假說演繹法,同時(shí)作為一種自主學(xué)習(xí)的方式,它也能幫助學(xué)生建構(gòu)生物學(xué)知識(shí)——基因的分離定律和自由組合定律以及伴性遺傳。
2.培養(yǎng)生物學(xué)核心素養(yǎng)是適應(yīng)高考的需求
歷年高考實(shí)測數(shù)據(jù)顯示,遺傳學(xué)試題區(qū)分度較高,可對考生進(jìn)行有效的區(qū)分和選拔,助力高考服務(wù)選才核心功能的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)2014-2018年高考理科綜合全國卷生物試題的實(shí)測統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知,遺傳學(xué)試題相對較難,零分人數(shù)比較高。究其原因,一是考生對計(jì)算類題目的“原生恐懼”,二是理科綜合試題作答時(shí)間有限的“主動(dòng)放棄”。
二、如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力
教育不是沒有思維過程的事實(shí)性知識(shí)的累積,不是教師將思維傳遞給學(xué)生,而應(yīng)該是學(xué)生個(gè)人的思維過程。所以,為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力,筆者在遺傳學(xué)的教學(xué)中進(jìn)行了以下三個(gè)方面的嘗試。
1.巧設(shè)問題,層層推進(jìn),引導(dǎo)學(xué)生分析遺傳現(xiàn)象背后的原因
比如:在基因的自由組合定律這一節(jié)的學(xué)習(xí)中,首先拋出問題“我們已經(jīng)知道了一對相對性狀在遺傳時(shí)具有怎樣的規(guī)律,那么如果雙親之間具有兩對相對性狀,它們在遺傳時(shí)每一對是否還能遵循基因的分離定律?相互之間會(huì)不會(huì)相互影響”,引出這節(jié)課要研究的主題。這也是后面在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)要緊扣的問題。比如:“我們可以設(shè)置怎樣的實(shí)驗(yàn)方案呢?”“孟德爾也是這樣設(shè)計(jì)的。孟德爾的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是怎樣的?”“你覺得黃和綠、圓和皺在遺傳時(shí)每一對是否還能遵循基因的分離定律?你的依據(jù)是什么?”“對實(shí)驗(yàn)結(jié)果中F2既有與親本相同的黃色圓粒、綠色皺粒,又有與親本不同的綠色圓粒、黃色皺粒,你能否做出相關(guān)的假設(shè)或解釋?”“F2的不同表型的比為什么近似于9:3:3:1?”這樣就避免了知識(shí)的直接灌輸,能夠讓學(xué)生自己去分析和解決一定的問題。另外,在用棋盤法進(jìn)行結(jié)果分析之后,再次以問題串的形式激發(fā)學(xué)生的思維。比如:“圖中,有哪些不同的基因型,比例各占多少?表現(xiàn)型有哪幾種,比例各占多少?”“這說明了什么問題?”“你能否從圖解中找出一定的規(guī)律?”“如果不畫圖解,你能否快速地得出有哪些基因型?及某一種基因型所占的比例?”學(xué)生們在回答這些問題的過程中,也許會(huì)有一定的障礙,或者完成得不夠好的地方,但是不可否認(rèn)的是,他們能夠自主地發(fā)現(xiàn)一些屬于他們自己的東西。
2.深入剖析,精辟點(diǎn)撥,幫助學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)研究方法的精髓
在遺傳學(xué)中,最基本的研究方法就是假說演繹法,最基本的研究方案就是雜交、自交和測交,這些可以說是貫穿整個(gè)遺傳學(xué)教學(xué)始終的。然而學(xué)生們往往忽視了這種方法本身,只關(guān)注遺傳學(xué)的基本規(guī)律,或者對這種方法的理解不夠,無法在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)用。其實(shí)在教學(xué)中我們應(yīng)該在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候加以剖析和點(diǎn)撥,幫助學(xué)生領(lǐng)悟其精髓。比如:“第二節(jié)基因在染色體上”的教學(xué)過程。在學(xué)習(xí)摩爾根的果蠅的眼色遺傳實(shí)驗(yàn)時(shí),在觀察到相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后,可以提出這樣的問題:“果蠅的眼色的遺傳是否遵循基因的分離定律,為什么?”“F2中白眼都是雄果蠅,你是怎么看待這個(gè)現(xiàn)象的?你覺得紅眼白眼基因應(yīng)該位于什么樣的染色體上?請說明理由?”“你怎么向他人證明你的觀點(diǎn)?”“你有哪些可行的方案,預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果是什么?請用圖解表示出來?!倍鴮W(xué)生在做完他的相關(guān)的方案設(shè)計(jì)以后,就可以點(diǎn)出來,摩爾根也是這樣做的。還可以引導(dǎo)同學(xué)們反思,其實(shí)自己在設(shè)計(jì)方案的時(shí)候,用到的自交、雜交和測交就是遺傳學(xué)研究的基本方案,我們在研究相關(guān)問題的時(shí)候關(guān)鍵就是要找對合適的親本來進(jìn)行。通過演繹既要能解釋已有的現(xiàn)象,又能準(zhǔn)確預(yù)測未知實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,才能證明自己的假說是正確的。幫助學(xué)生理解什么是演繹,以及如何評判演繹的結(jié)果是否正確。
3.自主嘗試,探索總結(jié),推動(dòng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)特殊的規(guī)律
在伴性遺傳這一節(jié)中,關(guān)于如何判斷基因在染色體上的不同位置一直是一個(gè)難點(diǎn),但也是高考??嫉狞c(diǎn)。它對于學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力都很高。要想真正讓學(xué)生掌握一套解決問題的方法,最好的辦法就是讓他們自己去探索、發(fā)現(xiàn)和總結(jié)規(guī)律。在學(xué)習(xí)紅綠色盲的過程中,可以要求學(xué)生自己去思考“人類關(guān)于紅綠色盲有多少種可能的組合,不同的組合下子代具有什么樣的特點(diǎn)”“哪些組合下子代會(huì)表現(xiàn)出明顯的性別差異?為什么會(huì)不同?”當(dāng)學(xué)生真正找出這些特殊性的時(shí)候,再請他們思考“要通過某種方案確定某性狀的遺傳是否是伴X遺傳,有哪些可行的方案”時(shí),他們就能較快地說出自己的思路了。有了紅綠色盲的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之后,再來推進(jìn)學(xué)生啃硬骨頭“區(qū)分基因在染色體上的不同位置”。首先以XY染色體的示意圖,讓學(xué)生提出基因在染色體上有哪些可能的位置。然后再來分別研究不同位置上的遺傳特點(diǎn)。這里最難的就是XY同源區(qū)段的遺傳。仍然可以先問學(xué)生“如何探究XY同源區(qū)段的遺傳特點(diǎn)”“你覺得它與常染色體遺傳比較像還是與伴X遺傳比較像”“你打算怎么做”。比如關(guān)于基因型的書寫、組合的類型等等。當(dāng)學(xué)生自己寫完12個(gè)組合的結(jié)果以后,就能很快找出特點(diǎn)了。這時(shí),可以點(diǎn)撥一下,讓學(xué)生知道,我們需要關(guān)注的就是它在什么情況下會(huì)表現(xiàn)出伴性遺傳“與性別相關(guān)聯(lián)”的特點(diǎn),并引導(dǎo)學(xué)生分析“為什么這些組合下子代會(huì)表現(xiàn)出雌雄的不同”,強(qiáng)化理解,而這些特殊的組合就是我們解決相關(guān)問題的關(guān)鍵。然后拿出相應(yīng)的例題,讓學(xué)生來區(qū)分“常染色體與XY同源區(qū)段的遺傳”以及“伴X遺傳與XY同源區(qū)段的遺傳”,自己嘗試總結(jié)相關(guān)的規(guī)律。
(漢中職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 漢中 723002)
【摘 要】生命科學(xué)是20世紀(jì)發(fā)展最快、成就最多自然科學(xué)。DNA分子結(jié)構(gòu)、遺傳規(guī)律與染色體理論、器官移植及病毒的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)生命科學(xué)里程碑式的發(fā)現(xiàn)(明),因?yàn)檫@些成就而獲得諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)的科學(xué)大師,為揭開生命的奧秘、探索生命未知世界做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn),值得我們銘記。
關(guān)鍵詞 生命科學(xué);諾貝爾獎(jiǎng);里程碑式成就
諾貝爾獎(jiǎng)自1901年頒獎(jiǎng)以來,已成為全世界科學(xué)、文學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)界的最高榮譽(yù)。其中自然科學(xué)的三大獎(jiǎng)項(xiàng),極大鼓舞了全世界科學(xué)工作者探索未知世界、勇于創(chuàng)新、追求真理的激情,促進(jìn)了20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn),科技新成果引領(lǐng)的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)革命徹底改變了世界與人類的生活。生命科學(xué)也是20世紀(jì)發(fā)展最快、成就最多自然科學(xué),眾多的諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)撸貏e是生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)大師,為揭開生命的奧秘、探索生命未知世界做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。我們更應(yīng)該銘記的是,在眾多的獲獎(jiǎng)?wù)咧校袔孜唤艹龅拇髱?,他們用智慧和汗水,為人類開啟了認(rèn)識(shí)生命的新大門,完成了具有里程碑意義的科學(xué)成就。
(1)克里克(Francis Harry Compton Crick),英國物理學(xué)家;沃森(James Dewey Watson),美國遺傳學(xué)家;威爾金斯(Maurice Hugh Frederick Wilkins),英國物理學(xué)家,三人因建立了DNA的雙螺旋模型 (1953年),使生物科學(xué)從細(xì)胞水平的研究深入到分子水平,而獲得了1962年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。20世紀(jì)50年代,人們已清楚知道DNA是生物體普遍存在的遺傳物質(zhì),但DNA的結(jié)構(gòu)如何?它是如何傳遞遺傳信息并且在代代相傳過程中保持相對穩(wěn)定的?全世界的科學(xué)家都在從不同角度進(jìn)行研究。1951年,學(xué)物理專業(yè)的威爾金斯首先用“X射線衍射法”得到了第一張DNA衍射圖,1952年英國女科學(xué)家羅莎琳德·富蘭克林(Rosalind Franklin)制備了DNA結(jié)晶體樣本,并拍攝到更清淅的B型DNA衍射圖,證明DNA分子是雙鏈結(jié)構(gòu),并且是同軸雙鏈,她還計(jì)算出該螺旋的螺距和直徑。沃森和克里克從DNA能穩(wěn)定傳遞遺傳信息的角度出發(fā),受富蘭克林照片的啟發(fā),提出了并建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,對兩條DNA單鏈間的聯(lián)系——堿基互補(bǔ)配對做出推斷并驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,他們又很快提出DNA分子的半保留復(fù)制假設(shè),1969年破譯了全部遺傳密碼,編制出了與化學(xué)元素周期表具有同等意義的遺傳密碼表,完善了“中心法則”等。DNA的分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)及雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立是生命科學(xué)發(fā)展的里程碑,標(biāo)志著人類進(jìn)入分子生物學(xué)領(lǐng)域,使人類第一次從分子水平認(rèn)識(shí)了生命的生長發(fā)育、遺傳、繁殖、進(jìn)化等復(fù)雜生命現(xiàn)象的本質(zhì),為進(jìn)一步揭開DNA的神秘面紗,全面詮釋生命的本質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。分子生物學(xué)的發(fā)展也進(jìn)入“高鐵”時(shí)代,遺傳密碼的破解、轉(zhuǎn)基因工程、克隆技術(shù)及人類基因測序等科學(xué)成就層出不窮,也不斷改變?nèi)祟惖纳?。DNA的分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)也成為20世紀(jì)自然科學(xué)新的“三大發(fā)現(xiàn)”(另2 個(gè)是相對論、量子力學(xué))。令人惋惜的是,羅莎琳德·富蘭克林(Rosalind Franklin),這位用X射線衍射法發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)和病毒結(jié)構(gòu)的女科學(xué)家,因英年早逝,與諾貝爾獎(jiǎng)失之交臂。
(2)托馬斯·亨特·摩爾根(Thomas Hunt Morgan,1866~1945)美國生物學(xué)家,被譽(yù)為“遺傳學(xué)之父”。一生主要從事胚胎學(xué)、遺傳學(xué)研究,因創(chuàng)立了關(guān)于遺傳基因在染色體上性排列的基因理論和染色體理論,以及遺傳學(xué)第三定律而獲1933年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。在摩爾根之前,孟德爾已通過豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)提出了遺傳學(xué)第一、二定律(基因分離和基因自由組合定律),但并未被重視。摩爾根在以果蠅為材料的雜交實(shí)驗(yàn)過程中,證實(shí)了孟德爾定律的正確性,同時(shí)又有新發(fā)現(xiàn),即位于同一染色體上的基因的遺傳規(guī)律——連鎖與互換規(guī)律,位于性染色體上基因的遺傳——伴性遺傳,提出了性染色體概念及基因在染色體上線性排列的理論。摩爾根的研究,完善了孟德爾的性狀遺傳理論,確定了基因與染色體的載體關(guān)系,為現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展指明了方向,正是在他的影響下,遺傳學(xué)迅猛發(fā)展,成就輝煌,使20世紀(jì)成為生物科學(xué)的“遺傳學(xué)”時(shí)代。
(3)卡雷爾(Alexis Carrel),現(xiàn)代器官移植技術(shù)的先驅(qū),主要成就是血管縫合技術(shù)、活體組織體外培養(yǎng);1912年獲諾貝爾獎(jiǎng);愛德華·唐納爾·托馬斯(Edward Donnall Thomas),美國醫(yī)生,1990年,與約瑟夫·默里(Joseph Murray)一起由于在“人體器官和細(xì)胞移植的研究”貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),主要成就是解決了器官移植中的接受者與供體間免疫性(排異性)難題,并于1969成功進(jìn)行了異體間的骨髓移植,并將骨髓移植技術(shù)廣泛用于治療白血病、再生障礙性貧血等。約瑟夫·默里的主要成就是于1954年成功完成了人類第一例器官移植手術(shù)——一對雙胞胎間的腎臟移植。三人獲獎(jiǎng)時(shí)間跨度比較長,但他們共同解決了器官移植最關(guān)鍵的技術(shù)難題,既有開器官移植之先河的探索,又完善了移植技術(shù),從此人類器官移植技術(shù)迅猛發(fā)展,移植領(lǐng)域不斷拓寬,目前人類已掌握了除頭顱以外的人體各個(gè)器官的移植技術(shù),隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人造器官、基因再造器官等技術(shù)將為器官移植開辟新紀(jì)元。
(4)病毒的發(fā)現(xiàn):關(guān)于病毒導(dǎo)致的疾病,早在公元前二至三個(gè)世紀(jì)就有關(guān)于天花的記錄,也有通過接種治療天花的記載。但對病毒的確切認(rèn)識(shí)則是在19世紀(jì)末。1898年,荷蘭微生物學(xué)家馬丁烏斯·貝杰林克(Martinus Beijerinck)在總結(jié)了前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以煙草花葉病為研究對象,確定病毒是一種不同一細(xì)菌的感染性病原。并命名為virus(病毒),即第一個(gè)發(fā)現(xiàn)并命名了煙草花葉病毒。1935年,美國生物化學(xué)家和病毒學(xué)家溫德爾·梅雷迪思·斯坦利(Wendell Meredith Stanley)發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒大部分是由蛋白質(zhì)所組成的,并抽取了病毒結(jié)晶體。將病毒成功地分離為蛋白質(zhì)部分和RNA部分。斯坦利也因?yàn)樗倪@些發(fā)現(xiàn)而獲得了1946年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1955年,通過分析病毒的衍射照片,羅莎琳德·富蘭克林(Rosalind Franklin)揭示了病毒的整體結(jié)構(gòu)。病毒的發(fā)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)的認(rèn)定,標(biāo)志著人類對生命的認(rèn)識(shí)進(jìn)入新紀(jì)元。首先是拓展了人類對生物界的認(rèn)識(shí),生物分類單位“界”中,又增加了“病毒界”。目前人類發(fā)現(xiàn)的各種病毒有4000多種。其次在醫(yī)學(xué)研究上,打開了人類認(rèn)識(shí)疾病的新視界,各種由病毒引起的疾病陸續(xù)被確定和發(fā)現(xiàn),治療手段也日新月異,大部分流行幾個(gè)世紀(jì)的傳染病被消滅。同時(shí),因病毒的結(jié)構(gòu)簡單、“身材”微小,方便“攜帶”基因等優(yōu)點(diǎn),成為分子生物學(xué)、遺傳與基因工程、免疫醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的新寵。
參考文獻(xiàn)
[1]柯為.諾貝爾獎(jiǎng)獲得者主要貢獻(xiàn)[J].中國生物工程雜志,1987(5).
關(guān)鍵詞:加法原則 乘法原則 遺傳學(xué)
高中生物必修二《遺傳與進(jìn)化》是高考教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn),有許多的計(jì)算,學(xué)生學(xué)完這部分內(nèi)容以后,往往感到做題力不從心,究其原因,是內(nèi)容抽象,難以理解。我在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),如果能夠有意識(shí)地把中學(xué)數(shù)學(xué)有關(guān)知識(shí)引入課堂,則不僅能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)也能較好地培養(yǎng)學(xué)生的整合思維,加強(qiáng)學(xué)科之間的聯(lián)系。在幾年的教學(xué)實(shí)踐中,我嘗試采用“復(fù)習(xí)質(zhì)疑一對比歸納一知識(shí)遷移”的程序進(jìn)行教學(xué),取得了較好的結(jié)果。
教學(xué)過程中,把高中數(shù)學(xué)中“獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)”的概率問題(人教版高中《數(shù)學(xué)》第二冊下A第137頁引入,收到了較好的效果,并且使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“數(shù)學(xué)是一門工具學(xué)科”這一基本觀點(diǎn)。5.2獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)概率問題的內(nèi)容及適用條件內(nèi)容:如果在一次試驗(yàn)中某事件發(fā)生的概率是P,那么在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中這個(gè)事件恰好發(fā)生K次的概率P(K)=cP(1一P)k;適用條件:①每次事件之間的發(fā)生都是相互獨(dú)立的;②可能發(fā)生的事件只有兩種。
1. 有關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)
(1)加法原則:互斥事件發(fā)生(總有一個(gè)發(fā)生)的概率,等于這幾個(gè)事件發(fā)生的概率之和,即N=m1+m2+m3+……+mn 。
(2)乘法原則:相互獨(dú)立的事件同時(shí)發(fā)生的概率,等于每個(gè)事件發(fā)生的概率之積,即N= m1×m2×m3×……×mn 。
(3)二項(xiàng)式展開的通項(xiàng)公式:(a+b)×(c+d)=ac+ad+bc+bd 。
以上數(shù)學(xué)知識(shí)中學(xué)都學(xué)過,在解較難的遺傳學(xué)概率題時(shí)有重要應(yīng)用。
2. 對題目涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)的理解
問題的提出及探究上課前利用豌豆的粒色(子葉顏色)黃色和綠色或豌豆的粒形(種子形狀)圓滑和皺縮,利用一對相對性狀的遺傳圖解,回顧基因分離定律的實(shí)質(zhì),指出基因的分離定律研究的是一對相對性狀,引出“假如把豌豆的粒形和粒色這兩對相對性狀作為研究對象,它們后代傳遞遵循的是什么規(guī)律?每對相對性狀還遵循基因的分離定律嗎?”學(xué)生由此產(chǎn)生興趣,老師引導(dǎo)學(xué)生分析確定這兩對等位基因在染色體上的位置關(guān)系,回顧減數(shù)分裂的有關(guān)知識(shí),回憶染色體在此過程中的重要行為特征,討論形成不同配子的種類及比例等一系列問題,歸納總結(jié)出基因自由組合定律實(shí)質(zhì)。
整個(gè)過程就是“對組合現(xiàn)象的解釋”。問題1:什么是相對性狀?舉例判斷是否是相對性狀?為什么?(①狗的長毛和黑毛,②豌豆葉子的黃色和綠色);取兩對相對性狀:豌豆粒形圓滑(R)和皺縮(r),豌豆粒色黃色(Y)和綠色(Y),將全班學(xué)生分成兩組,讓他們根據(jù)一對相對性狀的遺傳實(shí)驗(yàn),分別寫出他們的遺傳圖解。問題2:(多媒體顯示這兩個(gè)遺傳圖解)師生共同回憶基因分離定律的實(shí)質(zhì)是什么?師生分析總結(jié)出基因分離定律研究的是一對相對性狀的傳遞情況。粒色和粒形這兩個(gè)性狀在豌豆植株上同時(shí)存在,它們一起傳遞的情況如何?是否每對相對性狀傳遞仍然遵循著基因的分離定律呢?這兩個(gè)問題作為主線,貫穿這節(jié)課始終。問題3:性狀是由基因控制的,控制相對性狀的基因稱為等位基因,什么是等位基因?基因的載體是什么?研究兩對相對性狀的傳遞情況,實(shí)質(zhì)是研究兩對等位基因的遺傳情況,這兩對等位基因(Y,y)和(R,r)在染色體上的位置關(guān)系是什么呢?學(xué)生分組討論。師生共同歸納,總結(jié)出兩種類型(圖1和圖2)。
圖1 圖2
圖1圖2問題4:在減數(shù)1分裂中染色體的行為變化重要特征是什么?讓學(xué)生繪出圖1和圖2進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生有性生殖細(xì)胞的過程(主要繪出形成過程中減數(shù)1分裂末期圖和減數(shù)Ⅱ分裂末期圖),學(xué)生對比彼此所畫的圖,總結(jié)配子的種類及比例(不考慮交叉互換)。老師總結(jié)。問題5:挑選黃色圓粒和綠色皺粒的純種豌豆親本進(jìn)行雜交,假定兩對等位基因的關(guān)系如圖1和圖2,請學(xué)生寫出兩對相對性狀的遺傳圖解。(圖3和圖4)。
黃色圓粒 綠色皺粒
圖3
F1 YyRr × YyRr
F2 圖4
數(shù)學(xué)知識(shí)的具體應(yīng)用如下:
加法原則如:相同表現(xiàn)型用加法,從圖4中統(tǒng)計(jì)得F2中的表現(xiàn)型有:黃色圓粒有9;黃色皺粒有3;綠色圓粒有3。
乘法原則如:不同基因型、表現(xiàn)型、配子種類的自由組合用乘法,F(xiàn)2中出現(xiàn)的基因型有9種即3×3=9,Yy×Yy 有基因型3種(YY、Yy、yy),Rr×Rr有基因型3種(RR、Rr、rr),;表現(xiàn)型有4種即2×2=4,Yy×Yy 有表現(xiàn)型2種(黃色、綠色),Rr×Rr有表現(xiàn)型2種(圓粒、皺粒);F1產(chǎn)生配子的種類有4種即2×2=4,Yy產(chǎn)生的2種配子Y、y,Rr產(chǎn)生的配子有2種R、r。由親本到F1也適用。
二項(xiàng)式展開的通項(xiàng)公式:F2中出現(xiàn)的4種表現(xiàn)型與數(shù)量比9黃色圓粒:3黃色種類:3綠色圓粒:1綠色皺粒,Yy×Yy 有表現(xiàn)型2種(3黃色、1綠色),Rr×Rr有表現(xiàn)型2種(3圓粒、1皺粒),即(3黃色:1綠色)×(3圓粒:1皺粒)=9黃色圓粒:3黃色種類:3綠色圓粒:1綠色皺粒。由親本到F1也適用。
推廣應(yīng)用
(1)配子類型問題
如:AaBbCc產(chǎn)生的配子種類數(shù)為2x2x2=8種
(2)基因型類型
如:AaBbCc×AaBBCc,后代基因型數(shù)為多少?
先分解為三個(gè)分離定律:
Aa×Aa后代3種基因型(1AA:2Aa:1aa)
Bb×BB后代2種基因型(1BB:1Bb)
Cc×Cc后代3種基因型(1CC :2Cc:1cc)
所以其雜交后代有3x2x3=18種類型。
(3)表現(xiàn)類型問題
如:AaBbCc×AabbCc,后代表現(xiàn)數(shù)為多少?
先分解為三個(gè)分離定律:
Aa×Aa后代2種表現(xiàn)型
Bb×bb后代2種表現(xiàn)型
Cc×Cc后代2種表現(xiàn)型
在教學(xué)過程中通過學(xué)生反映,大多數(shù)同學(xué)感覺這門課程較難,要改變學(xué)生的這種認(rèn)識(shí),首先需要教師最大限度的調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生能夠積極主動(dòng)到參與到教學(xué)中,而不是老師自己在自言自語。多數(shù)同學(xué)反映細(xì)胞分裂、染色體理論、DNA分子結(jié)構(gòu)和孟德爾遺傳部分內(nèi)容在高中生物中已經(jīng)接觸過,那么在這部分內(nèi)容的講述中可以很好的讓學(xué)生參與進(jìn)來,形成以學(xué)生為主、老師對他們之前沒有接觸的新的知識(shí)進(jìn)行講解和補(bǔ)充,這樣不僅可以使學(xué)生真切的體會(huì)教師授課的辛苦,更為關(guān)鍵的是可以充分調(diào)動(dòng)同學(xué)們的積極性和主人公的參與意識(shí)。這種形式的教學(xué)不僅使學(xué)生對課堂知識(shí)掌握更牢固,也鍛煉了學(xué)生們的課件制作、演講等能力。在講到體細(xì)胞遺傳如克隆和基因組學(xué)如轉(zhuǎn)基因部分等最新熱點(diǎn)問題時(shí),可以采取更為靈活的教學(xué)形式,如辯論賽、專題討論等形式。這既打破了傳統(tǒng)的以教師為中心,學(xué)生被動(dòng)、消極的接受知識(shí)的局面,也有利于啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,對培養(yǎng)新的經(jīng)濟(jì)體制下的新型全面的人才也非常有利。通過各種途徑讓學(xué)生參與到教學(xué)活動(dòng)中,在培養(yǎng)同學(xué)們參與意識(shí)的同時(shí),充分調(diào)動(dòng)了同學(xué)們對遺傳學(xué)課程的興趣,同時(shí)也加深了對重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的理解。
2充分使用多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段
遺傳學(xué)作為生命科學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,部分章節(jié)或內(nèi)容相對抽象,學(xué)生不易理解,這時(shí)可借助多媒體教學(xué)把生命的微觀結(jié)構(gòu)或動(dòng)態(tài)生命過程通過動(dòng)畫形式展現(xiàn)出來,或把課堂難以控制的演示實(shí)驗(yàn)通過播放錄像的形式演示出來,或把某些應(yīng)用性強(qiáng)的知識(shí)通過視頻教學(xué)方法展現(xiàn)給學(xué)生,使學(xué)生真正理解所學(xué)知識(shí),從而實(shí)現(xiàn)宏觀與微觀、整體與局部、動(dòng)態(tài)與靜態(tài)的有機(jī)結(jié)合。利用當(dāng)代大學(xué)生對互聯(lián)網(wǎng)的依賴性,可引導(dǎo)他們利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí),將課堂教學(xué)與引導(dǎo)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相結(jié)合。如在講到某些熱點(diǎn)問題時(shí),可引導(dǎo)學(xué)生自己通過互聯(lián)網(wǎng)查詢相關(guān)信息,并把自己了解到的、體會(huì)到的給大家講解,這樣通過廣泛的發(fā)揮同學(xué)們的作用,使大家都可以了解到相關(guān)的最新學(xué)術(shù)信息?;ヂ?lián)網(wǎng)教學(xué)不僅提高了教學(xué)效率,豐富了學(xué)生的知識(shí)面,也使學(xué)生參與進(jìn)去,培養(yǎng)其主人公意識(shí),真正對該學(xué)科產(chǎn)生興趣,從而愿意學(xué)、樂意學(xué)。
3引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)
遺傳學(xué)課程牽扯到許多的實(shí)驗(yàn),如DNA是遺傳物質(zhì)的證明、遺傳定律的證明、PCR技術(shù)、染色體核型分析等如果沒有實(shí)驗(yàn)教學(xué)而只有理論教學(xué)的話,就會(huì)使學(xué)生相對難以理解。這門課程本身就是理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科,通過開展相關(guān)實(shí)驗(yàn),不僅驗(yàn)證了課堂教學(xué)的理論,而且可培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及用理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)分析和解決問題的能力,使學(xué)生養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣??v觀國內(nèi)眾多相關(guān)院校都開展了遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),因此我們可以參考和學(xué)習(xí)他們的經(jīng)驗(yàn),編寫和制訂適合本校學(xué)生的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。綜上,遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)非常有必要。
4注重理論與實(shí)踐的相互結(jié)合
遺傳學(xué)論文 遺傳算法論文 遺傳學(xué)專業(yè) 遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 遺傳學(xué)概念 遺傳學(xué)理論 遺傳學(xué)技術(shù) 遺傳學(xué)知識(shí) 遺傳學(xué)知識(shí)點(diǎn) 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀