陳華
摘 要:假說演繹法是科學(xué)探索中一種非常重要的科學(xué)方法,在遺傳學(xué)發(fā)展過程中有著非常重要的應(yīng)用。例如,孟德爾在豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的過程中合理利用了假說演繹法,從而得出了遺傳學(xué)兩大定律。近年高考題中有關(guān)“假說演繹法”的題目頻繁出現(xiàn),重點(diǎn)考查假說演繹法的應(yīng)用。以下將對(duì)高中生物學(xué)中假說演繹法的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單總結(jié)。
關(guān)鍵詞:假說演繹法;高中生物學(xué);步驟
一、“假說演繹法”的定義和步驟
在高中生物學(xué)教材中,“假說演繹法”的定義可以拆解如下:根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或者結(jié)果提出由此引發(fā)的問題,然后通過推理和想象對(duì)問題作出大膽的假設(shè),相當(dāng)于提出一個(gè)假說,根據(jù)假說內(nèi)容推理另一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,相當(dāng)于得出一個(gè)推論。再通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)推論的正確性。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與推論相符,則證明得出的假說是正確的,反之,則說明假說是錯(cuò)誤的。假說演繹法的步驟總結(jié)如下:(1)觀察實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題;(2)提出假說,解釋問題;(3)演繹推理,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;(4)總結(jié)規(guī)律,得出結(jié)論。
二、遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中假說演繹法的應(yīng)用
1.孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)
孟德爾在做一對(duì)相對(duì)性狀的實(shí)驗(yàn)中,合理利用了假說演繹法。根據(jù)假說演繹法的步驟,總結(jié)如下:
(1)觀察實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題。在一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中,孟德爾根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果提出了是什么原因?qū)е铝诉z傳性狀在雜種后代中按一定的比例(3∶1)分離呢?在兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中,提出了為什么會(huì)出現(xiàn)新的性狀組合以及性狀類型的比例為什么是9∶3∶3∶1的問題。
(2)提出假說,解釋問題。孟德爾在觀察和分析的基礎(chǔ)上,通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?,?duì)相應(yīng)的現(xiàn)象及問題作出了相應(yīng)的解釋,也就是提出了假說(參照人教版必修2教材第5頁(yè)和第10頁(yè)的內(nèi)容)。
(3)演繹推理,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)已經(jīng)提出的假說,對(duì)另一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)或者推理。孟德爾根據(jù)假說推理出了測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,推導(dǎo)出結(jié)果是高莖∶矮莖=1∶1以及黃色圓?!命S色皺?!镁G色圓粒∶綠色皺粒=1∶1∶1∶1;后來(lái)通過實(shí)驗(yàn)得出實(shí)際結(jié)果高莖∶矮莖的比值接近1∶1,從而證明由假說推出的結(jié)論是正確的,間接證明假說是正確的。
(4)驗(yàn)證假說,得出結(jié)論。當(dāng)然,一個(gè)假說的正確性還需要很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果予以支撐,后來(lái)孟德爾又選取多對(duì)相對(duì)性狀做雜交實(shí)驗(yàn),得出了相近的結(jié)果,從而證實(shí)了假說的正確性。最后,孟德爾的假說最終發(fā)展為遺傳學(xué)兩大定律——分離定律和自由組合定律。
2.摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)
對(duì)于孟德爾得出的遺傳結(jié)論許多科學(xué)家都未持肯定態(tài)度,美國(guó)生物學(xué)家摩爾根就是一個(gè)典型代表,除此之外,摩爾根還對(duì)薩頓的基因位于染色體上的學(xué)說持懷疑態(tài)度,認(rèn)為這是主觀的臆測(cè),缺少實(shí)驗(yàn)證據(jù)。他一直琢磨著設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),看看生物的遺傳與染色體到底有什么關(guān)系,基因又是怎么回事。于是,他選用果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料,開始做雜交實(shí)驗(yàn)。在雜交實(shí)驗(yàn)過程中也蘊(yùn)藏了假說演繹法,具體總結(jié)如下∶
(1)觀察實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題。摩爾根選用了紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅雜交,F(xiàn)1雌雄果蠅互交,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所得白眼性狀總是和性別相聯(lián)系,如何解釋這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
(2)提出假說,解釋問題。由于白眼的遺傳與性別相聯(lián)系,而且與X染色體的遺傳相似,摩爾根所作出的解釋是如果控制白眼的基因在X染色體上,而Y染色體不含有它的等位基因,上述遺傳現(xiàn)象就可以得到合理的解釋。
(3)演繹推理,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。摩爾根根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及假說對(duì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了預(yù)測(cè)并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了相應(yīng)的結(jié)果。
(4)驗(yàn)證假說,得出結(jié)論。摩爾根通過多個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了一個(gè)問題∶基因在染色體上。
三、假說演繹法中“演繹推理”步驟分析
在人教版生物必修2第7頁(yè)有這樣一句話∶“孟德爾所做的測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了他的假說”,讓不少人認(rèn)為測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果直接驗(yàn)證了他的假說。其實(shí),測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果只是證明了由假說推導(dǎo)出的推論的正確性,推論是正確的,那推導(dǎo)出推論的假說也是正確的,從而通過測(cè)交實(shí)驗(yàn)間接證明了假說的正確性,而非直接證明。
四、假說演繹法在高考中的應(yīng)用舉例
近五年來(lái),有關(guān)假說演繹法的試題在高考中頻繁出現(xiàn),現(xiàn)舉幾例說明如下:2010年全國(guó)卷1第33題、新課標(biāo)卷第32題、2013年新課標(biāo)2卷第32題,這幾道題目都有一個(gè)共同的特點(diǎn),都是按照假說演繹法的步驟考查的,即給出幾個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果,然后提出假說、驗(yàn)證假說,最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果??忌鲞@類題目時(shí),只要嚴(yán)格按照假說演繹法的步驟,再結(jié)合教材相關(guān)內(nèi)容,得出正確答案是沒有問題的。
總之,假說演繹法在科學(xué)探索中有非常重要的應(yīng)用,同時(shí)也是得出一個(gè)正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一條重要途徑。除此之外,認(rèn)真理解假說演繹法的步驟和內(nèi)涵,高考中出現(xiàn)的有關(guān)假說演繹法的題目也就會(huì)迎刃而解。
參考文獻(xiàn)∶
楊東波,羅會(huì)棱.假說演繹法在生物解題中的應(yīng)用[J].中學(xué)生數(shù)理化:教與學(xué),2011(05).
編輯 薄躍華