利用“假说演绎法”分析基因分离定律的发现过程

        假说演绎法是科学家为了获得对某一未知问题的答案，往往要通过自己的知识、经验和想象力提出一种假说，来解释这一未知的问题。从知识和经验上看，这种假设似乎是正确的，但要成为能被人们广泛接受的理论，还必需根据假说进行演绎推理得到一定的预期结果，再通过实验检验演绎推理的预期结果。如果实验结果与假说预期的结果一致，则说明假说是正确的，可以上升为理论；如果实验结果与假说预期的不一致，则还需要继续研究。

        孟德尔通过一对相对性状的豌豆杂交实验，借助假说演绎法得出了基因的分离定律，要让中学生理解基因分离定律。必须借助假说演绎法重温基因的分离定律的发现过程，才能引导学生理解基因的分离定律。所以曹宝义老师对本节课的讲解，在教学中采用“假说—演绎法”开展孟德尔遗传定律的教学，在对生物性状遗传的探索过程中设置一系列环环相扣的问题，让学生主动参与问题的分析，在分析和解决问题的过程中建构知识结构，同时也体验了孟德尔的科学研究方法，使学生成为学习的主体，从知识的被动接受者变成研究者、探索者，在学习基础知识的同时培养他们的思维能力、分析能力，并同时对学生进行了科学方法教育。

        假说演绎法四个步骤：发现问题→构想假说→演绎假说→实验验证。现就其中的构想假说和演绎假说两个环节加以说明。

1、构想假说

孟德尔通过一对相对性状的实验发现的重要问题是：一对相对性状亲本杂交，杂合子（F₁）自交后代出现性状分离，且性状分离比是3∶1。孟德尔对数据的分析过程得出了以下假说：

①性状是由遗传因子（基因）控制的，性状分离的根本原因是控制性状的基因分离的结果，而一对相对性状有显性性状和隐性性状，则控制一对相对性状的基因也应当有显性基因和隐性基因（如D和d）。

②设想若个体内控制一种性状的基因只有一个，则谈不到基因分离，孟德尔假说控制生物体每一种性状的基因都成对出现，则两个亲本的基因型分别为DD和dd (纯合子)。

③在亲代减数分裂产生配子的过程中，成对的基因分开，分别进入配子内，亲代各产生D和d的配子，配子结合，F₁的基因型为Dd。同理，F₁在产生配子的过程中，成对的基因分开，雌、雄各产生两种类型数量相等的配子，即含D的配子和含d的配子，比例为1∶1。

④配子之间随机结合，于是F₂出现三种基因型，比例为1∶2∶1，二种表现型，比例为 3∶1。

因此，孟德尔的遗传因子假说，使得豌豆杂交试验所得到的相似结果有了科学的、圆满的解释。

于是，得出基因分离规律。解释的核心内容是F₁产生的配子的种类及其比例，此即为构想假说过程。

2、演绎假说　

       孟德尔进一步设想，如果他的假设是正确的，则他的假设不仅能够解释以上述的杂交实验结果，还要能够解释并预期其他不同类型的杂交实验结果。因此，孟德尔根据假设设计了测交实验，即把杂交子一代与隐性类型相交，测交就是让杂种子一代与隐性类型相交，测交的目的，用来测定F1的基因型，也是为了证明F₁产生的配子的种类及其比例。按照孟德尔对分离现象的解释，如果杂种子一代F1的基因组成是Dd，它一定会产生带有遗传因子D和d的两种配子，并且两者的数目相等；而隐性类型（dd）只能产生一种带有隐性遗传因子d的配子。所以，测交产生的后代预期应当一半是高茎（Dd）的，一半是矮茎（dd）的，即两种性状之比为1∶1。如倮实验结果测交后代中高茎和矮茎的比例不是1∶1，则假说不成立，得不出基因的分离定律。如果实验结果测交后代中高茎和矮茎的比例是1∶1, 预期结果与实际结果一致,说明假说正确，得出基因的分离定律。