寂寞开无主,零落碾作尘——孟德尔和他的遗传理论1965年夏天的一个傍晚,在捷克布尔诺的摩拉维亚镇的一座教堂里,曾举行过一次盛大的纪念会。参加这次纪念会的大部分人并非教徒,而是应捷克科学院邀请而来的各国遗传学家。他们怀着崇敬而又惋惜的心情来纪念一位为遗传学奠定了基础,而其成果又被埋没35年之久的伟大生物学家。他就是格里戈.孟德尔神父。1965年是他的研究成果发表一百周年。 孟德尔其人 孟德尔(G.J.Mendel,1822-1884)出生于奥地利摩亚维亚的海因申多夫村。现今这个地方是捷克境内的海因西斯村。孟德尔的父亲是个农民,素性酷爱养花。因此,孟德尔自幼养成了养花弄草的兴趣。这也许是这位科学家后来在豌豆实验上成名的一个最初的契机吧。 孟德尔的童年不但平常,且有些寒苦。整个小学可以说是在半饥半饱中念完的。中学毕业后,主要靠妹妹准备作嫁妆的钱,读了欧缪兹学院的哲学系。大学毕业后,21岁的孟德尔在老师的建议下,进了设在鄂尔特伯伦的奥古斯丁派的修道院当了一名修士,取了一个教名叫格里戈。25年后被选为该修道院院长。 如果说童年的孟德尔是在贫寒中度过的,那么青年的孟德尔则饱历了生活道路的坎坷。孟德尔不满意于修道院的单调、古板的修士生活,兼任了布尔诺一所实验学校代课教师的职务。他曾两次申请转为正式教师,但经考试的均名落孙山。特别令人气愤的是,在第二次考试中,主考官竟这样来评论他的考卷说:“这次的考卷使我们认为,该生连作为初等学校的老师也不够格”。在这期间他还到维也纳大学旁听了植物生理学、数学和物理学等课程。 好学勤奋和充满进取的孟德尔,考试落榜后,便在修道院的花园里从事植物杂交的研究工作。他的成果只发表了很小一部分。除了死后使他成名的《植物杂交实验》(1865)外,还有《人工授粉得到的山柳菊属的杂种》(1870)和《1870年10月13日的旋风》(1871)。 孟德尔的晚年,可说是在愁云惨雾中度过的。他孑身一个,无妻无子,孤苦令仃。又因拒绝缴纳当局对修道院征收的一笔税金,而遭受着与当局僵持之苦。学志未酬而又愤懑填膺的孟德尔,终于于1884年1月6日因患肾炎不治而与世长辞,享年只有62岁。当人们吊唁这位少年清贫,中年研究成果遭冷遇,晚年孤独悲惨的老人时,谁也未想到他是一位在科学史上留下峥嵘篇章的伟大科学家。 孟德尔的业绩 孟德尔开始研究植物杂交工作,所用的实验材料是豌豆。他选用了22个豌豆品种,按种子的外形是圆的还是皱的,子叶是黄的还是绿的……等特征。把豌豆分成了7对相对的性状。然后,按一对相对性状和两对相对性状,分别进行了杂交实验,得到了如下的一些结果。 一对相对性状的杂交实验孟德尔通过人工授粉使高茎豌豆跟矮茎豌豆互相杂交。第一代杂种(子1代)全是高茎的。他又通过自花授粉(自交)使子1代杂种产生后代,结果子2代的豌豆有3/4是高茎的,1/4是矮茎的,比例为3:1。孟德尔对所选的其它6对相对性状,也一一地进行了上述的实验,结果子2代都得到了性状分离3:1的比例。 两对相对性状的杂交实验孟德尔又用具有两对相对性状的豌豆作了杂交实验。结果发现,黄圆种子的豌豆同绿皱种子的豌豆杂交后,子1代都是黄圆种子;子1代自花授粉所生的子2代,出现4种类型种子。在556粒种子里,黄圆、绿圆、黄皱、绿皱种子之间的比例是9:3:3:1。 通过上述实验材料,孟德尔天才地推出了如下的遗传原理。 1.分离定律。孟德尔假定,高茎豌豆的茎所以是高的,是因为受一种高茎的遗传因子(DD)来控制。同样,矮茎豌豆的矮茎受一种矮茎遗传因子(dd)来控制。杂交后,子1代的因子是Dd。因为D为为性因子,d为隐性因子,故子1代都表现为高茎。子1代自交后,雌雄配子的D,d是随机组合的,因此子1代在理论上应有大体相同数量的4种结合类型:DD,Dd,dD,dd。由于显性隐性关系,于是形成了高、矮3:1的比例。孟德尔根据这些事实得出结论:不同遗传因子虽然在细胞里是互相结合的,但并不互相掺混,是各自独立可以互相分离的。后人把这一发现,称为分离定律。 2.自由组合定律。对于具有两种相对性状的豌豆之间的杂交,也可以用上述原则来解释。如设黄圆种子的因子为YY和RR,绿皱种子的因子为yy和rr。两种配子杂交后,子1代为YyRr,因Y,R为显性,y,r为隐性,故子1代都表现为黄圆的。自交后它们的子2代就将有16个个体,9种因子类型。因有显性、隐性关系,外表上看有4种类型:黄圆、绿圆、黄皱、绿皱,其比例为9:3:3;1。根此孟德尔发现,植物在杂交中不同遗传因子的组合,遵从排列组合定律,后人把这一规律称为自由组合定律。 孟德尔的发现被埋没 孟德尔从1856年开始,经过8个的专心研究,得出了上述两上定律并写成一篇题为《植物杂交实验》的论文。在好友耐塞尔(一个气象学家)的鼓励的支持下,他于1865年2月8日和3月8日举行的布尔诺学会自然科学研究会上,报告了这一论文。与会者很有兴致地听取了他的报告,但大概并不理解其中的内容。因为既没有人提问题,也没有人进行讨论。不过该会还是于1866年在自己的刊物《布尔诺自然科学研究会会报》上全文发表了这篇论文。 曾一个时期,人们以为孟德尔的工作被埋没,是由于当时学术情报囿闭不通,交流不广,人们不知道他的工作造成的。后经调查,才知情况并非如此。原来该学会至少同120个协会或学会研究会有交流资料关系。刊载孟文的杂志,共寄出115本。其中,当地有关单位12本,柏林8本,维也纳6本,美国4本,英国2本(英国皇家学会和林耐学会)。孟德尔本人还往外寄送过该论文的抽印本。迄今有据可查的至少有5个人了解他的工作。第一个是耐格里。他是19世纪著名的植物学家。他的研究对解剖学、生理学、分类学和进化论的发展,有一定的推动作用。在植物学方面,他是心柳菊属方面的权威。孟德尔不仅把自己的论文寄给了他,且还给他写过进一步说明论文的长信。第二个是A.凯尔纳。他曾在因斯布罗克任教授,在维也纳植物园当主任。第三个是H.霍夫曼,一位植物学教授。第四个是威廉.奥尔勃斯.福克,他是植物杂交方面的权威。第五个是俄国的施马尔豪森。但是,刊物也好,论文也好,都如石沉大海,没有得到明显的反响。这样,孟德尔的为遗传学奠定了基础的、具有划时代意义的发现,竟被当代人们所忽视和遗忘,被埋没达35年之久。 1900年,对孟德尔盖棺后成名具有重要意义。这一年,有三人几乎同时重新作出了孟德尔那样的发现。第一个是德弗里期,他于1900年3月26日发表了同孟德尔的发现相的的论文;第二个人是科仑斯,收到他论文的时间是1900年4月24日;第三个人是丘歇马克,收到他论文的时间为1900胪6月20日。也就是在这一年里,他们也都发现了孟德尔的论文。这时,他们才清楚,原来自己的工作,早在35年前就由孟德尔做过了。 对孟德尔发现被埋没的原因分析 有不少生物史学家。对这一问题很感兴趣,也曾进行了一些调查。但因事情发生已年深日久,有确凿证据的材料所得无几,尤其关系到人们心理方面的活材料更难以到手。现据已有材料作如下分析: 历史的局限性 1866年孟德尔发表自己的论文时,正值达尔文的《物种起源》发表的第七个年头。这期间各国的生物学家,特别是著名生物学家都把兴趣转到了生物进化问题上,而物种杂交问题自然就不是人们瞩目的中心问题了。“这一事实也许对孟德尔的工作所遭到的命运,起到了更为决定性的作用”。其次,由于历史条件的限制,当时学术资料不能广泛地交流也是一个原因。如,对杂交问题搜集资料较多的达尔文,就没有看到过孟德尔的论文。虽然也有人说,即使达尔文看到了这一成果,也不一定能充分地认识到它的意义。但,这样推论是没有多大根据的。又如,了解孟德尔工作的俄国的施马尔豪森,他本来在自己学位论文的历史部分加了一个附注,正确地评价了孟德尔的工作。但遗憾的是,当1875年《植物区系》杂志发表他的论文译本时,删去了加有评价孟德尔工作的附注。这样,就又减少了后人了解孟德尔工作的机会。 怀疑以至完全不相信这是一项新发现孟德尔发表他的新发现时,当时只是一名普普通通的修士。至于他从事植物杂交的研究,只被人们看作“不过是为了消遣,他的理论不过是一个有魅力的懒汉的唠叨罢了”。的确,在一个专业学者的眼里,他还够不上一名地道的生物学家。因为他既没有生物学专业的学历,也没有博士、教授的头衔。因此,他的具有挑战性的发现,自然不易被人们所相信。从已知的少数几个看过他论文的人的反映和态度看,怀疑以至不相信孟德尔这个小人物能有什么新发现,乃是忽视他成果的一个和重要原因。当时了解孟德尔最多的是生物学家耐格里。孟德尔跟他素来关系甚密,相互交往达七年之久,孟德尔常同他交换种子。他也是读过孟文的第一个人。然而,正是由于他不仅没有正确地认识孟德尔的工作,而且还提出种种怀疑和责难,从而成为这桩遗憾后世的科学蒙难案的重要原因。现已查到,他看过孟德尔论文后,于1866年12月31日给孟德尔的复信。从中可以确凿地看到他是怎样地怀疑、责难以至忽视了孟的工作。他在信中说:“我认为,你用豌豆属作的实验还远远没有完成,其实还只是个开端。……能为最重要的结论提出无可争辩的证明的这样一套试验,决不是已在着手进行了。……你打算在你的试验中包括其他植物,这是很好的,我相信,从其他品种中会得到完全不同的结果(就遗传性而言)”。他还怀疑孟德尔得出的3:1的规律。如他说:“你应当把数量的表现看作仅仅是经验的理象,因为它们还不能被证明是合理的”。在耐格里看来,“只有那些在最模糊的专业领域能够作出正确判断的人,才能探究这个问题”。另一个了解孟德尔工作的A.凯尔纳,接到孟德尔寄送的论文后,曾给孟德尔写过复信。但据凯尔纳的助手说,孟德尔的论文在凯尔纳的图书室中压根就没有拆过封。人们是否可以推论:在凯尔纳的眼中,像孟德尔这样的小人物的文章,简直是不屑一顾的。 不理解其成果的重要意义 孟德尔的发现本身,在一定程度上超出了当时的流行观念。在当时,传统的遗传学观点是融合遗传理论,而孟德尔的思想则是粒子遗传;其次,当时在生物学领域主要的研究方法是定性的观察和实验,而孟德尔用的是定量的数学统计分析。所以,即使是认真地看过他的文章,如果跳不出传统框框,也不一定能理解其重要意义。如H.霍夫曼不仅看过他的文章,而且在自己的著作中,五处引用了孟德尔的文章,但现在看来,不是没有引到重要的地方,就是有所误解,总之,没有真正理解孟德尔工作的意义。所以,在霍夫曼的书中完全忽视了孟德尔的贡献。福克也曾多次提到孟德尔的成果,但他说:“孟德尔所作的很多次杂交的结果,十分类似于奈特的结果,但孟德尔自以为发现了各种杂种类型之间稳定的数量关系”。他所否定的正是孟德尔的成功之处,说明他根本不理解孟德尔发现的意义。他的提到孟德尔,不过是因为孟德尔培育成了植物杂种,不得不得一下而已。 教训和启示 埋没孟德尔发现一案,已经过去一百多年了。今天,孟德尔在科学史上的地位及其光辉业绩已被充分肯定,以他的成果为基础的遗传学也已取得辉煌胜利。然而,我们不应忘记,忽视孟德尔发现的代价是沉重的,它也许使生物学的发展延缓了几十年。难道我们不应从中悟出应有的教训,找出以古鉴今的富有启发性的道理,以便今后不犯或少犯同类错误吗? 警惕传统观念的束缚 有些人认为孟德尔的发现是早产儿,它超越了时代的认识水平,因此被埋没是必然的。然而,我们却认为,孟德尔的发现不被理解从而导致被埋没,主要应归咎于传统观念的束缚。理由是,孟德尔的课题当时已经摆到了人拉的面前。至少有向个人的工作接近于孟德尔的结论(参阅斯多倍《遗传学史》,第126-138页,第189页),其中甚至包括人所共知的达尔文,他关于金鱼草的杂交实验距离孟德尔的结论只差一小步。这充分说明,孟德尔的发现决非偶然的早产儿,而是具备成熟的历史条件的。上述几个人和看过孟德尔论文的人,之所以没有作出孟德尔那样的结论和没有认识到其意义,主要因为他们没有冲破传统观念的束缚和跳出传统的定性方法的局面。而孟德尔的成功,正由于他的老框框少些,所以才有可能冲破当时的研究方法和流行的
转基因食品利与弊 论文 关键字:食品 目前 美国 组织 基因 作物 农作物 转基因 基因技术 ①转基因食品概念,产生机理 稍有点科学常识的人都知道,基因是控制生物性状的最基本单位,记录着生物生殖繁衍的遗传信息。通过修改基因能改变一个有机体的部分或全部特征。 转基因食品就是移动动植物的基因并加以改变,制造出具备新特征的食品种类。譬如利用生物技术将某些动物的基因转移到其它物种上去,通过改造生物的遗传组织,使其出现原物种原来并不具备的特征,这些转变可以按照人类所需要的目标来完成。举这样的例子来加以说明:人们可以用鲜鱼的基因帮助西红柿、草莓等普通植物来抵御寒冷;把某些细菌的基因接入玉米、大豆的植株中,就可以更好地保护它们不受害虫的侵袭。而以这些转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。 ②转基因食品发展状况 据联合国粮农组织的材料,1997年全世界转基因作物的播种面积约为1100万公顷,1998年上升到近3000万公顷,1999年底,估计将达4000万公顷,平均增幅超过lO0%。 美国是转基因技术采用最多的国家。自20世纪90年代初将基因改制技术实际投入农业生产领域以来,目前美国农产品的年产量中55%的大豆、45%棉花和40%的玉米已逐步转化为通过基因改制方式生产。目前,大约有20多种转基因农作物的种子已经获准在美国播种,包括玉米、大豆、油菜、土豆、和棉花。据估计,从1999年到2004年,美国基因工程农产品和食品的市场规模将从40亿美元扩大到200亿美元,到2019年将达到750亿美元。有专家预计:21世纪初,很可能美国的每一种食品中都含有一定量基因工程的成分。其它还有阿根廷、加拿大也是转基因农业生产发展迅速的国家。 我国的转基因研究也有较大的发展,并且在基因药物、转基因作物、农作物基因图与新品种等方面具有相对比较优势。但真正进入商业化生产的则较少,就农作物而言,目前只有抗虫棉、矮牵牛花、抗病毒甜椒、抗病毒蕃茄和延熟蕃茄等。③转基因食品对人体益弊及转基因食品安全性; 直到目前为止,转基因食品在推出市场前都没有经过长远的安全评估,人类长期食用是否安全仍然成疑,而科学界对这些食品是否安全也没有共识。 ——持肯定态度的说法: 美国第一批转基因西红柿上市以来,全球约有2亿多人食用过数千种转基因食品,5年多来尚未报道过一例食品安全事件;我国进口转基因大豆较多,据估计约有一半的大豆色拉油中含有转基因成分,目前没有出现任何问题。 基因技术的突破使科学家们得以用传统育种专家难以想象的方式改良农作物,其优点是显而易见的。第一,可降低生产成本。一个品种的基因加入另一种基因,会使该品种的特性发生变化,具备原品种所不具备的因子,从而增强了抗病、抗杂草或抗虫害能力,由此可减少农药和除草剂的用量,降低种植成本。第二,可提高作物单位面积产量。一种作物的基因改良后,更容易适应环境,能更有效抵御各种灾害的袭击,并使产量更高。第三,转基因技术可以使开发农作物的时间大为缩短。利用传统的育种方法,需要七、八年时间才能培育一个新的品种,而基因工程技术培育出一种全新的农作物品种,时间可缩短一半。因此,有专家认为,不出多少年,转基因技术将改变世界。 转基因技术可根据人们的需要,赋予农作物新的特性。例如可以使农作物自己释放出杀虫剂,可以使农作物在旱地或盐碱地上生长,或者生产出营养更为丰富的食品。科学家还利用转基因技术,开发能够生产防病的疫苗和食品的农作物。农业版图。 ——持否定态度的说法: 1999年的转基因马铃薯事件,英国的一位研究人员公布的实验结果说:用含有转基因的马铃薯饲养大鼠,引起了大鼠器官生长异常、体重减轻、免疫系统遭到破坏。这一实验结果立即引起轰动,导致了世界范围的对转基因食品安全性的怀疑。 1999年5月英国的权威科学杂志(自然)刊登了美国康奈尔大学副教授约翰?罗西的一篇论文,引起世人的震惊。论文说,研究人员把抗虫害转基因玉米——BT基因玉米的花粉撒在苦苣菜叶上,然后让蝴蝶幼虫啃食这些菜叶。四天之后,有44%的幼虫死亡,活着的幼虫身体较小,而且无精打采。而另一组幼虫啃食撒有普通玉米花粉的菜叶,则未有出现死亡率高或发育不良的现象。论文据此推断,BT转基因玉米花粉含有毒素。 人们怀疑,转基因农作物和以此为原料制造的转基因食品对人体是否也有危害,比如,具有抗虫害、自动除杂草的转基因作物其作用机理与传统农药有无不同,会不会将有毒性的物质“传送”给消费者的有机体系?还有,某种转基因食品可以抵御细菌入侵,那么是否会使我们体内外的细菌产生变异而对所有的抗菌素产生免疫力?目前,这些问题尚无法作出明确的解释。并且,英国的研究人员近来在实验室中证实:小白鼠在食用转基因土豆10天后,其肾、脾和消化道都出现了损伤。这就更加深了人们的恐惧心理。 中国科学院的《科学新闻》最近发表的一篇文章,将转基因食物“可能”对人类健康的危害总结为3点:某些毒素可引起人类急、慢性中毒,某些转基因作物可引起人的过敏反应,转基因产品营养成分变化,使人的营养结构失衡。 ——现状: 世界粮农组织、世界卫生组织及经济合作组织这些国际权威机构都表示,人工移植外来基因可能令生物产生“非预期后果”。即是说我们到现在为止还没有足够的科学手段去评估转基因生物及食品的风险。 国际消费者联会(成员包括115个国家的250个消费者组织)表示“现时没有一个政府或联合国组织会声称转基因食品是完全安全的。”
高中生物论文生物新课程教材与校本教材资源整合的开发利用【摘 要】针对生物新课程教材实施过程中存在的问题,通过对其进行问题的调查、分析,在本校及其他高中学校进行新一轮生物新课程教材与校本教材资源整合利用的开发研究,促进高中生物教与学方式变革、优化课堂教学。【关键词】生物新课程教材;校本资源;整合研究一、问题的提出(一)生物新课程教材有许多优点,但对于乡镇中学的学生、教师而言,由于教学设备的相对落后,信息量不充分,学生体验不足,实施起来有一定难度。从2008年9月采用了生物新课程教材后备课组成员在校内外展开调查而表明,大多生物教师对新课程在体现新课程理念方面的变化给予了肯定,学生在课堂气氛、自主学习能力、合作精神、敢于发表不同的意见、学习兴趣等发生了可喜的变化.备课组成员通过与部分教师、学生的座谈发现,我们学校作为农村学校,而且又是普通中学的一所高中学校,但在实施过程中发现了一些问题,生物新课程有许多优点,但对于乡镇中学的学生、教师而言,由于教学设备的相对落后,信息量不充分,学生体验不足,实施起来有一定难度。(二)生物新课程教材的问题太侧重于大城市的实际,而偏离了农村,特别是偏远山区的实际;另外,有些例子又过于理想化。因此生物新课程教材在实施过程中我们教师发现配套资源不完善;对教学内容难度把握不准;缺乏新课程实施的指导等。生物新课程教材重视知识在现实生活、生产中的应用.对新课程教材中用来引入的例子,我们的教师大部分的看法是:34.5%的认为“足够多了,切合学生的实际”,46.9%的认为“改编一下即可”,7.1%的认为“根本不合用,按教师的想法重新编拟例子”.因此在生物新课程教材的实施过程中我们教师明显感觉到配套资源不完善;对教学内容难度把握不准;缺乏新课程实施的指导等.据我们调查的生物教师们反映,新教材的问题太侧重于大城市的实际,而偏离了农村,另外,有些例子又过于理想化。用一位老师的话说“显然新教材是给大城市学生使用的(有点过激,但是也有不少老师有这种说法)”.因此我们备课组成员认为:生物新课程教材进一步推广时应注意:加强与新课程教材相关资源的建设,即在本校及其他高中学校(箬横中学、大溪中学等)进行新一轮新课程教材与校本教材资源整合的开发利用研究.(三)加强高中生物浙科版新课程教材与校本教材资源整合利用是适应教育改革的需要,也是根据学校的适应需要而出发的,是势在必行。具体适应需要的必要性体现在以下几方面:1、生物校本教材资源的使用是要学生在生物新课程学习中能轻轻松松地理解知识、消化知识、掌握知识,并且能够灵活运用知识,解决问题。生物校本教材资源是教师为顺利完成教材内容,为使学生顺利接受知识,所利用的一切资源。它包括生物课堂演示实验、分组实验和课外小实验的补充;生物新课引入的问题、故事;章节练习题,学生课外探究活动的计划等。所采用手段包括:CAI课件、录像带、投影片、自制教具以及外出参观等,因此生物校本教材资源的使用是要学生能轻轻松松地理解知识、消化知识、掌握知识,并且能够灵活运用知识,解决问题。2、生物校本教材资源在配合生物新课程教材下能与农村中学学生成长的需要相一致,能与农村中学的教育目标相一致。开发符合农村高中生物新课程教材的校本课程,必须树立新的教育理念:生物校本课程的开发要指向人的发展,指向学生专业知识和专业技能的提高,指向学生就业能力的提高和个性的张扬。只有在这一理念下,正确认识和处理国家课程、地方课程和校本课程的关系,才能使三者相辅相承,相互渗透,有机结合。农村中学生物校本课程的开发必须重视学生专业知识的培养、就业技能的锻炼和综合素质的提高。惟有如此,生物校本课程在配合生物新课程教材下才能与农村中学学生成长的需要相一致,才能与农村中学的教育目标相一致。加强与生物新课程教材相关资源的建设, 制成与我们这样学校实际教学相适应的每一节课的CAI课件、幻灯片、课前小故事、课后的思考题、探究方案等3、生物校本教材资源的开发对浙科版统编生物新课程教材和大纲起到补充、印证、丰富和发展作用。生物校本教材资源的开发建设要遵循调查研究,尊重事实的原则,经过细致的研讨,去粗取精,去伪存真,反复对比,力求真实可靠,对统编教材和大纲起到补充、印证、丰富和发展作用每学期在校内开展一次新课程的教学活动的课堂问卷调查和学生对新课程教材实施中的满意度问卷调查,为生物校本教材资源利用和开发提供保障。结合我们学校的实际情况:学校坐落在农村,学生也大部分来自农村家庭,这一代的学生基本上独生子女,从小受各方面的宠爱,生性有点娇懒,家长管制得也少,而且生源相对重点中学来说文化基础很薄弱,因此在生物新课程教材实施时,在选择校本教材内容和编排校本教材内容要注重两点:其一,将现实资源的发掘与统编教材、大纲要求结合起来,作为统编教材的必要补充。其二,把对文献资料的运用和对现实生活中“活”资料的运用恰当地结合起来,引导师生充分关注。4、利用因地制宜,发掘资源开发为生物校本教材资源与生物新课程教材的整合利用奠定基础。校外成熟的条件性课程资源虽然相对稀缺,但素材性课程资源却十分丰富,如何建立校内外课程资源的协调利用机制,这也是有机整合农村高中学校生物校本教材建设资源的一个重要困难;另外,在学校广泛自主地进行生物校本教材开发之后,如何尽快建立对学校校本教材建设的指导、管理和评估机制显得日益迫切,从而能很好的整合到新课程的教学中。因此我们备课组成员认为:生物新课程教材进一步推广时应注意:加强与生物新课程教材相关资源的建设,即在本校及其他高中学校进行新一轮生物新课程教材与校本教材资源整合利用的开发研究,同时意识到需要教师的大量心血,它需要教师的大量积累,从生活中收集材料,从学生中收集材料,从各种报刊、杂志中收集材料,从电脑中收集材料。然后进行加工整理,制成与我们这样学校实际教学相适应的每一节课。二、策略与实践(一)与校本教材资源整合利用的策略1、准确理解生物新课程教材《标准》对模块式的课程和教材设置的要求高中生物学新课程由三个必修模块和三个选修模块组成。所选内容能够帮助学生从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础、发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用。因此,必修模块对于提高全体高中学生的生物科学素养具有不可或缺的作用。学习这些内容有助于学生更深入地理解生命活动的规律,理解科学的本质、过程和方法,了解并关注生物科学技术在社会生活、生产和发展中的应用。属于公民素养的基本要求。选修模块是为了满足学生多样化发展的需要而设计的,有助于拓展学生的生物科技视野、增进学生对生物科技与社会关系的理解、提高学生的实践和探究能力。选修模块分别侧重生物技术、生物学与社会和生物科技进展,为学生选择学业和职业方向提供帮助。但生物科学的内容浩如烟海,发展迅猛,课标模块内容与课标要求是否存在落差,这还必须通过实践发现问题,不断完善模块内容的设置。2、研究生物教科书内容的编写意图,创造性地使用生物教科书生物新教材与原教材相比的新特点:重视基础知识的教学,帮助学生形成良好的知识结构;突出科学过程与方法,培养学生的科学探究能力;关注科学、技术和社会的关系,深化情感、态度和价值观教育;改革教材的呈现方式,促进学习方式的转变;改进作业系统,促进评价的改革。在次建议各校高中新课程实验年级备课组要至少备齐5个版本的教材。对比研究不同版本教材对知识内容的选择、编排和呈现方式等,加深理解高中生物新课标对知识内容的要求,并依据课标优化组合不同教材的课程资源市高中新课程实验年级中心组要组织专门的研究小组进行研究,并及时地将研究结果通过全市教研活动提供给各校参考。要摒弃过去那种“轻大纲,重教材”、“教学就等于教教材”的旧观念,树立“以课标为基本依据,以教材为基本素材,充分利用多种教学资源来进行教学”的新观念。(二)生物新课程教材与校本教材资源整合利用的实践--教与学方式的转变、优化课堂教学是新课程教材与校本教材整合利用得以真正落实的重要保证。1)感知和体会知识内容的变化1.知识体系的变化 按课标要求,不再是普通生物学体系. 每个模块的教材各围绕一定的主线展开,并根据学生的认识规律,确定知识内容的呈现顺序,使之形成结构合理的知识体系。2.处理好基础性和先进性的关系知识内容的深难度总体上维持在现行教材水平,避免出现深难重。基础不等于经典。基础性应当是现代意义上的基础性。如免疫。通道蛋白、人类蛋白质组计划、DNA指纹技术、基因治疗、恢复生态学等。选修课集中体现先进性,同时注意学生的接受能力。基础性与先进性之间有时矛盾,要灵活变通。如水分子的跨膜运输。让学生搜集最新进展的资料。2)、探究能力目标和内容的变化1.加强科学方法教育,关于科学方法的内容《分子与细胞》——观察和实证,《遗传与进化》——假说—演绎,《稳态与环境》——系统分析、 建立数学模型。2.改进探究活动的设计。安排丰富多样的科学探究活动,让学生通过活动体验过程,领悟和运用方法.3.鼓励思考和讨论。鼓励学生积极思考和讨论。在资料分析、小资料、技能训练、练习、自我检测等栏目中,有许多关于科学过程和方法的思考题,可以帮助学生领悟方法,活跃思维,提高科学探究能力。 3)、教材呈现方式的变化生物新课程加强内容的引导性和开放性,促进探究性学习, 变单纯的叙述式为图文结合,增设重要栏目。①有些问题,不是直接给出答案,而是让学生自己探究;②探究活动的写法重在引导,探究的课题、材料用具和方法步骤不作过死的规定;对于难度较大的探究活动,教材提供了参考案例; ③介绍生物科学上目前尚未解决的疑难问题或存在的争议,体现科学体系的开放性;吸引学生兴趣,提高思维的活跃程度,促进探究性学习。我们备课组通过生物新课程教材与校本教材资源的整合利用尽可能地缩小《标准》的理念与教学实践之间的落差,促进高中新课程实验稳步地开展。具体实践的理论指导及实际操作如下:1、提倡多种教学方式(包括校本教材探究实验的开展)在新课程教材的实际教学中的有效运用,优化教学过程。新课程提倡新的学习方式并不是否定传统的学习方式,而是要发挥不同学习方式的优势,根据具体的知识内容、课型、学校条件、学生情况等对传统的和新型的学习方式进行优化组合,实现学习方式的多样化。(1)组织好学生的探究性学习高中新课程标准将“倡导探究性学习”作为课程理念,必将有力地推进教师教学行为的改变。但教材在设计探究活动时,存在着相当的困难。这些教材内容与课标要求的落差,需要教师去弥补,即利用当地的课程材料,当地的生态环境及与社会生产、生活有关的生物学问题;为此,为了激发学生的学习兴趣,我们备课组成员在生物学科中尝试实施开展了新课程校本教材探究实验--体验制备真核细胞三维结构模型的制作比赛并在校园进行展览,取得相当好的效果,充分调动了学生学习该学科的兴趣。 (2)把握生物新课程教材与校本教材资源整合利用对实际教学中的预设与生成的关系。课堂教学是预设与生成的辩证统一。一方面,只有生成没有预设的课堂教学是不可思议的,这样的“生成”实质上是“放羊”,是放弃教学的责任和教师的责任,会严重影响课堂教学的质量;另一方面,只有预设没有生成的课堂教学是死气沉沉的,这样的“预设”不仅会严重束缚课堂教学中师生的“生成”能力,而且会慢慢扼杀师生的创新精神、探究欲望和生命活力。在实施新课程的过程中,既要切实改变课堂教学中只有预设没有生成的僵化模式,又要对只求生成忽视预设的现象引起足够的重视。三、成效与分析我们发现新课程教材与校本教材资源整合利用存在一些问题。(一)高中新课程教学与校本教材资源整合利用中也存在许多问题。1.教育观念滞后的问题由于传统的习惯势力,部分老师在设计教学的过程中常常是把知识结构、难点和重点反复掂量,围绕它考虑教学过程如何展开,而忽略了学生能力的培养,以及情感、态度和价值观方面的目标的实现.只有对课程目标有全面和深刻的理解,才能使教学活动的组织符合课程标准的总体要求。2.各校的课程资源问题 现在各学校教学硬件还不很足,不少教师过去是仅仅依据一本教科书、一册教参,就年复一年地教下去。现在实行新的课程标准,必须依托丰富的课程资源,一方面教师有责任发掘和利用多种课程资源,但更重要的方面是学校要有相应的投资和建设。各校应尽可能地完善图书资料、实验室及相应的器材,还有网络资源等,至少为各备课组配齐5套不同版本的教材。新的课程标准与原来执行的教学大纲,存在着显著的差别。新课标是适应全面推进素质教育,深化教育改革的需要,是适应新世纪人才培养的需要而制订的。执行这个课程标准,对于课程管理部门、学校教育行政部门、教学研究部门的工作人员,对于教材编写者和课程的教师,都是全新的任务。教学活动是极富创造性的活动,同一内容的教学,不同教师都会有自己的教学策略、方法和风格,可以说,教学活动也是极富个性化的活动。但不管什么样的创造,不管什么样的个性,都应该是更出色地达到新课程的目标。(二)对高中新课程教学与校本教材资源整合利用中存在的问题的解决对策。在高中新课程实施的过程中,我们根据学校的实际寻找有效的策略,扬长避短,尽量把该模块开设模式不利因素的影响降到最低。一般地说,我们可以采取下列措施:(1)应把把宣传和计划做在前,整体安排高中新课程两年教学;(2)对《标准》和教科书的研究应比实施提早,以便及早发现问题和寻找对策;(3)在新课程教材的实施中适当结合老教材知识;(4)适时的针对本校学生的实际情况自编想应的校本练习资源;(5)为适应新课程教材的改革趋势,经常在本校开展各种校本探究实验;(6)在课余开设各种选修,在学生选择特长科目发展方向时,给予及时的指导;等等。参考文献:1、王斌华著 《校本课程论》 上海教育出版社2000年出版2、程功、陈仙梅 主编《教育心理学》浙江大学出版社 1994年3、王少非 主编《新课程背景下教师专业的发展》华东师范大学出版社2005年4、李建刚 《现代教学理论与实践》 山东教育出版社 1993年12月版5、朱慕菊 走进新课程[M] 北京师范大学出版社 20026、靳玉东 新课程改革的理念与创新[M] 人民教育出版社,2003
寂孟德尔和他的遗传理论1965年夏天的一个傍晚,在捷克布尔诺的摩拉维亚镇的一座教堂里,曾举行过一次盛大的纪念会。参加这次纪念会的大部分人并非教徒,而是应捷克科学院邀请而来的各国遗传学家。他们怀着崇敬而又惋惜的心情来纪念一位为遗传学奠定了基础,而其成果又被埋没35年之久的伟大生物学家。他就是格里戈.孟德尔神父。1965年是他的研究成果发表一百周年。 孟德尔其人 孟德尔(G.J.Mendel,1822-1884)出生于奥地利摩亚维亚的海因申多夫村。现今这个地方是捷克境内的海因西斯村。孟德尔的父亲是个农民,素性酷爱养花。因此,孟德尔自幼养成了养花弄草的兴趣。这也许是这位科学家后来在豌豆实验上成名的一个最初的契机吧。 孟德尔的童年不但平常,且有些寒苦。整个小学可以说是在半饥半饱中念完的。中学毕业后,主要靠妹妹准备作嫁妆的钱,读了欧缪兹学院的哲学系。大学毕业后,21岁的孟德尔在老师的建议下,进了设在鄂尔特伯伦的奥古斯丁派的修道院当了一名修士,取了一个教名叫格里戈。25年后被选为该修道院院长。 如果说童年的孟德尔是在贫寒中度过的,那么青年的孟德尔则饱历了生活道路的坎坷。孟德尔不满意于修道院的单调、古板的修士生活,兼任了布尔诺一所实验学校代课教师的职务。他曾两次申请转为正式教师,但经考试的均名落孙山。特别令人气愤的是,在第二次考试中,主考官竟这样来评论他的考卷说:“这次的考卷使我们认为,该生连作为初等学校的老师也不够格”。在这期间他还到维也纳大学旁听了植物生理学、数学和物理学等课程。 好学勤奋和充满进取的孟德尔,考试落榜后,便在修道院的花园里从事植物杂交的研究工作。他的成果只发表了很小一部分。除了死后使他成名的《植物杂交实验》(1865)外,还有《人工授粉得到的山柳菊属的杂种》(1870)和《1870年10月13日的旋风》(1871)。 孟德尔的晚年,可说是在愁云惨雾中度过的。他孑身一个,无妻无子,孤苦令仃。又因拒绝缴纳当局对修道院征收的一笔税金,而遭受着与当局僵持之苦。学志未酬而又愤懑填膺的孟德尔,终于于1884年1月6日因患肾炎不治而与世长辞,享年只有62岁。当人们吊唁这位少年清贫,中年研究成果遭冷遇,晚年孤独悲惨的老人时,谁也未想到他是一位在科学史上留下峥嵘篇章的伟大科学家。 孟德尔的业绩 孟德尔开始研究植物杂交工作,所用的实验材料是豌豆。他选用了22个豌豆品种,按种子的外形是圆的还是皱的,子叶是黄的还是绿的……等特征。把豌豆分成了7对相对的性状。然后,按一对相对性状和两对相对性状,分别进行了杂交实验,得到了如下的一些结果。 一对相对性状的杂交实验孟德尔通过人工授粉使高茎豌豆跟矮茎豌豆互相杂交。第一代杂种(子1代)全是高茎的。他又通过自花授粉(自交)使子1代杂种产生后代,结果子2代的豌豆有3/4是高茎的,1/4是矮茎的,比例为3:1。孟德尔对所选的其它6对相对性状,也一一地进行了上述的实验,结果子2代都得到了性状分离3:1的比例。 两对相对性状的杂交实验孟德尔又用具有两对相对性状的豌豆作了杂交实验。结果发现,黄圆种子的豌豆同绿皱种子的豌豆杂交后,子1代都是黄圆种子;子1代自花授粉所生的子2代,出现4种类型种子。在556粒种子里,黄圆、绿圆、黄皱、绿皱种子之间的比例是9:3:3:1。 通过上述实验材料,孟德尔天才地推出了如下的遗传原理。 1.分离定律。孟德尔假定,高茎豌豆的茎所以是高的,是因为受一种高茎的遗传因子(DD)来控制。同样,矮茎豌豆的矮茎受一种矮茎遗传因子(dd)来控制。杂交后,子1代的因子是Dd。因为D为为性因子,d为隐性因子,故子1代都表现为高茎。子1代自交后,雌雄配子的D,d是随机组合的,因此子1代在理论上应有大体相同数量的4种结合类型:DD,Dd,dD,dd。由于显性隐性关系,于是形成了高、矮3:1的比例。孟德尔根据这些事实得出结论:不同遗传因子虽然在细胞里是互相结合的,但并不互相掺混,是各自独立可以互相分离的。后人把这一发现,称为分离定律。 2.自由组合定律。对于具有两种相对性状的豌豆之间的杂交,也可以用上述原则来解释。如设黄圆种子的因子为YY和RR,绿皱种子的因子为yy和rr。两种配子杂交后,子1代为YyRr,因Y,R为显性,y,r为隐性,故子1代都表现为黄圆的。自交后它们的子2代就将有16个个体,9种因子类型。因有显性、隐性关系,外表上看有4种类型:黄圆、绿圆、黄皱、绿皱,其比例为9:3:3;1。根此孟德尔发现,植物在杂交中不同遗传因子的组合,遵从排列组合定律,后人把这一规律称为自由组合定律。 孟德尔的发现被埋没 孟德尔从1856年开始,经过8个的专心研究,得出了上述两上定律并写成一篇题为《植物杂交实验》的论文。在好友耐塞尔(一个气象学家)的鼓励的支持下,他于1865年2月8日和3月8日举行的布尔诺学会自然科学研究会上,报告了这一论文。与会者很有兴致地听取了他的报告,但大概并不理解其中的内容。因为既没有人提问题,也没有人进行讨论。不过该会还是于1866年在自己的刊物《布尔诺自然科学研究会会报》上全文发表了这篇论文。 曾一个时期,人们以为孟德尔的工作被埋没,是由于当时学术情报囿闭不通,交流不广,人们不知道他的工作造成的。后经调查,才知情况并非如此。原来该学会至少同120个协会或学会研究会有交流资料关系。刊载孟文的杂志,共寄出115本。其中,当地有关单位12本,柏林8本,维也纳6本,美国4本,英国2本(英国皇家学会和林耐学会)。孟德尔本人还往外寄送过该论文的抽印本。迄今有据可查的至少有5个人了解他的工作。第一个是耐格里。他是19世纪著名的植物学家。他的研究对解剖学、生理学、分类学和进化论的发展,有一定的推动作用。在植物学方面,他是心柳菊属方面的权威。孟德尔不仅把自己的论文寄给了他,且还给他写过进一步说明论文的长信。第二个是A.凯尔纳。他曾在因斯布罗克任教授,在维也纳植物园当主任。第三个是H.霍夫曼,一位植物学教授。第四个是威廉.奥尔勃斯.福克,他是植物杂交方面的权威。第五个是俄国的施马尔豪森。但是,刊物也好,论文也好,都如石沉大海,没有得到明显的反响。这样,孟德尔的为遗传学奠定了基础的、具有划时代意义的发现,竟被当代人们所忽视和遗忘,被埋没达35年之久。 1900年,对孟德尔盖棺后成名具有重要意义。这一年,有三人几乎同时重新作出了孟德尔那样的发现。第一个是德弗里期,他于1900年3月26日发表了同孟德尔的发现相的的论文;第二个人是科仑斯,收到他论文的时间是1900年4月24日;第三个人是丘歇马克,收到他论文的时间为1900胪6月20日。也就是在这一年里,他们也都发现了孟德尔的论文。这时,他们才清楚,原来自己的工作,早在35年前就由孟德尔做过了。 对孟德尔发现被埋没的原因分析 有不少生物史学家。对这一问题很感兴趣,也曾进行了一些调查。但因事情发生已年深日久,有确凿证据的材料所得无几,尤其关系到人们心理方面的活材料更难以到手。现据已有材料作如下分析: 历史的局限性 1866年孟德尔发表自己的论文时,正值达尔文的《物种起源》发表的第七个年头。这期间各国的生物学家,特别是著名生物学家都把兴趣转到了生物进化问题上,而物种杂交问题自然就不是人们瞩目的中心问题了。“这一事实也许对孟德尔的工作所遭到的命运,起到了更为决定性的作用”。其次,由于历史条件的限制,当时学术资料不能广泛地交流也是一个原因。如,对杂交问题搜集资料较多的达尔文,就没有看到过孟德尔的论文。虽然也有人说,即使达尔文看到了这一成果,也不一定能充分地认识到它的意义。但,这样推论是没有多大根据的。又如,了解孟德尔工作的俄国的施马尔豪森,他本来在自己学位论文的历史部分加了一个附注,正确地评价了孟德尔的工作。但遗憾的是,当1875年《植物区系》杂志发表他的论文译本时,删去了加有评价孟德尔工作的附注。这样,就又减少了后人了解孟德尔工作的机会。 怀疑以至完全不相信这是一项新发现孟德尔发表他的新发现时,当时只是一名普普通通的修士。至于他从事植物杂交的研究,只被人们看作“不过是为了消遣,他的理论不过是一个有魅力的懒汉的唠叨罢了”。的确,在一个专业学者的眼里,他还够不上一名地道的生物学家。因为他既没有生物学专业的学历,也没有博士、教授的头衔。因此,他的具有挑战性的发现,自然不易被人们所相信。从已知的少数几个看过他论文的人的反映和态度看,怀疑以至不相信孟德尔这个小人物能有什么新发现,乃是忽视他成果的一个和重要原因。当时了解孟德尔最多的是生物学家耐格里。孟德尔跟他素来关系甚密,相互交往达七年之久,孟德尔常同他交换种子。他也是读过孟文的第一个人。然而,正是由于他不仅没有正确地认识孟德尔的工作,而且还提出种种怀疑和责难,从而成为这桩遗憾后世的科学蒙难案的重要原因。现已查到,他看过孟德尔论文后,于1866年12月31日给孟德尔的复信。从中可以确凿地看到他是怎样地怀疑、责难以至忽视了孟的工作。他在信中说:“我认为,你用豌豆属作的实验还远远没有完成,其实还只是个开端。……能为最重要的结论提出无可争辩的证明的这样一套试验,决不是已在着手进行了。……你打算在你的试验中包括其他植物,这是很好的,我相信,从其他品种中会得到完全不同的结果(就遗传性而言)”。他还怀疑孟德尔得出的3:1的规律。如他说:“你应当把数量的表现看作仅仅是经验的理象,因为它们还不能被证明是合理的”。在耐格里看来,“只有那些在最模糊的专业领域能够作出正确判断的人,才能探究这个问题”。另一个了解孟德尔工作的A.凯尔纳,接到孟德尔寄送的论文后,曾给孟德尔写过复信。但据凯尔纳的助手说,孟德尔的论文在凯尔纳的图书室中压根就没有拆过封。人们是否可以推论:在凯尔纳的眼中,像孟德尔这样的小人物的文章,简直是不屑一顾的。 不理解其成果的重要意义 孟德尔的发现本身,在一定程度上超出了当时的流行观念。在当时,传统的遗传学观点是融合遗传理论,而孟德尔的思想则是粒子遗传;其次,当时在生物学领域主要的研究方法是定性的观察和实验,而孟德尔用的是定量的数学统计分析。所以,即使是认真地看过他的文章,如果跳不出传统框框,也不一定能理解其重要意义。如H.霍夫曼不仅看过他的文章,而且在自己的著作中,五处引用了孟德尔的文章,但现在看来,不是没有引到重要的地方,就是有所误解,总之,没有真正理解孟德尔工作的意义。所以,在霍夫曼的书中完全忽视了孟德尔的贡献。福克也曾多次提到孟德尔的成果,但他说:“孟德尔所作的很多次杂交的结果,十分类似于奈特的结果,但孟德尔自以为发现了各种杂种类型之间稳定的数量关系”。他所否定的正是孟德尔的成功之处,说明他根本不理解孟德尔发现的意义。他的提到孟德尔,不过是因为孟德尔培育成了植物杂种,不得不得一下而已。 教训和启示 埋没孟德尔发现一案,已经过去一百多年了。今天,孟德尔在科学史上的地位及其光辉业绩已被充分肯定,以他的成果为基础的遗传学也已取得辉煌胜利。然而,我们不应忘记,忽视孟德尔发现的代价是沉重的,它也许使生物学的发展延缓了几十年。难道我们不应从中悟出应有的教训,找出以古鉴今的富有启发性的道理,以便今后不犯或少犯同类错误吗? 警惕传统观念的束缚 有些人认为孟德尔的发现是早产儿,它超越了时代的认识水平,因此被埋没是必然的。然而,我们却认为,孟德尔的发现不被理解从而导致被埋没,主要应归咎于传统观念的束缚。理由是,孟德尔的课题当时已经摆到了人拉的面前。至少有向个人的工作接近于孟德尔的结论(参阅斯多倍《遗传学史》,第126-138页,第189页),其中甚至包括人所共知的达尔文,他关于金鱼草的杂交实验距离孟德尔的结论只差一小步。这充分说明,孟德尔的发现决非偶然的早产儿,而是具备成熟的历史条件的。上述几个人和看过孟德尔论文的人,之所以没有作出孟德尔那样的结论和没有认识到其意义,主要因为他们没有冲破传统观念的束缚和跳出传统的定性方法的局面。而孟德尔的成功,正由于他的老框框少些,所以才有可能冲破当时的研究方法和流行的
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