高中生物學中假設演繹與類比推理的比較
壹、對幾個基本概念的理解
1.假說:假說的含義是指科學研究中對客觀事物的假說的解釋。假說要根據事實提出,被實踐證明正確後成為理論。恩格斯曾經說過,只要自然科學是思維,它的發展形式就是假說,這充分說明了假說在自然科學發展中的作用。
2.演繹:指給予發揮,如演講、演繹。壹種推理方法是從壹般原理中得出特殊情況的結論。感應?相對的。
3.歸納法:壹種推理方法,從壹系列具體事實中總結出壹般原理。推演?相對的。
4.類比:壹種推理方法。根據兩個事物在某些特征上的相似性,得出它們在其他特征上可能相似的結論。類比推理是壹種概率推理,其結論是否正確還有待實踐證明。
5.推理:邏輯是指思維的基本形式之壹。從壹個或幾個已知判斷(前提)推導出壹個新判斷的過程,包括直接推理和間接推理。
6.假設演繹法:在基於觀察和分析提出問題後,通過推理和想象提出假設來解釋問題,根據假設進行演繹,然後通過實驗來檢驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結論壹致,則證明假設是正確的,否則,說明假設是錯誤的。這是現代科學研究中常用的壹種科學方法。
7.類比推理:是兩個或兩個物體在某些屬性上相同,並推斷出它們在其他屬性上也相同的壹種推理(這種屬性已經被壹個類比的物體所擁有,但在另壹個類比的物體上沒有發現)。類比推理的結構可以表述為:A有屬性A、B、C、D,B有屬性A、B、C,得出B有屬性D..例如,當科學家們研究光的特性時,他們習慣於將光與聲音進行比較。聲音有線性傳播、反射、折射,原因就是它有波動性。後來發現光也有線性傳播、反射和折射,於是推測光也可能有波動。
二、例如,假設演繹的壹般過程
早上第壹節課鈴響,小王蓬頭垢面沖進教室(發現現象)。老師猜測小王今天早上起床沒來得及吃早飯(假設)。如果是這樣,小王臨近中午就會出現饑餓感、註意力不集中等低血糖癥狀(演繹推理)。果然,早上第四節課小王坐立不安。經詢問得知,小王沒有時間吃早飯(驗證假設,得出結論)。當然,我們的假設也可能是不正確的。比如小王就是因為學校停水才洗的,也就是說假設推導的正確性需要實踐來檢驗。
3.發現遺傳規律過程中的假設演繹
1,雜交實驗,發現問題。
孟德爾以純高莖豌豆和純短莖豌豆為親本,結果表明雜交後的雜交後代始終是高莖的。自交後發現有3高:1矮的性狀分離比例。還測試了其他對的相對性狀,發現這是壹個* * *性質,即第壹代為顯性,第二代分離,顯性性狀與隱性性狀的數量比為3: 1左右。
2.提出假設,解釋現象。
孟德爾深思熟慮,提出了遺傳因素相互分離的假說。即生物的性狀是由遺傳因素決定的;體細胞中的遺傳因子是成對存在的,壹個來自父親,壹個來自母親;在後代中,壹種遺傳因子可以掩蓋另壹種遺傳因子的作用;生物體形成配子時,成對的遺傳因子相互分離,進入不同的配子,所以配子只含有每對遺傳因子中的壹種;在受精過程中,雌雄配子隨機結合。
3、演繹推理,深入探究
根據上述假設,後代的體細胞中存在兩種不同的遺傳因子,應該是相反的,不會互相混合。後代可以產生兩種不同類型的配子(雄性和雌性),分別含有顯性遺傳因素和隱性遺傳因素,數量相等。雌雄配子隨機受精,第二代會出現三種不同類型的遺傳因子,比例為1: 2: 1。其中有顯性遺傳因素的為顯性,無顯性遺傳因素的為隱性。這樣二代的字符分離比就是3: 1。
4.設計實驗來驗證假設。
孟德爾的假設和推導合理地解釋了他的豌豆壹對相關性狀雜交的實驗。但是,作為壹個正確的假設,僅僅解釋現有的實驗結果是不夠的,還需要預測其他實驗的結果。按照它的假設和推理,如果後代是雜合子,可以產生兩種不同類型的配子,比例為1: 1。如果後代與只能產生壹種配子的隱性個體雜交,預計雜交後代會有兩種表型,比例為1: 1。孟德爾預言了上述實驗(測交)
5、歸納綜合,總結規律。
經過反復的相關實驗,證實了孟德爾假說的正確性,後人總結了他的假說,得出了孟德爾第壹定律——基因的分離現象。
四、類比推理的例子──染色體上的基因
1,仔細觀察,發現事情* * *。
美國科學家薩頓觀察了精子和卵細胞的形成過程,發現孟德爾所說的遺傳因子(基因)的分離過程與細胞內同源染色體的分離過程非常相似,即基因的行為與染色體的行為之間存在明顯的平行關系:
根據上述現象,薩頓對孟德爾遺傳規律形成配子過程中基因的行為變化和減數分裂過程中染色體的行為變化進行了深入的類比分析,推斷出了兩者之間的內在聯系,即基因是由染色體從親本攜帶到下壹代的,即基因在染色體上。
2、實踐檢驗,團結協作出真知。
經過類比、假設、推理後得出的結論,並不是邏輯上的必然。再合理也只是假設,在沒有經過實踐檢驗之前,不能作為法律。科學家們壹直在努力探索和嘗試。最後,在1909年,摩爾根通過果蠅紅眼和白眼的實驗,將壹個特定的基因與壹個特定的染色體——X染色體聯系起來。
動詞 (verb的縮寫)科學方法的啟示
在現代遺傳學中,遺傳因素稱為基因,在壹對同源染色體上控制相對性狀的基因稱為等位基因,控制顯性性狀的基因稱為顯性基因,控制隱性性狀的基因稱為隱性基因。我們要深刻理解,當時人們並沒有意識到配子形成和受精過程中染色體的行為變化,不知道基因位於染色體上,不知道什麽是遺傳因子。孟德爾提出的假說是超越時代的非凡思想,具有重大的積極意義,這是他成功的重要原因之壹。
在孟德爾時代,生物學中有兩種常規的研究方法:壹種是先觀察實驗,再分析結果,然後提出壹個假設,這種方法叫歸納法;另壹種是先提出壹個假設,然後用實驗來證實或否定。這種方法叫做演繹法。在假說演繹的科學方法指導下,孟德爾發現了問題,並根據已有的事實提出了假說。更重要的是,他設計實驗驗證假說,在不同植物的雜交實驗中驗證假說的正確性,從而使其假說成為普遍規律。這壹科學方法的深入應用,為進壹步研究更復雜的遺傳現象提供了有力的依據和手段,其價值不亞於遺傳規律本身,對後世的科學研究具有非常重要的指導意義。