高中生物教學(xué)中涉及的生命科學(xué)前沿問題

摘 要：現(xiàn)階段高中生物教學(xué)中，要求學(xué)生學(xué)習(xí)基本的理論方法的同時(shí)，越來越強(qiáng)調(diào)科學(xué)的重要性，在教材中涉及到了較多的生命科學(xué)前沿問題。本文主要就其中的主要幾個(gè)前沿問題進(jìn)行研究并分析在教學(xué)中的可行性教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：蛋白質(zhì)研究；腦科學(xué)；克隆技術(shù)；基因工程

21世紀(jì)是生命科學(xué)的時(shí)代，隨著生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，中學(xué)生物教材中也越來越多的涉及到了生命科學(xué)前沿問題，除了在課程內(nèi)容容量方面有所增加外，在教材的整合與編排方面更體現(xiàn)了科學(xué)的時(shí)代性和前瞻性。現(xiàn)在比較熱門的生命科學(xué)前沿理論有很多，在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中主要包括：轉(zhuǎn)基因技術(shù)、克隆技術(shù)、干細(xì)胞、蛋白質(zhì)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、腦科學(xué)、生命倫理等。這些科學(xué)前沿問題在生物教材中都有著不同比例的體現(xiàn)。

一、 蛋白質(zhì)

作為生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，一切生命活動(dòng)的進(jìn)行都離不開蛋白質(zhì)的參與，比如最基本的細(xì)胞的組成結(jié)構(gòu)、細(xì)胞的物質(zhì)與能量的利用、生命的遺傳變異等等。另外，人們之所以極度關(guān)注蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的研究，也是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)和人類健康密切相連，比如現(xiàn)在很多的遺傳病基本都是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)功能異常所導(dǎo)致的，所以對(duì)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的研究是有其實(shí)際意義的。

雖然對(duì)蛋白質(zhì)功能的認(rèn)識(shí)還很不完整，不過有關(guān)體內(nèi)研究蛋白質(zhì)功能的方法手段在不斷發(fā)展。比如，可以通過顯微技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確定位；利用各種雙雜交系統(tǒng)、各類蛋白質(zhì)片段互補(bǔ)系統(tǒng)、熒光共振能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)、體內(nèi)化學(xué)交聯(lián)等，鑒定與特定蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用的蛋白質(zhì)。

高中生物教材必修一中，有關(guān)蛋白質(zhì)的介紹還是比較系統(tǒng)和充分的，在第二章首先簡單介紹了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，讓學(xué)生有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)；第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出兩章也都或多或少設(shè)計(jì)并講解了蛋白質(zhì)的部分功能；第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用，又對(duì)酶做了詳細(xì)的學(xué)習(xí)。這樣讓學(xué)生除了對(duì)蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，更了解了其重要功能。通過學(xué)習(xí)，這些新的理論和技術(shù)不僅能豐富學(xué)生對(duì)生物理論的認(rèn)識(shí)，更能增強(qiáng)他們從生活中理解理論的好奇心，從而激發(fā)他們對(duì)學(xué)習(xí)生物的興趣。

我們在進(jìn)行這部分教學(xué)時(shí)，不僅要注重與生活的聯(lián)系，與自身健康的聯(lián)系，更應(yīng)該向?qū)W生滲透最新的科學(xué)前沿問題，關(guān)注時(shí)代的發(fā)展，關(guān)注蛋白質(zhì)組計(jì)劃。只有這樣，才能真正的體現(xiàn)高中生物科學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值。

二、 腦科學(xué)研究

腦是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要部位，是生命機(jī)能的主要調(diào)節(jié)器，也是結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，功能極其完善的物質(zhì)。它是思維的器官，是心理、意識(shí)的物質(zhì)本體。學(xué)習(xí)、思維、記憶等都屬于腦的高級(jí)功能。

學(xué)習(xí)是神經(jīng)系統(tǒng)不斷接受刺激，獲得新的行為、習(xí)慣和積累經(jīng)驗(yàn)的過程；記憶是將獲得的經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)存和再現(xiàn)的過程。研究發(fā)現(xiàn)，二者的機(jī)制都是腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的作用及某類蛋白質(zhì)的合成。如記憶的神經(jīng)機(jī)制主要是腦神經(jīng)的可塑性，從神經(jīng)元到神經(jīng)環(huán)路都可能發(fā)生適應(yīng)性變化，包括神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)、神經(jīng)電活動(dòng)、突觸傳遞效能以及突觸形態(tài)亞微結(jié)構(gòu)等方面的變化。雖然這方面研究取得了一定的進(jìn)展，但還有許多問題需要進(jìn)一步探究，所以關(guān)于腦科學(xué)的研究依舊是神經(jīng)科學(xué)研究中的熱點(diǎn)話題。

在高中生物必修三《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中，第二章“動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)”就講到了腦的高級(jí)功能，學(xué)習(xí)記憶思維等。所以，在講課的過程中，不僅要給學(xué)生講解大腦的基本結(jié)構(gòu)和功能，主要應(yīng)該告訴學(xué)生如何保證腦健康，讓大腦更好的為學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù)。而腦健康需要各方面行為習(xí)慣的參與，一定要做到每天堅(jiān)持適量的運(yùn)動(dòng)，保證充足的睡眠，注重健康的飲食，保持愉悅的情緒，建立良好的社交關(guān)系。只有這樣，才能保證大腦的高效運(yùn)作，才能更好地發(fā)揮大腦的學(xué)習(xí)、記憶、思維等高級(jí)功能。

三、 克隆技術(shù)

自多莉羊產(chǎn)生以來，各方面專家學(xué)者對(duì)克隆技術(shù)派生出的治療性克隆和生殖性克隆產(chǎn)生強(qiáng)烈反響，并引發(fā)倫理問題的廣泛爭議。在高中生物選修三《現(xiàn)代生物科技專題》中，第四章“生物技術(shù)的安全性和倫理問題”就提到了克隆技術(shù)帶來的辯證思考。在這一部分的教學(xué)時(shí)，我們可以把任務(wù)分給學(xué)生，讓他們搜集資料，通過辯論賽的形式進(jìn)行教學(xué)，最后進(jìn)行點(diǎn)評(píng)總結(jié)。

在教學(xué)的最后應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生辯證思考，全面、客觀地考察治療性克隆技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，雖然我們反對(duì)生殖性克隆，但是人類需要治療性克隆。因?yàn)橹委熜钥寺≈傅氖抢每寺〖夹g(shù)產(chǎn)生特定細(xì)胞或組織，用于治療性移植，是符合生命倫理道德的。通過治療性克隆我們可以獲得更多的胚胎干細(xì)胞，再經(jīng)過體外的誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的組織、器官等，可以用于組織器官的移植，這在醫(yī)學(xué)研究和臨床實(shí)踐中都具有重要意義。同時(shí)也為重大疾病如白血病、心臟病、癌癥等患者帶來了希望。所以，我們在評(píng)價(jià)克隆技術(shù)最終能不能被人類所接受的時(shí)候，更多地要看它能否能為人類謀福利，是否有利于人類社會(huì)的全面發(fā)展。

總而言之，在現(xiàn)階段高中生物教材中涉及到的生命科學(xué)前沿問題還有很多，比如：生命的本質(zhì)、生命起源問題、生物進(jìn)化歷程、生物多樣性的保護(hù)、基因組計(jì)劃等等。而我在這里綜述的只能算是九牛一毛，希望在我今后的教學(xué)過程中這部分內(nèi)容也能很好的向?qū)W生傳遞，不只是告訴學(xué)生書本上已有的知識(shí)，更應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注前沿的生物科學(xué)研究進(jìn)展。只有這樣才不與時(shí)代脫軌，才能讓學(xué)生更多地感受到生物科學(xué)的魅力；只有這樣，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生喜歡學(xué)習(xí)生物科學(xué)，這才是每一個(gè)中學(xué)生物教師想要達(dá)到的目的。

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作者簡介：陳露瑩，河南省平頂山市，河南省平頂山市第一高級(jí)中學(xué)。