諾獎實驗進課堂 | 小學生動手探究基因奧秘
“線蟲能長出翅膀嗎?”
“有沒有比光跑得還快的線蟲?”
在清華附小的課堂上,一群“小小生物學家”正圍著顯微鏡熱烈討論。
3月6日,北京細胞生物學會理事長、清華大學生命科學學院副院長歐光朔教授帶領(lǐng)博士生和博士后團隊,將2002年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主悉尼·布倫納(Sydney Brenner)的經(jīng)典實驗搬進小學課堂,讓同學們親手操作顯微鏡,探索基因變異的奇妙世界。
01 諾獎實驗“零距離”:顯微鏡下的生命密碼
課堂上,歐老師向同學們拋出問題:“基因是生命的‘超級說明書’,如果說明書出錯了,生物會變成什么樣?”
1974年,科學家悉尼·布倫納通過化學誘變技術(shù),讓線蟲發(fā)生千奇百怪的基因突變,揭示了基因控制生長的核心機制,這一發(fā)現(xiàn)為人類破解遺傳密碼奠定了基石,并最終榮獲諾貝爾獎。
在教學團隊的指導下,同學們使用光學顯微鏡觀察正常的野生型線蟲與異常的突變體線蟲。
野生線蟲如波浪般優(yōu)雅爬行,而突變體線蟲則形態(tài)各異——有的蜷曲如彈簧,有的臃腫似水滴。
同學們驚喜地發(fā)現(xiàn):“原來基因的‘小錯誤’能讓線蟲‘大變身’!”
02 線蟲:科學家的“金鑰匙”,課堂的“小精靈
為何選擇線蟲作為實驗對象?
秀麗隱桿線蟲身長僅1毫米,身體透明,生命周期短至3天,是遺傳學研究的“明星生物”。更值得一提的是,它們安全無害,幫助維護土壤生態(tài),被譽為“微觀世界的生態(tài)工程師”。
在討論環(huán)節(jié),歐老師提到:“通過觀察線蟲,科學家有望找到癌癥、阿爾茨海默病的治療線索。今天,同學們也能像科學家一樣,用這把‘金鑰匙’打開生命科學的大門。”
03 從觀察到提問:播下科學思維的種子
這堂課不僅關(guān)乎知識,更注重思維訓練。孩子們在實驗中親手操作顯微鏡,記錄線蟲的運動軌跡;對比分析突變體,像偵探一樣尋找基因的“蛛絲馬跡”;大膽提問,暢想“會飛的線蟲”等更多的可能性。
“科學不是重復答案,而是發(fā)現(xiàn)未知。”歐老師鼓勵學生,“每一個天馬行空的問題,都可能孕育未來的重大突破。”
課程結(jié)束后,許多學生意猶未盡,拉著老師討論線蟲的奧秘。班主任和科學課老師在課后評價:“這樣的課堂讓抽象的科學‘活’了起來,學生們真正體驗到了探索的樂趣。”
04 多方支持:讓科學教育“向未來”
本次活動由清華大學生命科學學院、清華-北大生命科學聯(lián)合中心、清華大學膜生物學國家重點實驗室膜結(jié)構(gòu)及人工智能生物學分室、杭州青山湖科技城、北京細胞生物學會、中國細胞生物學學會細胞結(jié)構(gòu)與細胞行為分會等機構(gòu)聯(lián)合支持。
未來,該課程進一步計劃開展線上和線下推廣,通過“實驗室-課堂”聯(lián)動模式,讓更多孩子體驗“像科學家一樣思考”。
讓科學照亮童年,讓探索成就未來!
補充內(nèi)容
悉尼·布倫納的線蟲研究開創(chuàng)了分子遺傳學新紀元,其成果廣泛應(yīng)用于疾病機制探索。
我國科學家屠呦呦因青蒿素研究獲2015年諾貝爾獎,而基因科學的普及或?qū)⒃杏乱粋€“中國答案”。