在遺傳學教學中加強保護理念教育的探索與實踐論文

　　生物多樣性是大自然賦予人類的寶貴資源，但現(xiàn)代社會的髙速發(fā)展正在使其遭受前所未有的巨大破壞。據(jù)估計，在未來的50年內(nèi)，全球物種將會有50%以上消亡。生態(tài)系統(tǒng)的巨大改變甚至會改寫物種的進化歷程。1978年，本著對森林采伐、物種滅絕以及遺傳多樣性喪失等現(xiàn)象的熱切關注，“保護生物學”概念被正式提出W。其宗旨就是要保護物種及其生境，使其免于急速滅絕，并維持能夠產(chǎn)生生物多樣性(biodiversity)的進化潛力。生物多樣性一般認為可包含三個層次的內(nèi)容，即遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。了解人類活動對生物多樣性的影響，阻止生物多樣性的喪失和絕滅是保護生物學的終極目標。

　　作為生物是否能夠適應環(huán)境變化的一個重要指標，遺傳多樣性成為保護生物學關注的重點。只有在了解物種的遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性的前提下，才能夠制定出切實可行的物種保護策略。此外，隨著科學研究的發(fā)展和學科之間的相互滲透，保護遺傳學(conservationgenetics)應運而生，其目的就是利用遺傳學方法解決在保護中所遇到的問題，進而制定出更好的保護策略，達到保護物種多樣性，維持物種進化潛力的目的。

　　生物多樣性保護已被認為是人類文明進步的重要標志。但到目前為止，國內(nèi)還很少有髙校在本科生教學中單獨開設保護遺傳學課程。作為專業(yè)基礎課的“遺傳學”也應該作相應的教學改革和調(diào)整，在課程教學中滲透保護理念，加強保護意識教育。

　　傳統(tǒng)遺傳學關注的是性狀在物種世代間的傳遞過程，包括遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，基因在種群中的分布及變異等。海南師范大學生物科學和生物技術兩個專業(yè)所使用的教材為劉祖洞教授編著、高等教育出版社出版的《遺傳學》（第2版）。該教材主要以三大遺傳基本定律，即兩大孟德爾遺傳定律和摩爾根的連鎖定律為基礎，擴展有細胞質(zhì)遺傳、基因定位、群體遺傳學和統(tǒng)計等方面的知識。雖然這些內(nèi)容涵蓋了動植物、微生物、分子、細胞等遺傳學主要問題，但整套教材從未提及生物多樣性的保護理念和保護意識教育。事實上，遺傳學的教學過程可能涉及諸如實驗動物的福利、遺傳多樣性保護與基因污染以及轉(zhuǎn)基因生物倫理等許多保護生物學的熱點問題。為使人才培養(yǎng)能夠更好地順應時代對保護理念和生態(tài)文明的發(fā)展需求，讓學生在今后的工作和生活中注重對物種和環(huán)境的保護，我們嘗試從以下幾個方面來調(diào)整遺傳學的教學。

　　1.在教學中滲透保護理念和保護意識教育

　　鑒于《遺傳學》課本中沒有涉及保護內(nèi)容，可以在基因與環(huán)境作用（第四章）、遺傳變異（第八章第三節(jié)、第四節(jié)）、基因突變（第十章），以及遺傳和進化(第十五章）的教學中滲透保護理念和保護意識教育。在講授遺傳物質(zhì)的變異時，強調(diào)這些變異可以豐富物種的遺傳多樣性，維持物種的進化潛力。通過列舉實例，說明保護并維持這些遺傳變異的重要性。例如，對于珍稀瀕危物種來說，有效地保護其遺傳多樣性是物種得以存活和發(fā)展的根本原因。然而，由于遺傳變異與環(huán)境因子相互作用，因此從長遠的角度來看，瀕危物種保護對策的制定必須同遺傳因子和環(huán)境因子結(jié)合起來考慮w。此外，在遺傳和進化的教學中，還可以深人講解一些現(xiàn)代科學研究常用手段，通過研究物種遺傳變異來了解物種的存在歷史和發(fā)展現(xiàn)狀，進而制定行之有效的保護管理對策：例如在繁殖區(qū)建立必要的廊道、防止近親交配、促進珍稀瀕危物種的遺傳交流等。

　　在強調(diào)促進基因交流的同時，還要啟發(fā)學生的辯證思維能力，引導學生思考過度的基因交流可能引起的一些負面影響。例如生物入侵（biologicalinvision)問題一直以來是國內(nèi)外保護生物學家關注的焦點。人侵物種（invasivespecies)不僅能夠通過占據(jù)本地物種的棲息地，無控制生長繁殖對本地生態(tài)系統(tǒng)造成一定危害還可以通過遺傳污染（geneticpollution)威脅到本地物種的生存。通過與本地物種雜交（hy?bridization)或基因漸滲（introgression)，人侵物種可以肆無忌憚地侵蝕本地物種的基因庫，對于本地珍惜物種的保護是十分不利的。一個典型的案例就是對于美國的東南部地區(qū)紅狼（redwolf,Canisrufus)種群的保護。由于捕殺及棲息地的破壞，紅狼一度瀕臨滅絕。此外，紅狼與土狼（coyotes,Canislatrans)的雜交也是導致其種群數(shù)量下降的主要原因。土狼的出現(xiàn)使得紅狼種群的遺傳庫頻頻受到威脅?，如何杜絕這種潛在的遺傳侵蝕成為保護物種多樣性的要點問題。在群體遺傳學的教學中，對學生普及生物入侵的實例，啟發(fā)學生獨立思考過度遺傳交流與保護生物遺傳多樣性之間的關系。如此一來，學生在學習遺傳學的過程中，可以全面地了解與遺傳學相關的保護知識，體會其中物種保護的重要性，并將所學融會貫通到今后的生活和研究中。

　　2.將保護遺傳學內(nèi)容納入教學大綱

　　教學大綱是教學活動的綱領性文件，其內(nèi)容的設定將直接影響到整個教學過程。由于以往的教學大綱中沒有單獨章節(jié)涉及保護，因此可以在大綱中補充“保護遺傳學概要”這樣的章節(jié)。在這章的教學中，重點為學生介紹在野生動物保護遺傳學研究中涉及的樣品采集損傷問題。以往常用的取樣方法有三種，即傷害性取樣（destructivesampling)、非傷害性取樣（non?destructivesampling,通過捕獲動物來抽取血液、采集毛發(fā)或羽毛、耳、尾或趾等分析樣品）和非損傷性取樣（noninvasivesampling,收集脫落的毛發(fā)或羽毛、幾便、食物殘渣、鹿角和卵殼等）?。對于珍稀瀕危動物而言，其種群生存狀況相當脆弱，具有傷害性的取樣方法既不科學，也不現(xiàn)實（可能違法）。因此，在遺傳學教學中，需要向?qū)W生宣傳非傷害性及非損傷性的取樣方法,這對于瀕危野生動物的保護和管理具有十分重要的現(xiàn)實意義。另外，在教學中普及野外科學工作方法，也有利于今后學生開展相關的遺傳學研究工作。

　　此外，在保護遺傳學以及遺傳工程（第十一章第五節(jié)）中，還可以更深層次地為學生滲透遺傳學研究工作中的倫理問題。基因工程技術常常涉及對寵物、野生動物、牲畜以及科學研究的模式動物進行基因改造或操作。例如，在斑馬魚中插人水母的基因，能夠使其表達熒光蛋白，成為熒光魚（GloFish)而供人觀賞。然而這種基因改造在美國加利福尼亞州引起了巨大的倫理爭議，最終導致該州禁止販售熒光魚[15基因工程技術在野生動物中的應用主要是克隆那些已經(jīng)滅絕或者瀕臨滅絕的物種。然而這些技術在實施中還存在很大的問題，例如手術實驗階段造成動物傷害甚至死亡、技術的安全性難以保障、克隆動物的福利和其他倫理問題也存在巨大爭議。這樣看來，通過基因工程手段來挽救野生動物的未來似乎尚不可行。在教學中為學生滲透這些問題，可以啟發(fā)他們思考解決方案，為今后的研究提出合理建議。這不僅豐富了原有的教學內(nèi)容，同時使學生可以在今后的工作和研究中注重理論和實踐相結(jié)合，時刻以保護為理念，更加關愛自然和生命。

　　3.結(jié)合保護實踐案例，強化保護意識教育

　　通過改進教學大綱和增添教學內(nèi)容，對強化學生的保護意識非常重要。然而，單純的講解可能使理論與現(xiàn)實脫節(jié)，因此，在教學中穿插一些專家的報告，通過講解學生身邊不同形式的保護遺傳學實例，體現(xiàn)保護理念在遺傳學學習中的重要性。例如朱鹮(Nip-ponianippon)保護的成功案例。作為我國的四大國寶之一，朱鹮的種群數(shù)量從1987年的7只發(fā)展到2012年的1500多只。然而，由于這些種群個體都是來自于建群的兩對成鳥，朱鹮的基因庫中遺傳多樣性非常低,存在嚴重的近親繁殖、近交衰退現(xiàn)象。在這樣的情況下，保護朱鹮必須保證在繁育時選擇合適的遺傳基因型進行配對，同樣也要選擇合適的棲息地進行野放，防止環(huán)境變化對種群產(chǎn)生極度影響。再如海南省特有的國家I級保護動物海南孔雀雉(Palyplectronkatsumatae),曾經(jīng)被認為是灰孔雀難iPolyplectronbicalcaratum')的亞種。利用分子遺傳標記分析發(fā)現(xiàn)海南孔雀雉與灰孔雀雉遺傳距離很大，不屬于一個種，應作為兩個獨立的遺傳單元進行保護。由于棲息地的破壞，海南孔雀雉的數(shù)量正逐年下降，極度瀕危,而上述研究為海南特有種的保護提供了有力證據(jù)。此外，在遺傳學實驗的設計中，可以增添保護遺傳學方面的內(nèi)容，與遺傳學理論課緊密結(jié)合，由教師帶領學生親身體驗野外取樣、室內(nèi)檢測遺傳多樣性的全過程。這些教學方法的改進無疑將推動保護理念在遺傳學教學中的滲透。

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