分子生物學教學技巧

韓穎穎　劉寶林　周國燕　周新麗　李維杰

摘要：分子生物學是一門比較抽象的學科。在課堂教學中容易出現枯燥、學生難以集中注意力聽講的現象，所以在分子生物學教學中，如果能夠加入一些與分子生物學發(fā)展相關的名人趣事，則會起到調動氣氛，同時幫助理解一些基本原理的作用。本文就分子生物學技術原理和應用中的典型趣事趣聞進行總結，為從事相關教學的教師提供借鑒。

關鍵詞：分子生物學教學；軼事趣聞；氣氛調動

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）05-0078-02

在分子生物學教學中，要想提高學生的注意力，需要教師對基本知識融會貫通，以深入淺出的方式講述。同時，如果在教學中穿插一些分子生物學發(fā)展相關的歷史故事則會使課堂氣氛活躍而有趣，同時在這些故事中以淺出的方式把原理講述出來，促進教學效果。本文就部分生物技術原理相關的趣事趣聞進行總結，為分子生物學專業(yè)老師提供一些素材和思考。

一、聚合酶鏈式反應相關

從聚合酶鏈式反應（PCR）的發(fā)現，就是一個有趣的故事。聚合酶鏈式反應的發(fā)現者Mullis是Cetus公司的測序人員。他為了測序反應的模板量不夠而發(fā)愁。一天，他行走在蜿蜒曲折的山路上。看到山路的曲折反復，Mullis突然想到，為什么不通過體外復制對模板DNA進行擴增呢？這時離DNA復制原理發(fā)現已經過去三十多年了，難道沒人想起這么簡單的技術？

其實在1971年，Khorana曾經提出過假設，[1]但是因為引物合成技術不成熟，難以以實驗驗證這個方法，加上其他基因克隆技術興起，這個設想被擱置。

Mullis本身就是一個有機化學專家，在Cetus公司專攻寡核苷酸引物合成，引物合成對他不是問題。他的設想被公司采納，同時派了技術員來幫助Mullis來驗證。最終獲得了成功。[2，3]Mullis也獲得了諾貝爾化學獎。

在PCR應用方面，有很多驚天大案都與其有關。首先是最著名的辛普森殺妻案。有很多證據對辛普森不利，因為他的車上和院子里都有血手套。警方提取了辛普森60ml血液，與現場血跡以PCR和相關方法進行驗證，發(fā)現有辛普森的血跡在現場。但是，偵探李昌鈺恰恰抓住警方在這個過程中的一個失誤，就是警察帶著辛普森身上提取的血樣到過現場，而且這份血液樣品少了10-12ml，不能確定是否是樣本灑落在現場而造成辛普森血跡在現場的陽性的結果。這也是辛普森疑罪從無的主要原因。

另一個值得給學生介紹的案例是俄國最后一個沙皇尼古拉二世的終結以及其遺骨身份的鑒定。沙皇統(tǒng)治被推翻后，尼古拉二世一家在被拘禁1年后被集體槍決。蘇聯解體后，其遺骨經過DNA檢測辨認，對其身份進行了確定。這個檢測過程就用到了PCR技術。

二、犯罪基因的故事

大家都知道，人的細胞內有一套基因組，在指導細胞的功能。有這么一個故事，有個極其殘忍的殺人犯辯稱自己因為攜帶的遺傳基因與別人不同導致自己犯下如此大的罪行。這個殺人犯叫蘭德勒·梅因，事情發(fā)生在費城。蘭德勒與名叫布爾如瓦的嫌犯，殺害了布爾如瓦的養(yǎng)父母，他們對其養(yǎng)父母的虐待和殺戮長達2個小時，手段非常殘忍。此外，蘭德勒還喪心病狂地強奸了布爾如瓦的養(yǎng)母。因為手段殘忍，蘭德勒被陪審團定下了死罪。但蘭德勒提出一個異想天開的免罪理由：自己之所以犯罪是繼承了父親的犯罪基因，因為其父也是因為殺害一名婦女而在1995年被處以了死刑。所以要怪只能怪基因不好，令人瞠目！

20世紀60年代芝加哥有個殺人狂魔叫理查德·斯帕克，他一夜之間殘忍的殺害了8名護士，而且手段令人發(fā)指。醫(yī)學專家對其身體檢查，發(fā)現他多了一條Y染色體，所以他是一名超級男性，因此具有很強的暴力傾向。

三、生物進化的趣聞

生物進化中最有趣的事情是“惹不起，躲得起”策略在進化中的作用。生物起源于海洋，海洋中的鈣離子豐富，所以早期生活在海洋中的生物沒有骨骼。但是隨著生物的繁衍，弱肉強食，弱小的生物難以與強大的生物抗衡，不能生存，所以搬家到淡水江河中尋求資源。因為淡水缺乏鈣離子，這種環(huán)境促進了生物骨骼的產生，用以固定鈣。所以，我們的祖先在早期，不如水母的祖先更強大。真是三十年河東，三十年河西！

另一個有趣的故事是關于從猿到人的進化，可以用“生于憂患，死于安樂”來形容。非洲早期屬于熱帶雨林氣候，食物豐富，生活在非洲的大猩猩生活非常“優(yōu)越”。同時叢林為其提供了良好的條件，可以在樹上棲息，這樣利于逃避天敵。

非洲地質的巨變促使貫穿南北的高原形成，西部保持了原有的濕潤氣候和森林（圖1A，B）。但是東部雨水少，變?yōu)椴菰▓D1A，B）。草原上的生活不僅缺乏食物，最大的問題是難以逃避天敵。為了可以更好地對天敵進行瞭望，生活在東部“困難區(qū)”的大猩猩逐漸養(yǎng)成了直立行走的習慣。這樣就完成了從猿轉變到人的第一步。

參考文獻：

[1]Kleppe K，Ohtsuka E，Kleppe R，Molineux I，Khorana HG.Studies on polynucleotides：XCVI.Repair replication of short synthetic DNA's as catalyzed by DNA polymerases[J].Journal of Molecular Biology，1971，56（2）：341-361.

[2]Saiki RK，Scharf S，Faloona F，Mullis KB，Horn GT，Erlich HA，Arnheim N.Enzymatic amplification of beta-globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia[J].Science，1985，230（4732）：1350-1354.

[3]Mullis KB，Faloona FA.Specific synthesis of DNA in vitro via a polymerase-catalyzed chain reaction[J].Methods Enzymol，1987，（155）：335-50.