科學與人文融合的遺傳學教學實踐

成中芹 朱玉芳 吳萍

[摘 要] 遺傳學是生命科學領域的引領學科，關系著人類的素質，長久以來在人類的文化習俗中留下了深深的烙印，在很多的文學作品中也包含一些遺傳元素，因此，遺傳學在實現與人文教育融合這方面具有自身獨特的優勢。在教學過程中，通過剖析文學作品中的相關遺傳元素，將理性的遺傳學知識糅合在感性的文學作品中，激發學生的學習興趣，促使他們牢固掌握遺傳學知識，同時，特殊遺傳病例的人生經歷也能強化學生的健康生命意識，尊重生命，珍惜生命。

[關鍵詞] 科學;人文;遺傳學;文學作品;健康生命意識

[基金項目] 2014年度蘇州大學3I工程課程改革項目“人類遺傳和健康生活”（325）

[作者簡介] 成中芹（1976—），女，江蘇建湖人，醫學博士，蘇州大學醫學部基礎醫學與生物科學學院副教授，主要從事遺傳學與生命教育研究;吳 萍（1972—），女，江蘇蘇州人，博士，蘇州大學醫學部基礎醫學與生物科學學院副教授（通信作者），主要從事水生生物遺傳與發育研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ? [文獻標識碼] A ? ? [文章編號] 1674-9324（2021）26-0084-04 ? ? [收稿日期] 2021-01-28

科學和人文作為文化的兩個方面，從19世紀開始走向分離，而后逐漸呈相互對立之勢[1]。但是，作為整體中的兩個部分，分離或對立其中任何一方，都會對文化整體的發展產生消極的影響。一方面，沒有科學技術發展作為支撐，社會就會回到原始混沌的狀態;另一方面，沒有良性的人文文化，社會發展就會陷于無序化[2]。社會的和諧發展在很大意義上取決于科學與人文的互動和融合，高等教育的發展也遵循這樣的規律[2]。過分強調科技教育，忽視人文教育，最終培養出來的只會是社會需要的工具，而不是人格健全的人[3]。試想，如果學校培養的只是具有一技之長，但無人文情懷且又自以為是的專家，那么這樣的人在解決各類問題時，肯定難以縱觀全局，考慮周全。

對理工科高等教育來說，實施科學教育與人文教育的融合，促進人才知識結構和綜合素質的全面發展已成必然，目前對這方面的教學實踐和探索的研究越來越多[4-6]。不過，以遺傳學為載體，實施科學與人文教育融合的教學實踐較少[7-9]，特別是以文學作品中的人物和事件融合遺傳學知識點的教學實踐和探索還未開展。

遺傳學是以基因為中心，圍繞生物體的性狀，研究其遺傳和變異規律的科學。它是生命科學領域中一門較復雜的基礎理論學科，內容涉及人類、動植物、微生物、病毒等多種生物體，涵蓋生物進化、生物群落、生物形態性狀、細胞染色體水平、DNA分子水平等宏觀到微觀的各個層次，常常被認為是諸多生命科學類課程中較難掌握的課程之一。因而，在遺傳學教學中可實現科學與人文融合的探索和實踐。一方面在課堂中通過剖析文學元素背后的遺傳學內涵，將學生讀過的文學故事與遺傳學知識結合起來，不僅能夠活躍課堂氣氛，而且能夠激發學生的學習興趣，對學生掌握遺傳學深奧的知識大有裨益;另一方面可以通過遺傳學案例，拓展學生對世界的認識，升華他們對生命的認知。

一、應用名著中人物間的遺傳關系，提高學生學習遺傳學知識的興趣

近婚系數是群體遺傳學的重要知識點，是量化個體間近親婚配風險的一個參數。雖然關于這個概念的理解和計算并不復雜，但是課堂中常規的教學方法是應用理論的解析和數據的推理，這樣就會略顯枯燥;而借用經典小說中的人物關系來解析知識點，則會大大提高學生的學習興趣。例如《紅樓夢》是婦孺皆知的小說，賈寶玉的婚事是貫穿整個小說的主要線索。結婚對象選林黛玉還是薛寶釵，擁有相當決定權的賈母和王夫人一直在迂回斗爭，僵持不下。其實，拋卻寶、黛之間的感情，利用近婚系數的知識，也可輕易地解答這個問題，做出科學的選擇。賈寶玉與薛寶釵是姨表兄妹關系，與林黛玉是姑表兄妹關系，均屬于三級親屬。他們在常染色體上基因的近婚系數相同，而在X染色體上的近婚系數則差別很大，分別為3/16（寶玉和寶釵）和0（寶玉和黛玉）。也就是說相比寶釵，黛玉和寶玉的婚配后代患遺傳病的概率更低，因而從科學的角度看，寶玉和黛玉的婚配更為合理。小說中寶玉和黛玉青梅竹馬，情投意合，且有前世的木石之盟，讀者內心都希冀賈寶玉和林黛玉能再續前緣，然而如小說所述，他們錯過良緣，結局使人心存遺憾。在課堂上利用近婚系數科學論證，學生普遍欣然認可。課堂上再進一步引導學生計算寶玉和其他幾位金陵十二釵的近婚系數，強化這一知識點。對經典文學名著《紅樓夢》人物關系的遺傳學解析，很好地活躍了課堂氣氛，極大地激發了學生學習遺傳學的興趣。

二、借助典型文學形象強化遺傳病性狀特點，促使學生牢記遺傳學知識

“藝術源于生活，又高于生活”。許多文學作品中描繪的具有特殊容顏或嗜好的丑陋形象，往往是遺傳病患者。在介紹單基因遺傳病章節時，可以結合這些文學形象，將他們古怪的容顏、嗜好與遺傳性狀的發生機理相結合，逐一分析，從而加深學生對課程知識點的理解。

例如電影《暮光之城》描繪了一個英俊帥氣，但面容蒼白，靠吸人和動物的血為生，能在陽光下“閃閃發光”的典型的吸血鬼形象。其實，吸血鬼的原型來自一種遺傳病——急性間歇性卟啉癥。這是一種常染色體顯性遺傳病，主要因血紅素合成過程受阻引起。在血紅素的合成代謝中，關鍵酶——卟膽原合成酶缺乏，使代謝中間產物卟啉不能轉化成血紅素，從而在體內大量累積，造成細胞損傷，引發疾病。小說所描寫的吸血鬼形象的一些特征，可以根據卟啉癥的發病機理，得到科學的解釋。陽光下“閃閃發光”是由于患者體內積累的卟啉對光很敏感，一旦見光，被紫外線激活后就會發出熒光。又因為卟啉多聚集于人體的皮膚、骨骼和牙齒中，所以陽光下整個人自然就亮了起來。同時，在太陽紫外光的激活下，卟啉能轉化為一種“嗜肉”毒素，這種毒素會腐蝕人的皮膚及牙齦，造成皮膚大面積潰爛，嚴重時牙齦腐爛致使牙根暴露，牙齒會因為卟啉的沉積變成紫褐色，因此吸血鬼的形象多是“獠牙”。而“青面”是由于血紅素的缺乏而呈現的貧血癥狀。“只在夜間出行”，因為卟啉癥患者暴露在陽光下，會使皮膚起水泡，感到疼痛和灼熱。所以他們懼怕陽光，往往在夜間出行。“嗜血”，血紅素是比較穩定的化合物，可以抵抗住各種消化液，最終抵達小腸被重新吸收。通過這種方法獲得的血紅素能緩解卟啉癥患者的一系列癥狀，這就是早期卟啉癥患者嗜血的重要原因。課堂上將吸血鬼形象的典型特征與發病的生理機制一一結合起來分析，學生學習后會恍然大悟，提升了他們學習遺傳學知識的樂趣。