新课改下高中生物教学与实践结合实例分析

摘 要：新课改下要求中学阶段的生物学科重点培养学生的综合素质，主要体现在把理论知识与实践相结合，故对于教师而言，需尽可能的提升课堂教学质量、效率以及培养学生的动手能力。人教版高中生物选修一专题5《DNA和蛋白质技术》中主要介绍了DNA的提取以及PCR技术扩增DNA片段，在教学过程中学生普遍表示出做实验的意愿，但很多学校不重视学生实验操作，导致无法开展，因此以桑螟ND1基因的提取与分析为例来分析教学与实践结合的重要性。

关键词：新课改教学与实践PCR技术桑螟NADH脱氢酶亚基1（ND1）

构建中学生物课堂教学与实践相结合的模式，是提升学生学习质量和效率的重要途径，同时也是新课程改革标准下每个教师所追寻的首要目标。因此，在教学过程中，教师需结合课程及学生的实际情况，开展针对性教学活动，激发学生对该学科的探索热情，提高学生的动手能力，从而不断提升其生物综合素养。

一、中学生物课堂教学现状分析

在当前的中学生物教学课堂中，常以教师口述为主，学生的学习过程十分被动，很少能与教师进行有效沟通，无法主动、积极的配合教师完成相应的教学活动，如此直接影响了学生的学习效果。

另一个较为常见的问题就是缺少实践活动，生物课本中基本上每个章节都会有相关的实验，但很多学校并不重视实验操作，而是把更多的时间安排在学生的作业上，学生缺少做实验的时间，导致对生物学科缺乏兴趣。如此低效率的教学和缺乏实践的教学模式，常使学生遭受严重打击，进而失去了对该学科知识的探索热情。

二、实验探究

1.桑螟简介

桑螟属于鳞翅目，螟蛾科昆虫。鳞翅目属于有翅亚纲、全变态类，是昆虫纲中仅次于鞘翅目的第二大目。目前，世界已知约有20万种，8000种左右在中国，但仍然有大约30万种鳞翅目昆虫有待我们去发现、描述和命名，[1]因此物种鉴定任务复杂而艰巨，任重而道远。近几年来，随着科学技术的发展，DNA 条形码为物种分类鉴定提供了新的研究方法和手段。[2]

2.ND1基因簡介

动物中的线粒体基因组数量约有15-20 Kb，复制数量巨大，极少发生重组，进化速度很快且不同物种进化速度存在差异比较明显等特点，是研究真核生物遗传学和发育生物学的一种重要的途径，其中就包括NADH脱氢酶基因ND1。本设计将对桑螟的ND1基因进行克隆测序和序列分析，不仅为桑螟的进化地位提供依据，也为桑螟的地理型及其危害性分布提供参考。

DNA条形码技术是在计算机技术的实践和发展中产生的一种自动识别技术，它的设计是为了实现对信息的自动化扫描，是实现数据快速、准确、可靠的有效采集方法。DNA条形编码对实现物种的鉴定、新种和隐存种的发现以及高级阶元演化关系的重建等非常有效，广泛的用于鳞翅目昆虫的分类和鉴定。[3]邹方振等以ND1和16S rRNA重建了12个科的蝶类的系统发育和类群，殷先兵等依据ND1和COI基因重建了锯眼蝶亚科主要类群的形态发生关系，[4]张广军等人也根据COI和ND1获得了中华血吸虫的分子种系发生，[5]张际峰等依据ND1证实了大头蛙的亲缘关系。[6]

三、结果与分析

1.基因组的提取与PCR扩增

使用磁珠法提取了桑螟的基因组DNA，并以此为模板，以设计的ND1基因的PCR扩增引物F和R扩增了桑螟的ND1基因。

2.基因的克隆与测序

回收PCR扩增产物，并进行T-A克隆和测序，序列拼接后得到桑螟的ND1基因及其侧翼，长度共计为1048bp。将这段桑螟基因序列用NCBI在线BLAST程序进行比对，可以得到与这段基因片段相似的其他已知昆虫基因的序列情况，经过对比分析得到桑螟的此段基因的组成。ND1的基因有831个碱基，可编码276个氨基酸。

3.桑螟与其他物种ND1基因的遗传距离与系统进化分析

利用mega5.0软件算出桑螟与茶小卷叶蛾、梨小食心虫、顶梢卷叶蛾、柞蚕、绿尾大蚕蛾、合目大蚕蛾、蓖麻蚕、樟蚕、烟草天蛾、袋住房蛾、二化螟、小蔗螟、家蚕、桑尺蠖、木橑尺蛾、甜菜夜蛾、棉铃虫、美国白蛾、稻纵卷叶螟、玉米螟、苎麻珍蝶、蟾福蛱蝶、朝灰蝶昆虫间的遗传距离。

分析得：桑螟与稻纵卷叶螟（Cnaphalocrocis medinalis）的遗传距离最小为0.103，与苎麻珍蝶（Acraea issoria）的遗传距离最远为0.222，为他们的亲缘关系提供依据。

综上所述，通过让学生自己动手实验的教学方法，提高了学生学习生物的兴趣，得到了事半功倍的效果。但是，在目前的中学生物教学中仍存在较多的缺陷。因此，要求广大教师在今后的教学实践中，积极引入全新的教学观念，善于应用新的科学技术，结合学生的实际情况，开展针对性教学活动，量体裁衣，因材施教，培养学生的动手和自我探究能力。另外，在开展实践活动动的过程中，教师还可结合学生的兴趣爱好来进行，如可成立“兴趣小组”，专门研究某一生物原理，并允许其进行走访。实践证明，这种多样化的教学模式，更加符合中学生的心理特征及其实际需求，教学效果事半功倍。

参考文献

[1-3]李青青，段焰青，李佛琳，等.线粒体基因在鳞翅目昆虫分子系统学中的研究进展[J].昆虫知识，2009，46：372-382.

[4]许丽，郝家胜，殷先兵，等.基于线粒体CO1和Cytb基因的粉蝶亚科及黄粉蝶亚科（粉蝶科）部分类群的分子系统发生[J].动物分类学报，2007，32（4）.

[5]张广军，邱持平，邱东川，等.基于棱精体基因的中华血吸虫分子种系发生研究[J].中国寄牛虫学与寄生虫病杂毒，2001，19：201-204.

[6]张际峰，聂刘旺，彭巧玲，等.从线粒体基因探讨中国大头蛙群的分类及其属内地位[J].动物学报，2005，51（2）：354-359.

作者简介

许磊（1989.07—），男，陕西西安人，硕士研究生，中小学二级教师，中小学教育教学管理。