科学与人文融合的遗传学教学实践

成中芹 朱玉芳 吴萍

[摘 要] 遗传学是生命科学领域的引领学科，关系着人类的素质，长久以来在人类的文化习俗中留下了深深的烙印，在很多的文学作品中也包含一些遗传元素，因此，遗传学在实现与人文教育融合这方面具有自身独特的优势。在教学过程中，通过剖析文学作品中的相关遗传元素，将理性的遗传学知识糅合在感性的文学作品中，激发学生的学习兴趣，促使他们牢固掌握遗传学知识，同时，特殊遗传病例的人生经历也能强化学生的健康生命意识，尊重生命，珍惜生命。

[关键词] 科学;人文;遗传学;文学作品;健康生命意识

[基金项目] 2014年度苏州大学3I工程课程改革项目“人类遗传和健康生活”（325）

[作者简介] 成中芹（1976—），女，江苏建湖人，医学博士，苏州大学医学部基础医学与生物科学学院副教授，主要从事遗传学与生命教育研究;吴 萍（1972—），女，江苏苏州人，博士，苏州大学医学部基础医学与生物科学学院副教授（通信作者），主要从事水生生物遗传与发育研究。

[中图分类号] G642.0     [文献标识码] A     [文章编号] 1674-9324（2021）26-0084-04     [收稿日期] 2021-01-28

科學和人文作为文化的两个方面，从19世纪开始走向分离，而后逐渐呈相互对立之势[1]。但是，作为整体中的两个部分，分离或对立其中任何一方，都会对文化整体的发展产生消极的影响。一方面，没有科学技术发展作为支撑，社会就会回到原始混沌的状态;另一方面，没有良性的人文文化，社会发展就会陷于无序化[2]。社会的和谐发展在很大意义上取决于科学与人文的互动和融合，高等教育的发展也遵循这样的规律[2]。过分强调科技教育，忽视人文教育，最终培养出来的只会是社会需要的工具，而不是人格健全的人[3]。试想，如果学校培养的只是具有一技之长，但无人文情怀且又自以为是的专家，那么这样的人在解决各类问题时，肯定难以纵观全局，考虑周全。

对理工科高等教育来说，实施科学教育与人文教育的融合，促进人才知识结构和综合素质的全面发展已成必然，目前对这方面的教学实践和探索的研究越来越多[4-6]。不过，以遗传学为载体，实施科学与人文教育融合的教学实践较少[7-9]，特别是以文学作品中的人物和事件融合遗传学知识点的教学实践和探索还未开展。

遗传学是以基因为中心，围绕生物体的性状，研究其遗传和变异规律的科学。它是生命科学领域中一门较复杂的基础理论学科，内容涉及人类、动植物、微生物、病毒等多种生物体，涵盖生物进化、生物群落、生物形态性状、细胞染色体水平、DNA分子水平等宏观到微观的各个层次，常常被认为是诸多生命科学类课程中较难掌握的课程之一。因而，在遗传学教学中可实现科学与人文融合的探索和实践。一方面在课堂中通过剖析文学元素背后的遗传学内涵，将学生读过的文学故事与遗传学知识结合起来，不仅能够活跃课堂气氛，而且能够激发学生的学习兴趣，对学生掌握遗传学深奥的知识大有裨益;另一方面可以通过遗传学案例，拓展学生对世界的认识，升华他们对生命的认知。

一、应用名著中人物间的遗传关系，提高学生学习遗传学知识的兴趣

近婚系数是群体遗传学的重要知识点，是量化个体间近亲婚配风险的一个参数。虽然关于这个概念的理解和计算并不复杂，但是课堂中常规的教学方法是应用理论的解析和数据的推理，这样就会略显枯燥;而借用经典小说中的人物关系来解析知识点，则会大大提高学生的学习兴趣。例如《红楼梦》是妇孺皆知的小说，贾宝玉的婚事是贯穿整个小说的主要线索。结婚对象选林黛玉还是薛宝钗，拥有相当决定权的贾母和王夫人一直在迂回斗争，僵持不下。其实，抛却宝、黛之间的感情，利用近婚系数的知识，也可轻易地解答这个问题，做出科学的选择。贾宝玉与薛宝钗是姨表兄妹关系，与林黛玉是姑表兄妹关系，均属于三级亲属。他们在常染色体上基因的近婚系数相同，而在X染色体上的近婚系数则差别很大，分别为3/16（宝玉和宝钗）和0（宝玉和黛玉）。也就是说相比宝钗，黛玉和宝玉的婚配后代患遗传病的概率更低，因而从科学的角度看，宝玉和黛玉的婚配更为合理。小说中宝玉和黛玉青梅竹马，情投意合，且有前世的木石之盟，读者内心都希冀贾宝玉和林黛玉能再续前缘，然而如小说所述，他们错过良缘，结局使人心存遗憾。在课堂上利用近婚系数科学论证，学生普遍欣然认可。课堂上再进一步引导学生计算宝玉和其他几位金陵十二钗的近婚系数，强化这一知识点。对经典文学名著《红楼梦》人物关系的遗传学解析，很好地活跃了课堂气氛，极大地激发了学生学习遗传学的兴趣。

二、借助典型文学形象强化遗传病性状特点，促使学生牢记遗传学知识

“艺术源于生活，又高于生活”。许多文学作品中描绘的具有特殊容颜或嗜好的丑陋形象，往往是遗传病患者。在介绍单基因遗传病章节时，可以结合这些文学形象，将他们古怪的容颜、嗜好与遗传性状的发生机理相结合，逐一分析，从而加深学生对课程知识点的理解。

例如电影《暮光之城》描绘了一个英俊帅气，但面容苍白，靠吸人和动物的血为生，能在阳光下“闪闪发光”的典型的吸血鬼形象。其实，吸血鬼的原型来自一种遗传病——急性间歇性卟啉症。这是一种常染色体显性遗传病，主要因血红素合成过程受阻引起。在血红素的合成代谢中，关键酶——卟胆原合成酶缺乏，使代谢中间产物卟啉不能转化成血红素，从而在体内大量累积，造成细胞损伤，引发疾病。小说所描写的吸血鬼形象的一些特征，可以根据卟啉症的发病机理，得到科学的解释。阳光下“闪闪发光”是由于患者体内积累的卟啉对光很敏感，一旦见光，被紫外线激活后就会发出荧光。又因为卟啉多聚集于人体的皮肤、骨骼和牙齿中，所以阳光下整个人自然就亮了起来。同时，在太阳紫外光的激活下，卟啉能转化为一种“嗜肉”毒素，这种毒素会腐蚀人的皮肤及牙龈，造成皮肤大面积溃烂，严重时牙龈腐烂致使牙根暴露，牙齿会因为卟啉的沉积变成紫褐色，因此吸血鬼的形象多是“獠牙”。而“青面”是由于血红素的缺乏而呈现的贫血症状。“只在夜间出行”，因为卟啉症患者暴露在阳光下，会使皮肤起水泡，感到疼痛和灼热。所以他们惧怕阳光，往往在夜间出行。“嗜血”，血红素是比较稳定的化合物，可以抵抗住各种消化液，最终抵达小肠被重新吸收。通过这种方法获得的血红素能缓解卟啉症患者的一系列症状，这就是早期卟啉症患者嗜血的重要原因。课堂上将吸血鬼形象的典型特征与发病的生理机制一一结合起来分析，学生学习后会恍然大悟，提升了他们学习遗传学知识的乐趣。