诺奖实验进课堂 | 小学生动手探究基因奥秘
“线虫能长出翅膀吗?”
“有没有比光跑得还快的线虫?”
在清华附小的课堂上,一群“小小生物学家”正围着显微镜热烈讨论。
3月6日,北京细胞生物学会理事长、清华大学生命科学学院副院长欧光朔教授带领博士生和博士后团队,将2002年诺贝尔生理学或医学奖得主悉尼·布伦纳(Sydney Brenner)的经典实验搬进小学课堂,让同学们亲手操作显微镜,探索基因变异的奇妙世界。
01 诺奖实验“零距离”:显微镜下的生命密码
课堂上,欧老师向同学们抛出问题:“基因是生命的‘超级说明书’,如果说明书出错了,生物会变成什么样?”
1974年,科学家悉尼·布伦纳通过化学诱变技术,让线虫发生千奇百怪的基因突变,揭示了基因控制生长的核心机制,这一发现为人类破解遗传密码奠定了基石,并最终荣获诺贝尔奖。
在教学团队的指导下,同学们使用光学显微镜观察正常的野生型线虫与异常的突变体线虫。
野生线虫如波浪般优雅爬行,而突变体线虫则形态各异——有的蜷曲如弹簧,有的臃肿似水滴。
同学们惊喜地发现:“原来基因的‘小错误’能让线虫‘大变身’!”
02 线虫:科学家的“金钥匙”,课堂的“小精灵
为何选择线虫作为实验对象?
秀丽隐杆线虫身长仅1毫米,身体透明,生命周期短至3天,是遗传学研究的“明星生物”。更值得一提的是,它们安全无害,帮助维护土壤生态,被誉为“微观世界的生态工程师”。
在讨论环节,欧老师提到:“通过观察线虫,科学家有望找到癌症、阿尔茨海默病的治疗线索。今天,同学们也能像科学家一样,用这把‘金钥匙’打开生命科学的大门。”
03 从观察到提问:播下科学思维的种子
这堂课不仅关乎知识,更注重思维训练。孩子们在实验中亲手操作显微镜,记录线虫的运动轨迹;对比分析突变体,像侦探一样寻找基因的“蛛丝马迹”;大胆提问,畅想“会飞的线虫”等更多的可能性。
“科学不是重复答案,而是发现未知。”欧老师鼓励学生,“每一个天马行空的问题,都可能孕育未来的重大突破。”
课程结束后,许多学生意犹未尽,拉着老师讨论线虫的奥秘。班主任和科学课老师在课后评价:“这样的课堂让抽象的科学‘活’了起来,学生们真正体验到了探索的乐趣。”
04 多方支持:让科学教育“向未来”
本次活动由清华大学生命科学学院、清华-北大生命科学联合中心、清华大学膜生物学国家重点实验室膜结构及人工智能生物学分室、杭州青山湖科技城、北京细胞生物学会、中国细胞生物学学会细胞结构与细胞行为分会等机构联合支持。
未来,该课程进一步计划开展线上和线下推广,通过“实验室-课堂”联动模式,让更多孩子体验“像科学家一样思考”。
让科学照亮童年,让探索成就未来!
补充内容
悉尼·布伦纳的线虫研究开创了分子遗传学新纪元,其成果广泛应用于疾病机制探索。
我国科学家屠呦呦因青蒿素研究获2015年诺贝尔奖,而基因科学的普及或将孕育下一个“中国答案”。