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在遺傳學(xué)教學(xué)中加強保護理念教育的探索與實踐論文
生物多樣性是大自然賦予人類的寶貴資源，但現(xiàn)代社會的髙速發(fā)展正在使其遭受前所未有的巨大破壞。據(jù)估計，在未來的50年內(nèi)，全球物種將會有50%以上消亡。生態(tài)系統(tǒng)的巨大改變甚至?xí)膶懳锓N的進化歷程。1978年，本著對森林采伐、物種滅絕以及遺傳多樣性喪失等現(xiàn)象的熱切關(guān)注，“保護生物學(xué)”概念被正式提出W。其宗旨就是要保護物種及其生境，使其免于急速滅絕，并維持能夠產(chǎn)生生物多樣性(biodiversity)的進化潛力。生物多樣性一般認為可包含三個層次的內(nèi)容，即遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。了解人類活動對生物多樣性的影響，阻止生物多樣性的喪失和絕滅是保護生物學(xué)的終極目標(biāo)。
作為生物是否能夠適應(yīng)環(huán)境變化的一個重要指標(biāo)，遺傳多樣性成為保護生物學(xué)關(guān)注的重點。只有在了解物種的遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性的前提下，才能夠制定出切實可行的物種保護策略。此外，隨著科學(xué)研究的發(fā)展和學(xué)科之間的相互滲透，保護遺傳學(xué)(conservationgenetics)應(yīng)運而生，其目的就是利用遺傳學(xué)方法解決在保護中所遇到的問題，進而制定出更好的保護策略，達到保護物種多樣性，維持物種進化潛力的目的。
生物多樣性保護已被認為是人類文明進步的重要標(biāo)志。但到目前為止，國內(nèi)還很少有髙校在本科生教學(xué)中單獨開設(shè)保護遺傳學(xué)課程。作為專業(yè)基礎(chǔ)課的“遺傳學(xué)”也應(yīng)該作相應(yīng)的教學(xué)改革和調(diào)整，在課程教學(xué)中滲透保護理念，加強保護意識教育。
傳統(tǒng)遺傳學(xué)關(guān)注的是性狀在物種世代間的傳遞過程，包括遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，基因在種群中的分布及變異等。海南師范大學(xué)生物科學(xué)和生物技術(shù)兩個專業(yè)所使用的教材為劉祖洞教授編著、高等教育出版社出版的《遺傳學(xué)》（第2版）。該教材主要以三大遺傳基本定律，即兩大孟德爾遺傳定律和摩爾根的連鎖定律為基礎(chǔ)，擴展有細胞質(zhì)遺傳、基因定位、群體遺傳學(xué)和統(tǒng)計等方面的知識。雖然這些內(nèi)容涵蓋了動植物、微生物、分子、細胞等遺傳學(xué)主要問題，但整套教材從未提及生物多樣性的保護理念和保護意識教育。事實上，遺傳學(xué)的教學(xué)過程可能涉及諸如實驗動物的福利、遺傳多樣性保護與基因污染以及轉(zhuǎn)基因生物倫理等許多保護生物學(xué)的熱點問題。為使人才培養(yǎng)能夠更好地順應(yīng)時代對保護理念和生態(tài)文明的發(fā)展需求，讓學(xué)生在今后的工作和生活中注重對物種和環(huán)境的保護，我們嘗試從以下幾個方面來調(diào)整遺傳學(xué)的教學(xué)。
1.在教學(xué)中滲透保護理念和保護意識教育
鑒于《遺傳學(xué)》課本中沒有涉及保護內(nèi)容，可以在基因與環(huán)境作用（第四章）、遺傳變異（第八章第三節(jié)、第四節(jié)）、基因突變（第十章），以及遺傳和進化(第十五章）的教學(xué)中滲透保護理念和保護意識教育。在講授遺傳物質(zhì)的變異時，強調(diào)這些變異可以豐富物種的遺傳多樣性，維持物種的進化潛力。通過列舉實例，說明保護并維持這些遺傳變異的重要性。例如，對于珍稀瀕危物種來說，有效地保護其遺傳多樣性是物種得以存活和發(fā)展的根本原因。然而，由于遺傳變異與環(huán)境因子相互作用，因此從長遠的角度來看，瀕危物種保護對策的制定必須同遺傳因子和環(huán)境因子結(jié)合起來考慮w。此外，在遺傳和進化的教學(xué)中，還可以深人講解一些現(xiàn)代科學(xué)研究常用手段，通過研究物種遺傳變異來了解物種的存在歷史和發(fā)展現(xiàn)狀，進而制定行之有效的保護管理對策：例如在繁殖區(qū)建立必要的廊道、防止近親交配、促進珍稀瀕危物種的遺傳交流等。
在強調(diào)促進基因交流的同時，還要啟發(fā)學(xué)生的辯證思維能力，引導(dǎo)學(xué)生思考過度的基因交流可能引起的一些負面影響。例如生物入侵（biologicalinvision)問題一直以來是國內(nèi)外保護生物學(xué)家關(guān)注的焦點。人侵物種（invasivespecies)不僅能夠通過占據(jù)本地物種的棲息地，無控制生長繁殖對本地生態(tài)系統(tǒng)造成一定危害還可以通過遺傳污染（geneticpollution)威脅到本地物種的生存。通過與本地物種雜交（hy?bridization)或基因漸滲（introgression)，人侵物種可以肆無忌憚地侵蝕本地物種的基因庫，對于本地珍惜物種的保護是十分不利的。一個典型的案例就是對于美國的東南部地區(qū)紅狼（redwolf,Canisrufus)種群的保護。由于捕殺及棲息地的破壞，紅狼一度瀕臨滅絕。此外，紅狼與土狼（coyotes,Canislatrans)的雜交也是導(dǎo)致其種群數(shù)量下降的主要原因。土狼的出現(xiàn)使得紅狼種群的遺傳庫頻頻受到威脅?，如何杜絕這種潛在的遺傳侵蝕成為保護物種多樣性的要點問題。在群體遺傳學(xué)的教學(xué)中，對學(xué)生普及生物入侵的實例，啟發(fā)學(xué)生獨立思考過度遺傳交流與保護生物遺傳多樣性之間的關(guān)系。如此一來，學(xué)生在學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的過程中，可以全面地了解與遺傳學(xué)相關(guān)的保護知識，體會其中物種保護的重要性，并將所學(xué)融會貫通到今后的生活和研究中。
2.將保護遺傳學(xué)內(nèi)容納入教學(xué)大綱
教學(xué)大綱是教學(xué)活動的綱領(lǐng)性文件，其內(nèi)容的設(shè)定將直接影響到整個教學(xué)過程。由于以往的教學(xué)大綱中沒有單獨章節(jié)涉及保護，因此可以在大綱中補充“保護遺傳學(xué)概要”這樣的章節(jié)。在這章的教學(xué)中，重點為學(xué)生介紹在野生動物保護遺傳學(xué)研究中涉及的樣品采集損傷問題。以往常用的取樣方法有三種，即傷害性取樣（destructivesampling)、非傷害性取樣（non?destructivesampling,通過捕獲動物來抽取血液、采集毛發(fā)或羽毛、耳、尾或趾等分析樣品）和非損傷性取樣（noninvasivesampling,收集脫落的毛發(fā)或羽毛、幾便、食物殘渣、鹿角和卵殼等）?。對于珍稀瀕危動物而言，其種群生存狀況相當(dāng)脆弱，具有傷害性的取樣方法既不科學(xué)，也不現(xiàn)實（可能違法）。因此，在遺傳學(xué)教學(xué)中，需要向?qū)W生宣傳非傷害性及非損傷性的取樣方法,這對于瀕危野生動物的保護和管理具有十分重要的現(xiàn)實意義。另外，在教學(xué)中普及野外科學(xué)工作方法，也有利于今后學(xué)生開展相關(guān)的遺傳學(xué)研究工作。
此外，在保護遺傳學(xué)以及遺傳工程（第十一章第五節(jié)）中，還可以更深層次地為學(xué)生滲透遺傳學(xué)研究工作中的倫理問題。基因工程技術(shù)常常涉及對寵物、野生動物、牲畜以及科學(xué)研究的模式動物進行基因改造或操作。例如，在斑馬魚中插人水母的基因，能夠使其表達熒光蛋白，成為熒光魚（GloFish)而供人觀賞。然而這種基因改造在美國加利福尼亞州引起了巨大的倫理爭議，最終導(dǎo)致該州禁止販?zhǔn)蹮晒怍~[15基因工程技術(shù)在野生動物中的應(yīng)用主要是克隆那些已經(jīng)滅絕或者瀕臨滅絕的物種。然而這些技術(shù)在實施中還存在很大的問題，例如手術(shù)實驗階段造成動物傷害甚至死亡、技術(shù)的安全性難以保障、克隆動物的福利和其他倫理問題也存在巨大爭議。這樣看來，通過基因工程手段來挽救野生動物的未來似乎尚不可行。在教學(xué)中為學(xué)生滲透這些問題，可以啟發(fā)他們思考解決方案，為今后的研究提出合理建議。這不僅豐富了原有的教學(xué)內(nèi)容，同時使學(xué)生可以在今后的工作和研究中注重理論和實踐相結(jié)合，時刻以保護為理念，更加關(guān)愛自然和生命。
3.結(jié)合保護實踐案例，強化保護意識教育
通過改進教學(xué)大綱和增添教學(xué)內(nèi)容，對強化學(xué)生的保護意識非常重要。然而，單純的講解可能使理論與現(xiàn)實脫節(jié)，因此，在教學(xué)中穿插一些專家的報告，通過講解學(xué)生身邊不同形式的保護遺傳學(xué)實例，體現(xiàn)保護理念在遺傳學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性。例如朱鹮(Nip-ponianippon)保護的成功案例。作為我國的四大國寶之一，朱鹮的種群數(shù)量從1987年的7只發(fā)展到2012年的1500多只。然而，由于這些種群個體都是來自于建群的兩對成鳥，朱鹮的基因庫中遺傳多樣性非常低,存在嚴(yán)重的近親繁殖、近交衰退現(xiàn)象。在這樣的情況下，保護朱鹮必須保證在繁育時選擇合適的遺傳基因型進行配對，同樣也要選擇合適的棲息地進行野放，防止環(huán)境變化對種群產(chǎn)生極度影響。再如海南省特有的國家I級保護動物海南孔雀雉(Palyplectronkatsumatae),曾經(jīng)被認為是灰孔雀難iPolyplectronbicalcaratum')的亞種。利用分子遺傳標(biāo)記分析發(fā)現(xiàn)海南孔雀雉與灰孔雀雉遺傳距離很大，不屬于一個種，應(yīng)作為兩個獨立的遺傳單元進行保護。由于棲息地的破壞，海南孔雀雉的數(shù)量正逐年下降，極度瀕危,而上述研究為海南特有種的保護提供了有力證據(jù)。此外，在遺傳學(xué)實驗的設(shè)計中，可以增添保護遺傳學(xué)方面的內(nèi)容，與遺傳學(xué)理論課緊密結(jié)合，由教師帶領(lǐng)學(xué)生親身體驗野外取樣、室內(nèi)檢測遺傳多樣性的全過程。這些教學(xué)方法的改進無疑將推動保護理念在遺傳學(xué)教學(xué)中的滲透。
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