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1 引言
生物学的进展十分迅速,一些新的概念,例如克隆、遗传基因、基因变异等等,中学生很难有完备而正确的理解。一般的媒体和公众也往往将一些新的生物学技术视为危险的或者伦理上有争议的技术,而大大的阻碍了这些新的技术的发展。与此同时,电影作为一种通俗的、广受中学生喜爱的艺术形式,大量的出现各种生物学背景知识,但是其中的生物学细节的描写往往不够严谨。因为以娱乐大众和寻求商业的成功为目的的电影,并不负担教育的责任,一定程度上还带来一些错误的观念。而且,电影仅仅能表现可见的经验和现象,对于微观的和理论上的知识的表达受到很大局限。为此,本文将探讨如何利用电影中大量生动而新奇的,似是而非的生物学知识,在课堂上引导学生建立正确的生物学概念。
2 基因是什么
基因是DNA上具有遗传效应的片断,同时基因也代表了生物表现型的编码。作为具有遗传效应的片断,基因由A、T、C、G四种碱基的序列构成。基因主要的功能是决定制造蛋白质的氨基酸的顺序。
基因也在一定程度上代表了生物的表现型。基因完整的决定了生物的外观、内部组成和特征。基因对于表现型的决定作用是由基因决定蛋白质,而蛋白质的组成又决定了细胞的行为所导致的。一个重要的问题是,基因是否单独决定生物的特征,还是基因和环境共同决定生物的特征。
生物发生学是关于一个受精卵如何根据特定的计划发展成为具有不同功能和形式的组织、器官和系统的独立生物体的科学。胚胎中的所有细胞都具有同样的DNA,但是在不同的阶段细胞却开始分化和表达不同的遗传片断,从而表现出不同的性状来。
电影喜爱用基因工程或者基因变异来描写一种无害的生物变成了人类的巨大威胁。在电影中,蜘蛛、甲虫、蜥蜴、猿猴、蝙蝠、青蛙、鸟、鱼等等各种动物纷纷变异成危险动物,给人类造成伤害。著名的电影有哥斯拉(Godzinas)、仿生(Mimic)、吸血蝙蝠等等。在这些电影中,一般都将生物的变异归结为自然力量、辐射、化学实验等,但是其中也蕴含了深刻的生物学知识。
电影蜘蛛侠讲述了男主角被蜘蛛咬后,身体发生变异,成为半人半蜘蛛的具有特殊能力的人。这个故事表达了一个真实的生物学知识,即动物的基因有很多部分是相同的。例如,控制節肢动物和脊椎动物的眼睛发育的基因Pax6几乎是完全一样的,甚至于老鼠和苍蝇的Pax6基因可以互换而不影响苍蝇的眼睛发育。3克隆技术
1997年,英国科学家通过一个羊的乳腺细胞成功的克隆出一只名为多莉的羊。多莉羊的克隆是使用一只羊的乳腺细胞,取出细胞核移植到另一只羊的卵细胞的细胞质当中,再将这个细胞移植到第三头羊的子宫当中所产出的。但是,这个过程在一些哺乳动物上能够克隆成功,在另一些动物身上却不能成功,是目前生物学上一个需要研究和解决的问题。
电影“侏罗纪公园”在1993年就描述了一个更加奇妙的克隆方式,通过一只琥珀中蚊子吸取的恐龙的血液细胞所包含的遗传信息,重新复制出了恐龙。由于现在没有恐龙的胚胎和卵细胞,因此克隆恐龙需要利用鸟类的胚胎,并激发鸟类的胚胎发育机制。很可能恐龙的发育和鸟的发育并不相同,因此按照这个过程能够克隆出恐龙的机会十分渺茫。
4 环境对生物的影响
生物的形态结构除了受基因的控制,还受到环境的影响。同种生物在不同环境中经过长期进化,会表现出于环境相适应的形态结构特征。电影工作者发挥想象力,创作了很多新颖的生物造型。而在创造的过程中吸取了相应的环境因素,可以说这些造型是科学和想象力的结合。
《深海异形》是迪士尼推出的一部IMAX-3D立体电影。
摄制组前往太平洋和大西洋几万英尺的海洋深处,去挖掘和发现那里所隐藏着的无穷无尽的奥秘。一直深入到海底,这就是一个产生异形的世界。这里没有阳光,海底火山的岩浆喷口使得地表是沸腾灼热。正是这样特殊的环境创造了许多最稀奇古怪的水下生灵,比如有种6英尺长的虫子,身上布满了红色的血管,可是它却没有消化器官;全盲的白色螃蟹和短脚的蜂窝虾有着不可思议的本领,它们凭感觉就可以辨别正确的方位去取暖和觅食。这些深海异形所生存的封闭环境和地球上其他物种的非独立生态系统完全不同。它们使人产生这样的联想:这种生命的形式还会存在于外太空吗?
片中大胆提出许多假设,认为深海中的生物造型十分类似想象中的外层空间生物,因此有没有可能生活在深海中的奇特生物,就是来自外层空间来的异形?导演与NASA的科学家、海洋生物学家们所经历的奇妙海底探险不仅拜访了深海异形,而且还对人类未来探索外太空提出了伟大的假设。
5 生物的变异对人类生活的影响
生物学中把亲代和子代之间的差异称为变异。变异的来源可以是基因突变,基因重组,染色体变异。由于病毒的结构简单,只有蛋白质外壳和遗传物质DNA或者RNA。病毒的变异率高,变异速度快。人类的很多疾病是有病毒引起。
来自非洲的影片《极度恐慌》利用这种逼真的背景编构故事,描述病毒专家奉命调查非洲的神秘致命病菌,发现已有人因走私非洲野猴而将病毒传入美国,并在加州小镇中迅速曼延。他一方面追查带病猴子的下落,另一方面则要应付军方的最后通谍。因为将军已奉命投掷飞弹毁灭整个小镇,以防病毒扩散危害全国。
自从冷战结束之后,战争与核威胁一度被人忘却,而病毒成为人类的新一代恐惧症。艾滋病毒,艾博拉病毒,已经夺去了几千万人的生命,他们不象战争与武器那样直接杀人,而是在不知不觉中侵害人的躯体,溶解人的内脏,更恐怖的是它们无药可医,仿佛就是死神降临。
“生物学和其他科学面临的最大的挑战不是更加深人的理解基因和生态系统以及黑洞……,而是让大众能够严肃的对待科学。”(Futuyma,2007)。这位生物学家暗指的是当公众认为科学是救我们脱离灾难、疾病和旧时代的利器时,他们对于科学的理解却是非常不安全的。一方面,公众心目中的科学是充满各种怪异、耸人听闻的不正确的表述的一个混乱的系统。旧的科学事实很快被新的替代,并被遗忘。另一方面,一些大概念,如进化,全球变暖,人类克隆技术被禁止发展等常常被提及,但是却难以被公众全面理解和接受。甚至,这些概念常常带来疑虑,例如进化论仅仅是一种理论,或者带来误解,“全球变暖是政治家制造的借口”,或者掺和一些偏见,如克隆人是可耻的,等等。
总之在生物知识的普及上还面临很多问题。利用电影大众,普及,形象的特点,消除电影中错误的概念和偏见。
生物学的进展十分迅速,一些新的概念,例如克隆、遗传基因、基因变异等等,中学生很难有完备而正确的理解。一般的媒体和公众也往往将一些新的生物学技术视为危险的或者伦理上有争议的技术,而大大的阻碍了这些新的技术的发展。与此同时,电影作为一种通俗的、广受中学生喜爱的艺术形式,大量的出现各种生物学背景知识,但是其中的生物学细节的描写往往不够严谨。因为以娱乐大众和寻求商业的成功为目的的电影,并不负担教育的责任,一定程度上还带来一些错误的观念。而且,电影仅仅能表现可见的经验和现象,对于微观的和理论上的知识的表达受到很大局限。为此,本文将探讨如何利用电影中大量生动而新奇的,似是而非的生物学知识,在课堂上引导学生建立正确的生物学概念。
2 基因是什么
基因是DNA上具有遗传效应的片断,同时基因也代表了生物表现型的编码。作为具有遗传效应的片断,基因由A、T、C、G四种碱基的序列构成。基因主要的功能是决定制造蛋白质的氨基酸的顺序。
基因也在一定程度上代表了生物的表现型。基因完整的决定了生物的外观、内部组成和特征。基因对于表现型的决定作用是由基因决定蛋白质,而蛋白质的组成又决定了细胞的行为所导致的。一个重要的问题是,基因是否单独决定生物的特征,还是基因和环境共同决定生物的特征。
生物发生学是关于一个受精卵如何根据特定的计划发展成为具有不同功能和形式的组织、器官和系统的独立生物体的科学。胚胎中的所有细胞都具有同样的DNA,但是在不同的阶段细胞却开始分化和表达不同的遗传片断,从而表现出不同的性状来。
电影喜爱用基因工程或者基因变异来描写一种无害的生物变成了人类的巨大威胁。在电影中,蜘蛛、甲虫、蜥蜴、猿猴、蝙蝠、青蛙、鸟、鱼等等各种动物纷纷变异成危险动物,给人类造成伤害。著名的电影有哥斯拉(Godzinas)、仿生(Mimic)、吸血蝙蝠等等。在这些电影中,一般都将生物的变异归结为自然力量、辐射、化学实验等,但是其中也蕴含了深刻的生物学知识。
电影蜘蛛侠讲述了男主角被蜘蛛咬后,身体发生变异,成为半人半蜘蛛的具有特殊能力的人。这个故事表达了一个真实的生物学知识,即动物的基因有很多部分是相同的。例如,控制節肢动物和脊椎动物的眼睛发育的基因Pax6几乎是完全一样的,甚至于老鼠和苍蝇的Pax6基因可以互换而不影响苍蝇的眼睛发育。3克隆技术
1997年,英国科学家通过一个羊的乳腺细胞成功的克隆出一只名为多莉的羊。多莉羊的克隆是使用一只羊的乳腺细胞,取出细胞核移植到另一只羊的卵细胞的细胞质当中,再将这个细胞移植到第三头羊的子宫当中所产出的。但是,这个过程在一些哺乳动物上能够克隆成功,在另一些动物身上却不能成功,是目前生物学上一个需要研究和解决的问题。
电影“侏罗纪公园”在1993年就描述了一个更加奇妙的克隆方式,通过一只琥珀中蚊子吸取的恐龙的血液细胞所包含的遗传信息,重新复制出了恐龙。由于现在没有恐龙的胚胎和卵细胞,因此克隆恐龙需要利用鸟类的胚胎,并激发鸟类的胚胎发育机制。很可能恐龙的发育和鸟的发育并不相同,因此按照这个过程能够克隆出恐龙的机会十分渺茫。
4 环境对生物的影响
生物的形态结构除了受基因的控制,还受到环境的影响。同种生物在不同环境中经过长期进化,会表现出于环境相适应的形态结构特征。电影工作者发挥想象力,创作了很多新颖的生物造型。而在创造的过程中吸取了相应的环境因素,可以说这些造型是科学和想象力的结合。
《深海异形》是迪士尼推出的一部IMAX-3D立体电影。
摄制组前往太平洋和大西洋几万英尺的海洋深处,去挖掘和发现那里所隐藏着的无穷无尽的奥秘。一直深入到海底,这就是一个产生异形的世界。这里没有阳光,海底火山的岩浆喷口使得地表是沸腾灼热。正是这样特殊的环境创造了许多最稀奇古怪的水下生灵,比如有种6英尺长的虫子,身上布满了红色的血管,可是它却没有消化器官;全盲的白色螃蟹和短脚的蜂窝虾有着不可思议的本领,它们凭感觉就可以辨别正确的方位去取暖和觅食。这些深海异形所生存的封闭环境和地球上其他物种的非独立生态系统完全不同。它们使人产生这样的联想:这种生命的形式还会存在于外太空吗?
片中大胆提出许多假设,认为深海中的生物造型十分类似想象中的外层空间生物,因此有没有可能生活在深海中的奇特生物,就是来自外层空间来的异形?导演与NASA的科学家、海洋生物学家们所经历的奇妙海底探险不仅拜访了深海异形,而且还对人类未来探索外太空提出了伟大的假设。
5 生物的变异对人类生活的影响
生物学中把亲代和子代之间的差异称为变异。变异的来源可以是基因突变,基因重组,染色体变异。由于病毒的结构简单,只有蛋白质外壳和遗传物质DNA或者RNA。病毒的变异率高,变异速度快。人类的很多疾病是有病毒引起。
来自非洲的影片《极度恐慌》利用这种逼真的背景编构故事,描述病毒专家奉命调查非洲的神秘致命病菌,发现已有人因走私非洲野猴而将病毒传入美国,并在加州小镇中迅速曼延。他一方面追查带病猴子的下落,另一方面则要应付军方的最后通谍。因为将军已奉命投掷飞弹毁灭整个小镇,以防病毒扩散危害全国。
自从冷战结束之后,战争与核威胁一度被人忘却,而病毒成为人类的新一代恐惧症。艾滋病毒,艾博拉病毒,已经夺去了几千万人的生命,他们不象战争与武器那样直接杀人,而是在不知不觉中侵害人的躯体,溶解人的内脏,更恐怖的是它们无药可医,仿佛就是死神降临。
“生物学和其他科学面临的最大的挑战不是更加深人的理解基因和生态系统以及黑洞……,而是让大众能够严肃的对待科学。”(Futuyma,2007)。这位生物学家暗指的是当公众认为科学是救我们脱离灾难、疾病和旧时代的利器时,他们对于科学的理解却是非常不安全的。一方面,公众心目中的科学是充满各种怪异、耸人听闻的不正确的表述的一个混乱的系统。旧的科学事实很快被新的替代,并被遗忘。另一方面,一些大概念,如进化,全球变暖,人类克隆技术被禁止发展等常常被提及,但是却难以被公众全面理解和接受。甚至,这些概念常常带来疑虑,例如进化论仅仅是一种理论,或者带来误解,“全球变暖是政治家制造的借口”,或者掺和一些偏见,如克隆人是可耻的,等等。
总之在生物知识的普及上还面临很多问题。利用电影大众,普及,形象的特点,消除电影中错误的概念和偏见。