“胚胎工程”教學(xué)一議

朱滿員

有關(guān)“胚胎工程”的教學(xué)時，幾乎所有的教師都會借助“試管嬰兒”的培育過程將胚胎工程中的有關(guān)技術(shù)整合起來，再用快速大量繁殖荷斯坦奶?；蛲米觼矸答?、檢測學(xué)生對這些知識的掌握情況。

1 教學(xué)片段再現(xiàn)

師：剛才我們了解了試管嬰兒的培育過程，其中主要運(yùn)用了體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù)，請問同學(xué)們，這些技術(shù)能應(yīng)用到其他哺乳動物上嗎？

生：能。

教師展示小資料：1994～2008年，上海從加拿大、美國、德國先后引進(jìn)了一批堪稱全球一流的荷斯坦北美品系與德國品系奶牛，包括公牛18頭、母牛75頭。其中，某奶牛養(yǎng)殖基地分配得到了1頭公牛和1頭母牛。

師：該養(yǎng)殖基地現(xiàn)有資源為荷斯坦奶牛公牛、母牛各一頭，本地奶牛若干頭，請利用現(xiàn)有資源，設(shè)計能夠快速、大量繁殖良種奶牛的方案。

生：分組討論，并畫出流程圖……

師：好，下面請X組的一個同學(xué)來黑板上展示你們組的討論結(jié)果。

生：在黑板上畫流程圖（圖1）。

師：試管嬰兒技術(shù)與試管牛的培育過程有區(qū)別嗎？

生：有，受孕體不同。試管嬰兒技術(shù)是將早期胚胎植入原來那個母親體內(nèi)，但試管牛技術(shù)可以將早期胚胎植入本地母牛體內(nèi)。

師：移植入一頭本地母牛，還是許多本地母牛的子宮中？

生：許多本地母牛的子宮中，這樣就可以一下子生出許多荷斯坦小牛來。

師：哦，本地母牛是代孕的。試管嬰兒技術(shù)可能會引發(fā)什么社會問題？

生：代孕媽媽…………

2 案例解讀

該活動設(shè)計放在試管嬰兒之后，絕大多數(shù)的學(xué)生首先想到用與試管嬰兒相同的技術(shù)來大量繁殖荷斯坦奶牛。如果一道選擇題：

胚胎工程的相關(guān)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，主要用于（ ?）

A. 良種畜的快速繁殖

B. 培育試管嬰兒

C. 瀕危動物的保護(hù)

D. 基因工程

學(xué)生往往會選擇B選項。學(xué)生畫的流程圖表明事實(shí)也是如此！可荷斯坦牛的繁殖除了受孕母體不同，其他過程真的和培育試管嬰兒一樣嗎？據(jù)了解，從超數(shù)排卵→取卵→體外受精→早期胚胎培養(yǎng)，整個過程的成功率很低，操作難度大，通過體外受精來獲得早期胚胎的成本極高。高成本、低成功率就限制了該技術(shù)的普及度。而試管嬰兒之所以采用體外受精是因?yàn)槟赣H無法完成體內(nèi)受精過程，必須而為之。但荷斯坦母牛卻不存在輸卵管梗阻等問題，所以，在大量繁殖良種畜中根本不用體外受精技術(shù)，而是直接對供體母畜發(fā)情超數(shù)排卵處理并經(jīng)良種公畜配種后，再從其生殖器官中取出早期胚胎，然后將它們分別移植到多頭與供體同時發(fā)情排卵、但未經(jīng)配種的受體母畜的相應(yīng)部位（即受、孕分離，以便最大限度地發(fā)揮供體母畜的繁殖潛力）。如果教師在學(xué)生畫完流程圖后，通過追問引導(dǎo)學(xué)生思考這些實(shí)際問題，并將錯誤的流程加以改正，或許這樣的教學(xué)更符合實(shí)際情況、更有意義。同時，學(xué)生也才能理解——目前胚胎工程的相關(guān)技術(shù)主要還是用于優(yōu)良種家畜的工廠化生產(chǎn)來加速畜牧業(yè)的發(fā)展，而不是輔助人類生殖。

3 分析與思考

世上沒有無緣無故的愛，也沒有無緣無故的恨，現(xiàn)代生物技術(shù)也有其存在的理由與發(fā)展的必然性。如果現(xiàn)代生物技術(shù)的教學(xué)再囿于“技術(shù)本身”還合適嗎？

3.1 現(xiàn)代生物技術(shù)的教學(xué)固然是為了讓學(xué)生了解生物技術(shù)本身

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》指出，本章的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為：① 簡述動物胚胎發(fā)育的基本過程;② 簡述胚胎工程的理論基礎(chǔ);③ 舉例說出胚胎干細(xì)胞的移植;④ 舉例說出胚胎工程的應(yīng)用。由此可知，現(xiàn)代生物技術(shù)的科學(xué)原理與具體技術(shù)固然很重要。但如果在課堂教學(xué)中，教師過于“炫技”，將現(xiàn)代生物技術(shù)“吹”得神乎其神就對學(xué)生特別不好，教會學(xué)生全面而理性的分析判斷遠(yuǎn)比教會他們各種“理論上的技術(shù)”要重要得多。

3.2 為了讓學(xué)生體會科技的力量

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中表明“現(xiàn)代生物科技專題”模塊的價值是以專題形式介紹了現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)一些重要領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景，以開拓學(xué)生的視野，增強(qiáng)學(xué)生的科技意識，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)生物科學(xué)類專業(yè)奠定基礎(chǔ)。如此，現(xiàn)代生物技術(shù)的教學(xué)目的不在于讓學(xué)生掌握多少專業(yè)知識，而重在讓學(xué)生開拓視野，了解生物科學(xué)和技術(shù)的本質(zhì)，正確理解科學(xué)、技術(shù)、社會之間的關(guān)系。如：胚胎發(fā)育的原理是“科學(xué)”;體外授精技術(shù)、胚胎體外培養(yǎng)技術(shù)及胚胎移植技術(shù)等是“技術(shù)”;“IVF即體外受精聯(lián)合胚胎移植技術(shù)”解決了一些生育困難問題，可以讓一些無法生孩子的家庭能擁有自己的孩子，增進(jìn)了家庭的幸福感與穩(wěn)定性，也促進(jìn)了社會的和諧，這是“社會”?！翱茖W(xué)—技術(shù)—社會”，即STS是相輔相成、層層遞進(jìn)的。通過這節(jié)課，能讓學(xué)生真實(shí)有效地體驗(yàn)到科技如何改變著人們的生活，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

3.3 更為了讓學(xué)生體悟科技是把“雙刃劍”

在本節(jié)教學(xué)中，有些教師會習(xí)慣性地夸大“人類輔助生殖技術(shù)”的作用，好像“IVF是個筐，什么樣的生殖困難都可以往里裝”。事實(shí)上，各大醫(yī)院做試管嬰兒不僅費(fèi)用高，而且平均成功率僅為30%～40%。 同時，在母體取卵的過程中需要不斷地注射促排卵劑，這不僅嚴(yán)重破壞母體的子宮環(huán)境，還容易導(dǎo)致卵巢功能早衰，對女性生理的干擾較大。所以，對于女性而言，在生育前期更應(yīng)當(dāng)做好自身的防范與保護(hù)工作，盡可能選擇自然生育或保守的治療措施，即“防病”的意義遠(yuǎn)大于“治病”。另一方面，“試管嬰兒技術(shù)”在解決生育困難的同時也引發(fā)了諸多社會問題，如多胎妊娠、性別選擇、非法代孕等問題。了解了這些，學(xué)生才能更好地體悟到科技總是一把“雙刃劍”——在解決一個問題的同時往往引發(fā)出更多的問題。

3.4 也可以為了讓學(xué)生學(xué)會用經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)來看生物技術(shù)背后的成本問題

在本節(jié)教學(xué)時，教師還喜歡拿兔子說事兒，常設(shè)置了這么一個問題：如何快速地獲得大量的具有優(yōu)良性狀的“安哥拉兔”？學(xué)生自然想到胚胎移植技術(shù)。如果是純粹地為了讓學(xué)生掌握這些胚胎工程技術(shù)，這樣設(shè)計當(dāng)然是沒問題的。但是實(shí)際應(yīng)用真是這樣的嗎？眾所周知，兔子的自然繁殖能力特別強(qiáng)，通過查詢資料后了解：安哥拉兔出生后8個月左右性發(fā)育成熟，年繁殖3～5胎，每胎產(chǎn)仔5～10只。如果真要大量繁殖安哥拉兔根本不需要動用胚胎工程技術(shù)，人工配種繁殖即可，省時、省力，還省錢！相反，在實(shí)驗(yàn)室中才需要繁殖速度快、易飼養(yǎng)的物種（如兔子）來做實(shí)驗(yàn)，以盡快地得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。尤其是動物實(shí)驗(yàn)很“燒錢”，在研究經(jīng)費(fèi)有限的情況下，“成本核算”也就成了一個非常重要的考量。這里的成本不僅僅指物質(zhì)上的成本還包括時間成本和機(jī)會成本。例如胚胎工程的實(shí)際應(yīng)用多用于自然擴(kuò)群較慢的品種的純繁擴(kuò)群，或縮短自然改良周期較長的家畜的改良時間，或代替種畜的引進(jìn)（引種畜太昂貴，改為引冷凍的胚胎會便宜些）等，這樣做無非是出于對成本的考慮。

又如，動物遺傳學(xué)起初是用馬、牛、狗以及其他大型哺乳動物作實(shí)驗(yàn)材料，后來遺傳學(xué)家轉(zhuǎn)而運(yùn)用鳥類和嚙齒類動物。為了能取得在一年之中有更多世代的動物，摩爾根選擇了果蠅做遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)。果蠅飼養(yǎng)容易，用一只牛奶瓶放一些搗爛的水果，就可以飼養(yǎng)數(shù)百甚至上千只。并且果蠅的繁殖快，在25℃左右溫度下10 d就繁殖一代，一只雌果蠅一代就能繁殖數(shù)百只。隨后在20世紀(jì)30年代遺傳學(xué)家改用脈孢菌或其他真菌做實(shí)驗(yàn)材料。最后，在分子遺傳學(xué)中則使用細(xì)菌（如大腸桿菌）及各種病毒。遺傳實(shí)驗(yàn)材料的選擇除了世代時間短外，還力求發(fā)現(xiàn)盡可能簡單的遺傳系統(tǒng)，以期減少研究的成本。

再如，在新藥研發(fā)時，一般先在離體細(xì)胞上考察這種藥物的效用，只有比市場上常規(guī)藥物更有效的話才進(jìn)入下一步動物實(shí)驗(yàn)，最后才是人體的臨床“大樣本隨機(jī)雙盲測試”。但在動物性行為研究中，羅賓·貝克卻在《精子戰(zhàn)爭》中主張以研究人類行為所得的結(jié)果來洞悉其他物種的行為，因?yàn)椤叭魏稳酥灰?jīng)嘗試在飛蛾、老鼠（甚至獅子和鯨魚）等動物進(jìn)行正常性行為過程中收集它們的精液，他就會知道以人類為對象進(jìn)行同樣的研究是多么簡單的一件事”。此中差異，歸根結(jié)底還是一個研究成本的問題。

所以，本專題——現(xiàn)代生物科技專題中的相關(guān)技術(shù)當(dāng)然重要，但是教師不能光在教“技術(shù)的本身——怎么做”的層面打轉(zhuǎn)，更應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生去思考：這些技術(shù)之所以發(fā)展起來的“前因后果”。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳相鈺，劉恩山.生物學(xué)選修3·現(xiàn)代生物科技專題[M].杭州：浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

[2] 恩斯特·邁爾.生物學(xué)思想發(fā)展的歷史[M].成都：四川教育出版社，2012.

[3] 羅賓·貝克.精子戰(zhàn)爭[M].廣州：旅游出版社，2014.