新課改下高中生物教學與實踐結合實例分析

摘 要：新課改下要求中學階段的生物學科重點培養學生的綜合素質，主要體現在把理論知識與實踐相結合，故對于教師而言，需盡可能的提升課堂教學質量、效率以及培養學生的動手能力。人教版高中生物選修一專題5《DNA和蛋白質技術》中主要介紹了DNA的提取以及PCR技術擴增DNA片段，在教學過程中學生普遍表示出做實驗的意愿，但很多學校不重視學生實驗操作，導致無法開展，因此以桑螟ND1基因的提取與分析為例來分析教學與實踐結合的重要性。

關鍵詞：新課改教學與實踐PCR技術桑螟NADH脫氫酶亞基1（ND1）

構建中學生物課堂教學與實踐相結合的模式，是提升學生學習質量和效率的重要途徑，同時也是新課程改革標準下每個教師所追尋的首要目標。因此，在教學過程中，教師需結合課程及學生的實際情況，開展針對性教學活動，激發學生對該學科的探索熱情，提高學生的動手能力，從而不斷提升其生物綜合素養。

一、中學生物課堂教學現狀分析

在當前的中學生物教學課堂中，常以教師口述為主，學生的學習過程十分被動，很少能與教師進行有效溝通，無法主動、積極的配合教師完成相應的教學活動，如此直接影響了學生的學習效果。

另一個較為常見的問題就是缺少實踐活動，生物課本中基本上每個章節都會有相關的實驗，但很多學校并不重視實驗操作，而是把更多的時間安排在學生的作業上，學生缺少做實驗的時間，導致對生物學科缺乏興趣。如此低效率的教學和缺乏實踐的教學模式，常使學生遭受嚴重打擊，進而失去了對該學科知識的探索熱情。

二、實驗探究

1.桑螟簡介

桑螟屬于鱗翅目，螟蛾科昆蟲。鱗翅目屬于有翅亞綱、全變態類，是昆蟲綱中僅次于鞘翅目的第二大目。目前，世界已知約有20萬種，8000種左右在中國，但仍然有大約30萬種鱗翅目昆蟲有待我們去發現、描述和命名，[1]因此物種鑒定任務復雜而艱巨，任重而道遠。近幾年來，隨著科學技術的發展，DNA 條形碼為物種分類鑒定提供了新的研究方法和手段。[2]

2.ND1基因簡介

動物中的線粒體基因組數量約有15-20 Kb，復制數量巨大，極少發生重組，進化速度很快且不同物種進化速度存在差異比較明顯等特點，是研究真核生物遺傳學和發育生物學的一種重要的途徑，其中就包括NADH脫氫酶基因ND1。本設計將對桑螟的ND1基因進行克隆測序和序列分析，不僅為桑螟的進化地位提供依據，也為桑螟的地理型及其危害性分布提供參考。

DNA條形碼技術是在計算機技術的實踐和發展中產生的一種自動識別技術，它的設計是為了實現對信息的自動化掃描，是實現數據快速、準確、可靠的有效采集方法。DNA條形編碼對實現物種的鑒定、新種和隱存種的發現以及高級階元演化關系的重建等非常有效，廣泛的用于鱗翅目昆蟲的分類和鑒定。[3]鄒方振等以ND1和16S rRNA重建了12個科的蝶類的系統發育和類群，殷先兵等依據ND1和COI基因重建了鋸眼蝶亞科主要類群的形態發生關系，[4]張廣軍等人也根據COI和ND1獲得了中華血吸蟲的分子種系發生，[5]張際峰等依據ND1證實了大頭蛙的親緣關系。[6]

三、結果與分析

1.基因組的提取與PCR擴增

使用磁珠法提取了桑螟的基因組DNA，并以此為模板，以設計的ND1基因的PCR擴增引物F和R擴增了桑螟的ND1基因。

2.基因的克隆與測序

回收PCR擴增產物，并進行T-A克隆和測序，序列拼接后得到桑螟的ND1基因及其側翼，長度共計為1048bp。將這段桑螟基因序列用NCBI在線BLAST程序進行比對，可以得到與這段基因片段相似的其他已知昆蟲基因的序列情況，經過對比分析得到桑螟的此段基因的組成。ND1的基因有831個堿基，可編碼276個氨基酸。

3.桑螟與其他物種ND1基因的遺傳距離與系統進化分析

利用mega5.0軟件算出桑螟與茶小卷葉蛾、梨小食心蟲、頂梢卷葉蛾、柞蠶、綠尾大蠶蛾、合目大蠶蛾、蓖麻蠶、樟蠶、煙草天蛾、袋住房蛾、二化螟、小蔗螟、家蠶、桑尺蠖、木橑尺蛾、甜菜夜蛾、棉鈴蟲、美國白蛾、稻縱卷葉螟、玉米螟、苧麻珍蝶、蟾福蛺蝶、朝灰蝶昆蟲間的遺傳距離。

分析得：桑螟與稻縱卷葉螟（Cnaphalocrocis medinalis）的遺傳距離最小為0.103，與苧麻珍蝶（Acraea issoria）的遺傳距離最遠為0.222，為他們的親緣關系提供依據。

綜上所述，通過讓學生自己動手實驗的教學方法，提高了學生學習生物的興趣，得到了事半功倍的效果。但是，在目前的中學生物教學中仍存在較多的缺陷。因此，要求廣大教師在今后的教學實踐中，積極引入全新的教學觀念，善于應用新的科學技術，結合學生的實際情況，開展針對性教學活動，量體裁衣，因材施教，培養學生的動手和自我探究能力。另外，在開展實踐活動動的過程中，教師還可結合學生的興趣愛好來進行，如可成立“興趣小組”，專門研究某一生物原理，并允許其進行走訪。實踐證明，這種多樣化的教學模式，更加符合中學生的心理特征及其實際需求，教學效果事半功倍。

參考文獻

[1-3]李青青，段焰青，李佛琳，等.線粒體基因在鱗翅目昆蟲分子系統學中的研究進展[J].昆蟲知識，2009，46：372-382.

[4]許麗，郝家勝，殷先兵，等.基于線粒體CO1和Cytb基因的粉蝶亞科及黃粉蝶亞科（粉蝶科）部分類群的分子系統發生[J].動物分類學報，2007，32（4）.

[5]張廣軍，邱持平，邱東川，等.基于棱精體基因的中華血吸蟲分子種系發生研究[J].中國寄牛蟲學與寄生蟲病雜毒，2001，19：201-204.

[6]張際峰，聶劉旺，彭巧玲，等.從線粒體基因探討中國大頭蛙群的分類及其屬內地位[J].動物學報，2005，51（2）：354-359.

作者簡介

許磊（1989.07—），男，陜西西安人，碩士研究生，中小學二級教師，中小學教育教學管理。