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与生命科学亲密接触,发现科学之真、生命之美——参观考察北京大学生命科学华东产业研究院纪实

与生命科学亲密接触,发现科学之真、生命之美

——参观考察北京大学生命科学华东产业研究院纪实

2021年12月12日,由环保协会会员、部分学生代表及负责安全保障和课程指导的张建春、陆金金、殷燕华、刘强、钮学兵等老师组成的学习考察团前往北京大学生命科学华东产业研究院(位于启东经济开发区)进行参观考察。当天下雨,但挡不住大家对该产业研究院的向往之情,我们准时集合,兴奋出发。

 

本次活动由北京大学生命科学华东产业研究院张泳院长悉心指导,高任骋主任等领导精心策划,与汇龙中学密切沟通,共同制订方案,细致入微,精准到“分”。9时许,我们一行受到北大华东院执行副主任、教育培训中心主任高任骋、实验中心主任吴江兴和办公室吴主任等人的热情接待。

 

在九楼会议室,高主任首先介绍了北京大学生命科学华东产业研究院的发展历程。它是响应国家创新创业政策,于2016年底由北京大学、启东市政府联合共建的高端研发、科技成果转化和技术服务平台,是北京大学正式批准的第一批校地合作产业研究院,实行理事会领导下的院长负责制,按市场规律独立运行的一级法人事业单位。该院已形成一支近百人的研发与教学人员队伍,其中博士以上高层次人才24人,引进江苏“双创”人才2人、“东疆英才计划”人才6人;累计申请专利87项(其中发明专利67项),创新项目相关专利申请10个,申请软件著作权28项;建立联合实验室4个;转化成果项目6个,发表高水平论文23篇。华东院先后申报获批国家级、省级重大项目各1项。

 

本次活动由“生命科学科普讲座”“参观华东院公共实验平台”“基础实验演示”“最后活动总结”等几大板块组成。

一、生命科学科普讲座

首先,高主任的生命科学科普讲座从“小调研”开始,我们带领的学生以选修生物为主的,高主任就问我们,“哪些同学选择生物的?”并追问“为什么学习生物?”董家豪回答:“生物是他高考科目中有优势”,范俊峰的回答“他从小对生物感兴趣”,再问“为什么对生物感兴趣?”范俊峰答:“因为生活世界上,看到生物与自然界亲密接触,非常开心。”学生的回答非常自然真实,同时高主任通过小调研告诉大家:“不断追问”既可以深入内心疑惑,又可以直入问题本质。

 

什么是生命科学?首先要弄清什么是生命?诺贝尔奖得主、奥地利物理学家薛定谔在其1944年的著作《生命是什么?》(What Is Life? )中认为:生命是“从无序到有序”的过程,线粒体有一个膜,有里有外,形成一个有序的东西。生命是开放系统里打破平衡的秩序的集合。达尔文在《物种起源》中揭示了一个确定性原则:进化。高主任展示了一幅反对达尔文进化论观点的人所画的“达尔文人猿结合体”的漫画,反映了真理从来是与谬误、与不同观点不断斗争中获得的道理。孟德尔的“豌豆实验”将遗传规律定量化,这是开“将数学知识引入生物学研究”的先河,成为生物学史上具有里程碑意义的事件。这三个人物分别对生命科学研究进行了思维实验、考察探究、遗传实验,横贯了物理、数学、生物等学科,告诫同学们要深入进行生物学研究必须有广阔的视野、广博的学识、多元的思想、复杂的思维。

 

进入20世纪生命科学有了新的发展,现代生物技术在育种、基因工程、生物制药等领域有了长足进步。21世纪,现代生物在技术和商业创新上进入了快车道,在基因测序、基因编辑、合成生物学、人工智能等领域不断发力。高主任运用鲜活的案例对上述成就加以说明。育种领域如袁隆平院士的杂交水稻,基因测序领域如提取人体唾液、头发丝等就能知道你是不是少数民族,你祖上的出生地在哪里,你是不是能够适应“香菜”的味道等等。基因测序的进步使其测序成本由上万美元降低到一二百元,测序的时间由一二个月缩短到一两天,测序的精度大幅度提升。如针对新冠病毒的全球肆虐,中国科学家可以在一周时间完成病毒基因测定,并且一周时间完成试剂盒研发,可谓快速。

 

讲到合成生物学时,播放了有趣的小视频,其中包括将蜜蜂改造成战争机器的科幻短片。还播放了环保短片,介绍中国某高中的同学们发现,许多一次性杯子造成了环境污染的情况后,用“细胞编程”的知识和方法,提取植物有效成分,通过发酵培养细菌形成一种可降解材料,用它做成的杯子既实用,又可以无害降解,具有经济、环境和社会三重效益。

 

高主任以“技术VS人性”标题展示生物技术的两重性,对转基因与合成食物、新冠病毒、基因编辑婴儿等话题性事件作出生动说明。转基因食物的风险如何?贺建奎的基因编辑婴儿事件是否违背人类道德?留给同学们思考和探究。还为大家播放了“人造肉”视频,今后生命科学还可能为人类的“衣食住行”提供更多的便利,也为未来提供了丰富的想象空间。

 

最后,高主任希望大家能够规划未来:可以做一个“小科学家”,向周围的人传播生命科学知识;也可以做一个志愿者,为该院即将新建的教育培训中心做志愿服务;还可以学有所成做一个创业创新者,为祖国的生命科学作出贡献。还期待同学们能够加入“iGEM2021”项目,该项目的英文全称为International Genetically Engineered Machine Competition,即国际遗传工程机器竞赛,是合成生物学领域的最高国际性学术竞赛,是合成生物学的新兴研究领域,涉及生物学、计算机科学、数学、艺术设计等多学科,是以合成生物学为核心的,多学科交叉的,国际级科技竞赛,试图设计、构建和完善人工生物模块系统,实现对复杂生物系统的操纵与测量,在疫苗的生产,新药和药物改进,以生物学为基础的制造、生产与利用可持续能源,环境污染的生物治理,检测有毒化学物质的生物传感器等多个领域具有极好的应用前景。

在生命科学的研究方面建议同学做到如下几点:一是利用工具与资源,二是打通历史与逻辑,三是联系身边的人和事。让我们为生命科学事业、为改变世界一起努力。

二、参观公共实验平台和基础实验演示

 

生命科学科普讲座结束后,高主任和实验中心吴江主任带领师生参观公共实验平台。师生积极地向工作人员提问,工作人员热情地向师生介绍,让大家了解到功能各异、用途广泛的高科技仪器设备。华东院9楼是具备CMA资质的药物分析检测平台,作为医药研发和生产质量分析的支撑。设备涉及药物化学、食品和环境等领域,可以检测不同性质的样品。如高效液相色谱仪和液质联用仪能够测定水质是否符合相关企业的生产要求;气相色谱仪和气质联用仪能够测定气体是否合标等。8楼是生物医药技术研发平台,设备涉及分子生物学、细胞生物学、遗传生物学、微生物学等领域。如3D活细胞打印能够应用药物筛选、建立疾病模型、干细胞研究、再生医学等。

 

接下来,实验中心吴江主任现场为师生做关于“琼脂糖凝胶电泳”的实验,“琼脂糖凝胶电泳”是常用的用于分离、鉴定DNA、RNA分子混合物的方法,也是高中生物教学的重点内容。吴主任边实验,边耐心地为同学们讲解实验要领,成功呈现了高科技实验并讲解实际应用。

 

同学们又来到了北大华东院芳景果蝇中心,这是北京大学生命科学华东产业研究院和启东芳景生物科技有限公司共同建立的综合性果蝇资源平台。这个平台致力于让科研用户能够便捷高效地获取果蝇相关资源,助力科学研究和药物研发,加速成果的产出和成果转化。它主要研究近几年非常热门的基因编辑相关内容,和我们高考生物的内容非常吻合。学生平时在模拟题中经常会遇到基因编辑的内容,但是都只能非常肤浅地回答表面问题,今天吴江老师帮助我们更深入的解答了有关定点插入转基因问题,以及基于CRISPR/ Cas9技术的基因编辑服务,这样我们就对这块内容有了更深入的了解。同时,北大的研究员带我们参观了果蝇实验室并给我们讲解了如何培养果蝇,如何对果蝇进行实验以及果蝇的繁殖、遗传等问题,为学生进一步探究果蝇实验打下了非常扎实的基础,老师和学生都感觉受益匪浅。

、活动总结

参观完公共实验平台和实验室后,师生们又回到九楼会议室,高主任进行总结,现场气氛活跃,高主任与学生亲切互动。如回答“如何学好生物”的问题时,高主任分析了“学生物为什么难”,是因为生物知识比较“散”,那么我们要把零碎的知识按照生物学逻辑整合到结构中去,这样结构清楚了,思路才会清晰。接着由吴江主任回答了“果蝇实验有什么作用”的问题,吴江主任介绍:果蝇是人类疾病研究的最重要基础模式动物之一,它和人类在神经系统机制方面有很多相似的地方,经常用于研究帕金森、阿尔兹海默症等等。他们能为某些企业提供不同基因修饰的果蝇,现在实验室有上万个品系果蝇样本。目前,它的样本库是中国最先进最全面的,这些资源可以让许多企业、高校及科研院所共享并受益。

最后全体师生与产业院领导、工作人员合影留念。

 

本次活动充分彰显“建构宏大的学习任务情境让学生获得知识和技能”的汇龙中学生态文明课程教学模式,贯彻“立本求真”的教育思想,高度关注学生学习过程中的实践经历,将知识学习的过程与主动参与的实践过程并行,通过探究性学习活动,加深对科学概念的理解,提升应用知识的能力,培养创新精神,学生能运用用科学的知识、观点、思路和方法,探讨和解决现实生活中的某些问题。在“与生命科学的亲密接触”中发现科学之真、生命之美!

 



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