教学是科学文化的一种传承过程,是传播知识的主要途径。对高等教育而言,大学生们正是通过这一过程来汲取和掌握书本上的各种基础知识和基本技能。但四年的时间毕竟太短,学到的知识也就十分有限。"授人以鱼,莫若授人以渔"。因此教师在传授知识的同时,更应注重方法。这就涉及科学研究的战略和策略,以及如何高屋建瓴地掌握各学科的精髓。结合高校生物学教学的实际,我们举几个实例来加以说明。在生物学研究过程中,汇聚了无数杰出科学家的劳动成果,这些人类智慧的闪光点,推动着生物学乃至整个自然科学的前进和发展,这就是生物学研究的战略和策略。

　　1　遗传的物质基础基因是由什么物质构成的?遗传的物质基础上什么?

　　1．1　研究材料的选择究竟是蛋白质还是核酸对于遗传起着决定性的作用,最好采用这样一种生物作为研究材料,它的化学组成非常简单,最好只含有蛋白质和核酸,而且这些成分容易分开,以便于分别观察它们的作用。这些生物便是细菌、噬菌体和动物及植物病毒。

　　1 .2　三个著名的实验

　　1. 2. 1　转化实验转化是一个品系的生物吸收了来自另一品系生物的遗传物质,从而获得了后一品系的某些遗传性状的现象。肺炎双球菌具有多种血清型,在格里菲思的实验中,它将大量经加热杀死了的Ⅲ型光滑(有毒)细菌与少量粗糙(无毒)活菌注入同一小鼠体内,这一粗糙型是由Ⅱ型光滑细菌转变来的。这一小鼠出乎意外地死亡了,而且从心血中分离得到Ⅲ型光滑细菌。这一光滑细菌一再传代都保持不变。这一结果可以由三种解释:(1)Ⅲ型细菌可能并未完全杀死,这一解释可以很容易地排除;(2)粗糙细菌可能转变为光滑细菌。但如果是这样,从心血中分离得到的就该是Ⅱ型,因为这粗糙细菌原是从Ⅱ型光滑细菌转变得来的。这一可能也被排除了;(3)粗糙细菌从杀死的光滑细菌获得遗传物质,从而使它产生荚膜。肺炎双球菌的型别物质基础是构成荚膜的多糖,多糖的生物合成通过酶的作用,而酶是蛋白质。可是从肺炎双球菌抽提得到的多糖和蛋白质都不能引起转化。只有ＤＮＡ能引起转化,效果随其浓度的增加而增加,ＤＮＡ酶处理后的ＤＮＡ失去转化作用。因此,可以确信在肺炎双球菌中决定型别的遣传物质是ＤＮＡ。

　　1 .2 .2　病毒重建实验烟草斑纹病毒(ＴＭＶ)由蛋白质外壳和ＲＮＡ核心所构成。从ＴＭＶ通过表面活性剂的处理得到它的蛋白质,从变种ＨＲ通过弱碱的处理得到它的ＲＮＡ,把这两部分放在一起,通过重建获得二者的杂种病毒。再分别用ＴＭＶ抗血清和ＨＰ抗血清对之作用,前者使杂种病毒失活,后者不使之失活。用杂种病毒感染烟草产生ＨＲ特有的病斑,从病斑分离得到的病毒含有ＨＲ蛋白质和ＨＲＲＮＡ。杂种病毒的蛋白质是ＴＭＶ蛋白质,可是杂种病毒感染寄主以后,在寄主中一再繁殖得到的子代病毒的蛋白质却是ＨＲ蛋白质。这一实验结果说明病毒蛋白质的特性为它的核酸所决定,而不是由蛋白质所决定。

　　1 .2 .3　噬菌体感染实验这是一个天然的实验。蛋白质中含有硫而不含磷,ＤＮＡ中含有磷而不含硫。首先在有32Ｐ或35Ｓ的培养液中将噬菌体Ｔ2感染大肠杆菌,得到标记噬菌体,然后用它去感染一般培养液中的大肠杆菌。经过短时间的保温以后,在组织搅碎器中搅拌。已知这一时间内噬菌体恰可以完成感染作用。搅拌以后分别测定沉淀物和上清液中的同位素标记。细菌都包含在沉淀物中,上清液只含有游离的噬菌体。测定结果表明在32Ｐ标记噬菌体的实验中几乎全部32Ｐ都和细菌在一起,而在用35Ｓ标记噬菌体的实验中则几乎全部35Ｓ都在上清液中。这一结果说明在感染过程中噬菌体的ＤＮＡ进入细菌细胞中,它的蛋白质外壳则不进入。电镜观察证实了这一结论。噬菌体感染寄主细胞时只把它的ＤＮＡ注入到细胞中去,可是经过短短二十几分钟后,从细胞中释放出大约几百个噬菌体。这些噬菌体的蛋白质外壳的开头大小和留在细胞外面的外壳一模一样。这说明决定噬菌体的蛋白质外壳的特性的遗传信息的携带物是ＤＮＡ。

　　 2　ＤＮＡ双螺旋结构模型的提出1944年转化现象发现以后,许多人对于遗传物质ＤＮＡ而不是蛋白质这一点仍抱有怀疑。原因是已知蛋白质的分子结构是多种多样的,可是一般认为ＤＮＡ的分子结构是一律的,是由四种核苷酸单调重复排列组成的大分子。大量的遗传信息如何贮存于单调的ＤＮＡ分子中?又是如何准确地传递给下一代的?按照Ｗａｔｓｏｎ-ＣｒｉｃｋＤＮＡ分子结构模型: (1)ＤＮＡ的两个单链的相对位置上的碱基有严格的配对关系; (2)Ａ对Ｔ,Ｃ对Ｇ; (3)ＤＮＡ链上的碱基的排列则没有一定的规律。ＤＮＡ分子四种碱基的排列决不是单调的重复,ＤＮＡ结构的变化方式是无穷无尽的。碱基的排列顺序包含指导合成蛋白质的全部信息。染色体根据碱基配对原则进行复制,经细胞分裂将亲代的遗传信息传递到子代。

　　3　半保留复制 大量的遗传信息是如何准确无误地传给后代的呢?遗传物质必须具有自体复制这一特性,它的分子结构的特异性由它本身所决定。证明ＤＮＡ分子自体复制的经典实验:首先将大肠杆菌培养在以15ＮＨ4Ｃｌ作为氮源的培养液中,经十几小时后细菌ＤＮＡ中的碱基氮几乎全部是15Ｎ。再将细菌放入14ＮＨ4Ｃｌ为氮源的培养液中,新合成ＤＮＡ中便出现14Ｎ。每隔一定时间,即每隔一定细胞分裂代数取一定量的培养物,抽提它的ＤＮＡ,进行ＣｓＣｌ密度梯度离心。ＣｓＣｌ浓度呈现一个梯度,密度略有不同的物质在离心达到平衡时便处在离心管的一定位置。对于ＤＮＡ,便可用紫外线摄影和紫外线吸收光谱进行分析。亲代细菌的ＤＮＡ是均一的,全部是15Ｎ-ＤＮＡ,位于离心管的下部;第一代细菌的ＤＮＡ也是单纯的,密度介于15Ｎ-ＤＮＡ和14Ｎ-ＤＮＡ之间,位于离心管的中部;第二代细菌的ＤＮＡ包括等量的两种,一种相当于第一代(居中),另一种则密度更低,即纯的14Ｎ-ＤＮＡ,位于离心管的上部,占全部ＤＮＡ的1/2;第三代细菌的ＤＮＡ也是不均一的,14Ｎ-ＤＮＡ占全部ＤＮＡ的3/4,即离心管中ＤＮＡ的位置是3/4轻,1/4居中……。这一实验结果令人信服地证明ＤＮＡ的每一次复制所形成的两个分子中,每一个分子都保留它的亲代ＤＮＡ分子的一个单链,也就是说保留它的亲代ＤＮＡ分子的一半。这种复制称为半保留复制。ＤＮＡ是生物体内唯一通过复制而合成的物质。 由上可见,在教学过程中注重策略教育,在讲解知识的同时,传授科学研究的方法和策略,不仅可以提高学生对生物学的学习兴趣,激发他们对生物学的学习动力,加深他们对所学知识的理解和记忆;而且可以使学生学到真本领,对他们今后从事科学研究,进一步深造,亦或从事其它工作都将受益匪浅。