走出校园做实验，探秘国家基因库……看！这堂最生动的研学课程！

纸上得来终觉浅，

绝知此事要躬行。

为了让南山学生连接世界最前沿的科学，南山区教科院启动了“远航计划”，由我校承办第一期研学活动——科学阅读，生命基因。11月23日，南外高中STEM社和植物与环境研究社41名学生前往国家基因库和华大基因，南山区教科院教育理论部教研员张丽虹全程带队参与。

探秘国家基因库

走入国家基因库展厅，栩栩如生的猛犸象雕塑映入眼帘，上面印了四个字：永存永生。华大基团生命周期表项目负责人孙海陆热情接待了研学团，他向同学们详细介绍了基因库对于人类生存以及生态系统稳定的重要作用、三库两平台的内容以及基因"存、读、写"的意义。据孙海陆介绍，2013年科学家们在西伯利亚冰层里发现了完整的猛犸幼象，后来通过幼象的毛发，获得了猛犸象完整的细胞核。这个惊人的发现，为复活这个10000多年前的巨型动物提供了有利条件。猛犸象真的能复活吗？现场同学对这个问题都很好奇。“不久的将来，基因编辑、干细胞技术或许能够从猛犸象遗骸中获得的细胞定向转变成全能干细胞，从而获得猛犸象的‘种子’，使猛犸象复活成为可能。不过还有个问题——上哪找能给四五米高的猛犸象当代孕母体呢？这是个很头疼的问题，普通的大象做不到。在新的细胞分裂发育成胚胎后，如何让猛犸象胚胎在代孕母体子宫内着床、发育直至顺利生下小猛犸象，成为最大的难题。即便是目前和猛犸象最近的近亲——亚洲象，其基因差异也达到4.7%，这意味着即便让亚洲象当代孕妈妈，仍极易流产。因此科学家们寄希望于未来人造子宫，而这在目前还不具备条件。"

孙海陆老师向研学团介绍基因库概况

据现场人员介绍，中国国家基因库不仅仅是数据库，而是国际上现有的各类生物样本库、数据库、生物多样性库、疾病库等的综合升级版。除了“干库”（即基因、蛋白、分子、影像等多组学生物信息数据库）、“湿库”（多样性生物样本和物种遗传资源库）之外，国家基因库还引入了“活库”，即生物活体库，包括动物资源、植物资源、微生物资源和海洋资源等。本次研学团主要参观”三库两平台“中的湿库和活库。

走出办公楼，沿着“细胞核小路”学生来到了活库。这里种植着各种树木，池塘中还有天鹅和火烈鸟在嬉戏，还圈养着羊驼，梅花鹿等动物，它们也是国家基因库的“活体库”样本。

火烈鸟

从课本走向现实，进一步了解了生物多样性和基因多样性

且走且思

学生写下参观记录

走近-80°C的生命银行

随后，孙海陆带领大家一同参观了150台拥有自主知识产权的基因测序仪、存储量高达60PB的数据中心，储存生物样本的-80°C冰箱区。

零下80度的冰箱，里面存储着超过2000万管的血液、组织、体液、种子、微生物等多种生物资源样本，存储量已经比肩英国、荷兰、德国等国家样本库和挪威世界末日种子库，这里是被称为“湿库”（生物资源样本库）。科研人员就是通过这些“一手资料”，破译无数个生命未解之谜。

趣解基因奥秘，探究生命本质

“熊猫为什么能吃竹子？喝酒为什么会脸红？”在当天的科普讲座中，孙海陆从案例入手，深入浅出地科普了一系列与DNA有关的概念。

“结合化石证据，400多万年前熊猫的鲜味受体基因TAS1R1演化为假基因，失去功能，也就是说熊猫再也感受不到肉类的鲜美，吃起来味同嚼蜡……三个和赖氨酸、精氨酸的利用有关的基因（PRSS1, PRSS36, and CPB1）也突变了，这导致熊猫不得不进一步放弃植物叶片作为主食，转而食用含赖氨酸和精氨酸较少的竹子。”

生动有趣的例子，在引发猜想的同时，吸引现场师生专注于贯穿生命始终的大数据，一点点揭开基因的神秘面纱。

专注聆听的学生

提取DNA实验，解锁生命密码

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”如果说上午相关理论学习奠定了认知基础，那么积极而可行的实践参与，方能更好提升同学们的认识。下午，实验员带领学生开展了一项有趣的实验——从自己的唾液中提取被称作“生命密码”的DNA。

“提取DNA一共可以分为六个步骤，第一步，标记5ml 离心管，收集口腔唾液1ml；第二步，取2ml离心管，标记上号码，取400uL唾液后，加入10uL缓冲液E，振荡混匀……”同学们仔细操作着仪器，跟随老师解说的步骤尝试解读藏在生物身体里的“生命天书”。

《提取唾液中的DNA》这个实验看起来简单，但在实际操作过程中需要注意的细节问题也非常多，不少同学因为某些环节的操作不当，最后的实验结果并不能让人满意。

“在做《提取DNA》的实验时，学生们一开始接触新奇的高精密仪器都很新奇，大家都很兴奋，随着感受到一个简单实验却要重复很多步骤又感到了枯燥，最后看起来不起眼的实验，自己却得不到一个满意的结果。残酷的现实让同学们体会到科研工作者的不容易，既要严谨还要耐得住寂寞。”此次带队老师刘倩说道。

为了让学生更快地进入基因的世界，刘倩、刘超老师编制了《研学报告册》，内含有DNA的表达、提取DNA的方法、基因检测的应用等基础知识，还包括三个任务单：参观记录、实验报告和活动随笔。所有学生除了当天认真完成研学任务外，还仔细填写了《研学报告册》。

给学生更宽广的教育

部分学生研学手册笔记（向左滑动查看更多）

“书本之外天地宽。”读书绝不是为了把同学们变成“书呆子”。在课余，老师们带着同学走出课堂、走出书本，在更广阔的天地，去见识，去寻访、去历练、去探究……

“让越来越多学生都有机会去接触、了解和探究问题，这是老师们的一致愿望。”生物科组刘倩老师如是说。

“此次南外高中组织学生小课题主持人研学，以学生的兴趣为主导，以真实情境学习和真实科研实验室的特有的氛围熏陶，让学生亲历感受科学研究，理解科学研究过程和科学家素养，对科学研究和成为科学家感兴趣，培养南山学生的科研能力、探究能力、创新能力。

希望同学们除了科学实践还要加强科学阅读，读真理的书，读前沿科学的书，用实践丰富理论，用阅读提升实践。”教研员张丽虹鼓励学生行而后知，在实践中收获成长。

研学团在国家基因库合影留念

整理 / 校对/ 编辑：办公室

—END—