積極進取、堅持不懈的科學精神:細胞學說發展史
課程名稱:食品生物技術
課程代碼:1119022
課程類別:專業選修課
開課院系:生物與食品工程系
授課教師:郭素琴
【教師簡介】
郭素琴,博士,研究方向為基因工程抗體,及其在生物檢測、疾病診斷等方面的應用。主講課程為《生物與食品工程系》。在教學過程中,嚴格落實立德樹人的根本任務,努力把思政工作貫穿至整個教學過程,實現知識傳授、能力培養以及價值觀念引導的高度統一。
【課程簡介】
食品生物技術是一門專業本科選修課程,主要講授基因工程、細胞工程、蛋白質工程、發酵工程、酶工程以及生物工程下游技術在食品領域的應用。通過本課程學習,要求學生掌握必備的專業知識。在本課程講解中,將科學精神、愛國教育、創新思想和職業道德意識以及民族自信等思政元素融入其中,使學生在學習專業知識的同時,了解國家的蓬勃發展以及科學家們的光榮事跡,引導學生發揚艱苦奮斗的優良傳統,提升學生科研鉆研精神,幫助學生樹立提高我國技術創新的遠大理想。
【專業內容】
細胞工程的基本原理,細胞學說發展史。
【課程思政目標】
引導學生積極進取、堅持不懈的科學精神。
【案例內容】
施萊登(Matthias Jacob Schleiden)是19世紀德國著名的植物學家,細胞學說的奠基人之一。1838年,在“布朗運動”的發現者羅伯特?布朗(R.Brown)的影響下,施萊登從事植物細胞的形成和作用的研究,這是他對細胞學說進行的初步探索。同年,他發表了他的代表作《植物發生論》,并提出了植物細胞學說。施萊登的植物細胞學說認為:無論多么復雜的植物體都是由細胞構成,細胞是植物體的基本單位。最簡單的植物是由一個細胞構成的,多數復雜的植物是由細胞和細胞的變態構成的。施萊登認為,在復雜的植物體內,細胞的生命現象有兩重性:一是獨立性,即細胞具有獨立維持自身生長和發育的重要特性;二是附屬性,即細胞屬于植物整體的一個組成部分,這是次要的特性。細胞生命現象的這種兩重屬性是自然界“成形力量”的表現。
1838年10月,在一次聚會上,施萊登把未公開發表的《植物發生論》中有關植物細胞結構的情況和細胞核在細胞發育中的重要作用的基本知識告訴了施旺(Theodor Schwann),施旺很感興趣并大受啟發,為其最終創立細胞學說奠定了基礎。這樣,實際上施萊登已經把他的細胞學說的范圍從植物界擴大到了動物界。
施旺后來回憶說:“一天,當我和施萊登一起用餐時,這位著名的植物學家向我指出,細胞核在植物細胞的發生中起著重要的作用。我立刻想起曾在脊索細胞中看見過同樣的‘器官’。在這一瞬間,我領悟到,如果我能夠成功地證明,脊索細胞中的細胞起著在植物細胞的發生中所起的相同作用,這個發現將是極其重要的”。 用餐結束后,施旺立刻著手證明動物細胞中細胞核的存在。他首先選用的材料是動物的脊索細胞和軟骨細胞,因為它們的結構與植物的細胞壁相似。他如愿地觀察到了細胞核。此后,他又研究了許多其他種類的動物細胞。在當時的條件下,觀察動物細胞遠比觀察植物細胞要困難得多,因為動物細胞有些非常小,通常都很透明,不宜觀察。盡管如此,施旺還是證明了在眾多動物的組織形態中,都有細胞核的身影。
1839年施旺在《關于動植物的結構和生長一致性的顯微研究》一文中,提出了他從動物科學的角度得出的細胞學說:細胞是構成動物的基本單位,動物細胞的基本構成大體相同,雖然不同動物細胞的作用不見得相同,但各種細胞的發生是相似的。動物和植物一樣,也是由細胞組成的;植物細胞和動物細胞一樣,都含有細胞膜、細胞內含物和細胞核。
這一學說一系列科學觀點的提出,徹底推翻了千百年來動物界、植物界相互分割的傳統屏障,開創了生命科學的新紀元。細胞學說論證了整個生物界在結構上的統一性,以及在進化上的共同起源,被稱為現代生物學的三大基石之一。這一學說的建立地推動了生物學的發展,并為辯證唯物論提供了重要的自然科學依據。恩格斯曾把細胞學說譽為19世紀最重大的發現之一。
兩位科學家的學說一直不為人所接受,但是堅持不懈,積極探索科學知識,并且能夠發現新的知識,做出新的貢獻。通過這些故事就如何發現科學問題,提出理論假設并驗證,引導學生積極進取、堅持不懈的科學精神。