《五堂极简生物课》
说是“极简”不是说里面的内容简单,而是作者用极其简练的语言把生物学纷繁复杂的知识系统性的构建出来了。这本书可作为一本科普读物适合普通读者开阔眼界,也适合生物学专业的学生加深对知识的理解,更适合生物教师将其作为一本辅助性参考书,丰富课堂知识。
说是“五堂”极简生物课,其实是把生物学中最重要的五个概念,分别抽身出来,做出简洁而精彩的阐释。为什么可以在简洁中带着精彩,因为作者是一名生物学家,他对于知识的理解,不仅限于教材,而是结合自身的观察和理解,提出新的见解和丰富的阐释。
那么生物学中最重要的五个概念是什么?
1、细胞
我们知道物质的基本单位是“原子”,那生物学中的原子就是细胞。细胞是生物体的结构和功能的基本单位。生物体的生长、发育、遗产和变异都与细胞息息相关,可以说没有细胞就没有生物体。
细胞中最重要的结构之一就是细胞膜,它形成了一道灵活的屏障,将每个细胞与外界环境隔离开来,从而界定了“内”和“外”。细胞在内部建立、培养它需要执行的内部秩序;与此同时,细胞也可以在其外部环境里制造混乱。
2、基因
基因,就是遗传物质,它能确保遗传信息从亲代传递到子代。通俗来说,孩子为什么像父母,就是因为孩子继承了父母各一半的基因。提到基因,就不能不提“DNA”,因为基因就是DNA上的片段。
DNA具有精美的双螺旋结构,这是“造物主”艺术性手法的一个绝佳的例子。
而这个精妙绝伦的双螺旋结构优雅之处,在于它有两大关键任务:第一,DNA能储存遗传信息,而这个遗传信息控制着生物的生长、存续和繁殖;第二,DNA必须能够精确、可靠地自我复制,确保亲代和子代之间的稳定遗传。
但基因的另一个绝妙的特点就是它随时可能发生突变,而且这种变异是在任何生物体身上都可能发生的。随机发生的突变,(因为是随机的),带来的后果就无法预测,有些突变的基因使生物体更加适应环境,有些相反。在长期的生存竞争过程中,那些“优秀的”更适应环境的基因得以保存下来,这使得生物得以进化。生命始终在试验、创新和适应,生命改变世界的同时,世界也随之改变。
基因必须在变与不变之间保持平衡——既要保持恒定以保存信息,又要兼具改变的能力以更适应环境。
3、自然选择的进化
因为地球上的资源是有限的,而生物又有无限繁殖的倾向,这样势必会导致“斗争”。生物在生存斗争中适者生存,不适者被淘汰的现象就是“自然选择”。
要让自然选择的进化发生,生物体必须具备三个关键点:第一,它们必须能够繁殖;第二,它们必须有遗传系统;第三,遗传系统必须有变异表现。正是因为有了变异,才有了差异,“差异”是生物进化的原材料。这就阐释了不同的生命的形态是如何产生的。
自然选择的进化,其深远意义在于:一切生命都是通过子代相连的。往回追溯,现存的所有生物都有一个共同的祖先,地球上的所有生命都算我们的亲戚,有些是近亲,有些是远亲。
4、生命的化学
生命就是化学反应。这听起来好像有点违背常理。我们从小就把“生物”和“化学”分的很清,认为生物是有生命的个体,而化学学到的都是各种元素和分子。实际上,我们的生命就是各种元素和分子构建的。
元素和分子形成了细胞的成分和结构。在细胞内部无时无刻不发生着千变万化的化学反应。所有这些在生物体内发生的化学反应共同作用,就叫新陈代谢。生物体的一切机能——维持、生长、组织、繁殖,以及为这些过程提供动力的能量的来源——都以新陈代谢为基础。
这些化学发生的一个先决条件就是——酶。在生物体内,几乎所有的化学反应都需要酶的催化。酶是有机催化剂,绝大多数酶的本质是蛋白质。而基因指导蛋白质的合成。这些蛋白质可以承担催化、运输、免疫、信息传递及结构构建等所有的生命活动。所以,由此可以想象成“基因”指挥“蛋白质”去做事,而酶是一种“监察官”,督促它快快干活。
5、生命的信息
生物体要作为一个有组织的复杂系统有效运作,就必须不断地收集、利用外部世界和内部状态的信息。当世界(无论是外部还是内部)发生变化时,生物要有办法探测到变化,并作出反应。对于外界作出反应的一种重要机制就是:负反馈调节。负反馈调节,通俗说起来,就像有一只手把想要走向无序的东西拽回来,使它待在特定的范围内以维持恒定。比如,体温调节,无论外界寒冷还是炎热,我们的体温总是能保持在一定范围内。
这种反馈不仅存在于细胞内、机体内,在整个生态系统中都普遍存在。这个机制使得“秩序”得以维持。
以上是生物学科最重要的五大模块。
本书的启发:
一、书中有很多例子,把复杂的知识讲的通俗易懂,可用于我的教学。(这也是我读生物科普书的原因之一)
二、书中写作手法值得借鉴:
先是用生活中的例子引出要讲的核心概念或原理;
然后,讲述其发展历程;
随后,表达出最核心的观点;
在以上这些过程中会时不时发表自己的看法和独特的见解。
所以,读这本书不像是在死磕知识,而是在与朋友交谈。(与这个朋友交谈可是有意思啊,他是2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者)
三、国内外教育环境的对比:
作者没有考上大学,但竟然走上科研之路而后还能获得诺贝尔奖。
这样的道路在我国很难行的通。如果失去了高考的优势,恐怕很难再翻身吧。而且用人单位往往会有年龄上的限制,这导致我国的当代青年很容易产生年龄焦虑,认为在三十岁之前不与同龄人同步就一切都来不及了。我们的青少年更像是流水线上的产品一样,同样的时间做同样的事,很少有自己真正的兴趣(也很难有时间培养真正的兴趣)。从小要学习,长大了要工作,这一辈都在走同一条道理,冒险有风险,我们中国人骨子里还是不喜欢冒险。
但我认为,我们应该采取开放的、终身学习的态度。要去探索自己的内心,到底喜欢哪条道路,多去试错和改进,认清目标进而去付出终身的精力和时间。
四、科学研究思维
本书中各种细节都透露着科学家的研究思维,让我们看到了作为一个科学家到底如何行事、如何思考?
1、学科互通性。
2、把问题无限拆分,刨根问底。
3、科学家的气度,不与人争雄。
4、运气也很重要。
5、耐心和毅力是永恒的话题。
6、不要想着一劳永逸,也没有一劳永逸的事情。
7、世界就是在“变”与“不变”中保持平衡。
8、建立模型思维,用模型解释复杂的知识。
9、世界就是在“打破旧秩序建立新秩序”中不断演化。
《五堂极简生物课》,时过一年整再去读一遍,发现比去年的收获还大。这源自于我读书目的的变化。去年读书的时候没有什么精确的目的,只是想通过读书提升自己,我能做的就是确定大致的方向,尽量多读。没有明确的目的,就没有明显的收获。而今年重读旧书的目的就非常明确:一是,我要写出该书的总结,我必须从新认真读一遍;二是,我想得到一些新的启发,因为现在的我和一年前的我已经不是同一种思维模式了,经过一年的塑造,原本看起来无感的知识,现在看着可能就有额外的惊喜。经过实践发现,我每次二刷一本书的时候往往比第一次收获大。
整体而言,这本书我非常喜欢,也需要经常翻阅来吸收精华!