生物老師課堂演示“斷體再生”，學(xué)生直呼顛覆認(rèn)知
近日，一段中學(xué)課堂視頻在社交平臺(tái)引發(fā)熱議——某校生物老師為講解動(dòng)物再生能力，竟當(dāng)堂切割活體渦蟲并展示其再生過程。隨著顯微鏡畫面實(shí)時(shí)投影，被切成三段的渦蟲在48小時(shí)內(nèi)陸續(xù)長(zhǎng)出完整頭部與尾部，最終分裂為三個(gè)獨(dú)立個(gè)體。現(xiàn)場(chǎng)學(xué)生全程記錄的視頻獲得超百萬播放量，網(wǎng)友留言“像科幻電影場(chǎng)景”“第一次直觀感受生命的神奇”。這一教學(xué)案例不僅印證了實(shí)踐性教學(xué)對(duì)知識(shí)吸收的顯著提升，更揭示生物再生研究在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的潛在價(jià)值。
再生現(xiàn)象的科學(xué)原理與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
渦蟲（Planaria）作為經(jīng)典模式生物，其全身分布著占體重25%的成體多能干細(xì)胞（neoblasts），這些細(xì)胞能定向分化為任何組織器官。實(shí)驗(yàn)采用無菌手術(shù)刀將體長(zhǎng)1cm的渦蟲橫向切分，置于15℃培養(yǎng)液中持續(xù)觀察。關(guān)鍵控制點(diǎn)包括：避免消化系統(tǒng)損傷以保證營(yíng)養(yǎng)吸收、維持水體含氧量促進(jìn)細(xì)胞增殖。通過染色標(biāo)記發(fā)現(xiàn)，切口處干細(xì)胞在6小時(shí)內(nèi)形成再生芽基（blastema），72小時(shí)后完成神經(jīng)、肌肉等復(fù)雜結(jié)構(gòu)重建。該過程涉及Wnt、BMP等多條信號(hào)通路協(xié)同調(diào)控，為組織工程學(xué)提供重要參考模型。
跨物種再生能力對(duì)比與醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景
相較于渦蟲的全能再生，脊椎動(dòng)物的再生存在顯著局限性：蠑螈可再生四肢但無法復(fù)原心臟，斑馬魚能修復(fù)鰭部卻失去脊髓再生能力。研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵差異在于p53基因的表達(dá)調(diào)控——過度活躍的抑癌機(jī)制會(huì)抑制細(xì)胞去分化。目前，哈佛團(tuán)隊(duì)已通過CRISPR技術(shù)激活小鼠的Lin28a基因，使其耳部穿孔愈合速度提升3倍。再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域正聚焦“細(xì)胞重編程”技術(shù)，通過導(dǎo)入特定轉(zhuǎn)錄因子（如Oct4、Sox2），將體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)為多能干細(xì)胞狀態(tài)，為器官移植供體短缺提供突破方向。
教學(xué)實(shí)踐中的操作規(guī)范與風(fēng)險(xiǎn)控制
開展此類演示需嚴(yán)格遵循《中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)安全指南》：選用非保護(hù)級(jí)渦蟲品種（如Dugesia japonica），實(shí)驗(yàn)前后用0.1%次氯酸鈉消毒器具，禁止學(xué)生直接接觸活體樣本。進(jìn)階教學(xué)可引入熒光蛋白標(biāo)記技術(shù)，使用共聚焦顯微鏡觀察再生過程中的基因表達(dá)變化。教育部2023年數(shù)據(jù)顯示，采用沉浸式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的班級(jí)，在《遺傳與進(jìn)化》單元測(cè)試中平均分提升17.8%，證明具象化認(rèn)知對(duì)抽象概念理解的關(guān)鍵作用。
