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遺傳學(xué)的分類精選(九篇)

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遺傳學(xué)的分類

第1篇:遺傳學(xué)的分類范文

關(guān)鍵詞:遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容 基于問題學(xué)習(xí) 專業(yè)詞匯 成績評價體系

中圖分類號:G642

文獻標(biāo)識碼:C

D01:10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.118

遺傳學(xué)是是研究生命基本規(guī)律遺傳和變異現(xiàn)象的科學(xué),它是一門古老而又發(fā)展迅速的學(xué)科。遺傳學(xué)與人類自身的健康密切相關(guān),也是生命科學(xué)的核心學(xué)科之一。遺傳學(xué)的發(fā)展得益于生命科學(xué)其他分支學(xué)科的發(fā)展,也與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科廣泛交叉和滲透,同時,遺傳學(xué)的發(fā)展也大大促進了生命科學(xué)其他分支學(xué)科的發(fā)展。高等院校生物學(xué)專業(yè)本科生開設(shè)的遺傳學(xué)課程是一門主要的基礎(chǔ)課程。遺傳學(xué)課程對于高等院校生物學(xué)專業(yè)本科生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)具有重要的支撐作用。但是,遺傳學(xué)也有著不同于生命科學(xué)專業(yè)其他重要課程的一些獨有特點。在遺傳學(xué)的教學(xué)中,如何提高教學(xué)效果,我們有如下一些思考。

1 選擇合適的教材、課件和教學(xué)內(nèi)容

國內(nèi)目前有不少的遺傳學(xué)教材,每本課程各有其優(yōu)缺點。在教學(xué)實踐中,經(jīng)過廣泛的討論、協(xié)商和比較,我們選擇了2013年高等教育出版社出版的由劉祖洞等主編的第三版遺傳學(xué)教材,這主要基于如下理由,第一,這套教材的前兩版是公認(rèn)的遺傳學(xué)經(jīng)典教材;第二,該教材在經(jīng)典遺傳學(xué)與現(xiàn)代分子遺傳學(xué)方面的內(nèi)容平衡得比較好;第三,該套教材在習(xí)題方面組織得比較完整,內(nèi)容也比較新。在遺傳學(xué)的課件方面,我們主張精心準(zhǔn)備,既注重教材內(nèi)容的講授,也要求加入一些前沿的研究內(nèi)容,也包括一些授課老師科研相關(guān)項目的內(nèi)容。同時,遺傳學(xué)與動物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、生物統(tǒng)計學(xué)等課程存在廣泛的交叉。由于遺傳學(xué)講授的內(nèi)容非常多,在有限的學(xué)時內(nèi)就必須進行必要的一些取舍。我們認(rèn)為應(yīng)根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)對遺傳學(xué)內(nèi)容進行必要的調(diào)整,避開重復(fù),突出重點,會有利于提高遺傳學(xué)的教學(xué)效果。比如微生物遺傳學(xué)的部分內(nèi)容,由于與微生物學(xué)課程存在很大的交叉部分,在學(xué)時的安排上就可以適當(dāng)減少。由于遺傳學(xué)是研究生命基本規(guī)律的科學(xué),大多數(shù)學(xué)生普遍都對該課程的學(xué)習(xí)比較感興趣,但也應(yīng)該注意到部分學(xué)生感到學(xué)習(xí)遺傳學(xué)難度較大,在教學(xué)的過程中應(yīng)該注意乎衡教學(xué)的進度。此外,在遺傳學(xué)教學(xué)中也需要補充一些教材以外的內(nèi)容,才能滿足學(xué)生對遺傳學(xué)知識構(gòu)建的需要。我們認(rèn)為在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加一些人類遺傳學(xué)的一些現(xiàn)象(疾?。?,效果就比較好。比如紅綠色盲,禿頂,血型,先天愚型,兩性畸形等遺傳現(xiàn)象,可以進一步的調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2 遺傳學(xué)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀和動態(tài)

在遺傳學(xué)課程的講授中,遺傳學(xué)的發(fā)展歷史及一些重要遺傳學(xué)家的事跡,對于學(xué)生對于遺傳學(xué)學(xué)科的發(fā)展理解非常重要。不僅要介紹國外一些著名的遺傳學(xué)家,如孟德爾、摩爾根、穆勒等,也應(yīng)介紹國內(nèi)一些著名的遺傳學(xué)家如談家楨、盛祖嘉等,國內(nèi)一些重要的遺傳學(xué)方面的進展也要穿插在教學(xué)過程中。同時,要讓學(xué)生置身于一些遺傳學(xué)家所處的時代,如何來分析他們所觀察到的一些遺傳現(xiàn)象,提出自己的假說,設(shè)計實驗加以驗證,從而推動遺傳學(xué)學(xué)科的發(fā)展。此外,近幾年在遺傳學(xué)相關(guān)領(lǐng)域獲得諾貝爾獎的科學(xué)家的貢獻也要在相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中提及。在對遺傳學(xué)歷史的學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生會逐漸認(rèn)識遺傳學(xué)在當(dāng)前生命科學(xué)各學(xué)科中的核心作用和重要地位。同時,讓學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的歷史、現(xiàn)狀和動態(tài)過程,既豐富了學(xué)生的知識,又提高了學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的興趣。另外,在理論考試中,我們有時候也考察一些遺傳學(xué)發(fā)展的歷史,比如基因的概念是如何發(fā)展的,遺傳的染色體學(xué)說是如何建立起來的等問題。

3 遺傳學(xué)專業(yè)詞匯的學(xué)習(xí)

遺傳學(xué)的專業(yè)詞匯相對于其他一些課程來相對較多。我們認(rèn)為,對于遺傳學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)離不開對許許多多遺傳學(xué)專業(yè)詞匯的理解和學(xué)習(xí)。遺傳學(xué)名詞的學(xué)習(xí)過程中,要讓學(xué)生同時接觸到這些遺傳學(xué)專業(yè)詞匯的英文名稱。在講授一些遺傳學(xué)名詞的時候,要注重與其他一些相近遺傳學(xué)名詞的比較,比如交叉和交換的區(qū)別;不完全顯性、完全顯性、共顯性、超顯性、鑲嵌顯性的區(qū)別等。在遺傳學(xué)的理論考試中,我們傾向于20-30%的遺傳學(xué)名詞的解釋和理解是比較合適的。在遺傳學(xué)專業(yè)詞匯的學(xué)習(xí)過程中,為避免枯燥乏味,我們采用多樣的教學(xué)方式,如圖表、動畫等對專業(yè)詞匯進行介紹,加強學(xué)生對遺傳學(xué)專業(yè)詞匯的理解和認(rèn)識。由于高等院校生物類專業(yè)大部分學(xué)生具有進一步讀研的意向,如果學(xué)生有從事遺傳學(xué)專業(yè)研究的意向,我們也會推薦一些好的遺傳學(xué)專業(yè)詞匯的書籍,讓他們備考。比如復(fù)旦大學(xué)出版社出版的英漢遺傳工程詞典就是一門較好的學(xué)習(xí)遺傳學(xué)專業(yè)詞匯的參考書。

4 善用多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)對于遺傳學(xué)的教學(xué)非常重要。一些重要的遺傳現(xiàn)象,都要有一些圖片、視頻等來配合講授進行學(xué)習(xí)。比如有絲分裂和減數(shù)分裂的異同,采用動畫視頻來輔助教學(xué)效果就會比較好。生物專業(yè)的遺傳學(xué)課程不同于醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程,但在教學(xué)課程學(xué)生對于一些人類遺傳的現(xiàn)象等問題特別感興趣,因此我們傾向于介紹部分人類遺傳學(xué)現(xiàn)象的內(nèi)容。但在人類遺傳病的學(xué)習(xí)過程中,如果僅僅通過語言描敘一些病例,學(xué)生很難留下深刻印象。如果通過照片或視頻來描敘一些遺傳病,就能夠增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生對于知識的理解也就會更加深刻。同時,我們也鼓勵學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)了解一些遺傳學(xué)方面的最新動態(tài),比如我們推薦OMIM網(wǎng)站讓學(xué)生更廣泛的了解一些遺傳病的信息。我們也嘗試使用一些互聯(lián)網(wǎng)程序?qū)z傳學(xué)課程進行考核和答疑。通過多樣化的多媒體教學(xué),我們認(rèn)識到多媒體教學(xué)能夠大大提高學(xué)生的注學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的興趣,獲得了較好的教學(xué)效果。但在遺傳學(xué)的多媒體教學(xué)中,我們也認(rèn)識到容易造成教學(xué)內(nèi)容的層次不夠清晰等問題,這都需要任課教師加以注意。

5 遺傳學(xué)習(xí)題的講解

遺傳學(xué)是在生命科學(xué)各分支課程中是相對較難學(xué)習(xí)的課程之一,應(yīng)該說是有一定的理論深度的。單純的課堂的理論知識講授很難讓學(xué)生對遺傳學(xué)的理論知識學(xué)習(xí)和應(yīng)用掌握透徹,我們認(rèn)為遺傳學(xué)這門課程需要通過對一些遺傳學(xué)習(xí)題的訓(xùn)練和講授來讓學(xué)生真正掌握和應(yīng)用。在遺傳學(xué)課程的講授過程中,每隔一段時間我們都會安排一定學(xué)時的習(xí)題課,專門對教材課后的一些習(xí)題進行講授。同時,我們也鼓勵學(xué)生嘗試解答一些著名科研機構(gòu)和高等學(xué)校遺傳學(xué)研究生入學(xué)試題,對一些經(jīng)典的試題統(tǒng)一講解,通過問卷調(diào)查,我們的這中教學(xué)思路受到了學(xué)生們的廣泛歡迎。

6 PBL教學(xué)方法在遺傳學(xué)中的應(yīng)用

PBL教學(xué)法,即基于問題學(xué)習(xí)(Prohlem-Based Leaming)的教學(xué)方法,它是一種以學(xué)生為主體的典型教學(xué)方法。在PBL教學(xué)過程中,學(xué)生通過對問題的探索和解決,不但獲得了知識,也學(xué)會了解決問題的思路和方法,同時對問題的探索又成為學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題進而解決問題的過程。由于遺傳學(xué)的知識點多,有較強的理論深度。在遺傳學(xué)的講授過程中,通過PBL教學(xué)方法的應(yīng)用對該課程的講授就更加重要。在教學(xué)過程中,經(jīng)常向?qū)W生提出一些問題,讓學(xué)生分組討論,再進行總結(jié)和評價。比如,在巴氏小體學(xué)習(xí)的過程中,我們提出問題,既然女性X性染色質(zhì)失活,為什么X連鎖的遺傳現(xiàn)象沒有受到影響的問題,學(xué)生在分組討論的時候就提出了很多有趣的假說。我們認(rèn)為,在遺傳學(xué)的教學(xué)過程中,善于通過應(yīng)用PBL教學(xué)法能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,可以有效的引導(dǎo)學(xué)生對遺傳現(xiàn)象和規(guī)律的深入分析和認(rèn)識,

7 實驗教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

遺傳學(xué)是一門實驗性很強的科學(xué),它的發(fā)展源于實驗,實驗教學(xué)是遺傳學(xué)課程學(xué)習(xí)不可分割的部分。遺傳學(xué)與普通人的生活關(guān)系密切,學(xué)生在日常生活中很容易遇到一些遺傳學(xué)問題,他們也希望在遺傳學(xué)實驗中獲得解決問題的方法,遺傳學(xué)的實驗教學(xué)應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生獲得解決這些問題的機會,同時成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。我們在遺傳學(xué)課程的教學(xué)安排中,實驗課學(xué)時占到了總學(xué)時的大約1/3。對與其他生命科學(xué)課程如分子生物學(xué)、微生物學(xué)等交叉的實驗內(nèi)容部分進行了調(diào)整,對遺傳學(xué)實驗我們更偏重一些遺傳學(xué)學(xué)科所獨有的一些實驗的開設(shè)。我們對遺傳學(xué)課程的實驗安排包括三個方面,一是以果蠅為材料的一些經(jīng)典的雜交實驗;二是細(xì)胞遺傳學(xué)比如性染色質(zhì)標(biāo)本的制備、核型分析等;三是人類遺傳病的分析比如一些正常遺傳性狀的調(diào)查、系譜分析等。同時,在學(xué)生在實驗過程中,我們鼓勵學(xué)生提出各種假說和設(shè)想,設(shè)計小實驗進行檢驗,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力。

8 完善遺傳學(xué)課程成績評價體系

隨著我國高等教育的不斷發(fā)展,人才評價的標(biāo)準(zhǔn)也不斷發(fā)展和完善。合理的考核方法也對督促學(xué)生的學(xué)習(xí)能起到積極的作用。對于遺傳學(xué)的課程的成績評價體系,我們采用了理論考試成績(60%)與實驗成績(40%)相結(jié)合的評價體系。理論考試成績部分,我們采用了期中考試使用學(xué)生網(wǎng)上課程學(xué)習(xí)系統(tǒng),學(xué)生通過自測試題庫內(nèi)的試題完成,成績占30%,期末考試?yán)蠋熋}考試成績占70%。實驗成績包括實驗結(jié)果(20%),實驗報告(40%)和實驗考核(40%)的部分。實驗考核主要包括對實驗儀器的正確操作和實驗操作的熟練程度等。通過這種綜合性課程成績評價體系,我們發(fā)現(xiàn)能夠提高學(xué)生對遺傳學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,能夠比較客觀地反映學(xué)生對遺傳學(xué)知識的掌握程度。

我們認(rèn)為,通過遺傳學(xué)課程的學(xué)習(xí),學(xué)生學(xué)到的不僅僅是豐富的遺傳學(xué)理論和實驗技能,也能讓學(xué)生終身受益。高等院校生物類專業(yè)遺傳學(xué)課程的教學(xué),應(yīng)該理論聯(lián)系實際,根據(jù)具體的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象的特點,采用符合實際的教學(xué)方法??傊晟七z傳學(xué)教學(xué)方法還需要廣大遺傳學(xué)教學(xué)工作者不斷去研究和探索。

參考文獻:

【1】吳守偉,趙莉,胡明潔,張靜.醫(yī)學(xué)院校生物科學(xué)專業(yè)遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容的研究【J】.中華全科醫(yī)學(xué),2008,6(11):1157-1158.

【2】王文靜,連瑞麗,李宇偉.多媒體技術(shù)在遺傳學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用【J】.鄭州牧業(yè)工程高等專科學(xué)校學(xué)報,2008,28(1):55-56,78。

第2篇:遺傳學(xué)的分類范文

關(guān)鍵詞 表觀遺傳 高中生物 科學(xué)的本質(zhì) 生命觀念

中圖分類號 G633.91 文獻標(biāo)志碼 A

表觀遺傳學(xué)為人們理解遺傳現(xiàn)象提供了全新的視角,成為“后基因組”時代的重要研究內(nèi)容之一。同時,表觀遺傳學(xué)作為一個前沿領(lǐng)域,將是高中生物課程內(nèi)容的一部分。如何在高中課程中實現(xiàn)其教育價值,對教育工作者又提出了新的要求。

1 表觀遺傳學(xué):從“意外”發(fā)展而來的科學(xué)領(lǐng)域

“眾所周知,DNA是生命的基本遺傳物質(zhì),但令人怦然心動的是,你可以繼承的不僅僅只有DNA序列,還有表觀遺傳信息?!北碛^遺傳學(xué)是從對經(jīng)典遺傳學(xué)理論無法解釋的“意外”現(xiàn)象的探索中發(fā)展起來的,這也使表觀遺傳學(xué)的研究格外令人著迷。

經(jīng)典遺傳學(xué)認(rèn)為,遺傳信息儲存于核酸序列中,并通過生殖將遺傳信息傳遞給下一代。它所揭示的“基因型決定表型”的遺傳模式被廣泛認(rèn)知。然而,不符合此模式的遺傳現(xiàn)象卻一直困擾著遺傳學(xué)研究者們。作為遺傳信息完全相同的同卵雙胞胎為什么會在成長發(fā)育過程中表現(xiàn)出不盡相同的外表特征?在生物體的發(fā)育過程中,雖然每個細(xì)胞擁有相同的遺傳物質(zhì),為什么它們卻遵循高度的時空特異性,從而分化為不同的組織?在過去的30年中,隨著對DNA甲基化、組蛋白修飾、X染色體失活、基因組印記以及非編碼RNA等領(lǐng)域的不斷深入研究,許多困惑科學(xué)家已久的遺傳學(xué)問題得到了解釋,表觀遺傳學(xué)也逐漸成為一個新興的熱點研究領(lǐng)域。

表觀遺傳現(xiàn)象被定義為“非DNA突變引起的可繼承的表型變化”。其中包涵三個關(guān)鍵點:

(1) 不是由DNA突變引起的;

(2) 可以繼承的,或是說可遺傳的;

(3) 引起了表型的變化。

一直以來,DNA被認(rèn)為是遺傳信息的唯一承載者。表觀遺傳學(xué)的研究表明,子代可以繼承的不僅僅有DNA攜帶的遺傳信息,還有“表觀遺傳信息”。而這些表觀遺傳信息雖然沒有伴隨DNA序列的改變卻可以遺傳下去。例如,在發(fā)育過程中,分化后的細(xì)胞和組織之間存在明顯的表型差異,這些差異一旦形成便可以以一種克隆性的方式遺傳給子代細(xì)胞。需要說明的是表觀遺傳現(xiàn)象中的表型變化是“開關(guān)”型的,即這種表型非“有”即“無”,而不是程度上的變化。

表觀遺傳學(xué)與克隆、干細(xì)胞、衰老與癌癥等研究都有密切聯(lián)系。在“后基因組”時代,表觀遺傳學(xué)的發(fā)展對生物學(xué)研究以及人類疾病領(lǐng)域的研究都具有深遠的意義。

2 發(fā)揮表觀遺傳學(xué)在高中生物學(xué)中的教育價值的教學(xué)策略

表觀遺傳學(xué)現(xiàn)象廣泛存在于生命周期的各個過程中,表觀遺傳學(xué)的調(diào)控對生物體來說具有普遍且重要的意義。不過,目前國內(nèi)外高中生物教材幾乎都沒有完整介紹表觀遺傳學(xué)相P內(nèi)容的章節(jié)。其原因固然比較多,但主要原因有:表觀遺傳學(xué)是近些年來才發(fā)展迅速,屬于比較新的研究領(lǐng)域;表觀遺傳的機制非常復(fù)雜,要讓高中學(xué)生理解其內(nèi)在機制,有一定困難。然而,將表觀遺傳學(xué)的內(nèi)容納入我國的高中生物課程,已經(jīng)基本達成共識。那么,這一內(nèi)容在高中生物課程中的教育價值究竟表現(xiàn)在哪里?筆者認(rèn)為,它不僅僅是為了讓學(xué)生掌握更多的遺傳學(xué)知識,完善遺傳知識體系,更重要的是發(fā)揮它在提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)方面的價值。

2.1 引導(dǎo)學(xué)生深入理解科學(xué)的本質(zhì)

目前,人們對“科學(xué)的本質(zhì)”還沒有一個統(tǒng)一的定義,《2061計劃――面向所有美國人的科學(xué)》所闡述的科學(xué)的本質(zhì)得到很多學(xué)者的認(rèn)可:

(1) 科學(xué)世界觀:自然是可以理解的;科學(xué)知識是可改變的;科學(xué)知識并非很容易就可以;科學(xué)并非萬靈丹,能解決所有的問題。

(2) 科學(xué)探究活動:證據(jù)對科學(xué)而言是重要的;科學(xué)是邏輯與想象融合成一體;科學(xué)知識除了能說明自然界的現(xiàn)象也具有預(yù)測的功能;科學(xué)家會驗證理論以減少誤差;既定的科學(xué)知識并不具有永久的權(quán)威地位。

(3) 科學(xué)事業(yè):科學(xué)是人類的一項事業(yè)。

表觀遺傳學(xué)的發(fā)展歷程,典型地體現(xiàn)出了科學(xué)的本質(zhì)。因此,表觀遺傳學(xué)內(nèi)容的教學(xué),應(yīng)著力于引導(dǎo)學(xué)生更好地理解科學(xué)的本質(zhì)。

2.1.1 引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)具有開放性

表觀遺傳學(xué)的發(fā)展表明,人類對遺傳現(xiàn)象和本質(zhì)的認(rèn)識是不斷發(fā)展的,因此,科學(xué)知識是一個開放的系統(tǒng)。雖然遺傳學(xué)已經(jīng)建立100多年,但是科學(xué)家們并沒有停止對遺傳問題的探索,遺傳學(xué)仍然在發(fā)展。

在教學(xué)中,教師可以讓學(xué)生嘗試回答:“為什么遺傳背景相同的同卵雙胞胎在成長過程中會出現(xiàn)表型差異?”“為什么克隆后的小貓與‘單親媽媽’會有不同花色?”……學(xué)生在尋求答案的過程中,會發(fā)現(xiàn)用之前所學(xué)的經(jīng)典遺傳學(xué)知識并不能回答好這些問題,而是要進一步尋找更合理的科學(xué)解釋。由此可以讓學(xué)生直觀地感受到科學(xué)的開放性。

2.1.2 引導(dǎo)學(xué)生感悟科學(xué)講求證據(jù)與邏輯

人們對遺傳現(xiàn)象的認(rèn)知程度會隨著科學(xué)的發(fā)展而改變,但所有觀點的產(chǎn)生都不是異想天開,而是基于科學(xué)實證。表觀遺傳學(xué)從對現(xiàn)象的認(rèn)知到理論的建立都是基于科學(xué)證據(jù)的積累。這期間出現(xiàn)了很多假說,也經(jīng)歷了理論的不斷提出與的過程。雖然目前仍然有很多還不能夠被解答的問題,但是通過科學(xué)家們在DNA與組蛋白修飾、染色質(zhì)重組以及非編碼RNA等領(lǐng)域的不斷探索,人們已經(jīng)可以解釋很多表觀遺傳學(xué)現(xiàn)象??茖W(xué)研究的發(fā)展往往從認(rèn)知規(guī)律開始,進而通過科學(xué)探究來逐步揭示規(guī)律形成的機制。教學(xué)時,如果教師引導(dǎo)學(xué)生基于表觀遺傳的現(xiàn)象,科學(xué)家揭示現(xiàn)象獲得的研究事實來得出結(jié)論,既可以讓學(xué)生更好地理解表觀遺傳學(xué)內(nèi)容,知道知識是如何形成的,也能進一步引導(dǎo)他們認(rèn)識到科學(xué)是重視證據(jù)和邏輯的。

2.1.3 引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)的連續(xù)性

科學(xué)的本質(zhì)特征,一方面表現(xiàn)在科學(xué)知識是暫時的、可變的;另一方面表現(xiàn)為科學(xué)知識又具有持久性。雖然科學(xué)家反對絕對真理的概念,并認(rèn)為其中不確定性是事物本性的一部分,但絕大部分知識都具有持久性。因此,改變性與連續(xù)性是科學(xué)一貫的特征。高中階段學(xué)生對表觀遺傳學(xué)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí),既需要、也可以體現(xiàn)出科學(xué)的連續(xù)性。

經(jīng)典的分子遺傳學(xué)可以說是從“基因”的層面來進行研究,表型的改變歸結(jié)于DNA序列的變化。而表觀遺傳學(xué)是從“染色質(zhì)”的層面來進行研究,表型的改變歸結(jié)于染色質(zhì)狀態(tài)的調(diào)整。所以表觀遺傳學(xué)狹義的定義為:通過調(diào)整染色質(zhì)狀態(tài),在不改變DNA序列的情況下實現(xiàn)對基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)。學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)容時,教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識:表觀遺傳學(xué)的發(fā)展對經(jīng)典遺傳學(xué)來說并不是一種質(zhì)疑和挑戰(zhàn),而是一種補充,是遺傳學(xué)研究的一種延續(xù)。隨著表觀遺傳現(xiàn)象分子機制的揭開,其與經(jīng)典遺傳學(xué)以及普遍的生物調(diào)控更容易地被結(jié)合起來。這種聯(lián)系是一直就存在的,只是科學(xué)家需要通過對科學(xué)的不斷探究去發(fā)現(xiàn)和理解它??茖W(xué)是人類的一項永無止境的事業(yè),遺傳學(xué)的探索還將繼續(xù)為人們揭開更多生命的奧秘。

2.2 注意引導(dǎo)學(xué)生進一步建立生命觀念

“生命觀念”是理解生命的本質(zhì)所需要的觀念,是對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進行解釋后的抽象。構(gòu)建生命觀念是發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分。表觀遺傳學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生完善結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應(yīng)觀以及穩(wěn)態(tài)與平衡觀。

2.2.1 注意凸顯表觀遺傳學(xué)如何體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性

結(jié)構(gòu)與功能觀是基本的生命觀念之一。結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ),功能的有效執(zhí)行必定依賴于特定的結(jié)構(gòu)。在生物體的生命歷程中,結(jié)構(gòu)與功能是一個不可分割的整體。

表觀遺傳現(xiàn)象充分體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)與功能的辯證統(tǒng)一關(guān)系。研究結(jié)果表明,在表觀遺傳學(xué)“開啟”和“關(guān)閉”兩種不同的表型狀態(tài)下,總是可以在其中的關(guān)鍵調(diào)控點找到結(jié)構(gòu)差異,即結(jié)構(gòu)決定功能。染色質(zhì)在結(jié)構(gòu)上并不是均一存在的,既有相對松散的有利于基因表達的常染色質(zhì),又有高度濃縮使基因沉默的異染色質(zhì)。常染色質(zhì)是以一種開放式的、對轉(zhuǎn)錄等過程所需的各種酶更為敏感的構(gòu)象存在,隨時可以開啟基因的表達。而異染色質(zhì)以一種超濃縮的致密結(jié)構(gòu)存在,轉(zhuǎn)錄等相關(guān)的酶無法結(jié)合上去,從而抑制表達。這體現(xiàn)出染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能是相適應(yīng)的。表觀遺傳學(xué)的各種機制之間其實是相互關(guān)聯(lián)的,表觀遺傳因素通過調(diào)節(jié)染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)、對染色質(zhì)進行修飾等來影響基因的轉(zhuǎn)錄,從而達到調(diào)節(jié)功能的目的。

在教學(xué)中,教師可以結(jié)合表觀遺傳的實例滲透結(jié)構(gòu)與功能觀。例如,表觀遺傳學(xué)因素導(dǎo)致雌性哺乳動物的一條X染色體失活,失活后的染色體以致密的異染色質(zhì)狀態(tài)存在,稱為巴氏小體。以玳瑁貓為例,玳瑁貓(母貓)的體表有黃色和黑色隨機分布的花斑??刂泣S色和黑色毛色的基因是位于X染色體上的兩個等位基因。在個體的發(fā)育過程中,細(xì)胞內(nèi)的一條X染色體隨機濃縮而失去活性,從而呈現(xiàn)出這種黃黑相間的花色。

2.2.2 注意發(fā)揮表觀遺傳學(xué)在建立進化和適應(yīng)觀念上的價值

“生物進化”是生物學(xué)核心概念的重要組成部分,提供了將大部分生物學(xué)知識建成一個整體的框架。“遺傳”“進化”與“環(huán)境”三者之間存在很微妙的關(guān)系。生物進化的前提是有可遺傳的變異;遺傳素材的多樣性為自然選擇提供了更多的原料從而更好地適應(yīng)環(huán)境;而環(huán)境又像是一個有力的推手影響著進化的方向。表觀遺傳學(xué)的學(xué)習(xí)是一個將遺傳、進化與環(huán)境很好整合的過程,能夠幫助學(xué)生進一步理解三者的內(nèi)在聯(lián)系。

生物體能夠產(chǎn)生后代并穩(wěn)定遺傳依賴于穩(wěn)定傳遞的遺傳信息與精密的調(diào)控機制。表觀遺傳信息的發(fā)現(xiàn)是對遺傳信息的重要補充,拓展了遺傳密碼(DNA)的信息承載量。表觀遺傳信息的加入相當(dāng)于擴大了遺傳樣本量,為自然選擇提供了更多的素材。很多表觀遺傳學(xué)現(xiàn)象都是在生物后天的發(fā)育中表現(xiàn)出來的,體現(xiàn)出環(huán)境的塑造性。借助表觀遺傳學(xué)研究手段,人們能更好地理解環(huán)境因素對生命的影響,進一步理解“基因型+環(huán)境=表型”這一遺傳學(xué)命題。研究結(jié)果顯示,從單細(xì)胞到多細(xì)胞,表觀遺傳相關(guān)的DNA甲基化、組蛋白修飾的程度與類型以及RNA干擾機制在不同的物種中具有顯著的差異,暗示著表觀遺傳調(diào)控在生物進化過程中的作用。表觀遺傳信息的發(fā)現(xiàn)以及表觀遺傳調(diào)控機制的研究對進一步理解遺傳與進化具有重要意義。

2.2.3 利用表觀遺傳學(xué)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生建立穩(wěn)態(tài)與平衡觀念

在自然界生存,生物種群會找到一個合適的平衡點來有效地適應(yīng)環(huán)境從而維持穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)不是恒定不變的,而是一種動態(tài)的平衡。動態(tài)平衡無處不在,各物種與生存環(huán)境之間存在平衡,物種之間存在平衡,種群之間存在平衡,個體之間存在平衡。與此同時,每一個生物個體也是一個復(fù)雜而精密的系統(tǒng),在生存過程中,個體的各種結(jié)構(gòu)之間、各種調(diào)控機制之間都存在平衡。在進行表觀遺傳學(xué)的教學(xué)時,教師可以通過以下幾個層次引導(dǎo)學(xué)生建立相關(guān)的生命觀念。

雌性與雄性之間的平衡:眾所周知,X染色體的基因攜帶量較Y染色體來說是大很多的。如果雌性動物的兩條X染色體都具有活性,那么雌性性染色體所攜帶的基因數(shù)目幾乎是雄性的兩倍之多。在哺乳動物中,雌性個體的一條X染色體會隨機失活,從而維持與雄性之間基因的劑量平衡。

染色質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的平衡:基因的表達與沉默是一個復(fù)雜且精密的過程。在哺乳動物中,染色質(zhì)中的常染色質(zhì)比例只占不到4%,而剩余的96%都為異染色質(zhì)。需要注意的是,沉默染色質(zhì)是動態(tài)變化的,這增加了問題的復(fù)雜性。要維持和延續(xù)染色質(zhì)的這種動態(tài)平衡狀態(tài)必定需要一個十分可靠的調(diào)控過程。因此,表觀遺傳現(xiàn)象往往是多種機制共同作用的結(jié)果。

表觀遺傳調(diào)控與環(huán)境因素之間的平衡:在表觀遺傳學(xué)研究還不明確的年代,人們常常把經(jīng)典遺傳學(xué)無法解釋的現(xiàn)象都?xì)w結(jié)于“環(huán)境”的因素。研究數(shù)據(jù)表明,環(huán)境因素可以通過影響表觀遺傳標(biāo)記從而影響基因功能。表觀遺傳具有時間上的多樣性,同卵雙胞胎在出生早期具有相似的表型,但隨著不斷地成長,差異會不斷出現(xiàn)。數(shù)據(jù)顯示,同卵雙胞胎在遺傳學(xué)標(biāo)記的程度和分布上都有明顯的不同,說明表觀遺傳調(diào)控與環(huán)境的變化之間存在一種動態(tài)的聯(lián)系。

綜上所述,高中階段的表觀遺傳學(xué)內(nèi)容的教學(xué)關(guān)鍵不在于表觀遺傳知識的深挖和補充,而在于以此為腳手架,引導(dǎo)學(xué)生更好地理解科學(xué)的本質(zhì)、構(gòu)建生命觀念,從而使學(xué)生建立終生受益的素養(yǎng)基礎(chǔ)。

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第3篇:遺傳學(xué)的分類范文

關(guān)鍵詞:細(xì)胞遺傳學(xué);核心實驗;模塊化設(shè)計;教學(xué)方式

中圖分類號G642;Q37.0文獻標(biāo)識碼A

文章編號1007-5739(2020)15-0255-02開放科學(xué)

遺傳學(xué)是引領(lǐng)生命科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)核心學(xué)科,也是實踐性很強的學(xué)科[1]。遺傳學(xué)實驗教學(xué)是理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、思維能力和實踐能力的重要環(huán)節(jié)[2]。遺傳學(xué)實驗課程在森林資源類、植物生產(chǎn)類等本科專業(yè)培養(yǎng)方案中是最重要、綜合性最強的實驗課程之一[3]。

本科遺傳學(xué)實驗教學(xué)按照實驗內(nèi)容可歸類為經(jīng)典遺傳學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、微生物遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)、數(shù)量與群體遺傳學(xué)5個板塊[2,4-5]。近年來,國內(nèi)遺傳學(xué)實驗教學(xué)越來越重視分子遺傳學(xué)實驗教學(xué),聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、質(zhì)粒提取與酶切、大腸桿菌轉(zhuǎn)化等基礎(chǔ)分子遺傳學(xué)實驗項目早已經(jīng)進入遺傳學(xué)實驗課程,甚至一些較復(fù)雜的分子遺傳學(xué)綜合實驗,例如QTL分析、RNA干擾等也已經(jīng)引入到了遺傳學(xué)實驗課程[6-7],從而使分子遺傳學(xué)實驗在遺傳學(xué)課程實驗中所占比例不斷增加。這一趨勢與現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展是相契合的,但也導(dǎo)致在總學(xué)時基本不變的情況下,細(xì)胞遺傳學(xué)實驗等經(jīng)典內(nèi)容勢必被壓縮。

面向森林資源類、植物生產(chǎn)類等本科專業(yè),本文在對現(xiàn)有遺傳學(xué)實驗教材進行分析的基礎(chǔ)上提出了細(xì)胞遺傳學(xué)的核心實驗,嘗試按照模塊化設(shè)計將其分解為染色體誘變技術(shù)、染色體標(biāo)本制備技術(shù)、染色體分析技術(shù)3個模塊,在此基礎(chǔ)上探討開展綜合性、設(shè)計性實驗教學(xué)。本文對在課時有限的條件下提高本科細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)效果具有一定的參考價值。

1細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)的重要性

細(xì)胞遺傳學(xué)是細(xì)胞學(xué)與遺傳學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物,它以染色體為研究對象,揭示染色體與生物遺傳、變異與進化的關(guān)系。細(xì)胞遺傳學(xué)經(jīng)過長期的發(fā)展,與分子生物學(xué)結(jié)合發(fā)展成為分子細(xì)胞遺傳學(xué),并隨著高通量測序等組學(xué)技術(shù)的發(fā)展進一步形成系統(tǒng)完善的細(xì)胞遺傳學(xué)[8-9]。細(xì)胞遺傳學(xué)在醫(yī)學(xué)診斷[10]、倍性育種[11]、染色體工程[12]中具有重要的應(yīng)用價值。因此,細(xì)胞遺傳學(xué)實驗在本科遺傳學(xué)實驗教學(xué)中具有十分重要的地位。

從WebofScience核心合集數(shù)據(jù)庫中檢索最近10年(2009—2018年)遺傳學(xué)中2種熱門的分子遺傳學(xué)實驗技術(shù)(基因編輯、RNA干擾)和3種經(jīng)典的細(xì)胞遺傳學(xué)實驗技術(shù)[核型分析、熒光原位雜交(FISH)、染色體顯帶]相關(guān)SCI論文數(shù)量,結(jié)果如圖1所示。由圖1可知,作為新興技術(shù),基因編輯相關(guān)論文數(shù)量近年來迅速增加,自2016年開始每年相關(guān)論文數(shù)量均超過2000篇,且呈逐年快速增加的趨勢;RNA干擾雖然近3年相關(guān)論文數(shù)量呈下降趨勢,但每年論文數(shù)量一直維持在5000篇以上,是遺傳學(xué)研究中的熱門技術(shù);在經(jīng)典細(xì)胞遺傳學(xué)實驗技術(shù)中,染色體顯帶技術(shù)相關(guān)論文相對較少,基本穩(wěn)定維持在每年100~200篇,但核型分析和熒光原位雜交相關(guān)論文數(shù)量近10年來均穩(wěn)定維持在每年2000~3000篇;這表明細(xì)胞遺傳學(xué)經(jīng)典實驗技術(shù)(核型分析、熒光原位雜交等)在生命科學(xué)研究中仍然具有相當(dāng)重要的作用。

因此,在實驗課時有限的前提下,以“綜合性、設(shè)計性”為導(dǎo)向,如何高質(zhì)量做好細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)是本科遺傳學(xué)教學(xué)中需要解決的重要課題。

2細(xì)胞遺傳學(xué)核心實驗?zāi)K化設(shè)計

2.1細(xì)胞遺傳學(xué)核心實驗

目前,國內(nèi)本科遺傳學(xué)實驗教材中收錄的細(xì)胞遺傳學(xué)實驗項目主要有12項[2-5,13],如表1所示。顯然,受實驗教學(xué)課時的限制,這些實驗項目在教學(xué)中是無法全部完成的。在實際教學(xué)工作中,任課教師只能根據(jù)實際課時并結(jié)合實驗室的條件從中選取少量實驗項目進行,因而導(dǎo)致在細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容選取過程中往往存在一定的隨意性。因此,有必要從細(xì)胞遺傳學(xué)整體實驗技術(shù)體系的角度對這些實驗項目進行梳理和分析,確定哪些實驗項目是細(xì)胞遺傳學(xué)核心實驗項目,在教學(xué)中優(yōu)先保證這些項目的完成。由于細(xì)胞遺傳學(xué)是以染色體為主要研究對象,因而染色體操作與分析是細(xì)胞遺傳學(xué)核心實驗技術(shù)。

2.1.1核心實驗。涉及核型分析、熒光原位雜交、染色體顯帶等,屬于遺傳學(xué)特色實驗,基本不會與其他課程重復(fù),更重要的是在現(xiàn)代遺傳學(xué)研究和實際應(yīng)用中仍然經(jīng)常使用,在遺傳學(xué)實驗課程中應(yīng)該盡量開設(shè)。因此,可以將之歸為細(xì)胞遺傳學(xué)核心實驗。

2.1.2非核心實驗。植物組織培養(yǎng)、植物原生質(zhì)體的分離再生不直接涉及染色體操作與分析,且與植物生理學(xué)、植物組織培養(yǎng)、細(xì)胞工程等實驗課程存在重復(fù),在遺傳學(xué)實驗中可不開設(shè);有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體行為的觀察、果蠅唾腺染色體的觀察、姊妹染色單體區(qū)分染色、植物微核檢測屬于比較經(jīng)典的遺傳學(xué)實驗項目,在課時允許的條件下可以開設(shè)。

2.2模塊化實驗教學(xué)設(shè)計

在遺傳學(xué)實驗教材中,所列的核心實驗均為各自獨立的項目(表1)。在實際實驗教學(xué)中,可以采用模塊化方法進行實驗教學(xué)設(shè)計,既能在有限的課時內(nèi)盡量覆蓋全面的內(nèi)容,又可以提高實驗教學(xué)效果。按照所涉及的實驗技術(shù)和目的,細(xì)胞遺傳學(xué)核心實驗可以分為3個模塊,即染色體誘變技術(shù)(包括染色體數(shù)量變異與結(jié)構(gòu)變異)模塊、染色體標(biāo)本制備技術(shù)模塊、染色體分析技術(shù)模塊(圖2)。

按照設(shè)計方案,現(xiàn)有遺傳學(xué)實驗教材中原本分散獨立的細(xì)胞遺傳學(xué)實驗按照其所涉及的實驗技術(shù)整合形成3個教學(xué)模塊,在實驗教學(xué)過程中可以根據(jù)實驗室具備的條件進行這3個模塊要素的自由組合,形成綜合性實驗項目,例如:①基于45srDNA-FISH的植物染色體組型分析;②結(jié)合C-顯帶技術(shù)和重復(fù)序列為探針的FISH識別植物的染色體;③基于FISH技術(shù)鑒定植物異附加系材料;④基于特異性重復(fù)序列探針鑒定植物異源多倍體材料。

3細(xì)胞遺傳學(xué)綜合性實驗教學(xué)方式

開展綜合性、設(shè)計性實驗,對實驗教學(xué)的組織提出了更高的要求。因此,需要在實驗教學(xué)方式上進行相應(yīng)的調(diào)整。

3.1做好實驗前的準(zhǔn)備工作

綜合性、設(shè)計性實驗需要學(xué)生提前做好資料收集、實驗設(shè)計、實驗準(zhǔn)備。因此,教師一般需要提前2周以上向?qū)W生布置實驗任務(wù)。一些實驗材料需要準(zhǔn)備的時間很長(例如遠緣雜交及回交),只能由任課教師提前完成,但最好能向?qū)W生提供準(zhǔn)備過程的照片、視頻等,以使學(xué)生具備直觀的認(rèn)識。

3.2發(fā)揮研究生的助教作用

綜合性、設(shè)計性實驗往往程序較復(fù)雜,實驗過程較長,時間跨度較大,僅依靠課程課表上的時間往往無法完成實驗,而任課教師通常也無法抽出更多的額外時間全程陪同和指導(dǎo)。所以,發(fā)揮研究生助教的作用不失為恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方法。將學(xué)生分組并分配研究生作為助教,這樣既能使學(xué)生及時得到指導(dǎo),另一方面研究生也得到鍛煉,完成了其培養(yǎng)方案中的教學(xué)實踐工作。

3.3科研反哺教學(xué)

開展綜合性、設(shè)計性實驗對儀器設(shè)備要求較高。部分實驗設(shè)備,尤其是一些大型貴重儀器設(shè)備,本科教學(xué)實驗室可能不具備。國家級、省部級科研平臺的儀器設(shè)備往往較為先進、齊備,是解決教學(xué)儀器不足的途徑。只要管理得當(dāng),不對科研造成阻礙,可更大程度地發(fā)揮科研儀器設(shè)備的價值。此外,結(jié)合教師的科研項目,可以引導(dǎo)學(xué)生在教師科研項目框架內(nèi)開展設(shè)計性實驗。在此過程中獲得的具有理論創(chuàng)新或應(yīng)用價值的成果可以鼓勵學(xué)生撰寫并公開,從而實現(xiàn)教學(xué)與科研相互促進。

第4篇:遺傳學(xué)的分類范文

關(guān)鍵詞:地方師范院校 遺傳學(xué)實驗 教學(xué)改革

中圖分類號: G642.0 文獻標(biāo)識碼: A 文章編號:1672-1578(2013)01-0072-01

1 引言

在地方高等師范院校的生物科學(xué)、生物技術(shù)、科學(xué)教育等生物相關(guān)專業(yè)中,遺傳學(xué)和遺傳學(xué)實驗是其重要的專業(yè)基礎(chǔ)課

程[1],同時,從多年的地方師范院校生物專業(yè)教學(xué)中,本人發(fā)現(xiàn),教學(xué)遺傳學(xué)實驗課程亦是培養(yǎng)生物相關(guān)專業(yè)學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。然而,筆者在遺傳學(xué)、遺傳學(xué)實驗的授課中發(fā)現(xiàn),目前的遺傳學(xué)實驗課程設(shè)計與講授上仍存在諸多不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)的問題。比如,以樂山師范學(xué)院為例,在教材選用上,仍然選用80年代的實驗教材,我們不否認(rèn)這些教材都是非常經(jīng)典的教材,但是,遺傳學(xué)實驗作為融合了生物化學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程等的交叉、實踐性較強學(xué)科,如果不緊跟時代和技術(shù)發(fā)展的最前沿,那么培養(yǎng)出來的學(xué)生將很難學(xué)生最新知識,不利于其知識體系的形成;其次,在實驗內(nèi)容的開設(shè)、實驗課程講授的方法和模式等也需要進一步改革,只有這樣,才可以提高遺傳學(xué)實驗課程的教學(xué)質(zhì)量。為此,筆者結(jié)合工作實際,提出了首先以興趣為導(dǎo)向,引導(dǎo)學(xué)生自覺參與到遺傳學(xué)每個實驗的設(shè)計、準(zhǔn)備、實施當(dāng)中;其次以內(nèi)容改革為基礎(chǔ),結(jié)合學(xué)校實際、學(xué)科實際開設(shè)內(nèi)容較豐富的遺傳學(xué)實驗內(nèi)容,避免形成整門課程的學(xué)習(xí)均圍繞染色體這一主線開展的現(xiàn)象,盡量消除多個實驗內(nèi)容相近的弊端;第三以方法改革為杠桿,探索從教學(xué)方法到考核模式的改革,以期形成更加科學(xué)、有效的教學(xué)模式的遺傳學(xué)實驗課程改革措施。

2 以興趣為導(dǎo)向,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在高等師范院校中,遺傳學(xué)是一門理論性較強的學(xué)科,同時也是一門實踐性較強的學(xué)科,而遺傳學(xué)實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。目前,隨著高校各學(xué)科的探索性教學(xué)改革的開展,遺傳學(xué)和遺傳學(xué)實驗也正逐步在改革中得以推進。這包括分專業(yè)進行遺傳學(xué)的理論與實驗課時的壓縮或互相增減,為了實驗課程的更方便開展,片面的追求實驗課程內(nèi)容易開度等,這使得當(dāng)前遺傳學(xué)實驗課時的數(shù)量普遍偏少,以樂山師范學(xué)院為

例,遺傳學(xué)實驗課時數(shù)僅為24個學(xué)時,而有些實驗僅一個實驗就需要8學(xué)時以上,實驗學(xué)時數(shù)的壓縮,以及部分實驗內(nèi)容設(shè)置得不合理,使學(xué)生不能全程參與包括實驗的準(zhǔn)備等,造成了學(xué)生的動手能力不高,學(xué)習(xí)熱情度低,興趣不高等問題,比如,在《人工誘發(fā)多倍體植物》實驗項目上,由于前期的玉米、水稻種子的前期處理只需每組1個同學(xué)提前完成即可,而到后面的觀察則需要全部同學(xué),而沒有做前期準(zhǔn)備的大多數(shù)同學(xué)則對該實驗的印象不深刻?;诖?,筆者認(rèn)為,改革的首要是在改革中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為此,首先,應(yīng)該讓盡可能多的學(xué)生參與整個課程的實驗內(nèi)容設(shè)計、前期準(zhǔn)備以及實施,由于遺傳學(xué)的部分內(nèi)容在高中階段有所講授,如孟德爾遺傳規(guī)律等,如果在實驗課上開設(shè)的內(nèi)容不能讓學(xué)生體會到新穎的地方,那么將不能不很好的提高學(xué)生的參與積極性。其次,開設(shè)的內(nèi)容上一定具有代表性,讓學(xué)生在實驗中體驗遺傳學(xué)的樂趣[2]。

3 以內(nèi)容改革為基礎(chǔ),構(gòu)建完備的知識體系

所有改革的基礎(chǔ)都是圍繞內(nèi)容展開的,因此,務(wù)必以訓(xùn)練學(xué)生的基本實驗操作技能、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為人才培養(yǎng)目標(biāo),精心整合實驗教學(xué)內(nèi)容[3]。根據(jù)這一思路改革以往的圍繞染色體為主體開設(shè)的實驗,應(yīng)該適當(dāng)增加一些分子生物學(xué)的前沿內(nèi)容。目前,筆者在與學(xué)生進行深入研討后,認(rèn)為主要圍繞地方特色動植物的染色體技術(shù);常規(guī)植物雜交應(yīng)用技術(shù);基礎(chǔ)分子生物學(xué)方面等三個內(nèi)容展開改革是必需的。首先是圍繞地方特色動植物的染色體技術(shù)可以開設(shè)一些與教師科研有關(guān)的內(nèi)容,特色物種的染色體壓片并觀察,如筆者學(xué)校所在地具有特色的峨邊花牛、峨眉含笑等,可以對這些物種進行染色體壓片觀察,提高學(xué)生的參與興趣,探討一些未知的東西,同時,地方特色物種取材方便,具有一定的研究價值。而常規(guī)植物雜交應(yīng)用技術(shù)由于其需要到室外進行,可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性,在該實驗環(huán)節(jié)可,還可以進行雜交物種花粉活力測定、植物物種單倍體的染色體加倍等實驗操作等,培養(yǎng)了學(xué)生自已動手、思考的能力;在基礎(chǔ)分子生物學(xué)方面,應(yīng)該與該專業(yè)的分子生物學(xué)實驗、基因工程實驗等課程的內(nèi)容作一梯度式的設(shè)置,比如一個完整的基因克隆與表達,可以將模板DNA/RNA的提取、反轉(zhuǎn)錄、克隆、連接、轉(zhuǎn)化、誘導(dǎo)表達、蛋白純化等實驗環(huán)節(jié),分解到相同專業(yè)學(xué)生的遺傳學(xué)實驗、分子生物學(xué)實驗、基因工程實驗的實驗講授當(dāng)中。在遺傳學(xué)實驗中,激發(fā)學(xué)生的參與興趣,讓他們主動參與是改革成功的重要一步,而接下來的內(nèi)容改革便是基礎(chǔ),是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、思維能力的重要載體。

4 以方法改革為保障,樹立完善的考核體系

方法的改革主要包括教學(xué)方法的改革與考核模式的改革,傳統(tǒng)的遺傳學(xué)實驗教學(xué)方法主要是以教師講學(xué)生做為主體,而這個教學(xué)模式雖然在灌輸教學(xué)內(nèi)容知識體系上是比較理想的,但是在激發(fā)學(xué)生的思考、思索,提高創(chuàng)新思維能力上顯然是存在不足的。為此,筆者結(jié)合教學(xué)實際,認(rèn)為可以采用教師引導(dǎo)、學(xué)生提問、師生共同解答然后學(xué)生分組完成實驗,教師點評結(jié)果為一體的教學(xué)改革。首先是教師引導(dǎo),提出為什么開設(shè)這個實驗?zāi)K,它的意見所在,然后由經(jīng)過預(yù)習(xí)了相關(guān)內(nèi)容的學(xué)生提出相關(guān)問題,再由教師和部分學(xué)生共同解答,到這時,學(xué)生對本次實驗的內(nèi)容、操作就有了大概的認(rèn)識,再進行實驗操作,最后由教師進行總結(jié),這樣的教學(xué)方法克服了傳統(tǒng)的學(xué)生被動接受、被動操作的教學(xué)問題,大大提高了教學(xué)質(zhì)量。在改革考核模式上,應(yīng)該更大的發(fā)揮學(xué)生的主體地位,應(yīng)該留取一部分分?jǐn)?shù)考核學(xué)生的實驗創(chuàng)作思維,對自已構(gòu)思、自行設(shè)計的有意義的實驗操作應(yīng)該提倡,而不僅僅考核平時的實驗報告和隨堂考試的成績。

參考文獻:

[1]吳瑞娟.遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革的嘗試與初探[J].教育教學(xué)論壇.2012.4:35-36.

[2]姬俊華,翟智衛(wèi).遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革初探[J].洛陽理工學(xué)院學(xué)報(自然科不版).2012.2:90-92.

第5篇:遺傳學(xué)的分類范文

關(guān)鍵詞 遺傳學(xué)實驗 教學(xué)創(chuàng)新 開放式教學(xué) 實驗管理

中圖分類號:G423 文獻標(biāo)識碼:A

現(xiàn)代生命科學(xué)以及由此衍生出的生物技術(shù)和生物工程與基因都發(fā)生著絲絲縷縷的聯(lián)系。遺傳學(xué)正是研究基因的科學(xué)。遺傳學(xué)基礎(chǔ)理論的發(fā)展和應(yīng)用研究,已使工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變革。隨著新技術(shù)、新方法的出現(xiàn),遺傳學(xué)的研究內(nèi)容也正發(fā)生著深刻的變化,并導(dǎo)致社會對人才的基本素質(zhì)提出了更高的要求。作為人才培養(yǎng)搖籃的高等教育,怎樣適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的需要,在生命科學(xué)領(lǐng)域培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才,是高等教育工作者一直在思考的問題。

遺傳學(xué)實驗教學(xué)作為理論教學(xué)的補充,不僅能驗證教材上抽象的理論,輔助學(xué)生掌握知識,還可以訓(xùn)練學(xué)生動手能力和創(chuàng)新思維,可以有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。而傳統(tǒng)的《遺傳學(xué)》實驗教學(xué)中存在著一些共有的問題:經(jīng)典驗證性實驗多,探究性實驗少,不能滿足學(xué)生掌握新技術(shù)、新方法的要求;實驗課和理論課脫節(jié),教學(xué)評價體系不合理。0此外,由于遺傳學(xué)實驗自身的特點,部分實驗需要持續(xù)很長時間,但由于課堂教學(xué)時間和教學(xué)條件的限制不能開展。因此,如何利用有限的課時安排合理設(shè)計遺傳學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容,打破傳統(tǒng)的封閉式教學(xué)模式,建立科學(xué)合理的實驗評價體系,是從事遺傳學(xué)教學(xué)實驗教師一直都努力試圖解決的問題。

基于以上考慮,筆者在開展遺傳學(xué)教學(xué)和實驗室管理的過程中,逐步改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式,將課堂四十五分鐘改為課堂與課外相結(jié)合,通過幾年的實踐總結(jié)了一些心得,在此與大家分享。

1 新時期遺傳學(xué)實驗教學(xué)的特點

遺傳學(xué)中學(xué)科滲透和交叉現(xiàn)象很普遍,這也體現(xiàn)在遺傳學(xué)實驗中。如果把生命科學(xué)的課程體系比喻為一棵大樹,遺傳學(xué)就是這棵大樹的主干之一。由于化學(xué)、物理學(xué)、計算科學(xué)等內(nèi)容的滲入,現(xiàn)代遺傳學(xué)已經(jīng)衍生出了發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因組學(xué)、生物信息學(xué)、基因工程等學(xué)科。在現(xiàn)代生命科學(xué)專業(yè)課程設(shè)置中,一般都會設(shè)置相關(guān)課程,這些課程都和遺傳學(xué)存在聯(lián)系,也與遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容知識點存在交叉。因此,遺傳學(xué)實驗項目的設(shè)置極易與其它課程出現(xiàn)“撞車”現(xiàn)象。比如:有絲分裂和減數(shù)分裂在細(xì)胞生物學(xué)實驗中也可以開設(shè):植物DNA提取實驗在分子生物學(xué)實驗中也可以開設(shè)。一旦“撞車”出現(xiàn),不僅耽誤學(xué)生學(xué)習(xí),浪費課時,還會讓學(xué)生在不斷地重復(fù)中對課程產(chǎn)生厭倦,覺得該課程可有可無,失去學(xué)習(xí)興趣。避免與其它課程實驗重復(fù),既保證學(xué)生在有限的課時學(xué)到最多的知識,也能最大程度訓(xùn)練學(xué)生的動手能力。

實驗持續(xù)時間長是遺傳學(xué)實驗教學(xué)的另一個特點。與生物學(xué)中的其它學(xué)科的實驗不同,遺傳學(xué)實驗中有很大部分是需要通過長時間培養(yǎng)實驗材料,中間過程持續(xù)觀察才能完成的,比如果蠅雜交實驗和生活史觀察實驗、植物有性雜交實驗。與此相矛盾的是,實驗教學(xué)安排的時間相對分散,每次課時間很短,在教學(xué)管理上教務(wù)管理部門也要求教師在指定時間完成實驗教學(xué),這就限制了一些實驗項目的開設(shè)。

遺傳學(xué)是一門飛速發(fā)展的學(xué)科,不斷有新知識、新技術(shù)補充到遺傳學(xué)中。比如,在傳統(tǒng)教材中不涉及基因組學(xué)的內(nèi)容,而最近20年,基因組學(xué)已經(jīng)成為遺傳學(xué)的重要組成部分。除此之外,發(fā)育遺傳學(xué)、行為遺傳學(xué)、反向遺傳學(xué)、表觀遺傳學(xué)和生物信息學(xué)等分支學(xué)科的內(nèi)容也不斷補充到了遺傳學(xué)教材中。在理論課講述這些最新知識的同時,實驗課怎樣保持和理論課一致,怎樣為學(xué)生提供消化這些知識的動手機會?針對這一特點,要求在開設(shè)遺傳學(xué)實驗時,應(yīng)隨時跟蹤學(xué)科最新進展,設(shè)計和更新實驗項目,或者發(fā)動學(xué)生自主設(shè)計實驗鞏固書本知識。

2 遺傳學(xué)實驗開放式教學(xué)內(nèi)容取舍的原則

遺傳學(xué)實驗項目的選擇,首先應(yīng)兼顧理論性與實踐性、基礎(chǔ)與應(yīng)用、經(jīng)典與現(xiàn)代這幾對矛盾。遺傳學(xué)是理論性和實踐性都很強的學(xué)科,實驗安排時應(yīng)根據(jù)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生實際情況,合理安排基礎(chǔ)性實驗與應(yīng)用性實驗,并適當(dāng)設(shè)計一些新的實驗。對于重點院校的學(xué)生,應(yīng)加強理論性實驗,鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗驗證某一結(jié)論。而應(yīng)用型人才培養(yǎng)的學(xué)校則應(yīng)當(dāng)偏向應(yīng)用性、實踐性實驗項目的開設(shè),以滿足學(xué)生畢業(yè)后進入工作崗位后的動手需求。

遺傳學(xué)實驗項目確定應(yīng)考慮其它實驗課程,避免教學(xué)內(nèi)容沖突。在實驗項目的選擇上,我們對以前安排的實驗內(nèi)容進行了重新編排,比如:“植物DNA提取”、“隨機擴增多態(tài)性分析”等在《分子生物學(xué)》課程里會涉及到的實驗內(nèi)容在遺傳學(xué)實驗里就大膽地放棄,讓學(xué)生在《分子生物學(xué)》實驗里完成,而在遺傳學(xué)實驗中則加入RFLP驗證孟德爾遺傳定律的內(nèi)容,直接將分子生物學(xué)實驗結(jié)果引入遺傳學(xué)分析中,既驗證了孟德爾遺傳定律,也讓學(xué)生初步認(rèn)識了分子生物學(xué)在遺傳學(xué)中的應(yīng)用。對于有絲分裂和減數(shù)分裂的觀察,《細(xì)胞生物學(xué)》實驗也會涉及到,但兩門課觀察的重點不同,細(xì)胞生物學(xué)側(cè)重觀察染色體結(jié)構(gòu),而《遺傳學(xué)》實驗側(cè)重染色體行為及分裂時期的觀察,這樣的實驗在開設(shè)時應(yīng)向?qū)W生講明觀察重點,并且與《細(xì)胞生物學(xué)》實驗課協(xié)調(diào),將兩個內(nèi)容合并在遺傳學(xué)實驗中開出。

打破時間和空間限制。遺傳學(xué)實驗中有部分實驗持續(xù)時間長,很難僅靠課堂時間完成實驗,也不利于安排實驗。以前在安排此類實驗時,受多種因素的限制,一般都不予開設(shè)。實驗室開放對提高學(xué)生的實驗操作技能、切實開展綜合性或設(shè)計性試驗項目、推動并幫助學(xué)生開展科研和畢業(yè)設(shè)計成效顯著,是培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新精神的有效途徑。所以我們在教學(xué)中考慮將傳統(tǒng)的課堂實驗和開放實驗相結(jié)合。開放性實驗適合于周期比較長的實驗,比如果蠅大實驗中,教師在課堂上以多媒體的形式充分講解了實驗要求及注意事項后,讓學(xué)生領(lǐng)取果蠅瓶,課外自己收集和培養(yǎng)果蠅,隨時可以觀察果蠅的生活史。這個過程既培養(yǎng)了學(xué)生的觀察習(xí)慣和動手能力,也使學(xué)生對作為遺傳學(xué)研究重要材料的果蠅的接觸更充分,觀察更仔細(xì),讓學(xué)生對遺傳學(xué)研究材料和方法產(chǎn)生了濃厚的興趣。

3 遺傳學(xué)實驗開放式教學(xué)的實施與實驗室管理

驗證實驗是課堂教學(xué)的補充,便于學(xué)生理解課堂抽象的知識。然而,由于驗證性實驗驗證的理論、方法、步驟及結(jié)果都是已知的,使實驗教學(xué)過程變成教師照本宣科講述,學(xué)生機械地模擬重復(fù)的過程,造成學(xué)生實驗積極性不高,對實驗結(jié)果的成敗不重視,盲目的承認(rèn)失敗甚至篡改實驗數(shù)據(jù)以求相符。設(shè)計性實驗可以訓(xùn)練學(xué)生的思維能力和動手能力,讓學(xué)生學(xué)會獨立開展工作。一些報道強調(diào)驗證性實驗過多,難以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,應(yīng)加大綜合性、設(shè)計性實驗的比例。而宋興舜等則認(rèn)為應(yīng)將驗證性實驗與設(shè)計性實驗有機結(jié)合。0在以 前的實驗教學(xué)安排中,設(shè)計型實驗由于內(nèi)容分散,管理麻煩,是大家不愿觸及的方面。如何在有限的課時里兼顧鞏固知識和能力訓(xùn)練,在安排實驗內(nèi)容的時候需要深思熟慮。為適應(yīng)學(xué)科的快速發(fā)展,在遺傳學(xué)實驗教學(xué)中,必須強化教師的開放式教學(xué)理念,強化學(xué)生的動手實踐和自主創(chuàng)新意識。從課堂教學(xué)和課外研究兩個方面,通過對實驗教學(xué)觀念開放、教學(xué)內(nèi)容開放、實驗室和實驗時間開放、教學(xué)方法和手段開放等進行分析,探討開放式教學(xué)在遺傳學(xué)實驗中的應(yīng)用。。

基于以上考慮,筆者在教學(xué)過程中逐步安排了一些開放性驗證實驗和設(shè)計性實驗,比如植物染色體觀察的實驗,要求學(xué)生獨立選材,同學(xué)之間選材不能相互重復(fù),做到實驗項目的選材開放;實驗開始前獨立設(shè)計方案,方案內(nèi)容應(yīng)包括水培獲得新生根尖、材料前處理過程、染色方法的選取、壓片過程、觀察和拍照等步驟,每一步驟都應(yīng)有詳細(xì)說明,實驗方法的選擇上保持開放:方案設(shè)計完成經(jīng)老師同意后,完成一個植物材料的染色體裝片制備并提交染色體圖,實驗過程開放。這些實驗過程均要求學(xué)生在課堂以外自由安排時間完成。經(jīng)過幾年的實踐,結(jié)果發(fā)現(xiàn)85以上%的學(xué)生能獨立完成實驗,70%以上的學(xué)生需要反復(fù)多次才能完成任務(wù)。在實驗過程中,動手能力強的同學(xué)還能將這一實驗與染色體核型分析實驗結(jié)合,提交核型分析圖。通過該部分設(shè)計性實驗操作,學(xué)生在觀察了不同物種具有不同的染色體的同時,學(xué)會了查閱文獻的方法和工作方案的制訂,認(rèn)識了教材中選取蠶豆或洋蔥作為染色體觀察材料的原因,認(rèn)識到要完成一張效果良好的染色體裝片的艱難。對實驗教師來說,這種發(fā)散式的教學(xué)方法,也積累了很多植物材料的細(xì)胞遺傳學(xué)操作的知識,為以后改進實驗奠定了基礎(chǔ)。很多學(xué)生反映類似的開放性實驗時間可自由安排,實驗過程可放開思維,進入實驗室操作學(xué)會了一些基礎(chǔ)的科研技能。此外,還認(rèn)識到了實驗準(zhǔn)備的艱辛,更珍惜以后的實驗機會了。

在實驗教材中將果蠅實驗分為果蠅生活史、果蠅雜交和果蠅唾腺染色體制備等幾個獨立實驗。我們改進后的實驗則以果蠅為主線,要求學(xué)生從野生型果蠅的收集到生活史觀察再到唾腺染色體制備融合為一個大實驗,要求學(xué)生在實驗教材所提供知識的基礎(chǔ)上,在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗內(nèi)容,而將雜交實驗和孟德爾遺傳定律的驗證實驗改用其它實驗材料來完成。

不可否認(rèn)的是,將部分遺傳學(xué)實驗從課堂移到課外增加了任課教師和實驗室工作人員的工作量,在管理上開放性實驗也增加了難度。開放式實驗教學(xué)要求教師在課外時間也要進入實驗室指導(dǎo),實驗室經(jīng)常處于開放狀態(tài),實驗儀器設(shè)備和藥品的使用管理能在一定程度上放開。在實際操作中,我們采用教師網(wǎng)上答疑和在指定時間指導(dǎo)相結(jié)合的方式對學(xué)生進行輔導(dǎo)。在實驗室管理上,試劑方面控制關(guān)鍵藥品的使用,常規(guī)藥品可以適當(dāng)放開,對一些配制難度較大的溶液統(tǒng)一配制;對顯微鏡、顯微照相系統(tǒng)的使用則采取專人負(fù)責(zé)制,保證儀器的安全。而水培實驗和果蠅飼養(yǎng)實驗等內(nèi)容則允許學(xué)生將材料帶回宿舍,便于學(xué)生隨時觀察。

4 開放式實驗教學(xué)的考核指標(biāo)體系

實驗教學(xué)考試方法的改革作為實驗教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一,是當(dāng)前教學(xué)改革中值得深入研究與實踐的問題。以前實驗考核的方式主要以實驗報告為主,針對這樣的考核方式,學(xué)生常出現(xiàn)相互之間抄襲,作業(yè)敷衍的現(xiàn)象,既不能反映學(xué)生實驗的真實水平,考核指標(biāo)也比較單一。針對這些問題,結(jié)合我們的開發(fā)性實驗,我們重新制訂了實驗成績評價標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過我們設(shè)計改進后的實驗考核主要包括驗證性實驗考核和開放性實驗考核兩部分。驗證性成績的記錄擯棄了以前單純看實驗報告打分的情況,在實驗中對實驗結(jié)果提出規(guī)定要求,課堂上實時檢查并記錄學(xué)生的實驗結(jié)果,要求學(xué)生立即在實驗結(jié)果欄描述結(jié)果并由教師及時確認(rèn),防止課后抄襲。對實驗原理、實驗步驟等內(nèi)容也杜絕抄襲課本,要求用自己的語言表述。每次實驗結(jié)束后均布置思考題,啟發(fā)學(xué)生動手之后學(xué)會思考,發(fā)掘問題。在開放性實驗部分,教師將實驗設(shè)計方案納入評分范圍,實驗進行過程中記錄平時成績,對實驗結(jié)果不做硬性要求,但可作為評分參考。

在平時實驗成績記錄之外,還單獨設(shè)計了期末實驗考試。期末實驗考核采取開放式考核,擬定考試題目范圍,讓學(xué)生獨立設(shè)計實驗步驟,獨立實驗,在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成詳盡的實驗報告。這些評分方式考查了學(xué)生搜集資料,獨立開展項目的能力。這樣的考試既靈活,也發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性,更訓(xùn)練了學(xué)生的科研思維,為以后進入研究崗位奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

第6篇:遺傳學(xué)的分類范文

遺傳學(xué)是生物科學(xué)中一門十分重要的基礎(chǔ)理論學(xué)科,直接涉及生命起源和生物進化的機理[1]。由于遺傳學(xué)理論既深奧又抽象,涉及知識面廣、發(fā)展速度快,與實際應(yīng)用聯(lián)系又較密切,因此加大了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。另一方面,時代的發(fā)展也迫使遺傳學(xué)教學(xué)要更加注重對學(xué)生的素質(zhì)教育,加強綜合能力的培養(yǎng),同時也對遺傳學(xué)教師提出了更高的要求。在教學(xué)中,知識傳授與能力培養(yǎng)應(yīng)該是辯證的關(guān)系,應(yīng)具有高度的統(tǒng)一性[2]。課堂教學(xué)是教學(xué)實施過程中最基本的一種教學(xué)形式,教師是課堂教學(xué)的組織者和引導(dǎo)者,在課堂教學(xué)中具有主導(dǎo)作用。課堂教學(xué)是教師講授知識、培養(yǎng)學(xué)生能力的主要方式。筆者根據(jù)多年的教學(xué)實踐,將自己的課堂教學(xué)體會總結(jié)為以下幾點。

一、教師的語言要富有感染力

教師在課堂教學(xué)中的主導(dǎo)作用主要是通過語言表達來實現(xiàn)的。無論是應(yīng)用哪一種教學(xué)方法和手段,都是通過教師的語言來影響學(xué)生。教師語音的高低、節(jié)奏的快慢,會使學(xué)生產(chǎn)生不同的聽覺效果。教師的標(biāo)準(zhǔn)、流暢、生動,富有影響力、感染力的語言吸引學(xué)生,使學(xué)生集中注意力,在有限的課堂時間內(nèi)幫助學(xué)生更好地掌握教學(xué)內(nèi)容,從而可以激發(fā)學(xué)生興趣,提高分析問題和思維能力,因此語言在課堂授課中起著決定性的作用。達到教師的語言具有感染力的前提條件有兩點:一是吃透教學(xué)內(nèi)容,二是語音準(zhǔn)確,同時還應(yīng)具有合乎邏輯、富于啟發(fā)性和說服力,因此,一名優(yōu)秀的教師應(yīng)該不斷努力地提高自己的語言素養(yǎng)。

二、教學(xué)內(nèi)容要有針對性

遺傳學(xué)是我校農(nóng)學(xué)、生物技術(shù)、種子工程與科學(xué)、園藝等專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。因不同專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點有所不同,授課學(xué)時也不同,所以教學(xué)內(nèi)容的安排也不應(yīng)該按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)一概而論。比如,農(nóng)學(xué)專業(yè)與遺傳學(xué)的三大定律關(guān)聯(lián)較大,因為這部分內(nèi)容中包括基因型、表現(xiàn)型、自交、測交、要根據(jù)雜交后代各種表現(xiàn)型的分離比例來分析基因的表達特征,以及遺傳學(xué)規(guī)律在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用等。然而園藝專業(yè)來說,除了講解遺傳的基本概念、基本定理和研究方法外,還需要講解觀賞植物的花色、花形、花徑、重瓣性等主要性狀遺傳和變異的基本規(guī)律和分子機理。因此,任課教師可根據(jù)授課對象和不同學(xué)時數(shù),靈活地選擇和組合不同的教學(xué)內(nèi)容。

三、盡量創(chuàng)造學(xué)生參加課堂教學(xué)活動的機會

教學(xué)過程應(yīng)該是包括教師和學(xué)生,如果教師不停地講授,學(xué)生會感覺枯燥乏味,對學(xué)生來說在一定程度上也抑制了他們的分析、思考問題的能力。在教學(xué)過程中,任課老師應(yīng)始終鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生參加課堂教學(xué),主要表現(xiàn)在以下兩點:

1.讓學(xué)生走上講臺,提供展示自我的平臺。可以要求學(xué)生預(yù)習(xí)自學(xué)部分,然后讓學(xué)生走上講臺,加深他們對重點和難點內(nèi)容的理解,這樣有助于自學(xué)能力的培養(yǎng),激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性。為了能夠盡量使更多的學(xué)生走上講臺,要根據(jù)學(xué)生的實際水平確定自學(xué)內(nèi)容的難易點。另一方面就是要在學(xué)習(xí)新內(nèi)容之前,要求學(xué)生把學(xué)過的某一個知識單元的內(nèi)容進行總結(jié),從而有助于加深和掌握所學(xué)的內(nèi)容,在一定程度上也能夠提高他們對學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的興趣,同時還能夠創(chuàng)造活躍的課堂氣氛。例如,講完染色體結(jié)構(gòu)變異后讓學(xué)生準(zhǔn)備總結(jié)四種結(jié)構(gòu)變異的類型、細(xì)胞學(xué)鑒定和遺傳效應(yīng)。

2.帶著問題授課。上課時的提問是教學(xué)過種中常用的一種方法,通過提問可以集中學(xué)生的注意力又能及時地了解學(xué)生掌握知識的情況。教師的問題首先啟發(fā)學(xué)生的思維,具有邏輯性同時反映教學(xué)重點和難點。提問的方式有好幾種,我們可以聯(lián)系已學(xué)過的知識進行比較分析異同點,例如,我們在講細(xì)胞質(zhì)遺傳的特征時,讓學(xué)生比較細(xì)胞核遺傳;在講性連鎖時比較伴性遺傳、限性遺傳和從性遺傳的區(qū)別,這樣才能加深學(xué)生的理解和掌握。也可以采用先講結(jié)果然后問原因或者先講原因然后問結(jié)果等。例如,我們開始講連鎖遺傳時,首先讓學(xué)生根據(jù)香豌豆的兩對相對性狀的F2試驗結(jié)果依次回答下列問題:香豌豆的這兩對性狀的遺傳是否符合獨立遺傳?不符合獨立遺傳的原因是什么?相引組和相斥組的試驗結(jié)果的共同特點是什么?逐漸引導(dǎo)學(xué)生進入新的內(nèi)容。

四、善于歸納總結(jié),培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力

歸納總結(jié)是課堂教學(xué)中常用的一種方法。遺傳學(xué)有些章節(jié)內(nèi)容復(fù)雜,缺乏規(guī)律性和系統(tǒng)性。教師在教學(xué)過程中要善于歸納總結(jié),根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點總結(jié)以傳授的知識,盡量設(shè)法以簡單的語言和圖形抓住主要的教學(xué)內(nèi)容,并準(zhǔn)確表達此內(nèi)容。同時在知識的歸納總結(jié)的過程中,引導(dǎo)學(xué)生掌握歸納和總結(jié)所學(xué)知識的方法,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和獲取知識的能力。如,在解釋同源三倍體的高度不育時,把零散的內(nèi)容概括為:任何同源區(qū)段內(nèi)只能兩條染色體聯(lián)會;聯(lián)會三價體(松弛)或一個二價體和一個單價體;分離2/1和1/1不均衡分離;最后配子染色體數(shù)目不均衡導(dǎo)致了高度不育。在教和學(xué)的過程中,歸納總結(jié)是非常重要的一個環(huán)節(jié)。為了讓學(xué)生更好地掌握兩點測驗和三點測驗法這部分內(nèi)容我們可以這樣歸納:

五、要求學(xué)生課堂做筆記,提高學(xué)習(xí)效率

筆者在多年的教學(xué)實踐過程中發(fā)現(xiàn),在課堂上要求學(xué)生做筆記能夠集中學(xué)生的注意力,從而在一定程度上提高學(xué)習(xí)效率。因為,做筆記是在聽講和思考過程中進行的,學(xué)生始終會注意哪些內(nèi)容可以記,哪些不用記,從而提高重點和難點內(nèi)容的掌握。筆記不是將老師講的每句話都記錄下來,而是用自己的語言記下主要概念、論點、典型的例題等。同時還可以記下在聽課過程中遇到的疑點、難點。當(dāng)然,每個班學(xué)生的基礎(chǔ)知識、理解能力等方面有差異,在教學(xué)過程中教師應(yīng)通過反復(fù)述說、提高音調(diào)、慢講等方式實時提醒學(xué)生所記錄的教學(xué)內(nèi)容。研究也表明記筆記是學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的重要學(xué)習(xí)策略與技能[3]。課堂上做筆記不僅對學(xué)生掌握教學(xué)內(nèi)容有幫助,同時可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題、邏輯思維問題的能力。

六、充分利用本課程的特點,注重理論聯(lián)系實際

遺傳學(xué)是研究生物遺傳和變異的科學(xué),遺傳學(xué)不僅理論性強同時是緊密聯(lián)系實際的科學(xué)。所以我們在講解任何一個遺傳學(xué)概念、現(xiàn)象和規(guī)律時,一定要重視它們在實踐中的應(yīng)用。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,設(shè)法在學(xué)生感興趣的領(lǐng)域里尋找具體的例子來提高學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的自覺性和積極性。例如,在講解染色體變異時,我們除把基礎(chǔ)概念講清外,還需例舉人類染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異后導(dǎo)致的疾病的遺傳特點以及對人類的危害;遺傳學(xué)作為一種生產(chǎn)力在解決人類面臨的難題中發(fā)揮著巨大作用。特別是近年來分子遺傳學(xué)的迅猛發(fā)展,使得人類能夠以更快的速度和更準(zhǔn)確的目標(biāo)進行生物品種改良,甚至創(chuàng)造新的品種。為了讓學(xué)生了解掌握一些前沿知識,我們適時地介紹一些當(dāng)代分子遺傳學(xué)理論和技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域上的應(yīng)用成果。例如,在講授真核生物基因組時,通過具體的例子解釋人類基因組圖譜的構(gòu)建在發(fā)現(xiàn)致病基因,以DNA為基礎(chǔ)的診斷、預(yù)防、治療和藥物設(shè)計等方面的應(yīng)用。又如,在“基因工程”這一章中,要側(cè)重介紹基因工程技術(shù)在植物抗除草劑、抗病、抗蟲、提高品質(zhì)等方面在國內(nèi)外應(yīng)用狀況。

七、根據(jù)教學(xué)內(nèi)容確定最佳的教學(xué)方法,合理搭配傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)

隨著計算機多媒體技術(shù)的發(fā)展,多媒體教學(xué)是改革的一個熱點。多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相比的確具有自身的優(yōu)越性。多媒體教學(xué)的突出優(yōu)勢體現(xiàn)在它能以文本、圖像、動畫及聲音等多種形式來展示課程內(nèi)容[4]。而不同的教學(xué)內(nèi)容適合不同的教學(xué)方法和手段,并非所有的內(nèi)容都適合采用計算機多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)還是不能完全取代傳統(tǒng)的教學(xué)模式,兩者之間應(yīng)該相輔相成、取長補短、協(xié)調(diào)發(fā)展,才能取得最佳的教學(xué)效果[5]。比如,基因的表達和調(diào)控這一章中概念多,而且基因調(diào)控過程復(fù)雜,學(xué)生不容易理解,這部分很適合多媒體教學(xué)。但是概率、廣義和狹義遺傳力的估算,群體遺傳中基因頻率和基因型頻率的計算等內(nèi)容如果用多媒體課件來上的話,不能夠清楚地解釋整個計算過程。所以在課堂教學(xué)中把傳統(tǒng)的教學(xué)與多媒體教學(xué)有機地結(jié)合起來才能取得更好的教學(xué)效果。

八、重視課后作業(yè)的布置,鞏固課堂教學(xué)

第7篇:遺傳學(xué)的分類范文

關(guān)鍵詞:動物遺傳學(xué);教育國際化;教學(xué)模式

中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)11-0232-02

21世紀(jì)國際政治、經(jīng)濟環(huán)境發(fā)生了深刻的變化,世界高等教育的改革與發(fā)展成為新世紀(jì)關(guān)注的熱點。而高等教育國際化成為熱點中的焦點問題。為實現(xiàn)創(chuàng)建世界一流大學(xué)和培養(yǎng)一流人才的目標(biāo),浙江大學(xué)制定了本科教學(xué)國際化工程,其中之一是大力推進本科生雙語教學(xué)建設(shè),鼓勵教師采用英文教材及英文授課。動物遺傳學(xué)是動物科學(xué)學(xué)院最早實行雙語教學(xué)建設(shè)和教學(xué)改革的課程,從2000年開始少量插入英文教學(xué),到2004年實現(xiàn)80%以上英文教學(xué)到目前實現(xiàn)100%英文教學(xué)。經(jīng)過十多年探索和實踐,積累了不少國際化教學(xué)行之有效的經(jīng)驗和體會,為具有國際視野的高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)取得了顯著的成效,也為動物科學(xué)遺傳學(xué)國際化教學(xué)的提升提供了有效的借鑒。

一、課程建設(shè)

動物遺傳學(xué)是動物科學(xué)的核心課程,該課程具有知識面廣、內(nèi)容多、實驗新技術(shù)不斷出現(xiàn)的特點,涉及生物化學(xué)、細(xì)胞學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)及生物統(tǒng)計學(xué)等知識,是分子生物學(xué)、育種學(xué)、數(shù)量遺傳學(xué)及群體遺傳學(xué)等的基礎(chǔ),是一門對動物科學(xué)類專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量有重大影響,理論基礎(chǔ)和實驗技能較強的專業(yè)基礎(chǔ)課,對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實驗技能方面起重要作用,是第一批列入浙江大學(xué)雙語教學(xué)建設(shè)的課程之一。針對該課程的特點,課程主講教授首先進行師資隊伍的建設(shè),以骨干教師為核心配備青年教師進行課程建設(shè)的規(guī)劃和實施。為了保證教學(xué)質(zhì)量,課程組的成員不僅具有豐富的專業(yè)知識和教學(xué)經(jīng)驗,而且都是在國外知名大學(xué)獲得博士學(xué)位或具有國外大學(xué)兩年以上工作經(jīng)驗的教師,從而保證教師能準(zhǔn)確流利地用英文講授遺傳學(xué)的知識。其次課程主講教師組織課程組人員從以下幾個方面展開課程建設(shè):(1)動物遺傳學(xué)課程規(guī)范性文件的建設(shè)。進行課程結(jié)構(gòu)、內(nèi)容體系及考核方法的建設(shè),以滿足動物遺傳學(xué)課程范圍廣、發(fā)展快、內(nèi)容豐富的要求。(2)教材建設(shè)。由于英文原版教材不僅費用昂貴,而且學(xué)生一看到英文書就有恐懼心理,課程組充分考慮專業(yè)特點,對國內(nèi)外同類專業(yè)開設(shè)的同類課程進行深入調(diào)研,按照學(xué)生培養(yǎng)的高質(zhì)量要求,編寫減縮的英文講義,極大地提高了學(xué)生的閱讀效率。(3)實驗內(nèi)容的修改和建設(shè),包括實驗設(shè)施建設(shè)和新的實驗技術(shù)。在充分汲取國內(nèi)外新方法新技術(shù)的基礎(chǔ)上,跟蹤當(dāng)前學(xué)科的方向,更新部分實驗內(nèi)容和技術(shù)。(4)教學(xué)手段及教學(xué)方法改進。教學(xué)手段是提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的重要保證,課程組成員在不斷的教學(xué)實踐和及時吸納學(xué)生反饋意見的基礎(chǔ)上進行改進和創(chuàng)新。總之,項目從適應(yīng)國際化教學(xué)要求的動物遺傳學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系,以及與之相適應(yīng)的教材和教學(xué)方法等方面進行了系列的改革和建設(shè)。

二、適應(yīng)本科生教育國際化的教學(xué)模式與手段

遺傳學(xué)是一門學(xué)習(xí)難度較大的學(xué)科,隨著專業(yè)調(diào)整和面向世界一流大學(xué)的目標(biāo),浙江大學(xué)動科院學(xué)生質(zhì)量和外語水平也在不斷地提高。但要用全英文授課,學(xué)生還是有難度接受。為了培養(yǎng)造就知識、能力、素質(zhì)俱佳,具有國際視野的未來領(lǐng)導(dǎo)者,在教學(xué)過程中,除了強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,還要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和組織能力。教師在課堂上盡量營造氣氛,讓學(xué)生與教師自由、平等發(fā)表自己觀點,共同探究竟。課后有大量的閱讀和作業(yè)以充實消化課程講授內(nèi)容。在作業(yè)修改過程中了解學(xué)生的理解準(zhǔn)確度,共性問題在課堂統(tǒng)一講解,對有困難的學(xué)生加強課外學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)。從而改變學(xué)生學(xué)習(xí)的理念與學(xué)習(xí)的方法,有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,促進學(xué)生外語水平提高和學(xué)習(xí)能力發(fā)展。主講老師時不時用詼諧的語言作一些調(diào)查問卷,及時了解學(xué)生對老師授課質(zhì)量的反饋,如在課程中期給學(xué)生作業(yè)的最后加一道題:In evaluating my teacher,my sincere opinion to that :A.She is a swell person whom I would be glad to have as a sister-in-law. B.She is an excellent example of how tough it is when you do not have either genetics or environment going for you. C.She may have okay DNA to start with,but somehow all the important genes got turned off. D.She ought to be preserved in tissue culture for the benefit of other generations.學(xué)生往往能很輕松地告訴你他的真實感受。自從2006年動科院與美國普度大學(xué)簽約開展本科生暑期科研訓(xùn)練的項目,發(fā)展到與美國的賓夕法尼亞大學(xué)、伊利諾伊州立大學(xué)、佛蒙特大學(xué),澳大利亞的西奧大學(xué)等國際知名大學(xué)開展本科生教學(xué)與科研訓(xùn)練合作,越來越多的動科學(xué)子在本科期間有機會走出國門,體驗國際知名大學(xué)的辦學(xué)理念,了解專業(yè)國際發(fā)展前沿。但同時學(xué)生們在外國教授實驗室進行科研訓(xùn)練時也面臨巨大的挑戰(zhàn),特別是在科研訓(xùn)練結(jié)束后需要在眾多外國教授和學(xué)生面前用英語作科研報告,第一批的學(xué)生由于缺乏這方面的訓(xùn)練,特別緊張,有的甚至有點不知所措。從反饋意見看,學(xué)生們一致認(rèn)為動物遺傳學(xué)英語教學(xué)雖然增加了難度,但收獲也很大,不僅學(xué)到了前沿的學(xué)科知識,而且對他們的GRE考試和海外科研訓(xùn)練的幫助特別大,并希望能在以后的教學(xué)中給學(xué)生的口頭英語報告能力訓(xùn)練提供機會。任課教師吸收了學(xué)生的意見,在課程一開始提供學(xué)生系列課程小論文題目及具體要求,每個學(xué)生可任選一題用英文寫一個課程小論文。并增加一個課堂新聞內(nèi)容,要求學(xué)生用英文報告一個動物遺傳學(xué)最近研究進展的新聞,需要做PPT,在3分鐘內(nèi)用自己的語言演講而不是讀新聞。PPT首先要發(fā)給老師過目,修改提高,然后在課堂上演講。只要演講的學(xué)生都可以至少在總評中加2分,出色的可以最多加5分。每堂課只有一位同學(xué)可以上講臺演講,學(xué)生需要競爭機會。通過嘗試和改進,結(jié)果學(xué)生的積極性很高,遺傳學(xué)新聞的演講能力和新聞的質(zhì)量越來越高,學(xué)生受益匪淺。2011年暑期當(dāng)主講教師參加在Purdue大學(xué)動科系科研訓(xùn)練的學(xué)生科研報告時,聽到對方的系主任和教授這樣的評價:浙大的本科生用英語進行科研報告的水平勝過我們自己的學(xué)生。

三、體會

配合高等教育國際化,大學(xué)采用雙語教學(xué)的課程不斷增加是發(fā)展趨勢。我們的學(xué)生從中學(xué)就開始學(xué)英語,到了大學(xué)有了很好的基礎(chǔ)。但總的來說由于缺乏環(huán)境學(xué)生的聽說能力還是比較欠缺。用英文授課無疑給學(xué)生營造了聽說的良好環(huán)境,但對教師的要求就相對較高,教學(xué)時的付出也是用母語授課的幾倍。如果就簡單地用英文授課代替母語講課,很可能教學(xué)效果會適得其反。我們在授課過程體會到授課教師在講課過程需要不斷地觀察學(xué)生的反應(yīng),從學(xué)生的面孔可以讀到學(xué)生是否真正地理解講授的內(nèi)容,講授的內(nèi)容是否有吸引力。另外,作業(yè)的修改是很重要的一個環(huán)節(jié),通過批改作業(yè)可以及時了解學(xué)生是否準(zhǔn)確地理解了所授內(nèi)容,共性問題可以在課堂展開討論。課堂演講是對學(xué)生極佳的鍛煉機會,但老師需要花較多的心血幫助學(xué)生如何高度概括文獻內(nèi)容,用自己的語音把遺傳學(xué)的研究前沿問題清晰地介紹給聽眾。否則很可能演講變成了用英文讀稿,講完了聽眾還不知是什么內(nèi)容。在課堂提問和問題討論過程中,教師要非常注意引導(dǎo)學(xué)生如何準(zhǔn)確地表達問題。學(xué)生經(jīng)常告訴老師修動物遺傳學(xué)課需要比其他課程多花好幾倍的時間,但收獲也很大,并且學(xué)得非常有激情。但是隨著全英文教學(xué)的推進,在教學(xué)過程也不斷地出現(xiàn)新問題。由于學(xué)生的英語水平有差異,如何激發(fā)坐在后排不開口的學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動參與還需要改進,更多的教學(xué)理念更新和教學(xué)內(nèi)容及方法改革需要被引入到全英文的動物遺傳學(xué)教學(xué)中,真正體現(xiàn)教學(xué)的國際化。

參考文獻:

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[2]郭玉華,等.農(nóng)業(yè)高校遺傳學(xué)多媒體教學(xué)的創(chuàng)新和實踐[J].高等農(nóng)業(yè)教育,2010,(12):64-66.

[3]刑萬金,等.遺傳學(xué)雙語教學(xué)改革的實踐與體會[J].生物學(xué)雜志,2011,28(4):96-71.

第8篇:遺傳學(xué)的分類范文

關(guān)鍵詞:表觀遺傳學(xué) 教學(xué) 研究生

中圖分類號研究生教育是高等教育的重要組成部分,是培養(yǎng)高素質(zhì)、高層次人才的重要手段。今天的社會對研究生的全面素質(zhì)和創(chuàng)新能力提出更高的要求,而專業(yè)課教學(xué)是研究生教育的最基本部分,是提高研究生專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的直接途徑,因此,提高專業(yè)課教學(xué)水平對研究生的培養(yǎng)具有十分重要的意義[1]。隨著生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,知識更新速度加快,學(xué)科之間相互交叉、相互滲透,邊緣學(xué)科和新興學(xué)科不斷涌現(xiàn)。表觀遺傳學(xué)是近幾年來生命科學(xué)迅速發(fā)展的前沿學(xué)科之一,其理論與技術(shù)已經(jīng)廣泛滲透至生物學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及預(yù)防醫(yī)學(xué)的各個學(xué)科。表觀遺傳學(xué)是我們學(xué)院學(xué)術(shù)型碩士研究生專業(yè)課程和專業(yè)學(xué)位碩士研究生專業(yè)知識模塊的主干課程。如何適應(yīng)新形勢下研究生培養(yǎng)的需要,筆者主要針對研究生表觀遺傳學(xué)教學(xué)談一些自己的看法及建議。

1 教師業(yè)務(wù)素質(zhì)的提高

生物醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變對教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和能力提出了相應(yīng)的更高要求。不僅要求教師有生命科學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的專業(yè)知識,而且還要有生物醫(yī)學(xué)理論方面的知識,同時要求教師的技術(shù)知識層次能跟上生物醫(yī)學(xué)實驗技術(shù)推廣周期不斷縮短的趨勢。我們在研究生的表觀遺傳學(xué)教學(xué)中,隨時進行文獻調(diào)研,密切關(guān)注最新高水平期刊和學(xué)術(shù)會議的相關(guān)信息,不斷補充傳達的最新知識。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注當(dāng)前研究活躍的腫瘤、衰老、心血管疾病、感染性疾病與表觀遺傳學(xué)的最新研究進展情況,著重介紹營養(yǎng)、環(huán)境、應(yīng)激、細(xì)胞代謝在表觀遺傳變化中的重要作用機制。這些新知識非常受研究生的歡迎,引起他們濃厚的興趣。通過這些新知識的學(xué)習(xí),不僅開闊了研究生的學(xué)習(xí)視野,啟發(fā)了他們的創(chuàng)新思維,同時使他們形成良好的文獻調(diào)研和學(xué)術(shù)研討的習(xí)慣,逐步形成和掌握正確的科研方法,為即將開展的課題研究工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中反過來能進一步促進教師知識結(jié)構(gòu)的不斷更新,達到教學(xué)相長的目的。

2 改革教學(xué)內(nèi)容,形成完整的表觀遺傳學(xué)知識結(jié)構(gòu)體系

與經(jīng)典遺傳學(xué)以研究基因序列決定生物學(xué)功能為核心相比,表觀遺傳學(xué)主要研究基于染色質(zhì)事件對于這些“表觀遺傳密碼”的建立和維持的機制,及其如何決定細(xì)胞的表型和個體的發(fā)育。在表觀遺傳學(xué)研究生課堂教學(xué)過程中必須具有一定的前瞻性,引導(dǎo)研究生關(guān)注表觀遺傳學(xué)學(xué)科的發(fā)展動態(tài),密切注意學(xué)科的交叉和延伸,緊跟表觀遺傳學(xué)的發(fā)展方向和學(xué)科發(fā)展的突破點。課堂教學(xué)過程中把最主要的精力放在表觀遺傳學(xué)學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展最活躍最富潛力的研究方向上,例如表觀遺傳機制在癌癥等疾病中的作用機制,細(xì)胞代謝與表觀遺傳變化的關(guān)系等。表觀遺傳學(xué)是生命科學(xué)中一個普遍而又十分重要的新研究領(lǐng)域。它不僅對基因表達、調(diào)控、遺傳有重要作用,而且在腫瘤、免疫、病毒感染復(fù)制等許多疾病的發(fā)生和防治中亦具有十分重要的意義。在教學(xué)過程中主要內(nèi)容包括:表觀遺傳學(xué)概論,DNA甲基化,組蛋白修飾,染色質(zhì)重塑,基因組印記,X染色體失活,siRNA與miRNA介導(dǎo)的調(diào)控,表觀遺傳學(xué)與疾病,表觀遺傳學(xué)與癌癥,天然產(chǎn)物及中草藥的發(fā)展對表觀遺傳學(xué)的展望,表觀遺傳學(xué)的治療進展。上述內(nèi)容形成完整的表觀遺傳學(xué)知識結(jié)構(gòu)體系。在教學(xué)過程中,通過有選擇地插入一些小型專題講座及相關(guān)的研究歷史背景資料的方式,介紹和強調(diào)學(xué)習(xí)和掌握表觀遺傳學(xué)的重要性,既活躍了課堂,又把課程從枯燥的理論講解中解放出來,同時激發(fā)了研究生的學(xué)習(xí)積極性,拓寬相關(guān)的知識面[2]。同時在教學(xué)過程中注重前沿進展內(nèi)容的加入,如代謝、營養(yǎng)、環(huán)境等影響因素與表觀遺傳學(xué)的相關(guān)進展。

3 改革教學(xué)方法,培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力

本課程所授課的對象是已具備一定自學(xué)能力和學(xué)習(xí)主動性的研究生,最重要的是培養(yǎng)他們科學(xué)地發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力、準(zhǔn)確表達個人思想見解的能力以及科研創(chuàng)新能力。本課堂選課人數(shù)一般在十人左右,因此課堂教學(xué)的特點在于小班授課。由于是小班教學(xué),增加了教學(xué)的靈活性和增強了師生之間互動的可能性,師生之間的交流與溝通增多。因此在教學(xué)過程中采用教師課堂授課、學(xué)生參與研討、學(xué)生講授等多種教學(xué)方式,強調(diào)講授、研論、文獻調(diào)研、學(xué)術(shù)講座、論文報告、文獻綜述等多種方式并重的原則。在教學(xué)過程中,合理安排時間,讓研究生充分參與到教學(xué)的研討,結(jié)合自己的研究方向發(fā)表自己獨特的見解,闡述自己的學(xué)術(shù)觀點,這種教學(xué)方式為研究生迅速進入科研工作的角色奠定了堅實的基礎(chǔ),增強了研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。發(fā)揮現(xiàn)代多媒體技術(shù)在教學(xué)中的重要作用,電子課件與板書相結(jié)合,同時采用圖片、視頻播放、動畫等多種方式的應(yīng)用。倡導(dǎo)啟發(fā)式教育,摒棄灌輸式教學(xué)方法,講授基本理論知識的同時注意結(jié)合科研最新進展情況拓寬學(xué)生知識面,加強學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),使學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實踐應(yīng)用能力同步得到提高,取得了較好的教學(xué)效果。對由于受學(xué)時限制而不能在課堂上詳細(xì)介紹的前沿內(nèi)容可使用討論法,安排學(xué)生課后自學(xué),啟發(fā)學(xué)生提出問題,通過課堂討論得到解決。還可以在部分單元結(jié)束后,要求研究生根據(jù)自己的專業(yè)方向,結(jié)合查閱最新的文獻資料,撰寫小專題報告,組織交流討論,以便鞏固學(xué)生所學(xué)知識,并進一步拓寬知識面。研究生不同于本科生,他們有強烈的求知欲孥,有較高的學(xué)習(xí)熱情,有較強的自學(xué)能力,所以在教學(xué)中倡導(dǎo)自學(xué),組織討論,是因材施教、培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的好方法。

4 多種考核方式結(jié)合,檢驗教學(xué)效果。

在研究生的考核方面,不僅僅局限于對課內(nèi)授課內(nèi)容的掌握程度,還可以采用綜述、專題小報告、PPT匯報、模擬課題設(shè)計等綜合考核方式,注重知識的活學(xué)活用和創(chuàng)新意識的培養(yǎng),這樣才有利于研究生即打好廣博、堅實的理論基礎(chǔ),又能其重組知識框架,只有這樣,研究生的創(chuàng)新意識才能夠得到增強。

研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是受多因素復(fù)雜交錯影響的,要提升研究生的創(chuàng)新能力,既要保證培養(yǎng)研究生的客觀條件充足,又要發(fā)揮研究生的主觀能動性。研究生教育只有適應(yīng)知識經(jīng)濟時代的要求,才能不斷培養(yǎng)出符合社會需要的高層次創(chuàng)新型人才。表觀遺傳學(xué)既是目前迅速發(fā)展的學(xué)科和熱點領(lǐng)域,在生物醫(yī)學(xué)各種學(xué)科存在著千絲萬縷的聯(lián)系。它也是我們學(xué)院研究生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,對于培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)研究生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力具有重要的作用。只有在教學(xué)實踐中不斷地提高教師自身素質(zhì),調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,改進教學(xué)方法,才能達到預(yù)期目的。

參考文獻

第9篇:遺傳學(xué)的分類范文

【關(guān)鍵詞】 急性髓細(xì)胞白血??; 表觀遺傳學(xué); 靶向治療

急性髓細(xì)胞白血?。╝cute myeloid leukemia,AML)是一組異質(zhì)性疾病,以造血干細(xì)胞克隆紊亂為特征,是成年人急性白血病中最常見的類型。近20年來,人們對AML的發(fā)病機制和預(yù)后的研究有了長足的進展,患者的完全緩解率也有了明顯的提高,但仍有2/3成年AML患者未能達到治愈,復(fù)發(fā)、難治及老年AML仍是目前臨床治療的難題。為此,臨床工作者和科研人員不斷探索新途徑,積極尋求AML治療新方法。

近年來,表觀遺傳學(xué)的研究逐漸成為人們關(guān)注的熱點。隨著研究的深入,人們對AML的發(fā)病機制有了新的認(rèn)識,隨之而來的靶向治療也給患者重新帶來希望。該研究主要包括三個方面的內(nèi)容:DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼microRNA。研究表明,表觀遺傳學(xué)的調(diào)控機制參與調(diào)節(jié)許多重要的生理過程。在血液腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)化中,表觀遺傳學(xué)異常與遺傳學(xué)異常具有同樣重要的作用。表觀遺傳基因的修飾對于基因的差e表達有著至關(guān)重要的作用,它決定著細(xì)胞的類型及細(xì)胞從良性到惡性的轉(zhuǎn)變。尤為重要的一點,這種修飾是可遺傳的、動態(tài)的、可逆的,并且不影響下游的DNA序列。表觀遺傳的修飾基因,如DNMT3A,TET2,IDH1和IDH2,ASXL1和MLL1上的頻發(fā)突變,影響了造血細(xì)胞的自我更新和/或分化能力,促進髓系細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,促進白血病的形成[1]。表觀基因組在AML的發(fā)生中有重要的靶標(biāo)性作用,它具有內(nèi)在可塑性,通過特異性的酶、轉(zhuǎn)錄因子、與表觀遺傳機制相關(guān)的其他蛋白重新編碼對表觀遺傳基因的修飾,為治療提供了新的可能。

本文將描述表觀遺傳基因的失調(diào)是如何在AML中發(fā)揮作用的,同時強調(diào)目前和未來的治療手段在發(fā)現(xiàn)新靶標(biāo)上的多種嘗試。此外,還將涉及AML中個體化的靶向治療,包括術(shù)語的定義,適應(yīng)證的相關(guān)描述以及臨床實施的具體措施。

1 表觀遺傳學(xué)的針對性治療

1.1 DNMT3A突變及DNMT抑制劑 DNA甲基化是表觀遺傳調(diào)控的重要組成部分,通常與轉(zhuǎn)錄沉默有關(guān)。在急性白血病中,已被確定多種腫瘤抑制基因的過甲基化與轉(zhuǎn)錄抑制通過增殖、分化和生存過程的失調(diào)導(dǎo)致白血病的發(fā)生[2]。來自MDS的DNA甲基化譜研究數(shù)據(jù)顯示,抑癌基因的異常甲基化可能是驅(qū)動MDS進展為AML的主要機制[3]。胞嘧啶甲基化是指C5位的胞嘧啶殘基被DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMTs)催化,并生成C5甲基胞嘧啶(5-MC)的過程?;蚪MDNA甲基化是由DNMT3通過半甲基化的模板(從頭甲基化)建立的,并由DNMT1全甲基化模式(維持甲基化)予以保持。這些過程使得不同的可遺傳的DNA甲基化模式可以用來區(qū)分AML亞型、預(yù)測預(yù)后,并有潛力作為生物標(biāo)志物來預(yù)測患者對治療的反應(yīng)[4]。AML要么普遍低甲基化,要么過甲基化,這提示表觀遺傳途徑的過度和不足可能對白血病的發(fā)生都很重要[5]。數(shù)據(jù)表明,在白血病干細(xì)胞中,DNMT1可維持其DNA甲基化模式,并參與其自我更新的過程[6]。研究表明,DNMT3A在造血干細(xì)胞自我更新和分化過程中起著關(guān)鍵的作用。重要的是,DNMT3A的功能缺失性突變發(fā)生在30%的細(xì)胞遺傳學(xué)正常的AML中,可能與臨床預(yù)后較差有關(guān),但AML的這些突變對于DNA胞嘧啶甲基化和轉(zhuǎn)錄的影響尚不清楚,且DNMT3A的單獨缺失并不足以導(dǎo)致白血病形成[7]。大多數(shù)的突變涉及882位的精氨酸,在體外導(dǎo)致甲基轉(zhuǎn)移酶活性的降低[8]。到目前為止,尚無特異性針對DNMT3A的靶向治療。本節(jié)討論的“表觀遺傳修飾的靶向治療”指的是針對DNMT抑制劑的去甲基化治療。

美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)的2種DNMT抑制劑為:阿扎胞苷及其脫氧衍生物地西他濱。這兩種藥物均用于MDS的治療,現(xiàn)在依據(jù)一些臨床試驗的結(jié)果,也普遍應(yīng)用于AML的治療。

在一項多中心Ⅱ期研究中,有227位初治AML患者接受了地西他濱治療。每個療程中靜脈滴注地西他濱持續(xù)72 h,用量為135 mg/m2,間隔6周重復(fù)用藥,共4個療程[9]。該研究表明,總體有效率為26%,中位生存期為5.5個月,1年存活率為28%。在另一項多中心Ⅱ期臨床試驗中,給予55位60歲以上的AML患者靜滴地西他濱治療,每日用量為20 mg/m2,連續(xù)5 d給藥,每4周為一療程。結(jié)果,該試驗中AML的完全緩解率為24%,中位生存時期為7.7個月。

在一項針對高危MDS(包括骨髓中原始細(xì)胞比例為20%~30%、根據(jù)WHO標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)列為AML)的臨床試驗中,給予患者阿扎胞苷治療:每日用量為75 mg/m2,連續(xù)7 d皮下注射用藥,28 d為一個療程。與對照組(接受傳統(tǒng)治療方案)相比,阿扎胞苷組有明顯的生存獲益。而對于一些次要的評價指標(biāo)而言,比如輸血需求、靜脈抗生素的使用和住院天數(shù)等,阿扎胞苷組有明顯優(yōu)勢。與之類似的是,在法國的一項臨床研究中,149名初治老年AML患者接受了相同劑量和療程的氮雜胞苷治療,總體有效率為33%,完全緩解率為23%,總體生存期為9.4個月[10]。對于接受了大劑量誘導(dǎo)化療和異基因造血干細(xì)胞移植的AML患者,使用阿扎胞苷維持治療可能會減少或延遲白血病的復(fù)發(fā)。

1.2 IDH1/2突變及IDH1/2抑制劑 DNA甲基化與同型二聚體酶IDH1/2催化的檸檬酸代謝有關(guān),二聚體酶可催化異檸檬酸氧化脫羧成α-酮戊二酸(α-KG)。研究發(fā)現(xiàn),有10%~30%正常核型的AML患者發(fā)生了IDH1/2功能突變,引起酶功能異常,導(dǎo)致2-羥基戊二酸(2-HG)的產(chǎn)生和積累。由于TET2和包含jumonji-c結(jié)構(gòu)域家族的組蛋白賴氨酸去甲基化酶均依賴于α-KG,當(dāng)機體發(fā)生IDH1/2突變,并積累2-HG,可導(dǎo)致DNA和組蛋白甲基化的增加[11]。IDH1/2突變對預(yù)后的影響研究得到了自相矛盾的結(jié)果,可能是因為突變位置的差異和(或)伴隨其他基因的突變。例如,一項關(guān)于AML的隨機臨床試驗表明,IDH2的第140位的精氨酸殘基發(fā)生突變與良好的預(yù)后相關(guān)。不但如此,同時伴有NPM1和IDH1或IDH2突變的細(xì)胞遺傳學(xué)正常的AML患者也有良好的受益,3年總生存率(OS)可高達89%。然而,IDH1/2和TET2突變是相互排斥的,但具有這兩種不同的突變的AML患者具有相似的甲基化過程。

目前,一項早期臨床試驗正在進行,旨在研究IDH1/2抑制劑對發(fā)生了IDH1/2突變的AML患者的影響。這是一種針對IDH1/2突變酶的小分子靶向抑制劑,可減少2-HG的生成,誘導(dǎo)H3K9me3的脫甲基作用,并能增強相關(guān)分化基因的表達[12]。

1.3 MLL基因突變及DOT1L蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑 MLL基因位于染色體11q23,編碼H3K4甲基轉(zhuǎn)移酶(HMT),該酶參與組蛋白的重構(gòu),影響HOX基因和Wnt信號通路[13]。有5%~7%的初發(fā)AML病例發(fā)生MLL重排,與不良預(yù)后相關(guān)[14]。MLL區(qū)域是染色體易位和重排的高發(fā)區(qū),能產(chǎn)生多種融合蛋白,其中一些有致癌性。研究顯示,MLL融合蛋白和DOT1L之g的作用導(dǎo)致了白血病的發(fā)生[15]。

已有研究表明,DOT1L HMT的酶活性誘導(dǎo)了存在MLL基因重排的AML的形成。DOT1L抑制劑可減少H3K79的甲基化和MLL融合基因的表達。目前,具有高度選擇性的DOT1L抑制劑的研究已進入臨床試驗階段,而選擇性抑制HMT EZH2的強效抑制劑也正在研究中。

1.4 組蛋白去乙?;福℉DAC)抑制劑 單獨使用HDAC抑制劑治療AML,其臨床作用并不令人滿意。因而,能否與DNMT抑制劑聯(lián)合使用增強療效,則備受期待。目前,諸多相關(guān)的臨床試驗正在開展當(dāng)中,而且對多種HDAC抑制劑,包括丙戊酸、mocetinostat、帕比司他、伏立諾他等,與阿扎胞苷或地西他濱聯(lián)合使用的療效進行了評價,但結(jié)果并不如人意。在一項二期臨床試驗中,恩替諾特聯(lián)合阿扎胞苷治療AML并未提高療效[16]。需要注意的是,與早期的體外試驗采用序貫用藥不同,此項試驗中這兩種藥物是同時應(yīng)用的。恩替諾特是一種強效的細(xì)胞周期抑制劑,可能會抑制阿扎胞苷的整合,導(dǎo)致脫甲基作用減弱。

1.5 賴氨酸乙?;种苿?具有布羅莫結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)可識別組蛋白末端的賴氨酸殘基,這種相互作用可被小分子抑制劑所抑制。當(dāng)前,已開始對數(shù)種BET抑制劑進行臨床試驗。研究表明,BET抑制劑可抑制白血病干細(xì)胞和祖細(xì)胞增殖,并且可阻斷MLL介導(dǎo)的白血病轉(zhuǎn)化[17]。

1.6 賴氨酸去甲基化酶抑制劑 研究結(jié)果顯示,KDM1A/LSD1在體外可有效抑制AML細(xì)胞系和原代白血病細(xì)胞。在聯(lián)合使用HDAC抑制劑和全反式維甲酸時,這種抑制作用更顯著。研究表明,MLL白血病受其影響最大,AML的其他亞型和其他髓系腫瘤也對之敏感[18]。

2 表觀遺傳學(xué)發(fā)展在AML靶向治療方面的挑戰(zhàn)

2.1 靶向治療的治療靶點 AML在發(fā)生、發(fā)展過程中有一系列的異常表現(xiàn),就疾病本身而言,有許多方面的異常可以進行針對性的治療,包括表觀遺傳途徑的調(diào)節(jié)、基因突變、細(xì)胞表型、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、白血病干細(xì)胞和骨髓微環(huán)境等。最近有關(guān)AML克隆構(gòu)型的研究表明,AML克隆異質(zhì)性始終伴隨著疾病的進展及復(fù)發(fā)[19]。因而,AML的治療靶點是不斷變化著的,在疾病的不同時期需用不同的藥物進行治療。有關(guān)初發(fā)AML克隆構(gòu)型的研究顯示,在基因?qū)用娼缍ǖ陌籽喛寺『桶籽「杉?xì)胞之間具有明顯的功能異質(zhì)性[20]。目前的挑戰(zhàn)是明確和清除所有的克隆,而非以往那樣狹隘地認(rèn)為,靶向治療的關(guān)鍵就是應(yīng)用某種方法,通過單向靶點來消除優(yōu)勢克隆。

2.2 靶向治療的對象 如何選擇靶向治療的對象是一個比較重要的問題。根據(jù)不同的分類方法,AML患者可劃分為不同的亞群,但這樣的分類方法均有各自的優(yōu)點和不足之處。

AML患者也可以根據(jù)預(yù)后進行分類。在過去,對新藥的早期試驗通常在復(fù)發(fā)和難治病例中進行,顯而易見,這是一種很令人困惑的試驗?zāi)J健S捎趶?fù)發(fā)或難治AML病例與初發(fā)病例在生物學(xué)上和臨床上是不同的,因而對初發(fā)病例作新藥研究十分重要??梢愿鶕?jù)細(xì)胞遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)數(shù)據(jù),對初診患者進行風(fēng)險評估并預(yù)先判斷其治療效果的優(yōu)劣。例如,一項研究表明,在不同的甲基化區(qū)域,有高水平甲基化的7個基因其低表達具有更好的臨床結(jié)果[21]。目前認(rèn)為,在臨床研究中,靶向治療的對象應(yīng)該是那些預(yù)后可能不良的初發(fā)AML病例。

2.3 靶向治療的時機 臨床上通常將AML治療分為誘導(dǎo)、鞏固和緩解后治療。臨床研究表明,把針對表觀遺傳學(xué)調(diào)控的靶向藥物與其他藥物聯(lián)合使用,結(jié)果比單一用藥效果更好。因此,已考慮將試驗新藥添加到主流的誘導(dǎo)方案當(dāng)中來。多年來有關(guān)AML治療的臨床實踐表明,尚無哪一種化療方案更優(yōu)于阿糖胞苷聯(lián)合蒽環(huán)類藥物的“7+3”經(jīng)典方案的,所以應(yīng)把該方案作為主要的誘導(dǎo)方案,新藥可以添加于此或者作為單藥評估其療效。這樣,納入臨床試驗的初治患者將會接受其一進行治療。

各種證據(jù)表明,誘導(dǎo)后殘留的白血病細(xì)胞與治療前的腫瘤細(xì)胞在生物學(xué)上是有區(qū)別的。因此,臨床上重復(fù)應(yīng)用同一治療方案并不合理。研究表明,表觀遺傳學(xué)靶向治療在AML完全緩解后或移植后,或可控制白血病克隆的演變。目前,多數(shù)靶向治療藥物是非細(xì)胞毒性的,對低負(fù)荷白血病而言,治療成功的可能性更大。當(dāng)然,還需要更多的AML患者參與到臨床試驗中來,進行新型藥物的有效性驗證。

2.4 靶向治療的有效性評價 表觀遺傳學(xué)靶向治療一般需要長達幾周甚至幾月的時間方顯成效。此外,基于形態(tài)學(xué)和免疫表型的分析方法并不能有效評價靶向治療的療效。因而,可以憑借DNA甲基化特征、基因表達譜、高光譜測定法以及其他技術(shù)手段來做生物學(xué)標(biāo)志的鑒定,通過生物學(xué)標(biāo)志能充分預(yù)測療效,并提高疾病監(jiān)控能力。然而,在當(dāng)前臨床實踐中,尚未能常規(guī)使用此類表觀遺傳學(xué)的生物學(xué)標(biāo)志。

3 展望

隨著對AML表觀遺傳修飾基因突變的認(rèn)識的深入,人們發(fā)現(xiàn)表觀遺傳學(xué)在AML生物學(xué)發(fā)生中起著復(fù)雜而重要的作用。AML的表觀遺傳學(xué)靶向治療策略已經(jīng)改變了臨床應(yīng)用,AML患者的個體化靶向治療將成為現(xiàn)實。然而,現(xiàn)實中還面臨著諸多挑戰(zhàn),其中最大的挑戰(zhàn)就是AML生物學(xué)和患者本身的高度異質(zhì)性。只有通過創(chuàng)新性的臨床試驗、可靠的科學(xué)研究和醫(yī)患的共同參與等努力,才可能真正實現(xiàn)AML患者的個體化治療。

⒖嘉南

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