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遺傳學(xué)研究精選(九篇)

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遺傳學(xué)研究

第1篇:遺傳學(xué)研究范文

(一)哮喘發(fā)病機(jī)理概述:支氣管哮喘是由免疫、遺傳和環(huán)境等因素共同作用所引起的呼吸道急、慢性炎癥,多為過(guò)敏性炎癥。呼吸道的急性炎癥使氣道管壁的血管通透性增加、粘液分泌增多及平滑肌痙攣;慢性炎癥進(jìn)一步使氣道結(jié)構(gòu)和功能改變,導(dǎo)致氣道高反應(yīng)性,從而引起喘息、咳嗽和呼吸困難等哮喘癥狀。IgE介導(dǎo)的氣道過(guò)敏性炎癥反應(yīng)是哮喘最常見(jiàn)的發(fā)病機(jī)制;其次,研究表明遺傳因素在哮喘發(fā)病中起著重要的作用;同時(shí)環(huán)境因素在哮喘發(fā)病中也具有不可忽視的作用,環(huán)境因素中最重要的是過(guò)敏原的密度、患兒在過(guò)敏原中暴露的時(shí)間和方式,其他的環(huán)境因素包括吸煙、大氣污染以及呼吸道感染,尤其是病毒感染。當(dāng)具有遺傳易感性的個(gè)體暴露在一定的環(huán)境中,氣道的過(guò)敏性炎癥就發(fā)生了。可見(jiàn),免疫、遺傳和環(huán)境在哮喘發(fā)病中的作用是相互影響的。

(二)哮喘表型及其遺傳分析:研究遺傳性疾病首先必須確定疾病的表型,這一點(diǎn)在哮喘的遺傳研究中顯得尤其困難。在流行病學(xué)調(diào)查研究中,一般基于既往的喘息并結(jié)合特應(yīng)性表現(xiàn)和氣道高反應(yīng)性診斷哮喘。特應(yīng)性表現(xiàn)包括血清總IgE升高和變應(yīng)原皮試陽(yáng)性兩個(gè)方面。研究表明,特應(yīng)性與非特異性的支氣管高反應(yīng)性之間存在明顯的相關(guān)性[1],但同樣存在以下客觀事實(shí):具有特應(yīng)性的個(gè)體可以沒(méi)有氣道高反應(yīng)性;具有氣道高反應(yīng)性的研究對(duì)象可以不具有特應(yīng)性或者不患哮喘。氣道高反應(yīng)性與哮喘性狀的不一致性使人們猜想:氣道高反應(yīng)性可能是一種獨(dú)立的遺傳表型性狀。有人在患有特應(yīng)性哮喘兒童的一級(jí)親屬中測(cè)定了支氣管易變性的患病率,結(jié)果表明,具有特應(yīng)性表型的親屬的氣道高反應(yīng)性患病率為39%,而健康親屬患病率為32%。同時(shí)發(fā)現(xiàn)群體中過(guò)敏原皮膚試驗(yàn)陽(yáng)性與氣道高反應(yīng)性之間沒(méi)有直接的聯(lián)系,提示這些現(xiàn)象為分離性狀。也有研究提示,哮喘兒童呈現(xiàn)明顯的氣道高反應(yīng)性,其父母的氣道高反應(yīng)性支持是單基因突變引起,且二者還有不同比例的不典型氣道高反應(yīng)性。此研究還表明氣道高反應(yīng)與變應(yīng)原皮試陽(yáng)性或血清總IgE高低無(wú)明顯聯(lián)系。比較患癥狀性哮喘與非癥狀性哮喘的兒童,前者父母的氣道高反應(yīng)性更明顯,這一點(diǎn)支持支氣管反應(yīng)性可能以不完全外顯的常染色體顯性遺傳方式遺傳下來(lái)的觀點(diǎn),所以可能有兩種因素引起氣道的高反應(yīng)性:(1)先天性決定的常染色點(diǎn)引起溫和性的氣道高反應(yīng)性;(2)繼發(fā)于氣道過(guò)敏性炎癥的獲得性因素進(jìn)一步增加氣道的高反應(yīng)性。

(三)哮喘基因研究:1.染色體11q13與高親和性的IgE受體(FcεRIβ):有人把哮喘基因定位于染色體11q12,13,并提出特應(yīng)性傳遞主要是通過(guò)母系遺傳。在基因組隨機(jī)研究中發(fā)現(xiàn),11q13與特應(yīng)性有關(guān),在英國(guó)和日本群體研究中確立了此種連鎖關(guān)系。以后用11q13區(qū)域圖譜證實(shí)了此候選基因的存在。IgE受體有一種變異體(亮氨酸181),這種變異體可能增加受體的信號(hào)傳遞能力,增加肥大細(xì)胞釋放白細(xì)胞介素(IL)-4,并刺激高水平的IgE合成。新近的研究發(fā)現(xiàn)染色體11q13上的FcεRIβ基因可以作為特應(yīng)性哮喘的候選基因[2]。IgE特異性受體也可以使哮喘易感者產(chǎn)生氣道高反應(yīng)性而不是特應(yīng)性[3]。

2.染色體5q與細(xì)胞因子基因族:染色體5q31上的細(xì)胞因子基因族使得基因組的這個(gè)區(qū)域成為包含特應(yīng)性基因的候選區(qū)域。在11個(gè)Amish大家系中的研究發(fā)現(xiàn),血清總IgE水平與此區(qū)域相關(guān)聯(lián),即IL-4基因兩個(gè)等位基因相同的同胞,其總血清IgE水平較一致,而等位基因不同的同胞,其IgE水平有較大的差異[4]。經(jīng)采用同胞配對(duì)和Lod評(píng)分法對(duì)荷蘭人群進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)染色體5q上有許多候選基因影響血清IgE的水平,其候選基因可能位于D5S436至D5S658附近,該區(qū)域跨過(guò)幾百萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)的范圍,有許多候選基因,包括IL-4、IL-3、IL-5、干擾素、調(diào)節(jié)因子-1、單核-巨噬細(xì)胞克隆刺激因子的基因[5] 。也可能是多種因素參與了特應(yīng)質(zhì)的發(fā)病機(jī)理。另有學(xué)者提出,IL-4基因調(diào)節(jié)區(qū)的多態(tài)性可能與特應(yīng)性有關(guān)系[6]。應(yīng)用連鎖分析及同胞配對(duì)方法對(duì)日本68個(gè)家系的306位成員進(jìn)行研究,結(jié)果表明,哮喘基因在染色體5q31~33上與遺傳標(biāo)記IL-4基因、IL-9基因及D5S393存在連鎖(P=0.0 03,P=0.018,P=0.0077),且這些特異性位點(diǎn)與兒童哮喘的發(fā)病相關(guān)聯(lián)[7]。

3.14q連鎖與T細(xì)胞抗原受體(TCR):研究顯示14q上存在TCR位點(diǎn)與特異性IgE反應(yīng)的連鎖區(qū)域,這種連鎖是在兩個(gè)獨(dú)立人群中發(fā)現(xiàn)的,并符合常染色體隱性遺傳。這個(gè)區(qū)域也包括TCRδ鏈基因,位于α位點(diǎn)內(nèi),因此δ鏈基因可能是連鎖的候選基因。雖然這種結(jié)果沒(méi)有獨(dú)立重復(fù)出來(lái),但它提示TCR基因的多態(tài)性限制了機(jī)體對(duì)特異性抗原的反應(yīng)能力[8]。臨床研究表明,染色體14q32上的免疫球蛋白重鏈基因與特應(yīng)性及非特應(yīng)性兒童哮喘存在一定的聯(lián)系[9]。

4.哮喘與人類(lèi)白細(xì)胞抗原(HLA):長(zhǎng)期以來(lái)學(xué)者們認(rèn)為,HLAⅡ類(lèi)抗原(包括DP、DQ和DR)在抗原呈遞過(guò)程中起關(guān)鍵作用,影響免疫反應(yīng)的特異性,因此人們對(duì)HLAⅡ類(lèi)抗原等位基因與某些特殊抗原的IgE高反應(yīng)性之間的關(guān)系尤其關(guān)注,目前僅發(fā)現(xiàn)HLA與高純度吸入的變應(yīng)原有關(guān),而與復(fù)雜的常見(jiàn)變應(yīng)原無(wú)關(guān)。室塵螨Der P的特異性抗原呈遞需要特異性HLA-DR和DQ基因產(chǎn)物[10],Amb aV 抗原呈遞需要HLA-DRB1等位基因中DRB1/2.2和DRB1/2.12參與[11] 。HLADQw抗原參與了屋塵螨所致的中國(guó)兒童哮喘的發(fā)病[12],Mullarkey等[13]研究顯示,DQW2表型是阿司匹林過(guò)敏性哮喘的標(biāo)記物,但Perichon等[14]研究發(fā)現(xiàn)阿司匹林哮喘與DQ抗原無(wú)關(guān),而與DQB1*0101等位基因相關(guān),進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)DQB1抗原上的一個(gè)氨基酸序列的改變可直接導(dǎo)致哮喘發(fā)生?,F(xiàn)在利用可靠的過(guò)敏模型進(jìn)一步研究人類(lèi)免疫反應(yīng)的分子基礎(chǔ),HLA位點(diǎn)已經(jīng)確定為特應(yīng)性和哮喘發(fā)病機(jī)理的候選基因,主要是由于HLA Ⅱ類(lèi)抗原在抗原表達(dá)和T細(xì)胞抑制中的作用。

5.哮喘的嚴(yán)重性與β2-腎上腺素能受體(β2-AR)基因:β2-腎上腺素能受體參與了支氣管哮喘的發(fā)病。β2-腎上腺素能受體基因存在9個(gè)不同的點(diǎn)突變,但只有4個(gè)引起氨基酸序列的改變;需持續(xù)口服激素才能控制癥狀的哮喘患者75%是第16位氨基酸(核苷酸46)為甘氨酸而非精氨酸的純合子個(gè)體。此種突變體與哮喘的嚴(yán)重性可能存在一定的聯(lián)系,尤其與夜間哮喘聯(lián)系更緊密[15]。另一個(gè)突變體是27位的谷酰胺被谷氨酸代替,它與哮喘群體的氣道不顯著性高反應(yīng)性相關(guān),可使β2-受體對(duì)其激動(dòng)劑誘導(dǎo)的下調(diào)有抵抗力[16]。Ohe等[17]用BamI內(nèi)切酶對(duì)4個(gè)日本家系58個(gè)成員β2-腎上腺素能受體基因的限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(RFLP)分析發(fā)現(xiàn),在該人群中,存在兩個(gè)等位基因多態(tài)性(2.3 kb和2.1 kb),無(wú)等位基因2.3 kb(即為2.1 kb的純合子)的成員表現(xiàn)為對(duì)吸入沙丁胺醇的反應(yīng)性不佳,在哮喘病例中無(wú)2.3 kb等位基因的比例高。這些研究似乎表明,β2腎上腺素能受體基因的多態(tài)性在哮喘的發(fā)病中并不起主要作用,但它可能與患病個(gè)體病情的嚴(yán)重性有一定關(guān)系。

6.哮喘與α1-抗胰蛋白酶突變體(α1-AT) :α1-AT遺傳缺陷在慢性阻塞性肺疾患中起著重要的作用。它也參與支氣管哮喘中蛋白水解酶抑制劑的平衡與抗平衡過(guò)程。兩個(gè)主要的等位基因(Z和S)與α1-AT缺失有關(guān)。研究表明,Z等位基因雜合缺失與類(lèi)固醇依賴性哮喘緊密相關(guān)[18],S等位基因雜合缺失與哮喘的氣道高反應(yīng)性存在聯(lián)系[19]。

7.哮喘與α1-抗糜蛋白酶(α1-ACT)遺傳缺陷:Lindmark等[20]采用病例對(duì)照研究,在瑞典人群中對(duì)172例哮喘兒童和193例兒童進(jìn)行了α1-ACT遺傳缺失篩查,并比較一些臨床資料。結(jié)果表明,哮喘組α1-ACT雜合缺失頻率為2.9%,明顯高于對(duì)照組;且α1-ACT雜合缺失與非缺失患者相比,前者哮喘初發(fā)年齡早,住院次數(shù)多,放射性過(guò)敏原吸附試驗(yàn)陽(yáng)性率高,此結(jié)論支持α1-ACT雜合缺失增加了患兒童哮喘的危險(xiǎn)性,并在一定程度上影響兒童哮喘的嚴(yán)重性。我們應(yīng)用同樣方法在重慶市90例哮喘兒童和180例健康兒童中初步篩查α1-ACT雜合缺失,發(fā)現(xiàn)哮喘組α1-ACT雜合缺失頻率為4.4%,明顯高于對(duì)照組;與兒童哮喘發(fā)病及某些臨床指標(biāo)相關(guān)聯(lián),與Lindmark研究結(jié)果相一致,但引起α1-ACT雜合缺失的基因結(jié)構(gòu)如何目前仍未定論。

8.其他位點(diǎn)及哮喘相關(guān)基因:國(guó)外學(xué)者利用常染色體上253個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記物及X染色體上的16個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記物, 對(duì)澳大利亞西部80個(gè)哮喘家系進(jìn)行了全基因組掃描,結(jié)果提示第4、7、13、16號(hào)染色體上也有可能存在哮喘易感基因[21]。

(四)哮喘基因研究的意義:在此,我們闡述了遺傳因素在哮喘發(fā)病中的作用,基因組研究將繼續(xù)檢測(cè)其他的相關(guān)基因。對(duì)引起哮喘和特應(yīng)性疾病的遺傳變異的理解能夠?yàn)閮和呐R床診斷和治療開(kāi)辟?gòu)V闊的途徑:(1)改變免疫反應(yīng)的特異性突變體的發(fā)現(xiàn)為基因治療提供了靶子。但由于確定基因突變的研究費(fèi)時(shí)、基因治療的危險(xiǎn)性及高成本,現(xiàn)在還不能合法地對(duì)非致死性疾病進(jìn)行基因治療。(2)用于發(fā)展特異性的藥物療法。針對(duì)引起哮喘發(fā)病的基因異常,給予相應(yīng)的藥物調(diào)節(jié)。例如,如果具有加強(qiáng)功能的IL-4變異體或者具有缺乏功能的IFN-γ變異體被確定為哮喘病因,則可以直接制造調(diào)節(jié)劑。然而,由多基因參與的免疫和炎癥反應(yīng)將可能造成無(wú)效或危險(xiǎn)性。(3)用于疾病的篩查??筛鶕?jù)研究結(jié)果篩查出攜帶特應(yīng)性基因者,然后通過(guò)改善環(huán)境,如避免接觸煙霧、防止感染等預(yù)防哮喘發(fā)作?;蚋鶕?jù)結(jié)果提供早期診斷方法,以便及早對(duì)哮喘患兒進(jìn)行干預(yù)。

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第2篇:遺傳學(xué)研究范文

1 理論分子群體遺傳學(xué)的發(fā).展簡(jiǎn)史

經(jīng)典群體遺傳學(xué)最早起源于英國(guó)數(shù)學(xué)家哈迪和德國(guó)醫(yī)學(xué)家溫伯格于1908年提出的遺傳平衡定律。以后, 英國(guó)數(shù)學(xué)家費(fèi)希爾、遺傳學(xué)家霍爾丹(Haldane JBS)和美國(guó)遺傳學(xué)家賴特(Wright S)等建立了群體遺傳學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及相關(guān)計(jì)算方法, 從而初步形成了群體遺傳學(xué)理論體系, 群體遺傳學(xué)也逐步發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。群體遺傳學(xué)是研究生物群體的遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳結(jié)構(gòu)變化規(guī)律的科學(xué), 它應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和方法研究生物群體中基因頻率和基因型頻率的變化, 以及影響這些變化的環(huán)境選擇效應(yīng)、遺傳突變作用、遷移及遺傳漂變等因素與遺傳結(jié)構(gòu)的關(guān)系, 由此來(lái)探討生物進(jìn)化的機(jī)制并為育種工作提供理論基礎(chǔ)。從某種意義上來(lái)說(shuō), 生物進(jìn)化就是群體遺傳結(jié)構(gòu)持續(xù)變化和演變的過(guò)程, 因此群體遺傳學(xué)理論在生物進(jìn)化機(jī)制特別是種內(nèi)進(jìn)化機(jī)制的研究中有著重要作用[1]。

在20世紀(jì)60年代以前, 群體遺傳學(xué)主要還只涉及到群體遺傳結(jié)構(gòu)短期的變化, 這是由于人們的壽命與進(jìn)化時(shí)間相比極為短暫, 以至于沒(méi)有辦法探測(cè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化后群體遺傳的遺傳變化或者基因的進(jìn)化變異, 只好簡(jiǎn)單地用短期變化的延續(xù)來(lái)推測(cè)長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程。而利用大分子序列特別是DNA序列變異來(lái)進(jìn)行群體遺傳學(xué)研究后, 人們可以從數(shù)量上精確地推知群體的進(jìn)化演變, 并可檢驗(yàn)以往關(guān)于長(zhǎng)期進(jìn)化或遺傳系統(tǒng)穩(wěn)定性推論的可靠程度[1]。同時(shí), 對(duì)生物群體中同源大分子序列變異式樣的研究也使人們開(kāi)始重新審視達(dá)爾文的以“自然選擇”為核心的生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)。20世紀(jì)60年代末、70年代初, Kimura[2]、King和Jukes[3]相繼提出了中性突變的隨機(jī)漂變學(xué)說(shuō): 認(rèn)為多數(shù)大分子的進(jìn)化變異是選擇性中性突變隨機(jī)固定的結(jié)果。此后, 分子進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō)得到進(jìn)一步完善[4], 如Ohno[5]關(guān)于復(fù)制在進(jìn)化中的作用假說(shuō): 認(rèn)為進(jìn)化的發(fā)生主要是重復(fù)基因獲得了新的功能, 自然選擇只不過(guò)是保持基因原有功能的機(jī)制; 最近Britten[6]甚至推斷幾乎所有的人類(lèi)基因都來(lái)自于古老的復(fù)制事件。盡管中性學(xué)說(shuō)也存在理論和實(shí)驗(yàn)方法的缺陷, 但是它為分子進(jìn)化的非中性檢測(cè)提供了必要的理論基礎(chǔ)[7]。目前, “選擇學(xué)說(shuō)”和“中性進(jìn)化學(xué)說(shuō)”仍然是分子群體遺傳學(xué)界討論的焦點(diǎn)。

1971年, Kimura[8]最先明確地提出了分子群體遺傳學(xué)這一新的學(xué)說(shuō)。其后, Nei從理論上對(duì)分子群體遺傳學(xué)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的闡述。1975年, Watterson[9]估算了基于替代模型下的DNA多態(tài)性的參數(shù)Theta(θ)值和期望方差。1982年, 英國(guó)數(shù)學(xué)家Kingman[10, 11]構(gòu)建了“溯祖”原理的基本框架, 從而使得以少量的樣本來(lái)代表整個(gè)群體進(jìn)行群體遺傳結(jié)構(gòu)的研究成為可能, 并可以進(jìn)一步推斷影響遺傳結(jié)構(gòu)形成的各種演化因素。溯祖原理的“回溯”分析使得對(duì)群體進(jìn)化歷史的推測(cè)更加合理和可信。1983年, Tajima[12]推導(dǎo)了核甘酸多樣度參數(shù)Pi(π)的數(shù)學(xué)期望值和方差值。此后, 隨著中性平衡的相關(guān)測(cè)驗(yàn)方法等的相繼提出[13~15], 分子群體遺傳學(xué)的理論及分析方法日趨完善[16]。

近20年來(lái), 在分子群體遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上, 又衍生出一些新興學(xué)科分支, 如分子系統(tǒng)地理學(xué)(molecular phylogeography)等。系統(tǒng)地理學(xué)的概念于1987年由Avise提出, 其強(qiáng)調(diào)的是一個(gè)物種的基因系譜當(dāng)前地理分布方式的歷史成因[17], 同時(shí)對(duì)物種擴(kuò)散、遷移等微進(jìn)化歷史等進(jìn)行有效的推測(cè)[18]。

2 實(shí)驗(yàn)植物分子群體遺傳研究?jī)?nèi)容及進(jìn)展

基于DNA序列變異檢測(cè)手段的實(shí)驗(yàn)分子群體遺傳學(xué)研究始于1983年, 以Kreitman[19]發(fā)表的“黑腹果蠅的乙醇脫氫酶基因位點(diǎn)的核苷酸多態(tài)性”一文為標(biāo)志。以植物為研究對(duì)象的實(shí)驗(yàn)分子群體遺傳學(xué)論文最早發(fā)表于20世紀(jì)90年代初期[20, 21], 但是由于當(dāng)時(shí)DNA測(cè)序費(fèi)用昂貴等原因, 植物分子群體遺傳學(xué)最初發(fā)展比較緩慢, 隨著DNA測(cè)序逐漸成為實(shí)驗(yàn)室常規(guī)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)之一以及基于溯祖理論的各種計(jì)算機(jī)軟件分析程序的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用, 實(shí)驗(yàn)分子群體遺傳學(xué)近10年來(lái)得到了迅速的發(fā)展, 相關(guān)研究論文逐年增多, 研究的植物對(duì)象主要集中在模式植物擬南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.)及重要的農(nóng)作物如玉米(Zea mays L.)、大麥(Hordeum vulgare L.), 水稻(Orazy sativa L.)、高粱(Sorghum bicolor L.)、向日葵(Helianthus annuus L.)等上[16]。其研究?jī)?nèi)容涵蓋了群體遺傳結(jié)構(gòu)(同源DNA分化式樣)、各種進(jìn)化力量如突變, 重組, 連鎖不平衡、選擇等對(duì)遺傳結(jié)構(gòu)的影響、群體內(nèi)基因進(jìn)化方式(中性或者適應(yīng)性進(jìn)化)、群體間的遺傳分化及基因流等。同時(shí), 通過(guò)對(duì)栽培物種與野生祖先種或野生近緣種的DNA多態(tài)性比較研究, 分子群體遺傳學(xué)在研究作物馴化的遺傳學(xué)原因及結(jié)果等也取得了重要的進(jìn)展, 如作物馴化的遺傳瓶頸, 人工選擇對(duì)“馴化基因”核苷酸多態(tài)性的選擇性清除(selective sweep)作用等等。

2.1 植物基因或基因組DNA多態(tài)性

分子群體遺傳學(xué)的研究基礎(chǔ)是DNA序列變異。同源DNA序列的遺傳分化程度是衡量群體遺傳結(jié)構(gòu)的主要指標(biāo), 其分化式樣則是理解群體遺傳結(jié)構(gòu)產(chǎn)生和維持的進(jìn)化內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力諸如遺傳突變、重組、基因轉(zhuǎn)換的前提。隨著DNA測(cè)序越來(lái)越快捷便利及分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展, 越來(lái)越多的全基因組序列或者基因序列的測(cè)序結(jié)果被發(fā)表, 基因在物種或群體中的DNA多態(tài)性式樣也越來(lái)越多地被闡明。

植物中, 對(duì)擬南芥和玉米基因組的DNA多態(tài)性的調(diào)查最為系統(tǒng), 研究報(bào)道也較多。例如, Nordborg等[22]對(duì)96個(gè)樣本組成的擬南芥群體中的876個(gè)同源基因片段(0.48 Mbp)的序列單核苷酸多態(tài)性進(jìn)行了調(diào)查, 共檢測(cè)到17 000多個(gè)SNP, 大約平均每30 bp就存在1個(gè)SNP位點(diǎn)。而Schmid等[23]的研究結(jié)果顯示: 擬南芥基因組核甘酸多態(tài)性平均為0.007( W)。Tenaillon等[24]對(duì)22個(gè)玉米植株的1號(hào)染色體上21個(gè)基因共14 420 bp序列的分析結(jié)果顯示玉米具有較高的DNA多態(tài)性(1SNP/27.6 bp、 =0.0096)。Ching等[25]研究顯示: 36份玉米優(yōu)系的18個(gè)基因位點(diǎn)的非編碼區(qū)平均核苷酸多態(tài)性為1SNP/31 bp, 編碼區(qū)平均為1SNP/124 bp, 位點(diǎn)缺矢和插入則主要出現(xiàn)在非編碼區(qū)。此外, 其他物種如向日葵、馬鈴薯(Solanum tuberosum)、高粱、火矩松(Pinus taeda L.)、花旗松(Douglas fir)等[26~30]中部分基因位點(diǎn)的DNA多態(tài)性也得到調(diào)查, 結(jié)果表明不同的物種的DNA多態(tài)性存在較大的差異。

繁育方式是顯著影響植物基因組的DNA多態(tài)性重要因素之一。通常來(lái)說(shuō), 自交物種往往比異交物種的遺傳多態(tài)性低, 這已經(jīng)被一些親緣關(guān)系相近但繁育方式不同的物種如Lycopersicon屬植物和Leavenworthia屬植物的種間比較研究所證實(shí)[31, 32]。但是在擬南芥屬中則不然, Savolainen等[33]比較了不同繁育方式的兩個(gè)近緣種Arabidopsis thaliana(自交種)和Arabidopsis lyrata(異交種)的乙醇脫氫酶基因(Alcohol Dehydrogenase)的核苷酸多態(tài)性, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)A. thaliana的核苷酸多態(tài)性參數(shù)Pi值為0.0069, 遠(yuǎn)高于A. lyrata的核苷酸多態(tài)性(Pi=0.0038)。

2.2 連鎖不平衡

不同位點(diǎn)的等位基因在遺傳上不總是獨(dú)立的, 其連鎖不平衡程度在構(gòu)建遺傳圖譜進(jìn)行分子育種及圖位克隆等方面具有重要的參考價(jià)值。Rafalski和Morgante等[34]在比較玉米和人類(lèi)群體的連鎖不平衡和重組的異同時(shí)對(duì)連鎖不平衡的影響因素做了全面的闡述, 這些因素包括繁育系統(tǒng)、重組率、群體遺傳隔離、居群亞結(jié)構(gòu)、選擇作用、群體大小、遺傳突變率、基因組重排以及其他隨機(jī)因素等。物種的繁育系統(tǒng)對(duì)連鎖不平衡程度具有決定性的影響, 通常來(lái)說(shuō), 自交物種的連鎖不平衡水平較高, 而異交物種的連鎖不平衡水平相對(duì)較低。但是也有例外, 如野生大麥屬于自交物種, 然而它的連鎖不平衡水平極低[35~37]。

擬南芥是典型的自交植物, 研究表明: 擬南芥組基因大多數(shù)位點(diǎn)的連鎖不平衡存在于15~25 kb左右的基因組距離內(nèi)[22], 但是在特定位點(diǎn)如控制開(kāi)花時(shí)間的基因及鄰接區(qū)域, 連鎖不平衡達(dá)到250 kb的距離[38]。擬南芥基因組高度變異區(qū)段同樣具有較強(qiáng)的連鎖不平衡[39]。這些研究結(jié)果說(shuō)明擬南芥非常適合構(gòu)建連鎖圖譜, 因?yàn)橛蒙倭康臉颖揪涂梢越M成一個(gè)有效的作圖群體。除擬南芥外, 其它自交物種大多表現(xiàn)出較高的連鎖不平衡水平, 如大豆的連鎖不平衡大于50 kb[40]; 栽培高粱的連鎖不平衡大于15 kb[41]; 水稻的Xa位點(diǎn)連鎖不平衡可以達(dá)到100 kb以上[42]。

與大多數(shù)自交物種相比, 異交物種的連鎖不平衡程度則要低得多。例如, 玉米的1號(hào)染色體的體連鎖不平衡衰退十分迅速,大約200 bp距離就變得十分微弱[24], 但是在特定的玉米群體如遺傳狹窄的群體或者特定基因位點(diǎn)如受到人工選擇的位點(diǎn), 連鎖不平衡水平會(huì)有所增強(qiáng)[43~46]。野生向日葵中, 連鎖不平衡超過(guò)200 bp的距離就很難檢測(cè)到(r=0.10), 而栽培向日葵群體連鎖不平衡程度則可能夠達(dá)到約1 100 bp的距離(r=0.10)[26]。馬鈴薯的連鎖不平衡在短距離內(nèi)下降迅速(1 kb降到r2=0.2左右), 但在1Kb以外下降卻十分緩慢(10 cM降到r2=0.1)[27]。此外, 異交繁育類(lèi)型的森林樹(shù)種如火矩松、花旗松等同樣顯示出低水平的連鎖不平衡[30, 31]。

轉(zhuǎn)貼于 2.3 基因組重組對(duì)DNA多態(tài)性的影響

基因組的遺傳重組是指二倍體或者多倍體植物或者動(dòng)物減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生的同源染色體之間的交換或者轉(zhuǎn)換[47]。它通過(guò)打破遺傳連鎖而影響群體的DNA多態(tài)性式樣, 其在基因組具點(diǎn)發(fā)生的概率與該位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系, 基因組上往往存在重組熱點(diǎn)區(qū)域, 如玉米的bronze(bz)位點(diǎn), 其重組率高于基因組平均水平100倍以上[48]; 并且重組主要發(fā)生在染色體上的基因區(qū)域, 而不是基因間隔區(qū)[49, 50]。同時(shí), 在基因密度高的染色體區(qū)段比基因密度低的染色體區(qū)段發(fā)生重組的頻率也要高得多[41, 51]; 在不同的物種中, 基因組重組率平均水平也有很大的差異。如大麥群體基因組的重組率為 =7~8×10–3 [52],高于擬南芥( =2×10–4)40倍[27], 但只有玉米( =12~14×10–3)的一半左右[24]。

目前有很多關(guān)于重組和DNA多態(tài)性之間的相關(guān)關(guān)系的研究, 但是沒(méi)有得到一致的結(jié)論。部分研究顯示重組對(duì)DNA多態(tài)性具有較強(qiáng)的影響。如Tenaillon等[24]研究顯示玉米1號(hào)染色體的DNA多態(tài)性高低與重組率具有較高的相關(guān)性(r=0.65, P=0.007), 野生玉米群體、大麥及野生番茄也都存在同樣的現(xiàn)象[52~54]。而在擬南芥中, 重組對(duì)DNA多態(tài)性的貢獻(xiàn)率就非常低[22]。Schmid等[23]用大量的基因位點(diǎn)對(duì)擬南芥群體的核苷酸多態(tài)性進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn): 重組率與核苷酸多態(tài)性相關(guān)關(guān)系不顯著; Wright等[55]調(diào)查了擬南芥1號(hào)和2號(hào)染色體的6個(gè)自然群體序列變異式樣, 結(jié)果顯示, 在著絲粒附近重組被抑制的染色體區(qū)域, 核苷酸多態(tài)性并沒(méi)有隨之降低。說(shuō)明了擬南芥基因組的重組率與DNA多態(tài)性并沒(méi)有必然的相關(guān)關(guān)系。Baudry等[31]對(duì)番茄屬內(nèi)5個(gè)種進(jìn)行了比較研究, 結(jié)果也顯示重組對(duì)種群間的DNA多態(tài)性的影響也不明顯。

2.4 基因進(jìn)化方式(中性進(jìn)化或適應(yīng)性進(jìn)化)

分子群體遺傳學(xué)有兩種關(guān)于分子進(jìn)化的觀點(diǎn): 一種是新達(dá)爾文主義的自然選擇學(xué)說(shuō), 認(rèn)為在適應(yīng)性進(jìn)化過(guò)程中, 自然選擇在分子進(jìn)化起重要作用, 突變起著次要的作用。新達(dá)爾文主義的主要觀點(diǎn)包括: 任何自然群體中經(jīng)常均存在足夠的遺傳變異, 以對(duì)付任何選擇壓力; 就功能來(lái)說(shuō), 突變是隨機(jī)的; 進(jìn)化幾乎完全取決于環(huán)境變化和自然選擇; 一個(gè)自然群體的遺傳結(jié)構(gòu)往往對(duì)它生存的環(huán)境處于或者接近于最適合狀態(tài); 在環(huán)境沒(méi)有發(fā)生改變的情況下, 新突變均是有害的[56]。另一種是日本學(xué)者Kimura為代表的中性學(xué)說(shuō), 認(rèn)為在分子水平上, 種內(nèi)的遺傳變異(蛋白質(zhì)或者DNA序列多態(tài)性)為選擇中性或者近中性, 種內(nèi)的遺傳結(jié)構(gòu)通過(guò)注入突變和隨機(jī)漂變之間的平衡來(lái)維持, 生物的進(jìn)化則是通過(guò)選擇性突變的隨機(jī)固定(有限群體的隨機(jī)樣本漂移)來(lái)實(shí)現(xiàn), 即認(rèn)為遺傳漂變是進(jìn)化的主要原因, 選擇不占主導(dǎo)地位[2~4]。這兩種學(xué)說(shuō), 在實(shí)驗(yàn)植物分子群體遺傳學(xué)的研究中都能得到一定的支持。

對(duì)植物基因在種內(nèi)進(jìn)化方式的研究主要集中在擬南芥菜、玉米、大麥等農(nóng)作物及少數(shù)森林樹(shù)種。Wright和Gaut[16]對(duì)2005以前發(fā)表的相關(guān)文章進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì), 結(jié)果顯示: 擬南芥中大約有30%的基因表現(xiàn)為適應(yīng)性進(jìn)化; 玉米中大約有24%的基因表現(xiàn)為非中性進(jìn)化; 大麥的9個(gè)基因中, 有4個(gè)受到了選擇作用的影響。

選擇作用主要包括正向選擇、平衡選擇、背景選擇及穩(wěn)定選擇, 它們單獨(dú)或者聯(lián)合對(duì)特定基因的進(jìn)化方式產(chǎn)生影響。如花旗松中的控制木材質(zhì)量和冷硬性狀的基因[30]、火炬松的耐旱基因[29]、歐洲山楊(European aspen)的食草動(dòng)物誘導(dǎo)的蛋白酶抑制基因(Herbivore-induced Protease Inhibitor)等[57], 經(jīng)檢測(cè)在各自的群體受到了正向選擇、平衡選擇、背景選擇單獨(dú)或者多重影響。植物抗性基因(R基因)是研究得比較深入的一類(lèi)基因, 大部分研究結(jié)果顯示抗性基因具有高度的多態(tài)性, 并經(jīng)受了復(fù)雜的選擇作用[58]。Liu和Burke[26]對(duì)栽培大麥和野生大麥群體中9個(gè)基因在調(diào)查顯示其中的8個(gè)基因受到穩(wěn)定選擇。Simko等[27]對(duì)47份馬鈴薯66個(gè)基因位點(diǎn)調(diào)查表明, 大部分基因位點(diǎn)在馬鈴薯群體進(jìn)化過(guò)程中受到了直接選擇或者分化選擇作用。以上對(duì)不同物種的不同基因位點(diǎn)的研究都強(qiáng)調(diào)了分子進(jìn)化的非中性的結(jié)果, 這說(shuō)明選擇在基因的進(jìn)化過(guò)程中具有非常重要的作用; 另一方面, 中性進(jìn)化的結(jié)果報(bào)道較少, 或被有意或者無(wú)意地忽略, 事實(shí)上即使在強(qiáng)調(diào)選擇作用的研究文獻(xiàn)中, 仍然有相當(dāng)一部分基因表現(xiàn)為中性進(jìn)化, 說(shuō)明在種內(nèi)微觀進(jìn)化的過(guò)程中, 選擇作用和中性漂變作用可能單獨(dú)或者聯(lián)合影響了物種內(nèi)不同的基因位點(diǎn), 共同促進(jìn)了物種的進(jìn)化。

2.5 群體遺傳分化

分子群體遺傳學(xué)一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容是闡明物種不同群體之間甚至不同物種群體之間(通常近緣種, 如栽培種及其近緣種或祖先野生種)遺傳結(jié)構(gòu)的差異即遺傳分化, 并推測(cè)形成這種差異的原因, 從而使人能夠更好地理解種群動(dòng)態(tài)。

植物種內(nèi)不同群體間遺傳分化的研究案例有很多, 典型的有: (1)擬南芥全球范圍內(nèi)的遺傳分化。Kawabe和Miyashita[59]利用堿性幾丁質(zhì)酶A(ChiA)、堿性幾丁質(zhì)酶B(ChiB)及乙醇脫氫酶(Ahd)3個(gè)基因?qū)M南芥進(jìn)行群體亞結(jié)構(gòu)的分析, 結(jié)果只有ChiB顯示出一定的群體亞結(jié)構(gòu), 而ChiA、Ahd的系統(tǒng)學(xué)聚類(lèi)與樣本地理來(lái)源之間沒(méi)有表現(xiàn)出任何相關(guān)關(guān)系,這樣的結(jié)果暗示了擬南芥近期在全球范圍內(nèi)經(jīng)歷了迅速擴(kuò)張。Aguade[60]和Mauricio等[61]分別用不同的基因、Schmid等[23]用多基因位點(diǎn)進(jìn)行的擬南芥分子群體遺傳學(xué)研究也支持同樣的結(jié)論。(2)森林樹(shù)種的遺傳分化。Ingvarsson等[62]發(fā)現(xiàn)歐洲山楊的日長(zhǎng)誘導(dǎo)發(fā)芽的侯選基因(phyB)變異方式呈現(xiàn)出緯度漸變方式, 表明歐洲山楊出現(xiàn)了明顯的適應(yīng)性分化; Ingvarsson等[63]對(duì)多個(gè)基因單倍型地理格局分布的研究同樣發(fā)現(xiàn)歐洲楊具有明顯的地理遺傳分化。但是研究表明花旗松(Pseudotsuga menziesii)[30]、火炬松(Pinus taeda)[29]、圓球柳杉(Cryptomeria japonica)等[64]等物種沒(méi)有發(fā)生明顯遺傳多樣性的地理分化。

植物不同物種間遺傳分化的研究主要集中對(duì)在栽培種及其野生近緣種的DNA多態(tài)性的比較上。由于早期的馴化瓶頸及人工選擇繁育等遺傳漂變作用結(jié)果[65]。栽培物種的遺傳多樣性通常都低于他們的野生祖先種。Hamblin等[28]利用AFLP結(jié)果篩選得到基因片段的DNA多態(tài)性, 對(duì)栽培高粱(S. bicolor)和野生高粱(S. propinquum)進(jìn)行了比較研究, 結(jié)果表明: 野生高粱的平均核苷酸多態(tài)性大約為0.012( ),大約是栽培高粱的4倍。Liu等[26]的研究顯示: 野生向日葵中, 核苷酸多態(tài)性達(dá)到0.0128( )、0.0144( W),顯著高于栽培向日葵的0.0056( )、0.0072( W)。Eyre-Walker等[66]對(duì)栽培和野生玉米Adh1基因大約1 400 bp的序列研究表明: 栽培玉米的遺傳多樣性大約只有野生玉米種(Zea mays subsp. parviglumis)的75%。Hyten等[67]的研究顯示野大豆的平均核苷酸多態(tài)性為0.0217( )、0.0235( W), 地方種則分別為0.0143( )、0.0115( W),大約為野大豆的66%( )和49%( )。以上結(jié)果充分反應(yīng)了栽培物種馴化過(guò)程中曾遭受過(guò)瓶頸效應(yīng)。

3 分子系統(tǒng)地理學(xué)

分子系統(tǒng)地理學(xué)是在分子群體遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上, 衍生出的新學(xué)科分支。早在20世紀(jì)的60年代, Malecot[68]就發(fā)現(xiàn)了基因的同一性隨地理距離增加而減少的現(xiàn)象; 1975年Nei的《分子群體遺傳學(xué)和進(jìn)化》一書(shū)中也提到在描述群體的遺傳結(jié)構(gòu)時(shí)要重視基因或者基因型的地理分布[1]; 1987年Avise等[17]提出了系統(tǒng)地理學(xué)概念。在植物方面, 分子地理系統(tǒng)學(xué)研究取得很多重要的成果。如對(duì)第四世紀(jì)冰期植物避難所的推測(cè)及冰期后物種的擴(kuò)散及重新定居等歷史事件的闡釋, 其中最為典型的研究是對(duì)歐洲大陸冰期植物避難所的確定及冰期后植物的重新定居歐洲大陸的歷史事件的重現(xiàn)。如歐洲的櫟屬植物的cpDNA的單倍型的地理分布格局表明, 櫟屬植物冰期避難所位于巴爾干半島、伊比利亞島和意大利亞平寧半島, 現(xiàn)今的分布格局是由于不同冰期避難所遷出形成的[69]。King和Ferris[70]推測(cè)歐洲北部的大部分歐洲榿木種群是從喀爾巴阡山脈這個(gè)冰期避難所遷移后演化形成的。Sinclair等[71, 72]推測(cè)歐洲赤松在第四紀(jì)冰期時(shí)的避難所可能是在愛(ài)爾蘭島或者在法國(guó)的西部。此外, 分子系統(tǒng)地理學(xué)在闡明了一些栽培作物的馴化歷史事件如馴化發(fā)生的次數(shù)及馴化起源地等方面也取得了重要的進(jìn)展。如Olsen等[73]對(duì)木薯(Manihot esculenta)單拷貝核基因甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)在木薯群體中單倍型的地理分布方式深入調(diào)查后推測(cè): 栽培木薯起源于亞馬遜河流域南部邊界區(qū)域。Caicedo等[74]利用核基因果實(shí)液泡轉(zhuǎn)化酶(fruit vacuolar invertase)的序列變異闡明了栽培番茄(Lycopersicon esculentum)的野生近緣種(Solanum pimpinellifolium )的種群擴(kuò)張歷史, 基因變異的地理分布方式表明栽培番茄起源于秘魯北部, 然后逐步向太平洋岸邊擴(kuò)張。Londo等[75]利用一個(gè)葉綠體基因和兩個(gè)核基因的變異對(duì)兩個(gè)亞洲的栽培秈、粳亞種及其近緣野生種進(jìn)行了系統(tǒng)地理學(xué)研究, 闡明了秈、粳稻分別起源于不同的亞洲野生稻(O. rufipogon)群體, 其中秈稻起源于喜馬拉雅山脈的南部的印度東部、緬甸、泰國(guó)一帶, 而粳稻則馴化于中國(guó)南部, 等等。

第3篇:遺傳學(xué)研究范文

先天性心臟?。╟ongenital heart defects, CHDs)是新生兒先天缺陷中最常見(jiàn)的疾病之一,在存活的新生兒中發(fā)病率為1%,孕期自發(fā)流產(chǎn)率為5%~10%[1,2]。室間隔缺損(ventricular septal defect,VSD)是最常見(jiàn)的一種心臟畸形,大約占CHDs的33%[3]。隨著心臟發(fā)育生物學(xué)水平的不斷提高,目前認(rèn)為,原發(fā)成形素的任何一點(diǎn)的破壞都將導(dǎo)致VSD。VSD的分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)可以分為染色體異常和基因改變兩類(lèi)。因此,從分子水平上研究控制心臟發(fā)育的相關(guān)染色體及基因改變,對(duì)于探討VSD的發(fā)病機(jī)制具有重要意義,以便為今后產(chǎn)前診斷和遺傳咨詢提供更可靠的依據(jù),現(xiàn)對(duì)VSD的分子遺傳學(xué)研究進(jìn)展綜述如下。

1 染色體異常

染色體異常或染色體畸變是指染色體的結(jié)構(gòu)或數(shù)目發(fā)生了異常的變化,包括缺失、重復(fù)、易位和倒位4種類(lèi)型。在21三體(Down綜合征)、13三體、15三體、18三體(Eward綜合征)、22q11缺失(DiGeorge 綜合征)和45X缺失(Turner綜合征)等一些染色體異常疾病中,VSD經(jīng)常發(fā)生[4]。由于大約5%~8%的CHDs患兒存在染色體異常疾病,親代染色體異常在子代VSD發(fā)病中具有十分重要的影響。值得注意的是,杜玉榮等[5]的研究結(jié)果表明,VSD與22q11 微缺失有關(guān),國(guó)外也有類(lèi)似報(bào)道[6]。但22q11微缺失是否與單純CHDs的發(fā)生有關(guān)還需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。

2 基因改變

同大多數(shù)CHDs一樣,VSD是一種多基因病,其發(fā)病機(jī)制仍然沒(méi)有完全闡明。基因的缺失、重復(fù)和突變均可引起基因的改變。隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展,可能與VSD發(fā)病有關(guān)的基因逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。

2.1 TBX5基因:TBX5 基因?qū)儆赥-box轉(zhuǎn)錄因子基因家族,定位于12q24.1,其cDNA全長(zhǎng)2 441bp,有8個(gè)外顯子,編碼1個(gè)513個(gè)氨基酸的轉(zhuǎn)錄因子。TBX5轉(zhuǎn)錄因子在心臟、上肢芽和眼中表達(dá)。TBX5基因突變會(huì)使TBX5轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)異?;虮磉_(dá)缺陷,這都將引起心臟發(fā)育不良和上肢畸形。對(duì)Holt-Oram綜合征家系的研究有力闡明了TBX5突變引起房間隔缺損(atrial septal defect,ASD)和VSD的機(jī)制[7,8]。

2.2 GATA4基因:GATA4基因?qū)儆贕ATA家族,定位于染色體8p23.1,其cDNA全長(zhǎng)1 856 bp,有9個(gè)外顯子,編碼1個(gè)438個(gè)氨基酸的轉(zhuǎn)錄因子,分子質(zhì)量45 ku。GATA4基因是心臟前體細(xì)胞分化的最早期標(biāo)志之一。有研究發(fā)現(xiàn)多種鋅指蛋白在VSD患兒中有不同水平地表達(dá),而GATA4作為一種鋅指蛋白,在VSD患兒中表達(dá)水平下降[9]。

2.3 NKX2.5基因:NKX2.5基因?qū)儆贜K型同源核基因家族NKX2型的成員之一,定位于5q35,其cDNA全長(zhǎng)1 585 bp,有2個(gè)外顯子,編碼1個(gè)324個(gè)氨基酸的轉(zhuǎn)錄因子,分子質(zhì)量35 Ku。在兩個(gè)外顯子之間有約1.5 Kb的內(nèi)含子,在其上游約9 Kb處有一含有GATA4的高親和位點(diǎn)的心臟增強(qiáng)子,對(duì)心肌細(xì)胞的分化、整個(gè)心管的形成與環(huán)化起到重要作用。有研究[10]表明NKX2.5突變是ASD發(fā)生的一種少見(jiàn)的致病原因,但除此之外,NKX2.5突變與VSD發(fā)生有關(guān)也得到了普遍認(rèn)同。

有研究認(rèn)為T(mén)BX5、GATA4和NKX2.5之間存在相互作用,它們的轉(zhuǎn)錄激活引發(fā)了VSD的形成[11]。H. Chen等[12]也進(jìn)一步證實(shí)了上述幾個(gè)主要的心臟轉(zhuǎn)錄因子、BMP10與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白之間的相互作用是影響孕中期心臟發(fā)育轉(zhuǎn)變的重要途徑。這也為我們更深入地理解VSD的發(fā)病機(jī)制提供了依據(jù)。Hao Zhang等[10]也發(fā)現(xiàn)了一些在VSD發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了重要作用的基因,這些基因涉及了能量代謝、細(xì)胞周期和分化、細(xì)胞骨架和細(xì)胞粘附、LIM蛋白和鋅指蛋白等過(guò)程和物質(zhì),它們的表達(dá)水平在VSD患兒中與正常人相比有很大的差異。

3 再顯風(fēng)險(xiǎn)率

目前,雖然還沒(méi)有VSD相關(guān)的染色體異常和基因改變的直接的分子遺傳學(xué)檢測(cè),但是可以通過(guò)對(duì)生育人群的調(diào)查來(lái)評(píng)估它的再顯風(fēng)險(xiǎn)率。

4 展望

在最近的幾年中,隨著分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的不斷發(fā)展,不管是單純的VSD,還是作為某種綜合征的一部分,關(guān)于VSD致病基因的確認(rèn)和特性研究都取得了一些有意義的進(jìn)展?;蛲蛔儗?dǎo)致其所編碼蛋白的功能異常,影響特異信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑或轉(zhuǎn)錄方式,從而產(chǎn)生異常的表型,這一觀點(diǎn)越來(lái)越受到重視和推崇。一個(gè)重要的例子就是Noonan綜合征,它與RAS/MAPK信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)異常有關(guān)[13]。由于心臟發(fā)育從整體上來(lái)看比較復(fù)雜,從而產(chǎn)生了許多的候選基因,高通量的基因測(cè)序技術(shù)使我們能夠發(fā)現(xiàn)更多的致病基因和已知基因的功能,從分子和基因水平闡明VSD或其它CHDs的致病機(jī)制。我們可以更加準(zhǔn)確地完成對(duì)再顯風(fēng)險(xiǎn)率的預(yù)測(cè),進(jìn)一步提高早期診斷水平,為基因診斷和治療提供理論基礎(chǔ)。

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第4篇:遺傳學(xué)研究范文

一、解答分子與細(xì)胞類(lèi)試題失誤歸因

【例1】(全國(guó)理綜改編)人體神經(jīng)細(xì)胞與肝細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同,其根本原因是這兩種細(xì)胞的 ( )

A. DNA堿基排列順序不同 B.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA不同

C. 信使RNA不同 D.基因的選擇性表達(dá)

【答案】D

【解題思路】人體神經(jīng)細(xì)胞與肝細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同,是其細(xì)胞分化的結(jié)果,而細(xì)胞分化的原因又是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。所以,人體神經(jīng)細(xì)胞與肝細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同是這兩種細(xì)胞中基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。

【失誤歸因】有一些人認(rèn)為,人體神經(jīng)細(xì)胞與肝細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是兩種細(xì)胞中的信使RNA不同。其實(shí),在生物學(xué)問(wèn)題中,談到“根本原因”,必須深入到基因表達(dá)的層次中去尋找答案。人體神經(jīng)細(xì)胞與肝細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同,是一個(gè)細(xì)胞分化的問(wèn)題,細(xì)胞分化的根本原因是“選擇性基因表達(dá)”?;虻倪x擇性表達(dá)的直接結(jié)果是轉(zhuǎn)錄了不同的信使RNA,其次是在不同信使RNA的指導(dǎo)下合成了不同的蛋白質(zhì),最后由不同的蛋白質(zhì)體現(xiàn)出細(xì)胞不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能。

由以上分析可知,人體神經(jīng)細(xì)胞與肝細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同,其根本原因是這兩種細(xì)胞內(nèi)基因的選擇性表達(dá),而兩種細(xì)胞的“信使RNA不同”,只是由于基因選擇性表達(dá)這個(gè)根本原因產(chǎn)生的結(jié)果。

【解題思路】(1)由于噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng),所以標(biāo)記噬菌體首先要用相關(guān)同位素標(biāo)記細(xì)菌,然后用噬菌體感染相應(yīng)細(xì)菌,以達(dá)到標(biāo)記噬菌體的目的。(2)用噬菌體分別感染有32P和35S標(biāo)記的大腸桿菌,可以獲得由32P標(biāo)記DNA和由35S標(biāo)記蛋白質(zhì)的噬菌體。(3) 第三步過(guò)程中,攪拌的作用是讓試管中侵染細(xì)菌后的噬菌體外殼與細(xì)菌細(xì)胞分離。離心的作用是讓試管中的液體分成密度較小的上清液(主要含噬菌體外殼)和密度較大的沉淀物(主要含細(xì)菌細(xì)胞)。(4) 艾弗里最早發(fā)現(xiàn)了DNA是遺傳物質(zhì),由于蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀念在當(dāng)時(shí)人們的思想里根深蒂固,他們懷疑艾弗里實(shí)驗(yàn)中的DNA純度不夠,不認(rèn)同艾弗里的偉大發(fā)現(xiàn)。噬菌體只由DNA和蛋白質(zhì)兩種物質(zhì)構(gòu)成,赫爾希和蔡斯假設(shè),用噬菌體侵染細(xì)菌后,如果能確定是噬菌體的哪種物質(zhì)進(jìn)入了細(xì)菌細(xì)胞,就可以肯定進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞的那種物質(zhì)就是遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)只能證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。DNA是主要的遺傳物質(zhì)的意思是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以,這一結(jié)論是在對(duì)許多生物的遺傳物質(zhì)進(jìn)行研究才得出的。

【失誤歸因】考生對(duì)本題解答出現(xiàn)錯(cuò)誤主要表現(xiàn)在以下幾方面:

(1)以為標(biāo)記噬菌體是以培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體進(jìn)行直接標(biāo)記。(2)用兩種帶有不同的標(biāo)記的細(xì)菌分別標(biāo)記噬菌體后,只會(huì)得到一種標(biāo)記(32P或35S)的噬菌體。(3)不清楚“攪拌”和“離心”的作用。(4)以為最早發(fā)現(xiàn)DNA是遺傳物質(zhì)的科學(xué)家是赫爾希和蔡斯。(4)以為噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

第(1)(2)(4)的幾個(gè)問(wèn)題主要是受思維定式的影響。第(3)個(gè)問(wèn)題要加強(qiáng)理解和識(shí)記。第(4)個(gè)問(wèn)題還可能是對(duì)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的相關(guān)過(guò)程理解不透或不會(huì)表達(dá)引起的。

【失誤歸因】本題考查的內(nèi)容綜合性比較強(qiáng)。需要考生有良好的知識(shí)遷移和應(yīng)變能力。考生容易發(fā)生的錯(cuò)誤主要有:不能將噬菌體增殖與DNA復(fù)制相聯(lián)系,不能正確判斷A選項(xiàng)的正誤;不能準(zhǔn)確理解DNA的半保留復(fù)制,導(dǎo)致對(duì)C選項(xiàng)的判斷失誤;不能將基因突變與密碼子的簡(jiǎn)并性相聯(lián)系,導(dǎo)致D選項(xiàng)判斷錯(cuò)誤。

【解題思路】(1)基因突變產(chǎn)生新基因,R基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果。(2)RS、SS基因型頻率分別是4%和1%,則RR的基因型頻率為95%,R的基因頻率為R/(R+S)=(4+2×95)/200=97%。(3)1967年中期停用了殺蟲(chóng)劑,到1969年中期RR基因型幼蟲(chóng)幾近消失,說(shuō)明在不使用殺蟲(chóng)劑的情況下,RR基因型的幼蟲(chóng)比SS基因型的幼蟲(chóng)適應(yīng)能力差。(4)由于RR基因型的幼蟲(chóng)在不使用殺蟲(chóng)劑的環(huán)境中適應(yīng)能力較差,當(dāng)該地區(qū)從此不再使用殺蟲(chóng)劑的情況下,持續(xù)的選擇作用使R基因頻率越來(lái)越低,最終頻率最高的基因型是SS。

【失誤歸因】1. 有的考生一看到是有關(guān)生物進(jìn)化的題目,就想到自然選擇,這個(gè)本來(lái)沒(méi)有錯(cuò),但具體問(wèn)題要具體分析,例如本題第(1)小題中,R基因出現(xiàn)的原因就不能答自然選擇,而要答基因突變。2. 基因頻率和基因型頻率的計(jì)算是近年來(lái)生物高考考查的熱點(diǎn)之一,在平時(shí)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練中,必須加以重視,第(2)小題可以運(yùn)用遺傳平衡公式,以SS的基因型頻率為1%為切入點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。3. 第(3)和(4)小題組織答案緊扣現(xiàn)代生物進(jìn)化理論基本內(nèi)容進(jìn)行,特別要從種群基因頻率變化的角度分析生物進(jìn)化的問(wèn)題。

二、內(nèi)化基因表達(dá)的學(xué)科理念,提升高考應(yīng)試技能

所有生物都需要獲得精確的信息指令來(lái)指導(dǎo)和控制其生長(zhǎng)、代謝、運(yùn)動(dòng)、分化和繁殖等,而分子水平上的信息傳遞或信息流動(dòng)是一切生命活動(dòng)必不可少的過(guò)程。信息傳遞包括由DNA分子攜帶的遺傳信息向后代的傳遞,還包括由基因攜帶的遺傳信息通過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯過(guò)程合成蛋白質(zhì)而控制細(xì)胞與組織的結(jié)構(gòu)和功能。蛋白質(zhì)和其他化學(xué)物質(zhì)如激素還可以作為特殊的化學(xué)信號(hào)通過(guò)細(xì)胞的傳導(dǎo)途徑來(lái)調(diào)節(jié)相應(yīng)的細(xì)胞代謝。遺傳信息的傳遞和表達(dá)主要是基因的功能,基因的結(jié)構(gòu)和表達(dá)是任何生命現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因,也是生物進(jìn)化和生物多樣性的本質(zhì)。運(yùn)用基因的理念認(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)和解釋生命現(xiàn)象,有利于提高考生對(duì)生命現(xiàn)象的理解能力,從本質(zhì)上理解生命系統(tǒng)和生命現(xiàn)象,提高生物科學(xué)素養(yǎng)。

1.基因與生命本質(zhì)的統(tǒng)一性和生物多樣性

用基因的理念認(rèn)識(shí)生命,可以明確任何生物都是以核酸為遺傳物質(zhì)和生命信息的,都共用一套密碼子,都是以蛋白質(zhì)作為生命活動(dòng)的承擔(dān)者。這說(shuō)明千姿百態(tài)的生物界具有統(tǒng)一性。然而不同的生物的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)又都是不一樣的,哪怕是一卵孿生的兄弟(或姐妹),其遺傳物質(zhì)也是有差異的。由于不同的生物具有不同的遺傳物質(zhì)和生命信息,造成不同生物的特異性和生物多樣性。

2.基因與細(xì)胞結(jié)構(gòu)和新陳代謝

組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的主要成分是蛋白質(zhì)。細(xì)胞代謝是指在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生一系列使細(xì)胞成分不斷更新的化學(xué)反應(yīng),細(xì)胞的新陳代謝是一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。在細(xì)胞代謝中,酶起著非常重要的作用,而絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。而蛋白質(zhì)都是基因控制合成的,也就是說(shuō)細(xì)胞代謝實(shí)際上是由細(xì)胞內(nèi)的基因來(lái)調(diào)控的。

3.基因與生物的生長(zhǎng)、發(fā)育和生殖

從現(xiàn)象上看,生物的生長(zhǎng)是生物個(gè)體中生命物質(zhì)量的增加,而從實(shí)質(zhì)上看,生命物質(zhì)量的增加是基因表達(dá)和調(diào)控的結(jié)果。從現(xiàn)象上看,生物的發(fā)育是生物體在生長(zhǎng)過(guò)程中,出現(xiàn)新的組織和器官的過(guò)程,而從實(shí)質(zhì)上看,則是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。從現(xiàn)象上看,生物的生殖是生物產(chǎn)生新個(gè)體,傳宗接代的過(guò)程,從實(shí)質(zhì)上看,則是基因在生物的上下代之間的傳遞過(guò)程。由于基因的傳遞,使生物個(gè)體的死亡轉(zhuǎn)變成了種族的不斷延續(xù)。

4.基因與遺傳和變異

從現(xiàn)象上看,生物的遺傳是生物性狀在生物的上下代之間的延續(xù),從實(shí)質(zhì)上看,則是遺傳物質(zhì)在生物的上下代之間的傳遞。從現(xiàn)象上看,生物的變異是生物體的性狀在生物的上下代之間和在子代個(gè)體之間表現(xiàn)出差異的現(xiàn)象,而從實(shí)質(zhì)上看,則是基因重組或基因突變?cè)谏镄誀钌系姆从场?/p>

5.基因與生物進(jìn)化和生物多樣性

從現(xiàn)象上看,生物的進(jìn)化是生物在進(jìn)化過(guò)程中,形成了生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和生物多樣性,從實(shí)質(zhì)上看,是由于自然選擇使生物種群的基因頻率發(fā)生了定向改變。在生物進(jìn)化過(guò)程中,還出現(xiàn)了生物多樣性。人類(lèi)保護(hù)生物多樣性有效措施是保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)多樣性,其實(shí)質(zhì)是保護(hù)了基因多樣性。

6.基因與育種

傳統(tǒng)育種方法有兩個(gè)基本原則,一是要使品種具有優(yōu)良性狀,二是要能使品種盡可能地保持穩(wěn)定。從實(shí)質(zhì)上認(rèn)識(shí)這兩個(gè)原則,就是要在育種過(guò)程中要使品種具有優(yōu)良基因,并使之成為純合子,以保證其穩(wěn)定遺傳。在雜交育種的基礎(chǔ)上,人們又創(chuàng)新了一種大大縮短育種年限的方法――單倍體育種。

為了使所培育的品種具有優(yōu)良基因,采用的措施有誘發(fā)基因突變的誘變育種。在育種過(guò)程中,采用基因工程技術(shù),向所培育的品種中直接導(dǎo)入優(yōu)良基因等方法,更是能夠定向獲得人們所需要的生物品種和生物產(chǎn)品。

7.基因與生態(tài)保護(hù)

生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展,就是生物基因庫(kù)與環(huán)境相互作用,使生物與環(huán)境的共同進(jìn)化。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持保持了生物基因庫(kù)在生態(tài)系統(tǒng)中的相對(duì)穩(wěn)定。人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有著非常大的影響,這個(gè)影響有正面的影響和負(fù)面的影響。如果人類(lèi)活動(dòng)是使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)遭到破壞,則生態(tài)系統(tǒng)往往會(huì)崩潰,生態(tài)系統(tǒng)的多樣性難以維持,從而會(huì)導(dǎo)致生物多樣性的喪失。相反,如果人類(lèi)活動(dòng)使生態(tài)系統(tǒng)朝著更復(fù)雜更穩(wěn)定的方向發(fā)展,則會(huì)促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)多樣性和生物多樣性的形成。人類(lèi)活動(dòng)還可以使生態(tài)系統(tǒng)得以休養(yǎng)和修復(fù),使生態(tài)系統(tǒng)終止惡化并保持穩(wěn)定,向著有利于生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成和穩(wěn)定的方向發(fā)展。

第5篇:遺傳學(xué)研究范文

在高校遺傳學(xué)教學(xué)中存在許多經(jīng)典案例,如:果蠅的翅型、體色、眼色等性狀的遺傳;豌豆的性狀遺傳以及玉米籽粒的形狀和顏色性狀的遺傳等。其中,還有一個(gè)非常重要的經(jīng)典案例,即血型遺傳。自20世紀(jì)初至今,ABO血型遺傳一直是復(fù)等位基因的一個(gè)不可缺少的經(jīng)典案例。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,血型的經(jīng)典內(nèi)涵得到不斷提升,新的研究結(jié)果使血型遺傳所涵蓋的遺傳學(xué)知識(shí)點(diǎn)越來(lái)越多,內(nèi)容越來(lái)越豐富。因此,以我們身邊最常見(jiàn)的表型--血型為案例開(kāi)展遺傳學(xué)教學(xué)不僅可以將復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單化、形象化,便于理解,還可以將繁多的基礎(chǔ)知識(shí)串聯(lián)起來(lái),便于記憶。另外,以血型遺傳作為經(jīng)典案例在遺傳學(xué)的教學(xué)中還可以不斷加人新的研究和新的應(yīng)用,使經(jīng)典的內(nèi)涵不斷得到新的提升,讓學(xué)生的視野接觸到前沿的科學(xué)知識(shí),為日后的科研接力打好基礎(chǔ)。

1血型與遺傳學(xué)之間的重要關(guān)系

開(kāi)展案例教學(xué),案例的選擇是關(guān)鍵。血型是人類(lèi)血液由遺傳控制的個(gè)體性狀之一,與人類(lèi)的生活關(guān)系密切,用途廣泛。自1900年到2005年,已檢測(cè)出約29個(gè)血型系統(tǒng)[21。臨床上最常用的有“ABO血型系統(tǒng)”、“Rh血型系統(tǒng)”、“MN血型系統(tǒng)”和“HLA血型系統(tǒng)”。這些血型系統(tǒng)涵蓋了復(fù)等位基因、基因互作之上位效應(yīng)等遺傳學(xué)的孟德?tīng)柖赏卣乖?,基因的表達(dá)調(diào)控及群體遺傳等遺傳學(xué)的精髓內(nèi)容。透過(guò)這個(gè)知識(shí)窗口,可以看到遺傳學(xué)在血型中的奧秘。

孟德?tīng)栠z傳定律從建立、發(fā)展到不斷拓展完善,一直都是貫穿高校遺傳學(xué)教學(xué)的核心知識(shí)點(diǎn)。由于現(xiàn)在大學(xué)生從高中開(kāi)始就接觸孟德?tīng)柖?,如果大學(xué)教學(xué)還是重復(fù)高中階段所涉及的內(nèi)容,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣難以提高。在高中知識(shí)的基礎(chǔ)上,開(kāi)展案例教學(xué),引入現(xiàn)代遺傳學(xué)在人類(lèi)血型上的最新認(rèn)識(shí),則不但可以給學(xué)生一種似曾相識(shí)的感覺(jué),還能自然地激起他們深入探索的興趣。血型的遺傳特征及生化基礎(chǔ)可以清晰明了地向?qū)W生闡述清楚孟德?tīng)柖傻囊恍┲匾难由熘R(shí)內(nèi)容。從紅細(xì)胞血型到白細(xì)胞血型,從常見(jiàn)的ABO血型到罕見(jiàn)的孟買(mǎi)、Rh血型,對(duì)于假基因、等位基因、復(fù)等位基因和擬等位基因等不容易理解的基因概念以及基因之間的相互作用都可以通過(guò)血型案例,把學(xué)生帶入情境之中,在教師的指引下由學(xué)生自己依靠其擁有的基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)構(gòu)和背景,在血型案例情境中發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題,比較輕松地掌握這些容易混淆不清的概念和一些難以理解的遺傳學(xué)現(xiàn)象,如非等位基因之間的相互作用之上位效應(yīng)等。

此外,人的血紅蛋白基因在不同發(fā)育時(shí)期的表達(dá)調(diào)控還涉及遺傳學(xué)中的表型和基因型之間的關(guān)系,真核生物中的基因表達(dá)調(diào)控模式等知識(shí)點(diǎn)。對(duì)血型相關(guān)的一些遺傳疾病進(jìn)行分析,還可以引申出基因突變和染色體缺失突變及一些重要的遺傳標(biāo)記。血型的遺傳學(xué)檢測(cè)方法及臨床上的輸血原則和溶血、血型互配等現(xiàn)象也與受基因表達(dá)調(diào)控的紅細(xì)胞的細(xì)胞膜糖基的特征和生化機(jī)制密切 相關(guān),引導(dǎo)遺傳學(xué)從理論到實(shí)驗(yàn),再到實(shí)踐中的應(yīng)用。血型與疾病的關(guān)聯(lián)分析,把科研思維引入高校遺傳學(xué)教學(xué)中,讓學(xué)生緊跟時(shí)展的步伐,理論聯(lián)系實(shí)際,為日后的科研工作打好基礎(chǔ)。

遺傳學(xué)中兩大重要的主題是遺傳和變異,主要包括孟德?tīng)栠z傳和連鎖遺傳、基因突變和染色體畸變。通過(guò)以復(fù)旦大學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)大綱為參考,與劉祖洞主編的《遺傳學(xué)》和喬守怡主編的《現(xiàn)代遺傳學(xué)》教材內(nèi)容相比較發(fā)現(xiàn),血型遺傳案例除了與上述遺傳學(xué)四大內(nèi)容關(guān)聯(lián)外,還涉及到基因的表達(dá)調(diào)控、群體遺傳、表觀遺傳等知識(shí)點(diǎn),其中大部分知識(shí)點(diǎn)都是要求學(xué)生重點(diǎn)掌握的內(nèi)容。目前,血型案例所涵蓋的主要遺傳學(xué)知識(shí)內(nèi)容及在遺傳學(xué)學(xué)科中的重要意義的歸納見(jiàn)表1。因此,把血型作為經(jīng)典案例,開(kāi)展遺傳學(xué)的案例教學(xué)既貼近生活,引發(fā)學(xué)生深刻的思考,又能代表性地進(jìn)一步闡述探討遺傳學(xué)的生物知識(shí)。

2血型案例在遺傳學(xué)教學(xué)中的開(kāi)展

在以血型為案例的教學(xué)過(guò)程中,我們首先根據(jù)高校遺傳學(xué)的教學(xué)目標(biāo)和培養(yǎng)目標(biāo)的要求,在學(xué)生掌握了一些遺傳學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,結(jié)合遺傳學(xué)的教學(xué)進(jìn)度逐步有序地進(jìn)行介紹:1.血型基本知識(shí)介紹;2.紅細(xì)胞血型的細(xì)胞膜糖基特征和生化機(jī)制;3.紅細(xì)胞血型與輸血;4.血型的遺傳學(xué)規(guī)律特征,包括(I)ABO血型復(fù)等位基因遺傳及其應(yīng)用,(II)ABO血型基因的克隆,(III)ABO血型的遺傳學(xué)鑒定;5.ABO血型的拓展,包括(I)孟買(mǎi)血型與擬孟買(mǎi)血型,(II)紅細(xì)胞血型與白細(xì)胞血型。下面主表1血型與高校遺傳學(xué)教學(xué)的重要關(guān)系

要選取兩個(gè)方面闡述在遺傳學(xué)教學(xué)中的開(kāi)展過(guò)程。

    2.1血型基本知識(shí)在教學(xué)中的開(kāi)展

ABO血型系統(tǒng)是第一個(gè)被描述的紅細(xì)胞血型系統(tǒng),也是最具有臨床意義的一個(gè)系統(tǒng)。因此,在進(jìn)行血型基本知識(shí)介紹時(shí)往往以ABO血型為例。隨著以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)的血型研究的發(fā)展,ABO血型的基因遺傳背景目前已比較清楚。在介紹血型基因的基本知識(shí)同時(shí)也涵蓋著遺傳學(xué)知識(shí)的傳播,而且隨著血型基因知識(shí)的不斷豐富完善,涵蓋的遺傳學(xué)知識(shí)也越來(lái)越廣泛。

ABO血型由3個(gè)復(fù)等位基因控制,即iA、產(chǎn)和i°o在開(kāi)展遺傳學(xué)相關(guān)教學(xué)活動(dòng)時(shí),一般都用此作為分析生物界中復(fù)等位現(xiàn)象的經(jīng)典例證。這些基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)于高校學(xué)生來(lái)說(shuō)可能在高中的時(shí)候就已經(jīng)獲得。因此,在大學(xué)開(kāi)展相關(guān)教學(xué)時(shí),除了簡(jiǎn)單介紹這3個(gè)主要的復(fù)等位基因外,還可以深入講述新的研究結(jié)果,到目前為止通過(guò)分子生物學(xué)方法已經(jīng)確定了160多個(gè)^50等位基因,只是目前國(guó)際上以4川7基因作為等位基因的參比序列,其他基因均與其緊密相關(guān),非常保守。在此基礎(chǔ)上ABO血型又可分為許多亞群,其中A血型表現(xiàn)出最多的亞型。在紅細(xì)胞血型系統(tǒng)中還有一種Rh血型,分為Rh陽(yáng)性和Rh陰性。Rh血型主要由3個(gè)緊密連鎖的基因D/d、C/c、E/e決定,這3個(gè)基因以單倍型方式傳遞,屬于擬等位基因。這樣在講解原有知識(shí)基礎(chǔ)上,又不局限于原有知識(shí)范圍,由ABO血型到Rh血型,由復(fù)等位基因引出擬等位基因,在教學(xué)方法上可以通過(guò)相互比較,舉例分析,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,提

高他們的學(xué)習(xí)興趣。

人類(lèi)的血型是不是一生恒定不變的?面對(duì)這個(gè)問(wèn)題,很多學(xué)生都會(huì)認(rèn)為血型是由遺傳決定,不會(huì)改變。其實(shí)人類(lèi)的血型也會(huì)發(fā)生變異,如急性白血病以及再生障礙性貧血可以使血型抗原減弱,骨髓增生異常綜合征可以導(dǎo)致血型抗原丟失等。而且,健康人也存在血型變異的現(xiàn)象,但是這個(gè)是與細(xì)胞表面血型物質(zhì)受到掩蓋以及人體存在一些稀有ABO等位基因有關(guān)。這些新的知識(shí)可以向?qū)W生很好地展示“遺傳和變異”,利用身邊的血型案例調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使他們積極主動(dòng)地掌握遺傳學(xué)的精髓。

此外,最近幾年疾病引發(fā)基因甲基化和突變的研究'又可以結(jié)合表觀遺傳學(xué)的內(nèi)容開(kāi)展教學(xué)。

2.2紅細(xì)胞血型的細(xì)胞膜糖基特征和生化機(jī)制在教學(xué)中的開(kāi)展

人類(lèi)ABO基因位于9號(hào)染色體長(zhǎng)臂(9q34),其基因產(chǎn)物是一些專一性的糖基轉(zhuǎn)移酶,可以催化血型抗原前體特定部位的糖基轉(zhuǎn)移,從而控制ABO血型抗原的生物合成。其中4基因編碼產(chǎn)物為N-乙酰-D-半乳糖胺轉(zhuǎn)移酶(簡(jiǎn)稱A酶),可以產(chǎn)生常見(jiàn)的A抗原;S基因編碼產(chǎn)物ci-l,3-D-半乳糖轉(zhuǎn)移酶(簡(jiǎn)稱B酶),可以產(chǎn)生常見(jiàn)的B表面抗原;和S基因同時(shí)存在產(chǎn)生的等位基因,其編碼產(chǎn)物具有A酶和B酶的特異性,在紅細(xì)胞表面上產(chǎn)生不同強(qiáng)度的A和B抗原;而O基因則是第258位和第349位堿基缺失導(dǎo)致的密碼子移位,使終止密碼提前出現(xiàn),合成了無(wú)酶活性的短肽,因而體內(nèi)沒(méi)有A酶和B酶,也不能催化糖基轉(zhuǎn)移,只有前體物質(zhì)H的產(chǎn)生為H抗原(圖1)。因此ABO血型有時(shí)也稱為八811型[71。這樣,不同的、B、0基因編碼不同的多肽,產(chǎn)生具有不同功能的糖基轉(zhuǎn)移酶,非常簡(jiǎn)單地引出了遺傳學(xué)中經(jīng)典的基因與酶的關(guān)系的“一個(gè)基因一條多肽(一個(gè)基因一個(gè)酶)假說(shuō)”,使學(xué)生很容易獲得一個(gè)基因決定一條相應(yīng)的多肽鏈(酶)的結(jié)構(gòu),并相應(yīng)地

影響這個(gè)多肽(以及由單條或多條多肽鏈組成的酶)的功能這種遺傳學(xué)思想,達(dá)到良好的教學(xué)效果。

此外,最新研究發(fā)現(xiàn)ABH抗原除表達(dá)在血細(xì)胞表面以外,還可以出現(xiàn)在除腦脊液外的分泌液中;有大約80%的個(gè)體具有產(chǎn)生這些可溶性抗原的遺傳基因;這種分泌抗原的表達(dá)由雙結(jié)構(gòu)基因控制,即第19號(hào)染色體2個(gè)緊密連鎖的Ft/n(用和基因座。ABO血型抗原都由前體H物質(zhì)合成,SeAe基因和丑冷基因都可以控制合成H物質(zhì);簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),基因的表達(dá)決定體液中是否出現(xiàn)ABH抗原,H/h基因的表達(dá)決定紅細(xì)胞上是否出現(xiàn)ABH抗原。但是,并不是所有帶m基因的個(gè)體唾液中都分泌ABH物質(zhì),還要受到Wh基因的制約,其中hh型(即孟買(mǎi)型)均為非分泌型[7]。這樣又引出了遺傳學(xué)中一個(gè)很重要的概念--上位基因,很重要的遺傳學(xué)現(xiàn)象--上位效應(yīng)。這些屬于遺傳學(xué)中基因互作的重點(diǎn)內(nèi)容,而且發(fā)生基因相互作用的非等位基因仍然遵循孟德?tīng)柗蛛x和自由組合定律,后代的基因型及其比例是可預(yù)計(jì)的,所以在遺傳學(xué)教學(xué)中還可用于親子鑒定、重大遺傳疾病的關(guān)聯(lián)分析、人種演化、群體遺傳分析等相關(guān)內(nèi)容。

2.2相關(guān)技術(shù)的拓展應(yīng)用

ABO血型的分子檢測(cè)是分子遺傳學(xué)教學(xué)中PCR技術(shù)拓展應(yīng)用的案例。血型基因的表達(dá)影響血型的表現(xiàn)型,表型相同的個(gè)體其基因型不一定相同。如何區(qū)分iAiA、Pi0在表現(xiàn)型都是A型和iBiB、iBi0在表現(xiàn)型都是B型的個(gè)體,可以根據(jù)A、B、0血型基因堿基的差異,應(yīng)用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-限制性片段多態(tài)性(PCR-RFLP)技術(shù)分型人類(lèi)ABO血型的方法。這種方法可以對(duì)個(gè)體血型(血型基因型)進(jìn)行判定:是屬于AA型、AO型,還是BB型或BO型。在這個(gè)基礎(chǔ)上,我們進(jìn)行了改進(jìn),并結(jié)合教學(xué)進(jìn)程,作為自選實(shí)驗(yàn)在學(xué)生中開(kāi)設(shè),獲得了學(xué)生的好評(píng)。在135個(gè)學(xué)生中開(kāi)展自選實(shí)驗(yàn),其中有80%的學(xué)生選擇ABO血型鑒定這個(gè)實(shí)驗(yàn),并表示對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)很感興趣。

此外,還可通過(guò)分析核苷酸來(lái)確定分泌型ABH血型的Se基因型。主要基因分型技術(shù)有:(l)PCR-序列特異性引物(PCR-SSP),這是一種新的基因多態(tài)性分析技術(shù),根據(jù)基因座某一堿基的差異設(shè)計(jì)一系列引物,特異性引物僅擴(kuò)增與其對(duì)應(yīng)的等位基因, 而不擴(kuò)增其他的等位基因;(2)PCR-DNA測(cè)序法,先通過(guò)PCR擴(kuò)增基因的主要片段,然后測(cè)定序列;(3)PCR-限制性內(nèi)切酶法,用對(duì)位點(diǎn)特異的限制性內(nèi)切酶消化基因,再通過(guò)Southernblot分析來(lái)確定。目前,PCR-SSP常用于胎兒血型鑒定及白血病引起的血型抗原異常等血型鑒定。隨著450基因結(jié)構(gòu)和研究方法的迅速發(fā)展,AB0血型定型也將進(jìn)入基因定型的時(shí)代,揭示更多的關(guān)于AB0基因和AB0血型表觀遺傳學(xué)等方面的奧秘。

在教學(xué)過(guò)程中還可以設(shè)計(jì)一系列與血型相關(guān)的論題,引導(dǎo)學(xué)生査閱相關(guān)方面的最新進(jìn)展,總結(jié)出血型與人類(lèi)疾病和性格之間的關(guān)系以及蘊(yùn)涵的遺傳學(xué)原理。學(xué)生可以分組制作PPT討論,還可針對(duì)某一論題,學(xué)生組隊(duì)分為正反兩方,開(kāi)展辯論式討論。一學(xué)期可以安排一次課時(shí)(45分鐘)開(kāi)展辯論式討論,前30分鐘讓學(xué)生正反方陳述觀點(diǎn),列舉證據(jù)開(kāi)展辯論,后15分鐘用于總結(jié)和點(diǎn)評(píng)。在這個(gè)模式下,幾乎所有的學(xué)生都積極主動(dòng)地參與進(jìn)來(lái),將引導(dǎo)、鼓勵(lì)與考評(píng)相結(jié)合,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[11]。開(kāi)展“血型是否可以決定性格”類(lèi)似專題的辯論式討論,既增加了遺傳學(xué)教學(xué)的興趣性及可接受性,還可以使學(xué)生的思維在辨析中得到操練。正反兩方隊(duì)員通過(guò)收集資料和案例,與同學(xué)辯論解釋的過(guò)程中,不僅掌握了深?yuàn)W的科學(xué)知識(shí),而且還與現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系,并且將遺傳學(xué)應(yīng)用于實(shí)際,填補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)在知識(shí)靈活認(rèn)知與實(shí)踐中的不足。

3以血型為案例開(kāi)展遺傳學(xué)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)

作為日常生活中被人們廣泛熟知的遺傳學(xué)常識(shí),血型遺傳學(xué)的研究歷程符合遺傳學(xué)的發(fā)展規(guī)律與教學(xué)規(guī)劃,其作為遺傳學(xué)教學(xué)案例有著不可替代的優(yōu)勢(shì):

第6篇:遺傳學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞:基因突變;研究性教學(xué);遺傳學(xué);經(jīng)驗(yàn)交流

Experience Exchange of Research-oriented Teaching Classroom Experience in Animal Genetics ——Teaching Methods and Design about Genetic Mutations

Abstract: Surrounding the gene mutation, this article shows that how to lead and inspire students to study in the light of research, grasp knowledge and cultivate scientific interest in the concrete teaching through the understanding of the connotation and extension of gene mutations. It also involves that how to develop students' correct attitude and motivate their love to life by learning the cause of gene mutation, as well as understanding the normal teaching materials between parent and offspring, child and the child through genetic recombination, so as to realize the students’ mastery of the basic concept of genetic mutation, to deepen the consciousness of the differences between genes and then cherish their life.

Key words: Gene mutation; Research-oriented teaching; Genetics; Experience exchange

1 引言

大學(xué)生開(kāi)展一定的科研活動(dòng),有利于增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,了解學(xué)科前沿,激發(fā)科研興趣,提高實(shí)踐能力,培養(yǎng)創(chuàng)新精神,養(yǎng)成職業(yè)所要求的信念、意志、性格、氣質(zhì)、情感等重要品質(zhì),進(jìn)而提升就業(yè)能力。自1969年美國(guó)麻省理工學(xué)院推出面向全體本科生的UROP項(xiàng)目以來(lái),我國(guó)從20世紀(jì)90年代年開(kāi)始,清華大學(xué)、浙江大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、上海交通大學(xué)等也實(shí)行了大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃。實(shí)踐表明,它是提高大學(xué)生綜合素質(zhì)的有效途徑。

大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃(Student Research Training 簡(jiǎn)稱 SRT)是專為在校大學(xué)生設(shè)計(jì)的一種項(xiàng)目資助計(jì)劃,旨在鼓勵(lì)和支持本科生在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立完成科學(xué)研究項(xiàng)目。大學(xué)生科研訓(xùn)練對(duì)促進(jìn)我國(guó)素質(zhì)教育開(kāi)展,豐富素質(zhì)教育內(nèi)涵(楊堯忠,2005;陳愛(ài)萍,王玉祥,2013),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力具有重要意義(李楊帆,朱曉東,2011;李香花,趙于前,2012)。隨著大學(xué)生科研訓(xùn)練的不斷推廣,如何有效促進(jìn)大學(xué)生科研訓(xùn)練的開(kāi)展,提高科研訓(xùn)練效果引起了廣大教育工作者的注意,并對(duì)我國(guó)大學(xué)生科研訓(xùn)練的現(xiàn)在進(jìn)行了大量相關(guān)研究(段徐,章燕棋等,2007;岳長(zhǎng)濤,王英國(guó)等,2009;喬思輝,2011)。在借鑒國(guó)外相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)比國(guó)內(nèi)外大學(xué)生科研訓(xùn)練,探討國(guó)內(nèi)外科研訓(xùn)練效果差距產(chǎn)生的內(nèi)部與外部原因(楊慧,俞安平等,2003),基于當(dāng)前我國(guó)教育體系現(xiàn)在與大學(xué)生科研訓(xùn)練實(shí)施手段,識(shí)別大學(xué)生參與科研訓(xùn)練影響因素,如何鼓勵(lì)學(xué)生積極參與科研訓(xùn)練也達(dá)到了深入研究(李俊龍,夏德峰,2009;董大勇,史本山,2012)

本研究在借鑒以上研究成果與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,考慮到學(xué)科差別對(duì)科研訓(xùn)練的影響,從不同學(xué)科學(xué)生對(duì)科研訓(xùn)練認(rèn)識(shí)出發(fā),針對(duì)大學(xué)生科研訓(xùn)練不同環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生能力與專業(yè)學(xué)習(xí)影響角度出發(fā),基于實(shí)地?cái)?shù)據(jù)調(diào)研,分析大學(xué)生科研訓(xùn)練及不同參與環(huán)節(jié)對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的影響。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究采用問(wèn)卷調(diào)查的形式,對(duì)不同學(xué)科、專業(yè)的在校大學(xué)進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,共發(fā)放問(wèn)卷120份,收回有效問(wèn)卷107份,有效回收率89.17%。調(diào)研對(duì)象幾乎涵蓋了所有學(xué)科,文史類(lèi)29.91%,理工類(lèi)23.36%,農(nóng)醫(yī)類(lèi)13.08%和經(jīng)管類(lèi)33.64%。同時(shí),在問(wèn)卷調(diào)查的基礎(chǔ)上,我們對(duì)部分學(xué)生進(jìn)行了進(jìn)一步的訪談。

3 分析結(jié)果

在107人中約有37人參加過(guò)大學(xué)生科研訓(xùn)練,70人并未參加過(guò)相關(guān)訓(xùn)練,但這并不影響本次調(diào)研結(jié)果,在對(duì)參加過(guò)的學(xué)生進(jìn)行分析的同時(shí),對(duì)未參加過(guò)的70人進(jìn)行進(jìn)一步詢問(wèn)。

(1)對(duì)科研訓(xùn)練的認(rèn)知與參與動(dòng)機(jī)

統(tǒng)計(jì)顯示,66.67%的學(xué)生認(rèn)為大學(xué)生科研訓(xùn)練應(yīng)該與自己所學(xué)專業(yè)密切相關(guān),僅有25.64%的學(xué)生期望能夠?qū)W習(xí)、了解專業(yè)之外的相關(guān)知識(shí),并認(rèn)為科研訓(xùn)練是否與專業(yè)相關(guān)并不重要,甚至7.69%的學(xué)生認(rèn)為應(yīng)該不相關(guān)。通過(guò)對(duì)學(xué)科類(lèi)別與學(xué)生對(duì)大學(xué)生科研訓(xùn)練認(rèn)識(shí)進(jìn)行交叉分析,結(jié)果顯示:

從被調(diào)研者整體角度來(lái)看,約有68.22%的學(xué)生認(rèn)為大學(xué)生科研訓(xùn)練應(yīng)該與所學(xué)專業(yè)密切相結(jié)合,56.07%的學(xué)生認(rèn)為應(yīng)該是學(xué)生自主選題,然后是配合老師完成課題,約占被調(diào)研者的31.78%,僅有少數(shù)學(xué)生認(rèn)為科研訓(xùn)練會(huì)占用自己的學(xué)習(xí)時(shí)間,該類(lèi)學(xué)生約占被調(diào)研者的17.76%。

從不同學(xué)科角度分析,經(jīng)濟(jì)管理類(lèi)學(xué)生更期望大學(xué)生科研訓(xùn)練與所學(xué)專業(yè)密切相結(jié)合,其次是理工類(lèi)的學(xué)生,分別占學(xué)科被調(diào)研者的72.2%和72.0%,比較之下,農(nóng)醫(yī)類(lèi)的學(xué)生更期望科研訓(xùn)練是自主選題,約占該學(xué)科調(diào)研學(xué)生的78.6%;其次是經(jīng)管類(lèi)學(xué)生,約占該學(xué)科被調(diào)研學(xué)生的63.9%;另外,很大一部分學(xué)生參加科研訓(xùn)練是配合老師完成課題,在所調(diào)研的文史、理工、農(nóng)醫(yī)以及經(jīng)管四個(gè)學(xué)科中,該類(lèi)學(xué)生分別占21.9%、44.0%、14.3%和38.4%。

對(duì)于有過(guò)科研經(jīng)歷的37個(gè)被調(diào)研者,僅有約三分之一的學(xué)生是自愿參加科研訓(xùn)練的,該比例為35.90%,多數(shù)學(xué)生是在專業(yè)老師的鼓勵(lì)甚至強(qiáng)制下參加,約為38.46%,還有是部分是迫于壓力和硬性規(guī)定,分別占比為10.26%和15.38%。結(jié)合參與目的,完全自愿與老師鼓勵(lì)下的學(xué)生更多是源自自身的科研興趣和提升專業(yè)素質(zhì)需要,而在壓力迫使和硬性規(guī)定要求下,學(xué)生對(duì)科研訓(xùn)練則是隨大流的態(tài)度,僅有少數(shù)學(xué)生參加科研訓(xùn)練的目的是獲取報(bào)酬。

(2)參與類(lèi)型、環(huán)節(jié)及收獲

通過(guò)對(duì)學(xué)生參與環(huán)節(jié)與科研訓(xùn)練收獲交叉分析,發(fā)現(xiàn)無(wú)論學(xué)生參與哪些環(huán)節(jié),其團(tuán)隊(duì)意識(shí)、創(chuàng)新思維、專業(yè)能力等能力均得到了不同程度的提高,超過(guò)半數(shù)以上的學(xué)生認(rèn)為參與資料搜集與數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)更能提高各方面能力,其次是參與問(wèn)卷設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和課題設(shè)計(jì)與組織等環(huán)節(jié),相比較而言,報(bào)告撰寫(xiě)環(huán)節(jié)與報(bào)告答辯環(huán)節(jié)對(duì)各方面能力提高相對(duì)較低,如表3所示:

同時(shí),通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型科研訓(xùn)練與科研訓(xùn)練收獲交叉分析,結(jié)果顯示:三分之二以上的學(xué)生認(rèn)為社會(huì)科學(xué)類(lèi)調(diào)查報(bào)告或?qū)W術(shù)論文的設(shè)計(jì)與撰寫(xiě)更能提高學(xué)生的各種能力,其中所有學(xué)生認(rèn)為有利于提高科研能力,分別有85.7%、77.8%、73.1%和72.2%學(xué)生認(rèn)為通過(guò)參與社科類(lèi)調(diào)研報(bào)告和學(xué)術(shù)論文設(shè)計(jì)與撰寫(xiě),其學(xué)術(shù)論文撰寫(xiě)能力、社會(huì)實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)以及創(chuàng)新思維能力得到了提高,另有71.4%的學(xué)生認(rèn)為該訓(xùn)練拓展了其專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域,其次是自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文撰寫(xiě),主要提高了學(xué)生的專業(yè)能力、拓展了專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)領(lǐng)域和增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí),分別占具有科研訓(xùn)練經(jīng)歷學(xué)生的41.2%、28.6%和26.9%;比較而言,科技發(fā)明類(lèi)對(duì)各方面能力的鍛煉和提高最弱,但其對(duì)提高學(xué)生的創(chuàng)新性思維和專業(yè)能力仍有很大幫助。

(3)科研訓(xùn)練對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的影響

結(jié)合大學(xué)生科研訓(xùn)練與專業(yè)學(xué)習(xí),對(duì)于有過(guò)科研訓(xùn)練經(jīng)歷的學(xué)生,有部分學(xué)生認(rèn)為科研訓(xùn)練占用了其專業(yè)學(xué)習(xí)時(shí)間,但對(duì)于科研訓(xùn)練對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用得到了普遍認(rèn)可。在所調(diào)研的大學(xué)生科研訓(xùn)練五個(gè)環(huán)節(jié)中,學(xué)生認(rèn)為問(wèn)卷設(shè)計(jì)與調(diào)查、資料搜集與數(shù)據(jù)處理對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)促進(jìn)作用最大,學(xué)生通過(guò)參與兩種環(huán)節(jié),81.8%的學(xué)生更加明確了專業(yè)方向,分別有78.9%和73.7%的學(xué)生感覺(jué)到自己的專業(yè)知識(shí)面得以拓展,另有72.7%和63.6%的學(xué)生加深了對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí);盡管66.7%的學(xué)生認(rèn)為在課題設(shè)計(jì)與組織環(huán)節(jié)占用了大量的專業(yè)學(xué)習(xí)時(shí)間,但通過(guò)此環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,分別有59.1%、50.0%、47.4%和45.5的學(xué)生認(rèn)為自己的專業(yè)認(rèn)識(shí)、創(chuàng)新能力、拓展專業(yè)知識(shí)面以及專業(yè)方向認(rèn)識(shí)得以提高,比較之下,報(bào)告撰寫(xiě)和答辯環(huán)節(jié)對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)影響較小,但仍有三分之一以上的學(xué)生認(rèn)可其對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用。

進(jìn)一步設(shè)置參與環(huán)節(jié)對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)影響的分值,對(duì)于促進(jìn)作用的為正,負(fù)面作用的為負(fù),通過(guò)學(xué)生打分,所有學(xué)生均認(rèn)為科研訓(xùn)練對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)具有促進(jìn)作用,并未阻礙或者產(chǎn)生負(fù)面影響,其中認(rèn)為課題設(shè)計(jì)與組織環(huán)節(jié)促進(jìn)作用很大的學(xué)生占比達(dá)到45.5%,有較大促進(jìn)作用的占比為47.8%,認(rèn)為問(wèn)卷設(shè)計(jì)與調(diào)查環(huán)節(jié)促進(jìn)作用很大和較大分別占63.6%和65.2%,而資料收集與數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)分別占比為63.6%和60.9%,報(bào)告撰寫(xiě)環(huán)節(jié)分別占比為63.6%和30.4%。較大比例的學(xué)生(66.7%)認(rèn)為報(bào)告答辯環(huán)節(jié)對(duì)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)沒(méi)有什么影響。

4 對(duì)策與建議

基于以上調(diào)研數(shù)據(jù)和分析結(jié)果,本科生參與科學(xué)研究,其作用是顯而易見(jiàn)的,而且隨著教育部“質(zhì)量工程”項(xiàng)目的實(shí)施,國(guó)內(nèi)高等學(xué)校都將會(huì)為在校大學(xué)生提供科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。但調(diào)研同時(shí)顯示,大學(xué)生科研訓(xùn)練還并未真正深入到每一名學(xué)生具體學(xué)習(xí)當(dāng)中,在參加科研訓(xùn)練的學(xué)生當(dāng)中,約有三分之一以上的課題來(lái)源與老師的項(xiàng)目或者課題,真正自主選題與自主設(shè)計(jì)的不足50%,為充分發(fā)揮大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目在人才培養(yǎng)中的作用,高校應(yīng)做好以下幾方面工作。

(1)加大科研訓(xùn)練宣傳,增強(qiáng)科研訓(xùn)練意識(shí)

調(diào)研發(fā)現(xiàn),約有66.6%的學(xué)生對(duì)大學(xué)生科研訓(xùn)練知之甚少,甚至根本沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò),僅有1.39%的學(xué)生認(rèn)真了解過(guò)大學(xué)生科研訓(xùn)練。正因?yàn)閷W(xué)生了解甚少,才致使科研訓(xùn)練參與不足,科研訓(xùn)練意識(shí)不強(qiáng),對(duì)于未參加過(guò)的或者具有科研訓(xùn)練經(jīng)歷的學(xué)生,29.03%的學(xué)生期望學(xué)校能夠舉辦專門(mén)的咨詢會(huì),以詳細(xì)了解大學(xué)生科研訓(xùn)練的相關(guān)內(nèi)容。因此,為強(qiáng)化大學(xué)生科研訓(xùn)練意識(shí),應(yīng)加大科研訓(xùn)練宣傳,過(guò)發(fā)放相關(guān)資料、現(xiàn)場(chǎng)咨詢、舉辦經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)等形式,讓學(xué)生對(duì)大學(xué)生科研訓(xùn)練有一個(gè)全面了解,充分理解學(xué)校組織實(shí)施大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃的目的,讓學(xué)生從自我發(fā)展的角度結(jié)合自己學(xué)習(xí)實(shí)際,決定是否參與、如何參與、參與環(huán)節(jié)等,增強(qiáng)學(xué)生參與的自覺(jué)性。

(2)建立參與激勵(lì)機(jī)制,提高參與的積極性

學(xué)校實(shí)施大學(xué)生參加科研訓(xùn)練計(jì)劃的目的是在提高和培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和能力。本次調(diào)研發(fā)現(xiàn),達(dá)學(xué)校鼓勵(lì)、老師引導(dǎo)下,仍有20%左右的學(xué)生參與大學(xué)生科研訓(xùn)練的態(tài)度是隨大流,甚至是為獲取一定報(bào)酬,因此,在大力宣傳的基礎(chǔ)上,應(yīng)當(dāng)建立起相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制,對(duì)高質(zhì)量完成項(xiàng)目的學(xué)生應(yīng)適當(dāng)給予學(xué)分獎(jiǎng)勵(lì)或者物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì),并在綜合測(cè)評(píng)方面給予適當(dāng)鼓勵(lì),在保研、考研方面應(yīng)優(yōu)先予以考慮,以提高學(xué)生的參與積極性。

(3)創(chuàng)造條件,滿足大學(xué)生科研訓(xùn)練的實(shí)際需求

從研究結(jié)果來(lái)看,對(duì)于未參加過(guò)的或者具有科研訓(xùn)練經(jīng)歷的學(xué)生,37.90%認(rèn)為學(xué)校應(yīng)該向參與大學(xué)生科研訓(xùn)練的學(xué)生推薦優(yōu)秀的導(dǎo)師,29.03%的學(xué)生期望能夠設(shè)置有關(guān)大學(xué)生科研訓(xùn)練的相關(guān)課程,并期望能將專業(yè)訓(xùn)練與興趣相結(jié)合,進(jìn)行自主選題。因此,在實(shí)施大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃中,合適的選題、充足的經(jīng)費(fèi)、高水平的指導(dǎo)教師是不可缺少的三個(gè)要素,離開(kāi)了這些條件,大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃將無(wú)法開(kāi)展。因此,學(xué)校應(yīng)加大經(jīng)費(fèi)投入,采取有效措施調(diào)動(dòng)教師積極性,尤其是鼓勵(lì)擁有科研項(xiàng)目的教師積極承擔(dān)大學(xué)生的科研訓(xùn)練任務(wù),以滿足學(xué)生參加科研訓(xùn)練的實(shí)際需要。

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作者簡(jiǎn)介

申強(qiáng),男,(1979-),河南輝縣人,管理學(xué)博士,北京農(nóng)學(xué)院 城鄉(xiāng)發(fā)展學(xué)院講師,研究方向:管理系統(tǒng)優(yōu)化與物流管理,會(huì)展經(jīng)濟(jì)與管理,先后在《Journal of Systems Science and Information》、《中國(guó)管理科學(xué)》、《農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)》、《科技管理研究》等國(guó)內(nèi)外重要期刊與國(guó)際會(huì)議上14篇。

第7篇:遺傳學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué);自主學(xué)習(xí);教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1671-489X(2015)22-0088-02

長(zhǎng)期以來(lái),高校教育環(huán)境的創(chuàng)建與學(xué)生自主學(xué)習(xí)的發(fā)展各自為政,教師只重視創(chuàng)建教育環(huán)境手段的合理性,卻忽略了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)這一終極性的問(wèn)題,最終導(dǎo)致培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)效果之間并不和諧[1]。如何轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,創(chuàng)設(shè)利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能的教育環(huán)境,使學(xué)生在掌握醫(yī)學(xué)知識(shí)的同時(shí),又能培養(yǎng)良好的自主學(xué)習(xí)能力,已成為醫(yī)學(xué)教育亟待解決的問(wèn)題。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)是一門(mén)介于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)之間的橋梁學(xué)科,在醫(yī)學(xué)教育中占有重要地位。在教學(xué)實(shí)踐中,針對(duì)學(xué)科特點(diǎn),不斷進(jìn)行教學(xué)改革研究與實(shí)踐,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),取得滿意的效果。

1 整合教學(xué)內(nèi)容

隨著基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的迅速發(fā)展和課程體系的不斷完善,很多課程內(nèi)容之間出現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的交叉與融合,這對(duì)于學(xué)生建立完整的知識(shí)體系是非常必要的,但同時(shí)也加大了課程教學(xué)量,給教學(xué)過(guò)程實(shí)施帶來(lái)一定的難度。所以對(duì)于醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與相關(guān)課程重復(fù)的內(nèi)容要進(jìn)行必要的整合。如醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的基本知識(shí)、基本理論必須重點(diǎn)講解、講透,但對(duì)于其與細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科存在交叉的內(nèi)容,如基因的表達(dá)、調(diào)控、染色體的組成、線粒體的結(jié)構(gòu)、分子診斷等教學(xué)內(nèi)容則可以適當(dāng)刪減。教學(xué)中涉及的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),教師可以給學(xué)生列出簡(jiǎn)要提綱,讓學(xué)生根據(jù)自己對(duì)知識(shí)掌握的實(shí)際情況和需要查閱相關(guān)教材,將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間建立一種橫向聯(lián)系,通過(guò)自己主動(dòng)學(xué)習(xí)增加自己的知識(shí)儲(chǔ)備,完善知識(shí)體系。課程整合打破學(xué)科間的阻隔,有效避免了部分課程內(nèi)容之間的重復(fù)和知識(shí)點(diǎn)遺漏,理順了知識(shí)結(jié)構(gòu),減少授課學(xué)時(shí)的同時(shí)給學(xué)生提供了更多自主學(xué)習(xí)的空間,提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

2 基于問(wèn)題的教學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)模式學(xué)生接受的是現(xiàn)成的知識(shí),雖然接受知識(shí)的效率高,但是學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、創(chuàng)造性受到抑制,不利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。所以,在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容采取基于問(wèn)題的教學(xué)模式?;趩?wèn)題的教學(xué)是把學(xué)習(xí)置于復(fù)雜的、有意義的臨床問(wèn)題情境之中,讓學(xué)生更加清晰、真實(shí)地了解問(wèn)題的實(shí)質(zhì)和現(xiàn)實(shí)意義,并通過(guò)自主探究、討論來(lái)解決問(wèn)題,掌握隱含于問(wèn)題背后的知識(shí)?;趩?wèn)題的教學(xué)首先要選好討論的病例。通常要選發(fā)病率較高、危害較大的遺傳病病例,首先由臨床醫(yī)生提供真實(shí)病例,然后教師和臨床醫(yī)生對(duì)病例進(jìn)行修改,因?yàn)榕R床病例專業(yè)性強(qiáng),不能很好符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需要,所以要根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)臨床病例進(jìn)行一定修改,使其符合學(xué)生當(dāng)前的知識(shí)結(jié)構(gòu)和接受度。課上將病例信息分幕發(fā)放給學(xué)生,每一幕都涵蓋3~4個(gè)引導(dǎo)問(wèn)題,學(xué)生通過(guò)不斷接受新信息,不斷討論、提出假設(shè)、自主學(xué)習(xí)、驗(yàn)證假設(shè),最后給出病例的解決方案,并在討論過(guò)程中掌握病例背后的臨床知識(shí)。

在基于問(wèn)題的教學(xué)過(guò)程中,教師主要發(fā)揮引導(dǎo)作用,只需要在學(xué)生討論遇到解決不了的問(wèn)題時(shí),給予學(xué)生一定的幫助,學(xué)生才是課堂的真正主人,學(xué)生學(xué)會(huì)通過(guò)自己的主動(dòng)思考來(lái)解決問(wèn)題,有效地培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思維能力和自主學(xué)習(xí)能力。

3 情境模擬教學(xué)

對(duì)于醫(yī)學(xué)生來(lái)說(shuō),真實(shí)的臨床病例最能引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,但由于遺傳病的特殊性,使得醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)臨床教學(xué)環(huán)境與其他臨床醫(yī)學(xué)課程相比有很大的局限性,對(duì)于很多遺傳病病例,學(xué)生往往無(wú)法有效地進(jìn)行臨床見(jiàn)習(xí)。情境模擬教學(xué)通過(guò)模擬再現(xiàn)臨床情境,有效完善了醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)臨床教學(xué)過(guò)程。

情境模擬教學(xué)課前學(xué)生要根據(jù)病例準(zhǔn)備相關(guān)的學(xué)習(xí)資料,為課堂咨詢做準(zhǔn)備。課上讓一名學(xué)生扮演醫(yī)生,一名學(xué)生扮演患者,也可以結(jié)合所選遺傳病的特點(diǎn),再加上一名學(xué)生扮演陪同的患者家屬,讓醫(yī)生根據(jù)患者及家屬的主訴,從臨床思維角度出發(fā)進(jìn)行詢問(wèn)病史、繪制系譜圖、查體等,最后醫(yī)生要給患者及家屬提出咨詢意見(jiàn)。通過(guò)情境模擬過(guò)程,給學(xué)生創(chuàng)造一種積極的學(xué)習(xí)環(huán)境,讓學(xué)生從中領(lǐng)悟到學(xué)習(xí)要點(diǎn),實(shí)現(xiàn)親驗(yàn)式教學(xué)過(guò)程。

情境模擬教學(xué)給學(xué)生呈現(xiàn)了一個(gè)真實(shí)的“遺傳病”患者,讓學(xué)生轉(zhuǎn)變了以往的學(xué)習(xí)身份,以醫(yī)生的角度來(lái)思考問(wèn)題。情境模擬教學(xué)法能更有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,模擬醫(yī)生,面對(duì)“遺傳病”患者的痛苦經(jīng)歷,學(xué)生會(huì)增加使命感;模擬患者,能通過(guò)換位思考體會(huì)遺傳病患者的真實(shí)感受和尷尬境地,學(xué)生會(huì)增加責(zé)任感,發(fā)自學(xué)生內(nèi)心的這種責(zé)任感和使命感可以極大地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,也有助于建立良好的醫(yī)患關(guān)系。

情境模擬教學(xué)的課前病歷資料準(zhǔn)備、課上就診全過(guò)程、醫(yī)患雙方的溝通交流都是通過(guò)學(xué)生自主建構(gòu),以學(xué)生自主思考來(lái)完成,學(xué)生有了自己的邏輯思維和學(xué)習(xí)成果,有效地提高了自主學(xué)習(xí)能力。情境模擬教學(xué)使學(xué)生成為課堂的第一責(zé)任人,真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心,也極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4 角色互換教學(xué)

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)中有些章節(jié)信息量大,內(nèi)容枯燥抽象,很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如果教師不改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法,學(xué)生必將陷入死記硬背、應(yīng)付考試的誤區(qū),能力培養(yǎng)無(wú)從談起。師生角色互換可以改變這種教學(xué)現(xiàn)狀,是增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果的一種有效措施。

角色互換的實(shí)施分備課、授課、答疑三部分。備課是上好一堂課的重要基礎(chǔ),也是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師首先要把學(xué)生分成小組,然后布置教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo),學(xué)生課下通過(guò)查閱教材、參考書(shū)及圖書(shū)館數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)資料,認(rèn)真做好教學(xué)準(zhǔn)備工作。課堂上每組選一名學(xué)生作為“老師”,結(jié)合自己制作的課件開(kāi)始授課,教師則以學(xué)生的身份聽(tīng)課,授課結(jié)束后其他學(xué)生開(kāi)始提問(wèn)。講課的學(xué)生由于準(zhǔn)備充分,基本能很好地解答同學(xué)提出的問(wèn)題,對(duì)于實(shí)在解決不了的問(wèn)題,最后由教師來(lái)幫助解答。

角色互換教學(xué)給學(xué)生提供一種全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)方式,有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,受到了學(xué)生的極大歡迎,同時(shí)也拉進(jìn)了師生間的距離,融洽了師生關(guān)系。備課階段,學(xué)生自主查閱資料,制作課件,精心準(zhǔn)備授課的各個(gè)環(huán)節(jié),整個(gè)過(guò)程中有效地鍛煉了學(xué)生的資料整理分析能力、自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)生授課、答疑階段鍛煉了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和思考問(wèn)題、解決問(wèn)題能力,同時(shí)有效驗(yàn)證了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的成果,對(duì)學(xué)生是一種有效的激勵(lì)。

5 開(kāi)辟第二課堂

第二課堂作為一種教育組織形式,在實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)的過(guò)程中具有獨(dú)特的價(jià)值和功能[2]。第二課堂教學(xué)方式靈活,教學(xué)素材多樣,既補(bǔ)充和延伸了第一課堂的教學(xué),也充分滿足了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愛(ài)好發(fā)展,受到學(xué)生的極大歡迎。第二課堂的實(shí)施沒(méi)有固定的模式,可以組織學(xué)生成立課外活動(dòng)小組,結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容,開(kāi)設(shè)課堂教學(xué)無(wú)法完成、同時(shí)又有一定探索性的實(shí)踐課題。如組織學(xué)生設(shè)計(jì)“人類(lèi)正常性狀調(diào)查報(bào)告”,讓學(xué)生到社區(qū)或本校人數(shù)多的期班進(jìn)行性狀調(diào)查,根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析性狀分布特點(diǎn),撰寫(xiě)調(diào)查報(bào)告。

為了了解有關(guān)遺傳病的資料,可以組織學(xué)生到特殊教育學(xué)校、兒童福利院、婦產(chǎn)醫(yī)院進(jìn)行遺傳病相關(guān)信息調(diào)查,分析調(diào)查結(jié)果。在整個(gè)實(shí)踐過(guò)程中,學(xué)生自己設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷,安排具體流程,準(zhǔn)備各種資料,自己親自展開(kāi)調(diào)查,既豐富了學(xué)習(xí)內(nèi)容,又有效鍛煉了社會(huì)實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)能力。為了將學(xué)到的知識(shí)學(xué)以致用,讓學(xué)生體會(huì)到所學(xué)知識(shí)服務(wù)于社會(huì)的樂(lè)趣,可以組織學(xué)生深入社區(qū),宣傳如何做好優(yōu)生優(yōu)育及遺傳病的預(yù)防等相關(guān)的科普工作。在實(shí)踐活動(dòng)中,學(xué)生可以自主思考解決各種問(wèn)題,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,強(qiáng)化學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),鍛煉溝通交流能力和自主學(xué)習(xí)能力。

隨著醫(yī)學(xué)模式的改變、社會(huì)經(jīng)濟(jì)及衛(wèi)生事業(yè)的快速發(fā)展,社會(huì)對(duì)醫(yī)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)提出更高的要求[3]。作為未來(lái)卓越的醫(yī)務(wù)工作者,必須具備較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力才能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。自主學(xué)習(xí)能力已成為當(dāng)今知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才必須具備的基本素質(zhì)。所以,在教學(xué)過(guò)程中,教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,改變教學(xué)方法,充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位,通過(guò)學(xué)生獨(dú)立的探索、質(zhì)疑、創(chuàng)造來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo),真正做到“授人以漁”,使學(xué)生更好地學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),以推進(jìn)醫(yī)學(xué)生能力與素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)、工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。■

參考文獻(xiàn)

[1]蘇中平,趙婷,葉鵬,等.醫(yī)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力與教育環(huán)境的適應(yīng)性探究[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育,2014(8):12-13.

第8篇:遺傳學(xué)研究范文

【關(guān)鍵詞】 ACE基因; 多態(tài)性; 冠心病

【Abstract】 Objective To investigate the insertion/deletion (I/N) polymorphism of angiotensin converting enzyme (ACE) with CHD in Han, and analysis their genetics characteristics. Methods 34 patients genomic DNA was amplified by polymorphic region in intron 16 of the ACE gene. Allele were detected on agarose gel stained with ethidium bromide.Results The frequencies of DD,DI and II genotype were 0.57, 0.18 and 0.24in CHD ; and 0.33, 0.31 and 0.35 in the control respectively. Conclusion The polymorphism of ACE gene are associated with CHD in Hans.

【Key words】 angiotensin-converting enzyme gene; polymorphism; CHD

冠心病是一種多基因疾病,它的基因的定位及其相關(guān)研究已成為當(dāng)前和今后一段相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)備受關(guān)注的焦點(diǎn)和難點(diǎn)。廣東的一項(xiàng)研究表明,攜帶血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)基因DD型老年人患冠心病的危險(xiǎn)增加。人類(lèi)ACE基因位于染色體17q23上,其長(zhǎng)度為21 Kb,包含26個(gè)外顯子和25個(gè)內(nèi)含子,在ACE基因存在多個(gè)變異位點(diǎn)。近年來(lái),備受注目的是位于ACE基因16內(nèi)含子的長(zhǎng)度為287bp的Alu序列的插入I或缺失D多態(tài)性。1990年Rigat等[1]觀察到ACE基因I/D多態(tài)決定約血清ACE活性水平的一半。此后,ACE I/D多態(tài)與冠心病、糖尿病及并發(fā)癥的關(guān)聯(lián)研究是該研究領(lǐng)域的熱點(diǎn),研究結(jié)果幾乎都發(fā)現(xiàn)ACE基因的I/D多態(tài)性具有種族、民族和地域的差異性[2]。這種多態(tài)性與冠心病是否有關(guān),兩個(gè)相互矛盾的結(jié)論相繼報(bào)道[3],為此,我們對(duì)內(nèi)蒙地區(qū)漢族冠心病人群進(jìn)行了ACE基因多態(tài)性的分布研究,目的在于探討ACE基因的I/D多態(tài)性與內(nèi)蒙地區(qū)漢族冠心病患者的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 血液標(biāo)本采自內(nèi)蒙古健康的漢族88例,內(nèi)蒙地區(qū)漢族冠心病患者組(CHD組)54例?;颊呷脒x標(biāo)準(zhǔn):(1)有明確的心肌梗死病史,有過(guò)典型的心絞痛發(fā)作。(2)有典型的心肌缺血異常心電圖。(3)冠狀動(dòng)脈造影證實(shí)有一支以上血管狹窄。(4)平均年齡 57歲。

1.2 方法 按常規(guī)[4]從外周血細(xì)胞中抽提DNA后,據(jù)Rigat et al[5]方法作PCR擴(kuò)增,所用的引物核苷酸序列為:5’-CTGGAAGACCACTCCCATCCTTTCT-3’和5’-GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT-3’,反應(yīng)是在終體積10μl,液體中進(jìn)行,包括1μl,前體(3.75 Pmol),dNTP(250μM) 1μl。Taq酶0.5unit,10×buffer 1μl DNA模板0.2μg/μl加10×buffer,擴(kuò)增在92℃預(yù)變性2 min,94℃變性1min,58℃退火45s, 72℃延伸 1min共 32個(gè)周期, PCR產(chǎn)物在 2%瓊脂糖凝膠上電泳,紫外光下觀察結(jié)果。計(jì)算實(shí)驗(yàn)組ACE基因I/D多態(tài)的基因型頻率,確認(rèn)其符合遺傳平衡(哈迪一溫伯格平衡),由基因型計(jì)算等位基因頻率。

2 結(jié)果

本研究人群中基因型分布經(jīng)計(jì)算符合Hardy-weiberg 平衡。內(nèi)蒙地區(qū)漢族冠心病患者和健康人的ACE基因I/N的多態(tài)性分布見(jiàn)表1。

結(jié)果表明,冠心病患者的DD、DI 和 II 基因型的頻率是 0.57、 0.18和 0.24,漢族健康人群的DD、DI 和 Ⅱ基因型的頻率是 0.33、 0.31和 0.35?;颊呓M等位基因型頻率D和I分別為是0.66和0.33,漢族健康人群的是0.49和0.51。這一結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析顯示冠心病患者的DD基因型頻率及D等位基因頻率顯著增高(P=0.004,P=0.012)。病例組I等位基因頻率顯著低于對(duì)照組 (P<0.01)。 表1內(nèi)蒙地區(qū)漢族冠心病患者和健康人的ACE基因I/N的多態(tài)性分布

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3 討論

近年來(lái),ACE基因普遍被認(rèn)為是研究高血壓、冠心病等遺傳易感性的主要候選基因 [1,6]。2003年Barry R. Palmer,等[3]對(duì)新西蘭心?;颊咦髁薃CE I/D多態(tài)性的研究,結(jié)果表明心梗病組DD基因型頻率較對(duì)照組高。英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院和皇家自由醫(yī)學(xué)院Muthumala等報(bào)告,血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)基因I/D多態(tài)性與收縮壓(SBP)的交互作用影響健康中年男性冠心?。–HD)發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[6]。而在中國(guó)南方漢族冠心病患者做的研究,結(jié)果是冠心病組ACE基因及等位基因頻率與對(duì)照組差異無(wú)顯著性。另外其他不同民族的研究中發(fā)現(xiàn)ACE基因的I/D多態(tài)性與冠心病無(wú)明顯關(guān)系[7]。我們研究所得到的結(jié)果無(wú)論是基因型頻率還是等位基因頻率,內(nèi)蒙地區(qū)漢族冠心病患者與漢族健康人群ACE基因的I/D多態(tài)性差異均有顯著性。在冠心病患者的進(jìn)一步研究中發(fā)現(xiàn),北方漢族人群中具DD基因型者伴血壓高的發(fā)生CHD的風(fēng)險(xiǎn)為非DD型者的3.2倍;具D等位基因型者發(fā)生CHD的風(fēng)險(xiǎn)為具有I型等位基因者的2.05倍。因此,提示ACE基因的I/D多態(tài)性與內(nèi)蒙古地區(qū)冠心病有明顯關(guān)系。要想進(jìn)一步探明其相互間的關(guān)系,尚需擴(kuò)大樣本數(shù),從單個(gè)基因入手,逐漸延伸到整個(gè)腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng)中的全部基因,同時(shí)要考慮ACE基因I/D多態(tài)性與其他因素的交互作用,以便作更深入的研究。

【參考文獻(xiàn)】

1 Rigat B, Hubert C, Alhenc GF, et al. An insertion/deletion polymorphism in the angiotensin I converting enzyme gene accounting for half the variance of serum enzyme levels.J Clin Inest, 1990, 86:1343-1346.

2 Ishigami T,Iwamoto T, Tamura K,et al.Angiotensin I converting enzyme gene polymorphism and essential hypertension in Japan,Ethnic difference of ACE gene type. Am J Hyperten, 1995,8(1):95-98.

3 Juan R, Helene B, Nadine C,et al.Insertion/deletion polymorphism of the human angiotensin I converting enzyme gene is strongly associated with coronary heart disease in non-insulin-dependent diabetes mellitus.Proc Natl Acad Soi.USA, 1994,91:3662-3665.

4 Rigat B, Hubert C, Corvo P, Soubrier F. PCR detection the insertion/deletion polymorphism of the human angiotensin I converting enzyme gene(DCPI,depetide carboxyl peptidase I).Nucleic Acids Res, 1992,20(6):1433.

5 Rigat B, Hubert C,Alhege F,et al.An insertion/deletion polymorphism in angiotensin converting enzyme gene associaton infaction. Lance, 1993,141:991-999.

6 Muthumala A M.Angiotensin-converting enzyme genotype interacts with systolic blood pressure to determine coronary heart disease.Risk in healthy middle-aged men. Hypertension,2007,50(2):348-353.

第9篇:遺傳學(xué)研究范文

遺傳病以及與遺傳有密切關(guān)系的常見(jiàn)病、多發(fā)病,如高血壓、糖尿病、精神發(fā)育不全、癌癥等已成為人類(lèi)健康和生命的主要威脅。這些疾病也會(huì)發(fā)生流行,但它們的流行方式,流行因素與傳染病等的流行有很大不同。對(duì)這些問(wèn)題的探討就是遺傳病流行病學(xué)的研究?jī)?nèi)容。

遺傳病流行病學(xué)是人類(lèi)群體遺傳學(xué)的一個(gè)新分支,它是在人類(lèi)群體遺傳學(xué)和流行病學(xué)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。它探討的是與遺傳有關(guān)的疾病的流行規(guī)律。它已經(jīng)而且還將進(jìn)一步闡明單基因遺傳病和染色體病的傳遞規(guī)律和發(fā)病原因,這是優(yōu)生學(xué)的重要依據(jù)之一。它目前的主要任務(wù)在于探索復(fù)雜性遺傳疾?。òǜ哐獕?、糖尿病、精神失常和腫瘤)的遺傳原因和環(huán)境因子,還可尋找其在中老年發(fā)病的復(fù)雜疾病的時(shí)態(tài)特征。

1 遺傳病的流行方式

遺傳病分為單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體遺傳病3大類(lèi)。不同類(lèi)型的遺傳病在家系或由家系組成的群體中表現(xiàn)出各自不同的傳遞方式,此外某些遺傳病的發(fā)生,還需環(huán)境定因子的誘發(fā)。遺傳病是遵循一定的規(guī)律或條件而發(fā)生流行的。

1.1 單基因病的流行方式

1.1.1 常染色體顯性遺傳?。ˋD) 其流行特點(diǎn)是:(1)患者的雙親中,往往只有1個(gè)患病,且大多數(shù)是雜合子;(2)患者的同胞中,發(fā)病患者的數(shù)量約占1/2,且男女發(fā)病機(jī)會(huì)均等;(3)系譜中,連續(xù)幾代都可看到發(fā)病的患者,但是,有時(shí)由于內(nèi)、外環(huán)境的改變,致病基因的作用不一定表現(xiàn)(外顯不全)。

1.1.2 常染色體隱性遺傳?。ˋR) 其流行特征是:(1)患者的雙親往往都是無(wú)病的,但他們都是攜帶者;(2)患者的同胞中,發(fā)病患者的數(shù)量約占1/4,且男女發(fā)病的機(jī)會(huì)均等;(3)系譜中看不到連續(xù)幾代的常染色體隱性遺傳病,往往表現(xiàn)為散發(fā);(4)隱性基因的頻率很低,為0.01~0.001。因此一個(gè)攜帶者或患者隨機(jī)地與群體中一個(gè)成員結(jié)婚時(shí),生出患兒的機(jī)會(huì)很小;但是若實(shí)行近親結(jié)婚,則比例就會(huì)大大提高。

1.1.3 X連鎖隱性遺傳病 其流行特點(diǎn)是:(1)人群中男性患者遠(yuǎn)多于女性患者,家系中往往只有男性患者;(2)雙親都無(wú)病時(shí),兒子可能發(fā)病,女兒則不會(huì)發(fā)病,兒子如果發(fā)病,其致病基因是從攜帶者的母親傳來(lái);(3)由于交叉遺傳,男性患者的兄弟、外祖父、舅父、姨表兄弟、外甥、外孫等可能是發(fā)病的患者,其他的親屬不可能是患者。

1.1.4 X連鎖顯性遺傳病 其特點(diǎn)是:(1)此病代代相傳,故患者的雙親一般有1人是本病患者;(2)致病的顯性基因位于X染色體上,所以,女性患者與正常男性婚配所生子女中,女兒和兒子發(fā)病的機(jī)會(huì)都為1/2,男性患者與正常女性婚配,女兒全部發(fā)病,兒子都正常;(3)女性患者多于男性患者,但癥狀上男重于女;(4)連續(xù)幾代相傳。

1.1.5 Y連鎖遺傳病 其特點(diǎn)是:父子、兄弟、祖孫、遠(yuǎn)祖遠(yuǎn)孫、叔侄、堂兄弟、遠(yuǎn)房叔侄或兄弟的相關(guān)都是1,而祖母孫、母子、外祖外孫、舅甥和兄妹的相關(guān)都是零。當(dāng)在Y染色體上存在致病基因時(shí),從優(yōu)生角度考慮,此類(lèi)家系應(yīng)只生女孩,這樣就杜絕了該有害基因在家系中的蔓延。

1.2 染色體病的流行方式

1.2.1 染色體數(shù)目異常導(dǎo)致的遺傳病 (1)性染色體數(shù)異常:如45,X;47,XXX;47,XXY;47,XYY等。對(duì)于45,X的由來(lái)尚未弄清,也就是XO核型的遺傳病流行學(xué)有待探討。47,XXY即為小癥,其母親生育年齡過(guò)大或許是一個(gè)因素,是該病流行的一個(gè)原因。(2)常染色體數(shù)目異常:包括十幾種綜合征,在此僅舉幾例,從中我們可以窺見(jiàn)它們?cè)谶z傳病流行學(xué)上的意義。①先天愚型:患兒的核型有以下幾型:21-三體型:母親年齡過(guò)大是本病一個(gè)重要的流行因素,21-三體型先天愚型偶有能生育的,后代中約有1/2將發(fā)育成先天愚型兒,這是21-三體型先天愚型遺傳流行的一個(gè)特征。嵌合型:有的細(xì)胞核型正常,有的細(xì)胞核型為21-3體型。易位型:其中較常見(jiàn)的有D/G易位,也就是14/21易位,患兒母親核型常為D/G的平衡易位攜帶者,常常有自然流產(chǎn)史,所生小兒中約有1/3為先天愚型患兒,1/3為平衡易位攜帶者。G/G型易位,即21/22易位,頻率比D/G易位低,這種易位型核型的產(chǎn)生,基本上也可經(jīng)突變或遺傳而來(lái),與D/G易位型者基本相同。②18-三體綜合征:這種病也較為常見(jiàn),新生兒中發(fā)病率為1/4500,即0.02%。③13-三體綜合征:這種病少見(jiàn),新生兒中發(fā)病率為1/25000,即0.004%。

此外,尚發(fā)現(xiàn)過(guò)22-三體綜合征等。常染色體三體綜合征除21-三體征外,對(duì)其遺傳病流行病學(xué)特點(diǎn)還很少研究,原因是病例罕見(jiàn),患兒受到嚴(yán)重影響,常常過(guò)早夭折,因此難以進(jìn)一步觀察。

1.2.2 染色體結(jié)構(gòu)異常導(dǎo)致的遺傳病 染色體結(jié)構(gòu)異常分為缺失、重復(fù)、倒位、易位、環(huán)形染色體和等臂染色體等。平衡易位除了能從祖代往下代傳遞外,可能還是造成重復(fù)和缺失的原因之一。除平衡易位外,其他類(lèi)型染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)個(gè)體的影響則較大,常常引起流產(chǎn)等現(xiàn)象。據(jù)報(bào)道,有自然流產(chǎn)史、死產(chǎn)史或有畸形生產(chǎn)史的夫婦(一般僅其中之一有畸變),染色單體畸變(包括斷裂、碎片)和染色體畸變(包括斷片、雙著絲粒染色體、微小體等)數(shù)均較對(duì)照顯著為高,可見(jiàn)有染色體結(jié)構(gòu)畸變的雙親在遺傳病流行中有著相當(dāng)重要的意義。

1.3 多基因病的流行方式 在多基因遺傳病中,當(dāng)一對(duì)夫婦生出了第2個(gè)該病患兒,表明他們帶有更多的與易患性有關(guān)的基因,其一級(jí)親屬患該病的風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)增加。病情嚴(yán)重的患者,其一級(jí)親屬的患病風(fēng)險(xiǎn)性比病情輕的要高。當(dāng)一種多基因遺傳病的一般群體發(fā)病率有性別差異時(shí),發(fā)病率低的某一性別患者的一級(jí)親屬發(fā)病率高。如果已發(fā)病,其一級(jí)親屬的發(fā)病率將比發(fā)病率高的另一性別患者的一級(jí)親 屬為高。

2 影響遺傳病流行的幾個(gè)因素

2.1 突變 突變?cè)斐傻淖畲笪:π允鞘谷后w的遺傳負(fù)荷增加。除少數(shù)突變外,對(duì)生物自身來(lái)說(shuō),大多數(shù)突變都是有害的。由于突變?cè)斐赡承┬誀钍箓€(gè)體在成熟前過(guò)早夭折,某些性狀降低了結(jié)婚的機(jī)會(huì),以及另一些性狀使個(gè)體的平均產(chǎn)子數(shù)較群體為低。由此,突變產(chǎn)生的不正常基因比正常個(gè)體傳給后代的機(jī)會(huì)要小,致使代代相傳時(shí)突變基因的頻率降低。突變問(wèn)題使人類(lèi)處于非常危險(xiǎn)的境地,之所以如此,還有一個(gè)原因,就是環(huán)境的污染、生態(tài)平衡的破壞,致使人類(lèi)基因突變率有增無(wú)減。

2.2 隔離 隔離的后果使遺傳病的發(fā)病率顯著提高,原因是隔離有類(lèi)似于近親婚配的效應(yīng)。由于隔離,使純合子的比例增加,而使雜合子的比例下降。如果在隔離人群內(nèi)不實(shí)行隨機(jī)婚配而實(shí)行近親婚配,則遺傳后果更為嚴(yán)重,實(shí)行近親婚配隔離人群內(nèi)的多種遺傳病尤其是智力低下極為普遍。

2.3 遷移 遷移帶來(lái)種群的混雜,遷移使大群體中的基因流向隔離群,從而打破了隔離的屏障,對(duì)抗隔離的有害影響。因此,遷移和混雜具有優(yōu)生的作用。

2.4 遺傳漂變 遺傳漂變可以使不受影響的中性基因固定或消失,有時(shí)甚至也可使選擇上不利的基因在一個(gè)群體中固定或消失。遺傳漂變只對(duì)小群體有效應(yīng),對(duì)大群體來(lái)說(shuō)沒(méi)有什么效應(yīng)。由少量祖先起源的隔離群,其遺傳病的流行可能受到隨機(jī)漂變的嚴(yán)重影響。

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