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分子遺傳學的作用范文1
關鍵詞 行為遺傳學；數量遺傳學；分子遺傳學：基因：人格
分類號 B845
1 引言
人格是一個人獨特精神面貌的整體反映，是需要、動機、興趣、態度、價值觀、氣質、性格、能力等多個方面的整合。它的形成和發展與遺傳因素息息相關。然而，人格的遺傳性究竟如何？到底哪些基因在起作用？它們又是如何起作用的？針對諸如此類的問題，行為遺傳學家們試圖為我們提供有效的解答，并由此形成了一個重要的研究領域，即人格行為遺傳學研究。
人格行為遺傳學研究就是運用行為遺傳學理論和方法來考察和揭示人格特征（包括人格障礙）和人格差異的遺傳基礎問題。它強調遺傳基因是塑造人格核心特征和造成人格個別差異的主要因素，但并不忽視環境的作用，甚至主張人格特征與人格差異是多種基因、多種環境以及基因與環境動態交互作用的結果。早在19世紀中后期，英國心理學家高爾頓（Galton，F.）就首先利用家譜法和雙生子法研究了人格差異的遺傳基礎。盡管他的研究因未將遺傳和環境區分開來而具有諸多局限，但它“為人類行為的變異范圍提供了檔案證明并且說明了行為變異存在遺傳基礎”（Plomin，DeFries，McClearn，& McGuffin，2008），是運用行為遺傳學方法研究人格差異的先驅性嘗試。高爾頓之后的20世紀，人格的行為遺傳學研究因行為主義主流范式的盛行而長期遭到“冷遇”。前者強調人格的遺傳性，而后者堅持環境論并認為人格由社會化的習慣決定，兩者的矛盾在這種勢力不均的情勢下曾一度不可調和。
但近幾十年來，行為主義的逐漸衰落和現代生物學特別是分子生物學的飛速發展分別為人格的行為遺傳學研究提供了巨大發展空間和發展動力，并使它由傳統的數量遺傳學取向發展到分子遺傳學取向。分子遺傳學取向是發端于20世紀初而到20世紀末才應用于人格研究的一種新取向，它在研究方法和研究理念上都較數量遺傳學取向具有革命性突破，目前正以驚人的速度發展著?？梢哉f，人格遺傳學研究進入到分子遺傳學時代（Johnson，Penke，& Spinath，2011）。不過，兩種研究取向在基本思路方面各有特色，在具體研究方面都取得了很多有價值的成果，積極推動了人格行為遺傳學研究的復興和發展。
2 數量遺傳學取向
人格的數量遺傳學（quantitative genetics）研究取向主張運用雙生子研究、收養研究等設計來估計群體中遺傳因素對人格表現型方差的貢獻率，旨在用數量化的手段從宏觀上估計某種人格變異在多大程度上是由遺傳效應引起的，并考察遺傳通過與環境交互作用或相關影響人格的方式以及這些效應發生的具體情境。
2.1 人格遺傳率
數量遺傳學衡量人格遺傳性大小的核心指標是遺傳率（heritability），即在某群體內觀測到的人格總變異中能被遺傳變異解釋的百分比，它既可以揭示遺傳是否影響某種人格特征又可以指明這種影響達到何種程度。人格遺傳率可以用公式h2=Vg/Vp（其中h2代表人格遺傳率，Vg代表遺傳導致的人格變異，V。代表觀測到的人格總變異）來表示，數值在0～1之間，越接近于0，說明變異越少源于遺傳；越接近于1，說明變異越多源于遺傳。需要指出的是，遺傳率估計具有如下三個特點：第一，它具有群體特異性，僅僅適用于解釋樣本或群體的人格差異，而不適用于描述個體人格的遺傳性；第二，它假定遺傳因子和環境因子之間不存在相關或交互作用；第三，它會因測量方法和計算方法不同而有細微差別（郭永玉，2005；Larsen & Buss，2009）。
2.2 數量遺傳學設計
為了把基因和環境對人格差異的貢獻分離開來，數量遺傳學家采用了家族研究、雙生子研究和收養研究等多種研究設計。家族研究是最早用于人格研究的行為遺傳學方法，但它不能將遺傳與共同環境的作用區分開來，因而不能得出準確的遺傳率；雙生子研究是現代人格行為遺傳學研究最常用的一種有效方法，它在一定程度上克服了家族研究的缺陷，但它的等環境假設和代表性也往往令人擔憂：收養研究作為一種強有力的自然實驗法，是“解開影響家族相似性的遺傳和環境源之結的最直接方法”，避免了雙生子研究中的等環境假設問題，提供了環境影響人格差異的最佳證據，但它也存在三個爭議，即代表性、生前環境影響和選擇性安置效應（Plomin et al.，2008）。
鑒于以上三種方法各有其長處和不足，在過去的20多年中，數量遺傳學家已經開始利用家族研究、雙生子研究和收養研究的組合設計來研究人格。例如，研究分開撫養的同卵雙生子就把雙生子研究和收養研究各自的優點進行了有效整合，并且分開撫養的同卵雙生子在某種人格特質上的相關系數可以直接解釋為遺傳率的一個指標（Larsen & Buss，2009）。另外，隨著離異和再婚現象增多而產生的繼親家庭研究，自然地綜合了家族研究與收養研究的優勢，也是一種有趣和有效的組合研究設計。對多組比較的組合設計，甚至簡單的收養和雙生子研究，現代行為遺傳學通常采用模型擬合（model fitting）的方法進行統計分析，即建立一個反映各種遺傳和環境因素對某種人格特質貢獻大小的結構方程模型，并將其與觀測到的相關進行比較，從而估計出遺傳和環境的影響程度（郭永玉，2005）。
2.3 具體研究與發現
數量遺傳學取向的人格研究者利用上述設計主要對人格特質、人格障礙以及態度與偏好的遺傳性問題進行了考察。
2.3.1 人格特質
數量遺傳學關于人格特質的研究主要涉及人格的五大特征，即外傾性、宜人性、責任心、神經質和經驗開放性，其中研究最充分的要數外傾性和神經質。多數數量遺傳學研究表明，“大五”人格模型中的所有因素都具有中等大小的遺傳率，并且此研究結果在不同年齡段、不同性別以及不同文化背景的樣本群體中具有普遍一致性（saudino，1997；Loehlin，McCrae，Costa，& John，1998）。例如，兩項以雙生子為被試的研究表明，神經質和外傾性的遺傳率估計值分別為43%和52-54%（Wray，Birley，Sullivan，Visscher，& Martin，2007；Rettew，Rebollo-Mesa，Hudziak，Willemsen，& Boomsma，2008）。以往數量遺傳學對“大五”人格的研究通常都以正常人群為被試，最近許多研究開始關注異常人群“大五”人格的遺傳性問題。例如，Kendler，Myers和Reichborn-Kjennerud（2011）的研究表明，邊緣型人格障礙與“大五”人格中的神經質維度存在顯著的遺傳正相關，而與宜人性和責任心維度存在顯著的遺傳負相關。Hare等人（2012）的研究表明，躁郁癥患者人群“大五”人格的遺傳率（23%～32%）某種程度上低于正常人群的研究結果（40%～60%）。我們固然可以推測是異常人格影響了“大五”人格遺傳率的變化，但要得出確切的因果結論還需依賴未來數量遺傳學和分子遺傳學更加細致的綜合研究。
除“大五”人格外，研究者還對活動水平（activity level）和“精神病”人格特質的個別差異進行了行為遺傳學分析。活動水平是氣質的一個組成元素，其個別差異出現于生命早期，并隨著時間推移在兒童身上表現出穩定性。Spinath，Wolf，Angleitner，Borkenau和Riemann（2002）對300對雙生子的研究表明，活動水平存在40%的遺傳率?！熬癫 比烁裉刭|包括權術主義、鐵石心腸、沖動性不一致、無所畏懼、責備外化和壓力免疫等方面。Blonigen，Carlson，Krueger和Patrick（2003）對353名男性雙生子進行了研究，發現所有這些“精神病”人格特質都表現出中等或高等的遺傳率。
數量遺傳學研究發現，盡管不同研究設計所得出的具體數值會有所不同，但一般的人格特質都具有較高的遺傳率估計值（Krueger & Johnson，2008）。
2.3.2 人格障礙
數量遺傳學系統研究的人格障礙主要有精神分裂型人格障礙、強迫型人格障礙和邊緣型人格障礙。精神分裂型人格障礙具有輕微精神分裂樣癥狀，用個人訪談法和問卷法所做研究表明，它具有非常高的遺傳率（Kendler，Myers，Torgersen，Neale，& Reichbom-Kjennerud，2007）。強迫型人格障礙是一種神經精神病狀態，以思想、情感、觀念以及行為的反復為典型癥狀，它所包含的五個因素即禁忌、污馳/清潔、疑慮、迷信/儀式和對稱/囤積的遺傳率位于24%和44%之間（Katerberg etal.，2010）。上述兩種人格障礙可能是精神機能障礙遺傳連續體的一部分，因為它們分別與精神分裂癥和強迫焦慮癥之間存在某種程度的遺傳重疊（Plomin et al.，2008）。邊緣型人格障礙是一種以心境反復無常、自我認同感紊亂、情緒沖動以及行為不穩定等為主要表現的人格障礙，它很大程度上受遺傳基因影響。例如，對荷蘭、比利時和澳大利亞三個國家5000多名雙生子的數量遺傳學研究表明，加性遺傳效應（additive genetic effect）可以解釋42%的邊緣型人格障礙變異，而且這一結果具有跨性別和跨國別的一致性（Distel et al.，2008）。最近一項10年的雙生子縱向研究發現，邊緣型人格障礙特質在14～24歲的各個年齡段都具有中等的遺傳率，且遺傳率有隨年齡增長而輕微上升的趨勢，而這些特質的穩定性和變化受遺傳因素高度影響，一定程度上也受非共享環境的影響（Bornovalova，Hicks，Iacono，& McGue，2009）。
2.3.3 態度與偏好
穩定的態度和偏好通常被看作人格的一部分，并表現出廣泛的個體差異。數量遺傳學家對態度和偏好的遺傳性進行了饒有趣味的考察。綜觀多數研究可知，態度的核心特征傳統主義具有中等的遺傳率。例如，一項明尼蘇達的雙生子研究表明，傳統主義的遺傳率為63%；一項對654名收養和非收養兒童的縱向研究表明，遺傳對保守態度具有重要影響，并且顯著的遺傳影響早在12歲時就已產生（Larsen & Buss，2009）。然而，并不是所有態度和信仰都表現出中等水平的遺傳率，這要因所研究的態度類型而異。例如，一項對400對雙生子的研究表明，對上帝的信仰、對宗教事務的參與以及對種族一體化的態度的遺傳率為零（Larsen&Buss，2009）?；蛩坪跻灿绊懧殬I興趣或偏好。一項用修訂版的杰克遜職業興趣量表（JVIS）做的研究表明，34種職業興趣中有30種的遺傳率在37%和61%之間（schermer & Vernon，2008）。這表明，我們絞盡腦汁作出的職業選擇很大程度上受到我們從父母那里繼承的基因的影響。但值得我們注意的是，為什么有些態度和興趣具有較高的遺傳性，而有些態度和信仰的遺傳性不明顯甚至為零？或許未來的行為遺傳學研究能夠給出答案。
3 分子遺傳學取向
人格的分子遺傳學（molecular genetics）研究取向主張在DNA水平上用基因測定方法研究特定基因對人格表現型的影響效應，旨在超越傳統人格數量遺傳學研究僅停留在統計學層面考察遺傳率的局限，而從微觀層面直接鑒別對人格產生重要遺傳影響的具體基因或基因組合，以精確揭示人格特征（包括人格障礙）或人格差異的根本遺傳機制。
3.1 人格候選基因
已知人類基因具有數萬種之多，要想從中找出對人格起作用的特定基因是件困難的事情。況且，復雜的人格或行為特質并不簡單地遵循孟德爾的單基因遺傳定律，而是同時受作用幅度不完全相同而又相互協同和相互作用的多個基因的影響，這就又大大增加了確定這些基因的難度。因此，研究者不可能對所有基因都進行考察，更多的是考察候選基因與人格的關系。人格候選基因（candidate gene）是被假定與某一人格特質有關的基因，通常人們已了解其生物學功能和序列，它們可能是結構基因、調節基因或在生化代謝途徑中影響性狀表達的基因。研究者一般通過了解相關生理機制來確定人格的候選基因。例如，用于治療活動過度的藥物常含有多巴胺，因而像多巴胺受體、多巴胺啟動子和多巴胺轉運體這樣與多巴胺有關的基因便成為候選基因研究的目標。我們通常缺乏哪些基因是人格候選基因的強假設，因此試圖將那些與具有生理作用的DNA標記有關的基因與人格聯系起來的做法是很有道理的（張麗華，宋芳，鄒群，2006）。
3.2 研究策略
人格分子遺傳學研究者主要采用連鎖策略和關聯策略來尋找和鑒別對特定人格或行為特質有廣泛遺傳影響的具體基因。連鎖策略（linkagestrategy）采取從行為水平到基因水平的“自上而下”的研究思路，它以攜帶某種人格特質或障礙的家系為研究對象，對連續幾代人的DNA樣本進行分析，以確定是否有對該人格特征影響較大的特定基因存在。由于研究者并無假定的候選基因，這種策略對定位單基因遺傳特質的強效基因十分有效，但當牽涉若干個作用較小的基因時它便不再那么有效。然而，大多數復雜的人格或行為特質往往牽涉多個微效基因，于是另一種較新的關聯策略（association strategy）便成為最常用的確定人格基因的策略。關聯策略采取由基因到行為的“自下而上”的研究思路，通過考察擁有某種特定基因（或等位基因）的個體比沒有該基因的個體在某種特定人格特質上的得分是高還是低，來確定候選基因與人格或行為特質之間的關聯情況，即一種可能的因果關系。關聯策略比連鎖策略更容易找到只有微弱效應的特定基因，但系統性不夠強。
隨著人類基因組多態性研究以及SNP分型技術的發展，全基因組掃描（genome-wide scanning）逐漸成為一種標志性的分子遺傳學人格研究策略（Strobel & Brocke，2011）。它主要包括對人格表現型的全基因組連鎖分析和全基因組關聯分析，先將人格表現型的相關位點定位于染色體某個區域，然后再進行候選基因研究或連鎖不平衡分析，確定其具體基因位點。例如，一項用全基因組掃描做的研究表明，傷害回避與8p21染色體區域存在顯著相關（zohar et al.，2003）。
3.3 具體研究與發現
基因主要是通過大腦中的神經遞質系統來影響人格的，因而參與調節神經遞質系統的基因便成為主要的候選基因。在Cloninger等人的人格心理生物模型中，新穎性尋求（novelty-seeking）、傷害回避（harm-avoidance）和獎賞依賴（reward-dependence）三種氣質維度被假定分別與大腦調節不同類型刺激反應的三種神經遞質系統即多巴胺（dopamine）系統、5-羥色胺（serotonin）系統和去甲。腎上腺素（noradrenaline）系統相聯系。此類理論假設促使人格分子遺傳學研究者們主要從這三種神經遞質路徑考察了基因多態性與人格之間的關系。
3.3.1 多巴胺系統
多巴胺是腦部負責快樂和興奮的一種積極化學物質，它的缺乏會促使個體積極尋求有效物質或新異經驗以增加多巴胺釋放。到目前為止，人格研究中最早且最多關注的DNA標記是位于第11號染色體短臂上的多巴胺D4受體基因（DRD4）。1996年，兩個獨立研究小組同時在《自然遺傳學》上報告了DRD4基因的3號外顯子中的48-bp VNTR多態性與新穎性尋求之間存在正相關，標志著人格分子遺傳學研究的初步登場（Ebstein & Israel，2009）。其中，Ebstein領導的小組運用三維人格問卷（TPQ）對124名猶太健康志愿者進行了測量，發現長重復段DRD4等位基因對新穎性尋求具有6%的解釋效應，而未發現它與另外三個TPQ指標（獎賞依賴、傷害回避和堅持性）有顯著關聯（Ebstein et al.，1996）；Beniamin領導的小組運用大五人格量表修訂版（NEO-PI-R）對315名美國成人和兄弟姐妹進行了預測測量，也發現擁有長重復段DRD4等位基因的個體比擁有短重復段DRD4等位基因的個體新穎性尋求水平顯著高，并且發現長重復段DRD4等位基因與NEO-PI-R量表的外傾性和責任心兩個維度顯著相關，而在其他三個維度即神經質、開放性和宜人性上未見此結果（Benjamin et al.，1996）。對于這兩種研究的結果可能的解釋是，擁有長重復段DRD4等位基因的個體對多巴胺的相對缺乏反應敏感，需要尋求外界新異經驗來增加多巴胺釋放，而擁有短重復段DRD4等位基因的個體傾向于對腦中已經存在的多巴胺作出高度反應，無需尋求新異經驗便可使多巴胺含量達到適當水平。
此后，一系列研究對DRD4基因與新穎性尋求這種人格特質之間的關聯進行了重復驗證，但結果并不完全一致。兩項分別以德國人和日本人為被試的研究證實DRD4基因與新穎性尋求特質之間的確存在顯著關聯（strobel，Wehr，Michel，&Brocke，1999；Tomitaka et al.，1999）；Burt等人對明尼蘇達137個雙生子家庭所做的研究發現，DRD4基因與新穎性尋求測量指標之間不存在任何關聯（Bun，McGue，Iacono，Comings，&MacMurray，2002）；Ekelund等人則得出了與1996年研究相反方向的結果，即在新穎性尋求水平較高的群體中，2次和5次重復等位基因而非7次重復等位基因的頻率更高（Ekelund，Lichtermann，Jarvelin，& Pelmnen，1999）。除此之外，有些研究還發現DRD4基因與其他人格候選基因存在聯合效應。一項關于1歲新生兒對新異事物反應的研究發現，DRD4基因中的48-bp VNTR與5-羥色胺轉運體基因（5-HTT）中的一種多態性存在聯合效應（Lakatos et al.，2003）。之所以會出現如此多樣的研究結果，可能與樣本大小、被試特點（年齡、性別和種族文化等）、測量工具、研究設計等因素有關。例如，分組方法不同所得研究結果就會有很大差異（Tsuchimine et al.，2009）。不管怎樣，這都有待于進一步研究證實。
除DRD4基因外，研究者還對多巴胺系統中的其他人格候選基因進行了考察，如多巴胺D2受體基因（DRD2）、多巴胺D3受體基因（DRD3）、多巴胺D5受體基因（DRD5）以及多巴胺轉運體基因（DATl）等。一項用多種人格測驗所做的研究表明，DRD2基因的-141C插入/缺失多態性與卡氏人格量表（KSP）測量的冷漠以及北歐大學人格量表（SSP）測量的自信缺乏之間存在關聯（JSnsson et al.，2003，），而利用氣質性格量表（TcI）對被試所做的一項研究表明，-141C插入/缺失多態性和DRD2/ANKK1基因的TaqlA多態性與人格特質之間可能并非存在直接強相關，而是在DRD2基因與ANKKl基因的交互作用條件下才對人格產生影響（Tsuchimine et al.，2012）。在一個由862名個體組成的樣本中發現DRD3基因與神經質和行為抑制存在關聯，而當該樣本擴大到1465人時這種關聯未得到驗證（Henderson et al.，2000）。有研究表明，DRD5基因可能與人格的持續性發展有關（Vanyukov，Moss，Kaplan，Kirillova，&Tarter，2000）。由于發現DAT1基因與具有某些新穎性尋求特征的注意缺陷多動癥（ADHD）存在關聯（Jorm et al.，2001，），有人用極端分數個體為被試考察了DATl基因與新穎性尋求之間的關聯，結果表明這種效應只在女性被試身上有所顯現（van Gestel et al.，2002）。
3.3.2 5-羥色胺系統
5-羥色胺作為一種生物胺，對于人類的攻擊性、抑郁、焦慮、沖動、幸福感等情緒情感具有重要調控作用。此系統中最經常被研究的人格候選基因是5-羥色胺轉運體基因（5-HTT），該基因越長釋放和回收5-羥色胺的效率越高，已有許多研究考察了它與傷害回避等焦慮類人格特質之間的關聯。5-HTT基因具有兩種多態性：5-HTT基因連鎖的多態性區域（5-HTTLPR）和5-HTT基因2號內含子中的VNTR多態性，其中人格研究關注最多的是5-HTTLPR。
1996年的一項經典研究發現，短5-HTTLPR等位基因攜帶者較長5-HTTLPR等位基因攜帶者在神經質和傷害回避維度上的表現水平更高（Lesch et al.，1996）。功能性磁共振成像表明，攜帶一個或兩個短5-HTTLPR等位基因復本的個體在對恐怖刺激的反應中表現出更強的杏仁核神經元活動（Harid et al.，2002）。這種由遺傳導致的杏仁核對情緒刺激的興奮性差異支持了該結論。不過，也有一些其他研究并未發現此種關聯（Flory et al.，1999；Tsai，Hong，& Cheng，2002）。還有一些研究得出了相反結果。例如，使用極端得分個體做的一項研究發現，短5-HTTLPR等位基因在低傷害回避群體中比在高傷害回避群體中出現的頻率更高（van Gestel et al.，2002）。2004年的一份元分析指出。這種可重復性的缺乏很大程度上是由于樣本量過小以及所使用的量表不同而導致（Sen，Burmeister，& Ghosh，2004）。分析者發現，運用大五人格量表測量的神經質與5-HTTLPR有顯著關聯，而運用氣質性格量表測量的傷害回避與5-HTTLPR不存在任何顯著關聯。2008年的另一份元分析也得出了類似結論（Munaf6 et al.，2008）。然而，使用NEO-PI-R量表對4000多名被試進行的一項大型研究發現，5-HTTLPR與神經質或其各維度（焦慮，抑郁，憤怒，敵意，自我意識，沖動。易受傷害性）之間不存在任何關聯（Terracciano etal.，2009）。近年來，有研究者發現，與其雜合子同伴或短等位基因的純合子同伴相比，具有長5-HTLPR等位基因的純合子個體通常更關注積極情感畫面，而選擇性地回避一同呈現的消極情感畫面（Fox，Ridgewell，& Ashwin，2009）。這表明他們通常更加樂觀。使用信息加工眼動跟蹤評估法進行的另一項研究發現，短5-HTLPR等位基因攜帶者在視覺上更加偏愛積極場景而回避消極場景，長5-HTLPR等位基因的純合子個體更加無偏地看待情緒場景（Beevers，Ellis，Wells，& McGeary，2009）。這表明，短5-HTLPR等位基因攜帶者可能比長等位基因純合子個體對環境中的情緒信息更加敏感。對于5-HTLPR與人格特質之間關系的這些看似不一致的結論，還有待進一步研究確證。此外，一項最新研究顯示，5-HTLPR與Val66Met兩種多態性對傷害回避存在顯著交互作用（Ariaset al.，2012）。
除5-HTT基因外，研究者還對5-羥色胺系統中的另外兩個人格候選基因5-羥色胺2A受體基因（5-HT2A）和5-羥色胺2C受體基因（5-HT2C）進行了考察。有研究者在雙極性精神障礙患者和健康控制組群體中檢驗了5-HT2A的1號外顯子中的一種單核苷酸多態性與傷害回避維度之間的關聯，但是沒有發現任何關聯存在（Blairy et al.，2000）。還有研究者以健康日本人為樣本對5-HT2A的5種單核苷酸多態性進行了考察，沒有發現它們與氣質性格量表的任何維度存在關聯（Kusumi et al.，2002）。就5-HT2C與人格的關系而言，研究者發現5-HT2C中的一個點突變與三維人格問卷的獎賞依賴維度和堅持性維度存在關聯，并且DRD4與5-HT2C對獎賞依賴存在顯著交互效應（Ebstein et al.，1997）。然而，后來的一項重復性研究發現，5-HT2C對獎賞依賴不存在主效應，但DRD4與5-HT2C對獎賞依賴確實存在顯著交互效應（Kühn et al.，1999）。
3.3.3 去甲腎上腺素系統
在人格的分子遺傳學研究中，人們對去甲腎上腺素系統的關注遠不及對多巴胺系統和5-羥色胺系統的關注多，但也取得了一些研究成果。有研究以健康被試為樣本，考察了去甲腎上腺素轉運體（NET）的一種外顯子限制性片段長度多態性（RFLP）與氣質性格量表中各維度之間的關系，但沒有發現任何關聯存在（Samochowiec et al.，2001）。不過，另一項以朝鮮人為被試的研究表明，去甲腎上腺素轉運體的T-182C基因多態性與氣質性格量表的獎賞依賴維度存在顯著關聯（Ham，Choi，Lee，Kang，& Lee，2005）。有研究表明，在中國人被試中，αla腎上腺素受體基因（ADRAlA）和0c2a腎上腺素受體基因（ADRA2A）的多態性與三維人格問卷各維度之間不存在任何關聯（Tsai，Wang，& Hong，2001）。而之前的另一項研究發現，ADRA2A的一種常見單核苷酸多態性與易怒性、敵對性和沖動性諸測量值之間的確存在某些關聯（comings et al.，2000）。關于去甲腎上腺素系統的諸候選基因與人格之間關系的研究，有待進一步加強。
4 總結與展望
行為遺傳學通過數量遺傳學和分子遺傳學兩條取徑對人格遺傳性問題進行了不同層次的詳細探索，取得了較為豐富的研究成果，推進了我們對人格遺傳程度和遺傳機制的深刻認識，也有利于促進人格研究的科學化。人格行為遺傳學研究的兩類取向各具優勢和不足。數量遺傳學取向借助生態研究設計從宏觀上估計遺傳變異對人格差異的解釋程度，資料獲取經濟簡單、技術要求低，并且結果解釋相對容易，但它無法確切地告訴我們究竟哪些基因或多態性導致了人格差異以及具體作用過程如何（Parens，2004），對研究設計和被試取樣的依賴性較強，況且面對遺傳與環境實際存在相關或交互作用的不爭事實，遺傳率的解釋意義往往遭到質疑（Lerner，2011）。分子遺傳學取向擺脫了數量遺傳學取向存在的諸多不足，可以從DAN水平精確細微地探知造成人格障礙或差異的特定基因及其作用機制，但研究程序繁瑣復雜，對新興生物技術要求較高，在人格候選基因的選擇上帶有推測性，迄今為止尚未產生符合最初預期的可重復的實質性人格研究成果（McClellan & King，2010）。除此之外，兩類研究取向還存在諸多共同的問題：一是受測量手段限制，對被試自陳報告依賴性高，往往會造成某些人格特質在防衛或偽裝心理作用下被隱藏；二是由于研究設計和技術、被試取樣、人格和基因自身復雜性以及環境與基因的交互作用等原因，研究結果的可重復性不高（Kim & Kim，2011）；三是受過去百余年消極心理學研究傳統的影響，所研究的對象主要是精神分裂癥、抑郁癥、多動癥等病理人群（張文新，王美萍，曹叢，2012），缺乏對健康人群積極人格品質的遺傳研究；四是研究成果的現實利用率低，未能把研究所得成果及時有效地轉化為現實效益。
鑒于人格行為遺傳學研究所存在的諸多問題，未來研究應特別注意以下五個方面：
（1）強調兩種研究取向的有機結合，在數量遺傳設計中加入對特定基因型的直接測量。這兩種研究取向各有優缺，可以相互彌補，況且分子遺傳學的許多工作需用傳統數量遺傳學設計綜合考慮環境與遺傳因素來完成。未來研究可以在數量遺傳設計中加入對特定基因型的直接測量，例如，可以先用數量遺傳學方法確定某種人格特征是否具有遺傳性以及遺傳到什么程度，然后再用分子遺傳學方法從根本上細微探究影響人格的具體基因及其作用方式。
（2）注重多學科和多范式的有效整合。人格的行為遺傳學研究是一項綜合性很高的困難工作，涉及遺傳學、心理學、生物學、神經科學、醫學和社會學等多門學科，因此需要在更廣泛的視野下進行多學科的整合研究。人格的遺傳機制相當復雜，靠單一研究工具（如自陳問卷）或研究范式很難獲得理想結果，今后應在傳統研究范式的基礎上綜合采用腦成像、誘發電位、前脈沖抑制和計算機博弈模型等一些新的研究范式，從多個角度綜合考察和相互印證人格與基因的關系，從而彌補由自陳報告帶來的弊端，同時克服可重復性低的問題。
（3）擴大對健康人群積極人格品質的研究。未來人格行為遺傳學研究不僅要研究病理人群的消極人格品質，而且更要研究正常人群甚至超常人群的積極人格品質，探究它們的遺傳性及分子作用機制，為積極人格品質的培養提供遺傳學依據。
分子遺傳學的作用范文2
[關鍵詞]林麝；分子遺傳學；分子標記；人工繁育；泌香
林麝Moschusberezovskii又名麝鹿、香獐，屬偶蹄目Artiodactyla、麝科Moschidae、麝屬Moschus，是目前養殖規模較大、數量最多的麝科動物之一。雄麝香腺分泌的外激素――麝香在傳統中藥領域發揮著重要的作用[1-2]。由于國際香料市場和醫療行業對麝香需求量的大增，人類“殺麝取香”和對其棲息地的嚴重破壞，已使該物種野生種群數量急劇減少，現存麝類已面臨瀕危。目前，林麝已被列人CITES附錄Ⅰ中，《中國瀕危動物紅皮書》將麝列為瀕?；蛞孜游颷3]。我國1988年頒布的野生動物保護法將林麝列為國家二級保護動物，2002年又將其提升為一級保護動物。麝的珍貴引起了許多生物學工作者的濃厚興趣，在林麝的生態學[4]、行為學[5]、分類學[6]、生理學[7]以及麝香的藥理學與臨床應用[8]等方面開展了積極的探索。
近年來，隨著現代生物技術的不斷發展，細胞生物學、分子生物學等新興生物技術開始被不斷地運用到林麝遺傳育種工作中，為林麝的育種保護工作注入新的活力。其中，以新興發展起來的分子遺傳標記技術最引人注目，分子遺傳標記的出現使基于此類標記的選擇育種技術有了實現的可行性，顯現出了巨大的應用潛力。當前，分子遺傳標記在林麝遺傳育種中的應用主要體現在遺傳分類、人工繁育、泌香、疾病等方面。本文就分子遺傳學在林麝研究中的應用現狀做一綜述，并對后期研究進行了展望，以期為提高林麝的生產性能提供參考。
1林麝分子遺傳標記
分子遺傳標記是基于DNA差異進行個體或群體遺傳多樣性分析的有力工具。常用于林麝遺傳多樣性分析的分子標記方法有AFLP，mtDNA，微衛星DNA等。
AFLP技術在種群結構和差異的調查中起著非常重要作用[9]。陳軒[10]根據AFLP分子標記的特點，以四川養麝研究所白沙養麝場21只林麝樣品和金鳳山養麝場14只林麝樣品為材料，對2個種群的遺傳多樣性進行了比較分析，結果發現四川養麝研究所白沙養麝場圈養的2個林麝種群均具有較高水平的遺傳多樣性，但金鳳山種群具有相對較高的遺傳多樣性。趙莎莎[11]利用相同的原材料進一步檢測了22對選擇性引物組合，共獲得了908個AFLP多態片段，結果證明了麝香高產組在多態位點比率（PPL）上極顯著高于參照組和低產組，在遺傳多樣性水平上也有更高的整體競爭優勢。
mtDNA是核外遺傳物質，由于mtDNA的控制區富含A，T堿基，屬于遺傳高變區，進化速度比其他區域快，多態性豐富，常被應用到野生動物群體遺傳多樣性檢測中。彭紅元等[12]通過分析四川省3個本地種群中林麝mtDNA控制區域582bp片段，發現94個變異位點，在109個個體中檢測出27個單倍型，表明3個群體間很少進行遺傳交流，建議建立系譜以增加群體間基因的交流。2014年，馮慧等[13]調查了陜西省林麝1個圈養種群3個野生種群mtDNAD-Loop632bp片段的遺傳多樣性和種群結構，結果表明，陜西省林麝群體mtDNAD-loop區序列存在著較豐富的變異和遺傳多樣性，鳳縣野生群體和鳳縣養殖場群體的核苷酸多樣性和單倍型多樣較高，養殖場種群沒有出現近親繁殖及遺傳多樣性下降的情況。鳳縣野生群體和鳳縣養殖場群體兩者遺傳分化較小，存在著較高的基因流水平。
微衛星DNA廣泛分布與真核生物基因組中，具有多態性高、共顯性遺傳、選擇中性、易于操作等特點，是一種極具應用價值的分子遺傳標記，由于微衛星重復序列在群體間和不同的個體間通常表現出很高的序列變異性，并且這種變異呈共顯遺傳，因而在微衛星重復序列廣泛應用于物種遺傳多樣分析。2004年，鄒方東[14]運用微衛星標記法構建了3個林麝基因組微衛星富集文庫，每個文庫含有上萬個轉化子。2005年，Zou等[15]又運用了改進的富集文庫方式來分離微衛星位點，獲得了野生林麝的多態位點，結果發現70%的基因組文庫為（AC）_n文庫，8個微衛星位點呈現高度多態性，可作為研究林麝的分子遺傳標記。2006年，夏珊[16]對構建林麝的微衛星文庫篩選了6個多態性好的座位，并對林麝的遺傳多樣性進行初步的分析，6個微衛星座位的多態信息含量（PIC）最低為0.6214，最高為0.7984，說明這6個林麝微衛星座位具有高度多態性，進一步證明了微衛星DNA是很好的分子遺傳標記。
2林麝遺傳分類研究
目前，對林麝的遺傳分類有3種研究手段，分別為形態解剖學、細胞遺傳學和分子生物學。一種是根據外形、頭骨和距骨的形態特點以及生態習性、分布等認為麝確是一個獨立物種[17]。陳服官等[18]根據林麝生物標本，再一次肯定了這種分類方法。林麝作為麝科動物一個亞種除了在形態解剖學上得到了明確的肯定外，從細胞遺傳學特征來看，也得到了有力的支持。細胞的染色體組型和染色體帶型都代表著種的特性，它為不同物種在分類研究和確定其在進化過程中的位置提供了一個重要的依據。2004年，鄒方東等[19]以林麝外周血淋巴細胞為實驗材料，首先建立了適合林麝淋巴細胞增殖的培養體系，并用培養出的細胞制備染色體，確定林麝核型是2N=58，且全都是端著絲粒染色體，還首次應用染色體G-帶技術，對林麝染色體的G-帶帶型進行了研究，確定了林麝染色體是2N=58，且全都是端著絲粒染色體，這與其他鹿科動物存在較大差異。結果表明，從細胞遺傳學角度將麝分為單獨一科也是比較合理的。
隨著分子生物學的發展，麝作為獨立的科在分子水平上相繼得到了印證。Kuznetsova等[20]對鹿科家族成員和其他偶蹄動物的線粒體基因12S和16SrRNA（2445bp）的序列和核β-spectrin基因（828bp）的區域進行分析，發現鹿科和麝存在幾個分子共源性特征。劉學東等[21]則利用測得梅花鹿、坡鹿、原麝和林麝的線粒體12SrRNA基因全序列，與GenBank中檢索到的鼷鹿、長頸鹿和牛12SrRNA基因全序列進行對比，分別應用ME，ML，MP方法重建系統樹，發現3種樹拓撲結構一致，結果顯示麝、鹿、牛、長頸鹿均各自為單系群，且麝作為一個單系進化。此外，采用PCR技術和序列測定方法從線粒體DNA上得到367bp的細胞色素b基因片段序列，分析其序列可得出在麝、獐、麂和鹿的系統進化中，麝約在600萬年前與鹿科分歧，而鹿科的3個亞科是在350～500萬年前開始分歧，表明麝可單獨作為麝科[22]。張亮則采用克隆SRY基因的CDS區的方法，得到林麝和馬麝的SRY基因，對其進行分析顯示，支持麝作為獨立一科的觀點[23]。2009年，彭紅元等[12]測定了林麝全線粒體序列，分別運用MP，Baryes方法與其他22種反芻亞目的動物相關基因序列進行系統進化分析，表明林麝與鹿科動物的親緣關系最為接近，并單獨形成一支，在?？坪吐箍浦胺只鰜?，為鹿科、?？苹榻忝萌?。2012年，馮慧等[13]從秦嶺林麝的毛發樣品中提取得到線粒體DNACytb基因的部分序列，并對其進行序列分析，發現林麝、原麝、馬麝、喜馬拉雅麝、黑麝是5種獨立的種，林麝與原麝的親緣關系最近，進一步彌補了現有形態分類研究的不足，得到更有說服力的分析結果。截至目前，運用各種克隆方法得到的林麝DNA序列，對其分析后發現其遺傳學分類與形態解剖學、細胞遺傳學得到的結果是相同，對麝作為單獨一個物種的結果進行了充分的肯定。
3林麝分子遺傳學在人工繁育上的應用
經過50多年的發展，我國在林麝的人工繁育方面取得了不少優秀成果。但是，由于基礎研究及資金等方面的問題，我國的圈養林麝規模一直徘徊在6000只左右[24]，并且在林麝養殖過程中出現的種群退化、后代抗病力下降等問題也不斷凸顯，因此，加大對林麝的人工繁育研究，特別是基礎研究工作力度顯得尤為重要。2004年，鄒方東等[25]首次成功克隆了與林麝生殖相關的核β-A亞基成熟肽序列，為林麝的人工繁育和麝資源的保護利用提供了相關基礎資料。也有人對俄羅斯西伯利亞地區、遠東地區和薩哈林島的麝進行遺傳多樣性分析，發現隨著棲息地的分裂，麝的近親繁殖遺傳多樣性在不斷上升，進而出現種群隔離現象[26]。此外，岳碧松研究團隊對四川省米亞羅、金鳳、馬爾康3個養殖場的林麝進行微衛星分析，表明都是有效的群體規模，其遺傳結構具有重要的保護意義，并建議在林麝人工育種時應當充分考慮這種遺傳結構[27]，這為林麝的選育工作提供了新的認識。2013年，岳碧松研究團隊再次對四川米亞羅地區人工繁育林麝的多態性進行微衛星分析，發現由于引入新的血緣，林麝的雜合程度和遺傳多樣性在不斷增加[28]，為林麝的人工繁殖管理提供了一種新的方法。
4分子遺傳學與林麝泌香的關系
獲取麝香是保護林麝遺傳資源的本質因素，提高麝香的產量，對林麝泌香相關的研究已經從組織解剖水平深入到泌香分子機制的研究。陳軒[10]分析了林麝AFLP的多態性與產香量的關系，篩選出34個在高產組和低產組間等位基因頻率分布有顯著（P參照組>低產組（P
白康[29]采用PCR-SSCP、測序分析等生物技術手段對雄性激素受體（AR）基因外顯子1，4，8進行研究，結果顯示，AR基因外顯子1，4，8在所做樣本中不存在多態性，說明雄性林麝AR基因外顯子（1，4，8）在林麝中具有高度保守性。王勤等[30]克隆了調控林麝的繁殖和泌香的重要垂體激素FSH-β和LH-β基因，這為開展林麝泌香過程中基因表達的關聯分析提供了一定的理論依據。
5分子遺傳學與林麝疾病相關分析
麝類疾病是長期阻礙林麝人工養殖發展的關鍵因素。隨著分子生物學的發展，分子遺傳標記技術已經運用到林麝的疾病診治過程中，這為尋找麝類疾病起因，制定相應抗體提供了一種新的借鑒方法。羅燕等[31]對林麝肺源致病性Escherichiacoli毒力基因進行了檢測及鑒定，為進一步研究林麝肺源致病性E.coli的致病機制奠定了基礎，同時為防治林麝E.coli性肺炎提供了依據。2013年，鄒丹丹等[32]克隆和表達了林麝IL-1β基因，為其用于林麝疾病的防治奠定基礎。李靈等[33]以四川養麝研究所的115只林麝個體為對象，通過對MHCⅡ類經典的DR和DQ座位的分離、遺傳變異分析和化膿性疾病相關性的分析，揭示了林麝MHCⅡ基因多態性的維持機制及其與化膿性疾病的密切關系。周鑫等[34]為調查林麝肺源致病性大腸桿菌O因子血清型以及相關耐藥基因的流行狀況，采用玻板凝集反應法進行O因子血清型鑒定，同時用PCR方法檢測耐藥基因，發現29株菌皆攜帶多種耐藥基因，這對林麝臨床科學合理用藥有重要指導意義。
6問題及展望
6.1存在的問題
6.1.1林麝馴化程度低，對分子遺傳工作的開展帶來極大不便從1958年以來，全國陸陸續續開展了林麝的馴化研究，并取得了一定的成果，其中包括陜西鎮坪、四川馬爾康、重慶南川等養殖基地[35-37]。但由于科研經費有限及林麝養殖效益等問題，馴化研究并沒有持續，這造成了林麝的馴化程度很低。這給林麝分子遺傳研究過程中的樣品采集、生產性能測定等工作帶來極大不便，也給林麝帶來強烈的應激反應。強烈的應激反應不僅給實驗數據的可靠性與穩定性造成一定程度的影響，還對林麝自身的健康造成不利影響。
6.1.2林麝為一級保護動物且價格昂貴，限制了某些分子遺傳相關工作的開展林麝為國家一級珍稀瀕危藥用動物，不允許因為科學研究而對林麝有任何傷害，因此無法及時地采集林麝內臟進行深入的分子生物學相關研究，只能采集林麝毛發、血液或因疾病死亡林麝的內臟，這給林麝分子遺傳學相關研究帶來了不便。同時，由于林麝資源量有限，存在非常嚴重的炒種情況，目前每對林麝的價格被炒到7萬元，昂貴的種源成本大大降低了林麝產香的盈利能力，也大大提高了林麝研究的成本，這種現象不僅嚴重阻礙了林麝分子遺傳相關研究，而且不利于整個林麝養殖產業的健康發展。
6.1.3相關科研人員稀缺，發展緩慢目前，相對與其他常見動物，從事林麝相關工作的人員極少，主要分布在四川養麝研究所、重慶市藥物種植研究所、四川大學、華東師范大學、浙江大學、陜西動物研究所等科研院所，幾乎沒有進行過林麝養殖行業的專題研討及技術交流會。因此先進的分子生物學技術在林麝上應用的時間相對靠后，這也大大地降低了林麝遺傳學相關研究的進展。
6.2展望
6.2.1麝香資源奇缺是林麝分子遺傳學研究開展的內在動力麝香具有極高的藥用價值，但由于麝香的產量極低，遠遠不能滿足市場需求，這使得麝香的價格長期維持在黃金的3倍左右，因此，提高麝香產量就成為了林麝養殖行業的最重要目標。但由于林麝資源量極少且馴化程度低，傳統遺傳育種方法很難在林麝上得到順利開展，因此通過分子遺傳學方法篩選麝香高產分子標記越來越成為關注的焦點。
6.2.2新技術新方法的應用將大大加快林麝分子遺傳學研究進展林麝分子遺傳學研究隨著分子生物技術的不斷進步已經取得了長足發展，DNA條形碼鑒定物種技術[38]、DNA分子性別鑒定技術[39]已成功運用在林麝遺傳資源保護與與繁育工作中。然而，相對于林麝如此豐富的遺傳背景，僅靠分子生物學技術遠遠不夠，而且相關的研究成果得不到充分應用，因此有必要進一步了解林麝的遺傳結構，將傳統研究方法和分子生物技術相結合，了解其遺傳結構差異和特征，進行針對性保護和利用。另外，為了促進人工養麝事業的發展，提高林麝種群增長率和麝香產量，須繼續加強對林麝的泌香性狀、疾病抗性等表型的標記研究，為實現標記輔助選擇（MAS），加速良種培育打下基礎。
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分子遺傳學的作用范文3
關鍵詞： 動物遺傳學 學生為主體 學研結合 實驗教學 教學改革
《動物遺傳學》一直是動物科學專業（原畜牧專業）的專業基礎課，該課程在動物科學專業（本科）、動物遺傳育種與繁殖專業（碩士、博士）中占有重要的地位，對學生畢業后從事本專業技術工作具有十分重要的意義。動物遺傳實驗是動物遺傳學課程教學不可或缺的關鍵環節，是學生理解和掌握遺傳學基本理論和實驗技術的主要途徑。然而，目前動物遺傳學實驗教學發展普遍滯后于理論課，以驗證性實驗為主，內容陳舊、單一，缺乏綜合性實驗，難以激發學生的積極性和主動性；教學模式單調，以教師主導，學生臨摹為主要教學方式，缺乏對學生創新能力的培養［1］。針對上述教學現狀，本教研組老師積極參與學校的教學改革，不斷努力探索符合新世紀人才培養需要的“動物遺傳學”實驗教學模式，先后開展了動物遺傳學綜合性實驗教學模式探討［2］和動物遺傳學產學研結合教學實踐探討［3］。本次實驗教學改革探索是教研組在總結以往的教改經驗基礎上，通過整合教學內容、改革教學方式、實施開放實驗室教學、教學與科研結合等進行改革嘗試，目的是探討以“學生為主體”的學研結合實驗教學模式的可行性。
一、動物遺傳學實驗教學改革實踐措施
1.整合實驗內容，增加設計性實驗，建立動物遺傳學實驗教學新體系。
華南農業大學“動物遺傳學”在2006年被評為廣東省精品課程。目前課程共48個學時，其中理論32個學時，實驗16個學時，共開設了“果蠅的性狀觀察與雌雄鑒別”、“果蠅雜交實驗”、“果蠅唾液腺染色體的制備”、“畜禽染色體的觀察”、“畜禽染色體核型分析”、“血型與遺傳”、“動物基因組DNA的提取與瓊脂糖電泳”等7個實驗。內容包括普通遺傳學、細胞遺傳學、分子遺傳學，主要以基礎驗證性實驗為主。近年來，隨著分子生物學和分子遺傳學理論和實驗技術的快速發展，上述實驗內容逐年變得陳舊，不能滿足學生對動物遺傳學新理論和技術的需求。因此，結合我校與動物科學專業的實際情況，在保證理論知識系統性和前沿性并在聯系實踐的基礎上，教研組經過討論，根據教學大綱制訂實驗開設計劃，將現有7個實驗分為4個方向，增設設計性和綜合性實驗：①保留了果蠅的性狀觀察與雌雄鑒別、果蠅雜交、果蠅唾液腺染色體的制備這三個經典遺傳學驗證性實驗，共6學時；②將畜禽染色體的觀察、畜禽染色體核型分析兩個實驗合并為1個綜合性實驗“畜禽染色體的制備與觀察”，學時4；③增設群體遺傳學調查設計性實驗：將“血型與遺傳”與增設的“群體基因結構調查與分析”合并設立為一個實驗，學生課堂完成血型檢測實驗部分，課后學生根據自己的興趣選擇調查內容和方案，學時2；④將“動物基因組DNA的提取與瓊脂糖電泳”與增設的“畜禽基因組PCR-RFLP的檢測”合并設立綜合性實驗，學時4。
2.改革教學方式，建立以學生為主體的教學方式。
傳統的實驗教學采用的課堂灌輸式教學，基本上是由老師對實驗目的、原理、內容、操作步驟，以及注意事項逐項進行講解示范，學生再做實驗，使學生處于被動狀態，激發不起學生的興趣，學生主動參與性差。針對上述問題，教研組在整合教學內容的同時，改革教學方法，在綜合性實驗中采用項目式實驗教學方式，即將學生分成不同小組，以項目為載體，向學生提出需完成的工作任務，要求學生根據任務要求，組建項目小組，小組成員在老師或輔助教學研究生的指導下分頭查資料，共同確定實驗內容、設計實驗方案、實驗步驟、配制試劑和完成實驗，最后實驗結果以小論文形式或用PTT課件口頭匯報。
3.開放實驗室教學，為設計和綜合性實驗提供保障。
本次教學改革主要采取項目式教學方式，實施開放實驗室教學是保障設計和綜合性實驗順利開展的前提。項目式教學方式的實施，學生除了在規定實驗時間內上課外，學生還需要自行安排時間配制試劑、準備實驗材料和進行實驗等，需要開放實驗室。另外果蠅雜交設計性實驗也需要開放實驗室，主要原因為果蠅生活的環境最適溫度環境為20―25℃，而廣州溫度全年較高（大部分時間都高于25℃），果蠅雜交實驗需要在生化培養箱內進行，所以為了便于學生進行果蠅雜交結果的觀察和記錄也需要開放實驗室。具體做法是：設輔助教學研究生為實驗管理員，教學實驗室在實驗期間內，施行預約管理，預約登記的學生全天（8:00―22:00）可自由進出實驗室，在老師或研究生的指導下開展實驗工作。
4.學研結合，培養學生初步科研能力。
學研結合一直是我們教研組努力探索的教學改革方向，并取得了一定的成果。2006年以來，先后有20余名在讀本科生先后跟隨教研組張細權教授、王教授、聶慶華教授等老師開展科技創新實踐活動，這些同學個人或在課題組研究生帶領下一起開展科研項目研究，部分同學順利完成試驗并撰寫學術論文。如劉杰等同學完成的論文“雞FASN基因2個位點的多樣性及其與體重、脂肪沉積性狀的相關性”發表于《畜牧獸醫學報》雜志上。本次教改過程中，我們充分利用教研組科研平臺，鼓勵研究生積極參與本科生實驗教學，把研究生作為實驗教學輔助人員，在項目式教學中，使其成為項目式教學的主要成員，引導其小組成員進行資料收集、完成實驗設計、試劑配制和實驗操作。
二、動物遺傳學實驗教學改革的效果
由于本次實驗改革內容和教學方式改變較大，因此我們只是選取了動科專業生物技術方向07、08連續兩屆學生實施上述改革嘗試，收到了如下效果。
1.整合實驗內容，增加設計性實驗，增強了學生實驗興趣，提高了學生實驗主動性。
我們原有的動物遺傳學實驗教學開設了7個實驗，主要以驗證性為主。通過實驗整合后，修正了近幾年學生教學反饋內容陳舊，技術簡單，學生上課積極性不高的實驗，如：“畜禽染色體的觀察”、“畜禽染色體核型分析”等，增設了設計性實驗。增設的設計性實驗要求學生自定實驗方案，并按自定方案實施；實驗目標明確、方法清楚、技術要點及注意事項心中有數，所以，學生實驗興趣濃厚，主動地利用課余時間，全身心地投入實驗。如在新的遺傳實驗教學中，開設了“畜禽基因組PCR-RFLP的檢測”綜合性實驗，該實驗從知識面上囊括了核苷酸、基因的基本概念、DNA體外復制原理、DNA分子量、基因和基因型頻率計算，以及性狀的表現。在實驗技能方面涉及實驗材料的采集、試劑配制、DNA提取、核酸濃度和純度檢測、PCR反應、瓊脂糖凝膠電泳檢測、基因分型及統計分析等。通過該實驗，學生掌握了動物遺傳學多方面的實驗技能，實驗興趣和動手能力均有較大提高。群體遺傳學主要揭示一個品種等整個群體遺傳和變異，是家畜育種理論基礎，增設群體基因結構調查與分析設計性實驗，讓學生通過調查分析自身的遺傳性狀的類型和被調查者的性狀分布情況，計算基因頻率，分析其遺傳平衡狀況，來理解群體遺傳學理論，使枯燥的群體遺傳教學變得生動有趣，大大提高了學生參與實驗的積極性，學生實驗興趣高昂，實驗主動性增強。
2.開展項目式教學方式，增設分子遺傳學綜合性實驗，提高了學生實驗的主導作用。
傳統的遺傳學實驗課時一般3―4個學時，時間較短，要求在限定的時間內完成教師確定的實驗步驟，教師沒有時間在課堂上對遺傳學研究技術進行系統講解，學生僅能按老師的要求去做［4］，實驗中學生掌握的理論知識不足。2年來教研組利用項目式實驗教學方式，增設分子遺傳學綜合性實驗，將本科生分成不同項目小組，在老師或研究生助教的指導下查閱資料和設計實驗，利用開放實驗室等便利實驗條件，學生自行采集實驗材料、準備實驗試劑和操作實驗儀器，順利完成了實驗，加深了學生對分子遺傳學基礎理論知識的理解。在整個項目實施過程中，改變了以往以老師為主導，學生被動學習知識和技能的現象，學生由“被動學習”變“主動學習”，由“要我學”變“我要學”，學生實驗的主導作用大大提高，學生學習興趣濃厚，一改往年學生實驗結束后就走的現象，大多數同學課后積極提問，師生互動加強。
3.實施開放實驗室，克服了老師代做、實驗課時有限的問題。
實施全天性開放實驗教學，是克服實驗流程較長與每次實驗課時有限之間矛盾的有效方法［5］。傳統的實驗教學模式易受實驗課時限制，設置實驗周期長的實驗和實驗流程長的實驗學生不能全程參與，部分實驗步驟必須由老師代做，學生只能掌握部分實驗技術。我們在實驗教學過程中，配合綜合設計性實驗的需求，教學實驗室對本科生實行開放管理，每天8:00―22:00學生能自由進入實驗室，在老師或研究生的指導下自行完成實驗，有效杜絕了周期長和流程長的實驗部分實驗步驟必須由老師代做的現象，解決了傳統教學模式實驗課時有限的難題，同時增強了學生實驗興趣、提高了實驗主動性、加強了實驗操作能力。
4.利用科研平臺，教學與科研結合，培養了學生初步科研能力。
在實驗教學過程中，我們利用教研組科研平臺為教學服務，借助研究生輔助教學功能，成立以研究生為核心的項目小組，在研究生的指導下根據項目要求，學生自行查閱資料、設計實驗方案、并成功實施方案。整個實驗過程發揮了教學與科研兩者的有效結合，即把方法實驗與專業實驗有機地結合起來，充分利用了教研室科研基礎力量，培養了學生初步科研能力。另外，有部分對動物遺傳學感興趣的同學在學期實驗結束后，還主動申請參加到我們教研組老師的課題中來，在課題老師指導下進行畢業設計實驗和申報大學生科技創新項目，從而進一步提高了學生的初步科研能力。
5.教學反饋和總體學生評教結果有所提高。
學生教學反饋是反應教學效果的有效途徑。對本次教學實驗的58名學生調查顯示，有81.04%的學生表示通過改革增加了實驗興趣，認為設計性實驗可以提高學生的實驗興趣和獨立思維能力，開放實驗可以給同學提供了較好的實驗條件，任務引領式教學可提高學生的獨立思考、團隊合作和自主動手能力。另外，從華南農業大學教務處教學質量監督科的教學評教結果來看，學生對動物遺傳學實驗的評教平均分逐年顯著提高，2008學年學生評教平均分為89.29分，200年為92.70分，2010學年上升到93.18分。
三、不足與體會
本次教學改革探討，總體來說，不管從教學內容還是從教學方式都改動較大，充分給予了學生自主思考和動手的機會，在教學過程中充分發揮研究生輔助教學作用，利用科研平臺為教學服務，學研結合既鍛煉了研究生又培養了本科生初步科研能力，這是本次教學改革嘗試的主要優點。但同時在整個教學的實施過程也存在許多不足。
1.實驗結果差別較大。
在本次教學中綜合性實驗的組織實施主要以研究生為指導人，由于研究生個人研究方向和能力水平的不同，導致項目小組從實驗設計、實驗實施到實驗結果優劣明顯，學生最后掌握的實驗技術差別也較大。在教學反饋中有個別學生認為自己實驗結果不好，動手能力沒有較大的提高。
2.個人實驗成績的評定困難。
因為項目式教學實驗是以小組為單位的，教師打分只是體現了團體，沒有具體到個人。
3.實驗課經費需求較大。
由于小組間實驗設計和路線差異，實驗試劑和材料準備費用明顯增加，教學經費緊張。
四、結語
總之，通過本次實驗教學實踐，對動物遺傳學學研結合實驗教學模式進行了初步探索，對高等農業院校專業基礎課程實驗教學有一定的指導意義。
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［4］周清元，何鳳發，殷加明，唐章林，張建奎.遺傳學實驗教學體系的改進，2008，6，（1）：170-172.
分子遺傳學的作用范文4
【論文摘要】1937年美籍奧地利生物學家貝塔朗菲提出了一般系統論原理。系統中每個要素都處于一定的位置，起著特定的作用。個體發育中，基因按一定的時、空次序有選擇地表達?；蚴墙M成染色體的遺傳單位，并證明基因在染色體上作直線排列。一定的基因在一定的條件下，控制著一定的代謝過程，從而體現在一定的遺傳特性和特征的表現上[1]?；蜻€可通過突變而改變。隨著人類基因譜的逐步闡明、遺傳工程技術的充分發展，基因治療很可能在臨床疾病治療中產生革命性變化，這就需要研究人員在實踐中，用自然辯證法系統論理論，來指導思想，拓展研究思路，從而解決這一重大難題。
Regardsbetweenthegeneandthehereditycausesandeffectsrelationwiththesystemtheoryviewpoint
HUJing-yi
【Abstract】in1937theAmericannationalityAustriabiologistbrightPhilippinesproposedthegeneralsystemtheoryprinciple.Inthesystemeachessentialfactorallisinthecertainposition，isplayingthespecificrole.Inontogenesis，geneaccordingtocertainwhen，thespatialorderhavethechoiceexpression.Thegeneiscomposesthechromosomethehereditaryunit，andtheproofgenemakesthelinespreadinthechromosome.Thecertaingeneunderthecertaincondition，iscontrollingthecertainmetabolismprocess，thusmanifestsinthecertainhereditycharacteristicandinthecharacteristicperformanceThegenealsopassablesuddenchangehaschanged.Alongwiththehumangenespectrumgraduallyexpounded，thegeneticengineeringtechnologyfulldevelopment，thegenetreatmentverypossiblytreatsattheclinicaldiseasehastherevolutionarychange，thisneedstheresearcherinthepractice，withnaturaldiagnosticmethodsystemtheorytheory，guidingideology，developmentresearchmentality，thussolvesthissinglelayerbigdifficultproblem.
【Keyword】systemtheory；Geneandheredity；Genetreatment
系統論是21世紀以來科學技術、文化和社會發展的自然亦必然的思維趨向，是比知識更有力量的一種客觀存在，它是一種新的思維方式，是當代人認識對象的工具和手段。西沃爾-賴特在1929年寫到：一個群體中“單個基因的選擇系數(即基因的適合度)，一定受到這個群體整個基因頻率系統的影響[2]”。本文從系統論觀點來分析基因與遺傳之間的因果聯系以及基因在臨床上的應用。
1系統論相關論點
1937年貝塔朗菲提出了一般系統論原理，使人類的思維方式發生了深刻變化。以往研究問題人們總是把事物分解成若干部分，抽象出最簡單的因素來，然后再以部分的性質去說明復雜事物。這種方法的著眼點在局部或要素，遵循的是單項因果決定論，它不能如實地說明事物的整體性，不能反映事物之間的聯系和相互作用，它只適應認識較為簡單的事物，在人類面臨許多規模巨大、關系復雜、參數眾多的復雜問題時，就顯得無能為力了。系統中各要素不是孤立地存在著，每個要素在系統中都處于一定的位置上，起著特定的作用[3]。系統科學方法是認識、調控、改造復雜系統的有效途徑，為人們提供了制定系統最佳方案以實行優化組合和優化管理的手段，為人們提供了新的思維模式，倡導從整體上進行思維。
2基因與遺傳
20世紀20年代，摩爾根學派在孟德爾的豌豆雜交試驗的基礎上，開展了遺傳規律的研究，建立了以基因學說為基礎理論的細胞遺傳學，肯定了基因是遺傳的基本單位，存在于細胞的染色體上。到30年代，知道染色體結構和數目的變化會影響到遺傳，知道一個基因可以突變成若干等位基因。到了40年代，遺傳學有了兩個重要的進展或突破：一是初步發現去氧核糖核酸簡稱DNA，是遺傳物質；一是提出了一個基因一種酶的原理。直到50年代，建立了分子遺傳學，解決了有關遺傳的若干重大問題。DNA和另一類核酸即核糖核酸(RNA)都是由核苷酸所組成的多聚體，是大分子。核苷酸的主要特點存在于所含的有機堿，即兩種嘌呤和兩種嘧啶。
1953年，形成雙螺旋的分子結構。根據DNA中堿基互補的原理，一個DNA分子可以成為內容一致的兩個DNA分子。蛋白質是由氨基酸所組成的多聚體，是大分子。組成蛋白質的可以是一條多肽鏈或幾條多肽鏈。多肽鏈就是由若干氨基酸前后連接而成的分子。蛋白質的合成就是遺傳信息從遺傳物質流入蛋白質的過程。這包括兩個步驟：一是轉錄，一是翻譯。由于組成DNA和RNA的零件都是核苷酸，所以遺傳信息從DNA流入RNA叫做轉錄。由于蛋白質是由另一種另件(氨基酸)組成的，所以遺傳信息從RNA流入蛋白質叫做翻譯。這里的RNA叫做信使RNA，意思是說，它是基因遺傳信息的使者。在分析蛋白質分子的合成中也查明了各氨基酸的遺傳密碼，于是建立了遺傳密碼理論。遺傳信息都是由遺傳密碼組成。每一個遺傳密碼都由三個堿基組成，氨基酸不同，其遺傳密碼就不同。
從70年代開始，分子遺傳學的進一步發展，誕生了基因重組技術，即生物基因工程，它開創了改造生物和創造生物的新時期。
3用系統論的觀點來看待基因與遺傳的因果聯系
系統科學可以把一個原子看作系統，它也可以把器官、生物機體、家庭、社區、國家、經濟以至生態看作系統。生物體是由細胞構成的多層次的復雜系統。盡管在細胞和分子水平對發育的分析已取得長期的進展，但個體發育仍不能從分子水平和細胞水平的分析得到全部解釋。個體發育中，基因按一定的時、空次序有選擇地表達。這首先表現在細胞表面形態調節分子的變化，從而導致胚層分離、形態速成運動和組織發育等細胞的集體行為。
我們可以從兩方面來考慮環境對基因的自上而下的約束與引導作用。其一，我們知道環境的改變會迫使生物個體和種群盡可能調節自身以適應環境的變化。顯然生物體為適應環境變化而做的調節又必定會引起生物體內生物化學、生物磁電等的變化。在生物史上地球環境的巨變是造成大量新物種產生的直接原因。我們可以設想，基因有向緩解環境對生物壓力的方向突變的趨勢，如果這一假說成立的話，顯然就會使來自上層變化的信息產生對下層生物體基因變異的自上而下的約束與引導作用。其二，我們知道基因的復雜結構具有巨大的信息存儲能力。生物體的基因中記錄了該生命體全部歷史的重要信息。
4基因治療的前景
隨著對基因治療研究的深入，我們不能忽視子系統的系統性和整體性，不能用局限的、部分的、單一的觀點來以偏概全。事實上，人體的復雜性程度，各個系統的相關性、相互作用及相互制約程度，遠不是我們所能完全解釋得了的，只有在系統環境中解決這些難題，才會有實用價值和臨床價值。這就需要研究人員在實踐中，用自然辯證法系統論理論，來指導思想，拓展研究思路，從而解決這一重大難題。
參考文獻
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[2]歐文·拉茲洛.系統哲學引論[M].錢兆華，熊繼寧，劉俊生譯.北京：商務印書館，1998.116
分子遺傳學的作用范文5
遺傳學是生命科學領域的基礎學科之一，是生命科學領域各專業學生所必修的一門重要的專業基礎課。遺傳學已從孟德爾、摩爾根時代的細胞學水平深入發展到現代的分子水平。現代的遺傳學已有三十多個分支，而細胞遺傳學作為生物科學中最活躍和最有生命力的學科之一，是農業院校研究生專業基礎課的重要組成部分。其實驗內容設置水平和建設規模是農業院校校研究生能力培養的重要標志和條件支撐，是農業院研究生教學和學科建設重要的、不可替代的部分。
我校細胞遺傳學實驗室承擔著全校農科類各專業農學、植保、園藝、生命科學與技術、葡萄酒、動物科學等6個學院的細胞遺傳學實驗教學任務。近年來，隨著研究生招生規模的不斷擴大，對細胞遺傳學實驗室儀器設備、實驗室條件以及實驗技術人員的要求也越來越高。特別是分子細胞遺傳學日新月異的發展，傳統的細胞遺傳學實驗教學體系已遠不能滿足研究生科學研究的要求，必須與現代分子遺傳學實驗技術和最新的科研成果相結合，建立適合農業院校的細胞遺傳學實驗教學模式，才能真正地提高研究生的實驗技能，為科學研究打好基礎。本實驗室在長期的實驗教學過程中，發現研究生細胞遺傳學實驗教學中存在的問題，并結合農業學院的專業特點以及細胞遺傳學實驗最基本的目標和功能，通過實驗教學改革，建立了結合本專業實際的細胞遺傳學實驗教學體系，完善了與之相應的研究生細胞遺傳學實驗室配置和實驗材料的建設。
2.建立結合專業實際的細胞遺傳學實驗教學體系
2. 1保持細胞遺傳學最基本的實驗教學內容
由于研究生生源專業背景的差異性，尤其是跨專業考取的研究生與本專業考取的研究生相比較，實驗技能相差很多。為了幫助專業基礎薄弱的研究生盡快掌握遺傳學的基本技能，使他們少走彎路，實驗室保持了原有的一部分基礎實驗項目，即植物染色體制片技術、植物染色體結構變異觀察、非整倍體觀察和鑒定、減數分裂中期I染色體構型觀察等實驗。特別是染色體制片技術實驗，有絲分裂和減數分裂制片都采用黑麥為實驗材料，既掌握了植物染色體制片技術同時比較了有絲分裂和減數分裂染色體形態的差異，又使植物染色體組型分析、植物中的超數染色體觀察實驗穿插其中，使一個實驗項目包含了四項實驗內容。植物染色體結構變異觀察采用目前生產上廣泛使用的1B/1R小麥易位系品種為實驗材料，利用隨體染色體數目的變化來鑒定易位系，既了解了小麥染色體組的組成，又對隨體染色體的形態進行了觀察。減數分裂中期I染色體構型觀察利用各種非整倍體為實驗材料，如小麥單體系列、缺體系列、缺四體系列、重雙端體系列以及各種遠緣雜交后代材料，既觀察了各種染色體形態，又用它們作親本與VE161小麥的雜交后代為材料，觀察和鑒定了減數分裂中期I各種多價體染色體構型。
2. 2優化細胞遺傳學實驗的核心技術
植物染色體分帶技術和植物染色體原位雜交技術既是細胞遺傳學實驗的核心技術同時由于實驗過程長，程序復雜，實驗條件要求嚴格，也是比較難做的實驗。為了提高實驗質量，使研究生都能掌握這兩個實驗技術本實驗室對其實驗步驟進行了優化。植物染色體分帶技術采用BSG流程，在45%冰乙酸、5%氫氧化鋇和2XSSC溶液中處理溫度都采用45°Q既簡化了實驗流程，又收到了很好的實驗效果。植物染色體原位雜交技術采用黑麥代換系、易位系為實驗材料，基因組DNA作為探針，利用地高辛標記檢測系統，建立了本實驗室的原位雜交實驗體系。
2. 3外源染色體檢測的分子標記實驗技術的應用
近年來，隨著分子遺傳學的發展，分子標記可直接在DNA分子水平上更加準確、可靠地檢測染色體組成，已被廣泛用來檢測作物外源染色體及染色體片段。隨著研究工作的發展，會有越來越多的RFLP、RAPD、SCAR、SSR標記被開發出來，已在外源染色體鑒定和分子標記輔助育種方面發揮巨大作用。所以，本實驗室在細胞遺傳學實驗中開設了外源染色體檢測的分子標記實驗技術，包括小麥近緣植物基因組特異性PCR標記創建、利用SSR標記鑒定外源染色體、利用DNA分子雜交鑒定外源染色體等實驗項目，把最新的實驗技術和科研成果應用到細胞遺傳學實驗內容體系中，為研究生的科研工作打下了良好的基礎。
2. 4利用蛋白質電泳檢測外源染色體的實驗技術
同工酶在同一部分同源群內的不同染色體之間具有相似性和多態性，他們所攜帶的多種同工酶基因在染色體上的排列具有一定的次序。在小麥中，利用非整倍體系列（尤其是利用端體和缺體一四體補償體)和附加系、代換系已經將許多同工酶基因定位于相應的染色體和染色體臂上，并繪制出同工酶基因的染色體圖。因此，可以利用同工酶分析檢測導入受體中的外源染色體和染色體片段，利用多個生化標記，可進一步確定易位片段的大小和位置。利用種子貯藏蛋白進行外源染色體鑒定是生化標記鑒定的一種有效方法。谷類作物胚乳貯藏蛋白及其亞基在染色體上的分布具有與同工酶相類似的特征，因此也可以用蛋白質譜帶特征作標記來鑒定附加系。為此，本實驗室設立了同工酶技術在鑒定小麥外源染色體中的應用、利用酸性聚丙烯酰胺凝膠電泳技術鑒定外源醇溶蛋白基因、利用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳技術鑒定外源HWG基因三個實驗項目，從而，建立了完善的細胞學（包括染色體計數、核型分析和染色體分帶等）、生化標記(同工酶和蛋白質）、原位雜交和分子標記鑒定外源染色體的細胞遺傳學實驗體系。
3.新的細胞遺傳學實驗教學體系下的實驗室配置
3. 1染色體制片儀器設備配置
顯微鏡被廣泛應用于各科學研究領域對微觀世界的探索具有極其重要的作用。特別是細胞遺傳學實驗，大部分實驗項目都需要顯微鏡來觀察，所以各類顯微鏡對細胞遺傳學實驗室都是必需的。除了每人一臺普通生物顯微鏡以外，還需要幾種研究用顯微鏡，常用的研究用顯微鏡主要有：相襯(差）顯微鏡、倒置顯微鏡、熒光顯微鏡等。
3.1.1相襯（差）顯微鏡
相襯顯微鏡（phasecontrastmicroscope)是依靠裝在物鏡內的相位板，使照射物體點的直射光與衍射光發生干涉，將相位差轉換成振幅差（明暗差別)，從而使人們在顯微鏡下可以觀察無色透明的標本。相襯顯微鏡在細胞遺傳學實驗室主要用于無染色的染色體標本制作。
3.1.2倒置顯微鏡
倒置顯微鏡（invertedmicroscope)是為了適應植物組織培養、細胞離體培養等顯微觀察和研究需要而設計的顯微鏡。由于被檢物體均放置在培養皿(或培養瓶）中，就要求倒置顯微鏡的物鏡和聚光鏡的工作距離較長，以便可以透過較厚的玻璃壁，對培養皿內的被檢物體進行顯微觀察和研究。因此，與一般明場顯微鏡相比，倒置顯微鏡的物鏡、聚光鏡和光源均是顛倒的。
3.1.3焚光顯微鏡
勞光顯微鏡（fluoiescencemicmscope)是利用短波光照射標本，對標本的固有熒光、熒光染色后的二次熒光或免疫熒光進行觀察的研究用顯微鏡。熒光顯微鏡除具有普通明場顯微鏡的光學部件外(其中物鏡應為專用的熒光物鏡)，還應配置有熒光裝置。熒光裝置的主要部件包括：高壓汞燈、激發濾光片、分光鏡、吸收激發光濾光片等。熒光顯微鏡的激發范圍主要有：紫外激發、紫色激發、藍光激發和綠光激發。通過特異的熒光或免疫熒光標記，使特定的染色體或者蛋白質等分子帶上特異的熒光素，結合熒光顯微鏡觀察，可以對細胞內特定的分子進行研究，分析它們的分布、動態變化及相互關系。這種觀察是其他研究用顯微鏡很難實現的，也是分子細胞遺傳學研究的重要內容。
3.2外源染色體的分子標記及蛋白質標記儀器設備配置
3.2.1植物總DNA提取設備配置
植物總DNA提取的必備的設備有：研缽、液氮罐、電熱恒溫水浴鍋、小容量離心機、大容量離心機、冰箱、制冰機、紫外透射儀、紫外可見分光光度計等。研缽用于研磨植物體的組織以提取植物的DNA或RNA,必須有30套以上。液氮罐用于裝運提取DNA磨樣時所需的液氮。磨樣加提取液后需在65°07水浴溫育30分鐘左右，同時在配藥品時也有不同溫度的水浴要求，所以2個室溫至100°C水浴鍋是必不可少的。當提取少量的DNA時，小容量的離心機是必備的。為提取大量的DNA需一臺大容量離心機，一般最大轉速均應大于12000mp冰箱和制冰機在這里主要用于DNA提取的冰浴、預冷一些沉淀DNA的溶液及存放DNA必需能滿足4C和-20C兩個溫度要求。另外，由于植物總DNA提取多采用幼苗，所以還需要1臺生化培養箱或人工氣候箱。
3.2.2PCR反應系統設備配置
一個實驗室要能進行PCR反應實驗，一般要具備以下實驗設備：超凈操作臺、旋渦振蕩器、小容量離心機和PCR儀。超凈操作臺還是分子實驗室必備的儀器，有不少實驗是必須在超凈操作臺上進行的。在配置PCR混合液及其他溶液時，需用旋渦振蕩器進行振蕩以便溶液中的各成份充分混勻。PCR儀乃是整個實驗室的核心儀器，其種類繁多，性能也有差異，教學實驗室應根據自己承擔的教學任務選購3臺以上。
3. 2.3凝膠電泳及顯色系統設備配置
實驗室應具備瓊脂糖和聚丙烯酰胺兩種凝膠電泳的能力。凝膠電泳系統的主要功能是檢測提取的總DNA質量及PCR擴增產物以及蛋白質。整個過程的完成需電泳儀、電泳槽、微波爐、脫色搖床、染膠盆、膠片觀察燈、紫外凝膠成像儀和一些常規的小件工具。要檢測PCR的擴增產物，需對其進行凝膠電泳及顯色反應。因而，電泳儀一般要配備多臺，要能滿足不同的電泳電壓。電泳槽則是電泳儀的配套設備，要根據電泳儀性能和教學實驗室承擔的教學任務各選購10套以上。微波爐主要用來熔化瓊脂糖制膠或培養基配制。脫色搖床和染膠盆是硝酸銀染色過程中必備的。膠片觀察燈箱有助于觀察顯色后的膠片以便能更清楚地記錄帶型，主要觀察銀染的聚丙烯酰胺膠。瓊脂糖膠一般采用溴化乙錠染色，需通過紫外燈觀察，所以需要一套凝膠成像系統。要進行Souhem雜交，還得配備雜交箱、恒溫培養箱、恒溫搖床、凝膠干燥儀等。為了避免同位素污染，應選用生物素標記檢測系統、地高辛標記檢測系統等。
3. 2.4凝膠成像及數據處理系統設備配置
這一系統主要包括凝膠成像系統（包括暗箱、紫外換燈箱、燈外燈、數碼相機及配套的分析軟件等）、掃描儀及各類生物應用軟件。圖像記錄著實驗的過程，這也是實驗的證據，獲得圖像這項任務可由凝膠成像系統、掃描儀及配套的軟件來完成。實驗數據可直接從膠片上讀取，也可從已掃描的圖像上獲得，然后保存在計算機內。常用的分析軟件有凝膠成像系統的配套軟件、生物統計軟件、構建遺傳圖譜及QTL定位軟件、引物設計軟件等。生物統計軟件目前國際上最為流行的是SAS遺傳圖譜的構建及QTL分析用得較多的是Mapmaker/Exp30和MapmakeriQTLU設計引物的軟件主要有DNAmanOPS.Primer等。
3. 2.5其他的常規設備
大部分實驗用水都要求是超純水，所以需要一臺高質量的純水器。其次是無菌環境。離心管、Tip頭、一些配溶液的器皿以及不少溶液都必需滅菌消毒，因而高壓滅菌爐和烘干箱也是分子實驗室必不可少的。再者，高精度的電子天平和pH計是配藥時必備的儀器，而磁力加熱攪拌器則是配藥的一個好幫手。教學實驗室應有以下幾種取樣范圍的移液器：1000-5000^l100-100020-200Ml10-100Ml2-20Ml0.5-10Ml0.1-2.5M實驗室的許多藥品都需在低溫下保存，需要有良好的冷藏系統，要配備4°C、-20°0的冰箱兩臺，最好能配有-80°0的超低溫冰箱。要有足夠的易耗品，如一次性手套，各種Tip頭和Tip頭盒，離心管及離心管架（這些離心管必須與實驗室的離心機和PCR儀相匹配，離心管架要與離心管配套)，玻璃板、梳子、膠條和夾子。
分子遺傳學的作用范文6
關鍵詞：醫學遺傳學；遺傳咨詢；情景模擬
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）46-0225-03
醫學遺傳學是醫學與遺傳學相結合、并互相滲透的一門綜合性學科。醫學遺傳學理論學習中主要針對人類遺傳性疾病的發生機制、傳遞規律、診斷方法以及治療和預后進行系統學習。在此基礎上開設實驗課，將理論應用于實踐，通過遺傳咨詢估算再發風險和制定應對對策和措施，有效預防遺傳病的發生，從而達到降低遺傳病發病率的目的[1]。根據現代醫學的發展，我國將面臨極具缺乏醫學遺傳學醫師這一職業。目前，大多數醫院無專門的遺傳咨詢門診，使醫學生沒有機會接觸到遺傳病病例，學生對遺傳性疾病的掌握只限于書本而無臨床實踐機會，這將會導致臨床醫生缺乏對遺傳病的認知能力。因此，我校從2007年開始對五年制臨床醫學、檢驗等本科專業開展醫學遺傳學實驗教學，其中開設了遺傳咨詢教學內容。通過多年教學實踐探索和改進，發現利用情景模擬教學法進行遺傳咨詢知識點的傳授可以更好地調動學生學習的積極性，更好地理解遺傳咨詢的理論基礎及臨床意義，培養學生綜合運用知識的能力。
一、教學設計
1.明確教學目的。遺傳咨詢情景模擬教學法是模擬臨床遺傳咨詢的情景進行教學的方法。它是針對臨床醫學、檢驗等專業本科醫學生在學習過染色體標本的制備與人類非顯帶染色體核型分析兩次實驗課的基礎上來開展的。通過此次課的學習，使醫學生能夠充分掌握系譜及系譜分析的理論知識，掌握系譜分析的過程及系譜的繪制方法，熟悉遺傳咨詢的一般步驟和原則，并能推測系譜中各成員的基因型，計算再發風險，了解系譜分析和遺傳咨詢的臨床意義。在此過程中，培養學生獨立思考分析問題解決問題的能力，表達能力，促進高素質醫學生的培養。
2.教學內容。情景模擬教學法的主要內容是模擬遺傳咨詢過程、講授和熟悉遺傳咨詢的概念、對象、時機、步驟等。作為醫學生首先要讓他們明確知道什么是遺傳咨詢。遺傳咨詢是由醫學遺傳學專業人員或遺傳咨詢醫師（或稱咨詢醫師、醫學遺傳學醫師），應用醫學和遺傳學基本原理，對咨詢者提出的家庭中遺傳病的發病原因、遺傳方式、診斷、治療和預后、一級患者同胞和子女再患此病風險等問題進行交談和討論，并就咨詢者提出的婚育等問題提出可供咨詢者選擇的建議或具體指導措施的過程[2]。遺傳咨詢的時機和對象是一個人在婚姻或生育方面遇到問題，意識到可能面臨患遺傳病的風險，或者本人或子女已患有遺傳病等情況下的人群。其次，傳授和強調進行遺傳咨詢的一般步驟包括遺傳病的明確診斷、繪制系譜并確定遺傳方式、估計再發風險、提出對策和措施。遺傳病的診斷是一個復雜的過程，包括臨床層次、細胞水平、蛋白質水平、基因水平（基因診斷）等四個水平層次的診斷；繪制系譜并確定遺傳方式以及估計再發風險需要遺傳學理論知識做基礎，要求學生在本科醫學遺傳學中作為掌握的內容加以理解和熟悉后計算再發風險；提出的對策和措施更進一步要求在學生掌握各層次的分子生物學和分子遺傳學的系統的理論知識后，給咨詢者提出合適的意見和措施。最后，重點強調醫生給咨詢者提出意見和措施時，要遵循非指令性遺傳咨詢的原則。作為醫生只提出可供咨詢者選擇的若干方案，并陳述各種方案的利弊提供咨詢者選擇，咨詢醫師不應代替咨詢者做決定。
3.教學案例的準備。教學案例的好壞直接影響教學效果。任課教師需要注意從多渠道深入開展病案搜尋工作，從病案中挑選診斷明確、典型的遺傳病案例，除了教材中給出的常見多發遺傳病病例外，也需經常瀏覽OMIM（OnLine Mendelian Inheritence）及等互聯網址，了解重要的有關臨床遺傳學最新診斷技術及進展情況。案例挑選出來后，需要進行加工提煉、細心分析、集體討論，按臨床思維進行教學方案的設計。案例設計原則既要傳授理論知識，又與臨床需要結合，既有利于學生分析，于利于學生演練。
對于案例的教學準備，不但要求任課教師要熟悉案例遺傳病的臨床表現、發病機理，特別要熟悉遺傳病的傳遞規律、傳遞方式、診斷方法、治療方法和預后等方面的相關進展資料，還要要求教師對這些資料的深刻理解和透徹分析，以便針對學生演練過程中出現的各種不準確的表達或者錯誤的理解進行有效的指導。根據遺傳咨詢的復雜性，則需要教師具有深厚的理論知識基礎，才能提高在模擬遺傳咨詢教學中的指導能力。因此，在案例準備時，要求任課教師要做好充足的教學準備，以應變課堂中隨時出現的問題。
4.教學組織。做好充分的準備后，就進入了模擬遺傳咨詢情景課階段，即開始遺傳咨詢情景模擬教學。由于課堂教學組織難度較大，需要教師在做好充分的案例準備基礎上隨機應變、深入淺出、因材施教。
教師組織教學的基本過程包括：第一步，教師詳細講解遺傳咨詢的定義、步驟、方法、意義；第二步，學生選擇教師準備好的案例分組討論，編寫案例遺傳咨詢的對話，并要求學生在課結束后將所編寫的對話上交作為課堂作業；第三步，學生兩人一組，在45分鐘左右的時間內討論并編寫對話，根據臨床可能的情景，模擬演練遺傳咨詢的過程；第四步，當學生模擬演練完成遺傳咨詢的整個過程后，教師針對學生存在的問題一一進行分析和講解。在肯定學生正確的理解和表達的基礎上指出不當的或者不準確的或者錯誤的表達。
隨著學生不同組別的模擬演練的進行，教師要注意始終引導學生圍繞遺傳咨詢進行交談，其詢問和交談的內容包括對遺傳病的臨床表現、發病原因、遺傳方式、診斷等情況的了解，詢問內容還包括病史、發育史、婚姻史和生育史、家族史，查閱和比對資料進行系譜分析，對咨詢者提出的治療和預后等問題一一作答，并且對患者同胞、子女再患此病的風險提出參考意見。教師始終在一旁提醒、引導和輔佐，并注意把控住整個課堂紀律，使每位學生積極參與到課堂中來，制造出學生在臨床實踐的氣氛，提高學生課堂活躍度。
5.課堂總結。教師根據學生在課堂中的討論、模擬遺傳咨詢的情況進行小結，聯系理論知識肯定學生在討論過程中表現好的地方，指出錯誤或忽視的地方，加深對理論知識的理解和記憶，加深學生對遺傳咨詢在臨床工作的重要性和必要性的理解。最后根據學生在課堂中的表現進行評價，包括學生對案例的分析能力、理論知識的掌握、表達能力、臨床綜合分析能力、團隊合作能力、創新能力等等方面。
二、教學思考與討論
1.遺傳咨詢情景模擬教學法的優點和意義。經過多年的教學發現，大多數學生對于應用情景模擬方法進行遺傳咨詢都非常感興趣，整個課堂氣氛活躍，學生參與度高。整個教學活動中，一直圍繞只有真實生活中才存在的病例來進行，組織學生分組開展討論，教師從旁指導，真正做到以學生為中心，最大限度的激發學生的學習興趣，取得了較好的教學效果。此教學法解決了以往醫學遺傳學理論教學與臨床脫節，理論教學內容的枯燥難懂，教學手段落后等問題，有效地提高了學生對醫學遺傳學的學習效果及興趣，是一種積極有效的教學方法。學生普遍認為通過情景模擬教學，對遺傳性疾病的認識更加深刻和形象，他們所學習的內容不再是枯燥乏味的知識，而是在實際臨床工作中切切實實需要解決的問題，極大的激發了學生對于學習《醫學遺傳學》的興趣。
傳統的遺傳咨詢教學主要以灌輸式為主，要求學生大量記憶枯燥無味的基礎知識，在這種模式下的教學不利于學生綜合能力的提高。相反，經過實踐證明，利用情景模擬教學進行遺傳咨詢，將所學理論知識與實際運用緊密結合，將理論課知識運用于實際臨床當中，極大的激發了學生對于學習醫學遺傳學的興趣，使學生整堂課都能夠融入到課堂教學過程中，使學生將講臺變為他們自由發揮的舞臺，而教師課堂中僅僅起到引導作用。在此過程中，學生從被動的接受知識向主動學習轉變，既加深了對理論知識的記憶，又培養了學生獨立思考分析問題的能力，訓練了學生獨立思考分析問題的能力。
近年來醫患關系逐漸緊張，患者的維權意識也越來越強，如何緩解醫患關系也是醫學院校在培養學生時需要解決的一大難題。通過臨床情景模擬教學的方法，讓學生扮演患者有助于建立和諧的醫患關系。學生通過扮演患者，能夠充分的體會患者的心理和情緒上的變化，站在患者的角度看待就醫過程，起到了換位思考的作用。另一方面，學生站在醫生的角度學會處理醫生和患者之間的矛盾，可以縮短學校與社會實踐的差距，幫助學生建立醫生角色，為學生將來走向社會處理醫患關系奠定基礎。
值得一提的是，遺傳咨詢師在我國醫學領域缺乏大量的人才，是一個有待新增的職業。而在美國，絕大多數的醫療用人單位都要求他們的醫生通過全美醫學遺傳學會的考試和資格認證[3]。所以，教師可借此課程向學生宣講國際國內外醫學遺傳學理論、臨床遺傳學的發展的趨勢和中國醫學發展的所面臨機遇和挑戰。向學生說明遺傳咨詢是一項極具挑戰的醫療活動，希望有更多的醫學志愿者加入這項醫療事業中來。
2.遺傳咨詢情景模擬教學法的欠缺之處。首先，情景模擬與實際臨床有一定的差別，學生由于缺少臨床經驗，在進行扮演患者的過程中，很容易用到所學的專業術語，與真正臨床中所遇到的實際病例有較大的差別，沒有達到角色交換的目的。其次，在提出對策和措施時，由于缺乏各層次的分子細胞生物學和分子遺傳學的系統的理論知識，并且對所學醫學遺傳學知識不能靈活運用，只能提出供咨詢者選擇一到兩種方案，沒有真正提供可供咨詢者選擇的若干方案，且無法做到非指令性原則。最后，在教學實施的過程中，由于每位學生學習水平參差不齊，不愿意作為學習的主體，導致過分依賴老師，影響教學效果。目前看來，要使學生都能積極參與到教學活動中，最好的方法是讓學生參與真正的臨床實踐，使學生體會到遺傳咨詢過程的復雜性。
通過7年的教學效果來看，情景模擬教學極大地調動了學生學習的積極性，真正實現了對醫學生綜合素質能力的培養，是一個值得推薦的好方法。
參考文獻：
[1]蔡紹京，李學英.醫學遺傳學[M].北京：人民衛生出版社，2009.
[2]章遠志，Nanbert ZHONG.中國目前的遺傳咨詢（英文）[J].北京大學學報（醫學版），2006，（01）.
[3]趙會全.美國臨床醫學進展[J].國外遺傳學雜志，2007，30（2）.
基金項目：遵義醫學院教學改革計劃項目2013（j-2-7）。
