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遺傳學的分類范文1
關鍵詞:“孟德爾遺傳定律”;生物遺傳學;分離定律;自由組合定律
中圖分類號:G633.9
1.高中生物遺傳學的學習情況簡介
遺傳學是高中生物的重點學習內容之一,同時也是同學們學習掌握情況最不佳的學習內容之一,而且根據對多年的高考生物試卷的調查與分析,發現遺傳學的生物題也是同學們得分率最低的題型之一。遺傳學的學習之所以會出現這種尷尬的局面主要有以下兩個方面的原因:首先,同學們對遺傳學的學習態度不正確,由于遺傳學類型的生物題對我們綜合能力要求較高,需要我們有一定的分析能力和理解能力,所以很多同學在剛剛學習遺傳學時感到十分吃力,從而出現害怕遺傳學的學習態度,這種害怕型的學習態度只會阻礙同學們對遺傳學的學習進度;除了同學們對遺傳學的學習態度不端正之外,影響同學們學習遺傳學的另一個原因就是同學們對于遺傳學的學習興趣不高,在我國大部分的高中學校,生物老師的教學模式和教學理念都過于陳舊,很多生物教學課堂的大部分時間都是老師在講,學生只能被動地接受老師所講的知識點,課堂上留給同學們自由討論和獨立思考的時間并不多,課堂教學氣氛過于沉悶,因此導致很多同學對于遺傳學的學習興趣不高,缺乏對遺傳學知識的探索欲望[2]。
2.“孟德爾遺傳定律”的主要內容
“孟德爾遺傳定律”主要由兩個定律組合而成,第一個定律是分離定律,即一對等位基因在雜合狀態中保持相對的獨立性,而在形成配子時,又按照原樣分離到不同配子中去的現象,例如某一個黑色頭發的人的控制頭發顏色的基因組為Aa,這個基因組在分離時會形成兩個配子,一個配子為A,另一個配子為a,不會出現一個配子是Aa,另一個配子是空白的這種現象。分離定律是自由組合定律成立的鋪墊條件之一,幫助人們邁入了遺傳學世界的大門。第二個定律是自由組合定律,即當具有兩對或者更多對相對性狀的親本進行雜交時,一對染色體上的等位基因與另一對染色體上的等位基因的分離和組合是彼此間互不干擾的,各自獨立地分配到配子中去。自由組合定律進一步揭示了自然界中遺傳與變異現象的本質,同時利用自由組合定律,可以準確地預測子一代或者子二代乃至更以后的子代的表現性狀,自由組合定律的提出大大豐富了遺傳學的研究內容,推動了很多遺傳學技術的發展[3]。
3.“孟德爾遺傳定律”在高中生物遺傳學中的運用
“孟德爾遺傳定律”在高中生物遺傳學中的應用較多,尤其是自由組合定律,百分之九十的遺傳學題都會涉及到自由組合定律,分離定律主要是考察同學們對遺傳學概念及一些專有名詞的理解程度,主要的考察題型為選擇題貨車判斷題。自由組合定律在高中生物遺傳學中運用得較多,其在高中生物遺傳學中主要以三大類型的題目出現:①兩對相對性狀均在常染色體上,這是典型的考察自由組合定律的題目,針對這種類型的題目,首先要整理清楚題目中所給的信息,然后可以將題中的信息轉化為樹狀圖,幫助分析和理解問題,最后運用自由組合定律將每一種配子的情況進行組合,得出最后結果;②兩對相對性狀在性染色體上,眾所周知,無論男性還是女性都是由22對常染色體和一對性染色體所組成的,控制相對性狀的基因位于性染色w上的情況要比位于常染色體上的情況稍微復雜一些,需要同學們將控制性別的基因和控制相對性狀的基因聯合考慮起來;③控制兩種相對性狀的兩組基因一組位于常染色體上,一組位于性染色體上,這種類型的題目是第一種情況和第二種情況的綜合運用,但是只要同學們保持清醒的思維,充分理解自由組合定律的實質,一定可以將這種類型的遺傳題處理正確。在高中生物遺傳學的學習中,無論在分離定律還是自由組合定律,首先要求同學們要充分理解這兩大定律的實質含義和運用范圍,然后要求同學們理解清楚題中所給出的信息和隱藏的信息,最后解出答案。
4.結語
綜上所述,雖然要充分掌握“孟德爾遺傳定律”對同學們的能力要求較高,但是只要學生樹立正確的學習態度及在平時做好課前預習工作和課后復習工作,同時在課堂上保持高度的注意力,同學們就一定可以學好遺傳學的知識。提高遺傳學的課堂教學成果不僅僅需要老師的努力,而且也需要我們自身的努力。只有在兩者的共同努力下,我們的高中生物教學課堂才能越來越好。
[參考文獻]
[1] 黃亦達.孟德爾雜交實驗在高中生物課堂上的啟示[J].學園,2016(07)
遺傳學的分類范文2
關鍵詞:醫學遺傳學;實驗教學;模式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)02-0270-03
醫學遺傳學是醫學教育的重要課程,介于臨床醫學與基礎醫學之間,是一門應用性很強的學科。隨著分子生物學理論和技術的發展與進步,尤其是人類基因組計劃的實施完成,醫學遺傳學得到了空前的發展,基因組學與分子遺傳學逐漸成為了21世紀的領頭學科,在現代醫學教育體系中有著重要的地位[1]。醫學遺傳學實驗在知識與實踐、實踐與創新的鏈接上發揮重要的橋梁作用。當前社會科學和自然科學的發展變化,致使醫學教育無論在教學手段還是在教學理念都發生了深刻的變化,更早地、更多地接近社會、接近臨床,更注重人文精神,更多融入先進技術與研究成果[1~2]。而大部分醫學遺傳學實驗則還主要關注在傳統分子遺傳學相關領域的基本實驗操作,涉及遺傳病相關資料的信息化獲取與分析涉及很少,解決臨床遺傳學問題過程中存在理論與實踐脫鉤。醫學遺傳學實驗教學尚未達到提高醫學生的科學研究能力、求知探索精神、創新能力和創新意識的目的。為此,我們開展了一系列卓有成效的探索,優化了原有的醫學遺傳學課程教學體系,構建了新的實驗教學模式。
一、利用網絡課程資源,推進虛擬實驗
依托于湖北民族學院網絡中心,結合醫學遺傳學學科特點,進行數字化資源導學平臺建設。網絡平臺的主體結構分為教師主導區和師生互動區兩大部分。內容充實而全面,平臺除了內容完善的多媒體課件,與教學內容或生活實際密切相關的研究成果,解決學生在學習中遇到的實際問題,還專門開辟了“虛擬實驗室”欄目[3]。網絡課程資源在醫學遺傳學實驗教學中主要解決二大問題:
1.是醫學遺傳學實驗中所特有的一些對人體有重大危害的和涉及到比較先進實驗技術的實驗,出于安全和成本考慮,學生往往無法直接參與其中[4]。虛擬實驗可突破傳統實驗教學模式受時間、地點、方式的限制,實驗的安全性高、成本低、效率高,彌補了實驗場地設備不足、教學時空性的約束。虛擬實驗教學不但可提供良好的人機交互,還允許學生在出錯時,自行了解錯誤的根源及后果,尋找解決問題的方法,教與學的靈活交互[4]。利用網絡課程資源來培養學生隨時學習、自主學習和終生學習的能力,可充分調動學生的學習主動性,并將教師的教學行為由課堂上擴展到了課堂外。
2.是運用目前已經公開的人類基因組相關數據庫,快速準確地查找、識別遺傳病的相關遺傳學背景信息,獲取世界上最新進展的醫學信息及科研成果[5]。近年來,遺傳學領域的分子遺傳學分支迅速發展,越來越多的致病易感基因位點和區域被篩選或定位識別。不單是單基因遺傳病的致病基因被順利定位識別克隆,一些復雜多基因遺傳病,如:高血壓、糖尿病、阿茲海默氏病、心腦血管疾病及腫瘤等疾病,也篩選出了眾多與疾病發生相關的遺傳易感標記物及藥物敏感或抵抗標記物,人類對于疾病的遺傳學認知達到了空前高度[5]。如何識別查找獲取人類遺傳病相關的遺傳信息已經成為臨床醫生和基礎醫學科研工作者需要掌握的基本技能之一,因此,我們有必要在基礎醫學的教學上與時俱進,讓醫學生更早地接觸相關知識,訓練相關技能。由此,我們網絡資源課程中的“虛擬實驗”內容中專設了常見人類遺傳病致病基因的數據庫鏈接,主要以美國國家生物技術信息中心NCBI(http://ncbi.nlm.nih.gov/)與在線人類孟德爾遺傳(Online Mendelian Inheritance in Man,OMIM)數據庫為主,并至少安排一次實驗課的時間介紹如何利用數據庫完成常見人類遺傳病相關遺傳學信息收集,包括遺傳模式、發病率、家系連鎖定位區域、在基因組上的定位信息及熱點突變位置等。
二、結合臨床實踐,開展第二課堂教學
醫學遺傳學實驗教學是對理論教學必要的補充和鞏固,通過實驗技能訓練,提高實驗的綜合能力和實驗素質,促使基礎醫學知識與臨床實踐相結合,對培養醫學生的實踐能力和創新思維影響更為積極[6]。從臨床角度出發,研究疾病的遺傳因素、病變過程及其預防、診斷和治療的相互關系,為將來走上臨床醫生崗位的臨床專業學生提供從事醫學實踐所必需的遺傳學基礎知識和臨床技能。
實驗教學具體實施上,將病例法引入到教學過程中。一方面,由教師結合具體的病例,提出實驗方案和驗過程中可能遇到的若干問題,組織學生預習課本、查閱相關資料,以團隊的形式分組討論,設計實驗方案,開展實驗、解決問題。并聯合湖北民族學院附屬民大醫院,在實驗內容、設計、取材緊密結合臨床,取臨床真實患者的血液作為實驗材料,進行真實病例分析。如人類染色體顯帶和非顯帶制備。另一方面,組織學生利用假期時間開展遺傳病的家系調查;進行家鄉遺傳病咨詢、系譜繪制和分析、再發風險估計,指導學生以論文的形式完成假期調查報告。或組織學生利用假期去當地醫院的婦產科與兒科等科室見習,了解引起遺傳病發病的環境因素和遺傳病的預防措施,與醫生或患者就某種遺傳病的臨床癥狀、傳遞方式、發病機制、再發風險以及預后進行探討,對患者及其親屬的婚姻和生育進行指導,這樣可以大大提高醫學生對遺傳病預防的認知能力[7]。
遺傳學的分類范文3
關鍵詞 生物科學 遺傳學 教學改革
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
21世紀是生物科學蓬勃發展的時代,目前在很多高校開設了與生物科學相關的專業和課程。遺傳學是生命科學領域中十分重要的基礎性學科之一,也是生物類專業必修課程之一。但是,現在高校生物類專業遺傳學教學面臨著以下幾個方面的挑戰。第一:教學課時的減少與教學內容急劇增加之間的矛盾;第二:教學方法和手段的變化帶來的挑戰;第三:學生學習興趣的不斷下降。所以,為了培養合格的高校生物類人才,必須對遺傳學課程教學進行改革實踐與探索。
1 教材的合理選擇
遺傳學既是一門傳統的課程,也是一門新興的課程。一本好的教材可以激發學生自主學習的興趣。雖然目前網絡上遺傳學課程資源非常豐富,但是內容質量參差不齊,所以學生要學好遺傳學,必需有一本好的教材,做為他們課前預習、課后復習鞏固的基本資料。在我國遺傳學的教學過程中,劉祖洞主編(高等教育出版社,1999)的《遺傳學》是一本較為經典的教材。隨著近年來分子遺傳學的發展,最近出版了第三版,該版本除覆蓋了經典遺傳學內容外,根據遺傳學的新發展,增加了基因組、基因表達與基因表達調控和遺傳與個體發育三個章節,并對原有章節部發內容進行了知識點的補充與更新。使得該教材更適應目前遺傳學最新發展的方向,更適合于選用為高等院校遺傳學教材。但在該教材中補充了更多人類遺傳方面的內容,所以對于植物類生物專業而言,如果選用該教材,教師應該要補充一些有關植物遺傳學方面的實例與進展,以加深學生對本專業相關研究材料的興趣與認識。另外,對于英文版的《Essintials of Genetics》是一本非常優秀外文遺傳學教材,也可以推薦給學生作為中文教材的補充。
2 完善多媒體與網絡教學
在目前教學學時減少的情況下,多媒體與網絡教學作為輔助傳統教學的手段與工具,作用顯得越來越重要。通過多媒體教學可以增加教學容量,提高教學效率??梢允菇虒W突出重點、淡化難點,提高教學質量。同時多媒體教學具有內容豐富、圖文并茂等特點,有助于激發學生學習的熱情,有助于教師傳授更多的精彩內容,讓學生接觸的信息更加全面和具體,對遺傳學內容的理解更加全面;另外,也可以通過生動的圖片、形象的動態模擬,培養和激發學生學習的興趣。例如,在講述高等生物細胞分裂時,借助多媒體動態摸擬可以形象生動展示細胞有絲分裂和減數分裂的具體過程,讓學生能深刻地認識到細胞分裂是一個動態、連續的過程,可以更好地理解課本中為了講解的需要而把細胞分裂分為的各個時期并不是獨立存在,而是相互聯系的連續過程。但是,在充分發揮多媒體教學優勢的同時,教師不能完全依賴多媒體教學,而拋棄傳統教學方式的精華,傳統教學的優勢在于要進行板書,要求教師必須十分熟悉教案,并且邊板書邊講解,可以讓學生跟上教師的教學思路,更好理解和掌握相關知識點。例如,在講述《連鎖遺傳》章節中,可以很好地把多媒體教學和傳統教學結合起來:教師在講述連鎖遺傳規律的發現上,可以用多媒體直觀形象地講解,但在描述連鎖遺傳規律的驗證上,特別是三點測驗時,如果采用多媒體教學會太過抽象,學生不易掌握,而采用傳統板書的形式,老師邊推導邊講解,學生容易掌握。所以教師在教學過程中要注意兩種教學手段的平衡運用,充分結合兩者的優勢,以達到最佳的教學效果。
3 鼓勵開展雙語教學
遺傳學是一門內容更新很快的科學,很多知識點在十幾年前還不清楚,而現在隨著分子生物學的發展,已不斷補充與發展。而這些更新的內容更多來源于頂尖雜志如Science, Nature等。目前英語是生物科研領域的通用語言,想學好或教好遺傳學,理解和掌握相關專業英語非常重要。而遺傳學作為一門專業基礎課,可以把學生帶入生物學研究的大門,所以開展遺傳學的雙語教學非常必要。既可以讓學生盡早接觸遺傳學原理的純英文的定義,又可以了解遺傳學的最新發展。在純中文的教學過程中,由于所使用的教材的編著者不能全面掌握遺傳學所涉及的全部領域,在有些專業名詞的翻譯上是不完全準確的,比如英文的centromere 和kinetochore,在有些中文版的遺傳學教材中都翻譯成著絲點,而實際上這兩個專業名詞所指是不同含義。centromere正確的翻譯是著絲粒,其是染色體的基本組成部分,而kinetochore更合理的翻譯是著絲點或動粒,它指的是在細胞分裂過程中紡綞絲在染色體上附著點,著絲粒是動粒(著絲點)的附著位置。動粒是著絲粒是否活躍的關鍵。每條染色體上有兩個著絲點,位于著絲粒的兩側,各指向一極。所以如果使用雙語教學,可以避免混淆這兩個概念。目前在部分高校已開始試探遺傳學的雙語教學,所使用的教學模式主要有兩種,一種為多媒體課件為英文,而授課講解為中文;另一種為純英文的教學,即多媒體課件和授課均為英文。使用哪種方式教學主要取決于教師和學生的英文水平。相比而言,前一種形式可能更有助于學生的理解與學習。雙語教學存在一定的挑戰性,但其是未來遺傳學教學的發展方向,有條件的高校都應該開展這方面的教學實踐。
4 優化實驗教學
遺傳學是一門理論教學與實驗教學并重的課程,所以除了基本理論教學外,實驗課也是其課程體系的重要組成部分。目前部分高校的遺傳學實驗課內容仍以經典遺傳學為主,而這些實驗,部分可以進行優化與整合。比如植物的有絲分裂制片和觀察、植物細胞減數分裂的制片和觀察、秋水仙素處理的染色體倍性觀察,這三個實驗都是涉及染色體的制備與觀察,可以整合成一個綜合實驗。其中有絲分裂可以讓學生從材料準備開始,發根、預處理、固定、酶解、制片和觀察,熟悉與掌握體細胞染色體制備全過程。而對于減數分裂制片技術性強,實踐應用比較少,可以老師完成制片過程,讓學生進行顯微觀察,理解與掌握減數分裂不同時期的特征,并且在實驗安排上可以與有絲分裂穿行。這樣既能合理安排實驗時間,又能同時了解兩個分裂時期的特征。而利用秋水仙素處理染色體倍性觀察這個實驗省略。現在有很多高校已開始優化遺傳學實驗室的內容。
5 結束語
遺傳學教學對于生物類學生掌握基礎知識,提高基礎實驗技能非常重要,可以為學生今后從事相關專業的科研、應用、教學奠定基礎。所以改革遺傳學教學模式對提高遺傳學教學質量起到非常重要的作用。教師在教學過程中應多思考、多探索,以達到更佳的教學效果,培養優秀的專業人才。
參考文獻
[1] 石春海,肖建富,吳建國.構建優質教學體系,促進《遺傳學》精品教育.遺傳,2013.35(1):101-106 .
遺傳學的分類范文4
關鍵詞:遺傳學實驗;教學方式;創新;評價
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)01-0242-02
遺傳學是一門實驗性很強的學科,遺傳學的發展離不開大量而設計周密的實驗研究。遺傳學實驗在遺傳學課程教學中具有重要的地位,遺傳實驗課程是開展遺傳學研究的重要基礎,不僅可以使學生在實驗過程中加深對遺傳學現象和規律的認識,更重要的是培養學生進行遺傳學及其相關學科研究的能力。但是,由于受課程設置、課時、實驗條件等因素的限制,目前的遺傳學實驗課程的教學方式、教學效果等存在很多不盡人意之處,削弱了遺傳學實驗課程應有的作用,需要引起重視并加以解決。
一、遺傳學實驗課程教學面臨的主要問題
遺傳學是生物學中最具有綜合性的中心學科之一,也是生命科學中發展最迅速的前沿學科之一。因此,遺傳學的研究成果以及研究遺傳學的新技術突飛猛進,與日俱增。但是,由于受傳統教學體制的影響,遺傳學實驗課程教學過程中表現出來的問題越來越突出,主要體現在如下主要方面:
(一)實驗內容過于經典,沒有跟上遺傳學快速發展的步伐
遺傳學的基石是遺傳學的三個基本規律,即分離規律、自由組合規律和連鎖互換規律,為了幫助學生對三大遺傳規律的理解,傳統的實驗內容都是通過果蠅的雜交實驗、觀察和統計雜交后代的表現和分離比,畫出相應的連鎖圖。雖然果蠅是遺傳學研究的極佳材料,具有容易獲得、突變類型多、容易培養、繁殖速度快、性狀易于觀察等許多優點,而且能在較短的時間內完成分離規律、自由組合規律和連鎖互換規律的驗證以及伴性遺傳、絞花遺傳現象分析和染色體分析等研究內容,但是,正是因為果蠅的這些優良特性,所以很多條件比較好的中學就已經開設了相關的實驗內容,如果在大學的遺傳學實驗課程中,還是做這樣的驗證,學生就沒有興趣了。其實,隨著遺傳學的發展,已有很多性狀的基因被測序,特別是像果蠅這樣的模式生物,人們對其基因組已有相當的了解,完全可以通過分子生物學手段,從基因水平驗證遺傳規律。
(二)教學方式僵化
就目前的實驗課程模式來看,無論是驗證性實驗,還是獲取新知識實驗,教學環節都幾乎是相同的,基本上都是學生模仿教師的演示或者按照老師擬定好的步驟機械性地去操作。無論結果如何,交個實驗報告了事,這種實驗課程教學模式的好處就是有利于學生掌握實驗步驟,容易獲得預期的結果,教師易于教學也易于管理,所以這種模式至今基本上仍然在使用。但是,它的弊端是顯而易見的。主要有三點:(1)學生動手與動腦環節脫離。由于學生是按指定的步驟進行實驗,實驗的結果也是已知的,因此學生在動手實驗時無需動腦思考,對實驗喪失興趣。(2)學生常處在被動地位。由于實驗課時有限,實驗中所需要的實驗材料、實驗用具、各種試劑等都是老師事先安排好的,學生在規定的時間內按照老師擬定的實驗步驟機械性地操作,對決定實驗成功與否的許多前期工作并不知曉,對實驗的操作步驟也是只知其然而不知其所以然。這不利于培養學生的創新意識。(3)學生的創造性和實驗技能難以發揮和展現。由于全班學生都是按照擬定好的同樣的步驟去操作,不需要學生進行實驗設計,不允許對實驗過程進行改動,所以學生上實驗課時不需要動腦思考,只要按步操作就可以了。
生物的性狀是遺傳和環境共同作用的結果,為了排除環境的影響、證實遺傳對性狀的決定作用,遺傳學的研究需要嚴密的科學設計,包括研究材料的選擇、培育與保存,試劑的配制、實驗條件的選擇等都對實驗結果起決定性作用,如果只知道實驗步驟不知道這樣一些關鍵環節,對遺傳學研究的理解是非常欠缺的。
(三)實驗教學的評價體系不合理
這主要包括兩個方面:(1)對老師工作業績的評價和工作量的認定。由于實驗場所和師資的限制,實驗課往往也是幾十個人的大班課,老師要對那么多的學生進行手把手的指導,實際上要比上理論課辛苦。但是,實驗課的工作量認定也是按課時數統計,有的單位還要將實驗課的工作量乘以小于1的系數,這就很難調動老師的積極性。遺傳學實驗需要嚴謹的實驗材料,這些材料的培育與保持,需要花費很多時間,而不可能在實驗課的課時內完成的。(2)對學生學習能力和學習效果的評價。實驗課的考核主要包括兩個方面:①考核學生對實驗結果或要證實的理論的掌握情況;②考核學生的實驗技能。第一種考核比較簡單,一般是通過書面考試的形式進行,可以考核學生對實驗的理論基礎的掌握程度,但不能全面反映出學生的能力水平和實驗態度、習慣等,這就造成學生做與不做實驗得到的評價差異不大。第二種考核比較復雜,受評價體系和人為因素的影響比較大,往往缺乏公正公平性。
二、對解決問題的幾點思考
遺傳學是一門發展速度很快的生物學基礎學科,也是一門實驗性和應用性很強的學科。遺傳學實驗既是對所學知識的驗證,也是訓練技術、培養設計能力和創新精神的重要途徑。隨著遺傳學科的發展以及教育改革步伐的不斷加快,遺傳學實驗課程目前所面臨的問題也需要通過不斷改革而逐步解決。
(一)傳統實驗與創新性實驗相輔相成
遺傳史上的一些經典實驗的原理和設計精髓對現代生物學的研究仍然有著不可替代的科學意義。當然,保留這些傳統實驗不是要幾十年甚至幾百年機械地簡單重復,而是要在遺傳學的不斷發展過程中賦予新的靈魂和精華,要在傳統實驗中引入創新設計和創新思想,這是遺傳學實驗課程改革的一項重要課題。例如,果蠅有許多突變型,而且許多基因都已經定位到相應染色體上,因此在傳統的果蠅雜交實驗中,我們可以提供不同的果蠅品系,讓學生根據已定位的基因信息,選擇合適的果蠅品系,自己設計雜交組合,以盡可能少的雜交組合方式驗證分離、自由組合、連鎖互換、伴性遺傳、絞花遺傳等遺傳現象。在這樣的實驗設計中,既保留了傳統的果蠅飼養和雜交實驗環節,又賦予了學生動手動腦的創新鍛煉,一定會激起學生的興趣和探究熱情。
(二)加強課程群建設,優化相關課程資源
作為生命科學本科階段所要學習的一門基礎的專業必修課程,遺傳學與動物學、植物學、微生物學、細胞生物學、生物化學、分子生物學等課程之間存在著很多交叉和重疊。在遺傳學實驗課程開設的一些傳統實驗也可能會在其他課程的實驗課中開設,例如,細胞分裂實驗也可能在植物學、動物學或細胞生物學實驗課開設,基因克隆實驗也可能在生物化學和分子生物學實驗課開設,轉化實驗也可能在微生物學實驗課開設等,因此,這些課程的相關老師就有必要統籌安排,不要在不同課程中重復開設相同的實驗,也不要相互推諉而漏開了某個實驗,充分利用各門課程有限的實驗課時數,增添新的實驗內容,以便緊跟本學科發展的步伐。
(三)建立科學的評價體系,激發師生的教學熱情
如何合理地評價學生的學習活動,不僅會影響學生的學習熱情,還可能會給學生的心靈和世界觀造成不利影響。因此如何科學、客觀地評價學生的學習能力也是教學過程的一個重要環節。實驗課不同于理論課,既有專業理論要素,又有操作技能要素,所以實驗課程成績的評定應采用綜合指標,例如專業基礎知識水平、實際操作技能、創新意識、團隊意識、互作精神、師生互動情況以及實驗結果等。老師的積極性是上好實驗課的關鍵,雖然每門課程的課時數量是限定的,但是老師在實驗過程中所付出的勞動應該、同時也必需得到尊重和認可,所以老師在實驗材料準備、預實驗等過程中付出的勞動應該計入工作量。
總之,目前的遺傳學實驗課程教學中仍存在一些缺陷和問題,需要通過不斷改革和創新而不斷得到完善。
參考文獻:
[1]程羅根,朱媛媛,周洲,顧曙余.遺傳學實驗課程改革的實踐與探索[J].教育教學論壇,2013,(8):101-102.
[2]程羅根,王思瑞,王穎,周洲.遺傳學精品課程建設與探討[J].教育教學論壇,2012,(30):42-44.
[3]程羅根,周洲.遺傳學網絡課程建設的分析與建議[J].課程教育研究,2012,(35):141.
[4]林娟,郭濱,蔡新中,田麗芬,喬守怡.綜合性大學遺傳學實驗教學內容的改革[J].高等理科教育,2008,80(4):88-91.
遺傳學的分類范文5
關鍵詞應用型高校;遺傳學;課程內容;教學策略;評價體系
作者簡介張紅利(1985—),女,山西壽陽人,副教授,博士,從事分子生物學研究。
收稿日期2020-03-19;修回日期2020-04-09
遺傳學是高等院校生物類專業必修的一門主干基礎課程,也是21世紀生命領域中發展最為迅速的學科之一。遺傳學的研究范疇已大幅度拓寬,由最初的植物、動物和微生物遺傳學延伸到醫藥學、免疫學、生態學、環境科學、分子生物學、基因組學、生物信息學等各個生命領域[1-2],迫切需要從教學內容、教學策略、考核方式等多個方面進行教學改革,以培養具備扎實基礎知識、較強應用能力的優秀人才。
1遺傳學課程教學現狀
1.1遺傳學教改現狀
遺傳學是生命科學的核心課程。近5年,本科階段的遺傳學課程教學已在課程內容更新和知識傳授方式上進行了一系列卓有成效的探索,主要體現在3個方面:①《遺傳學》教材版本的豐富和多樣化,如《普通遺傳學》《現代遺傳學》《分子遺傳學》《動物遺傳學》《醫學遺傳學》《數量遺傳學》《群體遺傳學》等[2];②遺傳學精品課程的創設,如浙江大學、武漢大學、復旦大學、廈門大學、云南大學等各大名校相繼開設了遺傳學、醫學遺傳學、動物遺傳學等國家級精品課程;③遺傳學教學改革的初探,如遺傳學網絡課程方面的建設與探索[3-5],在遺傳學教學內容以及教學方法上的教改探析[6-9],以及針對不同類型高校進行的遺傳學改革探索[1,10-12]。
1.2遺傳學教學現存問題
由于各高校培養對象、任務與側重點、目標各有差異。山西大同大學現為山西省首批應用型轉型試點高校,結合學校發展定位,遺傳學課程教學面臨嚴峻的挑戰,目前主要存在幾個問題:①教學內容缺乏整合,且與實踐應用脫節;②教學理念和策略保守;③課程評價體系單一且不完善。傳統的遺傳學教學體系讓學生感受不到挑戰性、實用性和前沿性。如何對課程進行合理規劃,以及如何挖掘學生的探究潛力已成為教師面臨的首要問題。因此,遺傳學課程教學改革迫在眉睫。
2優化知識體系,體現專業特色
2.1章節內容的精選和整合
遺傳學在生物科學領域中發展迅速,內容在深度和廣度上都發生了變化,必然要求高校教師在教材內容的選取上做合適的調整,內容要突顯基礎性、新穎性及適用性。第一,從章到節均需要精簡,如高中遺傳知識點(遺傳的物質基礎,孟德爾遺傳定律,伴性遺傳、物種形成與自然選擇學說等);與細胞學和基因工程課程內容重疊的章節(體細胞遺傳、細胞質遺傳的分子基礎、基因突變、基因表達調控、基因工程)。第二,遺傳學教材各部分內容相互滲透、實際教學中需要將這些分散的內容進行整合,補充和聯系,使學生對遺傳學知識結構有清晰的框架和脈絡認識。如孟德爾定律、連鎖交換定律、伴性遺傳這些章節均屬于細胞核遺傳信息的傳遞規律。它們之間既有區分,但又密切聯系,在研究多個性狀的遺傳時,決定這些性狀的基因既可能遵循孟德爾自由組合定律也可能遵循連鎖交換定律,而單個基因的遺傳只遵循孟德爾定律。另外,伴性遺傳性狀并非獨立與前二者,而是孟德爾定律和連鎖交換定律在某些性狀傳遞過程中的特殊體現。在細胞核遺傳規律內容基礎上,細胞質遺傳和母性影響對性狀的遺傳方式做了進一步補充和擴展,將三者比較區別聯系,能更好地理解拓展性狀的遺傳方式,即決定性狀的遺傳信息因其所在位置不同,性狀的遺傳方式將呈現不同的規律,但又有內在關聯。單基因決定性狀的遺傳方式是遺傳學中最基礎的內容,現實中有許多性狀是由幾個甚至多個基因共同決定的,數量遺傳學對于理解這些性狀的遺傳尤為重要。
2.2遺傳學案例的引入
教學內容中引入實踐性、趣味性較強的典型案例,能使學生通過懸念和聯想空間達到理性升華。第一,通過引入能夠激發學生關注遺傳學疾病案例,如常染色體遺傳病、性染色體遺傳病、染色體畸變以及基因突變相關的特殊性醫學病例,學生分組繪制疾病的家族系譜圖并分析其遺傳特點,能使學生更充分地理解人類的性狀遺傳需用系譜這種特殊的方式進行研究,調查疾病和繪制系譜是遺傳疾病研究的前提基礎,通過分析討論疾病在家族系譜中的遺傳特點激發學生的思維火花,更好地理解掌握人類遺傳病的遺傳特點[13]。第二,通過引入與農業生產相關的遺傳學案例,如以袁隆平為首的科技組進行的“三系”配套法、兩系雜交稻關鍵技術研究以及雜交水稻超高產育種的實現;荷蘭皇家溫血馬協會利用雜種優勢培育的享譽世界的荷蘭溫血馬;標記基因在高賴氨酸玉米選育時的應用、不育基因或致死基因在防治害蟲時的應用。分子遺傳學和遺傳工程在農業上也已經有廣泛的應用前景,如通過轉基因可以提高作物產量、改善植物品質,通過導入抗病、抗蟲基因增強作物的抗性。第三,遺傳學實驗案例。如大熊貓的分類和起源在過去較長時間中一直存在爭議,有學者提出大熊貓是熊和浣熊共同祖先的后裔。也有學者提議大熊貓應單列為熊貓科。通過染色體核型分析發現大熊貓染色體核型在數量排量上更類似于小熊貓,與熊存在顯著差異;但是進一步通過G帶染色,結果表明大熊貓部分染色體帶型和熊的帶型非常相似,意味著大熊貓可能起源于熊科,學生通過此案例能更好地理解領會染色體核型分析的原理和作用。
通過在教學內容上進行合理的精簡整合以及引入遺傳學案例更新優化知識體系,以培養具有遺傳學系統知識框架的優秀生物學應用型人才。
3更新教學策略,挖掘學生的自主探究能力
3.1教師的教學策略需發生轉變
因章節內容的差異,多數章節仍需要以傳統的講授方式進行教學,但是部分章節與社會發展緊密關聯,傳統講授限制了學生的主觀能動性,教師的教學理念就需從傳授知識轉變為輔助學生獲取知識,挖掘學生探究潛力,因此相應的教學策略就需要更新并融合應用。如將基因定位和遺傳學作圖、質核互作遺傳、細菌的遺傳重組作為試點章節,采用社會情境—問題導向—探究合作組合教學策略模式,應用啟發式、探究式、開放式、討論式、案例式等多種交互式對話的教學方法引發學生的自主思考,自主探究和自主發現,激發學生的內在學習動機,最大程度地啟發學生的主觀能動性,在掌握基本理論知識的同時,全面提高學生分析和解決遺傳學問題的能力及綜合素質,培養學生自主學習和創新的能力。
3.2課后任務需明確合理
課堂在多數情況下是重點核心知識講授的環節,對于無法開展多樣化課堂形式的教學內容可通過課外多種方式激發學生的學習動機。通過引入帶有疑問的案例,安排學生課后通過查閱資料解決案例中問題,激發學生對知識的求知欲,促進學生主動預習和學習,課堂中才能更好地將基礎內容與生產實踐相聯系。另外,選擇適量的難度適合的習題或考研題作為課后任務,學生通過練習思考探究才能更好地鞏固掌握課堂所授知識,且實踐性案例習題能更好地幫助激發學生的興趣。學生習題的解答需在完整性、邏輯性、程序性方面提出高要求,有利于反饋學生的過程式思維。另外還需建立線上互動課堂,將習題反饋的疑問以及學生習題過程中遇到的困惑做合理的引導和科學的解答。
3.3注重知識框架的構建
章節教學結束后及時安排學生小組完成細節內容、知識點的脈絡圖解。同時也要注重章節與章節之間聯絡知識的銜接及中型框架的構建,另外學期末要求學生結合遺傳學課程教學大綱重建知識點大框架和思維導圖,有利于學生形成完整的系統的遺傳學知識框架體系,并掌握概念圖知識框架構建的方法,培養學生構建整體知識脈絡的能力。
4評價體系多樣化深入化,提升學生分析解決問題的能力
遺傳學的分類范文6
【關鍵詞】釘螺;血吸蟲??;生物學特性;人工培養;綜述
【中圖分類號】R532.21【文獻標識碼】A【文章編號】1673-5234(2015)12-1148-03
血吸蟲?。╯chistosomiasis)是一種嚴重的共患寄生蟲病,呈全球分布。在我國主要流行的是日本血吸蟲病。2013年全國共報告血吸蟲病感染184943例,晚期血吸蟲病患者29796例[1],血吸蟲病的流行位居水傳播疾病之首,嚴重影響我國的社會經濟發展和人類健康。釘螺(Oncomelaniahupensis)是日本血吸蟲的唯一中間宿主,主要分布在亞洲東部和東南部,中國內地僅有湖北釘螺一種,釘螺分布與血吸蟲病的流行息息相關。目前防控該病最常用的方法是消滅釘螺,人工培養釘螺對研究釘螺的生物學特性和篩選滅螺藥物具有重要意義。本文對釘螺的生物學特性和人工培養的方法進行綜述。
1釘螺的生物學特性
1.1形態學
釘螺為水陸兩棲,常棲息于田間、池藻等淡水水域。它主要由螺殼和軟體兩部分組成,軟體部分的前部為頭、頸、足和外套膜,后部是內臟;表面有縱肋者稱“肋殼釘螺”,殼長約10mm,寬約4mm。殼面光滑者稱為“光殼釘螺”,比肋殼釘螺稍小,長、寬分別為6mm和3mm,多見于山丘地區。釘螺形態學特點主要包括形態特征、解剖結構等方面。釘螺早期的研究重點集中在釘螺內外部的形態結構變化,如螺殼形狀、螺肋的數目及厴核的旋數[2],并以此來認識與鑒別釘螺,如巴西釘螺被認為是光殼釘螺的一種,螺殼黑色,螺殼外唇無隆起線,殼光滑有黃色“假眉”,厴與齒舌與湖北釘螺相同[3]。釘螺的形態特征是研究釘螺的分類、遺傳和進化的基礎,分布于山區的光殼釘螺和分布于湖沼水網地區的肋殼釘螺生存條件不同。湖北釘螺具有遺傳多樣性,而且具有不同程度的遺傳變異[4]。石朝輝等[5]通過對湖北廟河上下游釘螺調查發現,兩個地區釘螺分別為光殼釘螺和肋殼釘螺,上下游螺群的遺傳距離并無明顯差異。
1.2分類學
釘螺俗稱釘螺螄,為動物界第二大動物門-軟體動物門腹足綱中的一類,有雌雄之分。早期對釘螺分類的研究主要是以釘螺形態學和解剖學為依據的,自1913年宮入慶之助和鈴木稔在日本證實光殼釘螺為日本血吸蟲的中間宿主以來,對釘螺分類的依據主要是根據形態和解剖結構,如螺殼、螺厴和螺肋數目及齒舌形態特征。美國Bartsh根據螺旋數、齒式將釘螺分為Oncomelania、Katayama和Schistomophora[6]。有學者發現螺殼顏色、螺厴、齒舌等差異不大,認為釘螺的分類以形態結構為依據并不嚴謹[7-8]。近年來分子生物學技術的發展對釘螺分類的研究起到了重要作用。George等[9]通過對中國大陸不同地區、不同種群釘螺的同工酶進行比較,再結合螺殼形態學的基礎將湖北釘螺再分成3個亞種:滇川亞種(O.h.robertsoni)、福建亞種(O.h.tangi)和湖北亞種(O.h.hupensis)。牛安歐等[10]利用單重復序列錨定PCR技術(SSR-PCR)將中國大陸7省的湖北釘螺分為4類。周藝彪等[11]采用微衛星錨定PCR分子技術對19個種群釘螺的基因DNA進行分析,進一步驗證了中國大陸湖北釘螺分為滇川亞種、廣西亞種、福建亞種和指名亞種等4個亞種。
1.3遺傳學
釘螺的生物特征、地理分布以及日本血吸蟲和釘螺之間的相容性都與釘螺遺傳學特性密切相關。表觀遺傳學、分子遺傳學和景觀遺傳學的研究應用在生物滅螺中起著不可替代的作用。早期,表觀遺傳學常用來作為釘螺分類依據,劉月英等[12-13]認為中國大陸釘螺屬于一屬一種,世界各地釘螺作為同一種屬只有種下亞種和地理株之分,但種下具體如何分類尚未得到解決。隨著分子生物學的發展,釘螺種群同工酶譜的分析、DNA基因序列的研究進一步得到發展。日本血吸蟲與釘螺之間的相容性主要取決于兩者之間的同工酶等位基因[14],而且不同種群的釘螺對日本血吸蟲的相容性不同[15]。周曉農等[16]研究了中國9省34個地區螺群的同工酶,結果表明釘螺種群間的變異程度較大,而同種群內的變異較小,肋殼釘螺的遺傳變異分化程度小于光殼釘螺,且釘螺從喜馬拉雅山脈擴散至世界各地,因環境變化,基因也發生了劇烈漂移。景觀遺傳學是在2003年由Manel[17]首次提出,其結合了景觀生態學和種群遺傳學的特點,意義在于研究物種微進化與景觀環境之間的關系,為研究釘螺遺傳變異分化提供了新的研究方法[18]。崔斌等[19]采用微衛星錨定技術對湖北松滋地區不同景觀環境下釘螺遺傳特性進行分析,結果表明湖北釘螺種群間遺傳變異并不明顯,而釘螺個體間變異顯著。景觀遺傳學作為一門新興學科,將人類及其活動納入了研究范疇,在理論和方法方面有很大的發展空間。
1.4生態學
釘螺繁殖、分布及擴散等生態學特征與血吸蟲病的流行息息相關。釘螺生態學的研究對血吸蟲病的傳播和預防可以起到理論指導作用。釘螺的生長繁殖易受滅螺藥物和環境改變的影響,其分布密度與植被蓋度有關[20]。林丹丹等[21]對鄱陽湖的自然環境進行研究發現植被總蓋度與釘螺分布成正比,總蓋度越高釘螺分布越廣。地形是影響釘螺分布重要的因素之一,楊慧等[22]對云南地形的考察,發現云南地形以山區為主,呈孤島性分布,擴散不明顯,建議滅螺范圍應以陽性釘螺分布地區為主,并適當擴大范圍。釘螺的擴散方式主要以主動擴散和被動擴散為主,水流、光照強度、釘螺吸附能力以及水中障礙物均可影響釘螺的擴散[23]。此外,自然因素和社會因素如水災、水利工程建設及旅游開發等也可影響釘螺分布與擴散。
1.5生理生化
釘螺的生理生化對研究滅螺藥物的作用機制以及滅螺效果具有重要意義。杜小華等[24]用不同濃度的水和乙醇提取物配置成不同濃度的羊躑躅溶液進行滅殺釘螺實驗,結果顯示濃度不同的提取物處理釘螺后的滅殺率不同,其中以70%乙醇提取物滅殺釘螺的效果最佳。周康等[25]通過實驗發現瑞香狼毒同上述幾種藥物一樣對釘螺的主要能量代謝物質糖原有較強的抑制作用,而且以濃度為70%乙醇提取物的效果最好。黃春蘭等[26]用硫酸、蒽酮比色法鑒定湖北釘螺各月份的肝、頭足部肌肉和整體軟體組織的糖原含量,結果表明整體軟體組織和肝的糖原含量隨著時間的推移而下降。吳明煜等[27]用不同濃度的蛇床子總香豆素處理液浸泡釘螺,在浸泡液處理的前96h內,釘螺體內糖原的含量隨著浸泡時間的延長而降低,說明蛇床子總香豆素可以影響釘螺的糖原含量。胡彥龍等[28]研究發現田皂角甙當濃度超過0.80g/L時可以明顯降低釘螺體內糖原含量,降低的幅度達12.49%~73.16%。劉金濤等[29]發現濃度大于0.85g/L的苦楝子可以降低釘螺內的糖原含量,降低幅度為10.78%~69.94%。過氧化物酶、三磷酸腺苷酶、琥珀酸脫氫酶、乳酸脫氫酶是釘螺進行有氧呼吸的關鍵酶,抑制這些酶的合成可以有效地殺滅釘螺。顧文彪等[30-31]用苦楝葉提取液浸泡釘螺發現三磷酸腺苷酶、琥珀酸脫氫酶和乳酸脫氫酶降低,而一氧化氮合成酶增高,一氧化氮合酶的升高可以使NO合成增加,破壞釘螺機體內的線粒體氧化磷酸化,使能量合成受抑制,達到殺滅釘螺的效果。王萬賢等[32]分別采取樟樹的新鮮葉、莖皮和根皮調配成1%、0.5%、0.1%、0.05%等4個不同濃度的溶液處理釘螺,結果顯示釘螺體內的過氧化物酶的活性隨著浸泡的時間延長活性降低,其中以根皮的效果最好,葉的效果較差,建議大量種植樟樹作為生態林可達到較好的抑螺效果。
2釘螺的人工培養研究
2.1釘螺螺卵的孵化和幼螺的生長
對于釘螺螺卵的孵化和幼螺的生長,主要的影響因素為溫度、水和食物。釘螺螺卵的正常孵化需要在水中或是濕潤的泥面上[33],飼料以奶粉及復合動物飼料為主,其中藻類喂養幼螺存活率較高,達90%以上,且生長良好[34-35]。田建國等[36]采用了收集螺卵恒溫孵化法、直接恒溫孵化法和自然狀態孵化法三種方法對釘螺螺卵進行孵化,結果顯示泥土也可以影響釘螺螺卵的孵化。
2.2成螺的人工培養
成螺培養因實驗目的不同,室內培養方法也不盡相同,常用室內培養感染性釘螺是泥盤草紙飼養法[37]。成螺培養主要為感染性釘螺,其中毛蚴感染釘螺的比例至關重要,張聰等[38]采用泥缽內鋪細土泥法,按毛蚴與釘螺數量比為5:1、10:1、20:1三種不同比例進行感染,結果顯示毛蚴感染的比例為10:1時,釘螺陽性感染率最高。
3結語