遗传学基本原理

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遗传学基本原理范文第1篇

关键词：BLUP; 家畜育种; 模型

中图分类号：S8-0 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2012）-07-0139-2

1949年，美国数量遗传学家C.R.汉特逊（Henderson）在研究对于不平衡资料应用混和模型方程组的原理估计固定效应和预测随机效应时，提出了BLUP（Best Linear Unbiased Prediction，最佳线性无偏预测）方法[1]，于1973年在纪念勒什（Lush）的学术讨论会上他又对该法的理论和应用进行了系统阐述，同时随着计算机技术的迅速发展和普及，BLUP法才得到了广泛的应用，普遍认为BLUP法是最好的畜禽遗传评定方法。

1 BLUP法的概述

1.1 基本原理

BLUP是一种数理统计方法，基本原理是线性统计模型方法论与数量遗传学相结合。BLUP模型中包括固定效应和除了残差效应以外的随机效应，所以是一个混合模型。BLUP混合模型的一般形式： Yijk =μ+hi+Sj+eijk (1)

式中Yijk：观察值向量，μ：总体均值，hi：第i个畜禽的固定效应值，sij：第i个畜群中第j个公畜的随机遗传效应，eijk：随机剩余效应。

以矩阵形式表示为：Y=Xβ+Zn+e (2)

式中Y：观察值向量，X：固定因子结构矩阵，β：固定效应向量，Z：随机因子的结构矩阵，u：随机效应向量，e：随机残差向量,并有e～N(0,R)，E(Y)=Xβ,E(u)=0, E(e')=0,Var(u)=G,Var（e）=R, Cov(u，e,)=0, Var（y）=V=ZGZ'+R

当u和e服从正态分布，即u～N(0,G), e～N(0,R)时

y和u的联合密度函数：f(y,u)=f1(y∣u)f2(u)

f1(y∣u)=C1exp{-1/2(y- Xβ-Zu)’r-1(y- Xβ-Zu)}

f2(u)= C2exp{-1/2u’G-1u}

f(y,u)＝Cexp{-1/2(y- Xβ-Zu)’R-1(y-Xβ-Zu)-1/2u’G-1u}

其中：C＝C2*C1,为一常数。对f(y,u)求关于β和u的极大值：

整理方程得：

式中，是f(y,u)达最大时的解，被称为混合模型方程组（mixed model equations，MME）

1.2 特点

BLUP法将选择指数法和最小二乘估计方法有机的结合起来，解决了选择指数存在的问题。其重要特征是将性状观察值剖分出遗传效应再进一步剖分为固定的遗传效应和随机的遗传效应，能够利用各方面的资料在同一估计的混和模型方程中，既能估计固定的环境效应和固定的遗传效应，又能预测随机的遗传效应。

BLUP育种值估计方法之所以被认为是目前最好的畜禽遗传评定方法在于它具有如下优点，（a）能充分利用个体及其父母、同胞、后代等所有亲属的信息，做到亲属资料的最佳利用，提高育种值估计的准确性；（b）可消除环境因素造成的偏差，获得个体真实育种值；（c）可以估计群体的遗传趋势和当前的育种水平，估计遗传进展的遗传参数；（d）可以估计一些没有记录的祖先或者个体的育种值，即方程的数目可以大于有记录的家畜的数目；(e)可使所造成的偏差降到最低。

1.3 基本步骤

BLUP是根据遗传学、统计学知识和实际的生产情况，将观察值表示为对其有影响的固定效应、随机效应和随机残差的线性组合，也即是将表型值表示成遗传效应、系统环境效应、随机环境效应和剩余效应的线性组合，构建线性混合模型，然后根据线性（估计值与观察值呈线性关系）、无偏（估计值的数学期望为真值）、最佳（估计值的误差方差最小）的原则对模型中的各个效应进行估计，其基本步骤：（a）根据现有的畜群生产情况和资料结构建立一个线性混合模型，这个模型应尽可能地描述真实的情况，同时又不能过于复杂而导致估计的精确性降低或计算困难，估计的准确性和精确性完全取决于模型是否合理；（b）该方程组为混合模型方程组，方程组中方程的个数等于模型中所有因子的所有水平之和；（c）利用计算机对方程求解。

到目前为止，已构建出几个基本的估计畜禽育种值的BLUP模型，如：公畜模型（sire model）、公畜－母畜模型（sire-dam model）、外祖父模型（maternal grandsire model）、个体动物模型（individual animal model, IAM）、简化动物模型（reduced animal model, M）等。其中，以个体动物模型估计的育种值较为精确，广泛应用于畜禽育种中。

2 BLUP法的几种形式

遗传学基本原理范文第2篇

细菌遗传学的研究已经随着基因组测序技术的发展而发生变革，这不仅使我们能够获得更多临床和工业上重要细菌的基因信息，也开辟了比较基因组学研究。目前，细菌遗传学的研究结果进一步加强了相关技术的发展，并能够引发基因组中不同组成的功能和相互作用之间的讨论。这些发展加速了对于定量深度测序技术的广泛应用。同时，通过强大的技术以及细菌进化和适应性的多层面研究能够将比较基因组学与功能基因组学提升到一个前所未有的规模。这本书还提出了通过基因组学技术检测细菌的适应性，重点阐述了数据分析与诠释。本书中涉及的大部分资料来自本领域最新的重要文献，这也是在前沿及快速增长的细菌研究领域最强有力的工具。

本书共分6章：1.引言：细菌基因组及基因表达；2.在Sanger测序时代的比较基因组学，分别介绍了细菌基因组的组装与诠释过程、个别案例介绍、基因组大小、编码密度、基因顺序的保留等；3.通过微阵列芯片研究细菌基因组变化， 主要由浅入深介绍DNA微阵列芯片技术的原理、应用以及数据的分析，并通过案例分析介绍比较基因组杂交技术；4.应用下一代测序技术的细菌基因组学研究，介绍了下一代测序技术的原理和数据处理过程，并通过五个细菌基因组测序案例来进行分析；5.细菌基因表达与调控的大规模基因组分析，本章通过介绍基因表达与调控的基本原理和技术，引入下一代测序技术在基因表达和调控中的作用与应用。同时，也通过七个案例详细描述了此研究目前在细菌基因组中的应用；6.在细菌中的DNA甲基化：一例细菌表观遗传学案例，主要介绍了细菌中的DNA甲基转移酶，在基因组中识别DNA甲基化，以及单细胞实时测序技术在检测DNA甲基化中的应用。

本书详细阐述了目前基因组技术在细菌适应性研究上的应用，提供了详细的宏基因组技术方案和细菌基因表达工具。本书的写作深入浅出、通俗易懂，不仅列举了大量的研究实例，还囊括了大量清晰的图片和注释，力求既能涵盖全面的细菌基因组学知识，又能反映现阶段基因组学研究的进展。本书既满足各高等学校微生物类、生物类、生物工程类学科本科教学的需求，同时也满足不同层次和其他相关专业研究生的教学需要。

马雪征，助理研究员

（中国检验检疫科学研究院，卫生检疫研究所）

遗传学基本原理范文第3篇

关键词：医学遗传学实验 改革 实验技能 综合素质

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）08-0239-01

随着医学遗传学的发展，许多新理论和新技术渗透到医学检验、临床诊断、医学免疫学等各个学科[1.2]。医学遗传学作为一门理论与实践性相结合的学科，需要通过实验才能获得较好的教学效果，而实验教学是验证和再现遗传学理论，提高遗传学教学质量的有效途径，在培养学生综合素质和创新能力方面具有重要作用[3]。培养基层医学实用型人才，是高等医学职业教育实验课程改革的目标，实验课的课程内容、组织形式、教学方法和考核手段等是改革的重要组成部分。随着人们对遗传在疾病发展中作用的日益重视，以及诊疗技术与方法的更新，要求我们在实验教学内容和方法上进行改革完善，以基本技能培养为中心，培养学生的实践能力，使学生能够有效掌握遗传学的基本知识和实验技能，为今后临床工作中的遗传病诊断、治疗、预防提供帮助。本文结合目前的遗传学实验教学情况，对医学高职院校的实验教学的改革进行初步的分析和探讨。

一、目前医学专科学校遗传学实验课存在的问题

1.教学方式单一，学生缺乏主动性

目前的实验课教学模式一般都是由老师提前准备好实验材料，按实验指导中的内容，先讲解、演示，最后由学生按部就班地完成整个实验过程。在此过程中，学生只是被动的、机械地完成实验操作，无法调动学生的积极性，使原本生动活波的实验课单调乏味，更不利于学生动手能力的培养。

2.实验项目滞后，缺少现代遗传学内容

医学遗传学实验主要包括细胞遗传学技术和经典遗传学验证性试验，例如细胞有丝分裂，染色体核型及带型分析等，在实验设置中，缺少分子遗传学实验，如DNA提取、基因扩增与检测等一些现代医学诊断和检验的重要技术。其次，与临床相关的遗传学实验极少。

3.实验内容枯燥，缺乏综合性、创新性实验

目前开设的实验缺少能提高学生综合素质和培养创新能力的项目，实验过程中缺乏学生的独立思考和设计，不利于学生的独立观察判断、解决问题的能力及创造性思维的培养。

二、医学遗传学实验课程教学改革的策略

1.改革实验教学手段，采用多种不同的教学方法

多媒体已经成为高校教师教学必不可少的辅助手段，是一种展示型强，启发性高的教学手段[4]。在实验课堂中，带教教师可充分利用多媒体的优势，通过幻灯片、动画、视频来讲解实验。通过多媒体展示，能够提高课堂效率，有利于学生准确的把握要点，加深对知识的理解、巩固和记忆。对于探究性试验，可以通过图片及动画使学生充分了解相关的试验方法，再结合实验目的进行分析引导，最终由学生自己设计并完成试验方案。这种方法不但可以使抽象的概念和问题具体化，形象化，有利于学生理解记忆，而且容易调动学生参与的积极性，并能够缩减授课时长，增加学生实验操作时间，教师也有更多的时间指导学生实验。

2.改革实验内容，增设创新性实验

将实验分为经典生物学实验，分子生物学实验和群体遗传学试验。经典生物学实验包括细胞形态观察，有丝分裂标本制作与观察、人染色体分型等；分子遗传学内容为新增部分，选取与现代医学遗传学密切相关的内容，如组织DNA提取、电泳及PCR扩增技术等，这样不仅有利于学生对分子遗传理论的理解，也能够丰富学生的实践操作经验。群体遗传学实验则可以对人类正常遗传性状进行调查，作为学生自己的设计性实验，培养学生的创新能力。另外，如果条件允许，还可到医院观摩遗传病分子检测设备及相关的操作。

3.理论和试验相结合，加强学生独立实验能力

实验教学重在学生实验技能的培养，提升其对理论的理解和实践能力，其目的在于培养学生学习的主动性和独立性[5]。在实验课前，应要求学生预习实验的内容；查阅资料，了解主要实验操作步骤。在实验课上，教师精讲，把剩余时间留给学生，要充分激发学生的主观能动性，引导性地解答学生所遇到的问题并加以示范，鼓励学生对实验结果进行讨论，使学生多思考，加深对基本原理的理解，提高学生独立实验的技能。另外可以增设综合性实验，由于此类实验一般持续时间较长，故可开放实验室，保证学生有充分时间，独立合理地设计并完成整个实验。这样不但有利于学生对实验的把握和理解，也使其在以后工作中能够独立完成相关实验项目。同时培养学生的动脑与动手能力，弥补了封闭式教学的不足，有利于培养创新型的医学人才。

4.考核方式的改革

传统的实验教学考核一般包括：学生出勤率、实验报告以及技能考试等，这些手段并不能完全真实地反映学生的实验操作能力[6]。为此，可以通过课堂内外相结合以及操作和设计相结合的方法对考核方法加以改进。在课堂中，根据学生课堂表现、实验设计方案、操作情况、实验结果、资料的查阅情况，对结果的分析判断以及实验报告的填写等几个方面，综合评定平时成绩。而最终实验的考核应着重学生设计思路、实际操作水平的考核，主要通过理论考察、实验操作、答辩等方式进行考核，最终综合评定。这样能够较客观的反映学生真实的实验操作水平，考核结果相对客观性和公正性。

总之，培养和发展学生的综合素质是现代医学教育发展的目标，遗传学实验有助于学生对相关理论知识的理解和强化，有助于培养学生独立分析解决问题的能力。实验教学过程中以培养学生科学思维和创新能力为目标，在传统教学模式基础上不断向开放式实验教学模式转变，并坚持以“学生为主体”的理念，充分体现学生在实验教学中的主体地位，将有助于培养学生的专业技术能力，为打造应用型人才提供良好的氛围。

参考文献

[1]皮 妍，林 娟，郭 滨等. 改革遗传学实验教学方法培养新型创新人才[J]. 实验室研究与探索，2008，27（10）：86-88.

[2]孙冬琳，陈 峰，计 薇等. 新时期医学遗传学实验教学的体会[J]. 山西医科大学学报：基础医学教育版，20l0，12（7）：714-716

[3]熊大胜，席在星. 本科生遗传学实验教学的改革探讨[J]. 遗传，2005，27（5）：811-814

[4]吴华彰，吴守伟，胡明洁. 医学遗传学实验课程改革探索与实践[J]. 西北医学教育，2010，18（3）：534-535

遗传学基本原理范文第4篇

1.在高中生物的学习过程中，细胞学、生理学知识都是非常普遍的知识，比如，在必修一的一二章、选修课的前几章都明确了细胞学及其生理学的具体知识，无论是细胞、生物的新陈代谢，还是生命活动的调节等，都说明了细胞学及其生理学基本原理教学的必要性。所谓的细胞学原理，涉及到植物细胞的分化情况，涉及到植物组织的培养情况。普遍来说，在动物细胞融合的条件下，细胞膜会产生流动性，其也伴随着原生质体的融合。正是由于上述原理的普遍，植物体细胞杂交情况出现，其应用到了细胞的全能性等热点。在当下非常热门的单克隆抗体实验中，可以看到动物细胞培养的基本原理。2.在实践过程中，生物学的实际意义是非常大的，比如进行抑制癌细胞分裂的化学药物的研制，这就需要遵循相关的生物学原理。又如，当下流行的海水淡化、污水净化都涉及到细胞学的具体原理，这些原理的应用与生物课本选修及其必修的知识相挂钩，教师可以利用现实实例进行教学。

二、生理学原理的几种常见应用规律

1.在生物教学过程中，生理学原理教学与细胞学原理教学是相通的，比如单细胞悬浮液的制取过程，需要进行动物组织分散细胞，这个处理的过程中，与细胞学是分不开的。在实例教学过程中，教师可以进行加酶洗衣粉制取范例的分析，这里面就涉及到生物学及其生理学原理的相关知识。在生理学研究环节中，酶的作用对于生物系统的运作起着非常必要的作用，在生物必修课本的三、四等章，都详细的阐述了生物的新陈代谢及其生命活动的调节。在生物体中，酶的品种是不同的，并且其作用也是不同的，原生质体的获得，需要进行植物细胞壁的去除，这就需要进行纤维素酶等的影响。为了获得单细胞悬浮液，需要进行胰岛素酶的处理，从而进行动物组织分散细胞的有效处理。2.在人类实践过程中，为了保护人体消化，而研究出一种多酶片，其里面的物质构成是脂肪酶、淀粉酶等。同样的加酶洗衣粉的制作离不开脂肪酶、淀粉酶，正是这些不同性质的酶组合在一起，才保证良好的洗涤效果。又如，常见的碗筷消毒，就是进行高温破坏酶的应用，也就因此诞生了高温消毒法。又如，在葡萄酒的酿造过程中，通过对酶的活性调节及其合成，可以促进微生物的发酵，从而满足葡萄酒酿造的口味及其成分需要。3.在生理学原理的研究环节中，高等动物生命活动调节原理一直是被我们所强调的，这里面涉及到的原理是比较多的，对于人的生命活动的影响是非常大的，比如激素调节原理，其影响的人体器官非常多，高中生可能在现阶段不能有太深的了解，教师可以以内分泌失调症为案例，进行常见疾病的生物治疗原理分析。

三、遗传学的规律与变异性

1.在高中生物教学阶段中，遗传学知识占据的空间是非常大的，比如，生物的生殖与发育、生物的进化、人体生命活动的免疫等。简单来说，基因是一种微观上的生物状态的控制单位，其具备遗传效应的DNA构成片段，并且基因是具备独立性的。人体的正常生存正是由于不同生物的DNA相互组合存在的，基因可以在某些条件下进行拼接及其重组，其进行一套密码的应用，这些都是常见的基因工程应用原理。2.在新时代的发展过程中，基因变异似乎是非常常见的东西，我们周边的基因玉米、基因花生等都是非常常见的，这都是利用了生物变异原理知识，从而进行生物新品种的塑造，这种方法是人为性质的方法，进行生物遗传物质的改变，从而让生物出现新的形状，这种出现的形状必须是满足人们所需要的，再针对这些性状进行培养，直到新品种的出现，这个流程涉及到了遗传育种的核心原理，就是基因突变流程、基因重组流程。在教学过程中，教师可以具体讲授基因工程育种的不同生物DNA重组原理关系。

四、一环套一环的生态学原理

1.什么是生态学原理，生态学原理涉及的范围是非常广泛的，这就首先需要了解什么是生态学，生态学是进行生物系统相互作用的科学，其亦是一种非常广泛的学科，涉及到生物有机体活动、物理环境影响、人类社会因素等。要更好的了解生态学原理，就必须了解到人与自然生态环境的关系，特别是人及其其他生物的生存环境，环境是生存外界条件的总称，其包括空间及其其中影响生物生活及其发展的各个要素。所以要研究生态学原理，必须要了解到这个环境的定义，其是以生物为主体的，而不是单单的以人类为主体。要具体分析生态学原理，就要针对生物的不同层次及其对象进行分析。在高中的选修课本中，生态学知识是比较多的，其占据必修课本的空间比较大。毕竟生态学实际上与细胞学、生理学等是相关的。在这个问题的具体教学中，教师可以引述植物开花的例子，是什么影响到了植物的开花，是因为光周期的变化情况，这个所谓的光周期长短就深刻影响到了植物的生态变化。同样的把这种原理应用到动物生态上也是可以的。光周期的情况影响到了动物的繁殖情况，通过对该原理的应用，可以进行人工动物饲养的控制。2.通过对生物学知识的熟练应用，人类将生物的天敌管理应用害虫的防治，在现实生活中，非生物因素深深的影响着生物的原理。在生态学原理的教学过程中，种族的特征性质是教师必须要讲授的知识。这种种族特征原理，是符合大自然的循环原则的，大自然的各种物种循环相扣，其中是非常潜移默化的生态学原理应用。

五、结语

遗传学基本原理范文第5篇

关键词：生物信息学 遗传学 教学方法 教学内容

遗传学（Genetics）是研究自然界中生物的遗传和变异规律的科学，是生命科学领域中最为重要和基础的学科之一。它也是生物科学中一门最具活力，发展最迅速的理论科学，又是一门紧密联系生产实际的基础应用科学，对探索生命起源和本质，推动整个生物科学的发展起着巨大的作用。因此，遗传学作为生命科学相关专业的一门重要主干课程，在教学中起着举足轻重的作用。

一、生物信息学专业开设遗传学的必要性

20世纪80年代末，由分子生物学、计算机科学以及信息技术等学科的交叉和结合产生了生物信息学（Bioinformatics），它是基于分子生物学与多种学科交叉，以计算机为工具对生物相关信息进行储存、检索和分析的科学，是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一。近20年，特别是随着人类基因组计划（human genome project，HGP）不断拓进，生物信息学作为跨越和融合生命科学与信息技术的新兴学科已成为生命科学核心领域和最具活力的前沿领域之一。生物信息学专业应运而生。国内单独设立生物信息学本科专业的高校较少，且普遍较晚。

遗传学与生物信息学两个学科之间关系密切。有国内学者利用美国《科学引文索引》（SCI）数据库web of science，运用文献计量学方法对8种权威生物信息学期刊2001年至2010年于2011年1月15日之前上传至wed of science的全部文献进行统计及分析。对施引文献按跨学科强度排列的结果显示，遗传学及基因与生物信息学跨学科文章发表量居第二位，仅次于生物化学与分子生物学。这说明，生物信息学与遗传学直接的跨学科研究较多，二者交叉学科的发展关系密切。因此，生物信息学专业开设《遗传学》课程十分必要。

二、遗传学教学中存在的问题

多年来，不同专业的《遗传学》课程的教学过程中涌现出一些共性问题，这些问题在生物信息学本科专业的教学过程中也存在。一是，学科拓展深化与课时压缩之间的矛盾。随着遗传学研究范畴的不断拓展，新的学科分支相继涌现，信息量逐步扩增，待教授内容逐渐增加且显得零散。但随着大学素质教育改革的进行，更多新的选修课、实验课被引入，遗传学理论课时被压缩，课时减少与内容增多的矛盾日益突显。二是，遗传学与其他课程教学内容设置与组织易重复。学科交叉为科研工作提供源源不断的动力，但在教学工作中学科渗透也造成教学内容重叠，基础和关紧技术重复教学的问题。例如，分子遗传学是遗传学重要组成部分，是目前遗传学研究的重点和热点，与生物信息学关系最为紧密，它包括的遗传物质的本质，基因的调控，基因重组等内容也在基因工程、分子生物学、细胞学等课程中作为讲授重点。如何利用有限的理论课时，合理安排教学内容，提高教学效率值得思考。

与此同时，生物信息学作为比较新的本科专业，开设各课程之间的衔接问题也比较突出。生物信息学专业的学生在大二开始全面生命科学和信息技术相关程学习。在理论知识在实际中如何应用缺乏概念，学生达不到共鸣，这也是生物信息学专业低年级学生面临的通病。遗传学课程安排在大学二年级上学期讲授，对于刚刚接触专业课程的学生而言本来就陌生，而且信息技术和生命科学相关课程独立讲授，二者貌似是两条平行线，怎样相交碰撞出火花，对于学生来说很难结合，必须由任课老师在授课过程中充分引导。传统的《遗传学》课程教学注重以杂交分析为主的经典遗传学理论的讲解，很大篇幅集中在三大定律（分离定律、自由组合定律以及连锁和互换定律）的教授上。遗传学课程教学重点集中在经典遗传学定律，经典案例跟不上学科发展。这个问题已经被一线教育工作者认知。

综上，由于学科本身发展迅速，涵盖知识范围越来越广，课时压缩等原因，容易让学生在学习过程中对该课程产生“内容太发散”“课时进程快”“知识跨越大”等认识，不利于课程的学习。由此可能造成，内容广泛且繁杂“抽象且深奥”枯燥无味，容易让学生觉得难或者枯燥。学生学习主动性不高。因此，在教学实践中，针对不同专业性质和培养目标存在的差异，不同专业《遗传学》课程教学应在知识体系、内容侧重点、教学方法等方面在各专业间有所区分。特别是生物信息学这种学科交叉性强的专业，如何实施该专业本科生遗传学的教学，以达到即符合本科教学难易程度的要求，又被大多数同学接受，同时能符合生物信息学学科自身特点，需要在教学过程中逐步的探索与实践。本文将结合资深授课教师经验及笔者生物信息学本科专业《遗传学》教学经历对这一问题进行阐述。

三、教学过程中的探讨与实践

1.制定具有专业特色的教学内容

（1）优化教学内容，关注专业需求

生物信息学专业的课程教学中，遗传学相关知识是需要讲授的重点。传统遗传学课程教学将重点内容集中于经典遗传学定律及其相关知识的讲授，其优点在于能够帮助学生打牢遗传学知识基础，缺点在于教学内容过于单一，没有包含遗传学重要分支的最新知识，无法与当前的研究热点联系起来，学生学习兴趣不高。随着国际遗传学研究的深入，分子遗传学和群体遗传学得到长足发展，极大地丰富了遗传学的知识体系。为了紧跟国际研究前沿，国内许多高校对遗传学课程进行了教学改革，在经典遗传学教学的基础上，纷纷加入了分子和群体遗传学的教学内容，为后续开展更深入的专业研究和学习奠定了良好的知识基础。为了帮助学生对遗传学知识体系形成全面而系统的认识，结合生物信息学专业特点，在教学设计时借鉴了以“遗传信息”为主线的教学思想，教学内容涵盖了“经典”“分子”和“群体”三类主体遗传学内容。在现实教学中，受遗传学课时限制，对所有遗传学知识点进行了梳理和必要的删减，既把握三种遗传学知识的内在联系，做好各部分知识的教学衔接，同时注意区分三者的不同，突出教学重点，做到“主题鲜明，重点突出，点面结合，结构清晰”，使学生在掌握经典基础理论知识的同时了解最新的遗传学研究进展。

（2）生物信息学专业遗传学课程与其他课程的衔接

遗传学是研究生物遗传和变异的科学，以遗传物质结构和功能为研究对象，是生命科学的主干。因此，与其他学科在内容上有交叉或重叠无法避免。同中求异，突出遗传学的特色，是教学中值得研究的问题。遗传物质的本质、染色体畸变、基因突变、遗传调控等章节与微生物学、细胞生物学、生物化学内容重复较多，可以强调知识结构的完整性，淡化这些内容的分子结构和生化过程的讲解。例如，结合孟德尔定律和摩尔根定律案例，着重从染色体和基因角度切入，增强遗传学色彩，同时对其他课程起到提纲挈领的作用。

（3）结合生物信息学，引入最新研究成果，体现前沿性

在处理好学科衔接之后，还需要关注的就是内容与生物信息学的结合。学生在学习过程中，最想了解的莫过于，这门课程与我的专业有什么联系？因此，在讲授内容中加入生物信息学手段解决遗传学问题的新成果既体现前沿性，又能提高遗传学课程的专业针对性。教师平时要多注意积累教学素材，对于现阶段比较热点且与生物信息学相关的、应用性强的问题，要在课程基础知识讲授后，进行一定拓展。例如，在讲授基因定位和遗传图绘制时，引入用EST进行基因定位及遗传图谱绘制等内容；在讲到遗传家谱时，引入通过对患病群体或家系进行外显子组测序分析，对小家系孟德尔遗传病的致病基因进行鉴别和定位的例子。通过引入生物信息学教学例子，不仅可以使学生加深对遗传学知识的理解，还可帮助学生了解生物信息学最新进展，激发对后续生物信息学专业课程的学习兴趣。

2.教学方法多样化，提升学生学习兴趣

遗传学教学内容繁杂、理论性强，不易理解。为了提高教学效果，在教学模式上必须变“以教师为主体”为“以学生为主体”，注重采用灵活多样的教学方法和手段，开展多媒体教学、案例教学和研讨教学等，将传统抽象、枯燥的说教式教学转变为具体、生动的参与式教学，增强教与学的双向互动。

（1）多媒体教学方式

计算机多媒体辅助教学改变了传统的黑板加粉笔，以教师为中心灌输式教学模式。多媒体通过实时可交互的多维动画及图像展示，可以增强教学内容的展示效果，提高课堂教学的信息量和容积率，提升学生学习兴趣，加深对枯燥晦涩知识点的理解，提高教学效率。充分利用多媒体课件的超文本功能、交互功能、网络功能的优势，比如Holliday模型是分子水平上关于遗传重组机制的重要模型，很好解释了基因转变现象。在讲到Holliday模型时，为了让学生直观了解单链交换重接及分支移动后的Holliday交叉旋转180度形成Holliday异构体的过程，采用了动画、图片、电子板书相结合的方式，很容易让学生理解空间旋转互换的过程，以及基因转变产生的原因等较难理解的知识点，反响较好。此外，声音、视频、动画、图片等便于学生拆解枯燥内容。

（2）案例教学

案例教学是一种创新型的教学方式，主要通过开放课堂、增强互动，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。案例教学需要结合本课程的专业理论知识，着眼于达成课程教学目的，编写和准备基于一定事实且具有一定场景的教学案例，这些教学案例要能够启发学生的思考，促进学生将从外部学习的知识吸收转化内在的专业素养和能力。在教学实践中，教学案例是“教”与“学”互动的桥梁和纽带，使枯燥乏味的学习过程变得活泼有趣；“教”不是告诉学生怎么去做，而是启发学生如何去思考，对学生针对案例问题提出的解决思路进行引导和评价，鼓励学生创新性思考，找到最优的问题解决方法；“学”不是被动的接受，而是主动的思考和创造，通过与他人而不仅仅是老师进行互动和交流，加深对知识的理解，培养解决实际问题的能力。

案例教学的核心是精心设计教学案例，将知识内化在符合实际又富于想象的故事情景中，使得学生通过身临其境将抽象的理论知识具体化，学会如何用概念性和原理性知识在实际工作和研究中解决问题，进而加深对特定原理和概念内涵的理解。在教学实践中，先以典型案例提高学生兴趣，把抽象的东西具体化，让学生变被动接受为主动思考，激发学生的求知欲。注重培养学生创造力和解决问题的能力。通过案例的分析，深化学生对基本原理、基本概念的理解。案例教学能很好地启发学生进行自主思考，对于理论性较强，比较枯燥的内容，通过案例式教学能激发学生学习兴趣。所举案例应具有针对性，要考虑案例产生的时间、背景和条件，要贴近生活，耳熟能详，与时俱进。在处理问题的同时，获取知识。进行案例教学过程中，要注重与学生的互动。围绕教学目的，选择合适案例，进行启发式教学，调动学生参与性。教师不能一味平铺直叙的讲案例，还要注意学生的参与度。只有学生和教师共同参与，才能达到预期教学效果。

（3）以学生为主体的教学

以往课程中，往往针对经典类型习题进行讲解，参考“标准答案”。在实际教学中发现，这样往往造成学生思想禁锢，学科交融性不够。特别是对于生物信息学专业的学生来说，传统习题课或者讨论课，没有实用效果。习题课及讨论课应注重实用性，关注遗传学与生物信息学学科发展与融合，设置开放性答案，突出培养学生创新性的应用能力。

课堂教学不仅要“授业”，更要“传道”，即培养学生如何学习和如何思维。根据教学内容和学生的认知水平，研究、讨论、交流式的教学模式的引入，有助于调动学生积极性。采用专题自学，规定材料与学生自学有机的结合起来，开展研讨，充分体现学生观点。同时，教师只起到点评引导作用，能培养学生获取信息、分析问题、创造性的解决问题的能力，有利于学生形成科研创新意识。教师如何正确引导是开展研讨式教学的重点。首先，应明确课程在相关领域中的作用和地位，了解课程的教学内容，选择课程中适合研讨的内容，并将研究与讨论贯穿教学的全过程。在选择题目时，要考虑专业相关程度及考虑不同学生层次的需求，考虑学生个体间的差异，难度适宜。

四、结语

生物信息学本科专业遗传学的教学，以孟德尔定律为基础，分析遗传物质的存在形式、传递、保存及变化，课程脉络更加清晰，通过案例教学的等教学模式，激发兴趣，并有利于与后续课程连接，在实践教学中体现了比较好的教学效果。因为生物信息学专业的需求与传统生物专业有差异，教学内容侧重点不同这给教师备课增加了难度。同时，在期末考核时，由于讲授侧重点不同，考试侧重点也应有所区别，在师资允许的前提下，引入小班教学，有利于教学侧重点突出。后续课程如果设置分子遗传学，将使知识体系更加完整。

参考文献：

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