遗传学前沿热点

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遗传学前沿热点范文第1篇

关键词: 基因组学 教学实践 教学模式

人类基因组计划的成功实施与完成标志着基因组学的诞生,她是一门新兴起的生命科学边缘学科。以人类基因组测序完成为标志,基因组生物学的研究重点由结构基因组学转向以蛋白质组学为重要研究领域之一的功能基因组学。基因组学与蛋白质组学研究的实施与发展又孕育了生物信息学这一新兴交叉学科的产生与发展。基因组学、蛋白质组学、生物信息学是基因组生物学的非常重要的研究领域,它们的发展息息相关,相辅相成,且与人类起源、疾病(如癌症、肌营养不良症、家族遗传病等)预测诊断治疗、新药物新疫苗开发、生物武器鉴定、长寿与衰老死亡等许多方面有着重要关系,成为当今生命科学的热点与前沿。广义上,基因组学包含了结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学、生物信息学等方面的内容。因此,该课程是一门生物学前沿课程和交叉课程,对于丰富生物技术等相关专业学生知识面,完善知识结构和提高创新能力都有着重要影响。我就近几年来关于基因组学的教学实践谈几点体会,并对革新课堂教学模式进行了初步尝试。

一、教材

教材是一门课程的主要教学参考书,是确保教学过程系统性、规范性的关键,对教学效果有重要影响。基因组学是一门新兴起的生命科学边缘学科,我国许多高校的生物技术等相关专业课程设置中都将其设为专业限选课或选修课,如华中农业大学、天津医科大学、重庆邮电大学等。本课程也是我校生物技术专业的一门专业限选课。在考察了有关基因组研究的众多参考资料和兄弟院校的开课实际后,我们选了结构体系比较完整、内容深浅适宜、覆盖面较全的复旦大学杨金水编著的《基因组学(第二版)》(高等教育出版社,2007年)为主要教材。此外,选用了袁建刚等翻译的、BrownTA编著的《基因组2》(科学出版社,2006年)及其英文版原著Genomes2(BIOS Scientific Publishers Ltd)为重要参考教材。中英文对应的参考教材的使用更方便了学生对专业名词的理解和把握,有助于学生对专业英文文献的查阅和利用,便于跟踪学科前沿,扩充知识面,丰富学生视野。

二、教学内容

基因组学是从整体上对生物基因组中所有DNA进行测序、拼装和序列分析的一门科学,其研究对象涉及包括原核生物和真核生物在内的所有生命体。基因组测序的前提是进行基因组作图,包括遗传图谱、物理图谱、转录本图谱制作。测序后核苷酸序列分析主要是进行序列阐释,包括基因预测、各种类型重复序列鉴定与功能性MicroRNA的预测,等等。最后是进行各种功能性元件如基因、MicroRNA等功能分析。因此,基因组学的主要教学内容包括基因组的基本结构及组成,遗传图谱与物理图谱制作,基因组测序,基因组序列解读,基因组内基因的表达和调控,染色质的结构与基因表达调控,基因组活性的调控,不同生物基因组比较序列分析,基因组进化,等等,并结合当今基因组学研究的前沿进行有选择性的、重点的专题介绍,使学生不但能系统学习基因组学的必备知识,而且能对本学科发展方向及目前重大研究与突破有所了解,以丰富学生的相关知识并拓宽学生的知识面,为今后的就业与创业打下良好的基础。

三、教学方法

近年来我国多数高校本科各专业培养方案普遍采取的是多课程、少学时的模式,使多数课程学时严重不足[1-2]。就基因组学课程来讲,多数内容是生命科学研究的前沿与热点,而且对于多数本科生来说不容易理解和接受,这客观上需增加学时进行详细阐述。一方面教学大纲规定的学时严重不足,而另一方面教学实践上又确实需要增加学时来完成“解惑”的任务,怎样解决这一棘手的矛盾呢?这就需要根据学生已经学过的相关课程,对课程内容进行精选而且课程骨架知识体系又不被破坏,制定详细的教学计划,讲课方法根据内容进行有针对性选取,教学手段以多媒体辅助教学为主,并辅以必要的板书。

我在讲课实践中采取的是重点内容(如基因组作图与测序、功能基因组学中的表观遗传学部分、基因组进化中的端粒复制与基因组稳定性及基因组进化的机制与模式等)以讲授法为主,特别重要的知识点上辅以启示法、讨论法教学,如在讲到表观遗传学的座位控制区LCR(Locus Control Region)功能的内容时,我设计了图片(图1、2),在讲解时PPT演示按图1、2所示分步骤一一显示的,之后进行讨论,最后推而广之――研究一段待测DNA的功能时大都可以采取类似的方法。这样边讲解、边启示、边讨论,最后让学生自己总结出共性的东西的综合教学法,极大地提高了学生课堂参与的积极性、主动性和创造性,取得了很好的教学效果。期末,学生的成绩较好,而且学生对教学效果评价很高,达到优秀等次。

对于基因组学课程和分子生物学、生物化学等相关课程相交叉的内容,则以提问法为主要讲课手段,以将知识点前后贯通为主要目标进行教学,并适当加快教学进度。对于一些次要的、扩充性内容则以课堂讲授法为主,点到为止,但要求学生课下自读。对于一些最近发展起来的新技术、新方法、新领域,则以专题的形式进行教学,以1―4学时的时间为宜,并以国内外权威期刊杂志如《科学通报》、《中国农业科学》、Nature、Science、PNAS、Plant Cell等近几年尤其是近2年刊登的相关文章主要教学参考资料,确保专题教学的新颖性、权威性。

四、教学模式

教学模式是围绕教学目标在一定的教育思想指导下形成的相对稳定的教学范型,是人们在长期的教学实践中不断总结、改进而逐步形成的,对教学效果有着重要影响。[3]近些年来,随着新的教育教学思想不断涌现,以及人们对教育教学认识的不断深化,许多新的教学模式产生了,如愉快教学模式、自学辅导教学模式、探究研讨教学模式、主体性教学模式等。[4]虽然这些教学模式体现了新时期素质教育的要求,但仍拘泥于固定场所的课堂教学模式。

1969年,美国的神经病学教授Barrows在加拿大的McMaster大学创立了PBL教学模式,即以问题为学习基础(Problem-Based Learning,PBL)的教学模式[5]。PBL教学模式以具体疾病为基础,紧密结合临床实践,提倡以学生为中心、教师为引导的小组讨论式教学。其核心问题由多学科教学人员和相关临床专科人员共同设计,建立完善的学习模块,制定出某一病例的PBL手册,提供给各讨论小组。根据讨论的问题与学习深度的不同将教学分为初级、中级、高级三个水平,初级水平的病例为模拟的标准病人(Standard Patient,SP),中高级的病例则为真实病人(Real Patient,RP)。在教室或医院,由教师、学生、模拟病人(或真实病人)组成学习的虚拟或真实场景,进行三段讨论式教学,即提出问题,讨论自学建立假设,讨论自学解疑,论证假设。每一模块学习结束后进行测试、考核,最后进行总评。不难看出,与传统的知识传授型教学模式相比,PBL教学模式调动了学生主动学习的积极性,有利于提高学生的表达能力、沟通技巧和人际交流能力;有利于培养学生团队精神和协作能力;有利于培养学生的临床思维;PBL教学模式使实用性知识的传授更加得到重视;由于评估体系科学,能准确评估教学效果。目前,该教学模式已被世界上许多大学的医学专业教育所广泛采纳。

受该教学模式启发,我认为基因组学少部分教学内容可以进行专题讨论式教学模式探讨。具体来讲,就是首先与相关教师一块儿设计每一个专题的核心问题,并提出应达到的目标要求,带到课堂让学生讨论、发表意见,确定问题;之后,学生通过利用图书馆、网络、知识讲座等进行自学解疑,整理并写出问题的解决方法,再进行课堂交流、讨论;最后,通过讨论进行归纳总结。当通过课堂讨论提出核心问题之后,学生甚至可以分组到相关实验室参观学习,有条件的可以让学生参与部分科研工作,这样既可以让学生将理论与实践相结合,直接接触前沿课题研究实际,又可以减轻教师科研中一些简单的重复性劳动,提高科研设备的使用率。

五、结语

基因组学是伴随着人类基因组计划而诞生的一门新兴学科,是当今生命科学研究的前沿,与人类重大疾病分子机理、生物起源演化、新药物新疫苗开发等许多重要问题息息相关,对人类社会生活的许多方面都有重要影响。在我国许多高校的生物技术及其相关专业中基因组学是必开的一门课程,我就近几年来的基因组学授课实践经验进行了概括介绍,并就教学模式创新、改革提出了建议,希望能对兄弟院校相关专业学生的培样及相关课程的任课老师有所裨益。

参考文献:

[1]张琛.酶工程课程的教学方法的探讨与体会[J].科教文汇(上旬刊),2009,(1):223.

[2]梁红波,钟卫,熊磊.高分子物理课程的教学体会[J].高教论坛,2009,(1):80-81.

[3]方展勇.浅论课堂教学模式[J].广西教育学院学报,2001,(3):35-39.

[4]刁维国.当代教学模式理论与实践的新进展[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2008,(11):42-45.

遗传学前沿热点范文第2篇

现在情况似乎更简单了，根据最新研究，利用女性骨髓干细胞可以培育成，她们甚至不再需要找男人约会。

据英国《每日邮报》报道，英国科学家正准备将女人骨髓变成，让男人不再掺和到生孩子的事情当中。

一直以来，和心爱的男人共同生活、孕育出爱的结晶――宝宝，是所有女性一生中最幸福的追求。但是“人造”的出现，将使女性不再需要男性就能生儿育女。女人不再需要苦苦等待或者追寻生命中另一半的出现，可以永远不结婚。等到想要孩子的时候，完全可以自己DIY。这对于如今越来越多不愿凑合，看不上“臭男人”的“大女人”来说，绝对是个佳音。

女性两年内面世

目前，科学家想从女性捐赠者的骨髓中提取干细胞，然后利用特殊的化学药品和维生素将它们变成。英国纽卡斯尔大学的教授凯利姆・纳耶尼亚已经申请相关部门允许让他做这一工作，并准备开始这一实验。这位生物学家相信初级“女性”将在两年内面世。能让卵子受精的成熟可制造出人造婴儿。

之前，科学家已经用男人骨髓制造出了初级。这是从一位成年癌症病人捐赠者身上采集的干细胞，排除了使用胚胎提取干细胞引发的伦理问题。

正在极力申请女性和男性卵子技术专利的美国分析家格雷格・阿哈罗连表示，他想打破异性婚姻占优势的论点，他的奇特论调是：异性婚姻生孩子，就能高人一等吗？

一号功臣 小老鼠

人类之所以能够培育出“女性”，最应该感激的就是这些勇敢的小老鼠。2006年，纳耶尼亚曾带领德国科学家首次从老鼠胚胎干细胞中制造出具有生育能力的人造，并成功利用这些培育出7只活蹦乱跳的小老鼠。这一研究结果对于英国150万男性不育症患者，以及因为化疗而失去生育能力的人来说，无疑是天大的好消息。纳耶尼亚教授当时就自信地发表言论，相信未来3~5年的时间内，他们会取得进一步的成果。

与此同时，巴西Butantan研究院的研究人员也声称将雄老鼠的胚胎干细胞变成和卵子。他们正在对皮肤细胞进行相关研究。如果他们的实验获得成功，表明同性恋男人可以捐赠皮肤细胞来制造他们自己的卵子，然后用其伴侣的受精，植入替孕妈妈的子宫里，就能生出他们自己的孩子。

乐观的英国民众

评论界警告说，此研究还处于初级阶段，还需要多年的临床实验才可用于治疗。他们还担心这种人造卵子和出生的孩子会有严重的健康问题。而且，从女人那里制造的人造只能生女孩。这是因为女性缺少生男孩的Y染色体。

民众的想法和专家们却不完全一致。在英国患有不育症、急切想拥有孩子的家庭最近几年越来越多，他们对干细胞和“人工”技术有着很高的期望。他们认为，凭借英国先进的医学研究技术一定能解决不育问题。

另外，英国社会目前也出现了越来越多的同性恋夫妇或者是选择独身的单性家庭。他们都希望能够通过“人工”等干细胞技术，让自己获得亲生骨肉。他们认为这样不仅不会违背伦理道德，相反更能够建立一个稳定的现代家庭。

新技术还有多远？

对此，北京协和医院生殖科专家何方方表示：目前，国内国际不孕不育症高发的问题日益严重，新技术的出现确实有利于帮助我们实现解决生殖系统的难题。但同时，带来的问题也很复杂，比如这个孩子在伦理学上的身份将难以界定。

从遗传学看，父母的结合使父母双方的遗传基因相混合，可能使子女在质量上超过父母，单靠卵子做单性繁殖，子女的质量无法超过母体。在自然界，生命繁殖开始时都是无性的，后来才发展成为有性。有性繁殖增加了变异的可能性。单性繁殖导致群体的每个个体都一样，从而增大了这个物种被消灭的风险。而有性繁殖则使生物的可能的变异在群体中大大增加。增强了物种的竞争力、适应力。这是生物进化中非常重要的一步。生物需要多样性，人类同样需要多样性。

而且，该技术从临床到实践，还需要很长时间，5年后女性生育就不再需要男性的观点，恐怕过于乐观。

对于大多数上班族来说：导致不孕的真正原因是：肥胖、抽烟、育龄过晚、工作压力过大、对自身生殖系统缺乏关爱等等，从这些方面解决自身的不孕不育问题，更为实际。

人造研究由来已久

近年来，干细胞研究的一个新趋势是希望将干细胞诱导分化为或卵子，因而人造和人造卵子成为一个新的研究热点。人造研究已经持续了十几年的时间。

1994年，美国宾夕法尼亚州大学兽医学院的研究人员发展了在小鼠间移植精原干细胞的方法。1996年，科研人员将健康雄性老鼠的冷冻精原干细胞，植入了不能生育的雄性老鼠体内之后，后者顺利产生了。

但是此后数年间，人造研究进展不大。直到2003年初，日本的一个科研小组宣布，他们成功地把实验鼠的胚胎干细胞变成了细胞。

2004年，美国哈佛医学院乔治・戴利领导的一个科研小组报告说，他们用雄性老鼠的胚胎干细胞培育出细胞，并且把这些细胞注入了卵子。这也是首次使用人造使卵子受精的报道。同年，新加坡科学家培育出鱼的精原干细胞，并从中培育出了活的成熟鱼。

2004年4月22日，权威科学杂志《自然》公布了令人震惊的消息：日韩科学家利用两只雌性老鼠未受精的成熟卵子重组培育出了一只没有“父亲”的单性老鼠，并取名“辉夜姬”。

我国的人造研究

中科院动物研究所计划生育生殖生物学国家重点实验室韩春生研究员领导的研究小组长期从事人造研究，他们在《生命科学前沿》杂志上提出，小鼠精原干细胞与胚胎干细胞在自我更新调节方面具有共同的机理。由于精原干细胞是成体中唯一向定向分化的干细胞，因此利用它培育出成熟的成功率可能更高。目前，他们正在研究直接利用精原干细胞培育。

无所不能的干细胞

遗传学前沿热点范文第3篇

1.1微生物学教学方法优化

《微生物学》在实际教学中存在“知识点多且散、内容覆盖面广、知识点易混淆”等缺点，加之微生物本身肉眼看不见，在实际教学中抽象性概念及描述较多。教师在课堂讲授过程中容易犯照本宣科、“填鸭式”教学的错误方法，造成学生学过就忘、考完就忘的问题，难以在脑海中形成完整的知识网络结构，容易使学生失去学习兴趣。由于《微生物学》实践性较强，而且与人类健康休戚相关。因此，需要在绪论内容讲述方面就充分调动学生的学习积极性，要让学生意识到微生物虽然个体小，但是其作用却是一点也不小；从日常生活中衣物与食品的发霉现象，到生产中酿酒、制作腐乳等工艺，到微生物致病性和引起人类恐慌的传染性疾病的蔓延等具体事例，引起学生对微生物的重视，激发学生对微生物学的学习兴趣。在知识讲述方法上，注意前后结合，融会贯通，比如原核微生物的细胞结构与真核微生物的细胞结构差异、病毒一步式生长曲线与细菌群体生长曲线的对比、微生物分解代谢与微生物的营养之间的关系等。前后知识点系统联系，对比记忆，归纳总结。以提纲式教学的方法向学生讲授知识点、重点及难点，一方面既巩固了知识，又加强学生综合运用知识的能力，使学生在脑海中形成一套完整的理论知识体系和一张系统的知识脉络结构网，帮助学生快速高效的学习知识。

1.2紧跟科学前沿，放眼学科动态微生物学作为一门专业基础课程，与科技发展紧密相连，教师在课堂讲述过程中，除了系统介绍课本知识外，还应穿插当今科学研究前沿，以充满激情的科学态度向学生展示微生物学的发展动态及当前的热门话题。比如：介绍与微生物相关的诺贝尔获奖者的研究成果；近期发表在Nature、Science、Cell等国际顶尖杂志上的科学文章；在讲授病毒这一章内容时，结合目前流行的埃博拉病毒、甲型H1N1流感病毒等疾病的感染与治疗讲述病毒的特点等。以当今的科技成果和热点话题，激发学生对微生物学的学习兴趣和对微生物科研工作的崇拜感。

1.3充分调动学生参与课堂的积极性引导学生积极参与课堂，变“被动”教学为“主动”教学。以往的理论内容教学就是以老师为主体，老师讲学生听，教师与学生互动较少，学生参与课堂的积极性也不高。在教学过程中应该采用“启发式”教学和“参与式”教学，例如：安排学生提问，让学生提问老师，创造学生参与课堂及师生互动的机会，增加学生的个人成就感；布置课后问题，组成3-5人的科研小组，让学生在课下积极思考，查阅资料，获得自己的科研成果；开展“翻转课堂”“微课”“慕课”等活动，以丰富多彩的教学形式充分调动学生参与课堂的积极性，其知识面和创新意识也得到了极大的提升，有效培养了学生自主学习的能力。

1.4突出微生物学的课程特点，避免与其他课程知识重复微生物学作为一门专业基础课，与普通生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学等多门课程存在交叉重复的内容。而且这些课程在授课时间安排上不统一，有前有后，那么如何在有限的课时里详尽的向学生讲述微生物学的知识但是又避免知识的重复累赘？如何突出本课程的教学特点，优化课程讲授内容？这就需要教师在课前做好充分的准备，首先与其他课程的老师互相交流，相互协调授课内容，对于重复的知识点不做过多的赘述，仅作重点提示或简单的复习；其次，注意倾听学生的意见反馈，由于知识学习存在遗忘过程，针对这种情况，如果重复知识内容在不同学期或者学年开课，要注意适当加强复习，以课堂提问及重点提示的形式完成知识内容的学习。对于同学期开设的平行课程，有些重复知识内容仅作简单的带过。如，在微生物遗传育种一章内容中，同学期生物专业开设了《微生物遗传育种学》课程，那么在微生物学讲授过程中，这部分的内容完全可以略过，提示学生此部分内容在其他课程中有详细的学习。总之，需要授课教师在其他任课教师和学生之间建立联动的关系，既与相关课程的教师经常交流，保证各课程在内容上互为补充、相互协调、相互促进；又要及时关注学生对知识的理解情况，将教学内容有顺序有逻辑有重点的呈现给学生，建立优质课堂教学，既让学生系统学习理论知识又突出了本门课程的学习特色。

2微生物学实验课程教学改革

由于微生物学是一门实践性极强的学科，微生物实验教学是微生物教学中的重要组成部分，是现代生物学技术的重要基础,其独特的实验技术在学科的发展中占据着突出的位置。

2.1微生物学实验教学存在的问题

微生物实验教学对于学生加深对理论知识的学习理解、提高学生动手实验技能、培养学生团队意识与创新精神、树立严谨求实的科学态度至关重要。现阶段关于微生物实验课程建设仍然存在着一些问题：在微生物实验课程建设方面重点培养学生动手能力的同时忽略了对学生独立思考及创新能力的锻炼；课程讲授与实验课程课时安排存在着不一致性；实验课时相对较少，实验课教学最容易受到课时及实验室具体条件的限制,对于实验周期长或缺乏仪器无法直接完成的实验,以往只能选择不做。

2.2微生物学实验教学改革措施

作为实验课程建设及改革，应针对不同专业的专业特色及专业优势，根据课程内容适当调整实验方向及实验内容，凸显专业优势；同时注重基础理论知识的巩固加强以及不同专业优势互补和专业交叉合作。通过微生物实验课程改革及完善能够使学生熟练掌握微生物学实验技术和操作规程,培养他们观察、思考、分析和解决问题的能力,增强他们的创新意识,树立实事求是、严肃认真的科学态度以及勤俭节约、爱护公物的良好作风。其主要内容包括：

（1）让学生参与实验准备工作：实验课程的建设不单单是实验过程，前期实验准备工作也是非常重要的，让学生亲自参与到前期实验准备工作能够培养学生的认真负责的态度，同时也让学生对整个实验过程有全面的认识与学习。

（2）实验内容及课时的调整：应结合学生在微生物课程上学习到的理论知识，将理论课与实验课合理安排。做到先学习理论知识，打牢基础，再培养实验技能，在实验过程中真正理解书本知识，将理论与实践合理结合。

（3）凸显专业优势与专业交叉：针对各个专业的优势，设计有针对性的专业微生物实验，并设计能够将生物专业、食品专业和烟草专业等各个专业优势合并的大实验课程，增加探索性实验，鼓励学生自己成立科研小组，独立开展创新实验。

（4）开展录像实验教学：由于实验条件或实验经费的限制，对于暂时不能开展的实验内容不能弃之不做，虽然实际实验条件不能满足，但是借助于多媒体教学手段，让学生对实验原理、过程及操作要点有清晰的认识。通过对微生物实验课程的优化改革，能极大丰富实验课程，培养学生创新意识，提高学生实验技能与实践能力。力争做到：凸显专业优势及专业互补，避免内容的重复及雷同；鼓励学生独立参与科研课题,拓展视野；通过实验课程的讲授培养学生对实验的兴趣及实事求是、严肃认真的科学态度和团队合作意识。

3结论