分子遗传学的作用

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分子遗传学的作用范文第1篇

关键词：生物科学 遗传学 教学内容 重复

中图分类号：G642.3 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.020

遗传学是研究生物遗传和变异规律的一门科学。它是现代生命科学教学中最重要的主干课程之一，是高等院校生物科学等相关专业必修的专业基础课。现今，遗传学正以极快的速度向前发展，并不断渗透到其它生物、医学学科，这使得原本在遗传学中讲授的内容也同时出现在其他课程的教学内容中。这种现象反映了遗传学在生命科学中的核心地位，也凸显了高校遗传学教学所面临的教学内容重复问题。事实上，为体现一门课程的系统性、完整性和先进性，在编写教材时，学科之间有关内容的相互渗透、交叉以至重复是不可避免的。但相同的内容在多门课程的课堂教学中反复出现会使学生失去学习兴趣，浪费宝贵的课时，使教学效率大打折扣。本文将对该问题进行分析，并提出一些对策供同行讨论。

1 遗传学与其它课程教学内容重复的具体表现

目前，我国各大专院校生物、医药、农林等专业均开设有遗传学。虽然不同专业的教学重点有所不同，但核心内容相对统一。遗传学是笔者所在学院生物科学等专业本科生的一门必修课，这门课的任务是：引导学生牢固掌握遗传学最重要的基本原理，熟悉各分支学科的主要理论与研究方法，了解遗传学的重大理论与技术进展，熟悉遗传学研究技术与实验装备，为学生毕业后在本学科以及相关学科中的发展打下坚实的基础。

除遗传学外，我院还为生物科学专业的学生开设有细胞生物学、分子生物学、基因工程、生物化学、微生物学等专业必修课。我们选用的遗传学教材的内容基本上涵盖了遗传学的各个发展阶段，其中，遗传物质的细胞学和分子基础、染色体的结构变异、基因突变与DNA损伤修复、原核生物和真核生物基因表达的调控等章节[1]与上述几门课程的教学内容分别存在着不同程度的交叉（表1），有的甚至是其它课程的重点内容。尤以分子生物学、基因工程这两门课的教学内容与遗传学的相似度最高，这三门课几乎都重复着共同的遗传学问题――遗传物质的结构、复制、转录、翻译、调控、突变、重组等。另外，我院生物科学专业细胞生物学、分子生物学的开课时间与遗传学相同，这使得遗传学教学内容重复的问题更加突出。

表1 遗传学教学内容在其它课程中的分布

2 问题的根源

其它课程的教学内容与遗传学出现重复并不是偶然的，这种局面的形成与遗传学自身的发展特点及其学科内涵有很大的关系。

遗传学的研究进程按照不同历史时期的学术水平和工作特点，大体上可划分为经典遗传学、生化遗传学、分子遗传学、基因工程学、基因组学和表观遗传学等数个既彼此相对独立又前后互相交融的不同发展阶段[2]。如果以半个多世纪前Watson和Crick提出DNA双螺旋结构为界，也可以简单的将整个遗传学的发展过程划分为经典遗传学（classical genetics）和分子遗传学（molecular genetics）两大阶段：经典遗传学以孟德尔遗传学为基础，主要研究性状在系谱中的传递，即基因在亲代和子代之间的传递问题；分子遗传学则是在分子水平上研究生物遗传和变异机制的遗传学分支，主要研究基因的本质、基因的功能以及基因的变化等问题。

在整个遗传学的发展史上，分子遗传学的地位无疑是相当重要的。它的兴起使遗传学的面貌焕然一新，既系统地继承和发展了经典遗传学和生化遗传学的研究脉络，又全面地影响并渗透到后继学科的各个领域。从内容上来看，分子遗传学与分子生物学的学科界限十分模糊。通过对上述课程教学内容的分析我们也不难发现，那些重复的内容有相当一部分是分子遗传学范畴的。另外，由于生化遗传学和早期的分子遗传学研究都以微生物为材料，因此遗传学与微生物学、生物化学之间必然存在着千丝万缕的联系。而基因工程学、基因组学本身就是现代遗传学的分支学科，它们成为生物科学专业的必修课或进入课堂教学是高校课程设置不断细化和专业化的结果，也难免会与同时开设的遗传学存在教学内容上的重叠。

3 解决教学内容重复问题的对策

教学内容重复无疑会影响教学效果。我们通过实践发现，从授课内容本身、教师和学生、以及教学方法等环节入手，能够有效地避免重复对教学带来的不利影响。

3.1 合理调整教学内容

近些年来，同行们在遗传学教学内容的调整上作了大量的改革和探索。常见的做法是根据自己的理解及理论专长跳跃式地分割讲授，或根据自己的经验对教学内容做出取舍，甚至有人提出只讲经典遗传学而放弃分子遗传学。上述做法并不能有效地解决遗传学的教学内容重复问题，相反会造成教学不成体系的局面，对“教”和“学”都很不利[3]；而如果无视教学内容重复的存在，贪多求全、面面俱到，对所有内容蜻蜓点水般逐一讲解，又无法实现大学遗传学教学深度和难度的提升。

我们认为，对遗传学教学内容进行删减是必要的，但必须遵循遗传学的发展历史和保持其完整的知识结构体系，不能大刀阔斧整章删除，而应在重复章节内部进行微调，具体做法包括：精简繁杂冗长的内容，下放学生能看懂的内容（自学），突出基础性、应用性的内容，增加前瞻性的内容等。这就要求教师有较高的遗传学理论修养，准确把握各章节特别是重复内容在整个遗传学教学体系中的地位，做好教学内容的层次划分，根据层次选择不同的授课侧重点。

3.2 加强授课教师之间以及师生间的协调沟通

教学内容重复已成为遗传学等课程授课教师的共识，对各自的教学内容进行删减无疑成了最简单、最常用的一种解决方法。但如果大家在没有交流的情况下对同样的内容都作了删除，重复的内容反而会变成被遗忘的内容。因此，积极促成遗传学与其他相关课程任课教师间的沟通十分必要。

我们认为，集体备课是教师之间进行相互沟通的一种有效形式。通过这种方式，相关课程的教学人员能够坐下来共同研究教学内容，在“知己知彼”的基础上协调、统筹各自的授课章节，明确重复内容的教学分工，制订满足包括遗传学在内的多门课程教学需要的授课计划，做到各有侧重而又不失体系的完整性。这不仅可避免实际教学过程中的低级重复，还能保证课程之间的相互衔接，有助于学生顺利地掌握所有课程的教学内容。另一方面，还应当加强授课教师和学生之间的课内外交流。如：教师可在开课前召开师生座谈会，了解所教班级学生对重复内容的掌握情况；开课后则根据学生的反馈，随时调整教学方案。

3.3 优选教学方法

为了保持遗传学完整的知识结构体系，所谓的重复内容不但不可不讲，而且还要下功夫选择合适的教学形式或方法来讲。对于在其他课程已深入学过而在遗传学中只需一般了解的内容，通过简单的问答引导学生回顾这部分内容即可；对于对遗传学新知识点有重要铺垫作用的其他课程的基础性知识，可采取布置学生课前或课中自学、再集中小结的方法帮助学生巩固复习之，还要注意从遗传学的角度阐明同一知识点，突出遗传学的学科特色；对于其他课程仅略有涉及但在遗传学中须进一步加深了解的内容，宜先勾起学生对这部分知识的点滴回忆，同时指出学生现有知识的不足，从而激发他们的求知欲，然后顺理成章地讲下去，在学生的高度关注中完成该知识点在遗传学中的深入讲授；对于一些有特殊作用的重复内容，则要综合运用多种教学方法将其讲好讲透，如：减数分裂在遗传学和细胞生物学的教材中均有详细的描述，属于重复的教学内容，但却是理解遗传的连锁交换和重组的一把钥匙；在整个遗传学的教学过程中，应反复多次向学生强调和提及减数分裂过程中的染色体行为，将这部分知识迁移和渗透整合进连锁遗传分析、真核生物遗传分析、细菌和病毒的遗传分析等多个章节，使枯燥难懂的遗传学分析过程变得易于理解，让重复的内容为新的知识点和教学难点服务。

此外，遗传学与其他课程之间还可以开展合作教学。如：我们尝试将遗传学和细胞生物学这两门专业基础课的实验课合二为一，以综合性大实验的形式开设，从而将遗传学和细胞生物学关联起来，有助于学生从整体上把握这两门课程，实现了教学资源的整合，提高了教学效率，较好地化解了教学内容重复的问题。

4 结语

遗传学与多门课程教学内容的重复是客观存在的，随着生物科学专业课程设置专业化程度的提高，这种局面将变得愈来愈突出。因此，调整遗传学教学内容势在必行。但无论进行怎样的调整，都必须遵循遗传学的发展历史、保持基础遗传学完整的知识结构体系。作为遗传学的授课教师，既要关心遗传学研究的最新动态，又要加强对遗传学理论体系的整体把握和理解，只有这样才能合理有效地解决遗传学教学内容重复的问题，从而节约教学资源，提高专业课教学质量。

参考文献：

[1]戴灼华，王亚馥，粟翼玟.遗传学[M].高等教育出版社，2008.

[2]吴乃虎.基因工程原理[M].科学出版社，1998.

[3]程焉平，刘春明，王洪振.尊重教学规律，保持遗传学教学的系统性[J].吉林师范大学学报（自然科学版），2007，（2）：82-84.

作者简介：袁茵（1981-），女，河南开封人，研究生，讲师，从事遗传学教学工作，广东药学院生命科学与生物制药学院，广东广州 510006

陆幸妍，广东药学院生命科学与生物制药学院，广东广州 510006

分子遗传学的作用范文第2篇

关键词数量遗传学;分子遗传学;动物育种;研究进展

自20世纪80年代以来，随着现代分子生物技术和信息技术的迅速发展，动物育种计划和动物分子遗传学研究取得了大量的突破性成果，国际上的动物育种已逐渐进入分子水平，从传统的育种方法朝着快速改变动物基因型甚至是单倍体型的方向发展。

1数量遗传学与动物育种

数量遗传学选择原理充分考虑了环境因素对微效多基因控制的数量性状的影响力，从表型方差中剖分出基因型方差，通过运用资料设计和统计模型估计有关的遗传参数，最后达到选种的目的[1-2]。数量遗传学主要应用于估计遗传参数、通径分析和动物育种估计的模型方法等几个方面。

1.1遗传参数估计

从统计学上讲，遗传参数的估计可归结为方差或协方差组分估计。从亲子回归、同胞分析到方差分析法;到了20世纪50年代，C R Henderson提出了针对非均衡资料的Henderson方法Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ;之后出现了极大似然法约束极大似然法、最小范数二次无偏估计法和最小方差二次无偏估计法以及贝叶斯估计等方法。目前，约束最大似然法是世界各国育种学家采用的主要方法。

1.2育种值估计

畜禽遗传评定即评估畜禽种用价值的高低，是畜禽育种工作的中心任务。畜禽种用价值的高低是用育种值来衡量的，影响数量性状表型值的是微效多基因的加性效应值(A)、等位基因之间的显性效应值(D)和非等位基因间的上位效应值(I)。其中，只有基因的加性效应值即育种值能够稳定的遗传给后代，但是育种值不能直接测量，只能使用一定的统计学方法通过表型值对其间接加以估计，所以遗传评定的主要工作就是对育种值的估计。畜禽的估计育种值是选择种畜的主要依据，育种值估计的准确性在很大程度上影响着畜禽育种效果的好坏。用于育种值估计的方法概括起来主要有选择指数法、群体比较法和混合线性模型法。

2分子数量遗传学与动物育种

分子数量遗传学是分子生物技术与数量遗传学相结合的一门发展中的新的交叉学科，目前仍属于数量遗传学范畴[3-6]。现代分子生物技术的发展，使得从分子水平上研究数量性状的基因成为可能。

2.1对QTL作出遗传标记

目前对决定数量性状的多基因还不能准确定位，但如果能找到一个可以识别的基因或基因组的DNA多态，或是一个染色体片段与这一目标性状有密切的关联，就可作为对目标性状选择的遗传标记。遗传标记还可应用于基因转移、基因定位和基因作图等研究。

2.2QTL的分离和克隆

分子数量遗传学的目标是要分离和克隆决定数量性状的基因，研究其结构和功能，最终达到从分子水平上改良数量性状的目的。虽然在理论上可以将分子生物学领域发展的各种基因克隆技术用于QTL，但是数量性状的遗传表达一般涉及多个基因座位。例如，奶牛的产奶量既受繁殖和泌乳的内分泌系统基因的控制，又受消化酶系统基因的控制，情况相当复杂，很难把这些基因一一分离和克隆。但也可以根据已有的知识，通过对候选基因的筛选找出一个或几个对某个数量性状有较大效应的QTL，就可以对这个QTL用一般的基因克隆方法进行克隆，作为数量性状的一个重要基因来研究。例如，有资料报道猪的雌激素受体基因可影响产仔数1.0~1.5头。

3动物育种方法前景

动物分子育种是依据分子数量遗传学理论，利用分子生物学技术来改良畜禽品种的一门新型学科，是传统的动物育种理论和方法的新发展。从目前发展状况来看，它应包含两方面内容:以基因组分析为基础的标记辅助选择和以转基因技术为基础的转基因育种。由于动物分子育种是直接在水平上对性状DNA的基因型进行选择，因此其选种的准确性会大大提高;同时转基因技术的应用还能根据人们的需求创造出一些非常规性的畜牧产品[7-8]。可以说，动物分子育种是动物遗传育种学科发展的必然，它将是21世纪动物育种的一种重要方法，对21世纪世界畜牧业产生巨大的影响。

4参考文献

[1] 俞英，张沅.畜禽遗传评定方法的研究进展[J].遗传，2003，25(5):607-610.

[2] 李善如.遗传标记及其在动物育种中的应用[J].国外畜牧科技，1997(1):29-33.

[3] 吴常信.分子数量遗传学与动物育种[J].遗传，1997(S1):1-3.

[4] 李宁，吴常信.动物分子育种:一门发展中的新型学科[J].农业生物技术学报，1997，5(2):142-147.

[5] 陈宏.现代生物技术与动物育种[J].黄牛杂志，2000，26(4):1-5.

[6] 盛志廉，陈瑶生.数量遗传学[M].北京:科学出版社，1999.

分子遗传学的作用范文第3篇

[关键词]遗传学实验；教学改革；创新

遗传学是研究生物体遗传和变异规律的科学，是当今生物科学的基础学科，也是一门实验性很强的学科。实验教学的改革和创新是创新型人才培养的迫切需要。针对实验教学中存在的问题，我校也在不断进行实验教学改革，逐步从传统的以教师为主体的封闭式实验教学向以学生为主体的开放式实验教学转变，努力使学生在积极主动的实验过程中学到知识，培养学生的创新思维，为其以后的科研工作打下坚实的基础。

近年来，社会对科研人才需求越来越偏向于基础牢、素质高、能力强、具有创新精神的复合型高级人才[1]。我校也采取有效措施，培养学生的动手实验能力、综合实验设计能力和创新能力，努力克服过去培养中专业划分过细、毕业生知识面窄、适应性差等问题。遗传学是生命科学中至关重要的基础学科，在高等院校所有与生物相关专业的课程设置中具有不可替代的地位。遗传学实验内容涵盖经典遗传学、细胞遗传学、微生物遗传学及分子遗传学等领域，主要是从个体、细胞、分子三个水平解释遗传学的基本现象与规律。如何完善这门实验课，发挥它的真正价值呢？我校在多年遗传学实验教学的基础上进行了教学改革，改进了教学方法，完善了教学体系，有效地培养了学生的综合能力和创新思维。

一、实验教学的现状

现今各综合性大学及专科院校均开设了遗传学实验课程。遗传学实验是重要的专业基础课实验，也是锻炼学生能力的重要实验。大部分院校开设的实验课以验证性实验为主，例如果蝇或玉米的杂交实验、链孢霉的分离和交换实验等，还有一部分是与染色体有关的操作技术实验，如细胞有丝分裂、减数分裂、压片法、植物的杂交、植物多倍体的诱导等[2]。学生做实验的目的主要是验证试验结果，因而缺乏主动性且效果不佳，达不到培养创新能力的目的，也不能发挥遗传学实验的价值。要想跟上现代遗传学的发展步伐，进一步提高实验教学质量，就必须进行实验教学体系和教学内容的改革。

二、实验教学的内容

目前多数高校的遗传学实验教材中，主要是经典遗传学实验，一般都是比较容易操作，而且涉及的技术含量不是很高，如有丝分裂制片、减数分裂制片、染色体组型分析以及利用玉米或果蝇进行的性状遗传分析等。而设计分子操作的实验较少，如DNA和RNA的分离、DNA的凝胶电泳、PCR和核酸杂交、限制性内切酶消化以及DNA分子标记、果蝇或细菌的突变体诱导与鉴定、大肠杆菌的转化、噬菌体的基因重组、基因功能实验等，大多没有在本科遗传学实验教材中体现，或学校很少开展这些实验。分子遗传学实验手段是全世界各个遗传学研究单位和实验室中使用最多的常规分析手段。随着遗传学的应用越来越广泛，遗传学实验教学也应该增加分子遗传学的实验内容，这样学生才能全面掌握遗传学实验的基本实验技能，提高实际操作能力。

目前的实验教学中，通常是教师先讲解实验，然后学生再动手做实验。学生在听完讲解后对每一个实验环节并不一定很清楚，所以教师要将每个实验环节讲清楚，并使其形象化。如在开始分子实验之前，必须非常详细地讲解每一个步骤的原理以及可能遇到的问题，讲解实验中的许多关键步骤或试剂的作用，然后再由学生来完成整个实验。在实验过程中，先请学生来分析出现相关问题可能存在的原因，然后再由教师来分析。教师应在学生操作过程中再具体讲解，不仅要教学生怎样做，还要讲明原理，避免出现学生只知道怎么操作，却不知道为什么这样操作的问题[3]。教师要遵循边实践边讲解的原则，当实验中遇到问题时，应让学生独立思考原因，而后再与学生一块探讨，更好地调动学生思维的积极性。

三、实验教学的策略

（一）划分实验层次

我们将整个实验内容分为两个模块：基础性实验和探究性实验。基础性实验即常规的实验，不需学生自己设计，只需按实验步骤操作即可。探究性实验则要求学生以课题组的形式，自由组合，一起探讨，一起设计，共同完成实验。每个课题组探究性实验终结后，应以论文的形式上交指导教师。学生可以选择导师已定的探究性实验的题目，也可以自行设计，但是学生必须预先写出实验设计方案及可行性报告，经导师审核后方可进行，对一些好的想法要推荐申报学校的实验室开放基金和团委学生课外学术科技活动基金项目，以调动学生参与创新课题研究的积极性。

（二）验证性实验与设计性实验相结合

学生只有掌握了基础性实验，才能了解设计实验的思路。因此，一些最基本、最能代表学科特点的实验需要学生熟练掌握。若验证性实验过多，会影响学生创新能力的发展，所以应加大综合性、设计性、创新性实验的比例。大二时应让学生接触一些典型的遗传学实验，如有丝分裂制片、减数分裂制片、染色体组型分析以及利用玉米或果蝇进行的性状遗传分析等，通过掌握这些相对简单的验证性实验使学生对如何开展科学实验、如何解决科研问题有一个略为清晰的认识，为学生独立设计、组织、实施实验奠定基础[4]。之后再逐步展开大型的技术含量高的实验，如DNA和RNA的分离、DNA的凝胶电泳、PCR和核酸杂交、限制性内切酶消化以及DNA分子标记、果蝇或细菌的突变体诱导与鉴定、大肠杆菌的转化等。接触并掌握这些实验，有助于培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

（三）建立开放式实验教学模式

为了培养学生独立思考、动手操作、科研创新的能力，学校可以以成立课外活动小组、科研小组等形式向学生开放实验室[5]。对于学生在学习中提出的问题，能用实验来解决的，教师应指导学生通过亲自实验来获取答案。具体做法是：先让学生查阅大量的文献资料，然后建立科研小组，设计实验思路，再向学校提出申请，经学校审查批准后给学生开放实验室，提供实验仪器等条件，最后由学生自己动手进行操作。在实验过程中学生如果遇到问题，教师要给予适当指导，但教师在实验过程中的作用仅是辅助和指导，实验操作所有环节都应由学生独立完成。

分子遗传学的作用范文第4篇

【论文摘要】1937年美籍奥地利生物学家贝塔朗菲提出了一般系统论原理。系统中每个要素都处于一定的位置，起着特定的作用。个体发育中，基因按一定的时、空次序有选择地表达。基因是组成染色体的遗传单位，并证明基因在染色体上作直线排列。一定的基因在一定的条件下，控制着一定的代谢过程，从而体现在一定的遗传特性和特征的表现上[1]。基因还可通过突变而改变。随着人类基因谱的逐步阐明、遗传工程技术的充分发展，基因治疗很可能在临床疾病治疗中产生革命性变化，这就需要研究人员在实践中，用自然辩证法系统论理论，来指导思想，拓展研究思路，从而解决这一重大难题。

【Abstract】in 1937 the American nationality Austria biologist bright Philippines proposed the general system theory principle. In the system each essential factor all is in the certain position，is playing the specific role. In ontogenesis，gene according to certain when，the spatial order have the choice expression. The gene is composes the chromosome the hereditary unit，and the proof gene makes the line spread in the chromosome. The certain gene under the certain condition，is controlling the certain metabolism process，thus manifests in the certain heredity characteristic and in the characteristic performance The gene also passable sudden change has changed. Along with the human gene spectrum gradually expounded，the genetic engineering technology full development，the gene treatment very possibly treats at the clinical disease has the revolutionary change，this needs the researcher in the practice，with natural diagnostic method system theory theory，guiding ideology，development research mentality，thus solves this single layer big difficult problem.

【Key word】system theory；Gene and heredity；Gene treatment

系统论是21世纪以来科学技术、文化和社会发展的自然亦必然的思维趋向，是比知识更有力量的一种客观存在，它是一种新的思维方式，是当代人认识对象的工具和手段。西沃尔-赖特在1929年写到：一个群体中“单个基因的选择系数(即基因的适合度)，一定受到这个群体整个基因频率系统的影响[2]”。本文从系统论观点来分析基因与遗传之间的因果联系以及基因在临床上的应用。

1 系统论相关论点

1937年贝塔朗菲提出了一般系统论原理，使人类的思维方式发生了深刻变化。以往研究问题人们总是把事物分解成若干部分，抽象出最简单的因素来，然后再以部分的性质去说明复杂事物。这种方法的着眼点在局部或要素，遵循的是单项因果决定论，它不能如实地说明事物的整体性，不能反映事物之间的联系和相互作用，它只适应认识较为简单的事物，在人类面临许多规模巨大、关系复杂、参数众多的复杂问题时，就显得无能为力了。系统中各要素不是孤立地存在着，每个要素在系统中都处于一定的位置上，起着特定的作用[3]。系统科学方法是认识、调控、改造复杂系统的有效途径，为人们提供了制定系统最佳方案以实行优化组合和优化管理的手段，为人们提供了新的思维模式，倡导从整体上进行思维。

2 基因与遗传

20世纪20年代，摩尔根学派在孟德尔的豌豆杂交试验的基础上，开展了遗传规律的研究，建立了以基因学说为基础理论的细胞遗传学，肯定了基因是遗传的基本单位，存在于细胞的染色体上。到30年代，知道染色体结构和数目的变化会影响到遗传，知道一个基因可以突变成若干等位基因。到了40年代，遗传学有了两个重要的进展或突破：一是初步发现去氧核糖核酸简称DNA，是遗传物质；一是提出了一个基因一种酶的原理。直到50年代，建立了分子遗传学，解决了有关遗传的若干重大问题。DNA和另一类核酸即核糖核酸(RNA)都是由核苷酸所组成的多聚体，是大分子。核苷酸的主要特点存在于所含的有机碱，即两种嘌呤和两种嘧啶。

1953年，形成双螺旋的分子结构。根据DNA中碱基互补的原理，一个DNA分子可以成为内容一致的两个DNA分子。蛋白质是由氨基酸所组成的多聚体，是大分子。组成蛋白质的可以是一条多肽链或几条多肽链。多肽链就是由若干氨基酸前后连接而成的分子。蛋白质的合成就是遗传信息从遗传物质流入蛋白质的过程。这包括两个步骤：一是转录，一是翻译。由于组成DNA 和RNA的零件都是核苷酸，所以遗传信息从DNA流入RNA 叫做转录。由于蛋白质是由另一种另件(氨基酸)组成的，所以遗传信息从RNA流入蛋白质叫做翻译。这里的RNA叫做信使RNA，意思是说，它是基因遗传信息的使者。在分析蛋白质分子的合成中也查明了各氨基酸的遗传密码，于是建立了遗传密码理论。遗传信息都是由遗传密码组成。每一个遗传密码都由三个碱基组成，氨基酸不同，其遗传密码就不同。

从70年代开始，分子遗传学的进一步发展，诞生了基因重组技术，即生物基因工程，它开创了改造生物和创造生物的新时期。

3 用系统论的观点来看待基因与遗传的因果联系

系统科学可以把一个原子看作系统，它也可以把器官、生物机体、家庭、社区、国家、经济以至生态看作系统。生物体是由细胞构成的多层次的复杂系统。尽管在细胞和分子水平对发育的分析已取得长期的进展，但个体发育仍不能从分子水平和细胞水平的分析得到全部解释。个体发育中，基因按一定的时、空次序有选择地表达。这首先表现在细胞表面形态调节分子的变化，从而导致胚层分离、形态速成运动和组织发育等细胞的集体行为。

我们可以从两方面来考虑环境对基因的自上而下的约束与引导作用。其一，我们知道环境的改变会迫使生物个体和种群尽可能调节自身以适应环境的变化。显然生物体为适应环境变化而做的调节又必定会引起生物体内生物化学、生物磁电等的变化。在生物史上地球环境的巨变是造成大量新物种产生的直接原因。我们可以设想，基因有向缓解环境对生物压力的方向突变的趋势，如果这一假说成立的话，显然就会使来自上层变化的信息产生对下层生物体基因变异的自上而下的约束与引导作用。其二，我们知道基因的复杂结构具有巨大的信息存储能力。生物体的基因中记录了该生命体全部历史的重要信息。

4 基因治疗的前景

随着对基因治疗研究的深入，我们不能忽视子系统的系统性和整体性，不能用局限的、部分的、单一的观点来以偏概全。事实上，人体的复杂性程度，各个系统的相关性、相互作用及相互制约程度，远不是我们所能完全解释得了的，只有在系统环境中解决这些难题，才会有实用价值和临床价值。这就需要研究人员在实践中，用自然辩证法系统论理论，来指导思想，拓展研究思路，从而解决这一重大难题。

参考文献

[1] 范怊.系统论整体观在医学科学中的地位[J].科技情报开发与经济.2000，(11)1：10

分子遗传学的作用范文第5篇

1遗传学实验教学体系存在的问题

长期以来,各高校遗传学实验教学中通常存在以下共性缺点:①各农业院校中各专业遗传学实验教学内容均大同小异,将“验证遗传学基础理论”作为主要教学目的,以染色体操作实验以及经典的遗传学验证性实验为主,涉及细胞遗传学、分子遗传学的内容相对较少;②学生基本不参与实验的前期准备工作,做实验时目的不明确,单纯为做实验而做验,对实验的全局设计思路缺乏思考;③缺乏系统训练学生处理实验数据、分析实验结果的环节;④实验教学方法僵化、手段落后,很难激发学生对实验课的兴趣;⑤实验教学考核方法单一,不能很好的反映出教学效果;⑥实验室管理存在一定问题,有些实验资源不能很好地共享,实验室在开放时间上不能满足学生课余时间开展实验的需要。

2遗传学实验教学体系优化的措施

遗传学实验教学体系优化途径见图1。

2.1遗传学实验教学内容重组与整和在遗传学实验教学过程中首先针对原先设置的实验内容进行了重新调整,将实验划分为基础性实验、综合性实验和设计性(研究创新型)实验3大类[8-9],针对农业院校不同专业先从实验内容上建立一个既能突出专业特点,又能提高学生实验技能,而且还能提升学生综合创新能力的实验教学体系。

2.1.1精选基础性实验。基础性遗传学实验是综合性及研究设计性实验教学内容的基础,它的教学目标首先让学生熟练掌握实验中常用仪器的使用方法,突出对学生基本实验技能的培养。基本实验内容主要包括离心、电泳、显微观察、细胞和组织培养等[10-11],在教学中根据学生所学专业的不同主要选择以下几个实验,如减数分裂涂抹制片、有丝分裂制片、染色体结构变异和数目变异的诱导和观察、染色体显带处理及核型分析等验证性实验。在基础性实验教学过程中要求学生通过实验加深对所学理论知识的理解,同时培养学生的基本实验技能。

2.1.2开好综合性实验。综合性实验也称为复合型实验,遗传学综合性实验教学目标重点主要在于培养学生查阅和整理资料的能力,培养学生自主动手能力以及数据处理能力,培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力[12-14]。在此阶段,要求学生在掌握基本实验技能的基础上,综合地运用所学知识和实验技能,用不同的方法和技术去完成预定的实验内容,解决较为复杂的问题。在此过程中加强锻炼学生独立思考、独立工作的能力,从而为下一步开展研究创新型实验奠定基础。在综合性实验教学中开设的实验以模式生物性状遗传分析实验(如将果蝇的培养、性别的鉴定、唾腺染色体的制片和观察、杂交实验、性状的遗传分析等综合成一个系统的大实验)为主,同时也可针对不同的专业补充分子遗传学实验内容如基因功能的遗传分析(细菌的局限性转导、拟南芥突变体的筛选、转座子引起的插入突变)等内容。

2.1.3精心组织研究设计性(探究性)实验。研究设计性(探究性)实验最主要的特点是独立性,它是指独立于课程教学进行的一种探索性(创新性)实验。研究设计性实验要求学生综合利用所学的遗传学知识、实验原理自主设计实验方案,并由学生独立操作完成实验,从而培养学生发现、分析和解决新问题的能力[7]。遗传学研究设计性实验体现了知识的连贯性、实验技能的综合性,使实验内容、过程更具系统性和科学性。遗传学研究设计性实验有利于将学生的注意力从简单地对实验结果的追求引导到广阔的思维空间中来,有利于启发学生的发散思维,培养学生创新思维和综合创新能力。在研究设计性实验教学中具体做法是:首先对学生进行动员和分组,每组3~4人,学生可以根据专业特点、兴趣爱好、实验室条件选择题目(或指导教师拟定几个指导性题目供选择),学生自主完成实验方案的设计、实验材料的选择和准备、实验操作和实验结果的分析并撰写实验报告(或研究论文),要求学生将实验中遇到的疑难点进行整理、归纳、分析和总结,要求用简洁、准确的专业术语来表达自己的观点。研究设计性实验教学培养了学生高度概括实验的能力,同时也提高了学生分析、解决问题的能力,为以后毕业论文(或设计)的开展奠定良好的基础。研究设计性实验的内容如生物进化遗传分析、突变体的遗传分析和生物亲缘关系遗传分析等。

2.2教学方法与教学模式的改进和创新

2.2.1采用多元化的教学方法。在实验教学过程中充分利用现代实验教学手段。将多媒体课件和网络教学手段像遗传学理论课程教学一样广泛应用于遗传学实验教学中,努力加大信息量,积极拓展课堂实验教学的有限空间,改变传统的“黑板+粉笔+嘴巴”的实验课理论教学模式[13-14]。通过现代化的教学手段将实验原理、方法、步骤和过程生动形象地、直观地展现给学生,使学生的听觉、视觉和触觉全面参与感知活动,最大限度地调动学生的学习热情、积极性,从而提高学习效率[15-16]。

2.2.2实验教学模式的改进。在遗传学实验教学过程中针对不同层次的实验教学采用不同的模式[17-18],根据基础性实验、综合性实验和研究设计性实验3类实验不同的实验目的、特点采用不同的教学模式:①基础性实验的教学目标重点在于学生对基本实验技能的熟练掌握,采取教师现场指导学生实验的教学方法;②综合性实验的教学目标重点在于突出对学生查阅整理资料能力、动手能力、数据处理能力、运用所学知识分析和解决问题能力等综合素质的培养,综合性实验教学主要采取教师实验现场授课指导与学生自主进行实验相结合的教学方法;③研究设计性(或探究性)实验的教学目标重点在于突出对学生独立能力、创新能力的培养,实验过程中学生独立思考、独立设计、独立操作、独立创新,对于研究设计性实验教学采取以学生研究式自主实验为主、教师指导为辅的教学方法进行。

2.3实验室管理体制和实验教学考核方法改革

实验室实行开放管理。在传统遗传学实验教学中,通常要求学生在固定时间、空间内完成预定的实验,这样有利于培养学生良好的时间观念。但其实验内容的选择、实施禁锢在一个有限的时间、空间范围内,较大程度上限制了学生主观能动性的发挥,为了打破这种常规实验教学思维方式,有效提高学生综合素质,因此必须采用综合型、设计型实验开展教学,而其所需仪器设备较多、时间较长且不固定,学生无法在固定的空间和预定的学时内完成实验内容,必须利用课余时间或其他的实验室来开展工作,这就对传统的实验室管理模式提出了新的挑战[19-21]。因此,为了顺应时展的潮流,满足人才培养的要求,就必须对实验室管理体制进行改革,以“资源共享、统管共用”的理念建立公共的实验室大平台。同时,为了保证实验室尽可能全天候、开放式管理,对实验室工作人员在工作量补贴上也进行了一定程度的改革,其改革前后的教学比较如表1所示。出研究的小课题,并通过查阅文献、调查访问等进行研究。

4提高教师自身素质,培养学生创新能力

4.1不断完善知识结构除了精通所教学科的专业知识之外,应将自己的视野放宽,多懂得一些非该专业的知识,不断用新知识补充自己、完善自己,同时具备知识转化运用能力和实际操作能力,还应有意识培养1~2项特长,不但提高自己的素养,还有利于指导学生的实践活动。

4.2拥有娴熟的教学实践技能在昆虫学实践中,将教材内容转化为教学过程中能操作的教学策略与技能,通过对课堂教学模式的研究、课堂教学活动的组织和学生学习策略、学习方法指导的研究及现代教育技术的应用,达到提高课堂教学的效益。

4.3具备课题研究能力积极参与教育科研,积极投入教学改革,大胆实践,勇于探索,敢于创新,主动敏锐地在教学实践中发现问题和研究问题,独立地、创造性地解决问题,在创造问题的基础上确立研究课题,以课题研究促进教学,以课题研究促进教学改革,以课题研究促自身素质的提高,努力探索出一套自己的教育方法。

5丰富实践内容培养学生创新能力

5.1参观考察实践

鼓励学生关心社会,关注科学技术的发展,到校外开展一些对社会热点问题、专业相关性知识的调查,加深对社会的直观感受,在感受社会、体验生活的同时,增强创造社会的实践意识。这一点与农业种植户密切相关,下团场实践为学生提供了一个较好的学习机会;同时,在学生实践过程中,利用学校的一切现有资源,如大学筹建的昆虫博物馆,既丰富了专业实践内容,又开阔了视野。

5.2劳动服务实践

组织学生在课外或假日参加一些力所能及的工农业生产劳动、社会公益劳动和社区服务等社会实践,增长社会经验,掌握实践知识和技能;学习和承担力所能及的家务劳动,学会生活。

5.3组织管理实践

充分让学生参与学校和班级管理,自主开展团队活动,提高学生的管理能力、组织能力和协调能力。