光遗传学技术范文10篇

摘要：遗传学已成为众多高等院校生物类专业本科生重要的必修或选修课程，但是该课程理论性较强、内容广、难点多，本科生在学习过程中往往觉得难度大、缺乏主观能动性。本文针对目前遗传学课程本科教学中存在的问题，提出了遗传学课程教学改革对策，以期为建立合理完善的课程体系、制定合理的教学方法、提高遗传学课程的教学质量提供参考。

关键词：遗传学；问题；对策；教学改革

遗传学是生命科学领域一门历史悠久且不断发展的学科，遗传和变异是该学科研究的主要内容[1]。作为生命科学中一门系统完整且发展迅速的理论科学，遗传学研究对探索生命本质、不断推动相关生命科学发展起着至关重要的作用。此外，遗传学与生产实际密切相关，在动物、植物、微生物等育种过程中以及人类遗传疾病的防治方面都具有实际指导意义。因此，遗传学是生命科学、动植物生产、食品科学等专业的骨干基础课程，在高等院校生物相关专业本科生教学计划中具有重要地位。面向高校生物相关专业本科生开设遗传学课程，积极探索改进教学方法，提升遗传学课程的教学效果，有利于培养具有创新意识和实践能力的高素质生物专业人才。

1遗传学课程的特征和重要性

遗传学课程具有高等学校课程专业性、研究性和前沿性的典型特征。在教学方面，遗传学课程内容多、难点多，因而学生需要有良好的英文基础和生物化学、细胞生物学等先修课程的扎实铺垫才能学好这门课程。遗传学起源于人类的育种实践，早在新石器时代人们便开始尝试改良动植物品种，直至孟德尔遗传规律的发现。随着细胞学和胚胎学的不断发展，人类对于细胞结构以及细胞活动（有丝分裂、减数分裂、授精及细胞分裂）的认识不断加深，同时生命科学等相关领域研究的飞速发展也促进了现代遗传学不断丰富和发展。目前，数量遗传学、群体遗传学以及分子遗传学的相关研究广泛应用于农业、畜牧业和医学等领域，与人类健康和经济发展有着密不可分的关系。在医学领域，遗传学技术可用于遗传疾病的检测筛查和生物制药等；在农业生产方面，遗传学技术可以用于改良农作物的产量和品质性状等；在科学研究方面，遗传学技术能帮助人们探究人类的起源、揭开生命的奥秘。遗传学的理论性和实用性都比较强，对于生命科学领域各分支学科的整合和新研究方向的深化与开拓具有重要意义[1]。学习遗传学课程能够使学生了解该领域的研究现状和最新进展，理解当代生命科学中的新方法、新技术，了解遗传学的应用前景。扬州大学农学院在为硕士研究生开设高级遗传学课程的基础上，进一步优化本科生培养方案，将遗传学课程作为农学、生物科学、生物技术、园艺和植物保护等专业本科生二年级上学期的一门专业必修课。该课程介绍遗传学的发展历史、基础理论、前沿技术和发展方向。现对遗传学课程教学中存在的问题进行分析，并提出改革措施，旨在提高本科生遗传学课程的教学质量。

2遗传学课程教学存在的问题

摘要：针对生物技术基础课程课堂教学中存在的问题，创新探讨了多种教学模式，包括凝练、调整并优化教学内容，引入讨论式、启发式教学方法，采纳多元化及前沿探索式教授方式、帮助拓展学生课外学习资源及能力等。使生物技术基础课程教学内容更丰富、形式更生动，成为学生认可与欢迎的专业基础课程之一。

关键词：生物技术基础；教学内容；启发式教学；前沿探索

生物技术基础是一门具有基础和通论性质的专业核心课程，旨在帮助学生把握生物技术的全貌和普遍规律性的知识。生物技术基础涉及把握众多知识面，与后续“生物化学、分子生物学、基因工程、微生物学”等课程相互重叠。介绍深刻改变人类医疗卫生，农业、人口、环境和食品状况的生物技术基础理论，包括转基因技术、克隆技术，生物信息技术、酶与发酵工程，干细胞组织工程技术、基因组和蛋白质学技术，生物芯片技术、高通量筛选技术等尖端技术，此外还引入现代尖端和新兴领域的生物技术应用及引发的变革，并审慎地选择了生物技术争议性领域内容热门话题和实例剖析，引导和激发学生体会学习经典与新潮生物技术的热情。本课程培养目标在于，通过本课程的学习，学生具备以下素质、技能、知识和能力：1.生物技术研究领域的重大理论和基本原理；2.生物技术研究领域的重要技术原理和方法；3.生物技术研究领域的专业英语与外文阅读。因此如何在有限课时内做到高屋建瓴式讲解，让学生能提纲挈领领悟生物技术核心基础知识点，为授课教师提出了较高要求。本文作者大多为生物技术领域教学科研的一线工作者，通过多年教学实践发现该课程教学存在着以下问题：1.教授程度的深浅难以把握准确，需要考量如何与高中知识有机衔接，同时避免与后续专业课程（分子生物学、细胞生物学、遗传学等）太多重叠；2.由于课程延续传统教学方法，以讲授理论知识为主，对最新生物技术前沿的了解不足，导致学生参与度不高、学习积极性较弱；3.课时数相对偏少，但内容繁多琐碎，需对教学内容进行选择性精简、凝练与优化；4.课堂教学存在教学方式单一、科研探索性知识较少、师生交流互动不足等一系列问题，忽视培养学生创新精神培养，对生物技术基础知识中如何发现、分析和解决问题的了解度不够；5.课程考核方式过于简单，缺乏多元化的考核形式，导致学生一切为了考试，学习为了做题，影响了生物技术基础（双语）课程教学效果。基于此，我们通过凝练、调整并优化生物技术基础课程教学内容，结合重要知识点的提出、争论、论证、完善历程，引入讨论式教学，启发学生深刻领悟该知识点的内涵和外延；此外，作者还采纳多元化教授及前沿探索式的教改思路，创新生物技术基础课程教学模式，提高学生的专业积极性和学习效果，为生物技术基础的课程改革提供了宝贵经验。从以下几方面做一下介绍。

一、凝练、调整并优化教学内容

（一）与高中阶段已有生物知识有机衔接。学生在高中阶段已经学习过一些生物学的基础知识，生物技术基础是生物技术专业的入门课程，如何将中学知识和大学知识有机的衔接起来并循序渐进非常重要。对于学生而言，如细胞结构、核酸结构、遗传定律等基础知识均已非常熟悉，所以在课程中对于这些已经学习过的基础知识不做过细讲解，而仅对某些关键名词（如生物技术的类型、基因和基因组、重组DNA技术、DNA指纹图谱）内涵和外延加以讲述，然后让学生结合教材进行课后自学（如微生物产品、生物修复、生物技术监管等），并在课后查阅相关资料及研究进展（如CRISPR-CAS9基因编辑技术），在考试题目中适当加入基础知识的考点，以保证学生有较好的自学效果。（二）与大学阶段后续专业课程协调。生物技术基础是一门具有基础和通论性质的课程，它的任务是帮助学生了解生物技术的全貌和获得普遍规律性的知识。生物技术基础涉及的知识面非常广泛，与后续授课多门专业课如分子生物学、发酵工程等课程相互重叠、渗透、联系。专业基础课涉及面广，很难做到面面俱到的讲解，因而需要根据学科专业的设置、后续专业课程的重点，对教学内容进行合理浓缩和凝练，聚焦于基础性、通识性知识点的阐释（如PCR基本原理及步骤、基因组基本组分），避免不必要的细节讲解（如PCR具体条件、基因组具体组件和功能）。尽量把详尽的论述留给后续的课程。在确定生物技术基础教学内容时，处理好学科课程整体与局部的关系，将各门课程放在一起全盘考虑，做到既不疏漏关键，也不过分重叠。

二、引入讨论式、启发式教学方法

摘要：园艺植物育种学是园艺专业的主干课程。品种是农业的芯片，人才是乡村振兴的源泉，该课程在园艺人才培养中至关重要。基于此，分析了园艺植物育种学教学过程中存在的主要问题，探索与实践园艺植物育种学教学改革，提升教学质量，为乡村振兴培养高质量育种人才。

关键词：园艺植物育种学；教学改革

园艺植物育种学是园艺专业的主干课程之一，理论性、实践性很强。育种为农业提供优质、高产、适应性强的优良园艺植物新品种。品种是农业生产实践的基础，是农民增收有利途径，是“最普惠的民生福祉”，是乡村振兴的芯片。课程组从园艺植物育种学改进教学方法、考核体系、校企合作等角度开展课程建设，目的是让学生掌握课程基本理论的同时，提升育种实践技能，为学生投身育种事业、助力乡村振兴奠定基础。

1西昌学院概况

西昌学院位于四川凉山州，是四川省首批整体转型试点院校，国家教育现代化推进工程100所应用型本科高校，也是省、部、委共建高校，拥有57个本科专业，8个专科专业，其中园艺专业是四川省一流专业、四川省应用型示范专业、四川省特色专业、四川省卓越农林人才教育培养计划改革试点专业。

2园艺植物育种学课程教学中存在的问题

摘要：社会优生学作为优生学的分支学科，是优生学在社会领域方面进行优生研究，从立法，政策，宣传等方面加强优生。中国的计划生育政策给优生学带来了前所未有的机遇与挑战，深刻影响了优生学发展。同时，生物医学和人文社会科学的进步，国内外全新的人口形势以及新媒体时代的进入，为优生学在社会领域的开展带来了新的变革。

关键词：社会优生学；政策法规；计划生育

优生是人类社会追求的一个目标，社会优生学是优生学的一个分支学科，也是广义的环境优生学的一个部分，与狭义的环境优生学关注自然环境中的有害因素对生殖过程和生殖结局的影响不同，社会优生学则是关注社会领域中对优生的影响因素。主要包括促进优生立法，实施优生政策，开展优生宣传教育，以提高人口素质。此外，进行优生的健康教育与大众传播等优生宣传以及对其效果的评价和推广，也是具有现实意义的社会优生研究[1]。

1社会优生学的出现

人类很早就注意优生问题，优生实践的历史十分悠久。但直到1883年，英国学者高尔顿才首创了“优生学”（eugenics）这个名词。优生学的建立是在生物科学取得重大进展的基础上进行的。曾经，优生学被种族主义利用和误导，甚沦落为法西斯主义作为种族主义统治的理论工具，因此，优生学的发展历经曲折[2]。第二次世界大战是国际优生学发展的分水岭，其中一部分国家如日本，优生学的发展延续了以前的方向，但美国和欧洲的大部分国家则由于期间优生学的“错误”使用，大家对优生学敬而远之，无人再愿提及，相关的研究仅部分在人类遗传学等纯生物领域开展。同样我们国家二战后优生学发展中断，直到20世纪80年代才被重建起来[3]。与国际优生学有所不同的是，中国的优生学1883年到1949年期间是民族主义与精英主义主导的优生学，中断了三十年后，1979年重新提出了新优生学，并且，随着生命科学与人类基因组各领域的发展，优生学的科学基础得到了拓展和发展1986年优生学划分为基础优生学、社会优生学、临床优生学和环境优生学四个领域[4]。其中社会优生学也进一步完善与细化到社会学，人口学，法学，伦理学，政策学，经济学等相关研究领域。人类的优生是通过个体的优生来实现群体遗传素质的提高。因此，采取有效的社会措施，使优生措施社会化、普及化，惠及到每个个体，才能真正实现优生，提高人口素质。目前，社会优生学主要包括政策、法规、社会宣传等，因此社会优生学是多学科的交叉研究，同时还需要基础优生学、环境优生学、临床优生学其它三个学科提供丰富的理论依据和实证数据来进一步推动优生立法、贯彻优生政策、进行人口预测。

2社会优生学的发展及现状

摘要在已发现的植物赤霉素（GA）信号传递分子中，有一类N端具有高度保守的DELLA结构域，称为DELLA家族蛋白。介绍了DELLA蛋白的保守域结构、上游基因及降解。

关键词DELLA蛋白；GA；研究进展

中图分类号Q945.11文献标识码A文章编号1007-5739（2008）19-0132-01

赤霉素是植物体内一类具有广泛生理功能的植物激素，简称GA，最初是从引起水稻恶苗病的赤霉菌的分泌物中分离出来的。一般植物体内至少有2种或2种以上的赤霉素，不同赤霉素之间可以相互转变。赤霉素能够调节包括种子萌发、叶片伸展、根茎伸长、开花时间以及花和果实发育等一系列植物发育过程。遗传学以及分子生物学的研究鉴定了赤霉素的受体以及赤霉素信号转导通路上的几个正调控因子和负调控因子。在它们之中3个最主要的调节因子就是赤霉素受体、DELLA蛋白以及控制DELLA蛋白稳定性的F-BOX蛋白。

1.DELLA蛋白的保守结构域

DELLA蛋白位于细胞核中，在GA信号转导中起阻遏作用。在DELLA蛋白的氨基酸序列中，N端的同源性总体上不高，但存在DELLA和TVHYNP两个非常保守的酸性结构域，中部有一个核定位信号结构域（NLS）RKVATYFGLARR，其后有一个保守氨其酸结构域VHIID和亮氨酸重复序列LZ，在C端有类似SH2结构域RLsGTFLDRESLYY3FDSLEGG、RVER和SAW结构域的结构。Itoh等用水稻SLR1基因的不同核苷酸缺失突变体分析了DELLA蛋白不同保守结构域的功能。他们认为DELLA与TVHYNP结构是GA信号感知结构域，polyS/T/V（丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸富集区）是调节结构域，LZ是二聚化结构域，C端的VHIID、SH2和SAW等结构是阻遏结构域。

1科技研发中心区

是整个园区的技术中心，含研发大楼、生物育种中心、集中型生物燃气工程、胚胎工程中心、组培中心、智能温室等。

（1）研发大楼为综合性的研发、检测、实验、评估、办公大楼。

（2）生物育种中心

利用各种分子遗传标记技术将对品种资源保护和合理开发利用提供科学依据，对遗传学研究和遗传育种起到巨大的推动作用。常规育种技术结合生化遗传标记育种、分子遗传标记育种和计算机信息技术育种等技术，是未来育种的发展趋势。

（3）集中型生物燃气工程

有效教学(effectiveteaching)的理念源于2O世纪上半叶西方的教学科学化运动。该理论认为，教学是科学，可以用科学的方法来研究，它的核心就是教学的效益。有效教学指教师遵循教学活动的客观规律，以尽量少的时间、精力和物力投人，取得尽可能多的教学效果。从概念上讲，有效教学是为了提高教师的工作效益，强化过程评价和目标管理的一种现代教学理念。有效的教学应该是：有效果、有效率、有效益。随着时代的发展，有效教学在关注教学效益的同时，更关注培养学生的学习能力和创造思维能力n]。有效教学需要教师具备较高的综合素养，特别是要求教师具备良好的教学机智有效教学非常强调课堂教学的变化与生成，更加注重教师能够在复杂多变的教学情境中灵活地发挥自己的教学机智，促进教学顺利开展，实现既定教学目标。基础医学课程在医学院校中占有相当重要的地位，是医学生学习专业课程的前提，也是医学毕业生走上临床工作岗位的铺垫。因此，研究并加强基础医学课程的有效教学意义深远。

1基础医学课程有效教学的教师特质

教师作为“学有专攻”且“闻道在先”的有智之士，能够提供给受教育者所缺乏但必须具有的知识与能力。有效教师具备激励型人格、热情、精力充沛、幽默、可信任；有效教师的教学“以成功为导向”；有效教师的教学行为是有条理的。美国伊利诺大学心理学教授雷蒙德•卡特尔认为，可能影响教学有效性的教师特征如教师的特点、性别、年龄、知识水平及接受专业训练的程度，以及教师的课堂教学行为如课堂教学中教师提问的技巧以及对学生的评价等[2]。基础医学课程的教师不仅应谙熟本专业的相关知识，还要了解本课程与临床专业课程的联系、医学发展前沿动向。对于医学遗传学教师而言，在课堂教学中把握时机、合理地加入案例教学会大大激发学生的探究欲望。

2基础医学课程有效教学的教学目标必须明确

明确的教学目标是高质量教学的必要条件。因此，在教学中，要把每次课堂教学目标研究制定后，形成文字，帮助授课教师准确把握每堂课的教学目标，进而提高教学质量。以医学遗传学为例，讲授单基因遗传病一章内容，教学目标即掌握常染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病和性连锁遗传病的遗传规律，会应用它来分析、解决临床应用中所遇到的相关问题，如计算子代再发风险，解释近亲婚配的危害等。

3基础医学课程有效教学须注重学生主体差异

[论文关键词]生物信息学生命科学

[论文摘要]生物信息学是80年代以来新兴的一门边缘学科，信息在其中具有广阔的前景。伴随着人类基因组计划的胜利完成与生物信息学的发展有着密不可分的联系，生物信息学的发展为生命科学的发展为生命科学的研究带来了诸多的便利，对此作了简单的分析。

一、生物信息学的产生

21世纪是生命科学的世纪，伴随着人类基因组计划的胜利完成，与此同时，诸如大肠杆菌、结核杆菌、啤酒酵母、线虫、果蝇、小鼠、拟南芥、水稻、玉米等等其它一些模式生物的基因组计划也都相继完成或正在顺利进行。人类基因组以及其它模式生物基因组计划的全面实施，使分子生物数据以爆炸性速度增长。在计算机科学领域，按照摩尔定律飞速前进的计算机硬件，以及逐步受到各国政府重视的信息高速公路计划的实施，为生物信息资源的研究和应用带来了福音。及时、充分、有效地利用网络上不断增长的生物信息数据库资源，已经成为生命科学和生物技术研究开发的必要手段，从而诞生了生物信息学。

二、生物信息学研究内容

（一）序列比对

摘要：荧光PCR定量技术(QuantitativePCR)是一种新兴的基因定位技术。这项技术灵敏、简便、快速、不需使用放射性同位素，PCR完成后，通过测序仪的自动识别即可对待测DNA进行定量分析。在遗传病，特别是一些以大片段缺失为主要突变类型的遗传病诊断中，荧光PCR定量技术发挥了很重要的作用。

关键词：荧光PCR定量技术；基因定位技术；遗传病

在早期的遗传学分子诊断中，主要依赖于SouthernBlotting，寡核苷酸杂交等技术。自1985年Saiki等首次描述聚合酶链反应(polymerasechainreaction，PCR)以来，PCR技术因为其灵敏特异，省时省力等诸多优点而受到了人们的高度重视，已经应用于生物医学和化学等基础研究的各个领域，并且成为医学临床和法医学研究的强有力分析工具之一[1-3]。然而，近几年来，研究者们不再满足于得知某一特异DNA序列的存在与否，他们更着眼于对其进行精确的核酸定量。尽管把PCR作为一种定量的工具，在技术上还面临着一些挑战。荧光PCR基因定位技术是近十余年来兴起的一种分子生物学技术，与其他定量方法相比，具有灵敏、简便、快速、不需使用放射性同位素的特点，在基因表达、传染病和遗传病的诊断等方面迅速得到了广泛应用。

一、荧光PCR基因定位技术的原理

荧光PCR定量技术的主要原理为：在PCR前，通过化学方法在引物的5’端通过共价方式连接一个荧光分子。由于在进行PCR时，引物和待扩增模板端的碱基不需要完全匹配，荧光PCR引物和普通PCR引物一样，能够对待测模板进行指数扩增。扩增完成后，根据PCR的产量，将荧光PCR产物直接或按一定比例稀释后，和内标、载样缓冲液混合，在自动测序仪上进行电泳。在自动测序仪内激光的激发下，PCR产物上的荧光分子发出固定波长的激发光，被仪器内的光电管捕获。根据PCR产物从开始电泳到经过光电管的时间，测序仪自动计算出相应产物的实际碱基数。不同泳道之间电泳速度的差别，通过各产物内混合的内标校正。同时，测序仪也自动标出相应产物的荧光强度，该数值就是荧光PCR定量技术对模板进行定量与定位的基础。与非定量PCR分析方法不同，荧光PCR的操作程序有助于评估污染的情况，即测出污染的程度，即使阴性对照产生了正的信号，只要这些信号比实验样品的低得多，依据这样的结果，至少可以推测出实验中所得出的信号是真实的。在一定程度上，荧光PCR消除了普通PCR过于敏感、假阳性率高的缺点。荧光PCR常用于研究发病机制、估计病毒的负荷量、监测临床治疗进展或用于诊断遗传缺陷等。通过对靶基因量的检测，将其与疾病的临床表现、临床分型以及各种标志酶的值联系起来，为疾病的诊断和药物治疗监测提供科学的依据。目前，该技术已广泛应用于多种遗传病的诊断和产前筛查，如地中海贫血、儿童型脊肌萎缩症、杜氏/贝氏肌营养不良、胖骨肌萎缩症和各种染色体病等。

二、荧光PCR基因定位技术在遗传病诊断中的应用

一、法国政府强力支持跨学科研究

法国的跨学科研究由来已久，但真正得到政府政策上的大力支持，形成制度化、规模化和职业化却是在20世纪90年代初。

1993年，第一个由法国研究部资助的国家级跨学科研究规划问世，确定生命科学、信息与传播学、环境科学、社会动力学、材料与技术和天文学六大学科为法国跨世纪跨学科研究的重点学科领域，同时批准了数十个课题项目。这些课题项目是政府、科研、教育机构和企业根据现实问题、社会需求和科学自身发展需要设立的，一般每隔一两年调整一次，每四五年彻底更新一次。

1993年以来，法国政府连续3次将跨学科研究列入国家科研规划，并作为国家科研发展战略的重点。特别是进入新世纪以后，重新修订了跨学科研究发展战略，大幅度提高了重点学科领域的科研经费。

新世纪初颁布的《2002年法国研究与发展预算》(注：Leprojetdubudgetcivilderechercheetdéveloppment(BCRD)pour2002,www.recherche.gouv.fr/discours/2001/budget/bcrd.pdf.)继续将生命科学、宇宙科学、信息科学与环境科学列为国家重点投资的学科领域。

生命科学成为政府的重点投资对象2002年的法国研究与发展预算总计90.36亿欧元(592.72亿法郎)，比2001年提高了2.9%。其中生命科学预算高居榜首，达到22.37亿欧元(146.73亿法郎)，占总预算的近1/4(24.8%)。