分子生物学遗传学范文

导语：如何才能写好一篇分子生物学遗传学，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词 紫花苜蓿；耐逆；性状遗传；分子生物学

中图分类号 S551+.7 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）20-0304-02

苜蓿（Medicago sativa）是世界上重要的豆科牧草，现已成为仅次于小麦、玉米、大豆之后的第四大作物，其粗蛋白含量达18%以上，干草产量可达18 t/hm2，种植一次可利用4～5年。正是因为苜蓿营养高、产量高、利用年限长的特点，因此被誉为“牧草之王”。近年来，我国苜蓿种植面积和种植区域不断扩大，西北、华北、东北各省有大量栽培，南方各地也开始栽种。对苜蓿的遗传改良一直是苜蓿遗传与育种工作者的目标。但由于栽培苜蓿的四倍体特性，且具有虫媒传粉、自交衰退的特点，使得苜蓿的遗传改良较其他作物进展缓慢。受气候和土壤的影响，紫花苜蓿在我国南方推广受到制约，对南方草食畜禽的发展产生了极大阻碍。随着分子生物学的不断发展进步，各种诱变技术和生物技术在遗传和育种方面的运用逐渐发展和提高。因此，为了推动苜蓿产业化发展，利用这些技术手段研究紫花苜蓿的耐逆性状，从而丰富我国苜蓿种质资源，并为其耐逆育种提供一定的参考。

1 耐逆遗传基础研究

1.1 耐逆遗传

国内有关紫花苜蓿耐逆性状遗传的研究不多见，因为紫花苜蓿遗传基础复杂，其是异花授粉植物，为同源四倍体，国外报道也不全面。很多植物能够在一定干旱胁迫阈值内表达相关抗旱基因，体现抗旱性[1]。湛虎[2]利用Reverse Northern技术和DDRT-PCR技术，筛选了干旱胁迫表现的基因片段，研究表明该片段可能为干旱诱导表达的新基因。目前的研究表明，基因组成决定了紫花苜蓿的抗寒性，其受到多重环境因素影响，如土壤、光照、温度等，还与秋眠性密切相关。Cunningham et al[3]以非秋眠性、不抗寒品种CUF101为亲本，在选择高秋眠性植株的同时，也提高了入选植株的抗寒性。Cunningham et al[4]研究表明，根系和根茎中Gas基因的表达和随后的脯氨酸聚积与苜蓿越冬存活率紧密相关。杨青川等[5]对紫花苜蓿耐盐性的基因效应和遗传力进行了研究，发现个体间耐盐性差异大于品种间差异，主要表现为加性效应。Al-Khatib et al[6]揭示了不同紫花苜蓿品种群体具有不同的耐盐基础，用NCⅡ杂交法研究了经耐盐选择后的遗传方差和非遗传方差。Johnson et al[7]认为，紫花苜蓿各生育阶段的耐盐机制可能不同。Campbell et al[8]研究表明通过表型轮回选择可提高紫花苜蓿对铝耐受性。

1.2 耐逆性状的分子标记

在抗寒和抗旱性方面，国内外许多学者对紫花苜蓿进行了分子标记方面的研究，如分子标记图谱构建[9]、RAPD技术引物筛选[10]、品种耐寒性检测[11]等。在耐铝毒方面，Sledge et al[12]采用RFLP技术对二倍体紫花苜蓿耐铝性进行QTL位点识别的研究，发现了2个与耐铝毒相关的基因，并定位在苜蓿RFLP图谱。在耐盐性方面，杨青川等[13]研究获得1个与苜蓿耐盐基因相连锁的RAPD标记，并推断该标记与苜蓿耐盐主效QTL紧密连锁。刘志鹏等[14]用SSR标记对耐盐和敏盐苜蓿种质群体内和群体间的遗传变异进行了研究分析。

在抗病性方面，王 瑜等[15]采用ISSR分子标记技术结合集群分离分析法对褐斑病抗性基因进行分子标记研究，初步确定了几个与褐斑病抗性基因连锁的分子标记，为建立苜蓿褐斑病的分子标记辅助选择（MAS）育种技术体系、抗病基因的定位克隆以及深入研究奠定了基础，为紫花苜蓿抗褐斑病的鉴定和分子标记辅助抗病育种提供了重要依据。

刘曙娜等[17]以筛选出的高抗寒黄花苜蓿与高产紫花苜蓿杂交产生F1代个体，并且由F1代个体自交构建F2群体。利用随机扩增DNA多态性分子遗传标记（RAPD）对F2群体进行分析。应用MAPMAKER/EXP（3.0）与JionMap4.0并结合MapDrawV2.1软件构建四倍体苜蓿遗传连锁图谱。从192个随机引物中筛选出72个引物，对94个F2个体及F1双亲DNA样本进行RAPD扩增，获得51个RAPD标记，构建了四倍体苜蓿分子遗传连锁框架图，其中包含8个连锁群，标记覆盖的基因组总长度约为1261.5 cm，标记间平均距离为24.73 cm。该图谱为构建饱和的苜蓿遗传连锁图谱提供了框架结构，并为开展苜蓿分子育种研究奠定基础。

1.3 耐逆基因克隆

紫花苜蓿耐盐碱/抗旱、抗寒能力强，目前已从紫花苜蓿中分离、克隆了多个与耐逆境相关的基因。在耐盐碱性方面，Ginzberg et al[18]从盐胁迫紫花苜蓿的根cDNA文库中成功克隆2个编码Pro的关键合成酶基因cDNA克隆。龙瑞才等[19]根据已知的与盐胁迫相关的EST序列，采用SMART RACE方法克隆了紫花苜蓿果糖—1，6一二磷酸醛缩酶（ALD）全长cDNA，命名为MsALD。结果表明，cDNA全长1 487 bp，包含一个1 194 bp的最大开放阅读框，编码398个氨基酸。经同源比对和进化树分析，MsALD基因编码的氨基酸与马铃薯、烟草、红三叶草等的果糖—l，6—二磷酸醛缩酶（ALD）氨基酸序列一致性达90%以上，确定其属第1类果糖—1，6—二磷酸醛缩酶。半定量RT-PCR分析表明，MsALD基因可能与紫花苜蓿抗盐性相关。在抗旱性方面，Bartels[20]发现，干旱胁迫诱导的乙醛糖还原酶在苜蓿中已被克隆，此种酶可减轻乙醛活化，为苜蓿抗旱育种提供了思路。在抗寒性方面，Mohapatra et al[21-22]分别从紫花苜蓿Apica品种中分离出1个受干旱、寒冷、ABA胁迫诱导的cDNA和 3个冷驯化特异性cDNA。Castonguay et al[23]从冷驯化的苜蓿根颈中分离了1个冷调节基因msaCIC。Laberge et al[24]分离了编码富甘氨酸的MsaciA。

2 诱变耐逆性

在逆境条件下，各物质的相互关系是相当复杂的。近年来植物耐逆性大多局限于逆境下生理机制的变化，缺乏各生理机制之间相关性的研究，目前引起这些作用的分子机制尚未完全研究清楚。因此，就简单的说某种物质在逆境条件下的升降，只能作为受到胁迫的参考依据。

2.1 物理诱变

李 波等[24]采用紫外线对苜蓿的愈伤组织进行诱变处理，并用PEG模拟干旱胁迫，然后对抗旱性生理指标进行测定。结果表明，脯氨酸含量、可溶性蛋白、过氧化物酶（POD）等生理指标均高于对照，趋于一致。王 瑛等[25]利用经卫星搭载的苜蓿种子诱导愈伤组织，并筛选抗羟脯氨酸变异体，获得变异细胞系，其游离脯氨酸含量高于对照2倍以上，同时对PEG和NaCl还具有交叉抗性。

在抗盐性方面，李 红等[26]对苜蓿茎段进行愈伤组织诱导，并进行NaN3和紫外线诱变处理。脯氨酸筛选后，作Na2CO3 和NaHCO3碱性胁迫，鉴定各项抗碱性生理指标，如脯氨酸含量、可溶性糖、POD等。研究结果表明，在提高苜蓿的抗碱性作用方面，2种方法均可提高苜蓿抗碱性，其中紫外线诱变效果优于NaN3化学诱变。

2.2 化学诱变

在抗旱性方面，张志胜等[27]通过3种途径利用PEG分别获得抗20%PEG带芽愈伤组织、抗20%PEG愈伤组织、抗旱性稳定的愈伤组织。在抗寒性方面，李 波等[28]利用叠氮化钠诱变3个紫花苜蓿品种幼茎诱导产生的愈伤组织，经-7℃低温筛选，发现经诱变的愈伤组织抗寒性显著提高，之后李 波等[29]用硫酸二乙酯（DES）诱变紫花苜蓿愈伤组织，也发现经DES处理后的愈伤组织抗寒力增强。继 红等[30]以EMS为诱变剂，对紫花苜蓿叶片诱导愈伤组织作低温筛选，获得了耐寒突变体。

诱变育种是植物耐逆育种的重要手段，诱变育种在组织培养中也得到了广泛的应用，应注重诱变技术与生物技术、航天育种技术相结合，加强多学科的渗透，以获得更多新成果。在分子水平上，已经实现了将一些与逆境相关的基因导入到植株体内，从而提升植株的耐逆性能。植物的耐逆性受多基因控制，存在多种调控途径并可能发生交叉，运用传统育种技术与现代分子育种技术相结合是现阶段植物抗逆育种的一个新方向。

3 参考文献

[1] 马巧利，孙彦，杨青川.苜蓿干旱胁迫的生理响应及其分子水平的研究进展[J].北方园艺，2011（14）：183-18.

[2] 湛虎.苜蓿干旱诱导相关基因的克隆和功能分析[D].长春：吉林农业大学，2008.

[3] CUNNINGHAM S M，NADEAU P，CASTONGUAY Y，et al.Raffinose and stachyose accumulation，galactynol synthase expression，and winter injury of contrasting alfalfa germplasms[J].Crop Sci，2003（43）：562-570.

[4] CUNNINGHAM S M，GANA J A，VOLENEC J J，et al.Winter hardiness，root physiology，and gene expression in successive fall dormancy selections from ‘Mesilla’ and ‘CUF 101’ alfalfa[J].Crop Sci，2001（41）：1091-1098.

[5] 杨青川，孙彦，苏加楷，等.紫花苜蓿耐盐育种及耐盐遗传基础的研究进展[J].中国草地，2001（23）：59-62.

[6] AL-KHATIB M M，MCNEILLY T，COLLINS J C.Between and within cultivar variability in salt tolerance in lucerne（Medicago sativa L.）[J].Genetic Resources and Crop evaluation，1994（41）：159-164.

[7] JOHNSON D W，SMITH S E，DOBRENZ A K.Genetic and phenotypic relationships in response to NaCl at different developmental stages in alfalfa[J].Theor Appl Genet，1992（83）：833-838.

[8] CAMPBELL T A，XIA Z L，JACKSON P R，et al.Diallel analysis of tolerance to aluminium in alfalfa[J].Euphytica，1994（72）：157-162.

[9] SLEDGE M K，RAY I M，JIANG G.An expressed sequence tag SSR map of tetraploid.Alfalfa（Medicago sativa L.）[J].Theor Appl Genet，2005（111）：980-992.

[10] 康俊梅，杨青川，樊奋成.RAPD技术分析不同抗旱性苜蓿品种DNA的多态性[J].生物技术，2005，15（6）：37.

[11] VASHUTA S，UCHIYAMA K，ISOBE S，et al.Some approaches for use of RAPD analysis in the tetraploid outcrossing alfalfa Source Utilization of transgenic plant and genome analysis in forage crops[R].Proceedings of an international workshop held at the National Grassland Research Institute.Japan：Nishinasuno，Tochigi，1998：143-148.

[12] SLEDGE M K，BOUTON J H，DALL’AGNOLL M，et al.Identification and confirmation of aluminum tolerance QTL in diploid Medicago sativa[J].Crop Science，2002（42）：1121-1128.

[13] 杨青川，韩建国.紫花苜蓿耐盐分子标记的初步鉴定[J].中国农业科学，2005，38（3）：606-611.

[14] 刘志鹏，杨青川，呼天明，等.用SSR标记研究不同耐盐特性四倍体紫花苜蓿的遗传多样性[J].作物学报，2006，32（4）：630-632.

[15] 王瑜，袁庆华，高建明.苜蓿褐斑病抗性基因ISSR标记研究[J].中国草地学报，2008，30（3）：65-68.

[16] CASTONGUAY Y，LABERGE S，NADEAU P，et al.A cold-induced gene from Medicago sativa encodes a bimodular protein similar to deve-lopmentally regulated protein[J].Plant Molecular Biology，1994（24）：799-804.

[17] 刘曙娜，于林清，周延林，等.利用RAPD技术构建四倍体苜蓿遗传连锁图谱[J].草业学报，2012，21（1）：170-175.

[18] GINZBERG I，STEIN H，KAPULNIK Y，et al.Isolation and charac-terization of two different cDNAs of 1-pyrroline-5-carboxylate synthase in alfalfa，transcriptionally induced upon salt stress[J].Plant Molecular Biology，1998，38（5）：755-764.

[19] 龙瑞才，杨青川，康俊梅，等.紫花苜蓿果糖-1，6一二磷酸醛缩酶基因全长克隆及分析[J].西北植物学报，2010，30（6）：1075-1082.

[20] BARTELS D.Targeting detoxification pathways：an efficient approach to obtain.plants with multiple stress tolerance[J].Trends Plant Sci，2001（6）：284-286.

[21] MOHAPATRA S S，POOLE R J，DHINDSA R S.Abscisic acid-regulated gene expression in relation to freezing tolerance in alfalfa[J].Plant Physiol，1988（87）：468-473.

[22] MOHAPATRA S S，WOLFRAIM L，POOLE R J，et al.Molecular cloning and relationship to freezing tolerance of cold-acclimationspecific genes of alfalfa[J].Plant Physiol，1989（89）：375-380.

[23] LABERGE S，CASTONGUAY Y，VEZINA L-P.New Cold- and Drought-Regulated Gene from Medicago sativa[J].Plant Physiol，1993（101）：1411-1412.

[24] 李波，贾秀峰，焦德志，等.紫外线诱变苜蓿愈伤组织抗旱性的研究[J].干旱地区农业研究，2005，23（6）：103-105.

[25] 王瑛，牛炳韬，贾敬芬.苜蓿培养细胞抗羟脯氨酸变异体的筛选和特性分析[J].环境生物学报，1998，4（4）：340-344.

[26] 李红，李波，赵洪波，等.诱变处理苜蓿愈伤组织抗碱性的研究[J].草业科学，2009，26（7）：32-35.

[28] 李波，贾秀峰，高美玲.诱变苜蓿耐寒突变体的研究[J].草地学报，2004，12（2）：95-97.

[27] 张志胜，赵世绪.渗透胁迫下苜蓿愈伤组织的生长和植株再生[J].植物生理学通讯，1995，31（1）：21-23.

篇2

1、分子生物学（molecular biology)是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来，分子生物学是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 （中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系（即生物膜）。

2、1953年沃森、克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型是分子生物学诞生的标志。

（来源：文章屋网 ）

篇3

关键词：农学专业；分子生物学；教学改革与实践

前言

上个世纪中期，核酸被确定为主要的遗传物质，随后DNA的双螺旋结构被揭示；进入到上世纪后期，遗传重组技术、PCR技术以及核酸测序技术相继出现、发展迅猛。分子生物学作为一门学科也应运而生，并成为当前最前沿、最活跃的学科之一[1，2]。分子生物学相关理论与技术方法已经渗透了生命科学各个研究领域，全面促进了当今理、工、农、医等多个学科的发展，是从事生命及农业科学研究和工作必备的工具和知识体系，该学科的教学工作至关重要[3]。该课程已成为高校生物类、农学以及医学等专业的基础课程，也是学生掌握生物技术的最重要课程之一。国内高等院校自上世纪80年代以来，陆续开设分子生物学课程。华南农业大学办学历史悠久，已经面向农学专业开设该课程长达20余年。针对该课程存在的研究方法与手段发展极为迅速、理论知识抽象、实践教学环节薄弱等问题，结合前人的经验和多年的教学实践，从教材选用、教学内容、教学模式以及课程学习效果等方面进行研究和探索，充分说明教什么、怎么教以及教的怎么样几个教学中的关键问题。全方位、多维度地提高教学效率，增强学生学习效果，为培养服务于现代农业的高素质、创新型人才奠定基础。

一、立足专业培养方案，整体规划教学内容

经过长期实践，分子生物学成为华南农业大学农学专业必修课、农学丁颖创新班的专业选修课。在课程开设前，相关专业的学生已经修习了生物化学、遗传学等专业基础课程，且在课程内容中与分子生物学存在一定的交叉；部分学生还会继续选修基因组学、生物信息学以及基因工程实验等课程，分子生物学成为学习这些课程的必要基础。因此，我们根据农学专业人才培养方案和本课程教学大纲进行总体设计，根据学生已有的知识体系，突出教学重点，强调课程特色，提高教学效率。采用的具体措施主要包括以下两个方面。

（一）合理选用教材

分子生物学几乎是现代生命科学研究领域发展最为迅速、最具活力的学科。该学科相关的出版教材也非常丰富，包括《现代分子生物学》（朱玉贤，高教出版社，2007）、《分子生物学教程》（赵亚华，科学出版社，2006）、《基础分子生物学》（郑用琏，高教出版社，2012）等。针对于农学专业的专业特点，我们选用郑用琏主编的《基础分子生物学》作为参考书；在实际教学中，适当脱离教材，对于本书中所涉及的遗传学和生物化学教学内容做必要提示，自学为主；对于研究前沿，密切追踪，及时跟进，将最新的研究方法和研究进展融入到课堂教学。在教学过程中，引导学生查阅《GeneVIII》（Lewin.B，OxfordUniversityPress，2007）、《MolecularBiology》影印版（RobertF.Weaver科学出版社2001）等英文书籍和专业文献，在学习专业知识的同时，提高英文阅读水平，拓宽知识面。

（二）优化教学大纲

制定教学大纲时，充分考虑遗传学、生物化学和分子生物学等课程的教学内容，结合开设的实验课程，进行总体设计。经过多年实践，制定了总学时为48学时的课程教学大纲。其中，36个课时用于系统讲述基本理论知识，12个学时用于课堂讨论。理论知识包括核酸的结构、DNA的复制和转录、蛋白质翻译以及基因表达调控等。在具体教学时间分配上，2个课时用于系统介绍本学科的历史沿革、发展现状及未来趋势；核酸结构部分内容在生物化学等课程有所涉及，本课程重点阐述核酸结构与性质在分子生物学研究中的意义与应用、基因概念内涵的演变和发展，总计8个课时；在中学阶段已经学习过DNA复制与转录相关内容，本课程教学中仅突出讲述以往尚未接触的内容，安排6个课时；蛋白质翻译过程是生物化学课程的学习内容，本课程将重点放在蛋白翻译的保真机制上，总计4个课时；基因表达调控是整门课程中的重点、难点，分配16个课时；所选教材中涉及的基因突变及利用、基因工程等方面的内容，分别在本专业开设的遗传学、植物基因工程等课程中进行讲述，本课程不再进行单独的讲述。现在分子生物学技术等内容主要结合12个课时的课堂讨论进行学习，结合具体研究案例，引导学生及时跟进学科前沿，提高解决问题的能力。通过将理论教学与进展讨论有机结合，达到夯实理论基础，面向应用，展望前沿，拓宽思路，全面提升专业素质的目的。

二、多种教学方法融合，全面提高教与学的效率

（一）坚持德育优先，情感教育贯穿课程教学

教育的本质是立德树人，只有保持一个国家、一个民族的道德先进性，才能保持这个国家、这个民族持续前进的动力。德育是任何课程教育都不容忽视的、极为重要的教学组成部分。在授课过程中，通过学习相关研究进展以及理论和方法的产生与发展历程，结合该学科在我国的历史沿革和现状、具体到我校在相关领域的贡献，弘扬前辈的爱国奉献精神和实事求是的道德品质；由此培养学生建立科学的发展观、形成严谨的科研态度，激发家国情怀，形成内在的学习动力和学习热情，提高学习效果。作为主讲老师，我们尽量多地了解学生个人学习情况和日常动态，建立良好的师生互信，全方位服务教学工作。

（二）打破教材限制，灵活采用教学手段

分子生物学课程知识更新速度非常快，且涉及的知识面广、信息量大。我们根据实际需求，不拘泥于教材，及时跟进研究前沿热点，将最新的研究成果引用到课堂教学，鼓励学生利用所掌握的知识点探究前沿热点问题，培养学生主动获取知识的能力和创新意识。例如，将近年来的研究热点———基因编辑技术融入到“基因表达调控”的内容，一起进行教学。该课程还存在知识抽象、复杂，难以理解的问题，学生容易产生畏难情绪。针对于此，我们在授课过程中，充分挖掘教学资源，以学生们所熟悉的本校教师及其研究成果进行举例，化抽象为具体，学以致用，培养学生利用所学的知识解决实际问题的能力。在多媒体课件制作方面，注意色彩搭配，重难点突出，合理规划放映流程，深入浅出地展示学习内容。充分发挥现代化教育技术的优势，在采用多媒体课件进行展示的基础上，充分利用网络传媒，综合使用动画、投影，增强表现力，使教学内容更加直观形象，达到启迪思维，增进理解，强化记忆的效果。在课堂讲述之外，安排课前导读、课堂讨论和课后作业，从多个教学环节对学习内容进行拓展，培养学生归纳总结、独立分析和思考的能力，逐步形成科学的思维方式，提高综合素质。

（三）班组结合，凸显学生学习主体的地

我校主要采用小班制教学模式，集中授课是主要的教学组织形式。本课程采用了大班授课和小组学习相结合，同时辅助以个别指导的教学形式。每个授课班一般为50人左右，每个小组通常为3-5人。通过拟定课外学习内容，督促学生自发组成课外学习小组，自主选定主题并围绕该主题进行调研、在课堂上进行讨论。“班级-小组-个人”相结合的分层学习模式使每位同学都能充分参与到教学活动中，激发学习的积极性。课堂讨论环节中，以小组为主体阐述观点，结合教师点评，自由提问和辩论，形成师生间的有效互动，活跃课堂气氛。在启发式的翻转课堂过程中，充分发挥学生的主体地位，有效调动学习热情，提高自主学习能力，推动学生的创造性学习。

（四）以问题为导向，打造立体式学习环境

农学专业学生从大学二年级即开始毕业论文研究工作，从事的研究工作往往涉及到不同层次的分子生物学问题；在整体的培养方案中，也有与分子生物学课程相关的实验性课程。我们以此为契机，通过在课程中引入读书报告、阐明实验设计的原理和方法，指导学生进行研究性学习，促进学生运用本课程的理论知识解决实践教学中的具体问题；有目的地引导学生发现问题，提出疑问，以问题为导向，激发兴趣、积极探索，在问题解决的过程中积累知识。以上方案有效地促进了不同课程知识点的融合，形成立体式学习环境，全面培养学生的自学能力和研究能力。

篇4

【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。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。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。

2.2 QTL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。

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。

【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.

［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.

［3］吴常信.分子数量遗传学与动物育种[J].遗传.

［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.

［5］陈宏.现代生物技术与动物育种[J].黄牛杂志.

［6］盛志廉，陈瑶生.数量遗传学[M].北京:科学出版社.

篇5

概念：分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。 

  

所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。 

  

发展历史： 

  

一、准备和酝酿阶段 

  

19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：  

  

确定了蛋白质是生命的主要基础物质 

 

19世纪末buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名称，酶是生物催化剂。20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素c、肌动蛋白等），证明酶的本质是蛋白质。随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系，可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。1902年emilfisher证明蛋白质结构是多肽；40年代末，sanger创立二硝基氟苯（dnfb）法、edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链n端氨基酸；1953年sanger和thompson完成了第一个多肽分子--胰岛素a链和b链的氨基全序列分析。由于结晶x-线衍射分析技术的发展，1950年pauling和corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。所以在这阶段对蛋白质一级结构和空间结构都有了认识。 

  

确定了生物遗传的物质基础是dna 

  

虽然1868年f.miescher就发现了核素（nuclein），但是在此后的半个多世纪中并未引起重视。20世纪20-30年代已确认自然界有dna和rna两类核酸，并阐明了核苷酸的组成。由于当时对核苷酸和硷基的定量分析不够精确，得出dna中a、g、c、t含量是大致相等的结果，因而曾长期认为dna结构只是“四核苷酸”单位的重复，不具有多样性，不能携带更多的信息，当时对携带遗传信息的侯选分子更多的是考虑蛋白质。40年代以后实验的事实使人们对酸的功能和结构两方面的认识都有了长足的进步。1944年o.t.avery等证明了肺炎球菌转化因子是dna；1952年a.d.hershey和m.cha-se用dna35s和32p分别标记t2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了是遗传物质。在对dna结构的研究上，1949-52年s.furbery等的x-线衍射分析阐明了核苷酸并非平面的空间构像，提出了dna是螺旋结构；1948-1953年chargaff等用新的层析和电泳技术分析组成dna的硷基和核苷酸量，积累了大量的数据，提出了dna硷基组成a=t、g=c的chargaff规则，为硷基配对的dna结构认识打下了基础。

二、现代分子生物学的建立和发展阶段 

  

 　这一阶段是从50年代初到70年代初，以1953年watson和crick提出的dna双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。dna双螺旋发现的最深刻意义在于：确立了核酸作为信息分子的结构基础;提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式；从而最后确定了核酸是遗传的物质基础，为认识核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。在此期间的主要进展包括： 

  

遗传信息传递中心法则的建立 

  

在发现dna双螺旋结构同时，watson和crick就提出dna复制的可能模型。其后在1956年a.kornbery首先发现dna聚合酶；1958年meselson及stahl用同位素标记和超速离心分离实验为dna半保留模型提出了证明；1968年okazaki（冈畸）提出dna不连续复制模型；1972年证实了dna复制开始需要rna作为引物；70年代初获得dna拓扑异构酶，并对真核dna聚合酶特性做了分析研究；这些都逐渐完善了对dna复制机理的认识。 

  

在发现dna双螺旋结构同时，watson和crick就提出dna复制的可能模型。其后在1956年a.kornbery首先发现dna聚合酶；1958年meselson及stahl用同位素标记和超速离心分离实验为dna半保留模型提出了证明；1968年okazaki（冈畸）提出dna不连续复制模型；1972年证实了dna复制开始需要rna作为引物；70年代初获得dna拓扑异构酶，并对真核dna聚合酶特性做了分析研究；这些都逐渐完善了对dna复制机理的认识。 

  

在研究dna复制将遗传信息传给子代的同时，提出了rna在遗传信息传到蛋白质过程中起着中介作用的假说。1958年weiss及hurwitz等发现依赖于dna的rna聚合酶；1961年hall和spiege-lman用rna-dna杂交证明mrna与dna序列互补；逐步阐明了rna转录合成的机理。

 

在此同时认识到蛋白质是接受rna的遗传信息而合成的。50年代初zamecnik等在形态学和分离的亚细胞组分实验中已发现微粒体（microsome）是细胞内蛋白质合成的部位；1957年hoagland、zamecnik及stephenson等分离出trna并对它们在合成蛋白质中转运氨基酸的功能提出了假设；1961年brenner及gross等观察了在蛋白质合成过程中mrna与核糖体的结合；1965年holley首次测出了酵母丙氨酸trna的一级结构；特别是在60年代nirenberg、ochoa以及khorana等几组科学家的共同努力破译了rna上编码合成蛋白质的遗传密码，随后研究表明这套遗传密码在生物界具有通用性，从而认识了蛋白质翻译合成的基本过程。 

  

上述重要发现共同建立了以中心法则为基础的分子遗传学基本理论体系。1970年temin和baltimore又同时从鸡肉瘤病毒颗粒中发现以rna为模板合成dna的反转录酶，又进一步补充和完善了遗传信息传递的中心法则。 

对蛋白质结构与功能的进一步认识 

篇6

目前，急性早幼粒细胞白血病的实验室诊断主要是以细胞形态学检查为基础，结合免疫学、细胞遗传学以及分子生物学检验的MICM综合性诊断技术。近几年，D-二聚体在急性早幼粒细胞白血病中的诊断价值也逐渐被临床重视。本文将对这些实验室诊断方法进行综述。

关键词：

急性早幼粒细胞白血病；MICM分型；D-二聚体；FISH；FCM

急性早幼粒细胞白血病（acutepromyelocyticleukemia，APL）是急性髓细胞白血病（acutemyeloblasticleukemia，AML）的M3亚型[1]，多伴有异常染色体t（15；17）而形成PML-RARα融合基因。以异常早幼粒细胞增生为主，临床上除有发热、感染、贫血和浸润等急性白血病的症状外，广泛而严重的出血常是本病的特点，易并发弥散性血管内凝血（DIC），可发生原发性纤溶亢进。经诱导化疗或骨髓移植后达到临床完全缓解（CR），但体内依然会残存约106~108个微量白血病细胞（MRLC），即微量残留白血病（minimalresiduaidisease，MRD）[2]，而这些细胞则是APL复发的根源。近年来，随着分子生物学技术的迅猛发展，通过联合测定PML-RARα融合基因进行诊断，即将形态学（morphology，M）、免疫学（immunology，I）、细胞遗传学（cytogenetics，C）和分子生物学（molecu-lar，M）相联合的MICM分型技术[3]，极大地提高了APL诊断的准确率，并为MRD提供了更为可靠的诊断依据。本文结合近几年相关学者利用MICM分型技术和D-二聚体检测等在APL上的诊断报道及相应研究成果，对这些诊断方法进行综述，并探讨各诊断方法的优劣。

1血细胞形态学在诊断中的应用

1.1血象APL的血涂片观察，可见血红蛋白和红细胞呈不同程度的减少；血小板中度到重度减少，多数为（10~30）×109/L。白细胞计数大多病例在15×109/L以下，明显减少者见于全血细胞减少，但也可有明显增高（M3v型），分类以异常早幼粒细胞为主，也可见少数原粒及其他阶段粒细胞，胞浆易见Auer小体。

1.2骨髓象多数APL病例骨髓增生极度活跃，个别病例增生低下。各阶段幼红细胞和巨核细胞明显减少，细胞形态分类以早幼粒细胞为主，占30%~90%（NEC），可见少量的原粒和中幼粒细胞。增多的早幼粒细胞形态异常，大小不一，外形呈椭圆形或不规则形。胞核扭曲变形，可见双核，核染色质疏松有明显核仁。胞质中含多量大小不等的嗜苯胺蓝颗粒[4]，根据胞质中颗粒的不同可分为3个亚型：粗颗粒型（M3a），颗粒粗大深染密集；细颗粒型（M3b），颗粒密集而细小；变异型（M3v），颗粒极少甚至没有。

1.3细胞化学染色过氧化物酶（POX）、苏丹黑染色（SBB）、酸性磷酸酶（ACP）、非特异性脂酶（NSE）均呈阳性或强阳性；且非特异性脂酶（NSE）不被NaF抑制，中性粒细胞碱性磷酸酶（NAP）积分减低。通过APL细胞的形态学特征而对其进行分型主要依据1976年法（F）、美（A）、英（B）三国协作组提出的急性白血病FAB形态学分型方案及诊断标准（1985年有修改）[5]。借助光学显微镜和一定的细胞化学染色技术，在形态学上对APL做出初步的分型诊断。由于仅是凭借人眼进行分型，其在细胞形态的辨认上易受检验人员学识水平、工作经验等因素影响，从而影响对APL分型的准确性；且灵敏度低，对于MRD的监测也很难实施。近几十年，国际上在白血病FAB分型的基础上又开展了免疫学、细胞遗传学和分子生物学技术的研究工作，大大提高了对白血病诊断的准确性也更利于对MRD的监测[6]。但利用光学显微镜的形态学诊断也一直被临床沿用，主要由于光学显微镜方便易得，成本相对较低，利于普及，特别是基层医院，可以作为白血病筛查的主要手段；且对于细胞形态典型的病例，血细胞形态学诊断更是有利于疾病的及时诊断和治疗。

2免疫学分型在诊断中的应用

典型的APL免疫学表型呈CD13、CD33阳性，CD34及HLA-DR阴性，CD34阳性的APL恶性细胞颗粒小而少，且易出现白细胞计数增高，预后较差[7]。近年来随着单克隆抗体的不断开发及流式细胞术的广泛开展，急性白血病免疫表型研究得到迅猛发展，极大地提高了APL诊断和分型的准确性[8]。同时随着流式细胞仪（FCM）性能的不断完善，也使得MRD的检测更为灵敏。FCM是将单克隆抗体、流体力学、免疫荧光、计算机等技术相结合，测量射门参数在单细胞水平上辨认细胞形态、大小和荧光等特征，其检测快速、简便，特异性好、敏感度高，能对大量细胞进行定量分析，使用的单克隆抗体容易购买，价格相对便宜，便于临床推广。但由于目前缺乏理想的抗体组合，FCM检测APL患者MRD的灵敏度还较低[9]；且随着病程发展，细胞表面的抗原发生改变，亦会导致结果假阴性。因此，较多研究中心建议同时采用多种不同的免疫表型会使这种影响降至最低[10]。张红灵等[11]人采用一组四色荧光标记单克隆抗体组合（CD15-CD11b-CD33-CD45）的流式细胞仪对40例初诊时经形态学及流式免疫分型诊断为APL的白血病患者及其治疗后12例骨髓标本进行检测，同时检测正常对照8例。以CD45/SSC选定粒细胞门，选出其中CD33+细胞再进一步分析CD11b及CD15的表达。结果发现CD33+APL白血病细胞群均表达CD15-CD11b-CD33+，有少数病例同时含有少量CD15-CD11b+CD33+分化细胞。而在正常骨髓标本中以CD45/SSC设门粒细胞群CD15-CD11b-CD33+细胞多数为0，以CD15++CD11b++细胞为主，少数表达CD15+CD11b++，CD15+CD11b+，CD15++CD11b+和CD15++CD11b-细胞，表现出与白血病早幼粒细胞明显不同的表型。因此四色组合FCM可用于APL中MRD的检测。

3细胞遗传学在诊断中的应用

约70%~90%的APL具有特异染色体t（15；17）易位，形成PML-RARα融合基因，这是APL特有的细胞遗传学标志[12]。PML-RARα产物可抑制RARα-RXR二聚体，进而使早幼粒细胞分化成熟障碍[13]。临床上全反式维甲酸ATRT诱导分化治疗能使85%左右的APL患者获得缓解，预后较好；极少数无此融合基因者，维甲酸治疗不敏感，预后较差。常规细胞遗传学中的染色体检验主要包括染色体显带/非显带技术、染色体高分辨技术和染色体脆性部位显示技术等。侯继申等人[14]研究表明APL的细胞遗传学与形态学的相关性并不总是一致的。少数具变异易位核型、变异型APL患者常表现不典型的形态学特征，易误诊为其他白血病。其研究的39例APL患者中有2例APL初诊时被误诊为M2和M5，其中1例早幼粒细胞胞质内富含多个空泡、颗粒稀少，可能与早幼粒细胞颗粒缺失导致空泡形成有关，经核型分析确诊。因此常规染色体核型分析在形态不典型的APL诊断中具有重要作用，可提高APL诊断的准确性和灵敏度。常规染色体核型分析作为经典的分析细胞遗传学方法，已研究的较为成熟，由于着眼于所有染色体因此容易发现新的染色体异常，其主要不足是对于标本质量要求较高，灵敏度较低，容易出现假阴性结果，且对于导致白血病复发的微小残留病监测较不敏感[15]。

4分子生物学检验在诊断中的应用

4.1荧光原位杂交技术荧光原位杂交技术（FISH）是一种高分辨率和高灵敏度的染色体和基因分析技术[16]，通过将生物素标记的DNA探针与互补的DNA链染色体原位杂交，荧光显色后显微镜观察，其将细胞遗传学和分子生物学检测技术充分结合，不仅用于分裂中期细胞，还可用于细胞分裂间期，拓展了检测范围，提高了白血病诊断和MRD检测的灵敏度[17]。郑玲等人[18]利用多重荧光原位杂交（M-FISH）技术对20例APL患者进行检测，并与常规细胞遗传学和逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）结果相比较，从而揭示了M-FISH对于APL的诊断及其MRD的检测有重要应用价值：M-FISH虽不如RT-PCR敏感，但其反映的是处于增殖期的单个白血病细胞的状况，通过反复检测可以动态地观察体内白血病细胞负荷的消长，似比RT-PCR更能预测白血病的复发。同时GordonDewaldW[19]在其报道中表明FISH还可以检测一些变异型的RARα融合基因，且检测效率高，利于标准化开展。

4.2聚合酶链反应聚合酶链反应（PCR）是一种用于体外扩增核酸片段的技术[20]，在进行APL检测时目前临床常用的是逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）以及在PCR反应体系中加入了荧光基团的实时荧光定量PCR（RQ-PCR）[21]。赵威等人[22]利用实时定量PT-PCR技术可检测出10-5μg人急性早幼粒细胞白血病细胞株（NB4）细胞cDNA中的PML-RARα融合基因，其灵敏度高、重复性好，且有助于监测白血病微小残留病灶。实时定量RT-PCR是在普通PCR反应中加入能与PCR产物结合的荧光探针或荧光染料，使之荧光信号随着扩增产物的增加而成比例增长，仪器实时检测每一个循环结束后的荧光强度，通过与标准曲线对比得出定量结果[23]，动态监测PML-RARα融合基因，以及PML-RARα亚型[24]，来检测APL细胞的残余数量和预测复发，还可以预测白血病患者的治疗反应，从而成为指导临床个体化治疗、预防复发和提高患者生存率的重要手段。

5D-二聚体检测在APL中的临床价值

近年来，D-二聚体在帮助诊断凝血系统和纤溶亢进，特别是继发性纤溶亢进等方面的临床价值越来越受到医学专家的重视[25]。急性早幼粒细胞白血病（APL）在疾病进程和治疗期最常见的临床表现是广泛而严重的出血[26]，甚至出现颅内出血，且易并发弥散性血管内凝血（DIC），从而继发纤溶亢进。究其原因，有研究表明因为APL的异常早幼粒细胞具有合成释放大量促凝物质的能力，如组织因子，这些促凝物质会激活凝血系统，引起继发性的纤溶功能亢进，当这些细胞增多到一定程度时，血液将呈现为高凝状态，机体内微循环广泛形成血栓，进一步促进继发性纤溶亢进，造成严重出血等并发症状。因而血浆D-二聚体的检测对APL有一定的诊断意义。董大鹏等人[27]通过临床上72例APL患者治疗前和治疗后D-二聚体含量检测结果分析得出该指标有较高的灵敏度，能够较好的反应早期患者体内的纤溶亢进及凝血系统激活状态。通过检测患者血D-二聚体含量可以直接反映D-二聚体水平和患者病情的变化情况，因此能够作为APL病情进展及预后的重要参考指标[28]，且该指标的检测在临床上简便、快速、成本低，利于普及。但值得注意的是，任何引起DIC的疾病都会导致D-二聚体的增高，因此缺乏特异性，一般只作为APL继发DIC诊断的实用性指标[29]。

篇7

关键词 动物科学专业；细胞分子生物学；实验教学改革；能力培养

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）11-0270-02

Exploration on Experimental Teaching Reform of Cell Molecular Biology for Animal Science Major

ZHAO Jia-fu 1，2 DUAN Zhi-qiang 1，2 ZHANG Yi-yu 1，2 NI Meng-meng 1，2 RUAN Yong 1，2

（1 Key Laboratory of Animal Genetics Breeding and Reproduction in the Plateau Mountainous Region，Ministry of Education，Guiyang Guizhou 550025； 2 College of Animal Science，Guizhou University）

Abstract As an essential course，cell molecular biology plays an important role in the training of high-quality innovative talents in the field of life science.Along with the rapid development of life science，more and more attention to the cultivation of students′ ability to operate experiments need to be improved，especially as an agricultural subject with extensive application.In order to improve students′ interest in experiment course of molecular biology and promote the students′ ability of experiment operation，this paper discussed the reform of experiment teaching content，experiment teaching methods，teaching evaluation ways of animal science，and put forward the concrete reform plan，based on the experimental teaching experiences of cell molecular biology.In conclusion，this article has important guiding significance to the cultivation of the students′ practical ability and research quality.

Key words animal science major；cell molecular biology；experimental teaching reform；ability training

细胞分子生物学是研究细胞内核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述它们之间相互作用的关系及基因表达调控机理的学科[1]，现已广泛应用于生物医学、农林牧渔等学科领域。我国是畜牧业生产和消费大国，需要大量基础理论扎实、创新实践能力强的畜牧科技人才。因此，重视畜牧兽医类本科生细胞分子生物学的理论与实践教学工作，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，并进一步加强其动手能力和创新能力的培养，对培养畜牧兽医领域的复合型创新人才具有重要意义。动物科学专业作为生命科学领域一门实践性较强的学科，毕业生应具备牢固的专业理论知识和较强的实践动手能力[2]。以贵州大学为例，该校动物科学专业一直以来没有分子生物学这门基础课程，然而为培养学生基本的分子生物学实验操作能力，又区别于生物学相关专业，因而学校增加了细胞分子生物学这门课程供学生选修。P者结合具体实践教学经验，从实验教学内容、教学方法、组织形式、考核方式等方面进行论述。

1 实验教学内容的改革

1.1 增加实验教学课时比例

在贵州大学2016版动物科学专业培养方案中，与分子生物学实验相关的专业课程只有动物分子遗传学和细胞分子生物学2门课程。动物分子遗传学为专业个性选修课，占2学分，共36学时，其中理论课28学时，实验课8学时；细胞分子生物学为学科大类选修课，占4学分，其中理论课72学时，实验课时。从基本的课时设置上不难看出，细胞分子生物学实验课时与理论课时比例严重失调，许多重要的实验难以开设，培养学生分子生物学实践操作能力的效果大大折扣。因此，亟须调整本校动物科学专业教学方案，增加细胞分子生物学实验课时所占比例。

1.2 编写适于动物科学专业的实验教学指导

目前，大部分高校细胞分子生物学课程均采用现成的实验教学指导，实验内容大同小异，并未体现出生物科学、生物技术、生物工程等理学类相关专业和动物科学、动物医学、水产养殖、草业科学等农学类相关专业在教学对象上的区别，均以大肠杆菌这类模式生物为实验对象，没有体现出不同专业研究对象的区别。因此，需要编写适合动物科学专业的细胞分子生物学实验教学指导，将动物组织中RNA的提取、不同组织中mRNA的表达差异检测、细胞中总蛋白的提取与分离鉴定等实用性、针对性强的实验编入教学指导。

1.3 改单个实验为综合性设计实验

根据贵州大学动物科学专业细胞分子生物学培养方案中实验课时的规定，同时为加强贵州大学动物科学专业细胞分子生物学实验课程的针对性和实用性，目前该实验课程只能安排4 个单个实验项目共时，分别是目的基因的扩增与连接、细胞的培养与冻存、细胞蛋白的提取与鉴定、细胞蛋白的免疫荧光染色。由于每节课只有2 h，所以对于许多实验项目学生只能参与其中的部分内容，有些实验的来龙去脉很多学生还没有搞清楚。为达到开设这门课程的目的，尝试将单个实验全部设计为综合性实验，每个综合性实验融合了多个单个实验[3]，如猪GH基因原核表达载体的构建及表达、猪LPL基因的亚细胞定位研究、猪MSTN基因在不同组织的表达差异研究、猪APOA1基因在HEK-293T细胞中的免疫荧光检测、HEK-293T细胞总蛋白的提取、纯化与鉴定等综合性实验，这些实验学生只要参与完成其中一个项目，就基本上掌握了分子生物学的常用实验操作技能。

2 实验教学方法的改革

2.1 现有实验教学方法的弊端

一是教师课堂上讲授，学生到实验室验证，这种教学方式没有发挥学生的主观能动性，学生处于被动接受的状态，很难引起学生学习的积极性；二是教师准备好实验，学生只完成验证的那部分实验，这种方法无法培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，更难以培养学生基本实验的操作能力；三是针对部分实验，存在教师操作、学生观看的现象，如与细胞培养相关的实验，由于本科教学与研究生教学相比，参加实验人数多，易造成细胞室污染，所以很多实验都由任课教师亲自完成，学生基本上采用观摩的形式参与其中。以上教学方法上的弊端，严重影响了本专业学生实验动手能力的培养，不利于学生自身的发展。

2.2 实验教学方法改革的具体方案

“翻转课堂”是一种新型的教学理念，最早由教育学者萨尔曼・汗创造性地提出，该模式提出了混合使用技术和亲自动手活动的教学环境[4]。它把传统的“灌输式”教学完全翻转，转变成学生课前预习、提前领会知识要点的教学方式，是一种强调自主性和针对性的教学理念[5-6]，对提高实验教学水平，培养出基础知识扎实、具有应用性和开拓性的创新型人才具有重要意义。为达到培养学生实践动手能力的目的，细胞分子生物学实验课程也引进“翻转课堂”的教学理念，转变师生角色，以学生为主体，发掘学生的个人潜力，培养学生的团队协作精神。按照“翻转课堂”的教学模式，在充分发挥学生主观能动性的前提下，制定细胞分子生物学实验教学方法改革具体方案。一是教师设计好综合性实验项目名称，提前供学生选择（至少10个综合性性实验项目名称）；二是按项目分组（每组7～10人），选出组长，分工进行资料查询、方案设计和PPT制作；三是每组20 min进行PPT汇报，任课教师随堂对方案进行点评修改；四是参照实验方案开展研究，学生不必受实验课程时间的限制，在实验教师的参与下，根据各自时间安排完成整个实验项目；五是撰写实验项目报告，并写出个人体会和相关收获。

3 实验教学考核方式的改革

3.1 现有实验教学考核方式的弊端

以往的实验教学考核方式过于简单，且没有统一的标准，只注重是否来上课、是否交了实验报告、实验结果是否合理等方面，忽略了学生在发现问题、主动思考、团队协作、解决问题和语言表达等环节综合能力的考核。因此，实验教学考核方式的改革，应更重视学生综合运用所学知识分析问题和解决问题等方面能力的考察[7]。

3.2 实验教学考核方式改革的具体方案

考核标准和考核方式对教师和学生都具有指挥棒的作用。考核什么、怎么考核直接影响到教师如何教、教什么和学生怎么学、学什么的问题。本实验课本着对学生发现问题、分析问题、解决问题及实验操作等方面能力的培养，特制定如下考核方案：按百分制，其中实验方案设计和PPT报告占40%，实验技能操作和实验报告占30%，实验技术提问和团队协作占20%，考勤和纪律占10%。这样的考核标准不仅可以公正、公平地衡量学生的实验成绩，更重要的是调动了学生学习的积极性和自主性，锻炼了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

4 结语

通过对动物科学专业细胞分子生物学实验内容、教学方法和考核方式的改革，进一步打破了实验教学与科学研究之间的界限，使学生能够根据自己的兴趣开展实验研究，充分体现了学生作为实验教学的主体地位，不仅锻炼了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，还锻炼了学生实验操作、文献检索、PPT制作、团队协作及语言表达等方面的能力，达到了实验教学与科研素质培养的有机结合，为其今后从事相关研究工作或进一步深造奠定了坚实基础。

5 参考文献

[1] 聂俊，杨冬芝，杨晶.细胞分子生物学[M].北京：化学工业出版社，2009.

[2] 孙淑霞，闫峰，杨月春，等.动物科学专业实践教学模式研究与实践[J].黑龙江畜牧兽医，2014（10）：188-190.

[3] 郑小坚，何俊，贡成良，等.多学科融合分子生物学实验网络教学平台的设计与实现[J].实验技术与管理，2016（1）：140-142.

[4] 吴玲.融合翻转课堂理念教学凸显创新高效[N].中国教育报，2015-04-29（007）.

[5] 王丽君，李萌，阳小华.翻转课堂中学习绩效提升研究[J].扬州大学学报（高教研究版），2016（2）：80-84.

篇8

关键词：五年制临床医学专业；医学分子生物学；教学改革；PBL教学模式

医学分子生物学是从分子水平上研究人体在正常和疾病状态下的生命活动规律，从分子水平开展人类疾病的预防、诊断和治疗研究的一门科学[1]。五年制临床医学专业学生是未来临床医生的主力军，疾病预防、诊断和治疗技术的更新也要求他们必须与时俱进。我校将医学分子生物学设置为五年制临床医学专业的专业基础课，但是考虑到临床医学专业学生学习任务重，因此学时设置较少。医学分子生物学理论课较为抽象，难于理解，学生学起来吃力，老师教起来费力。为了更好地提高教学质量[2,3]，根据五年制临床医学专业培养目标，结合我校实际情况，我们对医学分子生物学课程进行了教学改革，探索和实践了PBL教学模式。

1在医学分子生物学教学中采用PBL教学模式的必要性

21世纪以来，医学分子生物学发展迅猛，各种新技术、新手段层出不穷，与其他学科的交叉和渗透越来越广泛和深入。面对新形势、新技术，高等学校如何适应这种快速发展的新局面？如何改进教学内容和教学模式？如何及时将这些新知识、新技术融入到具体教学中？对于从事该学科教学的高等教育工作者而言，是一个不得不面对的巨大挑战。医学分子生物学课程内容抽象繁杂、不易理解，尤其是其中涉及到较多的分子生物学技术内容，对于学时有限的五年制医学生而言，理解掌握难度更大，很难在有限的课堂教学中将该学科的经典知识内容与最新进展全部涉及。在此情况下，如果沿用传统的课堂式教学模式，学生很容易因学习内容枯燥乏味、知识点繁杂难记而产生厌学心理，甚至丧失对医学分子生物学学习的兴趣。由此可见，探索一套行之有效的医学分子生物学教学模式非常必要。PBL(Problem-BasedLearning)教学法，最早于1969年由加拿大McMaster大学创立，同年引入高等医学教育，并很快在全球广泛运用。它的宗旨是“提出问题，学生为主体，小组讨论形式，解决问题”。课堂上教师以辅导为主，学生为主体，学生围绕某一医学专题或具体病例的诊治等问题进行讨论研究。教师的作用是提出论题、听取学生上台报告、组织学生讨论、指出学生知识体系中的问题，引导学生掌握学习内容的重点和难点，以此达到解决问题的目的[4-6]。实践证明，PBL教学法有利于激发学生学习兴趣，有效弥补课程安排少、教学手段单一、学生参与度不够等问题，增强学生学习的主动性，提高学生独立分析问题与解决问题的能力[7,8]。学生通过PBL法，在自主学习过程中可以广泛地涉猎学生自己感兴趣的、薄弱的知识环节，做到有的放矢，因材施教，同时不受学时的限制，能迅速提高自己获取新知识的能力。

2PBL教学模式在医学分子生物学教学中的实施方法

2013年，我们在《医学分子生物学》国家精品资源共享课程立项的基础上，在五年制临床医学专业的医学分子生物学教学中开始采用PBL教学模式。具体实施如下：

2.1PBL教学的开展形式

在开始PBL教学前，教师会根据教学内容，尤其是教学重点和难点设计讨论专题，提前发给学生，并做必要的说明与解释，给学生充足的时间做好准备，如收集资料、自主学习、制作课件、小组讨论、教师指导等，通过这些环节确保课堂教学中学生演讲、小组讨论与教师指导的有效性。在课堂教学中，将学生分成10~15人一组，推选组长一名，配指导老师一名。学生可充分利用学校图书馆和互联网等资源，针对性地搜寻资料，做好讨论准备。讨论课共分为四次，每次两个学时。每位同学查找资料和准备每个讨论题的PPT课件，课件由任课教师认真审核、评点。根据学生的PPT情况，任课教师安排一位或几位同学主讲每个讨论题，时间为25min左右，然后进行10min的小组讨论，最后10min由老师总结。

2.2PBL教学的讨论内容设置

PBL教学讨论的内容主要针对教学中重难点问题的展开和本学科热点问题的追踪。在此过程中，教师起组织者、引导者的作用，学生通过独立选取和组织讨论的内容，用集中讨论的形式解决课程学习中存在的疑惑，了解学科领域的最新进展。考虑到课程内容涉及到较多的分子生物学技术内容，加上学时有限，难于理解，因此PBL教学学时设置为占总学时的三分之一，内容设置上侧重强调分子生物学技术的原理设计及应用。如：DNA测序技术在医学中的应用；遗传病的基因诊断；肿瘤基因治疗的基本策略和常用方法；根据基因克隆技术设计实验方案，在大肠埃希菌中表达已知目的基因的cDNA序列。通过学习和讨论分子生物学领域中理论与实践相结合的内容，有助于提高理论教学效果，提升学生的科研设计能力，为后续实验课程和科研训练做好准备。2.3PBL教学的考核形式PBL教学中讨论课成绩由三部分组成：课件制作(占35%)、宣讲状态(占35%)和讨论环节(占30%)。讨论课成绩为平时成绩，占总成绩的30%。课件制作的主要评价标准：内容正确，重点突出，图文规范，运用图片、音频、视频、动画等多种形式，吸引力强。宣讲状态的主要评价标准：准备充分，内容娴熟，表述清晰，条理分明。讨论环节的主要评价标准：主动思考，积极参与，提问富有启发，回答问题中肯。

3在医学分子生物学教学中实施PBL教学模式的效果评价

为了验证PBL教学模式的实际效果，我们随机抽取四个班进行了问卷调查。问卷调查以无记名方式进行，共调查了150名学生，问卷回收率100％，结果(见表1)显示，PBL教学模式广泛被学生接受，被调查学生一致认为该模式能激发学生的学习积极性。如讨论DNA测序技术在医学中的应用时，素材从好莱坞红星安吉丽娜-朱莉通过基因测序后接受预防性双切除术以降低罹癌风险，到世界首批全基因组测序试管婴儿在中信湘雅诞生。让原本在学生心中“高大上”的医学分子生物学技术更贴近我们的生活，让他们发现原来这些技术与生活息息相关。在讨论另一主题遗传病的基因诊断时，除采用经典的血红蛋白疾病为例，同时结合我校医学遗传学国家重点实验室一些遗传疾病诊断的实际案例，启发学生采用经典和先进的技术设计不同疾病诊断的方法。不仅让学生对这些技术的医学应用有了直接的了解，更加深了学生对这些技术原理的求知欲，并产生了进入相关研究领域进行科研训练的浓厚兴趣。从调查中看，超过84%的学生体会到了这种讨论可提高学习的积极性。90%以上的学生认为PBL有利于提高学生的自学能力和独立分析解决问题的能力。在进行小组讨论的过程中，老师起到了引导作用，引导学生开放性思考问题，激发他们的创新思维，充分肯定他们思考的新角度，提高他们讨论的积极性。学生分工合作，查询资料和制作课件，然后统一讨论，通过自学和查资料对问题进行解答。实践发现，通过这种模式的学习后学生对于解答问题的积极性明显提高，分析和解决问题的能力也明显增强。不过，很多学生认为该教学模式花费了过多时间，挤占了其他学科的时间。此外，一些学生还对改进医学分子生物学PBL教学模式的运用提出了许多中肯的意见和建议，如查阅资料较费时，易产生懈怠和依赖老师总结的情况；各学生间能力不一，有些学生容易脱节等，对本课程今后的教学具有重要的参考和鉴戒作用。

4对医学分子生物学PBL教学模式的思考

根据学生反馈结果，我们认为在医学分子生物学教学中采用PBL教学模式是有效的，对学生的“自主学习、协作、沟通、创新”等能力培养方面效果显著。但我们也应该看到，PBL教学模式在医学分子生物学教学应用中也存在不少问题：首先由于医学分子生物学课程教学大纲和课程本身性质的限制，讨论专题内容的选取和设计有一定的难度：如果讨论题目过大，太注重分子生物学的前沿进展，就容易流于抽象，只能泛泛而谈，不利于学生更深入地学习和理解学习内容；如果讨论题目过分强调与实践结合，又容易产生偏离，对于基础知识的重点难点掌握无法把握。因此，如何体现学科发展的前沿性同时又兼顾基础知识教学，是我们在课堂教学中必须要平衡的一个关键点。其次，在PBL教学模式中，教师职能从过去在课堂上对知识进行讲解和诠释转变为对学生进行引导和总结校正。这一过程实施对教师提出了很高的要求，不但要求教师掌握本专业学科知识，而且要有相关学科的知识，在满足这一要求的过程中也可以促进教师知识面的进一步拓宽；要求教师不断学习和更新知识结构，将学科前沿知识与经典知识结合；PBL教学不仅能培养学生建立个性化的学习方法和思维方式，而且能激励教师在教学中不断探索新的教学方法。第三，因为PBL教学模式要求学生自主学习，学生需要根据教师提出的问题进行分析，查阅大量的资料，整理所得到的结果。在此过程中，很多学生还会产生新的问题，需要进一步分析解决，这就要求要有足够的时间供学生自主支配。但是因为医学生课程较多，很难保证有充分的时间做准备。这方面可以通过老师指导，在不影响学生发散思维的前提下缩小讨论范围。也可以进一步研究更合适的解决途径。第四，学生自主学习需要足够的资料进行查阅，且开设小班讨论需要足够的多媒体教室，因此这一教学模式的开展还需要得到学校和学院相关部门的大力支持。

5结语

篇9

关键词：血液；实验室检查与分析；临床应用

中图分类号：R331.1 文献标识码：C 文章编号：1005-0515（2013）11-054-01

随着现代医疗实验技术的提高，实验室的检查结果渐渐成为诊断医疗的有力依靠。人体机能在发生某些变化时，血细胞成分的数量质量也会出现相应的改变，在确定病患基本资料，了解病史之后，借助现代化的自动化的检测手段对患者进行血液检查，有利于疾病的快速确诊。由于检查方法的日益增加，检查结果涉及的种类与检查精度也同时增加。以常规检查为基础，检查主要围绕血细胞中的红细胞、白细胞、血红蛋白、血小板的测定，而新兴的骨髓检查、生化检查、组织病理学检查、免疫学检查、细胞遗传学检查和分子生物学检查则可对其他相关血液进行探究，甚至可以在分子生物学的高度对患者细胞内染色体情况进行研究探查。本文重点就血液常规检查进行探讨，具体报告如下。

1 一般血液检查

1.1 检查项目与指标

常规血液检查的主要对象是外周血中的血细胞的数量与质量的变化。外周血中白细胞和红细胞的质数变化能够反应患者的骨髓的造血情况的一些病理变化。

随着自动化检测技术的推广与应用，血液的实验室常规检查已经从半自动的计数仪发展成为外周血细胞的全自动血球分析仪，可以对血细胞进行分类分析。大型医院或者与医院有合作关系的大型实验室甚至配有根据流式细胞仪原理进行血液分析的全自动血细胞分析仪。这都给血细胞的分析检查提供了更便捷、更广泛、更精确的方法。

全自动的血液分析仪在取代传统人工显微镜的技术方法后，可以在检查中为医生准确提供外周血液血细胞计数，包括：测出红细胞总数（RBC）、白细胞总数（WBC）、平均红细胞体积（MCV）、红细胞分布宽度（RDW）、血红蛋白含量（Hb）、平均血红蛋白含量（MCH）与浓度（MCHC）、血细胞比容（Hct）、血小板总数（PLT）、平均血小板体积（MPV）、血小板分布宽度（PDW）、白细胞分类计数（DC）、网织红细胞计数（Ret）等等，并且通过全自动检测仪，这些数据可以同时测得。

在分析红细胞、白细胞及血小板形态的病理变化时，仅仅有上述数据还不足以判断，还要通过涂片染色显微镜检查。需要注意的是，检查中要观察有无异常细胞或者寄生虫的存在，如白血病细胞、微丝蚴、疟原虫等。

篇10

Biology, University of Toronto, Canada

(Ed.)

Genes, Development

and Cancer

The Life and Work of Edward B. Lewis

2004, 557pp.

Hardcover $ 190.00

ISBN 1-4020-7591-X

Kluwer Academic Publishers

爱德华・B・刘易斯（Edward B. Lewis）因在遗传学和发育生物学方面的贡献而闻名世界，此外，他在电离辐射与癌症关系的研究方面也走在前列。但由于种种原因他的论文很少有人拜读过。本书由与刘易斯共事20年的Howard Lipshitz编辑出版，书中收集了刘易斯在遗传、发育生物学和辐射与癌症关系三方面的重要文章，将他在这三方面发表的重要论文结集出版是第一次。

在遗传学的研究中，20世纪的前50年中实验遗传学是主导，而最后的25年中分子遗传学方法引发了该领域中的革命，爱德华・B・刘易斯的研究正是连接这二者的桥梁。刘易斯因在发育遗传学领域的突出贡献获得了诺贝尔奖，也为我们目前采用的控制动物发育的广泛的、进化保守的策略打下了基础。刘易斯在电离辐射和人类癌症关系的研究也曾经推动了公众在核武器试验方面的大讨论。

全书共分五个部分：基因、基因与发育、分子与发育、辐射与癌症和历史观点，这些也反映了他研究焦点的改变。但是很多文章都是以总结的形式发表，结果也往往以摘要的形式给出，书中的实验方法、结果等对读者而言比较晦涩。所以Howard Lipshitz在编辑此书时，在每个部分的前面都从历史的角度讲述了当时的研究基础和背景，包括刘易斯自己的观点和当时学术界的观点，还阐述了刘易斯采用的科学方法以及驱使他作出课题选择的动力，这些信息可以帮助读者很好的理解本书。

本书对广大从事生命科学和生物医学的研究人员会有莫大的帮助，其中包括遗传学家、发育生物学家、分子生物学家、放射生物学家和癌症研究者。本书也可以作为高年级本科生和硕士研究生在遗传学、发育生物学、辐射与癌症的课程学习资料。另外，这本书不仅收录了原始的论文，也包括相应的注释，故而对科学史学家也有重要的价值。

刘玉琴，教授

(中国医学科学院基础医学研究所)