分子遗传学方法范文

导语：如何才能写好一篇分子遗传学方法，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。

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一、分子遗传学课程实验教学面临的问题

(一)实验教学形式和考核方式陈旧

传统教学方式较为突出：教师先将分子遗传学涉及到的实验内容、详细的实验步骤及预期的实验结果通过多媒体形式展示出来，并在讲解过程中进行解惑，之后学生独立进行实验。这种教学方式是在传统教学的框架下形成的，导致许多学生被动参与实验，无法调动学生做实验的积极性，使学生失去了对实验操作的兴趣。而分子遗传学实验课程成绩仅由教师根据学生最终提交的实验报告来确定，这种考核方式非常主观，导致部分学生不重视实验过程，抄袭实验报告的现象时有发生，在学生中造成了消极的影响，削弱了学生参与实验的积极性、主动性和创造性。

(二)缺乏适宜的实验室

长期以来，由于缺乏适宜的实验室，分子遗传学实验课程教学内容主要在北京林业大学实验楼进行。由于实验室实验设备及材料有限，比如PCR仪、电泳仪仅有2～3台，移液枪10把，SSR引物只有20对左右，很难保证每位学生都有机会直接完成实验操作任务。此外，有限的实验室空间更使许多学生无法参与到正常的实验中，实验效果较差。

(三)缺乏实验课专职教师或高水平的实验课

教师

分子遗传学实验课程教学主要是由理论课教师兼任，而且一名教师一次指导20名以上的学生做实验。教师在备课的同时，还要准备实验耗材、熟悉操作步骤，造成理论课教师时间与精力的紧张，直接影响分子遗传学实验课程教学效果。此外，分子遗传学理论课教师的实验设计思路有限，很难提出建设性的实验思路，使得实验步骤单一、难有创新性。

(四)缺乏完备的实验教学指导书

由于缺少正式出版的分子遗传学实验教学指导教材，学生只能根据相关的教材和教师的指导整理实验手册，并据此开展相应的实验活动。由于实验是一个比较复杂的过程，当实验材料发生改变的时候，相应的实验操作步骤也会发生相应的变化，因此根据相关教材整理出来的实验指导手册对林木分子遗传学实验没有针对性，往往达不到预期的实验效果。实验指导手册也没有对实验过程中可能出现的问题进行解答，不利于学生学习了解分子遗传学课程实验操作的具体过程。

(五)缺乏有效的实验技术交流平台

构建主义理论认为，学生的学习过程和科学家探索过程在本质上是一样的，都是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程。由于缺乏有效的交流手段，这样一个循序渐进的实验能力提高过程被阻断在解决问题的过程中。学生与教师之间、学生与学生之间没有一个实时的交流平台，学生在实验操作中遇到的问题很难得到及时的解答，导致学生的实验技术水平难以得到提高，教师实验技能也难以得到拓展。

二、分子遗传学课程实验教学改革的措施

(一)组建合适的实验教学平台和优秀的实验

课教师队伍

分子遗传学实验教学体系的改革须遵循实验教学规律。北京林业大学生物科学与技术学院坚持知识传授、能力培养、素质教育全面协调发展的实验教学理念，将理论教学与实验教学有机融合，使实验教学从辅助地位转变为创新素质培养的关键环节，从根本上改变了实验教学依附于理论教学的传统观念，符合以国家需求学科需要为目的的林学高层次人才培养目标。分子遗传学作为生物科学与技术学院优势课程，完全可以依托现有的国家级平台，结合教学基地建设，推动实验教学的改革。

目前，北京林业大学生物科学与技术学院建有林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室等实验平台。林木育种国家工程实验室下设树木分子遗传与功能基因组、林木分子标记辅助育种、林木基因工程育种、林木细胞遗传与细胞工程育种、林木良种繁育等专门实验室，以及与之配套的人工气候室、温室、组培室和大型仪器设备室等，并配有优秀的实验教师。这些为分子遗传学课程的实验内容设计提供了较丰富的选择，为组建优秀的实验教师队伍提供了良好的平台。

(二)引导学生自主设计实验

根据教学目的及教学条件，分子遗传学实验项目内容分为基础性实验、综合性设计实验、研究创新性实验3个层次。北京林业大学在分子遗传学实验课程内容设计方面，充分考虑重点实验室的平台条件及遗传学学科的特点，开展了综合性设计实验。其实验内容如下：毛白杨SSR分子标记引物设计、毛白杨SSR分子标记的筛选、毛白杨分子标记扩增、种间分子标记稳定性评估、分子标记连锁图谱构建、关联做图、连锁不平衡衰退计算等。通过以上实验内容设置，可以使学生巩固课堂所学知识，真正将所学知识运用到实践中，提高学生分子标记的设计、分析能力。

另外，北京林业大学分子遗传学实验课程指导教师结合杨树的基因组特点，设计了合理的SSR分子标记位点，并对重要的与性状有显著关联的位点进行了筛选。同时，利用关联分析结果对连锁不平衡进行了分析，提取了合理的代表性标记位点，从而提高了学生将理论知识转化为解决实际问题的能力。其中，依据杨树的物种特点设计的分子标记位点筛选与分子遗传学中的分子标记辅助育种内容有效契合，提高了学生对抽象理论内容的理解能力以及通过实践理解科学问题的能力。此外，分子遗传学实验课指导教师还鼓励学生根据实验内容选取与自己研究课题相关的实验进行开放性实验设计，并按照课程要求完成实验，有效地推动了实验进度，提高了学生参与实验的积极性。

(三)编写完整的实验指导手册

为增强分子遗传学实验课程的可操作性、可控性，实验指导教师根据实验内容和实验平台实际情况编写了分子遗传学实验指导手册。分子遗传学实验指导手册内容包括实验进度安排、实验内容及操作步骤、注意事项、实验报告模板等。通过实验指导教师课前的讲解，学生可以了解实验设计思路、时间总体安排、注意事项、实验目的、成绩考核原则，以及实验指导教师的联系方式等信息。同时，分子遗传学实验指导手册中还包含了实验中必要的软件下载地址及计算原理，一方面可以保证数据能够准确计算，另一方面也为学生将来开展科研工作提供借鉴。实验报告格式模板的目的在于保证最终提交的实验报告的一致性和规范性，便于存档。

(四)制定科学合理的实验课考核标准

分子遗传学实验课程考核采用百分制进行评定，成绩除由所有实验课程参与次数、实验报告质量组成外，还增加了实验小组多媒体汇报环节，用以引导学生组成科研小团队，提高学生团队协作解决问题的能力。分子遗传学实验课程的成绩为百分制，实验参与次数占40分，主要考核学生参与实验调查的认真态度以及是否遵守实验纪律;实验报告的质量占40分，主要考核实验数据整理是否科学准确、报告撰写是否认真规范、实验数据分析和讨论是否深入;多媒体汇报环节占20分，由小组代表负责汇报，主要考核幻灯片的制作质量和学生的语言表达能力。

(五)建立师生沟通交流平台

当代教学面临一个重要的问题就是师生关系的疏离，师生之间、学生之间在知识交流方面缺乏必要的沟通交流，致使学生在实验课中遇到的问题难以及时解决。北京林业大学分子遗传学实验课程尝试使用腾讯QQ、微信等社交平台建立师生实验技术交流群，目的是及时解答课程及实验中出现的问题、分享课程和实验作业以及分子遗传学课程最前沿的实验技术。同时，教师还可以实时将科技前沿的资讯、实验教学视频等信息上传到交流平台，供所有的选课学生学习、分享。

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【关键词】Y染色体；微缺失；不良孕史；遗传

【中图分类号】R453【文献标识码】A【文章编号】1004-4949（2013）09-120-01

Y 染色体为男性特有，决定着男性性别，由长臂和短臂组成，是较小的近端着丝粒染色体[1]。目前分子生物学技术已经证实Y染色体上定位有决定因子及系列与发生相关的基因。这些基因的突变、缺失可导致男性无精、少精，生育能力降低，也可导致女方复发性流产或胎儿畸形等。

Y 染色体的异常常用的检测方法为细胞遗传学方法和分子遗传学方法。染色体异常包括细胞遗传学上的染色体的数目、大小异常和分子遗传学中得倒位及微缺失等。

1Y染色体核型多态

Y染色体长60Mb，由拟常染色区（ pseudoautosomal region，PAR） 和男性特异区（ male-specificregion，MSY） 组成。现已证实，Y染色体上存在与发育及发生相关的基因，这些基因的异常或突变可导致男性性腺发育低下或男性不育。De Braekeleer M对复发性流产人群的研究，发现0.07%男性携带Y染色体臂间倒位[2]。但是在细胞中染色体的遗传物质并不平衡，缺失和重复可能导致不育的发生，也有研究认为臂间倒位不会影响男性的生育能力[17]。

2Y染色体与质量的关系

正常的少精无精症患者数目变化多在0～20×10 6/ m l，数在0～3 %×10 6/ m l 之间的少精症，是由于Y q 区无因子（ A Z F） 中AZFc位点基因缺失造成发生障碍；FSH 超过正常水平2 倍以上，容积

3Y染色体与基因微缺失的关系

最初由分析诊断男性不育，在不育男性中发现不明原因的少精症，弱精症，畸形症和无精症。利用分子遗传学技术进行一步检查，发现位于Yq11区域存在生精基因（AZF）的缺失，其中有四个特定的子区域被称为AZFa区、AZFb区、AZFc区和AZFd[3]。

AZFa 缺失者病理表现为Sertoli 细胞综合征（ SCOS） Ⅰ型（ 无精原细胞出现） ，25%有部分生成受抑而表现严重少。AZFb 缺失通常病理表现为生成受阻在精母细胞阶段，导致生精障碍，与无或严重少相关，AZFc缺失病理表现为无症或极度少症，且与SCOSⅡ型相关（ 一些精原细胞呈现，并有有限的生成或生成很少）。AZFa 缺失不常见（ 1%～5%） ，一般与SCOSⅠ型相联系，AZFb + AZFc缺失最频繁并可能与各种类型生成障碍相关。AZFd 缺失者常表现为极度少或形态异常。

4Y染色体核型与临床疾病的关系

Y 染色体长臂远端2 /3 为结构异染色质，它是Y染色体长度变异的主要部位。张明等对4 例小Y染色体症患者临床形态学观察发现，这4例小Y患者表现出临床形态学特征为小，小。小Y染色体发育不全的患者高于大Y染色体。戴美珍等在对Y染色体异常与临床效应的关系研究中得出，小Y染色体发育不全占异常生育的58.3%，大Y染色体发育不全占异常生育率的16.7%[4]。

5结语

由于男性原因造成不孕不育、复发性流产及胎儿畸形的占近一半的比例。造成这种现象的因素除了可以归因感染，免疫学因素，形态学畸形，或化学污染外，Y染色体数目的异常以及长度多态通常会导致男性生育异常或引起其他方面的遗传效应。对Y染色体结构上的多态性对男性生育的影响一致备受争议。大Y 是来自Y 异染色质中DNA 的高度重复，重复的DNA 使异染色质DNA 的量增加得到了普遍的认同。小Y染色体的发生，有学者认为，是异染色质部分或者完全丢失引起常染色质排列松散，最终导致 基因功能丢失和发生异常[15]；也有学者推测，小Y可能因为染色体排列过分紧密，影响其基因功能的发挥，或者存在染色体分析未能辨清的微小缺失。在原发性发生障碍中，约15%与至少6类已知的主要Y染色体微缺失模式有关。Y染色体微缺失的平均患病率约为7%，根据研究方法和患者的选择不同患病率从1%至35%不等。

综上，在对男性不育的研究中，不仅需要细胞遗传学从形态及激素的水平进行检测，同时可以辅助分子遗传学手段进一步进行的检测，以确定是否存通过辅助手段进行治疗，达到生育的目的。

参考文献

[1] Hohenberger P，Gretschel S.Gastric cancer[J].Lancet，2003，362 （ 9380）∶ 305-315.

[2] De Braekeleer M，Dao TN. Cytogenetic studies in couples experien cing repeated pregnancy losses[J]. Hum Reprod 1990，5（5）：519-528.

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关 键 词： 地方高校； 遗传学；实验教学； 教改；

遗传学是生物学中最富于综合性的中心学科之一，也是生命科学中发展最迅速的前沿的学科之一。自 1900 年孟德尔定律被重新发现以来，遗传学取得了很大的发展，阐明了许多遗传学现象和规律。进入 21 世纪之后，科学家对线虫、果蝇、拟南芥等动植物以及人类基因组计划的初步完成，更加突现出遗传学在生命科学中的核心与前沿学科的地位。遗传学是一门实验性很强的学科。遗传学本身的发展离不开大量而设计周密的实验研究，因此遗传实验课程是开展遗传学研究的重要基础。通过实验教学，不仅可以使学生在实验过程中加深对遗传学现象和规律的认识，更重要的是培养学生进行遗传学及相关学科研究工作的能力。

1.优化师资队伍结构

遗传学实验课程的教学在很多地方院校是由一个教师负责教学和实验，这样就会导致教学质量的下降，面对这种情况，地方院校就应优化师资队伍结构，组建一支具有较高的学术水平和教学水平、结构合理的高素质实验教学队伍，由1-2 名遗传学理论课程的教师和1-2 名多年承担遗传学实验教学的老教师为课程负责人，以硕士及以上学位、且具有从事经典和分子遗传学研究工作经历的教师，或承担过两轮以上遗传学及实验教学任务的教师作为课程教学队伍，形成一支教学经验丰富，老中青合理搭配，学缘来源广泛的遗传学及实验教学队伍。

2.建立高水平、综合性的遗传学实验教学平台

近年来，由于学科的迅速发展和植物科学领域研究工作的不断深入，许多新的实验方法和实验技术不断涌现，使得原有的实验项目不能充分满足培养创新型人才的要求，有必要增设新的实验项目。同时，为了培养学生的创新能力，要逐步减少验证性、演示性实验，增加设计性、综合性实验，通过设计性、综合性实验可以实现以学生自我训练为主的教学模式，更好地掌握实验原理、操作方法、步骤，全面了解仪器设备的性质并正确地使用仪器，锻炼学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，提高学生的创新思维和实际动手能力，而现有的仪器设备条件不能满足综合性设计性实验的要求，降低了教学效果；另外，由于招生规模的扩大，导致原有实验设备的数量严重不足。为了改善遗传学实验课程的教学条件、提高教学水平，极有必要在现有基础上，按照人才培养目标、学科发展和社会经济发展的要求，优化实验室布局，添置新的仪器设备，增加新的实验项目，建立高水平的遗传学实验教学平台，提高实验室的共享性和和仪器设备利用率，改善实验技术条件和工作环境。提高实验教学水平和学生的专业素质，培养学生的实践能力和创新精神.

3. 完善实验教学内容

在很多地方院校的实验教学内容主要是研究动物、植物、微生物和人类的经典遗传学内容，而细胞遗传学、分子遗传学等教学内容由于条件的限制而不能开设，从而导致实验教学内容不完善。根据教育部《关于加强高等学校本科教学工作，提高教学质量的若干意见》（ 教高[2001]4号） 中的有关文件要求，遗传学实验教学内容要不断进行完善：不但要涵盖经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学、发育遗传学、群体遗传学、数量遗传学、生物信息学和基因组学等，而且要涵盖动物、植物、微生物和人类等研究对象的遗传学实验。通过不断完善实验教学内容，建立“基础性综合性研究（ 设计、创新） 性”逐层递进的实验教学体系，使学生从生物的整体水平、细胞水平和分子水平等方面逐渐加深对遗传学知识的理解，培养学生的实验动手能力、综合实验设计能力和创新能力。

4. 开放实验室

为提高实践教学水平，提高学生实验动手能力和创新能力，必须全面实施实验室开放。开放式实验教学是培养学生实践能力和创新意识协调发展的重要途径，也是高校实验教学改革的必经之路，是克服实验流程较长与每次实验课时有限之间矛盾的有效方法。实施全天性开放实验教学，是增强学生实验兴趣、提高实验主动性、加强动手能力培养的有效措施。

5 .加强科学研究，进行“产学研基地”的建设，培养科研人才，带动地方经济的发展

我国是世界上最大的粮食生产和消费国，粮食安全是关系国计民生的大事。粮食生产及与之配套的产业快速发展需要一大批技术人才，尤其是复合型、创新型生物科学技术人才。复合型、创新型人才的培养离不开创新技术和实践经验，社会也需要研究成果尽快转化为现实生产力，“产学研”的有机结合是培养复合型人才的关键。实验课教学不但要重视基本实验技能的培养，更重要的是发现问题、思考问题、解决问题能力的培养，这一过程更离不开大量的实践锻炼。在大型种子公司、基层农技推广站、科研院所建立高水平的“产学研基地”，不但可有效提高学生的学习兴趣，而且可有效增加社会实践能力。

综上所述，调整遗传学专业资源、提升遗传学实验教学的革新、科学有效的实现专业教学与实践基地的有机结合，是提高遗传学实验教学的有效途径，可为地方院校的遗传学的教学改革提供一个思路，同时培养大量的高素质科技人才，促进地方经济的可持续性发展。基金项目：贵州省教育厅自然科学研究项目（黔教科（2010070）号）；贵州省科学技术基金项目（黔科合J字[2012]2001号）；贵州省教育厅功能材料与资源化学特色重点实验室专项基金（黔教高发[2011]278号）；

参考文献：

[1] 刘祖洞，江绍慧遗传学实验（第2版） [M].北京：高等教育出版社.1987.

[2]张文霞，戴灼华.遗传学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2007.

[3]贺竹梅.现代遗传学教程[M].广州：中山大学出版社，2008.

[4]林娟，郭滨，蔡新中，田丽芬，乔守怡.综合性大学遗传学实验教学内容的改革[J].高等理科教育，2008，80（4）：88―91

[5] 张根发.遗传学实验[M].北京：北京师范大学出版社，2010.

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关键词： 动物遗传学 学生为主体 学研结合 实验教学 教学改革

《动物遗传学》一直是动物科学专业（原畜牧专业）的专业基础课，该课程在动物科学专业（本科）、动物遗传育种与繁殖专业（硕士、博士）中占有重要的地位，对学生毕业后从事本专业技术工作具有十分重要的意义。动物遗传实验是动物遗传学课程教学不可或缺的关键环节，是学生理解和掌握遗传学基本理论和实验技术的主要途径。然而，目前动物遗传学实验教学发展普遍滞后于理论课，以验证性实验为主，内容陈旧、单一，缺乏综合性实验，难以激发学生的积极性和主动性；教学模式单调，以教师主导，学生临摹为主要教学方式，缺乏对学生创新能力的培养［1］。针对上述教学现状，本教研组老师积极参与学校的教学改革，不断努力探索符合新世纪人才培养需要的“动物遗传学”实验教学模式，先后开展了动物遗传学综合性实验教学模式探讨［2］和动物遗传学产学研结合教学实践探讨［3］。本次实验教学改革探索是教研组在总结以往的教改经验基础上，通过整合教学内容、改革教学方式、实施开放实验室教学、教学与科研结合等进行改革尝试，目的是探讨以“学生为主体”的学研结合实验教学模式的可行性。

一、动物遗传学实验教学改革实践措施

1.整合实验内容，增加设计性实验，建立动物遗传学实验教学新体系。

华南农业大学“动物遗传学”在2006年被评为广东省精品课程。目前课程共48个学时，其中理论32个学时，实验16个学时，共开设了“果蝇的性状观察与雌雄鉴别”、“果蝇杂交实验”、“果蝇唾液腺染色体的制备”、“畜禽染色体的观察”、“畜禽染色体核型分析”、“血型与遗传”、“动物基因组DNA的提取与琼脂糖电泳”等7个实验。内容包括普通遗传学、细胞遗传学、分子遗传学，主要以基础验证性实验为主。近年来，随着分子生物学和分子遗传学理论和实验技术的快速发展，上述实验内容逐年变得陈旧，不能满足学生对动物遗传学新理论和技术的需求。因此，结合我校与动物科学专业的实际情况，在保证理论知识系统性和前沿性并在联系实践的基础上，教研组经过讨论，根据教学大纲制订实验开设计划，将现有7个实验分为4个方向，增设设计性和综合性实验：①保留了果蝇的性状观察与雌雄鉴别、果蝇杂交、果蝇唾液腺染色体的制备这三个经典遗传学验证性实验，共6学时；②将畜禽染色体的观察、畜禽染色体核型分析两个实验合并为1个综合性实验“畜禽染色体的制备与观察”，学时4；③增设群体遗传学调查设计性实验：将“血型与遗传”与增设的“群体基因结构调查与分析”合并设立为一个实验，学生课堂完成血型检测实验部分，课后学生根据自己的兴趣选择调查内容和方案，学时2；④将“动物基因组DNA的提取与琼脂糖电泳”与增设的“畜禽基因组PCR-RFLP的检测”合并设立综合性实验，学时4。

2.改革教学方式，建立以学生为主体的教学方式。

传统的实验教学采用的课堂灌输式教学，基本上是由老师对实验目的、原理、内容、操作步骤，以及注意事项逐项进行讲解示范，学生再做实验，使学生处于被动状态，激发不起学生的兴趣，学生主动参与性差。针对上述问题，教研组在整合教学内容的同时，改革教学方法，在综合性实验中采用项目式实验教学方式，即将学生分成不同小组，以项目为载体，向学生提出需完成的工作任务，要求学生根据任务要求，组建项目小组，小组成员在老师或辅助教学研究生的指导下分头查资料，共同确定实验内容、设计实验方案、实验步骤、配制试剂和完成实验，最后实验结果以小论文形式或用PTT课件口头汇报。

3.开放实验室教学，为设计和综合性实验提供保障。

本次教学改革主要采取项目式教学方式，实施开放实验室教学是保障设计和综合性实验顺利开展的前提。项目式教学方式的实施，学生除了在规定实验时间内上课外，学生还需要自行安排时间配制试剂、准备实验材料和进行实验等，需要开放实验室。另外果蝇杂交设计性实验也需要开放实验室，主要原因为果蝇生活的环境最适温度环境为20―25℃，而广州温度全年较高（大部分时间都高于25℃），果蝇杂交实验需要在生化培养箱内进行，所以为了便于学生进行果蝇杂交结果的观察和记录也需要开放实验室。具体做法是：设辅助教学研究生为实验管理员，教学实验室在实验期间内，施行预约管理，预约登记的学生全天（8:00―22:00）可自由进出实验室，在老师或研究生的指导下开展实验工作。

4.学研结合，培养学生初步科研能力。

学研结合一直是我们教研组努力探索的教学改革方向，并取得了一定的成果。2006年以来，先后有20余名在读本科生先后跟随教研组张细权教授、王教授、聂庆华教授等老师开展科技创新实践活动，这些同学个人或在课题组研究生带领下一起开展科研项目研究，部分同学顺利完成试验并撰写学术论文。如刘杰等同学完成的论文“鸡FASN基因2个位点的多样性及其与体重、脂肪沉积性状的相关性”发表于《畜牧兽医学报》杂志上。本次教改过程中，我们充分利用教研组科研平台，鼓励研究生积极参与本科生实验教学，把研究生作为实验教学辅助人员，在项目式教学中，使其成为项目式教学的主要成员，引导其小组成员进行资料收集、完成实验设计、试剂配制和实验操作。

二、动物遗传学实验教学改革的效果

由于本次实验改革内容和教学方式改变较大，因此我们只是选取了动科专业生物技术方向07、08连续两届学生实施上述改革尝试，收到了如下效果。

1.整合实验内容，增加设计性实验，增强了学生实验兴趣，提高了学生实验主动性。

我们原有的动物遗传学实验教学开设了7个实验，主要以验证性为主。通过实验整合后，修正了近几年学生教学反馈内容陈旧，技术简单，学生上课积极性不高的实验，如：“畜禽染色体的观察”、“畜禽染色体核型分析”等，增设了设计性实验。增设的设计性实验要求学生自定实验方案，并按自定方案实施；实验目标明确、方法清楚、技术要点及注意事项心中有数，所以，学生实验兴趣浓厚，主动地利用课余时间，全身心地投入实验。如在新的遗传实验教学中，开设了“畜禽基因组PCR-RFLP的检测”综合性实验，该实验从知识面上囊括了核苷酸、基因的基本概念、DNA体外复制原理、DNA分子量、基因和基因型频率计算，以及性状的表现。在实验技能方面涉及实验材料的采集、试剂配制、DNA提取、核酸浓度和纯度检测、PCR反应、琼脂糖凝胶电泳检测、基因分型及统计分析等。通过该实验，学生掌握了动物遗传学多方面的实验技能，实验兴趣和动手能力均有较大提高。群体遗传学主要揭示一个品种等整个群体遗传和变异，是家畜育种理论基础，增设群体基因结构调查与分析设计性实验，让学生通过调查分析自身的遗传性状的类型和被调查者的性状分布情况，计算基因频率，分析其遗传平衡状况，来理解群体遗传学理论，使枯燥的群体遗传教学变得生动有趣，大大提高了学生参与实验的积极性，学生实验兴趣高昂，实验主动性增强。

2.开展项目式教学方式，增设分子遗传学综合性实验，提高了学生实验的主导作用。

传统的遗传学实验课时一般3―4个学时，时间较短，要求在限定的时间内完成教师确定的实验步骤，教师没有时间在课堂上对遗传学研究技术进行系统讲解，学生仅能按老师的要求去做［4］，实验中学生掌握的理论知识不足。2年来教研组利用项目式实验教学方式，增设分子遗传学综合性实验，将本科生分成不同项目小组，在老师或研究生助教的指导下查阅资料和设计实验，利用开放实验室等便利实验条件，学生自行采集实验材料、准备实验试剂和操作实验仪器，顺利完成了实验，加深了学生对分子遗传学基础理论知识的理解。在整个项目实施过程中，改变了以往以老师为主导，学生被动学习知识和技能的现象，学生由“被动学习”变“主动学习”，由“要我学”变“我要学”，学生实验的主导作用大大提高，学生学习兴趣浓厚，一改往年学生实验结束后就走的现象，大多数同学课后积极提问，师生互动加强。

3.实施开放实验室，克服了老师代做、实验课时有限的问题。

实施全天性开放实验教学，是克服实验流程较长与每次实验课时有限之间矛盾的有效方法［5］。传统的实验教学模式易受实验课时限制，设置实验周期长的实验和实验流程长的实验学生不能全程参与，部分实验步骤必须由老师代做，学生只能掌握部分实验技术。我们在实验教学过程中，配合综合设计性实验的需求，教学实验室对本科生实行开放管理，每天8:00―22:00学生能自由进入实验室，在老师或研究生的指导下自行完成实验，有效杜绝了周期长和流程长的实验部分实验步骤必须由老师代做的现象，解决了传统教学模式实验课时有限的难题，同时增强了学生实验兴趣、提高了实验主动性、加强了实验操作能力。

4.利用科研平台，教学与科研结合，培养了学生初步科研能力。

在实验教学过程中，我们利用教研组科研平台为教学服务，借助研究生辅助教学功能，成立以研究生为核心的项目小组，在研究生的指导下根据项目要求，学生自行查阅资料、设计实验方案、并成功实施方案。整个实验过程发挥了教学与科研两者的有效结合，即把方法实验与专业实验有机地结合起来，充分利用了教研室科研基础力量，培养了学生初步科研能力。另外，有部分对动物遗传学感兴趣的同学在学期实验结束后，还主动申请参加到我们教研组老师的课题中来，在课题老师指导下进行毕业设计实验和申报大学生科技创新项目，从而进一步提高了学生的初步科研能力。

5.教学反馈和总体学生评教结果有所提高。

学生教学反馈是反应教学效果的有效途径。对本次教学实验的58名学生调查显示，有81.04%的学生表示通过改革增加了实验兴趣，认为设计性实验可以提高学生的实验兴趣和独立思维能力，开放实验可以给同学提供了较好的实验条件，任务引领式教学可提高学生的独立思考、团队合作和自主动手能力。另外，从华南农业大学教务处教学质量监督科的教学评教结果来看，学生对动物遗传学实验的评教平均分逐年显著提高，2008学年学生评教平均分为89.29分，200年为92.70分，2010学年上升到93.18分。

三、不足与体会

本次教学改革探讨，总体来说，不管从教学内容还是从教学方式都改动较大，充分给予了学生自主思考和动手的机会，在教学过程中充分发挥研究生辅助教学作用，利用科研平台为教学服务，学研结合既锻炼了研究生又培养了本科生初步科研能力，这是本次教学改革尝试的主要优点。但同时在整个教学的实施过程也存在许多不足。

1.实验结果差别较大。

在本次教学中综合性实验的组织实施主要以研究生为指导人，由于研究生个人研究方向和能力水平的不同，导致项目小组从实验设计、实验实施到实验结果优劣明显，学生最后掌握的实验技术差别也较大。在教学反馈中有个别学生认为自己实验结果不好，动手能力没有较大的提高。

2.个人实验成绩的评定困难。

因为项目式教学实验是以小组为单位的，教师打分只是体现了团体，没有具体到个人。

3.实验课经费需求较大。

由于小组间实验设计和路线差异，实验试剂和材料准备费用明显增加，教学经费紧张。

四、结语

总之，通过本次实验教学实践，对动物遗传学学研结合实验教学模式进行了初步探索，对高等农业院校专业基础课程实验教学有一定的指导意义。

参考文献：

［1］高志花，郝荣超，穆秀明，王净.动物遗传学实验教学改革与研究［J］.中国高教探讨杂志，2010，（5）：39-40.

［2］王，陈瑶生，张细权等.动物遗传学综合性实验教学模式和效果［J］.华南农业大学学报（社会科学版），2008，5，（2）：148-152.

［3］聂庆华，刘满清，骆毅媛，张细权.动物遗传学产学研结合教学实践与探索高等农业教育，2009，02：64-66.

［4］周清元，何凤发，殷加明，唐章林，张建奎.遗传学实验教学体系的改进，2008，6，（1）：170-172.

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[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。

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【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。

Regardsbetweenthegeneandthehereditycausesandeffectsrelationwiththesystemtheoryviewpoint

HUJing-yi

【Abstract】in1937theAmericannationalityAustriabiologistbrightPhilippinesproposedthegeneralsystemtheoryprinciple.Inthesystemeachessentialfactorallisinthecertainposition，isplayingthespecificrole.Inontogenesis，geneaccordingtocertainwhen，thespatialorderhavethechoiceexpression.Thegeneiscomposesthechromosomethehereditaryunit，andtheproofgenemakesthelinespreadinthechromosome.Thecertaingeneunderthecertaincondition，iscontrollingthecertainmetabolismprocess，thusmanifestsinthecertainhereditycharacteristicandinthecharacteristicperformanceThegenealsopassablesuddenchangehaschanged.Alongwiththehumangenespectrumgraduallyexpounded，thegeneticengineeringtechnologyfulldevelopment，thegenetreatmentverypossiblytreatsattheclinicaldiseasehastherevolutionarychange，thisneedstheresearcherinthepractice，withnaturaldiagnosticmethodsystemtheorytheory，guidingideology，developmentresearchmentality，thussolvesthissinglelayerbigdifficultproblem.

【Keyword】systemtheory；Geneandheredity；Genetreatment

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

[2]欧文·拉兹洛.系统哲学引论[M].钱兆华，熊继宁，刘俊生译.北京：商务印书馆，1998.116

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医学遗传学知识更新快, 理论教科书内容经典, 但不能紧跟形势, 随着科技的不断发展, 各种新思路、新技术和新手段不断涌现, 如果依旧照本宣科, 就无法将最新的前沿内容教授给学生, 使理论与实际脱离。因此, 在医学遗传学教学中, 我们根据精准医疗的发展, 及时加入了相应前沿内容, 使学生能在第一时间接触和了解精准医疗发展动态。如在染色体与染色体疾病一章中, 在讲21三体综合征检测方法的时候, 除传统的B超、羊水穿刺检测染色体之外, 还给学生介绍这几年发展迅速的外周血基因检测方法, 该检测无创伤, 不会引起流产风险, 准确率高。在讲分子病与酶蛋白病一章时, 告诉学生:对于地中海贫血、苯丙酮尿症等分子病也能通过基因测序的手段进行提前诊断。这些都是精准医疗最为基本的实践运用。此外在绪论部分增加二代测序、外显子测序、RNA-seq等知识, 通过优化教学内容, 为遗传咨询提供了更为先进的思路和技术, 使学生对精准医疗的具体内容有更深入的认识[5]。

2 改进教学方法, 加深对精准医疗的理解

为更好地开展精准医疗教学, 我们采用案例式教学方法, 引导学生树立精准医疗理念。通过典型案例, 将临床内容融入课堂教学, 让学生带着兴趣学习, 提高参与课堂教学的主动性。例如在肿瘤遗传学教学中, 我们提出案例:安吉丽娜朱莉有乳腺癌家族史, 她通过基因技术检测出BRCA1基因缺陷, 意味着她分别拥有87%患乳腺癌和50%患卵巢癌的概率, 根据医生的分析和建议, 她接受了乳腺切除术。在课堂上引入精准医疗案例, 使学生全面了解精准医疗理念、流程和技术, 再进一步与理论知识结合、拓展, 结合上述案例提出问题:为什么安吉丽娜朱莉要接受切除手术?然后导出:BRCA1基因是抑癌基因, 如果该基因突变会导致抑癌功能丢失, 乳腺癌、卵巢癌发病率就会明显升高。引出抑癌基因、原癌基因等概念, 帮助学生系统回顾遗传学、细胞生物学、分子生物学等多学科知识, 并综合运用于特定疾病的分析中, 启发学生认识精准医疗能够通过基因测序技术预测可能的疾病, 从而采取相应的预防措施。在药物遗传学章节教学中, 我们提出个性化用药案例:William Elder Jr在8岁时候被诊断患有囊性纤维化疾病, 经基因测序发现是G551D突变导致, 由于使用了Kalydeco (该药物仅对G551D突变患者有效) , 他的病情得到有效控制。通过这个案例引导学生认识到在疾病确诊后用药的靶向性问题, 明确通过基因测序技术可以指导患者在合适的时间选择最佳剂量及最有效的药物, 产生最佳的治疗效果。

在教学中, 教师采用案例教学法, 以典型案例为基础, 引导学生运用理论分析临床问题, 将临床问题和基础知识结合起来, 结合课本掌握发病机制及遗传病的检测原理和方法等, 激发学生学习兴趣, 加深对精准医疗的理解, 促进学生进行深入思考。

3 改进考核方法, 提高学生创新能力

评价方式主要分为总结性评价和形成性评价。近些年来, 形成性评价被广泛关注, 形成性评价是指通过诊断教育方案、教育过程与活动中存在的问题, 结合学习者在学习过程中反映出来的情感、态度、方法等, 对教师教学过程及学习者学习过程和结果进行评价。形成性评价更关注学生的综合素质和创新能力。对医学遗传学我们采取了形成性评价, 重点对学生学习过程进行考核, 比如教师安排有挑战性的任务, 学生分组讨论, 小组成员课后查阅资料, 课上展示, 培养学生的创新能力、团队合作能力。

精准医疗的发展是遗传学、生物学和生物信息学的交叉综合应用, 在临床工作中, 面对众多复杂的医疗环节, 很难依靠个人对遗传病进行明确诊断。精准医疗的实现要求遗传学咨询师与生物信息人员、临床医生、基因检测公司以及患者之间能够进行良好的沟通, 并能对各学科资料进行有效分析和整合, 最终实现精准医疗的目标。因此在平时的训练中, 应注重培养学生组织协调能力和创新能力。

4 积极开展第二课堂, 培养学生遗传学数据检索技能

通过开展第二课堂, 培养学生医学遗传学数据检索技能。在对遗传病的研究中, OMIM数据库被誉为医学遗传学界的圣经, OMIM包括所有已知的遗传病、遗传决定的性状及其基因, 除了简略描述各种疾病的临床特征、诊断、鉴别诊断、治疗与预防外, 还提供已知有关致病基因的连锁关系、染色体定位、组成结构和功能、动物模型等资料, 并附有经缜密筛选的相关参考文献。OMIM制订的各种遗传病、性状、基因的编号, 为全世界所公认。开展第二课堂, 教学生掌握如何通过OMIM数据库检索某一疾病的遗传学信息, 包括基本描述、临床特征、基因定位、遗传方式、分子遗传学、动物模型知识等。

当前基因组学技术快速发展, 二代测序、生物信息学等新技术不断发展, 都在不断推动医学遗传学的发展, 促进医学遗传学采用新的教学思路和新的思维。精准医疗是现代医学发展的方向之一, 具有重要的战略意义。未来医学发展将进入3P医学时代预测 (Predictive) 、预防 (Preventive) 和实现个体化 (Personalized) , 作为医学遗传学教育工作者, 要针对未来生物医学基础和临床科学的发展, 整合基因组生物学新的学科前沿, 将新的概念和技术融入临床医学教学, 通过在教学中逐步培养学生创新思维, 强化学生精准医疗意识, 促进高素质复合型医学人才的培养。但是, 实现精准医疗在医学遗传学教学中的渗透, 对教师也提出了较高的挑战, 要求教师深刻理解精准医疗的内涵和规律, 掌握多学科知识, 才能设计好教学方法并运用于教学实践。在今后的教学中, 我们将继续加强学习和思考, 努力发掘适应精准医疗背景下的医学生创新思维培养方式, 进一步提升教学水平, 提高复合型医学人才的培养质量。

参考文献

[1]汤必奎, 胡明洁, 黄银久, 等.精准医疗思维在医学遗传学教学中的实践探索[J].齐齐哈尔医学院学报, 2017, 38 (1) :91-92.

[2]汤必奎, 胡明洁, 张静, 等.基于互联网思维的医学遗传学教学改革探索[J].基础医学教育, 2016, 18 (5) :400-401.

[3]Vinay Prasad.Perspective:The precision oncology illusion[J].Nature, 2016 (37) :63.

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关键词：创新型混合教学模式；自主性学习；研究性学习；遗传学；

作者简介：刘向东(1965-)，男，农学院，博士，教授，博士研究生导师。研究方向：水稻生殖发育遗传和分子细胞学研究。

遗传学是生物科学中一门最具活力、发展最迅速的理论科学，对探索生命起源和本质，以及推动整个生物科学的发展起着巨大的作用，同时又是一门紧密联系生产实际的基础应用科学，对动植物新品种选育、良种繁育和遗传性疫病防治等都具有重要的指导作用。因此，该课程也就成为生物类、农学类和医学类学生最重要的专业基础课之一。国内外的相关大学都十分重视遗传学的教学工作，并做了大量卓有成效的工作，包括教材编写和教学方法改革等。就拿我国来讲，不同版本的遗传学教材不下10种，且多数是由遗传学的名家主编；教学方法的改革与新型教学模式也层出不穷。[1，2，3，4，5，6，7，8]华南农业大学是遗传学教学改革比较早的学校之一。从20世纪90年代至今，对农科类专业的遗传学教学方法进行过多种改革。归纳起来，主要是进行了四个阶段的四种改革：一是1997年至2001年间，改变原有单一粉笔教学的模式，利用电脑制作CAI课件，进行多媒体教学。从1997年开始编写基于PPT的CAI课件，1999年试用PPT的多媒体教学，2000年在农学类专业中全面推行以PPT为主的课堂教学，取得一定的成绩。遗传学课程的主讲教师刘向东也因此于2000年获得广东省“南粤优秀教师(讲坛新秀)”称号。二是进行“基于web-quest遗传学教改试验”，即“基于网上资源遗传学自主性学习教改试验”。于2001年至2003年间制作并完成了遗传学教改试验网站——《遗传学》网站，2003年成功地应用于教学，以后结合所获得的广东省教育厅“151工程”项目开展“基于web-quest遗传学教改试验”，取得良好的效果。[4]作为该项改革的原创性教学资源网站——《遗传学》网站于2007年获得第二届全国百佳网站(十佳学术类网站)，其改革成果也于2008年1月获广东省教育厅“151工程”项目课程改革奖(三等奖)。2001年至2004年期间还开展遗传学综合性实验和双语教学。[3]三是2003年至2006年间开展研究性、探索性的教改试验。四是2006年至今在原来以单一或数种教改方法简单结合的基础上，提出较适合农科类学生的“创新型混合教学模式”遗传学教改试验。

一、“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的教学理念和总体设计

进入21世纪后，随着信息技术的迅速发展及其在教学上的广泛应用，原有单一的多媒体教学已难以适应诸如遗传学等迅速发展学科的教学需要了。为此，国外提出“混合式学习”概念(Blending-Learning)，[2]我国的浙江大学于2007年也提出“信息化环境下遗传学课程混合教学模式”。[2]“混合式学习”是把传统课堂教学的优势和利用信息技术学习(E-Learning)的优势相结合，从而达到发挥教师的引导作用、激发学生主动学习，以及培养学生能动性和创造性的目的。于2005年在农科类专业的遗传学教学中引入混合式学习的方式，2006年在农科类专业的遗传学教学中全面采用“混合教学模式”的教学方法，取得明显成效。2007年对该教学方法以及之前的教学改革方法进行全面的总结，提出适合华南农业大学农科类专业的遗传学教学的“创新型混合教学模式”遗传学教学改革法。该法的教学理念体现在创新和“混合”两个方面：创新要求教师在教学方法的改革上与时俱进，不断发展创新，发展主要体现在教师应该根据学生情况的发展进行教学改革，具体来讲，体现以人为本和科学改革；“混合”则要求教师在教学方法的采用上，不是采用单一的模式或几种简单方法的结合，而是灵活地应用多种教学方法，包括“基于web-quest(网上资源)自主性教与学”、研究性、探索性教学、教与学角色互换、综合性实验和双语教学等多种教学方法，并把这些方法整合成有机的整体，特别是“以问题为中心”的教法贯穿整个教学过程，形成适应不同年级和专业学生的教与学模式。

二、“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的实施步骤

根据“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的总体设计，主要按照六个步骤(方式)进行：

第一步。框架式引导教学。在介绍框架前，首先让学生了解什么是遗传学？遗传学研究什么？学习遗传学有什么用？然后介绍遗传学课程内容的框架，即包括哪些章节等。为了便于学生了解掌握，我们把遗传学分成7个单元，即：遗传学的细胞学基础，经典遗传学(即遗传学三大规律)，细胞遗传学基础(即染色体结构和数目变异)，微生物遗传学基础(细菌和病毒的遗传)，分子遗传学基础(基因概念的发展、基因组结构特征、DNA分子标记及应用、基因组学、后基因组学和生物信息学基础)，细胞质遗传学基础，数量和群体遗传学基础。这样，学生对遗传学的结构就有一个大概的了解，学习也就有了方向性。

第二步。教师以问题为中心，讲授课程重点内容。先是提出问题，然后着重介绍有关的重要名词、基本原理、实(试)验推导、解释、验证和应用等。比如在讲授孟德尔遗传规律时，先提出性状是如何遗传的问题，然后介绍孟德尔著名的遗传试验、所获的结果、结果假设、分析、解释和进行合乎性验证等，最后归纳为杂交试验、结果分析和验证三部曲等。对于一些发展较快的知识(领域)，如分子遗传等适当地采用双语教学，要求学生掌握有关的英语名词，帮助他们能自己查阅一些有关的英文文献。

第三步。教与学角色的互换，引导学生进行主动性、自主性学习。具体做法是讲完每个单元，要求学生自己出试题考察学习效果，出题的形式不拘一格。学生所出的试题交给老师汇总后，选择其中的一些题目作为期中考试和期未考试试卷的部分内容。期中考试的题目全部选自学生自己出的题，考试采用三种方式：一是抽样混合试题，即每个学生出的题目抽1-2题，集中成一份试卷，全部学生参加考核；二是交换题目彼此考查，一个学生用另一个学生出的考题考核；三是自考，学生自己出题自己考。这种教与学角色互换的方法得到学生的充分肯定。调查发现，90%以上的学生认为自己出题比纯粹由教师出题难，学习效果更好，如果没有真正掌握有关的内容是出不了好题目的。通过出题使学生从被动学习转入主动学习，调动了学习的积极性，增加学习的兴趣，而且使学生善于提炼问题和进行举一反三的思考，拓宽了思路。当然为了让学生出好题，教师开始需要做一些引导，告诉他们出题的技巧。另外，也要鼓励他们出有创意(新)的题目，通过出创意(新)题目，不但可以培养学生的创新精神，在一定程度上也培养了其应变能力。为了更好地通过考试来培养学生的创新能力，我们对期末考试也进行了较大的改革，比如出一些让学生分析遗传学现象、总结和阐述遗传规律的主观性题目，培养其透过自然界的现象探寻生命的遗传本质的能力。

第四步。选择性开展Web-quest的自主性学习。根据之前改革已取得的经验，主要是选择近年来发展较快的一些遗传学内容(如基因工程等)开展基于Web-quest的自主性学习。基本做法是以已制作的《遗传学》网站为依托，按照以下的步骤进行：(1)教师引导学习，教授遗传学章(节)重点内容(框架)；(2)学生利用《遗传学》网站进行网上自主学习和讨论；(3)教师提问；(4)教师讲解重要问题(包括疑难问题)；(5)学生开展网上测试、延伸自主学习和论坛活动；(6)学生展示延伸学习的成果和体会；(7)教师总结。期间为了增加学生学习的积极性，在学生查阅文献时，如果找到一些有关遗传学最新进展和动态的资料，鼓励学生浓缩写成快讯在《遗传学》网站交流，使他们有成就感，进一步增加主动和自主学习的兴趣和积极性。

第五步。自愿性的研究性学习。主要采用三种方式：一是结合研究生的研究工作，选择一些与遗传学课程内容关系较密切的内容，让学生分组在研究生指导下开展小实验。比如，实验室每年都有多个研究生开展DNA分子标记研究，鼓励有兴趣的学生与研究生一起开展有关的实验，包括DNA提取、PCR扩增和电泳等。通过短期的研究，一方面加深学生对遗传学基本原理的理解，另一方面也培养学生的动手能力和应用知识的能力。由于这种方式所需的时间相对较短，结果容易得到，与一般的实验教学相比，前者较为灵活、有创意、成本相对较低，所以学生普遍较欢迎。二是采用通常的研究性教学，即让学生根据兴趣，分组选择一个与遗传学相关的研究小课题，独立组织和开展研究工作，应该说，这个方式效果很好，[9][10]但往往在遗传学上课期间难以完成，在一定程度上影响效果。三是结合毕业论文工作开展研究性的学习。[11]具体做法是在学习遗传学课程的主要内容后，在指导教师的引导下，让学生选择一个与遗传学内容有关的题目作为毕业论文。为了有效地进行此项的研究性学习，抓住两个关键问题：一是毕业论文开始的时间安排在遗传学课程修读期间。遗传学课程修读的时间一般是在大学三年级上学期，也把毕业论文开始时间安排在该学期，这样就可以让学生通过边学遗传学课程边发现与遗传学有关的问题。课程结束前，在教师的引导下，选择一个与遗传学知识有关，而学生本人又有兴趣的题目，开展毕业论文的研究工作。由于毕业论文一直要做到四年级下学期，历时2年时间，所以，可以深入开展一些与遗传学有关的研究工作。二是处理好遗传学主讲教师和毕业论文指导教师的关系。其中最佳方案遗传学主讲教师既是遗传学课程的教师，同时又是毕业论文的指导教师，这样不但可以达到研究性教学的目的，也可以保证毕业论文能顺利完成。如果两者不一致，就需要遗传学的主讲教师与毕业论文的指导教师进行协调商讨确定。为了更好地开展研究性学习，结合研究性同时开展相关的综合性实验。

第六步。采用融会贯通式、生动活泼的课程大总结。一是理论总结，通过以“可遗传变异的类型、创造方法、基本原理、应用和意义”为主脉把所有单元的内容有机联系在一起，形成该课程的系统性；另外是以“遗传与健康(疾病)”为专题讲座进行形象生动的总结，通过“遗传病”提出一条主线，把遗传学各章节的内容串在一起。二是实践总结，主要是利用我们拥有的国家级重点学科作物遗传育种和广东省植物分子育种重点实验室的100多亩校内实验基地，在每学期课程学习结束后带学生到该基地进行参观和实习。由于该基地每年种植(早晚两季)的材料很丰富，包括有20多个野生稻种、2000多份不同类型的野生稻居群、各种突变体、杂种后代和特殊的遗传材料(如单片段代换系等)等，可以让学生对遗传学研究的物质实体和研究内容有较好的直观认识，并在实际中进行总结。比如，通过参观各种野生稻和栽培稻，让学生认识基因型与表现型的关系，以及遗传的多样性；通过观察各种分离世代的材料，让学生认识三大遗传规律；通过参观同源四倍体水稻，让学生认识染色体数目变异的遗传效应；通过参观水稻单片段代换系和分子标记辅助选择的后代，让学生深入认识分子遗传学的有关知识；通过参观三系和二系杂交稻，让学生认识细胞质遗传学和生殖遗传学的有关问题。通过参观田间不同世代材料，让学生认识许多数量遗传学和群体遗传学的问题。实践证明，采用以上方法的总结，不但让学生对遗传学有了直观、生动的认识，而且使学生接近自然、接近科学研究的第一线，丰富了教学的内容，达到了既教书又培养学生科学研究的思想和兴趣的目的，深受学生的欢迎。

三、“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的成效分析

为了评估“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的效果，2006和2007年先后对其中180名参加试验改革的学生进行匿名问卷调查，发现92.87%的学生认为“创新型混合教学模式教学改革”可激发其学习兴趣，提高主动性；91.69%的学生认为可提高自学能力；93.37%的学生认为有助于基本知识的理解和应用；93.66%的学生认为扩大了知识面；91.95%的学生认为可培养学生独立思考问题的能力；91.55%的学生认为知识收集、加工、处理能力得到提高；92.14%的学生认为提高了综合能力；91.12%的学生认为充分运用了计算机等信息技术；90.53%的学生认为有助于学习者相互学习。与之前采用单一模式或简单几种方法的效果相比较，“创新型混合教学模式”在以上每项指标的得分均比之前的方法高出10%左右。除了以上量化的结果外，还得到参试学生的书面评价，其中绝大多数的学生给予高度评价，比如有学生认为，“创新型混合教学模式”“使原本深奥的遗传学变得简单，使同学们在活跃的氛围中掌握了遗传学的基本知识”；“使学生综合和创新能力得到提高”；“能启发学生的思维、激发学习遗传学的兴趣、增强探索的欲望”；等等。这些结果充分说明我们的改革是成功的，有进一步推广的价值。

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关键词：分子生物学；教学改革；实验教改

中图分类号： G642.0 文献标识码： A 文章编号： 1674-0432（2013）-08-92-2

引言

分子生物学是在分子水平研究生命现象本质及其规律的一门新兴学科，它是研究核酸等生物大分子功能、形态结构特征及其重要性和规律性的学科，是人类从生物分子水平上真正揭开生物世界奥秘，由被动适应自然界转向主动地改造和重组自然界的学科[1]。近些年来分子生物学已日益渗透到生物学的各个领域之中，并产生了巨大的影响。而分子生物学实验技术也已成为生物学、医学、农学等学科站在新的高度和角度揭示生命奥秘的重要手段。分子生物学的理论掌握和实验操作是掌握分子生物学精髓的重要途径。因此，从培养学生能力出发科学地创建分子生物学理论和实验体系、选择适当的实验教学方法及客观地评定学生实验课成绩，会对分子生物学理论课理解和实验教学的效果产生重要的影响。高等学校传统的分子生物学实验教学[2]往往只是结合各自的实验室条件开展有局限的分子生物学实验教学，缺乏科学的实验体系，忽略合适实验方法的选择，缺少对实验教学效果全面、客观、系统的评估，这些都不利于学生学习兴趣和创新能力的培养。而高校是孕育和培养创新型人才的摇篮。实验教学作为高校教学体系的一个重要组成部分，是培养学生科学思维、创新意识的重要途径[3]。本文就分子生物学课程教学的改革阐述一些观点和体会，以期为提高分子生物学教学质量及培养创新型和素质型人才提供一定的参考。

1 分子生物学教学改革具体的措施

1.1 教学体系的优化

分子生物学是在生物化学和遗传学的基础上发展而来[4]。随着分子生物学研究的快速发展，分子生物学已经成为一门独立的学科。很多分子生物学教材的内容与生物化学、细胞生物学、分子遗传学、遗传学等课程重复较多，例如DNA 和染色体的结构，RNA转录和蛋白质翻译等课程内容在分子生物学、生物化学和分子遗传学方面都有一定篇幅的介绍，重复的课程内容占用了大量的教学课时。因此，为了避免课程教学的重复，通过与生物化学、遗传学，细胞生物学，分子遗传学等课程的教师交流与研讨，对相关课程内容进行了具体而系统的优化，明确课程之间的有机衔接，突出了分子生物学的教学重点。在“RNA转录和蛋白质翻译”这部分的教学内容中进行了相应的优化，生物化学注重讲述转录和翻译的基本过程、而分子生物学则注重介绍具体的分子机制，又如原核和真核转录起始复合物的形成过程及分子机制的教学内容生物化学和分子生物学也进行了相应的侧重。

1.2教材的优化选择

通过多年的教学实践过程，选取适合本科生学习的分子生物学教材，对于学生系统的掌握本课程的理论知识及最新研究动态至关重要。课程设置之初选取阎隆飞主编的《分子生物学》第二版，之后开始侧重理论课与实验课的有机结合，选用朱玉贤等主编的《现代分子生物学》，它的知识体系较为完整，内容较前沿，尤其是第三版将分子生物学研究法分为了两章，分别讲述了DNA、RNA及蛋白质操作技术和基因功能研究技术，突出强调了分子生物学实验技术和原理，同时对基因组与比较基因组学也做了较大幅度的修改和充实[5]。这些内容均体现分子生物学的最新技术和研究成果，同时也满足学生了解分子生物学最新进展和考研的需要。为避免教材单一的局限性，还为学生推荐阎隆飞编著的《分子生物学》（第二版），LewinB主编的《Gene Ⅷ》，吴乃虎主编的《基因工程原理》（第二版）等书籍作为参考教材，并在教师的指导下有针对性地学习，这样不仅满足了大多数学生考研的需求，同时也加深了学生对分子生物学学习的兴趣及教学难点和重点的理解，取得了较好的教学效果。

1.3教学方法与教学手段的改善

在教学方法上，除了采用传统的教师讲授方法之外，为发挥学生作为教学主体的能动性，根据具体的教学内容安排启发式，讨论式等多种教学方法，让学生参与到教学过程中。如在讲授分子生物学研究法时，在班级内以各个学习小组为单位进行研究讨论会，以学生为主体讨论他们感兴趣的分子生物学实验技术，鼓励学生主动思考，自由发表他们的观点，通过讨论的方式测试相应的知识，以学生乐于接受的方式完成对知识的学习。本课程通过多种教学方法的有机结合，充分调动了学生的学习兴趣，分子生物学课程也因此受到学生的好评。近几年来学生考研选择生物化学及分子生物学作为专业课的人数日益增加并且考研专业课成绩逐年上升。

在教学手段上，采用传统教学与计算机辅助教学 CAI相结合的方法。计算机辅助教学 CAI 应用于高等学校教育已成为主流趋势，它的优势在于可以通过文本、图形、动画、音频、视频、仿真软件等多种媒体最大限度地整合教学资源，形象直观地进行教学内容的呈现[6]，使学生通过多种展示方法理解并掌握课程的难点。如在“DNA高级结构” 这部分教学内容中，学生对DNA的分子结构感觉很抽象，在教学过程中通过图片和视频等手段使学生对此结构有了具体的感知。又如在“DNA复制，RNA转录，翻译和真核和原核生物的基因表达调控”的教学内容中，仅通过传统课堂讲解，学生无法理解，通过多媒体的方法，利用动画、视频和图片对其涉及的微观机制进行相应的演示，使学生理解其具体过程和分子机制，提高了学生学习的积极性。

2 分子生物学实验教学的改革措施

2.1加强实验教学条件建设，构建良好的实验教学平台

分子生物学是20世纪中期随着核酸的发现及结构和功能的研究发展起来的新兴学科，研究基础较为薄弱。我校前身是师范类院校，对物理、化学、数学、计算机等传统学科侧重较多。自2004年我校升级为本科院校，由师范类院校转变为综合类院校，学校增加了对各学科的实验教学投入。分子生物学实验室先后配备了Eppendorf PCR扩增仪、Eppendorf梯度PCR扩增仪、高效制冰机、UVP凝胶成像系统、Millipore超纯水系统、Eppendorf台式高速离心机、sigma大型高速冷冻离心机、日本三洋超低温冰箱、分子杂交仪等先进仪器，满足了分子生物学基础实验和综合性实验课程的开设要求，为学生的实验教学与科研构建了一个良好的平台，为我院分子生物学实验课教学改革提供了有力的支持。通过上述平台由我院学生参与的分子生物学方向科研实验在国家级挑战杯竞赛中取得了良好的成绩。

2.2 实验教学体系的优化

之前由于实验条件的限制，我院分子生物学实验教学主要以基础性和验证性实验为主。随着实验条件的改善，逐步在实验设计上加大综合性、设计性实验、所占的比例。实验内容的选取也根据生物科学、生物技术专业的不同专业特点设置相应的实验教学内容。根据生物科学师范类专业的特点，在注重分子生物学基础验证实验的同时开设与分子生物学快速发展相结合的综合性实验。在生物技术专业的实验教学上则注重选取以实践操作为主的操作性和设计性实验。

在实验教学体系的优化中应注意各个实验内容之间的衔接与关联[7]。实验教学内容中建立好各实验之间的衔接对学生系统思维的培养具有重要意义，有利于学生对所学实验操作内容的理解和熟练掌握以及实验技术逻辑体系的建立。我院在实验课内容开设的顺序为基因组DNA的提取，聚合酶链式反应获得目的片段，电泳检测，大肠杆菌活化、感受态细胞的制备，质粒 DNA 提取，DNA 片断酶切，目的片段与载体的连接，转化等，当学生预习实验时，会注意到各实验内容之间彼此承接与关联。前面实验效果的好坏直接影响到下一个实验的正常进行，以此来培养学生在分子生物学实验操作过程中的系统性与逻辑性。

2.3分子生物学实验教学方法的探索

合理的实验教学方法可以使实验内容取得预期的实验效果，在实验教学方法上注重深入浅出的阐述原理，重点在实验环节的解析。针对学生的兴趣特点在教学方法上做了以下几点改进。一、把学生分成多个实验小组，每组选出一人辅助实验教师完成实验的准备工作。在学生准备实验的过程中发现问题。二、发现问题后，在实验课讲授的过程中，教师对问题有针对的讲解与演示，强调标准的操作方法及实验中各环节的注意事项。并将实验过程做成电子课件指导学生正确操作。三、在实验过程中注意实验操作主体的差异性指导。教师在实验课讲授和演示结束后，注意观察学生的操作过程，针对学生存在的普遍问题，给予及时纠正和指导；对于少数同学存在的个别问题个别指导。这样既保证学生实验操作的准确性，又达到在有限的时间内完成实验教学任务的要求。

2.4分子生物学实验课成绩评定方式的改进

科学、有效评价学生实验理论及操作技能是提高实验教学质量强有力的措施[8]。在分子生物学实验成绩评定中采用多样化考核手段，主要从两个方面评定：一、实验理论的评定，主要通过实验报告考察学生对实验原理和步骤的掌握和理解。通过结果分析考查学生对整个实验的理解与掌握。二、实验操作技能的评定。在实验过程中，各实验小组不同学生实验态度以及对实验教学内容的理解思考差异很大。鼓励那些大胆对实验步骤提出疑问的同学，同时激励其他的同学，在成绩评定中不同学生的评定会有所区别。

3 结语

如何教好分子生物学课程，提高学生的学习兴趣，改变学生为了考试而学习的观念，提高教学效果，是摆在所有分子生物学理论及实验教学工作者面前的一个共同问题[9-10]。通过以上的改革和探索。无论及教学，考研，科研还是就业都取得了一定的成效。为了更好地提高分子生物学的教学效果，希望能够与各高校的分子生物教师进行交流和合作，进一步优化分子生物学理论和实验教学的课程体系及教学方法和手段。从学生作为教学主体出发，发挥学生的主动性和能动性，以期培养出更高质量的高校毕业生。

参考文献

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[2] 高利臣， 肖璐， 冯涛. 分子生物学实验教学改革的几点思考 [J]. 实验室研究与探索，2010， 29（4）：99-102.

[3] 毛范海， 朱林剑， 孙守林等. 改革实验教学内容和教学方式培养学生创新能力[J]. 实验技术与管理，2005，24（4）：88-90.

[4] 王荣， 刘勇， 姜双林. 高等师范院校分子生物学课程教学改革与实践[J]. 生物学杂志. 2012， 29（1）：100-102.

[5] 朱玉贤， 李毅， 郑晓峰. 现代分子生物学[M]. 第3版. 北京： 高等教育出版社， 2007：1-3.

[6] 吴元锋， 刘士旺， 毛建卫. 分子生物学教学的探索与实践[J]. 浙江科技学院学报， 2007， 19（4） ： 326-328.

[7] 张宝珠， 陈德福. 培养学生实验能力“分子生物学实验”课程体系的建立[J]. 高等理科教育， 2005， 4（62）：90-92.

[8] 杨晓杰， 刘质纯. 利用多媒体技术促进生物学教学改革[J]. 黑龙江高教研究， 2001， 103（5） ： 112-113.

[9] 张宝珠， 陈德福. 培养学生实验能力“分子生物学实验”课程体系的建立[J]. 高等理科教育， 2005， 4（62）：90-92.

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    1  对象与方法

    1.1  对象  收集2006年11月-2007年5月就诊于笔者医院胸外科并进行手术的患者127例,其中男性68例,女性59例,年龄(21.23±4.26)岁(16~37岁)。凡一个家系中有≥2例手汗症患者均作为研究对象,共23个高发家系。

    1.2  方法  以手术病例作为先证者,采用自行编制的家系调查表,向先证者本人或其父母详细询问一、二级亲属中手汗症的发病情况,对曾经明确诊断或疑似手汗症的家属逐个面检,其中面检34例,面检率达85%,无法到本院面检的患者由知情者描述病情,然后根据手汗症的诊断标准作出回顾性诊断,绘制家系图[1]。所有调查均由一名胸外科硕士研究生独立完成。

    1.3  统计学分析  采用SPSS 11.5软件包分析数据,χ2检验确定有无家族聚集性;应用同胞法和子女总数校正法计算多汗症的分离比,Penrose法估计遗传模式。

    2  结  果

    2.1  患病率  23人先证者中,男性12人(52.17%),年龄(20.17±3.30)岁;女性11人(47.83%),年龄(21.45±5.54)岁。一级亲属、二级亲属的患病情况见表1。先证者一级亲属手汗证的患病率高于二级亲属(χ2=64.61,P<0.001,表1),手汗症的发病率高低与血缘关系的近远显着相关,亲缘关系越近,患病率越高。 表1  一、二级亲属手汗症患病率

    2.2  遗传方式计算结果

    2.2.1  常染色体显性遗传  如果手汗症是由常染色体显性基因决定,当本病患者与正常人婚配后,其子女中患者与正常人之比为1∶1,子女如果有患病者,其双亲必定也有患病者。本组23名先证者中,有8名先证者其父母均未患手汗症,故可排除常染色体显性遗传的可能性。

    2.2.2  常染色体隐性遗传  理论上来说,当患者的双亲都是同一隐性遗传病杂合子时,子女中发病患者的数量应该约占1/4,且男女发病机率大致相等。但是在仅分析同胞发病率时,患者的比值往往高于1/4,原因是把后代未患病但双亲都是携带者的家庭未列入在隐性遗传家系的集合群中,造成了系统性误差,所以必须进行校正。由于收集资料的方式不同,校正方法也不同,大体上可分为“完全确知”和“不完全确知”两大类。前者指家庭中所有的患者都已被查证确认,而后者指的是家庭中总有患者不能被查出确认。本调查属“不完全确知”类型,常用的校正方法有同胞法,先证者法、最大似然法、子女总数校正法。笔者采用其中的两种方法进行计算,运算结果见表2。

    2.2.2.1  同胞法

    隐性基因的分离比率p=R-N T-N

    标准差=p(1-p) T-N

    式中R为所有家庭中有病子女的总数,T为所有家庭中子女总数,N为家庭总数。

    根据计算,p=0.291 7,标准差=0.065 6,95%可信度为(0.163 1,0.420 3),包含了理论分离比率0.25,说明手汗症属常染色体隐性遗传可能性大。

    2.2.2.2  子女总数校正法[4]

    理论同胞总数=p(1-p) T-N

    分离比率=∑R 理论同胞总数

    式中T为所有家庭中子女总数,N为家庭总数,∑R为患病同胞总数。

    根据计算,理论同胞总数为121.44,校正后的分离比率=37/121.44=0.304 7。结果与同胞法所得结果相似,说明手汗症属常染色体单基因隐性遗传可能性大。表2  同胞数及其患病情况

    2.2.3  性连锁遗传

    2.2.3.1  Y连锁伴性遗传  若一种遗传性状或遗传基因位于Y染色体上,X染色体上缺少相应的等位基因,因此,这些致病基因随Y染色体的行为而传递,女性中不会出现遗传性状或遗传病,本资料先证者中有47.83%的患者为女性,故没有“传男不传女”的现象,可排除Y连锁伴性遗传。

    2.2.3.2  X连锁显性遗传  若一种显性遗传性状或遗传基因位于X染色体上,在父亲患病、母亲正常的家系中,其所生育的子女中儿子应该全部正常,女儿应该全部患病。本组资料中父亲患病、母亲正常的8个家系中所生育的8个患有手汗症的子女,其中4个是儿子,故可排除这种遗传方式。

    2.2.3.3  X连锁隐性遗传  若一种隐性遗传性状或遗传基因位于X染色体上,当母亲患病、父亲正常的家系中,其所生育的子女中儿子应该全部患病,女儿应该全部正常。本资料中母亲患病、父亲正常的8个家系中所生育的13个患有手汗症的子女,其中8个是女儿,故可排除这种遗传方式。

    2.2.4  Penrose法估计遗传模式  根据同胞患病率(s)和一般人群患病率(q)可以估计某病的遗传方式,依以下标准判断遗传模式:s/q接近1/2q为单基因显性遗传,s/q接近1/4q为单基因隐性遗传病,s/q接近1/ q为多基因遗传病。本次调查计算结果:q=0.0037,s=0.2917,s/q=78.838;1/2q=135.135;1/4q=67.568,1/q=16.44。结果显示s/q接近1/4q,进一步证实手汗症为常染色体单基因隐性遗传病可能大。

    3  讨  论

    手汗症是一种交感神经功能亢进性疾病,目前已引起遗传病学者的关注。有些学者发现该疾病呈家族性发病,并具有一定的遗传背景,但至今其发病机理尚未完全阐明[23]。本研究采用高发家系调查的方法,收集遗传因子较为相似的“同质”病例进行研究,有助于阐明遗传因素对本病发生的影响。