遺傳學前沿熱點

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遺傳學前沿熱點范文第1篇

關鍵詞: 基因組學 教學實踐 教學模式

人類基因組計劃的成功實施與完成標志著基因組學的誕生,她是一門新興起的生命科學邊緣學科。以人類基因組測序完成為標志,基因組生物學的研究重點由結構基因組學轉向以蛋白質組學為重要研究領域之一的功能基因組學。基因組學與蛋白質組學研究的實施與發展又孕育了生物信息學這一新興交叉學科的產生與發展。基因組學、蛋白質組學、生物信息學是基因組生物學的非常重要的研究領域,它們的發展息息相關,相輔相成,且與人類起源、疾病(如癌癥、肌營養不良癥、家族遺傳病等)預測診斷治療、新藥物新疫苗開發、生物武器鑒定、長壽與衰老死亡等許多方面有著重要關系,成為當今生命科學的熱點與前沿。廣義上,基因組學包含了結構基因組學、功能基因組學、比較基因組學、生物信息學等方面的內容。因此,該課程是一門生物學前沿課程和交叉課程,對于豐富生物技術等相關專業學生知識面,完善知識結構和提高創新能力都有著重要影響。我就近幾年來關于基因組學的教學實踐談幾點體會,并對革新課堂教學模式進行了初步嘗試。

一、教材

教材是一門課程的主要教學參考書,是確保教學過程系統性、規范性的關鍵,對教學效果有重要影響。基因組學是一門新興起的生命科學邊緣學科,我國許多高校的生物技術等相關專業課程設置中都將其設為專業限選課或選修課,如華中農業大學、天津醫科大學、重慶郵電大學等。本課程也是我校生物技術專業的一門專業限選課。在考察了有關基因組研究的眾多參考資料和兄弟院校的開課實際后,我們選了結構體系比較完整、內容深淺適宜、覆蓋面較全的復旦大學楊金水編著的《基因組學(第二版)》(高等教育出版社,2007年)為主要教材。此外,選用了袁建剛等翻譯的、BrownTA編著的《基因組2》(科學出版社,2006年)及其英文版原著Genomes2(BIOS Scientific Publishers Ltd)為重要參考教材。中英文對應的參考教材的使用更方便了學生對專業名詞的理解和把握,有助于學生對專業英文文獻的查閱和利用,便于跟蹤學科前沿,擴充知識面,豐富學生視野。

二、教學內容

基因組學是從整體上對生物基因組中所有DNA進行測序、拼裝和序列分析的一門科學,其研究對象涉及包括原核生物和真核生物在內的所有生命體。基因組測序的前提是進行基因組作圖,包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉錄本圖譜制作。測序后核苷酸序列分析主要是進行序列闡釋,包括基因預測、各種類型重復序列鑒定與功能性MicroRNA的預測,等等。最后是進行各種功能性元件如基因、MicroRNA等功能分析。因此,基因組學的主要教學內容包括基因組的基本結構及組成,遺傳圖譜與物理圖譜制作,基因組測序,基因組序列解讀,基因組內基因的表達和調控,染色質的結構與基因表達調控,基因組活性的調控,不同生物基因組比較序列分析,基因組進化,等等,并結合當今基因組學研究的前沿進行有選擇性的、重點的專題介紹,使學生不但能系統學習基因組學的必備知識,而且能對本學科發展方向及目前重大研究與突破有所了解,以豐富學生的相關知識并拓寬學生的知識面,為今后的就業與創業打下良好的基礎。

三、教學方法

近年來我國多數高校本科各專業培養方案普遍采取的是多課程、少學時的模式,使多數課程學時嚴重不足[1-2]。就基因組學課程來講,多數內容是生命科學研究的前沿與熱點,而且對于多數本科生來說不容易理解和接受,這客觀上需增加學時進行詳細闡述。一方面教學大綱規定的學時嚴重不足,而另一方面教學實踐上又確實需要增加學時來完成“解惑”的任務,怎樣解決這一棘手的矛盾呢?這就需要根據學生已經學過的相關課程,對課程內容進行精選而且課程骨架知識體系又不被破壞,制定詳細的教學計劃,講課方法根據內容進行有針對性選取,教學手段以多媒體輔助教學為主,并輔以必要的板書。

我在講課實踐中采取的是重點內容(如基因組作圖與測序、功能基因組學中的表觀遺傳學部分、基因組進化中的端粒復制與基因組穩定性及基因組進化的機制與模式等)以講授法為主,特別重要的知識點上輔以啟示法、討論法教學,如在講到表觀遺傳學的座位控制區LCR(Locus Control Region)功能的內容時,我設計了圖片(圖1、2),在講解時PPT演示按圖1、2所示分步驟一一顯示的,之后進行討論,最后推而廣之――研究一段待測DNA的功能時大都可以采取類似的方法。這樣邊講解、邊啟示、邊討論,最后讓學生自己總結出共性的東西的綜合教學法,極大地提高了學生課堂參與的積極性、主動性和創造性,取得了很好的教學效果。期末,學生的成績較好,而且學生對教學效果評價很高,達到優秀等次。

對于基因組學課程和分子生物學、生物化學等相關課程相交叉的內容,則以提問法為主要講課手段,以將知識點前后貫通為主要目標進行教學,并適當加快教學進度。對于一些次要的、擴充性內容則以課堂講授法為主,點到為止,但要求學生課下自讀。對于一些最近發展起來的新技術、新方法、新領域,則以專題的形式進行教學,以1―4學時的時間為宜,并以國內外權威期刊雜志如《科學通報》、《中國農業科學》、Nature、Science、PNAS、Plant Cell等近幾年尤其是近2年刊登的相關文章主要教學參考資料,確保專題教學的新穎性、權威性。

四、教學模式

教學模式是圍繞教學目標在一定的教育思想指導下形成的相對穩定的教學范型,是人們在長期的教學實踐中不斷總結、改進而逐步形成的,對教學效果有著重要影響。[3]近些年來,隨著新的教育教學思想不斷涌現,以及人們對教育教學認識的不斷深化,許多新的教學模式產生了,如愉快教學模式、自學輔導教學模式、探究研討教學模式、主體性教學模式等。[4]雖然這些教學模式體現了新時期素質教育的要求,但仍拘泥于固定場所的課堂教學模式。

1969年,美國的神經病學教授Barrows在加拿大的McMaster大學創立了PBL教學模式,即以問題為學習基礎(Problem-Based Learning,PBL)的教學模式[5]。PBL教學模式以具體疾病為基礎,緊密結合臨床實踐,提倡以學生為中心、教師為引導的小組討論式教學。其核心問題由多學科教學人員和相關臨床專科人員共同設計,建立完善的學習模塊,制定出某一病例的PBL手冊,提供給各討論小組。根據討論的問題與學習深度的不同將教學分為初級、中級、高級三個水平,初級水平的病例為模擬的標準病人(Standard Patient,SP),中高級的病例則為真實病人(Real Patient,RP)。在教室或醫院,由教師、學生、模擬病人(或真實病人)組成學習的虛擬或真實場景,進行三段討論式教學,即提出問題,討論自學建立假設,討論自學解疑,論證假設。每一模塊學習結束后進行測試、考核,最后進行總評。不難看出,與傳統的知識傳授型教學模式相比,PBL教學模式調動了學生主動學習的積極性,有利于提高學生的表達能力、溝通技巧和人際交流能力;有利于培養學生團隊精神和協作能力;有利于培養學生的臨床思維;PBL教學模式使實用性知識的傳授更加得到重視;由于評估體系科學,能準確評估教學效果。目前,該教學模式已被世界上許多大學的醫學專業教育所廣泛采納。

受該教學模式啟發,我認為基因組學少部分教學內容可以進行專題討論式教學模式探討。具體來講,就是首先與相關教師一塊兒設計每一個專題的核心問題,并提出應達到的目標要求,帶到課堂讓學生討論、發表意見,確定問題;之后,學生通過利用圖書館、網絡、知識講座等進行自學解疑,整理并寫出問題的解決方法,再進行課堂交流、討論;最后,通過討論進行歸納總結。當通過課堂討論提出核心問題之后,學生甚至可以分組到相關實驗室參觀學習,有條件的可以讓學生參與部分科研工作,這樣既可以讓學生將理論與實踐相結合,直接接觸前沿課題研究實際,又可以減輕教師科研中一些簡單的重復性勞動,提高科研設備的使用率。

五、結語

基因組學是伴隨著人類基因組計劃而誕生的一門新興學科,是當今生命科學研究的前沿,與人類重大疾病分子機理、生物起源演化、新藥物新疫苗開發等許多重要問題息息相關,對人類社會生活的許多方面都有重要影響。在我國許多高校的生物技術及其相關專業中基因組學是必開的一門課程,我就近幾年來的基因組學授課實踐經驗進行了概括介紹,并就教學模式創新、改革提出了建議,希望能對兄弟院校相關專業學生的培樣及相關課程的任課老師有所裨益。

參考文獻:

[1]張琛.酶工程課程的教學方法的探討與體會[J].科教文匯(上旬刊),2009,(1):223.

[2]梁紅波,鐘衛,熊磊.高分子物理課程的教學體會[J].高教論壇,2009,(1):80-81.

[3]方展勇.淺論課堂教學模式[J].廣西教育學院學報,2001,(3):35-39.

[4]刁維國.當代教學模式理論與實踐的新進展[J].內蒙古師范大學學報(教育科學版),2008,(11):42-45.

遺傳學前沿熱點范文第2篇

現在情況似乎更簡單了，根據最新研究，利用女性骨髓干細胞可以培育成，她們甚至不再需要找男人約會。

據英國《每日郵報》報道，英國科學家正準備將女人骨髓變成，讓男人不再摻和到生孩子的事情當中。

一直以來，和心愛的男人共同生活、孕育出愛的結晶――寶寶，是所有女性一生中最幸福的追求。但是“人造”的出現，將使女性不再需要男性就能生兒育女。女人不再需要苦苦等待或者追尋生命中另一半的出現，可以永遠不結婚。等到想要孩子的時候，完全可以自己DIY。這對于如今越來越多不愿湊合，看不上“臭男人”的“大女人”來說，絕對是個佳音。

女性兩年內面世

目前，科學家想從女性捐贈者的骨髓中提取干細胞，然后利用特殊的化學藥品和維生素將它們變成。英國紐卡斯爾大學的教授凱利姆?納耶尼亞已經申請相關部門允許讓他做這一工作，并準備開始這一實驗。這位生物學家相信初級“女性”將在兩年內面世。能讓卵子受精的成熟可制造出人造嬰兒。

之前，科學家已經用男人骨髓制造出了初級。這是從一位成年癌癥病人捐贈者身上采集的干細胞，排除了使用胚胎提取干細胞引發的倫理問題。

正在極力申請女性和男性卵子技術專利的美國分析家格雷格?阿哈羅連表示，他想打破異性婚姻占優勢的論點，他的奇特論調是：異性婚姻生孩子，就能高人一等嗎？

一號功臣 小老鼠

人類之所以能夠培育出“女性”，最應該感激的就是這些勇敢的小老鼠。2006年，納耶尼亞曾帶領德國科學家首次從老鼠胚胎干細胞中制造出具有生育能力的人造，并成功利用這些培育出7只活蹦亂跳的小老鼠。這一研究結果對于英國150萬男性不育癥患者，以及因為化療而失去生育能力的人來說，無疑是天大的好消息。納耶尼亞教授當時就自信地發表言論，相信未來3~5年的時間內，他們會取得進一步的成果。

與此同時，巴西Butantan研究院的研究人員也聲稱將雄老鼠的胚胎干細胞變成和卵子。他們正在對皮膚細胞進行相關研究。如果他們的實驗獲得成功，表明同性戀男人可以捐贈皮膚細胞來制造他們自己的卵子，然后用其伴侶的受精，植入替孕媽媽的子宮里，就能生出他們自己的孩子。

樂觀的英國民眾

評論界警告說，此研究還處于初級階段，還需要多年的臨床實驗才可用于治療。他們還擔心這種人造卵子和出生的孩子會有嚴重的健康問題。而且，從女人那里制造的人造只能生女孩。這是因為女性缺少生男孩的Y染色體。

民眾的想法和專家們卻不完全一致。在英國患有不育癥、急切想擁有孩子的家庭最近幾年越來越多，他們對干細胞和“人工”技術有著很高的期望。他們認為，憑借英國先進的醫學研究技術一定能解決不育問題。

另外，英國社會目前也出現了越來越多的同性戀夫婦或者是選擇獨身的單性家庭。他們都希望能夠通過“人工”等干細胞技術，讓自己獲得親生骨肉。他們認為這樣不僅不會違背倫理道德，相反更能夠建立一個穩定的現代家庭。

新技術還有多遠？

對此，北京協和醫院生殖科專家何方方表示：目前，國內國際不孕不育癥高發的問題日益嚴重，新技術的出現確實有利于幫助我們實現解決生殖系統的難題。但同時，帶來的問題也很復雜，比如這個孩子在倫理學上的身份將難以界定。

從遺傳學看，父母的結合使父母雙方的遺傳基因相混合，可能使子女在質量上超過父母，單靠卵子做單性繁殖，子女的質量無法超過母體。在自然界，生命繁殖開始時都是無性的，后來才發展成為有性。有性繁殖增加了變異的可能性。單性繁殖導致群體的每個個體都一樣，從而增大了這個物種被消滅的風險。而有性繁殖則使生物的可能的變異在群體中大大增加。增強了物種的競爭力、適應力。這是生物進化中非常重要的一步。生物需要多樣性，人類同樣需要多樣性。

而且，該技術從臨床到實踐，還需要很長時間，5年后女性生育就不再需要男性的觀點，恐怕過于樂觀。

對于大多數上班族來說：導致不孕的真正原因是：肥胖、抽煙、育齡過晚、工作壓力過大、對自身生殖系統缺乏關愛等等，從這些方面解決自身的不孕不育問題，更為實際。

人造研究由來已久

近年來，干細胞研究的一個新趨勢是希望將干細胞誘導分化為或卵子，因而人造和人造卵子成為一個新的研究熱點。人造研究已經持續了十幾年的時間。

1994年，美國賓夕法尼亞州大學獸醫學院的研究人員發展了在小鼠間移植精原干細胞的方法。1996年，科研人員將健康雄性老鼠的冷凍精原干細胞，植入了不能生育的雄性老鼠體內之后，后者順利產生了。

但是此后數年間，人造研究進展不大。直到2003年初，日本的一個科研小組宣布，他們成功地把實驗鼠的胚胎干細胞變成了細胞。

2004年，美國哈佛醫學院喬治?戴利領導的一個科研小組報告說，他們用雄性老鼠的胚胎干細胞培育出細胞，并且把這些細胞注入了卵子。這也是首次使用人造使卵子受精的報道。同年，新加坡科學家培育出魚的精原干細胞，并從中培育出了活的成熟魚。

2004年4月22日，權威科學雜志《自然》公布了令人震驚的消息：日韓科學家利用兩只雌性老鼠未受精的成熟卵子重組培育出了一只沒有“父親”的單性老鼠，并取名“輝夜姬”。

我國的人造研究

中科院動物研究所計劃生育生殖生物學國家重點實驗室韓春生研究員領導的研究小組長期從事人造研究，他們在《生命科學前沿》雜志上提出，小鼠精原干細胞與胚胎干細胞在自我更新調節方面具有共同的機理。由于精原干細胞是成體中唯一向定向分化的干細胞，因此利用它培育出成熟的成功率可能更高。目前，他們正在研究直接利用精原干細胞培育。

無所不能的干細胞

遺傳學前沿熱點范文第3篇

1.1微生物學教學方法優化

《微生物學》在實際教學中存在“知識點多且散、內容覆蓋面廣、知識點易混淆”等缺點，加之微生物本身肉眼看不見，在實際教學中抽象性概念及描述較多。教師在課堂講授過程中容易犯照本宣科、“填鴨式”教學的錯誤方法，造成學生學過就忘、考完就忘的問題，難以在腦海中形成完整的知識網絡結構，容易使學生失去學習興趣。由于《微生物學》實踐性較強，而且與人類健康休戚相關。因此，需要在緒論內容講述方面就充分調動學生的學習積極性，要讓學生意識到微生物雖然個體小，但是其作用卻是一點也不小；從日常生活中衣物與食品的發霉現象，到生產中釀酒、制作腐乳等工藝，到微生物致病性和引起人類恐慌的傳染性疾病的蔓延等具體事例，引起學生對微生物的重視，激發學生對微生物學的學習興趣。在知識講述方法上，注意前后結合，融會貫通，比如原核微生物的細胞結構與真核微生物的細胞結構差異、病毒一步式生長曲線與細菌群體生長曲線的對比、微生物分解代謝與微生物的營養之間的關系等。前后知識點系統聯系，對比記憶，歸納總結。以提綱式教學的方法向學生講授知識點、重點及難點，一方面既鞏固了知識，又加強學生綜合運用知識的能力，使學生在腦海中形成一套完整的理論知識體系和一張系統的知識脈絡結構網，幫助學生快速高效的學習知識。

1.2緊跟科學前沿，放眼學科動態微生物學作為一門專業基礎課程，與科技發展緊密相連，教師在課堂講述過程中，除了系統介紹課本知識外，還應穿插當今科學研究前沿，以充滿激情的科學態度向學生展示微生物學的發展動態及當前的熱門話題。比如：介紹與微生物相關的諾貝爾獲獎者的研究成果；近期發表在Nature、Science、Cell等國際頂尖雜志上的科學文章；在講授病毒這一章內容時，結合目前流行的埃博拉病毒、甲型H1N1流感病毒等疾病的感染與治療講述病毒的特點等。以當今的科技成果和熱點話題，激發學生對微生物學的學習興趣和對微生物科研工作的崇拜感。

1.3充分調動學生參與課堂的積極性引導學生積極參與課堂，變“被動”教學為“主動”教學。以往的理論內容教學就是以老師為主體，老師講學生聽，教師與學生互動較少，學生參與課堂的積極性也不高。在教學過程中應該采用“啟發式”教學和“參與式”教學，例如：安排學生提問，讓學生提問老師，創造學生參與課堂及師生互動的機會，增加學生的個人成就感；布置課后問題，組成3-5人的科研小組，讓學生在課下積極思考，查閱資料，獲得自己的科研成果；開展“翻轉課堂”“微課”“慕課”等活動，以豐富多彩的教學形式充分調動學生參與課堂的積極性，其知識面和創新意識也得到了極大的提升，有效培養了學生自主學習的能力。

1.4突出微生物學的課程特點，避免與其他課程知識重復微生物學作為一門專業基礎課，與普通生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學等多門課程存在交叉重復的內容。而且這些課程在授課時間安排上不統一，有前有后，那么如何在有限的課時里詳盡的向學生講述微生物學的知識但是又避免知識的重復累贅？如何突出本課程的教學特點，優化課程講授內容？這就需要教師在課前做好充分的準備，首先與其他課程的老師互相交流，相互協調授課內容，對于重復的知識點不做過多的贅述，僅作重點提示或簡單的復習；其次，注意傾聽學生的意見反饋，由于知識學習存在遺忘過程，針對這種情況，如果重復知識內容在不同學期或者學年開課，要注意適當加強復習，以課堂提問及重點提示的形式完成知識內容的學習。對于同學期開設的平行課程，有些重復知識內容僅作簡單的帶過。如，在微生物遺傳育種一章內容中，同學期生物專業開設了《微生物遺傳育種學》課程，那么在微生物學講授過程中，這部分的內容完全可以略過，提示學生此部分內容在其他課程中有詳細的學習。總之，需要授課教師在其他任課教師和學生之間建立聯動的關系，既與相關課程的教師經常交流，保證各課程在內容上互為補充、相互協調、相互促進；又要及時關注學生對知識的理解情況，將教學內容有順序有邏輯有重點的呈現給學生，建立優質課堂教學，既讓學生系統學習理論知識又突出了本門課程的學習特色。

2微生物學實驗課程教學改革

由于微生物學是一門實踐性極強的學科，微生物實驗教學是微生物教學中的重要組成部分，是現代生物學技術的重要基礎,其獨特的實驗技術在學科的發展中占據著突出的位置。

2.1微生物學實驗教學存在的問題

微生物實驗教學對于學生加深對理論知識的學習理解、提高學生動手實驗技能、培養學生團隊意識與創新精神、樹立嚴謹求實的科學態度至關重要。現階段關于微生物實驗課程建設仍然存在著一些問題：在微生物實驗課程建設方面重點培養學生動手能力的同時忽略了對學生獨立思考及創新能力的鍛煉；課程講授與實驗課程課時安排存在著不一致性；實驗課時相對較少，實驗課教學最容易受到課時及實驗室具體條件的限制,對于實驗周期長或缺乏儀器無法直接完成的實驗,以往只能選擇不做。

2.2微生物學實驗教學改革措施

作為實驗課程建設及改革，應針對不同專業的專業特色及專業優勢，根據課程內容適當調整實驗方向及實驗內容，凸顯專業優勢；同時注重基礎理論知識的鞏固加強以及不同專業優勢互補和專業交叉合作。通過微生物實驗課程改革及完善能夠使學生熟練掌握微生物學實驗技術和操作規程,培養他們觀察、思考、分析和解決問題的能力,增強他們的創新意識,樹立實事求是、嚴肅認真的科學態度以及勤儉節約、愛護公物的良好作風。其主要內容包括：

（1）讓學生參與實驗準備工作：實驗課程的建設不單單是實驗過程，前期實驗準備工作也是非常重要的，讓學生親自參與到前期實驗準備工作能夠培養學生的認真負責的態度，同時也讓學生對整個實驗過程有全面的認識與學習。

（2）實驗內容及課時的調整：應結合學生在微生物課程上學習到的理論知識，將理論課與實驗課合理安排。做到先學習理論知識，打牢基礎，再培養實驗技能，在實驗過程中真正理解書本知識，將理論與實踐合理結合。

（3）凸顯專業優勢與專業交叉：針對各個專業的優勢，設計有針對性的專業微生物實驗，并設計能夠將生物專業、食品專業和煙草專業等各個專業優勢合并的大實驗課程，增加探索性實驗，鼓勵學生自己成立科研小組，獨立開展創新實驗。

（4）開展錄像實驗教學：由于實驗條件或實驗經費的限制，對于暫時不能開展的實驗內容不能棄之不做，雖然實際實驗條件不能滿足，但是借助于多媒體教學手段，讓學生對實驗原理、過程及操作要點有清晰的認識。通過對微生物實驗課程的優化改革，能極大豐富實驗課程，培養學生創新意識，提高學生實驗技能與實踐能力。力爭做到：凸顯專業優勢及專業互補，避免內容的重復及雷同；鼓勵學生獨立參與科研課題,拓展視野；通過實驗課程的講授培養學生對實驗的興趣及實事求是、嚴肅認真的科學態度和團隊合作意識。

3結論