遗传学的最新进展精选(九篇)

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第1篇：遗传学的最新进展范文

关键词：医学遗传学；实验教学；模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）02-0270-03

医学遗传学是医学教育的重要课程，介于临床医学与基础医学之间，是一门应用性很强的学科。随着分子生物学理论和技术的发展与进步，尤其是人类基因组计划的实施完成，医学遗传学得到了空前的发展，基因组学与分子遗传学逐渐成为了21世纪的领头学科，在现代医学教育体系中有着重要的地位[1]。医学遗传学实验在知识与实践、实践与创新的链接上发挥重要的桥梁作用。当前社会科学和自然科学的发展变化，致使医学教育无论在教学手段还是在教学理念都发生了深刻的变化，更早地、更多地接近社会、接近临床，更注重人文精神，更多融入先进技术与研究成果[1～2]。而大部分医学遗传学实验则还主要关注在传统分子遗传学相关领域的基本实验操作，涉及遗传病相关资料的信息化获取与分析涉及很少，解决临床遗传学问题过程中存在理论与实践脱钩。医学遗传学实验教学尚未达到提高医学生的科学研究能力、求知探索精神、创新能力和创新意识的目的。为此，我们开展了一系列卓有成效的探索，优化了原有的医学遗传学课程教学体系，构建了新的实验教学模式。

一、利用网络课程资源，推进虚拟实验

依托于湖北民族学院网络中心，结合医学遗传学学科特点，进行数字化资源导学平台建设。网络平台的主体结构分为教师主导区和师生互动区两大部分。内容充实而全面，平台除了内容完善的多媒体课件，与教学内容或生活实际密切相关的研究成果，解决学生在学习中遇到的实际问题，还专门开辟了“虚拟实验室”栏目[3]。网络课程资源在医学遗传学实验教学中主要解决二大问题：

1.是医学遗传学实验中所特有的一些对人体有重大危害的和涉及到比较先进实验技术的实验，出于安全和成本考虑，学生往往无法直接参与其中[4]。虚拟实验可突破传统实验教学模式受时间、地点、方式的限制，实验的安全性高、成本低、效率高，弥补了实验场地设备不足、教学时空性的约束。虚拟实验教学不但可提供良好的人机交互，还允许学生在出错时，自行了解错误的根源及后果，寻找解决问题的方法，教与学的灵活交互[4]。利用网络课程资源来培养学生随时学习、自主学习和终生学习的能力，可充分调动学生的学习主动性，并将教师的教学行为由课堂上扩展到了课堂外。

2.是运用目前已经公开的人类基因组相关数据库，快速准确地查找、识别遗传病的相关遗传学背景信息，获取世界上最新进展的医学信息及科研成果[5]。近年来，遗传学领域的分子遗传学分支迅速发展，越来越多的致病易感基因位点和区域被筛选或定位识别。不单是单基因遗传病的致病基因被顺利定位识别克隆，一些复杂多基因遗传病，如：高血压、糖尿病、阿兹海默氏病、心脑血管疾病及肿瘤等疾病，也筛选出了众多与疾病发生相关的遗传易感标记物及药物敏感或抵抗标记物，人类对于疾病的遗传学认知达到了空前高度[5]。如何识别查找获取人类遗传病相关的遗传信息已经成为临床医生和基础医学科研工作者需要掌握的基本技能之一，因此，我们有必要在基础医学的教学上与时俱进，让医学生更早地接触相关知识，训练相关技能。由此，我们网络资源课程中的“虚拟实验”内容中专设了常见人类遗传病致病基因的数据库链接，主要以美国国家生物技术信息中心NCBI（http：//ncbi.nlm.nih.gov/）与在线人类孟德尔遗传（Online Mendelian Inheritance in Man，OMIM）数据库为主，并至少安排一次实验课的时间介绍如何利用数据库完成常见人类遗传病相关遗传学信息收集，包括遗传模式、发病率、家系连锁定位区域、在基因组上的定位信息及热点突变位置等。

二、结合临床实践，开展第二课堂教学

医学遗传学实验教学是对理论教学必要的补充和巩固，通过实验技能训练，提高实验的综合能力和实验素质，促使基础医学知识与临床实践相结合，对培养医学生的实践能力和创新思维影响更为积极[6]。从临床角度出发，研究疾病的遗传因素、病变过程及其预防、诊断和治疗的相互关系，为将来走上临床医生岗位的临床专业学生提供从事医学实践所必需的遗传学基础知识和临床技能。

实验教学具体实施上，将病例法引入到教学过程中。一方面，由教师结合具体的病例，提出实验方案和验过程中可能遇到的若干问题，组织学生预习课本、查阅相关资料，以团队的形式分组讨论，设计实验方案，开展实验、解决问题。并联合湖北民族学院附属民大医院，在实验内容、设计、取材紧密结合临床，取临床真实患者的血液作为实验材料，进行真实病例分析。如人类染色体显带和非显带制备。另一方面，组织学生利用假期时间开展遗传病的家系调查；进行家乡遗传病咨询、系谱绘制和分析、再发风险估计，指导学生以论文的形式完成假期调查报告。或组织学生利用假期去当地医院的妇产科与儿科等科室见习，了解引起遗传病发病的环境因素和遗传病的预防措施，与医生或患者就某种遗传病的临床症状、传递方式、发病机制、再发风险以及预后进行探讨，对患者及其亲属的婚姻和生育进行指导，这样可以大大提高医学生对遗传病预防的认知能力[7]。

第2篇：遗传学的最新进展范文

【关键词】进化生物学 课程 教学改革

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）14-0025-02

进化生物学是在生物进化论的基础上发展起来的一门学科。20世纪后期，随着遗传学、生物化学，尤其是分子生物学的发展，推动生物进化论从推理到验证，从定性到定量，使得这门学科由模糊的理论推测日渐发展为脉络清晰的系统学科。它从各门功能生物学科获得研究基础，综合形成的一般规律和理论又成为整个生命科学的发展线索。迈尔曾说：“进化生物学是生命科学中的最大的统一理论”，是建立在生命科学各层次研究和各分支学科基础之上的理论综合。由于进化生物学涉及学科广泛，是高度概括的综合性理论，实践环节存在困难等原因，导致进化生物学教学有其独特性，本文从教学实践经验出发，就进化生物学课程改革方面进行探索。

一 课程目标的设置

针对进化生物学既是生命学科各分支学科的综合，也是生命科学领域的一门前沿学科，又是生命科学的一个核心理论的课程特点，在课程目标的设置上力求做到以下三点：

1.牢固掌握本课程基础知识和理论

主要包括生命及其在地球上的起源、细胞的起源与进化、生物发展历程、微观进化、宏观进化、遗传系统的进化及人类起源等问题，这些知识既是进化生物学教学的主要内容，也是学生学习的重点所在。这些内容涵盖了各门生物学分支学科的成就，特别是把植物学、动物学、细胞学、遗传学、生态学和分子生物学等结合起来研究有关生命进化的问题，力求让学生在掌握生命进化的基本历程、进化的动力机制，学会对进化现象进行正确的理论分析的基础上，培养对生命科学各分支学科融会贯通的能力。

2.密切结合生命科学研究中各学科的最新研究进展

进化生物学是生命科学中一个相当活跃的领域，新知识、新理论层出不穷。本课程以现代达尔文综合进化论为基础，同时密切结合生命科学研究中的最新进展，把各个学科前沿进展融入教学过程中，如以鸟类手指同源问题讲解物种特化式进化中的分歧进化，在“适应”的问题上联系燕子为躲避车辆进化出更短的翅膀等，把一些最新进展融入理论教学中，不仅增强学生对理论知识的理解与学习兴趣，更能开拓学生的知识层面，也体现了进化生物学是一门前沿学科的地位，吸引学生从事进化生物学的研究。

3.着重培养学生对自然界进化过程的正确认识和理解

进化生物学是在哲学思想指引下产生的，研究进化的过程本身就是将古论今，“现在就是过去的钥匙”，通过学习能够加深对生态环境系统的正确理解，单独的思想教育往往说服力不足，课程中引入大量的数据和事实，培养学生对问题的分析能力，如让学生从微观进化角度对生物多样性进行分析，探讨生物大灭绝对生物环境保护的意义，从人类进化历程角度谈如何摒弃“为人独尊”的思想等，把这种思想的教育贯穿始终，帮助学生树立科学的世界观，这也是对辩证唯物主义自然观最好的验证。

二 优化课程内容体系

进化生物学研究内容贯穿生命科学的各个分支学科，甚至其他自然科学和社会科学门类中都会触及生命起源及进化的问题。在国外很多大学都把进化生物学列为生物学专业基础课、研究生基础课，甚至成为一门通识课。耶鲁大学开放课程进化、生态和行为原理从2009年录制以来风靡全球。

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* 基金项目：大庆师范学院教育教学改革项目（编号：JY1320）

在我国，很多高师院校把进化生物学课程设置为生物科学专业必修课，一般在学习最后阶段开设；也作为生物学其他专业，如生物技术、生物工程的选修课，也有院校将生命起源与进化之谜作为一门通识课来开设。由于进化生物学融汇众多交叉学科，每个学校学科课程设置各有不同，教材内容不可能完全适应具体情况，不同学校不同专业的课程内容不能一味照搬。我院曾把进化生物学作为生物科学专业必修课，生物技术专业选修课和全校学生的通识课开设，在围绕基础知识和原理的基础上，对课程内容进行了如下优化：

1.对于生物科学专业师范生而言，进化生物学课程在初中、高中课本都有体现，应该详尽系统地开设

通过对生物进化的历史过程、原因、机制、速率、趋向和物种的形成与绝灭、系统发生以及适应的起源机制等内容的学习，使学生掌握生物进化理论中的基本概念，认识生命进化的基本历程、进化的动力机制，学会对进化现象进行正确的理论分析，融会贯通各分支学科；同时激发学生对生命科学的学习兴趣，树立科学的世界观，培养具有用进化理论来综合生物学各个学科知识的能力的高素质人才。

2.对于生物技术专业的学生而言，应该有针对性地进行开设

由于生物技术专业的学生有一定的生物学基础，进化生物学课程主要应从生命史、小进化（种内水平的进化）、大进化（种以上水平的进化）及人类的起源与演化四个主要方面讲解，着重从个体、群体以及物种等不同分类群探讨进化的规律，涉及学生已掌握的细胞生物学、分子生物学和发育生物学等学科领域，加深对各个学科知识的贯通，着重对学生进行生物进化思想的培养，让学生对生物进化的本质有一个科学的认识，培养适应新时期社会高速发展的科技人才。

3.作为一门通识课，针对生物基础知识相对薄弱的学生开设，课程学时一般为18学时

课程从宏观角度对生物的发展历程、人类的起源与进化等问题入手展开，介绍地球的形成与演化、环境系统的演变、生命的起源、生物与环境的协同关系等，展示人类探索生命起源、探索天外生命的科学成果和艰辛历程。审视30亿年来主要生物类群的延续发展，探索起源、分化和灭绝等问题，使学生树立生物与环境相互联系、生物具有适应性和多样性的观点，在教学过程中加强辩证唯物主义的世界观教育，使学生正确地认识人类在自然界中的地位，人与自然协调发展的必要性，培养大学生探索科学的兴趣，增强其珍惜生命和保护环境的意识。

三 课堂教学改革

进化生物学课堂教学既要符合课堂教学的一般教学规律，又要充分体现课程的独特性。在教学过程设计上将学术性与趣味性有机结合，紧密联系生活实际，并采用灵活多变的教法，丰富的多媒体资源，让学生展开讨论和辩论等形式激发学生学习兴趣，进一步提高课堂教学质量。

1.课堂教学形式的改革，以学生活动为主体，师生角色互换

进化生物学是一门前沿的学科，有很多未知的内容等待我们去探索，对于一些前沿的问题，如恐龙灭绝之谜，地球之外是否有生命，下一次物种大灭绝的预测等问题，让学生自行组织，用多媒体报告的形式做介绍，各小组相互提问，并按照评价表进行打分，小组成绩就是小组成员的成绩，以此培养团队精神，让学生真正融入其中，真正落实“以学生为主体”的教育理念。

2.灵活运用现代教学手段，提高教学质量和效率

对现代教学手段的大规模应用还存在褒贬不一的看法，但对于进化生物学课程而言，选择有代表性的图片、音像资料能吸引学生注意力，丰富课堂内容。如古生物的化石，冥古代地球表面特征等，学生理解起来有一定的难度，但用一张想象图却能集中学生注意力，降低学习难度。另外，借鉴并剪辑国内外大型探索片、纪录片、科幻片中相关内容及其中涉及的电影片段，如《宇宙的诞生》《与远古人同行》等，这些音像资料有效地提高和调动了学生的学习兴趣，也为进一步探讨一些科学问题提供了证据和平台。多媒体课件具有信息丰富、形象、通俗易懂等特点，学生易于接受，便于他们掌握重点内容。

3.教学过程与观察、实验相结合，注重实践教学环节

作为一门理论学科，必须要有实践环节的支持，而生物进化的历程有数十亿年之久，无法真实再现当时的情境，这成了进化生物学实践环节的难题。课堂教学主要从基础课程植物学、动物学实践教学展开，通过对以往知识的回顾、实践结果的描述和多媒体图片视频展示，让学生对生物进化历程有一个初步的认识。对于有些历史阶段没有化石等直接证据，则利用解剖学、胚胎学和发育生物学等知识内容，从现存的状况去推断过去的事件，如利用系统生物学方法通过对现生类群的研究，推断生物的系统发育。还可以带领学生参观博物馆、地质馆，通过研究已灭绝的生物骨骼化石标本和对不同地质断层进行分析比较的活动，让学生获取最直观的认识，总的来看，效果还不错。

四 展望

进化生物学从探索生命起源出发，融会众多学科内容，以哲学思想概括总结出理论知识，通过认识生命来源和历程，从而加深理解生命和尊重生命，以进化的思想升华生态环境保护的意识，树立人类发展必须自觉地顺从并维护生物与环境的协同演化的观点，对于培养大学生系统地认识自然界具有重要意义。建议除了在生物相关专业开设必修课和选修课外，还应该在医学院校、师范院校和综合性院校广泛开设公共通识课，特别是在将来从事科普工作、小学幼儿教育、心理学等相关行业工作的学生中开设通识课，以此培养学生树立人与环境和谐可持续发展的观念，建立正确的世界观、人生观、价值观。

参考文献

第3篇：遗传学的最新进展范文

笔者主编的《遗传学实验》自2004年出版以来,承蒙读者厚爱,连续印刷了7次。最近笔者对原教材进行了一次较大规模的修订，修订版教材至今重印了3次。两版教材在本科教学中发挥了一定的作用。本文拟谈谈在该教材编写及修订中，力图激发学生学习兴趣的一些想法及做法，算是在实验教材改革中“凑个热闹”，以期拋出引玉之砖与诸位同仁共同探讨。

一、国内遗传学实验教材中存在的一些问题

据国家图书馆藏书记录的不完全统计，自1979年以来，国内出版的普通遗传学实验教材约有30多种。近年来,一些作者力图打破传统教材的写作模式,努力写出一些新意，但总的来说，国内现有教材尚存在不少不尽如人意的地方。

一是背景知识介绍过于简单，同时又没有提供参考文献或进一步的读物让学生深入阅读。以“果蝇的形态、生活史及饲养方法”这一实验为例。果蝇可以说是世界上研究得最为深入的生物，有关它的文献真可谓丰富。但为数不少的教材写这个实验时，引言部分仅短短的一段，甚至不足300字丨很难想象如此浓缩的文字能让学生充分了解果蝇这种经典模式生物的优点，以及它在遗传学研究中所起的作用。遗传学研究中除果蝇外,还有众多的模式生物。这些模式生物都是些什么？选择模式生物一般都考虑些什么？为什么选择模式生物？这些问题是学生做这个实验时问得最多的。但在这段引言中见不到只言半语。如此惜墨如金或许可以解释为“篇幅限制”，但无论在这个章节最后,还是全书最后，都无法找到相关文献，或引导学生课前或课后深入阅读，或说明作者写作时所引用的信息“典出何处”。学生要看文献，还得自己现找，而作为初学者,学生通常是很难知道哪些是经典文献的。这就失去了作为一本入门教材的引导作用。背景知识简单,大多缘于二手文献多,原始文献少,甚至没有。这是国内实验教材编写的通病,或许这也正是一些教材内容陈旧、缺乏特色、以讹传讹、相互抄袭的重要原因。例如果蝇有多少突变性状？不少教材写的是400或几百种(笔者自己在第一版教材中也传了一次讹),而Lindsley等在文献中记录了4000余种自发或诱发的基因突变,9000余种染色体重排。如果我们在写作时能认真地查一查原始文献,就可以避免这些本不该发生的错误。

二是知识陈旧，缺少科学趣味。以经典实验“果蝇睡腺染色体的制备与观察”为例。在背景知识部分，国内教材的写作模式几乎如出一辙，内容大致包括睡腺染色体的形成原理、尺寸、特征、在研究中的意义。这些知识大部分还是二十世纪三四十年代的。像睡腺染色体的原位杂交技术这么重要的技术进展在这段引言中竟只字未提丨读完这段引言,学生记住了几个陈旧的结论。但睡腺染色体在形态上与普通的染色体有很大的差异，学生如何知道它本质上是一种染色体？这种特殊的染色体与普通的有丝分裂的染色体之间的对应关系是如何建立的？用什么材料制备、观察果蝇的有丝分裂中期的染色体？睡腺染色体在分子遗传学及基因组时代究竟起到什么样的作用？诸如此类学生最感兴趣、最希望了解的知识在这段引言中却无法看到。看完这段引言,学生无从知道作者所提到的结论如何得来，感受不到前辈科学家在获得这些结论时曾做的努力，体会不到科学研究中探索发现的乐趣，看不到科学技术“在曲折中前进”的那种脉络,也认识不到新时代赋予这种结构的新应用。学生知道这种结构有“重要意义”但具体有什么样的意义还是一头雾水。

三是一些实验的材料与仪器之准备、操作步骤或实验结果辨析写得太笼统,太模糊,无法真正起到指导作用。多数实验指导的材料与仪器这部分，写得非常笼统,无论教师准备实验还是学生做实验都非常不便。还以睡腺染色体的制备为例。很多教材在结果辨析部分，对睡腺染色体几条臂的特征仅仅有几句笼统的文字说明，甚至没有说明。这些说明文字，如果写给有经验的研究人员阅读未尝不可,但写给初入门的学生阅读则嫌过简。多年来的教学经验表明，单凭这些文字，学生最多仅能认出第IV染色体丨再以“减数分裂过程中染色体动态观察”为例。一些教材使用的实验材料是蝗虫。蝗虫是观察减数分裂过程的好材料,但以此观察减数分裂过程也存在着一个非常大的问题，那就是如何仅凭着细胞学的证据将减数分裂I与减数分裂丨丨的一些时期(如中期丨与中期丨）区分开？对这个问题,许多教材并未作说明,尽管部分教材附了实验结果照片。这就造成一个问题:学生会操作,能看到结果,但却不知道如何合理地解释结果。

总之，国内_些实验教材给人的感觉：实验课就是操作课,是照着实验指导完成一系列操作，最后交一份报告的课程，因而在启发学生的思路及探索精神方面,则显得比较单薄。实验课的特点决定了老师不可能在课堂上长篇大论地讲解，与实验相关的背景知识主要是靠学生借助教材及相关的文献在课前预习获得。有了丰富的背景知识,才可能正确观察并深入解释观察到的结果，科研如此，实验教学亦如此；而背景知识是否有趣则决定了学生对实验的兴趣，进而影响他对这门课程的兴趣;学生照着实验指导成功做出实验,并真正理解了实验的内容,这是推动学生深入学习的动力。如果实验教材的引言索然寡味，而实验操作又不存在挑战性，学生做出结果又不知道该如何解释,学生学习的热情必然受到影响，从而不利于学生科学精神与创新精神的培养。

二、《遗传学实验》编写及修订的一些尝试

笔者在编写与修订《遗传学实验》时，除了分析国内外同类教材编排的实验内容、写作方法及其优劣得失，以期吸收其长避免其短外,还做了以下两方面的工作：(1)查阅大量的原始文献(而不是二手文献,目的是弄清一些研究的来龙去脉,并力图使教材跟上最新进展；给读者提供准确的信息,避免以讹传讹。所看的文献时间跨度为1890年代直到最近。（2在每一轮的教学中留意收集反馈信息,诸如学生在课上经常问的问题、普遍犯的错误等,并根据学生的反馈,反复调整自己的写作思路。写完稿子后,请上过这门课的学生读一遍,听听他们的想法。因为这本教材的主要读者群体是与笔者的学生们知识水平大致相当的本科生，因此从笔者的大量的学生中反馈的问题具有一定的代表性。

在实验内容上，本教材并没有多少新技术或新材料,所列的20余实验主要集中在经典的孟德尔遗传、微生物遗传、细胞遗传这些方面，但突出了“同样的实验写出不一样的内容”这样的思想。在写作及修订中，针对目前国内教材存在的问题及我国学生的实际,作了如下尝试：

一是在篇幅许可的范围内，背景知识尽可能介绍得详细些，让学生在充分了解实验意义的基础上再动手。像“果蝇的形态、生活史及饲养方法”这一实验，引言中详细介绍了果蝇作为遗传学研究模式生物的优点、目前研究的状况及这种生物对遗传学的贡献。而且这一介绍是放在遗传学实验选材的考虑、模式生物的选择等注意事项这种背景中去讲述,这样就使学生能从广阔的视野看一个小的问题。在每个实验后,附录大量原始文献并对一些经典文献做简要点评，以引导学生深入阅读。这就弥补了由于教材篇幅限制或教学学时限制不能详细讲述或没有讲述的不足,使学生对所做的实验有更深入的了解,从而培养起对专业的兴趣。

二是很多实验的引言是用研究史来写的，即在篇幅许可的范围内，按一项研究发展的历史,尽量将一个实验的来龙去脉交待清楚，还原认识的过程。像果蝇睡腺染色体制备这个实验,笔者顺着研究历史，介绍了睡腺染色体如何_步_步走进果蝇遗传研究并成为重要的工具，使来龙去脉一清二楚。这比笼统介绍睡腺染色体形成的原理或重要意义更能给学生一个清晰的概念，更富有趣味。而前辈科学家巧妙解决科学问题的研究故事，则是启发学生研究思路、培养学生科学精神的最好教材[7]。听完故事,学生也明白了实验原理，自己动起手来“重走路”也更有兴味。学生自己观察到睡腺染色体后,再对照Bridges或Lefevre的图谱,就深深体会到什么是“看似寻常最奇崛，成如容易却艰辛”了。国外一些优秀的遗传学教材,如《Genetics:PrinciplesandAnalysis〉》8],都非常注重相关文献的介绍、研究史的介绍。这也是笔者在修订教材时增加了许多这方面内容的原因。

三是对实验材料、器具与试剂，实验步骤，结果辨析作出清晰的说明。“实验材料、器具与试剂”这一部分的内容,参考了《Geneticslaboratory'nves-tigations》9]的写法,尽可能将所需应用之物准确量化以便老师与学生准备实验；同时,尽量采取图文并茂的方式讲解实验步骤、结果辨析,特别是一些要点、难点更是详细说明。如“动植物减数分裂过程中染色体标本的制备与观察”这个实验,在修订本中,对学生难于理解的蝗虫的减数分裂丨与丨丨中几个重要的分裂相特征、识别要点进行详细说明，让学生不仅能操作,同时也能真正读懂实验结果。

除了上述三点外,在教材的写作及修订中，笔者还做了如下的努力：

一是在第二版中，根据多年教学反馈，特意增加了两个放在全书的最前面的“非遗传学实验”的章节，分别介绍如何系统地记录实验结果及如何撰写实验报告。这么做的目的，是因为做记录、写报告是一个实验完整的一部分,尤其是报告,不仅可反映学生实验结果如何，更反映学生对一个实验是否真正了解，可谓是一个实验中最重要的部分。正如一项研究只有当论文公开发表才算结束一样个实验只有当完成报告时才可谓结束。在长期的教学过程中，笔者发现很多学生这方面的基本知识都没有。但似乎目前国内很少有教材谈及这些内容,在教学实践中这些内容也是“无人管辖区域”。反观国外诸多高校,则在这方面做得比我们好得多，例如，一些高校的网站上，详细介绍记录的方法[1W1],而一些高校则设有专门的写作中心[〜3],对诸如论文、实验报告的写作都有详细的介绍。这种做法值得我们借鉴。

二是在每个实验的最后一部分是“进一步的问题”。在这部分内容里，引导学生关注与实验相关的问题，让学生去思考，而不是简单地“交一张片子”或“画出某某结构”，以增加学生学习的兴趣。如“X染色质小体检测”这一实验中，“进一步的问题”就是引导学生思考：染色质小体检测如何用于重大体育赛事的女选手遗传性别的检测,而这种检测存在什么样的问题,最终为何无疾而终？三是注意科学性的同时,还尽量注意人性化。比如：在全书的开始部分，有一张“实验安排”表，以便教师统筹规划海个实验的开始,则有一张或数张与该实验相关的科学家照片及生平、成就的简要介绍，使学生心目中的知识英雄不再是抽象的名字;版式尽可能美观大方,看起来不让人觉得沉闷;使用的语言也尽量平实,而不故作艰深。

三、《遗传学实验》在教学实践中使用的效果

前文谈到，在每一轮的教学中，笔者比较注重收集学生的反馈信息。这个信息包括学生对教材材；作为学生，他们在课上听过课并亲手做过实验,对教材的优劣得失最有发言权。从学生反馈的信息及教学实践看，笔者在这本教材中所做的改革尝试收到如下的效果：

一是引言内容丰富,增加了教材的可读性；而对研究史与研究思路的剖析,学生感觉“比较有意思”,提高了学生学习的趣味性；文后不少经典参考文献,可供学生深入学习时参考，使他们的视野不被一本教材所拘束，加深了他们对一个实验的理解。笔者自己在教学实践中，在每一堂实验课前,都推荐二到三篇的经典文献让学生课前预习，

而在课堂讲授引言时，通常也是将一些经典文献串起来。这些做法方面使学生加深了对一个实验的理解，另一方面，使他们也逐渐地学会查文献、看文献的好习惯,而查文献、读文献则是科研最重要的基本功。

第4篇：遗传学的最新进展范文

[关键词] 心力衰竭；表观遗传学：药理学

[中图分类号] R541.61 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2012）06（a）-0007-03

表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因及基因表达发生了可遗传的变化。这些改变包括DNA的甲基化、多种形式的组蛋白修饰及小分子RNA（microRNA）等。个体间疾病易感性及治疗反应性的差异在很大程度上取决于遗传因素[1]。然而，根据全基因组研究，笔者不得不承认遗传表型的改变不仅仅是核苷酸序列的变化[2-3]。表观遗传学与核苷酸的改变共同调控了基因的表达，因而从另一种角度解释了个体间的差异。

表观遗传学研究发现，基因及其表达的遗传性改变不仅仅是指基因突变或基因多样性等DNA序列的变化。已知的三种可调节基因表达的表观遗传学改变主要是：基因组DNA的甲基化，组蛋白修饰，非编码RNA的调节（如microRNA）。上述机制均涉及外在因素在蛋白质编码序列不变的情况下仍可调节基因转录[4]。表观遗传学调节机制存在个体及组织差异性，并且可以随年龄增长、环境及疾病状态的改变而变化。表观基因组在基因组表达过程中起关键作用，个体间基因表达的不同造成药物不同的反应性，这可能是通过表观遗传学改变进行调节的。因此，目前认为表观遗传学改变可以帮助解释基因突变在药物反应中的作用，继而在临床医学中发挥作用，这一迅速崛起的新学科称为表观遗传药理学。个体间药物的反应性不同，该学科不仅研究表观遗传因子在这一过程中的作用，而且旨在开发新的药物靶点[5]。笔者认为表观遗传药理学与遗传药理学将共同在药理学、临床医学中发挥重要作用。

目前为止，表观遗传药理学的大多数研究集中于肿瘤学领域，例如，研究细胞色素p450在个体间表达的差异。幸运的是，表观遗传学修饰的作用已被应用于解释其他复杂并且多源的现象，应用的范围越来越广。在这里，笔者总结了表观遗传修饰在心衰及心血管疾病治疗方面最新的研究。

1 表观遗传修饰与心力衰竭

1.1 组蛋白的修饰

庞大的真核生物基因组在高度保守的组蛋白的作用下得到了紧密的压缩。在核小体中，基因组DNA围绕核心组蛋白（核心组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两组）折叠、压缩，形成了染色体的基本单位。基因组DNA与染色体蛋白的相互作用有助于转录因子向靶基因片段聚集，从而调节转录活性[6]。通过这种机制，核小体利用其核心组蛋白的共价修饰传递表观遗传学信息。这些修饰包括组蛋白乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化及SUMO化修饰。核心组蛋白的氨基末端从染色质丝上伸出来，与DNA或其他组蛋白、蛋白质等相互作用。该末端上的赖氨酸、精氨酸残基是组蛋白修饰的主要靶点。多数研究旨在了解赖氨酸乙酰化、甲基化的作用。事实证明，赖氨酸的乙酰化作用主要与染色质亲和力及转录相关，而赖氨酸的甲基化作用取决于何种残基被修饰。

有趣的是，正如Mano所总结的那样，组蛋白乙酰化的调控与心肌肥厚相关。去氧肾上腺素可诱导心肌细胞肥大，这一过程需要乙酰基转移酶介导的组蛋白乙酰化。与此结果相一致的研究是针对Ⅱ类组蛋白去乙酰基酶（HDACs）5、9的研究，其通过抑制心肌细胞增强因子2（MEF2）的活性进一步阻碍致肥厚基因（pro-hypertrophic genes）的表达来发挥抗肥厚的作用。与此相反，Ⅰ类HDACs具有相当强的致肥厚作用，其通过调节磷脂酰肌醇三磷酸酰胺磷酸酯酶的表达发挥作用。这意味着，HDACs在多水平上控制肌肉细胞的体积。

1.2 DNA甲基化

在真核生物中，DNA甲基化是通过将甲基团转移到核苷酸胞嘧啶环的5''位碳原子上完成的。在哺乳动物体内，DNA甲基化主要发生在基因的5''-CG-3''序列，也指的是CpG双核苷酸；人体内，大约70%的CpGs发生甲基化。另一方面，未甲基化的CpGs存在于许多基因的5''端调控区域，以CpG岛的形式出现。与其他DNA区域相比，CpG双核苷酸在CpG岛出现的概率较高。人体内CpG岛甲基化的不同是表观遗传学改变的组成部分。

DNA胞嘧啶甲基化有助于局部转录因子复合物的结合，其与组蛋白修饰共同在局部及整个基因组中影响染色体的结构。因此，DNA甲基化的一个重要作用是调控基因的表达。在这方面，CpG岛超甲基化可以使基因沉默，而低甲基化使基因发生转录。有人认为，甲基化是一种稳定遗传的修饰，但同时它也受到环境因素的影响。如小鼠野鼠色基因位点，可以受到其上游转座子甲基化状态的影响。从遗传角度来讲，完全相同的亲代其野鼠色基因不同的甲基化状态可使得后代出现不同的毛色[7]。

最近，Kao等[8]的研究结果发现，DNA甲基化在心衰特定的基因转录调控中发挥作用。他们发现促炎症基因TNF-α可下调肌浆网Ca2+-ATPase（SERCA2A）的表达，这是通过增强SERCA2A启动子的甲基化状态完成的。Movassagh等[9]发现，在心肌病及人类心肌组织形成时甲基化的状态是不同的。而且，他们鉴别出三个基因位点（IECAM1、PECAM1、AMOTL2），在不同的心脏样本中，位点甲基化状态与基因表达的调控密切相关。

1.3 MicroRNAs

MicroRNAs是短的双链RNA分子，来源于细胞核及细胞质中较大的RNA前体，其可以在基因转录后对基因表达发挥调节作用。miRNAs可以对30%～50%的蛋白质编码基因进行调控，这一过程主要是通过与mRNA3''端未转录区域的碱基对进行互补结合，继而干扰转录，靶mRNAs可降解或暂时沉默[10]。miRNAs调节蛋白的表达是非常复杂的，多种miRNAs可以作用于同一基因，不同基因也可受到同一种miRNAs的调节。miRNAs的表达具有组织、疾病特异性。近年来，多种病理状态下的miRNA分子标记已被检测出来，如各种类型的肿瘤以及多种心血管疾病[11]。

越来越多的证据表明，miRNAs与基本的细胞功能密切相关。目前，miRNAs与心衰的关系已得到明确，在过去的几年中，该领域的报道层出不穷。对心血管疾病的研究主要集中于两种心脏组织特异表达的miRNA家族（miRNA-1/miRNA-133、miRNA-208）。多项研究显示，miRNA在健康、高血压以及不同病因所导致的人、小鼠、大鼠衰竭的心脏中均有表达，Divakaran等[12]发现心脏特异性的miRNA-208不仅可调节心肌细胞肥大、纤维化同时可在应激、甲退时调节β-肌球蛋白重链（β-MHC）的表达。这种miRNA由α-MHC基因的内含子编码。该基因编码α-MHC及一种主要的心肌收缩蛋白，使心脏变大，在应激以及激素信号作用下通过miRNA-208及其作用位点发挥调节作用。再者，定向删除心肌特异性的miRNA，miRNA-1-2，揭示了它们在心脏中的多种功能，包括调节心脏的形态发生、电信号传导及细胞周期的调控。Thum等[13]发现，受损心肌中miRNA标记与胚胎心中miRNA表达的类型极为相似，这说明受损心肌中重启了胚胎基因的表达程序。Thum等[13]另一个发现是miRNA-21可以调控ERK-MAP激酶途径，这种调控在心脏成纤维细胞中尤为明显，心肌细胞中却没有这种表现，这可以影响到心脏的结构及功能。在成纤维细胞中，miRNA-21水平的增高可通过抑制特定基因来激活ERK激酶，经由这种机制，miRNA-21调节了间质纤维化、心肌肥厚。上述研究揭示了在心脏成纤维细胞中，基因调节的另一种方式是在miRNA介导的旁分泌水平上进行的。

miRNA在心脏肥厚反应中的意义得到了进一步的研究，miRNA成为基因调控的主要调节因子。到目前为止，miRNA已被证实不仅可以影响心肌，还可以影响心脏电信号转导及调节血管再生[14]。

2 表观遗传筛选方法

表观基因组学示意图不是固定的，它因细胞类型、时间的不同而不同，并且可在生理学、病理学、药物作用情况下发生改变。因此，作为人类基因组计划的后续工程，表观基因组测序是一项艰巨的任务。虽然判断基因组序列的表观遗传学状态是比较容易完成的，描绘整个表观基因组需要对数十个基因组进行测序，覆盖一个有机体在生命不同阶段的所有细胞类型。

亚硫酸氢盐测序法是标测DNA甲基化类型最为准确的方法。基因组DNA与亚硫酸氢钠相作用，导致未甲基化的胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶保持不变。为观察特定基因的甲基化状态，用特异性引物对目的片段进行扩增，随后对产物测序。在序列中，甲基化的胞嘧啶被标记为Cs，未甲基化的胞嘧啶为Ts。

近来出现了多个对甲基化进行定位的全基因组研究方法，它们都是以甲基化和未甲基化的CpGs对限制性内切酶的敏感性不同为基本原理的。限制长度的基因组扫描利用两种酶双酶切DNA，一种是频繁切割的甲基化非敏感性限制内切酶，另一种是罕见的甲基化敏感性的酶如Not1，这种酶只有在非甲基化状态时才可以酶切所识别的位点。还有一种完全不同全基因组研究方法是利用DNA芯片技术，它可以一次性标测成千上万的CpG岛的甲基化状态。这种方法可以用来识别CpG岛，相对于正常的调控过程来说，CpG岛在肿瘤组织中发生甲基化。

亚硫酸盐转化的替代方法是ChIP-seq方法（一种与测序相结合的染色质免疫沉淀方法）。通过免疫共沉淀技术使得目的蛋白与DNA发生交联，然后对DN段进行基因组测序。这一方法可以帮助识别任何DNA相关蛋白的DNA结合位点。该技术还可以提供组蛋白修饰的信息，如乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、SUMO化修饰。对ChIP技术进行改进得到的DCS方法，是将ChIP与消减式PCR进行偶联。该方法旨在避免基因组片段与芯片杂交后产生非特异性信号。

以同样的方式可以检测人体病理状态下miRNA的作用，大多数研究是利用高通量的方法分析临床病例中总miRNA的表达情况。高通量技术是以miRNA基因芯片和real-time RCP为代表的。尽管分子间的差别给这些技术带来了巨大的挑战，但miRNA芯片最大的优点是具有很高的特异性，而缺陷是其敏感性较低。

3 药物可以改变表观遗传状态

表观遗传学改变正常及疾病状态下的表型，这可能意味着充分理解和调控表观基因组对于人类常见疾病的防治具有重要意义。表观遗传学为我们提供了一个重要的窗口，来认识环境与基因在疾病发生过程中的相互作用以如何调节这些作用达到改善人类健康的目的。

miRNA派生的反义寡核苷酸是单链RNA分子，对其进行化学修饰可能是针对致病miRNA新的方法。但是这种方法困难重重，miRNA属于密切相关的家族，且很难合成针对每一种miRNA的反义寡核苷酸。再者，一个单独的miRNA可针对多种基因发挥作用，它们之中可能含有对心肌有益的分子。在这方面，寡核苷酸的化学修饰可能会特异性破坏miRNA与单个mRNA的作用，这可能是疾病治疗良好的备选方案。每一种miRNA可以以不同的强度针对成百上千的基因发挥作用，所以在体内miRNA修饰的最终作用尚不明了。最终，将miRNA拮抗剂应用于临床领域将面临很多困难，这与我们在基因治疗方面所遇到的极为相似，如导入方式、载体、特异性以及毒性等问题[15]。至少在理论上，针对特异性miRNA的方法将来可能是治疗缺血性心脏病、心肌肥厚、心衰、血管再生、离子通道病的有效手段，可控制心衰的发展。

另一种方法可能是将靶DNA甲基化。一些影响基因组DNA甲基化的化学合成剂已经应用于临床，例如5-氮胞嘧啶、抑制甲基转移酶的氮胞嘧啶可以使DN段脱氨基。其它药物是通过阻碍甲基化酶的活性而发挥抑制甲基化作用。更多信息可参照Gomez等[16]的文章。除了要开发可以调节DNA甲基化的药物外，还需要设计可以影响组蛋白修饰的药物。

在抗肿瘤药物的发展过程中，组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂占据着重要地位，它可以通过逆转与肿瘤相关的异常表观遗传改变，继而发挥作用。已有证据表明，在心肌肥厚时，HDAC抑制剂可修复基因表达程序。Gallo等证明体外试验中，曲古霉素A、丁酸钠可延缓心脏肥厚。

4 表观遗传学和环境

众所周知，环境因素如毒素、饮食可以影响DNA甲基化和染色质修饰，并且可遗传给下一代。雌激素、抗雄激素类物质可改变DNA甲基化状态降低男性的生育能力，这也是可遗传的。该假说认为，环境因素可以改变表观遗传学标记和基因表达形式，这可能在人类疾病研究中具有重要意义。常见疾病大多受到基因和环境因素的双重影响，环境可诱导表观遗传结构发生改变，进而将基因和环境因素联系起来[17]。

年龄在基因与环境相互作用中发挥重要作用。常见病的发病率随着年龄的增加不断增高，这与在人的一生中表观遗传学改变不断累积有关。有研究发现，相对于年轻者而言，年长的同卵双胞胎体内总DNA甲基化及组蛋白H3K9乙酰化的水平较高，但该研究没有检测同一个体中表观遗传学改变随时间变化的情况。

5 结论

表观遗传学为研究个体在临床疗效、药物反应及毒性间的差异，以及发现新的药物治疗靶点等方面开拓了更为广阔的空间。随着人类表观基因组工程的开展，表观遗传学机制得到不断完善，这有助于更为充分地了解人类疾病和表观遗传药物的一系列分子靶点。表观遗传药理学已被应用于肿瘤学领域，对于心血管疾病的表观遗传学研究不断增多，尤其是在miRNA方面的研究最为突出。Mishra等[18]清楚地描述了心血管疾病微观RNA组学的最新进展，以及miRNA作为一种潜在治疗靶点或药物制剂的前景。

表观基因组学在健康或疾病状态下表现型的形成过程中发挥重要作用，这可能意味着充分认识和合理调控表观基因对于人类常见病的防治具有重要意义。

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[16] Gomez A，Ingelman SM. Pharmacoepigenetics：its role in interindividual differences in drug response [J]. Clin Pharmacol Ther，2009，85（4）：226-230.

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第5篇：遗传学的最新进展范文

【关键词】微生物学；教学改革；师德

微生物学是高校许多专业必修的一门专业基础课程，是一门理论性、实践性、应用性很强很广的学科。近几年来，随着分子生物学的迅猛发展，微生物学及其独特的研究方法和手段已广泛地渗透到生命科学的各个领域[1]。要提高该课程的教学质量，应立足课程基本要求，紧密跟踪国际最新进展，选用和参考国内外优秀教材及教学课件，大胆改革，从教材建设、教学方法和手段、课程内容等方面进行研究。不仅要使学生获得必要、完整、可拓展延伸的专业基础理论知识，而且要使学生具备实践技能和研究技能，培养其创新能力。

一、教学内容的改革与探讨

微生物学课程是我校生物技术专业三年级学生开设的专业基础课。在这之前学生已经学过细胞生物学、遗传学、普通生物学等课程，所以对部分微生物的特性和形态已经有了一定的了解。在这之后，学生还将会接触分子生物学、基因工程等课程，所以微生物学课程是一门承上启下的课程，它不仅回顾了以前的部分内容，还直接影响到后续课程的学习。

（一）教材的选择

目前，国内市场上与微生物课程有关的教材有很多种，主要内容大多包括微生物的形态、构造、功能、培养基配制及其灭菌、微生物的生长与控制等等。由于在开设微生物课程之前有遗传学、生物化学等课程，考虑到学生已有的知识基础，我们确定选用高等教育出版社出版的周德庆先生编写的《微生物学教程》（第二版），因为这本教材重点难点突出，章节之间分类明确，有助于我们在内容选择安排上做工作，可以做到就重避轻，能较好地满足理论教学要求。同时，我们还指定了沈萍和黄秀梨编写的《微生物学》作为主要参考书。

同时，要求教师在平时密切关注本学科在各行业中的发展应用，关注与之有关的各种新闻报道并有意识地把它们记录下来。还要在教材内容的基础上适当地增加一些当前的新技术、新问题、新知识，学生就能认识到本专业在现阶段和未来对经济建设和社会进步有着深远的影响，或者说认识到当前的一些热点问题都是可以用本课程的原理来解释的，兴趣逐步加重。如禽流感病毒，乙肝病毒等等，这些病毒的结构教材上没有，我们需要及时给学生介绍它们的结构特性，使学生了解它们为什么有如此快的繁殖速度。

（二）减少重复、补充实例

周德庆先生编写的《微生物学教程》这本教材最大的特点是系统性、科学性和实用性，对原理的解释层次分明，脉络清晰，突出介绍了学科的重点、难点以及生长点。但是对已经学过细胞生物学、免疫学及遗传学的大三学生来说，部分内容有重复，如微生物形态、传染与免疫、遗传与变异等章节，同学们在遗传学与细胞生物学等课程中已经学过，再详细给学生讲相当于是炒剩饭，只会令学生感到枯燥、乏味。

所以我们在课堂内容安排的时候尽量避免把时间耗在这方面的理论知识上，而是给学生补充更多与我们生活息息相关的实例。如在介绍细菌的形态杆菌时[2]，举例破伤风杆菌，介绍一农民被泥土中带锈铁钉刺伤的例子，然后讲解破伤风杆菌的各项生物学特征，再通过讨论引导学生参考所学知识解释病因和预防措施。通过创造一种良好的教学氛围引导学生自己发现问题、解决问题到主动完成学习。

（三）开展课堂讨论

为了从根本上克服学生围着教师和书本转的弊端，使学生成为教学的主体，充分发挥学生的主观能动作用，我们在课堂上精心安排了几次课堂讨论。因为讨论能最大限度地活跃学习气氛，调动群体的学习积极性和主动性。可以加深学生对理论知识的理解，有助于启发学生的独立思考能力，同学们相互交流意见也可以培养学生分析问题、解决问题的能力和训练口头表达能力。讨论课都是由老师课前布置预习内容和讨论题，学生查阅资料预习，由学习委员主持讨论课。整个讨论课气氛十分活跃，每个学生都能参与其中。课后学生们都反应这种上课形式很好，这种形式既提高了学生的学习兴趣，又加深了学生对知识点的理解。

（四）实验教学改革

高校要适应新世纪科技发展和社会日益发展的需要，培养高素质、有创新和探索精神的综合性人才[3]。搞好微生物学实验课教学对加深学生对微生物学理论知识的理解，培养学生的实验技能，提高学生独立操作的能力及分析问题和解决问题的能力是一个重要环节[4]。所以，实验教学对学生的理论知识学习和实践能力的培养具有举足轻重的作用。但是长期以来我们的教育轻视学生实践能力的培养而过分强调理解教学的倾向十分严重。所以在改革过程中，我们十分注意实验教学的改革。

微生物学是一门实验学科，微生物个体微小，看不见，摸不着，只有通过微生物学实验才能对课堂讲授的知识加深理解，因此介绍了微生物的形态后首先就是让学生进行微生物的观察实验。考虑到微生物实验的完整性和系统性，我们设计的实验内容有微生物的形态观察（简单染色，革兰氏染色，细菌、放线菌、酵母菌和丝状真菌的形态观察和菌落特征观察等）；微生物生理生化特征的测定（乳酸发酵，酒精发酵，抗生素抑菌实验）；培养基的制备和微生物的分离（平板计数法）纯化等。通过这些实验内容的学习，学生将系统地了解微生物的形态、菌落特征、微生物的生长现象、生理生化特征等等，有助于学生掌握理论知识，提高了学习该课程的兴趣。

二、教学方法的改革与探讨

（一）注重平时成绩

为避免部分同学上课分心或做与本课程无关的事情，所以要求同学们上课做笔记，并且将笔记作为平时成绩的一部分，笔记要在考试后上交，且不接受复印件的形式，这种做法其他课程都很少见。同时组织、鼓励学生利用网上的讨论园地就相关知识发表意见，进行讨论。

所以在最终计算成绩时，微生物学的期末考试只占总成绩的60%，平时成绩占40%。其中平时学习20分、平时作业0～4分、课程学习笔记0～4分、学习交流（教学论坛、课堂问答、个别交流、参与教学工作）0～12分，每一项都有非常具体的加分细则。刚开始老师在课堂上宣布这样的记分方法时，教室里一片哗然，但一个学期后，学生普遍反映效果很好，不仅有助于提高他们的学习兴趣，同时也可以避免部分同学的懒散情绪。

（二）采用现代化教育技术

当今信息时代，科技迅速发展，新知识的总量不断增加，传统的文化传播机制正面临着前所未有的挑战，迫切需要进行全方位的变革[5]。考虑到微生物学的特点，结合多媒体教学等现代化的教学方法和手段，改革传统的课堂教学方式，把微观世界用多媒体的手段宏观地展示在学生面前，让学生在学习概念和理论的同时，能够联系实际，使课堂教学增加趣味性，亦可充分调动学生的积极性和主动性。

例如在介绍噬菌体的侵入宿主细胞的过程的时候，可以通过动画形象地表示出来。由于很多图片动画直接取自国外原版教材，使图片非常清晰，说明也很详细，讲授过程中偶尔穿插一些英文，活跃了课堂气氛。

（三）采用启发式教学

要取得良好的教学效果，还必须追求课堂教学的艺术性，进行启发式教学。启发式教学以学生为中心，让学生在学习过程中自始至终处于主动地位，让学生主动提出问题、思考问题，让学生主动去发现、去探索，教师只是从旁边加以点拨，起指导和促进作用。

启发式教学，是一种积极的双向的教学方法。采取启发式教学的根本目的是为了更好地发挥教师的主导作用、学生的主体作用，从而充分调动教学中各种因素发挥积极的作用。例如，在介绍噬菌体的增殖过程时，噬菌体首先要侵入宿主细胞，可让学生先思考是否是整个噬菌体进入宿主细胞，还是只是它的组成成分蛋白质或是核酸之一进入宿主细胞。老师再旁敲侧击，使学生主动分析找到正确答案。

三、扮好教师的角色

近来对在校部分大学生进行的一次民意调查显示：学生对于教师师德的评价和所学专业的喜好程度有直接的关系。学生常常对自己不认同的教师所讲授的内容选择排斥的态度，而且抱怨教师课堂传授的知识陈旧，与专业的最新发展相差甚远。而教师经常抱怨现在的学生难教，缺乏学习兴趣，上课缺席、课后上网、作业不做的现象较普遍，而这些现象确实应该引起我们广大教师的深刻反思：引起这些现象的原因何在？

可以说，一味地挑学生的毛病而忽视自己的影响肯定是不对的。我们现在有这样的老师，有的时候常常请班上的学生来批改作业，甚至批改试卷。这样的老师给学生的印象肯定是懒散的、不负责任的，那么就可能会使学生产生反感，从而对老师所教的课程持排斥态度。1998年10月联合国教科文组织明确提出了“以学生为中心”的理念。作为教师，我们不应该埋怨学生，而应该充分将“以人为本”体现到教学活动中来[6]。教育者的素质是实施素质教育的关键，“为人师表”是教师职业道德的准则，教师是学校办学的主体，应该有强烈的责任感和使命感。作为高校教师，一方面，要加强自身的思想修养和职业道德修养；另一方面，要提高自身的专业素质，要注意收集微生物知识和实际应用联系的实例，在教学过程中要激发学生的学习兴趣，让学生知道为什么要学习微生物。将学生作为教学工作的主体，发挥主体的能动作用，以取得最优的教学效果[7]。

四、结语

21世纪是生命科学的世纪。微生物学是生物科学的重要组成部分，它是继动、植物两大生物产业后的第三大新兴产业。因此，如何使微生物教学紧跟学科的快速发展步伐，使学生及时掌握最新的微生物学理论、技术和方法，了解微生物学学科的发展趋势，以适应21世纪的人才培养需要，使学生在日益激烈的人才竞争中打下良好的基础，已成为高等院校微生物教学工作面临的迫切任务。在教学过程中只有把知识传授和能力培养有机地结合起来，提高教学效率和效果，使学生获得完整的知识体系和全面素质，他们才能成为适应未来实际发展需要的高质量、高等技术人才。

参考文献

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[2]周德庆. 微生物学教程(第二版)[M]. 北京：高等教育出版社，1993.

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[5]胡启好. 多媒体技术在大学英语听力教学中的应用[J].

江苏大学学报，2003，（2）.

第6篇：遗传学的最新进展范文

关键词:生物化学 教学 体会

生物化学课是我校生命科学与工程学院各专业的专业基础课，这门课程的教学存在诸多困难。对授课教师来说，要求高、任务重。因为生物化学内容广泛，涉及的学科众多，要求教师知识面很广并且随时掌握学科发展的最新进展;而且该课程教学内容庞杂，但课堂教学时间极其有限。对学生来说，难度大、压力重。因为该课程涉及的知识面广，需要记忆的内容很多;而且该课程又是后续课程遗传学、分子生物学、免疫学等的基础，该门课程的知识掌握得不扎实，将严重影响后续课程的学习①。鉴于上述情形，我在教学过程中主要从教学内容的组织、结构评分的实施、教学文件的公开、习题的解答和课堂教学秩序的维持等方面进行了实践和探索，在此拟谈谈在这些方面的一些体会，以就教于同仁。

1.教学内容的精心组织是课堂教学的关键

生物化学课作为专业基础课，主要强调课程内容的基础性，即学生通过学习掌握为后续课程的学习打下基础的知识，因此教学内容的组织最为关键。实际教学中，我依据培养方案确定的目标，根据教学大纲的要求，从教材的基本内容出发，首先注意整体把握哪些内容需要重点讲授，哪些内容只需一般介绍，同时使各章节内容有机地衔接起来。

生物化学与前导课程无机化学、有机化学的联系紧密，在组织教学内容时我特别注意将这些化学基础知识融合到生物化学课中，使学生由熟知生，由已知到未知，能够更快地接受生物化学的有关知识。生物化学又是学习遗传学、分子生物学、免疫学等后续课程的基础，但同时又与这些学科内容之间相互交融，在确定教学内容时，我特别注意将生物化学课与后续课程的知识相互衔接，根据不同专业的培养方案、后续课程的开设时间与学时，对生物化学课的教学内容进行取舍与组织，为学生后续课程的学习打下了良好的基础。

在每个教学年度的教学内容的修订过程中，我都特别注意学习、参考最新出版的国内外教科书和最新发表的科学研究成果。这样不仅可以从中吸收许多新知识，而且可以从不同版本的教科书中学习到对内容的组织和对重要问题的分析。

对于教学内容的取舍，我不仅自己了然于胸，而且还在第一节课时，就将生物化学课的授课目录发给全班学生，让学生通过授课目录也了解课程的全部讲授内容，从而可以根据授课目录自学教师在课堂上不讲授的内容，也可以提前预习课堂讲授的内容，这样自然强化了学生的听课效果，提高课堂教学的质量。

2.结构评分的实施是课堂教学的先导

成绩是学生学习收获的体现，学生对成绩的评定总是异常关注的，不同的成绩评定方法指挥着学生的学习方法，从而对课堂教学产生重要影响。我在生物化学课的教学中采取了结构评分方法来评定学生的成绩，即总成绩由期末考试(60%)、课程论文(20%)、平时作业(20%)和提问纠错加分四个部分组成。具体的做法是:课程论文两篇，分别在教学进程过半时和课程结束时上交，全部批改并发给学生;平时作业5~7次，根据教学内容进行安排，全部批改并发给学生。提问纠错加分的规则是:学生每提出一个教师不能当场回答的问题加2~5分，每纠正教师或教材的一个观点错误加10分，每找出教材中的一个印刷错误加1分。

几年的教学实践表明:采取结构评分可以充分地调动学生学习的积极性。实行结构评分措施后，学生无论想取得好成绩还是只想过关，仅仅在考试时临时抱佛脚都是不行的，必须重视平时的学习。

采取结构评分还有利于培养学生的怀疑意识。

结构评分的实施使学生的平时学习变得比较紧张，学生既要在课堂上认真听讲，又要在课余仔细阅读教材和大量的参考资料，总结所阅读的内容并进行深入思考，这样就使大学生活成为真正的“读”大学，而不是考时“背”大学，平时“玩”大学，考后将知识“还”给老师。

3.教学文件的公开是建立师生信任的基础

结构评分措施的实施使平时成绩在总成绩中占的比重增大，学生因此非常关心自己和同学的每次作业、每篇课程论文的得分以及提问纠错加分的情况，针对学生的这种心理，我的做法是:向学生公开教学文件，允许学生随时查阅教师手中的成绩册，查看自己和别人的成绩。授课结束时，我会把成绩册上的所有内容向全班公布。这样就使平时成绩评定的任何环节都在学生的视线范围内，避免

了人情分，使学生对教师充分信任，同时也让学生在监督过程中真切体会到了教师工作的巨大责任和公平公开的重要性，建立了师生之间相互信任、相互理解的良好关系。 4.习题的解答是培养学生能力的重要手段

解答习题是培养学生能力的重要手段之一。通过习题的练习，可以加强学生对课堂讲授内容的消化和理解，加强学生对基本概念的掌握和运用，也可以加强各章节内容之间的联系与整合;通过习题的讲评，可以使学生将自己的解答方式与教师的解答方式进行对照，了解学习上存在的问题，开阔学生的视野，训练学生正确的思维方式，同时也能有效地强化教学内容。

在多年的教学过程中，我收集了国内外各种生物化学的习题和研究生的试题，并融合在教学过程中:将典型的习题和试题融合在平时的作业中，让学生进行练习，以此培养和提高学生分析、理解及解答问题的能力;将各类习题和试题融合在课堂讲授的内容中，让学生多接触各类习题和试题，加强了课堂教学的效果，激发学生的学习热情;将考研试题的解答主要放在平时的答疑中，满足学生对考研题目的需求，提高学生的考研能力。事实证明，通过习题的练习、讲解和答疑，极大地调动了学生学习生物化学的积极性，取得了良好的教学效果。

5.课堂秩序的维持是课堂教学的重要保证

课堂是教学工作的主阵地，教学目的的实现，主要靠教师在课堂上的讲授和学生在课堂上的接受②。因此，良好的课堂秩序是课堂教学的重要保证。对教师来说，良好的课堂秩序能够保证教师在授课时充满激情、挥洒自如。实际教学过程中，大多数学生都能遵守课堂纪律，也希望课堂秩序良好，保证自己的学习不受影响。

为了保证教学秩序良好，课堂上如果有学生长时间讲话，我会让他自报姓名，并在点名册上进行记录，然后再公开点名，以防冒名。实际上，一个学期也仅有2~3名学生因为这样的方式被教师记录在点名册上。有时候学生会很抱歉地承认错误，并保证以后不会再次发生这样的情况，并问及有没有处罚的措施，这时我会打消他的顾虑，告诉他没有任何惩罚的措施，仅仅是以这样的方式认识他而已。个别学生也会这样“威胁”教师:难道不怕在评教的时候给你打分很低吗?在这样的情形下，我会明确告诉被签名的学生:我不在乎评教分数的高低，我只注意评教后面的建议或感想。这样也就让学生觉得我批评他时没有“后顾之忧”而不敢忘乎所以了。实际上，学生的评教并不会因此而很差，因为大多数的学生是希望教师严格要求的，良好的课堂秩序也是他们学习的先决条件和有效保证。

综上所述，通过几年来的教学实践，我体会到:精心组织教学内容是保证教学质量的关键，也是教师多年知识和经验积累的集中表现;实施结构评分是教学工作的良好开端，也可以有效地激励学生的学习热情;公开教学文件保证了结构评分的公平和公正，也建立了师生之间的相互信任;解答习题是培养学生能力的重要手段，也是提高教学质量的有效途径;维持良好的教学秩序是课堂教学得以顺利进行的保证，也是教师教学艺术的体现。

参考文献

第7篇：遗传学的最新进展范文

关键词：植物生理学；教学改革；实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）28-0041-02

植物生理学是研究植物生命活动规律的科学[1]，是高等师范院校的基础课程，是生物学领域中实验性极强的学科之一。在我校，植物生理学是生物科学专业学生的必修课，包括理论教学和实验教学两部分。近年来，师范生的就业形势发生了较大的变化，高等师范院校毕业的学生一部分选择到中学教学，另一部分则选择继续深造，从事科研工作。因此，因材施教、分流培养，强化实践，建立师范与非师范“立交桥”已成为高等师范院校生物科学专业人才培养方案改革和实施的重点。针对这一变化，我们在教学过程中结合本专业特点，积极进行植物生理学实验课程教学内容和方法的改革，收到了显著的效果。

一、教学内容的改革

1.理论课。大学生学习植物生理学基本知识的一个重要途径就是通过理论课教学。我们选用由植物生理学教学组成员参加的，汇集全国10所高等师范院校从事植物生理学教学和研究的骨干教师合作编写的、王宝山主编的《植物生理学》[1]作为教材，以潘瑞帜、宋占午和曹仪植以及李合生等编写的教材作为参考教材。由于植物生理学涵盖内容广泛，系统性强，以植物学、有机化学、生物化学等课程为基础，与细胞生物学、遗传学、分子生物学相渗透。因此，要求学生在学习的过程中联系已修课程，在理解的基础上加强记忆，在记忆的过程中加深理解[2]。在授课前，教师通过查看大量植物生理学教材、期刊文章以及学术会议上的最新进展，写出讲授提纲；授课时，不仅要注重知识的系统性，还要兼顾重点和难点的讲授，同时也要对相关领域的最新研究进展进行介绍，使学生在掌握基础理论知识的基础上，了解本领域最新研究动态。

2.实验课。植物生理学实验作为教学的重要组成部分，不仅可加深学生对理论和实验基本原理的理解，训练学生的操作技能，而且在培养学生严谨的科学作风、提高学生分析问题和解决问题的能力及独立工作能力等方面均具有十分重要的作用[3]。我校植物生理学课程教学组成员在长期教学实践的基础上，集体编写了《植物生理学实验技术》[3]，该实验教材内容系统全面，包括基础性、综合性和设计性实验三部分，增加了部分植物生理学实验的新技术，使学生在掌握基本实验操作技术的基础上，了解更多先进的测定方法，对创新性人才的培养方面起到了重要的作用。对于从事初中或高中教学的学生，他们更需要掌握基础性和验证性实验，而对于将来从事科研工作的学生，则更多的需要学会设计实验的方法和思路，培养他们分析、解决问题和独立进行实验操作的能力[4]。同时，在实验教学中，在让学生知道古老实验方法的同时，学习先进的方法。如在光合速率测定中，我们不仅开设了简单可行的改良半叶法，还开设了使用便携式光合测定仪的方法，加深学生对实验的理解程度，学习根据实际情况来选择不同的测定方法。在高中教学中，可以使用简便易行、成本较低的改良半叶法，让学生知道植物进行了光合作用，生成了有机物即可；而在进行科学研究时，则要选用先进的仪器，才能获得精密可靠的实验数据。

二、教学手段的改革

1.理论课教学。我们在保留传统讲授法授课的同时，还采用了启发式、互动式等新的教学方法。理论课教学实现了“四个转变”，由以前的全面讲授变为重点、难点讲授；由以前的书本知识讲授变为书本知识与研究进展并重；由只重“教法”向“教法”、“学法”并重转变；由传统的板书教学向多媒体教学转变，尤其是多媒体教学的应用，已开展有近十年。运用多媒体手段通过图片、动画、教学电影等进行教学，不仅可以改变传统教学的单调模式，使课堂信息量在有限的时间内增多；还借助于图片与动画等形成的生动界面，视觉鲜明、形象逼真，能将事物或现象化虚为实、变静为动、变抽象为具体，从而发挥文字和语言不能替代的作用，更有利于学生对知识的认识、理解和掌握[5]。

2.实验课教学。植物生理学实验课单独开设，隶属于生命科学国家级实验教学示范中心，有实验负责人、实验指导教师以及相关的实验准备人员。实验前要求学生提前预习实验内容；上课时，教师讲清实验原理及基本要求后，重点观察并对学生的不当操作进行纠正；实验后要求学生独立完成实验报告的撰写，老师批改后在下节课发放给学生，指出并纠正学生在实验报告中出现的问题。

实验室由高级实验师专门管理，配有多媒体演示系统和相关教学软件，可以充分满足植物生理学实验教学的要求；有由生命科学国家级实验教学示范中心提供的各种实验仪器（如便携式光合测定仪系统、显微摄像系统、分光光度计等）和河南省高校道地中药材保育及利用工程技术研究中心提供的组培室及其中试转化基地，可以让学生在进行实验的同时了解相关老师的科研工作，增加学习的兴趣和动力。

为了加强对实验的管理，我们制定了一系列管理制度，如，学生必须穿白大褂进行实验，教师必须穿白大褂且佩戴胸卡指导实验，每间实验室还配备有摄像头。这样可以使植物生理学实验室的管理科学化、规范划和标准化。

三、教学与科研相互促进

植物生理学课程组教师利用多年来对铁棍山药、怀地黄、、牡丹等植物进行科学研究的优势，将植物生理学的教学和科研有机的结合，取得了很好的效果。

1.科研成果直接应用于植物生理学实验。我们在对“四大怀药”组织培养的研究中发现，怀叶片脱分化与再分化的能力比较强，于是我们就将其叶片作为设计性实验――植物组织培养的实验材料，不仅使学生能够很容易观察到叶片脱分化形成愈伤组织、再分化形成器官的过程，而且还使同学们观察到植物生长调节剂的种类和浓度配比不同，得到的效果不同，从而使学生在植物生理学理论课中所学到的激素调控理论在他们自己的实验中得到了验证。这样，将科研成果直接应用于实验不仅提高了实验的教学质量，而且也激发了同学们对实验和科学研究的兴趣。

2.鼓励大学生参加教师的科研项目。十多年来，植物生理学课程组的教师先后主持有国家农业科技成果转化资金项目、国家自然科学基金、河南省重点科技攻关等科研项目20余项。我们积极鼓励学有余力且对植物生理学感兴趣的学生参加教师主持的科研项目，如在国家农业科技成果转化资金项目“怀地黄脱毒快繁技术研究的中试转化”的实施中，就吸引了很多大学生参与到怀地黄脱毒试管苗的快繁、生根、驯化移栽以及大田生长发育观察等各个环节中。将要毕业的大四学生则以完成毕业论文的形式参与到老师们主持的科研项目。同学们通过亲身参加科研活动，掌握了科学研究的基本方法，开拓了科研思路，树立起正确的科研观点。同时，学生也从教师身上学到了实事求是的科研作风，懂得从事科学研究应具备的重要素质，为今后进行科学研究工作奠定了坚实的基础。

3.指导大学生独立开展科技创新活动。我们鼓励对植物生理学有兴趣的同学组成科技创新活动小组，积极申报大学生科技创新项目。小组成员结合教师科研项目或自选课题，在教师指导下，查阅大量文献资料、撰写项目申请书、制作PPT、申请答辩，获得国家级和校级大学生科技创新活动项目的资助二十余项。通过对大学生科技创新项目的实施，培养了大学生查阅、分析文献资料以及独立进行科研工作的能力，还使他们掌握了过硬的技术，培养了团队成员之间团结、合作、互助的精神。

通过课程的改革和实践，我们对植物生理学教学、科研、实践一体化的创新育人的新方法进行了探索，全面提高了植物生理学的教学质量。如我院历届学生对植物生理学教学效果的评价说此门课程一直是最好的课程之一，很多学生对植物生理学及其相关选修课程（如植物组织培养、高级植物生理学等）感兴趣；课程组教师指导的大学生科技创新活动获第四届“挑战杯”河南省大学生创业计划竞赛金奖、河南师范大学第三届大学生科研项目优秀成果等，大学生科技创新活动项目的主持人及其主要成员，大部分都进入中科院或全国名校攻读硕士研究生。

参考文献：

[1]王宝山.植物生理学[M].北京：科学出版社，第2版，2007.

[2]刘雪凝.植物生理学课程教学改革措施[J].现代农业科技，2012，（22）：333.

[3]刘萍，李明军.植物生理学实验技术[M].科学出版社，第1版，2007.

[4]陈明霞，张晓丽，刘萍，李明军.植物生理学实验教学改革与尝试[J].教师，2011，（98）：101-102

第8篇：遗传学的最新进展范文

关键词 生物技术专业；微生物学；实践教学

中图分类号：G642.423文献标识码：B文章编号：1671-489X(2012)15-0115-02

2007年，教育部印发了关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程（质量工程）的通知，对高等学校的人才培养提出新的要求。因此，高等教育改革的质量工程在各高校不断深入进行，目的是使学生具有良好的综合素质。当前，生命科学以前所未有的深度和广度迅速发展，它对生物相关专业人才提出扎实全面、复合创新及开拓型的培养要求。

微生物学是研究微生物及其生命活动规律和应用的学科，是生物学科中理论性和实验性都很强的学科，实践教学是不可或缺的重要教学环节[1]。随着分子生物学、遗传学等学科的迅速发展，微生物的研究方法已成为许多生物技术领域的基本技术和手段，其基本理论和应用研究在国际上一直是非常活跃的领域[2]。如何通过该课程帮助学生理解和巩固知识，培养严肃认真的科学态度、求实创新的科学方法及综合分析能力，锻炼学生的动手能力，为专业奠定牢固的理论专业技术基础，是微生物教学面临的一项重要任务。

近年来，在总结前人经验，并结合学生特点，以培养学生科研意识为目标，笔者对微生物学实践教学改革进行了积极的探索，下面简单介绍在生物技术专业微生物学实践教学中的一些改革工作。

1 优化整合教学内容，及时引入新知识新热点

微生物与生物化学、遗传学、分子生物学、微生物育种学等课程在内容上相互交叉渗透，授课时间上有前有后，为避免与先修课程某些内容重复、又为后续课程留有余地，突出本课程的特有内容，必须对交叉内容进行优化整合。作为生命科学中最活跃的分支科学之一，一批新的微生物学科正孕育和形成，如微生物基因组学、微生物蛋白质组学、微生物代谢组学等。很多新技术、新方法如荧光PCR、生物芯片技术、生物信息学等在微生物学中广泛应用，完全按照微生物学教材已不能掌握更多的新知识、新理论。因此，在保证教学内容的基础性、系统性、完整性的前提下，向学生讲授更多的有关科学前沿动态的知识，探索将课程中的经典理论和前沿科技发展有机地融合在一起，力求让学生在有限的学时内系统掌握本门课程的基础理论与实验操作技能。实践中的具体做法是：教师通过上网检索的方法，广泛收集有关外文教材和教辅资料，从中吸取精华，同时注重吸收国内重点大学在相关课程上的先进教学经验，在讲授过程中针对书上的兴趣知识点进一步查阅该领域的最新进展，做到源于书本又高于书本。

比如在讲到抗生素对细菌的作用时，引出2010年在全球多个地区出现的新德里金属β内酰胺酶I型（NDM-1）超级细菌的案例，帮助学生更好地了解了抗生素在目前抗感染治疗中的应用及目前国内外细菌对抗生素的耐药现状，部分兴趣浓厚的学生在课外时间对目前国内大型医院的抗生素临床使用展开探究。

2 开展课后科研，将理论教学融入实践，培养学

生科研创新能力

微生物学是一门与生活实践有密切联系的应用学科，教师在讲述中要充分发挥微生物学与生活实践有密切联系的优势，尽量多把生活、生产中一些与微生物生命活动有联系的有趣实例引入到课堂中，进行剖析，用平时看得见的实例刺激学生的感官，激发、引导学生思维。比如在给学生讲绪论中微生物的广泛性时提到“微生物无处不在，但肉眼看不见、用手摸不着”，学生理解起来较为抽象。因此，在微生物大类形态及培养基内容结束之后，给学生出一道课外实验题，请学生以实验举证“人类生活在微生物的海洋里”。各学生小组独立选择某一周围环境，提交从该环境分离微生物的实验方案，根据实验方案进行实验，并完成实验报告。通过该课题的开展，帮助学生真正意义上理解微生物无处不在的涵义。

在理论教学结束原核微生物、真核微生物及病毒这三个章节之后，让学生根据自己的兴趣，自主通过查阅文献、互联网或超市货架信息等方式，用1周左右时间考虑确定开发某一个微生物相关产品。在选定研究课题之后，教师再向学生详细介绍科研文献的检索方法和检索途径，然后小组内部分工开展文献调研、收集相关资料，并初步设计获得既定的微生物产品的实验方案，同时鼓励学生在小组内和小组间展开学术交流，发表见解并互相补充。通过反复讨论，在分析归纳的基础上，通过方案的完善及修改，达成一致意见，并最终形成结论，以PPT的形式，由学生在课堂上作汇报交流。学生开展相关微生物产品的科研活动期间，指导教师旁听并适时加以引导，既要防止学生讨论偏离学习实际，又不能过多干预学生的思维。

在学生开展上述科研活动的过程中，微生物实验室采取开放教学，积极支持学生实验的进行，这一方面可以巩固教学内容，充分调动学生的学习积极性和主观能动性；另一方面教师发挥引导作用，解疑答难，进一步提高学生分析、综合、研究、解决问题的能力。

3 完善考核机制，正确评估学生成绩

建立一套适合实践教学机制的考核方式，完善学生成绩评定标准, 正确评价学生成绩。

1）取消期中考试，代之以实践成绩，实践环节成绩由“人类生活在微生物的海洋里”的验证实验成绩、微生物产品开发的书面报告成绩及现场答辩成绩三部分组成。实践环节的设置可以让学生自己主动学习，查阅资料，把教学引向课堂外，培养学生的科研意识及主动探究问题能力，

2）改革成绩评定模式。打破长期以来将期末考试作为课程主要成绩的评定模式，对学生成绩进行综合评定，即由平时成绩（30%）、实践环节成绩（30%）及期末考试（40%）组成。其中平时成绩可以由考勤、作业和课堂表现三部分组成。这种成绩综合评价机制不但可促使学生重视平时学习，而且有利于调动学生学习的主动性和创造性，有利于学生素质和能力的全面提高。

近年来，在过去几届学生的微生物学课程的教学过程中，理论教学深入透彻地讲解微生物学理论，实践教学模块突出训练学生的创造力和动手能力，致力于培养学生的科研意识。通过实践教学的改革与研究，学生对微生物学课程的学习兴趣更为浓厚了，普遍反应从实践教学中学到了书本上学习不到的东西。课后科研活动的开展使学生的动手能力得到锻炼的同时，也帮助学生对实验室和实验设备有了较为全面的认识，为大四年级的毕业论文课题研究及以后从事生物技术行业的研究工作奠定一定的实践基础。

参考文献

[1]谢响明.微生物学教学改革初探[M]//高校教学改革、探索、实践.北京:中国林业出版社,2002:91-93.

[2]陈开宁,汪怡华.提高微生物学实践教学效果的改革与实践[J].广西轻工业,2010(8):141-142.

[3]贡树基,周伟.在微生物学教学中培养学生的科研意识[J].白求恩军医学院学报,2009,7(2):105-106.

第9篇：遗传学的最新进展范文

关键词：生物信息学；生物专业； 教学方法；学科交叉

中图分类号：G64 文献标识码：A

Abstract： The characteristics of the professional teaching of bioinformatics are introduced ， then the paper analyzes on the professional students of biological problems existing in the teaching of computer， biological computer curriculum teaching methods are put forward.

Keywords： Bioinformatics； biology； teaching method； course cross

0.概述

近年来，伴随着生命科学的快速发展，有关生物的数据逐渐增多，而分析手段也很多，产生了生物信息学这个概念。生物信息学是由生物学与计算机科学、应用数学以及统计学等学科相互交叉而形成的一门新兴学科，它使用计算机和信息技术对生物信息数据进行采集、处理、存储、检索和分析，从而达到揭示相关数据中所蕴含的生物学意义的目的[1]。为了快速有效地从海量的生物数据中获得所需信息，提高发现问题、解决问题的能力，在生物信息学教学过程中有必要开设一些计算机课程、数学及工程相关课程，这样可以启发学生综合运用数学、物理、工程科学和计算机知识的能力，拓宽其知识面，了解学科前沿和最新进展，培养跨越生命科学、计算科学、数理科学等不同领域的大科学素质和意识，为今后选择新兴交叉学科领域进行深造奠定基础。因此很多大学增设了生物信息学这个本科专业，有的在计算机学院中增加生物信息专业本科，有的在生命学院增加生物信息本科，在本文中主要讨论在生命学院中开始生物信息学专业。作为一门交叉学科，不同专业的学科体系对生物信息学课程教学提出了不同的要求，如何在生物专业学生中开展生物信息与计算机课程的结合，是培养更高理论和实践能力的生物信息专业人才的关键。

1 生物信息学的特点

生物信息学涉及分子生物学、微生物学、生物化学、蛋白质化学、分子遗传学、基因组学、生物物理学、概率论与数理统计、信息论及计算机技术等学科，学科交叉性极强。仅就计算机技术而言，计算机编程、数据库技术和模式识别、软件工程及网络技术等都在生物信息学中有广泛的应用[1，2]。因此，生物信息学是将不同领域知识高度集中的学科。

2 计算机课程的设置

对生物信息学来说，计算机技术就是一个工具，用来对生物数据进行处理。工欲善其事，必先利其器，所以要做好数据的分析工作，必须让学生学好计算机课程，但更应该在生物信息学专业的教学计划中把计算机课程设置恰当，让学生受益[2]。

2.1 课程的选择顺序

生物信息学面对的是海量生物数据，所以首先需要学习使用编程工具，如JAVA或者C++语言或者Perl语言等编程工具，然后安排数据结构等课程对编程课程进行深入了解，后期安排数据库技术、数据挖掘等课程，方便学生进行实践应用。

2.2 教材和授课内容的合理选择

在学习生物的学生中开设生物信息学专业，那么教材的选择应该兼顾学生的知识背景和学习兴趣，由于学生对蛋白、进化、蛋白质结构、基因序列有一些认识，但对计算机比较恐惧，因此计算机教材可选用比较简单、易懂的，如JAVA课程主要讲解编程思想，那么主要包括环境变量设置、语法和如何编程，那么选择教材时就选包括这些内容的教材就可以了，并在上课过程中，结合一些生物信息软件来讲解，激发学生的学习兴趣。同时，选择适合的授课内容也是必不可少的环节：序列比对算法、基因识别算法、蛋白质结构预测、分子动力学模型及机器学习或模式识别算法在生物信息学中的应用等方面的内容，此外在大学初期也要加强数学、物理和计算机方面的基本知识的课程开设[2]。能够从他们自己的知识体系出发， 阐述生物数据如何用计算机方法和技术进行获得并处理；并且了解学生已经掌握哪些生物学知识，在授课过程中，针对学生的特点综合使用多本教材更能达到预期效果。使学生认识到计算机技术和方法在生物学研究领域的广阔应用空间。随着生物信息学研究的深入，国内外出现了大量的生物信息学教材、专著和一些最新的文献。

2.3从抽象到具体的教学理念

由于生物信息学涉及数学、统计学及算法等众多理论知识，但有生物基础的学生具有生物学知识储备，缺乏计算机知识。所以在为生物学专业上进行计算机课程时尽量采用结合实例进行讲解。首先，针对生物学专业学生计算机知识薄弱的特点，尽可能将生物信息学问题转化为学生熟知领域的问题，例如，在讲解蛋白质二级结构预测时，可考虑学生学习过螺旋、折叠和无规则卷曲的特征，讲解模式识别算法预测二级结构的过程时用可采用一些模型如苹果等进行形象讲解更容易被学生接受了；其次，充分利用现代化教育技术及网络资源，对于未接触过计算机实验学生来说，程序代码对于他们而言是枯燥无味的，在教学过程中充分利用计算机实验和网络资源，让学生了解计算机程序的运行过程和网络中生物信息软件的使用，从而对计算机处理生物学数据产生感性认识。例如，在讲解利用聚类算法分析基因芯片数据时，可以先播放基因芯片制作过程的Flas，让学生身临其境，这样不仅可以激发学生的学习兴趣，更可以加深学生对知识的理解和掌握。或者讲解聚类算法可以用物种分类进行类比来讲解[2]。

2.4加强实验环节

生物专业的生物信息学课程的教学过程就是让学生了解并掌握计算机科学和技术如何处理分析生物学数据的过程。因此，进行理论教学的同时，实验教学环节也是必不可少的[3]。计算机实验不同于生物实验，而是主要通过计算机进行处理，例如可通过计算机实验直观的了解三大核酸数据库：蛋白质序列和结构数据库的数据组织方式；通过实验可以让学生掌握如何利用Acclrys Discovery Stdio软件进行蛋白质结构预测，感受蛋白质结构显示软件的强大威力，更重要的是，使学生了解到计算机技术和方法在生物数据处理过程中的举足轻重的作用。从生物信息学实验课中，他们可以领略到计算机科学技术的魅力，增加作为生物信息学专业学生的自豪感，并坚定学好生物信息学知识的信念。

3 后续课程的构想

在后续课程中，由于前面为学生设置数据库原理与设计及数据挖掘等课程，可开设一些专题讲座，如了解数据库设计后，可结合生物专业的特点，可能了解了在网络环境中三大核酸数据库的组织结构，讲解它们是如何采用数据库知识进行组织的，并进行一些简单数据库的设计工作；在数据挖掘课程后可采用一些统计学软件如MATLAB处理生物数据的一些专题[4，5]。又如开设讲解生物信息学的研究热点与与原来讲解的课程进行对接。也可讲解一下药物信息学的设计、疾病靶点的选择等，激发学生学习生物信息学的意义，让有可能进一步深造的学生知道前进的动力。

4 结束语

作为一门新兴的学科，生物信息学专业的发展非常迅速，新的理论、算法和应用程序不断涌现。因此在进行生生物信息学专业教学中，不拘泥于现有的生物信息学教材和计算机教材时纳入最新的研究成果，将相关研究领域的一些新的研究方法、网络资源以及工具软件介绍给学生。例如， GCG软件是一套蛋白质、核酸序列分析软件，一般在Linux环境下使用，包括130多个软件，但现在这些类似功能的软件很多可网络上下载到Windows系统环境下进行蛋白质、核酸序列分析，因此可介绍这些软件给同学使用，方便同学在自己的电脑里熟练使用这些软件，同时有些软件有更新的算法和版本也可以介绍，及时更新学生的知识体系，培养学生相关学科前沿的意识，拓展学生视野。

参考文献：

[1] 孙啸，陆祖宏，谢建明.生物信息学基础[M].北京：清华大学出版社，2005：3

[2] 丁彦蕊，蔡宇杰.计算机专业生物信息学课程教学的实践探讨，安徽农业科学，2012，40（29）14596-14597

[3] 高亚梅，韩毅强.生物信息学本科教学初探[J].生物信息学，2007，5（1）：44-48

[4] 戴凌燕，姜述君，高亚梅.《生物信息学》课程教学方法探索与实践[J].生物信息学，2009，7（4） ：311～313.

[5] David W M.Bioinformatics：sequence and genome analysis影印本[M].科学出版社，2002.