遗传学研究精选(九篇)

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第1篇：遗传学研究范文

（一）哮喘发病机理概述：支气管哮喘是由免疫、遗传和环境等因素共同作用所引起的呼吸道急、慢性炎症，多为过敏性炎症。呼吸道的急性炎症使气道管壁的血管通透性增加、粘液分泌增多及平滑肌痉挛；慢性炎症进一步使气道结构和功能改变，导致气道高反应性，从而引起喘息、咳嗽和呼吸困难等哮喘症状。IgE介导的气道过敏性炎症反应是哮喘最常见的发病机制；其次，研究表明遗传因素在哮喘发病中起着重要的作用；同时环境因素在哮喘发病中也具有不可忽视的作用，环境因素中最重要的是过敏原的密度、患儿在过敏原中暴露的时间和方式，其他的环境因素包括吸烟、大气污染以及呼吸道感染，尤其是病毒感染。当具有遗传易感性的个体暴露在一定的环境中，气道的过敏性炎症就发生了。可见，免疫、遗传和环境在哮喘发病中的作用是相互影响的。

（二）哮喘表型及其遗传分析：研究遗传性疾病首先必须确定疾病的表型，这一点在哮喘的遗传研究中显得尤其困难。在流行病学调查研究中，一般基于既往的喘息并结合特应性表现和气道高反应性诊断哮喘。特应性表现包括血清总IgE升高和变应原皮试阳性两个方面。研究表明，特应性与非特异性的支气管高反应性之间存在明显的相关性［1］，但同样存在以下客观事实：具有特应性的个体可以没有气道高反应性；具有气道高反应性的研究对象可以不具有特应性或者不患哮喘。气道高反应性与哮喘性状的不一致性使人们猜想：气道高反应性可能是一种独立的遗传表型性状。有人在患有特应性哮喘儿童的一级亲属中测定了支气管易变性的患病率，结果表明，具有特应性表型的亲属的气道高反应性患病率为39%，而健康亲属患病率为32%。同时发现群体中过敏原皮肤试验阳性与气道高反应性之间没有直接的联系，提示这些现象为分离性状。也有研究提示，哮喘儿童呈现明显的气道高反应性，其父母的气道高反应性支持是单基因突变引起，且二者还有不同比例的不典型气道高反应性。此研究还表明气道高反应与变应原皮试阳性或血清总IgE高低无明显联系。比较患症状性哮喘与非症状性哮喘的儿童，前者父母的气道高反应性更明显，这一点支持支气管反应性可能以不完全外显的常染色体显性遗传方式遗传下来的观点，所以可能有两种因素引起气道的高反应性：（1）先天性决定的常染色点引起温和性的气道高反应性；（2）继发于气道过敏性炎症的获得性因素进一步增加气道的高反应性。

（三）哮喘基因研究：1.染色体11q13与高亲和性的IgE受体（FcεRIβ）：有人把哮喘基因定位于染色体11q12，13，并提出特应性传递主要是通过母系遗传。在基因组随机研究中发现，11q13与特应性有关，在英国和日本群体研究中确立了此种连锁关系。以后用11q13区域图谱证实了此候选基因的存在。IgE受体有一种变异体（亮氨酸181），这种变异体可能增加受体的信号传递能力，增加肥大细胞释放白细胞介素（IL）-4，并刺激高水平的IgE合成。新近的研究发现染色体11q13上的FcεRIβ基因可以作为特应性哮喘的候选基因［2］。IgE特异性受体也可以使哮喘易感者产生气道高反应性而不是特应性［3］。

2.染色体5q与细胞因子基因族：染色体5q31上的细胞因子基因族使得基因组的这个区域成为包含特应性基因的候选区域。在11个Amish大家系中的研究发现，血清总IgE水平与此区域相关联，即IL-4基因两个等位基因相同的同胞，其总血清IgE水平较一致，而等位基因不同的同胞，其IgE水平有较大的差异［4］。经采用同胞配对和Lod评分法对荷兰人群进行分析，发现染色体5q上有许多候选基因影响血清IgE的水平，其候选基因可能位于D5S436至D5S658附近，该区域跨过几百万个碱基对的范围，有许多候选基因，包括IL-4、IL-3、IL-5、干扰素、调节因子-1、单核-巨噬细胞克隆刺激因子的基因［5］ 。也可能是多种因素参与了特应质的发病机理。另有学者提出，IL-4基因调节区的多态性可能与特应性有关系［6］。应用连锁分析及同胞配对方法对日本68个家系的306位成员进行研究，结果表明，哮喘基因在染色体5q31～33上与遗传标记IL-4基因、IL-9基因及D5S393存在连锁（P=0.0 03，P=0.018，P=0.0077），且这些特异性位点与儿童哮喘的发病相关联［7］。

3.14q连锁与T细胞抗原受体（TCR）：研究显示14q上存在TCR位点与特异性IgE反应的连锁区域，这种连锁是在两个独立人群中发现的，并符合常染色体隐性遗传。这个区域也包括TCRδ链基因，位于α位点内，因此δ链基因可能是连锁的候选基因。虽然这种结果没有独立重复出来，但它提示TCR基因的多态性限制了机体对特异性抗原的反应能力［8］。临床研究表明，染色体14q32上的免疫球蛋白重链基因与特应性及非特应性儿童哮喘存在一定的联系［9］。

4.哮喘与人类白细胞抗原（HLA）：长期以来学者们认为，HLAⅡ类抗原（包括DP、DQ和DR）在抗原呈递过程中起关键作用，影响免疫反应的特异性，因此人们对HLAⅡ类抗原等位基因与某些特殊抗原的IgE高反应性之间的关系尤其关注，目前仅发现HLA与高纯度吸入的变应原有关，而与复杂的常见变应原无关。室尘螨Der P的特异性抗原呈递需要特异性HLA-DR和DQ基因产物［10］，Amb aV 抗原呈递需要HLA-DRB1等位基因中DRB1/2.2和DRB1/2.12参与［11］ 。HLADQw抗原参与了屋尘螨所致的中国儿童哮喘的发病［12］，Mullarkey等［13］研究显示，DQW2表型是阿司匹林过敏性哮喘的标记物，但Perichon等［14］研究发现阿司匹林哮喘与DQ抗原无关，而与DQB1*0101等位基因相关，进一步研究发现DQB1抗原上的一个氨基酸序列的改变可直接导致哮喘发生。现在利用可靠的过敏模型进一步研究人类免疫反应的分子基础，HLA位点已经确定为特应性和哮喘发病机理的候选基因，主要是由于HLA Ⅱ类抗原在抗原表达和T细胞抑制中的作用。

5．哮喘的严重性与β2-肾上腺素能受体（β2-AR）基因：β2-肾上腺素能受体参与了支气管哮喘的发病。β2-肾上腺素能受体基因存在9个不同的点突变，但只有4个引起氨基酸序列的改变；需持续口服激素才能控制症状的哮喘患者75%是第16位氨基酸（核苷酸46）为甘氨酸而非精氨酸的纯合子个体。此种突变体与哮喘的严重性可能存在一定的联系，尤其与夜间哮喘联系更紧密［15］。另一个突变体是27位的谷酰胺被谷氨酸代替，它与哮喘群体的气道不显著性高反应性相关，可使β2-受体对其激动剂诱导的下调有抵抗力［16］。Ohe等［17］用BamI内切酶对4个日本家系58个成员β2-肾上腺素能受体基因的限制性片段长度多态性（RFLP）分析发现，在该人群中，存在两个等位基因多态性（2.3 kb和2.1 kb），无等位基因2.3 kb（即为2.1 kb的纯合子）的成员表现为对吸入沙丁胺醇的反应性不佳，在哮喘病例中无2.3 kb等位基因的比例高。这些研究似乎表明，β2肾上腺素能受体基因的多态性在哮喘的发病中并不起主要作用，但它可能与患病个体病情的严重性有一定关系。

6.哮喘与α1-抗胰蛋白酶突变体（α1-AT） ：α1-AT遗传缺陷在慢性阻塞性肺疾患中起着重要的作用。它也参与支气管哮喘中蛋白水解酶抑制剂的平衡与抗平衡过程。两个主要的等位基因（Z和S）与α1-AT缺失有关。研究表明，Z等位基因杂合缺失与类固醇依赖性哮喘紧密相关［18］，S等位基因杂合缺失与哮喘的气道高反应性存在联系［19］。

7.哮喘与α1-抗糜蛋白酶(α1-ACT)遗传缺陷：Lindmark等［20］采用病例对照研究，在瑞典人群中对172例哮喘儿童和193例儿童进行了α1-ACT遗传缺失筛查，并比较一些临床资料。结果表明，哮喘组α1-ACT杂合缺失频率为2.9%，明显高于对照组；且α1-ACT杂合缺失与非缺失患者相比，前者哮喘初发年龄早，住院次数多，放射性过敏原吸附试验阳性率高，此结论支持α1-ACT杂合缺失增加了患儿童哮喘的危险性，并在一定程度上影响儿童哮喘的严重性。我们应用同样方法在重庆市90例哮喘儿童和180例健康儿童中初步筛查α1-ACT杂合缺失，发现哮喘组α1-ACT杂合缺失频率为4.4%，明显高于对照组；与儿童哮喘发病及某些临床指标相关联，与Lindmark研究结果相一致，但引起α1-ACT杂合缺失的基因结构如何目前仍未定论。

8.其他位点及哮喘相关基因：国外学者利用常染色体上253个微卫星标记物及X染色体上的16个微卫星标记物， 对澳大利亚西部80个哮喘家系进行了全基因组扫描，结果提示第4、7、13、16号染色体上也有可能存在哮喘易感基因［21］。

（四）哮喘基因研究的意义：在此，我们阐述了遗传因素在哮喘发病中的作用，基因组研究将继续检测其他的相关基因。对引起哮喘和特应性疾病的遗传变异的理解能够为儿童哮喘的临床诊断和治疗开辟广阔的途径：（1）改变免疫反应的特异性突变体的发现为基因治疗提供了靶子。但由于确定基因突变的研究费时、基因治疗的危险性及高成本，现在还不能合法地对非致死性疾病进行基因治疗。（2）用于发展特异性的药物疗法。针对引起哮喘发病的基因异常，给予相应的药物调节。例如，如果具有加强功能的IL-4变异体或者具有缺乏功能的IFN-γ变异体被确定为哮喘病因，则可以直接制造调节剂。然而，由多基因参与的免疫和炎症反应将可能造成无效或危险性。（3）用于疾病的筛查。可根据研究结果筛查出携带特应性基因者，然后通过改善环境，如避免接触烟雾、防止感染等预防哮喘发作。或根据结果提供早期诊断方法，以便及早对哮喘患儿进行干预。

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第2篇：遗传学研究范文

1 理论分子群体遗传学的发.展简史

经典群体遗传学最早起源于英国数学家哈迪和德国医学家温伯格于1908年提出的遗传平衡定律。以后， 英国数学家费希尔、遗传学家霍尔丹(Haldane JBS)和美国遗传学家赖特(Wright S)等建立了群体遗传学的数学基础及相关计算方法， 从而初步形成了群体遗传学理论体系， 群体遗传学也逐步发展成为一门独立的学科。群体遗传学是研究生物群体的遗传结构和遗传结构变化规律的科学， 它应用数学和统计学的原理和方法研究生物群体中基因频率和基因型频率的变化， 以及影响这些变化的环境选择效应、遗传突变作用、迁移及遗传漂变等因素与遗传结构的关系， 由此来探讨生物进化的机制并为育种工作提供理论基础。从某种意义上来说， 生物进化就是群体遗传结构持续变化和演变的过程， 因此群体遗传学理论在生物进化机制特别是种内进化机制的研究中有着重要作用[1]。

在20世纪60年代以前， 群体遗传学主要还只涉及到群体遗传结构短期的变化， 这是由于人们的寿命与进化时间相比极为短暂， 以至于没有办法探测经过长期进化后群体遗传的遗传变化或者基因的进化变异， 只好简单地用短期变化的延续来推测长期进化的过程。而利用大分子序列特别是DNA序列变异来进行群体遗传学研究后， 人们可以从数量上精确地推知群体的进化演变， 并可检验以往关于长期进化或遗传系统稳定性推论的可靠程度[1]。同时， 对生物群体中同源大分子序列变异式样的研究也使人们开始重新审视达尔文的以“自然选择”为核心的生物进化学说。20世纪60年代末、70年代初， Kimura[2]、King和Jukes[3]相继提出了中性突变的随机漂变学说: 认为多数大分子的进化变异是选择性中性突变随机固定的结果。此后， 分子进化的中性学说得到进一步完善[4]， 如Ohno[5]关于复制在进化中的作用假说: 认为进化的发生主要是重复基因获得了新的功能， 自然选择只不过是保持基因原有功能的机制; 最近Britten[6]甚至推断几乎所有的人类基因都来自于古老的复制事件。尽管中性学说也存在理论和实验方法的缺陷， 但是它为分子进化的非中性检测提供了必要的理论基础[7]。目前， “选择学说”和“中性进化学说”仍然是分子群体遗传学界讨论的焦点。

1971年， Kimura[8]最先明确地提出了分子群体遗传学这一新的学说。其后， Nei从理论上对分子群体遗传学进行了比较系统的阐述。1975年， Watterson[9]估算了基于替代模型下的DNA多态性的参数Theta(θ)值和期望方差。1982年， 英国数学家Kingman[10， 11]构建了“溯祖”原理的基本框架， 从而使得以少量的样本来代表整个群体进行群体遗传结构的研究成为可能， 并可以进一步推断影响遗传结构形成的各种演化因素。溯祖原理的“回溯”分析使得对群体进化历史的推测更加合理和可信。1983年， Tajima[12]推导了核甘酸多样度参数Pi(π)的数学期望值和方差值。此后， 随着中性平衡的相关测验方法等的相继提出[13~15]， 分子群体遗传学的理论及分析方法日趋完善[16]。

近20年来， 在分子群体遗传学的基础上， 又衍生出一些新兴学科分支， 如分子系统地理学(molecular phylogeography)等。系统地理学的概念于1987年由Avise提出， 其强调的是一个物种的基因系谱当前地理分布方式的历史成因[17]， 同时对物种扩散、迁移等微进化历史等进行有效的推测[18]。

2 实验植物分子群体遗传研究内容及进展

基于DNA序列变异检测手段的实验分子群体遗传学研究始于1983年， 以Kreitman[19]发表的“黑腹果蝇的乙醇脱氢酶基因位点的核苷酸多态性”一文为标志。以植物为研究对象的实验分子群体遗传学论文最早发表于20世纪90年代初期[20， 21]， 但是由于当时DNA测序费用昂贵等原因， 植物分子群体遗传学最初发展比较缓慢， 随着DNA测序逐渐成为实验室常规的实验技术之一以及基于溯祖理论的各种计算机软件分析程序的开发和应用， 实验分子群体遗传学近10年来得到了迅速的发展， 相关研究论文逐年增多， 研究的植物对象主要集中在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.)及重要的农作物如玉米(Zea mays L.)、大麦(Hordeum vulgare L.)， 水稻(Orazy sativa L.)、高粱(Sorghum bicolor L.)、向日葵(Helianthus annuus L.)等上[16]。其研究内容涵盖了群体遗传结构(同源DNA分化式样)、各种进化力量如突变， 重组， 连锁不平衡、选择等对遗传结构的影响、群体内基因进化方式(中性或者适应性进化)、群体间的遗传分化及基因流等。同时， 通过对栽培物种与野生祖先种或野生近缘种的DNA多态性比较研究， 分子群体遗传学在研究作物驯化的遗传学原因及结果等也取得了重要的进展， 如作物驯化的遗传瓶颈， 人工选择对“驯化基因”核苷酸多态性的选择性清除(selective sweep)作用等等。

2.1 植物基因或基因组DNA多态性

分子群体遗传学的研究基础是DNA序列变异。同源DNA序列的遗传分化程度是衡量群体遗传结构的主要指标， 其分化式样则是理解群体遗传结构产生和维持的进化内在驱动力诸如遗传突变、重组、基因转换的前提。随着DNA测序越来越快捷便利及分子生物学技术的飞速发展， 越来越多的全基因组序列或者基因序列的测序结果被发表， 基因在物种或群体中的DNA多态性式样也越来越多地被阐明。

植物中， 对拟南芥和玉米基因组的DNA多态性的调查最为系统， 研究报道也较多。例如， Nordborg等[22]对96个样本组成的拟南芥群体中的876个同源基因片段(0.48 Mbp)的序列单核苷酸多态性进行了调查， 共检测到17 000多个SNP， 大约平均每30 bp就存在1个SNP位点。而Schmid等[23]的研究结果显示: 拟南芥基因组核甘酸多态性平均为0.007( W)。Tenaillon等[24]对22个玉米植株的1号染色体上21个基因共14 420 bp序列的分析结果显示玉米具有较高的DNA多态性(1SNP/27.6 bp、 =0.0096)。Ching等[25]研究显示: 36份玉米优系的18个基因位点的非编码区平均核苷酸多态性为1SNP/31 bp， 编码区平均为1SNP/124 bp， 位点缺矢和插入则主要出现在非编码区。此外， 其他物种如向日葵、马铃薯(Solanum tuberosum)、高粱、火矩松(Pinus taeda L.)、花旗松(Douglas fir)等[26～30]中部分基因位点的DNA多态性也得到调查， 结果表明不同的物种的DNA多态性存在较大的差异。

繁育方式是显著影响植物基因组的DNA多态性重要因素之一。通常来说， 自交物种往往比异交物种的遗传多态性低， 这已经被一些亲缘关系相近但繁育方式不同的物种如Lycopersicon属植物和Leavenworthia属植物的种间比较研究所证实[31， 32]。但是在拟南芥属中则不然， Savolainen等[33]比较了不同繁育方式的两个近缘种Arabidopsis thaliana(自交种)和Arabidopsis lyrata(异交种)的乙醇脱氢酶基因(Alcohol Dehydrogenase)的核苷酸多态性， 结果发现A. thaliana的核苷酸多态性参数Pi值为0.0069， 远高于A. lyrata的核苷酸多态性(Pi=0.0038)。

2.2 连锁不平衡

不同位点的等位基因在遗传上不总是独立的， 其连锁不平衡程度在构建遗传图谱进行分子育种及图位克隆等方面具有重要的参考价值。Rafalski和Morgante等[34]在比较玉米和人类群体的连锁不平衡和重组的异同时对连锁不平衡的影响因素做了全面的阐述， 这些因素包括繁育系统、重组率、群体遗传隔离、居群亚结构、选择作用、群体大小、遗传突变率、基因组重排以及其他随机因素等。物种的繁育系统对连锁不平衡程度具有决定性的影响， 通常来说， 自交物种的连锁不平衡水平较高， 而异交物种的连锁不平衡水平相对较低。但是也有例外， 如野生大麦属于自交物种， 然而它的连锁不平衡水平极低[35~37]。

拟南芥是典型的自交植物， 研究表明: 拟南芥组基因大多数位点的连锁不平衡存在于15～25 kb左右的基因组距离内[22]， 但是在特定位点如控制开花时间的基因及邻接区域， 连锁不平衡达到250 kb的距离[38]。拟南芥基因组高度变异区段同样具有较强的连锁不平衡[39]。这些研究结果说明拟南芥非常适合构建连锁图谱， 因为用少量的样本就可以组成一个有效的作图群体。除拟南芥外， 其它自交物种大多表现出较高的连锁不平衡水平， 如大豆的连锁不平衡大于50 kb[40]; 栽培高粱的连锁不平衡大于15 kb[41]; 水稻的Xa位点连锁不平衡可以达到100 kb以上[42]。

与大多数自交物种相比， 异交物种的连锁不平衡程度则要低得多。例如， 玉米的1号染色体的体连锁不平衡衰退十分迅速，大约200 bp距离就变得十分微弱[24]， 但是在特定的玉米群体如遗传狭窄的群体或者特定基因位点如受到人工选择的位点， 连锁不平衡水平会有所增强[43~46]。野生向日葵中， 连锁不平衡超过200 bp的距离就很难检测到(r=0.10)， 而栽培向日葵群体连锁不平衡程度则可能够达到约1 100 bp的距离(r=0.10)[26]。马铃薯的连锁不平衡在短距离内下降迅速(1 kb降到r2=0.2左右)， 但在1Kb以外下降却十分缓慢(10 cM降到r2=0.1)[27]。此外， 异交繁育类型的森林树种如火矩松、花旗松等同样显示出低水平的连锁不平衡[30， 31]。

转贴于 2.3 基因组重组对DNA多态性的影响

基因组的遗传重组是指二倍体或者多倍体植物或者动物减数分裂时发生的同源染色体之间的交换或者转换[47]。它通过打破遗传连锁而影响群体的DNA多态性式样， 其在基因组具点发生的概率与该位点的结构有很大的关系， 基因组上往往存在重组热点区域， 如玉米的bronze(bz)位点， 其重组率高于基因组平均水平100倍以上[48]; 并且重组主要发生在染色体上的基因区域， 而不是基因间隔区[49， 50]。同时， 在基因密度高的染色体区段比基因密度低的染色体区段发生重组的频率也要高得多[41， 51]; 在不同的物种中， 基因组重组率平均水平也有很大的差异。如大麦群体基因组的重组率为 =7～8×10–3 [52]，高于拟南芥( =2×10–4)40倍[27]， 但只有玉米( =12～14×10–3)的一半左右[24]。

目前有很多关于重组和DNA多态性之间的相关关系的研究， 但是没有得到一致的结论。部分研究显示重组对DNA多态性具有较强的影响。如Tenaillon等[24]研究显示玉米1号染色体的DNA多态性高低与重组率具有较高的相关性(r=0.65， P=0.007)， 野生玉米群体、大麦及野生番茄也都存在同样的现象[52~54]。而在拟南芥中， 重组对DNA多态性的贡献率就非常低[22]。Schmid等[23]用大量的基因位点对拟南芥群体的核苷酸多态性进行调查后发现: 重组率与核苷酸多态性相关关系不显著; Wright等[55]调查了拟南芥1号和2号染色体的6个自然群体序列变异式样， 结果显示， 在着丝粒附近重组被抑制的染色体区域， 核苷酸多态性并没有随之降低。说明了拟南芥基因组的重组率与DNA多态性并没有必然的相关关系。Baudry等[31]对番茄属内5个种进行了比较研究， 结果也显示重组对种群间的DNA多态性的影响也不明显。

2.4 基因进化方式(中性进化或适应性进化)

分子群体遗传学有两种关于分子进化的观点: 一种是新达尔文主义的自然选择学说， 认为在适应性进化过程中， 自然选择在分子进化起重要作用， 突变起着次要的作用。新达尔文主义的主要观点包括: 任何自然群体中经常均存在足够的遗传变异， 以对付任何选择压力; 就功能来说， 突变是随机的; 进化几乎完全取决于环境变化和自然选择; 一个自然群体的遗传结构往往对它生存的环境处于或者接近于最适合状态; 在环境没有发生改变的情况下， 新突变均是有害的[56]。另一种是日本学者Kimura为代表的中性学说， 认为在分子水平上， 种内的遗传变异(蛋白质或者DNA序列多态性)为选择中性或者近中性， 种内的遗传结构通过注入突变和随机漂变之间的平衡来维持， 生物的进化则是通过选择性突变的随机固定(有限群体的随机样本漂移)来实现， 即认为遗传漂变是进化的主要原因， 选择不占主导地位[2~4]。这两种学说， 在实验植物分子群体遗传学的研究中都能得到一定的支持。

对植物基因在种内进化方式的研究主要集中在拟南芥菜、玉米、大麦等农作物及少数森林树种。Wright和Gaut[16]对2005以前发表的相关文章进行详细的统计， 结果显示: 拟南芥中大约有30%的基因表现为适应性进化; 玉米中大约有24%的基因表现为非中性进化; 大麦的9个基因中， 有4个受到了选择作用的影响。

选择作用主要包括正向选择、平衡选择、背景选择及稳定选择， 它们单独或者联合对特定基因的进化方式产生影响。如花旗松中的控制木材质量和冷硬性状的基因[30]、火炬松的耐旱基因[29]、欧洲山杨(European aspen)的食草动物诱导的蛋白酶抑制基因(Herbivore-induced Protease Inhibitor)等[57]， 经检测在各自的群体受到了正向选择、平衡选择、背景选择单独或者多重影响。植物抗性基因(R基因)是研究得比较深入的一类基因， 大部分研究结果显示抗性基因具有高度的多态性， 并经受了复杂的选择作用[58]。Liu和Burke[26]对栽培大麦和野生大麦群体中9个基因在调查显示其中的8个基因受到稳定选择。Simko等[27]对47份马铃薯66个基因位点调查表明， 大部分基因位点在马铃薯群体进化过程中受到了直接选择或者分化选择作用。以上对不同物种的不同基因位点的研究都强调了分子进化的非中性的结果， 这说明选择在基因的进化过程中具有非常重要的作用; 另一方面， 中性进化的结果报道较少， 或被有意或者无意地忽略， 事实上即使在强调选择作用的研究文献中， 仍然有相当一部分基因表现为中性进化， 说明在种内微观进化的过程中， 选择作用和中性漂变作用可能单独或者联合影响了物种内不同的基因位点， 共同促进了物种的进化。

2.5 群体遗传分化

分子群体遗传学一个重要的研究内容是阐明物种不同群体之间甚至不同物种群体之间(通常近缘种， 如栽培种及其近缘种或祖先野生种)遗传结构的差异即遗传分化， 并推测形成这种差异的原因， 从而使人能够更好地理解种群动态。

植物种内不同群体间遗传分化的研究案例有很多， 典型的有: (1)拟南芥全球范围内的遗传分化。Kawabe和Miyashita[59]利用碱性几丁质酶A(ChiA)、碱性几丁质酶B(ChiB)及乙醇脱氢酶(Ahd)3个基因对拟南芥进行群体亚结构的分析， 结果只有ChiB显示出一定的群体亚结构， 而ChiA、Ahd的系统学聚类与样本地理来源之间没有表现出任何相关关系，这样的结果暗示了拟南芥近期在全球范围内经历了迅速扩张。Aguade[60]和Mauricio等[61]分别用不同的基因、Schmid等[23]用多基因位点进行的拟南芥分子群体遗传学研究也支持同样的结论。(2)森林树种的遗传分化。Ingvarsson等[62]发现欧洲山杨的日长诱导发芽的侯选基因(phyB)变异方式呈现出纬度渐变方式， 表明欧洲山杨出现了明显的适应性分化; Ingvarsson等[63]对多个基因单倍型地理格局分布的研究同样发现欧洲杨具有明显的地理遗传分化。但是研究表明花旗松(Pseudotsuga menziesii)[30]、火炬松(Pinus taeda)[29]、圆球柳杉(Cryptomeria japonica)等[64]等物种没有发生明显遗传多样性的地理分化。

植物不同物种间遗传分化的研究主要集中对在栽培种及其野生近缘种的DNA多态性的比较上。由于早期的驯化瓶颈及人工选择繁育等遗传漂变作用结果[65]。栽培物种的遗传多样性通常都低于他们的野生祖先种。Hamblin等[28]利用AFLP结果筛选得到基因片段的DNA多态性， 对栽培高粱(S. bicolor)和野生高粱(S. propinquum)进行了比较研究， 结果表明: 野生高粱的平均核苷酸多态性大约为0.012( )，大约是栽培高粱的4倍。Liu等[26]的研究显示: 野生向日葵中， 核苷酸多态性达到0.0128( )、0.0144( W)，显著高于栽培向日葵的0.0056( )、0.0072( W)。Eyre-Walker等[66]对栽培和野生玉米Adh1基因大约1 400 bp的序列研究表明: 栽培玉米的遗传多样性大约只有野生玉米种(Zea mays subsp. parviglumis)的75%。Hyten等[67]的研究显示野大豆的平均核苷酸多态性为0.0217( )、0.0235( W)， 地方种则分别为0.0143( )、0.0115( W)，大约为野大豆的66%( )和49%( )。以上结果充分反应了栽培物种驯化过程中曾遭受过瓶颈效应。

3 分子系统地理学

分子系统地理学是在分子群体遗传学的基础上， 衍生出的新学科分支。早在20世纪的60年代， Malecot[68]就发现了基因的同一性随地理距离增加而减少的现象; 1975年Nei的《分子群体遗传学和进化》一书中也提到在描述群体的遗传结构时要重视基因或者基因型的地理分布[1]; 1987年Avise等[17]提出了系统地理学概念。在植物方面， 分子地理系统学研究取得很多重要的成果。如对第四世纪冰期植物避难所的推测及冰期后物种的扩散及重新定居等历史事件的阐释， 其中最为典型的研究是对欧洲大陆冰期植物避难所的确定及冰期后植物的重新定居欧洲大陆的历史事件的重现。如欧洲的栎属植物的cpDNA的单倍型的地理分布格局表明， 栎属植物冰期避难所位于巴尔干半岛、伊比利亚岛和意大利亚平宁半岛， 现今的分布格局是由于不同冰期避难所迁出形成的[69]。King和Ferris[70]推测欧洲北部的大部分欧洲桤木种群是从喀尔巴阡山脉这个冰期避难所迁移后演化形成的。Sinclair等[71， 72]推测欧洲赤松在第四纪冰期时的避难所可能是在爱尔兰岛或者在法国的西部。此外， 分子系统地理学在阐明了一些栽培作物的驯化历史事件如驯化发生的次数及驯化起源地等方面也取得了重要的进展。如Olsen等[73]对木薯(Manihot esculenta)单拷贝核基因甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)在木薯群体中单倍型的地理分布方式深入调查后推测: 栽培木薯起源于亚马逊河流域南部边界区域。Caicedo等[74]利用核基因果实液泡转化酶(fruit vacuolar invertase)的序列变异阐明了栽培番茄(Lycopersicon esculentum)的野生近缘种(Solanum pimpinellifolium )的种群扩张历史， 基因变异的地理分布方式表明栽培番茄起源于秘鲁北部， 然后逐步向太平洋岸边扩张。Londo等[75]利用一个叶绿体基因和两个核基因的变异对两个亚洲的栽培籼、粳亚种及其近缘野生种进行了系统地理学研究， 阐明了籼、粳稻分别起源于不同的亚洲野生稻(O. rufipogon)群体， 其中籼稻起源于喜马拉雅山脉的南部的印度东部、缅甸、泰国一带， 而粳稻则驯化于中国南部， 等等。

第3篇：遗传学研究范文

先天性心脏病（congenital heart defects， CHDs）是新生儿先天缺陷中最常见的疾病之一，在存活的新生儿中发病率为1%，孕期自发流产率为5%～10%[1，2]。室间隔缺损(ventricular septal defect，VSD)是最常见的一种心脏畸形，大约占CHDs的33%[3]。随着心脏发育生物学水平的不断提高，目前认为，原发成形素的任何一点的破坏都将导致VSD。VSD的分子遗传学基础可以分为染色体异常和基因改变两类。因此，从分子水平上研究控制心脏发育的相关染色体及基因改变，对于探讨VSD的发病机制具有重要意义，以便为今后产前诊断和遗传咨询提供更可靠的依据，现对VSD的分子遗传学研究进展综述如下。

1 染色体异常

染色体异常或染色体畸变是指染色体的结构或数目发生了异常的变化，包括缺失、重复、易位和倒位4种类型。在21三体（Down综合征）、13三体、15三体、18三体（Eward综合征）、22q11缺失（DiGeorge 综合征）和45X缺失（Turner综合征）等一些染色体异常疾病中，VSD经常发生[4]。由于大约5%～8%的CHDs患儿存在染色体异常疾病，亲代染色体异常在子代VSD发病中具有十分重要的影响。值得注意的是，杜玉荣等[5]的研究结果表明，VSD与22q11 微缺失有关，国外也有类似报道[6]。但22q11微缺失是否与单纯CHDs的发生有关还需要进一步的研究证实。

2 基因改变

同大多数CHDs一样，VSD是一种多基因病，其发病机制仍然没有完全阐明。基因的缺失、重复和突变均可引起基因的改变。随着分子生物学的飞速发展，可能与VSD发病有关的基因逐渐被人们所认识。

2.1 TBX5基因：TBX5 基因属于T-box转录因子基因家族，定位于12q24.1，其cDNA全长2 441bp，有8个外显子，编码1个513个氨基酸的转录因子。TBX5转录因子在心脏、上肢芽和眼中表达。TBX5基因突变会使TBX5转录因子表达异常或表达缺陷，这都将引起心脏发育不良和上肢畸形。对Holt-Oram综合征家系的研究有力阐明了TBX5突变引起房间隔缺损（atrial septal defect，ASD）和VSD的机制[7，8]。

2.2 GATA4基因：GATA4基因属于GATA家族，定位于染色体8p23.1，其cDNA全长1 856 bp，有9个外显子，编码1个438个氨基酸的转录因子，分子质量45 ku。GATA4基因是心脏前体细胞分化的最早期标志之一。有研究发现多种锌指蛋白在VSD患儿中有不同水平地表达，而GATA4作为一种锌指蛋白，在VSD患儿中表达水平下降[9]。

2.3 NKX2.5基因：NKX2.5基因属于NK型同源核基因家族NKX2型的成员之一，定位于5q35，其cDNA全长1 585 bp，有2个外显子，编码1个324个氨基酸的转录因子，分子质量35 Ku。在两个外显子之间有约1.5 Kb的内含子，在其上游约9 Kb处有一含有GATA4的高亲和位点的心脏增强子，对心肌细胞的分化、整个心管的形成与环化起到重要作用。有研究[10]表明NKX2.5突变是ASD发生的一种少见的致病原因，但除此之外，NKX2.5突变与VSD发生有关也得到了普遍认同。

有研究认为TBX5、GATA4和NKX2.5之间存在相互作用，它们的转录激活引发了VSD的形成[11]。H. Chen等[12]也进一步证实了上述几个主要的心脏转录因子、BMP10与细胞周期调节蛋白之间的相互作用是影响孕中期心脏发育转变的重要途径。这也为我们更深入地理解VSD的发病机制提供了依据。Hao Zhang等[10]也发现了一些在VSD发展过程中发挥了重要作用的基因，这些基因涉及了能量代谢、细胞周期和分化、细胞骨架和细胞粘附、LIM蛋白和锌指蛋白等过程和物质，它们的表达水平在VSD患儿中与正常人相比有很大的差异。

3 再显风险率

目前，虽然还没有VSD相关的染色体异常和基因改变的直接的分子遗传学检测，但是可以通过对生育人群的调查来评估它的再显风险率。

4 展望

在最近的几年中，随着分子生物学和医学遗传学的不断发展，不管是单纯的VSD，还是作为某种综合征的一部分，关于VSD致病基因的确认和特性研究都取得了一些有意义的进展。基因突变导致其所编码蛋白的功能异常，影响特异信号转导途径或转录方式，从而产生异常的表型，这一观点越来越受到重视和推崇。一个重要的例子就是Noonan综合征，它与RAS/MAPK信号级联反应异常有关[13]。由于心脏发育从整体上来看比较复杂，从而产生了许多的候选基因，高通量的基因测序技术使我们能够发现更多的致病基因和已知基因的功能，从分子和基因水平阐明VSD或其它CHDs的致病机制。我们可以更加准确地完成对再显风险率的预测，进一步提高早期诊断水平，为基因诊断和治疗提供理论基础。

参考文献：

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[2] Hoffman JI.Incidence of congenital heart disease：II. Prenatal inci-dence[J].Pediatr Cardiol，1995，16：155.

[3] Correa-Villasenor A，Ferencz C，Loffredo C，et al.Paternal exposures and cardiovascular malformations.The Baltimore-Washington Infant Study Group[J].J Expo Anal Environ Epidemiol， 1993，3：173.

[4] 薛辛东，杜力中.儿科学[M].第一版..北京：人民卫生出版社，2005.307.

[5] 杜玉荣，杨焕杰，谭 震，等. 22q11微缺失与先天性心脏病的关系的研究[J]. 遗传，2005，27(6)：873.

[6] Oskarsdottir S，Persson C，Eriksson BO，et al. Presenting phenotype in100 children with the 22q11 deletion syndrome[J]. Eur JPediatr，2005，164(3)：146.

[7] Basson CT，Bachinsky DR，Lin RC，et al. Mutations in human TBX5 [corrected] cause limb and cardiac malformation in Holt-Oram syn-drome[J]. Nat Genet，1997，15:30.

[8] Li QY，Newbury-Ecob RA，Terrett JA，et al. Holt-Oram syndrome is caused by mutations in TBX5， a member of the Brachyury (T) gene family[J]. Nat Genet，1997，15：21.

[9] Hao Zhang. Identification of differentially expressed genes in human heartwithventricularseptal defect using suppression subtractive hybridization[J]. Biochemical and Biophysical Research Communi-cations，2006，342：135.

[10] Elliott DA，Kirk EP，Yeoh T，et al. Cardiac homeobox gene NKX2-5 mutations and congenital heart disease: associations with atrial sep-tal defect and hypoplastic left heart syndrome[J]. J Am Coll Cardiol，2003，41：2072.

[11] Garg V，Kathiriya IS，Barnes R，et al. GATA4 mutations cause hu-man congenital heart defects and reveal an interaction with TBX5[J].Nature，2003，424：443.

[12] Chen H，Shi S，Acosta L，et al.BMP10 is essential for maintaining cardiac growth during murine cardiogenesis[J].Development，2004，131：2219.

第4篇：遗传学研究范文

一、解答分子与细胞类试题失误归因

【例1】（全国理综改编）人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的 （ ）

A. DNA碱基排列顺序不同 B.转运RNA不同

C. 信使RNA不同 D.基因的选择性表达

【答案】D

【解题思路】人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，是其细胞分化的结果，而细胞分化的原因又是基因选择性表达的结果。所以，人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同是这两种细胞中基因选择性表达的结果。

【失误归因】有一些人认为，人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同的根本原因是两种细胞中的信使RNA不同。其实，在生物学问题中，谈到“根本原因”，必须深入到基因表达的层次中去寻找答案。人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，是一个细胞分化的问题，细胞分化的根本原因是“选择性基因表达”。基因的选择性表达的直接结果是转录了不同的信使RNA，其次是在不同信使RNA的指导下合成了不同的蛋白质，最后由不同的蛋白质体现出细胞不同的形态结构和功能。

由以上分析可知，人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞内基因的选择性表达，而两种细胞的“信使RNA不同”，只是由于基因选择性表达这个根本原因产生的结果。

【解题思路】（1）由于噬菌体不能用培养基直接培养，所以标记噬菌体首先要用相关同位素标记细菌，然后用噬菌体感染相应细菌，以达到标记噬菌体的目的。（2）用噬菌体分别感染有32P和35S标记的大肠杆菌，可以获得由32P标记DNA和由35S标记蛋白质的噬菌体。（3） 第三步过程中，搅拌的作用是让试管中侵染细菌后的噬菌体外壳与细菌细胞分离。离心的作用是让试管中的液体分成密度较小的上清液（主要含噬菌体外壳）和密度较大的沉淀物（主要含细菌细胞）。（4） 艾弗里最早发现了DNA是遗传物质，由于蛋白质是遗传物质的观念在当时人们的思想里根深蒂固，他们怀疑艾弗里实验中的DNA纯度不够，不认同艾弗里的伟大发现。噬菌体只由DNA和蛋白质两种物质构成，赫尔希和蔡斯假设，用噬菌体侵染细菌后，如果能确定是噬菌体的哪种物质进入了细菌细胞，就可以肯定进入细菌细胞的那种物质就是遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验只能证明噬菌体的遗传物质是DNA。DNA是主要的遗传物质的意思是绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以，这一结论是在对许多生物的遗传物质进行研究才得出的。

【失误归因】考生对本题解答出现错误主要表现在以下几方面：

（1）以为标记噬菌体是以培养基培养噬菌体进行直接标记。（2）用两种带有不同的标记的细菌分别标记噬菌体后，只会得到一种标记（32P或35S）的噬菌体。（3）不清楚“搅拌”和“离心”的作用。（4）以为最早发现DNA是遗传物质的科学家是赫尔希和蔡斯。（4）以为噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质。

第（1）（2）（4）的几个问题主要是受思维定式的影响。第（3）个问题要加强理解和识记。第（4）个问题还可能是对噬菌体侵染细菌实验的相关过程理解不透或不会表达引起的。

【失误归因】本题考查的内容综合性比较强。需要考生有良好的知识迁移和应变能力。考生容易发生的错误主要有：不能将噬菌体增殖与DNA复制相联系，不能正确判断A选项的正误；不能准确理解DNA的半保留复制，导致对C选项的判断失误；不能将基因突变与密码子的简并性相联系，导致D选项判断错误。

【解题思路】（1）基因突变产生新基因，R基因的出现是基因突变的结果。（2）RS、SS基因型频率分别是4%和1%，则RR的基因型频率为95%，R的基因频率为R/（R+S）=（4+2×95）/200=97%。（3）1967年中期停用了杀虫剂，到1969年中期RR基因型幼虫几近消失，说明在不使用杀虫剂的情况下，RR基因型的幼虫比SS基因型的幼虫适应能力差。（4）由于RR基因型的幼虫在不使用杀虫剂的环境中适应能力较差，当该地区从此不再使用杀虫剂的情况下，持续的选择作用使R基因频率越来越低，最终频率最高的基因型是SS。

【失误归因】1. 有的考生一看到是有关生物进化的题目，就想到自然选择，这个本来没有错，但具体问题要具体分析，例如本题第（1）小题中，R基因出现的原因就不能答自然选择，而要答基因突变。2. 基因频率和基因型频率的计算是近年来生物高考考查的热点之一，在平时的学习训练中，必须加以重视，第（2）小题可以运用遗传平衡公式，以SS的基因型频率为1%为切入点进行计算。3. 第（3）和（4）小题组织答案紧扣现代生物进化理论基本内容进行，特别要从种群基因频率变化的角度分析生物进化的问题。

二、内化基因表达的学科理念，提升高考应试技能

所有生物都需要获得精确的信息指令来指导和控制其生长、代谢、运动、分化和繁殖等，而分子水平上的信息传递或信息流动是一切生命活动必不可少的过程。信息传递包括由DNA分子携带的遗传信息向后代的传递，还包括由基因携带的遗传信息通过转录、翻译过程合成蛋白质而控制细胞与组织的结构和功能。蛋白质和其他化学物质如激素还可以作为特殊的化学信号通过细胞的传导途径来调节相应的细胞代谢。遗传信息的传递和表达主要是基因的功能，基因的结构和表达是任何生命现象产生的根本原因，也是生物进化和生物多样性的本质。运用基因的理念认识生命系统和解释生命现象，有利于提高考生对生命现象的理解能力，从本质上理解生命系统和生命现象，提高生物科学素养。

1.基因与生命本质的统一性和生物多样性

用基因的理念认识生命，可以明确任何生物都是以核酸为遗传物质和生命信息的，都共用一套密码子，都是以蛋白质作为生命活动的承担者。这说明千姿百态的生物界具有统一性。然而不同的生物的遗传物质的结构又都是不一样的，哪怕是一卵孪生的兄弟（或姐妹），其遗传物质也是有差异的。由于不同的生物具有不同的遗传物质和生命信息，造成不同生物的特异性和生物多样性。

2.基因与细胞结构和新陈代谢

组成细胞结构的主要成分是蛋白质。细胞代谢是指在细胞内发生一系列使细胞成分不断更新的化学反应，细胞的新陈代谢是一切生命活动的基础。在细胞代谢中，酶起着非常重要的作用，而绝大多数酶的化学本质是蛋白质。而蛋白质都是基因控制合成的，也就是说细胞代谢实际上是由细胞内的基因来调控的。

3.基因与生物的生长、发育和生殖

从现象上看，生物的生长是生物个体中生命物质量的增加，而从实质上看，生命物质量的增加是基因表达和调控的结果。从现象上看，生物的发育是生物体在生长过程中，出现新的组织和器官的过程，而从实质上看，则是基因选择性表达的结果。从现象上看，生物的生殖是生物产生新个体，传宗接代的过程，从实质上看，则是基因在生物的上下代之间的传递过程。由于基因的传递，使生物个体的死亡转变成了种族的不断延续。

4.基因与遗传和变异

从现象上看，生物的遗传是生物性状在生物的上下代之间的延续，从实质上看，则是遗传物质在生物的上下代之间的传递。从现象上看，生物的变异是生物体的性状在生物的上下代之间和在子代个体之间表现出差异的现象，而从实质上看，则是基因重组或基因突变在生物性状上的反映。

5.基因与生物进化和生物多样性

从现象上看，生物的进化是生物在进化过程中，形成了生物对环境的适应性和生物多样性，从实质上看，是由于自然选择使生物种群的基因频率发生了定向改变。在生物进化过程中，还出现了生物多样性。人类保护生物多样性有效措施是保护生态系统多样性，其实质是保护了基因多样性。

6.基因与育种

传统育种方法有两个基本原则，一是要使品种具有优良性状，二是要能使品种尽可能地保持稳定。从实质上认识这两个原则，就是要在育种过程中要使品种具有优良基因，并使之成为纯合子，以保证其稳定遗传。在杂交育种的基础上，人们又创新了一种大大缩短育种年限的方法――单倍体育种。

为了使所培育的品种具有优良基因，采用的措施有诱发基因突变的诱变育种。在育种过程中，采用基因工程技术，向所培育的品种中直接导入优良基因等方法，更是能够定向获得人们所需要的生物品种和生物产品。

7.基因与生态保护

生态系统的发展，就是生物基因库与环境相互作用，使生物与环境的共同进化。生态系统稳态的维持保持了生物基因库在生态系统中的相对稳定。人类活动对生态系统有着非常大的影响，这个影响有正面的影响和负面的影响。如果人类活动是使生态系统的结构遭到破坏，则生态系统往往会崩溃，生态系统的多样性难以维持，从而会导致生物多样性的丧失。相反，如果人类活动使生态系统朝着更复杂更稳定的方向发展，则会促进生态系统多样性和生物多样性的形成。人类活动还可以使生态系统得以休养和修复，使生态系统终止恶化并保持稳定，向着有利于生态系统多样性形成和稳定的方向发展。

第5篇：遗传学研究范文

在高校遗传学教学中存在许多经典案例，如：果蝇的翅型、体色、眼色等性状的遗传；豌豆的性状遗传以及玉米籽粒的形状和颜色性状的遗传等。其中，还有一个非常重要的经典案例，即血型遗传。自20世纪初至今,ABO血型遗传一直是复等位基因的一个不可缺少的经典案例。随着科学技术的高速发展，血型的经典内涵得到不断提升，新的研究结果使血型遗传所涵盖的遗传学知识点越来越多，内容越来越丰富。因此，以我们身边最常见的表型--血型为案例开展遗传学教学不仅可以将复杂的知识点简单化、形象化，便于理解，还可以将繁多的基础知识串联起来，便于记忆。另外，以血型遗传作为经典案例在遗传学的教学中还可以不断加人新的研究和新的应用，使经典的内涵不断得到新的提升，让学生的视野接触到前沿的科学知识，为日后的科研接力打好基础。

1血型与遗传学之间的重要关系

开展案例教学，案例的选择是关键。血型是人类血液由遗传控制的个体性状之一，与人类的生活关系密切，用途广泛。自1900年到2005年，已检测出约29个血型系统[21。临床上最常用的有“ABO血型系统”、“Rh血型系统”、“MN血型系统”和“HLA血型系统”。这些血型系统涵盖了复等位基因、基因互作之上位效应等遗传学的孟德尔定律拓展原理，基因的表达调控及群体遗传等遗传学的精髓内容。透过这个知识窗口，可以看到遗传学在血型中的奥秘。

孟德尔遗传定律从建立、发展到不断拓展完善，一直都是贯穿高校遗传学教学的核心知识点。由于现在大学生从高中开始就接触孟德尔定律，如果大学教学还是重复高中阶段所涉及的内容，学生的学习兴趣难以提高。在高中知识的基础上，开展案例教学，引入现代遗传学在人类血型上的最新认识，则不但可以给学生一种似曾相识的感觉，还能自然地激起他们深入探索的兴趣。血型的遗传特征及生化基础可以清晰明了地向学生阐述清楚孟德尔定律的一些重要的延伸知识内容。从红细胞血型到白细胞血型，从常见的ABO血型到罕见的孟买、Rh血型，对于假基因、等位基因、复等位基因和拟等位基因等不容易理解的基因概念以及基因之间的相互作用都可以通过血型案例，把学生带入情境之中，在教师的指引下由学生自己依靠其拥有的基础知识结构和背景，在血型案例情境中发现、分析和解决问题，比较轻松地掌握这些容易混淆不清的概念和一些难以理解的遗传学现象，如非等位基因之间的相互作用之上位效应等。

此外，人的血红蛋白基因在不同发育时期的表达调控还涉及遗传学中的表型和基因型之间的关系，真核生物中的基因表达调控模式等知识点。对血型相关的一些遗传疾病进行分析，还可以引申出基因突变和染色体缺失突变及一些重要的遗传标记。血型的遗传学检测方法及临床上的输血原则和溶血、血型互配等现象也与受基因表达调控的红细胞的细胞膜糖基的特征和生化机制密切 相关，引导遗传学从理论到实验，再到实践中的应用。血型与疾病的关联分析，把科研思维引入高校遗传学教学中，让学生紧跟时展的步伐，理论联系实际，为日后的科研工作打好基础。

遗传学中两大重要的主题是遗传和变异，主要包括孟德尔遗传和连锁遗传、基因突变和染色体畸变。通过以复旦大学遗传学教学大纲为参考，与刘祖洞主编的《遗传学》和乔守怡主编的《现代遗传学》教材内容相比较发现，血型遗传案例除了与上述遗传学四大内容关联外，还涉及到基因的表达调控、群体遗传、表观遗传等知识点，其中大部分知识点都是要求学生重点掌握的内容。目前，血型案例所涵盖的主要遗传学知识内容及在遗传学学科中的重要意义的归纳见表1。因此，把血型作为经典案例，开展遗传学的案例教学既贴近生活，引发学生深刻的思考，又能代表性地进一步阐述探讨遗传学的生物知识。

2血型案例在遗传学教学中的开展

在以血型为案例的教学过程中，我们首先根据高校遗传学的教学目标和培养目标的要求，在学生掌握了一些遗传学的基础知识和理论知识的基础上，结合遗传学的教学进度逐步有序地进行介绍：1.血型基本知识介绍；2.红细胞血型的细胞膜糖基特征和生化机制；3.红细胞血型与输血；4.血型的遗传学规律特征，包括(I)ABO血型复等位基因遗传及其应用，（II)ABO血型基因的克隆，（III)ABO血型的遗传学鉴定；5.ABO血型的拓展，包括(I)孟买血型与拟孟买血型，（II)红细胞血型与白细胞血型。下面主表1血型与高校遗传学教学的重要关系

要选取两个方面阐述在遗传学教学中的开展过程。

    2.1血型基本知识在教学中的开展

ABO血型系统是第一个被描述的红细胞血型系统，也是最具有临床意义的一个系统。因此，在进行血型基本知识介绍时往往以ABO血型为例。随着以分子生物学为基础的血型研究的发展，ABO血型的基因遗传背景目前已比较清楚。在介绍血型基因的基本知识同时也涵盖着遗传学知识的传播，而且随着血型基因知识的不断丰富完善，涵盖的遗传学知识也越来越广泛。

ABO血型由3个复等位基因控制，即iA、产和i°o在开展遗传学相关教学活动时，一般都用此作为分析生物界中复等位现象的经典例证。这些基础知识对于高校学生来说可能在高中的时候就已经获得。因此，在大学开展相关教学时，除了简单介绍这3个主要的复等位基因外，还可以深入讲述新的研究结果，到目前为止通过分子生物学方法已经确定了160多个^50等位基因，只是目前国际上以4川7基因作为等位基因的参比序列，其他基因均与其紧密相关，非常保守。在此基础上ABO血型又可分为许多亚群，其中A血型表现出最多的亚型。在红细胞血型系统中还有一种Rh血型，分为Rh阳性和Rh阴性。Rh血型主要由3个紧密连锁的基因D/d、C/c、E/e决定，这3个基因以单倍型方式传递，属于拟等位基因。这样在讲解原有知识基础上，又不局限于原有知识范围，由ABO血型到Rh血型，由复等位基因引出拟等位基因，在教学方法上可以通过相互比较，举例分析，扩大学生的知识面，提

高他们的学习兴趣。

人类的血型是不是一生恒定不变的？面对这个问题，很多学生都会认为血型是由遗传决定，不会改变。其实人类的血型也会发生变异，如急性白血病以及再生障碍性贫血可以使血型抗原减弱，骨髓增生异常综合征可以导致血型抗原丢失等。而且，健康人也存在血型变异的现象，但是这个是与细胞表面血型物质受到掩盖以及人体存在一些稀有ABO等位基因有关。这些新的知识可以向学生很好地展示“遗传和变异”，利用身边的血型案例调动学生的学习积极性，使他们积极主动地掌握遗传学的精髓。

此外，最近几年疾病引发基因甲基化和突变的研究'又可以结合表观遗传学的内容开展教学。

2.2红细胞血型的细胞膜糖基特征和生化机制在教学中的开展

人类ABO基因位于9号染色体长臂(9q34)，其基因产物是一些专一性的糖基转移酶，可以催化血型抗原前体特定部位的糖基转移，从而控制ABO血型抗原的生物合成。其中4基因编码产物为N-乙酰-D-半乳糖胺转移酶(简称A酶)，可以产生常见的A抗原；S基因编码产物ci-l，3-D-半乳糖转移酶(简称B酶)，可以产生常见的B表面抗原；和S基因同时存在产生的等位基因，其编码产物具有A酶和B酶的特异性，在红细胞表面上产生不同强度的A和B抗原；而O基因则是第258位和第349位碱基缺失导致的密码子移位，使终止密码提前出现，合成了无酶活性的短肽，因而体内没有A酶和B酶，也不能催化糖基转移，只有前体物质H的产生为H抗原(图1)。因此ABO血型有时也称为八811型[71。这样，不同的、B、0基因编码不同的多肽，产生具有不同功能的糖基转移酶，非常简单地引出了遗传学中经典的基因与酶的关系的“一个基因一条多肽(一个基因一个酶)假说”,使学生很容易获得一个基因决定一条相应的多肽链(酶)的结构，并相应地

影响这个多肽(以及由单条或多条多肽链组成的酶）的功能这种遗传学思想，达到良好的教学效果。

此外，最新研究发现ABH抗原除表达在血细胞表面以外，还可以出现在除脑脊液外的分泌液中；有大约80%的个体具有产生这些可溶性抗原的遗传基因；这种分泌抗原的表达由双结构基因控制，即第19号染色体2个紧密连锁的Ft/n(用和基因座。ABO血型抗原都由前体H物质合成，SeAe基因和丑冷基因都可以控制合成H物质；简单来说，基因的表达决定体液中是否出现ABH抗原，H/h基因的表达决定红细胞上是否出现ABH抗原。但是，并不是所有带m基因的个体唾液中都分泌ABH物质，还要受到Wh基因的制约，其中hh型(即孟买型)均为非分泌型[7]。这样又引出了遗传学中一个很重要的概念--上位基因，很重要的遗传学现象--上位效应。这些属于遗传学中基因互作的重点内容，而且发生基因相互作用的非等位基因仍然遵循孟德尔分离和自由组合定律，后代的基因型及其比例是可预计的，所以在遗传学教学中还可用于亲子鉴定、重大遗传疾病的关联分析、人种演化、群体遗传分析等相关内容。

2.2相关技术的拓展应用

ABO血型的分子检测是分子遗传学教学中PCR技术拓展应用的案例。血型基因的表达影响血型的表现型，表型相同的个体其基因型不一定相同。如何区分iAiA、Pi0在表现型都是A型和iBiB、iBi0在表现型都是B型的个体，可以根据A、B、0血型基因碱基的差异，应用聚合酶链式反应-限制性片段多态性(PCR-RFLP)技术分型人类ABO血型的方法。这种方法可以对个体血型(血型基因型)进行判定：是属于AA型、AO型，还是BB型或BO型。在这个基础上，我们进行了改进，并结合教学进程，作为自选实验在学生中开设，获得了学生的好评。在135个学生中开展自选实验，其中有80%的学生选择ABO血型鉴定这个实验，并表示对这个实验很感兴趣。

此外，还可通过分析核苷酸来确定分泌型ABH血型的Se基因型。主要基因分型技术有：（l)PCR-序列特异性引物(PCR-SSP)，这是一种新的基因多态性分析技术，根据基因座某一碱基的差异设计一系列引物，特异性引物仅扩增与其对应的等位基因， 而不扩增其他的等位基因；（2)PCR-DNA测序法，先通过PCR扩增基因的主要片段，然后测定序列;(3)PCR-限制性内切酶法，用对位点特异的限制性内切酶消化基因，再通过Southernblot分析来确定。目前，PCR-SSP常用于胎儿血型鉴定及白血病引起的血型抗原异常等血型鉴定。随着450基因结构和研究方法的迅速发展，AB0血型定型也将进入基因定型的时代，揭示更多的关于AB0基因和AB0血型表观遗传学等方面的奥秘。

在教学过程中还可以设计一系列与血型相关的论题，引导学生査阅相关方面的最新进展，总结出血型与人类疾病和性格之间的关系以及蕴涵的遗传学原理。学生可以分组制作PPT讨论，还可针对某一论题，学生组队分为正反两方，开展辩论式讨论。一学期可以安排一次课时(45分钟)开展辩论式讨论,前30分钟让学生正反方陈述观点，列举证据开展辩论，后15分钟用于总结和点评。在这个模式下，几乎所有的学生都积极主动地参与进来，将引导、鼓励与考评相结合，充分调动了学生学习的积极性[11]。开展“血型是否可以决定性格”类似专题的辩论式讨论，既增加了遗传学教学的兴趣性及可接受性，还可以使学生的思维在辨析中得到操练。正反两方队员通过收集资料和案例，与同学辩论解释的过程中，不仅掌握了深奥的科学知识，而且还与现实生活相联系，并且将遗传学应用于实际，填补了传统教学在知识灵活认知与实践中的不足。

3以血型为案例开展遗传学教学的优点

作为日常生活中被人们广泛熟知的遗传学常识，血型遗传学的研究历程符合遗传学的发展规律与教学规划，其作为遗传学教学案例有着不可替代的优势：

第6篇：遗传学研究范文

关键词：基因突变；研究性教学；遗传学；经验交流

Experience Exchange of Research-oriented Teaching Classroom Experience in Animal Genetics ——Teaching Methods and Design about Genetic Mutations

Abstract： Surrounding the gene mutation， this article shows that how to lead and inspire students to study in the light of research， grasp knowledge and cultivate scientific interest in the concrete teaching through the understanding of the connotation and extension of gene mutations. It also involves that how to develop students' correct attitude and motivate their love to life by learning the cause of gene mutation， as well as understanding the normal teaching materials between parent and offspring， child and the child through genetic recombination， so as to realize the students’ mastery of the basic concept of genetic mutation， to deepen the consciousness of the differences between genes and then cherish their life.

Key words： Gene mutation； Research-oriented teaching； Genetics； Experience exchange

1 引言

大学生开展一定的科研活动，有利于增强学习的主动性，了解学科前沿，激发科研兴趣，提高实践能力，培养创新精神，养成职业所要求的信念、意志、性格、气质、情感等重要品质，进而提升就业能力。自1969年美国麻省理工学院推出面向全体本科生的UROP项目以来，我国从20世纪90年代年开始，清华大学、浙江大学、广东工业大学、中国科技大学、上海交通大学等也实行了大学生科研训练计划。实践表明，它是提高大学生综合素质的有效途径。

大学生科研训练计划（Student Research Training 简称 SRT）是专为在校大学生设计的一种项目资助计划，旨在鼓励和支持本科生在导师指导下独立完成科学研究项目。大学生科研训练对促进我国素质教育开展，丰富素质教育内涵（杨尧忠，2005；陈爱萍，王玉祥，2013），培养学生创新能力具有重要意义（李杨帆，朱晓东，2011；李香花，赵于前，2012）。随着大学生科研训练的不断推广，如何有效促进大学生科研训练的开展，提高科研训练效果引起了广大教育工作者的注意，并对我国大学生科研训练的现在进行了大量相关研究（段徐，章燕棋等，2007；岳长涛，王英国等，2009；乔思辉，2011）。在借鉴国外相关经验的基础上，对比国内外大学生科研训练，探讨国内外科研训练效果差距产生的内部与外部原因（杨慧，俞安平等，2003），基于当前我国教育体系现在与大学生科研训练实施手段，识别大学生参与科研训练影响因素，如何鼓励学生积极参与科研训练也达到了深入研究（李俊龙，夏德峰，2009；董大勇，史本山，2012）

本研究在借鉴以上研究成果与经验的基础上，考虑到学科差别对科研训练的影响，从不同学科学生对科研训练认识出发，针对大学生科研训练不同环节对学生能力与专业学习影响角度出发，基于实地数据调研，分析大学生科研训练及不同参与环节对专业学习的影响。

2 数据来源

本研究采用问卷调查的形式，对不同学科、专业的在校大学进行问卷调查，共发放问卷120份，收回有效问卷107份，有效回收率89.17%。调研对象几乎涵盖了所有学科，文史类29.91%，理工类23.36%，农医类13.08%和经管类33.64%。同时，在问卷调查的基础上，我们对部分学生进行了进一步的访谈。

3 分析结果

在107人中约有37人参加过大学生科研训练，70人并未参加过相关训练，但这并不影响本次调研结果，在对参加过的学生进行分析的同时，对未参加过的70人进行进一步询问。

（1）对科研训练的认知与参与动机

统计显示，66.67%的学生认为大学生科研训练应该与自己所学专业密切相关，仅有25.64%的学生期望能够学习、了解专业之外的相关知识，并认为科研训练是否与专业相关并不重要，甚至7.69%的学生认为应该不相关。通过对学科类别与学生对大学生科研训练认识进行交叉分析，结果显示：

从被调研者整体角度来看，约有68.22%的学生认为大学生科研训练应该与所学专业密切相结合，56.07%的学生认为应该是学生自主选题，然后是配合老师完成课题，约占被调研者的31.78%，仅有少数学生认为科研训练会占用自己的学习时间，该类学生约占被调研者的17.76%。

从不同学科角度分析，经济管理类学生更期望大学生科研训练与所学专业密切相结合，其次是理工类的学生，分别占学科被调研者的72.2%和72.0%，比较之下，农医类的学生更期望科研训练是自主选题，约占该学科调研学生的78.6%；其次是经管类学生，约占该学科被调研学生的63.9%；另外，很大一部分学生参加科研训练是配合老师完成课题，在所调研的文史、理工、农医以及经管四个学科中，该类学生分别占21.9%、44.0%、14.3%和38.4%。

对于有过科研经历的37个被调研者，仅有约三分之一的学生是自愿参加科研训练的，该比例为35.90%，多数学生是在专业老师的鼓励甚至强制下参加，约为38.46%，还有是部分是迫于压力和硬性规定，分别占比为10.26%和15.38%。结合参与目的，完全自愿与老师鼓励下的学生更多是源自自身的科研兴趣和提升专业素质需要，而在压力迫使和硬性规定要求下，学生对科研训练则是随大流的态度，仅有少数学生参加科研训练的目的是获取报酬。

（2）参与类型、环节及收获

通过对学生参与环节与科研训练收获交叉分析，发现无论学生参与哪些环节，其团队意识、创新思维、专业能力等能力均得到了不同程度的提高，超过半数以上的学生认为参与资料搜集与数据处理环节更能提高各方面能力，其次是参与问卷设计环节和课题设计与组织等环节，相比较而言，报告撰写环节与报告答辩环节对各方面能力提高相对较低，如表3所示：

同时，通过对不同类型科研训练与科研训练收获交叉分析，结果显示：三分之二以上的学生认为社会科学类调查报告或学术论文的设计与撰写更能提高学生的各种能力，其中所有学生认为有利于提高科研能力，分别有85.7%、77.8%、73.1%和72.2%学生认为通过参与社科类调研报告和学术论文设计与撰写，其学术论文撰写能力、社会实践能力、团队意识以及创新思维能力得到了提高，另有71.4%的学生认为该训练拓展了其专业知识领域，其次是自然科学类学术论文撰写，主要提高了学生的专业能力、拓展了专业知识学习领域和增强团队意识，分别占具有科研训练经历学生的41.2%、28.6%和26.9%；比较而言，科技发明类对各方面能力的锻炼和提高最弱，但其对提高学生的创新性思维和专业能力仍有很大帮助。

（3）科研训练对专业学习的影响

结合大学生科研训练与专业学习，对于有过科研训练经历的学生，有部分学生认为科研训练占用了其专业学习时间，但对于科研训练对专业学习的促进作用得到了普遍认可。在所调研的大学生科研训练五个环节中，学生认为问卷设计与调查、资料搜集与数据处理对专业学习促进作用最大，学生通过参与两种环节，81.8%的学生更加明确了专业方向，分别有78.9%和73.7%的学生感觉到自己的专业知识面得以拓展，另有72.7%和63.6%的学生加深了对本专业的认识；尽管66.7%的学生认为在课题设计与组织环节占用了大量的专业学习时间，但通过此环节的训练，分别有59.1%、50.0%、47.4%和45.5的学生认为自己的专业认识、创新能力、拓展专业知识面以及专业方向认识得以提高，比较之下，报告撰写和答辩环节对专业学习影响较小，但仍有三分之一以上的学生认可其对专业学习的促进作用。

进一步设置参与环节对专业学习影响的分值，对于促进作用的为正，负面作用的为负，通过学生打分，所有学生均认为科研训练对专业学习具有促进作用，并未阻碍或者产生负面影响，其中认为课题设计与组织环节促进作用很大的学生占比达到45.5%，有较大促进作用的占比为47.8%，认为问卷设计与调查环节促进作用很大和较大分别占63.6%和65.2%，而资料收集与数据处理环节分别占比为63.6%和60.9%，报告撰写环节分别占比为63.6%和30.4%。较大比例的学生（66.7%）认为报告答辩环节对专业知识学习没有什么影响。

4 对策与建议

基于以上调研数据和分析结果，本科生参与科学研究，其作用是显而易见的，而且随着教育部“质量工程”项目的实施，国内高等学校都将会为在校大学生提供科研训练计划项目。但调研同时显示，大学生科研训练还并未真正深入到每一名学生具体学习当中，在参加科研训练的学生当中，约有三分之一以上的课题来源与老师的项目或者课题，真正自主选题与自主设计的不足50%，为充分发挥大学生科研训练计划项目在人才培养中的作用，高校应做好以下几方面工作。

（1）加大科研训练宣传，增强科研训练意识

调研发现，约有66.6%的学生对大学生科研训练知之甚少，甚至根本没有听说过，仅有1.39%的学生认真了解过大学生科研训练。正因为学生了解甚少，才致使科研训练参与不足，科研训练意识不强，对于未参加过的或者具有科研训练经历的学生，29.03%的学生期望学校能够举办专门的咨询会，以详细了解大学生科研训练的相关内容。因此，为强化大学生科研训练意识，应加大科研训练宣传，过发放相关资料、现场咨询、举办经验交流会等形式，让学生对大学生科研训练有一个全面了解，充分理解学校组织实施大学生科研训练计划的目的，让学生从自我发展的角度结合自己学习实际，决定是否参与、如何参与、参与环节等，增强学生参与的自觉性。

（2）建立参与激励机制，提高参与的积极性

学校实施大学生参加科研训练计划的目的是在提高和培养学生的科研素质和能力。本次调研发现，达学校鼓励、老师引导下，仍有20%左右的学生参与大学生科研训练的态度是随大流，甚至是为获取一定报酬，因此，在大力宣传的基础上，应当建立起相应的激励机制，对高质量完成项目的学生应适当给予学分奖励或者物质奖励，并在综合测评方面给予适当鼓励，在保研、考研方面应优先予以考虑，以提高学生的参与积极性。

（3）创造条件，满足大学生科研训练的实际需求

从研究结果来看，对于未参加过的或者具有科研训练经历的学生，37.90%认为学校应该向参与大学生科研训练的学生推荐优秀的导师，29.03%的学生期望能够设置有关大学生科研训练的相关课程，并期望能将专业训练与兴趣相结合，进行自主选题。因此，在实施大学生科研训练计划中，合适的选题、充足的经费、高水平的指导教师是不可缺少的三个要素，离开了这些条件，大学生科研训练计划将无法开展。因此，学校应加大经费投入，采取有效措施调动教师积极性，尤其是鼓励拥有科研项目的教师积极承担大学生的科研训练任务，以满足学生参加科研训练的实际需要。

参考文献

[1] 杨尧忠. 大学生科研训练与成功素质教育[J]. 长江大学学报（社会科学版）. 2005（06）： 122-123.

[2] 陈爱萍，王玉祥. 探讨大学生参与科研训练的意义[J]. 教育教学论坛. 2013（10）： 171-172.

[3] 李杨帆，朱晓东. 科研训练计划与大学生创新能力培养[J]. 中国大学教学. 2011（04）： 24-25.

[4] 李香花，赵于前. 基于科研训练的大学生创新能力培养[J]. 长沙铁道学院学报（社会科学版）. 2012（03）： 222-223.

[5] 段徐，章燕棋，应美丹，等. 大学生科研训练计划现状调查研究[J]. 中国高等医学教育. 2007（03）： 58-59.

[6] 岳长涛，王英国，谢君. 中国石油大学大学生科研训练活动现状调查与研究[J]. 中国电力教育. 2009（23）： 195-197.

[7] 乔思辉. 我国大学生科研训练计划现状评析[J]. 中国电子教育. 2011（01）： 6-11.

[8] 杨慧，俞安平，恢光平，等. 国内外本科生科研训练比较研究[J]. 高等工程教育研究. 2003（05）： 65-68.

[9] 李俊龙，夏德峰，吉东风，等. 大学生参加科研训练意愿的影响因素研究——基于南京农业大学的实证分析[J]. 中国农业教育. 2009（03）： 16-18.

[10] 董大勇，史本山. 影响大学生科研训练计划（SRTP）实施效果的因素分析[J]. 高等教育研究（成都）. 2012（01）： 65-68.

作者简介

申强，男，（1979-），河南辉县人，管理学博士，北京农学院 城乡发展学院讲师，研究方向：管理系统优化与物流管理，会展经济与管理，先后在《Journal of Systems Science and Information》、《中国管理科学》、《农业技术经济》、《科技管理研究》等国内外重要期刊与国际会议上14篇。

第7篇：遗传学研究范文

关键词 医学遗传学；自主学习；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）22-0088-02

长期以来，高校教育环境的创建与学生自主学习的发展各自为政，教师只重视创建教育环境手段的合理性，却忽略了学生自主学习能力培养这一终极性的问题，最终导致培养目标与教学效果之间并不和谐[1]。如何转变传统的教学模式，创设利于激发学生学习潜能的教育环境，使学生在掌握医学知识的同时，又能培养良好的自主学习能力，已成为医学教育亟待解决的问题。医学遗传学是一门介于基础医学与临床医学之间的桥梁学科，在医学教育中占有重要地位。在教学实践中，针对学科特点，不断进行教学改革研究与实践，加强对学生自主学习能力的培养，取得满意的效果。

1 整合教学内容

随着基础医学的迅速发展和课程体系的不断完善，很多课程内容之间出现知识点的交叉与融合，这对于学生建立完整的知识体系是非常必要的，但同时也加大了课程教学量，给教学过程实施带来一定的难度。所以对于医学遗传学与相关课程重复的内容要进行必要的整合。如医学遗传学的基本知识、基本理论必须重点讲解、讲透，但对于其与细胞生物学、生物化学、分子生物学等学科存在交叉的内容，如基因的表达、调控、染色体的组成、线粒体的结构、分子诊断等教学内容则可以适当删减。教学中涉及的相关知识点，教师可以给学生列出简要提纲，让学生根据自己对知识掌握的实际情况和需要查阅相关教材，将相关知识点之间建立一种横向联系，通过自己主动学习增加自己的知识储备，完善知识体系。课程整合打破学科间的阻隔，有效避免了部分课程内容之间的重复和知识点遗漏，理顺了知识结构，减少授课学时的同时给学生提供了更多自主学习的空间，提高了学生的自主学习能力。

2 基于问题的教学

传统教学模式学生接受的是现成的知识，虽然接受知识的效率高，但是学习的主动性、创造性受到抑制，不利于学生学习能力的培养。所以，在教学过程中针对部分教学内容采取基于问题的教学模式。基于问题的教学是把学习置于复杂的、有意义的临床问题情境之中，让学生更加清晰、真实地了解问题的实质和现实意义，并通过自主探究、讨论来解决问题，掌握隐含于问题背后的知识。基于问题的教学首先要选好讨论的病例。通常要选发病率较高、危害较大的遗传病病例，首先由临床医生提供真实病例，然后教师和临床医生对病例进行修改，因为临床病例专业性强，不能很好符合学生的学习需要，所以要根据培养目标对临床病例进行一定修改，使其符合学生当前的知识结构和接受度。课上将病例信息分幕发放给学生，每一幕都涵盖3～4个引导问题，学生通过不断接受新信息，不断讨论、提出假设、自主学习、验证假设，最后给出病例的解决方案，并在讨论过程中掌握病例背后的临床知识。

在基于问题的教学过程中，教师主要发挥引导作用，只需要在学生讨论遇到解决不了的问题时，给予学生一定的帮助，学生才是课堂的真正主人，学生学会通过自己的主动思考来解决问题，有效地培养学生的独立思维能力和自主学习能力。

3 情境模拟教学

对于医学生来说，真实的临床病例最能引发学生的学习兴趣，但由于遗传病的特殊性，使得医学遗传学临床教学环境与其他临床医学课程相比有很大的局限性，对于很多遗传病病例，学生往往无法有效地进行临床见习。情境模拟教学通过模拟再现临床情境，有效完善了医学遗传学临床教学过程。

情境模拟教学课前学生要根据病例准备相关的学习资料，为课堂咨询做准备。课上让一名学生扮演医生，一名学生扮演患者，也可以结合所选遗传病的特点，再加上一名学生扮演陪同的患者家属，让医生根据患者及家属的主诉，从临床思维角度出发进行询问病史、绘制系谱图、查体等，最后医生要给患者及家属提出咨询意见。通过情境模拟过程，给学生创造一种积极的学习环境，让学生从中领悟到学习要点，实现亲验式教学过程。

情境模拟教学给学生呈现了一个真实的“遗传病”患者，让学生转变了以往的学习身份，以医生的角度来思考问题。情境模拟教学法能更有效地激发学生的学习兴趣，模拟医生，面对“遗传病”患者的痛苦经历，学生会增加使命感；模拟患者，能通过换位思考体会遗传病患者的真实感受和尴尬境地，学生会增加责任感，发自学生内心的这种责任感和使命感可以极大地激发他们的学习主动性，也有助于建立良好的医患关系。

情境模拟教学的课前病历资料准备、课上就诊全过程、医患双方的沟通交流都是通过学生自主建构，以学生自主思考来完成，学生有了自己的逻辑思维和学习成果，有效地提高了自主学习能力。情境模拟教学使学生成为课堂的第一责任人，真正实现以学生为中心，也极大地激发了学生的学习兴趣。

4 角色互换教学

医学遗传学教学中有些章节信息量大，内容枯燥抽象，很难引起学生的学习兴趣。如果教师不改变传统的教学方法，学生必将陷入死记硬背、应付考试的误区，能力培养无从谈起。师生角色互换可以改变这种教学现状，是增强学习效果的一种有效措施。

角色互换的实施分备课、授课、答疑三部分。备课是上好一堂课的重要基础，也是培养学生自主学习能力的关键环节。教师首先要把学生分成小组，然后布置教学内容及教学目标，学生课下通过查阅教材、参考书及图书馆数据库等相关资料，认真做好教学准备工作。课堂上每组选一名学生作为“老师”，结合自己制作的课件开始授课，教师则以学生的身份听课，授课结束后其他学生开始提问。讲课的学生由于准备充分，基本能很好地解答同学提出的问题，对于实在解决不了的问题，最后由教师来帮助解答。

角色互换教学给学生提供一种全新的学习体验方式，有效地激发了学生的学习积极性，受到了学生的极大欢迎，同时也拉进了师生间的距离，融洽了师生关系。备课阶段，学生自主查阅资料，制作课件，精心准备授课的各个环节，整个过程中有效地锻炼了学生的资料整理分析能力、自主学习能力。学生授课、答疑阶段锻炼了学生的语言表达能力和思考问题、解决问题能力，同时有效验证了学生自主学习的成果，对学生是一种有效的激励。

5 开辟第二课堂

第二课堂作为一种教育组织形式，在实现教育目标的过程中具有独特的价值和功能[2]。第二课堂教学方式灵活，教学素材多样，既补充和延伸了第一课堂的教学，也充分满足了学生的学习兴趣和爱好发展，受到学生的极大欢迎。第二课堂的实施没有固定的模式，可以组织学生成立课外活动小组，结合理论教学内容，开设课堂教学无法完成、同时又有一定探索性的实践课题。如组织学生设计“人类正常性状调查报告”，让学生到社区或本校人数多的期班进行性状调查，根据调查结果分析性状分布特点，撰写调查报告。

为了了解有关遗传病的资料，可以组织学生到特殊教育学校、儿童福利院、妇产医院进行遗传病相关信息调查，分析调查结果。在整个实践过程中，学生自己设计调查问卷，安排具体流程，准备各种资料，自己亲自展开调查，既丰富了学习内容，又有效锻炼了社会实践能力和自主学习能力。为了将学到的知识学以致用，让学生体会到所学知识服务于社会的乐趣，可以组织学生深入社区，宣传如何做好优生优育及遗传病的预防等相关的科普工作。在实践活动中，学生可以自主思考解决各种问题，激发学习兴趣，强化学习动机，锻炼沟通交流能力和自主学习能力。

随着医学模式的改变、社会经济及卫生事业的快速发展，社会对医学生的知识、能力和素质提出更高的要求[3]。作为未来卓越的医务工作者，必须具备较强的自主学习能力才能适应社会发展的需要。自主学习能力已成为当今知识经济时代高素质医学人才必须具备的基本素质。所以，在教学过程中，教师要转变教学观念，改变教学方法，充分发挥学生的主体地位，通过学生独立的探索、质疑、创造来实现学习目标，真正做到“授人以渔”，使学生更好地学会学习，以推进医学生能力与素质的协调发展，为学生今后的学习、工作打下坚实的基础。■

参考文献

[1]苏中平，赵婷，叶鹏，等.医学生自主学习能力与教育环境的适应性探究[J].中国高等医学教育，2014（8）：12-13.

第8篇：遗传学研究范文

【关键词】 ACE基因; 多态性; 冠心病

【Abstract】 Objective To investigate the insertion/deletion （I/N） polymorphism of angiotensin converting enzyme （ACE） with CHD in Han， and analysis their genetics characteristics. Methods 34 patients genomic DNA was amplified by polymorphic region in intron 16 of the ACE gene. Allele were detected on agarose gel stained with ethidium bromide.Results The frequencies of DD，DI and II genotype were 0.57， 0.18 and 0.24in CHD ; and 0.33， 0.31 and 0.35 in the control respectively. Conclusion The polymorphism of ACE gene are associated with CHD in Hans.

【Key words】 angiotensin-converting enzyme gene； polymorphism; CHD

冠心病是一种多基因疾病，它的基因的定位及其相关研究已成为当前和今后一段相当长时期内备受关注的焦点和难点。广东的一项研究表明，携带血管紧张素转换酶（ACE）基因DD型老年人患冠心病的危险增加。人类ACE基因位于染色体17q23上，其长度为21 Kb，包含26个外显子和25个内含子，在ACE基因存在多个变异位点。近年来，备受注目的是位于ACE基因16内含子的长度为287bp的Alu序列的插入I或缺失D多态性。1990年Rigat等［1］观察到ACE基因I／D多态决定约血清ACE活性水平的一半。此后，ACE I／D多态与冠心病、糖尿病及并发症的关联研究是该研究领域的热点，研究结果几乎都发现ACE基因的I／D多态性具有种族、民族和地域的差异性［2］。这种多态性与冠心病是否有关，两个相互矛盾的结论相继报道［3］，为此，我们对内蒙地区汉族冠心病人群进行了ACE基因多态性的分布研究，目的在于探讨ACE基因的I／D多态性与内蒙地区汉族冠心病患者的相关性。

1 资料与方法

1．1 一般资料 血液标本采自内蒙古健康的汉族88例，内蒙地区汉族冠心病患者组（CHD组）54例。患者入选标准：（1）有明确的心肌梗死病史，有过典型的心绞痛发作。（2）有典型的心肌缺血异常心电图。（3）冠状动脉造影证实有一支以上血管狭窄。（4）平均年龄 57岁。

1．2 方法 按常规［4］从外周血细胞中抽提DNA后，据Rigat et al［5］方法作PCR扩增，所用的引物核苷酸序列为：5’-CTGGAAGACCACTCCCATCCTTTCT-3’和5’-GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT-3’，反应是在终体积10μl，液体中进行，包括1μl，前体（3.75 Pmol），dNTP（250μM） 1μl。Taq酶0.5unit，10×buffer 1μl DNA模板0.2μg/μl加10×buffer，扩增在92℃预变性2 min，94℃变性1min，58℃退火45s， 72℃延伸 1min共 32个周期， PCR产物在 2％琼脂糖凝胶上电泳，紫外光下观察结果。计算实验组ACE基因I／D多态的基因型频率，确认其符合遗传平衡（哈迪一温伯格平衡），由基因型计算等位基因频率。

2 结果

本研究人群中基因型分布经计算符合Hardy-weiberg 平衡。内蒙地区汉族冠心病患者和健康人的ACE基因I/N的多态性分布见表1。

结果表明，冠心病患者的DD、DI 和 II 基因型的频率是 0.57、 0.18和 0.24，汉族健康人群的DD、DI 和 Ⅱ基因型的频率是 0.33、 0.31和 0.35。患者组等位基因型频率D和I分别为是0.66和0.33，汉族健康人群的是0.49和0.51。这一结果经统计分析显示冠心病患者的DD基因型频率及D等位基因频率显著增高（P=0.004，P=0.012）。病例组I等位基因频率显著低于对照组 （P＜0.01）。 表1内蒙地区汉族冠心病患者和健康人的ACE基因I/N的多态性分布

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3 讨论

近年来，ACE基因普遍被认为是研究高血压、冠心病等遗传易感性的主要候选基因 ［1，6］。2003年Barry R. Palmer，等［3］对新西兰心梗患者作了ACE I／D多态性的研究，结果表明心梗病组DD基因型频率较对照组高。英国伦敦大学学院和皇家自由医学院Muthumala等报告，血管紧张素转换酶（ACE）基因I/D多态性与收缩压（SBP）的交互作用影响健康中年男性冠心病（CHD）发病风险［6］。而在中国南方汉族冠心病患者做的研究，结果是冠心病组ACE基因及等位基因频率与对照组差异无显著性。另外其他不同民族的研究中发现ACE基因的I／D多态性与冠心病无明显关系［7］。我们研究所得到的结果无论是基因型频率还是等位基因频率，内蒙地区汉族冠心病患者与汉族健康人群ACE基因的I／D多态性差异均有显著性。在冠心病患者的进一步研究中发现，北方汉族人群中具DD基因型者伴血压高的发生CHD的风险为非DD型者的3.2倍；具D等位基因型者发生CHD的风险为具有I型等位基因者的2.05倍。因此，提示ACE基因的I／D多态性与内蒙古地区冠心病有明显关系。要想进一步探明其相互间的关系，尚需扩大样本数，从单个基因入手，逐渐延伸到整个肾素血管紧张素醛固酮系统中的全部基因，同时要考虑ACE基因I/D多态性与其他因素的交互作用，以便作更深入的研究。

【参考文献】

1 Rigat B， Hubert C， Alhenc GF， et al. An insertion/deletion polymorphism in the angiotensin I converting enzyme gene accounting for half the variance of serum enzyme levels.J Clin Inest， 1990， 86:1343-1346.

2 Ishigami T，Iwamoto T， Tamura K，et al.Angiotensin I converting enzyme gene polymorphism and essential hypertension in Japan，Ethnic difference of ACE gene type. Am J Hyperten， 1995，8（1）:95-98.

3 Juan R， Helene B， Nadine C，et al.Insertion/deletion polymorphism of the human angiotensin I converting enzyme gene is strongly associated with coronary heart disease in non-insulin-dependent diabetes mellitus.Proc Natl Acad Soi.USA， 1994，91:3662-3665.

4 Rigat B， Hubert C， Corvo P， Soubrier F. PCR detection the insertion/deletion polymorphism of the human angiotensin I converting enzyme gene（DCPI，depetide carboxyl peptidase I）.Nucleic Acids Res， 1992，20（6）:1433.

5 Rigat B， Hubert C，Alhege F，et al.An insertion/deletion polymorphism in angiotensin converting enzyme gene associaton infaction. Lance， 1993，141:991-999.

6 Muthumala A M.Angiotensin-converting enzyme genotype interacts with systolic blood pressure to determine coronary heart disease.Risk in healthy middle-aged men. Hypertension，2007，50（2）:348-353.

第9篇：遗传学研究范文

遗传病以及与遗传有密切关系的常见病、多发病，如高血压、糖尿病、精神发育不全、癌症等已成为人类健康和生命的主要威胁。这些疾病也会发生流行，但它们的流行方式，流行因素与传染病等的流行有很大不同。对这些问题的探讨就是遗传病流行病学的研究内容。

遗传病流行病学是人类群体遗传学的一个新分支，它是在人类群体遗传学和流行病学的基础上产生的。它探讨的是与遗传有关的疾病的流行规律。它已经而且还将进一步阐明单基因遗传病和染色体病的传递规律和发病原因，这是优生学的重要依据之一。它目前的主要任务在于探索复杂性遗传疾病（包括高血压、糖尿病、精神失常和肿瘤）的遗传原因和环境因子，还可寻找其在中老年发病的复杂疾病的时态特征。

1 遗传病的流行方式

遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体遗传病3大类。不同类型的遗传病在家系或由家系组成的群体中表现出各自不同的传递方式，此外某些遗传病的发生，还需环境定因子的诱发。遗传病是遵循一定的规律或条件而发生流行的。

1.1 单基因病的流行方式

1.1.1 常染色体显性遗传病（AD） 其流行特点是:（1）患者的双亲中，往往只有1个患病，且大多数是杂合子;（2）患者的同胞中，发病患者的数量约占1/2，且男女发病机会均等;（3）系谱中，连续几代都可看到发病的患者，但是，有时由于内、外环境的改变，致病基因的作用不一定表现（外显不全）。

1.1.2 常染色体隐性遗传病（AR） 其流行特征是:（1）患者的双亲往往都是无病的，但他们都是携带者;（2）患者的同胞中，发病患者的数量约占1/4，且男女发病的机会均等;（3）系谱中看不到连续几代的常染色体隐性遗传病，往往表现为散发;（4）隐性基因的频率很低，为0.01～0.001。因此一个携带者或患者随机地与群体中一个成员结婚时，生出患儿的机会很小;但是若实行近亲结婚，则比例就会大大提高。

1.1.3 X连锁隐性遗传病 其流行特点是:（1）人群中男性患者远多于女性患者，家系中往往只有男性患者;（2）双亲都无病时，儿子可能发病，女儿则不会发病，儿子如果发病，其致病基因是从携带者的母亲传来;（3）由于交叉遗传，男性患者的兄弟、外祖父、舅父、姨表兄弟、外甥、外孙等可能是发病的患者，其他的亲属不可能是患者。

1.1.4 X连锁显性遗传病 其特点是:（1）此病代代相传，故患者的双亲一般有1人是本病患者;（2）致病的显性基因位于X染色体上，所以，女性患者与正常男性婚配所生子女中，女儿和儿子发病的机会都为1/2，男性患者与正常女性婚配，女儿全部发病，儿子都正常;（3）女性患者多于男性患者，但症状上男重于女;（4）连续几代相传。

1.1.5 Y连锁遗传病 其特点是:父子、兄弟、祖孙、远祖远孙、叔侄、堂兄弟、远房叔侄或兄弟的相关都是1，而祖母孙、母子、外祖外孙、舅甥和兄妹的相关都是零。当在Y染色体上存在致病基因时，从优生角度考虑，此类家系应只生女孩，这样就杜绝了该有害基因在家系中的蔓延。

1.2 染色体病的流行方式

1.2.1 染色体数目异常导致的遗传病 （1）性染色体数异常:如45，X;47，XXX;47，XXY;47，XYY等。对于45，X的由来尚未弄清，也就是XO核型的遗传病流行学有待探讨。47，XXY即为小症，其母亲生育年龄过大或许是一个因素，是该病流行的一个原因。（2）常染色体数目异常:包括十几种综合征，在此仅举几例，从中我们可以窥见它们在遗传病流行学上的意义。①先天愚型:患儿的核型有以下几型:21-三体型:母亲年龄过大是本病一个重要的流行因素，21-三体型先天愚型偶有能生育的，后代中约有1/2将发育成先天愚型儿，这是21-三体型先天愚型遗传流行的一个特征。嵌合型:有的细胞核型正常，有的细胞核型为21-3体型。易位型:其中较常见的有D/G易位，也就是14/21易位，患儿母亲核型常为D/G的平衡易位携带者，常常有自然流产史，所生小儿中约有1/3为先天愚型患儿，1/3为平衡易位携带者。G/G型易位，即21/22易位，频率比D/G易位低，这种易位型核型的产生，基本上也可经突变或遗传而来，与D/G易位型者基本相同。②18-三体综合征:这种病也较为常见，新生儿中发病率为1/4500，即0.02%。③13-三体综合征:这种病少见，新生儿中发病率为1/25000，即0.004%。

此外，尚发现过22-三体综合征等。常染色体三体综合征除21-三体征外，对其遗传病流行病学特点还很少研究，原因是病例罕见，患儿受到严重影响，常常过早夭折，因此难以进一步观察。

1.2.2 染色体结构异常导致的遗传病 染色体结构异常分为缺失、重复、倒位、易位、环形染色体和等臂染色体等。平衡易位除了能从祖代往下代传递外，可能还是造成重复和缺失的原因之一。除平衡易位外，其他类型染色体结构变异对个体的影响则较大，常常引起流产等现象。据报道，有自然流产史、死产史或有畸形生产史的夫妇（一般仅其中之一有畸变），染色单体畸变（包括断裂、碎片）和染色体畸变（包括断片、双着丝粒染色体、微小体等）数均较对照显著为高，可见有染色体结构畸变的双亲在遗传病流行中有着相当重要的意义。

1.3 多基因病的流行方式 在多基因遗传病中，当一对夫妇生出了第2个该病患儿，表明他们带有更多的与易患性有关的基因，其一级亲属患该病的风险将会增加。病情严重的患者，其一级亲属的患病风险性比病情轻的要高。当一种多基因遗传病的一般群体发病率有性别差异时，发病率低的某一性别患者的一级亲属发病率高。如果已发病，其一级亲属的发病率将比发病率高的另一性别患者的一级亲 属为高。

2 影响遗传病流行的几个因素

2.1 突变 突变造成的最大危害性是使群体的遗传负荷增加。除少数突变外，对生物自身来说，大多数突变都是有害的。由于突变造成某些性状使个体在成熟前过早夭折，某些性状降低了结婚的机会，以及另一些性状使个体的平均产子数较群体为低。由此，突变产生的不正常基因比正常个体传给后代的机会要小，致使代代相传时突变基因的频率降低。突变问题使人类处于非常危险的境地，之所以如此，还有一个原因，就是环境的污染、生态平衡的破坏，致使人类基因突变率有增无减。

2.2 隔离 隔离的后果使遗传病的发病率显著提高，原因是隔离有类似于近亲婚配的效应。由于隔离，使纯合子的比例增加，而使杂合子的比例下降。如果在隔离人群内不实行随机婚配而实行近亲婚配，则遗传后果更为严重，实行近亲婚配隔离人群内的多种遗传病尤其是智力低下极为普遍。

2.3 迁移 迁移带来种群的混杂，迁移使大群体中的基因流向隔离群，从而打破了隔离的屏障，对抗隔离的有害影响。因此，迁移和混杂具有优生的作用。

2.4 遗传漂变 遗传漂变可以使不受影响的中性基因固定或消失，有时甚至也可使选择上不利的基因在一个群体中固定或消失。遗传漂变只对小群体有效应，对大群体来说没有什么效应。由少量祖先起源的隔离群，其遗传病的流行可能受到随机漂变的严重影响。