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生物遗传学知识范文

生物遗传学知识

生物遗传学知识范文第1篇

关键词:《遗传学》;实验视频;基因工程

建立研究型大学如今已经成为国内综合性大学的办学目标,这集中体现了高等教育中科研与教学相互依赖、相互促进的关系[1]。众所周知,培养研究型创新人才是研究型大学的教学目标之一,但对于《遗传学》这类教学内容复杂,专业性和实践性强的学科如何进行教学与科研的互动,并进一步培养学生的创新能力还处于探索阶段[1-6]。《遗传学》是实践性、应用性很强的学科,绝大部分知识点都是通过实验获得。同时,遗传学与生物化学、微生物学、细胞生物学、数学及计算机科学等学科相互交叉渗透,但可供理论教学的课时数有限,涉及概念多且相对抽象,缺乏感性认识,难以理解。近年来,随着生命科学研究领域的飞速发展,现代遗传学的教学重点已从经典遗传学逐渐转到基因的分子结构与功能分析以及基因组学[7]。因此,在将遗传学理论教学向教学科研结合转变的实践中,为了进一步启发学生的思维,提高学生对科学研究的兴趣,培养学生的实践动手能力,课程组结合教师的科研工作,因地制宜,以《遗传学》[8]课程中涉及《分子生物学》和《基因工程》的相关内容为出发点,制作了总时长为24分13秒的实验视频。视频涵盖了植物基因组DNA提取→目的DNA(基因)的分离、纯化→目的DNA和载体的连接及转化→阳性克隆检测及测序分析→质粒DNA提取和酶切→拟南芥遗传转化,共6个内容上相互关联但又相对独立的教学内容,视频引导学生在真实的情景中感受、体验对遗传物质及基因所做的相关研究,通过获取直接经验来加深对基本概念的认识和所学知识的理解与消化。结合学生实际观看视频的心得体会,文章对该教学视频的主要内容、特点及在教学实践中对学生的引导、启发进行了概述和总结,并通过视频播放的效果评价,探讨了重演实验过程的视频教学方法在农学专业《遗传学》及相关课程中的应用问题。

一、视频主要内容与特点简介

1.植物基因组DNA提取和检测。视频采用植物基因组DNA大量提取法,通过文字独白和实验展示的形式介绍了植物基因组DNA大量提取的过程和原理。在DNA提取中以近距离展示了50ml离心管中DNA在-20℃100%乙醇中析出时团起的场景,并将白色絮状的DNA用移液器枪头勾出,清晰地将遗传物质——DNA展示给学生。基因组总DNA的检测和浓度测定结果由琼脂糖凝胶电泳法和微量核酸蛋白测定仪共同完成。

2.目的DN段的获得和纯化。获得目的DNA是基因工程的第一步,常用的方法有聚合酶链式反应(Polymerasechainreaction,PCR)法、化学合成法、cD-NA文库法等。其中PCR法是DNA扩增技术的主要手段之一。扩增的目的DNA通过电泳分离后,可以进行片段回收和纯化。该视频以特异引物PCR为主,详细介绍了目的DN段获得的各个操作环节,将PCR技术的全过程展示给了学生。在目的DN段纯化中,对紫外灯照射下可以观察到的橘红色条带给予特写镜头,并将DNA纯化结果用琼脂糖凝胶电泳图片显示出来,使学生能身临其境地感受目的DNA条带的切割和后续使用试剂盒对切割条带进行纯化的全过程。

3.目的DNA和载体的连接及大肠杆菌的转化实验。纯化后的目的DN段,需要选择适当的克隆质粒载体,进行DN段与载体间的体外连接,获得重组DNA分子。经转化的重组DNA可以进入到相应的宿主菌中,用于对目的基因的扩增和表达,还可用于基因的序列分析和转基因等相关研究。视频对重组DNA分子的感受态细胞转化进行了重点拍摄。内容包括超净工作台的使用,固体LB培养基上菌液涂布实验及蓝白斑筛选。播放内容一气呵成,全面展示了重组DNA分子遗传转化的基本实验过程和相关细节,具有重要的演示和示范作用,通过实验过程的细致讲解及演示,帮助学生理解实际的基因操作技术和基因工程的核心理论。

4.重组DNA分子的筛选和测序。重组DNA分子可以在蛋白质水平和基因水平进行鉴定,蛋白质水平鉴定有插入失活双抗生素对照筛选和插入失活LacZ基因的蓝白斑筛选等;基因水平的鉴定有PCR鉴定、酶切鉴定、核酸杂交和基因序列分析等。视频四是在视频三蓝白斑筛选的基础上进行阳性克隆的PCR检测和基因序列分析,并将转化子的琼脂糖凝胶电泳检测和阳性克隆测序结果展示为图1。图中具体显示了转化子阳性克隆和假阳性的琼脂糖凝胶电泳检测结果,结合阳性克隆菌液的DNA测序结果,可进一步分析重组DNA分子的基因序列。视频四中介绍了目前基因及基因组学研究的前沿技术———DNA测序技术。该技术长期以来一直是基因分析相关研究中最常用的技术手段之一。测序技术在人类基因组计划、微生物基因组测序、转录组分析、单核苷酸多态性分析及基因组学中的广泛应用,不但使该技术自身得到了快速、深入的发展,也最大限度地促进了其他生物学领域的研究和发展。

5.质粒DNA提取和酶切。碱裂解法是常用地从大肠杆菌细胞中高效提取质粒DNA的方法。视频为了体现质粒DNA提取和酶切实验的有效性,选用试剂盒提取质粒DNA,并将提取的质粒DNA琼脂糖凝胶电泳检测结果显示为图2。同时,添加质粒及质粒载体结构和特点的讲解内容,使学生能够了解它们在基因工程中所起的重要作用。分离获得的重组质粒DNA经限制性内切酶酶切,并经琼脂糖凝胶电泳检测能够确定酶切片段的准确性(图2)。

6.农杆菌介导的拟南芥遗传转化。植物遗传转化又称转基因或植物基因工程,研究的关键是利用重组DNA、细胞组织培养等技术,将外源目的基因导入植物细胞或组织,使之定向重组遗传物质、改良植物性状、培育新品种。其中,农杆菌介导的遗传转化系统是外源基因进入植物细胞最成功和应用最广泛的方法。该视频主要介绍了农杆菌介导的拟南芥遗传转化的过程。其中,表达载体与目的基因连接和带有目的基因的重组DNA转化农杆菌的操作具体可以参照视频三,因此,在视频中仅对农杆菌侵染拟南芥植株进行了拍摄。

二、课堂讨论

重演实验过程最重要的优点是老师和同学们可以参照实验视频,深入发掘其中的内涵、外延知识。这种教学方法的最终目的是通过实验视频展示及结果分析,启发学生对比不同的技术操作原理,引导学生提出问题,并开展相关问题的讨论分析,从而激发学生对科学研究的兴趣,培养学生解决科学问题的研究技能。因此,课程组在授课过程中除了对视频内容进行整体播放外,还可以对每部分视频内容进行单独播放,引导学生对每个实验内容进行深入理解。同时,针对不同的实验内容安排不同的课题讨论,并由此引入遗传学及基因工程中最新的研究进展,丰富和拓宽学生的知识面。

1.植物基因组DNA提取和检测视频中,可以引导学生对比SDS法、CTAB法及这两种方法结合在实际操作中的应用,以及琼脂糖凝胶电泳法和微量核酸蛋白测定法在DNA浓度检测中的优缺点。让学生了解离心操作的重要性和基本的安全操作知识。

2.视频二所展示的核心内容是PCR技术,该技术自20世纪80年代诞生以来,由于其操作简便、技术可靠,并在体外短时间内可获得数百万个特定DNA序列拷贝,目前已被世界各国广泛应用于农业、医学、古生物学等各个领域的基因研究和分析,对遗传学、分子生物学及分子遗传学的发展产生了革命性的影响。针对PCR技术的基础性和重要性,可以引导学生深入了解PCR技术的发展和应用。

3.DNA重组技术是转基因技术的关键技术之一,该技术建立于1972年,是在体外重新组合DNA分子,并使其在细胞中增殖和表达的遗传操作技术。最新研究表明,遗传转化或遗传修饰技术已经进入了基因编辑的时代。传统的转基因技术,如农杆菌介导T-DNA插入法、基因枪法、花粉管通道法等,是将目的片段随机插入到基因组中,因而存在对受体基因组的信息的随机破坏和无法控制的缺点。靶向基因编辑技术能精准修饰受体基因组位点信息,尽可能小地降低对受体基因组背景的影响,从而受到广大生物学家的青睐。那么,对于这种新的遗传修饰技术有哪些重要的应用?目前正在研究和利用的CRISPR/Cas系统有哪些基本特征?机理是什么?等等问题可以引发学生对前沿科学知识的兴趣,并进行跟踪学习。

4.DNA测序技术已经发展到了第三代测序技术。第一代测序技术以Sanger等发明的双脱氧链终止法为代表[9];第二代测序又称下一代测序(Next-generationsequencing,NGS)技术,是真正意义上实现了高通量的划时代测序技术[10]。第三代测序技术是基于单分子读取技术,不要PCR扩增,具有可进行甲基化识别,高分辨率检测单核苷酸多态性等特点,在遗传学基因定位和复杂基因组测序中具有广泛的应用前景[11,12]。

5.针对不同的目的基因,如何构建适合的超表达载体以及如何构建高效的遗传转化体系都是要深入探讨和研究的问题。除此以外,还可以对农杆菌介导的遗传转化与其他遗传转化方法的对比分析进行课堂讨论。由于遗传学课程的总课时数在很多高校中都一再缩减,所以授课教师可以依据自己的研究方向以及学生的接收程度,在课堂讨论中对个别问题或2—3个相关问题进行深入探讨。

三、学生意见反馈及对视频播放的效果评价

1.经过遗传物质的分子基础和基因工程理论课讲解后,课题组对学生观看视频后的意见进行了收集和分析,发现大部分学生对视频的制作和内容安排都非常满意,并表示观看后对自己很有帮助,尤其对基因的概念和基因工程的基本操作步骤有了清晰的认识。

2.整体而言,通过遗传学理论课的系统讲解,视频播放的效果显著,对学生影响较大。其中,通过DNA重组技术和DNA测序技术及测序结果的演示和讲解,将前沿科学技术引入日常教学,不但丰富了教学内容,拓展了学生的知识面,还能最大限度地激发学生的学习积极性,鼓励学生主动参与科学研究,实践各项科学技术,为后续学习和进一步的深造奠定基础。

四、结语

针对分子遗传学发展迅速的现状,结合科研工作和实验室的工作条件,因地制宜,将教学内容中涉及“分子生物学”和“基因工程”的部分实验环节录制成视频,在教学过程中边讲解边放映,引导学生在真实的情景中感受、体验对遗传物质及基因所做的相关研究,通过获取直接经验来加深对基本概念的认识和所学知识的理解与消化。用短小、精练的6个小视频将重点知识单元串联成为一个完整的体系,为学生全面了解遗传物质———基因和分子生物学及分子遗传学所进行的基因操作奠定了基础。视频充分应用现代多媒体技术和设施,采用重演实验过程的教学方法,完整地再现了遗传学诞生以来,生命科学中利用的重要技术发明如:DNA重组技术,DNA测序技术及聚合酶链式反应技术。该教学过程的实践,既能引领学生了解遗传学的前沿知识,让学生对遗传学的重要概念有深入的认识,又能发展学生的个性,培养其探究能力和创新意识。此外,相关视频已在《生物技术概论》课程的基因工程章节中进行了播放,同学们反响强烈,经前期系统的理论介绍后,再通过实验视频的回复播放,将前沿科学技术引入日常教学,不但丰富了教学内容,使教学内容更加生动形象,还拓宽了学生的视野,弥补了实验条件的不足。因此,该视频不仅可以在《遗传学》相关章节中使用,也可以在生物技术相关课程中进行使用,同时为遗传学微课和翻转课堂的建设提供了支撑。最终,该实验教学视频将教师实践的科学研究引进并应用于教学,使研究为教学所用,弥补理论教学和实践教学的不足,促进教学与科研的互动,为实验视频在农学类专业遗传学教学中的实践和应用提供了参考。

参考文献:

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[3]何风华,朱碧岩,高峰,李韶山,李娘辉.孟德尔豌豆基因克隆的研究进展及其在遗传学教学中的应用[J].遗传,2013,35(7):931-938.

[4]邢万金,扈庭茂.本科基因工程大实验教学改革的实践和体会[J].生物学通报,2007,42(2):48-50.

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[7]邢万金,莫日根,阿拉坦高勒,苏慧敏.以遗传信息为主线的遗传学教学架构及与其他课程的衔接[J].遗传,2011,33(6):661-664.

[8]刘庆昌.遗传学[M].第二版[11]陆才瑞,邹长松,宋国立.高通量测序技术结合正向遗传学手段在基因定位研究中的应用[J].遗传,2015,(37):76-77.

生物遗传学知识范文第2篇

关键词:翻转课堂;农学;遗传学

自20世纪末以来,在以互联网为代表的信息技术的推动下,人类社会日益进入信息时代。翻转课堂就是在此背景下应运产生的一种教学理念,起源于美国林地公园的两名化学教师利用录屏软件录制上课内容并上传至网络,帮学生补课。2009年可汗学院成立,它免费提供的优质教学资源极大地推动了翻转课堂的普及。2011年“MOOCs”(慕课)的井喷式发展,使翻转课堂课前的教学内容和教学形式都发生了很大的变化。MOOCs通过在课程视频中穿插提问、随堂测验和开展专题讨论等,增强了学习者的交流、互动和反馈,有着普通教学视频无法比拟的学习效果。其实,单向传授的教学视频并非翻转课堂的重点,教师与学生之间、学生与学生之间的交流和互动才是最应关注的地方,因为这些有利于发展学生的深层次认知能力[1]。遗传学是生命科学专业中一门十分重要的理论学科,主要探索生命起源和生物进化的机理。从纵向发展来看,遗传学不断向深层次发展,遗传学逐步从个体向细胞、细胞核、染色体、基因层层深入;从横向上来看,逐步向生物学的各个分支学科渗透,细胞生物学、生物化学、微生物学、分子生物学等几乎所有的生物学科都可与遗传学形成交叉和渗透[2]。作为高校一门开设历史较长的课程,其教学在长期的实践过程中积累了丰富的成果和经验。但随着教学内容、教学环境和形式的转变,传统的教学过程、教学方式和方法面临着严峻挑战,教学改革和创新成为必然[3]。然而迄今为止,翻转课堂教学在农学本科遗传学课程的教学实践方面未得到应用。结合遗传学多年的教学经验,笔者认为现阶段遗传学的教学方法应在传统教学的基础上开拓新思路,探索翻转课堂教学,实施最佳教学方案。

一、遗传学课程教学存在的问题

遗传学是农学类专业的基础课,在本科生教学计划中占有十分重要的地位。但是由于学科本身的严谨性及理论的系统性,再加上新知识点和新发现不断涌现,致使目前授课过程中,课时安排不合理、学生积极性不高等问题比较突出。

(一)课时安排与教学内容相冲突遗传学课程在实际教学过程中内容多、难度大、课时不足,尤其是随着分子遗传学的迅速发展,新的知识点和新发现不断涌现,教师需要花费大量时间讲解新知识和新热点,以实现教学与实践的结合,培养具有先进遗传学知识的人才,但是这样势必会增加授课压力,对一些需要精讲的部分也会感到时间紧张。遗传学教学内容多而杂,与细胞生物学、基因工程等学科交叉渗透[4],所以教师应在有限的课时条件下,优化课程安排,梳理好该课程的侧重点,避免课程之间的相互重复。

(二)学生的学习积极性不高遗传学作为复杂抽象的学科之一,内容多且艰涩难懂,需要缜密推理才能够掌握,所以学生在学习之前很容易产生畏惧心理。由于班级人数众多和传统的教学形式,教师不可能及时疏通每一位学生的畏难情绪。困难和疑问的积累,导致学生失去学习的兴趣和积极性。再加上课时限制问题,教师为了完成教学内容,会增加授课讲述的时间,师生和学生之间的交流互动时间则随之减少,学生完全被动的接受知识,致使学习积极性不高。

(三)考核与评价方式单一在传统教育模式下,考核方式主要是试卷考题,由于其具有效率高、易于操作和相对公平等优势,至今仍是许多遗传学教育工作者所用的考核方式,用试题来检验学生的掌握水平。在这种考核评价模式下,学生通过死记硬背可以暂时应付考试,但是考后甚至连基本概念都记不起,对遗传学基本理论的理解和应用遗传学知识解释问题的能力更是无从谈起。所以传统的考核模式无法了解学生的真实情况,也会对学生的发展起到限制作用。

二、利用翻转课堂进行教学改进的策略分析

传统的教学是通过教师课上的讲述,学生在课堂上学习知识,课下通过一定量的作业、练习、实践等来内化知识。而翻转课堂则实质上是对学习知识和内化知识的时空进行了翻转,学生通过教师准备的短视频等学习材料在课下进行知识学习,课上通过小组讨论、教师答疑等方式进行知识内化,从而增加学生之间、师生之间的互动,提高学习兴趣和效率。

(一)制作多媒体微视频翻转课堂中使用的多媒体微视频,因其是课外学习,所以要求视频制作的内容模块衔接、时间长度短小,学习目标明确,视频的内容要有吸引力,这样才能激发学生持续学习的动力。教学内容可分割出合理的模块,在案例的选取上也要和学生的生活环境息息相关。微视频的设计与制作要遵循短小精悍的原则,时间控制在20分钟左右,知识点的讲解要全面准确。

(二)建立网络教学平台当代大学生自主性强,熟悉各类电子产品,对网络新技术接受度较高,因此,应建立相关的网络教学平台。目前利用较多的为QQ平台、微信平台,以及在各大视频网站视频等。而微信是学生中普及程度很高的应用,并且具有很多实用功能。因此,应建立教学相关公众号,可课前微视频、音频及文字相关资料,供学生学习与留言讨论,相关教师要及时回复答疑;也可经常推送相关的理论知识及应用,保持学生对课程的关注度,提高学习兴趣[5]。

(三)课内小组汇报按照教学平台上的知识点,教师随机安排给各小组,各小组按顺序汇报,时间5~10分钟。其他学生可提出质疑,并进行讨论交流。教师对各组汇报进行点评,对疑难点答疑解惑。最后师生共同总结教学内容,对学生遇到的问题或错误操作进行纠正指导。(四)随堂测验教师根据知识点设计有代表性的测试题目,题目不要求多,重点是要有代表性,题量控制在10分钟左右。教师在翻转课堂的实践中可根据授课内容及学生特点,灵活运用上述四个环节,各个环节的内容和形式也可多变,注重师生交流、学生交流,引导学生独立思考,以达到良好的教学效果。

三、遗传学翻转课堂教学中需要注意的事项

(一)延伸教学内容当前的遗传学课程中许多内容和知识的发展都很快,需要及时更新课程内容。例如,遗传学中的杂种优势、基因的表达与调控、基因工程、分子标记、基因组学等方面的内容可以说是日新月异,如果仅仅依照课本,就会照本宣科、内容陈旧,学生就会因为在课堂上学不到新东西而对课程不感兴趣。因此,教师首先应充分了解有关遗传学最新内容,如有关基因组学、基因表达调控等最新的报道,将这些前沿内容补充到微视频和课堂中,激发学生的学习热情。

(二)重视启发式教育作为教育工作者,教师应该树立教育的重点是“学”而不是“教”的理念。一味的灌输,不仅会使学生产生厌学情绪,还会阻碍学生的独立思考及创新能力发展。教师应逐渐将自己定位于引导和启发者的角色,重视学生的主体地位,课堂设计及讲解内容应围绕这一角色进行[6]。为了激发学生的学习兴趣和自学潜力,教师可以提前在教学平台提出启发式的问题以引导学生思考和自学;也可按照内容之间的逻辑关系循序渐进提出引导问题,由浅入深的探索内在逻辑和规律。教师要通过留言及时关注学生的反馈并鼓励学生针对问题再次质疑,以助于营造课堂上互动性强的、积极思考的教学氛围。比如遗传学的重点之一基因定位部分,可提出以下类似问题:“我们如何知道同一条染色体上A和B基因距离多远”“同理,那么A、B、C三个基因之间的距离又该怎么算”“还有没有其他计算方法?3个基因的顺序该怎么判断”“遗传图谱是什么”等问题,题下附学生感兴趣的图及数据,或者附上相关引导思考的内容,让学生带着问题自学和思考,目标明确。

(三)改革考核方法单一的闭卷考试形式难以考察到学生对知识的真实掌握情况,由于学生的考前突击、考完忘完现象的普遍存在,致使遗传学学习流于形式,很难为学生其他专业课学习和以后的科研工作奠定基础[7]。为了激发学生的学习兴趣,准确检验教师的教学水平和学生的学习效果,需要改革传统的考核评价方法,采取多样化的考核形式对学生进行评价。可以提高平时成绩权重,其中实验成绩25%,课堂提问、考勤、小组汇报25%,课堂测验20%。实验成绩考察学生的实践和创新能力;课堂提问、汇报等可以对学生起到督促作用,考察了学生的学习态度和自学能力;课堂测验不仅可以考察学生对知识的真实掌握情况,还可以弥补之前留课后作业抄袭现象普遍的缺点,从而让教师从中找出共性问题,有针对性的答疑解惑,为后续学习打下坚实基础。占总成绩30%的期末考试成绩则系统考察学生对书面知识的掌握情况。这样多元化的考查模式能使学生注重平时学习,更多的参与师生、学生之间的讨论交流;也能够检验学生的综合能力,客观全面地评价学生的学习效果。

四、结语

在传统的遗传学课程中,教师通常依照单一的教材实施教学活动。教师在课堂上以“填鸭式教学”方式传播知识,导致学生在思维上存在许多弱点,如自学能力差、独立思考问题和分析问题能力差等。这种传统的教与学的模式虽然统一了大纲,确定了标准,规范了教学制度,但也扼杀了学生的个性,忽略了学生创新意识的培养,不利于21世纪高素质创新人才的培养。由于遗传学课程在农学专业中所处的重要地位以及目前存在的种种问题,使该课程的课程改革迫在眉睫。通过翻转课堂教学的研究与实践,将实现该课程从传统教学到现代教学的跨越,激发学生的学习积极性,提升教学质量。

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[6]闫荣玲,廖阳,李常健,等.《遗传学》课程教学体会与改革[J].湖南科技学院学报,2014(5):97-98.

生物遗传学知识范文第3篇

遗传学因为是基础学科,所以有一部分内容是属于其他学科交叉内容,那么在这些内容的教学方面可以将其进行精选,挑重点讲述,而对于遗传学中较难理解的教学内容,则选择优化教学方法,在授课的表述方面进行改进。也要注意补充一些遗传学最新发展的内容,让同学们了解遗传学的发展动向,激发学生的学习兴趣。同学们将会对自己所学习的方向有一定的认识,为今后选择个人研究方向奠定基础。

2多种授课方式相结合。

2.1多媒体教学与传统板书教学相结合。目前很多课程都倾向于多媒体教学,多媒体教学有着形式灵活多变,直观形象的有点,但是展示信息时常常速度过快让学生很难抓住重点,复习也很困难。而传统的板书教学虽然展示的信息量小,但却具有条理性,学生容易抓住要点。所以我们必须将传统的板书教学与多媒体教学结合起来,让这两种方法互相弥补。

2.2适当的采用PBL教学方法。对于教师来说,在基础学科上使用PBL教学方法是有着一定的难度的。特别是具有大量推理计算工作的遗传学教学。但是对于某些章节来说还是可以尝试采用PBL教学方法。比如在讲解生物进化章节的时候,完全可以先给学生一个有关进化的例子,再让学生回顾前几章所学的知识来提出自己的想法。这样可以提高学生对于遗传学学习的兴趣,有能够培养他们用遗传学的思想来思考问题,进一步检验了学生的学习情况。

3加强实验教学的改革。

3.1增加综合性试验比例。目前高校所开展的学生实验基本上都是验证性实验,都是老师先做好了,再讲给学生听,学生根据老师所讲的再做,其结果是每个人的结论都相同。这些验证性的实验项目过多,实验结果在未做之前就已经知道,学生做与不做都已经知道了实验的结果,实验过程不能调动学生的积极性、创造性,不利于学生的思考和发现。因此,我们在保留经典的验证性实验的基础上,增开了设计性、综合性实验。由老师指定一个实验课题,由学生自己去设计实验方案,充分调动学生们自己的主观能动性,同时教师在某些环节上进行指导,这样可以提高学生兴趣,培养学生独立分析问题与解决问题的能力。

3.2与其他学科一起开设实验教学。遗传学实验除了经典遗传学实验项目和细胞学实验项目外还设计到分子生物学实验。由于分子生物学也是生物技术专业的必修科目,所以在设计实验方面可以综合设计。这样避免了开课的重复性,又能够让学生掌握技术,提高学生对科学研究的兴趣。

4改变考核方式,采用多种指标评价学生。

目前,在长沙医学院采取的多为上机考试,考试内容死板无法很好的反映出学生的水平。所以为了更客观地反映学生的学习情况,除了上机考试外,还应参考学生的实验课情况、PBL教学过程中讨论的成绩。最好能让学生提出一些感兴趣的遗传学相关小课题,让同学们自己去查资料,以PPT的形式进行讲述,然后由老师打分,这样可以从多个方面来评价学生学习遗传学的能力,并且还能够提早培育他们阅读科研论文的兴趣与能力。

生物遗传学知识范文第4篇

1在教学中发现的问题

遗传学实验是我校生物技术专业的重要基础课,是遗传学理论教学的延伸和重要补充,是理论与实践相结合的教学过程,担负着培养学生实验技能的任务[8]。在长期的教学和与同行的交流中发现,在我国长期的高等教育模式下,遗传学实验课教学存在诸多弊端,极不适应学科本身的发展需要。具体表现在:

1.1实验教学对理论教学的比重偏小长期以来,遗传学实验课的内容、进度都要服从理论课的教学进展,实验教学视为课堂教学内容的验证和加深,忽视了实验课是培养学生发现—分析—解决问题能力的重要环节,是培养学生创新能力的重要环节。近年来,随着遗传学的迅速发展,教材内容越来越丰富,信息量越来越大,而总课时数却没有增长甚至处于压缩状态,使得教学内容和时间上存在较大矛盾,为了完成教材内容的完整讲授,教师不得不减少实验课的课时数,目前遗传学的总课时量多为72—80学时,理论教学的课时量多为48学时,实验课的课时量一般为24—32学时。

1.2实验内容陈旧,验证性实验比重过大由于教学理念的滞后和长期对实验教学的重视不够等原因,所开设的遗传学实验内容不合理。染色体操作为代表的经典遗传实验内容与分子及群体遗传实验脱节。有关有丝分裂、减数分裂、孟德尔遗传规律、伴性遗传规律等经典实验比重过大。内容单一具体的验证性实验多,综合性、设计性和创新性实验少,缺乏创造性,不利于学生创新能力的培养。另外,遗传学实验中分子遗传学方面的实验内容过少,与遗传学的发展严重脱节。

1.3受课时限制,学生无法完成实验周期长的实验一些实验由于实验周期长,只能由实验员和学生共同完成,经常发生学生对于实验内容一知半解的现象。例如植物有丝分裂过程中染色体行为的观察,材料的预处理、固定和解离需要一上午的时间,由于课时限制,这部分实验往往由实验员老师完成,学生则从切取分生组织薄片开始进行染色、压片和显微镜观察。学生往往对材料的处理理解不深刻,在分析实验结果时对预处理、固定和解离的影响分析不足。

1.4教学手段和考评形式单一遗传学实验课的教学仍然沿用教师先讲解、学生按实验指导书操作的模式,考评则主要以实验报告的成绩为依据,而实验报告的抄袭情况日益严重,不足以衡量学生实验完成的水平。

2理清思路,多方位教学改革

2.1整合、优化和拓展实验内容

2.1.1整合经典遗传学实验内容、适度增加分子遗传学实验内容我们赞同前人将以往多个内容比较单一、具体的遗传学验证性实验划分成4个实验模块:果蝇经典遗传、细胞遗传、分子遗传综合实验等3个必修实验模块及群体遗传综合实验选修模块[9]。将单因子的遗传分析、果蝇观察与饲养、果蝇伴性遗传分析整合成一个6~9学时(2~3次实验)的综合性实验作为经典遗传学模块;将根尖有丝分裂的制片技术、花粉母细胞减数分裂的制片技术、果蝇唾腺染色体的制片技术、植物多倍体诱导技术整合成9学时的综合性实验(3次实验)作为细胞遗传学模块;分子遗传学模块的综合实验拓展为DNA的提取、琼脂糖电泳技术、PCR扩增技术、DNA指纹的遗传分析、生物性别决定的遗传分析等。

2.1.2实验材料多样化在生物学实验中,材料的选择非常关键,因为其好坏直接影响实验结果。教材中所选用的材料多是作者总结得出,但在实际操作中,常常由于地域气候和材料种质的差异造成不便和误差。因此,我们可以尝试用易得的常见材料来做实验,实现材料的多样化,在课程中让学生对材料进行选择,并通过实验结果分析材料的优缺点。例如,在植物染色体核型分析时,可向学生提供材料如大豆、小麦、大麦、玉米、绿豆、大蒜等根尖,让学生自行选择至少2种材料进行实验,并通过对自己所做实验结果的比较,找出植物染色体核型分析的最佳材料和简便的实验方法,培养他们实验分析和总结能力。事实上,在多年的实验中我们发现简单易得的大蒜根尖用于核型观察效果非常好。

2.1.3增加综合性、设计性实验教学内容教育部“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6”中要求高校开出一批新的综合性、设计性的实验,创造条件使学生较早的参与科学研究和创新活动。以此为指导思想,我校在遗传学实验中加大综合性、设计性实验的比例。如在分子遗传学模块中,DNA提取—琼脂糖电泳技术—PCR扩增“三部曲”即是一个典型的综合性分子生物学实验,基于此的植物分子标记技术(ISSR标记)和鸟类(鸡)的性别判定等综合性实验效果都非常好。学生们普遍对亲缘关系的遗传分析比较感兴趣,DNA指纹的遗传分析就是一个很好的设计性实验,可以引导学生收集感兴趣的植物、动物、人的DNA样本进行遗传分析,深入了解遗传标记的应用。

2.1.4将教师的科研项目转化成综合性实验项目随着高校科研工作的日益发展,不少教师都承担着一定的科研项目,其中一些研究内容可适当转化成教学实验内容,不仅可以让学生了解到学科发展的前沿,还可以提高学生的科研兴趣。作者将所承担科研项目中的部分内容“沙棘种质遗传多样性的分子标记分析”以综合性实验方式引入到遗传学实验教学中,取得了良好的效果。

2.2实验室建设方面

2.2.1仪器设备的更新及添置近几年,随着“中央级普通高校改善基本办学条件专项资金”的资助,我校本科教学实验室的仪器设备等条件得到一定的改善,如生物显微镜得到进一步更新(新添进口Olympus显微镜),PCR仪、微量移液器、低温冷冻离心机等仪器已经能够满足遗传学实验的要求,并且已经开始申报显微镜成像系统、凝胶成像系统、梯度PCR仪等高端的仪器进入学生实验室,相信不久的将来学生不需要用手机对显微镜下的观察结果进行拍照,用于琼脂糖凝胶电泳观察的紫外分析仪则被凝胶成像系统取代。

2.2.2设立开放实验室,制定开放实验室的管理细则,提高其使用率解决实验流程长与实验课时有限之间矛盾的有效方法就是设立开放实验室。根据专业特点,开设生物技术综合性开放实验,并制订开放实验室管理细则,委派专门的教师和学生管理仪器、卫生等,学生自我管理为主,教师监督为辅。实施开放实验室后,一些周期长的实验(例如:植物有丝分裂过程中染色体行为的观察)学生能够全程完成,打破老师代做的常规。设立开放实验室后,在合理安排的前提下,学生对实验的兴趣和主动性明显增强,在仪器的使用和动手能力等方面进步很快。一些重要仪器的使用率明显提高,例如冷冻离心机、PCR仪等。

2.3以学生课外活动为载体,延伸课堂教学近几年,我国越来越重视对大学生创新能力的培养,每年部级、省级和校级大学生创新创业训练项目的申报就是一个例证。越来越多的大学生以团队的方式在专业教师的指导下申报、完成创新创业项目。遗传学相关的课题学生们一直很感兴趣,努力将课堂上所学的知识和技能拓展为更深入的学术研究。另外,结合专业性竞赛延伸课堂教学,例如一年一度的专业性竞赛“辽宁省大学生动植物标本制作大赛”就是我校生物技术专业学生很喜欢的一个竞赛,笔者指导学生的作品“异色瓢虫鞘翅的色斑遗传”曾于2011年获得该项竞赛三等奖。

2.4授课手段与考核方式

2.4.1充分应用现代教育技术将现代化的电教手段引入实验课,以营造轻松和谐的课堂氛围。教学中,教师需要做演示实验时,为了确保每个同学都能看到,往往要穿梭于学生中进行演示,有了现代化的电教手段,可制作相关视频来示范,既提高了课堂效率,又方便教师进行更多的指导。网络教学是课堂教学的补充和延伸,将一些操作步骤繁琐的实验做成演示课件放在网上可以实现教学资源的共享。

2.4.2考评方式多样化,提高学生实验的主动性和积极性考核方式需多样化和细节量化。撰写实验报告既是学生科学思维能力和文字表达能力的综合体现,也是大学本科生所应具备的基本科学素养。因此,对于实验报告,尤其是综合性或者设计性实验报告,我们要求学生按照科研论文的形式写出材料和方法、结果分析和讨论,要求学生对于原理、方法、步骤和结果撰写必须简洁准确,对实验所采用方法的优缺点分析后提出改进意见。另外,增强实验过程中的考察与评价。教师可事先制订每个实验要考核的项目详细列表,把实验每一个小项都列入考察范围,包括实验操作的熟练程度、规范状况和实验结果,在考核中依据项目来评分,保证客观公正。例如,在植物染色体制片中,从取材部位的准确,材料的染色适当,染色体的分散状况三个方面衡量实验结果。这样不仅提高了学生对实验操作的重视程度,而且促使他们养成良好的实验习惯。

3结语

生物遗传学知识范文第5篇

摘要:

遗传漂变是《遗传学》教学的难点之一,因其涉及随机性和概率,特别容易引起误解。定义中的抽样误差常被误解为遗传漂变是由于“抽样”这一研究方法干扰才导致基因频率的随机变化。本文首先对国内外《遗传学》教材中的遗传漂变定义进行了分析比较,发现“抽样误差”的定义最为各教材普遍采用,但只有少数教材对“抽样误差”概念进行了正确的解释,多数未作进一步的说明。文章介绍了遗传漂变的研究历史,亦即Wright、Fisher和Kimura等学者对遗传漂变研究的贡献。进而,特别介绍了近年来国外关于本科生遗传漂变教学的两篇代表性教学研究论文,指出本科生在学习过程中容易出现错误理解是难以避免的现象,对此也提供了初步的解决办法。作者最后结合自己的教学实践,提出本科生教学中遗传漂变仍然采用含有抽样误差概念的定义,只是需要对抽样误差做进一步的解释,指出抽样误差是等位基因世代传递过程中存在的、配子间的随机结合,“相当于”对整个参与交配的配子库中的配子进行的一次随机抽样,而与一般遗传学研究中的人为抽样行为无关。相信本文会对遗传学教学有所帮助。

关键词:

遗传漂变;抽样误差;群体;等位基因频率

随着我国高等教育的发展,本科生教学受到越来越多的重视。遗传学教学内容和方法的进展报道不断涌现[1~3],一些在更深层次上对基本概念的解析也持续受到关注[4],呈现出蓬勃的发展势头。这其中,释疑解惑这一教师的基本职责一直激励着同行学者对教学提高的执着。笔者在《遗传学》教学中发现,教材中的遗传漂变概念常令学生费解。以戴灼华、王亚馥和粟翼玟主编的遗传学教材为例,关于遗传漂变的定义是这样描述的:由于抽样的随机误差所造成的基因频率在小群体中的随机波动,称为随机的遗传漂变(Randomgeneticdrift)[5]。随机的遗传漂变简称遗传漂变。该定义中的“抽样的随机误差”在其他版本的教材中也有出现,有的冠以“取样误差”,有的则以“随机抽样”、“抽样误差”和“遗传抽样”等形式出现(表1)。多数教材关于定义中提及的“抽样”概念并没有进行深入的解释和分析,因此很容易给初学者造成“遗传漂变现象是由于抽样导致的”印象。而抽样的概念给人的直接印象就是对研究样本进行随机抽取选择的过程,是生物学研究的具体方法。“难道基因频率的随机波动是由于研究工作者的研究行为(抽样)干扰所致?”,这是最容易引发的疑问。笔者比较了国内外、不同类型高等院校使用的几种不同版本的遗传学教材,发现普遍存在这一问题。故撰写此文,试图对此做一探讨。

1国内外教材对遗传漂变概念的定义

表1列举了国内外广泛选用的12种《遗传学》教材,其中选取了国内高等教育出版社、人民卫生出版社和科学出版社出版的9种中文教材,还选取了分属W.H.Freeman、McGraw-Hill和JohnWiley&Sons这3个国外出版社的3种英文教材。其中的中文教材又分属于普通高校[5~7]、医学院校[8~10]、师范院校[11]和农林院校[12,13]类教材。由表1可见,在12本中外教材中,抽样的概念在定义中出现了7次。可见,定义中涉及抽样概念的现象具有相当的普遍性,但是大部分教材均未对抽样概念作进一步的解释,给充分和正确理解遗传漂变概念制造了不必要的障碍。表1中只有1次对抽样的概念进行了进一步的描述,即徐钢标主编的《植物群体遗传学》,编者对抽样是这样描述的:现实植物群体可看成是来自某个理想群体的一个随机样本。如果不考虑选择、迁移和突变等进化因子影响,群体中等位基因从一个世代传递到下一个世代,类似于从亲本群体形成的潜在无限大配子库中一次随机抽样,这个过程称为遗传抽样[13]。书中特别强调群体等位基因的传递是“类似于”对配子库的“随机抽样”,这样也就诠释了抽样这一概念在此处是“类似于”而非一般理解的概念。从该教材可以推知,其他几种教材中提及的抽样概念,也应该是指等位基因代间传递过程中存在的、配子间的随机结合,“相当于”对整个参与交配的配子库中的配子进行的一次随机抽样,而与一般的遗传学研究中的人为抽样行为无关。除表1所列本科教材外,一些教学辅导书和研究专著对此问题也有论及。比如,由科学出版社出版的生命科学辅导丛书、名师点拨系列的《遗传学》(梁前进主编)分册对此概念是这样描述的:个体数有限的群体在世代遗传过程中,其等位基因仅仅受机会的原因而向后代传递,则群体中等位基因的频率将随机波动增减,这一现象叫遗传漂变。遗传漂变的结果,最终可使某些等位基因在群体中消失,或取代其他等位基因而固定下来[17]。该辅导书对遗传漂变的解释就没有涉及抽样的概念。而另一本群体遗传和进化方面的专著,《群体遗传学、进化与熵》则对遗传漂变所涉及的抽样概念有较为深入的论述[18]。作者袁志发写道:生物的有性繁殖过程,本质上是配偶或配子的抽样过程。因而,有限群体中的基因频率,在传代过程中会受抽样误差影响而发生随机变化,其变化方向是不可预测的,在群体遗传学中称为随机遗传漂变,是一种离散作用(Dispersiveprocess)。研究随机遗传漂变的数学模型是1931年SewallWright提出的Wright模型[19]。因此,遗传漂变也叫莱特效应(Wrighteffect)。这是一个分析有限群体中基因频率随世代随机变化的数学模型,这个模型所描述的随机遗传漂变过程或离散过程可以看作一个抽样过程。可见,抽样误差这个概念引入遗传漂变概念中,是源于其数学模型的描述,因此在保留和使用上要格外注意,以免引起误解。那么,为什么有的教材在定义中提及了抽样的概念,而有些教材却没有涉及呢?这就需要从遗传漂变概念的缘头去探寻。

2遗传漂变研究的由来

基因频率世代间变化的重要因素之一。其他的影响因素还包括突变、选择和迁移等。要厘清遗传漂变概念中出现的抽样误差问题,还需要从最初的数学模型去探寻。描述遗传漂变的数学模型是Wright-Fisher模型[20],在许多教科书中也介绍为Wright模型,这是因为该模型最早由美国学者SewallWright于1931年明确提出[19]。当年3月,Wright在GENETICS杂志上发表了题为“EvolutioninMendelianPopulation(孟德尔群体的进化)”的论文,系统论述了孟德尔群体进化的理论,全面涉及了突变、选择、迁移和遗传漂变等影响基因频率的各种因素及相关数学模型,并单辟一节对遗传漂变进行了详细的论述,是群体遗传学最重要的文献之一。Wright认为,群体的规模对于理解孟德尔系统的进化具有非常重要的作用。在有限规模的群体中,即便在没有选择、突变和迁移的情况下,也并不能绝对保证基因频率在世代间的恒定不变。实际情况是一对等位基因中的任何一个的频率都有可能仅仅由于配子间的随机抽样而占据绝对优势(频率为1,即被固定)。此处的“randomsamplingamongthegametes”就是后来遗传漂变定义中抽样误差的来源。可见,Wright文中的随机抽样指的就是配子间的随机结合现象,随机交配相当于从小群体的所有可能产生的配子种类中随机抽取两种结合成合子并最终发育成后代。由于群体较小,配子间的随机抽样就会存在较大的误差,最终影响到等位基因的频率。既然抽样误差是遗传漂变发生的根本原因,为什么有些教材中的遗传漂变定义却没有涉及呢?这可能是考虑到本科生对抽样误差概念的理解难度,为了避免误解,干脆不提及这个概念。由于遗传漂变的特点主要体现在随机性和波动方向的不确定性,而且遗传漂变在小群体中表现得尤为明显,因此,在介绍遗传漂变时,把小群体和随机性这些特征交代清楚,也基本上讲清楚了遗传漂变就是描述小群体中等位基因频率有时存在较大变化这一现象。由于本科生普通遗传学教材内容丰富,其遗传漂变部分仅是群体遗传学中一个小节下面的部分内容,所占课时非常有限,多数教材因此也未安排遗传漂变的详尽数学模型等内容,而是仅从一般的概念上进行介绍,从这个角度看,也就不难理解为什么教材中遗传漂变概念介绍的比较简单了。早在Wright经典的9年前,Fisher就曾在论文中论及遗传漂变现象,只是当时对这一现象的描述还没有遗传漂变这个称谓[21],这可能就是后人将Wright模型也称为Wright-Fisher模型的原因。

Fisher发表于1922年的论文主要是关于选择对遗传平衡的影响,研究了新出现的突变能否在世代间传递下去的问题,发现一个新的突变能否延续下去,取决于机会而非选择,而且幸存几率非常小。因此,Fisher认为大群体就像是遗传变异的储备库,在这些储备库里,频率很低的、重复出现的突变幸存几率将大大提高。他计算了在一个有限的群体里等位基因被随机消除的可能性(后来称为随机遗传漂变),认为在包含一万个个体的中等规模群体中选择的作用要远远大于随机漂变[21,22]。Fisher对群体遗传学最根本的贡献主要是最先提出群体的进化可以用简单的数学方法来描述,而1922年发表的这篇论文则有力地证明了通过对群体遗传学的数学分析确实可以实现对生物进化的定量研究[21]。与Wright和Fisher同时代的群体遗传学奠基人还有J.B.S.Haldane,他的主要贡献在于自然和人工选择的数学理论[23],但并未涉及遗传漂变的问题。他们3位的工作在20世纪30年代初期共同明确了群体遗传学的研究范围,建立了自然和人为选择的定量分析方法[22]。最初的Wright-Fisher模型论述的是简单条件下的遗传漂变规律,还没有把自然选择、迁移和突变引入其中,后来的许多学者对此相继进行了扩展,其中Kimura的贡献最为突出。Kimura在20世纪40年代后期开始涉足群体遗传学,当时,Fisher和Wright二人正就遗传漂变在自然群体的进化中是否发挥作用进行着激烈的争论。Fisher认为遗传漂变只发挥很小的作用,而且并不重要,而Wright却认为遗传漂变在生物进化过程中发挥着重要的作用,遗传漂变促使某个基因频率发生随机变化,这为自然选择提供了新的着力点[22]。Wright对群体遗传学的特殊贡献正是在于他强调了群体结构的重要性,认为世界上并不存在真正无限大的群体(这类群体中的任何雄性个体都有与群体中的任何雌性个体交配的机会),现实中存在的群体反而常常被分割为许多部分隔离的组织,即同类群(Demes),因此随机事件发挥着重要的作用。相反,Fisher却认为大多数群体已经足够大了,因此遗传漂变的作用将会被选择的作用所掩盖。二人的争论在随后的几十年间一直以Fisher的观点为学术界的主流。直到1968年,Kimura采用扩散近似法对有限群体中的突变基因提出了中性突变-随机漂变假说,也称分子进化中性论[24];该理论认为在大多数情况下,基因频率在一个群体内的变化主要是由遗传漂变引起的,这有力地支持了Wright的观点。Wright生于1889年,卒于1988年3月3日,享年99岁。他终其一生致力于群体遗传学研究、著述颇丰,最早的于1912年,最后一篇则发表于他去世前两个月即1988年1月。在他去世后的很短时间内,即有多篇纪念文章发表,介绍他的生平,总结他的贡献,追忆他的为人为学点滴[25~30],作为一个学者,身后获得如此的怀念,实不多见。

3遗传漂变数学模型简介

在统计学中,总体随机抽样(Randomsampling)的方法可分为返置抽样和不返置抽样两种。前者指每次抽出一个个体后,这个个体应返置回原总体;后者指每次抽出的个体不返置回原总体。对于无限总体,返置与否都可保证各个个体被抽到的机会相等;而对于有限总体,就应该采取返置抽样,否则各个个体被抽到的机会就不相等。很明显,在群体遗传学研究的有限群体里,后代形成过程中类似的随机抽样不可能是返置抽样,因为雌雄配子一旦结合成合子(后代),就没有办法再返置回原群体。因此,对有限群体的不返置抽样的结果就是,各个配子被抽到的机会是不相等的,于是影响到配子所携带的等位基因频率发生随机变化,且变化方向是不可预测的,这就是随机的遗传漂变。戴灼华等主编的《遗传学》教材中介绍了造成遗传漂变的抽样误差与群体大小的关系,通过比较含有50个个体与5000个个体的群体中抽样误差的不同,展示了群体规模越大抽样误差越小的结果,较为直观地说明了遗传漂变对小群体基因频率的影响更为明显这一现象。结果显示,如果假设等位基因A、a的频率分别为p、q,群体的个体数为N;在p、q均为0.5的情况下,随机抽样造成的A基因频率的标准差在50个个体的群体中为0.05,而在5000个个体的群体中仅仅是前者的十分之一,即0.005。Wright运用理想小群体研究随机遗传漂变,是基于抽样过程、利用二项分布实现的,上面的两个公式都是通过二项分布方程推导得出。1955年,Kimura又运用马尔可夫(Markov)过程分析,扩展了Wright-Fisher模型,将突变、选择和迁移引入了理想小群体[32]。分析结果不但能给出各世代基因频率分布,而且能给出各世代基因固定或消失的概率。1968年,Kimura的分子进化中性论的提出就得益于他对遗传漂变的深入研究。中性突变或中性基因中的“中性”一词是指这样的突变或基因对个体的生存和繁殖能力没有影响。Kimura认为,进化不是由选择作用于有利突变而引起的,而是在连续的突变压力之下,由选择中性或非常接近中性突变的随机固定造成的[18,33]。

4国(内)外本科生遗传漂变教学研究现状及相关成果

遗传漂变与突变、选择和迁移一样,是影响群体进化的重要因素之一,它不仅仅出现在小群体中,而是存在于任何有限的群体中,并且始终发挥作用,是遗传学知识体系中的重要一环。因其随机性的特点和数学概率概念较难理解,在本科生遗传学教学中往往成为学习的难点。对此,国内相关研究尚未见报道,国外则多有关注。在此简要介绍近年国外发表的两篇本科遗传漂变教学相关论文,供同行参考。2012年秋,美国蒙大拿州立大学的AndrewsTM等[34]学者发表了他们关于生物学专业本科生对遗传漂变概念存在错误理解的教学研究论文。作者用定性和定量方法研究了学生对遗传漂变定义的掌握情况,发现学生中普遍存在有5大类16种不同的错误理解。这5大类错误理解既包括初学者将遗传漂变与遗传学和进化论相关概念的混淆,也包括具有一定群体遗传学知识的学生将遗传漂变与其他进化机制和群体遗传学相关概念的混淆,最后还包括经过系统学习指导之后仍然会出现的对遗传漂变概念的误解。作者发现学生在学习的各个阶段都存在着对遗传漂变的不同错误理解。在接受调查的学生当中,几乎所有的学生(99%)在接受针对遗传漂变的专门辅导之前都存在着理解错误,即便是接受了明确的辅导之后,仍有高达75%的学生的错误仍然存在。那些已经完成了初级生物学课程,并且继续研修高级生物学课程的生物学专业本科生,对遗传漂变的理解还仍然存在着严重的错误。可见遗传漂变概念确实不容易准确掌握,需要给予更多的关注。这篇论文指出了本科生在学习遗传漂变中普遍存在的问题,对这些问题的关注有助于提高遗传漂变的教学效果。另一篇相关教学研究于2014年春季[35],与上一篇一样都发表在CBE-LifeSciencesEducation杂志上。如果说上一篇论文针对本科生遗传漂变教学提出了存在的问题,那么这篇论文则给出了此类问题的具体解决办法。论文作者分别来自美国华盛顿大学、佐治亚大学、密歇根州立大学、加利福尼亚州州立大学福尔顿分校、威斯康星大学拉克罗斯分校等5所大学和加利福尼亚大学古生物博物馆,上述5所大学的共1723名学生参与了该文的相关研究测试,文章针对4个关键概念和6个错误概念最终列出了22个判断题,用以具体评价本科生对遗传漂变知识的掌握程度。这4个关键概念分别是:(1)随机抽样误差在每个世代都会发生,并导致等位基因频率的随机变化,即遗传漂变;(2)随机抽样误差降低群体内部的遗传变异,增加群体间的遗传变异;(3)随机抽样误差在世代间作用的大小取决于群体的大小,有效群体越小作用越大,而在大群体中一般作用较小或检测不到;(4)在小群体中,遗传漂变能够掩盖自然选择、突变和迁移的作用,因此,本来由于选择的力量应该促使一个等位基因频率增加,却有可能因为遗传漂变而表现出下降。6个错误概念分别是:(1)由于具有随机性,所以遗传漂变是不可预测的;(2)遗传漂变可能是迫于生存的需要,而对自然选择或环境的适应;(3)因为遗传漂变并不会导致定向变化以增加适合度,所以它与进化无关;(4)自然选择永远是进化的最强大机制,也是进化的最主要媒介;(5)遗传漂变是随机突变;(6)遗传漂变是基因流或迁移。具体的22个判断题及其标准答案请读者自己参考该文的附录2和3[35],相信会对遗传漂变教学有所帮助。这些教学研究成果有助于我们在教学中准确把握遗传漂变的概念和学生理解掌握情况,建议相关教师参考提高。

5正确把握遗传漂变概念,提高教学质量

遗传漂变不单因涉及随机概念而容易导致误解,而且正如有文献指出的那样,即便是在专家中间,遗传漂变本来就有着多个显著不同的定义在同时使用[36]。因此,抽样误差并非是定义遗传漂变的唯一方法,抽样误差也不是等位基因随机变化的唯一原因。然而,从表1可见,涉及抽样误差概念的定义在9本中文教材中占据了6本,是相对被广泛采用的形式;从相关研究论文中也能发现,最常用的定义还是抽样误差造成的世代间基因频率的随机变化这个描述[34,36];特别是追溯遗传漂变研究的原始文献,发现这一概念的提出本身就源自对有限群体的研究,后代形成类似于随机抽样的过程在小群体中的抽样误差较大[19]。因此,笔者建议在本科遗传学的教学中仍然采用这个定义,只不过需要对定义中的抽样误差做进一步的解释,以减少误解。正如部分教材中交代的那样,遗传漂变定义中的“抽样”概念应该是指所有参与交配活动的配子间的行为,类似于从整个群体的配子库中随机抽取雌雄配子结合成合子,在有限群体中,不返置抽样会造成各个配子被抽到的机会不相等,因此就会出现较大的抽样误差,这类抽样误差有时会对配子携带的等位基因的遗传率产生决定性的影响。又因为抽样误差方向的不确定性,进而体现在基因频率变化上也表现出方向的不确定性,有时可能被完全淘汰,有时又会在群体中占据主导地位,甚至基因频率为1,即被固定。

生物遗传学知识范文第6篇

渗透生物前沿知识,充实学生的科学知识。

在课堂上,适时介绍一些生物学的新成果、新进展,不仅能够吸引和激发学生学习生物学的热情,而且有助于加强学生对现代生物知识的了解、丰富学生的科技知识。例如,1990年一位患有“先天性重症联合免疫缺陷综合征”的4岁小女孩,在美国接受了世界上第一例临床基因治疗,科学家从其体内取出白细胞转入正常基因,再重新输入体内,经2年的持续治疗,她最终恢复了健康。之后,基因治疗作为一项全新的疾病治疗手段迅速发展,然而,失败也接踵而至。目前,绝大多数基因疗法的效果并不尽如人意,基因治疗无论从技术上还是伦理学上,都面临许多问题和挑战,还有待进一步发展和完善。由此,学生对基因治疗就有更深入、科学的了解。另外,简单介绍“国际人类蛋白质组计划”、“组装细胞”和“干细胞研究”等课题的研究,将进一步加深学生对这门课程的主观认识。

重视生物科学史教育

新版生物课本中增加了许多资料分析、科学前沿、科学家的故事等版块,在这些版块中,不仅记载了一些生物知识的形成过程,而且体现出科学家认真、实事求是、坚持不懈的科学态度和灵活多样的科学方法,是十分宝贵的教育资源,尤其是对学生进行生物科学素养教育的良好素材。例如,孟德尔对生物的遗传现象有浓厚兴趣,他选取豌豆做实验材料进行8年的杂交实验,并应用统计学方法对实验结果进行分析,提出假说并反复论证,最终成功揭示了遗传学的分离定律和自由组合定律。通过这些介绍,教育学生不畏艰难、坚持不懈、反复论证的科学态度。

再如,遗传学奠基人摩尔根用果蝇作实验材料做了大量实验,一次偶然,在众多红眼果蝇中发现一只白眼果蝇,认真、严谨的钻研习惯,使他没有轻易放过这件小事,而是继续研究,最终发现了遗传学的第三定律,并证明基因在染色体上呈线性排列,为现代遗传学奠定了细胞学基础。由此,可让学生学习他们细致观察、大胆假设、严格求证的科学方法。

另外,教材中“DNA是遗传物质的实验”、“酶的发现”、“生长素的发现”等史例,通过对一些经典实验和逻辑分析的再现,还原了这些生物学概念、原理的来龙去脉,从而帮助学生准确、牢固地掌握新知识,并从中学习科学家的创造性思维方式。而1990年正式启动的人类基因组计划由美国、英国、德国、日本、法国和中国共同承担完成,这是科学界合作的典范,科学无国界,将深刻启发学生发扬合作精神,逐步形成科学的世界观。

提高实验动手能力,注重理论联系实际

生物学是一门实验科学,通过实验可以培养学生的动手操作能力及科学探究能力。在教学中,我们要充分发挥实验学科的特点,让学生自己动手操作,或亲自设计实验。不能只让学生机械地按照教师或教材要求一步步操作就草草了事,而应与学生共同分析实验的目的和原理,引导学生自己动手操作,并对实验现象和结果进行分析,提高学生发现问题和分析问题的能力,鼓励他们大胆质疑,并积极创造条件让他们尝试,真正培养学生的科学思维和严谨求实的科学态度。

生物遗传学知识范文第7篇

遗传学是一门重要的专业基础课程,相应的理论性较强,应用范围比较广,因此提高遗传学课堂教学效果具有十分重要的现实意义,不仅能够提高遗传学课堂教学效果,还能够培养学生综合素质。本文将就有效提高遗传学课堂教学效果的策略进行探究,针对目前遗传学课堂教学中存在的问题进行分析,并针对这些问题提出相应的策略,以期能够实现调动学生学习积极性的目的,最终实现教学效果和教学质量齐提高。

关键词

提高;遗传学;教学效果;策略

1提高遗传学教学效果的意义

1.1激发学生学习兴趣,提高注意力激发学生学习的兴趣是促进学生学习的内部动力,教师的教学过程与学生的学习过程是否顺利都取决于学生学习的积极性和兴趣。而“遗传学”作为专业基础课程,在教材中各章节的内容也往往侧重于理论知识的研究,教师在讲授过程中又缺乏相应的教学手段势必会令学生感到乏味、枯燥,进而产生厌学情绪。因此提高遗传学课堂教学效果,在课堂之中结合遗传学历史故事,将这些抽象的理论以故事的形式呈现,能够激发学生的学习兴趣,进而提高他们在课堂之中的注意力,而且也活跃了课堂气氛。其次在进行遗传学教学时可以联系学生的实际,利用贴近他们生活的例子去激发学习热情,如讲孟德尔遗传时就可以使用故事的方式介绍其生平及历史背景,激发学生学习兴趣的同时,还能够激发他们的学习热情,为进一步的学习打下坚实的基础。

1.2激发学生主动观察,培养发现问题能力同样的问题对于不同人而言也具有不同的表征,因为人与人之间存在着差异,而遗传学的教材内容往往是注重提出问题,然后阐述问题,进而使学生得出结论,这种教学内容在一定程度上也阻碍了学生的观察能力。而提高遗传学教学效果能够激发学生进行主动观察,对遗传学中的现象和规律进行充分挖掘,为教师正确引导学生完成主动观察、主动寻找问题奠定坚实的基础,学生通过观察问题也提高了他们的主动性和积极性,进而能够培养学生发现问题的能力和专业素质。如讲解常染色体隐性遗传病时,利用多媒体课件播放案例,病例全身皮肤粉白色,毛发白色,瞳孔红色,虹膜呈透明色,对光敏感,进而引发学生主动观察病例,并能够通过观察发现问题,再结合教师的讲解掌握染色体缺失类型、形成等,最终实现调动课堂气氛的目的,使学生由被动学习向主动参与和探索转变,进而产生满足对知识求知欲。

1.3调动学生自主思考,培养创造性思维力创造性思维在一定程度上体现了学生对于知识的理解程度,同时还将对学生今后的学习起到非常重要的促进作用。提高遗传学课堂教学效果能够调动学生自主思考,在既有知识概念的基础上,进行创造性思考,形成自己独有的意识形态,这对于学生的发展至关重要。如介绍“海豹肢婴儿事件”时,传统的课堂教学中只是将其作为表型模写现象的案例进行介绍,这样给学生留下的印象既不深刻也不形象。如果利用多媒体技术就可以很好地完成教学目标,配以当时的图片、新闻报道等,不仅能够给学生以最直观的感官刺激,还能够加深印象,使他们明确知识不仅仅是课本上死记硬背的内容,也可以是活生生的知识,进而能够自主思考问题,提升他们的创造性思维力,进而提高教学质量和效果。

1.4调动学生积极分析,培养解决问题能力当学生已经初步具备了思考问题、分析问题的能力后,教师就能在课堂教学之中调动学生进行积极分析,从而由原问题引申出新问题,并针对这些新问题进行思考,这样才能更进一步的发展学生的问题意识,进而培养学生解决问题的能力。如在讲授自由组合定律时,就可以让学生通过分析孟德尔人工培植豌豆的数据进行分析其中所蕴含的规律,从而锻炼学生思维能力,进而加深对遗传三大定律的理解与应用。有时在一些遗传学实验中所需要的时间很长,往往需要2—3周的时间进行一个实验,这时就可以将一些出现的实验现象留给学生进行分析,以培养他们处理问题的方法,从而启发他们寻找到真正解决问题的方法。

1.5调动学生动手能力,培养管理组织能力动手能力是考量学生专业素质所必不可少的组成部分,而提高遗传学课堂教学效果可以调动学生积极动手,进而培养他们管理组织能力,能够更好地为今后的学习而服务。在学习遗传学知识时,教师可以讲述一些遗传学故事,从而使学生明确在遗传学的学习过程中动手操作的重要性,而且也培养了他们管理组织的能力。如摩尔根的成就就完全可以借助于故事来完成,不仅激发了他们的动手欲望,也提升了他们的遗传学素养,而这些单单依靠课本是无法解决的。这样的学习过程不仅体现了学生的主体作用,而且也培养了他们各方面的能力。

2目前遗传学课堂教学中存在的问题

2.1教学中重理论轻实验目前在遗传学课堂教学之中虽然实验课也占了一定的比重,但是这种缺乏真正意义的实验,普遍引不起学生的注意。这主要体现在实验时反映出很多学生不预习,当老师进行提问时回答较少,再加上部分学生动手能力差,往往要依赖于教师的指导,完全是应付了事,没有达到实验课所应有的教学效果。有部分学校缺乏相应的实验设备,按照仪器配备将学生进行分组,往往使得部分学生不愿意动手,成为实验课的旁观者,最终无法达到良好的实验教学效果。

2.2教学时间安排不合理由于遗传学课程自身的原因,理论课和实验课往往要在一周之内完成,这造成了在理论课之后,教师忙于准备实验课所需材料,学生在实验课也只是到时参加被动完成实验的现象。这样的教学时间安排在一定程度上使学生丧失了参与的积极性,而且这种忙于教学、忙于实验的教学安排,也无法让学生有足够思考的时间,进而不能达到良好的教学效果。

2.3教学内容安排不科学从教学内容上看,在遗传学课程中验证性的知识较多,已经告知了“结果”,让学生进行学习,这种教学内容的安排无法调动学生学习的积极性,也难以提升学生的知识面,也降低了他们的学习兴趣。这种教学内容的安排在当今的教育格局下,显得有些老套,更与创新性、应用性的教育理念相违背,无法持续吸引学生的注意力。

2.4部分教师整体素质不高教师是课程的辅助者和引导者,因此教师的作用至关重要,而一节课教学效果的好坏在很大程度上也受到教师的影响。但是目前部分遗传学教师整体素质不高,在进行授课时也无法引导学生进行正常的思考,更别提帮助学生提高相应的解决问题的能力。再加上部分教师对自身素质要求不高,往往满足现状,不愿意深入思考、学习,挖掘教材背后的内容,以至于在讲课时往往无法突破重、难点,完成不了课堂的教学目标。

3有效提高遗传学课堂教学效果的策略

3.1增加遗传学实验课的比例有效提高遗传学课堂教学效果就必须增加遗传学实验课的比例,从根本上扭转师生对于实验课不重视的问题,而实践也证明重视遗传学实验课的学习可以产生一定的作用,这样让学生既能够掌握遗传学基础知识,又能让学生增强动手能力,从而实现理论课与实验课并重的局面。如在“染色体畸变的遗传分析”一课中,主要内容有染色体结构改变和染色体数目改变,因此可以以唾腺染色体作为遗传分析的材料,通过让学生在实验中观察果蝇三龄幼虫的唾腺细胞,以最直观的实例给学生以深刻印象。在实验之后可以给学生介绍Bridges在20世纪30年表的世界上第一张多线染色体细胞学图谱知识,这样通过教学结合实验的方式能够让学生在理解理论知识的基础上更加直观地感受到遗传学的魅力,为今后的进一步学习打下坚实的基础。

3.2优化遗传学教学体系传统遗传学课堂教学之中往往注重学生学习成绩,相应的教学模式也是采用能够提升成绩的讲授法,这种教学方法不可能收到很好地教学效果,因此就必须优化遗传学教学体系,调整日常遗传学教学内容,减少一些重复性的实验和课程,增加一些应用性和综合性的实验和课程,这样才能充分调动学生学习的积极性,使遗传学课程能够为学生完善知识架构奠定基础,同时也使其成为积极思考、创新探索的场所。如在“基因突变与DNA损伤修复”一课中,若要进行详细讲解所花费的时间势必很长,对于学生基础知识有一定的要求,而有部分学生基础较差,无法很好地完成后续的学习;若要概略进行讲授,本课的内容又贯穿于整个遗传学课程之中,势必无法达到良好的教学效果。因此就要求教师优化教学体系,以最佳的顺序安排教学内容,使其能够成为学生构建知识架构的助力。

3.3精选教学内容重构课程体系传统教学之中对于学生的要求已经远远不能满足当今社会发展的需求,因此在遗传学课堂之中教师要以教学目标为目标,精选教学内容重构课程体系,使之能够更加科学、合理和优化。先学基础理论知识,再学应用实践知识是传统教学中最常用的教学方式,而有效教学是学生学习的核心,同时也是落实学生对知识的掌握和素质的内化,遗传学本身课程内容比较复杂,不能要求学生自身的认知结构与其相吻合,因此要精选教学内容,突破线性知识结构,重构课程体系,有效地发挥学生的主观能动性,进而实现增强教学效果的目的。如“发育的遗传分析”一课中,主要研究基因对胚胎发育的作用,即包括胚胎和后续发育过程,因此可以从不同层次上阐明生物发育的遗传基础,实现遗传与发育在细胞水平上的统一。

3.4提升遗传学授课教师的整体素质教师整体素质的提升已经成为教师专业成长过程中的关键因素,传统的教学理念束缚了教师的专业发展,并在一定程度上阻碍了学生的发展。因此在遗传学课堂教学教师要转变教育思想,树立先进的、科学的、合理的教育观念,进而将其转变为培养学生创造性解决问题的能力,最终使学生能够受益。教师还要提升自身的教育能力和教学技能,保持学生的学习积极性,从而最大限度激发学习兴趣。如“遗传学的诞生”一课中,教师要先在备课环节之中对遗传学诞生的过程有充分的了解,这样在授课时才能更充分地将知识授予学生,使学生通过学习了解遗传学发展的概况。

4结语

总之,有效提高教学效果是一个创造性的过程,而有效提高遗传学课堂教学效果对教师有着严格要求,要始终以学生为中心,激发他们的学习兴趣,调动积极性,这样才能提升教学效果。

参考文献

[1]霍春月,鄢雯,,吴常伟.案例教学法在医学遗传学教学中的实施与体会[J].检验医学教育,2012(1).

[2]戴晓雪.关于医学遗传学教学改革的几点思考[J].四川省卫生管理干部学院学报,2013(4).

[3]张金波,张淑红,刘爽,朱金玲,张玉萍.构建以问题为基础的新型医学遗传学课堂教学模式[J].现代生物医学进展,2014(17).

生物遗传学知识范文第8篇

关键词:实验准备;细胞生物学;遗传学;教学改革

一、引言

细胞生物学和遗传学是现代生命科学的前沿学科,也是医学院校重要的专业基础课程。细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,而遗传学则从细胞分子水平揭示遗传与变异的本质,两者都是实践性很强的学科,其实验技术的掌握是医学生必备的基本技能。生物技术学院根据实际情况,开设了医学细胞生物学和遗传学实验两部分内容。笔者就“十三五”期间我院紧紧围绕培养高素质应用型生物技术骨干人才的培养目标定位,以社会需求为导向,以素质教育为基础,以能力培养为核心,深化教育教学改革,创新人才培养模式,认真分析了细胞生物学与遗传学实验教学的现状和特点,从实验准备视角提出几点体会,对原有的实验教学体系进行改进,做出有益的探索和尝试,以期培养出高素质专业型医学人才。

二、从实验准备视角提出实验教学改革措施

(一)开展开放式实验准备教学中山大学部级生物实验教学示范中心提出“细胞生物学与遗传学实验”创建的“开放式、研究性”实验教学理念与模式,对本科生能力的培养具有重要的作用[1]。笔者就开展开放式实验准备教学进行探索。实验员的人力和能力资源增长幅度相对较小,这就造成实验准备工作量大和实验员资源不足之间的矛盾[2]。开放实验准备环节既解决了实验室人力资源不足的问题,培养学生的实验素质,又与学生教学相长,提高实验室的使用效率和实验员业务水平。随着学校招生规模的扩大,在校高职生、本科生、研究生、留学生的数量增幅很大,受实验教学学时限制,实验前的准备工作,如实验材料的准备、玻璃器皿的清洗、试剂的配制、预实验等都是由实验员来做,学生实际做的只是实验内容的一部分。学生上课只需要简单的操作和观察,看到的仅仅是实验结果,难以学到完整的“实验”,无法对实验结果的成败原因进行分析讨论,更无法对整个实验过程和内容做出全面掌握。在实验员的监督指导下开放实验准备教学,让学生参与实验准备内容,很有必要。医学细胞生物学的大部分实验需要在显微镜下观察细胞的形态、结构,并配制好各种试剂,如擦镜液、固定液、秋水仙素溶液、环磷酰胺溶液等。这些试剂对人体有一定的毒害,在此过程中可教给学生如何做好防护措施;染液如吉姆萨染液、甲基绿-派洛宁混合染液、改良苯酚品红染液等的配制质量,直接关系到细胞染色的效果。学生可在参与实验准备过程中,不断摸索最佳配制条件和环境。而且,细胞生物学会用到各种实验动物操作技术,如鸡的静脉采血、兔子的心脏取血、小白鼠的注射等,学生通过自己动手能掌握这些操作技巧。遗传学实验如人类染色体制备实验,学生参与正式实验前期的采血、细胞无菌培养及终止培养前的秋水仙素处理,能形成较强的无菌观念和高精确度配制试剂浓度的科学态度;人类染色体的制备、DNA指纹的遗传分析和生物性别决定的遗传分析等实验,从前期的试剂配制、材料培养及预处理等准备工作大约需要一周时间,让学生全程参与可以学到完整的“实验”;果蝇的保种和传代需要长年累月的坚持,开展开放式实验准备教学,让学生自主、有组织、有步骤地参与配制培养基、恒温培养、传代等过程,更多地了解果蝇的生活习性和生长特性,从而对其杂交实验起到很好的铺垫作用,也有助于培养学生吃苦耐劳的素质、一丝不苟的认真态度和敬业精神。严格要求学生做好实验准备工作,能强化其专业技能,保证实验的成功率。本着自愿原则组织学生参与实验准备,比以往只按照实验教材进行部分实验操作,更有助于促进师生的沟通与交流,提高学生实验的积极性和主动性,提高实验教学质量和水平。通过改革,学生的创新能力和竞争力有所提高,为毕业后从事教育教学及科研工作奠定坚实基础。

(二)优化《医学细胞生物学和遗传学》实验课内容细胞生物学、细胞遗传学与细胞工程实验有交叉和重复,对实验课内容进行重组和优化,删除或更新过时的项目,合并简单且步骤相似的验证性实验内容。例如,《医学细胞生物学》删除了“细胞的原代培养”、“传代细胞的培养和观察”,增加了设计性实验“细胞凋亡的诱导及形态学检测”、“应用细胞融合技术制备染色体提前凝集标本”,从验证性向探索性发展,激发学生的研究兴趣和主动性,提升学生的创新思维和分析解决问题的能力。近年来,我校《遗传学》改革向着综合性大实验和学生独立操作的方向推进。综合设计性实验如果蝇杂交试验,在教师的指导下根据学生设计的实验方案,以小组为单位,以果蝇作为模式生物,结合大学生创新实验进行。实验结果要求按照生物技术本科毕业论文的格式撰写;增加综合性实验“微核制片技术及其应用”、“DNA指纹的遗传分析”,在“植物细胞有丝分裂及染色体行为的观察”实验的基础上开设“植物多倍体的诱发和鉴定”这一综合性实验,把学生分成若干实验小组,提前10天将实验材料发给各小组进行诱发实验,由学生自行准备,设置变量,实验课上进行制片、观察、分析。学生能够学到经典杂交、细胞遗传学和分子遗传学三个层次的基本操作,将综合性、设计性的理念贯穿到试验的各个环节,独立安排实验进程,配置试剂溶液,操作实验过程。教师和实验员只负责答疑和对实验结果的把关,有效地培养学生的科研素质和实践创新能力。

(三)加强实验技术人员队伍综合素质建设过去,实验技术人员从事的是简单地进行管理以及学生实验前简单的体力劳动和重复准备工作,是培养学生实验素质的“局外人”。随着高校教育改革的不断深入,教师、学生科研能力的不断提高及实验室不断向学生开放等,对实验技术人员的综合素质提出更高的要求。

1.提升实验技术人员的业务素质。近年来,随着人们对科研的重视,高校对实验技术人员的学历和科研水平要求越来越高,为此,学校应组织实验技术人员外出参加学术会议,到国内外一流实验室进修学习,加强与国内外相关院校的学术交流,不断更新知识,提高实验准备和管理能力。我校出台政策鼓励年轻教师在职攻读学位,逐步提高实验教师队伍学历水平,支持申报科研课题和教改课题,给予实验技术人员参与实验课教学的机会,这既稳定了实验技术人员队伍,提高实验技术人员的积极性,又能提高实验教学质量。

2.提高实验技术人员的实验室管理水平。实验室管理要以“规范管理”为日常工作的具体思路,坚持制度建设与管理建设的统一,包括实验仪器、低值易耗物品、试剂的请购、管理和使用,教室的统筹和分配等。如在实验前后要求每组学生对所用实验用品进行核对、洗涤、清点,并按要求将实验用品放置于指定位置,避免学生乱拿乱放,大大提高实验效率。我院细胞生物与遗传学实验室包括常规教学实验室和开放实验室,并根据专业特色配置了一间显微互动室以及组培室、细胞培养室,让学生在完成常规细胞生物与遗传学实验的基础上,尝试把教师科研项目的部分内容转化为实验内容,通过项目参与式教学的实施,增强学生独立科研的能力。大学生创新实验项目是培养学生职业技能、团队合作精神和创新思维能力的有效途径[3]。我校近年来开展的大学生创新实验项目成为教学与科研紧密结合、提高学生科研能力的另一重要途径。实践表明,对实验室功能的优化管理,能最大限度地实现资源共享,提高仪器设备的使用率,充分地发挥实验室教学资源的整体效益。提高实验技术人员的实验室管理水平,能优化实验资源管理,保证试验的有效开展。

3.加强实验技术人员的责任心,提高实验准备质量。实验技术人员在每学期开学前要根据授课计划、实验内容、学生人数,提前做好低值易购物品和实验器材的请购、显微镜使用计划和实验动物使用计划,学期开学须对仪器设备进行检查、维护,如有问题及时报修。每次学生实验前一周做好预实验记录,与授课教师一起,提前找出和解决学生实验可能出现的问题。实验结束后,与其他教师讨论实验成败的原因,分析实验准备是否需要改进等,如“微核制片技术及其应用”、“DNA指纹的遗传分析”这些综合性实验往往得不到预想的结果,需要实验结束后与学生分析实验结果,找出成败的关键。实验准备的质量决定学生实验的效果。例如,遗传学实验核型分析依赖染色体标本的制备,而染色标本的制备受以下因素影响:标本的新鲜与否、1640培养基配方、培养温度与培养时间、秋水仙素浓度与作用时间、离心的速度与时间、低渗的时间、预固定液用量、固定时间与次数、各吹打操作的手法与力度、滴片时玻片遇冷的程度与滴片的高度、拷片的温度与时间、片龄、显带时胰酶的终浓度与显带的时间、Giemsa染液的质量等,这无一不影响着染色体的制备[4]。医学细胞生物学与遗传学实验准备是一项烦琐、综合性工作,需要实验技术人员具有很强的责任心和较高的综合素质,这样才能有效提高实验课教学效果。

三、小结与展望

经过对医学细胞生物与遗传学实验教学的改革探索,学生实验的自觉性和积极性明显提高,参与意识及团队合作精神增强,实验热情越来越高,实验结果越来越理想。2018年,我院的“医药生物技术实验教学中心”被认定为广西第三批自治区级实验教学示范建设中心。今后,中心要以此为契机,加大细胞生物学与遗传学实验教学改革探索和实践步伐,加大实验室建设力度,加强实验教学队伍建设和实验室管理,不断提高实验教学质量,培养出适应社会飞速发展的创新型、应用型、复合型人才。

参考文献:

[1]王金发,王宏斌,刘兵,等.创新“细胞生物学与遗传学实验”精品课程建设提升生物学实验教学示范中心的示范作用[J].实验技术与管理,2013,30(6):1-5.

[2]张光霞,李雪.实验员利用实验准备培养学生素质的实践探讨[J].廊坊师范学院学报,2013,13(1):126-128.

[3]刘高峰,胡小梅,黄银久,等.医学院校生物科学专业学生职业技能培养的实践与探索[J].齐齐哈尔医学院学报,2017,38(8):960-961.