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果蝇遗传研究论文

2023-03-09 05:45 来源:学术参考网 作者:未知

果蝇遗传研究论文

黑腹果蝇在1830年首次被描述。而它第一次被用作试验研究对象则要到 1901年,由动物学家和遗传学家威廉·恩斯特·卡斯特 (William Ernest Castle) 通过对果蝇的种系研究,设法了解多代近亲繁殖的结果和取自其中某一代进行杂交所出现的现象。1910年,汤玛斯·亨特·摩尔根 (Thomas Hunt Morgan) 开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究。之后,很多遗传学家就开始用果蝇作研究材料,并且取得了很多遗传学方面的知识,包括这种蝇类基因组里的基因在染色体上的分布等。黑腹果蝇只有四对染色体。它们包括一对性染色体, 通常被记作第一对染色体或者是X-和Y-染色体,和三对常染色体。 后者被记作第二,第三和第四对染色体。第四对染色体很小,所含的基因也很少。果蝇非常合适用于研究,在一个瓶子里就可以培育大量的果蝇,繁殖速度快。马田·布克斯在他2002年出版的书 <<果蝇 (Drosophila)>> 里这样写道: 用半瓶牛奶和一只开始腐烂的香蕉就够了,14天就可以得到200只果蝇”。科学家用果蝇进行了无数次杂交, 其中包括确定了基因里面的基因连锁群,它们位于同一基因上面, 科学家也因此发现了联会现象。科学家还对某些变异进行了描述和研究。 例如眼睛颜色有红变异为白色, 或者是微型翅膀, 这种果蝇丧失了飞行能力。赫尔曼·穆勒是第一位发现伦琴射线对遗传物质具有诱变作用的遗传学家。从此射线就被大量使用,以诱发果蝇发生变异。在2000年对其13600 基因测序完成。大部分基因与人类的基因有着惊人的相似。研究还在果蝇的遗传物质里找到了人类的致癌基因或者潜在的,在变异情况下参与癌症发生的致癌基因 (Oncogene,一译癌基因)。在发育生物学研究方面, 人类也从果蝇身上获得了很多知识。早在1900年哈佛大学的教授威廉·卡斯特就首次将果蝇用作胚胎研究的对象。从此以后, 果蝇就在这一领域被广泛采用。20世纪70年代德国科学家克里斯蒂安娜·女斯莱.佛哈德 (Christiane Nüsslein-Volhard) 开始研究果蝇的发育基因。她从中得知,卵细胞中的四个基因决定了或是监控了受精卵的发育(参见Hox基因)。1980年她发表了论文“影响黑腹果蝇体节数目和极性的变异”,她也因此和美国的 Edward B. Lewis,Eric F. Wieschaus 共享了1995年的诺贝尔生理学或医学奖。

果蝇----相关文献

  果蝇生活史果蝇科(Drosophilidae)果蝇属(Drosophila)昆虫。约1,000种。广泛用作遗传和演化的室内外研究材料,尤其是黄果蝇(D. melanogaster)易於培育。其生活史短,在室温下不到两周。   关於果蝇的遗传资料收集得比任何动物都多。用果蝇的染色体,尤其是成熟幼虫唾腺中最大的染色体,研究遗传特性和基因作用的基础。对果蝇在自然界的生物学了解得还不够。有些种生活以腐烂水果上。有些种则在真菌或肉质的花中生活。 [编辑本段]外观特征   黄果蝇(Drosophila melanogaster)体型较小,身长3~4mm。近似种鉴定困难,主要特征是具有硕大的红色复眼。   雌性体长2.5毫米, 雄性较之还要小。雄性有深色后肢,可以此来与雌性作区别。 [编辑本段]分布范围  果蝇类昆虫与人类一样分布于全世界,并且在人类的居室内过冬。由於体型小,很容易穿过砂窗,因此居家环境内也很常见。 [编辑本段]生活环境  有些种生活以腐烂水果上。有些种则在真菌或肉质的花中生活。   在垃圾筒边或久置的水果上,只要发现许多红眼的小蝇,即是果蝇;果蝇类幼虫习惯孳生於垃圾堆或腐果上。 [编辑本段]黑腹果蝇   黑腹果蝇在1830年首次被描述。而它第一次被用作试验研究对象则要到1901年,试验者是动物学家和遗传学家威廉·恩斯特·卡斯特。他通过对果蝇的种系研究,设法了解多代近亲繁殖的结果和取自其中某一代进行杂交所出现的现象。1910年,汤玛斯·亨特·摩尔根开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究。之后,很多遗传学家就开始用果蝇作研究,并且取得了很多遗传学方面的知识,包括这种蝇类基因组里的基因在染色体上的分布。   雌蝇可以一次产下400个0.5毫米大小的卵,它们有绒毛膜和一层卵黄膜包被。其发育速度受环境温度影响。在25℃环境下,22小时后幼虫就会破壳而出, 并且立刻觅食。因为母体会将它们放在腐烂的水果上或其他发酵的有机物上,所以它们的首要食物来源是使水果腐烂的微生物,如酵母和细菌,其次是含糖的水果。幼虫24小时后就会第一次蜕皮,并且不断生长,以到达第二幼体发育期。经过三个幼虫发育阶段和四天的蛹期,在25℃下过一天,就会发育为成虫。 [编辑本段]科学研究转基因果蝇  转基因果蝇出世:可用激光照射遥控   遥控不再是电子产品的专利,科学家新培育出一种转基因果蝇,可以用激光照射来遥控它们的行为,让懒散的果蝇活动起来,开始爬行、跳跃或飞走。    有关论文发表在最新一期的《细胞》杂志上。虽然遥控这种果蝇还不能像开遥控汽车那样方便,但有关方法对研究动物的神经和行为有着重要意义。   以前,科学家在研究动物行为的神经基础时,一般用电极刺激神经等方法。但这些方法是侵入性的,可能妨碍动物的行动甚至使其瘫痪,而且电极也不可能接触到整个神经系统里的每个神经元。   美国耶鲁大学医学院的神经生物学家将一个来自大鼠的基因植入果蝇体内,这个基因编码一种离子通道蛋白质。在环境中存在生物能量分子ATP的情况下,该离子通道允许带电粒子通过细胞膜,从而传递电脉冲。    果蝇染色体随后,研究者给果蝇注射因为被另一种分子包裹而处于不活动状态的ATP分子。用紫外线激光照射果蝇,能使ATP分子从束缚中解放出来,启动离子通道,使果蝇的神经受到电信号刺激。   实验显示,如果该离子通道蛋白质在控制果蝇爬行的多巴胺能神经元中表达,本来懒散的果蝇在激光照射下会变得过度活跃。如果离子通道表达在控制果蝇逃跑反应的大神经中,则激光可使果蝇跳来跳去、抖动翅膀并飞走。   研究者说,这一技术可用于研究生物的许多其他行为,例如求偶、交配和进食等   果蝇分为白眼和红眼,白眼属于基因突变的结果,是位于X染色体的隐性遗传,因为它只有4对染色体,便于实验观察,常用于研究伴性遗传。美国生物学家摩尔根曾利用这一性状研究基因的连锁与互换定律。   但需注意,果蝇能回交,其生长周期短,但是摩尔根做过回交实验。 果蝇与摩尔根  ——遗传定律的春天   [1] 摩尔根在遗传学实验中主要是以果蝇为实验材料,他的重要发现都是从果蝇身上取得的。有人说:上帝为了摩尔根才创造了果蝇。   可爱的小果蝇   果蝇是小型蝇类动物,体长只有几个毫米。,上于它喜欢在腐烂水果上飞舞,所以人称果蝇。实际上它喜欢的是腐烂水果发酵产生出的酒,所以酒发酵池前也会招引来很多果蝇,古希腊人称果蝇为“嗜酒者”。   作为实验动物,果蝇有很多优点。首先是饲养容易,用一只牛奶瓶,放一些捣烂的香蕉,就可以饲养数百甚至上千只果蝇。第二是繁殖快,在25℃左右温度下十几天就繁殖一代,一只雌果蝇一代能繁殖数百只。孟德尔以豌豆为实验材料,一年才种植一代。摩尔根最初以小鼠和鸽子为实验动物研究遗传学,效果也不理想。后来经人介绍,摩尔根于1908年开始饲养果蝇。果蝇只有四对染色体,数量少而且形状有明显差别;果蝇性状变异很多,比如眼睛的颜色、翅膀的形状等性状都有多种变异,这些特点对遗传学研究也有很大好处。对于这些有利的特点,摩尔根也不是一下子都认识清楚了的,而是后来在研究工作中逐渐体会到的。   由于摩尔根的实验室中饲养了很多果蝇,研究人员整天在侍候果蝇、观察研究果蝇,所以人称他领导的实验窒为“蝇室”。在摩尔根的领导之下,这个“蝇室”成了全世界的遗传学研究中心。他们的研究成果为全世界遗传学界所注目,他们写出的论文和著作是全世界遗传学家的必读书和重要参考文献。这个“蝇室”还培养出了许多著名遗传学家。   以前苏联的李森科为代表的一些人,曾大肆攻击摩尔根学派以果蝇为主要研究对象是毫无实际意义,是不关心国计民生。事实已经证明这种攻击是站不住脚的。从果蝇身上发现的遗传规律,对其它动植物、对人类也同样适用。理论上有了重要发展,在实践上也必将有重要意义。    发现伴性遗传   摩尔根的实验室起初是用果蝇研究后天获得性状能否遗传的问题。他把果蝇在黑暗环境中连续培养很多代,按照拉马克的用进废退、后天获得性状可以遗传的理论,其视力应该逐渐退化。但是结果不是这样,摩尔根认为这个实验白费功夫了。   摩尔根用果蝇做出了重要的遗传学发现,是从一只白眼果蝇开始的,他由这只白眼果蝇发现了伴性遗传。野生的果蝇眼睛都是红色,但是在1910年时摩尔根发现了一只白眼雄果蝇。按照基因学说,这是发生了基因突变。用这只白眼雄蝇与普通的红眼雌蝇交配,子一代的果蝇都是红眼。按孟德尔学说解释,红眼是显性性状,白眼是隐性性状。子一代的果蝇交配产生出了子二代,结果雌果蝇全是红眼,雄果蝇一半是红眼、一半是白眼。如果不论雌雄,红眼果蝇与白眼果蝇的比例是3:1,符合孟德尔定律。可是为什么白眼都出现在雄果蝇身上呢?   摩尔根也做了回交试验,让子一代的红眼雌蝇与最初发现的那只白眼雄蝇交配,结果生出的果蝇无论雌雄都是红眼白眼各占一半,这也符合孟德尔定律。   摩尔根根据这些实验结果进行了深入思考,他提出了一种假设:决定果蝇眼睛颜色的基因存在于性染色体中的X染色体上雄果蝇的一对性染色体由X染色体和Y染色体组成,Y染色体很小,其上基因很少,所以只要其x染色体上有白眼基因,白眼性状就表现出来。雌果蝇的性染色体是一对x染色体,因为白眼是隐性性状,只有其一对X染色体上都有白眼基因才会表现为白眼性状。根据这种假设,就可以圆满解释上述实验结果。   白眼基因存在于性染色体上,它的遗传规律与性别有关,这就叫:“伴性遗传”。   人色盲的遗传、血友病的遗传,也是伴性遗传。色盲患者多是男性,女性很少,男性色盲患者的子女一般不色盲,可是其外孙中又出现色盲。对这种现象人们过去一直迷惑不解,伴性遗传概念的提出使人明白了其中的奥妙。    发现连锁与交换定律   各种生物染色体的数量是不多的,例如果蝇是4对染色体,豌豆是7对,玉米是10对,人也只有23对。但是,每种生物基因的数量要比其染色体数量多得多。既然基因是存在于染色体上,那么每条染色体上肯定不只有一个基因,而是有许多个。好多人都从理论上做出了这种推测,但是拿不出实验证据,他们根本无法确定某种生物的哪个基因是存在于它的哪一条染色体上。自然科学讲究实证,没有证据时理论是不能得到承认的,至多算是一种合理的假设。   第一个拿出这种证据的是摩尔根,证据来自对果蝇的研究。   在证明白眼突变基因是存在于果蝇的x染色体上之后,摩尔根又发现了残翅突变、朱色眼突变、黄身突变等也是伴性遗传,表明它们的基因也是存在于x染色体上。   孟德尔定律说,在形成配子时成对的基因互相分离,自由组合。根据细胞学研究结果,形成配子时是成对的染色体互相分离,自由组合,所以,只有不在同;条染色体上的基因才可以自由组合,而位于同一染色体上的基因则会连在一起遗传,这就是基因连锁。这种认识也是先从理论上推测出来,然后实验证实。   通过适当地选择交配对象,摩尔根得到了同时具有两种伴性遗传突变的果蝇,如白眼黄身果蝇。他让这种果蝇与普通的野生果蝇或具有不同伴性遗传突变的果蝇交配,果然发现了基因连锁。例如白眼黄身果蝇与野生的红眼灰身果蝇交配,后代中白眼黄身者或红眼灰身者占99%,而没有表现为连锁遗传的即白身灰身者或红眼黄身者,只占1%。   然而连锁并不是百分之百,而且不同基因之间的连锁程度有高有低。摩尔根因此提出,不同染色体之间在形成配子时会发生基因交换,这是由于染色体之间可能发生物质交换而引起的。   摩尔根又进一步想到,同一条染色体上的两个基因,相距越远则发生交换的可能性越大,因此,根据交换率的高低可以判断出基因之间的相对位置。综合大量实验结果、摩尔根绘出了果蝇4对染色体的基因图:把每条染色体上的所有基因排成一条直线,交换率越小的摆的位置愈近。在根本无法直接看到基因的情况下,摩尔根竞然绘出了这样的基因图,人们不得不佩服他的实验工作和逻辑推理都非常严密。    果蝇让位于微生物   摩尔根用果蝇做的遗传学研究,证据确凿地表明基因存在于染色体上,发现了伴性遗传和连锁与交换规律,而且他们对果蝇遗传所做的精细分析还导致这样估计:基因的大小可能类似于最大的有机分子。但是,基因是什么?基因是通过什么方式控制性状呢?直到20世纪30年代仍然一无所知。孟德尔-摩尔根学派遗传学实质上是形式遗传学。虽然基因有物质基础,但是摩尔根用果蝇做的遗传学研究并非是从对基因物质本身的认识出发的,各种结论都是依据实验结果分析推理出来的。   摩尔根想把他的遗传学研究推进到一个新层次,想研究基因是怎样发挥控制性状功能的。   20世纪初时曾有一位英国医生发现黑尿病是遗传性疾病,而且发现黑尿病的病因是患者体内缺少尿黑酸氧化酶,因而不能使尿黑酸分解。他因此提出,基因能控制酶的形成,进而影响代谢过程。   摩尔根的实验室早在30年代用果蝇继续做这方面的研究。他们的实验结果表明,决定果蝇眼睛颜色的物质有一个转化过程,而且他们可以分析出来,哪一种眼色突变是缺少哪一步反应所需要的酶。可是他们无法把有关的各种物质检验和分离出来,实验无法深入。   在生物科学发展迅速的今天,虽然对于生物的研究领域及研究生物逐步多元化,但果蝇作为经典模式生物,在生物学领域的研究和发展有着极其重要的地位。果蝇作为一种模式生物,依旧具有很大的研究潜力。

遗传学教学的几点体会论文

遗传学教学的几点体会论文

在学习、工作生活中,大家都接触过论文吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。那么你有了解过论文吗?下面是我为大家整理的遗传学教学的几点体会论文,希望对大家有所帮助。

生命科学中的遗传学,是与现代生物科学中多门课程有关联的专业基础课,同时又是一门方法技术精密的实验性课程,涉及生物学、微生物学等问题,同时又有细胞学、生物化学、发育学、生物统计学等问题,显微技术也是遗传学实验课教学的必需内容之一。在目前的新兴专业,例如生物技术、生物科学中,主要面临着教学任务重、课时少的问题。随着高校教育教学改革的进一步深入和素质教育的推进,课堂理论教学学时数正在不断压缩,已由最初的120学时减少到目前的54学时,甚至是48学时。所以学生普遍感觉到遗传学课程的教学内容多、时间紧、跨度大、难度大,是较难掌握的一门课程。如何提高其教学效果,值得探讨。

一、要讲好绪论课

绪论是第一节课,是教师与学生的第一次接触,教师的水平、性格、态度、语言、情感、衣着等都会给学生留下深刻的印象,这将有助于建立良好的师生关系,取得良好的教学效果。在绪论课上,可精选一些典型的遗传学学史事例,以及一些对遗传学的建立与发展作出过重要贡献的历史人物事迹,同时结合遗传学在当前医学、生物技术等领域的应用中所起的作用,展示其重要性,让学生在了解遗传学的建立与发展过程的同时,培养其学习兴趣。

二、采用多媒体教学,展示更多的研究信息

照片、视听媒体具有形象、动态、生动、直观的优势,学生对它有新鲜感。就心理而言,新鲜感会因时间推移而逐渐消退,其学习态度和行为也会随之发生微妙的变化;就教师而言,单纯利用视听媒体的优势向学生灌输知识信息,或依托媒体照本宣科,势必成为另一种形式的“满堂灌”;追求“直观”也不能限制学生想象、思考的空间而迟滞抽象思维的发展。因此在利用多媒体教学的过程中,应当把启发式教学的思想预先注入媒体的图像、视听造型及媒体的组合之中,确定启发式精讲与媒体的启发式展示相结合的教学策略。

三、对于不同的章节,应采取不同的授课方式

例如,对于遗传的三大定律、染色体数目及结构变异等不需要死记硬背的内容,可以通过鼓励学生多做习题或者上习题课的方法来掌握。在布置习题的过程中,应有针对性地选择一些典型的习题,而不是采取题海战术的方法。在批改学生作业的过程中,要发现学生的问题所在,通过习题的解析,使学生更好地掌握所学内容。

四、更新教学内容,激发学习兴趣

遗传学是一门古老的又不断发展的学科。所以在教学的过程中应不断注入新的内容。绝大部分大学生,在中学阶段都学习过一些遗传学的内容,例如孟德尔遗传、连锁遗传等,如果老师仍然照本宣科、娓娓道来的话,学生很可能会失去兴趣,觉得厌烦。许多的诺贝尔生理医学奖都与遗传学的发展有着紧密的关系,可以通过给学生讲解这些科研成果的方式,激起学生学习遗传学的兴趣。 学习兴趣是构成学习动机中最现实、最活跃的成分,对于提高学习效果、智力发展、创新能力培养及教育质量的全面提高有着巨大的作用。可以采取让学生自己讲授这些章节的方法进行教学,在学生备课和准备幻灯的过程中,将会对这些内容进行很好的复习。教师再根据学生在讲课过程中所出现的问题,有针对性、有重点地予以纠正。而对于新发展起来的基因组学、后基因组学、蛋白质组学、人类遗传疾病的遗传控制等内容,则比较容易引起学生学习的兴趣,可以结合分子生物学实验室的实验内容,更形象、更生动地为学生讲解。

五、精心准备遗传学的实验课

遗传学在农业、医学、环境污染治理、生物多样性的保护等方面具有重要作用,而实验教学是不可分割的重要部分。实验教学在育人方面有其独特作用,不仅可以授人以知识和技术,培养学生的动手能力与分析问题、解决问题的能力,而且能够影响人的世界观、正确的思维方法和严谨的工作作风。实验室是实验教学的主要场所,而实验教学又是培养有创新思维、创新能力人才的最佳途径。在遗传学课程的安排中,实验课占了1/3-1/4。实验课不仅能激发学生的求知欲,而且能加深学生对所学理论知识的理解,锻炼学生的实验操作技能,有助于提高学生观察、思维、分析和创新等方面的能力。

随着遗传学的发展,仅仅停留在以果蝇为材料的实验方法上,远远无法满足学生的需要。可以结合生物科学目前发展的趋势,为学生开展一些分子生物学的实验,例如DNA的提取、基因克隆、DNA测序、转基因等等,让学生对当前的实验技术有所了解。这不仅能够激起学生学习的兴趣,还有利于培养学生进一步在生物科学领域深造的欲望。

六、提高自己的语言表达水平

有人说教师的语言如钥匙,能打开学生心灵的窗户。好的教师语言是教师从事教育、教学工作必备的条件。教师语言水平的高低,直接影响到教学效果和教学质量的优劣。作为一个合格的人民教师,必须不断地提高自己的语言表达水平,尽量使自己的语言幽默诙谐。苏联作家斯维洛夫说:“教育家最主要的也是第一位的助手是幽默。”一个概念,讲授时有无幽默感,表达效果就不大一样。幽默能引起学生的兴趣,加深学生的理解和记忆。趣味性一般指教学语言生动形象、富于情趣。教学语言的趣味性也是教育教学成败的重要条件之一。

一个优秀的教师,不仅要有丰富系统的科学文化知识,懂得教育教学规律,还应该不断努力提高自己的教学语言修养,这样才能更好地完成教育教学任务。

遗传学作为生命科学本科阶段所要学习的一门基础的专业必修课程,遗传学课程建设情况、教学水平和研究水平, 是衡量生物学相关学科、专业整体水平的一个重要标准。因此, 加强遗传学课程的建设与教育教学创新, 是高校学科建设的重要内容。本文总结了我校在遗传学研究性教学示范课程建设方面的一些探索性工作,旨在与广大同行进行交流与探讨。

由于现代生物学的飞速发展,遗传学尤其是分子遗传学部分的内容更新很快,单纯依靠教科书乃至书本参考书,都会跟不上知识更新的速度;另外,遗传学的研究领域宽广,与众多学科交叉融合,形成了许多分支学科。因此,继续采用老师讲学生被动学的模式进行遗传学的教学已不能满足遗传学飞速发展的需要,在遗传学的教学中开展研究性教学势在必行。

研究性课程以其独特的创新品格和实践魅力,深受课程研制者和实践者所关注,成为二期课改的亮点,但同时它又是当前课改的难点。为搞好我校遗传学课程的研究性教学,我们进行了如下的探索:

一、对课程体系和教学内容进行整合和优化

遗传学是我校生命科学学院的主干课程,包括《遗传学》和《遗传学实验》两门独立课程,《遗传学》的教学课时数是54学时(3个学分),《遗传学实验》的课时是36学时(1个学分)。但是遗传学的教学内容几乎涉及到了遗传学科的方方面面,这就造成了知识容量大而课时少的矛盾;其次,随着学校教育体制的改革和办学方向的战略性调整,生命科学院由原来单纯的师范专业发展到现在的生物教育专业、生物技术专业、生物工程专业和海洋专业,同时还有国家理科基地;另外,遗传学的授课对象除了生命科学院的各专业学生外,还有中北学院和强化部的学生。由于各专业的培养目标有所侧重,学生的知识结构和专业基础差异较大。因此,遗传学的.教学工作面临着许多困难与挑战。

根据遗传学的学科特色和遗传学教学的实际需要,我们对国内外目前比较普遍使用的遗传学教材的内容体系进行了系统的比较和研究,对本校生物专业已修完遗传学课程的本科生和研究生进行了访谈,对中学的新课改,以及中学的生物学教学要求进行了调研,听取他们对高校遗传学教材体系构建和遗传学教学过程的建议和要求。在此基础上,我们编写了《遗传学》和《遗传学实验》两部教材,由科学出版社于2013年6月出版发行,这两部教材都被遴选为南京师范大学重点教材。

新编教材在保持现有教材风格和优点的基础上,通过全体编著人员的共同努力,形成了如下特色:

(一)凸显遗传学的学科特色,凡是在其他相关教材中应该阐述清楚的内容均不列入本教材,例如,细胞的结构、细胞分裂、DNA的结构、DNA的复制、转录和翻译的过程等。

(二)以基因为主线,按照基因概念的形成和发展的顺序,系统介绍基因的结构、功能、定位、重组、突变、基因工程和调控等核心内容。

(三)连锁与交换是整个遗传学的灵魂。本教材以最大的篇幅对连锁与交换的概念、连锁与交换规律、连锁与交换的证据、连锁与交换的意义、连锁遗传分析、连锁遗传图的绘制、真核生物的连锁与交换、细菌和噬菌体的连锁与交换、真菌的连锁与交换等内容进行了比较全面和系统的阐述。

(四)基因定位是研究基因功能和进行遗传操作的关键,本教材将其独立成章,对各种遗传标记和基因定位的常规技术和方法进行归纳和介绍,不仅使学生明确相关概念,同时了解各种基因定位方法。

(五)孟德尔定律是遗传学科的基石,但是由于当时理论和技术的局限,孟德尔的假说也存在许多缺陷,为了帮助学生系统学习孟德尔的遗传规律,同时将细胞遗传学与现代遗传学密切地联系在一起,在介绍孟德尔遗传规律之后,进一步对孟德尔的遗传规律进行了补充和发展。

(六)细胞遗传和分子遗传是遗传学科的两条主线,本教材对这两部分内容都进行了扩充。在细胞遗传学部分加入了“核型与核型分析”的内容,在分子遗传学部分加入了“基因组与基因组学”、“蛋白质组与蛋白质组学”和“生物信息学”等内容。

(七)我们学习和掌握遗传学知识的目的,除了开发和利用基因资源为人类服务之外,还应该加强遗传保护,减缓重要遗传资源衰退或灭绝的速度,保持遗传多样性。因此,在本教材中引入“保护遗传学”这一章,增强学生保护遗传资源的意识。

(八)《遗传学实验》教材的内容选择和实验安排紧扣《遗传学》教材的知识体系,实验内容涵盖细胞遗传、分子遗传、群体遗传、数量遗传、人类遗传、动物遗传、植物遗传、微生物遗传等不同领域,各个实验的取材方便,操作简洁,涉及的内容与日常生活息息相关。

二、将创造性和自主性学习的要求贯穿于整个教学过程中

在研究性教学中,教师不仅要传授知识,而且要遵循认知规律,以学生为中心,设计教学过程、提供教学资源、提供学习建议,对整个学习过程进行控制,关键环节上对学生进行启发、激励、引导和指导,并及时对学习效果进行评价,使学生从理解和接受式的被动学习转变为探索和研究式的自主学习。

为了激发学生学习热情和对遗传学科的学习兴趣,在每章开始之前都向学生提出一些前瞻性问题,让学生借助网络和学校数据资源进行预习,在课堂教学中对一些热点问题进行随堂讨论,在每章结束之后布置一些重点问题让学生进行探究,使学生的学习不再是死记硬背,而是主动地去进行探索。

三、精选实验内容,激发学生的学习兴趣和研究热情

遗传实验课程历史悠久,随着科技的进步和科学的发展,实验内容在不断地扩充、更新与深化,但是,在遗传史上的一些经典实验仍然需要保留,因为这些实验的原理和设计精髓对现代生物学研究仍然有着不可替代的科学意义。然而,遗传学实验课的学时数又很少,如何解决这个矛盾?在遗传学实验课程的教学中,我们主要进行了如下的探索:

(一)精选经典实验,培养创新能力

像果蝇的杂交这样的传统实验,它的实验原理和设计精髓对现代生物学研究仍然有着不可替代的科学意义,因此仍然需要保留,但是我们绝对不能像以前那样,让学生一步步地按照实验教材的步骤去操作、去验证,学生能够发挥创造性的机会很小,而且有些学生可能在中学就做过了这样的实验。为了克服传统实验的不足,培养学生的探究意识和创新能力,我们只给学生提供果蝇品系和研究目标,让学生自己去设计实验方案,在规定的时间内自己确定研究进程,最终将整个研究过程形成一个综合报告。经过几届学生的实践,我们发现效果非常好,学生可以选择不同的杂交方式、选择不同的基因去进行分析,既验证了相关的遗传理论,又发挥了自己的创造性。

(二) 注重综合性实验,强化操作能力

综合性实验教学是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关的其它课程多个知识点的实验, 要求学生综合已学的知识来设计和操作实验。主要目标是培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理能力、查阅资料能力以及运用多学科知识解决问题的能力, 学会应用不同的方法和技术来完成预定的实验内容。在研究性遗传学实验示范课程的教学中,我们设计了多个综合性实验,例如, “人类基因组DNA 的检测与分析”实验,推荐学生用自己的指甲、口腔粘膜和毛囊作为材料,提取自己的基因组DNA,进行琼脂糖凝胶电泳,应用图像分析软件对照片上的图形进行测量,构建DNA的片段大小回归方程,并且根据回归方程计算出各未知DNA 的相对含量,比较和评价各种材料的实验结果。因为是对自己的DNA 进行分析,所以学生对实验的热情都很高。

四、培养学生科技文献获取和利用能力

遗传学的内容更新很快,单纯靠教科书和参考书,跟不上知识更新的速度,因此阅读科技文献成为获取最新学术进展的最佳方法。另外,每个学生将来走向工作岗位后,都可能从事一定的科研或教学活动,利用科技文献的机会是在所难免的。所以获取和利用科技文献的能力应在大学阶段得以充分培养。我们主要采取了如下措施:

(一)向学生介绍国内外的一些与遗传学相关的重要杂志名录、科技文献的检索方法、网络数据库及其使用方法等;

(二)要求学生完成1篇课程论文。教师只提出论文的写作和格式要求,但不拟定具体的题目,由学生根据自己的兴趣或最关注的问题自定选题,然后查阅文献,在课程结束之前,每个学生都必修提交1篇与遗传学相关的综述文章,并按照一定比例计入最终成绩。

(三)鼓励学生参与遗传学任课教师的课题,在老师指导下,积极申报江苏省和南京师范大学的大学生实践创新项目。在科研训练方面,已经取得了理想的成果,每位遗传学任课教师每年都指导由学生自动组成的课题组,成功申请了江苏省和南京师范大学的大学生实践创新项目,而且取得了很好的研究成果,已有多个课题组在国内权威期刊上发表了相关的研究论文。

总之,通过遗传学各任课教师的共同努力,我校的遗传学研究性示范教学工作取得了明显的成效,初步达到了创造性教与学的目的,教学质量有了进一步的提高,为进一步做好我校的遗传学教学工作、不断提高我校的遗传学教学质量奠定了良好基础。我校的遗传学研究性示范教学实践表明,高校的课程教学只有通过改革,紧跟社会和科学发展步伐,才能充满生机活力,获得教学双赢。

一见钟情由基因决定?

这一直是人类难以解开的谜题。不过,现在有科学研究显示,基因可能是决定谁和谁会一见钟情、谁和谁再怎么见面都无法产生爱意的原因。
一组来自美国和澳大利亚的科学家在 《基因学》杂志2009年4月刊上发表对果蝇的研究论文称,从基因角度说,一些雄性和雌性会比与其他同类更为相配、契合,而这种契合在配偶选择、交配结果和日后繁殖等方面都发挥着重要作用。而这一结论可能同样适用于包括人类在内的哺乳动物。
在对果蝇进行的实验当中,科学家发现雌性果蝇在交配之前会从基因上进行某种 “筛选”,它们似乎可以识别哪些雄性比其他的雄性果蝇更在基因上与自己相配,由此而挑选这些特定的雄性果蝇进行交配。研究人员还对雌性果蝇的RNA(核糖核酸)进行了对比检测。最后的结论是雌性果蝇在交配前就已经将遗传因素列为 “择偶条件”,它们在一定程度上与雄性果蝇见第一面时,就能确定对方是否为 “好伴侣”。
研究发起人之一安德鲁·克拉克说: “你可以称这种现象为 ‘一见钟情’,这样描述更准确,因为我们眼下尚不清楚是哪方面特征让雌性果蝇作出判断。”
参与此项研究的美国康奈尔大学发生生物学教授马里亚纳·沃尔夫纳说: “我们的研究有助于解开择偶和繁殖所涉及的复杂的生物化学谜团。”研究人员说,由于果蝇与人类繁殖方式差别较大,尚无法直接把实验结论应用于人类。但是克拉克表示,研究结果可能同样适用于包括人类在内的哺乳动物。

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