经典遗传学范文

时间:2023-11-10 10:51:30

经典遗传学

经典遗传学范文第1篇

文章编号:1003-1383(2007)06-0737-02中图分类号:R394-33文献标识码:B

遗传学是一门发展迅速的生物学分支科学,它从基因水平研究生物的遗传规律,所研究对象涉及了动物、植物、微生物、人类等形形的生物,近年来,随着人类基因组计划的实施,在基因组研究,克隆技术,生物制药,基因诊断与治疗等领域中取得了令人瞩目的成果。由于受传统教育思想的影响,多年来实验教学都是以理论教学为中心,验证课堂上所讲的理论知识,学习有关的实验技术,忽略了能力的培养,这种教学方式限制了学生的创新思维和创新能力的培养。本文结合我校的遗传学实验教学改革进行初步探讨。

遗传学实验主要表现

实验教学是高等院校教学不可或缺的重要组成部分,它在培养学生综合素质和创新能力方面所起到的重要作用,是其他任何教学形式都无法替代的[1]。实验教学不光是为了证实课堂上所学的理论和仅仅掌握一些实验操作技术,而是为了在巩固理论知识的同时,提高学生的科学思维能力、研究能力,培养学生的探索精神、创新意识和创新能力。同志指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力,一个没有创新能力的民族难以屹立于世界先进民族之林”。如何在实验教学中培养学生的创新意识、创新能力,造就创新型人才,是形式发展的需要。当前我校生物技术专业的遗传学实验主要表现在3个方面。

1.经典遗传学实验内容多,现代遗传学实验内容少 遗传学实验主要包括两大内容:①细胞遗传学技术占33%,包括染色体核型及带型分析、染色体结构及数目变异鉴定等染色体操作技术;②经典遗传学验证性实验内容占50%,以三大遗传规律验证为主,忽视了遗传学实验,一是分子遗传实验内容为0,如DNA提取、酶切、连接、扩增与检测技术,基因突变RAPD分析等实验;这些实验技术已经成为现代分子遗传学或生物技术的基本内容,本科生不掌握难以跟上遗传学快速发展的步伐,也与目前遗传学理论教学不相适应。二是群体遗传学实验内容仅占17%,如基因数目估计,遗传率估算,群体基因结构分析及遗传疾病风险估算等实验技术,是群体及数量性状遗传研究的基本技术,但这些实验内容却很少。

2.验证性实验多,综合性、设计性、创新性实验少 验证性实验50%,综合性30%、设计性20%、创新性实验几乎没有。采用传统的实验设计方法,整个教学过程中学生处于被动接受的地位,学生过分依赖教师的指导,不能独立操作、观察,习惯做完一步就问教师下一步做什么。学生没有机会去设计、去思维、去创新。这种教学模式不利于提高学生研究遗传学的实验技能,不利于提高学生的独立能力、观察能力、判断能力和解决问题的能力,影响学生对实验设计方法的深入理解,不利于学生创造性思维的科研素质培养。

3.课外完成的实验多,课内完成的实验少 在所开设的10个实验中,需要课外完成的实验有6个,占60%,如人类染色体标本制备,整个过程需要经历采血、培养、加秋水仙素、制片等过程,培养时间需72小时,课堂计划4学时内学生不可能完成,必须由老师或学生事先做,计划内的4学时仅是学生的制片。而一般的遗传学实验,一次课仅有3~4学时,许多实验操作在有限的时间内不可能完成,学生无法参与实验的全程,一旦离开老师的协作仍然无法独立开展类似实验。お

遗传学实验教学改革形式

1.重组实验内容 将原来的10个遗传学实验重组、整合为经典遗传学实验、细胞遗传学实验、分子遗传学实验和群体遗传学实验4个模块。在经典遗传学实验中果蝇杂交实验作为设计性实验;群体遗传学实验的人类正常遗传性状的调查,作为设计性实验;细胞遗传学的人类染色体的制作为综合性实验, 其实验课时比重分别为4∶3∶2∶1。

2.增加分子遗传学实验技术 我校生物技术专业的课程设置了《分子生物学》,其课程已经开设了分子生物学的基本实验,学生掌握了分子生物学的基本实验技能,在《遗传学》实验中,则重点突出人工诱发基因突变的方法设计、各诱发突变处理材料与未诱变材料RAPD指纹差异分析,以及结合医学院校的特点,对广西特有的遗传病,如地中海贫血的检测,避免与生物化学、分子生物学等实验内容重复。

3.增设创新性实验 4个实验模块做为《遗传学》实验必做的基本实验,此外为培养学生的创新能力,造就创新型人才,教师给学生一些方向性的选题,如结合广西特有的动、植物,进行的染色体分析技术;环境中致畸、致癌、致突变(三致)物质的检测等,由学生组成课题组按申报课题的方式写出标书,专业教师审核其可行性,配指导教师进行创新性实验1个,学生边设计、边实验、边研究。

4.实施全天性开放实验教学 为配合综合性、设计性、创新性实验,实验室实施全天性开放实验教学,让学生不受实验室、实验学时和实验项目的限制,实验室三开放:时间开放、实验项目开放、试剂和仪器设备开放。学生可以通过自行查阅文献、自行设计实验、独立完成实验,教师只是起引导作用。 实验室安排教师值班、并负责指导学生,学生自我调节、合理安排实验时间,同时可提高高档仪器设备的使用效率。通过问卷调查,95%的学生认为开放实验室对动脑与动手能力的培养是封闭式教学所无法替代的,对重视学生个性的培养,确立以学生为中心和主体地位大有裨益,是符合教育规律和人才成长规律的培养模式的[2,3]。

5.考核方式的改革 实验教学实行学分制,一般不进行书面考试,着重学生设计思路、实验技能与实际操作水平的考核,方式可以口试、操作、实验报告、论文报告、答辩或研讨等方式进行考核,实验设计、实验操作、创新性实验按(4∶4∶2)的比例,对学生进行综合考核评价。

通过对2000~2003级生物技术专业的学生实行实验教学的改革,认为遗传学实验有助于学生独立思考能力,动手能力,分析问题、解决问题的能力,逻辑推理能力等的培养,有助于对经典遗传学的理解,达到融会贯通、事半功倍的效果。从《遗传学》实验课问卷调查可看出,03级生物技术有97.7%的同学赞成开放性实验,有近90%的同学认为对培养实践能力有较大的帮助,此外90%的同学希望能增加更多的开放性实验内容以供同学选择。在2004级的同学中我们正在开展创新性实验,由学生自行确定选题,设计实验方案,在经费许可条件下,购买试剂,完成实验,目前正在进行中。通过实验教学的改革力求将培养目标由知识技能型转变成能力培养型,实验教学以学生的实验动手能力、综合分析能力和创新能力的培养为目的,以适应创新型人才培养的要求。

参考文献

[1]许征程,安静霞. 高校实验教学改革与创新人才培养的关系[J].河北师范大学学报(教育科学版),2005,7(1):92-94.

[2]陆审龙. 开放教学实验室,提高学生创造能力[J].实验室研究与探索,1999,6(8):10.

[3]刘风泰. 关于实验教学改革的问题[J].实验技术与管理,2000,17(4):6.

经典遗传学范文第2篇

关键词:生物信息学 遗传学 教学方法 教学内容

遗传学(Genetics)是研究自然界中生物的遗传和变异规律的科学,是生命科学领域中最为重要和基础的学科之一。它也是生物科学中一门最具活力,发展最迅速的理论科学,又是一门紧密联系生产实际的基础应用科学,对探索生命起源和本质,推动整个生物科学的发展起着巨大的作用。因此,遗传学作为生命科学相关专业的一门重要主干课程,在教学中起着举足轻重的作用。

一、生物信息学专业开设遗传学的必要性

20世纪80年代末,由分子生物学、计算机科学以及信息技术等学科的交叉和结合产生了生物信息学(Bioinformatics),它是基于分子生物学与多种学科交叉,以计算机为工具对生物相关信息进行储存、检索和分析的科学,是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一。近20年,特别是随着人类基因组计划(human genome project,HGP)不断拓进,生物信息学作为跨越和融合生命科学与信息技术的新兴学科已成为生命科学核心领域和最具活力的前沿领域之一。生物信息学专业应运而生。国内单独设立生物信息学本科专业的高校较少,且普遍较晚。

遗传学与生物信息学两个学科之间关系密切。有国内学者利用美国《科学引文索引》(SCI)数据库web of science,运用文献计量学方法对8种权威生物信息学期刊2001年至2010年于2011年1月15日之前上传至wed of science的全部文献进行统计及分析。对施引文献按跨学科强度排列的结果显示,遗传学及基因与生物信息学跨学科文章发表量居第二位,仅次于生物化学与分子生物学。这说明,生物信息学与遗传学直接的跨学科研究较多,二者交叉学科的发展关系密切。因此,生物信息学专业开设《遗传学》课程十分必要。

二、遗传学教学中存在的问题

多年来,不同专业的《遗传学》课程的教学过程中涌现出一些共性问题,这些问题在生物信息学本科专业的教学过程中也存在。一是,学科拓展深化与课时压缩之间的矛盾。随着遗传学研究范畴的不断拓展,新的学科分支相继涌现,信息量逐步扩增,待教授内容逐渐增加且显得零散。但随着大学素质教育改革的进行,更多新的选修课、实验课被引入,遗传学理论课时被压缩,课时减少与内容增多的矛盾日益突显。二是,遗传学与其他课程教学内容设置与组织易重复。学科交叉为科研工作提供源源不断的动力,但在教学工作中学科渗透也造成教学内容重叠,基础和关紧技术重复教学的问题。例如,分子遗传学是遗传学重要组成部分,是目前遗传学研究的重点和热点,与生物信息学关系最为紧密,它包括的遗传物质的本质,基因的调控,基因重组等内容也在基因工程、分子生物学、细胞学等课程中作为讲授重点。如何利用有限的理论课时,合理安排教学内容,提高教学效率值得思考。

与此同时,生物信息学作为比较新的本科专业,开设各课程之间的衔接问题也比较突出。生物信息学专业的学生在大二开始全面生命科学和信息技术相关程学习。在理论知识在实际中如何应用缺乏概念,学生达不到共鸣,这也是生物信息学专业低年级学生面临的通病。遗传学课程安排在大学二年级上学期讲授,对于刚刚接触专业课程的学生而言本来就陌生,而且信息技术和生命科学相关课程独立讲授,二者貌似是两条平行线,怎样相交碰撞出火花,对于学生来说很难结合,必须由任课老师在授课过程中充分引导。传统的《遗传学》课程教学注重以杂交分析为主的经典遗传学理论的讲解,很大篇幅集中在三大定律(分离定律、自由组合定律以及连锁和互换定律)的教授上。遗传学课程教学重点集中在经典遗传学定律,经典案例跟不上学科发展。这个问题已经被一线教育工作者认知。

综上,由于学科本身发展迅速,涵盖知识范围越来越广,课时压缩等原因,容易让学生在学习过程中对该课程产生“内容太发散”“课时进程快”“知识跨越大”等认识,不利于课程的学习。由此可能造成,内容广泛且繁杂“抽象且深奥”枯燥无味,容易让学生觉得难或者枯燥。学生学习主动性不高。因此,在教学实践中,针对不同专业性质和培养目标存在的差异,不同专业《遗传学》课程教学应在知识体系、内容侧重点、教学方法等方面在各专业间有所区分。特别是生物信息学这种学科交叉性强的专业,如何实施该专业本科生遗传学的教学,以达到即符合本科教学难易程度的要求,又被大多数同学接受,同时能符合生物信息学学科自身特点,需要在教学过程中逐步的探索与实践。本文将结合资深授课教师经验及笔者生物信息学本科专业《遗传学》教学经历对这一问题进行阐述。

三、教学过程中的探讨与实践

1.制定具有专业特色的教学内容

(1)优化教学内容,关注专业需求

生物信息学专业的课程教学中,遗传学相关知识是需要讲授的重点。传统遗传学课程教学将重点内容集中于经典遗传学定律及其相关知识的讲授,其优点在于能够帮助学生打牢遗传学知识基础,缺点在于教学内容过于单一,没有包含遗传学重要分支的最新知识,无法与当前的研究热点联系起来,学生学习兴趣不高。随着国际遗传学研究的深入,分子遗传学和群体遗传学得到长足发展,极大地丰富了遗传学的知识体系。为了紧跟国际研究前沿,国内许多高校对遗传学课程进行了教学改革,在经典遗传学教学的基础上,纷纷加入了分子和群体遗传学的教学内容,为后续开展更深入的专业研究和学习奠定了良好的知识基础。为了帮助学生对遗传学知识体系形成全面而系统的认识,结合生物信息学专业特点,在教学设计时借鉴了以“遗传信息”为主线的教学思想,教学内容涵盖了“经典”“分子”和“群体”三类主体遗传学内容。在现实教学中,受遗传学课时限制,对所有遗传学知识点进行了梳理和必要的删减,既把握三种遗传学知识的内在联系,做好各部分知识的教学衔接,同时注意区分三者的不同,突出教学重点,做到“主题鲜明,重点突出,点面结合,结构清晰”,使学生在掌握经典基础理论知识的同时了解最新的遗传学研究进展。

(2)生物信息学专业遗传学课程与其他课程的衔接

遗传学是研究生物遗传和变异的科学,以遗传物质结构和功能为研究对象,是生命科学的主干。因此,与其他学科在内容上有交叉或重叠无法避免。同中求异,突出遗传学的特色,是教学中值得研究的问题。遗传物质的本质、染色体畸变、基因突变、遗传调控等章节与微生物学、细胞生物学、生物化学内容重复较多,可以强调知识结构的完整性,淡化这些内容的分子结构和生化过程的讲解。例如,结合孟德尔定律和摩尔根定律案例,着重从染色体和基因角度切入,增强遗传学色彩,同时对其他课程起到提纲挈领的作用。

(3)结合生物信息学,引入最新研究成果,体现前沿性

在处理好学科衔接之后,还需要关注的就是内容与生物信息学的结合。学生在学习过程中,最想了解的莫过于,这门课程与我的专业有什么联系?因此,在讲授内容中加入生物信息学手段解决遗传学问题的新成果既体现前沿性,又能提高遗传学课程的专业针对性。教师平时要多注意积累教学素材,对于现阶段比较热点且与生物信息学相关的、应用性强的问题,要在课程基础知识讲授后,进行一定拓展。例如,在讲授基因定位和遗传图绘制时,引入用EST进行基因定位及遗传图谱绘制等内容;在讲到遗传家谱时,引入通过对患病群体或家系进行外显子组测序分析,对小家系孟德尔遗传病的致病基因进行鉴别和定位的例子。通过引入生物信息学教学例子,不仅可以使学生加深对遗传学知识的理解,还可帮助学生了解生物信息学最新进展,激发对后续生物信息学专业课程的学习兴趣。

2.教学方法多样化,提升学生学习兴趣

遗传学教学内容繁杂、理论性强,不易理解。为了提高教学效果,在教学模式上必须变“以教师为主体”为“以学生为主体”,注重采用灵活多样的教学方法和手段,开展多媒体教学、案例教学和研讨教学等,将传统抽象、枯燥的说教式教学转变为具体、生动的参与式教学,增强教与学的双向互动。

(1)多媒体教学方式

计算机多媒体辅助教学改变了传统的黑板加粉笔,以教师为中心灌输式教学模式。多媒体通过实时可交互的多维动画及图像展示,可以增强教学内容的展示效果,提高课堂教学的信息量和容积率,提升学生学习兴趣,加深对枯燥晦涩知识点的理解,提高教学效率。充分利用多媒体课件的超文本功能、交互功能、网络功能的优势,比如Holliday模型是分子水平上关于遗传重组机制的重要模型,很好解释了基因转变现象。在讲到Holliday模型时,为了让学生直观了解单链交换重接及分支移动后的Holliday交叉旋转180度形成Holliday异构体的过程,采用了动画、图片、电子板书相结合的方式,很容易让学生理解空间旋转互换的过程,以及基因转变产生的原因等较难理解的知识点,反响较好。此外,声音、视频、动画、图片等便于学生拆解枯燥内容。

(2)案例教学

案例教学是一种创新型的教学方式,主要通过开放课堂、增强互动,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。案例教学需要结合本课程的专业理论知识,着眼于达成课程教学目的,编写和准备基于一定事实且具有一定场景的教学案例,这些教学案例要能够启发学生的思考,促进学生将从外部学习的知识吸收转化内在的专业素养和能力。在教学实践中,教学案例是“教”与“学”互动的桥梁和纽带,使枯燥乏味的学习过程变得活泼有趣;“教”不是告诉学生怎么去做,而是启发学生如何去思考,对学生针对案例问题提出的解决思路进行引导和评价,鼓励学生创新性思考,找到最优的问题解决方法;“学”不是被动的接受,而是主动的思考和创造,通过与他人而不仅仅是老师进行互动和交流,加深对知识的理解,培养解决实际问题的能力。

案例教学的核心是精心设计教学案例,将知识内化在符合实际又富于想象的故事情景中,使得学生通过身临其境将抽象的理论知识具体化,学会如何用概念性和原理性知识在实际工作和研究中解决问题,进而加深对特定原理和概念内涵的理解。在教学实践中,先以典型案例提高学生兴趣,把抽象的东西具体化,让学生变被动接受为主动思考,激发学生的求知欲。注重培养学生创造力和解决问题的能力。通过案例的分析,深化学生对基本原理、基本概念的理解。案例教学能很好地启发学生进行自主思考,对于理论性较强,比较枯燥的内容,通过案例式教学能激发学生学习兴趣。所举案例应具有针对性,要考虑案例产生的时间、背景和条件,要贴近生活,耳熟能详,与时俱进。在处理问题的同时,获取知识。进行案例教学过程中,要注重与学生的互动。围绕教学目的,选择合适案例,进行启发式教学,调动学生参与性。教师不能一味平铺直叙的讲案例,还要注意学生的参与度。只有学生和教师共同参与,才能达到预期教学效果。

(3)以学生为主体的教学

以往课程中,往往针对经典类型习题进行讲解,参考“标准答案”。在实际教学中发现,这样往往造成学生思想禁锢,学科交融性不够。特别是对于生物信息学专业的学生来说,传统习题课或者讨论课,没有实用效果。习题课及讨论课应注重实用性,关注遗传学与生物信息学学科发展与融合,设置开放性答案,突出培养学生创新性的应用能力。

课堂教学不仅要“授业”,更要“传道”,即培养学生如何学习和如何思维。根据教学内容和学生的认知水平,研究、讨论、交流式的教学模式的引入,有助于调动学生积极性。采用专题自学,规定材料与学生自学有机的结合起来,开展研讨,充分体现学生观点。同时,教师只起到点评引导作用,能培养学生获取信息、分析问题、创造性的解决问题的能力,有利于学生形成科研创新意识。教师如何正确引导是开展研讨式教学的重点。首先,应明确课程在相关领域中的作用和地位,了解课程的教学内容,选择课程中适合研讨的内容,并将研究与讨论贯穿教学的全过程。在选择题目时,要考虑专业相关程度及考虑不同学生层次的需求,考虑学生个体间的差异,难度适宜。

四、结语

生物信息学本科专业遗传学的教学,以孟德尔定律为基础,分析遗传物质的存在形式、传递、保存及变化,课程脉络更加清晰,通过案例教学的等教学模式,激发兴趣,并有利于与后续课程连接,在实践教学中体现了比较好的教学效果。因为生物信息学专业的需求与传统生物专业有差异,教学内容侧重点不同这给教师备课增加了难度。同时,在期末考核时,由于讲授侧重点不同,考试侧重点也应有所区别,在师资允许的前提下,引入小班教学,有利于教学侧重点突出。后续课程如果设置分子遗传学,将使知识体系更加完整。

参考文献:

[1]李巨超,李楠.适应应用型人才培养模式的遗传学教学改革与探索[J].中国科教创新导刊,2012,(2):66.

[2]巴恩斯.遗传学工作者的生物信息学[M].丁卫,李慎涛,廖晓萍,译.北京:科学出版社,2009.3.

[3]皮妍,林娟,侯嵘,等.国内高校遗传学教材发展研究[J].遗传,2009,31(1):109-112.

[4]武妍,胡德华.生物信息学跨学科研究[J].现代生物医学进展,2012,(12):137-141.

[5]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):311-313.

经典遗传学范文第3篇

关键词 表观遗传 高中生物 科学的本质 生命观念

中图分类号 G633.91 文献标志码 A

表观遗传学为人们理解遗传现象提供了全新的视角,成为“后基因组”时代的重要研究内容之一。同时,表观遗传学作为一个前沿领域,将是高中生物课程内容的一部分。如何在高中课程中实现其教育价值,对教育工作者又提出了新的要求。

1 表观遗传学:从“意外”发展而来的科学领域

“众所周知,DNA是生命的基本遗传物质,但令人怦然心动的是,你可以继承的不仅仅只有DNA序列,还有表观遗传信息。”表观遗传学是从对经典遗传学理论无法解释的“意外”现象的探索中发展起来的,这也使表观遗传学的研究格外令人着迷。

经典遗传学认为,遗传信息储存于核酸序列中,并通过生殖将遗传信息传递给下一代。它所揭示的“基因型决定表型”的遗传模式被广泛认知。然而,不符合此模式的遗传现象却一直困扰着遗传学研究者们。作为遗传信息完全相同的同卵双胞胎为什么会在成长发育过程中表现出不尽相同的外表特征?在生物体的发育过程中,虽然每个细胞拥有相同的遗传物质,为什么它们却遵循高度的时空特异性,从而分化为不同的组织?在过去的30年中,随着对DNA甲基化、组蛋白修饰、X染色体失活、基因组印记以及非编码RNA等领域的不断深入研究,许多困惑科学家已久的遗传学问题得到了解释,表观遗传学也逐渐成为一个新兴的热点研究领域。

表观遗传现象被定义为“非DNA突变引起的可继承的表型变化”。其中包涵三个关键点:

(1) 不是由DNA突变引起的;

(2) 可以继承的,或是说可遗传的;

(3) 引起了表型的变化。

一直以来,DNA被认为是遗传信息的唯一承载者。表观遗传学的研究表明,子代可以继承的不仅仅有DNA携带的遗传信息,还有“表观遗传信息”。而这些表观遗传信息虽然没有伴随DNA序列的改变却可以遗传下去。例如,在发育过程中,分化后的细胞和组织之间存在明显的表型差异,这些差异一旦形成便可以以一种克隆性的方式遗传给子代细胞。需要说明的是表观遗传现象中的表型变化是“开关”型的,即这种表型非“有”即“无”,而不是程度上的变化。

表观遗传学与克隆、干细胞、衰老与癌症等研究都有密切联系。在“后基因组”时代,表观遗传学的发展对生物学研究以及人类疾病领域的研究都具有深远的意义。

2 发挥表观遗传学在高中生物学中的教育价值的教学策略

表观遗传学现象广泛存在于生命周期的各个过程中,表观遗传学的调控对生物体来说具有普遍且重要的意义。不过,目前国内外高中生物教材几乎都没有完整介绍表观遗传学相P内容的章节。其原因固然比较多,但主要原因有:表观遗传学是近些年来才发展迅速,属于比较新的研究领域;表观遗传的机制非常复杂,要让高中学生理解其内在机制,有一定困难。然而,将表观遗传学的内容纳入我国的高中生物课程,已经基本达成共识。那么,这一内容在高中生物课程中的教育价值究竟表现在哪里?笔者认为,它不仅仅是为了让学生掌握更多的遗传学知识,完善遗传知识体系,更重要的是发挥它在提升学生学科核心素养方面的价值。

2.1 引导学生深入理解科学的本质

目前,人们对“科学的本质”还没有一个统一的定义,《2061计划――面向所有美国人的科学》所阐述的科学的本质得到很多学者的认可:

(1) 科学世界观:自然是可以理解的;科学知识是可改变的;科学知识并非很容易就可以;科学并非万灵丹,能解决所有的问题。

(2) 科学探究活动:证据对科学而言是重要的;科学是逻辑与想象融合成一体;科学知识除了能说明自然界的现象也具有预测的功能;科学家会验证理论以减少误差;既定的科学知识并不具有永久的权威地位。

(3) 科学事业:科学是人类的一项事业。

表观遗传学的发展历程,典型地体现出了科学的本质。因此,表观遗传学内容的教学,应着力于引导学生更好地理解科学的本质。

2.1.1 引导学生理解科学具有开放性

表观遗传学的发展表明,人类对遗传现象和本质的认识是不断发展的,因此,科学知识是一个开放的系统。虽然遗传学已经建立100多年,但是科学家们并没有停止对遗传问题的探索,遗传学仍然在发展。

在教学中,教师可以让学生尝试回答:“为什么遗传背景相同的同卵双胞胎在成长过程中会出现表型差异?”“为什么克隆后的小猫与‘单亲妈妈’会有不同花色?”……学生在寻求答案的过程中,会发现用之前所学的经典遗传学知识并不能回答好这些问题,而是要进一步寻找更合理的科学解释。由此可以让学生直观地感受到科学的开放性。

2.1.2 引导学生感悟科学讲求证据与逻辑

人们对遗传现象的认知程度会随着科学的发展而改变,但所有观点的产生都不是异想天开,而是基于科学实证。表观遗传学从对现象的认知到理论的建立都是基于科学证据的积累。这期间出现了很多假说,也经历了理论的不断提出与的过程。虽然目前仍然有很多还不能够被解答的问题,但是通过科学家们在DNA与组蛋白修饰、染色质重组以及非编码RNA等领域的不断探索,人们已经可以解释很多表观遗传学现象。科学研究的发展往往从认知规律开始,进而通过科学探究来逐步揭示规律形成的机制。教学时,如果教师引导学生基于表观遗传的现象,科学家揭示现象获得的研究事实来得出结论,既可以让学生更好地理解表观遗传学内容,知道知识是如何形成的,也能进一步引导他们认识到科学是重视证据和逻辑的。

2.1.3 引导学生理解科学的连续性

科学的本质特征,一方面表现在科学知识是暂时的、可变的;另一方面表现为科学知识又具有持久性。虽然科学家反对绝对真理的概念,并认为其中不确定性是事物本性的一部分,但绝大部分知识都具有持久性。因此,改变性与连续性是科学一贯的特征。高中阶段学生对表观遗传学相关内容的学习,既需要、也可以体现出科学的连续性。

经典的分子遗传学可以说是从“基因”的层面来进行研究,表型的改变归结于DNA序列的变化。而表观遗传学是从“染色质”的层面来进行研究,表型的改变归结于染色质状态的调整。所以表观遗传学狭义的定义为:通过调整染色质状态,在不改变DNA序列的情况下实现对基因转录的调节。学习有关内容时,教师要引导学生认识:表观遗传学的发展对经典遗传学来说并不是一种质疑和挑战,而是一种补充,是遗传学研究的一种延续。随着表观遗传现象分子机制的揭开,其与经典遗传学以及普遍的生物调控更容易地被结合起来。这种联系是一直就存在的,只是科学家需要通过对科学的不断探究去发现和理解它。科学是人类的一项永无止境的事业,遗传学的探索还将继续为人们揭开更多生命的奥秘。

2.2 注意引导学生进一步建立生命观念

“生命观念”是理解生命的本质所需要的观念,是对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象。构建生命观念是发展核心素养的重要组成部分。表观遗传学内容的学习可以帮助学生完善结构与功能观、进化与适应观以及稳态与平衡观。

2.2.1 注意凸显表观遗传学如何体现出结构与功能的统一性

结构与功能观是基本的生命观念之一。结构是功能的基础,功能的有效执行必定依赖于特定的结构。在生物体的生命历程中,结构与功能是一个不可分割的整体。

表观遗传现象充分体现出结构与功能的辩证统一关系。研究结果表明,在表观遗传学“开启”和“关闭”两种不同的表型状态下,总是可以在其中的关键调控点找到结构差异,即结构决定功能。染色质在结构上并不是均一存在的,既有相对松散的有利于基因表达的常染色质,又有高度浓缩使基因沉默的异染色质。常染色质是以一种开放式的、对转录等过程所需的各种酶更为敏感的构象存在,随时可以开启基因的表达。而异染色质以一种超浓缩的致密结构存在,转录等相关的酶无法结合上去,从而抑制表达。这体现出染色质的结构和功能是相适应的。表观遗传学的各种机制之间其实是相互关联的,表观遗传因素通过调节染色质的结构、对染色质进行修饰等来影响基因的转录,从而达到调节功能的目的。

在教学中,教师可以结合表观遗传的实例渗透结构与功能观。例如,表观遗传学因素导致雌性哺乳动物的一条X染色体失活,失活后的染色体以致密的异染色质状态存在,称为巴氏小体。以玳瑁猫为例,玳瑁猫(母猫)的体表有黄色和黑色随机分布的花斑。控制黄色和黑色毛色的基因是位于X染色体上的两个等位基因。在个体的发育过程中,细胞内的一条X染色体随机浓缩而失去活性,从而呈现出这种黄黑相间的花色。

2.2.2 注意发挥表观遗传学在建立进化和适应观念上的价值

“生物进化”是生物学核心概念的重要组成部分,提供了将大部分生物学知识建成一个整体的框架。“遗传”“进化”与“环境”三者之间存在很微妙的关系。生物进化的前提是有可遗传的变异;遗传素材的多样性为自然选择提供了更多的原料从而更好地适应环境;而环境又像是一个有力的推手影响着进化的方向。表观遗传学的学习是一个将遗传、进化与环境很好整合的过程,能够帮助学生进一步理解三者的内在联系。

生物体能够产生后代并稳定遗传依赖于稳定传递的遗传信息与精密的调控机制。表观遗传信息的发现是对遗传信息的重要补充,拓展了遗传密码(DNA)的信息承载量。表观遗传信息的加入相当于扩大了遗传样本量,为自然选择提供了更多的素材。很多表观遗传学现象都是在生物后天的发育中表现出来的,体现出环境的塑造性。借助表观遗传学研究手段,人们能更好地理解环境因素对生命的影响,进一步理解“基因型+环境=表型”这一遗传学命题。研究结果显示,从单细胞到多细胞,表观遗传相关的DNA甲基化、组蛋白修饰的程度与类型以及RNA干扰机制在不同的物种中具有显著的差异,暗示着表观遗传调控在生物进化过程中的作用。表观遗传信息的发现以及表观遗传调控机制的研究对进一步理解遗传与进化具有重要意义。

2.2.3 利用表观遗传学内容引导学生建立稳态与平衡观念

在自然界生存,生物种群会找到一个合适的平衡点来有效地适应环境从而维持稳态。稳态不是恒定不变的,而是一种动态的平衡。动态平衡无处不在,各物种与生存环境之间存在平衡,物种之间存在平衡,种群之间存在平衡,个体之间存在平衡。与此同时,每一个生物个体也是一个复杂而精密的系统,在生存过程中,个体的各种结构之间、各种调控机制之间都存在平衡。在进行表观遗传学的教学时,教师可以通过以下几个层次引导学生建立相关的生命观念。

雌性与雄性之间的平衡:众所周知,X染色体的基因携带量较Y染色体来说是大很多的。如果雌性动物的两条X染色体都具有活性,那么雌性性染色体所携带的基因数目几乎是雄性的两倍之多。在哺乳动物中,雌性个体的一条X染色体会随机失活,从而维持与雄性之间基因的剂量平衡。

染色质结构之间的平衡:基因的表达与沉默是一个复杂且精密的过程。在哺乳动物中,染色质中的常染色质比例只占不到4%,而剩余的96%都为异染色质。需要注意的是,沉默染色质是动态变化的,这增加了问题的复杂性。要维持和延续染色质的这种动态平衡状态必定需要一个十分可靠的调控过程。因此,表观遗传现象往往是多种机制共同作用的结果。

表观遗传调控与环境因素之间的平衡:在表观遗传学研究还不明确的年代,人们常常把经典遗传学无法解释的现象都归结于“环境”的因素。研究数据表明,环境因素可以通过影响表观遗传标记从而影响基因功能。表观遗传具有时间上的多样性,同卵双胞胎在出生早期具有相似的表型,但随着不断地成长,差异会不断出现。数据显示,同卵双胞胎在遗传学标记的程度和分布上都有明显的不同,说明表观遗传调控与环境的变化之间存在一种动态的联系。

综上所述,高中阶段的表观遗传学内容的教学关键不在于表观遗传知识的深挖和补充,而在于以此为脚手架,引导学生更好地理解科学的本质、构建生命观念,从而使学生建立终生受益的素养基础。

参考文献:

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[2] Avery O.T., Macleod C.M., and McCarty M. Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. Induction of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from pneumococcus Type III. J. Exp. Med, 1944. 79:137-158.

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[4] American Association for Advanced of Science. Project 2061: Science for All Americans. Washington D. C: American Association for Advanced of Science. 1989:1-16.

[5] 谭永平.中学生物学课程在发展学生核心素养中的教育价值[J].生物学教育,2016(5):20-22.

[6] 支庆庆,贺竹梅. 遗传学知识体系构建的思考[J].高校生物学教学研究,2013,3(1):7-11.

经典遗传学范文第4篇

关键词 遗传学;实验教学;优化与实施;综合设计性实验

中图分类号 G642.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)19-0295-02

Abstract In view of the existing problems in the traditional experimental teaching of genetics,we established basis emphasis,strengthen ability,improving the quality of education for all-round development concept in teaching,we optimized the experimental teaching content of genetics,set up the module type curriculum experiment and comprehensive experiment,combine the teaching method and the reform of teaching organization form,it focuses on the design,synthesis and innovation of the experiment,and the implementation of all day open experimental teaching.The experimental teaching is beneficial to cultivate students′ research learning ability,it expands knowledge horizons of students,and improves the quality of genetics experimental teaching.

Key words genetics;experimental teaching;optimization and implementation;comprehensive design experiment

遗传学实验课程是遗传学教学的重要组成部分,是生物、农学、医学类等专业一门重要的专业基础课实验[1-2]。随着分子生物学的迅猛发展,以染色体作为代表的经典遗传实验内容和遗传规律的验证性实验已不能满足学科发展的要求[3],对现行实验课程的教学内容和方法进行整合和优化势在必行。笔者基于多年来的教学实践,在湖南农业大学校级本科教学改革项目的支持下,在遗传学实验课程教学方面进行了一些有益的尝试。

1 整合实验内容,制定实验教学目标

传统遗传学实验教学中普遍存在“三多三少”现象[4]:即染色体操作及经典遗传实验内容多,分子及群体遗传实验内容少;内容单一具体的验证性实验多,设计性、综合性、创新性的实验少;课外补助时间完成的实验多,课堂计划学时内完成的实验少。生科院遗传学实验的授课对象是生物技术、生物科学和生物工程专业的学生,如何在有限实验学时内将经典遗传学实验内容与分子遗传学实验技术实现有效衔接。笔者根据专业培养计划,结合学科发展现状和趋势,重新编写了《遗传学实验技术》教学大纲。明确了课程的性质和任务、实验目的和基本要求、实验项目的具体内容、实验考核方式及办法、实验教材及主要参考资料以及教改说明。将遗传学实验20学时及实践教学的0.5~1.0周(生物技术0.5周,生物科学1.0周)进行合理整合,具体归纳为5个实验模块,即遗传学实验技能训练、果蝇经典遗传、染色体细胞遗传、群体遗传及分子遗传。将遗传学实验技能训练、染色体细胞遗传和分子遗传等3个实验模块整合在0.5~1.0周的连续性实验周中。在教学改革中,基于多年来对教学内容与教学方法的探索,以及科研实践的经验体会,吸取了国内外成熟的经验和信息资料,自编了一本通俗、易懂、实用性较强的实验指导。同时利用多媒体技术,将遗传学实验中比较抽象,难以理解和掌握的一些规律、技术、方法用视频或flas等深入浅出、生动形象地展现出来,使学生对实验的细节有更加直观、深刻的印象。将这些课程数字化资料上传到学校校园网上,使学生随时查阅,随时学习,学生进实验室后明确自己要“做什么,怎么做”。目前,已建立了较为完善的课程体系,具有完整的实验及实践教学大纲、考试大纲、课程教案、讲稿、多媒体课件、自编实验指导书等,为进一步提高教学质量提供了良好的保障。让学生能在学习的过程中加以理解,理解后能掌握,掌握后能加以应用。

2 加强实验教学团队建设

教学团队建设是保证课程教学水平提高和教育教学持续稳定发展的关键。为切实加强实验教学,取得良好的实验教学效果,全面安排实验双线教学,即由主讲教师全面负责组织教学,辅导教师密切配合共同参与整个实验过程的管理和答疑工作,主讲教师和辅导教师在不同的班级间互换角色交叉排课,使授课教师能够全面了解学生的学习状况和效率,也增强了教师的责任感。每轮实验前建立实验预做制度,确保实验的可行性与可操作性。教师队伍中教授1人,副教授1人,讲师2人,都具有博士或硕士学位。既有丰富教学经验和实验实践经验的中年教师,又有年富力强勤奋钻研的年轻教师,实验教师与学生的比例为1∶40左右,是一支在学历结构、年龄结构、学院结构、师资配置上合理,工作上精诚合作奋发向上的教学团队。

3 整合教学资源,建立新型实验教学体系

我校生物科学技术学院实验中心是省重点实验室,依托植物生产部级实验教学示范中心,通过省级普通高校基础课示范实验室建设和中央与地方共建高校基础课实验室建设,在实验教学中已实现多媒体辅助教学,构建了显微数码互动教学系统,添置了先进、实用的新设备,提升了仪器档次和自动化程度,真正达到优化组合,合理配置资源。为遗传学实验技术课程的开设和实践教学搭建了一个坚实的平台,对实验内容进行了精心选择与安排。

3.1 设置遗传学实验技能训练模块,整合细胞遗传实验模块

将显微数码互动教学系统的使用、实验用具器皿的准备、药物试剂配制及连续性实验中的实验组织、注意事项、公用仪器使用等内容整合为遗传学实验技能训练模块,同时将动、植物染色体制片技术(包括减数分裂、果蝇唾腺染色体制备、染色体结构变异、多倍体诱导)等经典遗传实验内容整合在0.5~1.0周的综合实验中,通过0.5~1.0周连续性、全方位基本训练,学生系统掌握了细胞遗传学的研究方法和实验技能,为本科毕业论文的开展打下了坚实基础。

3.2 整合果蝇经典遗传实验模块

果蝇的杂交实验是遗传规律研究的经典实验。从亲代的杂交到子一、二代的自交、性状鉴定、数据统计分析,实验流程长达2个月以上。尤其是处女蝇收集选择,必须实施全天性开放实验室才能让学生参与实验的全程。而传统的遗传学实验,一次课仅有3~4 学时,许多实验操作不可能在限定时间内完成,为保证实验结果的正确性,教师不得不“包办”大部分的实验过程,只选择最后的步骤让学生观察和实践,是典型的为验证而“验证的实验”,学生的研究性学习能力得不到拓展,实验兴趣和求知欲望得不到满足。因此,将果蝇生活史的观察与饲养、单因子分离规律、双因子自由组合规律、伴性遗传、两点与三点基因定位5个验证性实验整合为1个果蝇经典遗传设计性实验。要求学生以组为单位,设计1~2个杂交组合的实验结果来验证4~5个遗传规律。通过亲本品系的合理选择、培养基配制、果蝇的饲养、亲本的设计、转瓶培养、子一、二代观察与鉴定至最后的实验结果统计及结果分析等环节,能全面考察学生对所学知识的掌握与应用程度,让学生真正明白了实验设计方案对实验成败的重要性,培养了学生自主学习和研究性学习的能力[5]。该模块设置2次课堂实验,共8学时,分别以实验设计与亲代杂交,中期实验数据统计与交流,实验结果汇报总结为主要内容,实验室全天性开放,学生利用课余时间自觉主动地完成各项实验操作,教师督促指导。在PPT课件汇报实验结果环节,要求学生将原始实验数据进行具体分析,即使实验结果与实验的预期值不相符合,只要学生能找出实验失败的原因并提出相应补救方案,实验就算通过。通过该模块内容整合和实验实施,学生由被动变主动,激发了学生的实验兴趣和学习热情,增强了学生团队意识和工作责任感,培养了实事求是的科研态度和严谨的工作作风。

3.3 优化群体遗传实验模块,增加分子遗传综合实验模块

由于遗传学理论课学时缩减,群体遗传学理论部分的讲授主要集中在遗传平衡定律的解释分析上,遗传平衡定律的应用、扩展及生物学例证则要通过学生自主实验来加以实现,并应证所学理论知识。为此,将人类味盲、嗅盲基因群体的基因结构调查与分析,整合为群体遗传实验模块。实验提供几种味觉、嗅觉鉴别的化学药剂。如苯硫脲(PTC)、薄荷香精、黄连、乙醇、乙酸、氨水等。教师以人类典型味盲、嗅盲基因结构调查分析为主要内容进行指导,再将学生分成几个实验小组,组长带领组员从文献的查阅到调查方案的设计、药剂配制(课余时间完成)、实验的实施到结果分析均由学生独立完成。实验设置2~3个实验因素,每个实验因素设置2~3个水平,包括调查群体的基因种类、调查对象以及实验所用的味觉或嗅觉鉴别药剂的浓度系列等均由学生安排。该模块计划课时为4学时,学生通过邀请教师、学生组成随机的孟德尔群体,尝味相关药剂进行人类味盲、嗅盲基因群体的基因结构调查与分析,准确尝味不同浓度的相关药剂是保证实验结果的重要前提,稍有心理因素的干扰就可能导致实验结果的偏差,要求受试人排除一切心理因素干扰,细细尝味、嗅味各种药剂,实事求是地报告实验结果,通过该实验模块教学使学生对群体遗传有全面系统认识。传统的遗传学实验教学中涉及分子遗传学实验较少且系统性不强,利用0.5~1.0周的连续实验周,尝试以教师的科研材料为基础,增加植物的遗传转化与鉴定方面的实验。例如利用教师科研工作中构建的β-葡萄糖苷酸酶(β-glucuron-idase,GUS) GUS报告基因系统,以拟南芥、烟草为材料,将工程农杆菌浸渍拟南芥花序和农杆菌侵注烟草叶片瞬时表达等为内容进行植物遗传转化实验,学生通过对转基因和非转基因对照材料的抗性筛选及组织化学定位染色,可以从显微镜中非常直观地观察到基因在植物器官、组织和细胞中表达的特异性,明白基因表达的组织特异性主要决定于该基因的特异性启动子。只要知道启动子在什么部位表达,即可推测出该启动子所启动的基因的表达部位。通过植物遗传转化和鉴定实验模块,开拓了学生的知识视野,为后续的基因工程课程的学习奠定了良好的基础,为学生申报大学生创新课题提供了很好的思路和启示[5]。

4 在实验教学组织形式上突出设计性、综合性、研究性

通过教学资源的整合和实验模块的设置,加强了遗传学实验的系统性和整体连贯性。前期安排基础性技能训练和相关遗传学规律的验证实验,中、后期通过0.5~1.0周的连续实验周,以教师的科研材料为基础安排设计性、综合性、研究性实验。在果蝇的经典遗传模块,群体遗传和分子遗传模块实验中,实验室全天候开放,学生分成实验小组,组长负责并带领组员,查阅文献资料,确定实验方案,进行实验实施。由于实验中每个项目和环节都责任到人,学生增强了责任意识,更加关注自己的实验结果,他们利用课余时间进行实验观察、数据记录整理及结果分析,保证了实验的系统性和连续性,突出了设计性、综合性、研究性的特点。学生在写课程总结的时候,几乎都提到:实验期间,加深了同学之间的深厚友谊,大家团结协作,互相帮助,互相补充,增强了班级的凝聚力。

5 建立行之有效的实验考核体系

经过教学内容的优化和实施,逐步建立和完善了一套行之有效的课程考核体系,考核内容包括以下几项。

5.1 实验设计方案撰写

综合实验前的实验设计方案撰写占考核总成绩的30%。通过这个环节的训练,充分调动了学生的自主性学习热情,学生根据实验要求,分头查阅大量的专业文献资料,通过课堂或小组集中讨论环节,最终确定实验方案,看到自己的实验设计能实施,学生的成就感油然而生,不仅开拓了知识视野,也增强了学生做实验的兴趣和信心。

5.2 实验报告撰写

实验完成后,要求学生独立完成规范化的实验报告。包括前言、实验材料与方法、实验结果分析、讨论4个部分,做到实事求是、数据可靠、书写格式规范、分析得当,要求实验报告的重点放在实验结果的分析和讨论部分。实验报告的撰写占考核的50%,通过该环节的训练,学生的理论知识得到进一步巩固,阐述分析能力有了很大的提高。

5.3 实验技能考核

采取了实际操作结合当场提问的方式进行,包含实验操作的规范、仪器的正确使用、实验中的注意事项以及一些课堂讲解过的理论知识。除了以上考核内容外,还把学生实验课的出勤率、值日的表现等作为考核内容之一,占考核的20%,以此培养学生养成良好的实验操作习惯和严谨的科研作风。

5.4 创新与建设奖励

在综合实验过程中,部分学生能表现出较好的创新思路,如设计方案的独特、新颖,实验实施中提出了合理化的建议等,教师都给予适当的鼓励和加分。学生通过这样的实验实践过程,激发了学生的求知欲,充分发挥了学生的主观能动性,活跃了课堂的学习气氛,收到了良好的学习效果。

6 结语

遗传学实验课程经过近3年的整合、优化,取得了一定的效果,构建了一个完整、科学的课程模式和体系,为培育具有创新精神、高素质、高能力学生做出了有益的尝试。

7 参考文献

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[4] 林娟,郭滨,蔡新中,等.综合性大学遗传学实验教学内容的改革[J].高等理科教育,2008,80(4):88-91.

经典遗传学范文第5篇

关键词:生物科学 遗传学 教学内容 重复

中图分类号:G642.3 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.020

遗传学是研究生物遗传和变异规律的一门科学。它是现代生命科学教学中最重要的主干课程之一,是高等院校生物科学等相关专业必修的专业基础课。现今,遗传学正以极快的速度向前发展,并不断渗透到其它生物、医学学科,这使得原本在遗传学中讲授的内容也同时出现在其他课程的教学内容中。这种现象反映了遗传学在生命科学中的核心地位,也凸显了高校遗传学教学所面临的教学内容重复问题。事实上,为体现一门课程的系统性、完整性和先进性,在编写教材时,学科之间有关内容的相互渗透、交叉以至重复是不可避免的。但相同的内容在多门课程的课堂教学中反复出现会使学生失去学习兴趣,浪费宝贵的课时,使教学效率大打折扣。本文将对该问题进行分析,并提出一些对策供同行讨论。

1 遗传学与其它课程教学内容重复的具体表现

目前,我国各大专院校生物、医药、农林等专业均开设有遗传学。虽然不同专业的教学重点有所不同,但核心内容相对统一。遗传学是笔者所在学院生物科学等专业本科生的一门必修课,这门课的任务是:引导学生牢固掌握遗传学最重要的基本原理,熟悉各分支学科的主要理论与研究方法,了解遗传学的重大理论与技术进展,熟悉遗传学研究技术与实验装备,为学生毕业后在本学科以及相关学科中的发展打下坚实的基础。

除遗传学外,我院还为生物科学专业的学生开设有细胞生物学、分子生物学、基因工程、生物化学、微生物学等专业必修课。我们选用的遗传学教材的内容基本上涵盖了遗传学的各个发展阶段,其中,遗传物质的细胞学和分子基础、染色体的结构变异、基因突变与DNA损伤修复、原核生物和真核生物基因表达的调控等章节[1]与上述几门课程的教学内容分别存在着不同程度的交叉(表1),有的甚至是其它课程的重点内容。尤以分子生物学、基因工程这两门课的教学内容与遗传学的相似度最高,这三门课几乎都重复着共同的遗传学问题――遗传物质的结构、复制、转录、翻译、调控、突变、重组等。另外,我院生物科学专业细胞生物学、分子生物学的开课时间与遗传学相同,这使得遗传学教学内容重复的问题更加突出。

表1 遗传学教学内容在其它课程中的分布

2 问题的根源

其它课程的教学内容与遗传学出现重复并不是偶然的,这种局面的形成与遗传学自身的发展特点及其学科内涵有很大的关系。

遗传学的研究进程按照不同历史时期的学术水平和工作特点,大体上可划分为经典遗传学、生化遗传学、分子遗传学、基因工程学、基因组学和表观遗传学等数个既彼此相对独立又前后互相交融的不同发展阶段[2]。如果以半个多世纪前Watson和Crick提出DNA双螺旋结构为界,也可以简单的将整个遗传学的发展过程划分为经典遗传学(classical genetics)和分子遗传学(molecular genetics)两大阶段:经典遗传学以孟德尔遗传学为基础,主要研究性状在系谱中的传递,即基因在亲代和子代之间的传递问题;分子遗传学则是在分子水平上研究生物遗传和变异机制的遗传学分支,主要研究基因的本质、基因的功能以及基因的变化等问题。

在整个遗传学的发展史上,分子遗传学的地位无疑是相当重要的。它的兴起使遗传学的面貌焕然一新,既系统地继承和发展了经典遗传学和生化遗传学的研究脉络,又全面地影响并渗透到后继学科的各个领域。从内容上来看,分子遗传学与分子生物学的学科界限十分模糊。通过对上述课程教学内容的分析我们也不难发现,那些重复的内容有相当一部分是分子遗传学范畴的。另外,由于生化遗传学和早期的分子遗传学研究都以微生物为材料,因此遗传学与微生物学、生物化学之间必然存在着千丝万缕的联系。而基因工程学、基因组学本身就是现代遗传学的分支学科,它们成为生物科学专业的必修课或进入课堂教学是高校课程设置不断细化和专业化的结果,也难免会与同时开设的遗传学存在教学内容上的重叠。

3 解决教学内容重复问题的对策

教学内容重复无疑会影响教学效果。我们通过实践发现,从授课内容本身、教师和学生、以及教学方法等环节入手,能够有效地避免重复对教学带来的不利影响。

3.1 合理调整教学内容

近些年来,同行们在遗传学教学内容的调整上作了大量的改革和探索。常见的做法是根据自己的理解及理论专长跳跃式地分割讲授,或根据自己的经验对教学内容做出取舍,甚至有人提出只讲经典遗传学而放弃分子遗传学。上述做法并不能有效地解决遗传学的教学内容重复问题,相反会造成教学不成体系的局面,对“教”和“学”都很不利[3];而如果无视教学内容重复的存在,贪多求全、面面俱到,对所有内容蜻蜓点水般逐一讲解,又无法实现大学遗传学教学深度和难度的提升。

我们认为,对遗传学教学内容进行删减是必要的,但必须遵循遗传学的发展历史和保持其完整的知识结构体系,不能大刀阔斧整章删除,而应在重复章节内部进行微调,具体做法包括:精简繁杂冗长的内容,下放学生能看懂的内容(自学),突出基础性、应用性的内容,增加前瞻性的内容等。这就要求教师有较高的遗传学理论修养,准确把握各章节特别是重复内容在整个遗传学教学体系中的地位,做好教学内容的层次划分,根据层次选择不同的授课侧重点。

3.2 加强授课教师之间以及师生间的协调沟通

教学内容重复已成为遗传学等课程授课教师的共识,对各自的教学内容进行删减无疑成了最简单、最常用的一种解决方法。但如果大家在没有交流的情况下对同样的内容都作了删除,重复的内容反而会变成被遗忘的内容。因此,积极促成遗传学与其他相关课程任课教师间的沟通十分必要。

我们认为,集体备课是教师之间进行相互沟通的一种有效形式。通过这种方式,相关课程的教学人员能够坐下来共同研究教学内容,在“知己知彼”的基础上协调、统筹各自的授课章节,明确重复内容的教学分工,制订满足包括遗传学在内的多门课程教学需要的授课计划,做到各有侧重而又不失体系的完整性。这不仅可避免实际教学过程中的低级重复,还能保证课程之间的相互衔接,有助于学生顺利地掌握所有课程的教学内容。另一方面,还应当加强授课教师和学生之间的课内外交流。如:教师可在开课前召开师生座谈会,了解所教班级学生对重复内容的掌握情况;开课后则根据学生的反馈,随时调整教学方案。

3.3 优选教学方法

为了保持遗传学完整的知识结构体系,所谓的重复内容不但不可不讲,而且还要下功夫选择合适的教学形式或方法来讲。对于在其他课程已深入学过而在遗传学中只需一般了解的内容,通过简单的问答引导学生回顾这部分内容即可;对于对遗传学新知识点有重要铺垫作用的其他课程的基础性知识,可采取布置学生课前或课中自学、再集中小结的方法帮助学生巩固复习之,还要注意从遗传学的角度阐明同一知识点,突出遗传学的学科特色;对于其他课程仅略有涉及但在遗传学中须进一步加深了解的内容,宜先勾起学生对这部分知识的点滴回忆,同时指出学生现有知识的不足,从而激发他们的求知欲,然后顺理成章地讲下去,在学生的高度关注中完成该知识点在遗传学中的深入讲授;对于一些有特殊作用的重复内容,则要综合运用多种教学方法将其讲好讲透,如:减数分裂在遗传学和细胞生物学的教材中均有详细的描述,属于重复的教学内容,但却是理解遗传的连锁交换和重组的一把钥匙;在整个遗传学的教学过程中,应反复多次向学生强调和提及减数分裂过程中的染色体行为,将这部分知识迁移和渗透整合进连锁遗传分析、真核生物遗传分析、细菌和病毒的遗传分析等多个章节,使枯燥难懂的遗传学分析过程变得易于理解,让重复的内容为新的知识点和教学难点服务。

此外,遗传学与其他课程之间还可以开展合作教学。如:我们尝试将遗传学和细胞生物学这两门专业基础课的实验课合二为一,以综合性大实验的形式开设,从而将遗传学和细胞生物学关联起来,有助于学生从整体上把握这两门课程,实现了教学资源的整合,提高了教学效率,较好地化解了教学内容重复的问题。

4 结语

遗传学与多门课程教学内容的重复是客观存在的,随着生物科学专业课程设置专业化程度的提高,这种局面将变得愈来愈突出。因此,调整遗传学教学内容势在必行。但无论进行怎样的调整,都必须遵循遗传学的发展历史、保持基础遗传学完整的知识结构体系。作为遗传学的授课教师,既要关心遗传学研究的最新动态,又要加强对遗传学理论体系的整体把握和理解,只有这样才能合理有效地解决遗传学教学内容重复的问题,从而节约教学资源,提高专业课教学质量。

参考文献:

[1]戴灼华,王亚馥,粟翼玟.遗传学[M].高等教育出版社,2008.

[2]吴乃虎.基因工程原理[M].科学出版社,1998.

[3]程焉平,刘春明,王洪振.尊重教学规律,保持遗传学教学的系统性[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2007,(2):82-84.

作者简介:袁茵(1981-),女,河南开封人,研究生,讲师,从事遗传学教学工作,广东药学院生命科学与生物制药学院,广东广州 510006

陆幸妍,广东药学院生命科学与生物制药学院,广东广州 510006

李浩明,广东药学院生命科学与生物制药学院,广东广州 510006

经典遗传学范文第6篇

关键词: 减数分裂 遗传学 经典文献

遗传学是生命科学领域发展最快的学科之一,同时也是生命科学领域的基础学科、核心学科,在我国的高等教育体系中,遗传学一直被作为最重要的专业基础课之一广泛地在农、林、牧、医和生物技术等专业中开设[1]。介于本学科的重要性,遗传学的一些基础内容已在高中生物课中先行安排。例如,在人教版《高中生物》(必修本)中就已经对减数分裂和有性生殖细胞的生成这部分内容作了初步的介绍。

减数分裂是遗传学的重要基础,在遗传学教学中起到了很关键的作用,对这一部分的理解透彻程度直接关系到学生对遗传学经典三大理论及染色体数目及结构变异过程中的染色体行为的掌握程度[2][3]。如果说遗传学是生命科学的一个知识宝库的话,那么减数分裂就是开启这一宝库的第一把钥匙。然而,在对学生的调查中我们发现,尽管减数分裂在高中生物学、大学细胞生物学等课程中多次讲授,在遗传学中也花了较多时间(2个学时)讲授,学生对这一部分内容的掌握程度始终不理想,往往在后续章节的教学中要回过头来“炒冷饭”。究其原因,笔者认为主要有以下三点原因:一是教材内容更新速度慢。目前多数遗传学教材,包括部分双语教材在这一部分内容的编排上一直沿用了旧版的内容,都是采用一些模式图片及分辨率极低的照片来进行讲解,过于抽象,不生动,没有做到图文并茂,且鲜有更新,学生往往当时记住了,过几周就忘记了。二是多次、多课程(植物学、动物学、遗传学、细胞生物学)的重复教学使得学生们对这一部分内容提不起任何兴趣,且各学科在介绍时都带有一些片面性,这也造成了学生在理解上存在误区。三是教师在教学方法及课程内容准备方面尚需加强。笔者曾在一个专门研究减数分裂的高水平实验室做过多年的染色体研究,对减数分裂的过程有着较深的理解,在苏州大学生物科学类专业《遗传学》双语教学实践过程中,尝试引入一些高水平文献,在多媒体教学课件中加入实际例子,结合本领域最新研究结果,通过几组漂亮的图片清晰地描述了减数分裂尤其是凑数分裂前期Ⅰ各个时期的染色体行为,极大地提高了学生们的学习主动性,取得了较好的教学效果。现从课前准备、课堂讲解、课后深入三部分试作一归纳,以期更好地帮助学生掌握这一难点提供有益的思路。

1.课前准备

首先,在整个遗传学课程开始之前建立QQ群并在开学第一堂课公布,要求学生加入,如果无法建立QQ群的可加入授课班级已建立的班级群中。在减数分裂教学开始前一次课对下一节课的内容进行预介绍,并要求学生进行预习。课后将图1[4]上传至班级QQ群,图注上只说这是减数分裂的整个过程,不说具体是哪个时期,让学生自己对照教材比对,并利用网络与学生进行交流,要求学生对照书本上的模式图进行预习,对减数分裂前期Ⅰ的染色体行为有个初步的认识。同学们普遍认为之前没接触过实例,没想到单调的染色体分裂原来如此优美,第一时间激发了同学们的学习热情与兴趣。在正式上课之前就有较多同学在网络上提出了很多问题,在做出解答的同时也适当为课堂教学埋下伏笔,设置悬念。

A,细线期B,偶线期C,早粗线期D,晚粗线期E,双线期F,终变期G,中期ⅠH,后期ⅠI,前期ⅡJ,中期ⅡK,后期ⅡL,末期Ⅱ。(WangK.J.等2009)

2.课中讲解

2.1减数分裂正常的细胞学行为

减数分裂的难点重点在于减数分裂前期Ⅰ,共分为五个时期,细线期,偶线期,粗线期,双线期,终变期。每个时期都有相应的细胞学特征,例如,细线期是染色体完成复制并开始浓缩,光学显微镜下呈细丝状,但核仁尚未解体且一般处于中心位置。在课堂上,笔者形象地把这一时期描述成一个煎蛋(图1A)。偶线期,染色体进一步浓缩,同源染色体开始联会,核仁开始解体,在光学显微镜下核仁偏向一边,形态上像是被咬了一口的月饼(图1B)。进入粗线期(图1C,D),染色体变粗变短,同源染色体完成联会,非姊妹染色单体发生交换,遗传物质得以交流,这种遗传物质的交流方式增加了遗传变异的可能性,这正是经典遗传学三大定律之一的连锁交换定律的物质基础。这一时期染色体在细胞学上出现理论上的交叉结,然而由于同源染色体之间联会相当紧密,形成联会复合体,即使有交叉结形成,也很难在显微镜下观察到,多数教科书上主要采用卡通图案来描述。为了使学生更好地掌握这一过程,亦为了拓展学生的知识面,笔者在课堂教学中引入了一篇经典文献,wang等2010年发表于the plant cell上关于水稻减数分裂异常的论文[5],这篇论文描述了一个水稻关键基因zip1突变后,使得同源染色体联会变得相对松散并最终提前解离,这一突变体在减数分裂粗线期出现了很明显的交叉,如图2A,B所示。通过引入这一经典文献,不仅使同学们对这一时期的细胞学行为有了更直观的了解,同时也拓宽了学生的知识面,极大地提高了学生的学习兴趣和学习积极性(课后多位学生找到笔者要求了解更多关于减数分裂分子机制的内容)。粗线期后减数分裂进入双线期,这一时期染色体进一步浓缩,联会复合体开始解离,粗线期形成的交叉结清晰可见,如图1E。终变期(图1F)染色体最大限度浓缩,交叉结端化,形成二价体,形态上类似于一个中空的甜麦圈,并逐渐向赤道板迁移。随后进入中期I(图1G),二价体排列在赤道板上,后期I(图1H)同源染色体分开,形成两个子细胞,染色体数目减半。这一步决定了等位基因的均衡分离,体现了遗传学三大定律之一——分离定律的实质。后期I非同源染色体随机组合进入到两个子细胞,反映了自由组合定律的实质。减数分裂第二次分裂与有丝分裂一致,姊妹染色单体分开,最终形成四个子细胞,每个子细胞染色体数目与母细胞相比减少了一半,这就是一个正常的减数分裂的全过程。

A,粗线期由于联会不紧密出现明显交叉结。B,图A方框部分放大,箭头显示交叉结。(Wang M 等,2010 )

2.2减数分裂异常的细胞学行为及导致的相关现象

有些比较喜欢动脑筋的同学会产生这样的问题:一个不正常的减数分裂是怎样的呢?它会产生怎样的影响呢?为了回答这两个问题,也为了加深同学们对减数分裂过程重要性的领悟,笔者再次引入经典文献,shen等2012年发表于the journal of cell science杂志上的一篇论文[6],论文描述了一个减数分裂相关基因zip4突变后引起减数分裂异常,在中期I同源染色体向两极迁移的时候形成染色体桥,最后形成四个遗传物质不等的子细胞,并最终导致不育,如图3。这种不正常的减数分裂在植物中主要造成不育,在人类中,减数分裂异常会产生畸形、不育等,例如唐氏综合征,又称先天愚型(21三体综合征)就是母细胞减数分裂过程中染色体不分离所造成的也是多数物种雄配子产生的方式。男性精母细胞减数分裂异常则会导致无精或非整倍性变异[7]。

2.3假减数分裂

某些动物的减数分裂异常与多型现象有关。如蜜蜂中的蜂王、工蜂是由受精卵发育而来,而雄蜂是由未受精卵直接发育。雄蜂(单倍体)的精母细胞也经过两次连续的细胞分裂。减数第一次分裂是一次不对称分裂,仅在细胞的一极挤出一个细胞原芽体,无任何细胞核结构,并最终退化。第二次减数分裂则正常进行,结果每一个初级精母细胞形成两个精细胞,与原来的单倍体染色体数保持一致,称这为假减数分裂,与卵子发生过程的不对称分裂相区分。

3.课后巩固

课堂讲解结束后要求学生复习并在下次课开始前提问。为了让学生更好地掌握减数分裂领域的最新进展,笔者在与学生课后网络交流的过程中除了把课堂上涉及的文献发给学生外,另外收集了本领域较高水平的文献一并发给学生,并实时与学生互动。有了课堂上的讲解,学生在读文献的时候相对比较轻松,在掌握基本概念基本理论的同时,提高了他们对科研的兴趣,取得了较好的教学效果。

参考文献:

[1]赵祥强,陈曹逸.利用经典文献优化《遗传学》双语教学.遗传,2009,31:434-439.

[2]王亚馥,戴灼华主编.遗传学.北京:高等教育出版社,1999.

[3]赵寿元,乔守怡主编.现代遗传学.北京:高等教育出版社,2001.

[4]Wang K. J.,Tang D.,Wang M.,Lu J. F.,Yu H. X.,Liu J. F., Qian B. X.,GongZ. Y.,Wang X.,Chen J. M. and cheng Z.K. MER3 is required for normal meiotic crossover formation,but not for presynaptic alignment in rice. J. Cell Sci. 2009,122:2055- 2063.

[5]Wang M.,Wang K. J.,Tang D.,Wei C. X.,Li M.,Shen Y.,Chi Z. C.,Gu M. H. and Cheng Z. K. (2010). The central element protein ZEP1 of the synaptonemal complex regulates the number of crossovers during meiosis in rice. Plant Cell 22,417-430.

[6]Shen Y.,Tang D.,Wang K. J.,Wang M.,Huang J.,Luo WX,Luo Q,Hong LL,Li M,Cheng Z. K. ZIP4 in homologous chromosome synapsis and crossover formation in rice meiosis. J. Cell Sci. 2012,125:2581-2591

经典遗传学范文第7篇

1优化教学内容,强调系统性,突出先进性和实用性

遗传学是发展极快的科学,新认知、新技术不断涌现。课程内容的设置整体上遵从遗传学的发展和固有内容体系,必须协调安排经典遗传学和现代遗传学两个部分,体现系统性的同时,还要突出先进性和实用性。如经典遗传学的内容在教学时从试验过程角度展示给学生,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的科研能力;现代遗传学的内容侧重讲授结果和结论,增加知识量,开阔学生视野。教材选取最新的“十二五”规划教材,改传统经典教材为学生和教师的参考书。新出版的教材多融进了最新的学科发展内容,教材内容选取也都进行了改革,更适于现今的教学要求。本课程组选取了郭玉华主编的《遗传学》教材。教材内容全面,体现现代遗传学中与科学研究、生产和生活实践密切相关的内容,教材有配套习题集,辅助有需要的学生复习参考。

2多种教学方法相结合,充分调动学习兴趣

为充分调动学生学习兴趣,促进学生对遗传学知识的理解和掌握,教学方法与手段的选择和使用尤为重要。多媒体教学能够在有限的时间和空间内,将文字、照片、图形、视频(动画)、音频等各种课程信息形象直观、生动逼真地展示给学生,从而激发学生的学习兴趣、加深所学知识的理解。多媒体还可有效地反映学科的最新科技成果,体现课程教学内容的先进性。多媒体教学图文并茂、信息量大,可提高课程的教学效果和质量。但在多媒体教学中由于课程进度加快,造成学生对知识的消化和接受难度明显加大。另外,学生上课时忙于看屏幕、记笔记,影响对教学内容的理解和接受,甚至影响多媒体教学的效果。而传统板书教学无法实现高标准的图文展示,因需要手写板书而减少了课堂容量。遗传学课程教学过程应将多媒体教学和传统教学手段相互结合起来,控制课堂容量和教学速度适中,特别是将传统教学方法辅助用于重点、难点部分,学生对知识的消化和接受效果会更好,从而可实现教学目标。

3突出实践教学,培养动手能力和创新能力

课程组现行遗传学教学大纲实验部分设置8个学时,4个实验,存在学时少,实验项目少,内容偏简的问题。应根据应用型本科的要求并参考名校的课程设置,增加实验难度,增加现代遗传学的基础实验。通过实验训练学生的动手能力,还可让学生参与实验的准备工作。如细胞分裂的观察这个实验,可将原来永久片子的观察改为学生动手压片再进行观察,而永久片子作为辅助材料,这样实验难度加大,也增加了学生的实验兴趣。

4合理改革考核方式,全面衡量学生学习状况

课程考核方式的改革也是促进学生学习的一个因素,因此改革考核方式,合理分配平时、理论、实践三部分成绩,更好实现人才培养目标。理论考试中应该从实际问题出发,把多个知识点综合在一起,加大分析题的比例,以培养学生综合运用所学遗传学理论知识的能力;实践成绩考核应增加重要实验的原理和操作考试,考核方式反过来也促进教师思考问题、分析问题、提高教学效率。遗传学教学中需要不断地吸取分子生物学和生物技术最新的研究成果,完善现有的知识结构体系,创新教学手段和方法,通过对课程理论和实验教学进行结构调整、多种方式结合授课,增加学生学习的积极性,甚至可以尝试让学生自己走上讲台讲授知识点、适当调整课程中的实验、改变考核考试的方式和题目,以提高学生学习的信心,最终培养学生的创造性思维,并提高学生解决实际问题的能力,为社会培养出高素质应用型人才。

经典遗传学范文第8篇

【关键词】医学遗传学;基础知识;前沿知识;基因病;染色体

医学遗传学是医学科学领域中十分活跃的前沿学科,尤其是分子生物学方法的引入,人们对遗传病的认识达到了新的高度,不仅对单基因病和多基因病的诊断、发病机理、治疗和预防都已达到分子水平,即使染色体病的诊断,由于显微切割、探针池建立和荧光原位杂交方法的应用,也已深入到相关基因片段的水平。癌基因和抑癌基因作用机理的阐明,不仅对癌的发生发展认识上有新的突破,对癌的基因治疗也提出了新的策略。人类基因组计划的提出和研究进展为人类基因组的全部测疗和功能分析,特别是对某些致病基因的确认、表达调控,为遗传病的防治等开辟了光明的前景。所有这些医学遗传学的新成就正推动着医学科学的迅速发展。医学遗传已成为21世纪带动医学科学发展的带头学科之一。作为培养21世纪医学人才的医学遗传学教材,在其内容上也必须进行相应的更新,才能使培养出来的医学人才在知识储备上提高一步,跟上时代的步伐。

专业基础知识是为学好专业,能够从事某种学科教学打基础的知识。它是专业主体知识的根基,这个层次的知识越扎实、宽厚,就越能促使专业主体知识的发挥。专业前沿知识是指专业发展的前景,包括对所教学科专业发展趋势的分析和预测。从而了解未来的变化,并以此为依据,对自己的知识储备提出要求。随着研究技术和方法的进步,现代医学遗传学的发展速度可谓是日新月异,而报道这些新发现、新知识的文献也层出不穷。那么,如何在有限的学时内,既让学生掌握扎实的基础知识而又了解医学遗传学的最新研究进展?有人认为应当压缩和削减遗传学的基础内容,用足够多的时间向学生介绍现代遗传学的新知识;又有人认为只讲解基础知识,不必介绍新知识。而作者认为,基础知识是“根”,新知识是“叶”,只有“根深”才能“叶茂”,而“叶茂”才能促进整个知识之树茁壮成长,两者相辅相成,缺一不可。如“人类基因组计划”是医学遗传学发展的重要里程碑,相关知识属于前沿知识。完成这一计划的重要方法之一是基因定位,而基因定位这一方法的应用离不开对孟德尔遗传定律知识点的掌握。所以离开基础知识而空谈最新知识,新知识也就成为“无源之水”。反之,在教学过程中若不注意介绍科技新发展,知识必将成为一潭“死水”,这样不仅跟不上科学的时代步伐,也不能调动学生的学习积极性。那么,如何在有限的学时内既扎扎实实地打好基础,又能跟上科学的发展呢?

1讲解经典的基础知识要深入浅出医学遗传学的经典基础知识主要包括孟德尔遗传定律、遗传平衡定律、染色体畸变类型等知识。对于这类经典基础知识,在教学过程中,要按照知识发展的规律,知识结构相互依存的关系,由浅入深、由表及里、由特殊到一般地展现。例如,介绍孟德尔遗传定律时,应首先从孟德尔遗传实验讲起,在实验过程中发现哪些现象?怎样通过这些现象总结出分离定律和自由组合定律?再进一步引出遗传定律的适用范围、特例等。这样,不仅有利于学生掌握知识,还有利于培养学生的逻辑思维能力。

2讲解应用性基础要提纲挈领医学遗传学的基础知识还包括许多应用性基础知识,如染色体病。这一部分内容较多,所涉及到的病例有十几种。若面面俱到,学时不够。如果介绍的太简略,一些重点知识就会淡化。在讲解这些内容时,作者提纲挈领,有主有次地进行了介绍。主要介绍4个代表病例:Down综合征、猫叫综合征、Klinefelter综合征、脆性X染色体综合征,它们分别是常染色体数目异常、常染色体结构异常、性染色体数目异常和性染色体结构异常所导致的疾病。Down体综合征是最常见的常染色体病,其染色体异常在21三体,主要核型为三体型,少数为易位型或嵌合型。猫叫综合征染色体异常为5号染色体短臂部分或全部缺失。Klinefelter综合征又称先天性发育不全症。典型的核型是47,XXY。脆性X染色体综合征又称为Martin-Bell综合征,脆性X染色体综合征是发病率仅次于Down综合征的智力低下性疾病,脆性X染色体综合征是由一个基因异常引起的。而对于其他综合征的知识点,则要求学生通过自学掌握并要求他们课外阅读寻找一些生活中的病历材料,使得学生带着趣味和好奇去学习,锻炼了他们的自学能力,也节省了课时。

3讲解与基础知识相关联的新知识要相互穿插随着科技的发展,介绍与遗传学相关的新进展十分必要。如染色体的结构中包含了端粒结构,有关端粒与医学相关的研究目前处于前沿水平。在讲解染色体结构这一知识点时,作者补充了端粒分子的结构组成、端粒酶的作用、端粒与肿瘤发展以及与细胞寿命的相关研究。实践证明,这样不仅有助于丰富课堂教学内容,还有助于提高学生的学习积极性。

总之,在医学遗传学的教学过程中,既详尽介绍基础知识又适当穿插前沿知识,采用形象化的教学方式,可以充分调动学生学习医学遗传学的积极性,培养学生的学习能力,为他们将来走向工作岗为打下坚实的基础。

参考文献

1王婷.在《医学遗传学》教学中的几点体会.中国医学理论与实践,2006:11.

2梁黎,郑兴宝.先天畸形与染色体病关系的研究.浙江预防医学,2000,12:1.

经典遗传学范文第9篇

遗传学课程是在应用生命科学的知识和技术对人类长久以来的演变遗传和信息变异的深入研究。它是生命科学院学生所学比较难的一门课程。作为一名遗传学教师深感要讲好这门课,使学生不感觉到高中知识的重复是非常困难的。这次非常有幸参加了这次培训,使我对遗传学感悟更深一层,无论从理论教学,还是实验教学,对二者的关系以及尺度的把握上,都有了很大的进步。乔老师严谨的治学态度,浑厚的理论功底,丰富的实践知识,无不给我树立了典范,学习的楷模,也给我们的职业发展规划上指明了道路。

通过这次学习让我感觉到要想讲好遗传学这门课,不仅仅是掌握了课本上的理论知识就可以了,要时刻留心生活中的一些案例。例如乔老师把很简单的血型判断和标记结合起来变成了经典的遗传知识,不仅提高了学生的学习兴趣,也让学生牢固掌握了血型的遗传知识,真是一举两得,让我感触颇深。还有乔老师从摩梭女的民族归属讲到核基因替换的理论,以及亲子鉴定中的理论知识和案犯的判断等等都让我感觉到乔老师的丰富的实践知识和幽默风趣,让我明白要想讲好遗传学这门课,必须要处处留心,用乔老师的一句话就是“身边处处有遗传”。

现在很多学生都重视分子遗传学而轻普通遗传学,通过这次学习让我感觉到遗传学的魅力。很多学校在讲连锁遗传时都是按部就班的讲连锁遗传规律,这样的内容很死板。而乔老师的讲解把分子标记融入其中,不仅丰富了连锁遗传规律的知识,也让人耳目一新。给老师们一个提示,我们可以把分子遗传学的一部分知识和普通遗传学的知识有机的联系起来,让学生感觉到普通遗传学不仅仅是遗传的三大规律,还有更深的内涵,同时也让学生能更容易的去理解分子遗传学,而不是觉得两者是分开的。普通遗传学和分子遗传学之间的桥梁搭建是需要老师用心去做的一件事情。

遗传学是一门古老而又新颖的一门课程,想在有限的学时内讲好这门课,不仅需要老师深厚的遗传专业功底,同时合理安排教学内容也是很重要的。教学设计根据授课对象,教学目标和教学内容确定教学知识体系的构架,将教学要素有序、优化地安排,形成教学大纲。遗传学体系构建应该遵循一些原则:1凸显以基因为主线的遗传学学科特色;2具有覆盖较全面的遗传学知识系统;3注重经典遗传学与学科进展的内容衔接;4具有独立教学思想的章节顺序编排;5规避交叉学科与课程的内容重叠;6满足教学目标的适当信息量。并且在参考教材的基础上根据教学对象的不同,可以进行内容的弱化和删减、拓展和加强以及改进。教材可以合理组织,灵活取舍。

遗传学骨干教师网络培训即将结束,把自己的感想送给大家,作为共勉吧。学习遗传学也要经过读书的三个境界,这就是立下志向,探寻真知——勤奋刻苦,百折不回——豁然开朗,进入佳境。

经典遗传学范文第10篇

摘要:遗传学是生命科学领域的核心,遗传学课程更是生物专业的核心课程之一。高等师范院校作为培养师资人才的教育摇篮,其遗传学课程的设置,从教学内容到教学方法,必需进行改革创新才能适应当下基础教育的需要。

关键词:高等师范院校;遗传学;教学改革

当今时代是生物科学蓬勃发展的时代,而处于生命科学领域核心和前沿的遗传学,也随着新理论、新技术、新方法的层出不穷而获得了极大发展。《遗传学》作为高等院校生物专业的基础课程和主干课程,研究的是生物遗传和变异的规律,与动植物育种、人类健康、疾病诊断等领域关系密切。目的是通过本课程的教学,使学生了解生物遗传和变异的规律及其物质基础,掌握遗传学的基本理论、基本知识和基本技能,提高创新意识和分析解决遗传学问题的能力,为遗传学在人类健康、动植物育种、疾病诊断等领域中的应用打下坚实的基础,同时为后续从事科研、教学和生产相关工作奠定一个良好的遗传学基础。然而伴随着知识点逐年增多的现实情况却是课时的逐年减少,如何在有限的课时内将更多的知识传授给学生,是目前高等院校遗传学教学中亟待解决的问题。同时,作为培养基础教育师资队伍的摇篮,高校生物教育专业的遗传学教学,既不同于农业院校偏重于动植物、微生物遗传,为学习育种等课程奠定基础;也不同于医学院校侧重对人类遗传变异的研究,为学习医学其他课程奠定基础。遗传学教学是要满足师范生将来从事中学生物教学的需要,要求学生主要掌握普通遗传学的基本知识和基本原理[1,2]。因此,应结合师范生未来教学实际需要,对高等师范院校遗传学课程的教学内容及教学方法做出适当的改革调整。

一、科学调整课程内容

我校遗传学教学采用的是高等教育出版社出版的由刘祖洞、乔守怡等编写的《遗传学》(第三版)。其内容涉及遗传学三大定律及其拓展、遗传的分子基础和细胞学基础、细菌和噬菌体的遗传、数量性状遗传、遗传物质的改变、细胞质遗传、个体的发育与进化、基因组、基因的表达与调控等内容。在内容选择上,既要掌握遗传学的经典理论和现代遗传学的前沿知识,又要结合师范生的实际,联系中学生物教程。因此,在教学内容应作出适当调整,将高中生物《遗传与进化》模块的内容(包括遗传的细胞基础、遗传的分子基础、遗传的基本规律、生物的变异、人类遗传病、生物的进化六部分)融入到遗传学教学中,让学生一方面学习专业知识,另一方面与教育教学法相结合,即时参与中学教学内容的有关设计,改变过去专业理论教学与教学法、中学生物教学相脱节的现象[3]。其中的基因组、基因的表达与调控等内容与分子生物学课程有所重复,不作为讲授重点。在教学实践中,将遗传学分为四部分:第一部分讲授遗传物质的传递规律,包括遗传的细胞学基础、孟德尔定律及其延伸、连锁遗传定律及伴性遗传、细菌和噬菌体的遗传等;第二部分讲授遗传物质的改变(即变异),包括染色体畸变和基因突变的发生机制及其在生产实践上的应用;第三部分讲授细胞质遗传,包括细胞质遗传的物质基础及其在遗传中的作用;第四部分讲授个体发育和进化,包括几个发育现象的遗传学分析和进化理论等。

这样的课程安排,既减少了重复性知识的学习压缩了课时,又突出重点体现遗传学课程的特点,有利于学生理论联系实际,提高学生分析问题、解决问题的能力,同时满足了师范院校对学生的培养目标。

二、研究创新教学方法

倡导探究式学习是现阶段基础教育课程改革的一大亮点,培养师资的高等师范院校在这样的大背景下,自然要针对这一改革结合自身特点,对教学方法进行研究创新。坚持理论与实践相结合,改变传统的“教师教,学生学”的教学方式,突出学生在教学活动中的主体地位,提倡研究性学习,旨在提高学生自己提出问题、解决问题的能力和创新意识。那么,在教学实践中如何实施研究性学习?如何选择研究性学习的内容,是现阶段亟待解决的问题。围绕这一问题,在遗传学教学过程中,就需要向学生渗透研究性教学理念,教师要以学生为中心,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,使学生从接受式的被动学习转变为探索研究式的自主学习,使学生在研究性学习过程中感受学习的乐趣,创新学习方法,为未来的中学教学工作积累经验[4]。

通过这一过程不仅使学生对遗传学相关知识有所了解,而且使学生养成了研究性学习意识,为以后进入基础教育领域指导研究性学习打下了基础,同时加强了学生的合作意识。

三、合理设置实验项目

许多重要的遗传学理论都是在大量的实验基础上获得的,因此应使学生意识到实验的重要性,培养学生的科研意识和能力。然而随着技术的发展,遗传学实验的范围也在不断的深化并延伸至各个领域,从经典的细胞遗传学到现代的分子生物学领域。但伴随内容的增多课时却在逐年减少,实验内容的选择就显得尤为重要,一方面要对遗传学经典定律进行验证,培养学生的操作技能和创新性思维;另一方面又要与基础教育的教学实际相结合。因此在实验项目的设置上,要考虑中学的实验条件,有针对性地优化实验内容和操作环节,使在大学阶段所开展的实验内容在中学也能开展并符合中学的教学要求,所以师范院校的遗传学实验内容不能一味追求高、精、尖,而是要再一定程度上与中学相衔接[4]。

总之,高等师范院校作为培养基础教育中坚力量的摇篮,要结合自身实际在教学内容和教学方法上做出科学改革,才能适应基础教育的需求,为基础教育培养更多的适用型人才。(作者单位:咸阳师范学院)

参考文献:

[1]张羽.生物教育专业《遗传学》教学改革的探索[J].遗传,2008,30(2):246―250.

[2]赵志华.遗传学教学改革探析[J].高等教育研究,2007,24(4):43―45.

[3]李宗芸,潘沈元等.地方师范院校遗传学教学改革.高等院校遗传学教学改革探索.2010.34―41.

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