分子遺傳學(xué)研究方法范文
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篇1
一、分子遺傳學(xué)課程實驗教學(xué)面臨的問題
(一)實驗教學(xué)形式和考核方式陳舊
傳統(tǒng)教學(xué)方式較為突出:教師先將分子遺傳學(xué)涉及到的實驗內(nèi)容、詳細的實驗步驟及預(yù)期的實驗結(jié)果通過多媒體形式展示出來,并在講解過程中進行解惑,之后學(xué)生獨立進行實驗。這種教學(xué)方式是在傳統(tǒng)教學(xué)的框架下形成的,導(dǎo)致許多學(xué)生被動參與實驗,無法調(diào)動學(xué)生做實驗的積極性,使學(xué)生失去了對實驗操作的興趣。而分子遺傳學(xué)實驗課程成績僅由教師根據(jù)學(xué)生最終提交的實驗報告來確定,這種考核方式非常主觀,導(dǎo)致部分學(xué)生不重視實驗過程,抄襲實驗報告的現(xiàn)象時有發(fā)生,在學(xué)生中造成了消極的影響,削弱了學(xué)生參與實驗的積極性、主動性和創(chuàng)造性。
(二)缺乏適宜的實驗室
長期以來,由于缺乏適宜的實驗室,分子遺傳學(xué)實驗課程教學(xué)內(nèi)容主要在北京林業(yè)大學(xué)實驗樓進行。由于實驗室實驗設(shè)備及材料有限,比如PCR儀、電泳儀僅有2~3臺,移液槍10把,SSR引物只有20對左右,很難保證每位學(xué)生都有機會直接完成實驗操作任務(wù)。此外,有限的實驗室空間更使許多學(xué)生無法參與到正常的實驗中,實驗效果較差。
(三)缺乏實驗課專職教師或高水平的實驗課
教師
分子遺傳學(xué)實驗課程教學(xué)主要是由理論課教師兼任,而且一名教師一次指導(dǎo)20名以上的學(xué)生做實驗。教師在備課的同時,還要準備實驗耗材、熟悉操作步驟,造成理論課教師時間與精力的緊張,直接影響分子遺傳學(xué)實驗課程教學(xué)效果。此外,分子遺傳學(xué)理論課教師的實驗設(shè)計思路有限,很難提出建設(shè)性的實驗思路,使得實驗步驟單一、難有創(chuàng)新性。
(四)缺乏完備的實驗教學(xué)指導(dǎo)書
由于缺少正式出版的分子遺傳學(xué)實驗教學(xué)指導(dǎo)教材,學(xué)生只能根據(jù)相關(guān)的教材和教師的指導(dǎo)整理實驗手冊,并據(jù)此開展相應(yīng)的實驗活動。由于實驗是一個比較復(fù)雜的過程,當(dāng)實驗材料發(fā)生改變的時候,相應(yīng)的實驗操作步驟也會發(fā)生相應(yīng)的變化,因此根據(jù)相關(guān)教材整理出來的實驗指導(dǎo)手冊對林木分子遺傳學(xué)實驗沒有針對性,往往達不到預(yù)期的實驗效果。實驗指導(dǎo)手冊也沒有對實驗過程中可能出現(xiàn)的問題進行解答,不利于學(xué)生學(xué)習(xí)了解分子遺傳學(xué)課程實驗操作的具體過程。
(五)缺乏有效的實驗技術(shù)交流平臺
構(gòu)建主義理論認為,學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和科學(xué)家探索過程在本質(zhì)上是一樣的,都是一個發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程。由于缺乏有效的交流手段,這樣一個循序漸進的實驗?zāi)芰μ岣哌^程被阻斷在解決問題的過程中。學(xué)生與教師之間、學(xué)生與學(xué)生之間沒有一個實時的交流平臺,學(xué)生在實驗操作中遇到的問題很難得到及時的解答,導(dǎo)致學(xué)生的實驗技術(shù)水平難以得到提高,教師實驗技能也難以得到拓展。
二、分子遺傳學(xué)課程實驗教學(xué)改革的措施
(一)組建合適的實驗教學(xué)平臺和優(yōu)秀的實驗
課教師隊伍
分子遺傳學(xué)實驗教學(xué)體系的改革須遵循實驗教學(xué)規(guī)律。北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院堅持知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育全面協(xié)調(diào)發(fā)展的實驗教學(xué)理念,將理論教學(xué)與實驗教學(xué)有機融合,使實驗教學(xué)從輔助地位轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),從根本上改變了實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)的傳統(tǒng)觀念,符合以國家需求學(xué)科需要為目的的林學(xué)高層次人才培養(yǎng)目標。分子遺傳學(xué)作為生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院優(yōu)勢課程,完全可以依托現(xiàn)有的國家級平臺,結(jié)合教學(xué)基地建設(shè),推動實驗教學(xué)的改革。
目前,北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院建有林木育種國家工程實驗室林木花卉遺傳育種教育部重點實驗室等實驗平臺。林木育種國家工程實驗室下設(shè)樹木分子遺傳與功能基因組、林木分子標記輔助育種、林木基因工程育種、林木細胞遺傳與細胞工程育種、林木良種繁育等專門實驗室,以及與之配套的人工氣候室、溫室、組培室和大型儀器設(shè)備室等,并配有優(yōu)秀的實驗教師。這些為分子遺傳學(xué)課程的實驗內(nèi)容設(shè)計提供了較豐富的選擇,為組建優(yōu)秀的實驗教師隊伍提供了良好的平臺。
(二)引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實驗
根據(jù)教學(xué)目的及教學(xué)條件,分子遺傳學(xué)實驗項目內(nèi)容分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性設(shè)計實驗、研究創(chuàng)新性實驗3個層次。北京林業(yè)大學(xué)在分子遺傳學(xué)實驗課程內(nèi)容設(shè)計方面,充分考慮重點實驗室的平臺條件及遺傳學(xué)學(xué)科的特點,開展了綜合性設(shè)計實驗。其實驗內(nèi)容如下:毛白楊SSR分子標記引物設(shè)計、毛白楊SSR分子標記的篩選、毛白楊分子標記擴增、種間分子標記穩(wěn)定性評估、分子標記連鎖圖譜構(gòu)建、關(guān)聯(lián)做圖、連鎖不平衡衰退計算等。通過以上實驗內(nèi)容設(shè)置,可以使學(xué)生鞏固課堂所學(xué)知識,真正將所學(xué)知識運用到實踐中,提高學(xué)生分子標記的設(shè)計、分析能力。
另外,北京林業(yè)大學(xué)分子遺傳學(xué)實驗課程指導(dǎo)教師結(jié)合楊樹的基因組特點,設(shè)計了合理的SSR分子標記位點,并對重要的與性狀有顯著關(guān)聯(lián)的位點進行了篩選。同時,利用關(guān)聯(lián)分析結(jié)果對連鎖不平衡進行了分析,提取了合理的代表性標記位點,從而提高了學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力。其中,依據(jù)楊樹的物種特點設(shè)計的分子標記位點篩選與分子遺傳學(xué)中的分子標記輔助育種內(nèi)容有效契合,提高了學(xué)生對抽象理論內(nèi)容的理解能力以及通過實踐理解科學(xué)問題的能力。此外,分子遺傳學(xué)實驗課指導(dǎo)教師還鼓勵學(xué)生根據(jù)實驗內(nèi)容選取與自己研究課題相關(guān)的實驗進行開放性實驗設(shè)計,并按照課程要求完成實驗,有效地推動了實驗進度,提高了學(xué)生參與實驗的積極性。
(三)編寫完整的實驗指導(dǎo)手冊
為增強分子遺傳學(xué)實驗課程的可操作性、可控性,實驗指導(dǎo)教師根據(jù)實驗內(nèi)容和實驗平臺實際情況編寫了分子遺傳學(xué)實驗指導(dǎo)手冊。分子遺傳學(xué)實驗指導(dǎo)手冊內(nèi)容包括實驗進度安排、實驗內(nèi)容及操作步驟、注意事項、實驗報告模板等。通過實驗指導(dǎo)教師課前的講解,學(xué)生可以了解實驗設(shè)計思路、時間總體安排、注意事項、實驗?zāi)康?、成績考核原則,以及實驗指導(dǎo)教師的聯(lián)系方式等信息。同時,分子遺傳學(xué)實驗指導(dǎo)手冊中還包含了實驗中必要的軟件下載地址及計算原理,一方面可以保證數(shù)據(jù)能夠準確計算,另一方面也為學(xué)生將來開展科研工作提供借鑒。實驗報告格式模板的目的在于保證最終提交的實驗報告的一致性和規(guī)范性,便于存檔。
(四)制定科學(xué)合理的實驗課考核標準
分子遺傳學(xué)實驗課程考核采用百分制進行評定,成績除由所有實驗課程參與次數(shù)、實驗報告質(zhì)量組成外,還增加了實驗小組多媒體匯報環(huán)節(jié),用以引導(dǎo)學(xué)生組成科研小團隊,提高學(xué)生團隊協(xié)作解決問題的能力。分子遺傳學(xué)實驗課程的成績?yōu)榘俜种?,實驗參與次數(shù)占40分,主要考核學(xué)生參與實驗調(diào)查的認真態(tài)度以及是否遵守實驗紀律;實驗報告的質(zhì)量占40分,主要考核實驗數(shù)據(jù)整理是否科學(xué)準確、報告撰寫是否認真規(guī)范、實驗數(shù)據(jù)分析和討論是否深入;多媒體匯報環(huán)節(jié)占20分,由小組代表負責(zé)匯報,主要考核幻燈片的制作質(zhì)量和學(xué)生的語言表達能力。
(五)建立師生溝通交流平臺
當(dāng)代教學(xué)面臨一個重要的問題就是師生關(guān)系的疏離,師生之間、學(xué)生之間在知識交流方面缺乏必要的溝通交流,致使學(xué)生在實驗課中遇到的問題難以及時解決。北京林業(yè)大學(xué)分子遺傳學(xué)實驗課程嘗試使用騰訊QQ、微信等社交平臺建立師生實驗技術(shù)交流群,目的是及時解答課程及實驗中出現(xiàn)的問題、分享課程和實驗作業(yè)以及分子遺傳學(xué)課程最前沿的實驗技術(shù)。同時,教師還可以實時將科技前沿的資訊、實驗教學(xué)視頻等信息上傳到交流平臺,供所有的選課學(xué)生學(xué)習(xí)、分享。
篇2
關(guān)鍵詞數(shù)量遺傳學(xué);分子遺傳學(xué);動物育種;研究進展
自20世紀80年代以來,隨著現(xiàn)代分子生物技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展,動物育種計劃和動物分子遺傳學(xué)研究取得了大量的突破性成果,國際上的動物育種已逐漸進入分子水平,從傳統(tǒng)的育種方法朝著快速改變動物基因型甚至是單倍體型的方向發(fā)展。
1數(shù)量遺傳學(xué)與動物育種
數(shù)量遺傳學(xué)選擇原理充分考慮了環(huán)境因素對微效多基因控制的數(shù)量性狀的影響力,從表型方差中剖分出基因型方差,通過運用資料設(shè)計和統(tǒng)計模型估計有關(guān)的遺傳參數(shù),最后達到選種的目的[1-2]。數(shù)量遺傳學(xué)主要應(yīng)用于估計遺傳參數(shù)、通徑分析和動物育種估計的模型方法等幾個方面。
1.1遺傳參數(shù)估計
從統(tǒng)計學(xué)上講,遺傳參數(shù)的估計可歸結(jié)為方差或協(xié)方差組分估計。從親子回歸、同胞分析到方差分析法;到了20世紀50年代,C R Henderson提出了針對非均衡資料的Henderson方法Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ;之后出現(xiàn)了極大似然法約束極大似然法、最小范數(shù)二次無偏估計法和最小方差二次無偏估計法以及貝葉斯估計等方法。目前,約束最大似然法是世界各國育種學(xué)家采用的主要方法。
1.2育種值估計
畜禽遺傳評定即評估畜禽種用價值的高低,是畜禽育種工作的中心任務(wù)。畜禽種用價值的高低是用育種值來衡量的,影響數(shù)量性狀表型值的是微效多基因的加性效應(yīng)值(A)、等位基因之間的顯性效應(yīng)值(D)和非等位基因間的上位效應(yīng)值(I)。其中,只有基因的加性效應(yīng)值即育種值能夠穩(wěn)定的遺傳給后代,但是育種值不能直接測量,只能使用一定的統(tǒng)計學(xué)方法通過表型值對其間接加以估計,所以遺傳評定的主要工作就是對育種值的估計。畜禽的估計育種值是選擇種畜的主要依據(jù),育種值估計的準確性在很大程度上影響著畜禽育種效果的好壞。用于育種值估計的方法概括起來主要有選擇指數(shù)法、群體比較法和混合線性模型法。
2分子數(shù)量遺傳學(xué)與動物育種
分子數(shù)量遺傳學(xué)是分子生物技術(shù)與數(shù)量遺傳學(xué)相結(jié)合的一門發(fā)展中的新的交叉學(xué)科,目前仍屬于數(shù)量遺傳學(xué)范疇[3-6]?,F(xiàn)代分子生物技術(shù)的發(fā)展,使得從分子水平上研究數(shù)量性狀的基因成為可能。
2.1對QTL作出遺傳標記
目前對決定數(shù)量性狀的多基因還不能準確定位,但如果能找到一個可以識別的基因或基因組的DNA多態(tài),或是一個染色體片段與這一目標性狀有密切的關(guān)聯(lián),就可作為對目標性狀選擇的遺傳標記。遺傳標記還可應(yīng)用于基因轉(zhuǎn)移、基因定位和基因作圖等研究。
2.2QTL的分離和克隆
分子數(shù)量遺傳學(xué)的目標是要分離和克隆決定數(shù)量性狀的基因,研究其結(jié)構(gòu)和功能,最終達到從分子水平上改良數(shù)量性狀的目的。雖然在理論上可以將分子生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的各種基因克隆技術(shù)用于QTL,但是數(shù)量性狀的遺傳表達一般涉及多個基因座位。例如,奶牛的產(chǎn)奶量既受繁殖和泌乳的內(nèi)分泌系統(tǒng)基因的控制,又受消化酶系統(tǒng)基因的控制,情況相當(dāng)復(fù)雜,很難把這些基因一一分離和克隆。但也可以根據(jù)已有的知識,通過對候選基因的篩選找出一個或幾個對某個數(shù)量性狀有較大效應(yīng)的QTL,就可以對這個QTL用一般的基因克隆方法進行克隆,作為數(shù)量性狀的一個重要基因來研究。例如,有資料報道豬的雌激素受體基因可影響產(chǎn)仔數(shù)1.0~1.5頭。
3動物育種方法前景
動物分子育種是依據(jù)分子數(shù)量遺傳學(xué)理論,利用分子生物學(xué)技術(shù)來改良畜禽品種的一門新型學(xué)科,是傳統(tǒng)的動物育種理論和方法的新發(fā)展。從目前發(fā)展狀況來看,它應(yīng)包含兩方面內(nèi)容:以基因組分析為基礎(chǔ)的標記輔助選擇和以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)基因育種。由于動物分子育種是直接在水平上對性狀DNA的基因型進行選擇,因此其選種的準確性會大大提高;同時轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用還能根據(jù)人們的需求創(chuàng)造出一些非常規(guī)性的畜牧產(chǎn)品[7-8]??梢哉f,動物分子育種是動物遺傳育種學(xué)科發(fā)展的必然,它將是21世紀動物育種的一種重要方法,對21世紀世界畜牧業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
4參考文獻
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篇3
自主神經(jīng)在電針“腎俞”穴利尿效應(yīng)中的作用
漢防己甲素抗實驗性肝纖維化的對照研究
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興奮性氨基酸及其受體阻滯劑在腦缺血性大鼠海馬損傷中的作用
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3種保健食品對大鼠血清脂質(zhì)過氧化和抗氧化酶的影響
絕經(jīng)期婦女骨密度與細胞因子的變化
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AⅡ受體拮抗劑與ACEI對慢性腎衰患者血漿ANF及RAS的影響
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門診抗感染藥物使用分析
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低分子肝素治療不穩(wěn)定型心絞痛48例療效觀察
疾病治療新途徑——電刺激小腦頂核
肝細胞生長因子治療缺血性疾病研究進展
心房顫動的分子遺傳學(xué)研究進展
心臟傳導(dǎo)阻滯的分子遺傳學(xué)研究進展
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光學(xué)相干斷層成像術(shù)在冠心病介入診療中的應(yīng)用
脂肪酸轉(zhuǎn)運體FAT/CD36在心肌脂肪酸代謝中的作用
卵巢癌化療耐藥機制的研究進展
慢性乙型肝炎干擾素-α治療應(yīng)答預(yù)測指標的研究進展
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GFP示蹤技術(shù)在干細胞研究中的運用
女性壓力性尿失禁的手術(shù)治療
非酒精性脂肪肝研究進展
FK506在防治角膜移植免疫排斥反應(yīng)中的應(yīng)用
兒童急性白血病的分子遺傳學(xué)研究進展
糖尿病視網(wǎng)膜病變眼血流動力學(xué)的彩色多普勒研究進展
多藥耐藥與卵巢癌化療研究進展
正視中藥“不良反應(yīng)”
臨床抗腫瘤藥物運用進展
1H-MRS在腎臟腫瘤的應(yīng)用
LKB1基因沉默對乳腺癌細胞生物學(xué)行為的影響
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甘草黃酮體內(nèi)抗胃癌作用的實驗研究
基于聚乙二醇-聚乳酸-聚乙二醇水凝膠的兔骨髓基質(zhì)干細胞三維培養(yǎng)
溫度與機械疲勞對不同表面處理后的石英纖維樁與根管粘結(jié)強度的影響
草藥振蕩指紋圖譜的數(shù)字化特性
噻唑烷二酮類對2型糖尿病患者骨密度的影響
小切口輔助關(guān)節(jié)鏡下松解術(shù)對膝關(guān)節(jié)伸直型僵直的療效分析
實時熒光定量PCR在結(jié)節(jié)病與不典型結(jié)核鑒別診斷中的臨床應(yīng)用
多通道阻抗聯(lián)合24h食管pH監(jiān)測在胃食管反流病中的應(yīng)用
B超引導(dǎo)經(jīng)皮腎鏡大功率鈥激光碎石治療鹿角型腎結(jié)石
篇4
關(guān)鍵詞:遺傳學(xué);課堂教學(xué);實驗教學(xué);改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)16-0150-02
遺傳學(xué)是一門探索生命起源和生物進化的科學(xué),對于推動整個生物科學(xué)和有關(guān)科學(xué)的發(fā)展都有著巨大的作用[1]。遺傳學(xué)是我院各專業(yè)不可或缺的專業(yè)基礎(chǔ)課,學(xué)好遺傳學(xué)將會為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。本文根據(jù)多年來的教學(xué)經(jīng)驗,在遵循遺傳學(xué)教學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)上有利于提高該課程教學(xué)質(zhì)量的各個環(huán)節(jié)進行了探索。
一、課堂教學(xué)
課堂教學(xué)是教學(xué)施過程中最基本的一種教學(xué)形式,教師是課堂教學(xué)的組織者和引導(dǎo)者,在課堂教學(xué)中具有主導(dǎo)作用。課堂教學(xué)是教師講授知識、培養(yǎng)學(xué)生能力的主要方式。好的課堂教學(xué)能夠使學(xué)生在輕松、有趣的課堂氛圍中掌握理論知識,使知識的掌握不再成為枯燥的乏味的單純的知識灌輸。通過多年的教學(xué),總結(jié)出了以下課堂教學(xué)經(jīng)驗及體會。
1.教學(xué)內(nèi)容。①根據(jù)不同專業(yè)合理安排教學(xué)內(nèi)容,突出重點和難點,遺傳學(xué)是我校農(nóng)學(xué)、種子工程與科學(xué)、生物技術(shù)、園藝、植物保護等專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。因不同專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點有所不同,授課學(xué)時也不同,所以教學(xué)內(nèi)容的安排也不應(yīng)該按統(tǒng)一的標準一概而論。比如,對生物技術(shù)專業(yè)來說,除了講解遺傳的基本概念、基本定理和研究方法外,還需詳細地講解現(xiàn)代分子遺傳學(xué)概念、理論、技術(shù)以及它們在實踐中的應(yīng)用。②在課堂教學(xué)當(dāng)中適當(dāng)結(jié)合國內(nèi)外學(xué)科前沿,在課堂教學(xué)中融入相關(guān)領(lǐng)域中最新研究成果,是提高教學(xué)水平和質(zhì)量的手段之一[2]?,F(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展,遺傳學(xué)中的理論和技術(shù)也在迅速不斷更新。在進行遺傳學(xué)課堂教學(xué)時,教師不能只講授教材中的內(nèi)容,應(yīng)以教材為基礎(chǔ),補充和完善遺傳學(xué)學(xué)科的新概念、新理論、新技術(shù)、新成果等新的教學(xué)內(nèi)容,與時俱進,注重把本領(lǐng)域最新的研究成果與進展引入課堂教學(xué)當(dāng)中,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,滿足學(xué)生的不同需求[3],從而達到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
2.靈活應(yīng)用多媒體教學(xué)方法。隨著科學(xué)的進步,教學(xué)手段的現(xiàn)代化已成為當(dāng)前實施素質(zhì)教育、提高教學(xué)效率的一個重要方式。教師在課前要充分準備,注重多媒體的正確使用。同時使用的課件要靈活、內(nèi)容豐富,再復(fù)雜的內(nèi)容也要想方設(shè)法用簡單的途徑和方法展示、通過具體例子很生動的表達,善于歸納總結(jié),并注重與教學(xué)內(nèi)容的結(jié)合。
3.安排單元測驗,提高教學(xué)效果。目前遺傳學(xué)課程的考核方式還是以期末考試成績?yōu)橹?,而過程考核沒有量化。為了幫助學(xué)生注重平時的學(xué)習(xí)過程,提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和及格率,培養(yǎng)學(xué)生的遺傳學(xué)綜合應(yīng)用能力。每個單元之后應(yīng)安排一次小測驗,測驗內(nèi)容反映教學(xué)目標及突出教學(xué)重點,同時要注重遺傳學(xué)綜合應(yīng)用能力。題型包括,選擇題、判斷題、名詞解釋、填空題、問答題及計算題等。每次對測驗成績進行認真、深入的分析,實時掌握學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)和掌握狀態(tài),并總結(jié)教學(xué)中存在的問題,從而提高教學(xué)效果。
4.適時安排討論課,加深對知識點的理解。為了加深學(xué)生對理論知識的理解,啟發(fā)學(xué)生獨立思考和解決問題的能力,每個教學(xué)單元講授后安排討論課。在教師的指導(dǎo)下開展討論,由全班或小組成員圍繞某一中心問題發(fā)表自己的看法,達到相互學(xué)習(xí)的目的。首先要擬定討論題目,題目應(yīng)該難易適度、面向大多數(shù)學(xué)生。題目應(yīng)該是教學(xué)內(nèi)容的重點、難點或具有不確定性和不一致性的問題。按題目的要求寫出發(fā)言提綱,在此基礎(chǔ)上進行討論。教師注意傾聽和發(fā)現(xiàn)典型的、代有普遍性的問題,并重點記載學(xué)生發(fā)言的優(yōu)缺點,以便更好地引導(dǎo)學(xué)生。最后針對學(xué)生討論過程中存在的問題進行講解,把學(xué)生理解不深刻、不正確的問題給予糾正和深化。學(xué)生做報告和參與討論有助于增強學(xué)生的獨立科研能力,有利于提高學(xué)生靈活運用知識的能力和獨立思考的能力。
二、實驗教學(xué)
遺傳學(xué)實驗教學(xué)是遺傳學(xué)課程的重要組成部分,對培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)起著無可替代的作用,遺傳學(xué)的快速發(fā)展給遺傳學(xué)實驗教學(xué)提出了更高的要求。遺傳學(xué)實驗教學(xué)不僅應(yīng)注重學(xué)生對理論知識的掌握和科學(xué)思維的訓(xùn)練,而且還應(yīng)加強應(yīng)用技術(shù)和實際操作的訓(xùn)練,特別是近代遺傳學(xué)新興技術(shù)的訓(xùn)練。
1.實驗教學(xué)內(nèi)容。①注重遺傳學(xué)實驗的先進性,改革和創(chuàng)新實驗教學(xué)內(nèi)容,瓦特森(Watsen,J.D.)和克里克(Crick,F(xiàn).H.C.)于1953年提出DNA分子結(jié)構(gòu)模式理論后,遺傳學(xué)的研究進入了分子水平。20世紀70年代初,分子遺傳學(xué)已成功的進行了人工分離基因和人工合成基因,開始建立了遺傳工程這一個新的研究領(lǐng)域。90年代后,遺傳學(xué)的研究進入了基因組學(xué)。由于遺傳學(xué)廣泛應(yīng)用近代化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)的新成就、新技術(shù)和新儀器設(shè)備,因而由宏觀到微觀逐步深入到研究遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。從事遺傳學(xué)研究首先要掌握遺傳學(xué)研究方法、技術(shù)理論基礎(chǔ)、應(yīng)用等內(nèi)容。傳統(tǒng)遺傳學(xué)教學(xué)中,實驗內(nèi)容安排大都以經(jīng)典遺傳學(xué)和細胞遺傳學(xué)為主,在實驗安排上跟不上遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容的更新。因此,為解決這種現(xiàn)象,應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,從簡單到復(fù)雜逐步的安排分子遺傳學(xué)研究技術(shù),幫助學(xué)生了解遺傳學(xué)研究方法,同時要側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際的能力、創(chuàng)新能力。比如講授完DNA復(fù)制時就安排PCR(聚合酶鏈式反應(yīng)擴增)技術(shù);在真核生物表達調(diào)控時,講解從真核生物體內(nèi)如何提取不同RNA的方法、DNA微陣雜交等內(nèi)容。②實驗課內(nèi)容要凸顯高校遺傳學(xué)研究方向,不同高校在同一個領(lǐng)域的研究材料和方法都有一定的區(qū)別。比如,以擬南芥為實驗材料,在“核算測序”中測定擬南芥熱休克轉(zhuǎn)錄因子的核苷酸序列。實驗課內(nèi)容的這種安排,一方面有助于學(xué)生通過實驗掌握當(dāng)前的遺傳學(xué)研究方法、技術(shù),另一方面也能夠幫助學(xué)生了解高校的研究方向,如果學(xué)生在本校繼續(xù)深造,就會很容易的進入研究工作。
2.教師和學(xué)生的充分準備,保證順利完成實驗教學(xué)任務(wù)。因為實驗課是理論聯(lián)系實際的教學(xué)活動,實驗教學(xué)內(nèi)容也是當(dāng)前的遺傳學(xué)研究技術(shù)方法。由于實驗的內(nèi)容先進,因而也具有一定的難度,這就要求教師和學(xué)生要有充分的準備。實驗課的主要準備內(nèi)容包括:一是實驗教師的準備,教師提前在學(xué)生做實驗的同樣條件下,從頭到尾把實驗做一遍。二是學(xué)生的準備,教師應(yīng)在第一次上課時讓每一位學(xué)生準備一個實驗記錄本,每次新的實驗開始前一周讓學(xué)生預(yù)習(xí),了解實驗內(nèi)容并將相關(guān)問題記錄在實驗記錄本上。學(xué)生必須在做實驗前要了解每個實驗的目的、方法、操作步驟、作業(yè)等內(nèi)容。有了教師和學(xué)生的充分準備,實驗教學(xué)效果就能夠得到有效提高。
3.撰寫高質(zhì)量的實驗報告,培養(yǎng)學(xué)生從事科研及科研論文寫作能力。實驗報告是實驗結(jié)果的總結(jié)和反映,也是實驗課的繼續(xù)。實驗報告的書寫情況是學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、思維能力及教師教學(xué)成果的綜合體現(xiàn)。加強實驗報告的書寫能力,不僅利于實現(xiàn)實驗教學(xué)目標,提高學(xué)生本身的專業(yè)素質(zhì),而且也能促進學(xué)生理論系實際的學(xué)風(fēng)和實事求是的科學(xué)態(tài)度。傳統(tǒng)的實驗報告格式不利于學(xué)生分析問題和論文寫作能力的培養(yǎng)。為此,要求學(xué)生的實驗報告的書寫按論文格式進行寫作,包括引言、實驗?zāi)康?、實驗方法、步驟、實驗結(jié)果、討論、結(jié)論等部分。這樣有利用于學(xué)生用所學(xué)的理論知識對實驗結(jié)果進行分析總結(jié),加強學(xué)生的邏輯推導(dǎo)和理論聯(lián)系實際的能力。這就要求教師認真地批改實驗報告,如果實驗報告有不清楚、錯的部分,教師應(yīng)該書寫自己的要求并還給學(xué)生,要求學(xué)生在固定的時間內(nèi)按照教師的要求更改。從而,學(xué)生也就會很重視從實驗課的準備、進行、到實驗報告的書寫等部分,這對培養(yǎng)學(xué)生對提高實驗教學(xué)質(zhì)量具有積極促進作用。
篇5
[關(guān)鍵詞]遺傳學(xué)實驗;教學(xué)改革;創(chuàng)新
遺傳學(xué)是研究生物體遺傳和變異規(guī)律的科學(xué),是當(dāng)今生物科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科,也是一門實驗性很強的學(xué)科。實驗教學(xué)的改革和創(chuàng)新是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的迫切需要。針對實驗教學(xué)中存在的問題,我校也在不斷進行實驗教學(xué)改革,逐步從傳統(tǒng)的以教師為主體的封閉式實驗教學(xué)向以學(xué)生為主體的開放式實驗教學(xué)轉(zhuǎn)變,努力使學(xué)生在積極主動的實驗過程中學(xué)到知識,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,為其以后的科研工作打下堅實的基礎(chǔ)。
近年來,社會對科研人才需求越來越偏向于基礎(chǔ)牢、素質(zhì)高、能力強、具有創(chuàng)新精神的復(fù)合型高級人才[1]。我校也采取有效措施,培養(yǎng)學(xué)生的動手實驗?zāi)芰Α⒕C合實驗設(shè)計能力和創(chuàng)新能力,努力克服過去培養(yǎng)中專業(yè)劃分過細、畢業(yè)生知識面窄、適應(yīng)性差等問題。遺傳學(xué)是生命科學(xué)中至關(guān)重要的基礎(chǔ)學(xué)科,在高等院校所有與生物相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)置中具有不可替代的地位。遺傳學(xué)實驗內(nèi)容涵蓋經(jīng)典遺傳學(xué)、細胞遺傳學(xué)、微生物遺傳學(xué)及分子遺傳學(xué)等領(lǐng)域,主要是從個體、細胞、分子三個水平解釋遺傳學(xué)的基本現(xiàn)象與規(guī)律。如何完善這門實驗課,發(fā)揮它的真正價值呢?我校在多年遺傳學(xué)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上進行了教學(xué)改革,改進了教學(xué)方法,完善了教學(xué)體系,有效地培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新思維。
一、實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
現(xiàn)今各綜合性大學(xué)及專科院校均開設(shè)了遺傳學(xué)實驗課程。遺傳學(xué)實驗是重要的專業(yè)基礎(chǔ)課實驗,也是鍛煉學(xué)生能力的重要實驗。大部分院校開設(shè)的實驗課以驗證性實驗為主,例如果蠅或玉米的雜交實驗、鏈孢霉的分離和交換實驗等,還有一部分是與染色體有關(guān)的操作技術(shù)實驗,如細胞有絲分裂、減數(shù)分裂、壓片法、植物的雜交、植物多倍體的誘導(dǎo)等[2]。學(xué)生做實驗的目的主要是驗證試驗結(jié)果,因而缺乏主動性且效果不佳,達不到培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的,也不能發(fā)揮遺傳學(xué)實驗的價值。要想跟上現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展步伐,進一步提高實驗教學(xué)質(zhì)量,就必須進行實驗教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容的改革。
二、實驗教學(xué)的內(nèi)容
目前多數(shù)高校的遺傳學(xué)實驗教材中,主要是經(jīng)典遺傳學(xué)實驗,一般都是比較容易操作,而且涉及的技術(shù)含量不是很高,如有絲分裂制片、減數(shù)分裂制片、染色體組型分析以及利用玉米或果蠅進行的性狀遺傳分析等。而設(shè)計分子操作的實驗較少,如DNA和RNA的分離、DNA的凝膠電泳、PCR和核酸雜交、限制性內(nèi)切酶消化以及DNA分子標記、果蠅或細菌的突變體誘導(dǎo)與鑒定、大腸桿菌的轉(zhuǎn)化、噬菌體的基因重組、基因功能實驗等,大多沒有在本科遺傳學(xué)實驗教材中體現(xiàn),或?qū)W校很少開展這些實驗。分子遺傳學(xué)實驗手段是全世界各個遺傳學(xué)研究單位和實驗室中使用最多的常規(guī)分析手段。隨著遺傳學(xué)的應(yīng)用越來越廣泛,遺傳學(xué)實驗教學(xué)也應(yīng)該增加分子遺傳學(xué)的實驗內(nèi)容,這樣學(xué)生才能全面掌握遺傳學(xué)實驗的基本實驗技能,提高實際操作能力。
目前的實驗教學(xué)中,通常是教師先講解實驗,然后學(xué)生再動手做實驗。學(xué)生在聽完講解后對每一個實驗環(huán)節(jié)并不一定很清楚,所以教師要將每個實驗環(huán)節(jié)講清楚,并使其形象化。如在開始分子實驗之前,必須非常詳細地講解每一個步驟的原理以及可能遇到的問題,講解實驗中的許多關(guān)鍵步驟或試劑的作用,然后再由學(xué)生來完成整個實驗。在實驗過程中,先請學(xué)生來分析出現(xiàn)相關(guān)問題可能存在的原因,然后再由教師來分析。教師應(yīng)在學(xué)生操作過程中再具體講解,不僅要教學(xué)生怎樣做,還要講明原理,避免出現(xiàn)學(xué)生只知道怎么操作,卻不知道為什么這樣操作的問題[3]。教師要遵循邊實踐邊講解的原則,當(dāng)實驗中遇到問題時,應(yīng)讓學(xué)生獨立思考原因,而后再與學(xué)生一塊探討,更好地調(diào)動學(xué)生思維的積極性。
三、實驗教學(xué)的策略
(一)劃分實驗層次
我們將整個實驗內(nèi)容分為兩個模塊:基礎(chǔ)性實驗和探究性實驗?;A(chǔ)性實驗即常規(guī)的實驗,不需學(xué)生自己設(shè)計,只需按實驗步驟操作即可。探究性實驗則要求學(xué)生以課題組的形式,自由組合,一起探討,一起設(shè)計,共同完成實驗。每個課題組探究性實驗終結(jié)后,應(yīng)以論文的形式上交指導(dǎo)教師。學(xué)生可以選擇導(dǎo)師已定的探究性實驗的題目,也可以自行設(shè)計,但是學(xué)生必須預(yù)先寫出實驗設(shè)計方案及可行性報告,經(jīng)導(dǎo)師審核后方可進行,對一些好的想法要推薦申報學(xué)校的實驗室開放基金和團委學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技活動基金項目,以調(diào)動學(xué)生參與創(chuàng)新課題研究的積極性。
(二)驗證性實驗與設(shè)計性實驗相結(jié)合
學(xué)生只有掌握了基礎(chǔ)性實驗,才能了解設(shè)計實驗的思路。因此,一些最基本、最能代表學(xué)科特點的實驗需要學(xué)生熟練掌握。若驗證性實驗過多,會影響學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展,所以應(yīng)加大綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗的比例。大二時應(yīng)讓學(xué)生接觸一些典型的遺傳學(xué)實驗,如有絲分裂制片、減數(shù)分裂制片、染色體組型分析以及利用玉米或果蠅進行的性狀遺傳分析等,通過掌握這些相對簡單的驗證性實驗使學(xué)生對如何開展科學(xué)實驗、如何解決科研問題有一個略為清晰的認識,為學(xué)生獨立設(shè)計、組織、實施實驗奠定基礎(chǔ)[4]。之后再逐步展開大型的技術(shù)含量高的實驗,如DNA和RNA的分離、DNA的凝膠電泳、PCR和核酸雜交、限制性內(nèi)切酶消化以及DNA分子標記、果蠅或細菌的突變體誘導(dǎo)與鑒定、大腸桿菌的轉(zhuǎn)化等。接觸并掌握這些實驗,有助于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。
(三)建立開放式實驗教學(xué)模式
為了培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、動手操作、科研創(chuàng)新的能力,學(xué)??梢砸猿闪⒄n外活動小組、科研小組等形式向?qū)W生開放實驗室[5]。對于學(xué)生在學(xué)習(xí)中提出的問題,能用實驗來解決的,教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生通過親自實驗來獲取答案。具體做法是:先讓學(xué)生查閱大量的文獻資料,然后建立科研小組,設(shè)計實驗思路,再向?qū)W校提出申請,經(jīng)學(xué)校審查批準后給學(xué)生開放實驗室,提供實驗儀器等條件,最后由學(xué)生自己動手進行操作。在實驗過程中學(xué)生如果遇到問題,教師要給予適當(dāng)指導(dǎo),但教師在實驗過程中的作用僅是輔助和指導(dǎo),實驗操作所有環(huán)節(jié)都應(yīng)由學(xué)生獨立完成。
篇6
[關(guān)鍵詞]動物遺傳學(xué);教學(xué);改革
[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]2095-3712(2013)01-0046-03
動物遺傳學(xué),作為遺傳學(xué)的一個分支,主要研究動物性狀的遺傳和變異的規(guī)律、遺傳改良的原理和方法。動物遺傳學(xué)是動物科學(xué)本科專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程,也是家畜育種學(xué)的理論基礎(chǔ)。本門課程的教學(xué)任務(wù)是讓學(xué)生掌握該學(xué)科的基本概念、基本理論及其簡單的實驗操作技能,為后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課和今后從事專業(yè)工作打下堅實的動物遺傳學(xué)理論基礎(chǔ)。
為適應(yīng)社會發(fā)展的需要,各高校增設(shè)了本科教學(xué)的課程數(shù)量,同時壓縮傳統(tǒng)課程的課時數(shù)。就我校來說,動物遺傳學(xué)課程現(xiàn)僅有60學(xué)時,其中包括15學(xué)時的實驗課,但課程內(nèi)容卻在不斷更新或增加,再加上遺傳學(xué)基礎(chǔ)理論抽象、邏輯性強,課程顯得枯燥,這些問題的存在促使課程教學(xué)必然作出改革。這幾年來,筆者所在的教學(xué)團隊不斷地探索動物遺傳學(xué)教學(xué)方式、手段及實驗教學(xué)內(nèi)容的改革工作,獲得了一些體會,現(xiàn)總結(jié)如下:
一、精選教材,革新教案
動物遺傳學(xué)課程講述的內(nèi)容包括:遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)、遺傳信息的傳遞與改變、遺傳的基本規(guī)律及其擴展、非孟德爾遺傳、群體遺傳學(xué)基礎(chǔ)、動物基因組學(xué)及動物基因工程,涵括了分子遺傳學(xué)、細胞遺傳學(xué)、群體遺傳學(xué)及基因工程等諸多方面的一般原理與方法,教學(xué)內(nèi)容理論性強、信息面廣、復(fù)雜抽象。為使學(xué)生能更好地學(xué)習(xí)此門課程,選擇合適的教材是關(guān)鍵。市面上不同版本的動物遺傳學(xué)教材較多,綜合考慮本校動物科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方向和遺傳學(xué)理論知識的最新發(fā)展情況,筆者所在的教研組選擇由李寧主編、中國農(nóng)業(yè)出版社出版的面向21世紀課程教材《動物遺傳學(xué)》作為課程教材,該書涵括了動物遺傳教學(xué)內(nèi)容,理論知識系統(tǒng),前沿性強。
為使學(xué)生更能理解和掌握動物遺傳學(xué)知識,教師編寫教案時力求突出教學(xué)重點,適度刪減和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,并保證授課內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性。此外,課堂教學(xué)盡量使抽象理論知識和概念通俗化,理論點與實際案例相結(jié)合。例如講授基因突變、染色體變異內(nèi)容時,結(jié)合遺傳疾病病例分析講解;適時添加遺傳學(xué)的最新研究進展,使學(xué)生對遺傳學(xué)的最新發(fā)展、最新趨勢有一定了解。革新教案,目的是增強動物遺傳學(xué)課程的興趣性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
二、突出教學(xué)重點,強化教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性
遺傳學(xué)的快速發(fā)展,使得動物遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容不斷豐富與革新,從三大定律到核外遺傳,從細胞到分子,從個體到群體,從質(zhì)量性狀到數(shù)量性狀的遺傳,課程教學(xué)內(nèi)容多而復(fù)雜,抽象概念多,缺乏直觀認識,學(xué)生理解困難。筆者所在的教研組根據(jù)本校學(xué)生的特點,結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)和本科教學(xué)的要求,在選定教材的基礎(chǔ)上強調(diào):突出內(nèi)容的新穎性、前沿性,減少重復(fù)教學(xué)。例如三大定律、染色體部分內(nèi)容在高中生物學(xué)中已經(jīng)有學(xué)習(xí),大學(xué)課堂在教學(xué)該內(nèi)容時進行適當(dāng)簡單復(fù)習(xí)即可;結(jié)合研究新成果,講授本學(xué)科基本理論知識和概念,提高學(xué)生的認知水平。調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,增強知識點的系統(tǒng)性和層次性,從遺傳物質(zhì)的本質(zhì)到遺傳信息的傳遞、改變,再到基因的表達、調(diào)控,使學(xué)生逐步深入地掌握課程知識。
三、改進教學(xué)方法,提升教學(xué)成效
在實際教學(xué)中,以學(xué)生為主體,根據(jù)學(xué)生的課堂情況,適時改進教學(xué)方法和教學(xué)手段,做到因材施教,提高教學(xué)的成效。為了能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,筆者所在的教研組在動物遺傳學(xué)教學(xué)中,不斷探索多種教學(xué)方法。例如:課前留置問題討論,課堂提問,課后安排學(xué)生參與科研實踐,章節(jié)教學(xué)完成后及時組織測試等;充分發(fā)揮計算機多媒體輔助教學(xué)手段的潛力,添加直觀圖片或視頻來解析抽象概念和知識點,例如視頻展示DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本過程,使學(xué)生更容易掌握知識點。課程教學(xué)緊密聯(lián)系動物生產(chǎn)過程中的遺傳現(xiàn)象和分子輔助育種技術(shù)的應(yīng)用成果等,拓展學(xué)生視野,使他們認識到專業(yè)知識的應(yīng)用價值和潛力,增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。
四、改革實驗教學(xué)內(nèi)容和方式
遺傳學(xué)是21世紀發(fā)展最快的生命學(xué)科之一,作為分支之一的動物遺傳學(xué)也在不斷更新。動物遺傳學(xué)實驗是學(xué)生驗證遺傳學(xué)理論和掌握遺傳學(xué)實驗技術(shù)手段的主要途徑。因此,為適應(yīng)本學(xué)科發(fā)展需要,在動物遺傳學(xué)實驗教學(xué)過程中需要不斷革新實驗項目、實驗設(shè)計和實驗方法。以往動物遺傳學(xué)實驗普遍以驗證性實驗為主,內(nèi)容陳舊、單一,缺乏綜合性實驗,難以激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性;教學(xué)模式單調(diào),以教師主導(dǎo)、學(xué)生臨摹為主要教學(xué)方式,缺乏對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。針對存在的不足,筆者所在的教研室綜合討論并結(jié)合學(xué)科實際建設(shè)情況,更新實驗教學(xué)內(nèi)容,把原來耗時長、內(nèi)容簡單的果蠅的飼養(yǎng)、雜交和唾腺染色體觀察等實驗刪除,新增DNA提取、PCR技術(shù)等分子遺傳學(xué)實驗內(nèi)容和群體遺傳學(xué)方面的“人類指紋圖譜分析及遺傳統(tǒng)計”。探索多種形式的實驗教學(xué)方式,讓學(xué)生參與實驗設(shè)計、實驗前的準備工作,通過查閱文獻、收集信息、設(shè)計方案、動手操作、分析結(jié)果與作出總結(jié)等完整的實驗過程,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在教學(xué)手段上,改變傳統(tǒng)的黑板板書,采用數(shù)碼互動顯微系統(tǒng),通過多媒體課件,以圖片、動畫等形式生動、直觀地講解,使學(xué)生能更好地掌握實驗原理、方法和步驟;利用數(shù)碼攝像頭能直接在顯示屏上觀察染色體的形態(tài)變化,并能客觀地保存效果理想的實驗結(jié)果;通過互動網(wǎng)絡(luò),教師能及時監(jiān)控和指導(dǎo)學(xué)生的實驗過程,有效地建立教師與學(xué)生的互動機制,提高實驗課堂教學(xué)的效率。
五、完善課程考核評價體系
成績是督促和評價學(xué)生學(xué)習(xí)的主要方式之一,建立科學(xué)合理的考核評價制度是課程教學(xué)改革的內(nèi)容之一。為了更好、更客觀地檢驗學(xué)生的綜合能力,筆者所在的教研組經(jīng)過研究討論,確定動物遺傳學(xué)課程的綜合考核辦法:期末總評成績由平時成績和期末考試成績兩部分組成,其中,期末考試成績占 60%,平時成績占40%(考勤占10%,課堂測試占10%,實驗占20%)。平時成績主要考查學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂紀律、實驗動手能力與分析問題的能力,而期末考試的內(nèi)容注重考查學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識和概念的掌握,以及對遺傳學(xué)知識的運用能力。綜合水平的考查能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。
總之,動物遺傳學(xué)是一門不斷發(fā)展的學(xué)科,其知識廣度和深度都在不斷增加。為適應(yīng)社會發(fā)展和動物科學(xué)專業(yè)本科生培養(yǎng)的需要,課程教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實驗教學(xué)與考核體系等多方面都需進行持續(xù)的改革與更新。此外,以學(xué)生為主導(dǎo),以多種教學(xué)方式充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和主動性,提高教學(xué)的成效,使學(xué)生更好地掌握動物遺傳學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和概念,為其后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)及今后的就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻:
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篇7
遺傳學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科之一,是生命科學(xué)領(lǐng)域各專業(yè)學(xué)生所必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。遺傳學(xué)已從孟德爾、摩爾根時代的細胞學(xué)水平深入發(fā)展到現(xiàn)代的分子水平?,F(xiàn)代的遺傳學(xué)已有三十多個分支,而細胞遺傳學(xué)作為生物科學(xué)中最活躍和最有生命力的學(xué)科之一,是農(nóng)業(yè)院校研究生專業(yè)基礎(chǔ)課的重要組成部分。其實驗內(nèi)容設(shè)置水平和建設(shè)規(guī)模是農(nóng)業(yè)院校校研究生能力培養(yǎng)的重要標志和條件支撐,是農(nóng)業(yè)院研究生教學(xué)和學(xué)科建設(shè)重要的、不可替代的部分。
我校細胞遺傳學(xué)實驗室承擔(dān)著全校農(nóng)科類各專業(yè)農(nóng)學(xué)、植保、園藝、生命科學(xué)與技術(shù)、葡萄酒、動物科學(xué)等6個學(xué)院的細胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)任務(wù)。近年來,隨著研究生招生規(guī)模的不斷擴大,對細胞遺傳學(xué)實驗室儀器設(shè)備、實驗室條件以及實驗技術(shù)人員的要求也越來越高。特別是分子細胞遺傳學(xué)日新月異的發(fā)展,傳統(tǒng)的細胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)體系已遠不能滿足研究生科學(xué)研究的要求,必須與現(xiàn)代分子遺傳學(xué)實驗技術(shù)和最新的科研成果相結(jié)合,建立適合農(nóng)業(yè)院校的細胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)模式,才能真正地提高研究生的實驗技能,為科學(xué)研究打好基礎(chǔ)。本實驗室在長期的實驗教學(xué)過程中,發(fā)現(xiàn)研究生細胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題,并結(jié)合農(nóng)業(yè)學(xué)院的專業(yè)特點以及細胞遺傳學(xué)實驗最基本的目標和功能,通過實驗教學(xué)改革,建立了結(jié)合本專業(yè)實際的細胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)體系,完善了與之相應(yīng)的研究生細胞遺傳學(xué)實驗室配置和實驗材料的建設(shè)。
2.建立結(jié)合專業(yè)實際的細胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)體系
2. 1保持細胞遺傳學(xué)最基本的實驗教學(xué)內(nèi)容
由于研究生生源專業(yè)背景的差異性,尤其是跨專業(yè)考取的研究生與本專業(yè)考取的研究生相比較,實驗技能相差很多。為了幫助專業(yè)基礎(chǔ)薄弱的研究生盡快掌握遺傳學(xué)的基本技能,使他們少走彎路,實驗室保持了原有的一部分基礎(chǔ)實驗項目,即植物染色體制片技術(shù)、植物染色體結(jié)構(gòu)變異觀察、非整倍體觀察和鑒定、減數(shù)分裂中期I染色體構(gòu)型觀察等實驗。特別是染色體制片技術(shù)實驗,有絲分裂和減數(shù)分裂制片都采用黑麥為實驗材料,既掌握了植物染色體制片技術(shù)同時比較了有絲分裂和減數(shù)分裂染色體形態(tài)的差異,又使植物染色體組型分析、植物中的超數(shù)染色體觀察實驗穿插其中,使一個實驗項目包含了四項實驗內(nèi)容。植物染色體結(jié)構(gòu)變異觀察采用目前生產(chǎn)上廣泛使用的1B/1R小麥易位系品種為實驗材料,利用隨體染色體數(shù)目的變化來鑒定易位系,既了解了小麥染色體組的組成,又對隨體染色體的形態(tài)進行了觀察。減數(shù)分裂中期I染色體構(gòu)型觀察利用各種非整倍體為實驗材料,如小麥單體系列、缺體系列、缺四體系列、重雙端體系列以及各種遠緣雜交后代材料,既觀察了各種染色體形態(tài),又用它們作親本與VE161小麥的雜交后代為材料,觀察和鑒定了減數(shù)分裂中期I各種多價體染色體構(gòu)型。
2. 2優(yōu)化細胞遺傳學(xué)實驗的核心技術(shù)
植物染色體分帶技術(shù)和植物染色體原位雜交技術(shù)既是細胞遺傳學(xué)實驗的核心技術(shù)同時由于實驗過程長,程序復(fù)雜,實驗條件要求嚴格,也是比較難做的實驗。為了提高實驗質(zhì)量,使研究生都能掌握這兩個實驗技術(shù)本實驗室對其實驗步驟進行了優(yōu)化。植物染色體分帶技術(shù)采用BSG流程,在45%冰乙酸、5%氫氧化鋇和2XSSC溶液中處理溫度都采用45°Q既簡化了實驗流程,又收到了很好的實驗效果。植物染色體原位雜交技術(shù)采用黑麥代換系、易位系為實驗材料,基因組DNA作為探針,利用地高辛標記檢測系統(tǒng),建立了本實驗室的原位雜交實驗體系。
2. 3外源染色體檢測的分子標記實驗技術(shù)的應(yīng)用
近年來,隨著分子遺傳學(xué)的發(fā)展,分子標記可直接在DNA分子水平上更加準確、可靠地檢測染色體組成,已被廣泛用來檢測作物外源染色體及染色體片段。隨著研究工作的發(fā)展,會有越來越多的RFLP、RAPD、SCAR、SSR標記被開發(fā)出來,已在外源染色體鑒定和分子標記輔助育種方面發(fā)揮巨大作用。所以,本實驗室在細胞遺傳學(xué)實驗中開設(shè)了外源染色體檢測的分子標記實驗技術(shù),包括小麥近緣植物基因組特異性PCR標記創(chuàng)建、利用SSR標記鑒定外源染色體、利用DNA分子雜交鑒定外源染色體等實驗項目,把最新的實驗技術(shù)和科研成果應(yīng)用到細胞遺傳學(xué)實驗內(nèi)容體系中,為研究生的科研工作打下了良好的基礎(chǔ)。
2. 4利用蛋白質(zhì)電泳檢測外源染色體的實驗技術(shù)
同工酶在同一部分同源群內(nèi)的不同染色體之間具有相似性和多態(tài)性,他們所攜帶的多種同工酶基因在染色體上的排列具有一定的次序。在小麥中,利用非整倍體系列(尤其是利用端體和缺體一四體補償體)和附加系、代換系已經(jīng)將許多同工酶基因定位于相應(yīng)的染色體和染色體臂上,并繪制出同工酶基因的染色體圖。因此,可以利用同工酶分析檢測導(dǎo)入受體中的外源染色體和染色體片段,利用多個生化標記,可進一步確定易位片段的大小和位置。利用種子貯藏蛋白進行外源染色體鑒定是生化標記鑒定的一種有效方法。谷類作物胚乳貯藏蛋白及其亞基在染色體上的分布具有與同工酶相類似的特征,因此也可以用蛋白質(zhì)譜帶特征作標記來鑒定附加系。為此,本實驗室設(shè)立了同工酶技術(shù)在鑒定小麥外源染色體中的應(yīng)用、利用酸性聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)鑒定外源醇溶蛋白基因、利用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)鑒定外源HWG基因三個實驗項目,從而,建立了完善的細胞學(xué)(包括染色體計數(shù)、核型分析和染色體分帶等)、生化標記(同工酶和蛋白質(zhì))、原位雜交和分子標記鑒定外源染色體的細胞遺傳學(xué)實驗體系。
3.新的細胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)體系下的實驗室配置
3. 1染色體制片儀器設(shè)備配置
顯微鏡被廣泛應(yīng)用于各科學(xué)研究領(lǐng)域?qū)ξ⒂^世界的探索具有極其重要的作用。特別是細胞遺傳學(xué)實驗,大部分實驗項目都需要顯微鏡來觀察,所以各類顯微鏡對細胞遺傳學(xué)實驗室都是必需的。除了每人一臺普通生物顯微鏡以外,還需要幾種研究用顯微鏡,常用的研究用顯微鏡主要有:相襯(差)顯微鏡、倒置顯微鏡、熒光顯微鏡等。
3.1.1相襯(差)顯微鏡
相襯顯微鏡(phasecontrastmicroscope)是依靠裝在物鏡內(nèi)的相位板,使照射物體點的直射光與衍射光發(fā)生干涉,將相位差轉(zhuǎn)換成振幅差(明暗差別),從而使人們在顯微鏡下可以觀察無色透明的標本。相襯顯微鏡在細胞遺傳學(xué)實驗室主要用于無染色的染色體標本制作。
3.1.2倒置顯微鏡
倒置顯微鏡(invertedmicroscope)是為了適應(yīng)植物組織培養(yǎng)、細胞離體培養(yǎng)等顯微觀察和研究需要而設(shè)計的顯微鏡。由于被檢物體均放置在培養(yǎng)皿(或培養(yǎng)瓶)中,就要求倒置顯微鏡的物鏡和聚光鏡的工作距離較長,以便可以透過較厚的玻璃壁,對培養(yǎng)皿內(nèi)的被檢物體進行顯微觀察和研究。因此,與一般明場顯微鏡相比,倒置顯微鏡的物鏡、聚光鏡和光源均是顛倒的。
3.1.3焚光顯微鏡
勞光顯微鏡(fluoiescencemicmscope)是利用短波光照射標本,對標本的固有熒光、熒光染色后的二次熒光或免疫熒光進行觀察的研究用顯微鏡。熒光顯微鏡除具有普通明場顯微鏡的光學(xué)部件外(其中物鏡應(yīng)為專用的熒光物鏡),還應(yīng)配置有熒光裝置。熒光裝置的主要部件包括:高壓汞燈、激發(fā)濾光片、分光鏡、吸收激發(fā)光濾光片等。熒光顯微鏡的激發(fā)范圍主要有:紫外激發(fā)、紫色激發(fā)、藍光激發(fā)和綠光激發(fā)。通過特異的熒光或免疫熒光標記,使特定的染色體或者蛋白質(zhì)等分子帶上特異的熒光素,結(jié)合熒光顯微鏡觀察,可以對細胞內(nèi)特定的分子進行研究,分析它們的分布、動態(tài)變化及相互關(guān)系。這種觀察是其他研究用顯微鏡很難實現(xiàn)的,也是分子細胞遺傳學(xué)研究的重要內(nèi)容。
3.2外源染色體的分子標記及蛋白質(zhì)標記儀器設(shè)備配置
3.2.1植物總DNA提取設(shè)備配置
植物總DNA提取的必備的設(shè)備有:研缽、液氮罐、電熱恒溫水浴鍋、小容量離心機、大容量離心機、冰箱、制冰機、紫外透射儀、紫外可見分光光度計等。研缽用于研磨植物體的組織以提取植物的DNA或RNA,必須有30套以上。液氮罐用于裝運提取DNA磨樣時所需的液氮。磨樣加提取液后需在65°07水浴溫育30分鐘左右,同時在配藥品時也有不同溫度的水浴要求,所以2個室溫至100°C水浴鍋是必不可少的。當(dāng)提取少量的DNA時,小容量的離心機是必備的。為提取大量的DNA需一臺大容量離心機,一般最大轉(zhuǎn)速均應(yīng)大于12000mp冰箱和制冰機在這里主要用于DNA提取的冰浴、預(yù)冷一些沉淀DNA的溶液及存放DNA必需能滿足4C和-20C兩個溫度要求。另外,由于植物總DNA提取多采用幼苗,所以還需要1臺生化培養(yǎng)箱或人工氣候箱。
3.2.2PCR反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備配置
一個實驗室要能進行PCR反應(yīng)實驗,一般要具備以下實驗設(shè)備:超凈操作臺、旋渦振蕩器、小容量離心機和PCR儀。超凈操作臺還是分子實驗室必備的儀器,有不少實驗是必須在超凈操作臺上進行的。在配置PCR混合液及其他溶液時,需用旋渦振蕩器進行振蕩以便溶液中的各成份充分混勻。PCR儀乃是整個實驗室的核心儀器,其種類繁多,性能也有差異,教學(xué)實驗室應(yīng)根據(jù)自己承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)選購3臺以上。
3. 2.3凝膠電泳及顯色系統(tǒng)設(shè)備配置
實驗室應(yīng)具備瓊脂糖和聚丙烯酰胺兩種凝膠電泳的能力。凝膠電泳系統(tǒng)的主要功能是檢測提取的總DNA質(zhì)量及PCR擴增產(chǎn)物以及蛋白質(zhì)。整個過程的完成需電泳儀、電泳槽、微波爐、脫色搖床、染膠盆、膠片觀察燈、紫外凝膠成像儀和一些常規(guī)的小件工具。要檢測PCR的擴增產(chǎn)物,需對其進行凝膠電泳及顯色反應(yīng)。因而,電泳儀一般要配備多臺,要能滿足不同的電泳電壓。電泳槽則是電泳儀的配套設(shè)備,要根據(jù)電泳儀性能和教學(xué)實驗室承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)各選購10套以上。微波爐主要用來熔化瓊脂糖制膠或培養(yǎng)基配制。脫色搖床和染膠盆是硝酸銀染色過程中必備的。膠片觀察燈箱有助于觀察顯色后的膠片以便能更清楚地記錄帶型,主要觀察銀染的聚丙烯酰胺膠。瓊脂糖膠一般采用溴化乙錠染色,需通過紫外燈觀察,所以需要一套凝膠成像系統(tǒng)。要進行Souhem雜交,還得配備雜交箱、恒溫培養(yǎng)箱、恒溫搖床、凝膠干燥儀等。為了避免同位素污染,應(yīng)選用生物素標記檢測系統(tǒng)、地高辛標記檢測系統(tǒng)等。
3. 2.4凝膠成像及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)備配置
這一系統(tǒng)主要包括凝膠成像系統(tǒng)(包括暗箱、紫外換燈箱、燈外燈、數(shù)碼相機及配套的分析軟件等)、掃描儀及各類生物應(yīng)用軟件。圖像記錄著實驗的過程,這也是實驗的證據(jù),獲得圖像這項任務(wù)可由凝膠成像系統(tǒng)、掃描儀及配套的軟件來完成。實驗數(shù)據(jù)可直接從膠片上讀取,也可從已掃描的圖像上獲得,然后保存在計算機內(nèi)。常用的分析軟件有凝膠成像系統(tǒng)的配套軟件、生物統(tǒng)計軟件、構(gòu)建遺傳圖譜及QTL定位軟件、引物設(shè)計軟件等。生物統(tǒng)計軟件目前國際上最為流行的是SAS遺傳圖譜的構(gòu)建及QTL分析用得較多的是Mapmaker/Exp30和MapmakeriQTLU設(shè)計引物的軟件主要有DNAmanOPS.Primer等。
3. 2.5其他的常規(guī)設(shè)備
大部分實驗用水都要求是超純水,所以需要一臺高質(zhì)量的純水器。其次是無菌環(huán)境。離心管、Tip頭、一些配溶液的器皿以及不少溶液都必需滅菌消毒,因而高壓滅菌爐和烘干箱也是分子實驗室必不可少的。再者,高精度的電子天平和pH計是配藥時必備的儀器,而磁力加熱攪拌器則是配藥的一個好幫手。教學(xué)實驗室應(yīng)有以下幾種取樣范圍的移液器:1000-5000^l100-100020-200Ml10-100Ml2-20Ml0.5-10Ml0.1-2.5M實驗室的許多藥品都需在低溫下保存,需要有良好的冷藏系統(tǒng),要配備4°C、-20°0的冰箱兩臺,最好能配有-80°0的超低溫冰箱。要有足夠的易耗品,如一次性手套,各種Tip頭和Tip頭盒,離心管及離心管架(這些離心管必須與實驗室的離心機和PCR儀相匹配,離心管架要與離心管配套),玻璃板、梳子、膠條和夾子。
篇8
【關(guān)鍵詞】 卵巢腫瘤;漿液性癌;腺癌;轉(zhuǎn)移性腺癌
文章編號:1004-7484(2013)-02-0982-01
卵巢漿液性癌約占卵巢上皮性腫瘤的46%,現(xiàn)今多數(shù)學(xué)者依據(jù)其二元發(fā)病模式將其分為低級別漿液性癌和高級別漿液性癌[1]。本文收集46例,對其臨床資料進行回顧性分析,探討其病理診斷、鑒別診斷及預(yù)后。
1 資料和方法
選自本院1990——2012年卵巢轉(zhuǎn)移性癌的病檢46例。年齡28-66歲,平均47歲。全部標本經(jīng)10%的甲醛固定,石蠟包埋切片,HE染色,免疫組織化學(xué)染色采用SP兩步法,標記ER、PR、CA125、CK7、CK20、villin、GCDFP-15、ki-67、P53(試劑由福建邁新生物技術(shù)開發(fā)公司提供。
2 結(jié)果
根據(jù)細胞的異型性、核分裂、間質(zhì)的浸潤及免疫組化的表達,8例低級別漿液性癌,細胞輕-中度異型,核分裂數(shù)12/10HPFs,間質(zhì)浸潤不確定,壞死明顯,過表達P53、ki-67,ER、PR、CA125陽性,其余均陰性;5例轉(zhuǎn)移性腺癌,其中4例CK20、villin、P53、ki-67強表達,余陰性,提示消化道轉(zhuǎn)移性腺癌,另1例CK7、GCDFP-15、P53、ki-67陽性,余陰性,提示乳腺轉(zhuǎn)移性腺癌。
3 討論
漿液性腫瘤是最常見的卵巢上皮性腫瘤,WHO2003將漿液性腫瘤分為良性、交界性、惡性腫瘤,近來多數(shù)學(xué)者依據(jù)發(fā)病機制、臨床及病理學(xué)特征將卵巢癌分為高級別和低級別。
卵巢低級別漿液性癌約占漿液性腫瘤10%,多具有豐富微、細胞異型性較輕,核分裂少(
高級別漿液性癌約占卵巢漿液性腺癌的90%,腫瘤呈低分化,細胞異型性顯著,核分裂數(shù)多(>12/10HPFs),間質(zhì)浸潤不明確,分子遺傳學(xué)上多發(fā)生TP53的突變,過表達P53、Bcl-2、CD117、P16,病程進展迅速[2],預(yù)后差,對以鉑類為主的化療方案敏感,近來有學(xué)者提出其病變大多數(shù)源自輸卵管傘斷早期漿液性病變的擴散,并非卵巢組織自身的病變,但是其具體發(fā)病機制尚需進一步研究。
卵巢轉(zhuǎn)移性腫瘤常偽裝成卵巢原發(fā)性腫瘤,甚至為患者的初始癥狀,甚至病理醫(yī)生也誤診為卵巢的原發(fā)腫瘤,其多數(shù)來自于結(jié)腸、胃、乳腺、子宮內(nèi)膜、淋巴瘤和白血病。尤其是來自于結(jié)腸、胃、乳腺的卵巢轉(zhuǎn)移性腺癌與卵巢原發(fā)的漿液性癌形態(tài)學(xué)難以區(qū)分,只有借助于免疫組織化學(xué)和分子病理學(xué)技術(shù)來明確,但近來有報道卵巢轉(zhuǎn)移性腺癌的原發(fā)灶微小或未發(fā)現(xiàn),也增加了臨床病理診斷的難度。
因此卵巢漿液性癌在病理學(xué)形態(tài)、免疫表型、預(yù)后和化療反應(yīng)等方面存在的顯著差異,有望用于指導(dǎo)篩查、評估預(yù)后與治療。
參考文獻
篇9
關(guān)鍵詞:分子生物學(xué);教學(xué)改革;實驗教改
中圖分類號: G642.0 文獻標識碼: A 文章編號: 1674-0432(2013)-08-92-2
引言
分子生物學(xué)是在分子水平研究生命現(xiàn)象本質(zhì)及其規(guī)律的一門新興學(xué)科,它是研究核酸等生物大分子功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及其重要性和規(guī)律性的學(xué)科,是人類從生物分子水平上真正揭開生物世界奧秘,由被動適應(yīng)自然界轉(zhuǎn)向主動地改造和重組自然界的學(xué)科[1]。近些年來分子生物學(xué)已日益滲透到生物學(xué)的各個領(lǐng)域之中,并產(chǎn)生了巨大的影響。而分子生物學(xué)實驗技術(shù)也已成為生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)等學(xué)科站在新的高度和角度揭示生命奧秘的重要手段。分子生物學(xué)的理論掌握和實驗操作是掌握分子生物學(xué)精髓的重要途徑。因此,從培養(yǎng)學(xué)生能力出發(fā)科學(xué)地創(chuàng)建分子生物學(xué)理論和實驗體系、選擇適當(dāng)?shù)膶嶒灲虒W(xué)方法及客觀地評定學(xué)生實驗課成績,會對分子生物學(xué)理論課理解和實驗教學(xué)的效果產(chǎn)生重要的影響。高等學(xué)校傳統(tǒng)的分子生物學(xué)實驗教學(xué)[2]往往只是結(jié)合各自的實驗室條件開展有局限的分子生物學(xué)實驗教學(xué),缺乏科學(xué)的實驗體系,忽略合適實驗方法的選擇,缺少對實驗教學(xué)效果全面、客觀、系統(tǒng)的評估,這些都不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而高校是孕育和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的搖籃。實驗教學(xué)作為高校教學(xué)體系的一個重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、創(chuàng)新意識的重要途徑[3]。本文就分子生物學(xué)課程教學(xué)的改革闡述一些觀點和體會,以期為提高分子生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量及培養(yǎng)創(chuàng)新型和素質(zhì)型人才提供一定的參考。
1 分子生物學(xué)教學(xué)改革具體的措施
1.1 教學(xué)體系的優(yōu)化
分子生物學(xué)是在生物化學(xué)和遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來[4]。隨著分子生物學(xué)研究的快速發(fā)展,分子生物學(xué)已經(jīng)成為一門獨立的學(xué)科。很多分子生物學(xué)教材的內(nèi)容與生物化學(xué)、細胞生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、遺傳學(xué)等課程重復(fù)較多,例如DNA 和染色體的結(jié)構(gòu),RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯等課程內(nèi)容在分子生物學(xué)、生物化學(xué)和分子遺傳學(xué)方面都有一定篇幅的介紹,重復(fù)的課程內(nèi)容占用了大量的教學(xué)課時。因此,為了避免課程教學(xué)的重復(fù),通過與生物化學(xué)、遺傳學(xué),細胞生物學(xué),分子遺傳學(xué)等課程的教師交流與研討,對相關(guān)課程內(nèi)容進行了具體而系統(tǒng)的優(yōu)化,明確課程之間的有機銜接,突出了分子生物學(xué)的教學(xué)重點。在“RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯”這部分的教學(xué)內(nèi)容中進行了相應(yīng)的優(yōu)化,生物化學(xué)注重講述轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本過程、而分子生物學(xué)則注重介紹具體的分子機制,又如原核和真核轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成過程及分子機制的教學(xué)內(nèi)容生物化學(xué)和分子生物學(xué)也進行了相應(yīng)的側(cè)重。
1.2教材的優(yōu)化選擇
通過多年的教學(xué)實踐過程,選取適合本科生學(xué)習(xí)的分子生物學(xué)教材,對于學(xué)生系統(tǒng)的掌握本課程的理論知識及最新研究動態(tài)至關(guān)重要。課程設(shè)置之初選取閻隆飛主編的《分子生物學(xué)》第二版,之后開始側(cè)重理論課與實驗課的有機結(jié)合,選用朱玉賢等主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》,它的知識體系較為完整,內(nèi)容較前沿,尤其是第三版將分子生物學(xué)研究法分為了兩章,分別講述了DNA、RNA及蛋白質(zhì)操作技術(shù)和基因功能研究技術(shù),突出強調(diào)了分子生物學(xué)實驗技術(shù)和原理,同時對基因組與比較基因組學(xué)也做了較大幅度的修改和充實[5]。這些內(nèi)容均體現(xiàn)分子生物學(xué)的最新技術(shù)和研究成果,同時也滿足學(xué)生了解分子生物學(xué)最新進展和考研的需要。為避免教材單一的局限性,還為學(xué)生推薦閻隆飛編著的《分子生物學(xué)》(第二版),LewinB主編的《Gene Ⅷ》,吳乃虎主編的《基因工程原理》(第二版)等書籍作為參考教材,并在教師的指導(dǎo)下有針對性地學(xué)習(xí),這樣不僅滿足了大多數(shù)學(xué)生考研的需求,同時也加深了學(xué)生對分子生物學(xué)學(xué)習(xí)的興趣及教學(xué)難點和重點的理解,取得了較好的教學(xué)效果。
1.3教學(xué)方法與教學(xué)手段的改善
在教學(xué)方法上,除了采用傳統(tǒng)的教師講授方法之外,為發(fā)揮學(xué)生作為教學(xué)主體的能動性,根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容安排啟發(fā)式,討論式等多種教學(xué)方法,讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中。如在講授分子生物學(xué)研究法時,在班級內(nèi)以各個學(xué)習(xí)小組為單位進行研究討論會,以學(xué)生為主體討論他們感興趣的分子生物學(xué)實驗技術(shù),鼓勵學(xué)生主動思考,自由發(fā)表他們的觀點,通過討論的方式測試相應(yīng)的知識,以學(xué)生樂于接受的方式完成對知識的學(xué)習(xí)。本課程通過多種教學(xué)方法的有機結(jié)合,充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,分子生物學(xué)課程也因此受到學(xué)生的好評。近幾年來學(xué)生考研選擇生物化學(xué)及分子生物學(xué)作為專業(yè)課的人數(shù)日益增加并且考研專業(yè)課成績逐年上升。
在教學(xué)手段上,采用傳統(tǒng)教學(xué)與計算機輔助教學(xué) CAI相結(jié)合的方法。計算機輔助教學(xué) CAI 應(yīng)用于高等學(xué)校教育已成為主流趨勢,它的優(yōu)勢在于可以通過文本、圖形、動畫、音頻、視頻、仿真軟件等多種媒體最大限度地整合教學(xué)資源,形象直觀地進行教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)[6],使學(xué)生通過多種展示方法理解并掌握課程的難點。如在“DNA高級結(jié)構(gòu)” 這部分教學(xué)內(nèi)容中,學(xué)生對DNA的分子結(jié)構(gòu)感覺很抽象,在教學(xué)過程中通過圖片和視頻等手段使學(xué)生對此結(jié)構(gòu)有了具體的感知。又如在“DNA復(fù)制,RNA轉(zhuǎn)錄,翻譯和真核和原核生物的基因表達調(diào)控”的教學(xué)內(nèi)容中,僅通過傳統(tǒng)課堂講解,學(xué)生無法理解,通過多媒體的方法,利用動畫、視頻和圖片對其涉及的微觀機制進行相應(yīng)的演示,使學(xué)生理解其具體過程和分子機制,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
2 分子生物學(xué)實驗教學(xué)的改革措施
2.1加強實驗教學(xué)條件建設(shè),構(gòu)建良好的實驗教學(xué)平臺
分子生物學(xué)是20世紀中期隨著核酸的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)和功能的研究發(fā)展起來的新興學(xué)科,研究基礎(chǔ)較為薄弱。我校前身是師范類院校,對物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機等傳統(tǒng)學(xué)科側(cè)重較多。自2004年我校升級為本科院校,由師范類院校轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合類院校,學(xué)校增加了對各學(xué)科的實驗教學(xué)投入。分子生物學(xué)實驗室先后配備了Eppendorf PCR擴增儀、Eppendorf梯度PCR擴增儀、高效制冰機、UVP凝膠成像系統(tǒng)、Millipore超純水系統(tǒng)、Eppendorf臺式高速離心機、sigma大型高速冷凍離心機、日本三洋超低溫冰箱、分子雜交儀等先進儀器,滿足了分子生物學(xué)基礎(chǔ)實驗和綜合性實驗課程的開設(shè)要求,為學(xué)生的實驗教學(xué)與科研構(gòu)建了一個良好的平臺,為我院分子生物學(xué)實驗課教學(xué)改革提供了有力的支持。通過上述平臺由我院學(xué)生參與的分子生物學(xué)方向科研實驗在國家級挑戰(zhàn)杯競賽中取得了良好的成績。
2.2 實驗教學(xué)體系的優(yōu)化
之前由于實驗條件的限制,我院分子生物學(xué)實驗教學(xué)主要以基礎(chǔ)性和驗證性實驗為主。隨著實驗條件的改善,逐步在實驗設(shè)計上加大綜合性、設(shè)計性實驗、所占的比例。實驗內(nèi)容的選取也根據(jù)生物科學(xué)、生物技術(shù)專業(yè)的不同專業(yè)特點設(shè)置相應(yīng)的實驗教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)生物科學(xué)師范類專業(yè)的特點,在注重分子生物學(xué)基礎(chǔ)驗證實驗的同時開設(shè)與分子生物學(xué)快速發(fā)展相結(jié)合的綜合性實驗。在生物技術(shù)專業(yè)的實驗教學(xué)上則注重選取以實踐操作為主的操作性和設(shè)計性實驗。
在實驗教學(xué)體系的優(yōu)化中應(yīng)注意各個實驗內(nèi)容之間的銜接與關(guān)聯(lián)[7]。實驗教學(xué)內(nèi)容中建立好各實驗之間的銜接對學(xué)生系統(tǒng)思維的培養(yǎng)具有重要意義,有利于學(xué)生對所學(xué)實驗操作內(nèi)容的理解和熟練掌握以及實驗技術(shù)邏輯體系的建立。我院在實驗課內(nèi)容開設(shè)的順序為基因組DNA的提取,聚合酶鏈式反應(yīng)獲得目的片段,電泳檢測,大腸桿菌活化、感受態(tài)細胞的制備,質(zhì)粒 DNA 提取,DNA 片斷酶切,目的片段與載體的連接,轉(zhuǎn)化等,當(dāng)學(xué)生預(yù)習(xí)實驗時,會注意到各實驗內(nèi)容之間彼此承接與關(guān)聯(lián)。前面實驗效果的好壞直接影響到下一個實驗的正常進行,以此來培養(yǎng)學(xué)生在分子生物學(xué)實驗操作過程中的系統(tǒng)性與邏輯性。
2.3分子生物學(xué)實驗教學(xué)方法的探索
合理的實驗教學(xué)方法可以使實驗內(nèi)容取得預(yù)期的實驗效果,在實驗教學(xué)方法上注重深入淺出的闡述原理,重點在實驗環(huán)節(jié)的解析。針對學(xué)生的興趣特點在教學(xué)方法上做了以下幾點改進。一、把學(xué)生分成多個實驗小組,每組選出一人輔助實驗教師完成實驗的準備工作。在學(xué)生準備實驗的過程中發(fā)現(xiàn)問題。二、發(fā)現(xiàn)問題后,在實驗課講授的過程中,教師對問題有針對的講解與演示,強調(diào)標準的操作方法及實驗中各環(huán)節(jié)的注意事項。并將實驗過程做成電子課件指導(dǎo)學(xué)生正確操作。三、在實驗過程中注意實驗操作主體的差異性指導(dǎo)。教師在實驗課講授和演示結(jié)束后,注意觀察學(xué)生的操作過程,針對學(xué)生存在的普遍問題,給予及時糾正和指導(dǎo);對于少數(shù)同學(xué)存在的個別問題個別指導(dǎo)。這樣既保證學(xué)生實驗操作的準確性,又達到在有限的時間內(nèi)完成實驗教學(xué)任務(wù)的要求。
2.4分子生物學(xué)實驗課成績評定方式的改進
科學(xué)、有效評價學(xué)生實驗理論及操作技能是提高實驗教學(xué)質(zhì)量強有力的措施[8]。在分子生物學(xué)實驗成績評定中采用多樣化考核手段,主要從兩個方面評定:一、實驗理論的評定,主要通過實驗報告考察學(xué)生對實驗原理和步驟的掌握和理解。通過結(jié)果分析考查學(xué)生對整個實驗的理解與掌握。二、實驗操作技能的評定。在實驗過程中,各實驗小組不同學(xué)生實驗態(tài)度以及對實驗教學(xué)內(nèi)容的理解思考差異很大。鼓勵那些大膽對實驗步驟提出疑問的同學(xué),同時激勵其他的同學(xué),在成績評定中不同學(xué)生的評定會有所區(qū)別。
3 結(jié)語
如何教好分子生物學(xué)課程,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,改變學(xué)生為了考試而學(xué)習(xí)的觀念,提高教學(xué)效果,是擺在所有分子生物學(xué)理論及實驗教學(xué)工作者面前的一個共同問題[9-10]。通過以上的改革和探索。無論及教學(xué),考研,科研還是就業(yè)都取得了一定的成效。為了更好地提高分子生物學(xué)的教學(xué)效果,希望能夠與各高校的分子生物教師進行交流和合作,進一步優(yōu)化分子生物學(xué)理論和實驗教學(xué)的課程體系及教學(xué)方法和手段。從學(xué)生作為教學(xué)主體出發(fā),發(fā)揮學(xué)生的主動性和能動性,以期培養(yǎng)出更高質(zhì)量的高校畢業(yè)生。
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University of Agriculture in Faisalabad,
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P.J.C Harris, School of Science and
the Environment, Coventry University,
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Abiotic Stresses
Plant Resistance Through Breeding
and Molecular Approaches
2005, 725pp.
Softcover $ 89.95
ISBN 1-56022-965-9
Food Products Press
M. 艾什勒弗,P.J.C哈里斯編
預(yù)測到2020年,全球人口將超過80億。隨之產(chǎn)生的食物匱乏將更加嚴重,尤其在發(fā)展中國家,需要增加的糧食2/3將來自于提高糧食產(chǎn)量;其他將通過擴大可耕種面積或通過增加作物的密度來獲得。
目前,一些基于土壤的非生物脅迫的問題(如:干旱、洪澇、鹽堿、礦物質(zhì)缺乏以及不利的Ph等)可以通過灌溉、排水等物理、化學(xué)方法得到改善。然而,物理的方法非常昂貴,且無法持久。有些脅迫(特別是過高或過低的溫度)物理方法更難解決。與物理和化學(xué)方法不同,通過植物育種可以改變作物的特性,能夠解決非生物脅迫問題,這是一種經(jīng)濟有效的增加農(nóng)作物產(chǎn)量的好方法。這種方法既可以通過延長作物的生長季節(jié),使作物能夠在貧瘠土地上耕種,又可以使更多高產(chǎn)的作物能夠適應(yīng)艱苦的環(huán)境等方式來提高作物的總產(chǎn)量。
本書探討了培育抗非生物脅迫的作物新品種的基本原理和技術(shù),介紹了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用于非生物抗性育種中的創(chuàng)新方法,同時也闡述了非生物脅迫下的作物的植物生理學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)特性。
全書分兩部分。第一部分概述了培育抗脅迫作物的基本原則,著重介紹了遺傳工程和分子生物學(xué)方法在抗性育種中的應(yīng)用,并且對抗鹽、抗旱、抗?jié)?、抗金屬以及抗低營養(yǎng)、抗高溫、抗低溫等抗各種非生物脅迫的育種方法進行了分述(含第1~11章):第1章環(huán)境脅迫和對作物產(chǎn)量的影響;第2章作物抗脅迫育種的一半原則;第3章用遺傳工程和分子生物學(xué)方法提高作物對環(huán)境脅迫的抗性;第4章遺傳圖譜及其在植物抗脅迫上的應(yīng)用;第5章抗鹽性育種;第6章抗旱性育種;第7章分子遺傳學(xué)和抗?jié)承杂N;第8章抗金屬性育種;第9章培育作物適應(yīng)低營養(yǎng)環(huán)境;第10章抗熱性遺傳育種;第11章抗冷性育種。第二部分介紹了一些世界公認的專家在小麥、大麥、水稻、玉米、油菜、棉花和番茄等作物的非生物脅迫育種中的研究成果。書中在每一章的結(jié)尾都有詳細的參考書目、圖表、數(shù)據(jù)等。
本書可供從事植物學(xué)、農(nóng)學(xué)、園藝學(xué)、植物育種學(xué)和植物的環(huán)境脅迫研究的科學(xué)家閱讀參考。
周秋菊,館員
(中國科學(xué)院國家科學(xué)圖書館)