光遺傳學技術范文10篇

時間:2024-05-23 06:39:13

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光遺傳學技術

遺傳學課程教學問題及對策

摘要:遺傳學已成為眾多高等院校生物類專業本科生重要的必修或選修課程,但是該課程理論性較強、內容廣、難點多,本科生在學習過程中往往覺得難度大、缺乏主觀能動性。本文針對目前遺傳學課程本科教學中存在的問題,提出了遺傳學課程教學改革對策,以期為建立合理完善的課程體系、制定合理的教學方法、提高遺傳學課程的教學質量提供參考。

關鍵詞:遺傳學;問題;對策;教學改革

遺傳學是生命科學領域一門歷史悠久且不斷發展的學科,遺傳和變異是該學科研究的主要內容[1]。作為生命科學中一門系統完整且發展迅速的理論科學,遺傳學研究對探索生命本質、不斷推動相關生命科學發展起著至關重要的作用。此外,遺傳學與生產實際密切相關,在動物、植物、微生物等育種過程中以及人類遺傳疾病的防治方面都具有實際指導意義。因此,遺傳學是生命科學、動植物生產、食品科學等專業的骨干基礎課程,在高等院校生物相關專業本科生教學計劃中具有重要地位。面向高校生物相關專業本科生開設遺傳學課程,積極探索改進教學方法,提升遺傳學課程的教學效果,有利于培養具有創新意識和實踐能力的高素質生物專業人才。

1遺傳學課程的特征和重要性

遺傳學課程具有高等學校課程專業性、研究性和前沿性的典型特征。在教學方面,遺傳學課程內容多、難點多,因而學生需要有良好的英文基礎和生物化學、細胞生物學等先修課程的扎實鋪墊才能學好這門課程。遺傳學起源于人類的育種實踐,早在新石器時代人們便開始嘗試改良動植物品種,直至孟德爾遺傳規律的發現。隨著細胞學和胚胎學的不斷發展,人類對于細胞結構以及細胞活動(有絲分裂、減數分裂、授精及細胞分裂)的認識不斷加深,同時生命科學等相關領域研究的飛速發展也促進了現代遺傳學不斷豐富和發展。目前,數量遺傳學、群體遺傳學以及分子遺傳學的相關研究廣泛應用于農業、畜牧業和醫學等領域,與人類健康和經濟發展有著密不可分的關系。在醫學領域,遺傳學技術可用于遺傳疾病的檢測篩查和生物制藥等;在農業生產方面,遺傳學技術可以用于改良農作物的產量和品質性狀等;在科學研究方面,遺傳學技術能幫助人們探究人類的起源、揭開生命的奧秘。遺傳學的理論性和實用性都比較強,對于生命科學領域各分支學科的整合和新研究方向的深化與開拓具有重要意義[1]。學習遺傳學課程能夠使學生了解該領域的研究現狀和最新進展,理解當代生命科學中的新方法、新技術,了解遺傳學的應用前景。揚州大學農學院在為碩士研究生開設高級遺傳學課程的基礎上,進一步優化本科生培養方案,將遺傳學課程作為農學、生物科學、生物技術、園藝和植物保護等專業本科生二年級上學期的一門專業必修課。該課程介紹遺傳學的發展歷史、基礎理論、前沿技術和發展方向。現對遺傳學課程教學中存在的問題進行分析,并提出改革措施,旨在提高本科生遺傳學課程的教學質量。

2遺傳學課程教學存在的問題

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生物技術基礎課程教學創新思考

摘要:針對生物技術基礎課程課堂教學中存在的問題,創新探討了多種教學模式,包括凝練、調整并優化教學內容,引入討論式、啟發式教學方法,采納多元化及前沿探索式教授方式、幫助拓展學生課外學習資源及能力等。使生物技術基礎課程教學內容更豐富、形式更生動,成為學生認可與歡迎的專業基礎課程之一。

關鍵詞:生物技術基礎;教學內容;啟發式教學;前沿探索

生物技術基礎是一門具有基礎和通論性質的專業核心課程,旨在幫助學生把握生物技術的全貌和普遍規律性的知識。生物技術基礎涉及把握眾多知識面,與后續“生物化學、分子生物學、基因工程、微生物學”等課程相互重疊。介紹深刻改變人類醫療衛生,農業、人口、環境和食品狀況的生物技術基礎理論,包括轉基因技術、克隆技術,生物信息技術、酶與發酵工程,干細胞組織工程技術、基因組和蛋白質學技術,生物芯片技術、高通量篩選技術等尖端技術,此外還引入現代尖端和新興領域的生物技術應用及引發的變革,并審慎地選擇了生物技術爭議性領域內容熱門話題和實例剖析,引導和激發學生體會學習經典與新潮生物技術的熱情。本課程培養目標在于,通過本課程的學習,學生具備以下素質、技能、知識和能力:1.生物技術研究領域的重大理論和基本原理;2.生物技術研究領域的重要技術原理和方法;3.生物技術研究領域的專業英語與外文閱讀。因此如何在有限課時內做到高屋建瓴式講解,讓學生能提綱挈領領悟生物技術核心基礎知識點,為授課教師提出了較高要求。本文作者大多為生物技術領域教學科研的一線工作者,通過多年教學實踐發現該課程教學存在著以下問題:1.教授程度的深淺難以把握準確,需要考量如何與高中知識有機銜接,同時避免與后續專業課程(分子生物學、細胞生物學、遺傳學等)太多重疊;2.由于課程延續傳統教學方法,以講授理論知識為主,對最新生物技術前沿的了解不足,導致學生參與度不高、學習積極性較弱;3.課時數相對偏少,但內容繁多瑣碎,需對教學內容進行選擇性精簡、凝練與優化;4.課堂教學存在教學方式單一、科研探索性知識較少、師生交流互動不足等一系列問題,忽視培養學生創新精神培養,對生物技術基礎知識中如何發現、分析和解決問題的了解度不夠;5.課程考核方式過于簡單,缺乏多元化的考核形式,導致學生一切為了考試,學習為了做題,影響了生物技術基礎(雙語)課程教學效果。基于此,我們通過凝練、調整并優化生物技術基礎課程教學內容,結合重要知識點的提出、爭論、論證、完善歷程,引入討論式教學,啟發學生深刻領悟該知識點的內涵和外延;此外,作者還采納多元化教授及前沿探索式的教改思路,創新生物技術基礎課程教學模式,提高學生的專業積極性和學習效果,為生物技術基礎的課程改革提供了寶貴經驗。從以下幾方面做一下介紹。

一、凝練、調整并優化教學內容

(一)與高中階段已有生物知識有機銜接。學生在高中階段已經學習過一些生物學的基礎知識,生物技術基礎是生物技術專業的入門課程,如何將中學知識和大學知識有機的銜接起來并循序漸進非常重要。對于學生而言,如細胞結構、核酸結構、遺傳定律等基礎知識均已非常熟悉,所以在課程中對于這些已經學習過的基礎知識不做過細講解,而僅對某些關鍵名詞(如生物技術的類型、基因和基因組、重組DNA技術、DNA指紋圖譜)內涵和外延加以講述,然后讓學生結合教材進行課后自學(如微生物產品、生物修復、生物技術監管等),并在課后查閱相關資料及研究進展(如CRISPR-CAS9基因編輯技術),在考試題目中適當加入基礎知識的考點,以保證學生有較好的自學效果。(二)與大學階段后續專業課程協調。生物技術基礎是一門具有基礎和通論性質的課程,它的任務是幫助學生了解生物技術的全貌和獲得普遍規律性的知識。生物技術基礎涉及的知識面非常廣泛,與后續授課多門專業課如分子生物學、發酵工程等課程相互重疊、滲透、聯系。專業基礎課涉及面廣,很難做到面面俱到的講解,因而需要根據學科專業的設置、后續專業課程的重點,對教學內容進行合理濃縮和凝練,聚焦于基礎性、通識性知識點的闡釋(如PCR基本原理及步驟、基因組基本組分),避免不必要的細節講解(如PCR具體條件、基因組具體組件和功能)。盡量把詳盡的論述留給后續的課程。在確定生物技術基礎教學內容時,處理好學科課程整體與局部的關系,將各門課程放在一起全盤考慮,做到既不疏漏關鍵,也不過分重疊。

二、引入討論式、啟發式教學方法

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園藝植物育種學課程改革效果

摘要:園藝植物育種學是園藝專業的主干課程。品種是農業的芯片,人才是鄉村振興的源泉,該課程在園藝人才培養中至關重要。基于此,分析了園藝植物育種學教學過程中存在的主要問題,探索與實踐園藝植物育種學教學改革,提升教學質量,為鄉村振興培養高質量育種人才。

關鍵詞:園藝植物育種學;教學改革

園藝植物育種學是園藝專業的主干課程之一,理論性、實踐性很強。育種為農業提供優質、高產、適應性強的優良園藝植物新品種。品種是農業生產實踐的基礎,是農民增收有利途徑,是“最普惠的民生福祉”,是鄉村振興的芯片。課程組從園藝植物育種學改進教學方法、考核體系、校企合作等角度開展課程建設,目的是讓學生掌握課程基本理論的同時,提升育種實踐技能,為學生投身育種事業、助力鄉村振興奠定基礎。

1西昌學院概況

西昌學院位于四川涼山州,是四川省首批整體轉型試點院校,國家教育現代化推進工程100所應用型本科高校,也是省、部、委共建高校,擁有57個本科專業,8個專科專業,其中園藝專業是四川省一流專業、四川省應用型示范專業、四川省特色專業、四川省卓越農林人才教育培養計劃改革試點專業。

2園藝植物育種學課程教學中存在的問題

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社會優生學發展與展望

摘要:社會優生學作為優生學的分支學科,是優生學在社會領域方面進行優生研究,從立法,政策,宣傳等方面加強優生。中國的計劃生育政策給優生學帶來了前所未有的機遇與挑戰,深刻影響了優生學發展。同時,生物醫學和人文社會科學的進步,國內外全新的人口形勢以及新媒體時代的進入,為優生學在社會領域的開展帶來了新的變革。

關鍵詞:社會優生學;政策法規;計劃生育

優生是人類社會追求的一個目標,社會優生學是優生學的一個分支學科,也是廣義的環境優生學的一個部分,與狹義的環境優生學關注自然環境中的有害因素對生殖過程和生殖結局的影響不同,社會優生學則是關注社會領域中對優生的影響因素。主要包括促進優生立法,實施優生政策,開展優生宣傳教育,以提高人口素質。此外,進行優生的健康教育與大眾傳播等優生宣傳以及對其效果的評價和推廣,也是具有現實意義的社會優生研究[1]。

1社會優生學的出現

人類很早就注意優生問題,優生實踐的歷史十分悠久。但直到1883年,英國學者高爾頓才首創了“優生學”(eugenics)這個名詞。優生學的建立是在生物科學取得重大進展的基礎上進行的。曾經,優生學被種族主義利用和誤導,甚淪落為法西斯主義作為種族主義統治的理論工具,因此,優生學的發展歷經曲折[2]。第二次世界大戰是國際優生學發展的分水嶺,其中一部分國家如日本,優生學的發展延續了以前的方向,但美國和歐洲的大部分國家則由于期間優生學的“錯誤”使用,大家對優生學敬而遠之,無人再愿提及,相關的研究僅部分在人類遺傳學等純生物領域開展。同樣我們國家二戰后優生學發展中斷,直到20世紀80年代才被重建起來[3]。與國際優生學有所不同的是,中國的優生學1883年到1949年期間是民族主義與精英主義主導的優生學,中斷了三十年后,1979年重新提出了新優生學,并且,隨著生命科學與人類基因組各領域的發展,優生學的科學基礎得到了拓展和發展1986年優生學劃分為基礎優生學、社會優生學、臨床優生學和環境優生學四個領域[4]。其中社會優生學也進一步完善與細化到社會學,人口學,法學,倫理學,政策學,經濟學等相關研究領域。人類的優生是通過個體的優生來實現群體遺傳素質的提高。因此,采取有效的社會措施,使優生措施社會化、普及化,惠及到每個個體,才能真正實現優生,提高人口素質。目前,社會優生學主要包括政策、法規、社會宣傳等,因此社會優生學是多學科的交叉研究,同時還需要基礎優生學、環境優生學、臨床優生學其它三個學科提供豐富的理論依據和實證數據來進一步推動優生立法、貫徹優生政策、進行人口預測。

2社會優生學的發展及現狀

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DELLA蛋白研究管理論文

摘要在已發現的植物赤霉素(GA)信號傳遞分子中,有一類N端具有高度保守的DELLA結構域,稱為DELLA家族蛋白。介紹了DELLA蛋白的保守域結構、上游基因及降解。

關鍵詞DELLA蛋白;GA;研究進展

中圖分類號Q945.11文獻標識碼A文章編號1007-5739(2008)19-0132-01

赤霉素是植物體內一類具有廣泛生理功能的植物激素,簡稱GA,最初是從引起水稻惡苗病的赤霉菌的分泌物中分離出來的。一般植物體內至少有2種或2種以上的赤霉素,不同赤霉素之間可以相互轉變。赤霉素能夠調節包括種子萌發、葉片伸展、根莖伸長、開花時間以及花和果實發育等一系列植物發育過程。遺傳學以及分子生物學的研究鑒定了赤霉素的受體以及赤霉素信號轉導通路上的幾個正調控因子和負調控因子。在它們之中3個最主要的調節因子就是赤霉素受體、DELLA蛋白以及控制DELLA蛋白穩定性的F-BOX蛋白。

1.DELLA蛋白的保守結構域

DELLA蛋白位于細胞核中,在GA信號轉導中起阻遏作用。在DELLA蛋白的氨基酸序列中,N端的同源性總體上不高,但存在DELLA和TVHYNP兩個非常保守的酸性結構域,中部有一個核定位信號結構域(NLS)RKVATYFGLARR,其后有一個保守氨其酸結構域VHIID和亮氨酸重復序列LZ,在C端有類似SH2結構域RLsGTFLDRESLYY3FDSLEGG、RVER和SAW結構域的結構。Itoh等用水稻SLR1基因的不同核苷酸缺失突變體分析了DELLA蛋白不同保守結構域的功能。他們認為DELLA與TVHYNP結構是GA信號感知結構域,polyS/T/V(絲氨酸、蘇氨酸、纈氨酸富集區)是調節結構域,LZ是二聚化結構域,C端的VHIID、SH2和SAW等結構是阻遏結構域。

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現代化農業科技論文

1科技研發中心區

是整個園區的技術中心,含研發大樓、生物育種中心、集中型生物燃氣工程、胚胎工程中心、組培中心、智能溫室等。

(1)研發大樓為綜合性的研發、檢測、實驗、評估、辦公大樓。

(2)生物育種中心

利用各種分子遺傳標記技術將對品種資源保護和合理開發利用提供科學依據,對遺傳學研究和遺傳育種起到巨大的推動作用。常規育種技術結合生化遺傳標記育種、分子遺傳標記育種和計算機信息技術育種等技術,是未來育種的發展趨勢。

(3)集中型生物燃氣工程

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談論醫學課程有效教學

有效教學(effectiveteaching)的理念源于2O世紀上半葉西方的教學科學化運動。該理論認為,教學是科學,可以用科學的方法來研究,它的核心就是教學的效益。有效教學指教師遵循教學活動的客觀規律,以盡量少的時間、精力和物力投人,取得盡可能多的教學效果。從概念上講,有效教學是為了提高教師的工作效益,強化過程評價和目標管理的一種現代教學理念。有效的教學應該是:有效果、有效率、有效益。隨著時代的發展,有效教學在關注教學效益的同時,更關注培養學生的學習能力和創造思維能力n]。有效教學需要教師具備較高的綜合素養,特別是要求教師具備良好的教學機智有效教學非常強調課堂教學的變化與生成,更加注重教師能夠在復雜多變的教學情境中靈活地發揮自己的教學機智,促進教學順利開展,實現既定教學目標。基礎醫學課程在醫學院校中占有相當重要的地位,是醫學生學習專業課程的前提,也是醫學畢業生走上臨床工作崗位的鋪墊。因此,研究并加強基礎醫學課程的有效教學意義深遠。

1基礎醫學課程有效教學的教師特質

教師作為“學有專攻”且“聞道在先”的有智之士,能夠提供給受教育者所缺乏但必須具有的知識與能力。有效教師具備激勵型人格、熱情、精力充沛、幽默、可信任;有效教師的教學“以成功為導向”;有效教師的教學行為是有條理的。美國伊利諾大學心理學教授雷蒙德•卡特爾認為,可能影響教學有效性的教師特征如教師的特點、性別、年齡、知識水平及接受專業訓練的程度,以及教師的課堂教學行為如課堂教學中教師提問的技巧以及對學生的評價等[2]。基礎醫學課程的教師不僅應諳熟本專業的相關知識,還要了解本課程與臨床專業課程的聯系、醫學發展前沿動向。對于醫學遺傳學教師而言,在課堂教學中把握時機、合理地加入案例教學會大大激發學生的探究欲望。

2基礎醫學課程有效教學的教學目標必須明確

明確的教學目標是高質量教學的必要條件。因此,在教學中,要把每次課堂教學目標研究制定后,形成文字,幫助授課教師準確把握每堂課的教學目標,進而提高教學質量。以醫學遺傳學為例,講授單基因遺傳病一章內容,教學目標即掌握常染色體顯性遺傳病、常染色體隱性遺傳病和性連鎖遺傳病的遺傳規律,會應用它來分析、解決臨床應用中所遇到的相關問題,如計算子代再發風險,解釋近親婚配的危害等。

3基礎醫學課程有效教學須注重學生主體差異

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生物信息學進展研究論文

[論文關鍵詞]生物信息學生命科學

[論文摘要]生物信息學是80年代以來新興的一門邊緣學科,信息在其中具有廣闊的前景。伴隨著人類基因組計劃的勝利完成與生物信息學的發展有著密不可分的聯系,生物信息學的發展為生命科學的發展為生命科學的研究帶來了諸多的便利,對此作了簡單的分析。

一、生物信息學的產生

21世紀是生命科學的世紀,伴隨著人類基因組計劃的勝利完成,與此同時,諸如大腸桿菌、結核桿菌、啤酒酵母、線蟲、果蠅、小鼠、擬南芥、水稻、玉米等等其它一些模式生物的基因組計劃也都相繼完成或正在順利進行。人類基因組以及其它模式生物基因組計劃的全面實施,使分子生物數據以爆炸性速度增長。在計算機科學領域,按照摩爾定律飛速前進的計算機硬件,以及逐步受到各國政府重視的信息高速公路計劃的實施,為生物信息資源的研究和應用帶來了福音。及時、充分、有效地利用網絡上不斷增長的生物信息數據庫資源,已經成為生命科學和生物技術研究開發的必要手段,從而誕生了生物信息學。

二、生物信息學研究內容

(一)序列比對

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剖析遺傳病基因定位術診治運用

摘要:熒光PCR定量技術(QuantitativePCR)是一種新興的基因定位技術。這項技術靈敏、簡便、快速、不需使用放射性同位素,PCR完成后,通過測序儀的自動識別即可對待測DNA進行定量分析。在遺傳病,特別是一些以大片段缺失為主要突變類型的遺傳病診斷中,熒光PCR定量技術發揮了很重要的作用。

關鍵詞:熒光PCR定量技術;基因定位技術;遺傳病

在早期的遺傳學分子診斷中,主要依賴于SouthernBlotting,寡核苷酸雜交等技術。自1985年Saiki等首次描述聚合酶鏈反應(polymerasechainreaction,PCR)以來,PCR技術因為其靈敏特異,省時省力等諸多優點而受到了人們的高度重視,已經應用于生物醫學和化學等基礎研究的各個領域,并且成為醫學臨床和法醫學研究的強有力分析工具之一[1-3]。然而,近幾年來,研究者們不再滿足于得知某一特異DNA序列的存在與否,他們更著眼于對其進行精確的核酸定量。盡管把PCR作為一種定量的工具,在技術上還面臨著一些挑戰。熒光PCR基因定位技術是近十余年來興起的一種分子生物學技術,與其他定量方法相比,具有靈敏、簡便、快速、不需使用放射性同位素的特點,在基因表達、傳染病和遺傳病的診斷等方面迅速得到了廣泛應用。

一、熒光PCR基因定位技術的原理

熒光PCR定量技術的主要原理為:在PCR前,通過化學方法在引物的5’端通過共價方式連接一個熒光分子。由于在進行PCR時,引物和待擴增模板端的堿基不需要完全匹配,熒光PCR引物和普通PCR引物一樣,能夠對待測模板進行指數擴增。擴增完成后,根據PCR的產量,將熒光PCR產物直接或按一定比例稀釋后,和內標、載樣緩沖液混合,在自動測序儀上進行電泳。在自動測序儀內激光的激發下,PCR產物上的熒光分子發出固定波長的激發光,被儀器內的光電管捕獲。根據PCR產物從開始電泳到經過光電管的時間,測序儀自動計算出相應產物的實際堿基數。不同泳道之間電泳速度的差別,通過各產物內混合的內標校正。同時,測序儀也自動標出相應產物的熒光強度,該數值就是熒光PCR定量技術對模板進行定量與定位的基礎。與非定量PCR分析方法不同,熒光PCR的操作程序有助于評估污染的情況,即測出污染的程度,即使陰性對照產生了正的信號,只要這些信號比實驗樣品的低得多,依據這樣的結果,至少可以推測出實驗中所得出的信號是真實的。在一定程度上,熒光PCR消除了普通PCR過于敏感、假陽性率高的缺點。熒光PCR常用于研究發病機制、估計病毒的負荷量、監測臨床治療進展或用于診斷遺傳缺陷等。通過對靶基因量的檢測,將其與疾病的臨床表現、臨床分型以及各種標志酶的值聯系起來,為疾病的診斷和藥物治療監測提供科學的依據。目前,該技術已廣泛應用于多種遺傳病的診斷和產前篩查,如地中海貧血、兒童型脊肌萎縮癥、杜氏/貝氏肌營養不良、胖骨肌萎縮癥和各種染色體病等。

二、熒光PCR基因定位技術在遺傳病診斷中的應用

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國際跨學科研究論文

一、法國政府強力支持跨學科研究

法國的跨學科研究由來已久,但真正得到政府政策上的大力支持,形成制度化、規模化和職業化卻是在20世紀90年代初。

1993年,第一個由法國研究部資助的國家級跨學科研究規劃問世,確定生命科學、信息與傳播學、環境科學、社會動力學、材料與技術和天文學六大學科為法國跨世紀跨學科研究的重點學科領域,同時批準了數十個課題項目。這些課題項目是政府、科研、教育機構和企業根據現實問題、社會需求和科學自身發展需要設立的,一般每隔一兩年調整一次,每四五年徹底更新一次。

1993年以來,法國政府連續3次將跨學科研究列入國家科研規劃,并作為國家科研發展戰略的重點。特別是進入新世紀以后,重新修訂了跨學科研究發展戰略,大幅度提高了重點學科領域的科研經費。

新世紀初頒布的《2002年法國研究與發展預算》(注:Leprojetdubudgetcivilderechercheetdéveloppment(BCRD)pour2002,www.recherche.gouv.fr/discours/2001/budget/bcrd.pdf.)繼續將生命科學、宇宙科學、信息科學與環境科學列為國家重點投資的學科領域。

生命科學成為政府的重點投資對象2002年的法國研究與發展預算總計90.36億歐元(592.72億法郎),比2001年提高了2.9%。其中生命科學預算高居榜首,達到22.37億歐元(146.73億法郎),占總預算的近1/4(24.8%)。

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