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遗传学的分支范文1
[关键词] 小儿支气管哮喘;IL-10;IL-4;IgE
[中图分类号] R5 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742(2017)01(b)-0031-03
[Abstract] Objective To study the test significance of serum IL-10, IL-4 and IgE in the infantile bronchial asthma. Methods Convenient selection 108 cases of children with bronchial asthma admitted and treated in our hospital from June 2014 to August 2016 were selected and divided into the group A(56 cases of children with acute attack) and group B (52 cases of children during paracmasis, and 50 cases of children with healthy physical examination were selected as the group C, and all subjects were tested by the radioimmunoassay, and the erum IL-10, IL-4 and IgE were observed. Results IL-10 level, the group A (10.93±4.37)pg/mL< the group B(15.71±5.33)pg/mL < the group C(18.42±5.64)pg/mL, and the difference between groups had statistical significance(P the group B(17.18±7.19)pg/mL > the group C(2.15±0.42)pg/mL, and the difference between groups had statistical significance(P the group B(223.83±53.54)IU/mL> the group C(93.07±28.21)IU/mL, and the difference between groups had statistical significance(P
[Key words] Infantile bronchial asthma; IL-10; IL-4; IgE
小儿支气管哮喘发病机制比较复杂,有学者指出[1-2],IgE及多种炎症细胞因在在小儿支气管哮喘发展中发挥了重要的作用。该次方便抽取2014年6月―2016年8月该院接诊的108例小儿支气管哮喘患者及50名健康体检儿童进行酶联免疫法检测,旨在分析IL-10、IL-4及IgE等血清指标与小儿哮喘病情发展的关系,为临床诊治提供可靠依据,现报道如下。
1 Y料与方法
1.1 一般资料
方便选择该院收治的符合诊断标准的小儿支气管哮喘患者108例进行观察,根据患儿病情严重程度进行分组:56例急性发作患儿作为甲组,男女性别比为29例/27例,年龄2~11岁,平均(6.2±3.1)岁;52例缓解期患儿作为乙组,男女性别比为27例/25例,年龄3~12岁,平均(6.7±3.4)岁。另将同时期接诊的50名健康体检儿童作为丙组,男女性别比为26例/24例,年龄2~12岁,平均(6.5±3.2)岁。3组基线资料差异无统计学意义(P>0.05)。
1.2 检测方法
抽取受试者4 mL空腹静脉血,离心处理,取上清液置入冰箱(调节温度至-80℃)冻存,采用放射免疫法测定血清IL-10、IL-4及IgE,临床操作为:在待检血清中加入同位素碘标记抗原,随后加入需要检测的特异性抗体,抗体会与抗原、碘标记抗原特异性结合,按照试剂盒说明书,将结合的抗原抗体分离并移出,利用计数器计算检测的浓度。
1.3 观察指标
统计3组受试者IL-10、IL-4及IgE水平。
1.4 统计方法
所有研究数据均采用SPSS 19.0统计学软件分析,正态计量资料表现形式为(x±s),检验方法为t检验,P
2 结果
在IL-10方面,甲组
3 讨论
支气管哮喘属于常见的呼吸系统疾病之一,在临床上被简称为哮喘,其在儿童群体中具有较高的发病率[3-4]。该病发作后,会产生一系列的炎症反应、免疫反应,进而使机体免疫功能受损。由于小儿气道对多种刺激因子反应性较高,病情发作后,可能会出现反复性喘息、咳嗽、胸闷等症状,如果处理不当,极有可能加重病情,导致患儿死亡[5]。国外学者Rogala等[6]指出,细胞因子网络失衡与哮喘的发生、发展有着密切的关系。
IgE属于一种常见的免疫球蛋白,其可介导Ⅰ型变态反应。小儿支气管哮喘患者体内特异性IgE可与肥大细胞、中性粒细胞等细胞膜上的受体结合。李经师[7]临床实践结果显示,急性发作组IgE(379.6±64.7)IU/mL明显高于缓解组(243.8±32.4)IU/mL、对照组(57.6±12.4)IU/mL,其认为IgE水平升高与小儿支气管哮喘的触发及严重程度有着密切的关系。该次研究中,甲组IgE水平为(361.77±100.85)IU/mL,乙组为(223.83±53.54)IU/mL,丙组为(93.07±28.21)IU/mL,差异有统计学意义,与上述[7]研究结论一致。
IL-4能大幅度提高B细胞对T细胞的作用,其对体液免疫应答具有促进作用,尤其是在IgE介导的免疫应答反应中的促进作用显著,可激活B细胞,产生特异性IgE。且IL-4还能促进血管内皮细胞粘附分子表达,使大量的嗜酸性粒细胞选择性聚集于炎症部位,进而产生气道炎症。梁晓燕[8]认为,血清IL-4水平与小儿支气管哮喘气道重构发生存在内在的关联性,她采用FLISA检测发现,哮喘急性发作组IL-4水平(57.33±9.02)ng/L明显高于哮喘缓解组(15.32±8.03)ng/L、健康对照组(13.11±9.57)ng/L(P
IL-10具有调节细胞因子的作用,其主要是通过诱导T细胞不应答和抑制呼吸道内炎性细胞达到负调节作用。该次研究结果显示,甲组IL-10水平(10.93±4.37)pg/mL低于乙组(15.71±5.33)pg/mL,乙组低于丙组(18.42±5.64)pg/mL,这表明检测IL-10水平能掌握小儿支气管哮喘患者病情严重程度。肖友阳等[9]实验结果中,正常对照组IL-10浓度(37.5±7.6)μg/L明显高于哮喘组中临床缓解期患者(34.8±6.7)μg/L及急性发作期患者(26.3±6.2)μg/L,肯定了IL-10参与哮喘的发生发展过程这一观点。
综上所述,IL-10、IL-4及IgE等血清指标与小儿支气管哮喘发生、发展存在较大的关联性,应该给予动态监测,为临床治疗提供指导性参考。
[参考文献]
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遗传学的分支范文2
【摘要】 目的: 探讨自身免疫病AID患者血液中穿通支原体(Mpe)的分离检出以及Mpe感染患者血清中IL6与TNFα的浓度水平。方法: 采用分离培养共计从44例AID患者血液标本, 16例ASO或RF阳性体检人员及28例正常对照相应标本中进行支原体分离检测, 对培养阳性菌株采用穿通及发酵支原体套式PCR予以证实, 并用RIA对相应血清进行IL6及TNFα浓度检测。结果: 于17例(38.6%)AID患者血液中分离到Mpe, 2例(12.5%)ASO或RF阳性体检人员中分离到Mpe, 而正常对照组中则无1例阳性, 组间支原体检出率有统计学意义(P
【关键词】 穿通支原体; 自身免疫病; 血液; IL6; TNFα
穿通支原体(Mycoplasma penetrans, Mpe)是近年来新发现的致病性支原体[1, 2], 有研究证实从艾滋病患者尿液标本中曾分离检出Mpe[1], 并报道从抗磷脂综合症患者的血液和咽拭子以及呼吸道标本中均分离检出Mpe, 提示Mpe也可从非HIV感染人群中分离[2]。我们曾报道从IgA肾病患者的血液中分离检出Mpe, 与对照人群比较差异明显[3], 提示Mpe可从自身免疫病(autoimmune disease, AID)患者体内检出。为了进一步探讨Mpe与AID相关机制, 我们同时检测AID患者血清中IL6与TNFα的水平。
1 材料和方法
1.1 材料 已知对照菌株Mpe(GTU ATCC55252)、 发酵支原体(Mf, ATCC19989)、 肺炎支原体(Mp, ATCC15531)解脲脲原体(Uu, ATCC27618)人型支原体(Mh, ATCC 23114)均由东南大学医学院流行病学教研室赵季文教授惠赠。Mpe和Mf nPCR试剂购自江苏无锡遗传研究所, IL6及TNFα试剂盒购自北京华英生物技术研究所。44例标本随机采自2007年7~8月间由我院自身免疫科确诊为类风湿关节炎(34例)、 干燥综合症(7例)、 免疫性白细胞减少(2例)及系统性红斑狼疮(1例)等原发性AID, 共计44例, 其中, 男12例, 女32例(平均年龄42.1)。对照I组16例为体检人员中抗链球菌溶血素O抗体(antistreptolysin“O”, ASO)或类风湿因子(rheumatoid factor, RF)有一项为超出正常范围者, 其中男7例, 女9例(平均年龄47.4)。对照II组为28例健康查体者, ASO与RF均为正常, 其中男14例, 女14例(平均年龄41.1)。
1.2 方法
1.2.1 培养基准备 改良SP4液体培养基用于Mpe、 Mf和Mp的分离培养, Uu和Mh培养液以及生化试验培养基制备分别见文献[4]。
1.2.2 标本采集与接种 采集各实验组人员静脉血液4 mL(EDTAK2抗凝), 取后置离心机内离心10 min(2 000 r/min), 取血液标本的白细胞层接种于改良SP4以及Uu和Mh培养基; 血清留于细胞因子IL6、 TNFα的检测。接种标本后的支原体培养基于37℃ 50 mL/L CO2 4~5 d, 逐日观察并记录培养基颜色变化情况。若培养液颜色改变, 澄清, 则判为“可疑阳性”。过滤除菌、 并分别取0.1 mL转种支原体固体培养基和普通固体培养基(以排除L 型细菌), 置50 mL/L CO2 , 37℃ 24~72 h, 显微镜下观察, 发现油煎蛋样菌落, 并与同时接种的标准菌株相对照, 如在Uu或Mh培养液生长可初步判断为Uu或Mh。因在SP4培养液中4~5 d生长, 使液体产酸、 变黄的有Mpe、 Mf和MP, 借助生化试验和PCR予以鉴别。在此同时, 分别取IgA肾病患者血液标本进行常规血培养对照。
1.2.3 Mpe的分离培养与鉴定 阳性液体培养物接种固体培养基, 低倍镜下观察油煎蛋样菌落, 初步鉴定菌株经生化试验初筛后再采用Mpe、 Mf nPCR逐一筛查, 确认为检出特异MpeDNA。
1.2.4 细胞因子检测 所留取的各实验组的血清标本按说明书用RIA检测IL6与TNFα水平。
1.2.5 统计学分析 实验数据用x±s表示, 计量资料用SPSS11统计件软中χ2检验及t检验进行处理。
2 结果
2.1 AID患者血液中Mpe的检出 以上各血液标本均未见Uu或Mh生长, 血培养均阴性。取分离自血液使培养液由红变黄且澄清者, 排除L菌生长, 阳性液体培养物经生化试验初步鉴定为Mf和Mpe(既分解葡萄糖亦分解精氨酸而不分解尿素), 并接种支原体固体培养基, 而后于高倍镜下可见油煎样菌落, 以上阳性培养液经nPCR核实(图1)为Mpe菌株。图1 培养阳性标本支原体nPCR产物电泳结果
2.2 AID患者血液中Mpe的检出例数 44例AID组中有17例培养检出Mpe, 检出率为38.6%; 16例对照I组中有2例(12.5%)培养检出Mpe; 28例对照II组(正常对照组)无1例支原体检出阳性, 此3组之间检出率有统计学意义(P
2.3 AID患者血清中细胞因子检测结果 AID组感染Mpe的患者血中IL6(3.30±1.49) μg/L与TNFα水平(293.3±179.9) ng/L均高于同组未培养出Mpe的AID患者(P
3 讨论
AID的确切病因和发病机制尚不十分清楚。除遗传因素外, 感染作为AID的触发因素倍受关注。有学者认为, 病原微生物的某些特殊蛋白抗原能与人体自身抗原发生交叉反应, 病原微生物感染机体后, 专职抗原提呈细胞能将与自身抗原发生交叉反应的某种微生物抗原提呈给自身反应性T细胞, 后者可被激活, 从而自身耐受遭破坏, 一些AID 发病与感染的关系已经明确[5]。Yáez等[2]于1999年首次报道从抗磷脂综合症患者的血液和呼吸道的分泌物中分离到Mpe(HF株), 表明支原体的感染与AID有密切的关系。而支原体有逃避宿主的免疫监视的功能[6], 从而有形成慢性感染的可能, 至使支原体触发自身免疫反应。
本实验结果显示, 确诊为AID患者组Mpe检出率(38.6%)明显高于对照I组(12.5%)与对照II组(P
本实验中感染Mpe患者血清中IL6水平明显高于其他两组, 提示IL6在支原体感染的细胞免疫和体液免疫中具有重要作用。同时IL6可以激活NKκB而诱导ICAM1的极化表达, 这些介质使得内皮进一步损伤, 诱导中性粒细胞迁移、 黏附和浸润, 并可诱导其脱颗粒反应和溶酶体酶释放, 从而导致过度的炎症反应, 许多研究认为, IL6是RA炎症及关节损伤的重要介质之一, 活动性RA患者血清中IL6的水平升高[9], 同样本实验也发现AID患者血清中IL6水平均明显高于正常对照组(P
参考文献
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遗传学的分支范文3
为了跟上时代步伐,以学生发展为本,充分利用黑衣壮民族传统体育在中小学体育中的开发和运用,更好地为学生的三维健康观服务。民族传统体育资源的开发,有助于形成特色的体育课程,在开发民族传统体育活动项目时,有的需要改造,不能拿来就用;有的则不需要改造。改造的目的是为了适合学生的身心特点。
案例1:“滚铁环”是壮族传统体育活动,参加者均为男子。比赛时,参加者手顶推一直径30CM的铁环,快步疾走,赛程为100―200米。疾走时铁环不能倒,以先到达终点者为胜。如果要把顶铁环作为课程内容,我把它改造为:参加者男女学生均可,赛程改造成50米-100米。(可根据学生年龄确定距离)、此项目较适合低年级学生活动,操作起来既简单又安全。
案例2:“抛绣球”是黑衣壮体育活动不可或缺的项目。抛绣球是在宽广地里互相扔打。为了让绣球穿过上方小圈洞,须做奔跑、跳跃、投掷等动作,达到增强体能,培养意志能力的目的,根据人数分成相等的若干队,以绣球穿越上方小圈洞的次数多少定胜负。因学校没有精美、价格不菲的绣球,我在进行此项教学时,把“绣球”改造成轻便、不伤人的小球如:沙袋、纸团球、毛线球、海绵球等,并引导学生自己动手自制教具,这样通过活动不仅提高了学生投掷技能技巧,又培养了学生动手、动脑的能力。
案例3:“黑枪舞”是黑衣壮民族体育活动项目。参加者人数不限,分两队排队报数,每个人记住自己的号数,然后两队围成一个圆圈坐在地上,圆心放一把黑缨枪,选一人站在圈外喊号,喊号后,两队同号者一起跑向圆心抢黑缨枪,其余的人拍手唱歌,抢到黑缨枪者沿圆圈快速奔跑,未抢到者在后面紧追。如果在唱歌结束前,追上了,就将黑缨枪交接过来给被夺者,夺枪者得1分;如果在唱歌结束后还追不上,则抢到黑缨枪者得2分。然后各回自己的位置坐下来,循环反复进行,最后以得分多的队为胜。此项体育活动,深受少年儿童欢迎,不需要改造。
我认为通过开发和利用一些地域性民族体育项目,开展传统体育教学活动,既可以展现不同民族的个性风貌,又有利于学生了解“本土体育文化”,参与民间体育活动,锻炼身体,陶冶情操,培养学生重视民族传统文化的意识,进而可为传承和弘扬我国优秀的民族民间体育文化精神,开发和利用这些项目,既具特色,又具有独创性,符合新课程改革的理念。
遗传学的分支范文4
关键词:生物科学;核心课程;逻辑关系
中图分类号:G633.91
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)21-0130-03
1 引言
生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学是生物科学专业的核心课程,由于它们相互联系,交叉渗透,因此存在逻辑关系不清,课程内容重叠较多等问题,例如原核生物和真核生物基因表达调控在生物化学、细胞生物学、分子生物学都有介绍,基因工程原理在分子生物学、基因工程学中都有介绍,导致教师教学内容难以起舍,课程顺序难以安排。要理顺生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的逻辑关系,确定各课程教学内容和教学顺序,必须把其定义,研究内容,发展历史动态结合起来。
2 生物科学专业核心课程概述
2.1 生物化学
生物化学是运用化学的理论和方法研究生物分子结构与功能、物质代谢及遗传信息传递与调控规律的科学。
生物化学是生命科学中最古老的学科之一。 随着生命科学的发展,各学科相互渗透。18世纪,一些从事化学研究的科学家转向生物领域,为生物化学的诞生播下了种子。19世纪末,生物化学从生理化学中独立。20世纪中后期又从生物化学分离出部分内容与遗传学部分内容结合为分子生物学,然后,分子生物学基因操作部分独立出来,形成基因工程学。
1920年以前,生物化学研究内容以分析生物体的化学组成、性质和含量为主,称为静态生物化学时期。
1920年-1950年,随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用,生物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢、能量转化,如:光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白质代谢等领域。这是生物化学飞速发展的时期,称为动态生物化学时期。
1950年以后,蛋白质化学和和核酸化学进展迅速,生物化学进入了分子生物学时期。分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性,是人类在认识的巨大飞跃。根据生物化学的定义和历史,生物化学研究的内容包括以下几个方面。
2.1.1 生物的物质组成
生物是由一定的物质按特定的方式组成的,直到今天,新物质仍不断被发现。如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物学功能。另一方面,早已熟知的化合物也发现了新的功能,如20世纪50年代才知道肉碱是一种生长因子,而到60年代又发现其是生物氧化的载体。
2.1.2 物质代谢
生物体内绝大部分物质代谢是在酶催化下进行的,具有高度自动调节能力。一个小小的细胞内,有近2000种酶,在同一时间内,催化各种不同的化学反应。这些化学反应互不干扰,有条不紊地进行。表明生物体内的物质代谢有精确的调节控制系统。
2.1.3 结构与功能
生物大分子的功能与其特定的结构有密切关系。如酶的活性中心的结构决定其催化活性及其特异性;变构酶的活性还与其催化的代谢终末产物的结构有关。
核酸中核苷酸排列顺序的不同,其结构就不同,所含遗传信息不同。这些不同的构象对基因的表达具有调控作用。
生物体的糖包括多糖、寡糖和单糖。由于多糖链结构复杂,具有很大的信息容量,对于细胞专一地识别、相互作用具有重要作用。糖类将与蛋白质、核酸并列成为生物化学的主要研究对象。
在生物化学中,有关结构与功能关系的研究才仅仅开始,尚待大力研究的问题很多,其中重大的有:亚细胞结构中生物大分子间的结合,细胞的相互识别、细胞的接触抑制、细胞间的粘合、抗原与抗体的作用、激素、神经介质与其受体的相互作用等。
2.1.4 繁殖与遗传
生物典型特点是具有繁殖与遗传特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列,现在DNA分子的核苷酸序列已不难测得,不但能在分子水平上研究遗传,而且还可能改变遗传,从而派生出基因工程学。
2.2 细胞生物学
细胞生物学是从显微水平、亚显微水平和分子水平研究细胞的结构及其生命活动规律的科学。
过去,细胞生物学主要是在光学显微镜下对细胞的形态结构和生活史进行研究,称为细胞学。20 世纪 50 年代以来,由于电子显微镜、放射性同位素、细胞结构组分分离技术、细胞培养等技术的广泛应用,特别是分子生物学的兴起,使细胞生物学研究的广度和深度都有迅猛发展,从宏观到微观、从平面到立体、从定性到定量、从分析到综合;从细胞、亚细胞、分子三个水平研究细胞的结构与功能、分裂与分化、衰老与死亡等生命活动规律及其调控机制,细胞与细胞、细胞与环境之间的相互关系。使原来以形态结构研究为主的细胞学转变成以生理功能研究为主、将结构与功能紧密结合起来的细胞生物学。由于细胞生物学在分子水平上的研究工作取得了深入的进展,因此细胞生物学又称为细胞分子生物学。细胞生物学研究内容如下。
2.2.1 细胞社会学
细胞社会学是细胞生物学中的一个新的领域。它是以系统论的观点研究细胞群体中细胞间的相互关系、细胞群体的社会行为;细胞识别、通讯、相互作用;整体和细胞群对细胞的生长、分化、形态发生和器官形成等活动的调控;细胞外环境对细胞的影响。
2.2.2 细胞的增殖、生长、分化与调控
研究细胞增殖、生长、分化及其调控机制,不仅是控制生物生长和发育的基础,而且是研究细胞癌变和逆转的重要途径。
2.2.3 细胞遗传学
细胞遗传学从细胞学角度来研究染色体的结构和行为以及染色体与细胞器的关系,从而探讨遗传与变异的机制等。
2.2.4 细胞化学
细胞化学:用切片或分离细胞成分,对单个细胞或细胞各个部分进行定性和定量的化学分析,研究细胞结构、化学成分的定位、分布及其生理功能。
2.2.5 分子细胞学
分子细胞学:从分子水平研究细胞与细胞器中蛋白质、核酸等大分子的组成、结构与功能及其遗传性状的表现和调控等,探讨细胞生命活动的分子机理。
2.3 遗传学
遗传学是研究生物遗传和变异规律的科学。孟德尔认为生物性状的遗传是受遗传因子控制的,并提出了遗传因子分离和自由组合的基本遗传规律。1900年,孟德尔的成果得到广泛重视,成为遗传学的基石。
20世纪初,利用光学显微镜发现了细胞有丝分裂和减数分裂过程中染色体及其行为,奠定了遗传的染色体理论基础。1910年左右,美国遗传学家摩尔根及其同事根据对普通果蝇的研究,提出了基因的连锁交换规律,并结合当时的细胞学成就,创立了以染色体遗传为核心的细胞遗传学。
遗传信息在分子水平上研究始于20世纪40年代。随着电子显微镜的发明,人们已能够直接观察遗传物质的结构及其在基因表达过程中的特征,使细胞遗传学的研究进入分子水平。
1953年,沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型,为进一步阐明DNA的结构、复制和遗传物质如何保持世代连续的问题奠定了基础,开创了分子遗传学这一新的学科领域。
遗传学研究的领域非常广泛,可划分成经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学和生统遗传学4个分支,各个分支领域相互联系、相互重叠、相互印证,组成了一个不可分割的整体。
经典遗传学研究从亲代到子代的遗传特性,包括遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律及机理;基因互作及其与环境的相互关系;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;数量性状的特征及其多基因假说,近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传等。
细胞遗传学是通过细胞学手段对遗传物质进行研究。其内容包括细胞的结构和功能;染色体的形态结构;细胞的有丝分裂,减数分裂;配子的形成和受精。
分子遗传学是从分子的水平上研究遗传物质的结构及遗传信息的传递。内容包括DNA复制、转录和翻译,基因突变及修复,原核生物和真核基因表达与调控;基因、基因组及作图,遗传重组。
生统遗传学是用数理统计学方法来研究生物遗传变异规律的学科。根据研究的对象不同,又可分为数量遗传学和群体遗传学。前者研究生物体数量性状即由多基因控制的性状遗传规律,后者是研究基因频率在群体中的变化、群体的遗传结构和物种进化。
2.4 分子生物学
分子生物学是从分子水平研究核酸与蛋白质的结构与功能、遗传信息传递和调控,阐明生命本质的科学。
从19世纪后期到20世纪50年代初,确定了蛋白质是生命的主要物质基础,DNA是生物遗传的物质的载体,是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
从20世纪50年代初到70年代初,是现代分子生物学的建立和发展阶段,1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型为现代分子生物学诞生的里程碑,确立了核酸作为遗传信息分子的结构基础,提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式,为核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。
70年代后,基因工程技术出现,人类进入认识生命本质并开始改造生命的发展阶段。
分子生物学原来是生物化学的一部分,因其太重要了,20世纪中后期从生物化学中分离出来并与遗传学结合,独立出来成为单独的学科,是生物化学的发展和延续。涉及的部分内容比生物化学更细致深入,并从整体上考虑。
分子生物学从蛋白质、核酸、基因及基因组结构开始,以中心法则为主线,阐述生物大分子在信息传导、基因表达调控中的相互作用和机理。主要内容包括蛋白质、核酸、基因和基因组的结构、DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。基因工程技术的原理和应用等。
2.5 基因工程学
20世纪70年代,随着 DNA的内部结构和遗传机制逐渐呈现在人们眼前,生物学家不再仅仅满足于探索、揭示生物遗传的秘密,而是开始设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。这就像工程设计,按照人类的需要(设计)把这种生物的某个“基因”与那种生物的某个“基因”进行“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物的工程技术被称为“基因工程”。
基因工程包括如下几个主要的内容:①目的基因的合成或提起分离。②载体的构建。③将载体转移到受体细胞并增殖。④重组DNA分子的受体细胞克隆筛选。⑤将目的基因克隆到表达载体上,导入寄主细胞,使之在新的遗传背景下实现功能表达,产生出人类所需要的物质。
3 课程间的逻辑关系,教学内容选择及课程顺序安排
从生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的定义,研究内容,发展历史动态可知,各学科的逻辑关系是:理解细胞结构及功能需要一定的生物化学基础,理解遗传物质的结构和功能需要一定的细胞生物学基础,而分子生物学是生物化学、遗传学交叉融合的产物,研究核酸和蛋白质分子结构和功能以及相互关系,而各个分子不能孤立发挥作用,必须依赖于一定的细胞结构,因此,生物化学是细胞生物学的基础;细胞生物学是遗传学和分子生物学的基础。基因工程是利用分子生物学的理论和实验技术进行转基因操作的部分独立出来的,因此分子生物学是基因工程学的基础。所以,高校应按生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程的顺序安排课程教学最为合适。
由以上可知,由于历史的原因,生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程学相互联系,交叉渗透,研究内容重复较多。因此,本研究根据其定义、逻辑关系及发展历史,同时为编写教材和教学的方便,建议生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学教学内容如下。
(1)生物化学主要教学内容主要有:蛋白质化学、核酸化学;酶学基础;糖代谢与生物氧化;脂类代谢;蛋白质的分解代谢等内容。而将DNA复制、转录、翻译、突变、修复及原核生物和真核生物基因表达调控留在分子生物学讲授。
(2)细胞生物学的教学内容主要有:细胞的基本结构;细胞生物学研究方法;细胞膜的结构与功能及物质跨膜运输;细胞质基质与细胞内膜系统;细胞通讯与信号传递;线粒体和叶绿体;细胞核与染色体;细胞骨架;细胞增殖及其调控;细胞分化、衰老与凋亡。
(3)遗传学的教学内容主要有:遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律;基因互作及其与环境的关系;基因定位与连锁遗传图;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;染色体畸变;数量性状的特征及其多基因假说;近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传;遗传重组。
(4)分子生物学的教学内容主要有:DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。
(5)基因工程学的主要教学内容有:基因工程技术的原理和应用等。
以上各门课的教学内容相对前述和我国现行教材的教学内容作了较大调整,例如;核酸和蛋白质的组成及结构只在生物化学中讲授,细胞信号传递只在细胞生物学中讲授,基因工程原理只在基因工程学中讲授,避免了课程内容的重复。
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遗传学的分支范文5
关键词:《遗传学》;课程建设;本科教学;多媒体教学课件
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0107-03
《遗传学》是上一世纪生物科学领域中发展最快的学科之一,形成了许多分支学科和交叉学科,其研究范畴大幅度拓宽和深化,新技术和新方法也不断涌现[1]。《遗传学》内容抽象,涉及相关知识面广,学生学习起来较为困难,教师如何“以人为本”地让学生尽可能掌握本门课程知识,成为《遗传学》课程改革的重点[2,3]。目前随着分子生物学科的飞速发展,《遗传学》的研究方面逐渐拓宽、深化,势必将在基因组学和生物信息学等研究领域继续展开激烈的竞争,因此培养具备丰富的《遗传学》知识,同时兼备创新能力的研究型创新人才已迫在眉睫[4]。因此,要强化《遗传学》课程的建设工作,在以提高教学效果和质量为前提的基础上,还要注重运用教学手段和多媒体技术的运用,《遗传学》课程在本科教学中一直是很重要的基础课程,尤其是在农学和生物学等相关学科中的教授中,取得的成绩也很显著。与此同时,《遗传学》及其相关学科发展之迅速,使得教学中出现授课内容的增加与课时安排矛盾突出、教学方法不适应《遗传学》的快速发展、教师队伍知识结构需要调整及教学仪器和设备较为陈旧等问题比较突出。为此,笔者认为可以从课程体系、教学内容、教学方法、教学手段等方面改进,注重师资队伍建设和实验的建设,将《遗传学》课程的逐步合理优化。
一、课程体系建设和教学内容的组织
(一)课程体系的建设
《遗传学》教学大纲严格依据新世纪人才培养的目标需求,充分体现出本学科最新的发展趋势,具有良好的前瞻性。而在教学过程中也要实现教学与实践的灵活互动,使学生能够灵活地运用《遗传学》所学的基本规律来分析学科中遇到的问题,从而提高学生的遗传分析能力。规范《遗传学》的教学管理模式,避免重复知识的讲授,多配合一些案例分析,并及时将一些新知识、新案例及时补充到课堂和实验之中,可以适当地开设与《遗传学》理论相关的综合性实验,同时结合生物技术前沿技术领域,开设了有关遗传转化和利用染色体的微核技术进行核型分析等综合实验,将会取得较好的教学效果,使《遗传学》课程始终保持一种活力,通过对教学的研究和创新,探索并运用精品课程教学高水平的途径和方法,使《遗传学》教学形成自己的特色。
(二)教学内容的组织
随着近年教学同行们的不懈努力,已将相关学科的新理论、新技术添加到《遗传学》授课内容中,因此《遗传学》内容已有明显增加,《遗传学》课程教学过程中在保持本学科自身完整性和系统性的基础上,还要强调反映力遗产学,特别是基因工程和基因组学在20世纪90年代的最新进展。因此,《遗传学》课程为适应21世纪学科发展的需要,在论述方面应对经典《遗传学》进行适当整合,以遗传物质的本质、传递、变异和遗传信息的表达与调控为主线,对与《遗传学》紧密相关的基础知识和本学科的最新发展动态做重点讲解和介绍。其内容涉及生物体宏观到微观等各个层次,包括生物进化过程、植物群落演化、各种生物体形态性状以及细胞染色体、DNA分子结构等。教学内容上,应注意避免与其他学科相重复,使学生对《遗传学》的不同层次上有较为完整和充分的认识,从而充分了解和掌握《遗传学》在国内外发展的现状和趋势,更深层次上了解和掌握《遗传学》知识。另外,教师把每章内容讲解学习完成后,应根据教学内容为学生布置一些精选习题,以提高学生分析解决问题的能力。
(三)教学效果的测评
教学效果是评价课程建设成效的重要手段。因此,要深层次地改进考核办法以提高教学效果。在考核方法上,可以采取笔试、面试、课程论文和课后习题相结合,单项试题与综合分析试题相结合的方法。在考试命题上,为提高学生独立思考、分析问题的能力,应多出理解分析方面的试题,做到灵活多变。同时将实验操作过程、报告结果,纪律和实验考试等也纳入到实验考核中来,在提高在《遗传学》总成绩中实验成绩的所占比例。“理论综合试题”的内容要让学生通过一学期的学习和思考后,在综合全书主要内容的基础上再行完成,这样有利于提高学生对《遗传学》知识的全面理解,从而提高学生独立思考问题和分析问题的能力。实验考试可采用在学生完成实验后根据考试结果由教师现场打分的方法,来激发学生学习的积极性和主动性,提高学生观察发现问题和解决问题的能力。
二、教育教学方法与手段的改进
(一)改善传统教学方法
首先,在《遗传学》教学中,最重要的是要把培养学生的遗传分析能力作为重点。为了使学生获得深刻的印象与全新的体验,教师一般会采用各式各样的教学方法,例如:交互式、实习法等。这种方式方法对加强学生对本学科的基本规律、理论、概念以及研究发放有很好的促进作用,学生也更容易掌握相关知识。同时,启发式教学模式给予学生更大的支配空间,在实际学习中掌握主动权,培养了学生自主学习的精神,提高了学生学习的积极性和主动性。通过开放实验室,更好地培养了学生自主学习和创新能力,可以最大程度地启发学生的主观能动性,提高学习积极性,这些都是开展研究《遗传学》研究性学习的基础。也是改善改进日常教学效果的基础。同时,《遗传学》中日常教学情况及时反馈以及课后征询学生意见制度的实施,可以多方参考学生对教育教学的意见建议,适时的改善教学方法,保持教学双向信息反馈通道。
(二)不断改进教学手段
为了改善课程教学质量与日常教学效果,同时克服有时遇到的课时不足的问题,需要在现代化教育技术应用重与教学改革中,积极创建和应用CAI教学课件,结合实物、图片、录像等进行多媒体现代化的教学设备。同时为了方便学生的自学和复习,又能让教师授课使用,在《遗传学》CAI教学课件中,可以同时制作网络版和课堂教学版两个板块。《遗传学》课件具有界面美观、内容新颖、结构紧凑、文字精炼、图文并茂等特点,实物照片和彩图多,能够将动植物的生长发育时期和世代、宏观和微观特性等直观地展现在学生面前。《遗传学》的教学内容比较抽象难以理解,而多媒体教学设备则使其变得生动直观,更加有效地发挥了学生的想象力,调动了学生学习的积极性。而多媒体课件中附有的教学大纲、日历、参考书和教辅助资料等内容也方便了任课教师和学生更好地了解《遗传学》需要掌握的内容范畴,课后学生们可以随时上网阅读和复习课上的内容,还可以通过课件链接到国内外与《遗传学》相关的诸多网站进行自主学习与兴趣学习。另外,还要配合《遗传学》CAI教学课件,编写配套的笔记型电子版教材,有助于克服学生在学习过程中多媒体笔记难记的问题,也方便了学生们根据相关的课件内容进行复习。
三、师资队伍建设
建设好一门精品课程不仅要有丰厚的物质基础,还需要雄厚的师资力量和一支团结协作的师资队伍,在《遗传学》教学的工作中,受到高度关注的重要工作之一就是师资队伍建设。因此,根据《遗传学》的课程教学队伍的实际情况和发展所需的课程,制订一套《遗传学》课程的发展规划和培养师资的计划,并且由丰富经验的教师进行指导,势在必行。可通过对教师队伍综合素质培养、教学素质培养、科研素质培养等三个方面进行师资队伍建设。
(一)综合素质培养
教师之间应该及时交流上课经验,选修课程应选择与《遗传学》课程相关的一些课程,例如:《植物学》、《生物学》等本科生和研究生的课程。这样可以丰富教师的知识。要保证教学的质量,教学课件必须由专业人士制作,教学的质量和课件的内容也必须由课程的负责人全权负责。要经常举行《遗传学》的课程教学研讨会,这样可以及时发现问题、解决问题。每学期开学后,由团队的负责人组织和指导下,请团队中资深、教学经验丰富的老教师和其他学校长期工作的一线教师对青年教师进行综合素质的培训。依托建立的实践教学基地,有计划地安排教师到业务部门进行调研,使教师有机会参加业务实践,提高实践教学能力。
(二)教学素质的培养
青年教师应经常参加学校组织教学观摩课程。在参与的过程中同时由团队负责人和团队成员中的老教授可以亲自传授一些教学方法或者经验。这样有利于青年教师学习到丰富的实践知识以及亲身体验。以便青年教师在以后的教学实践中可以更好地学以致用。青年教师在教学中还存在一些缺陷,或者说是教学经验不足。学校可以安排青年教师给有着丰富经验的老教授担任教学指导老师,制定详细的、以老教授带新青年教师的计划,年轻教师可以给导师承担一些工作。这样在教学上青年教师可以学到的知识很多。这样有利于青年教师积累丰富知识和经验。在参加教研活动的过程中会逐渐的提高自身的水平。青年教师之间相互交流教学经验,这样才能逐步提高青年教师的教学水平以及教育教研的能力。
(三)科研素质培养
只有当教师自身具有丰富的科研实践经验,才能游刃有余地将理论简单而有效地传授于学生,使学生更为直观地认识到所学知识的应用领域,从而能有效地避免学生眼高手低现象的出现。因此,青年教师需要承担或者参与其中的一些科研项目。通过在实施的过程中发现问题和解决问题的办法,并及时有效地反馈到教学实践中,这样才能更加有效地提高教师的自身水平,为开展教学实践提供更高的水平。青年教师和科研骨干都是教学团队中最重要的支柱和后备力量。因此学校应大力支持青年骨干教师积极参与科研工作或有计划攻读博士学位或进博士后流动站,争取实现教师博士化,在年龄上应有较大的提升空间。学校应采取多种形式支持青年教师从事科研工作。
四、实验教学或实践性教学的提高
根据《遗传学》发展迅速并形成了许多分支学科和交叉学科的这一特色,这门课程要从多方面入手,做出具体的内容调整,例如:实验的项目、实验的具体教程和实验实践的内容,对有连续性和相似性的实验进行归纳并拢,在课堂上多多开展具有设计性、应用性、综合性的实验,对于验证性的实验要逐步削减,从而跟上国内外本学科的发展步伐。争取与国际国内重点大学的学科实践看齐,不断提高学生对本学科的实践操作能力,激发学生的学习兴趣和积极性。
(一)增开新实验
根据开课对象所学专业不同的特点,在保证经典《遗传学》实验开设的前提下,逐年增加1~2个新的实验项目。对室内外的实验有机结合起来,同时在实验课程中我们要积极采用新进的教学技术,去辅助实验的顺利开展,此课程的实验要由具有丰富实践经验的老师来开展,从而提高我们实验课程的教学效果。因为学生在实验操作方面技术还不够纯熟、不够全面,知识面也有待拓宽。对此,此学科的实验内容需要增加与《遗传学》课程内容有着密切关系的、具有综合性的和设计性的实验,如“植物染色体的核型分析”、“果蝇标本的采集、形态鉴别和杂交实验”、“多倍体的诱发与鉴定”等,这样的实验可以从根本上提高学生的综合操作能力,达到良好的实验效果。此学科中的具有综合性的实验应该达到总实验量的一半左右,这样的实验体系才更加合理。在实验过程中,我们要对学生提出严格的要求,学生们也要对实验过程中所产生的现象进行认真的思考,对实验结果加以分析,积极完成实验报告或撰写论文,通过实验对其原理和方法有了彻底的理解和掌握。
(二)更新实验设备,改善实验环境
更新实验设备、改善实验环境,是我们实验教学水平提高的基础条件和硬性条件。在学校经济条件和实验场地条件允许的前提下,建设完成具有功能齐全的教学实验室,同时引进先进的实验设备,这样的实验室可以满足更多专业学生的实验要求,能够满足我们更多学科实验任务和符合综合性实验的需求,从而大大提高我们的实验教学水平。为了更好地利用这些先进的实验设备和良好的实验环境,我们要积极制定相关管理制度,责任到人,同时对实验室的开发时间要加以延长,这样学生可以有更多的机会去亲手做实验。我们要培养学生爱护实验设备和实验环境的意识,让学生自主对其进行管理。在实验过程中学生可以和实验指导教师共同协商,这样可大大提高学生对此课程实验的积极性,使得学生的操作技能不断提升,从而实现高效实验课堂的目的。
(三)在教学中运用多媒体手段
多媒体教学是现代教学中运用的一种重要方式,要提高课堂教学效率一方面要采用优秀的教学资料以及现代教育技术,也要将多媒体技术引用到教学中,在《遗传学》的教学过程中也要如此,这样才能进一步提高和完善教学手法和手段。为此,实验室要不断增添、更新教学仪器设备,尤其是多媒体教学仪器设备,在改善教学环境和实验条件的同时,也为教师自己更深层次的教学提供了更便利的条件。举个例子,以前教师如果与学生一起进行显微镜内的观察,难度很大,过程也比较繁琐。但是,运用了多媒体教学手段,教师可以很方便地将显微镜里可观察到的物体用数码显微系统映射到大屏幕上,教师的讲解就更加容易,更生动活泼,学生学习也简单了,更增添了学习兴趣。再者,平常学生自己做完的片子也可以在计算机中保存,随时就可以打印出来,减少了学生的工作量,同时也能激发他们的学习兴趣。对于平常各种教学图片扫描到电脑里让学生进行观看,可以使教学效果有一个很大层次的提高。
综上所述,通过近几年的教学改革可以看出《遗传学》课程改革势在必行。教师在把握该课程特点的基础上,重点考虑学生的接受能力,据此来制定切实可行的教学方案。通过先进的教学技术与传统的教学方法有机结合,把以教师为中心的教变为以学生为中心的学,把以教师为主体的教学实践过程变为以学生为主体的学习实践过程,是提高《遗传学》课程教学质量、紧跟时代步伐的有效手段。今后将以此为指导思想,并进一步完善《遗传学》课程建设,使课程教学再上一个台阶。
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遗传学的分支范文6
关键词:医学遗传学;LBL;PBL
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)26-0112-02
医学遗传学是一门应用遗传学理论和方法研究遗传因素在人类疾病的发生、发展、诊断、治疗以及预防等过程中的作用机制和规律的学科[1]。随着人类基因组学及后基因组学的飞速发展,医学遗传学逐渐发展成为现代医学理论与实践的重要基石,其新理论和新方法不断改变着人们对医学问题认识和解决的方式[2]。这门学科具有跨度宽、难度大、综合性强、抽象等特点,如何在有限的课堂中既让学生系统地接受遗传学的基本原理,又能通过激发学生学习的主动性,培养学生分析和解决问题的能力,是提高教学质量的关键问题[3]。将以问题为基础的PBL(Problem Based Learning)教学模式[4]和着重传统讲授的LBL(Lecture Based Learning)教学模式[5]有机结合,是解决上述问题的可行方案之一。
PBL教学法由美国神经病学教授Barrows于1969年正式提出,它的核心内涵是教学实践中应以学生为中心,以问题为导向;该教学模式主张采用学生自学和小组讨论的形式组织课堂教学,由学生就某一问题或病例进行分析讨论、探求答案,最后由教师进行总结评价。近年来,PBL教学法被广泛应用到众多的医学教学实践中,但其应用方法还有待优化。
一、现状调查分析
通过对我校不同学制的医学专业学生进行大量的问卷调查,内容涉及到开课的必要性、学习后具备的各种实践能力、授课方式、授课内容、考核方式等,统计结果显示,认为开设本课程非常必要的占61.29%,认为必要的占38.71%,认为没必要的为0;选修后认为非常好,对今后有很大帮助的占70.97%,一般的占29.03%,认为没有用而后悔的占0。在八年制班级中已经尝试了一次学生自己就某一专题讨论学习的方法,受到同学们的欢迎。问卷中同学们表示可以再多些讨论式教学(PBL)的占63.58%。这些调查研究的结果给了我们很多的启示,通过改革医学遗传学教学方法,形成有一定特色的教学模式,对提高医学生对医学遗传学的学习兴趣有重要意义,同时可以使医学生能真正掌握所学知识,并为后续的学习与临床实践打下坚实的基础。
本课题中选取的教学研究对象是八年制班级,该班级的生源良好,生物学及相关知识背景较好,理解能力及主动学习能力均较强,并且将来有较多的可能利用现代生物学的理论知识和实践方法进行临床及科研实践活动,非常适合课题组开展PBL-LBL双模教学法的实践与研究。同时,根据教学安排,每年度均有一学期可以进行教学法的实践工作,课题组可通过合理设计与操作,及时获取实践结果,及时进行必要的调整及验证,保证课题进行的系统性和完整性。
二、教学法实践
1.以LBL把握主线,以PBL丰富分支。医学遗传学的理论知识系统性较强,但由于信息量大,单纯讲授容易显得枯燥、不易理解。在课堂讲授时采用传统的LBL教学法将知识点按研究层次、研究角度进行编排,如根据医学遗传学的研究对象遗传病,首先将课程内容按研究层次分为基因病和染色体病,再根据研究角度将上述两部分内容各自分为基本原理和疾病实例两个部分,最终将主要内容划分成四个模块。为了丰富课堂教学的具体内容及形式,在每个模块的教学实践中再具体组织PBL的单元,包括提出综合性的问题和病例等形式。
2.四步式PBL教学。在组织PBL单元时,我们采取了通用的四步式的实践方法:1)在课堂中向学生提出问题。问题主要包括两种类型:一类是知识综合性的问题,目的是让学生通过联系本学科与其他相关学科的有关知识点来回答某一问题,考察的是学生对多学科知识的理解与运用能力;另一类是病例分析的问题,目的是让学生应用所学的遗传学原理去解释病例,考察的是学生对遗传学基本原理的理解和应用能力。2)学生分组、组内分工、查询资料、组内汇总。学生可自由分组,每组6~8人,教师指导学生进行关键问题分解,再由组内分工查找相关资料,然后由每组形成一份最终报告,用于展示交流。本环节通常每次设置两个问题,通过后续环节中的交流过程,让学生有交叉、互补式的学习效果。3)课堂展示交流。为了提高学生主动学习的积极性,我们设置了课堂展示交流环节。每组学生展示报告内容,同时回答其余组学生提出的问题。通过此环节的进行,让学生体验了撰写小论文的过程及要求,培养了他们的科研意识及能力。学生通过比较每组报告的同时更容易发现并提出新问题,这是对PBL单元教学的一个延续。4)教师归纳总结。教师一方面要对所提出的问题给出结论,另一方面还要对每组的报告有相对客观的评价,充分指出每组报告的优点与不足,让学生切实做到学有所获。
3.收获与启示。经过两轮的教学法实践,我们发现PBL教学法可以很好地组织医学遗传学的知识点和病例,这也与医学遗传学的课程特点有关,因此今后可以更多地采用PBL教学法组织教学单元。学生在PBL教学单元中也收获了进行主动学习的经验与信心,不少学生还因此进入到科研实践中。通过组织PBL教学单元,教师和学生之间也有了更多的沟通与交流,更有利于教学效果的提升。尽管如此,以LBL教学法组织整体的课程框架,其系统性不可忽视,尤其对于医学生而言尤为必要。
LBL-PBL双模教学法的合理高效应用需要教师投入更多的精力,做好充足的前期准备工作,如设置教学模块、设计问题、收集病例、分解知识点、归纳总结等环节都需要有全面的知识背景及丰富的教学经验才可完成,因此教师之间的合作是不可缺少的条件之一。由于学科特点,教师对学科新的发展动态的及时更新与储备也十分重要。在今后的教学实践中,我们还将进一步尝试将PBL教学法的应用进行一定的延伸,并探索相应的教学效果评价的方法,更好地指导教学法的应用。
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基金项目:北京中医药大学教学科研课题XJY12053。