化学遗传学技术范例

摘要：

在医学遗传学教学过程中要合理应用直观式、比较式、病例讨论式、比喻或举例式以及自主、合作、探究式启发教学，激发学生学习兴趣，强化学生记忆和理解所学理论知识，增强学习主动性和积极性，培养学生记忆能力，提高学生分析和解决问题的能力。

关键词：

医学遗传学；启发式教学；合理应用

医学遗传学是发展非常迅速的一门重要的基础医学课程，其理论和技术已渗透到现代医学的各个研究领域。但医学遗传学理论抽象、概念繁多、知识更新快，教材内容往往难以跟上学科发展。在教学过程中要合理应用直观式、比较式、病例讨论式、比喻或举例式以及自主、合作、探究式启发教学，激发学习兴趣，强化记忆和理解所学理论知识，增强学习主动性和积极性，培养记忆能力，培养分析和解决问题的能力。

1启发式教学的概念和目的

1.1启发式教学的概念

实验方案包括实验题目、实验的理论依据、实验的基础要求、详细的实验步骤、可能遇到的困难及解决方案、预期的实验结果、老师的评审意见。实验方案经老师讨论批准后，学生按实验方案所需的材料、试剂和仪器等用品申请单，主管教学老师审批签字后，交实验带教老师购买，领取实验用品后按照实验方案开始实施实验，对实验过程中存在的问题及时调整，小组内讨论，必要时请老师帮助解决。认真做好原始数据的记录，对实验结果进行统计分析，最后完成实验报告。

在专业课的自主设计性实验中，我们综合细胞生物学、遗传学、生物化学等系统理论基础，利用组织细胞培养技术、形态学技术、生物化学检验技术、分子生物学技术，结合临床检验基础、临床血液学检验、临床免疫学检验及临床微生物学检验等其他医学检验专业课的知识，设计实验方案，遵循“科学性、自主创新性、可行性、实用性”的原则，设计了一系列实验，如人外周血淋巴细胞的培养及染色体G－显带制备方法、成纤维细胞生长因子21影响因素、烯霉毒素诱导卵巢癌细胞凋亡的实验研究、新生豆芽中酶含量的测定、洗涤剂中磷含量的测定、维生素C及抗生素对血液及尿液生化物质测定的干扰、竹纤维物品抑菌作用、林蛙油对肝纤维化的影响的组化免疫，这些自主设计性实验无论是在临床检验工作中还是在医学科学研究中都是一些基础实验，同时也贴近生活，富有意义。自主设计实验不仅激发了我们主动参与实验的热情，培养创新意识，提高动手操作和独立思考的能力，把所学的知识运用到实践中，融会贯通，而且通过小组内成员的团结协作、相互配合，培养了团队意识，增强了医学检验专业学生的责任感和主人翁意识，在整个实验过程中，小组内的每个成员都努力完成自己的任务，这一点对于我们今后的学习工作有着重要的意义。

在自主设计性试验中，我们充分利用已掌握的知识和技能对自己感兴趣的题目自主设计，亲自动手，从平时被动地按照实验指导机械地完成实验操作转变为主动设计实施实验，最终得到实验结果，分享实验成功的喜悦。同时我们将实验结果发论文形式报告并向杂志投稿，有的一个实验小组发表了4篇文章。我们小组在自主设计性实验中，选择了“人外周血淋巴细胞的培养及染色体G－显带制备方法”这个题目，确定了实验题目后，我们通过查阅文献资料，初步拟定了实验方案，经指导老师的审阅和修改后，进一步完善实验方案。这个实验主要利用细胞培养技术和形态学技术，而且所需的实验器材与试剂、仪器设备实验室都能够提供。染色体显带技术在临床中对于遗传性疾病和恶性血液病的诊断举足轻重，临床上已用于疾病的诊断、分型、治疗方案的选择，在预后判断和微小残留病灶的检测方面发挥着越来越重要的作用，然而在遗传学和临床血液学检验实验课中却没有安排这一实验，所以我们选择本实验来补充我们检验专业的基础技能实验。在充分完成实验准备(包括试剂的配制、器材的清洗和高压灭菌)后，分别采集小组成员的静脉血加入植物凝集素在体外培养，72h后加入秋水仙碱应用液后经离心、低渗处理、固定、Giemsa染色后在显微镜下观察淋巴细胞有丝分裂中期的染色体。当小组成员在显微镜下看到自己的染色体时，兴奋、自豪和喜悦的心情无以言表。

21世纪是生命科学的世纪，而分子生物学是当今生命科学研究领域的前沿与核心，在分子水平上揭示生命现象的本质有力地推动了生命科学向前发展。分子生物学研究的基础就是染色体中的遗传物质，之前的许多课程都已经接触到了染色体，但一直都停留在感性认识，通过这次实验我们有了切身的体会:一条小小的染色体竞包含了庞大的遗传信息，控制着复杂而精细的生命活动，生命的奥秘如此神奇。在这一实验中，我们没有采用先经过淋巴细胞分离后再进行培养这一步骤，大胆创新，直接将静脉全血在体外培养以获得有丝分裂中期的细胞，考虑到淋巴细胞占外周血的比例非常少，而且分离步骤繁琐，尚需要分离液，分离效果不佳，容易丢失，最终导致实验失败。通过简化实验步骤，节约了实验成本，取得了预期的实验结果。自主设计性实验以学生为主体，在老师的指导下，设计并实施自己的实验方案。通过自主设计性试验，丰富了我们专业实验课程，充分调动了我们学习的积极性和主动性，培养创新思维，提高我们的综合素质和团队协作精神，使我们初步具备了科研能力和科学素养，让每一个同学都获益匪浅。

作者：霍毅 明盛金 李俊 尹彬彬 郝峰 王杰 李艳 单位：吉林医药学院检验学院

研究发现：平均文化水平低、缺乏相应的优生优育知识、环保意识差，是引发早期流产的主要因素[1]。针对此不良现状，必须加强民众的环保意识和优生优育知识。医学院校不仅担负着培养合格医学生的教育任务，同时也担负着宣传和普及优生优育基础知识的服务职能[2]。我们在已开设的《医学遗传学》、《组织与胚胎学》等相关课程的基础上，整合教学资源，对《优生学》课程进行教学改革。

1《优生学》课程思政的建立

课程思政指以构建全员、全程、全课程育人格局的形式，将各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，把“立德树人”作为教育的根本任务的一种综合教育理念[3]。医学是关乎人的健康和生命的科学，因此，要以课堂教学为主阵地，培养学生的医学理想、医学人文与科学精神以及高尚的医德；引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。医学生思政教育要与培养目标、具体课程相结合，以理论联系实际的方式，以活泼生动的形式，融入专业课课堂。如何把课程思政巧妙地融入医学专业知识，是时代赋予我们的新课题。作为高校教师，我们要充分利用专业课课堂，抓住一切可外延的机会，对学生进行思政教育，改变以往思政教学与专业课教学相脱离的局面。从形式上，我们要灵活机动，可以是以一段相关的热点新闻引入，也可以穿插到合适的讲解过程中；从内容上，可以是一句话，一首诗、一段描写、一个成语。总之，凡是能增强正能量的事例或者语句都可以拿出来与学生交流。例如我们讲到《模块四：环境因子对优生的影响》：环境污染会影响生殖细胞的活力，诱导突变，目前已经造成整个人类的生殖危机。一方面我们要加强生殖辅助技术的研究，鼓励学生进入高一级学府继续深造；更重要的是使学生认识到环境保护的重要性，改变不良的生活习惯，使其深刻意识到实现人类社会的可持续发展，必须全民行动起来，保护我们的生存环境。或者可以举出更加贴近生活的实例：日本的水俣病，就是因为饮水中甲基汞超标所致，当人类食用此水源或受污染的生物时，甲基汞等有机汞化合物进入人体，被肠胃吸收，侵害大脑和身体其他部分，造成生物累积。孕妇吃了被甲基汞污染的海产品后，则可能引起婴儿患先天性水俣病。

2深化教材改革，整合教学资源

针对我校培养目标与培养模式，我们改革以往按章节编排的形式，分模块编写校本教材。一方面减轻了非全科医学专业学生的学业压力，更重要的是从实际出发，模拟一个家庭从计划孕育新成员到新生儿降生的全过程，分阶段的设置教材。从遗传学相关背景知识的储备，到备孕期夫妻双方该如何选择受孕时间，如何调整生活方式以最大限度的提高生殖细胞的活力；成功受孕后，妊娠期应该做哪些必要的筛查，一旦患病用药有何禁忌，胎儿各时期的发育指标及如何进行胎教等。我们本着实用、够用的原则，对《优生学》教材的模块设置如下：选取了《医学遗传学》中的“遗传的分子基础与细胞基础”、“常见遗传病概述”、“遗传病的临床诊断与遗传咨询”三部分内容。重点讲述基因，染色体的分类及功能，遗传病的概念与分类。详细讲述临床常见21三体综合征，苯丙酮尿症等常见遗传病。选取《优境学》中“环境因子对优生的影响”内容，详细讲述生物、化学、物理、空气、水源等方面对优生的影响。保留《优生学》教材中“优生优育临床常用技术”“妊娠期保健及常见疾病”两部分内容。增加《儿科护理学》中“新生儿常见疾病及护理”。尤其是模块六“妊娠期保健及常见疾病”中，我们从实际出发，增添我国最新的生育政策和生育服务：如孕产妇登记制度，符合生育二胎的育龄妇女免费查体制度等。针对妊娠不同的身体变化，体检项目，常见问题及保健建议重点讲解。

3建立优生学公众号

优生优育是关系到每个家庭和社会未来的大事[4]，利用现代化信息技术，建立微信公众号，在线学习视频、自我测试、环境污染调研报告、临床病例图库等板块。同时不定期编辑调查问卷，常见问题解答等文章。通过微信平台便于师生互动，同时实现了资源共享。

摘要：

目前社会环境污染的情况日益严重，千变万化的禽畜类疾病时有发生，给畜牧养殖的健康发展带来了严重的挑战。当前通过采用生物技术可以解决畜牧兽医领域的一些问题，为畜牧兽医领域今后的发展指明了方向。

关键词：

生物技术；畜牧兽医；应用

1生物技术的内涵及禽类遗传资源的保护

（1）生物技术的内涵。

生物技术又称生物工程，是从20世纪70年代初开始兴起的。一般认为生物技术是以生物学（特别是微生物学、遗传学、生物化学和细胞学）的理论和技术为基础，结合其他基础学科的科学原理，充分运用分子生物学的最新成就，其主要包括发酵技术和现代生物技术。生物技术具有较大的潜在价值，能够为人们带来良好的经济效益和社会效益。

第一篇：植物免疫课程教学改革

摘要：

“植物免疫学”是北京林业大学森林保护专业新开设的专业选修课，课程内容具有较强的专业性，理论知识与应用结合紧密。结合选课学生的特点以及“植物免疫学”课程内容和发展的特点，经过2年的教学实践，通过对教学内容、教学模式以及考核体系等进行改革和探索，形成了基础知识、前沿进展与实践应用技术互为补充的课程内容体系，并引入了翻转课堂、微课教学、案例教学、文献阅读研讨教学、参与式实验教学等教学模式，构建了从课堂、课下、实验、研讨以及考试等多方面的考核体系，以期达到提高教学质量、培养学生的创新能力和提升学生综合素质的目的。

关键词：

植物免疫学；森林保护；教学改革

森林保护专业旨在培养具有林业有害生物监测、检疫和防控的科研、教学、科技开发与推广、行政管理等工作的高级科学技术人才。森林保护专业在1998年曾被取消归入到林学专业，但由于我国林业发展过程中面临着越来越严重的有害生物灾害，教育部于2012年又重新设立森林保护专业。2014年，我国也首次从国家层面作出了关于林业有害生物防治工作的重大决策部署，国务院办公厅颁布实施了《关于进一步加强林业有害生物防治工作的意见》，使森林保护工作迎来新的发展时期。同时，随着人们认识的不断发展，传统的森林保护逐渐向森林医学演变［1］。为此，北京林业大学修改了森林保护专业本科生培养方案，增设了“植物免疫学”课程。该课程为北京林业大学森林保护专业高年级本科生的专业选修课，学生通过“植物免疫学”课程的学习，可以系统地了解植物的抗病性，充分掌握其类型、机制、遗传规律、变异规律，发挥其在植物病害防治过程中应有的作用。笔者根据近2年的教学实践，针对“植物免疫学”课程的特点及存在的问题，提出了该课程的教学内容、教学模式以及考核体系等方面的改革方案，以期达到提高教学质量、培养学生创新能力和提升学生综合素质的目的。

一、“植物免疫学”课程的特点

摘要：融合科学性及艺术性的科技期刊封面图像，不仅能直观准确地展示和传播科研成果，还能提高科技期刊的艺术水平和品牌形象。本文以《Genes＆Diseases》封面设计为例，详细阐述不同封面文章主题的设计思路，提高期刊“颜值”，以期为生物医学类科技期刊封面设计提供实践经验，探索期刊影响力提升的新途径。

关键词：科技期刊;封面设计;科学传播;期刊形象;影响力

提升高水平的科技期刊不仅要高“言值”［1－2］，也要有高“颜值”［3－5］。科技期刊刊载的具有广泛学术影响力的高水平科技成果体现了期刊的“言值”，而封面则体现了期刊的“颜值”。基于前沿核心科研成果，融合科学与视觉艺术之美的封面，也是展示和传播科研成果的另一种形式［6］。以《Nature》《Science》和《Cell》为代表的世界一流科技期刊对封面设计重视程度较高，封面设计感强，且综合利用计算机渲染技术、3D仿真模拟技术、卡通画、名画改编、融入民俗人文特征、故事化的情节以及借用物理、哲学等原理引出生物学概念等多种表现方式，引人入胜，为我国科技期刊封面设计提供了指导［3，7－12］。随着我国科技期刊国际化程度加深，封面设计也逐渐得到重视。在“中国科技期刊国际影响力提升计划”和“中国科技期刊卓越行动计划”项目资助的科技期刊中，具有较高分区、学术影响力较强的科技期刊更加重视封面的动态设计［5］。为进一步提升和完善我国科技期刊封面设计，本文以《Genes＆Diseases》封面设计为例，阐述生物医学类综合性科技期刊封面设计思路，以期为编辑同人同行提供借鉴经验。

1《Genes＆Diseases》封面设计思路及典型案例分析

生物医学综合性科技期刊刊载的科技成果方向众多，学科分支较细。在设计封面时，编辑需结合目前前沿研究热点，确定封面主题，进而在封面设计中融入生物学、医学核心元素，体现生物医学内涵。《Genes＆Diseases》作为一本综合性生物医学期刊，每期封面标注3篇亮点文章主题，以扩大封面信息量，并从中遴选1篇作为封面文章并设计封面图像，以聚焦本期重点推荐文章。封面设计思路是根据当期所选定的封面文章主题，通过不同的设计方案形象地展现科技成果，使得封面更具科学性和艺术性，体现生物学意义和医学价值。

1．1以疾病本身为出发点切入主题。医学研究往往基于特定部位的某种疾病，如乳腺癌、阿尔茨海默症、胃癌等。针对此类主题设计封面时，编辑往往跳过封面文章中对具体基因、蛋白的功能研究或者相关的分子信号传导途径，将设计的焦点集中在疾病上。以乳腺癌主题为例，2016年第2期封面以仿真模拟的形式直接描绘乳腺癌原发灶及内部血管和淋巴(图1(a))，直观表现主题。而2018年第2期封面以水彩画的形式展现2棵状态完全不同的树木，寓意女性乳房(图1(b))。左边的树枝叶茂盛，寓意正常女性旺盛生命力，而右边的枯树寓意女性患乳腺癌后，生命面临巨大威胁。这种设计隐去了女性的特征部位，但通过鲜明的对比突出乳腺癌对女性的危害，艺术性也更强烈。

1．2以概念为突破口引入主题。从分子水平揭示疾病的致病机制，常常被描述为解密“基因密码”。2016年第3期封面文章主要阐述引发人低背痛的椎间盘退行性病变，可能由某些关键基因突变导致。因此，在封面设计时，通过对关键词“基因”“密码”“人低背痛”等关键词的提取，形象地融入DNA双螺旋结构、单核苷酸(A、T、C、G)、密码筒、人体及躯干骨架等元素，且以红色区域明确低背痛发病区域(图2)。整个版面采用左右分割的形式，以展示场景的转换。色调采用复古着旧的昏黄色渲染神秘氛围。封面采用叙事的方式讲述了该研究的来龙去脉，电影海报般的风格更加引人入胜。

[摘要]

历史上两个著名的关于人的发育和成长的争论区分了先天/后天因素、遗传/环境，这个区分转化到人的道德品质的形成上，可以作出能动/习就因素的区分。人的道德品质是两者综合作用的结果。如果把虚拟情景当作习就因素，那么人的虚拟道德品质是可能的，即是在虚拟情景中形成的道德品质；因为虚拟品质和真实品质共享同一能动性因素，它们的性质和伦理学地位就不可能存在差异。因此，我们可以利用虚拟现实进行道德教育，而其必要条件是：第一，在虚拟和真实之间建立无间隙的连接；第二，受教育者认同虚拟现实中的行动和感受。

[关键词]

虚拟品质；虚拟现实；道德教育

一、问题引出：从两个著名的争论说起

关于人的发育与发展同环境之间的关系，曾经有两个旷日持久的争论：在人的发育成长过程中，究竟是先天因素重要还是后天因素重要？究竟是遗传因素重要还是环境因素重要？事实上，后一个争论是前一个争论的精确化和科学化。然而，这样的争论很容易堕入“鸡生蛋还是蛋生鸡”一样的争论，更严重的问题是，先天与后天、遗传与环境之间的区分是模糊的。在遗传学于20世纪初兴起之前，先天因素常常是指胚胎发育期间就起作用的因素，而后天因素则是指胎儿出生之后才介入的因素；也就是说，先天/后天的区分是胚胎学或渐成论（epigenetics）的概念，而遗传/环境的区分是遗传学或预成论的概念。从生物学史上看，先天和后天因素的争论主要发生在渐成论与预成论的争论阶段，在渐成论看来，胚胎和个体的发育都是物理化学因素作用的结果，精子或卵细胞中并不存在如中世纪流行的预成论所主张的“小人”[1]（P253-295）。但是，这里存在两个问题：第一，在人发育成长中，先天因素是否可以脱离后天因素而起作用？第二，先天因素与后天因素是否可以清晰地区分开来？从争论的角度看，就第一个问题而言，无非是比较相同的先天因素在不同后天因素作用下造成的差别，或者，比较不同先天条件在后天因素作用下的差别。如果先天因素相同，而在不同后天因素作用下造成了“巨大”的差别，我们似乎就可以得出结论说，后天因素更重要；反之，如果后天因素基本相同，但因为先天因素差别而造成了“巨大”差别，我们似乎就可以说，先天因素更重要。如历史已经表明的，争论的双方都找到了支持自己的好证据或理由。关于第二个问题，对讨论本身的影响可能更为严重些。如果先天因素是指胎儿胚胎发育时期起作用的因素，那么胎儿的妊娠环境差别是否是先天因素？例如，在目前技术条件下，两个来自同一受精卵的胚胎细胞分别植入不同母亲的子宫后发育成胎儿，它们的先天因素是否相同？如果根据先天因素的前述说明，不同妊娠环境也是在胎儿期起作用的因素，它们也应该被看作先天因素。但是，很显然，我们可能直觉上不会如此认同。那么，我们的这种直觉持有了一种什么样的先天概念呢？这个概念实际上是遗传因素的概念，即如果遗传因素相同，那么先天因素相同。使用遗传因素的概念确实比先天因素的概念更具有物料上的明晰性，也可以在现代条件下得到更精确的生物学支持。在当今遗传学基础上，遗传因素和环境因素似乎能够清晰地区分开来，遗传因素就是基因或DNA决定的那些过程，环境因素则是对DNA作用产生调节控制影响的因素。但这样一来，后天因素的概念就不合适了，因为像妊娠环境这样的因素肯定不是后天的，但也不是遗传的。因此，后天因素的概念就被环境因素的概念替代了。但是，从相互作用的方面看，或者从日常直觉看，遗传因素与环境因素的区分却比先天因素与后天因素的区分更模糊。先天因素与后天因素的区分有一个明晰的时间界线，即出生。逻辑上，胎儿出生前的那些因素完全可以独立地促进人的发育成长，因为那些因素本身已经能够促成人的胎儿发育，如果让人继续处于那样的状态，大概也可以发育到成人。但是，遗传因素却不能单独促进人的发育生长，即使在胎儿时期，也必需环境因素介入才可以，即，人的发育成长是遗传因素和环境因素共同作用的结果。在这样一种共同作用模式下比较遗传因素和环境因素的作用，无疑是“鸡生蛋还是蛋生鸡”的问题。不过，本文的目的并不是评论上述两个旷日持久的争论，更无意于给这种争论一个结论。我们的目标是探讨人的道德成长过程中，在品质的形成时如何类似地区分两种相关的影响因素，或者更确切地说，如何将上述两种区分替换性地转换到道德成长过程中去，并最终讨论基于虚拟现实而形成的品质是否可以对道德教育有所贡献。出于这样的目的，在上述争论中，我们更关注两类因素的区分及其转换，并将这样的区分最终转换到能动因素和习就（habiting）因素的区分上。

二、道德品质形成中的能动因素与习就因素

一、现代高效节水农业技术研究进展

1、农艺节水技术

研究表明，采用合理耕作、水肥耦合、化学制剂调控等措施可节水30%。农艺节水技术具有保土保肥保温、调节田间小气候、灌水均匀、改善土壤结构、减少病虫害等优点，可使作物增产20%以上。在干旱和半干旱地区，通过修建水库、池塘、水窖等水利工程，再结合深松深耕、以肥调水、合理控制作物群体种植密度等农艺措施，可确保作物的高产稳产，并保证作物的品质。

2、工程节水技术

工程节水技术是结合了最新技术的一种节水技术，包括高分子技术、信息技术、现代高新科技等，以减少灌溉时出现的水量损失。工程节水技术就是运用现代高新技术对传统技术和产品进行升级改造，创制出多功能、低能耗、智能化、环保化的节水灌溉系统，从而实现精量灌溉节水。为了减少农田输水系统水量损失，许多国家采用机械化技术与信息技术相结合，采用管网化的灌溉输水系统，将高分子材料应用于渠道防渗系统，研究出具有防渗、抗冻胀性能的复合衬砌的工程结构，开发出高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料，并利用工程技术对雨水、污水、咸水、大气水等非常规水的开发利用。

3、水管理节水技术

水管理节水技术就是利用3S技术、智能技术、信息技术等，对作物进行水分监测与信息采集，对作物生长进行决策模拟，对农田信息实时采集，实现灌溉用水管理的现代化、高效化和自动化，满足对灌溉系统管理的灵活、精准和快捷的要求，以提高水的利用效率。利用水管理节水技术，在灌区采用多种水源进行灌溉，如利用经处理达标的工业废水灌溉、咸水淡化灌溉、收集雨水灌溉等，合理利用和配置灌区的土壤水、地表水和地下水，最大限度地利用灌区的一切水资源，既满足作物对水的要求，也能达到节水的目的。