導(dǎo)語：如何才能寫好一篇表觀遺傳學(xué)研究?jī)?nèi)容，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：表觀遺傳學(xué) 教學(xué) 研究生

中圖分類號(hào)研究生教育是高等教育的重要組成部分，是培養(yǎng)高素質(zhì)、高層次人才的重要手段。今天的社會(huì)對(duì)研究生的全面素質(zhì)和創(chuàng)新能力提出更高的要求，而專業(yè)課教學(xué)是研究生教育的最基本部分，是提高研究生專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的直接途徑，因此，提高專業(yè)課教學(xué)水平對(duì)研究生的培養(yǎng)具有十分重要的意義[1]。隨著生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，知識(shí)更新速度加快，學(xué)科之間相互交叉、相互滲透，邊緣學(xué)科和新興學(xué)科不斷涌現(xiàn)。表觀遺傳學(xué)是近幾年來生命科學(xué)迅速發(fā)展的前沿學(xué)科之一，其理論與技術(shù)已經(jīng)廣泛滲透至生物學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及預(yù)防醫(yī)學(xué)的各個(gè)學(xué)科。表觀遺傳學(xué)是我們學(xué)院學(xué)術(shù)型碩士研究生專業(yè)課程和專業(yè)學(xué)位碩士研究生專業(yè)知識(shí)模塊的主干課程。如何適應(yīng)新形勢(shì)下研究生培養(yǎng)的需要，筆者主要針對(duì)研究生表觀遺傳學(xué)教學(xué)談一些自己的看法及建議。

1 教師業(yè)務(wù)素質(zhì)的提高

生物醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變對(duì)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和能力提出了相應(yīng)的更高要求。不僅要求教師有生命科學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的專業(yè)知識(shí)，而且還要有生物醫(yī)學(xué)理論方面的知識(shí)，同時(shí)要求教師的技術(shù)知識(shí)層次能跟上生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)推廣周期不斷縮短的趨勢(shì)。我們?cè)谘芯可谋碛^遺傳學(xué)教學(xué)中，隨時(shí)進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，密切關(guān)注最新高水平期刊和學(xué)術(shù)會(huì)議的相關(guān)信息，不斷補(bǔ)充傳達(dá)的最新知識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注當(dāng)前研究活躍的腫瘤、衰老、心血管疾病、感染性疾病與表觀遺傳學(xué)的最新研究進(jìn)展情況，著重介紹營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境、應(yīng)激、細(xì)胞代謝在表觀遺傳變化中的重要作用機(jī)制。這些新知識(shí)非常受研究生的歡迎，引起他們濃厚的興趣。通過這些新知識(shí)的學(xué)習(xí)，不僅開闊了研究生的學(xué)習(xí)視野，啟發(fā)了他們的創(chuàng)新思維，同時(shí)使他們形成良好的文獻(xiàn)調(diào)研和學(xué)術(shù)研討的習(xí)慣，逐步形成和掌握正確的科研方法，為即將開展的課題研究工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中反過來能進(jìn)一步促進(jìn)教師知識(shí)結(jié)構(gòu)的不斷更新，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。

2 改革教學(xué)內(nèi)容，形成完整的表觀遺傳學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系

與經(jīng)典遺傳學(xué)以研究基因序列決定生物學(xué)功能為核心相比，表觀遺傳學(xué)主要研究基于染色質(zhì)事件對(duì)于這些“表觀遺傳密碼”的建立和維持的機(jī)制，及其如何決定細(xì)胞的表型和個(gè)體的發(fā)育。在表觀遺傳學(xué)研究生課堂教學(xué)過程中必須具有一定的前瞻性，引導(dǎo)研究生關(guān)注表觀遺傳學(xué)學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)，密切注意學(xué)科的交叉和延伸，緊跟表觀遺傳學(xué)的發(fā)展方向和學(xué)科發(fā)展的突破點(diǎn)。課堂教學(xué)過程中把最主要的精力放在表觀遺傳學(xué)學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展最活躍最富潛力的研究方向上，例如表觀遺傳機(jī)制在癌癥等疾病中的作用機(jī)制，細(xì)胞代謝與表觀遺傳變化的關(guān)系等。表觀遺傳學(xué)是生命科學(xué)中一個(gè)普遍而又十分重要的新研究領(lǐng)域。它不僅對(duì)基因表達(dá)、調(diào)控、遺傳有重要作用，而且在腫瘤、免疫、病毒感染復(fù)制等許多疾病的發(fā)生和防治中亦具有十分重要的意義。在教學(xué)過程中主要內(nèi)容包括：表觀遺傳學(xué)概論，DNA甲基化，組蛋白修飾，染色質(zhì)重塑，基因組印記，X染色體失活，siRNA與miRNA介導(dǎo)的調(diào)控，表觀遺傳學(xué)與疾病，表觀遺傳學(xué)與癌癥，天然產(chǎn)物及中草藥的發(fā)展對(duì)表觀遺傳學(xué)的展望，表觀遺傳學(xué)的治療進(jìn)展。上述內(nèi)容形成完整的表觀遺傳學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。在教學(xué)過程中，通過有選擇地插入一些小型專題講座及相關(guān)的研究歷史背景資料的方式，介紹和強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)和掌握表觀遺傳學(xué)的重要性，既活躍了課堂，又把課程從枯燥的理論講解中解放出來，同時(shí)激發(fā)了研究生的學(xué)習(xí)積極性，拓寬相關(guān)的知識(shí)面[2]。同時(shí)在教學(xué)過程中注重前沿進(jìn)展內(nèi)容的加入，如代謝、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等影響因素與表觀遺傳學(xué)的相關(guān)進(jìn)展。

3 改革教學(xué)方法，培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力

本課程所授課的對(duì)象是已具備一定自學(xué)能力和學(xué)習(xí)主動(dòng)性的研究生，最重要的是培養(yǎng)他們科學(xué)地發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力、準(zhǔn)確表達(dá)個(gè)人思想見解的能力以及科研創(chuàng)新能力。本課堂選課人數(shù)一般在十人左右，因此課堂教學(xué)的特點(diǎn)在于小班授課。由于是小班教學(xué)，增加了教學(xué)的靈活性和增強(qiáng)了師生之間互動(dòng)的可能性，師生之間的交流與溝通增多。因此在教學(xué)過程中采用教師課堂授課、學(xué)生參與研討、學(xué)生講授等多種教學(xué)方式，強(qiáng)調(diào)講授、研論、文獻(xiàn)調(diào)研、學(xué)術(shù)講座、論文報(bào)告、文獻(xiàn)綜述等多種方式并重的原則。在教學(xué)過程中，合理安排時(shí)間，讓研究生充分參與到教學(xué)的研討，結(jié)合自己的研究方向發(fā)表自己獨(dú)特的見解，闡述自己的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，這種教學(xué)方式為研究生迅速進(jìn)入科研工作的角色奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，增強(qiáng)了研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。發(fā)揮現(xiàn)代多媒體技術(shù)在教學(xué)中的重要作用，電子課件與板書相結(jié)合，同時(shí)采用圖片、視頻播放、動(dòng)畫等多種方式的應(yīng)用。倡導(dǎo)啟發(fā)式教育，摒棄灌輸式教學(xué)方法，講授基本理論知識(shí)的同時(shí)注意結(jié)合科研最新進(jìn)展情況拓寬學(xué)生知識(shí)面，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐應(yīng)用能力同步得到提高，取得了較好的教學(xué)效果。對(duì)由于受學(xué)時(shí)限制而不能在課堂上詳細(xì)介紹的前沿內(nèi)容可使用討論法，安排學(xué)生課后自學(xué)，啟發(fā)學(xué)生提出問題，通過課堂討論得到解決。還可以在部分單元結(jié)束后，要求研究生根據(jù)自己的專業(yè)方向，結(jié)合查閱最新的文獻(xiàn)資料，撰寫小專題報(bào)告，組織交流討論，以便鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)，并進(jìn)一步拓寬知識(shí)面。研究生不同于本科生，他們有強(qiáng)烈的求知欲孥，有較高的學(xué)習(xí)熱情，有較強(qiáng)的自學(xué)能力，所以在教學(xué)中倡導(dǎo)自學(xué)，組織討論，是因材施教、培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的好方法。

4 多種考核方式結(jié)合，檢驗(yàn)教學(xué)效果。

在研究生的考核方面，不僅僅局限于對(duì)課內(nèi)授課內(nèi)容的掌握程度，還可以采用綜述、專題小報(bào)告、PPT匯報(bào)、模擬課題設(shè)計(jì)等綜合考核方式，注重知識(shí)的活學(xué)活用和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，這樣才有利于研究生即打好廣博、堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，又能其重組知識(shí)框架，只有這樣，研究生的創(chuàng)新意識(shí)才能夠得到增強(qiáng)。

研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是受多因素復(fù)雜交錯(cuò)影響的，要提升研究生的創(chuàng)新能力，既要保證培養(yǎng)研究生的客觀條件充足，又要發(fā)揮研究生的主觀能動(dòng)性。研究生教育只有適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的要求，才能不斷培養(yǎng)出符合社會(huì)需要的高層次創(chuàng)新型人才。表觀遺傳學(xué)既是目前迅速發(fā)展的學(xué)科和熱點(diǎn)領(lǐng)域，在生物醫(yī)學(xué)各種學(xué)科存在著千絲萬縷的聯(lián)系。它也是我們學(xué)院研究生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)于培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)研究生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力具有重要的作用。只有在教學(xué)實(shí)踐中不斷地提高教師自身素質(zhì)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，才能達(dá)到預(yù)期目的。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】 急性髓細(xì)胞白血?。?表觀遺傳學(xué)； 靶向治療

急性髓細(xì)胞白血病（acute myeloid leukemia，AML）是一組異質(zhì)性疾病，以造血干細(xì)胞克隆紊亂為特征，是成年人急性白血病中最常見的類型。近20年來，人們對(duì)AML的發(fā)病機(jī)制和預(yù)后的研究有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，患者的完全緩解率也有了明顯的提高，但仍有2/3成年AML患者未能達(dá)到治愈，復(fù)發(fā)、難治及老年AML仍是目前臨床治療的難題。為此，臨床工作者和科研人員不斷探索新途徑，積極尋求AML治療新方法。

近年來，表觀遺傳學(xué)的研究逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著研究的深入，人們對(duì)AML的發(fā)病機(jī)制有了新的認(rèn)識(shí)，隨之而來的靶向治療也給患者重新帶來希望。該研究主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼microRNA。研究表明，表觀遺傳學(xué)的調(diào)控機(jī)制參與調(diào)節(jié)許多重要的生理過程。在血液腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)化中，表觀遺傳學(xué)異常與遺傳學(xué)異常具有同樣重要的作用。表觀遺傳基因的修飾對(duì)于基因的差e表達(dá)有著至關(guān)重要的作用，它決定著細(xì)胞的類型及細(xì)胞從良性到惡性的轉(zhuǎn)變。尤為重要的一點(diǎn)，這種修飾是可遺傳的、動(dòng)態(tài)的、可逆的，并且不影響下游的DNA序列。表觀遺傳的修飾基因，如DNMT3A，TET2，IDH1和IDH2，ASXL1和MLL1上的頻發(fā)突變，影響了造血細(xì)胞的自我更新和/或分化能力，促進(jìn)髓系細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)白血病的形成[1]。表觀基因組在AML的發(fā)生中有重要的靶標(biāo)性作用，它具有內(nèi)在可塑性，通過特異性的酶、轉(zhuǎn)錄因子、與表觀遺傳機(jī)制相關(guān)的其他蛋白重新編碼對(duì)表觀遺傳基因的修飾，為治療提供了新的可能。

本文將描述表觀遺傳基因的失調(diào)是如何在AML中發(fā)揮作用的，同時(shí)強(qiáng)調(diào)目前和未來的治療手段在發(fā)現(xiàn)新靶標(biāo)上的多種嘗試。此外，還將涉及AML中個(gè)體化的靶向治療，包括術(shù)語的定義，適應(yīng)證的相關(guān)描述以及臨床實(shí)施的具體措施。

1 表觀遺傳學(xué)的針對(duì)性治療

1.1 DNMT3A突變及DNMT抑制劑 DNA甲基化是表觀遺傳調(diào)控的重要組成部分，通常與轉(zhuǎn)錄沉默有關(guān)。在急性白血病中，已被確定多種腫瘤抑制基因的過甲基化與轉(zhuǎn)錄抑制通過增殖、分化和生存過程的失調(diào)導(dǎo)致白血病的發(fā)生[2]。來自MDS的DNA甲基化譜研究數(shù)據(jù)顯示，抑癌基因的異常甲基化可能是驅(qū)動(dòng)MDS進(jìn)展為AML的主要機(jī)制[3]。胞嘧啶甲基化是指C5位的胞嘧啶殘基被DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMTs）催化，并生成C5甲基胞嘧啶（5-MC）的過程?；蚪MDNA甲基化是由DNMT3通過半甲基化的模板（從頭甲基化）建立的，并由DNMT1全甲基化模式（維持甲基化）予以保持。這些過程使得不同的可遺傳的DNA甲基化模式可以用來區(qū)分AML亞型、預(yù)測(cè)預(yù)后，并有潛力作為生物標(biāo)志物來預(yù)測(cè)患者對(duì)治療的反應(yīng)[4]。AML要么普遍低甲基化，要么過甲基化，這提示表觀遺傳途徑的過度和不足可能對(duì)白血病的發(fā)生都很重要[5]。數(shù)據(jù)表明，在白血病干細(xì)胞中，DNMT1可維持其DNA甲基化模式，并參與其自我更新的過程[6]。研究表明，DNMT3A在造血干細(xì)胞自我更新和分化過程中起著關(guān)鍵的作用。重要的是，DNMT3A的功能缺失性突變發(fā)生在30%的細(xì)胞遺傳學(xué)正常的AML中，可能與臨床預(yù)后較差有關(guān)，但AML的這些突變對(duì)于DNA胞嘧啶甲基化和轉(zhuǎn)錄的影響尚不清楚，且DNMT3A的單獨(dú)缺失并不足以導(dǎo)致白血病形成[7]。大多數(shù)的突變涉及882位的精氨酸，在體外導(dǎo)致甲基轉(zhuǎn)移酶活性的降低[8]。到目前為止，尚無特異性針對(duì)DNMT3A的靶向治療。本節(jié)討論的“表觀遺傳修飾的靶向治療”指的是針對(duì)DNMT抑制劑的去甲基化治療。

美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)的2種DNMT抑制劑為：阿扎胞苷及其脫氧衍生物地西他濱。這兩種藥物均用于MDS的治療，現(xiàn)在依據(jù)一些臨床試驗(yàn)的結(jié)果，也普遍應(yīng)用于AML的治療。

在一項(xiàng)多中心Ⅱ期研究中，有227位初治AML患者接受了地西他濱治療。每個(gè)療程中靜脈滴注地西他濱持續(xù)72 h，用量為135 mg/m2，間隔6周重復(fù)用藥，共4個(gè)療程[9]。該研究表明，總體有效率為26%，中位生存期為5.5個(gè)月，1年存活率為28%。在另一項(xiàng)多中心Ⅱ期臨床試驗(yàn)中，給予55位60歲以上的AML患者靜滴地西他濱治療，每日用量為20 mg/m2，連續(xù)5 d給藥，每4周為一療程。結(jié)果，該試驗(yàn)中AML的完全緩解率為24%，中位生存時(shí)期為7.7個(gè)月。

在一項(xiàng)針對(duì)高危MDS（包括骨髓中原始細(xì)胞比例為20%～30%、根據(jù)WHO標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)列為AML）的臨床試驗(yàn)中，給予患者阿扎胞苷治療：每日用量為75 mg/m2，連續(xù)7 d皮下注射用藥，28 d為一個(gè)療程。與對(duì)照組（接受傳統(tǒng)治療方案）相比，阿扎胞苷組有明顯的生存獲益。而對(duì)于一些次要的評(píng)價(jià)指標(biāo)而言，比如輸血需求、靜脈抗生素的使用和住院天數(shù)等，阿扎胞苷組有明顯優(yōu)勢(shì)。與之類似的是，在法國(guó)的一項(xiàng)臨床研究中，149名初治老年AML患者接受了相同劑量和療程的氮雜胞苷治療，總體有效率為33%，完全緩解率為23%，總體生存期為9.4個(gè)月[10]。對(duì)于接受了大劑量誘導(dǎo)化療和異基因造血干細(xì)胞移植的AML患者，使用阿扎胞苷維持治療可能會(huì)減少或延遲白血病的復(fù)發(fā)。

1.2 IDH1/2突變及IDH1/2抑制劑 DNA甲基化與同型二聚體酶IDH1/2催化的檸檬酸代謝有關(guān)，二聚體酶可催化異檸檬酸氧化脫羧成α-酮戊二酸（α-KG）。研究發(fā)現(xiàn)，有10%～30%正常核型的AML患者發(fā)生了IDH1/2功能突變，引起酶功能異常，導(dǎo)致2-羥基戊二酸（2-HG）的產(chǎn)生和積累。由于TET2和包含jumonji-c結(jié)構(gòu)域家族的組蛋白賴氨酸去甲基化酶均依賴于α-KG，當(dāng)機(jī)體發(fā)生IDH1/2突變，并積累2-HG，可導(dǎo)致DNA和組蛋白甲基化的增加[11]。IDH1/2突變對(duì)預(yù)后的影響研究得到了自相矛盾的結(jié)果，可能是因?yàn)橥蛔兾恢玫牟町惡停ɑ颍┌殡S其他基因的突變。例如，一項(xiàng)關(guān)于AML的隨機(jī)臨床試驗(yàn)表明，IDH2的第140位的精氨酸殘基發(fā)生突變與良好的預(yù)后相關(guān)。不但如此，同時(shí)伴有NPM1和IDH1或IDH2突變的細(xì)胞遺傳學(xué)正常的AML患者也有良好的受益，3年總生存率（OS）可高達(dá)89%。然而，IDH1/2和TET2突變是相互排斥的，但具有這兩種不同的突變的AML患者具有相似的甲基化過程。

目前，一項(xiàng)早期臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行，旨在研究IDH1/2抑制劑對(duì)發(fā)生了IDH1/2突變的AML患者的影響。這是一種針對(duì)IDH1/2突變酶的小分子靶向抑制劑，可減少2-HG的生成，誘導(dǎo)H3K9me3的脫甲基作用，并能增強(qiáng)相關(guān)分化基因的表達(dá)[12]。

1.3 MLL基因突變及DOT1L蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑 MLL基因位于染色體11q23，編碼H3K4甲基轉(zhuǎn)移酶（HMT），該酶參與組蛋白的重構(gòu)，影響HOX基因和Wnt信號(hào)通路[13]。有5%～7%的初發(fā)AML病例發(fā)生MLL重排，與不良預(yù)后相關(guān)[14]。MLL區(qū)域是染色體易位和重排的高發(fā)區(qū)，能產(chǎn)生多種融合蛋白，其中一些有致癌性。研究顯示，MLL融合蛋白和DOT1L之g的作用導(dǎo)致了白血病的發(fā)生[15]。

已有研究表明，DOT1L HMT的酶活性誘導(dǎo)了存在MLL基因重排的AML的形成。DOT1L抑制劑可減少H3K79的甲基化和MLL融合基因的表達(dá)。目前，具有高度選擇性的DOT1L抑制劑的研究已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，而選擇性抑制HMT EZH2的強(qiáng)效抑制劑也正在研究中。

1.4 組蛋白去乙?；福℉DAC）抑制劑 單獨(dú)使用HDAC抑制劑治療AML，其臨床作用并不令人滿意。因而，能否與DNMT抑制劑聯(lián)合使用增強(qiáng)療效，則備受期待。目前，諸多相關(guān)的臨床試驗(yàn)正在開展當(dāng)中，而且對(duì)多種HDAC抑制劑，包括丙戊酸、mocetinostat、帕比司他、伏立諾他等，與阿扎胞苷或地西他濱聯(lián)合使用的療效進(jìn)行了評(píng)價(jià)，但結(jié)果并不如人意。在一項(xiàng)二期臨床試驗(yàn)中，恩替諾特聯(lián)合阿扎胞苷治療AML并未提高療效[16]。需要注意的是，與早期的體外試驗(yàn)采用序貫用藥不同，此項(xiàng)試驗(yàn)中這兩種藥物是同時(shí)應(yīng)用的。恩替諾特是一種強(qiáng)效的細(xì)胞周期抑制劑，可能會(huì)抑制阿扎胞苷的整合，導(dǎo)致脫甲基作用減弱。

1.5 賴氨酸乙?；种苿?具有布羅莫結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)可識(shí)別組蛋白末端的賴氨酸殘基，這種相互作用可被小分子抑制劑所抑制。當(dāng)前，已開始對(duì)數(shù)種BET抑制劑進(jìn)行臨床試驗(yàn)。研究表明，BET抑制劑可抑制白血病干細(xì)胞和祖細(xì)胞增殖，并且可阻斷MLL介導(dǎo)的白血病轉(zhuǎn)化[17]。

1.6 賴氨酸去甲基化酶抑制劑 研究結(jié)果顯示，KDM1A/LSD1在體外可有效抑制AML細(xì)胞系和原代白血病細(xì)胞。在聯(lián)合使用HDAC抑制劑和全反式維甲酸時(shí)，這種抑制作用更顯著。研究表明，MLL白血病受其影響最大，AML的其他亞型和其他髓系腫瘤也對(duì)之敏感[18]。

2 表觀遺傳學(xué)發(fā)展在AML靶向治療方面的挑戰(zhàn)

2.1 靶向治療的治療靶點(diǎn) AML在發(fā)生、發(fā)展過程中有一系列的異常表現(xiàn)，就疾病本身而言，有許多方面的異常可以進(jìn)行針對(duì)性的治療，包括表觀遺傳途徑的調(diào)節(jié)、基因突變、細(xì)胞表型、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、白血病干細(xì)胞和骨髓微環(huán)境等。最近有關(guān)AML克隆構(gòu)型的研究表明，AML克隆異質(zhì)性始終伴隨著疾病的進(jìn)展及復(fù)發(fā)[19]。因而，AML的治療靶點(diǎn)是不斷變化著的，在疾病的不同時(shí)期需用不同的藥物進(jìn)行治療。有關(guān)初發(fā)AML克隆構(gòu)型的研究顯示，在基因?qū)用娼缍ǖ陌籽喛寺『桶籽「杉?xì)胞之間具有明顯的功能異質(zhì)性[20]。目前的挑戰(zhàn)是明確和清除所有的克隆，而非以往那樣狹隘地認(rèn)為，靶向治療的關(guān)鍵就是應(yīng)用某種方法，通過單向靶點(diǎn)來消除優(yōu)勢(shì)克隆。

2.2 靶向治療的對(duì)象 如何選擇靶向治療的對(duì)象是一個(gè)比較重要的問題。根據(jù)不同的分類方法，AML患者可劃分為不同的亞群，但這樣的分類方法均有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。

AML患者也可以根據(jù)預(yù)后進(jìn)行分類。在過去，對(duì)新藥的早期試驗(yàn)通常在復(fù)發(fā)和難治病例中進(jìn)行，顯而易見，這是一種很令人困惑的試驗(yàn)?zāi)Ｊ健Ｓ捎趶?fù)發(fā)或難治AML病例與初發(fā)病例在生物學(xué)上和臨床上是不同的，因而對(duì)初發(fā)病例作新藥研究十分重要。可以根據(jù)細(xì)胞遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)初診患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并預(yù)先判斷其治療效果的優(yōu)劣。例如，一項(xiàng)研究表明，在不同的甲基化區(qū)域，有高水平甲基化的7個(gè)基因其低表達(dá)具有更好的臨床結(jié)果[21]。目前認(rèn)為，在臨床研究中，靶向治療的對(duì)象應(yīng)該是那些預(yù)后可能不良的初發(fā)AML病例。

2.3 靶向治療的時(shí)機(jī) 臨床上通常將AML治療分為誘導(dǎo)、鞏固和緩解后治療。臨床研究表明，把針對(duì)表觀遺傳學(xué)調(diào)控的靶向藥物與其他藥物聯(lián)合使用，結(jié)果比單一用藥效果更好。因此，已考慮將試驗(yàn)新藥添加到主流的誘導(dǎo)方案當(dāng)中來。多年來有關(guān)AML治療的臨床實(shí)踐表明，尚無哪一種化療方案更優(yōu)于阿糖胞苷聯(lián)合蒽環(huán)類藥物的“7+3”經(jīng)典方案的，所以應(yīng)把該方案作為主要的誘導(dǎo)方案，新藥可以添加于此或者作為單藥評(píng)估其療效。這樣，納入臨床試驗(yàn)的初治患者將會(huì)接受其一進(jìn)行治療。

各種證據(jù)表明，誘導(dǎo)后殘留的白血病細(xì)胞與治療前的腫瘤細(xì)胞在生物學(xué)上是有區(qū)別的。因此，臨床上重復(fù)應(yīng)用同一治療方案并不合理。研究表明，表觀遺傳學(xué)靶向治療在AML完全緩解后或移植后，或可控制白血病克隆的演變。目前，多數(shù)靶向治療藥物是非細(xì)胞毒性的，對(duì)低負(fù)荷白血病而言，治療成功的可能性更大。當(dāng)然，還需要更多的AML患者參與到臨床試驗(yàn)中來，進(jìn)行新型藥物的有效性驗(yàn)證。

2.4 靶向治療的有效性評(píng)價(jià) 表觀遺傳學(xué)靶向治療一般需要長(zhǎng)達(dá)幾周甚至幾月的時(shí)間方顯成效。此外，基于形態(tài)學(xué)和免疫表型的分析方法并不能有效評(píng)價(jià)靶向治療的療效。因而，可以憑借DNA甲基化特征、基因表達(dá)譜、高光譜測(cè)定法以及其他技術(shù)手段來做生物學(xué)標(biāo)志的鑒定，通過生物學(xué)標(biāo)志能充分預(yù)測(cè)療效，并提高疾病監(jiān)控能力。然而，在當(dāng)前臨床實(shí)踐中，尚未能常規(guī)使用此類表觀遺傳學(xué)的生物學(xué)標(biāo)志。

3 展望

隨著對(duì)AML表觀遺傳修飾基因突變的認(rèn)識(shí)的深入，人們發(fā)現(xiàn)表觀遺傳學(xué)在AML生物學(xué)發(fā)生中起著復(fù)雜而重要的作用。AML的表觀遺傳學(xué)靶向治療策略已經(jīng)改變了臨床應(yīng)用，AML患者的個(gè)體化靶向治療將成為現(xiàn)實(shí)。然而，現(xiàn)實(shí)中還面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中最大的挑戰(zhàn)就是AML生物學(xué)和患者本身的高度異質(zhì)性。只有通過創(chuàng)新性的臨床試驗(yàn)、可靠的科學(xué)研究和醫(yī)患的共同參與等努力，才可能真正實(shí)現(xiàn)AML患者的個(gè)體化治療。

⒖嘉南

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篇3

摘要:

燈刷染色體是存在于除哺乳動(dòng)物以外幾乎所有動(dòng)物雌配子減數(shù)分裂第一次分裂雙線期的一種暫時(shí)性巨大轉(zhuǎn)錄體，因狀如燈刷而得名，但在細(xì)胞遺傳學(xué)三大經(jīng)典染色體研究中關(guān)注度最低。它是研究減數(shù)分裂時(shí)期染色體的結(jié)構(gòu)、組織形式、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄過程的好材料。本文一方面對(duì)以上研究及形成機(jī)制作一簡(jiǎn)要綜述，另一方面探討燈刷染色體可能的作用，也即從已有文獻(xiàn)表明卵細(xì)胞核的燈刷染色體或多倍化為相關(guān)生物胚胎發(fā)育提供足夠的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。最后探討將其作為一個(gè)案例用于遺傳學(xué)教學(xué)的可能性，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的興趣。

關(guān)鍵詞:

遺傳學(xué)；細(xì)胞遺傳學(xué)；燈刷染色體；研究進(jìn)展；遺傳學(xué)教學(xué)

遺傳學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域中一門兼具理論性和實(shí)驗(yàn)性的基礎(chǔ)性學(xué)科之一，從遺傳學(xué)發(fā)展史上可以清楚地看到一系列經(jīng)典的研究案例對(duì)遺傳學(xué)的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用[1]，賦予遺傳學(xué)新的內(nèi)容，使遺傳學(xué)理論不斷地完善和提高，從而在更高水平指導(dǎo)遺傳學(xué)的發(fā)展。例如果蠅和豌豆因其豐富的表型在性狀遺傳研究上成為經(jīng)典研究案例，奠定了遺傳學(xué)的初創(chuàng)和發(fā)展；唾腺染色體和燈刷染色體因其形體的巨大性和特異的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展；以噬菌體為材料促進(jìn)了生化和分子遺傳學(xué)的發(fā)展；以大腸桿菌為材料的研究揭示了原核表達(dá)調(diào)控的機(jī)制；以擬南芥和水稻為材料解析了植物基因組的特點(diǎn)并促進(jìn)了植物功能基因組學(xué)的研究[2,3]。這些案例還有很多，限于篇幅不一一枚舉。不過，關(guān)于遺傳學(xué)發(fā)展史上經(jīng)典案例的研究和關(guān)注并不平衡。例如在細(xì)胞遺傳學(xué)三大經(jīng)典染色體的研究中，關(guān)于唾腺染色體和巴氏小體的研究很多，而燈刷染色體(Lampbrushchromosomes,LBCs)的關(guān)注度較低。盡管LBCs因擁有數(shù)以萬計(jì)的正在轉(zhuǎn)錄的單位而具有了結(jié)構(gòu)的巨大性，但在過去的130多年中公開發(fā)表的文獻(xiàn)僅有350多篇（projects.exeter.ac.uk/lampbrush）。究其原因可能有四點(diǎn)：一是分離LBCs技術(shù)難度較大；二是所使用的儀器是顯微鏡，而不是時(shí)髦的微量移液器，導(dǎo)致學(xué)生的興趣不足；三是可用分離該染色體的典型材料不易取得，多數(shù)動(dòng)物材料都是各國(guó)重點(diǎn)保護(hù)的動(dòng)物；四是可能由于偏重理論研究，無法取得足夠的經(jīng)費(fèi)支持[4]。盡管如此，LBCs的研究仍然取得了令人興奮的成績(jī)，本文擬沿著LBCs研究的蹤跡，比較系統(tǒng)地綜述相關(guān)生物卵細(xì)胞減數(shù)分裂第一次分裂雙線期染色體的結(jié)構(gòu)、組織形式以及轉(zhuǎn)錄等相關(guān)知識(shí)。最后探討將這一被忽視的“明星染色體”案例介紹給學(xué)生，以期引導(dǎo)學(xué)生對(duì)LBCs研究的重視，激發(fā)他們學(xué)習(xí)和研究遺傳學(xué)的熱情。

1燈刷染色體的研究進(jìn)展

1882年，F(xiàn)lemming首先在蠑螈（Notophthalmusviridescens）的卵母細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了這種結(jié)構(gòu)[5]，十年之后，Rückert(1892)在狗鯊（Chiloscylliumpunctatum）卵母細(xì)胞中再次發(fā)現(xiàn)了Flemming所描述的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠湫稳?9世紀(jì)的燈刷或20世紀(jì)的試管刷而命名為燈刷染色體[6]。典型的LBCs實(shí)質(zhì)上是存在于除哺乳動(dòng)物以外幾乎所有動(dòng)物（在兩棲類、鳥類和昆蟲類都有很好的研究）雌配子減數(shù)分裂第一次分裂雙線期的一種暫時(shí)性巨大轉(zhuǎn)錄體,大小可以達(dá)到5~6mm。細(xì)胞核中每個(gè)LBCs是二價(jià)體（一對(duì)同源染色體），核中有幾個(gè)二價(jià)體就有幾個(gè)LBCs，每個(gè)二價(jià)體包含四條染色單體，同源染色體通過交叉（Chiasmata）相連。它們具有獨(dú)特的染色?！獋?cè)環(huán)（Chromomere–lateralloop）結(jié)構(gòu)：染色粒串聯(lián)形成單體的主軸，是遺傳惰性區(qū)；顯著的側(cè)環(huán)結(jié)構(gòu)則為轉(zhuǎn)錄活性區(qū)，包括了成千上萬的活性轉(zhuǎn)錄單元[7]。隨著轉(zhuǎn)錄的進(jìn)展，RNA鏈不斷延長(zhǎng)，外形呈“圣誕樹”樣結(jié)構(gòu)。除了在以上動(dòng)物的卵細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)LBCs外，在果蠅細(xì)胞Y染色體和植物中也有發(fā)現(xiàn)，比如在單細(xì)胞藻類（Acetabularia）中發(fā)現(xiàn)有典型的LBCs結(jié)構(gòu)[8]，其它所報(bào)道的植物L(fēng)BCs不具有典型結(jié)構(gòu)，只是一條較長(zhǎng)的染色體，周圍有絨毛狀的結(jié)構(gòu)。由于LBCs在普通光學(xué)顯微鏡下可以看到，因而它是研究基因組結(jié)構(gòu)和功能的極為理想的實(shí)驗(yàn)材料[9]。

1.1燈刷染色體的基本結(jié)構(gòu)和細(xì)胞圖在普通光學(xué)顯微鏡下，在外觀上看每一個(gè)典型的LBCs兩個(gè)同源染色體依靠幾個(gè)交叉相連，它們分別由無數(shù)致密的染色質(zhì)顆?；蛉旧４删€狀，這些顆粒之間有染色質(zhì)絲相連，在每一顆?；蛉旧Ｌ幃a(chǎn)生1到數(shù)個(gè)成對(duì)的側(cè)環(huán)，這就構(gòu)成了所謂LBCs上的“刷毛”[10]。這些環(huán)之所以成對(duì)出現(xiàn)是由于姐妹染色單體之間沒有任何聯(lián)系造成的。利用掃描電鏡或電鏡技術(shù)結(jié)合免疫技術(shù)對(duì)來自不同物種的LBCs進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)側(cè)環(huán)是以纖細(xì)的染色質(zhì)為軸，上面覆蓋了無數(shù)的核糖白（Ribonucleoprotein，RNP）顆粒。由于RNP顆粒相互聚集和沿側(cè)環(huán)軸向的卷曲會(huì)將正常狀態(tài)的側(cè)環(huán)一步一步裝配形成小顆粒、顆粒球和緊密塊狀物等更高級(jí)的側(cè)環(huán)結(jié)構(gòu)[11]，因而形成了光學(xué)顯微鏡下可見的巨大染色體。染色粒和連接它們的染色質(zhì)絲構(gòu)成了LBCs的軸，軸上最顯著的特點(diǎn)就是染色粒–側(cè)環(huán)結(jié)構(gòu)，某些有明顯特征的側(cè)環(huán)往往成為鑒定染色體特異性的界標(biāo)（Landmark），比如在兩棲類中，幾乎大部分燈刷染色體都有巨大的側(cè)環(huán)，只是位置不同，所以可以區(qū)分不同的染色體；另一類是有特異結(jié)構(gòu)的側(cè)環(huán)，分為高密度側(cè)環(huán)和塊狀側(cè)環(huán)，也存在于很多染色體不同位置中。軸上除了染色粒和側(cè)環(huán)外，還有著絲粒、端粒、球體等結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)常常出現(xiàn)在特定染色體的固定部位，成為鑒別各條染色體的界標(biāo)[11]。染色粒(Chromomere)是LBCs軸的主要成分。在配對(duì)的同源染色體中，染色體軸上染色粒的數(shù)目和分布大體相同，但形狀不很規(guī)則。在最初形成的LBCs上，單體燈刷染色體染色粒的數(shù)目可以達(dá)到5000個(gè)以上，在光鏡下染色粒大小從不可見到可見的1µm。據(jù)估算，一個(gè)有尾目的兩棲動(dòng)物L(fēng)BCs的染色粒所包含的堿基數(shù)目約5~10Mb，而側(cè)環(huán)中僅有50~150kb的DNA[10]。染色粒的數(shù)目和大小與物種和減數(shù)分裂的推進(jìn)有關(guān)，也隨側(cè)環(huán)轉(zhuǎn)錄活性而變化。隨著減數(shù)分裂的推進(jìn)，染色粒逐漸變大，數(shù)目減少。在早期的LBCs中側(cè)環(huán)轉(zhuǎn)錄活性高，這時(shí)染色粒小，數(shù)目多；隨著雙線期的推進(jìn)，側(cè)環(huán)因轉(zhuǎn)錄活性下降而回縮，染色粒彼此融合最終成一條正常的分裂期染色體[12]。側(cè)環(huán)(Lateralloop)是DNA活躍轉(zhuǎn)錄的區(qū)域，僅占整個(gè)LBCsDNA總量的0.2%~0.4%，其與染色粒的邊界序列有無特異性現(xiàn)在尚不清楚[10]。在兩棲類中，它們的長(zhǎng)度與C值呈正相關(guān)，平均長(zhǎng)度為10~15µm，長(zhǎng)的可達(dá)200~300µm，這些長(zhǎng)的側(cè)環(huán)具有染色體的特異性。多數(shù)側(cè)環(huán)上只有一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，轉(zhuǎn)錄方向可以相同或相反，利用轉(zhuǎn)錄抑制子的研究發(fā)現(xiàn)，這些轉(zhuǎn)錄多數(shù)由RNApolII啟動(dòng)。側(cè)環(huán)的產(chǎn)生并不同步，某些側(cè)環(huán)能貫穿LBCs整個(gè)發(fā)育期；有些僅在個(gè)別時(shí)期產(chǎn)生，失去轉(zhuǎn)錄活性后回縮到染色粒中。激素處理也能影響側(cè)環(huán)的伸展和回縮，這點(diǎn)與果蠅的唾腺染色體的蓬突結(jié)構(gòu)類似，其發(fā)生機(jī)制和意義有待進(jìn)一步的研究。由于轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的種類、數(shù)量和堆積狀態(tài)不同，在某些染色體軸的特定部位可以形成不同類型的側(cè)環(huán)，這成為區(qū)分不同LBCs的重要界標(biāo)[13]。LBCs的著絲粒（Centromere）有二種形態(tài)：一種是在某些兩棲類中稱為著絲粒顆粒，在鳥類中則為蛋白體（Proteinbody）,其大小形態(tài)與前后染色粒不易區(qū)分，另一種主要在兩棲類發(fā)現(xiàn)，著絲粒和其兩側(cè)相鄰的染色粒彼此融合而成染色粒棒（Chromomerebar）。先前的報(bào)道表明著絲粒顆粒和染色粒棒上均無側(cè)環(huán)，最近的報(bào)道稱某些鳥類的蛋白體有短的側(cè)環(huán)產(chǎn)生[14]。關(guān)于端粒（Telomere）的觀察主要來自鳥類，在姐妹染色單體的末端分別形成端粒環(huán)（由染色單體的末端插入鄰近的染色粒所致），通常情況下，端粒環(huán)是開放的，也存在一個(gè)插入一個(gè)開放的形式，其大小和長(zhǎng)度具種的特性。兩側(cè)無側(cè)環(huán)，雞的端粒環(huán)含有2個(gè)轉(zhuǎn)錄單元[15]，關(guān)于LBCs著絲粒和端粒可以轉(zhuǎn)錄在歐洲水蛙中也得到證實(shí)，一些串聯(lián)重復(fù)序列可以在該類結(jié)構(gòu)中大量轉(zhuǎn)錄[7]。球體（Sphereorganelles）是LBCs上另一個(gè)重要標(biāo)志，有染色體的特異性，相當(dāng)于一般染色體的次級(jí)縊痕。其直徑一般2~10µm，一般包含2~4個(gè)[10]。以上這些結(jié)構(gòu)由于在序列組成、位置、結(jié)合蛋白以及形成的高級(jí)結(jié)構(gòu)上具有染色體或種的差異，結(jié)合LBCs的長(zhǎng)度差異，現(xiàn)在已經(jīng)繪出了多種兩棲類和鳥類的LBCs細(xì)胞圖[7]；利用細(xì)菌人工染色體–熒光原位雜交（BAC–FISH）技術(shù)繪制了雞LBCs著絲粒區(qū)的精細(xì)物理圖譜[16]，以上這些工作為利用LBCs進(jìn)行基因組/雜種鑒定、精細(xì)遺傳/物理圖譜繪制、基因定位、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄機(jī)制等研究工作奠定了基礎(chǔ)。

1.2燈刷染色體的轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)錄進(jìn)程研究表明轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在LBCs的側(cè)環(huán)上，大量的新生轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物和相關(guān)蛋白結(jié)合，形成了光鏡下可見的RNP基質(zhì)。每個(gè)側(cè)環(huán)由1~數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)錄單位組成，所以LBCs上單個(gè)轉(zhuǎn)錄單位是可視的，這使得他們成為在結(jié)構(gòu)和分子水平上研究轉(zhuǎn)錄及其調(diào)控機(jī)制的優(yōu)異材料[17]。側(cè)環(huán)的類型因RNP基質(zhì)的大小和類型可以大致分為正常的大環(huán)型、顆粒型、球型和塊狀（Lumpy），它們都是以30nmRNP顆粒為基礎(chǔ)逐漸裝配而成，為了探明不同結(jié)構(gòu)的側(cè)環(huán)與轉(zhuǎn)錄活性的關(guān)聯(lián)，對(duì)典型的側(cè)環(huán)如球型側(cè)環(huán)利用放射自顯影、轉(zhuǎn)錄抑制子結(jié)合大分子擴(kuò)散分析技術(shù)進(jìn)行RNA合成的分析[17]，結(jié)果表明在這類側(cè)環(huán)中，存在RNA的合成；側(cè)環(huán)的延伸與轉(zhuǎn)錄活性相關(guān)，活性高的時(shí)候，側(cè)環(huán)增大，活性降低時(shí)，側(cè)環(huán)回縮到染色粒中；有的側(cè)環(huán)中存在數(shù)個(gè)不同外形的轉(zhuǎn)錄單元，這幾個(gè)轉(zhuǎn)錄單位的轉(zhuǎn)錄存在速度的差異。用RNA前體標(biāo)記物作為探針進(jìn)行原位雜交試驗(yàn)，與大環(huán)和顆粒狀的側(cè)環(huán)相比，球型側(cè)環(huán)標(biāo)記的速度和強(qiáng)度均較弱，推測(cè)不同側(cè)環(huán)可能具有相異的轉(zhuǎn)錄模式，這個(gè)問題有待進(jìn)一步闡明[18]。已有的報(bào)道表明不同側(cè)環(huán)的演化存在關(guān)聯(lián)性，這同樣也可以看作是轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控。電鏡實(shí)驗(yàn)證明了這些類型的側(cè)環(huán)都是由30nmRNP顆粒組成的；熱休克（Thermicshock）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在低溫處理下，趨于向高級(jí)側(cè)環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)展，而在高溫處理下，則趨于向去凝縮方向發(fā)展；免疫實(shí)驗(yàn)也證明側(cè)環(huán)形態(tài)的多樣性與特異蛋白存在關(guān)聯(lián)。例如在蠑螈的卵細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)一個(gè)82kD白，利用單抗進(jìn)行原位雜交試驗(yàn)表明可以和所有類型的側(cè)環(huán)結(jié)合，但是并不同步。比如，當(dāng)球狀側(cè)環(huán)被強(qiáng)烈標(biāo)記時(shí)，大環(huán)和顆粒環(huán)不被標(biāo)記，當(dāng)標(biāo)記出現(xiàn)在核質(zhì)中時(shí)，所有類型的環(huán)不被標(biāo)記，該結(jié)果初步證明了特異的蛋白與側(cè)環(huán)的結(jié)構(gòu)演變存在關(guān)聯(lián)[18]。

來自鳥類的實(shí)驗(yàn)表明，側(cè)環(huán)中一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位約長(zhǎng)1~40µm，這些被轉(zhuǎn)錄的基因包括了編碼基因和非編碼基因。一個(gè)令人吃驚的事實(shí)是一些持家基因在LBCs的轉(zhuǎn)錄是被抑制的，比如在鳥類中編碼18S、5.8S和28S的基因簇是沒有活性的，但散布的該類基因仍然可以被RNApolII轉(zhuǎn)錄而不是polI[19]。迄今為止，在兩棲類和鳥類LBCs的研究中，發(fā)現(xiàn)僅有少數(shù)單拷貝基因在此時(shí)轉(zhuǎn)錄。比如在兩棲類LBCs中，已經(jīng)證實(shí)細(xì)胞角蛋白（Cytokeratin）、核仁蛋白NO38/B23、c–myc和Eg1是轉(zhuǎn)錄的，并發(fā)現(xiàn)了它們的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物向核質(zhì)轉(zhuǎn)移[20]?；贒NA/RNA雜交技術(shù)的染色體涂抹技術(shù)（Chromosomepaintingtechnique）使大規(guī)模研究LBCs的轉(zhuǎn)錄成為可能，利用改良的該技術(shù)BAC–FISH發(fā)現(xiàn)許多鳥類LBCs單拷貝的基因可能是轉(zhuǎn)錄的。但問題是BAC克隆是大片段插入，包含了單拷貝和多拷貝的信息，所以，要驗(yàn)證更多的單拷貝的表達(dá)需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。早期的生化實(shí)驗(yàn)證明LBCs轉(zhuǎn)錄的主要是非編碼的串聯(lián)重復(fù)序列[21]，進(jìn)一步的調(diào)查是利用原位雜交實(shí)驗(yàn)證明兩棲類LBCs轉(zhuǎn)錄的主要是一些微衛(wèi)星序列。值得注意的是來自鳥類的研究結(jié)果，如果出現(xiàn)在側(cè)環(huán)中的一個(gè)微衛(wèi)星序列是轉(zhuǎn)錄的，那么側(cè)環(huán)臨近的染色粒里面的同類微衛(wèi)星串聯(lián)簇是不表達(dá)的，這個(gè)結(jié)果表明存在一種未知的調(diào)控機(jī)制啟動(dòng)LBCs側(cè)環(huán)中微衛(wèi)星DNA的轉(zhuǎn)錄[19]。來自熱帶爪蟾的研究發(fā)現(xiàn)卵母細(xì)胞中還儲(chǔ)存大量來自LBCs轉(zhuǎn)錄子的穩(wěn)定內(nèi)含子（StableintronicsequenceRNA），這些內(nèi)含子一直到囊胚期都可以檢測(cè)到，說明在胚胎發(fā)育的早期可能發(fā)揮重要作用[22]。關(guān)于側(cè)環(huán)上轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制的研究，早期提出了“通讀假說”（Read–throughhy-pothesis）[23]，該假說認(rèn)為側(cè)環(huán)上轉(zhuǎn)錄起始于結(jié)構(gòu)基因的啟動(dòng)子序列，到了該基因的終止序列后并不停留，而是繼續(xù)轉(zhuǎn)錄下面的非編碼序列，現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究結(jié)果否認(rèn)了該假說。結(jié)合基因組和細(xì)胞學(xué)的證據(jù)表明位于雞LBCs側(cè)環(huán)微衛(wèi)星序列中的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子長(zhǎng)末端重復(fù)序列（LTR）啟動(dòng)了微衛(wèi)星序列的轉(zhuǎn)錄，這得到了很多來自兩棲類實(shí)驗(yàn)的證明。如果這個(gè)機(jī)制是正確的，側(cè)環(huán)的平均長(zhǎng)度應(yīng)該與活躍的LTR啟動(dòng)子的數(shù)量呈負(fù)相關(guān)，這是今后需要闡明的問題之一。初生的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物被與RNA成熟相關(guān)的蛋白包被，成為附著于側(cè)環(huán)上的RNP基質(zhì)，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)為在活體條件下研究側(cè)環(huán)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的處理和機(jī)制提供了平臺(tái)。來自生化的證據(jù)表明，鳥類LBCs側(cè)環(huán)中多數(shù)RNP基質(zhì)含有與RNA成熟相關(guān)的組件，如snRNPs、SC35、hnRNP和3’末端處理相關(guān)因子。有些RNP基質(zhì)中沒有發(fā)現(xiàn)snRNPs組件，這可能是由于在相應(yīng)的微衛(wèi)星轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中缺少典型的剪切位點(diǎn)所致[19]。

1.3燈刷染色體的作用自從發(fā)現(xiàn)LBCs后科學(xué)家一直試圖理解發(fā)生在側(cè)環(huán)上大量且有點(diǎn)隨意轉(zhuǎn)錄的意義，很多人認(rèn)為這種轉(zhuǎn)錄或多或少是沒有意義的[20]。Davidson于1986年提出了另一個(gè)假說[24]，他認(rèn)為發(fā)生在LBCs上的轉(zhuǎn)錄為將來卵母細(xì)胞的成熟和胚胎發(fā)育提供必要的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，這一假說越來越為科學(xué)家重視。可能存在這種情況，LBCs上的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在核膜破裂前是隔離的，當(dāng)核膜解體后進(jìn)入了轉(zhuǎn)錄后的切割程序，形成兩類成熟的編碼和非編碼RNA分子，這種現(xiàn)象在Masi和Johnson研究LBCs組蛋白的轉(zhuǎn)錄過程上所證實(shí)[25]。據(jù)此推測(cè)，成熟編碼蛋白質(zhì)RNA分子可以用于在胚胎基因組啟動(dòng)表達(dá)之前，早期胚胎發(fā)育所必需蛋白質(zhì)的合成。至于大量的非編碼微衛(wèi)星序列的命運(yùn)可以用現(xiàn)代分子生物學(xué)的信息來解釋。在后生動(dòng)物中，編碼微衛(wèi)星序列的DNA可以轉(zhuǎn)錄形成dsRNA前體，成熟后產(chǎn)生siRNA，這些siRNA是形成組成型異染色質(zhì)所必需的。那么，可以推測(cè)，在擁有LBCs的動(dòng)物中，非編碼微衛(wèi)星序列的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物同樣可以dsRNA前體形式儲(chǔ)存在卵細(xì)胞中，為早期胚胎發(fā)育提供siRNA以便維持異染色質(zhì)的穩(wěn)定，這種假設(shè)的前提是要探明微衛(wèi)星RNA產(chǎn)物能否出現(xiàn)在受精之后胚胎發(fā)育的過程中[19]。值得注意的是擁有典型LBCs的生物胚胎發(fā)育過程大部分時(shí)間是離體發(fā)育，這與胎生的哺乳動(dòng)物在發(fā)育環(huán)境上存在巨大差異，因此，在這類生物中LBCs轉(zhuǎn)錄與離體后胚胎發(fā)育過程是否存在更密切的關(guān)聯(lián)性是值得深入探討的。1.4燈刷染色體的表觀遺傳修飾與染色質(zhì)重塑通過對(duì)兩棲類和鳥類燈刷染色體的深入研究，我們基本了解了其整體表觀遺傳的狀態(tài)。來自兩棲類的研究發(fā)現(xiàn)這類染色體中包括染色粒和側(cè)環(huán)不但缺少組蛋白H1，而且組蛋白H4都呈高度乙酰化狀態(tài)，這是典型基因組DNA轉(zhuǎn)錄活化的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)證明，乙?；图谆揎椊M蛋白的尾部都會(huì)導(dǎo)致側(cè)環(huán)相應(yīng)狀態(tài)的改變[19]。關(guān)于對(duì)LBCs表觀遺傳修飾的理解一個(gè)典型的例子是來自于對(duì)6種鳥類卵母細(xì)胞LBCsZW的研究[26]。鳥類卵母細(xì)胞中性染色體ZW是一個(gè)僅通過著絲粒處相連的不對(duì)稱二價(jià)體，Z染色體具有正常的LBCs形態(tài)，而富含重復(fù)序列的W則僅形成幾個(gè)較大的染色粒，含有少量的側(cè)環(huán)。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)W染色體具備了惰性染色體的特點(diǎn)，比如缺少乙?；M蛋白H4，富含組蛋白H3K9和H3K27的二甲基化，幾個(gè)大的染色粒都含有大量的異染色質(zhì)蛋白1。這些因素共同導(dǎo)致了W染色體在鳥類卵母細(xì)胞的發(fā)育中高度凝縮的狀態(tài)[19]。

盡管現(xiàn)在從整體上對(duì)LBCs的表觀修飾有了一定的理解，但對(duì)該類染色體的“建立–維持–再凝縮”的機(jī)制了解很少。一個(gè)重要的事實(shí)是在兩棲類和鳥類的LBCs上，不但缺少組蛋白H1，而且也未見參與減數(shù)分裂染色質(zhì)凝縮的拓樸異構(gòu)酶II。另外一個(gè)在維持LBCs形態(tài)方面發(fā)揮重要作用的蛋白是染色體結(jié)構(gòu)維持（Structuralmaintenanceofchromosomes，SMC）蛋白家族，它們參與了黏連（Cohesin）復(fù)合體和凝縮（Condensin）復(fù)合體的形成。電鏡結(jié)合免疫試驗(yàn)證明黏連復(fù)合體主要出現(xiàn)在姐妹染色單體兩條染色質(zhì)絲形成的軸上，后者主要在染色粒上發(fā)現(xiàn)。這說明，這兩種復(fù)合體可能對(duì)維持LBCs的染色粒–側(cè)環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)揮重要作用[27]。最新的關(guān)于LBCs重建的實(shí)驗(yàn)來自將人類的注射進(jìn)兩棲類動(dòng)物非洲爪蟾的卵母細(xì)胞中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)染色體形成了典型的LBCs結(jié)構(gòu)，這一方面說明了兩棲類動(dòng)物卵母細(xì)胞中含有重塑哺乳動(dòng)物非活性染色體的所有因素，另一方面也說明哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞染色體的失活并不是永久的遺傳或表觀遺傳機(jī)制造成的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)為進(jìn)一步鑒定染色質(zhì)重塑相關(guān)的順式和反式作用因子以及解析其機(jī)制提供了研究材料[9]。

2燈刷染色體應(yīng)用于遺傳學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀與思考

對(duì)于遺傳學(xué)內(nèi)容的傳授離不開優(yōu)秀的案例，生命科學(xué)的飛速發(fā)展也使得這些案例的內(nèi)涵得到了豐富和擴(kuò)展。以優(yōu)秀案例開展遺傳學(xué)教學(xué)工作可以將復(fù)雜的遺傳學(xué)知識(shí)形象化和簡(jiǎn)單化，便于教師的講授和學(xué)生的理解與記憶[3]，同樣也可以使枯燥的遺傳學(xué)學(xué)習(xí)變得妙趣橫生。LBCs就是遺傳學(xué)的一個(gè)優(yōu)秀經(jīng)典的案例，但在遺傳學(xué)教學(xué)中出鏡偏低。在作者教學(xué)所使用戴灼華等編寫的《遺傳學(xué)》課本中，以LBCs為案例介紹的內(nèi)容很少[28]，僅在第二版第二章《遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)》中，作為一種特殊染色體形態(tài)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，一句“LBCs是在光學(xué)顯微鏡下直接觀察并識(shí)別特殊位置上的單個(gè)基因轉(zhuǎn)錄活性極為理想的材料”讓學(xué)生對(duì)該案例充滿了遐想和期待，但本書后面的遺傳學(xué)內(nèi)容均沒有發(fā)現(xiàn)該案例的身影，因此發(fā)掘和使用LBCs案例應(yīng)用于遺傳教學(xué)有十分重要的意義。

2.1燈刷染色體在遺傳學(xué)教學(xué)中的拓展以LBCs為案例進(jìn)行相關(guān)遺傳學(xué)內(nèi)容教學(xué)，我們應(yīng)首先根據(jù)高校遺傳學(xué)的培養(yǎng)目的和教學(xué)目標(biāo)，在學(xué)生掌握了一定的細(xì)胞、生化和遺傳知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合遺傳學(xué)的進(jìn)度逐步有序地加以介紹。在我所教授的遺傳學(xué)課本中LBCs是作為一類特殊的染色體介紹給學(xué)生的，除了介紹了一點(diǎn)關(guān)于LBCs的發(fā)現(xiàn)和特點(diǎn)外，缺少更加詳細(xì)的資料。正是由于其可視性的特點(diǎn)，學(xué)生除了可以容易的掌握其特殊染色體的特點(diǎn)外，也可以掌握一般染色體具有的特點(diǎn)。其實(shí)，隨著研究的深入，其涵蓋的遺傳學(xué)知識(shí)也越來越多，形成和維持該特殊染色體的原因也越來越清楚。我們?cè)诮虒W(xué)過程中是這樣介紹的：關(guān)于LBCs結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)是隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而不斷深入的。19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)LBCs并不偶然，那時(shí)的科學(xué)家用光學(xué)顯微鏡尋找適合的染色體材料去研究減數(shù)分裂和有絲分裂；隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)LBCs豐富而富有特色的結(jié)構(gòu)適合細(xì)胞圖的繪制；電鏡和掃描電鏡的發(fā)明更推動(dòng)了LBCs結(jié)構(gòu)和染色體組織的認(rèn)識(shí)，知道了更細(xì)微結(jié)構(gòu)的形態(tài)，比如對(duì)側(cè)環(huán)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)了側(cè)環(huán)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；免疫學(xué)和電鏡技術(shù)的結(jié)合，使科學(xué)家認(rèn)識(shí)到側(cè)環(huán)是由最基本的單位RNP顆粒組成的，經(jīng)過一步步的裝配和折疊形成了不同外形特點(diǎn)的側(cè)環(huán)；分子技術(shù)、免疫技術(shù)和電鏡技術(shù)的綜合運(yùn)用，使人們認(rèn)識(shí)到側(cè)環(huán)白體中RNA主要是微衛(wèi)星序列的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，但也有少量單拷貝的編碼序列RNA。由此引導(dǎo)同學(xué)們思考：既然LBCs的RNP基質(zhì)中主要是編碼非編碼序列微衛(wèi)星的RNA，它的作用究竟是什么呢？如果同學(xué)們已經(jīng)知道了微衛(wèi)星序列最終編碼的siRNA參與了異染色質(zhì)的形成和維持的話，自然會(huì)想到在LBCs“再凝縮”階段可能會(huì)發(fā)揮作用。關(guān)于適合進(jìn)行細(xì)胞圖的繪制也可以根據(jù)技術(shù)的發(fā)展逐漸深入：在僅有光學(xué)顯微鏡的早期，只能根據(jù)大的界標(biāo)如側(cè)環(huán)、染色粒、著絲粒、端粒等進(jìn)行簡(jiǎn)單的作圖，用于區(qū)分不同的染色體、基因組甚至雜種；隨著電鏡技術(shù)的發(fā)展，對(duì)LBCs結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)更加細(xì)致，可以繪制更加精細(xì)的細(xì)胞圖；隨著染色體涂抹技術(shù)的發(fā)展，可以將DN段定位到LBCs不同結(jié)構(gòu)中，繪制更加實(shí)用的物理圖，這將為進(jìn)行全基因組測(cè)序更加全面的認(rèn)識(shí)基因組特點(diǎn)奠定基礎(chǔ)。關(guān)于LBCs形成和維持原因的介紹可以使學(xué)生理解和掌握染色質(zhì)重塑方面的知識(shí)。早期在只有光學(xué)顯微鏡的條件下對(duì)它的認(rèn)識(shí)一籌莫展，只能提出假說；但隨著免疫技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)的運(yùn)用，才認(rèn)識(shí)到存在一些事實(shí)：LBCs中組蛋白H1缺失，H4高度乙酰化，染色粒處富含組蛋白H3K9和H3K27的二甲基化，鳥類W染色體幾個(gè)大的染色粒都含有大量的異染色質(zhì)蛋白1等等。其實(shí)這離完全了解其產(chǎn)生機(jī)制還有很遠(yuǎn)的距離。為了讓學(xué)生直觀地掌握轉(zhuǎn)錄相關(guān)知識(shí)，也可以引入LBCs的相關(guān)內(nèi)容。由于單個(gè)轉(zhuǎn)錄單位可視性的特點(diǎn)，所以可以直觀容易地了解單個(gè)轉(zhuǎn)錄單位的結(jié)構(gòu)、組成、長(zhǎng)度、速率和分子互作等方面的知識(shí)。為了學(xué)生更容易地理解LBCs相關(guān)的遺傳學(xué)知識(shí)，開設(shè)LBCs分離和鑒定實(shí)驗(yàn)是值得考慮的教學(xué)內(nèi)容?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)常用的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教材沒有這個(gè)實(shí)驗(yàn)，國(guó)外也少有開展。我校生命學(xué)院關(guān)于該實(shí)驗(yàn)正在籌劃中，所以待有了一定的進(jìn)展后再向同仁匯報(bào)。更加詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)程序可以參照相關(guān)網(wǎng)站的內(nèi)容。

篇4

關(guān)鍵詞　遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)　教學(xué)創(chuàng)新　開放式教學(xué)　實(shí)驗(yàn)管理

中圖分類號(hào)：G423　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

現(xiàn)代生命科學(xué)以及由此衍生出的生物技術(shù)和生物工程與基因都發(fā)生著絲絲縷縷的聯(lián)系。遺傳學(xué)正是研究基因的科學(xué)。遺傳學(xué)基礎(chǔ)理論的發(fā)展和應(yīng)用研究，已使工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變革。隨著新技術(shù)、新方法的出現(xiàn)，遺傳學(xué)的研究?jī)?nèi)容也正發(fā)生著深刻的變化，并導(dǎo)致社會(huì)對(duì)人才的基本素質(zhì)提出了更高的要求。作為人才培養(yǎng)搖籃的高等教育，怎樣適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的需要，在生命科學(xué)領(lǐng)域培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才，是高等教育工作者一直在思考的問題。

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論教學(xué)的補(bǔ)充，不僅能驗(yàn)證教材上抽象的理論，輔助學(xué)生掌握知識(shí)，還可以訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維，可以有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。而傳統(tǒng)的《遺傳學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著一些共有的問題：經(jīng)典驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，探究性實(shí)驗(yàn)少，不能滿足學(xué)生掌握新技術(shù)、新方法的要求；實(shí)驗(yàn)課和理論課脫節(jié)，教學(xué)評(píng)價(jià)體系不合理。0此外，由于遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)自身的特點(diǎn)，部分實(shí)驗(yàn)需要持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，但由于課堂教學(xué)時(shí)間和教學(xué)條件的限制不能開展。因此，如何利用有限的課時(shí)安排合理設(shè)計(jì)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，打破傳統(tǒng)的封閉式教學(xué)模式，建立科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系，是從事遺傳學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教師一直都努力試圖解決的問題。

基于以上考慮，筆者在開展遺傳學(xué)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理的過程中，逐步改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，將課堂四十五分鐘改為課堂與課外相結(jié)合，通過幾年的實(shí)踐總結(jié)了一些心得，在此與大家分享。

1　新時(shí)期遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

遺傳學(xué)中學(xué)科滲透和交叉現(xiàn)象很普遍，這也體現(xiàn)在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中。如果把生命科學(xué)的課程體系比喻為一棵大樹，遺傳學(xué)就是這棵大樹的主干之一。由于化學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算科學(xué)等內(nèi)容的滲入，現(xiàn)代遺傳學(xué)已經(jīng)衍生出了發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因組學(xué)、生物信息學(xué)、基因工程等學(xué)科。在現(xiàn)代生命科學(xué)專業(yè)課程設(shè)置中，一般都會(huì)設(shè)置相關(guān)課程，這些課程都和遺傳學(xué)存在聯(lián)系，也與遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)存在交叉。因此，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置極易與其它課程出現(xiàn)“撞車”現(xiàn)象。比如：有絲分裂和減數(shù)分裂在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中也可以開設(shè)：植物DNA提取實(shí)驗(yàn)在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中也可以開設(shè)。一旦“撞車”出現(xiàn)，不僅耽誤學(xué)生學(xué)習(xí)，浪費(fèi)課時(shí)，還會(huì)讓學(xué)生在不斷地重復(fù)中對(duì)課程產(chǎn)生厭倦，覺得該課程可有可無，失去學(xué)習(xí)興趣。避免與其它課程實(shí)驗(yàn)重復(fù)，既保證學(xué)生在有限的課時(shí)學(xué)到最多的知識(shí)，也能最大程度訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力。

實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)是遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的另一個(gè)特點(diǎn)。與生物學(xué)中的其它學(xué)科的實(shí)驗(yàn)不同，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中有很大部分是需要通過長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)材料，中間過程持續(xù)觀察才能完成的，比如果蠅雜交實(shí)驗(yàn)和生活史觀察實(shí)驗(yàn)、植物有性雜交實(shí)驗(yàn)。與此相矛盾的是，實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排的時(shí)間相對(duì)分散，每次課時(shí)間很短，在教學(xué)管理上教務(wù)管理部門也要求教師在指定時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這就限制了一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)。

遺傳學(xué)是一門飛速發(fā)展的學(xué)科，不斷有新知識(shí)、新技術(shù)補(bǔ)充到遺傳學(xué)中。比如，在傳統(tǒng)教材中不涉及基因組學(xué)的內(nèi)容，而最近20年，基因組學(xué)已經(jīng)成為遺傳學(xué)的重要組成部分。除此之外，發(fā)育遺傳學(xué)、行為遺傳學(xué)、反向遺傳學(xué)、表觀遺傳學(xué)和生物信息學(xué)等分支學(xué)科的內(nèi)容也不斷補(bǔ)充到了遺傳學(xué)教材中。在理論課講述這些最新知識(shí)的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)課怎樣保持和理論課一致，怎樣為學(xué)生提供消化這些知識(shí)的動(dòng)手機(jī)會(huì)?針對(duì)這一特點(diǎn)，要求在開設(shè)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)隨時(shí)跟蹤學(xué)科最新進(jìn)展，設(shè)計(jì)和更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，或者發(fā)動(dòng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鞏固書本知識(shí)。

2　遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)內(nèi)容取舍的原則

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇，首先應(yīng)兼顧理論性與實(shí)踐性、基礎(chǔ)與應(yīng)用、經(jīng)典與現(xiàn)代這幾對(duì)矛盾。遺傳學(xué)是理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)安排時(shí)應(yīng)根據(jù)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生實(shí)際情況，合理安排基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)，并適當(dāng)設(shè)計(jì)一些新的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于重點(diǎn)院校的學(xué)生，應(yīng)加強(qiáng)理論性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證某一結(jié)論。而應(yīng)用型人才培養(yǎng)的學(xué)校則應(yīng)當(dāng)偏向應(yīng)用性、實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)，以滿足學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入工作崗位后的動(dòng)手需求。

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目確定應(yīng)考慮其它實(shí)驗(yàn)課程，避免教學(xué)內(nèi)容沖突。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇上，我們對(duì)以前安排的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了重新編排，比如：“植物DNA提取”、“隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性分析”等在《分子生物學(xué)》課程里會(huì)涉及到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)里就大膽地放棄，讓學(xué)生在《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)里完成，而在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中則加入RFLP驗(yàn)證孟德爾遺傳定律的內(nèi)容，直接將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果引入遺傳學(xué)分析中，既驗(yàn)證了孟德爾遺傳定律，也讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)了分子生物學(xué)在遺傳學(xué)中的應(yīng)用。對(duì)于有絲分裂和減數(shù)分裂的觀察，《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)也會(huì)涉及到，但兩門課觀察的重點(diǎn)不同，細(xì)胞生物學(xué)側(cè)重觀察染色體結(jié)構(gòu)，而《遺傳學(xué)》實(shí)驗(yàn)側(cè)重染色體行為及分裂時(shí)期的觀察，這樣的實(shí)驗(yàn)在開設(shè)時(shí)應(yīng)向?qū)W生講明觀察重點(diǎn)，并且與《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)課協(xié)調(diào)，將兩個(gè)內(nèi)容合并在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中開出。

打破時(shí)間和空間限制。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中有部分實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，很難僅靠課堂時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，也不利于安排實(shí)驗(yàn)。以前在安排此類實(shí)驗(yàn)時(shí)，受多種因素的限制，一般都不予開設(shè)。實(shí)驗(yàn)室開放對(duì)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、切實(shí)開展綜合性或設(shè)計(jì)性試驗(yàn)項(xiàng)目、推動(dòng)并幫助學(xué)生開展科研和畢業(yè)設(shè)計(jì)成效顯著，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神的有效途徑。所以我們?cè)诮虒W(xué)中考慮將傳統(tǒng)的課堂實(shí)驗(yàn)和開放實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。開放性實(shí)驗(yàn)適合于周期比較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)，比如果蠅大實(shí)驗(yàn)中，教師在課堂上以多媒體的形式充分講解了實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)后，讓學(xué)生領(lǐng)取果蠅瓶，課外自己收集和培養(yǎng)果蠅，隨時(shí)可以觀察果蠅的生活史。這個(gè)過程既培養(yǎng)了學(xué)生的觀察習(xí)慣和動(dòng)手能力，也使學(xué)生對(duì)作為遺傳學(xué)研究重要材料的果蠅的接觸更充分，觀察更仔細(xì)，讓學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)研究材料和方法產(chǎn)生了濃厚的興趣。

3　遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)的實(shí)施與實(shí)驗(yàn)室管理

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是課堂教學(xué)的補(bǔ)充，便于學(xué)生理解課堂抽象的知識(shí)。然而，由于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的理論、方法、步驟及結(jié)果都是已知的，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程變成教師照本宣科講述，學(xué)生機(jī)械地模擬重復(fù)的過程，造成學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性不高，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成敗不重視，盲目的承認(rèn)失敗甚至篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以求相符。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以訓(xùn)練學(xué)生的思維能力和動(dòng)手能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立開展工作。一些報(bào)道強(qiáng)調(diào)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多，難以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，應(yīng)加大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。而宋興舜等則認(rèn)為應(yīng)將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合。0在以 前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排中，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)由于內(nèi)容分散，管理麻煩，是大家不愿觸及的方面。如何在有限的課時(shí)里兼顧鞏固知識(shí)和能力訓(xùn)練，在安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的時(shí)候需要深思熟慮。為適應(yīng)學(xué)科的快速發(fā)展，在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，必須強(qiáng)化教師的開放式教學(xué)理念，強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐和自主創(chuàng)新意識(shí)。從課堂教學(xué)和課外研究?jī)蓚€(gè)方面，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念開放、教學(xué)內(nèi)容開放、實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)時(shí)間開放、教學(xué)方法和手段開放等進(jìn)行分析，探討開放式教學(xué)在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。。

基于以上考慮，筆者在教學(xué)過程中逐步安排了一些開放性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，比如植物染色體觀察的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生獨(dú)立選材，同學(xué)之間選材不能相互重復(fù)，做到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選材開放；實(shí)驗(yàn)開始前獨(dú)立設(shè)計(jì)方案，方案內(nèi)容應(yīng)包括水培獲得新生根尖、材料前處理過程、染色方法的選取、壓片過程、觀察和拍照等步驟，每一步驟都應(yīng)有詳細(xì)說明，實(shí)驗(yàn)方法的選擇上保持開放：方案設(shè)計(jì)完成經(jīng)老師同意后，完成一個(gè)植物材料的染色體裝片制備并提交染色體圖，實(shí)驗(yàn)過程開放。這些實(shí)驗(yàn)過程均要求學(xué)生在課堂以外自由安排時(shí)間完成。經(jīng)過幾年的實(shí)踐，結(jié)果發(fā)現(xiàn)85以上％的學(xué)生能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，70％以上的學(xué)生需要反復(fù)多次才能完成任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)過程中，動(dòng)手能力強(qiáng)的同學(xué)還能將這一實(shí)驗(yàn)與染色體核型分析實(shí)驗(yàn)結(jié)合，提交核型分析圖。通過該部分設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生在觀察了不同物種具有不同的染色體的同時(shí)，學(xué)會(huì)了查閱文獻(xiàn)的方法和工作方案的制訂，認(rèn)識(shí)了教材中選取蠶豆或洋蔥作為染色體觀察材料的原因，認(rèn)識(shí)到要完成一張效果良好的染色體裝片的艱難。對(duì)實(shí)驗(yàn)教師來說，這種發(fā)散式的教學(xué)方法，也積累了很多植物材料的細(xì)胞遺傳學(xué)操作的知識(shí)，為以后改進(jìn)實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。很多學(xué)生反映類似的開放性實(shí)驗(yàn)時(shí)間可自由安排，實(shí)驗(yàn)過程可放開思維，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作學(xué)會(huì)了一些基礎(chǔ)的科研技能。此外，還認(rèn)識(shí)到了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的艱辛，更珍惜以后的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)了。

在實(shí)驗(yàn)教材中將果蠅實(shí)驗(yàn)分為果蠅生活史、果蠅雜交和果蠅唾腺染色體制備等幾個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。我們改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)則以果蠅為主線，要求學(xué)生從野生型果蠅的收集到生活史觀察再到唾腺染色體制備融合為一個(gè)大實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教材所提供知識(shí)的基礎(chǔ)上，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而將雜交實(shí)驗(yàn)和孟德爾遺傳定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改用其它實(shí)驗(yàn)材料來完成。

不可否認(rèn)的是，將部分遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)從課堂移到課外增加了任課教師和實(shí)驗(yàn)室工作人員的工作量，在管理上開放性實(shí)驗(yàn)也增加了難度。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求教師在課外時(shí)間也要進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常處于開放狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和藥品的使用管理能在一定程度上放開。在實(shí)際操作中，我們采用教師網(wǎng)上答疑和在指定時(shí)間指導(dǎo)相結(jié)合的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)室管理上，試劑方面控制關(guān)鍵藥品的使用，常規(guī)藥品可以適當(dāng)放開，對(duì)一些配制難度較大的溶液統(tǒng)一配制；對(duì)顯微鏡、顯微照相系統(tǒng)的使用則采取專人負(fù)責(zé)制，保證儀器的安全。而水培實(shí)驗(yàn)和果蠅飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容則允許學(xué)生將材料帶回宿舍，便于學(xué)生隨時(shí)觀察。

4　開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核指標(biāo)體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)考試方法的改革作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一，是當(dāng)前教學(xué)改革中值得深入研究與實(shí)踐的問題。以前實(shí)驗(yàn)考核的方式主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，針對(duì)這樣的考核方式，學(xué)生常出現(xiàn)相互之間抄襲，作業(yè)敷衍的現(xiàn)象，既不能反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)的真實(shí)水平，考核指標(biāo)也比較單一。針對(duì)這些問題，結(jié)合我們的開發(fā)性實(shí)驗(yàn)，我們重新制訂了實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過我們?cè)O(shè)計(jì)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)考核主要包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)考核和開放性實(shí)驗(yàn)考核兩部分。驗(yàn)證性成績(jī)的記錄擯棄了以前單純看實(shí)驗(yàn)報(bào)告打分的情況，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出規(guī)定要求，課堂上實(shí)時(shí)檢查并記錄學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，要求學(xué)生立即在實(shí)驗(yàn)結(jié)果欄描述結(jié)果并由教師及時(shí)確認(rèn)，防止課后抄襲。對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟等內(nèi)容也杜絕抄襲課本，要求用自己的語言表述。每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后均布置思考題，啟發(fā)學(xué)生動(dòng)手之后學(xué)會(huì)思考，發(fā)掘問題。在開放性實(shí)驗(yàn)部分，教師將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案納入評(píng)分范圍，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中記錄平時(shí)成績(jī)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不做硬性要求，但可作為評(píng)分參考。

在平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)記錄之外，還單獨(dú)設(shè)計(jì)了期末實(shí)驗(yàn)考試。期末實(shí)驗(yàn)考核采取開放式考核，擬定考試題目范圍，讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成詳盡的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這些評(píng)分方式考查了學(xué)生搜集資料，獨(dú)立開展項(xiàng)目的能力。這樣的考試既靈活，也發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，更訓(xùn)練了學(xué)生的科研思維，為以后進(jìn)入研究崗位奠定基礎(chǔ)。

5　結(jié)束語

篇5

人和動(dòng)物細(xì)胞核苷酸中的堿基有四種，即胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）、腺嘌呤（A）和鳥嘌呤（G），它們之間的排列方式有下面幾種：A-T、G-C、T-A和C-G，因此稱為堿基互補(bǔ)原則。

生命如歌的內(nèi)涵

堿基和堿基互補(bǔ)的原則很像樂曲中幾個(gè)體現(xiàn)音高的基本音符按一定的規(guī)律重復(fù)和組合的過程。研究人員發(fā)現(xiàn)A-T、G-C、T-A和C-G與1（do）、2（re）、3（mi）、4（fa）、5（sol）、6（la）、7（xi）之間的相互組合具有相似性。音樂家可以把這7個(gè)基本音符以不同方式和頻率進(jìn)行有規(guī)律的排列、組合、重復(fù)等，譜寫出一支又一支優(yōu)美動(dòng)聽的歌曲和一個(gè)又一個(gè)感人心脾的旋律，甚至讓人聽得如癡如醉，回腸蕩氣。

那么，相似的堿基排列組合會(huì)不會(huì)也能譜出悠揚(yáng)的旋律呢？顯然，4個(gè)堿基與7個(gè)基本音符相比少了3個(gè)。但是，這并不妨礙按照作曲的方式來排列4個(gè)堿基，同樣可能譜寫出千回百轉(zhuǎn)的美妙旋律。

早在1986年美國(guó)一些研究人員就發(fā)現(xiàn)，人和動(dòng)物的DNA中4個(gè)基本堿基的循環(huán)往復(fù)排列既是基因編碼，也可以譜寫出不同的樂曲。研究人員把胞嘧啶（C）與1（do）相對(duì)應(yīng)，腺嘌呤（A）與2（re）和3（mi）相對(duì)應(yīng)，鳥嘌呤

（G）與4（fa）和5（sol）相對(duì)應(yīng)，胸腺嘧啶與6（la）和7（xi）相對(duì)應(yīng)，再讓胞嘧啶（C）與高音ī（do）對(duì)應(yīng)，結(jié)果，這些基因編碼譜寫出了樂曲。

這種音樂可以稱為基因音樂，但是基因音樂并不像人們按基本音符譜寫出的樂曲一樣那么美妙動(dòng)聽，因?yàn)榛蛑袎A基的重復(fù)有些單調(diào)、串連和聚合，但是也表現(xiàn)出某種旋律的結(jié)構(gòu)和音色。而且，每個(gè)基因中的一連串堿基（基因音符）都有自己的風(fēng)格，一些基因譜出的曲子有點(diǎn)像巴洛克的音樂，因?yàn)樗鼈冎械哪骋粔A基一再重復(fù)發(fā)音。另一些基因所譜的曲子則有些浪漫，因?yàn)樗鼈兊膲A基重復(fù)有些隱秘而且被較長(zhǎng)的區(qū)間所間隔，即頻率較低。

例如，用小鼠的為核糖核酸聚合酶II編碼的一段基因所譜的曲子聽起來像蕭邦的鋼琴曲，用編碼細(xì)胞黏附分子的基因所譜的曲則像德彪西的樂曲。用為膠原組織編碼的基因所譜出的曲子有些像巴赫的樂曲。用為人類X性連鎖磷酸甘油激酶編碼的基因所譜的曲子則很像縈繞于心頭揮之不去的憂郁小提琴旋律，似乎這樣厭世的旋律保留在人的基因中已經(jīng)有千百萬年。

這就給人一種提醒，如果是健康的人，按其DNA的堿基正常排序所譜寫的基因之歌將是動(dòng)聽和優(yōu)美的。但是，疾病患者或有基因缺陷的人，其基因音樂則可能與噪音和雜音相似，既刺耳，又難聽。

兩種新音符

健康人和患病者的基因音樂會(huì)呈現(xiàn)不同的旋律的假設(shè)源自兩方面。一是有基因突變或缺陷的人，其基因中的堿基序列規(guī)律性較低，因此以它們?yōu)槟０遄V寫出來的音樂并不優(yōu)美，甚至刺耳。另一方面，由于堿基只有4個(gè)，當(dāng)然不能與人創(chuàng)造的最基本的7個(gè)基本音符，甚至8個(gè)基本音符（加上高音ī）相比較。所以，有研究人員測(cè)猜，人類基因中可能還有一些基本的音符，即堿基沒有被發(fā)現(xiàn)。

這個(gè)假說既是對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中堿基排列規(guī)律，即基因序列的挑戰(zhàn)，又提示音樂與生物學(xué)有密切關(guān)系。但是，這只是假設(shè)，還沒有證據(jù)。

然而，隨著對(duì)人類和動(dòng)物基因組的深入研究，表觀遺傳學(xué)進(jìn)入人們的視野?；蛞l(fā)揮作用就需要一種調(diào)整和修飾基因外觀從而讓特定基因發(fā)揮作用的機(jī)制，這就是表觀遺傳。所以，表觀遺傳學(xué)（也稱表觀基因組學(xué)）也是研究在基因組序列不變的情況下，一些遺傳密碼是如何調(diào)控基因表達(dá)并可穩(wěn)定遺傳下去的機(jī)理。例如，DNA的后天修飾（如甲基化修飾）、組蛋白的各種修飾等都是表觀基因組的內(nèi)容。

實(shí)際上，基因被修飾的體現(xiàn)之一就是堿基被修飾，被修飾后的堿基就成為新的堿基，也即新的基因音符。研究人員發(fā)現(xiàn)，除基因的4個(gè)固定的堿基外，還有新的堿基，即第5和第6堿基。第5堿基就是5-甲基胞嘧啶（5mC），這是一種對(duì)胞嘧啶的甲基化修飾，即一種“表觀遺傳”的標(biāo)記。但是，5-甲基胞嘧啶并非基因組上唯一的表觀遺傳標(biāo)記。現(xiàn)在，美國(guó)洛克菲勒大學(xué)的斯柯爾曼塔斯?克里奧希昂里斯和納撒尼爾?海因茨發(fā)現(xiàn)，胞嘧啶還有另外一種修飾，這就是5-羥甲基胞嘧啶（5hmC），也因此把這種修飾后的堿基稱為第6堿基。

這樣算下來，基因中的堿基就分別是A、T、G、C、5mC和5hmC。這些被稱為基因音符的堿基還是比音樂中的7個(gè)基本音符少了一個(gè)，不過，這已經(jīng)比較接近人類音樂的基本要素了。

迄今研究人員還沒有從基因音樂來認(rèn)識(shí)這兩種新的音符，不過，從基因功能來看，它們與基因音樂是有關(guān)系的，因?yàn)樗鼈儗?duì)基因的功能和表達(dá)有重要的作用。

第5和第6堿基的作用

第5堿基（5mC）和第6堿基（5hmC）具有不同的作用，最大的作用就是與疾病和健康有關(guān)，更確切地說，與癌癥和某些遺傳病有很大關(guān)聯(lián)。

海因茨和克里奧希昂里斯通過對(duì)小鼠健康腦細(xì)胞基因組測(cè)序，發(fā)現(xiàn)第5堿基分布在更具致密包裝、不易接近的DNA鏈上，而第6堿基則大部分位于松散包裝的DNA區(qū)域。而且，第6堿基的分布如果發(fā)生變化，就可能與癌癥有關(guān)，因?yàn)檫^去的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞中都存在第6堿基的分布改變。

更有意思的是，第5堿基主要分布在沉默的基因組CpG島上。CpG島是指DNA上的一個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域含有大量相聯(lián)的胞嘧啶（C）、鳥嘌呤（G），以及使兩者相連的磷酸酯鍵（p）。哺乳類動(dòng)物基因中的啟動(dòng)子上含有約40%的CpG島，而人類則更多，約有70%。而且，一般CpG島的長(zhǎng)度為300～3000個(gè)堿基對(duì)。但是，第6堿基則更多地位于基因高水平表達(dá)的基因組區(qū)域。這就是說，第5堿基主要是使基因沉默，而第6堿基主要是使基因表達(dá)。

當(dāng)然，第5堿基與第6堿基的區(qū)別還在于，第6堿基主要分布在基因主體上，基因主體是編碼蛋白質(zhì)的部分。同時(shí)，作為一種回避或分散原則，在基因序列中出現(xiàn)第5堿基的地方就很少出現(xiàn)第6堿基，反之亦然。雖然研究人員還不能確認(rèn)第5和第6堿基的精確作用，但是一些線索已經(jīng)提示，它們分別或共同與癌癥和其他一些疾病有關(guān)。

例如，一些研究發(fā)現(xiàn)，在一些癌癥，包括急性白血病和骨髓增生異常綜合征中，第6堿基被高度耗竭。而且，這種耗竭伴隨著腫瘤抑制基因TET2的破壞。

同時(shí)，研究人員也發(fā)現(xiàn)，一種主要產(chǎn)生于女孩身上的疾病――雷特綜合征（頭小綜合征）也與第5和第6堿基有關(guān)。這是一種遺傳病，屬于神經(jīng)系統(tǒng)的嚴(yán)重失常，病癥會(huì)影響到患者的運(yùn)動(dòng)能力，患兒智力低下，出現(xiàn)語言和交流障礙，行為刻板，共濟(jì)失調(diào)以及出現(xiàn)自閉癥行為等。

雷特綜合征的發(fā)病與一種稱為甲基化CpG結(jié)合蛋白2 （MeCp2）的分子有關(guān)。正常情況下，MeCp2既能結(jié)合第5堿基，又能結(jié)合第6堿基。但是海因茨和克里奧希昂里斯發(fā)現(xiàn)，如果MeCp2發(fā)生突變，就只能結(jié)合第5堿基，而不能結(jié)合第6堿基。此時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致雷特綜合征的發(fā)病，并讓患者產(chǎn)生輕微的認(rèn)知和語言能力的下降。

期待深入了解基因音符

人和動(dòng)物基因中的堿基或基因音符是否只有6種呢？現(xiàn)在尚不會(huì)有明確答案，但是，就現(xiàn)有的6種基因音符來看，有可能以它們?yōu)榛A(chǔ)開發(fā)出診斷疾病和表現(xiàn)生命特征的基因音樂。因?yàn)?，在?和第6堿基出現(xiàn)較多或反復(fù)出現(xiàn)的地方，基因音樂肯定是不一樣的。

首先是，美妙動(dòng)聽的音樂是與健康細(xì)胞的基因中的堿基正常而有規(guī)律的排序相關(guān)。過去有研究人員按英語的習(xí)慣把四個(gè)堿基T、G、A、C分別對(duì)應(yīng)為3（mi）、4（fa）、5（sol）、ī（do，高音），由此譜出的胰島素基因的樂曲優(yōu)美迷人，其旋律就像《幸福勤勞》那樣動(dòng)聽。既如此，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了第5和第6堿基（音符），就有可能按照這6個(gè)基因音符來譜出更為復(fù)雜和組合更廣泛的音樂，而且這樣的音樂也可能更為優(yōu)美動(dòng)聽。

另一方面，如果人們患病，如癌癥，而癌細(xì)胞是不正常的細(xì)胞，其中的6個(gè)堿基的分布就有可能打破正常的規(guī)律和程序，就如同雷特綜合征患者的細(xì)胞中只出現(xiàn)第5堿基，而沒有出現(xiàn)第6堿基一樣。在沒有第6堿基這個(gè)音符時(shí)，譜出的樂曲就顯然不如正常人既有第5堿基（音符），又有第6堿基（音符）所譜出的樂曲那么動(dòng)聽。

篇6

1精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)現(xiàn)狀

2015年1月20日，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬在國(guó)情咨文演講提出“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃”，并于當(dāng)月30日宣布啟動(dòng)該計(jì)劃。我國(guó)政府也啟動(dòng)了相關(guān)的規(guī)劃部署，如：科技部組織成立了國(guó)家精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略專家委員會(huì)，決定在2030年之前投資600億元人民幣用于此項(xiàng)研究；國(guó)家衛(wèi)計(jì)委和科技部又組織召開了精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)專家研討會(huì)，研討精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究計(jì)劃的實(shí)施原則、目標(biāo)及重點(diǎn)內(nèi)容。目前，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的實(shí)施和應(yīng)用主要集中在惡性腫瘤領(lǐng)域，且已取得了突破性進(jìn)展，尤其在肺癌、乳腺癌等方面，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭。但精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的癌癥研究也有很多阻力，如難以解釋的耐藥性、腫瘤組織的時(shí)空異質(zhì)性、療效評(píng)估體系的不完善以及腫瘤復(fù)發(fā)因素的復(fù)雜性等[4]，在其他領(lǐng)域的應(yīng)用更有待于進(jìn)一步探索。調(diào)查顯示，目前國(guó)內(nèi)臨床醫(yī)生對(duì)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念普遍缺乏深刻了解[4]，醫(yī)學(xué)教育中加強(qiáng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念的傳播成為時(shí)代提出的新要求?；诂F(xiàn)行醫(yī)學(xué)本科及研究生教學(xué)體系中尚未涉及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的專門課程，理論教學(xué)中，授課老師應(yīng)結(jié)合本專業(yè)課程，積極傳播精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念；臨床實(shí)踐教學(xué)中，適時(shí)實(shí)施個(gè)體化診療方案，促進(jìn)精準(zhǔn)診療技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

2醫(yī)學(xué)教育措施

2.1改革教育格局，優(yōu)化教育體系

在傳統(tǒng)醫(yī)療體系中，對(duì)疾病的診療過程主要依靠臨床癥狀、體格檢查、影像學(xué)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)室檢查等內(nèi)容，由此導(dǎo)致我國(guó)臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)體系側(cè)重于解剖、生理、生化、病理及藥理等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與內(nèi)科、外科、婦產(chǎn)科及兒科等臨床醫(yī)學(xué)的培養(yǎng)。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)本質(zhì)是應(yīng)用現(xiàn)代遺傳技術(shù)、分子影像技術(shù)、生物信息技術(shù)結(jié)合患者生活環(huán)境和臨床大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的診斷與治療，制定具有個(gè)性化的疾病預(yù)防和治療方案。因此，精準(zhǔn)醫(yī)療體系在傳統(tǒng)醫(yī)療的基礎(chǔ)上還涉及如何采用測(cè)序、熒光定量PCR、熒光原位雜交（FISH）等技術(shù)分析疾病發(fā)生的分子生物學(xué)本質(zhì)；如何根據(jù)疾病的分子分型針對(duì)性地選擇靶向藥物；如何利用多維數(shù)據(jù)去揭示疾病的病理生理狀態(tài)。顯然，傳統(tǒng)的教育體系已不適應(yīng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展需求。在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)體系下，醫(yī)學(xué)生培養(yǎng)內(nèi)容除了涉及基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)化學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)、信息學(xué)、分子生物學(xué)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等交叉領(lǐng)域的培養(yǎng)，建立適合精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的教育體系。

2.2加強(qiáng)學(xué)科交叉，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神

目前占主導(dǎo)地位的醫(yī)學(xué)模式是循證醫(yī)學(xué)，循證醫(yī)學(xué)是遵循科學(xué)證據(jù)的臨床醫(yī)學(xué)。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)依然是遵循科學(xué)證據(jù)的臨床醫(yī)學(xué)，而且其對(duì)科學(xué)證據(jù)的要求更全面、更深入，因此，可以說精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是循證醫(yī)學(xué)的升華。但精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)關(guān)注的不再是疾病本身，而是患者本人，其核心理念是“個(gè)體化”，即通過對(duì)患者進(jìn)行全面、深入的分析和綜合判斷，盡可能認(rèn)識(shí)和把握疾病的分子生物學(xué)本質(zhì)，定制出針對(duì)患者個(gè)體的一套診療方案[5]?；诩膊〉膹?fù)雜性和各個(gè)學(xué)科的專業(yè)局限性，單獨(dú)一個(gè)學(xué)科很難全面、深入地認(rèn)識(shí)和把握疾病復(fù)雜的病理現(xiàn)象，這就要求不同學(xué)科之間加強(qiáng)合作，建立多學(xué)科聯(lián)合診療模式。未來醫(yī)學(xué)將更加重視“環(huán)境—社會(huì)—心理—工程—生物”醫(yī)學(xué)模式，因此，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的突破性進(jìn)展不單單依靠醫(yī)學(xué)內(nèi)部多學(xué)科的交叉，亦有賴于醫(yī)學(xué)與生物學(xué)、工學(xué)等學(xué)科的結(jié)合?；谶@種背景下，我們的醫(yī)學(xué)教育必須讓每位醫(yī)學(xué)生、醫(yī)務(wù)人員認(rèn)識(shí)到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是一個(gè)多學(xué)科交融的新興醫(yī)學(xué)發(fā)展領(lǐng)域，提倡團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)精神，培養(yǎng)與其他學(xué)科的合作意識(shí)，這樣才能有效打破技術(shù)壁壘，融合多元數(shù)據(jù)，達(dá)到資源共享的目的。

2.3加強(qiáng)科研意識(shí)和創(chuàng)新思維培養(yǎng)

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要有：①疾病防控體系研發(fā)：積極開發(fā)前瞻性的、探索性的疾病預(yù)防體系，建立個(gè)體化疾病預(yù)防模式，以期達(dá)到治病于未病、防病于未然的目標(biāo)。②分子診斷體系的完善：分子診斷是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的重要基石，其研究?jī)?nèi)容涉及基因組、表觀遺傳組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和代謝組等多個(gè)層面，研究目標(biāo)旨在發(fā)現(xiàn)在臨床診療過程能發(fā)揮指導(dǎo)和參考作用的生物標(biāo)志物，如：一些與疾病關(guān)聯(lián)性、特異性強(qiáng)的標(biāo)志物，可以用于疾病的篩查、早期診斷及復(fù)發(fā)監(jiān)控；一些與藥物療效密相關(guān)的標(biāo)志物，可以作為指導(dǎo)個(gè)體化用藥的參考和依據(jù)；一些反映疾病預(yù)后的標(biāo)志物，可用于疾病預(yù)后和轉(zhuǎn)歸的預(yù)測(cè)。③分子影像學(xué)技術(shù)研究：包括研發(fā)分子標(biāo)志物為指導(dǎo)的MRI、CT、超聲等多模態(tài)圖像融合技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)或無創(chuàng)的精準(zhǔn)診斷。④臨床精準(zhǔn)醫(yī)療研究：精準(zhǔn)醫(yī)療的核心即治療方案的“個(gè)體化”，以患者分子診斷結(jié)果、個(gè)人全面信息、影像學(xué)以及大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果為依據(jù)，選擇個(gè)體化的治療方案，通過開展回顧性及前瞻性的臨床研究，全面評(píng)估精準(zhǔn)治療方案的療效、優(yōu)勢(shì)和不足，作為開展精準(zhǔn)治療的循證醫(yī)學(xué)依據(jù)[6]。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展離不開人類基因組測(cè)序技術(shù)的革新，生物信息學(xué)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的進(jìn)步；亦有賴于生物芯片技術(shù)、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)、代謝組學(xué)技術(shù)、分子影像、微創(chuàng)等生物醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展。因此，對(duì)我國(guó)醫(yī)療技術(shù)的創(chuàng)新提出了更高的要求。因此，醫(yī)學(xué)教育中除了讓廣大醫(yī)學(xué)生及醫(yī)務(wù)工作者意識(shí)到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的戰(zhàn)略地位外，更要讓他們充分意識(shí)到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)目前正處于發(fā)展階段，整個(gè)精準(zhǔn)診療體系的各個(gè)環(huán)節(jié)尚有待于進(jìn)一步發(fā)展和完善，充分調(diào)動(dòng)廣大醫(yī)學(xué)生及臨床醫(yī)務(wù)工作者的創(chuàng)新意識(shí)和研究熱情，積極營(yíng)造濃厚的科研氛圍。同時(shí)各大醫(yī)學(xué)院校、醫(yī)療機(jī)構(gòu)出臺(tái)相關(guān)支持政策，并加大精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究平臺(tái)建設(shè)，為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供可靠的支撐。

3結(jié)語

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)將改變?nèi)藗儗?duì)疾病的認(rèn)知水平，并使疾病的分類、診斷、治療及后續(xù)健康管理等各個(gè)環(huán)節(jié)的指南和規(guī)范發(fā)生革命性的變化，這對(duì)我國(guó)醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)和梯隊(duì)建設(shè)，科研環(huán)境的支撐都提出了新要求。醫(yī)學(xué)教育應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需求，加強(qiáng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念傳輸，優(yōu)化醫(yī)學(xué)教育體系，加強(qiáng)學(xué)科交叉培養(yǎng)，灌輸團(tuán)隊(duì)精神，激發(fā)科研和創(chuàng)新意識(shí)，深化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)人才的培育，以期促進(jìn)我國(guó)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的健康發(fā)展。

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篇7

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；課程教學(xué)；改革研究；創(chuàng)新生物學(xué)人才

分子生物學(xué)的目標(biāo)是在分子水平上闡明細(xì)胞活動(dòng)的規(guī)律，從而揭示生命的本質(zhì)[1]。雖然它在生物類專業(yè)課程體系中充當(dāng)著重要角色，對(duì)生命科學(xué)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，但是分子生物學(xué)的教學(xué)卻因?yàn)檎n程內(nèi)容多，學(xué)科交叉廣，理解難度高，信息量大，知識(shí)更新快而使教學(xué)效果差強(qiáng)人意，集中表現(xiàn)為教師授課難和學(xué)生學(xué)習(xí)難。這種現(xiàn)狀不但困擾著老師和同學(xué)，也與大學(xué)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)不相適應(yīng)。如何克服分子生物學(xué)課堂教學(xué)的“瓶頸”？本人在從事十多年的分子生物學(xué)教學(xué)過程中，努力研究和探索多種形式的教學(xué)改革，力求提升教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

一、教學(xué)內(nèi)容的合理組織

分子生物學(xué)的教學(xué)除了選用好的教材，制定完善的教學(xué)大綱，如何組織教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)的一個(gè)非常重要環(huán)節(jié)[2]。教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生的應(yīng)該是完整、清晰的、有層次、條理的知識(shí)。我們?cè)诮M織教學(xué)的過程中，首先從提高自身學(xué)科素養(yǎng)著手。“一本教材書，數(shù)種參考書”，除分子生物學(xué)國(guó)內(nèi)、國(guó)外各類版本外，與分子生物學(xué)相互交叉和滲透的其他學(xué)科，如細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)，我們也都進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和強(qiáng)化，不斷夯實(shí)專業(yè)知識(shí)、拓展專業(yè)領(lǐng)域，基本構(gòu)建了分子生物學(xué)完整的知識(shí)體系，具備了對(duì)教材處理的前提。既避免了教學(xué)中各學(xué)科的重復(fù)，也進(jìn)一步凝練了知識(shí)。此外，我們還通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)向全國(guó)優(yōu)秀教師學(xué)習(xí)，在不斷的探索中總結(jié)出了教學(xué)內(nèi)容合理組織的一些思路。1.思維導(dǎo)學(xué)模式。在DNA復(fù)制教學(xué)環(huán)節(jié)，知識(shí)點(diǎn)多，并且較分散，很容易在教學(xué)中造成學(xué)習(xí)困難和知識(shí)混淆的現(xiàn)象，針對(duì)這章教學(xué)的特點(diǎn)，我們采用了思維導(dǎo)學(xué)模式，收到了非常好的教學(xué)效果。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)解讀。本科教學(xué)形式多樣化，也更提倡學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，但并不是淡化了教師的教學(xué)，反而對(duì)教師提出了更高的要求[3]。教師必須圍繞每堂課的教學(xué)目的，合理組織和引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。比如在講解染色體端粒末端修復(fù)機(jī)制中，教師首先要從教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)中梳理出重點(diǎn)。染色體端粒末端修復(fù)機(jī)制的知識(shí)點(diǎn)包括：（1）引物切除造成的遺傳信息缺失；（2）端粒末端的特點(diǎn)；（3）體細(xì)胞和性細(xì)胞末端修復(fù)機(jī)制的不同；（4）DNA結(jié)構(gòu)的變化；（5）端粒酶的修復(fù)機(jī)制。梳理知識(shí)點(diǎn)后，總結(jié)教學(xué)重點(diǎn)：一是引物切除后損傷修復(fù)在體細(xì)胞和性細(xì)胞中的不同；二是四鏈DNA結(jié)構(gòu)；三是端粒酶的修復(fù)機(jī)制。其中端粒酶修復(fù)機(jī)制的講授是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。難點(diǎn)集中在端粒酶的性質(zhì)和修復(fù)發(fā)生的過程。經(jīng)過對(duì)教學(xué)內(nèi)容中重點(diǎn)和難點(diǎn)的準(zhǔn)確把握和合理組織，教師才能在課堂教學(xué)中突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，讓學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)無障礙。

二、教學(xué)方法和手段的改進(jìn)

教學(xué)方法的推陳出新，是教學(xué)改革的重要內(nèi)容[4]。為發(fā)揮學(xué)生作為教學(xué)主體的能動(dòng)性，我們根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置了啟發(fā)式、聯(lián)想式、探究式等多種教學(xué)方法[5]，讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中，不僅活躍了課堂氣氛，而且在分享知識(shí)的同時(shí)，更注重教會(huì)學(xué)生靈活掌握學(xué)習(xí)的方法。

1.啟發(fā)式教學(xué)。啟發(fā)的目的在于舉一反三，觸類旁通。針對(duì)每一次的課堂教學(xué)，設(shè)計(jì)一些拋磚引玉的問題，供學(xué)生思考與討論，這成為了分子生物學(xué)理論教學(xué)的重要組成部分。如進(jìn)行到真核生物基因表達(dá)調(diào)控學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，提出甲基化修飾的生物學(xué)意義，這個(gè)問題覆蓋范圍廣，涉及到了DNA復(fù)制的調(diào)節(jié)、蛋白質(zhì)和DNA甲基化修飾對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控，以及Epigenetic（表觀遺傳學(xué)）方面的知識(shí)。通過提出問題—討論分析—不斷啟發(fā)—再討論分析—?dú)w納總結(jié)—解決問題這一系列的互動(dòng)教學(xué)活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，在不斷的討論分析中通過展示不同的思維、發(fā)表各自的觀點(diǎn)，不但有利于促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，而且有利于學(xué)生通過對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的消化、理解來達(dá)到理論的升華、拓展[4]。

2.聯(lián)想式教學(xué)。分子生物學(xué)是在生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來[6]，因此知識(shí)相互交叉、相互滲透。在授課的過程中，教師一方面要避免重復(fù)，一方面要通過聯(lián)想知識(shí)點(diǎn)適時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移能力和整合能力。如在講解化學(xué)修飾對(duì)基因的表達(dá)調(diào)控時(shí)，將細(xì)胞生物學(xué)中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生了解基因表達(dá)調(diào)控對(duì)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用機(jī)制。

3.探究式教學(xué)。在分子生物學(xué)教學(xué)中，每一個(gè)理論知識(shí)的背后都是科學(xué)研究的重大突破。如確定遺傳物質(zhì)是DNA的兩大經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，我們以探究的形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，到結(jié)果顯示，再經(jīng)過討論分析并得出結(jié)論，以課題研究的角度，研究人員的身份引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)角色，將學(xué)科概念、理論產(chǎn)生的起因和過程展示給學(xué)生，啟發(fā)學(xué)生努力探索，走近科學(xué)，讓學(xué)生從中領(lǐng)悟知識(shí)形成的探究性和科學(xué)性，逐漸培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和能力的高素質(zhì)研究型人才。4.多媒體多樣化教學(xué)。分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容具有微觀性、復(fù)雜性、抽象性和動(dòng)態(tài)性。傳統(tǒng)的教學(xué)手段無法滿足教學(xué)的需求，而多媒體技術(shù)則具有聲像俱佳、動(dòng)靜皆宜的特點(diǎn)[7]，是傳統(tǒng)教學(xué)無法比擬的。多年來我們不斷補(bǔ)充和完善教學(xué)手段，逐漸形成了獨(dú)具特色的多媒體教學(xué)課件。多媒體圖像處理清晰直觀，文字表述簡(jiǎn)潔明了、主題突出。課件中的圖像來源于國(guó)內(nèi)外的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)。如講述DNA半保留復(fù)制機(jī)理時(shí)[8]，首先將DNA可能存在的幾種復(fù)制方式用圖像展現(xiàn)，并利用Meselson和Stahl設(shè)計(jì)的DNA復(fù)制同位素示蹤實(shí)驗(yàn)和密度梯度離心實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證，引導(dǎo)學(xué)生明確掌握DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，并結(jié)合文字，通過圖文并茂的多媒體課件，將教學(xué)內(nèi)容中的背景知識(shí)、基本概念、基本理論，以及靜態(tài)、抽象的微觀知識(shí)清晰講解。多媒體課件動(dòng)靜結(jié)合、聲像互動(dòng)。對(duì)于生命過程中動(dòng)態(tài)的知識(shí)點(diǎn)，比如DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的翻譯過程，可以將這些復(fù)雜的生命過程利用多媒體手段做成動(dòng)畫并配以文字和聲像，形象直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，既加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，也提高了其學(xué)習(xí)效率。

三、知識(shí)領(lǐng)域的拓展

分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容除包含基礎(chǔ)理論知識(shí)外，還有大量理論應(yīng)用的研究方法部分。我們?cè)诮虒W(xué)中不僅僅將知識(shí)局限在教材中，利用課堂教學(xué)不斷引導(dǎo)學(xué)生去了解本學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)、最新進(jìn)展、發(fā)展趨勢(shì)[8]，以及生物技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用。

1.專題講座與專題討論。專題講座是教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，自己組織參考資料對(duì)教學(xué)內(nèi)容的延伸與拓展。比如在講授“SNP技術(shù)”時(shí)，先從遺傳標(biāo)記分析的發(fā)展著手，把一代、二代的標(biāo)記分析做知識(shí)性的回顧，再將納入教材的第三代標(biāo)記分析“SNP”做詳細(xì)的講解，引導(dǎo)大家理解什么是單核苷酸多態(tài)性，核苷酸多態(tài)性研究的生物學(xué)意義以及在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、畜牧等多種領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用。通過這種方式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲，也使教師不斷地進(jìn)行知識(shí)的更新，及時(shí)了解本學(xué)科當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)、研究的熱點(diǎn)以及爭(zhēng)論的問題。專題討論則是以學(xué)生為主體，根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容，組織學(xué)生就某一個(gè)專題自行查閱、組織文獻(xiàn)資料，并在課堂上展開討論[9]。比如在講授基因重組的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，設(shè)計(jì)“轉(zhuǎn)基因的利與弊”供學(xué)生討論。引導(dǎo)學(xué)生思考基因工程藥物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物對(duì)社會(huì)產(chǎn)生的巨大影響，讓知識(shí)離開課本走進(jìn)生活，從而喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和探索未知領(lǐng)域的欲望。這不僅使學(xué)生更加深入、系統(tǒng)地理解所學(xué)知識(shí)，并且培養(yǎng)了學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力[10]。

2.生物信息技術(shù)與數(shù)據(jù)庫。生物信息技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為分子生物學(xué)研究方法中不可分割的一部分，比如在“PCR技術(shù)”的專題講座中，不僅要對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、操作以及?yīng)用進(jìn)行講解，還要特別對(duì)引物設(shè)計(jì)的生物信息技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充，介紹學(xué)生對(duì)一些常規(guī)的生物信息技術(shù)軟件Primer6.0、DNAman、Olig6.0、DNAS-tar、Cluster等有一個(gè)基本的認(rèn)知度。在整個(gè)分子生物學(xué)的教學(xué)中，學(xué)生需要自行查閱和組織各種文獻(xiàn)資料，因此，必須特別強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)資源運(yùn)用的重要性。教師通過介紹中國(guó)知網(wǎng)、維普、清華同方、NCBI等幾個(gè)常用資源庫，使學(xué)生了解如何利用資源庫進(jìn)行查詢，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)資源的熟練應(yīng)用使學(xué)生的知識(shí)體系得以完善，學(xué)生通過自身的努力來提高信息收集和辨別的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。

四、教學(xué)改革中應(yīng)該注意的問題

1.教師的專業(yè)修養(yǎng)與教學(xué)基本功。教師在教學(xué)中具有雙重身份，既是一名導(dǎo)演，又是一名演員。作為導(dǎo)演，首先需要有最新的教學(xué)理念，整個(gè)教學(xué)過程中適時(shí)設(shè)問、適時(shí)討論、適時(shí)啟發(fā)。其次要有較強(qiáng)的課堂組織能力，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，把握課堂節(jié)奏，調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)激情，使教學(xué)有的放矢。否則會(huì)在教學(xué)中出現(xiàn)“啟而不發(fā)”和論證條理不清的現(xiàn)象；作為演員，還要有良好的課程駕馭能力，通過教師扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)、廣泛的認(rèn)知領(lǐng)域、全面的知識(shí)結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)給學(xué)生的是一個(gè)豐盛的知識(shí)大餐，而不是一鍋夾生飯。因此作為教師，必須從理論水平、科研水平、思維水平這3個(gè)方面提高教師自身的專業(yè)素質(zhì)，此外，還要掌握適合自己的各項(xiàng)教學(xué)技能。

2.多媒體教學(xué)的合理應(yīng)用。多媒體教學(xué)只是一種提高教學(xué)效果的輔助手段，是為教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù)的，只有運(yùn)用合理才可能達(dá)到好的效果。因此盡量避免在多媒體教學(xué)課件上出現(xiàn)過多的文字，否則多媒體成了教學(xué)活動(dòng)中的主體，老師由照本宣科轉(zhuǎn)變?yōu)榘缪莘庞硢T和播音員的角色。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果也就適得其反。多媒體和傳統(tǒng)教學(xué)只有合理地結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能在課堂教學(xué)中體現(xiàn)出其真正的價(jià)值?？傊?，教學(xué)改革的目標(biāo)是幫助學(xué)生建立學(xué)科知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，提升學(xué)生后繼學(xué)習(xí)的能力。正如葉圣陶先生所說：“教師的教學(xué)，不在于給學(xué)生搬去可以致富的金子。而在于給學(xué)生點(diǎn)金的指頭?！蹦壳埃覀冴P(guān)于分子生物學(xué)課堂教學(xué)改革還處于不斷探索和實(shí)踐階段，除了需要不斷地提高教師自身的學(xué)科修養(yǎng)和科研素質(zhì)外，也以“夯實(shí)基礎(chǔ)、拓展知識(shí)、增強(qiáng)能力、提高素質(zhì)”[8]作為教學(xué)的目的和人才培養(yǎng)目標(biāo)，努力在今后把教學(xué)工作開展得更加有生有色，為社會(huì)培養(yǎng)更多高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。

作者:武曉英 喬宏萍 張猛 吳麗華 郝雪峰 單位:太原師范學(xué)院

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篇8

1.1用組織培養(yǎng)的方法篩選耐鹽堿水稻突變體的研究吉林省西部有大量的鹽堿地，為充分挖掘西部鹽堿地水稻產(chǎn)量潛力，選育耐鹽堿的水稻新材料也是吉林省水稻工作的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。延邊大學(xué)林延玉通過逐步提高培養(yǎng)基pH值的方法，對(duì)長(zhǎng)白9號(hào)、珍富19、通35、延農(nóng)1號(hào)等4個(gè)水稻品種進(jìn)行愈傷組織的耐鹽堿突變體篩選。研究表明，珍富19的愈傷組織出愈率、出苗率、存活率以及農(nóng)藝性狀等方面均要優(yōu)于其它3個(gè)品種，其再生植株耐鹽堿性優(yōu)于原品種種子植株。再生植株耐鹽堿性與愈傷組織耐鹽堿性有一定的關(guān)系，但也有一些差異。在種子萌發(fā)期，長(zhǎng)白9號(hào)再生植株當(dāng)代種子耐鹽堿性優(yōu)于原品種種子，而再生植株當(dāng)代種子2葉期幼苗耐鹽堿性不如原品種種子植株的2葉期幼苗，通35則相反。同時(shí)，對(duì)再生植株鹽堿鑒定條件也進(jìn)行了研究。研究表明，種子萌發(fā)時(shí)期用19000mg/kg的NaHCO3溶液來進(jìn)行，2葉期幼苗用16000mg/kg的NaHCO3溶液來進(jìn)行，則鑒定效果較好。

1.2水稻耐冷突變體細(xì)胞系及其無性系研究吉林省作為東北粳稻主產(chǎn)區(qū)，每隔4～5年都會(huì)經(jīng)歷一次低溫冷害，對(duì)吉林省粳稻的穩(wěn)定生產(chǎn)造成一定影響。針對(duì)于此，吉林省農(nóng)科院水稻所開展了水稻耐冷組培研究。金潤(rùn)洲等1986年在來自粳稻種胚的愈傷組織中，用-3℃處理15～20d的方法，經(jīng)多次選擇，獲得過耐冷愈傷組織系，但沒有分化出再生植株。金潤(rùn)洲等將來自粳稻11個(gè)品種幼穗的愈傷組織，在15℃下繼代培養(yǎng)，每隔5d調(diào)查愈傷組織塊的直徑，發(fā)現(xiàn)在15℃冷溫下，第15～30d的愈傷組織凈生長(zhǎng)量與供體品種孕穗期的耐冷性呈顯著的正相關(guān)。其中第25天的相關(guān)系數(shù)最大，達(dá)到1%極顯著水平(0.757**)。因此，提議在15℃下培養(yǎng)25d的愈傷組織凈生長(zhǎng)量作為鑒定愈傷組織耐冷性的指標(biāo)，在15℃下培養(yǎng)25d的方法，作為愈傷組織耐冷性的鑒定方法及選擇技術(shù)。用這種方法，經(jīng)多次重復(fù)選擇，獲得了耐冷愈傷組織及其再生植株。同時(shí)，金潤(rùn)洲等探討了氯酸鉀、聚乙二醇(PEG)、升汞等化學(xué)物質(zhì)對(duì)愈傷組織生長(zhǎng)的影響及其與品種耐冷性的關(guān)系。結(jié)果，在含有0.4%氯酸鉀的培養(yǎng)基上4個(gè)耐冷品種的愈傷組織35d后的平均凈生長(zhǎng)量明顯大于5個(gè)敏感品種的平均值，大塊率(>5mm的愈傷組織塊占供試總塊數(shù)中的百分比)達(dá)39.3%，比敏感品種高3.7倍。說明來自耐冷品種的愈傷組織抗毒性明顯高于來自敏感品種的愈傷組織。1988年金潤(rùn)洲等對(duì)未作任何因子處理的培養(yǎng)基中獲得的體細(xì)胞無性系自交二代(R2)進(jìn)行了孕穗期耐冷性鑒定試驗(yàn)，首次獲得了耐冷性明顯超親的體細(xì)胞無性系26份，首次證明了組織培養(yǎng)本身就是一種有效的耐冷性誘變技術(shù)。同時(shí)，從愈傷組織的生長(zhǎng)量和綠苗分化率兩個(gè)方面對(duì)耐冷性的遺傳穩(wěn)定性也進(jìn)行了相關(guān)研究。愈傷組織的生長(zhǎng)量:1987年金潤(rùn)洲選用來自粳稻品種秋光(愈傷組織生長(zhǎng)慢)和吉粳44號(hào)(生長(zhǎng)快)種胚的愈傷組織，連續(xù)培養(yǎng)4代(每代30d)。結(jié)果無論在哪一個(gè)世代，生長(zhǎng)快的吉粳44愈傷組織大塊率(在供試的愈傷組織總塊數(shù)中，直徑>8mm的塊所占的百分比)總是多于生長(zhǎng)慢的秋光愈傷組織。在另一組試驗(yàn)中，在15℃培養(yǎng)溫度下來自11個(gè)粳稻品種幼穗的愈傷組織生長(zhǎng)量與供體品種孕穗期的耐冷性呈極顯著的正相關(guān)。即來自耐冷品種的愈傷組織生長(zhǎng)量明顯大于來自不耐冷品種的愈傷組織生長(zhǎng)量。說明愈傷組織生長(zhǎng)量是與品種耐冷性有相關(guān)性的相對(duì)穩(wěn)定的遺傳性狀。綠苗分化率:金潤(rùn)洲的試驗(yàn)結(jié)果，來自幼穗的愈傷組織綠苗分化率與供體品種的孕穗期耐冷性呈顯著的正相關(guān)。即品種耐冷性越強(qiáng)，其愈傷組織的綠苗分化率則越高。從雜種一代的綠苗分化率來看，在供試的6個(gè)雜交組合中5個(gè)組織的雜種一代綠苗分化率明顯高于不耐冷親本的綠苗分化率，相等或稍高于耐冷親本。認(rèn)為綠苗分化率是受顯性基因控制的較穩(wěn)定的遺傳性狀。

2分子標(biāo)記技術(shù)研究

2.1分子標(biāo)記輔助育種和種質(zhì)漸滲研究利用基因組特異性分子標(biāo)記可以檢測(cè)和促進(jìn)有利基因從水稻野生種或其它物種向水稻栽培種的漸滲。樸亨茂等將菰等植物的DNA通過花粉管通道法導(dǎo)入水稻中，后代材料中獲得了多個(gè)具有優(yōu)良特性的水稻材料。然而菰遺傳物質(zhì)漸滲給水稻的直接證據(jù)缺乏。劉振蘭等以菰和水稻的基因組DNA為探針，通過點(diǎn)雜交，獲得了2個(gè)菰物種?；疍NA序列。并以這兩個(gè)序列為探針，與漸滲雜交系進(jìn)行雜交分析，分析結(jié)果為菰導(dǎo)入水稻提供了確鑿的證據(jù)。初秀成等將柳葉菜科植物月見草(Oenotherabiennis)導(dǎo)入水稻品種通育211中，對(duì)D3-6代中代表性變異材料進(jìn)行了AFLP分子標(biāo)記分析，證明月見草的花粉介入確定使受體水稻在DNA分子水平上產(chǎn)生了大量的變異，但要確證這些材料中是否含有直接來自月見草的遺傳物質(zhì)，還需要進(jìn)行更深入的分子分析。

2.2遺傳連鎖圖譜的繪制利用分子標(biāo)記可繪制遺傳連鎖圖譜，用于重要農(nóng)藝性狀基因在染色體上的定位。祁棟靈等以粳粳交“高產(chǎn)106/長(zhǎng)白9號(hào)”的F2-3代200個(gè)家系為作圖群體，以SSR標(biāo)記構(gòu)建的分子連鎖圖譜為基礎(chǔ)，對(duì)水稻幼苗前期的根數(shù)、根長(zhǎng)和苗高及其相對(duì)堿害率進(jìn)行了數(shù)量性狀基因座(QTL)的檢測(cè)。研究表明，上述性狀在F3家系群中均表現(xiàn)為具有1～2個(gè)峰的連續(xù)分布，認(rèn)為由主效基因和微效基因共同控制的數(shù)量性狀。共檢測(cè)到與堿脅迫下幼苗前期根數(shù)、根長(zhǎng)和苗高及其相對(duì)堿害率相關(guān)的QTL26個(gè)，分布于第1、5、6、7、8、9和11染色體上。其中，堿脅迫下與根數(shù)相關(guān)的QTL4個(gè)，qRN6-1和qRN11對(duì)表型變異的解釋率較大，分別為29.91%和13.42%；與根數(shù)相對(duì)堿害相關(guān)的QTL5個(gè)，qRRN11-2對(duì)表型變異的解釋率較大，為23.86%；與根長(zhǎng)相關(guān)的QTL6個(gè)，QR-RL11-2對(duì)表型變異的解釋率較大，為21.06%；與根長(zhǎng)相對(duì)堿害率相關(guān)的QTL2個(gè)，但對(duì)表型變異的解釋率均較低；與苗高相關(guān)的QTL5個(gè)，QSH1和QSH11-2對(duì)表型變異的解釋率較大，分別為15.81%和16.53%；與苗高相對(duì)堿害率相關(guān)的QTL4個(gè)，QRSH5和QRSH6-2對(duì)表型變異的解釋率分別為29.89%和34.63%。而這些解釋率較大的QTL所處的標(biāo)記區(qū)間距離，除QRN6-1相對(duì)較小(19.0cM)外，其余QTL的標(biāo)記區(qū)間距離均大于26.3cM，需作進(jìn)一步的精細(xì)定位。在所檢測(cè)到的QTL中，13個(gè)QTL的增效等位基因均來自耐堿親本長(zhǎng)白9號(hào)，而其余QTL的增效等位基因來自敏堿親本高產(chǎn)106；基因的主要作用方式為超顯性或部分顯性。

3轉(zhuǎn)基因研究

3.1抗病轉(zhuǎn)基因研究抗病轉(zhuǎn)基因研究一直是水稻轉(zhuǎn)基因研究的重點(diǎn)。林春晶等將溶菌酶基因通過基因槍轟擊法轉(zhuǎn)入水稻品種超產(chǎn)2號(hào)和豐優(yōu)201中，R1代群體材料中轉(zhuǎn)基因植株的發(fā)病指數(shù)要低于對(duì)照，外源基因的轉(zhuǎn)入提高了水稻植株對(duì)稻瘟病的抗性水平。于彥春利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，將兩個(gè)抗白葉枯病基因CECROPINB和XA21導(dǎo)入水稻品種JY119株系，獲得了這兩個(gè)基因的單獨(dú)和共表達(dá)后的植株。接種3個(gè)不同白葉枯病菌后觀察轉(zhuǎn)基因植株與對(duì)照J(rèn)Y119株系發(fā)現(xiàn)，不論是單基因轉(zhuǎn)化，還是共轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)基因植株均表現(xiàn)為比較明顯的抗性。從接種后發(fā)病的病斑長(zhǎng)度來看，共轉(zhuǎn)化植株產(chǎn)生高抗白葉枯病的可能性要大于轉(zhuǎn)單抗白葉枯病基因材料。劉雪輝將浙江大學(xué)獲得的轉(zhuǎn)RCH10和AGLU1基因的抗紋枯病株系的遺傳穩(wěn)定性及抗病性進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，在T6代中，NPTII基因全部得到保留，而15%的植株發(fā)生RCH10基因或AGLU1基因的丟失，其中1株被檢植株甚至丟失了RCH10和AGLU1雙基因。保留RCH10和AGLU1雙基因的T6轉(zhuǎn)基因植株在接種紋枯病菌后抗性均高于野生稻。劉瑞芳利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將水稻轉(zhuǎn)核糖體失活蛋白基因?qū)胨酒贩N豐優(yōu)307、富源4號(hào)和吉粳88中，獲得抗性苗32株。采用離體葉片接種法對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行初步稻瘟病抗性鑒定，發(fā)現(xiàn)外源基因的轉(zhuǎn)入提高了水稻植株對(duì)稻瘟病的抗性水平。

3.2抗蟲轉(zhuǎn)基因研究林秀峰等利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，將蘇云金桿菌素毒蛋白基因CRYIA和半夏凝集素(PINELLI-ATERNATAAGGLUTININ，PTA)基因轉(zhuǎn)入水稻品種吉粳81、吉粳88和通887中，用除草劑草丁膦(PPT)篩選得到轉(zhuǎn)基因植株25株。水稻二化螟接蟲鑒定結(jié)果表明，23株轉(zhuǎn)基因植株抗蟲性比對(duì)照明顯提高，2株表現(xiàn)感蟲?？傮w來講，轉(zhuǎn)基因水稻比對(duì)照的抗蟲性明顯提高。

3.3抗除草劑轉(zhuǎn)基因研究王景余等應(yīng)用基因槍法將抗除草劑基因(BAR)導(dǎo)入吉林省主栽水稻品種長(zhǎng)白8號(hào)中，獲得了抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻植株。除草劑葉片涂布試驗(yàn)，有3個(gè)轉(zhuǎn)基因水稻植株仍為綠色，表現(xiàn)對(duì)Basta除草劑有抗性，說明在陽性轉(zhuǎn)基因植株中抗除草劑基因整合到水稻基因組中并得到表達(dá)，使轉(zhuǎn)基因水稻植株產(chǎn)生抗性。

3.4生物反應(yīng)器植物生物反應(yīng)器是指利用植物懸浮細(xì)胞培養(yǎng)或整株植物為工廠生產(chǎn)具有重要功能的蛋白質(zhì)，如：人或動(dòng)物的疫苗、抗體、重要的氨基酸、具有重要藥用價(jià)值的蛋白或食品添加劑、工業(yè)原料的植物次生代謝產(chǎn)物等。目前，以水稻作為生物反應(yīng)器在生產(chǎn)疫苗、工業(yè)酶制劑和工業(yè)可降解塑料及一些重要的藥用蛋白等研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展。張秀香以鸚鵡熱衣原保護(hù)性抗原基因momp基因和大腸桿菌熱不穩(wěn)定腸毒素B亞單位ltb基因?yàn)檠芯繉?duì)象，分別構(gòu)建了表達(dá)MOMP基因和LTB-MOMP融合蛋白的原核表達(dá)載體，通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，將ltb-momp融合基因?qū)胨局仓曛?，通過抗性篩選及整合性鑒定，證明獲得了表達(dá)LTB-MOMP融合蛋白的轉(zhuǎn)基因水稻植株。維生素A(VA)是人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素，人體不能合成類胡蘿卜素，主要依賴飲食中類胡蘿卜素的供應(yīng)，其中β-胡蘿卜素是其主要前體。目前為止，還未發(fā)現(xiàn)水稻胚乳能合成維生素A原的水稻栽培品種。王紀(jì)報(bào)選用植物類胡蘿卜素遺傳工程中的首選基因PSY以及編碼HIV-1病毒外膜蛋白的gp120基因作為目的基因，以水稻成熟胚誘導(dǎo)的愈傷組織為受體，分別通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)和基因槍轉(zhuǎn)化的方法將目的基因?qū)胨?，?duì)獲得的抗性苗進(jìn)行PCR、PCR-Southern檢測(cè)表明，目的基因已經(jīng)整合到水稻基因組中。

3.5其它水稻轉(zhuǎn)基因研究管清杰利用RT-PCR技術(shù)，從水稻品種吉玉粳中克隆到水稻抗壞血酸過氧化物酶(APXa)目的基因片段。并將其轉(zhuǎn)入煙草中，獲得8株轉(zhuǎn)基因植株；楊柏明首次克隆了短芒大麥的液泡型Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因HbNHX1，并利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將其轉(zhuǎn)入水稻中，獲得20株轉(zhuǎn)基因植株，為水稻抗逆遺傳改良提供了新材料。

4表觀遺傳學(xué)研究

申斯樂等用高壓誘變水稻，并對(duì)變異品系的DNA甲基化模式和基因組結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。通過對(duì)原種及兩個(gè)變異品系基因組DNA分析，顯示原種及兩個(gè)變異品系不僅存在著基因組結(jié)構(gòu)的變異，而且發(fā)生了DNA甲基化模式的改變。此外，研究發(fā)現(xiàn)原種和兩個(gè)變異品系異地栽種，其形態(tài)水平的變異可以穩(wěn)定表達(dá)。范建成等研究了萘脅迫對(duì)水稻基因組DNA甲基化模式的影響。運(yùn)用MSAP技術(shù)測(cè)定水稻純系品種日本睛和松前經(jīng)萘染毒脅迫后，不同生長(zhǎng)時(shí)期葉片基因組DNA甲基化變異的情況。水稻經(jīng)萘脅迫后存在基于DNA甲基化水平和模式改變的表觀遺傳變異；5-甲基胞嘧啶百分含量的變化無統(tǒng)一趨勢(shì)或規(guī)律；全部檢測(cè)到的1051個(gè)位點(diǎn)中，日本睛有16.56%發(fā)生了變異，相對(duì)于松前的12.08%具有顯著差異，一定程度上說明抗萘脅迫能力與基因型有關(guān)：松前強(qiáng)于日本睛；不同基因型及不同生長(zhǎng)時(shí)期DNA甲基化模式的變異存在明顯差異，表現(xiàn)為以去甲基化為主(0.48%～10.41%),由此推測(cè)DNA去甲基化可能是植物抗萘脅迫機(jī)制的一部分。

5基因克隆及功能驗(yàn)證

趙增琳用PCR方法從水稻基因組中克隆了單加氧酶基因，構(gòu)建原核表達(dá)載體，使之在大腸桿菌中得到表達(dá)。并通過吲哚生成靛藍(lán)實(shí)驗(yàn)測(cè)定單加氧酶活性，以空載體為對(duì)照，單加氧原核表達(dá)蛋白活性明顯增強(qiáng)；構(gòu)建真核表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化擬南芥，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因擬南芥能夠耐受50℃高溫及UV-B紫外線輻射。李世鵬用PCR的方法克隆了兩個(gè)水稻I型金屬硫蛋白基因啟動(dòng)子，將其分別插入pCAMBIA1381載體，構(gòu)建了啟動(dòng)子與GUS基因雙元表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化擬南芥，對(duì)其進(jìn)行了功能分析。

6問題與展望

篇9

[關(guān)鍵詞]生物化學(xué)與分子生物學(xué)；臨床醫(yī)學(xué)；學(xué)習(xí)興趣

生物化學(xué)與分子生物學(xué)是醫(yī)學(xué)科學(xué)中重要的基礎(chǔ)學(xué)科之一[1，2]。在多年的教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)大部分醫(yī)科大學(xué)學(xué)生認(rèn)為生物化學(xué)與分子生物學(xué)是醫(yī)科大學(xué)中最難的一門課程，比較難學(xué)。經(jīng)過多年的教學(xué)觀察和問卷調(diào)查，覺得學(xué)生之所以對(duì)生物化學(xué)與分子生物學(xué)習(xí)的興趣不高及產(chǎn)生畏難情緒的原因主要有以下幾點(diǎn)：

一、學(xué)生的相關(guān)背景知識(shí)薄弱

生物化學(xué)與分子生物學(xué)是化學(xué)與生物學(xué)結(jié)合的一門交叉學(xué)科。醫(yī)科大學(xué)學(xué)生的化學(xué)和生物學(xué)基礎(chǔ)一般都較弱，特別是有些專業(yè)招生是文理兼收的，如護(hù)理專業(yè)，衛(wèi)管專業(yè)等。他們的理科基礎(chǔ)就更薄弱。而在生物化學(xué)與分子生物學(xué)代謝章節(jié)的學(xué)習(xí)過程中涉及大量的有機(jī)化合物和有機(jī)反應(yīng)。這些化合物和反應(yīng)的名稱是學(xué)生很少見到過的，在這種情況下要記住并理解這些化合物及化學(xué)反應(yīng)對(duì)學(xué)生來說是十分困難的一件事。在遺傳信息傳遞的內(nèi)容中，不僅涉及復(fù)雜的高分子化合物和復(fù)雜的反應(yīng)，也會(huì)涉及生物學(xué)的內(nèi)容，比如病毒、線蟲、細(xì)菌等等，而學(xué)生對(duì)這些物種都不太熟悉。在生物化學(xué)與分子生物學(xué)中出現(xiàn)了一系列新的領(lǐng)域，比如：表觀遺傳學(xué)、生物信息學(xué)等。尤其是生物信息學(xué)更需要一些計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)等知識(shí)。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)中會(huì)感到格外的困難。此外還有復(fù)雜的生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，都讓學(xué)生感到生物化學(xué)與分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)十分困難。

二、學(xué)生對(duì)生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)習(xí)的重要性認(rèn)識(shí)不夠

我們通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分臨床專業(yè)的學(xué)生認(rèn)為，生物化學(xué)與分子生物學(xué)這門課只是基礎(chǔ)課。他們將來畢業(yè)主要是做醫(yī)生和護(hù)士，而不是從事科學(xué)研究，并且生物化學(xué)與分子生物學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的關(guān)系不大，不象專業(yè)課那么重要，片面的認(rèn)為只要專業(yè)課好就行，把基礎(chǔ)課放在一個(gè)不重要的位置，因此，對(duì)生化學(xué)習(xí)的積極性不高。

三、教學(xué)方法單一，理論與臨床脫節(jié)

隨著招生人數(shù)的增加，教師的教學(xué)任務(wù)繁重，教學(xué)課時(shí)減少，尤其是實(shí)驗(yàn)課時(shí)的減少較為明顯，這些都使得教師沒有時(shí)間進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)與臨床疾病關(guān)系的討論。結(jié)果使學(xué)生覺得生化和分子是化學(xué)課程或者是生物學(xué)科的課程，與醫(yī)學(xué)科學(xué)關(guān)系不大。長(zhǎng)此以往喪失了對(duì)生物化學(xué)與分子生物學(xué)的興趣。

然而，生物化學(xué)與分子生物學(xué)是一門重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課，教師在教學(xué)中應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)生對(duì)其重要性的認(rèn)識(shí)，并且在教學(xué)中結(jié)合臨床醫(yī)學(xué)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)該學(xué)科的興趣和動(dòng)力。如何做好臨床和該學(xué)科的結(jié)合?可以從以下幾個(gè)方面著手：

一、在回顧歷史中激發(fā)學(xué)生的興趣

在醫(yī)學(xué)發(fā)展史上，生物化學(xué)與分子生物學(xué)對(duì)醫(yī)學(xué)的發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。從歷年來的諾貝爾獲獎(jiǎng)情況中可以知道，許多重大的醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)都是與生物化學(xué)與分子生物學(xué)領(lǐng)域的研究成果。比如：蛋白質(zhì)、核酸方面的研究、維生素B1、維生素K等的發(fā)現(xiàn)、肌肉中氧消耗和乳酸代謝闡述、染色體理論的建立、胰島素的發(fā)現(xiàn)、糖代謝的研究、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)、蛋白質(zhì)測(cè)序技術(shù)、DNA測(cè)序技術(shù)、PCR技術(shù)、基因定點(diǎn)突變技術(shù)、真核基因表達(dá)調(diào)控的分子機(jī)制、RNA干擾現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)等等都被授予了諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)[3]。這些重大發(fā)現(xiàn)為醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從而使醫(yī)學(xué)科學(xué)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的一頁――分子醫(yī)學(xué)時(shí)代。通過這些重大事件的講解，使學(xué)生更清楚地認(rèn)識(shí)到生物化學(xué)與分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)科學(xué)中的重要性，并且激起學(xué)生利用生物化學(xué)與分子生物學(xué)知識(shí)探討生命現(xiàn)象的興趣。

二、生物化學(xué)與分子生物學(xué)與疾病的發(fā)病機(jī)制

幾乎所有的疾病發(fā)病都能追尋到其發(fā)病的分子機(jī)制，而這一點(diǎn)正是生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究?jī)?nèi)容之一。教師可以在授課是結(jié)合這一點(diǎn)，利用學(xué)科知識(shí)來解釋一些常見病的發(fā)病機(jī)制，從而加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解、學(xué)科重要性的認(rèn)識(shí)以及培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于學(xué)生覺得最難學(xué)習(xí)的代謝來說，可以用生物化學(xué)與分子生物學(xué)所學(xué)的代謝知識(shí)來解釋糖尿病的發(fā)病機(jī)理來激發(fā)學(xué)生的興趣。糖尿病是胰島素缺乏引起的血糖升高，進(jìn)而導(dǎo)致代謝紊亂，出現(xiàn)多飲、多食、多尿和消瘦為主要臨床表現(xiàn)的疾病。那么為什么胰島素缺乏會(huì)出現(xiàn)這些情況呢？我們可以從剛剛學(xué)過的胰島素對(duì)糖代謝、脂代謝和蛋白質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)及三大物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系來解釋其發(fā)病。胰島素缺乏時(shí)，機(jī)體不能利用葡萄糖供能，只能利用脂肪和蛋白質(zhì)分解供能。這樣就導(dǎo)致血糖水平升高，高血糖導(dǎo)致饑渴感滲透性利尿，因而多飲、多食和多尿；脂肪和蛋白質(zhì)的分解加強(qiáng)導(dǎo)致消瘦[4]。盡管學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過糖尿病的知識(shí)，但通過簡(jiǎn)單臨床背景知識(shí)的介紹，然后運(yùn)用所學(xué)習(xí)的物質(zhì)代謝知識(shí)，很容易使學(xué)生理解糖尿病的發(fā)病機(jī)制，這既加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，也激發(fā)了其學(xué)習(xí)興趣。

三、生物化學(xué)與分子生物學(xué)與疾病的診斷和治療

生物化學(xué)與分子生物學(xué)的知識(shí)不僅能夠解釋疾病的發(fā)病機(jī)制，也在疾病的診斷和治療中得到體現(xiàn)。在教學(xué)中，我們可以通過對(duì)一些常見疾病診斷和治療介紹，使學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到本學(xué)科在醫(yī)學(xué)科學(xué)中的重要性及培養(yǎng)其應(yīng)用本學(xué)科知識(shí)解決問題的興趣。比如常見的乙型肝炎診斷，乙型肝炎病毒可以通過本學(xué)科最常用的技術(shù)熒光定量PCR（real-timePCR）技術(shù)來檢測(cè)乙型肝炎病毒的DNA含量，而血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶可以判斷患者肝臟是否收到損害。因?yàn)楣缺D(zhuǎn)氨酶在干肝臟細(xì)胞中的含量最高，當(dāng)肝臟細(xì)胞受損傷時(shí)，該酶就釋放入學(xué)，從而導(dǎo)致血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶升高[3]。這樣學(xué)生就能夠認(rèn)識(shí)到PCR技術(shù)及一些基本知識(shí)在醫(yī)學(xué)診斷中是非常有用的，同時(shí)也加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的理解和記憶。生物化學(xué)與分子生物學(xué)知識(shí)還用于理解疾病的治療措施。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，建立了許多新的治療手段，基因治療就是最好的例證。基因治療包括很多種，涉及許多生物化學(xué)與分子生物學(xué)的知識(shí)，包括：基因矯正、基因置入、基因敲除、反義DNA及RNA干擾等許多新技術(shù)。

四、通過病例討論增加和激發(fā)學(xué)生對(duì)生物化學(xué)與分子生物學(xué)的興趣

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)或理論教學(xué)進(jìn)行到一個(gè)階段，我們可以采取課堂討論的形式，利用一個(gè)階段學(xué)習(xí)的知識(shí)來認(rèn)識(shí)一種或一類疾病，這樣既能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)過知識(shí)的理解和記憶，也能夠?qū)W會(huì)如何應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)來解決問題，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。我們?cè)趯W(xué)期結(jié)束曾經(jīng)討論癌癥這一疾病。從癌癥的發(fā)病機(jī)制、診斷到治療都涉及到生物化學(xué)與分子生物學(xué)的知識(shí)。目前關(guān)于腫瘤發(fā)病機(jī)制的學(xué)說，主要是癌基因和抑癌基因的理論，即癌基因的過度表達(dá)或者抑癌基因低表達(dá)可能是腫瘤發(fā)病的基本原因。這樣我們就能夠熟悉癌基因和抑癌基因的內(nèi)容并能夠用于實(shí)踐。再如腫瘤的化學(xué)治療，許多抗腫瘤藥物，比如5-氟尿嘧啶、阿糖胞苷等，都是堿基或核苷酸等的類似物。那么這些類似物為什么能夠治療腫瘤或者說殺死腫瘤細(xì)胞呢？這些藥物結(jié)構(gòu)上與堿基或核苷酸類似可以通過酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的來抑制核苷酸的合成或干擾DNA和RNA的功能[3]。這樣學(xué)生就能夠了解酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制、核苷酸的合成、DNA的復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄以及細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖等知識(shí)很好地運(yùn)用在疾病的治療中。所有這些涉及了很多生物化學(xué)與分子生物學(xué)知識(shí)。這樣我們能夠運(yùn)用生物化學(xué)與分子生物學(xué)的知識(shí)來認(rèn)知腫瘤的發(fā)病機(jī)理及診斷治療等等。

五、臨床醫(yī)學(xué)貫穿生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)始終

從生物化學(xué)與分子生物學(xué)的發(fā)展史到蛋白質(zhì)與核酸、從物質(zhì)代謝到遺傳信息傳遞、從分子生物學(xué)技術(shù)到細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)都與臨床醫(yī)學(xué)有關(guān)。比如從乙醇能夠是蛋白質(zhì)變性，認(rèn)識(shí)到臨床使75%乙醇消毒的原理；從核酸的代謝，我們認(rèn)識(shí)到核酸沒有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；從膽固醇代謝，我們認(rèn)識(shí)到動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)理；從基因突變認(rèn)識(shí)到遺傳性疾病。我們?cè)诮虒W(xué)中充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生的目標(biāo)是學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)科學(xué)，始終把臨床和生物化學(xué)與分子生物學(xué)聯(lián)系起來不僅使學(xué)生認(rèn)識(shí)到臨床醫(yī)學(xué)是一個(gè)龐大的知識(shí)體系，而且學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就會(huì)越來越濃。

在多年的教學(xué)中，學(xué)生一直反應(yīng)生物化學(xué)與分子生物學(xué)是較為難懂、并且枯燥無味的一門科。通過不斷改進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)理念及不斷實(shí)踐、總結(jié)、提高，我們認(rèn)識(shí)到生物化學(xué)與分子生物學(xué)的教學(xué)中通過與臨床醫(yī)學(xué)的形式多樣的結(jié)合，不僅能夠使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物化學(xué)與分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)科學(xué)中的重要性，并且培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)本學(xué)科的極大興趣。我們希望在今后的教學(xué)中，通過不斷的摸索實(shí)踐提高教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生的興趣，為我國(guó)的醫(yī)學(xué)教學(xué)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]查錫良主編.生物化學(xué)[M].第七版，人民衛(wèi)生出版社.2008年.

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篇10

關(guān)鍵詞: 高中生物自主學(xué)習(xí)能力提高

有些鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校在高考驗(yàn)收成績(jī)的時(shí)候考得比城市學(xué)校好, 并不是因?yàn)樗鼈兊慕處煂W(xué)歷高或能力強(qiáng),這些學(xué)校的教師的各方面綜合素質(zhì)恐怕離許多的城市學(xué)校教師相差甚遠(yuǎn),辦學(xué)條件也有限,但這些教師重視了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),促進(jìn)了學(xué)生主體意識(shí)的覺醒,使得教學(xué)質(zhì)量明顯改善。由此可見,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力顯得非常重要。自主學(xué)習(xí),就是人有一定的自習(xí)能力和學(xué)習(xí)的意識(shí),擺脫對(duì)他人的依賴。筆者結(jié)合高中生物教學(xué)經(jīng)驗(yàn),談?wù)劷處熖岣邔W(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的幾種方法。

一、體現(xiàn)教師的魅力

1.喚醒靈性。

每個(gè)學(xué)生的成長(zhǎng)歷程中知識(shí)的積累是需要一個(gè)過程的。初中生物讓學(xué)生感受到生命的精彩,高中生物讓學(xué)生從表觀現(xiàn)象的感知延伸到對(duì)系統(tǒng)、細(xì)胞與分子的角度去分析。教師應(yīng)喚醒學(xué)生對(duì)大自然的熱愛,并為他們插上翱翔的翅膀,引導(dǎo)他們探索大自然的奧妙,放飛夢(mèng)想。

2.創(chuàng)造快樂。

教學(xué)的過程應(yīng)該是快樂的,啟發(fā)式的教學(xué)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)自身蘊(yùn)藏的巨大潛力。教師應(yīng)具備一雙慧眼,發(fā)現(xiàn)快樂的源泉,與學(xué)生分享大自然帶給我們的禮物,讓學(xué)生感覺到學(xué)習(xí)的過程其實(shí)也是一種快樂的體驗(yàn),使被動(dòng)式的學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)式的學(xué)習(xí)。

3.協(xié)調(diào)關(guān)系。

教師與學(xué)生的關(guān)系應(yīng)該怎樣確立?在課堂上教師的角色是一位學(xué)者。“人無完人,學(xué)無止境”,“三人行,必有我?guī)煛?。在?duì)學(xué)術(shù)的追求上,師生的關(guān)系是互助的。教師應(yīng)該帶著一顆謙虛的、不斷進(jìn)取學(xué)習(xí)的心與學(xué)生共同去探導(dǎo)科學(xué),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己能超越教師,在發(fā)現(xiàn)新的問題時(shí),也能很好地解決問題;課后與學(xué)生的關(guān)系是益友,了解學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài),在生活上更要給予一定的關(guān)懷,人文的關(guān)懷會(huì)讓人備感心暖。

4.用心傾聽。

傾聽是尊重的一種最佳表示,表示你看重他們。傾聽等于教師是在對(duì)學(xué)生說:“你的想法、行為與信念對(duì)于我都很重要?！比绻處熛胍龑?dǎo)學(xué)生靠近正確的思維,最好的辦法是聽聽他的意見。教師知道學(xué)生想法的出發(fā)點(diǎn),分析問題時(shí)就能找到問題存在的關(guān)鍵,從而更好地解決問題。

5.內(nèi)心微笑。

人是一種有感情的動(dòng)物,動(dòng)之以情、攻心為上是教師調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性的重要法寶。教師在整個(gè)教學(xué)過程都充滿激情與熱情,能夠使學(xué)生感受到教師對(duì)生命科學(xué)的熱愛,對(duì)教育事業(yè)的熱愛和對(duì)生活的熱愛。教師樂觀、積極和進(jìn)取的人生態(tài)度,會(huì)在學(xué)生中產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的感染力和震撼力。

6.眼神恰當(dāng)。

眼睛是反映人的內(nèi)心活動(dòng)的一扇窗子,它具有反映深層心理的功能。眼睛的動(dòng)作一向被認(rèn)為是最明確的情感表現(xiàn)。有些學(xué)生較內(nèi)向,但對(duì)生物學(xué)深感興趣,教師對(duì)此類學(xué)生提供、營(yíng)造機(jī)會(huì)讓他能充分地展現(xiàn)自己,給他一個(gè)肯定的眼神,這是對(duì)他最大的鼓舞。

二、實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)姆攀?/p>

高中階段學(xué)生的特點(diǎn)是:思維的獨(dú)立性、批叛性快速發(fā)展,不盲從他人意見,自我評(píng)價(jià)日趨成熟,自尊心增強(qiáng),自我教育學(xué)習(xí)能力也有一定的提高。結(jié)合上述學(xué)生的心理特點(diǎn),教師可開展豐富多彩的課外活動(dòng)和新課程的教學(xué)工作,充分利用生物學(xué)自身特點(diǎn)開展生物學(xué)的課外科技活動(dòng)和研究性學(xué)習(xí),以快速提高學(xué)生的自學(xué)能力。例如搜集惡性腫腫瘤防治方面的資料;搜集有關(guān)試管嬰兒的資料;調(diào)查學(xué)生之間的性狀差異;開展關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品的辯論賽,調(diào)查場(chǎng)植物激素應(yīng)用;用動(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物的實(shí)驗(yàn);調(diào)查昆蟲外激素的應(yīng)用,制作昆蟲誘捕器;調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),設(shè)計(jì)良性循環(huán)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng);嘗試制作酸奶,等等。

課外活動(dòng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)潛力會(huì)產(chǎn)生巨大的影響,學(xué)生成績(jī)之所以不好,是因?yàn)樗麄冃判牟蛔?意志薄弱、智力較差、綜合能力不強(qiáng)。有趣的、能給學(xué)生帶來樂趣和成功的課外活動(dòng),能使他們?cè)谧畲蠓秶顒?dòng)中感受到自己的能力。后進(jìn)生在吸引人的、有趣的領(lǐng)域內(nèi)掌握的知識(shí)和技能使他們?cè)谕瑢W(xué)、家長(zhǎng)面前“炫耀”,這是他們提升自信心的力量源泉。

教師要充分尊重每一個(gè)學(xué)生的興趣,無論他的學(xué)習(xí)成績(jī)?nèi)绾?學(xué)習(xí)能力如何。在活動(dòng)過程中教師要提醒學(xué)生注意活動(dòng)內(nèi)容與課堂知識(shí)學(xué)習(xí)的聯(lián)系,或許在活動(dòng)中要用到課內(nèi)學(xué)到的知識(shí),或許在活動(dòng)過程中學(xué)到的方法可以應(yīng)用于課堂學(xué)科學(xué)習(xí)。建立了這樣的意識(shí),學(xué)生不僅能快樂地作研究或者活動(dòng),而且學(xué)習(xí)成績(jī)會(huì)很快地提高。

三、進(jìn)行多樣的引導(dǎo)

1.思維導(dǎo)圖教學(xué),處理好想象與聯(lián)想的關(guān)系。

學(xué)生為了考試,被動(dòng)地學(xué)習(xí)那些抽象、無趣的知識(shí),健忘是很正常的事。教師在備課時(shí),首先要想一想本節(jié)課有哪些知識(shí)跟實(shí)際有聯(lián)系,在實(shí)際生活或生產(chǎn)中有應(yīng)用,哪些方面有什么樣的事例能讓學(xué)生感興趣。興趣是課堂教學(xué)的生命線,教師只有抓住興趣,才能提高教學(xué)效率。學(xué)生在生活中能夠遇到但不能用已有的知識(shí)去解答的問題,最能吸引學(xué)生的注意力,使學(xué)生產(chǎn)生立刻要想知道的欲望,教師引導(dǎo)他們應(yīng)用高中生物學(xué)的知識(shí)去解答可得到事半功倍的效果。例如筆者在教學(xué)中曾對(duì)溶酶體細(xì)胞器的作用與現(xiàn)實(shí)生活的一個(gè)現(xiàn)象緊密聯(lián)系起來:以“魚死后在什么時(shí)候清蒸味道最鮮美”的懸念設(shè)置導(dǎo)入,激發(fā)學(xué)生求知的欲望,收到了很好的教學(xué)教果。教師在教學(xué)中不斷設(shè)置問題,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用,慢慢去體會(huì)生物體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)、生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能與環(huán)境相適應(yīng)的規(guī)律,生物體的組成物質(zhì)和結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的進(jìn)化規(guī)律,生物體整體性、層次性規(guī)律,遺傳部分的知識(shí)規(guī)律,等等。學(xué)生便會(huì)在不知不覺中自主地學(xué)習(xí),不斷探究并掌握學(xué)好這門學(xué)科的方法。

2.比較教學(xué)。

心理學(xué)的研究表明,意義記憶比機(jī)械記憶有更多的優(yōu)越性,能識(shí)記得更快些,保持時(shí)間長(zhǎng)久些。教師用比較法教學(xué)可以把復(fù)雜的知識(shí)簡(jiǎn)單化,把難以理解的材料容易化,使學(xué)生懂得知識(shí)的區(qū)別和聯(lián)系,了解知識(shí)的本質(zhì)特征,從而達(dá)到意義記憶,幫助學(xué)生鞏固知識(shí)。例如對(duì)生物學(xué)概念的講解,教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生應(yīng)用生物學(xué)專業(yè)術(shù)語簡(jiǎn)明扼要地概括生物學(xué)知識(shí)能力的訓(xùn)練,而且要堅(jiān)持下去,這樣學(xué)生的思維能力和解題能力就會(huì)不斷提高。比較是一種復(fù)雜的腦力活動(dòng),教師運(yùn)用比較法教學(xué)不僅可以使學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)理解透徹,掌握牢固,而且能使學(xué)生逐漸學(xué)會(huì)總結(jié)出比較的一般方法。

四、提升業(yè)務(wù)素質(zhì)

精湛的生物專業(yè)知識(shí)是生物教師科學(xué)素質(zhì)的重要組成部分,也是生物教師與其他學(xué)科教師的本質(zhì)區(qū)別。21世紀(jì)的中學(xué)生物教師應(yīng)扎實(shí)地掌握好生態(tài)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、生理學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識(shí),了解本學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)、發(fā)展、現(xiàn)狀及趨勢(shì),密切關(guān)注本學(xué)科的發(fā)展、關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問題,在內(nèi)容把握上要與社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)密切聯(lián)系,發(fā)揮生物學(xué)的科技功能,促進(jìn)科技的進(jìn)步。生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),生物史上每一次重大突破的取得,都和實(shí)驗(yàn)密不可分。高中生物教師應(yīng)具備良好的實(shí)驗(yàn)研究能力和實(shí)驗(yàn)技能,例如研究課題的申請(qǐng),實(shí)驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)備,儀器的操作、調(diào)試技能,生物標(biāo)本的采集和制作技能,動(dòng)植物的解剖和觀察技能,顯微標(biāo)本的制作和觀察技能,生物的養(yǎng)殖、栽培技術(shù),生物簡(jiǎn)圖的繪制技能,等等。面對(duì)新課程改革,教師應(yīng)參與其中,正確引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)探究、實(shí)踐探究,使學(xué)生獲得成功的體驗(yàn),不斷提高其自主學(xué)習(xí)的能力。

每一位教師應(yīng)該不斷激發(fā)學(xué)生的潛能,灌輸自信給學(xué)生,不斷激勵(lì)學(xué)生,促進(jìn)學(xué)生的成長(zhǎng),讓學(xué)生喜歡挑戰(zhàn)并勇于創(chuàng)新,并要求學(xué)生具有善于應(yīng)變和開拓局面的本領(lǐng),讓學(xué)生最終能造福社會(huì)。

參考文獻(xiàn):

[1]劉恩山,汪忠.《生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》解讀[M].南京:江蘇教育出版社,2003.