月季花有几种, 有大叶月季, 小叶月季 ,有每个月开花的和四季月季 ,有大朵红梅槐花一样的月季花, 有小朵月季花, 土壤肥沃的月季花特别大朵和梅槐花一样大朵, 没有管理好花小叶小苗杆小, 种苗也是关健。
育种和品种演化:月季育种和品种演化过程分为三个独立的时期,在这三个时期,育种方法相对不同,但以基因的变化为育种的主题,是共同的。三个时期划分如下: 早期(史前-1875年) 近代(1875-1967年) 现代(1967年-至今) 第一个时期持续了约5千年,到1875年,孟德尔发表了他的著名的杂交遗传规律,人们对月季的育种也发展为定向杂交育种。从那时起,大多数月季育种学家从孟德尔遗传规律或者是质量遗传的角度来考虑育种问题,而育种中的数量遗传或是加权遗传行为,在那时还鲜为人知或很少被应用。第一时期月季育种的轮廓如下: 众多月季种类被收集起来,并且全部种植在一起。 其中只有很少几个种对第二时期月季育种做出了贡献。 种内杂交是个自然发生的过程。 新品种只来源于自然授粉。 月季育种工作集中在西欧和美国。 自然进化趋势是从二倍体到四倍体。 形成原始的巨大的基因库。 驯化减少了基因资源。 1875年以前的月季品种是被推测出来的。 第二个时期开始于定向技术的应用,结束于1967年。从1967年开始,分子生物学技术在月季中开始应用。该时期持续了90年。第三个时期,开始于1967年,已经走过了30多年的历程。月季育种的开端:早期从事园艺工作的人们从野生月季里挑选出优良的种类,并把它们种植在一起,在史前的很早时期,就有几个月季种类或其中已驯化的几个品种种植在中国、波斯、两河流域、埃及、希腊和意大利,这个时期要远远早于公元元年。在古代园艺里,对月季是进行种子繁殖还是无性繁殖不清楚,但是,在5000多年的时间里,通过播种由自然授粉得到的种子,一大批新品种出现了。品种的驯化和种内杂交杂种的产生,是一个漫长的历程,一些不理想的原始类型被抛弃掉,无性繁殖技术得到了发展,驯化的进展加快了。通过旅行家的引入和品种更替,使园艺学家得到了新的基因资源(任何驯化种类其基因变化很小)。早期的育种家知道将某一品种和其它品种种植在一起,对后代产生很大影响,同时他们保留了不少母本和新品种产生的资料,使我们够确认一些品种的演化过程,但是,当时的育种学家,仍不清楚父本特性会通过授粉传给下一代。在那时,也有一些二倍体品种演化出四倍体品种来。现代月季的主要品种几乎都是四倍体。值得注意的是,在连续开花的一些品种内,生活力随着倍性的增加而增加,假如这个知识早被理解,可能会激起期育种学家从二倍体中定向培育四倍体新品种的兴趣。原产中国的月季花对西欧新型月季品种的培育所起的作用比其它任何种月季都要重要。它给新品种带来了迄今为止还不知道的连续开花和灌丛现象。还有多花蔷薇,也是十分重要的亲本,它给月季带来伞形花序的特。第二个时期,生物分子方面的研究得到了空前的发展。但关于月季的科学研究不多,这种情况可以从过去的《植物育种》和《园艺学文摘》两种杂志中看出,在它们当中每年数以千计的文献里,很少有关于月季的文章。关于月季的科学研究工作,主要集中在分类细胞学、生理学、形态学、生长条件、变种和砧木研究上,育种研究的目标在于性状遗传、杂交育种程序的简化及提高直接选择和间接选择率,关于低耗能与抗病虫害品种的研究则较少,而且远远落后于果树。例如,几乎所有的育种工作是局限在大学或研究所里。第二个时期,有二个重大发现。首先,连续开花,大花品种的育成,它是由皮内特在1900年育成的。它标志月季种间杂交定向育种的第一次成功。第二个重大成果,是在1920年,古老矮壮品种的育成,“pompondeparis,在瑞士重新被发现这个新种类现命名为R.roulettiiCorrevon,是现代一些微型月季的起源。在第二个时期的初期,人们发现了月季的大量基因类型,面对众多的基因资源,第二个时期的育种家抓住了机会,一些亲本被选择保留,另一些被抛弃,杂交育种技术得到了进一步发展,并开始了室内杂交育种。很多不同的原始亲本都可以互相杂交,结果是不同种类之间原本是清楚的界限消失了。在20世纪30年代,月季被分为温室月季和露地月季。受到对二个种类品种需求的鼓励,育种学家开始选育适合各自特定环境的种类。今天,育种学家主要集中在第一个种类上,因为温室品种的品质是露地品种的3-5倍,使温室品种变得特别引人注目。由于品种间,一直仍有很丰实的基因资源,育种学家在二个种类的育种工作中,相当成功,渐渐地,一些适合温室生产的种类被繁育成了,它们包括一些小花中花和大花品种。总体来讲,对温室月季和露地月季的选育,从方法上没有什么区别,谈到方法或是选育程序,育种学家更多的是用消极的方法,选择他们的实生苗。在选择过程中,大约99%的实生苗被淘汰,这种在每年数以万计的实生苗中严格选择的方法,持续了近100年,这势必导致基因的严重流失。更糟糕的是,几乎每个育种学家都选择同样的形状,因而应用了同样的选择标准。 月季原产于中国,有二千多年的栽培历史,相传神农时代就有人把野月季挖回家栽植,汉朝时宫廷花园中已大量栽培,唐朝时更为普遍。由于中国长江流域的气候条件适于蔷薇生长,所以中国古代月季栽培大部分集中在长江流域一带。中国的六朝南齐(公元497—501年)诗人谢眺有《咏墙薇》诗句描述蔷薇花为红色。而古代月季的栽培,见之记载的则要比蔷薇晚二、三百年左右。宋代宋祁著《益都方物略记》记载:“此花即东方所谓四季花者,翠蔓红花,属少霜雪,此花得终岁,十二月辄一开。”那时成都已有栽培月季。明代刘侗著《帝京景物略》中也写了“长春花”,当时北京丰台草桥一带也种月季,供宫廷摆设。在李时珍(公元1950年)所著的《本草纲目》中有药用用途的记载,但中国记载栽培月季的文献最早为王象晋(公元1621年)的二如堂《群芳谱》,他在著作中写到“月季一名‘长春花’,一名‘月月红’,一名斗雪红,一名‘胜红’,一名‘瘦客’。灌生,处处有,人家多栽插之。青茎长蔓,叶小于蔷薇,茎与叶都有刺。花有红、白及淡红三色,逐月开放,四时不绝。花千叶厚瓣,亦蔷薇类也。”由此可见在当时月季早已普遍栽培,成为处处可见的观赏花卉了。这比欧洲人从中国引进月季的记载早了月一百六十多年。 到了明末清初,月季的栽培品种就大大增加了,清代许光照所藏的《月季花谱》收集有64个品种之多,另一本评花馆的《月季画谱》中记载品种月季有109种。清代《花镜》一书(公元1688年)写到:“月季一名‘斗雪红’,一名‘胜春’,俗名‘月月红’。藤本丛生,枝干多刺而不甚长。四季开红花,有深浅白之异,与蔷薇相类,而香尤过之。须植不见日处,见日则白者一二红矣。分栽、扦插俱可。但多虫莠,需以鱼腹腥水浇。人多以盆植为清玩。”这已简单说明了栽培繁殖月季的主要原则。并可看出有白色月季遇日光变红的品种,类似当今栽培的某些现代月季品种。由于从1840年的鸦片战争开始到新中国建立,中国大多时间处于战乱年代,民不聊生,中国的本种月季在解放初期仅存数十个品种在江南一带栽种。 据《花卉鉴赏词典》记载,月季于1789年,中国的朱红、中国粉、香水月季、中国黄色月季等四个品种,经印度传入欧洲。当时正在交战的英、法两国,为保证中国月季能安全地从英国运送到法国,竟达成暂时停战协定,由英国海军护送到法国拿破仑妻子约瑟芬手中。自此,这批名贵的中国月季经园艺家之手和欧洲蔷薇杂交、选种、培育,产生了“杂交茶香”月季新体系。其后,法国青年园艺家弗兰西斯经过上千次的杂交试验,培育出了国际园艺界赞赏的新品种“黄金国家”。此时,正值第二次世界大战爆发,弗兰西斯为保护这批新秀,以“3-35-40”代号的邮包,投机寄到美国。又经过美国园艺家培耶之手,培育出了千姿百态的珍品。1945年4月29日,太平洋月季为欢庆德国法西斯被彻底消灭,就从这批月季新秀中选出一个品种定名为“和平”。1973年,美国友人欣斯德尔夫人和女儿一道,带着欣斯德尔先生生前留下的对中国人民的深情,手捧“和平”月季,送给毛泽东主席和周恩来总理。从此,这个当年月季远离家乡的使者,经历了二百年的发展变化,环球旅行一周后,又回到了它的故乡——中国。 月季被欧洲人与当地的品种广为杂交,精心选育。欧美各国所培育出的现代月季达到一万多个品种,栽培月季的水平远远领先于中国,但都是欧洲蔷薇与中国的月季长期杂交选育而成,因此中国月季被称为世界各种月季之母。
在孟德尔之前,已先后有科尔罗伊德(J.G.Koelreuter,1733—1806)、奈特(T.A.Knight,1759-1838)、萨格莱特(A.Sageret,1763-1851)、盖特纳(C.F.V.Gartnor,1722-1850)和诺丁(C.Naudin,1815-1899)等科学家,至少持续了100年的植物杂交工作,但是都没有取得大的进展。 1856年,为了探究控制杂种形成和发育的规律,孟德尔在奥地利布隆(Brunn)(现属捷克)的奥古斯丁(Augustin)修道院中,进行了长达8年的豌豆杂交实验。他在实验中对于要解决什么问题、选择什么实验材料、怎样分析实验结果等,都有一个十分清楚的构想。他创造了一整套全新的遗传学研究方法,这主要包括:单因子分析法、数学统计法和测交实验法等。严谨正确的科学方法,使孟德尔的实验结果真实地反映出了生物遗传的实质。 1865年,在奥地利布隆自然科学协会每月例会上,孟德尔分两次(2月8日和3月8日)报告和解释了他的豌豆杂交实验目的、方法和过程。在这个报告中,孟德尔着重根据经统计到的实验数据进行了深入的理论论证;详细地陈述了他独特的遗传学分析方法;提出了关于遗传因子分离和组合的新观念。 1866年,孟德尔对他的豌豆杂交实验结果,经过再次核查各年的实验记录而未发现有什么错误后,以题为“植物杂交试验”之论文,发表在布隆自然科学协会会刊第4卷上。在这篇约3万字的论文中,孟德尔如实地记述了他的重大发现;总结出了被后人称为“分离律”和“自由组合律”的遗传定律。 孟德尔的论文,当时曾分送至德国植物学会、英国皇家学会、法国科学院、奥地利维也纳大学和美国哥伦比亚大学等国内外130多个科研机构和大学的图书馆。但是各方面都没有作出任何的反应,整个科学界对此保持沉默,谁也没有认识到,在孟德尔的论文中,蕴藏着一个划时代的发现。 这样,被后人视为是科学实验和资料丰富透彻的重要典范的孟德尔论文,由于“时机不成熟”,超越了当时的认识水平,便在布满灰尘的各国图书馆的书架上,默默无闻地沉睡了30多年。 3 种质学说的提出及其影响 就在孟德尔定律被埋没之时,细胞学的研究由于显微制片技术的改进而有了重大发展。细胞学家和胚胎学家关于“细胞分裂”、“染色体行为”和“受精过程”等方面的研究,正从另一角度探讨着生物遗传的原理。与此同时,英国生物学家达尔文(C,Darwin,1809—1882)在他的进化论巨著《物种起源》一书中提出的“支配生物遗传的定律大部分还不明了”的问题,也促使人们把研究生物遗传的兴趣推向高峰。许多学者设想出各种理论,试图解释生物遗传和变异的现象。遗传理论的探讨,伴随着不成熟的思辩,极其缓慢地前进着。 德国生物学家魏斯曼(A.Weismann,1834—1914)立足当时生物学的研究成果,主要根据比利时胚胎学家贝内登(E.von.Beneden,1846—1910)、德国实验胚胎学家鲍维里(T.Boveri,1862—1915)等人对马蛔虫的研究,从思辩推理出发,于1892年发表了代表作“种质:一种遗传理论”。在这个遗传理论中,魏斯曼把生物体明确分为体质和种质,认为“遗传是由具有一定化学性,首先是具有分子结构的物质在世代之间的传递来实现的,这种物质就是‘种质’。它具有稳定性和连续性。”魏斯曼还认为,“有性生殖能够增加遗传的变异性。”“遗传的变异是由种质的变异产生的,因而成为生物进化的原因。”“当环境的影响只改变了体质,而并没有引起种质发生相应的变异时,这种体质变异,即后天获得性状是不能遗传的。”它和达尔文提出的“暂定的泛生说”、荷兰植物学家德弗里斯(H.DeVries,1848—1935)提出的“细胞内的泛生论”等,成为众所周知的、被广泛讨论的遗传理论。激烈的论战,以及当时生产实践上急待解决的动植物育种中的遗传问题,促使以德弗里斯、德国植物学家科伦斯(C. Corrcns,1864—1933)、奥地利植物学家丘歇马克(E. von.S.Tschermak,1972—1962)等纷纷去进行孟德尔早在30多年以前就已做过的杂交实验,从而为1900年孟德尔定律的重新发现拉开了序幕。 3 孟德尔定律的重新发现 1899年7月11日—12日以“植物杂交工作国际会议”的名义,在英国伦敦召开的第1届国际遗传学大会上,英国遗传学家贝特森(W.Bateson,1861—1926)宣读了“作为科学研究方法的杂交和杂交育种”的论文中,提醒人们注重研究生物单个性状的遗传原理,指出:“如果要使实验结果具有科学价值,就一定要对杂交后产生的子代,从统计学上加以检验。”早在1897年,贝特森便就生物如何进化的问题,开始对家鸡的冠形和羽色等性状进行杂交实验。在实验中,他不仅发现了与孟德尔类似的分离比率,还了解了对杂种后代进行统计学分析的重要性。可见,不论是研究方法,还是实验结果,贝特森都很接近30多年前的孟德尔。这也说明了孟德尔遗传理论此时被学术界接受的时机已经成熟。在这次大会召开后的第二年,德弗里斯的“杂种的分离律”、科伦斯的“关于品种间杂种后代行为的孟德尔定律”以及丘歇马克的“豌豆的人工杂交”等三篇论文,相继在《柏林德国植物学会》杂志第18卷上发表(三篇论文收到的时间分别为1900年的3月14日、4月24日和6月2日)。这样,三位不同国度的科学家通过各自独立进行的植物杂交实验,并在研究论文发表的前夕查阅有关文献,而几乎同时重新发现了孟德尔早在1866年发表的论文——“植物杂交试验”。科学史上把这一重大事件称为孟德尔定律的重新发现。 4 遗传学的真正崛起 在孟德尔定律被重新发现后的最初时间里,科学界并没有引起多大的震动。孟德尔论文受到科学界重视,遗传学的真正崛起,主要归功于贝特森的积极倡导和不懈努力。 1900年5月初,贝特森从德弗里斯寄给他的论文中了解到孟德尔的工作和发现。作为一个长期致力于生物进化、变异和遗传研究的科学家,贝特森比前三位再发现者,更加深刻地认识到孟德尔工作的重要意义。他立即修改了已拟定的讲演稿,在5月8日的英国皇家园艺学会大会开幕时,作了题为“作为园艺学研究课题中的遗传问题”的演讲,结合孟德尔论文,报告了证实孟德尔定律的有关实验,包括他自己的家鸡杂交实验结果。演讲中提到:“孟德尔对杂交实验结果的解释是精确而又完备的。他从实验中推导出来的定律,对于我们今后探讨生物进化问题,显然有着极其重要的意义。”由于贝特森的演讲,出席这次会议的学者们才第一次知道了孟德尔的豌豆杂文实验及其所揭示的遗传定律。 1901年,贝特森率先把孟德尔的论文“植物杂交实验”由德文译成英文,并加以评注发表在英国皇家园艺学会杂志。正是这篇译文,使孟德尔的重大发现首先引起了英语国家的注意,进而在世界各地产生了巨大的反响。 在此同时,为了使人们易于理解和接受孟德尔的遗传理论,贝特森和他的学生庞尼特(R.C. Punnett)将孟德尔原始论文所使用的文字和数学公式加以图式化,并给予了固定符号,如杂种第一代用“”表示、杂种第二代用“”表示、将遗传图用简明的棋盘式图解(即人们后来称为的庞尼特方格)表示。 1906年7月30日~8月3日在英国伦敦召开的第3届国际遗传学大会,仍然以“杂交和植物育种”的名义。贝特森在大会宣读“遗传学研究进展”论文,第一次公开建议人们把研究遗传和变异的生理学统称为“Genetics”(遗传学)。他在论文中提到:“采用‘遗传学’这个词,能完全表述我们所从事阐明生物遗传和变异现象的工作,其中包括进化论者和分类学者的理论问题、应用于动植物育种学家的实际问题。贝特森的建议,被出席大会的学者们顺利接受。 5 染色体遗传理论的建立 在20世纪最初几年间,当植物学家和杂文工作者以极大的兴趣通过大量的动植物的杂交实验,继续去证明孟德尔学说具有普遍意义的同时,一些具有深厚细胞学基础的学者已敏锐地觉察到,在显微镜下可看到的染色体与孟德尔的”遗传因子”之间有着某种必然的联系。 1902年,鲍维里在用胚胎学和细胞学的实验方法对马蛔虫和海胆的染色体进行研究后,得出了“染色体的行为与孟德尔遗传因子具有平行关系”的结论。1903年,美国遗传学家萨顿(W.S.Sutton,1877—1916)通过对笨蝗精子形成过程中染色体变化的研究,意识到孟德尔遗传因子的分离和重组,与染色体在减数分裂中的分离和重组是如影随形,完全一致的。由此,他得出了“同源染色体在减数分裂时,以配对形式联合,再彼此分离,将构成孟德尔定律的物质基础”的著名推论。萨顿-鲍维里提出的染色体遗传理论,为解释孟德尔定律寻找到细胞学的基础。 1902年,美国细胞学家威尔森(E.B.Wilson,1856—1939)在他的经典著作《发生与遗传中的细胞》(第2版)中,也把细胞学家对染色体的认识与孟德尔定律进行了漂亮的综合,把生物的发生与遗传统一在细胞水平上,推进了人们对染色体和遗传之关系的认识。 1909年,美国遗传学家摩尔根(T.H.Morgan,1866-1945)从他自己培养的野生型红眼果蝇群体里,意外地发现了一只白眼雄果蝇。通过对果蝇眼色的遗传学分析,摩尔根第一次把一个具体的基因(白眼基因)定位于一个特定的染色体(X染色体)上,从而为遗传的染色体理论捉供了重要实验证据,开辟了一条遗传学和细胞学紧密结合的研究道路。 这以后,摩尔根和他的学生继续以果蝇为研究材料,进行了一系列的确定基因与染色体关系的精彩实验,相继发现了基因的连锁和互换规律、性别决定和伴性遗传的机理,为遗传学的染色体理论的最终建立打下了牢固的基础。1926年,摩尔根出版了集染色体遗传学之大成的名著《基因论》(《The Theory of theGene》),系统阐述了遗传学在细胞水平上的基因理论,丰富和发展了孟德尔遗传学说,使遗传学获得了前所未有的大发展 孟德尔(1822-1884)与达尔文(1809-1882)都是十九世纪的科学巨人,这是常识。我们生活在「后-基因组时代」的人,甚至可能觉得孟德尔才是巨人中的巨人。例如起草高中生物学课程大纲的大学教授,就认为达尔文演化论是可有可无的题材,只适合让高三学生选修,意思就是网开一面,免修啦。有人敢主张遗传学也放在高三选修吗? 不过,我们对孟德尔这个人知道得的确很少。要是拿他与达尔文比较,更能凸显这个事实。达尔文出身名门,连雪莱夫人的《科学怪人》(1818)都要抬出他祖父的名号,说服读者相信书中故事「不完全向壁虚构」。在母系方面,达尔文的母亲来自知名的威吉伍(Wedgwood)家。达尔文的外祖父为「威吉伍瓷器」奠定了基础,与达尔文的祖父是知识与事业上的朋友;他们一伙人在英国工业革命发轫之初(十八世纪末)的活动,仍是史家研究的焦点。 就算达尔文没搞出什么伟大的名堂,他五年环球航行的游记,一路上收集的标本,加上他写的短篇论文与私人信件、札记,都能确保他在科学史上的地位,因为那些资料全都可以反映英国在十九世纪的典型科学活动。 有时,平庸一些的科学家更能让我们一窥科学生涯的究竟。别的不说,做实验就是个沈闷的苦差事。百分之九十以上的实验都以失败告终。即使诺贝尔奖得主,也有许多人在本行之内,发表的错误意见比正确的还多。 孟德尔实在太平庸了。他出生于农家,是长子,也是独子。他不想继承家业,家里又供不起他念书,这才进了修道院。孟德尔正式成为神职人员之后,连例行的职责都做不好,例如到医院照顾病人,因为他受不了医院内的景象。那时,贫穷的人才会上医院看病,医院资源不够,脏乱不堪,简直是病媒集散地。孟德尔身心受创,自己都病了。于是修道院长派他去教书。 可是孟德尔到维也纳大学考中学教员资格考试,两次都失败了。修道院长送他到维也纳大学进修两年,好让他当个称职的中学老师。一八五三年七月,孟德尔返回修道院,第二年夏天就开始进行豌豆实验。一八六五年,他把实验结果整理出来,在当地的自然科学会分两次宣读,第二年正式发表,我们现在知道,其中包括了现在中学课本里的「孟德尔定律」:分离律与独立分配律。 问题在于:孟德尔做豌豆实验的「本意」是什么?他想解决什么问题?他自认为得到了什么结论?他什么实验记录、笔记都没有留下,这几个问题的答案,后人只能从论文里自行解读。牛顿说他看得远,只因为他站在巨人的肩上;我们现在可以肯定发现行星三定律的克卜勒(Kepler, 1571-1630)是他的巨人之一。孟德尔呢? 别说现在的我们搞不清楚孟德尔的企图,即使在当年,孟德尔也没什么知音,最冷酷的事实是:当时科学界对他的实验结果毫无反应。他订购了四十份论文抽印本,许多都寄给当时他心仪的学者,在达尔文的图书室里也找到过一份,居然还没有拆封!这件事让崇拜达尔文的人跌足叹息,因为达尔文自己发明的遗传学理论(1868),当年是个笑话。 孟德尔「暴得大名」,是他过世后十六年的事。公元一九○○年春,荷兰、德国、奥国有三位学者不约而同地「重新发现」孟德尔论文的价值。现在教科书将孟德尔冠上「遗传学之父」的头衔,就是根据他们的解释。 有趣的是,科学界重新发现了孟德尔之后,一些自命为孟德尔信徒的学者反而是驳斥天择理论最力的人,使达尔文拒绝拆读孟德尔论文的往事似乎更显得合理。 两位科学界的巨人,对彼此的成就既不讶异,又不欢喜,给了科学史家作文章的机会。为孟德尔作传的人就麻烦了,必须东拉西扯才能完成厚度足以与「遗传学之父」相称的传记。难的是,东拉西扯得有功力。中译出版的孟德尔传《花园中的僧侣》,英文原着(2000)没博得好评,就因为作者没扯出什么道理。 例如一八六一年夏,孟德尔到伦敦参加世界博览会,作者想象两位大师万一见面的情景,根本没有抓住达尔文演化论的关键:人类数千年的育种经验,已足以撑起达尔文的论证;因此达尔文的遗传理论虽然是笑话,却无损他的学术地位。而作者无法清楚说明孟德尔豌豆实验的企图,使她的想象只能凑字数而已。 生物遗传有两个面向,一是常,一是变。孟德尔遗传学定律可以说明「常」,却无法说明「变」。达尔文需要的遗传理论,必须能说明生物的「变」。因此,他们即使有机会切磋,大概也没有交集吧。 至于孟德尔怎么看自己,仍是个谜。其实也不重要,科学史上是没有「个人」的。重要的是孟德尔定律,而不是孟德尔。......
汗。。不会写。。你自己加油吧。。。
疾病简介 遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。[编辑本段]疾病类型 由于遗传物质的改变,包括染色体畸变以及在染色体水平上看不见的基因突变而导致的疾病,统称为遗传病。根据所涉及遗传物质的改变程序,可将遗传病分为三大类: 其一是染色体病或染色体综合征,遗传物质的改变在染色体水平上可见,表现为数目或结构上的改变。由于染色体病累及的基因数目较多,故症状通常很严重,累及多器官、多系统的畸变和功能改变。 其二是单基因病,目前已经发现 5余种单基因病,主要是由单个基因的突变导致的疾病,分别由显性基因和隐性基因突变所致。所谓显性基因是指等位基因中(一对染色体上相同座位上的基因)只要其中之一发生了突变即可导致疾病的基因。隐性基因是指只有当一对等位基因同时发生了突变才能致病的基因。 第三是多基因病,顾名思义,这类疾病涉及多个基因起作用,与单基因病不同的是这些基因没有显性和隐性的关系,每个基因只有微效累加的作用,因此同样的病不同的人由于可能涉及的致病基因数目上的不同,其病情严重程度、复发风险均可有明显的不同,如唇裂就有轻有重,有些人同时还伴有腭裂。值得注意的是多基因病除与遗传有关外,环境因素影响也相当大,故又称多因子病。很多常见病如哮喘、唇裂、精神分裂症、高血压、先心病、癫痫等均为多基因病。 遗传病是指完全或部分由遗传因素决定的疾病,常为先天性的,也可后天发病。如先天愚型、多指(趾)、先天性聋哑、血友病等,这些遗传病完全由遗传因素决定发病,并且出生一定时间后才发病,有时要经过几年、十几年甚至几十年后才能出现明显症状。如假肥大型肌营养不良要到儿童期才发病;慢性进行性舞蹈病一般要在中年时期才出现疾病的表现。有些遗传病需要遗传因素与环境因素共同作用才能发病,如孝喘病,遗传因素占80%,环境因素占20%;胃及十二指肠溃疡,遗传因素占30%~40%,环境因素占60%~70%。遗传病常在一个家族中有多人发病,为家族性的,但也有可能一个家系中仅有一个病人,为散发性的,如苯丙酮尿症,因其致病基因频率低,又是常染色体隐性遗传病,只有夫妇双方均带有一个导致该疾病的基因时,子女才会成为这种隐性致病基因的纯合子(同一基因座位上的两个基因都不正常)而得病,因此多为散发,特别在只有一个子女的家庭,偶有散发出现的遗传病患者,就不足为奇了。 那么,遗传病能够治疗吗? 以前,人们认为遗传病是不治之症。近年来,随着现代医学的发展,医学遗传学工作者在对遗传病的研究中,弄清了一些遗传病的发病过程,从而为遗传病的治疗和预防提供了一定的基础,并不断提出了新的治疗措施。家族遗传病 遗传性疾病是由于遗传物质改变而造成的疾病。 遗传病具有先天性、家族性、终身性、遗传性的特点。 遗传病的种类大致可分为三类: 一、单基因病。 单基因常常表现出功能性的改变,不能造出某种蛋白质,代谢功能紊乱,形成代谢性遗传病。单基因病又分为三种: 1.显性遗传:父母一方有显性基因,一经传给下代就能发病,即有发病的代代,必然有发病的子代,而且世代相传,如多指,并指,原发性青光眼等。 2.隐生遗传:如先天性聋哑,高度近视,白化病等,之所以称隐性遗传病,是因为患儿的双亲外表往往正常,但都是致病基因的携带者。 3.性链锁遗传又称伴性遗传发病与性别有关,如血友病,其母亲是致病基因携带者。又如红绿色盲是一种交叉遗传儿子发病是来自母亲,是致病基因携带者,而女儿发病是由父亲而来,但男性的发病率要比女性高得多。 二、多基因遗传:是由多种基因变化影响引起,是基因与性状的关系,人的性状如身长、体型、智力、肤色和血压等均为多基因遗传,还有唇裂、腭裂也是多基因遗传。此外多基因遗传受环境因素的影响较大,如哮喘病、精神分裂症等。 三、染色体异常:由于染色体数目异常或排列位置异常等产生;最常见的如先天愚型,这种孩子面部愚钝,智力低下,两眼距离宽、斜视、伸舌样痴呆、通贯手、并常合并先天性心脏病。 上述遗传病并非携带致病基因就肯定会发病。 其实几乎所有的疾病都与基因有关系,也和环境有密切联系!遗传按生物体的照性状分,还可以分为质量性状和数量性状!所谓质量性状就是白种人和黄种人的差别,这主要是遗传决定的,受环境因数影响小。也就是男女的差别!数量性状即稻谷的重量,人的身高,颜色深浅等等,这些都叫数量性状。数量性状是多基因决定的,基因数一般不易测算,因为误差可以相差一个数量级。所以主要讲基因的总效应!数量性状受环境的影响非常大。可以说超过遗传因子! 总之,绝大部分疾病是环境因子和遗传因子共同作用的结果由于受精卵形成前或形成过程中遗传物质的改变造成的疾病。有人认为只有受父母遗传因素决定的疾病才是遗传病,这一认识不够全面。例如有一些染色体畸变并非由父母遗传因素决定,而是在受精卵形成过程中产生,习惯上染色体畸变都包括在遗传病的范畴内。还有人认为凡是受遗传因素影响的疾病都是遗传病,这一概念也不确切,因为在人类所有疾病中,除了少数几种(如外伤造成骨折)完全由环境因素所致,不受遗传因素影响外,几乎绝大多数疾病都是环境和遗传两方面因素互相作用的结果,只是两者影响疾病发生的程度可不相同。即使细菌感染、外伤后癫痫等环境因素十分明显的疾病,不同个体之间也存在着易感性的差异,而这种差异也是受遗传因素影响的,不可能把这些病都包括在遗传病的范畴之中。完全由遗传因素决定的疾病(A类,如21三体综合征)和完全由环境因素决定的疾病(D类, 如外伤性骨折)都是少数,而大多数人类疾病都居于B类和C类。B类指基本上由遗传因素决定,但需要环境中一定的诱因才发病,如苯丙酮酸尿症患儿在出生后摄入苯丙氨酸就会发病。 C类指遗传因素和环境因素都对发病起作用的疾病,如高血压病、感染等;但不同疾病的遗传度不同,即遗传因素影响越大,则遗传度就越高。所以从理论上来说, A、B、C等三类均属遗传病,但C类如感染、外伤后癫痫等在习惯上不包括在遗传病的范畴中。遗传病不同于先天性疾病,后者是指出生时就已表现出来的疾病。虽然不少遗传病在出生时就已表现出来,但也有些遗传病在出生时表现正常,而是在出生数日、数月,甚至数年、数十年后才开始逐渐表现出来,这显然不属于先天性疾病。另一方面,先天性疾病也并不都是遗传因素造成的,例如孕期母亲受放射线照射时所致的先天畸形,就不属于遗传病。遗传病也不同于家族性疾病。虽然有些由于同一个家族成员具有相同的遗传基础可表现遗传病的家族发病,但是不同的遗传病在亲代、子代之间的传递规律是复杂多样的,有些遗传病(如白化病等隐性遗传病)就可能没有家族史,另一方面,家族性疾病也可能由非遗传因素(如相同的生活条件)造成,如饮食中缺乏维生素 A使多个家族成员出现夜盲。 过去认为遗传病是一个较罕见的疾病,但随着医学的发展和人民生活水平的提高,一些过去严重威胁人类健康的传染病、营养性疾病得以控制,而遗传病成为比较突出的问题。如英国1914年的一项儿童死因调查表明,非遗传性疾病(如感染、肿瘤等)占83.5%,而遗传性疾病只占16.5%,但到20世纪70年代后期,两类疾病各占50%。国内的情况也同样,1951年北京市儿童的死亡原因中,感染性疾病占重要地位,但在1974~1976年儿童死因分析中,先天畸形占全部死因的23.4%,居首位,而在这些畸形中,属遗传病的达3~10名。另一方面,遗传病的病种非常多,随着生物学和医学的发展,近年发现新的遗传病更是层出不穷。表1 表明1958~1982年人类认识的单基因病的病种,至今已有4000种左右的遗传病被人们所认识。 简史 18 世纪法国人莫佩尔蒂第一个对遗传病作了家系调查,他分析了白化病的遗传方式。1814年亚当斯发表有关临床疾病遗传性质的论文,这被认为是近代最早的一篇系统论述遗传病的文章。1908年A.E.加罗德首次提出“先天代谢异常”的概念,将遗传与代谢联系起来,并认为尿酸尿症等先天代谢异常的遗传规律可以用孟德尔定律来解释,为医学遗传学作出了划时代的贡献。1949年L.波林提出了“分子病”的概念。1944年比克尔首先提出控制新生儿营养,可有效防止苯丙酮酸尿症的发展,为遗传病的有效治疗开创了新的一章。1958年J.勒热纳发现先天愚型患儿为三条21号染色体,这是第一次报道了遗传病的染色体异常。 1969年拉布斯发现了 X染色体的脆性部位,为染色体的畸变的研究开辟了一个新的领域。从60年代起,遗传病的产前诊断开始应用于临床。1978年卡恩和多齐首次将 DNA重组技术应用于遗传病的诊断,他们诊断了一例镰刀状细胞性贫血,此后这一诊断技术发展极为迅速。 分类 按照目前对遗传物质的认识水平,可将遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体病三大类。 单基因遗传病 同源染色体中来自父亲或母亲的一对染色体上基因的异常所引起的遗传病。这类疾病虽然种类很多,3000种以上(见表[1958~1982年全世界报告的单基因遗传病的病种数]1958~1982年全世界报告的单基因遗传病的病种数),但是每一种病的患病率较低,多属罕见病。欧美国家统计,约1%的新生儿患有较严重的基因病。按照遗传方式又可将单基因病分为四类:①常染色体显性遗传病。人类的23对染色体中,一对与性别有关,称为性染色体,其余22对均称常染色体。同源常染色体上某一对等位基因彼此相同的,称为纯合子,一对基因彼此不同的称杂合子。如果在杂合状态下,异常基因也能完全表现出遗传病的,称为常染色体显性遗传病,如多指并指、先天性肌强直,这类遗传病的发生与性别无关,男女患病率相同。父母中有一位患此疾病,其子女中就可能出现患者。据估计,约7‰新生儿患有常显体显性遗传病。②常染色体隐性遗传病。常染色体上一对等位基因必须均是异常基因纯合子才能表现出来的遗传病。大多数先天代谢异常均属此类。父母双方虽然外表正常,但如果均为某一常显体隐性遗传基因的携带者,其子女仍有可能患该种遗传病。近亲婚配时容易产生纯合状态,所以其子女隐性遗传病的发病率也高。③常染色体不完全显性遗传病。这是当异常基因处于杂合状态时,能且仅能在一定程度上表现出症状的遗传病。如地中海贫血,引起该病的异常基因为,纯合子 表现为重症贫血,杂合子则表现为中等程度的贫血④ 伴性遗传病。分为X连锁遗传病和Y连锁遗传病两种。有些遗传病的基因位于X染色体上,Y染色体过于短小,无相应的等位基因,因此,这些异常基因将随X染色体传递,所以称为X连锁遗传病。也分为显性和隐性两种,前者是指有一个X染色体的异常基因就可表现出来的遗传病,由于女性拥有两条X染色体而男性只有一条,所以女性获得该显性基因的机会较多,发病率高于男性,但这类遗传病为数很少,至今仅知10余种。如Xg血型,又如抗维生素D佝偻病是 X连锁不完全显性遗传病。X连锁隐性遗传病是指X染色体上等位基因在纯合状态下才发病者,在女性,只有当两条X染色体上的一对等位基因都属异常时才患病,如果其中有一条 X染色体的等位基因正常就不会患有此病。但是男性只有一条X染色体,只要X染色体上的基因异常,就会表现出遗传病,所以男性发病率高于女性发病率。这种伴性隐性遗传病占伴性遗传病的绝大部分,例如红绿色盲、血友病等都比较常见。据估计约1‰新生儿患有X连锁遗传病。 Y连锁遗传病的致病基因位于Y染色体上,X染色体上则无相应的等位基因,因此这些基因随着Y染色体在上下代间传递,也叫全男性遗传。在人类中属于 Y连锁遗传病的有外耳道多毛症等。 多基因遗传病 与两对以上基因有关的遗传病。每对基因之间没有显性或隐性的关系,每对基因单独的作用微小,但各对基因的作用有积累效应。一般说来,多基因遗传病远比单基因遗传病多见。受环境因素的影响,不同的多基因遗传病,受遗传因素和环境因素影响的程度也不同。遗传因素对疾病发生的影响程度,可用遗传度来说明,一般用百分数来表示,遗传度越高,说明这种多基因遗传病受遗传因素的影响越大。例如唇裂、腭裂是多基因遗传病,其遗传度达76%,而溃疡病仅37%。多基因遗传病还包括一些糖尿病、高血压病、高脂血症、神经管缺陷、先天性心脏病、精神分裂症等。在人群中,多基因遗传病的患病率在2~3%以上。 染色体病 指由于染色体的数目或形态、结构异常引起的疾病。新生儿中染色体异常的发病率为 0.5%。染色体异常称为染色体畸变,包括常染色体的异常和性染色体的异常。但是染色体病在全部遗传病中所占的比例不大,仅约1/10。 遗传病的研究和诊断 要研究判断某一疾病是否为遗传病可通过以下几个途径:家系调查及分析、挛生子分析、种族比较,伴随性状研究、动物模型和 DNA分析。通过家系调查、分析并与人群发病情况比较,不仅可以判断某病是否为遗传病,如果是遗传病的话,还可进一步确定其遗传方式。通过单卵孪生和双卵孪生同胞发病的一致率分析,可能判断某种病受遗传因素及环境因素影响的程度。不同种族和民族发病情况的比较,尤其是对同样生活环境不同种族的发病率的研究可能为遗传病的判断提供重要线索。在伴随症状分析中,目前应用最多的是同种白细胞抗原(HLA)系统,应用这一系统作为遗传病标志。研究作为某一遗传的伴随性状,进行连锁分析,则也能为遗传病的判断提供依据。目前已建立了数十种染色体畸变和单基因遗传病的动物模型,为遗传病的研究提供了有力手段。 DNA分析是近年来发展的重要手段,其中以限制片断长度多态性(RFLP)分析在遗传病判断中应用最多。 遗传病的临床诊断比其他疾病更困难。一方面遗传病的种类极多,另一方面每一种遗传病的单独发病率很低,所以临床医师在遗传病的诊断上不容易取得经验。除了一般疾病的诊断方法(如病史、体格检查、实验室和仪器检查)外,遗传病的诊断还可能需要依靠一些特殊的诊断手段,如染色体检查,特殊的生化学测定及系谱分析。遗传病的临床表现是最重要的诊断线索,每一种遗传病都有一些症状、体征同时存在,被称为“综合征”,这是提示诊断的最初线索,也是选择实验室检查和其他遗传学检查的依据。对遗传病患者必须要详细询问家族史并绘制准确可靠的家系谱,对家系谱的分析不仅是遗传病诊断的一项依据,而且对遗传方式的判明及进行遗传咨询也是极为重要的。皮纹分析是遗传病诊断的另一种特殊手段,主要对染色体病最有价值,对其他个别单基因遗传病也可能有一定意义,常用于临床检查的是指纹、掌纹、掌褶纹、指褶纹和脚掌纹。许多遗传病的最后诊断,还有赖于染色体检查和特殊的生化测定或DNA分析。 产前诊断是遗传病诊断的一个重要方面,在婴儿出生以前通过穿刺取得羊水或绒毛组织。进行染色体检查、特异的酶活性或代谢产物测定,或进行DNA分析对胎儿的发病情况作出判断,决定是否需要进行人工流产以终止妊娠,这在减少遗传病患儿的出生,提高人口素质方面具有重要意义,尤其在目前人类对大多数遗传病还不能进行有效治疗的条件下,用终止妊娠来防止遗传病患儿的出生更具有突出的意义。近年来由于 B型超声扫描仪的广泛应用和技术的提高,在产前诊断,尤其是发育畸形的诊断上有很大的价值。胎儿镜也开始应用于产前诊断。 基因诊断是新发展起来的一项重要技术,也能对近百种遗传病作出准确的诊断,但是由于这些遗传病大多数还不能作有效治疗,所以从医学伦理学的观点来看,除应用于产前诊断外,基因诊断的推广仍存在很大问题。 治疗和预防,要根治遗传病,应该从基因水平或染色体水平来纠正已发生的缺陷,这种方法称为基因治疗,属于基因工程的范畴。但是基因治疗在理论上、技术上还存在着极大的困难,目前谈不上临床应用。目前对遗传病所能进行的治疗只是在早期诊断的前提下,通过控制环境条件(如饮食成分等),调节代谢过程,防止症状的出现,称为“环境工程”。目前能应用于环境工程的治疗包括饮食控制疗法(如苯丙酮尿症用低或无苯丙酮酸奶粉喂养)、药物疗法(如用维生素B6治疗B6 依赖症,用别嘌呤醇治疗痛风等)、手术治疗(如脾切除术治疗遗传性球形红细胞增多症)、酶的补充(如异体骨髓移植治疗戈谢氏病)和对症疗法(如用抗癫痫药物控制苯丙酮酸尿症的惊厥)等。环境工程虽然可以减轻或消除一些遗传病的症状,对个体来说是有利的,但是治疗结果却使带有致病基因的患者不仅存活下来,甚至还能继续繁殖后代,而这些患者如果不经治疗本来可以自然淘汰,至少不会繁衍后代。所以环境工程对整个人类的影响可能是有害的,它将使致病基因的频率在人群中逐代提高,从而导致遗传病发病率的增高。 正因为目前对大多数遗传病尚无有效治疗方法,所以遗传病的预防就有特别重要的意义。预防措施包括新生儿筛查、环境保护、携带者的检出和遗传咨询等方面。新生儿筛查是指对所有出生的婴儿进行某项遗传病的简单检查,以便在症状出现以前就开始治疗,防止症状发生。只有那些在症状出现以前就可以通过检查发现生化异常,而且已有治疗措施,而不给予治疗日后又会造成严重残疾的遗传病才进行新生儿筛查。苯丙酮酸尿症和先天性甲状腺功能低下在许多国家已列为法定新生儿筛查项目。中国自1982年以来在北京、上海、天津、武汉等地也进行了一些筛查。其中1985年发表的全国12省市的苯丙酮酸尿症筛查是中国第一次报告的较大规模的新生儿筛查。生物素基酶缺陷的新生儿筛查在国际上也还是一个新课题,中国从1987年开始已在北京开始了这项筛查工作。环境保护是指减少或消除环境中的致畸剂、致癌剂、致染色体畸变剂和致基因突变剂,主要是工农业生产中产生的污染。携带者检出是指将那些外表正常,但带有致病基因或异常染色体的个体从人群中检出,对其婚姻和生育进行指导,防止其后代发生这种遗传病,检出的方法主要是染色体检查、特异的酶活性测定或代谢产物测定以及DNA分析,目前已能对染色体平衡易位及百余种单基因病作携带者的检出,对这些遗传病的预防有重要意义。遗传咨询, 1952年首先出现在美国,中国70年代以后才开展起来,是医务人员对遗传病患者及其家属对该遗传病的病因、遗传方式、防治、预后,以及提出的各项问题进行解答,并对患者的同胞子女再患此病的危险率作出估计,给予建议和指导。可以认为遗传咨询、产前诊断和终止妊娠三者为防止遗传病患者出生的“三部曲”。有人把婚姻咨询和生育咨询也纳入遗传咨询的范畴内,这些工作对优生优育具有重大意义。
基因定位是遗传学研究中的重要环节,基因位置的确定有助于了解基因的功能 ; 对一个基因的定位也有助于同染色体或同线组其它基因的进一步定位 ; 对医学领域遗传病基础的认识、动物生产中遗传标记辅助选择和经济性状遗传规律的掌握,基因定位都起着重要作用。近年来的转基因技术的研究中,基因定位是确定供体基因及转基因在受体染色体整合位置的必要手段。正如地图的发明对于世界的认识那样,基因定位为人类深入认识生物现象和规律,具有划时代的意义。 随着基因定位技术的发展,其概念的内涵也不断深入。早期的基因定位主要指区别基因间是否连锁,是位于常染色体还是性染色体。目前,它包括认识连锁群上基因相对位置的遗传定位 (Genetic mapping) 和认识基因在某染色体具体位置的物理定位 (physical mapping) 。定位的内容除质量性状基因外,还包括 QTL 基因和分子遗传标记 ( 主要是微卫星位点、 RFLP 等 ) 。基因染色体定位的方法多种多样,其中物理定位的主要方法包括传统的荧光原位杂交技术 (Fluorescent in situ hybridization, FISH) 和放射杂交 (radiation hybrid , RH) 定位等。尽管 FlSH 技术可以对基因进行染色体定位,但从分子角度来看,它的定位工作仍显得粗糙, RH 定位的精确度要比 FlSH 定位高,而且成本低、定位效率高,是一种基因染色体定位的新方法,越来越在遗传学研究中显示出重要的作用。 然后你可以就一种方向的基因定位进行论述:如水稻:猪:目前用于猪基因物理定位的体细胞杂种细胞系有:法国的猪 ´ 啮齿类体细胞杂种板 (Pig × rodent Somatic cell hybrid panel, SCHP) 、法国农科院和明尼苏达州大学共同构建的辐射杂种克隆板 (INRA–Minnesota porcine radiation hybrid panel, IMpRH) 、日本的辐射杂种板 (Sus scrofa radiation hybrid panel, SSRH) 以及英国 Roslin 研究和剑桥大学共同构建的猪辐射杂种板(林丽, 2004 )。目前应用比较普遍的是前两种,二者的共同点是它们都基于 PCR 分型,方便而且快捷。 猪 ´ 啮齿类体细胞杂种板是由法国农业科学院 (Laboratoire de Génétique Cellulaire, INRA, Castanet-Tolosan, France) 构建的,由 27 个杂种细胞系组成 (Yerle, et al. , 1996) 。该体细胞杂种板所用供体细胞是猪的淋巴细胞或纤维原细胞,然后与中国仓鼠黄嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷型 (HPRT-) 细胞株( 1-19 杂种细胞系)和小鼠胸腺嘧啶激酶缺陷型 (TK-) 细胞株( 20-27 杂种细胞系)融合,最后经过细胞遗传学方法鉴定得到。通过 PCR 检测某个基因在 27 个杂种细胞系中的分型结果后将其与各杂种细胞种所存留的猪染色体或片段进行对应分析,可以得到此基因在猪染色体上的区域定位结果 (Chevalet et al., 1997) 。该方法仅能将基因定位于比较粗略的染色体位置。 猪辐射杂种克隆板 IMpRH 是由法国农业科学院和美国 Minnesota 大学共同构建的 (Yerle, et al., 1998) 。经过 7,000 Rads 的辐射剂量辐射猪淋巴细胞或纤维原供体细胞后,与中国仓鼠受体细胞融合,获得 152 个杂种细胞克隆,采用以 SINE (small interspersed repeat element) 作探针的 FISH 和特异的 SINE 作引物的 PRINS 技术对每个杂种细胞系中存留的染色体或片段的大小和长度进行细胞遗传学鉴定后,得到一套由 118 个杂种细胞系所组成的,覆盖整个猪基因组的猪辐射杂种板 (IMpRH) (Yerle et al., 1998) 。 Hawken 等 (1999) 借助 IMpRH 通过对 900 多个 Ⅰ类和 Ⅱ 类标记进行定位首次构建了第一代猪全基因组辐射杂种图谱 (Porcine whole-genome radiation hybrid map) 。该图谱共由 128 个连锁群(位标的最小 LOD 值为 4.8 ), 59 个单独的标记组成,覆盖了全部常染色体和 X 染色体,理论分辨率为 145kb ,平均存留率为 29.3 %,平均约 70 kb/cR 。猪的第一张辐射杂种图谱的构建为新 DNA 标记的定位提供了丰富的 DNA 位标,为构建高分辨率的猪基因组物理图谱奠定了基础,因此这套克隆板得到广泛的应用。由于 RH 法是基于 PCR 分型 检测 技术和互联网结合的定位方法,对于 118 个克隆的 IMpRH 板,在引物特异、扩增效率高、条件稳定的情况下,一天内即可将分析结果提交到相应的网站并得到最终定位结果,所以它具有快速、 简单易行 和 定位精度高的特点 , 其结果也具有可比性。与连锁图谱相比,辐射杂种克隆板可以相对精确地定位和排列标记,它 可以将遗传连锁图谱中在 5cM 区域以内难以分辨位置的一簇标记进行排序 (Rohrer et al., 1996; Hawken et al., 1999; 林丽, 2004) 。除了对具体 DNA 标记进行定位外,随着 ESTs 数据库的大量增长, RH 法对 ESTs 的定位也显示了广泛的应用前景。 Cirera 等 (2003) 利用 IMpRH 成功定位从小肠 cDNA 文库测序得到的 214 个 ESTs ; Tuggle 等 (2003) 同样利用 IMpRH 定位了主要在母猪繁殖器官中表达的 64 个 ESTs 。 希望能帮到你
具体过程比如说是像人体的改造或者是啊动物的改造,或者是细胞或者是脑心血脑血管呀,还有就是物理学上面所讲的宇宙历史呀,都特别的多的。
汗。。不会写。。你自己加油吧。。。
血型性格学说的关于血型的科学研究 1964年12月,著名心理学家雷蒙德・卡特尔(R.B.Cattell)等人在著名学术刊物《美国人类遗传学杂志》(American Journal of Human Genetics)发表题为《血液群体与性格性状》的论文。他们对568名意大利人或意大利裔美国人用卡特尔16种人格因素问卷(简称16PF)进行测试,发现其中有一项(温顺-坚强)与ABO血型“显著”相关:B型要比A型和O型的温顺(这个结果与血型学所说的恰好相反)。[4]时隔16年(1980年),斯万(D.A. Swan)等人在一本人类学杂志《人类季刊》上发表了一篇论文。他们用相同的心理测验对美国密西西比州白人学校的547名儿童进行了调查,在15项卡特尔指标中,也只发现有一项与血型有关,然而这却是另外一项(“放松-紧张”):O型比A或B型紧张,AB型最紧张。 1973年,另一份著名学术期刊英国《自然》发表了一篇由牛津和剑桥大学的研究人员合写的小论文,根据他们对牛津周围乡村的534 人调查的结果,发现智商与ABO血型有关,A2型平均智商(111.16)略高于O型(109.75),后者高于A1(106.95)。1975年,另两名牛津大学的研究人员去信指出,这是分层取样导致的假象,在进行了校正之后,并不存在显著差异。1983年,英国斯旺西大学的两名研究人员在《自然》发表论文,他们研究了英国输血中心登记的献血者血型和社会-经济地位的关系,得出结论说:A型有更多的几率(约15%)出现在第一、二等的社会等级(英国 *** 将社会职业分成五等),从事创造性的工作。 1977年,心理学家艾森克发现B型血的人跟容易出现情绪化的行为(emotional behaviour),AB型血的人比其他血型更加内向。1982,他回顾了过去的研究者在20多个国家所做的一些研究,发现焦虑和神经质的水平和那个国家B型血的人所占的比例比较一致,内向的水平则和那个国家AB型血的人所占的比例比较一致。1990年,英国和爱尔兰的三名研究人员对爱尔兰的血库情况做了调查,未能发现ABO血型与社会-经济地位有关。他们认为,斯旺西大学的研究者之所以发现相关,可能是因为150 年来,到英国的移民(一般来说从事的是地位较低的工作)都来自A型频率较低的地区。可以说,那也是统计假象。由于爱尔兰人口的民族组成要比英国更均一,因此结果更可信。2002 、2003 、2005 年,在著名的心理学期刊《人格与个性差异》(Personality and Individual Differences)上发表的3篇论文,采用大五人格测试(NEO-PI),均未发现血型与性格相关。大五人格理论(Five Factor Model)是目前心理学界普遍承认的人格理论,而且得到了实证研究的支持。 血型性格学说的什么是血型 血型是被奥地利维也纳大学的病理学家卡尔潆德斯泰纳 (Karl Landsteiner)于1902年发现的。他发现输血失败的原因是由于某些人的血清导致另一些人的红细胞凝集,但在某些组合却又不会发生这种情况。后来,他和他的学生发现了四种血型:A型、B型、O型和AB型。由于这个发现,兰特斯坦纳在1930年获得诺贝尔生理医学奖。这个重大的医学发现,后来还被滥用作为支持种族主义的理由。 血型性格学说的“血型性格学说”的发展历史 后来,一位名叫古川竹二的日本人,在东京大学获得哲学学位,毕业后到东京女子高等师范学校(现御茶之水女子大学)担任讲师。在此期间,他对1245名对象进行调查,于1927年在《心理学研究》杂志上发表题为《血型与性格学的研究》的系列论文。随着日本的战败,这股血型狂热也渐渐平息。50和60年代是血型说相对安静的时期,当时的主要鼓吹者是日本现代心理研究会会长目黑宏次和目黑澄子夫妇,他们组织了一些人专门从事这项研究。1971年,一位名叫能见正比古的记者写了《以血型了解缘分》的书,再次掀起了血型热潮(此书到现在已印刷200多次,发行几百万册)。能见正比古本人并非医学出身,他的书更像是奇闻异事,他所用的研究方法也不够科学,他也因此受到了日本心理学界的抨击。 A型 优点 具有创造性、理智 缺点 过分认真 B型 优点 积极,实干家 缺点 自私,不负责任 O型 优点 善交际,乐观 缺点 自负,粗鲁 AB型 优点 冷酷、克制的、理性的 缺点 举棋不定、批判性的 血型性格学说的血型学说在日本 就像西方人对星座的崇拜,在日本,从谈恋爱到找工作,日本人都把一切问题归因于同一因素――血型。根据日本最大经销公司东贩集团统计,2008年末前十大畅销书排行榜中,就有四本谈的是血型如何决定个性。出版这四本书的「文艺社」表示,四种血型各出一本书,每套都已卖出超过五百万本。大多数日本人根据血型择偶、交友。许多日本公司,包括国际性大公司,都根据血型招人、用人,甚至在招聘广告中明确规定只有哪种血型的人才能应聘。日本的动漫游戏,拳皇、最终幻想、合金装备,也会介绍动漫人物的血型。即便日本总理麻生太郎也知道血型的重要性,在自己的官网公布他的血型是A型,而他的对手,在野党主席 *** 则是B型。而血型风潮也吹进任天堂DS游戏,并成为专为血型设计的女性饰品「幸运包」上的主要角色。某家电视台也将播出女生以血型找丈夫为主题的喜剧。听起来最扯的是,婚友公司提供血型相配度测验,部分公司指派工作时也看员工的血型。有些幼儿园甚至按照血型来分班,日本女子垒球队也利用血型理论来为选手量身打造训练计划。血型性格学说在韩国同样受欢迎。韩剧B型男友就是一个好例子。一个名叫RealCrazyman的韩国人在自己的网站贴出了“血型漫画”作品,短短几日,就被网友Bunny翻译并放到了中文网站。 血型和性格有关系么 红细胞血型是根据血液中的红细胞表面上抗原来划分的,根据抗原种类的不同,常见的有二十几个分类系统,ABO血型系统只是其中的一个,只不过因为发现得最早,又与输血的关系最密切,所以广为人知。在二十世纪之前,西方医生已尝试过对失血过多的病人进行输血,但往往导致死亡。1900年,奥地利维也纳病理研究所的研究人员兰特斯坦纳(Karl Landsteiner)发现输血失败的原因是由于某些人的血清导致另一些人的红细胞凝集,但在某些组合却又不会发生这种情况。第二年,他从各位同事那里采集了血样,对红细胞进行了检测,发现它们存在两类抗原,他分别命名为A 抗原和B抗原。有A抗原的血他称之为A型,有B抗原的他称之为B型, 两种抗原都没有的,他称之为C型或零型(后来改称O型)。 又过了一年,他的两名学生采集了更多的血样,发现有的同时存在A和B两种抗原,即AB型。植物、微生物也存在A、B抗原,如果人体内原先没有某一种抗原, 从食物中吸入或受微生物感染后,就会在血清中出现对抗这种抗原的抗体。因此,A 型血清中有抗B抗体,B型血清中有抗A抗体,O型血清同时存在这两种抗体,而AB型血清没有这两种抗体。输血出现凝聚的原因,就是一种血清中的抗体(抗A或抗B)与另一种不同血型的红细胞的抗原(A或B抗原)相遇造成的。由此可知,A型可以输给A型和AB型,但只能接受A型和O型;B型可以输给B型和AB型,但只能接受B型和O型;O型可以输给任何型,但只能接受O型;AB型只能输给AB型,但可以接受任何型。在输血前,对供血者和受血者的血液做血型鉴定,并在体外检测二者相混不发生凝集,就可以避免因输血凝集反应导致的生命危险。由于这个发现,兰特斯坦纳在1930年获得诺贝尔生理医学奖。在1924年,伯恩斯坦(F. Bernstein)发现了ABO血型的遗传机制。它是由一对等位基因(各从父母得到一个)控制、严格按孟德尔遗传定律遗传的。等位基因A和B是显性基因,O是隐性基因,因此基因型AA和AO都表现为A型,BB和BO表现为B型,AB表现为AB型,OO表现为O型。子女的血型不一定与父母的相同,但是父母的血型决定了子女的血型只能有哪些可能。例如,A型父亲和A型母亲只能生下A型或O型的子女,如果其子女是B型或AB型,我们可以推断其父母中至少有一方不是亲生,即可以根据血型排除亲生父亲或母亲(但不能确认),这是法医做亲子鉴定的一种手段。后来发现A、B、O基因还各有不同变异,目前已发现14种A基因(以A1,A2……表示),14种B基因和8种O基因。 这个重大的医学发现,很快就被滥用。在1910年,德国海德堡大学的医生范顿根(Emil von Dungern)最先将血型做为种族主义的依据。他声称,纯种欧洲人的血型是A型,纯种亚洲人的血型是B型,或者说,那些B型血的欧洲人不是纯种欧洲人。1919年第一次世界大战期间,两位波兰研究者对英国和法国占领军士兵和俘虏中不同民族的人进行了调查,发现他们的血型分布存在差异,据此将人类划分成了三个人种:A型占多数的欧洲人,B型占多数的亚-非人,和过渡型。他们并描绘了一幅人类进化的图景:人类的祖先原先都只有O型血,之后分化出了A型和B型两个不同的人种。按照这个思路,正苦于没法找到一个划分人种的客观标准的人类学家们马上把调查血型分布当成救命稻草。1930年在给兰特斯坦纳颁发诺贝尔奖的典礼上,诺贝尔奖委员会主席就是如此赞扬兰特斯坦纳的贡献的:“兰特斯坦纳的发现为研究一个民族的种族纯洁程度的决定性开创了新的领域。” 但是以后所有试图根据ABO血型划分人种的努力都失败了。并没有一种ABO血型基因是某个......>> 四种血型的特征特点? A型:重视家庭 A型的人希望过着坚实、安定而稳固的生活,因此,A型的人会很重视家庭生活,务使家庭里上上下下,都能过着安定生活龚A型的人很重感情,这也是他们重视家庭的原因,可是也因此常常被感情所困扰。A型人表面上很抑制自己感情的发展,但是内心却是十分纯情的。感情的起伏很大,创伤的复原很慢,但遭受到打击时,有时候却会变得很冷静,感情的忽冷忽热也是其特征之一。 B型:强大的生命力 B型的人,对社会环境的适应力比较逊色些,但是抵抗社会的能力却比较强。不管社会环境如何的变化、如何的复杂,他却能够及时把自己与社会切断,在不受社会影响之下,继续的生存下去。B型的人经常凭借自己的直觉反应,来判断另一个人的坏,而且对事物的看法,他完全是以自己的判断作为依据,而这种判断常深植内心,不易改变。 O型:富有干劲 O型的人一旦面对着事情,往往很本能的,把储蓄于体内的干劲发挥出来,在办事的时候,O型的人会全力以赴,越是处于艰难的状况,他越会感觉到富有挑战性,做起来也就更为有劲,不流于感情的窠臼。O型的人具有高度的判断力和积极的做事态度,而且性情开朗,但是对于事情的看法,不会立即采信,必须用客观的判断或经过求证,才会改变原有的不信任态度。至于O型的人,外表看似顽固的原因,乃是他对未经证实的事物,用客观的态度做了理论上的分析和检讨,而这种方式不一定符合实情,以致被误认为过于顽固。 AB型:优越感 AB型的人很坚强、有自信,做事果断、迅速,为人乐观,是属于行动型的人。在团体中常站在指导的地位上,而且能将大家的意向当成自己的意向,尊重大伙的决定,并且将理想付诸行动。但在遇到挫折或失败时,就会推卸责任,将失败的因素归罪于别人的身上只有在单独和别人相处时,他会收敛自己的优越感,融洽的交谈,并尽量的将气氛转变得和谐。AB型的人对于规则、规定等形式,不大容易接受,行为上也不拘小节,对别人的指正也不大理会,甚至产生强烈的反抗。在刚开始做某件事情之前,AB型的人会细心的调查,和作充分的准备,这并不表示他能尊重别人以往的经验,而是他希望用自己的方法去尝试和处理。 血型与性格有关吗 红细胞血型是根据血液中的红细胞表面上抗原来划分的,根据抗原种类的不同,常见的有二十几个分类系统,ABO血型系统只是其中的一个,只不过因为发现得最早,又与输血的关系最密切,所以广为人知。在二十世纪之前,西方医生已尝试过对失血过多的病人进行输血,但往往导致死亡。1900年,奥地利维也纳病理研究所的研究人员兰特斯坦纳(Karl Landsteiner)发现输血失败的原因是由于某些人的血清导致另一些人的红细胞凝集,但在某些组合却又不会发生这种情况。第二年,他从各位同事那里采集了血样,对红细胞进行了检测,发现它们存在两类抗原,他分别命名为A 抗原和B抗原。有A抗原的血他称之为A型,有B抗原的他称之为B型, 两种抗原都没有的,他称之为C型或零型(后来改称O型)。 又过了一年,他的两名学生采集了更多的血样,发现有的同时存在A和B两种抗原,即AB型。植物、微生物也存在A、B抗原,如果人体内原先没有某一种抗原, 从食物中吸入或受微生物感染后,就会在血清中出现对抗这种抗原的抗体。因此,A 型血清中有抗B抗体,B型血清中有抗A抗体,O型血清同时存在这两种抗体,而AB型血清没有这两种抗体。输血出现凝聚的原因,就是一种血清中的抗体(抗A或抗B)与另一种不同血型的红细胞的抗原(A或B抗原)相遇造成的。由此可知,A型可以输给A型和AB型,但只能接受A型和O型;B型可以输给B型和AB型,但只能接受B型和O型;O型可以输给任何型,但只能接受O型;AB型只能输给AB型,但可以接受任何型。在输血前,对供血者和受血者的血液做血型鉴定,并在体外检测二者相混不发生凝集,就可以避免因输血凝集反应导致的生命危险。由于这个发现,兰特斯坦纳在1930年获得诺贝尔生理医学奖。在1924年,伯恩斯坦(F. Bernstein)发现了ABO血型的遗传机制。它是由一对等位基因(各从父母得到一个)控制、严格按孟德尔遗传定律遗传的。等位基因A和B是显性基因,O是隐性基因,因此基因型AA和AO都表现为A型,BB和BO表现为B型,AB表现为AB型,OO表现为O型。子女的血型不一定与父母的相同,但是父母的血型决定了子女的血型只能有哪些可能。例如,A型父亲和A型母亲只能生下A型或O型的子女,如果其子女是B型或AB型,我们可以推断其父母中至少有一方不是亲生,即可以根据血型排除亲生父亲或母亲(但不能确认),这是法医做亲子鉴定的一种手段。后来发现A、B、O基因还各有不同变异,目前已发现14种A基因(以A1,A2……表示),14种B基因和8种O基因。 这个重大的医学发现,很快就被滥用。在1910年,德国海德堡大学的医生范顿根(Emil von Dungern)最先将血型做为种族主义的依据。他声称,纯种欧洲人的血型是A型,纯种亚洲人的血型是B型,或者说,那些B型血的欧洲人不是纯种欧洲人。1919年第一次世界大战期间,两位波兰研究者对英国和法国占领军士兵和俘虏中不同民族的人进行了调查,发现他们的血型分布存在差异,据此将人类划分成了三个人种:A型占多数的欧洲人,B型占多数的亚-非人,和过渡型。他们并描绘了一幅人类进化的图景:人类的祖先原先都只有O型血,之后分化出了A型和B型两个不同的人种。按照这个思路,正苦于没法找到一个划分人种的客观标准的人类学家们马上把调查血型分布当成救命稻草。1930年在给兰特斯坦纳颁发诺贝尔奖的典礼上,诺贝尔奖委员会主席就是如此赞扬兰特斯坦纳的贡献的:“兰特斯坦纳的发现为研究一个民族的种族纯洁程度的决定性开创了新的领域。” 但是以后所有试图根据ABO血型划分人种的努力都失败了。并没有一种ABO血型基因是某个......>> AB血型的性格分析 40分 AB型人态度温和,能与人和睦相处,追求合理性;憎恨表里不一的人,具有很强的批判精神:大脑容易疲劳,一部分人一疲劳就浑身无力。 1、自我封闭,拒人于千里之外 AB型超出了O族范围,在AB型人的身上没有O气质。活跃在社会重要位置上的人多是O族成员,这只是就数量而言,并不是从质量上讲。AB型的人数虽然和O族相比要少是多,但质量要比O族的人好得多。不过AB也是复合气质,因此也同AO型、BO型一样,具有复合性气质特征,但在表现上却与AO型和BO型完全不同。 如同加法相对的是减法,这个道理很简单,稍一动脑筋便可以理解。再譬如,与正作用力相对的是反作用力,总之在任何事物上(除了O族以外),都反映出这种奇妙的相对性规律。如果O气质受到抑制无法表现,那么按照相对性规律,应该有某种东西将与之相对地得到表现。 首先,AB型的人非常擅长于做事务性的工作(包括和人打交道)。他们中的多数常常待人和蔼可亲。如果注意观察的话,您或许就会发现,他们很少有显露出激动神态的时候。 其次,AB型的人不愿多谈及自己,这并不是因为没有什么可谈的,而是苦于找不到找不到与其它型的人进行谈话所需要的共同语言。譬如说,一般O族的人认为,有条不紊表现了一种性格。可不具有O气质的AB型的人却认为,有条不紊并不能表现性格,他们的理由是:所谓有条不紊,完全是在自己一时的思想支配下实现的,即当自己感到需要有条不紊的时候就应该把事情做得有条不紊,不不需要的时候,就不必非得强求自己那样去做。所以说,有条不紊仅仅是自己一时意志的反映而已,并不是什么性格的反映。对“老实”的理解也是如此,AB型的人认为,该老实的时候就老实,不该老实的时候就没有必要去老实,也就是说,人可以老实,也可以不老实,这也完全是由自己当时的意志所支配的,并非是什么性格。 所以,AB型的人讨厌有关“人情论”、“爱情论”一类的话题,对他们来讲,所谓“爱情”不过是“喜欢”与“不喜欢”的问题,今天我喜欢你了,就算我对你有了爱情,明天我不喜欢你了,爱情也就化为乌有了,问题就这么简单,远没有人们描写成演绎得那么复杂缠绵。至于“人情”,对他们来讲,简直是令人讨厌的话题。把这些话题强扯到自己头上,对他们来讲无疑是一种折磨,他们感到无法忍受……正因为如此,他们最讨厌那种没完没了,哭哭啼啼的爱情呀、人情呀一类的东西。 对上面所说的内容加以概括的话,我们可以得出一个结论――AB型的人冷酷无情。在“冷酷”这个词产生于世的多少万年之前,AB型的人就已经具有了这种冷酷的性格了。 AB型的人在精神愉快的时候,性格开朗,就象高原上的蓝天,让人感到舒服,而且在工作中也能表现出非凡的才能,也许这是他们工作时专心致志的缘故吧。 AB型的人在工作中一般都能创造出惊人的业绩,可以说,AB型是产生天才的类型。 AB型的人还有一种与众不同的性情,如果被人们误解了,那可就麻烦了。这种性情就是玩世不恭。有才能的AB型人非常聪明,但并不将自己的才华显露出来,可是却在心中暗自施展其冷酷无情的常段,并以此取乐。当然,在大多数情况下这么作是没有恶意的,只不过是一种变态的批评精神而已。 2、话不投机半句多 AB型的开朗和能干并不经常表现出来,不知何故。AB型看起来行动迟钝,说得具体些就是AB型的人干什么事都磨磨蹭蹭、慢慢腾腾的与O族中的神经衰弱相似,他们先天性地具有这种特征。AB型在身体体质上容易疲劳,表面上看常常显得疲惫不堪,事实上,他们并不是真正的身体上的疲倦,而是心理上正处于一种什么事也不想做的状态中。......>>
卡尔·兰德斯坦纳是奥地利著名医学家,他因发现了A、B、O血型而于1930年获得诺贝尔医学及生理学奖。1900年,兰德斯坦纳在维也纳病理研究所工作时,发现一个人的血清有时会与另一个人的红细胞发生凝集。随后,兰德斯坦纳用22位同事的正常血液进行交叉混合实验,进一步发现人的血液按红细胞与血清中的不同抗原和抗体,可分为不同类型,他以A、B、O三个字母来代表他发现的三种不同类型的血液。不同血型的血液混合在一起,就会发生凝血、溶血现象。1902年,兰德斯坦纳的两名学生把实验范围扩大到155人,又发现了较为稀少的AB型血。1927年,国际上正式采纳了兰德斯坦纳原定的字母命名,确定血型有A、B、O、AB四种类型。至此,现代血型系统正式确立。兰德斯坦纳的这一研究成果找到了以往输血失败的主要原因,为安全输血提供了理论指导。但在当时,许多人并不清楚这项科学发现在医学发展史上的重要意义。1908年,兰德斯坦纳在一家医院当医生。有一天,兰德斯坦纳在医院的大厅里看到一位妇女抱着病重的孩子恸哭。接诊的医生已认定,孩子得的是不治之症。兰德斯坦纳仔细检查了病儿后,想到了一种治疗办法。这种办法从理论上讲是可行的,但还未在临床上获得过成功。兰德斯坦纳把自己的想法告诉了患儿的母亲,已经绝望的母亲决定让兰德斯坦纳试一试。兰德斯坦纳的治疗方法是根据血清免疫学的原理,把含有病儿病原的血液输到一只猴子身上,待猴子产生抗体之后,再把猴子的血制成含有抗体的血清。他将这种血清接种到病儿身上,生病的孩子奇迹般地治愈了。兰德斯坦纳在认识人类血型方面的杰出研究成果,不仅为安全输血和治疗新生儿溶血症提供了科学的理论基础,而且对免疫学、遗传学、法医学的发展都带来了深远影响。
遗传学教学的几点体会论文
在学习、工作生活中,大家都接触过论文吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。那么你有了解过论文吗?下面是我为大家整理的遗传学教学的几点体会论文,希望对大家有所帮助。
生命科学中的遗传学,是与现代生物科学中多门课程有关联的专业基础课,同时又是一门方法技术精密的实验性课程,涉及生物学、微生物学等问题,同时又有细胞学、生物化学、发育学、生物统计学等问题,显微技术也是遗传学实验课教学的必需内容之一。在目前的新兴专业,例如生物技术、生物科学中,主要面临着教学任务重、课时少的问题。随着高校教育教学改革的进一步深入和素质教育的推进,课堂理论教学学时数正在不断压缩,已由最初的120学时减少到目前的54学时,甚至是48学时。所以学生普遍感觉到遗传学课程的教学内容多、时间紧、跨度大、难度大,是较难掌握的一门课程。如何提高其教学效果,值得探讨。
一、要讲好绪论课
绪论是第一节课,是教师与学生的第一次接触,教师的水平、性格、态度、语言、情感、衣着等都会给学生留下深刻的印象,这将有助于建立良好的师生关系,取得良好的教学效果。在绪论课上,可精选一些典型的遗传学学史事例,以及一些对遗传学的建立与发展作出过重要贡献的历史人物事迹,同时结合遗传学在当前医学、生物技术等领域的应用中所起的作用,展示其重要性,让学生在了解遗传学的建立与发展过程的同时,培养其学习兴趣。
二、采用多媒体教学,展示更多的研究信息
照片、视听媒体具有形象、动态、生动、直观的优势,学生对它有新鲜感。就心理而言,新鲜感会因时间推移而逐渐消退,其学习态度和行为也会随之发生微妙的变化;就教师而言,单纯利用视听媒体的优势向学生灌输知识信息,或依托媒体照本宣科,势必成为另一种形式的“满堂灌”;追求“直观”也不能限制学生想象、思考的空间而迟滞抽象思维的发展。因此在利用多媒体教学的过程中,应当把启发式教学的思想预先注入媒体的图像、视听造型及媒体的组合之中,确定启发式精讲与媒体的启发式展示相结合的教学策略。
三、对于不同的章节,应采取不同的授课方式
例如,对于遗传的三大定律、染色体数目及结构变异等不需要死记硬背的内容,可以通过鼓励学生多做习题或者上习题课的方法来掌握。在布置习题的过程中,应有针对性地选择一些典型的习题,而不是采取题海战术的方法。在批改学生作业的过程中,要发现学生的问题所在,通过习题的解析,使学生更好地掌握所学内容。
四、更新教学内容,激发学习兴趣
遗传学是一门古老的又不断发展的学科。所以在教学的过程中应不断注入新的内容。绝大部分大学生,在中学阶段都学习过一些遗传学的内容,例如孟德尔遗传、连锁遗传等,如果老师仍然照本宣科、娓娓道来的话,学生很可能会失去兴趣,觉得厌烦。许多的诺贝尔生理医学奖都与遗传学的发展有着紧密的关系,可以通过给学生讲解这些科研成果的方式,激起学生学习遗传学的兴趣。 学习兴趣是构成学习动机中最现实、最活跃的成分,对于提高学习效果、智力发展、创新能力培养及教育质量的全面提高有着巨大的作用。可以采取让学生自己讲授这些章节的方法进行教学,在学生备课和准备幻灯的过程中,将会对这些内容进行很好的复习。教师再根据学生在讲课过程中所出现的问题,有针对性、有重点地予以纠正。而对于新发展起来的基因组学、后基因组学、蛋白质组学、人类遗传疾病的遗传控制等内容,则比较容易引起学生学习的兴趣,可以结合分子生物学实验室的实验内容,更形象、更生动地为学生讲解。
五、精心准备遗传学的实验课
遗传学在农业、医学、环境污染治理、生物多样性的保护等方面具有重要作用,而实验教学是不可分割的重要部分。实验教学在育人方面有其独特作用,不仅可以授人以知识和技术,培养学生的动手能力与分析问题、解决问题的能力,而且能够影响人的世界观、正确的思维方法和严谨的工作作风。实验室是实验教学的主要场所,而实验教学又是培养有创新思维、创新能力人才的最佳途径。在遗传学课程的安排中,实验课占了1/3-1/4。实验课不仅能激发学生的求知欲,而且能加深学生对所学理论知识的理解,锻炼学生的实验操作技能,有助于提高学生观察、思维、分析和创新等方面的能力。
随着遗传学的发展,仅仅停留在以果蝇为材料的实验方法上,远远无法满足学生的需要。可以结合生物科学目前发展的趋势,为学生开展一些分子生物学的实验,例如DNA的提取、基因克隆、DNA测序、转基因等等,让学生对当前的实验技术有所了解。这不仅能够激起学生学习的兴趣,还有利于培养学生进一步在生物科学领域深造的欲望。
六、提高自己的语言表达水平
有人说教师的语言如钥匙,能打开学生心灵的窗户。好的教师语言是教师从事教育、教学工作必备的条件。教师语言水平的高低,直接影响到教学效果和教学质量的优劣。作为一个合格的人民教师,必须不断地提高自己的语言表达水平,尽量使自己的语言幽默诙谐。苏联作家斯维洛夫说:“教育家最主要的也是第一位的助手是幽默。”一个概念,讲授时有无幽默感,表达效果就不大一样。幽默能引起学生的兴趣,加深学生的理解和记忆。趣味性一般指教学语言生动形象、富于情趣。教学语言的趣味性也是教育教学成败的重要条件之一。
一个优秀的教师,不仅要有丰富系统的科学文化知识,懂得教育教学规律,还应该不断努力提高自己的教学语言修养,这样才能更好地完成教育教学任务。
遗传学作为生命科学本科阶段所要学习的一门基础的专业必修课程,遗传学课程建设情况、教学水平和研究水平, 是衡量生物学相关学科、专业整体水平的一个重要标准。因此, 加强遗传学课程的建设与教育教学创新, 是高校学科建设的重要内容。本文总结了我校在遗传学研究性教学示范课程建设方面的一些探索性工作,旨在与广大同行进行交流与探讨。
由于现代生物学的飞速发展,遗传学尤其是分子遗传学部分的内容更新很快,单纯依靠教科书乃至书本参考书,都会跟不上知识更新的速度;另外,遗传学的研究领域宽广,与众多学科交叉融合,形成了许多分支学科。因此,继续采用老师讲学生被动学的模式进行遗传学的教学已不能满足遗传学飞速发展的需要,在遗传学的教学中开展研究性教学势在必行。
研究性课程以其独特的创新品格和实践魅力,深受课程研制者和实践者所关注,成为二期课改的亮点,但同时它又是当前课改的难点。为搞好我校遗传学课程的研究性教学,我们进行了如下的探索:
一、对课程体系和教学内容进行整合和优化
遗传学是我校生命科学学院的主干课程,包括《遗传学》和《遗传学实验》两门独立课程,《遗传学》的教学课时数是54学时(3个学分),《遗传学实验》的课时是36学时(1个学分)。但是遗传学的教学内容几乎涉及到了遗传学科的方方面面,这就造成了知识容量大而课时少的矛盾;其次,随着学校教育体制的改革和办学方向的战略性调整,生命科学院由原来单纯的师范专业发展到现在的生物教育专业、生物技术专业、生物工程专业和海洋专业,同时还有国家理科基地;另外,遗传学的授课对象除了生命科学院的各专业学生外,还有中北学院和强化部的学生。由于各专业的培养目标有所侧重,学生的知识结构和专业基础差异较大。因此,遗传学的.教学工作面临着许多困难与挑战。
根据遗传学的学科特色和遗传学教学的实际需要,我们对国内外目前比较普遍使用的遗传学教材的内容体系进行了系统的比较和研究,对本校生物专业已修完遗传学课程的本科生和研究生进行了访谈,对中学的新课改,以及中学的生物学教学要求进行了调研,听取他们对高校遗传学教材体系构建和遗传学教学过程的建议和要求。在此基础上,我们编写了《遗传学》和《遗传学实验》两部教材,由科学出版社于2013年6月出版发行,这两部教材都被遴选为南京师范大学重点教材。
新编教材在保持现有教材风格和优点的基础上,通过全体编著人员的共同努力,形成了如下特色:
(一)凸显遗传学的学科特色,凡是在其他相关教材中应该阐述清楚的内容均不列入本教材,例如,细胞的结构、细胞分裂、DNA的结构、DNA的复制、转录和翻译的过程等。
(二)以基因为主线,按照基因概念的形成和发展的顺序,系统介绍基因的结构、功能、定位、重组、突变、基因工程和调控等核心内容。
(三)连锁与交换是整个遗传学的灵魂。本教材以最大的篇幅对连锁与交换的概念、连锁与交换规律、连锁与交换的证据、连锁与交换的意义、连锁遗传分析、连锁遗传图的绘制、真核生物的连锁与交换、细菌和噬菌体的连锁与交换、真菌的连锁与交换等内容进行了比较全面和系统的阐述。
(四)基因定位是研究基因功能和进行遗传操作的关键,本教材将其独立成章,对各种遗传标记和基因定位的常规技术和方法进行归纳和介绍,不仅使学生明确相关概念,同时了解各种基因定位方法。
(五)孟德尔定律是遗传学科的基石,但是由于当时理论和技术的局限,孟德尔的假说也存在许多缺陷,为了帮助学生系统学习孟德尔的遗传规律,同时将细胞遗传学与现代遗传学密切地联系在一起,在介绍孟德尔遗传规律之后,进一步对孟德尔的遗传规律进行了补充和发展。
(六)细胞遗传和分子遗传是遗传学科的两条主线,本教材对这两部分内容都进行了扩充。在细胞遗传学部分加入了“核型与核型分析”的内容,在分子遗传学部分加入了“基因组与基因组学”、“蛋白质组与蛋白质组学”和“生物信息学”等内容。
(七)我们学习和掌握遗传学知识的目的,除了开发和利用基因资源为人类服务之外,还应该加强遗传保护,减缓重要遗传资源衰退或灭绝的速度,保持遗传多样性。因此,在本教材中引入“保护遗传学”这一章,增强学生保护遗传资源的意识。
(八)《遗传学实验》教材的内容选择和实验安排紧扣《遗传学》教材的知识体系,实验内容涵盖细胞遗传、分子遗传、群体遗传、数量遗传、人类遗传、动物遗传、植物遗传、微生物遗传等不同领域,各个实验的取材方便,操作简洁,涉及的内容与日常生活息息相关。
二、将创造性和自主性学习的要求贯穿于整个教学过程中
在研究性教学中,教师不仅要传授知识,而且要遵循认知规律,以学生为中心,设计教学过程、提供教学资源、提供学习建议,对整个学习过程进行控制,关键环节上对学生进行启发、激励、引导和指导,并及时对学习效果进行评价,使学生从理解和接受式的被动学习转变为探索和研究式的自主学习。
为了激发学生学习热情和对遗传学科的学习兴趣,在每章开始之前都向学生提出一些前瞻性问题,让学生借助网络和学校数据资源进行预习,在课堂教学中对一些热点问题进行随堂讨论,在每章结束之后布置一些重点问题让学生进行探究,使学生的学习不再是死记硬背,而是主动地去进行探索。
三、精选实验内容,激发学生的学习兴趣和研究热情
遗传实验课程历史悠久,随着科技的进步和科学的发展,实验内容在不断地扩充、更新与深化,但是,在遗传史上的一些经典实验仍然需要保留,因为这些实验的原理和设计精髓对现代生物学研究仍然有着不可替代的科学意义。然而,遗传学实验课的学时数又很少,如何解决这个矛盾?在遗传学实验课程的教学中,我们主要进行了如下的探索:
(一)精选经典实验,培养创新能力
像果蝇的杂交这样的传统实验,它的实验原理和设计精髓对现代生物学研究仍然有着不可替代的科学意义,因此仍然需要保留,但是我们绝对不能像以前那样,让学生一步步地按照实验教材的步骤去操作、去验证,学生能够发挥创造性的机会很小,而且有些学生可能在中学就做过了这样的实验。为了克服传统实验的不足,培养学生的探究意识和创新能力,我们只给学生提供果蝇品系和研究目标,让学生自己去设计实验方案,在规定的时间内自己确定研究进程,最终将整个研究过程形成一个综合报告。经过几届学生的实践,我们发现效果非常好,学生可以选择不同的杂交方式、选择不同的基因去进行分析,既验证了相关的遗传理论,又发挥了自己的创造性。
(二) 注重综合性实验,强化操作能力
综合性实验教学是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关的其它课程多个知识点的实验, 要求学生综合已学的知识来设计和操作实验。主要目标是培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理能力、查阅资料能力以及运用多学科知识解决问题的能力, 学会应用不同的方法和技术来完成预定的实验内容。在研究性遗传学实验示范课程的教学中,我们设计了多个综合性实验,例如, “人类基因组DNA 的检测与分析”实验,推荐学生用自己的指甲、口腔粘膜和毛囊作为材料,提取自己的基因组DNA,进行琼脂糖凝胶电泳,应用图像分析软件对照片上的图形进行测量,构建DNA的片段大小回归方程,并且根据回归方程计算出各未知DNA 的相对含量,比较和评价各种材料的实验结果。因为是对自己的DNA 进行分析,所以学生对实验的热情都很高。
四、培养学生科技文献获取和利用能力
遗传学的内容更新很快,单纯靠教科书和参考书,跟不上知识更新的速度,因此阅读科技文献成为获取最新学术进展的最佳方法。另外,每个学生将来走向工作岗位后,都可能从事一定的科研或教学活动,利用科技文献的机会是在所难免的。所以获取和利用科技文献的能力应在大学阶段得以充分培养。我们主要采取了如下措施:
(一)向学生介绍国内外的一些与遗传学相关的重要杂志名录、科技文献的检索方法、网络数据库及其使用方法等;
(二)要求学生完成1篇课程论文。教师只提出论文的写作和格式要求,但不拟定具体的题目,由学生根据自己的兴趣或最关注的问题自定选题,然后查阅文献,在课程结束之前,每个学生都必修提交1篇与遗传学相关的综述文章,并按照一定比例计入最终成绩。
(三)鼓励学生参与遗传学任课教师的课题,在老师指导下,积极申报江苏省和南京师范大学的大学生实践创新项目。在科研训练方面,已经取得了理想的成果,每位遗传学任课教师每年都指导由学生自动组成的课题组,成功申请了江苏省和南京师范大学的大学生实践创新项目,而且取得了很好的研究成果,已有多个课题组在国内权威期刊上发表了相关的研究论文。
总之,通过遗传学各任课教师的共同努力,我校的遗传学研究性示范教学工作取得了明显的成效,初步达到了创造性教与学的目的,教学质量有了进一步的提高,为进一步做好我校的遗传学教学工作、不断提高我校的遗传学教学质量奠定了良好基础。我校的遗传学研究性示范教学实践表明,高校的课程教学只有通过改革,紧跟社会和科学发展步伐,才能充满生机活力,获得教学双赢。
寂寞开无主,零落碾作尘——孟德尔和他的遗传理论1965年夏天的一个傍晚,在捷克布尔诺的摩拉维亚镇的一座教堂里,曾举行过一次盛大的纪念会。参加这次纪念会的大部分人并非教徒,而是应捷克科学院邀请而来的各国遗传学家。他们怀着崇敬而又惋惜的心情来纪念一位为遗传学奠定了基础,而其成果又被埋没35年之久的伟大生物学家。他就是格里戈.孟德尔神父。1965年是他的研究成果发表一百周年。 孟德尔其人 孟德尔(G.J.Mendel,1822-1884)出生于奥地利摩亚维亚的海因申多夫村。现今这个地方是捷克境内的海因西斯村。孟德尔的父亲是个农民,素性酷爱养花。因此,孟德尔自幼养成了养花弄草的兴趣。这也许是这位科学家后来在豌豆实验上成名的一个最初的契机吧。 孟德尔的童年不但平常,且有些寒苦。整个小学可以说是在半饥半饱中念完的。中学毕业后,主要靠妹妹准备作嫁妆的钱,读了欧缪兹学院的哲学系。大学毕业后,21岁的孟德尔在老师的建议下,进了设在鄂尔特伯伦的奥古斯丁派的修道院当了一名修士,取了一个教名叫格里戈。25年后被选为该修道院院长。 如果说童年的孟德尔是在贫寒中度过的,那么青年的孟德尔则饱历了生活道路的坎坷。孟德尔不满意于修道院的单调、古板的修士生活,兼任了布尔诺一所实验学校代课教师的职务。他曾两次申请转为正式教师,但经考试的均名落孙山。特别令人气愤的是,在第二次考试中,主考官竟这样来评论他的考卷说:“这次的考卷使我们认为,该生连作为初等学校的老师也不够格”。在这期间他还到维也纳大学旁听了植物生理学、数学和物理学等课程。 好学勤奋和充满进取的孟德尔,考试落榜后,便在修道院的花园里从事植物杂交的研究工作。他的成果只发表了很小一部分。除了死后使他成名的《植物杂交实验》(1865)外,还有《人工授粉得到的山柳菊属的杂种》(1870)和《1870年10月13日的旋风》(1871)。 孟德尔的晚年,可说是在愁云惨雾中度过的。他孑身一个,无妻无子,孤苦令仃。又因拒绝缴纳当局对修道院征收的一笔税金,而遭受着与当局僵持之苦。学志未酬而又愤懑填膺的孟德尔,终于于1884年1月6日因患肾炎不治而与世长辞,享年只有62岁。当人们吊唁这位少年清贫,中年研究成果遭冷遇,晚年孤独悲惨的老人时,谁也未想到他是一位在科学史上留下峥嵘篇章的伟大科学家。 孟德尔的业绩 孟德尔开始研究植物杂交工作,所用的实验材料是豌豆。他选用了22个豌豆品种,按种子的外形是圆的还是皱的,子叶是黄的还是绿的……等特征。把豌豆分成了7对相对的性状。然后,按一对相对性状和两对相对性状,分别进行了杂交实验,得到了如下的一些结果。 一对相对性状的杂交实验孟德尔通过人工授粉使高茎豌豆跟矮茎豌豆互相杂交。第一代杂种(子1代)全是高茎的。他又通过自花授粉(自交)使子1代杂种产生后代,结果子2代的豌豆有3/4是高茎的,1/4是矮茎的,比例为3:1。孟德尔对所选的其它6对相对性状,也一一地进行了上述的实验,结果子2代都得到了性状分离3:1的比例。 两对相对性状的杂交实验孟德尔又用具有两对相对性状的豌豆作了杂交实验。结果发现,黄圆种子的豌豆同绿皱种子的豌豆杂交后,子1代都是黄圆种子;子1代自花授粉所生的子2代,出现4种类型种子。在556粒种子里,黄圆、绿圆、黄皱、绿皱种子之间的比例是9:3:3:1。 通过上述实验材料,孟德尔天才地推出了如下的遗传原理。 1.分离定律。孟德尔假定,高茎豌豆的茎所以是高的,是因为受一种高茎的遗传因子(DD)来控制。同样,矮茎豌豆的矮茎受一种矮茎遗传因子(dd)来控制。杂交后,子1代的因子是Dd。因为D为为性因子,d为隐性因子,故子1代都表现为高茎。子1代自交后,雌雄配子的D,d是随机组合的,因此子1代在理论上应有大体相同数量的4种结合类型:DD,Dd,dD,dd。由于显性隐性关系,于是形成了高、矮3:1的比例。孟德尔根据这些事实得出结论:不同遗传因子虽然在细胞里是互相结合的,但并不互相掺混,是各自独立可以互相分离的。后人把这一发现,称为分离定律。 2.自由组合定律。对于具有两种相对性状的豌豆之间的杂交,也可以用上述原则来解释。如设黄圆种子的因子为YY和RR,绿皱种子的因子为yy和rr。两种配子杂交后,子1代为YyRr,因Y,R为显性,y,r为隐性,故子1代都表现为黄圆的。自交后它们的子2代就将有16个个体,9种因子类型。因有显性、隐性关系,外表上看有4种类型:黄圆、绿圆、黄皱、绿皱,其比例为9:3:3;1。根此孟德尔发现,植物在杂交中不同遗传因子的组合,遵从排列组合定律,后人把这一规律称为自由组合定律。 孟德尔的发现被埋没 孟德尔从1856年开始,经过8个的专心研究,得出了上述两上定律并写成一篇题为《植物杂交实验》的论文。在好友耐塞尔(一个气象学家)的鼓励的支持下,他于1865年2月8日和3月8日举行的布尔诺学会自然科学研究会上,报告了这一论文。与会者很有兴致地听取了他的报告,但大概并不理解其中的内容。因为既没有人提问题,也没有人进行讨论。不过该会还是于1866年在自己的刊物《布尔诺自然科学研究会会报》上全文发表了这篇论文。 曾一个时期,人们以为孟德尔的工作被埋没,是由于当时学术情报囿闭不通,交流不广,人们不知道他的工作造成的。后经调查,才知情况并非如此。原来该学会至少同120个协会或学会研究会有交流资料关系。刊载孟文的杂志,共寄出115本。其中,当地有关单位12本,柏林8本,维也纳6本,美国4本,英国2本(英国皇家学会和林耐学会)。孟德尔本人还往外寄送过该论文的抽印本。迄今有据可查的至少有5个人了解他的工作。第一个是耐格里。他是19世纪著名的植物学家。他的研究对解剖学、生理学、分类学和进化论的发展,有一定的推动作用。在植物学方面,他是心柳菊属方面的权威。孟德尔不仅把自己的论文寄给了他,且还给他写过进一步说明论文的长信。第二个是A.凯尔纳。他曾在因斯布罗克任教授,在维也纳植物园当主任。第三个是H.霍夫曼,一位植物学教授。第四个是威廉.奥尔勃斯.福克,他是植物杂交方面的权威。第五个是俄国的施马尔豪森。但是,刊物也好,论文也好,都如石沉大海,没有得到明显的反响。这样,孟德尔的为遗传学奠定了基础的、具有划时代意义的发现,竟被当代人们所忽视和遗忘,被埋没达35年之久。 1900年,对孟德尔盖棺后成名具有重要意义。这一年,有三人几乎同时重新作出了孟德尔那样的发现。第一个是德弗里期,他于1900年3月26日发表了同孟德尔的发现相的的论文;第二个人是科仑斯,收到他论文的时间是1900年4月24日;第三个人是丘歇马克,收到他论文的时间为1900胪6月20日。也就是在这一年里,他们也都发现了孟德尔的论文。这时,他们才清楚,原来自己的工作,早在35年前就由孟德尔做过了。 对孟德尔发现被埋没的原因分析 有不少生物史学家。对这一问题很感兴趣,也曾进行了一些调查。但因事情发生已年深日久,有确凿证据的材料所得无几,尤其关系到人们心理方面的活材料更难以到手。现据已有材料作如下分析: 历史的局限性 1866年孟德尔发表自己的论文时,正值达尔文的《物种起源》发表的第七个年头。这期间各国的生物学家,特别是著名生物学家都把兴趣转到了生物进化问题上,而物种杂交问题自然就不是人们瞩目的中心问题了。“这一事实也许对孟德尔的工作所遭到的命运,起到了更为决定性的作用”。其次,由于历史条件的限制,当时学术资料不能广泛地交流也是一个原因。如,对杂交问题搜集资料较多的达尔文,就没有看到过孟德尔的论文。虽然也有人说,即使达尔文看到了这一成果,也不一定能充分地认识到它的意义。但,这样推论是没有多大根据的。又如,了解孟德尔工作的俄国的施马尔豪森,他本来在自己学位论文的历史部分加了一个附注,正确地评价了孟德尔的工作。但遗憾的是,当1875年《植物区系》杂志发表他的论文译本时,删去了加有评价孟德尔工作的附注。这样,就又减少了后人了解孟德尔工作的机会。 怀疑以至完全不相信这是一项新发现孟德尔发表他的新发现时,当时只是一名普普通通的修士。至于他从事植物杂交的研究,只被人们看作“不过是为了消遣,他的理论不过是一个有魅力的懒汉的唠叨罢了”。的确,在一个专业学者的眼里,他还够不上一名地道的生物学家。因为他既没有生物学专业的学历,也没有博士、教授的头衔。因此,他的具有挑战性的发现,自然不易被人们所相信。从已知的少数几个看过他论文的人的反映和态度看,怀疑以至不相信孟德尔这个小人物能有什么新发现,乃是忽视他成果的一个和重要原因。当时了解孟德尔最多的是生物学家耐格里。孟德尔跟他素来关系甚密,相互交往达七年之久,孟德尔常同他交换种子。他也是读过孟文的第一个人。然而,正是由于他不仅没有正确地认识孟德尔的工作,而且还提出种种怀疑和责难,从而成为这桩遗憾后世的科学蒙难案的重要原因。现已查到,他看过孟德尔论文后,于1866年12月31日给孟德尔的复信。从中可以确凿地看到他是怎样地怀疑、责难以至忽视了孟的工作。他在信中说:“我认为,你用豌豆属作的实验还远远没有完成,其实还只是个开端。……能为最重要的结论提出无可争辩的证明的这样一套试验,决不是已在着手进行了。……你打算在你的试验中包括其他植物,这是很好的,我相信,从其他品种中会得到完全不同的结果(就遗传性而言)”。他还怀疑孟德尔得出的3:1的规律。如他说:“你应当把数量的表现看作仅仅是经验的理象,因为它们还不能被证明是合理的”。在耐格里看来,“只有那些在最模糊的专业领域能够作出正确判断的人,才能探究这个问题”。另一个了解孟德尔工作的A.凯尔纳,接到孟德尔寄送的论文后,曾给孟德尔写过复信。但据凯尔纳的助手说,孟德尔的论文在凯尔纳的图书室中压根就没有拆过封。人们是否可以推论:在凯尔纳的眼中,像孟德尔这样的小人物的文章,简直是不屑一顾的。 不理解其成果的重要意义 孟德尔的发现本身,在一定程度上超出了当时的流行观念。在当时,传统的遗传学观点是融合遗传理论,而孟德尔的思想则是粒子遗传;其次,当时在生物学领域主要的研究方法是定性的观察和实验,而孟德尔用的是定量的数学统计分析。所以,即使是认真地看过他的文章,如果跳不出传统框框,也不一定能理解其重要意义。如H.霍夫曼不仅看过他的文章,而且在自己的著作中,五处引用了孟德尔的文章,但现在看来,不是没有引到重要的地方,就是有所误解,总之,没有真正理解孟德尔工作的意义。所以,在霍夫曼的书中完全忽视了孟德尔的贡献。福克也曾多次提到孟德尔的成果,但他说:“孟德尔所作的很多次杂交的结果,十分类似于奈特的结果,但孟德尔自以为发现了各种杂种类型之间稳定的数量关系”。他所否定的正是孟德尔的成功之处,说明他根本不理解孟德尔发现的意义。他的提到孟德尔,不过是因为孟德尔培育成了植物杂种,不得不得一下而已。 教训和启示 埋没孟德尔发现一案,已经过去一百多年了。今天,孟德尔在科学史上的地位及其光辉业绩已被充分肯定,以他的成果为基础的遗传学也已取得辉煌胜利。然而,我们不应忘记,忽视孟德尔发现的代价是沉重的,它也许使生物学的发展延缓了几十年。难道我们不应从中悟出应有的教训,找出以古鉴今的富有启发性的道理,以便今后不犯或少犯同类错误吗? 警惕传统观念的束缚 有些人认为孟德尔的发现是早产儿,它超越了时代的认识水平,因此被埋没是必然的。然而,我们却认为,孟德尔的发现不被理解从而导致被埋没,主要应归咎于传统观念的束缚。理由是,孟德尔的课题当时已经摆到了人拉的面前。至少有向个人的工作接近于孟德尔的结论(参阅斯多倍《遗传学史》,第126-138页,第189页),其中甚至包括人所共知的达尔文,他关于金鱼草的杂交实验距离孟德尔的结论只差一小步。这充分说明,孟德尔的发现决非偶然的早产儿,而是具备成熟的历史条件的。上述几个人和看过孟德尔论文的人,之所以没有作出孟德尔那样的结论和没有认识到其意义,主要因为他们没有冲破传统观念的束缚和跳出传统的定性方法的局面。而孟德尔的成功,正由于他的老框框少些,所以才有可能冲破当时的研究方法和流行的
基因定位是遗传学研究中的重要环节,基因位置的确定有助于了解基因的功能 ; 对一个基因的定位也有助于同染色体或同线组其它基因的进一步定位 ; 对医学领域遗传病基础的认识、动物生产中遗传标记辅助选择和经济性状遗传规律的掌握,基因定位都起着重要作用。近年来的转基因技术的研究中,基因定位是确定供体基因及转基因在受体染色体整合位置的必要手段。正如地图的发明对于世界的认识那样,基因定位为人类深入认识生物现象和规律,具有划时代的意义。 随着基因定位技术的发展,其概念的内涵也不断深入。早期的基因定位主要指区别基因间是否连锁,是位于常染色体还是性染色体。目前,它包括认识连锁群上基因相对位置的遗传定位 (Genetic mapping) 和认识基因在某染色体具体位置的物理定位 (physical mapping) 。定位的内容除质量性状基因外,还包括 QTL 基因和分子遗传标记 ( 主要是微卫星位点、 RFLP 等 ) 。基因染色体定位的方法多种多样,其中物理定位的主要方法包括传统的荧光原位杂交技术 (Fluorescent in situ hybridization, FISH) 和放射杂交 (radiation hybrid , RH) 定位等。尽管 FlSH 技术可以对基因进行染色体定位,但从分子角度来看,它的定位工作仍显得粗糙, RH 定位的精确度要比 FlSH 定位高,而且成本低、定位效率高,是一种基因染色体定位的新方法,越来越在遗传学研究中显示出重要的作用。 然后你可以就一种方向的基因定位进行论述:如水稻:猪:目前用于猪基因物理定位的体细胞杂种细胞系有:法国的猪 ´ 啮齿类体细胞杂种板 (Pig × rodent Somatic cell hybrid panel, SCHP) 、法国农科院和明尼苏达州大学共同构建的辐射杂种克隆板 (INRA–Minnesota porcine radiation hybrid panel, IMpRH) 、日本的辐射杂种板 (Sus scrofa radiation hybrid panel, SSRH) 以及英国 Roslin 研究和剑桥大学共同构建的猪辐射杂种板(林丽, 2004 )。目前应用比较普遍的是前两种,二者的共同点是它们都基于 PCR 分型,方便而且快捷。 猪 ´ 啮齿类体细胞杂种板是由法国农业科学院 (Laboratoire de Génétique Cellulaire, INRA, Castanet-Tolosan, France) 构建的,由 27 个杂种细胞系组成 (Yerle, et al. , 1996) 。该体细胞杂种板所用供体细胞是猪的淋巴细胞或纤维原细胞,然后与中国仓鼠黄嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷型 (HPRT-) 细胞株( 1-19 杂种细胞系)和小鼠胸腺嘧啶激酶缺陷型 (TK-) 细胞株( 20-27 杂种细胞系)融合,最后经过细胞遗传学方法鉴定得到。通过 PCR 检测某个基因在 27 个杂种细胞系中的分型结果后将其与各杂种细胞种所存留的猪染色体或片段进行对应分析,可以得到此基因在猪染色体上的区域定位结果 (Chevalet et al., 1997) 。该方法仅能将基因定位于比较粗略的染色体位置。 猪辐射杂种克隆板 IMpRH 是由法国农业科学院和美国 Minnesota 大学共同构建的 (Yerle, et al., 1998) 。经过 7,000 Rads 的辐射剂量辐射猪淋巴细胞或纤维原供体细胞后,与中国仓鼠受体细胞融合,获得 152 个杂种细胞克隆,采用以 SINE (small interspersed repeat element) 作探针的 FISH 和特异的 SINE 作引物的 PRINS 技术对每个杂种细胞系中存留的染色体或片段的大小和长度进行细胞遗传学鉴定后,得到一套由 118 个杂种细胞系所组成的,覆盖整个猪基因组的猪辐射杂种板 (IMpRH) (Yerle et al., 1998) 。 Hawken 等 (1999) 借助 IMpRH 通过对 900 多个 Ⅰ类和 Ⅱ 类标记进行定位首次构建了第一代猪全基因组辐射杂种图谱 (Porcine whole-genome radiation hybrid map) 。该图谱共由 128 个连锁群(位标的最小 LOD 值为 4.8 ), 59 个单独的标记组成,覆盖了全部常染色体和 X 染色体,理论分辨率为 145kb ,平均存留率为 29.3 %,平均约 70 kb/cR 。猪的第一张辐射杂种图谱的构建为新 DNA 标记的定位提供了丰富的 DNA 位标,为构建高分辨率的猪基因组物理图谱奠定了基础,因此这套克隆板得到广泛的应用。由于 RH 法是基于 PCR 分型 检测 技术和互联网结合的定位方法,对于 118 个克隆的 IMpRH 板,在引物特异、扩增效率高、条件稳定的情况下,一天内即可将分析结果提交到相应的网站并得到最终定位结果,所以它具有快速、 简单易行 和 定位精度高的特点 , 其结果也具有可比性。与连锁图谱相比,辐射杂种克隆板可以相对精确地定位和排列标记,它 可以将遗传连锁图谱中在 5cM 区域以内难以分辨位置的一簇标记进行排序 (Rohrer et al., 1996; Hawken et al., 1999; 林丽, 2004) 。除了对具体 DNA 标记进行定位外,随着 ESTs 数据库的大量增长, RH 法对 ESTs 的定位也显示了广泛的应用前景。 Cirera 等 (2003) 利用 IMpRH 成功定位从小肠 cDNA 文库测序得到的 214 个 ESTs ; Tuggle 等 (2003) 同样利用 IMpRH 定位了主要在母猪繁殖器官中表达的 64 个 ESTs 。 希望能帮到你
基因与环境——调查探究生物基因是否会因环境而改变基因是在生物体内细胞核中染色体上DNA的片段,控制生物的性状。基因也是上一代给子代留下的遗传物质。转基因技术就是通过科学科技的人工方法改变某一生物的基因,使之的基因发生改变,性状也随之而改变,从而达到改良品种的目的。可以说任何生物所有的状态都与基因有关。所以说,要了解生物首先要了解基因。基因可以通过人工技术发生改变,除此之外,生物的基因是否还会因为环境的改变而变化呢?首先我们从最简单的开始。一、在同一地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,每天浇等量的水,把a盆放在阳光明媚处,b盆放在阴暗处;二、在同一地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,c、d两盆都放在阳光明媚处,每天给c浇大量的水,给d浇小量的水;三、在不同地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,每天浇等量的水,把e、f都放在阳光明媚处;四、挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着用泥土种下绿豆盆H,用水种下绿豆盆I,每天浇等量的水,都放在阳光明媚处;长大后发现,各盆的情况均不相同。所以我们初步认为生物基因会因环境而改变。后来我们又发现一些实例。以人类为例来说,人体内的基因会因为环境而发生改变。在我们的日常生活和工作中,会有许多知道或还不知道的因素,对我们体内数万亿个细胞的代谢产生影响。 这些有害因素可能体细胞的DNA发生作用,导致DNA的破坏,相应的基因的功能发生异常变化,影响到生命的安全和健康,当然细胞内还存在着相当完善的机制能够修复这些损害。但当DNA的破坏程度超过修复机制的修复能力时,就在细胞水平发生了问题,从少量细胞发生问题发展到临床可能表现为疾病并被检出的阶段所经历的时期可能是比较漫长的,在这个过程中,如果借助基因检测技术,那么早期发现某些疾病完全是可能的,这将大大降低医疗费用,大大减少患者的痛苦。其他生物也是如此吗?许多实验表明,确实如此。一项针对多种拟南芥的基因研究表明,环境因素对物种遗传多样性和基因组的影响很大。除了实验室中科学家的“最爱”,世界各地还分布着多种野生拟南芥。它们的生长速度、叶子颜色以及发枝方式都是不同的。在最新的研究中,由德国马普发育生物学研究所Detlef Weigel领导的国际科学家小组,从美洲、非洲和亚洲以及其他极地和亚热带区域搜集了19种拟南芥,并将它们的基因序列(约1.2亿个碱基对)与实验室用拟南芥基因组进行了对比研究,从而确定了相关的遗传差异。所得到的结果令人吃惊:它们遗传差异的广度远远超过了所谓的“改进基因组”。研究人员发现,平均每180个碱基对中就有一个是可变的。同时研究表明,大约4%的实验室用拟南芥基因组要么与野生种类差异很大,要么完全不存在于野生种类的拟南芥中。此外,大约十分之一的野生拟南芥基因是有缺陷的,无法完成正常的功能。新的研究结论为科学家提出了许多新的基础性问题。Weigel表示,“或许并不存在所谓的一个物种的基因组。迄今为止,对个体DNA序列的认识并不能使科学家充分理解一个物种的遗传潜能。”此外,拟南芥基因组的可塑性也令人惊讶。尽管拟南芥的基因组中的基因数量与人类和一些作物相当,但它整个基因组的大小不及后两者的十二分之一。同时,拟南芥基因组中几乎没有重复序列和无关联的“垃圾”序列。进一步研究表明,拟南芥与外界环境相互作用相关(比如抵御病原体和感染)的基因,其可变性大大超过其他功能基因。Weigel认为,这一遗传特性反映出拟南芥对当地生存环境的适应性,正是这些易变基因使得拟南芥能够经受干燥和潮湿,炎热和寒冷,并调节自身的生长季节。还有另一个关于动物基因和环境的事例。美国国家科学院对转基因动物对周边环境造成影响的问题高度重视。美国食物和药品管理局(FDA)要求该委员会专家组列出与动物生物技术相关的科学热点问题。在2002年8月12日公布的报告中,该委员会将转基因动物对自然生态系统环境的影响摆在所有热点问题的首位。一家美国公司(麻萨诸塞州的ABFW公司)生产了一种转基因大马哈鱼。该鱼生长速度非常快,长至成鱼的速度是普通大马哈鱼的三倍。一些科学家和环境组织对该鱼表示出强烈担忧。他们认为,转基因鱼会在与野生大马哈鱼的生存竞争中处于优势,并可能将一些有害的基因带给环境中的其他动物。但这家公司声称已经收集到有关该报告关心的热点问题的一系列资料。“我们将要投放市场的只是不能繁殖的雌性大马哈鱼,并不存在这样的环境问题。”虽然这一事例,没有直接说明,环境对基因的改变,但是转基因会对环境造成危害这一观点也间接说出确切的答案。也就是说生物基因会因环境而改变。基因和环境因素的相互作用基因作用的表现离不开内在的和外在的环境的影响。在具有特定基因的一群个体中,表现该基因性状的个体的百分数称为外显率;在具有特定基因而又表现该一性状的个体中,对于该一性状的表现程度称为表现度。外显率和表现度都受内在环境和外在环境的影响。内在环境指生物的性别、年龄等条件以及背景基因型。外在环境 :① 温度。温度敏感突变型只能在某些温度中表现出突变型的性状,对于一般的突变型来说,温度对于基因的作用也有程度不等的影响。如实验一,ab两盆绿豆性状表现不一,我们大之人为是有温度影响;②营养。家兔脂肪的黄色决定于基因y的纯合状态以及食物中的叶黄素的存在。如果食物中不含有叶黄素,那么yy纯合体的脂肪也并不呈黄色。y基因的作用显然和叶黄素的同化有关。演化就细胞中DNA的含量来看,一般愈是低等的生物含量愈低,愈是高等的生物含量愈高。就基因的数量和种类来讲,一般愈是低等的生物愈少,愈是高等的生物愈多。DNA含量和基因数的增加与生理功能的逐渐完备是密切相关的。等等。基因最初是一个抽象的符号,后来证实它是在染色体上占有一定位置的遗传的功能单位。这次的调查和探究可以从分说明,生物基因会因环境而改变。另外在给你个参考,希望对你有帮助。生物燃料大有可为_生物论文你认为美国过分依赖进口石油吗?有人认为使用生物燃料的时机如今已经成熟:●最早从今年5月开始,圣路易斯市的公交乘客可以乘坐用柴油和豆油混合燃料驱动的公交汽车。●由于去年的玉米产量很高,以玉米为原料的乙醇生产行业今年打算使乙醇产量达到创纪录的水平。●还有埃德加·莱特利创造的方法。石油一再涨价使这位宾夕法尼亚农民非常烦恼,他开始用一种非常抢手的新式炉子燃料玉米给自家供暖。尽管用粮食作燃料不是新鲜事——鲁道夫·狄塞耳一个世纪之前就以花生油为燃料驱动汽车——但是这种想法突然之间变得非常实用。石油价格越来越高,而粮食价格却非常低,以至于政治家们和众多管理者正在重新考虑这个问题。能够完全燃料的、可再生的生物燃料在欧洲已经得到广泛使用。它可以缓解美国的石油供应,并有助于使美国的农业经济保持稳定。前景亮丽生物燃料甚至没有难闻的气味。用户报告说,以大豆作原料的生物柴油燃烧以后排出的废气有点像炸薯条的味道。专家们说,即使粮食的价格回升,如果美国为了遏制全球变暖而优先发展生物燃料,神巫燃料可能具有光明的前景。自从20世纪70年代人们开始使用汽油混合燃料以来,种植玉米的农民就一直敦促人们更多地使用乙醇作汽油燃料。除了用作牲畜饲料和出口之外,生产生物燃料如今已成为玉米的第三大用途。乙醇生产行业去年用玉米为原料总共生产了16亿加仑乙醇,而且生产规模还在扩大。伊利诺伊州的阿彻—丹尼尔斯—米德兰公司生产的乙醇约占美国总产量德一半,该公司打算把乙醇生产能力再扩大20%。今年最令人惊奇的是生物柴油的问世。实验结果表明,使用豆油和柴油混合燃料同普通柴油的效果一样好(特别寒冷的天气除外),而且比普通柴油干净得多。但是标准的混合燃料——80%柴油和20%豆油——成本太高了。据全国生物柴油委员会说,部分是由于大豆价格低廉,生物柴油的价格已从每加仑4美元降到1.25至2.25美元。这个价格与普通柴油的价格差不多,足以使许多人考虑使用生物柴油。政府补贴政府的补贴也促进了生物燃料的发展。去年11月份,美国农业部决定今后两年每年拿出1.5亿美元补贴乙醇生产厂家,用以增加乙醇和生物柴油等生物燃料的使用。至少有5个州正在考虑制订税收鼓励政策,以便进一步鼓励使用生物柴油。再上述政策的鼓励下,生物柴油的产量剧增——由1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。据估计,仅美国农业部制订的鼓励出事就可使生物柴油产量再提高3650万加仑。这些数目还是无法同每年560亿加仑的柴油产量相比。但是主张生产生物燃料的人士说,如果石油行业像布什政府日前宣布的那样,再2006年之前被迫转产低硫柴油,豆油可能会成为与生物燃料配套使用的主要润滑剂。实际上,润滑剂为粮食提供了另一个由希望的市场。研究人员已经用粮食为原料开发出同样廉价而且更有益于环境的替代品,取代石油产品用作半拖车挂钩、铁轨和链锯的润滑剂。此类项目将有助于给美国长期不振的农业注入资金。据可再生燃料协会说,仅乙醇生产一项每年就能为农民增加45亿美元的收入。
为了更好的提高微生物食品的安全性,对微生物的检验技术的发展就变得十分的重要。下面是我为大家整理的食品微生物论文,供大家参考。
【论文关键词】:食品微生物 实验教学 实验开放管理
【论文摘要】:食品微生物实验教学中,本文从精心选择实验内容,有效组织管理实验教学,引进综合考评机制并加强开放管理实验室方面进行思考和 总结 ,以期确保实验课安全、有序、成功的完成,达到教学目的。
实验教学是高等 教育 教学活动的重要环节。通过实验课不仅可以加深学生对课堂内容的理解,巩固已学到的理论知识,而且能够培养学生理论联系实际的能力、分析问题和解决问题的能力,对于活跃思维、提高创新能力起着积极的作用。
食品微生物学是食品专业学生必修的专业课,是普通微生物学的延伸。食品微生物学是一门实践性和应用性较强的学科,它要求学生在系统学习基础理论知识的基础上,掌握食品微生物学检测技术、分离纯化技术、鉴定技术、发酵食品的制备技术、食品加工与保鲜技术以及现代分子微生物学实验 方法 等。通过食品微生物实验教学培养出不仅具有丰富理论知识,而且能掌握现代生物技术并熟练操作的高技能人才。
如何加强食品微生物实践教学的组织指导,如何调动学生的积极性,提高实验教学效果一直是我们关注和探索的问题。下面简单谈一下我们在食品微生物实验教学中遇到的问题,解决的方法和对一些问题的思考。
1 精心选择实验内容,调动学习积极性
随着食品工业和微生物检测技术的迅速发展,食品微生物学及其实验课的内容也不断扩展,而实验课既受理论课内容进度的限制,又受课时及实验室等客观条件的限制。要在有限的课时内,系统、科学地完成食品微生物所有的实验项目是绝对不可能的,这就要求我们实验教师在掌握微生物学教学大纲的前提下,结合现代科技的发展和食品微生物的研究动态,精心设计实验课教学体系,合理选择实验项目。
选择实验内容,我们由浅入深,由感性到理性。首先要求学生对食品中常见细菌、酵母菌、霉菌、乳酸菌进行观察,掌握其性状特征和培养生长条件。学会识别哪些是有益菌,哪些是有害菌,利用有益菌的代谢活动制造更多的发酵产品,提高食品的质量,同时防止有害菌引起食品腐败变质以及食物中毒。其次选择有代表性的发酵食品作为实验内容,使学生了解利用微生物生产发酵食品的整个过程,通过这些实验使同学们对食品发酵有一个总体印象,并能举一反三。最后对不同的食品和发酵食品设计实验,让学生掌握食品微生物学检测技术、分离纯化技术、鉴定技术。并在课堂上结合自己的科研成果和食品研究 热点 介绍食品工业发展的前沿动态。
实验设计过程中,不仅有验证性实验,更多地引进了综合性和设计性实验,学生分成几人一组,让学生从实验设计,自己选择原材料,准备实验材料,试剂的配置,培养基的制备和灭菌等都由学生自己完成,最后写成规范的实验 报告 。学生对此积极性很高,甜酒酿、酸奶、腐乳等都是同学们喜欢并制作的发酵食品。在这个过程中学生将所学内容贯通,并熟悉掌握各个环节的操作步骤,这对学生将来步入社会,在工作岗位上独立开展工作都会有很大的帮助。
2 强化基础技能的训练,有效组织管理实验教学
食品微生物学是在掌握微生物的基本实验技能的基础上开展的,学生无菌操作观念的培养、正确使用、掌握微生物的实验仪器,如光学显微镜、灭菌消毒器械等都非常重要。但基于很多原因,学生的这些基础技能还是很薄弱,所以我们在进行食品微生物的每一个实验的每一个步骤中只要涉及这些基础性的知识,都会给予强调,亲自演示。
学生微生物基础技能培养和形成,不是一两堂课能完成,也不是单单有老师演示后学生就可以掌握,必须让学生每人亲自动手。但在实际教学过程中,由于学生人数的增加,硬件等条件限制,人手一套实验器材不现实,那么在有限人力、有限资源情况下,使每一位同学都能动手操作并熟悉实验过程,有效组织和管理实验教学过程就尤为重要。
(1)首先任课教师和实验技术人员充分做好预实验,对实验的关键步骤和关键操作点都做到心中有数,在授课过程中有重点地强调,并分析某步骤出现问题可能会出现的结果。
(2)每次实验之前任课教师和实验技术人员就实验进行积极的沟通,不仅对实验准备的物品和材料沟通,更要对实验的组织过程协商。
(3)在实验过程中则需要任课教师和实验技术人员相互协作,并充分发挥学生班干部和小组长的作用。课堂理论教学课和实验课最大的区别在于,实验课更注重学生的动手参与,以及实验过程出现问题发现问题的及时解决。 (4)教师要严于律已,教师要严格要求自己,实验过程中耐心指导,热情帮助,回答好学生提出的每个问题,并随时纠正不正确或不规范操作。
3 加强实验课考核,引进综合实验考评
实验课的成绩给定,往往包括实验课出勤率和实验报告成绩两方面综合。所以首先就要求教师认真考勤,只有学生的出勤率有保证才能有效地组织教学活动。其次,要求实验报告书写规范,详细完成实验报告,对实验结果进行讨论,实验失败要分析原因。同时教师也对实验报告认真批改,实验报告是对实验的总结,也是对实验课质量高低的检验。通过对实验报告的批改,可以发现学生的实验操作能力和观察分析问题的能力。
实际教学中,实验报告雷同和抄袭的现象比较多见,为综合考评学生实际动手能力和对实验技能的掌握,建议今后引进期末的综合实验考评:即将各个试验项目设计成不同的实验题目,让每个学生随机抽取并在有限的时间内独立完成操作,视完成的情况给予评分。比如:“食品中常见菌类的平板培养”考察了无菌操作、培养基的制备,对食品中常见菌类平板接菌技术;“食品中常见菌类的形态观察”考察了革兰氏染色,各真菌形态辨别等。在进行具体考核过程中,可把每个考核的内容进行量化定出详细的评分标准,根据学生的每一个操作环节现场打分,并对同学进行现场提问,让学生进行答辩。
4 有计划推进实验室的开放 加强实验室开放管理
微生物实验室的开放是对食品微生物实验课的有益补充,能强化、巩固、提升对食品微生物课程内容的理解,我们鼓励学生设计和开发自己的科研项目,而且学校有很优厚的资金加以支持。但是开放实验室不是无条件的,有时因实验操作不当引起的安全隐患是很严重和难以预料。因此实验室开放时管理须给予加强。
建立科学的管理机制,利用校园网建设实验网站,公布开放实验项目的题目、时间和地点,供学生选择和预约。
专人负责学生的科研队伍,对菌种、标准品、和学生用到的有毒有害物质要有专人负责,注意保管,不随意丢弃,做好无害化处理。对使用仪器学生做好使用登记,实验物品注意清洗、归还、交接。
总之,食品微生物实验课,只有提高对实验教学活动的认识,精心选择实验内容,合理有效组织和管理实验过程,并加强实验课的考核,在此基础上,推进实验室对学生的开放,加强开放实验室的管理,就能确保实验课安全、有序、成功的完成,达到教学目的,也使学生真正有所收获。
参考文献
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[论文关键词]:食品微生物 教学改革 多媒体课件
[论文摘要]:针对食品微生物学课程教学, 文章 从教学内容、教学手段、 教学方法 和成绩考核标准等几个方面进行了探讨,为食品微生物教学改革提供了新的思路。
食品微生物学是一门研究与食品有关的微生物的科学,通过对微生物的基本知识、基础理论和基本实验技能的教学,使学生能辨别有益的、腐败的和病原的微生物,从而在食品制造、保藏过程中,充分利用有益微生物,控制有害微生物的活动,以防止食品的变质[1]。该课程内容多,涉及面广,技术性实用性强,是食品专业的专业基础课程。在教学中,除重视基础理论知识、基本操作技能的传授外,也注重了培养学生分析问题、解决问题的能力,做法和体会如下:
一、变学生被动为主动,变换教学立场
教师的备课不是简单的“背课”[2],是在对教学内容熟悉的基础上,优化内容,根据食品微生物学知识体系的要求合理分配教学时间,增加学生在课堂上的参与和主动,启发引导学生完成学习任务,充分发挥教为主导,学为主体的作用。要改以往课堂以教师讲为主,学生被强迫坐于课堂,不能也不敢出声的传统教学模式,做到让学生“动”起来,让学生自身主动地进入到学习状态,增加学习兴趣,提高学习效果。
如“食品微生物学”与“生物化学”等课程相互渗透、相互联系,在授课时间上有前有后,为了避免相近课程某些内容重复,我们进行了授课内容的优化。对于先修课程生物化学,已讲过“物质代谢”内容,则以学生为主角,让学生课下查阅资料丰富相关知识尤其是一些科研论文(这样可以启发学生发现更多问题),然后课堂向教师提问的方式来完成这部分教学内容。教师要根据学生提问的难易做到由浅及深地回答,帮助学生回顾已忘或还未掌握的内容。学生在提问时,允许学生充分发挥想象;老师答疑时要尽可能多联系一些日常生活的实例和本学科当前研究的最新进展,用简练、幽默、易懂的语言回答相关问题,这样既丰富了学生知识,又调动了学生积极性和趣味性,让学生在课堂上能够感觉到自己是课堂主角,要发挥主角作用。
二、善于利用多媒体教学资源
传统的板书加挂图的食品微生物教学模式已远远不能满足当今学生的信息量。计算机辅助教学成为当今教育科学及教学手段的重要组成部分[3]。多媒体技术应用于食品微生物教学中,使教学效果前所未有的提高。首先,多媒体技术使直观教学成为可能。将微观世界在课堂上生动再现,其效果胜过任何语言的描述。其次,多媒体提供的信息量远远大于传统教学模式。课堂上学生可以观看多幅图片,阅读多篇教学材料,这个数量可以是传统教学的几倍。第三,多媒体将多种教学资源进行了整合,提供了多种教学方法,如课件、动画、相关网络声像资料及新闻报道等。
食品微生物学,不仅内容丰富,涉及面广,发展迅速,而且个体微小,学生对它的认识远不如对宏观事物,再加上其营养方式、遗传类型多种多样、代谢机制错综复杂,学生往往感觉其知识繁琐、抽象和难以理解。针对这种情况,将多媒体技术应用到微生物学课程的教学,受到了学生的普遍欢迎。通过flash动画、PPT课件、高清晰显微照片、动态显微录像等CAI教学软件,使微观世界宏观化、教学内容形象化[4]。例如,把细菌、真菌、病毒的显微世界以色彩丰富、直观清晰、生动形象的三维画面或科教电影形式展示给学生,以动画的形式表现出细菌鞭毛的运动、T偶噬菌体的增殖、主动吸收的方式、细胞的分裂过程等内容。不仅激发了学生的学习兴趣,有助于学生的理解与接受,而且可突破教学中的难点,加大教学的信息量,提高讲课的效率。
三、采取形象化教学形式
在实际教学过程中要注重知识的逻辑性和系统性,强化抽象理论与具体实例结合,增加学生对抽象理论的感性认识和接受能力。食品微生物学主要讲解了微生物在食品生产、贮运及销售过程的利害影响,但由于微生物的自身特性,我们很难就只有显微条件下才能观察到的细小生物让其形象化,宏观化。虽然多媒体已经在此方面有了很大改善,但要做到与具体实例联系更加紧密,更加强化学生的感性认识,我们必须借助实际生产、生活中的例子来实现形象化教学。如,上课时我们将一些常见的白酒、红酒、酸乳、面包、酱类等发酵食品带入课堂来讲授微生物在发酵食品中的应用,并且通过与实验紧密结合,开展发酵酸乳来增强学生对微生物利用的认知,让学生自已亲自动手制作酸乳,品评自已的劳动成果,便于理解和掌握教学内容重点。再如讲到微生物对食品的危害时,我们选用了一些发霉的粮食、发霉的马铃薯以及发臭的肉和罐头等进入课堂,这样在理论讲解时有现实的例子,无论从教师的讲授还是学生掌握都因有了宏观感性认识而变得轻松容易。
四、调动学生兴趣,培养创新能力
兴趣是学习的动力,也是创新的动力,创新的过程需要兴趣来维持。教育学家乌申斯基说:“没有丝毫兴趣的强制学习,将会扼杀学生探求真理的欲望。”[5]食品微生物课堂教学中要注重培养学生的学习兴趣,养成学生良好的学习习惯,为学生创造性学习奠定基础。那么如何在微生物教学过程中做到调动学生兴趣,培养创新能力呢?我们主要从三方面来做起。第一,因材施教。学生的个性差异和智力发展情况各不相同,因材施教,对不同层次的学生实施不同程度的思维能力和创造能力,对不同层次的学生要有不同的评价标准和不同的目标要求。第二,以“新”为轴,调动学生学习兴趣。教学中突出“新”的理念(即运用新思想,联系新理论,列举新课题等),在激发学生的学习热情,培养提出问题,解决问题的能力,积极参加各种学术讨论会,大胆提问等方面都无疑会起重要作用,同时还赋予学生宝贵的 创新思维 。第三,多样化传授知识。改传统课堂教学模式,引入食品中微生物变化的课外观察,自行了解微生物的生长变化;鼓励学生课堂提问,学生课外查阅资料课堂以报告会形式进行教学内容讨论;积极开展相关实验,引入校园河水中微生物检测实验,培养学生自行设计安排和完成实验的能力。
五、强化实验教学,重视动手能力
食品微生物学是一门实验性、技能性很强的专业基础课,这一学科的在校大学生踏上工作岗位前,普遍存在动手能力较差、实验技能欠缺的问题。充分利用现有的力所能及的各种条件,加强实验技能培训,是最快捷有效的弥补方法。
(一)课堂实验
食品微生物实验课开始时,讲明实验目的、要求、步骤和注意事项,努力使实验成功的要求变成学生头脑中的指令,使每位同学都全神贯注地投入到实验当中去。从最基本的操作技术做起,抓住实验课上一切可以利用的机会,采取多种形式强化基本技能。具体如下:
最初,教师进行实验目的、要求、步骤和注意事项的详细讲解。
其次,以多媒体的形式将预先录制的实验过程向学生播放。这样既可以回顾理论教学内容加深实验印象,又可使学生初步了解实验过程、实验步骤及实验中的关键操作,帮助掌握实验技能。
再次,教师与学生同时进行实验操作。这样进行实验,学生在观看了录像后对部分仍不明白或是记忆不清楚的地方可以通过教师演示与他们实验的同步,进行实验信息交换,从而让学生能够最短最及时最迅速地掌握正确的实验技能。
最后,进行实验总结,认真完成实验报告的写作和批阅,从中找出问题并进行集中答疑,进一步修正学生实验中的错误。
(二)课外实验
不定期安排学生在课外做些简单实验或集中安排学生课外进行实验技能训练。如在讲微生物腐败变质时安排学生课外取一空矿泉水瓶内装入校园河流中比较清澈的水,然后进行封口存放,直至水质变化产生腥臭。让学生通过这种现象来强化课堂所学内容,起到了良好教学效果。再如集中学生利用课余时间进行校园河水中微生物检测实验,让学生以小组为单位独立完成从实验设计到完成检测报告一系列工作,并且最后进行结果评比。这样不但丰富了学生课余生活,而且还调动了学生的学习积极性,提高了学生的实际动手和综合运用知识的能力。
六、建立适合当代大学生的考核机制[6],正确评定学生成绩
实行理论和实验考试分离,突出实验,综合评定的考试模式。改以往教师授课内容为蓝本,学生考前背,考后忘的非正常态考试模式。将理论考查内容面放宽加大,强调与实际食品生产的联系,将知识点以命题形式溶入现实生活,做到“学以致用”。实验考试采用笔试和操作各占一半的命题形式,做到实验理论和实验操作并行,要求学生在规定时间内完成两部分命题,达到理论、操作都掌握的目的。实验笔试以实验基本原理和关键操作步骤为主要命题范围,实验操作以抽签形式定,内容均为食品微生物必须掌握的实验内容,如显微镜观察、细菌染色、细菌计数等。最后学生成绩由理论和实验两部成绩再结合平时的课堂提问及实验情况进行综合评定,给出学生一个公平公正科学的考核成绩。通过这种模式考试既要求学生掌握了食品微生物的相关理论知识,又培养了学生的实验操作技能,为以后的实际工作打下了坚实基础。
实践证明,我们进行的食品微生物课程教学改革的大胆尝试是成功的。教学内容的丰富更新、教学手段的现代化,考核机制的客观化,不仅提高了教学质量和教学效果,而且激发了学生的学习兴趣,拓宽了学生的知识面,增强了学生的动手能力,适应了现代社会对人才培养的要求。
参考文献
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[5]叶丹玲,如何在微生物教学中培养学生的创新意识[J],宁波工程学院学报
摘要: 随着人类社会的进步,食品安全已经成为世界性的公共卫生问题,不仅影响到人类的健康,而且关系到国家的安全及稳定,大力发展科学技术,研究新检验方法,快速推广普及有效检测技术越显重要。本文介绍了免疫检测技术、分子生物学方法、快速测试片法、电阻电导测定法四方面的检测方法,并评述了他们的特点。随着生物等新技术新方法在食品微生物检验领域应用,文章对近几年食品微生物检测技术和方法进行介绍,这样做有效的提高了检测效率和检验速度。
关键词: 检测方法;微生物
0 引言
随着人们现代科学技术的发展,“细菌门”、“福寿螺”、“毒饺子”等名词的出现,食品安全问题越来越受到人们的重视,根据WHO统计,全球每年有近15亿人感染食源性疾病,其中70%是食品中致病微生物污染引起的。各个环节中都有污染微生物的可能,包括食品生产、加工、储存、运输、销售等,目前,微生物对食品的污染问题成为人们关注领域。
1 食品微生物分类及命名
微生物并不是生物学分类学上的专门名词,而是对所有形体微小,单细胞的或个体结构较为简单的多细胞的、甚至没有细胞结构的低等生物的统称。其群体非常庞杂,种类繁多,包括细胞型和非细胞型两类。凡具有细胞形态的微生物称为细胞型微生物。细胞型微生物按细胞结构又分为原核微生物和真核微生物。
2 食品微生物检测技术及方法
2.1 免疫检测技术———酶联免疫吸附剂测定法 (ELIsA)[1]
免疫学是研究生物体对抗原物质免疫应答性及其方法的生物-医学科学。免疫应答是机体对抗原刺激的反应,也是对抗原物质进行识别和排除的一种生物学过程。现代免疫学将“免疫”定义为:机体对“自己”和“异己”识别、应答过程中所产生的生物学效应的总和,正常情况下是维持内环境稳定的一种生理性功能。
酶联免疫分析法(ELIsA)是食品检验中应用的主要免疫检测技术。它的中心就是让抗体与酶复合物结合,然后通过显色来检测。具体说就是使抗原或抗体结合到某种固相载体表面,即与某种酶连接成酶标抗原或抗体,这种酶标抗原或抗体既保留其免疫活性,又保留酶的活性。在测定时,把受检标本(测定其中的抗体或抗原)和酶标抗原或抗体按不同的步骤与固相载体表面的抗原或抗体起反应。用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与其他物质分开,最后结合在固相载体上的酶量与标本中受检物质的量成一定比例。加入酶反应底物,底物被酶催化变为有色产物,产物的量与标本中受检物质的量直接相关,可根据颜色反应的深浅来进行定性或定量分析。
2.2 分子生物学方法
2.2.1 核酸探针法[2] 核酸探针是将已知核苷酸序列
DNA片段用同位素或其他方法标记,加入已变性的被检DNA中,在一定条件下即可与该样品中有同源序列的DNA区段形成杂交双链,从而达到鉴定样品中DNA的目的,这种能认识到特异性核苷酸序列有标记的单链DNA分子就称为核酸探针或基因探针。与免疫学方法相似,探针也需要附加适当标记。以往研究的探针技术要使用放射性同位素,只在专门的实验室使用,而现在较热门的技术是以核酸杂交为基础的第二代技术一—比色计。该方法依赖核糖体RNA(tRNA)发育中储存的核酸成分进行检测。这种天然富含rRNA标靶序列的使用使得无辐射检测成为可能,同时又保持了与放射性同位素方法相当或者更高的灵敏度。总体说,核酸探针技术是一种较为理想的技术,特点是敏感、特异、简便、快速,缺点是一种菌就需要一种探针,目前尚未建立所有菌种探针,该技术还有待进一步发展,再者就是检验费用比较昂贵。
2.2.2 聚合酶链反应法(PcR方法)[2] 聚合酶链反应 (PCR)PCR是美国科学家Mllllis于1983年发明的体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。又称为基因体外扩增法,是一种体外选择性扩增DNA或RNA的技术。该方法通过对人工难以培养的微生物相应RNA或DNA片段扩增,检测扩增的产物含量,从而快速对饲料中致病菌的含量进行检测。PCR技术可直接检测样品中痢疾杆菌,大肠杆菌、乳酸杆菌、肉毒梭菌等。
2.2.3 快速测试片法 快速测试片法是利用无毒的纸膜、纸片、胶片为培养基载体,快速、定性和定量检测试纸和胶片的食品微生物检测方法,它是一种集现代化学、高分子科学、微生物学于一体的检测方法。对有些项目的测定,其准确度和精确度高,几乎与标准方法相媲美。其优点:第一,常规法需要时间较长,而且温度要求严格,而测试片操作简单,大大缩短了测试时间,以往许多实验室不能实施,不能达到及时检测的目的。第二,快速测试片可以在取样时同时接种,防止延长接种时间时由于细菌繁殖造成的数量增多,结果更能反映当时样本中真实的细菌数。第三,测定少量样品,不需配试剂,价格低廉,可随时进行,便于运输,携带方便,易于消毒保存,操作简便快速。
2.2.4 电阻电导测定法 电阻电导测定法原理是:在细菌生长繁殖期间,将大分子物质(蛋白质、糖类等)分解成有机酸、氨基酸等带电荷的小分子物质,改变其培养液的导电度。这样,通过电阻和导电度的数值变化,就可推算出样品含菌数。目前已开发出来的电阻电导检测器有:美国Vitek公司生产的Bactometer可适用于检测肉品、乳制品等含菌量;英国推出的Mathus系统,可用来检测牛乳、酿造液、鱼及海产品的含菌量[3]。
3 结束语
随着人们生活质量的不断提高,食品安全问题已逐渐成为世界性公共卫生问题,直接关系到人类的健康。本文中罗列了几个方面的食品中微生物的检测技术,虽然很多技术依然存在一定的问题,有的属于世界前沿,有的还处于发展阶段,但其应用价值日显突出。
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1、通过遗传学研究人类起源2、在遗传学的指导下通过生物工程开发转基因作物3、基因治疗
遗传与变异 ---新形式下的基因突变 ( 2005动物科学院 X X X ) 摘要:染色体:1、染色体的结构 有丝分裂中期,每一染色体都具有两条染色单体,称为姐妹染色体。两单体之间由着丝粒连接,着丝粒处凹陷缩窄,称初级缢痕。着丝粒将染色体划分为短臂(p)和长臂(q)。在短臂和长臂的末端分别有一特化部位称为端粒。某些染色体的长、短臂上还可见凹陷缩窄的部分,称为次级缢痕。人类近端着丝粒染色体的短臂末端有一球形结构,称为随体。2、染色体的类型 人类染色体分为三种类型:中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体和近端着丝粒染色体。3、染色体的数目 人类体细胞(二倍体细胞,2n)染色体数目为46条(23对,2n=46),其中22对为常染色体,1对为性染色体(女性的两条性染色体为形态相同的XX染色体;男性只有一条X染色体,另一条是较小的Y染色体);正常生殖细胞(单倍体细胞,n)是23条染色体(n=23)。 关键词:遗传;变异;基因突变 遗传从现象来看是亲子代之间的相似的现象,即俗语所说的“种瓜得瓜,种豆得豆”。它的实质是生物按照亲代的发育途径和方式,从环境中获取物质,产生和亲代相似的复本。 遗传是相对稳定的,生物不轻易改变从亲代继承的发育途径和方式。因此,亲代的外貌、行为习性,以及优良性状可以在子代重现,甚至酷似亲代。而亲代的缺陷和遗传病,同样可以传递给子代。 遗传是一切生物的基本属性,它使生物界保持相对稳定,使人类可以识别包括自己在内的生物界。 变异是指亲子代之间,同胞兄弟姊妹之间,以及同种个体之间的差异现象。俗语说“一母生九子,九子各异”。世界上没有两个绝对相同的个体,包括挛生同胞在内,这充分说明了遗传的稳定性是相对的,而变异是绝对的。 生物的遗传与变异是同一事物的两个方面,遗传可以发生变异,发生的变异可以遗传,正常健康的父亲,可以生育出智力与体质方面有遗传缺陷的子女,并把遗传缺陷(变异)传递给下一代。 遗传和变异的物质基础 生物的遗传和变异是否有物质基础的问题,在遗传学领域内争论了数十年之久。 在现代生物学领域中,一致公认生物的遗传物质在细胞水平上是染色体,在分子水平上是基因,它们的化学构成是脱氧核糖核酸(DNA),在极少数没有DNA的原核生物中,如烟草花叶病毒等,核糖核酸(RNA)是遗传物质。 真核生物的细胞具有结构完整的细胞核,在细胞质中还有多种细胞器,真核生物的遗传物质就是细胞核内的染色体。但是, 细胞质在某些方面也表现有一定的遗传功能。人类亲子代之间的物质联系是精子与卵子,而精子与卵子中具有遗传功能的物质是染色体,受精卵根据染色体中DNA蕴藏的遗传信息,发育成和亲代相似的子代。 一、遗传与变异的奥秘 俗话说“种瓜得瓜,种豆得豆”,这是生物遗传的根本特征。人类与其他生物一样,在世代的交替中,子女(子代)总是保持着父母(亲代)的某些基本特征,这种现象就是遗传。但子代又会与亲代有所差异,有的差异还很明显。子代与亲代的这植钜炀褪潜湟臁R糯�捅湟焓巧��淖罨�咎卣髦�唬�ü��镆淮��姆敝程逑殖隼础? 遗传和可以遗传的变异都是由遗传物质决定的。这种遗传物质就是细胞染色体中的基因。人类染色体与绝大多数生物一样,是由DNA(脱氧核糖核酸)链构成的,基因就是在DNA链上的特定的一个片段。由于亲代染色体通过生殖过程传递到子代,这就产生了遗传。染色体在生物的生活或繁殖过程中也可能发生畸变,基因内部也可能发生突变,这都会导致变异。 如遗传学指出:患色盲的父亲,他的女儿一般不表现出色盲,但她已获得了其亲代的色盲基因,她的下一代中,儿子将因获得色盲基因而患色盲。 我们观察我们身边很多有生命的物种:动物、植物、微生物以及我们人类,虽然种类繁多,但在经历了很多年后,人还是人,鸡还是鸡,狗还是狗,蚂蚁、大象、桃树、柳树以及各种花草等等,千千万万种生物仍能保持各自的特征,这些特征包括形态结构的特征以及生理功能的特征。正因为生物界有这种遗传特性,自然界各种生物才能各自有序地生存、生活,并繁衍子孙后代。 大家可能会问,生物是一代一代遗传下来,每种生物的形态结构以及生理功能应该是一模一样的,但为什么父母所生子女,一人一个样,一人一种性格,各有各自的特征。又如把不同人的皮肤或肾脏等器官互相移植,还会发生排斥现象,彼此不能接受,这又如何解释呢?科学家研究的结果告诉我们,生物界除了遗传现象以外还有变异现象,也就是说个体间有差异。例如,一对夫妇所生的子女,各有各的模样,丑陋的父母生出漂亮的孩子,平庸的父母生出聪明的孩子,这类情况也并不罕见。全世界恐怕很难找出两个一模一样的人,既使是单卵双生子,外人看起来好像一模一样,但是与他们朝夕相处的父母却能分辨出他们之间的微细差异,这种现象就是变异。人类中多数变异现象是由于父母亲遗传基因的不同组合。每个孩子都从父亲那里得到遗传基因的一半,从母亲那里得到另一半,每个孩子所得到的遗传基因虽然数量相同,但内容有所不同,因此每个孩子都是一个新的组合体,与父母不一样,兄弟姐妹之间也不一样,而形成彼此间的差异。正因为有变异现象,人类才有众多的民族。人们可以很容易地从人群中认出张三、李四,如果没有变异,大家全都是一个样子,社会上的麻烦事就多了。除了外形有不同,变异还包括构成身体的基本物质--蛋白质也存在着变异,每个人都有他自己特异的蛋白质。所以,如果皮肤或器官从一个人移植到另一个人身上便会发生排斥现象,这就是因为他们之间的蛋白质不一样的缘故。 还有一类变异是遗传基因的突变,这类突变往往是由环境中的条件所诱发的,这种突变的基因还可以遗传给下一代。许多基因突变的结果会造成遗传病。 变异也可以完全由环境因素所造成,例如患小儿麻痹症后遗的跛足,感染大脑炎后形成的痴呆等这些性状都是由环境因素所造成的,是因为病毒感染使某些组织受损害,造成生理功能的异常,不是遗传物质的改变,所以不是遗传的问题,因此也不会遗传给下一代。 总之,遗传与变异是遗传现象中不可分离的两个方面,我们有从父母获得的遗传物质,保证我们人类的基本特征经久不变。在遗传过程中还不断地发生变异,每个人又在一定的环境下发育成长,才有了人类的多种多样。 二、遗传变异的科学理论 1.1遗传的分子基础 (一)遗传物质的存在形式 (1)染色体是遗传物质的载体,遗传信息以基因的形式蕴藏于DNA分子中; (2)每个人体体细胞含两个染色体组,每个染色体组的DNA构成一个基因组; (3)广义的基因组包括细胞核染色体基因组和线粒体基因组; (4)人类细胞核染色体基因组中90%左右为DNA重复序列,10%为单一序列; (5)多基因家族是真核基因组中重要的结构之一。 (二)基因的结构及其功能 1.2、真核生物基因的分子结构 (1)、基因的DNA序列由编码序列和非编码序列两部分构成,编码序列是不连续的,被非编码序列分隔开,形成镶嵌排列的断裂形式,因此称为断裂基因;编码序列称为外显子,非编码序列称为内含子; (2)、在每个外显子和内含子的接头区存在高度保守的一致序列,称为外显子-内含子接头,即在每个内含子的5’端开始的两个核苷核为GT,3’端末尾是AG,特称之为GT-AG法则; (3)、真核生物基因的大小相关悬殊,外显子和内含子的关系也不是固定不变的; (4)、DNA分子两条链中,5’→3’链称为编码链,其碱基排列序列中储存着遗传信息;3’→5’链称为反编码链,是RNA合成的模板; (5)、每个断裂基因中第一个外显子和最后一个外显子的外侧都有一段不被转录的非编码区,称为侧翼序列,其上有一系列调控序列,对基因的表达起调控作用。这些结构包括: ①启动子:位于基因转录起始处,是RNA聚合酶的结合部位,能启动基因转录。 ②增强子:位于基因转录起始点的上游或下游,能增强启动子转录,提高转录效率; ③终止子:位于3’端非编码区下游的一段序列,在转录中提供转录终止信号。 1.3、基因的复制 (1)、基因的复制是以DNA复制为基础的,每个DNA分子上有多个复制单位(复制子); (2)、每个复制子有一个复制起点,从起点开始双向复制,在起点两侧各形成一复制叉; (3)、DNA聚合酶只能使DNA链的3’端加脱氧核苷核,故复制只能沿5’→3’方向进行; (4)、与复制叉同向的新链复制是连续的,速度也较快,称为前导链;与复制叉反向的新链复制是不连续的(先要在RNA引物存在下合成一个个冈崎片段,然后在DNA连接酶作用下补上一段DNA),速度也较慢,称为后随链;故DNA的复制是半不连续复制; (5)、复制后的DNA分子都含有一条旧链和一条新链,故DNA的复制又是半保留复制。 1.4、基因的表达 基因表达是DNA分子中所蕴藏的遗传信息通过转录和翻译形成具有生物活性的蛋白质或通过转录形成RNA发挥功能作用的过程。 (1)、转录:是在RNA聚合酶催化下,以DNA为模板合成RNA的过程。 ①新合成好的RNA称为不均一核RNA(也叫核内异质RNA,hnRNA); ②hnRNA要经过“戴帽”和“加尾”以及剪接等加工过程才能形成成熟的mRNA。 (2)、翻译:是以mRNA为模板指导蛋白质合成的过程。 ①mRNA分子中每3个相邻的碱基为三联体,能决定一种氨基酸,称为密码子; ②翻译后的初始产物大多无功能,需经进一步加工才可成为有一定活性的蛋白质。 1.5、基因表达的调控(了解操纵子学说) 1.6、基因的突变 (1)、基因突变的概念:基因突变是DNA分子中的核苷核序列发生改变,导致遗传密码编码信息改变,造成基因表达产物蛋白质的氨基酸变化,从而引起表型的改变。 (2)、基因突变的方式 ①碱基替换 也叫点突变,包括转换和颠换两种方式。其后果可以造成同义突变、错义突变、无义突变或终止密码突变(延长突变)等生物学效应。 ②移码突变 是DNA分子中某一位点增加或减少一个或几个碱基对,造成该位点以后的遗传编码信息全部发生改变。 ③动态突变 微卫星DNA或短串联重复序列,尤其是三核苷酸的重复,在靠近基因或位于基因序列中时,其重复次数在一代一代的传递中会出现明显增加的现象,导致某些遗传病的发生。 (3)、基因突变的修复 ①切除修复 是一种多步骤的酶反应过程,首先将受损的DNA部位切除,然后再合成一个片段连接到切除的部位以修补损伤。 ②重组修复 又称复制后修复,是在DNA受损产生胸腺嘧啶二聚体(T-T)以后,当DNA复制到损伤部位时,再与T-T相对应的部位出现切口,完整的DNA链上产生一个断裂点。此时,在重组蛋白作用下,完整的亲链与有重组的子链发生重组,亲链的核苷酸片段补充了子链上的缺失。重组后亲链的切口在DNA聚合酶作用下,以对侧子链为模板,合成单链DNA片段来填补,随后在DNA连接酶作用下,以磷酸二酯键使新片段与旧链相连接,而完成修复过程。 2、遗传的细胞基础 染色质:在间期细胞核,染色质的功能状态不同,折叠程度也不同,分为常染色质和异染色质两种。1、常染色质 在细胞间期处于解螺旋状态,具有转录活性,呈松散状,染色较浅;2、异染色质 在细胞间期处于凝缩状态,很少进行转录或无转录活性,染色较深;3、性染色质 在间期细胞核中染色体的异染色质部分显示出来的一种特殊结构,有两种:(1)、X染色质 正常女性间期细胞核中有一个染色较深,大小约为10nm的椭圆形小体(了解Lyon假说)。(2)、Y染色质 正常男性间期细胞核用荧光染料染色后,核内可见一个圆形或椭圆形的强荧光小体,直径为3nm左右。 染色体:1、染色体的结构 有丝分裂中期,每一染色体都具有两条染色单体,称为姐妹染色体。两单体之间由着丝粒连接,着丝粒处凹陷缩窄,称初级缢痕。着丝粒将染色体划分为短臂(p)和长臂(q)。在短臂和长臂的末端分别有一特化部位称为端粒。某些染色体的长、短臂上还可见凹陷缩窄的部分,称为次级缢痕。人类近端着丝粒染色体的短臂末端有一球形结构,称为随体。2、染色体的类型 人类染色体分为三种类型:中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体和近端着丝粒染色体。3、染色体的数目 人类体细胞(二倍体细胞,2n)染色体数目为46条(23对,2n=46),其中22对为常染色体,1对为性染色体(女性的两条性染色体为形态相同的XX染色体;男性只有一条X染色体,另一条是较小的Y染色体);正常生殖细胞(单倍体细胞,n)是23条染色体(n=23)。 (三)人类的正常核型:色体数目、形态结构特征的分析叫核型分析。1、非显带核型 根据丹佛体制,将正常人类体细胞的46条染色体分为23对7个组(A、B、C、D、E、F和G组)。在描述一个核型时,首先写出染色体总数(包括性染色体),然后是一个“,”号,最后是性染色体。正常男性核型描述为46,XY;女性为46,XX。2、显带核型 用各种特殊的染色方法使染色体沿长轴显现出一条条明暗交替或深浅相间的带,故又叫带型。根据ISCN规定,描述一特定带时,需要写明4项内容:①染色体号;②臂号;③区号;④带号。 遗传的基本规律:孟德尔提出的分离定律和自由组合定律以及摩尔根提出的连锁与交换定律构成了遗传的基本规律,通称为遗传学三大定律。分离律说的是遗传性状有显隐性之分,这样具有明显显隐性差异的一对性状称为相对性状。相对性状中的显性性状受显性基因控制,隐性性状由一对纯合隐性基因决定。杂合体往往表现显性基因的性状。基因在体细胞中成对存在,在形成配子时,彼此分离,进入不同的子细胞。减数分裂时同源染色体彼此分离,分别进入不同的生殖细胞是分离律的细胞学基础。自由组合律是说生物在形成配子时,不同对基因独立行动,可分可合,以均等的机会组合到同一个配子中去。减数分裂过程中非同源染色体随机组合于生殖细胞是自由组合律的细胞学基础。连锁与交换律是说位于同一条染色体上的基因是互相连锁的,它们常一起传递(连锁律),但有时也会发生分离和重组,是因为同源染色体上的各对等位基因进行了交换。减数分裂中,同源染色体联会和交换是交换律的细胞学基础。 单基因性状的遗传:遗传性状受一对基因控制的,称单基因性状的遗传。单基因性状又叫质量性状。1、决定某种遗传性状的等位基因,在传递时服从分离律;2、当决定两种遗传性状的基因位于不同对染色体上时,这两种单基因性状的传递符合自由组合律。3、如果决定两种遗传性状的基因位于同一对染色体上时,它们的传递将从属于连锁与交换律。 多基因性状的遗传:由多基因控制的性状往往与单基因性状不同,其变异往往是连续的量的变异,称为数量性状。每对基因对多基因性状形成的效应是微小的,称为微效基因。微效基因的效应往往是累加的。多基因遗传性状除受多基因遗传基础影响外,也受环境因素影响。(熟悉多基因遗传假说,了解多基因遗传的特点) 遗传的变异:(一)染色体异常与疾病;染色体异常类;形成机; 数目畸变 整倍性改变 单倍体 多倍体 双雄受精,双雄受精,核内复制 非整倍性改变 亚二倍体 染色体不分离,染色体丢失 超二倍体 结构畸变 缺失(del) 受多种因素影响,如物理因素、化学因素和生物因素等 重复(dup) 倒位(inv) 易位(t) 环状染色体 双着丝粒染色体 等臂染色体 1、一个个体内同时存在两种或两种以上核型的细胞系,这种个体称嵌合体。 2、染色体结构畸变的描述方式有简式和详式两种。 (二)人类的单基因遗传病1、常染色体显性遗传(AD)病 (1)、AD系谱特点:①致病基因位于常染色体上,遗传与性别无关;②患者双亲中至少有一方是患者,但多为杂合体;③患者与正常个体结婚,后代有1/2的发病风险;④系谱中可看到连续传递现象。 (2)、其它AD类型:①不完全显性或半显性,是指杂合体的表现型介于显性纯合体与隐性纯合体的表现型之间;②不规则显性,是指杂合体由于某种原因不一定表现出相应的症状,即使发病,但病情程度也有差异;③共显性,是指一对等位基因无显隐性之分,杂合状态下,两种基因的作用都能表现出来;④延迟显性,有显性致病基因的杂合体在生命早期不表现出相应症状,当到一定年龄后,其作用才表达出来。 2、常染色体隐性遗传(AR)病 (1)、AR系谱特点:①致病基因的遗传与性别无关,男女发病机会均等;②患者双亲往往表型正常,但都是致病基因的携带者,患者的同胞中约有1/4的可能将会患病,3/4表型正常,但表型正常者中2/3是可能携带者;③系谱中看不到连续传递现象,常为散发;④近亲婚配后代发病率比非近亲婚配后代发病率高。 (2)、常见AR病:苯丙酮尿症、白化病、先天性聋哑、高度近视和镰状细胞贫血等。 3、X连锁显性遗传(XD)病 (1)、XD系谱特点:①系谱中女性患者多于男性患者,且女患者病情较轻;②患者双亲中至少有一方是患者;③男性患者后代中,女儿都为患者,儿子都正常;女性患者后代中,子女各有1/2的患病风险;④系谱中可看到连续传递现象。 (2)、常见XD病:抗维生素D性佝偻病。 4、X连锁隐性遗传(XR)病 (1)、XR系谱特点:①人群中男性患者远多于女性患者;②双亲无病时,儿子可能发病,女儿则不会发病;③由于交叉遗传,患者的兄弟、舅父、姨表兄弟和外甥各有1/2的发病风险;④如果女性是患者,父亲一定是患者,母亲一定是携带者或患者。 (2)、常见XR病:甲型血友病、红绿色盲。 5、Y连锁遗传(YL)病 全男性遗传 (三)多基因遗传病 1、有关多基因遗传病的几个重要概念 (1)、易感性 在多基因遗传病中,由多基因遗传基础决定某种多基因病发病风险高低。 (2)、易患性 由遗传基础和环境因素共同作用,决定了一个个体是否易于患病。 (3)、发病阈值 当一个个体的易患性高达一定水平即达到一个限度时,这个个体就将患病,这个易患性的限度称为阈值。 (4)、遗传度 在多基因遗传病中,易患性受遗传基础和环境因素的双重影响,其中遗传基础所起作用大小的程度称为遗传度或遗传率。一般用百分率(%)来表示。 2、多基因遗传病的特点 (1)、有家族聚集倾向,患者亲属的发病率高于群体发病; (2)、随着亲属级别的降低,患者亲属的发病风险迅速降低; (3)、近亲婚配时,子女患病风险增高; (4)、发病率有种族(或民族)差异。 三、遗传与变异在当代 人类基因组计划的工作草图已于今年的6月26日绘制完成,但要将全部30多亿个碱基完全装配完成还需要一段时间,预计要到明年的6月份。即使完成了人类基因组计划的“精图”,也只是我们认识人类基因功能的开始,完全弄清基因的功能及其相互间的作用,至少还要40年的时间。毋庸赘言,这是一项浩繁巨大的工程。 迄今为止,人们对整个人类基因组中所含有的基因数目尚存争议,有人说是3万,有人说是14万,相差非常大。在整个人类基因组序列中,只存在1%的差异,就是这1%的差异导致了人种、肤色、身高、眼睛、胖瘦以及疾病的易感性等方面的不同。科学家除继续研究基因的数量和功能外,基因在多大程度上受外界环境和体内因素的影响以及这种改变是否可以一代代地延续下去,也是需要解决的问题。 上述问题涉及到后成说(epigenetics)这一范畴。后成说是研究通过其他的化学途径,而不是通常所说的碱基突变,使基因活性发生半永久性改变的一门科学。后成说的重要性一直存有很大争议。如果后成说真有科学依据的话,那么它将是解释不同个体之间,甚至不同物种之间存在差异的关键所在,同时还将是疾病发生的一个重要机制。 不同基因的表达:基因含有合成蛋白质的指令,蛋白质合成的过程称为基因表达。但是遗传学家们很早以前就知道通过对DNA链碱基上的化学基团进行修饰来调控基因表达、影响蛋白质的合成。最常见的修饰方式是基因的甲基化(甲基是由一个碳原子和三个氢原子组成的基团),即在基因上添加甲基基团,结果常常会终止基因表达。 科研人员通过对某些哺乳动物的研究发现,此类修饰只存在于个体中,而不遗传给后代,因为这种修饰在精子和卵子细胞中常常被清除。最近有人发现,后成特征在小鼠中可以遗传。在悉尼大学生化学家怀特劳博士所做的实验中,遗传学相同的小鼠,同其父母相比,更像它们的母亲。因为它们继承了其母亲的卵子DNA的甲基化类型。该型甲基化在决定小鼠毛色中起着非常重要的作用。 怀特劳博士小组的大量的研究数据表明,要探明动物是如何把物理特征或疾病易感性传给后代的,有必要先搞清可遗传的后成特征。如果后成特征可遗传,那么这些特征所引起的疾病应能够像普通的基因突变一样在家系之间传递。该研究小组对小鼠的后成标记在传代过程中如何关闭和表达进行了深入地研究。研究人员将一个可以产生特异类型红细胞的基因(称为转基因)导入具有相同遗传学特征小鼠的基因组中(接受该基因的小鼠称之为转基因鼠)。研究发现这些转基因小鼠体内的转基因正以不同的方式表达。有些转基因小鼠体内40%的红细胞表达该基因,而另一些则根本就不表达。同时该小组还对小鼠毛色进行了研究,发现与毛色有关的DNA甲基化增高与转基因的不表达(或称为“沉默”表达)有关。但是在这种情况下,后成性改变可来自父方,也可以来自母方。 令人费解的是,虽然这种基因表达的沉默现象至少可以维持三代,但不是不可逆转的。在该型的后代小鼠与非同类小鼠交配时,发现在后代小鼠中不存在甲基化和表达沉默现象,转基因又可在小鼠的幼崽中获得表达。如果这种基因沉默和再活化现象是自然发生的话,那么就可以解释个体之间和代与代之间差异的原因。 后成说还可以解释物种之间的差异。最近普林斯顿大学的迪尔格曼通过两种相近小鼠的交配,将多个小鼠基因上的后成特征破坏。这些小鼠相互之间不能进行正常的交配,并且它们杂交的后代表现为生长异常。研究人员认为这种生长异常与杂交后代基因上的甲基化模式破坏有关。他们推测后成性效应非常显著,仅靠改变这些特征就可以造就新物种。 大家都知道,物种的产生是遗传变异逐渐积累的结果。但是,迪尔格曼认为有些物种出现之快不是该假说所能解释的。所以物种后成说的假设有一定优势。例如,甲基化可以迅速地关闭整条基因的表达,并引起根本的改变。这种改变足以阻止新的品种与旧品种之间的杂交,尤其是阻止新物种的产生。 四、结论 变异基因的表达:许多生物学家对此种假说表示不屑。基因序列虽不能完全解释动物的特征,但是至少可以解释一些由基因突变所引起的疾病。 疾病基因突变假说的倡导者把癌症作为经典的实例,来说明在个体DNA水平上,到底有多少碱基差错才能导致肿瘤。但加州大学伯克利分校的杜斯博格博士不同意这一观点,认为癌症并不是由基因异常引起的,而是由另一形式的后成现象 染色体异常引起的。 根据癌症基因突变假说,指导细胞分裂和死亡的基因突变使正常的细胞分裂和死亡过程遭到破坏,导致细胞不受控制地生长。但是,最近杜斯博格博士领导的研究小组报道,至今还没有人证实突变的基因会使正常的细胞变为癌细胞。他还指出,如果突变基因对细胞分裂具有显著影响的话,为什么有些情况下,突变发生的数月甚至数年后才发展为癌症,这是非常奇怪的现象。他认为可以用后成性非整倍现象对上述问题加以解释,非整倍性是指细胞具有错误的染色体个数。 在细胞分裂时,染色体排列整齐,通过纺锤体(一种蛋白质的支架)分配到子代细胞中。杜斯博格推测,致癌的化学物质可以影响纺锤体,因此,造成子代细胞具有或多或少的染色体。由于这种错误分配的染色体不稳定,细胞分裂时染色体之间相互混合并发生非自然的重组。 大多数重组对细胞而言是至关重要的,但最终会产生一个分裂异常的细胞。产生这种异常细胞的概率非常小,这种低概率事件可以解释为什么从接触致癌物质到细胞发生癌变,要经过这么长时间。细胞的非整倍性是5000多种肿瘤的一种显著特征。 与个体碱基突变相比,染色体数的增加或减少使细胞表征发生显著改变。因为染色体数目的改变(即非整倍性),可以导致成千上万种蛋白质活性发生改变,而不仅仅是一种或两种蛋白质,导致细胞分裂的失控。假如这种假说成立的话,那么现在试图通过定点修复癌基因来治疗癌症的策略将毫无效果。 杜斯博格博士10年前曾因自己的假说而声名狼藉,他认为人类免疫缺陷病毒(HIV)并不能引起艾滋病。一系列的HIV和艾滋病的研究表明,杜斯博格的理论是极其荒谬的。这严重地损害了他的声誉,因此,他的其他理论也很容易被人忽视。但是,他的非整倍性假说似乎非常有价值。癌症中非整倍体的普遍性尚需进一步阐明。