遗传学（共12篇）
遗传学 篇1
概率是指某一事件在一定范围内发生的可能性。概率计算是生物学中常见题型之一。教学过程中, 关于遗传学中概率计算的问题一直是使许多学生感到头疼的问题。究其原因, 一方面没有认真审题, 从而没有明确题干中的解题要求;另一方面对概率的概念不能深刻理解领会, 从而不能有效地利用概率知识熟练解决遗传学问题。下面针对这方面的问题, 通过具体实例, 谈谈笔者在教学实践中的一点体会。
一、确定所考查的事件及考查的范围
【例1】 一对夫妇的基因型为XBXb、XBY, 问这对夫妇生育男性色盲患者的概率是多大?这对夫妇所生男孩中色盲的概率是多大?
分析:此题所问问题均为男性色盲发生的概率, 但考查的群体范围不同:前者为所有后代, 后者只是后代中的男孩。由于考查范围不同, 因而所求概率也就不同 (前者为1/4, 后者为1/2) 。
二、运用数学中的“加法公式”和“乘法公式”求概率问题
1.乘法原理的基本含义
一个事件的发生需要连续几个独立步骤才能完成, 则完成事件的概率为连续几个独立步骤概率的乘积。
【例2】 已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状, 是由一对位于常染色体上的等位基因 (B、b) 控制的。将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交, F1全为灰身。让F1自由交配产生F2, 将F2中的灰身果蝇取出, 让其自由交配, 则后代中出现黑身果蝇的概率是多少?
分析:F2中有两种基因型, BB占
2.加法原理的基本含义
一个事件的完成可有几种独立的方法或途径, 则完成事件的概率是每种独立方法 (或途径) 的概率的和。
【例3】 一个正常女人和一个并指 (Bb) 的男人结婚, 他们生了一个白化病 (aa) 且手指正常的孩子 (两种病都与性别无关) , 求: (1) 他们再生一个孩子只出现并指的可能性; (2) 只患白化病的可能性; (3) 生一个既白化又并指的男孩的概率; (4) 后代只患一种病的可能性; (5) 后代中患病的可能性。
解析一:由题意, 父母肤色都正常却生了一个白化病的男孩, 说明父母双方都是白化病基因的携带者, 基因型分别是Aa和Aa;根据母亲手指正常, 父亲并指 (Bb) , 而所生儿子手指正常, 可以知道并指是由显性基因 (B) 控制的, 因此不难推导出夫妇的基因型分别为:AaBb、Aabb, 男孩基因型为aabb。然后再根据分离定律分别对每一对相对性状分别讨论:
(父正常) Aa× (母正常)
(父并指) Bb× (母正常)
并指又白化的概率为
(1) 该夫妇再生一个孩子只出现并指的可能性是:
并指概率-并指又白化概率
(2) 只患白化病的可能性是:
白化病概率-白化又并指概率
(3) 生一个既白化又并指的男孩的概率是:
(4) 后代只患一种病的可能性是:
只患白化病+只患并指
(5) 后代中患病的可能性是:
只患白化+只患并指+既白化又并指
解析二:首先根据分离定律, 分别对每一种遗传病单独分析:
该方法看起来似乎比较麻烦, 但一目了然, 直观明了易懂, 不易出错,
总之, 在概率计算的解题过程中, 应慎重辨析, 用心琢磨, 善于在辨析中认识并总结相关的规律, 只有这样举一反三, 才能解决以后在遗传学解题中碰到的各种各样的实际问题。
遗传学 篇2
1. 客观认识遗传素质对个体发展的作用，是进行教育活动本真的出发点
从现阶段来说，遗传学是说明影响个体身心发展各种因素及其作用机理最科学也是最客观的一门学科，它用科学的实证方法从本质上说明了人类行为和心理倾向的原因，以及各种环境作用的条件和结果。在教育研究中，从遗传学的视角出发，予人的发展以本质的说明，客观认识遗传和环境如何影响人的发展，对遗传和教育的作用保持清醒的头脑，不夸大也不否认任何一方的作用，深入地认识教育之能与不能，了解人的生物性对教育活动的条件限制，在此基础之上开发有效的教育环境和探寻新的教育方式，引导学生个体正确的发展方向，充分挖掘个体发展的潜能。
2. 以遗传学相关理论为基础，是教育理论与时俱进的要求
当前在我国教育实践中，某些方面确实存在实效较低的情况，这个问题需要从各方面去寻找原因。从现代遗传学的种种研究结果来看，受教育者个体的先天遗传因素是值得考量的一个重要方面。比如，在人格的遗传学研究中，用自陈人格问卷获得的双生子研究结果一致证明了人格存在中等程度的遗传影响；此外，其他研究发现的非共享环境效应以及个体的经验受遗传因素的影响等等，这些研究结果对更新传统教育理论来说是具有巨大的参考价值的。教育理论指导教育实践活动，在教育理论的建构中给予遗传因素在个体发展中的作用应有的关注，丰富和更新传统教育理论，形成科学与实效的教育理论，这是教育理论与时俱进的要求。
3. 遗传学为教育实践活动提供科学的理论指导
环境对个体发展影响的不可逆性，需要我们对教育对象所处的环境持谨慎态度。遗传学的相关研究为我们认识个体的遗传素质在什么样的环境下可以被引导以及如何引导给出了科学的解释，在教育过程中，应用遗传学对个体相关特质的研究，科学地选择和设计适合个体的教育环境，引导和激发个体的积极发展，为教育实践活动提供科学的理论指导。
三结语
总而言之，当前我国的教育理论有忽视遗传因素在个体发展中的作用情况存在，对遗传和遗传学相关概念和内容的误解是这种情况出现的主要原因，教育科学化的进程需要我们对教育和遗传因素的作用做出客观的评价。遗传学从本质上说明了人类个体身心发展的规律和条件，教育作为以人为中心的实践活动，关于人的遗传科学理论理应也必须成为教育科学化的基础。更新对遗传学的认识，以遗传学的视角对相关教育问题进行研究，这对我国科学的教育理论建构和提高教育实效有着非常重要的意义。
参考文献：
［1］ 张栗原。教育生物学［M］。福州：福建教育出版社，2007.
“遗传学”课兴趣教学的探讨 篇3
联系生产、生活实际，激发学生学习兴趣
遗传学是生物新品种选育和良种繁育的理论基础课程，是理论性和实验性很强并较为抽象的学科。表述的内容多为枯燥乏味的概念和理论，涉及的生物遗传物质不仅看不见摸不着，而且也很复杂，所以学生难以理解。因此，在遗传教学中要紧密联系生产、生活实际，使枯燥乏味知识变得实际化。激发学生的学习兴趣。通过自己与同位同学间的演示，加深对染色体组及多倍体知识的理解。如在讲杂种优势理论时，适当联系育种实际，讲述一些典型实例，不仅可以提高学生的学习兴趣，增强学习的主动性，而且也是他们了解和积累育种知识的开端，有助于缩短学生参与育种工作的心里适应过程。实践证明：紧密联系生产、生活实际，可以极大地激发学生浓厚的学习兴趣，并且使学生真正达到学以致用的目的。
幽默语言，启发学习兴趣
教师运用幽默风趣的教学语言，能深深地感染和吸引学生，使自己教得轻松，学生学得愉快。苏联教育家米斯特洛夫说过：“幽默是教育工作者最主要，也是第一位的助手”。能营造轻松和谐的教学氛围的最佳手段莫过于幽默，在教学中。若教师照本宣科，语言无味，就等于向学生唱催眠曲，学生就会昏昏欲睡，如果教师善于运用幽默语言，使学生轻松愉快的掌握知识的内涵，在谈笑风生中实现教学目的。在不知不觉中获得知识，这样的语言既活跃了学习气氛，学到了知识也加深了对杂种优势的理解，因此，教师课堂教学中间来点幽默，犹如“兴奋剂”，可以调节学生的情绪，驱散学生的疲倦感，点亮学生的注意之灯，同时也可以使教学内容趣味化，极大启发了学生的学习兴趣。
加强直观教学，提高学习兴趣
百闻不如一见，眼过千遍不如手过一遍。利用实物或直观教具能够丰富学生的感性知识，可以把抽象的概念和原理变为直观的具体形象，这既有利于学生学习的兴趣提高，也可培养学生产生新的兴趣。例如在讲授“减数分裂与染色体行为”一节时，内容很抽象，学生看挂图或教科书的插图都很难看得懂减数分裂过程中染色体的变化。在讲到这个内容时，就用幻灯演示减数分裂过程中染色体的动态变化过程，配对、四分体、同源染色体分离、着丝点分裂和姊妹染色单体分开等，随后以四条染色体为例在黑板上画出减数分裂过程细胞的轮廓，同时利用比较法把减数分裂与有丝分裂进行对比讲解。如此使学生一目了然。又如讲授杂种优势时，带领学生到玉米自交系和杂交种地观察。先让每位同学观察自交系特征，然后再观察杂种一代玉米植株特征。观察后回到教室学生通过自己的想像、思考和推理大家进行分析、讨论，发表见解，加深了对杂种优势理论知识的理解，这种方法，使学生的思路清晰，理解深刻，课堂气氛活跃，达到良好的教学效果，同时也提高了学生学习遗传学的兴趣。
提出问题，调动学生学习的兴趣
课堂教学设问，依据所教内容、教学目的、教学要求。结合学生的知识基础，有意识地创设一些富有趣味，含有质疑性的问题。通过提问，教师可以直接看到学生的反应，了解回答的质量，而且可以根据需要进行适当的启发，或追问，或纠正其错误。通过几年的课堂教学实践。深深体会到，创设良好的问题情境能有效地调动学生的学习兴趣，为课堂教学创设一种紧张、活跃、和谐、生动、张弛有效的理想气氛。选择好的设疑时机可以有效地提高教学效果，及时反馈学生对知识的掌握情况。教学设问的体会概况是：即当学生的思维困于“死胡同”无法突围时；当学生疑惑不解。厌倦困顿时；当学生各持己见，莫衷一是时；当学生受旧知识影响无法顺利实现知识迁移时。例如在讲自由组合规律时，教师先介绍了两对等位基因的遗传：F2代16种组合方式、9种基因型4种表现型比例9:3:3:1，然后设疑：如果位于不同的同源染色体上的三对等位基因是杂合，F1产生多少种基因型?如果测交产生几种配子?比例如何?这个问题教材中没有现成的答案，要引发学生独立思考，创造性地解决问题。又如讲DNA是遗传物质时提出：生物的多样性是由于蛋白质结构的多样性，而蛋白质结构的多样性又决定什么?讲了遗传分离规律后提出：等位基因为什么会分离?非等位基因为什么又会自由组合?让学生带着疑问思考，联系已学过的知识来解疑，这样能启动学生的思维。因此，在教学过程中不断地提出问题，使学生处于“知”与“不知”的心理矛盾中，使学生思维真正活跃起来，用提问的方法来集中学生的注意力，提高课堂教学效果，调动学生学习的兴趣。
环境与表观遗传学 篇4
1 表观遗传学含义
表观遗传学是一门新兴学科[1], 它是针对不涉及到DNA顺序变化而表现为DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑 (chromatin reconstruction) 和RNA干扰等基因表达在细胞亲代与子代间传递的遗传现象的一门科学。在真核细胞的正常发育中, DNA甲基化谱和染色质状态的确定和时空变化受着精细的调控。
DNA甲基化只是修饰了DNA的碱基, 并没有改变DNA的核苷酸序列。其发生遍布整个基因组, 其改变包括全基因组水平DNA低甲基化和Cp G岛局部高甲基化。研究表明, 在人类基因组中, 发生甲基化的Cp G二核苷酸有2种分布形式, 一种是分布于Cp G岛区, 常存于5’端的基因调控区, 其甲基化状态直接影响基因表达;另一种为散在分布的Cp G二核苷酸。正常细胞内, 启动子区的Cp G岛呈非甲基化状态, 而占大部分的散在分布的Cp G二核苷酸多发生甲基化。
同时组蛋白也可被修饰, 如甲基化、乙酰基化和磷酸化。若被组蛋白覆盖的基因将要表达, 那么组蛋白必须要被修饰, 使其和DNA的结合由紧变松, 这样DNA链才能和RNA聚合酶或调节蛋白相互作用。组蛋白乙酰化和去乙酰化是染色质修饰过程, 对于转录调节具有重要作用。染色质转录活化区域组蛋白显示出高度乙酰化状态, 而去乙酰化反应通常与转录沉默相关。
染色质重塑是另一种重要的基因外遗传机制。在细胞核中, DNA链缠绕在被称为组蛋白的蛋白质表面, 然后再进一步卷曲盘绕形成致密包装的结构, 即成为染色质。而通过对突出的组蛋白尾部加上乙酰基、甲基或磷酸基等基团进行化学修饰也可以改变染色质的结构模式, 并藉此来依次影响邻近基因的活性。
2 国内表观遗传学的研究概况
目前研究最多的表观遗传机制是DNA甲基化, 甲基供体为s-腺苷甲硫氨酸。DNA碱基在特殊的甲基化酶和去甲基化酶的催化下被酶促反应成甲基化产物, 影响了基因转录的活性状态——低甲基化者为活性基因, 而高甲基化者为失活基因。
研究认为, DNA甲基化是肿瘤发生的早期事件, 对一些肿瘤特异基因的甲基化状态进行筛查有望用于肿瘤的早期诊断。国外研究表明, 抑癌基因的异常甲基化可作为分子诊断标志物。Cp G岛甲基化表型 (CpG island methylational phenotype, CIMP) 的概念是在结直肠癌研究中提出的, 指多种抑癌基因的启动子同时在同一肿瘤细胞中出现高甲基化, 导致转录沉寂, 功能失活[2]。在中国人肺癌中异常高甲基化是导致P16基因失活的主要机制, 研究肺癌患者痰液标本中该基因的甲基化状态可作为肺癌辅助诊断的方法之一。研究发现, p15、p16基因对肝癌细胞生长有抑制作用, 其表达失活与肝癌发生相关。Cp G岛异常甲基化关闭p15、p16基因转录表达, 导致细胞增殖周期失调, 其在肿瘤发生发展中的重要作用已得到了较为广泛的认同[3]。在正常人的造血干细胞中, p15基因很少呈现高甲基化状态, 而在急性白血病中基因失活的主要原因是启动子区的异常高甲化。对HIC-1基因启动子的甲基化状态进行了分析, 发现人类中HIC-1基因中的1 b启动子在大多数的人类肿瘤中被过甲基化。Palmisano等[4]对氡暴露肺癌高危人群进行痰液细胞中O6-甲基鸟嘌-DNA甲基转化酶 (MGMT) 基因启动子甲基化的检测, 发现氡暴露高危人群中检测到30%的MGMT基因的高甲基化状态, 提示MGMT基因异常甲基化是氡致肺癌发生的早期事件。用DNA甲基转移酶抑制剂5-氮杂胞苷处理培养的细胞时, 会诱导DNA低甲基化及微卫星DNA的染色体重组。证明了DNA低甲基化是促使基因组不稳定性的原因之一[5]。
组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白, 有5种类型:H1、H2A、H2B、H3、H4, 它们富含带正电荷的碱性氨基酸, 能够同DNA中带负电荷的磷酸基团相互作用。组蛋白可以经共价修饰而发生乙酰化、甲基化和磷酸化, 由此构成多种多样的组蛋白密码。Fuks等[6]发现, 在哺乳动物细胞中, 甲基化的Cp G结合蛋白MeCP2 (methyo-CpG-binding protein 2) , 不仅能促进组蛋白去乙酰化, 抑制基因沉寂;同时它还是DNA甲基化和组蛋白甲基化的桥梁。MeCP2可结合于H19基因启动子区甲基化的DNA, 并影响组蛋白H3甲基转移酶的活力, 促使组蛋白H3的赖氨酸甲基化, 后者与DNA甲基化一起对H19基因的表达起抑制作用。人类白血病的一个特征是出现不同的染色体转位, 从而导致融合蛋白的表达。组蛋白乙酰化转移酶和组蛋白甲基化转移酶可以成为这种融合蛋白的一部分而引起目的基因的表达提高。
染色质重塑主要包括2种类型:①依赖ATP的物理修饰, ②依赖共价结合反应的化学修饰。依赖ATP的物理修饰主要是利用ATP水解释放的能量, 使DNA超螺旋旋矩和旋相发生变化, 使转录因子更易接近并结合核小体DNA, 从而调控基因的转录过程。
常见的非编码RNA调控为小干涉RNA (short interfering RNA, siRNA) 和微小RNA (microRNA, miRNA) 。RNA无论以反义转录本存在的、非编码的RNAs还是RNAi均能导致异染色质形成, 并且在有丝分裂中可以遗传的转录沉默。
3 表观遗传学研究的主要技术
3.1 DNA甲基化检测技术
3.1.1 甲基化敏感的限制性内切酶法
甲基化敏感限制性内切酶方法是经典的甲基化分析方法, 主要根据一些限制性内切酶不能切开甲基化的DNA序列。这种方法一般都用限制性内切酶HpaⅡ和同分异构体MspⅠ。2个酶都识别CCGG序列, 而当其中的胞嘧啶甲基化时, HpaⅡ不能够将其切开, 而无论胞嘧啶是否甲基化, MspⅠ都能切割。被酶切消化的DNA片段通过凝胶电泳分离, 如果HpaⅡ和MspⅠ处理的样品电泳后存在不同的条带, 那么差异条带的DNA序列可能包含1个或多个甲基化位点。这就使得HpaⅡ-MspⅠ能够作为快速甲基化分析的工具。主要有Southern印迹、限制性界标基因组扫描 (restriction landmark genomic scanning, RLGS) 、甲基化敏感随机引物PCR (MS.AP.PCR) 技术、差异甲基化杂交 (DMH) 技术等。
3.1.2 亚硫酸氢钠法
亚硫酸盐使DNA中未发生甲基化的胞嘧啶 (C) 脱氨基转变成尿嘧啶 (U) , 而甲基化的胞嘧啶保持不变, 然后将这些靶序列用特异引物扩增, 尿嘧啶全部转化成可以检测的胸腺嘧啶 (T) 被扩增的DNA片段进一步进行测序, 然后发现感兴趣的基因中5-甲基胞嘧啶 (5-mC) 的精确位置。主要有亚硫酸氢钠联合限制性内切酶分析法、甲基化敏感的单核苷酸引物延伸法、酶区域甲基化实验 (ERMA) 、亚硫酸氢盐测序法、甲基化特异性PCR (MSP) 及甲基化荧光检测技术等。
3.1.3 全基因组甲基化分析
测定基因组DNA中5-mC总量, 检测全基因组DNA甲基化水平, 主要有高效液相色谱 (HPLC) 法、高效液相毛细管电泳 (HPCE) 法、甲基接受力检测法和免疫荧光检测法等。
3.2 组蛋白修饰的检测
如果说分析DNA甲基化的金标准是亚硫酸氢盐处理结合基因组测序, 那末检测组蛋白修饰的金标准就是质谱, 质谱是鉴定组蛋白修饰最准确的技术, 但对其技术要求甚高, 须由非常有经验的专家来完成, 同时, 该技术难以应用于全基因组。如果要了解组蛋白修饰与特定DNA序列关联的信息。目前, 最有效的技术就是使用针对特定组蛋白修饰的抗体进行染色质免疫沉淀分析。染色质免疫沉淀技术主要有2种:①非变性染色质免疫沉淀 (nChIP) , 采用标准微球菌核酸酶将细胞核染色质消化为碎片, 并使用对应的抗体将含有特定蛋白质或修饰后的蛋白质的染色质片段进行免疫选择沉淀。此法适用于与DNA亲和力很高的蛋白质研究。②交联的染色质免疫沉淀 (xChIP) , 采用甲醛或紫外线细胞, 制备与蛋白质交联的染色质, 然后超声断裂染色质, 它是目前检测低DNA亲和力蛋白唯一的技术。染色质免疫沉淀结合克隆技术、结合基因芯片等分子生物学技术的应用也拓展了组蛋白修饰的检测方法, 但这些方法仍在探索中, 有待于进一步完善。
4 表观遗传学在环境卫生中的应用
表观遗传学技术在基础和临床医学领域尤其是肿瘤研究中得到了广泛的应用, 但在劳动及环境卫生学领域中的文献还比较少。事实上, 所有表观遗传现象都包含时间和空间上因环境因子 (物理、化学、生物因素) 参与修饰而产生的基因活性变化、修正效应。近几年提出的环境表观基因组学 (environmental epigenomics) 正是在基因组水平探讨环境因素的表观遗传效应及其对基因表达影响的学科。从环境—基因交互作用的角度看, 可以认为它是环境基因组计划的延伸和深入。研究表明, 环境因素可通过表观遗传机制改变基因的表达, 并可遗传, 表突变 (epimutation) , 即错误的表观遗传程序的建立可导致多种人类疾病, 如肿瘤、衰老、印记综合征、免疫疾病及中枢神经系统及精神发育紊乱。同时, 由于表观遗传改变的可逆性, 改善环境、适当的营养补充和针对性的干预措施可以通过表观遗传特征而逆转不利的基因表达模式和表型。
一些非遗传毒性致癌物, 如饮水氯化消毒副产物二氯乙酸 (dichloroacetic acid, DCA) 和三氯乙酸 (trichloroacetic acid, TCA) , 在体内和体外试验中[7,8], 它们未表现出显著的遗传毒性, 但长期接触可导致啮齿动物肝、肾、结肠的DNA和 (或) 原癌基因c2myc的低甲基化, 提示它们具有表观遗传活性。其他非遗传毒性致癌物, 如三卤甲烷类 (氯仿[7], 一溴二氯甲烷) 、其他卤乙酸 (二溴乙酸) 、三氯乙烯、过氧化物酶体增殖剂、芸香苷、胆汁酸等, 也都有文献表明能通过降低DNA甲基化而致癌。非遗传毒性致癌物诱导DNA低甲基化可能是通过诱导DNA去甲基化酶活力发挥作用, 也可能通过诱导DNA修复, 含5-甲基胞嘧啶 (5-MeC) 的DNA片段移除, 从而产生未甲基化的新生DNA, 导致DNA低甲基化[9]。
目前, 环境表观基因组学研究的一个最重要的核心问题是哪些人类基因在受到环境因素的作用后而出现表观遗传失调时可能提高人类疾病的易感性, 何种环境因素在何种剂量时对表观基因组产生不良影响, 表观基因组在生殖发育和疾病病因学中起何种作用, 能否鉴定出一些表观遗传标志用于检测早期阶段的疾病, 而要解决上述问题的关键在于开发出可迅速准确地在全基因组进行表观基因组评价的检测技术。
表观遗传学在环境卫生中的应用可有助于研究环境毒物作用方式和机制。毒物的暴露往往会直接或间接地引起基因表达的改变, 影响了相关基因的开启或闭合, 进一步影响了细胞正常功能或结构的干扰;亦有助于发现新的生物标志物及预测其毒性。对于遗传毒性物质新的致病机制, 传统的非遗传物质的遗传损伤机制的研究, 表观遗传学又开辟了一片新天地。
关键词：环境,表观遗传学
参考文献
[1]郭新红, 刘文彬.表观遗传学及其研究进展[J].安徽农业科学, 2007, 35 (1) :9-10, 13.
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[5]Pereira MA, Kewa L, Kramer PM.Promotion by mixtures of dichloro-acetic acid of N2methy12N2nitrosourea2initiated cancer in the liver of female B6C3F1mice[J].Cancer Lett, 1997, 115:15-23.
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什么是遗传学 篇5
遗传学(Genetics)是研究基因及它们在生物遗传中的作用的科学分支，这就是为什么后代总是与他们的双亲相似的原因。遗传学最早的应用在有历史记载之初就已经出现了，即驯养动物及植物的选择育种，
遗传信息以化学方法被编码在DNA(脱氧核糖核酸)中。基因组学是研究特定物种所有DNA的学科。www.HacK50.com-找入门资料就到
遗传学研究的任务是阐明生物遗传和变异现象及其表现的规律;探索遗传变异的原因、物质基础及其内在规律;指导动植物和微生物的改良，提高医学水平，为人民谋福利。
为什么我们有权消费遗传学？ 篇6
其实，这么说并不准确。因为对大多数人类遗传学来说，便于消费者使用的测试很难解释DNA变异的意义。在我把试管寄出几周后，收到了一封邮件，通知我检测结果已经在23andMe公司的网页上了。尽管点击查看我的血统报告很有意思，但我对影响自己健康的遗传性状分析却不那么有兴趣。
我的报告里最大的疾病风险是什么？我有5.2%的可能在以后会患有不宁腿综合征，比一股人的风险要高24%。我患有阿尔茨海默病的风险比平均值略低，患有肥胖症的风险则属一股水平。然而，这些结论并不是特别有意义。新的研究也许会发现我的基因组携带一个老年痴呆症高风险的变异。而对肥胖症来说，遗传的影响可以被生活方式抵消。
不过，测试结果确实也包含一些有用的信息。比如我的基因组带有的一些标记表明我对普通血液抗凝剂的敏感度比一股人的平均值要高。目前我还不需要这种药物。但如果情况有变，比如我突发心脏病，那么这个信息对帮助医生开出剂量合适的、也许可以救命的药物就很重要。我还找到了改喝脱咖啡因咖啡的动力，我的报告说我是一个代谢咖啡因缓慢的人，这和一天喝几杯咖啡的人（比如我）的心脏病发作风险存在相关性。
从某种意义上来说，我的运气不错，因为报告中没有什么扎眼的结果。“大约40%到50%的客户和你拿到的结果差不多一他们没有什么指标特别显眼，”23andMe公司的高级研究主任乔安娜·芒亭说。但对很多人来说，这些结果可能会更有意义。她表示“以黄斑变性为例，（报告中指出的）风险范围在0.1%到74%之间，心脏病的风险范围也很大：在10%到50%之间。”
但是大部分人很难理解这些范围的意义。而且目前医学界能在多大程度上接受这种测试并起到帮助还不得而知。休斯顿贝勒医学院的遗传学家和内科学专家莎朗皮隆（Sharon Plon）说：“我的病人曾把这些报告给我看，但我没有花很多时间看报告结果。因为这不是我开具的检测，”现在缺乏证据证明这些测试可以提示并改进对病人的护理，她说： “除非这类测试成为循证医学的一部分，医生将会回避使用它们。”
像23andMe这样的个性化遗传公司一股会在每个顾客基因组中那些已知人类会发生变异的位点上确定DNA碱基对，随后向顾客解释科学研究的结果。测试会以至少几百美元的价格直接卖给顾客，没有任何医护人员参与其中。2010年，美国食品药品管理局发信警告了几家公司，认为它们的产品属于医学设备，需要遵守相关的管理规定，不过目前仍没有稳固建立的具体监管措施。同一年，美国的政府问责局向四家公司寄送样本，得到了矛盾的结果。
因为对这些结果的解释很不确定，而且遗传学和疾病风险之间的联系有时本身就很弱，所以一些批评者反对直接向消费者直接出售这样的测试。而这类销售在某些国家（比如法国）和美国少数几个州（包括纽约州和马里兰州）受到了限制。美国医学遗传学和基因组学协会的执行董事迈克尔沃特森（Michael Watson）表示，协会的立场是：这种类型的测试应该在专家的指导下完成。指导专家要能够评估结果的正确性并解释对某个结果可以采取什么措施。每周都有关于DNA和疾病或药物反应关系的新研究发表。这些研究中有一些建立了之前未知的联系，还有一些可能让已知的相关性更加确定。但还有一些研究可能证否了之前被认为是有意义的研究，或与之产生了矛盾。“很多这种类型测试的结果非常复杂，”皮隆说。
但对很多人来说，这种“家长掌握一切”的态度很讨厌。人们当然有权获得自己的数据，无论结果是多么的复杂和模糊。“用任何理由对某人说你无权获得自己的生物学信息是纯粹的家长式作风，”杜克大学基因科学与政策研究所的助理教授米莎安格里斯特说。更何况大多数家庭医生，甚至很多专科医生对遗传测试并不熟悉，那些已离开医学院很久的人可能根本没接受过基因组学的训练。这些情况最好要告诉消费者。
斯克里普斯转化科学研究所的主任埃里克托波尔说：“我认为我们没有给予消费者足够的尊重，”托波尔正被那些阻止向消费者出售遗传测试的行为所困扰。他认为，病人将是把基因组学带入医学最好的支持者。“我们应该处于DNA民主化的年代，”他说。“我认为如果我们阻止消费者直接获得DNA信息，那真是巨大的不幸，因为这些消费者最终会推动事情的走向。而如果我们将这些信息对消费者开放最终会迫使医生们也跟上来。”
2011年，《新英格兰医学杂志》发表了托波尔和他的同事的一项调查。调查对象是遗传公司Navlgenlcs的2000多名顾客。调查询问这些顾客对Navigenics公司提供的信息能理解多少，以及在被告知自己未来可能会出现健康上的凶险状况后是否会产生心理创伤。“结果发现，人们能很好地消化这些信息，而且也没有证据显示会出现心理障碍，人们的确领会了这些信息。”托波尔说。
就现在而言，便于消费者使用的友好型遗传产品最大的问题就是，对于大多数人来说，这些结果可能不具备医学上的确定性。的确，我对结果中自己基因组有2.7%来自尼安德特人更感兴趣（比北欧后裔的平均值2.6%略高）。但是随着医学保健费用继续急速攀升，很多人开始寻找更多掌控自己健康状况的机会，这些测试如果能变得更有效，就能成为一个基本工具，可以用来了解我们的身体，指导我们做出更好的行为和选择。
遗传学 篇7
1 对象与方法
1.1 对象选择2013 年1 月—2014 年12 月来我院妇产科、儿科、遗传咨询门诊患者, 包括不良孕产史 (自然流产史、死胎史、生化妊娠史、畸形儿妊娠史) 、不良生育史 (染色体病患儿、智力低下、畸形儿生育史) 、智力低下及生长发育迟缓、不孕不育、性发育异常、染色体异常配套检查、婚前体检的患者。受检者年龄、社会性别见表1, 受检者检查指征见表2。
1.2 方法抽取每位患者3 m L静脉血, 肝素管抗凝, 常规接种, 37 ℃培养72 h, 常规收获制片, 经胰酶消化、G显带, 必要时加做C、N显带。每例计数30 个分裂象, 分析其中3 个核型, 如有异常计数60~100 个, 分析5 个核型。所有异常染色体均根据国际染色体人类命名系统 (ISCN) 2000 分析标准来确定。
2 结果
2 881 例遗传咨询者中有239 例染色体异常, 异常率8.30%。不同疾病染色体异常率也不同, 以智力低下或愚型面容异常率最高, 其次为性发育异常及染色体异常配套。
3 讨论
3.1 不良孕产史不良孕产史夫妇1 478 例, 占51.30%;染色体异常40 例, 异常率2.71%, 其中染色体平衡易位35 例, 染色体数目增加2 例, 染色体倒位2 例, 染色体部分缺失嵌合1 例。不良孕产史患者在遗传咨询门诊中最普遍, 包括不明原因反复自然流产、死胎、生化妊娠、畸形儿孕产史等, 造成不良孕产史的原因除了感染、免疫反应外, 染色体异常引起的约占5%~6%。其染色体异常率是一般人群的15 倍以上[1], 染色体携带着遗传基因, 作为遗传物质载体的染色体, 其数目及结构的缺失、重复和平衡易位等畸形都可以引起遗传物质的不平衡改变, 导致染色体病的发生。染色体发生平衡易位是造成不良孕产史的重要原因之一, 平衡易位携带者理论上可形成18 种类型的配子, 与正常配子结合形成18 种类型合子, 其中1 种正常, 1 种为表型正常的携带者, 其余均为部分三体或单体异常核型。其所致胚胎由于遗传物质的重复或缺失易在妊娠早期被淘汰, 常表现为死胎、流产或畸形儿。因此, 再次妊娠时, 孕早期出现自然流产征兆不需保胎, 选择自然淘汰, 如能到孕中期, 应做产前诊断, 避免染色体异常儿的出生, 以达到优生优育的目的。
染色体多态在一般人群中的检出率为2.6%, 在生殖异常人群中的检出率为5.52%[2], 是否影响生育一直存在分歧。我们认为对于倒位, 因存在染色体结构重排, 且倒位后在减数分裂时能形成4 种配子, 仅1 种正常, 应该与不良孕产史有一定关系。对于次缢痕延长、短臂延长、随体变异这类情况, 由于没有一个统一标准, 主观因素影响较大, 且染色体在制备过程中, 自身的大小、长短也受秋水仙素、温湿度等因素影响存在差异, 我们认为这类多态是否有遗传学意义还有待商榷。
3.2 智力低下或愚型面容智力低下或愚型面容247 例, 占8.57%;染色体异常140 例, 异常率58.68%。单纯型21- 三体122 例, 占异常核型的87.14%;21- 三体合并染色体多态8 例;21- 三体合并染色体平衡易位5 例;45, X 1 例;47, XXX 1 例;+der (22p-) mat 1 例;46, XX, r (18) [61]/46, XX[39]1 例;46, XY, 21p-[49]/46, XY, der (21;21) (q10;q10) [51]1 例。智力低下是指儿童生长发育时期的智力残疾, 主要表现为感知、记忆、语言和思维方面的障碍, 他们的智力明显低于同龄小儿平均发育状态, 并在适应环境的行为上表现落后和缺陷。引起智能低下的病因复杂, 包括感染、中毒、损伤和缺氧、代谢异常, 染色体畸变, 其中由于染色体畸变所引起的智力低下约占15%~20%。智力低下染色体异常主要为21- 三体综合征, 又称Down综合征, 其次为平衡易位携带者、性染色体异常等。21- 三体综合征病儿出生的风险因素可能与环境污染日趋严重, 人们接触有害射线机会增多以及病毒感染等, 使得染色体发生畸变有关。一般认为, 21- 三体综合征的发生可能与出生时母龄过高有关, 但不可忽视非高龄孕妇生育21- 三体综合征患儿的风险。积极开展产前诊断, 可避免染色体异常儿的出生。值得注意的是1 岁以下的幼儿, 因其感知、语言、思维等能力尚未发育完全, 智力无法准确评估, 但如果呈典型的愚型面容, 表现为鼻梁低、眼裂小且上斜、眼距宽、喜伸舌, 应及时检查染色体, 早发现、早诊断、早治疗。
3.3 不孕不育不孕不育793 例, 占27.53%;异常核型12 例, 异常率1.51%。染色体平衡易位4 例;47, XXY 3 例;47, XY, +mar 3 例;46, X, +mar[72]/46, XY[28]1 例;46, XY, 17p+mat1 例。不孕不育分为不孕症和不育症, 育龄夫妇同居1 年以上, 有正常性生活, 在没有采用任何避孕措施的情况下, 未能成功怀孕称不孕症;虽能受孕但因种种原因导致流产、死胎而不能获得存活婴儿的称为不育症。有报道约10%的已婚夫妇患有不孕不育症, 染色体数目或结构异常是导致男性不育或女性原发不孕的主要原因之一[3,4]。47, XXY即克氏综合征, 在男性不育症中发生率为10%[5]。47, XXY的产生, 是由于双亲的生殖细胞减数分裂时染色体不分离的结果, 约60%由母亲造成, 40%由于父亲造成。主要临床表现为身材瘦高, 皮肤细腻, 体毛稀少, 男性第二性征不明显, 睾丸小, 无精子, 智力大多正常。此类患者多因不育症、睾丸发育不良就诊, 因其无生育能力, 只能采取辅助生殖技术或供精等手段, 减轻患者精神负担。
不孕不育异常核型中, 有3 例47, XY, +mar;1 例46, X, mar/46, XY的嵌合核型。mar即额外小染色体, 有研究报道mar染色体的出现率在性发育不全中为2.93‰[6]。关于发生额外小染色体的原因, 多数学者认为mar染色体起源于端着丝点染色体, 尤其是端着丝点以外短臂异位所致;也有学者认为, mar染色体是由于某些染色体的缺陷所致, 如Y染色体缺陷或17 号染色体缺陷[7]。本文4 例患者均为男性, 是否为Y染色体缺陷需要做基因芯片和FISH技术, 明确其来源。
3.4染色体异常配套染色体异常配套257 例, 占8.92%;染色体异常25 例, 异常率9.73%。染色体平衡易位20例, 47, XX, +mar 1 例;46, inv (X) (p11.2q24) mat, Yqh-pat1 例;46, X, inv (Y) (p11q12) , t (7;14) (p22;q24) 1 例;47, XXY[89]/46, XY[11]1 例;46, XX, 17p+1 例。近年来, 随着产前诊断的不断发展, 因胎儿染色体异常而检查双亲染色体的患者日益增多。这部分患者因有先证者, 异常率也较高, 但以多态为主。有15 例经产前诊断发现胎儿染色体异常, 溯源发现双亲之一为携带者, 这正是进行产前诊断的意义所在。我们还对1 个染色体异常家系进行了体检, 检查出3 例rob (14;21) (q10;q10) 患者。对于染色体易位携带者的家庭成员, 应指导他们进行染色体检查, 其对优生优育有着重大意义。
3.5 性发育异常性发育异常65 例, 占2.32%;染色体异常20 例, 异常率30.77%。45, X 5 例;45, X/46, X, i (X) (q10) 3 例;46, X, i (X) (q10) 3 例;47, XXY 2 例;45, X, inv (9) (p12q13) /46, X, i (X) , inv (9) (p12q13) 1 例;48, XXYY 1 例;48, XXYY[66]/47, XXY[34]1 例;45, X/46, X, +mar 1 例;46, X, del (X) (q13) 1 例;46, XX (男) 1 例;46, X, t (X;17) (p22;q22) 1 例。性发育异常最常见的临床表现为外生殖器男女分辨不清, 第二性征与性腺性别不符以及性腺性征与染色体不符等。染色体数目的增减及结构的变化可导致性腺分化及发育不良[8]。包括性激素异常、闭经、两性畸形、尿道下裂、阴茎短小、疑似克氏综合征、先天无子宫无阴道等。20 例染色体异常核型患者中检出46, X, i (X) (q10) 6 例, 占30%;45, X 5 例, 占染色体异常核型的25%;克氏综合征2 例, 占10%。当生殖细胞减数分裂过程中发生性染色体不分离时, 受精后可形成X单体合子, 即Turner综合征, 或X多体合子, 即克氏综合征。受精卵在卵裂早期性染色体不分离则形成2 种以上的细胞系, 即嵌合体[8]。Turner综合征即特纳综合征, 表现为原发性闭经、第二性征发育不良、身材矮小、蹼颈等症状。本病发生率约占女婴的1/2 500, 分为单体型、嵌合型、X等臂、X缺失。X染色体的结构异常, 也会影响性腺及躯体发育。6 例45, X/46, X, i (X) (q10) 患者, X染色体短臂丢失, 表现为原发闭经及Turner综合征的特征。
3.6 婚前检查婚前检查15 例, 占0.52%。2003 年新《婚姻法》取消了强制婚前检查的规定, 近年来主动进行婚前染色体检查的夫妇越来越少, 出生缺陷率也上升明显。全国幼妇卫生监测数据显示, 2003 年出生缺陷率为129.8/ 万, 2011 年则为153.23/ 万。在一般人群中, 染色体异常的发生率为0.47%~0.84%[1]。通过染色体检查, 能够发现这部分人群, 指导生育, 优生优育, 尽早进行干预, 提高出生人口素质, 降低出生缺陷发生率, 有利于双方和下一代的健康。
参考文献
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遗传学 篇8
1 资料与方法
1.1 一般资料
对本科前来遗传咨询的364例咨询者进行分析。咨询原因包括:智力低下、发育迟缓、先天畸形、生殖系统发育异常、两性畸形等。
1.2 方法
患者入院后, 医护人员对患者进行常规检查, 如患者的心肺功能、体温等。实验中, 在患者采取1 ml的外周血进行淋巴细胞培养, 温度控制在37℃, 72 h, 常规制片, G显带处理。每例标本光学显微镜下分析5个核型, 计数30个中期分裂相, 异常者扩大分析细胞数。
2 结果
实验中, 遗传咨询的364例患者中, 染色体核型异常为54例, 检出率14.83%, 有120例患者智力低下, 发育迟缓、其异常核型有12例 (10%) 、104例不良孕产史, 其中8例异常核型 (占7.7%) , 43例不孕不育, 7例异常核型 (16.2%) 等, 具体见表1。
3 讨论
3.1 智力低下, 发育迟缓
智力低下是新生儿中比较常见的疾病, 这种疾病发病机制比较复杂, 诱因也比较多, 根据相关实验结果显示:患者体内染色体出现变化是造成新生儿智力低下的原因之一。本次实验中, 120例智力低下患儿中, 染色体异常12例 (10%) 。唐氏综合征是临床上比较常见的疾病, 它又叫做先天愚型综合征, 是比较常见的染色体病, 患儿患病后临床上主要表现为:智能低下、肌张力降低和体格发育迟缓等[1]。这种疾病诱因比较多, 机制也比较复杂, 主要是孕妇生殖细胞成熟过程中, 21号染色体不分离造成, 这个主要与孕妇的年龄、环境等关系密切。
3.2 不良孕产史
不良孕产史也是临床上比较常见的疾病, 它主要是指孕妇在孕期出现习惯性流产、死产、新生儿死亡等。这个在遗传咨询中最为多见, 它也是由于染色体引起的。本次实验中, 本文104例不良孕产史患者, 共检出染色体异常核型, 8例, 检出率为7.7%。这种疾病主要是由于孕妇染色体平衡易位, 携带者一般并不表现出异常表型效应。
3.3 不孕不育
不育不孕也是临床上比较常见的妇科疾病, 它也可以由染色体异常引起。在本文43例不育不孕咨询者中, 8例患者检查出先天性睾丸发育不全, 检出率为16.2%。先天性睾丸发育不全是由于配子形成过程中减数分裂时X染色体不分离导致的。患者临床上主要表现为:小睾丸、不育、智力基本正常或低下等症状[2]。
3.4 原发或继发闭经
原发或继发闭经是妇科常见病, 染色体异常是原因之一。本次实验中, 45例原发或继发闭经, 7例患者检出先天性卵巢发育不全 (Turner综合征) , 检出率为15.5%。这种疾病主要是由于患者X染色体缺失造成。临床上患者主要表现为:原发闭经、肘外翻、身材矮小、不育等。目前, 临床上对于Turner综合征也没有理想的根治方法。3.5两性畸形两性畸形也是比较常见的疾病, 它主要是由于性分化异常所造成的, 临床上患者主要表现为性别不能确定, 即:表型性别、性腺性别和遗传性别不一致。本次实验中, 27例两性畸形, 10例患者异常核型, 检出率为37%。目前, 医学界对于两性畸形疾病的发病机制还不是很清楚, 普遍认为是在父源减数分裂过程中, X和Y染色体发生交换。诊断两性畸形首先确定性染色体, 根据性染色体核型进一步明确性腺, 包括触诊、性激素水平、超声及其他影像学检查等。
综上所述, 孕妇人体内染色体发生异常时会造成新生儿智力低下、不孕不育、两性畸形等疾病, 因此临床上应该从遗传咨询者进行细胞遗传学分析, 采取有效措施进行预防, 从而实现优生优育。
摘要：目的 探讨遗传咨询者的染色体异常与临床异常的关系。方法 本文对本科前来遗传咨询的364例咨询者资料进行分析, 采用染色体G显带技术进行分析。结果 遗传咨询的364例患者中, 染色体核型异常为54例, 检出率14.83%, 有120例患者智力低下, 发育迟缓、其异常核型有12例 (10%) 、104例不良孕产史, 其中8例异常核型 (占7.7%) , 43例不孕不育, 7例异常核型 (16.2%) 等。结论 孕妇体内染色体发生异常时会造成新生儿智力低下、不孕不育、两性畸形等疾病, 因此临床上应该从遗传咨询者进行细胞遗传学分析, 采取有效措施进行预防, 从而实现优生优育。
关键词：遗传咨询,细胞遗传学,临床分析
参考文献
[1]陈华, 李世荣, 覃霞, 等.两性畸形的临床研究进展.中国美容整形外科杂志, 2007, 18 (4) :30.
遗传学课程网络教学初探 篇9
1 网络教学平台的构建
依托温州医学院数字化学习中心, 并结合学科特点, 我们构建了遗传学网络教学平台, 平台的主体结构可以分为教学资源和教学档案两部分, 具体内容见图1。
教学资源部分主要由教师主导, 其内容以培养学生学习兴趣、传授学科基本知识、促进学生自主学习、拓宽学生知识面、加强实践应用为目的。而教学档案是教师与学生的互动专区, 通过各个子模块的应用摆脱了传统课堂教学时间和空间上的限制, 切实加强了师生之间的联系, 使学生的疑难问题能及时得到解答, 并能自主检验学习成果, 充分提高了学生自主分析问题和解决问题的能力。
2 网络教学平台的应用和效果
本课程组构建的遗传学网络教学平台连续针对2008级和2009级生物科学、生物技术和海洋科学专业的学生开放使用, 从这两年的应用情况来看, 作为课堂教学的辅助手段, 网络教学平台显示出了巨大的优势和良好的教学效果。
首先, 从学生的学习方式而言, 网络教学平台的应用使学生由以往课堂教学的被动接受知识转变成了现在的主动获取知识, 充分调动了学生学习的主动性。每次上课前一周, 教师会发布内容公告, 并将本次课的课件和教案上传, 要求学生下载浏览以充分做好课前预习, 这就使得学生上课时对本次课的内容更容易掌握, 而且一些在预习过程中遇到的疑难问题在课间也可以得到教师的及时解答, 这样就切实提高了学生对课程内容的及时、全面、深入理解。另外, 针对部分课程内容, 教师会根据当前的研究形势和热点内容设定一些讨论题, 要求学生课前自己去查阅相关资料, 在课程网站上发表自己的见解, 之后在课上教师会与学生就该讨论题展开互动, 同时针对学生的发言情况做出点评及肯定。这种网络辅助教学方式充分激发了学生的学习兴趣, 同时还营造了师生交互学习的氛围和环境。当然, 在具体实施过程中, 为了达到预期的教学效果, 我们会给表现好的学生加分, 以激励他们认真完成教师布置的任务。
其次, 从学生的能力培养而言, 网络教学平台的应用不仅培养了学生独立分析问题和解决问题的能力, 还培养了学生自主创新的能力。比如设定讨论题、开放课程实践项目, 这在拓宽学生知识面的同时, 也培养了学生独立分析问题和解决问题的能力。此外, 网络教学平台的建设、维护和完善是一项复杂繁琐的工作, 需要消耗教师大量的时间和精力, 为了减轻教师的负担, 也为了培养学生的创新能力, 我们鼓励学生也参与这项工作。学生可以将平时接触到的与遗传学课程相关的文献、视频、音频、动画、图片等教学资源上传, 也可以自己创新制作一些教学素材上传, 还可以根据课程具体情况创建一些辅助教学的子模块, 对于有突出贡献的学生也会给予加分奖励。当然, 这些教学资源、教学素材或子模块的审核还需要教师把关, 把真正有用的资源进行整合以完善网络教学平台, 使其真正成为学生广泛使用的辅助学习手段。从这两年平台的建设、完善情况来看, 学生的积极性还是很高的, 许多学生都上传了一些非常实用的教学资源, 有些学生还提出了一些非常好的想法, 如创建学生PPT精品子模块、优秀作业展示子模块、课程实验过程子模块等, 这些都是学生自主创新能力的体现。
再次, 从学生的考试成绩而言, 对网络教学平台的应用提高了学生考试成绩的优秀率, 同时还大大降低了不及格率。每一章学习结束后, 教师都会根据本章的重点和难点布置一些在线作业, 学生在线解答并提交, 教师及时评阅, 从而使学生可以随时检查自己的学习成果, 及时将不懂的知识点与教师进行交流。借助网络教学平台, 学生可以自主检验自己的学习效果, 提高自己的学习效率;教师也可以及时了解学生对知识的理解和掌握程度, 并对教学内容和教学进度进行适度调整, 以优化教学过程。从学生的考试成绩来看, 对网络教学平台的应用提高了学生考试的优秀率, 降低了不及格率。据统计, 2007级学生遗传学课程的理论考试成绩优秀率 (≥90分) 和不及格率 (<60分) 分别为1.50%和23.31%;2008级学生的优秀率和不及格率分别为1.90%和13.21%;2009级学生的优秀率和不及格率分别为9.52%和11.90%。显然, 在2008级和2009级学生的课程教学中, 通过引入网络教学平台, 能明显提高学生的考试成绩优秀率, 降低不及格率。
此外, 针对网络教学平台辅助教学的效果, 我们对155名2009级学生进行了问卷调查。调查结果表明, 97%的学生对网络教学这种辅助教学方式兴趣一般或比较有兴趣或很有兴趣, 72%的学生认为网络教学与传统课堂教学一样有效或更有效。可见, 学生对网络教学平台还是持支持的态度。
3 网络教学平台的展望
虽然网络教学平台在课程教学过程中发挥了很大的作用, 也得到了学生的肯定和好评, 但作为一个辅助教学平台, 它还是有很大创新和完善的空间。本课程组对网络教学平台的展望是将其建成更系统、更全面、利用效率更高, 且将“考、教”合为一体的创新教学平台。为此, 我们的工作重点集中在以下两个方面。
(1) 子模块的创新。
针对学生提出的多创建些子模块来加强交互学习的建议, 我们正在着手构建一些子模块, 如学生提出的PPT精品子模块, 主要是针对讨论题, 由学生个人或小组制作PPT文件, 通过上课时的汇报和交流, 再由教师和学生共同选出最优秀的作品放于PPT精品子模块中展示, 以供大家共同学习。还有优秀作业展示子模块, 是由教师根据学生每次网络作业的作答情况, 挑选几份回答得最正确, 且最规范的作业作为范本供大家参考。再有像课程实验过程子模块也是一个很好的创新项目, 它是以实验小组为单位, 将实验的整个过程, 包括每一步操作、每一次观察、每一次记录、每一个疑问等都以文字的形式有次序地记载下来, 存放于该子模块中。比如利用果蝇作为材料以验证遗传学三大定律的实验, 由于要进行果蝇杂交以繁殖后代, 所以实验周期相当长, 在此过程中, 学生需要反复到实验室操作、观察、记录, 以积累数据进行最终的统计分析。但有时也会由于种种原因, 学生饲养果蝇失败而得不到最终结果, 因此经常会出现小组与小组之间数据差别大的现象。按照以前的情况, 学生仅把最后的数据进行统计分析, 分析结果如果不符合理论, 或组与组之间的结果差别非常悬殊时, 一般都不太可能追查到具体是哪个环节出错了。但现在我们要求学生把整个实验过程都记录下来, 这样就可以分析出错的环节, 小组之间也可以相互对比, 找出数据差异悬殊的可能原因。此外, 还可以对实验过程中出现的种种情况, 如果蝇生长缓慢、培养基干裂等异常情况进行分析。简言之, 课程实验过程子模块可以指导学生更好地完成实验。
(2) 试题库的构建。
我们将根据课程教学大纲和教学具体内容设计800道左右的试题, 题型包括考试的各种类型, 然后通过购买的题库软件系统拼接出章节测验、单元测验、模拟测验等多种形式的试卷, 在课程教学的不同时段供学生练习使用。此外, 如果条件允许, 我们希望将来可以把遗传学课程的理论考试由现在的笔试改为机考, 这样做最大的一个好处就是可以有效避免学生作弊, 即通过打乱各试题的前后次序、限定各试题的作答时间, 使学生虽然考的是同一份试卷, 但作弊的几率几乎为零, 这就使得考试更加公平和公正。当然, 要实现真正机考还存在许多问题, 如需要学校的大力支持, 需要系统的反复测试, 需要教师的配合等。但是不管怎么说, 在信息技术化的时代背景下, 课程考试采取机考的形式也许就是将来教育教学改革的发展方向, 而我们现在做的也正是朝着这个方向努力和前进。
关键词：遗传学,网络教学平台,应用效果,展望
参考文献
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荞麦分子遗传学研究进展 篇10
关键词：荞麦,分子标记,遗传图谱,基因克隆
荞麦 (Fagopyrum Miller) 是双子叶蓼科 (Polygonaceae) 植物, 起源于我国西南部, 栽培历史悠久, 在世界上分布广泛, 遍及亚洲和欧洲一些国家。荞麦属约有23个种, 可分为两个组, 即大粒组, 含普通荞麦 (甜荞, F.esculentum) 、苦荞 (F.tataricum) 及金荞麦 (F.cymosum) 等7个种;小粒组, 含F.gracilipes, F.leptopodum, F.urophyllum等16个种[1,2,3]。其中以一年生栽培种甜荞麦、苦荞麦和多年生金荞麦复合物在农业生产及经济开发中最为重要, 研究也最为广泛。
荞麦是集营养、保健和医疗为一体的作物, 被称为“三降食品”, 倍受人们青睐, 具有较高的研究和开发价值。已往国内外学者对荞麦的研究主要集中在营养价值评价、生理特性研究、药用保健功能分析和产品加工等方面。近年来不断发展和完善的生物技术为荞麦的遗传学研究开辟了新的路径, 提供了新的手段。该文概述了荞麦在分子标记、遗传图谱的构建、基因定位、功能蛋白基因的克隆和基因组测序等方面的研究进展, 提出了荞麦分子遗传研究中存在的问题及今后研究的重点, 以期为进一步研究苦荞麦的分子遗传学提供一定的参考。
1 分子标记与亲缘关系的研究
随着分子标记在荞麦属植物研究中的兴起, 普通荞麦、苦荞麦和金荞麦3个种之间的亲缘关系得到了进一步确定。任翠娟等以10个随机引物对荞麦属11个种 (含大粒组7个种, 小粒组4个种) 共50份资源的系统遗传关系进行了RAPD分析, 结果表明, 大野荞和毛野荞麦分别与甜荞麦和苦荞麦的亲缘关系较近, 支持它们的分别是甜荞麦和苦荞麦祖先种的假说[4]。Tsuji等利用AFLP标记揭示了野生和栽培苦荞麦居群之间的系统发育关系:栽培苦荞麦很可能起源于中国云南西北部或西藏东部的野生苦荞[5]。Konishi等利用AFLP对甜荞麦的7个栽培居群和8个野生居群的遗传关系进行了分析, 结果表明, 栽培甜荞麦的祖先种是位于三江领域的野生荞麦[6]。Sharma和Jana利用RAPD标记阐述了荞麦属14个种和2个亚种的28份材料的系统发育关系, 结果与同功酶、RFLP等标记研究结果一致, 即栽培苦荞麦与野生苦荞麦亲缘关系较近, 其次是与巨荞麦;栽培甜荞麦则起源于野生甜荞麦[7]。王莉花等利用RAPD标记对云南荞麦资源的9个种、1个变种、2个亚种的26份材料的亲缘关系的研究表明, 金荞与普通荞麦的亲缘关系比与苦荞麦的更近[8], 这一结果与杨小艳等[9]对川西北10份荞麦材料的RAPD标记和同工酶的研究结论一致, 也支持了Steward[10]形态学研究的结果。
2 分子标记与遗传多样性的研究
利用分子标记评价荞麦属植物遗传多样性的工作已经逐步开展, 国内外广泛使用的分子标记多为AFLP、RAPD、SSR和ISSR标记。这些标记技术的使用, 初步揭示了荞麦种质资源遗传变异与地理分布的关系, 地方品种、改良品种及其之间的遗传差异程度。
利用AFLP[11]及RAPD标记[6,12,13]对不同地理生态区的荞麦种质资源遗传多样性的研究, 揭示甜荞、苦荞和金荞麦的遗传多样性均与其地理分布表现出明显的相关性;而采用ISSR[14]、RAPD[6,8,16,17,18]、AFLP[19]和SSR标记[20]对中国不同地区苦荞麦种质资源的遗传多样性研究表明, 苦荞麦品种间存在一定的遗传多样性, 来自不同省份的改良品种在遗传上有较高的相似性, 但贵州地方品种、湖北地方品种和云南地方品种之间有明显的遗传差异。
许瑾等利用RAPD技术对9个荞麦品种DNA指纹图谱的研究表明, 苦荞麦的品种间遗传多样性水平高于甜荞麦, 但品种内变异大大低于甜荞, 这可能与甜荞麦的异花授粉、自交不亲和性有关[21]。这一结论支持了Wang等荞麦种子蛋白多样性的研究结果, 即甜荞麦的等位同工酶变异率大于苦荞麦[22]。此外, 通过RAPD[13]和IS-SR标记[23]对不同地理生态区的野生金荞麦居群遗传多样性的研究表明, 金荞麦种内具有较高的遗传多样性, 遗传变异主要存在于居群内部。
3 遗传图谱构建
近年来随着分子生物学和生物信息学的迅猛发展, 尤其是模式植物和主要农作物基因组信息的大量公布和各种分子标记技术的成熟运用, 国内外对荞麦的遗传图谱构建和农艺性状基因定位研究的报道也逐渐增多, 但大多都集中在甜荞麦和野生荞麦。Ohnishi和Ohta以70份形态突变系的甜荞麦为群体, 绘制世界上第1个荞麦的遗传图谱, 该图谱包含30个形态学标记和7个同工酶标记, 7个连锁群[24]。Yasui等以甜荞麦及其野生近缘种 (F.homotropicum) 杂交产生的85个F2单株为作图群体, 构建了甜荞麦及其野生种AFLP连锁图。两图谱都含有8个连锁群, 其中甜荞麦图谱包含223个AFLP标记, 总长度为508.3cM;野生种包含211个AFLP标记, 总长度为548.9 cM[25]。Konishi等以F.esculentumssp.×F.esculentumssp.ancestral杂交产生的80个F1单株为作图群体, 利用AFLP和SSR标记构建了甜荞麦的遗传连锁图谱, 父母本均含有12个连锁群, 其中, 母本含131个标记 (54个SSR和77个AFLP) , 遗传距离为911.3cM;父本含71个标记 (37个SSR和34个AFLP) , 遗传距离为909.0cM[26]。Pan等以异长型自交不亲和品种Soban与野生型自交亲和品种Homo杂交产生的225个F2分离群体为作图群体, 构建了一张甜荞麦的连锁图谱, 该图谱包含87个RAPD标记, 12个STS标记, 4个种子蛋白亚基标记及3个形态等位基因, 图谱总长655.2cM[27]。岳鹏以自交可育的甜荞麦Lorena-3与Homo杂交获得的F2分离群体为研究对象, 构建了自交可育甜荞RAPD麦和STS的遗传标记连锁图谱, 该图谱包含有71个DNA分子标记位点, 由7个连锁群组成, 总长度为515.5cM[28], 为培育自交可育的荞麦新品种奠定理论基础。此外, Li等首次利用原位PCR技术和16S、4.5S、psbA引物成功区分了5对染色体[29], 为甜荞染色体物理图谱的建立奠定了基础。
相对于甜荞麦而言, 苦荞麦为严格的自花授粉作物, 花蕊小, 杂交以构建子代群体的难度较大, 因此苦荞麦的图谱构建研究方面国内外鲜有报道。王耀文等以滇宁一号与野苦荞麦杂交得到的136个F2株系为作图群体, 构建了由37个SRAP标记、1个SSR标记, 10个连锁群组成的连锁图, 该图谱总长725.1cM, 标记间最大图距为46.6cM[30]。这是第一张苦荞麦遗传连锁图谱, 为苦荞麦产量其相关性状QTLs定位、综合利用苦荞麦相关研究信息奠定了基础。
4 重要农艺性状及相关基因的研究
落粒是造成荞麦严重减产的主要因素之一。在以花柱异长自交不亲和的普通荞麦为材料的研究表明, 落粒性由单基因显性控制[18,24,27]。而以自交可育的野生甜荞麦及普通荞麦纯系为材料的研究表明, 落粒性是由2对以上显性互补基因控制[31,32,33]。目前, 通过遗传作图已将落粒性形态标记定位于第一连锁群[26,27,34]。此外, Matsui等通过F2群体的遗传作图, 找到了2个与Sht1紧密连锁的AFLP标记, 并将其转化为STS标记[31]。岳鹏等研究表明落粒基因Sht1和Sht2分别与标记S1182-1160和S1182-1048紧密连锁[33]。这些标记为分子辅助选育高产品种提供了依据。
花柱异长导致的自交不亲和性, 是普通荞麦育种的一个重大障碍。研究表明, 甜荞麦的花柱异长可能受单显基因或是一组紧密连锁的基因控制, 其中短花柱是由杂合基因型 (Ss) 决定的, 而长花柱类型是由隐性纯合基因型 (ss) 控制的[27,35,36]。Chen等利用栽培甜荞麦与花柱同长自交可育的野生甜荞麦进行杂交, 获得了大量的花柱同长自交可育纯系材料[37], 为普通荞麦高产品种的改良和杂交荞麦产业开发研究提供新材料和新途径。Yasui等通过短花柱及长花柱基因型花序转录组差异表达基因的比较分析, 鉴定了短花柱的候选基因S-ELF3, 该基因只在短花柱基因型中表达, 短花柱S-ELF3缺失突变体表现为长花柱[38], 从而揭示了花柱异常的分子机理。
综合前人研究可知, 在普通荞麦农艺性状研究中, 花药大小 (正常、小) 、瘦果棱形状 (圆、尖) 、花被片正面颜色 (粉红、白) 、主茎木质化表现出单显基因遗传模式, 且各形态性状均表现为独立遗传[18,27,28]。
5 基因克隆和功能研究
黄酮是荞麦的主要药用成分。近年来, 大量黄酮生物合成代谢途径的重要结构基因及转录调控因子的克隆和功能验证, 对高黄酮含量苦荞麦品种选育具有重要的理论和实践意义。由于基因组序列信息的缺乏, 同源克隆、RACE和RT-PCR技术已成为荞麦重要基因克隆和功能分析的主要方法。
采用同源克隆或RACE法, 研究者先从苦荞麦、甜荞麦及金荞麦中获得了查尔酮合成酶 (CHS) 基因的cDNA全长和完整的开放性阅读框 (ORF) , 由序列比对可知, 苦荞麦、甜荞麦及金荞麦CHS亲缘关系较近, 与其它双子叶植物有共同的起源[39,40,41,42]。甜荞和苦荞CHS基因间丰富的单碱基多态性可能是二者种子中类黄酮含量差异的重要原因之一[43]。马婧等采用RACE结合cDNA文库筛选的方法, 首次从金荞麦cDNA文库中克隆了MYBP1基因 (FdMYBP1) , FdMYBP1基因编码1个长256个氨基酸的蛋白质, 具有MYB同源基因的典型特征, 可能在金荞麦类黄酮代谢途径中起作用[44]。雒晓鹏等利用同源克隆技术获得了金荞查尔酮异构酶基因 (FdCHI) 的cDNA序列。FdCHI在金荞麦花、叶和茎的表达与总黄酮量变化趋势一致, 表明这些组织中其表达可能与金荞麦总黄酮的合成和积累密切相关[45]。马婧等通过简并PCR结合RACE的方法, 获得了金荞麦无色花色素还原酶基因FdLAR。基因表达分析表明, FdLAR基因的表达量与类黄酮积累之间的关系在营养生长和生殖生长阶段呈现出不同的变化趋势, 据此推测该基因可能在金荞麦类黄酮次生代谢产物积累中起作用[46]。
荞麦营养丰富, 但由于荞麦中含有的过敏性成分可在一些接触人群中产生哮喘、鼻炎、荨麻疹和皮症等多种过敏症状。日本和韩国学者先后从甜荞麦中分离获得分子量不等的过敏蛋白[47,48,49], 并普遍认为22~24kD蛋白是荞麦中的主要过敏蛋白[50]。Wang等首次从中国黑苦荞麦中纯化出一种IgE结合活性较强的22 kD的球蛋白TB22[51]。赵小珍等以苦荞麦为材料, 利用RT-PCR和5'-RACE等方法扩增, 首次克隆获得苦荞麦中的主要过敏蛋白基因TBb, 此蛋白与甜荞麦过敏性贮藏蛋白及豆球类蛋白的同源性达到90%[52]。王岚等采用基因克隆技术构建重组表达载体pET-28a-TBa, 实现了苦荞麦过敏蛋白TBa在原核细胞中的高效表达。表达产物与荞麦过敏病人血清中的IgE有特异性的结合[53]。
6 基因组测序
随着测序技术的发展及测序成本的降低, 高通量转录谱测序也开始引入到荞麦研究领域。Logacheva等基于454高通量测序对甜荞麦和苦荞麦花序转录组进行了从头组装和分析, 拼接得到甜荞麦和苦荞麦Contig序列均有25 000条, 测序深度为7.5~8.2×, 获得的Contig序列为荞麦属SSR标记的开发提供了序列信息, 并通过差异表达基因的分析掘了甜荞麦和苦荞麦花序特有的基因[54], 这一研究填补了荞麦基因组研究的空白。石桃雄等基于Hiseq2000测序平台对普通荞麦的种子转录谱进行测序, 通过拼接最终获得54947条转录本 (transcript) 和36 133个独立基因 (unigene) , 在2 226个独立基因中发现了2 666个SSR位点, 并对开发SSR分子标记进行验证[55], 该研究不仅丰富了普通荞麦 (F.esculentum Moench) 的序列信息, 也为荞麦属植物遗传多样性分析、遗传图谱构建及品种鉴定提供丰富稳定的分子标记。
7 存在问题及前景展望
综上所述, 近年来荞麦分子遗传研究取得了长足进步, 但与同水稻、玉米、小麦和油菜等大宗农作物相比仍存在较大差距。目前存在的主要问题有: (1) 至今尚未建立荞麦的核心种质, 制约了荞麦争议品种的鉴定、新品种的审定与保护等方面工作的开展。 (2) 缺乏构建遗传分离群体的有效方法, 制约了高密度遗传图谱的构建、重要性状关键基因的定位和克隆及基因组测序等遗传学研究方面的研究发展。 (3) 尚未构建出一套高效稳定的标记系统, 缺乏高密度遗传图谱, 且目前构建的连锁群尚未与染色体建立一一对应从而制约了荞麦基因组学的研究。 (4) 在荞麦数据整合利用上, 尚未成立一个像maizeDB (玉米数据库:http://www.maizegdb.org/) 和SNG (茄科物种基因组协作网络:http://solgenomics.net/) 等的国际组织和行业网站, 造成荞麦遗传学研究缺乏全面的组织、协调和规划, 导致荞麦基因组测序推进困难, 限制了以新一代测序技术为代表的新技术的应用;另外, 由于一个统一的数据保存和交换中心的缺失, 而造成数据资源的分散和检索服务的缺乏, 限制了数据资源的高效利用。鉴于此, 今后需从5个方面进行研究, 才能使荞麦在分子遗传学方面的研究取得突破性进展。
第一, 以国际荞麦大会和国内荞麦产业体系等为基础, 建立广泛的协作网络, 在保证权益的前提下, 充分共享和利用国内外各研究单位的种质资源, 建立公共种质资源库、荞麦协作研究网站 (www.BuckwheatGenome.net) 和数据库系统以规划、协调和组织国内外荞麦研究的方向和计划, 成为荞麦遗传学和基因组学数据的共享的基础, 为关联分析、遗传分析和荞麦属各物种参考基因组序列的构建等研究提供基础材料。
第二, 利用已有的荞麦转录组和基因组序列, 开发SSR标记, 并结合已有的SSR、AFLP等标记, 分析荞麦公共种质资源库的遗传多样性, 并结合落粒性、结实率和黄酮含量等重要农艺性状差异, 分别构建RIL等可多次利用的遗传分离群体, 为高密度遗传图谱构建、重要基因定位和克隆奠定群体基础。整理分析构建的遗传分析群体, 根据亲本的遗传多样性和构成群体的株系数目选出荞麦各物种的参考群体。此外, 针对苦荞麦等物种杂交工作难以开展的问题, 研究和优化苦荞麦杂交技术, 争取从根本上解决难以构建苦荞麦遗传分离群体的难题。
第三, 基于Illumina和Pacbio等新一代测序技术, 对参考群体的亲本进行基因组从头测序以构建相应荞麦物种的基因组参考序列, 对种质资源库的其它荞麦株系进行RAD测序或基因组重测序、转录组测序以构建荞麦物种的遗传变异谱和表达谱, 为彻底解决荞麦遗传学研究缺乏基础序列和难以获得基因全长序列等难题。
第四, 基于测序数据, 构建荞麦属物种通用及各物种特异的SNP标记集, 并进一步设计成SNP芯片或标记扩增子组 (applicome) 将为荞麦的遗传学研究、分子育种及品种纯度和真实度的检测提供一套高效、稳定和低成本的标记系统, 为高密度遗传图谱构建、重要性状功能基因的定位提供标记基础。
第五, 比较基因组学是研究物种基因组进化和挖掘基因组功能元件的一个重要手段, 而高密度遗传图谱的构建和参考基因组序列的获取, 为开展荞麦属比较基因组学研究提供了便利。开展荞麦比较基因组学研究不仅能解析荞麦属物种基因组的形成历程和进化关系, 还能挖掘荞麦属物种的特有基因组功能片段, 这些都有助于荞麦功能基因的挖掘和利用。
痛风免疫遗传学机制研究进展 篇11
【关键词】 痛风；免疫遗传学；发病机制；基因；综述
痛风（gout）是嘌呤代谢异常或高尿血酸沉积所引起的一组常见的综合征，也是最为常见的一种炎症性关节疾病。其临床特征为关节炎、泌尿结石、尿酸盐肾病以及痛风石等，严重者可出现残疾和肾功能不全，剧烈的刺痛感给患者的身心带来沉重的负担[1]。近几年，随着痛风患病率的居高不下和患者的日渐年轻化，各国研究学者加快探索痛风的发病机制及有效的治疗方案，并取得了显著的成果。越来越多的证据表明，痛风的发生及病情的发展程度受到环境因素和遗传因素的共同
作用。
痛风的遗传模式异常复杂，由一系列主效和微效基因相互作用进而调控疾病的发生和病情的发展，但具体机制尚不明确[2]。随着基因分子生物学与免疫学的发展，机体内炎症、免疫反应（尤其是天然免疫）与痛风有着紧密的关联，炎性细胞因子、抗原、免疫球蛋白和各类受体等已成为痛风发病机制的关键因子[3-4]。本文就痛风最新的免疫遗传学研究进展进行综述，以促进人们对痛风发病机理的理解。
1 Toll样受体（TLRs）家族
TLRs是参与非特异性免疫的一类非常重要的蛋白质分子家族，也是机体非特异性免疫与特异性免疫相互连接的桥梁。当外界细菌或病毒等微生物突破机体的物理屏障进入体内时，TLRs可以识别它们并通过调控多种通路激发机体免疫应答，在炎症因子产生、信号传递及固有免疫过程中发挥重要作用[5]。随着研究的深入，有人发现尿酸钠可作为一种“危险信号”直接或间接被TLRs识别，最终激活核转录因子-кB（NF-кB），介导痛风性炎症反应[6]。
Liu-Bryan等[7]通过TLR2、TLR4和MyD88基因敲除的痛风小鼠实验观察到，尿酸钠结晶可作用于软骨细胞，通过TLR-2-MyD88信号转导途径，激活NF-κB，促进一氧化氮（NO）的产生，而NO则通过促进软骨细胞的溶解和钙化产生痛风性关节炎症反应。有研究表明，TLR2基因多态性位点Aln753Gln与过敏性疾病患者体内免疫球蛋白E的增加显著相关，除此之外，此位点还可能是白癜风、感染性心内膜炎和皮肤过敏的易感因素[4]。尽管TLR2Aln753Gln可能在多个免疫反应过程中起着重要作用，然而，多个研究却表明其与痛风的发生并没有显著的关联性，也没有发现TLR2其他几个多态性位点如Arg677Trp、rs574 370 8以及rs469 648 0与痛风有关联[4，8-9]。
Qing等[10]通过病例对照探究TLR4rs214 935 6
与痛风的关联性，结果表明，该位点TT基因型是痛风的易感因素。荷兰学者Radstake等[11-12]的研究显示，TLR4基因多态性位点Asp299Gly可降低荷兰人群风湿性关节炎的易感性，但是，中国学者却表示TLR4基因Asp299Gly，Thr399Ile与汉族人群的原发性痛风性关节炎没有明显的关系。
地域、饮食习惯和物种的差异性可能是研究结论不一致的主要原因，确切的结论有待进一步验证，TLRs家族其他成员与痛风的联系也有待进一步去探索。
2 白细胞介素（IL）
IL是由多种细胞产生并作用于多种细胞的一类炎性细胞因子，在信息传递、免疫调节和炎症反应中起着重要作用，目前至少发现了38种IL。
IL-1是一类主要由单核巨噬细胞产生的促炎性细胞因子，参与细胞增殖、分化和凋亡等多种生物学过程[13]。多项研究成果证实，IL-1作为痛风的一个重要炎性介质，介导炎症反应的发生，对急性和慢性痛风性关节炎起着重要作用[14]。IL-1β在急性痛风性关节炎患者的血清及关节液内的含量明显比正常人高，并与血清尿酸、关节液尿酸水平相关[15]。一篇荟萃分析文章显示，IL-1多态性位点rs114 362 3等位基因G可能是类风湿关节炎的保护因素。此外，中国沿海地区汉族男性人群IL-1β基因启动子区多态性-31C/T与-511C/T与痛风的易感性没有显著关联[16-17]。Lo等[18]在中国台湾人群中通过病例对照研究IL-1Ra多态性与痛风的关联，发现2组之间在基因型和等位基因频率并没有显著性差异，由此推测IL-1Ra基因多态性位点并不能作为台湾人群痛风易感性的遗传标记。此外，中国沿海地区汉族男性人群IL-1β基因启动子区多态性-31C/T与-511C/T与痛风的易感性没有显著关联[16-17]。更多有价值的位点有待挖掘。
IL-6主要由单核巨噬细胞、Th2细胞、成纤维细胞和血管内皮细胞产生，能够激活B细胞和T细胞进行活化、增殖，参与多种疾病的免疫调控和炎症反应，临床上有人将IL-6作为判断痛风和强直性脊柱炎等疾病的活动性和严重程度的指标[13]。有研究发现，-174G/C GG基因型的参与者IL-6含量比CC基因型高，而-572C/G CG基因型的参与者IL-6含量比GG基因型低，这2个位点可能与痛风的易感性相关[19]。Tsai等[19]通过关联分析对IL-6水平及IL-6基因启动子区4个多态性位点-597G/A、-572C/G、-373A（m）T（n）和-174G/C进行研究，证实了痛风组体内IL-6的含量比健康对照组要高，但是并没有发现这4个位点与痛风的显著关联性。
nlc202309090137
IL家族其他多个成员在痛风免疫调节中同样起着至关重要的作用。如IL-8和IL-12都可激活淋巴细胞，参与多种免疫反应途径，Liu等[20]对中国男性人群进行关联分析，探究IL-8 -251T/A，
IL-12B 1188A/C多态性与痛风是否存在关联，结果显示，IL-8-251位T等位基因是痛风的易感因素，而IL-12B A等位基因则是痛风的易感因素。
3 其他免疫相关基因
NLRP3炎性体是一类模式识别受体，是天然免疫系统对外来病原体和危险信号的一种重要感受器，并产生相应的应答。随着研究的深入，人们发现NLRP3炎性体与痛风的发生密切相关，尿酸盐结晶被模式受体识别后，促进NLRP3的合成和成熟IL-1β的释放，进而诱导痛风炎症的发生[21]。通过单钠尿酸盐结晶刺激NLRP3基因缺失的小鼠模型或鼠巨噬细胞，结果都表明NLRP3是尿酸盐结晶诱发炎症反应所必需的[22-23]。现有的研究结果提示，NLRP33'-UTR rs107 545 58多态性与中国汉族人群痛风性关节炎的发生相关，NLRP3 rs358 294 19多态性与人类多种疾病的易感性增加有关，其中包括类风湿关节炎、炎性肠胃疾病、过敏性皮炎和HIV等[24-25]。Meng等[26]是首次进行NLRP3基因多态性与原发性痛风关节炎关联性的研究，他们将试验组和对照组（各480例）中NLRP3基因的17个标签SNP进行分型，统计学分析之后发现，只有rs751 299 8差异有统计学意义（P < 0.05）。有待更深入的临床研究和功能分析去发现更多潜在的、与原发性痛风性关节炎风险相关的NLRP3多态性位点。
Li等[27]课题组对大样本量中国汉族人群（4275例痛风患者和6272例健康对照者）运用全基因组关联分析（GWAS），以期在全基因组范围内寻找与痛风相关的基因和位点，最终发现多个新的痛风性关节炎风险位点，其中与免疫相关有：BCAS3 rs116 531 76和rs990 527 4，KCNQ1 rs179 785，BCAS3可调节γ-干扰素引发炎体反应而KCNQ1参与先天性免疫应答。
4 小 结
综上所述，机体内参与免疫调节的各类细胞因子、受体及相关的基因和位点等在痛风、关节炎发病机制中扮演着重要角色。通过各方努力已经取得很大的成果，找到许多关键的候选基因和位点。目前尿酸钠结晶被TLRs识别激活NF-кB通路介导炎症反应取得共识，但TLRs家族内部成员与痛风的关联有所区别：TLR2几个多态性位点与痛风关联不大，TLR4的多态性位点与关节炎症的关联受多方面因素影响。IL家族在痛风免疫调节中起重要的作用，IL-1、IL-6与痛风炎症反应关系密切但并不是痛风的遗传标记，IL-8和IL-12的等位基因则是痛风的易感因素；其他免疫相关基因如NLRP3、BCAS3、KCNQ1炎性体与痛风遗传因素的关联也逐渐被了解。虽然痛风的免疫遗传学机制研究时时有新进展，仍有很多未解之谜需要去破解。加强研究参与免疫炎症反应的一系列基因和多态性位点在痛风发生中的作用，将有助于进一步从遗传分子水平阐明痛风的发病机制，为痛风的预防、诊断及治疗提供新的思路，特异靶点药物的开发与应用也将会取得重大进展。
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收稿日期：2016-08-09；修回日期：2016-09-06
《动物遗传学》课程双语教学初探 篇12
《动物遗传学》作为动物科学专业必修的专业基础课程。近年来, 随着国内外自然科学和生命科学的快速发展, 尤其是分子生物学技术的不断更新, 对《动物遗传学》的认识也在逐渐深入, 很多新知识在不断涌现, 其中涵盖了大量与遗传学相关的专业英语词汇, 掌握遗传学相关的专业英语, 才能进一步加深对《动物遗传学》知识的理解, 了解国际学术前沿。因此, 《动物遗传学》双语教学的实施已势在必行。
一、《动物遗传学》课程教学中实行双语教学的必要性
动物遗传学是遗传学的一个分支, 主要讲述遗传的细胞学基础及遗传物质的分子基础, 孟德尔遗传, 基因突变, 基因的本质及其表达与调控, 遗传工程与转基因技术, 群体遗传与进化等内容。随着分子生物学技术的不断发展, 出现了很多新的方向, 如动物基因组学、表观遗传学等, 《动物遗传学》已成为当今发展最为迅速的前沿学科之一。随着信息技术的高速发展, 国际间的合作交流不断加强, 培养能够熟练应用外语学习《动物遗传学》专业相关知识的学生迫在眉睫。
笔者所在学院非常重视国际间的交流与合作, 与日本、德国等多所国外科研院所建立了广泛的学术交流和科研合作关系, 经常邀请国内外知名学者来为本科生和研究生做研究报告。《动物遗传学》作为专业基础课程, 与动物科学专业很多的专业课有紧密联系。没有熟练的专业英语背景, 很难理解代表着学科研究前沿的专业知识。开展《动物遗传学》双语教学, 对跟踪国际遗传学的发展前沿, 使教学内容和水平与国际接轨, 全面提高学生能力和综合素质有重要意义。
二、《动物遗传学》课程教学中实行双语教学的可行性
双语教学工作顺利开展的核心因素是教师, 而教师的英语水平是《动物遗传学》双语教学能否成功的关键。笔者所在学院自《动物遗传学》课程的设立起, 非常重视师资队伍的建设。笔者目前为《动物遗传学》课程负责人, 该课程为国家级精品课程, 组建的师资团队均为学院青年骨干教师, 承担来源于国家级和省级的科研项目, 具有深厚的专业背景和丰富的教学经验。另外, 所有老师均有国外留学经历, 具有较强的英语听说读写的能力, 能够保障《动物遗传学》双语教学工作的顺利开展。
选择合适的教材对于《动物遗传学》课程双语教学的顺利实施具有事半功倍的效果。有学者研究认为, 应尽量使用英语原版教材, 其理论更系统、研究更前沿。但也有学者认为原版教材语言难度较大, 内容庞杂、重点分散、价格昂贵, 而且与现行的教学计划不能完全融合, 不太适合地方高校的学生。为了双语教学能够更好地实施, 可对原版教材适当地选择和改编, 以学生素质和教师水平为基础, 在对国内教材研究体系的内容充分领悟的基础上, 适当参考国外同类教材。因此认为双语教材要自主编写, 适应中国教学实际与教学大纲。笔者作为主编组织课程组教师编写过十一五规划教材《动物遗传学》和配套的实验教材, 目前有十二家农业院校在使用, 受到同行业的好评。目前, 正尝试将部分章节改编为全英文教材, 在双语教学过程中使用。
三、《动物遗传学》双语教学的培养目标
加拿大、美国和新加坡是实行双语教学比较成功的国家。加拿大是在英语地区用法语授课的教学形式, 成功地保存民族语言和民族文化的多样, 消除社会不稳定因素。美国早期主要用西班牙语进行的学科教学, 帮助移民学生尽快地适应当地的学校和教学, 同化移民, 塑造“真正的美国人”。新加坡则是以英语作为所有学生都必须学习的第一语言, 同时学习自己的母语, 主要目的是提高人才素质, 增强国力, 在飞速发展的世界经济中保持竞争能力。中国高校的双语教学目的类似于新加坡, 不同的是中国以汉语作为母语, 双语教育主要是提高学生的英语水平, 使学生既掌握汉语, 也掌握英语, 成为具有汉英双语能力的人才。
通过《动物遗传学》双语教学的实施, 使学生了解遗传学的发展趋势;了解遗传学的基本研究方法; 系统掌握经典遗, 细胞遗传, 数量遗传, 分子遗传, 微生物遗传, 群体遗传, 基因工程, 基因组等相关理论与技术, 及在动物生产中的应用, 同时提高学生掌握和运用专业外语的能力, 从而能够查阅相关专业的外文图书、专业杂志, 专业网站, 获悉专业发展的最新动态, 跟踪科技前沿信息。同时培养学生主动学习、获取知识的兴趣和能力。
四、选择合适的教学方法
1. 充分利用多媒体课件及辅助教学平台
《动物遗传学》知识发展迅速, 许多新概念、新知识不断的涌现, 使得这门课程成为生命科学中较难的课程之一。遗传学的知识相对抽象, 完全采用教师口头讲授的形式可能会使学生感到枯燥, 难以理解授课内容。必须借助先进的多媒体教学形式, 多采用图形、图像、动画, 将抽象的知识形象化, 帮助学生对知识的理解和掌握。笔者前期制作的多媒体中文课件收集了大量的图片、动画和视频等资料, 授课后学生普遍反应教学效果较好。采用双语教学时, 将多媒体课件做成全英文, 重点部分突出强调, 用形象的图片来解释抽象的概念, 能够使学生减轻专业英语学习的压力。
美国和加拿大在实行双语教学时都意识到仅凭课堂的学习是远远不够的, 必须加强学生对课余时间的利用。制作辅助教学平台, 将学校有利的外文图书资源进行整合, 并提供专业的外文网站网址, 使学生尽可能的利用课余时间多接触原版教材, 有助于学生掌握最前沿的知识, 提高英语水平。
2. 设计合理的教学模式
在本课程授课以前, 学生大都选修过专业英语, 但所学的专业词汇远远不够。而本院学生大都来自农村, 英语的听、说、读、写能力相对较差, 学生自身英语水平不高, 在思想认识上不能意识到双语教学的必要性和紧迫性。因此该课程的讲授过程注重中文和英语的结合使用, 在教学中制定的是中文和英语紧密融合的模式。在教学过程中使用自编的全英语教材, 中文教材作为课后辅助教学用。充分利用多媒体教学设备, 制作英文多媒体课件, 运用生动、直观的多媒体教学课件调动学生的学习积极性。针对不同难度的教学内容, 采用不同的方式。比较难的和学科前沿的知识采用中英文结合的方式进行授课, 如表观遗传学, 基因组学, 对重点的名词及规律以英文方式讲授, 具体的案例采用中文方式讲授。对于一些遗传学的基础知识, 如遗传规律、遗传物质等知识, 学生在高中阶段都已学习过, 尝试用全英文授课, 难点部分在多媒体课件上提供中文对照注释。利用辅助教学平台, 将每章节的重点和难点提前提供给学生, 布置学生做好课前的预习工作, 课上鼓励学生以英文回答问题。教师作业采用英文回答的模式。课后布置一定量的专业外文文献阅读并写出报告或英语口述。并及时加强师生交流, 反馈师生心声。并以任务为导向, 建立学习小组, 不同水平的学习者在课堂讨论、课后作业及其他任务中相互沟通交流和合作。
3. 实施多层次考核体系
目前, 高校课程的考核普遍采用以考试为主, 平时成绩为辅的方式。《动物遗传学》在平时的教学过程中为加强学生对教学内容的理解会布置一定量的作业。实施双语教学后, 要求学生尽可能的以英文来回答作业, 并增加了作业在本门课程中所占的比例。另外, 加大了学生课堂表现的成绩, 对于学生能够用英文回答问题, 积极参与课程讨论的学生给予鼓励, 激发学生的学习热情。
五、建构合理的教学评价体系
有学者认为应该从两个方面着手建立双语教学质量监控体系, 一是双语教学各主要教学环境质量标准和双语教学质量评价体系, 二是监控体系的建立。双语教学的评价体系应不同于汉语教学的课程, 在学生和校教学督导组评价的基础上增加同行评价和教师自评。重视学生评价的结果, 强调学生对双语教学的作用、效果和对英文教材和授课教师的评价。邀请具有多年海外教学经历进行同行评价, 包括双语教学对学生学习学习效果的提高与促进作用, 教师授课方式、发音以及教学内容是否适宜学生, 教学内容是否反映学科发展的新进展、及教材是否合理等方面进行评价。结合教学督导组在教学体系是否合理的评价, 教师对教学的方式、内容等进行及时的调整, 提高双语教学的效果。
我国的双语教学仍处于起步阶段, 很多高等院校虽然开展了不同专业的双语教学, 但尚无系统的教学模式可供参考, 各专业都在多层次、多角度地尝试双语教学。笔者开展《动物遗传学》的双语教学也处于起步阶段, 在教与学的过程中有许多问题存在, 还需要进一步的研究如何提高学生的学习效果, 营造良好的双语学习氛围。
摘要：双语教学是培养与国际接轨高素质人才的需要。结合《动物遗传学》的发展特点, 分析了《动物遗传学》实施双语教学的必要性和可行性。结合我国双语教学的目的提出了《动物遗传学》实施双语教学的目标。就如何选择合适的教学方法及建构合理的教学评价体系展开讨论。
关键词：动物遗传学,双语教学,教学方法,教学评价体系
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