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篇1:遗传学的概念澄清及以遗传学视角进行教育研究的意义
遗传学的概念澄清及以遗传学视角进行教育研究的意义
作者简介:唐灵洁(1986-),女,广西桂林人,硕士研究生,主要从事教育学原理、教育生物学等研究。
唐灵洁
(西南大学 教育学部,重庆 北碚 400715)
摘要:当前我国教育理论需要对遗传因素和教育在个体身心发展中的作用做出客观科学的评价,遗传学是认识此问题的最佳途径之一。教育以人为中心,遗传学以揭示人的生命活动本质为使命,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。但现阶段人们对遗传学的部分理论仍存在着误解,对遗传学的相关概念进行阐明和澄清,以遗传学的视角进行教育研究,这对构建科学教育理论和提高教育实效有着重要意义。
关键词:教育;环境;遗传学;遗传
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1674-5884(2013)04-0036-02
遗传与环境共同影响个体的身心发展,这个观点已被人们普遍接受。遗传和环境不再被视为对立的关系,相关领域的研究者也已将问题转向为:遗传在多大程度上决定个体的发展水平?环境尤其是教育在遗传的基础上能做什么,怎么做才能促进个体身心的健康成长?当前,遗传学的研究已深入到人类的行为和心理能力方面,这些研究结果对教育如何提高个体的发展水平有着重要的参考价值。
但长久以来,我国教育理论中关于影响个体身心发展因素的相关理论一直有忽视遗传因素作用的现象存在,产生这种现象的原因部分是与我国教育理论演化的历史沿革有关,但更大一部分原因是由于以往的人文学科与自然学科处于彼此分离和隔绝的状态,这造成两个领域的沟通不畅,以至于有时要谈及遗传因素对人的影响和遗传学在教育学中的应用,有部分人就认为这是要重谈宿命论、遗传决定论、否认人的自由意志等等。殊不知这是由于对遗传学的误解而产生的,遗传学的研究能告诉我们多少人类先天方面的情况,也就能告诉我们多少与后天教育有关的情况。当代教育学应及时地主动地去关注其他学科关于个体身心发展的研究结果,辩证地客观地应用到教育实践中去,以更好更有效地提高学生各方面的发展水平。
一遗传学相关概念的澄清
在日常的生活中,“遗传”一词早已被人们耳熟能详,但对于遗传和遗传学的内容和意义却常常被人们所误解。以下是对几个相关问题的阐明和解释。
1. 遗传学是研究遗传和变异的科学,并非只研究遗传
正如张栗原先生所说,“一般人以为遗传,是把两亲身心上的特征照着原样移转过来的意思。”[1]在现实生活中,人们在谈论父母与子女的相似处之时,通常会用遗传来解释。而后,遗传学也慢慢在人们的意识中成为了一门专门研究“遗传”的学科。然而事实上,生物体在子代和亲代之间在表现出相似性的同时,子代与亲代、子代个体之间也表现出不同程度的差异性,这种生物个体间的差异性,在遗传学上称之为“变异”。产生变异的原因有多种,其中就有环境的作用。遗传和变异是生物界普遍存在的现象,在生物体的进化过程中,它们的关系是不可分割的,没有变异,进化就没有了素材,遗传只能是简单的重复;没有遗传,变异就没有了积累和意义,生物体便不能进化。所以,遗传学的真正研究内容包含两大部分,即遗传和变异,不能片面地把遗传学理解为仅研究“遗传”的学科。
2. 遗传学是说明遗传和环境相互作用的科学,并非只强调遗传而否认环境
在教育领域中,一直有对遗传因素于个体身心发展的作用避而不谈的情况,更有甚者认为在教育学领域应用遗传学的观点是要维护“遗传决定论”,是要否认后天教育的意义。诚然,在遗传学的发展历史中确实有不少提倡遗传决定论的观点,它们认为遗传已经把个体的发展轨迹设计好了,完全否认教育在个体发展中所起作用。但是,事实证明,这是一种极端的观点,是不科学。同时,现代遗传学的研究结果本身也否认了遗传决定论的观点,遗传学的发展带来了新的研究结果和观点,我们应该更新对遗传学的认识。
现代遗传学的理论不仅解释了遗传对个体某些特质的影响,而且它的研究也为环境因素的重要性提供了最充足的证据,对环境如何影响个体和环境发生影响作用的条件进行了最好的说明。现代遗传学承认并且重视环境的作用,“基因型决定着一系列发育的可能性,究竟其中哪一个可能性得到实现,要看环境而定――事实上,生物体没有一个性状,它的发育是与遗传无关,也没有一个性状,它的发育是与环境条件无关的。”[2]
3. 遗传素质对环境作出反应和变化,并非不可改变
有一种观点认为:遗传素质既然自先天而来,那么在后天就是无法改变的,在教育活动中,无研究遗传素质以及与遗传相关问题之必要性。殊不知,在教育过程中,这种否认遗传素质之不可变性,在很大程度上也否认了教育在人类进化发展中的巨大作用。遗传提供个体发展可能性,遗传是个体可塑性的出发点。但在个体学习经验的同时,遗传因子也在对环境做出反应。遗传因子携带的信息决定着身体各器官的建造,但它们随后几乎是立刻就着手和重建它们已经建成的东西――它们对环境做出反应。遗传因子是我们行为的'出发点,也是我们行为的结果。同样的,在个体接受教育的过程中,遗传因子允许个体去学习、记忆和吸收文化,与此同时,遗传因子也在时刻对个体所接触的教育环境做出反应,对自身进行改造。如果这种改造对个体以后的生活有利,经过数代的遗传和进化,会成为一种稳定的遗传素质。人类大脑体积的大小以及神经网络布局正是人类在学习经验过程中对自身遗传构造改变的最好例证,谁能否认后天的教育在该过程中的作用呢?当然,教育对个体遗传素质的改变过程是缓慢的,它需要时间的积累。虽然这种作用需要花上几代人或者几个世纪的时间才可见,但绝不能否认遗传素质之不可变性,进而否认了教育对人类进化发展的作用。
4. 遗传和环境是缺一不可的统一体,二者不是对立关系
个体的发展是遗传和环境共同作用的结果。对个体的发展来说,遗传和环境并不是对立的、非此即彼的关系,而是一个缺一不可的统一体。
遗传学的发展除了让我们认识到遗传如何影响个体的发展之外,也让我们认识了个体对环境的反应以及相应的遗传素质对环境适应所做出的调整和改变。遗传学让我们认识到遗传不再对立于环境,人的发展是由遗传经由环境的结果。
在教育过程中往往有这样一种观点,认为谈及遗传的作用会威胁到教育在个体发展中的作用地位。实际上在教育过程中承认遗传因素的存在和作用并不是否认教育的作用,相反,正视个体的遗传素质影响是解决教育问题和提高教育实效最本真的出发点,只有这样我们才能真正地更深层次地去研究教育之所能与不能,有力地回击某些对教育的过分指责。
篇2:遗传学的概念澄清及以遗传学视角进行教育研究的意义
在我国教育理论界,对于影响个体身心发展的因素论,一直以“三因素论”为主导。这些理论强调教育在个体发展中的主导作用,忽视了遗传因素在该过程中的某些作用。遗传学的研究为我们提供了客观考察遗传和教育对个体发展作用大小和方式的途径,以遗传学的视角对相关的教育学问题进行考察是可行而且是必要的。
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.
[2] 刘祖洞。遗传学(上册)[M]。北京:高等教育出版社,1991.
篇3:小鼠的遗传学研究
小鼠的遗传学研究
自20世纪初,小鼠的遗传学研究从宠物农场进入哈佛大学的实验室只有短短一百年的历史;但是,由于小鼠基因组与人类基因组高度同源、小鼠基因组改造手段非常成熟以及小鼠近交系、突变系和工具小鼠品系种类繁多,小鼠遗传学已成为发育生物学、功能基因组学和疾病机理研究的核心研究领域,小鼠也成为最重要的模式生物之一.近年来,随着小鼠基因组序列测序的'完成,不同小鼠近交系品系特异的微卫星标记或单核苷酸多态性不断被发现,小鼠生理生化表型分析手段和数据也越来越完善,这些前期工作导致了目前大规模的基因剔除计划、基因突变计划及构建和分析重组近交系计划的实施.这些计划可能构成未来10~中生命科学和医学研究领域的最重要的内容之一.
作 者:林兆宇 高翔 LIN Zhao-Yu GAO Xiang 作者单位:南京大学模式动物研究所,南京,210063 刊 名:生命科学 ISTIC PKU英文刊名:CHINESE BULLETIN OF LIFE SCIENCES 年,卷(期):2006 18(5) 分类号:Q95 关键词:小鼠 基因组改造 近交系 表型定位 疾病模型篇4:动物遗传学教学质量研究论文
动物遗传学教学质量研究论文
摘要:动物遗传学是动物科学专业的一门专业基础课,除了一些比较简单的遗传学基本定律及染色体理论外,还涉及核酸的结构与功能、基因表达调控、非孟德尔遗传、动物基因组学与生物信息学、动物的遗传操作等。课程理论性较强,难以理解,还有一些涉及遗传操作的知识,若没有完整的同步实验讲解,学生靠想象来理解就更难了。在教学中,针对学生们提出的知识难点,动物遗传学教研小组根据学生们的需求,因才施教,研究出一套多种教学形式相结合的教学方法应用到课堂教学之后,取得了很好的效果,不仅提高了学生们的学习兴趣,同时为学校科研型人才培养打下了基础。讲授好一门专业基础理论课,除了具有广博和扎实的专业基础知识外,授课形式的多样化也是必不可少的。在遗传学的教学中,华南农业大学动物遗传学教研组也在不断地与时俱进,尝试各种形式的教学方法,专题讨论、微课制作、小电影、翻转课堂甚至申请了“MOOC”平台的建设。生动的教学形式往往更能吸引学生的注意力,使学生对相关教学内容产生更浓厚的兴趣和更深层的求知欲望,从而可以做到自觉自愿地探索求知,结合学生们的需求和学习特点,最终摸索出一套行之有效的方法,学生们在切实掌握基础知识的同时,拓展了视野,激发了求知欲和探索欲。
关键词:动物遗传学;教学形式多样化;教学质量;翻转课堂;因材施教;创新人才;自主学习
1兴趣是最好的老师,第一节课以讨论课的形式
开篇在过去,按照传统的教学思路,课程第一章都是绪论,主要介绍一门课的学习内容、学习目的、章节及参考书目等。为了首先引起学生们对动物遗传学这门课程的学习兴趣,教研组将动物遗传学第一节课改为讨论课,设置了两个问题:第一,先有鸡还是先有蛋?第二,人类的进化史你了解多少?对课程作了简单介绍之后,先给学生们播放了一段传记片电影《造物弄人》,这是一个特别的关于达尔文和他如何撰写伟大巨著《物种起源》的故事。通过这样一个故事,学生们了解了达尔文顶着种种压力,冒险撰写了《物种起源》的前因后果。活生生的人物故事胜过千百次说教。学生们被达尔文的科研精神吸引的同时接收到的信息是:达尔文为进化的信念提供了理论基础,指出进化的动力在于生存竞争产生的自然选择。辩论总是正反两面的,为此课程又给出另外两个网上争论热点:第一,“进化论遭质疑史前文明有证据”。新西兰遗传学家MichaelDenton在《出现危机的理论:进化论》一书中一针见血地说“达尔文的进化论是20世纪最大的谎言”。很多专家认为“进化论”不仅误导了整个生物学,而且误导了心理学、伦理学和哲学等许多领域,误导了人类文明的发展。第二,介绍了遗传学家、进化理论学家尤金麦卡锡提出的“人类是黑猩猩与猪杂交结果的假说”。给出论题后,学生纷纷提出自己的观点,归纳后大致分四类:第一类观点是支持达尔文的进化论,认为先有鸡后有蛋,认为鸡是别的鸟类进化来的,所以先有了鸡才有蛋;而人也是由高等动物进化来的。第二类观点是认为先有蛋后有鸡。学生们说:“种瓜得瓜,种豆得豆”。就算鸡是别的鸟进化来的,那也必须先有一个蛋的变异形成鸡的遗传物质后才能变成鸡。学生们同时认为人是地球上最早的生命,因为人类最聪明,是人类在主宰和改变其他生物。第三类观点认为一切生物都是基因重组的结果,基因才是进化的根本。第四类观点认为什么鸡啊,蛋啊,人类啊,都是宇宙运行规律改变的结果,地球生物是由宇宙中其他星球的高等生物送来的,比如人类离开地球,到太空中就会发生分子重组,到达另外的星球后,若想生存,必须分子重组后适应新的星球环境。学生们的观点新奇而独特,说明他(她)们在认真地思考这些问题,也充满了好奇心,课程开篇深深地吸引了学生们,激发了学生们的学习兴趣。在学生们学习热情高涨时,及时鼓励他们课下认真找资料,看相关书籍,找到理论支持,在课程学习到一半后,会开设一次大型辩论课,好的开端已是成功的一半。
2变高深的概念术语为通俗易懂的民间俗语,加深学生们对概念的理解
把复杂的问题简单化,更加符合学生们的认知。教研组在讲授什么是“遗传”时,先给出课本的概念:遗传(heredity)指子代与亲代相同或相似的地方,即生物亲代与子代之间在形态结构、生理功能、行为本能方面的相似性。字面意思虽然很好理解,但却抓不住学生的注意力,缺少生动性,但如果在这里结合学生们熟悉的俗语来帮助理解:遗传便是“龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞”“种瓜得瓜、种豆得豆”。这些通俗易懂的俗语,不仅生动,而且加深学生们对概念的理解。在讲解“变异”的概念时,引入”一娘生九子,连娘十个样”的俗语。学生们很快明白,原来“变异”是指生物在亲代与子代之间,以及在子代与子代之间表现出一定差异的现象。诸如此类的概念或术语,都尽量用通俗易懂的俗语来解释,学生们能轻松理解并掌握这些概念,且继续保持学习的热情。
3借助视频资料和Flash动画讲解知识难点,使晦涩难懂的理论变得生动有趣
纯理论的讲解,学生难有直观感受。为了使学生能认真、主动地参与到学习中来,使我们的课堂更有趣,也更有价值,教研组一改过去照本宣科的做法,把索然无味的理论变成生动活泼的视频。心理学研究表明,人类视觉和听觉器官在获取信息过程中所起的作用最大[1]。因此在教学过程中恰当地运用多媒体课件的同时配以视频资料,更加有助于学生们获取信息,并将知识深深印在脑海中。通过视频,学生独立地思考和分析知识难点,有不明白的地方当场找老师或同学讨论。这种教学方式深受学生们喜爱。比如:老师在讲解“遗传的物质基础”一章时,其中一个经典实验便是“T2噬菌体的侵染实验”证实遗传物质是DNA,学生们不懂得什么是噬菌体,对侵染过程没有感官认识,此时我们便引入一个视频。部分视频截图见298页彩图1。通过视频讲解,学生们不仅对噬菌体有了全面的了解,而且明白了噬菌体侵染细菌的整个过程,对证实遗传物质是DNA的经典实验“T2噬菌体的侵染实验”有了直观的认识,深刻理解也就是自然而然的事情了。动物遗传学教研组不仅仅是针对个别知识点制作Flash动画,还针对历届学生提出的难点都制作了视频资料,比如有丝分裂、双交换、同源染色体的联会和分离、染色体缺失、重复环的形成、基因重组、基因复制转录翻译、RNA剪接等。在“动物的遗传操作”一章,教研组也更多地应用了视频资料,学生们通过视频,对“体外克隆DNA序列”和“细胞的转染及筛选”知识有了直观的了解,鉴于本科阶段的试验经费有限,教研组不能给每个生物学操作都配以实验讲解,视频资料大大弥补了这一缺陷。通过视频学习,学生们对所有生物学实验操作不再陌生。这触发了学生们的科研兴趣和探索欲,他(她)们更是在课下主动搜索这类学习资料,并在自我展示课上拿来同老师和同学交流。
4“翻转”课堂的应用“翻转”
课堂是让学生按照自己的学习进度在家中听课,在课堂上与老师和同学一起解决疑问[2]。“翻转”课堂创立的初衷是提高学生们的自学能力,变被动学习为主动学习,老师将课程视频资料发给学生,学生在家里听课学习,完成作业,疑难部分再到课上去找老师和同学讨论,这样,老师在课堂上便不用再讲授新课,而是解决学生们的问题。这个教改思路是好的.,但目前的高校很多都无法完全实现这样的教学模式。“翻转”课堂改革还未大面积推广,或许只是因为学生们还不习惯这样的学习模式。任何改革都需要时间,教改也一样,目前的教育体制下,也许暂时还不能实现完全的课堂“翻转”,但“翻转”课堂确实是可以提高学生们的自学能力。实践是检验真理的唯一标准,因此动物遗传学教研组又在教学中针对个别章节和专题讨论课,尝试应用了课堂“翻转”方式。比如在讨论课上,老师先将一个专题的研究进展制作成视频,里面包含如何查找资料、如何制作PPT、如何立论、如何找资料来支持自己的论断,然后学生们根据“翻转”视频资料要求自行分组,各组再立论,并找到支持自己理论的资料。回到课堂上后,学生们便就各自观点,派代表通过多媒体展示自己观点,然后组间展开辩论,这种“翻转”与讨论结合的教学模式应用,确实提高了学生们的自主学习能力、思辨能力。大多教育工作者通常认为,缺乏监督的情况下,人都有自然的惰性,没有学校和老师在课堂上给予的压力,大多学生对自主学习不热情,但事实是,在动物遗传学的章节“翻转”和几次专题讨论课上,学生们都充分展示了自己的自学能力和学习热情,有些优秀的学生还在自学过程中发现了教材的小错误,事实证明他(她)们的学习能力不是不行,只是需要老师的正确引导。有了方向,有了任务,大多数学生都会积极又主动地完成自学任务,结果比预期理想,无休止的观望不如一次勇敢的尝试。
5老师不拘泥于三尺讲台,走下讲台可以加强课堂纪律
老师讲课除了要有丰富的课堂言语、表情和教学手段外,不拘泥于三尺讲台也是一种很好的教学方式。目前,由于网络和通讯设备手机的应用,已经使很多学生出现手机依赖症,学生们上课时,几乎人手一部手机放在课桌上,有些学生自控力差,时不时想打开手机浏览一下,精神无法集中,连环效应,也会影响周围的学生听课。若老师整节课都站在讲台上从头讲到尾,不提问,不关注学生们学习动态的话,课堂效果将大打折扣。若老师能走下讲台,时不时与学生进行眼神交流,走到瞌睡的或看手机的学生身边轻轻提醒,整个课堂纪律都会大大改观,这样的移动授课方式大大提高了课堂效率。
6留给学生更多的想象空间,激发学生们深入学习的热情
从上面几点可以看出,动物遗传学教研组对每个教学环节都进行了改进,无论是教学内容还是教学组织,都实现了以人为本、以生为主的教学理念,但老师教学的目标不仅仅局限于对现有知识的传播和掌握,更希望学生们通过一门课程的学习激发出进一步深入钻研课外知识的热情,进而通过自主学习获得更多的知识,与时俱进,做创新性人才。因此,在动物遗传学最后一课,老师给学生们播放了一个场面堪比“星球大战”的人体细胞与病毒之间战争的短片。部分截图见298彩图2。这个科探短片制作的非常精彩,学生们个个看得目瞪口呆,看似与课程无关的内容,却完整体现了遗传物质的结构和功能,同时在学生们的心里播下了科研兴趣的种子。有限的知识讲授结束了,而学生们对知识的探究实则才刚刚开始,学生们兴奋地表示,以后一定要致力于相关领域的研究,为人类揭开一个个不解之谜。这也是笔者在讲授动物遗传学课程时获得的一些经验和方法,希望能为其他课程的教学提供一点参考,让学生们爱上学习,成为学习的主体,从而进一步推动我国教育事业的发展。
参考文献:
[1]陈波.多媒体课件在数理教学中出现的问题分析及对策[J].中国电力教育,2011(15):40-42.
[2]刘健智,王丹.国内外关于翻转课堂的研究与实践评述[J].当代教育理论与实践,2014,6(2):68-71.(004)
篇5:农学专升本《遗传学》课程教学改革研究论文
农学专升本《遗传学》课程教学改革研究论文
基于专科和本科培养目标的不同,针对专升本农学专业遗传学教学现状及存在的相关问题进行分析,提出了围绕遗传学课程体系,统筹兼顾,优化教学内容,改革教学方法,加强实验教学等方面,提高学生学习兴趣,增强知识综合应用能力,以适应现代本科教育的需要。
专升本教育是在专科教育的基础上对基础理论和专业知识再提高的过程,不但缓解了目前大专毕业生的就业压力,而且为更多优秀的专科学生继续深造提供了良好的机会,满足了我国社会经济快速发展对人才的需求,顺应了现代科学技术和人才发展的要求[1-2]。目前,专科学校推荐的优秀学生必须通过选拔考试后才能进入本科阶段学习,遗传学是农学专业专升本选拔考试的必考科目之一。遗传学的纵深发展使其从个体水平深入到基因和单核苷酸水平,并与细胞生物学、生物化学、微生物学、分子生物学等各个分支学科相互交叉和渗透,尤其是随着分子遗传学及分子生物学的不断发展,新的理论和新技术的不断涌现,极大地丰富和扩展了遗传学的内容[3]。因此,遗传学不仅是生物科学中一门基础理论科学[4],也已成为高等农业院校中农学本科专业的专业基础课和核心课程。而对于农学专业专升本学生来说,原有的遗传学知识已不能满足农学本科生发展的需要,因此在本科阶段开设了遗传学课程。笔者根据农学专升本的特殊情况,分析了农学专升本遗传学教学中所出现的问题,针对相关问题进行了教学改革的探索,以提高农学专升本遗传学的教学效果。
1现状分析
1.1遗传学知识层次不齐近些年,每年都有大量的专科毕业生通过专升本选拔考试进入更高水平的本科院校相同或相近专业接受再教育。而对于农学专业专升本招生的学生,除了专科是农学专业外,也可以报考种植专业、园艺专业、种子专业等多个相近专业。根据考试大纲,学生为了实现自己的目标和理想,掌握了一些遗传学的基本知识,顺利进入本科阶段学习。由于这些学生往往来自于不同的学校和不同的专业,每个学校和专业在遗传学教学计划、学时安排等方面都存在一定差异,任课教师会根据实际情况来安排教学内容,这种遗传知识的差异性给目前的专升本遗传学教学增加了难度。
1.2相关学科基础知识水平不同遗传学具有较广的基础知识面,涉及植物学、生物统计学、有机化学、生物化学等多门学科的基础知识,尽管国家为了保证培养质量,要求参加“专升本”考试的学生所学专业与所报考专业应一致或相近,但是大专教育阶段,不同学校在课程设置、教学计划等方面都存在一定的差异,有的专业开设了植物学和生物统计学等遗传学的先导课程,但有的学校和专业就没有开设这些课程。不同学校即使开设了相同的课程,但在教学计划、学时、理论教学和实践教学比例、教材侧重点等方面都存在一定差异,使得进入本科教育的学生在遗传相关学科基础知识起点上很难一致。
1.3实践操作和知识应用能力较差遗传学是以实验为基础的自然科学,实践性强。由于专科的教学往往以记忆为主,以被动接受的方式来获取知识,以便应对相应考试,很多专科学校在遗传学教学计划中缺少实验教学的内容,有的学校即使开设了遗传学实验,也只是利用玉米果穗等实验材料对分离规律和独立分配规律进行验证,在观察有丝分裂和减数分裂时,只是买些玻片供学生观察。所以,学生普遍缺乏动手操作的训练,再加上学生学习的遗传学知识都比较肤浅,基础较为薄弱,这成为他们利用遗传学知识解释遗传现象和育种实际应用的“瓶颈”。
2教学改革方法
2.1注重知识衔接专升本的学生既具有当前普通本科学生的普遍特征,也有其自身的特点,而现行统一的本科教学计划无法适应专升本学生复杂的学习背景和基础。因此,在教学过程中,教师应充分了解教育对象的特点,采取有针对性的方法和措施,以达到预期的效果。新学期开学对开设有遗传学课程的农学专升本学生进行初步调查,调查内容主要包括两个方面,一是在大专阶段是否开设有遗传学课程及遗传学理论教学内容和实践教学内容的情况;二是在大专阶段是否学过植物学、生物统计等前导课程。根据调查结果,既要考虑到学生的共同需求,又要充分考虑到学生的个体差异,有目的地调整教学内容,使专科遗传学知识和本科的新内容有机衔接,避免授课内容过多重复和部分学生无法跟上教学进度,激发学生的学习兴趣。
2.2优化理论课教学内容农学专业专升本遗传学具有自身的特殊性,因此教学内容上在重视经典遗传学内容的同时要突出学科最新发展趋势,既重视专业深造需求,又注重社会就业需求。因此,在课程体系中避免内容与相关课程的重复,及时将一些新知识及时补充到课堂和实验之中[4]。据此,充分考虑遗传学自身的完整性与系统性,建立了以遗传物质为主线,由浅入深,从经典遗传学到现代遗传学,从理论到应用的新课程体系。由于大部分专升本的学生经过专升本的遗传学考试,或多或少对遗传学的基本知识都有所了解,因此在经典遗传学方面适当压缩内容,减少与植物学内容的重复性,又照顾到没学植物学的学生。精简遗传的细胞学基础部分,重点讲叶绿体、线粒体、核糖体等几个重要的细胞器及有丝分裂与减数分裂中细胞核内染色体的行为,在经典遗传学规律上侧重于在育种实践中的运用。在现代遗传中,介绍遗传的分子基础、基因突变、染色体结构变异、染色体数目变异。通过这部分内容整合优化,有利于学生对“变异”形成整体的印象,最后是数量性状遗传和细胞质遗传。除了讲原理外,重点是理论的应用,结合杂肿优势和近亲繁殖讲数量性状遗传,结合雄性不育利用讲细胞质遗传,使学生对本课程形成条理清晰、内容连贯的整体知识体系。
2.3利用多媒体进行教学随着教学条件的不断改善,多媒体由于形式灵活多变,内容丰富多彩、直观形象等特点被广泛应用到教学实践中,特别对遗传学抽象的内容,通过可视化更容易让学生掌握相关知识。比如在有丝分裂和减数分裂过程中染色体的行为,学生只通过书本和实验是看不到在分裂过程中染色体的连续变化过程,通过多媒体就可以形象直观地把间期染色体的复制、偶线期染色体的联会、粗线期非姊妹染色单体间的交换以及细胞分裂时其他时期染色体的动态变化展现给学生;在染色体结构变异中,由于缺失、重复和倒位都会形成“圈”,但各个圈的形成是不同的.,通过动画可以让学生清楚看到中间缺失杂合体圈的形成是在同源染色体中正常的那条染色体,而重复杂合体是发生在重复的那条染色体上,而倒位杂合体是同源染色体的两个成员都参与了“圈”的形成。尽管多媒体教学有很大的优势,但由于讲课速度较快,学生记笔记较难,复习也很困难,特别是一些推理方面更是难以理解[3]。因此在上课时要结合板书,尽管板书信息量小,但板书推理细致、容易理解。比如在狭义遗传估算中所利用的公式,通过板书推导,可以让学生更明白如何利用F2、B1和B2 3个不同世代的群体来估算狭义遗传力。所以,通过多媒体和板书两种方法有机结合,相互补充,有图文并茂PPT和可视化的视频,又有推理与演算过程的板书,可将枯燥的知识生动地讲述出来,让学生乐于接受,加强对知识的吸收。
2.4实施案例教学案例教学是在学生掌握了有关基础知识和基本理论的基础上,教师在教学过程中选择典型案例并以恰当的形式提供给学生,把学生带入一个特定情境中,在教师的指引下由学生依靠其知识结构和背景,在这种案例情境中发现、分析和解决问题,培养学生运用理论知识并形成技能技巧的一种教学方法,其最大的特点就是模拟实践经验,增强实践的能力,是学生牢固掌握知识的一种有效方法[5-6]。遗传学作为一门理论性很强的学科,专升本的学生有一部分理解能力还比较低,通过案例教学可以使比较抽象的理论更容易理解和记忆。如在染色体数目变异一章中,以无籽西瓜的培育为例,讲解同源三倍体的形成、育性和应用,以玉米单倍体育种技术为例,通过单倍体育种程序的讲解,对孤雌生殖的形成、单倍体的育性以及单倍体的应用加深理解和记忆;在雄性不育的利用中,以玉米品种豫玉22为例,讲述其母本综3不育系和保持系及父本87-1恢复系的选育,三系配套的利用以及在甘肃张掖进行杂交种的生产。
2.5采用启发式教学由于专升本在专科期间已进行了相关农学专业课方面的学习,避免专业课的简单重复,扩大专业视野,加大课程的实践性,所以教师要在专科基础上加强理论,拓宽思路,增加深度的同时,让学生学会熟练应用。因此,通过启发式教学,可以让教师积极发挥引导作用,成为学生自主学习的促进者。比如在讲到染色体结构变异缺失的遗传效应中,缺失常常会造成假显性现象,以玉米第六染色体长臂上有控制紫色植株的基因Pl,如果以正常绿株为母本,以X射线照射纯合紫株的花粉给正常绿株授粉,杂交F1代就可能会出现两类植株,一类是由于X射线照射造成含有Pl基因的片段缺失后与含有pl基因的雌配子结合,由于缺失的假显性形成绿株,另一类是正常含有Pl基因的雄配子和含有pl基因的雌配子结合形成紫株。在这个案例中,杂交后出现的绿株是由于染色体缺失造成的,如果在X射线照射过程中发生基因突变的话,即Pl突变成pl,也会造成杂交F1中出现绿株。怎么判断杂交F1中的绿株是由基因突变造成的还是染色体缺失造成的?学生围绕案例中的问题,综合运用所学专业知识与方法进行思考,这种启发式教学不仅拉近了师生之间的距离,也增进了学生之间的探讨交流,提出解决问题的方案,同时提高学生对遗传学的兴趣,拓宽视野,培养了学生自主学习、独立思考和创新能力,提高了学生分析问题、解决问题和应用知识的能力,逐步从“老师教”向“学生学”转变。
2.6加强实验教学遗传学是一门实验性很强的学科,其产生与发展离不开实验的设计与研究。因此,在本科遗传学教学中开设有遗传学实验课,不仅为学生提供了一个验证理论知识、学习遗传学领域中相关实验技术的机会,也对培养学生的实践能力、创新精神和创造能力有着理论课不可替代的作用,更是激发学生探索兴趣,培养学生创新精神的切入点,已成为遗传学教学中的重要组成部分[7]。根据专升本学生的特点,目前大专期间所开展的遗传学实验大都是以验证性实验为主,老师先做好,再讲给学生听,学生根据老师所讲的再做,其结果是每个人的结论都基本相同。由于验证性实验的可预测性,如果开设此类实验过多,往往不能调动学生的积极性,也不利于学生的思考和发现。因此,有必要增加综合性实验和探究性实验,提高学生操作技能和从事实验的兴趣与积极性[8-10]。所以,在实验教学过程中适当压缩了经典的验证性实验,增加综合性实验,如花粉母细胞的涂抹制片技术,通过学生自己配制固定液、自己去田间取样、然后压片观察,找到减数分裂不同时期染色体的分裂相,最后老师给予评价。这样学生就能全程参与到实验中,培养学生进行独立思考,调动了学生的积极性。由于遗传学与农业密切相关,因此在注重综合实验的同时,还增加与生产实践紧密相结合的实验,实现室外教学与室内教学相结合,可以充分锻炼学生发现和解决生产实践中存在问题的能力[3],如增加玉米单倍体、二倍体、三倍体和四倍体的田间观察,了解不同倍性的形态特征和育性,在田间了解各种遗传突变体的形态特征,学会鉴定和保存这些突变体,通过具体的实物加深理解质量性状和数量性状的表现特点。通过室内实验和室外实验,加深学生对理论的理解。
3结语
农学专升本教育作为高等农业院校中一种本科学生的教育模式,对农业人才的培养起到了积极作用,由于其对遗传学学习的特殊性,教师应该通过不同的形式来研究和把握农学专升本对遗传学学习的现状,通过不断探索,进一步改革教学方法,调整和优化教学内容,完善课程体系,以更好地适应农学专升本学生的学习,进一步提高遗传学教学质量,为国家培养更多的优秀农业人才服务。
篇6:三种兰科植物的保护遗传学研究初探
三种兰科植物的保护遗传学研究初探
采用随机扩增多态 DNA(RAPD)分析研究了中国3种珍稀濒危兰科植物硬叶兜兰(Paphiopedilum micranthum Tang et Wang)、麻栗坡兜兰(P. malipoense S.C.Chen et Tsi)和独花兰(Changnienia amoena Chien)的遗传多样性与群体遗传结构.12个RAPD引物在2种兜兰中共扩增出131条带.对4个硬叶兜兰群体的检测表明其物种水平的多态条带百分率(PPB)为 71.6%,Nei 的基因多样度(h)为 0.217 1,Shannon多样性指数 (I) 为 0.330 1;4个群体的平均多样性水平为 PPB = 45.2%,h = 0.145 7,I = 0.220 4,低于远交兰花的平均水平.在总遗传变异中,群体间遗传变异占20.31%,略高于远交物种的平均水平.在物种水平上,麻栗坡兜兰的'PPB为49.5%,h为0.117 4,I为0.176 4,均大大低于硬叶兜兰.对11个独花兰群体采用16个RAPD引物共扩增出119条带.物种水平PPB=76.5%,h=0.194 1,I=0.305 8;在群体水平上,上述3个指标的平均值则分别为37.2%、0.119 7和0.181 0,均低于远交兰花的平均水平.群体间的遗传变异占45.27%,遗传分化明显高于远交物种的平均水平.导致3个物种遗传多样性偏低而群体间遗传分化较高的主要原因在于人为的过度采挖和生境的片断化.研究结果为兰花保护策略和措施的制定提供了理论基础.
作 者:李昂 罗毅波 葛颂 熊治廷 LI Aang LUO Yi-Bo XIONG Zhi-ting CE Song 作者单位:李昂,罗毅波,葛颂(中国科学院植物研究所系统与进化植物学开放研究实验室,北京,100093)熊治廷(武汉大学环境科学系,武汉,430072)
LI Aang,LUO Yi-Bo,CE Song(Laboratory of Systematic and Evolutionary Botany,Institute of Botany,The Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093,China;)
XIONG Zhi-ting(Department of Erwironmantal Science,Wuhan University,Wuhan 430072,China)
刊 名:植物学报 ISTIC SCI英文刊名:ACTA BOTANICA SINICA 年,卷(期):2002 44(2) 分类号:Q941+.3 关键词:兜兰 独花兰 RAPDs 保护遗传学 Paphiopedilum Changnienia amoena RAPDs conservation genetics篇7:基于遗传学的产品开发与基因研究论文
基于遗传学的产品开发与基因研究论文
0引言
基因的遗传和变异使生物的子代具有与亲代相似但不完全相同的遗传特征。通过基因工程的研究,人类可按照自己的意愿把不同生物的基因重新加工组合,定向改变生物遗传特性,创造出新的生物类型。产品开发过程中对于原有产品开发信息的继承和重组很重要,具有类似生物基因遗传和变异的特性。从产品开发过程中提取产品开发基因,利用基因工程方法修改和重组产品开发基因,形成新的产品开发过程,既继承了原过程的特性,又根据新的产品开发要求和约束条件进行改善,可以实现产品开发过程的优化和重用。
为了更有效地解决产品族设计的继承与创新问题,近年来已有一些学者研究将基因工程的相关原理应用于工程设计中。香港大学的陈克彰教授等认为产品拥有遗传信息,提出了制造产品虚拟基因的概念、特征和组成结构。乔治.梅森大学Krasnow研究院的Jone.S.Gero[3?5]教授及其团队将生物遗传原理引入工程设计领域,提出了设计基因的概念及其在产品设计中的作用和意义。德国马德格堡大学的Vajna[6,7]提出了自生设计理论(AutogeneticDesignTheory),将产品在设计过程中的产生类比于有机体的进化过程,研究了自生设计理论的特点。这些研究的共同点是通过对产品基因特征与类型的研究,提取出同类产品的遗传基因,通过对产品基因的继承和重构,设计出高质量的产品。
本文将产品开发过程本身看作一种特殊的产品,将指导产品开发过程进行的信息作为产品开发基因,借鉴生物基因遗传变异的特性,研究产品开发基因的模型和表示,为实现产品开发过程的优化和重用提供支持。
1产品开发基因的概念
生物基因是DNA分子上具有遗传效应的一段核苷酸序列,基因含有特定的遗传信息,是遗传物质的最小功能单位[8]。类比生物基因,并结合产品开发过程的特性,提出产品开发基因的定义。产品开发基因(ProductDevelopmentGene,PDG)是指导产品开发过程进行的有遗传价值信息的集合。产品开发基因可以看作某类产品开发过程的“蓝图”或“食谱”,规定了产品开发过程的基本特征及自动生成机制,在新产品开发的外界约束条件下,自动生成新的产品开发过程。其具有以下几个方面的特性:
1)产品开发基因是控制产品开发活动性状的基本功能单位,其功能是通过指导产品开发活动的进行实现产品开发基因的表达,从而控制产品开发活动性状和功能。
2)产品开发基因本质上是一种与产品开发过程有关的特殊指令,是一种信息。产品开发过程的`进行需要产品开发目标、设计策略、人员组织方式和资源调配模式等与产品开发过程相关的信息来指导。
3)产品开发基因具有遗传和变异的特性,新产品开发经常重用已有相似产品的开发过程,即原有的产品开发过程信息传递给新的产品开发过程,类似于生物基因的遗传特性,同时新产品开发又要按照新的要求对产品开发过程进行修改和创新,类似于生物基因的变异特性。
4)类似于生物基因以A,T,C,G四个碱基符号来表示一样,产品开发基因也可以通过一定形式或符号来表示。通过形式化表示,为产品开发基因的存储、检索和重用创造条件。
2产品开发基因的获取
生物学的发展,经历了从生物体、器官、细胞、蛋白质、DNA,最后获得基因,这样一个从宏观到微观,不断分解、深入细化的过程。类似地,产品开发基因的获取,可以通过对已有产品开发过程进行分析,将产品开发过程逐步分解为产品开发活动单元(类似于生物细胞),提取驱动产品开发活动单元进行的遗传信息,集合成产品开发基因。如图1所示,首先将产品开发过程分解为产品规划、概念设计、结构设计、详细设计、工艺设计、试制、测试和改进以及产品推出等阶段;其次以概念设计为例,将其分解为营销部门、设计部门、制造部门和法律部门等各部门的任务;接着以营销部门收集客户需求的任务为例,将其分解为收集原始数据、恰当表述需求、组织需求等级和建立需求重要度等活动单元;最后以收集顾客原始数据这一活动单元为例,提取出驱动其进行的约束条件、施行对象、受动对象、动作和结果等遗传信息,这些信息集合在一起组成指导收集顾客原始数据这一活动单元进行的产品开发基因。
3产品开发基因的模型
产品开发活动单元可以描述为“在一定的约束条件下,施动对象对受动对象实施一系列的动作,获得一定的结果。”对应地,其中包含的遗传信息有:约束条件信息、施动对象信息、动作信息、受动对象信息、结果信息,这些信息构成产品开发基因。本文以动作信息为核心,构建产品开发基因模型,如图2所示。产品开发基因可以用一个六元组来概括:PDG={C,A,M,R,S}。其中,约束条件信息C(Constraint)描述动作发生的条件;施动对象信息A(Actor)描述动作的发出者;动作信息M(Motion)描述产品开发活动单元进行的方式;受动对象信息R(Recipient)描述动作的承受者;结果信息S(Solution)描述动作发生的结果。
4产品开发基因的表示
在建立产品开发基因模型基础上,对产品开发基因进行表示,为建立产品开发基因库,实现产品开发过程的重用奠定基础。产品开发基因表示是产品开发基因形式化和符号化的过程,主要是选择适当的形式来表示产品开发基因。产品开发基因所包含的信息形式较多,既有结构性信息,又有过程性信息。框架表示法适合表示结构性信息,而产生式表示法适合表示过程性信息'因此本文将框架表示法和产生式表示法结合起来进行产品开发基因表示。如图3所示,在进行产品开发基因表示时以框架表示为主体,把产生式规则嵌入到框架表示中,在约束条件槽、受动对象槽和结果槽的过程侧面,采用产生式表示法表示过程性信息。
5产品开发过程重用中的PDG操作流程
参照生物遗传学的规律,产品开发过程实际上是产品开发基因复制、变异、表达的过程。在课题组前期工作?的基础上,构建如图4所示的PDG操作流程框架。首先从产品开发过程基因库中检索出相似产品A,B和C的开发过程基因组,新产品的开发过程选择性继承这些相似产品的产品开发基因Aa,Bb和C。,并根据新产品的开发要求增加基因库中没有的新基因。、,重组形成新的产品开发过程基因组;其次按照新产品开发目标和约束条件进行变异进化,基因从状态1进化到状态n,得到最终的产品开发过程基因组;最后将产品开发基因表达为一系列产品开发活动,组成完整的产品开发过程,实现产品开发过程的重用。
为了阐明如何从活动单元中提取出遗传信息,进而集合成产品开发基因,本文以开发一款无绳螺丝刀为例(案例来源于文献[11]),对其“收集客户原始数据”这一活动单元进行分析。该活动单元包含选择客户、选择收集数据的方式和整理收集的原始数据三个过程,提取其中包含的遗传信息如表1所示。
将这些遗传信息以动作信息为核心,构建客户选择基因、收集方式选择基因和数据整理基因,如图5所示。
最后按照上文提出的产品开发基因表示方法,对其中的客户选择基因实例进行表示,如图6所示。在客户
选择基因中,首先为了揭示大部分客户的需求,需要确定应该与多少个客户访谈,判断的标准是:当增加的访谈对象不能揭示出新的需求时,则停止该流程。对于本例来说,访谈人数约30人,访谈总时长约25小时,地点可以通过产生式规则来选择,最后通过客户选择矩阵和产生式规则,来定位领先客户和一般客户。
7结论
基于生物遗传理论与方法,从产品开发过程中提取产品开发基因,利用基因工程原理修改和重组产品开发基因,形成新的产品开发过程,可以实现产品开发过程的重用和优化。文中提出的产品开发基因模型、表示方法和操作流程是实现产品开发基因遗传变异和重用产品开发过程的基础。文章的研究成果还处于初步阶段,产品开发基因在重用过程中,如何实现进化变异和表达等问题,仍需进一步深入研究。
篇8:基于线粒体控制区的滇金丝猴群体遗传学研究
基于线粒体控制区的滇金丝猴群体遗传学研究
滇金丝猴(Rhinopithecus bieti)是我国著名的濒危保护动物.迄今为止,关于滇金丝猴并基于DNA序列的群体遗传学研究还没有报道.文章测定了来自于云南省维西县滇金丝猴群体样本的`线粒体控制区全序列以及部分个体的细胞色素b全序列.在排除了核线粒体假基因存在的可能性之后,滇金丝猴维西群体内部被确认存在着两个序列分歧较大的分枝.即使如此,如果考虑到群体结构和迁移的影响,维西群体的遗传多样性水平可能并不高.
作 者:潘登 符云新 张亚平PAN Deng FU Yun-Xin ZHANG Ya-Ping 作者单位:潘登,PAN Deng(中国科学院昆明动物研究所,细胞与分子进化重点实验室,昆明,650223;云南大学生物资源保护和利用重点实验室,昆明,650091;中国科学院研究生分院,北京,100049)符云新,FU Yun-Xin(德克萨斯大学休斯顿分校,美国,德克萨斯,77030;云南大学生物资源保护和利用重点实验室,昆明,650091)
张亚平,ZHANG Ya-Ping(中国科学院昆明动物研究所,细胞与分子进化重点实验室,昆明,650223;云南大学生物资源保护和利用重点实验室,昆明,650091)
刊 名:遗传 ISTIC PKU英文刊名:HEREDITAS(BEIJING) 年,卷(期):2006 28(4) 分类号:Q953 关键词:滇金丝猴 线粒体控制区 遗传多样性 群体结构篇9:植物遗传学教学和研究的回顾与思考
植物遗传学教学和研究的回顾与思考
在半个多世纪的植物遗传学教学和科学研究中,经历了遗传学理论的转向,随教学和研究的深入,对李森科遗传理论产生怀疑,首次翻译原苏联对李森科批评的'文章,在国内遗传学界产生深刻影响.在油菜孤雌生殖细胞遗传学、染色体组分开的细胞遗传学、油菜近缘植物遗传资源及其细胞学研究中取得显著成绩,获得多项成果奖;提出了此领域今后研究的方向.
作 者:罗鹏 作者单位:四川大学生命科学学院,四川,成都610064 刊 名:中国油料作物学报 ISTIC PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF OIL CROP SCIENCES 年,卷(期):2006 28(3) 分类号:Q34 关键词:科教 遗传学 李森科 油菜 孤雌生殖★ 遗传学试题
★ 课题研究意义范文
遗传学的概念澄清及以遗传学视角进行教育研究的意义(通用9篇)

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