动物遗传学教学

动物遗传学教学（精选11篇）

动物遗传学教学 第1篇

1 动物遗传学的教学现状

1.1 教学内容增多, 教学压力增大

遗传学是生命科学中发展最活跃的学科之一, 在基因工程、人类基因组计划、体细胞克隆等相关领域取得了令人瞩目的成果, 在为遗传学的发展注入新活力的同时, 也使得遗传学教学内容不断增加, 教师在注重基础理论知识讲解的同时, 还要不断把这些新成果引入到教学中来, 使学生了解学科发展的动态, 激发学生的学习热情。与此同时, 为了适应21世纪社会经济迅速发展对复合型人才的需要, 很多院校本科教学采用“宽口径、厚基础”的教学方针, 在总学时数不变的情况下, 课程门数不断增多, 使得包括动物遗传学在内的一些传统课程的教学课时不断减少。因此, 教学内容增多与教学课时减少的矛盾日益突出, 增加了本科教学的难度。

1.2 学生热情不高, 教学效果差

随着国家大众化、普及化高等教育政策的实行, 高等教育正在由精英化向大众化转变, 招生数量不断增加, 生源素质不断下降, 学习风气随之在悄然变化。教师普遍感觉到学生的孩子气越来越重, 对学习带有很多的情绪化倾向。动物遗传学具有理论抽象、知识内容繁杂的特点, 极易引起学生的畏难情绪。此外, 进入高校之后, 学生没有了高考的压力, 学习目的也不再像高中时那样明确, 学习态度发生了明显的改变。最后, 就业压力给学生造成了很大的思想负担, 一些学生把大部分精力投入到了英语等考研课程的学习中, 一些学生热衷于学习热门、实用的技能, 而忽视了专业基础理论知识的学习。

1.3 教学形式单一, 学习效果差

目前, 大多数高等院校采取的是传统的以教师为中心的课堂教学模式, 不能很好地体现学生的主体作用。对一些复杂现象的描述, 传统教学多采用教师在黑板画图的方式, 比较浪费时间。例如, 在讲授减数分裂过程中染色体的变化时, 单靠语言的描述, 学生很难想象互换是如何发生的, 教师需要用不同颜色的粉笔在黑板上将同源染色体联会、同源非姐妹染色单体间交叉、片段互换的过程画出来。图示能够直观、形象地表示出互换是如何发生的, 不用多费口舌, 学生就能很好地理解、掌握这部分内容。但课堂绘图费时费力, 还容易造成学生在等待的过程中分散注意力, 失去学习的兴趣。

1.4 实验环节薄弱, 动手能力差

实验课能让学生更好地掌握课堂理论知识, 并有助于在枯燥的理论学习中增加乐趣, 激发学习热情。一些经典实验的重现和亲自操作能够引导学生对整个实验设计思路、方法进行有价值的思考, 对锻炼学生的创新思维、增强分析问题和解决问题的能力有所帮助。然而, 一些农科院校本科生实验教学条件较差, 设备、设施陈旧不足, 无法满足教学的需要, 只能重复开设一些经典的、验证性的小实验, 实验教学改革难度较大。

2 提高教学效果的几点建议

2.1 优化教学内容

动物遗传学涉及的分支学科多, 内容庞杂, 又不断有新成果、新技术、新方法出现, 因此要根据学校人才培养目标与定位制订合理的教学大纲, 确定合适的教学目标, 明确重点教学内容。在课时分配上既要注重基础理论知识的讲解, 又要适时引进相关领域的新成果, 让学生及时了解遗传学的发展趋势, 激发学生的学习兴趣和专业热情, 形成正确的情感态度。

动物遗传学的主要内容包括经典遗传学的三大定律 (分离定律、自由组合定律、连锁互换定律) 和两大变异 (染色体畸变和基因突变) , 这其中穿插着遗传物质的遗传传递和表达, 因此在授课时应以遗传的染色体理论为主线, 同时考虑学生的先修课程、高中时的生物学基础, 适当分配学时, 避免重复, 讲透难点、重点。例如:在讲解遗传的细胞学基础内容时, 重点介绍染色体的结构及其在减数分裂中的行为;在学习分离定律和自由组合定律内容时, 根据学生的基础进行调整;在讲解遗传物质的遗传传递和表达内容时, 复制、转录和翻译已经在生物化学中系统地学过了, 因此可以把教学重点放在基因表达调控方面, 只要教师认真调研、精心组织, 就会达到理想的教学效果。

2.2 采取灵活多样的教学方法

教学有法, 但无定法, 授课时要不拘泥于形式, 根据教学内容不断调整教学方法, 提高教学效果。笔者在多年的教学实践中, 灵活运用自学加提问式、互动式、讨论式等教学方法, 取得了较好的教学效果。例如:分离和自由组合定律, 学生在高中生物课上已经学过, 这部分内容, 就采取课前自学课上提问, 了解学生的掌握程度并随之调整教学内容;在遇到深奥、抽象、枯燥的理论内容时, 单纯的课堂“灌输”效果不佳, 可以针对某一问题将学生分成若干小组, 分头查阅、组织材料, 课上让学生讲解, 老师点评, 在师生互动中掌握教学中的难点;在学习遗传变异内容时, 通过概念的引入, 让学生讨论身边的变异现象, 既激发了学生的学习兴趣, 又加深了对概念的理解, 使抽象的概念通过一个个生动的例子具体起来。

2.3 激发学习兴趣

兴趣是推动学生学习的内在动力, 爱因斯坦曾经说过:“兴趣是最好的老师”。动物遗传学涉及内容多, 知识点繁杂, 思维性、推理性强, 各部分内容之间看似独立, 实则联系紧密, 很容易给学生的学习造成心理障碍。激发学生的学习兴趣, 是提高教学效果的关键, 对遗传学发展有重要贡献的人物事迹和重大历史事件是激发学习兴趣的有效途径, 在学习理论、引入相关概念之前, 可以先带领学生回顾一下问题提出的时代背景及科学家们的卓越工作。例如:孟德尔是经过怎样的工作提出了分离定律和自由组合定律的?他成功的基础何在?也有同时代的科学家做了和孟德尔相似的工作, 得到了相似的结果, 却为什么没有升华为理论?孟德尔理论为什么被尘封了35年之久?对孟德尔理论再发现做出无私贡献的3位科学家的高风亮节体现在哪里?这些问题的提出与解答不仅能吸引学生的注意力, 激发学习兴趣;更有利于培养学生科学的方法论, 严谨的治学态度, 可贵的科学精神和高尚的道德情操。

理论联系实践、指导实践, 也能有效地激发学习兴趣。遗传学的建立源于古人想要解释亲子代异同的朴素想法, 很多遗传学理论也都是在对生活现象观察、探究的基础上产生的, 可以说遗传学源于生活又指导生活。在讲解遗传学理论时, 可以结合阐述相关生活现象的遗传基础, 既能加深学生的理解, 又能提高学习兴趣。例如:近亲为什么不能结婚?输血时为什么要验血型?男性红绿色盲的发生率为什么高于女性?在学习染色体畸变时, 通过21-三体综合征的发生与年龄的关系, 告诉大家女性的最佳生育年龄。切实让学生明白遗传学不只是空洞的理论, 更与日常生活息息相关, 遗传学知识的掌握能够指导生活。

2.4 严肃实验教学

实验教学是动物遗传学教学过程中必不可少的环节, 严肃实验教学, 提高实验教学质量, 不但能促进理论学习, 而且有利于培养学生系统思维、判断推理和抽象概括的能力。由于和理论课性质不一样, 实验课教学形式灵活, 课堂纪律相对松散, 有些学生对实验课的重要性存在认识偏差, 实验态度不端正, 上课人到心不到、眼到手不到的现象时有发生。为了保证实验课的教学质量, 达到教学目的, 可以采取课前预习、课上考核、课后及时批改实验报告的方式, 督促学生学习。预习的内容包括实验目的、原理和步骤, 也可以让学生参加实验课的准备工作, 包括清洗试管、配制试剂、消毒和接菌等, 增强学生的动手能力;课上可以通过检查实验记录、让学生分析实验中遇到的问题、抽查实验结果等多种考核方式, 帮助学生端正学习态度, 提高教学效果;课后批改实验报告时, 重点考察实验的总结与讨论, 锻炼学生对理论知识的综合运用能力。

除了对学生的严格要求外, 教师自己也要以身作则, 认真对待实验课教学。不但要熟练掌握各实验项目的原理及相关知识, 准确回答学生的问题, 而且要对实验步骤、注意事项了然于胸, 及时发现学生操作过程中的问题并指导改正。此外, 还要能对实验结果进行正确的判断和解释推理, 引导、组织学生进行分析、讨论。这些都要求教师端正态度, 认真组织实施教学内容, 做到课前多心、课上耐心、课后尽心。

水产动物遗传育种 第2篇

新中国成立以来，中国的水产养殖业取得了举世瞩目的成就，2001年中国的水产品总产量达到4382万吨，连续12年居世界首位，渔业总产值2928亿元，占中国农业总产值的比重由1978年不足百分之二上升到百分之十二以上，水产业在我国的国民经济，特别是农业经济发展中占有越来越重要的地位。水产养殖业是我国渔业的重要组成部分，也是渔业发展的主要增长点。我国的渔业发展重心由“捕捞为主”向“养殖为主”的转移，促使水产养殖业发生了巨大的进步。2001年中国水产养殖产量达到2726万吨，比1978年增长16倍，占水产品总产量的比重由百分之二十九上升为百分之六十二。而在世界渔业总产量中，养殖产量只占到百分之二十，中国水产养殖产量约占世界养殖产量的百分之八十。中国率先完成了渔业由捕捞业为主向养殖业为主的转变。这一转变相当于人类食物生产史中由“采摘型”向“农耕型”、“狩猎型”向“畜牧型”的转变。

我国的水产养殖之所以能取得这样举世瞩目的成就，是因为我们增强了开发新资源、新品种的能力。由于水产养殖技术的重大突破，促使新产业的形成，改变了传统的水产养殖业的生产格局。继20世纪50年代“四大家鱼”人工繁殖技术的突破带动了淡水养殖业的巨大发展后，海带、扇贝、中国对虾及海水鱼类人工育苗技术的突破和养殖技术的发展，为20世纪80年代以来我国海水养殖业的兴起和蓬勃发展奠定了技术基础。通过引进、驯化、人工培育等方式，一大批生长性状优良，经济价值较高的新品种被开发出来并应用于生产实践当中，对优化养殖结构，发展“两高一优”水产养殖业起到了重要的促进作用。

在养殖苗种人工繁育方面，以“四大家鱼”人工繁殖成功为代表，我国的苗种繁育技术总体上处于世界领先水平，大多数淡水鱼类人工繁殖基本可以解决，海水鱼类人工繁殖以沿袭淡水鱼繁殖的方法，在许多种类上取得成功。但对一些重要的养殖对象苗种人工繁殖技术尚难以解决，有些种类虽可以人工育苗，但产卵亲体还必须依赖捕捞野生亲本。

我国的水产养殖虽然发展迅速但是依然存在着一定的问题。这主要表现在我国的水产养殖的品种基本上是野生种的训化和直接利用，人工选育出的良种很少。这很少的品种中又主要集中在鲤鱼、鲫鱼、罗非鱼和藻类等几个种类中，导致良种的更新速率极低，大部分养殖鱼类都是野生种。这在一定程度上限制了我国水产养殖业的进一步发展。所以近年来我国政府投入了大量的人力、物力、财力来解决这一问题，并且也取得了一定的成就，以下我将用几个实例来说明我国水产育种方面的进步。

王卫明教授带领他的团队完成了黄颡鱼的驯化和鱼种的人工繁育。这是我国对于野生鱼类种质资源的利用与野生鱼类的驯化的一个典型事例。黄颡鱼是在我国分布比较广泛的鱼类，从我国最北边的黑龙江省到最南边的广东省都能找到它的足迹。黄颡鱼的人工驯化和人工繁育是在上个世纪八十年代开始的，那个时候我国的科研条件还不是很好，但是王卫明教授和他的团队有自己坚守的信念——让黄颡鱼成为渔民增收的一个手段。就是在这样一个信念的坚守下，他们完成了湖北几大湖的种质资源的调查与采集，并且为了获得更加丰富的黄颡鱼的种质资源他们每天夜里轮流坚守在武汉的一个鱼类交易码头，等待收购渔民从不同地方打捞起来的还没有死亡黄颡鱼，凭着这份坚守的毅力他们出色地完成了黄颡鱼种质资源的采集。接下来就是人工驯化和人工繁育了。人工驯化进展的很顺利，但是人工繁育就没有那么顺利了。由于初期缺乏经验，不知道黄颡鱼的鱼卵的粘性卵，也没有孵化粘性卵的经验，导致第一年的繁育失败。但是王卫明和他的团队没有放弃，他们认真总结教训，大胆探索制作并采用了新的孵化工具，从此他们的研究就进入了正途，很快就完成了黄颡鱼的人工繁育。

当然此时的他们也没有满足，他们将这一技术进行了一定的精简，优化，使得黄颡鱼的人工繁育更加简单，更容易成功也可以获得更多的鱼苗。从此以后黄颡鱼就进入了人工养殖的队伍。

但是黄颡鱼容易患病，这严重地阻碍了黄颡鱼养殖业的进一步发展，这在传统的人工繁育分技术下是无法解决的。所以黄颡鱼的育种要想有进一步地发展就必须借助新的，更加有用的技术——基因工程育种。所以黄颡鱼的育种还需再接再厉，同样我国传统的鱼类育种也要再接再厉。

团头鲂的育种相比于黄颡鱼的育种就没有那么顺利了。团头鲂就是享誉大江南北的武昌鱼，它的名声虽大可是人工繁育却不易。这主要是因为团头鲂的育种年限相当长，性成熟比较晚。当然早期的科研经费不稳定也直接导致了团头鲂的人工繁育一直没有突破性的的进展。也正是由于这个原因导致了我们对团头鲂的认识更加深入，因为团头鲂的育种时间的拉长使得新一代的育种技术可以运用于其中。传统的育种方式中无论是杂交育种、多倍体育种、诱变育种还是性别控制育种其根现代的基因工程育种相比都有一定的盲目性和滞后性。

随着技术的进步，团头鲂的育种工作进入到了一个新的纪元。我校现在已经完成了团头鲂基因组的测序工作，现在正在进行相应的数据分析与整理工作，这必将成为我国水产育种史上的一个新的篇章，带领我国的水产育种开启全基因组时代。

团头鲂全基因组测序的完成将指导相应的育种团队进入传统育种技术与分子育种技术相结合的道路。以此来克服传统育种技术的局限性和盲目性。帮助科学家找到开启控制团头鲂食物转化率、生长率、抗性、繁殖力、肉质甚至是成熟年龄的钥匙。

当然新的路并不一定就是好走的路，虽说分子育种技术可以克服传统育种技术中的局限性与滞后性但是分子育种技术也更加难以掌握。这需要我们的科学家经过长时间的探索。目前我们学校水产学院的教授们运用最多的就是微卫星辅助标记育种（SSR），运用这种技术我们可以清楚地知道基因与性状的关系，从而更加高效便捷的控制鱼类的性状，使育种工作事半功倍。当然，微卫星的应用还不仅于此，它可以应用于更加高效便捷的进行鱼类的“亲子鉴定”，使团头鲂的家系选育与群体选育更加容易操作。

作为一个以科学研究为己任的院校，我们的最终目的在于科学研究。鱼类育种相关方面原理的研究也是不能放松的。其中我们学校水产学院的老师利用斑马鱼这一模式生物来进行鱼类育种以及其他方面原理的研究。

斑马鱼是一种十分常见的热带鱼类。它体型纤细，成体长只有3-4cm，对水质的要求不高。孵出后约3个月就能达到性成熟，成熟鱼每隔几天就可产卵一次。卵子体外受精，体外发育，胚胎发育速度快。由于斑马鱼个体小，养殖花费少，可以大规模地进行繁育，且具有许多优点。斑马鱼由于养殖方便、繁殖周期短、产卵量大、胚胎体外受精、体外发育、胚体透明，已成为生命科学研究的新宠。利用斑马鱼，可以研究生命科学的基础问题，揭示胚胎和组织器官发育的分子机理；可以构建人类的各种疾病和肿瘤模型，建立药物筛选和治疗的研究平台；可以建立毒理学和水产育种学模型，研究和解决环境科学和农业科学的重大问题。经过30多年的应用研究和相关系统的发展，已有约20个斑马鱼纯种品系建立起来，斑马鱼基因数据库也已经建立、里面的相关的资料可供查询和下载，方便后来进一步的研究。斑马鱼的细胞标记技术、组织移植技术、突变技术、单倍体育种技术、转基因技术、基因活性抑制技术等技术都已经成熟，且有数以千计的斑马鱼胚胎突变体，是研究胚胎发育分子机制的优良资源，有的还可做为人类疾病模型。斑马鱼已经成为最受重视的脊椎动物发育生物学模式之一。由于斑马鱼基因与人类基因的相似度达到87%，这意味着在其身上做药物实验所得到的结果在多数情况下也适用于人体，因此

它受到生物学家的重视。由于斑马鱼的胚胎是透明的，所以生物学家很容易观察到药物对其体内器官极其发育的影响。此外，雌性斑马鱼可产卵200枚，胚胎在24小时内就可发育成形，这使得生物学家可以在同一代鱼身上进行不同的实验，进而研究病理演化过程并找到病因。

案例教学在遗传学教学中的应用 第3篇

摘要：案例教学是一种通过引导学生对一些真实的、典型的案例的分析、讨论和思辨，使学生深入掌握和熟练运用有关专业技能、知识和理论的教学方法。将这种教学方法运用到高校的遗传学教学过程中，能够使学生更顺利地掌握遗传学的核心知识、同时提高学生的分析能力和科学素养，以及应用所学知识解决实际问题的能力。

关键词：案例教学；遗传学课程

遗传学是阐述生物遗传和变异规律的学科，是处于生命科学领域核心的学科，因此在高等院校生物专业的课程体系中占据重要地位。然而在实际教学过程中，学生却普遍反映遗传学的学习千头万绪，不得其法。究其原因，笔者分析主要有以下几点：第一，知识点繁多，理论体系复杂。我校采用的教材是高等教育出版社出版的由刘祖洞等编写的《遗传学》（第三版），其内容大致可分为六个部分：经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学、核外遗传、数量遗传学、群体和发育遗传学。各部分既相却别又相联系，构成了遗传学庞大的知识体系。第二：涉及多门相关学科。遗传学的学习需要多门相关学科的知识积累，如细胞生物学、分子生物学、生物化学、生物统计学等等。第三，密切联系生活实践。遗传学是一门应用非常广泛且密切联系生活实际的学科，而师范专业的特殊性使得我校遗传学课程的培养目标既不同于农林院校以农业生产、动植物育种为主，又不同于医学院校以医学分析为主，而是要掌握遗传学相关理论为基础教育服务，且能利用所学遗传学知识解决实际问题。因此，作为这样一门集理论与实践于一体的重点学科，授课教师的教学方法也应作出适当改变，以便达到预期的教学效果。案例教学就是在这样的背景下，被引入高师院校的遗传学课堂的。

所谓案例教学，是指教育者根据一定的教学目的和教学内容的需要，以案例为基本教学材料，就某个现实的问题提供情况介绍，将学习者引入教育实践的情境中，通过师生之间、生生之间的多向互动、平等对话和积极研讨等形式，提高学习者分析和解决实际问题能力的一种教学方法[1]。案例教学的两个基本特征：一是案例教学是以事实为依据，以案例作为基本的教学素材的；二是在案例教学中学习者要积极参与教学活动。学习者被引入一个特定事件的真实情境中，通过师生、学生之间的双向和多向互动，积极参与，进行平等的对话与研讨[2]。通过一些贴近学生生活的案例，不仅改变了传统的“满堂灌”式教学，变学生的被动接受为主动思考，还有利于激发学生学习的积极性的主动性。通过案例教学不仅能够增加知识概念和科学原理的趣味性和生动性，还能强化科学思路的小伙吸收，提高实践方法的掌握运用，从而更好地促进遗传学知识的学习与应用，因此可以弥补传统教学方法的不足[3]。

由此可见，在遗传学教学中进行案例教学是可行的，关键就在于案例的选择，笔者认为，在选择案例时要遵循以下几点要求：一是难度要适宜。教学案例的难度一定要与学生的现有知识水平相一致，若超过学生的知识储备太多则会使学生感觉无从下手，反而失去兴趣，相反，案例太过简单，学生在教学过程没有获得新的知识，案例教学则失去应有意义。适宜的难度是既超过学生的现有知识储备，但又在此基础上能够通过通过教师的引导、同学之间的合作得以解决。二是实现预期教学目标。案例教学只是一种教学方法，其最终目标仍是根据大纲要求实现预期的教学目的，使学生掌握一定的遗传学知识并能够利用所学知识解决实际问题。三是贴近生活实际。只有贴近学生生活实际的案例，才能激发学生探索意识和学习的积极性和主动性。

例如，在讲授连锁遗传定律时，联系已学过的孟德尔定律给出案例：让玉米的有色饱满粒和无色凹陷粒的植物进行杂交，子二代出现四种表现型，而这四种表现型的比例并不等于9：3：3：1，而是与亲代表现型相同的个体数目要远远多于与亲代不同的个体数，似乎从一定程度上否定了孟德尔的自由组合定律，那么究竟是什么原因造成的呢？教师引导学生思考实现孟德尔9：3：3：1分离比的前提条件是什么？（控制两相对性状的基因位于非同源染色体上）如果两对基因位于一对同源染色体上会怎样？

又如在介绍质核互作遗传时，引入杂交水稻的案例。水稻具有明显的杂种优势现象，主要表现在生长旺盛，根系发达，穗大粒多，抗逆性强等方面，因此，利用水稻的杂种优势以大幅度提高水稻产量一直是育种家梦寐以求的愿望。但是，水稻属自花授粉植物，雌雄蕊着生在同一朵颖花里，由于颖花很小，而且每朵花只结一粒种子，因此很难用人工去雄杂交的方法来生产大量的第一代杂变种子，所以长期以来水稻的杂种优势未能得到应用。那么，如何获得野生的雄性不育植株，并将这种性状保留下来就成了问题的关键。由此引出不育系、恢复系和保持系的概念和质核互作影响生物遗传的结论。

通过一学期的实践证明，在遗传学教学中引入案例教学是切实可行的。案例教学法能够充分调动学生内在的对所有问题的好奇性，从而主动参与到教学过程中去，掌握课程的所必备的知识点，系统化所学的理论知识，并将其实例化区解决和分析实际问题[4]，因此其具有与《遗传学》教学中的“一张黑板一支粉笔”传统教学模式无可比拟的优越性，在教学中发挥着巨大的作用[5]。（作者单位：咸阳师范学院）

参考文献：

[1]杜敏華，惠丰立，王庆林等.案例教学法在高师生物教学论课程中的应用探析[J].南阳师范学院学报，2008，7（3）：78—81.

[2]金明华.高校案例教学之我见[J].黑龙江高教研究.2004，（02）：156-157.

[3]吴燕华，卢大儒，林娟，乔守怡等.案例式教学在遗传学课堂中的运用与效果分析[J].高校生物学教学研究.2013.（06）：25—28.

[4]徐雷.略论案例教学[J].淮海工学院学报（人文社会科学版），2004，（02）：88—90.

《动物遗传学》教学改革的探索 第4篇

关键词：动物遗传学,教学改革,教学方法

动物遗传学是畜牧科学和动物医学学科重要的专业基础课, 理论抽象, 逻辑思维强, 知识涵盖面广, 是与家畜育种和畜牧生产密切相关的一门学科。随着科学技术的不断进步, 越来越多的新技术被应用到动物遗传学领域, 推动了动物遗传学科的飞速发展。如何适应新形势的变化, 扎实打牢学生的专业基础, 是当前动物遗传学教育工作应深思的问题。

一、动物遗传学发展现状及当前教学中存在的问题1.20世纪动物遗传学科的发展

由于分子生物学和分子遗传学的迅速发展, 遗传实验技术的不断改进和引入, 加之许多新的理论知识和操作技术的发现, 使动物遗传学的内容也随之迅速扩充, 成为21世纪最具潜力和最有发展前景的学科之一。分子克隆技术、DNA重组技术、DNA芯片等各种新技术的不断出现, 给这门课程的教学带来了新活力的同时也增加了教学的难度。因此, 动物遗传学已经成为拓宽学生知识结构, 了解现代生物技术, 完成生物产业革命必备的专业基础课, 这就要求我们在讲授这门课时必须跟上学科的发展, 在教学内容和实验内容上做出新的调整和补充, 提高教学质量, 培养高素质人才。

2.当前本专业学生的特点

近年来, 伴随着普遍性的国民教育程度的水涨船高, 就业率已经不再是学历教育所能解决的问题。由于社会经济的发展和市场竞争日趋激烈, 以及扩大招生所带来的就业压力, 本专业部分学生学习热情缺乏, 感到前途渺茫, 他们热衷于学习热门、实用的知识和技能, 忽视系统地学习基础理论知识, 一些学生由于对将来就业缺乏信心, 学习劲头不足, 常常是沉湎于网络、武侠小说、恋爱交友当中, 社会实践能力不强, 适应能力和动手操作能力较差, 尤其是缺乏竞争意识和危机意识。

3.师资队伍知识结构老化

当前, 世界范围的新技术革命已经影响到了遗学学科的发展, 教学模式的转变对本学科教师的知识结构提出了更高的要求, 要求教师的知识能涉及动物遗学的各个分支学科领域, 不但要掌握扎实的专业知识, 还要有动物遗传学发展的新知识, 了解本学科前沿的科学发展动态, 要求教师在技术知识层次上能跟上技术推广周期不断缩短的趋势。而现在教师队伍的知识结构不尽如人意, 存在知识面窄、思维不开阔、照本宣科的问题。所有这些都要求我们的教师精心备课, 深入搜集资料, 对本学科当前的最新科学理论、方法和成果及时学习了解, 横向加宽课程的广度, 纵向拓展课程的深度。

二、新时期动物遗传学教学改革势在必行

1.适时介绍新内容进行教学, 把握时代节拍

近年来, 动物遗传学不断加入新的教学内容, 特别是在生物技术带动下的生物技术产业得到了迅猛发展, 如当前最热门的克隆技术, 不仅仅是利用转基因技术生产转基因动物, 利用克隆技术、细胞核移植技术生产克隆动物, 在人胚克隆方面也有了一定的发展。中山大学陈系古教授首次运用细胞核转移技术, 将人上皮细胞和去核兔卵细胞结合, 成功克隆出人胚, 利用人胚干细胞的培养和诱导分化来研究人类疾病的发病机制, 使人类器官克隆等方面有了全新的进展。因此, 在教学过程中适时介绍这些新的内容, 既可以激发学生的学习兴趣、提高教学效果, 又可以充实教学内容, 使学生及时了解本学科的新动向, 了解本学科与相关学科的紧密联系, 跟紧时代的节拍, 有利于学生毕业后开展动物遗传相关专业的工作。

2.激发学生对本学科的学习兴趣, 激发学生的学习热情

部分教师以前存在一种错误的认识, 认为绪论没什么可讲, 既不深入地涉及专业的基础理论, 也不是考试的重点, 大多是一带而过。殊不知, 绪论课是本学科一个全面的介绍, 是对本学科学习上的一个系统的把握。所以说, 把绪论讲好, 对于激发学生的好奇心, 引导学生深入到本学科的学习当中来具有至关重要的作用。讲好绪论第一课, 首先, 需要我们教师熟练掌握教材内容, 然后加以整理, 像故事一样把动物遗传学的发展简史娓娓道来, 激发学生学习动物遗传学的兴趣, 为以后各章节的讲解做好铺垫。

3.充分运用多种教学方法和手段, 改革传统教育模式, 提高学生学习主动性

动物遗传学课程的一个突出特点就是概念多, 而且相对抽象, 需要学生具备一定的数学知识和抽象思维能力。大量的实践证明, 过去那种填鸭式、灌注式、我讲你听式的教学方法已不能适应当前教育的需要。在教学过程中, 我们应当更好地尝试启发式教学, 坚持在讲授课前的5~10分钟提问, 集中学生的注意力、激发思维, 既达到了复习旧课、了解学生是否掌握已教的知识, 又顺理成章地引进新课的目的。再有要注意教学语言的生动有力和动作协调明快, 用清晰的囗齿、准确的语言、分明的条理、有趣的事例讲授, 同时充分利用多媒体技术的特点, 以文本、图形、动图、音频、视频等多媒体形式, 收集大量图片和资料, 制作涵盖所有知识点的内容丰富的动物遗传课件, 利用他的结构和层次可以从横向和纵向多方位展示的特点, 在教学的过程中激发学生学习积极性和主动性, 使其兴奋点不断自然转移, 始终不感到疲倦。

4.重视实验操作, 培养学生基本的实验技能

动物遗传学其实是一门实践性比较强的学科, 要求学生具体扎实的实验技能。应把学生的实验基本操作、基本技能的训练放在首位。新的教学内容增加了很多新的实验内容, 一些以前研究生教育过程中的实验项目加入到了本科教育当中来。这些实验以前实验室没有接触过, 具有转高的技术含量, 需要的仪器较精密, 实验成本相对较高。做好实验准备工作是上好实验课的重要前提, 进行实验课内容、教学和考核, 必须有实验准备工作的密切配合。比如, 动物DNA提取和扩增等新的实验内容的增加, 就要求我们的实验室人员和学生在实验前要做好充发的准备, 珍惜每一次实验机会, 搞好实验内容的预习。实验中, 老师要注意培养学生的操作能力和观察、记录实验结果, 使学习养成良好的实验习惯。由于很多实验材料相对敏感, 对用量和操作环节要求较为严格, 一个小的失误都会导致整个实验的失败, 所以参加实验的人员要严格遵守操作规程, 掌握基本的DNA操作技术, 熟知实验的每一个环节。为此, 全体技术人员主动应尽一切可能创造条件, 保证材料和标本的供应, 使学生有更多的机会自己操作, 自己观察试验结果。改变过去学生做的少, 看的多的局面, 有利于加强学生动手能力的培养。

5.不断完善教师的知识结构

当前, 提高教师队伍知识结构的方式必须做到多样化。必须加强对新理论、新方法及新成果的吸收与应用。以学习和宣传教改的基本理念为主要目标, 开展以校本培训为主要形式的专业知识培训和学科培训, 通过研训班活动、专题讲座和举办课堂教学研讨会等形式, 使广大教师树立以学生发展为根本的素质教育观, 树立与课程改革相适应的教师观、学生观、教学观、质量观和评价观;要求教师要努力转变观念, 要在教学中找准自己的定位, 真正成为教学的组织者、学生学习的帮助者和引导者, 教学设计的研究者, 教材实施的开发者。

深化遗传学实验教学改革探讨 第5篇

【摘要】针对遗传学实验教学中存在的问题，总结了近年来从强化师资队伍、精选实验内容、实验教学方法的改变、增强学生实践操作能力等方面的经验所取得的良好效果，本文主要对深化遗传学实验教学改革进行分析与探讨。

【关键词】深化 遗传学 改革 探讨

0.引言

遗传学主要以理论与实践相结合为教学目标，其中实验操作占据着重要地位【1】。高等院校主要以培养学生创新能力与实践能力的综合型人才。近年来，通过遗传学实验课程的改革取得的良好成果，本文将主要围绕遗传学教学内容和教学方式进行探讨。

1.传统遗传学实验教学中的不足

传统的遗传学实验教学内容主要以经典的基础实验为主，根据实验性质来看，大多数为验证性的实验【2】。一般学生实验操作过程这样的：在进行实验之前，教师准备好试验中所需用到的设备、仪器、材料等，在课堂中，教师主要针对于实验中相关的原理、操作方法与步骤进行讲解，实验操作进行全程示范，接着学生模仿教师示范的实验操作步骤进行实验，验证结果通常提前就以知晓，最后只需上交一份实验报告就完成了整个实验。一般实验操作较为死板，整个过程学生缺乏主动性，导致教学质量不佳。

2.遗传学实验教学改革

2.1努力建设高素质的师资队伍

强大优秀的师资队伍是提高遗传学实验教学的重要因素【3】。近年来，我国的遗传学教师通常具有博士学位以上，不仅有着较高的职业素质，并且有着丰富的工作经验，教学过程中具有良好的师资队伍，才能有效保障遗传学教学的质量。

2.2在教学实验中精选实验内容

由于遗传学教学内容较为丰富，在教学课堂中，需要做到重点突出、特色鲜明，具有一定的难度的，因此，只有通过对实验内容进行精选出重点的内容，才能有效保证遗传学在有限时间内让学生掌握遗传学知识的重点，较为全面的学习到实验的操作技能。根据教材内容，可以将遗传学内容进行分类与精选。只有这样，才能保障遗传学教学的效率与质量。

2.3更新添置仪器设备，打破传统遗传学实验教学方法

在教学中，利用先进的仪器设备，有效改变遗传学实验教学方法，使教学质量取得良好效果。教学中教师使用计算机或显微镜，可以观察到学生的学习情况；可以实现同时监控学生显微镜画面，可以通过计算机进行显微镜染色体等标本的演示，并可根据需要选取学生典型图像展示给其他学生。学生通过语音系统实现与教师进行对话。

2.4提高学生实验操作能力

在遗传学教学中，主要以学生为主来实现教学目标，教师根据教学内容对学生进行不同的方法，引导学生进行独立思考与实践操作，不要求学生根据固定的方法进行实验操作。培养学生的动手操作能力与创新能力。

3.遗传学实验教学改革的深化

3.1适当增加分子遗传学实验内容

随着遗传学的快速发展，分子遗传学作为重要的一部分，在今后的教学过程中，应当有效的增加分子遗传学为实验内容，增加的内容应避免与其它课程重复。增加分子遗传学最重要的是提高学生的实践能力。

3.2以科研项目为纽带，提高遗传学实验教学质量

在遗传学教学中，让学生参与到与遗传学相关的项目中，让学生较早的接触到科研前沿，对所学的知识深化理解，通过这种以科研项目为纽带的方式，推动遗传学实验教学的良好效果。不仅可以对学生知识更为深入的理解，而且提高学生运用所学的知识，促进学生的创新能力和实验技能和创新能力。从而提高学生的分析能力和解决问题的能力。

3.3根据不同专业，开设特色综合性开放实验

在遗传学中，应根据学生不同的专业开设特色综合性实验，给不同专业学生参考与实践，让学生能够满足自己的专业需求而进行选择，这种方式，有效的激发学生的兴趣，从而提高遗传学的效果。

4.结语

以上对遗传学实验教学改革的进行的探究，为提高遗传学教学质量做出的分析【4】。随着教育改革的不断发展，实验教学对学生的综合能力有着重要作用，通过以往教学改革中取得的良好效果，应不断提高遗传学的教学质量，主要从实验教学内容上进行精选工作，更新与添置仪器设备、强化学生的实验操作能力，建设高素质的师资队伍等方面，提升学生的实践能力与创新能力，为学生学习遗传学奠定良好的基础。

【参考文献】

[1]谷超，李健，苗绪红，李凤荣，等. RBL教学模式在医学遗传学实验教学改革中的探讨[J]. 基础医学教育，2012，02：116-119.

[2]韩彦龙，宋洁，卜晓波. 精选医学细胞与遗传学实验项目，深化教学改革[J]. 山西医科大学学报（基础医学教育版），2010，09：911-913.

[3]马莲菊，卜宁.深化遗传学实验教学改革 加强大学生科研能力培养[J]. 辽宁教育行政学院学报，2015，03：66-69.

动物遗传学教学 第6篇

关键词：动物遗传学,教育国际化,教学模式

21世纪国际政治、经济环境发生了深刻的变化, 世界高等教育的改革与发展成为新世纪关注的热点。而高等教育国际化成为热点中的焦点问题。为实现创建世界一流大学和培养一流人才的目标, 浙江大学制定了本科教学国际化工程, 其中之一是大力推进本科生双语教学建设, 鼓励教师采用英文教材及英文授课。动物遗传学是动物科学学院最早实行双语教学建设和教学改革的课程, 从2000年开始少量插入英文教学, 到2004年实现80%以上英文教学到目前实现100%英文教学。经过十多年探索和实践, 积累了不少国际化教学行之有效的经验和体会, 为具有国际视野的高素质创新人才的培养取得了显著的成效, 也为动物科学遗传学国际化教学的提升提供了有效的借鉴。

一、课程建设

动物遗传学是动物科学的核心课程, 该课程具有知识面广、内容多、实验新技术不断出现的特点, 涉及生物化学、细胞学、物理学、数学及生物统计学等知识, 是分子生物学、育种学、数量遗传学及群体遗传学等的基础, 是一门对动物科学类专业学生培养质量有重大影响, 理论基础和实验技能较强的专业基础课, 对培养学生的创新思维、实验技能方面起重要作用, 是第一批列入浙江大学双语教学建设的课程之一。针对该课程的特点, 课程主讲教授首先进行师资队伍的建设, 以骨干教师为核心配备青年教师进行课程建设的规划和实施。为了保证教学质量, 课程组的成员不仅具有丰富的专业知识和教学经验, 而且都是在国外知名大学获得博士学位或具有国外大学两年以上工作经验的教师, 从而保证教师能准确流利地用英文讲授遗传学的知识。其次课程主讲教师组织课程组人员从以下几个方面展开课程建设: (1) 动物遗传学课程规范性文件的建设。进行课程结构、内容体系及考核方法的建设, 以满足动物遗传学课程范围广、发展快、内容丰富的要求。 (2) 教材建设。由于英文原版教材不仅费用昂贵, 而且学生一看到英文书就有恐惧心理, 课程组充分考虑专业特点, 对国内外同类专业开设的同类课程进行深入调研, 按照学生培养的高质量要求, 编写减缩的英文讲义, 极大地提高了学生的阅读效率。 (3) 实验内容的修改和建设, 包括实验设施建设和新的实验技术。在充分汲取国内外新方法新技术的基础上, 跟踪当前学科的方向, 更新部分实验内容和技术。 (4) 教学手段及教学方法改进。教学手段是提高教学效果和教学质量的重要保证, 课程组成员在不断的教学实践和及时吸纳学生反馈意见的基础上进行改进和创新。总之, 项目从适应国际化教学要求的动物遗传学课程教学内容、教学体系, 以及与之相适应的教材和教学方法等方面进行了系列的改革和建设。

二、适应本科生教育国际化的教学模式与手段

遗传学是一门学习难度较大的学科, 随着专业调整和面向世界一流大学的目标, 浙江大学动科院学生质量和外语水平也在不断地提高。但要用全英文授课, 学生还是有难度接受。为了培养造就知识、能力、素质俱佳, 具有国际视野的未来领导者, 在教学过程中, 除了强调培养学生发现问题和解决问题的能力, 还要培养学生的学习能力和组织能力。教师在课堂上尽量营造气氛, 让学生与教师自由、平等发表自己观点, 共同探究竟。课后有大量的阅读和作业以充实消化课程讲授内容。在作业修改过程中了解学生的理解准确度, 共性问题在课堂统一讲解, 对有困难的学生加强课外学习的辅导。从而改变学生学习的理念与学习的方法, 有效调动学生学习积极性, 促进学生外语水平提高和学习能力发展。主讲老师时不时用诙谐的语言作一些调查问卷, 及时了解学生对老师授课质量的反馈, 如在课程中期给学生作业的最后加一道题:In evaluating my teacher, my sincere opinion to that:A.She is a swell person whom I would be glad to have as a sister-in-law.B.She is an excellent example of how tough it is when you do not have either genetics or environment going for you.C.She may have okay DNA to start with, but somehow all the important genes got turned off.D.She ought to be preserved in tissue culture for the benefit of other generations.学生往往能很轻松地告诉你他的真实感受。自从2006年动科院与美国普度大学签约开展本科生暑期科研训练的项目, 发展到与美国的宾夕法尼亚大学、伊利诺伊州立大学、佛蒙特大学, 澳大利亚的西奥大学等国际知名大学开展本科生教学与科研训练合作, 越来越多的动科学子在本科期间有机会走出国门, 体验国际知名大学的办学理念, 了解专业国际发展前沿。但同时学生们在外国教授实验室进行科研训练时也面临巨大的挑战, 特别是在科研训练结束后需要在众多外国教授和学生面前用英语作科研报告, 第一批的学生由于缺乏这方面的训练, 特别紧张, 有的甚至有点不知所措。从反馈意见看, 学生们一致认为动物遗传学英语教学虽然增加了难度, 但收获也很大, 不仅学到了前沿的学科知识, 而且对他们的GRE考试和海外科研训练的帮助特别大, 并希望能在以后的教学中给学生的口头英语报告能力训练提供机会。任课教师吸收了学生的意见, 在课程一开始提供学生系列课程小论文题目及具体要求, 每个学生可任选一题用英文写一个课程小论文。并增加一个课堂新闻内容, 要求学生用英文报告一个动物遗传学最近研究进展的新闻, 需要做PPT, 在3分钟内用自己的语言演讲而不是读新闻。PPT首先要发给老师过目, 修改提高, 然后在课堂上演讲。只要演讲的学生都可以至少在总评中加2分, 出色的可以最多加5分。每堂课只有一位同学可以上讲台演讲, 学生需要竞争机会。通过尝试和改进, 结果学生的积极性很高, 遗传学新闻的演讲能力和新闻的质量越来越高, 学生受益匪浅。2011年暑期当主讲教师参加在Purdue大学动科系科研训练的学生科研报告时, 听到对方的系主任和教授这样的评价:浙大的本科生用英语进行科研报告的水平胜过我们自己的学生。

三、体会

配合高等教育国际化, 大学采用双语教学的课程不断增加是发展趋势。我们的学生从中学就开始学英语, 到了大学有了很好的基础。但总的来说由于缺乏环境学生的听说能力还是比较欠缺。用英文授课无疑给学生营造了听说的良好环境, 但对教师的要求就相对较高, 教学时的付出也是用母语授课的几倍。如果就简单地用英文授课代替母语讲课, 很可能教学效果会适得其反。我们在授课过程体会到授课教师在讲课过程需要不断地观察学生的反应, 从学生的面孔可以读到学生是否真正地理解讲授的内容, 讲授的内容是否有吸引力。另外, 作业的修改是很重要的一个环节, 通过批改作业可以及时了解学生是否准确地理解了所授内容, 共性问题可以在课堂展开讨论。课堂演讲是对学生极佳的锻炼机会, 但老师需要花较多的心血帮助学生如何高度概括文献内容, 用自己的语音把遗传学的研究前沿问题清晰地介绍给听众。否则很可能演讲变成了用英文读稿, 讲完了听众还不知是什么内容。在课堂提问和问题讨论过程中, 教师要非常注意引导学生如何准确地表达问题。学生经常告诉老师修动物遗传学课需要比其他课程多花好几倍的时间, 但收获也很大, 并且学得非常有激情。但是随着全英文教学的推进, 在教学过程也不断地出现新问题。由于学生的英语水平有差异, 如何激发坐在后排不开口的学生的学习热情和主动参与还需要改进, 更多的教学理念更新和教学内容及方法改革需要被引入到全英文的动物遗传学教学中, 真正体现教学的国际化。

参考文献

[1]郭玉华, 等.农业高校遗传学教学中学生思维能力的培养[J].高等农业教育, 2001, (2) :63-64.

[2]郭玉华, 等.农业高校遗传学多媒体教学的创新和实践[J].高等农业教育, 2010, (12) :64-66.

[3]刑万金, 等.遗传学双语教学改革的实践与体会[J].生物学杂志, 2011, 28 (4) :96-71.

动物遗传学教学 第7篇

研究性教学模式不仅可以较深入地达到对知识技能的理解与掌握, 更有利于创新思维与创新能力的形成与发展, 即有利于创新人才的培养。

一、探究性教学模式的教学环节

1.创设情境。探究式模式的教学总是围绕课程中的某个知识点而展开。一旦确定了这个教学出发点或者说学习对象后, 教师就要通过问题、任务等多种形式, 使用适宜的教学手段来创设与此学习对象相关的学习情境, 引导学生进入目标知识点的学习。

2.启发思考。学习对象确定后, 为了使探究式学习切实取得成效, 需要在探究之前向全班学生提出若干富有启发性、能引起学生深入思考、并与当前学习对象密切相关的问题, 以便全班学生带着这些问题去探究。

3.自主 (或小组) 探究。探究性教学模式因为采用“自主、探究、合作”的学习方式, 所以在教学过程中特别强调学生的自主学习和自主探究, 以及在此基础上实施的小组合作学习活动。

4.协作交流。本环节是与前面的自主探究环节紧密相连的。学生只有在经过了认真的自主探究、积极思考后, 才可能进入高质量的协作交流阶段。

5.总结提高。教师引导学生对问题进行回答与总结, 对学习成果进行分析归纳, 并可联系实际, 对当前知识点进行深化、迁移与提高。

二、遗传学课堂教学为例谈谈研究性教学实施策略的几个问题

1.提高教师教学实践水平, 减少教学实践的盲目性。探究性教学注重教育创新, 需有一定的理论为基础。对有关理论的系统学习和思考是教师进行教学探究的重要内容, 也是探究性教学的一个基本策略。课程改革需要现代化教育理论作指导, 在理论的指导下, 教师的教学实践水平才能不断提高。

2.制定明确的研究性教学目标。目标决定探究性教学的方向, 制约着课堂中教与学的活动。那么该如何确定探究目标呢?首先, 教师应根据探究内容在整个知识体系中的作用、所处的位置以及这部分内容可以培养学生的哪些探究能力来确定探究目标;其次, 教师应充分估计学生是否已具备构建新知识的“已有经验”, 根据学生的知识储备和学习特点来确定探究目标, 尽量避免制定学生力所不能及的目标。

3.针对不同教学内容选择性开展研究性教学。在研究性教学实施过程中, 对研究性教学内容选择尤为重要, 笔者总体认为研究性教学内容选择遵循“两宜两不宜”。两宜:一是指有研究进展的教学内容, 比如我们在讲述“基因概念及其发展”时, 可采用研究性教学, 学生可通过文献阅读, 追溯基因这一主题研究的发展历程以及知识的形成和积累过程, 了解不同学派对基因概念的不同观点, 学会发现问题, 学习和借鉴前人的研究思想和研究方法。有利于学生创新意识、创新能力和研究能力的培养。阅读的文献要基于教学内容, 又高于教学内容。可由学生自行检索、筛选、阅读相关文献, 进行整理、归纳和总结, 撰写读书报告。二是指教学案例比较多教学内容, 比如在讲述伴性遗传应用时, 可让学生多收集些案例, 老师也可提供农大褐3号的案例, 供学生分析。这就要求我们教师在平时注意搜集、挖掘和提炼实际工程和生活中适合课程研究性教学的素材, 精心设计既能培养学生综合应用能力, 又具有一定探索性的研究课题, 供学生学习研究。“两不宜”:一是指过分经典的教学内容不宜采用研究性教学, 比如孟德尔遗传定律, 学生很难查阅有进展的资料, 也难以产生灵感火花的碰撞, 但可以采用验证实验加以实施。二是指实践性过强的内容不宜采用研究性教学, 如分子遗传操作, 学生没有接触过相关的实验, 也不具备相关操作技术, 学生讲起来, 枯燥无味, 难于理解。同时鼓励学生对书本知识质疑、批判, 发表独立见解, 培养学生创新意识和创新能力。此外, 在课后练习中, 可在传统习题的基础上增加研究性问题。实践问题往往没有标准答案, 也没有唯一答案, 或需要假设条件才有答案。这方面英美的教科书中都是附有大量结合实际, 需要思考, 不是简单地套套公式就能做出来的习题, 值得我们借鉴。由于学生很难对整个课程教学体系和教学重点把握, 因此笔者认为在进行研究性教学, 要合理地选择研究性教学内容, 正确处理经典教学内容与研究性教学内容的关系, 切不可将整门课全采用研究性教学, 否则很难收到良好效果。

4.选择合适的教学方法开展研究性教学。按照课程体系的特点, 建立基于问题的教学方法。可采用发现式、问题式、情景式、讨论式、项目式、专题研讨式、开设小型研讨课式等教学方式, 鼓励学生独立思考, 破除对书本和教师的迷信, 引导学生探索。对于《动物遗传学》这类基础课而言, 要针对不同的教学内容灵活采用各种不同的方法。比如我们在进行基因突变一章 (基因突变的概念) 教学时, 可采用情景式研究性教学, 通过创设情境—引导质疑—讨论探究—反馈定位—进行引申的教学模式, 让学生从镰刀形贫血症实例分析入手, 按照认知的规律从现象到概念, 从宏观到微观来归纳总结基因突变的概念;在讲述基因突变的特点时, 可采用问题式研究性教学, 如在讲述基因突变的多向性时, 可提供果蝇红眼基因的突变图, 让学生从这一实例回答此说明了基因突变具有什么特征。同通过设计递进的问题 (果蝇红眼可突变为残翅吗?复等位基因是如何形成的?) , 引导学生分析与讨论, 通过联想和类比把握基因突变的特点, 让学生在质疑、讨论、交流中培养形成良好的思维方式, 进一步提高学生自主学习、解决问题的能力。比如进行基因突变的种类教学时, 我们可专题研讨式开展研究性教学, 在前一节课以正常课堂讲授方式简单介绍了碱基置换突变、移码突变、核苷酸倒位、错义突变、同义突变等基本知识, 根据兴趣爱好等将班级分成若干组组, 每组1种基因突变方式, 分头查阅国内外文献 (含网络资源) , 寻找相关案例, 在授课老师指导下进行, 各组派代表交流讨论情况, 每组5~8分钟, 同学间可争论, 最后由老师点评与总结。在研究性教学方法选择上, 通过这种合作交流模式, 将教学的学术性与生活性、学生的主动探究与教师的指导讲解有机结合, 切不可避免落入学生盲目探究的片面教学境地。

三、构建研究型教学的支撑平台

创设与课堂教学内容相适应的情境, 其目的是让学生仿佛身临其境, 从而引发其情感体验, 帮助他们更有效地学习新知识。因而学校要相应建设研究性教学的网络平台和教学资源共享平台, 使学生能够利用各种现代化信息技术来学习学科内容, 为自主学习提供良好的条件, 探索基于网络的研究性教学新模式。依托学院的国家级、省部级重点实验室、工程技术中心、校办企业、校内外教学实习基地、校企联合办学等资源, 建立大学生科技创新基地, 为大学生参与科技创新活动搭建科技创新平台, 改革相应的管理办法。并且根据研究型教学的不断推进而不断完善与提高。

四、改革考核与成绩评定方法

为适应卓越人才培养模式的新要求, 打破期末考试“一张卷子论胜负, 纸上谈兵定乾坤”的传统评价模式, 考试方式、成绩评定等方面都要进行系统的配套改革。在考试考核内容选择方面, 既要体现人才培养目标和课程目标要求, 又要有利于培养学生运用所学知识和技术分析问题和解决问题的能力。真正做到既考知识, 又考技能和素质。考试方法除笔试外, 还可采取课堂提问、平时作业、随课测试、实践操作等多种形式, 着重考核学生综合运用所学知识解决实际问题的能力, 服务于教育培养应用型人才的目标。通过改革考试方法, 为学生职业能力的培养和个性的全面发展提供足够的空间。改革学业成绩评价的方式, 实行过程评价与终结评价相结合、课内教学与课外自主学习相结合的全程评价, 突出学习、实践、科研、创新等多方面的素质和能力的综合评价。要给教师更多的自主权, 不能过分强调按标准答案、评分标准来给定成绩。甚至可以考虑将百分制改为5级评分制。

五、师生共同努力, 提高研究性教学效果

教师是开展研究性教学的主导, 要从“讲好课”转向更如何激励学生的求知欲望, 培养学生的研究能力, 这对教师提出了更高的要求。开展研究性教学的教师至少应该对学科知识的本质有深刻理解, 亲自从事科学研究并将研究成果引入教学, 具备促成学生成功体验的方法和手段。学生是研究性教学的主体, 要有主动进行研究性学习的主动性和自觉性, 转变学习目的和学习方法。教师在教学中, 要能据学情变化, 因势利导, 充分发挥自己的教学机智, 对教学过程做出合理调控, 更重要的是教师不要把自己当作教学活动中的权威, 不要以真理的代言人自居, 而要以合作、沟通与交流的伙伴身份出现, 使教学过程成为师生交往互动、共同发展的过程, 从而达成共识、共享、共进, 实现教学相长。

当然, 只有课堂讲授一个教学环节是难以形成研究性教学的, 也不可能让学生对每个知识点都来一次亲自探究。要把课堂讲授、课堂讨论、实验和课下阅读、思考与研究相结合, 形成一个完整的研究性的课堂教学。

摘要：研究性教学是培养学生创新精神和实践能力的重要途径。研究性教学模式的成功实施涉及两个方面——既要充分体现学生在学习过程中的主体地位, 又要重视发挥教师在教学过程中的主导作用。本文以《动物遗传学》教学实践为例, 讨论了研究性教学模式在高校基础课教学中的适用性, 以及对大学生自主学习能力培养的积极作用。

关键词：生物学课程改革,研究性教学,实施策略

参考文献

[1]胡志军, 冯丽萍.研究性教学中的教学设计研究[J].课程教育研究, 2013, (11) :32-33.

动物遗传学教学 第8篇

数量遗传学是遗传学原理与统计学方法相结合研究群体数量性状遗传与变异规律的一门遗传学分支学科。迄今为止的动物育种方法基本上是以数量遗传学为理论依据的“数量遗传学方法”, 即根据数量遗传学的原理和方法, 对畜禽进行适当的选种选配, 以提高育种群体的优良基因频率, 降低不良基因频率, 近几十年畜禽生产水平的提高, 很大程度上应归功于遗传参数和育种值估计准确性的提高。

1.1 遗传参数估计

从统计学上讲, 遗传参数的估计可归结为方差或协方差组分估计。从最初的子亲回归、同胞分析到针对均衡资料的方差分析法;到了20世纪50年代, C.R.Henderson提出了针对非均衡资料的Henderson方法Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ;之后出现了极大似然法约束极大似然法、最小范数二次无偏估计法和最小方差二次无偏估计法以及贝叶斯估计等方法。目前, 约束最大似然法是世界各国育种学家采用的主要方法。近年来, 贝叶斯估计逐渐被人们所重视, 它可以利用经验信息, 得到估计值的分布和抽样方差, 除了这些在理论上的优越性以外, 伴随着新的计算机方法特别是Gibbs抽样法的出现, Gibbs抽样法是一种基于随机模拟的迭代算法, 它是通过对简单的标准分布进行迭代抽样, 最终得到复杂的似然函数或后验分布的抽样值。使得贝叶斯估计中很多复杂的计算得以简化。

1.2 育种值估计

畜禽遗传评定即评估畜禽种用价值的高低, 是畜禽育种工作的中心任务。畜禽种用价值的高低是用育种值来衡量的影响数量性状表型值的微效多基因的加性效应值 (A) 、等位基因之间的显性效应值 (D) 和非等位基因间的上位效应值 (I) 。其中, 只有基因的加性效应值即育种值能够稳定的遗传给后代, 但是育种值不能直接测量, 只能使用一定的统计学方法通过表型值对其间接加以估计, 所以遗传评定的主要工作就是对育种值的估计。畜禽的估计育种值是选择种畜的主要依据, 育种值估计的准确性在很大程度上影响着畜禽育种效果的好坏。用于育种值估计的方法概括起来主要有:选择指数法、群体比较法和混合线性模型法。

2 分子数量遗传学与动物育种

分子数量遗传学是分子生物技术与数量遗传学相结合的一门发展中的新的交叉学科, 目前仍属于数量遗传学范畴, 自从1909年瑞典生物学家H·尼森·埃尔 (Nilsson-Ehle) 提出多基因假说以来, 数量性状的多基因一直是作为一个遗传整体用统计学方法加以研究和分析的, 虽然对决定数量性状的多基因数目可以用统计学的方法作出估计, 但不能确定单个基因以及它所在的染色体上的位置, 现代分子生物技术的发展, 使得从分子水平上研究数量性状的基因成为可能。

2.1 对QTL作出遗传标记

在数量遗传学研究中, 把要改进的某个数量性状称为目标性状, 因此对决定这一性状的基因或基因组也就称为目标基因。目前对决定数量性状的多基因还不能准确定位, 但如果能找到一个可以识别的基因或基因组的DNA多态, 或是一个染色体片段与这一目标性状有密切的关联, 就可作为对目标性状选择的遗传标记。遗传标记还可应用于基因转移、基因定位和基因作图等研究。

2.2 QTL的分离和克隆

分子数量遗传学的目标是要分离和克隆决定数量性状的基因, 研究其结构和功能, 最终达到从分子水平上改良数量性状的目的。虽然在理论上可以将分子生物学领域发展的各种基因克隆技术用于QTL, 但是数量性状的遗传表达一般涉及多个基因座位。例如奶牛的产奶量既受繁殖和泌乳的内分泌系统基因的控制, 又受消化酶系统基因的控制, 情况相当复杂, 很难把这些基因一一分离和克隆。但也可以根据已有的知识, 通过对候选基因的筛选找出一个或几个对某个数量性状有较大效应的QTL, 就可以对这个QTL用一般的基因克隆方法进行克隆, 作为数量性状的一个重要基因来研究。例如有资料报道猪的雌激素受体基因可影响产仔数1~1.5头。

3 动物育种方法前景

浅谈数量遗传学在动物育种中的应用 第9篇

1 基因图谱的构建

动物基因图谱 (Gene map) 是动物基因组结构和功能研究以及数量性状座位定位研究的基础, 也是分子数量遗传学研究的重要内容。基因图谱描述了基因位点在染色体上的线性排列顺序及它们之间的相对距离。目前, 随着DNA分子遗传标记的不断发展, 可以利用限制性酶切片段长度多态性 (RFLP) 、DNA指纹 (DNA Fingerprint DFP) 、小卫星DNA (Minisatellite DNA) 、微卫星DNA (Mcrosatellite DNA) 、随机扩增多态性DNA (Random Amplified Polymorphic DNA) 、DNA微阵列 (DNA microarray) 等方法构建遗传图谱。构建基因图谱的意义在于了解生产性能、抗病力、抗应激能力等诸多性状的基因结构与功能, 采用辅助标记选择或基因型选择改良畜禽, 通过反求遗传学分离或处理某些重要的基因, 研究不同动物基因组型及进化关系等[2]。

2 QTL (Quantitative trait loci) 数量性状基因座

2.1 数量性状QTL的提出丰富了数量遗传学的理论

从广义上来说, 数量性状基因座是所有影响数量性状的基因座 (无论其效应的大小如何) , 但通常人们只将那些可被检测出的, 通常有较大效应的基因或染色体片段称为QT, 当一个QTL就是一个单基因时, 它就是主效基因 (Major gene, MG) 。生物的大多数重要性状都是数量性状, 遗传基础复杂, 遗传研究非常困难。

2.2 QTL定位的必要条件

对数量性状的遗传剖析, 亦即对QTL的遗传定位分析, 就是检测分子标记与QTL间的连锁关系, 并估计QTL的表型效应。分子标记的最主要优点是其数量极为丰富, 从实用角度看, 可以说几乎是无限的。实践上, 一般只需用1~2个实验群体, 就能够建立起覆盖整个基因组的高密度的分子标记连锁图谱。利用这样的图谱, 就能够在整个基因组的各个位置上检测QTL的存在。因此, 分子标记图谱是系统开展QTL定位研究的一个必要条件。

2.3 QTL的定位研究

根据个体分组依据的不同, 现有的QTL定位方法可以分成两大类。一类是以标记基因型为依据进行分组的, 称为基于标记的分析法 (Marker-based analysis, MBA) (Soller, 1990) 。另一类QTL定位方法是以数量性状表型为依据进行分组的, 称为基于性状的分析法 (Trait-based analysis, TBA) [3]。在一个分离群体中, 选择高低两种极端表型的个体, 分成两组。若某个标记与QTL有连锁, 则它的基因型分离比例在两组中都会偏离孟德尔规律。检验这种偏离, 就能推知该标记是否与QTL连锁。TBA中还有一种更简单的做法, 称为混合分离体分析法 (Bulked segregant analysis, BSA) , 它是将高、低两组极端表型的个体的DNA分别混合, 形成两个池DNA, 然后分析两个池DNA间的遗传多态性。在两池DNA间表现出差异的标记即被认为其与QTL连锁。

3 分子数量遗传学在羊高繁殖力育种改良中的应用

3.1 羊高繁殖力育种概况

羊的繁殖性状一般分为受胎率、产羔率及羔羊存活率3类性状, 多为受诸多因素影响的低遗传力数量性状。其中反映绵羊繁殖力的主要指标———产羔数的遗传力平均仅为0.1~O.3[4]。

3.2 羊高繁殖力主效基因的研究与应用

对羊高繁殖力性能的基因组的研究已经定位了BMPRIB基因、BMP15基因和GDF9基因[5]等。

4 结论

综上所述, 随着以现代生物技术为核心的高水平科技的迅猛发展, 分子数量遗传学的理论也随之发展, 在其指导下, 基因图谱研究及QTL定位研究不断深入, 不少显著影响畜禽经济性状的主效基因也正在被陆续发现, 这为应用DNA标记辅助选择促进动物育种改良提供了有力的支撑。在绵羊高繁殖力性状育种方面, 随着分子数量遗传学中绵羊基因图谱和QTL的研究进展, 人们对绵羊繁殖性状遗传机制的认识也更加深入, 并不断将之应用于育种实践, 从而提高选种的效率和选种的准确性, 这对养羊业的发展将具有十分重要的理论意义和巨大的潜在经济效益。

参考文献

[1]Fisher R A.The correlation between relatives on the supposition of Mendelian inheritance[J].Transactions of the Royal Society of Edinburgh, 1918, 52:399-433.

[2]张沅.家畜育种[M].北京:中国农业出版社, 2001.

[3]Keightley P.D., G.Bulfield, Genet.Res.Camb., 1993, 62:195-203

[4]李宁.动物遗传学[M].2版.北京:中国农业出版社, 2003.

动物遗传学教学 第10篇

【摘 要】将广西卫生职业技术学院2012级检验1班和检验2班分为实验组和对照组，实验组采用TBL教学法授课，对照组以传统教学法进行授课。结果表明：在医学遗传学教学中TBL教学模式能提高学生学习积极性，增强自学能力，促进团队协作交流，教学效果优于传统教法。

【关键词】TBL教学法 医学遗传学 教学改革

【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）07C-0135-02

医学遗传学是目前医学中最前沿的学科之一，其利用DNA技术研究遗传性疾病的发生机制、传递方式、诊断、治疗、预后、再发风险和预防方法，从而达到控制遗传性疾病的再发，降低其在人群中的危害，提高人类健康水平之目的。医学遗传学既是一门综合性很强的基础课程，又与临床医学紧密相连，其课程知识点繁多，覆盖面广，更新速度快，与其他学科交叉紧密，因此，在传统教学模式下，学生容易出现学科体系不清晰、重点内容不易消化、感觉教学内容枯燥乏味、学习缺乏积极性等问题。显然传统的教学模式已经无法满足新的教育环境下对医学生综合素质全面提高的要求了，这就需要新颖、高效、优质的教学模式加入，并逐步完善。以团队为基础的教学模式（team-based learning，TBL）是以团队为基础，通过将教师讲授和学生讨论有机结合而形成的教学模式，它是美国Oklahoma大学 Larry Michaelsen教授在优化改进以问题为基础的教学模式（problem-based learning，PBL）后，于2002年提出的一种新的教学理念。该教学模式体现了以学生为主体的教学思路，鼓励学生通过团队协作的方式分析问题、解决问题，有效的提高了学生的学习积极性、主动性和团队合作精神，也带来了很好的教学效果。现将TBL教学法引入医学遗传学教学中，通过积极的实践和优化，争取不断提高医学遗传学的教学质量。

一、对象与方法

（一）研究对象。选取广西卫生职业技术学院2012级检验1班和检验2班作为研究对象。检验1班58人作为实验组，检验2班58人作为对照组。两组年龄、综合素质等比较，差异无统计学意义（P>0.05）。

（二）研究方法。对照组采用传统的讲授式教学方式。实验组采用TBL教学模式：授课前，教师要提前一周将与课程内容相关的预习资料发放给学生，供学生预习；对学生进行分组，每组5-7人，分组的原则是成绩优异的学生和成绩一般的学生搭配，积极主动的学生和消极被动的学生搭档，做到组内异质、组间同质。课堂内容包括4个部分：（1）个人测验（10min），先发放试题和答题卡对学生进行一次基础知识测验，由每个学生独立完成，检查学生的预习效果；（2）团队测验（20min），再次发放试题和答题卡给学生进行测试，但这次允许小组内的成员进行讨论，最后得出组内统一的意见；（3）汇报讨论（45min），各小组选派一名代表汇报组内讨论的结果，并针对问题提出相关理由，持有异议的其他小组成员可以通过相互辩论的方式发言；（4）评价总结（15min），教师点评、总结讨论发言和团队协作情况，解释同学们讨论中出现的疑问，总结知识点并提出改进意见。

（三）评价方法。包括：（1）学期末进行医学遗传学闭卷期末考试进行比较；（2）发放教学调查表，统计学生对TBL教学模式的满意度。相应数据使用SPSS 13.0软件进行分析，计量资料采用t检验，计数资料采用x2检验，比较两组教学效果。

二、结果

（一）两组学生医学遗传学考试成绩比较（见表1）。从表1可以知道，两组学生在医学遗传学考试成绩上存在显著差异，t=8.397，P<0.05，实验组的考试成绩优于对照组。

（二）两组学生医学遗传学教学满意度调查表（见表2）。在医学遗传学教学课程结束后，发放教学调查表，分别调查学生对传统教学模式（对照组）和TBL教学模式（实验组）的满意度，发放调查表116分，回收116份，回收率100%。实验组满意率与对照组满意率存在差异，P<0.05，学生们对TBL教学模式更满意。

三、讨论

（一）TBL教学模式能有效激发学生的学习积极性和主动性。TBL教学模式改变了传统教学模式以教师为中心的教育思路，真正体现了以“以生为本”的理念。在上新课前，学生会通过查阅医学杂志、搜索互联网等方式提前准备教师布置的预习资料，一方面提高他们的自学能力、信息检索分析能力，另一方面也增强他们的学习积极性。在TBL教学过程中，以往灌输式的讲授方式被学生分组讨论和教师指导取代，使得枯燥乏味的医学遗传学知识更容易被学生接受，在不断讨论学习的过程中他们会用这些知识点去分析问题、解决问题，因此知识点也更容易被记住、记牢。这在一定程度上会促使学生变被动为主动，激发他们的学习动力。

（二）TBL教学模式能培养学生团队协作能力。TBL教学本质上是一种以小组为单位的集体学习，它以团队为基础，团队中的成员都有不同的任务，如果一个成员不能完成他的任务，那么就会影响到整个团队的成绩，这就要求这个团队分工明确、管理合理、责任清晰才能能高效运作。学生在收集相关资料、讨论分析的过程中，就要与小组其他成员不断进行交流、学习、互助，在互动过程中就会逐渐拉近与他人的距离，培养了团队协作能力，有利于以点带面、以面带片，最终实现组内、组间及全班学生的共同进步。

（三）TBL教学模式能提高教师教学能力和水平。与以往的传统讲授式教学模式不同，TBL改变了教师为中心的模式，这也对教师的教学能力和水平有了更高的要求。在TBL教学模式中，教学的主体已由教师转变为了学生，教师在教学过程中主要的作用是组织课堂、激励团队学习、引导讨论等，这就要求教师具备更加全面、广博的知识，丰富的教学经验，而且具有较强的组织沟通能力。另外，医学遗传学是一门跨专业、融合性很强的前沿学科，知识更新快，需要教师在TBL教学前，不断的通过自学、进修、网络等方式了解本学科及相关学科的前沿知识和技术，这样才能更好地准备教案，将医学遗传学这门学科上好，同时也能不断提高教师教学能力和水平。

TBL教学模式是一种新颖的教学方法，它克服了传统教学模式的部分缺陷，在引入医学遗传学教学中后，我们发现它能有效提高学生的学习积极性和主动性、增强学生团队协作能力，并且有利于提高教师的教学能力和水平。随着TBL教学模式不断完善和改进，这种先进的教学方法必定会对医学教育改革起到推动促进作用。

【参考文献】

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[4]万能章. TBL教学法对病理学教学效果的影响[J].中国高等医学教育，2011（8）

【作者简介】赖燕燕，女，硕士，广西卫生职业技术学院讲师，研究方向：医学遗传学教育。

动物遗传学教学 第11篇

目前,家畜全球多样性正日益受到威胁。在世界范围内,大量家畜品种处于极危状态,有的品种已经灭绝。在6379个家畜品种中,处于极危状态的占9%,处于濒危状态的则占到了39%。家畜遗传多样性的下降并亟待保护已在全世界达成共识。(1)为了满足不断变化的消费以及育种和选择的要求,家畜品种内和品种间多样性的保护同样重要。在稀有或濒危品种小的有效保种群体中,必须监测并制定计划以维持品种间多样性。尽管目前地方品种和商用品种间特异性状的渐渗杂交还十分有限,Notter就已提出:与植物一样,低产品种中也可能存在有用基因,并推荐了应用于遗传资源评价、保护和利用的系统计划。遗传多样性的保护有多种选择。总的来说,作为一种品种保护机制,原位保护或通过利用加以保护是首选,因为一个品种必须进化才能适应不断变化的环境,丰富的遗传多样性才能满足推出新产品的要求,理想的保种策略应保护有发展潜力及应用价值的种质资源。除了原位保护,还建立了一些技术或方法来保护稀有品种和应用较广的商业品种。这些方法或技术有的是在生产外维持一定数目的活体,有的是在他们的自然环境之外的地方维持一定数目的活体(异位活体),有的则是通过生殖质进行异位保护。对保存现有等位基因多样性供将来应用来说,生殖质的冷冻保存是一种很好的异位保护策略。(2)异位保护策略能满足多种目标需求,逐渐引起人们更多的关注。异位保护可代表保护的整体构成,有的策略主要集中在稀有品种生殖质的保存上,但总体来说在异位保护样品收集上达成了这样的共识:为了在保护中获得尽可能多的等位基因或遗传多样性,应该收集所有品种的样品。当动物遗传资源的原位保护或利用不依赖高科技方法或设备时,异位保护的效率和效能就必然得益于冷冻保存技术的发展。由于异位保护成本相当昂贵,对冷冻保存技术的优先次序、不同方法、未来应用和好处上仍存在争论。

本文在综述了家畜冷冻保存最新技术状态后,讨论了异位保护策略的实质。

1冷冻保存技术状态

1.1低温生物学原理(1)低温生物学在上世纪下半叶取得了重大进展,大多是由实验研究获得。冷冻保存允许生物材料在几千年或更长的时间内不变质。近几年,冷冻生物学基础理论的发展极大地推动了学科的发展。(2)在被称为“慢速冷却”的方法中,生物材料以一定的速率范围冷却,该范围内,冷却速率既可避免慢速冷却损伤,但同时又足够慢,使细胞进行充分地脱水,防止细胞内冰晶的形成。留在冰晶中未冷冻片断中的脱水细胞最终达到稳定的玻璃化状态,或称“玻璃化”。在这种称为玻璃化的方法中,通过在冷冻前加入高浓度的抗冻剂降低细胞中水的含量,因此,一点冰晶也无法形成,整个样品呈玻璃化状态。这使得较快冷冻速率下,也不会出现危险。较高的冷却/解冻速率可使玻璃化溶液中抗冻剂的浓度最低。极高的冷却速率下,即使不加抗冻剂也可完成玻璃化。

1.2精液(1)大多数家畜的精液可成功冷冻,而且对许多家禽、家畜已有专门的冷冻介质和用于采集、分装、冷冻和人工授精的设备,这些介质和设备都可买到。已在牛的人工授精(AI)中进行了精液“耐冻性”选择,解冻后的精液品质相当好,有活力的精子可达50%~70%,若提高输精量,使用冻精获得的妊娠率或产仔率可达到鲜精的水平。对其它的哺乳类家畜,总的来说解冻后顶体质膜完整或有活力的精子百分率稍低,但对大多数物种而言,在精子成活力上差异不大。在许多动物中发现冻精的受精力要比鲜精差,这主要取决于输精部位、雌性生殖道形态、鉴别发情或排卵的能力,绵羊冻精子宫颈输精效果就比鲜精差很多,目前国外主要采用腹腔微创手术进行人工授精,受胎率能达到60%以上。精液耐冻性随品种和公畜的不同显出相当大的差异,一些遗传上特殊的品种或公畜冷冻精液也许就不适合作基因库资源,利用效率较低。(2)在家禽上,精液冷冻技术在鸡、火鸡、鹅和鸭上呈现出相同的解冻后精子活力,活精子的比例可达到60%。已有用解冻精液在主要家禽品种中进行人工授精收到良好效果的报道。但正如Hammerstedt和Graham的文章所指出的,在卵子受精率的研究上,各报道有明显的差异,结果从9%到91%不等。而且用冷冻精液在鸡上达到最高受精水平所需的精子数要比使用鲜精时高许多。(3)缓冲液在不同纲间和同纲异种间存在巨大差异。大多数缓冲液具有盐或糖的渗透性,缓冲液的适当的浓度从0.2~1.5mol/L不等。缓冲液中有众多保护性大分子添加物,多数为牛奶或卵黄成分或是植物源性的脂质成分。牛奶和卵黄主要添加到哺乳动物精液缓冲液中,这些大分子物质在冷却、冰冻和解冻时保护精子。(4)甘油作为一种适宜的抗冻剂广泛应用于哺乳动物和鸟类。但是在家禽中发现甘油可以避孕,因此家禽精液解冻后必须将甘油去除。不同物种所使用的抗冻剂差异很大,相同物种同一种抗冻剂在有的研究中效果很好,而在另一种研究中却不适合。甘油在大多数哺乳动物中都有应用。在家禽上,二甲基亚砜(DMSO)、乙二醇(EG)、DMA(二甲基乙酰胺)、DMP(N-N-二甲酰胺)经常用到。(5)精液一般通过“慢速冷却”法进行冷冻保存,研究发现最优冷却速率大多集中在10~100℃/min的范围内。在一定程度上,报道中的差异可能跟抗冻剂的种类和浓度有关。一个极端的例子就是当鸡的精液用二甲基乙酰胺而不是甘油作抗冻剂时,冷却速率在600℃/min效果最好。细胞膜对不同抗冻剂的通透性变化较大,同时抗冻剂也影响膜对水的通透性。这些参数不仅影响了细胞的脱水速率,也影响最优冷却速率。

1.3卵母细胞过去的十年中,卵母细胞冷冻技术得到了巨大发展。已有许多动物卵母细胞解冻后成熟、受精和胚胎发育成功的报道。在牛、鼠、大鼠、马和人上已有利用冷冻保存的卵母细胞产生胚胎并最终获得成活胎儿的报道,但其效率和可靠性仍远远低于冷冻胚胎。在家禽和鱼上卵母细胞的冷冻保存未获成功。这是由于鸟类和鱼类卵母细胞体积较大,脂类含量较高以及其两极构造(动物极和植物极)。

1.4胚胎或胚胎细胞牛胚胎的冷冻保存非常成功,慢速冷冻和玻璃化方法都很有效。冷冻保存的成功依赖于胚胎所处的时期,如囊胚的冻存效果特别好。在重要家畜种类上已有利用冻存的胚胎获得成活后代的报道。猪胚胎的冷冻保存一直是个难题,这主要是因为猪胚胎的冷敏感性和它较高的脂类含量。近期的研究主要集中在解决这些问题以及寻找能在猪胚胎冷冻保存中成功应用的玻璃化方法上。

1.5体细胞多种类型体细胞的冷冻保存已被实验证明是可行的。早期研究发现,加入5%~10%适宜的抗冻剂如甘油、DMSG到培养基细胞悬液中,将带几毫升悬液的培养管放到-80℃冷冻设备中保存,该方法目前仍然在有效利用。但是用这种简单方法不能控制冷却速率,事实上在很多文章中冷却速率都是不可控的,只有皮肤成纤维细胞等很少的研究中使用了控温冷冻设备。

1.6进展(1)对低温生物学基础领域的更多关注将使冷冻保存方法获得更大发展。一种基础方法已广泛应用于有关哺乳动物精液和胚胎的研究中,但却较少应用于鱼类和鱼类精液研究。最近提出了一种估计适用于“慢速冷却”冷冻方法最优程序的理论模型。这一模型表明非线性冷却图要比线性图的冷却程序效果更好。与其它模型一样,该模型也证明最优冷却速率可与抗冻剂浓度互相影响,这也在实验研究中发现过,因此在最优实验研究中确定这两个因素很重要。改善冷冻方法可提高冷冻的整体水平,即使用较差冷冻设备处理的精子也能够获得足够的解冻后活力。(2)对精子玻璃化的尝试尚未成功。最近表明在没有抗冻剂下利用极高的冷却速度(72000℃/min),有可能使人的精子玻璃化,只有这种条件下,才能避免由于抗冻剂的存在所造成的损坏、冻伤和冰晶的形成。玻璃化技术的进一步完善对冷敏感细胞的冷冻特别重要:例如克服第二次减数分裂中期卵母细胞纺锤体微管解聚效应。极高的冷却速率可应用于开放式拉长冷冻细管技术,也可通过使用冷冻环加以应用。由于解冻后纺锤体仍能恢复正常的形态和功能,即使在慢速冷冻过程中被打断仍可获得较好的冷冻效果。

2异位保护策略的影响

(1)保存材料种类的选择和采样策略取决于保护计划的目的。根据材料类型、冷冻保存技术的可行性、成本和实际环境不同,所做的选择也会不同。总的来说,冷冻保存和相关的繁殖技术成本都很昂贵。异位保护广泛发展的主要限制因素是收集成本昂贵,保存的物质应用有限。采样、收集、冷冻、保存和遗传材料利用的成本存在种间差异,最佳的策略取决于当地的环境,技术能力和人工设备成本。Gandini和Pizzi查阅了有关保护成本的文献,并得出了结论:有关异位保护成本的文献有限,也不及时。Labroue计算了在欧洲4个国家建立精液保存库的成本,每个品种大约30000欧元(Euro),单位剂量15欧元。考虑到人工费用、实验费用和基础费用,假定冷冻能力在每天6次射精量上,在荷兰进行猪精液冷冻保存的成本估计为10欧元/剂量。精液由AI中心到贮存处的运费和精液收集的费用未考虑。(2)荷兰遗传资源中心(CGN)的实验表明:不同物种精液收集和冷冻的成本,在单位剂量少于1欧元(牛)到多于20欧元(绵羊和家禽)不等。绵羊和家禽较高的成本是由单位剂量过高的操作,培训和冷冻成本以及缺乏这些物种AI基础设施造成的。CGN得出了实验结论:在绵羊品种遗传多样性保护中,作为射精后精液收集和冷冻的一种备选,收集和冷冻淘汰公羊附睾精液是一种低投入高产出的方法。(3)物种间世代间隔和繁殖率的差异也可能影响保护计划的制定。与其它物种相比,一些物种可以用便宜而简单的方法快速繁殖一代,例如在鱼中用保存的精液通过回交再生一个灭绝的物种是可行的,这是因为鱼类有较短的世代间隔和较高的年周转量,相反,同样的策略应用于牛或马则不仅费时还相当昂贵,在这些物种中胚胎冻存比精液更适合。(4)胚胎收集和冷冻成本要远远高于精液,但利用胚胎再生的成本远远低于利用精液(重复回交)再生的成本。虽然许多保护计划只注重精液冻存,考虑到回交重建一个品种时线粒体DNA的丢失和时间上的滞后,如果仅出于品种保护的目的,那胚胎收集和冻存的作用就被低估了。在这种情况下,即使克隆的效率有相当大的提高,体细胞的冷冻保存也无法替代胚胎冷冻保存。体细胞冻存的前期成本可能很低,但其线粒体DNA却无法保存,并且随后的生殖克隆在效率上无法与胚胎的冻存和移植相比。精液和卵母细胞的贮存在样品采集和冷冻成本上具有成本优势,但是体外受精和卵收集的成本较高。估计用胚胎代替精液和卵母细胞的总体成本仍会偏高。(5)当材料在冷冻/解冻后的存活率升高,妊娠率也增加时,繁殖足够后代所需的基因库遗传材料就会减少,因而基因库材料中采样和冷冻上的成本就会降低。此外,如果遗传上重要公畜精液的耐冻性能显著提高时采样成本就能进一步降低。矛盾的是,冷冻保存的使用会造成遗传多样性的降低,但同时应用于保护计划时又是有利的,例如在荷兰黑白花奶牛中结合使用遗传评定、AI、冷冻精液和最近出现的其它繁殖技术后获得了较高的遗传进展,促进了荷兰黑白花奶牛以地方奶牛品种的成本在世界范围内更大规模地利用,由此也降低了荷兰黑白花奶牛有效(保种)群体的规模。作为一种副效应,有关牛冷冻精液、AI和其它繁殖技术的知识最终对多个畜种的品种保护发挥了重要作用。

3结论

(1)在以保护品种为目的的异位保护中,胚胎收集和冷冻保存的作用被低估了,应给予更多关注。(2)冷冻保存技术的发展已经并将继续提高保护计划的效率和效能。(3)冷冻保存技术在其它物种上的发展有助于这些技术在欠发达物种上的发展。(4)保护计划的决策者应定期重新考虑目标成本、技术可行性和实用性之间的平衡。

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