遺傳學研究精選(九篇)

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第1篇：遺傳學研究范文

（一）哮喘發(fā)病機理概述：支氣管哮喘是由免疫、遺傳和環(huán)境等因素共同作用所引起的呼吸道急、慢性炎癥，多為過敏性炎癥。呼吸道的急性炎癥使氣道管壁的血管通透性增加、粘液分泌增多及平滑肌痙攣；慢性炎癥進一步使氣道結構和功能改變，導致氣道高反應性，從而引起喘息、咳嗽和呼吸困難等哮喘癥狀。IgE介導的氣道過敏性炎癥反應是哮喘最常見的發(fā)病機制；其次，研究表明遺傳因素在哮喘發(fā)病中起著重要的作用；同時環(huán)境因素在哮喘發(fā)病中也具有不可忽視的作用，環(huán)境因素中最重要的是過敏原的密度、患兒在過敏原中暴露的時間和方式，其他的環(huán)境因素包括吸煙、大氣污染以及呼吸道感染，尤其是病毒感染。當具有遺傳易感性的個體暴露在一定的環(huán)境中，氣道的過敏性炎癥就發(fā)生了?？梢姡庖?、遺傳和環(huán)境在哮喘發(fā)病中的作用是相互影響的。

（二）哮喘表型及其遺傳分析：研究遺傳性疾病首先必須確定疾病的表型，這一點在哮喘的遺傳研究中顯得尤其困難。在流行病學調查研究中，一般基于既往的喘息并結合特應性表現和氣道高反應性診斷哮喘。特應性表現包括血清總IgE升高和變應原皮試陽性兩個方面。研究表明，特應性與非特異性的支氣管高反應性之間存在明顯的相關性［1］，但同樣存在以下客觀事實：具有特應性的個體可以沒有氣道高反應性；具有氣道高反應性的研究對象可以不具有特應性或者不患哮喘。氣道高反應性與哮喘性狀的不一致性使人們猜想：氣道高反應性可能是一種獨立的遺傳表型性狀。有人在患有特應性哮喘兒童的一級親屬中測定了支氣管易變性的患病率，結果表明，具有特應性表型的親屬的氣道高反應性患病率為39%，而健康親屬患病率為32%。同時發(fā)現群體中過敏原皮膚試驗陽性與氣道高反應性之間沒有直接的聯系，提示這些現象為分離性狀。也有研究提示，哮喘兒童呈現明顯的氣道高反應性，其父母的氣道高反應性支持是單基因突變引起，且二者還有不同比例的不典型氣道高反應性。此研究還表明氣道高反應與變應原皮試陽性或血清總IgE高低無明顯聯系。比較患癥狀性哮喘與非癥狀性哮喘的兒童，前者父母的氣道高反應性更明顯，這一點支持支氣管反應性可能以不完全外顯的常染色體顯性遺傳方式遺傳下來的觀點，所以可能有兩種因素引起氣道的高反應性：（1）先天性決定的常染色點引起溫和性的氣道高反應性；（2）繼發(fā)于氣道過敏性炎癥的獲得性因素進一步增加氣道的高反應性。

（三）哮喘基因研究：1.染色體11q13與高親和性的IgE受體（FcεRIβ）：有人把哮喘基因定位于染色體11q12，13，并提出特應性傳遞主要是通過母系遺傳。在基因組隨機研究中發(fā)現，11q13與特應性有關，在英國和日本群體研究中確立了此種連鎖關系。以后用11q13區(qū)域圖譜證實了此候選基因的存在。IgE受體有一種變異體（亮氨酸181），這種變異體可能增加受體的信號傳遞能力，增加肥大細胞釋放白細胞介素（IL）-4，并刺激高水平的IgE合成。新近的研究發(fā)現染色體11q13上的FcεRIβ基因可以作為特應性哮喘的候選基因［2］。IgE特異性受體也可以使哮喘易感者產生氣道高反應性而不是特應性［3］。

2.染色體5q與細胞因子基因族：染色體5q31上的細胞因子基因族使得基因組的這個區(qū)域成為包含特應性基因的候選區(qū)域。在11個Amish大家系中的研究發(fā)現，血清總IgE水平與此區(qū)域相關聯，即IL-4基因兩個等位基因相同的同胞，其總血清IgE水平較一致，而等位基因不同的同胞，其IgE水平有較大的差異［4］。經采用同胞配對和Lod評分法對荷蘭人群進行分析，發(fā)現染色體5q上有許多候選基因影響血清IgE的水平，其候選基因可能位于D5S436至D5S658附近，該區(qū)域跨過幾百萬個堿基對的范圍，有許多候選基因，包括IL-4、IL-3、IL-5、干擾素、調節(jié)因子-1、單核-巨噬細胞克隆刺激因子的基因［5］ 。也可能是多種因素參與了特應質的發(fā)病機理。另有學者提出，IL-4基因調節(jié)區(qū)的多態(tài)性可能與特應性有關系［6］。應用連鎖分析及同胞配對方法對日本68個家系的306位成員進行研究，結果表明，哮喘基因在染色體5q31～33上與遺傳標記IL-4基因、IL-9基因及D5S393存在連鎖（P=0.0 03，P=0.018，P=0.0077），且這些特異性位點與兒童哮喘的發(fā)病相關聯［7］。

3.14q連鎖與T細胞抗原受體（TCR）：研究顯示14q上存在TCR位點與特異性IgE反應的連鎖區(qū)域，這種連鎖是在兩個獨立人群中發(fā)現的，并符合常染色體隱性遺傳。這個區(qū)域也包括TCRδ鏈基因，位于α位點內，因此δ鏈基因可能是連鎖的候選基因。雖然這種結果沒有獨立重復出來，但它提示TCR基因的多態(tài)性限制了機體對特異性抗原的反應能力［8］。臨床研究表明，染色體14q32上的免疫球蛋白重鏈基因與特應性及非特應性兒童哮喘存在一定的聯系［9］。

4.哮喘與人類白細胞抗原（HLA）：長期以來學者們認為，HLAⅡ類抗原（包括DP、DQ和DR）在抗原呈遞過程中起關鍵作用，影響免疫反應的特異性，因此人們對HLAⅡ類抗原等位基因與某些特殊抗原的IgE高反應性之間的關系尤其關注，目前僅發(fā)現HLA與高純度吸入的變應原有關，而與復雜的常見變應原無關。室塵螨Der P的特異性抗原呈遞需要特異性HLA-DR和DQ基因產物［10］，Amb aV 抗原呈遞需要HLA-DRB1等位基因中DRB1/2.2和DRB1/2.12參與［11］ 。HLADQw抗原參與了屋塵螨所致的中國兒童哮喘的發(fā)?。?2］，Mullarkey等［13］研究顯示，DQW2表型是阿司匹林過敏性哮喘的標記物，但Perichon等［14］研究發(fā)現阿司匹林哮喘與DQ抗原無關，而與DQB1*0101等位基因相關，進一步研究發(fā)現DQB1抗原上的一個氨基酸序列的改變可直接導致哮喘發(fā)生?，F在利用可靠的過敏模型進一步研究人類免疫反應的分子基礎，HLA位點已經確定為特應性和哮喘發(fā)病機理的候選基因，主要是由于HLA Ⅱ類抗原在抗原表達和T細胞抑制中的作用。

5．哮喘的嚴重性與β2-腎上腺素能受體（β2-AR）基因：β2-腎上腺素能受體參與了支氣管哮喘的發(fā)病。β2-腎上腺素能受體基因存在9個不同的點突變，但只有4個引起氨基酸序列的改變；需持續(xù)口服激素才能控制癥狀的哮喘患者75%是第16位氨基酸（核苷酸46）為甘氨酸而非精氨酸的純合子個體。此種突變體與哮喘的嚴重性可能存在一定的聯系，尤其與夜間哮喘聯系更緊密［15］。另一個突變體是27位的谷酰胺被谷氨酸代替，它與哮喘群體的氣道不顯著性高反應性相關，可使β2-受體對其激動劑誘導的下調有抵抗力［16］。Ohe等［17］用BamI內切酶對4個日本家系58個成員β2-腎上腺素能受體基因的限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）分析發(fā)現，在該人群中，存在兩個等位基因多態(tài)性（2.3 kb和2.1 kb），無等位基因2.3 kb（即為2.1 kb的純合子）的成員表現為對吸入沙丁胺醇的反應性不佳，在哮喘病例中無2.3 kb等位基因的比例高。這些研究似乎表明，β2腎上腺素能受體基因的多態(tài)性在哮喘的發(fā)病中并不起主要作用，但它可能與患病個體病情的嚴重性有一定關系。

6.哮喘與α1-抗胰蛋白酶突變體（α1-AT） ：α1-AT遺傳缺陷在慢性阻塞性肺疾患中起著重要的作用。它也參與支氣管哮喘中蛋白水解酶抑制劑的平衡與抗平衡過程。兩個主要的等位基因（Z和S）與α1-AT缺失有關。研究表明，Z等位基因雜合缺失與類固醇依賴性哮喘緊密相關［18］，S等位基因雜合缺失與哮喘的氣道高反應性存在聯系［19］。

7.哮喘與α1-抗糜蛋白酶(α1-ACT)遺傳缺陷：Lindmark等［20］采用病例對照研究，在瑞典人群中對172例哮喘兒童和193例兒童進行了α1-ACT遺傳缺失篩查，并比較一些臨床資料。結果表明，哮喘組α1-ACT雜合缺失頻率為2.9%，明顯高于對照組；且α1-ACT雜合缺失與非缺失患者相比，前者哮喘初發(fā)年齡早，住院次數多，放射性過敏原吸附試驗陽性率高，此結論支持α1-ACT雜合缺失增加了患兒童哮喘的危險性，并在一定程度上影響兒童哮喘的嚴重性。我們應用同樣方法在重慶市90例哮喘兒童和180例健康兒童中初步篩查α1-ACT雜合缺失，發(fā)現哮喘組α1-ACT雜合缺失頻率為4.4%，明顯高于對照組；與兒童哮喘發(fā)病及某些臨床指標相關聯，與Lindmark研究結果相一致，但引起α1-ACT雜合缺失的基因結構如何目前仍未定論。

8.其他位點及哮喘相關基因：國外學者利用常染色體上253個微衛(wèi)星標記物及X染色體上的16個微衛(wèi)星標記物， 對澳大利亞西部80個哮喘家系進行了全基因組掃描，結果提示第4、7、13、16號染色體上也有可能存在哮喘易感基因［21］。

（四）哮喘基因研究的意義：在此，我們闡述了遺傳因素在哮喘發(fā)病中的作用，基因組研究將繼續(xù)檢測其他的相關基因。對引起哮喘和特應性疾病的遺傳變異的理解能夠為兒童哮喘的臨床診斷和治療開辟廣闊的途徑：（1）改變免疫反應的特異性突變體的發(fā)現為基因治療提供了靶子。但由于確定基因突變的研究費時、基因治療的危險性及高成本，現在還不能合法地對非致死性疾病進行基因治療。（2）用于發(fā)展特異性的藥物療法。針對引起哮喘發(fā)病的基因異常，給予相應的藥物調節(jié)。例如，如果具有加強功能的IL-4變異體或者具有缺乏功能的IFN-γ變異體被確定為哮喘病因，則可以直接制造調節(jié)劑。然而，由多基因參與的免疫和炎癥反應將可能造成無效或危險性。（3）用于疾病的篩查?？筛鶕芯拷Y果篩查出攜帶特應性基因者，然后通過改善環(huán)境，如避免接觸煙霧、防止感染等預防哮喘發(fā)作?；蚋鶕Y果提供早期診斷方法，以便及早對哮喘患兒進行干預。

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第2篇：遺傳學研究范文

1 理論分子群體遺傳學的發(fā).展簡史

經典群體遺傳學最早起源于英國數學家哈迪和德國醫(yī)學家溫伯格于1908年提出的遺傳平衡定律。以后， 英國數學家費希爾、遺傳學家霍爾丹(Haldane JBS)和美國遺傳學家賴特(Wright S)等建立了群體遺傳學的數學基礎及相關計算方法， 從而初步形成了群體遺傳學理論體系， 群體遺傳學也逐步發(fā)展成為一門獨立的學科。群體遺傳學是研究生物群體的遺傳結構和遺傳結構變化規(guī)律的科學， 它應用數學和統計學的原理和方法研究生物群體中基因頻率和基因型頻率的變化， 以及影響這些變化的環(huán)境選擇效應、遺傳突變作用、遷移及遺傳漂變等因素與遺傳結構的關系， 由此來探討生物進化的機制并為育種工作提供理論基礎。從某種意義上來說， 生物進化就是群體遺傳結構持續(xù)變化和演變的過程， 因此群體遺傳學理論在生物進化機制特別是種內進化機制的研究中有著重要作用[1]。

在20世紀60年代以前， 群體遺傳學主要還只涉及到群體遺傳結構短期的變化， 這是由于人們的壽命與進化時間相比極為短暫， 以至于沒有辦法探測經過長期進化后群體遺傳的遺傳變化或者基因的進化變異， 只好簡單地用短期變化的延續(xù)來推測長期進化的過程。而利用大分子序列特別是DNA序列變異來進行群體遺傳學研究后， 人們可以從數量上精確地推知群體的進化演變， 并可檢驗以往關于長期進化或遺傳系統穩(wěn)定性推論的可靠程度[1]。同時， 對生物群體中同源大分子序列變異式樣的研究也使人們開始重新審視達爾文的以“自然選擇”為核心的生物進化學說。20世紀60年代末、70年代初， Kimura[2]、King和Jukes[3]相繼提出了中性突變的隨機漂變學說: 認為多數大分子的進化變異是選擇性中性突變隨機固定的結果。此后， 分子進化的中性學說得到進一步完善[4]， 如Ohno[5]關于復制在進化中的作用假說: 認為進化的發(fā)生主要是重復基因獲得了新的功能， 自然選擇只不過是保持基因原有功能的機制; 最近Britten[6]甚至推斷幾乎所有的人類基因都來自于古老的復制事件。盡管中性學說也存在理論和實驗方法的缺陷， 但是它為分子進化的非中性檢測提供了必要的理論基礎[7]。目前， “選擇學說”和“中性進化學說”仍然是分子群體遺傳學界討論的焦點。

1971年， Kimura[8]最先明確地提出了分子群體遺傳學這一新的學說。其后， Nei從理論上對分子群體遺傳學進行了比較系統的闡述。1975年， Watterson[9]估算了基于替代模型下的DNA多態(tài)性的參數Theta(θ)值和期望方差。1982年， 英國數學家Kingman[10， 11]構建了“溯祖”原理的基本框架， 從而使得以少量的樣本來代表整個群體進行群體遺傳結構的研究成為可能， 并可以進一步推斷影響遺傳結構形成的各種演化因素。溯祖原理的“回溯”分析使得對群體進化歷史的推測更加合理和可信。1983年， Tajima[12]推導了核甘酸多樣度參數Pi(π)的數學期望值和方差值。此后， 隨著中性平衡的相關測驗方法等的相繼提出[13~15]， 分子群體遺傳學的理論及分析方法日趨完善[16]。

近20年來， 在分子群體遺傳學的基礎上， 又衍生出一些新興學科分支， 如分子系統地理學(molecular phylogeography)等。系統地理學的概念于1987年由Avise提出， 其強調的是一個物種的基因系譜當前地理分布方式的歷史成因[17]， 同時對物種擴散、遷移等微進化歷史等進行有效的推測[18]。

2 實驗植物分子群體遺傳研究內容及進展

基于DNA序列變異檢測手段的實驗分子群體遺傳學研究始于1983年， 以Kreitman[19]發(fā)表的“黑腹果蠅的乙醇脫氫酶基因位點的核苷酸多態(tài)性”一文為標志。以植物為研究對象的實驗分子群體遺傳學論文最早發(fā)表于20世紀90年代初期[20， 21]， 但是由于當時DNA測序費用昂貴等原因， 植物分子群體遺傳學最初發(fā)展比較緩慢， 隨著DNA測序逐漸成為實驗室常規(guī)的實驗技術之一以及基于溯祖理論的各種計算機軟件分析程序的開發(fā)和應用， 實驗分子群體遺傳學近10年來得到了迅速的發(fā)展， 相關研究論文逐年增多， 研究的植物對象主要集中在模式植物擬南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.)及重要的農作物如玉米(Zea mays L.)、大麥(Hordeum vulgare L.)， 水稻(Orazy sativa L.)、高粱(Sorghum bicolor L.)、向日葵(Helianthus annuus L.)等上[16]。其研究內容涵蓋了群體遺傳結構(同源DNA分化式樣)、各種進化力量如突變， 重組， 連鎖不平衡、選擇等對遺傳結構的影響、群體內基因進化方式(中性或者適應性進化)、群體間的遺傳分化及基因流等。同時， 通過對栽培物種與野生祖先種或野生近緣種的DNA多態(tài)性比較研究， 分子群體遺傳學在研究作物馴化的遺傳學原因及結果等也取得了重要的進展， 如作物馴化的遺傳瓶頸， 人工選擇對“馴化基因”核苷酸多態(tài)性的選擇性清除(selective sweep)作用等等。

2.1 植物基因或基因組DNA多態(tài)性

分子群體遺傳學的研究基礎是DNA序列變異。同源DNA序列的遺傳分化程度是衡量群體遺傳結構的主要指標， 其分化式樣則是理解群體遺傳結構產生和維持的進化內在驅動力諸如遺傳突變、重組、基因轉換的前提。隨著DNA測序越來越快捷便利及分子生物學技術的飛速發(fā)展， 越來越多的全基因組序列或者基因序列的測序結果被發(fā)表， 基因在物種或群體中的DNA多態(tài)性式樣也越來越多地被闡明。

植物中， 對擬南芥和玉米基因組的DNA多態(tài)性的調查最為系統， 研究報道也較多。例如， Nordborg等[22]對96個樣本組成的擬南芥群體中的876個同源基因片段(0.48 Mbp)的序列單核苷酸多態(tài)性進行了調查， 共檢測到17 000多個SNP， 大約平均每30 bp就存在1個SNP位點。而Schmid等[23]的研究結果顯示: 擬南芥基因組核甘酸多態(tài)性平均為0.007( W)。Tenaillon等[24]對22個玉米植株的1號染色體上21個基因共14 420 bp序列的分析結果顯示玉米具有較高的DNA多態(tài)性(1SNP/27.6 bp、 =0.0096)。Ching等[25]研究顯示: 36份玉米優(yōu)系的18個基因位點的非編碼區(qū)平均核苷酸多態(tài)性為1SNP/31 bp， 編碼區(qū)平均為1SNP/124 bp， 位點缺矢和插入則主要出現在非編碼區(qū)。此外， 其他物種如向日葵、馬鈴薯(Solanum tuberosum)、高粱、火矩松(Pinus taeda L.)、花旗松(Douglas fir)等[26～30]中部分基因位點的DNA多態(tài)性也得到調查， 結果表明不同的物種的DNA多態(tài)性存在較大的差異。

繁育方式是顯著影響植物基因組的DNA多態(tài)性重要因素之一。通常來說， 自交物種往往比異交物種的遺傳多態(tài)性低， 這已經被一些親緣關系相近但繁育方式不同的物種如Lycopersicon屬植物和Leavenworthia屬植物的種間比較研究所證實[31， 32]。但是在擬南芥屬中則不然， Savolainen等[33]比較了不同繁育方式的兩個近緣種Arabidopsis thaliana(自交種)和Arabidopsis lyrata(異交種)的乙醇脫氫酶基因(Alcohol Dehydrogenase)的核苷酸多態(tài)性， 結果發(fā)現A. thaliana的核苷酸多態(tài)性參數Pi值為0.0069， 遠高于A. lyrata的核苷酸多態(tài)性(Pi=0.0038)。

2.2 連鎖不平衡

不同位點的等位基因在遺傳上不總是獨立的， 其連鎖不平衡程度在構建遺傳圖譜進行分子育種及圖位克隆等方面具有重要的參考價值。Rafalski和Morgante等[34]在比較玉米和人類群體的連鎖不平衡和重組的異同時對連鎖不平衡的影響因素做了全面的闡述， 這些因素包括繁育系統、重組率、群體遺傳隔離、居群亞結構、選擇作用、群體大小、遺傳突變率、基因組重排以及其他隨機因素等。物種的繁育系統對連鎖不平衡程度具有決定性的影響， 通常來說， 自交物種的連鎖不平衡水平較高， 而異交物種的連鎖不平衡水平相對較低。但是也有例外， 如野生大麥屬于自交物種， 然而它的連鎖不平衡水平極低[35~37]。

擬南芥是典型的自交植物， 研究表明: 擬南芥組基因大多數位點的連鎖不平衡存在于15～25 kb左右的基因組距離內[22]， 但是在特定位點如控制開花時間的基因及鄰接區(qū)域， 連鎖不平衡達到250 kb的距離[38]。擬南芥基因組高度變異區(qū)段同樣具有較強的連鎖不平衡[39]。這些研究結果說明擬南芥非常適合構建連鎖圖譜， 因為用少量的樣本就可以組成一個有效的作圖群體。除擬南芥外， 其它自交物種大多表現出較高的連鎖不平衡水平， 如大豆的連鎖不平衡大于50 kb[40]; 栽培高粱的連鎖不平衡大于15 kb[41]; 水稻的Xa位點連鎖不平衡可以達到100 kb以上[42]。

與大多數自交物種相比， 異交物種的連鎖不平衡程度則要低得多。例如， 玉米的1號染色體的體連鎖不平衡衰退十分迅速，大約200 bp距離就變得十分微弱[24]， 但是在特定的玉米群體如遺傳狹窄的群體或者特定基因位點如受到人工選擇的位點， 連鎖不平衡水平會有所增強[43~46]。野生向日葵中， 連鎖不平衡超過200 bp的距離就很難檢測到(r=0.10)， 而栽培向日葵群體連鎖不平衡程度則可能夠達到約1 100 bp的距離(r=0.10)[26]。馬鈴薯的連鎖不平衡在短距離內下降迅速(1 kb降到r2=0.2左右)， 但在1Kb以外下降卻十分緩慢(10 cM降到r2=0.1)[27]。此外， 異交繁育類型的森林樹種如火矩松、花旗松等同樣顯示出低水平的連鎖不平衡[30， 31]。

轉貼于 2.3 基因組重組對DNA多態(tài)性的影響

基因組的遺傳重組是指二倍體或者多倍體植物或者動物減數分裂時發(fā)生的同源染色體之間的交換或者轉換[47]。它通過打破遺傳連鎖而影響群體的DNA多態(tài)性式樣， 其在基因組具點發(fā)生的概率與該位點的結構有很大的關系， 基因組上往往存在重組熱點區(qū)域， 如玉米的bronze(bz)位點， 其重組率高于基因組平均水平100倍以上[48]; 并且重組主要發(fā)生在染色體上的基因區(qū)域， 而不是基因間隔區(qū)[49， 50]。同時， 在基因密度高的染色體區(qū)段比基因密度低的染色體區(qū)段發(fā)生重組的頻率也要高得多[41， 51]; 在不同的物種中， 基因組重組率平均水平也有很大的差異。如大麥群體基因組的重組率為 =7～8×10–3 [52]，高于擬南芥( =2×10–4)40倍[27]， 但只有玉米( =12～14×10–3)的一半左右[24]。

目前有很多關于重組和DNA多態(tài)性之間的相關關系的研究， 但是沒有得到一致的結論。部分研究顯示重組對DNA多態(tài)性具有較強的影響。如Tenaillon等[24]研究顯示玉米1號染色體的DNA多態(tài)性高低與重組率具有較高的相關性(r=0.65， P=0.007)， 野生玉米群體、大麥及野生番茄也都存在同樣的現象[52~54]。而在擬南芥中， 重組對DNA多態(tài)性的貢獻率就非常低[22]。Schmid等[23]用大量的基因位點對擬南芥群體的核苷酸多態(tài)性進行調查后發(fā)現: 重組率與核苷酸多態(tài)性相關關系不顯著; Wright等[55]調查了擬南芥1號和2號染色體的6個自然群體序列變異式樣， 結果顯示， 在著絲粒附近重組被抑制的染色體區(qū)域， 核苷酸多態(tài)性并沒有隨之降低。說明了擬南芥基因組的重組率與DNA多態(tài)性并沒有必然的相關關系。Baudry等[31]對番茄屬內5個種進行了比較研究， 結果也顯示重組對種群間的DNA多態(tài)性的影響也不明顯。

2.4 基因進化方式(中性進化或適應性進化)

分子群體遺傳學有兩種關于分子進化的觀點: 一種是新達爾文主義的自然選擇學說， 認為在適應性進化過程中， 自然選擇在分子進化起重要作用， 突變起著次要的作用。新達爾文主義的主要觀點包括: 任何自然群體中經常均存在足夠的遺傳變異， 以對付任何選擇壓力; 就功能來說， 突變是隨機的; 進化幾乎完全取決于環(huán)境變化和自然選擇; 一個自然群體的遺傳結構往往對它生存的環(huán)境處于或者接近于最適合狀態(tài); 在環(huán)境沒有發(fā)生改變的情況下， 新突變均是有害的[56]。另一種是日本學者Kimura為代表的中性學說， 認為在分子水平上， 種內的遺傳變異(蛋白質或者DNA序列多態(tài)性)為選擇中性或者近中性， 種內的遺傳結構通過注入突變和隨機漂變之間的平衡來維持， 生物的進化則是通過選擇性突變的隨機固定(有限群體的隨機樣本漂移)來實現， 即認為遺傳漂變是進化的主要原因， 選擇不占主導地位[2~4]。這兩種學說， 在實驗植物分子群體遺傳學的研究中都能得到一定的支持。

對植物基因在種內進化方式的研究主要集中在擬南芥菜、玉米、大麥等農作物及少數森林樹種。Wright和Gaut[16]對2005以前發(fā)表的相關文章進行詳細的統計， 結果顯示: 擬南芥中大約有30%的基因表現為適應性進化; 玉米中大約有24%的基因表現為非中性進化; 大麥的9個基因中， 有4個受到了選擇作用的影響。

選擇作用主要包括正向選擇、平衡選擇、背景選擇及穩(wěn)定選擇， 它們單獨或者聯合對特定基因的進化方式產生影響。如花旗松中的控制木材質量和冷硬性狀的基因[30]、火炬松的耐旱基因[29]、歐洲山楊(European aspen)的食草動物誘導的蛋白酶抑制基因(Herbivore-induced Protease Inhibitor)等[57]， 經檢測在各自的群體受到了正向選擇、平衡選擇、背景選擇單獨或者多重影響。植物抗性基因(R基因)是研究得比較深入的一類基因， 大部分研究結果顯示抗性基因具有高度的多態(tài)性， 并經受了復雜的選擇作用[58]。Liu和Burke[26]對栽培大麥和野生大麥群體中9個基因在調查顯示其中的8個基因受到穩(wěn)定選擇。Simko等[27]對47份馬鈴薯66個基因位點調查表明， 大部分基因位點在馬鈴薯群體進化過程中受到了直接選擇或者分化選擇作用。以上對不同物種的不同基因位點的研究都強調了分子進化的非中性的結果， 這說明選擇在基因的進化過程中具有非常重要的作用; 另一方面， 中性進化的結果報道較少， 或被有意或者無意地忽略， 事實上即使在強調選擇作用的研究文獻中， 仍然有相當一部分基因表現為中性進化， 說明在種內微觀進化的過程中， 選擇作用和中性漂變作用可能單獨或者聯合影響了物種內不同的基因位點， 共同促進了物種的進化。

2.5 群體遺傳分化

分子群體遺傳學一個重要的研究內容是闡明物種不同群體之間甚至不同物種群體之間(通常近緣種， 如栽培種及其近緣種或祖先野生種)遺傳結構的差異即遺傳分化， 并推測形成這種差異的原因， 從而使人能夠更好地理解種群動態(tài)。

植物種內不同群體間遺傳分化的研究案例有很多， 典型的有: (1)擬南芥全球范圍內的遺傳分化。Kawabe和Miyashita[59]利用堿性幾丁質酶A(ChiA)、堿性幾丁質酶B(ChiB)及乙醇脫氫酶(Ahd)3個基因對擬南芥進行群體亞結構的分析， 結果只有ChiB顯示出一定的群體亞結構， 而ChiA、Ahd的系統學聚類與樣本地理來源之間沒有表現出任何相關關系，這樣的結果暗示了擬南芥近期在全球范圍內經歷了迅速擴張。Aguade[60]和Mauricio等[61]分別用不同的基因、Schmid等[23]用多基因位點進行的擬南芥分子群體遺傳學研究也支持同樣的結論。(2)森林樹種的遺傳分化。Ingvarsson等[62]發(fā)現歐洲山楊的日長誘導發(fā)芽的侯選基因(phyB)變異方式呈現出緯度漸變方式， 表明歐洲山楊出現了明顯的適應性分化; Ingvarsson等[63]對多個基因單倍型地理格局分布的研究同樣發(fā)現歐洲楊具有明顯的地理遺傳分化。但是研究表明花旗松(Pseudotsuga menziesii)[30]、火炬松(Pinus taeda)[29]、圓球柳杉(Cryptomeria japonica)等[64]等物種沒有發(fā)生明顯遺傳多樣性的地理分化。

植物不同物種間遺傳分化的研究主要集中對在栽培種及其野生近緣種的DNA多態(tài)性的比較上。由于早期的馴化瓶頸及人工選擇繁育等遺傳漂變作用結果[65]。栽培物種的遺傳多樣性通常都低于他們的野生祖先種。Hamblin等[28]利用AFLP結果篩選得到基因片段的DNA多態(tài)性， 對栽培高粱(S. bicolor)和野生高粱(S. propinquum)進行了比較研究， 結果表明: 野生高粱的平均核苷酸多態(tài)性大約為0.012( )，大約是栽培高粱的4倍。Liu等[26]的研究顯示: 野生向日葵中， 核苷酸多態(tài)性達到0.0128( )、0.0144( W)，顯著高于栽培向日葵的0.0056( )、0.0072( W)。Eyre-Walker等[66]對栽培和野生玉米Adh1基因大約1 400 bp的序列研究表明: 栽培玉米的遺傳多樣性大約只有野生玉米種(Zea mays subsp. parviglumis)的75%。Hyten等[67]的研究顯示野大豆的平均核苷酸多態(tài)性為0.0217( )、0.0235( W)， 地方種則分別為0.0143( )、0.0115( W)，大約為野大豆的66%( )和49%( )。以上結果充分反應了栽培物種馴化過程中曾遭受過瓶頸效應。

3 分子系統地理學

分子系統地理學是在分子群體遺傳學的基礎上， 衍生出的新學科分支。早在20世紀的60年代， Malecot[68]就發(fā)現了基因的同一性隨地理距離增加而減少的現象; 1975年Nei的《分子群體遺傳學和進化》一書中也提到在描述群體的遺傳結構時要重視基因或者基因型的地理分布[1]; 1987年Avise等[17]提出了系統地理學概念。在植物方面， 分子地理系統學研究取得很多重要的成果。如對第四世紀冰期植物避難所的推測及冰期后物種的擴散及重新定居等歷史事件的闡釋， 其中最為典型的研究是對歐洲大陸冰期植物避難所的確定及冰期后植物的重新定居歐洲大陸的歷史事件的重現。如歐洲的櫟屬植物的cpDNA的單倍型的地理分布格局表明， 櫟屬植物冰期避難所位于巴爾干半島、伊比利亞島和意大利亞平寧半島， 現今的分布格局是由于不同冰期避難所遷出形成的[69]。King和Ferris[70]推測歐洲北部的大部分歐洲榿木種群是從喀爾巴阡山脈這個冰期避難所遷移后演化形成的。Sinclair等[71， 72]推測歐洲赤松在第四紀冰期時的避難所可能是在愛爾蘭島或者在法國的西部。此外， 分子系統地理學在闡明了一些栽培作物的馴化歷史事件如馴化發(fā)生的次數及馴化起源地等方面也取得了重要的進展。如Olsen等[73]對木薯(Manihot esculenta)單拷貝核基因甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)在木薯群體中單倍型的地理分布方式深入調查后推測: 栽培木薯起源于亞馬遜河流域南部邊界區(qū)域。Caicedo等[74]利用核基因果實液泡轉化酶(fruit vacuolar invertase)的序列變異闡明了栽培番茄(Lycopersicon esculentum)的野生近緣種(Solanum pimpinellifolium )的種群擴張歷史， 基因變異的地理分布方式表明栽培番茄起源于秘魯北部， 然后逐步向太平洋岸邊擴張。Londo等[75]利用一個葉綠體基因和兩個核基因的變異對兩個亞洲的栽培秈、粳亞種及其近緣野生種進行了系統地理學研究， 闡明了秈、粳稻分別起源于不同的亞洲野生稻(O. rufipogon)群體， 其中秈稻起源于喜馬拉雅山脈的南部的印度東部、緬甸、泰國一帶， 而粳稻則馴化于中國南部， 等等。

第3篇：遺傳學研究范文

先天性心臟?。╟ongenital heart defects， CHDs）是新生兒先天缺陷中最常見的疾病之一，在存活的新生兒中發(fā)病率為1%，孕期自發(fā)流產率為5%～10%[1，2]。室間隔缺損(ventricular septal defect，VSD)是最常見的一種心臟畸形，大約占CHDs的33%[3]。隨著心臟發(fā)育生物學水平的不斷提高，目前認為，原發(fā)成形素的任何一點的破壞都將導致VSD。VSD的分子遺傳學基礎可以分為染色體異常和基因改變兩類。因此，從分子水平上研究控制心臟發(fā)育的相關染色體及基因改變，對于探討VSD的發(fā)病機制具有重要意義，以便為今后產前診斷和遺傳咨詢提供更可靠的依據，現對VSD的分子遺傳學研究進展綜述如下。

1 染色體異常

染色體異常或染色體畸變是指染色體的結構或數目發(fā)生了異常的變化，包括缺失、重復、易位和倒位4種類型。在21三體（Down綜合征）、13三體、15三體、18三體（Eward綜合征）、22q11缺失（DiGeorge 綜合征）和45X缺失（Turner綜合征）等一些染色體異常疾病中，VSD經常發(fā)生[4]。由于大約5%～8%的CHDs患兒存在染色體異常疾病，親代染色體異常在子代VSD發(fā)病中具有十分重要的影響。值得注意的是，杜玉榮等[5]的研究結果表明，VSD與22q11 微缺失有關，國外也有類似報道[6]。但22q11微缺失是否與單純CHDs的發(fā)生有關還需要進一步的研究證實。

2 基因改變

同大多數CHDs一樣，VSD是一種多基因病，其發(fā)病機制仍然沒有完全闡明?；虻娜笔А⒅貜秃屯蛔兙梢鸹虻母淖儭ｋS著分子生物學的飛速發(fā)展，可能與VSD發(fā)病有關的基因逐漸被人們所認識。

2.1 TBX5基因：TBX5 基因屬于T-box轉錄因子基因家族，定位于12q24.1，其cDNA全長2 441bp，有8個外顯子，編碼1個513個氨基酸的轉錄因子。TBX5轉錄因子在心臟、上肢芽和眼中表達。TBX5基因突變會使TBX5轉錄因子表達異?；虮磉_缺陷，這都將引起心臟發(fā)育不良和上肢畸形。對Holt-Oram綜合征家系的研究有力闡明了TBX5突變引起房間隔缺損（atrial septal defect，ASD）和VSD的機制[7，8]。

2.2 GATA4基因：GATA4基因屬于GATA家族，定位于染色體8p23.1，其cDNA全長1 856 bp，有9個外顯子，編碼1個438個氨基酸的轉錄因子，分子質量45 ku。GATA4基因是心臟前體細胞分化的最早期標志之一。有研究發(fā)現多種鋅指蛋白在VSD患兒中有不同水平地表達，而GATA4作為一種鋅指蛋白，在VSD患兒中表達水平下降[9]。

2.3 NKX2.5基因：NKX2.5基因屬于NK型同源核基因家族NKX2型的成員之一，定位于5q35，其cDNA全長1 585 bp，有2個外顯子，編碼1個324個氨基酸的轉錄因子，分子質量35 Ku。在兩個外顯子之間有約1.5 Kb的內含子，在其上游約9 Kb處有一含有GATA4的高親和位點的心臟增強子，對心肌細胞的分化、整個心管的形成與環(huán)化起到重要作用。有研究[10]表明NKX2.5突變是ASD發(fā)生的一種少見的致病原因，但除此之外，NKX2.5突變與VSD發(fā)生有關也得到了普遍認同。

有研究認為TBX5、GATA4和NKX2.5之間存在相互作用，它們的轉錄激活引發(fā)了VSD的形成[11]。H. Chen等[12]也進一步證實了上述幾個主要的心臟轉錄因子、BMP10與細胞周期調節(jié)蛋白之間的相互作用是影響孕中期心臟發(fā)育轉變的重要途徑。這也為我們更深入地理解VSD的發(fā)病機制提供了依據。Hao Zhang等[10]也發(fā)現了一些在VSD發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用的基因，這些基因涉及了能量代謝、細胞周期和分化、細胞骨架和細胞粘附、LIM蛋白和鋅指蛋白等過程和物質，它們的表達水平在VSD患兒中與正常人相比有很大的差異。

3 再顯風險率

目前，雖然還沒有VSD相關的染色體異常和基因改變的直接的分子遺傳學檢測，但是可以通過對生育人群的調查來評估它的再顯風險率。

4 展望

在最近的幾年中，隨著分子生物學和醫(yī)學遺傳學的不斷發(fā)展，不管是單純的VSD，還是作為某種綜合征的一部分，關于VSD致病基因的確認和特性研究都取得了一些有意義的進展。基因突變導致其所編碼蛋白的功能異常，影響特異信號轉導途徑或轉錄方式，從而產生異常的表型，這一觀點越來越受到重視和推崇。一個重要的例子就是Noonan綜合征，它與RAS/MAPK信號級聯反應異常有關[13]。由于心臟發(fā)育從整體上來看比較復雜，從而產生了許多的候選基因，高通量的基因測序技術使我們能夠發(fā)現更多的致病基因和已知基因的功能，從分子和基因水平闡明VSD或其它CHDs的致病機制。我們可以更加準確地完成對再顯風險率的預測，進一步提高早期診斷水平，為基因診斷和治療提供理論基礎。

參考文獻：

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[12] Chen H，Shi S，Acosta L，et al.BMP10 is essential for maintaining cardiac growth during murine cardiogenesis[J].Development，2004，131：2219.

第4篇：遺傳學研究范文

一、解答分子與細胞類試題失誤歸因

【例1】（全國理綜改編）人體神經細胞與肝細胞的形態(tài)結構和功能不同，其根本原因是這兩種細胞的 （ ）

A. DNA堿基排列順序不同 B.轉運RNA不同

C. 信使RNA不同 D.基因的選擇性表達

【答案】D

【解題思路】人體神經細胞與肝細胞的形態(tài)結構和功能不同，是其細胞分化的結果，而細胞分化的原因又是基因選擇性表達的結果。所以，人體神經細胞與肝細胞的形態(tài)結構和功能不同是這兩種細胞中基因選擇性表達的結果。

【失誤歸因】有一些人認為，人體神經細胞與肝細胞的形態(tài)結構和功能不同的根本原因是兩種細胞中的信使RNA不同。其實，在生物學問題中，談到“根本原因”，必須深入到基因表達的層次中去尋找答案。人體神經細胞與肝細胞的形態(tài)結構和功能不同，是一個細胞分化的問題，細胞分化的根本原因是“選擇性基因表達”。基因的選擇性表達的直接結果是轉錄了不同的信使RNA，其次是在不同信使RNA的指導下合成了不同的蛋白質，最后由不同的蛋白質體現出細胞不同的形態(tài)結構和功能。

由以上分析可知，人體神經細胞與肝細胞的形態(tài)結構和功能不同，其根本原因是這兩種細胞內基因的選擇性表達，而兩種細胞的“信使RNA不同”，只是由于基因選擇性表達這個根本原因產生的結果。

【解題思路】（1）由于噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，所以標記噬菌體首先要用相關同位素標記細菌，然后用噬菌體感染相應細菌，以達到標記噬菌體的目的。（2）用噬菌體分別感染有32P和35S標記的大腸桿菌，可以獲得由32P標記DNA和由35S標記蛋白質的噬菌體。（3） 第三步過程中，攪拌的作用是讓試管中侵染細菌后的噬菌體外殼與細菌細胞分離。離心的作用是讓試管中的液體分成密度較小的上清液（主要含噬菌體外殼）和密度較大的沉淀物（主要含細菌細胞）。（4） 艾弗里最早發(fā)現了DNA是遺傳物質，由于蛋白質是遺傳物質的觀念在當時人們的思想里根深蒂固，他們懷疑艾弗里實驗中的DNA純度不夠，不認同艾弗里的偉大發(fā)現。噬菌體只由DNA和蛋白質兩種物質構成，赫爾希和蔡斯假設，用噬菌體侵染細菌后，如果能確定是噬菌體的哪種物質進入了細菌細胞，就可以肯定進入細菌細胞的那種物質就是遺傳物質。噬菌體侵染細菌的實驗只能證明噬菌體的遺傳物質是DNA。DNA是主要的遺傳物質的意思是絕大多數生物的遺傳物質是DNA，所以，這一結論是在對許多生物的遺傳物質進行研究才得出的。

【失誤歸因】考生對本題解答出現錯誤主要表現在以下幾方面：

（1）以為標記噬菌體是以培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體進行直接標記。（2）用兩種帶有不同的標記的細菌分別標記噬菌體后，只會得到一種標記（32P或35S）的噬菌體。（3）不清楚“攪拌”和“離心”的作用。（4）以為最早發(fā)現DNA是遺傳物質的科學家是赫爾希和蔡斯。（4）以為噬菌體侵染細菌的實驗證明了DNA是主要的遺傳物質。

第（1）（2）（4）的幾個問題主要是受思維定式的影響。第（3）個問題要加強理解和識記。第（4）個問題還可能是對噬菌體侵染細菌實驗的相關過程理解不透或不會表達引起的。

【失誤歸因】本題考查的內容綜合性比較強。需要考生有良好的知識遷移和應變能力?？忌菀装l(fā)生的錯誤主要有：不能將噬菌體增殖與DNA復制相聯系，不能正確判斷A選項的正誤；不能準確理解DNA的半保留復制，導致對C選項的判斷失誤；不能將基因突變與密碼子的簡并性相聯系，導致D選項判斷錯誤。

【解題思路】（1）基因突變產生新基因，R基因的出現是基因突變的結果。（2）RS、SS基因型頻率分別是4%和1%，則RR的基因型頻率為95%，R的基因頻率為R/（R+S）=（4+2×95）/200=97%。（3）1967年中期停用了殺蟲劑，到1969年中期RR基因型幼蟲幾近消失，說明在不使用殺蟲劑的情況下，RR基因型的幼蟲比SS基因型的幼蟲適應能力差。（4）由于RR基因型的幼蟲在不使用殺蟲劑的環(huán)境中適應能力較差，當該地區(qū)從此不再使用殺蟲劑的情況下，持續(xù)的選擇作用使R基因頻率越來越低，最終頻率最高的基因型是SS。

【失誤歸因】1. 有的考生一看到是有關生物進化的題目，就想到自然選擇，這個本來沒有錯，但具體問題要具體分析，例如本題第（1）小題中，R基因出現的原因就不能答自然選擇，而要答基因突變。2. 基因頻率和基因型頻率的計算是近年來生物高考考查的熱點之一，在平時的學習訓練中，必須加以重視，第（2）小題可以運用遺傳平衡公式，以SS的基因型頻率為1%為切入點進行計算。3. 第（3）和（4）小題組織答案緊扣現代生物進化理論基本內容進行，特別要從種群基因頻率變化的角度分析生物進化的問題。

二、內化基因表達的學科理念，提升高考應試技能

所有生物都需要獲得精確的信息指令來指導和控制其生長、代謝、運動、分化和繁殖等，而分子水平上的信息傳遞或信息流動是一切生命活動必不可少的過程。信息傳遞包括由DNA分子攜帶的遺傳信息向后代的傳遞，還包括由基因攜帶的遺傳信息通過轉錄、翻譯過程合成蛋白質而控制細胞與組織的結構和功能。蛋白質和其他化學物質如激素還可以作為特殊的化學信號通過細胞的傳導途徑來調節(jié)相應的細胞代謝。遺傳信息的傳遞和表達主要是基因的功能，基因的結構和表達是任何生命現象產生的根本原因，也是生物進化和生物多樣性的本質。運用基因的理念認識生命系統和解釋生命現象，有利于提高考生對生命現象的理解能力，從本質上理解生命系統和生命現象，提高生物科學素養(yǎng)。

1.基因與生命本質的統一性和生物多樣性

用基因的理念認識生命，可以明確任何生物都是以核酸為遺傳物質和生命信息的，都共用一套密碼子，都是以蛋白質作為生命活動的承擔者。這說明千姿百態(tài)的生物界具有統一性。然而不同的生物的遺傳物質的結構又都是不一樣的，哪怕是一卵孿生的兄弟（或姐妹），其遺傳物質也是有差異的。由于不同的生物具有不同的遺傳物質和生命信息，造成不同生物的特異性和生物多樣性。

2.基因與細胞結構和新陳代謝

組成細胞結構的主要成分是蛋白質。細胞代謝是指在細胞內發(fā)生一系列使細胞成分不斷更新的化學反應，細胞的新陳代謝是一切生命活動的基礎。在細胞代謝中，酶起著非常重要的作用，而絕大多數酶的化學本質是蛋白質。而蛋白質都是基因控制合成的，也就是說細胞代謝實際上是由細胞內的基因來調控的。

3.基因與生物的生長、發(fā)育和生殖

從現象上看，生物的生長是生物個體中生命物質量的增加，而從實質上看，生命物質量的增加是基因表達和調控的結果。從現象上看，生物的發(fā)育是生物體在生長過程中，出現新的組織和器官的過程，而從實質上看，則是基因選擇性表達的結果。從現象上看，生物的生殖是生物產生新個體，傳宗接代的過程，從實質上看，則是基因在生物的上下代之間的傳遞過程。由于基因的傳遞，使生物個體的死亡轉變成了種族的不斷延續(xù)。

4.基因與遺傳和變異

從現象上看，生物的遺傳是生物性狀在生物的上下代之間的延續(xù)，從實質上看，則是遺傳物質在生物的上下代之間的傳遞。從現象上看，生物的變異是生物體的性狀在生物的上下代之間和在子代個體之間表現出差異的現象，而從實質上看，則是基因重組或基因突變在生物性狀上的反映。

5.基因與生物進化和生物多樣性

從現象上看，生物的進化是生物在進化過程中，形成了生物對環(huán)境的適應性和生物多樣性，從實質上看，是由于自然選擇使生物種群的基因頻率發(fā)生了定向改變。在生物進化過程中，還出現了生物多樣性。人類保護生物多樣性有效措施是保護生態(tài)系統多樣性，其實質是保護了基因多樣性。

6.基因與育種

傳統育種方法有兩個基本原則，一是要使品種具有優(yōu)良性狀，二是要能使品種盡可能地保持穩(wěn)定。從實質上認識這兩個原則，就是要在育種過程中要使品種具有優(yōu)良基因，并使之成為純合子，以保證其穩(wěn)定遺傳。在雜交育種的基礎上，人們又創(chuàng)新了一種大大縮短育種年限的方法――單倍體育種。

為了使所培育的品種具有優(yōu)良基因，采用的措施有誘發(fā)基因突變的誘變育種。在育種過程中，采用基因工程技術，向所培育的品種中直接導入優(yōu)良基因等方法，更是能夠定向獲得人們所需要的生物品種和生物產品。

7.基因與生態(tài)保護

生態(tài)系統的發(fā)展，就是生物基因庫與環(huán)境相互作用，使生物與環(huán)境的共同進化。生態(tài)系統穩(wěn)態(tài)的維持保持了生物基因庫在生態(tài)系統中的相對穩(wěn)定。人類活動對生態(tài)系統有著非常大的影響，這個影響有正面的影響和負面的影響。如果人類活動是使生態(tài)系統的結構遭到破壞，則生態(tài)系統往往會崩潰，生態(tài)系統的多樣性難以維持，從而會導致生物多樣性的喪失。相反，如果人類活動使生態(tài)系統朝著更復雜更穩(wěn)定的方向發(fā)展，則會促進生態(tài)系統多樣性和生物多樣性的形成。人類活動還可以使生態(tài)系統得以休養(yǎng)和修復，使生態(tài)系統終止惡化并保持穩(wěn)定，向著有利于生態(tài)系統多樣性形成和穩(wěn)定的方向發(fā)展。

第5篇：遺傳學研究范文

在高校遺傳學教學中存在許多經典案例，如：果蠅的翅型、體色、眼色等性狀的遺傳；豌豆的性狀遺傳以及玉米籽粒的形狀和顏色性狀的遺傳等。其中，還有一個非常重要的經典案例，即血型遺傳。自20世紀初至今,ABO血型遺傳一直是復等位基因的一個不可缺少的經典案例。隨著科學技術的高速發(fā)展，血型的經典內涵得到不斷提升，新的研究結果使血型遺傳所涵蓋的遺傳學知識點越來越多，內容越來越豐富。因此，以我們身邊最常見的表型--血型為案例開展遺傳學教學不僅可以將復雜的知識點簡單化、形象化，便于理解，還可以將繁多的基礎知識串聯起來，便于記憶。另外，以血型遺傳作為經典案例在遺傳學的教學中還可以不斷加人新的研究和新的應用，使經典的內涵不斷得到新的提升，讓學生的視野接觸到前沿的科學知識，為日后的科研接力打好基礎。

1血型與遺傳學之間的重要關系

開展案例教學，案例的選擇是關鍵。血型是人類血液由遺傳控制的個體性狀之一，與人類的生活關系密切，用途廣泛。自1900年到2005年，已檢測出約29個血型系統[21。臨床上最常用的有“ABO血型系統”、“Rh血型系統”、“MN血型系統”和“HLA血型系統”。這些血型系統涵蓋了復等位基因、基因互作之上位效應等遺傳學的孟德爾定律拓展原理，基因的表達調控及群體遺傳等遺傳學的精髓內容。透過這個知識窗口，可以看到遺傳學在血型中的奧秘。

孟德爾遺傳定律從建立、發(fā)展到不斷拓展完善，一直都是貫穿高校遺傳學教學的核心知識點。由于現在大學生從高中開始就接觸孟德爾定律，如果大學教學還是重復高中階段所涉及的內容，學生的學習興趣難以提高。在高中知識的基礎上，開展案例教學，引入現代遺傳學在人類血型上的最新認識，則不但可以給學生一種似曾相識的感覺，還能自然地激起他們深入探索的興趣。血型的遺傳特征及生化基礎可以清晰明了地向學生闡述清楚孟德爾定律的一些重要的延伸知識內容。從紅細胞血型到白細胞血型，從常見的ABO血型到罕見的孟買、Rh血型，對于假基因、等位基因、復等位基因和擬等位基因等不容易理解的基因概念以及基因之間的相互作用都可以通過血型案例，把學生帶入情境之中，在教師的指引下由學生自己依靠其擁有的基礎知識結構和背景，在血型案例情境中發(fā)現、分析和解決問題，比較輕松地掌握這些容易混淆不清的概念和一些難以理解的遺傳學現象，如非等位基因之間的相互作用之上位效應等。

此外，人的血紅蛋白基因在不同發(fā)育時期的表達調控還涉及遺傳學中的表型和基因型之間的關系，真核生物中的基因表達調控模式等知識點。對血型相關的一些遺傳疾病進行分析，還可以引申出基因突變和染色體缺失突變及一些重要的遺傳標記。血型的遺傳學檢測方法及臨床上的輸血原則和溶血、血型互配等現象也與受基因表達調控的紅細胞的細胞膜糖基的特征和生化機制密切 相關，引導遺傳學從理論到實驗，再到實踐中的應用。血型與疾病的關聯分析，把科研思維引入高校遺傳學教學中，讓學生緊跟時展的步伐，理論聯系實際，為日后的科研工作打好基礎。

遺傳學中兩大重要的主題是遺傳和變異，主要包括孟德爾遺傳和連鎖遺傳、基因突變和染色體畸變。通過以復旦大學遺傳學教學大綱為參考，與劉祖洞主編的《遺傳學》和喬守怡主編的《現代遺傳學》教材內容相比較發(fā)現，血型遺傳案例除了與上述遺傳學四大內容關聯外，還涉及到基因的表達調控、群體遺傳、表觀遺傳等知識點，其中大部分知識點都是要求學生重點掌握的內容。目前，血型案例所涵蓋的主要遺傳學知識內容及在遺傳學學科中的重要意義的歸納見表1。因此，把血型作為經典案例，開展遺傳學的案例教學既貼近生活，引發(fā)學生深刻的思考，又能代表性地進一步闡述探討遺傳學的生物知識。

2血型案例在遺傳學教學中的開展

在以血型為案例的教學過程中，我們首先根據高校遺傳學的教學目標和培養(yǎng)目標的要求，在學生掌握了一些遺傳學的基礎知識和理論知識的基礎上，結合遺傳學的教學進度逐步有序地進行介紹：1.血型基本知識介紹；2.紅細胞血型的細胞膜糖基特征和生化機制；3.紅細胞血型與輸血；4.血型的遺傳學規(guī)律特征，包括(I)ABO血型復等位基因遺傳及其應用，（II)ABO血型基因的克隆，（III)ABO血型的遺傳學鑒定；5.ABO血型的拓展，包括(I)孟買血型與擬孟買血型，（II)紅細胞血型與白細胞血型。下面主表1血型與高校遺傳學教學的重要關系

要選取兩個方面闡述在遺傳學教學中的開展過程。

    2.1血型基本知識在教學中的開展

ABO血型系統是第一個被描述的紅細胞血型系統，也是最具有臨床意義的一個系統。因此，在進行血型基本知識介紹時往往以ABO血型為例。隨著以分子生物學為基礎的血型研究的發(fā)展，ABO血型的基因遺傳背景目前已比較清楚。在介紹血型基因的基本知識同時也涵蓋著遺傳學知識的傳播，而且隨著血型基因知識的不斷豐富完善，涵蓋的遺傳學知識也越來越廣泛。

ABO血型由3個復等位基因控制，即iA、產和i°o在開展遺傳學相關教學活動時，一般都用此作為分析生物界中復等位現象的經典例證。這些基礎知識對于高校學生來說可能在高中的時候就已經獲得。因此，在大學開展相關教學時，除了簡單介紹這3個主要的復等位基因外，還可以深入講述新的研究結果，到目前為止通過分子生物學方法已經確定了160多個^50等位基因，只是目前國際上以4川7基因作為等位基因的參比序列，其他基因均與其緊密相關，非常保守。在此基礎上ABO血型又可分為許多亞群，其中A血型表現出最多的亞型。在紅細胞血型系統中還有一種Rh血型，分為Rh陽性和Rh陰性。Rh血型主要由3個緊密連鎖的基因D/d、C/c、E/e決定，這3個基因以單倍型方式傳遞，屬于擬等位基因。這樣在講解原有知識基礎上，又不局限于原有知識范圍，由ABO血型到Rh血型，由復等位基因引出擬等位基因，在教學方法上可以通過相互比較，舉例分析，擴大學生的知識面，提

高他們的學習興趣。

人類的血型是不是一生恒定不變的？面對這個問題，很多學生都會認為血型是由遺傳決定，不會改變。其實人類的血型也會發(fā)生變異，如急性白血病以及再生障礙性貧血可以使血型抗原減弱，骨髓增生異常綜合征可以導致血型抗原丟失等。而且，健康人也存在血型變異的現象，但是這個是與細胞表面血型物質受到掩蓋以及人體存在一些稀有ABO等位基因有關。這些新的知識可以向學生很好地展示“遺傳和變異”，利用身邊的血型案例調動學生的學習積極性，使他們積極主動地掌握遺傳學的精髓。

此外，最近幾年疾病引發(fā)基因甲基化和突變的研究'又可以結合表觀遺傳學的內容開展教學。

2.2紅細胞血型的細胞膜糖基特征和生化機制在教學中的開展

人類ABO基因位于9號染色體長臂(9q34)，其基因產物是一些專一性的糖基轉移酶，可以催化血型抗原前體特定部位的糖基轉移，從而控制ABO血型抗原的生物合成。其中4基因編碼產物為N-乙酰-D-半乳糖胺轉移酶(簡稱A酶)，可以產生常見的A抗原；S基因編碼產物ci-l，3-D-半乳糖轉移酶(簡稱B酶)，可以產生常見的B表面抗原；和S基因同時存在產生的等位基因，其編碼產物具有A酶和B酶的特異性，在紅細胞表面上產生不同強度的A和B抗原；而O基因則是第258位和第349位堿基缺失導致的密碼子移位，使終止密碼提前出現，合成了無酶活性的短肽，因而體內沒有A酶和B酶，也不能催化糖基轉移，只有前體物質H的產生為H抗原(圖1)。因此ABO血型有時也稱為八811型[71。這樣，不同的、B、0基因編碼不同的多肽，產生具有不同功能的糖基轉移酶，非常簡單地引出了遺傳學中經典的基因與酶的關系的“一個基因一條多肽(一個基因一個酶)假說”,使學生很容易獲得一個基因決定一條相應的多肽鏈(酶)的結構，并相應地

影響這個多肽(以及由單條或多條多肽鏈組成的酶）的功能這種遺傳學思想，達到良好的教學效果。

此外，最新研究發(fā)現ABH抗原除表達在血細胞表面以外，還可以出現在除腦脊液外的分泌液中；有大約80%的個體具有產生這些可溶性抗原的遺傳基因；這種分泌抗原的表達由雙結構基因控制，即第19號染色體2個緊密連鎖的Ft/n(用和基因座。ABO血型抗原都由前體H物質合成，SeAe基因和丑冷基因都可以控制合成H物質；簡單來說，基因的表達決定體液中是否出現ABH抗原，H/h基因的表達決定紅細胞上是否出現ABH抗原。但是，并不是所有帶m基因的個體唾液中都分泌ABH物質，還要受到Wh基因的制約，其中hh型(即孟買型)均為非分泌型[7]。這樣又引出了遺傳學中一個很重要的概念--上位基因，很重要的遺傳學現象--上位效應。這些屬于遺傳學中基因互作的重點內容，而且發(fā)生基因相互作用的非等位基因仍然遵循孟德爾分離和自由組合定律，后代的基因型及其比例是可預計的，所以在遺傳學教學中還可用于親子鑒定、重大遺傳疾病的關聯分析、人種演化、群體遺傳分析等相關內容。

2.2相關技術的拓展應用

ABO血型的分子檢測是分子遺傳學教學中PCR技術拓展應用的案例。血型基因的表達影響血型的表現型，表型相同的個體其基因型不一定相同。如何區(qū)分iAiA、Pi0在表現型都是A型和iBiB、iBi0在表現型都是B型的個體，可以根據A、B、0血型基因堿基的差異，應用聚合酶鏈式反應-限制性片段多態(tài)性(PCR-RFLP)技術分型人類ABO血型的方法。這種方法可以對個體血型(血型基因型)進行判定：是屬于AA型、AO型，還是BB型或BO型。在這個基礎上，我們進行了改進，并結合教學進程，作為自選實驗在學生中開設，獲得了學生的好評。在135個學生中開展自選實驗，其中有80%的學生選擇ABO血型鑒定這個實驗，并表示對這個實驗很感興趣。

此外，還可通過分析核苷酸來確定分泌型ABH血型的Se基因型。主要基因分型技術有：（l)PCR-序列特異性引物(PCR-SSP)，這是一種新的基因多態(tài)性分析技術，根據基因座某一堿基的差異設計一系列引物，特異性引物僅擴增與其對應的等位基因， 而不擴增其他的等位基因；（2)PCR-DNA測序法，先通過PCR擴增基因的主要片段，然后測定序列;(3)PCR-限制性內切酶法，用對位點特異的限制性內切酶消化基因，再通過Southernblot分析來確定。目前，PCR-SSP常用于胎兒血型鑒定及白血病引起的血型抗原異常等血型鑒定。隨著450基因結構和研究方法的迅速發(fā)展，AB0血型定型也將進入基因定型的時代，揭示更多的關于AB0基因和AB0血型表觀遺傳學等方面的奧秘。

在教學過程中還可以設計一系列與血型相關的論題，引導學生査閱相關方面的最新進展，總結出血型與人類疾病和性格之間的關系以及蘊涵的遺傳學原理。學生可以分組制作PPT討論，還可針對某一論題，學生組隊分為正反兩方，開展辯論式討論。一學期可以安排一次課時(45分鐘)開展辯論式討論,前30分鐘讓學生正反方陳述觀點，列舉證據開展辯論，后15分鐘用于總結和點評。在這個模式下，幾乎所有的學生都積極主動地參與進來，將引導、鼓勵與考評相結合，充分調動了學生學習的積極性[11]。開展“血型是否可以決定性格”類似專題的辯論式討論，既增加了遺傳學教學的興趣性及可接受性，還可以使學生的思維在辨析中得到操練。正反兩方隊員通過收集資料和案例，與同學辯論解釋的過程中，不僅掌握了深奧的科學知識，而且還與現實生活相聯系，并且將遺傳學應用于實際，填補了傳統教學在知識靈活認知與實踐中的不足。

3以血型為案例開展遺傳學教學的優(yōu)點

作為日常生活中被人們廣泛熟知的遺傳學常識，血型遺傳學的研究歷程符合遺傳學的發(fā)展規(guī)律與教學規(guī)劃，其作為遺傳學教學案例有著不可替代的優(yōu)勢：

第6篇：遺傳學研究范文

關鍵詞：基因突變；研究性教學；遺傳學；經驗交流

Experience Exchange of Research-oriented Teaching Classroom Experience in Animal Genetics ——Teaching Methods and Design about Genetic Mutations

Abstract： Surrounding the gene mutation， this article shows that how to lead and inspire students to study in the light of research， grasp knowledge and cultivate scientific interest in the concrete teaching through the understanding of the connotation and extension of gene mutations. It also involves that how to develop students' correct attitude and motivate their love to life by learning the cause of gene mutation， as well as understanding the normal teaching materials between parent and offspring， child and the child through genetic recombination， so as to realize the students’ mastery of the basic concept of genetic mutation， to deepen the consciousness of the differences between genes and then cherish their life.

Key words： Gene mutation； Research-oriented teaching； Genetics； Experience exchange

1 引言

大學生開展一定的科研活動，有利于增強學習的主動性，了解學科前沿，激發(fā)科研興趣，提高實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，養(yǎng)成職業(yè)所要求的信念、意志、性格、氣質、情感等重要品質，進而提升就業(yè)能力。自1969年美國麻省理工學院推出面向全體本科生的UROP項目以來，我國從20世紀90年代年開始，清華大學、浙江大學、廣東工業(yè)大學、中國科技大學、上海交通大學等也實行了大學生科研訓練計劃。實踐表明，它是提高大學生綜合素質的有效途徑。

大學生科研訓練計劃（Student Research Training 簡稱 SRT）是專為在校大學生設計的一種項目資助計劃，旨在鼓勵和支持本科生在導師指導下獨立完成科學研究項目。大學生科研訓練對促進我國素質教育開展，豐富素質教育內涵（楊堯忠，2005；陳愛萍，王玉祥，2013），培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力具有重要意義（李楊帆，朱曉東，2011；李香花，趙于前，2012）。隨著大學生科研訓練的不斷推廣，如何有效促進大學生科研訓練的開展，提高科研訓練效果引起了廣大教育工作者的注意，并對我國大學生科研訓練的現在進行了大量相關研究（段徐，章燕棋等，2007；岳長濤，王英國等，2009；喬思輝，2011）。在借鑒國外相關經驗的基礎上，對比國內外大學生科研訓練，探討國內外科研訓練效果差距產生的內部與外部原因（楊慧，俞安平等，2003），基于當前我國教育體系現在與大學生科研訓練實施手段，識別大學生參與科研訓練影響因素，如何鼓勵學生積極參與科研訓練也達到了深入研究（李俊龍，夏德峰，2009；董大勇，史本山，2012）

本研究在借鑒以上研究成果與經驗的基礎上，考慮到學科差別對科研訓練的影響，從不同學科學生對科研訓練認識出發(fā)，針對大學生科研訓練不同環(huán)節(jié)對學生能力與專業(yè)學習影響角度出發(fā)，基于實地數據調研，分析大學生科研訓練及不同參與環(huán)節(jié)對專業(yè)學習的影響。

2 數據來源

本研究采用問卷調查的形式，對不同學科、專業(yè)的在校大學進行問卷調查，共發(fā)放問卷120份，收回有效問卷107份，有效回收率89.17%。調研對象幾乎涵蓋了所有學科，文史類29.91%，理工類23.36%，農醫(yī)類13.08%和經管類33.64%。同時，在問卷調查的基礎上，我們對部分學生進行了進一步的訪談。

3 分析結果

在107人中約有37人參加過大學生科研訓練，70人并未參加過相關訓練，但這并不影響本次調研結果，在對參加過的學生進行分析的同時，對未參加過的70人進行進一步詢問。

（1）對科研訓練的認知與參與動機

統計顯示，66.67%的學生認為大學生科研訓練應該與自己所學專業(yè)密切相關，僅有25.64%的學生期望能夠學習、了解專業(yè)之外的相關知識，并認為科研訓練是否與專業(yè)相關并不重要，甚至7.69%的學生認為應該不相關。通過對學科類別與學生對大學生科研訓練認識進行交叉分析，結果顯示：

從被調研者整體角度來看，約有68.22%的學生認為大學生科研訓練應該與所學專業(yè)密切相結合，56.07%的學生認為應該是學生自主選題，然后是配合老師完成課題，約占被調研者的31.78%，僅有少數學生認為科研訓練會占用自己的學習時間，該類學生約占被調研者的17.76%。

從不同學科角度分析，經濟管理類學生更期望大學生科研訓練與所學專業(yè)密切相結合，其次是理工類的學生，分別占學科被調研者的72.2%和72.0%，比較之下，農醫(yī)類的學生更期望科研訓練是自主選題，約占該學科調研學生的78.6%；其次是經管類學生，約占該學科被調研學生的63.9%；另外，很大一部分學生參加科研訓練是配合老師完成課題，在所調研的文史、理工、農醫(yī)以及經管四個學科中，該類學生分別占21.9%、44.0%、14.3%和38.4%。

對于有過科研經歷的37個被調研者，僅有約三分之一的學生是自愿參加科研訓練的，該比例為35.90%，多數學生是在專業(yè)老師的鼓勵甚至強制下參加，約為38.46%，還有是部分是迫于壓力和硬性規(guī)定，分別占比為10.26%和15.38%。結合參與目的，完全自愿與老師鼓勵下的學生更多是源自自身的科研興趣和提升專業(yè)素質需要，而在壓力迫使和硬性規(guī)定要求下，學生對科研訓練則是隨大流的態(tài)度，僅有少數學生參加科研訓練的目的是獲取報酬。

（2）參與類型、環(huán)節(jié)及收獲

通過對學生參與環(huán)節(jié)與科研訓練收獲交叉分析，發(fā)現無論學生參與哪些環(huán)節(jié)，其團隊意識、創(chuàng)新思維、專業(yè)能力等能力均得到了不同程度的提高，超過半數以上的學生認為參與資料搜集與數據處理環(huán)節(jié)更能提高各方面能力，其次是參與問卷設計環(huán)節(jié)和課題設計與組織等環(huán)節(jié)，相比較而言，報告撰寫環(huán)節(jié)與報告答辯環(huán)節(jié)對各方面能力提高相對較低，如表3所示：

同時，通過對不同類型科研訓練與科研訓練收獲交叉分析，結果顯示：三分之二以上的學生認為社會科學類調查報告或學術論文的設計與撰寫更能提高學生的各種能力，其中所有學生認為有利于提高科研能力，分別有85.7%、77.8%、73.1%和72.2%學生認為通過參與社科類調研報告和學術論文設計與撰寫，其學術論文撰寫能力、社會實踐能力、團隊意識以及創(chuàng)新思維能力得到了提高，另有71.4%的學生認為該訓練拓展了其專業(yè)知識領域，其次是自然科學類學術論文撰寫，主要提高了學生的專業(yè)能力、拓展了專業(yè)知識學習領域和增強團隊意識，分別占具有科研訓練經歷學生的41.2%、28.6%和26.9%；比較而言，科技發(fā)明類對各方面能力的鍛煉和提高最弱，但其對提高學生的創(chuàng)新性思維和專業(yè)能力仍有很大幫助。

（3）科研訓練對專業(yè)學習的影響

結合大學生科研訓練與專業(yè)學習，對于有過科研訓練經歷的學生，有部分學生認為科研訓練占用了其專業(yè)學習時間，但對于科研訓練對專業(yè)學習的促進作用得到了普遍認可。在所調研的大學生科研訓練五個環(huán)節(jié)中，學生認為問卷設計與調查、資料搜集與數據處理對專業(yè)學習促進作用最大，學生通過參與兩種環(huán)節(jié)，81.8%的學生更加明確了專業(yè)方向，分別有78.9%和73.7%的學生感覺到自己的專業(yè)知識面得以拓展，另有72.7%和63.6%的學生加深了對本專業(yè)的認識；盡管66.7%的學生認為在課題設計與組織環(huán)節(jié)占用了大量的專業(yè)學習時間，但通過此環(huán)節(jié)的訓練，分別有59.1%、50.0%、47.4%和45.5的學生認為自己的專業(yè)認識、創(chuàng)新能力、拓展專業(yè)知識面以及專業(yè)方向認識得以提高，比較之下，報告撰寫和答辯環(huán)節(jié)對專業(yè)學習影響較小，但仍有三分之一以上的學生認可其對專業(yè)學習的促進作用。

進一步設置參與環(huán)節(jié)對專業(yè)學習影響的分值，對于促進作用的為正，負面作用的為負，通過學生打分，所有學生均認為科研訓練對專業(yè)學習具有促進作用，并未阻礙或者產生負面影響，其中認為課題設計與組織環(huán)節(jié)促進作用很大的學生占比達到45.5%，有較大促進作用的占比為47.8%，認為問卷設計與調查環(huán)節(jié)促進作用很大和較大分別占63.6%和65.2%，而資料收集與數據處理環(huán)節(jié)分別占比為63.6%和60.9%，報告撰寫環(huán)節(jié)分別占比為63.6%和30.4%。較大比例的學生（66.7%）認為報告答辯環(huán)節(jié)對專業(yè)知識學習沒有什么影響。

4 對策與建議

基于以上調研數據和分析結果，本科生參與科學研究，其作用是顯而易見的，而且隨著教育部“質量工程”項目的實施，國內高等學校都將會為在校大學生提供科研訓練計劃項目。但調研同時顯示，大學生科研訓練還并未真正深入到每一名學生具體學習當中，在參加科研訓練的學生當中，約有三分之一以上的課題來源與老師的項目或者課題，真正自主選題與自主設計的不足50%，為充分發(fā)揮大學生科研訓練計劃項目在人才培養(yǎng)中的作用，高校應做好以下幾方面工作。

（1）加大科研訓練宣傳，增強科研訓練意識

調研發(fā)現，約有66.6%的學生對大學生科研訓練知之甚少，甚至根本沒有聽說過，僅有1.39%的學生認真了解過大學生科研訓練。正因為學生了解甚少，才致使科研訓練參與不足，科研訓練意識不強，對于未參加過的或者具有科研訓練經歷的學生，29.03%的學生期望學校能夠舉辦專門的咨詢會，以詳細了解大學生科研訓練的相關內容。因此，為強化大學生科研訓練意識，應加大科研訓練宣傳，過發(fā)放相關資料、現場咨詢、舉辦經驗交流會等形式，讓學生對大學生科研訓練有一個全面了解，充分理解學校組織實施大學生科研訓練計劃的目的，讓學生從自我發(fā)展的角度結合自己學習實際，決定是否參與、如何參與、參與環(huán)節(jié)等，增強學生參與的自覺性。

（2）建立參與激勵機制，提高參與的積極性

學校實施大學生參加科研訓練計劃的目的是在提高和培養(yǎng)學生的科研素質和能力。本次調研發(fā)現，達學校鼓勵、老師引導下，仍有20%左右的學生參與大學生科研訓練的態(tài)度是隨大流，甚至是為獲取一定報酬，因此，在大力宣傳的基礎上，應當建立起相應的激勵機制，對高質量完成項目的學生應適當給予學分獎勵或者物質獎勵，并在綜合測評方面給予適當鼓勵，在保研、考研方面應優(yōu)先予以考慮，以提高學生的參與積極性。

（3）創(chuàng)造條件，滿足大學生科研訓練的實際需求

從研究結果來看，對于未參加過的或者具有科研訓練經歷的學生，37.90%認為學校應該向參與大學生科研訓練的學生推薦優(yōu)秀的導師，29.03%的學生期望能夠設置有關大學生科研訓練的相關課程，并期望能將專業(yè)訓練與興趣相結合，進行自主選題。因此，在實施大學生科研訓練計劃中，合適的選題、充足的經費、高水平的指導教師是不可缺少的三個要素，離開了這些條件，大學生科研訓練計劃將無法開展。因此，學校應加大經費投入，采取有效措施調動教師積極性，尤其是鼓勵擁有科研項目的教師積極承擔大學生的科研訓練任務，以滿足學生參加科研訓練的實際需要。

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作者簡介

申強，男，（1979-），河南輝縣人，管理學博士，北京農學院 城鄉(xiāng)發(fā)展學院講師，研究方向：管理系統優(yōu)化與物流管理，會展經濟與管理，先后在《Journal of Systems Science and Information》、《中國管理科學》、《農業(yè)技術經濟》、《科技管理研究》等國內外重要期刊與國際會議上14篇。

第7篇：遺傳學研究范文

關鍵詞 醫(yī)學遺傳學；自主學習；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）22-0088-02

長期以來，高校教育環(huán)境的創(chuàng)建與學生自主學習的發(fā)展各自為政，教師只重視創(chuàng)建教育環(huán)境手段的合理性，卻忽略了學生自主學習能力培養(yǎng)這一終極性的問題，最終導致培養(yǎng)目標與教學效果之間并不和諧[1]。如何轉變傳統的教學模式，創(chuàng)設利于激發(fā)學生學習潛能的教育環(huán)境，使學生在掌握醫(yī)學知識的同時，又能培養(yǎng)良好的自主學習能力，已成為醫(yī)學教育亟待解決的問題。醫(yī)學遺傳學是一門介于基礎醫(yī)學與臨床醫(yī)學之間的橋梁學科，在醫(yī)學教育中占有重要地位。在教學實踐中，針對學科特點，不斷進行教學改革研究與實踐，加強對學生自主學習能力的培養(yǎng)，取得滿意的效果。

1 整合教學內容

隨著基礎醫(yī)學的迅速發(fā)展和課程體系的不斷完善，很多課程內容之間出現知識點的交叉與融合，這對于學生建立完整的知識體系是非常必要的，但同時也加大了課程教學量，給教學過程實施帶來一定的難度。所以對于醫(yī)學遺傳學與相關課程重復的內容要進行必要的整合。如醫(yī)學遺傳學的基本知識、基本理論必須重點講解、講透，但對于其與細胞生物學、生物化學、分子生物學等學科存在交叉的內容，如基因的表達、調控、染色體的組成、線粒體的結構、分子診斷等教學內容則可以適當刪減。教學中涉及的相關知識點，教師可以給學生列出簡要提綱，讓學生根據自己對知識掌握的實際情況和需要查閱相關教材，將相關知識點之間建立一種橫向聯系，通過自己主動學習增加自己的知識儲備，完善知識體系。課程整合打破學科間的阻隔，有效避免了部分課程內容之間的重復和知識點遺漏，理順了知識結構，減少授課學時的同時給學生提供了更多自主學習的空間，提高了學生的自主學習能力。

2 基于問題的教學

傳統教學模式學生接受的是現成的知識，雖然接受知識的效率高，但是學習的主動性、創(chuàng)造性受到抑制，不利于學生學習能力的培養(yǎng)。所以，在教學過程中針對部分教學內容采取基于問題的教學模式。基于問題的教學是把學習置于復雜的、有意義的臨床問題情境之中，讓學生更加清晰、真實地了解問題的實質和現實意義，并通過自主探究、討論來解決問題，掌握隱含于問題背后的知識?；趩栴}的教學首先要選好討論的病例。通常要選發(fā)病率較高、危害較大的遺傳病病例，首先由臨床醫(yī)生提供真實病例，然后教師和臨床醫(yī)生對病例進行修改，因為臨床病例專業(yè)性強，不能很好符合學生的學習需要，所以要根據培養(yǎng)目標對臨床病例進行一定修改，使其符合學生當前的知識結構和接受度。課上將病例信息分幕發(fā)放給學生，每一幕都涵蓋3～4個引導問題，學生通過不斷接受新信息，不斷討論、提出假設、自主學習、驗證假設，最后給出病例的解決方案，并在討論過程中掌握病例背后的臨床知識。

在基于問題的教學過程中，教師主要發(fā)揮引導作用，只需要在學生討論遇到解決不了的問題時，給予學生一定的幫助，學生才是課堂的真正主人，學生學會通過自己的主動思考來解決問題，有效地培養(yǎng)學生的獨立思維能力和自主學習能力。

3 情境模擬教學

對于醫(yī)學生來說，真實的臨床病例最能引發(fā)學生的學習興趣，但由于遺傳病的特殊性，使得醫(yī)學遺傳學臨床教學環(huán)境與其他臨床醫(yī)學課程相比有很大的局限性，對于很多遺傳病病例，學生往往無法有效地進行臨床見習。情境模擬教學通過模擬再現臨床情境，有效完善了醫(yī)學遺傳學臨床教學過程。

情境模擬教學課前學生要根據病例準備相關的學習資料，為課堂咨詢做準備。課上讓一名學生扮演醫(yī)生，一名學生扮演患者，也可以結合所選遺傳病的特點，再加上一名學生扮演陪同的患者家屬，讓醫(yī)生根據患者及家屬的主訴，從臨床思維角度出發(fā)進行詢問病史、繪制系譜圖、查體等，最后醫(yī)生要給患者及家屬提出咨詢意見。通過情境模擬過程，給學生創(chuàng)造一種積極的學習環(huán)境，讓學生從中領悟到學習要點，實現親驗式教學過程。

情境模擬教學給學生呈現了一個真實的“遺傳病”患者，讓學生轉變了以往的學習身份，以醫(yī)生的角度來思考問題。情境模擬教學法能更有效地激發(fā)學生的學習興趣，模擬醫(yī)生，面對“遺傳病”患者的痛苦經歷，學生會增加使命感；模擬患者，能通過換位思考體會遺傳病患者的真實感受和尷尬境地，學生會增加責任感，發(fā)自學生內心的這種責任感和使命感可以極大地激發(fā)他們的學習主動性，也有助于建立良好的醫(yī)患關系。

情境模擬教學的課前病歷資料準備、課上就診全過程、醫(yī)患雙方的溝通交流都是通過學生自主建構，以學生自主思考來完成，學生有了自己的邏輯思維和學習成果，有效地提高了自主學習能力。情境模擬教學使學生成為課堂的第一責任人，真正實現以學生為中心，也極大地激發(fā)了學生的學習興趣。

4 角色互換教學

醫(yī)學遺傳學教學中有些章節(jié)信息量大，內容枯燥抽象，很難引起學生的學習興趣。如果教師不改變傳統的教學方法，學生必將陷入死記硬背、應付考試的誤區(qū)，能力培養(yǎng)無從談起。師生角色互換可以改變這種教學現狀，是增強學習效果的一種有效措施。

角色互換的實施分備課、授課、答疑三部分。備課是上好一堂課的重要基礎，也是培養(yǎng)學生自主學習能力的關鍵環(huán)節(jié)。教師首先要把學生分成小組，然后布置教學內容及教學目標，學生課下通過查閱教材、參考書及圖書館數據庫等相關資料，認真做好教學準備工作。課堂上每組選一名學生作為“老師”，結合自己制作的課件開始授課，教師則以學生的身份聽課，授課結束后其他學生開始提問。講課的學生由于準備充分，基本能很好地解答同學提出的問題，對于實在解決不了的問題，最后由教師來幫助解答。

角色互換教學給學生提供一種全新的學習體驗方式，有效地激發(fā)了學生的學習積極性，受到了學生的極大歡迎，同時也拉進了師生間的距離，融洽了師生關系。備課階段，學生自主查閱資料，制作課件，精心準備授課的各個環(huán)節(jié)，整個過程中有效地鍛煉了學生的資料整理分析能力、自主學習能力。學生授課、答疑階段鍛煉了學生的語言表達能力和思考問題、解決問題能力，同時有效驗證了學生自主學習的成果，對學生是一種有效的激勵。

5 開辟第二課堂

第二課堂作為一種教育組織形式，在實現教育目標的過程中具有獨特的價值和功能[2]。第二課堂教學方式靈活，教學素材多樣，既補充和延伸了第一課堂的教學，也充分滿足了學生的學習興趣和愛好發(fā)展，受到學生的極大歡迎。第二課堂的實施沒有固定的模式，可以組織學生成立課外活動小組，結合理論教學內容，開設課堂教學無法完成、同時又有一定探索性的實踐課題。如組織學生設計“人類正常性狀調查報告”，讓學生到社區(qū)或本校人數多的期班進行性狀調查，根據調查結果分析性狀分布特點，撰寫調查報告。

為了了解有關遺傳病的資料，可以組織學生到特殊教育學校、兒童福利院、婦產醫(yī)院進行遺傳病相關信息調查，分析調查結果。在整個實踐過程中，學生自己設計調查問卷，安排具體流程，準備各種資料，自己親自展開調查，既豐富了學習內容，又有效鍛煉了社會實踐能力和自主學習能力。為了將學到的知識學以致用，讓學生體會到所學知識服務于社會的樂趣，可以組織學生深入社區(qū)，宣傳如何做好優(yōu)生優(yōu)育及遺傳病的預防等相關的科普工作。在實踐活動中，學生可以自主思考解決各種問題，激發(fā)學習興趣，強化學習動機，鍛煉溝通交流能力和自主學習能力。

隨著醫(yī)學模式的改變、社會經濟及衛(wèi)生事業(yè)的快速發(fā)展，社會對醫(yī)學生的知識、能力和素質提出更高的要求[3]。作為未來卓越的醫(yī)務工作者，必須具備較強的自主學習能力才能適應社會發(fā)展的需要。自主學習能力已成為當今知識經濟時代高素質醫(yī)學人才必須具備的基本素質。所以，在教學過程中，教師要轉變教學觀念，改變教學方法，充分發(fā)揮學生的主體地位，通過學生獨立的探索、質疑、創(chuàng)造來實現學習目標，真正做到“授人以漁”，使學生更好地學會學習，以推進醫(yī)學生能力與素質的協調發(fā)展，為學生今后的學習、工作打下堅實的基礎?！?/p>

參考文獻

[1]蘇中平，趙婷，葉鵬，等.醫(yī)學生自主學習能力與教育環(huán)境的適應性探究[J].中國高等醫(yī)學教育，2014（8）：12-13.

第8篇：遺傳學研究范文

【關鍵詞】 ACE基因; 多態(tài)性; 冠心病

【Abstract】 Objective To investigate the insertion/deletion （I/N） polymorphism of angiotensin converting enzyme （ACE） with CHD in Han， and analysis their genetics characteristics. Methods 34 patients genomic DNA was amplified by polymorphic region in intron 16 of the ACE gene. Allele were detected on agarose gel stained with ethidium bromide.Results The frequencies of DD，DI and II genotype were 0.57， 0.18 and 0.24in CHD ; and 0.33， 0.31 and 0.35 in the control respectively. Conclusion The polymorphism of ACE gene are associated with CHD in Hans.

【Key words】 angiotensin-converting enzyme gene； polymorphism; CHD

冠心病是一種多基因疾病，它的基因的定位及其相關研究已成為當前和今后一段相當長時期內備受關注的焦點和難點。廣東的一項研究表明，攜帶血管緊張素轉換酶（ACE）基因DD型老年人患冠心病的危險增加。人類ACE基因位于染色體17q23上，其長度為21 Kb，包含26個外顯子和25個內含子，在ACE基因存在多個變異位點。近年來，備受注目的是位于ACE基因16內含子的長度為287bp的Alu序列的插入I或缺失D多態(tài)性。1990年Rigat等［1］觀察到ACE基因I／D多態(tài)決定約血清ACE活性水平的一半。此后，ACE I／D多態(tài)與冠心病、糖尿病及并發(fā)癥的關聯研究是該研究領域的熱點，研究結果幾乎都發(fā)現ACE基因的I／D多態(tài)性具有種族、民族和地域的差異性［2］。這種多態(tài)性與冠心病是否有關，兩個相互矛盾的結論相繼報道［3］，為此，我們對內蒙地區(qū)漢族冠心病人群進行了ACE基因多態(tài)性的分布研究，目的在于探討ACE基因的I／D多態(tài)性與內蒙地區(qū)漢族冠心病患者的相關性。

1 資料與方法

1．1 一般資料 血液標本采自內蒙古健康的漢族88例，內蒙地區(qū)漢族冠心病患者組（CHD組）54例?；颊呷脒x標準：（1）有明確的心肌梗死病史，有過典型的心絞痛發(fā)作。（2）有典型的心肌缺血異常心電圖。（3）冠狀動脈造影證實有一支以上血管狹窄。（4）平均年齡 57歲。

1．2 方法 按常規(guī)［4］從外周血細胞中抽提DNA后，據Rigat et al［5］方法作PCR擴增，所用的引物核苷酸序列為：5’-CTGGAAGACCACTCCCATCCTTTCT-3’和5’-GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT-3’，反應是在終體積10μl，液體中進行，包括1μl，前體（3.75 Pmol），dNTP（250μM） 1μl。Taq酶0.5unit，10×buffer 1μl DNA模板0.2μg/μl加10×buffer，擴增在92℃預變性2 min，94℃變性1min，58℃退火45s， 72℃延伸 1min共 32個周期， PCR產物在 2％瓊脂糖凝膠上電泳，紫外光下觀察結果。計算實驗組ACE基因I／D多態(tài)的基因型頻率，確認其符合遺傳平衡（哈迪一溫伯格平衡），由基因型計算等位基因頻率。

2 結果

本研究人群中基因型分布經計算符合Hardy-weiberg 平衡。內蒙地區(qū)漢族冠心病患者和健康人的ACE基因I/N的多態(tài)性分布見表1。

結果表明，冠心病患者的DD、DI 和 II 基因型的頻率是 0.57、 0.18和 0.24，漢族健康人群的DD、DI 和 Ⅱ基因型的頻率是 0.33、 0.31和 0.35。患者組等位基因型頻率D和I分別為是0.66和0.33，漢族健康人群的是0.49和0.51。這一結果經統計分析顯示冠心病患者的DD基因型頻率及D等位基因頻率顯著增高（P=0.004，P=0.012）。病例組I等位基因頻率顯著低于對照組 （P＜0.01）。 表1內蒙地區(qū)漢族冠心病患者和健康人的ACE基因I/N的多態(tài)性分布

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3 討論

近年來，ACE基因普遍被認為是研究高血壓、冠心病等遺傳易感性的主要候選基因 ［1，6］。2003年Barry R. Palmer，等［3］對新西蘭心?；颊咦髁薃CE I／D多態(tài)性的研究，結果表明心梗病組DD基因型頻率較對照組高。英國倫敦大學學院和皇家自由醫(yī)學院Muthumala等報告，血管緊張素轉換酶（ACE）基因I/D多態(tài)性與收縮壓（SBP）的交互作用影響健康中年男性冠心?。–HD）發(fā)病風險［6］。而在中國南方漢族冠心病患者做的研究，結果是冠心病組ACE基因及等位基因頻率與對照組差異無顯著性。另外其他不同民族的研究中發(fā)現ACE基因的I／D多態(tài)性與冠心病無明顯關系［7］。我們研究所得到的結果無論是基因型頻率還是等位基因頻率，內蒙地區(qū)漢族冠心病患者與漢族健康人群ACE基因的I／D多態(tài)性差異均有顯著性。在冠心病患者的進一步研究中發(fā)現，北方漢族人群中具DD基因型者伴血壓高的發(fā)生CHD的風險為非DD型者的3.2倍；具D等位基因型者發(fā)生CHD的風險為具有I型等位基因者的2.05倍。因此，提示ACE基因的I／D多態(tài)性與內蒙古地區(qū)冠心病有明顯關系。要想進一步探明其相互間的關系，尚需擴大樣本數，從單個基因入手，逐漸延伸到整個腎素血管緊張素醛固酮系統中的全部基因，同時要考慮ACE基因I/D多態(tài)性與其他因素的交互作用，以便作更深入的研究。

【參考文獻】

1 Rigat B， Hubert C， Alhenc GF， et al. An insertion/deletion polymorphism in the angiotensin I converting enzyme gene accounting for half the variance of serum enzyme levels.J Clin Inest， 1990， 86:1343-1346.

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5 Rigat B， Hubert C，Alhege F，et al.An insertion/deletion polymorphism in angiotensin converting enzyme gene associaton infaction. Lance， 1993，141:991-999.

6 Muthumala A M.Angiotensin-converting enzyme genotype interacts with systolic blood pressure to determine coronary heart disease.Risk in healthy middle-aged men. Hypertension，2007，50（2）:348-353.

第9篇：遺傳學研究范文

遺傳病以及與遺傳有密切關系的常見病、多發(fā)病，如高血壓、糖尿病、精神發(fā)育不全、癌癥等已成為人類健康和生命的主要威脅。這些疾病也會發(fā)生流行，但它們的流行方式，流行因素與傳染病等的流行有很大不同。對這些問題的探討就是遺傳病流行病學的研究內容。

遺傳病流行病學是人類群體遺傳學的一個新分支，它是在人類群體遺傳學和流行病學的基礎上產生的。它探討的是與遺傳有關的疾病的流行規(guī)律。它已經而且還將進一步闡明單基因遺傳病和染色體病的傳遞規(guī)律和發(fā)病原因，這是優(yōu)生學的重要依據之一。它目前的主要任務在于探索復雜性遺傳疾?。òǜ哐獕?、糖尿病、精神失常和腫瘤）的遺傳原因和環(huán)境因子，還可尋找其在中老年發(fā)病的復雜疾病的時態(tài)特征。

1 遺傳病的流行方式

遺傳病分為單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體遺傳病3大類。不同類型的遺傳病在家系或由家系組成的群體中表現出各自不同的傳遞方式，此外某些遺傳病的發(fā)生，還需環(huán)境定因子的誘發(fā)。遺傳病是遵循一定的規(guī)律或條件而發(fā)生流行的。

1.1 單基因病的流行方式

1.1.1 常染色體顯性遺傳病（AD） 其流行特點是:（1）患者的雙親中，往往只有1個患病，且大多數是雜合子;（2）患者的同胞中，發(fā)病患者的數量約占1/2，且男女發(fā)病機會均等;（3）系譜中，連續(xù)幾代都可看到發(fā)病的患者，但是，有時由于內、外環(huán)境的改變，致病基因的作用不一定表現（外顯不全）。

1.1.2 常染色體隱性遺傳病（AR） 其流行特征是:（1）患者的雙親往往都是無病的，但他們都是攜帶者;（2）患者的同胞中，發(fā)病患者的數量約占1/4，且男女發(fā)病的機會均等;（3）系譜中看不到連續(xù)幾代的常染色體隱性遺傳病，往往表現為散發(fā);（4）隱性基因的頻率很低，為0.01～0.001。因此一個攜帶者或患者隨機地與群體中一個成員結婚時，生出患兒的機會很小;但是若實行近親結婚，則比例就會大大提高。

1.1.3 X連鎖隱性遺傳病 其流行特點是:（1）人群中男性患者遠多于女性患者，家系中往往只有男性患者;（2）雙親都無病時，兒子可能發(fā)病，女兒則不會發(fā)病，兒子如果發(fā)病，其致病基因是從攜帶者的母親傳來;（3）由于交叉遺傳，男性患者的兄弟、外祖父、舅父、姨表兄弟、外甥、外孫等可能是發(fā)病的患者，其他的親屬不可能是患者。

1.1.4 X連鎖顯性遺傳病 其特點是:（1）此病代代相傳，故患者的雙親一般有1人是本病患者;（2）致病的顯性基因位于X染色體上，所以，女性患者與正常男性婚配所生子女中，女兒和兒子發(fā)病的機會都為1/2，男性患者與正常女性婚配，女兒全部發(fā)病，兒子都正常;（3）女性患者多于男性患者，但癥狀上男重于女;（4）連續(xù)幾代相傳。

1.1.5 Y連鎖遺傳病 其特點是:父子、兄弟、祖孫、遠祖遠孫、叔侄、堂兄弟、遠房叔侄或兄弟的相關都是1，而祖母孫、母子、外祖外孫、舅甥和兄妹的相關都是零。當在Y染色體上存在致病基因時，從優(yōu)生角度考慮，此類家系應只生女孩，這樣就杜絕了該有害基因在家系中的蔓延。

1.2 染色體病的流行方式

1.2.1 染色體數目異常導致的遺傳病 （1）性染色體數異常:如45，X;47，XXX;47，XXY;47，XYY等。對于45，X的由來尚未弄清，也就是XO核型的遺傳病流行學有待探討。47，XXY即為小癥，其母親生育年齡過大或許是一個因素，是該病流行的一個原因。（2）常染色體數目異常:包括十幾種綜合征，在此僅舉幾例，從中我們可以窺見它們在遺傳病流行學上的意義。①先天愚型:患兒的核型有以下幾型:21-三體型:母親年齡過大是本病一個重要的流行因素，21-三體型先天愚型偶有能生育的，后代中約有1/2將發(fā)育成先天愚型兒，這是21-三體型先天愚型遺傳流行的一個特征。嵌合型:有的細胞核型正常，有的細胞核型為21-3體型。易位型:其中較常見的有D/G易位，也就是14/21易位，患兒母親核型常為D/G的平衡易位攜帶者，常常有自然流產史，所生小兒中約有1/3為先天愚型患兒，1/3為平衡易位攜帶者。G/G型易位，即21/22易位，頻率比D/G易位低，這種易位型核型的產生，基本上也可經突變或遺傳而來，與D/G易位型者基本相同。②18-三體綜合征:這種病也較為常見，新生兒中發(fā)病率為1/4500，即0.02%。③13-三體綜合征:這種病少見，新生兒中發(fā)病率為1/25000，即0.004%。

此外，尚發(fā)現過22-三體綜合征等。常染色體三體綜合征除21-三體征外，對其遺傳病流行病學特點還很少研究，原因是病例罕見，患兒受到嚴重影響，常常過早夭折，因此難以進一步觀察。

1.2.2 染色體結構異常導致的遺傳病 染色體結構異常分為缺失、重復、倒位、易位、環(huán)形染色體和等臂染色體等。平衡易位除了能從祖代往下代傳遞外，可能還是造成重復和缺失的原因之一。除平衡易位外，其他類型染色體結構變異對個體的影響則較大，常常引起流產等現象。據報道，有自然流產史、死產史或有畸形生產史的夫婦（一般僅其中之一有畸變），染色單體畸變（包括斷裂、碎片）和染色體畸變（包括斷片、雙著絲粒染色體、微小體等）數均較對照顯著為高，可見有染色體結構畸變的雙親在遺傳病流行中有著相當重要的意義。

1.3 多基因病的流行方式 在多基因遺傳病中，當一對夫婦生出了第2個該病患兒，表明他們帶有更多的與易患性有關的基因，其一級親屬患該病的風險將會增加。病情嚴重的患者，其一級親屬的患病風險性比病情輕的要高。當一種多基因遺傳病的一般群體發(fā)病率有性別差異時，發(fā)病率低的某一性別患者的一級親屬發(fā)病率高。如果已發(fā)病，其一級親屬的發(fā)病率將比發(fā)病率高的另一性別患者的一級親 屬為高。

2 影響遺傳病流行的幾個因素

2.1 突變 突變造成的最大危害性是使群體的遺傳負荷增加。除少數突變外，對生物自身來說，大多數突變都是有害的。由于突變造成某些性狀使個體在成熟前過早夭折，某些性狀降低了結婚的機會，以及另一些性狀使個體的平均產子數較群體為低。由此，突變產生的不正?；虮日€體傳給后代的機會要小，致使代代相傳時突變基因的頻率降低。突變問題使人類處于非常危險的境地，之所以如此，還有一個原因，就是環(huán)境的污染、生態(tài)平衡的破壞，致使人類基因突變率有增無減。

2.2 隔離 隔離的后果使遺傳病的發(fā)病率顯著提高，原因是隔離有類似于近親婚配的效應。由于隔離，使純合子的比例增加，而使雜合子的比例下降。如果在隔離人群內不實行隨機婚配而實行近親婚配，則遺傳后果更為嚴重，實行近親婚配隔離人群內的多種遺傳病尤其是智力低下極為普遍。

2.3 遷移 遷移帶來種群的混雜，遷移使大群體中的基因流向隔離群，從而打破了隔離的屏障，對抗隔離的有害影響。因此，遷移和混雜具有優(yōu)生的作用。

2.4 遺傳漂變 遺傳漂變可以使不受影響的中性基因固定或消失，有時甚至也可使選擇上不利的基因在一個群體中固定或消失。遺傳漂變只對小群體有效應，對大群體來說沒有什么效應。由少量祖先起源的隔離群，其遺傳病的流行可能受到隨機漂變的嚴重影響。