時間:2023-03-22 17:37:14
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇分子生物學論文,愿這些內容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
1.1選課學生的分子生物學背景知識:
對選課學生的分子生物學背景知識的調研發(fā)現(xiàn):在選課人群中,90.7%的學生缺乏分子生物學的理論背景知識(31.40%學生沒有了解,59.30%的學生了解不多),僅有不足10%的學生對分子生物學理論知識比較了解或進行過系統(tǒng)學習,見表1。這就要求我們在講解分子生物學技術之前,需要介紹必須具備的分子生物學基本理論知識。大于50%的學生從未接觸過分子生物學技術,有過動手操作經(jīng)驗的僅為16.28%。提示我們的實驗教學要循序漸進,給學生充分的操作時間與足夠的訓練。如果能對選課人群在開課前進行初步的調研,根據(jù)其分子生物學知識背景分組授課,有望達到更好的教學效果。
1.2課程設計與安排:
我們對學生選修本門課程的動機與預期學習目標進行了調查,結果見表3。研究表明,77%的學生以掌握實驗技術作為學習本門課程的主要目標,體現(xiàn)出對于本課程實用性的一致要求。進一步深入分析研究生科研對分子生物學技術的共性需求,對提升本課程的實用性具有重要意義。同時,突出實驗的可操作性,增加學生動手機會、提高操作水平也是本課程的改革需要重點考慮的內容。與選課學生的預期目標對應,多數(shù)的學生希望增加動手操作的機會,72.09%的學生希望實驗準備工作主要由學生完成,15.12%的學生希望全部的實驗準備均由學生完成,體現(xiàn)了學生希望掌握分子生物學實驗技術全流程的急迫性。對于教學模式,以“科研設計-實施”為核心的教學方式更加受到學生的青睞,80%以上的學生認為比較感興趣這種授課方式。
2討論與建議
分子生物學技術已經(jīng)廣泛應用于中醫(yī)藥各個研究領域。掌握分子生物學技術業(yè)已成為我校研究生的迫切需求,選修分子生物學實驗是其掌握基本實驗操作、提高科研素養(yǎng)的重要途徑之一。根據(jù)本次調查的結果,我們認為分子生物學實驗課程可以重點進行以下幾方面的改革,以進一步滿足研究生學習與科研的需求。
2.1補充基礎理論知識:
本校的研究生生源背景多樣,但以中醫(yī)藥相關專業(yè)為主。在本科階段接受的訓練中,關于分子生物學的基礎理論接觸相對較少。如果實驗課程的教學僅僅講授實驗操作步驟,難以使學生理解實驗原理、實驗操作步驟的意義,也難以讓學生具備科學分析實驗結果、改進實驗步驟的能力。因此,在實驗課教學中,在講授實驗原理、步驟方法等常規(guī)內容外,還必須深入淺出介紹實驗技術涉及的分子生物學基礎理論知識,彌補其原有知識結構的不足。根據(jù)學生分子生物學背景知識層次不齊的特點,可以嘗試通過課前調研、分班授課提高教學效果。
2.2增加動手操作機會:
由于實驗樣本和教學課時有限,一方面部分學生只是參觀別人做實驗,并未親自動手;另一方面,教師完成了大量的實驗準備工作,學生只是參與了“正式”的實驗過程。但是,作為研究生應用分子生物學技術獨立從事科研活動,實驗的準備、實施、數(shù)據(jù)分析整理的全過程都必須親自完成。為了提高教學效果,提高研究生動手能力,建議研究生參與分子生物學實驗的全過程(包括實驗準備及善后),并建議研究生每人可以獨立完成1個樣品的全程分析。
2.3鍛煉科研設計能力:
如果規(guī)范的實驗操作是獲得可靠數(shù)據(jù)的保障,那么合理的實驗設計則是獲得有意義科研數(shù)據(jù)的前提。在實驗課教學中滲透科研設計的理念與方法,同樣是實驗課程教學的重要組成部分。而教師引導下的學生科研選題設計、實驗操作方案細化可以作為實驗課程教學的重要補充,以鍛煉和提高研究生科研設計能力。探索以研究生自主選題為核心的分子生物學實驗課程教學模式,將是未來分子生物學實驗課程改革的重要方向。
3結語
小麥是世界上的主要糧食作物之一,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位。與其它農(nóng)作物一樣,由于在育種中大量使用一些相同的親本,導致栽培小麥基因大量流失,使其遺傳基礎日益狹窄、遺傳變異率低,對其產(chǎn)量和品質的進一步改良起著極大的限制作用。雖然在小麥的野生近緣物種中有許多改良小麥的優(yōu)異基因,但將這些基因導入到普通小麥需要特定的一些技術和手段,而且效率較低。現(xiàn)有栽培品種和地方品種,特別是一些特異材料,是小麥的初級基因庫,其中也含有改良小麥產(chǎn)量和品質所需的一些優(yōu)異基因。從小麥的初級基因庫向栽培小麥中轉移基因不需要特定的技術和手段。因此,對現(xiàn)有小麥材料和小麥地方品種的遺傳多樣性進行深入研究和評價,有助于將其中的優(yōu)異基因向小麥背景中轉移,增加栽培小麥品種的遺傳多樣性。現(xiàn)代分子標記技術的進一步發(fā)展和完善,使得人們能夠從分子水平對大量材料進行深入研究,詳細揭示其遺傳多樣性。本研究利用APAGE、SDS-PAGE、熒光原位雜交技術(FISH)、RFLP、R、STS-PCR等常規(guī)和分子標記方法,對多小穗小麥新種質‘10-A’背景中的黑麥染色質及其對農(nóng)藝性狀的影響、中國特有小麥地方品種中的貯藏蛋白基因多樣性、中國特有小麥地方品種群體間和群體內的遺傳多樣性及其遺傳關系、中國高抗赤霉病小麥地方品種間的遺傳多樣性等幾個方面進行研究,取得的主要研究結果如下:
1.利用APAGE、熒光原位雜交技術(FISH)、PCR和RFLP標記,對導入黑麥多小穗等性狀創(chuàng)制的小麥新種質‘10-A’進行了分子檢測。APAGE分析發(fā)現(xiàn),‘10-A’與其他T1BL.1RS易位系一樣,含有黑麥1RS的醇溶蛋白標記位點Gld1B3。用黑麥1RS的特異性PCR引物對‘10-A’的基因組DNA進行擴增,發(fā)現(xiàn)其也具有黑麥的1RS染色體。以黑麥基因組總DNA作探針,用中國春基因組DNA做封阻,與‘10-A’根尖細胞有絲分裂染色體進行熒光原位雜交,結果表明黑麥1R染色體的整個短臂(1RS)易位到‘10-A’中。用25個RFLP標記進行Southern分析,進一步發(fā)現(xiàn)10-A的1特異性限制片段發(fā)生丟失,代之以黑麥1RS的特異性限制片段,而位于其他染色體上的特異性限制片段未發(fā)生缺失。FISH和RFLP標記同時表明,‘10-A’中沒有小麥4A-黑麥4R染色體易位。據(jù)此認為,多小穗小麥新種質‘10-A’屬于T1BL.1RS易位系。同時,本研究還對‘10-A’的多小穗改良系進行了分子檢測,發(fā)現(xiàn)他們均具有T1BL.1RS易位染色體。
2.對幾種鑒定小麥背景中的T1BL.1RS易位染色體的常規(guī)方法和分子標記方法進行比較發(fā)現(xiàn),APAGE方法是一種快速有效的方法,最易于在小麥育種選擇中應用。
3.以來源于多小穗小麥新種質‘10-A’、普通穗型小麥品系88-1643和川育12號組配的三交組合‘10-A’/88-1643//川育12號的重組系為供試材料,選用4個RFLP標記和1個醇溶蛋白標記Gld1B3分析了T1BL.1RS易位染色體對農(nóng)藝性狀和籽粒蛋白質含量、及其性狀間的簡單相關和偏相關的影響。結果表明,T1BL.1RS易位[文秘站:]染色體對小麥小穗數(shù)、每小穗結實粒數(shù)、千粒重、穗粒重、株高和籽粒蛋白質含量等幾個性狀具有顯著的影響,而對穗粒數(shù)和抽穗期的影響不大。T1BL.1RS易位系的平均小穗數(shù)、千粒重、穗粒重、株高和籽粒蛋白質含量分別比非易位系高5.0、4.6、6.4、5.7和6.8,而平均每小穗結實粒數(shù)則低6.9。從農(nóng)藝性狀間的簡單相關和偏相關系數(shù)來看,一些性狀間的顯著簡單或偏相關關系僅T1BL.1RS易位系群體中檢測到,而另一些性狀間的顯著簡單或偏相關關系僅在非易位系群體間檢測到。同時,一些性狀間的簡單相關系數(shù)在易位系和非易位系群體間的差異性達到顯著或極顯著水平。這些結果表明,T1BL.1RS易位染色體不僅對小麥農(nóng)藝性狀和籽粒蛋白質含量具有顯著的效應,而且對性狀間簡單相關和偏相關的程度和性質均有一定的影響。
4.利用APAGE和SDS-PAGE技術對四川白麥子地方品種、云南鐵殼麥、半野生小麥和新疆稻麥的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亞基進行了分析。結果發(fā)現(xiàn),在89份四川白麥子地方品種中,共出現(xiàn)35種醇溶蛋白帶型和3種高分子谷蛋白亞基組合,其中2份小麥地方品種的醇溶蛋白帶型和87份小麥地方品種的高分子谷蛋白亞基組合與‘中國春’一致。在14份云南鐵殼麥中,出現(xiàn)了8種醇溶蛋白帶型和3種高分子谷蛋白亞基組合。在9份半野生小麥中,出現(xiàn)了9種醇溶蛋白帶型和4種高分子谷蛋白亞基組合。在9份新疆稻麥中,出現(xiàn)9種醇溶蛋白帶型和5種高分子谷蛋白亞基,其中1份材料具有Glu-D1編碼的新亞基2.1 10.1。從醇溶蛋白和高分子谷蛋白亞基表型來看,新疆稻麥和半野生小麥的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亞基變異最高,其次為云南鐵殼麥,而四川白麥子小麥地方品種的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亞基變異則最低。
5.根據(jù)醇溶蛋白APAGE圖譜和高分子谷蛋白亞基SDS-PAGE圖譜,研究了四川白麥子地方品種、云南鐵殼麥、半野生小麥和新疆稻麥的Gli-1、Gli-2和Glu-1位點的等位基因變異頻率。在89份四川白麥子地方品種、14份云南鐵殼麥、9份半野生小麥和9份新疆稻麥的Gli-1位點上,分別發(fā)現(xiàn)14、10、14和11個等位基因;在Gli-2位點上,分別發(fā)現(xiàn)15、9、13和12個等位基因;而在Glu-D1位點上,則分別出現(xiàn)了5、5、6和8個等位基因。從等位基因出現(xiàn)的頻率來看,新疆稻麥和半野生小麥的等位基因變異頻率遠遠高于云南鐵殼麥和四川白麥子。從不同基因位點來看,Glu-1位點的等位變異又低于Gli-1和Gli-2位點的等位變異。
6.根據(jù)Gli-1、Gli-2和Glu-1位點的等位變異頻率計算四種小麥地方品種群體內的Nei’s遺傳變異系數(shù)。在四川白麥子、云南鐵殼麥、半野生小麥和新疆稻麥的平均Nei’s遺傳變異系數(shù)分別為0.3706、0.3798、0.5543和0.5693,表明半野生小麥和新疆稻麥的種子貯藏蛋白基因的遺傳多樣性高于四川白麥子和云南鐵殼麥。從醇溶蛋白位點和高分子谷蛋白位點的遺傳多樣性來看,這4種小麥地方品種的Gli-1和Gli-2位點的平均遺傳變異系數(shù)分別為0.5486、0.6632、0.7161和0.6770,而Glu-1位點的平均遺傳變異系數(shù)則分別為0.0148、0.1777、0.2305和0.3540,遠遠低于前者,說明醇溶蛋白位點的遺傳多樣性遠遠高于高分子谷蛋白位點的遺傳多樣性。從染色體組來看,位于B染色體組的Gli-B1、Gli-B2和Glu-B1位點的遺傳變異系數(shù)又高于A、D染色體組相應位點的遺傳變異系數(shù),表明B染色體組的遺傳變異高于A、D染色體組。
7.利用Glu-Ax、Glu-Bx、Glu-A3、Glu-B3和Glu-1Dx5的特異性PCR引物,和位于1染色體上的γ-醇溶蛋白和低分子谷蛋白2對R標記,通過PCR的方法研究了8份四川白麥子、14份云南鐵殼麥、9份半野生小麥和9份新疆稻麥貯藏蛋白基因的遺傳多樣性。結果表明,Glu-Ax、Glu-Bx、Glu-A3和Glu-B3等4個位點的遺傳多樣性較低,而γ-醇溶蛋白和低分子谷蛋白2個R位點的遺傳多樣性較高。所有40份供試材料均未擴增出Glu-1Dx5基因的特異DN段,說明這些小麥地方品種不含5亞基的編碼基因。
8.利用14個STS-PCR的28種引物-酶組合和24個R標記對四川白麥子、云南鐵殼麥、半野生小麥和新疆稻等4種中國特有小麥地方品種群體間和群體內的遺傳多樣性進行了研究。在供試的40份材料中,11對STS-PCR引物(78.6)的16種引物-酶組合(57.1)能揭示材料間的遺傳多樣性。在28種STS引物-酶組合中,共獲得121條擴增DN段,其中32.7的片段具有多態(tài)性。在24個R位點上,21個位點(87.5 )能夠揭示材料間的多態(tài)性。在40份材料中,共檢測到83個R等位變異,平均每個位點為3.46個等位變異。
9.根據(jù)STS-PCR和R標記的多態(tài)性,計算了材料間的Nei’s遺傳相似系數(shù),并采用UPGMA方法對其進行遺傳聚類。結果發(fā)現(xiàn),STS-PCR和R標記揭示的4種特有小麥地方品種群體內的遺傳相似性均一致地表明四川白麥子和云南鐵殼麥的群體內遺傳相似性較高,而半野生小麥和新疆稻麥群體內的遺傳相似性較低。這說明新疆稻麥和半野生小麥群體內的遺傳多樣性較高,而四川白麥子和云南鐵殼麥群體內的遺傳多樣性較低。同時,STS-PCR和R標記均能將所有40份材料相互區(qū)分開。從4種小麥地方品種間的遺傳關系來看,新疆稻麥與其它3種小麥地方品種間遺傳分化較大,單獨聚為1類;而四川白麥子和云南鐵殼麥間的遺傳關系較近,但部分半野生小麥也與云南鐵殼麥間具有較近的遺傳關系。從R標記和STS-PCR標記揭示的群體間和群體內遺傳相似系數(shù)的大小來看,與STS-PCR標記相比,R標記在材料間的多態(tài)性更高,能夠揭示更多的遺傳差異。
10.在本研究中,從種子貯藏蛋白來看,‘中國春’與‘成都光頭’的醇溶蛋白帶型和高分子谷蛋白亞基組合完全一致。從STS-PCR和R標記揭示的遺傳關系來看,‘中國春’與‘成都光頭’間的遺傳相似性最高。這些結果進一步證實‘中國春’是‘成都光頭’的一個選系。
11.利用R標記對來源于貴州、云南和四川的8份高抗赤霉病小麥地方品種和4份高感赤霉病小麥材料間的遺傳多樣性進行了研究。在小麥21條染色體的25個R位點上,共檢測到74個等位變異,平均2.96個;其中21個位點(84)能夠揭示材料間的多態(tài)性。根據(jù)R標記揭示的遺傳相似性來看,雖然高抗赤霉病小麥地方品種間以及它們與高感材料‘中國春’間的遺傳相似性較高、遺傳多樣性低,但是它們與高感赤霉病的人工合成雙二倍體‘R’和意大利小麥品種‘阿勃’間具有相當高的遺傳多樣性。這些結果表明,可利用高抗赤霉病的小麥地方品種與高感赤霉病的人工合成雙二倍體‘R’或意大利小麥品種‘阿勃’之間雜交,構建分子標記遺傳分析群體,以標記其中的抗赤霉病基因。
關鍵詞:小麥,黑麥,地方品種,赤霉病,多小穗,農(nóng)藝性狀,蛋白質,遺傳多樣性,APAGE,SDS-PAGE,F(xiàn)ISH,RFLP,STS-PCR,R
TheMolecularBiologyofSomeecialWheatGermplasms
Atract
Wheat(TriticumasetivumL.)isoneofthemostimportantcroinworld.Astheothercrop,thegeneticdiversityofcultivatedwheathasbeengreatlyerodedbythefrequentuseofsameparentalgenotypesforbreedingcultivars.Geneticerosionnotonlylimitsthefurtherimprovementofyieldandqualitybutalsomakeswheatincreasinglyvulnerabletobiologicalandenvironmentalstre.Althoughtherearemanygoodgenesfortheimprovementofwheatintherelatedwildecies,theintroductionofthesegenesfromwildicestocultivatedwheatneedsomeecialcytogeneticmanipulatio.Themoderncultivarsandlandracesaretheprimarygenepoolofcultivatedwheat.Therealsohadmanygoodgenesforwheatimprovementintheprimarygenepool,andnoecialcytogeneticmanipulationwasnecearytotrafergenesfromtheprimarygenepooltocultivatedwheat.Thus,itisanimportantworktoevaluatethegeneticdiversityoftheseresources.Themolecularbiologytechniquesmakeitispoibletoevaluatethegeneticdiversityamongthewheatgermplsmsindetail.Theobjectivesofthisstudyweretodetecttheryechromatininthebackgroundofanewmultiikeletwheatgermplasm10-Aandtheeffectsofthisryechromatinontheperformanceofagronomiccharacters,todescribethegeneticvariatioofseedstorageproteingenesintheChineseendemicwheatlandraces,toevaluatethegeneticdiversityandgeneticrelatiohiamongtheChineseendemicwheatlandraces,andtoinvestigatethegeneticdiversityamongsomeChineselandraceshighlyresistanttoheadscabbyusingAPAGE,SDS-PAGE,FISH,RFLP,STS-PCRandRmarkers.Themainresultsweredescribedasfollowings:
1.UsingAPAGE,FISH,PCRandRFLPmarkers,theryechromatininthebackgroundofanewmultiikeletwheatgermplasm10-Awasdetected.APAGEanalysisindicatedthatthe10-ApoeedthegliadinmarkersGld1B3of1RS.PCRanalysisindicatedthatthe10-Aalsopoeedthe1RSofrye.UsingfluorescencelabeledtotalgenomicDNAofryeasprobesandcommonwheatgenomicDNAofChineseringforblocking,insituhybridizationshowedthatthe1RSofryewastraferredtomultisikeletwheatline10-A.Therestrictionfragmentslocatedontheshortarmofchromosome1Bweremiingandtherestrictionfragmentsof1RSwerepresentwhentheprobes,whichhavebeenidentifiedontheshortarmofthehomologousgroup1,wereusedinRFLPanalysis.FISHandRFLPanalysisindicatedthe10-Adidnotpoethe4A-4Rwheat-ryetralocationchromosome.Theseresultssuggestedthatthemultiikeletwheatline10-AcarriedtheT1BL.1RSwheat-ryetralocationchromosome.Inthisstudy,somerecombinantswithmultiikeletderivedfromatriplecro,10-A/88-1643//Chuanyu12,werealsodetected.AllofthemalsopoetheT1Bl.1RStralocationchromosome.
2.AcomparisonofsomenormalandmolecularmethodsforidentifyingandsurveyingthepresenceofT1BL.1RStralocationinwheatwasconducted.TheresultindicatedthatAPAGEistheeasiestan doftenfasterforscreeningpurposesinwheatbreeding.
3.TheeffectsofT1BL.1RStralocationchromosomeontheperformanceofagronomiccharacters,thegrainproteincontent,andthesimpleandpartialcorrelationcoefficientsamongcharacterswereinvestigatedwith4RFLPmarkersand1gliadinlocusGld1B3inrecombinantsderivedfromatriplecro,10-A/88-1643//Chanyu12.TheT1BL.1RStralocationchromosomehadsignificenteffectsonikeletnumberperike,graiperikelet,1000-grainweight,graiweightperike,plantheightandgrainproteincontent,whilenosignificenteffectsongraiperikeandheadingdatewasdetected.TheT1BL.1RStralocationlinesresultedin5.0,4.6,6.4,5.7and6.8increaseinikeletnumber,1000-grainweight,graiweightperike,plantheightandgrainproteincontentthanthenon-T1BL.1RStralocationlines,reectively.AndtheT1BL.1RStralocationlinesresultedina6.9decreaseingraiperikeletthan1Bgenotypes.SomesignificentsimpleandpartialcorrelationcoefficientswereonlydetectedwithintheT1BL.1RStralocationgrou,whilesomesignificentrelatiohiwereonlydetectedwithinthenon-T1BL.1RStralocationgrou.AndthesignificantdifferencesofsomesimplecoefficientsweredetectedbetweentheT1BL.1RSand1Bclaes.TheseresultssuggestedthattheT1BL.1RStralocationchromosomenotonlyhadeffectsontheperformanceofagronomiccharactersandgrainproteincontentbutalsohadimpactonthesimpleandpartialcorrelationcoefficientsamongcharacters.
4.UsingAPAGEandSDS-PAGEmethods,thegliadinandHMW-gluteninsubunitsvariatiowereevaluatedinSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat.In89landracesofSichuanWhiteWheat,atotalof35gliadinpatterand3HMW-gluteninsubunitscombinatiowerefounded.Intheselandraces,2landraceshadidenticalgliadinpartternwith’Chinesering’,and87outof89landraceshadthesameHMW-gluteninsubunitscombinationwith’Chinesering’.In14acceioofYuanHulledWheat,8gliadinpatterand3HMW-gluteninsubunitscombinatiowereaeared.In9acceioofTibetanWeedrace,eachacceionhaduniquegliadinpattern,and4HMW-gluteninsubunitscombinatiowerefoundedintheseacceio.Atotalof9gliadinpatterand5HMW-gluteninsubunitscombinatioweredetectedin9XinjiangRiceWheat.TheseresultsindicatedthatmoregliadinandHMW-gluteninvariatiopresentedinTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatthanSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.
5.TheallelicvariatioatGli-1,Gli-2andGlu-1lociin89SichuanWhiteWheatlandraces,14YuanHulledWheatacceio,9TibetanWeedraceand9XinjiangRiceWheatacceiowerestudiedbasedontheAPAGEandSDS-PAGEpatter.Therewere14,10,14and11allelesatGli-1inSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat,reectively.Intotal,15,9,13and12alleleswereidentifiedatGli-2inabovegrou,reectively.Only5,5,6and8alleleswerecharacterizedatGlu-1inabovegrou,reectively.Fromthefrequencyofaparticularalleleateachlocus,itindicatedthatmoreallelicvariatiopresentedinTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatthanSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.AndtheallelicvariatioatGlu-1werelowerthanGli-1andGli-2.
6.BasedontheallelicvariatioatGli-1,Gli-2andGlu-1loci,thegeneticdiversityateachlociwasinvestigatedinSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat.TheNei’sgeneticvariationindexes(H)amongabove4grouwere0.3706,0.3798,0.5543and0.5693,reectively.ItindicatedthatthegeneticdiversityofstorageproteingenesamongTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatwerehigherthanthatofSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.AtGli(Gli-1andGli-2)loci,theNei’sgeneticvariationindexes(H)amongabovegrouwere0.5486,0.6632,0.7161and0.6770,reectively.ButatGlu-1loci,theNei’sgeneticvariationindexes(H)were0.0148,0.1777,0.2305and0.3540,reectively.AndtheNei’sgeneticvariationindexes(H)atGli-B1,Gli-B2andGlu-B1locilocatedonB-genomewerehigherthanthoseofrelativelocionA-and D-genomes.TheseresultssuggestedthatthegeneticdiversityatGliwashigherthanthatofGlu-1,andthegeneticdiversityofstorageproteingenesonB-genomewashigherthanthatofA-andD-genomes.
7.FiveecialPCRprimersforGlu-Ax,Glu-Bx,Glu-A3,Glu-B3andGlu-1Dx5,and2Rprimersforγ-gliadinandLMW-gluteninwereusedtoinvestigatedthestorageproteingenevariatioamong8SichuanWhiteWheatlandraces,14YuanHulledWheatacceio,9TibetanWeedraceand9XinjiangRiceWheatacceio.ThePCRanalysisindicatedthatlowlevelgeneticdiversitywerefoundatGlu-Ax,Glu-Bx,Glu-A3andGlu-B3,whilehighlevelgeneticdiversitywerefoundedattheRlociofγ-gliadinandLMW-glutenin.TheecialDNAfragmentofGlu-1Dx5wasnotdetectedamongall40acceio.Itindicatedthattheredidnothavesubunit5encodedbyGlu-D1intheseacceio.
8.Using28primerset-enzymecombinatioof14STS-PCRmarkersand24Rmarkers,thegeneticvariatioamongSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheatwereinvestigated.Elevenoutof14STS-PCRprimersets(78.6)and16outof28primerset-enzymecombinatio(57.1)werepolymorphic,producingatotalof121fragmentswithanaverageof4.3fragmentsperprimerset-enzymecombinatio.At24Rloci,21Rloci(87.5)werepolymorphic,detectingatotalof83alleleswithanaverageof3.5allelesperRloci.
9.TheNei’sgeneticsimilarity(GS)indexeswithinandbetweengrouwerecalculatedbasedontheSTS-PCRandRdata.TheGSamongthegrouofSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat,revealedbySTS-PCRandRmarkers,werehigherthanthatofTibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat.ItsuggestedthatthegeneticdiversityamongTibetanWeedraceandXinjiangRiceWheatwerehigherthanthatofSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.RmarkerscanrevealmoregeneticvariatiowithinandbetweengrouthanSTS-PCRmarkers.ThegeneticrelatiohiwithinandbetweengrouwereestimatedbyaUPGMAclusteranalysisofGSmatrix.Theresultsshowedthatall40landracescouldbedistinguishedbySTS-PCRmarkersorRmarkers.TwodistinctclustersareevidentfromthematrixbasedonSTS-PCRandRdata.Thefirstcoistsofall9XinjiangRiceWheatacceio.ThesecondclustercoistsofallacceiofromSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheatandTibetanWeedrace.TheseresultssuggestedthattheXinjiangRiceWheatgroupwasgeneticallydistinctfromotherthreeChineselandracegrou,whileSichuanWhiteWheatgroupwasgeneticallyrelatedtoYuanHulledWheat.IntheTibetanweedracegroupismorediversethanSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat,withsomeacceiomorerelatedtoYuanHulledWheat.
[摘要] 生物化學與分子生物學研究生的培養(yǎng),在該學科研究生碩士點的建設中占重要地位,本文對醫(yī)學院校生物化學與分子生物學研究生的培養(yǎng)實踐進行反思,旨在提高研究生論文質量。
[關鍵詞] 生物化學;論文質量;醫(yī)學院校研究生
[中圖分類號] G642[文獻標識碼] C [文章編號]1673-7210(2011)08(a)-119-02
Study on the degree thesis quality of biochemistry and molecular biology students in medical couege
FU Xinhua, YANG Xiaoyun, WANG Shouxun*
Department of Biochemistry and Molecular Biology, Weifang Medical College, Shandong Province, Weifang 261053, China
[Abstract] Training graduate students of biochemistry and molecular biology have an important station in biochemistry development. We reflected the practice of biochemistry and molecular biology training in medical graduate students to improve the quality of thesis.
[Key words] Biochemistry; Thesis quality; Medical graduate student
當前我國社會競爭日趨激烈,從而加大了對高學歷、高素質人才的需求,高校招生規(guī)模的年平均增長率是26.9%。在此形勢下,如何調整研究生的培養(yǎng)目標和教育模式,已成為各大高校研究生教育需要解決的當務之急,因此探討研究生培養(yǎng)目標和教育模式具有重要意義。
醫(yī)學生物化學與分子生物學研究生的培養(yǎng)和教育是造就高層次人才的渠道之一,如何加強對醫(yī)學研究生培養(yǎng)全過程的質量監(jiān)控,保證培養(yǎng)質量,是目前高校值得研究的重要課題。其中,建立醫(yī)學院校生物化學與分子生物學研究生教學督導制度及對研究生學位論文進行質量監(jiān)控,是保障培養(yǎng)質量的有效途徑[1-2]。
1 我校生物化學與分子生物學研究生培養(yǎng)存在的問題
當前我校生物化學與分子生物學專業(yè)研究生實際培養(yǎng)工作中,存在一些問題,主要表現(xiàn)在:
1.1 對研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)的監(jiān)控不到位
長期以來,研究生培養(yǎng)多注重對結果的評價,以研究成果、畢業(yè)論文和就業(yè)狀況等來衡量研究生培養(yǎng)的優(yōu)劣,而對研究生培養(yǎng)過程的監(jiān)管不足。
1.2 導師對研究生培養(yǎng)過程的指導投入不足
隨著研究生招生規(guī)模的擴大,每位導師指導的學生數(shù)量增多,導師整體負荷增大,師生間的直接互動減少,加之導師工作忙,事務多,時間和精力投入都難以到位,以致出現(xiàn)一些研究生培養(yǎng)“放羊”現(xiàn)象,如課題未經(jīng)論證、開題報告時間滯后、畢業(yè)論文答辯匆忙等,從而制約了研究生的培養(yǎng)質量。
1.3 研究生學位論文質量有下滑趨勢
招生規(guī)模擴大以后,導師壓力增大,難以保證每個學生高質量的完成學位論文,造成同年畢業(yè)的研究生論文質量良莠不齊。
2 提高醫(yī)學院校生物化學與分子生物學研究生學位論文質量的幾點思考
研究生階段的教育重在培養(yǎng)學生的科研能力,而學位論文能全面衡量研究生的綜合水平。其中,論文選題和開題的嚴格把關是學位論文質量管理的一個重要方面,對保證和提高學位論文質量至關重要[3-4]。本文分析了醫(yī)學院校生物化學與分子生物學碩士學位論文各環(huán)節(jié)存在的問題,提出了加強其質量監(jiān)控的具體措施。
2.1 美國研究生教育模式
美國研究生教育在世界研究生教育中占重要地位,19世紀以來,美國以培養(yǎng)大學教師和高水平研究人才為研究生教育目標。研究生教育便擔負起培養(yǎng)各學科高級研究人才的任務。從20世紀70年代至今,美國研究生的教育質量不斷提高,美國研究生教育始終保持較高的整體質量、宏觀質量和體系質量[3]。
目前美國研究生教育的評估力量主要來源于社會和高校自身,且以社會評估為主。內部評估遵循“寬進嚴出”的原則,從招生、課程學習、科學研究、中期考核、考試、論文寫作、答辯等方面進行質量控制[4]。美國通常采用高校(系、科)評分的方法評價高校質量,通過評價高等院校的實際辦學水平及在大學群與社會中的相對地位來促進其質量提升。培養(yǎng)過程有規(guī)范性要求,并嚴格按計劃和程序實行淘汰[5]。
2.2 提高我國醫(yī)學院校生物化學與分子生物學研究生論文質量的建議
根據(jù)我國的研究生培養(yǎng)目標,研究生應當具備從事科學研究和獨立承擔專門技術工作的能力。研究生教育規(guī)模迅速擴大,質量問題日益凸顯,引起教育界及社會各界的關注[6]。質量管理系統(tǒng)的功能是對高校研究生培養(yǎng)質量保障系統(tǒng)的具體組織與執(zhí)行,它直接決定了研究生培養(yǎng)質量保障系統(tǒng)功能的發(fā)揮。
2.2.1 研究生培養(yǎng)中期考核培養(yǎng)過程的督導包括導師遴選、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)方案、課程設置等的監(jiān)督、檢查,重點是中期考核。實施中期考核是研究生培養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié),中期考核未達標者,可給予一定形式的警示,令其限期達標。
2.2.2 對生物化學與分子生物學培養(yǎng)方案與研究生培養(yǎng)計劃的審查與督導審查與督查是督導工作的重點。一方面對其培養(yǎng)方案進行審查,另一方面查閱所選學位點的研究生培養(yǎng)計劃,重點審查其培養(yǎng)目標是否合適,課程設置與安排是否合理等。
2.2.3 加強教學與管理研究生部加強學籍管理、宏觀管理、質量檢查與評估等工作,全面監(jiān)督課程設置、教學實施、成績考核、論文評審、學位答辯等工作。
2.2.4 學位論文質量監(jiān)控是重中之重學位論文監(jiān)控包括開題報告、論文把關、質量評定、論文質量等級及學位授予。督導的重點是檢查畢業(yè)論文質量,進一步完善論文“盲審”制度能更好地確保畢業(yè)論文質量。①開題報告質量監(jiān)控:開題報告是提高論文質量的重要環(huán)節(jié)。開題報告重點檢查文獻是否滿足論文課題的要求、有無書面報告書等。中期的學術報告或階段總結重點檢查論文進展情況、后期計劃、存在問題及指導小組人員的評議意見,以促進論文質量的提高。②學位論文質量監(jiān)控:研究生學位論文水平是評估研究生質量的重要指標之一,必須加強對研究生學位論文的質量監(jiān)控與督導。學位論文的質量監(jiān)控重點是檢查論文質量,協(xié)助研究生部對論文進行質量抽查,將該部分論文送予外校專家進行雙盲審查,查閱專家評審意見,并參加論文答辯會,提出意見,供導師、管理部門參考和質量抽查,從而保證論文質量。
2.2.5 開展對生物化學與分子生物學導師的督導工作著重從研究生的課堂、教學、文獻綜述、開題報告、論文中期檢查、學術活動、學術交流、學位論文質量與論文答辯等方面對導師工作進行督導檢查。
本文通過對生物化學與分子生物學專業(yè)研究生培養(yǎng)過程存在問題的分析,圍繞加強研究生培養(yǎng)過程管理、全面提高研究生培養(yǎng)質量,從控制的重點、手段和主體等方面提出了進一步實施研究生培養(yǎng)質量監(jiān)督控制的相關措施,以期對研究生培養(yǎng)工作有所裨益。
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[關鍵詞] 分子生物學;創(chuàng)新能力;研究生教育;高等教育;培養(yǎng)質量
[中圖分類號]G632.0 [文獻標識碼]B [文章編號]1673-7210(2008)09(c)-096-02
研究生教育的宗旨是培養(yǎng)具有科學精神和原始創(chuàng)新能力的專業(yè)人才。對研究生創(chuàng)新能力高低的判斷,有人主張根據(jù)研究生的行為表現(xiàn)(主要是研究成果,特別是畢業(yè)論文)來做出[1]。研究論文的質量,在一定程度上體現(xiàn)研究水平和能力,也是評價研究生教育質量的一個重要標準。分子生物學是一門新興的前沿學科,已成為現(xiàn)代生命科學中最具活力的帶頭學科之一。醫(yī)學領域分子生物學研究日新月異的發(fā)展,使人類對疾病的認識、預防、診斷和治療發(fā)生了深刻的變革,醫(yī)學科學已從整體、細胞水平逐步深入到了分子水平。所以分子生物學理論與技術的應用是衡量研究生論文質量的一個重要指標。那么在醫(yī)學分子生物學教學過程中如何培養(yǎng)研究生的科研能力與創(chuàng)新能力。我們在多年的教學實踐中,以理論教學為切入點,教師承擔的科研課題項目為引導,以組織分子生物學興趣小組開放實驗室為平臺,指導研究生從課題設計到研究計劃實施進行了一系列探索,促進了研究生科研能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。
1 在《醫(yī)學分子生物學》教學中開展研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必要性
分子生物學是生命科學的帶頭學科,其理論與技術幾乎滲透到醫(yī)學、藥學的所有領域。無論是醫(yī)學或藥學專業(yè)的研究生在設計畢業(yè)論文時都用得上,如果學生都用上先進的理論和技術來設計課題,我院研究生的畢業(yè)論文質量將會更上一層樓。另外,中醫(yī)藥要“保持和發(fā)揚傳統(tǒng)特色,走現(xiàn)代化道路”,必須有堅實的分子生物學基礎和創(chuàng)新能力,如怎樣揭示辨證論治的分子機制,中醫(yī)整體觀怎樣用基因組、基因譜、基因群、基因族等加以論證和研究,辨證論治怎樣與基因的多態(tài)性、多效性、異質性、變異性結合等?!夺t(yī)學分子生物學》是我院研究生必修的一門重要公共基礎課程,而且在第一學期開課,如果能在教學過程中結合課題設計引導研究生采用分子生物學知識來解決問題,對研究生的科技創(chuàng)新培養(yǎng)很重要。
2 從理論教學為切入點,引導研究生科技創(chuàng)新意識
2.1 根據(jù)計劃課時整合教學內容
分子生物學基礎知識與基本理論既是了解分子生物學新發(fā)展和新成果的基礎,也是掌握分子生物學實驗原理和研究方法所必需的。但是按學校的課程設置,我們的計劃課時僅有40學時(包括理論和實驗),如按照傳統(tǒng)的教學法,在40課時內很難完成醫(yī)學分子生物學的教學內容,我們的做法是:以分子生物學技術為引導將分子生物學基礎知識與分子生物學技術的基本理論整合,分為5講來完成,每講5學時。5學時課堂討論,10學時實驗課。第一講為核酸的提取與鑒定及相關基礎知識,分為兩部分,第一部分為基因組的結構與功能,第二部分為核酸(DNA、RNA)的提取與鑒定。第二講為印跡雜交技術與芯片技術。第三講為核酸體外擴增與基因信息傳遞,分為兩部分,第一部分為復制、轉錄和翻譯,第二部分為核酸體外擴增。第四講為重組DNA技術與基因表達調控,分為兩部分,第一部分為基因表達調控,第二部分為重組DNA技術。第五講為原癌基因與抑癌基因以及細胞通訊和信號轉導,分為兩部分,第一部分為細胞通訊和信號轉導,第二部分為原癌基因與抑癌基因。另外安排專題講座“基因診斷和治療”1次。
2.2 結合專業(yè)開展分子生物學技術應用的課堂討論
為了使學生對分子生物學基本知識和基本技術理論的認識從理性認識到感性認識,在學習完5講內容,學生基本掌握分子生物學基本知識和基本技術的理論后,以專業(yè)為小組,讓學生在利用空余時間(時間為4周)查閱相關資料,內容是:在你的專業(yè)領域中分子生物學技術應用實例。之后進行課堂討論,主題為分子生物學技術在中醫(yī)藥中的應用,每小組選一個代表為主要發(fā)言,學生的主題發(fā)言內容廣泛,如蛋白電泳在中藥材鑒定中的運用,差異展示反轉錄聚合酶鏈反應在中醫(yī)藥研究中的應用等等。然后進行分小組討論,最后老師講評。
3 從課題設計訓練入手,引導學生樹立運用分子生物學知識解決實際問題的意識
為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和獨立分析問題、解決問題的綜合能力,我們在進行課堂討論之后,布置學生結合專業(yè),要求利用所學到的知識和技能,利用本實驗室已經(jīng)有的設備條件和材料試劑等技術基礎,設計出一個綜合性的、探索性的實驗,并作為期末考試的內容之一,占總評的30%~40%。對于剛入學的研究生,第一個學期沒有學習專業(yè)課程就訓練課題設計有一定困難,但在這之前我們安排了“分子生物學技術在中醫(yī)藥中的應用”的主題課堂討論,學生自己從網(wǎng)絡上獲取相關資料,在老師的指導下都能順利完成。學生自主設計實驗使技術性、綜合性、探索創(chuàng)新性的實驗融合在一起。
4 以開放實驗室為平臺,進行科研項目引導下的研究生創(chuàng)新研究
提高研究生創(chuàng)新能力,理論教學固然重要,實踐教學環(huán)節(jié)也絕對不能忽略。由于科技創(chuàng)新是將科學研究成果轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的實踐活動,因此提高研究生的創(chuàng)新能力,必須注重實踐能力特別是主動實踐能力的培養(yǎng)[2]。所以我們開放實驗室,鼓勵研究生自主進行科技實踐。對于低年級的研究生,開辟分子生物學第二課堂,組織興趣小組。同學們報名非常踴躍,我們將興趣組分成3~5人/組。在上述研究生自主設計的實驗方案中選出最適合開展的方案,由教師點評,學生修改實驗設計方案后,在老師的指導下,由興趣小組來實施。目前興趣小組正在進行的實驗有:①胱硫醚合酶基因多態(tài)分析;②RAPD鑒定真?zhèn)畏龇继?;③百年樂口服液的氨基酸含量測定等等。對于高年級的研究生只要用到分子生物學技術來設計的課題,都可以到我們實驗室來,在老師的指導下進行課題研究。本學期,就有10多位同學在我們實驗室實施他們的課題。
同學們通過課堂的理論學習―課后查閱相關資料―課堂討論―實驗設計―綜合實踐的過程能使學生深刻理解分子生物學實驗的技術與理論,能熟練運用已經(jīng)學習的多種技術,學會充分利用本實驗室已有的實驗設備和條件,自主設計實驗并實踐,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。
5 結語
中醫(yī)院校的分子生物學課時都比較少,僅靠40學時,很難實施創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。根據(jù)多年的教學體會,要在醫(yī)學分子生物學教學中開展研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng),應該貫穿整個研究生階段。這就要求我們教師要有無私奉獻精神,要付出很多的時間和精力,還需要老師熟練分子生物學技術,并有科研課題,帶領學生跟蹤和挺進學科前沿。另一方面,也需要同學們的配合,同學們對自己的創(chuàng)新能力培養(yǎng)積極性很高,但有部分同學缺乏創(chuàng)新精神,不能吃苦耐勞,具體表現(xiàn)為查閱資料不認真,課堂討論不積極,設計實驗馬虎,實驗不能堅持等。所以,如何正確引導學生,激發(fā)學生興趣,讓學生主動參與是我們亟需解決的問題。研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是一項長期而艱巨的任務,需要不斷地探索。
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本教材適合七年制和長學制臨床醫(yī)學專業(yè)學生用,也可作為醫(yī)學各專業(yè)研究生的選用教材。分子生物學的理論與技術已在醫(yī)學領域廣泛應用。學習醫(yī)學分子生物學這門課程,既要較系統(tǒng)地了解分子生物學的基礎理論知識和技術理論知識,同時也要了解分子生物學在醫(yī)學領域的應用和相關研究進展。本書介紹的醫(yī)學分子生物學知識包括5個方面的內容。第2章至第10章介紹與醫(yī)學密切相關的分子生物學基本知識,主要介紹基因和基因組的基本概念和基本特點,基因組核酸的復制與損傷修復、基因表達和功能蛋白質的形成與降解、基因表達的調控、細胞間通訊與信號轉導的基本概念和基本理論,細胞增殖與凋亡的相關分子生物學機制。第11章至第13章介紹基因操作的基本知識,主要介紹基因分析、基因功能研究和基因克隆與表達的有關基本知識和研究策略,這些知識是從事醫(yī)學科學研究、掌握醫(yī)學各學科研究進展、了解分子生物學在臨床醫(yī)學中的應用所必備的基礎知識。第14章至第18章介紹疾病相關的分子生物學機制,主要介紹基因和基因組、細胞間通訊和信號轉導與人類健康和疾病之間的關系。
【醫(yī)學分子生物學主要欄目】專家述評、論著、綜述、研究快報。
獲獎情況:1990年《國外醫(yī)學》系列第一次質量評比中獲三等獎
國外數(shù)據(jù)庫收錄:中國科學引文數(shù)據(jù)庫、《化學文摘(網(wǎng)絡版)》、《劍橋科學文摘》、劍橋科學文摘社ProQeust數(shù)據(jù)庫、本刊MARC數(shù)據(jù)、本刊DC數(shù)據(jù)、國家圖書館館藏、上海圖書館館藏。
關鍵詞:分子生物學;研究生;科研創(chuàng)新能力
研究生教育的目標是為國家培養(yǎng)具有較強科研精神和創(chuàng)新精神的專業(yè)人才,因此科研創(chuàng)新能力也成為了衡量研究生綜合能力的一項重要標準,并且將其與研究生學術論文、研究成果等密切結合,形成綜合性的評價體系。因此,關于研究生的科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)問題,也成為學術界關注的重點課題。分子生物學是一門新興課程,代表了現(xiàn)代生命科學前沿發(fā)展水平,隨著我國科學技術和醫(yī)療技術的不斷發(fā)展,醫(yī)學科學從研究細胞整體水平逐漸深入到分子水平,所以在生命科學的研究生培養(yǎng)方面,也要緊跟生命科學的發(fā)展趨勢,促進研究生科研創(chuàng)新能力的提升。
一、分子生物學教學中培養(yǎng)研究科研創(chuàng)新能力的必要性
分子生物學是生命科學的基礎學科,無論是理論知識還是實驗科學,都已經(jīng)滲透到醫(yī)學、藥學等相關領域中,所以關于分子生物學教學的相關研究活動也越來越多。研究生的科研過程中須要撰寫相關的畢業(yè)論文,如果可以從研究活動中獲得更多系統(tǒng)的分子生物學研究成果,可以為研究生的論文提供更大的課題范圍和先進的理論支持,而研究生自身的科研創(chuàng)新能力關系到他們是否能夠從現(xiàn)有的研究成果中挖掘到科研活動所需的內容,因此培養(yǎng)研究生的科研創(chuàng)新能力十分重要。同時,中國擁有豐富的中醫(yī)藥文化,為了促進中醫(yī)藥的現(xiàn)代化和國際化發(fā)展,研究人員必須要具備扎實的分子生物學理論基礎,同時具備較強的科研能力和創(chuàng)新能力,才能更全面地揭示中醫(yī)藥的分子機制,對中醫(yī)藥中運用基因組、基因譜、基因群等分子機制的原理、運用方法等內容進行辯證研究,從而獲得更加豐富的中醫(yī)藥研究成果。總之,分子生物學是醫(yī)藥學研究生的必修課程,在分子生物學教學中培養(yǎng)研究生的科研創(chuàng)新能力,具有相對較為有利的理論和實驗環(huán)境,有利于幫助研究生在學習的過程中學會用分子生物學理論解決實際問題,增強研究生的實踐能力。
二、理論課教學中培養(yǎng)研究生科研創(chuàng)新能力的途徑
(一)強化教師的科研創(chuàng)新能力
教師是教學活動的實施者,教師自身的創(chuàng)新能力對學生創(chuàng)新思維的形成與創(chuàng)新能力的養(yǎng)成至關重要。因此,要加強研究生的科研創(chuàng)新能力培養(yǎng),首先須要強化的是教師的科研長信能力,構建一支創(chuàng)新型教師隊伍。一方面,學校需要為教師提供更多學習和交流的機會,尤其為青年教師創(chuàng)造更多出國學習的機會。參與國際學術交流可以拓寬教師的事業(yè),而且有利于改變國內教師的傳統(tǒng)教育觀念,引入更多國際先進的教學理念和方法,從而提高國內教育水平。關于分子生物學的學術研究活動持續(xù)不斷,形成的研究成果也不斷更新,對國際研究成果給予更多關注,有利于促進我國分子生物學教學體系的完善。另一方面,教師須要增強與學生之間的溝通,了解研究生的學習進展情況以及他們學習中遇到的問題,做出有針對性的教學計劃,可以顯著提高教學效率。只有教師保持源源不斷的創(chuàng)新思維,才能為學生帶來更多科研創(chuàng)新的積極體驗,從而培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力。
(二)教學設計的完善
創(chuàng)新意味著對傳統(tǒng)的顛覆,教學設計與研究生教學成果有密切的關系,因此要培養(yǎng)研究生的科研創(chuàng)新能力,就必須要對教學設計進行改革與優(yōu)化,這里涉及到以下幾個方面。第一,在傳統(tǒng)教學內容的基礎上添加更多國際最新的分子生物學研究動態(tài),并且介紹一些具有前瞻性的科研成果,使研究生對國際學術研究的趨勢有更多了解。拓寬研究生的視野,有利于形成更加豐富的創(chuàng)新思維;第二,在現(xiàn)有的分子生物學課時安排的基礎上增設關于分子生物學的專題講座,聘請科研專家和相關工作者進行學術報告,針對分子生物學的學術地位、研究技術等,打消研究生“學非所用”的顧慮,幫助他們樹立更加明確的學習目標。第三,充分利用課余時間,為研究生布置一些課后小任務,這些任務應當具有探索性,可以將分子生物學的理論與實踐實現(xiàn)很好的結合,而且應當突破教材的限制,將其與學術前沿相結合,使研究生在探索的過程中獲得更開闊的視野。
(三)多媒體技術的有效運用
在新課程改革不斷深化的背景下,多媒體已經(jīng)成為現(xiàn)代課堂教學中不可或缺的設備,將靜態(tài)的書本知識轉化為圖形、聲音、視頻等不同的形式,既可以為學生帶來不同的視覺感受,又可以豐富課堂教學形式,有利于促進教學效率的提升。在分子生物學的教學內容中,涉及到很多抽象的理論知識,理解和記憶的難度都較大,因此可以運用多媒體技術幫助學生更好地理解分子生物學的專業(yè)知識。同時,多媒體技術也可以為學生帶來更多學術前沿的知識,尤其是手機等智能終端設備的普及,研究生可以運用平板電腦、手機等設備隨時登錄網(wǎng)頁查詢相關的知識,可以隨時隨地滿足研究生的學習需求,可以有效地增強研究生的學習熱情。另外,運用多媒體工具,可以在教師和學生之間建立起溝通的平臺,教師和學生之間可以通過QQ、微信、微博等工具分享學習心得,交流關于分子生物學的前沿知識和文獻查詢結果,有利于激發(fā)研究生的科研興趣,提高科研創(chuàng)新能力。
三、實驗教學中培養(yǎng)研究生科研創(chuàng)新能力的途徑
(一)充分運用探究性實驗培養(yǎng)研究生的科研創(chuàng)新能力
實驗課的有效開展,是對研究生理論知識掌握水平的檢驗環(huán)節(jié),也是增強研究生操作能力的重要途徑。所以,教師要充分利用實驗教學,發(fā)揮探究性實驗對于培養(yǎng)研究生科研創(chuàng)新能力的重要作用。探究性實驗教學活動的開展,可以改變傳統(tǒng)教學模式下形成的思維定式,幫助學生開拓思維空間。教師可以為研究生提供一個探究性的科研小課題,學生根據(jù)已經(jīng)掌握的理論知識和實驗技術并輔助文獻查閱,以小組或個人形式完成,這就會為學生提供更大的思維空間。不僅充分體現(xiàn)了學生的主體地位,也可以有效提升研究生的自主學習能力。學習興趣和思考能力被充分激發(fā),既培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維,也促進了研究生科研能力的提高。
(二)通過設計實驗培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新思維
由研究生自主完成實驗設計是培養(yǎng)他們創(chuàng)新思維的一個有效途徑,因此可以充分運用實驗設計的環(huán)節(jié),根據(jù)分子生物學教學大綱的要求,明確探究性實驗的設計目的,將實驗設計的過程交給研究生。當研究生接到實驗設計任務時,須要擬定一個實驗方案,并且驗證實驗方案的可行性,同時還須要考慮到實驗過程中可能遇到的問題,做好充分的準備,才能保證實驗的順利進行。在實驗設計的過程中,學生擁有主動權,并且積極調動了學生的主觀能動性,他們的創(chuàng)新思維得到鍛煉和強化。在實驗完成后,教師需要對實驗設計和實施的過程進行總結,讓學生對參與實驗設計的過程有系統(tǒng)的認知,并且有所收獲,只有這樣才能激發(fā)研究生的創(chuàng)新思維,并且增強科研興趣,促進科研創(chuàng)新能力的提升。
四、考核評價體系的完善
關鍵詞:大學生科技創(chuàng)新;生物化學與分子生物學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)19-0191-02
《生物化學與分子生物學》是醫(yī)科院校學生普遍認為較難理解和掌握的一門學科,其原因主要是該課程“抽象、枯燥”,較難激發(fā)學生的學習興趣。另一方面,該學科發(fā)展迅速,知識更新較快,特別是生物化學發(fā)展到分子生物學時期后,該學科的理論與技術日新月異,因此,教師在授課中很難讓學生理解和吸收該學科的最新進展。再者,分子生物學是一門實驗性學科,其相關知識均是建立在相應實驗技術之上,然而目前國內的普通省屬院校很少能在本科生中開展PCR、Western blot、細胞培養(yǎng)、基因克隆及載體構建等分子生物學相關實驗,因此該部分內容的講授對學生來說就是“紙上談兵”。由此看來,理論與實踐環(huán)節(jié)的嚴重脫離是造成學生學習該課程“抽象、枯燥”的直接原因。那么如何在該課程的教學實踐中充分激發(fā)學生的學習興趣呢?
“開展大學生創(chuàng)新教育、培養(yǎng)高素質創(chuàng)新性人才”是高等教育改革與持續(xù)發(fā)展的一個重要主題。大學生科技創(chuàng)新活動是指以學生學習興趣為導向,以創(chuàng)新性科技課題為載體,以學生自主學習和教師指導相結合的方式,以解決實際困難和社會問題為切入點的科研實踐活動[1]。為堅持“教學以學生為本”的原則,秉承三峽大學“求索”的校訓,以培養(yǎng)“實踐能力強、綜合素質高”的創(chuàng)新型醫(yī)學人才為中心,三峽大學設立了大學生科技創(chuàng)新項目,鼓勵學生參與科技創(chuàng)新活動。本教研室以此為契機,以“腫瘤微環(huán)境與免疫治療湖北省重點實驗室”為平臺,以教師承擔的科研項目為引導,在《生物化學與分子生物學》教學中讓學生參與到科研活動中,通過該活動,既提高了學生學習《生物化學與分子生物學》的積極性,同時也使教師的教學水平得以提高。
一、實施方法
(一)查閱文獻、提出問題
我們選擇三峽大學醫(yī)學院大學二年級學生為活動參與者,讓學生自己組成研究小組(3~5人/組),以教師承擔的科研課題為引導,讓學生在課余時間參與到研究工作中。在該活動的初始階段,老師根據(jù)研究課題設定關鍵詞,指導學生查閱文獻并撰寫閱讀小結,使學生對研究的課題有一定的了解。在此基礎上,讓學生自己盡可能發(fā)現(xiàn)并提出問題、設定研究目標并制定相應的研究計劃,經(jīng)老師與學生充分商討、修改后確定其可行性。
(二)以課題的實施為契機,培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新能力
在課題實施的過程中,我們對學生既強調團隊成員的分工,又明確成員之間的合作、溝通與協(xié)調,充分發(fā)揮每個學生的優(yōu)勢,形成團隊的合力。在老師和研究生的帶領及指導下,學生在課余時間開展實驗研究,整理分析實驗結果,并在每周的labmeeting上交流討論。教師在總結實驗結果的過程中,帶領學生認真分析每一個實驗數(shù)據(jù),對“有疑問”的實驗結果,督促學生重復實驗,從而培養(yǎng)學生嚴謹、求實的科學作風。學生結合所學理論知識,通過對實驗結果的分析與討論,極大地增強了對《生物化學與分子生物學》的學習興趣和積極性。
(三)撰寫論文及結題報告
我校“大學生科技創(chuàng)新項目”的研究周期為一年,完成后需要以論文或研究報告的形式提交結題材料。在此過程中,學生先寫出論文的初稿,老師對學生的論文初稿進行修改,由此訓練學生的語言表達能力和科技論文的寫作能力,使學生掌握論文撰寫的格式、要求,從而熟悉科學研究的各個環(huán)節(jié),為學生今后從事科學研究工作奠定基礎。
二、對大學生科技創(chuàng)新活動的價值思考
(一)大學生科技創(chuàng)新活動所取得的成果
大學生科技創(chuàng)新實踐使學生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力得到提高,調動了學生參與課外科學研究的積極性,許多學生為了參與科學研究而放棄了寒暑假。通過該活動,學生以第一作者的身份在《基礎醫(yī)學與臨床》等雜志發(fā)表了6篇研究論文,并成功申請了三峽大學“大學生科技創(chuàng)新重點項目”的資助。通過該活動,學生親身經(jīng)歷了科學研究的過程,體會到了運用知識進行科技創(chuàng)新活動的艱辛,也體驗了辛勤耕耘后獲得收獲的喜悅。
(二)大學生科技創(chuàng)新活動對學生的影響
通過大學生科技創(chuàng)新活動,彌補了傳統(tǒng)的“老師講、學生聽、再考試”按部就班的《生物化學與分子生物學》教學模式中實驗教學環(huán)節(jié)的不足,克服了學生在學習該課程中產(chǎn)生的“枯燥、抽象”感。通過該活動,學生在鞏固和深化《生物化學與分子生物學》理論知識的基礎上,提高了學生的實踐動手能力,開闊了學生的科研思維,培養(yǎng)了學生的科研意識,增強了學生的嚴謹求實和團隊合作精神[2]。通過該活動,學生將《生物化學與分子生物學》的學習和科學研究緊密結合起來,對該課程的學習產(chǎn)生了濃厚的興趣。在學期的期末考試中,參加科技創(chuàng)新活動的學生理論考試成績及實驗操作技能均顯著高于其他未參加該活動的學生,這充分說明大學生科技創(chuàng)新活動不僅對學生的課程學習有幫助,也對學生的綜合素質提高有積極的促進作用。
(三)大學生科技創(chuàng)新活動對教師的影響
教師通過參與這一活動,不僅使自己承擔的科研項目得以完成,同時也拉進了教師與學生之間的距離,使教師對學生的知識結構、學習中的困惑與需求均有了解,從而能在教學過程中調整自己的教學方法,做到因材施教。結合科研成果,教師能不斷更新教學內容,不斷改善教學框架,形成囊括最新知識框架的教學體系,從而把科研與教學有機結合起來,以科研促進教學,進一步提高了授課水平。因此,該活動對教師起著積極的促進作用。
(四)彰顯生物化學與分子生物學的特色
依據(jù)生命科學重大基礎理論――中心法則,從DNA到RNA再到蛋白質,從基因組學到轉錄組學再到蛋白質組學,“分子生物學”占據(jù)了核心內容。在《生物化學與分子生物學》教學實踐中開展大學生科技創(chuàng)新活動,能更好地把握住生命科學中的這一核心內容,使學生緊密聯(lián)系醫(yī)學實踐,為他們能夠跟蹤世界生命科學的前沿,開闊視野,從而占領生命科學的制高點打下良好基礎。
三、對大學生科技創(chuàng)新活動存在問題的思考
我們在指導大學生科技創(chuàng)新活動過程中,發(fā)現(xiàn)了一些存在的問題,這些問題阻礙了科技創(chuàng)新活動真正的發(fā)展。這些問題主要包括:(1)學生參與的愿望很強烈,但很難做到“堅持到底”。(2)學生的創(chuàng)新能力有待加強。盡管學生參與的熱情很高,但在具體的實踐環(huán)節(jié)中,例如選題、申請書撰寫、實驗方案的設計及實施、論文的撰寫等環(huán)節(jié)都存在比較強的依賴心理,即依賴于指導老師,缺乏主動思考問題、解決問題的能力。(3)學生自主科技創(chuàng)新的課題數(shù)量不多,創(chuàng)新思路有待拓寬。很多學生都是依賴于老師指定的課題或直接參與老師的科研課題中。(4)對學生的科技創(chuàng)新活動缺乏必要的保障和激勵機制。目前學生的科技創(chuàng)新活動只是一種形式,由于缺乏相關的規(guī)章制度,學生迫于學習的壓力,為應付各種考試而不得不終止或放棄科技創(chuàng)新活動。因此,我們呼吁學校應引進“學生考核是一種全面、綜合、動態(tài)的評價過程”這一理念,引進“將課堂外開展的科技創(chuàng)新活動(根據(jù)總結報告或情況)另外核算、認定學分”這一新型考核體系。(5)學生參與科技創(chuàng)新活動的宣傳力度不夠,學生參與的學術交流活動較少,應組織學生經(jīng)常參加各種類型的學術交流活動,使學生在學習理論知識的過程中了解學科前沿動態(tài),激發(fā)學生科技創(chuàng)新的興趣和動力。
總之,為使大學生科技創(chuàng)新活動高質量開展,我們認為在學校層面應建立相應機構,完善保障和激勵機制;在教師層面應引導和調動教師參與的積極性;在學生層面增強學生參與科技創(chuàng)新的積極性和主動性,從而促進大學生科技創(chuàng)新活動又快又好的發(fā)展。
參考文獻:
(甘肅農(nóng)業(yè)大學 生命科學技術學院,甘肅 蘭州 730070)
摘 要:本文提出基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的分子生物學課程教學改革的實踐和思考,重點針對系統(tǒng)性、先進性和科學合理的理論教學體系和合理的教學評價體系.著重對大學生進行創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),從而塑造具有一定實踐操作能力,具有獨立思考、獨立解決問題能力的專業(yè)型生物技術人才.
關鍵詞 :創(chuàng)新能力;分子生物學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1673-260X(2015)04-0239-02
現(xiàn)今,分子生物學作為生命科學發(fā)展的領軍學科迅猛發(fā)展,為人類認識生命現(xiàn)象以及利用改造生物帶來了前所未有的機會.當今高校的人才培養(yǎng)和教育目標能夠歸結為一點,即如何充分體現(xiàn)大學教育的內在價值和培養(yǎng)導向,將培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、學識素養(yǎng)、人格品質的高級生物學人才作為高校生物技術人才培養(yǎng)的主要目標和改革方向[1].在這一指導方向下,“分子生物學”課程的教學過程應著重對大學生進行創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),塑造具有獨立思考、獨立解決問題能力的專業(yè)型生物技術人才.
目前,大多數(shù)高校的分子生物學課程教學中普遍存在以下問題:(1)分子生物學課程高深莫測、專業(yè)詞匯多且與實際聯(lián)系不夠緊密;(2)分子生物學課程具有的微觀特征,使得學生對生物體內發(fā)生的生物學過程無法形成立體的感官印象;(3)課程知識內容更新快,實驗技術發(fā)展速度快[2].筆者通過近年的教學研究和實踐,結合生物技術類專業(yè)分子生物學教學存在的上述問題,同時也是分子生物學教學工作者為之頭痛且急需解決的問題,探索出基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“分子生物學”課程教學改革經(jīng)驗,現(xiàn)分析如下(圖1).
1 更新教學內容,緊跟學科發(fā)展前沿,為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)奠定理論基礎
1.1 系統(tǒng)性的課堂教學設計
高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)是一項復雜的系統(tǒng)工程,創(chuàng)新教育的實施則需要通過課程教學來體現(xiàn),而高質量的課程教學主要取決于課程設計和實施質量.由于生物學學科發(fā)展迅速,分子生物學理論體系持續(xù)處于一個不斷發(fā)展和完善的階段,新知識和新技術層出不窮.對學生而言,這種知識體系的更新往往使其感覺力不從心,然而創(chuàng)新比知識追趕更為重要,構建完整的知識體系才能是創(chuàng)新成為可能,而創(chuàng)新的前提則是學生對這門課程的興趣度和認知指數(shù).因此如何從課程開始授課就激發(fā)學生學習的興趣是教師解決的首要問題.以課程緒論的講述為例,可以提及一年一度的諾貝爾生理或醫(yī)學獎以及化學獎,這些杰出的研究成果幾乎都與分子生物學領域有關,而年代的由遠及近,就是一部很好的分子生物學發(fā)展簡史,尤其強調近三年的諾貝爾成果,這樣在課程學習的開始就激起了學生學習的熱情,讓學生們感悟到學習這門課程有著極其重要的意義.同時在講述分子生物學的授課內容時,按照“中心法則”這一知識主線展開,讓學生一開始就感覺到課程的條理性.最后應用類似Nature和Science的國際性刊物上發(fā)表的一些有趣的研究結果或者一些生物學網(wǎng)站上有趣的研究報道,如“在電腦芯片上孕育生命”,“science—螞蟻通過聲音進行交談“,“基因決定我們的身材是梨型還是蘋果型”等,這些教學設計都能夠極大的激發(fā)學生學習的積極性和熱情度,從一開始就預防學生對這門課程有”晦澀難懂“這一先入為主的認識.同時在理論學習過程中應重視原理的發(fā)現(xiàn)和證明過程,如遺傳密碼這一知識點,不僅僅掌握密碼子的基本特性和概念,更應該讓學生了解在當時的分子生物學發(fā)展背景下,科學家是如何巧妙的設計實驗思路和試驗方法,解決了密碼子的破譯問題.使學生在學習的同時也了解了科學思維的創(chuàng)造過程.
1.2 多元化的知識獲取途徑
在知識輸送的過程中更注重多元化的方式,如采用小組討論的形式開展專題匯報,每小組8人,最終通過個人在專題研討活動中的貢獻對學生進行評價.這種方式為學生提供了一個通過集體知識體系完善和學習交流的學習方式,例如對“原核生物基因表達調控”這一部分的講授,可以選自國際頂尖期刊Science、Nature或Cell的研究論文,進行集體閱讀,提煉論文精要和基于理論知識的新的實驗方法和原理,促使學生形成對不斷發(fā)展的分子生物學知識多方位和豐富的理解,自主建構可持續(xù)發(fā)展的知識體系.此外,課程論文的撰寫也是學生科研能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑,例如課程講授至“RNAi技術”,進行簡單的課堂講授后讓學生進行“RNAi技術的應用及發(fā)展展望”,學生通過查閱大量的文獻資料,結合自己專業(yè)特點總結近年來本專業(yè)通過RNAi技術產(chǎn)生的新成果,這種以“課程綜述”的形式使學生對分子生物學學科的意義有了新的詮釋,有效激發(fā)學生的學習積極性.同時需要將課堂講授知識進行課后拓展,鼓勵學生閱讀多種課外資料,介紹一些專業(yè)的生物學網(wǎng)站如“丁香園“、“小木蟲”、“生物秀”等,鼓勵學生進入網(wǎng)站論壇和其他高校同學多交流專業(yè)問題,此外我們選取一些優(yōu)秀的國外學術期刊供學生課外閱讀,并要求學生總結閱讀過程中的專業(yè)詞匯、撰寫閱讀心得,在增加知識積累的同時,給學生提供盡快掌握學科專業(yè)知識及其相對應外語詞匯的機會(圖2).
1.3 優(yōu)化教學手段,傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學相結合
針對分子生物學課程的微觀特征,教學團隊的教師在課程講授過程中充分利用現(xiàn)代多媒體技術盡量多的引入一些視頻,來增加學生對生物體內發(fā)生的生物學過程的感官印象,并上傳至網(wǎng)絡教學平臺,便于學生理解抽象問題;如“DNA的復制、RNA的轉錄合成過程和蛋白質的生物合成過程“都可以利用生動形象的動畫讓學生直觀了解起始、延伸以及終止的全過程,通過觀看動畫讓學生觀察基因表達發(fā)生的空間位置、各種蛋白質因子與起始位點相結合的順序,以及起始復合物的形成過程.然后將視頻中轉錄的發(fā)生過程作為主線與理論教學內容緊密結合起來,突出重點,層層深入.又如對于“原核生物基因表達調控的基本單位——操縱子“,通過動畫了解乳糖操縱子的作用機制等.最后本章內容講授完畢后,要求學生再一次根據(jù)視頻對本章進行一次回顧,找出相應的知識點并及時解決有疑問的地方.
網(wǎng)絡教學平臺是課程授課的第二“陣地”,本課程已獲得甘肅省精品課程,因此對課程網(wǎng)站的建設持續(xù)進行(jwjpkc.gsau.edu.cn/2013/fzswx/index.html).鼓勵學生參與提出問題并解決問題,或展開進一步的討論.學生實在不能解決的問題由老師在網(wǎng)頁上或課堂上解決.通過這種途徑使真正優(yōu)秀的學生有自己的發(fā)展空間并培養(yǎng)所有學生主動學習的熱情,培養(yǎng)學生相互幫助的優(yōu)秀品格并享受幫助別人的喜悅.
2 建立健全教學評價方式
創(chuàng)新性培養(yǎng)成效的體現(xiàn)需通過科學的評價方式進行,一方面是對教師教學效果的評估,更重要的是為創(chuàng)新性能力培養(yǎng)的學生起到激勵的導向作用.因此,合理的教學評價體系也是創(chuàng)新性教學體系的重要組成部分,是實現(xiàn)教學質量監(jiān)控的重要手段.Bloom.A.認為教育認識目標應概括為一門好的課程應該覆蓋到記憶、分析、綜合、判斷和運用,并對以上各層次目標發(fā)展起促進作用[3].因此,我們改變傳統(tǒng)“平時+期末”的評價模式,學生的總成績由四部分組成:基礎知識占50%(考核方式為期中考試+期末閉卷+測試小考),學術前沿認知占15%(小組專題匯報和個人在專題研討活動中的貢獻),獨立研究和實踐能力占25%(實踐操作),探究學習能力占10%(課程論文)(表1).通過采取上述過程化的評價體系,我們有重點的對2009-2012級學生進行調研發(fā)現(xiàn),學生的學習積極性、實踐操作和創(chuàng)新能力有了較大的提高,在近年碩士研究生的分子生物學專業(yè)課考試中通過率高達83%,學生普遍反映在復試環(huán)節(jié)的表達更加可圈可點.
3 結束語
綜上所述,通過我們近年的教學實踐發(fā)現(xiàn):系統(tǒng)性、先進性和科學合理的理論教學體系是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的前提條件,探究性的課后學術能力拓展是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要途徑,合理的教學評價體系是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的客觀體現(xiàn),最后教師對課程各環(huán)節(jié)的職業(yè)素質和修養(yǎng)則是促進創(chuàng)新型人才成長的重要保證.然而,我們也深知甘肅農(nóng)業(yè)大學作為西北地區(qū)一所農(nóng)業(yè)院校,在科研條件、辦學力量和學生素質方面與發(fā)達地區(qū)尚存在較大差距,因此如何學習先進院校優(yōu)秀的教學手段和方法,并力爭縮小這一差距仍需要我們做出更大的努力.
參考文獻:
〔1〕胡劍.營造生態(tài)型教學平臺激活“創(chuàng)新基因”——以“分子生物學”教學設計為例[J].中國大學教學,2013(1):60-63.