以遗传信息为主线的遗传学教学架构及与其他课程的衔接

文章分析了遗传学教学面临的问题,对遗传学教学架构以及与其他课程的内容衔接进行了探讨,认为以遗传信息为中心重新组织教学内容,保证遗传学教学内容的完整性和系统性,凸显遗传学特色。根据遗传学25章教学内容的相关性重新组合成4个模块,即遗传信息的遗传、遗传信息的储存、遗传信息的读取、遗传信息的复制、变异与进化。各模块紧扣遗传信息这一主题——也是遗传现象的内在联系,每个模块讲解遗传信息的一个方面。对比与其他课程重叠的内容,提取其中涉及遗传信息的部分,重点讲解遗传信息的流动和变化。以遗传信息为主线的遗传学教学使课堂既充满遗传学特色,又易于被学生接受和掌握。

生物学教学中研究型教学方法与内容的探索

培养创新性人才是中国高校的教学目的之一,实现这一目的需要改革传统的教学方法。为此,许多学者引入了西方的研究型教学理念,并讨论了这种教学理念对新时代教学改革的意义,但仍然停留在理论探讨的层面上,几乎没有提出对课堂教学有实用价值的研究型教学方法和具体内容。笔者根据自己多年的遗传学教学实践和经验,结合目前大学教学普遍采用的教师主导型授课模式,提出了适合生物学课堂教学的、比较全面而具体的研究型教学内容和评估方法,认为研究型教学法至少应包含7个方面的措施:(1)讲述科研历史,学习提出科学问题的技巧;(2)重演实验过程,学习解决科学问题的研究技巧;(3)分析实验结果,学习从结果推出科学结论;(4)设计虚拟实验,学习立项组织科研;(5)侦探断案式的讲课方式,学习科学探秘的逻辑;(6)引导学生阅读,学习查阅文献与梳理和总结研究进展的能力;(7)因材施教,提前单独培养优秀本科生。此外本文还讨论了在课程考试中如何考察研究型教学的效果。

红色荧光蛋白DsRed2基因在大肠杆菌中的表达和观察及其在本科实验教学中的应用

用PCR方法从质粒pDsRed2-1中扩增获得DsRed2,亚克隆到pMD19-T载体上,然后酶切将DsRed2分别插入到原核表达载体pET-Trx和pGEX-4T1上,转入E.coli BL21(DE3)中,用IPTG诱导表达.在LB平板培养基上或液体培养基中直接观察菌体颜色,最后用SDS-PAGE检测DsRed2蛋白的表达.结果显示构建的重组载体pET-Trx-DsRed2和pGEX-GST-DsRed2在E.coli中成功表达,且不形成多聚体.LB平板培养基上和IPTG诱导24h后的液体培养基中都能直接观察到红色荧光,说明DsRed2可以作为原核表达系统的报告基因.

遗传学双语教学改革的实践与体会

对遗传学双语教学的教材选择,教学内容,教学手段和方法,考核办法及教学效果等进行了探讨和总结,并分析了双语教学改革所面临的问题,提出了双语教学改革应该在教务管理部门统一组织下,立足于本校的办学条件,从低年级开始系统地开展,任课教师根据师生的英语水平,积极摸索教改之路。

在遗传学课堂教学中培养本科生科研素质

课堂是本科教学的主要场地,充分利用课堂教学培养本科生的科研素质,是一个值得思考的教改问题。本文从系统架构课程内容体系、教学内容反映科研进展、知识点的讲解反映其科研活动、用PPT动画讲解科学原理和实验过程、用双语教学提高专业英语阅读能力、考试考察学生的科研分析能力6个方面介绍了作者多年来在遗传学课堂教学中培养学生科研素质的教改措施与实践经验。这些改革措施有利于激发本科生的学习积极性,培养本科生发现问题、分析问题和解决问题的科学思维能力,提高本科生的科技英语阅读能力和文献查阅能力,为本科生进入科研领域奠定了良好的基础。

遗传学教学中在细胞与分子水平上理解等位基因的显性与隐性

在孟德尔遗传学中显性与隐性描述一对等位基因在杂合体时的功能关系,把在表型上看出效果的等位基因称为显性等位基因,看不出效果的称为隐性等位基因,并由此提出分离定律和自由组合定律,开创了遗传学这一学科。这样的描述最初是逻辑推理的需要,但对于研究生命结构与功能关系的实验性科学而言,必须在细胞与大分子实体上找到显性与隐性的生物学基础。在遗传学教学中,如何用现代分子遗传学知识诠释经典的显性和隐性概念是教师经常面临的释疑问题。笔者认为要理解等位基因显性和隐性的实质,必须了解等位基因的差异及其产物RNA或蛋白质在细胞中的具体作用。不同等位基因的蛋白质或者RNA产物在细胞内的不同时间、不同地点所起的作用不同,赋予了在细胞、组织或器官水平上能够区分观测到的表型差异,即显性或者隐性。文章根据基因结构的变异、基因调控的差异、基因产物的类型与作用等在细胞与分子水平上分别举例探讨了等位基因显性与隐性的分子实质及其变化,以期在遗传学教学过程中使学生对基因的变异和功能有更全面、更具体的理解。

浅议遗传学教学改革

在剖析传统教学体系弊病的基础上,从教学内容、教学方法和实践教学等几方面讨论了遗传学教学改革的必要性和作者的尝试。认为遗传学教学应当讲授一门课,而不只是一本书;梳理框架,讲授知识体系,而不只是知识点;讲授获得知识的方法,而不只是知识本身。实验教学应当开设综合性大实验,而不只是小实验。

小鼠毛色遗传的控制机制及其在遗传学教学中的应用

小鼠是最常用的哺乳动物模式生物,其毛色有白色、灰色、黄色、黑色等,是典型的孟德尔遗传性状。但在本科遗传学教学中,一般只在介绍隐性致死基因的时候才提到小鼠毛色遗传的例子。作者深入挖掘和整理了小鼠毛色遗传的分子机制,并把这个例子贯穿于讲解孟德尔遗传以及介绍分子遗传学的基因结构、基因功能、基因调控、基因互作、基因的表观遗传学修饰和数量性状遗传等,尝试用同一个案例贯穿本科遗传学教学,培养学生建立由表及里的系统分析能力,既凸显遗传学研究的前沿性和完整性,又吸引了学生的注意力,激发了学生的学习兴趣,收到了很好的教学效果。

抗人DR5多克隆抗体的制备与纯化

目的:分离纯化融合蛋白GST-eDR5,免疫小鼠制备抗人DR5多克隆抗体。方法:用GST纯化试剂盒和电泳两次纯化的融合蛋白GST-eDR5免疫小鼠,制备抗GST-eDR5抗血清,然后用GST纯化得到抗人DR5抗血清。通过Western blot、ELISA方法鉴定抗血清特异性和效价。结果:通过亲和纯化得到了高纯度的融合蛋白GST-eDR5,其浓度为0.65μg/μl。免疫产生的DR5抗血清特异性高,且效价高达1∶25600,纯化后的抗人DR5抗血清不再识别GST,只识别人DR5。结论:成功制备了高特异性、高效价的抗人DR5多克隆抗体,为深入研究其对肿瘤细胞的生长抑制和凋亡作用提供了实验工具。

7种农药对植物及人外周淋巴细胞SCE影响的比较观察

目的 :研究杀虫磺、杀虫双、杀虫环、杀菌剂NF133、蚓哚乙酸、久效磷和氧化乐果 7种农药对人和植物细胞染色体的诱变性 ,并比较其诱变作用在人和植物上是否一致。方法 :测定蚕豆、大麦根尖细胞和人外周血淋巴细胞姐妹染色单体交换 (SCE)率。结果 :7种农药都能明显诱导蚕豆、大麦根尖细胞和人外周血淋巴细胞的SCE率增加。结论 :本研究中 7种农药对植物和人细胞均有较强的作用。

遗传学教学内容中与其他课程重叠部分的处理

本文讨论了遗传学与生命科学其他专业课之间的内容重叠问题,分析了内容交叉与重叠的必然性,并报告作者在维护遗传学教学内容的完整性和系统性的前提下如何用遗传学的视角审视这些重叠内容,挖掘其中有关遗传信息的内容,重点讲解其中服务于遗传信息的存放、复制、转移等结构和过程,给这些内容赋予遗传特色,既带领学生复习了学过的重要知识,又使学生有新的收获。

人DR5胞外区域克隆及在大肠埃希菌中表达

目的克隆人死亡受体5(DR5)cDNA的胞外区域(eDR5),构建原核重组表达载体pGEX-eDR5,使eDR5在大肠埃希菌中表达。方法采用RT-PCR(反转录PCR)方法从人肝癌细胞HepG2中获得eDR5,然后克隆到pMD19-T载体上进行测序,得到正确的基因片段。经双酶切将目的基因片段插入到原核表达载体pGEX-4T-1上,测序正确后,转入大肠埃希菌BL21(DE3)中用IPTG诱导表达GST-eDR5融合蛋白,最后用十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测目的蛋白的表达量。结果重组克隆载体pMD-eDR5经测序鉴定序列正确。构建的融合表达载体pGEX-eDR5在大肠埃希菌中表达,可溶性目的蛋白占细菌总蛋白约19%。结论成功克隆了人DR5 cDNA的胞外区域,并在大肠埃希菌中表达。为下一步分离纯化人DR5重组蛋白,制作多克隆抗体提供基础依据。

乳糖操纵子模型的建立与教学中若干问题的解析

基因结构和表达调控机制是现代生命科学的研究热点和焦点。乳糖操纵子是大肠杆菌(Escherichia coli)分解代谢乳糖的一簇基因,其基因组成与表达调控方式是最早被阐明的基因结构与调控机制,因而成为微生物学、遗传学和分子生物学等多门专业课程讲解基因调控机制的经典教学案例和要求重点掌握的内容,备受师生们的重视。该知识点虽然结论简单,记忆容易,但由于触及生命结构与功能的核心机制,内涵丰富,逻辑深奥,理解困难。教师要充分发挥该教学案例的效果并非易事,需要深入了解乳糖操纵子的基因结构和工作原理,特别是科学家揭秘这些奥秘的科学背景和思维过程。本文通过回溯大肠杆菌乳糖操纵子发现和表达模式解析的历程,追随J.Monod和F.Jacob等前辈名家的脚印,聆听他们对实验结果的分析,学习他们的科研思想和创新思维,结合乳糖操纵子的DNA序列,深入分析和理解乳糖操纵子表达的若干奇特现象的原因,共同探讨如何充分发挥遗传学和分子生物学经典案例的教学价值。

用植物SCE检测农药和食品添加剂的诱变性

目的 :用植物姐妹染色单体交换 (SCE)检测杀虫磺、杀虫双、杀虫环、杀菌剂NF133、吲哚乙酸、久效磷和氧化乐果 7种农药和食用香精、食用色素等 7种食品添加剂量的诱变性 ,并比较其诱变作用是否与对人SCE的诱变作用一致 .方法 :蚕豆、大麦和人外周淋巴细胞姐妹染色单体交换 (SCE)。结果 :发现 7种农药都能强烈地诱导蚕豆、大麦和人外周淋巴细胞的SCE增加 ,而且诱发的SCE随着处理浓度的增加而增加。食品添加剂中香精类和防腐剂苯甲酸钠在不同的浓度下都能显著地诱导人外周淋巴细胞及植物根尖细胞SCE增加 ,而且诱发的SCE随着处理浓度的增加而增加。味精不影响植物和人外周淋巴细胞SCE。两种食用色素虽不影响人外周淋巴细胞SCE ,但能显著地诱导植物根尖细胞SCE增加 ,当把色素先用小鼠肝脏匀浆液处理后 ,就不能再诱导植物根尖细胞SCE增加。农药和食品添加剂对植物和人外周淋巴细胞SCE的诱导作用基本上是一致的。结论 :农药和食用香精类是一类对植物和人DNA较强的诱变剂。植物SCE在检测农药和食品添加剂的诱变作用上与人SCE基本上是相同的 ,且比动物SCE有方便、灵敏、费用低等特点 ,可以作为初步筛选和检测诱变剂和致癌剂的细胞遗传学手段。

Effects of SHIP-1 on MMP2 Secretion and Invasion of SR3Y1 Cells

SHIP-1 is an SH2 domain containing inositol-5-phosphatase that appears to be a negative regulator of hematopoiesis. To the potential effects of SHIP-1 on MMP2 secretion and migration of cancer cells, three murine SHIP-1 mutants were made： △SH2-SHIP-1, △Ptase-SHIP-1, △Cter-SHIP-1. These mutant forms were subcloned as well as the wild type （WT） of murine SHIP-1 cDNA were subcloned into pcDNA3 expression vector, then transfected into and overexpressed SHIP-1 and its mutants in a Src-transformed 3Y1 cellline （SR3Y1）. The results showed that overexpression of wild type of SHIP-1 does not affect the MMP2 secretion in both SR3Y1 and 3Y1 cells, but can induce MMP9 secretion, while either WT SHIP-1, the SH2 domain, phosphatase domain, or C terminus deletion mutants could significantly block the MMP2 and MMP9 secretion in SR3Y1 cells and suppress cell invasion ability. The results confirmed SHIP-1 as a negative regulator for cell migration and invasion in transformed cells, and implied that it may function through each of its three domains.

植物SCE的研究现状及其在检测环境诱变剂和致癌剂方面的应用前景

姐妹染色单体交换(SCE)现象首先是由McClintock在研究玉米环状染色体吋预言的。近来Tuylor等用放射自显影方法在蚕豆染色体上观察到这一现象.70年代初由于用5-溴脱氧尿甙(Brdll)标记染色体的新技术的发明,SCE的研究进展很快。绝大部分的研究工作是以哺乳动物细胞为材料进行的,在植物方面发表的文章仅占3％。

蚕豆染色体的复制带显带技术

本文采用作者首创的双周期 BrdU 二次标记法研究了蚕豆根尖细胞染色体的复制带,得到了分布在整条染色体上的清晰稳定的多条带纹。这是复制带首次在植物染色体上取得的具有实用意义的带型。为进一步制定植物染色体的标准带型和研究植物染色体的复制方式提供了一条途径。

氨基酸对人外周淋巴细胞姐妹染色单体交换的影响

本实验研究21种氨基酸对人外周淋巴细胞的姐妹染色单体交换率的影响。结果表明在RPMI 1640培养剂中加入每种氨基酸都可引起培养的人外周淋巴细胞姐妹染色单体交换频率的显著增加,其诱导效应可能是间接的。

三磷酸脱氧核苷对人外周血淋巴细胞和植物根尖细胞SCE影响的比较

目的 :研究和比较 4种三磷酸脱氧核苷 (dNTP)对人外周血淋巴细胞和植物根尖细胞姐妹染色单体交换 (SCE)的影响 ,探讨其发生的机理。方法 :人外周血淋巴细胞和植物根尖细胞SCE。结果 :4种dNTP中dGTP能显著诱导人外周血淋巴细胞和大麦及蚕豆根尖细胞SCE增加 ,且随着dGTP浓度的增加而增加。dATP能显著降低人外周血淋巴细胞和大麦及蚕豆根尖细胞的自发SCE发生频率 ,但其降低的SCE并不随着dATP浓度的增加而增加 ,而是当降低到一定程度后再增加dATP浓度并不能再降低SCE频率。dCTP和dTTP不影响人外周血淋巴细胞SCE ,但能显著降低蚕豆根尖细胞的自发SCE发生频率 ,增加大麦根尖细胞自发SCE发生频率 ,且均呈剂量依赖性。在人外周血淋巴细胞中 ,dGTP对SCE的诱导能力完全被相同浓度的dATP和dCTP所抑制 ,但不受dTTP的影响。在植物中每种dNTP对SCE的诱导能力都可以被其它任何一种dNTP所抑制。相同浓度的 4种dNTP混合处理不影响SCE的发生频率。结论 :dNTP对人外周血淋巴细胞和植物根尖细胞SCE影响是不完全相同的 ,甚至在不同的植物中也表现不同。dNTP库的不平衡是影响SCE发生的一个因素 ,其影响可能是诱导SCE发生 ,也可能是降低SCE发生频率。单独一种dNTP改变会影响SCE ,但这种影响可以被另一种dNTP抑制。 4种dNTP保持?

氨基酸对人外周淋巴细胞和植物根尖细胞SCE影响的比较

目的 :研究和比较色氨酸 (Trp)、异亮氨酸 (Ile)、甘氨酸 (Gly)、脯氨酸 (Pro)、苏氨酸 (Thr)、组氨酸(His)、精氨酸 (Arg)、赖氨酸 (Lys) 8种氨基酸对人外周淋巴细胞和植物根尖细胞姐妹染色单体交换 (SCE)的影响 ,探讨氨基酸的诱变性在人和植物中的异同。方法 :人外周淋巴细胞和植物根尖细胞 SCE。结果 :8种氨基酸都能显著诱导人外周淋巴细胞和蚕豆根尖细胞 SCE增加 ,但并不随着氨基酸浓度的增加而增加 ,而是当增加到一定程度后再增加氨基酸浓度并不能再增加 SCE频率 ;它们都能显著降低大麦根尖细胞的自发 SCE发生频率。但其降低的 SCE并不随着氨基酸浓度的增加而持续降低 ,而是当降低到一定程度后再增加氨基酸浓度并不能再降低 SCE频率。结论 :氨基酸对人外周淋巴细胞和植物根尖细胞 SCE影响是不完全相同的 ,甚至在不同的植物中也表现不同。