遺傳學在育種中的應用精選(九篇)

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第1篇：遺傳學在育種中的應用范文

關健詞：湘西傳統美育資源；語文教學；應用；意義

中圖分類號：G633.3文獻標識碼：A

文章編號：1673-2111（2009）02-052-02

作者：歐艷君，吉首大學師范學院中文系副教授；湖南，吉首，416000/歐朝軍，長沙市職業技術學院講師；湖南，長沙，410008

具有濃郁的湘西民族風情的音樂、舞蹈、美術、工藝、歌謠、建筑、服飾、飲食、自然風光、民風民俗等構成了湘西傳統美育資源。湘西傳統美育資源是指湘西地域過去歷史上形成延續并積遞下來的，而且對現實及未來都有潛在影響的自然的社會生活的和藝術美的，一切對形成受教育者正確的審美觀，培養其感受美、鑒賞美、表現美和創造美能力有用的物質和非物質因素。[1]這些資源被廣泛運用到旅游、文化、教育等各行各業，解決部分青年就業問題，豐富了人們的精神生活，也為語文（指湘西民族地區小教大專班語文教學，后同）教學帶來了獨特的審美情感。

一、湘西傳統美育資源在語文教學中應用的背景

（一）湘西傳統美育資源在語文教學中應用順應了普通高中《語文課程標準》要求。《普通高中語文課程標準》指出：語文教學應積極開發和利用本地文化資源，引導學生聯系生活實際和社會現象考察文化問題。進行分析和解釋，提出自己的見解，通過口頭、文字、圖表、圖片等多種形式展示考察成果。[2]湘西傳統美衣資源分為湘西傳統物質文化美育資源和傳統非物質文化美育資源。[3]是應用于語文教學中珍貴的本地文化瑰寶。

（二）湘西傳統美育資源在語文教學中的應用順應了新世紀培養小學教師的要求。小教大專班學生畢業后承擔縣、鄉、村農村小學教師工作，如何使他們成為合格的小學教師。許云昭在五年制專科層次小學教師培養教科書《語文》序中指導出：按“全科型”模式培養這批學生，即使他們成為“適應基礎教育改革、發展和全面實施素質教育的需要，能夠承擔小學各門課程的教學任務，基本具備從事小學教育、教研和管理的能力，具有一定的專業發展潛力，德、智、體、美等全面發展的專科學歷”的小學教師。[4]湘西傳統美育資源在語文教學中的應用可以培養小教大專學生專業綜合素質。

（三）湘西傳統美育資源在語文教學中應用順應了湘西小教大專班教學要求。將湘西傳統美育資源滲透在小教大專語文教學中既能樹立學生創新意識和研究能力，又可以使學生成為有知識、有素養的與湘西州農村教育及新課標相適應的合格小學教師。

二、湘西傳統美育資源在語文教學中的應用

湘西民族地區學生熟悉本土的風土民情，他們熱愛自己的民族，關注本民族的興盛、發展。語文教學中將湘西傳統美育資源滲透在語文教學中，體現語文的工具性和人文性特點。具體圍繞湘西歌謠這一傳統美育資源展開：

（一）結合表達與交流的教學要求收集整理湘西歌謠。

湘西歌謠在湘西一代流傳甚廣，他們祖祖輩輩形成以歌會友、以歌聯姻的習俗。每逢節慶日，人們從四面八方聚集在一起賽歌。歌謠內容有生產勞動歌、儀式歌、情歌、生活歌、歷史人物傳說歌、兒歌、雜歌等，反映湘西人民勤勞，善良、勇敢為追求幸福生活努力拼搏的精神。教師可以廣泛發動學生到家鄉去找歌師；到圖書館去借閱相關資料；到網上去查找相關內容；采用走訪、座談等方式收集整理湘西歌謠。通過學生的積極行動，把能夠反映湘西的人文、風情、民俗等內容的歌謠展式出來。例如：

煙子煙，莫煙我，

我是天上梅花朵。

豬夾柴，狗燒火，

貓兒洗臉笑死我。

學生在收集、整理、走訪、座談的過程中相互傳遞信息、分享信息，增強了他們的自信心，鍛煉了他們與社會交往、口語交際的能力。

（二）結合自主、合作、探究的學習方式挖掘分析特點。

課堂中要求學生從湘西歌謠的思想情感、藝術特色、表現形式三個方面學習領悟。如將收集整理的近百首歌謠，以四人為一組進行分析討論。學生積極性很高，經過他們討論、交流、歸納、總結出湘西歌謠的思想情感：歌謠內容集中反映湘西人民追求幸福生活的頑強、堅韌、樂觀、向上的精神。湘西歌謠藝術特色呈現出如下特點：常運用比喻、起興、擬人、夸張等修辭格增加歌謠的生動性和形象性。湘西歌謠的表現形式：句式一般以四句七字為一節，自然分段，通常一、三句或二、四句押韻，讀起來瑯瑯上口。學生們在挖掘分析的過程中，總結出可以采用四句七字的形式創作歌謠，稱作四句七字歌。通過自主、合作探究學習學生體會到思考問題、分析問題、討論問題的樂趣。

（三）結合課堂閱讀，通過寫作訓練應用歌謠。

《普通高中語文課程標準》指出：語文課應進一步提高學生的語文素養，使學生具有較強的語文應用能力和一定的語文審美能力、探究能力，形成良好的思想道德素質和科學文化素質，為終身學習和有個性的發展奠定基礎。[5]湘西傳統美育資源在語文教材中有詩歌和小說的篇目。老師可以首先介紹這些詩歌、小說的思想情感、文章線索、寫作背景、故事主人公等讓學生理解文章的思想感情、表現手法、藝術特色、審美特點。然后在課堂內讓學生即興創作一些能再現課文里的人、事、物的內容。例如學習沈從文先生的《邊城》這篇課文，首先介紹這篇小說節選自沈從文的長篇小說《邊城》，讓學生了解文章體裁是小說，全文以翠翠的愛情悲劇為線索展開故事情節，呈現出如世外桃園般美麗湘西世界――邊城的環境美、人性美、語言美、。最后學生即興創作四句七字歌，再現沈從文先生筆下美麗湘西世界。課堂上學生略作思考后紛紛發言，朗讀他們的作品，贏得陣陣掌聲，并被湘西電視臺播放。他們的作品精彩紛呈，例如：

酉水河上一孤舟，

河流清澈水悠悠。

風和日麗碧波上，

魚兒聚會淺水游。

鳳凰吉首秀為美，

保靖花垣雄為美，

古丈龍山險為美，

山美水美人更美。

學生的創作激情被點燃，課堂時間有限，他們自己利用課外時間繼續創作，交來300多首自創歌謠。通過這種方式可以培養學生的語文審美能力，探究能力寫作能力。

三、湘西傳統美育資源在語文教學中應用的意義

（一）有利于提高學生的語文審美能力。湘西歌謠呈現自然美、人性美、語言美等美的因素，具有地域性，民族性、歷史性、愉悅性等美的特點。學生在語文課中在收集整理分析運用歌謠的過程中能產生悅耳悅目、悅心悅志的作用，幫助學生提高審美鑒賞能力。

（二）有利于養成學生良好的語文素養。語文素養是指：情感態度，字、詞、句、篇的積累，語感思維品質，學習方法和習慣，識寫、閱讀、寫作和口語交際的能力，文化品位、審美情趣知識視野、思想觀念等。[6]湘西歌謠的收集、閱讀、運用可以是學生語文課外學習實踐活動的滋養，讓他們學會關注周圍的人、事、物，從課堂內到課堂外，又由課堂外回到課堂內，養成良好的語文素養。有的學生這樣寫道：語文就像媽媽，教我如何長大。語文就像我們的眼睛，沒有它，我們就是一位盲人，其它所有的知識，我們都不能看見，道出了他們學習語文的真實感受。

（三）有利于塑造學生的崇高精神品格。湘西歌謠以反映湘西人民勤勞、勇敢、追求幸福生活的拼搏精神為主要內容，學生通過收集整理閱讀鑒賞歌謠滲透于語文學習中，深化學生熱愛祖國語文的感情，體會中華文化的博大精深，陶冶性情，追求高尚情趣，提高道德修養，培養他們愛國、愛家鄉的情懷。

（四）有利于形成開放而有活力的語文課堂。在語文課堂中運用歌謠，可以把以往老師教學生被動學、滿堂灌的課堂氛圍改變為師生共同探討學習問題，在不同內容和方法的相互交叉、滲透和整合中開闊視野，教者神采飛揚，學者情緒高漲。

（五）有利于體現學生個性。歌謠的創作既可以是集體創作的結晶，也可以是個人獨立思考的結果。他們呈現出來的作品內容豐富多彩，各具特色，從中體現學生個性，他們的創作潛能得到挖掘，學生學習主動性提高，語文應用能力加強。

（六）有利于構建學生主體。學生在課堂上運用歌謠，實際上就是一個創作過程，這個過程可以四人為一組自主交流，討論完成，也可以獨立創作完成，這個過程構建了學生主體，提高了學生探究能力。

湘西傳統美育資源在語文教學中的應用既可以讓學生了解本民族豐富的傳統文化美育資源，形成正確的審美觀，養成良好的語文素養，又可以培養學生愛國、愛家鄉的情懷。

參考文獻：

[1][3]張衛民,黃文偉,吳文生.湘西傳統美育資源構成及開發價值.中國教育學刊.2008(12)

[2][5]中華人民共和國教育部.普通高中語文課程標準（實驗）.人民教育出版社

第2篇：遺傳學在育種中的應用范文

[關鍵詞] 多元化教學模式；醫學遺傳學；實驗教學

[中圖分類號] R394.4 [文獻標識碼] B [文章編號]1673-9701（2011） 22-150-02

The Exploration and Application of Diversified Teaching Mode in Experimental Teaching of Medical Genetics

LIU Dan ZHENG Lihong

Department of Genetic，Qiqihar Medical College，Qiqihar 161006，China

[Abstract] Objective To explore the teaching effect and feasibility of the application of diversified teaching mode in experimental teaching of medical genetics. Methods Undergraduates from 22 classes of grade 2008 and 2009 were selected and divided into experiment group and control group. In the control group， lecture-style method was adopted， while in the experiment group， diversified teaching method was adopted. Results Results show that in the experiment of chromosome specimens preparation， success rate of the experiment group is obviously higher than that of the control group； also， testing results show that sub-groups with grade B or better grades are obviously more in the experiment group than in the control group （P＜0.01）； the questionnaire results show that， rates of all the items which have been improved significantly is between 67.3% ~ 86.7%， except the accuracy rate of diagnosing chromosomal disorder， which is under 50%. Conclusion The application of diversified teaching mode has a positive significance to strengthen the monitoring of experimental course， to improve the teaching quality of medical genetics and the overall quality of students.

[Key words] Diversified teaching mode； Medical genetics； Experiment teaching

隨著人們生活環境的日益惡化，染色體病和出生缺陷等遺傳性疾病的發病率也在穩步提高，所以對于一名醫學生來說，掌握醫學遺傳學知識和相關實驗室檢測技術至關重要。因此，我們在醫學遺傳學實驗教學中，進行多元化教學模式的改革，根據具體實驗內容應用分步式教學法、PBL和病例討論等方法組合應用于實驗課程的講授，取得了良好的效果。

1 研究對象

研究對象選擇我院2008級和2009級本科各專業學生，班級共22個；設立實驗組226組，對照組198組，每組3～4人，約1300人。

2 實施方案

2.1 授課過程

實驗組和對照組均由同一名教師授課，授課學時相同。對照組采用傳統講授式教學法；實驗組的授課過程如下：①設計問題：根據教學大綱要求，由淺入深設計問題，并注意各問題之間的關聯性，學生通過課后自學或查閱資料獲得問題的答案及提出一些待解決的問題。②選取病例：病例的選取可以是實際病例的遺傳咨詢，也可以把歷史病例拿到課堂上來，注意選取病例既要反映授課內容又具有啟發性和針對性。③采用分步式教學法講授實驗內容：合理分配好實驗中的時間，做到既要使實驗順利進行，又可以節省一部分時間以增加學生觀察與分析。④病例討論：第一次實驗課授課結束時，教師將討論記錄和病例發給學生，對討論內容和病例涉及到的知識點進行簡要說明，給學生1～2周的時間，在第三次實驗課時，在討論前要求每組學生上交討論稿，并選派一名同學做結論說明，讓學生提出一些不懂的問題，當堂解答，討論時以學生為主體，教師主要起啟發、引導和總結的作用。

2.2 效果評價

2.2.1 實驗結果 對每組操作實驗所得的最終結果進行記錄，以染色體照片作為結果，學生只可采用本組的照片，沒出結果的小組不需要提供照片，要求結果真實。

2.2.2 考核成績 對每組的討論稿是否全面進行綜合評價，90%～100%為優秀、80%～90%為良好、70%～80%為中、60%～70%為及格、＜60%為不及格。

2.2.3 調查問卷 課程結束后，對所有實驗組學生進行問卷調查，收集多元化教學模式對學生有何實際幫助的反饋意見。

3 結果

實驗組只有2組沒出結果，制備染色體的成功率為99.12%；對照組有18組沒出結果，成功率為90.91%。

3.1 兩組學生的考核成績

見表1。

3.2 實驗組學生對多元化教學模式的反饋

見表2。

4 討論

首先，從學生制備染色體的成功率來看，實驗組為99.12%，明顯高于對照組的90.91%，說明多元化教學模式對于學生掌握染色體制備技術是比較有效的；其次，從考核成績來看，兩組的成績分布有顯著性差異（P＜0.01），我們設計的問題有易有難，更偏重于疾病之間的關聯性，有很大的知識延續性，對于大部分學生來說能夠獲得良好的成績是非常不錯的，提示多元化教學模式能加深學生對知識的理解。再次，從調查問卷的結果來看，除了顯著提高診斷染色體病的準確率的比率低于50%外，其余項目顯著提高的比率為67.3%～86.7%，說明大多數學生認為多元化教學模式能活躍課堂氣氛、增加學生的學習興趣、提高實驗操作能力、提高提出和解決問題的能力、提高團隊合作精神及自主的學習能力，并有助于培養實驗研究思維方式。同時，這種教學模式并不適用于所有學生，多元化教學模式的實施是否順利需要學生具備一定的自學能力和積極性，少數學生基礎較差，自制力不強，反而對此產生負面情緒，因此我們會在今后的教學中注意因材施教，啟發誘導學生成為教學主體，根據學生實際情況靈活掌握教學方法的應用。綜上所述，我們認為多元化教學模式應用于遺傳學實驗教學有很高的實踐價值，值得推廣。

[參考文獻]

[1] 宋敏，黃鋼，王燕，等.復合式PBL教學在醫學遺傳學中的應用初探[J].中國高等醫學教育，2008，（11）：85-87.

[2] 王燕，章波，許雪青，等.病例討論法在醫學遺傳學教學中的應用[J].現代教育技術，2007，17（9）：31-34.

第3篇：遺傳學在育種中的應用范文

[關鍵詞]微衛星；群體遺傳學；道地藥材；遺傳成因；栽培起源；產地鑒別

[收稿日期]2013-07-01

[基金項目]國家自然科學基金面上項目（81274027）；國家自然科學基金重點項目（81130070）；中國中醫科學院中藥研究所基本科研業務費自主選題項目（2011ZDXK-01）；北京市共建項目專項

[通信作者]袁慶軍，Tel：（010）64014411-2956，E-mail： 中藥的道地性是自古延用至今評價中藥材質量的一項獨特標準，道地藥材就是指在特定自然條件、生態環境的地域內所產的藥材，且生產較為集中，栽培技術、采收加工也都有一定的講究，以致較同種藥材在其他地區所產者品質佳、療效好、為世所公認而久負盛名者稱之[1]。黃璐琦等指出道地藥材的生物學本質是同種異地，即同一物種因其具有一定的空間結構，能在不同的地點上形成大大小小的群體單元，如果其中某一群體單元產生質優效佳的藥材，即為道地藥材[2]。這個同一物種在不同地點上形成的群體單元，在生物學上稱為居群。因此，道地藥材在生物學上就是指某一物種的特定居群，是在特定時間和空間里生長的自然或人為的同種個體群，居群水平的遺傳分化是道地藥材形成的遺傳基礎，遺傳分化越明顯，道地藥材與同種其他居群藥材的差異越明顯[3]，由此他對道地藥材的形成機制提出了“道地性越明顯，其基因特化越明顯”的模式假說[4]。

目前關于道地藥材遺傳基礎的研究多停留在遺傳多樣性的基本分析和描述，難以揭示道地藥材遺傳分化和遺傳成因的深層次問題，如①道地藥材居群是如何進化形成的，與非道地藥材居群的遺傳分化程度有多大？這種遺傳分化與道地性的形成是否相關？②道地栽培居群是否起源于道地野生居群，它們的種質是否存在差異？這種差異是否產生種質混雜而引起遠交衰退最終影響藥材的道地性？③道地藥材是否可能實現產地的分子鑒別（種內鑒別）？如何篩選道地藥材的分子地理標識？這些問題的解決必須深入了解道地居群形成的進化歷史，掌握影響道地居群遺傳分化的現代因素（如基因流、自然選擇或人工選擇等）和歷史性事件（如片斷化、快速擴展和拓殖現象等），這些屬于群體遺傳學范疇，需要將群體遺傳學的理論和方法引入道地藥材的研究。

群體遺傳學（population genetics）又稱種群遺傳學，是根據遺傳學原理，采用數學、統計或其他方法研究生物居群的遺傳結構及其演化規律的一門學科，即研究種內進化（微進化microevolution）的科學。種內進化促成了等位基因在居群水平的空間分布和不斷改變，從而引起居群間的遺傳分化。20世紀90年代以來，隨著PCR技術的廣泛應用，RAPD，RFLP，AFLP等指紋技術[5]為群體遺傳學的研究提供了有效手段，而微衛星與這些指紋技術相比又具有突出的優勢。由于微衛星具有高度多態性、在基因組中含量豐富且分布均勻等優點，這一技術很快便發展為一種分子標記，成為群體遺傳學研究的有力工具，本文旨在介紹微衛星群體遺傳學基本理論和研究方法的基礎上，將其引入道地藥材的研究，為賦予道地藥材現代科學內涵提供新的研究手段。

1微衛星的概念、分布及優點

1.1微衛星的概念及在真核生物基因組中的分布

微衛星（microsatellites），又稱簡單序列重復（simple sequence repeats，SSR），是指以少數幾個核苷酸（一般為1～6個）為重復單位組成的簡單的串聯重復序列，由于重復的次數不同以及重復的程度不一致而造成這些序列的多態性[6]。微衛星上不同長度的等位基因按簡單的孟德爾方式遺傳。

微衛星序列普遍存在于大多數真核生物的核基因組中。據估計，人類基因組中每6 kb就存在一個微衛星位點[7]。在不同分類群的物種之間以及同一分類群的不同物種之間微衛星的平均密度差異很大，例如，植物基因組中的微衛星約比動物基因組中的少5倍[8]，而鳥類約比人類少6～7倍[9]，目前尚無法解釋這種現象[10]。微衛星的重復單位以1～2個核苷酸為主，也有一些微衛星的重復單位為3個核苷酸，極少數為4個或4個以上核苷酸[8]。在以雙核苷酸為重復單位的微衛星中，人和動物 （CA）n含量最高[7]，植物中（尤其是作物中）以 （GA）n和 （AC）n為主[11]。

1.2微衛星作為遺傳標記的優點

用微衛星作為遺傳標記與其他DNA分子標記（如RAPD，RFLP，AFLP，小衛星DNA等）相比具有以下優點：①作為一種高度多態性的分子標記，微衛星DNA具有豐度高、共顯性標記、選擇中性的特點；②微衛星采用單位點DNA指紋技術，檢測容易，重復性較好；③微衛星DNA擴大了取樣范圍，減輕了取樣工作的困難和對研究對象的影響；④微衛星DNA的出現為群體遺傳學家提供了空前豐富的遺傳信息資料，同時也促進了相應的統計分析方法的發展[12]，包括最大似然性法（maximum likelihood）、凝聚法（coalescent methods）和bayesian法（bayesian methods）。

2微衛星在群體遺傳學研究中的應用

2.1居群遺傳多樣性和遺傳結構分析

居群的遺傳多樣性是長期進化的產物，也是種質資源創新和品種改良的物質基礎。一個居群遺傳多樣性越高或遺傳變異越豐富， 對環境變化的適應能力就越強， 越容易擴展其分布范圍和開拓新的環境。物種的遺傳多樣性往往與物種本身的特性相關，如生活史的長短、系統和繁殖方式、地理分布及遺傳變異水平高低等[13-15]。遺傳結構是指基因或基因型在空間和時間上的非隨機分布，居群的遺傳結構包括居群內的遺傳變異和居群間的遺傳分化。對遺傳結構及其影響因子的研究是探討生物適應意義、物種形成過程及其進化機制的基礎，也是保護生物學的核心之一。一個物種的遺傳結構是長期進化的產物，許多物種獨特的遺傳結構反映了進化歷史上的一些特殊事件[16-17]。生物多樣性保護的關鍵之一是保護物種，更具體地說就是保護物種的遺傳多樣性或進化潛力，制定有效的保護策略和措施必須建立在對遺傳結構充分了解的基礎上。微衛星是進行居群遺傳多樣性和遺傳結構研究的有效分子標記，目前已對草本植物[18-19]、花卉[20]、樹木[21-24]等進行了研究，而對藥用植物，特別是道地藥材遺傳多樣性和遺傳結構的深入研究還很缺乏。

2.2基因流分析

基因流是指生物個體從其發生地分散出去而導致不同居群之間基因交流的過程。植物的基因流主要靠花粉和種子的傳播來完成[25-29]，基因流的大小直接影響著居群間遺傳物質是否均質化以及遺傳分化的程度，因此基因流是決定居群遺傳結構的重要因素[30]，通過基因流可以了解居群過去的進化歷史、掌握居群現在的遺傳結構并預測居群將來的演化趨勢，由此作出保護和可持續利用的有效策略。基因流的傳統測定方法是通過收集器或染色跟蹤花粉和種子的運動，但這些方法常常低估居群的基因流，而且也無法計算有效基因流的大小[31]。基因流可以通過親本分析來測定[32]，采用親本分析方法確定種子或幼苗的雙親之后，可以根據雙親之間的距離精確地測定花粉的傳播距離，幼苗與母本間的距離（雌雄異株）或種子與雙親之間的平均距離（雌雄同株）即為種子散布距離。當花粉或種子從一個居群擴散到另一個居群，就形成居群間基因流，這種基因流是阻止居群遺傳分化的重要進化因子。在后代的親本分析中，有些后代的親本不能由居群內的個體形成，根據這些后代的比率可以估算出居群間基因流與居群內基因流的相對強度。微衛星高度的多態性、共顯性等特點，在親本分析中具有突出的優勢，目前利用微衛星對基因流進行的研究有很多[33-34]，但對藥用植物基因流的研究基本沒有，特別是藥用植物在栽培過程中人為引起基因流改變而影響其進化潛能的研究還屬空白，這直接關系到中藥資源是否能可持續利用。

2.3進化顯著單元ESU的劃分

進化顯著單元（evolutionarily significant unit，簡稱ESU）是地理上離散的、歷史上被隔離的居群組，因而具有獨特的進化潛力。定義ESU的遺傳標準包括由遺傳距離反映的等位基因頻率的顯著分化和基于某些基因的系統分化程度。定義ESU的主要目的是要確保進化的產物被認識并受到保護和有效利用，使不同ESU固有的進化潛能得以保持[35]，最終真正達到保護物種和可持續利用的目的。1986年，Ryder首次提出了進化顯著單元的概念，用作保持生物遺傳完整性和進化潛能的一種可操作方法，對地理上有顯著變異的居群組進行分別管理[36]。然而，正如物種的概念一樣，ESU在定義它的組成和界定它所要求的變異類型也還存在爭議[35]。Moritz（1994）定義ESU為歷史上被隔離的且獨立進化的居群組[35]，這些居群組在動物中線粒體DNA（mtDNA）或植物葉綠體DNA（cpDNA）等位基因表現為交互單系，并在核等位基因上有顯著分化。根據這一定義，在獲取具有正確拓樸結構系統樹的基礎上可確定ESU。對于有顯著遺傳分化、同時在線粒體或葉綠體基因組和核基因組上都是單系的居群，應屬獨立的ESU。而對于與其他居群遺傳分歧度并非很高、在線粒體或葉綠體基因組上又是單系的居群，如果其核等位基因的頻率與其他居群有顯著的差異，也應視為一個ESU；相反，如果其核等位基因的頻率與其他居群沒有顯著的差異，則不能視為一個獨立的ESU[37]。微衛星作為一種多態性很高的核基因分子標記，在界定顯著遺傳結構和定義進化顯著單元具有其他分子標記不可替代的優勢。進化顯著單元ESU的研究目前主要集中在動物的保護遺傳學研究[38]，在植物中也開始借鑒動物的研究方法進行一些進化顯著單元的劃分[39]，而在道地藥材的保護、分子鑒定和可持續利用的研究中尚未深入到進化顯著單元的劃分。

3微衛星在道地藥材群體遺傳學研究中的應用展望

3.1微衛星在道地藥材群體遺傳學研究中的應用

近年來微衛星群體遺傳學被生物科學界所重視，對于道地藥材的研究主要集中在遺傳結構和遺傳多樣性方面。如Chen等利用微衛星群體遺傳學對唐古特大黃進行了遺傳多樣性和遺傳結構分析，闡明了其瀕危機制[40]；肖冬長等利用研究了鐵皮石的遺傳結構，揭示了品種間的親緣關系[41]；郭銀萍等研究了22份薏苡種質的遺傳多樣性，反映了供試材料的親緣關系，從而為薏苡種質改良提供理論依據[42]；閆伯前等研究發現華中五味子具有較高的遺傳多樣性水平和較豐富的等位基因，可作為人工種植時優先選用的種質資源[43]。陳子易等應用微衛星標記實現了人參與西洋參的種間鑒別[44]。這些研究初步揭示了微衛星群體遺傳學在道地藥材研究中的優勢，但前人的研究僅僅停留在遺傳多樣性和遺傳結構方面，未能從根本解釋道地藥材的遺傳變異和形成機制等問題，亟待在理論和方法上有所突破。

3.2微衛星在道地藥材群體遺傳學研究中的展望

3.2.1道地藥材的遺傳成因研究生物的表型是由遺傳因素和環境因共同決定的，然而對于同一性狀中的控制可能只是其中某一因素占主導作用引起的，比如歐洲人的平均身高要高于亞洲人是由遺傳決定的，而中國北方人高于南方人的平均身高是由環境引起的。那么，道地藥材的優質性究竟是由遺傳因素還是環境因素所決定呢？這一直是道地藥材研究爭論的焦點。黃璐琦等提出了道地性形成的“邊緣效應” [4]，他認為物種分布區邊緣的極端環境有利于次生代謝產物的積累，因而物種分布區的邊緣往往成為道地產區。其他的一些研究也表明次生代謝產物（如黃酮）含量的差異取決于藥材的地理來源[45]。同時黃璐琦等又提出了“道地性越明顯，其遺傳分化越明顯”的模式假說[4]，認為道地藥材的生物學本質是同一物種特定居群與其他居群由于地理上的隔離而發生遺傳分化的結果。這些爭論一直沒有直接的科學證據，使道地藥材的生產和質量控制缺乏明確的標準。

在植物居群中，影響居群遺傳變異地理分布的重要因素是基因流或溯祖關系[46]。植物的基因流是靠種子和花粉的傳播來完成的，不同植物由于種子和花粉傳播方式不同而各自具有獨特的基因流模式，其順暢與否，直接影響居群間的分化程度及遺傳物質是否均質化[47-49]。溯祖關系是建立譜系分選（lineage sorting）現象的學說[50]，即祖先居群原始的基因型多態性由于遺傳漂變逐漸消失，最終居群內僅存單一基因型而形成單系群，不同的單系群在相互隔離的情況下基因會因突變的積累而逐漸發生遺傳分化。因此，現代基因流和譜系分選歷史決定了一個物種居群的遺傳結構，不同的遺傳結構決定了居群表型（包括化學表型）的地理變異程度，從而在藥材上反映出道地性的明顯程度。因此，應用微衛星群體遺傳學對居群遺傳結構的研究，對道地居群與非道地居群間的遺傳分化程度能夠作出定量判斷，結合化學表型地理變異進行相關性分析，能有效揭示遺傳因素對道地性的影響程度，如果道地居群與非道地居群存在顯著的隔離分化，那么道地性很可能是由遺傳的因素所引起；反之則可能是由環境的因素所決定。

3.2.2道地藥材的栽培起源研究藥用植物的栽培是滿足人們目前和將來對藥用植物需求、緩解野生藥用植物資源壓力的有效途徑，同時某些栽培方式，如傳統小規模的就地引種，能夠很好地保存植物的遺傳多樣性[51-52]。然而，栽培對藥用植物資源的保護作用要從多方面來理解[53]，通過栽培而進行大規模的藥用植物生產，對藥用植物資源的保護也可能帶來負面影響[54]，例如，奠基者效應和為了高產優質而進行的人工選擇可能導致栽培藥用植物狹窄的遺傳背景，出現類似農作物馴化過程中出現的遺傳瓶頸現象[55]。同時，在現代條件下的藥用植物栽培，由于高度發達的交通和藥材貿易市場，使得不同產地之間藥用植物種子的交流變得更加容易，種子從原產地流入其他環境可能導致栽培藥用植物遠交衰退[56]，衰退的基因流可能從栽培居群流入附近的野生居群，從而引起野生居群對本地環境適應性的下降[57]。

栽培起源研究能夠有效揭示栽培馴化過程中居群動態和遺傳結構發生改變的過程，是當今國際上群體遺傳學研究的熱點之一。栽培植物和它們的野生祖先常常形成野生-栽培復合體并構成植物繁演的重要遺傳資源[58-62]。伴隨著農業上將植物從野生變為適合栽培和人類利用的引種馴化過程的開始，圍繞著野生-栽培復合體的基礎理論研究[60]（作為一種植物進化的模式）和應用研究也開始興起，例如，確定馴化植物的地理起源或評價作物進化的居群動態可以為合理利用和管理遺傳資源提供科學指導[61]。其中對野生和馴化兩種形式下表型分化的遺傳潛力研究尤為受到關注[62]，近來開始探測栽培的野生植物對附近自然居群的基因流[63]。所有這些研究是彼此相關的，例如，對居群進化歷史的研究是分析人工選擇作用[64]或基因流模式的前提[65]。目前栽培起源的研究多集中在對主要農作物的研究，如水稻、玉米、大豆等[66-68]，而藥用植物的栽培起源研究基本上沒有涉及，將微衛星群體遺傳學引入道地藥材的栽培起源研究，能有效揭示道地栽培居群是否起源于道地野生居群，并進一步比較它們的品質差異，最終闡明道地藥材的栽培是否只有道地野生居群就地引種才能保持道地性、道地野生居群在非道地產區或非道地野生居群在道地產區異地引種對道地性的影響程度有多大、異地引種栽培居群的基因流對本地原生野生居群的種質可能產生的影響等科學問題，這些問題的解決必將把道地藥材的栽培起源研究引向深入，充分掌握處于引種馴化初期的道地藥材在人類干預下遺傳演變的規律，為道地藥材遺傳資源的管理和合理利用及品種選育提供科學指導，避免在作物馴化過程中已經發生的不利于人類利用和植物進化的過程重演，有效地進行科學引種。

3.2.3道地藥材的產地鑒別產地鑒別是指對不同產地的同一藥材進行鑒別，道地藥材具有特定的地域，尋找反映道地藥材地域特征的鑒定評價標準一直是道地藥材研究的關注點，然而道地藥材的產地鑒別一直是藥材鑒別的一大難題：一方面不同產地藥材形態和組織差異很小，傳統的經驗鑒別和顯微鑒別無能為力；另一方面不同產地藥材的有效成分差異難以達到質的差別，同時受生長年限和取樣時間等的影響，也很難勾畫出同種藥材不同產地的化學特征。那么，DNA分子鑒別能否解決這一難題呢？關于道地藥材的DNA分子鑒定，肖小河等指出“目前DNA分子遺傳標記技術在道地藥材鑒定中受到2個方面的局限：一是來自技術本身的，如目標基因的真實性與DNA同源性，DNA分子標記結果的重現性和穩定性；二是來自研究對象的，不是所有的道地藥材形成都會留下DNA差異‘烙印’，同時這種DNA差異也不見得與道地性的形成有直接或內在的相關”[69]。近來迅速發展的DNA條形碼技術很好地解決了第一方面的局限，而無法解決第二方面的局限，其主要集中在物種水平的分類和鑒定，在藥材鑒定方面的應用只能作真偽品的鑒別，其所依據的理論是分子系統學（phylogeny），所選用的DN段相對保守，實驗也證明DNA條形碼對當歸這類藥材的產地鑒別是無效的[70]。

道地藥材的產地鑒別實質上是生物種下居群水平的遺傳分化問題，所依據的理論是分子譜系地理學（phylogeography）和群體遺傳學，所選用的DN段相對于用于物種水平鑒別的DNA條形碼具有更快的進化速率。目前很多研究表明，葉綠體基因間序列在許多植物類群中已經顯示了充分的變異，可用于植物分子譜系地理分析和進化顯著單元的確定[71-72]，在藥用植物的道地居群和非道地居群間也存在顯著分化，具有道地居群特有的單倍型可用于產地鑒別[70， 73]。葉綠體分子譜系地理分析反映了居群間種子流的大小和母系遺傳DNA的分化程度，而控制化學表型的功能基因存在于核基因中，其分化程度與道地性的相關性更大。核基因在居群間通過花粉流傳遞，為雙親遺傳。然而由于功能基因多存在高度保守、多拷貝、雜合等特點，直接利用功能基因進行群體遺傳學分析難度較大，沒有可操作性。微衛星特有的優勢全面反映了核基因組的遺傳信息，用于群體遺傳學分析能有效闡明居群間花粉流的大小、核基因的分化程度、基因型純合或雜合程度等，從而揭示核基因的居群遺傳結構。只有同時考慮葉綠體DNA和核基因的居群遺傳結構，才能正確劃分進化顯著單元，由此判斷道地居群和非道地居群是否存在隔離分化或基因流，也即道地藥材的形成是否留下了DNA差異的‘烙印’，最終闡明道地藥材能否實現產地鑒別。對于沒有DNA差異‘烙印’的道地藥材不能實現產地鑒別；對于存在DNA差異‘烙印’的道地藥材，根據分子譜系地理學和微衛星群體遺傳學分析的結果建立道地藥材的分子地理標識，從而實現道地藥材的產地鑒別。

4結語

目前道地藥材形成規律的研究已取得階段性成果，但在道地藥材形成的演化規律以及人工馴化過程人為影響道地藥材進化潛能等方面的研究需要進行種內進化（微進化）的深入研究，將微衛星群體遺傳學引入道地藥材研究，突破了道地藥材遺傳成因研究長期在理論和方法上的局限以及藥材分子鑒別停留在真偽鑒別（種間鑒別）的瓶頸，有效填補道地藥材栽培起源研究的空白，為揭示道地藥材的遺傳成因、實現道地藥材栽培科學的引種和產地鑒別（種內鑒別）提供新的理論和方法。

雖然微衛星是研究道地藥材非常理想的遺傳標記，但在實際的應用中仍有不足之處，除了一些已知大量序列信息的研究對象以外（如人類，常規的實驗動物和一些農作物），對于一個序列信息完全未知的新種，必須首先建立基因文庫并篩選微衛星位點，實驗工作繁瑣且耗時費力。微衛星位于非編碼區的概率比編碼區高，因此在某些情況下不能反應出功能基因組范圍內的遺傳水平。總之，隨著實驗技術的改進，統計分析方法和檢驗手段的日趨完善，微衛星群體遺傳學將在道地藥材研究中發揮更大的作用，在具體科研中應該針對需要解決的問題，選擇合適的分子標記和分析方法，才能更好的解釋道地藥材的本質。

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第4篇：遺傳學在育種中的應用范文

關鍵詞 家畜育種學 課程建設 教學方法

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

加強本科生的課程建設，提高教學質量是本科院校的重要任務之一。 家畜育種學是動物科學專業本科生的一門主干必修課程，在動物科學專業的課程體系中起著承前啟后的作用，對構建動物科學專業知識體系起著重要作用。家畜育種學是研究改良家畜遺傳素質，提高生產性能水平，培育新品種和品系，通過雜交利用雜種優勢，高效優質地生產量多質優的畜產品的理論、技術和方法的一門科學。然而，由于課程內容比較抽象、枯燥，內容較難，如果加上所用教材舉例少，計算比較多等會導致學生的學習興趣不高，教學效果不理想。此外該課程需要學生具有較好的數量遺傳學、統計學、計算機、線性代數等課程的較好基礎，而且要求學生能夠及時了解生物技術新知識、新技術。鑒于這些問題的存在，教學現實給家畜育種課程提出了尖銳的難題，即如何提高家畜育種學課程的教學效果，使家畜育種課程的抽象內容變得簡單化、形象化，達到知識性、趣味性和實用性共享。本文作者通過對該門課程的學習與教學實踐，對本科生家畜育種課程教學提出一些自己的看法與建議，希望能有益于今后該門課程的教學。

1 家畜育種學前期課程

1.1 家畜育種學前期課程

動物遺傳學、生物統計學、線性代數、概率統計、計算機技術、生物技術、信息技術、系統工程技術等均是家畜育種學課程的前期必修課程。任課教師在課程間隙，應與學生探討如何將與統計學、數量遺傳學、動物遺傳學、分子生物學中與家畜育種相關的知識加以復習和靈活運用，從而找到解決家畜育種各類問題的方法。由于數量遺傳學的誕生本身就是多學科交叉滲透的結果，在此主要介紹數量遺傳學和生物技術在家畜育種課程中的重要作用。

1.2 數量遺傳學及其發展

數量遺傳學是遺傳學原理與統計學方法相結合研究群體數量性狀遺傳與變異規律的一門遺傳學分支學科，迄今為止的動物育種方法基本上是以數量遺傳學為理論依據的“數量遺傳學方法”，即根據數量遺傳學的原理和方法，對畜禽進行適當的選種選配，以提高育種群體的優良基因頻率，降低不良基因頻率。近幾十年畜禽生產水平的提高，很大程度上應歸功于遺傳參數和育種值估計準確性的提高。在數量遺傳學后來的發展過程中，它又不斷地與計算機技術、分子生物學及其他生物技術相結合，從而使其得到了較快的發展。可以預見，在相當長時期內數量遺傳學還將是動物育種的主導方法。因此，要想學好家畜育種學，必須具有良好的數量遺傳學基礎知識。

1.3 生物技術

動物育種有關的現代生物技術包括胚胎工程技術、動物克隆技術、轉基因動物技術和DNA 標記輔助技術等。加上胚胎工程( 育種) 技術和動物克隆技術，則構成動物分子育種的基本技術框架。生物技術育種作為一種新的育種技術或方法，在家畜育種中已經顯示出了廣闊的應用前景，相關的理論體系已經建成，為此要及時學習掌握相關技術與方法。

2 教材

2.1 要有正確的指導思想

教材是育種學課程建設的重要內容。教材內容要緊密結合我國國情，適合我國畜禽實際生產情況，學生通過學習后能夠在生產上用得上。而且內容要編得通俗易懂，學生即使通過自學也能夠弄懂。淺顯易懂的教材不代表知識不新穎，如果把教材詞句編寫的晦澀或一個長句子里有大量難以理解的專業術語，將會對學生的理解造成很大的障礙。而且教材中要多舉例，簡單易懂的例子有助于很好的理解。另外在編寫教材是還要注重實用和對學生能力的培養。有了這樣的一本好教材將可以起到事半功倍的作用。

2.2 及時結合該領域的新成果、新技術、新方法

即課程內容要結合一個“新”字，也將本學科新的研究成果如重要經濟性狀的分子生物學檢測方法、標記輔助選擇、最新動物保種理論及時地補充進去。使學生能及時了解本學科的發展趨勢與動態。教學內容的改革不僅促使學生在課堂上認真聽講，而且能推動學生在課余時間利用互聯網搜索家畜育種中應用的新技術和新成果，理論和實踐的有機結合提高了學習興趣。因此， 在家畜育種課程建設上亦應該不斷地更新，不斷地增添新內容。以使家畜育種課程內容跟上當前國內外家畜育種科學進展水平。可將所在學校學科在家畜育種中所取的成果等內容由重要學術帶頭人領銜主講或串講，介紹給學生，通過案例介紹給學生，對激發學生專業興趣、了解學科前沿動態，增加專業積淀具有重要意義。

2.3 實驗內容的安排

選擇一本好的實驗實習指導書對學好家畜育種學課程也很重要。學生除了要學習了解和掌握育種學的先進理論和先進技術外，還需具有比較熟練的操怍技術與技能。可將育種學中需要操作或需要大量計算的內容安排到實驗內容里面，結合生物技術的發展要增多操作內容，加大操作技術比例，使學生真正達到理論與實踐的結合。欲達到此目的須在課程中增加實踐內容，讓學生多看、多練、多干，方能將理論知識轉水為基本技能。此外對于理論課時少的學校，可重點將計算量大的內容放入到實驗內容里面，這樣可利用充足的實驗課時引入了計算的具體實例，讓學生們積極參與計算的分析和探討中從而提高教學的效率。

3 教學方法

3.1 實例教學法

我們每個人在理解原理和復雜的理論時都有犯難的時候，有時候反復地推導和重復地學習也難以理解，這個時候一個恰當的例子會讓我們有“柳暗花明又一村”的驚喜。家畜育種課程中理論性強、計算多、原理多，單從公式的推導、語句描述來說理解起來有一定的難度，像類似這樣的課程，舉例會起到事半功倍的效果。

3.2 發揮學生的主體作用

我們的教學實踐告訴我們，開展啟發式、參與式、研究式教學可充分發揮學生的主體作用，大大地提高教學效果。

實施啟發式教學，要求教師應成為教學活動的設計者和學生學習的引導者，通過教學活動的科學設計，使學生由被動的知識接受者轉變為主動思考者，以學生為主體，將課堂主動權交給學生，真正發揮學生在學習中的主體作用。比如在種、品種概念的講解中，畜禽品種保存方法方面我們都可以設置多樣的問題讓學生開動腦筋，真正地通過思考來得到答案。

教學與科研相結合是把科學研究當作教育的結合點，鼓勵本科生盡早參與科研活動與生產實踐，充分發揮他們豐富的想象力和創造力，開發他們的科研潛力。因此，利用學校的科研條件和資源，使學生在學習家畜育種學課程的同時參與科研工作，這樣既培養了學生的科研能力，提高了學生的科研興趣，也加深了對本課程內容的理解，使學生們對家畜育種生產產生濃厚的興趣。

互動教學可活躍課內外學習氣氛，增強學生學習的主動性，提高學生查詢資料、組織資料等各方面的能力。在家畜育種學的教學實踐中，可選擇部分專業雜志報道較多的章節內容，如家畜遺傳資源多樣性、分子生物技術在家畜育種中的應用等等內容讓學生查資料和備課，并讓學生通過PPT的形式走上講臺講解。通過這種方式不僅提高了學生學習的積極性與主動性，而且還培養了膽量、查閱資料及語言表達能力，為今后的工作奠定了基礎。

3.3 教學手段的多樣化

由于現代多媒體教學具有信息量大、快捷、高效、生動等優點，好的課程課件還具有圖文并茂、提綱攜領、引導思維的特點，尤其對于家畜品種、品系的了解更為直觀，多媒體教學目前已成為師生共同認同的現代教學手段。但家畜育種學這門課程中有大量的計算，比如選擇指數的制定、育種值估計、近交系數計算等重要理論學習中涉及大量復雜的計算公式，因此，對于這部分內容的講解要充分利用黑板、粉筆為計算和講解提供的方便，將多媒體教學與傳統黑板粉筆有機結合起來，二者相輔相成可提高教學的效果。

除了多媒體教學和板書結合之外，對于復雜的計算過程可通過結合計算機軟件來解決，大量復雜的計算有時候容易讓學生厭倦并使其走入一個誤區，一些數學基礎不好的學生更會失去學習的興趣。比如個體遺傳評定――BLUP 法的計算在實際中的應用也是借助計算機來完成的，在課堂上要涉及許多矩陣運算，費時費力，如果課時再少的話，不借助計算機則很難講解。我們完全可以在教學過程中將種豬育種數據處理系統（GBS）搬上課堂，能夠很好地解決課堂講授的難題，學生在掌握了這一軟件的應用時對于今后的生產實踐也很重要。

要上好《家畜育種學》這門課程，除了以上提到的幾點之外，還需要在教學內容、師資隊伍、教學條件建設等方面進行不斷地改革與探索，教師團隊成員要不斷提高自身的理論實踐水平，建立起系統全面、反映學科前沿的家畜育種學教學新體系，從而為國家培養更多動物育種方面的人才。

參考文獻

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[3] 劉勝軍,賈永全,曲永利.《家畜育種學》的教學改革與實踐現代農業科學[J].現代農業科學,2009(9):239-240.

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[5] 魯紹雄,連林生.《動物育種學》課程建設與改革[J].云南農業大學學報(社會科學版),2009.6:47-50.

第5篇：遺傳學在育種中的應用范文

《園林遺傳育種學》是園林專業的一門重要專業基礎課，是研究園林植物品種種選育原理和方法的科學。它的任務是根據園林植物的遺傳變異的規律，研究園林植物的種質資源的選擇和利用，選育出花卉的新品種并進行良種繁育。當然它的基礎是遺傳學，遺傳學是研究生物遺傳、變異規律及其原理與應用的一門科學。《園林遺傳育種》是一門實用性很強的課程，是園林植物在園林應用中的基礎和創新的依據，是理論和實踐的結合。學生只有具備《園林遺傳育種》的基本理論和基本原理，了解本學科及相關學科的現狀和發展趨向，掌握選育種的基本方法和技能，才能從事好園林植物的生產育種經營及科研管理工作。本實驗教改通過進一步優化完善實驗教學內容、改進實驗教學方法和規范教學管理等手段，開展《園林遺傳育種學》實驗教學體系的改革與建設，通過實驗教學進一步增強理論教學效果，全面提高學生的能力素質。那么，如何開發、培養、提高學生的動手、動腦能力呢？

二、傳統教學模式下的園林遺傳育種實驗教學之弊端

首先，學生對學習“園林遺傳育種”課程的重要性認識不夠，認為該課程偏向植物方面，與規劃設計類課程相比，從事規劃設計方面的就業前景較好，仍處于次要地位，使得學生的學習積極性和主動性較差。其次，本專業的部分學生的招生生源屬于文科性質；最后，這門課安排在大四的第一個學期，由于氣候的原因使得實驗材料在取材方面有難度。

傳統的園林遺傳育種實驗從實驗性質來講絕大多數為驗證性實驗（如，有絲分裂、多倍體化學誘變、花粉活力測定等）。即教師介紹實驗目的、實驗原理、實驗材料、實驗方法和步驟，然后學生用實驗材料按照實驗方法步驟的描述驗證學過的理論知識。這樣做的結果是大大限制了學生自主學習的積極性和主動性，使得學生“照貓畫虎”，敷衍了事，不去分析實驗的原理，不去探討實驗中存在的問題，限制了學生創造性思維的發展。還有在上實驗課之前老師已經提前配置好實驗所需藥品，準備好實驗材料并做了預實驗，這樣學生省去了配制藥品、選擇取材的環節，使其對藥品的配制方法、使用時的注意事項及實驗原理并不關注，甚至全部實驗結束后，仍有學生還未掌握制片的技術，不知道花粉活力測定中TTC是如何配制的，不清楚所觀察的分裂象是屬于哪個時期的。其結果就是實驗僅僅加深了學生對理論課中一些客觀事實的印象，并不能很好地理解和把握遺傳與育種的關系，不能更好地掌握營養系雜交育種、誘變育種的原理、方法及特點等，也就更難學以致用，將所學知識運用于解決目前農業生產中的實際問題。

三、改革與探索

實踐證明，傳統教學模式下的實驗教學存在弊端，難以調動學生的積極性，實驗教學的重要作用也難以實現。因此，進行實驗教學改革是很有必要的。

1.實驗課程內容改革

傳統教學模式下的實驗教學作為理論教學的補充，其課時數僅占《園林遺傳育種學》總課時數的1/3，即課時數為54學時，其實驗課時為18。由于實驗課時數有限，一些本應該設置為綜合性的實驗也只能開設為基礎驗證實驗。因此，要加大實驗比例，增加實驗課時數。進行教改后，大幅增加實驗課比重，幾乎占到總課時數的一半。如若能把實驗課改為一門單獨的課程即實驗課不及格，則意味著本課程沒有學分，學生對實驗課就會更加重視。

2.實驗形式改革

（1）實驗材料的準備。傳統實驗教學中，實驗所用各種儀器及材料、藥品往往由實驗老師預先準備，實驗時教師先講解實驗內容、注意事項及實驗現象、結果等，學生對于材料、藥品一般不去深究。例如，目前大多數遺傳學實驗材料（或實驗指導書）中有關有絲分裂的實驗材料是蠶豆、洋蔥和小麥等。這對農學專業學生是比較合適的，但對園林專業學生未必適宜。為此，我們選用水仙根尖分生組織作為實驗材料進行嘗試，并對某些實驗步驟進行技術修改，效果較好[1—2]。水仙（2n=3x=24）是石蒜科多年生球根花卉、栽培技術相對較為容易的室內盆花。讓學生參與根尖的培養—固定—解離—染色—裝片—觀察整個過程，使學生拿著自己培育好的水仙根尖材料，特別有成就感。學生普遍對所用藥品（尤其是改良品紅的配置），實驗反應原理不明確，而讓學生參與實驗準備，學生就會有意識地去預習實驗，從而對實驗原理、注意事項分析注意。（2）實驗結果的分析。傳統實驗內容確定、材料統一，實驗結果也大同小異，學生按照課本中的圖按貓畫虎地畫出來，按部就班。實驗改革后，學生根據顯微鏡下看到的各個時期的圖像能夠辨別繪圖，且對自己所制作的片子進行自主的分析、探討，同時教師則可根據實驗情況，給學生提供必要指導。

3.考核方法改革

在提倡建設應用型本科院校的主題下，學生的實踐動手能力顯得尤為重要。實驗教學改革后實驗考核包括平時考核和期末考核兩部分，平時考核的內容包括實驗預習、實驗操作、實驗態度及紀律、實驗報告等環節，各環節考核分數比例為：預習報告10%、實驗操作40%、紀律衛生10%、實驗報告40%，這部分成績占該實驗課總成績的60%；期末考試（包括實驗操作、技能、實驗理論等）占該實驗課總成績的40%。其中，實驗操作部分占實驗總成績的20%，操作合格方可參加實驗理論考試；實驗理論考核部分成績占實驗總成績的20%。教師通過加強對學生實驗過程的指導和監控，培養學生有條不紊、科學的實驗精神，考核學生科學、嚴謹的實驗態度和操作技能，客觀、公正地評定其實驗成績；實驗報告重點考核學生歸納、綜合、正確地處理數據和分析實驗結果的能力；期末實驗考核主要側重常規實驗操作技術和技能考核。這種考核評價標準綜合考查了學生在學習該課程全過程中的表現，較客觀地反映了學生對該課程的理論知識、基本技能的掌握程度和運用能力[3]。

參考文獻：

[1]沈克全，程經有，徐甸編著.遺傳學實驗自學指導[M].北京：中央廣播電視大學出版社，1990.

[2]季道藩.遺傳學實驗[M].北京：農業出版社，1992.

第6篇：遺傳學在育種中的應用范文

均有著很重要的作用[1]。教育部于上個世紀90年代提出"高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃"以及《關于進_步加強高等學校本科教學工作的若干意見》，各高校都開展了_系列卓有成效的探索，對提高《遺傳學》乃至整個生命科學的教學質量起到了巨大的推動作用，很多工作已在相關全國教學會議上交流，或在有關期刊/論文集中正式發表。由于遺傳學是生物科學領域中發展最快的學科之一，新技術、新方法不斷涌現，研究范疇不斷拓寬，研究內容不斷深化，遺傳學知識的積累量越來越大，迫切需要有一個好的教學體系對《遺傳學》教學過程加以規范和提高。我們把優質教學體系的改革思路貫穿在整個《遺傳學》教學過程之中，堅持"以學生為主體、以教師為主導"的方針，以培養"寬基礎、厚知識、強能力、高素質"的優秀人才為目標，改進學生學習方式，培養學生分析問題、解決問題的能力及綜合素質。因此，構建優質教學體系，在整體上提高了國家精品課《遺傳學》的授課質量和教學效果，促進精品教育的發展，同時也提高了《遺傳學》教學平臺的質量和教學資源的校內外無障礙共享，取得了明顯的課程教學改革效果。

1優質教學體系的建設

1.1教學內容的優化

《遺傳學》課程建設和教學內容設置要遵循現代教育理念，以培養高素質、復合型、富有創新精神和實踐能力的專門人才為宗旨，從應試教育向開放教育發展。在保持學科自身完整性與系統性的基礎上，始終把培養學生的遺傳分析能力放在首位,使學生更好地掌握遺傳學的基本規律、基本理論、基本概念和基本研究方法；在細胞、個體、群體和分子等不同層面上對遺傳學有較為完整和深入的認識，更深、更廣、更準確地掌握遺傳學知識，為遺傳學與人類健康、遺傳學在動、植物育種等領域中的應用打下堅實基礎，同時為后續課程的學習和從事相關工作奠定基礎。為此，要高質量地修訂《遺傳學》課程的教學大綱，使之能充分反映和體現出本學科最新發展趨勢。在內容安排上，以遺傳物質的本質、傳遞、變異以及遺傳信息的表達與調控為主線，從遺傳物質的細胞學基礎到分子基礎、從遺傳信息的載體到傳遞、從質量性狀到數量性狀、從基因突變到染色體結構變異、從性狀表現到基因的表達和調控、從細胞核遺傳到細胞質遺傳、從個體遺傳到群體遺傳，知識傳授由淺入深、由表及里、以簡帶繁、以點帶面，這樣能在有限的教學時間內讓學生系統性地領略遺傳學的全貌并融會貫通，用學到的知識靈活地解釋_些與遺傳學有關的生物學現象。教師在備課時將遺傳學學科發展過程中形成的新知識、新案例及時補充到課堂和實驗內容之中,結合實物、圖片、錄像等進行多媒體教學，使《遺傳學》課堂教學保持_種新鮮的活力，充滿知識性、趣味性和吸引力。每章布置一些精選的習題，有助于提高學生分析問題和解決問題的能力。

1.2教學方法與教學手段的改革

有效的教學手段和合理的教學方法，可以明顯提高《遺傳學》課程的教學效果。授課時采用啟發式、探究式、開放式、討論式、案例式等多種交互式對話的教學方法與多媒體教學手段結合，把上課、實驗、討論、考核等不同方面有機地結合起來,能最大程度地啟發學生的主觀能動性，在掌握基本理論知識的同時，全面提高學生分析和解決遺傳學問題的能力及綜合素質，培養學生自主學習和創新的能力。如在講述遺傳學三大定律時，考慮到學生在高中階段對這部分內容已有所掌握，授課時不再直述有關定律的基本內容和實驗方法，而是講解孟德爾和摩爾根是如何采用合適的研究方法進行試驗,最終獲得正確的結論；授課過程中還可隨時提出一些相關的問題讓學生思考或回答，提高解決曰常生活中一些具體遺傳學問題的能力。這樣既可以讓學生聽得有趣，還可促使學生更好地掌握有關概念、達到融會貫通的效果。又如在進行遺傳學實驗時,可以設計一些合適的實驗方法，引導學生通過一系列的置疑、判斷、比較、選擇，以及相應的分析、綜合、概括等多樣化的過程，由發散到收斂、求異到求同，通過實驗最終得到合理的結果。通過這一求異和求同的過程，有利于學生更深入地理解所獲得的知識和結論，而且也可激發學生的求知欲、培養他們創新思維的習慣和能力。在教學過程中，逐步加強雙語教學，也能促進學生更好地適應遺傳學學科的高速發展，了解和掌握國內外遺傳學發展的現狀和趨勢。學期結束時的"教學情況反饋問卷"和課后征詢意見制度的實施，可以多方收集學生對課程的教學意見，保持教學雙向信息反饋通道的暢通。在現代教育技術應用與教學改革中，CAI教學課件制作的好壞會明顯影響《遺傳學》課程的教學效果[16,17]。我們在1998年自制《遺傳學》教學課件基 礎上，進一步編制出以文字、圖片、動畫(視頻)、實體照片等多種媒體組成的完整教學課件[18]，方便學生有針對性地掌握遺傳學知識。課件分為課堂版和網絡版兩種形式，可同時滿足教師授課和學生自學的不同需求，同時也給教師留下了不斷加工完善和改進的空間，能夠適應個性化的教學。

1.3實驗教學的創新

遺傳學是_門實驗性很強的學科。隨著遺傳學的迅速發展，《遺傳學》的實驗教學起著越來越重要的作用，影響著課程整體水平的提高[19,20]。在實驗過程中，將啟發性、探究性的教學方法貫徹到各個環節，使每個實驗都具有背景知識的講解和說明、過程的設計和實施、結果的總結和提高、理論的考核和評價等過程，將實驗課轉變成全方位培養學生創新意識和創新能力的小平臺。在實驗課新體系中有目的地增加國內外遺傳學科的最新進展，增加設計性、應用性、綜合性實驗項目，適當增加實驗難度，提高學生操作技能和從事實驗的積極性。目前綜合性實驗已達到總實驗量的56%，比10年前大大增加(表1)。對于一些驗證性實驗，也盡力將其設計成具有_定探究性的設計性實驗，如"植物細胞的減數分裂"實驗屬于帶有傳統意義的驗證性實驗，實驗時由學生利用不同的材料進行分組對比實驗，最終經討論和比較分析得出正確的答案，這樣通過教學方法的改變使原來純梓驗證性實驗得到了_定的改變。又如"植物染色體核型分析"實驗時約有1小時材料處理的等待時間，利用這_間隙插入"人類Y染色體的進化"等學生感興趣的實驗小講座，其內容綜合了近年來在Science、Nature等雜志上發表的有關Y染色體的研究進展，講解Y染色體的過去、現在和將來，引起了學生較大的興趣。在實驗過程中，還可依托學科優勢，建立了科研與教學的共建平臺，充分利用科研實驗室的先進儀器設備為《遺傳學》實驗教學服務，可使許多實驗項目的研究方法發生明顯的改變。如"西瓜染色體加倍〃綜合應用性實驗，利用學院“211〃平臺的細胞流線儀，在西瓜三葉期就可鑒定加倍苗，提高了實驗的效率；"油菜籽品質遺傳率測定"，利用科研平臺的近紅外品質分析儀，方法簡便快速、不破壞樣品，結果準確。使學生在實驗中能充分體驗到高科技的魅力，達到科研反晡教學之目的。在實驗教學的改革中，還要重視室外先進實驗基地建設以及實驗室的開放工作，鼓勵學生依據實驗教學目的和自己的興趣愛好，自主設計實驗、自主完成實驗、自主管理實驗，可以使學生的創新愿望得以實踐；同時積極鼓勵學生利用所學到的遺傳學知識參加教師的科研項目、爭取國家和省級大學生創新項目、學校SRTP項目，引導和培養學生熟悉、參與、跟蹤世界生命科學前沿領域的能力，進一步完善"開放性、研究型"的教學模式，最大程度地培養學生的創新意識和創新能力。

1.4教學團隊的建設

師資隊伍的建設有助于《遺傳學》課程持續發展。教師作為課程教學中的主導，肩負著傳授知識的重任，教師隊伍的知識水平和操作技能直接影響著課程教學的效果。在長期的教學過程中，本課程堅持實行請好老師、用好教材、講好課程，打造精品課程的教學思路。教學隊伍中有教學名師或優秀

教師，采用團隊主編的國家"十一五"規劃教材和面向21世紀課程教材[21,22]以及獲獎的教學課件，確保了《遺傳學》國家精品課程的教學質量。在"學院主管、負責人總抓、團隊骨干負責"的三級教學管理體制下，教學團隊制定了具體建設規劃，形成了分工明確、協調統一的建設模式。在具體實施過程中，以學術帶頭人為中心、骨干教師為主力軍，青年教師為后備軍，造就了學歷、年齡、學緣、職稱等結構合理、學術水平好的高質量教師隊伍。多年來堅持首席主講教師負責制、合作備課、教學會議研討、學要求等方法取得了更好的教學效果。在實驗教學中，多年來_直由具有博士學位的教師擔任主講，確保了《遺傳學實驗》改革向縱深發展。同時，利用學校學科門類多、課程設置齊全的特點,積極鼓勵教師參與綜合性實驗的創建，選修具有最新遺傳學知識和技能的研究生課程，到外校進修相關課程和切磋實驗技能，掌握遺傳學最新的實驗技術，提高了任課教師的知識和教學水平，并減少了《遺傳學》與其它相關課程在內容上的重復。教師間的觀摩教學和傳、幫、帶，也促進了教師隊伍的整體提高。

1.5考試內容和方法的改進

《遺傳學》課程的考試內容和方法既要考核學生對遺傳學基本規律、理論、概念和方法等知識的掌握程度，又要注重了解學生綜合運用所學遺傳學知識分析、解決問題的能力以及創新能力的水平。因此，考核命題要靈活多變，少出"死記硬背"題、多用"分析"和"理解"題，特別注重理論與實踐的結合以及學生獨立思考、分析遺傳學問題和解決實際問題能力等方面的測試；考核方式也要多樣化,如筆試、面試、課程論文結合，單項試題與綜合分析試題相結合等。評價時不僅要注重答題結果，更應注重考核學生解答問題時的思維方式和能力，對創新方面成績突出的學生予以表彰和加分。如2000年開始采用的"理論綜合試題"，其內容能夠綜合全書的主要內容，在開課時提前將題目告訴學生,允許學生經過_學期的學習和思考后再行完成，有利于學生對遺傳學知識的全面理解和綜合應用能力的提高，且可給學生留有創新發揮的余地。《遺傳學實驗》考試則結合《實驗情況記錄表》，把實驗預習、操作、報告、紀律等納入考核范圍；實驗全部結束后還要單獨進行實驗原理和方法筆試，教師根據學生平時成績和考試成績給出最終成績。

1.6精品教材的編寫

教材建設是《遺傳學》課程建設的重要方面，教材的選用與學生遺傳學整體知識的構成有著密切關系[23]。我們根據教學課件內容創編了具有明顯新意的"十一五"國家多媒體規劃教材《遺傳學》，具有傳統印刷教材所沒有的特點[21]，已被省內外多所院校在教學中采用。該教材編排獨特、文字精煉、圖文并茂，能夠適應現代教育技術的教學新方法,特別是可以明顯減少學生上課做筆記的時間，集中精力聽老師講解內容；并有利于學生根據課件內容學習和復習有關內容，現已被推薦申報"十二五"國家規劃教材。在教學中還為學生提供30多本中英文參考資料，同時提供與遺傳學有關的_些相關雜志，這些學習資料在學校圖書館可以借閱，幫助學生學習和理解遺傳學基本知識。

1.7教學網站和教學共享平臺的建設

根據國家精品課程的建設要求，我們在學校的支持下加大力度進行《遺傳學》網站等共享平臺的建設，使之具有鮮明特色、內容豐富、共享性強等特點。教學大綱、教學進度(曰歷)、教材、教學參考書和教學輔助資料(如教案、習題和參考答案、實驗指導、網絡版和課堂教學版多媒體課件及其他教學資料)已全部上網，教師與學生對話式窗口，方便師生交流，形成了講授、答疑、討論、信息網絡化的教學平臺，具有"高開放"的特點。教學平臺的建設現已實現了《遺傳學》課程的校內外無障礙共享,學生隨時可以點擊"jpkc.zju.edu.en/k/531/"網<jpkc.zju.edu.en/k/531/%22%e7%bd%91>址進入網站學習，與教師在線交流，并可上網利用模擬試題自主測驗學習效果。教學網站的建設方便了學生和教師的使用，為學生提供了一個跨越時間和空間的學習環境。同時為了方便學生學習，教學網站中收集和編輯了與《遺傳學》課程有關的多種學習資源，包括參考文獻、中外網絡資源、中外遺傳學重要期刊、遺傳學名詞英漢對照、名詞解釋、遺傳學研究領域諾貝爾獲獎者等。《遺傳學》課程已按教育部的要求完成課堂教學全程錄制和上網。

2優質教學體系的應用效果

2.1提高了《遺傳學》課程的教學水平和教學質量

優質教學體系的構建促進了《遺傳學》教學質量的提高。《遺傳學》現已成為國家精品課程，《遺傳學》教材為"國家十一五規劃教材”實驗教

材為"面向21世紀課程教材”,自創的教學課件也獲得了全國"第六屆高等農業院校多媒體課件評比_等獎"，教學團隊師資質量好，課程教學從內容、方法和手段以及考核評價上形成一個科學優質教學體系，能夠保證課程教學質量和水平。在整體上較好地解決了《遺傳學》教學內容豐富、而教學時數有限的矛盾，也解決了多媒體課件好看、但筆記難記等問題，符合學生的學習和認知心理，在現代教育技術應用與教學改革中發揮了顯著作用。教學效果的提高，促進學生更加扎實地掌握遺傳學基本知識和基本技能，提高了分析問題和解決問題的能力，在參加教師科研項目的研究、爭取國家和省級創新項目及學校SRTP項目中發揮了作用。

2.2教改成果和教學資源共享應用廣泛，輻射作用明顯。

《遺傳學》課程教學體系優化中所做的_些教改工作以及《遺傳學》網站和教學平臺的創建，不但提高了課程的教學效果，也與其他一些高等院校《遺傳學》等課程的教學實現了資源共享，在全國發揮了良好的輻射作用。全國已有40多所高等院校的教師引入我們創建的《遺傳學》多媒體課件、教材和教學網站應用于教學中。一些學校的教師也經常來校觀摩和旁聽我們的《遺傳學》課堂和實驗教學，交流《遺傳學》的教學經驗。目前我們創建的《遺傳學》網站點擊數已經超過190000人次。精品課負責人在2010年全國遺傳學教學會議上對《遺傳學》多媒體教學課件創建、精品教材編寫以及教學網站建設等支撐體系做了詳細介紹，得到了與會人員的充分肯定。2011年我們舉辦了全國《遺傳學》骨干教師高級研修班、全國大學生農學創新實驗暑期培訓班和浙江省首屆植物染色體制片技能大賽,擴大了課程在全國的影響力。

3優質教學體系構建的進_步設想

第_，《遺傳學》課程的教學內容豐富、信息量大，需進_步整合和優化《遺傳學》課程的教學內容，積極探索適應現代教育技術的教學新方法，力求在原有內容的基礎上能夠更好地反映出遺傳學學科的最新進展，以適應不斷發展的新形勢教學要求。

第二，繼續改進教學手段和方法，進_步完善探討式、討論式授課方式，在課堂上盡量多留出一點時間與學生進行交流和互動；同時鼓勵學生多利用功能強大的《遺傳學》網站學習，提高教學效果。同時積極與省內外有關院校交流《遺傳學》教學課件，實現校內外教學資源的無障礙共享，提高《遺傳學》課程在全國的知名度。

第三，通過教學體系的建設，進一步完善《遺傳學》教學師資隊伍，在引進高水平教師的同時著重培養和提高現有青年教師的教學水平，不斷提高教師的創新素質，以適應遺傳學學科飛速發展的現狀。

第四，推進探究性和開放性教學，創造條件開設學生自主實驗，進一步培養和提高學生的創新意識和創新能力。同時要充分發揮綜合性大學一流學科的強大支撐作用，做好教學與科研的結合工作，把科研中的新成果、新發現應用到綜合性實驗和設計性實驗中去，不斷更新教學內容，激發學生勇于發現和探索的潛能。

第7篇：遺傳學在育種中的應用范文

關鍵詞：遺傳學 教學改革 生物教學

遺傳學是生物學的重要組成部分，也是高中生物學教學中的重點和難點內容。如何編好這部分教材，深入淺出地向學生傳授遺傳學知識，是許多生物學教育工作者致力于探索的課題。本文擬結合近期的教學實踐和對幾本較新版的美國高中生物教材的初步研究，從以下幾個方面談談對新編高中生物必修教材中遺傳學部分編寫的一些想法。

一、教材體系的編排

現行高中生物必修教材中，第五章講授《遺傳和變異》。首先講述現代分子遺傳學的基礎知識，即基因的本質、復制和表達，然后介紹孟德爾的經典遺傳學工作，即分離規律和自由組合規律，用現代遺傳學理論分析這兩個遺傳規律的實質。有人對這種編排體系提出了不同看法，認為應該參照高等學校教材《遺傳學》的編寫順序，遵循遺傳學的發展史，先介紹孟德爾的經典遺傳學，再講述現代分子遺傳學，這樣才更符合人們的認知規律，有助于學生了解科學家研究問題的思路和方法，有利于培養學生探索性思維的能力。

中學生物教學在培養目標和課程設置等許多方面與大學教學不同。大學教育培養的是高層次的專業人才。在大學里，《遺傳學》專業課常常開設一年的時間，講授的內容非常深。而高中生物必修課是為高中生將來就業或繼續深造打基礎的，講述的是最基本的生物學知識。遺傳學的內容作為高中生物課的一個組成部分，所占課時數非常有限，一般只講授十幾個課時。因此，我們在考慮教材體系的編排時，要認真研究教學大綱的要求和高中學生的年齡特點，按最有利于學生有效地獲取知識的方式進行教材體系的編排。ト綣教材先講述孟德爾的工作，用孟德爾假設的“遺傳因子”來解釋遺傳規律，那么在講述了基因的本質之后，還得用現代遺傳學的“基因”概念從分子水平再次進行解釋，才能給學生一個完整的、迄今為止人們所獲得的對遺傳規律實質的認識。但是第二次的解釋由于受課時和學生的接受能力等因素的制約，難以在問題的實質上比第一次解釋得更深刻，從而不可避免地導致了知識的簡單重復。現行教材在揭示遺傳規律的實質時，因為已經有了現代分子遺傳學的知識做基礎，所以給學生介紹的是這一領域的許多科學家多年來研究成果的經驗總結，為學生高效地獲取前人智慧的精華創造了條件。

由此可見，新編高中生物必修教材中遺傳學部分的內容編排還是應該以現行高中生物必修教材的體系為基本框架，在新頒布的高中生物教學大綱的指導下做適當的改革和調整，不宜做大的改動。

二、教材內容的選取

教材內容的選取是否適當，是影響教材質量的重要因素之一。一部高質量的教材，其教學內容必須符合黨和國家的方針政策，符合教學大綱規定的各項要求，適應培養21世紀我國社會主義現代化建設的各類人才的需要。因此，我們在確定高中生物必修教材的內容時，需要考慮下面幾個問題。

(一)教材內容要進一步加強思想教育，把科學性和思想性更好地統一起來

思想教育切忌空談泛論、牽強附會和簡單說教，而應滲透在具體的教材內容中，結合生物學基礎知識的講述，認真地向學生進行辯證唯物主義觀點和愛國主義思想教育。例如，現行教材在講述DNA是遺傳物質的證據時，介紹了噬菌體侵染細菌的實驗，這個實驗有力地證明了DNA是遺傳物質，但美中不足的是，它在證明染色體的另一個重要組分蛋白質不是遺傳物質上，似乎顯得說服力不夠。如果新編教材從論證是否兩個方面來說明問題，必將有助于學生辯證唯物主義世界觀的形成和嚴謹的科學思維方法的掌握。又如，我國在遺傳育種方面碩果累累，如果在教材中多介紹一些我國科研人員的工作，對培養學生的愛國主義精神是很有好處的。

(二)從21世紀對高素質人才的需要出發，認真選取傳統的和現代的生物科學基礎知識

生物課程是普通高中開設的一門學科類基礎課程，因此，新編高中生物必修教材在精選基礎知識時，應該適當充實一些有關生物科學新進展的內容。美國教材比較注意知識的更新，以遺傳學部分為例，《現代生物學》中介紹了“人類遺傳學”、“基因表達的調控”、“人工育種”和“基因操作”。《生物學》和《生物學研究生命的科學》中都介紹了“基因表達的調控”、“人類遺傳病”和“遺傳工程”，這些內容都是近些年來生物科學前沿領域取得的新成果。根據我國普通高中生物必修課設置的情況，新內容不宜增加得太多，應該精選一些與學生將來參加現代生產和進入現代生活關系最密切的知識。例如，隨著生活水平的提高，人們越來越重視改善人口質量，人口質量的改善要從胚胎時期抓起，胚胎時期的遺傳病診斷和治療是貫徹我國的優生政策、提高人口素質的重要措施之一，因此，新編教材的遺傳學部分應該像高中生物教學大綱的規定那樣，增加“人類遺傳病和優生”的內容。

第8篇：遺傳學在育種中的應用范文

目前世界上。在應用高新技術的生物工程上開展了劇烈的競爭，誰先掌握到最新資源、最高技術和最優品種的成果，就有可能壟斷一定的市場。在農林業方面，競爭的焦點主要集中在種子上。有科學家預言。在這場“種子戰爭”中。或許可以利用一種資源、一個品種而在種子戰爭中稱雄于世；進而指出.一個基因就有可能影響到一個國家或地區的興衰。但我國在林木種子新技術革命上，起步較晚，基礎比較薄弱，應該加強這方面的研究，期望在林木種子革命中有所突破。為林業現代化作出新貢獻。

1 林木種子革命的背景和意義

70年代以來，世界上提出“綠色革命”的口號，其實質是指種子革命。應該說綠色革命首先是從農業開始的。世界人口的爆炸帶來糧食的緊缺，建設的需要使耕地越來越少，迫使人們必須加快研究選育和推廣應用優良的農作物新品種，及其配套改革栽培管理技術。使作物單位面積的產量越來越高，以解決人類的吃飯問題。隨著現代社會的發展，資源短缺以及環境惡化的矛盾日益突出，世界的生態平衡受到破壞，人類的生存受到威脅。此時，人們不僅要考慮吃飯問題，還要考慮生存及可持續發展等問題。因此“綠色革命”從農業延伸到林業等學科。

森林是地球上生態系統中最重要的因素。人們對森林的認識已從單純索取木材轉變到可持續經營的角度上來，提出分類經營思想，即把森林區分為生態林與商品林來經營。用80％～90％的林地建設生態林，采用復層林作業，其主要作用是保護生態環境；把條件較好的10％～20％的林地用于商品林建設，進行高度集約經營，主要用于向人們提供木材等林產品。例如。新西蘭的商品林僅占其森林總面積的8％.但提供木材占其總產量的90％以上。其關鍵的技術是林木種子的革命。我們用“革命”這個字眼。是因為良種對林業生產力起著決定性作用，它的變革是根本性的，可帶來翻翻的產量。是現代林業的一個核心技術。

國內外通過林木種子改良取得明顯效益的事例，不勝枚舉。桉樹原產澳大利亞等地，引進巴西后，經過改良，采用無性系營造商品林，5年生時，樹高可達25m，7～8年即可砍伐更新，每公頃蓄積量超過600m3。剛果進行的桉樹育種計劃取得的遺傳增益為：種源選擇50％-80％ ；雜交、個體選擇、無性系增益100％～150％。

以上事例可以說明，林木良種化帶來的效益是十分明顯的。林木與農作物有所不同，樹木多為異花授粉，多數處于野生或半野生狀態，大部分林木是未經過改良的原始材料。它們的變異普遍，變異的性狀多、幅度大，蘊藏著大量尚未利用的優良變異類型。這些優良類型一旦被選育出來，就可以顯著地提高林業的生產力，加上多數林木具有容易進行基因型“克隆”的特性，一經選擇，馬上采用無性繁殖，大量復制，就可很快投入到林業生產實踐中。

林業上選育良種與農業比較，具有更加經濟長效的優點，在生產周期中只需采用一次，即能獲得長久的效果。農業上一個品種不行，第二年甚至第二季就可換一個。而林木生長周期長，一粒種子播下后，十幾年或幾十年才能砍伐，如果選用良種，年年可獲取增益。從這個意義上看，林木良種選育具有更為迫切的意義。

2 林木品種改良的途徑

2.1 林木遺傳改良的一般過程

林木遺傳改良的形式多種多樣，可以用如下圖式表達其一般過程：

(1)基本群體表型選擇優良類型

(2)優良類型遺傳測定原種

(3)原種良種繁育品種

(4)品種區域化測定良種

可見一個新品種的培育過程經歷了選擇——測定——繁育——推廣等過程，極為精細復雜，需要耗費大量的時間和經費。

2.2 種質資源開發利用

樹木基因資源是地球人的寶貴財富，也是選育樹木優良品種的物質基礎。不論是常規育種，還是誘變育種乃至遺傳工程研究，都離不開基因資源。實踐證明，搜集的基因資源越豐富、越全面，對它們研究得越深入、越有針對性，就越能滿足各種育種目標的要求，選育出人們所期望的新品種。同時，基因資源不僅用于當前的育種，而且要為將來培育更高質量的新品種服務。

據分類學家估計，全世界現有植物5O多萬種，高等植物23萬多種。經人類長期馴化栽培，提供人類吃、穿、用等方面的植物種類，只不過1％～2％。約有2000多種。常見栽培作物只有175種，其中16種提供了人類食物的2／3。正是這些為數不多的栽培種類，成為人類社會物質文明的重要基礎。譬如樹木中的三倍體山楊、直干藍桉等都是從野生林分中發現的快速生長的優良單株。因此，從某種意義上講，基因資源的收集和保存比創造新品種更為重要，是一項具有戰略意義的工作 。

2.3 選擇育種

選擇育種是獲得優良品種和生產群體的重要手段，在林木改良中具有極其重要的意義。選擇育種可以在較短時間內，得到人們需要的基因型，經過繁育馬上就可投入到生產之中。例如筆者在天然馬尾松林中發現紅心率達8O％以上的馬尾松單株，這類馬尾松1996年的價格是3000元／m3，為普通馬尾松的5倍。

選擇的物質基礎是所研究材料的變異，材料的變異越大，變異越豐富，選擇的效果越好。以往林業上多用天然變異，從野生樹木中，篩選符合人們愿望的類型，通過培育為新品種。這種利用天然變異材料仍不失為林木選育新品種的有效途徑。但天然變異畢竟有它的局限性，難于滿足社會發展的需求。于是人們又創造了人工的變異方法，以擴大變異范圍和增加選擇機會，成為直接改良品種的有力手段。如19世紀已開始的樹木雜交育種，通過不同種質問的有性雜交，使父本母本的基因進行交換重組，產生變異。這種方法不僅可以使雜交親本雙方的性狀互補，取長補短。而且可能出現超過親本的性狀，產生原來親本所沒有表現出來的新性狀。現已從種內雜交發展到種間雜交。進入2O世紀以來，人工促進遺傳變異的技術得到很大的發展。7O年代以前主要用物理和化學因素來誘發植物體的遺傳物質發生變異.使基因突變的頻率比自然界自發突變高出100～1000倍。但這種誘變的方向和性質不易控制，選種的效率較低，因此進展不快。6O年代以來.植物的生物技術發展得很快，從器官培養到細胞培養、原生質體培養、體細胞雜交等，直到現在的細胞工程、染色體工程、基因工程，新技術、新成果不斷涌現，給林業帶來革命性的變化。

2.4 遺傳測定

在目前樹木育種工作中，處理的育種材料多數屬于未經遺傳鑒定的表現型。表現型是樹木遺傳性與環境條件相互作用的結果.所以優良的表現型并不等于它的遺傳性優良。只有經過遺傳測定，認定優良的經濟性狀受遺傳控制，從屬于優良的遺傳性，才能作為原種，進入到更高一級的育種階段。

2.5 林木良種繁育

良種繁育是林木良種化中重要的環節之一。當通過表型測定選育出來的品種.經過區域化試驗，確定推廣地區后，便要做好良種的繁育工作，直至該品種被更換了為止。良種繁育是育種工作的繼續，是前承育種后接推廣并不斷提高種性的一個重要環節。如果繁育措施不當.使良種變為劣種，就會失去它的增產效益。良種繁育不僅是前一輪育種成果進入生產的唯一手段，而且也是下一輪育種所需要的遺傳信息和基礎材料獲得的來源。

目前林木良種主要采用有性和無性兩種形式進行繁育。營建無性系種子園是有性繁育的主要方式，它的營建技術較簡單，繁殖系數較大，被廣泛采用。其實質是通過選擇.改良原有群體的基因的頻率，提高其正向選擇的遺傳增益，達到改良的目的。目前種子園主要的問題是產量低，實生種子的遺傳基礎不一致，對高度集約的商品林來說，木材以及林產品的不一致性，給利用帶來困難。在無性繁殖的情況下，無性系分株的遺傳成分與其原株的完全相同，它們不僅繼承了原株的加性效應，而且繼承了原株的顯性和上位作用效應。所以在選擇差相同的情況下，能取得較大的遺傳增益，因此近代國內外都趨向于無性系育種和無性系林業。

總之，林木種子從原來的見種就采、見苗就種的局面，到現在選擇優良種源、優良林分、優良家系、優良無性系，建立種子園與采穗圃生產良種，已經大大地向前邁進了一步。它已發揮出明顯的作用，產生了巨大的效益。從某種意義上說，已經開始了林木種子的革命。但這還不夠，現代科技的發展，還要求我們加快生物技術應用的步伐，開展更深層次的林木種子新技術革命。

3 生物技術與林木種子革命

近年來生物技術發展迅速.它包括細胞工程、染色體工程和基因工程。

3.1 細胞工程

細胞工程主要包括原生質體培養、大規模的工廠化的細胞培養、組織培養和快速繁殖等技術，以生產大量的優良無性系，并可獲得人類所需要的多種代謝物質，如黃連素、人參皂甙等。細胞融合，它可打破種屬間的界限，在樹木新品種的培育上有著巨大的潛力。目前，胚胎分化人工種子等技術的利用也日益普及。

3.1.1 林木的組織培養

樹木組織和細胞培養的研究也取得了重要的進展。目前由體細胞再生出完整植株的有：歐洲樺、檸檬桉、巨桉、楊樹、花旗松、長葉松、杉木、柳杉等幾十種樹種。林木原生質體培養及細胞雜交也進行了探索，歐洲云杉、花旗松、火炬松、短葉松、楊樹、泡桐等樹種已分離出原生質體，并進行了培養。日本對楊樹種和泡桐的原生質體做了融合試驗。

用組織培養繁殖樹木，不僅和無性繁殖一樣，能保持樹木的優良性狀，同時還具有如下特點：(1)繁殖系數大；(2)縮短良種的推廣周期；(3)培養無菌苗；(4)繁殖難于用常規方法營養繁殖的樹種；(5)發育階段返青；(6)可作用保有基因資源的一種手段；(7)變異培養無性系利用啕。

3.1.2 胚胎發生及人工種子

器官與胚胎發生是培養植物細胞分化的兩種主要途徑。用胚狀體形成植株主要特點是增殖迅速、遺傳單一。在組培中獲得胚狀體以后用適當方法加以包裹即可制成人工種子。根據Flick和Ammirato(1983)統計，經胚胎發生途徑得到完整植株的植物有91種。其中有火炬松、糖松和挪威云杉獲得體細胞胚胎及小苗。我國培育成功的樹木體細胞胚胎發生及小苗形成是中國科學院于1988年以華北云杉(Picea wilsomii)為試材研究成功的。人工種子研制的關鍵是選擇適當的方式進行包被.最常見的是凝膠法包裹。隨著人工種子研究的深入.將有愈來愈多的人工種皮材料被開發出來。

3.1.3 原生質體培養

自從Cocking在1960年用纖維素分解植物細胞壁首獲原生質體以來，在原生質體培養和融合方面已取得突破性進展。國內外約有2O種林木獲得原生質體，其中一部分已誘導成植株。

3.1.4 體細胞融合

體細胞融合試驗應在誘導原生質體再生植株的基礎上進行。體細胞融合方法對于樹木改良特別適合.該法與常規有性雜交比較，具備以下特點：(1)能形成兩個親緣關系較遠的種間雜種，克服了有性雜交的配子不親合性；(2)能獲得一些含有另一親本非整倍體的雜種或胞質雜種；(3)能設計出一次兩個以上親本的融合；(4)能獲得在遺傳上呈雙親個體基因型總和的雜種；(5)能獲得一些有性生殖障礙的植物種類的體細胞雜種；(6)能獲得具有不同遺傳變化親本的雜種。

3.2 染色體技術

染色體技術在樹木的核型、組型、帶型分析的基礎性研究較為深入。速生豐產樹種杉木、楊樹、馬尾松等既有常規的細胞學研究，也有地理種源的染色體性狀比較。經濟林樹種山茶、油茶、漆樹、桑樹、獼猴挑等染色體研究資料也較為深入，藥用植物杜仲、銀杏等有一定的研究。染色體研究在科以上的有杉科、松科、芍藥科、銀杏、山茶科等；地域性染色體資源研究有云南、廣西、寧夏、貴州等地。這些基礎性研究為保護植物種質資源，研究樹種的分類、分化、系統發育提供了詳實的細胞學材料。

3.3 基因工程

樹木基因工程取得的進展及其作用主要有：

3.3.1 DNA分離與轉導

基因工程的一個最關鍵技術是把目的基因轉導到目標植物中去，并使其能準確地表達出來。8O年代初.人類首次從細菌中分離出來一些分解抗生素的基因，成功地轉移到植物細胞中，并獲得能在含抗生素的培養基上生長的植株。此后即出現了一系列轉基因植株。同時轉基因技術也日益成熟。目前林木轉基因技術有不少成功的事例：

(1)抗蟲轉基因植株。1988年美國依阿華大學林學系利用從馬鈴薯中提取的蛋白酶抑制劑Ⅱ號(InhibitorⅡ)為目的基因，與以新霉素磷酸轉移酶Ⅱ(NoemycinphosphotransteraseⅡ，即N Ⅱ)為標記基因制成嵌合基因，以根癌農桿菌 grobacteriumtumefeciens)的Ti質粒為載體，以葉盤轉化再生法(Leaf disk transf~lrmation regeneration me山ed)為組培手段，用楊樹雜種無性系(Popuius albaxPopulus grandidentata)為試材，經測定這種抗蟲的轉基因植株具有高毒性，幼蟲取食后死亡率很高。

(2)抗除草劑轉基因植株。1987年美國加州和威斯康星州的科學家利用楊樹雜種無性系(alba.xP.grandidentata)為試材，從土壤中沙門氏細菌(Salmenella bacteria)提取抗除草劑的DNA.這種基因能控制一種特殊的酶，它能解除除草劑的作用，而對沙門氏菌安全。經培養獲得除草劑轉基因植株。

(3)通過基因操作控制木素的生物合成。在生產紙槳的過程中，為除去不需要的木素需要大量的能源，處理木素廢液還要龐大的設備，于是就產生了培育木素含量少或易提取木素林木的想法。有人用“反意法”研究培育木素含量少的林木。另一項試驗是把合成闊葉樹型木素的基因導入針葉樹，培育含有大量易提取木素結構的林木。

(4)抗大氣污染氣體的林木的培育。其重點在活性氧解毒上起重要作用的谷胱甘肽還原酶的基因上。有報告指出，把出自大腸桿菌的基因導入雜種楊，培育提高此種酶活性的轉化體。在一般情況下，林木對大氣污染物質也有很強的吸收和解毒能力。而此種酶活性進一步提高的轉化體，作環境綠化木是大有可能的，它具有很強的耐SO：和臭氧的性質。

(5)控制林木形態的形成。對控制柳杉花形態形成的基因和變應原基因進行了分離.利用這些基因培育出能控制產生雄花和合成變應原的柳杉。有報告說：把白葶藶的控制芽分化的基因導入雜種楊，得到了花芽形成時間由通常的8年縮短到僅7個月的轉化體。

(6)通過基因操作擴大林木的生育范圍。一般來說，植物生長發育的場所是不能變動的，個體或種的維持是靠與光照條件、大氣成分、土壤水分、土壤養分、有害物質的吸收、病原菌的感染等環境條件相應的復雜的適應機制。例如，若能對平時出現過剩的基因進行操作。這種基因是控制耐干燥、耐鹽基因群的基因，那么，影響出現前轉化體就有防御機制，其結果就擴大了生長范圍。如果耐凍性、耐寒性、耐高溫性、抗紫外線性等受到重視，那么控制林木生長范圍(南限和北限、海拔高度界限等)的基因操作就會成功。

3.3.2 林木遺傳圖譜的構建

遺傳圖譜是選用合適的自然群體或通過人工技術手段構建的人工作圖群體，利用各類遺傳標記和定位的基因構建的遺傳標記與基因的線性排列圖。林木遺傳圖譜是對林木基因組進行系統研究的基礎。由于林木生育周期長，利用形態標記來構建遺傳圖譜幾乎不可能，所以過去幾乎找不到林木遺傳圖譜。由于同工酶技術的發展，7O-8O年代構建了一部分樹種的同工酶標記的遺傳圖譜。但同工酶利用的標記有限。難以構建高密度的遺傳圖譜。由于分子標記的開發，近年林木遺傳圖譜構建已成為林木遺傳學研究的熱點，有利于在短期內構建高密度的圖譜。共顯性以分子標記如RFLP、SSR、STS等適合于任何作物群體的遺傳作圖；而顯性標記如RAPD只適合于單株針葉樹構成的群體(因其來自親本的單倍體胚乳)和DH群體。利用大量分子標記構筑高密度連鎖圖后，有利于今后未知基因的定位、克隆及分子標記輔助選擇等。

3.3.3 目標基因定位和克隆

利用已有的遺傳圖譜及適當的分離群體可以將目標基因或數量性狀座位(Quantitative TraitLoci。簡稱QTL)定位于某條染色體的某一區段或每兩個遺傳標記之間。這些被定位的主基因或QTL可利用位置克隆的辦法被分離克隆，一些作物的有用基因如水稻白葉枯病抗性基因Xa2 ，就是這樣被克隆到的。

數量遺傳學作為遺傳學的一個分支一直是獨立發展的。但到8O年代卻處于低谷。由于分子生物學的崛起，分子標記的開發，數量遺傳和分子生物學的結合產生了新的邊緣學科——分子數量遺傳學，使得數量遺傳學重新獲得新生。因為利用分子標記對QTL的定位，可象一般主基因那樣將QTL克隆出來加以利用。這對林木遺傳育種將產生重大影響。因為許多經濟性狀都是由QTL控制的。

3.3.4 分子標記輔助選擇育種

分子標記輔助選擇(Maker Assisted Selec—tion。簡稱MAS)。是通過分析與目標基因緊密連鎖的分子標記的基因型來判斷目標基因是否存在的一種植物育種選擇方法。這種方法不受其它基因效應和環境因素的影響，因此結果較可靠，而且可以進行早期選擇和對隱性基因的選擇，從而大大加快育種進程。提高選擇效果。特別對于生育周期長的林木來說更具有重要意義。

3.3.5 物種、品種及優良無性系鑒別

不同物種、品種及單株在基因組上均存在差異，不同植株(不同無性系)之間的差異在多數情況下是難以鑒別出來的。但由于分子標記的無限性，總可以將其區分開來。因此分子標記可非常有效地用于林木育種特別是優良無性系的鑒別，還可用于物種、品種分類。利用分子標記可以檢測出林木種子園外來其它花粉的污染情況，也可鑒定其生產的種子是否真由種子園親本之間雜交產生，以檢測種子的混雜性。

3.3.6 在林木基因研究上的應用

林木的生理現象還有很多是未知的，用基因結構和機能加以說明是驗證科學世界的要求。例如把控制形態形成的基因導入鉆天楊并出現過剩。那么就會改變葉的形態，或者節間變短或者短化。因此我們認為，這種基因有調節葉的形態、節間長短和樹高的可能性。總之，基因操作可稱作是解析未知的基因機能的重要技術。林木研究方面也在尋求開發組織特異的或生長階段特異的促進劑。我們在世界上率先對與裸子植物光合作用有關的基因的促進劑結構與機能進行了解析。分析基因促進劑時。要求在促進劑范圍內讓信使基因連結。向基因分離了的該生物種類基因轉移，通過信使基因的出現，分析促進劑的機能。

3.3.7 在林木染色體組研究上的應用

對人及實驗動植物的染色體組研究正在蓬勃開展。為了推進林木的染色體組研究，用DNA限制酶斷片多型分析，成功地編制了柳杉連鎖圖。對部分連鎖群來說。利用三體生物能使其處于與特定染色體相對應的狀態。該連鎖圖將向未來高密度連鎖圖發展。與11條染色體的對應及染色體上的基因配置也能得到理解，作為有關柳杉染色體組的結構與機能的基礎信息將會起重要作用。

第9篇：遺傳學在育種中的應用范文

在教學過程中通過學生反映，大多數同學感覺這門課程較難，要改變學生的這種認識，首先需要教師最大限度的調動和激發學生的學習興趣，使學生能夠積極主動到參與到教學中，而不是老師自己在自言自語。多數同學反映細胞分裂、染色體理論、DNA分子結構和孟德爾遺傳部分內容在高中生物中已經接觸過，那么在這部分內容的講述中可以很好的讓學生參與進來，形成以學生為主、老師對他們之前沒有接觸的新的知識進行講解和補充，這樣不僅可以使學生真切的體會教師授課的辛苦，更為關鍵的是可以充分調動同學們的積極性和主人公的參與意識。這種形式的教學不僅使學生對課堂知識掌握更牢固，也鍛煉了學生們的課件制作、演講等能力。在講到體細胞遺傳如克隆和基因組學如轉基因部分等最新熱點問題時，可以采取更為靈活的教學形式，如辯論賽、專題討論等形式。這既打破了傳統的以教師為中心，學生被動、消極的接受知識的局面，也有利于啟迪學生的創新思維能力，對培養新的經濟體制下的新型全面的人才也非常有利。通過各種途徑讓學生參與到教學活動中，在培養同學們參與意識的同時，充分調動了同學們對遺傳學課程的興趣，同時也加深了對重點和難點內容的理解。

2充分使用多媒體和網絡教學手段

遺傳學作為生命科學專業的一門專業基礎課程，部分章節或內容相對抽象，學生不易理解，這時可借助多媒體教學把生命的微觀結構或動態生命過程通過動畫形式展現出來，或把課堂難以控制的演示實驗通過播放錄像的形式演示出來，或把某些應用性強的知識通過視頻教學方法展現給學生，使學生真正理解所學知識，從而實現宏觀與微觀、整體與局部、動態與靜態的有機結合。利用當代大學生對互聯網的依賴性，可引導他們利用網絡進行專業學習，將課堂教學與引導學生網絡學習相結合。如在講到某些熱點問題時，可引導學生自己通過互聯網查詢相關信息，并把自己了解到的、體會到的給大家講解，這樣通過廣泛的發揮同學們的作用，使大家都可以了解到相關的最新學術信息。互聯網教學不僅提高了教學效率，豐富了學生的知識面，也使學生參與進去，培養其主人公意識，真正對該學科產生興趣，從而愿意學、樂意學。

3引入實驗教學

遺傳學課程牽扯到許多的實驗，如DNA是遺傳物質的證明、遺傳定律的證明、PCR技術、染色體核型分析等如果沒有實驗教學而只有理論教學的話，就會使學生相對難以理解。這門課程本身就是理論與實踐相結合的學科，通過開展相關實驗，不僅驗證了課堂教學的理論，而且可培養學生的實驗設計及用理論知識進行實驗技術分析和解決問題的能力，使學生養成良好的科研習慣。縱觀國內眾多相關院校都開展了遺傳學的實驗教學，因此我們可以參考和學習他們的經驗，編寫和制訂適合本校學生的遺傳學實驗指導。綜上，遺傳學實驗課程的開設非常有必要。

4注重理論與實踐的相互結合