分子遗传学综述范例6篇

分子遗传学综述

分子遗传学综述范文1

遗传学因为是基础学科,所以有一部分内容是属于其他学科交叉内容,那么在这些内容的教学方面可以将其进行精选,挑重点讲述,而对于遗传学中较难理解的教学内容,则选择优化教学方法,在授课的表述方面进行改进。也要注意补充一些遗传学最新发展的内容,让同学们了解遗传学的发展动向,激发学生的学习兴趣。同学们将会对自己所学习的方向有一定的认识,为今后选择个人研究方向奠定基础。

2多种授课方式相结合。

2.1多媒体教学与传统板书教学相结合。目前很多课程都倾向于多媒体教学,多媒体教学有着形式灵活多变,直观形象的有点,但是展示信息时常常速度过快让学生很难抓住重点,复习也很困难。而传统的板书教学虽然展示的信息量小,但却具有条理性,学生容易抓住要点。所以我们必须将传统的板书教学与多媒体教学结合起来,让这两种方法互相弥补。

2.2适当的采用PBL教学方法。对于教师来说,在基础学科上使用PBL教学方法是有着一定的难度的。特别是具有大量推理计算工作的遗传学教学。但是对于某些章节来说还是可以尝试采用PBL教学方法。比如在讲解生物进化章节的时候,完全可以先给学生一个有关进化的例子,再让学生回顾前几章所学的知识来提出自己的想法。这样可以提高学生对于遗传学学习的兴趣,有能够培养他们用遗传学的思想来思考问题,进一步检验了学生的学习情况。

3加强实验教学的改革。

3.1增加综合性试验比例。目前高校所开展的学生实验基本上都是验证性实验,都是老师先做好了,再讲给学生听,学生根据老师所讲的再做,其结果是每个人的结论都相同。这些验证性的实验项目过多,实验结果在未做之前就已经知道,学生做与不做都已经知道了实验的结果,实验过程不能调动学生的积极性、创造性,不利于学生的思考和发现。因此,我们在保留经典的验证性实验的基础上,增开了设计性、综合性实验。由老师指定一个实验课题,由学生自己去设计实验方案,充分调动学生们自己的主观能动性,同时教师在某些环节上进行指导,这样可以提高学生兴趣,培养学生独立分析问题与解决问题的能力。

3.2与其他学科一起开设实验教学。遗传学实验除了经典遗传学实验项目和细胞学实验项目外还设计到分子生物学实验。由于分子生物学也是生物技术专业的必修科目,所以在设计实验方面可以综合设计。这样避免了开课的重复性,又能够让学生掌握技术,提高学生对科学研究的兴趣。

4改变考核方式,采用多种指标评价学生。

目前,在长沙医学院采取的多为上机考试,考试内容死板无法很好的反映出学生的水平。所以为了更客观地反映学生的学习情况,除了上机考试外,还应参考学生的实验课情况、PBL教学过程中讨论的成绩。最好能让学生提出一些感兴趣的遗传学相关小课题,让同学们自己去查资料,以PPT的形式进行讲述,然后由老师打分,这样可以从多个方面来评价学生学习遗传学的能力,并且还能够提早培育他们阅读科研论文的兴趣与能力。

分子遗传学综述范文2

关键词:遗传学;教学改革;课程群;

随着现代生物科学技术的发展,遗传学已成为21世纪生命科学领域发展最为迅速的学科之一,是生命科学中各门学科的核心,它的分支几乎扩展到生命科学的各个研究领域.目前,在生物学各专业的教学中,普遍存在着知识老化,课程体系陈旧,如遗传学和细胞生物学、生物化学、基因工程、基因组学、分子遗传学等课程之间存在着部分内容重复等一系列问题.显然,当前的课程体系已不适应高等学校生命科学教育的要求.如何突出遗传学主干课程,实现课程体系的整合、优化,不同课程间知识的融通和衔接,以此组建口径宽、方向灵活的课程群,加强学生创新意识和创新能力的培养,以增强学生的适应性和竞争力,培养学生的个性特长、能力特长以及继续学习的能力,形成终身学习的观念,是摆在我们面前值得思考的问题.我们从遗传学课程入手,对遗传学课程群进行了初步的思考,重新设置和实践,目的是实现课程体系的整合、优化,培养符合现代社会要求的创新型、复合型人才.

1遗传学课程群内课程设置的基本思路

遗传学课程群内课程设置的基本思路就是围绕“一个中心,三个方向”的原则,以普通遗传学为核心课程,兼顾三个方面的内容.基本框架如图1.

“一个中心”就是以普通遗传学为核心课程.遗传学是一门生命科学所有专业的重要基础课,要求全面系统地介绍遗传学的基本原理、分析方法及现代遗传学发展的最新成就.在教学中,要始终贯穿遗传物质的本质、遗传物质的传递和变异、遗传信息的表达与调控这一主线,使学生在群体水平、个体水平、细胞水平和分子水平的不同层次上对遗传学有比较全面、系统的认识,并能应用其基本原理分析遗传学数据,解释遗传学现象,并对遗传学各分支学科有一个基本的了解.

“三个方向”是以遗传学分支学科、反映现代遗传学发展的学科及遗传学普及性学科为遗传学内容细化、深化和普及的三个层面,主要包括以下内容:

一是遗传学分支学科的内容,主要包括《群体遗传学》、《微生物遗传学》、《细胞遗传学》等课程,以专业选修课的形式开出,主要目的是根据学生的兴趣和爱好,深入学习遗传学各个分支学科的知识.如《群体遗传学》是研究在自然选择、基因漂变、突变以及迁移四种进化动力的影响下,等位基因的分布和改变.它是在群体水平上研究种群的分类、空间结构等,并试图解释诸如适应和物种形成现象的理论.《微生物遗传学》是以病毒、细菌、小型真菌以及单细胞动植物等为研究对象的遗传学分支学科.《细胞遗传学》是遗传学与细胞学相结合的一个遗传学分支学科,主要是在细胞和染色体水平上研究.

二是反映现代遗传学发展的学科,如《基因工程》、《分子遗传学》、《基因组学》.这三门课程都是在普通遗传学基础上开设的专业选修课程,目的是与现代遗传学的发展接轨.如《分子遗传学》(moleculargenetics)的主要内容为基因的结构、复制和转录以及转录后调控、翻译,基因突变,DNA的复制、修复,原核与真核生物的基因表达调控,是在分子水平上进行的研究.此课程为生命科学各专业本科生的学科基础课,也可作为研究生的专业选修课.《基因工程》(geneengineering)主要介绍基因操作的主要技术原理,基因操作的工具酶,克隆载体,目的基因的分离方法,重组体的构建及导入,克隆基因的表达与检测,基因工程研究进展,存在问题及新策略等内容,使学生具备基因工程方面的基本知识和掌握其操作技术.《基因组学》(genomics)是对所有基因进行基因组作图,核苷酸序列分析,基因定位和基因功能分析的一门科学.主要讲述生物基因组的基本结构和组成、基因组内基因的表达和调控、遗传图谱与物理图谱、基因组测序、基因组序列解读、染色体的结构与基因表达调控、基因组的复制、基因组进化的分子基础、基因组进化的模式、分子系统发生学等内容,并讲述人类基因组计划的全过程以及由此引发的道德伦理和法律问题,系统向学生讲授基因组学研究的基本内容及相关进展.通过该课程学习,使学生了解结构基因组学和功能基因组学的重要研究领域、热点问题与发展趋势,以及国内外研究现状与进展.

三是遗传学普及性的内容,此类课程为遗传学的平行课程,以公选课的形式开出,主要目的是普及遗传学知识,提高人口质量和全民素质.我们针对非生物专业的学生开设了《人类遗传学》和《遗传与优生》两门课程.《人类遗传学》主要讲述人类在形态、结构、生理、生化、免疫、行为等各种性状的遗传上的相似和差别,人类群体的遗传规律以及人类遗传性疾病的发生机理、传递规律和如何预防等内容,使学生掌握人类遗传学的基本概念和主要研究方法.《遗传与优生》主要讲述什么是遗传病,遗传病对人类的危害,人类的染色体和染色体病、基因和基因病、肿瘤与遗传、人类代谢和发育中的遗传学问题、优生学的基本概念、影响优生的因素,优生的措施等.这两门课程都注重贴近生活,贴近社会,从剖析青年学生关注的问题入手去介绍人类遗传与优生的基础理论和基本知识,使学生能够在轻松、顺畅且饶有兴趣的学习过程中获益.对于医疗保健事业和人群遗传素质的改进具有重要意义.

2遗传学课程群内课程内容整合的思路

为解决遗传学的迅速发展及新知识、新技术不断出现与遗传学教学时数减少这一矛盾,我们通过建立遗传学课程群体系,协调课程群内各门课程的关系,尽量减少重复内容,对于学习遗传学的有关基础知识,如核酸的结构和特征在先修课程《生物化学》中介绍,染色体的结构,细胞周期等在细胞生物学课程中介绍,概率和统计学知识在生物统计学课程中介绍.而对于遗传学各分支学科的深入讨论,将在细胞遗传学、群体及数量遗传学、分子遗传学、基因组学、基因工程、生物信息学等课程中介绍.

3遗传学课程群内实验课程整合的思路

遗传学课程群内主要设置了遗传学实验和分子遗传学大实验,遗传学实验是为了配合遗传学的教学而开设的一门实验课程,其设计思想是:1)配合遗传学的教学,巩固和加深对遗传学知识的理解;2)适应现代遗传学的发展,让学生掌握现代遗传学研究所必需的基本实验技术;3)开设综合性、设计性和创新性实验,鼓励学生自己动脑筋设计、完成实验.目前已形成具有基础性实验、提高性实验和具有综合性、研究创新性、开放性实验的不同层次的遗传学实验教学内容体系.鼓励学生自己动脑筋设计、完成实验,实验室已对学生部分开放,并实施了自选实验考试法[1].学生在此过程中得到了很好的科研训练,部分学生在本科阶段就写作并发表了论文,充分体现了遗传学课程教学改革的特色.例如,结合本科毕业设计,我们编制了“遗传学试验的计算机模拟”软件[2],增强了学生对遗传学基本概念和基本原理的理解,而且也增加了学生对计算机应用于生命科学研究的兴趣.我们开发设计了“遗传学实验显微图像演示系统”[3],建立了遗传学实验图像库,学生在实验前可以方便地检索观察实验中可能出现的各种图像,大大提高了实验效率.通过遗传学实验的培训,学生具备了一定的设计和综合创新的能力,在此基础上,进入分子遗传学大实验的学习.而分子遗传学大实验的设计整合了分子遗传学和基因工程两门课程的实验内容,既涵盖了分子遗传学的基本实验技术,也体现了现代分子遗传学发展的新方法、新技术.实验通过DNA提取、扩增、检测,到目的基因的获取、重组、转化、分子杂交等系列性实验,使学生不仅掌握了现代生物学分析技术,也培养了学生的动手能力和独立设计实验的能力,更实现了理论类课程与实践训练类课程的有序衔接,同时完善了学生从认知实践到科研实践的创新精神培养体系.

4遗传学课程群实践基地的建设

仅有书本上的知识是不够的,遗传学课程群内的课程具有很强的实践性,专业知识与生产实际相结合的综合性教学是实践教学环节不可缺少的重要一环.为此,我们通过认识实习和生产实习等手段加强课程知识的掌握.利用地域优势,与中国农业科学院徐州分院、江苏省药用植物重点实验室、江苏维维集团等建立长期稳定的合作关系.如,我们在讲解“三系配套”时就带领学生到中国农业科学院徐州分院参观学习、实地学习如何进行“三系配套”的操作,加深了对理论知识的理解.通过专业实践,拓宽了学生的视野,培养了学生分析问题、解决问题以及开拓创新的能力,增强了学生的事业心和责任感.

5遗传学课程群教学方法和教学手段改革之思考

分子遗传学综述范文3

1997年科幻片《Gattaca》(国内怪异地翻译成《变种异煞》或《千钧一发》)上映时,我还在美国研究分子遗传学。这部电影讲述了一个和我的专业有些关系的故事。

在“不太遥远的未来”,人们在计划生小孩之前都要由遗传学家来控制,人为地设计、操纵,只选择父母喜欢的最好的基因遗传给后代,生下完美的“合格人”。而那些自然怀孕的人因难免有各种缺陷,被称为“瑕疵人”,只能从事当清洁工等“下等”工作。一个“瑕疵人”为了实现当宇航员的梦想,买下了一个“合格人”的身份、血液、尿液等,混进航天公司,故事由此展开。

这部电影的票房非常失败,却深受好评,逐渐成为一部经典科幻片。它受重视的不仅仅是其艺术,更重要的是其主题,是首部反映所谓“基因歧视”的电影。著名的科学杂志英国《自然》当时曾发表影评,建议分子遗传学家都去看这部电影,以了解普通人对基因改良人种的看法。以后在讨论关于遗传工程、人种改良的话题时,这部电影经常被提及。去年一月份,美国宇航局把它评为历来最靠谱的科幻电影。影片中涉及的生物技术当然有经不起专业眼光挑剔的地方,但与其他科幻片相比,它的确是很科学的。

这部电影放映时,人类基因组计划还未完成。还要再过三年,在历时十几年、花费了约30亿美元之后,人类基因组序列才被全部测定,人类才拥有了第一份全基因组“文本”。除了同卵孪生子,每个人的基因组都不一样,“文本”也都不一样,每个人都要分别测序才能了解自己的基因组序列全貌。

近年来,全基因组测序的技术突飞猛进,价格直线下降,现在不到1万美元就可测定一个人的基因组全序列,许多人(包括乔布斯)都把自己的基因全测了一遍。再过几年,这个费用将会降低到不到1千美元,到时候测定基因组全序列有望成为常规医学检查的内容,人人都可以拥有一本自己的基因之书。

于是,有人觉得我们即将进入《Gattaca》描述的那个世界,遗传学家很快就可以用遗传工程改良人种了,并忧心忡忡担心由此引发一系列社会问题。

这种担忧为时过早。假如你现在花上1万美元把自己的基因组序列测定,获得一本属于你的基因之书,翻开它,你会发现那是一本用G、T、A、C四个字母写成的天书,看不懂。向遗传学家请教吧,他们能告诉你的也很少。虽然媒体经常报道人类基因组计划破解了人类“遗传秘密”,其实,只是用测序的方法把一个人的遗传信息记录下来而已。至于这些遗传信息都是什么意思,大部分都还不清楚。要把遗传信息全部破解,不是在“不太遥远的未来”就能实现的。

即使有一天把人的遗传信息全部破解了,也不等于就可以用这些信息来改良人种了。这还需要用到基因筛选的技术。一种是负面的筛选,发现胚胎携带有我们不想要的基因(例如某种遗传病基因),就终止其发育。这是比较简单的技术,目前就可以做到。另一种是正面的筛选,像《Gattaca》描述的那样,把父母中最好的基因挑选出来,综合在一起。这就要困难得多,目前无法做到,在“不太遥远的未来”也不太可能实现。

即使哪一天我们不仅破解了全部遗传信息,而且有了根据这些信息来设计后代的技术,也会遇到来自政府和民间的阻力,不会轻易让它获得推广、应用。《Gattaca》原先有一个结尾(放映时删掉),出现爱因斯坦、林肯和乔伊娜(美国田径体育明星)的画像,然后告诉大家,如果在他们的时代有基因筛选的话,这些人都不会生下来,因为他们都有遗传缺陷:爱因斯坦患有读写困难,林肯患有马方综合征,乔伊娜患有哮喘。

分子遗传学综述范文4

摘要:

平榛是我国重要的榛属植物资源,为鉴定、评价和保护平榛种质资源,提高其利用效率,采用主成分分析和聚类分析方法对99份平榛种质资源坚果的主要农艺性状进行了鉴定和综合评价。结果表明:平榛种质资源坚果的24个性状具有丰富的遗传多样性;10个数量性状的主成分分析确定了4类影响因子,反映了育种选择方向及潜力;基于各种质间形态性状的遗传差异,将99份平榛种质划分为5大类群,第I类群可作为选育果面光滑品种的育种和候选亲本材料,第II类群可作为选育大粒型、适宜机械化加工的育种和候选亲本材料,第III类群具有作为市场产品的潜力,第IV类群可作为选育圆形、果面无条纹的育种和候选亲本材料,第V类群可作为选育高丰产性品种的育种和候选亲本材料。上述研究为平榛种质资源的评价、保护和选优工作提供了基础数据。

关键词:

平榛;种质资源;农艺性状;鉴定评价

榛子是重要的坚果和木本油料树种,在我国原产的8个种和2个变种中,平榛(CorylusheterophyllaFisch.)是分布面积最广、资源最丰富、产量最多的一个种,其果仁营养丰富、风味清香且略有甜味,是广受欢迎的高档坚果。平榛具有抗逆性强、适应性强的特点,广泛分布在我国黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北等地[1]。平榛分布区生态条件复杂多样,繁殖方式以自然杂交结实和无性根蘖繁殖并存,导致了平榛不同居群间以及居群内部存在着广泛的遗传多样性[2]。因此,开展平榛种质资源的描述和评价工作,尤其是坚果农艺性状的鉴定和评价研究,对平榛资源遗传多样性的保护、集约化栽培和遗传改良均具有重要意义。在榛属植物种质资源评价方面,M.M.Thompson[3]、王明启等[4]分别针对不同的适用范围,建立了榛属植物种质资源性状描述与评价系统,提出了包括坚果农艺性状在内的部分数量性状的分级标准;解明等[5]通过随机采样的方法,收集了我国5个省区的84份平榛坚果样品,根据坚果单果重、出仁率、缺陷果率、缺陷果仁率、空粒率5个指标对平榛坚果进行等级评价,并列出了各等级的评价标准。上述工作为榛属植物种质资源的评价和坚果生产提供了重要依据,本研究在前人工作的基础上,将以从平榛主要分布区收集的代表性样品为试材,针对坚果农艺性状进行描述和测定,分析各性状的变异和分布情况,结合主成分分析和聚类分析方法分析其遗传多样性,以期为今后平榛种质资源的评价、保护和选优工作提供参考。

1材料与方法

1.1材料资源收集于平榛分布区的5个省区14个采样点(表1),分别于2006年和2008年定植于北京市延庆县榛子实验基地,株行距为2m×3m,在田间采取一致的管理方式,自然授粉结实。2014年8月下旬,平榛坚果自然成熟后,采集带果苞的坚果,选取生长良好、稳定结实的99份平榛坚果样品用于坚果质量性状和数量性状的描述和测定。

1.2方法

1.2.1指标的描述与测定调查描述项目严格按照《榛种质资源描述符》[1]进行,描述项目包括坚果形状、坚果颜色、果顶形状、果基形状、果面条纹、果面茸毛、果仁光洁度、果仁色泽8个质量性状。各品系样品选取具有代表性的坚果各15粒,调查坚果的纵、横、侧径和单果重,去壳后测量果壳腰部厚度和果仁的纵、横、侧径及仁重,计算出仁率[6]。坚果的纵、横、侧径和壳腰厚度用游标卡尺测量,单果重和仁重使用分析天平测量。纵径指顶部至基部的距离,横径指缝合线之间的距离,侧径指与横径垂直的距离[7];坚果和果仁的三径均值为纵、横、侧径的平均值[7];根据S.A.Mehlenbacher[8]的方法计算坚果和果仁的形状指数、壳仁间隙、果腔系数、出仁率4个指标。

1.2.2数据处理及统计分析试验数据采用Excel和SPSS19.0软件统计各个样品数量性状的平均值(X)、最大值(Max.)、最小值(Min.)、标准差(s.)、变异系数(CV)。根据概率论和数理统计的理论,结合计算结果,将各数量性状划分为7~12个组,统计落入各分组的品种数,用Origin8.0软件绘制次数分布直方图,并用分布函数的X2检验法检验各数量性状是否符合正态分布。在主成分分析前,使用隶属函数法对数据进行转化,其中,正相关指标(坚果重、坚果三径均值、果仁重、果仁三径均值、出仁率、果腔系数)依据公式(6),负相关指标(壳腰厚度、壳仁间隙)依据公式(7),坚果和种仁的形状指数使用梯形隶属函数,即形状指数在1.00±0.05之间取值为1,形状指数<0.95时依据公式(6),形状指数>1.05时依据公式(7)。在聚类分析过程中,数据进行标准化转换(Z得分),种质间遗传距离为欧氏距离,聚类方法采用离差平方和法。

2结果与分析

2.1主要农艺性状变异及分布

2.1.1质量性状变异及分布描述的质量性状变异类型及分布频率如图1。所考察的8个质量性状中,变异类型除了果面条纹中的沟纹、果仁色泽中的紫红色空缺外,该核心样本包含了33个质量性状参数中的31个变异类型,具有一定的代表性。

2.1.2数量性状的变异及遗传多样性变异系数大小反映了品种固有特征的个体差异范围,分布状态则反映了性状的集散性,两者在制定标准时都应该考虑[10-11]。表3展示了平榛种质资源16个坚果数量性状的变异情况。由表3可见,平榛种质资源的坚果大小在11.55~16.66mm之间,坚果重在0.66~2.29g之间,果仁重在0.11~0.68g之间,坚果大小整体上小于已报道的平欧杂种榛的坚果大小[12],但与毛榛、川榛、滇榛等其他野生资源相比,处于中等较大的水平[1]。坚果横径的多样性指数最高达1.92,其次为果仁重达1.88,壳仁间隙最小仅为1.52。不同来源的平榛坚果数量性状变异较大,变异系数最大的为壳仁间隙,达59%,其次为果仁重和坚果重,这些指标是对平榛果仁饱满程度的体现,变异系数越大,说明该性状在样品间的差异越大,遗传可塑性越强。因此,在平榛遗传改良工作中应对壳仁间隙、仁重和坚果重等指标予以重点考虑。

2.1.3数量性状的分布绘制平榛坚果各数量性状的次数分布直方图(图2),由图2可见,各数量性状的分布间存在差异。经分布函数X2检验得出,单果重、坚果纵、横、侧径、坚果三径均值、坚果形状指数、果仁重、果仁纵、横、侧径,果仁三径均值、果仁形状指数、出仁率、果壳厚度、壳仁间隙均符合正态分布,而果腔系数有一定的拖尾部分,近似服从X2分布。

2.2平榛种质资源主要农艺性状主成分分析对平榛10个主要农艺性状进行主成分分析,结果表明,前4个主成分的累计贡献率达到93.97%。由表4可知,第1主成分的特征向量中,载荷较高且符号为正的性状有单果重、仁重、坚果和果仁三径均值、果腔系数、壳仁间隙、出仁率,这些性状间呈正相关,说明在壳仁间隙适当的情况下,坚果和果仁的大小和质量对出仁率有决定性的作用,此类性状均与产量相关,可称为产量因子。第2主成分的特征向量中,载荷较高且符号为正的性状有单果重、坚果三径均值,载荷较高且符号为负的性状有壳腰厚度、出仁率,表明壳腰越厚,坚果就越重,其出仁率就越低,此类性状与坚果的大小有关,可称为大小因子。第3主成分的特征向量中,载荷较高且符号为正的有果腔系数和壳仁间隙,符号为负的农艺性状有单果重和果仁重、壳腰厚度、坚果和果仁三径均值,说明果仁并非越饱满越好,过小会影响产量,过大不利于加工生产,此类性状与坚果的加工有关,称为加工因子。第4主成分的特征向量中,载荷较高且符号为正的性状有坚果和果仁形状指数、壳腰厚度、出仁率、仁重,符号为负的有单果重、果腔系数、壳仁间隙,表明坚果的形状指数在一定范围内与仁重等产量因子呈正相关,但其超出一定的范围,则会影响坚果的经济价值,此类性状与形状有关,称为形状因子。

2.3平榛种质资源的聚类分析根据平榛坚果的24个主要农艺性状在种质资源间的表现差异,以欧氏距离为遗传距离,以离差平方和法为聚类分析法,在遗传距离为10处将参试材料聚为5大类群(图3),各类群特征见表5。第1类群包含18份材料,其主要特征是坚果形状以圆形为主,扁圆形次之;坚果颜色以黄褐居多,黄色和褐色次之;果顶形状以圆和平为主;果基形状以尖和平为主;果面条纹以无或不明显为主,较明显次之;果面茸毛以稀为主,中次之;种仁颜色以黄为主,黄褐和黄白次之;果仁光洁度较粗糙,较光洁次之。壳腰厚度最大,均值为1.92,变异系数达17.85%,出仁率均值为23%。综合各性状,此类群壳厚且出仁率较低,丰产性较差,但其果面条纹不明显,果面茸毛稀少,选育时可加以关注。此类群材料主要包括辽宁铁岭6份,朝阳1份,丹东1份,清源1份,吉林辽源2份,敦化1份,黑龙江带岭1份,佳木斯1份,河北围场3份,内蒙古扎兰屯1份。第2类群包含21份材料,其主要特征是坚果形状以圆形为主,扁圆形次之,坚果颜色以黄褐为主,红褐和褐色次之;果顶形状以圆和平为主;果基形状以尖为主,圆次之;果面条纹以无条纹或不明显为主,条纹较明显次之;果面茸毛以中为主,稀次之;种仁色泽以黄为主,黄褐次之;果仁光洁度以较粗糙和较光洁为主。坚果和果仁三径均值、坚果重和果仁重、果腔系数最大,变异系数分别为5.54%、3.76%、21.19%、12.91%、3.81%,出仁率达31%。综合各性状可以看出,此类群单株产量较高,可作为选育大粒型、机械化加工的亲本材料。此类群主要包括辽宁铁岭11份,朝阳1份,清源3份,吉林辽源1份,黑龙江带岭1份,河北围场4份。第3类群包含6份材料,其主要特征是坚果形状以圆形为主,扁圆形次之;坚果颜色以黄褐为主;果顶形状以圆和平为主;果基形状以尖为主,平少许;果面条纹以无条纹或不明显为主,条纹较明显仅有2个;果面茸毛以稀为主,中次之;种仁色泽以黄为主,金黄和黄褐次之;种仁光洁度较光洁,仅有4个较粗糙。坚果和果仁形状指数较大,均值分别为1.18、1.32。综合各性状表现,此类材料坚果和果仁表型性状较优,在选择具有商品特性的资源方面具有潜力。此类群主要包括吉林敦化6份。第4类群包含24份材料,其主要特征是坚果形状都为圆形,坚果颜色以黄褐为主,褐次之;果顶形状都是圆形;果基形状都是平形;果面条纹都是无条纹或不明显;果面茸毛都是中;种皮颜色都是黄褐;种仁光洁度以较光洁为主,较粗糙次之。坚果和果仁重、果腔系数最小,出仁率最小仅为17%。综合各性状,此类材料的经济特性最差,但在选育圆形、无果面条纹的杂交亲本时可予以关注。此类群主要包括辽宁铁岭4份,辽阳2份,清源1份,吉林辽源2份,延边2份,黑龙江带岭1份,佳木斯3份,牡丹江1份,河北围场8份。第5类群包含29份材料,其主要特征是坚果形状5种形状都有;坚果颜色以黄褐为主;果顶形状以圆为主;果基形状以尖为主,平次之;果面条纹以无条纹或不明显为主,有4个条纹较明显;果面茸毛以稀和中为主;种皮颜色以黄和黄白为主,有少许黄褐;果仁光洁度以较粗糙为主,较光洁次之。坚果和果仁重较大,壳腰厚度最小,坚果和果仁形状指数最大,出仁率最高,达35%。综合各性状,此类群的经济特性最好,可作为丰产型的杂交亲本。此类群主要包括辽宁铁岭5份,朝阳3份,清源3份,吉林辽源5份,敦化1份,黑龙江带岭2份,牡丹江2份,河北围场3份,内蒙古赤峰4份,内蒙古扎兰屯1份。

3结论与讨论

分子遗传学综述范文5

关键词:投影寻踪法;生态城市评价;石家庄市

“生态城市”是20世纪80年代产生的一个全新概念,指将“生态系统”思想引入到城市建设和管理的过程中。它最早是由前苏联生态学家0.Yanitsky1971年在联合国教科文组织发起“人与生物圈计划(MAB)”时提出的。之后,很多学者都对其进行了研究,并给出了定义。如1984年城市生态学家0.Yanistky提出,生态城市是指自然、技术、人文充分融合,物质、能量、信息高效利用,人的创造力和生产力得到最大限度的发挥,居民的身心健康和环境质量得到维护,一种生态、高效、和谐的人类聚居新环境。美国生态学家R.Richard认为,生态城市即生态健康的城市,是低污、紧凑、节能、充满活力并与自然和谐共存的聚居地。虽然生态城市的概念尚处于不停的争论、探索、修改、完善之中,但在原则问题上,人们已经达成一些基本共识:“生态城市”的核心思想是它的区域整体观和可持续发展的生态观,且一般要求具有以下几种特性:和谐性、高效性、持续性、整体性、区域性、结构合理以及关系协调。

1生态城市测评方法概述

生态城市评价是生态城市建设的基础工作,一套科学客观的生态城市评价体系应具备以下功能:①帮助在操作层次理解什么是生态城市;②使城市建设转向生态城市建设;③衡量生态城市建设的趋势和速度,综合衡量生态城市各子系统的协调程度。

具体到测评方法而言,不同的测评方法从不同的角度描述指标体系的属性,由于各种方法的机理不同,方法的层次属性相异,在应用不同的测评方法时,测评的结果也存在差异。因此,要反映一个城市的全貌,体现上述生态城市的内涵要求,必须从多角度、全方位进行研究,这样得出的结论才能体现城市系统的本质和原貌。在数学分析方面,系统科学专家运用定量分析技术开发了几十种测评方法。目前,常用的主要有层次分析法(AnalyticHierarchyProcess,AHP),因子分析法(FactorAnalysis,FA)以及网络层次分析法(ANP)等。但是,这些方法都有其局限性。层次分析法对应生态城市评价是不适用的,因为指标之间是不完备、不互斥的;因子分析法是较常用且简单的方法,能够反映生态城市建设的大概状况,但会丢失部分信息;网络分析法能够比因子分析法更全面地反映生态城市的概况,但其前提是各因子之间的关系比较清晰,这一过程需要作大量的研究工作。该文借鉴在水质评价中得到广泛应用,并被实践证明比较科学、合理的评价方法——投影寻踪评价法,将其应用到生态城市评价体系中。

2基于实数遗传算法的投影寻踪评价法

投影寻踪评价方法是针对目前常规的系统综合评价方法的形式化、数学化等局限性,以及对某些高维、非线性、非正态评价问题的适应能力不强等不足之处,提出的一种由样本数据驱动的探索性数据分析方法。该方法的思路是把高维数据通过某种组合投影到低维子空间上,对于投影到的构形,采用投影指标函数(目标函数)来描述投影值暴露原系统综合评价某种分类排序结构的可能性大小,寻找出使投影指标函数达到最优(即能反应高维数据结构或特征)的投影值。然后根据该投影值来分析高维数据的分类结构特征(即寻求投影寻踪聚类评价模型)。其中,投影指标函数的构造及其优化问题是运用投影寻踪方法成功的关键。

遗传算法是解决函数优化问题的数据挖掘方法。遗传算法源于对生物系统所进行的计算机模拟研究,是Michigan大学的Holland教授及其学生根据生物模拟技术创造出来的自适应概率优化技术。遗传算法通过计算机编码实现模拟生物进化过程中的复制、交叉、变异、显性、倒位等遗传过程,实现系统设计、函数优化等复杂过程。它与传统的算法不同,传统的优化算法是基于1个单一的度量函数(评估函数)的梯度或较高次统计,以产生1个确定性的试验解序列。遗传算法不依赖于梯度信息,而是通过模拟自然进化过程来搜索最优解,它利用某种编码技术,作用于称为染色体的数字串,模拟由这些串组成的群体的进化过程。遗传算法是通过有组织、随机的信息交换来重新组合那些适应性好的串,生产新的串的群体。

基于实数的加速遗传算法(RAGA)的投影寻踪聚类评价(ProjectionpursuitclassiifcationevaluationmodelbasedonRAGA,PPCE)模型的分析过程包括以下4个步骤。

步骤1:评价指标值的归一化处理。

步骤2:构造投影指标函数。投影寻踪方法就是把P维数据综合成l维投影值。然后根据1维投影值进行分类。在求投影值时,要求投影值的散布特征为:局部投影点尽可能密集,最好凝聚成若干个点团;而在整体上,投影点团之间要尽可能散开。基于此,构造投影指标函数。

步骤3:优化投影指标函数。当各指标值的样本集给定时,投影指标函数只随着投影方向的变化而变化。不同的投影方向反应不同的数据结构特征,最佳投影方向就是最大可能暴露高维数据某类特征结构的投影方向,可通过求解投影指标函数最大化问题来估计最佳投影方向。这是一个复杂非线性优化问题,用常规优化方法处理较困难。模拟生物优胜劣汰规则与群体内部染色体信息交换机制的加速遗传算法是一种通用的全局优化方法,用它来求解上述优化问题较简便和有效。

步骤4:排序分类。根据步骤3求得投影值,并进行排序分类。

3投影寻踪评价法在石家庄生态城市测评中的应用

3.1数据的收集和处理指标体系含5个子系统,63个指标分量。数据来源主要有《石家庄统计年鉴》(2001—2007),《石家庄年鉴》(2001~2006),《中国环境年鉴》(2001~2005),《河北环境统计公报>(2oo2—2007),《石家庄市国民经济和社会发展统计公报》(2005~2OO7),石家庄市卫生信息网,石家庄市商务局,河北省环境保护局公众网,中国生态网,石家庄发展和改革委员会网站,地方志网站等。对于个别变量在某些年份缺失的问题,可以通过回归分析法、均值法或者成果参照法来估计指标值。如果超过3年不可获得,则将其去掉。对某些不容易定量的指标的量化问题,本着实用的角度,这里采用评价等级的方法确定。

3.2数据处理原始数据在进行分析之前,要先进行无量纲化处理。该文将原始数据处理为0~1的无量纲数据。

3.3对各子系统的评估利用MATIAB软件实现基于实数遗传算法的计算。下面是对石家庄生态城市各子系统的计算分析结果。

分子遗传学综述范文6

生物考试的题型一般包括选择题(多项、单项)、综合题。由于选择题具有知识容量大、覆盖面广、评分客观性强、灵活性高等优点而被广泛采用。这种题看起来很容易,因为答案都摆在卷面上,只要将正确的答案选出来就行了,但命题者常常使迷惑答案具有同等吸引力,导致学生得分不高。如果教师认真研究生物试题,将会发现有许多选择题,更适合用特例法求解。下面就特例法解题做一总结,供同行教师们参考。

1 特殊实物法

【例1】 (2009・广东)某物质从低浓度向高浓度跨膜运输,该过程( )

A 没有载体参与

B 为自由扩散

C 为协助扩散

D 为主动运输

解析:设物质为葡萄糖,葡萄糖从低浓度向高浓度跨膜运输,需要能力,需要载体,运输方式为主动运输。

参考答案D。

点评:所选取的特例要符合题设条件,且越熟悉越好。

【例2】(2009・江苏)下列关于人类遗传病的叙述,错误的是( )

①一个家族仅一代人中出现过的疾病不是遗传病

②一个家族几代人中都出现过的疾病是遗传病

③携带遗传病基因的个体会患遗传病

④不携带遗传病基因的个体不会患遗传病

A ①②

B ③④

C ①②③

D ①②③④

解析:如白化病是遗传病,家族中只有一个是隐形纯化子(患病),其他为携带者或完全正常,①错;白化病基因携带者不患病,③错;又如结核病,家族中所有个体都患病,但它是传染病,②错;21三体综合征患者不携带遗传病基因,④错。

参考答案:D。

点评:所选取的特例越简单越好。

【例3】生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统成分的叙述,正确的是( )

A 动物都属于消费者,其中食草动物属于第二营养级

B 细菌都属于自养型生物,其异化作用类型有需氧型和厌氧型

C 生产者属于自养型生物,是生态系统中最基本和最关键的生物成分

D 一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分

解析:如蚯蚓是动物,但它是分解者,A错;乳酸菌是细菌,代谢类型为异养厌氧型,B错;眼虫既可以是生产者,也可以是消费者,D错。

参考答案:C。

点评:一般情况下,特例法与排除法结合起来使用。

【例4】(2008・广东)生产者是生态系统的重要组成部分,下列关于生产者的叙述,不正确的是( )

A 都位于能量金字塔同一营养级

B 一定能固定CO2

C 都是生态系统能量转换的载体

D 一定是植物

解析:设生产者为硝化细菌,它能固定CO2,是第一营养级的生物,是能量转换的载体。

参考答案:D。

点评:例举学生熟悉的例子。2特殊数值法

【例1】某DNA分子的一条链中,(A+G),(T+C)=0.5,则DNA分子的另一条链和整个DNA分子中上述比例分别为( )

A 2和1

B 1和l

C 0.5和0.5

D 0.5和1

解析:设已知单链中A、G、T、C个数分别为2、3、5、5,根据碱基互补配对原则,A跟T配对,C跟G配对,则另一条单链中上述比例为(A+G),(T+C)=(5+5)/(2+3)=2,整个DNA分子中上述比例为(A+G),(T+C)=(7+8),(7+8)=1。

参考答案:A。

点评:所举数据越方便计算越好。

【例2】某DNA分子共有a个碱基,其中含胞嘧啶m个,则该DNA分子复制3次,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为( )

A 7(a-m)

B 8(a-m)

C 7(1/2a-m)

D 8(2a-m)

解析:设a=10、m=2,根据碱基互补配对原则,DNA复制3次,共需要游离胸腺嘧啶脱氧核苷酸21个。

参考答案:C。

点评:所举数据要符合题目意思,并且能再举出其他数据进行验证。

3 配套检测

1 含C、H、0、N的某大分子化合物可以作为(

)

A 异养微生物的氮源、能源

B 异养微生物的碳源、能源

C 自养微生物的碳源、氮源、能源

D 异养微生物的碳源、氮源、能源

2 下列有关"DNA是生物的主要遗传物质”的叙述,正确的是( )

A 所有生物的遗传物质都是DNA

B 真核生物、原核生物、病毒中有的种类的遗传物质是DNA,少部分病毒的遗传物质是RNA或其他物质

C 动物、植物、真菌的遗传物质是DNA,除此以外的其他生物遗传物质是RNA

D 真核生物、原核生物的遗传物质是DNA,其他生物的遗传物质是RNA

3 (2008・天津)下列关于蛋白质和氨基酸的叙述,正确的是( )

A 具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的

B 高等动物能合成生命活动所需的20种氨基酸

C 细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质

D 在胚胎发育过程中,基因选择性表达,细胞会产生新的蛋白质

4 (2008・海南)关于动物细胞内蛋白质合成与去向的叙述,正确的是(

)

A 所有蛋白质的合成都需要能量

B 合成的蛋白质都运到细胞外

C 合成的蛋白质都不能进入细胞核内

D 合成的蛋白质都用于细胞膜蛋白的更新

5 (2009・浙江)用动、植物成体的体细胞进行离体培养,下列叙述正确的是( )

A 都需用COs培养箱

B 都须用液体培养基

C 都要在无菌条件下进行

D 都可体现细胞的全能性

6 (2009・上海)下列关于真核细胞结构和功能叙述中,错误的是( )

A 抑制线粒体的功能会影响主动运输

B 核糖体由RNA和蛋白质构成

C 有分泌功能的细胞才有高尔基体

D 溶酶体可消化细胞器碎片

参考答案及解析:

1 设含C、H、0、N的某大分子化合物为蛋白质,答案为D。

2 如烟草花叶病毒,遗传物质为RNA,A错;如T2噬茵体,它是病毒,遗传物质为DNA,故C错,D错。答案为B。

3 如RNA类酶,由核糖核苷酸组成,A错;如色氨酸,它是必需氨基酸,来自食物和自身蛋白质分解,B错;细胞中构成蛋白质的氨基酸种类、数量、排列顺序和肽链的空间结构都相同才可称为是同一种蛋白质,故C错;细胞分化产生新的蛋白质(如酶),答案为D。

4 胞内蛋白如血红蛋白合成后在细胞内发挥作用,不分泌到细胞外,B错;如DNA聚合酶在细胞质中合成,运到细胞核中利用,并且不参与细胞膜蛋白的更新,C、D错,答案为A。