细胞技术论文范文第1篇

1.1金属元素

有研究发现，某些重金属，比如锰的慢性中毒可损害中枢神经系统，特别是纹状体和苍白球等部位，产生类似PD的锥体外系神经功能障碍。Guilarte等及Huang的研究也发现锰中毒与PD有着密切的联系。Park发现电焊工及其他长期暴露于锰的工人存在着出现神经症状和罹患PD的危险性。Moberly等的研究还表明，锰可以通过作用于嗅球和基底神经节的多巴胺能神经元来影响神经介质的释放，从而导致PD等锥体外系疾病的发生。Coon等利用K-XRF技术测量了慢性暴露条件下铅在人体内的沉积量，并表明长期的铅暴露与PD发病风险成正相关。Komatsu等证实了锰、铁、铅、镉、铝等金属在体内的沉积会导致氧化应激的增加，从而引起PD的发生。

1.2农药百草枯

对多巴胺系统具有神经毒性作用，从而导致PD样症状和改变。Betarbet等利用鱼藤酮复制出了类似PD的大鼠模型，其症状包括出现震颤、步态不稳等。某些PD患者的脑组织中所含有机氯农药，如林丹、狄氏剂的水平明显高于对照组。代森锰（一种杀真菌剂）也被报道与PD的发生相关。还有研究发现，有机磷农药同样与PD的发病相关。

1.3环境毒素

1983年，美国有人吸食了含有1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶（1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine，MPTP）的海洛因后出现了典型的PD症状和病理学改变，研究者受到启发用灵长类复制了MPTP的PD动物模型。研究人员经过实验证实，MPTP对多巴胺能系统具有神经毒性从而导致PD样症状和改变。此后，MPTP的PD模型开始被应用于试验中。另外，Shepherd等发现，MPTP还可明显增强百草枯对多巴胺能系统的损害。

1.4其他因素

PD的发病还与很多种因素相关。有学者经过研究发现，摄入过多的脂肪，罹患PD的概率也会增加。Miyake等发现摄入花生四烯酸和胆固醇会增加PD的发生概率。Kyrozis等通过对希腊人饮食习惯的研究发现饮用牛奶也和PD发病有关。Kotagal等发现高血压等心血管危险因素与PD发生具有一定相关性。Aryal等还发现，四氢生物蝶呤（BH4）等增加会导致PD初期病情的恶化。Willis等发现居住环境与PD的发生也有一定关系。

2PD发病机制的研究手段及应用进展

2.1概况

当前的PD研究手段包括动物模型，细胞模型和iPScs模型等。动物模型为PD发病机制最早的研究方式。Maneuf等早在20世纪50年代就通过对啮齿类动物注射利血平的方法使其产生类似人类的PD样症状。此后研究者们又相继积极研发出了6-羟多巴胺模型，百草枯模型等。基因敲除和转基因小鼠模型在PD研究中也有应用。细胞模型包括肾上腺嗜铬瘤细胞系（pheochromocytomacells，PC12）细胞模型，SH-SY5Y细胞模型等。大脑结构复杂性的缺乏和较短的模型寿命意味着小鼠等动物模型难以详尽地阐释人类的疾病，细胞模型也并没有可靠地显示出在PD患者身上所观察到的缓慢的疾病进程。近几年，新兴的iPScs技术，将来源于PD病人的iPScs可分化为中脑多巴胺能神经元，在体外模拟其生理特性，可方便研究人员在更接近人体内环境的条件下研究PD的发病机制。

2.2iPScs技术的发展

iPScs技术是干细胞领域近几年来比较热门的一种新兴干细胞技术。该技术通过病毒载体或其他特异载体将特定转录因子的组合转入到被诱导细胞中，进而将已分化的体细胞重编程为未分化的多能细胞。2006年Takahashi成功将小鼠成纤维细胞重编程为与胚胎干细胞特征相似的诱导性胚胎干细胞，即iPScs。他利用逆转录病毒将4个与多能性相关的基因Oct-4、Sox2、Klf4、c-Myc组合导入被诱导细胞，再经过多能性分子Fbxl5筛选，从而得到在多方面与胚胎干细胞很相似的多能性细胞。随后成功诱导出iPScs。2008年Nakagawa研究小组使用了Oct3/4、Sox2、Klf43个基因，避免了原癌基因c-Myc的插入使得iPScs更安全化，利用Nanog代替Fbx15作为筛选标记，从而进一步提高了筛选的特异性。2009年，Woltjen研究小组以转位子为载体代替了逆转录病毒，所得到的iPScs避免了病毒基因的顽固表达和插入突变等风险，从而使得临床应用风险进一步大大降低。另外，直接将重组蛋白质导入体细胞以及利用合成mRNA进行转染等方法也显著降低了突变的危险性。有报道称体细胞可以通过小分子复合物而不依靠病毒来实现重编程。还有研究者发现毛猴素，二甲基五羟色胺和D4476可作为Oct3/4的化学替代品。随着研究的深入，iPScs技术愈加成熟，不断进展的诱导iPScs的方法既可有效消除重编程造成的种种潜在危险，又可以简单快速地获得iPScs。

2.3利用iPScs技术进行环境、职业致病因素

诱导PD发病机制的相关研究由于环境因素和遗传因素相互影响的复杂性，环境职业因素对PD作用相关的研究具有一定难度。Aboud等以无PD遗传危险因素者为对照组，以PARK2等位基因功能缺失且具有PD家族史但是还未出现症状者为实验组建立了观察锰神经毒性差异的iPScs模型。来源于实验组和对照组的真皮成纤维细胞的iPScs被分别诱导分化为早期神经神经前体细胞。经过测定发现两组神经前体细胞在对锰毒性的敏感性和线粒体分裂等方面几乎没有差别，但是实验组与对照组相比，活性氧显著升高。经过测定发现实验组与对照组相比，锰在细胞内的沉积明显减少，表明在锰沉积率相同的条件下实验组神经前体细胞对于锰毒性的敏感性比对照组高。但是锰沉积明显减少的原因是否与PARK2突变有关尚不清楚。Kikuchi等将人体iPScs来源的的神经前体细胞在无血清、无饲养层条件下培养至28d和42d后分别定向性植入MPTP处理过的猴子双侧豆状核，植入6个月后。磁共振成像（MRI）图像显示移植的细胞在猴子的大脑中存活增殖。由于MRI图像与猴子脑片苏木精-伊红染色的结果具有一致性，他们利用MRI来观察移植细胞的增殖情况。培养至28d的移植细胞增殖迅速，而培养至42d的移植细胞增殖相对缓慢。他们还发现移植后1~3个月的细胞倍增时间明显短于3~6个月，说明细胞的增殖能力在后期开始下降，但至少可以在猴脑内存活6个月以上。他们又通过描述行为评定量表发现移植后猴子的行为较之前发生了一些进步，表明人体iPScs在未来临床试验中的治疗潜力。Deleidi等通过逆转录病毒将人类KLF4，SOX2，OCT4和c-MYC导入恒河猴皮肤成纤维细胞，获得iPScs后进一步将其诱导为多巴胺能神经元细胞并植入6-羟基多巴胺（6-OHDA）诱导的小鼠PD模型的纹状体，移植细胞在移植16周后进行组织分析发现具有酪氨酸羟化酶阳性细胞，且小鼠的纹状体中显示出神经的再生现象。他们还发现这些动物的同侧旋转行为等在移植后均有所恢复，而且移植6个月后这些小鼠既没有产生肿瘤，也没有发生炎症反应，进一步证实了iPScs在PD等神经退行性疾病在临床治疗方面的安全性。Chang等的研究证实了二十二碳六烯酸处理过的iPScs来源的多巴胺能神经元前体细胞植入到6-OHDA诱导的小鼠PD模型体内，小鼠的症状在4个月后得到了一定的缓解。Peng等将来源于iPScs的神经多巴胺能神经元建立起1-甲基4-苯基吡啶离子（MPP+）模型和鱼藤酮的PD体外模型，对44种可能对PD有治疗作用的药物进行了两轮筛选，并利用具有神经保护作用的神经营养因子作为阳性对照。经过MPP+的初筛和确认筛检，他们发现其中16种药物对于MPP+诱导的神经细胞死亡显示出神经保护作用，并利用MPP+模型建立起了这16种药物的剂量反应曲线。经过鱼藤酮模型的筛检他们更加明确了这些药物对于鱼藤酮诱导的多巴胺能神经元凋亡确实具有一定的保护作用。这种方法可以应用于可能具有临床疗效的PD药物的检测来缩短药物进入临床的时间，并可增加临床实验成功的可能性和个体化治疗的可能性，为明确药物疗效提供了良好的平台。

2.4iPScs技术

细胞技术论文范文第2篇

社会的发展,科技的进步,使医学与其他学科之间、医学各学科之间不断地相互渗透、相互交叉,进而产生了一系列属交叉学科性质的新技术、新理论、新方法。顺应这些新兴、具跨学科性诊疗理论、诊疗技术的蓬勃发展,相关文献亦相应地大量增加。分类标引这些文献,无论是从理论上看第四版《中国图书馆分类法》的立类,还是从实践中看医学文献分编人员的标引,都存在着诸多需探讨、需统一之处。

1血液净化技术

1•1血液净化技术文献的分类问题血液净化为近年来迅速发展起来的一门交叉学科,它最早用于对肾脏疾病的治疗。目前,由于生物材料、微电子学、分子生物学等领域技术的高速发展,使它被广泛地应用于医学各专业中,成为现代医学不可缺少的一种治疗手段。有关它的文献亦逐渐增多。然而,在第四版《中国图书馆分类法》中却仍只有“R459•5透析疗法”类名归列此类图书。事实上,透析疗法仅是血液净化疗法的一部分,血液净化还包括血液滤过、血液灌流、血浆置换、免疫吸附、脂蛋白分离及连续性肾脏替代疗法等。

1•2血液净化的文献分类建议由于透析疗法仅是血液净化疗法的一部分,而血液净化疗法亦非肾病之独术,各种创伤、心、脑、肺、肝、胃肠、血液、骨关节、内分泌等诸病均可运用血液净化疗法,可说该疗法已广泛应用于医学各个专业中。故此,建议将《中国图书馆分类法》中的“R459•5透析疗法”类名更改为“R459•5血液净化疗法”。

2造血干细胞移植技术

2•1造血干细胞移植的文献分类问题造血干细胞移植(HSCT)是指经大剂量放化疗或其他免疫抑制预处理,清除受体内的肿瘤细胞、异常克隆细胞,阻断发病机制,然后把自体或异体造血干细胞移植给受体,使受体重建正常造血和免疫功能,从而达到治疗目的的一种治疗手段。最早的移植,始于1958年,Mathe等首先对5例南斯拉夫核事故中受照射3GY以上的患者进行了骨髓移植治疗,并取得了对造血恢复的较好的效果,随后得到较大发展,是在法国医师Gluckman教授进行世界上第一个脐带血临床移植治疗Fanconi盆血并获得成功之后,从那时起,生物工程、医疗设备及药物等相关学科的迅猛发展,使造血干细胞移植的临床实践进展就更快了,仅截至于1998年,全世界就有6万~7万患者成功地接受了造血干细胞移植治疗。相应地,有关造血干细胞移植的出版物也快速增长。目前,现有第四版《中图法》的问题是,它没有明显的类名可归列此类文献,同时也未做注释说明,给人们分类、检索该类文献带来了诸多不便。例如,经粗略检索,有些馆之间,以及在版编目数据所示的分类号表明,对同类文献的分类存在很大的差别。如中国版本图书馆图书在版编目(CIP)数据显示:河南科学技术出版社2000年出版、韩忠朝主编的《造血干细胞理论与移植技术》,分类号:R331•2;军医出版社2001年出版、董陆佳主编的《现代造血干细胞移植治疗学》,分类号R617;人民卫生出版社2000年出版、达万明主编的《外周血干细胞移植》,分类号R457•1;人民卫生出版社2003年2月出版、RuthKirschstein主编的《干细胞研究进展与未来》,分类号Q24∑11;……等等,从这些对比,可对该类文献分类标引的不一致略见一斑。

2•2造血干细胞移植的文献分类建议在第四版《中图法》中,与“造血干细胞移植”内涵紧密相连的,当属R457•7的“骨髓移植”类。所谓“骨髓移植”,是指对病人实施免疫抑制预处理后,使机体失去排斥异体组织的能力,通过移植骨髓来重建造血功能的治疗方法。由于骨髓中含有丰富的造血干细胞,故它与外周血、脐带血一起,是造血干细胞的主要来源,骨髓移植是造血干细胞移植的方法之一,是造血干细胞移植技术的一部分,造血干细胞来源之一是骨髓,二者是整体与部分的关系。有鉴于此,笔者以为,宜将:

2•2•1将《中国图书馆分类法》R457•7类名“骨髓移植”扩充、更改为“造血干细胞移植”或“细胞疗法”,下加注释:“总论骨髓移植、外周血、脐带血移植等入此”。

细胞技术论文范文第3篇

关键词：人才培养模式；细胞工程技术；教学改革

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）01-02-152-02

细胞工程是生物制药工业中的关键技术，它是利用动物细胞体外培养和扩增来生产生物产品，或者作为发现和测试新药的工具[1]。就目前而言，高校细胞工程技术教学中还存在着一定的问题，如教学内容陈旧，不适合生物类企业对职员的知识和技能需求；教学方法还停留在高等教育的初级阶段，教学效果不高[2]等。因此，我们必须加快细胞工程技术类型人才培养模式的改革，进行细胞工程技术教学模式和课程的改革与创新，通过有效的教育模式来提高教学质量，让学生既掌握细胞工程关键技术的基本理论和基本方法，又能掌握细胞工程学科技发展中产生的新技术、新方法，提高学生的创新能力。笔者从教学内容与生产、双语教学、生产学习与实验技能几个方面对提高技能型人才培养目标的教学模式进行了探索研究，以期培养学生的学习能力、实践能力、创新能力，全面提高教学的质量和效率。

1 教学内容与生产整合

细胞工程学课程内容是按照细胞的主要结构及其功能、相关技术讲解的，课程包括细胞工程学发展史、细胞工程学概述、细胞培养及生物学特性、细胞融合、干细胞工程学、细胞克隆及克隆动物与转基因动物技术等；考虑到细胞培养技术在科研中普遍应用，目前细胞工程学实验课另外开设了免疫组化、荧光细胞染色与细胞分选、流式细胞仪操作技术、图像处理等课程。

本科学习中，细胞工程学教学中主要以各种细胞培养为主要线索，了解细胞工程技术具有特定的研究方式，使得他们对细胞工程学有一个全面的认识。例如，动物细胞工程技术应用于诊断和治疗疾病的单克隆抗体生产，有几千种单抗用于生化检测，而单抗用于人体疾病治疗是近几年来生物制药的一个重要领域，有几十种单抗药物正处于临床试验中。通过实验，学生理解单克隆抗体生产制备技术，并掌握原代及传代细胞培养技术、培养细胞的观察方法、细胞融合和分选技术等方法和常用设备的使用方法，为以后的生产研究做好准备。又如，动物细胞表达系统表达的蛋白都是胞外分泌的，产物的分离纯化过程非常简单，但是由于细胞大规模培养技术比较复杂，目前仍处于发展完善阶段，因而许多重组蛋白仍选用原核表达系统生产。我们针对这个特点，启发同学设计较好的细胞大规模培养系统，如改装的灌流式培养方式，培养和启迪学生的创新思维。

2 普通教学与双语教学整合

在当前社会高速发展的时代，社会对细胞工程人才提出了更高的要求，尤其是生命科学院校毕业的学生能否跟上时代的步伐，面向世界进行生物学的交流活动，扩大细胞工程技术在世界的影响，这是细胞工程技术发展至关重要的事。

在细胞工程学原版教材的选择上要力求最基础的专业知识内容水平。我们选择的教材是中国海洋大学出版社2011年10月第1版英文教程《CYTOTECHNOLOGY》，该教材的特点是讲授的内容比较全面，语法简单，对专业性的概念、词汇以及分子水平的知识进行了浅显的讲解，比较适合用于高等院校学生进行细胞工程专业外语的学习，避免学生由于英语基础差，导致对抽象晦涩的细胞工程学课程双语学习产生反感情绪，利于完成双语教学工作。

3 生产学习与实验技能整合

学生创新能力和实践能力的缺乏是高等教育教学改革面临的问题[3]。因此，要带领学生参与科学研究与生产实验技能，强化实践教学环节。细胞工程技术实践教学中，联系生物制品企业生产学习很重要，如我们带领学生到福瑞邦制药的厂家参观学习单抗制备，让学生注意在实验操作中可能失败的原因性，出现问题，及时加以纠正，培养学生良好的实践能力。针对细胞工程学的实验教学特点，穿插设计探索性和综合性的实验内容，并让学生自己参与到实验内容的设计，并调动学生的独立思考能力和创新思维能力，培养实验技能和创新思维能力。

实验大纲列出的实验项目较多，可整合为三大部分：（1）细胞培养综合实验。包括培养技术及细胞观察，细胞培养实验还可以将兔角膜上皮、基质及内皮细胞种植于生物材料上进行体外培养，观察培养细胞的生长、排列和细胞的粘附情况等。（2）经典单抗制备综合实验。将单抗制备产生过程中的细胞培养、动物免疫、细胞融合，杂交瘤阳性克隆的筛选与克隆化，抗体检测5个实验内容整合为1个单抗制备设计性实验。教学中不为学生准备传统的实验讲义，只提出实验的任务、要求、进度及安全注意事项等，重点突出学生自行完成相关资料查阅，自拟设计方案，自己安排时间完成实验计划，获得实验结果，撰写实验报告。这个实验计划6个课时，2次课堂实验，分别以实验设计、中期实验讨论与交流、实验结果课件汇报为主要内容。（3）流式细胞仪分选细胞综合实验。包括分选淋巴细胞或是干细胞的筛选，要求学生根据生产实践需要（如奶牛细胞的分选、白细胞计数及分选等）自己选择课题，自己设计实验方法以及最后鉴定。这个实验计划12个课时，4次课堂实验，分别以实验设计、中期实验讨论、实验结果课件汇报为主要内容。所有实验的实验室全天性开放，学生可利用课余时间主动完成各项实验操作，老师指导，确保学生在30d内获得全部实验结果。老师可根据实验结果反馈及时调整教学进程和教学方法。通过学生的反馈，可以反映学生是否理解和掌握本课程的目标，并加强了教师与学生之间的沟通，提高了教学效果。

参考文献

[1]胡显文，肖成祖.细胞工程在生物制药工业中的地位[J].生物技术通讯，2001，12（2）：117-122.

细胞技术论文范文第4篇

【摘要】目的,探讨液基细胞学薄层涂片技术在体液免疫组化中的应用。方法对经巴氏涂片检查发现癌细胞的胸腹水36例分别采用液基细胞学涂片技术和传统涂片方法涂片，然后进行免疫组织化学检查。结果,采用液基细胞学薄层涂片技术制作36片，优质片36片，其优片率100%；采用传统涂片方法制片36片，优质片30例，其优片率83.3%，两者间差异显著。结合免疫组化结果有助于诊断和鉴别诊断间皮瘤和腺癌，结论,采用液基薄层细胞学涂片技术制片提高了制片的质量，对间皮瘤和腺癌的诊断和鉴别诊断提供了有效的方法，提高了脱落细胞学对间皮瘤和腺癌的诊断价值。

【关键词】活组织检查；细胞学技术；免疫组织化学；间皮瘤/诊断；腺癌/诊断

在体液细胞学检查与诊断研究中，涂片及染色质量的好坏直接影响到病理诊断及研究结果的正确判断，而免疫组化结果有助于诊断和鉴别诊断间皮瘤和腺癌。传统的巴氏涂片在免疫组化质量上不能令人满意，如细胞重叠，色调不正、杂质多等，而我科在工作中经过不断的摸索，发现了液基细胞学薄层涂片技术应用于免疫组化中，获得了较满意的效果。

1、材料与方法

1.1材料来源：我科2010—2011年间以经巴氏涂片检查发现癌细胞的胸腹水36例，其中男20例，女16例，年龄35～80岁。所有病例都有手术标本的组织学对照，排除了肿瘤者为阴性病例。

1.2方法：新鲜胸、腹水250～500ml，留置时间复季＜2h，冬季＜4h。

1.2.1胸、腹水沉淀与固定将胸、腹水置于2个50ml的离心管中，每管50ml，2000～2500r/min离心10min，弃上清液，吸出部分沉积物常规涂片，剩余沉积物稀释后直接加入装有低浓度乙醇细胞保存液的保存瓶内备用，在保存瓶内至少放置15min以上。然后经thinprep-2000系统进行电脑程序化处理，制成直往为13mm的薄层细胞涂片（制作免疫组化涂片时，液基薄层制片机的染料临时用95%的无水乙醇代替），自然干片后，按常规免疫组织化学染色，封片、读片诊断。

1.2.2免疫组化用ElivisionTMPlus法。抗体有CEA、Calretinin、Cytokeratin5/6、CD68，均购自福州迈新生物技术开发有限公司。

2、结果

采用液基细胞学薄层涂片技术制片36片，优质片36片，其优片率100%；采用传统涂片方法制片36例，优质片30例，其优片率83.3%，两者间差异显著。

3、讨论

液基细胞学检测是90年展起来的一项制片新技术，已成功的应用于妇科细胞学，并取得了成熟的经验。目前已经广泛用于宫颈癌的筛查，但在体液免疫组化中应用甚少。胸腹腔积液在常规细胞学检查中仍然是目前临床常用的诊断方法之一，传统的巴氏涂片法在体液的肿瘤细胞筛查上应用已超过半个世纪，但容易出现漏诊或误诊，主要原因是其标本的制作往往受到体腔积液的新鲜程度、细胞数量、退变程度、血细胞含量或炎细胞干扰、黏液过多涂片厚薄，固定状态等多方面因素的影响，造成涂片质量差，导致较高比例的假阴性率，假阳性率出现或干扰因素多导致免疫组化结果无法准确判读［1]，有作者认为背景中血细胞的多少与涂片质量有明显的关系，血细胞越多，往往有核细胞成分则少见，癌细胞也稀少，单个存在或不典型［2]。本文选用的液基细胞学薄层涂片技术对标本采集，制片技术及程序比传统涂片具有以下优点［3]：（1）通过离心，细胞均匀涂布形成一个直径13mm的细胞薄层，结构清晰，背景干净，改变手工涂片细胞拥挤、重叠，形态特点不易观察的缺点；（2）避免了细胞过度干燥造成的假象；（3）可以同时处理1～48份标本，并在全自动制片过程中同时完成细胞染色，也减少技术员对标本的接触。

传统的制片方法是将体腔积液离心后直接涂在普通的玻片上。这种涂片质量常不稳定，涂片厚薄不均匀，细胞重叠较重，而背景中又有较多的蛋白黏液，红细胞和各类炎细胞及间皮细胞相混杂在一起，影响细胞的观察，有些异常细胞甚至被遮盖，这些都容易影响诊断的准确性［4]。而液基细胞学薄层涂片几乎保留了离心后的所有细胞,并均匀分布于玻片上，去除了黏液、红细胞、炎细胞的干扰，肿瘤细胞形态保存完整、细胞核、核质、核仁更清楚，获得了三维立体结构。此外，标本储存在保存液中，可重复制片，抗原性不受影响，也可用来作特殊染色，采用液基薄层细胞学涂片技术制片提高了制片的质量，对腺癌和间皮瘤的诊断和鉴别诊断提供了有效的方法，提高了脱落细胞学对腺癌和间皮瘤的诊断价值,与传统制片方法相比，液基细胞学薄层涂片用于免疫组化中还节约抗体量，从而节约成本,值得推广应用［5]。

参考文献

［1]梁昌杰，吴秋良，梁小曼等.胸水涂片肿瘤细胞学诊断.广东医学，2001，22（11）：1046.

［2]杨霞，姚宇琪，王娟.液基细胞学（LPT）在体腔积液检查诊断中的应用［J]，中国实验诊断学，2009，13（2）：194-196.

［3]谢寿城，液基细胞学薄层涂片技术对宫颈疾病诊断中的应用价值［J]，中国实用医药，2010，1（5）：31—32.

［4]董卫彤，覃志坚，潘兴寿等，胸腹水细胞学与组织学制片的免疫细胞化学诊断对比研究［J]，江西医学检验，2006，24（1）：17—18.

细胞技术论文范文第5篇

关键词：细胞遗传学；核心实验；模块化设计；教学方式

中图分类号G642；Q37.0文献标识码A

文章编号1007-5739（2020）15-0255-02开放科学

遺传学是引领生命科学发展的基础核心学科，也是实践性很强的学科[1]。遗传学实验教学是理论联系实际，培养学生科学精神、思维能力和实践能力的重要环节[2]。遗传学实验课程在森林资源类、植物生产类等本科专业培养方案中是最重要、综合性最强的实验课程之一[3]。

本科遗传学实验教学按照实验内容可归类为经典遗传学、细胞遗传学、微生物遗传学、分子遗传学、数量与群体遗传学5个板块[2，4-5]。近年来，国内遗传学实验教学越来越重视分子遗传学实验教学，聚合酶链式反应、质粒提取与酶切、大肠杆菌转化等基础分子遗传学实验项目早已经进入遗传学实验课程，甚至一些较复杂的分子遗传学综合实验，例如QTL分析、RNA干扰等也已经引入到了遗传学实验课程[6-7]，从而使分子遗传学实验在遗传学课程实验中所占比例不断增加。这一趋势与现代遗传学的发展是相契合的，但也导致在总学时基本不变的情况下，细胞遗传学实验等经典内容势必被压缩。

面向森林资源类、植物生产类等本科专业，本文在对现有遗传学实验教材进行分析的基础上提出了细胞遗传学的核心实验，尝试按照模块化设计将其分解为染色体诱变技术、染色体标本制备技术、染色体分析技术3个模块，在此基础上探讨开展综合性、设计性实验教学。本文对在课时有限的条件下提高本科细胞遗传学实验教学效果具有一定的参考价值。

1细胞遗传学实验教学的重要性

细胞遗传学是细胞学与遗传学结合的产物，它以染色体为研究对象，揭示染色体与生物遗传、变异与进化的关系。细胞遗传学经过长期的发展，与分子生物学结合发展成为分子细胞遗传学，并随着高通量测序等组学技术的发展进一步形成系统完善的细胞遗传学[8-9]。细胞遗传学在医学诊断[10]、倍性育种[11]、染色体工程[12]中具有重要的应用价值。因此，细胞遗传学实验在本科遗传学实验教学中具有十分重要的地位。

从WebofScience核心合集数据库中检索最近10年（2009—2018年）遗传学中2种热门的分子遗传学实验技术（基因编辑、RNA干扰）和3种经典的细胞遗传学实验技术[核型分析、荧光原位杂交（FISH）、染色体显带]相关SCI论文数量，结果如图1所示。由图1可知，作为新兴技术，基因编辑相关论文数量近年来迅速增加，自2016年开始每年相关论文数量均超过2000篇，且呈逐年快速增加的趋势；RNA干扰虽然近3年相关论文数量呈下降趋势，但每年论文数量一直维持在5000篇以上，是遗传学研究中的热门技术；在经典细胞遗传学实验技术中，染色体显带技术相关论文相对较少，基本稳定维持在每年100～200篇，但核型分析和荧光原位杂交相关论文数量近10年来均稳定维持在每年2000～3000篇；这表明细胞遗传学经典实验技术（核型分析、荧光原位杂交等）在生命科学研究中仍然具有相当重要的作用。

因此，在实验课时有限的前提下，以“综合性、设计性”为导向，如何高质量做好细胞遗传学实验教学是本科遗传学教学中需要解决的重要课题。

2细胞遗传学核心实验模块化设计

2.1细胞遗传学核心实验

目前，国内本科遗传学实验教材中收录的细胞遗传学实验项目主要有12项[2-5，13]，如表1所示。显然，受实验教学课时的限制，这些实验项目在教学中是无法全部完成的。在实际教学工作中，任课教师只能根据实际课时并结合实验室的条件从中选取少量实验项目进行，因而导致在细胞遗传学实验教学内容选取过程中往往存在一定的随意性。因此，有必要从细胞遗传学整体实验技术体系的角度对这些实验项目进行梳理和分析，确定哪些实验项目是细胞遗传学核心实验项目，在教学中优先保证这些项目的完成。由于细胞遗传学是以染色体为主要研究对象，因而染色体操作与分析是细胞遗传学核心实验技术。

2.1.1核心实验。涉及核型分析、荧光原位杂交、染色体显带等，属于遗传学特色实验，基本不会与其他课程重复，更重要的是在现代遗传学研究和实际应用中仍然经常使用，在遗传学实验课程中应该尽量开设。因此，可以将之归为细胞遗传学核心实验。

2.1.2非核心实验。植物组织培养、植物原生质体的分离再生不直接涉及染色体操作与分析，且与植物生理学、植物组织培养、细胞工程等实验课程存在重复，在遗传学实验中可不开设；有丝分裂和减数分裂过程中染色体行为的观察、果蝇唾腺染色体的观察、姊妹染色单体区分染色、植物微核检测属于比较经典的遗传学实验项目，在课时允许的条件下可以开设。

2.2模块化实验教学设计

在遗传学实验教材中，所列的核心实验均为各自独立的项目（表1）。在实际实验教学中，可以采用模块化方法进行实验教学设计，既能在有限的课时内尽量覆盖全面的内容，又可以提高实验教学效果。按照所涉及的實验技术和目的，细胞遗传学核心实验可以分为3个模块，即染色体诱变技术（包括染色体数量变异与结构变异）模块、染色体标本制备技术模块、染色体分析技术模块（图2）。

按照设计方案，现有遗传学实验教材中原本分散独立的细胞遗传学实验按照其所涉及的实验技术整合形成3个教学模块，在实验教学过程中可以根据实验室具备的条件进行这3个模块要素的自由组合，形成综合性实验项目，例如：①基于45srDNA-FISH的植物染色体组型分析；②结合C-显带技术和重复序列为探针的FISH识别植物的染色体；③基于FISH技术鉴定植物异附加系材料；④基于特异性重复序列探针鉴定植物异源多倍体材料。

3细胞遗传学综合性实验教学方式

开展综合性、设计性实验，对实验教学的组织提出了更高的要求。因此，需要在实验教学方式上进行相应的调整。

3.1做好实验前的准备工作

综合性、设计性实验需要学生提前做好资料收集、实验设计、实验准备。因此，教师一般需要提前2周以上向学生布置实验任务。一些实验材料需要准备的时间很长（例如远缘杂交及回交），只能由任课教师提前完成，但最好能向学生提供准备过程的照片、视频等，以使学生具备直观的认识。

3.2发挥研究生的助教作用

综合性、设计性实验往往程序较复杂，实验过程较长，时间跨度较大，仅依靠课程课表上的时间往往无法完成实验，而任课教师通常也无法抽出更多的额外时间全程陪同和指导。所以，发挥研究生助教的作用不失为恰当的解决方法。将学生分组并分配研究生作为助教，这样既能使学生及时得到指导，另一方面研究生也得到锻炼，完成了其培养方案中的教学实践工作。

3.3科研反哺教学

开展综合性、设计性实验对仪器设备要求较高。部分实验设备，尤其是一些大型贵重仪器设备，本科教学实验室可能不具备。部级、省部级科研平台的仪器设备往往较为先进、齐备，是解决教学仪器不足的途径。只要管理得当，不对科研造成阻碍，可更大程度地发挥科研仪器设备的价值。此外，结合教师的科研项目，可以引导学生在教师科研项目框架内开展设计性实验。在此过程中获得的具有理论创新或应用价值的成果可以鼓励学生撰写并公开，从而实现教学与科研相互促进。