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关键词： 基因工程   单元教学   大概念   核心素养  

摘要： 以"基因工程"一章为例,进行单元整体教学设计,确定任务主线和关键问题,设计一系列活动,引导学生积极参与课堂教学,促进课时内容的融会贯通,构建生物学大概念,发展学科核心素养.

关键词： 线粒体分离纯化   长片段PCR   线粒体DNA   高通量测序   异质性   异质度   变异  

摘要： 目的 与基于长片段PCR(lrPCR)的传统mtDNA测序方法比较,评估本课题组前期研究开发的一种新型非PCR依赖的mtDNA深度测序方法的可靠性。方法 同时采用新方法和传统方法对10例产前筛查孕妇外周血样本进行平行试验,对比两种方法所得结果,结合人群数据库(MitoMAP和mtDB)信息,评估新方法的准确性。结果 10例样本中共检出380个变异,其中351个变异同时被两种方法检出,29个变异仅被单一方法检出。对29个不一致变异中出现于2个或2个以上样本的8个变异进一步分析发现,2个仅被新方法重复检出的变异在人群数据库中存在记录;而6个仅传统方法重复检出的变异在人群数据库中未见记录。结论 与传统基于lrPCR的mtDNA测序方法相比,新方法针对同质性变异及高异质度变异的检测能力相当,而针对低异质度变异检测时具有更高的准确性。

关键词： 青蒿琥酯   胶质母细胞瘤   DNA甲基化分析   耐药   PDGFRA-RAS-BRAF-MEK-ERK信号通路  

摘要： 目的探究青蒿琥酯干预胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)的药效及其潜在分子机制。方法采用Cell TiterBlue检测青蒿琥酯对U87和U2512种人源胶质母细胞瘤细胞活性和增殖的影响;流式细胞术检测青蒿琥酯对2种细胞周期的调节作用;采用q RT-PCR和Western blotting检测青蒿琥酯对2种细胞自噬水平的影响。采用DNA甲基化联合网络药理学从表观遗传学层面研究青蒿琥酯干预GBM的靶标基因,并建立蛋白质-蛋白质相互作用网络,通过计算网络中各节点的网络拓扑特征值,筛选出青蒿琥酯干预GBM的核心靶点并进行生物功能富集分析;采用AutoDock v4.2.6和Auto Dock Vina v1.2.0软件开展分子对接虚拟计算,考察青蒿琥酯与其候选关键靶点的结合能力,并采用Western blotting验证青蒿琥酯对2种脑胶质瘤细胞中关键靶点表达的影响。结果青蒿琥酯可显著抑制U87细胞的活性和增殖(P<0.05、0.01、0.001),而对U251细胞的药效不显著;高剂量青蒿琥酯可影响2种细胞周期分布;高剂量青蒿琥酯可显著提高U87细胞中3种自噬标志分子[自噬关键分子酵母Atg6同系物(ATG6 autophagy related 6 homolog,Beclin1)、泛素结合蛋白(ubiquitin-binding protein,p62)、微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3)]的m RNA表达水平(P<0.001),而仅高剂量青蒿琥酯升高U251细胞中p62的m RNA表达水平(P<0.05);低、中、高剂量青蒿琥酯可显著提高U87细胞中Beclin1、p62、LC3B蛋白表达水平(P<0.05、0.01),仅中、高剂量青蒿琥酯可以影响U251细胞中Beclin1、p62、LC3B蛋白表达。利用给药前后的U87与U251细胞进行DNA甲基化测序与网络药理学整合分析,在获得青蒿琥酯敏感型和耐药型脑胶质瘤细胞的差异基因集,以及青蒿琥酯干预2种细胞效应基因集的基础上,发现其干预2类脑胶质瘤细胞的关键网络靶标共同参与GBM恶性进展密切相关的血小板衍生生长因子受体α(platelet derived growth factor receptorα,PDGFRA)-大鼠肉瘤基因(rat sarcoma viral oncogene homolog,RAS)-B-Raf原癌基因(B-Raf proto-oncogene,BRAF)-丝裂原活化蛋白激酶激酶(mitogenactivated protein kinase kinase,MEK)-细胞外信号调节激酶(extracellular signal regulated kinase,ERK)通路,且青蒿琥酯与其直接靶标(PDGFRA、BRAF)具有较强的亲和力。Western blotting实验证实青蒿琥酯可以抑制U87和U251细胞中关键靶点PDGFRA和BRAF蛋白的表达(P<0.05、0.01、0.001)。结论青蒿琥酯可能通过靶向调控PDGFRA-RAS-BRAF-MEKERK信号通路,从而抑制GBM细胞的生长和扩散,为青蒿琥酯治疗GBM提供了体外实验依据,也为解决临床抗肿瘤药物的耐药问题提供了新思路和新方法。

关键词： 线粒体基因组   线粒体DNA   线粒体分离纯化   高通量测序   线粒体基因变异   非PCR  

摘要： 目的 开发并评估一种基于线粒体分离纯化技术的线粒体DNA(mtDNA)深度测序方法。方法 探索从细胞中分离mtDNA的最适条件;基于该方法对外周血单个核细胞(PBMC)样本进行mtDNA深度测序,通过测序片段(reads)中mtDNA reads占比评估测序文库中mtDNA的纯度,通过Sanger测序验证该方法所检出的mtDNA变异的准确性。结果 采用含低浓度NP40和不含Tween-20的裂解液裂解细胞获得的mtDNA纯度高,几乎不含细胞核基因组。在6例PBMC样本中应用该方法检测结果显示,mtDNA reads占比为87.8%~92.8%,且检测出多个mtDNA变异。对其中1个异质性变异和3个同质性变异进行Sanger测序验证,二者结果相一致。结论 本研究开发的基于线粒体分离纯化技术的mtDNA深度测序方法可应用于PBMC样本,能准确且灵敏地检出线粒体基因组的同质性和异质性变异。

关键词： 基因工程   基本操作程序   基因工程实例   核心素养  

摘要： 《基因工程》是生命科学的前沿学科,也是高中生物教学以及高考的重点,学生在基因工程的学习中对基因工程具体操作理解困难,导致考试得分不理想。让学生动手操作实验,虽然有助于学生的理解,但由于学校实验条件的限制,无法很好的开展学生实验。可以尝试在教学中引入一株水稻突变体具体的研究作为实例,在授课的过程中,让学生参与到科研中,这样不仅形成结构与功能的生命观念、锻炼学生的科学思维、增强学生科学探究的能力,还能让学生体会到科研过程的艰辛和科研成果的伟大,树立学生要为祖国科研贡献力量的社会责任。这对基因工程的教学有很好的辅助作用。

关键词： 血红蛋白J-Bangkok   地中海贫血   血液学   基因型   DNA测序  

摘要： 目的分析血红蛋白J-Bangkok(Hb J-Bangkok)患者的血液学特征。方法收集2015年10月至2021年3月于惠州市第一妇幼保健院就诊的患者共86645例,使用全自动毛细管电泳仪检测其外周血样本,对筛查出Hb J条带的样本行血细胞分析和DNA测序。采用悬浮阵列技术检测α和β地中海贫血(简称地贫)基因。结果共检出46例Hb J-Bangkok(HBB:c.170G>A)患者,人群发生率为0.053%。单纯Hb J-Bangkok杂合子患者无血液学表型;Hb J-Bangkok合并SEA杂合子患者表现为轻型α地贫特征。首次报道了两例罕见类型,分别为Hb J-Bangkok合并Hb New York杂合子和Hb J-Bangkok合并SEA及βCD81杂合子。前者患者无明显血液学改变,其Hb J、Hb K和Hb A2分别为59.7%、39.5%和0.8%;后者患者表现为轻型α地贫特征。结论惠州地区人群Hb J-Bangkok发生率高,本研究有助于为疾病筛查提供参考数据以及完善惠州地区的地贫防控工作。

关键词： 单元整体   情境教学   学生活动   核心素养   基因工程  

摘要： 本文以“CART细胞免疫疗法视角下的基因工程”为例,在单元整体教学模式视域之下,探讨创设贯穿式情境、设计符合学生认知逻辑的“问题-活动链”的双流程情境教学策略,以实现情境、活动、核心素养的有机整合。

关键词： 克拉霉素   甲硝唑   阿莫西林   左氧氟沙星   DNA测序   药敏试验   幽门螺杆菌   耐药性   分析  

摘要： 目的探究张家口市某院消化科幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)对常用抗菌药物的耐药性,并探究Hp耐药相关基因与其耐药性的相关性。方法收集2020年1月—2021年5月某院采集的500例胃活检样本并进行Hp菌株培养,采用抗生素药敏试验、基因测序分析耐药情况及菌株的耐药突变基因情况并对比,分析耐药基因与耐药率的相关性。结果(1)共分离出125株Hp菌株,阳性分离率为25.00%,26株对4种常用抗菌药敏感,59株对1种及以上的抗菌药物耐药,CLA、MTZ、LEV的耐药率依次为20.00%、57.65%、29.41%,2种、3种药物的耐药率为23.53%、7.06%;(2)CLA、MTZ、AMX、LEV的基因突变率为41.18%、78.82%、10.59%、29.41%,2种、3种、4种药物耐药基因突变率为37.65%、17.65%、10.59%;(3)与DNA测序相比,药敏试验的CLA、MTZ、LEV耐药检出率均明显降低(P<0.05);(4)与耐药组相比,敏感组的A2143G突变率明显降低(P<0.05),与敏感组相比,耐药组的C148T、C261A、C261G、G271A、G271T、A272G基因突变均明显升高(P<0.05)。结论张家口市某院消化科Hp对常用抗菌药物存在一定耐药性,对MTZ耐药最明显,DNA测序在耐药检查具备更高应用价值,耐药表型影响耐药基因突变。

关键词： 高中生物学   学科核心素养   真实情境   高考评价体系   新教材   基因工程   单元作业   设计多元化  

摘要： “双核”是指《中国高考评价体系》中的核心价值和《普通高中生物学课程标准(2017年版,2020年修订)》(以下简称《课标》)中的学科核心素养,二者对“培养什么样的人、怎样培养人”作出了回答。核心素养是学科育人价值的集中体现。作业是发展学生“双核”的关键环节。本文以“基因工程”单元为例,提炼出单元作业设计的关键:以《中国高考评价体系》和《课标》为理论指导,以新教材为依托,以真实情境为载体,以核心问题为驱动,通过设计多元化的作业,促进学生综合发展,实现作业育人的功能。

关键词： 商业化种植   转基因技术   基因克隆技术   基因转移   转基因作物   重组大肠杆菌   转基因烟草   胰岛素  

摘要： 问什么是转基因技术?答:通常所说的转基因技术是指人为将一种生物的一个或几个已知功能基因转移到另--种生物体内“安家落户”,使该生物获得新功能的一种技术。1973年基因克隆技术诞生,1982年科学家利用转基因技术构建了世界上第一个重组大肠杆菌,用于生产胰岛素,同年诞生了全球首例转基因烟草。自1996年起,转基因作物开始大规模商业化种植。