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分子生物论文范文精选

分子生物论文范文第1篇

1.1采集地点的选择伊宁县位于东经80°13′~82°42′,北纬43°35′~44°29′之间,东邻尼勒克县,西与伊宁市和霍城县接壤,南邻伊犁河,与察布查尔、巩留两县隔河相望。同时,位于伊犁河谷中部,水草丰富,境内的伊宁口岸是伊犁地区重要的贸易口岸。

1.2实验材料

1.2.1蜱的来源2013年4-5月,从伊宁县的2个采集点、2个绵羊群,每群>30只,均未药浴,采集其体表寄生蜱,共获得硬蜱324只,放置于潮湿阴暗处,以保持其存活。

1.2.2主要试剂PCR所用试剂均购自上海生工生物工程技术服务有限公司;DNA提取试剂盒(DNeasyBloodTissueKit)购自德国Qiagen公司;其他试剂均为分析纯。

1.3实验方法

1.3.1蜱种鉴定参照《中国经济昆虫志》[9],用普通解剖显微镜将324只蜱进行形态学鉴定,初步分类后,从中选取50只用配备数码照相功能的解剖显微镜(LEICAM165C)拍摄图片,对蜱的盾板、假头、假头基、肛侧板、气门板、第一缘垛、孔区(雌蜱)等形态进行对比观察并测量[11]。1.3.2蜱的处理和DNA提取将蜱标本分别依次用浓度为70%、50%、30%、10%的乙醇溶液于37℃摇床中振荡冲洗1h,再用超纯水反复冲洗,干燥。最后置于消毒灭菌的1.5mlEP管中。按照DNA提取试剂盒使用说明书提取虫体基因组DNA,置-20℃保存备用。

1.3.3基因扩增用上游引物5′-CTGCTCAATGATTTTTTAAATTGCTGTGG-3′,下游引物5′-CCGGTCTGAACTCAGATCAAGT-3′扩增线粒体16SrRNA序列[12];上游引物5′-CAAAAWCCTGGTAAAATTAAA-3′和下游引物5′-GCACTATCAAGCAACACGACT-3′扩增COⅠ序列[10]。25μlPCR反应体系:模板1.5μl(约50ng),上游和下游引物各0.75μl(75pmol),50mmol/LKCl,10mmol/LTris⁃HCl(pH8.3),1.5mmol/LMgCl2,1单位TaqDNA聚合酶。PCR反应循环参数为:①16SrRNA为94℃预变性5min,92℃变性30s,54℃退火30s,72℃延伸30s,共38个循环,72℃终延伸8min。②COⅠ为94℃预变性5min,92℃变性30s,50℃退火30s,72℃延伸60s,共38个循环,72℃终延伸8min。扩增片段后送上海生工生物工程技术服务有限公司测序。1.3.4序列分析及系统进化树构建结合GenBank登录的图兰扇头蜱的16SrRNA和COⅠ参考序列,将本实验PCR扩增的6条16SrRNA及6条COⅠ序列测序结果与参考序列比对,运用Mega5.0软件的ClustalX程序分析,计算遗传距离并构建遗传进化树。

2结果

2.1蜱种鉴定所鉴定蜱共324只(168、156),虫体体型较小,雌虫体长3.2~5.5mm,雄虫体长2.9~3.6mm,呈褐色,背腹扁平似卵圆形,芝麻至米粒大,雌蜱饱血后可膨胀达蓖麻籽大。体分为假头和躯体两个主要部分(图1A)。假头基呈六角形,侧角明显,后缘微凹(图1B)。雄蜱盾板覆盖整个背部,雌蜱盾板覆盖背前部,前部较窄,后部圆钝,盾板遍布刻点,以细刻点居多,粗刻点少而零散(图1C)。眼卵圆,靠近盾板前部边缘。须肢粗短,中部最宽,前端稍窄。雄蜱气门板长卵形(图1D)。体端有缘垛,中垛大于边垛,常有尾突(图1E)。有肛沟,雄性肛侧板后缘内斜明显,内缘具角突,长约为宽的2.5~3.0倍,内缘中部稍凹,后缘向内显著倾斜,其后方凸角明显(图1F)。结合有关文献[9,13]认为伊宁县的蜱具有硬蜱科扇头蜱属图兰扇头蜱的特征。但由于吸血、饱血雌蜱及部分未成熟或形态变异的雄蜱,仅用传统形态学分类方法不能准确区分。因此,从324只中选出6只雌雄分别具有形态差异的蜱(4、2),根据采集地点分别将其命名为YN-1、YN-2、YN-3、YN-4、YN-5和YN-6。YN-1为当地典型雄性图兰扇头蜱;YN-2和YN-3为半饱血雌蜱,因其腹部吸血膨胀已无法观察缘垛,肛侧板和副肛侧板难以区分形态且边界不清;YN-4、YN-5和YN-6为部分形态特征改变雄蜱,YN4和YN5体端较宽似倒置三角形与典型的图兰扇头蜱卵圆形体端不同,且YN5气门板呈长逗点形与血红扇头蜱气门板相似;YN6肛侧板后缘圆钝,凸角不明显。因此对这6只蜱采用分子生物学方法进一步分析,对上述形态学鉴定结果进一步验证。

2.2分子生物学鉴定

2.2.1PCR扩增通过PCR扩增上述形态学差异较大的6只图兰扇头蜱线粒体DNA,产物经1%琼脂糖凝胶电泳分析,均获得特异性很好的PCR产物,与预期目的片段一致(16SrRNA约为460bp,COⅠ约为760bp)。

2.2.2图兰扇头蜱16SrRNA和COⅠ基因片段组成利用Mega5.0软件计算6只图兰扇头蜱的16SrRNA和COⅠ基因片段碱基组成。16SrRNA基因片段A、T、C、G的平均碱基含量分别为36.68%、37.12%、10.7%和15.5%,碱基A+T平均含量是73.78%。COⅠ基因片段A、T、C、G的平均碱基含量分别为38.56%、31.78%、14.12%和15.54%,碱基A+T平均含量是70.34%。

2.2.3图兰扇头蜱基因序列比对及系统进化树运用Mega5.0软件的ClustalX程序进行多重序列比对后,16SrRNA获得2种不同序列,并登录GenBank,登录号分别为KF547987和KF547989;COⅠ获得3种不同序列,登录号分别为KF688136、KF688137和KF688138。各结合GenBank登录的3种扇头蜱的参考序列构建系统进化树。6只图兰扇头蜱16SrRNA基因片段的遗传变异很小,共检测出2个单倍型,1个变异位点。其中YN-2、YN-3、YN-4和YN-5序列相同,为一种单倍型;YN-1、YN-6在216位点处为转换位点(T-C),为一种单倍型。基因序列比较结果显示同源性均在99.5%以上,遗传距离为0.3%~0.5%。而上述6只图兰扇头蜱的COⅠ基因片段序列变异较大,共检测出3个单倍型,4个变异位点。YN-1、YN-2和YN-6序列相同,为一种单倍型;YN-3和YN-5检测到3个变异位点,均为转换位点(A-G),无插入/缺失和颠换现象;YN-4在上述变异基础上,于574位点处发生转换(A-G)。基因序列比较结果显示同源性均在98.6%以上,遗传距离为0.3%~1.9%。

3讨论

分子生物论文范文第2篇

关键词:分子生物学;课程教学;改革研究;创新生物学人才

分子生物学的目标是在分子水平上阐明细胞活动的规律,从而揭示生命的本质[1]。虽然它在生物类专业课程体系中充当着重要角色,对生命科学的发展起着至关重要的作用,但是分子生物学的教学却因为课程内容多,学科交叉广,理解难度高,信息量大,知识更新快而使教学效果差强人意,集中表现为教师授课难和学生学习难。这种现状不但困扰着老师和同学,也与大学培养高素质创新型人才的目标不相适应。如何克服分子生物学课堂教学的“瓶颈”?本人在从事十多年的分子生物学教学过程中,努力研究和探索多种形式的教学改革,力求提升教学效果和教学质量。

一、教学内容的合理组织

分子生物学的教学除了选用好的教材,制定完善的教学大纲,如何组织教学内容是教学的一个非常重要环节[2]。教学内容呈现给学生的应该是完整、清晰的、有层次、条理的知识。我们在组织教学的过程中,首先从提高自身学科素养着手。“一本教材书,数种参考书”,除分子生物学国内、国外各类版本外,与分子生物学相互交叉和渗透的其他学科,如细胞生物学、生物化学、遗传学,我们也都进行了系统的学习和强化,不断夯实专业知识、拓展专业领域,基本构建了分子生物学完整的知识体系,具备了对教材处理的前提。既避免了教学中各学科的重复,也进一步凝练了知识。此外,我们还通过网络教学平台向全国优秀教师学习,在不断的探索中总结出了教学内容合理组织的一些思路。1.思维导学模式。在DNA复制教学环节,知识点多,并且较分散,很容易在教学中造成学习困难和知识混淆的现象,针对这章教学的特点,我们采用了思维导学模式,收到了非常好的教学效果。2.重点、难点解读。本科教学形式多样化,也更提倡学生的自主学习,但并不是淡化了教师的教学,反而对教师提出了更高的要求[3]。教师必须围绕每堂课的教学目的,合理组织和引导学生理解并掌握教学的重点和难点内容。比如在讲解染色体端粒末端修复机制中,教师首先要从教材的知识结构中梳理出重点。染色体端粒末端修复机制的知识点包括:(1)引物切除造成的遗传信息缺失;(2)端粒末端的特点;(3)体细胞和性细胞末端修复机制的不同;(4)DNA结构的变化;(5)端粒酶的修复机制。梳理知识点后,总结教学重点:一是引物切除后损伤修复在体细胞和性细胞中的不同;二是四链DNA结构;三是端粒酶的修复机制。其中端粒酶修复机制的讲授是学生学习的难点。难点集中在端粒酶的性质和修复发生的过程。经过对教学内容中重点和难点的准确把握和合理组织,教师才能在课堂教学中突出重点、突破难点,让学生的课堂学习无障碍。

二、教学方法和手段的改进

教学方法的推陈出新,是教学改革的重要内容[4]。为发挥学生作为教学主体的能动性,我们根据具体的教学内容设置了启发式、联想式、探究式等多种教学方法[5],让学生参与到教学过程中,不仅活跃了课堂气氛,而且在分享知识的同时,更注重教会学生灵活掌握学习的方法。

1.启发式教学。启发的目的在于举一反三,触类旁通。针对每一次的课堂教学,设计一些抛砖引玉的问题,供学生思考与讨论,这成为了分子生物学理论教学的重要组成部分。如进行到真核生物基因表达调控学习环节,提出甲基化修饰的生物学意义,这个问题覆盖范围广,涉及到了DNA复制的调节、蛋白质和DNA甲基化修饰对基因表达的调控,以及Epigenetic(表观遗传学)方面的知识。通过提出问题—讨论分析—不断启发—再讨论分析—归纳总结—解决问题这一系列的互动教学活动,充分调动了学生课堂学习的主动性和积极性,在不断的讨论分析中通过展示不同的思维、发表各自的观点,不但有利于促进学生在学习中发现问题、解决问题,而且有利于学生通过对基础知识的消化、理解来达到理论的升华、拓展[4]。

2.联想式教学。分子生物学是在生物化学、细胞生物学和遗传学的基础上发展而来[6],因此知识相互交叉、相互渗透。在授课的过程中,教师一方面要避免重复,一方面要通过联想知识点适时培养学生的发散性思维,提高学生对知识的迁移能力和整合能力。如在讲解化学修饰对基因的表达调控时,将细胞生物学中的信号转导有机结合,使学生了解基因表达调控对细胞信号转导的作用机制。

3.探究式教学。在分子生物学教学中,每一个理论知识的背后都是科学研究的重大突破。如确定遗传物质是DNA的两大经典实验,我们以探究的形式呈现教学内容,从实验设计,到结果显示,再经过讨论分析并得出结论,以课题研究的角度,研究人员的身份引导学生进入学习角色,将学科概念、理论产生的起因和过程展示给学生,启发学生努力探索,走近科学,让学生从中领悟知识形成的探究性和科学性,逐渐培养具有创新意识和能力的高素质研究型人才。4.多媒体多样化教学。分子生物学的教学内容具有微观性、复杂性、抽象性和动态性。传统的教学手段无法满足教学的需求,而多媒体技术则具有声像俱佳、动静皆宜的特点[7],是传统教学无法比拟的。多年来我们不断补充和完善教学手段,逐渐形成了独具特色的多媒体教学课件。多媒体图像处理清晰直观,文字表述简洁明了、主题突出。课件中的图像来源于国内外的网络数据平台。如讲述DNA半保留复制机理时[8],首先将DNA可能存在的几种复制方式用图像展现,并利用Meselson和Stahl设计的DNA复制同位素示踪实验和密度梯度离心实验来进行结果验证,引导学生明确掌握DNA半保留复制特点,并结合文字,通过图文并茂的多媒体课件,将教学内容中的背景知识、基本概念、基本理论,以及静态、抽象的微观知识清晰讲解。多媒体课件动静结合、声像互动。对于生命过程中动态的知识点,比如DNA的复制、RNA的转录、蛋白质的翻译过程,可以将这些复杂的生命过程利用多媒体手段做成动画并配以文字和声像,形象直观地展现给学生,既加深了学生对知识的理解,也提高了其学习效率。

三、知识领域的拓展

分子生物学的教学内容除包含基础理论知识外,还有大量理论应用的研究方法部分。我们在教学中不仅仅将知识局限在教材中,利用课堂教学不断引导学生去了解本学科相关领域内的研究热点、最新进展、发展趋势[8],以及生物技术在生产实践中的广泛应用。

1.专题讲座与专题讨论。专题讲座是教师根据教学内容,自己组织参考资料对教学内容的延伸与拓展。比如在讲授“SNP技术”时,先从遗传标记分析的发展着手,把一代、二代的标记分析做知识性的回顾,再将纳入教材的第三代标记分析“SNP”做详细的讲解,引导大家理解什么是单核苷酸多态性,核苷酸多态性研究的生物学意义以及在医学、农业、畜牧等多种领域的发展与应用。通过这种方式激发了学生的学习热情和求知欲,也使教师不断地进行知识的更新,及时了解本学科当前发展的趋势、研究的热点以及争论的问题。专题讨论则是以学生为主体,根据课程教学内容,组织学生就某一个专题自行查阅、组织文献资料,并在课堂上展开讨论[9]。比如在讲授基因重组的教学内容时,设计“转基因的利与弊”供学生讨论。引导学生思考基因工程药物和转基因动植物对社会产生的巨大影响,让知识离开课本走进生活,从而唤起学生学习的兴趣和探索未知领域的欲望。这不仅使学生更加深入、系统地理解所学知识,并且培养了学生灵活运用知识的能力[10]。

2.生物信息技术与数据库。生物信息技术已经发展成为分子生物学研究方法中不可分割的一部分,比如在“PCR技术”的专题讲座中,不仅要对实验目的、原理、操作以及应用进行讲解,还要特别对引物设计的生物信息技术进行补充,介绍学生对一些常规的生物信息技术软件Primer6.0、DNAman、Olig6.0、DNAS-tar、Cluster等有一个基本的认知度。在整个分子生物学的教学中,学生需要自行查阅和组织各种文献资料,因此,必须特别强调互联网资源运用的重要性。教师通过介绍中国知网、维普、清华同方、NCBI等几个常用资源库,使学生了解如何利用资源库进行查询,对互联网资源的熟练应用使学生的知识体系得以完善,学生通过自身的努力来提高信息收集和辨别的能力,培养了学生的自学能力。

四、教学改革中应该注意的问题

1.教师的专业修养与教学基本功。教师在教学中具有双重身份,既是一名导演,又是一名演员。作为导演,首先需要有最新的教学理念,整个教学过程中适时设问、适时讨论、适时启发。其次要有较强的课堂组织能力,根据学生的学习情况,把握课堂节奏,调动学生课堂学习激情,使教学有的放矢。否则会在教学中出现“启而不发”和论证条理不清的现象;作为演员,还要有良好的课程驾驭能力,通过教师扎实的专业知识、广泛的认知领域、全面的知识结构,呈现给学生的是一个丰盛的知识大餐,而不是一锅夹生饭。因此作为教师,必须从理论水平、科研水平、思维水平这3个方面提高教师自身的专业素质,此外,还要掌握适合自己的各项教学技能。

2.多媒体教学的合理应用。多媒体教学只是一种提高教学效果的辅助手段,是为教师的教学和学生的学习服务的,只有运用合理才可能达到好的效果。因此尽量避免在多媒体教学课件上出现过多的文字,否则多媒体成了教学活动中的主体,老师由照本宣科转变为扮演放映员和播音员的角色。学生的学习兴趣不高,教学效果也就适得其反。多媒体和传统教学只有合理地结合,取长补短,才能在课堂教学中体现出其真正的价值。总之,教学改革的目标是帮助学生建立学科知识体系,培养学生良好的科学素养,提升学生后继学习的能力。正如叶圣陶先生所说:“教师的教学,不在于给学生搬去可以致富的金子。而在于给学生点金的指头。”目前,我们关于分子生物学课堂教学改革还处于不断探索和实践阶段,除了需要不断地提高教师自身的学科修养和科研素质外,也以“夯实基础、拓展知识、增强能力、提高素质”[8]作为教学的目的和人才培养目标,努力在今后把教学工作开展得更加有生有色,为社会培养更多高素质创新型人才。

作者:武晓英 乔宏萍 张猛 吴丽华 郝雪峰 单位:太原师范学院

参考文献:

[1]朱玉贤,李毅,郑晓峰,等.现代分子生物学[M].第4版.北京:高等教育出版社,2012:1.

[2]戚晓利,张丽敏,薜春梅.分子生物学教学改革的探索[J].生物学杂志,2003,20(6):51-52.

[3]朱虹.《分子生物学》教学改革的实践与思考———启发式教学和论证型教学的综合运用[J].安徽农学通报,2010,16(1):190-192.

[4]许崇波.《基因工程》课程教学改革初探[J].大连大学学报,2005,26(6):41-43.

[5]文静,申玉华,赵冰.高等学校分子生物学教学改革初探[J].吉林农业,2013,305(8):92-93.

[6]王荣,刘勇,姜双林.高等师范院校分子生物学课程教学改革与实践[J].生物学杂志,2012,29(1):100-102.

[7]张金岭.浅谈多媒体教学[J].教育与职业,2009,(30):189-190.

[8]徐启江,李玉花.分子生物学教学改革与高素质人才培养[J].黑龙江高教研究,2007,158(6):159-161.

分子生物论文范文第3篇

生物化学实验既是实践教学的课堂,又是学生理解、掌握和运用知识的重要途径。利用生物化学实验课可以进一步拓展其与理论知识相联系的空间。然而在实验课上,我们发现部分学生只会按部就班地操作,只重视实验结果正确与否,采取应付了事的做法。因此,在实验开始时我们可以采用提问等方式帮助学生复习巩固相关的理论知识,引出实验目的,这样学生就会充分认识到理论知识对于指导实验操作的重要性;而另一方面,实验结束时总结分析,通过实验操作也加深了对理论知识的进一步理解。实验过程中,应激发学生动手实践的兴趣,增强其独立完成实验的信心,注意并引导其注重观察实验现象,遇到实验结果不一致的情况,我们应鼓励他们自己寻找原因,从而培养他们敏锐的观察力和锻炼他们分析、解决问题的能力。例如在“温度影响尿素酶活性因素”的实验中,应该是55度反应的试管中颜色最深,可部分学生做出的结果不尽相同,这就要引导他们思考分析在实验操作中是否注意“预温”、“按一定顺序滴加试剂”等细节。

2实验教学应注重培养基本实验技能

熟练扎实的实验技能是能否做好一个实验的先决条件,规范操作是保证实验结果准确可信的必要前提。因此在第一次做实验时就要给学生强调实验技能在实验过程中的重要性,以便学生自主加强基本技能和基本操作的训练,如试管、烧杯的刷洗,刻度吸管、加样枪的使用等。教师要认真示范,不仅要教会学生如何使用,而且要求学生熟练掌握使用方法,对可能的错误操作进行特别的提醒。实验中不断巡视督促,及时指正学生在操作过程中出现的错误。对首次使用的仪器简要介绍其原理,严格按仪器的操作规程进行示范,让学生养成认真严谨、规范操作的实验习惯,从而提高实验课的质量。

3实验教学应积极探索新的教学模式

传统的实验教学主要是以验证性、基础性实验为主;且实验教材内容稍显陈旧,技术手段滞后,不能反映当今科学的前沿。同时由于实验预期结果较明确,容易造成学生兴趣不高、消极怠工,编造数据或是抄袭报告的现象时有发生[2]。近年来,生命科学尤其是分子生物学的发展迅速极快,应尽可能地让学生接触和了解更多的新技术、新知识。同时为了顺应医学发展的需要,培养基本功扎实、动手能力强的高素质医学人才,我们改变原有教学理念,积极探索新的实验教学模式,将实验内容分成2个实验模块,即生物化学实验和分子生物学实验,涵盖了生物化学与分子生物学的基本实验技术,锻炼了学生的动手与思考能力,体现了设计性和综合性,也促进了师资队伍学术水平和教学水平的提高。

例如我们将“影响酶活性因素”调整为设计性实验,通过设立相关的问题和讨论点,指导学生查阅文献资料、合理制定方案、自行开展实验,引导学生思考、讨论、分析和评价问题。这种提问式、引导式的实验教学新模式始终让学生处于主体地位,能激发学生的学习热情,活跃课堂气氛,有助于学生科研素养的养成和创新综合能力的培养。同时也进一步增强了教学老师的综合素质,提高了教学的品质,从而达到实践教学与理论教学互融互动的良好效果[3]。而通过综合性大实验的开设,有助于学生对于各章节理论知识的掌握和融会贯通。例如我们开设了“基因组DNA的提取、检测及PCR扩增”、“质粒DNA抽提、酶切、连接”、“感受态细胞的制备及重组质粒的转化鉴定”三个分子生物学综合性实验,构成了一个完整的基因工程的实验流程,使学生对重组DNA技术的基本原理和操作步骤有了直观的认识,并掌握了离心、电泳、分光光度技术等生化重要技术。每一个实验之间环环相扣,相辅相成,前一个实验的成功与否直接会影响接下来的实验结果。因此如果想完整地做好一个综合性大实验,学生的注意力会更加集中,而且在实验的过程中无论从理论知识方面,还是实验技能的操作方面都会得到很大程度的提高。

分子生物论文范文第4篇

[摘要] 生物化学与分子生物学研究生的培养,在该学科研究生硕士点的建设中占重要地位,本文对医学院校生物化学与分子生物学研究生的培养实践进行反思,旨在提高研究生论文质量。

[关键词] 生物化学;论文质量;医学院校研究生

[中图分类号] G642[文献标识码] C [文章编号]1673-7210(2011)08(a)-119-02

Study on the degree thesis quality of biochemistry and molecular biology students in medical couege

FU Xinhua, YANG Xiaoyun, WANG Shouxun*

Department of Biochemistry and Molecular Biology, Weifang Medical College, Shandong Province, Weifang 261053, China

[Abstract] Training graduate students of biochemistry and molecular biology have an important station in biochemistry development. We reflected the practice of biochemistry and molecular biology training in medical graduate students to improve the quality of thesis.

[Key words] Biochemistry; Thesis quality; Medical graduate student

当前我国社会竞争日趋激烈,从而加大了对高学历、高素质人才的需求,高校招生规模的年平均增长率是26.9%。在此形势下,如何调整研究生的培养目标和教育模式,已成为各大高校研究生教育需要解决的当务之急,因此探讨研究生培养目标和教育模式具有重要意义。

医学生物化学与分子生物学研究生的培养和教育是造就高层次人才的渠道之一,如何加强对医学研究生培养全过程的质量监控,保证培养质量,是目前高校值得研究的重要课题。其中,建立医学院校生物化学与分子生物学研究生教学督导制度及对研究生学位论文进行质量监控,是保障培养质量的有效途径[1-2]。

1 我校生物化学与分子生物学研究生培养存在的问题

当前我校生物化学与分子生物学专业研究生实际培养工作中,存在一些问题,主要表现在:

1.1 对研究生培养环节的监控不到位

长期以来,研究生培养多注重对结果的评价,以研究成果、毕业论文和就业状况等来衡量研究生培养的优劣,而对研究生培养过程的监管不足。

1.2 导师对研究生培养过程的指导投入不足

随着研究生招生规模的扩大,每位导师指导的学生数量增多,导师整体负荷增大,师生间的直接互动减少,加之导师工作忙,事务多,时间和精力投入都难以到位,以致出现一些研究生培养“放羊”现象,如课题未经论证、开题报告时间滞后、毕业论文答辩匆忙等,从而制约了研究生的培养质量。

1.3 研究生学位论文质量有下滑趋势

招生规模扩大以后,导师压力增大,难以保证每个学生高质量的完成学位论文,造成同年毕业的研究生论文质量良莠不齐。

2 提高医学院校生物化学与分子生物学研究生学位论文质量的几点思考

研究生阶段的教育重在培养学生的科研能力,而学位论文能全面衡量研究生的综合水平。其中,论文选题和开题的严格把关是学位论文质量管理的一个重要方面,对保证和提高学位论文质量至关重要[3-4]。本文分析了医学院校生物化学与分子生物学硕士学位论文各环节存在的问题,提出了加强其质量监控的具体措施。

2.1 美国研究生教育模式

美国研究生教育在世界研究生教育中占重要地位,19世纪以来,美国以培养大学教师和高水平研究人才为研究生教育目标。研究生教育便担负起培养各学科高级研究人才的任务。从20世纪70年代至今,美国研究生的教育质量不断提高,美国研究生教育始终保持较高的整体质量、宏观质量和体系质量[3]。

目前美国研究生教育的评估力量主要来源于社会和高校自身,且以社会评估为主。内部评估遵循“宽进严出”的原则,从招生、课程学习、科学研究、中期考核、考试、论文写作、答辩等方面进行质量控制[4]。美国通常采用高校(系、科)评分的方法评价高校质量,通过评价高等院校的实际办学水平及在大学群与社会中的相对地位来促进其质量提升。培养过程有规范性要求,并严格按计划和程序实行淘汰[5]。

2.2 提高我国医学院校生物化学与分子生物学研究生论文质量的建议

根据我国的研究生培养目标,研究生应当具备从事科学研究和独立承担专门技术工作的能力。研究生教育规模迅速扩大,质量问题日益凸显,引起教育界及社会各界的关注[6]。质量管理系统的功能是对高校研究生培养质量保障系统的具体组织与执行,它直接决定了研究生培养质量保障系统功能的发挥。

2.2.1 研究生培养中期考核培养过程的督导包括导师遴选、培养条件、培养方案、课程设置等的监督、检查,重点是中期考核。实施中期考核是研究生培养过程的重要环节,中期考核未达标者,可给予一定形式的警示,令其限期达标。

2.2.2 对生物化学与分子生物学培养方案与研究生培养计划的审查与督导审查与督查是督导工作的重点。一方面对其培养方案进行审查,另一方面查阅所选学位点的研究生培养计划,重点审查其培养目标是否合适,课程设置与安排是否合理等。

2.2.3 加强教学与管理研究生部加强学籍管理、宏观管理、质量检查与评估等工作,全面监督课程设置、教学实施、成绩考核、论文评审、学位答辩等工作。

2.2.4 学位论文质量监控是重中之重学位论文监控包括开题报告、论文把关、质量评定、论文质量等级及学位授予。督导的重点是检查毕业论文质量,进一步完善论文“盲审”制度能更好地确保毕业论文质量。①开题报告质量监控:开题报告是提高论文质量的重要环节。开题报告重点检查文献是否满足论文课题的要求、有无书面报告书等。中期的学术报告或阶段总结重点检查论文进展情况、后期计划、存在问题及指导小组人员的评议意见,以促进论文质量的提高。②学位论文质量监控:研究生学位论文水平是评估研究生质量的重要指标之一,必须加强对研究生学位论文的质量监控与督导。学位论文的质量监控重点是检查论文质量,协助研究生部对论文进行质量抽查,将该部分论文送予外校专家进行双盲审查,查阅专家评审意见,并参加论文答辩会,提出意见,供导师、管理部门参考和质量抽查,从而保证论文质量。

2.2.5 开展对生物化学与分子生物学导师的督导工作着重从研究生的课堂、教学、文献综述、开题报告、论文中期检查、学术活动、学术交流、学位论文质量与论文答辩等方面对导师工作进行督导检查。

本文通过对生物化学与分子生物学专业研究生培养过程存在问题的分析,围绕加强研究生培养过程管理、全面提高研究生培养质量,从控制的重点、手段和主体等方面提出了进一步实施研究生培养质量监督控制的相关措施,以期对研究生培养工作有所裨益。

[参考文献]

[1]沈岚,刘新平,药立波.研究生分子生物学实验教学的几点体会[J].山西医科大学学报,2008,10(6):701-702.

[2]蒲云,代宁,王永杰,等.谈创造性拔尖人才成长规律-全国优秀博士学位论文作者调查启示[J].西南交通大学学报,2006,(4):12-15.

[3]郭岩,刘爱华.优化研究生课程评价,保障培养质量[J].高教研究,2005, 29:48-49.

[4]王则温,章丽萍,张君.提高博士生培养质量的关键是建设高水平学科[J].学位与研究生教育,2002,(11):29-31.

[5]汤磊.医学硕士生课程教学质量评价模型实证研究[J].医学教育探索,2004,3(1):47.

[6]路凡.医学研究生分子生物学实验教学的体会[J].山西医科大学学报,2006,8(1):85-86.

分子生物论文范文第5篇

1.1PCR核酸技术

PCR核酸技术是构成分子生物技术的核心技术,也是整个技术中最具有广阔应用前景的一项实用技术。PCR核酸技术由三部分构成:PCR-SSCP技术、PCR-DGGE技术及PCR-RFLP技术。a)PCR-SSCP技术是PCR核酸技术的一个重要构成,通过将银染方法技术和荧光检测技术结合研究,对SSCP凝胶DNA谱带结构的高效率方法进行合理优化分析,使整个SSCP凝胶DNA谱带结构获得保障,进而通过检测分析提取的环境样品的试验对应内容,通过提取出环境样本中的DNA组别对整个试验后续过程进行有效分析[1];b)PCR-DGGE技术是对生命物理学内容的实际应用,按照一定顺序检测生命物质碱基,获得变性试剂解链不同的内容物质反映,对样本进行检测,达到研究目的。可以从环境样本中提出相关样本基因组别的DNA,为后续试验提供样本。按照PCR扩增原理扩增样本DNA数量,保障目标基因组的数量;c)PCR-RFLP技术虽然也属于PCR核酸技术,但与上述两种技术相比有较大不同。PCR-RFLP技术通过利用限制性核酸内切酶,对不同位置在特异的位点上结合,进行有关的DNA识别,通过识别试验了解DNA的双链结构,分析整个试验。这项试验的具体操作方法是通过在被当作引物的物质内,单独添加项目标记,使这个标记项目具有位置的一定性,这项标记可以在后续实验中作相应的类型对比参照,在进行DNA结构切割实验的过程时,需要对样本内采用相应的限制性核酸内切酶,得到相应的DNA双链片段[2]。

1.2PCR的测线技术研究

微生物环境技术研究需要按照生物学有关内容,利用分子生物技术使微生物环境中能偶分离出一些崭新的、有价值的研究群体或不同类型种类的生命特征。因而对微生物环境中各品种、各类别和种类的确定,可以为新微生物群体的发现提供有力的技术保障,使PCR测序技术能够在微生物环境检测中发挥实际应用价值。

1.3基因探针测试技术的研究

基因探针是通过对微生物环境中的特异性研究,对单链DNA的片段进行序列研究,在结合解链的相关操作步骤中,根据碱基结构生物学的互补原理,对微生物环境中提取的样品进行相应交互反应对照观察。在提取的微生物样本中微生物基因探针上进行相应位置标记,可以在微生物繁殖过程中进行有效对比观察,使微生物环境中生物技术的发展获得有效、直观的保障[3]。

2分子生物技术在环境工程微生物领域中的应用

2.1环境排放对微生物多样性的影响

自然环境中存在数量众多的生物种类,生物结构和类型存在很大不同。众多生物的结构微小,不容易被直接观察到,却广泛地生存在生物介质如河流的底泥、污水等处,这些被统称为微生物。随着工业的快速发展,环境污染逐渐加重,使微生物的生物学结构发生一定程度变化。在保障环境治理的同时,也要对微生物进行观察和了解,通过与环境因素的有效结合,使微生物研究获得有研究价值的资料。要了解环境首先要从环境的生物群上进行研究,要治理环境就要从环境工程的微生物群种中进行研究,选取相应方法技术,提供有价值的研究数据。在生活、生产中的垃圾排放要进行管理和规划,控制垃圾排放对微生物生物结构变化产生的影响,保障微生物群的多样性和生物学良性发展。

2.2对污染物的降解作用

现代工业的快速发展使污染物增多,严重地破坏了生态环境。其中有的化学物质很难被有效清除,对环境的影响有直接的破坏作用,分子生物技术是可以通过微生物对环境的影响使环境的结构产生一定变化,为污染物的降解提供新的解决途径。中国的分子生物技术需要根据时展的客观需要,研究微生物修复的相关机制,得到微生物改善土壤和水质的有效性方法,这种降解过程与传统降解过程相比具有对生态环境保护和协调作用。

2.3石油降解技术应用

中国工业发展的重要特点是能源消耗速度快,社会发展离不开能源。目前环境污染治理与工业发展速度不协调,石油等能源污染问题使环境治理工作的难度加大。石油污染的类型是多种多样的,污染可以出现在石油生产中,也可以出现在海上石油平台,多种多样的污染问题使污染处理困难重重。分子生物技术可以在石油降解工作发挥很大作用,分子生物技术比传统降解技术具有多种优势且成本相对低廉,应大力发展分子生物技术和石油降解的相关研究。

3结语

分子生物论文范文第6篇

从2002年开始,我们结合我校人才培养目标及具体情况,制定了本科生《分子生物学实践》及《基因工程实践》的教学大纲,开设了相应独立的实践课程,设计了质粒提取、PCR技术、DNA电泳、限制性内切酶技术、DN段的胶回收、外源基因的连接及重组DNA的转化、筛选和鉴定等最基本需要掌握的实践。同时,我们还自编了内容详细、操作具体的实践教材。从2002年第一次开课至今已经过去了十多年,实践课取得了一定的成绩,根据课上学生上课情况和完成的实践报告上看,学生反应良好,能积极动手动脑并提出问题,实践报告也完成得认真、仔细。学生掌握了这些基本实践的原理和操作,对将来从事中药相关领域的研究工作有一定的帮助。但是在这十多年的教学实践中,我们也发现了问题,由于该课程的实践内容全都是验证性实践,实践设计为“教师包办型”,从试剂配制到操作步骤教师都已经准备好,学生只是按照规定的步骤按部就班地做实践就行了,在这样的教学模式下学生的行为受到限制,对教师和教材依赖性强,限制了发挥学生主动思维的空间。

二、改革实践教学内容,强调综合性和连贯性

由于验证性实践限制了学生发挥主动思维的空间,因此,必须建立分子生物学实践教学创新培养新模式,从验证性实践过渡到以设计性、综合性实践为主,重点培养学生在科研中的综合思维能力及实际动手操作能力,变被动灌输为主动思考,为学生今后进实践室从事相关领域的科学研究做准备。我们在改革中强调实践的综合性和连贯性,如学习重组DNA技术时,我们安排了5个实践:重组质粒的提取,DNA的酶切,DNA凝胶电泳及片断的胶回收,外源基因的连接,重组DNA的转化、筛选及鉴定。这五个实践包括了重组DNA技术的五个核心内容“分、切、接、转、筛”。我们把这5个实践串联成一个综合实践,使其具有连贯性。每次实践结束时的样品正好是下次实践的材料,这些实践将变成一整套前后关联的有机整体,一环扣一环,只有这5个实践全部操作成功了,才能最后得到自己需要的克隆。这种综合性实践使学生在整个过程中面临着挑战,也使最终成功得到产物的学生有成就感;不仅能培养学生综合实践操作能力,还能培养学生团结协作的精神和对科学研究的兴趣。

三、开放型教学模式,提高教学质量

在传统的实践课教学中,学生除了在规定的上课时间,机械地完成规定的实践任务外,几乎没有机会进入实践室,学生的主观能动性得不到发挥。开放实践室,为学有余力的学生提供更多时间和空间显得很有必要的。但对于多数中医院校来说,由于实践室资源紧张,在开放方面一直实行得不够。这次,我们尝试对学生开放实践室,鼓励学有余力的学生进入实践室,开展相关的分子生物学实践研究,取得了一些成绩。我们首先在课堂上向学生介绍本课程组教师在课题研究中所用到分子生物学实践技术。有不少学生对教师的科研课题感兴趣,我们组织感兴趣的学生,在业余时间来课题组和教师一起进行了相关分子生物学的实践研究。通过和研究生共同实践,加强了理论课的知识。其次,我们组织学生利用所学到的分子生物学知识,以小组为单位,通过课下查阅资料,完成了科研小课题的实践设计。学生在课堂上讨论了他们设计的小课题,通过教师评价并与教师一起讨论,调动了学生的学习兴趣,激发了学生活跃的思维,通过讨论进一步修正方案,使其更加完善。同时,教师利用业余时间,组织感兴趣的学生进行了正式实践。最后,在课堂中,我们抽出15分钟,让做实践的学生讲了具体实践的体会和出现的问题,与大家分享成功的快乐和失败的经验。学生听得都非常认真,讨论得也很热烈,大家都觉得这种实践教学模式非常好,增长了很多知识,如果时间允许,希望能多些这种实践教学模式。

分子生物论文范文第7篇

1.1选课学生的分子生物学背景知识:

对选课学生的分子生物学背景知识的调研发现:在选课人群中,90.7%的学生缺乏分子生物学的理论背景知识(31.40%学生没有了解,59.30%的学生了解不多),仅有不足10%的学生对分子生物学理论知识比较了解或进行过系统学习,见表1。这就要求我们在讲解分子生物学技术之前,需要介绍必须具备的分子生物学基本理论知识。大于50%的学生从未接触过分子生物学技术,有过动手操作经验的仅为16.28%。提示我们的实验教学要循序渐进,给学生充分的操作时间与足够的训练。如果能对选课人群在开课前进行初步的调研,根据其分子生物学知识背景分组授课,有望达到更好的教学效果。

1.2课程设计与安排:

我们对学生选修本门课程的动机与预期学习目标进行了调查,结果见表3。研究表明,77%的学生以掌握实验技术作为学习本门课程的主要目标,体现出对于本课程实用性的一致要求。进一步深入分析研究生科研对分子生物学技术的共性需求,对提升本课程的实用性具有重要意义。同时,突出实验的可操作性,增加学生动手机会、提高操作水平也是本课程的改革需要重点考虑的内容。与选课学生的预期目标对应,多数的学生希望增加动手操作的机会,72.09%的学生希望实验准备工作主要由学生完成,15.12%的学生希望全部的实验准备均由学生完成,体现了学生希望掌握分子生物学实验技术全流程的急迫性。对于教学模式,以“科研设计-实施”为核心的教学方式更加受到学生的青睐,80%以上的学生认为比较感兴趣这种授课方式。

2讨论与建议

分子生物学技术已经广泛应用于中医药各个研究领域。掌握分子生物学技术业已成为我校研究生的迫切需求,选修分子生物学实验是其掌握基本实验操作、提高科研素养的重要途径之一。根据本次调查的结果,我们认为分子生物学实验课程可以重点进行以下几方面的改革,以进一步满足研究生学习与科研的需求。

2.1补充基础理论知识:

本校的研究生生源背景多样,但以中医药相关专业为主。在本科阶段接受的训练中,关于分子生物学的基础理论接触相对较少。如果实验课程的教学仅仅讲授实验操作步骤,难以使学生理解实验原理、实验操作步骤的意义,也难以让学生具备科学分析实验结果、改进实验步骤的能力。因此,在实验课教学中,在讲授实验原理、步骤方法等常规内容外,还必须深入浅出介绍实验技术涉及的分子生物学基础理论知识,弥补其原有知识结构的不足。根据学生分子生物学背景知识层次不齐的特点,可以尝试通过课前调研、分班授课提高教学效果。

2.2增加动手操作机会:

由于实验样本和教学课时有限,一方面部分学生只是参观别人做实验,并未亲自动手;另一方面,教师完成了大量的实验准备工作,学生只是参与了“正式”的实验过程。但是,作为研究生应用分子生物学技术独立从事科研活动,实验的准备、实施、数据分析整理的全过程都必须亲自完成。为了提高教学效果,提高研究生动手能力,建议研究生参与分子生物学实验的全过程(包括实验准备及善后),并建议研究生每人可以独立完成1个样品的全程分析。

2.3锻炼科研设计能力:

如果规范的实验操作是获得可靠数据的保障,那么合理的实验设计则是获得有意义科研数据的前提。在实验课教学中渗透科研设计的理念与方法,同样是实验课程教学的重要组成部分。而教师引导下的学生科研选题设计、实验操作方案细化可以作为实验课程教学的重要补充,以锻炼和提高研究生科研设计能力。探索以研究生自主选题为核心的分子生物学实验课程教学模式,将是未来分子生物学实验课程改革的重要方向。

3结语

分子生物论文范文第8篇

小麦是世界上的主要粮食作物之一,在农业生产中占有十分重要的地位。与其它农作物一样,由于在育种中大量使用一些相同的亲本,导致栽培小麦基因大量流失,使其遗传基础日益狭窄、遗传变异率低,对其产量和品质的进一步改良起着极大的限制作用。虽然在小麦的野生近缘物种中有许多改良小麦的优异基因,但将这些基因导入到普通小麦需要特定的一些技术和手段,而且效率较低。现有栽培品种和地方品种,特别是一些特异材料,是小麦的初级基因库,其中也含有改良小麦产量和品质所需的一些优异基因。从小麦的初级基因库向栽培小麦中转移基因不需要特定的技术和手段。因此,对现有小麦材料和小麦地方品种的遗传多样性进行深入研究和评价,有助于将其中的优异基因向小麦背景中转移,增加栽培小麦品种的遗传多样性。现代分子标记技术的进一步发展和完善,使得人们能够从分子水平对大量材料进行深入研究,详细揭示其遗传多样性。本研究利用APAGE、SDS-PAGE、荧光原位杂交技术(FISH)、RFLP、R、STS-PCR等常规和分子标记方法,对多小穗小麦新种质‘10-A’背景中的黑麦染色质及其对农艺性状的影响、中国特有小麦地方品种中的贮藏蛋白基因多样性、中国特有小麦地方品种群体间和群体内的遗传多样性及其遗传关系、中国高抗赤霉病小麦地方品种间的遗传多样性等几个方面进行研究,取得的主要研究结果如下:

1.利用APAGE、荧光原位杂交技术(FISH)、PCR和RFLP标记,对导入黑麦多小穗等性状创制的小麦新种质‘10-A’进行了分子检测。APAGE分析发现,‘10-A’与其他T1BL.1RS易位系一样,含有黑麦1RS的醇溶蛋白标记位点Gld1B3。用黑麦1RS的特异性PCR引物对‘10-A’的基因组DNA进行扩增,发现其也具有黑麦的1RS染色体。以黑麦基因组总DNA作探针,用中国春基因组DNA做封阻,与‘10-A’根尖细胞有丝分裂染色体进行荧光原位杂交,结果表明黑麦1R染色体的整个短臂(1RS)易位到‘10-A’中。用25个RFLP标记进行Southern分析,进一步发现10-A的1特异性限制片段发生丢失,代之以黑麦1RS的特异性限制片段,而位于其他染色体上的特异性限制片段未发生缺失。FISH和RFLP标记同时表明,‘10-A’中没有小麦4A-黑麦4R染色体易位。据此认为,多小穗小麦新种质‘10-A’属于T1BL.1RS易位系。同时,本研究还对‘10-A’的多小穗改良系进行了分子检测,发现他们均具有T1BL.1RS易位染色体。

2.对几种鉴定小麦背景中的T1BL.1RS易位染色体的常规方法和分子标记方法进行比较发现,APAGE方法是一种快速有效的方法,最易于在小麦育种选择中应用。

3.以来源于多小穗小麦新种质‘10-A’、普通穗型小麦品系88-1643和川育12号组配的三交组合‘10-A’/88-1643//川育12号的重组系为供试材料,选用4个RFLP标记和1个醇溶蛋白标记Gld1B3分析了T1BL.1RS易位染色体对农艺性状和籽粒蛋白质含量、及其性状间的简单相关和偏相关的影响。结果表明,T1BL.1RS易位[文秘站:]染色体对小麦小穗数、每小穗结实粒数、千粒重、穗粒重、株高和籽粒蛋白质含量等几个性状具有显著的影响,而对穗粒数和抽穗期的影响不大。T1BL.1RS易位系的平均小穗数、千粒重、穗粒重、株高和籽粒蛋白质含量分别比非易位系高5.0、4.6、6.4、5.7和6.8,而平均每小穗结实粒数则低6.9。从农艺性状间的简单相关和偏相关系数来看,一些性状间的显著简单或偏相关关系仅T1BL.1RS易位系群体中检测到,而另一些性状间的显著简单或偏相关关系仅在非易位系群体间检测到。同时,一些性状间的简单相关系数在易位系和非易位系群体间的差异性达到显著或极显著水平。这些结果表明,T1BL.1RS易位染色体不仅对小麦农艺性状和籽粒蛋白质含量具有显著的效应,而且对性状间简单相关和偏相关的程度和性质均有一定的影响。

4.利用APAGE和SDS-PAGE技术对四川白麦子地方品种、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻麦的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基进行了分析。结果发现,在89份四川白麦子地方品种中,共出现35种醇溶蛋白带型和3种高分子谷蛋白亚基组合,其中2份小麦地方品种的醇溶蛋白带型和87份小麦地方品种的高分子谷蛋白亚基组合与‘中国春’一致。在14份云南铁壳麦中,出现了8种醇溶蛋白带型和3种高分子谷蛋白亚基组合。在9份半野生小麦中,出现了9种醇溶蛋白带型和4种高分子谷蛋白亚基组合。在9份新疆稻麦中,出现9种醇溶蛋白带型和5种高分子谷蛋白亚基,其中1份材料具有Glu-D1编码的新亚基2.1 10.1。从醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基表型来看,新疆稻麦和半野生小麦的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基变异最高,其次为云南铁壳麦,而四川白麦子小麦地方品种的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基变异则最低。

5.根据醇溶蛋白APAGE图谱和高分子谷蛋白亚基SDS-PAGE图谱,研究了四川白麦子地方品种、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻麦的Gli-1、Gli-2和Glu-1位点的等位基因变异频率。在89份四川白麦子地方品种、14份云南铁壳麦、9份半野生小麦和9份新疆稻麦的Gli-1位点上,分别发现14、10、14和11个等位基因;在Gli-2位点上,分别发现15、9、13和12个等位基因;而在Glu-D1位点上,则分别出现了5、5、6和8个等位基因。从等位基因出现的频率来看,新疆稻麦和半野生小麦的等位基因变异频率远远高于云南铁壳麦和四川白麦子。从不同基因位点来看,Glu-1位点的等位变异又低于Gli-1和Gli-2位点的等位变异。

6.根据Gli-1、Gli-2和Glu-1位点的等位变异频率计算四种小麦地方品种群体内的Nei’s遗传变异系数。在四川白麦子、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻麦的平均Nei’s遗传变异系数分别为0.3706、0.3798、0.5543和0.5693,表明半野生小麦和新疆稻麦的种子贮藏蛋白基因的遗传多样性高于四川白麦子和云南铁壳麦。从醇溶蛋白位点和高分子谷蛋白位点的遗传多样性来看,这4种小麦地方品种的Gli-1和Gli-2位点的平均遗传变异系数分别为0.5486、0.6632、0.7161和0.6770,而Glu-1位点的平均遗传变异系数则分别为0.0148、0.1777、0.2305和0.3540,远远低于前者,说明醇溶蛋白位点的遗传多样性远远高于高分子谷蛋白位点的遗传多样性。从染色体组来看,位于B染色体组的Gli-B1、Gli-B2和Glu-B1位点的遗传变异系数又高于A、D染色体组相应位点的遗传变异系数,表明B染色体组的遗传变异高于A、D染色体组。

7.利用Glu-Ax、Glu-Bx、Glu-A3、Glu-B3和Glu-1Dx5的特异性PCR引物,和位于1染色体上的γ-醇溶蛋白和低分子谷蛋白2对R标记,通过PCR的方法研究了8份四川白麦子、14份云南铁壳麦、9份半野生小麦和9份新疆稻麦贮藏蛋白基因的遗传多样性。结果表明,Glu-Ax、Glu-Bx、Glu-A3和Glu-B3等4个位点的遗传多样性较低,而γ-醇溶蛋白和低分子谷蛋白2个R位点的遗传多样性较高。所有40份供试材料均未扩增出Glu-1Dx5基因的特异DN段,说明这些小麦地方品种不含5亚基的编码基因。

8.利用14个STS-PCR的28种引物-酶组合和24个R标记对四川白麦子、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻等4种中国特有小麦地方品种群体间和群体内的遗传多样性进行了研究。在供试的40份材料中,11对STS-PCR引物(78.6)的16种引物-酶组合(57.1)能揭示材料间的遗传多样性。在28种STS引物-酶组合中,共获得121条扩增DN段,其中32.7的片段具有多态性。在24个R位点上,21个位点(87.5 )能够揭示材料间的多态性。在40份材料中,共检测到83个R等位变异,平均每个位点为3.46个等位变异。

9.根据STS-PCR和R标记的多态性,计算了材料间的Nei’s遗传相似系数,并采用UPGMA方法对其进行遗传聚类。结果发现,STS-PCR和R标记揭示的4种特有小麦地方品种群体内的遗传相似性均一致地表明四川白麦子和云南铁壳麦的群体内遗传相似性较高,而半野生小麦和新疆稻麦群体内的遗传相似性较低。这说明新疆稻麦和半野生小麦群体内的遗传多样性较高,而四川白麦子和云南铁壳麦群体内的遗传多样性较低。同时,STS-PCR和R标记均能将所有40份材料相互区分开。从4种小麦地方品种间的遗传关系来看,新疆稻麦与其它3种小麦地方品种间遗传分化较大,单独聚为1类;而四川白麦子和云南铁壳麦间的遗传关系较近,但部分半野生小麦也与云南铁壳麦间具有较近的遗传关系。从R标记和STS-PCR标记揭示的群体间和群体内遗传相似系数的大小来看,与STS-PCR标记相比,R标记在材料间的多态性更高,能够揭示更多的遗传差异。

10.在本研究中,从种子贮藏蛋白来看,‘中国春’与‘成都光头’的醇溶蛋白带型和高分子谷蛋白亚基组合完全一致。从STS-PCR和R标记揭示的遗传关系来看,‘中国春’与‘成都光头’间的遗传相似性最高。这些结果进一步证实‘中国春’是‘成都光头’的一个选系。

11.利用R标记对来源于贵州、云南和四川的8份高抗赤霉病小麦地方品种和4份高感赤霉病小麦材料间的遗传多样性进行了研究。在小麦21条染色体的25个R位点上,共检测到74个等位变异,平均2.96个;其中21个位点(84)能够揭示材料间的多态性。根据R标记揭示的遗传相似性来看,虽然高抗赤霉病小麦地方品种间以及它们与高感材料‘中国春’间的遗传相似性较高、遗传多样性低,但是它们与高感赤霉病的人工合成双二倍体‘R’和意大利小麦品种‘阿勃’间具有相当高的遗传多样性。这些结果表明,可利用高抗赤霉病的小麦地方品种与高感赤霉病的人工合成双二倍体‘R’或意大利小麦品种‘阿勃’之间杂交,构建分子标记遗传分析群体,以标记其中的抗赤霉病基因。

关键词:小麦,黑麦,地方品种,赤霉病,多小穗,农艺性状,蛋白质,遗传多样性,APAGE,SDS-PAGE,FISH,RFLP,STS-PCR,R

TheMolecularBiologyofSomeecialWheatGermplasms

Atract

Wheat(TriticumasetivumL.)isoneofthemostimportantcroinworld.Astheothercrop,thegeneticdiversityofcultivatedwheathasbeengreatlyerodedbythefrequentuseofsameparentalgenotypesforbreedingcultivars.Geneticerosionnotonlylimitsthefurtherimprovementofyieldandqualitybutalsomakeswheatincreasinglyvulnerabletobiologicalandenvironmentalstre.Althoughtherearemanygoodgenesfortheimprovementofwheatintherelatedwildecies,theintroductionofthesegenesfromwildicestocultivatedwheatneedsomeecialcytogeneticmanipulatio.Themoderncultivarsandlandracesaretheprimarygenepoolofcultivatedwheat.Therealsohadmanygoodgenesforwheatimprovementintheprimarygenepool,andnoecialcytogeneticmanipulationwasnecearytotrafergenesfromtheprimarygenepooltocultivatedwheat.Thus,itisanimportantworktoevaluatethegeneticdiversityoftheseresources.Themolecularbiologytechniquesmakeitispoibletoevaluatethegeneticdiversityamongthewheatgermplsmsindetail.Theobjectivesofthisstudyweretodetecttheryechromatininthebackgroundofanewmultiikeletwheatgermplasm10-Aandtheeffectsofthisryechromatinontheperformanceofagronomiccharacters,todescribethegeneticvariatioofseedstorageproteingenesintheChineseendemicwheatlandraces,toevaluatethegeneticdiversityandgeneticrelatiohiamongtheChineseendemicwheatlandraces,andtoinvestigatethegeneticdiversityamongsomeChineselandraceshighlyresistanttoheadscabbyusingAPAGE,SDS-PAGE,FISH,RFLP,STS-PCRandRmarkers.Themainresultsweredescribedasfollowings:

1.UsingAPAGE,FISH,PCRandRFLPmarkers,theryechromatininthebackgroundofanewmultiikeletwheatgermplasm10-Awasdetected.APAGEanalysisindicatedthatthe10-ApoeedthegliadinmarkersGld1B3of1RS.PCRanalysisindicatedthatthe10-Aalsopoeedthe1RSofrye.UsingfluorescencelabeledtotalgenomicDNAofryeasprobesandcommonwheatgenomicDNAofChineseringforblocking,insituhybridizationshowedthatthe1RSofryewastraferredtomultisikeletwheatline10-A.Therestrictionfragmentslocatedontheshortarmofchromosome1Bweremiingandtherestrictionfragmentsof1RSwerepresentwhentheprobes,whichhavebeenidentifiedontheshortarmofthehomologousgroup1,wereusedinRFLPanalysis.FISHandRFLPanalysisindicatedthe10-Adidnotpoethe4A-4Rwheat-ryetralocationchromosome.Theseresultssuggestedthatthemultiikeletwheatline10-AcarriedtheT1BL.1RSwheat-ryetralocationchromosome.Inthisstudy,somerecombinantswithmultiikeletderivedfromatriplecro,10-A/88-1643//Chuanyu12,werealsodetected.AllofthemalsopoetheT1Bl.1RStralocationchromosome.

2.AcomparisonofsomenormalandmolecularmethodsforidentifyingandsurveyingthepresenceofT1BL.1RStralocationinwheatwasconducted.TheresultindicatedthatAPAGEistheeasiestan doftenfasterforscreeningpurposesinwheatbreeding.

3.TheeffectsofT1BL.1RStralocationchromosomeontheperformanceofagronomiccharacters,thegrainproteincontent,andthesimpleandpartialcorrelationcoefficientsamongcharacterswereinvestigatedwith4RFLPmarkersand1gliadinlocusGld1B3inrecombinantsderivedfromatriplecro,10-A/88-1643//Chanyu12.TheT1BL.1RStralocationchromosomehadsignificenteffectsonikeletnumberperike,graiperikelet,1000-grainweight,graiweightperike,plantheightandgrainproteincontent,whilenosignificenteffectsongraiperikeandheadingdatewasdetected.TheT1BL.1RStralocationlinesresultedin5.0,4.6,6.4,5.7and6.8increaseinikeletnumber,1000-grainweight,graiweightperike,plantheightandgrainproteincontentthanthenon-T1BL.1RStralocationlines,reectively.AndtheT1BL.1RStralocationlinesresultedina6.9decreaseingraiperikeletthan1Bgenotypes.SomesignificentsimpleandpartialcorrelationcoefficientswereonlydetectedwithintheT1BL.1RStralocationgrou,whilesomesignificentrelatiohiwereonlydetectedwithinthenon-T1BL.1RStralocationgrou.AndthesignificantdifferencesofsomesimplecoefficientsweredetectedbetweentheT1BL.1RSand1Bclaes.TheseresultssuggestedthattheT1BL.1RStralocationchromosomenotonlyhadeffectsontheperformanceofagronomiccharactersandgrainproteincontentbutalsohadimpactonthesimpleandpartialcorrelationcoefficientsamongcharacters.

4.UsingAPAGEandSDS-PAGEmethods,thegliadinandHMW-gluteninsubunitsvariatiowereevaluatedinSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat.In89landracesofSichuanWhiteWheat,atotalof35gliadinpatterand3HMW-gluteninsubunitscombinatiowerefounded.Intheselandraces,2landraceshadidenticalgliadinpartternwith’Chinesering’,and87outof89landraceshadthesameHMW-gluteninsubunitscombinationwith’Chinesering’.In14acceioofYuanHulledWheat,8gliadinpatterand3HMW-gluteninsubunitscombinatiowereaeared.In9acceioofTibetanWeedrace,eachacceionhaduniquegliadinpattern,and4HMW-gluteninsubunitscombinatiowerefoundedintheseacceio.Atotalof9gliadinpatterand5HMW-gluteninsubunitscombinatioweredetectedin9XinjiangRiceWheat.TheseresultsindicatedthatmoregliadinandHMW-gluteninvariatiopresentedinTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatthanSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.

5.TheallelicvariatioatGli-1,Gli-2andGlu-1lociin89SichuanWhiteWheatlandraces,14YuanHulledWheatacceio,9TibetanWeedraceand9XinjiangRiceWheatacceiowerestudiedbasedontheAPAGEandSDS-PAGEpatter.Therewere14,10,14and11allelesatGli-1inSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat,reectively.Intotal,15,9,13and12alleleswereidentifiedatGli-2inabovegrou,reectively.Only5,5,6and8alleleswerecharacterizedatGlu-1inabovegrou,reectively.Fromthefrequencyofaparticularalleleateachlocus,itindicatedthatmoreallelicvariatiopresentedinTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatthanSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.AndtheallelicvariatioatGlu-1werelowerthanGli-1andGli-2.

6.BasedontheallelicvariatioatGli-1,Gli-2andGlu-1loci,thegeneticdiversityateachlociwasinvestigatedinSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat.TheNei’sgeneticvariationindexes(H)amongabove4grouwere0.3706,0.3798,0.5543and0.5693,reectively.ItindicatedthatthegeneticdiversityofstorageproteingenesamongTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatwerehigherthanthatofSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.AtGli(Gli-1andGli-2)loci,theNei’sgeneticvariationindexes(H)amongabovegrouwere0.5486,0.6632,0.7161and0.6770,reectively.ButatGlu-1loci,theNei’sgeneticvariationindexes(H)were0.0148,0.1777,0.2305and0.3540,reectively.AndtheNei’sgeneticvariationindexes(H)atGli-B1,Gli-B2andGlu-B1locilocatedonB-genomewerehigherthanthoseofrelativelocionA-and D-genomes.TheseresultssuggestedthatthegeneticdiversityatGliwashigherthanthatofGlu-1,andthegeneticdiversityofstorageproteingenesonB-genomewashigherthanthatofA-andD-genomes.

7.FiveecialPCRprimersforGlu-Ax,Glu-Bx,Glu-A3,Glu-B3andGlu-1Dx5,and2Rprimersforγ-gliadinandLMW-gluteninwereusedtoinvestigatedthestorageproteingenevariatioamong8SichuanWhiteWheatlandraces,14YuanHulledWheatacceio,9TibetanWeedraceand9XinjiangRiceWheatacceio.ThePCRanalysisindicatedthatlowlevelgeneticdiversitywerefoundatGlu-Ax,Glu-Bx,Glu-A3andGlu-B3,whilehighlevelgeneticdiversitywerefoundedattheRlociofγ-gliadinandLMW-glutenin.TheecialDNAfragmentofGlu-1Dx5wasnotdetectedamongall40acceio.Itindicatedthattheredidnothavesubunit5encodedbyGlu-D1intheseacceio.

8.Using28primerset-enzymecombinatioof14STS-PCRmarkersand24Rmarkers,thegeneticvariatioamongSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheatwereinvestigated.Elevenoutof14STS-PCRprimersets(78.6)and16outof28primerset-enzymecombinatio(57.1)werepolymorphic,producingatotalof121fragmentswithanaverageof4.3fragmentsperprimerset-enzymecombinatio.At24Rloci,21Rloci(87.5)werepolymorphic,detectingatotalof83alleleswithanaverageof3.5allelesperRloci.

9.TheNei’sgeneticsimilarity(GS)indexeswithinandbetweengrouwerecalculatedbasedontheSTS-PCRandRdata.TheGSamongthegrouofSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat,revealedbySTS-PCRandRmarkers,werehigherthanthatofTibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat.ItsuggestedthatthegeneticdiversityamongTibetanWeedraceandXinjiangRiceWheatwerehigherthanthatofSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.RmarkerscanrevealmoregeneticvariatiowithinandbetweengrouthanSTS-PCRmarkers.ThegeneticrelatiohiwithinandbetweengrouwereestimatedbyaUPGMAclusteranalysisofGSmatrix.Theresultsshowedthatall40landracescouldbedistinguishedbySTS-PCRmarkersorRmarkers.TwodistinctclustersareevidentfromthematrixbasedonSTS-PCRandRdata.Thefirstcoistsofall9XinjiangRiceWheatacceio.ThesecondclustercoistsofallacceiofromSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheatandTibetanWeedrace.TheseresultssuggestedthattheXinjiangRiceWheatgroupwasgeneticallydistinctfromotherthreeChineselandracegrou,whileSichuanWhiteWheatgroupwasgeneticallyrelatedtoYuanHulledWheat.IntheTibetanweedracegroupismorediversethanSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat,withsomeacceiomorerelatedtoYuanHulledWheat.

分子生物论文范文第9篇

[关键词]分子生药学;文献计量学;共词分析;多维尺度分析

[Abstract]The techniques and methods of molecular biology have been widely applied in pharmacognosy fields. International development trends of pharmacognosy studies on molecular level were analyzed by bibliometric methods using the SCIE database on Web of Science, the literature distribution, national distribution, agency distribution, periodicals distribution, and hot research topics were described using multivariate statistical analysis and multidimensional scaling analysis method,etc. The number of international pharmacognosy literature on molecular level is increasing year by year. USA, China and Japan have close cooperation, and focus on molecular identification and genetic diversity. Chinese scientists issued high-impact factor journals papers and high citations amount in the international forefront. The international pharmacognosy research on molecular level has developed rapidly. Chinese research has a significant influence.The molecular mechanism of the formation of Dao-di Herbs may become the next hotspot.

[Key words]molecular pharmacognosy; bibliometric study; co-occurrence analysis; multidimensional scaling

生药学(pharmacognosy)是研究生药的来源、生产、鉴别、成分和功效的科学,在个体和种群等宏观水平开展生药真伪优劣的鉴别和质量评价,为生药资源生产及可持续利用提供依据[1]。在20世纪末期,科学技术尤其是分子生物学及相关学科的飞速发展,极大地促进了生药学的发展,研究内容不断扩大,技术方法不断更新。1995年,黄璐琦发表《展望分子生物技术在生药学中的应用》一文,首次提出分子生药学(molecular pharmacognosy)的概念,即采用生药学和分子生物学的理论和方法,在分子水平上研究生药的鉴定、生产和成分的一门科学 [2]。2013年尼泊尔博卡拉大学Dhami, N认为分子生物技术注定会成为生药学研究的具有前景的方法 [3]。美国、印度、韩国等国家也纷纷开展相关研究。本文利用文献计量学和可视化方法对国际分子水平生药学研究文献进行分析,为把握其国际发展态势提供参考依据。

1资料与方法

1.1数据来源

以分子生药学、生药分子鉴定、药用植物分子系统学、药用植物分子谱系地理学、道地药材形成的遗传机制、中药资源遗传多样性、药用植物次生代谢、药用植物功能基因组、药物植物有效成分的合成生物学、药用植物基因工程、药用植物分子育种、药用植物细胞培养、真菌发酵培养等作为检索词,检索Web of Science中的SCIE数据库收录的1995年至今发表的分子水平生药学研究文献,检索日期为2015年5月5日。得到检索结果后,通过人工浏览,纳入文献包括:论述分子生药学理论体系和学科发展的文献,在分子生物学学科类别期刊上发表的植物药鉴定研究的文献,采用分子生物学技术研究生药(包括植物药、动物药、矿物药)鉴定、生产和成分的文献。排除药理学和生化研究、农业与食品研究文献以及会议报道、评论、通信等消息类文献。

1.2分析方法及工具

采用基于数量统计的文献计量学分析方法、共词分析、聚类分析和可视化分析方法,利用Thomson Data Analyzer(TDA),SPSS,Ucinet等分析工具,对国际分子水平生药学研究文献进行分析并进行可视化展示。借助TDA软件,采用文献计量学方法从文献发表时间、期刊、国家、机构、研究方向等方面进行详细分析。并运用SPSS,Ucinet等可视化软件通过共词分析、社会网络分析等方法绘制国际分子水平生药学研究热点。

2结果与分析

2.1文献年代分布

科学文献是记录科研成果的重要形成,对某一学科年份进行统计可以从时间上了解该学科、专题研究的发展历程。国际分子水平生药学研究人员从1995年至今共计发表10 236篇文献,每年发文量呈平缓的上升趋势,1995年发文量为148篇,到2014年发文量为1 148篇。我国文献数量增加迅速,1995年发文量为15篇,到2014年发文量为484篇,见图1。

2.2研究国家分布

2.2.1主要研究国家国际分子水平生药学研究论文作者来自于137个国家。其中发文数量前20位的国家见表1。中国在该领域发文数量和总被引频次最多,单篇论文最高频次为209,h指数为54。荷兰文献的篇均被引次数最高,美国文献的单篇最高被引频次和h指数最高。

2.2.2国家合作情况有2 214篇国际分子水平生药学研究论文是由2个或2个以上国家(地区)的作者合作完成的。其中由于国际组织Molecular Ecology Resources Primer Development Consortium发表的文献作者众多,最多一篇文献国家数量达到23个[4]。利用Ucinet软件绘制的发文前25位国家的社会网络合作图见图2。可以看出中国、美国是分子水平生药学研究研究领域中心度高的国家。中国与美国、日本、印度、韩国、法国、澳大利亚和英国合作较多。

2.3研究机构分布

2.3.1核心研究机构统计分析论文第一或通讯作者作者所在机构能够帮助领域研究学者们快速、直观地了解到该领域内一些主要的研究力量以及相互间实力的对比情况。以第一或通讯作者发表分子水平生药学研究文献数量排序在前20位的机构中有10个机构是中国的研究机构和高等院校见表2。

2.3.2机构合作情况有6 886篇国际分子水平生药学研究论文作者是由2个或2个以上研究机构的作者合作完成。最多的一篇文献作者机构数量达到79个[5]。发表文献数量最多的25个研究机构的社会网络合作图,见图3。可以看出中国科学院、上海交通大学、中国中医科学院是分子水平生药学研究领域中心度最高的研究机构。中国科学院、中国医学科学院、中国中医科学院之间合作较多,而上海交通大学、复旦大学之间合作较多。

2.4期刊分析

2.4.1期刊影响因子分布10 236篇国际分子水平生药学研究论文共分布在1 219种期刊上,《植物化学(phytochemistry)》、《PLoS ONE》、《植物科学(Plant Science)》等期刊发表文献量较多。通过检索2014年6月公布的SCI《期刊引证报告》(JCR),统计出分子水平生药学研究论文所在期刊影响因子的分布情况见图4。其中有65篇论文的影响因子在10以上,包括在《自然》(Nature)、《自然生物技术》(Nature Biotechnology)、《自然药物研发综述》(Nature Reviews Drug Discovery)、《科学》(Science)等高影响因子期刊上发表的论文。期刊影响因子介于1与3之间的论文共有4 949篇,介于3与5之间的论文共有2 289篇,占全部论文的50%以上。

2.4.2高影响因子期刊论文分析对65篇期刊影响因子大于10的分子水平生药学研究论文进行国家/地区及其主题分析。这65篇文献共涉及32个国家/地区,发表了2篇以上高期刊影响因子论文的国家/地区见表3。其中美国在《Nature》等高影响因子期刊上发表的分子水平生药学研究论文最多,共计32篇,内容涉及基因组、拟南芥、天然产物、长春花、分子进化、次生代谢、人参、分子克隆、微卫星、分子系统学、基因变异,转录等。我国共发表了13篇以上高期刊影响因子论文,内容涉及基因组、谱系地理学、长春花、人参、次生代谢,转录、青蒿、DNA序列、叶绿体DNA、当归、毛状根、灵芝等。

2.5研究影响力

2.5.1被引频次分布10 236篇国际分子水平生药学研究论文,总计被引用129 907次。平均每篇论文被引用12.691次。国际分子水平生药学研究研究文献被引频次分布情况见图5,其中有104篇论文的被引频次大于100,是被引频次从高到低排序前1%的论文。国际分子水平生药学研究论文中有4 846篇(约占48%)的被引频次小于5。

2.5.2高被引文献分析通过对国际分子水平生药学研究研究文献中高被引前1%的104篇高被引论文进行国家/地区及主题分析,发现这104篇文献共涉及32个国家/地区,其中,发表了4篇及以上高被引论文的国家/地区有14个,见表4。依次为美国、德国、英国、荷兰、加拿大、法国、日本、中国、澳大利亚、巴西、芬兰、意大利、韩国、俄罗斯。美国是发表研究高被引论文最多的国家/地区,36篇高被引文献内容涉及到红豆杉、基因组、紫杉醇、cDNA、微卫星、分子克隆、海藻、叶绿体DNA、薄荷、次生代谢、茉莉酸甲酯等。我国仅有8篇论文的被引次数大于100次,内容涉及人参、银杏、LC-MS、次生构造、β-amyrin合成酶、纹图谱、DNA条形码、分子系统学。

2.6研究主题

关键词是指用来表示全文主题内容的单词和术语。一篇论文的关键词或主题词可以反映出某篇研究论文的研究主题和关注点,而对某一研究主题论文的高频关键词分析,可以很好地反映出该领域的研究热点和未来的发展趋势。

2.6.1中药品种国际分子水平生药学研究内容不断深入,10 236篇研究论文中涉及到的研究对象涉及到大量的植物药和动物药,发表文献数量排序前20位的中药品种见表5。

2.6.2技术方法国际分子水平生药学研究的技术方法涉及到中药分子鉴定、药用植物分子系统分类、有效成分合成和次生代谢等内容,统计了其中发表文献数量排序前20位的研究技术或方法,见表6。

2.6.3研究热点利用SPSS 19.0软件,采用多维尺度分析得到的国际生药学研究热点,见图6。研究热点主要集中在对人参、长春花的次生代谢和基因组的研究;对黄连、拟南芥等的次生代谢和基因组的研究;对丹参、灵芝等药用植物的DNA指纹的研究。

3结论

分子水平生药学研究是分子生物学与生药学交叉融合的产物,是在基因、蛋白质、酶等生物分子水平来阐释生药学的生物学问题。1995年之后,国际分子水平生药学研究研究成果逐年增加,特别是2001年至今,学科快速发展,研究技术日趋成熟,研究内容更加广泛,DNA鉴定、药用植物的次生代谢、分子系统学和基因组学研究成为分子水平生药学研究新的研究热点。随着分子水平生药学研究技术的不断发展,国际分子水平生药学研究开始由理论探讨向实际应用转化。

我国分子水平生药学研究具有明显的优势与特色。“分子生药学”已成为国务院学位委员会设立的二级学科,我国在分子水平生药学研究领域的国际影响力也在不断扩大。目前中国是发表国际分子水平生药学研究论文数量最多的国家。中国科学院、中国医学科学院、上海交通大学、中国中医科学院是国际上分子水平生药学研究领域的核心机构。中国科学家在中药的DNA鉴定、道地药材的分子机制、中药资源遗传多样性、药用植物的次生代谢等研究领域发表了高影响力的论文。

随着分子生物技术的飞速发展,为分子水平生药学研究提供了全新的技术手段。分子水平生药学研究发展具有广阔的前景。文献计量分析的结果显示,目前生药的分子鉴定研究、药用植物的分子系统学、分子谱系地理学、遗传多样性、次生代谢、基因组学研究的文献数量多,引用次数也较高。相比之下,道地药材形成的分子机制、药用植物的合成生物学、转基因、分子辅助育种和细胞培养的研究文献数量较少。这些内容将成为分子水平生药学研究未来的研究方向。

[参考文献]

[1]黄璐琦,刘昌孝. 分子生药学[M]. 3版.北京:科学出版社,2015:12.

[2]黄璐琦. 展望分子生物技术在生药学中的应用[J]. 中国中药杂志,1995,11:643.

[3]Bruhn J G,Bohlin L.Molecular pharmacognosy: an explanatory mode[J]. Drug Discov Today,1997,2(6):243.

[4]Dhami N. Trends in pharmacognosy: a modern science of natural medicines[J]. J Herbal Med,2013,3(4):123.

分子生物论文范文第10篇

关键词:原子理论;教学;科学史

作者简介:吴欣(1982-),女,安徽无为人,安徽师范大学物理与电子信息学院硕士研究生。(安徽芜湖241000)

中图分类号:G642     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)08-0090-02

文章概述了从古希腊时期到道尔顿时期的原子理论发展的重要过程,向学生展示科学知识的演化与发展。通过原子理论的学习,学生将知道“原子”概念是怎样产生的,将欣赏到这段历史时期的科学家们的科学思想的改变与发展以及在不同的时期人们对世界的不同认识。

一、科学史融入物理教学

本文尝试将物理教学融入历史材料中,让学生了解原子理论,激发学生的学习兴趣,使他们了解原子理论是如何发展而来的,有哪些科学家对原子理论做出了重大贡献,他们的主要科学思想有哪些。学生在学习历史的过程会认同这些时期科学家的想法,从而认识到科学家的这些研究方法会影响社会的发展。他们通过追随着历史发展的足迹去寻找世界的本原,理解科学的研究方法,掌握原子的发现历程,从而更加深入地了解原子理论知识。

目前我国有越来越多的物理教师在教学中渗透科学史,这对物理教学有促进作用。马修斯总结了科学史在科学教学中的价值:第一,科学史可以激发和吸引学生投入科学的探究;第二,科学史可以使教材人文化;第三,通过追寻和细致地处理概念的发展历程,学生能更好地理解概念;第四,科学史可以促进学生对科学本质的理解,如科学革命、达尔文主义等;第五,科学史可以让学生知道科学知识是不确定的,可改变的,目前人们对科学的理解也是可改变的;第六,科学史可以使学生认识到科学家之间的意识形态的争论。[1]

我国课程标准中也提倡使用科学史进行教学。《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》在第二部分课程目标中,知识与技能目标第4条指出:了解物理学及其技术发展的大致历程,知道一些重要的物理学家的事迹与成果,了解历史上一些物理实验及其对科学进步与社会发展的影响。

科学史和中学物理教学相结合不仅有利于激发学生学习物理的兴趣,更重要的是对学生进行科学态度、情感和价值观的教育以及科学精神的陶冶。因此,物理学史在培养学生的科学素养方面起到不可低估的作用。现代科学教育的课程理念是发展学生的科学素养,而在教学中渗透物理学史知识有助于学生科学本质观的培养,有助于培养学生的科学素养。本文就是在原子理论的学习中加入历史,学生通过原子理论的发现过程,了解科学家进行科学研究的思路及科学方法,培养学生对科学的兴趣,对原子理论也会有更加深入的了解,这样也能更好的实现三维目标。

二、原子理论的发展历史在物理教学中的渗透

1.古希腊时期的原子学说

首先向学生介绍古希腊时期物质理论的主要思想。这一部分的历史可以采取讲授法,也可以把相关材料打印出来发给学生,让学生自己阅读。教师让学生思考、讨论下面的问题:“原子”这一概念是由哪一位科学家提出的?古希腊的原子理论是怎样发展的?这一时期的原子理论的发展经过的几个阶段?

从古希腊时期,人们就开始研究物质的理论。人们对客观世界的研究从神话慢慢过渡到自然哲学的研究中。古希腊时期,泰勒斯、毕达哥拉斯、恩培多克勒、阿那克萨戈拉、德谟克利特和伊壁鸠鲁这几位科学家对物质理论的研究具有代表性。下面了解他们的物质理论。

泰勒斯是古希腊时期较早研究世界本源问题的哲学家、科学家。他认为地球像浮在水面上的薄板,地震也是由于地底的水的震动而产生的。因此泰勒斯认为水是产生世间万物的基本物质。他代表了人们对世界起源问题的探究从神话到哲学的转变。在这个阶段发展了“物质”的概念并试图去解释纷繁的事物的表象,从这时起,人们由寻找“世界从哪里来”的问题转变成了“世界是由什么组成的”问题。

毕达哥拉斯宣称数是宇宙万物的本原。毕达哥拉斯认为一个一个的数构成了点、线、面和立体,立体物质才构成了水、气、火、土等元素,从而构成万物。

恩培多克勒却认为,不能用单一的物质作为万物的本原,应将这三种物质(水、火、气)一同做万物的本原,此外再加上一种“土”。这样共有四种元素,即土、水、气、火,其中土、水、气代表物质的固态、液态和气态,火则代表颜色和温度等。[2]

阿那克萨戈拉认为物质是无生命的。每一物体的性质都和其中某种占主导地位的元素实质相同。每种元素能被无限地分割,分成无限小的部分。

德谟克利特猜想万物的本原是原子与虚空。原子是一种最后的不可分的物质微粒。宇宙的一切事物都是由在虚空中运动着的原子构成。所有事物的产生就是原子的结合,它们的形状像水槽,或是钩子。它们依靠钩状的和环状的形状相连接。原子的形状和体积不同,但它们的质量是相同的。原子在虚空中只有通过直接接触才能相互作用。

德谟克利特的原子理论当时并没有受到重视。但雅典的伊壁鸠鲁还是发展了德谟克利特的原子说。他认为原子不仅有形状上的差别,还有大小和重量上的不同,他按自己的方式得出了原子量和原子的体积。如果不遇到阻碍,原子在虚空中的运动速度相同,原子又由于内部的结构导致它在运动时会发生偏转。

以上是古希腊科学家原子理论,学生在阅读完材料之后或者是听完教师的讲述后很快就能回答上面的几个问题。学生能直接找出提出“原子”这一词的科学家是德谟克利特,然后接着讨论后面两个问题,教师听学生的结论后可以补充总结:古希腊时期的原子理论的发展是伴随着人们的哲学思想发展的,以上的这些科学家也是著名的哲学家,他们的原子理论的提出是和他们的哲学推理相关的,表达了他们对客观现象的推理及对世界的思考,并没有使用实践来证明,因此当时的理论并不成熟。古希腊的原子理论发展可以分为三个阶段:泰勒斯认为世界是由单一物质水组成的;毕达哥拉斯、恩培多克勒、阿那克萨戈拉的物质理论是元素说;而德谟克利特和伊壁鸠鲁坚持原子说。

2.牛顿时期的原子理论

希腊哲学以各种方式渗透入阿拉伯文化中。阿拉伯人继承了德谟克利特的原子理论,并没有往前发展。阿拉伯文明随后传到欧洲,一直到牛顿时代原子理论才有了重大的发展。这一时期,科学家笛卡尔、牛顿对原子理论的发展起了重要的作用,随后道尔顿继承了前人的观点,提出较为系统的原子学说。下面主要阐述牛顿时期原子理论的发展史。

笛卡尔提出了微粒子理论,他假设空间最初充满了物质,如果物质是由小微粒组成的,在机械力的作用下这些微粒在物质中做运动,这些力是相同的,导致了微粒之间的相互分离,粒子之间会发生相互碰撞,粒子的形状是球型的。他和德谟克利特的观点不同,他认为原子可以分成两部分或者更多部分。对于笛卡尔来说物体没有如坚硬、重量、颜色或者其他的通过感官可以观察到的特征,物体只有物理尺度:长度、宽度和深度。

牛顿支持原子理论,他认为所有的原子都有本质特征,即相同的质量和相同的体积。原子之间是有间隙的,原子通过引力和斥力结合在一起或者分开。他还认为一种元素和其他元素混合后其性质不会改变。

以上介绍了两位科学家的原子理论,教师可以通过课件向学生展示,接着让学生对比、思考问题:笛卡尔和牛顿的原子理论有什么不同?这一时期的原子理论有什么特点?教师提示学生可以通过寻找关键词来回答第一个问题。笛卡尔的理论中涉及“充满”,而牛顿的理论中有“间隙”。也就是说他们的最明显的不同是粒子的连续性和非连续性;从物质的连续性到非连续性的提出是人们对世界认知问题上的观点的转变。到底谁的理论是正确的呢?随着原子理论的继续发展这个问题会被解决。从课件中还可以看出,这一时期的原子理论相对古希腊时期的比较完整,原子理论的发展有了很大的进步。

3.道尔顿的原子理论

牛顿之后的这段时间,原子的概念进一步发展,人们逐渐发现不同的原子具有不同的性质,原子中的相应的化学元素的性质决定着物质的性质。在这些基础上,道尔顿系统地提出了原子学说:化学元素均由原子组成,原子在一切化学变化中不可再分;同种元素的原子性质和质量都相同,不同元素原子的性质和质量各不相同,质量是元素原子的基本特征之一;不同元素化合时,原子以简单整数比结合。道尔顿还编制了原子量表。

在这里介绍了道尔顿的新的原子概念,原子变成物质的载体;探讨了原子模型的逐步发展。随着物质结构的进一步认识,直到轨道模型的进一步提出,这个过程是随着自然科学的发展而慢慢被科学家们发现的,之中没有哲学或是社会的影响。学生到此为止了解了原子理论的发展历史,也知道了原子理论是什么,中间经历了哪些科学家,他们分别有哪些科学思想,对原子理论的发展做出了什么贡献。教师可以让学生们列出表格(见表1),最后让学生具体描述道尔顿的原子理论。

古希腊时期,德谟克利特就已经提出了原子这一概念,随后原子理论并没有受到应有的重视。直到牛顿时代之后,科学技术的发展,人们才逐渐揭开了“原子”的面纱,使得原子概念的发展有了重大的突破。道尔顿时期原子的概念有了新的突破,之后理论继续发展,后来才有原子轨道模型的出现。

三、思考与建议

讲授原子理论的发现可以采取讲授法或是材料阅读和小组讨论法。在教学的过程中可以让学生通过这些历史故事以及教师提供的材料,总结共有哪些原子理论;它们分别在科学史上起着什么作用;描述原子的概念到底是什么。在学习的过程中教师应该给一定的时间让学生讨论原子理论究竟有哪些哲学和科学思想,这些思想争论对科学发展起着什么作用。老师向学生介绍的原子理论发展历史是从古希腊时期到道尔顿时期,这段历史可以帮助学生理解原子概念提出的具体过程。教学过程中,教师根据具体情况可以继续介绍原子的轨道模型等。具体的课堂教学方法可以灵活使用,重点是让学生了解原子理论的发展历史,在学习原子概念的同时学习科学的研究方法及科学家的哲学思想,体验科学的发展历程。

参考文献:

[1]Mathews,M.R.History,Philosophy,and Teaching:The Present Rapprochement