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分子生物学范文精选

分子生物学范文第1篇

1构建新的教学内容体系,以适应学科发展的需要

教学内容是教学中所传递信息的形式,教学内容应与时俱进,不断进行更新与完善。随着生物化学与分子生物学的快速发展,传统的教学内容与教学模式已经跟不上学科发展的步伐,无法满足学科发展的需求,因此构建新的教学内容体系,是进一步深入教学改革的关键,也是培养适应社会发展的创新型人才的关键。

1.1紧密结合学科发展、针对不同专业特色,改革教学大纲

以往的教学模式往往侧重于“生物大分子结构与功能”和“物质代谢及调节”篇章,现在我们改革了教学大纲,将教学重心逐步向围绕“遗传信息传递”的现代分子生物学知识框架转移。因此压缩了“生物大分子结构”、“物质代谢及调节”中的教学内容,而在分子生物学知识框架方面,除了“遗传信息传递”外,增加了“分子医学专题篇”中的一些内容,弥补了传统教学中分子生物学内容不足的缺陷,以适应本学科中分子生物学理论和实验技术日新月异的发展。此外,我们在制定新的教学大纲时,充分考虑到不同专业其学科知识的侧重点不同、学生的知识结构不同等因素,按照以基本的教学内容作为框架,对某些章节的学时数和教学侧重点进行微调的原则对教学内容进行取舍,制定出适应不同专业的教学大纲。另外,为顺应培养应用型创新人才的需求,考虑到现有教学大纲“内容多,课时少”的问题,在制定新的教学大纲时,我们还结合执业医师、执业护士、执业药师和临床检验师等考试大纲要求制定适合不同专业特点的教学大纲。这样,在我们所承担的各专业生物化学与分子生物学课程中,其授课学时不同,教学内容侧重点不同。

1.2将科研活动融入教学活动,紧贴学科发展前沿,补充学科研究新成果

科学创新人才需要科学创新教育,教师作为教育者是否具有科学创新意识是实施创新教育的关键[3]。而生物化学与分子生物学这门学科发展的关键动力则来自于不断发展、不断进步的科研活动,因此将最新科研进展和学科发展前沿作为教学内容的有效补充是深入进行教学改革的重要体现。此外,在教学中补充最新的科研成果更可以有效激发学生的学习兴趣,提高学生自主学习能力。多年来我们既从事教学,又进行科研,并且将二者有机结合,以科研促进教学,深化教学改革,更新教学内容,提高人才培养质量。但存在的问题是学时有限,而且每一位老师的科研方向不同,如何能合理、有效地将科研新进展融入教学过程中,同时兼顾书本知识和学科发展前沿,还需更进一步的探索。为更好地深入以科研促进教学,我们的原则是学科前沿和科研新成果的补充应紧紧围绕日常教学内容,应作为日常教学内容的补充和拓展。我们的解决办法是从书本内容出发,每位老师结合自己的科研方向,编写几个大约3-5分钟的科研案例,在集体备课时进行讨论,结合各专业特点,在授课的适当时间补充科学研究新成果,并每年及时进行更新。至于科研案例在何时、以何种方式展开,不同的老师可自由选择,可以在理论课堂授课时补充,也可以在讨论课时开展,也可以在实验课中进行补充。

2改革教学手段与教学方法,激发学生学习的积极性

2.1深入开展PBL及CBL教学,加强病案库建设

目前,教学团队已在我校生物科学、医学检验、营养学、临床医学实验班等不同专业开展生物化学与分子生物的PBL及CBL教学。在实施过程中,我们正在逐步完善病案或案例的编写,比如将病案设计成一个故事,通常由3-4幕组成,一个案例中整合了生物化学多个章节的知识点,分次呈现给学生。目前我们所构建的病案库中病案的种类及数量还较有限,需不断完善和更新,并进一步加强病案库的建设。随着分子生物学的飞速发展,一些最新、最前沿的理论与实验技术正逐渐被应用于人体结构与功能的研究、疾病的预防诊断与治疗中。为适应对创新人才培养的需求,我们在丰富扩充病例资料的工作中将目光聚焦于近年来新发现的某些病种、或新的诊断与检查手段,紧密围绕遗传性、代谢性、中毒性、感染性、营养缺乏症等各类型的疾病编写案例,以充分体现“创新性”这一理念。此外病案库的撰写也要考虑到对学生应用能力的培养,我们针对不同专业的学生,在充分了解学生的专业特点的基础上,病例撰写时具有“专业特色”,因材施教。例如对于临床医学专业的学生,病案中着重讨论病例呈现的临床表现及相应诊断,学生运用生化知识围绕临床表现展开讨论,既加深了学生对生化知识的理解和掌握,又培养了学生的临床思维能力。对于生物科学专业的学生,案例可以侧重于一些分子生物学技术的应用和一些科研思维的培养中。例如在编写的“糖尿病”的一个案例中,我们将生物制药的概念及基因工程技术生产胰岛素引入生物科学专业学生讨论的内容。而对检验系学生开展的案例式教学,则偏重于实验室检查,学生运用生化知识分析和讨论检查的基本原理、方法及临床意义。这样,在实施PBL、CBL教学时,教师就以具体的病案引导学生利用自己所学习的专业知识,解决不同的实际问题,有助于提高学生的实际应用能力及创新能力。实践证明,学生在PBL教学过程中,学习更乐观主动,思维活跃、讨论热烈,探索问题兴致浓厚,团队协作能力、综合分析解决问题的能力都有较大提高,多数学生自我评价中认为PBL教学锻炼了逻辑能力与语言表达能力,发展了高层思维能力和团队协作能力[4]。

2.2坚持双语教学的应用

近年来,我们教学团队重视师资力量建设,引进和送出去培养了数位博士,师资力量逐渐雄厚,这些优秀的中青年教师,成为教学团队实施双语教学的中坚力量。几年来,我们鼓励各位老师坚持开展双语教学,精心制作英文教案和课件,并组织进行集体备课,相互听课,及时交流双语教学中的经验。此外,教学团队还从国外知名高校及研究院所引进了2位特聘教授,指导青年教师进行科研活动和英语教学。

2.3大力发展网络教学资源

目前,国内外都积极进行有关网络课程的开发和各种网络教学平台的构建,网络教学平台的应用一方面有利于改革教学方法,更新教学手段,缓解传统教学学时少而教学内容多的矛盾,另一方面网络教学有利于调动学生的学习积极性,变被动填充式学习为主动探究式学习,有利于发挥学生学习的主动性和创造性。目前,我们拥有多种形式的网络教学资源,从生物化学省级精品课程开始,又逐步完成了临床生物化学、酶工程、基因工程等网络课程建设,最近又获得了省级生物化学精品资源共享课程建设项目资助。这些网络教学资源容量大、覆盖范围广,从生物化学内容到分子生物学内容,从理论教学到实验教学,提供了多种教学资源,包括教学进度、教学大纲、教案、教学课件、习题测试、网络课堂等。

3完善实验教学体系,发展教与学一体化

3.1调整实验教学内容

在实验课程体系方面,我们拥有生物化学实验、分子生物学实验、分子生物学检验技术实验等课程,除了生物化学实验是面向所有医学生开设,其他几门分别针对不同专业的学生开设。生物化学实验教学以培养基本生化技能为目标,主要是把生物化学基本实验技术如层析、电泳、光谱分析、离心、分离、提取、制备等融入教学内容中去。近年来,我们调整了该部分实验教学内容,删除了部分单纯性验证实验,增加创新性综合性实验,突出学生基本知识能力、科学素养和创新能力的培养。分子生物学实验主要面向生物科学专业及研究生开设,是以分子克隆实验技术为主,开设综合型实验内容,以培养学生创新精神、创新思维和创新能力。分子生物学检验技术实验课程则是面向医学检验专业开设,包含了分子生物学基本技术操作、以疾病为主线的临床常见疾病的分子诊断两部分内容。

3.2改革实验教学方法,尝试“教学做”一体化教学模式

“教学做”一体化教学模式,是一种将理论教学与实践教学融为一体的教学方法,打破了理论、实践课的界限,在教学中可采用项目教学法、任务驱动法、案例教学法、仿真教学法等多种方法进行教学,从而把理论知识学习、实践能力培养和综合素质塑造紧密结合起来[5]。我们从各个实验班抽取一些学习优异,有较好的理论基础和实验动手能力的同学作为一体化教学的对象。这些同学组成实验小组,实验小组同学会先于其他普通同学完成学习任务。首先老师根据教材内容给小组同学制定任务。实验小组先预习实验内容,查找资料,弄清实验原理,拟定实验方案,完成预实验报告。根据预实验报告,在教师的指导下,学生需参与试剂配制、实验用品准备、仪器调试等准备过程,然后独立完成实验操作、实验结果记录和分析等。实验完成后,这些同学可以回到各自实验班中,指导其他同学的实验操作,并且与其他同学一起对实验原理、实验操作中的注意事项、实验结果是否与预期一致展开讨论。教师也可以预先设定一些问题,让学生以问题为导向结合自己的实验结果进行讨论,最后教师梳理、总结讨论的内容。讨论课程可以分小班进行,也可以几个实验班在一起,每个实验班派出1-2个代表,制作成幻灯片后进行讲解、讨论。

4采用多元化的考核方式

分子生物学范文第2篇

关键词:生物化学与分子生物学;教学改革

生物化学与分子生物学是医学生的一门基础学科,是必修课,但大多数学生反映生物化学与分子生物学晦涩难懂,理论性强,抽象,不好理解,针对这种情况,本文结合目前互联网+时代的形式,浅谈互联网模式下的生物化学与分子生物学改革。生物化学与分子生物学在生物学以及医学中的重要性众所周知,它为医学生后续的基础医学以及临床医学相关课程的学习提供了重要的理论和技术支持,但由于这门课程内容繁多,理论复杂,抽象难懂,是历来广大师生不得不面对的一个重要问题和难题。加之生物化学与分子生物学发展日新月异,各种新知识,新技术迅猛发展,因此有关这门课程的教学就有必要根据社会的发展做出相应的改革。

一、生物化学与分子生物学的特点

生物化学与分子生物学是生命的化学,是研究生物体(动物、植物、微生物及人类)的化学组成、化学反应及其变化规律的科学,从分子角度用化学语言来揭示生命现象的本质(即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节,以及遗传信息传递的分子基础与调控规律)。

二、互联网时代下的教育

现在社会发展日新月异,特别是互联网发展迅速,已经渗透到了社会生活的方方面面,一所学校、一位老师、一间教室,这是传统教育。一张网、一个移动终端,几百万学生,学校任你挑、老师由你选,这就是“互联网+教育”。“互联网+不会取代传统教育,而且会让传统教育焕发出新的活力。那么在这种新形势下,生物化学与分子生物学教学可以结合传统教育从以下几方面进行深度改革。

(一)加强师资队伍建设,构建高素质教学团队

教学队伍的质量,直接关系到课程的教学质量和人才培养(1),因此,要想取得良好的教学效果,教师自身素质的提高必不可少。各生物化学与分子生物学教研室可根据实际情况对青年教师进行系统培养,可在老教授的带领下,提高青年教师的教学水平和授课技巧,比如开展集体备课,开设公开课等,在此基础上构建一支高素质教学团队。

(二)优化更新教学内容,构建全面知识体系

社会在发展,作为科技前沿的生物化学与分子生物学的发展尤为迅速,因此,知识在不断更新,这就需要作为教师的我们时刻关注科技前沿,紧跟科技发展,将新的知识,新的技术引入到现有的教学内容中,不断完善知识体系,使学生能够接触更广更前沿的知识,使课本永不落后!

(三)改革教学方法,优化教学手段

现代社会发展迅速,尤其在互联网信息时代,这就要求作为教师的我们,紧跟时展,在传统教学模式下,运用新的教学方法进行授课,根据生物化学与分子生物学的特点,有针对性的使用教学方法,目的是让学生能够听懂,学会,会用!下面就根据教师上课时遇到的问题以及学生们课后的反馈,再结合社会信息化的发展,总结出几种贴合学生需求的教学方法。(1)制作精品课程。根据学生的课后反馈,学生希望能够在课下提前有目的的预习新内容,复习学过的内容,并希望能够进行自测检查自己的学习效果,鉴于此情况,可以制作精品课程,将课堂上所讲内容制作视频,并上传PPT课件和自测题,并且把最新科技动态以及相关临床案件放在精品课程里面,方面学生进行课下学习和联系实际运用所学知识。(2)开展临床讨论课。根据生物化学与分子生物学的特点,这门课程是属于一门基础学科,其他专业课的学习无一不用到生物化学与分子生物学的理论和技术,而且现在很多疾病的发生,诊断和治疗也都用到生物化学与分子生物学的技术,所以有必要将生物化学与分子生物学和实际临床联系起来,这样既加深了理论课上知识的理解,又联系了实际临床,将知识转化为实际的应用,同时,这也要求授课老师平时多注意临床案例的收集,以便能够在临床讨论课上和学生进行讨论分析。(3)制作微课。教师可以根据教学大纲以及学生们的反馈,将课堂上所涉及到的重点、难点知识制作成微视频的方式,让学生有针对性的进行学习,根据自身情况来学习课堂上的重点难点知识,把一个大课堂分解为若干个小课堂,方便学生学习,以期达到理想的教学效果。(4)制作动画图片等。生物化学与分子生物学理论知识抽象难懂,根据这个特点,教师可以将课堂上难理解的知识制作成动画形式,形象的展示在学生面前,方便学生理解,另外也可将抽象的知识制作成图片,帮助学生理解内容。(5)开设创新性实验。生物化学与分子生物学不仅是一门理论课程,还有一些实验内容,传统的实验都是一些验证性实验,在提高学生动手能力的同时,加深了对理论知识的理解,但这是不够,我们要培养的是创新性人才,因此,可以通过开设创新性实验,提高学生的创新能力,让学生根据自己已有的知识储备,自己设计实验,然后动手操作,遇到问题自己查阅文献解决,开动大脑,进行创新性实验。(6)增设移动终端。教师教学的目的就是要教会学生,让学生学会,会用,所以教师要根据时代的要求不断更新教学方式,目前智能手机已经普及,学生获取知识的途径更多,为了更贴近学生的要求,可以制作一些课程的相关移动终端,比如现在普及的微信,那就可以开设生物化学与分子生物学微信公共号,让学生关注公共号,然后定时推送一些课堂重点难点知识,也可以推送课程相关的课外知识以及科技前沿动态,拓宽学生的知识面。生物化学与分子生物学教学任重而道远,在新形势下我们作为教育工作者一定要跟上时代前进的步伐,根据学生的特点,加强师资队伍建设,完善知识体系,改进教学方法。

作者:王亚娟 王斌 单位:新乡医学院三全学院

分子生物学范文第3篇

1形成性考核体系的构建

形成性考核体系的形式

1)阶段性考试。当每个章节学习结束时,利用每个章节结束的最后一节课时间,对理论教学的内容进行闭卷测试。测试结束后教师给出正确答案,现场对学生答疑解惑,能够让学生更好地掌握知识点。教师审阅测试答卷后,将答卷反馈给学生,充分保障学生对成绩评定情况的知情权,并能够及时了解自己的不足,抓紧补正。

2)实验教学多站式考试。实验课不仅能巩固学生的理论知识,还能够很好地煅炼学生的动手能力、协作能力、创新精神和团队意识,是生物化学与分子生物学学习的重要环节。多站式实验考试的目的在于考查学生对基础知识和生物化学与分子生物学相关技能的掌握情况,由临床班授课主讲教师担任主考,设四个考点,每个考点设监考教师两名,负责考试过程及考场纪律;每个考点的考试项目满分为5分,总计20分:第一站:生物化学与分子生物学实验基本操作第二站:721型分光光度计和离心机使用第三站:电泳仪使用电泳加样第四站:装柱,层析柱上样

3)理论教学期末考试。理论教学终结考试是在课程结束时进行,旨在评定学生的学业成绩,确定总体教学目标的达成情况。考试的内容涉及生物化学与分子生物学的各方面知识,题型包括单项选择题、多项选择题、名词解释题、简答题、问答题以及案例分析题等。

形成性考核体系的成绩评价

1)形成性评价(教师评价)。形成性评价是相对传统的总结性评价而言的。形成性评价是对学生学习过程中的表现、所取得的成绩以及对学习的态度等方面的发展作出的评价,是对学生学习全过程的持续观察、记录、研究所作出的发展性评价,其目的是激励学生学习,帮助学生有效调整自己的学习状态,控制学习过程,使学生增加学习的自信心,获得成就感,培养合作意识。充分利用网络资源优势,有效利用生物化学与分子生物学吉林省精品课程的平台资源,建立生物化学师生交流QQ群、微信群,改变了只能在课堂上与教师见面、提问、交流的状况。利用多种平台,教师与学生进行充分交流,拉进师生之间的距离,及时解决学生在学习中的问题,反馈学生学习的评价,调整学生学习的状态,更加有利于接下来课程的讲授。

2)学生互评。小组讨论有利于培养医学生的语言表达、人际交流和沟通协调能力,为今后的医患交流打好基础。利用理论或实验教学的空闲时间,就生物化学与分子生物学的相关知识、话题进行分组讨论,组长负责记录讨论的内容、过程和结论。讨论结束后,组内成员相互评分,讨论记录和评分形成文字性材料交给授课教师。形成性考核体系的分值设置学生的结课评价成绩由阶段性考试成绩(占20%)、实验教学多站式考试成绩(占20%)和理论教学期末考试(占60%)组成,形成性评价和学生互评不计入结课考核成绩。

2考核体系改革的效果与体会

形成性考核体系使学生的学习积极性明显提高学生的学习时间紧迫,紧张感加强,学习态度端正,兴趣增强,能有意识地主动学习,利用课外时间搜集各种资源对课堂上的知识及时消化,随时进行复习,灵活地将知识变成自己知识结构的一部分,对理论和实验技能知识的掌握更加扎实。形成性考核体系提高了学生的多项能力阶段性考试提高了学生的自主学习能力;实验教学多站式考试提高了学生的动手能力;学生互评的小组讨论提高了学生的团队协作能力;教师的形成性评价以及师生的沟通平台使学生提高了交流沟通的能力。形成性考核体系同时也激发着学生对专业问题的质疑与思考,训练了科研思维及批判意识。形成性考核体系激发了教师的教学热情形成性考核体系给教师带来更大的自由度,并且在考核体系实施的过程中,教师可以反复论证,不断地摸索、创新、查漏补缺,以达到教学效果的最优化。形成性考核体系促进教师自身成长与以往的考核模式相比,阶段性考核体系对教师的要求更高,教师在增强责任心的前提下,要不断丰富自身知识,改进教学方法来满足配合学生学习的需要。

3讨论

分子生物学范文第4篇

一、分子生物学适合开展双语教学

目前,普通院校的多媒体等教学条件有了较大改善,网络教学资源也变得日渐丰富,这些都为分子生物学的双语教学提供了有力的硬件支持。同时,随着生物学的快速发展,越来越多的高层次生物学人才走上了普通院校的讲台,一定程度上为普通院校分子生物学的双语教学提供了师资保障。根据教学大纲的要求,我校《分子生物学》课程的双语教学开设时间为大三第二学期,但统计表明此前仅50%的学生通过国家大学英语四级考试,学生总体英语水平偏低,尚未满足全英文教学的要求。如果这时对《分子生物学》课程进行全英文教学,会让相当一部分学生难以接受复杂的分子生物学知识,使得学生不仅英语没长进,专业知识也是一知半解,最终导致全英文课堂教学流于形式而达不到应有的教学效果。采用全中文讲授分子生物学课程显然不能满足当今社会对分子生物学尖端人才的要求。试想,在分子生物学飞速发展的今天,如果学习者只懂母语而不懂英语报道的学科发展、学术成果等,又如何跟踪学科的最新进展呢?总的来说,教学师资、学生的英语水平以及分子生物学发展的需要,都决定了《分子生物学》课程符合开展双语教学的学科和课程特征。

二、分子生物学双语教学的初步实践

我校生物工程专业是湖南省重点资助专业,笔者自2012年开始对本专业的分子生物学进行了双语教学尝试,现将初步教学实践分述如下:

1.教学大纲的调整和教材的选用。

鉴于分子生物学双语教学与全中文授课的差异,我们首先重新修订了《分子生物学》双语教学大纲,并对教学内容和教学进度做了适当调整。在绪论中增加了分子生物学常用专业英语词汇介绍,以弥补学生专业英语词汇量的不足。同时,分子生物学双语教学的关键问题之一是要选用一本合适的英文版教材,因为原版英文分子生物学教材常常令学生感到晦涩难懂。因此,笔者编写了对原版教材加以注释的讲义,以保持英文的“原汁原味”,兼容中英文教材的优点,对分子生物学专业术语和词汇增加中文注释,书后辅以中英文词汇对照表,每章开始部分增加中文概要,以方便学生理解和掌握教学要点。从多年的分子生物学双语教学实践来看,使用效果比较理想。

2.循序渐进的教学过程和多样化的教学方法相结合。

在进行分子生物学双语教学过程中,鉴于刚开始时大部分学生都感觉有一定的难度,我们在最先常采用英文板书与中文讲授为主相结合的方法,用英文讲授那些较为浅显易懂的内容,而重点和难点以及那些用英语解释太复杂而汉语解释又显得简洁明了的内容,则用中文讲解。当学生的专业词汇量逐渐扩大和英语水平慢慢提高,尤其是待学生逐步适应以后,再不断提高英语讲授的比重,最后过渡到以英文教学为主。对于分子生物学的一些实验技术等案例教学一般也采用中文的方式。通过循序渐进的教学过程和多样化的教学方法,能有效提高分子生物学双语教学的实际效果,进而避免双语教学流于形式。

3.运用多媒体等现代教学手段加大课堂信息量。

我校《分子生物学》总共56学时,采用双语教学后并没有增加学时,全英文版的书面材料和中英文双语讲授使得教学进度缓慢,不仅让教师的课堂授课量受到影响,难以按时完成教学任务,也常常让学生接受的信息量偏少。对此,本人在钻研教材和相关教学参考资料的基础上,精心制作好多媒体英文课件,课堂上借助于PPT的使用,不仅让课堂教学内容变得丰富与生动,也可大大增加课堂教学的信息量;同时,还可以节省大量的板书时间,适当加快课堂教学节奏,保证按时完成教学进度和教学任务。课后将PPT课件及时传到班级QQ群共享,以方便学生课后学习使用。

4.注重课后双语练习,改革考核方式。

分子生物学双语教学实践既是对教师的挑战,要敢于担当,同样对学生亦是一种挑战,要勇于面对。由于受教学大纲的要求限制了双语教学的课堂教学时数,这必然要求师生在课内外都要多花时间和精力。一方面教师课后要精心备课答疑,构建习题库上传到班级QQ群,供学生课后复习交流使用;另一方面学生课后要及时预习、复习巩固课堂所学知识。我们经常要求学生课后阅读或翻译教师指定的英文参考资料来巩固复习专业术语以及一些相关的专业知识。每次上课前,教师安排一定时间对上次作业情况进行检查点评,由复习旧课要点导入新课的教学内容。我们不仅注重课内外的双语练习,还结合分子生物学双语教学的特点调整了课程考试形式,如采用中英文结合制定期考试卷(英文占40%以上),其中,填空、名词解释及选择等题型部分用英文制卷,并要求部分题目用英文解答。

三、加强分子生物学双语教学的有效措施

综上所述,目前分子生物学双语教学中普遍存在的问题主要表现在:高素质双语教学师资队伍欠缺,教学方法陈旧;学生对双语教学方式的兴趣不浓厚,不及时熟悉英文教材;双语教学管理欠科学、教学考核手段传统单一。总之,分子生物学双语教学的质量有待进一步提高,具体措施如下:

1.加强分子生物学双语教学师资队伍建设,不断提高授课教师英语水平。

要想取得分子生物学双语教学的预期教学效果,首先就要有一支专业能力和英语水平都较强的教师队伍。为了分子生物学双语教学教师的英语水平,一方面现有双语教学主讲教师要积极主动参与外语培训,可以由学校有计划地安排相关教师到双语教学经验丰富的学校参加教学观摩,或分批选派双语教学教师到相关外语学院进修,或聘请教学经验丰富的外语教师进行口语训练,有条件的学校还可以把教师送到国外培训,以提高其英语授课水平。另一方面学校要积极创造条件引进双语教学师资,如采取相对优惠的政策以吸引国外留学人员来校任教,或邀请相关国外专家学者承担部分双语教学课程,如我校在2013年邀请湖南省海外名师、美国卫生研究院研究员肖调江教授为生物工程专业2010级本科生讲授遗传学课程,相关双语教学教师通过全程观摩教学,较大地提高了双语教学能力。

2.加强分子生物学双语教学用教材的管理,保障双语教学因材施教。

针对普通院校目前双语教学存在的主要问题,分子生物学主讲教师应该尽可能选择通俗易懂与国际同步的最新教材,条件允许的尽可能结合学生实际编写双语配套教材,如与原版英文教材配套的讲义,辅以相应习题讲解,并上传至班级QQ群以及教师教学空间,以方便学生课后随时参考和学习。同时,针对地方本科院校学生英语基础普遍较差的现象,主讲教师还可以制作授课视频和收集相关音像资料等辅助教学材料,并将课题组成员的上课过程进行录像,方便学生课后自学,进一步提高学生的英语听说能力。

3.改革传统教学方法,实现分子生物学双语教学手段的多样化。

同母语教学一样,教学方法和手段也是实现分子生物学双语教学教学目的的重要保障。教学方法的发展变化主要体现在教学方法的综合化、教学手段的媒体化和主体化。鉴于目前分子生物学双语教学的课时严重不足,一方面,双语教学的主讲老师要努力提高传统课堂教学的效果,如及时与学生交流、沟通,了解他们的学习兴趣、效果以及学习过程中所遇到的主要困难和相关要求,以提高双语教学效果。另一方面,主讲老师还应该充分利用QQ、微信等网络资源,与学生及时开展网络答疑等教学互动,这样既可以及时掌握学生的课堂学习效果,也有利于教师及时把握教学方法,对于教学过程中的共性问题进行分析总结,进一步提高双语教学效果。

4.加强分子生物学双语教学的管理与支持,为双语教学提供制度保障。

分子生物学范文第5篇

初到马里兰大学读研究生的P r i c i laChaverri贴出一张招募启事,她得到了PEET(经典分类专业加强训练)计划的资助,现在想要寻找和自己意愿相同的本科生,共同开展关于美国肉座菌(见本期辞典)的分类学研究。启事贴出,竟然无人回应,无奈之余,她只得更改启事内容,补充说明还可以学习PCR仪和DNA测序等分子生物学技术,在这之后,她收到了100份申请。

1比100,这就是经典的物种分类学与分子分类学在学科天平两端的分量。

经典分类学没落

在中国科学院植物所,有这样一个段子:“读研究生敢于选择分类学专业的是‘猛士’;毕业后敢于选择这个专业做职业的是‘勇士’,选择在科研圈内为分类学奋斗,不与科研圈内游戏规则妥协的人是‘壮士’;死不悔改被淘汰的人遂成‘烈士’。”

其中所谓的分类学专业指的就是经典分类学,用形态和地理的方法来分类物种。

在植物所学习了5年经典分类的金效华博士,是兰科植物专家,他曾经遍访云南的山寨和沟壑,根据兰科的地理分布和花、叶、果等部位的形态特征对它们进行分类。然而,当他从昆明植物所学习了细胞学、遗传学和分子系统学等物种分类的现代方法之后,他就改变了研究方法,实验室于是取代了田野,精密仪器则代替了标本。

现在,植物所里做分子系统学物种分类的学者一大半都是像金效华那样搞经典分类出身的。他们目前手上的四五个项目都和分子系统学有关,而且,在他们看来,似乎“经典分类已经做得差不多了,只剩一些完善的工作,而生物进化、遗传机制还要深入研究,我们要往下走”。

“往下走”的意思也就是佛罗里达大学植物学家Walter Judd所谓的“进化”。Judd是世界上首批体验分类学“进化”的科学家之一,他承认“分子分析带来了令人兴奋的成果”。很多年轻的学者却早早把这种兴奋感变为依赖感。有一些人彻底告别了经典分类学,在尝到了仅凭对DNA测序仪和PCR仪等仪器的娴熟操作就能吸引大笔科研经费的甜头之后,再也无法体验到用自己的名字为一个新物种命名的成就感了。

年轻学者的选择将决定学科的未来。Judd这样资深的分类学家,正面临退休,但佛罗里达大学并没有计划再聘请新的分类学家。中国医科院药用植物所只剩不到10个经典分类学者,且都没有兼负教学任务。英国皇家植物园的最后一位裸子植物分类学家和最后一位蕨类植物分类学家相继在2006年和2007年退休,他们的位子从那时就一直空着。

发现新物种要靠老方法

Judd是研究热带开花植物的形态学的专家,他曾说,年轻的植物学家使用分子分析方法作为研究工具之后,他们会将研究重点放在已经有研究成果的植物种类上,而丧失了去发现新的类群的动力。

因此,为了避免几代之后没有人会根据形态特征鉴别物种,即使经典分类日渐式微,国内外仍有一批学者坚守最后的阵地,“传统进化知识体系的框架都是通过形态鉴定的方式建立起来的,目前,认识一个物种基本都是从形态学入手,它是基础。”这是他们坚守的理由。

因为这个理由,世界权威的分类学家Montgomery Wood,即使在投身研究之初被同事说是“浪费时间”也不曾犹豫。50年来,Wood研究一种全球分布的黑蝇,现在,他仅凭双眼就可以鉴别近万种寄生蝇科中的很多个属。被同行泼冷水,在恶劣环境下进行野外调查,经费不足成为家常便饭,这就是Wood成为著名分类学家之前所要经历的磨练。

中科院植物所博导傅德志也是经历了同样的磨练,“1 992 年的时候没什么课题,没课题也就没经费,于是就凭自己的兴趣做研究,最少的时候,每个月就200块。”即使在这样的情况下,傅德志依然完成了了裸子植物新系统的研究。2009年,他即将完成维管束植物科属分类编码的研究。这个维管束项目已经用掉了他20多年时间,需要彻底清算根茎部含有维管束构造的植物的名称、分布区域和含有的物种数目,相当于彻查蕨类、裸子和被子植物。关于该项目,光参考书就能摞起两人高。

有趣的是,每当傅德志每完成一个项目,都会衍生出一些新的工作和项目。完成了维管束植物(见本期辞典)科属分布编码,现在他又对世界被子植物的科属志产生了兴趣。他对将要展开的新项目很有信心。事实上,裸子植物的成员家谱,就是运用传统的形态和地理学方法在2004年被其研究组攻克的。根据志书,进行大量的野外观察、标本识别和数据库的查阅,傅德志认为那样并不过时。

在他看来,“标定物种最终还是要回到经典分类”,因为形态分类法是统计学,而现代分子技术是标量科学,标量科学是建立在统计学基础上的。比如,“用形态和地理学方法已经分出20个种了,而DNA条码鉴定所能做的工作充其量只是看我分的种准确不准确,或者看看能不能合并其中的几个种。可要是没有我们事先分的这20个种,一切都白搭”。

选择一门关于花鸟鱼虫的学问

“分类学的灵魂是形态和地理学”,老祖宗达尔文的话已经无数次被验证。密歇根州立大学的昆虫学家Anthony Cognato和他的学生Jiri Hulcr在巴布亚新几内亚的热带雨林里花了18个月调查树皮甲虫,发现一种浅黄色的小型树皮甲虫只能通过其他较大型的长腿甲虫得到真菌,验证了一种新的生态学现象―真菌窃取(mycocleptism)。

如果没有18个月的野外调查和后期的形态鉴别,我们永远也不会知道什么是“真菌窃取”。既是基础,又是灵魂,经典分类学却一直往冰点跌。PEET的毕业生调查报告中显示,47%的学生毕业后并没有从事分类学工作,而6%的毕业生正处于失业状态,中国那么多科研基金中,也只有自然科学基金向经典分类的研究工作倾斜。“因为分子生物学领域的研究消耗了大量经费,经典分类这一块的确受到威胁。”就连项目都是通常先做,成果出来后,再看能不能申请基金。

而做分子系统研究的学者们手上的项目根本忙不过来,国家基金委项目、国家杰出青年科学基金项目、国家 973项目以及科学院分配的项目通常都是在同步进行着。

当分子生物学的学者们忙得不亦乐乎时,其实经典分类学家也没闲着,只是他们由专职研究变成了兼职鉴定。从事DNA条形码鉴定中药材的宋经元说:“当他们在采样的时候,需要专业的形态分类学家,以避免采错样,而在有了鉴定结果的时候,也会让形态学家判断对不对。”因此,在做中药材鉴定的过程中,分类学家也是必不可少的。可也有看法是,这样一来分类学家只需要适时提供一些科属种的数据,变得工具化了,与之前的辉煌时代相比,无异于从法官变成了被随意抽调出场的陪审团成员。

“前景的确不容乐观,但我也不会为此担心得夜不能寐。”现在,Wood将更多精力放在研究和保存更多物种上。而其他科学家也试图找出延长经典分类方法的寿命的办法。亚利桑那州立大学的昆虫学家QuentinWheeler就希望通过网络基础设施,通过数字图像和虚拟网络方便研究者了解放在国家历史博物馆中30多年前的标本。宋经元参与的DNA条形码鉴定中药材研究项目就是为了通过那些像超市认知码一样的基因序列和射频技术,让任何人都能识别物种。DNA条形码物种分类计数已经用来识别动物了,但是植物因为不同科属之间的基因变化很小,还在等待最终的标准基因序列。

分子生物学范文第6篇

关键词:形神;整体;生物学;基因组;脏腑;先天;后天

中图分类号:R2-03

文献标识码:A  文章编号:1673-7717(2007)12-2599-02

“形神”概念既是重要的哲学基础,也是中医学生命观的基本范畴。“形”“神”指的是形体和精神。人的生命整体,可以分为物质之体与精神之用,形与神相即相须,不能分离,是辩证的统一。形和神都是整体的。而现代科学是从形出发,逐步还原逐步分析,从宏观整体,以至器官、组织,而后至细胞,最后还原至分子――蛋白质组与基因组,在极点后转变到整体观。在飞速发展的现代生物学面前,中医学变得模糊和黯然失色了,因此有必要结合现代生物学重新阐述重新发扬中医学的形神统一观。

1.神

神的本义是玄奥莫测,天地间神秘难测的现象和事物,是常理和常态不能说明的。中医学将神的概念引申过来,用来比喻为中医学中玄妙的事物和现象,《灵枢・本神》日“故生之来谓之精,两精相搏谓之神”既是此义。神有3个基本含义:①反映整个生命存在状态的活动表现(包括代表生长壮老已、脏腑气血运动变化的现象),这是广义之神;②主宰人体生命活动、产生思维活动的灵明神气,这是狭义之神;③灵明神气所具有的意识心理活动,这是狭义之神的功能活动。

广义之神,从整体上说,是人体生命活动的整体特性,是生命的整体功能,是生命的结构和功能的统一。父母精血相合生成生命的初始元整体,元整体演化生成元阴、元阳,继而生成五脏,这是先天;最后生成有形的脏腑整体,这是后天。有形的脏腑整体蕴涵着先天阴阳、五行信息,先天的信息是最基本的调控系统。人是先天和后天混化的统一体。这个统一体就构成了人的广义之神。

狭义之神,元神,是由以心为主的五脏之气升华而成,是更精细的五脏之气。元神是人体的宏观调控系统。在后天生活中,人从社会中接受了信息,形成个人意识的参照系统,也是个人的行为、性格等的模式。元神和参照系统互耗影响,元神是最基础的功能系统,参照系统是自我的参照新帖,二者形成了后天的人的元神系统。元神的功能活动就是意识心理等思维活动。

2.形

形是事物的形体、形状、形质、形象等。中医学的“形”,包括脏腑五体、五官九窍、四肢百骸等有形躯体,以及滋养五脏、百骸的精、气、血、津、液等及其滋生助养下的经络腧穴。

中医脏腑是先天五行整体化的产物,在有形的脏腑中蕴涵着先天的脏腑信息。人体五脏在宏观上是以五行式功能形态而构成统一整体的,在整体上分为五脏系统,五脏系统在人的进化过程中在人天和谐中形成了功能不同的五官九窍和四肢百骸,并用经络将其联系起来,而形成统一整体。中医学的五脏系统是功能性的,也是由具体结构的组织、器官综合而成。各脏腑内部的细胞基因组是含该脏腑该细胞特异信息的基因组,这些含脏腑特异基因组信息的细胞通过所演化的蛋白组与该脏腑系统其他细胞基因组相互作用保持着该脏腑系统自身的稳定性,该脏腑所有的特异基因组信息的集合构成了该脏腑特异的基因组信息集团。该特异脏腑基因组信息集团又通过特异蛋白组(激素、酶等)对其它脏腑基因组调控作用而保持着人体五脏整体的稳定性。这些特异蛋白组的功能与特异脏腑的气的功能是一致的。五脏的气是相生相克、制化胜复的。人体是由五脏所构成,五脏各自的特异脏腑基因组信息集团本身也就是相生相克、制化胜复的,它们构成构成了全息的基因组。因此,人体基因组是由五脏基因组集团所构成,各脏基因组信息集团是由诸多基因所构成的网络调控集团。

经络腧穴是人体运行气血、联络脏腑肢节官窍、沟通周身上下内外的网络系统。经络系统与基因组内部的网络联系是很有密切关系的。

精气血津液精是一种有形的、液态的精微物质。广义之精指一切精微物质,其实就是形,形是气凝聚化的产物,形本质也是气。广义之精包括先天之精和后天之精。先天之精禀受父母,与生俱来,为生育繁殖、构成人体的原始物质。其与全息的基因组有直接关系。后天之精来源于饮食水谷与自然吸入之精气,经脾胃运化与肺朝百脉营养脏腑组织,与蛋白质、糖类等很有关系。先天之精就是生殖之精,全息化的基因组系统。精气血津液与微观的基本物质都有紧密联系,基础都是信息物质基因组。基因组是人的元气的凝聚态,人的元气作用于基因组形成有形的人体。

3.形与神的关系

人体形与神的整体统一,一方面表现为形为神之舍,形体气血滋养灵明神气;另一方面,表现为神为形之主,灵明神气主宰形体,统率脏腑功能活动。形与神相即相合,形神合一。

3.1形为神之舍 生命形体是神产生和依存的载体,形生则神生,形存则神存,形亡则神亡。广义之神是生命由阴阳、五行而后形成的整体特性,形而下之为有形的生命体系,在有形的生命中蕴藏先天的生命调控体系。后天的人体物质在联系和运动中体现了生命的整体一神。没有人体有形的物质的运动和联系就不可能有人的神存在。

古人把人的思维、情感、知觉等精神心理活动归附于心,意志、情感归附于五脏,五脏六腑又总归于心来统率。元神之府在于脑,没有脑就不会有元神的存在,正是由于神经细胞的相互联系才形成了脑形成了元神。脑又通过激素和神经纤维和五脏六腑、周身联系组成了一个统一整体。

生命的大分子――糖类、蛋白质、基因组等在整体的作用下,相互作用相互联系,完成了整个生命过程。在这个联系和运动中,阴阳和五行是基础的调控系统,是先后天的混化统一。

3.2神为形之主 中医学形神理论在强调形为神之舍、形存神存的同时,也同时强调了神的主宰性、统率性作用。生命的开始是在整体的作用下,完成了阴血阳精的结合,在形成生命的初始体――元整体后才开始了阴阳五行的演化。在完成了生命的演化后,整体依然起着主宰和统率作用,阴阳是最基本的调控系统,五行也是基本的调控系统,在阴阳五行的调控作用中体现了生命的整体特性。即使在人的后天生活中,先天的整体、阴阳、五行等依然是最基础的;生命的一切活动都是围绕着生命的整体进行的,有形物质大分子的作用不是阴阳五行本身,但是它们的作用体现了阴阳五行的作用。基因组内部是在相互联系中体现的整体,在整体作用下完成对外界信息的反应。五脏六腑也是在本身整体作用下完成了自身整体,在自身整体的作用下完成对人体的调控作用。经络系统就是脏腑与身体其他部分、自然界联系的网络系统。

即使在元神系统中,在神经细胞的相互联系中体现了整体――元神,在元神完成后又对自身各个分系统起着统率作用,对自身接受外界信息、处理信息起着主宰作用,在

社会环境中完成了自我参照系统,在元神和参照系统的相互作用中并形成了后天生活的人:自我。

4.“神机”与“气立”

《黄帝内经》“根于外者名日气立,根于内者名日神机”,“神机”和“气立”两者结合,才能成为一个生命活动。通过气的升降出入将“神机”和“气立”结合到一起,成为一个整体。

“神机”是根本的生命信息,是生物进化的根本,是内在的根据。这个根本的生命信息就是生命固有的时空结构的整体特性,人体这一整体功能的集中体现就是“神机”。但是仅此还是不能生化的,只有通过开合出入聚散化的运动与自然界联系起来才能完成独立的整体。这―外在环境也是人体生化的根据,即古人所说的“气立”,它是人生化的外在根据。“神机”与“气立”各是生命整体、生命活动全部条件的一半,只有两者混化为一,才是一个完整的生命整体。

整体的生命特性与生命的基础物质――基因组有着密切的联系,基因组中蕴涵生命的所有信息,在基因的相互联系中体现了生命的整体特性。但是仅有基因组还不能完成生命,还必须有生命存在的必要条件,才能完成生命。生命的繁衍是遗传物质和环境的对立统一,分子生物学认为生命的根据是由核中的DNA所决定的,但这只是行使细胞生命活动的全部时空结构的一个方面,还必须有环境中的与之对应的时空结构的内容,两者的相互作用才能形成新的整体。如果环境中的气与整体一致,两者耦合为一,保存了原来的特征,呈现出遗传占主导的混化,否则,会改变原来的细胞的元气内容与形式;环境的改变,必须改变DNA的整体结构与之相适应,改变幅度大者,可能导致失去生机而死亡,这就是所谓的“物竞天择”的道理所在。

具有支配生命活动的细胞核中的DNA必须借助外在的(如细胞质中的)与之相应的气,只有两者混化后,才能形成现实的生命活动。任何一个生命个体的生存过程,都是在继承遗传的基础上,在与环境相互作用中生存,因而也就在一定基础上不断改变自身的整体结构,而后再传给下一代。因此,气化使遗传与变异得到了统一。

分子生物学范文第7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

分子生物学范文第8篇

概念:分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。

所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明,从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量,由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息,并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统,由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。

发展历史:

一、准备和酝酿阶段

19世纪后期到20世纪50年代初,是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破:

确定了蛋白质是生命的主要基础物质

19世纪末buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精,第一次提出酶(enzyme)的名称,酶是生物催化剂。20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶(包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素c、肌动蛋白等),证明酶的本质是蛋白质。随后陆续发现生命的许多基本现象(物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等)都与酶和蛋白质相联系,可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。1902年emilfisher证明蛋白质结构是多肽;40年代末,sanger创立二硝基氟苯(dnfb)法、edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链n端氨基酸;1953年sanger和thompson完成了第一个多肽分子--胰岛素a链和b链的氨基全序列分析。由于结晶x-线衍射分析技术的发展,1950年pauling和corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。所以在这阶段对蛋白质一级结构和空间结构都有了认识。

确定了生物遗传的物质基础是dna

虽然1868年f.miescher就发现了核素(nuclein),但是在此后的半个多世纪中并未引起重视。20世纪20-30年代已确认自然界有dna和rna两类核酸,并阐明了核苷酸的组成。由于当时对核苷酸和硷基的定量分析不够精确,得出dna中a、g、c、t含量是大致相等的结果,因而曾长期认为dna结构只是“四核苷酸”单位的重复,不具有多样性,不能携带更多的信息,当时对携带遗传信息的侯选分子更多的是考虑蛋白质。40年代以后实验的事实使人们对酸的功能和结构两方面的认识都有了长足的进步。1944年o.t.avery等证明了肺炎球菌转化因子是dna;1952年a.d.hershey和m.cha-se用dna35s和32p分别标记t2噬菌体的蛋白质和核酸,感染大肠杆菌的实验进一步证明了是遗传物质。在对dna结构的研究上,1949-52年s.furbery等的x-线衍射分析阐明了核苷酸并非平面的空间构像,提出了dna是螺旋结构;1948-1953年chargaff等用新的层析和电泳技术分析组成dna的硷基和核苷酸量,积累了大量的数据,提出了dna硷基组成a=t、g=c的chargaff规则,为硷基配对的dna结构认识打下了基础。

二、现代分子生物学的建立和发展阶段

这一阶段是从50年代初到70年代初,以1953年watson和crick提出的dna双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。dna双螺旋发现的最深刻意义在于:确立了核酸作为信息分子的结构基础;提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式;从而最后确定了核酸是遗传的物质基础,为认识核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。在此期间的主要进展包括:

遗传信息传递中心法则的建立

在发现dna双螺旋结构同时,watson和crick就提出dna复制的可能模型。其后在1956年a.kornbery首先发现dna聚合酶;1958年meselson及stahl用同位素标记和超速离心分离实验为dna半保留模型提出了证明;1968年okazaki(冈畸)提出dna不连续复制模型;1972年证实了dna复制开始需要rna作为引物;70年代初获得dna拓扑异构酶,并对真核dna聚合酶特性做了分析研究;这些都逐渐完善了对dna复制机理的认识。

在发现dna双螺旋结构同时,watson和crick就提出dna复制的可能模型。其后在1956年a.kornbery首先发现dna聚合酶;1958年meselson及stahl用同位素标记和超速离心分离实验为dna半保留模型提出了证明;1968年okazaki(冈畸)提出dna不连续复制模型;1972年证实了dna复制开始需要rna作为引物;70年代初获得dna拓扑异构酶,并对真核dna聚合酶特性做了分析研究;这些都逐渐完善了对dna复制机理的认识。

在研究dna复制将遗传信息传给子代的同时,提出了rna在遗传信息传到蛋白质过程中起着中介作用的假说。1958年weiss及hurwitz等发现依赖于dna的rna聚合酶;1961年hall和spiege-lman用rna-dna杂交证明mrna与dna序列互补;逐步阐明了rna转录合成的机理。

在此同时认识到蛋白质是接受rna的遗传信息而合成的。50年代初zamecnik等在形态学和分离的亚细胞组分实验中已发现微粒体(microsome)是细胞内蛋白质合成的部位;1957年hoagland、zamecnik及stephenson等分离出trna并对它们在合成蛋白质中转运氨基酸的功能提出了假设;1961年brenner及gross等观察了在蛋白质合成过程中mrna与核糖体的结合;1965年holley首次测出了酵母丙氨酸trna的一级结构;特别是在60年代nirenberg、ochoa以及khorana等几组科学家的共同努力破译了rna上编码合成蛋白质的遗传密码,随后研究表明这套遗传密码在生物界具有通用性,从而认识了蛋白质翻译合成的基本过程。

上述重要发现共同建立了以中心法则为基础的分子遗传学基本理论体系。1970年temin和baltimore又同时从鸡肉瘤病毒颗粒中发现以rna为模板合成dna的反转录酶,又进一步补充和完善了遗传信息传递的中心法则。

分子生物学范文第9篇

关键词:药学分子生物学;生物学技术;课堂教学;教学方法

药学分子生物学是在药学、遗传学和生物化学等学科的基础上发展融合形成的新学科;它是将分子生物学的新理论、新技术渗入药学研究领域,从而使药物学研究由化学、药学的培养模式转化成为生命科学、药学和化学相结合的新药模式;同时它还是当代生物科学发展的引擎,是现代生物技术的基石。[1]近年来随着分子生物技术的发展,它的应用领域也在不断拓宽,它与医学和药学方面的交叉也越来越多,因此,分子生物学在今后已经不再只是生物技术专业的必修课,它也成为药学院学生的重要必修的基础课之一。

分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学,是现代生命科学的“共同语言”。分子生物学技术把研究技术提高到了基因分子水平,可应用于遗传性疾病的研究和病原体的检测及肿瘤的病因学、发病学、诊断和治疗,新药开发等方面的研究。所以,常用分子生物学技术是现代分子生物学研究的重要核心内容之一。掌握了常用分子生物学技术,并能将理论和实际操作结合,也就相当于掌握了一把从微观世界揭示生物学奥秘的钥匙。经过多年教学,笔者将对此章节的教学体会总结如下。

一、介绍本学科最新前沿动态,提高学生兴趣

分子生物学是一门发展快速的前沿学科,由其发展带来的成果和研究进展日新月异。由于教材跟不上分子生物学发展速度,在授课时我们及时将最新的分子生物学进展补充到教学内容之中。以基因敲除技术为例,教材主要介绍传统第一代同源重组方法,这种方法是经典基因敲除方法,但效率低(1 per 106 cells),实验周期长,可以说基本被淘汰的方法。随后又出现了锌指核酸酶(ZFN)[2]、TALEN、CRISPR/Cas9等方法。尤其是2012年出现最新CRISPR/Cas9方法,以能够实现任意敲除、成功率高、打靶效率很高、脱靶率高、周期非常快等优点著称。这种方法构建的基因突变动物具有显著高于传统方法的生殖系转移能力,是一种高效、快速、可靠的构建敲除动物模型的新方法,所以在动物模型构建的应用前景将非常广阔。

将这些最新的分子生物学科学进展补充到教学内容之中,一方面可以提高学生学习兴趣,另一方面使学生了解本学科最近发展动态,从动态中学习,而非死记硬背书本内容,有助于大学生的能力和素质培养。

二、注重融会贯通,重点突出,便于学生掌握重难点

以分子杂交技术为例,该技术可分为核酸分子杂交、蛋白质分子杂交、原位杂交、生物芯片等,所涉及的概念、原理、方法操作较多。如何将这些纷繁复杂的内容在一次理论教学中完成,我们进行了深入的思考和探索,在授课时注意淡化概念,注重联系实际和实验操作,使学生对整体分子杂交技术有感性的、总体上的认识,然后记忆各个方法概念、知识点,这样使各个知识点不是孤立存在,而是统一形成网络,使学生学到的不是一个个孤立的知识点。将分子杂交技术与前面学到的基因、复制、转录、翻译衔接紧密,介绍每种方法应用及其临床意义,在教学中注意融会贯通和启发式教学。以核酸分子杂交为例,核酸分子杂交又可分为Southern印迹和Northern 印迹,通过启发式教学方法,学生通过短暂的回忆和思考,使思维进入到“基因复制和转录”的空间中,再介绍两种方法的原理和应用范围,从而学生能很好理解Southern印迹主要应用于DNA检测,而Northern 印迹用于分析mRNA的转录或mRNA分子大小,此时再进行讲授每种方法的操作流程,突出重点,便于学生掌握重难点,会取得更好的效果。

三、应用多媒体教学,对学生进行启发式教学

多媒体资源已经广泛应用于教学中,它可以使课堂教学内容生动活泼、丰富多彩,并彻底改变传统的教学模式和学生的认知过程。俗话说好钢要用在刀刃上。多媒体在教学中的应用也是同样需要用在“刀刃上”,这样才能发挥其关键的作用。教学的“刀刃上”是指教学中的重难点以及衔接点、导入点、启发点、思维盲点等,所以只有处理好这些关键点,才能上好这门课程。笔者通过网上查阅资料、Flash 动画和自制彩色图片等方式,使复杂的分子生物学操作流程变得形象直观、易记忆和理解,初步取得了较好的教学效果。每节课程结束前还进行小结,将重难点内容和图片回放,并提出思考题让学生思考,这样既有助于理解和掌握本节课的内容,又可排除学生对新知识的畏难和对学习的抵触情绪,逐步养成起学生对分子生物学学习的兴趣和信心。另外,每节课程结束后还进行习题讲解和课后答疑,利用QQ或邮件等手段与学生交流和互动解答问题,这样可及时巩固课堂知识和建立师生之间互信。因此,将多媒体应用于教学中,可以使授课过程更加丰富多彩和灵活多样,同时可使课堂教学更具有创新性。

四、将自身科研经验运用到教学中,让教学内容更丰富多彩

作为高校教师,我们在承担教学任务的同时还从事一些科研工作,科研工作是将自己所学理论知识运用于实践。在教学过程中,为了丰富教学内容,笔者将自己的科研成果和经验穿插于教学中,这样从实际出发可以使授课效果更生动、具体和形象,让学生更容易理解并加深印象。这种教学方式既可帮助学生更容易理解本课程内容,并且还可将抽象的书本知识具体形象化,还开拓了学生的视野,激发学生学习兴趣和动力,使其不再认为科学遥不可及。另外,利用课堂时间向学生介绍常用的科学文献检索方法和常用网址,让学生在课余时间可以通过这些方式摄取相关知识,了解本学科最新研究动态,扩展视野,逐步培养学生自发地阅读国内外文献,增强对科学研究的兴趣,为以后研究生的学习打下基础。

总之,针对常用分子生物学技术这章内容在药学分子生物学的重要性,以及其内容的抽象性和复杂性的特点,我们通过不断地实践和探索,建立了高效的教学方法,并得到学生广泛的好评。

参考文献:

[1]苏 娇.药学分子生物学教学语言艺术的探索[J].吉林医学,2010,31(21).

分子生物学范文第10篇

关键词:分子生物学;食品;微生物

1分子生物学的概念阐述

分子生物学作为一种基础性学科,将分子作为一种物质来研究生命的相关现象,比如构成细胞的物质,能够发生何种物理和化学变化。在进行探究的过程中,这种学科代表了人们由探究生命的出现和进化,可以得到生命所表达的重要意义。

2分子生物学在食品微生物检测中的应用意义

分子生物学的各项研究成果已经渗透进了人们的实际生活中,而且起到了促进社会发展,和为全世界解决实际问题的作用。比如将酶催化产生的反应和原因运用到各类化学工业活动中,人工进行酶的模拟并生成新的催化剂,不仅能针对性地解决问题,还可以在化学工业领域领导新的革命。除了在化学方面有所益处,对食品安全方面也有巨大意义,它能够更新微生物检测技术,提升了食品安全,保障了食品加工过程中产品的质量和人的健康。

3基于分子生物学方法的食品微生物检测技术研究

3.1以电泳为主导技术的DNA图谱技术

由于排列顺序不同的DN段会在变性剂浓度不同的情况下发生改变,利用不一样的解链行为,使排列顺序不同的DN段会停留在不同位置的凝胶上这一特性,提出了DGGE技术来检测核酸序列,在被变性剂染色成功后,会在凝胶的各个位置上出现条带状物体。这种技术已经被越来越多相关企业运用,进行食品微生物的抽离或测定,检测微生物的数量等。J.Theunissen和T.J.Britz等人2004年在南非对含益生菌对食物进行了DGGE技术检测[6];MilicaNikolic等人则在南非自制的山羊奶干酪中进行了PCR-DGGE检测。在DGGE之后出现的NA指纹图谱技术,也叫做温度梯度凝胶电泳,不同于DGGE的凝胶中使用尿素和甲酰胺浓度梯度的方法,温度梯度凝胶电泳使用了温度梯度和在引物的5′端增加3050bpGC片段的新技术。这种新的方式可以有效地统计出某一区块内,微生物的数量和品种,还可以检测出其他未知的肠道细菌,虽然Zoetendal等人已将这项TGGE技术运用在了人粪样微生物的探究分析中,但是针对食品的运用还很少。

4随机扩增多态DNA技术(RAPD)

通过将随机的引物进行PCR反应,并加重靶细胞DNA的比例进行分析,这一方法被称为RAPD分析,它能够让研究人员了解DN段的大小和数量,再根据DNA在不同基因组中的差异做出判断。这种方式能够将全部DNA基因定位成目标对象,可以辨识极小的差别,非常适合运用在研究成果少,特点不明显的或是DNA序列不凸显的真菌和乳酸菌的研究中。G.Spano等人利用RAPD-PCR技术发现了隐藏在红葡萄酒中的植物乳杆菌,Walczak等人利用RAPD分析法得出了非生产用酵母菌株与标准清酒假丝酵母菌株具有相近的遗传特质。此外,针对葡萄球菌、大肠埃希氏、沙门氏菌和志贺氏菌等研究,都采用了这种技术方法。

5基因探针检测方法

1968年,华盛顿卡内基学院的Britten等人研究提出了核酸分子杂交技术,也叫做基因探针技术,这种技术的提出为分子生物学的DNA分析方法奠定了基础,也成为了全球范围内被使用最多的分子生物学技术。基因探针是一种具有特定标记的基因碎片,具有检测功能的原理是采用了碱基的配对,通过退火让两条互补的核酸单链成为双链。这种检测技术可以用来检测食品微生物,具有方便快捷,直接有效的特点,使食物免遭致病性微生物的损害。病原体其本身具有特殊的核酸碎片,利用已经做好分离和标志的核酸探针,将与需要检测的样品结合过的标记物进行监测,如果检测的样品中本身就有确定的病原体,那么探针和核酸序列就会有所结合。这种基因探针检测技术的优势在于,能够非常灵敏地检测出不同,而且还具备了组织化学染色的特点,即可被见的特性和可定位的特点,所以能够检测出食品中的致病性细菌。就现在来说,世界各地都提出了各种能够检测食品微生物的基因探针,比如说Moseley等人提出的生物素标记的沙门菌基因探针,以及Kerdahi等人提出的能够测试出单核细胞增生的李斯特菌的,来自非放射性DNA探针,还有陈倩等人能够检测出ESIEC大肠杆菌的,根据HPI毒力岛基因生成的rp-z探针。另外还有已转变为特殊商品的基因探针试剂盒。美国的GENETRAK公司采用特殊的基因探针对沙门菌、李斯特菌和大肠杆菌的rRNA进行检验[6],最后得出了脱氧核糖核酸杂交筛选比色法。主要检验方式分为以下几步:

(1)需要一种与细菌rRNA相反的基因探针和一份完成增菌培养的样品,细菌溶解之后与带有荧光素标记的探针互相杂交。此时样品中存在靶细菌rRNA,则带有荧光素和多聚脱氧腺嘌呤核苷酸(polydA)的探针互相杂交将成立。

(2)将包被多聚脱氧胸腺嘧啶核苷酸(polydT)的固相载体测杆与杂交溶液反应,如果polydA和polydT间的碱基出现配对,那么杂交核酸分子就被固体载体获得,并将这种分子培养在辣根过氧化酶-抗荧光素接合剂中,使探针上的荧光素与结合剂溶合。

(3)固体载体首先放置在酶底物-色原溶液,再由辣根过氧化酶与底物反应,最后用酸终止,在450nm处计量吸光度的多少,就能确定样品中是否存在靶细菌。

6基因芯片

上世纪90年代中期出现的基因芯片技术,也就是DNA微阵列(DNAmicroarray),使用微加工技术构建出能将人工产生的基因片段,紧密结合的、排列有序的出现在硅片等载体上。再根据被荧光检测系统扫描过的,和标记样品杂交后的芯片,利用计算机进行分析检测,得出定性、定量的结果。由于基因芯片技术能够高度地自动处理大量信息,所以能够快捷准确地检测食品安全。运用基因芯片技术进行病原体检测的有:Berger等人进行的12株嗜酸乳杆菌检测;Wang等人进行能够具有超强特异性和灵敏度的肺炎链球菌检测;高兴等人对痢疾志贺菌、鼠伤寒沙门菌、金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌、肉毒梭菌、肺炎链球菌、布氏杆菌、嗜肺军团菌等16种病原细菌进行检测。但就目前的技术来说,基因芯片的应用还不够完善,首先,基因芯片所需的设备价格不低,制作成本很高,普通实验室没有足够的经济能力可以负担。其次,基因芯片的特异性还不够明显,假阳性和假阴性会对实验结果的精准程度产生影响。最后,基因芯片技术在进行过程中,各项数据和参数还没有形成统一的标准,对可重复性会产生影响。只有不断完善自身解决上述问题,基因芯片技术才能被更广泛地运用在全世界的各个领域。伴随着全球食品贸易的发展,检测食品病原菌也越来越重要,只有更方便快捷地完成食品安全检测,将分子生物学的检测方法运用于日常生活,才能更好地发挥这项学科的魅力,研究出真正实用的食品病原微生物快速检测方法。

参考文献

[5]陈倩,程伯琨.基因探针检测食品中具有HPI毒力岛的ESIEC大肠杆菌[J].食品科学,2000,21(7):35.