保护生物学研究
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保护生物学研究范文第1篇
鱼类生物学家 曹文宣
曹文宣， 男， 汉族， 1934 年5 月19 日出生，1955 年7 月四川大学生物系动物专业毕业。1984 年获“中科院竺可桢野外科学工作奖”， 1988 年获国家有突出贡献专家称号，1997 年当选为中国科学院院士。
曹文宣院士50 余年来一直从事鱼类生物学研究，对东亚地区淡水鱼类的生物学形成了一套系统的学术思想， 并将之开拓性地应用于鱼类资源的保护和合理开发利用的研究。他对团头鲂（武昌鱼）生物学的研究，指导了对该种野生鱼类的驯化养殖工作，如今团头鲂养殖已成为我国淡水水产的重要产业；率先开展青藏高原鱼类生物学研究；在三峡工程对长江水域生态影响及对策的研究中，全面论证了三峡工程对长江珍稀水生动物白鳍豚、白鲟、中华鲟、胭脂鱼和长江上游特有鱼类， 以及对长江中游“四大家鱼”自然繁殖的影响，并提出了对策和建议。
1992 年至今，针对三峡工程及长江上游干支流梯级开发对上游水域120 余种特有鱼类及其栖息地造成的严重不利影响，曹院士提出了建立特有鱼类自然保护区的保护措施。2000 年4 月国务院批准建立了“长江珍稀鱼类国家级自然保护区”。通过对上游各主要一级支流的比选和实地考察，曹院士建议在赤水河建立长江上游特有鱼类自然保护区，呼吁水利水电部门不要在赤水河兴建水电站。2005 年国务院批准经调整后的“长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区”，包含了整条赤水河。
针对长江鱼类资源严重衰退、主要养殖对象“四大家鱼”优良种质亟需加强保护的现状，曹院士建议长江全面休渔10 年，让鱼类休养生息。2010 年7 月被长江渔业资源管理委员会授予“长江水生生物养护特别贡献奖”。
鱼类保护生物学家 危起伟
危起伟，男，1960 年7 月生，博士生导师，现为长江水产研究所农业部淡水生物多样性保护重点实验室主任。
危起伟是知名的鱼类保护生物学专家，对多种珍稀特有鱼类的物种保护技术开展了系统研究，特别是潜心研究中华鲟近30 年，为中华鲟的物种保护创造有利条件；推动建立了我国珍稀水生动物的宏观政策和保护技术体系， 为我国濒危水生动物自然保护和产业发展做出了杰出贡献。发表学术论文213 篇，主编专著3 部，国际学术会议作主题报告十多次；获国家专利22 项； 获国家科技进步二等奖1 项，中国水产科学研究院科技进步一等奖，全国自然保护区管理先进个人、中国水产科学研究院突出贡献奖、院优秀科技创新团队学术带头人和斯巴鲁生态保护贡献奖等荣誉。
水生生物学家 王丁
王丁，男，出生于1958年， 现为中国科学院水生生物研究所研究员、党委书记，武汉白D豚保护基金会理事长。
保护生物学研究范文第2篇
论文摘 要 自由基生物学与物理学关系密切，没有物理学关于电子的理论和检测技术，就没有自由基生物学今天的辉煌，没有自由基生物学与物理学的结合，也许至今大部分人都还不知道什么是自由基。文章从自由基生物学的发展讨论物理与生物学的关系。
AbstractThere is a close relationship between free-radical biology and physics. The great advances in modern free-radical biology would not have occurred if physics had not provided the theory and detection technology for electrons. Without the combination of free-radical biology with physics， many people today might not even know what a free radical is. The relationship between biology and physics is discussed from the viewpoint of the development of free-radical biology.
Keywordsfree radical， free-radical biology， physics， electron spin resonance(ESR)
自由基生物学（free radical biology）是研究自由基在生物体系中产生和作用规律及其与疾病和健康关系的科学。自由基生物学是一门新兴的前沿和交叉科学，是一个具有重要理论意义和广泛应用前景并且与人类健康密切相关的科学。自由基不仅具有重要的生物功能，而且可以引起衰老和多种疾病的发生和发展。自由基生物学自1968年发现超氧化物岐化酶（superoxide dismutase，SOD）以来［1］，在过去三十几年时间获得了迅速发展和辉煌的成就。1998年，一氧化氮自由基研究获得诺贝尔生物和医学奖，将自由基生物学和自由基医学研究推向另一个新［2］。今后自由基生物学在衰老和疾病关系的理论研究方面将有所突破，为人类健康和延寿做出更大贡献。物理学和自由基生物学看似两门相差很远的学科，其实关系很密切。从自由基生物学的发展来看，可以说，没有物理学的理论和技术就没有自由基生物学今天的辉煌，当然没有自由基生物学与物理学的结合，也许至今大部分人都还不知道什么是自由基。本文不打算在物理学和生物学方面做广泛讨论，只从自由基生物学这一学科讨论物理学与生物学的关系，也就是从生物物理学或物理生物学的一个侧面讨论物理学和生物学的关系。
1 物理学是自由基生物学的基础
可以毫不夸张地说，物理学是自由基生物学的基础，自由基的概念、理论和检测技术都是来自物理学。按照自由基的概念和定义，“任何包含一个未成对电子的原子或原子团，均称之为自由基”，从物理学角度看自由基的实质就是一个电子。电子除了具有质量m，电荷e之外，它还具有另一个特性，就是自旋S。所谓自旋，我们可以想像电子像地球一样绕一个轴旋转。电子是一个带电体，带电体的旋转就会产生磁场，这样一个旋转着的电子就好像一个小磁偶极子。在力学上可以用磁偶极矩μ来描述，它具有方向性，因此是一个矢量。如果将这一磁偶极矩放在磁场H中，它们之间就会产生一个相互作用能E，这个能量可以用量子力学的薛定谔方程描述和求解，即
这里g是一个没有量纲的常数，称为g因子，β是玻尔磁子。自旋磁矩与外磁场平行的电子具有较低的能量－gβH，自旋磁矩和外磁场反平行的电子具有较高的能量gβH。若用辐射的方法给处于低能级的电子一个能量hν，正好等于gβH，它们就会吸收这一能量跃迁到高能级，我们就称电子在频率ν发生了共振。这就是电子自旋共振（electron spin resonance， ESR）或顺磁共振(electron paramagnetic resonance， EPR))的基本原理，也是检测自由基最特异、最直接和最有效的技术［3］。
至此，我们可以看出，自由基完全可以用纯物理学的语言通过一个电子的物理性质来表述。正是描述一个电子在磁场中的自旋共振奠定了自由基的检测方法，才使得我们可以利用ESR波谱仪检测自由基，因此可以说ESR是自由基物理学，它包括自由基的基本理论和自由基的检测技术——电子自旋共振，当然还包括该技术在物理学中的应用。
尽管在物理学中对自由基的研究已经很深入，甚至自由基在化学中的应用也获得巨大发展，比如，辐射化学和放射化学的反应基础都是自由基理论，有机化学中的聚合反应和有机化工也都是以自由基理论作为基础的，但是直到上世纪60年代，人们根本没有想到一个具有小小电子的自由基会与生物学有什么关系，更不能想像会产生一门独立的自由基生物学和该学科今日取得的辉煌。
2 生物学与物理学的结合带来了自由基生物学的发展和辉煌
1968年，发现生物体内存在超氧化物岐化酶（SOD），而SOD的功能是清除和歧化超氧阴离子自由基，由此，人们认识到生物体内存在自由基［1］。许多物理学家和生物学家分别或联合起来开展了自由基生物学研究，三十多年来获得了巨大的发展和辉煌的成就。1998年，一氧化氮自由基研究获得诺贝尔生物和医学奖，将自由基生物学研究推向一个新［2］。这归功于物理学与生物学结合的生物物理学或物理生物学研究。自由基生物学在以下几个方面取得突出进展：
2.1 建立和发展了多种检测自由基的新技术和方法
自由基检测是研究自由基的关键。物理学发展了多种检测短寿命自由基的手段，如研制成功时间分辨的ESR技术和ESR成像仪，不仅可以检测自由基的种类和浓度，而且可以检测自由基在生物体内的空间分布。并且利用这些方法系统地研究了氧自由基和一氧化氮自由基的性质、生物功能和疾病的关系，特别是在炎症、心脑缺血再灌注损伤和神经退行性疾病中的作用［4—6］。
上世纪60年代建立和发展起来的用氮氧自旋标记技术，使ESR技术的应用范围扩展到生物学的各个领域，其中包括研究细胞膜和蛋白质构象及其动力学性质技术，研究细胞膜磷脂和膜蛋白巯基结合位置的结构特点和动力学性质［7］。
2.2 自由基在生物体内的产生和功能
随着自由基生物学的发展，发现体内很多细胞活动过程都与自由基的产生和参与有关，酶的活化、电子的传递、白细胞的免疫反应都离不开自由基。体内主要通过以下几个途径产生自由基［8—10］：
(1) 白细胞和多形核白细胞在吞食外来异物和细菌过程产生呼吸爆发，释放大量活性氧，其中包括超氧阴离子自由基、羟基自由基、过氧化氢、单线态氧等。它们既可以作为杀伤外来入侵者的有力武器，在炎症和免疫方面发挥着巨大作用，但是也可以对正常细胞膜及其他细胞成分产生损伤作用。
(2)线粒体的正常功能是通过氧化磷酸化在呼吸链上将氧气还原成水，合成ATP，为细胞提供能量。但有1％—3％的氧气生成自由基。这些自由基如果泄漏出来，就会造成严重的细胞损伤。
(3)一氧化氮自由基在脑的发育过程起着重要作用，它是神经传导的逆信使，在学习和记忆过程中发挥着重要作用。
（4）植物中叶绿体光合作用产生大量自由基，甚至在一些植物抗病、感病和免疫过程中自由基也发挥着重要作用。
2.3 自由基可以诱导细胞凋亡和导致疾病
自由基虽然有很多生物功能，但如果产生过多就会对细胞造成损伤，引起一系列严重的神经疾病。我们系统地研究了一氧化氮和氧自由基在心脑缺血再灌注损伤和神经退行性疾病中诱导细胞凋亡和导致疾病的作用规律，发现一氧化氮和氧自由基在诱导细胞凋亡和导致这些疾病作用的分子机理和信号通路。老年痴呆症、帕金森综合症等神经系统疾病都有自由基的参与；在循环系统，动脉粥样硬化，血栓的形成，心肌缺血再灌注损伤的发病过程中，氧自由基起着重要作用；肝炎和糖尿病与氧自由基密切相关；致癌，促癌和癌的形成的每一步都有氧自由基的产生和参与［11—14］。
我们在转基因细胞和动物模型中，利用电子自旋共振和基因沉默（RNAi）等技术系统研究了自由基诱导细胞凋亡和导致疾病规律，发现一氧化氮（NO）和氧自由基（ROS）及铁、铜等金属离子在心脏缺血再灌注损伤、中风、老年痴呆症、帕金森综合症等神经退行性疾病中均起着重要作用，并且参与了与淀粉样蛋白（Aβ）、细胞色素（Cyt.）C释放、活化有丝分裂蛋白激酶（MAPK）有关的信号通路中的作用［13—16］。
2.4 自由基和衰老
衰老的学说很多，大部分不能用于抗衰老的实践。而衰老的自由基学说是可以用于指导抗衰老的学说之一。衰老的自由基学说认为氧自由基在体内的产生和对细胞成分的损伤可以引起衰老，保持体内适当抗氧化剂水平可以延缓衰老。这从后来研究人员用一种含自由基清除剂(1%2-巯基乙胺)的食物喂养老鼠能增加老鼠的平均寿命30％得到了证实。这相当于将人类的平均寿命从73岁增加到了95岁。以后又研究发现随着年龄增加，体内自由基产生和脂质过氧化水平提高，而抗氧化酶和抗氧化剂水平下降。老年斑就含有高浓度的自由基和脂质过氧化物。最近，美国和英国的权威杂志Science 和Nature发表研究文章表明，一些自由基清除剂，小分子多酚类物质，特别是从葡萄汁分离出来的白藜芦醇，可以启动长寿基因SIRI1，阻断细胞凋亡，延缓衰老和延长寿命。我们最近在基础饲料中添加天然抗氧化剂茶多酚和奎宁酸，可分别延长果蝇和线虫的寿命，并使动物体匀浆中SOD活性增加，脂质过氧化水平降低。自由基生物学研究的进展很可能对衰老这个还没有解决的重大基础科学问题提供新的线索和希望［17］。
2.5 天然抗氧化剂预防和治疗退行性疾病研究
人类的进化使得人类对有害自由基产生了一套比较完善的抗自由基体系。例如抗氧化酶体系，体内就有超氧化物岐化酶(SOD)，谷胱甘肽过氧化物酶，过氧化氢酶等。抗氧化剂有维生素C，维生素E，谷胱甘肽，尿酸，胡萝卜素等。这些抗氧化酶和抗氧化剂在体内组成了一道道防线，防止有害自由基对机体的伤害，维持体内自由基产生和清除的平衡，保证机体的健康。我们应当尽量保持体内这一平衡，不破坏这一平衡。
喝茶有益健康，我们对绿茶的有效成分茶多酚的结构和功能进行了系统的研究，发现四种茶多酚单体及其不同异构体对氧自由基的清除能力不同，并且确定了它们与自由基反应的活性位点。发现它们之间存在协同作用并能与铁、铅等金属离子螯合发挥抗氧化作用。我们研究了茶多酚对帕金森综合症的预防和治疗作用。探索了茶多酚通过清除氧自由基和一氧化氮预防帕金森综合症的途径，阐述了茶多酚清除自由基抗氧化反应机理以及预防和治疗帕金森综合症的分子机理［12］。
我们研究了茶多酚对6-OHDP诱导细胞凋亡和动物帕金森综合症的保护作用。在细胞体系发现茶多酚抑制6-羟多巴（6-OHDA）诱导细胞产生的活性氧（ROS），6-OHDA导致的线粒体肿胀和细胞内钙离子的增加，明显减少6-OHDA引起的NO自由基产生的增加和这两种一氧化氮合酶（NOS，其中一种为神经型的NOS，用nNOS表示，另一种为诱导型的NOS，用iNOS表示）表达的上调，茶多酚还可以清除6-OHDA自氧化产生的醌类自由基。在动物模型中，发现茶多酚可以降低中脑和纹状体中ROS和一氧化氮自由基含量、脂质过氧化程度、硝酸盐/亚硝酸盐含量，同时降低nNOS 和iNOS 表达水平。茶多酚预处理可增加黑质致密部存活神经元，减少凋亡细胞。我们的实验结果证明，口服茶多酚可以有效保护脑组织免于6-OHDA 损伤引起的神经细胞死亡，其保护作用可能是通过ROS 和NO 的途径实现的［18］。
在离体、在体和心肌细胞体系中系统研究了知母宁、银杏黄酮在心脏缺血再灌注损伤中保护心肌的机理，发现它们主要是通过清除氧自由基和调节一氧化氮自由基产生防止心肌细胞凋亡发挥作用的。在利用山楂黄酮预防中风研究中发现山楂黄酮可以通过调节体内抗氧化水平和清除过量氧和一氧化氮自由基，防止海马细胞凋亡［5］。
我们的研究还发现，山楂黄酮可以预防和治疗中风。蒙古沙鼠双侧颈动脉结扎引起的脑损伤中风模型表明，在缺血再灌注过程中，脑组织中活性氧产生增多，脂质过氧化产物水平升高，抗氧化能力下降，动物口服山楂提取物可以减少缺血再灌注过程中产生的活性氧自由基，减少脂质过氧化产物含量，提高脑匀浆中抗氧化剂的水平。同时，在缺血再灌注过程中，脑组织中硝酸盐／亚硝酸盐的浓度升高，ESR检测到的一氧化氮产量降低，而用山楂提取物喂动物，降低了脑组织中硝酸盐／亚硝酸盐的水平，提高了生物可利用的一氧化氮的浓度。iNOS在缺血再灌脑损伤的迟发性神经元死亡中起重要的作用，研究发现，抗氧化剂处理动物可以减少肿瘤坏死因子（TNF-α）和核因子（NF-κB）的水平，降低iNOS活性。用山楂提取物喂动物，可使动物缺血再灌脑损伤后海马CA1区成活的大锥体神经元数量增加，DNA损伤减少，对脑损伤有保护作用。口服天然抗氧化剂可以提高脑中抗氧化水平，保护脑组织免于缺血再灌脑损伤引起的神经细胞死亡，保护作用可能是通过ROS和一氧化氮的途径实现的［6］。
我们研究大豆异黄酮对Aβ导致的海马神经元凋亡的保护作用，发现大豆异黄酮可以有效抑制Aβ导致的海马神经元凋亡。大豆异黄酮能明显阻断Aβ导致的凋亡信号通道，从而降低细胞内Ca2+水平，减少ROS的积累，防止DNA断裂和凋亡基因caspase-3的激活。发现在低浓度是通过雌激素受体（ER）起保护作用的，而在高浓度是通过抗氧化机制起作用的［19］。
吸烟有害健康，一般人都认为尼古丁是吸烟中最有害的物质，但流行病学研究发现，吸烟人群得老年痴呆症和帕金森综合症的比不吸烟人群低，尼古丁很可能是吸烟中产生的预防这两种疾病的有效物质。我们对此进行了深入系统的研究，在转基因动物、细胞、线粒体和分子等不同层次水平上对其机理和信号通路进行了研究。我们研究发现：（1）尼古丁可以有效清除活性氧自由基，抑制多巴胺自氧化，是一种抗氧化剂。（2）尼古丁能够有效抑制6-OHDA和MPP+ 诱导的细胞色素C释放。（3）尼古丁可以保护海马神经元抵抗β淀粉样蛋白诱导的凋亡。（4）尼古丁可以防止淀粉样蛋白在转基因鼠脑中的沉淀。(5)尼古丁可以络合金属铜和锌，防止其在脑中积聚。（6）尼古丁可以通过烟碱型乙酰胆碱受体α7和MAPK的激活，抑制NF-κB和 C-Myc信号通路，抑制炎症和诱导型NOS表达和一氧化氮生成，预防老年痴呆症［15，16，20］。这对于解释烟碱防治神经退行性疾病机理具有重要意义，对预防和治疗老年痴呆症和帕金森综合症药物的研发及对有选择地减少吸烟产生的焦油和降低吸烟的危害具有重要指导意义。
通过以上讨论可以看出，物理学和自由基生物学关系很密切，可以说，没有物理学的理论和技术就没有自由基生物学今天的辉煌，甚至可以把自由基生物学看作是一门自由基生物物理学。今后物理学的发展将为自由基生物学提供更多的理论和技术，自由基生物学的发展将为人类健康和延寿做出更大贡献。
参考文献
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保护生物学研究范文第3篇
科技论文；生物科学素养；文献检索
高中生物学教学使用的教材以及生物科技书籍与生物科技新进展存在较大的时差，将生物科技论文中的新观点、新作法，以及相关的新知识、新成果和新应用传播给学生，可促进学生对不断发展的生物科学及其研究的理解和应用，引导学生主动学习，提高生物学学习能力和生物科学素养。
一、科技论文的概述
所谓科技论文是指论证、描述运用科学技术，开展科学研究，获得一定科研成果的学术性文章。中国国家标准GB7713-87明确指出：“学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解和知识的科学记录；或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结，用以提供学术会议上宣读、交流或讨论；或在学术刊物上发表；或做其他用途的书面文件。”科技论文能体现最新的科技成果及科技发展，科技成果已广泛运用于生产、生活。在高中生物学教学中，有效地运用科技论文，能激发学生的探究欲望，促进学生对生物学的认识，提高生物科学素养。
二、科技论文的选择
应选择近期发表的较高水平的科技论文，注意选择研究角度新颖、涉及生物学热点话题的研究文章。如学习有关育种知识时，介绍有关华中农业大学科研人员克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3，该科研成果可加速水稻“两系”不育系培育，促进作物杂种优势利用。引导学生由此相关信息为主题，检索有关科技论文，让学生获取科学性、权威性的基因工程育种的最新科学进展。
还应注意选择有关促进社会、生产、生活等方面研究的科技论文。例如，在学习“生态环境的保护”时，根据不断加剧的“雾霾”天气，引导学生学习《北京一次持续性雾霾过程的阶段性特征及影响因子分析》，帮助学生了解北京地区持续性雾霾天气过程中的气象因素和气溶胶演变特征。学生结合“雾霾”天气亲身体验，加深了对“雾霾”天气的了解，提高保护环境的意识，有利于学生掌握生物科学知识，运用所学的知识解决现实生活中的问题。许多实验验证性的科技论文包含有实验材料、实验方法、实验结果、讨论和结论，不仅具有科学的、最新的实验技术和方法，还有翔实的实验数据，让学生易于理解实验过程、实验数据和结论之间的关系，体现科技论文的应用价值与社会意义。
三、科技论文的教学应用
首先在课堂上为每位学生提供一份论文，要求学生围绕“文章的研究的目、研究的对象、研究的结论或结果、研究的问题对社会或研究领域有什么影响”等一系列问题进行阅读，培养学生快速地获取有关信息的 能力。
然后指导学生罗列论文中相关的生物学概念和难理解的专业名词，并尝试理清生物学概念与难理解的专业名词之间的关系，通过新情境的构建，培养学生对知识的理解、分析、应用等迁移能力，为理解实验和科学进展打下良好基础。
科技论文表述的实验原理和步骤等具有前瞻性，专业性比较强，学生难以理解。课堂教学时教师应简要地解释实验过程，引导学生理解新的实验方法和实验设计，尝试用通俗易懂的文字简化复杂的实验条件和方法，设计相关类似的实验，提高学生的实验设计能力。
四、科技论文的教育价值
1.促进学生学会文献检索
指导学生从公共媒体如报纸、公共科学杂志，比如《新科学家》《科学新闻》或者中国知网等相关网站，采用“文献检索方法”“数据库检索方法”“出版物检索方法”，使用关键词搜索，在论文期刊上网站上或搜寻合适的论文，比如早期原创性研究论文，进行对比阅读，培养学生学会求知、学会学习，掌握认识世界的工具、学会最迅速、最有效地获取信息、处理信息和运用信息的能力。
2.促进学生对生物学核心概念的掌握
高中生物核心概念是建立在一般概念、原理和规律之上的对生物学核心问题认识和理解，从不同的角度阐释生命的本质，有利于帮助学生理解与掌握生物学主干知识。在有关“光合作用、呼吸作用”等核心概念学习中，以关键词“光合作用、呼吸作用、影响光合作用、呼吸作用速率等”检索到《不同营养条件对金鱼藻净化作用及其生理生态的影响》《静止和充气培养条件下光强对龙须菜光合生理效应的影响》等科技论文，通过学习，拓宽视野，加深对光合作用速率、光合效率、净光合作用速率等生物学核心概念理解和掌握。
3.提高学生图文转换和图表处理能力
生物科学经常以生物绘图或图表方式呈现科学研究方法或成果，在教学中尝试将论文的数据用简化的图表进行特殊处理，剔除冗余信息，并将图表与文字相结合，培养学生科学思维和习惯，提高图文转换和图表处理能力，加深对新的科学实验的理解。
4.提高学生解决问题能力
保护生物学研究范文第4篇
在一些对未来的描述中，合成生物学的前景超乎想象：也许要不了多久，研究人员就可以对细胞进行“编程”，从可再生能源中产生大量的生物燃料，检测毒素，根据身体需要释放精确数量的胰岛素，等等。
所有这些美好的未来前景都基于这样的认识：生物学家操纵基因工程就像工程师设计机器部件那样简单，只需定义基因“部件”的功能，将它们装配成具有更复杂功能的某种“装置”，然后将这些“装置”插入细胞中即可。
由于所有生命形式都建立在大致相同的遗传密码的基础之上，理论上，合成生物学可为之提供成套遗传基因组件“工具箱”——生物学版本的“晶体管”和“开关”，然后可随心所欲地将它们插接到“生物电路”上。
然而，操纵生命分子远非如此简单。“生命分子的运作机制极为复杂，远不是操纵扳手、螺丝刀或晶体管所能比拟的。”西雅图一家工程咨询和设计公司的负责人罗布·卡尔森说道。
合成生物学发展的每一个过程都面临着挑战，从生命“零部件”的定义，到整个系统的构建。然而困难阻挡不了该领域内执著的开拓者，他们已经开始着手迎接合成生物学领域的五大挑战。
挑战一：许多生物零部件尚未明确描述
一个生物“零部件”可以是从编码某个特定蛋白质的一段DNA序列，到促成基因表达启动子的任何东西。然而问题是，许多生命“零部件”的特征和功能都尚未得到清楚的描述，比如它们的功能是什么？在不同类型的细胞内，或在不同的实验室条件下，它们是否会有不同的表现？
麻省理工学院的标准生物部件注册中心，有着超过5000个可供订购的生物部件，但是据中心主任兰迪·雷特伯格说，它们的质量无法保证。这些生物部件样本中的大多数都出自参加国际基因工程机器设计大赛（iGEM）的大学生之手，该活动从2004年开始每年举办一次。参赛的学生或利用生物“工具箱”里的部件，或开发出新的生物部件，设计合成生物某种生物系统，但许多参赛者都没有足够的时间对这些生物部件进行详细的描述。
雷特伯格说，目前他们正在加大力度提高收集生物零部件的质量，鼓励呈报者同时提供描述生物零部件功能和特性的文档部分，并对样品进行DNA测序，以确保与他们的描述相符。与此同时，美国加州大学伯克利分校的合成生物学家亚当·阿金和杰伊·科斯林，以及斯坦福大学的德鲁·恩迪正在启动一个称为BIOFAB的新项目，专业开发和描述生物零部件。
然而，标准化测量的实施却比较困难，例如，在哺乳动物的细胞中，引入基因与细胞基因组整合的结果难以预测，并有可能影响到附近区域的基因表达。瑞士联邦理工学院（ETH）的合成生物学家马丁·傅森格说：“这种复杂性导致很难通过标准化方法对基因部件进行特征描述。”
挑战二：生物电路测试繁琐费时
即使每个生物零部件的功能都已知晓，但将它们组合在一起后，其功能也许不一定能如预期的那样。与其他可预测性更强的现代工程学科的设计过程相比较，合成生物学家往往不得不埋头于繁琐的试错过程中。
“我们仍像当年发明飞机的莱特兄弟那样，用木头和纸反复实验。”西班牙巴塞罗那基因组调控中心系统生物学家路易斯·塞拉诺说，“用一种东西制造的东西试飞一下，掉下来坠毁了，再用另一种东西试一下，也许飞得稍好一点。”
马萨诸塞州波士顿大学生物工程师吉姆·柯林斯和他的同事们在酵母实验中为了实现一个叫做“拨动开关”的系统，就经历了多次失败。他的团队想让细胞表达一种A基因，然后利用化学信号刺激关闭A基因，转而表达另一种B基因，但细胞一直拒绝表达B基因。柯林斯说，问题是控制这两种基因的启动子不平衡，因此A基因总是压过B基因。他说，他们将用3年时间的反复试验来进行调整。
计算机模拟可以帮助缩短这样的试错过程，2009年，柯林斯和他的同事创建了稍有不同几个版本的两个启动子，每一个版本都各自创建了一个基因定时器，即在一个特定的滞后时间后，系统将启动细胞的基因表达从一种基因转移到另一种基因。他们对定时器进行了测试，然后将结果反馈给计算机模型，预测其他版本基因定时器的表现。使用模型技术，研究人员可以利用计算机来进行优化测试，而不必对每一个版本逐一进行测试。
挑战三：生物系统构建复杂难测
随着生物电路越来越大，构建和检测过程也变得更为艰巨。科林斯的研究团队的抗疟药青蒿素前体物质化合物的研究项目，是合成生物学领域内经常被引用的一个成功例子。据科林斯估计，这一项目平均每年有150人参加，他们的工作包括发现和定义介入反应过程的所有基因，以及开发和完善控制这些基因表达的部件。例如，研究人员必须对之前产生的许多变异形式逐一进行测试，以寻找一种能充分提高产量的变异结构，达到清除有毒中间分子的目的。
“人们对这类项目望而生畏，因为它需要太多的时间和金钱。”马萨诸塞州波士顿新创公司银杏生物工作室的创始人雷什玛·谢蒂说道。为了解决类似的瓶颈问题，银杏生物工作室开发了一个将基因部件组合起来的自动化系统，预定义侧翼序列的基因零部件，由机器人根据一套被称为“生物积木标准”的规则组装起来。
在加州大学伯克利分校，合成生物学家克里斯托弗·安德森和他的同事正在开发一个让细菌来做这项工作的系统。经过基因改造的大肠杆菌细胞，被称为“装配”细胞，与酶配合在一起，可以进行DN断的切割与缝合。还有的大肠杆菌细胞则被基因改造成为“选择”细胞，从剩余的生物零部件中整理挑拣出完整的产品。安德森的团队还计划用一种类病毒的噬菌粒将DNA运送到选定的细胞内。安德森说道，这个系统可将组装一个“生物积木”的时间从2天缩短到3小时。
挑战四：许多生物零部件不相兼容
合成基因电路构建完毕并载入细胞之后，就有可能对宿主产生非预期的影响。加州大学旧金山分校合成生物学家克里斯·沃伊特2003年时就遇到了这样的问题。沃伊特将从枯草芽孢杆菌中提取的一些基因零部件装配成为一个开关系统，目的是让某些基因在化学刺激下作出反应，激活某种基因表达。他想研究一下这个系统是否可以不依赖于枯草芽孢杆菌，于是他将这个基因电路送入大肠杆菌，结果证明不行。
“在显微镜下可以发现这些细胞都变得病恹恹的，”沃伊特说，“今天表现这样，明天又是一个样。”通过查找文献他发现，生物电路的某个部件打乱了大肠杆菌的自然基因表达。“生物电路设计本身没有问题，只不过某个部件是不兼容的。”
美国北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的合成生物学家发现，即使是一个简单的、可启动自身基因表达的外源基因电路，也有可能引发宿主细胞的复杂行为。在大肠杆菌中被激活时，这个生物电路延缓了细胞的生长速度，基因蛋白质产物的稀释速度也随之放慢，导致某些细胞表达了这种基因，某些细胞则没有。
为了减少意外的相互作用，研究人员研究开发了一种独立于细胞自然机制之外的系统。英国剑桥大学分子生物学实验室的合成生物学家詹森·奇恩和他的同事在大肠杆菌中创建了一种独立于细胞内在系统的蛋白生产系统，该团队使用了一种可识别基因的聚合酶，专门识别天然细胞中不存在的基因。
奇恩说道，这样的系统可让生物学家在不破坏细胞存活机制的情况下，拥有将一些生物零部件任意“组合”的自由。例如，他的团队把编码O-核糖体部件的DNA序列拆分开来，以促进细胞以更快的速度制造蛋白质。
另一个解决方案是以物理手段将合成部分从细胞中分离出来。加州大学旧金山分校的合成生物学家温德尔·利姆的团队用酵母做了将基因电路隔离开来的实验，他说，这一方法也适用于细菌细胞。
合成生物学激起环保人士的公愤
澳大利亚的合成生物学家最近公布消息说，他们即将成功克隆30年前已在野外绝迹的一种青蛙。
与克隆技术一样，合成生物学在一些新闻媒体中被描绘成拥有无所不能的神奇能力，例如，让已经灭绝的长毛猛犸象重新复活，让19世纪之前曾翱翔在北美天空中的候鸽重新出现等。
但在不久前于英国剑桥大学召开的一次会议上，环保主义者和合成生物学家们讨论的是更为实际的问题，即如何开发更实用的技术，以造福人类和地球。例如：合成出能适应全球变暖的珊瑚礁，对污染敏感的土壤微生物，能阻止反刍动物打嗝释放甲烷温室气体的肠道微生物，以及能抵御真菌疾病威胁的青蛙，等等。
会议讨论中，生物学家和环保人士还发生了一些冲突。一位合成生物学家在会议上表示，他感觉自己好像被人当做一个不负责任的青少年，认为他可能会对地球造成意外的破坏。而当一位合成生物学家称，赞成合成生物学技术的人一定会赢，是因为他们比反对的人更年轻的时候，引起了环境保护论者的众怒。（第二天发表此言论的合成生物学家表示了道歉之意。）会议组织者多次呼吁大家礼让，并以供应免费葡萄酒之举来安抚众人情绪。
斯坦福大学的德鲁·恩迪被公认为是合成生物学领域的创始人之一，他认为，这样的争吵是一种迹象，表明合成生物学已经开始吸引各领域的关注与参与。但无论人们如何争议，事实将不辩自明。
举一个合成生物学能够提供环境保护的例子。英国牛津大学的学生克里斯托弗·舍尼等人将经过基因改造的大肠杆菌转移到植物根系中，产生一种植物生长激素。温室测试表明，包含了这种转基因细菌的十字花科植物比普通植物生长得更好，同时能让土壤保留更多的水分。这种细菌可能有助于防治土地荒漠化。
然而合成生物学的发展也令观察家们产生了一些担忧。美国罗格斯大学的地球微生物学家保罗·法尔克维斯基看到了能将二氧化碳转化为燃料的微生物，以及利用大气氮气生产肥料的微生物这两项技术的巨大价值，但他担心的是，工业规模的生产可能会产生某些极端后果，如释放大量温室气体。
剑桥大学环境保护生物学家比尔·萨瑟兰表示，合成生物学研究要慎重。但他同时说道，他在这次会议上的一项小规模民意调查表明，合成生物学家与环境保护论者之间的鸿沟并非如我们想象的那么深，双方都认同的一点是，合成生物学给我们带来的恩惠之一是可以更有效地利用自然资源，但同时也让我们产生了合成生物学发展有可能危害自然生态系统的担忧。
让合成生物学家和环保人士同样感到兴奋而又有些期待的一个问题是：复活灭绝很久的一些物种。“这是一个很有趣的研究课题，但与拯救世界无关。”萨瑟兰说道。
挑战五：生物系统的稳定性问题
合成生物学家还必须确保基因电路的可靠运行。细胞分子的活动很容易受到随机干扰的影响，生长条件的差异也有可能影响细胞行为，因此经过较长时间之后，随机出现的基因突变有可能完全破坏基因电路的功能。
10年前，加州理工学院的合成生物学家迈克尔·伊洛维兹通过他的团队构建了基因振荡器，用以观察细胞的随机能力。该系统中三个基因的相互作用，令一种荧光蛋白的产出量升高或降低，导致细胞明暗闪烁，但并非所有细胞的反应都一样，有的细胞亮一些，有的细胞暗一些；有的细胞明暗闪烁的频率较快，有的则较慢。
伊洛维兹认为，出现这种差异可能有多种原因，例如，细胞基因表达的方式是爆发式的，而不是稳步渐进的，细胞还可能包含许多不同的mRNA和蛋白质产生机制；另外，细胞中基因电路的拷贝份数也可能会随着时间的推移而产生波动。
哈佛医学院的遗传学家乔治·丘奇正在探索让细菌菌株更稳定的方法。丘奇说可通过引入更精确DNA复制机制等方式达到这一目的。尽管对简单的系统来说，稳定性可能并不是一个严重的问题，但随着更多的生物零部件被装配起来，这个问题将变得越来越重要。
尽管面临种种挑战，合成生物学家还是取得了许多进展。例如，研究人员开发出利用大肠杆菌计算一些生物学事件（如细胞的分裂次数）等，还有一些系统已经从细菌细胞发展到更为复杂的细胞。傅森格说，“合成生物学家开发更多实际应用的时代已经来到。”
例如，科林斯的青蒿素前体系统的商业化阶段已经启动。另外有几家公司也正在研究开发新技术，希望通过基因工程来改造微生物，使其生产出生物燃料。不过，合成生物学的大规模实际应用，仍然需要时间来实现。
保护生物学研究范文第5篇
关键词：水生野生动物 保护生物学 课程探索
保护生物学是研究如何保护生物物种及其生存环境，从而保护生物多样性的科学。保护生物学交叉了分类学、生态学、分子生物学、遗传学、数学模型学、进化系统学、生物地理学、人类学和社会学等学科的研究，是一门兼顾基础学科和应用学科的新兴学科。水生野生动物保护学是从保护生物学中分离出来，创立学科的目的是引起了公众关注，提出保护目标和措施，减缓或遏止水生野生动物多样性的丧失。水生野生动物保护学的理论研究的一个重要目标，就是为保护水生动物多样性的实践提供方法和技术上的指导。为了更好地贯彻水生野生动物保护学的学科思想，需要培养更多的高素质的保护学人才。为此，我们尝试在高校开设了水生野生动物保护学课程。
一、开设课程的必要性
地球上的淡水和海水环境中的生物占据了生物圈内的绝大部分，地球表面的淡水环境中存在至少10万种物种，约为已描述物种的6%；海洋环境中，目前科学界已知的生物约有23万种，估计仍有100万种尚未记录。虽然如此，但人类没有真正理解水生动物的价值，不能自觉地维持水生动物生态环境的稳定性。随着人类活动的日益增加，最近几十年间，水生动物遭受较以往任何时候更为严重的破坏，人类活动引起的物种灭绝速度比物种自然灭绝速度快1000倍，很多物种在人类还没认识之前，其身影就已经从地球上消失了。人类社会活动和环境变化造成生物多样性急剧减少，威胁到人类生存和可持续发展。在当前社会背景条件下，我们提出了水生野生动物保护学，旨在为水生动物提供科学的保护措施，为解决保护问题的纯科学和管理实践间架起一座桥梁。
二、课程体系
水生野生动物保护学的学科门类为理学生物科学类，专业方向选修的主要课程之一，由2名专业教师担任全院课程教学任务，其中教授1人，副教授1人。
三、课程性质与目的
本课程是为生物科学专业本科生开设的专业基础课，是生物科学类本科生的专业选修课程，在生物科学专业本科生4年的学习中，起着引导学生入门及培养学生初步养成保护水生生物思维模式的作用。本课程的教学目的在于通过教与学，使学生正确理解什么是水生野生动物保护学，保护的方法和实现途径，掌握水生野生动物保护学的普遍规律和基本原理，并能综合运用于对实际问题的分析，初步具有解决保护生物学面临问题的能力，培养学生专业综合的素质，为以后学习其它专业管理课程打下基础。
四、课程内容
本课程主要涉及水生野生动物保护学的发展历程，保护对象，保护策略措施，法律法规相关文书的提出和完善，以及在此过程中与现实的经济发展的冲突。就线索来讲，本课程以为什么要保护水生野生动物为红线，贯穿于整个课程的教学。为了突出重点，我将理论联系实际，将经济发展与动物保护相冲突的事件作为案例来呈现。
水生野生动物保护学课程教学根据教学目标，依据我们自编的水生野生动物保护学教学讲义，将教学内容划分为水生野生动物的主要类群和分布，影响水生野生动物分布和数量变动的原因，水生野生动物资源的评价与开发决策，经济水生野生动物资源的保护途径，濒危水生野生动物资源的保护途径等主要6大部分（上面教学内容及学时分配见表1）。
水生野生动物保护学是一门理论联系实践很强的学科，所以教学部分由课堂教学与野外考查组成。课堂教学根据各位教师的科研方向和专业特长，依据授课章节和课时容量进行分配，同时依据教学内容之间的承前启后的逻辑关系，安排相关老师负责野外考查实践的前期动员、组织和具体实施。
五、教学实施
课堂教学前，专业教师准备了充分的教学参考资料，包括“保护生物学”“生态学原理”“水环境化学”“动物学”“鱼类学”等相关的基础教材。准备了教学大纲、课时安排、教学进度等，做到有规可循，有章可守，心里有数。教学资源也借助学校的网络教学平台进行公开，学生能通过网络平台随时查询访问，有疑问也可网上留言或直接联系任课老师。教学进度安排上，在总课时量有限的前提下，要兼顾课堂教学课时量和野外考查课时量的均衡，适当穿插分组交流、专题讲座、热点讨论，教师对课程作业及调查报告给予剖析和评价。
六、教学绩效评价
水生野生动物保护学的教学，关键点在于讲授清楚为什么要保护水生野生动物、水生野生动物的直接经济价值、间接经济价值、以及保护的途径是什么等科学问题，让学生自发地从内心感受到保护的重要性和急迫性。教学任务完成的效果怎样，是否达到预定的教学成效，我们引入了第三方进行教学评价。主要是聘请德高望重的、教学经验丰富的教学名师担任教学督导，对任课教师提出中肯的评价，包括授课内容、方式、及风格等，课堂上面对面的点评，课后通过网络教学平台进行综合评价。教师依据教学督导的意见，在下一轮教学中进行调整，教学效果明显提高，学生反响良好。
参考文献：
[1]刘东，唐文乔.高校《水生野生动物保护学》专修课的教学和思考.中国校外教育，2013.
保护生物学研究范文第6篇
关键词：高中生物 环境教育 渗透
高中生作为未来祖国的主要建设者，只有他们明确树立环保意识，才能为我国的可持续发展做出自己的贡献，因此，高中生物中渗透一定的环境教育是非常有意义的。
一、生物学和环境教育的关系
首先在新课标中明确在高中生物学的课程要求中添加了环境教育。其次，生物学是自然科学的一部分，其中涉及到的方方面面都和环境有关，比如基因突变就和环境有关，植物的生长，发展与环境有关，动物的繁殖与环境同样有关系等等。也正因为这千丝万缕的关系，将环境教育渗透其中既简单又有效。新课标对环境教育提出的要求也很简单，要求学生能清楚地认识到人与自然和谐共处的意义并且增强学生的环保意识。现在的生物课程中增加了三个章节即：指南、生态环境保护、生态系统及其稳定性来辅助环境教学。基于生物和环境之间的不可分割的关系，生物老师在授课时可以通过将环境破坏对人、物带来的影响来使同学们自己体会到环境保护的重要性，同时老师也可以对生物的多样性的讲解来引导学生自主发散思维或者研究发明一些小的环保产品。现阶段的生物学和环境教育之间的渗透主要还是在新增加的三章内容中。指南，主要是向学生阐述我国现阶段的环境形势以及针对我国的环境保护提出的要求，剩下两章内容则是教导学生认识人与自然关系。[1]
二、渗透方法
1、在教学过程渗透
所谓渗透就是在不知不觉间将知识传递给学生。生物课堂的各个部分都可以向学生渗透环境保护知识，除了那三个专门的章节之外，平时的教育也是不可忽视的。那三章内容主要是让学生明确一些观点和认清形势并且对我国环境有了系统的认识，真正行之有效的还是长期的渗透。比如高中生需要重点掌握的基因问题，老师可以将现阶段由于基因突变引起的疾病的种类，数量简单介绍给同学，让大家形成一种意识，当环境达到某一特定状态时会对生活在其中的物种带来灾难。之后再详细讲解基因突变的各个过程，环境会对基因造成影响是基因知识的一部分，但在课程开始之前强调这一点，之后再进行讲解，学生不仅会记住基因的知识，也不会忘记环境的影响。再比如对生态系统的相关知识进行讲解时也可以很好地渗透环境教育知识。我们知道生态系统有其自身的调节能力，食物链中的不同生物之间都有关系，如果没有人为的破坏各个物种之间的发展是符合自然规律的，但是当环境破坏之后，很多物种的生存环境遭到破坏，由于人为的破坏环境造成物种灭绝，即使没有灭绝，由于环境的污染生物原有的一些特性也会被破坏。比如鱼被污染过后被人吃掉之后可能会使人中毒或者某些金属元素含量超标。这样的有针对性的讲解可以让学生自觉地意识到环境破坏可能给每一个个体带来灾难，并且这些潜在的危险离我们并不遥远，进而自觉地树立环境保护意识，激发环保热情。这样的效果不比系统教学差。除此之外，老师还可以利用先进的教学设备播放一些有针对性的视频，比如之前的郁郁葱葱草原变成现在的沙漠等，通过视觉的冲击使学生更加深刻的意识到环境形势的严峻，明白保护环境的重要性。
2、实践教学
实践是检验真理的唯一标准，用在各行各业都适用。生物学中要求同学环境保护有一定的了解，因此老师完全可以脱离教室，带大家实际走出来看看周围的环境。有条件的学校还可以带学生参观一些污染严重的企业，比如水泥厂、造纸厂，看看产生的工业废料是如何处理的，看看烟囱中的黑烟，看看管道流出的废水。没有条件的就可以带同学们在校园附近看看，看看路边的垃圾袋，看看随处可见的纸张，看看小餐馆的一次性筷子等等，那些充斥在我们生活中的东西都在破坏着我们生存的环境，只是我们并没有意识到而已。通过这种方式，可以让同学们直观的看到我们生活的现状，直观的感受环境污染。通过自身的感受加上课本知识的辅助，更加全面，深刻地了解我国现阶段的环境现状，和破坏环境的种类。从而使同学们更加坚定环境保护意识，在日常生活中，更好地保护环境。同时通过实践也可以加深同学们和大自然之间的感情，让大家更好地感受我们生活的地方，感受刻不容缓的环境保护形势。[2]
3、探究式学习方法
探究式学习，也是提高学习效率的好方法，同时也是渗透环境保护意识的重要途径。生物学中有很多知识都是可以进行探讨的，比如植物的光合作用。植物的光合作用就是将空气中的二氧化碳转化成氧气的过程。可以让同学们自己讨论影响植物光合作用的因素加深对光合作用的印象，同时在同学们的自主探究过程中就可以自己发现环境因素也会影响到植物的光合作用。当空气中的二氧化碳含量过高时，植物的光合作用就不能及时的将空气中的二氧化碳转化为氧气，甚至过多的二氧化碳还会抑制光合作用。
4、组织讲座或班会
针对生物课程中要求学生掌握的环境保护内容开展主题班会，或者请当地的环保部门针对当地的环境状况、环保措施进行讲座。在班会中，大家可以自由讨论我们身边破坏环境的现象，同时也可以提出自己的保护环境小建议，也可以针对现有的资源不合理开发和物种灭绝加速这一现象展开讨论。最后同号召同学们积极参与到保护环境的活动，比如地球一小时等。在高中，这个学习紧张的环境中这种专门的时间专门的讨论可以让学生更好地认识到环境保护的重要性。[3]
三、结语
环境保护是一项长期的工作，高中教育是初级教育的最高阶段，也是学生的思想水平和人生观价值观形成的主要时期。从高中开始让学生意识到环境保护，树立环保意识是非常有必要的在高中生物课堂的环境教育渗透方法还有很多.因此，生物老师在授课时要认真挖掘所讲内容和所处环境的关系，让学生们在学习知识的同时接受环境教育。
参考文献：
保护生物学研究范文第7篇
关键词：成才；生物教学；人文教育；责任意识
在我国的初级教育阶段，对人文教育的重视程度愈加明显。人文教育是一个较为宽泛的概念，其实质是指人文精神。生物学科是一门自然学科，其从表面来看与人文教育并无直接的联系，但生物教育的实质也包含着人文教育。随着经济发展和人们生活水平的提升，人们不仅重视物质享受，而且更加注重提升自己的精神素养。而在初中生物学科教学中，教师就可以在教学中加入人文教育，不仅让学生掌握良好的生物学知识，同时也具备良好的人文素养，促进学生形成健康的人格，成为社会所欢迎的高素质人才。
一、指导学生认识生命的价值
对每个人来说，生命都只有一次，因此，我们应当珍惜生命，并认识生命的价值。作为一名初中学生，其正处于人生中最宝贵的阶段，世界观、人生观和价值观都正在形成过程中，对世界充满了好奇，外界的影响是非常重要的。此时，在生物课程学习中，教师可以渗透人文教育，并借助生物教材内容，让学生认识生命的可贵和生命的价值。例如，在学习七年级上册“细胞是生命活动的基本单位”这一课程时，让学生了解生命的奥秘，认识到人的发展是非常不容易的，从胚胎到长大成人，是一个漫长而又艰苦的过程。再如，“人体内物质的运输”这一课，讲人的身体由血液、血管以及各个器官组成，任何一部分出现问题，都会损害人的身体健康。这就要求学生认识到生命的可贵，养成锻炼身体的好习惯，并注重身体健康的保护，只有这样才能发挥知识的力量，让自己的生命实现更大的价值。
二、引导学生形成生态保护意识
生态保护既是生物学科研究的课题，也是人文教育的重要组成部分。在生物教学中渗透人文教育的一个重要措施，就是教育学生形成生态保护意识。生态保护，要求学生能够热爱自然和保护自然，并做到不乱扔垃圾和绿色消费意识。生态保护问题一直是社会关注的重点，在生物教学中，教师可以充分借助生物教材培养学生的生态保护意识。
例如，在学习“绿色植物是生物圈中有机物的制造者”这节内容时，学生能够充分了解到植物对于环境和人类社会的重要意义。“绿色植物通过光合作用制造有机物，满足了自身生长、发育、繁殖的需要，同时为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源。植物能吸收空气中的二氧化碳，产生氧气，植物除了利用氧气供自己使用外，还排出到大气中，维持了两者的相对平衡。”可见，绿色植物与人类的生产生活息息相关。要教育学生注重保护环境，形成良好的生态保护意识，要从自己的身边小事做起。如不要乱丢废弃的电池，因为电池对土壤的污染是非常严重的，若电池中的镉、汞等有害物质进入人体，会导致人中毒。因此，让学生形成生态保护意识是非常必要的。
三、培养学生责任意识与适应能力
一个具有健全人格的个体，应当具有一定的责任意识和社会适应能力。当前，我国独生子女日益增多，孩子在家庭中的地位不断提高。对孩子过分溺爱，会使得他们逐渐迷失自我，往往坚持以自我为中心，没有良好的社会适应能力和责任意识，不考虑其他人的想法和感受。因此，在初中生物教学中，就要求教师加强对学生责任意识和社会适应能力的培养。
例如，学习八年级上册“人体内物质的运输”这一章节内容时，教师就可以借助教材内容培养学生的责任意识。动物在维持生态平衡、促进生态系统的物质循环和帮助植物传粉、传播种子等方面发挥着作用。而人作为一种高级动物，不仅要从社会中进行索取，还要懂得为社会贡献自己的力量。同样，每个人也是家庭的组成部分，只有团结到一起，才能发挥出更大的价值和力量。要学会对父母进行关爱，要有家庭责任意识和社会意识。当步入社会之后，才能得到人们的认可，并具备较强的社会适应能力。再如，在学习“生物对环境的适应”这节课程时，可以培养学生的社会适应能力。当前，社会竞争压力很大，一些意志力薄弱的学生一旦踏入社会，很可能会不知所措。在学习中也是同样的道理，每个学生的学习成绩不同，其产生的心理压力也不一样，要引导学生正确面对，以积极的心态看待问题。只有这样，当步入社会之后，才能更好地适应社会，取得进步和发展。
四、开展实践活动培养团队意识
开展实践活动是培养学生团队意识的有效途径，也是人文精神在教学中的体现。通过让学生参加实践活动，可以培养学生的创新能力和团队精神，有助于学生的全面发展。在初中生物教材中，很多知识点都需要学生进行实践，只有通过实践活动才能真正理解知识的内涵。实践过程更是培养学生团队意识的最好方式，在相互帮助和活动过程中，学生既能够开展生物研究活动，也能够增加学生之间的凝聚力和向心力，形成较好的团队意识。
例如，生物教材中的“被子植物的一生”这节课程的教学，就可以采取开展实践活动的形式，带领学生到野外进行观察，指导学生认识不同的植物，并根据所学的生物知识对植物进行分类，认识被子植物萌芽、开花和结果的生长过程，使生物知识学以致用。同时，学生在观察植物的过程中，对植物的顽强生命力和各种各样的形态美，赞叹不已，更加激发了他们对未知世界的探索精神，在思想上和行动上都发生了变化，对生物课程也更加热爱，人文精神渗透到他们的思想中，培养了团队意识，提高了教学质量。
综上所述，在初中生物教学中渗透人文教育，需要教师采取多种有效的措施，能够让学生掌握牢固的生物知识，同时也提升学生的人文素养。要培养学生责任意识与适应能力，指导学生认识生命的价值以及形成生态保护意识。另外，还要给学生提供课外实践的机会，锻炼他们的动手能力，并在人文精神上进行提升，使学生真正成为高素质人才，为步入社会和更好地发展打下坚实的基础。
参考文献：
[1]王石.谈生物学教育中的人文精神渗透[J].生物学教学，2009（1）.
[2]乐园.初中生物课堂中提高学生人文素养的策略[J].新课程，
保护生物学研究范文第8篇
关键词： 化学生物学 新兴交叉学科 人才培养
化学生物学（Chemical Biology）是化学与生物学不断交融，于20世纪90年代中期形成的一门新的前沿交叉学科。最初是由哈佛大学的Schreiber博士和Scripps研究所的Schultz博士分别在美国东、西海岸发起。化学生物学是运用化学的理论、研究方法和手段，从分子水平去探索生物学、医学问题的一个新兴交叉前沿研究领域。化学生物学利用化学特别是有机化学的知识来探索和调控生命及其过程，利用生物学技术促进化学自身发展，衍生新理论、新反应和新技术。它融合了化学、生物学、物理学、信息科学等多个相关学科的理论，以及传统的天然产物化学、生物有机化学、生物无机化学。化学生物学是继生物化学、分子生物学之后，20世纪化学与生物两大学科的又一次新的、更高层次的交叉与融合。化学生物学高科技产业已经显示出强劲的发展势头，并将成为21世纪最主要的产业之一，化学生物学经济也将成为21世纪的主要增长点之一，将会给生命科学的其他相关学科，如医药、农业、环境，带来新的发展机遇。
一、化学生物学人才在国内的培养情况
化学与生物学的交融是当今自然科学发展的一大趋势。中国化学会于2001年召开了首届全国化学生物学学术会议，作为化学一级学科下的建制设立化学生物学专业委员会，现已召开六届了，大力促进了化学生物学复合型人才的培养。目前国内已有湖北大学、厦门大学、南京大学、北京大学、华中师范大学、四川农业大学等开设了化学生物学专业，且对本科培养模式和研究生培养作了探讨和改革，如探讨出复合型人才培养过程中实行导师制的方式、结合国内学科特点构建了新的课程体系，以创新意识、专业实验技能、科学研究基本能力强的复合型人才为目标，使培养出化学生物学毕业生都有较好的去向。
二、地方本科院校化学生物学人才培养
如何培养出满足国家科技战略需求的创新型人才是高等教育面临的一个亟待解决的问题，也是2007年启动的本科教学“质量工程”中的重要建设内容。这充分体现了我国创新型人才培养的科技战略背景。从具体的学科专业发展趋势上看，20世纪后期，以生命科学、信息科学、材料科学为重要标志的科学技术革命飞速发展，学科领域不断分化，呈现出高度交叉和综合发展的趋势，新兴、交叉、边缘学科不断涌现，特别是化学与生物学的交叉，更具有代表性。
由于宜春学院本科教育的培养目标主要是培养高级应用型人才而非高级研究型人才，这就要求我们必须相应培养出符合时展需要的化学生物学本科类人才来满足社会需求。化学生物学的发展，对既具有较好的化学基础又有较好的生物学基础的复合型人才的培养提出了要求。宜春学院现有的化学专业、生物技术和生物工程专业分别按化学、生物学一级学科培养本科人才，学生的知识结构尚难胜任化学生物学交叉领域的工作。湖北大学化学与材料科学学院经原国家教委批准试办了理科化学生物学基础科学研究和教学人才培养试点班，取得了成功的经验。我认为在地方本科院校依托原有的学科力量设立化学生物学本科专业，很有必要。同时目前宜春市正值我省建设锂电行业、医药行业的重要时期，且拥有我国最大的钽铌锂原料生产基地和开采量占全国89.3%的锂矿，可以预测未来几年中有关化学生物学类人才的需求必定大大增加，化学生物学的基础是天然产物化学、生物有机化学和生物无机化学。宜春学院本专业毕业生拟主要面向宜春市及周边地区化工、无机新材料、轻工、能源等行业，以及厂矿企业、事业、技术和行政部门从事应用研究。这为宜春学院该专业的人才去向提供了强有力的保障。
对化学生物学本科人才的培养，不仅要注重化学、生物两方面知识和技能的复合，而且要注重思维方式的复合，即将传统的化学工作者“结构”和“反应性”的思维模式与生物工作者“生物化学功能和生物学功能”的思维模式有机地结合起来，建立利用化学小分子等化学物质工具解决生物学领域的一些问题的思维方法。地方本科院校把现有的应用化学与化学生物学重点实验室及省天然药物重点实验室特别是开放实验室很好地利用起来，培养化学生物学专业人才。在这个过程中，化学生物学等交叉课程和化学生物学综合实验课程的设置就显得尤为重要，结合必要的药学类课程，可以获得较为完整的化学生物学的思维训练。
地方本科院校以培养具有坚实化学与生物学基础知识和较广泛的化学生物学交叉领域的知识，具有熟练的化学与相关生物学实验技能，创新意识强，综合素质高，能在化学生物学、化学、生命科学、医药学、材料科学、环境保护等相关领域从事教学、科研、技术开发及管理工作的综合性人才。学生毕业后适宜到化学、药学、医疗、生化制药、生物工程、无机新材料、轻工、能源等行业，以及厂矿企业、事业、技术和行政部门从事应用研究、科技开发和管理工作；化学生物学专业的毕业生可为化学、生物学和药学等相关学科博士和硕士研究生的高质量生源；从就业角度看，化学生物学专业毕业生的就业范围扩大了，加上学校原有的国家品牌专业生物工程、化学（应用化学）专业的特色，无疑竞争力将大大增强。
参考文献：
［1］王成，谭大治，胡茄等.美国部分著名大学化学生物学课程调研［J］.大学化学，2008，23，（5）：62-69.
［2］张臣.浅析化学生物学复合型人才培养［J］.华南师范大学学报（自然科学版）.2010，（4）：52-54.