分子生物学重要性
分子生物学重要性范文第1篇
[关键词]分子生物学 实验教学 课程教学 改革
分子生物学自20世纪50年代以来就是生物学的前沿与生长点,主要研究的是生物大分子的结构和功能,并试图根据化学和物理规律来解释生命现象,是生命科学在发展的过程中产生的一门学科。分子生物学这门学科是高等院校生物专业开设的主干课程之一,其自身特点是:理论性强、符号名词多、模型假说多、难懂难记。照本宣科式的教学方式很容易使学生对抽象的专业内容无法理解,教学效果不好,因此,需要我们大胆进行教学改革,采用引导,启发,讨论等教学手段,适应时展需要,培养学生良好的专业素质和获取知识的能力。
一、分子生物学课程教学改革
1.分子生物学课程教学存在的问题
分子生物学的理论性很强,有一定难度,如果采用填鸭式教学的方法会大大遏制学生学习的兴趣,影响学习积极性。另外,分子生物学的教材种类较多,有些是按照生物大分子的结构功能和应用等来编排的;有的是围绕中心法则来编排的;有的是按照分子生物技术的类型来编排的,可能存在与基因工程,生物化学等课程相互重复,相互渗透的情况。
2.分子生物学课程教学改革的方案
(1)优化课程教学内容
分子生物学课程中设计生物大分子结构的内容可以适当简化,避免课程之间的重复,分子生物学实际上是由生物化学延伸而来的,许多教材中重复了大量的生物化学中的有关内容,这部分内容讲解时可以压缩,而突出分子生物水平上的新知识,包括分子机制的原理,分子间相互作用关系,最新的分子生物学研究方法等核心内容。结合Nature和Science的最近研究成果,使学生了解目前国内外分子生物学最新的研究热点。
(2)课程教学方法的改良
分子生物学的理论知识,例如DNA复制,转录,翻译;基因表达调控等内容抽象,由于这些生物大分子是看不见摸不着的,本身学生也只有一个模糊的认识,如果再加上生硬重复的转录复制等机制,更容易使学生听得云里雾里,严重打击其学习积极性。因此,必须结合多种教学方式,采用提问题,引出学生的思路,对一些日常生活中常见的现象,例如,父母与子女的长相为何很相似,刑侦案件通过血迹破案的原因,镰刀型贫血病的产生机制,微生物为何生产出效果极佳的药物等等,可以将这些内容作为一
个个的切入点,剖析其机制及理论的依据(即教材内容),这些与生活和专业相关的话题可以激发学生的求知欲与好奇心,说明学好这门学科的实际意义。教师备课应依据教学内容要求、学生生活经验积累, 寻求有利于教学的生活案例,找到学科教学与生活教育的结合点, 把学生感兴趣的问题提示给学生。另外分子生物学课程中不乏经典的实验发现和重要技术发明,此时要从探索发现的角度剖析这些重要发现和发明产生的偶然性与必然性,使学生能够理解自然科学中的奥秘的发掘过程,学习科学家们的研究精神和方法,明白“授人以鱼”不如“授人以渔”的道理。
(3)教学资料的整合
通过将每节课的主要内容整理发给学生,让他们自己可以复习,提出问题后进行一一讲解。课堂上对幻灯内容进行选择性地研讨,引发学生进行课堂讨论,并安排学生组成兴趣小组,拟定题目进行分组讨论,最后在课堂上用幻灯讲解自己的观点,并将幻灯资料收集印发。
二、分子生物学实验教学改革
1.分子生物学实验教学存在的问题
分子生物学的理论性较强,如果实验内容安排过少不利于理论知识的理解,目前理论学时与实验学时的比例为2.5:1,如果进行系统实验需要更长的实验学时,分子生物学的实验试剂昂贵,实验周期长,一般高校都受到实验经费的限制,在此情况下,更需要高效地利用教学资源开展综合性强的实验。学生在课程实验过程中,经常反应出内容过于单一,系统性不强的问题。
2.分子生物学实验教学改革的方案
分子生物学实验是解析分子生物学重要理论知识的手段。随着社会各方面对学生动手能力、综合素质和创新能力提出了更新、更高的要求。生物专业本科学生的实验课程可以综合性实验为主,便于深入理解理论知识,在此基础上引入一些具有设计性的实验项目。通过开设综合性实验培养学生的综合分析能力、实验动手能力及查阅中外文资料的能力。通过开设设计性实验的目的在于着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力、组织管理能力和科研能力。
(1)综合性实验教学方案改革
由于分子生物学与基因工程在实验方面有较多重复的内容,可以结合专业特点将分子生物学实验,基因工程实验和其他专业课程实验部分融合在一起,组合成有特色的生物专业综合实验。因为各个高校的生物专业各有侧重点,包括环境,食品,植物,防疫等诸多方向,通过结合专业方向将分子生物学与其他专业方向课程实验综合起来,最后提交综合实验论文。生物专业学习的科目较多,课业较重,想要学好学精必须投入大量精力,如果教师在教学过程中结合课程的交叉性,设立系统性较强的综合实验,便于学生在头脑中建立完整的专业框架。例如,食品发酵专业的综合性试验可以将:食品中几种重要工业微生物的分离纯化;微生物的PCR鉴定及扩增产物的回收;克隆及转化大肠杆菌实验;质粒提取及定性定量分析;蛋白质SDS-PAGE电泳;利用分离纯化的微生物进行发酵实验等内容结合在一起建立系统的涵盖分子生物学,基因工程,食品发酵的综合性实验课程。这部分内容主要结合的是专业基础课程和专业课程的实验,使学生真正体会学习到生物专业的应用性。
(2)设计性实验教学方案改革
设计性实验可由指导教师出题目、给方案、给实验目的要求和实验条件,由学生自己拟定步骤、自己选定仪器设备、自己处理数据。更进一步的设计性实验则是在指导教师出题后,全部由学生自己组织实验,甚至可以让学生自己选题、自己设计,在教师的指导下进行,以最大限度发挥学生学习的主动性。例如,通过不同的方法对蚕豆进行胁迫处理,然后检测某基因及表达水平的变化;或以原核细胞为主体,给予不同的条件处理,分析蛋白表达的变化等探究学习。虽然强调学生学习的自主性,但决不能放弃教师的指导和帮助。
综合性实验和设计性实验根据具体情况进行调整,但分子生物学实验课程与其他相关课程的结合对生物专业的学生更加系统地学习专业理论与技术是很重要的。
3.实验教学方法的改革
如果没有有效地利用方案,发挥方案的优势,使学生对项目产生浓厚的兴趣和主动性,实验可能达不到理想的效果。根据具体情况,引入多种教学方式,如建立分子生物学实验教学网络平台,及时交流实验经验体会,或者采用多媒体的教学方式,将原来死板、枯燥的实验原理变得生动、具体、形象、逼真。这种集声音、图像、动画及文字等与一体的多媒体教学方式也是生物学教学理想的教学方式之一。在实验教学过程中,教师在讲解时要有针对性地联系相关专业理论知识,以加深学生的印象。实验结束后不要仅仅通过实验报告和考勤评价学生的实验技能,而应根据其实验思路,实验操作,解决问题的能力,团队协作能力等方面进行综合评价。除此之外在暑假期间鼓励学生从事开放实验的训练,提高学生的实验技能,使实验教学质量能够不断提高。
分子生物学教学改革是一项系统的改革,涉及到很多相关课程。目前我们还处于摸索和实践的阶段,教师任重道远,需要不断提高自身业务水平,不断探索,不断实践,不断创新,不断总结,把教学工作开展得更生动活泼,更有效果,为国家培养出更多高素质的生物技术人才。
参考文献:
[1]余晓丽,李淑萍.分子生物学教学改革与实践[J].南阳师范学院学报,2005.
[2]黄诗笺.生物学教学改革笔谈(一)[J].中国大学教学.
[3]郑鸣,王永芬.分子生物学教学改革初探[J].郑州牧业工程高等专科学校学报,2008.
[4]何国云.构建生物课堂教学的生活化[J].课改连线.
[5]张光青.比较法在生物教学中的应用[J].教学点滴,2004,(10).
[6]张海珠,张先云.生物学教学中探究性学习之我见[J].生物学杂志,2002.
[7]李玉霞.生物学教学滞后的原因与对策[J].生物学教学,2001.
[8]徐敬明.生物学多媒体CAI 的实践与思考[J].临沂师范学院学报,2002.
分子生物学重要性范文第2篇
关键词：教学方法；分子生物学；实验教学
Discussion about educational reform on teaching of molecular biology for undergraduate major in biotechnology
Shen Xin
Beijing Forestry University， Beijing， 100083， China
Abstract： In this paper， teaching approach was probed in regards of content， method and experiment on the course of molecular biology for undergraduate major in biotechnology. In the reform of course content， we had reduced the content overlaid with other courses for instance the knowledge on genetic information transmission and meanwhile increased the content on updated knowledge. In reform of teaching method， we introduced guiding type educational approach. In reform of course experiment， open type experiment was established. Through the presented reform， students become more active in studying the correlated knowledge and become more capable on experiment. The teaching effect get improved.
Key words： teaching method； molecular biology； experiment teaching
分子生物学是生物类本科教育中一门主要的基础课，它以探究生命过程中生物大分子的结构与功能为主要内容，以解析基因组和蛋白组中生物大分子在各个生命过程中的作用、基因表达调控机制以及信号传递网络为主要研究目标[1-3]。生物大分子结构与功能的研究渗透于生理学、发育生物学等各学科研究中，相关的知识构成了基因组、转录组和蛋白组研究的重要基础。掌握分子生物学的原理和实验技术对生物类学生认识生命的本质，培养生命科学研究能力至关重要，也有助于后续专业课程的学习，为将来进一步深造奠定坚实的基础。从学科特点而言，分子生物学是一门新兴学科，理论体系处在一个不断发展和完善的阶段，研究方法也在不断创新。分子生物学课程知识点多而分散，实验涉及的内容较为复杂，要求我们在教学中一方面要适时地更新教学内容，满足学生掌握分子生物学发展动向的需要，另一方面要充分调动学生的学习积极性，培养学生的创新意识和从事科学研究的能力。我们在多年分子生物学课程的教学改革和课程建设中，针对生物技术专业的分子生物学教学分别从教学内容、教学方法和实验教学等方面进行了探索，具体情况如下。
1 加强新知识点教学内容，深化对生命本质的认识
知识更新快是分子生物学一个鲜明的特点，如何将经典的基础知识与新知识点结合起来是分子生物学教学中需要探讨和解决的问题。在前期分子生物学教学中，我们以经典的遗传信息传递过程为主线，侧重对基础知识的介绍，新知识点虽有涉及，但远不能反映学科的发展。近年来，随着生命科学研究的不断深化，真核生物基因表达调控机制、信号传递网络、生物大分子在生命过程中的作用等方面科研成果不断涌现，转录调解因子的组合调控机制、组蛋白修饰与DNA甲基化、异染色质化、转录后基因沉默、细胞对环境信号的感知及信号转导机制等已经成为发育生物学、生理学及其他学科研究的热点[4-9]。了解和掌握这些知识对学生认识生命过程的本质具有重要意义。在已往的教学中，我们用较多的课时讲解以中心法为基础的遗传信息流的基本原理，但在教学实践中我们发现这部分内容与其他课程存在较大的重叠，一个主要的困惑是学生在学习过程中重复学习相同的知识点，这在很大程度上影响了学习的积极性。另一方面，在经典教材中真核生物组合调控、表观遗传学、基因转录后调控等内容篇幅明显偏低，而这些内容正是目前分子生物学发展的热点，对学生认识生命过程的本质尤为重要。如何更合理地安排学时，兼顾基础知识与科学发展新动向，是我们教学改革的重要环节。通过摸索，我们在教学实践中适当减少遗传信息传递的课时，压缩与其他学科重复的内容，增加了对真核生物组合调控机制、DNA甲基化修饰、组蛋白N端修饰、真核生物信号转导等内容。通过对教学效果的评估，我们观察到，教学内容的调整增强了学生学习的积极性，提高了他们对课程重要性的认识，同时也使学生对生命过程的本质有了更深刻的认识，为后续生理学和发育生物学的学习奠定了基础。
2 调整教学方法，培养创新意识
兴趣是学习的动力，充分调动学生的学习积极性是教好这门课的关键。多年的教学经验告诉我们，灌输式教育不利于学生学习兴趣和创新意识的培养，容易导致学生形成死记硬背的不良学习习惯。在灌输式教育模式下，学生处于被动学习状况，学习的积极性不高，思考问题的意识和分析问题的能力不强。为改变学生被动学习的现状，克服灌输式教育带来的不利影响，我们需要对教学方法进行改革，为此，我们在课程建设过程中尝试了导向性教学。在教学过程中，我们指定适量的文献作为课外阅读材料，以知识获得过程为主线，引导学生分析讨论前人发现问题与解决问题的过程，并帮助他们分析、总结相关实验方案。通过教学方法的改革，学生不仅学到了相关的基础知识，还学到了科学家发现问题、解决问题的思路和方法以及科学家为科学献身的精神。另外，搜集获取科学文献的能力是从事科学研究能力的重要方面。专业外语阅读能力对学生获取知识非常重要，我们在导向性教学中采取了双语教学的方式，结合导向性教学给学生布置英语阅读任务，让学生自己搜集资料，使学生既培养了创新意识也提升了搜集文献的能力。通过教学方法的改进，学生增强了对分子生物学的学习兴趣，也提高了他们的综合分析能力，更重要的是，通过导向性教学，学生逐步养成了独立思考的习惯并提高了创新意识。
3 强化实验基础，注重能力培养
分子生物学研究策略被广泛应用于当今的生物学研究中，分子生物学方法在科学研究创新中扮演着越来越重要的作用，分子生物学实验技能的培养对发展学生潜能，提高毕业生质量至关重要，在加强学生素质教育与培养创新能力方面有不可替代的作用。相对于理论教学，实验教学具有实践性、综合性和创新性的特点，对学生学习兴趣和科研能力的培养有很大帮助。为培养具备较强科研能力的生物科学专业和生物技术专业毕业生，我们在分子生物学教学实践中设置了开放性实验，内容包括核酸的提取与纯化、电泳分离与鉴定、分子克隆、PCR扩增、原核表达及蛋白质亲和层析等实验。这些实验在当今生物学研究中被广泛应用，掌握这些研究方法对学生科学研究能力的培养大有益处，我们期待学生通过实验环节掌握分子生物学实验的基本原理和基本技能。为配合实验课开展，在教学中我们用较大篇幅介绍基本实验的原理和新技术，包括生物大分子的制备技术、PCR技术、杂交技术、RNAi技术等。在教学实践中我们发现学生对分子生物学实验表现出浓厚的兴趣，参与实验的积极性很高。通过实验，学生对科学研究过程有了深刻的感性认识，这对学生了解知识获得的途径和方法有很大帮助。在实验教学过程中，我们发现，前期的实验课存在明显的不足，主要表现为实验原理的相关基础知识不足和实验准备环节的欠缺。在前期教学实验中，实验准备由教师完成，学生用教师配好的缓冲液、培养液进行操作，虽然能够获得不错的实验结果，但对学生能力的培养不利，学生常常不了解缓冲液中各成分的作用，对培养液配制中需要注意的问题也缺乏了解，我们认为这些问题涉及学生的基本素质，关系到能力的培养，为此在教学中我们采取了一些针对性的措施。一方面在理论课中增加了与实验技术相关的基础知识的介绍，如对核酸提取缓冲液、蛋白提取中的细胞裂解液等作了详尽介绍[10-12]，通过讲解使学生对变性剂、抗氧化剂、缓冲剂、离子型与非离子型表面活性剂等成分的作用有了充分的认识与了解，对蛋白质和核酸纯化原理有了全面的掌握。另一方面，在教学环节中，我们将实验改为开放性实验，要求学生自己准备实验，教师做必要的指导，通过这些措施使学生将分子生物学论课上学到的知识与实际操作过程相互印证。开放性实验使学生分子生物学实验技能得到了显著提高，为学生独立操作实验和培养良好的科研能力打下坚实基础。
4 结束语
经过几年的教学实践，我们逐渐摸索出分子生物学教学的一些方法和技巧，并通过教学内容和教学方法的改革激发了学生的学习热情和主动性，不仅使他们掌握了分子生物学的基础理论，更重要的是培养了他们发现问题的意识和解决问题的能力，养成了独立思考的习惯，教学改革显示出良好的效果。今后，我们还将继续探索，让分子生物学理论和实验教学在生物科学与生物技术本科生培养过程中发挥更大的作用。
参考文献
[1] 向义和.分子生物学的起源与进展―物理学、化学与生物学的交互作用[M].北京：清华大学出版社，2012.
[2] 杨岐生.分子生物学[M].杭州：浙江大学出版社，2004.
[3] 陈启民，耿运琪.分子生物学[M].北京：高等教育出版社， 2010.
[4] Kontos CK， Scorilas A， Papavassiliou AG.. The role of transcription factors in laboratory medicine[J].Clin Chem Lab Med，2013（6）：1-9.
[5] Leitch HG， Tang WW， Surani MA. Primordial germ-cell development and epigenetic reprogramming in mammals[J].Curr Top Dev Biol，2013，104：149-187.
[6] Br?utigam K， et al. Epigenetic regulation of adaptive responses of forest tree species to the environment[J].Ecol Evol，2013，3（2）：399-415.
[7] Gudsnuk K， Champagne FA. Epigenetic influence of stress and the social environment[J].ILAR J，2012，53（3/4）：279-288.
[8] Chinnusamy V， Zhu JK. RNA-directed DNA methylation and demethylation in plants[J].Sci China C Life Sci，2009，52（4）：331-343.
[9] Kornienko AE， Guenzl PM， Barlow DP， Pauler FM. Gene regulation by the act of long non-coding RNA transcription[J].BMC Biol，2013，30（11）：59.
[10] 李钧敏.分子生物学实验[M].杭州：浙江大学出版社，2010.
分子生物学重要性范文第3篇
关键词：高等师范院校；分子生物学；课程改革
作者简介：梁卫红（1968-），女，山西祁县人，河南师范大学生命科学学院，副教授；杨献光（1980-），男，河北邯郸人，河南师范大学生命科学学院，讲师。（河南 新乡 453007）
基金项目：本文系河南省高等教育教学改革研究省级研究项目（项目编号：2012SJGLX134）、河南师范大学教学研究基金重点项目（项目编号：521751）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0110-02
分子生物学是一门从分子水平研究生命现象、生命本质及其规律的科学，以1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型为标志，分子生物学作为一门独立的学科诞生。该学科的最大特点是发展迅速，并在生命科学领域与其他学科融合交叉，对现代生物学发展的影响越来越广泛和深刻，因此分子生物学在生物学基础理论的学习中占有重要地位。目前很多高校的生物科学、生物技术、生物制药、生物工程、药学、环境科学等专业，都将“分子生物学”作为本科生的必修专业基础课或专业主干课，重视“分子生物学”教学已成为生物专业广大师生的共识。本文结合近年来河南师范大学本科分子生物学的教学实践，就分子生物学的课程体系安排、教学模式等方面进行了探索和分析。
一、课程教学内容体系改革
“分子生物学”的主要内容包括生物大分子的结构与功能、基因表达与调控以及技术方法等。通过对本课程的学习，要求学生掌握核酸、蛋白质等生物大分子的结构和功能，理解遗传物质的复制、转录和翻译过程及其分子机制、基因表达调控的基本模式、遗传物质突变、修复和重组的机理，了解分子生物学基础实验原理和应用。为在有限的学时和条件下，使学生理解抽象的分子生物学理论和基础实验原理，笔者从以下方面进行了改革和尝试：
1.课程在培养方案中的定位
从学科角度来讲，分子生物学涵盖面广、学科内容更新快，与“细胞生物学”、“生物化学”和“遗传学”等生命科学主干课程有一些交叉，所以在开设该课程时，需要充分考虑学生的接受能力。在本校生物专业2005年的本科生培养方案中，该课程为36学时，在大四第一学期开设，设定为生物技术和生物科学专业的必修课，水产养殖专业的选修课，实际开设时间是在学生教育实习之后11月到来年的1月，共9周，每周4学时。在教学中，笔者发现虽然在大四开设时，学生已经具备了预修课程的专业基础知识，但是由于95%以上的大四学生在这学期复习考研，而“分子生物学”又是许多生物专业硕士生入学考试的必修课，学生普遍反映该课程开设晚，学起来感觉时间紧、压力大。鉴于此，在2010年的本科生培养方案中，分子生物学改在大三第一学期，以每周2学时的方式面向生物科学、生物技术和水产养殖三个专业开设，这样学生可以在一个完整的学期内学习这门课，拥有了较为充裕的时间，系统掌握“分子生物学”基础理论，从反馈意见上看，学生非常认同这样的改革。
2.课程体系的制定和完善
本校生物专业本科“分子生物学”的教学体系自2005年以来进行了三次调整，第一次是从2005年起，采用了双语教学的模式，主要原因是当年本校面临本科教学评估，双语教学已经列为本科教学质量评估的观测指标之一，为使生物技术专业的课程的双语教学授课率达到15%，综合各方面因素，“分子生物学”双语教学成为一个试点。为开展人才培养模式的改革创新，“分子生物学”课程尝试采用双语授课形式，旨在提高大学生专业英语水平和直接使用英语从事科研的能力。但是当时适合高等师范院校本科生使用的原版分子生物学教材很少，几经筛选，本校最终将《Instant Notes in Molecular Biology》作为学生的教材。该书以24个专题的形式讲述细胞与大分子，蛋白质和核酸的特点，染色体结构，DNA的复制、损伤修复和重组，基因表达调控，分子生物学常规技术，每个专题相对独立，简洁易懂，但是系统性和深度尚有欠缺，难以适应学生考研的需求，所以在教学中，教师需要补充大量内容，因此无论教还是学，这本教材在使用中的缺陷都比较明显。鉴于此，自2009年起，本院选择了《现代分子生物学》作为教材，首先考虑该书由著名学者朱玉贤等编写，是“十一五”国家级规划教材，其次该书也是多所学校分子生物学考研复习的推荐参考书。该书在编排上分11章，从染色体与DNA，生物信息的传递，分子生物学方法，基因表达调控，疾病与人类健康，基因与发育，基因组与比较基因组学等方面介绍分子生物学基础理论和技术，在教学中，结合学生的实际情况，笔者并未完全按照该书的内容讲授，有些与生物化学、细胞生物学重叠的内容采用略讲方式，而有些内容则在教学中进行了补充或删减，例如：本教材中DNA修复和转座部分的内容薄弱，脉络不清晰，笔者主要依据《基因的分子生物学》进行了补充，而该书中一些与分子生物学主线关联不紧密的部分，则进行了删减，2012年，本校在多年教学经验积累的基础上，结合本科生的特点，出版了《普通分子生物学》一书，以易教易学作为编书的出发点，参考了多部目前国内外主流的分子生物学教材，构建了一个重在基础、兼顾前沿、简洁明了的体系，全书分6章，介绍了DNA的结构和复制，RNA的结构和转录，蛋白质的生物合成，基因表达的调控，分子生物学研究方法。该书在结构上分为三个模块，即基因组的维持、基因组的表达和调控、分子生物学技术，方便学生对学科体系的整体认识。
3.课程内容的优化
分子生物学是从生物化学分化延伸出来的一门独立的学科，一些内容和生物化学有较多的联系或重叠。但是分子生物学有自身的学科特点，突出对生命现象分子本质的解析。由于本校生物专业的“分子生物学”课程是在“生物化学”之后开设的，在课程教学中，任课教师通过讨论，对教学内容进行了分析，确定了两门课的侧重内容，在注意系统性的前提下，着重讲解教材的重点与难点，例如：在“生物化学”中已经有较大的篇幅讲述生物大分子的结构，在“分子生物学”课程中将略讲，教师在讲解复制、转录和翻译等过程分子机制时，以温故知新的方式，将基础知识和基本概念进行要点概括，借此为下一步的教学做铺垫，并检测学生的背景知识掌握情况，这种教学方法不仅得到了学生的广泛好评，而且使学科特点在教学中更加突出，专业课教学学时分配更加合理，起到了引导学生关注专业基础知识关联性的作用。
4.课程设置的调整
鉴于本校生物专业学生普遍有考研的需求，学生对“分子生物学”的教学要求高，希望能更贴近考研的要求，所以在2010年的培养方案中，分子生物学采取了分级、分段开设的方法，在大三面向所有专业开设的“分子生物学”，教学重点放在系统性和基础性上；在大四以选修课的形式开设的“高级分子生物学”，旨在通过教学促进学生提高专业基础理论的综合能力，在学科的深度和广度上做进一步的扩展，不仅补充了最新的国内外分子生物学前沿和热点内容，而且选择一些重点科研院所的考研真题进行剖析，引导学生完成拓展和提高。调查显示，学生普遍赞同这一课程改革方式。
二、课程实践环节与理论环节的有效衔接
实践教学是“分子生物学”课程的重要部分，但是由于条件所限，目前本校生物专业的“分子生物学”课程仅开设了理论课，实验课尚未开设。为解决这一问题，在理论教学中通过对教学内容的分析，尽最大可能的将基础理论的讲授和分子生物学基础实验相结合，坚持既要使教学沿着课程的主线进行，又要努力使实验技术的介绍与理论课教学合理的衔接的原则，一定程度上弥补了实验教学的不足，旨在通过课堂教学，使理论和实验教学融为一个有机的整体，一些代表性的分子生物学技术的原理和方法按照表1所示的安排在基础理论部分的讲解中进行了介绍。
作为任课教师，要使课堂教学精彩，还应深入科研第一线，这样才能利用科研和生产实践中的例子丰富课堂教学内容。[1]尤其是分子生物学这样更新快的学科，教师必须了解和准确把握学科发展方向和前沿热点，将自身科研实践中的经验、体会和感悟传递给学生，激发学生的对科学研究的热情，调动学生学习积极性。值得注意的是，专业课教学要充分发挥学生在学习过程中的主体作用，努力提高他们的分析能力、综合能力和创新能力，引导学生将理论知识和实验技术内容有效的融合，在教学中采用了一些方法来激发学生的学习兴趣和主动性，例如：每节课之后有要点回顾和知识链接提示，留给学生较为宽松的时间进行复习和延伸学习；设置一些与本节课内容有关的基础题、提高题、实验分析题，安排学生课下自行选择完成，以便学生检测学习掌握的情况，及时将知识梳理归纳，增加了学习过程的开放性和自主性。
三、教学模式的探索和实践
双语教学作为一种的新的教学模式，顺应了国家培养复合型人才的要求，也是考评学校教学质量和水平的一个重要指标。[2]2005年本校生物专业的“分子生物学”课程作为第一批教学模式改革的课程，率先采用了双语教学形式授课，一方面是出于本科教学评估的要求，另一方面也是专业课教学模式的一种尝试和探索。从2005至2008年的实践和学生反馈意见上看，双语教学作为教学改革的一种探索是值得肯定的，调查显示，92%的学生认同和赞成双语教学，认为通过使用原版英文教材和全英文课件，感觉学习“分子生物学”并没有开课前想象中的那么困难，通过学习，理解和掌握了学科知识体系，专业英文的阅读能力得到较大的提高，对专业词汇有一定的积累，很有成就感，对这门课更有兴趣了。从任课教师的反馈意见上看，由于难以找到合适的教材，所以在备课上需要下更大的力气，充实教学内容，不少教师在教学中信心不足，担心由于缺乏专业英文口语训练，造成专业术语的发音错误等问题。所以实际上，本校生物专业分子生物学开设的动因主要来自学校本科教学评估的要求。[3]笔者认为，双语教学的有效实施尚需从课程体系、师资培训、评价机制等多方面予以保证。[4]双语教学并没有固定的模式可循，需要从实际出发。
鉴于目前双语教学可用教材有限，选择适合的原版教材存在较大的困难，而分子生物学课程内容更新快，内容多，为适应绝大多数学生的考研难度需要，2009年以来，本校生物专业“分子生物学”选择了中文教材授课，将教学的重点放在系统性、基础性和前瞻性上，每年的授课内容至少更新30%，从学生的反馈意见上看，这一调整更加贴近学生的需要。这些年来的“分子生物学”课程改革实践也使本校认识到无论是常规教学还是双语教学形式，从学科特点、学生基础、师资条件等因素出发，制定合理的教学方案，提高教学质量，服务于人才培养这一目标才是课程改革的出发点和最终归宿。
参考文献：
[1]郑用琏.课堂的“磁力”来自哪里[J].中国高等教育，2004，（8）：36-38.
[2]教育部“关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见”[Z].2007.
分子生物学重要性范文第4篇
关键词： 民族院校 《高分子物理》课程 教学改革
《高分子物理》课程是高分子科学各专业的重要专业基础课程。该课程以物理学、有机化学、物理化学、高分子化学等基础课为基础，又为后继课程聚合物合成工艺、聚合物加工原理等打下理论基础。高分子物理是研究聚合物结构与性能之间关系的一门学科，其主要任务是使学生掌握有关聚合物的多层次结构、分子运动及主要物理、机械性能的基本概念、基本理论和基本研究方法，建立高分子的结构与性能之间关系，为从事高分子设计、改性、加工、应用奠定基础[1]。针对《高分子物理》课程“抽象概念多、数学推导多”的特点[2]和民族院校学生的专业基础较非民族院校学生薄弱的特点，我们有必要在教学过程中不断改善教学方法和考试模式，以期获得良好的教学效果。
一、民族院校《高分子物理》课程的基本情况
针对我校民族学生基础知识薄弱，而《高分子物理》课程“抽象概念多、数学推导多”的特点，我们选定的教材是金日光和华幼卿主编的第三版《高分子物理》[3]，该教材重视基础，精选内容，符合在高分子物理教学中，采用强化重点，适当弱化非核心内容；强化理论概念，适当弱化推导过程的特点。
此课程总学时为80学时，其中实践环节16学时为独立设课。课程以高分子的结构、高分子溶液、聚合物分子量和聚合物的分子运动为重点学习内容，同时了解聚合物的其他性能，如橡胶弹性、粘弹性、流变性等。本教学采用多媒体教学方式，采用课堂提问和讨论等多种形式进行学习，期末通过考试的方式考核学生，采用笔试与平时成绩相结合的方法，平时成绩包括作业和上课情况，笔试成绩与平时成绩分别占70%和30%。在该课程教学中，实施适当弱化理论前沿；强化平时的学习和讨论，适当弱化期末考试等措施，以期获得良好的教学效果。
二、突出重点，强化重点
《高分子物理》课程中有大量的数学推导，涉及的知识较多，学生如果基础较差或者遗忘了这些知识，就会造成学习兴趣低下，上课不专心听讲开小差等现象。如高分子链的构象统计理论、高分子稀溶液的晶格模型理论、稀溶液理论、橡胶弹性的统计理论等内容，如果完全不讲，学生对理论及其中的概念的理解就会很肤浅，经不起推敲，甚至一部分学生根本没有理解，但是如果详细地讲解，则会耗费大量的课时，大多数学生也没有兴趣，因此我们处理此类问题的方式是把关键点及相关数学公式列出，让学生在课上看着书将推导过程讲解一遍，然后重复关键的数学公式及公式的意义，并辅助课后习题的讲解，这样会使学生对需要掌握的重点知识有较深入的了解，并掌握这些公式的运用[4]。
三、注重理论联系实际，加深理解
《高分子物理》相对来说是一门理论性较强的科目，课程内容如果没有语言的衬托，难免会让人觉得有些枯燥。因此在课堂上，我们应尽量多举一些形象的例子，多做一些生动的比喻，用简练的语言归纳总结，在帮助学生理解授课内容的同时，也吸引学生的注意力。如讲解高聚物溶解过程时，采用“线形聚合物，先溶胀，后溶解；结晶聚合物，先熔融，后溶解；交联聚合物，只溶胀，不溶解”进行归纳概括，方便学生联想记忆。学生记住这个口诀后，当回答这个问题时，就可以将其展开进行回答，如线形聚合物的溶解过程就是溶剂分子渗入聚合物内部，即溶剂分子和高分子的某些链段混合，使高分子体积膨胀—溶胀，然后高分子被分散在溶剂中，整个高分子和溶剂混合—溶解。
另外，在课堂上还可以在课件中加入一些直观的图形事例，比如在讲解高分子溶液这一章，开始介绍高分子溶液理论之前，将不同浓度的高分子溶液的产品图片展示出来，说明粘合剂，涂料、油漆，溶液纺丝，增塑和共混等不同的加工过程需要的高分子溶液是不同的，间接地说明了高分子溶液的流变性能在成型工艺中的重要性。
三、实验教学，科研教学
《高分子物理实验》是独立设课，其目的就是要提高高分子物理实验在高分子物理课程中的地位，可以通过高分子物理实验加深对理论概念的理解。下表为《高分子物理实验》项目的设置及学时分配，可通过这些项目的实验，加深学生对高分子物理重点难点的理解，进一步强化教学效果。另外，由于高分子是一门新兴的学科，随着时代的不断进步，高分子物理学的内容也在不断完善。我们在讲解高分子物理的课程中，时刻注意结合自己的科研来讲，用科研的一些经验结果启发学生的思维，加强学生对抽象知识点的理解。并且可以让学生在课余时间加入自己的课题实验中，通过动手动脑使学生对理论知识有更深一层的理解[5-6]。
总之，在整个高分子物理教学过程中，紧紧抓住聚合物结构与性能的相互关系这条主线，突出教学重点，不断完善教学方法和教学内容，通过实验和科研的锻炼，使学生的认知不断得到提高，从而提高《高分子物理》课程的教学质量。
参考文献：
[1]彭桂荣，李青松，李青山等.高分子通报2007，（8），60-63.
[2]翟震，郗向丽，李海梅等.河南教育学院学报（自然科学版），2002，3，15-16.
[3]金日光，华幼卿.《高分子物理》第三版.北京：化学工业出版社，2006.
[4]武照强.科技信息，2007，35，163.
分子生物学重要性范文第5篇
论文摘要:高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综合性学科。那么,高分子化学具体内容及高分子与生活、高科技的发展关系如何呢?以下作简单介绍。
人类从一开始即与高分子有密切关系,自然界的动植物包括人体本身,就是以高分子为主要成分而构成的,这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。人类的主要食物如淀粉、蛋白质等,也都是高分子。只是到了工业上大量合成高分子并得到重要应用以后,这些人工合成的化合物,才取得高分子化合物这个名称。但提到合成高分子材料(聚合物)的应用与发展,人们在想到它们极大地方便我们的生活的同时,很多人会想到“白色污染”,甚至将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于高分子,这说明他们对高分子并不十分了解。当今社会高分子的功用无处不在,而人们认识高分子时,往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益,不了解它为人类文明做出的贡献是巨大的。
一、高分子化学的内涵
1.何为高分子化学
顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。
2.高相对分子质量与高强度
相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。
3.高分子科学的主要内容
既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连
接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。
二、高分子材料化学的应用
材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。
第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。
第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。
第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。
三、高分子化学与高科技的结合
当今社会,人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起,人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料,来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
随着生产和科学技术的发展,许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来,如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域,下面简单介绍特种高分子材料:功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料;高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴;特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂)的范畴。
第一,力学功能材料:强化功能材料,如超高强材料、高结晶材料等;)弹性功能材料,如热塑性弹性体等。
第二,化学功能材料:分离功能材料,如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等;反应功能材料,如高分子催化剂、高分子试剂;生物功能材料,如固定化酶、生物反应器等。
第三,生物化学功能材料:人工脏器用材料,如人工肾、人工心肺等;高分子药物,如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。
可以预计,在今后很长的历史时期中,特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。
分子生物学重要性范文第6篇
1.1样品采集与分析项目
2011—2013年水稻冬闲期，在福建尤溪、顺昌、浦城、建瓯、上杭、闽侯(2样点)、建宁(2样点)、闽清、漳平、武夷山、宁化、建阳、延平、永安和泰宁15县(市)选择17对典型冷浸田与同一微地貌单元内的非冷浸田表层土壤(0~20cm)进行采样(表1)。采集的土壤分别代表福建省常见的氧化型黄泥田(剖面构型A-Ap-P-C)、还原型冷浸田(剖面构型Ag-G)、以及氧化还原型灰泥田、青底灰泥田、灰黄泥田或灰砂泥田类型(剖面构型A-Ap-P-W-G/C)。本研究土壤样品测定的指标共有41项，其中，生化指标12项(脲酶、转化酶、过氧化氢酶、磷酸酶、硝酸还原酶、微生物生物量C、微生物生物量N、微生物生物量C/总C、微生物生物量N/总N、真菌、细菌、放线菌)，化学指标25项(pH、有机质、碱解N、速效K、全N、全K、缓效K、有效B、有效S、交换性Ca、交换性Mg、有效Mn、有效Cu、NO3--N、还原性物质总量、活性还原性物质、Fe2+、Mn2+、C/N、全P、阳离子交换量(CEC)、速效P、有效Fe、有效Zn、C/P)，物理指标4项(粘粒、土壤水分、浸水容重、物理性砂粒)。累计理化、生化属性数据计1394个。土壤微生物生物量C、微生物生物量N测定参照鲁如坤[9]方法。即微生物生物量C用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法，浸提液用日本岛津Shimadzu500有机C分析仪测定，薰蒸杀死的微生物中的C，被K2SO4所浸提的比例取0.38；土壤微生物生物量N测定样品前处理同土壤微生物生物量C方法，浸提后的水溶液用Shimadzu500测定，薰蒸杀死的微生物中的N，被K2SO4所提取的比例取0.45。土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性、转化酶活性、磷酸酶、硝酸还原酶活性依次用靛酚蓝比色法、高锰酸钾滴定法、硫代硫酸钠滴定法、磷酸苯二钠比色法与酚二磺酸比色法测定；土壤微生物区系采用稀释平板计数法。土壤有效Zn、Cu、Fe、Mn采用DTPA混合溶液浸提-原子吸收分光光度计法；还原性物质总量与活性还原性物质采用硫酸铝溶液浸提，分别用重铬酸钾溶液氧化与高锰酸钾溶液氧化测定。
1.2数据处理
数据经Excel整理后，17对冷浸田与非冷浸田土壤的41项理化、生化属性利用DPS统计软件进行配对t检验分析，在17对样品41项理化、生化属性中，选择差异显著的因子属性数据库用于构建冷浸田土壤质量评价因子的MDS，MDS确定利用SPSS13.0统计软件的因子分析进行主成分分析，再利用DPS软件进行相关分析(α=0.05)。
2结果与分析
2.1福建冷浸田土壤主要理化、生化特征
冷浸田与同一微地貌单元内非冷浸田之间的41项属性因子中，有28项的t检验达到显著差异水平。从生化特征来看，转化酶、过氧化氢酶、磷酸酶、硝酸还原酶、细菌、真菌和放线菌、微生物生物量C和N、微生物生物量C/总C、微生物生物量N/总N等11项因子差异明显。其中，冷浸田土壤的过氧化氢酶、转化酶活性分别比非冷浸田高58.3%和22.1%，差异达到显著水平，这可能是由于冷浸田长期处于淹水厌氧环境，生物代谢过程产生了有害性的过氧化氢累积，致使过氧化氢酶作用基质含量高，一定程度上激活了过氧化氢酶活性；另外，由于处于厌氧状态下的土壤有机质难以矿化，有机质累积进一步诱导了冷浸田的微生物分泌较多的转化酶，以促进有机化合物的矿化。而冷浸田土壤的磷酸酶、硝酸还原酶活性、细菌、真菌、放线菌数量、微生物生物量C和N、微生物生物量C/总C、微生物生物量N/总N指标显著低于非冷浸田，其中，磷酸酶与硝酸还原酶分别仅相当于非冷浸田的52.2%和33.4%，这可能是由于冷浸田土壤中的磷素和NO3--N含量低，因而供给微生物转化的底物也少，降低了磷酸酶和硝酸还原酶活性。冷浸田土壤中细菌、真菌和放线菌数量分别仅相当于非冷浸田的70.2%、62.5%和54.0%，可能原因是冷浸田普遍处于低温还原状态，不利于土壤微生物活动，微生物区系与微生物生物量C、N也随之降低。从表2可以看出，微生物生物量C和N、微生物生物量C/总C、微生物生物量N/总N分别仅相当于非冷浸田的37.8%、56.3%、27.8%和44.7%，这主要是由于微生物生物量C是活性有机质的主要组分，尽管土壤微生物生物量仅占有机碳的1%~3%，但它在有机质动态中起着很重要的作用，其含量显著低于非冷浸田，反映出冷浸田土壤有机质“品质”较差的特性。
2.2冷浸田土壤质量评价因子最小数据集的构建
2.2.1冷浸田土壤质量评价因子主成分分析
冷浸田与非冷浸田之间土壤属性达到显著性差异的有28项，为了抓住这些关键因子，以达到快速治理与改善土壤理化、生化性状的目的，本文采用主成分分析对这些因素进行因子分析，以减少参评土壤因子，同时也解决数据冗余的问题。首先，选择特征值≥1的主成分(PC)，特征值≥1的PC有5个，前5个PC累计贡献率78.5%(表5)，说明这5个PC已基本上反映了冷浸田土壤性状变化的主要影响因素。对各变量在各个PC上的旋转因子载荷大小进行选取，一般认为系数绝对值在0.8以上的初始因子对构成的评价因子具有重要的影响力。其中，第1PC主要由C/N、细菌、放线菌初始因子构成，主要反映土壤生化特征；第2PC主要由微生物生物量N、微生物生物量N/总N初始因子构成，主要反映土壤活性有机N特征(属生化范畴)；第3PC主要由还原性物质总量、活性还原性物质总量初始因子构成，主要反映土壤还原特征；第4PC主要由全N、物理性砂粒初始因子构成，主要反映土壤物理特征与化学养分特征；第5PC主要由全P初始因子构成，主要反映土壤化学养分特征。综上所述，由C/N、细菌、放线菌、微生物生物量N、微生物生物量N/总N、还原性物质总量、活性还原性物质总量、全N、物理性砂粒、全P10项候选因子组成的评价因子体系可以基本反映出28项初始评价因子构成的土壤质量信息。
2.2.2冷浸田土壤质量评价因子最小数据集的确定
对10项候选因子进一步进行相关分析表明，土壤不同因子间存在显著的相关性。根据土壤质量评价因子相对独立性原则，依据专家经验法对上述10项因子进行优化。C/N生态化学计量特征反映土壤C、N物质循环以及生态系统的主要过程，对土壤质量起着重要作用，其自然进入MDS；土壤细菌与放线菌均为微生物区系，二者与C/N均呈显著相关，但细菌与C/N相关系数较小，信息独立性较放线菌大，且在土壤养分转化过程中发挥着极其重要的作用，故细菌进入MDS，而舍去放线菌因子；微生物生物量N(MBN)与MBN/总N呈显著相关，且MBN与其他因子无显著相关，其信息相对独立，因而选择微生物生物量N进入MDS；还原性物质总量与活性还原性物质呈显著正相关，由于还原性物质与其他因子无显著相关，信息相对独立，故选择还原性物质总量进入MDS；物理性砂粒反映土壤空隙结构、土壤水分渗透性能及耕作难易以及养分转化的物理指标，且除与全N显著相关外，其余均无显著相关，其信息独立，故选择进入MDS；全N与全P均属化学指标，全N与物理性砂粒、还原性物质总量均呈显著正相关，而全P除与物理性砂粒显著正相关外，与其余因子均无显著相关，且全P也与冷浸田限制因子速效P呈显著正相关，该因子体现了MDS内的指标相关性低而与MDS外的指标相关性强的特点，故选择全P进入MDS，而舍去全N因子。基于相关分析并结合专家经验法，最终确定冷浸田土壤质量评价因子MDS由C/N、细菌、微生物生物量N、还原性物质总量、物理性砂粒、全P6项因子组成。
2.3冷浸田土壤质量评价因子MDS表征与应用
建立完善耕地质量评价体系、明确不同地力等级耕地的划分标准，是制订相关政策与法规的重要依据，也是强化执法力度的重要保障[20]。进行土壤质量评价时，评价因子的选取应全面、综合地反映土壤肥力质量的各个方面，即土壤的养分贮存、释放，土壤的物理性状和生物多样性[21]。MDS则是反映土壤质量的最少因子参数的集合。通过主成分分析、相关分析并结合专家经验筛选出的冷浸田土壤质量评价因子MDS覆盖了土壤物理、化学与生化指标。其中，化学指标包括C/N、全P、还原性物质总量因子，其表征土壤养分与水分保持、碳储藏与土壤团聚体维护以及冷浸田土壤还原因子功能；物理指标为物理性砂粒因子，其表征土壤水分与化学物质的吸附和运输；生化指标包括细菌、微生物生物量N，其表征微生物活动及养分循环通量。通过优化筛选出的MDS可用于冷浸田土壤质量评价，也适合于冷浸田改良效果的评价。李桂林等基于苏州市1985—2004年土地利用变化情况，在采样分析的两套土壤属性数据(各12个土壤候选参数集)上，得到各包含6项因子的土壤质量评价MDS及其20年尺度上的变化规律，发现MDS因子略有不同，但变化不大。其中，4项(有机质、pH、有效K、全K)相同，另外，1985年的MDS中还包括有效P、总孔隙度，2004年的MDS中还包括全P及容重。从中可以看出，冷浸田的土壤质量评价因子MDS选择与一般类型土壤质量评价MDS选择是有差别的。这与冷浸田土壤性质的特殊性分不开。如对于一般类型土壤质量评价而言，土壤还原性物质参数一般不会被选入MDS，而对冷浸田而言，土壤还原性物质对作物生长造成毒害，是限制生产力提升的重要“瓶颈”因子，故被选入MDS；同样，土壤微生物生物量N与微生物生物量C类似，其表征冷浸田土壤有机氮库的“质量”而被选入MDS。当然，当冷浸田土壤通过治理后，还原性物质下降为次要限制因素，或冷浸田通过改良演变为灰泥田、青底灰泥田或灰黄泥田等氧化型、氧化还原型土壤类型时，其土壤质量评价MDS选择可能也随之发生改变，此条件下土壤有机质、pH或可作为重要的肥力限制因子代替现有冷浸田质量评价MDS中的因子。另外，本研究冷浸田类型为发生学分类名称，其覆盖潜育性水稻土的5个主要土种类型，上述参评因子选择确定也可为冷浸田土壤系统分类土系区分提供借鉴，如青泥田、浅脚烂泥田、深脚烂泥田的土壤还原强度逐渐增加，其有机质和物理性砂粒含量也有相似趋势，因而可以根据还原性物质总量、C/N和物理性砂粒含量等诊断特性或诊断现象加以区分，同样，对于锈水田，按系统分类，可根据潜育土表层亚铁含量和还原性物质总量，划分出相应的土系。用主成分方法筛选质量评价因子，可有效减少数据冗余，但也可能存在参评土壤因子信息丢失的问题。有报道认为，通过主成分分析并结合矢量常模(NORM)的方法可能对评价因子MDS选择更完善。另外，在提出MDS的基础上，进一步通过专家咨询或模糊数学方法对各评价因子指标“好坏”进行描述并最终构建冷浸田土壤质量评价模型有待进一步研究。
3结论
分子生物学重要性范文第7篇
关键词 农业院校；分子生物学；综合性实验；教学改革；成效
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）21-0332-02
分子生物学是目前农林院校生物专业及涉农专业的主干课程，是从分子水平研究生命本质的一门新兴学科。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主要研究内容，在当前生命科学中发展较快，并正在与其他学科广泛交叉与渗透。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。学好分子生物学，学会运用基本的实验技术对遗传物质进行实验操作，对于培养和训练学生的研究性思维很有帮助[1-2]。目前，各个院校生物专业均开设了分子生物学与分子生物学实验课，分子生物学实验课程是一门年轻的课程，从20世纪90年代初期开始，随着分子生物学日新月异的发展，分子生物学实验技术已逐渐成为生命科学各学科重要的研究工具。但是目前分子生物学实验课存在着知识更新慢，实验内容单一[3]，实验内容更新速度慢等问题，难以满足分子生物学发展的需要。本文针对目前分子生物学实验课现状，结合笔者自身体会，提出综合性实验的内容和可行性，进行实验课的改革和创新。安徽农业大学生命科学学院实验教学中心把科学研究中较成熟的科研项目逐步运用于实验教学中，通过开展综合性、设计性实验的探索，取得了理想的效果。
1 农业院校分子生物学实验课程现状
目前各个高校均开设了分子生物学实验课，从20学时至60学时都有。但是目前各个高校的分子生物学实验内容大同小异，验证性实验多，知识点少，综合性不强。主要内容一般包括基因组DNA提取、琼脂糖凝胶电泳、PCR反应、质粒DNA提取、感受态细胞制备、DNA的分子杂交等[4-5]，目前分子生物学实验课的开设基本采用集中教学的方法，因为分子生物学实验一般需要的时间较长，一个实验项目短则连续1 d完成，长则连续3 d完成。但是在目前分子生物学的实验课程安排上每个项目基本是单独存在的，而且基本是一些验证性的实验。但目前分子生物学技术往往实际使用的是连贯的技术体系，目前的分子生物学实验课只能训练学生的基本技能，无法进行综合能力的培养[6]。学生学习了实验课内容后，记忆不强，印象不深，且在毕业论文及以后学习中，难以综合应用分子生物学实验技术。但在实际应用中分子生物学需要与其他学科相交叉，才能更好地发挥作用。基于分子生物学实验课程现状分析，提出了合理确定课程内容，培养学生创新能力，训练扎实的基本功，利用现代化教学手段使实验内容更加生动形象、丰富多彩，并严格要求，以科研促进实验教学改革，自主设计综合性实验以及实行开放式教学等若干合理对策。
2 综合性实验实施案例
综合性实验重点体现“综合”二字，本综合性实验名称为《水稻愈伤组织诱导及转GUS基因鉴定》，涉及的实验技术比较多，而且每个环节都有联系，最终达到一个实验目的，解决一个问题。本实验以水稻种子为材料，从愈伤组织诱导、农杆菌的培养、GUS基因载体的转化、GUS基因的染色等方面，学习农杆菌导入方法，熟悉水稻转基因的全部流程，掌握GUS基因作为标记基因的优点，从而掌握植物转基因的各个环节，为以后的功能基因组学研究打下基础。实验目的为使学生明确实验流程（图1），熟悉科研课题的设计，并且训练学生的科研素养。实验内容主要包括：①水稻胚性愈伤组织诱导；②农杆菌感受态细胞的制备；③液氮冻融法把重组子导入农杆菌；④农杆菌与水稻愈伤组织的共培养和筛选；⑤水稻转基因抗性植株的获得和鉴定；⑥水稻愈伤组织和叶片的GUS染色[7-8]。然后根据实验内容撰写论文，论文的格式同格式，要求图文并茂。
水稻愈伤组织诱导实验需要学生结合前期组织培养技术的学习，回顾学过的实验技术。农杆菌感受态细胞的制备也是分子生物学实验中的内容，同时结合了微生物培养的实验技术[9]。液氮冻融法把重组子导入农杆菌是植物转基因中常用的实验技术，与上一个内容相连接，同时对阳性菌株的检验又会使用质粒提取、PCR等技术。农杆菌与水稻愈伤组织的共培养和筛选综合运用了植物转基因的知识，使学生认识到植物转基因的步骤和原理[10]。水稻转基因抗性植株的获得和鉴定又结合了植物基因组提取、PCR等分子生物学实验技术。水稻愈伤组织和叶片的GUS染色实验使学生熟悉了标记基因在转基因中的应用，基本实验过程见图2。总之在本综合性实验技术中，不仅包含了普通分子生物学实验中大部分实验技术，且与其他学科实验技术融会贯通，更重要的是整个实验室成为一个有机的整体，有一个明确的实验目的。学生在实验中不仅要观察实验现象，进行拍照，同时要进行数据统计，优化实验参数。
3 综合性实验实施效果分析
3.1 实验时间灵活，周期长
根据分子生物学实验的特点和各校教学时间设计情况，在时间上对分子生物学实验进行灵活而又合理的安排。该综合实验持续2～3个月的时间，学生可利用空余时间进行实验，而不一定要在固定时间进行，且实验周期长，学生能学会更多知识内容。
3.2 实验内容丰富，综合性知识多
该实验不仅涉及到分子生物学的实验技术，细胞学、微生物学等实验技术也有涉及，起到了综合运用多种实验技术的目的，同时也是对原来实验技术的复习和回顾。比如本实验中使用了组织培养技术，属于细胞工程实验的内容，农杆菌培养属于微生物学实验内容，再结合分子生物学实验内容，体现了该实验的综合性。
3.3 考核方式灵活，重过程，轻结果
以往的分子生物学实验报告，每位同学的报告内容基本相同，抄袭现象严重，因为每位同学的实验步骤、方法，甚至结果都基本相同。综合性实验要求按照科研论文的形式上交，每位同学都要收集图片、统计数据，因此每个人的实验图表各不相同，通过图和表以及文字的叙述来衡量学生的技能掌握情况，比用单纯的实验报告效果更好。
3.4 培养了学生的动手能力，教师起到辅导作用
以往的实验课中教师授课时间基本占1/3，学生按照固定的模式去做实验，基本都是一些重复性的结果，学生往往是机械性地操作，实验内容枯燥乏味。综合性实验教师起到的是导师作用，进行实验的指导，学生往往需要自己查阅文献、配制试剂，并把实验作为一个课题来研究，提高了学生的思考意识和能力。此外，安排研究生进行助教工作，将综合性实验与研究生实验进行有效结合[11]。同时也减少了实验教师的工作量，从传统机械性的教学模式转变为实验性的辅导。
4 结语
农业院校生物学专业必须结合实际要求，植物转基因和基因工程是生物专业必须要了解的知识。但是目前分子生物学实验教学中，往往进行的都是分子生物学基本技能的培养，缺乏深层次和系统性的实验，学生学习兴趣不大。本文从多方面阐述了综合性实验在分子生物学实验教学中的必要性，同时以《水稻愈伤组织诱导及转GUS基因鉴定》综合性实验为例，列举了该实验集合了多项实验技能，能够通过这样的实验项目锻炼学生的实验技能，同时进行了科研能力的训练，在今后农业院校分子生物学实验教学中应该多采用综合性实验教学的模式。
5 参考文献
[1] 胡晓燕，于清水，吴伟芳.生化与分子生物学实验课考核方法的探索[J].高校实验室工作研究，2009，100（2）：55-56.
[2] 袁继红，李香花，朱意.分子生物学综合性实验教学的探讨与实践[J].生物学杂志，2011，28（3）：99-102.
[3] 姜立春，李俊刚，阎秋洁，等.分子生物学综合性实验创新教学改革与探索[J].实验室科学，2011，14（3）：56-58.
[4] 刘文，胡巍.分子生物学实验教学改革及综合性实验教学项目设计[J].教育教学论坛，2013（3）：226-227.
（下转第338页）
（上接第333页）
[5] 倪郁.分子生物学综合实验课程的设计和实践[J].西南师范大学学
报，2012，37（2）：147-149.
[6] 张彦定，黄义德，胡雪锋.本科分子生物学实验教学的思考[J].新课程研究，2008（126）：115-116.
[7] HIEI Y，KOMARI T，KUMASHIRO T.Efficient transformation of rice（Oryza sativa L.）mediated by Agrobacterium and sequence analysis of the boundaries of the T-DNA[J].Plant J，1994（6）：271-282.
[8] ANAI T，KOGA M，TANAKA H，et al.Improvement of rice（Oryza sativa L.）seed oil quality through introduction of a soybean microsomal omega-3 fatty acid desaturase gene[J].Plant Cell Rep，2003（21）：988-992.
[9] LEE S，JEON J S，JUNG K H，et al.Binary vector for efficient transformation of rice[J].Plant Biol，1999（42）：310-316.
分子生物学重要性范文第8篇
关键词：分子生物学大实验；教学探索
随着分子生物学与各生物学科领域的广泛相互渗透［1］［2］，许多有关生命学科专业的高校都纷纷地参与到分子生物学教学探索之中来［3］［4］［5］，以期望学生不仅能获取最新的理论知识还能掌握一些分子生物学实验的基本技能。因此，分子生物学实验教学也成为了教学实践关注的一个重点。
一、分子生物学实验教学现状
当前，分子生物学实验指导书不少，其内容也很多，但真正适合本科生且操作性强的实验并不多。大多实验开展不起来，一方面是由于实验操作步骤连续性强，学生没有完成实验的充足时间；另一方面是实验材料、试剂、设备不能同时满足众多的学生来使用。
大多数的高校一般会根据现有的实验条件，开出一些经典的基础性验证实验，这些实验大多为动物或植物基因组DNA的提取、质粒DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、PCR基因扩增、大肠杆菌感受态细胞的制备以及质粒的转化。这类实验具有培养学生进行微量操作和无菌操作的特点，是学生理解相关知识及操作步骤的一扇窗口。此外，也有一些高校［6］［7］，为培养学生的创新能力，将实验内容串联起来，形成一个连续的、紧密的相关系列实验，如通过PCR基因扩增、分离回收与纯化、DNA重组、质粒转化、重组子鉴定与表达组成的一系列综合实验。这类实验有利于学生学会分析问题、学会对理论知识的灵活运用，具有提升学生综合素质的特点。因此，综合实验的优点多被高校看重［8］［9］［10］［11］［12］［13］［14］,学校也非常鼓励多开展此类实验。
二、分子生物学实验教学存在的问题
以实验为基础而发展起来的分子生物学，其实践性很强，如何突显出理论与实践的联系，充分发挥分子生物学实验教学对创新型人材培养的贡献［15］，已成为当前分子生物学实验教学改革所面临的挑战。在分子生物学实验内容的组织上，我校偏重于质粒DNA的重组克隆，围绕着重组克隆而建立起了一系列有机联系的实验，依次为大肠杆菌感受态细胞的制备、DNA重组和转化、重组质粒的提取及鉴定。这一系列实验环环相扣，前一实验结果是后一实验的起始，对实验结果好坏的检验也只有待到下一实验结论出来之后才能确定。由于实验结果检测周期长，学生不易即时发现操作过程中的失误，这样就使得学生实验的效果往往是越往后做效果越差，有时甚至没有最终的实验结果，加之受教学学时数的限制，学生没有重做的时间。整个实验能顺利完成下来的学生只占一少部分，大部分学生由于中途实验结果不理想，严重地影响了未完成实验的效果。总的来看，单靠分子生物学课堂上的实验教学来给学生建立起相关的操作技能，有一定的难度。尤其是对刚接触分子生物学实验的学生而言，要让他在脑袋里真正形成微量及无菌操作的观念，需要有一个过程。这些都是需要任课教师不得不做出思考的地方。
三、分子生物学实验教学改革途径
尽管实验技能培养内容滞后于理论［16］，的现状仍旧存在，而对于人才培养的要求也越来越高的今天，我们不得不积极面对，采取一些相应的改革措施，以适应现阶段人才培养的要求。
（一）、继续加强实验教材建设
1.完善实验教学内容，注重内容的关联性
本着促进学生对知识的深刻理解与运用，实验内容要尽可能做到覆盖分子生物学重要理论的观点，本课程组开出了植物基因组DNA的提取、随机扩增多态性DNA标记（RAPD PCR扩增）、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、农杆菌介导的遗传转化、以及感受态细胞的的制备、质粒重组、转化、提取、鉴定九个实验项目。实验内容涵盖了对携带遗传物质生物大分子核酸DNA的操作、比较了不同植物基因组在组成序列上的差异、通过改变植株遗传物质获得转基因植株以及目的基因的克隆，形成了比较完备的实验教学内容。各实验有着明确的教学目的，实验组成之间又有着紧密的联系，能充分地让学生明白该项实验在分子生物学实验中的地位和作用。
2.精选实验技术，加强实验技能训练
琼脂糖凝胶电泳检测技术在分子生物学实验中应用频率颇多，让学生全面掌握这一技术尤其重要。大多初学者感到通过琼脂糖凝胶电泳检测DNA的学习，其实验操作本身并不难，难的是要会对实验结果有一个正确的分析和判断。学生拥有这样的体验和感受是由于缺乏一定的相关实验经验所致，关于这一点学生将会在以后的实验内容如植物基因组DNA、PCR产物琼脂糖凝胶电泳检测结果分析中得到锻炼和加强。
给学生建立无菌操作的观念，这对需要无菌操作的实验环节至关重要，这一细节常常是学生稍不注意就犯错误的地方。通过感受态细胞制备的实验使学生首先建立起严格的无菌操作概念，在后续相关实验中重复强调，以加深学生对无菌操作的认识。
微量操作是分子生物学实验操作上的一大特点，让学生学会微量操作，通PCR扩增实验让学生体会微量操作的重要性，培养学生认真、严谨地治学态度。
无菌操作和微量操虽是实验细节，但这些细节上的问题恰恰在关键时足以造成实验整体的失败。因此，有必要在精选实验技术上多考虑对学生实验素质培养的内容，加强实验技能训练的同时，多注重培养学生严肃、严密、严格的科学态度。
（二）、改进实验教学方法
依据每项具体实验目的及要求的不同，采用不同的实验教学方法。总之，是要尽可能地通过分子生物学实验教学让学生掌握本学科研究的基本实验方法、熟练使用相关的常规仪器设备。
1.建立探究式实验教学模式
在学生有限的实验教学时间内，教师首先侧重讲解实验内容中各环节间的内在联系、实验操作关键点及注意事项。然后，在学生动手操作过程中注意发现普遍存在的问题，有针对性地及时提示和纠正错误，对个别学生出现的问题进行单独辅导。重视实验失败的学生并及时引导这类学生寻找原因、分析原因及寻求解决的办法。在课堂上，加强师生之间的互动性，用提前预备好的中途实验材料弥补学生因中途实验失败所致的后续实验不能顺利进行下去的被动状态，充分调动学生动手动脑的积极性，不断引导学生自主地完成实验内容。#p#分页标题#e#
2.充分利用实验室现有资源，拓展学生视野
实验教学中通过运用多媒体技术，变分子生物学中抽象的概念和技术为可视化的动画、音频和视频效果，使实验教学内容更加直观、生动、形象，丰富了实验教学课堂内容。通过“虚拟实验”［17］的讲解，学生将对预做实验有一个总体的感性认知。在接下来的具体亲自动手操作过程中，学生能更轻松地按照实验要求来完成实验，教师也将赢得更多的时间把注意力和精力投放到学生的整个实验教学过程中。
3.采用开放式教学模式，培养学生的创新能力
开放性实验教学是高校实验教学深化改革过程中的一项新成果。学生借助开放实验室，可以自由支配课外时间亲自动手参与实验全过程。对一些学有余力的学生而言，开放实验室则成了学生学习的第二课堂，学生通过查阅资料、撰写论文报告或综述选择自己感兴趣的内容作为研究项目，向开放实验室提出申请，获得批准的学生可以进入实验室在实验教师的指导下完成该项目。
开放性实验教学是课堂实验教学的一个延伸，它给学生营造出一个宽松的学习氛围，是一种以学生为主、教师为辅的教学模式，它在学生学习的自主性、创新能力培养过程中起到了积极的作用［18］［19］。
四、改革实验教学考核评价体系
目前，我校已将分子生物学实验教学与理论教学分开，设置实验教学学时数72学时、独立计算学分4.5分。考核内容主要由学生平时实验操作（包括每次实验的预习情况、实际操作过程、实验报告书写的规范化及实验结果的分析讨论）和实验理论闭卷考试两部分组成，每一部分内容各占总考核成绩的50%。进一步细化了学生平时实验操作考核内容，将学生在每堂实验课中的表现以分数形式进行量化考核，促进考核的公平性，充分调动了学生学习的积极性和主动性。
五、加强实验室及师资队伍建设
在实验室建设上，我校于2006年成功地组建了农科专业基础实验教学中心，这使原分属于农学院管辖的分子生物学实验室纳入到实验教学中心的统一管理范围之内。由此，分子生物学实验室的硬件设施得以充实和改善，在一定程度上缓解了教学资源相对学生需求不足之间的矛盾，学生则增加了动手操作的机会。
在实验室师资队伍建设方面上，实验室配备专职管理人员，使仪器设备得到有效运转和即时维护，确实地保证了实验教学的顺利开展。实验课程组目前现有成员8人，其中教授2人，副教授4人，高级实验师1人，实验师1人，具博士学位的教师有4人，有着合理的职称结构和高的学术水平，教学科研能力强。课程组定期或不定期地开展教研活动，教师之间交流密切，促进了教师团队的成长。
参考文献：
［1］曹仪植.植物分子生物学［M］.高等教育出版社,2002,7:1～2.
［2］金勇丰,李霁,邵爱萍.本科生基因工程实验技能培养的改革与实践［J］.实验技术与管理,2008,25(1):16-18.
［3］虞佳,董晓英,许金华等.生物技术专业分子生物学实验教学探讨［J］.山西医科大学学报(基础医学教育版),2006,8(4):421-422
［4］戚晓利,张丽敏,薛春梅.分子生物学教学改革的探索［J］.生物学杂志,2003,20(6) :51～52
［5］江海洋,江腾,朱苏文.高等农业院校分子生物学实验教学方法的探索［J］.安徽农业科学,2010,38(2):1023-1024.
［6］朱华庆,周青,汪渊.利用实验室条件开设生物技术本科生基因工程实验课程的探索［J］.安徽医药,2003,7(2):159-160
［7］邢万金,扈廷茂.本科基因工程大实验教学改革的实践和体会［J］.生物学通报,2007,42(2):48-50.
［8］任如意,魏继承.基因工程实验教学改革初探［J］.高等理科教育,2008,6:112-114.
［9］胡尚连,孙霞,郑桂灵.分子生物学与基因工程实验教学模式探索［J］.实验科学与技术,2008,6(5):94-96.
［10］林建国,胡瑛,王常高,等.分子生物学与基因工程实验教学改革的探索［J］.中国科教创新导刊,2009,20:43-45.
［11］吉爱国.综合性实验教学模式的探计与实践［J］.实验室研究与探索,2007,26(1):94-96.
［12］柳洪洁.谈高校本科实验教学体系改革［J］.山东农业教育,2009,2:30-32.
［13］李秀山,刘斌,赵李剑.生物技术专业实验教学改革与实践［J］.中国教育研究与创新杂志,2007,4(2):10-12.
［14］钱国英,汪财生,朱秋华.生物技术实验教学体系的改革与实践［J］.实验室研究与探索,2004,23(5):60-61.
［15］苏明,魏汝贤.化“纸上谈兵”为“实战演习”------本科生实验教学课程改革与发展的思考［J］.福建师范大学福清分校学报,2008,85:40-45.
［16］肖福英,蒋林彬.生物技术专业实验教学体系改革设想［J］.华夏医学,2004,5(17):763-764.。
［17］吴凯威,刘志刚,刘青.“基因工程虚拟实验室”的设计与开发［J］.实验室研究与探索,2006,25(5):561-564.