生物學分析精選(九篇)
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第1篇：生物學分析范文
概念是中小學理科各學科新課程內容的重要組成部分，學生概念的形成與理解將直接影響后續學習的效果。在新課程背景下如何開展概念的教與學，如何發揮概念在學生認知發展、觀念建構方面的教學價值，如何通過概念學習培養學生分析問題和解決問題的能力，如何在概念學習中提升學生的科學素養，等等，已經成為中小學理科教師必須研究解決的基本理論問題和實踐問題。
北京教育學院“科學教育重點學科建設”工作以“理科各學科知識結構與教學實踐研究”為學科建設方向，重點研究了理科各學科的概念體系及其教學實踐，本期《課程與教學》欄目選取他們的部分研究成果，供廣大教師借鑒和學習。
遺傳與變異是生物體的最本質特征，也是生物進化的基礎。[1]因此，對于遺傳與變異的學習，在理解生命現象、提高生物科學素養方面起到了基礎性的作用。在小學階段，學生通過辨認常見生物、培養植物、飼養動物、討論克隆技術等活動，已經對生物多樣性、生殖與發育等生物學問題有了直觀的了解，進而對遺傳與變異的概念也有了感性的認識。在此基礎之上，初中生物學新課標主要以遺傳信息的物質基礎與傳遞表達方式為切入點，要求教師在教授遺傳與變異相關知識時，促使學生建立如下三個重要概念：
第一，生物能以不同的方式將遺傳信息傳遞給后代。一些進行無性生殖，后代的遺傳信息來自同一親本；一些進行有性生殖，后代的遺傳信息可來自不同的親本。
第二，DNA是主要的遺傳物質。基因是包含遺傳信息的DN段，它們位于細胞的染色體上。
第三，遺傳性狀是由基因控制的，基因的遺傳信息是可以改變的。
筆者認為，這三個要求，涵蓋了經典遺傳與分子遺傳的主要內容，有利于學生建構遺傳與變異的概念體系，從而為高中以至更長遠的學習活動打下堅實的基礎。教師應該善于運用各種方法落實上述要求，促進重要概念的內化，提高教學的有效性。
同時，我們應該看到，課標對于遺傳與變異重要概念的要求，大體上是按照“從高到低”的順序排列的：首先談到的是遺傳信息的傳遞與表達方式，然后是遺傳信息的物質基礎，最后是遺傳信息的基本定義。為了便于理解，我們將按照相反的順序對課標要求進行逐一的解讀，找出其內部聯系，為更好地落實重要概念教學提出可行性的建議。
一、關于“基因”的定義
新課標中明確要求教師幫助學生建立“遺傳性狀是由基因控制的”“基因是包含遺傳信息的DN段”等重要概念，這就要求教師明確“基因”的定義。但是，迄今為止，“基因”的準確定義尚存在爭議。特別是隨著分子生物學的發展，人們又發現了移動基因、斷裂基因、假基因、重復基因、重疊基因及一系列的調控序列，使基因的定義更加復雜化。無論是課標還是教材，初中教學當中已經出現了“基因”一詞，這對教學而言是一種挑戰。很顯然，對于沒有接觸染色體精細結構、尚未學習中心法則的初中學生而言，還不能準確地從物質基礎這個層面了解基因的性質與功能，從而不能理解遺傳與變異的特征與目的。
筆者建議，對于遺傳信息的物質基礎，在初中階段應予以淡化。顯然，上述關于基因的復雜的定義，屬于生物學事實的范疇。初中階段的重點應該是從概念層面解釋“基因”的本質。其實，從分離與自由組合定律（孟德爾）到連鎖與交換定律（摩爾根），人們已經明確了兩個問題：其一，生物體內存在著控制各個性狀的、按照一定規律進行相互作用的遺傳因子；其二，這些遺傳因子在體內呈有規律的線性排列。雖然一直到摩爾根創立遺傳染色體學說時，人們仍然不能從分子水平上揭示基因的結構與功能，但是對于上述兩個問題的認識，足以從邏輯層面給出“基因”的定義：存在于細胞特定位置上的、按照某種數學規律進行相互作用從而控制性狀的“基本因子”。這個關于“基因”的定義，可以作為一般概念呈現給初中學生；進而通過基因與性狀關系的例子，就能夠總結出“遺傳性狀是由基因控制的”這一重要概念。對于初中生物學教學來說，這是最重要的。因為，這種概念化的、抽象的知識，能夠鍛煉學生透過現象探究事物本質的思維能力，有利于學生抽象思維的發展，從而有利于學生創新能力的提高。
我們不難發現，上述關于“基因”的定義，對于科學教育也是有重要意義的。很大程度上是因為它描述了所有科學門類的共同特征：基本因素的界定、分類和相互作用分析。如經典物理中的“質點”、化學中的“分子”、普通生物學中的“細胞”等等，都是各個學科中的“基本因素”。只有準確定義了“基本因素”，才能在此基礎之上進行演繹、歸納，使本學科具有了數理傳統。反之，若未準確定義“基本因素”，則難于進行邏輯層面的分析，整個學科偏向于博物學傳統。兩種傳統不僅影響了各個學科的特質，還影響了學生對于不同學科學習與復習的策略。從初中到高中，“遺傳與變異”內容有了“基因”的定義，使得本段教學內容更加凸顯理科特征，這是教師在教學中要注意的。
二、關于遺傳信息的傳遞與表達
從新課標的要求來看，遺傳信息的傳遞與表達是“遺傳與變異”教學的重點，從分子基礎（遺傳信息的調控與改變）到細胞行為（無性生殖和有性生殖）都作了要求，這就要求教師在備課時關注以下三個方面的問題。
1.遺傳信息流動
遺傳現象大體上可以分為細胞核遺傳和細胞質遺傳，且目前可認為前者是“主流”，而后者是“支流”。顯然，“支流”不會是中學教學的重點。但是，應該在講解基因的細胞定位和遺傳信息的流動時，適當提及細胞質遺傳的概念以及對生物體性狀的影響，使學生能夠全面地了解遺傳信息流動的過程，知道除細胞核外，細胞質對性狀也有一定的控制作用，從而在概念層面理解細胞質功能的復雜性。另一方面，“主流”和“支流”的共性，是遺傳信息的傳遞和表達，在本質上，都體現了“生物能以不同的方式將遺傳信息傳遞給后代”這一重要概念。教師可以先列舉常見的遺傳現象（即生物學事實），如“種瓜得瓜，種豆得豆”等，幫助學生建構重要概念，以便于學生順利地遷移應用和學習。
2.人類性別基因
在初學遺傳與變異時，初中學生往往不能準確把握基因與性狀的關系，不能準確把握基因、DNA與染色體的位置關系，從而認識不到人類的性別決定機制。學生能夠通過各種渠道了解人類X和Y染色體，進而簡單地認為性別不同的根本原因是X和Y染色體的形態不同。對于這個問題，除要適當地介紹遺傳信息的物質基礎外，還應該為學生建立這樣一個認識：人類的性別，其實就是一種特殊的“相對性狀”。例如，在人教版教材中就提到“近年來，科學家發現Y染色體上還有3個基因，決定的產生和成熟。最近，科學家又陸續發現了X染色體上與女性性別有關的基因”。在此處，教師就應該提示學生：基因與性狀的關系，同樣可以用來解釋人類的性別決定。只不過性別決定的過程是多個基因控制著多個性狀，從而塑造了不同性別。如果課時允許，教師還可以就此介紹一些由于染色體變異而導致的性別異常的現象，讓學生認識到，從某種意義上講，性別并不是嚴格區分為“雌”“雄”兩種形式，而是存在“過渡”狀態的。這對學生從系統的角度認識生物的復雜性，進而認識生物本質是有很大幫助的。
“人類性別基因”一節是初中生物學教學的重點和難點。而從內容上看，本節內容是課標所述三個重要概念的應用，即從人類性別決定的角度闡明了遺傳的本質。因此，教師必須在講授本節課之前，就完成三個重要概念的建構，從而指導學生把握遺傳本質，進行下位學習。
三、關于“變異”的概念教學
“變異”作為初中生物學教學的難點，有兩個問題是要深入思考的。
1.可遺傳變異和不可遺傳變異
初中課標要求學生知道變異主要分為兩類：可遺傳的變異和不可遺傳的變異。可遺傳的變異是由遺傳物質的變化引起的變異；不可遺傳的變異是由環境引起的，遺傳物質沒有發生變化。顯然，某一變異是否可遺傳，關鍵是看遺傳物質是否發生變化，而不是影響生物體的因素。由于學生初次學習基因與環境的關系，故需要用恰當的實例來幫助學生建構可遺傳變異和不可遺傳變異的概念。如同樣是“無籽”農作物，“無籽西瓜”的“無籽”性狀就是可遺傳的，而“無籽番茄”的“無籽”性狀是不可遺傳的。通過這樣的實例，學生就會認識到，一種變異是否可遺傳，取決于遺傳物質是否發生了改變，從而緊扣重要概念的教學。
2.可遺傳變異的來源
可遺傳變異的來源主要有3個：基因重組、基因突變和染色體變異。要認識可遺傳變異的來源，必須對遺傳信息的細胞定位及流動方式有比較清晰的認識，故對于初中學生而言，是一個難于理解的知識點，教師可用一系列實例加以說明。例如，農牧業中傳統的育種技術，實質上就是基因（染色體）重組；無籽西瓜、八倍體小麥屬于染色體變異（數目的變異）；而鐮刀型貧血癥（在各版初中生物學教材中均有介紹）則屬于基因突變。通過一系列的實例介紹，學生能夠形成這樣一個概念：突變的來源是多方面的，基因與性狀之間的關系是復雜的。這與前面關于“表遺傳學”的概念不謀而合，說明基因本身及其轉錄、表達調控，共同影響了性狀的產生。通過展示這些生物學事實，學生就更加清楚“DNA是主要的遺傳物質”“基因是包含遺傳信息的DN段，它們位于細胞的染色體上”以及“遺傳性狀是由基因控制的，基因的遺傳信息是可以改變的”等重要概念，從而更加深入地理解遺傳與變異對于生物進化的重要意義。
重要概念是基于學科事實的、對學生總體把握知識體系、進行后續學習的思維框架，對于學生理解學科本質、提高學科素養具有重要作用。[2]新課標明確指出：“生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力，包括理解科學、技術與社會的相互關系，理解科學的本質以及形成科學的態度和價值觀。”可見，所謂生物學的“重要概念”，就是基于生物學科具體知識的、代表本學科基本觀念與思想的知識。只有從重要概念的高度審視生物學科教學，才能清楚什么是對學生終身發展和終身學習有用的知識，才不會使自己的教學拘泥于一個個具體的生物學科事實中，才能擺脫死記硬背的學習方式，進而對生物學科本質問題進行思考，凸顯生物學科的理科特質。
參考文獻
[1]吳慶余.基礎生命科學(第2版)[M].北京：高等教育出版社，2006.
第2篇：生物學分析范文
形成“六個四”創新型教學體系，使生物化學與分子生物學實驗和生命科學實驗教學體系相互融合。生命科學的教學實驗是對個體、分子等進行的研究分析，根據該學科特點進行實驗安排，形成實驗層次、實驗種類、教學途徑、教學方法、考核形式、評價手段的“六個四”教學體系。四個實驗層次指由基本技能、個體、細胞、分子組成的研究層次。將相關學科內容按照這個層次進行重新組合分類，形成不同實驗項目并設立不同學分。生物化學與分子生物學作為重點內容，學生需要花費大量時間進行實驗學習。四種實驗種類為基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和創新性實驗，使學生逐步進行加深學習，形成創新精神。四種教學途徑包括必修、選修、開放和探索實驗，讓學生進行逐步學習，每種實驗都需達到一定要求才能合格。四種方法輔導教學，其中包括模擬場景演示實驗方法，通過電子教案輔助教學，構建完整的課件體系，使學生達到一定的考試要求，激發學生學習的主動性。四種考核的方式，根據學生的實驗習慣、操作的標準性、實驗報告的書寫和考試形式進行考核。四種教學評價包括問卷形式、實施的調查、學生反饋和師生的交流溝通。
2.實驗技術與方法
要想形成科學有效的教學體系，教師必須科學合理地選題，精選內容和實驗方法，正確合理地安排實驗過程。經過不斷的改革實踐，筆者總結出以下幾方面的改革方向。
（1）幫助學生實現理論與實踐的融會貫通，使其各方面知識能夠合理銜接。為使理論學習與實驗目標相一致，可設立“生物學原理與技術”課程，實驗由教授理論的教師來組織安排。
（2）多與其他相關學科進行實驗交流，使學生能夠梳理所學知識，并增強責任感。
（3）根據實驗間的關系進行綜合實驗的設計，使學生能夠很好地掌握和鞏固已學知識，使學生擁有對實驗的深入理解能力，并能夠很好地將所學知識應用到實踐中去。
（4）跟隨時展，及時將新興技術應用到實驗中去，并緊密與實際、社會結合。在試驗中合理地引入社會項目，使學生能夠及時掌握最新技術、知識和方法。
（5）促使學生產生科研興趣，樂于進行實驗研究，培養學生的創新能力。在生物化學與分子生物學實驗中設立創新實驗，并作為主要課程要求，同時不斷模擬現實情況。
3.實驗教學方法與手段
（1）實驗教學方法。實驗的教學方法應根據學生的認知能力進行，由簡到繁、由淺入深逐步進行講解，使學生認識和理解生命科學研究的方法，養成自主學習、合作學習的良好習慣，這有利于調動學生的積極性。教師可以集中進行理論的講解，督促學生做好課前的預習工作，在課上同教師和其他學生進行合作交流。在開學前三周開放實驗室，提高學生對儀器的認識和基本操作水平，減少實驗講解時儀器學習占用的大量時間，保證學生的學習效果和提供教學質量。開放性實驗教學是非常重要的模式，學校可以安排幾個隨時開放的實驗室，定期開放其他實驗室，并在實驗室安裝監控設備進行安全防護。
（2）實驗教學手段。將現代化的教學手段應用到教育中，可以使學生對知識和技術有更加深入的理解。學校應進行網絡課堂的建設，通過這個平臺學生可以進行反饋和預習等。通過使用現代化高級設施進行理論學習、報告、數據處理的輔助講解。實驗課堂上安裝現實互動系統的網絡，可以顯示學生分組信息和實驗注意事項等。實驗室的教學系統應該進行網絡連接，能夠隨時進行網絡資源的使用和查找，這樣一個現代化、信息化的平臺，可以實現資源的共享，同時對生物化學與分子生物學實驗的創新產生重要影響。
在不斷的改革和發展中，學生的創新和思維能力都有了很大的提高，實驗教學質量也有了新的突破，實驗室也做到了更加安全h保。但是我們應該認識到，隨著科學技術的快速發展，我國的教育教學實驗也會更加的健全。
參考文獻：
第3篇：生物學分析范文
關鍵詞 動物科學專業；細胞分子生物學；實驗教學改革；能力培養
中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）11-0270-02
Exploration on Experimental Teaching Reform of Cell Molecular Biology for Animal Science Major
ZHAO Jia-fu 1，2 DUAN Zhi-qiang 1，2 ZHANG Yi-yu 1，2 NI Meng-meng 1，2 RUAN Yong 1，2
（1 Key Laboratory of Animal Genetics Breeding and Reproduction in the Plateau Mountainous Region，Ministry of Education，Guiyang Guizhou 550025； 2 College of Animal Science，Guizhou University）
Abstract As an essential course，cell molecular biology plays an important role in the training of high-quality innovative talents in the field of life science.Along with the rapid development of life science，more and more attention to the cultivation of students′ ability to operate experiments need to be improved，especially as an agricultural subject with extensive application.In order to improve students′ interest in experiment course of molecular biology and promote the students′ ability of experiment operation，this paper discussed the reform of experiment teaching content，experiment teaching methods，teaching evaluation ways of animal science，and put forward the concrete reform plan，based on the experimental teaching experiences of cell molecular biology.In conclusion，this article has important guiding significance to the cultivation of the students′ practical ability and research quality.
Key words animal science major；cell molecular biology；experimental teaching reform；ability training
細胞分子生物學是研究細胞內核酸、蛋白質等生物大分子的結構與功能，并從分子水平上闡述它們之間相互作用的關系及基因表達調控機理的學科[1]，現已廣泛應用于生物醫學、農林牧漁等學科領域。我國是畜牧業生產和消費大國，需要大量基礎理論扎實、創新實踐能力強的畜牧科技人才。因此，重視畜牧獸醫類本科生細胞分子生物學的理論與實踐教學工作，引導學生發現問題、分析問題、解決問題，并進一步加強其動手能力和創新能力的培養，對培養畜牧獸醫領域的復合型創新人才具有重要意義。動物科學專業作為生命科學領域一門實踐性較強的學科，畢業生應具備牢固的專業理論知識和較強的實踐動手能力[2]。以貴州大學為例，該校動物科學專業一直以來沒有分子生物學這門基礎課程，然而為培養學生基本的分子生物學實驗操作能力，又區別于生物學相關專業，因而學校增加了細胞分子生物學這門課程供學生選修。P者結合具體實踐教學經驗，從實驗教學內容、教學方法、組織形式、考核方式等方面進行論述。
1 實驗教學內容的改革
1.1 增加實驗教學課時比例
在貴州大學2016版動物科學專業培養方案中，與分子生物學實驗相關的專業課程只有動物分子遺傳學和細胞分子生物學2門課程。動物分子遺傳學為專業個性選修課，占2學分，共36學時，其中理論課28學時，實驗課8學時；細胞分子生物學為學科大類選修課，占4學分，其中理論課72學時，實驗課時。從基本的課時設置上不難看出，細胞分子生物學實驗課時與理論課時比例嚴重失調，許多重要的實驗難以開設，培養學生分子生物學實踐操作能力的效果大大折扣。因此，亟須調整本校動物科學專業教學方案，增加細胞分子生物學實驗課時所占比例。
1.2 編寫適于動物科學專業的實驗教學指導
目前，大部分高校細胞分子生物學課程均采用現成的實驗教學指導，實驗內容大同小異，并未體現出生物科學、生物技術、生物工程等理學類相關專業和動物科學、動物醫學、水產養殖、草業科學等農學類相關專業在教學對象上的區別，均以大腸桿菌這類模式生物為實驗對象，沒有體現出不同專業研究對象的區別。因此，需要編寫適合動物科學專業的細胞分子生物學實驗教學指導，將動物組織中RNA的提取、不同組織中mRNA的表達差異檢測、細胞中總蛋白的提取與分離鑒定等實用性、針對性強的實驗編入教學指導。
1.3 改單個實驗為綜合性設計實驗
根據貴州大學動物科學專業細胞分子生物學培養方案中實驗課時的規定，同時為加強貴州大學動物科學專業細胞分子生物學實驗課程的針對性和實用性，目前該實驗課程只能安排4 個單個實驗項目共時，分別是目的基因的擴增與連接、細胞的培養與凍存、細胞蛋白的提取與鑒定、細胞蛋白的免疫熒光染色。由于每節課只有2 h，所以對于許多實驗項目學生只能參與其中的部分內容，有些實驗的來龍去脈很多學生還沒有搞清楚。為達到開設這門課程的目的，嘗試將單個實驗全部設計為綜合性實驗，每個綜合性實驗融合了多個單個實驗[3]，如豬GH基因原核表達載體的構建及表達、豬LPL基因的亞細胞定位研究、豬MSTN基因在不同組織的表達差異研究、豬APOA1基因在HEK-293T細胞中的免疫熒光檢測、HEK-293T細胞總蛋白的提取、純化與鑒定等綜合性實驗，這些實驗學生只要參與完成其中一個項目，就基本上掌握了分子生物學的常用實驗操作技能。
2 實驗教學方法的改革
2.1 現有實驗教學方法的弊端
一是教師課堂上講授，學生到實驗室驗證，這種教學方式沒有發揮學生的主觀能動性，學生處于被動接受的狀態，很難引起學生學習的積極性；二是教師準備好實驗，學生只完成驗證的那部分實驗，這種方法無法培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，更難以培養學生基本實驗的操作能力；三是針對部分實驗，存在教師操作、學生觀看的現象，如與細胞培養相關的實驗，由于本科教學與研究生教學相比，參加實驗人數多，易造成細胞室污染，所以很多實驗都由任課教師親自完成，學生基本上采用觀摩的形式參與其中。以上教學方法上的弊端，嚴重影響了本專業學生實驗動手能力的培養，不利于學生自身的發展。
2.2 實驗教學方法改革的具體方案
“翻轉課堂”是一種新型的教學理念，最早由教育學者薩爾曼?汗創造性地提出，該模式提出了混合使用技術和親自動手活動的教學環境[4]。它把傳統的“灌輸式”教學完全翻轉，轉變成學生課前預習、提前領會知識要點的教學方式，是一種強調自主性和針對性的教學理念[5-6]，對提高實驗教學水平，培養出基礎知識扎實、具有應用性和開拓性的創新型人才具有重要意義。為達到培養學生實踐動手能力的目的，細胞分子生物學實驗課程也引進“翻轉課堂”的教學理念，轉變師生角色，以學生為主體，發掘學生的個人潛力，培養學生的團隊協作精神。按照“翻轉課堂”的教學模式，在充分發揮學生主觀能動性的前提下，制定細胞分子生物學實驗教學方法改革具體方案。一是教師設計好綜合性實驗項目名稱，提前供學生選擇（至少10個綜合性性實驗項目名稱）；二是按項目分組（每組7～10人），選出組長，分工進行資料查詢、方案設計和PPT制作；三是每組20 min進行PPT匯報，任課教師隨堂對方案進行點評修改；四是參照實驗方案開展研究，學生不必受實驗課程時間的限制，在實驗教師的參與下，根據各自時間安排完成整個實驗項目；五是撰寫實驗項目報告，并寫出個人體會和相關收獲。
3 實驗教學考核方式的改革
3.1 現有實驗教學考核方式的弊端
以往的實驗教學考核方式過于簡單，且沒有統一的標準，只注重是否來上課、是否交了實驗報告、實驗結果是否合理等方面，忽略了學生在發現問題、主動思考、團隊協作、解決問題和語言表達等環節綜合能力的考核。因此，實驗教學考核方式的改革，應更重視學生綜合運用所學知識分析問題和解決問題等方面能力的考察[7]。
3.2 實驗教學考核方式改革的具體方案
考核標準和考核方式對教師和學生都具有指揮棒的作用。考核什么、怎么考核直接影響到教師如何教、教什么和學生怎么學、學什么的問題。本實驗課本著對學生發現問題、分析問題、解決問題及實驗操作等方面能力的培養，特制定如下考核方案：按百分制，其中實驗方案設計和PPT報告占40%，實驗技能操作和實驗報告占30%，實驗技術提問和團隊協作占20%，考勤和紀律占10%。這樣的考核標準不僅可以公正、公平地衡量學生的實驗成績，更重要的是調動了學生學習的積極性和自主性，鍛煉了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
4 結語
通過對動物科學專業細胞分子生物學實驗內容、教學方法和考核方式的改革，進一步打破了實驗教學與科學研究之間的界限，使學生能夠根據自己的興趣開展實驗研究，充分體現了學生作為實驗教學的主體地位，不僅鍛煉了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，還鍛煉了學生實驗操作、文獻檢索、PPT制作、團隊協作及語言表達等方面的能力，達到了實驗教學與科研素質培養的有機結合，為其今后從事相關研究工作或進一步深造奠定了堅實基礎。
5 參考文獻
[1] 聶俊，楊冬芝，楊晶.細胞分子生物學[M].北京：化學工業出版社，2009.
[2] 孫淑霞，閆峰，楊月春，等.動物科學專業實踐教學模式研究與實踐[J].黑龍江畜牧獸醫，2014（10）：188-190.
[3] 鄭小堅，何俊，貢成良，等.多學科融合分子生物學實驗網絡教學平臺的設計與實現[J].實驗技術與管理，2016（1）：140-142.
[4] 吳玲.融合翻轉課堂理念教學凸顯創新高效[N].中國教育報，2015-04-29（007）.
[5] 王麗君，李萌，陽小華.翻轉課堂中學習績效提升研究[J].揚州大學學報（高教研究版），2016（2）：80-84.
第4篇：生物學分析范文
【關鍵詞】目標激勵 分析 生物教學
中圖分類號：G4 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.03.134
要提高分析學習的質量，教師在教學中，必須抓住學生的興奮點，設法激起學生強烈的分析欲望，維持學生持久的分析熱情。下面談談本人在組織開展分析性學習的一些嘗試。
一、用目標激勵分析學習
分析目標是開展分析活動的出發點和最終歸縮，而分析動機是促使學生自覺分析的內動力。因此，在組織每次分析性學習時，要先讓學生明確分析的目標，以激發學生的分析動機，學生只有明確了目標，產生了分析欲望后才會圍繞分析目標發揮自己的聰明才智，發揮自己的主觀能動性，為分析的問題柞出假設、制訂計劃，并通過實際分析，最終完成分析任務。
二、分析要面向最多學生
新材料安排了一系列的分析活動，既有較完整的科學分析活動，又有讓學生參與的科學分析某一側面的括動，即使是訓練同一種科學方法或分析技能的活動，也在活動內容、思維力度和操作水平上有所不同，按照學生的認知規律和能力發展水平，由易到難，由點到面，隨著教學內容的展開，逐漸滲透和深化，呈螺旋式上升。
提出問題是進行科學分析活動的第一步，設置的問題是否有吸引力，能否引起學生的興趣，對學生來說有沒有分析的意義，是否適合學生的發展水平等，能否激起學生強烈的分析欲望，是組織攆究性學習活動能否成功的心理基礎。傳統和班級授課制中，一個班的學生發展水平不平衡，有的甚至差別很大。
因此，我們在設計和組織學生開展分析活動時.既要考慮同一年級學生的共同年齡、心理特征和接受能力，又要充分考慮不同學生的個性差異，還要結合分析內容的不同側重點，設置具有不同梯度的問題，例如在“分析食物中的能量”中可以設計這樣的梯度問題：1.怎樣才能知道食物中含有能量？2.小麥種子中含有多少能量？3.花生種于和小麥種子哪個含能量多？4.還有哪些方法能測定食物中的能量？這些問題具有一定的梯度，可以供不同層次的學生選擇，使每個學生按照自己的水平參與，通過努力都能完成自己的分析任務。并在原有的基礎上得到最好的發展。
三、分析要盡可能多采取方法
新的課程標準倡導分析性學習，力圖改變學生的學習方式，引導學生主動參與、樂于分析、勤于動手，突出培養學生的實踐能力和創新精神。但對于學生來說，他們的抽象邏輯思維還非常有限，要有效地激發井維持他們分析的積極性，必須適當提供相關的圖文信息資料、數據，或呈現生物標本、模型，生活環境，或從學生的生活經驗、經歷中提出分析性的問題或通過視頻、動畫、演示實驗、課件等，創設形象直觀、生動活潑的情景，才能激發和維持分析性學習的積極性。
教師在進行初中化學分析式教學設計時要加強對學生化學學習情感的培養.教師在進行分析式教學設計時可以多創設一些問題情境，通過問題情境的創設，激發學生的分析欲望，激發學生的分析樂趣，讓學生積極主動的進行分析學習。案例：例如在進行《水的凈化》的教學時，教師町以結合生活實際問題創設相應的問題怡境，自然界的水都不足純水，含有許多可溶性的和不溶性的雜質，在某些鄉村沒打W來水，只能飲用河水，那么如何把河水變成生沾用水呢？有很多的方法可以使水得到凈化等等。
四、分析多注重事例
不是任何事情都能引起人興奮的，只有引起學生興奮的事才能激發他們主動地去進一步分析。在組織分析性學習時，精選與學習課題有關的社會熱點、學生感興趣案例，將有利于激發學生的分析欲望。如在學習“病毒”時，通過曾使人談牛色變的英國瘋牛病事件和導致亞洲各國“焚雞數億”的禽流感事件以及曾在我國肆虐一時的“非典”等，來激發學生的分析欲望，得到很好的教學效果。
五、分析需要積極評價
評價的內容和方式，對學生的學習具有銀強的導向作用。評價應有利于素質教育的實施，有利于學生的主動發展，有利于激勵學生成為成功者、積極參與者和自我反思者，有利于強化學生的分析熱情。
實行“檔案袋”評價，有利于激發并維持學生持久的分析熱情。在教學過程中，教師要如實記錄學生的學習過程，將學生分析過程的原始材料保持在檔案袋內。評價時要注意終結性評價和形成性評價的結合，定量評價和定性評價的結合，要關注學生在分析活動中逐步形成觀察、歸納和發現問題的能力，逐步形成設計實驗、調查研究、動手實驗的能力，逐步形成收集和分析數據，表達和交流合作的能力等。教師要結合分析目標和分析活動的全過程，從全方面、多屢次、多角度去評價學生的分析能力，改變過去重結論的評價為重過程的評價，要重視對學生在分析活動中所表現出來的學習態度，情感變化的評價。
生命現象的錯綜復雜，生命活動規律的無窮奧秘，生物資源和科技信息的日新月異，生物學與生活、生產、社會和其他科學技術的縱橫關系，生物事實與理論的矛盾，等等，都是探究性學習的豐富的問題源泉。
第5篇：生物學分析范文
關鍵詞： 高中生物教學 分子與細胞模塊 教學思考
一、高中生物學分子與細胞模塊的解析
在高中生物教學中，對于分子與細胞模塊，不僅是高中生物新課程中必修的模塊，更是學習其他生物學知識的基礎。高中生物學分子與細胞模塊中，包括酶的特性教學、細胞的衰老和凋亡教學、細胞的癌變教學、細胞呼吸教學等模塊[1]，因此加強該模塊的教學非常重要，不僅可以提高學生對生物學習的積極性，還可以提升生物教學在高中教學中的地位。在高中生物分子與細胞模塊的教學中，不僅面臨新課程理念如何教授學生的方法的問題，還包括如實現統一的教學目標，把握好高中生物的教學內容，引發學生對高中生物的學習興趣及探索精神的問題。新課改背景下，高中生物教師對于運用教材的方式，以及如何開發與利用課程資源的問題，都將是解決高中生物分子與細胞模塊教學中存在問題的關鍵。
二、高中生物分子與細胞模塊教學中的重點
在高生物教學中，教師對于分子與細胞模塊的教學地位，應該注重科學探究過程，充分體現學生在教學中的主體地位，以“指導型探究”[2]的形式提高學生對生物學習的興趣；并且在生物教學中，教師對于學生在學習中遇到的問題，也應該及時給予幫助，及時指導學生解決遇到的困難。
教師在高中生物的分子與細胞模塊教學中，還應該注重聯系生活實際，盡量在課程設計中找到貼近學生生活的相關案例，提高學生對生物學中分子與細胞學習的興趣，拓寬學生的視野，不再局限于課本教學，使學生對生物學有更充分的認識。
在高中生物的分子與細胞模塊教學中，可以采用鼓勵性的評價機制，更好地發揮學生潛能，并且注意培養學生提出問題的能力，提高學生的科學探究能力。促進學生在課后對課堂知識的再學習，培養綜合能力，激發學生在生物課堂學習中的學習熱情，更好地調動學生對生物中分子與細胞模塊學習的積極性。
三、改進高中生物分子與細胞模塊教學的措施
1.明確教師的指導思想
在高中生物教學中，應該明確指導思想，強調學生在分子與細胞模塊的自主性，發揮學生在學習中的主體作用。教師在高中生物教學中，對于學生學習要起到引導作用，加深學生對分子與細胞模塊的知識理解，將知識轉化為能力，體現課堂教學中學生的主體地位，正確分析每個學生的學習狀況及知識儲備及能力，并給予合理指導。
2.采用合理的教學模式
在高中生物分子與細胞模塊教學中，教師應該使用合理的教學模式，比如對于“細胞呼吸”使用“目標教學”與“自主性學習”相結合的教學模式[3]，不僅可以活躍課堂教學氣氛，還可以激發學生對本節課內容的興趣，避免學習的枯燥乏味，有效提高生物教學的水平，避免學生盲目性地學習，使得學生的表達能力及動手能力都得到進一步的鍛煉與提高。在生物教學中，還可以采用多媒體演示、分組討論、識圖閱讀、問題鏈等方式，以更直觀的模式將教學內容教授給學生，不僅直觀易懂，而且能提高學生的學習興趣。
3.注重交流
在講課過程中，教師應該重視與學生的交流，使學生敢于參與到課堂教學中，關注學生的反應，可以先設定好的一些“程序”，提高學生的學習積極性。在高中生物教學中，應該注重學生與教師的交流，還應注重生物科學與現實生活的聯系，將生物學的知識滲透到生活中，培養學生探索、分析及總結問題的能力，從而有效培養學生的創新能力。在探究性的生物學習過程中，教師應該做好引導工作，調動每位學生的積極性，引導學生關注生活中的生物學，讓學生運用生物學原理解決實際問題。教學中對于內容十分抽象、微觀的知識，教師應該注重對課程資源的選擇及優化整合，以親身探究、生生互動的形式，并運用多媒體教學手段，讓學生對教學內容形成更加直觀的了解。
4.深入研究教材
在高中生物的分子與細胞模塊教學中，教師在上課前一定要深入研究教材，做好課前的模塊式教學設計工作，密切分子與細胞模塊教材之間的內在邏輯聯系，優化學生的學習方式，促進學生能力的發揮及學生的全面發展。高中生物教學中，教師還要認真做好每節生物課后的反思與總結工作，總結成功經驗，積累好的教學方法，提高自身教學能力，仔細分析每堂課中的優點及缺點，糾正課堂教學中出現的知識性錯誤，不斷提高教學水平，改進高中生物分子與細胞模塊的教學方法。
參考文獻：
[1]席燕.人教版高中生物“分子與細胞”模塊的教材分析[D].河南師范大學，2012（06）.
第6篇：生物學分析范文
關鍵詞 合成生物學；醫藥；能源；實踐
中圖分類號 R122 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）121-0161-01
目前科學家已測定了包括人類在內的700多種生物的基因組，這表明生命科學進入遺傳密碼的全面解析階段，在分子水平研究基因結構和功能。這些成果為工程師創造新世界提供了有力的生物元器件。工程師可以用這些已知的功能，重新設計和構建具有新功能的生命，甚至可以全合成新生命，這就是進入21世紀新興的合成生物學。合成生物學是繼人類基因組研究之后，生物領域的又一熱門學科，是整體系統論生物學思潮在工程學領域的
再現。
1 合成生物學與其他學科的關系
1.1 合成生物學與系統生物學
合成生物學的出現是與系統生物學的發展密不可分的。從哲學思維上，二者都遵從系統論，生物系統的整體功能不可分割。系統生物學將在基因、蛋白質、代謝物等多維分子水平獲得大量的細胞行為知識和建立生物網絡，為合成生物學提供理論和模型。合成生物學可為系統生物學的定量分析提供模式生物。
1.2 合成生物學與生物信息學、化學
如果把基因組測序看成閱讀和解碼遺傳信息的過程，那么合成生物學就是人工書寫和編程過程，是測序的逆過程。這個過程對生物信息學提出了更大的挑戰，與所有的工程學一樣，合成生物的設計和優化過程中需要用新的算法進行模擬和測試。合成生物的過程是以原料核酸的高速合成為基礎的，因此需要高效、低成本的化學合成技術提供支持。目前，常規化學方法合成一個堿基核苷酸商業化價格是2元左右，而新方法有望把成本降到更低。
1.3 合成生物學與基因工程
二者既有聯系，也有區別。就操作對象和主要技術手段而言，二者相同，都是以基因為對象，都需要核酸酶和連接酶作為剪切和組裝的工具，也都需要載體來承載基因，進行擴大繁殖和保存。然而僅采用基因工程技術，只能在較小的范圍內對已經存在生命進行改造，合成生物學研究將降低關鍵技術成本，解決基因操作的經濟性問題，從而在工程領域將得到廣泛應用。
2 醫藥與能源創新發展中的合成生物學技術
創新藥物的發現是整個新藥研究中最富創造性的環節。20世紀70年代之后，DNA重組技術、基因組學、蛋白質組學、生物信息學及生物芯片技術的研究成果為新藥研究提供了指導性的理論知識和多樣化的實驗手段，極大地促進了新藥的研制和產業化。
2.1 DNA重組技術與創新藥物研究
DNA重組技術通過人為的基因拼接，構建攜帶外源目的基因的表達系統，在宿主細胞中表達外源基因編碼的蛋白質、多肽類藥物。DNA重組技術為創新藥物的研究和產業化提供了全新的技術，開創了現代生物技術藥物的新階段。在微生物藥物的制備中，具有良好遺傳特性的高產菌株是產業化的關鍵。重組DNA技術已成功地應用于構建具有特定遺傳特性的高產菌株。如將放線菌紫紅素的合成基因導入紫紅鏈霉菌，產生了新型抗生素二氫榴菌紫紅素；將紅霉素抗性基因轉入紅霉素產生菌，可構建出耐自身產物抑制的高產菌株；將透明顫菌的血紅蛋白基因導人金霉素產生菌，工程菌可以在低溶氧條件下正常代謝，達到降低供氧能耗的目的。
2.2 蛋白質組學與創新藥物研究
蛋白質組學（proteomics）是繼人類基因組計劃之后又一個引人注目的新興學科。蛋白質組學是從整體蛋白質水平上，從更貼近生命活動規律的角度去探討機體生理、病理現象及其本質。人體細胞有3000～10000種以上的蛋白質。蛋白質的種類和數量及其功能狀態在同一機體的不同細胞中是不相同的，即使是同一種細胞，在不同時期，其蛋白質的種類和數量也不盡相同。正常和病變狀態下細胞內的蛋白質譜存在差異，服藥前后的蛋白質譜也存在差異，通過定性和定量地分析蛋白質譜的差異，可以探討疾病發生的可能機制，發現藥物作用的新靶點，從而為研發新藥，研究藥物作用機制以及指導臨床合理用藥提供重要的依據。
靶向藥物的研制是創新藥物研制的主流。據統計，已發展了多種類型的功能或疾病靶標，涉及：腫瘤、血液與造血、免疫調節、心腎系統、胃腸系統、神經系統、內分泌系統及泌尿系統等。據Drew報告（2000年），目前使用的、據認為安全有效的多種疾藥的分子靶點483個，按生物化學分類，其中受體45％，酶28％，激素與細胞因子11％，其他為離子通道、核多體等。在分子水平對疾病研究結果顯示，潛在的藥物靶點數目可能為5000～10000個，均可能作為研制藥物的作用靶點。
2.3 生物信息學與創新藥物研究
生物信息學是生物學、數學、計算機科學和信息科學等多學科交叉產生的嶄新學科。生物信息學借助計算機強大的信息儲存和信息分析功能處理生物學領域、尤其是基因組學和蛋白質組學研究領域中爆炸性增長的海量數據。生物信息學的核心內容至少包括基因組信息學、蛋白質組信息學和代謝調控信息學三大部分。基因組信息學指對基因信息的獲取、處理、存儲和分析，目的是確定全部基因的確切位置，以及各DN段的功能。蛋白質組信息學包括對有關細胞或組織中的全部蛋白質的結構、組成、功能、定位以及各蛋白質問的相互作用的信息進行處理和分析，目的是確定各種蛋白質的組成、結構和功能及相互作用。
2.4 生物芯片技術與創新藥物研究
生物芯片（biochip）是近年來生命科學、微電子學和生物信息學結合交叉領域的重大進展。生物芯片分為DNA芯片、RNA芯片、蛋白質芯片、抗體芯片、PCR芯片及藥物傳輸芯片等。生物芯片通過原位化學合成或機械點樣構成高密度探針微陣列。比如DNA芯片可在1 cm2的玻璃或硅片襯底上，集中排列數萬至數十萬個DNA探針。從理論上講，十至數十個這樣的芯片就可以全面檢查一個人的基因，從而發現結構異常或功能異常的基因。生物芯片主要用于基因序列測定，分析基因組突變和單核苷酸多態性突變位點，同時也用于測定特定基因的表達水平和比較同源基因的表達差異，以實現對細胞、蛋白質、DNA及其他生物組分的準確、快速和大信息量的檢測。生物芯片技術的發展為疾病的臨床診斷和個性化治療開辟了全新的途徑，同時為創新藥物的高通量篩選（high throughput screening，HTS）提供了強有力的技術支撐平臺。
3 結束語
合成生物學為很多領域的研究提供新視角：生物學家用它來重建不同層次的研究對象，由此加深對生命活動和生命過程的理解；化學家用它創造新分子化合物；物理學家用它來發現自然狀態下分子的運動行為；工程技術人員則用它進行藥物、生物材料和生物能源等工程設計并簡單、低廉、高效地制造，滿足人類和社會發展的需要。
參考文獻
[1]劉奪，杜瑾，趙廣榮等.合成生物學在醫藥及能源領域的應用[J].化工學報，2011，62（9）：2391-2397.
[2]梁泉峰，王倩，祁慶生等.合成生物學與微生物遺傳物質的重構[J].遺傳，2011，33（10）：1102-1112.
第7篇：生物學分析范文
1材料與方法
1.1動物
雌性、雄性SPF級日本大耳白兔各50只，3月齡，體重2.5kg左右，來源于西安交通大學醫學部實驗動物中心【SCXK(陜)2012－003】。動物飼養室的溫度、光照、噪聲和換氣次數等均符合國標要求(GB14925－2010)，自由飲水和采食。該研究通過了西安交通大學實驗動物管理委員會批準。
1.2主要試劑和儀器
卵泡刺激素和絨毛膜促性腺激素(寧波市三生藥業有限公司，中國)，透明質酸酶(Sigma，美國)、2×PCRMix、反轉錄和rael-timePCR試劑(Takara，日本)，質粒、血液或組織全基因組DNA、總RNA和總蛋白質提取試劑盒(Omega，美國)，CETP抗體(Abcam，英國)和活性鑒定試劑盒(BioVision，中國)，SalI內切酶(Fermentas，立陶宛)，M2和M16培養液(自制)。儀器:P-97拉針儀(Sutter，美國)，MF-900燒針儀(Narishige，日本)，體視顯微鏡(O-lympus，日本)，二氧化碳培養箱(Thermo，美國)，顯微注射系統(Eppendorf，德國)，PCR儀(Eppendorf，德國)，蛋白電泳系統(Bio-Rad，美國)。
1.3轉基因動物制作
［7］人CETP轉基因家兔制作采用經典的顯微注射方法。動物實驗操作在西安交通大學醫學部實驗動物中心進行【SYXK(陜)2012－005】。1.3.1基因載體構建將人CETP(cDNA，NM_000078)基因克隆連接到pJC13質粒，置于apoE啟動子控制之下，以控制其在肝臟特異性表達，擴增、純化后用于顯微注射。1.3.2激素注射程序給供體雌性家兔皮下注射卵泡刺激素誘導同期，每隔0.5IU/12h，共注射3d6次。供體雌兔在實驗第4天進行自然或人工授精，隨后肌肉注射絨毛膜促性腺激素150IU，刺激卵巢排卵。1.3.3準備代孕雌兔實驗第4天，代孕雌兔與供體兔同時注射150IUhCG，使代孕雌兔子宮、輸卵管與顯微注射后的受精卵處于生理同期。1.3.4收集受精卵和顯微注射實驗第5天，過量麻醉處死供體兔，打開腹腔取其輸卵管、部分子宮和卵巢。用M2培養液沖洗輸卵管，收集得受精卵并沖洗。受精卵轉移至M16培養液，至于二氧化碳培養箱備顯微注射。將受精卵轉移至顯微注射平臺，調整持卵針和顯微注射針。在低倍鏡定位受精卵，200倍視野下觀察，可明顯觀察到兩個原核的卵為受精卵。移動持卵針向備注射的受精卵，利用負壓固定受精卵，注射針刺入雄性原核并進行目的基因溶液的注射，觀察到雄原核稍膨脹，拔掉注射針。1.3.5胚胎移植麻醉代孕雌兔，取俯臥位，脊柱旁側開0.5～1cm切口，用平鑷夾住卵巢上方的脂肪墊，將輸卵管拉出腹腔。將顯微注射完的受精卵用自制移卵管移植到受體兔輸卵管，稍停頓以避免受精卵流失。移植完畢將輸卵管送回腹腔。1.3.6模型鑒定將離乳后仔兔剪去少許組織或采150μL血，提取基因組DNA，進行PCR檢測。Sense，5'-TCAGC-CACTTGTCCATCGC-3';Anti-sense，5'-GGCATCG-GTCCGCACTCTA-3'，產物大小:230bp。程序:95℃10s，55℃30s，72℃1min，共進行35個循環，PCR產物進行瓊脂糖凝膠電泳(20g/L)。
1.4目的基因表達分析
將F0代CETP轉基因家兔禁食16h，抽血，3000r/min離心分離血漿，檢測血漿中CETP的表達和活性和總膽固醇(totalcholesterol，TC)。繁殖CETP轉基因家兔，處死F1代轉基因家兔1只和同窩非轉基因家兔1只，按試劑盒說明書提取各主要臟器總蛋白和總RNA備用。Rael-timePCRCETP用引物序列同上，家兔GAPDH引物序列:Sense，5'-ATCACTGCCACCCAGAAGAC-3';Anti-sense，5'-GT-GAGTTTCCCGTTCAGCTC-3'，PCR反應反應體系為SYBRPremixExTaqTMII(10μL)，上下游引物各1μL(10mol/L)，cDNA模板1μL，加雙蒸水7.0μL。反應條件:95℃30s開始程序，95℃5s，55℃40s共40個循環。CETPWesternblot和活性測定，按試劑盒說明書進行。
2結果
2.1基因構建
pJC13-apoE-hCETP質粒構建成功(圖1A)，ApoE啟動子用于控制人CETP基因的組織特異性表達。含有目的基因的質粒載體擴增、提取后酶切，線性化目的基因用于顯微注射(圖1D)。
2.2目的基因注射與模型鑒定
收集受精卵后，將目的基因溶液注射到雄原核，雄原核稍膨大(圖1B，C)，注射后的受精卵進行胚胎移植。代孕家兔產下仔兔，離乳后抽取150μL血樣，提取全基因組DNA進行常規PCR檢測，PCR產物瓊脂糖電泳結果顯示我們獲得了人CETP轉基因陽性家兔(圖1E)。
2.3轉基因效率
本次人CETP轉基因家兔制作實驗中，共收集到1522枚受精卵，有868枚受精卵適合顯微注射。顯微注射后移植入32只受體兔，其中11只受孕(34.3%)，產仔45只，轉基因陽性幼兔1只，轉基因效率約為2.2%。
2.4轉基因表達與活性
WesternBlot方法被用來檢測了人CETP轉基因家兔中CETP轉基因的表達，由于人CETP轉基因和家兔內源性CETP具有交叉反應，故未能確定其表達量。Real-timePCR檢測結果發現，在轉基因家兔各主要組織器官中，人CETP轉基因主要在肝臟表達，與設計的相一致(圖2)。血漿中CETP的活性檢測結果顯示，轉基因家兔CETP活性為每小時25.2pmol/μL，同窩非轉基因家兔CETP活性為每小時17.2pmol/μL，轉基因家兔活性高于非轉基因家兔。轉基因家兔血漿TC為19mg/dL，同窩非轉基因家兔血漿TC為18mg/dL，但轉基因家兔血漿HDL-C為4mg/dL，顯著低于非轉基因家兔的12mg/dL。
3討論
第8篇：生物學分析范文
關鍵詞：鐵皮石斛，RCA2基因，克隆，生物信息學分析
中圖分類號：Q949.71
文獻標識碼：A
鐵皮石斛（Dendrobiumofficinale）屬于蘭科（Orchidaceae）石斛屬（Dendrobium）多年生的草本植物，鐵皮石斛含石斛多糖、石斛堿、雙芐酚類、菲酚類等多種藥效成分，是石斛屬藥用植物中最為珍稀名貴的種，具有滋陰清熱、潤肺止咳、益胃生津、明目強身等作用（Zhangetal，2000）。核酮糖1，5二磷酸羧化酶/加氧酶（Ribulose1，5bisphosphatecarboxylase/oxygenase，Rubisco）是存在于葉綠體內的一個雙功能酶，同時催化卡爾文循環中最初固定CO2的反應以及光呼吸作用中的第一步反應，該酶處于光合碳還原和碳氧化兩個方向相反但又相互關聯的循環交叉點上，對凈光合速率起著決定性的影響，因此提高Rubisco活力是提高光合作用的重要途徑（潘瑞熾等，2004）。因鐵皮石斛原生地的生境破壞和常年的濫采亂挖，野生資源遭到嚴重的破壞，瀕臨滅絕，已列入中國珍稀瀕危保護植物的名錄。由于石斛不能夠栽培在土壤里，北方地區必須栽培在樹皮、木塊、鋸末等做的栽培床或者是石頭上，冬天多數需要蓋溫棚等設施，投資較大，加上石斛種植的技術要求高，目前市場尚未完全打開，發展速度還不是很快（張明等，2010）。
隨著生物技術的發展，許多糧食作物如大麥（Rundle&Zielinski，1991）、水稻（Toetal，1999）、大豆（Yinetal，2014）等植物的RCA基因被克隆，但目前報道的RCA基因很少有涉及藥用觀賞植物，最近有朱明庫等（2013）對羽衣甘藍Rubisco活化酶基因BoRCA的克隆、生物信息學及表達分析的研究；袁秀云等（2016）對蝴蝶蘭Rubisco活化酶基因PhRCAα的序列特征及在低溫脅迫下的表達分析的研究；祝欽瀧等（2011）對彩葉草Rubisco活化酶基因SsRCA進行了組織表達特異性和光誘導表達特性研究；曾淑華等（2012）已從鐵皮石斛中克隆了光合碳途徑關鍵酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因。因此，開展鐵皮石斛RCA基因研究顯得尤為必要。本研究為了提高石斛的質量，提高石斛光合效率，揭示鐵皮石斛光合作用機理自然成了鐵皮石斛研究領域的重要問題，該研究利用RACE技術克隆出鐵皮石斛RCA2全長基因，并進行生物信息學分析，為進一步研究鐵皮石斛光合作用調節機理奠定基礎。
1材料與方法
1.1材料
鐵皮石斛原產地為貴州，現在種植于河南省鄭州市鄭州師范學院蘭花工程技術研究中心智能日光溫室，植物材料為一年生鐵皮石斛。
1.2方法
1.2.1RNA提取選取一年生鐵皮石斛葉片，液氮速凍，保存于-80℃冰箱備用。葉片總RNA提取采用多糖多酚植物總RNA提取試劑盒（Tiangen公司）；采用1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定RNA的完整性；采用QuawellQ5000微量紫外可見分光光度計測定其A260/A280值及其濃度。
1.2.2RCA2基因全長的克隆以提取的葉片總RNA為模板，用反轉錄試劑盒合成單鏈cDNA。根據GENBANK上已知植物的RCA保守區，利用DNAMAN和Primer5.0生物軟件設計兼并引物（表1），擴增RCA保守片段。PCR反應體系為20.0μL：10×PCRbuffer2.0μL、dNTPMix2.0μL、上游引物RCAF1（10μmol·L1）1.0μL、下游引物RCAR1（10μmol·L1）1.0μL、模板cDNA1.0μL、rTaq酶（5U·μL1）0.2μL，加滅菌雙蒸水至總體積20.0μL；反應程序為94℃預變性5min；94℃變性40s，56℃退火40s，72℃延伸40s，35個循環；最后72℃延伸10min。切膠回收目的片段，連接pGEMTEasy載體，轉化大腸桿菌DH5α，挑選陽性克隆送至上海英濰捷基生物技術公司測序，獲得RCA基因的保守區序列。再根據獲得的保守區序列，分別設計5′端和3′端特異性巢式引物（表1），以葉cDNA為模板，用巢式PCR方式分別擴增RCA的5′端和3′端序列，按Clontech公司SMARTerTMRACE擴增試劑盒操作說明進行反應，回收擴增目的產物，克隆到pGEMTEasy載體上，轉入大腸桿菌DH5α菌株，進行測序和拼接。
1.2.3ORF的擴增根據DNAMAN軟件拼接得到RCA基因序列全長，利用Premier5.0設計1對特異引物RCAF2和RCAR2（表1），用于完整開放閱讀框（ORF）的擴增。PCR擴增程序為94℃預變性5min，94℃變性45s，58℃退火45s，72℃延伸1min，進行35個循環，72℃延伸15min。ORF片段連接到pGEMTEasy載體上，轉化大腸桿菌DH5α，測序進行ORF序列驗證。
1.2.4生物信息學分析利用ORFfinder進行開放閱讀框的預測；利用NCBI上的BLAST進行基因相似性的分析（http：//ncbi.nlm.nih.gov/blast/）；利用DNAMAN進行氨基酸序列比對分析；利用ProtScale程序（http：//expasy.org/tools/protscale.html）分析蛋白質親疏水性；利用TargetP軟件（UsingPLANTnetworks）和PSORTll（http：//psort.hgc.jp/form.html）進行亞細胞定位的分析；利用Protfun（http：//cbs.dtu.dk/services/ProtFun/）分析預測RCA2蛋白質結構功能和功能分類；利用ExPASy網站上的GOR進行蛋白質二級結構預測；利用ExPASy網站上的SWISSMODEL進行蛋白質三級結構的預測分析。
2結果與分析
2.1RCA2基因全長克隆
葉片總RNA提取后經1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定其完整性，檢測結果顯示，28S和18S條帶清晰，A260/A280值1.96，濃度為210.56ng·μL1。
以鐵皮石斛葉片總RNA反轉錄的cDNA為模板，以兼并引物RCAF1和RCAR2進行保守區片段PCR擴增，得到一個503bp保守片段（圖1：B），根據設計的3′端和5′端特異引物，采用RACE技術，擴增獲得3′端目的片段（圖1：D）和5′端目的片段（圖1：C）。利用生物軟件DNAMAN進行序列拼接得到該基因的全長為1730bp，利用ORFfinder分析，共有9個ORF，該基因最長的ORF共計1323bp，包含81bp的5′UTR、326bp的3′UTR，編碼440個氨基酸，將該基因命名為RCA2，GenBank登陸號為KT205842。利用引物RCAF2和RCAR2擴增獲得1323bpORF片段（圖1：A），連接到pGEMTEasy載體上測序驗證，得到的陽性質粒命名為pGEMRCA2。
2.2RCA2基因全長的生物信息學分析
2.2.1RCA2核苷酸及編碼蛋白序列的理化性質利用blastp和DNAMAN對RCA2氨基酸序列進行比對分析，發現該基因包含PloopNTPaseSuperfamily結構域，分別為“WGGKGQGKS”（A區）和“GKMCCLFINDLD”（B區），屬于PloopNTPase超家族基因（圖2）。理化性質分析該蛋白的分子質量為48.53kDa，等電點為6.19。將該基因全長核苷酸序列在NCBI上進行blastn相似性比較，結果表明基因均為RCA基因，且與蝴蝶蘭（Phalaenopsis）的相似性高達87%。氨基酸序列比對分析，發現其氨基酸序列與蝴蝶蘭、葡萄、荷花的相似性分別為89%、84%、85%（圖3）。
2.2.2RCA2編碼蛋白質的親疏水性分析利用ProtScale分析蛋白的親疏水性發現，RCA2蛋白質序列具有較高的親水性，其中第69位的Thr親水性最強（-3.078），第162位Leu的疏水性最強（2.122）（圖4）。
2.2.3RCA2編碼蛋白質的亞細胞定位蛋白的亞細胞定位與該蛋白所執行的功能是密切相關的，用TargetP和PSORTII軟件進行亞細胞定位分析，TargetP預測結果顯示RCA2蛋白定位于葉綠體基質，可信度為3（圖5：A），用PSORTII預測蛋白顯示，RCA2蛋白定位于葉綠體基質、線粒體基質間隙、葉綠體類囊體膜、葉綠體類囊體腔，RCA2蛋白主要存在于葉綠體基質（圖5：B）。
2.2.4RCA2編碼蛋白質的功能預測與分析利用ProtfunsoftwareofCBS分析預測RCA2蛋白質結構功能和功能分類，可能有意義的功能包括中間代謝、脂肪酸代謝、翻譯、輔酶因子的生物合成和能量代謝等，他們的幾率分別是5.484、4.387、4.048、3.639、3.098。這表明RCA2在中間代謝起到了一個非常重要的角色，在脂肪酸代謝、翻譯中起到了重要作用，在輔酶因子的生物合成和能量代謝中也起到了關鍵作用。
2.2.5RCA2編碼蛋白質的二級、三級結構預測采用ExPASy網站上的GOR進行蛋白質二級結構預測，結果表明，α螺旋占30.68%，延伸鏈占25.45%，不規則折疊占43.86%（圖6）。用ExPASy網站上的SWISSMODELWorkspace預測蛋白質的三維結構以4w5w.1.A（SMTLid）為模板進行建模，該模板以XRAY2.90方法產生，與RCA2蛋白一致性為86.02%（圖7）。
3討論與結論
該研究通過RTPCR和RACE技術方法，成功克隆了鐵皮石斛RCA2基因（GenBank登錄號KT205842）全長1730bp，開放閱讀框1323bp，編碼440個氨基酸；核苷酸序列分析結果表明，RCA2核苷酸序列與蝴蝶蘭（Phalaenopsis）的相似性高達87%，其編碼蛋白屬于PloopNTPaseSuperfamily家族基因。蛋白理化性質分析該蛋白的分子質量為48.53kDa，等電點為6.19，為親水性蛋白，RCA2編碼蛋白質的亞細胞定位于葉綠體基質；編碼蛋白質的功能包括中間代謝、脂肪酸代謝、翻譯、輔酶因子的生物合成和能量代謝等，蛋白質三級結構預測模型與RCA2蛋白一致性為86.02%，這些生物學參數為進一步研究RCA2蛋白的酶學性質及其在鐵皮石斛中的光合作用機理奠定了理論基礎。
第9篇：生物學分析范文
關鍵詞：醫學實驗動物學；教學內容；教學方法；考核評價機制
中圖分類號：G424文獻標識碼：A文章編號：1674-9324（2018）02-0272-02
高等醫學院校《醫學實驗動物學》是碩士研究生必修課程之一，它是進行基礎醫學研究的基本課程。據相關調查顯示，生物學和醫學中60—70%的課題要選用合適的實驗動物進行相關研究；而藥理學、生理學、病理學實驗和外科學實驗等超過70%科研研究領域需要實驗動物參與實驗[1-2]；此外，實驗動物廣泛應用于教學培訓、醫學研究、藥品、生物制品、食品等功能及安全性評價領域[3-4]。實驗動物學作為一門獨特的學科對生命科學領域研究起著越來越重要的作用。
《醫學實驗動物學》課程如此重要，因此，如何做好這門課程的教學工作給授課教師提出了更高的要求。結合近年來實驗動物在使用過程中出現的一些問題，我們對動物實驗課教學從調整教學內容、改進教學方法、改革考核方式等方面做出相應的改革。經過兩輪的教學改革取得了良好的教學效果，充分調動了學生學習的積極性和求知欲，培養了學生嚴謹、科學的學習態度，切實提高了學生的基本操作技能，激發了學生學習的主動性，培養了從發現問題、分析問題到解決問題的科學研究思路，增強了團隊協作意識及能力，全面調高了研究生教學質量。在此，我們結合近2年對碩士研究生《醫學實驗動物學》的教學改革情況，對我校遵義醫學院珠海校區本門課程的教學進行相關教學總結，希望進一步促進醫學實驗動物學教學改革。
一、優化教學內容，理論與實驗整合優化
摒棄“灌輸式”教育模式，將20學時的理論教學降至16學時。我們充分利用學校研究生網絡教學平臺、理論課程其他相關教學內容課件以“學習筆記”形式進行網絡教學。我們將教材中所列10個章節理論教學分為五大專題進行教學：專題一，實驗動物在生命科學領域重要作用；專題二，動物福利與動物倫理；專題三，實驗動物基本操作技術；專題四，人類疾病動物模型；專題五，基因工程動物與轉基因動物的建立。這五大模塊從不同的角度展示了作為醫學生應具備的基本知識。而實驗教學內容，則由16學時增為32學時，實驗教學將分為基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗這種“三步法”教學來與理論相呼應，進一步將理論融入到實踐中，在嚴格遵循“3R”原則的前提下提高學生的動手操作能力。我們本著“不放棄教材，但不局限于教材”的原則，根據專題實驗的需要，精選教材中相關的章節進行講述；對于教材中沒有及時更新或沒有詳細闡述的部分，借助互聯網資源進行適當補充，做到有的放矢。
二、采用多元化教學方法
我們采用視頻教學、PBL教學和網絡教學平臺相結合的多元教學方法。首先，在實驗教學過程中貫徹實驗動物福利“3R”原則和動物倫理觀，規范實驗操作。實驗課中倡導和強化實驗動物福利倫理觀念是實驗動物學教學改革必不可少的環節之一，將動物福利觀落實到具體實驗操作如抓取、保定、給藥、采血、處死等各環節中，善待動物，及時制止并糾正學生不規范操作，對于虐待動物者給予批評警告并納入期末成績考核。
其次，我們在教學中部分專題還引入“PBL”教學模式，以學生為主體，以問題為中心，在教師的整體把握和指導下，強調學生的主動參與[5-6]。比如，在動物福利這個專題中，我們引入“如何理解動物福利”、“動物解放表現在哪些方面”、“道德進步與動物福利的關系”、“我們在實驗中應該如何合理對待動物”以及“動物應激反應與實驗結果關系”等問題，通過實驗操作及實驗體會分組進行相關討論，并寫出相關匯報，以加深對動物福利的理解與認識，通過“問題式探討”激發學生學習興趣，增強其自主查閱文獻、收集資料等能力。學生是教學中的主體，是教學最終成果的體現者，只有保證學生成為這樣的角色，才能實現最終的教學目的。教師角色也發生了轉變，由知識的傳授者、灌輸者、知識權威、教學中心，轉變為教學活動的組織者、引導者、參與者和研究者，這樣，在教與學的矛盾中，才能促使教師成為創新教學的主要方面，使其正確地把握創新教學的方向。
此外，我們還利用網絡資源及購買的實驗教學視頻進行直觀教學，參考資料有武漢大學實驗動物中心錄制的“實驗動物”；國外動物福利組織提供的“共享世界”；國家衛生部錄制的“動物基本操作技術”、“動物模型基本病理過程”、“顯微注射法建立轉基因動物”；錢永祥與梁文道關于“動物倫理與道德進步”的學習視頻等。多元化教學方法的應用使教學過程形象化、直觀化，達到了文字語言描述難以達到的效果，便于學生進行觀察和思考，利于學生分析問題和解決問題。
三、構建合理的考核評價機制
我們根據學生實際情況，制定評價考核表，從規范操作動手能力評價、創新能力評價、團隊合作能力評價、科研寫作能力評價等方面進行考核[7]（參考表1）。通過實驗考核評價體系綜合評定學生學習能力，符合大部分學生的意愿，同時培養了學生獨立思考問題的能力。其次，請專家組老師深入課堂進行教學評估。最后在課程結束后進行相關問卷調查（表2）。調查結果顯示：98%的同學認為教學改革有助于提高其實驗操作技能和科研能力，能提高其分析問題和解決問題的能力；95%的同學認為可以激發其興趣和主動性，增強其團隊協作能力；94%的同學認為教學改革拓寬了他們的知識面；100%的同學對教學方法滿意，認可教學改革。改革也仍有需要改進的方面，比如，鍛煉學生的表達能力和寫作能力，以及增強師生間互動這三方面體現得不是很好。今后將尋求可行的方法提高以上幾個方面的效果。
四、結語
通過對《醫學實驗動物學》課程中理論與實驗學時的整合優化，使理論知識與實驗內容更加緊密地結合，有助于學生對知識理解的融會貫通，學生也更能從動物的角度考慮它們應享有的權益，從心里油然而生一種敬畏之情；通過對實驗內容的適當擴充，形成相對完整的專題，增加了動手操作機會，培養學生整體的科研思維觀和全面的實驗操作協調能力，掌握基本科研思路從發現問題、提出問題到設計實驗、解決問題四步法著手去構建科研課題研究框架；通過多元化教學方法激發學生學習興趣和提高其自主學習能力，興趣和主動性是科研的開始；通過完善的考核方式更合理地從學習態度、創新思維、動手操作、團隊協作及自主學習5大方面衡量學生的綜合能力，促進學生個性化發展，同時有利于充分提高該課程研究生教學效果。另外，通過解決和應對專題實驗教學中出現的新問題，提高任課教師的整體素質，促進實驗動物學課程的建設和完善。我們也希望能在不斷進行教學革新基礎上，申請教改項目來引入更多實踐教學，構建合理的課程體系，在更大程度上促進實驗動物學的課程建設和發展，進一步推進產學研一體化，培養出真正合格的研究生。
作者：張青峰
參考文獻：
[1]崔淑芳，陳學進等，實驗動物學[M].上海：第二軍醫大學出版社，2013.
[2]師長宏，張海，王四旺等.三維醫學實驗動物學教學體系的建立[J].基礎醫學教育，2012，14（4）：289-291.
[3]王芳.醫學實驗動物學實驗教學與科研的有機結合[J].基礎醫學教育.2013.（11）：1016-1018.
[4]宋國華，劉田福，陳朝陽，王春芳等.醫學實驗動物學教學內容與方法的探討與改進[J].基礎醫學教育，2012，（10）：781-783.
[5]王蕭，郭學軍，張永斌.中醫院校研究生實驗動物學教學的體會與思考[J].西北醫學教育，2013，21（1）：76-78.
