分子生物學作用精選(九篇)

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第1篇：分子生物學作用范文

關鍵詞生物技術;分子生物學;教學改革

分子生物學是從分子水平上研究生命現象、生命本質及其規律的的科學，主要研究核酸、蛋白質等生物大分子的形態、結構特征及其重要性、規律性和相互關系的科學，是21世紀最具活力的生命科學之一。[1]目前，分子生物學是生物技術專業學生一門重要的專業必修課。因此，確定合理、科學的教學改革方案，優化、重組教學內容，精心設計教學方法和教學手段，對保證生物技術專業分子生物學課程教學質量具有重要意義。[2]

1分子生物學教學現狀

（1）分子生物學是生物技術專業的一門主要課程，教學單位往往會根據教師上課需求以及市場需求來選擇教材，然而，卻有可能忽略了對學生的接受能力以及理解程度的考慮。部分分子生物學教材內容高深莫測、專業詞匯多且與實際聯系不夠緊密，造成學生在學習過程中困難重重，嚴重降低了學生對該學科學習的積極性。（2）教學條件限制。在分子生物學課堂中，使用多媒體設備等教學手段對提高學生的學習積極性以及學習效果有明顯的促進作用。然而，部分教學單位由于教育資源分布不均勻，難以利用先進的教學手段。（3）分子生物學課程所涉及的知識點以及生物學過程，大多數是看不見摸不著的微觀世界，學生在學習的過程中難以直觀感受。（4）理論知識更新快，實驗技術發展快。分子生物學作為生命科學的前沿學科，其發展日新月異，這也對教學提出了更高的要求。授課老師需及時接納最新知識，充分備課。

2分子生物學教學改革的主要措施

2.1PBL教學法的合理運用

PBL（problem-basedlearning，問題式學習）教學法于1969年由美國Barrows教授創立，并引入高等教育，很快在高校中廣泛應用。是一種以問題為導向，以學生為中心的教學方法。其主要流程是：老師提出問題，學生作為主體進行分組討論，學生解決問題。[3]在PBL教學過程中，學生是主體，老師則主要起到輔導的作用。分子生物學課程內容復雜，用傳統的教學方式不易調動學生的學習積極性，而且課堂效率不高。在課堂中適當引入PBL教學法，可改善教師唱獨角戲，學生被動接受的狀況。在進行PBL教學前的備課過程中，任課老師應查閱大量的文獻，充分考慮在討論案例過程中可能出現的問題，內容涉及分子生物學以及其他學科如生物化學、細胞生物學等。在課堂上，教師應寓教于樂，充分調動學生積極性，控制好課堂節奏，同時應根據教學大綱的安排，強調學習過程中應掌握的知識要點。[4]在分子生物學的教學過程中，PBL教學可分為四個階段：（1）提出問題。開展PBL教學的時間不宜在課程開始的階段，而應在課程中后期，學生具有一定的分子生物學基礎后再開展。PBL教學討論的主要題目應該是分子生物學教學過程中的重點或者難點，并且結合生活實際的討論內容。教師在這個過程中是組織者的身份。（2）人員組成。為調動學生參與的積極性，同時考慮到團隊的高效性，將每個班級分成4~6組，每組包括4~6名同學。分組結束后，要求各組成員選拔出該組的組長并選定擬解決的問題，然后進行人員的分工，明確每個成員應完成的內容和時間節點。老師負責全程把控，掌握教學的整體節奏與進展，及時了解各組的情況，包括進程、主要觀點、存在問題、后續進展等。鼓勵各組結合自己的研究、思考提出自己的想法。對成效較好的小組，給予肯定和表揚；對存在問題較多或進展較慢的小組有針對性的指導，幫助小組找到解決問題的核心路徑。（3）成果展示。學生展示自己的研究成果，并開展充分討論。主講老師在學生討論完畢后，對學生的成果、討論的主題、各組的亮點、學生關注點較集中或爭議較大的問題、學生未掌握到的知識點、研究時未關注的部分、下一步學習或研究中需要改進的研究方法進行總結、歸納，并提出改進意見。[5]（4）考核評分。考核評分是對PBL學生成果的集中體現，評分體系主要包括三部分：一是課件制作，占比30%，評價標準主要是內容正確、重點突出、課件美觀、清晰易懂，能綜合運用圖片、音頻、視頻、動畫等表達自己的觀點；二是課件展示，占比40%，準備充分、邏輯正確、條理分明、落落大分，能清晰的闡述自己的研究成果、觀點等；三是課堂討論：占比30%，主動思考，積極參與，能夠拋出富有啟發意義的論點，回答問題時中肯全面。

2.2提倡分組討論，開展小班教學

在討論課開始前2周，老師將要討論的內容告知學生。以小組為單位進行學習，各小組成員間可以進行分工協作，分頭尋找資料、討論并匯總；課堂上以小組形式提出問題，介紹小組觀點、結論，老師也會對該小組的匯報進行點評；課后以小組為單位進行復習，增強學習效果。小組學習活動的意義既體現個人的價值和責任，更強調成員間彼此賦予信心和力量，通過體驗團隊的智慧和協作，培養了學生間可貴的團隊合作精神。分子生物學的課堂提倡小班教學。一方面，可以增加師生間互動的頻率。由于分子生物學課程所涉及的知識點以及生物學過程，大多數是看不見摸不著的微觀世界，學生在學習的過程中難以直觀感受，這就增加了學生學習該課程的難度。小班教學有助于老師關注每一個學生對相關知識的把握；另一方面，小班教學易于實施多種教學形式，靈活掌握教學要求和進度，便于及時調整教學內容。

2.3利用網絡資源，提升自主學習能力

自主學習強調的學生作為知識的主動構造者自己進行學習的意愿和能力，反映了教學向個性化、創新化、自主化、多元化過渡的趨勢。分子生物學作為前沿科學，信息量大、更新快，要積極利用互聯網信息資源，提升學生學習和借鑒優秀研究成果、自主學習的能力。教師要由照著教材講變成開放式、啟發式教學，最大限度調動學生學習的積極性、思考的主動性、課堂的參與性。鼓勵學生自主學習，主動去學習和研究當前科研的最前沿知識，在研究的過程中敢于提出自己不同的看法，培養學生探索創新精神。[6]讓學生由被動受教變成自主學習，主動參與到課堂學習中，形成教學工作“教”與“學”相輔相成、相互促進。教師要積極拓展教學內容的外延，主動介紹國內外優秀的生物網站、資源庫、期刊、論壇等，鼓勵學生積極開展課外閱讀，豐富學科專業知識、前沿信息、專業詞匯等知識，激發學生探索新知識的熱情，也不斷培養學生自主學習、發現問題、解決問題的能力。[7]

2.4建立形成性評價體系

“形成性評價”的概念是由斯克里文1967年所著《評價方法論》中首先提出來的，與傳統的“終結性評價”不同，它是對學生的學習過程進行的評價，旨在確認學生的潛力，改進和發展學生的學習。因此，形成性評價方式更能體現出學生的學習效果。[8]分子生物學課程的目的在于培養學生形成良好的分子生物學學習習慣和實驗習慣，提高他們的科學素養和創新能力。期中或期末考試不能全面真實地反映出學生的真實學習情況，采取形成性評價的方式顯得更加科學和必要。具體如下：一是平時成績，占課程總成績60%，包括課堂考勤，占總成績5%、課堂作業，占總成績10%、課堂提問，占總成績5%、PBL討論會，占總成績10%、實驗考評，占總成績30%。二是期末考試，占課程總成績40%。由于形成性評價是強調過程的評價方式，引導學生重視平時的學習情況，大大減少了學生考前突擊的可能，也更能真實地反映出學生的真實水平。

2.5優化實驗教學體系

分子生物學實驗技術是生物技術專業學生必須掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被廣泛應用于生命科學的研究當中。[9]通過對學生實驗技能的培養，一方面有利于將理論教學與實踐教學相結合，豐富教學內容，提升教學的實踐性、實用性、綜合性，便于學生理解和掌握；另一方面，在提升學生綜合素質、學習興趣、創新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此，增加分子生物學實驗學時數，開展綜合實驗也是課程改進的一個重要方向。在實驗教學中，教師要結合分子生物學快速發展的特點，選取與教學內容相適應的操作性、設計性實驗，并做好不同實驗之間的關聯與銜接，建立實驗的邏輯體系。一是分組分工，輔助實驗老師提前做好實驗準備工，并提前觀察、發現問題及時記錄。二是教師針對前期準備工作中發現的問題有針對性的闡述，并對實驗流程、操作方法、各環節中注意事項進行講解與演示，指導學生開展實驗。三是講解與演示結束后，學生動手實驗，教師應注意注意觀察過程和細節，對共性問題，要及時統一糾正，對個別同學的個性問題，要個別指導。既確保操作的準確性、嚴謹性，也要保證實驗質量，通過實驗檢驗教學情況。

3結語

生物技術專業應用人才培養是一個綜合性、系統性的工程，涉及到教育環節的方方面面。課程教學是其重要的一環，分子生物學課程教師要積極發揮作用，不斷提升專業能力、教學能力，教學理念與時俱進、教學手段豐富靈活，激發學生學習的主動性、創造性，提升學習內容掌握能力及應用效果，為國家培養知識、能力、素質協調統一的應用性、復合型人才。

參考文獻

[1]朱玉賢,李毅,鄭曉峰等.現代分子生物學(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

第2篇：分子生物學作用范文

分子生物學是研究蛋白質、核酸等生物大分子的結構與功能、遺傳信息傳遞規律及調控方式和分子生物學研究方法的一門學科，涉及到動植物功能基因的挖掘、基因調控、基因工程、人類疾病的基因診斷與生物治療等生物相關領域。它使人類從分子水平上真正揭開了生物世界的奧秘，由被動轉向主動地改造生物世界邁出了一大步。分子生物學同時也是生命科學領域產生的一門重要的新興學科［1］。現今分子生物學的成就說明了生命活動的根本規律在各種各樣的生物體中都是統一的。例如，在自然界的各種生物體中，都是由同樣的氨基酸和核苷酸分別組成其蛋白質和核酸。同時，除某些病毒外，各種生物體的遺傳物質均為DNA，并且在所有的細胞中都以同樣的機制進行復制。分子遺傳學的中心法則和遺傳密碼，除少數例外，在絕大多數情況下也都是通用的。

二、實驗教學

近年來，隨著分子生物學突飛猛進的發展，其新理論、新技術也層出不窮。分子生物學基本理論的建立以大量的實驗為基礎，是一門實驗性非常強的學科。分子生物學教學如果不做實驗，只學習理論，往往會事倍功半。分子生物學實驗技術亦成為高素質生物類人才必須掌握的基本技能［2］。分子生物學實驗的開設是讓學生從課堂單純的學習理論轉換到實踐操作和科學研究的一項重要舉措，不僅培養學生真正掌握基本理論、基本知識和基本技能的能力，還培養學生的科研能力、綜合素質和科學作風，對建立用科學的方法研究問題及喚起學生們的求知欲均具有十分重要的作用。因此，開設分子生物學實驗課程對培養高素質生物類專業人才非常重要。而基于現實條件，多數高校在現有的實驗教學中，存在一些問題:

1．試劑的浪費和儀器的損耗:生物實驗多綜合性實驗，由于這類實驗是開放性的，實驗開展過程中經常存在試劑浪費、儀器損耗大等問題;同時分子生物學實驗所用的一些儀器與材料往往是精細的、昂貴的，對實驗條件、操作技能的要求非常高［3］。而學生們在做實驗時，往往會忽略這些細節，造成試劑浪費或儀器損壞等問題。

2．實驗室的環境衛生的保持:保持良好的實驗環境對于實驗來說是至關重要的。在實驗期間，由于學生多，極易造成儀器、設備、試劑等擺放不合理，環境條件差的情況。因此，要對實驗合理安排，及時清理，同事提高同學們的實驗意識。

三、改革措施

1．建設綜合的評價體系。實驗課程評價體系是保證教學質量的關鍵之一，構建科學的實驗考核體系，可以提高實驗教學質量和學生對實驗課的關注度與興趣度。比如按照平時成績(平時成績包括出勤、實驗報告、課堂態度、操作規范程度等)占60%、操作考試占20%、理論考試占20%等劃分。

2．運用現代化的教學手段。分子生物學知識具有高度的抽象性和微觀性，學生對這些知識幾乎沒有任何感性認識。但同時，分子生物學實驗課程是一門對操作要求極為嚴格的實驗，而多媒體設備具有非常豐富的表現力，不僅能夠對微觀過程進行形象模擬，還可以對抽象事物進行直接的表現，對復雜過程進行精簡和重現，這一點恰恰在分子生物學實驗教學中顯得尤為重要。在教學過程中運用多媒體和網絡技術對于實驗的進行有極大的幫助。多媒體技術可以讓學生們對實驗又最直觀的認識，還可以給同學們示范規范操作;網絡技術可以讓學生們了解更多資訊及科研的前言進展，對激發同學們的興趣有極大幫助。隨著IT行業的發展，生物學軟件的出現極大的便利了同學們的獨立學習。

3．開展雙語教學。隨著全球化發展，許多生物院校都非常重視雙語課程的教學，尤其是分子生物學。雙語教學不僅會幫助學生學習專業英語，而且可以很好使科學研究和國際接軌，了解更為前沿的學科發展，掌握最新的文獻資料等。在日常學習中，鼓勵學生多閱讀英文文獻、做英文報告對雙語教學的開展大有裨益。

4．培養學生的工程創新意識。創新是科技進步和經濟發展的源泉，工程類人才更要具有很強的創新意識和寬廣的知識面。這就更加要求教師在教學過程中加強對學生創新意識的培養，工程創新意識來源于扎實的基礎理論知識和寬廣的知識面。在教學過程中，要求學生學好基礎理論知識的同時不斷拓寬知識面。在分子生物學實驗教學的過程中，我們留意分子生物學發展過程中的重大事件，并將其與當時的科學發展背景和重大發現經歷等加以介紹。同時將實踐教學與理論課程有機結合，并納入到研究性教學方案中，并且鼓勵學生參與分子生物學課程相關的大學生研究性學習和創新性實驗項目。

四、結語

第3篇：分子生物學作用范文

【關鍵詞】分子生物學技術；中藥；作用機理

中藥自古以來就是我國人民防治疾病的主要武器，對中華民族的生存與繁衍起著不可忽視的作用，長期的醫療實踐累積了寶貴而豐富的經驗，并與中醫學共同形成了一套完整獨特的理論體系。但如何用現代科學技術語言闡釋其作用機理，提供科學依據，使其廣為世界接受是一重大難題。近年來，分子生物學技術的發展，不僅根本性地改變了生命科學的研究方式，也為中藥的作用機理研究提供了有力工具和良好的發展契機，使得中藥基因轉錄水平的機理研究成為可能。筆者對近10年來有關分子生物學技術在中藥基因轉錄水平作用機理研究中的應用綜述如下。

1核酸分子雜交技術

核酸分子雜交技術是分子生物學的基本技術之一，基本原理是具有一定同源性的2條核酸單鏈在一定的條件下按堿基互補原則退火形成雙鏈。雜交的雙方是待測核酸序列及探針。其中將核酸提取分離后在體外與探針雜交的是印跡雜交，直接在組織細胞內進行的是原位雜交。

中藥作用機理研究中較早常用的有RNA印跡雜交(Northernblot),點雜交（dotblot）和原位雜交。二仙湯是治療婦女更年期綜合征、抗衰老的名方，具溫補腎陽、瀉相火、調沖任功能。廖柏松等［1］采用Northernblot對18月齡雌性大鼠下丘腦內阿片肽的基因表達水平進行研究，結果表明，二仙湯組β內啡肽前體阿黑皮素原和腦啡肽原的mRNA水平明顯升高，達到未衰老前水平。沈小珩等［2］則從衰老過程抗氧化酶活性降低，且酶活性降低與其蛋白質基因表達水平降低平行的現象出發，采用分子雜交等技術考察二仙湯及其拆方對超氧化物歧化酶、過氧化氫酶基因表達水平及其活性的影響。結果表明，抗氧化酶活性顯著升高，且與其mRNA表達水平升高呈平行關系,提示二仙湯抗衰老是通過增強抗氧化酶基因表達水平而實現的。海風藤有祛風除濕、通經活絡的功效。韓恩吉等［3］采用Northernblot觀察它對人類神經母細胞瘤細胞系列淀粉樣前體蛋白(βamyloidprecursorprotein,βAPP)基因表達的抑制作用。結果發現，海風藤選擇性地抑制βAPP基因表達,為其防治阿爾茨海默病提供了一定依據。鄭欽岳等［4］應用dotblot研究了補血和血方四物湯對白細胞介素6（interleukin6，IL6）mRNA表達的影響，實驗表明,四物湯在0.01～1.00ng/mL濃度內可使IL6mRNA的表達明顯增加。保心丸具有降脂、降低血漿內皮素、抑制血小板聚集等作用。為進一步闡明保心丸抗實驗性動脈粥樣硬化（artherosclerosis，AS）的機理,樊永平等［5］用原位雜交技術研究內皮素（endothelin，ET）和一氧化氮合酶(Nitricoxidesynthase,NOS)在AS家兔主動脈壁的基因表達。結果證實，保心丸組ET1mRNA的表達較模型組低,而NOSmRNA較模型組高,提示保心丸調節血管內源性NO和ET之間的平衡可能是其抗實驗性AS的機理之一。精制血府膠囊是血府逐瘀湯的化裁精簡方，其抗心肌缺血療效明顯優于原方，為揭示其作用機制，證實其療效，王偉等［6，7］分別采用Northernblot和原位雜交等技術，研究其對于心肌缺血密切相關基因表達的影響，前者結果表明精制血府膠囊顯著提高缺血缺糖心肌細胞NOSmRNA表達水平，后者的精制血府膠囊組，ET1和內皮素轉換酶（endothelinconvertingenzyme，ECE）1的mRNA表達較其它組明顯減少，且心肌細胞損傷也較其它組顯著減輕。因而推測精制血府膠囊可能是通過提高NOS表達、促進NO生成及抑制ET1、ECE1的基因表達，減少ET1生成，減輕其對心肌細胞的直接損傷，發揮保護心肌細胞的作用。

Northernblot是用來測量真核生物RNA的量和大小及估計其豐度的實驗方法，并可從大量RNA樣本中同時獲得這些信息，但需要大量的材料，受RNA降解影響大，敏感性低。dotblot的不足之處在于點于同一張膜上同樣的樣品雜交信號有時不穩定，且一般要用純化的RNA樣品。原位雜交的優勢在于可對組織細胞中的核酸進行精確定位。核酸分子雜交是分子生物學基本技術，隨著反轉錄聚合酶鏈式反應（reversetranscriptionpolymerasechainreaction，RTPCR）技術、差異顯示PCR（differentialdisplayPCR，DDPCR）、DNA陣列等優勢技術的出現、逐漸成熟而應用漸增，近5年應用基本的分子雜交技術研究中藥作用機理的報道已少見。

2RTPCR技術

PCR是美國科學家Mullis于1983年發明的一種在體外快速擴增特定基因或DNA序列的方法，RTPCR是從RNA擴增cDNA拷貝的方法，即先將RNA反轉錄成cDNA，再用PCR擴增，使其敏感性大大提高，解決了dotblot或Northernblot中目的mRNA含量太低的問題，是目前中藥機理研究中最常用的分子生物學技術，從發表的文獻數量可以反映出來。

這方面的研究報道包括有Gumiganghwaltang(GMGHT)抗炎機制的研究，KIMSJ等［8］研究其在小鼠腹膜巨噬細胞中的抗炎機制，結果顯示，GMGHT以劑量依賴的方式降低了脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的腫瘤壞死因子α（tumornecrosisfactoralpha，TNFα）,IL6和環氧酶2mRNA表達水平，推測這是GMGHT減少炎癥的重要分子機制之一。為了闡釋二仙湯治療腎陽虛證的作用機理，鄭小偉等［9］考察了二仙湯不同時間對腎陽虛大鼠垂體促腎上腺皮質激素(adrenocorticotrophichormone，ACTH)基因表達的影響。結果是二仙湯可以上調垂體組織ACTH基因表達，且表達量隨用藥時間延長而增加，提示上調ACTHmRNA表達是二仙湯治療腎陽虛證的作用機理之一。β地中海貧血是一種遺傳性溶血性貧血病，補腎生血方具有補腎、益髓、生血作用，用于治療雜合子患者療效明顯。為揭示其分子機理，吳志奎等［10］采用RTPCR等技術考察了用藥者的α、β和γ珠蛋白mRNA轉錄水平。結果發現，補腎生血膠囊能明顯提高β地中海貧血患者血紅蛋白（hemoglobin，Hb）和抗堿血紅蛋白（hemoglobinF），Hb珠蛋白鏈比增加，γ珠蛋白mRNA轉錄水平相應升高，說明補腎生血藥具有促進γ珠蛋白轉錄和表達，誘導HbF合成作用，代償了β珠蛋白基因的缺陷。益髓生血顆粒是補腎生血方的顆粒劑，易杰等［11］研究了其對β地中海貧血患者造血刺激因子干細胞因子（Stemcellfactor，SCF）及人紅細胞生成素受體（erythropoietinreceptor，EPOR）mRNA表達的影響。結果顯示，治療后,外周血EPOR、SCFmRNA表達明顯增強，因此推測益髓生血顆粒可能是通過影響SCF以及EPORmBNA表達來促進骨髓造血,提高Hb、紅細胞的水平,達到治療β地中海貧血的目的。陳智松等［12-14］從此方的抗衰老及中醫腎生髓理論的角度出發，分別研究其對骨髓有核細胞中誘導細胞凋亡、促使機體衰老的原癌基因cmyc、抑制細胞凋亡的原癌基因Bcl2和造血刺激因子粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(granulocytemacrophagecolonystimutaingfactor，GMCSF)基因表達的影響。結果表明，衰老時高表達的骨髓cmyc，明顯降低的Bcl2和GMCSF，用藥后，前者表達水平明顯下降甚至不表達，后兩者表達明顯提高。因此認為補腎生血方通過抑制cmyc的表達，促進Bcl2表達，從而抑制骨髓細胞凋亡，延長細胞壽命，延緩了衰老，并結合有關的醫學成果，認為Bcl2和GMCSF是腎生髓的本質相關基因。凌云彪等［15］研究清熱活血補益方(肝纖方)對大鼠肝臟Ⅰ型前膠原mRNA的表達和膠原酶活性的影響。結果表明,以清熱活血補益方制備的含藥血清抑制了Ⅰ型前膠原mRNA的表達，膠原酶的活性增加。提示此方抑制Ⅰ型前膠原mRNA的表達,減少膠原的合成,同時提高膠原酶的活性促進膠原的降解,可能是其抗肝纖維化的部分機制。此外，蔡晶等［16］通過檢測雌激素受體(estrogenreceptor，ER)α和βmRNA表達量，考察了補腎陽中藥羊藿和補腎陰中藥女貞子對雄性大鼠杏仁核和皮質頂葉ERmRNA的調節表達差異,結果顯示，兩用藥組大鼠杏仁核、皮質頂葉ERαmRNA表達量無明顯變化,ERβmRNA表達量都上調，且羊藿組高于女貞子組，說明補腎中藥可能是通過對ERβ的調節來發揮作用。

RTPCR的獨特優勢在于RNA純度不必很高，僅少量RNA模板即能滿足實驗所需，盡管實踐中RTPCR還遠達不到理論上能檢測到單一拷貝的RNA樣品的敏感度，但遠高于Northernblot。尤其適用于可獲得的mRNA數量有限和目的基因表達水平很低時測定基因表達的強度。只是擴增步驟中樣品間擴增效率的微小差異將極大地影響信號強度，使用內參照可以減少這一問題，但無法徹底排除［17］。總的來說，RTPCR是測量RNA樣品中低豐度mRNA時的最佳方法。

3DDPCR技術

1992年，梁鵬等建立了一種對不同來源的mRNA樣品用PCR技術對其中許多的cDNA基因一起進行擴增和顯示的實驗方法，即DDPCR。該方法依賴2套不同類型的合成寡核苷酸引物：一套錨定反義引物與一套隨機正義引物。最后通過比較不同來源的擴增cDNA產物的電泳帶譜，能夠發現差異表達的基因。

中藥作用機理研究中應用DDPCR的報道有唐發清等［18］對有抗鼻咽癌作用的益氣解毒片干預鼻咽癌細胞基因表達的研究，旨在從基因選擇性表達水平探討其抗鼻咽癌的機理。結果表明,益氣解毒片在體外能抑制鼻咽癌細胞基因的表達,同時誘導一些特異基因的表達,從而抑制鼻咽癌細胞的增殖。

相比以往的方法，DDPCR技術提供了幾方面理論上的優勢，如理論上能夠靈敏地檢測組織或細胞中表達量極低的mRNA樣品的差異表達，能鑒別特定組織或細胞來源樣品之間轉錄水平的mRNA定性和定量變化。這種優勢同樣可體現在中藥機理研究中，可同時顯示中藥作用后對多種基因轉錄的不同影響，將有影響的靶基因條帶回收，再擴增、克隆、測序，查詢確定是什么基因，是已知或未知序列，這樣就可以確定中藥起效可能源于影響那些基因轉錄。但這些優勢目前部分還停留在理論上，還有許多技術問題有待解決，如經DDPCR鑒定出來的超過半數的cDNA是假陽性條帶，靶細胞的總mRNA中的一部分不能被高水平擴增、造成丟失等［17］。盡管目前DDPCR應用在中藥基因轉錄水平的機理研究報道還很少，但毋庸置疑，其潛力巨大。

4DNA陣列技術

DNA陣列技術是新發展起來的可同時分析數千個基因表達譜的技術。其原理同核酸分子雜交。在不同的文獻中的稱謂不盡相同，如基因芯片、DNA芯片、微陣列等，目前沒有明確區分，通常混用。

目前有零散的采用商用或自制微陣列研究中藥基因表達水平的報道。如周聯等［19］采用含2048個基因的小鼠基因表達譜芯片檢測黃連解毒湯及其成分黃芩苷和鹽酸小檗堿對LPS造型的小鼠脾細胞基因表達的影響，結果復方的作用明顯優于有效成分的作用，但對具體基因表達影響的分析存在一定難度。王廣良等［20］用自制的包含24個細胞周期相關基因的cDNA微陣列，對抑制肝癌細胞增殖的4種中藥烏藥、青蒿、紫草和黃芪的抗腫瘤分子機制研究表明，4種中藥對細胞周期基因和損傷檢測點基因均有不同程度改變,表現為部分上調,部分下調,通過分子生物學技術進一步驗證了用其治療癌癥的合理性。

在中藥作用機理研究中，DNA陣列技術可以同時對使用中藥前后的數千個基因表達情況進行比較和差異分析；且具有所需樣品的用量極少、自動化程度高、被測目標DNA密度高的優點。但目前微陣列技術也存在許多問題，如其小型化和高通量的特點使得對外界和內部的變動都很敏感，因此宜采用取平均值并標準化操作的辦法，但目前尚無普遍認可的規則和標準來指導微陣列實驗，數據采集和分析方法及操作系統也存在很大不同［17］。此外，基因表達與調控研究的滯后，使得中藥機理研究中獲得的很多信息難于解釋；昂貴的制作費用也是一個限制因素。

5展望

總體來講，中藥的作用機理研究應是多水平的，不僅包括基因轉錄水平，也包括轉錄后、蛋白質翻譯及翻譯后水平的調控上，對每個特定的中藥/中藥復方，可能不一定在各水平上都有影響，基因轉錄水平的機理研究主要就是考察對相關靶基因mRNA水平的改變，也是目前分子生物學技術在中藥機理研究中的主要應用范疇。中藥尤其是中藥復方的多成分多功效決定了其很可能對基因轉錄水平有影響，已完成的研究結果已證明了這一點。

中藥的機理研究通過應用分子生物學技術已深入到幾乎是最根本的基因轉錄水平，并在該水平上對中藥的療效獲得了一定解釋，但整體上還處于探索階段。已有的研究主要是應用如核酸分子雜交、RTPCR技術等考察“單基因”的技術，應用如DDPCR、DNA陣列等研究多基因的技術的報道較少。中藥調節機體平衡的特點決定了對基因轉錄的影響很可能是對多基因的協同影響，如對補腎生血方的系列研究已表明此方的功效與影響EPOR、SCF、cmyc、Bcl2、GMCSF基因表達有關。因此，應用研究多基因表達的技術考察對多基因的協同影響將是未來中藥基因轉錄水平作用機理研究的主要方向。相信隨著現有技術的不斷發展和完善、新技術的出現及多種技術相結合加上疾病細胞分子水平研究的深入，復雜的中藥作用機理會逐步得到闡釋，中藥的療效和可能發現的新功效將從機理上獲得科學依據，為中藥獲得像西藥一樣的市場準入權提供有力的支撐。

【參考文獻】

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［3］韓恩吉，RAJIVJ.海風藤抑制淀粉樣前體蛋白基因表達的研究［J］.中國中藥雜志,1998,23(11):691-694.

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第4篇：分子生物學作用范文

關鍵詞：分子生物學實驗；教學改革；教學手段

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0272-03

分子生物學課程是現代生物科學的前沿和交叉學科。分子生物學實驗是分子生物學研究的重要手段和組成部分，是分子生物學教學的有力補充，學好分子生物學實驗課程對于培養學生的動手能力，強化理論教學效果具有重要作用。分子生物學與其他學科的交叉也主要體現為分子生物學實驗技術的應用[1]。分子生物學實驗技術涉及很多現代生物技術中的核心技術，掌握分子生物學實驗技術已成為農學、林學、醫學、生物學等各學科的基本需要[2-5]，因此各個高校一般都將分子生物學實驗課程作為生物類專業學生的專業基礎課，緊抓教學質量，以期培養出更適應社會需求的人才。我國也早在2007年1月，由教育部財政部下發了教高[2007]1號《關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》、教高[2007]2號《關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》等相關文件，明確提出要高度重視實踐環節，提高學生實踐能力，加強實驗、實習等教學環節，著力培養學生創新精神和創新能力[6]。四川大學作為全國最早開設分子生物學實驗課程的學校之一，對該課程一直非常重視，每年投入大量的經費

改善實驗室的教學條件，為了適應新時代的需求，經過多年的教學實踐，分子生物學實驗課程也不斷在教學內容，教學方法、考核方式等方面進行大力的改革。

一、分子生物學實驗教學改革前現狀分析

（一）教學內容系統性、完整性不夠強

分子生物學實驗課程改革前實驗教學內容多為驗證性實驗，如：植物基因組DNA、總RNA及質粒的提取、瓊脂糖凝膠電泳、目的基因的PCR擴增、目的基因的酶切及與載體的連接、感受態細胞的制備、重組子的轉化與鑒定等實驗，實驗內容雖然都是現代生物前沿基礎技術，而且具有一定的連貫性，但每次實驗都是單獨授課，學生只需按照步驟完成實驗即可。這樣授課的弊端就是學生上完課后并不能把理論知識與實驗技術有機結合，缺乏思考，遇到實際科研問題時不能運用所學技能解決，缺乏拓展性、創新性思維的訓練。

（二）教學手段簡單，學生學習積極性差，教學效果不明顯

改革前實驗課程采用的教學形式單一，很難調動學生學習的積極性。一般是教師確定實驗的目的和方案，實驗員準備好實驗所需試劑和儀器，學生只需在規定的時間內進行操作，完成實驗方案，上交實驗報告。這種程序化、被動式的教學導致學生對分子生物學實驗課程教學目的不明、學習興趣不高，產生學習上的倦怠心理。

分子生物實驗課程開設在本科二年級下學期，實驗操作中用到的儀器精密度較高，價格昂貴，實驗試劑加入的量均為微量級別，這與學生在此之前所做的實驗完全不同。雖然在上課時教師反復強調實驗的操作步驟和注意事項等方面，但很多細節學生不能及時掌握，實驗中容易出現試劑種類加錯，試劑加入量不準確或錯誤操作儀器等，導致實驗失敗甚至儀器損壞等問題。此外，實驗課程一般設置是每周一次或隔周一次，學生不能經常練習，鞏固加深實驗技術，有些知識剛學會，還沒完全掌握，到下一次實驗時已記不清如何操作，導致教學效果不明顯。

（三）考核方式相對單一，不能全面反映學生學習的真實情況。

改革前該課程的學生學習成績的評定標準為課堂上實驗操作考核只占總成績的20%，考勤占10%，實驗報告占70%。但教師在對學生成績評定過程的研究中發現由于分子生物學實驗課程是生命科學學院全體學生的專業必修課，開設的班級多，每次課學生人數較多，課堂上老師并不能關注到每個學生，學生成績的評定主要還是根據實驗報告中結果的好壞與報告的質量來定，以至于學生中形成一種思維：只要實驗報告寫的頁數多，圖片精美，討論深刻就能得高分，實驗過程中操作是否規范，是否動作標準并不重要。這使得很多學生對實驗技術的學習流于應付，不能達到學習該課程的目的。

這些問題嚴重影響了分子生物學實驗課程的教學質量，也使得學生忽視實驗技能的提高，思維趨于懶惰，缺乏科研的自主性、創新性。分子生物學實驗課程作為一門實踐性的專業基礎學科，教師不只要注重學生動手能力的鍛煉，也要培養學生勤于思考的習慣和分析處理問題的能力。

二、分子生物學實驗教學改革方式

為了改變以上的缺點，改進教學模式，提升教學質量，提高學生學習的積極性、主動性和創造性，達到分子生物學實驗課程的學習目的，在學校及學院的支持下我院分子生物學實驗課程組對本門課程進行了全面改革，以學生為本，開發多樣化學習方式[7]，學生由被動式學習轉為自主探究性學習[8]，改進課程考核方式等。經過近兩年的試驗，效果明顯。實驗課程的主要改革內容如下：

（一）學校加強經費投入和師資力量建設，提高教師教學能力

四川大學生命科學學院歷來重視實驗中心的建設，目前分子生物學實驗室設備固定資產達到300多萬元，實驗教師均具有博士學位，教輔人員的學歷也在碩士研究生及以上。學院鼓勵教師積極參加國際、國內各種教學研討會，與全國的同行進行教學交流，學習其他兄弟院校的先進經驗，提高教學能力。此外，該課程每年還給教師配備了研究生助教，多人同時在課堂上進行指導，及時發現并糾正學生實驗操作中的錯誤，幫助其形成良好的實驗習慣，掌握正確的實驗操作方式。

（二）拍攝實驗操作視頻，便于學生課前課后反復學習

為了讓學生更清楚實驗操作的方式及儀器的正確使用方法，教師將分子生物學實驗中涉及的實驗內容和儀器使用按照模塊化的方式分別進行視頻拍攝，并結合多年教學經驗，在視頻中增加了學生實驗中易錯環節的提示，對初學者進行指導。學生在上課前就能清楚知道每個實驗的正確操作方法及注意事項，上課時有意識地加強學習，降低實驗失敗率，提高課程訓練效率。

（三）建立課程網站和虛擬實驗室，加強師生間及學生間的聯系，提高學習的積極性

為了有效整合教學資源，拓展教師的教學方式、教學空間，提升教學質量，提高學生的學習興趣和自主學習能力，培養學生的獨立能力及科研素質，加強師生之間的互動，使課程教學內容與教學活動完整呈現，我們建立了分子生物學實驗的課程網站，將實驗操作視頻、動畫、圖片、PPT等資料放置其上，供學生自由學習。此外，我們還注重師生間課后的聯系與互動，利用網絡平臺收集和批改學生作業，對學生學習中遇到的問題及時在網上作答，方便學生的學習，促進其對相關知識的理解與把握。

隨著社會新形勢的發展對人才要求的提高，傳統的實驗教學受課程開設的時間、地點、人力和財力等問題的限制，不能顯著提高教學質量，設計型和探究型實驗更難以開展。為解除此類限制課程教師還建立了虛擬實驗室，提供可操作的虛擬實驗儀器和試劑，學生既可通過實驗仿真平臺動手操作，又可自己設計實驗，利于培養學生的實驗設計能力，分析解決問題的能力，科學探究精神和創新意識，學生對于科學知識的學習、探究、運用更有自主性[9，10]。

（四）重視實驗內容的系統性，提高大學生的創新能力

教學內容上整合原有的分子生物學課堂小實驗，創建系統分子生物學綜合大實驗[11]，給定選擇題目后由學生自行選擇并設計綜合大實驗流程。第一次上課教師只需要講解進入實驗室的要求與注意事項，給定幾個備選大實驗題目，提供模塊化實驗視頻，由學生課后學習視頻，自行選擇題目并設計大實驗流程。第二次課程為實驗設計的展示，學生分別用PPT展示、講解自己的設計，由其他同學對其設計的流程進行提問，討論其設計是否合理，是否能繼續優化，最后確定最終流程。第三次課程開始動手能力的培養，是前期課程知識的應用與實踐。對于實驗中出現的問題，首先要學生自己設法提出解決方案，并于實驗完成后師生共同討論實驗中的得失與感悟。實驗內容的系統化后整個過程學生都參與其中，將學到的理論知識運用到實際的科研問題中，充分強調學生在實驗中的主體地位，不僅使學生養成總結和反思的習慣，也大大提高學生的創新能力。因此，綜合大實驗能夠充分挖掘學生的潛能，對培養學生獨立思考能力，實驗動手能力以及解決實際問題的能力具有重要的意義。

（五）加強課程考核方式改革，提高學習積極性，科學檢驗學習效果

實驗課程中提高學生的主動性和積極性，不僅需要教學內容和手段的提高，還要有科學合理的考核方式的配合[12]。為了充分檢驗學生的學習效果，改變學生“輕操作重報告”的觀念，避免出現“高分低能”的現象，我們將課程考核方式變為：實驗流程設計占總成績的30%，實驗操作占40%，實驗結果占10%，實驗報告占20%。實驗流程的設計充分考核了學生對實驗目的，原理等的認識及對整個課程系統性的把握，能正確地將分子生物學實驗涉及的方法有機結合，真正達到課前自學的目的。這部分內容是作為作業在第二次上課討論各自的實驗設計前上交，教師及時評定成績。討論后學生便清楚自己所獲得的分數，督促其后續工作認真努力，也有利于教師及時了解學生自學情況和對實驗整體的把握情況，可以有針對性地對學生進行輔導。

在實驗操作課程中，由于學生在課余時間自學教學視頻，因此在課堂上教師的主要角色由知識的傳授者轉變為實驗操作過程的監督者，實驗的講授時間縮短，有針對性地增加實驗技能的指導時間。為了公平評價每個學生，在實驗中教師為學生準備了胸牌，上面清楚地記錄了每個學生的姓名及學號，方便教師監督其操作過程是否符合規范，及時糾正錯誤。該過程成績由于在總成績中所占比例較重，激發了學生在課前的學習熱情，提高了學習效果。

在實驗完成后，分子生物學實驗課程還增設了實驗內容相關問題的討論和搶答環節，鼓勵學生積極思考，提升了學習的趣味性，鞏固學習效果。

三、分子生物學實驗教學改革效果

經過兩屆學生的實驗教學，分子生物學實驗教師對兩個年級349名學生進行了調查，學生的實驗技能與實驗素質普遍提高，科研能力明顯增強。學生普遍認為新的課程形式更能調動其實驗積極性，鍛煉其科研思維能力，提高實驗操作的動手能力，并改變其“做的好不如寫的好”的錯誤觀念，全面客觀體現學生的學習效果，學生在課程中收獲較多。

四、結束語

高等教育肩負著培養數以萬計的高素質專門人才和一大批拔尖創新人才的重要使命。提高高等教育質量，既是高等教育自身發展規律的需要，也是辦好讓人民滿意的高等教育、提高學生就業能力和創業能力的需要，更是建設創新型國家，構建社會主義和諧社會的需要。分子生物學發展迅速，為了培養高素質人才，適應社會需求，實驗課程的教學方法應不斷更新。改革是一個需要不斷摸索與改進的過程，希望在此基礎上我們不斷總結工作中的得失，開創新的方法，培養更多具備創新精神、科學思維及實踐動手能力的人才。

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第5篇：分子生物學作用范文

關鍵詞：高等教育；雙語教學；分子生物學；課程教學模式

隨著信息化時代的發展和國際學術交流的日趨活躍，我國的高等教育必須充分利用世界范圍內的優質教育資源，借鑒國內外著名高等學府的辦學理念和管理模式，提升教育教學水平，造就大批具有國際競爭能力的復合型創新人才。為此，教育部2001年在《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》中指出，本科教育要創造條件使用英語等外語進行公共課和專業課教學，對高新技術領域的生物技術、信息技術等專業，力爭使外語教學課程達到所開課程的5％～10％，對信息科學、生命科學等發展迅速、國際通用性和可比性強的學科與專業可以直接引進先進的、能反映學科發展前沿的原版教材。目前，雙語教學已成為我國高校教學改革的熱點。各高校相繼在不同專業、不同課程的教學中開展了雙語教學模式的實踐與研究。

針對生命科學所具有的國際通用性和可比性強的特點，筆者從2004年開始在分子生物學課程教學中實施了雙語教學，確定了語能和學能并重的雙語教學模式，并取得了較好的教學效果。

一、雙語教學的內涵及模式

雙語教學(bilingual teaching)是指以2種不同語言作為教學語言的教學，一般是指用非母語進行部分或全部非語言學科的教學。在我國和一些亞洲國家，雙語教學一般是指用英語和母語同時進行學科教學。在高校推行雙語教學有利于吸納先進的教育資源、教學理念、教學模式；有利于學生快速、直接地掌握本學科的世界先進理論和前沿技術，掌握發達國家的最新研究成果；有利于促使教師不斷學習，提高專業水平和外語水平。實施雙語教學可以實現3個層面的收獲：最基本的收獲是學科知識和能力的掌握，直接的收獲是外文專業詞匯和外文水平的提高，更深層次的收獲是引入國外先進的教學理念和教學方式。

雙語教學模式主要有以下3種：一是沉浸型雙語教學模式(Immersion bilingual education)，即完全使用非母語的第二語言進行教學；二是保持型雙語教學模式(Maintenance bilingual education)，即學生剛入學時使用母語教學，然后逐漸地使用第二語言進行部分學科的教學。三是過渡型雙語教學模式(Transitional bilingual education)，即學生入學以后部分或全部地使用母語教學，然后逐步轉變為只使用第二語言進行教學。無論采取何種雙語教學模式，都要綜合考量學生的外語接受能力，都是要使學生通過雙語課程的學習實現專業知識(學能)和外語能力(語能)的雙重收獲。

二、分子生物學課程實施雙語教學的必要性

隨著信息、經濟和知識全球一體化進程的加快，國際間的學術交流與合作日趨密切。所以只有掌握國際交往中通用的英語語言，才能較全面地認識世界，拓寬視野，提升自身素質和增強國際競爭力。

眾所周知，21世紀是生命科學的世紀，以分子生物學為先導的生命科學正經歷新的發展階段。分子生物學是從分子水平研究生命本質的一門新興邊緣學科，以核酸和蛋白質等生物大分子的結構及其在遺傳信息和細胞信息傳遞中的作用為研究對象，是當前生命科學中發展最快并正在與其他學科廣泛交叉和滲透的前沿研究領域。其基本原理和研究技術已滲透到生命科學的所有分支，全面推動了生命科學各領域的發展。分子生物學已成為生命科學相關專業的重要基礎理論課。

由于發達國家的生命科學專業較國內起步早、發展快，所以面對高等教育的國際化趨勢，以及生命科學發展迅速、國際通用性和可比性強的特點，國內的高校必須深化分子生物學教學改革，以培養出在創新思維、學識素養、研發技能、人格品質等方面具有國際競爭力的高級生物學人才。而要實現這一目標，雙語教學顯示出越來越重要的作用。

雙語教學作為培養21世紀高層次專業人才的重要教學模式，是教育國際化的重要標志之一。在本科教育中開展分子生物學雙語教學，可以有效地利用國外先進的教育資源，創建與國際高新技術領域接軌的教育教學環境，使學生直接接觸本學科的世界先進理論和技術，掌握學科領域的最新研究成果，增強學生直接利用外語從事學習和開展初步研究的能力，增強學生的國際合作意識、國際交流能力和學術競爭力，從而為國家培育國際創新型生物學科研和教育人才，加強我國在這一領域與國際間的科技交流，提升國家的競爭力。

三、分子生物學課程開展雙語教學的實踐

(一)以專業知識傳授為核心，循序漸進地實施雙語教學

專業課的雙語教學目標具有雙重性，其一是使學生掌握學科專業知識，其二是提升學生的英語運用能力，從而培養專業知識和英語能力兼備的高素質人才。因此，為了實現傳授學科知識和提高英語能力并重的分子生物學課程教學目標，筆者在綜合考量學生的英語接受能力以及授課教師自身能力水平的基礎上，以專業英語詞匯為切入點，以名詞概念的英文敘述為鋪墊，以部分章節全英文授課為目標，開展了循序漸進式的分子生物學雙語教學。

1、以學習專業英語詞匯為切入點

分子生物學課程在第5學期開設，此時尚未開設專業英語課程，且上課班級學生的大學英語4級通過率僅為50％～70％，也未參加過其他課程的雙語教學。為了讓學生逐步適應雙語教學，教師以學習專業英語詞匯為切入點，授課時涉及的所有專業名詞第一次出現時用中英文對照講解，再次涉及時則一律用英文讀寫。教師反復讀寫的強化作用對學生掌握專業英語詞匯起到了十分好的幫助作用。另外，教師對專業英語詞匯進行必要的詞素分析，介紹常用的詞根、前綴和后綴，往往可以觸類旁通，起到事半功倍的作用，十分有利于學生快速記憶專業英語詞匯。

專業英語詞匯的學習不僅是雙語教學的切入點，更是開展雙語教學的基礎，必須貫穿于雙語教學的全部過程。學生在雙語教學過程中，不僅要學習分子生物學的專業英語詞匯，而且要學習教學過程中涉及到的其他英語詞匯，特別是生物類英語詞匯。經過這樣的學習，在課程結束時學生可以熟練地掌握500多個常用的分子生物學專業英語詞匯，熟悉1000多個生物類英語詞匯，基本可以閱讀一般的分子生物學類專業文獻。 2、以概念名詞的全英文敘述為過渡

為了使學生盡快地熟悉專業術語和基本概念的英文表述方式，引導學生盡快地適應雙語教學，在剛開始授課時，教師除了讓學生接觸大量的專業英語詞匯外，相關的名詞概念也全部用英文表述。為了避免英文的突然介入使學生難以接受，授課初期教師可以以板書或多媒體同時展示中英文表述，然后逐步過渡到只給出英文表述，對個別難理解的概念做口頭的中文解釋。

3、以代表性章節全英文授課為示范

大多數課程實施雙語教學時使用的是英文版的教材或英文課件。由于完全用英文講述的雙語教學備課量大，學生接受起來難度也大，所以在實施分子生物學雙語教學時，教師只在課程講授后期選取知識難度較低的章節內容開展少量的完全英文講述式教學。例如，“核酸和蛋白質的結構”教學內容在生物化學課程中多有涉及，學生容易理解，所以可以全部用英文講述。這樣，教師講述的重點可以放在語言的敘述上，而不是知識的闡釋上。因此，不會顧此失彼，影響到學生對知識內容的掌握。這一階段的雙語教學，其目的是使學生能夠利用英語掌握分子生物學的專業知識，引導學生運用英語思考問題、表述觀點和閱讀專業文獻，從而增強學生駕馭英語的能力，使學生學會雙語思維，培養學生的自學能力和創新能力。

(二)分子生物學課程實施雙語教學選用的教材

實施分子生物學雙語教學，首先要選擇合適的英文原版教材。原版教材不僅能夠反映學科的最新發展動態和研究成果，而且側重于基礎知識、基本原理的背景講解。其以案例教學為特色，強調把學習設置在復雜的、有意義的問題情境中，通過讓學習者了解分子生物學原理形成的科學驗證過程，來學習隱含于問題背后的科學知識，進而形成解決問題的技能、養成自主學習的意識。

從教材的編寫理念、內容編排、涵蓋范圍、前瞻性、易讀性等方面綜合考慮，教師選用Robert F.Weaver編寫的Molecular biology(3e)作為教材。但是，由于教材存在信息量多、科研實驗案例多、篇幅龐大等缺點，所以易使學生產生畏難情緒。為此，教師在認真閱讀原版教材及主要英文參考書的基礎上，對教材進行了精簡，以基因概念為核心、基因本質為主線，以闡述生命現象與功能背后的分子機制為重點，確定了分子生物學雙語教學的主要內容：(1)Introduction；(2)Gene Concept Evolution and Develop-ment；(3)DNA Replication；(4)RNA Transcription；(5)Translation；(6)Regulation of Gene Expression；(7)The Mutability，Repair and Homologous Reeombina-tion；(8)Genomics and Proteomies，從而實現了授課內容的系統性和前瞻性。

(三)構建探究型互動式教學模式

互動式雙語教學是指在雙語教學過程中，師生、生生之間以多種形式互相交流知識、思想，以求不斷提高雙語教學的質量。教師在教學中要善于為學生創設學習情景，提供學生拓展思維的空間，從而充分發揮學生的主動性，完成知識體系的建構。為此，教師在分子生物學雙語教學中實施了多元化的探究型互動式教學模式。

分子生物學是一門綜合性、邊緣性學科。其特點是內容新而龐雜，每一個理論的背后都有一系列的科學實驗做支撐。因此，如何在課堂上既能突出重點，又能將前人的科學研究過程再現于學生面前，以培養學生的創新思維，是分子生物學課程教學必須認真探究的問題。在教學實踐過程中，教師采用啟發式、設問式、討論式的方法，激發學生的學習興趣；通過將學科概念、理論等得以產生的起因和研究過程展示給學生，引導學生的發散思維，激發學生自主學習和探究的動機，增強學生參與知識建構的積極性和自覺性；通過將“提出問題、分析問題、解決問題”貫穿于教學全過程，把知識置于解決特定問題的具體情景和科學發展的背景框架中來理解，從研究問題的角度引導學生進入學習角色，使學生通過自身主動的探究來組建學科知識結構。實踐證明，這是培養學生創新思維和科研素養的有效途徑。

(四)充分運用多媒體教學手段，把握課程預習和編寫雙語教學講義

雙語教學的關鍵是在提高學生的英語水平和英語應用能力的同時，不降低專業課的教學水平。由于專業課涉及枯燥乏味的專業知識的學習，以及學生現有的英語水平使學生接受雙語教學遇到一定的困難，所以實施雙語教學應將傳統的教學方法與現代教育技術相結合。充分利用教學電影、錄像、多媒體課件等聲、光、電的現代技術，借助于實物、圖片、布景等，以生動、活潑、直觀的形式進行教學，以調動學生的學習興趣，便于學生對課堂講授內容的理解和記憶，從而實現雙語教學應有的效果。將多媒體技術用于雙語教學，一方面促進了教學手段、教學方法的改革，便于生動、形象地表述深奧、抽象的理論知識；另一方面激發了學生學習的積極性、主動性，從而有效地提高了分子生物學雙語教學的效果。

此外，提前將多媒體教學課件的內容以講義的形式發給學生預習，對提高分子生物學雙語教學的效果十分重要。任課教師考慮到分子生物學原版教材的價格較高，而雙語教學真正用到的部分較少；而且國外教材在內容編排等方面與國內教材有較大的差距，不便學生直接使用，所以沒有讓學生直接購買原版教材，而是由教師參照原版教材編寫適用的講義提供給學生使用。

(五)采用多元化的課程考核方法

課程考核的目的是引導學生重視知識積累、夯實專業基礎，養成自主學習的意識，增強自身參與知識建構的積極性和自覺性。在分子生物學雙語教學過程中，從培養學生的能力出發，采取了課堂小測驗、專業翻譯、專題綜述、課件制作、期末考試等多種課程考核形式，其中英文考核題目占50％，成為考查和督促學生學習知識、掌握知識、運用知識、培養發散思維的有效措施。

第6篇：分子生物學作用范文

關鍵詞：創新能力培養；課程體系優化；教學模式改革；科研訓練加強

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0045-03

“創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力。而教育是知識創新、傳播和應用的主要基地，也是培育創新精神和創新人才的重要搖籃”[1]。培養富有創新精神和創新能力的高級人才是新時期高等教育的首要任務。2007年，教育部在教高[2007]1號文《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》中指出“高等教育肩負著培養數以千萬計的高素質專門人才和一大批拔尖創新人才的重要使命”。其中，實驗教學是達到這一目的的重要手段，是對學生進行創造性實踐能力培養的重要環節。分子生物學、基因工程和酶工程是實踐性很強的生命科學核心學科，其實驗技術歸于生物技術類，生物技術成為新世紀科技革命的重要推動力量，作為主導產業逐漸滲透影響人類生存和發展的方方面面，體現了一個國家高科技創新能力，而教育創新必須強化實踐教學[2]。這就要求實驗教學必須跟上學科發展的步伐，需認真分析實驗教學的現狀和特點，進行有益的改革探索和嘗試，以達到激發學生創新實踐熱情，著力于提高學生創新實踐能力的目的。我們探討了通過多種形式、不同層次、多個角度的實驗實踐課程體系改革培養具有創新思維與創新能力的醫學生物科學交叉人才。

一、優化課程體系

1.修訂完善培養方案。生物科學創新人才的培養是一個系統工程。要有一套符合教育規律和突出創新能力的培養方案。為21世紀適應生命科學與技術的發展，滿足國家對生命科學與技術高水平創新創業人才的需求，本著“加強基礎、拓寬口徑、強化實踐、注重能力、優化體系、提高素質，堅持以學生為本，融知識、能力、素質全面協調發展”的教育思想觀念，以加強實踐教學作為提高教學質量、培養創新人才的重要途徑，構筑以能力培養為主線，分層次，相互銜接的科學、合理、優化的實驗教學新體系。在現有生物科學專業培養方案的基礎上，通過與相關學科、教研室溝通協調，建立三個水平的綜合實驗課程，即宏觀水平、細胞水平和分子水平，使學生在課堂上的理論知識能夠體現在實驗課程中。本教研室針對所任教的課程群，主要建立分子水平的綜合實驗課程。針對這部分綜合實驗課程，修訂的培養方案中在大學二年級完成理論驗證實驗、基本型實驗，保證學生基本專業素質和基本實驗技能的培養；大學三年級上完成探索性實驗，充分發揮學生學習興趣，發展學生分析問題、解決問題的能力，訓練學生的實際科研能力和科學的思維方式；大學三年級下完成創新型實驗，增加實踐環節，突出綜合創新性實踐內容，培養學生實踐創新能力。并繼續開展畢業生跟蹤調查和用人單位調查，使培養方案適用社會經濟發展需要。

2.構建了獨立系統的實驗課程體系。針對生物科學專業課程的特點，將原有的高級生物化學技術、分子生物學、基因工程等實驗課進行有機整合，形成一門“生物技術綜合實驗”實驗課程體系。覆蓋了生物化學、分子生物學、高級生物化學技術、基因工程等課程的核心內容，具有系統性和科學性，培養學生的創新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。并優化與重組實驗教學內容，教學內容分兩部分：第一部分為基本實驗技術與技能訓練。第二部分為綜合性設計性實驗，以基因工程技術為主線，內容涵蓋分子生物學、高級生物化學、生物化學三個專業領域。在第一部分實驗課同時查閱資料選擇實驗內容。主要以解決問題為目的，對不同實驗進行整合。如怎樣在體外獲得神經生長因子為例，把聚合酶鏈反應，基因重組、基因導入、發酵罐培養、蛋白質分離純化和性質測定等實驗串成一個整體。在此基礎上，后續開設了“探索性實驗”，并于2011年啟動實施了“大學生創新性實驗計劃”，旨在培養大學生從事科學研究和探索未知的興趣，激發大學生的創新思維和創新意識。在全校范圍內選拔具有博士學位與副教授以上職稱的骨干教師擔任創新性實驗項目的指導教師。以指導教師在研科研項目為依托，按照“自主選題、自主設計、自主實驗、自主管理”的原則，擇優遴選項目予以立項，項目來源于國家自然科學基金、衛生部重點實驗室基金和省級科研項目，內容涉及神經生物學、腫瘤分子生物學、病原微生物學、遺傳學、免疫學等多個學科。創新性實驗項目的實施，在提高學生分析問題和解決問題的能力，增強學生的動手能力和創新能力，充分調動學生學習的主動性等方面，起到了良好的效果，從而進一步獲得多項國家級和省級大學生創新項目。

二、改革教學模式

實驗教學是高校教學工作中的重要組成部分，實驗教學方式對學生綜合素質的提高以及自主能力和創新思維的培養均有著重要的作用[3]。我們在對實驗教學中出現的問題進行分析的基礎上，不斷進行教學模式的改革，增加教學活動形式的多樣性，激發學生積極主動的思維。

1.實施實驗室小班授課。邊講邊做，使教學由原來的形式簡單、內容枯燥變為形式靈活、內容豐富，對知識點的剖析由表及里，深入淺出，一目了然，實現了課堂教學與實踐的完美統一。

2.PBL式實驗教學方法探索。開放實驗室，主要目的是通過學生自己設計、自己完成實驗把以前學到的理論、技術融會貫通地用到實際課題中去，使理論與實踐更好地結合，提高學生創新性思維和獨立分析并運用科學實驗解決問題的綜合能力。

3.將科研項目融入課堂教學和課程設計中。學生參與青年教師或研究生課題討論和操作中，提高了生物技術的實踐能力和科研開發能力，鍛煉了團隊合作精神。鼓勵和輔導學生撰寫科研論文，鍛煉學生論文撰寫能力。

4.轉變考試內容和方式，建立一體化學習評價體系。將理論知識考核與綜合能力考核相結合，全面地考核學生對理論知識的掌握和實際動手能力的掌握情況。平時考核成績占20%，期末進行占30%比重的實際操作綜合能力考核和比重占50%的試卷考核，使學生重視平時各知識點的學習和實際動手能力的提高，使學習評價體系更加合理和完善。

5.生物技術綜合實驗課程多媒體教學課件的制作。為使實驗教學更直觀，本課程所有實驗操作全程錄像，制作成網絡格式課件。本課件在安徽省第一屆教育軟件大賽中獲三等獎；并在此基礎上建立了分子生物學網絡課程。

6.綜合性實驗教材建設和應用。在開設這些實驗課程中，我們深感實驗指導教材的重要性。但由于當時國內還缺乏系統、有針對性的適合我校生物科學專業、實用的實驗指導教材，所以我們編寫了一套簡明實用、適合學生和初學者使用的《分子生物學實驗指導》（2006年12月，學校出版）和《生物技術實驗指導》（2008年8月，學校出版）。目前仍在繼續采用《生物技術實驗指導》作為生物科學專業、研究生和醫學檢驗專業的“分子生物學技術”實驗教材。

三、加強科研訓練

本著倡導以學生為主體的研究性學習和創新性實驗改革，調動學生的主動性、積極性和創造性，提高創新實踐的能力培養水平的目的。將探索性實驗列為必修課程，通過學生根據指導教師科研項目自主選擇并分組，采用“教師點撥為輔，學生自主實驗為主”的教學模式，要求學生從教材和參考書中尋找有關原理作為實驗設計依據，制定實驗方案，自己確定處理因素、實驗對象和儀器設備，自定實驗方法和步驟，最后完成實驗并撰寫科研論文，教師在過程中給予必要的指導和輔助，使實驗教學過程成為學生自己研究探索的過程。在國家級和省級大學生創新項目的資助下，全系60%學生參與創新性實驗研究。探索性、創新性實驗的開設，激發了學生的創新熱情，增強了學生的創新意識和能力，提高了學生分析問題和解決問題的能力，增強了學生的動手和創新能力，獲得一定的科研成果；參與的大學生動手能力增強，實踐技能突出，極大地提高了其就業競爭力；人才培養質量得以提升，用人單位滿意度較好；大學生創新能力培養的實踐對教師提出了更高的要求，推動了教師從事科研工作的熱情和積極性，形成了教學與科研相互促進、教與學雙向互動的良好氛圍；

四、創新性師資隊伍的建設

在生物技術專業創新人才培養中，教師是主導，沒有創新性師資，不可能培養出創新性人才，因此提高了教師素質要求，培養和引進了一批具有合理梯隊的教師隊伍；其次，由于教學方法、手段涉及討論式、研究式教學，類似于PBL教學模式，因此要求教師具有豐富的分子生物學、基因工程、酶工程、遺傳學、細胞生物學和醫學背景，我們一方面在遴選教師時注重交叉學科的知識背景，一方面不斷送出去培養，并且考慮到實驗技術人員隊伍建設是基礎，只有建設一支高素質的高校實驗技術人員隊伍，才能更好地實現培養創新性人才的教育目標[4]，因此鼓勵青年教師和實驗技術人員參加各類培訓，拓展知識面；再次，針對創新性能力培養的教學目標，在師資隊伍建設中，擇優選擇一直活躍在科研第一線的青年教師，以科研帶動教學。

教學實踐表明，生物技術綜合實驗課程教學，小班授課環境，教學與實驗相結合，教學與科研相結合，網絡教學的教學模式，極大地調動了學生的學習積極性，教學質量和水平得到很大提高，學生基礎知識扎實，生物技術實際動手能力和就業競爭力增強。生物技術綜合實驗課程體系建設，使學生在宏觀上對生物技術有較深入的理解，并把幾門課程實驗教學有機地結合，培養學生動手和創新性思維能力。已成為我校生物科學專業常規實驗教學內容，并拓展到研究生和藥學、藥檢專業分子生物學技術課程的開設；培養的學生基礎知識扎實，生物技術實際動手能力強，更符合社會需要。從實習單位和用人單位的調查反饋表中反映出對我校生物科學專業學生思維能力和實踐能力的高度評價，畢業生深受用人單位歡迎。

參考文獻：

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[3]譚冠中.基于創新人才培養的高校實驗技術人員隊伍建設[J].高教論壇，2010，（1）.

[4]朱妮娜.略論實驗教學對學生綜合能力的培養[J].教育教學論壇，2011，（6）.

基金項目：安徽省教學研究重點項目（NO：2012jyxm302）；安徽省專業綜合改革試點（NO：2012zy048）；蚌埠醫學院教學研究項目（NO：jyxm1147，1322，1325）。

第7篇：分子生物學作用范文

人類基因組計劃的實施為分子生物學家提供了大量的生物組學數據，分析和處理這些數據以探索其中隱藏的生物學奧秘需要綜合利用數學、信息科學與物理學等知識，生物信息學由此應運而生[1]。它是分子生物學與上述學科交叉結合的產物，其研究已經滲透到生命科學的各個領域并極大促進了生命科學及相關學科的發展，已成為生命科學研究者強有力的輔助工具之一。國內很多醫學院校已開辦生物信息學課程，多種專業選擇其作為必修課或選修課。該課程旨在培養學生綜合運用生物信息學知識和方法進行生物信息提取、儲存、處理和分析的能力，但該課程的教學研究仍處于起步階段，缺乏完善的教學模式和有效的教學方法，如何在醫學院校開展生物信息學教學還有待進一步探索。

1 課程開設的重要性

生物信息學跨越了整個生命科學領域，是一門實用性很強的學科，也是未來生物醫學的重要研究工具。生物技術、計算機和互聯網的飛速發展引領了一個生物醫學大數據時代，生物信息學在生命科學領域的地位也愈發重要。利用生物信息學的知識和方法能夠深入挖掘和剖析海量生物學數據，進而探索隱藏在數據背后的生物學奧秘。無論是從分子生物學的角度闡述疾病病因，還是對疾病的預防、診斷、防治與藥物設計，生物信息學均發揮了十分重要的作用，掌握該課程的基本知識和理論無論對以后的科學研究還是從事一線醫務工作都具有比較深遠的意義。因此，在醫學院校部分專業（如：生物統計、藥學等）開設生物信息學課程具有重要意義。

2 生物信息學教學存在的問題

2.1 課程內容與教學課時不成比例

生物信息學是一門綜合性學科，理解和掌握該課程需要具有一定的計算機、數學和分子生物學等的背景知識。醫學院校學生普遍存在理科知識比較薄弱，因此，講解透徹該門課程需要教師在課堂上花費一定的時間普及相關背景知識。然而由于醫學院校學生課程門類眾多，客觀條件決定無法為生物信息學安排足夠多的課時。較之生物信息學繁多的內容而言，課時分配明顯不足。在課時相對較少的情況下，無法深入講解將每個章節的內容。

2.2 教學師資力量薄弱

生物信息學作為一門交叉學科，要求任課教師精通生物學、計算機和統計學等相關知識。由于國內生物信息學興起時間較短，培養人才數量有限，且有限的人才都流向了一流的學校，普通高校無法招到專業對口的教師。因此，能夠勝任生物信息學教學任務的老師十分匱乏。以該校為例，生物信息學課程沒有固定的任課教師，基本由生物學、醫學統計學教師完成，這些老師中大多數無法完全勝任生物信息學的教學任務。最終致使生物信息學教學質量不高。

2.3 教學模式落后

雖然多媒體已被廣泛應用于生物信息學的教學中，但由于該課程涉及內容多且有大量的數據庫和軟件知識，導致多媒體課件的容量非常大，教師在課堂上基本是照本宣科的讀完課件完成教學任務而已，忽略了學生的接受能力。這種教學模式雖然運用了先進的教學工具，但實質上采用的還是傳統的“灌輸式”教學，學生仍然是被動地學習。

2.4 實踐教學流于形式

生物信息學是一門實踐性很強的學科，實踐課程非常重要。然而在教學過程中，由于各種原因實踐課往往流于形式，原因主要包括：（1）教學設備及手段落后。雖然有些學校有計算機室，但計算機配置較低且未提供連網服務，生物信息學很多知識的學習需要借助互聯網，例如：各種數據庫、在線軟件等，導致學生無法親自操作而降低實踐課學習效果；（2）課時少、內容多。生物信息學的章節往往涉及到很多軟件和平臺，甚至有些軟件需要編寫程序。在實踐課時少的情況下，無法在短時間內讓學校親自操作每一種軟件。

3 教學改革

3.1 針對不同專業精選教學內容

針對生物信息學內容繁多的事實，應針對不同專業特點精心挑選課授課內容，在有限的課時中讓學生學到最基本且重要的生物信息學理論知識。另外，要善于挖掘課外時間，組建課外興趣小組，設置研究課題作為課外作業，鞏固和加深學生對生物信息學的理解。

3.2 培養和引進專業人才

教師知識的淵博程度和教學水平的高低對教學效果的影響十分明顯。因此，在教師隊伍建設上應采取“走出去，引進來”的措施，一方面挖掘該校教師的潛能，支持和鼓勵該校年輕教師到國內外知名高校訪學和進修，著力提高該校教師自身的知識素養與技能；另一方面提供豐厚條件引進國內外生物信息學高層人才，為生物信息學教學隊伍增添新鮮血液。此外，還可通過定期或不定期舉辦講座等方式創造機會加強該校教師及與兄弟院校的交流合作，加強學科建設，提高生物信息學教師的綜合素養。

3.3 推進“教、學、研”一體化創新教學模式

針對生物信息學課程的特點，一方面根據課程內容設計小型科研課題激發學生的科研興趣；另一方面鼓勵并指導學生申報學校、省級或國家級大學生科研項目，并鼓勵學生參與教師的科研項目，積極開展“教、學、研”一體化的創新教學模式，即融教師的“教”和學生的“學”，以及教師和學生共同參與到“研”的過程于一體[2]。通過這種教學模式能夠極大激發學生對生物信息學課程的興趣和創造力，促使學生快速高效地掌握生物信息學理論和實踐知識，有利于學生變被動的學習為主動探究式學習。與此同時，也能夠讓學生盡早地融入到生物學科學研究的大環境中來，學會合作、學會創造，真正地做到學以致用。

3.4 加強實驗課教學

生物信息學實驗課教學離不開計算機和網絡，加強實驗課教學需要在現有設備的基礎上，升級計算機配置，并為每臺計算機提供上網功能，保障實驗課教學順利進行。積極鼓勵學生自帶計算機，方便課后繼續學習。此外，充分利用發達的互聯網技術，創建網上教學平臺并將教學內容，最新分析軟件等傳遞給學生，通過教學平臺加強與學生的交流互動，及時解決學生學習過程中遇到的問題。在教學內容上，要精簡實驗課內容，選擇有代表性的軟件和數據庫進行深入講解，將其它的軟件、數據庫等相關知識設計成小型研究課題作為作業布置給學生，提高學生自主探索的學習能力。

第8篇：分子生物學作用范文

生物化學與分子生物學是揭示生命奧秘的科學，涵蓋了諸多與生命現象有關的人體結構與功能、物質與代謝、基因與調控等廣博的信息，是詮釋疾病的發生、發展及其轉歸的基本理論與實驗的基礎，在生物化學教科書中得到了完整的體現[1]，因此在醫科院校中作為臨床醫學的主要課程深受重視。但是，在教與學中表現出的問題也是非常突出，從教的方面來說有3個問題：一是內容紛繁復雜，涉及面廣，使得學生難記億；二是道理比較抽象，分子結構式、反應方程式、信號轉導形式等非直觀內容妨礙了感知覺，使得學生難理解；三是平淡無奇，缺少臨床醫學的生動性、興趣性和感染性，使得學生難應用。從學的方面來說也有3個問題：一是學生難以應對大量的認知信息，只能囫圇吞棗，難以消化吸收學以致用；二是臨床前期學生尚缺少醫學實踐體驗，認識不到生物化學對于醫療工作的奠基作用，難以抓住兩者之間的內在聯系。三是如直接應用臨床病例作為引導，生物化學難以解釋諸多方面的知識點。盡管有不少教師也采用了病案教學法，取得了顯著的成效[2]，并對生物化學與臨床學科的聯系與相互融合作了深入細致的研討[3]；嘗試應用生物化學與臨床聯系的教學法[4]，但是，課程設計難度大，選用病案須考慮學生的接受能力，因此課堂應用仍然不夠廣泛。針對上述問題，作者從教學實踐中摸索出一些淺顯的做法供同道參考，以圖使得生物化學教學變得生動與實用，現將學習方法歸納如下。

1 “顧名思義”法

臨床上有許多疾病就是以生物化學名詞來命名的，因此在教學中要盡量貼近臨床醫學，可以達到顧名思義，望文生義的作用，達到易學、好記、會用的效果，如膽紅素代謝障礙可聯系高膽紅素血癥(黃疸)；脂代謝障礙可聯系高脂血癥；笨丙酮酸代謝障礙可聯系笨丙酮酸尿癥。給單調的分子結構式與反應式賦予生命力，激發濃厚的學習興趣。

2 “拋磚引玉”法

在講授物質代謝章時，根據代謝的某些與疾病密切相關的環節，以拋磚引玉的方式啟發學生理解其相應的臨床意義，如三羧酸循環中酮體產生過多可導致酮尿癥，尿酸產生過多引起的痛風病（尿酸沉積），血糖代謝障礙可導致糖尿病。充分發揮教師主導，學生為主體的作用，可以活躍課堂氣氛，改變學生死記硬背，事倍功半的陋習。

3 “觸類旁通”法

分子生物學章節中有大量敘述PCR（多聚酶鏈反應）原理和操作等內容，而臨床檢驗工作中已開展了不少檢測項目，解決了病因學診斷問題，其學習內容橫跨了分子生物學、醫學微生物學、分子免疫學、臨床免疫學、實驗診斷學等5個臨床前期學科，如果在講授本章中適當引入相關內容，學生就會感到PCR不單是實驗方法，更是診斷手段，僅僅是針對不同目標基因設計的引物不同而已，能達到觸類旁通的效果。

4 “畫龍點睛”法

從DNA雙螺旋結構的發現到人類基因測試的完成，使得疾病的診斷譜進入了突飛猛進的分子時代，我國首次發現的神經性耳聾基因為世界囑目，因此在授課中，闡述核酸的結構與功能中，例舉一些基因診斷的意義可以極大提升學習本章的目的性和趣味性，起到畫龍點睛的效果。

5 “順水推舟”法

在講解心臟和肝臟酶的章節時，在理解酶對物質代謝的必要性的同時，指出某些特定酶還是疾病的重要標志，如ALT(丙氨酸氨基轉移酶)或 AST（天門冬氨酸氨基轉移酶）的升高提示心肌細胞或肝細胞受損，在臨床診斷疾病中有重要意義，使得學生在記憶轉氨酶的特點、性質、功能時聯想到心臟病、肝臟病的診斷是出之于生物化學的酶學基礎，順水推舟的教學方法可以培養學生臨床推理的思維方法。

6 “順理成章”法

脂代謝是比較難學的一章，尤其是低密度脂蛋白受體理論的提出使得學習脂代謝更加重要，將脂類－脂蛋白－脂蛋白受體－動脈粥樣硬化－冠心病作為一條邏輯鏈聯接起來，正如WHO(世界衛生組織)指出的預防冠心病從兒童抓起，教師可以順理成章地詮釋從少年時的高血脂逐漸導致冠心病的全過程。

7 “順藤摸瓜”法

在臨床工作中，內分泌紊亂的診斷往往是根據“果”而后尋找“因”， 因此在講解激素章中，可以采用順藤摸瓜方法，從甲狀腺功能亢進或低下之“果”來理解甲狀腺素T3、T4、反T3的結構、功能與調節的意義。

8 “辨證論治”法

臨床上常見的巨幼紅細胞貧血的特點是“巨與幼”，“巨”表示由于葉酸和（或）B12缺乏引起的紅細胞DNA合成障礙核分裂阻滯，細胞變大但不成熟謂之為“幼”，在“維生素與輔酶”章中，就以此為例闡述葉酸和B12的生物學作用，并啟發學生聯系缺鐵性貧血是由于血卟啉的合成障礙，鐮刀狀紅細胞貧血是由于基因的缺陷等。用追根尋源方法可以理解生物化學對整體的治療、協調與平衡所起的作用。

參考文獻：

[1] 周愛儒．生物化學[M]．第六版.北京：人民衛生出版社，2006.1.

[2] 江 渝．病案教學法在生物化學教學中的評價[J]．西北醫學教育，2001，9(2)：86.

[3] 仲其軍．從生物化學與臨床學科的聯系看生物化學教學改革[J]．醫學理論與實踐，2006，19(1)：113.

第9篇：分子生物學作用范文

關鍵詞：土壤微生物；高通量測序；生物多樣性

中圖分類號：S154.37文獻標識碼：A文章編號：16749944（2013）08020303

1引言

土壤是一個非常復雜的生態環境體系，土壤微生物學作為微生物學的一個分支，一直在研究之中。土壤微生物是土壤的重要組成部分，是生態系統中重要的消費者和分解者，其群落結構多樣性及變化在一定程度上反映了土壤的質量和穩定性。土壤微生物多樣性是指微生物生命的豐富性及在遺傳、種類、生態系統層次上的變化，同時反映微生物群落的穩定性。許多研究已經證實， 通過傳統的DNA分離方法測定出來的土壤微生物只占到環境微生物的0.1%～10%[1， 2]。傳統的土壤微生物研究方法如微生物平板培養法、Biolog鑒定系統法、生物標記法等[3]往往會過低估價土壤微生物的群落結構組成，無法詳細描述出土壤微生物的群落結構組成方面的信息，也無法描繪出不同群體的生理差異。隨著科學技術的發展，傳統的Sanger技術的弊端也日益體現，一方面是因為該方法費時，且一次的反應數有限，另一方面是該技術基于酶法測序，成本較高。隨著微生物研究技術的迅速發展尤其是分子生物學技術的發展，土壤微生物學研究專家開發出一系列的研究土壤微生物群落結構的方法[4]，高通量測序技術也隨之誕生，慢慢應用到科研之中。

2土壤微生物研究方法

2.1微生物平板培養法

傳統的土壤生態系統中微生物群落多樣性及結構分析大多是將微生物進行分離培養，然后通過一般的生物化學性狀，或者特定的表現型來分析，局限于從固體培養基上分離微生物。這種方法只能培養出極少量的微生物類群，大約占0.1%～10%，無法對絕大多數土壤微生物的分類和群落結構進行深入研究。因此這種培養法局限性比較大，只能應用于特殊微生物的研究[5]。

2.2BIOLOG鑒定系統

BIOLOG系統是Garland于1991年建立起來的一套用于研究土壤微生物群落結構和功能多樣性方法。細胞的維持和生長需要能量、碳源和多種無機離子，底物利用是群落中微生物存活和競爭的關鍵。因此可以根據微生物對碳源利用的方式來鑒定微生物的群落結構。碳數利用法通常用BIOLOG盤來實現。BIOLOG測試盤內有96個小孔，除了一個小孔為對照不含碳源外，其余都含不同的碳源。試驗中將碳源和指示劑一起放入平板小孔內，然后將稀釋后的細胞懸液接種到各個小孔中，由于微生物利用碳源引起指示劑變化，以此來檢測和判斷不同土壤微生物群落結構[6]。

2.3分子生物學技術測序方法

在過去的20多年里，分子生物學技術尤其16S rDNA技術已經廣泛應用于鑒定未知菌類的研究中。20世紀80年代以來，逐步建立起了以分子系統發育分析為基礎的現代微生物分子生態學的研究方法，如PCR-RFLP、PCR-RAPD、PCR-SSCP、熒光原位雜交技術（FISH）、基因芯片（Microarry）、磷脂脂肪酸圖譜分析（ Phospholipid fatty acid， PLFA）、穩定同位素探針（Stable Isotope Probing， SIP）、PCR-DGGE/TGGE等[7]，使得研究者能夠在分子水平上對土壤微生物多樣性進行研究。

但是這些技術只能在科或屬水平上分析土壤微生物的群落結構，不能更細致更詳細地對土壤微生物進行分析研究。隨著科學技術的發展，相繼出現了第一代、第二代、第三代高通量測序技術，使得研究人員能在種的水平上對土壤微生物進行研究和分析。

2.4 454高通量測序方法

高通量測序技術[8]是傳統測序一次革命性的改變，一次可以對幾十萬到幾百萬條DNA分子進行序列測定，在有些文獻中也稱其為下一代測序技術（next generation sequencing），可見其劃時代的改變，同時高通量測序使得對一個物種的轉錄組和基因組進行細致全貌的分析成為可能，所以又被稱為深度測序。

近年來，以16S rRNA/DNA為基礎的分子生物學技術已成為普遍接受的方法。研究表明，400～600堿基的序列足以對環境中微生物的多樣性和種群分類進行初步的估計[9]，因此454高通量測序的方法因其讀長（400～500bp）長和準確性高的特點大量用于微生物多樣性的研究。

因此通過高通量測序法來確定土壤微生物群落結構，從而可以在種的水平上將土壤微生物的群落結構分析出來，然后就可以對土壤微生物的多樣性進行分析。并可以對土壤微生物和鹽生植被的相互照應關系進行分析研究。

3454高通量測序在土壤微生物研究中的應用

3.1研究土壤微生物的物種多樣性

研究微生物物種多樣性主要從微生物類群即細菌、真菌和放線菌這三大類群的數目及其比例來描述某個地區某段深度土壤中微生物的多樣性，然后根據此地區土壤微生物物種的多樣性來探究全球范圍內土壤微生物的物種多樣性。通過高通量測序測得土壤中土壤微生物的各種菌類組成，以此來研究某個地區土壤中微生物的物種多樣性。

3.2研究土壤微生物的功能多樣性

研究土壤微生物功能多樣性主要從各種微生物的活性及它們的相互作用產生的功能、底物代謝能力及與N、P、K等營養元素在土壤中相互轉化的功能等。通過將高通量測序得到的土壤微生物的群落結構及組成和實驗測定土壤的幾種理化性質及轉化過程來了解土壤微生物的功能。

通過實驗測得土壤的堿解氮、有效磷、活性有機質、腐殖質理化性質，可以分析地區土壤微生物的功能多樣性，以此來探究全球范圍內土壤微生物乃至整個微生物的功能多樣性。

3.3研究環境的突然變化對土壤微生物菌群的影響

環境的突然改變會導致微生物群落的結構和功能發生變化。近幾年來隨著全球變暖，土壤微生物的群落結構可能發生了變化，地震、泥石流等自然災害也會對土壤微生物的群落構成產生影響。Zachary等以重水穩定同位素探測技術（H218O-SIP）鑒定與土壤增濕相關的細菌。先對土壤增濕前土壤微生物進行測定，得到土壤微生物各種組成，然后將土壤增濕后，對土壤中16S rRNA進行高通量測序，發現Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria和Gammaproteobacteria的相對比例升高，而Chloroflexi和Deltaproteobacteria的比例則降低。作者通過控制土壤濕度的動態變化，對微生物菌群的結構發生變化進行研究，劃分生態類群。除此之外，溫度的驟變也會對土壤微生物菌群產生巨大的影響。

4454高通量測序技術存在的問題及發

展前景到目前為止，大量的研究者應用454測序技術對多種環境樣品的微生物多樣性進行了深入研究，這些研究大大增長了人類對微生物的存在和種類的認識。針對不同的研究對象，454測序技術不僅為研究提供了大量數據，證實研究對象所含微生物具有較高的多樣性，而且還建立了一種研究復雜生態系統里的微生物多樣性方法。但由于該技術剛剛起步，所以存在一些待解決的問題。首先，隨著核酸序列數量上的跨越式累積，生物信息學分析將面臨巨大的挑戰。另外，海量數據的深入挖掘工作會發現用傳統生物學理論難以解釋的生命規律，對傳統理論的顛覆和新理論的提出與建立將成為不可避免的工作。

雖然存在許多不足，但454測序技術仍以其強大的測序能力滲透到生命科學研究的方方面面，包括那些此前無法用測序來解決的領域。在微生物領域，憑借著 454測序技術各方面的優勢，終究會成為未來研究環境基因組的主導測序技術，同時，隨著454技術的不斷完善，該技術將為微生物生態學研究注入新的動力，成為微生物生態學研究新的亮點，大大加速微生物生態學的發展，增長人類對微生物生態學的認識，為人類探索廣袤的微生物資源提供無限遐想。參考文獻：

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