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篇1

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；分子影像學(xué)；醫(yī)師；學(xué)習(xí)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）41-0186-02

分子生物學(xué)的誕生拓展了人們對于疾病的認(rèn)識，分子生物學(xué)的研究內(nèi)容涉及到生命的本質(zhì)，它的出現(xiàn)對生命科學(xué)有著巨大的沖擊，尤其是對醫(yī)學(xué)有著重要的影響[1，2]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)條件下，從分子水平認(rèn)識疾病并尋找對策已成為醫(yī)學(xué)發(fā)展的重要途徑之一。分子生物學(xué)的方法和技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于影像醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)和臨床研究中，與之交叉產(chǎn)生的新興學(xué)科――分子影像學(xué)，已然成為影像醫(yī)學(xué)的前沿與熱點[3，4]，學(xué)習(xí)和利用分子生物學(xué)的知識對于廣大醫(yī)生，特別是影像科醫(yī)生來說有重要的意義，有助于我們了解行業(yè)研究的前沿和熱點，提高科學(xué)研究和臨床診療水平。然而廣大醫(yī)生，特別是影像科醫(yī)師在實際工作中常常面臨知識缺乏或老化的問題，原來掌握的理論和技能在疾病診斷、發(fā)病機(jī)制的研究、療效的跟蹤和評估等方面越來越受到制約。因此，隨著分子影像學(xué)的出現(xiàn)和醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的交叉與發(fā)展，今后的影像臨床和科研中要求影像醫(yī)師能夠掌握與其工作相關(guān)的理論知識和技能，從而有效地為臨床工作及科學(xué)研究服務(wù)。

一、分子生物學(xué)在影像醫(yī)學(xué)發(fā)展中的意義

近20年來，分子生物學(xué)在理論和應(yīng)用上都取得了重要進(jìn)展，其理論與技術(shù)已滲透到生命科學(xué)的諸多領(lǐng)域，而影像醫(yī)學(xué)與其結(jié)合產(chǎn)生的新型學(xué)科――分子影像學(xué)更是走在影像醫(yī)學(xué)發(fā)展的最前沿。分子影像學(xué)的出現(xiàn)和發(fā)展將從根本上改變未來的醫(yī)學(xué)模式，引領(lǐng)整個醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展的方向[5]。與傳統(tǒng)的影像診斷學(xué)不同，分子影像學(xué)借助于分子探針應(yīng)用醫(yī)學(xué)影像成像設(shè)備非侵入性地對活體的生理病理過程進(jìn)行觀察，其優(yōu)點是在器官或組織結(jié)構(gòu)的形態(tài)變化之前，從分子水平進(jìn)行定量或定性的可視化觀察[6]。例如通過標(biāo)記腫瘤產(chǎn)生過程的關(guān)鍵分子然后進(jìn)行影像學(xué)檢查，既可以顯示出腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的解剖改變，也可以追蹤觀察疾病發(fā)生、發(fā)展過程中的病理生理變化，有助于疾病的早期明確診斷和發(fā)生機(jī)制等的研究。在藥物開發(fā)和作用機(jī)制研究中，通過標(biāo)記藥物本身或者其作用靶點可以直接顯示藥物在體內(nèi)的變化或靶點的改變，從而為藥物的篩選和作用機(jī)制的研究提供直觀的實驗依據(jù)。分子影像學(xué)技術(shù)不僅為生命科學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)研究提供了重要方法，而且也在臨床研究和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中發(fā)揮重要的作用[7]。在未來的個體化醫(yī)學(xué)模式中，分子成像技術(shù)可能會同時融合疾病的分子診斷和治療跟蹤系統(tǒng)，在早期診斷疾病的同時進(jìn)行治療并跟蹤其治療后的變化，從而實現(xiàn)疾病診療的一體化。

二、影像醫(yī)師學(xué)習(xí)分子生物學(xué)知識的必要性

分子影像學(xué)是分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)影像技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，分子影像學(xué)利用現(xiàn)有的一些醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，如核醫(yī)學(xué)、核磁共振和光學(xué)成像方法等，通過特異性的分子探針的設(shè)計和應(yīng)用，能夠?qū)θ梭w內(nèi)部的生理或病理過程中在分子水平上發(fā)生的變化進(jìn)行在體成像，安全無創(chuàng)，可重復(fù)行強(qiáng)，在疾病的診斷、治療以及療效評價、發(fā)病機(jī)制等的方面發(fā)揮著不可估量的作用。分子影像學(xué)是一門新的交叉學(xué)科，作為影像醫(yī)師要想掌握并應(yīng)用好，除了原有的影像學(xué)知識外，還要學(xué)習(xí)和掌握分子探針的制備原理和技術(shù)、信號通道及相關(guān)機(jī)制、腫瘤靶點的篩選和定位等相關(guān)知識和技術(shù)，而這些都屬于分子生物學(xué)的范疇。分子影像學(xué)使影像檢查從原來單純觀察解剖結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向功能性分析，從主觀診斷轉(zhuǎn)向客觀的定量分析，因此影像醫(yī)生必然要整合分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)或合成化學(xué)等方面的知識，在研發(fā)分子探針、篩選基因靶點等方面不斷努力，借助于先進(jìn)的影像學(xué)成像手段早期、直觀的顯示疾病的發(fā)生發(fā)展、治療效果及轉(zhuǎn)歸等，實現(xiàn)分子影像學(xué)的長遠(yuǎn)發(fā)展。而且隨著相關(guān)技術(shù)的興起，分子影像學(xué)越來越注重對個體化表型差異的分析，這也為實現(xiàn)個性化醫(yī)療，即精準(zhǔn)醫(yī)療，提供了重要的條件。未來，分子影像學(xué)將推進(jìn)個體化治療的發(fā)展進(jìn)程，例如許多腫瘤的診斷靶點，也可作為治療靶點，通過篩選關(guān)鍵靶點，定制對應(yīng)的特異性分子探針，應(yīng)用分子影像的個體化分析為病人“量身定做”最佳治療方案，并能予以跟蹤、評價，從而實現(xiàn)診斷治療的一體化。總之，掌握分子生物學(xué)知識對提高影像科醫(yī)師綜合診療水平具有極大的指導(dǎo)意義。目前我國普通高等醫(yī)學(xué)院校都已開設(shè)了分子生物學(xué)課程及其相關(guān)的實驗教學(xué)，也有相應(yīng)的規(guī)劃教材和實驗教材，因此畢業(yè)于醫(yī)學(xué)院的影像醫(yī)師大多具備了一定的醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)知識基礎(chǔ)，但分子生物學(xué)的理論和技術(shù)不斷地更新，這就迫使影像醫(yī)師仍需要不斷地學(xué)習(xí)，以便了解分子生物學(xué)的最新進(jìn)展。而對于沒有學(xué)校學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的高年資醫(yī)師而言，分子生物學(xué)是個嶄新的領(lǐng)域，需在重新學(xué)習(xí)[8]。

三、影像醫(yī)師加強(qiáng)分子生物學(xué)知識學(xué)習(xí)的途徑

影像醫(yī)師應(yīng)認(rèn)識到加強(qiáng)分子生物學(xué)知識學(xué)習(xí)的重要性，并積極主動地加強(qiáng)分子生物學(xué)知識的學(xué)習(xí)。除了醫(yī)院、學(xué)科或科室有組織的進(jìn)行學(xué)習(xí)外，更重要的方法還是自主學(xué)習(xí)，通過有效地繼續(xù)教育獲取必要的理論及技能。在繼續(xù)教育的過程中，影像醫(yī)師應(yīng)根據(jù)自身的需要選擇學(xué)習(xí)的深度和廣度。如實際工作中需要對疾病的發(fā)病機(jī)制、藥物作用機(jī)制、療效評估等研究較多，還必須全面地學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的最新理論和相關(guān)技術(shù)，才能更好服務(wù)于實際工作中。影像醫(yī)師獲取分子生物學(xué)知識的途徑有很多：

1.全面系統(tǒng)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識。影像醫(yī)師應(yīng)根據(jù)自身的基礎(chǔ)選擇相應(yīng)的教科書或參考資料，可以優(yōu)先選擇國家規(guī)劃教材，以便由淺入深的掌握分子生物學(xué)的理論，明晰各種常用名詞、術(shù)語，了解分子生物學(xué)涉及的研究領(lǐng)域。近年來大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)公開課程建設(shè)日趨完善，還可以通過慕課等進(jìn)行在線的視聽學(xué)習(xí)[9]，有助于知識的理解與掌握。在有一定基礎(chǔ)的前提下，再通過專業(yè)雜志和文獻(xiàn)，了解最新的進(jìn)展和研究動態(tài)。

2.明確方向，學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)技術(shù)。分子影像學(xué)的研究涉及到多個學(xué)科的知識，因此在學(xué)習(xí)中，影像醫(yī)師應(yīng)明確自身的研究方向，有針對性的學(xué)習(xí)。應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)操作簡單、便捷，易于被廣大醫(yī)生接受，而且其內(nèi)容全面、檢索便捷等優(yōu)勢也已在醫(yī)學(xué)繼續(xù)教育中發(fā)揮著不可替代的重要作用?？梢酝ㄟ^維普、知網(wǎng)、同方等專業(yè)網(wǎng)站，有針對性的篩選文獻(xiàn)和資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。另外和可以進(jìn)入到分子生物學(xué)的網(wǎng)站、論壇等進(jìn)行瀏覽、搜索等，既能緊跟前沿動態(tài)，還可以與他人互動交流、進(jìn)行討論。

3.注重學(xué)術(shù)交流與合作研究。參加專題學(xué)術(shù)講座或會議，尤其是國家級或國際性學(xué)術(shù)交流活動是十分必要的。通過學(xué)術(shù)交流，可以較快的了解分子生物學(xué)在影像醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用和最新動態(tài)，而且在交流過程中，可以與同行及專家進(jìn)行直接的溝通，交流并獲得必要的指導(dǎo)和幫助[10]。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，單單依靠影像科醫(yī)師無法發(fā)展分子影像學(xué)，唯有與分子生物學(xué)等交叉學(xué)科的專家精誠合作，才能更好的推動分子影像學(xué)的發(fā)展和臨床應(yīng)用。哈佛大學(xué)分子影像中心Weissleder教授曾指出影像醫(yī)師應(yīng)該切實肩負(fù)起開展分子影像研究工作的任務(wù)，要與基礎(chǔ)學(xué)科相互溝通，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，協(xié)同合作。因此加強(qiáng)合作與交流能夠更好地解決分子影像學(xué)發(fā)展中所涉及的問題，有效的促進(jìn)影像醫(yī)師分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)和研究。

總之，分子生物學(xué)是目前公認(rèn)的最具活力的醫(yī)學(xué)帶頭學(xué)科。分子影像學(xué)的出現(xiàn)是分子生物學(xué)的理論和技術(shù)推動影像醫(yī)學(xué)發(fā)展的直接表現(xiàn)。作為新時代的影像醫(yī)師，必須重視分子影像學(xué)的研究，學(xué)習(xí)和應(yīng)用好與之相關(guān)的分子生物學(xué)等基礎(chǔ)知識和技術(shù)，才能適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要，更好的服務(wù)于科研與臨床醫(yī)療工作。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

摘要：簡要介紹生物工程專業(yè)分子生物學(xué)學(xué)科特點及學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的困惑，對分子生物學(xué)教學(xué)改革進(jìn)行了探討，并取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；生物工程；教學(xué)改革

生物工程專業(yè)是以生物學(xué)基本原理為理論基礎(chǔ),以工程學(xué)的方法研究并解決生物技術(shù)和生命科學(xué)中的技術(shù)問題。從人才培養(yǎng)的行業(yè)要求看,作為生物工程專業(yè)的應(yīng)用型人才,在知識的儲備方面,應(yīng)具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識、寬廣的人文社會知識、較強(qiáng)的實踐管理知識以及相關(guān)的其它知識；在實際能力培養(yǎng)方面,應(yīng)該具備較強(qiáng)的社會生存適應(yīng)能力、知識更新能力、工程管理實踐能力、創(chuàng)新能力；在素質(zhì)要求方面,應(yīng)具有良好的思想道德素質(zhì)、科學(xué)文化素質(zhì)和身體素質(zhì)[1]。分子生物學(xué)是前沿性很強(qiáng)的一門基礎(chǔ)課,目前,分子生物學(xué)已經(jīng)深入到生物學(xué)科的各個領(lǐng)域,我們應(yīng)當(dāng)適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的實際情況,開拓思路,與時俱進(jìn),使分子生物學(xué)課程教學(xué)為實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型生物工程專業(yè)人才目標(biāo)服務(wù)。

一、分子生物學(xué)課程教學(xué)改革的必要性

（一）分子生物學(xué)課程的重要性。

分子生物學(xué)是生物工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是現(xiàn)代生物學(xué)綜合發(fā)展的最高水平?，F(xiàn)代分子生物學(xué)以躍入學(xué)科高速發(fā)展期，以滲透到生物的各個學(xué)科并作為深入研究的工具和平臺。由于分子生物學(xué)是在分子水平上對生物進(jìn)行探究和改造，其研究成果能夠從生物的本質(zhì)上認(rèn)識和利用生物，因此，分子生物學(xué)對生物工程本科是非常重要的課程。

（二）分子生物學(xué)在生物工程專業(yè)本科學(xué)生未來發(fā)展中的作用。

分子生物學(xué)對進(jìn)一步深造的學(xué)生奠定了專業(yè)基礎(chǔ)，對生物工程本科就業(yè)的學(xué)生來說也有重要的作用。就業(yè)在與分子生物學(xué)間接有關(guān)崗位上的學(xué)生，可能在其某些環(huán)節(jié)上與該學(xué)科有關(guān)；對在分子生物學(xué)直接有關(guān)崗位上就業(yè)的學(xué)生，作用當(dāng)然會更大,其就業(yè)情況詳見調(diào)查表。

（三）分子生物學(xué)課程教學(xué)改革的必要性。

分子生物學(xué)內(nèi)容繁雜、發(fā)展迅猛。針對學(xué)生在該課程學(xué)習(xí)中反映的理解困難,為了幫助學(xué)生掌握分子生物學(xué)基礎(chǔ)理論知識和提高實驗技能，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,亟需對目前的分子生物學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革。

二、教學(xué)改革的實施方法與效果

（一）選擇好教材, 重視知識更新。

教材是學(xué)生獲取知識的首要途徑。對于首次接觸分子生物學(xué)的學(xué)生來說，選擇一本合適的教材，既可以使學(xué)生克服畏難情緒，也有助于學(xué)生理解抽象概念與規(guī)律，建立起對該門課程的興趣和信心，順利地邁進(jìn)分子生物學(xué)的大門。首先，我校生物工程專業(yè)分子生物學(xué)課程安排在第三學(xué)年第一學(xué)期，學(xué)生雖然已經(jīng)學(xué)過了生物化學(xué)和遺傳學(xué)，分子生物學(xué)的大部分概念、內(nèi)容對學(xué)生而言仍是晦澀難懂，導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒。其次，由于分子生物學(xué)發(fā)展日新月異, 新知識新技術(shù)不斷涌現(xiàn), 新版教材不斷推出，給教材的選擇帶來了一定的困難。只要我們能夠把握該課程的基本脈絡(luò)并對更新的知識作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，就能又快又好地掌握該門課程。我們積極收集最新的教材和資料,不斷更新教學(xué)內(nèi)容。通過比對各種教材內(nèi)容、體系設(shè)計和風(fēng)格特點, 我們選用了朱玉賢等主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》，該教材綜合了生命科學(xué)在分子水平上所取得的研究成果、基本規(guī)律、原理與技術(shù)，全面完整地反映了分子生物學(xué)各領(lǐng)域的最新進(jìn)展[2]，符合生物工程本科教學(xué)的要求。

（二）制定科學(xué)合理的教學(xué)方案。

目前分子生物學(xué)理論課中,有三個比較突出的問題：一是課時少內(nèi)容多；二是內(nèi)容較抽象；三是教學(xué)內(nèi)容與很多學(xué)科相互聯(lián)系、相互滲透。為了使本學(xué)科與其它課程的知識緊密銜接而又避免重復(fù), 合理取舍教學(xué)內(nèi)容, 制定切實可行的教學(xué)方案, 教學(xué)內(nèi)容選擇時把握三個原則：第一，側(cè)重學(xué)科的基本理論和基本技能；第二，注意一些趣味性的動畫和模具等的使用；第三，注意和相關(guān)科目教師的教學(xué)交流，淡化與其它學(xué)科重復(fù)的內(nèi)容。對于學(xué)過的知識只做簡單的復(fù)習(xí), 而在此基礎(chǔ)上將知識向縱深、向高層次擴(kuò)展。

（三）把握學(xué)科特點, 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

實踐證明, 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力、提高教學(xué)效率的必要措施之一。在教學(xué)中合理地穿插具有趣味性、新穎性、啟發(fā)性和熱點問題的知識。例如在學(xué)習(xí)逆轉(zhuǎn)錄時，我們可以穿插講解AIDS病毒的復(fù)制轉(zhuǎn)錄機(jī)制，這樣通過理論和實踐結(jié)合，不僅可以加深學(xué)生對該知識點的理解和記憶，而且學(xué)生聽后興趣盎然，視野開拓，將有利于激發(fā)學(xué)生的求知欲和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。

（四）改進(jìn)教學(xué)方法與手段。

分子生物學(xué)是一個抽象繁雜的知識體系，傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法很難使學(xué)生深入理解和掌握，因此迫切需要改進(jìn)教學(xué)方法和豐富教學(xué)手段。

1.采用現(xiàn)代化多媒體手段。多媒體教學(xué)利用動畫展示事物發(fā)展的動態(tài)或推理的全過程，將抽象的理論的東西形象化具體化，能給學(xué)生創(chuàng)造更生動的實際情境，更多樣地體驗理論的實用性，并充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能，能夠有效的克服傳統(tǒng)教學(xué)方式的缺陷。對于分子生物學(xué)這類信息量大圖文并茂的課程來說，采用多媒體教學(xué)特別適合，可使學(xué)生產(chǎn)生新鮮感，激起學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)效果。

2.強(qiáng)化教學(xué)互動。在教學(xué)中，要加強(qiáng)教與學(xué)的互動，使學(xué)生融入到課堂教學(xué)中，最大限度地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。老師詳細(xì)說明各章節(jié)的重點和難點，鼓勵學(xué)生結(jié)合教材主動進(jìn)行學(xué)習(xí)，帶著問題進(jìn)入課堂，同時在講課時，有意識地穿插一些具有趣味性和啟發(fā)性的熱點問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)生探索知識的興趣，將抽象的分子生物學(xué)知識理解透徹，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

3.培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力。根據(jù)教師自身的研究項目充實課堂教學(xué)內(nèi)容，把相關(guān)的知識融入到教學(xué)中，從項目的立題依據(jù)、研究方法、科研成果等方面進(jìn)行闡述，使學(xué)生領(lǐng)悟分子生物學(xué)的研究思路和意義，開拓學(xué)生的思維，激發(fā)求知欲，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣，提高學(xué)生的基本科研素質(zhì)。

（五）重視分子生物學(xué)實驗,培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力

分子生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程。因此，在分子生物學(xué)教學(xué)中開設(shè)實驗課是十分必要的。分子生物學(xué)技術(shù)內(nèi)容豐富，學(xué)生通過動手操作，不僅可以增加對所學(xué)理論知識的感性認(rèn)識，而且可以把所學(xué)理論運(yùn)用到實踐中解決實際問題。因此，開設(shè)分子生物學(xué)實驗是加深學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和獨立工作能力以及創(chuàng)造能力的良好途徑。

實驗課作為理論知識的“現(xiàn)實版”,也是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和科研能力的實踐課。在實驗課教學(xué)工作中,應(yīng)加強(qiáng)所選實驗內(nèi)容的針對性、完整性和先進(jìn)性。在實驗過程中,應(yīng)注意對學(xué)生分析解決問題能力、實驗設(shè)計能力以及思維能力的培養(yǎng)和鍛煉[3]。

（六）利用網(wǎng)絡(luò)資源,提高學(xué)生獲取知識的能力

互聯(lián)網(wǎng)上的信息資料和研究成果可以共享,掌握互聯(lián)網(wǎng)資源的查詢和利用是了解學(xué)科發(fā)展動態(tài)和獲得已有研究成果的有效途徑。

三、總結(jié)與展望

通過我們的教學(xué)改革，生物工程專業(yè)分子生物學(xué)教學(xué)效果得到明顯改善，學(xué)生的出勤率增加，課堂氣氛活躍，自主學(xué)習(xí)能力、思考能力和分析解決問題能力均明顯提高。為了進(jìn)一步提高生物工程專業(yè)大學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力，尚需在以下三個方面加強(qiáng)改革：第一，鼓勵學(xué)生參加教師的科研項目，使教學(xué)和科研相互促進(jìn)，在科研中提高綜合素質(zhì)；第二，進(jìn)一步提高任課教師的教學(xué)水平，大力發(fā)展計算機(jī)輔助教學(xué)，以更加靈活多樣的方式完成教學(xué)；第三，結(jié)合分子生物學(xué)學(xué)科特點和學(xué)生學(xué)習(xí)時的困惑，應(yīng)寓教于樂，夯實基礎(chǔ)，開拓視野，培養(yǎng)喜歡學(xué)科、熱愛專業(yè)、認(rèn)真學(xué)習(xí)和綜合素質(zhì)高的生物工程專業(yè)本科應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉迎春,熊志卿.應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)定位及其知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究[J].中國大學(xué)教學(xué),2004(10):56-57.

[2朱玉賢，李毅，鄭曉峰等.現(xiàn)代分子生物學(xué)第三版［M］北京: 高等教育出版社，2007

篇3

文章指出研究生分子生物學(xué)實驗中存在的問題，提出從注重各個實驗內(nèi)容之間的銜接與關(guān)聯(lián)、根據(jù)學(xué)生實驗技能設(shè)置相關(guān)實驗內(nèi)容、充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源等幾個方面的教學(xué)改革措施，以期增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和興趣，提高學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：

研究生；分子生物學(xué)；實驗技能；教學(xué)改革

分子生物學(xué)是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能，并從分子水平上闡述蛋白質(zhì)與核酸、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間相互作用的關(guān)系及其基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制的一門學(xué)科[1]。該學(xué)科前沿性強(qiáng)、發(fā)展迅速、對生命科學(xué)領(lǐng)域各分支學(xué)科具有廣泛和深入影響，是學(xué)習(xí)和學(xué)好專業(yè)課程的必要前提。針對生命科學(xué)專業(yè)學(xué)生而言，分子生物學(xué)是一門重要的（專業(yè)）基礎(chǔ)課程，是普通生物學(xué)、生物化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等課程的后續(xù)課程，同時為基因工程、微生物工程、細(xì)胞工程等課程的后續(xù)實踐環(huán)節(jié)奠定了理論基礎(chǔ)[2]。分子生物學(xué)作為新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)、生物技術(shù)、種子科學(xué)與工程等本科專業(yè)普遍開設(shè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，在學(xué)生由基礎(chǔ)課轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)課的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。同時對分子生物學(xué)基本原理和基本實驗技術(shù)的掌握是本校生物學(xué)、作物學(xué)、草學(xué)、林學(xué)、食品科學(xué)與工程等學(xué)科研究生站在新的高度和視野揭示生命奧妙的共同需求。雖然本校生命科學(xué)類和食品科學(xué)與工程等學(xué)科研究生都在上這門課程，但是由于研究生是來自于全國各地的各個大學(xué)，每個大學(xué)對相關(guān)專業(yè)所設(shè)置的專業(yè)課程也不一樣，加上一些轉(zhuǎn)專業(yè)的學(xué)生，所以加大了我們開設(shè)分子生物學(xué)實驗課的難度。

一、研究生開展分子生物學(xué)實驗存在的問題

（一）資金投入有限和實驗耗資較大相互矛盾由于分子生物學(xué)是20世紀(jì)中期才興起的一門新興學(xué)科，研究對象主要是圍繞著核酸和蛋白質(zhì)這兩大分子，因此實驗室開展相關(guān)的實驗對儀器和實驗條件都要求很高，相應(yīng)實驗的試劑和耗材也比較貴，尤其是實驗耗材不能重復(fù)利用，這大大增加了實驗成本[3]。研究生分子生物學(xué)實驗課要體現(xiàn)出與本科教學(xué)的區(qū)別和高層次的特點，但經(jīng)費(fèi)的限制確實使實驗可選擇的余地不多，而且分子生物學(xué)技術(shù)每年都在持續(xù)發(fā)展，新的技術(shù)和研究手段層出不窮，使研究水平不斷向廣度和深度發(fā)展，但耗材和試劑也在成倍上漲，要使實驗項目與學(xué)科發(fā)展相適應(yīng)，就要不斷增加的實驗經(jīng)費(fèi)預(yù)算，這筆增加的預(yù)算如何合理的解決，是影響分子生物學(xué)實驗教學(xué)改革的矛盾之一[4]。

（二）實驗內(nèi)容設(shè)置和專業(yè)及學(xué)科特點相矛盾分子生物學(xué)是橫跨我校生物學(xué)、作物學(xué)、草學(xué)、林學(xué)、食品科學(xué)與工程等學(xué)科研究生的一門專業(yè)課程。因此開設(shè)分子生物學(xué)實驗課程，必須與這些相關(guān)學(xué)科緊密滲透，只有因材施教地開展實驗教學(xué)，才能更好地理論聯(lián)系實際。雖然分子生物學(xué)設(shè)計的實驗內(nèi)容很多，但是目前以我校的實驗條件和經(jīng)費(fèi)條件，對分子生物學(xué)實驗操作環(huán)節(jié)，主要是圍繞以現(xiàn)代生物技術(shù)的核心“基因工程技術(shù)”為主要內(nèi)容開展實驗課對理論知識驗證，主要以大腸桿菌為研究對象進(jìn)行、基因的克隆和轉(zhuǎn)化，載體構(gòu)建，基因的表達(dá)和檢測實驗，中間貫穿講解以中心法則為理論主線的各個理論知識點[5]。這些基本實驗內(nèi)容是我校生物學(xué)、作物學(xué)、草學(xué)、林學(xué)、動醫(yī)和動科等學(xué)科本科生生物技術(shù)引論與實踐課程的教學(xué)內(nèi)容，對研究生的實驗教學(xué)而言，顯然開展所有的實驗內(nèi)容無論是時間還是實驗經(jīng)費(fèi)上都是不可能完成的。新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究生主流群體是我校本科生，由于他們本科階段已經(jīng)做過相關(guān)實驗了，所以再開展相關(guān)的實驗內(nèi)容，恐難激發(fā)他們的興趣。而對于校外考入農(nóng)大的研究生來說，他們可能對分子生物學(xué)這些基本的實驗內(nèi)容是完全陌生的，因此需要針對不同學(xué)科背景的研究生設(shè)置不同的實驗內(nèi)容[6]。

二、分子生物學(xué)實驗教學(xué)的改革

為了克服上述實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題，我們應(yīng)加深對分子生物學(xué)實驗改革措施的探索，努力營造有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的實驗環(huán)境，作者認(rèn)為應(yīng)該從以下幾方面進(jìn)行著手，以此加快創(chuàng)新人才培養(yǎng)的步伐。

（一）注重各個實驗內(nèi)容之間的銜接與關(guān)聯(lián)由于研究生實驗學(xué)時的限制，要開展一個完整的分子生物學(xué)實驗具有一定的難度，結(jié)合實際情況，我們建立分子生物學(xué)實驗體系時，盡量做到充分利用教學(xué)學(xué)時，集中在一起利用，開展一個具有關(guān)聯(lián)度和銜接性的實驗，而不是一個個獨立的實驗內(nèi)容，這樣有利于學(xué)生系統(tǒng)科學(xué)思維的培養(yǎng)。比如我們制定的兩個實驗方案，一個是基因表達(dá)，模擬植物干旱脅迫下基因的表達(dá)情況，這中間涉及到植物總RNA的提取，反轉(zhuǎn)錄，RT-PCR，內(nèi)參基因的調(diào)平，目的基因的表達(dá)，這部分實驗內(nèi)容對應(yīng)我們理論教學(xué)中真核生物基因表達(dá)的理論知識，這樣通過實際應(yīng)用加深對理論知識的理解，同時又能做到學(xué)習(xí)致用，讓學(xué)生覺得所學(xué)的分子生物學(xué)知識是有用的，而不是一些晦澀難懂的語言；另一個是圍繞基因亞克隆，涉及的實驗內(nèi)容包括、植物DNA的提取、以DNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增目的基因、回收目的片段、連接T載體、轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞、提取質(zhì)粒酶切鑒定。這兩個實驗每個內(nèi)容之間都是彼此承接和關(guān)聯(lián)的，這就要求學(xué)生在做實驗時每個實驗都要認(rèn)真完成，否則會影響下一個實驗的進(jìn)行，這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生做事的認(rèn)真性和耐心，培養(yǎng)日后科研的系統(tǒng)性和邏輯性。

（二）根據(jù)學(xué)生實驗技能設(shè)置相關(guān)實驗內(nèi)容把握專業(yè)特點，根據(jù)我校生物學(xué)、作物學(xué)、草學(xué)、林學(xué)、食品科學(xué)與工程等學(xué)科專業(yè)特點，在開展實驗時，我們既注重分子生物學(xué)常規(guī)實驗內(nèi)容的選取，又要結(jié)合農(nóng)大研究生的學(xué)科背景和自身教育背景選擇更能體現(xiàn)和反應(yīng)專業(yè)特點的實驗內(nèi)容。學(xué)生根據(jù)自己實驗技能，在兩個實驗中進(jìn)行選擇，例如，我校本科生考入研究生們考慮選擇開展實驗主要是圍繞基因表達(dá)進(jìn)行，這樣避免了和本科階段的基因克隆實驗重復(fù)，而校外學(xué)生考入農(nóng)大研究生同時又沒有一點專業(yè)相關(guān)知識的學(xué)生，選擇進(jìn)行基因克隆為主線的相關(guān)實驗。學(xué)生對這些分子生物學(xué)實驗最常用實驗技術(shù)的掌握，使其具備未來科研工作需求所必須具備的基本素養(yǎng)。

（三）充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源受制于實驗儀器和相關(guān)試劑耗材等實驗條件和上課人數(shù)多因素的影響，因此無法滿足每個學(xué)生都能操作實驗的要求，這樣就達(dá)不到預(yù)期的實驗效果。為此，我們建立了分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程中心，這其中包含教學(xué)課件，每個實驗的教學(xué)視頻，這樣即使上課期間沒能操作實驗觀看進(jìn)行學(xué)習(xí)，形象直觀地掌握該實驗的操作過程，避免浪費(fèi)時間，達(dá)到在有限的時間內(nèi)完成實驗任務(wù)的要求，增強(qiáng)他們科研的成就感，更有效地開展科研工作。

三、結(jié)束語

分子生物學(xué)實驗課是我校生命科學(xué)領(lǐng)域一門十分重要的實驗課程，如何在學(xué)時減少和學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊的情況下，完成教學(xué)任務(wù)，對我們老師來說是一個考驗，希望我們提出的實驗教學(xué)改革對我校生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)分子生物學(xué)的實驗教學(xué)產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)

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篇4

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實技術(shù)；分子；生物學(xué)；實驗教學(xué)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的產(chǎn)生為生活帶來了無數(shù)便捷，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中是以人為主體，人類從中獲得從未有過的體驗。該研究所說的虛擬的分子生物學(xué)實驗是通過計算機(jī)軟件開發(fā)以及網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)相結(jié)合形成的系統(tǒng)軟件。它應(yīng)用了Flash編寫課件，匯集了圖片、視頻、音頻、動畫，創(chuàng)造了一個虛擬中的實驗室。通過操作計算機(jī)就能夠進(jìn)行生物實驗。具有多重特點。虛擬現(xiàn)實技術(shù)這種新型的仿真技術(shù)與分子生物學(xué)的教學(xué)實驗相互結(jié)合，完善了老師教授實驗教學(xué)模式，彌補(bǔ)了生物教學(xué)實驗中產(chǎn)生的不足之處，把虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點發(fā)揮出最好的效果。為學(xué)生教學(xué)提供了更多的途徑。目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已應(yīng)用在分子生物實驗教學(xué)之中，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生獨立思考的能力以及創(chuàng)造力，取得了不錯的成果。針對這一技術(shù)，該研究作出了深刻具體的分析，現(xiàn)報道如下。

1虛擬現(xiàn)實技術(shù)

1.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的含義

所謂虛擬現(xiàn)實技術(shù)，是指人類利用計算機(jī)根據(jù)真實的環(huán)境設(shè)計并構(gòu)造的模擬世界的一項技術(shù)。它是一種多種信息組合交集成為三維立體視圖以及有真實能動性的仿真系統(tǒng)。它幾乎和真實世界一模一樣，人們仿佛置身其中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）[1]是開啟這一類技術(shù)大門的鑰匙，是仿真技術(shù)的指路標(biāo)，是多種多媒體技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的組合。虛擬現(xiàn)實技術(shù)走在多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最前端，是值得更多的網(wǎng)絡(luò)人深入研究的課題。虛擬現(xiàn)實技術(shù)包含有：模擬環(huán)境、行為能力、感覺、感應(yīng)設(shè)備。所謂模擬環(huán)境，它是電腦設(shè)計出來的具有3D真實效果的場景。行為能力是說場景中的人物有自己的行為能力，和現(xiàn)實中的人物是一樣的，身體的各部位都可以活動，電腦進(jìn)行操控他們的行為能力。當(dāng)電腦發(fā)出某個指令時，他們會根據(jù)指令做出相應(yīng)的反應(yīng)，我們就可以看到他們的動作。感覺，眾所周知，是場景中的人物擁有五官的感受，比如，嗅覺、味覺、聽覺等等。感應(yīng)設(shè)備是指使三維立體視圖交匯在一起的設(shè)備。

1.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點

作為新發(fā)展起來的仿真技術(shù)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)有很多特點，如下所示。①與現(xiàn)實交集。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以說是一個仿真世界，它擁有著真實世界所擁有的一些事物，包括人類在內(nèi)。仿真世界里的人物和我們一樣有著感官以及能動性，唯一不同的是，它們需要我們用計算機(jī)來操作它們的行為[2]。②很安全。安全是說可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行場景模擬演練，比如，演練各種火災(zāi)場景、各種地震場景等等。這樣有助于在現(xiàn)實生活中遇到這些情況時能夠冷靜處理，及時躲避，能夠自救以及救助別人，確保我們?nèi)祟惖娜松戆踩＂鄹杏X置身其中。當(dāng)我們操作電腦時，就會覺得仿真世界里面的人物就是自己，仿佛置身其中，體驗不同的世界。仿真世界的真實程度會讓你覺得和現(xiàn)實沒有任何區(qū)別。④擁有感知能力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)其中包含有感覺，這是說里面人物的感覺，他們有聽覺，味覺，嗅覺，以及它們還有運(yùn)動能力。⑤有針對的處理問題。在虛擬演練中，我們可以根據(jù)自身的弱點進(jìn)行有針對性的練習(xí)，比如，當(dāng)自己無法處理火災(zāi)事故時，我們可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行演練，提高自己的應(yīng)對能力。

2分子生物學(xué)

2.1分子生物學(xué)概念

分子生物學(xué)是指以分子為單位來探究生命活動規(guī)律的一門科學(xué)。分子生物學(xué)主要是研究蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-核酸這一類分子的構(gòu)造以及合成[3]。探究其生命活動主要包括了人類的癌癥的病變，植物的光合作用生命活動中神經(jīng)的原理等等。分子生物學(xué)是需要通過不斷試驗，不斷用實踐證明理論的學(xué)科。它也是一門開放性學(xué)科，要求學(xué)生通過動手設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析探究實驗，最后得出結(jié)論。所以又說分子生物學(xué)的實踐性很強(qiáng)。

2.2研究分子生物學(xué)的意義

所有生命現(xiàn)象的活動都是有規(guī)律的。就像生物都是由蛋白質(zhì)還有核酸組成的。分子生物學(xué)的研究為人類帶來了了解生命活動規(guī)律的機(jī)會，人們可以進(jìn)一步改變生物構(gòu)造作進(jìn)一步的研究，為人類造福。

2.3相關(guān)應(yīng)用

①克隆技術(shù)。分子生物學(xué)作為一門新興邊緣的學(xué)科，它的研究成果能夠為人類造福。雖然目前我們?nèi)蕴幵诳寺〖夹g(shù)的最初級階段，隨著科學(xué)家不斷探究以及實驗，未來定會看到克隆技術(shù)所帶給我們的福音。②DNA鑒定。隨著分子生物技術(shù)的不斷深入探索，科學(xué)家對基因的研究也有了很大的成果。DNA鑒定也為偵破案件提供了重要的證據(jù)。同時親子鑒定也可以通過DNA檢測獲得幫助。③轉(zhuǎn)基因。轉(zhuǎn)基因（GMF）[4]是通過轉(zhuǎn)換物種之間的基因而得到的另一個物種。轉(zhuǎn)基因食品擁有了其它食品所沒有的能力，例如，轉(zhuǎn)基因食品防蟲蛀，延長了保質(zhì)期，而且是大批量生產(chǎn)，使生產(chǎn)成本減到最低，轉(zhuǎn)基因食品不分季節(jié)，可以隨時供應(yīng)，滿足人類的需要。但由于轉(zhuǎn)基因食品的好壞尚不明確，還有待進(jìn)一步研究實驗。

3虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學(xué)中的特點

虛擬實驗是虛擬現(xiàn)實技術(shù)與生物教學(xué)實驗相結(jié)合的產(chǎn)物，是利用操作計算機(jī)讓學(xué)生體驗?zāi)M的生物實驗，實質(zhì)上他就是計算機(jī)利用Flash技術(shù)開發(fā)的軟件系統(tǒng)，為學(xué)生提供環(huán)境、設(shè)備，就像在真實的實驗室一樣。正是如此，虛擬實驗有著真實實驗室不可比擬的特點：①共同的系統(tǒng)。眾所周知，計算機(jī)系統(tǒng)中的資源都是可以通過網(wǎng)絡(luò)共享的。也就是說，人人都可以看到、用到。而虛擬實驗證正是有這一特點，它可以通過計算機(jī)目錄檢索，學(xué)生所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)、文件、電子圖書，甚至是以前操作的實驗都能找到。學(xué)生通過共享資源，節(jié)省了時間，提高了學(xué)習(xí)效率。②交流信息。資源可以在計算機(jī)上共享，同樣的，在虛擬的實驗環(huán)境中，學(xué)生可以盡情的交流，交換意見。③學(xué)生自由操作。虛擬實驗是由計算機(jī)操作完成，學(xué)生通過操作計算機(jī)完成實驗成果。所以學(xué)生擁有操作的權(quán)利，可以對虛擬儀器的使用進(jìn)行操作。還可以隨時上傳相關(guān)數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)等等。④軟件升級。隨著社會發(fā)展迅速，信息步伐加快。虛擬實驗也需要更新?lián)Q代，軟件需要升級。各種環(huán)境都需要被改變。我們也要跟上時代的腳步，隨時準(zhǔn)備虛擬實驗進(jìn)行擴(kuò)充。⑤設(shè)備先進(jìn)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是新興的一種技術(shù)，所以在設(shè)備上都是采用最先進(jìn)的。當(dāng)然，虛擬實驗的儀器也是最好的。

4虛擬現(xiàn)實技術(shù)在分子生物學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

經(jīng)過多次總結(jié)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在分子生物學(xué)實驗教學(xué)中有以下幾個問題。

4.1兩者發(fā)展不健全

在分子生物學(xué)的實驗教學(xué)中，分子生物學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容一直都很盲目注重實驗的結(jié)果，對于實驗的設(shè)計方面設(shè)想的偏少。教學(xué)中更注重實驗，而忽略了學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)。學(xué)生沒有設(shè)計過程，就不會了解整個實驗的設(shè)計思路，及時得到了實驗結(jié)論，也只是匆匆記住結(jié)果而已。老師的這種教學(xué)模式，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生的能力發(fā)展。學(xué)生并沒有從教學(xué)中學(xué)到任何技能。學(xué)生應(yīng)該全面掌握實驗教學(xué)過程，從設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析探究實驗，最后得出結(jié)論。這樣才能與現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行銜接。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)也是目前新興的仿真技術(shù)，還需要不斷的完善。對于生物實驗教學(xué)這一模塊沒有進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，使用起來會很困難。在使用計算機(jī)操作虛擬現(xiàn)實技術(shù)上，老師和學(xué)生應(yīng)提高使用計算機(jī)的能力。

4.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在分子生物學(xué)實驗教學(xué)軟件設(shè)計和上機(jī)操作問題

在設(shè)計軟件時，設(shè)計者要和相關(guān)實驗人員進(jìn)行溝通，使設(shè)計出來的軟件能夠方便使用。讓老師能夠教會學(xué)生應(yīng)用軟件，同時能夠讓學(xué)生操作實驗并得出相應(yīng)的實驗結(jié)論。老師與學(xué)生共同學(xué)習(xí)，不僅有生物實驗，還有計算機(jī)軟件操作的問題。

4.3現(xiàn)實與虛擬的空間問題

使用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)，學(xué)生就進(jìn)入到了另一個世界，在其中體驗生物實驗教學(xué)。兩者的感受是截然不同的，學(xué)生不能沉浸在虛擬的世界中而忘記了教學(xué)的重點[5]。

5虛擬現(xiàn)實技術(shù)在分子生物學(xué)實驗教學(xué)中應(yīng)用的對策

5.1加強(qiáng)對計算機(jī)軟件的學(xué)習(xí)

首先，學(xué)生要進(jìn)行計算機(jī)培訓(xùn)，以保證學(xué)生都能夠達(dá)到操作計算機(jī)的能力。其次，統(tǒng)一由軟件人員進(jìn)行虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)的生物實驗的軟件的培訓(xùn)課程。教會學(xué)生操作軟件，并能靈活掌握。以便學(xué)生能順利操作實驗，并得出正確結(jié)論。

5.2完善分子生物教學(xué)實驗的教學(xué)

進(jìn)行生物實驗教學(xué)是學(xué)生教育中必行之路，而且教學(xué)目標(biāo)中明確提出要求學(xué)生自主完成實驗的設(shè)計與操作。有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，提高學(xué)生的專業(yè)知識水平。

5.3加強(qiáng)兩者合作交流

軟件設(shè)計者與生物實驗人員要多溝通，使兩者的結(jié)合得到更好地發(fā)展。同時也促進(jìn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用在教育中有更好的發(fā)展前景。

5.4課前對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo)

要讓學(xué)生充分了解軟件操作的目的是為了更好地、更加逼真地進(jìn)行實驗操作，分清現(xiàn)實與虛擬。學(xué)生在軟件操作中學(xué)習(xí)知識，理解知識，充分了解實驗的設(shè)計過程與操作過程及最后得出的結(jié)論。提高了分子生物學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量。

6結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新興的仿真技術(shù)，它為人類的生活帶來了便捷，解決了人類對危險環(huán)境的及時應(yīng)對問題。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)深入教學(xué)作為一種模式值得被重視。它解決了學(xué)校教育中教學(xué)過程的不完善，硬件設(shè)施的缺乏，教學(xué)環(huán)境等問題。從更開闊的視野以及多重的角度參透教育的特點，并對其開展一系列問題的分析研究。學(xué)生可以在過程當(dāng)中進(jìn)行深入探索和自主學(xué)習(xí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)知識增加了樂趣，提高了學(xué)習(xí)的積極性。同時對計算機(jī)的操作，也提高了學(xué)生的綜合能力，獨立思考能力以及主觀能動性。使學(xué)生更加積極向上，提高教學(xué)的質(zhì)量和效果。不過，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展尚處于起步階段，還存在很多問題沒有得到解決，還需要進(jìn)一步研究[6]。

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篇5

關(guān)鍵詞：農(nóng)學(xué)專業(yè)；分子生物學(xué)；教學(xué)改革與實踐

前言

上個世紀(jì)中期，核酸被確定為主要的遺傳物質(zhì)，隨后DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)被揭示；進(jìn)入到上世紀(jì)后期，遺傳重組技術(shù)、PCR技術(shù)以及核酸測序技術(shù)相繼出現(xiàn)、發(fā)展迅猛。分子生物學(xué)作為一門學(xué)科也應(yīng)運(yùn)而生，并成為當(dāng)前最前沿、最活躍的學(xué)科之一[1，2]。分子生物學(xué)相關(guān)理論與技術(shù)方法已經(jīng)滲透了生命科學(xué)各個研究領(lǐng)域，全面促進(jìn)了當(dāng)今理、工、農(nóng)、醫(yī)等多個學(xué)科的發(fā)展，是從事生命及農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和工作必備的工具和知識體系，該學(xué)科的教學(xué)工作至關(guān)重要[3]。該課程已成為高校生物類、農(nóng)學(xué)以及醫(yī)學(xué)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生掌握生物技術(shù)的最重要課程之一。國內(nèi)高等院校自上世紀(jì)80年代以來，陸續(xù)開設(shè)分子生物學(xué)課程。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)辦學(xué)歷史悠久，已經(jīng)面向農(nóng)學(xué)專業(yè)開設(shè)該課程長達(dá)20余年。針對該課程存在的研究方法與手段發(fā)展極為迅速、理論知識抽象、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱等問題，結(jié)合前人的經(jīng)驗和多年的教學(xué)實踐，從教材選用、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及課程學(xué)習(xí)效果等方面進(jìn)行研究和探索，充分說明教什么、怎么教以及教的怎么樣幾個教學(xué)中的關(guān)鍵問題。全方位、多維度地提高教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，為培養(yǎng)服務(wù)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。

一、立足專業(yè)培養(yǎng)方案，整體規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容

經(jīng)過長期實踐，分子生物學(xué)成為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)專業(yè)必修課、農(nóng)學(xué)丁穎創(chuàng)新班的專業(yè)選修課。在課程開設(shè)前，相關(guān)專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)修習(xí)了生物化學(xué)、遺傳學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程，且在課程內(nèi)容中與分子生物學(xué)存在一定的交叉；部分學(xué)生還會繼續(xù)選修基因組學(xué)、生物信息學(xué)以及基因工程實驗等課程，分子生物學(xué)成為學(xué)習(xí)這些課程的必要基礎(chǔ)。因此，我們根據(jù)農(nóng)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案和本課程教學(xué)大綱進(jìn)行總體設(shè)計，根據(jù)學(xué)生已有的知識體系，突出教學(xué)重點，強(qiáng)調(diào)課程特色，提高教學(xué)效率。采用的具體措施主要包括以下兩個方面。

（一）合理選用教材

分子生物學(xué)幾乎是現(xiàn)代生命科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)展最為迅速、最具活力的學(xué)科。該學(xué)科相關(guān)的出版教材也非常豐富，包括《現(xiàn)代分子生物學(xué)》（朱玉賢，高教出版社，2007）、《分子生物學(xué)教程》（趙亞華，科學(xué)出版社，2006）、《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》（鄭用璉，高教出版社，2012）等。針對于農(nóng)學(xué)專業(yè)的專業(yè)特點，我們選用鄭用璉主編的《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》作為參考書；在實際教學(xué)中，適當(dāng)脫離教材，對于本書中所涉及的遺傳學(xué)和生物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容做必要提示，自學(xué)為主；對于研究前沿，密切追蹤，及時跟進(jìn)，將最新的研究方法和研究進(jìn)展融入到課堂教學(xué)。在教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生查閱《GeneVIII》（Lewin.B，OxfordUniversityPress，2007）、《MolecularBiology》影印版（RobertF.Weaver科學(xué)出版社2001）等英文書籍和專業(yè)文獻(xiàn)，在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，提高英文閱讀水平，拓寬知識面。

（二）優(yōu)化教學(xué)大綱

制定教學(xué)大綱時，充分考慮遺傳學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等課程的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合開設(shè)的實驗課程，進(jìn)行總體設(shè)計。經(jīng)過多年實踐，制定了總學(xué)時為48學(xué)時的課程教學(xué)大綱。其中，36個課時用于系統(tǒng)講述基本理論知識，12個學(xué)時用于課堂討論。理論知識包括核酸的結(jié)構(gòu)、DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯以及基因表達(dá)調(diào)控等。在具體教學(xué)時間分配上，2個課時用于系統(tǒng)介紹本學(xué)科的歷史沿革、發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢；核酸結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容在生物化學(xué)等課程有所涉及，本課程重點闡述核酸結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在分子生物學(xué)研究中的意義與應(yīng)用、基因概念內(nèi)涵的演變和發(fā)展，總計8個課時；在中學(xué)階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄相關(guān)內(nèi)容，本課程教學(xué)中僅突出講述以往尚未接觸的內(nèi)容，安排6個課時；蛋白質(zhì)翻譯過程是生物化學(xué)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，本課程將重點放在蛋白翻譯的保真機(jī)制上，總計4個課時；基因表達(dá)調(diào)控是整門課程中的重點、難點，分配16個課時；所選教材中涉及的基因突變及利用、基因工程等方面的內(nèi)容，分別在本專業(yè)開設(shè)的遺傳學(xué)、植物基因工程等課程中進(jìn)行講述，本課程不再進(jìn)行單獨的講述?，F(xiàn)在分子生物學(xué)技術(shù)等內(nèi)容主要結(jié)合12個課時的課堂討論進(jìn)行學(xué)習(xí)，結(jié)合具體研究案例，引導(dǎo)學(xué)生及時跟進(jìn)學(xué)科前沿，提高解決問題的能力。通過將理論教學(xué)與進(jìn)展討論有機(jī)結(jié)合，達(dá)到夯實理論基礎(chǔ)，面向應(yīng)用，展望前沿，拓寬思路，全面提升專業(yè)素質(zhì)的目的。

二、多種教學(xué)方法融合，全面提高教與學(xué)的效率

（一）堅持德育優(yōu)先，情感教育貫穿課程教學(xué)

教育的本質(zhì)是立德樹人，只有保持一個國家、一個民族的道德先進(jìn)性，才能保持這個國家、這個民族持續(xù)前進(jìn)的動力。德育是任何課程教育都不容忽視的、極為重要的教學(xué)組成部分。在授課過程中，通過學(xué)習(xí)相關(guān)研究進(jìn)展以及理論和方法的產(chǎn)生與發(fā)展歷程，結(jié)合該學(xué)科在我國的歷史沿革和現(xiàn)狀、具體到我校在相關(guān)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，弘揚(yáng)前輩的愛國奉獻(xiàn)精神和實事求是的道德品質(zhì)；由此培養(yǎng)學(xué)生建立科學(xué)的發(fā)展觀、形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度，激發(fā)家國情懷，形成內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力和學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效果。作為主講老師，我們盡量多地了解學(xué)生個人學(xué)習(xí)情況和日常動態(tài)，建立良好的師生互信，全方位服務(wù)教學(xué)工作。

（二）打破教材限制，靈活采用教學(xué)手段

分子生物學(xué)課程知識更新速度非常快，且涉及的知識面廣、信息量大。我們根據(jù)實際需求，不拘泥于教材，及時跟進(jìn)研究前沿?zé)狳c，將最新的研究成果引用到課堂教學(xué)，鼓勵學(xué)生利用所掌握的知識點探究前沿?zé)狳c問題，培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識的能力和創(chuàng)新意識。例如，將近年來的研究熱點———基因編輯技術(shù)融入到“基因表達(dá)調(diào)控”的內(nèi)容，一起進(jìn)行教學(xué)。該課程還存在知識抽象、復(fù)雜，難以理解的問題，學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒。針對于此，我們在授課過程中，充分挖掘教學(xué)資源，以學(xué)生們所熟悉的本校教師及其研究成果進(jìn)行舉例，化抽象為具體，學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的知識解決實際問題的能力。在多媒體課件制作方面，注意色彩搭配，重難點突出，合理規(guī)劃放映流程，深入淺出地展示學(xué)習(xí)內(nèi)容。充分發(fā)揮現(xiàn)代化教育技術(shù)的優(yōu)勢，在采用多媒體課件進(jìn)行展示的基礎(chǔ)上，充分利用網(wǎng)絡(luò)傳媒，綜合使用動畫、投影，增強(qiáng)表現(xiàn)力，使教學(xué)內(nèi)容更加直觀形象，達(dá)到啟迪思維，增進(jìn)理解，強(qiáng)化記憶的效果。在課堂講述之外，安排課前導(dǎo)讀、課堂討論和課后作業(yè)，從多個教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行拓展，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)、獨立分析和思考的能力，逐步形成科學(xué)的思維方式，提高綜合素質(zhì)。

（三）班組結(jié)合，凸顯學(xué)生學(xué)習(xí)主體的地

我校主要采用小班制教學(xué)模式，集中授課是主要的教學(xué)組織形式。本課程采用了大班授課和小組學(xué)習(xí)相結(jié)合，同時輔助以個別指導(dǎo)的教學(xué)形式。每個授課班一般為50人左右，每個小組通常為3-5人。通過擬定課外學(xué)習(xí)內(nèi)容，督促學(xué)生自發(fā)組成課外學(xué)習(xí)小組，自主選定主題并圍繞該主題進(jìn)行調(diào)研、在課堂上進(jìn)行討論。“班級-小組-個人”相結(jié)合的分層學(xué)習(xí)模式使每位同學(xué)都能充分參與到教學(xué)活動中，激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性。課堂討論環(huán)節(jié)中，以小組為主體闡述觀點，結(jié)合教師點評，自由提問和辯論，形成師生間的有效互動，活躍課堂氣氛。在啟發(fā)式的翻轉(zhuǎn)課堂過程中，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，有效調(diào)動學(xué)習(xí)熱情，提高自主學(xué)習(xí)能力，推動學(xué)生的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。

（四）以問題為導(dǎo)向，打造立體式學(xué)習(xí)環(huán)境

農(nóng)學(xué)專業(yè)學(xué)生從大學(xué)二年級即開始畢業(yè)論文研究工作，從事的研究工作往往涉及到不同層次的分子生物學(xué)問題；在整體的培養(yǎng)方案中，也有與分子生物學(xué)課程相關(guān)的實驗性課程。我們以此為契機(jī)，通過在課程中引入讀書報告、闡明實驗設(shè)計的原理和方法，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用本課程的理論知識解決實踐教學(xué)中的具體問題；有目的地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出疑問，以問題為導(dǎo)向，激發(fā)興趣、積極探索，在問題解決的過程中積累知識。以上方案有效地促進(jìn)了不同課程知識點的融合，形成立體式學(xué)習(xí)環(huán)境，全面培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和研究能力。

篇6

進(jìn)展突出表現(xiàn)在：（1）一大批生物基因組測序，2003年完成的人類基因組計劃之后，其他4000多種生物的基因組作圖和測序也陸續(xù)完成。形成了結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)、比較基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、表型組學(xué)和代謝組學(xué)、RNA組學(xué)等新興領(lǐng)域。（2）生物信息學(xué)迅速發(fā)展。（3）發(fā)育生物學(xué)研究不斷深入。發(fā)育生物學(xué)一直是生命科學(xué)中的前沿學(xué)科之一。（4）干細(xì)胞研究的快速發(fā)展。干細(xì)胞具有在體外大量增殖和分化為多種細(xì)胞的潛能，目前干細(xì)胞的定向分化、自我更新的可塑性等是重要的基礎(chǔ)研究。（5）小分子RNA的發(fā)現(xiàn)和對其功能研究是近10年來分子生物學(xué)領(lǐng)域最突出的熱點之一。（6）從研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和神經(jīng)信息處理機(jī)制入手。（7）全球變化、生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展成為宏觀生物學(xué)研究的熱點和前沿問題之一。（8）生命科學(xué)基礎(chǔ)研究已成為農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的源頭動力，動植物育種進(jìn)入一個嶄新的時期。（9）生物科學(xué)與其他學(xué)科的交叉和滲透更加廣泛與深入。

高校生命科學(xué)課程改革發(fā)展趨勢

（一）課程、教材內(nèi)容的更新和現(xiàn)代化

1.課程、教材內(nèi)容的更新和現(xiàn)代化

課程改革的實質(zhì)是課程的現(xiàn)代化。我們要根據(jù)現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展趨勢、前沿、熱點，實現(xiàn)生命科學(xué)課程、教材內(nèi)容與結(jié)構(gòu)的更新和現(xiàn)代化，不斷容納生命科學(xué)的前沿與新興領(lǐng)域，更加側(cè)重前沿，更加側(cè)重基礎(chǔ)，尤其是學(xué)科發(fā)展的前沿以及對學(xué)科的發(fā)展具有重要作用的領(lǐng)域。新的前沿領(lǐng)域或新的學(xué)科生長點，要堅持反映現(xiàn)代、融入前沿的原則，課程內(nèi)容更新、更現(xiàn)代化主要是通過教材更新來實現(xiàn)的，所以我們要把編制新教材（或外文原版）放在核心位置，創(chuàng)新現(xiàn)代化的課程、教材新內(nèi)容和新體系。北京大學(xué)生命科學(xué)院完成編寫了高水平的《生物化學(xué)》《分子生物學(xué)》《細(xì)胞生物學(xué)》《遺傳學(xué)》《植物生理學(xué)》《動物生物學(xué)》《植物生物學(xué)》等教材，其中《生物化學(xué)》《細(xì)胞生物學(xué)》《植物生理學(xué)》當(dāng)時被列入國家教委生物學(xué)科重點教材，另編寫有國家級生物學(xué)教材3種，規(guī)劃編寫45本教材。清華大學(xué)將培養(yǎng)學(xué)生影響最大、最重要的課程納入精品課建設(shè)計劃，2005年就已立項建設(shè)精品課共105項。

2.課程內(nèi)容國際化

積極開展國際合作與交流。在生命科學(xué)的前沿、新興領(lǐng)域、生物多樣性以及生態(tài)學(xué)與國際組織開展農(nóng)業(yè)科學(xué)合作研究[1]。清華大學(xué)為使教學(xué)內(nèi)容與國際先進(jìn)水平接軌，教學(xué)內(nèi)容處于國際先進(jìn)水平，早在2000年以前，生物化學(xué)課程選定A.L.Leeehnig的Principle－ofBiochemistry作為基本教材，這門課程的教材與課堂板書全部采用英文。其他的幾門必修骨干課和部分選修課也采用了國際上最新的教材作為參考書并隨時更新。清華大學(xué)大四開設(shè)高水平的選修課10門：生物工程導(dǎo)論、基因分子生物學(xué)、膜生物學(xué)、分子酶學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、分子免疫學(xué)、發(fā)育生物學(xué)等。以下是北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院大三、大四現(xiàn)在開設(shè)的課程，體現(xiàn)了課程的專業(yè)性和現(xiàn)代化。

大三：生物化學(xué)（下），生物化學(xué)實驗，基礎(chǔ)分子生物學(xué)，基礎(chǔ)分子生物學(xué)實驗，微生物學(xué)，微生物學(xué)實驗，普通生態(tài)學(xué)，細(xì)胞生物學(xué)，細(xì)胞生物學(xué)實驗，遺傳學(xué)，遺傳學(xué)實驗，免疫學(xué)，文獻(xiàn)強(qiáng)化閱讀與學(xué)術(shù)報告。大四：生物技術(shù)制藥基礎(chǔ)，現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論，生物學(xué)綜合實驗。還開設(shè)選修課為：生理學(xué)實驗，免疫學(xué)，文獻(xiàn)強(qiáng)化閱讀與學(xué)術(shù)報告，生物技術(shù)制藥基礎(chǔ)，現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論。

（二）基礎(chǔ)科學(xué)知識居重要地位

基礎(chǔ)科學(xué)的知識在科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展中起著很重要的作用。我國“863”計劃的八個領(lǐng)域，大都是從基礎(chǔ)科學(xué)實驗室里發(fā)展起來的，上世紀(jì)50年代初的遺傳密碼研究出來了，分子生物學(xué)研究出來了，遺傳工程研究出來了，這些都是在原子、分子的結(jié)構(gòu)研究得比較清楚的基礎(chǔ)上，掌握了規(guī)律。我們必須加強(qiáng)基礎(chǔ)、素質(zhì)教育。使學(xué)生掌握具有普遍意義的科學(xué)思維方法，提高他們的綜合素質(zhì)。北京大學(xué)始終把加強(qiáng)基礎(chǔ)課程建設(shè)作為教學(xué)改革的重點，把學(xué)科體系中處于基礎(chǔ)地位的重要專業(yè)必修課定為主干基礎(chǔ)課。課程改革要加強(qiáng)增大基礎(chǔ)課的比例和教育。各高校主要采取大一、大二加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)知識的教育：開設(shè)公共必修基礎(chǔ)課、理科必修基礎(chǔ)課、專業(yè)必修基礎(chǔ)課。

（1）早在九五期間，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院開設(shè)了8門專業(yè)基礎(chǔ)課：生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、植物生物學(xué)、動物生物學(xué)、植物生理學(xué)、基礎(chǔ)分子生物學(xué)。并確立了15門核心課程，要求學(xué)生用兩年時間完成這些課程的學(xué)習(xí)。（2）清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院則是在低段開設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)必修骨干課程7門：普通生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、生理學(xué)、生物物理學(xué)。開設(shè)基地班重點建設(shè)課程：生物化學(xué)、生物化學(xué)實驗。（3）經(jīng)十多年的發(fā)展、改革與創(chuàng)新，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的課程在大一、大二更加強(qiáng)化了課程的基礎(chǔ)性。大一開設(shè)：高等數(shù)學(xué)（一、二），普通化學(xué)，普通化學(xué)實驗，植物生物學(xué)，植物生物學(xué)實驗，物理學(xué)（一），分析化學(xué)，分析化學(xué)實驗，動物生物學(xué)，動物生物學(xué)實驗，生物學(xué)野外實習(xí)。大二開設(shè)：物理學(xué)（二），有機(jī)化學(xué)，有機(jī)化學(xué)實驗，物理化學(xué)，物理化學(xué)實驗，計算概論及上機(jī)，算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及上機(jī)，普通物理實驗，生物化學(xué)（上），生理學(xué)，生理學(xué)實驗，生物統(tǒng)計學(xué)。

（三）課程、教材綜合交叉

科學(xué)發(fā)展一方面不斷分化和更加專門化，分支學(xué)科層出不窮，又高度交叉綜合，以高度綜合為主的整體化趨勢。許多高科技的研究開發(fā)，需要多方面的綜合知識才能突破而出成果。

1.學(xué)科之間交叉融合和滲透

前沿科技領(lǐng)域呈現(xiàn)群體突破的態(tài)勢，導(dǎo)致新學(xué)科誕生。生命科學(xué)多學(xué)科交叉的研究、多學(xué)科的交叉與融合，新的交叉、邊緣學(xué)科的興起和發(fā)展。這些科學(xué)往往代表了生命科學(xué)研究的前沿和熱點。

2.多種方法、思維研究

自然科學(xué)學(xué)科間的交叉滲透促進(jìn)了生命科學(xué)的發(fā)展，生命的現(xiàn)象與規(guī)律是多維的、復(fù)雜的，僅靠現(xiàn)有的生命科學(xué)的知識與方法來開展研究，很難系統(tǒng)地、全面地、準(zhǔn)確地揭示真正的生命本質(zhì)。因此，未來生命科學(xué)要將手段、技術(shù)和方法的創(chuàng)新納入重要的領(lǐng)域，予以優(yōu)先發(fā)展，大力提倡學(xué)科交叉，用其他學(xué)科的理論思考生命活動的規(guī)律，鼓勵發(fā)展原創(chuàng)性方法和技術(shù)。主要涉及的學(xué)科如認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)、生物力學(xué)、組織工程學(xué)等。要注意不同學(xué)科的思想、方法的碰撞與融合。

3.課程和教材交叉融合和滲透

我們必須根據(jù)生命科學(xué)綜合交叉化趨勢，創(chuàng)新交叉綜合的科學(xué)知識、課程和教材，不僅在學(xué)科內(nèi)、還要在學(xué)科間構(gòu)建相互交叉融合、相互聯(lián)系滲透、綜合的課程。如北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，原來設(shè)置的植物學(xué)，由植物分類、形態(tài)、生理、生態(tài)的知識聯(lián)系起來，綜合重新編制改為植物生物學(xué)；同樣動物學(xué)也改動物生物學(xué)；北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院“生物基地班”將生物化學(xué)中信息及調(diào)控部分放入分子生物學(xué)，將內(nèi)容擴(kuò)展后開設(shè)了基礎(chǔ)分子生物學(xué)。

（四）課程、教材、教學(xué)計劃多元化

各高校生命科學(xué)院可根據(jù)自己的具體情況科學(xué)的、靈活的設(shè)置課程。1.必修計劃大一、大二開設(shè)公共必修基礎(chǔ)課、理科必修基礎(chǔ)課、專業(yè)必修基礎(chǔ)課。例如：北京大學(xué)生命科學(xué)院現(xiàn)在本科四年開設(shè)的課程：（1）基礎(chǔ)課大一、大二開設(shè)公共必修基礎(chǔ)課，理科必修基礎(chǔ)課和專業(yè)必修基礎(chǔ)課。

大一：高等數(shù)學(xué)（一、二），普通化學(xué)，普通化學(xué)實驗，植物生物學(xué)，植物生物學(xué)實驗，物理學(xué)（一），分析化學(xué)，分析化學(xué)實驗，動物生物學(xué)，動物生物學(xué)實驗，生物學(xué)野外實習(xí)。

大二：物理學(xué)（二），有機(jī)化學(xué)，有機(jī)化學(xué)實驗，物理化學(xué)，物理化學(xué)實驗，計算概論及上機(jī)，算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及上機(jī)，普通物理實驗，生物化學(xué)（上），生理學(xué)，生理學(xué)實驗，生物統(tǒng)計學(xué)。（2）專業(yè)課大三、大四開設(shè)必修專業(yè)課。

大三：生物化學(xué)（下），生物化學(xué)實驗，基礎(chǔ)分子生物學(xué)，基礎(chǔ)分子生物學(xué)實驗，微生物學(xué)，微生物學(xué)實驗，普通生態(tài)學(xué)，細(xì)胞生物學(xué)，細(xì)胞生物學(xué)實驗，遺傳學(xué)，遺傳學(xué)實驗，免疫學(xué)，文獻(xiàn)強(qiáng)化閱讀與學(xué)術(shù)報告。大四：生物技術(shù)制藥基礎(chǔ)，現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論，生物學(xué)綜合實驗。2.選修計劃低段開設(shè)通識選修課。

北京大學(xué)對必修課作了一定的壓縮。增大選修課的比例。許多高校突破專業(yè)選修課的范圍，開設(shè)跨學(xué)科、跨年級、跨系別的選修課程。大三普遍增大專業(yè)任選修課的比例。大四還開設(shè)選修課：生理學(xué)實驗，免疫學(xué)，文獻(xiàn)強(qiáng)化閱讀與學(xué)術(shù)報告，生物技術(shù)制藥基礎(chǔ)，現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論。3.特色優(yōu)勢計劃教材多樣化、教學(xué)方法多樣化、教學(xué)模式多樣化等。

（五）課程、教材知識應(yīng)用性

進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)時代，必修課和選修課的教學(xué)中，尤其是選修課中我們要滲入高科技的教育和研究。

（六）課程、教材個性化

北京大學(xué)實行靈活的自由選課制度和轉(zhuǎn)系、轉(zhuǎn)專業(yè)制度。謀求學(xué)力水準(zhǔn)、速度的個別化，尤其電腦、網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用，學(xué)分制及教學(xué)計劃的多樣化，加大選修課比重，增大了課程的靈活化、彈性化，發(fā)展、培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，發(fā)展個性。還有科學(xué)與人文整合的趨勢，課程設(shè)置在價值體系上的整體融合趨勢。

確立課程、教學(xué)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)編制原則、教學(xué)培養(yǎng)模式

理科本科學(xué)制四年，要著力加強(qiáng)素質(zhì)教育。許多大學(xué)本科教育修訂了新的教學(xué)計劃，要堅持培養(yǎng)知識面寬，基礎(chǔ)扎實，能力強(qiáng)，素質(zhì)高的專門人才的專業(yè)口徑要進(jìn)一步拓寬，專業(yè)目錄中的專業(yè)種數(shù)要進(jìn)一步精簡。

（1）北京大學(xué)提出了“加強(qiáng)基礎(chǔ)，淡化專業(yè)，因材施教，分流培養(yǎng)”的16字教學(xué)改革方針。專業(yè)基礎(chǔ)和通識教育并重。要按科學(xué)性原則、高校生命科學(xué)課程發(fā)展趨勢及生命科學(xué)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢改革，科學(xué)創(chuàng)新高?，F(xiàn)代生命科學(xué)課程。即要按專業(yè)基礎(chǔ)和通識教育并重；課程、教材要融入、體現(xiàn)先進(jìn)的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代教學(xué)方法、教材的可讀性，即反應(yīng)現(xiàn)代，融入前沿的課程現(xiàn)代化原則；“綜合交叉”的知識結(jié)構(gòu)即綜合化原則；課程多樣化原則；應(yīng)用化原則；增加選修課比例，增大課程的靈活性、彈性化原則；“因材施教，分流培養(yǎng)”

即個性化原則；還要求課程設(shè)置在價值體系上的整體融合；科學(xué)與人文的結(jié)合；重視思想性；實踐性，加強(qiáng)動手能力、科研能力的能力培養(yǎng)原則。我們本科階段的課程、教材、教師要注意在系統(tǒng)和重點的基礎(chǔ)上劃分授課范圍，減少重疊內(nèi)容，特別就課程間教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)問題和銜接問題。

（2）教學(xué)模式多樣化。本科教育，要確立“課堂教學(xué)、學(xué)術(shù)活動、科學(xué)實驗”為主體的教學(xué)模式，融課堂教學(xué)、實踐教學(xué)、科學(xué)研究為一體，把義務(wù)教育與素質(zhì)教育相結(jié)合，知識傳授與能力培養(yǎng)相融合。

教學(xué)模式多樣化：有條件的學(xué)校，學(xué)生進(jìn)校就定向，確定直讀碩士、直讀博士人選；實行聯(lián)合培養(yǎng)，跨學(xué)校、中國科學(xué)院、外國大學(xué)交流培養(yǎng)等辦學(xué)制度

。北京大學(xué)全面推行雙學(xué)位和輔修制度，還設(shè)立“暑期學(xué)?！保ㄐW(xué)期）

篇7

摘要:概述了植物細(xì)胞分化的模式系統(tǒng)———管狀分子分化實驗系統(tǒng)的建立以及基于該系統(tǒng)的管狀分子分化的生理學(xué)、細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等方面的研究進(jìn)展，并對今后的研究方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞:百日草;次生細(xì)胞壁;細(xì)胞分化;管狀分子

管狀分子(TraehearyElements，TEs)是維管植物木質(zhì)部內(nèi)導(dǎo)管和管胞的總稱，皆為長柱狀細(xì)胞，次生壁木質(zhì)化，成熟后均缺乏原生質(zhì)體，其功能是輸導(dǎo)水分、礦質(zhì)元素和機(jī)械支持作用。導(dǎo)管和管胞差別是，管胞無穿孔，管胞間壁僅有具緣紋孔，借以實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn);而導(dǎo)管分子間的某些區(qū)域具有穿孔，多個導(dǎo)管分子通過末端的穿孔連接形成一個長的管道，即導(dǎo)管，與管胞相比，其輸導(dǎo)能力大大增強(qiáng)。管狀分子來源于形成層，由形成層細(xì)胞經(jīng)過細(xì)胞擴(kuò)增、次生壁沉積、胞內(nèi)物質(zhì)自溶、形成端壁穿孔等步驟而形成。管狀分子分化已被作為植物細(xì)胞分化的模式系統(tǒng)，在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生化和分子組成、發(fā)育及生理功能上都具有明顯的特點，是植物解剖學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的研究熱點之一。多年來，各國學(xué)者建立了整體實驗系統(tǒng)和離體實驗系統(tǒng)，對管狀分子的形態(tài)解剖學(xué)、生理學(xué)以及分子機(jī)制進(jìn)行了一定的研究。其中，百日草(ZinniaelegansJacq．)葉肉細(xì)胞離體培養(yǎng)系統(tǒng)是目前分化效果最好的實驗系統(tǒng)，人們利用該系統(tǒng)開創(chuàng)性地研究了離體條件下管狀分子分化的基本過程，并對管狀分子分化的細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)進(jìn)行了卓有成效的研究。筆者擬對30多年來人們利用百日草葉肉細(xì)胞離體培養(yǎng)系統(tǒng)的研究成果進(jìn)行概述，為進(jìn)一步闡明管狀分子分化機(jī)制提供基礎(chǔ)。

1離體實驗系統(tǒng)的建立

因為管狀分子形態(tài)隨著分化進(jìn)程而發(fā)生顯著變化，其中包括環(huán)紋、螺紋和網(wǎng)紋次生細(xì)胞壁(SCW)的形成以及自溶作用。所以，管狀分子分化被認(rèn)為是植物細(xì)胞分化的模式系統(tǒng)。然而，大多數(shù)早期關(guān)于分化的研究，采用的是多細(xì)胞系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)包含幾種作為起始材料的細(xì)胞類型，為追蹤單個細(xì)胞分化過程帶來了困難。Kohlenbach和Schmidt發(fā)現(xiàn)，以機(jī)械法分離的單個百日草葉肉細(xì)胞可直接分化為管狀分子，這促使Fukuda和Komamine在此基礎(chǔ)上，建立了一個有效的、高頻分化的實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)已被全世界許多實驗室廣泛應(yīng)用，有時根據(jù)特定情況僅僅對一些細(xì)節(jié)進(jìn)行了修改。用液體介質(zhì)浸漬百日草葉片，研磨后，以小網(wǎng)眼篩過濾，液體介質(zhì)反復(fù)漂洗懸浮液，分離得到單個葉肉細(xì)胞。要注意:(1)材料要適當(dāng)。取幼苗第一對葉，而非成年植物最嫩的葉片。(2)條件要適當(dāng)。旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)轉(zhuǎn)速為10r/min，0．3～0．4mol/L山梨醇調(diào)節(jié)滲透壓，生長調(diào)節(jié)劑為0．1mg/La-萘乙酸(NAA)和1mg/L6-芐基腺嘌呤(6-BA)，起始細(xì)胞濃度為(0．4～3．8)×108細(xì)胞/L。這樣，幾乎30%分離葉肉細(xì)胞，在適當(dāng)?shù)碾x體培養(yǎng)條件下，可半同步地分化為管狀分子。

2細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)方面的研究

百日草實驗系統(tǒng)的建立促進(jìn)了管狀分子分化諸多方面的研究。初步的細(xì)胞學(xué)和生理學(xué)研究表明，細(xì)胞分裂不是管狀分子分化的前提條件，而一些DNA合成在分化中發(fā)揮重要作用;以肌動蛋白依賴的微管重組，限定了次生細(xì)胞壁的特有格局;分化過程是動態(tài)的，細(xì)胞變化表現(xiàn)在次生細(xì)胞壁沉積前細(xì)胞器數(shù)量的增加，次生細(xì)胞壁沉積開始不久次生細(xì)胞壁木質(zhì)化啟動，原生質(zhì)體逐漸自溶，初生壁非木質(zhì)化部分的局部水解，分化過程終止。另外，百日草系統(tǒng)已清晰地證明，管狀分子分化受植物激素諸如生長素、細(xì)胞分裂素、油菜素內(nèi)酯、赤霉素、一氧化氮、乙烯、信號肽(例如CLE肽、木質(zhì)素、植物磺肽素)的調(diào)控;另外，大量生化和免疫學(xué)研究，揭示了細(xì)胞壁成分諸如纖維素、木聚糖、木質(zhì)素和其他次生壁特有分子的變化，以及自溶過程中的各種事件，諸如蛋白質(zhì)和核酸的降解等。

3相關(guān)基因的鑒定與描述

人們也用分子生物學(xué)方法，進(jìn)一步分析了百日草實驗系統(tǒng)中管狀分子分化的分子機(jī)制。運(yùn)用同源克隆法(例如，核酸酶ZEN1，肉桂醇脫氫酶和過氧物酶，b-微管蛋白，油菜素內(nèi)酯合成酶和Rho/RacsmallGTPases)，差示篩選法(例如，分化標(biāo)記，管狀分子分化相關(guān)的(TED)2-4(Tra-chearyElementDifferentiation-related(TED)2-4)，果膠裂解酶)，消減雜交法(例如，核糖核酸酶及分化標(biāo)記、蛋白酶和木質(zhì)素合成酶)、全面的轉(zhuǎn)錄組分析微陣列和cDNA-AFLP，分別鑒定了許多與編碼管狀分子特定事件相關(guān)蛋白質(zhì)的cDNA，和限定管狀分子分化特定階段的標(biāo)記蛋白。因為百日草轉(zhuǎn)化方法尚不穩(wěn)定，所以其分離基因的功能分析受到很大制約(例如，果膠裂解酶ZePel，TED4，過氧物酶ZPO-C)。然而，最近，通過基因槍法和電穿孔轉(zhuǎn)染法，瞬間將基因或雙鏈RNAs導(dǎo)入百日草細(xì)胞，成功地描述了其他基因的功能，這可能為管狀分子分化相關(guān)基因功能的分析提供了有益的線索。

4其他植物的研究

在利用百日草實驗系統(tǒng)，研究管狀分子分化調(diào)控的基礎(chǔ)上，建立了擬南芥人工培養(yǎng)細(xì)胞的管狀分子分化系統(tǒng)，該系統(tǒng)在油菜素內(nèi)酯調(diào)控下，有30%～50%繼代細(xì)胞分化為管狀分子。后續(xù)的基因芯片分析表明，多數(shù)擬南芥基因在管狀分子分化期間特異表達(dá)，這些基因包括編碼植物特定NAC-do-main轉(zhuǎn)錄因子VND1-7的基因家族，借以最終揭示長久以來尋找的管狀分子分化的轉(zhuǎn)錄開關(guān)。在某些植物和人工培養(yǎng)細(xì)胞中，VND基因被作為管狀分子異常分化的有效誘導(dǎo)物。

5待解決的問題和未來研究展望

管狀分子分化百日草葉肉細(xì)胞離體實驗系統(tǒng)的研究在草本植物中廣泛展開。該系統(tǒng)為誘導(dǎo)和促進(jìn)管狀分子分化的研究建立了有效的平臺，并獲得了一些關(guān)鍵基因和調(diào)節(jié)因子，初步揭示了管狀分子分化的機(jī)制，為在單細(xì)胞水平上認(rèn)識細(xì)胞分化和轉(zhuǎn)分化途徑、分化過程影響因素提供了可能，但復(fù)雜、精確的分子機(jī)制的構(gòu)建仍需進(jìn)一步研究。

(1)管狀分子分化具有復(fù)雜的時空特異性，調(diào)控網(wǎng)絡(luò)綜合而龐大，雖然生長素和細(xì)胞分裂素是管狀分子分化的基本調(diào)節(jié)激素，已有學(xué)者對2者進(jìn)行了大量研究并取得一定的成果，但是其他激素諸如赤霉素、乙烯、脫落酸、油菜素內(nèi)酯等作用效果研究資料極少，所以，植物激素作用機(jī)制的研究尚未明確。

(2)管狀分子分化是植物細(xì)胞凋亡的典型例子，成熟的管狀分子喪失了細(xì)胞核和細(xì)胞內(nèi)容物，成為死的、中空的管狀細(xì)胞。目前對管狀分子細(xì)胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑知之甚少，需要進(jìn)一步探索。

(3)以草本植物百日草，甚至擬南芥為材料得到的管狀分子分化的初步機(jī)制，是否適合木本植物，尚需驗證。

(4)雖然百日草系統(tǒng)較為成熟，管狀分子分化率和同步性較高，但隨著研究的深入，仍需進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化游離單細(xì)胞的離體培養(yǎng)方法，摸索分化的最佳條件，提高分化率和同步性。

篇8

【關(guān)鍵詞】《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》課程；教材；多媒體；實踐教學(xué)

生物技術(shù)已成為當(dāng)今高科技領(lǐng)域發(fā)展最具生命力、最引人注目的前沿學(xué)科之一。當(dāng)前以及未來數(shù)十年，利用現(xiàn)代生物技術(shù)對食品生產(chǎn)進(jìn)行技術(shù)改造升級，生產(chǎn)出新型的食品添加劑、保健食品甚至是全新的食品原料，將成為食品產(chǎn)業(yè)克服產(chǎn)品成本逐年增加、增強(qiáng)核心競爭力和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式的必由之路。因此，要培養(yǎng)二十一世紀(jì)新型食品專業(yè)人才，學(xué)習(xí)和掌握生物技術(shù)的基本原理和技術(shù)是非常有必要的。我校于2009年對生命科學(xué)學(xué)院食品科學(xué)與工程系開設(shè)了《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》這門課程，立足于培養(yǎng)出不僅能夠?qū)⑹称房茖W(xué)與工程的理論和技術(shù)應(yīng)用于食品生產(chǎn)、食品安全與檢測，也能夠結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)的理論和技術(shù)，尤其是分子生物學(xué)的理論和技術(shù)應(yīng)用于實際的學(xué)習(xí)和工作中的名副其實的“復(fù)合型”人才。本人根據(jù)近幾年《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》教學(xué)經(jīng)驗，提出《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》理論教學(xué)和教材建設(shè)綜合優(yōu)化方案，從多媒體、教材以及實踐教學(xué)的角度優(yōu)化《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》教學(xué)。

一、教材編寫更貼近食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的知識水平

目前我國高校絕大多數(shù)的食品科學(xué)與工程專業(yè)都開設(shè)了《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》這門課程，也陸續(xù)有一些《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》教材的出版。但是作為一門比較新的課程，教材內(nèi)容上有許多需要改進(jìn)的地方。目前的《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》教材內(nèi)容大多都是從以往的《生物技術(shù)》該門課程的教材照搬而來，只是額外加入了一些生物技術(shù)在食品工業(yè)中具體應(yīng)用的實例，并沒有從頭到尾的針對食品行業(yè)來介紹生物技術(shù)的各種原理和技術(shù)。同時，食品科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》課程前，僅僅有必修的《生物化學(xué)》課程作為基礎(chǔ)，最重要的基礎(chǔ)課《分子生物學(xué)》僅為選修課。因此食品科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》這門課程，尤其是課程中的基因工程部分內(nèi)容的時候會顯得很吃力。

因此，對《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》課程教材進(jìn)行整理和修改顯得尤為必要。例如，現(xiàn)在已出版的《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》教材中都分別設(shè)有“酶工程及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用”和“發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用”這兩個章節(jié)，這兩章內(nèi)容與本專業(yè)的《酶工程》、《發(fā)酵工程》以及《發(fā)酵食品工藝學(xué)》三門內(nèi)容基本重復(fù)，可以考慮刪掉。針對食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生分子生物學(xué)基礎(chǔ)薄弱出發(fā)，在基因工程與食品工業(yè)章節(jié)中，多講授一些分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識，以利于學(xué)生理解。同時，教材還應(yīng)在講授生物技術(shù)基本原理和技術(shù)的時候，多以食品工業(yè)中的具體應(yīng)用舉例，而不是在章節(jié)的末尾集中舉例，這樣能夠更利于加深學(xué)生的理解。

二、多媒體教學(xué)作為輔助，讓枯燥的課程鮮活起來

《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》大部分屬于理論講解，如果采用傳統(tǒng)的板書方式教學(xué)，學(xué)生對于課程中復(fù)雜的原理、繞口的概念和抽象的方法難免覺得枯燥乏味。在教學(xué)課程中采用計算機(jī)多媒體教學(xué)，讓學(xué)生以更直觀、生動的方式了解食品生物技術(shù)的各項內(nèi)容。利用計算機(jī)輔助教學(xué)（CAI，Computer Aided Instruction），在教學(xué)課件中添加生動的圖片、動畫、視頻，把傳統(tǒng)教學(xué)手段下很難表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容、知識重點、難點直觀的表達(dá)出來，從而使學(xué)習(xí)內(nèi)容變得容易理解和掌握。

例如，在第二章基因工程的內(nèi)容，通過多媒體課件以動畫的形式輕松的理解轉(zhuǎn)錄、翻譯、PCR等原理，讓學(xué)生快速的理解并掌握。此外，定期給學(xué)生播放最近與視頻生物技術(shù)有關(guān)的國際論壇視頻（如TED），了解最新最尖端的生物技術(shù)、開闊學(xué)生們的眼界、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但如果單純采用多媒體教學(xué)又容易產(chǎn)生學(xué)生過于依賴多媒體課件從而不積極思考和記錄課堂筆記，教師和學(xué)生之間互動減少以及課件放映速度快內(nèi)容多學(xué)生來不及思考等問題。因此在《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》中將多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)的板書教學(xué)相結(jié)合，既能夠抓住學(xué)生的注意力，也能夠以生動的形勢促進(jìn)學(xué)生理解課程內(nèi)容。

三、增加實踐教學(xué)內(nèi)容

食品生物技術(shù)是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，無論多么晦澀的概念或是多么復(fù)雜的原理最終都要以實驗實踐的形式進(jìn)行應(yīng)用。然而目前我校《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》課程并未開展任何的實驗教學(xué)內(nèi)容。因此，作為主講教師可以通過讓學(xué)生親自參與到教師的科學(xué)研究試驗中，讓學(xué)生進(jìn)一步的了解基因工程以及免疫檢測技術(shù)等等原理。并且在教學(xué)過程中將科研課題研究與學(xué)生的教學(xué)實踐相結(jié)合，開展我校獨具特色的開放實驗室、創(chuàng)新實驗室等實踐活動。同時，可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀本院國家級、省級重點實驗室以及我校的呼蘭校區(qū)的博士后工作站，讓學(xué)生了解與課程相關(guān)的超凈工作臺、PCR擴(kuò)增儀、電泳儀、凝膠成像儀、流式細(xì)胞儀、超低溫冰箱等高尖端儀器設(shè)備，或到一些食品企業(yè)（如哈肉聯(lián)）、藥品企業(yè)（如哈藥集團(tuán)）進(jìn)行實地參觀，使學(xué)生對食品生物技術(shù)這門學(xué)科產(chǎn)生更濃厚的興趣。這種以科研、實踐促進(jìn)教學(xué)，不僅能使學(xué)生接觸到本學(xué)科最前沿的內(nèi)容，而且能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引領(lǐng)學(xué)生參與教師的科研項目之中，使學(xué)生參加課外科研活動形成風(fēng)氣，為進(jìn)一步提高學(xué)生畢業(yè)論文質(zhì)量也起到積極的推動作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸兆新.現(xiàn)代食品生物技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2002.

篇9

《每日電訊報》在報道中指出，生物學(xué)和計算機(jī)科學(xué)的聯(lián)姻讓科學(xué)家們能借用計算機(jī)腳本模擬生命，這將讓人類大大受益，并有助于回答人類最大也最基本的問題“生命是什么？”。

“代碼腳本”首次讓生物和計算機(jī)“聯(lián)姻”

自古以來，當(dāng)兩種不同的科學(xué)思維碰撞在一起時，都會激起人們靈感的火花，讓人類做出更重大的科學(xué)突破，分子生物學(xué)的誕生就是如此。上世紀(jì)50年代中葉，研究遺傳學(xué)的生物學(xué)家開始同使用X射線研究物質(zhì)原子結(jié)構(gòu)的物理學(xué)家們合作，這場“聯(lián)姻”讓人類首次看到了DNA優(yōu)雅的雙螺旋結(jié)構(gòu)，分子生物學(xué)（在分子水平上研究生命現(xiàn)象的科學(xué)，主要通過研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能和生物合成等方面來闡明各種生命現(xiàn)象的本質(zhì)，研究內(nèi)容包括光合作用、癌癥的發(fā)生等各種生命過程）這門新興學(xué)科也在1953年順勢興起，將對人類自身和疾病的研究推到更高的層次。

無獨有偶，另外兩門科學(xué)也在慢慢靠近并相互結(jié)合。其中一個科學(xué)領(lǐng)域是生物學(xué)，主要專注于研究DNA指令，正是這些指令決定了活體生物是如何建立起來以及如何運(yùn)轉(zhuǎn)的；另一個領(lǐng)域計算機(jī)科學(xué)則專注于研究操作計算機(jī)運(yùn)行的代碼。

備受爭議的基因組研究先鋒、美國生物學(xué)家克雷格?文特爾目前是讓這兩門科學(xué)“聯(lián)姻”的積極推手，其實，奧地利的量子力學(xué)天才埃爾溫?薛定諤早在1943年提出的“代碼腳本”這一概念正是生物學(xué)和計算機(jī)科學(xué)結(jié)合的雛形。

薛定諤于1943年發(fā)表了一場具有里程碑意義的演講，在那場演講中，薛定諤提出了一個天才性的問題：生命是什么？薛定諤問道：一個受精卵如何能獲得“一些包含了該生物未來所有發(fā)育信息的代碼腳本?！睘榱嘶卮疬@個問題，薛定諤提出，染色體就像“非周期性（大分子）晶體”一樣，是一種由同分異構(gòu)元素連續(xù)組成的非周期晶體，構(gòu)成其的原子具有一個復(fù)雜的非重復(fù)性的模式；他也描述了該大分子內(nèi)“原子排列有序的結(jié)合”像摩斯代碼中的劃線和點一樣，擁有建立微生物的指令。

這是科學(xué)家們首次對遺傳代碼進(jìn)行嚴(yán)肅的討論，盡管與很多同齡人一樣，薛定諤也曾錯誤地認(rèn)為，遺傳代碼被寫入蛋白質(zhì)而非核酸中。然而，基于他1943年的演講而撰寫的《生命是什么》這本書卻給了很多人靈感。其中包括DNA研究領(lǐng)域的開創(chuàng)者、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者之一吉姆?沃森和文特爾。文特爾在演講中表示：“薛定諤的‘代碼腳本’為未來的很多發(fā)現(xiàn)指明了方向。”

用計算機(jī)腳本模擬細(xì)菌

現(xiàn)在，文特爾正在撰寫他自己的代碼腳本——使用計算機(jī)設(shè)計基因組。他說：“我們正在嘗試?yán)糜嬎銠C(jī)，使用遺傳代碼合成出基因組，讓計算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)完美地聯(lián)姻?！?/p>

實際上，計算機(jī)不僅能模擬生命，也能模擬活著的細(xì)胞。幾天前，為了幫助人類理解一個細(xì)胞的復(fù)雜性，斯坦福大學(xué)的馬庫斯?卡沃特領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊與文特爾的研究機(jī)構(gòu)攜手合作，制造出了虛擬的生殖支原體細(xì)菌，并再現(xiàn)了該細(xì)菌的整個生命循環(huán)過程。該細(xì)菌是所有細(xì)菌中最簡單的一種，它擁有已知的活體生物中最小的基因組，并且是第二種被排序的非共生微生物。1995年，文特爾對其基因組進(jìn)行了排序。

生殖支原體細(xì)菌目前已經(jīng)成為首個被詳細(xì)建模的微生物，科學(xué)家們使用128臺計算機(jī)，模擬出了其525個基因中每一個基因的詳細(xì)情況，也在分子層面繪制出了該細(xì)菌從DNA到RNA再到名為代謝物的小分子的情況。

科學(xué)家們表示，虛擬細(xì)胞和虛擬細(xì)菌將幫助他們厘清生命和疾病的本質(zhì)。當(dāng)人們談?wù)撃硞€“癌癥基因”時，其意思是，他們發(fā)現(xiàn)了一個基因，當(dāng)該基因出故障時，會引發(fā)癌癥。但是，當(dāng)人們詳細(xì)研究一個癌細(xì)胞時就會發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)2.3萬個基因中的大部分基因都會受到影響，模擬基因組的整個工作情況，對于理解造成疾病的遺傳原因至關(guān)重要。

篇10

[關(guān)鍵詞] 系統(tǒng)生物學(xué)；基因組學(xué)；蛋白質(zhì)組學(xué)；計算生物學(xué)

[中圖分類號] R34 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-7210（2008）09（b）-020-03

近代生物學(xué)研究主要是以分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究為主。研究方法皆采用典型的還原論方法。目前為止，還原論的研究已經(jīng)取得了大量的成就，在細(xì)胞甚至在分子層次對生物體都有了很具體的了解，但對生物體整體的行為卻很難給出系統(tǒng)、圓滿的解釋。生物科學(xué)還停留在實驗科學(xué)的階段，沒有形成一套完整的理論來描述生物體如何在整體上實現(xiàn)其功能行為，這實際上是還停留在牛頓力學(xué)思想體系的簡單系統(tǒng)的研究階段。但是生物體系統(tǒng)具有紛繁的復(fù)雜性[1，2]。盡管對一個復(fù)雜的生物系統(tǒng)來說，研究基因和蛋白質(zhì)是非常重要的，而且它將是我們系統(tǒng)生物學(xué)的基礎(chǔ)，但是僅僅這些尚不能充分揭示一個生物系統(tǒng)的全部信息。這種研究結(jié)果只限于解釋生物系統(tǒng)的微觀或局部現(xiàn)象，并不能解釋系統(tǒng)整體整合功能的來源，不能充分揭示一個生物系統(tǒng)的信息，且忽略了系統(tǒng)中各個層面的交互、支持、整合等作用,限制了生物學(xué)研究的發(fā)展。在這種現(xiàn)狀下，20世紀(jì)末人類基因組計劃完成后，生物學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家都在考慮一個問題：未來生物學(xué)研究的方向在哪里？為此學(xué)術(shù)界也不乏辯論。得出的共識是：生物學(xué)的發(fā)展未來主要面對如下問題：(1)如何弄清楚單一生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，包括反應(yīng)分子之間的關(guān)系、反應(yīng)方式等；(2)如何研究生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系，包括量化生物學(xué)反應(yīng)及生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)；(3)如何利用計算機(jī)信息及生物工程技術(shù)進(jìn)行生物反應(yīng)，生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，乃至器官及生物體的重建。

早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系統(tǒng)理論(general systems theory)，他在文章中指出生物體是一個開放系統(tǒng)，對其組成及生物學(xué)功能的深入研究最終需要借助于計算機(jī)和工程學(xué)等其他分支學(xué)科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood創(chuàng)立的系統(tǒng)生物學(xué)(systems biology)則是在以還原論為主流的現(xiàn)代生物學(xué)中反其道而行之，把這種以整體為研究對象的概念重新提出。他給系統(tǒng)生物學(xué)賦予了這樣的定義，系統(tǒng)生物學(xué)(systems biology)是研究一個生物系統(tǒng)中所有組成成分(基因、mRNA、蛋白質(zhì)等)的構(gòu)成，以及在特定條件下這些組分間的相互關(guān)系的學(xué)科。換言之，以往的實驗生物學(xué)僅關(guān)心基因和蛋白質(zhì)的個案，而系統(tǒng)生物學(xué)則要研究所有的基因、所有的蛋白質(zhì)、組分間的所有相互關(guān)系。顯然，系統(tǒng)生物學(xué)是以整體性研究為特征的一種大科學(xué)，是生物學(xué)領(lǐng)域革命性的方法論。以胡德的觀點，基因、蛋白質(zhì)以及環(huán)境之間不同層次的交互作用共同架構(gòu)了整個系統(tǒng)的完整功能。因此，用系統(tǒng)的方法來理解一個生物系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)成為并正在成為生物學(xué)研究方法的主流。利用系統(tǒng)的方法對其進(jìn)行解析，綜合分析觀察實驗的數(shù)據(jù)來進(jìn)行系統(tǒng)分析。具體通過建立一定的數(shù)學(xué)模型，并利用其對真實生物系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測來驗證模型的有效性，從而揭示出生物體系所蘊(yùn)涵的奧秘，這正是生物學(xué)研究方法的關(guān)鍵所在。

1 系統(tǒng)生物學(xué)的主要研究內(nèi)容

系統(tǒng)生物學(xué)主要研究實體系統(tǒng)(如生物個體、器官、組織和細(xì)胞)的建模與仿真、生化代謝途徑的動態(tài)分析、各種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的相互作用、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及疾病機(jī)制等[4，5]。

系統(tǒng)生物學(xué)的首要任務(wù)是對系統(tǒng)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，即致力于對系統(tǒng)的分析與模式識別，包括對系統(tǒng)的元素與系統(tǒng)所處環(huán)境的定義，以及對系統(tǒng)元素之間的相互作用關(guān)系和環(huán)境與系統(tǒng)之間的相互作用的深入分析。具體如生物反應(yīng)中反應(yīng)成分之間的量的關(guān)系，空間位置，時間次序，反應(yīng)成分之間的因果關(guān)系，特別是反饋調(diào)節(jié)和變量控制等有關(guān)整個反應(yīng)體系的問題等。其次要對系統(tǒng)的演化進(jìn)行動態(tài)分析，包括對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特征、分岔行為、相圖等的分析。掌握了系統(tǒng)的基本演化機(jī)制，使系統(tǒng)具有目標(biāo)性和可操作性，使之按照我們所期望的方向演化，也有助于我們重新構(gòu)建或修復(fù)系統(tǒng)，為組織工程學(xué)的組織設(shè)計提供指導(dǎo)。另外，系統(tǒng)科學(xué)對生物系統(tǒng)狀態(tài)的描述是分層次的，對不同層次進(jìn)行的描述可能是完全不同的；系統(tǒng)科學(xué)對系統(tǒng)演化機(jī)制的分析更強(qiáng)調(diào)整體與局部的關(guān)系，要分析子系統(tǒng)之間的作用如何形成系統(tǒng)整體的表現(xiàn)、功能，而且對系統(tǒng)整體的每一行為都要找出其與微觀層次的聯(lián)系。

系統(tǒng)生物學(xué)的研究包括兩方面的內(nèi)容。首先是實驗數(shù)據(jù)的取得，這主要包括提供生物數(shù)據(jù)的各種組學(xué)技術(shù)平臺，其次是利用計算生物學(xué)建立生物模型。因此科學(xué)家把系統(tǒng)生物學(xué)分為“濕”的實驗部分（實驗室內(nèi)的研究)和“干”的實驗部分（計算機(jī)模擬和理論分析)?！皾瘛?、“干”實驗的完美整合才是真正的系統(tǒng)生物學(xué)。

系統(tǒng)生物學(xué)的技術(shù)平臺主要為各種組學(xué)研究。這些高通量的組學(xué)實驗構(gòu)成了系統(tǒng)生物學(xué)的技術(shù)平臺。提供建立模型所需的數(shù)據(jù)，并辨識出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其中包括基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、相互作用組學(xué)和表型組學(xué)計算生物學(xué)通過建模和理論探索?？梢詾樯锵到y(tǒng)的闡明和定量預(yù)測提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。計算生物學(xué)包括數(shù)據(jù)開采和模擬分析。數(shù)據(jù)開采是從各實驗平臺產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和信息中抽取隱含其內(nèi)的規(guī)律并形成假說。模擬分析是用計算機(jī)驗證所形成的假說，并對擬進(jìn)行的體內(nèi)、體外生物學(xué)實驗進(jìn)行預(yù)測，最終形成可用于各種生物學(xué)研究和預(yù)測的虛擬系統(tǒng)。計算生物學(xué)涉及一些新的數(shù)學(xué)原理和運(yùn)算規(guī)則，需要物理和數(shù)學(xué)來研究生物學(xué)的最基本的原理，也需要計算科學(xué)、信息學(xué)、工程學(xué)等進(jìn)行生物工程重建和生物信息傳遞的研究。

2 系統(tǒng)生物學(xué)的研究思路及特點

系統(tǒng)生物學(xué)識別目標(biāo)生物系統(tǒng)中的各種因素，然后構(gòu)架一個系統(tǒng)模型，在其中賦予這個生物系統(tǒng)能動性。在此模型中研究細(xì)胞、組織、器官和生物體整體水平，研究結(jié)構(gòu)和功能各異的各種分子及其相互作用，并通過計算生物學(xué)來定量描述和預(yù)測生物功能、表型和行為。系統(tǒng)生物學(xué)最大的特點即整合。這里的整合主要包括三重含義。首先，把系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的構(gòu)成要素(DNA、mRNA、蛋白質(zhì)、生物小分子等)整合在一起進(jìn)行研究；其次，對于多細(xì)胞生物，系統(tǒng)生物學(xué)要實現(xiàn)從基因到細(xì)胞、到器官、到組織甚至是個體的各個層次的整合。第三，研究思路和方法的整合。經(jīng)典的分子生物學(xué)研究是一種垂直型的研究，即采用多種手段研究個別的基因和蛋白質(zhì)。而基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和其他各種“組學(xué)”則是水平型研究，即以單一的手段同時研究成千上萬個基因或蛋白質(zhì)。而系統(tǒng)生物學(xué)的特點，則是要把水平型研究和垂直型研究整合起來，成為一種“三維”的研究[6]。

3 系統(tǒng)生物學(xué)的研究方法

系統(tǒng)生物學(xué)最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展正是由于對生物系統(tǒng)的干擾手段不斷進(jìn)步促成的。干涉主要分為從上到下(top-down)或從下到上(bottom-up)兩種。從上到下，即由外至里，主要指在系統(tǒng)內(nèi)添加新的元素，觀察系統(tǒng)變化。例如，在系統(tǒng)中增加一個新的分子以阻斷某一反應(yīng)通路。而從下到上，即由內(nèi)到外，主要是改變系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的某些特征，從而改變整個系統(tǒng)，如利用基因敲除，改變在信號傳導(dǎo)通路中起重要作用的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平[7]。

目前國際上系統(tǒng)生物學(xué)的研究方法根據(jù)所使用研究工具的不同可分為兩類：一類是實驗性方法，一類是數(shù)學(xué)建模方法。實驗性方法主要是通過進(jìn)行控制性的反復(fù)實驗來理解系統(tǒng)[8，9]。首先明確要研究的系統(tǒng)以及所關(guān)注的系統(tǒng)現(xiàn)象或功能，鑒別系統(tǒng)中的所有主要元素，如DNA、mRNA、蛋白質(zhì)等，并收集所有可用的實驗數(shù)據(jù)，建立一個描述性的初級模型(比如圖形的)，用以解釋系統(tǒng)是如何通過這些元素及其之間的相互作用實現(xiàn)自身功能的。其次在控制其他條件不變的情況下，干擾系統(tǒng)中的某個元素，由此得到這種干擾情況下系統(tǒng)各種層次水平的一些數(shù)據(jù)，同時收集系統(tǒng)狀態(tài)隨時變化的數(shù)據(jù)，整合這些數(shù)據(jù)并與初級模型進(jìn)行比較，對模型與實際之間的不符之處通過提出各種假設(shè)來進(jìn)行解釋，同時修正模型。再設(shè)計不同的干擾，重復(fù)上面的步驟，直到實驗數(shù)據(jù)與模型相一致為止。

數(shù)學(xué)建模[10，11]方法在根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)在機(jī)制對系統(tǒng)建立動力學(xué)模型，來定量描述系統(tǒng)各元素之間的相互作用，進(jìn)而預(yù)測系統(tǒng)的動態(tài)演化結(jié)果。首先選定要研究的系統(tǒng)，確定描述系統(tǒng)狀態(tài)的主要變量，以及系統(tǒng)內(nèi)部和外部環(huán)境中所有影響這些變量的重要因素。然后深入分析這些因素與狀態(tài)變量之間的因果關(guān)系，以及變量之間的相互作用方式，建立狀態(tài)變量的動態(tài)演化模型。再利用數(shù)學(xué)工具對模型進(jìn)行求解或者定性定量分析，充分挖掘數(shù)學(xué)模型所反映系統(tǒng)的動態(tài)演化性質(zhì)，給出可能的演化結(jié)果，從而對系統(tǒng)行為進(jìn)行預(yù)測。

4 當(dāng)代系統(tǒng)生物學(xué)研究熱點

基因表達(dá)、基因轉(zhuǎn)換開關(guān)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，以及系統(tǒng)出現(xiàn)疾病的機(jī)制分析等四個方面是目前系統(tǒng)生物學(xué)研究的主要陣地。

基因組醫(yī)學(xué)(genomic medicine)是以人類基因組為基礎(chǔ)的生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的革命。生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)結(jié)合，將人類基因組研究成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用到臨床實踐中，是后基因組時代最重要的研究方向之一。人類基因組計劃從完成和多種疾病相關(guān)的基因研究發(fā)現(xiàn)，迅速進(jìn)入到蛋白質(zhì)組學(xué)、染色體組和人類疾病基因的研究，通過單基因或復(fù)雜多基因疾病的相關(guān)基因研究和疾病易感因素分析，達(dá)到揭示基因與疾病的關(guān)系之目的；遺傳背景與環(huán)境因素綜合作用對疾病發(fā)生發(fā)展的影響；為疾病的診斷、預(yù)防和治療、預(yù)后和風(fēng)險預(yù)測提供依據(jù)?；蚪M醫(yī)學(xué)將大大提高我們對健康和疾病狀態(tài)的分子基礎(chǔ)的認(rèn)識，增強(qiáng)研制有效干預(yù)方法的能力。

后基因組(post-genome)的交叉學(xué)科研究是目前生命科學(xué)研究的前沿。交叉學(xué)科是一個新的研究領(lǐng)域，范圍非常廣闊，如基因組、蛋白質(zhì)組、轉(zhuǎn)錄組等等，從而出現(xiàn)許多新的交叉學(xué)科。

細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(signal transduction)的研究是當(dāng)前細(xì)胞生命活動研究的重要課題。細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白質(zhì)組學(xué)是功能蛋白質(zhì)組學(xué)的重要組成部分。系統(tǒng)地研究多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)間相互關(guān)系及其作用規(guī)律，細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路網(wǎng)絡(luò)化，其作用模式、通路、功能機(jī)制、調(diào)控多樣化，細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)、功能、途徑的異常在癌癥、心血管疾病、糖尿病和大多數(shù)疾病中起重要作用。對細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的了解，已成為創(chuàng)新藥物、防病治病的關(guān)鍵。細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)不是一門單一學(xué)科，而是多種學(xué)科，如細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)、生物物理學(xué)和藥理學(xué)等多學(xué)科的交叉學(xué)科。

5 現(xiàn)階段系統(tǒng)生物學(xué)存在的問題

目前的系統(tǒng)生物學(xué)研究還只是初步使用動力學(xué)建模方法來定量描述系統(tǒng)的動態(tài)演化行為，這種方法對簡單巨系統(tǒng)是適用的，但是在運(yùn)用到復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)時就會表現(xiàn)出很多的局限性，有很多問題就不能解決。生物體系統(tǒng)的復(fù)雜程度超乎我們的想象，現(xiàn)階段不宜研究整個生物體系統(tǒng)，可以從研究“小系統(tǒng)”(生物體中具有一定功能、相對獨立的部分，將其看成一個“系統(tǒng)”)開始，當(dāng)然如何正確地分析這個小系統(tǒng)本身也不是件易事。

5.1現(xiàn)有技術(shù)水平的限制

著眼于整體的系統(tǒng)生物學(xué)對技術(shù)、儀器的依賴性大大超過傳統(tǒng)的分子生物學(xué)。高通量、大規(guī)模的基因組及蛋白質(zhì)組等的發(fā)展都是建立于新技術(shù)、新儀器出現(xiàn)基礎(chǔ)之上。就目前的技術(shù)水平來講，距系統(tǒng)生物學(xué)所要求達(dá)到的理想水平還相差很遠(yuǎn)。由于技術(shù)發(fā)展的不均衡造成了系統(tǒng)中各個水平上的研究不均衡?；蚪M和基因表達(dá)方面的研究已經(jīng)比較成熟，而在其他水平如蛋白質(zhì)、小分子代謝物等的研究仍處于起步階段。各種蛋白質(zhì)在數(shù)量上的巨大差異是全面分析低豐度蛋白質(zhì)的一大障礙。而低豐度蛋白往往是最重要的生物調(diào)節(jié)分子，如何加強(qiáng)對低豐度蛋白的高通量研究，將是對蛋白質(zhì)組應(yīng)用前景的重要保障。同樣，如何研究系統(tǒng)內(nèi)存在的非遺傳性分子即細(xì)胞中存在的成百上千的獨立的代謝底物及其他各種類型的大小分子，它們在基因表達(dá)、酶的構(gòu)象形成等方面有著重要作用。建立適當(dāng)?shù)姆椒▉硐到y(tǒng)檢測這些分子的變化是系統(tǒng)生物學(xué)能否發(fā)展的關(guān)鍵。

5.2分析水平的限制

系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了全面分析的復(fù)雜性。人類基因組計劃的實施提供了龐大的信息資源，已讓人眼花繚亂，而對于較核苷酸復(fù)雜得多的蛋白質(zhì)及代謝物等的分析將是更大的挑戰(zhàn)。如何系統(tǒng)而詳盡地為公共數(shù)據(jù)庫中的信息加上注解，對這些復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和分析將成為系統(tǒng)生物學(xué)發(fā)展的瓶頸。

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