生物学分析范文
时间：2023-12-04 18:06:59
导语：如何才能写好一篇生物学分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词:微生物学；设计性实验；教学
微生物学作为生物相关专业的基础课程,是多学科交叉研究的基础,同时也是一门实践性、应用性很强的学科。微生物学中灭菌、分离、培养等技术的拓展和渗透,使得动植物细胞培养手段也更加广泛[1]。无菌技术和保藏技术等其它微生物学技术在医疗卫生、制药工业、食品生产、环境污染处理等生产领域中也得到广泛地应用[2]。由此可知,微生物学实验教学对专业技能的培养具有十分重要的作用。教育理念的持续更新,也对高等教育的内涵进行了转变和拓展。实践教育的目的主要是促使学生转变成自身知识结构的设计者。为了发挥学生的主导性,使被动学习转变为主动学习,成为学习的主体[3]。在微生物学实验课程中后期,专门设立开放时间段,给定实验目的和实验条件,教师引导学生按照自己的兴趣设定实验方案,小组成员进行分工准备实验材料,完成实验操作,分析实验现象并总结实验结果。通过这种主动学习的方式,充分调动学生对科研的兴趣,取得良好的教学效果,现将我们开展设计性实验的一些做法和体会报告如下。
1开展设计性实验的重要性
微生物这门学科涉及的内容十分丰富、涵盖知识面较广、实践应用性很强,传统的实验教学体系已不能满足学生今后参与社会工作后的发展需求[4]。目前高校的实验教学由于学生人数相对较多,仪器设备有限,学生只能遵循教学大纲安排好的学时,在有限的时间内到实验室做规定的实验项目,而且教学内容大多以验证性实验为主,实验深度不够,设计性实验相对较少,实验教学效果与实际应用相差较大,这种教学模式造成学生跟随教师被动学习,积极性不高,缺乏对实验技术进一步了解的兴趣[1]。教学过程不能有效激发学生的求知欲和创造性,其结果是很难培养出熟练实验操作的创新人才,也很难培养出操作熟练的技工。按照微生物学实验教学进度的安排,学生在进行设计性实验之前,经历了系统的微生物实验操作学习,这些学习内容包括:实验一、培养基的制备;实验二、消毒与灭菌;实验三、土壤微生物的分离;实验四、微生物的接种;实验五、显微镜的使用及简单染色法;实验六、细菌革兰氏染色及形态观察;实验七、微生物数量的测定;实验八、微生物大小的测定。学生反复训练了基本的微生物接种、纯化、保存等操作技能;对进行科学实验的思路也有了一定程度上的认知。然而这一系列的实验操作都是相对分散进行的,如何能促使学生将这一系列实验内容连接起来,在一个实验内容框架下,把这一系列的实验技术都运用来解决某一实际问题,成为培养学生的重要环节[5]。因此,开展设计性实验,让学生自主选题,通过一系列的实验操作来解决某个科学问题显得尤为重要。
2开展设计性实验的方法
2.1实验选题
多数同学都认为开展设计性实验选题十分困难,根本的原因在于之前的实验都是教师准备好既定的实验项目,学生往往在此过程中并未思考这些项目的来源。对于如何在实验中心现有的条件下拟定实验项目毫无基础,对实验材料、实验试剂如何应用到实验项目中来也无任何概念[6]。我们在实践过程中,明确教师在实验项目的选择上起到的是引导作用,对于仪器设备、药品试剂等给出详尽的范围,鼓励小组成员间协商解决,互相取长补短,综合成员的意见,然后拟定出适合本组成员的实验项目。实践中,我们一方面鼓励学生选择一些与生活密切相关的内容开展实验,如部分小组同学选择了《根际土壤微生物的分离与鉴定》、《酸奶中乳酸菌的分离与鉴定》、《自来水中微生物菌群分析》等实验项目,多数学生都对与生活密切相关的内容表现出浓厚的兴趣。另一方面我们也鼓励学生从教师的科研项目中选择相关且简单易操作的内容来开展。例如部分学生开展了《食用菌的收集与鉴定》《、食用菌的制种-以农业废弃物为原料》等实验项目,这些实验项目不仅可以培养学生的实验操作技能,更重要的是与科学研究密切结合起来,学生在这个训练过程中认识微生物学实验是如何应用到科研工作中,甚至部分学生将相关的实验项目申报大学生创新创业项目,极大地增加了学习动力。
2.2实验操作
对实验项目拟定后,进入实验操作环节。设计性实验从某些方面来说是验证性实验大综合,在开展设计性实验的时候,之前学习的培养基配制、显微镜使用,微生物系列稀释,消毒与接种,微生物培养与保藏等内容都得到一次汇总复习[7]。学生根据设计的实验方案,自己动手准备实验,实施实验方案。实验过程中,教师要求学生做详细的记录,例如菌落形态、菌体大小、生长速度等。实验数据处理,实验结果总结,实验报告完成,均由学生在实验室开放时间段内自行完成。在这一阶段,对学生实验操作技能的培养、观察分析能力都得到很大的提升。其中《酵母菌的分离与鉴定》小组出色完成了实验项目。实验选择生活较易获得的葡萄作为材料,从培养基的配制、菌株分离、菌体形态观察都独立完成。整个实验过程进行了详细地记录,实验结果用图片展示出来,并且分析也十分透彻,出色地完成了一个设计性实验。
2.3实验总结
建立在对实验过程及实验结果有详细记录的基础上,要求学生完成实验报告总结,包括实验目的、实验材料、仪器与设备、实验步骤、结果与分析。部分小组实验现象并非和预期的一致,教师通过引导学生对出现的现象进行分析,鼓励学生对新出现的现象进行探讨,可能说明了实验的失败,也可能说明这是一种新的现象,值得进一步的深入探讨。部分小组的实验结果不理想,教师鼓励学生自己分析原因,完善实验方案,改进操作方法,反复进行实验最终取得满意的结果。设计性实验的评价并不简单地依赖于是否取得圆满成功的结果,而是综合地衡量整个实验过程的各个环节,包括组员间的协作精神。实验报告的撰写占很小的比重,更重要地是对实验结果的分析。
3开展设计性实验的体会
设计性实验以6个人为一个小组,要求以小组为单位共同设计并完成实验。在这一过程中,涉及的知识面比较广泛、实验内容丰富、工作繁杂,对于一个刚接触微生物不久的学生,很难独立完成这一工作,必须加强团队合作,集体讨论立题,明确分工,实验实施过程中互助,发挥集体的优势,这样的协作过程使学生产生了团队意识,培养了团队精神,为今后的学习和工作都打下了良好的基础。设计性实验内容均为学生根据自己的兴趣选择,内容多样,涉及的知识面较广[8]。立题之初,需要教师对实验方案的可行性进行审核,提出方案中可能存在的不足,与学生讨论后完善方案。实施过程中可能会出现从未遇到的情况,以及可能会面对学生提出的各种问题,这些都是在其它实验教学中没有遇到的,这就要求教师具有较广的知识面,而且必须在科研实验的一线,不断学习,提高自身的科研水平,才能有效地对学生进行指导。常规实验教学以教师为主体,实验准备工作都由老师完成,学生主动性差,仅按部就班完成,即使没经过预习也可以按照老师给予的实验步骤完成[9]。设计性实验建立在常规实验的基础上,要求学生从实验项目的选择、实验操作,实验结果观察到汇报考核都要自主完成,主观能动性得到较大的发挥。将知识传授和技能培养有机结合起来,突出学生的主体地位,促进实验教学层次的提高。
4结语
设计性实验教学的开展使学生有机会选择自己感兴趣的项目,有机会全程参与实验过程,有机会涉足实验材料的取得、实验试剂的配制等[10]。通过实验,加深对实验原理的理解。尽管设计性实验实施过程中存在一些不足,然而它在培养学生动手能力及科学思维方面优势明显,是今后实验教学改革的一个重要方向[11]。我们通过这些尝试积累经验,结合社会生活的实际,拓宽设计性实验的涉及面,增强知识的实用性,从而提高应用型本科院校学生的动手操作能力。
参考文献
[1]刘胜贵.微生物学实验教学模式的探索与实践[J].微生物学通报,2006,33(6).
[2]田颖,刘侠.微生物课程改革与职业技能鉴定衔接初探[J].微生物学通报,2007,34(1).
[3]孟建宇,李蘅.微生物学开放式实验教学模式的改革探索[J].中国细胞生物学学报,2014,36(9).
[4]吴石金,黄海婵.谈谈“自助式”微生物学实验教学模式[J].微生物学通报,2006,33(2).
[5]纪燕玲,于汉寿,汪素美,赵明文《.基础微生物学实验》课程中设计性实验的探索[J].微生物学通报,2007,34(5).
[6]朱铁群,成庆利.微生物学设计性实验教学个案分析[J].微生物学通报,2007,34(5).
[7]张桂然,张红梅,李欣.生物学开放式实验教学的实践与探索[J].实验技术与管理,2013,30(7).
[8]肖红霞.开放式实验教学对创新型应用人才培养的内在机理[J].实验室研究与探索,2011,30(8).
[9]范玮.创新高职院校开放式实验教学模式之我见[J].教育与职业,2013,35.
[10]牛雅琼,谢国梅,那冬晨,闫桂琴,王祎玲,王华峰,李琪.遗传学开放式实验教学的探索[J].生物学通报,2012,47(1).
篇2
关键词： 植物保护 普通微生物学 课程分析
2012年，青岛农业大学被评选为山东省首批应用型人才培养特色名校建设单位。我校的植物保护专业不仅是首批国家级特色专业，而且是首批山东省应用型人才培养特色名校工程重点建设专业之一。为了全面落实培养应用型高级人才的培养目标，学校出台了《青岛农业大学关于修订专业人才培养方案的指导意见》，新的专业人才培养方案重点强调应用型导向、产业导向、行业导向和专业导向，让毕业生切实面向产业、行业和专业生产一线需求。
植物保护专业是青岛农业大学的特色专业，主要培养掌握植物病源生物的诊断和识别及综合治理等植物保护学科的理论和专业知识，具有植物病源生物预测和综合治理的基本技能，能胜任在科研院所、检验检疫部门及相关公司从事基础研究、产品开发、应用推广和经营管理等工作的应用型高级人才。2014年实施的植物保护专业人才培养方案中，规定了毕业生应该具备五个方面的知识和能力，其中第一条就明确规定毕业生应该掌握数学、化学、生物化学、植物学、植物生理学、普通遗传学和普通微生物学等学科相关理论与知识。而且将普通微生物学位列植保专业十大专业核心课程之中。由此可见，普通微生物学对植保专业学生的重要性。主要因为微生物学是一门在分子、细胞或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、农业生产、生物工程和环境保护等实践领域的科学，根本任务是发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会进步服务[1]。
为了更好地培养适应社会需求的应用型和创新型高级人才，本文对植物保护专业开设的普通微生物学这门课程进行了课程分析。
一、课程定位和性质
在我校，普通微生物学主要是针对植物保护、农学、植物科学与技术、种子科学与工程、烟草、园艺、茶学、环境科学、环境工程、农业资源与环境等专业学生开设的一门学科（专业）基础课程。通过该课程学习，为学习其他专业课程奠定坚实的微生物学基础。
在植物保护专业课程体系中，普通微生物学安排在第四学期开课。相关先修课程包括高中时学习的《生物》，大学一年级已开设的《普通化学Ⅰ》、《有机化学Ⅲ》和《分析化学Ⅲ》。在第四学期同时开设的相关课程有《基础生物化学》、《普通植物病理学》和《普通微生物学实验》。通过高中《生物》学习，同学们已经具备分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境等相关知识体系[2]，对普通微生物学中关于微生物的细胞结构、遗传变异和微生物的生态等相关知识点的学习有所帮助。已修的化学课程为普通微生物课程中关于渗透压、化学消毒剂、大量元素和微量元素等知识点的学习打下基础。因此，普通微生物学中对于这些知识点的介绍可做相应删减。普通微生物学跟同时开设的《基础生物化学》、《普通植物病理学》和《普通微生物学实验》之间相关性更大。比如，《基础生物化学》中关于代谢途径的知识点是重点讲解内容[3]，因此关于微生物代谢的知识点在普通微生物学课程中可以简化讲解。《普通植物病理学》中关于植物病原微生物的学习，可以使学生更深入地理解关于原核和真核微生物这部分的知识[4]。《普通微生物学实验》是普通微生物学理论课的配套课程，通过实验印证课堂内容，加深对微生物的感性认识和基础理论知识及原理理解[5]。
普通微生物学的后续相关课程包括《普通遗传学》、《农业植物病理学Ⅰ》、《农业植物病理学Ⅱ》、《植物化学保护Ⅰ》、《植物化学保护Ⅱ》、《普通植物病理学实习》和《植保专业科研训练与课程论文（设计）》等。扎实的微生物知识可以为后续理论或实践课程学习奠定坚实的基础。同时，后续课程学习加深了学生对微生物知识点的理解和掌握。
二、教学目标
教学目标是教学内容、教学方法手段及考核方式选择的基础。为了更好地培养适应社会需求的应用型和创新型高级人才，普通微生物学关于教学目标的设置分为不同的目标层次。首先，从知识目标上，学生应该从分子、细胞或群体水平上掌握微生物的细胞形态及构造、类群、营养与代谢、生长及控制、遗传和变异、生态分布、分类鉴定等基础理论知识。掌握研究微生物的主要技术和方法。其次，从能力目标层次上，要求学生利用微生物学的基础理论知识和基本研究方法，分析和解决日常生活、生产实践和科研中遇到的相关问题，具有良好的知识迁移能力。最后，在素质目标层次上，使学生在学习普通微生物学课程的过程中，培养独立思考、严谨求实的治学态度，培养学生的团队合作与创新精神，培养学生不折不挠、爱岗敬业的职业道德素质。
三、课程内容设计
本课程将选用周德庆主编的微生物学教程（第3版）。本书被教育部列为“普通高等教育‘十一五’国家规划教材”。本书是一本结构严密、内容丰富、知识新颖和可读性强的基础课启蒙教材。本课程总计32学时，共2学分；每周2课时，每次2学时，历时8周。根据植物保护专业的特点及学时安排，在课程内容设置上对教材略作删减和调整，比如，把教材关于传染与免疫的内容更换为微生物资源的开发与利用，介绍如何根据微生物的特点进行微生物资源的开发利用，以及微生物化肥和微生物农药等跟植物保护专业息息相关的知识。同时，在讲解原核微生物、真核微生物及病毒等章节时，联系实际、多举例介绍该种微生物对植物的致病或保护作用。
总体上，本课程共计十章内容，具体安排是：绪论（2学时）；原核微生物的形态、构造及功能（4学时）；真核微生物的形态、构造及功能（4学时）；病毒和亚病毒因子（4学时）；微生物营养和代谢（4学时）；微生物的生长及其控制（2学时）；微生物遗传和变异（4学时）；微生物生态（4学时）；微生物的分类和鉴定（2学时）；微生物资源开发与应用（4学时）。
四、学情分析
植物保护专业人才培养方案（2014级实施）规定，学生在第四学期需要修满21门课程，课内学时数超过512个学时，平均周学时数为30.4个学时，因此学生学习压力大，业余时间少。根据以往教学经验，本专业学生在学习微生物课程时，比较难掌握的内容包括微生物营养类型、新陈代谢、遗传与变异等。加之本课程教材内容多，学时少，记忆型知识较多，教学内容枯燥，晦涩。因此，学习本课程时，需要学生集中注意力，认真听课做笔记。但现代学生普遍对手机依赖性高，自控力较差，这就需要教师采用多种教学方法，抓住学生注意力，引导学生掌握知识。
五、教学方法与手段
跟植物和动物相比，微生物形态小，肉眼几乎不可见，较为抽象。教师要采用多种教学方法，以抓住学生注意力为核心。
在课堂上，本门课程教学过程以PPT多媒体为主要载体，以讲授为主，PPT的呈现形式应该注重以下几点：内容条理清晰、重点突出；对知识点及时进行归纳、总结；增加图片、表格动画等，减少文字，并且讲解时做到先形象（图片、流程图、视频动画），后概念（文字）；难点问题要结合板书讲解。知识点讲解要与日常生活、社会热点结合，与教师自身经历、科研相结合，同时语言幽默生动，增强教学效果。每次上课，先以提问方式回顾上节课内容，可以提高同学们的注意力，知识连贯性。课间放些微生物相关视频、歌曲，提高学生兴趣。
课堂外，要充分利用学校网络教学平台，在线答疑解惑。鼓励学生参加学校组织的相关技能大赛或进入实验室进行科研训练，提高动手能力的同时培养严谨求实的科研态度，为培养具有创新精神和实践能力的高素质人才奠定良好基础。
六、考核方式
本门课程考核方式为闭卷考试，成绩分三部分：即卷面成绩占70分，平时占20分，考勤成绩占10分，满分100分。试卷分基本题型、扩展题型和提高题型，要求试题内容覆盖整个课程，难易适中。考勤主要通过不定期点名、课前提问等方式检查，要求学生不迟到，不无故缺席，提高学生课程参与度。平时成绩主要包括课堂提问、检查课堂笔记。
七、教学反馈与教学效果
教学效果的评价与反馈包括多种形式：首先，学校学院组织相关领导、督导或同行随机听课，在监督的同时给出建设性意见并传授教学经验；其次，对学生发放调查问卷，对教师的教学方法提意见、建议，教师快速、及时和高质量地反馈；课程结束后，学生通过学校评教系统给教师上课情况和学生打分。考试结束后，教师根据学生卷面情况给出详细的试卷分析，真正做到“以教评教”、“以学评教”相结合。
通过以上七个方面的课程分析，我们对植保专业的普通微生物学具体授课环节进行了调整和优化，提高了教师的教学水平和同学们的学习兴趣，从而为更好地培养适应社会需求的，具备较好普通微生物学综合技能的应用型和创新型植物保护专业人才奠定基础。
参考文献：
[1]周德庆.微生物学教程[M].北京：高等教育出版社，2011.
[2]朱正威，赵占良.生物[M].北京：人民教育教育出版社，2007.
[3]朱新产，高玲.基础生物化学[M].北京：中国农业出版社，2015.
[4]许志刚.普通植物病理学[M].北京：高等教育出版社，2009.
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2 结果与分析
2.1 棉铃虫类胰蛋白酶氨基酸序列理化性质分析
运用ProtParam在线软件分析棉铃虫7种类胰蛋白酶氨基酸序列理化性质，结果见表1。由表1可知，棉铃虫7种类胰蛋白酶在理论等电点、脂溶指数以及氨基酸组成等方面均表现出相似性。其相对分子质量约为70 000，等电点约为5.00，氨基酸数目为253～256，Ala、Cys、Gly和Thr残基含量较高。7种类胰蛋白酶的不稳定系数均较高，其中类胰蛋白酶Ⅲ的不稳定指数最低，为52.08，表明类胰蛋白酶在棉铃虫细胞内的稳定性较差，推测类胰蛋白酶代谢较为活跃，代谢周转的速度较快。棉铃虫7种类胰蛋白酶的脂溶指数均较低，属于亲水性蛋白质。
2.2 棉铃虫类胰蛋白酶氨基酸序列磷酸化位点预测分析
使用NetPhosk 2.0 Server在线工具对棉铃虫7种类胰蛋白酶的氨基酸序列分别进行预测Ser、Thr与Tyr位点处发生磷酸化的概率结果见表2。从表2可见，在氨基酸磷酸化位点中Ser的预测分值最高，表明Ser发生磷酸化的概率最高，并且发现类胰蛋白酶Ⅲ中不具有Thr磷酸化位点；只有类胰蛋白酶Ⅴ具有Tyr磷酸化位点。以类胰蛋白酶Ⅲ为例进行说明：其氨基酸序列在第83位、243位、246位、247位这4个Ser位点处都有可能发生磷酸化，但第247位Ser发生磷酸化的概率最大，为M3=0.973。
2.3 棉铃虫类胰蛋白酶氨基酸序列分子进化树分析
使用MEGA 5.0中的Fhylogenetic Tree方法构建分子系统发育树结果见图1。由图1可知，7种类胰蛋白酶分为两个分支，类胰蛋白酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅶ与Ⅴ处于一个分支，类胰蛋白酶Ⅳ、Ⅲ与Ⅵ处于另一个分支。其中，类胰蛋白酶Ⅰ和类胰蛋白酶Ⅱ进化关系较近，类胰蛋白酶Ⅲ与类胰蛋白酶Ⅵ进化关系较近。
2.4 棉铃虫类胰蛋白酶的氨基酸序列分析
1）使用TMHMM 2.0在线工具对7种类胰蛋白酶的氨基酸序列跨膜结构进行预测分析，均不存在跨膜结构域。
2）使用ProtScale工具对7种蛋白酶的亲、疏水性进行分析。7种类胰蛋白酶的总平均亲水性为0.860～0.960，均表现为亲水性。其中，多肽链靠近N末端区域亲水性最强，最低分值为-0.500到-0.600，而C末端区域疏水性最强，最高分值为2.100到2.300。
3）用DNAMAN软件比对分析7种类胰蛋白酶的氨基酸序列同源性（图2）。在这7种蛋白酶氨基酸序列中，有较多保守的区域（如图2中深颜色区域所示）。经过分析发现，7种类胰蛋白酶氨基酸序列结构相似，同源性最高为85.71%。7种类胰蛋白酶中均含有高度保守的必需氨基酸残基，参与维持蛋白酶的空间结构及行使催化功能。比如第10、54、70、179、196、207与231位的Cys残基，它们之间能够形成二硫键以稳定蛋白酶的空间结构。第205位的Asp残基与228、238位的Gly残基能够与底物形成离子键、氢键，参与类胰蛋白酶对底物的识别与结合。第69位的His残基、114位的Asp残基与211位的Ser残基组成了类胰蛋白酶的催化基团，通过电子的传递，与底物分子中的Arg和（或）Lys残基羧基端肽键发生亲核反应，实现催化功能（氨基酸残基位置以类胰蛋白酶Ⅲ为准）。
2.5 棉铃虫类胰蛋白酶的功能结构域分析
使用NCBI数据库中CDD在线工具对类胰蛋白酶Ⅲ进行功能结构域分析（图3）。结果表明，类胰蛋白酶Ⅲ属于胰蛋白酶超家族，具有该家族特有的功能区域。类胰蛋白酶Ⅲ的16位（Ala）与17位（Arg）氨基酸残基之间含有一个自剪切位点（Cleavage site），该位点与酶翻译后的活化及转运有关；69（His）位、114（Asp）位、211（Ser）位氨基酸残基构成酶的催化位点（Active site）；205（Asp）位、228（Gly）位、238（Gly）位氨基酸残基形成3个底物结合位点（Substrate binding sites），参与酶对底物的识别与结合，其他类胰蛋白酶的分析也得到相似的结果。
2.6 棉铃虫类胰蛋白酶的亚细胞定位分析
亚细胞定位预测结果见表3。由表3可以看出，类胰蛋白酶Ⅰ、Ⅱ主要位于内质网中，类胰蛋白酶Ⅲ主要位于内质网、液泡及细胞外基质中，而类胰白酶Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ与Ⅶ主要位于细胞外基质中。亚细胞定位的多样性体现了类胰蛋白酶在棉铃虫生命活动过程中具有多样性的生物学功能，其中类胰白酶Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ与Ⅶ主要发挥消化作用，因为棉铃虫对食物的消化场所主要位于中肠（细胞外）。而类胰蛋白酶Ⅰ、Ⅱ与Ⅲ可能主要行使免疫保护作用，参与棉铃虫对外界环境的免疫应答。
2.7 棉铃虫类胰蛋白酶的二级结构分析预测
利用NPSA在线工具预测类胰蛋白酶的二级结构（表4）。由表4可知，无规卷曲是该类胰蛋白酶整体结构中的主要组成结构元件，β转角出现概率相对较小。α螺旋主要分布于氨基酸序列两侧，而无规卷曲、延伸链则主要分布在多肽链中间区段。
3 小结与讨论
本研究以棉铃虫肠道内7种类胰蛋白酶为研究对象，运用在线工具对其进行生物信息学分析。结果表明，7种类胰蛋白酶理化性质较为相似，为亲水性蛋白酶。Ser是类胰蛋白酶序列中磷酸化概率最大的氨基酸残基。分子系统发育树结果显示类胰蛋白酶Ⅲ与类胰蛋白酶Ⅵ进化关系较近，而类胰蛋白酶I和类胰蛋白酶Ⅱ在进化关系上更为接近。类胰蛋白酶不存在跨膜结构域，属于基质类蛋白，这与其亲水性的特点吻合。功能结构域分析发现类胰蛋白酶属于胰蛋白酶超家族，其氨基酸序列中含有自切割位点、若干催化残基与结合残基。类胰蛋白酶的亚细胞定位具有多样性，主要分布在细胞外与内质网中，这体现了类胰蛋白酶在棉铃虫生命活动过程中具有多样性的生物学功能。二级结构分析预测表明无规卷曲在该类胰蛋白酶整体结构中所占比例最大，是其主要的结构元件。氨基酸序列同源性分析，7种类胰蛋白酶氨基酸序列的同源性较高，达到了85.71%，并且含有高度保守的必需残基，参与维持蛋白酶的空间结构及行使催化功能，包括维持高级结构的Cys残基，形成底物结合口袋的结合残基及参与催化作用的催化残基。依据此研究结果，能够设计出与类胰蛋白酶活性中心特异性结合的抑制剂，抑制其活性，从而扰乱棉铃虫的正常消化，实现抗虫目的。
参考文献：
[1] 常团结，陈 蕾，路子显，等. 棉铃虫幼虫中肠类胰蛋白酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达[J]. 动物学报，2002，48（6）：790-796.
[2] 任晓霞，韩召军，王荫长. 棉铃虫乙酰胆碱酯酶cDN段的克隆和序列分析[J]. 动物学报，2002，48（1）：121-124.
[3] 郭线茹，蒋金炜，罗梅浩，等. 转基因抗虫烟草研究进展[J]. 昆虫知识，2005，42（4）：358-363.
[4] CHOUGULE N P， GIRI A P，SAINANI M N， et al. Gene expression patterns of Helicoverpa armigera gut proteases[J]. Insect Biochemistry and Molecular Biology，2005，35（4）：355-367.
[5] KANG Z， JIANG J H， WANG D， et al. Kunitz-type trypsin inhibitor with high stability from Spinacia oleracea L. seeds[J]. Biochemistry （Moscow），2009，74（1）：102-109.
[6] TELANG M A， GIRI A P， SAINANI M N， et al. Characterization of two midgut proteinases of Helicoverpa armigera and their interaction with proteinase inhibitors[J]. Journal of Insect Physiology，2005，51（5）：513-522.
[7] TAMHANE V A， CHOUGULE N P， GIRI A P， et al. In vivo and in vitro effect of Capsicum annum proteinase inhibitors on Helicoverpa armigera gut proteinases[J]. Biochim Biophys Acta，2005，1772（2）：156-167.
[8] BOWN D P， GATEHOUSE J A. Characterization of a digestive carboxypeptidase from the insect pest corn earworm （Helicoverpa armigera） with novel specificity towards C-terminal glutamate residues[J]. European Journal of Biochemistry，2004， 271（10）：2000-2011.
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关键词：初中生物；自主探究；科学教学
【中图分类号】G633.91
生物教学中的探究教学，是为了培养学生自主学习的能力，但并不是一味放任自由的教学，而是运用系统的、合理的、高效的教学方式，同时与学生的生活相结合，改变过去的初中学生学习生物是为了应付考试的想法，通过科学性的探究教学方式，令学生可以真正的喜欢上生物这门学科，可以使学生自主去研究去分析，充分提高学生大脑的自主思考能力和对学习生物的兴趣，从而提高生物教学的质量和学生的学习效果。
一、初中生物教学问题分析
科学的探究性教学，虽然是一种高效的教学方式，但其中影响其教学效果的因素仍有很多，不同地域，不同学生的性格、生活环境都是影响探究教学质量的重要因素。而老师在运用此种教学时，也要根据实际的情况进行一定程度的改变，一成不变的教学模式只会令“科学”二字变成迂腐的教育理念，其中学生的学习态度，是保证教学效果的重要因素。初中学生对于学习生物知识的学习态度，大致可分为三种类型：第一类，自主积极型。这种学生对学习生物知识很感兴趣，在课堂上，学生因为对老师讲课内容有着浓厚的兴趣，所以心态上是开心的、喜悦的，对老师讲述的生物知识会认真的听讲，对于老师提出的问题也会积极的、自主的进行分析、思考，有时候还会对老师说出自己的想法和问题。但这一类的学生少之又少，因为大多数的老师和家长，最关心的是学生和孩子试卷上的分数，而不是学生有多么喜欢生物。
第二种学生是努力学习型，虽然这一类的学生因为头脑的差别，成绩也各不相同，但他们都在努力地学习，可是对生物的理解可以概括为一个字“背”，也就是死记硬背生物课本的内容和习题等，而部分生物老师也只是在照本宣科，只是按照课本上的文字讲解给学生听，而且第二类的学生也会被其家长所误导。有的家长甚至会买一些教学生如何可以快速记忆书本上的知识的书籍，虽然记忆力对学生来说也很重要，但这种让“背”生物成为学生学习生物的目的的理念，完全违背了生物探究教学的真意。
第三类是顺其自然型，这种学生不会强迫自己花很多的时间去生物知识，特别是在其他学科作业较多的情况下。在课堂上也只是强忍着听完了老师讲的内容，探究性的学习只在老师的监管下才会执行，课后只是应付着完成生物老师留的作业，在这过程中自己能学到多少就算多少。在这三类学生中，第三类学生最多，第二类则较少，而第一类更是少的可怜。
二、生物教学中科学探究性教学分析
（一）、探究与生活相结合
科学探究教学中，探究的内容十分重要，如果只是让学生探究生物书本上的内容、知识，未免有些枯燥，不利于学生自主学习意识的培养，科学的探究教学，则是需要建立在学生自主学习的基础之上。想要让学生拥有自主学习的意识，首先要令学生对生物知识产生兴趣、产生学习的欲望。学生对生物学科不感兴趣，很大程度上是因为其内容过于理论化和单一化，从而让学生感到枯燥、无味的同时，还感觉自己与书本上的知识很遥远，虽然书本上所讲的内容看似是于自己的生活相关的，但这些知识并没有对自己的生活产生多大的影响。
如：动植物的生长发育、生物的结构等等知识，看似就存在于学生的身边，但部分老师并没有把他们相互结合起来。在生物教学课堂中，老师应当把书本上的内容与学生的日常生活相结合，令学生感到在生活中时刻都有生物知识相伴随。比如：在讲关于植物结构方面的知识时，老师可以用学生时常吃到的蔬菜和水果为例子，这样学生在吃到这些蔬菜和水果时，就可以再次想到老师在课堂上所讲的内容，巩固了学生对生物知识记忆的同时，还增加了学生对生物知识的认知以及生活常识的探究机会。而在讲到生物细胞方面的知识，比如：使用显微镜观察细胞的实验课时，老师可以扩大实验的范围，不单局限于课本上的内容，可以让学生自己准备想要观察的细胞样本，比如：学生生活中经常食用的食物，家中或周围的花草、树木等，这样一方面增加了生物教学的灵活性，也达到了令学生可以自己把生物与生活结合在一起的目的。
通过把生物知识与学生的生活真正的融合在一起，来培养学生自主探究的学习意识和能力，把以往学生被动的学习方式变为主动，在学习中学生不再单一的依赖老师。也就是说通过把探究教学与生活相结合，让学生在以后学习中，不再是只会依赖老师进行探究学习，而是把生物当成自己的兴趣爱好，可以自主的去研究、思考。
（二）、改变学生被动的学习态度
科学探究，是自主的研究、分析以及理解、认知，而不是只在老师的安排和命令下进行的讨论和交流，这就需要从根本上去改变学生那根深蒂固的被动学习态度。首先，要改变以往老师高高在上、绝对主导的教学形象，在课堂教学中，引导学生多“说”多“想”，这“说”与“想”包括学生的提问和学生之间的讨论，让学生真正参与到课堂上，令学生变成课堂的主导之一。其次，在把书本上的知识与生活相结合的时候，更多的是引导学生自主地发觉生活中存在的生物知识，而不是单凭老师一个人的讲述。科学探究性的生物教学，其真正的意义是受益于学生，而不是老师用来完成自己教学任务的工具，所以老师在生物教学中，应引导和改变学生的被动性为主动性，这样才能令科学探究教学方式达到最佳的效果。
三、结语
科学探究的教学方式其效果不会立刻呈现出来，同时在教学过程中也会产生种种问题。包括“新”“旧”教学模式之间转换时，对学生学习的影响，很多学生可能不适应新的教学方式，从而让成绩出现下滑或停止上升的现象，这就需要老师拥有坚定的教学理念，不能因为担心自己的前途而放弃新教学模式的开展。总之，科学探究性的生物教学，是需要在老师的带动下，全体师生共同参与的高效教学模式。
参考文献
[1]刘峰.浅谈在生物教学中如何使学生学会科学探究方法[J].教育教学论坛.2011年19期：157
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关键词：分子生物学；实验教学体系；建设思路
分子生物学学科是20世纪90年代初建立起来的一门学科，它是由遗传学、细胞生物学和生物化学的深入发展而逐渐形成的一门独立的学科体系，并迅速渗入到整个生物科学的各个学科当中。现已成为生命科学领域最为基础、最为重要的主干课程之一。
分子生物学是一门理论与实验紧密结合的学科。通过分子生物学实验教学，既可以使学生更好地理解理论内容，又可以培养学生扎实的实验能力和认真严谨、实事求是的精神[1]。为了突出实践教学在学生素质培养方面的重要地位，青海大学生态环境工程学院在分子生物学实验教学中建立了课堂教学与实验教学分离的“3+1”实验教学体系（即基础性试验、综合性实验、创新性实验和科研训练），单独开设了分子生物学综合性大实验，增加了分子克隆等开放性和综合性的实验。这种模式改变了实验教学依附于理论教学的现状，有益于培养学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的能力。
一、分子生物学实验课程建设现状
青海大学生态环境工程学院《分子生物学》课程自2003年开设以来，学院先后选派教师赴浙江大学、清华大学等院校进行了学习培训。2004年在清华大学生命科学与技术系的指导和帮助下，建立分子生物学实验室，专门承担“分子生物学”的本科和研究生教学和科研工作。2010年青海大学教学计划修订时分子生物学课程被定为生物类、农牧类相关专业的学科平台课。短短的9年期间，该课程已经成为生物科学及相关专业本科生、硕士生的核心课程。通过教学人员的不断进修学习，研究方向的不断凝练，仪器设备的不断更新，已在青海省内形成鲜明特色并确立了相应的地位。
2007年根据分子生物学的飞速发展，借鉴清华大学研究型大学实践教学体系的建设经验[2-4]，进一步修订了课程计划，从2006级生物技术专业开始理论课教学调整为48学时，实验课单独开设16学时，同时开设了2周的分子生物学综合性大实验，建立了分子生物学“3+1”实验教学体系，优化了课程的结构，增加了实验教学的环节，丰富了分子生物学的实验教学，同时提高了学生的动手能力和对学生综合实验能力的培养。
二、“3+1”实验教学体系的建设思路
实验教学内容和方法的改革是实验教学改革的重点和难点，也是适应知识经济和创新教育的关键[5]。借鉴清华大学研究型大学实践教学体系的建设经验[2，3]，初步设计了基础性（技能性训练）、综合性和研究创新性三个层次以及本科生进入科研实验室参与的科研训练的“3+1”实验教学体系。其中，3是指将实验课程分为3大类，第1类是基础性（技能性）实验课程，训练学生的基本专业技能；第2类是综合性实验课程，提高学生的综合能力；第3类是研究创新性实验课程，加强学生的创新能力和探索精神；1是指本科生进入科研实验室参与的科研训练。
实验操作是掌握分子生物学精髓的主要途径，而且在学习上能起到事半功倍的效果。因此，我们通过一系列的实验从基因的分离、纯化、转化、鉴定等方面，帮助学生掌握分子生物学基本的实验方法和技能，使学生进一步巩固和掌握有关分子生物学的相关理论。同时在条件许可的情况下在分子生物学综合性大实验中提供多种实验材料让学生自行设计和准备实验，培养学生独立科研能力。设计思想和目的在于：（1）验证课本知识；（2）掌握基本的操作技能；（3）学习先进的系统的实验操作方法；（4）培养独立工作的能力；（5）形成研究型思维；（6）学习撰写研究论文。
三、“3+1”实验教学体系的建设规划
根据分子生物学实验课程的性质、类型和具体要求，对实验内容进行整合，结合现有分子生物学相关课程，将分子生物学实验课程和实验内容整合为基础性（技能性训练）、综合性和研究创新性三个层次以及本科生进入科研实验室参与的科研训练。本课程的实践性教学由“分子生物学实验”、“生物化学与分子生物学综合性大实验”和“基因工程实验”三门实验课程组成。其中分子生物学课程实验重在基础性教学，生物化学与分子生物学综合性大实验重在综合性训练，基因工程课程实验重在研究性层次训练，而本科生毕业论文重在本科生进入科研实验室参与的科研训练。
四、“3+1”实验教学体系的实验教学效果
由于“分子生物学”具有理论与实践结合极为紧密的特点，因此该课程在教学过程中不仅要系统地讲授重要的基础理论，及时反映学科前沿和最新进展，而且要开设涵盖核酸的分离、提取、纯化、检测等实验技术的综合实验课程。学生通过实际操作，不仅实际动手能力得到明显提高，而且有助于对课程理论部分的理解。经过几年的分子生物学“3+1”实验教学体系的探索与实践，我们逐步实现了将分子生物学实验从验证性实验向综合性、创新性和研究型实验的转变。
实验体系建立要注意到各个实验内容之间衔接与关联[6]，因此在2010版的教学大纲制定和修订工作中，我们充分加强课程实验和综合性大试验之间的联系，增强了学生分解实验、合理安排实验时间的能力，对一些特别常用和重要的技术也起到重复训练的作用。
具体讲授中，鉴于分子生物学实验技术内容发展迅速、内容广泛，我们将分子生物学实验教学重点放在分子克隆技术内容上，在分子生物学实验课程教学中充分加强专项实验技术，以利于分子生物学综合性大试验的开展。
通过以上实验的改革，开阔了同学们的视野，激发了学生学习的积极性和创造性，培养了同学们独立分析问题和解决问题的能力，增强了学生的科学意识和创新意识，大大提高了实验教学效果，对学生接受科研训练、完成毕业论文、进入研究生阶段的学习和实验研究以及毕业后从事相关技术研究工作奠定了基础。
五、今后进一步建设的发展思路
实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用[7]。这一指导思想下，我们提出了今后进一步建设的发展思路，进一步深化分子生物学“3+1”实验教学体系的改革，采用现代教学理论，创新实验教学方法，为学生提供良好学习环境，注重在学生实验课程教学内容的调整、基本实验过程的安排及设计实验的实施上的衔接，将个别典型的设计作为重点普及，使学生们依托高原资源背景，应用基本理论和实验技能，提高创新能力，培养团队协作精神，进一步提高生物学及相关专业本科生的实践能力。
参考文献：
[1]周晓馥，勾畅，未晓薇，等.教学科研一体化在分子生物学实验教学中的研究与探索[J].安徽农业科学，2013，41（4）：1852-1853，1878.
[2]屠萍官，张荣庆，王喜忠.研究型大学实践教学体系的改革与创新[J].实验技术与管理，2005，22（1）：1-4.
[3]屠萍官，陈坚刚.现代生命科学实验教学示范中心建设的实践[J].实验技术与管理，2006，23（3）：1-4.
[4]刘进元等：分子生物学实验指导[M].北京：清华大学出版社，2002.
[5]黄永莲，孙世军.高校生物学实验教学改革初探[J].湛江师范学院学报，2004，25（3）：122-125.
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[关键词] 生物药剂学分类系统;中药生物药剂学分类系统;构建分析
[收稿日期] 2014-07-18
[基金项目] 国家自然科学基金项目（81473362）
[通信作者] *董玲，副研究员，硕士生导师，主要从事新剂型给药系统研究，Tel：（010）64286245，E-mail：
[作者简介] 刘洋，副教授，硕士生导师，主要从事药物代谢研究，Tel：（010）84738629，E-mail：
口服给药是临床治疗的主要途径。口服固体即释制剂在服用后，都会经历崩解、溶出、溶解后吸收的过程，虽然中医临床最常用的汤剂以液体形式使用，但其中成分也多数通过吸收而进入机体发挥疗效。然而药物中成分吸收的过程需克服多重屏障才能入血后分布到组织器官而发挥作用[1]。基于药物成分在胃肠道的吸收主要受其溶解性和肠渗透性影响的观点，Amidon等提出了生物药剂学分类系统（biopharmaceutics classification system，BCS）[2]的科学框架。用BCS理论来预测药物在胃肠道内的吸收并确定其限速步骤，进而考察体外溶出试验与体内吸收的相关性，以此确定是否可对口服固体即释制剂进行生物等效性豁免，在国外监管机构中应用广泛[3]，但其研究与分类对象常适用于单一成分的化学药品。
伴随全球回归自然、崇尚天然药物潮流的兴起，中药成为继化学药物、生物制品后最具发展前景的药物[4]。但目前中药生物药剂学的发展相对缓慢，国内外与中药相关的BCS研究亦较少。已报道的有关中药的BCS实验性研究，其对象为中药内含单体成分[5-6]，并未将中药多成分复杂环境的影响纳入到研究之中。考虑到中药多成分属性，前辈学者提出了“中药成分生物药剂学分类系统”[7]、“中药组分生物药剂学分类系统”[8]等概念，前者从单一成分具体研究点方面提出见解，对中药BCS研究有一定参考意义，而后者虽以中药整体开展BCS研究，但仅对中药组分及组分性质的评价指标“离散度”重点阐述，而将中药的本质多成分体系落实到BCS分类的内容涉及不多。
总体而言，现有中药领域的BCS研究尚无明确的学术思想、相关理论及研究方法，本研究在前期理论分析和实验探索[9-10]的基础上，借鉴BCS的科学框架和分类要素，按照中药多成分复杂体系的特点，构建属于中药的生物药剂学分类系统，从中药多成分吸收角度提出相关的学术思想、基本理论和研究方法。
1 中药生物药剂学分类系统（biopharmaceutics classification system of Chinese materia medica， CMMBCS）的构建
1.1 构建背景及可行性
1.1.1 中药的多成分本质属性
除了中药一类新药外，无论是单味中药材还是中药复方，临床过程的本质是多成分对机体的综合作用，因此中药本身为多成分体系。中医理论下，众多学者就多成分物质基础临床疗效的阐述，提出了“证治PK假说”、“中药复方霰弹理论”、“直接物质基础”、“功能组分”、“‘一二三四’广义成分论”等多种理论和研究方法，为多成分药效物质基础的研究奠定了基础[11]。现代医学生物学理论下，中药多成分显效研究由经典的拆方组方研究方法、血清药理学和血清药物化学等方法发展延伸到分子生物学、代谢组学等领域，并从不同维度完善和发展[12]。而多成分药物研究[13]，尤其是多成分药物代谢研究的兴起[14]，除多成分多靶点的作用被揭示外，更注重将具体的每一中药成分置于多成分环境中开展研究，并注重因成分间相互影响所引起的临床疗效表达和作用机制阐述。同时，亟待解决的多成分体外实验与吸收代谢后体内靶点的相关性问题，多成分到达靶点治疗的动态过程及成分靶点配伍和靶点分布问题，都需要以多成分为整体开展研究。
1.1.2 中药BCS研究的难点
虽然BCS被广泛应用于化药的研究，但中药的特殊性在于每种中药成分处于被其他成分影响的多成分环境中，受其他成分影响可能改变其溶解性和渗透性。在多成分环境下，溶解性和渗透性一旦改变，化学成分的BCS归属也随之改变，显然化药的BCS不完全适用于中药。同时，由于中药区别于化药的特殊性与其多成分的复杂性，及由此引起的安全性、稳定性和生物利用度等问题，更使得研究工作量大、周期长、投入多，均为中药进行BCS的研究带来诸多困难。
1.1.3 构建的可行性及意义
作为多成分属性的中药，其口服吸收进入机体的基本过程与化药并无差别。中药的药效物质基础是其所含的化学成分，除直接作用外，口服吸收进入血液而发挥疗效的成分众多，但中药成分吸收的本质属性是成分的溶解性和渗透性，而多成分环境下的中药成分溶解性和渗透性变化是可测的。由此提示构建中药生物药剂学分类系统是可行的。
借鉴化药BCS理念、方法和技术，开展符合多成分特点的中药生物药剂学分类系统的研究，不仅可对中药口服吸收性质进行系统科学地论述，也可揭示中药多成分环境下的作用特点、规律及其疗效机制，为阐明中药科学问题提供参考和支持。
1.2 中药生物药剂学分类系统（CMMBCS）的概念及特点
1.2.1 概念
本研究锁定中药多成分吸收相互影响的科研方向，首次提出“中药生物药剂学分类系统（biopharmaceutics classification system of Chinese materia medica， CMMBCS）”，它是指中药口服使用时，根据其内含成分的水溶解性和肠渗透性，对中药进行分类的一种科学框架或方法。
1.2.2 特点
由于药物在模拟肠道环境不同释放介质中的溶解度及其溶出度间有直接的关系，根据溶解度即可预测药物的溶出度性质，故在生物药剂学研究中可有针对性的开展溶解度和渗透性2个指标的研究。鉴于中药为多成分复杂体系，CMMBCS研究分为定性和定量2个层次进行：在多成分环境下，在定性锁定可吸收成分的基础上，定量测定可吸收成分的水溶解性和肠渗透性数据从而进行科学归类，同时通过建立溶出度和溶解度的关联关系而完善CMMBCS。
BCS的分类归属是单一成分在不受其他成分影响的环境下测定的，而可依据溶解性和渗透性分类的不止是单成分，还包括多成分。CMMBCS的分类归属是由其自身性质和所处多成分环境共同决定的，既要考虑成分自身的溶解性和渗透性，即BCS分类归属，还要考虑成分自身受其他成分影响（比如：增溶、外排转运蛋白抑制或诱导）而造成的溶解性和渗透性变化，即CMMBCS分类归属，这也是CMMBCS与BCS之间存在差异的原因。本研究将化药BCS的单一成分研究层面，扩展到中药多成分层面;将中药由多成分研究层面，扩展到中药整体研究层面，这也是CMMBCS突出特点及优势之处。
2 CMMBCS研究思路与方法
2.1 多成分环境下CMMBCS研究
2.1.1 理论基础
2.1.1.1 围绕BCS的吸收研究为核心 BCS在生物药剂学的研究范围中指向药物吸收，并通过影响药物吸收的溶解性和渗透性2个主要因素将药物进行科学分类。CMMBCS贯彻BCS以吸收为核心的分类理念，同时结合中药临床疗效实际，按照中药多成分复杂体系的特点，以“溶解性”和“渗透性”作为实验内容和数据依据。
2.1.1.2 口服中药产生疗效时的归类基础 口服中药疗效的表达，是多成分通过多途径作用后的效应叠加，其中有吸收入血后被运载到效应部位发挥疗效的成分，也有作用于肠道菌群、刺激肠道免疫应答、物理作用刺激肠道功能变化显效等不吸收情况而发挥疗效的成分。故对中药疗效物质基础的认知，应建立在中药成分消化道吸收归类基础上，需将成分归类为消化道吸收部分和不吸收部分2类情况。
口服中药产生的疗效，可以通过药效学实验进行系统研究，即使有些药效的具体分子机制不明，但药效产生的具体部位多很明确。针对于某种疗效，作为药效物质基础的化学成分发挥作用可分为3类情况：一是药效完全由消化道吸收成分到达作用部位后起效，如川芎中消化道吸收后进入中枢神经系的成分;二是药效完全由不吸收成分通过肠道免疫应答、菌群影响和物理作用而起效，如黄芪中消化道不吸收的成分;三是药效源于吸收成分到达作用部位与不吸收成分的肠道内作用叠加，如桑叶中黄酮类吸收成分降糖，多糖、生物碱等不吸收成分抑制α-葡萄糖苷酶降糖的作用叠加。
2.1.1.3 多成分背景下BCS研究 BCS目前在化学药物研究工作开始前的单一化合物结构清楚，不必进行定性研究的重复性工作，其应用主要以定量研究数据作为生物药剂学分类的依据。而由于中药的多成分属性，在研究工作前期，中药中多成分结构未知，故而确定CMMBCS研究中应以吸收与否为界，分别定性研究吸收成分与非吸收成分，然后再对吸收成分的吸收程度定量研究。
此外，在定性研究时，所面对的中药成分有些是先代谢再吸收、或者代谢与吸收同时进行的动态过程，而且还要面对多成分环境下其他成分对于消化道转运蛋白及肠壁细胞内代谢酶的竞争性抑制、诱导等情况，所以在吸收研究时还要充分考虑代谢对吸收的影响。
2.1.2 研究方法
对于中药这样一个复杂系统而言，单独对有效成分研究则脱离了复杂体系这一主体，对整体进行研究则不容易分清主次，将复杂体系中非线性规律部分降价、降维为线性规律研究，多个线性规律的综合研究与分析有助于对复杂体系的认识[15]。因此，中药研究应由简到繁、由易到难和由一般到普遍的思路进行研究，宜由复杂系统的基本单元再到高层结构递进式研究[16]，故对中药疗效机制等研究应在单一具体成分准确认知的基础上，以多成分为整体进行研究。
本研究创新性提出采用“多成分层次差异比较法”，首先对多成分中的主要单一成分开展生物药剂学主要参数中的溶解度、溶出度和渗透性研究，并进行分类归属，作为底层基础研究;进而将其置于多成分环境中进行实验，通过多成分环境中目标化合物的定性锁定、定量测试和数学分析，开展多成分环境对这些参数的影响研究，并进行分类归属，作为顶层研究;最后对每一单成分在“多成分环境”中的变化作为研究对象，考察底层与顶层差异变化的数据特征，作为中间层分析而阐述中药的科学问题。通过“多成分层次差异比较法”研究并构建数学模型，从单一成分固有性质到多成分环境下变化的数据中挖掘出中药生物药剂学的本质特色属性，评价中药成分吸收情况，明确吸收受限成分的影响因素，提出改善方向，并证实成分配伍影响吸收的趋势。
2.1.3 多成分CMMBCS具体框架
2.1.3.1 多成分环境下单成分分类基础框架 针对于具体单一成分，在多成分环境下，除成分自身溶解性和渗透性外，充分结合多成分环境造成的溶解性和渗透性各自提升度为分类基础，以经典四分相限图表示（图1）。该框架的构建为下一步的理论构建与研究奠定基础，此外为了长期积累数据的实验方法一致性，CMMBCS采用相应的数据采集实验技术如体外溶出试验、在体实验等，期待未来通过数据挖掘，界定溶解性和渗透性的具体量化标准。
图1 多成分环境下单成分分类基础框架
Fig.1 The basic framework of single component in multicomponent environment
2.1.3.2 多成分CMMBCS理论研究框架 整体结合单一成分固有性质，研究中药多成分吸收代谢的生物药剂学属性，以阐述中药疗效产生的影响因素;单一成分的固有性质（BCS归类）如在多成分环境下发生变化而表现综合性质（CMMBCS归类），就使吸收进入机体产生疗效的物质基础发生变化。而多成分显效也不只是各单一成分的疗效简单叠加，可能还涉及因吸收代谢变化而形成的吸收后配伍比例组合，从而实现更复杂的疗效呈现。在理论基础及“多成分层次差异比较法”指导的前提下，提出多成分CMMBCS的理论研究框架（图2）。
图2 多成分CMMBCS理论研究框架
Fig.2 The CMMBCS theoretical research framework of multicomponent
在理论研究框架中，CMMBCS-Ⅰ及BCS-Ⅰ的所指都为：溶解性高、渗透性高的成分;CMMBCS-Ⅱ及BCS-Ⅱ的所指都为：溶解性低、渗透性高的成分;CMMBCS-Ⅲ及BCS-Ⅲ的所指都为：溶解性高、渗透性低的成分;CMMBCS-Ⅳ及BCS-Ⅳ的所指都为：溶解性低、渗透性低的成分。
2.1.4 研究内容
多成分环境下中药成分的BCS属性通过溶解度、溶出度及肠渗透性实验进行研究，采集平衡溶解度、特性溶出速率、有效渗透系数（Peff）、药物最大吸收量（MAD）和吸收百分率（Fa）等关键参数的实验数据并构建数学模型进行分析。总体步骤为：首先展开单一成分实验，对基础数据进行采集，研究单一成分环境对目标成分的影响;进而加入其他成分建立多成分环境，研究多成分环境对目标成分的影响;第三步，进行单一成分在药材中多成分环境下的实验，研究单味药材对目标成分的影响;第四步，进行单一成分复方制剂中多成分环境下的实验，研究复方环境对目标成分的影响。通过这种分层递进式研究进一步明确目标成分相关特性是否影响目标成分在机体内的吸收，进而可以从单一成分固有性质到多成分环境下变化的数据中挖掘出中药生物药剂学的本质特色属性。
2.2 中药整体CMMBCS研究
2.2.1 中药整体性研究内涵
CMMBCS对中药整体性研究是以中药多成分环境下BCS属性的变化及规律系统研究为基础，充分利用多成分环境下CMMBCS研究理论与结果，将中药及复方作为一个多成分集合体进行BCS整体性研究。
2.2.2 研究方法
多成分层次差异比较法实际上仍是在单一成分研究的基础上再对其多成分环境下的特性和规律进行研究，依旧是自下而上的研究模式，是针对中药复杂环境而采用的研究方法。而中医药理论提倡整体观念，中药复方则体现了中药配伍的整体性，遵从由简到繁、由易到难和由一般到普遍的思路，最终仍要回归到以中药或复方为整体的研究中去。因此，本研究亦采用了“中药整体CMMBCS研究方法”，建立中药代表性目标成分、多成分背景下目标成分、复方整体3个层次的CMMBCS研究体系;利用数学建模方法，探讨建立中药代表性目标成分、多成分背景下目标成分、复方整体3个层次之间的内部规律，从而建立CMMBCS预测模型。
2.2.3 研究内容
中药整体性研究涉及中药多成分间接溶解度研究和中药多成分肠渗透性研究两部分。中药多成分间接溶解度研究方法是将复方中各味药材及复方整体提取物制成制剂，采用整体IDR（特性溶出速率）实验方法对上述药物制剂中所有可检测成分进行整体实验研究，进而对中药中所有可检测成分的溶解度高低进行间接判定。中药多成分肠渗透性研究方法是将中药提取物作为整体，进行大鼠肠渗透性研究，可以间接测定中药中所有可检测成分的渗透性，采用相关性分析和Mahalanohis距离等方法，从CMMBCS角度，同时结合成分定性及定量结果，筛选出中药征指标性成分。针对上述确定的中药特征指标成分，建立中药整体CMMBCS吸收特征，从CMMBCS角度，为药材质量控制提供依据，阐述中药复方配伍的合理性。
3 小结与展望
中药生物药剂学分类系统（CMMBCS）考虑到以溶解性和渗透性分类的不止是单成分，还包括多成分，将化药BCS的单一成分研究层面，扩展到中药多成分层面;此外，因多成分间代谢相互作用，在研究吸收的同时兼顾代谢的研究，这是该理论研究的特色所在。通过中药中多成分间相互作用的研究，如某一或某几个成分对环境中其他成分溶解性或渗透性的提升或抑制，可进一步考察其吸收或代谢的内在规律及作用机制;考虑到中药“黑箱”内部的复杂性，以中药多成分本质属性为切入点，进而将中药整体作为研究对象，通过特征性指标监测，可考察药材质量，也为阐释中药的科学性和合理性提供理论基础。同时，中药研究工作庞大而繁杂，多学科知识交杂应用，需要各领域的专家学者及研究人员多种观点的交流碰撞，作者在此提出观点，望与各界专家学者交流探讨，不断丰富与完善中药的科学内涵，共同推动中药事业的蓬勃发展。
[参考文献]
[1] 李芸霞，彭成.中药口服吸收屏障研究方法[J].中药与临床，2010，1（3）：55.
[2] Amidon G L， Lennerns H， Shah V P， et al. A theoretical basis for a biopharmaceutics drug classification： the correlation of in vitro drug product dissolution and in vivo bioavailability[J]. Pharm Res，1995，12（3）：413.
[3] 张宁，平其能.口服仿制药生物等效豁免体系构建探讨[J].中国临床药理学杂志，2009（6）：543.
[4] 彭恩兰.中药现代化与国际化的思考[J].江西中医学院学报，2012，24（1）：85.
[5] Zhang J， Liu D， Huang Y， et al. Biopharmaceutics classification and intestinalabsorption study of apigenin[J]. Int J Pharm，2012，436（1）：311.
[6] Smetanova L， Stetinova V， Kholova D， et al. Caco-2 cells and biopharmaceutics classification system （BCS） for prediction of transepithelial transport of xenobiotics （model drug： caffeine）[J]. Neuro Endocrinol Lett，2009，30：101.
[7] 平其能.中药成分的胃肠转运与剂型设计[M].北京：化学工业出版社，2010：21.
[8] 刘丹，郁丹红，孙娥，等.中药组分与组分生物药剂学分类系统构建[J].中国中药杂志，2012，37（19）：2997.
[9] Li H， Dong L， Liu Y， et parison of two approaches of intestinal absorption by puerarin[J].J Pharmacol Toxicol Methods，2014，25，70（1）：6.
[10] Li H， Dong L， Liu Y， et al. Biopharmaceutics classification of puerarin and comparison of perfusion approaches in rats[J]. Int J Pharm，2014，15，466（1/2）：133.
[11] 徐彬.中药复方药效物质基础研究的概述[J].医学综述，2014，20（1）：126.
[12] 李花，陈玉文.中药有效成分辨识的研究进展[J].中国药业，2014，23（5）：3.
[13] Keith C T， Borisy A A， Stockwell B R. Multicomponent therapeutics for networked systems.[J]. Nat Rev Drug Discov，2005，4（1）：71.
[14] 刘洋，翟华强，赵保胜，等.多成分药物代谢学术思想在中医临床药学研究中的应用分析[J].中国中药杂志，2014，39（7）：1335.
[15] 张伯礼，王永炎.方剂关键科学问题的基础研究――以组分配伍研制现代中药[J]. 中国天然药物，2005，3（5）：258.
[16] 王耘，史新元，乔延江.中药复杂性研究的内容与方法[J].中国天然药物，2005，3（5）：262.
Construction of biopharmaceutics classification system of
Chinese materia medica
LIU Yang， WEI Li， DONG Ling*， ZHU Mei-ling， TANG Ming-min， ZHANG Lei
（Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100102， China）
[Abstract] Based on the characteristics of multicomponent of traditional Chinese medicine and drawing lessons from the concepts， methods and techniques of biopharmaceutics classification system （BCS） in chemical field， this study comes up with the science framework of biopharmaceutics classification system of Chinese materia medica （CMMBCS）. Using the different comparison method of multicomponent level and the CMMBCS method of overall traditional Chinese medicine， the study constructs the method process while setting forth academic thoughts and analyzing theory. The basic role of this system is clear to reveal the interaction and the related absorption mechanism of multicomponent in traditional Chinese medicine. It also provides new ideas and methods for improving the quality of Chinese materia medica and the development of new drug research.
篇7
关键词：植物；WRKY转录因子；抗病；生物信息学
中图分类号：S718.46；Q7 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）05-1191-05
植物在长期进化过程中形成了一系列机制，以适应和抵御各种生物和非生物逆境，在众多的适应性机制中，基因表达的转录调节在植物应答环境信号刺激反应过程中起着重要作用。转录因子是植物中最重要的一类调节基因。WRKY是近年来新发现的植物特有的新型锌指型转录调控因子， 是一类植物特有的转录因子家族，因在其N-端含有由WRKYGQK组成的高度保守的7个氨基酸序列而得名，WRKY基因首先被克隆于甘薯[1]，随后在约20多种植物中证实存在WRKY蛋白，并阐明了相应的分子生物学功能[2]，WRKY家族转录因子主要与植物的抗逆性和衰老等生理过程有关。病原菌、伤害和植物激素类物质等多种外界因素均能诱导WRKY基因的表达[3]。本研究以GenBank上登录的拟南芥（Arabidopsis thaliana）、欧芹（Petroselinum crispum）、辣椒（Capsicum annuum L.）、水稻（Oryza sativa L.）和毛白杨（Populus tomentosa）5个物种的22个WRKY家族抗病转录因子为材料，利用生物信息学方法研究该转录因子编码区的变异，为其他植物WRKY抗病基因克隆及其研究提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
数据资料来源于美国国立生物技术信息中心NCBI（http：//ncbi.nlm.nih.gov/）核苷酸数据库和国家水稻数据中心（http：///），其中拟南芥有13种，AtWRKY40 NM_106732、 AtWRKY60 NM_128058、 AtWRKY48 NM_124329、AtWRKY25 NM_128578，对丁香假单胞菌起负调控作用[4-6]；AtWRKY18NM_119329的中度水平表达会引起PR基因表达及对丁香假单胞菌的抗性增强[7]；AtWRKY41 NM_117177具有双重调控作用，能够抵抗细菌和真菌病原物的重要下游基因的产物，抗丁香假单胞菌[8]；AtWRKY70 NM_115498，参与两条抗性信号转导途径的调控交叉点，即通过激活SA介导的抗病信号转导途径，同时又抑制JA介导的抗病信号转导，调控拟南芥的抗病反应，主要对丁香假单胞菌起抗病作用[9]；AtWRKY33 NM_129404作为JA/ET介导途径中的正调控子，在抗真菌病原菌方面发挥作用，如防治灰霉病[10]；AtWRKY3 NM_126385对抗腐生病原菌起正调控作用；AtWRKY4 AF425835可以抗青枯病与腐生病原菌，超表达时对假单胞菌有毒小种的抗性增强， 对软腐病菌抗性减弱[11]；AtWRKY29 NM_118486是MAPK通路中可作为典型的WRKY基因参与拟南芥植株的抗病信号的转导[12]；AtWRKY6 NM_104910可以抗细菌、病毒、卵菌和真菌[13]；AtWRKY27 AF418310抗青枯病[14]。辣椒有3种，CaWRKY-a AY391747抗烟草花叶病毒[15]；CaWRKY2 DQ402421抗丁香假单胞菌[16]；CaWRKY1 AY229992通过负调控作用抗病菌[17]。欧芹3种，PcWRKY4 AF204925、PcWRKY5 AF204926均为抗大豆疫霉菌的激发子[18]；PcWRKY1 PCU48831抗大豆疫霉菌[19]。毛白杨有1种，PtWRKY23 EF051079抗叶锈病[20]。水稻2种，OsWRKY71 AB190817参与赤霉素信号传导，脱落酸介导的信号传导，依赖于R基因的防卫反应信号途径，抗白叶枯病；OsWRKY13 EF143611参与茉莉酸介导的信号传导、水杨酸介导的信号途径，抗白叶枯病和稻瘟病。
1.2 转录因子系统发育树的构建
利用Maga 5.0软件对NCBI数据库中搜索到的对病原菌有调控作用的转录因子和基因全长序列进行系统进化树的构建。采用Neighbor-Joining法构建系统发育树，对生成的系统发育树进行Bootstrap校正，得到最终的系统发育树。
1.3 转录因子保守基序的分析
利用在线MEME 4.8.0软件（http：//meme.sdsc.edu）对转录因子的氨基酸序列进行保守基序分析。
1.4 转录因子编码蛋白质的三级结构分析
利用在线CPHmodels工具对9种蛋白质进行同源建模，并利用高级结构预测软件RasMol对各转录因子和基因编码的蛋白质三维结构进行分析。
2 结果与分析
2.1 不同植物抗病WRKY转录因子系统发育树的构建
对22个WRKY家族抗病转录因子进行系统发育树构建，结果（图1）表明，可以将这22个抗病WRKY转录因子分为2大类群，7个亚类群。第一大类群中的欧芹PcWRKY1，辣椒CaWRKY-a、CaWRKY2，拟南芥AtWRKY4、AtWRKY3、AtWRKY25、AtWRKY33都含有两个WRKY结构域。拟南芥WRKY抗病转录因子中对腐生病原菌起正调控作用的为AtWRKY3和AtWRKY4，二者抗腐生病原菌，起正调控作用[12]。
欧芹PcWRKY1对大豆疫霉菌有抗性作用[19]，拟南芥AtWRKY33对灰霉病起抗性作用[11]，而辣椒CaWRKY-a对烟草花叶病毒起抗性作用。从系统发生树（图1）上可以看出，这3个转录因子组成第一个亚类群，其中拟南芥AtWRKY33与辣椒CaWRKY-a亲缘性相近，而与欧芹PcWRKY1的亲缘性次之，但目前的研究表明其在抗病原理上并不相同，有待进一步研究。
拟南芥AtWRKY25和辣椒CaWRKY2聚为第二亚类群，二者均对丁香假单胞菌起调控作用；拟南芥AtWRKY3和AtWRKY4聚为第三亚类群，二者均对腐生病原菌起调控作用。
拟南芥AtWRKY48、毛白杨PtWRKY23和辣椒CaWRKY1聚为第四亚类群。研究表明，拟南芥AtWRKY48对丁香假单胞菌起负调控作用[5]，辣椒CaWRKY1对丁香假单胞菌、烟草花叶病毒等起负调控作用[17]，毛白杨PtWRKY23对叶锈病起抗性作用。
拟南芥AtWRKY6、AtWRKY18、AtWRKY60、AtWRKY40，水稻OsWRKY71和欧芹PcWRKY4聚为第五亚类群，其中对细菌、真菌、卵菌、病毒起抗性作用的拟南芥AtWRKY6[13]单独成一类，拟南芥AtWRKY18、AtWRKY60和AtWRKY40均对假单胞菌有抗性作用[4，7]，而拟南芥AtWRKY18和水稻OsWRKY71均会引起R基因表达抗病，且都是通过SA代谢途径起到抗病作用[4]，而欧芹PcWRKY4为抗大豆疫霉菌因子。
拟南芥AtWRKY27、AtWRKY29和水稻OsWRKY13聚为第六亚类群。在抗病方面，拟南芥AtWRKY27抗青枯病，AtWRKY29是MAPK通路中能够抵抗细菌和真菌病原物的重要下游基因的产物，水稻OsWRKY13参与茉莉酸介导的信号传导、 水杨酸介导的信号途径，抗白叶枯病和稻瘟病。
拟南芥AtWRKY41、AtWRKY70与欧芹PcWRKY5聚为第七亚类群。研究表明，它们均属于锌指结构C2-HC（C-X7-C-X23-H-X1-C）型[21]，其中拟南芥AtWRKY41与AtWRKY70均对细菌具有抗病性，但抗病途径并不相同[8，10]，而欧芹PcWRKY5对大豆疫霉菌因子有抗性，它们在抗病方面并不完全相同。
2.2 不同植物抗病WRKY转录因子保守基序的分析
由图2可知，22个抗病的WRKY转录因子都具有保守基序1和2，部分WRKY转录因子之间也有共性。系统发育树中第一大类群的1、2、3亚类群中的欧芹PcWRKY1，辣椒CaWRKY-a、CaWRKY2，拟南芥AtWRKY4、AtWRKY3、AtWRKY25和AtWRKY33都具有基序9和基序12，而第一大类群的其他亚类群和第二大类群的其他 WRKY转录因子都不具有基序9和基序12。
第五亚类群的拟南芥AtWRKY6、AtWRKY18、AtWRKY60和AtWRKY40，水稻OsWRKY71，欧芹PcWRKY4都具有基序5和基序6，而第一大类群的其他亚类群和第二大类群的其他WRKY转录因子都不具有基序5和基序6。第四亚类群中辣椒CaWRKY1和毛白杨PtWRKY23特有的基序为基序18。第七亚类群的拟南芥AtWRKY41和AtWRKY70，欧芹PcWRKY5都具有基序17。研究表明，拟南芥AtWRKY18和水稻OsWRKY71通过水杨酸代谢途径抗病[4]，基序分析表明，二者共有基序1、2、4、5、6和14。拟南芥WRKY转录因子中对腐生病原菌抗性起正调控作用的AtWRKY4和AtWRKY3都具有基序11和基序10。许多拟南芥WRKY转录因子作为防卫信号的负调控因子起作用， 如AtWRKY18、AtWRKY25、AtWRKY27、AtWRKY40、AtWRKY41、AtWRKY48和AtWRKY 60，这些WRKY转录因子都具有基序1、2、6和5。拟南芥AtWRKY70编码的蛋白质参与两条抗性信号转导途径，一是通过激活SA介导的抗病信号转导途径，二是抑制JA介导的抗病信号转导途径，从而调控拟南芥的抗病反应[10]，其仅有基序1、2、19和20。
2.3 不同植物抗病转录因子编码蛋白质的三级结构分析
高级结构决定蛋白质生物学功能，对蛋白质高级结构的预测和分析，有助于理解蛋白质结构与功能之间的相关性[22]。由图3可知，拟南芥AtWRKY4和AtWRKY25转录因子编码的蛋白质三级结构相似，均属于抗细菌型转录因子[6，12]。欧芹PcWRKY1和辣椒CaWRKY-a转录因子编码的蛋白质三级结构相似，辣椒CaWRKY-a对烟草花叶病毒具有抗性作用，而欧芹PcWRKY1对大豆疫霉菌有抗性作用。水稻OsWRKY13、欧芹PcWRKY4和PcWRKY5、拟南芥AtWRKY18和AtWRKY40编码的蛋白质三级结构相似。辣椒CaWRKY1和毛白杨PtWRKY23，拟南芥AtWRKY48和AtWRKY33编码的蛋白质三级结构相似，但其功能不尽相同[5，10]，有待进一步研究。研究表明，拟南芥AtWRKY18和AtWRKY6，欧芹PcWRKY1以及水稻OsWRKY13的C末端结构域可与（T）（T）TGAC（C/T）序列（W-box）相结合，产生特异性作用，参与植物防卫反应作用[23，24]。
3 小结
通过对22个抗病WRKY家族转录因子进行系统发生树、基序以及蛋白质三级结构分析，得出22个抗病WRKY转录因子分为2个大类群，7个亚类群。第一大类群由欧芹PcWRKY1、PcWRKY4，辣椒CaWRKY1、 CaWRKY-a、 CaWRKY2，拟南芥AtWRKY4、 AtWRKY3、 AtWRKY25、 AtWRKY33、AtWRKY48、AtWRKY6、AtWRKY18、AtWRKY60和AtWRKY40，毛白杨PtWRKY23，水稻OsWRKY71组成。拟南芥AtWRKY41、AtWRKY70、AtWRKY27和AtWRKY29，欧芹PcWRKY5，水稻OsWRKY13组成第二大类群。22个转录因子都具有基序1和2，系统发育树中第一大类群中的拟南芥AtWRKY4和AtWRKY25，欧芹PcWRKY1和辣椒CaWRKY-a具有相似的蛋白质三级结构，都具有基序9和基序12，拟南芥AtWRKY33和AtWRKY48具有相似的蛋白质三级结构，都具有基序18；系统发育树中第四亚类群中的辣椒CaWRKY1和毛白杨PtWRKY23具有相似的蛋白质三级结构。
参考文献：
[1] ISHIGURO S， NAKAMURA K.Characterization of a cDNA encoding a novel DNA-binding protein，SPF1，that recognizes SP8 sequences in the 5’upstream regions of genes coding for sporamin and β-amylase from sweet potato[J]. Mol Gen Genet.1994，244（6）：563-571.
[2] WU K L，GUO Z J，WANG H H， et al. The WRKY family of transcription factors in rice and Arabidopsis and their origins[J].DNA Res，2005，12（1）：9-26.
[3] EULGEM T， RUSHTON P J， ROBATZEK S， et al. The WRKY superfamily of plant transcription factors[J].Trends in Plant Science，2000，5（5）：200-206.
[4] XU X P， CHEN C H， FAN B F，et al. Physical and functional interactions between pathogen-induced Arabidopsis WRKYl8，WRKY40 and WRKY60 transcription factors[J]. The Plant Cell，2006，18（5）：1310-1326.
[5] XING D H， LAI Z B， ZHENG Z Y， et al. Stress-and pathogen-induced Arabidopsis WRKY48 is a transcriptional activator that represses plant basal defense[J]. Mol Plant，2008，1（3）：459-470.
[6] ZHENG Z， QAMAR S A， CHEN Z， et al. Arabidopsis WRKY33 transcription factor is required for resistance to necrotrophic fungal pathogens[J].Plant J，2006，48（4）：592-605.
[7] CHEN C， CHEN Z. Potentiation of developmentally regulated plant defense response by AtWRKY18，a pathogen-induced Arabidopsis transcription factor[J]. Plant Physiology，2002，129（2）：706-716.
[8] ASAI T， TENA G， PLOTNIKOVA J， et al. MAP kinase signalling cascade in Arabidopsis innate immunity[J]. Nature，2002，415：977-983.
[9] LI J， BRADER G， PALVA E T. The WRKY70 transcription factor：A node of convergence for jasmonate-mediated and salicylate-mediated signals in plant defense[J].The Plant Cell，2004，16（2）：319-331.
[10] ZHENG Z， MOSHER S L， FAN B， et al. Functional analysis of Arabidopsis WRKY25 transcription factor in plant defense against Pseudomonas syringae[J]. BMC Plant Biology，2007（7）：1-13.
[11] RAMAMOORTHY R， JIANG S Y， KUMAR N，et al. A comprehensive transcriptional profiling of the WRKY gene family in rice under various abiotic and phytohormone treatments[J]. Plant Cell Physiology，2008，49（6）：865-879.
[12] LAI Z B， VINOD K M， ZHENG Z Y， et al. Roles of Arabidnpsis WRKY3 and WRKY4 transcription factors in plant responses to pathogens[J]. BMC Plant Biology，2008（8）：1-13.
[13] CHEN W Q， PROVART N J， GLAZEBROOK J， et al. Expression profile matrix of Arabidopsis transcription factor genes suggests their putative functions in response to environmental stresses[J]. The Plant Cell，2002，14（3）：559-574.
[14] MUKHTAR M S， DESLANDES L， AURIAC M C， et al. The Arabidopsis transcription factor WRKY27 influences wilt disease symptom development caused by Ralstonia solanacearum[J].Plant J，2008，56（6）：935-947.
[15] PARK C J， SHIN Y C， LEE B J， et a1. A hot pepper gene encoding WRKY transcription factor is induced during hypersensitive response to Tobacco mosaic virus and Xanthomonas campestris[J]. Planta，2006，223（2）：168-179.
[16] OH S K， YI SY， YU S H， et a1. CaWRKY2，a chili pepper transcription factor，is rapidly induced by incompatible plant pathogens[J].Mol Cells，2006，22（1）：58-64.
[17] OH S K， BAEK K H， YI S Y， et al. Capsicum annuum WRKY protein CaWRKY1 is a negative regulator of pathogen defense[J].New Phytologist，2008，177（4）：977-989.
[18] CORMACK R S， EULGEM T， RUSHTON P J， et al. Leucine zipper-containing WRKY proteins widen the spectrum of immediate early elicitor-induced WRKY transcription factors in parsley[J]. Biochimica et Biophysica Acta，2002， 1576（1-2）：92-100.
[19] ULGEMT， RUSHTON P J， SEHMELZER E， et al. Early nuclear events in plant defence signaling：Rapid gene activation by WRKY transcription factors[J]. EMBO J，1999（18）：4689-4699.
[20] WIM G， MANSOUR K， KRZYSZTOF W， et al. A role for AtWRKY23 in feeding site establishment of plant-parasitic nematodes[J]. Plant Physiology，2008，148；358-368.
[21] 田 云，卢向阳，彭丽莎，等.植物WRKY转录因子结构特点及其生物学功能[J]. 遗传，2006（12）：1607-1612.
[22] 陈克克，武 雪.植物查耳酮异构酶生物信息学分析[J].生物信息学，2009，7（3）：163-167.
篇8
关键词 运动生物力学 易损伤部位 体操
中图分类号：G832 文献标识码：A
0前言
体操是我国传统优势运动项目，举国体制使得竞技体操得到快速发展。从历次奥运会中国获得奖牌来看，竞技体操获得的奖牌所占总奖牌的比重在四分之一波动。然而荣耀的背后有鲜为人知的痛苦，由于体操项目具有难、新、力、美、稳的特征，运动损伤现象日趋严重，导致现在运动员过早退役，使运动员的运动生涯提前结束。训练的非科学性造成我国体操运动员严重的运动损伤，影响其进入优秀体操运动员的行列，这不仅给国家带来极大的人才浪费，而且影响我国竞技体操整体水平的提高。因此，分析体操运动过程中容易损伤部位损伤机制，为预防和减少运动损伤、设计专项训练方法等有指导意义。
1运动损伤
1.1运动损伤的概况
运动损伤可分为两类，即慢性劳损性伤和急性一次致伤。前者主要是训练过度、教学组织不当的结果。此类损伤主要有手腕、踝关节的各种慢性创伤性腱鞘炎等；后者最常见的是落地或失手时姿势失常而致伤，此类损伤主要有骨折、摔伤等。研究表明，慢性损伤多于急性损伤。
体操是指练习者在地面上、持轻器械或在器械上，完成依据人体生理、解剖特征及人体运动生物力学原理设计的各种不同难度动作，在空间上展示身体技艺，表现力量、健康、美丽、智慧的一种实践活动。J.E.Taunton提到由于竞技体操竞争较激烈，过去十年竞技体操的队伍不断壮大，由于青少年的骨骼发育不完全，没有针对性的科学的训练方法，足踝、腕骨关节、腰等极易受到损伤。
1.2运动损伤导致运动员过早退役
随着竞技体操动作难度的不断发展和竞争越来越激烈，运动损伤已成为我国体操运动员退役的主要原因。何晓敏以国家队和专业队现役和退役的运动员为研究对象，指出历届奥运女子体操冠军的最佳年龄平均为21岁左右，甚至还有高龄而我国运动员在18岁以前就退役了，潜力还未得到完全发挥，主要原因就是运动性损伤。
2易受伤部位损伤机制
2.1腕部骨关节损伤部位机制分析
体操运动员腕部骨、关节的变异和损伤较常见，学者调查了50名体操运动员，X线征象分析发现体操长期训练导致的损伤主要表现在桡骨远端骨骺骨折、尺骨茎突骨折和舟骨骨折。被调查对象均处于青春期或青春前期，他们的骨骺较周围纤维软骨脆弱，致使其可塑性较强容易损伤。支撑动作对舟、月骨、桡骨远端骨骺关节面施加力量不平衡，则可以形成扭错应力，当这个应力超过了骨骺所能承受的最大限度，骨骺就会破裂。
肌腱是一种索条状没有弹力的组织，当肌肉收缩时肌腱紧张并拉成直线。人体的活动是依靠肌肉的收缩与肌腱的牵引实现的。因此，当肌腱绕过关节或骨骼的隆起部位时，为避免紧张的肌腱滑脱深筋膜就在这些部位增厚成环状或宽平的支持带将肌腱固定，如手腕部位的腕背侧韧带等。
2.2腰部受力特点及损伤的力学分析
腰椎是脊柱的主要承载部分，也是运动损伤的多发部位。所以对于力量型的运动员来说，腰椎的损伤往往意味着运动生涯的结束即过早的退役。采用生物力学的方法研究腰椎运动的力学性质，了解其承载的机制，不仅可以掌握科学的发力动作，充分发挥运动潜能，还可以避免损伤并延长运动寿命。外国学者指出自由体操中空翻、下桥等甩腰动作的多次反复练习，长期的疲劳导致腰椎损伤，腰部是运动链中的核心部位，核心部位的损伤直接影响动作技术的提高。
3损伤的康复和预防
任何运动都要遵循人体生物学、解剖学和力学上的规律，利用所学知识指导训练预防和避免一些损伤，还可以有助提高训练的效果。训练负荷不宜太大，合理安排运动量是防止运动损伤高发生率的有效措施。加强核心力量训练。竞技体操中，身体始终处于非平衡状态的位移之中，核心部位是人体动力链的中间环节，如果核心力量弱则身体的平衡能力、稳定性则弱。体操运动员落地时通过两脚踝、膝、髋关节等合理弯曲来减缓压力负荷对人体的伤害并控制平衡。所以，体操运动员经常要控腰来维持平衡，通过腰部核心部位肌肉力量的整体协调用力保证落地稳定性避免损伤。
4小结
体操运动员运动损伤一般为疲劳积累成的慢性劳损。关于我国体操运动损伤的研究越来越广泛，运动损伤的年轻化趋势令人担忧。运动损伤的预防就显得尤为重要，结合运动生物力学更科学地组织训练，加强核心力量训练，有效地提高运动技术并预防运动损伤的发生。预防运动性损伤的一套科学理论体系以及国家相关部门对国家运动员因伤退役的安抚措施有待健全和完善。
参考文献
[1] 李文慧.我国少年艺术体操运动损伤现状及训练学致因探讨[D].北京体育大学，2001.
篇9
小学生的数学学习过程实质上是数学模式的构建过程，因此会产生各种错误，其中有一类浅层次的错误， 又称形成性错误，就是误读。所谓“误读”是指人们在接受一种新的知识时，按照自己所熟悉的思维方式进行 选择和切割而产生的对原意的偏离。这种偏离可以是有意识的曲解，也可能由于客观因素制约出现的无意识误 读。小学生的数学误读大多是无意识的。过去我们对小学生数学错误的分析往往局限于错误的形式与结果，而 忽略了错误的层次分析，尤其是对误读的剖析，这种状况亟待改变。小学生的数学误读发生率较高，产生面也 较宽，几乎每个小学生都出现过不同程度的误读。进一步研究可以发现，常见的小学生数学误读有以下三点： ①视觉性误读。这是低年级小学生容易出现的误读，主要特征是对符号或数码字母解读失误，尤其是在较为紧 张的口算训练中，小学生心理压力增大，辨读符号准确率降低；也有小学生为追求运算速度，眼看口念心算， 一心多用导致误读；还有的小学生符号解读能力较差，停留在“出声思维”阶段，一道算题非得要用嘴读上一 遍方可“输入”，囿于课堂环境，他们不敢读出声，而只能在嘴里默读，这样势必影响计算速度，当看到其他 同学已经做完时，他们开始着急，这时往往会出现误读，真是“忙中出错”。②趋同性误读。注意到两种数学 模式之间相同性，忽视了相异之处，误以为可用同一种方式去处理而发生的误读。这是思维定势所造成的误读 。最典型的例子是：“一条船上有75头牛，33只羊，问船长的年龄多大？”据浙江一次调查结果表明，只有5% 的学生认为无解，而另外95%的学生居然根据已有的两个数据计算出了船长的年龄（75+33=108岁，或75-33=42 岁）。他们的理由是，“凡老师出的题都是可以解的”。这就是趋同性误读。小学生的趋同性误读还有：在口 算练习时，连续几道加法题之后夹一道减法题，一些同学仍做成加法；变式训练中，忽视算式中细微的差别， 仍按过去的办法做；在应用题列式时，不根据已知条件获取信息（总数、部分数或总数、份数、每份数），决 定使用何种算法，而是根据问句中的“一共”、“平均”等词简单分类，机械记忆，从而出现判断失误。③习 惯性误读。这是一种模式性误读，由已有的模式对新模式产生的干扰所致，即心理学的“前摄作用”，也是一 种知识间的负迁移。小学生在做四则混合运算的应用题时，有人会根据数字特征来决定算法，如果给出两个数 字具有倍数关系，他们首先想到用除法，因为可以整除，而忽视其实际条件的要求，这是他们头脑中已形成的 “除法计算模式”（即“乘法口诀”的逆用）在起作用而出现的误读；又如在学习“三角形的认识”一节时， 小学生通过各种变式图形的辨认，在头脑中形成了单一三角形的模式，接着让他们数一数图形
附图{图}中有几个三角形时，一些人认为只有4个，而不是8个。发生这种误读的原因是单一三角形模式的 影响，看到复合起来的三角形图形不会辨认，以为它不是三角形，这是“习惯性误读”。
小学生数学误读的出现具有双重含义：首先说明了学生已经在用脑思考数学问题，正在形成新的数学模式 的过程中，这是一种形成性错误。有经验的教师决不会横加指责、讽刺挖苦他们，而是谆谆诱导，助一臂之力 ；其次，误读的出现说明小学生在学习中遇到了障碍，发生了困难和偏差，教师需认真分析、仔细反省：是由 于自己的误导所致，还是学生的认知失误？是新旧数学模式之间台阶过大、坡度太陡，还是学生思维惰性或知 识遗忘而产生的？教师应仔细分析，及时处理，不可掉以轻心！
篇10
【关键词】 炎症性乳腺癌；病理特征；生物学行为
DOI：10.14163/ki.11-5547/r.2016.10.026
作为局部晚期乳腺癌的一种， 炎症性乳腺癌不仅发病急、难控制， 而且预后差， 是一种少见的乳腺上皮性恶性肿瘤。尽管其发病率仅占乳腺癌总数的3%左右， 但因其临床病理特征尤其是临床影像及生物学行为与常规乳腺癌区别较大， 不适用于常规乳腺癌疗法[1]， 因此， 进一步探究炎症性乳腺癌的临床病理特征以及生物学行为特点十分必要。本院就48例炎症性乳腺癌的有关病理特征及生物学行为进行了探究， 现具体报告如下。
1 资料与方法
1. 1 一般资料 选取2014年8月～2015年10月在本院妇科检查与治疗的48例炎症性乳癌患者。所有患者年龄36～69岁， 平均年龄（47.8±5.2）岁， 病程最短8 d， 最长31个月， 平均病程（10.3±5.4）个月。48例患者均伴有不同程度的乳腺红肿及疼痛。病变范围均超过一侧面积的1/3， >50%患者的病变范围大于面积的2/3。
1. 2 方法 ①提取每例患者的病理标本， 并采用已准备好的中尔马林液（浓度为10%）对标本进行固定。②对已固定好的标本进行石蜡切片以及苏木精-伊红染色（HE染色）。染色完毕后立即进行S-P法免疫组化染色。③对其进行病理学分析， 并综合分析所有患者的临床病理特征及生物学行为特征。
1. 3 观察指标及判定标准 对每例炎症性乳癌患者的ER、PR、CerbB-2三类免疫表型的阳性率进行计算分析。其中， ER、PR两类免疫表型定位在患者肿瘤细胞核， 以有棕黄色颗粒出现为标志， 并依据已着色细胞数占肿瘤细胞数的比例的不同分为不着色、着色+、++和+++。比例50%为+++。此外， CerbB-2免疫表型的阳性情况依据0～+++四级评分系统进行判定， 其中只有评分为+++时为阳性， 其余均为阴性[2]。
2 结果
2. 1 48例患者的病理学特征 经检查， 其病变部位位于左侧33例、位于右侧15例。所有患者均有迅速增大、皮温升高、皮肤出现红斑肿胀、似丹毒样以及皮肤增厚变硬、毛孔处出现下陷的橘皮样变等临床表现。其中， 6例患者表现为红斑肿胀面积超过了其一侧面积， 39例患者发现了边界模糊不清的内肿块；另外42例患者检查为同侧腋窝淋巴结肿大， 6例表现为锁骨上窝淋巴结肿大。
2. 2 病理检查及生物行为学分析 对于手术患者进行观察发现， 其均有乳腺弥漫肿大变硬、皮肤出现紫红色水肿且其表皮皮肤较硬， 肿胀范围超过了患者乳腺全部的1/3， 有的甚至出现了全部乳腺肿胀。同时， 对患者的切面真皮层检查发现了明显的水肿， 其中39例患者均表现为明显肿块、24例患者形成了明显的单个肿块， 另有15例患者表现为多个明显肿块。且所有患者的肿块均为质硬且边界模糊。
镜检发现， 浸润型小叶癌、导管癌以及黏液癌分别为21例、6例和3例。所有患者的癌组织均分化较差， 且弥漫于个体的真皮内， 患者的真皮浅层毛细血管均出现了明显的扩张充血。而在淋巴管内也都出现了大面积未分化的癌细胞栓子。被癌组织累及皮肤的共计18例患者， 21例患者体内间质未观察到明显的炎症细胞浸润， 9例患者出现淋巴样浸润。具体免疫表型阳性。见表1。病理学组织分级都为1～3级。27例患者发生了淋巴结转移， 转移数目为2～10枚， 3例未发生淋巴结转移。
表1 48例炎症性乳腺癌患者的免疫表型阳性率分析（n， %）
分类 ER PR CerbB-2
阳性例数 15 21 30
阴性例数 43 27 18
阳性率 31.3 43.8 62.5
3 讨论
炎症性乳腺癌又称急性乳腺癌， 因其临床症状及有关影像学检查与急性炎症类似， 而不同于一般乳腺癌因而得名。加之其发病率极低， 在乳腺癌中十分少见， 因此， 至今为止它仅是一个诊断名称， 而非病理诊断类型。但此癌症又具有发病急、恶化快、恶性程度高、预后差以及难以用常规乳腺癌治疗手段进行治疗等特点， 长期以来严重威胁着患有此癌症的患者。
近年来， 随着对炎症性乳腺癌研究的深入， 多数研究表明炎症性乳腺癌的临床病理及生物学行为具有区别于一般乳腺癌的特点， 因此， 可以通过对其病理特征及生物学行为进行分析并制定综合治疗的手段以达到缓解患者病症， 延长患者生存期的目的[3]。由上述研究结果可知， 多数炎症性乳腺癌病理分型以黏液癌、浸润性小叶癌以及浸润性导管癌为主。所有患者的癌组织均分化较差， 且弥漫于个体的真皮内， 患者的真皮浅层毛细血管均出现了明显的扩张充血。而在淋巴管内也都出现了大面积未分化的癌细胞栓子。被癌组织累及皮肤的共计18例患者， 21例患者体内间质未观察到明显的炎症细胞浸润， 共计9例患者出现淋巴样浸润。48例炎症性乳腺癌患者的ER、PR、CerbB-2三类免疫表型的阳性率分别为31.3%、43.8%和62.5%。这也更加证实了炎症性乳腺癌预后差以及恶化程度高的特点。
综上所述， 临床上应将炎症性乳腺癌的病理表征结合是否为真皮淋巴管内癌栓作为诊断的重要依据， 进而制定综合治疗方案以延长患者的生存期。
参考文献
[1] 成楠. 48例乳腺癌超声表现与病理分型相关性探讨.中外医学研究， 2015， 13（14）：60-61.
[2] 郭冀鲁， 李远， 牛俊波， 等.乳腺浸润性导管癌超声特征与分子生物学表达的相关性研究.中国医学创新， 2015， 12（26）：32-35.
