分子生物学概括范文

导语：如何才能写好一篇分子生物学概括，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。

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笔者长期从事分子生物学课程的理论和实验技术的教学工作。在教学过程中,结合该课程微观概念繁多、抽象性强等特点,从教材的选用、内容、以及教学方法等几个方面进行了探索研究,并取得了一些成效。以下对教学改革的几点措施以及体会和认识进行具体的描述。

一、精心选择有关教材和参考书

教材是学生“学”和教师“教”的过程中的基本资料,市面上关于分子生物学的教材十分多。由于分子生物学所包涵的知识面十分广,在编写教材时有不同的侧重点,因此选用一本合适的教材十分重要。通常要求教材既能涵盖分子生物学基本概念与基础知识,同时又能反映学科的发展动态,体现学校的办学特色。分子生物学是我校较早实行双语教学的课程之一,根据学生的实际水平选择了科学出版社影印出版的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。本教材按主题,采用言简意赅的语言和简明清晰的图表,系统概括了分子生物学的核心内容、主要技术及前沿动态。而且,此教材有中文译本,可以帮助学生快速准确获得信息,十分适合作为双语课程的教材。

二、优化教学内容

由于目前大多数生物学课程,如遗传学、生物化学、细胞生物学等都进入了微观分子时代,因此均增加了蛋白质、核酸、基因表达调控等基础知识的讲解。这使得学生对开设在高年级的分子生物学有一些似曾相识的感觉。这虽然有助于学生对分子生物学的理解,但是也会使学生感觉好多内容是对前面的复习,出现厌学情绪。针对这种情况,我们邀请遗传学、生物化学、细胞生物学等可能涉及分子生物学内容课程的主要负责人,认真讨论,优化了各自的教学大纲,在保证课程内容完整性的前提下,尽量压缩分子生物学的相关内容。对于教学过程中,生物化学、遗传学和遗传学中必须出现的分子生物学内容,如蛋白质核酸的结构与组成,采用分组讨论的方式进行自学,调动学生的学习积极性,因势利导,使学生对所学知识能够更加理解,对所学知识的记忆和理解能够进一步加深,为以后对相关知识点的学习打下良好基础。与此同时,这既节约了教学时间,又不会再出现与遗传学和生物化学有相同内容的重复教学问题。这样,一方面对分子生物学的教学重点进行了明确,另一方面又突出了分子生物学的教学特点,即以遗传学和分子生物学为基础,保证了教学课程的系统性和完整性。

三、合理使用多媒体课件

分子生物学理论课教学内容多,而且抽象,因此学生很难熟练掌握和理解。另外,分子生物学又有着很强的技术性。其原理十分复杂、难度高,很难进行试验操作且成本很高,这样可以利用教学课件中的相关图像及动画来进行演示,提高学生的学习兴趣。教师还可根据学生的个性特点以及接受能力来选择合适的多媒体课件配合内容的讲解,文、声、图、像并茂的新闻课件能够从多个角度分层次地展现教学内容,使学生更加容易理解相关知识,从而提高教学质量。美观清晰的多媒体界面,逼真的动画模拟更加方便教师在教学过程中的使用。通过多媒体向学生提供信息,是对学生进行多种感官的综合刺激,在获取信息的过程中,学生通过听觉、视觉等多方面的并用,更加容易使学生在学习中进行想象和创新,提高学生的学习积极性和创新能力。

但是,在教学过程中使用多媒体时,应注意它只是一种教学手段,是为教师的教和学生的学服务的。教师不能一味地让学生时刻跟着多媒体,只是做一个多媒体的操作员。所以,在多媒体教学过程中,教师要把多媒体当一种教学辅助手段,同时要注意给学生思考和讨论的机会和时间,培养学生的创新思维,重视学生的主体地位。

四、剖析经典实验

分子生物学是所有生物学学科相关课程中,最注重实验研究的课程之一。目前,现代分子生物学的理论发展的过程,实际上是前人大量实验发现的科学阐述集合,比如转座子的发现、RNA干扰现象及其机制的发现等。这些设计巧妙的实验,有着严谨的论述,其中的一些研究方法如今仍然在分子生物学的研究中广泛应用,如RNA干扰。这些经典实验过程本身就是一个科学故事,在很大程度上提高学生对相关领域的兴趣,其实验设计可以启发学生寻找解决问题的方法,也可以帮助学生在专业课程的学习中了解研究方法,从而加深对相关理论知识的理解和掌握。

同时,分子生物学本身仍在不断地完善当中。相关的知识内容、发现和研究方式方法日新月异。如对非编码RNA的研究已经成为目前对分子生物学进行研究的特点。将用故事的相识对非编码RNA的研究历史进行讲述,进而采用启发的方式对学生进行引导,讨论在研究中对这一作用的应用。这样的起发过程,可以增加学生对现代生物学研究中理论与技术相互促进发展的理解,激励他们对已学知识的充分思考,建立基础研究与社会应用之间的联系,提高学生的创新能力和学习积极性。

五、利用科研实例剖析重点难点问题

分子生物学虽然理论很高深,但是它却被广泛应用于各种领域。特别值得一提的,如今各高校的教师有着较高的学历和丰富的科研经历,能够在教学过程中融入实际的科研案例。在教学中对书本知识进行传授的同时,为学生讲解讲授一些在实际工作中应用理论知识的实例,对学生知识的灵活运用能力的提高有很大帮助,可以为他们今后的工作和实践奠定基础。从课堂教学效果来说,有助于激发学生的学习积极性,并增强他们对重点知识的掌握理解。除此之外,也有助于提高学生对所学知识的应用能力,为以后的工作和实践奠定基础。

如可能

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生物技术专业 分子生物学 实验教学 改革

分子生物学实验，是分子生物学理论的实践环节，也是培养创新型人才的重要途径，不仅在研究生教学中受到普遍重视，在本科生教学中也受到高度重视。但由于客观条件的限制，生物技术专业的分子生物学实验教学还存在诸多问题，比如现有教材不适合于本科教学、实验缺乏设计性和综合性等，严重影响了实验教学的效果。因此，分子生物学实验教学的改革势在必行。

一、完善实验教材建设

近年来，随着分子生物学技术的发展和出版业的发展，市场上涌现出大量相关的实验教材，但往往偏重于对实验步骤的编写，或者所选的实验项目过于专业化，不适合在本科教学中运用。实验指导教师应不断完善实验教材的建设，使之既适应于本科生实验教学平台，又注重与基因工程、酶工程、发酵工程等课程的实验项目的衔接，充分体现生物技术专业核心课程的关联性。在编写教材时，还要尽量做到图文并茂，通俗易懂，特别是要注重对实验原理的阐述。

二、加强实验的设计性和综合性

设计性实验和综合性实验有利于培养学生的创新能力。分子生物学实验课程主要围绕“DNA重组技术”展开，各个实验项目既具有一定的独立性，又具有很强的连贯性，这种连贯性表明，这一系列的实验在操作之前就带有较强的设计性，在学生进入实验教程之前，可以此作为范例，介绍DNA重组实验的设计思路和关键问题，积极引导学生查阅资料，独立设计全部或部分实验方案，并对这些设计进行剖析和点评。实验室网络的开通，能够更好地发挥计算机辅助实验教学的功能，为设计性实验的教学提供了极大的便利。比如，可以利用在线软件分析目的基因的酶切位点，或利用相关软件设计PCR引物等。综合性实验是培养学生独立操作能力和综合应用能力的重要环节。通过“质粒DNA的提取和检测”、“质粒的酶切分析”等实验，学生已基本掌握了相关原理和技术，而随后的“重组子的筛选与鉴定”实验，仍然需要使用质粒DNA提取、酶切、电泳等技术，带有很强的综合性，可借以培养和考核学生独立操作、综合应用的能力。此外，筛选和鉴定重组子又有多种方法，可设计不同的实验方案。因此，该实验在教学中又可作为一个设计性实验，只要学生设计的方案具有可行性，就应当尽量提供条件，让学生按照自己设计的方案完成实验。

三、优化实验教学方法

“教无定法，贵在得法”，但这“法”首先因立足于学科特点，并在教学实践中不断探索和优化。笔者结合实际工作经验，对分子生物学实验的教学方法作初步探讨。

1.集中时间，小班开课

“DNA重组技术”的各项实验相对独立，但无论在逻辑上还是在时间上，前后都是紧密关联的，如果像其他课程的实验那样每周做一个的话，很难取得理想的结果。因此，较为合理的安排就是集中时间授课，在两周内完成整个DNA重组实验。这种安排既使学生在操作时目标明确，也因其符合科研的节奏而使学生能更好地体验科研的氛围和乐趣。在本科生的分子生物学实验教学中，普遍面临着仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题，小班开课可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾，提高实验教学的质量。小班开课时，每批以10个左右学生为宜。

2.集中讲解，个别指导

在每次实验前，应集中讲解实验原理，把本质问题讲解透彻，也应分析实验步骤，并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行演示，使学生能更好地掌握实验原理和技术，并在实验前做到“胸有成竹”。尽管按照同样的实验手册操作，但每个学生可能会遇到不同的问题，这时指导教师应随时关注每个学生的状态，及时解答学生的疑问，或及时指出其错误的或不规范的操作，并予以纠正。上文所说的小班开课，可保证指导教师有足够的时间和精力来实现个别指导。

3.落实预习，及时总结

如果不作强调，学生很容易忽视实验课程的预习，在动手操作时看一步做一步，这样既容易出错，又看不到各个步骤之间的衔接，看不到实验的整体和精髓，致使实验结果和教学效果均不理想。因此，在每次实验前，应布置具体的预习任务，包括实验原理、实验步骤、注意事项等，并在实验讲解时随时提问，以检查预习效果，确保学生在进入实验室之前就熟悉相关内容，特别是应明确本次实验要做什么，明确本次实验在整个实验教程中所处的地位。在重视实验预习的同时，也要重视实验总结。实验的总结可安排在实验间隙，也可安排在实验结束之后，宜采用讨论的方式。可先由学生自己总结经验，提出实验中遇到的问题并进行分析，在此基础上再由指导教师进行概括和补充，分析实验中存在的普遍问题、特殊问题及其成因，以促进学生分析和解决问题能力的提高。此外，指导教师还应及时评价实验教学的效果，以期在下次开课时进一步完善。

4.拓宽思路，广开渠道

Southern杂交、DNA测序等技术，对设备要求高，实验流程长，难以作为本科生实验教学的内容，但是作为生物技术专业的学生，又有必要对这些重要技术有较为深刻的认识。因此，在实验教学中应拓宽思路，综合利用多种渠道，直接或间接地传授这些技术。多媒体是拓宽实验教学的重要手段，可用于演示那些重要的但不能开设的实验，拓宽学生的知识面。如果能参观本校或兄弟院校的实验室，并在现场讲解或演示实验，则可使学生形成更为直观的认识。此外，对于学有余力的学生，还需因材施教，积极引导，重点提拔，鼓励他们参与预实验，观摩教师的科研工作，或指导他们参与大学生科研立项，也即引导他们从课堂实验走向科学研究，为培养创新型人才打下坚实基础。

四、完善实验考核体系

实验教学的考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段，也是提高实验教学质量的有效措施。分子生物学实验应注重全面考查学生的素质，不仅要考查学生所掌握的基本知识和技能，还要考查学生独立思考和综合运用的能力，以及在实验操作中表现出来的认真的态度，实事求是的科学作风和团队合作精神等。因此，在教学中应以“公平、公正”为原则，不断探索和完善实验考核体系。

参考文献：

[1]杨清玲，陈昌杰等.本科生分子生物学实验教学改革的实践和体会[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2007.

[2]曹华，裴鹏等.分子生物学实验教学中创新能力的培养[J].医学教育探索，2006.

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【关键词】先导化合物；活性筛选；发现

先导化合物是指通过生物测定从候选化合物中发现和选定的具有某种药物活性的新化合物，一般具有新颖的化学结构，并有衍生化和改变结构发展潜力，可用作研究模型，经过结构优化，开发出受专利保护的新药品种。

一、先导化合物的寻找

（1）从天然产物活性成分中发现先导化合物。19世纪至20世纪期间，从植物中提取、分离得到了许多具有特殊治疗作用的药物。这些药物无需修饰即可直接应用于临床，如吗啡、奎宁、紫杉醇等。此外，还有许多药物是以从植物中提取的物质为先导化合物，进行结构修饰，获得了很好的治疗结果。随着技术的不断发展，人们开始从动物和微生物中分离提取并获得新的先导化合物。多种具有抗菌活性的天然抗生素被分离出来，如青霉素、四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等。对天然菌类提取物的优化蓬勃发展，创制了百余种抗生素，包括后来在临床中得以广泛应用的阿莫西林、头孢哌酮和阿齐霉素等。同时，大量的非抗生素类药物也从这类先导物种被提取或优化出来，包括从橘青霉素中提取得到羟甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂美伐他汀等。内源性生物活性物质也是先导物的重要来源。开发和应用体内这些微量的内源性物质为先导化合物寻找新药是目前药物研发领域中的新兴方向。（2）通过分子生物学途径发现先导化合物。分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学，通过研究生物大分子的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。分子生物学的研究内容包括各种生命过程，如光合作用、发育的分子机制、神经活动的机理、癌的发生等，可以利用这些研究来发现先导化合物。（3）从代谢产物中发现先导化合物。代谢产物是指新陈代谢中的中间代谢产物和最终代谢产物。科学家利用高端技术进行提取和分析这类先导物并进行改造以获得新药。如由二级代谢产物偶氮化合物磺胺米柯定发现磺胺类强力和长效H1受体拮抗剂诺阿司咪唑，由于其不易通过血脑屏障，因此无中枢镇静作用，也没有抗胆碱作用，它与组胺竞争细胞上的H1受体，起抗过敏作用。（4）从临床药物的副作用或者老药新用途中发现。临床药物的常见的副作用包括恶心、干呕、视力模糊、头昏、嗜睡等。根据这些不良发应研究其作用机制，可以发现某些先导化合物。如新型的碳酸酐酶抑制剂利尿药就是一个成功的例子。

二、先导化合物的活性筛选

（1）非抗菌活性先导化合物的筛选。现代生物技术，特别是分子生物学研究的进展使采用重组微生物技术筛选非抗菌活性先导化合物显示出优越性。该方法简化了分析检测过程，降低了结果的假阳性的发生，适用于高通量筛选系统。目前采用此技术建立了许多有效的先导化合物筛选模型。以重组微生物技术为基础的靶位筛选系统是将编码外源靶蛋白的基因克隆，转移到宿主（微生物）体内并进行表达，再采用经典方法对重组微生物的特性（如存活）进行评价。（2）抗癌活性天然先导化合物的筛选。随着对肿瘤发生机制研究的不断深入，人们以肿瘤发生、发展过程中相关酶、受体为作用靶点，设计出一些利用新的作用机制筛选抗癌药物的方法。例如，抑制DNA拓扑异构酶、抗有丝分裂、抑制生长调节及信号传导途径、钙离子通道阻滞剂等方法。这些方法特别适用于天然抗癌先导化合物的跟踪分离筛选，利用这些方法已筛选出一些新的有潜在抗癌活性的天然先导化合物。（3）抗氧化活性先导化合物的筛选。抗氧化活性先导化合物一般应用于治疗心血管疾病。例如，利用多靶点机制，从南海真菌中分离出来的一系列全新结构的鹿角缩酮类化合物，此类化合物能抑制苯肾上腺素引起的血管环收缩，与一氧化氮合成酶抑制剂L-NAME合用能明显减弱其舒血管作用。而且，能显著抑制过氧化氢诱导的细胞凋亡、线粒体膜电位下降和细胞色素C的释放，也提示该化合物具有胞内抗氧化作用。

三、先导化合物的优化

先导化合物存在缺陷，如活性不够高，化学结构不稳定，毒性较大，选择性不好，药代动力学性质不合理等等，对先导化合物进行化学修饰，进一步优化使之发展为理想的药物，这一过程称为先导化合物的优化。优化方法有两种，一是通过化学操作和生物学评价、发现决定药理作用的药效团；或得到特异性高、毒副作用小的药物。二是改变先导化合物的化学结构，反复试验。例如利用生物电子等排体对先导化合物进行优化。

参 考 文 献

[1]赵爱国，韩宇萍.从植物药中筛选先导化合物的策略[J].中国药房.2002（9）：517～519

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然而，现实的情况是，根据不同作物种类，中国植物分子遗传育种研究水平与国际先进水平相差10年到30年。分子育种在产业化方面也处在相对低的发展水平。因此，中国分子遗传育种要走出目前的困境，需要做大量具体细致的工作。

分子生物技术育种优势显著

过去，人们依靠传统育种方法获取作物新品种，其根据选择的特性确定植物亲本，然后通过杂交、回交或者直系筛选程序来完成。传统育种方法存在着极大的盲目性、经验性、不确定因素和长周期的问题。

目前，世界遗传育种研究已从传统的常规育种技术进入依靠生物技术育种阶段。科学家已从单个基因的测序转为有计划、大规模地检测水稻等重要生物体的基因图谱，全世界已有6000多项农作物方面的生物技术研究成果进入田间试验。所有这些都表明，未来世界种子产业竞争的焦点主要是生物技术，尤其是DNA（脱氧核糖核酸）标记辅助育种和基因工程。生物技术向人类展示了种业的巨大发展潜力，创造着农业革命的未来。许多发达国家已明确提出了“向生物技术要产量”的口号。

植物的分子遗传育种可谓系统的分子生物学工程，它是植物细胞学、植物生理学、传统分子生物学、生物统计学以及传统遗传育种的综合体，是高通量分子遗传育种和传统遗传育种相结合的系统工程。分子育种简单地说就是在作物育种领域应用分子生物学技术，其可概括为数量性状位点图谱或基因测序发现特殊基因位点、分子标记辅助育种、基因组筛选以及基因工程几个部分。

要实现作物分子遗传育种的目标，首要任务是了解选择群体细胞的生理生化特性以及与之相对应的表型现象，也就是要确定植物群体实际基因或基因片段的表达与表型现象的内在关联程度。而这种关系的确立过程即是获得基因表达的数量性状位点图谱或相关图谱的过程。为获得数量性状位点图谱，需要经过选择那些遗传上有着明显分离的作物亲本品系、获取能够区别不同品系的基因标记、借助先进的第二代测序技术进行DNA测序和利用统计技术确定可用来预测作物特性表现型的DNA标记。

确定预测作物特性表现型的DNA标记后，人们便可用此DNA标记进行相关特性的育种选择，即作物育种的标记辅助选育。这种选育过程相对于传统的表现型筛选要简单，它可以为我们节约大量的时间、精力和资源。这种选育过程的优势表现在人们能在苗期进行选择以及可以进行单株选择。

分子水平植物遗传育种的实施可帮助人们在最短的时间里实现下列目标：1.大大缩短半野生群体转化为商业用新作物品种的时间和空间；2.让现存的作物品种尽快适应新的环境压力，如抗病虫害，以及满足人们对其营养成分和形态学的需求；3.迅速地让那些来自相同种类的野生家系的、有价值的特性载入到现存作物中去；4.容许植物育种家直接操作那些高度复杂的植物特性，如杂种优势和花卉类特性;5.能够对那些常常被忽略的孤生作物，如小米、山药、根类和块茎类作物等进行有效的遗传选育。

建立高通量分子遗传育种技术平台

中国迫切需要建立多个大规模、高效率的分子遗传育种技术服务平台。这个服务平台应该由国家统筹建立，实行企业化管理。引进和吸收国际先进的技术和设备（包括第二代和第三代测序技术设备，可进行全自动化用于单株筛选培育的温室设备等），并建有能进行常规育种的繁育基地。这个平台的建立应该能够为植物遗传育种科研机构和种子企业等，根据不同作物、品种、品系以及相对应的特性，提供全方位高通量分子遗传育种服务。这些服务包括：基因标记物的筛选、标记亲本筛选、高通量测序以及与之对应的作物分子遗传育种项目、高统量分子标记辅助育种、遗传数据分析、种质基因库的建立、品种亲本筛选、种子品质鉴定和常规的品种比较试验等。除此之外，企业本身还能够承担国家重大科研项目。

这种高科技服务平台的建立，能够有效地利用现有的与农业生物技术研究相关的以及已经建立起来的与传统植物遗传育种有关的人才和技术设施，同时有能力满足中国制种业在高科技生物制种方面的需求，从某种程度上解决目前中国种业至今不具备高科技研发能力的问题。采取企业化的管理机制，如果操作得当，有国家政策层面上的支持，3年至5年内完全有可能达到上市企业的水平。

农业的作物分子遗传育种是一个系统工程，其重要性和社会影响力绝不亚于航空航天工程。考虑到中国的实际情况，有必要成立一个国家级别的作物遗传育种专家委员会，其由中国科技部、农业部和农科院牵头，组织国内外从事作物分子遗传学研究的专家组成专家委员会，针对中国现有的主要农作物（大约300种），逐个就目前该种作物相关的分子遗传育种水平进行调研，针对不同作物种类，提出未来5年至10年分子遗传育种的详细规划，并拟定出详细的系统研究方向、策略和研究方案；同时根据不同作物种类及其重要的筛选特性，推选出适合中国国情的分子遗传育种专项课题，通过类似于国家863计划的形式，在全国范围内实行竞争申请项目课题，由专家委员会在整个课题实行过程中监督指导具体课题的执行和落实情况。

分子生物育种高通量技术是关键

确定正确的发展方向需基于中国国情和世界种业发展趋势。当今中国种业最重要的和首要的发展方向是对传统育种技术进行改造，利用生物技术向传统育种技术进行渗透，提高农作物的育种效率，向以生物技术为代表的高新育种技术转变。传统的品种间杂交选育新品种周期较长、效率较低，以生物技术为代表的高新技术与传统的育种技术相结合，则可以快捷高效地培育农作物新品种，因此，实施常规育种和生物技术育种相结合的科技创新战略，可逐步提高中国种业的科技含量。建立不同作物种类的分子水平的种植资源库，把高科技分子育种技术以及分子水平的亲本选育和种质鉴定贯穿到我们种业发展的各个环节中去，将是种业今天和未来发展最重要的方向和目的。

分子育种仪器设备的自动化操作是实施农业高通量作物分子育种的基本保证。然而，实现高通量作物分子育种必须有能力在高通量的前提下对不同作物种类提取和分离高纯度DNA/RNA，以实现在苗期短的生长期限内对单株进行选育的可能。这也是中国目前实施农业高通量分子育种的技术瓶颈。与此同时，中国科研机构技术不全面，与农业有关的科研机构分散和多为小型试验室，这些造成了中国目前分子水平育种技术落后，基础研究水平低的情况。即使有些已经鉴定的基因标记和数量性状位点图谱也因为不理想，而无法直接应用于分子标记辅助育种实现。

培训、培养和引进分子遗传育种人才

当今世界作物育种业甚至世界农业竞争的焦点就是科学技术和掌握科学技术的人才。谁抓住了技术和人才，谁就在竞争中占据了主动。近年来，中央和地方政府出台了一系列引进高科技项目和人才的计划，并从过去的“招商引资”转变为今天的“招才引智”。但是，在不少各地高科技项目和人才招聘活动中，很难找到与农业生物技术有关的人才和项目。这种现象也许意味着在农业生物技术领域，中国缺乏能让生物技术人才施展才华的技术平台。

中国农业分子生物学家黎裕等专家分析了中国分子遗传育种存在的问题，认为中国作物分子育种新技术新方法创新能力弱、分子育种高效化和规模化没有得到根本解决，以及分子手段与传统育种技术尚需有机结合。然而，或许存在另外一个问题，那就是中国缺乏农业分子遗传育种方面的系统设计师。正如一家想成功开发出具有市场潜力计算机软件的公司，重要的不是公司有多少计算机软件工程师，而是需要有一个具有市场观念、能进行全方位思维的系统软件设计师。

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关键词数量遗传学;分子遗传学;动物育种;研究进展

自20世纪80年代以来，随着现代分子生物技术和信息技术的迅速发展，动物育种计划和动物分子遗传学研究取得了大量的突破性成果，国际上的动物育种已逐渐进入分子水平，从传统的育种方法朝着快速改变动物基因型甚至是单倍体型的方向发展。

1数量遗传学与动物育种

数量遗传学选择原理充分考虑了环境因素对微效多基因控制的数量性状的影响力，从表型方差中剖分出基因型方差，通过运用资料设计和统计模型估计有关的遗传参数，最后达到选种的目的[1-2]。数量遗传学主要应用于估计遗传参数、通径分析和动物育种估计的模型方法等几个方面。

1.1遗传参数估计

从统计学上讲，遗传参数的估计可归结为方差或协方差组分估计。从亲子回归、同胞分析到方差分析法;到了20世纪50年代，C R Henderson提出了针对非均衡资料的Henderson方法Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ;之后出现了极大似然法约束极大似然法、最小范数二次无偏估计法和最小方差二次无偏估计法以及贝叶斯估计等方法。目前，约束最大似然法是世界各国育种学家采用的主要方法。

1.2育种值估计

畜禽遗传评定即评估畜禽种用价值的高低，是畜禽育种工作的中心任务。畜禽种用价值的高低是用育种值来衡量的，影响数量性状表型值的是微效多基因的加性效应值(A)、等位基因之间的显性效应值(D)和非等位基因间的上位效应值(I)。其中，只有基因的加性效应值即育种值能够稳定的遗传给后代，但是育种值不能直接测量，只能使用一定的统计学方法通过表型值对其间接加以估计，所以遗传评定的主要工作就是对育种值的估计。畜禽的估计育种值是选择种畜的主要依据，育种值估计的准确性在很大程度上影响着畜禽育种效果的好坏。用于育种值估计的方法概括起来主要有选择指数法、群体比较法和混合线性模型法。

2分子数量遗传学与动物育种

分子数量遗传学是分子生物技术与数量遗传学相结合的一门发展中的新的交叉学科，目前仍属于数量遗传学范畴[3-6]。现代分子生物技术的发展，使得从分子水平上研究数量性状的基因成为可能。

2.1对QTL作出遗传标记

目前对决定数量性状的多基因还不能准确定位，但如果能找到一个可以识别的基因或基因组的DNA多态，或是一个染色体片段与这一目标性状有密切的关联，就可作为对目标性状选择的遗传标记。遗传标记还可应用于基因转移、基因定位和基因作图等研究。

2.2QTL的分离和克隆

分子数量遗传学的目标是要分离和克隆决定数量性状的基因，研究其结构和功能，最终达到从分子水平上改良数量性状的目的。虽然在理论上可以将分子生物学领域发展的各种基因克隆技术用于QTL，但是数量性状的遗传表达一般涉及多个基因座位。例如，奶牛的产奶量既受繁殖和泌乳的内分泌系统基因的控制，又受消化酶系统基因的控制，情况相当复杂，很难把这些基因一一分离和克隆。但也可以根据已有的知识，通过对候选基因的筛选找出一个或几个对某个数量性状有较大效应的QTL，就可以对这个QTL用一般的基因克隆方法进行克隆，作为数量性状的一个重要基因来研究。例如，有资料报道猪的雌激素受体基因可影响产仔数1.0~1.5头。

3动物育种方法前景

动物分子育种是依据分子数量遗传学理论，利用分子生物学技术来改良畜禽品种的一门新型学科，是传统的动物育种理论和方法的新发展。从目前发展状况来看，它应包含两方面内容:以基因组分析为基础的标记辅助选择和以转基因技术为基础的转基因育种。由于动物分子育种是直接在水平上对性状DNA的基因型进行选择，因此其选种的准确性会大大提高;同时转基因技术的应用还能根据人们的需求创造出一些非常规性的畜牧产品[7-8]。可以说，动物分子育种是动物遗传育种学科发展的必然，它将是21世纪动物育种的一种重要方法，对21世纪世界畜牧业产生巨大的影响。

4参考文献

[1] 俞英，张沅.畜禽遗传评定方法的研究进展[J].遗传，2003，25(5):607-610.

[2] 李善如.遗传标记及其在动物育种中的应用[J].国外畜牧科技，1997(1):29-33.

[3] 吴常信.分子数量遗传学与动物育种[J].遗传，1997(S1):1-3.

[4] 李宁，吴常信.动物分子育种:一门发展中的新型学科[J].农业生物技术学报，1997，5(2):142-147.

[5] 陈宏.现代生物技术与动物育种[J].黄牛杂志，2000，26(4):1-5.

[6] 盛志廉，陈瑶生.数量遗传学[M].北京:科学出版社，1999.

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关键词:师范生教育;教学改革;师范性

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1002-0845(2012)10-0085-02

面对师范教育受到的市场化和高校内部学科专业学术性高标准要求的冲击,无论是高等师范大学的办学在向综合性方向发展的过程中,还是参照国外综合性大学经验开办师范专业的应时而动形势下,师范教育弱化师范性的倾向已明显地表现出来[1]~[3],如何保证师范专业师范生的师范性已成为值得人们深思的课题。多年来,我校生物科学专业(师范)为了培养优秀的生物学教师,以现代大学教育理念为指导,用质量意识、开放意识、国际视野和创新思维统领教学之全局,围绕培养创新型生物学教师这一办学目的,实施了一系列深层次的师范生教育教学改革,使得生物科学专业成为国家级特色专业建设点,使学生的就业竞争力、在实际工作中的胜任力以及用人单位的认可度均显著提高。

一、顶层设计人才培养方案,实现“学术性”与“师范性”的有机整合

师范教育是一个双专业人才的培养形式,在学科专业学术性方面要求学生应具备与综合性大学同类科系相当的知识能力水准,以解决未来作为教师“教什么”的问题;同时还要从师范性方面要求学生具备较高的教育专业水准,以解决未来作为教师“怎么教”的问题。很显然,在人才培养过程中实现学术性与师范性的整合是奠定师范生(教师资质人才)的教师职业专业化水准的基本保证[4]。由于历史原因,河南大学经历了从最早的国内综合性大学转变为师范大学、又于20世纪80年代中叶实现了从师范性大学向综合性大学的回归的过程,此后,仅有部分专业是师范性的,生物科学专业(师范)即是其中之一。为了做到既发挥综合性大学资源优势、体现人才培养的学科专业的学术性特点,又要充分体现师范专业人才培养的师范性特点,我校生物科学专业多次对专业培养方案进行了较大幅度的修订。培养方案的修订主要围绕能力培养顶层设计的总体蓝图,实现了从注重传授知识到注重能力培养、从单一的专业知识课程结构框架向多元的核心课程加综合课程结构框架、从传统的学年制向学分制、从整齐划一的4年学制向3~7年的弹性学制的转变;加重了学科专业实验实践课程在总专业方案中的学分比重(占总学分的30%),加重了以教育学科课程(包括学科教育课程)为标志的师范性特色必修课程的比重,凸显了师范专业的师范性比重(占总学分的12%),设置了旨在培养师范生的综合素质、自主学习能力和个性人格特点等人文社会科学课程、选修课和专项学分(开放性课程)等课程(占总学分的31%)。

二、运用课程整合机制,构建能力培养型课程体系

1.课程体系构建过程中突出7个理念

1)引入“课程群”整合机制。即把原有学科课程体系下划分过细的课程依据其研究的对象、层次、功能与结构的关系以及实验层次方法的相近性等加以归并整合成若干个课程群[5]。2)以实验技术为主线。3)分层次设计教学内容。4)模块化随机组合课程内容彰显专业特色和人才培养个性。5)突出能力目标和以人为本的教育理念。6)开放的课程时空观。新的课程观既包括了传统意义上的课堂课程又包括课堂外延伸的课程。7)突出人才能力构成中的师范性维度和师范生教育的实践取向。

2.理论课设置为“5+1+1”课程群模式

课程群模式中的“5”即植物生物学与生态学、动物生物学、生物化学与分子生物学、细胞生物学与遗传学、微生物学五大学科专业课程群,其功能主要是奠定学生扎实的生物学专业知识与技能;课程群模式中的第一个“1”指学科视野课程,其功能主要是为学生掌握学科前沿,为形成科研思路和专业创新思维打基础;课程群模式中的第二个“1”指教育科学学科课程,主要是针对师范生培养目标要求形成的具有教师专业特色的课程体系。

3.实验课设置为“5+1”课程群 和“3层次”课程体系

课程群模式中的“5”即植物生物学实验、动物生物学实验、微生物与免疫学实验、生化与分子生物学实验、细胞与遗传学实验五大实验课程群;课程群模式中的“1”,即科研训练与创新实验模块;“3层次”实验,即把实验划分为验证性实验、综合提高性实验和研究创新性实验。

实验课程体系构建从研究生物学专业本科阶段实验教学所涉及的实验方法与技能入手,把实验概括为基本生物学实验技术与方法和现代生物学实验技术与方法。这些实验技术以往分散在各个独立的实验中,现在可以依据实验技术打破传统的学科界限,把有关实验项目整合起来形成实验模块,每个模块由几个实验项目组成,涉及若干个实验技术与方法。这样既可避免内容重复,又可节约时间和教学资源,更重要的是能使学生对实验技术的基本原理和应用范畴有一个全面而较为深刻的认识。理论课与实验课的学时分配比为1:1。另外有研究性实验若干,供学生根据个人实际情况选修。

4.实习课程

包括动植物野外实习(2周)、教学技能训练(4学时)、教育调查与分析(课余时间)、教育见习(4周)和教育实习(6周)。

三、突出“六性”,彰显师范教育办学特色

1.在人才培养定位上突出精英性

篇7

关键词：分子靶向治疗； 肺癌

中图分类号：R734.2 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2014）07-143-001

肺癌是我国发病率最高的恶性肿瘤，其发病率和病死率均居全国首位，迫切期望人们突破传统思维，寻找新的治疗方法。因此，探索新的治疗方法可显著提高肺癌治疗水平。

人们期望分子靶向治疗能像现代战争中的巡航导弹，自动寻敌、精准定点杀灭癌细胞；或者像现代战争中精确钻地的炸弹，能定向阻断癌细胞增殖，转移信号传导，进而破坏癌细胞代谢[1]。近年来，肿瘤分子靶向治疗已经进入了一个全新的时代。这些领域包括具有靶向性的表皮生长因子受体（EGFR）抑制剂；针对某些特定细胞标志物的单克隆抗体；针对某些癌基因和肿瘤标记物的药物；抗肿瘤血管生成的药物及基因治疗等。本文就肺癌的分子靶向治疗药物的新进展进行综述。

一、靶向治疗概念

分子靶向治疗是治疗肺癌的新途径，分子靶向治疗是以肿瘤细胞具有的特异性（或相对特异）的分子为靶点，应用分子靶向药物特异性阻断该靶点的生物学功能，从分子水平来逆转肿瘤细胞的恶性生物学行为，从而达到抑制肿瘤生长，甚至肿瘤消退的目的。

靶向治疗可称为“有的放矢”的治疗，属于病理生理治疗。分为：器官靶向、细胞靶向和分子靶向。分子靶向是指在肿瘤细胞分子生物学的基础上，将肿瘤细胞膜上或细胞内特异性表达的结构分子作为靶点，使用某些能与这些靶分子特异结合的抗体、配体、基因等，封闭肿瘤发展过程中的关键受体，纠正其病理过程，从而达到直接治疗目的的一类疗法。

二、以EGFR为靶点的治疗[2]

1.易瑞沙（Gefitinib，Iressa，吉非替尼）是一种口服的小分子EGFR酪氨酸激酶抑制剂，首先被用于治疗晚期非小细胞肺癌 （NSCLC）。在影响缓解率和预后的因素中， 已肯定了女性、腺癌、无吸烟史，东方人种预后较好。

2.埃罗替尼（Erlotinib，Tarceva）是一种口服小分子EGFR酪氨酸激酶抑制剂。Ⅱ期临床实验结果报道， 埃罗替尼单药治疗晚期 NSCLC缓解率为10%～30%。

3.西妥昔单抗（Cetuximab，C225）是一种特异性阻断EGFR的IgG1单克隆抗体。

三、以VEGF为靶点的治疗[2]

贝伐单抗（Avastin，Bevacizumab） 是人源化抗VEGF单抗， 可以占据VEGF，使之不能与受体结合。血管生成在NSCLC的发生和发病中起着十分重要的作用，抑制新生血管的生成是NSCLC 靶向治疗的一个热点。Avastin的主要毒副反应是肺出血，咯血，主要发生在鳞癌、中央性病灶和有空洞病灶的患者。

四、多靶点联合治疗[3]

肺癌的发生发展过程涉及多基因、多环节、多步骤，癌细胞的信号传导调控网络系统错综复杂，肿瘤血管及淋巴管生成营养供给、癌细胞转移等过程及调控更是扑朔迷离。分子靶向治疗药物有效率大多仅在10%左右，因此多靶点联合治疗将成为未来的发展方向。

五、以Her22为靶点的治疗[2]

赫赛汀（Transtuzumab， Herceptin）是人源化的抗Her22单克隆抗体，与肿瘤细胞的Her22具有高度的亲和力，呈高度特异性结合。其作用机制是与肿瘤细胞的Her22特异性结合，阻断细胞内生长信号的传导，抑制肿瘤细胞的生长，并诱导体内NK细胞和巨噬细胞攻击肿瘤细胞。

六、基因治疗

肿瘤的基因治疗可简单概括为：将核苷酸转移到靶细胞中，以扰乱或纠正某些病理生理过程，或通过其他物质和手段，以纠正靶细胞中的基因或基因产物的异常表达。但癌基因异常是复杂而多途径的，需进一步完善基因治疗的技术水平及效果评价体系。

七、未来肺癌靶向治疗需解决的问题[1]

回顾肺癌靶向治疗的诸多进展，未来仍还有许多问题需要解决：

①靶向治疗药物如何才能只作用于肺癌肿瘤细胞靶点，而不作用于正常细胞的相同靶点？

②临床上如何通过检测一些指标了解靶向治疗药物对肺癌产生作用？

③怎样确定靶向治疗药物的最佳生物学剂量？我们有充分的理由相信，随着对人类基因组学中功能性基因组和支配肿瘤的基因组的深入了解，肺癌的治疗必将进入一个崭新的时代。

参考文献：

[1]牛怀印，穆海玉，王岩.肺癌分子靶向治疗进展[J]现代肿瘤医学，2008，16（12）：2236-2239.

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担任本届大会执行主席的首都医科大学附属北京朝阳医院骨科主任、首都医科大学骨外科学系主任海涌教授在这次学术盛会上说：“当前，腰椎疾病已经越来越成为困扰中国社会各年龄组的重要骨科疾病，因此对腰椎外科学的研究应该更深入，更强调个性化治疗，更加注重预防。”

会议间隙，本刊记者就该学科领域的诸多热点问题，深入采访了海涌教授。

必须重视的学科基础研究

采访一开始，海涌教授首先概括说：“进入21世纪，社会人群的生活、工作模式已经发生了巨大的转变，腰椎外科疾病逐渐成为各年龄阶段、各社会人群的常见病和多发病。我国腰椎外科学发展迅速，腰椎外科的病人在骨科领域是最多的，这类疾病也经常成为社会的焦点。这样的社会需求，始终推动着临床医生和研究人员不断探索腰椎疾病种种诊疗措施的进步，这也是近年来腰椎外科学科发展迅速的重要原因。”

“实际上，在腰椎外科学中，生物力学方面的研究是至关重要的。”谈及学科方面的具体话题，海涌教授首先从“根源”上剖析说，“生物力学是一门涉及多学科的交叉学科，脊柱尤其腰椎在生理状态下和承受载荷时，不是简单的一个物体放在另一个物体上的作用关系。力线在脊柱前，通过重力形成力矩而作用于脊柱，腰背部肌肉则通过收缩产生抗拒力矩维护腰椎的稳定。在三维运动状态下，随着劳动强度和姿势加大，使腰椎几何形状发生改变，肌肉收缩力必然加强。长期如此，将使腰椎和与之关系密切的肌肉产生退变和劳损，腰椎承受的惯性载荷在总体上会增大进而产生病变。因此，本届大会就目前的腰椎生物力学的重要领域——应力与椎间盘营养性变性；腰椎椎体的力学性质，腰间盘的力学性质，关节突关节和韧带对维持腰椎稳定性的作用，肌肉和腹压对维持腰椎稳定的作用进行了深入探讨。”

此后，海涌教授又介绍了腰椎外科学中另一个基础话题——分子生物学方面的研究进展：“近年来，随着分子生物学和分子免疫学技术研究的深入，许多学术会议重点报道了影响椎间盘退变的分子机制。本届会议就促进基质分解的因素，如炎症因子、基质金属蛋白酶等， 抑制基质分解的因素如基质蛋白酶抑制剂，促进细胞分裂的因素如血小板源性生长因子，促进软骨形成因素如转化生长因子、骨形态发生蛋白等；尤其在细胞因子和炎性介质上有了深入的研究，还在细胞因子和炎症介质在椎间盘退变的作用方面作了重点探讨。”

“微时代”的几个学科热点

据记者了解，科学技术的迅猛发展，不仅带动了医学技术的发展，也使腰椎退行性疾病治疗进入了一个空前的“微时代”，微创手术具有创伤小、恢复快、疗效好、住院时间短等优点，受到广大患者及临床医生的青睐，因而微创技术已成为脊柱外科的发展方向。

谈及微创技术在腰椎退变性疾病等方面的应用时，海涌教授说：“外科手术实际上早已经在向微创方面发展了，因为要解决患者的问题前提之一，就包括尽可能减少对患者正常组织的损伤。所以说微创也是近年越来越热门的话题之一。而微创治疗腰椎退变性疾病的应用，主要包括经皮介入治疗和内镜手术治疗。经皮介入治疗包括：髓核化学溶解术，臭氧髓核消融术，等离子髓核消融术，双极水冷式射频纤维环成形术，射频热凝纤维环成形术，椎间盘内电热疗法，经皮穿刺切吸术，激光汽化椎间盘减压术等。内镜手术主要包括：后路显微内镜手术，腹腔镜下椎间盘摘除术，椎间孔镜技术等。实际上，很多腰椎方面的病人，都可以采取微创技术进行治疗。现在应用比较广泛的，还是椎间盘镜下的椎间盘突出和椎管狭窄神经管狭窄方面的治疗，而且国内目前有一些专家做得非常好，他们对这些疾病的治疗有效率可以达到90%以上。这既满足了广大患者希望通过微创的方法获得治疗的愿望，也是我们今后重点发展的一个方向。此外，经过多年的临床实践，在充分享受微创手术优势的同时，微创专科医生的培训和微创并发症的有效预防已逐渐成为腰椎外科医师关注的焦点。

海涌教授继续介绍说，腰椎手术失败和并发症的预防与处理，也是本届会议上的一个焦点话题。“因为随着国际腰椎外科技术的不断提高，全球腰椎外科手术的数量呈现井喷式增长的态势，因此对于腰椎外科手术失败病例的借鉴，和近、远期并发症的预防与处理的重要性和紧迫性，越来越受到国内外专家的关注。”

海涌教授归纳说：“从既往的专家共识来看，避免腰椎手术失败的关键在于把握几个原则：一是要有明确的手术指征；二是要有效避免手术禁忌证；三是病变定位要确实；四是要有效处理全身合并症；五是必须选择和拟定正确的手术方案；最后是手术操作时要仔细、认真地保护患者的健康组织。任何一名医生，都希望自己的手术是成功的，是完美的，因此，本届学术会议开设了腰椎手术失败和并发症预防与处理的专题演讲和典型病例讨论，相信能为同行带来更多的收获……”

近些年，腰椎融合新技术与非融合技术的应用，已越来越引起腰椎外科学界的关注。就此话题，海涌教授介绍说：“腰椎融合术一直是目前临床治疗下腰痛和脊柱失稳疾患的‘金标准’。在大多数脊柱手术中，融合与否已成为判断手术是否成功的主要标准之一。但随着对脊柱生理功能和生物力学研究的不断深入，脊柱融合后因融合节段运动功能丧失，导致椎间应力传导发生异常改变，相邻节段椎间盘和关节突的压力明显增加，进而出现临近节段退变性疾病逐渐成为融合手术的主要并发症。由此，保留脊柱节段运动功能的非融合脊柱功能重建技术——也称之为动态固定技术，正在不断发扬壮大。”

篇9

关键词：整体科学；定性研究法；目的启发法；概念创新法

中图分类号：N03

文献标识码：A

文章编号：1671-1165（2013）01-0084-06

自然科学可以分还原性科学和整体性科学。随着科学发展，人们发现许多现象不能进行还原和分析研究，需要从整体维度上把握。或者对于同一个研究对象，既需要还原性研究，同时又需要从整体上研究，二者缺一不可。从整体上进行研究的学科领域可以称之整体科学。整体科学是以独特的整体作研究对象，这种研究对象往往具有不可还原的系统性和复杂性，或者把整体还原部分将会丢失整体的某些属性，从而使得还原研究有时候价值不大。博物学、生物学、中医、天文学、气象学这样一些学科在很多方面需要从整体上进行研究，从而很大程度上属于整体科学。

传统上，科学哲学将物理学作科学的基本范式，坚持认可以证实或者证伪的理论才算科学。基本思路是强调还原、分析，将研究对象简化、纯化、理想化、数学化，注重规律的可重复性和实验的科学方法，这种传统就是还原性科学。还原性科学主要是指以分析和还原思路的研究，包括物理、化学以及分子生物学等学科。物理、化学、分子生物学主要研究事物要素与要素或者要素与整体之间的关系，属于还原性科学；博物学、进化论和中医等学科主要研究事物整体及其关系的发展变化，属于整体科学，适用整体科学方法。整体科学研究对象具有整体性和复杂性。“生物学的现象和过程是复杂的，对于复杂系统不能形成严格的定律。生物学的对象，如物种、基因都是变化的，因而不能形成普遍的概括。”

一般来说生命系统的整体性和复杂性程度很高，贝塔朗非的《一般系统论》就是从生命现象的系统性开始研究的。由部分有机地构成整体后，会有新的东西突现出来，整体大于部分之和。

古代科学倾向于整体科学，因古代还没有对事物的基本组成部分进行分析研究，还没有还原、分析的科学手段。到了近代，实验等实证方法则成经典物理科学的主要方法，机械力学的研究一般采用简化、纯化和理想化的方法，物质结构被还原到分子和原子层次，这时才有条件研究世界的细微结构。到了20世纪，还原方法的局限性逐渐显现，有些整体性现象的研究很难适用还原、分析性的实验方法，或者整体现象难于用分析思维进行解释，于是系统论应运而生。整体科学提供了与还原思路完全不同的研究视角，补充和矫正了分析和还原研究的不足和片面性。因此从科学史上看，科学发展遵循“整体科学（古代）――还原性科学（近代）――还原性科学+整体科学（现代）”的路线演进，符合辩证法的正反合循环。

复杂的整体事物从结构和理论上都不能还原部分，还原性科学无法解释整体科学所描述的复杂现象。整体性和复杂性使得整体科学跟物理和化学的研究方法根本不同，如进化论需要用整体科学方法进行研究，主要方法有定性方法、历史叙述方法、概念方法、目的启发方法等，观察、比较和分类方法在整体科学研究中比在还原科学中占有更重要地位。

一、观察、比较与分类方法在整体科学研究中的地位

在整体科学中，观察、比较与分类方法是常用的方法，所起的作用很大。“包括中医在内的中国古代的大量博物学著作，大量采取了‘类比取象’的认知方式。类比方法的本质是，在不同事物中发现、建构出相似的成分，以同代异。……在描述类科学（包括博物学）中，默会知识、个人知识是存在的。”

实验方法在很多科学问题研究中并不适用或根本无法施展，如在进化生物学中观察方法已上升到科学方法的重要地位。观察不需要改变整体观察对象，而实验要改变研究的整体对象，改变对象达到实验目的的条件。实验的重要特点往往是纯化、强化研究对象，采用分析的方法，实验方法往往造成整体研究对象状况的改变，而生物体或者生态系统等是系统整体，常常不容拆解，因此实验方法往往达不到所需要的研究效果，某些情况下不适用于整体科学研究。而观察和比较是在保留整体研究对象原貌的情况下进行的，而不是在孤立情况下进行的，比较适于复杂对象的研究。

观察是在自然现象自发发生的情况下进行的。对于天文现象，人不可能改变它，只能用可观察信息进行推断，并提出假说进行辩护。观察和实验都是事物自然性质的呈现，在生物学中由观察所产生的知识比实验要多。很多生物学家就是博物学家，观察是获得经验材料的主要手段。

实验方法要控制、改变研究对象，人设定研究条件，而整体科学对象在大多数情况下是不可以控制、人改变的，人们只能在自然发生的情况下进行研究，如天文、生物、行科学等的大多数研究对象，只能用观察、比较和分类的方法，或者将它们结合在一起综合运用。

整体科学中也有规律，不过整体科学规律的陈述往往不是全称的，不具有普遍意义，而观察、比较和分类法是获得整体科学规律的主要方法。如果不拆解整体，只有采用保持原型的观察和比较方法，这两种方法实际上是不可以分开的，往往同时进行。比较法包含着类比逻辑，经过相同和差异的比较，往往可以得出概括性结论，也可以使用类比方法进行推理，对事物进行归类并使之条理化。

在整体科学研究中，一方面有整体性研究，如进化论和中医研究，依赖观察和比较进行研究，对系统整体的描述和解释不可能还原成物理、化学科学的定律；另一方面，实验方法有时也还是要使用的，不过其地位不及在物理化学中重要。还原式的分析研究在分子生物学中取得了成功，可以有效研究基因组的结构及其表达等。物理主义者往往重视分析、还原和归纳，他们认实验才是唯一的科学方法。整体研究方法跟还原分析的研究策略十分的不同。对前者，观察、比较和定性叙述是主要方法；对后者，实验和数学是主要方法。只有将两种研究思路互补利用，才有利于获得更全面的科学认识。

二、定性研究方法

整体科学的特点在于按照整体进行研究，整体作研究对象都是独特的、唯一的，没有两个完全相同的整体事物。仅仅运用数量方法并不能反映整体事物的独特性，定性研究只能在一定程度上被采用。在对整体事物的特征和变化进行描述时，对性质的表述具有重要作用。数学计算的重要性在生物学中大大削弱，定性的说明对生物过程和性质、状态更重要，进化生物学中大多数现象都是通过定性的推理来解释。达尔文的进化研究是一种定性研究，并在此基础上建立概念结构。博物学是定性的，分类学与解剖学也如此。

定性与定量方法在具体运用中各有优势，二者是互补的。达尔文的《物种起源》主要是定性研究，仍然能成改变人们世界观的名著。经济学既有定量研究又有定性研究（如《资本论》）。经过很多数学家和经济学家的运算，美国的经济体系2008年仍然发生了累及全球的金融风暴。数量经济学家不能通过繁杂的定量计算来预测和规避这场危机，在危机发生后倒是有很多人对马克思的定性经济学著作《资本论》很感兴趣。不是数学家的计算不精确，而是整体经济运行过程的随机性因素太多，如果像数学方法那样模型化，将复杂事物进行简化、纯化和理想化处理，那么繁杂的定量计算结论与现实之间总是会有偏差的，因此在不否认数学方法作用的同时，也不能夸大定量计算的作用。

数量模型方法也是生物学研究的重要方法，数量遗传学可以解释不少现象，但是把基因当成计算的基本单位，显然是做了过于简化的处理，并导致部分生物学家对它的诟病。迈尔认基因型具有整体性，基因不是理想的那种成数量计算的单位，基因型之间还有很多关联，数量遗传学不过是“豆袋”遗传学。有人认：“科学研究中如果仅仅运用日常定性的自然语言，就不可能描述现象的内在联系。数学语言把抽象能力和精确性带给了科学。”这种说法对物理学是正确的，对整体科学就不一定对。

物理学的特征是将运动、力和质量数量化。数学方法是还原性科学的重要方法，促进了近代科学的产生和发展，数学使得模糊不清的东西变得清晰和精确起来。对比之下，进化论与此不同，它更适用于性质描述。生物个体的特征和差异、系统结构、信息传递、生态系统演变等都是需要定性研究的。人们如果把这些性质、特征转换成定量描述，就会失去生物现象的真正意义。如果尝试将适于定性研究的生物学现象转换成数学语言，定会困难重重，不如定性表达简洁、顺畅、切合实际。习惯于定量研究的科学家认仅仅通过定性表达的知识是非科学的，只能起到模糊描述和分类的作用。其实这是对定性研究方法的偏见。当然并不否认定量研究在生物学的很多领域中是重要的，这种重要性并不能排斥其他场合的定性研究。

三、历史方法

物理学是较早的带头学科，科学哲学早期是在物理学特别是力学的基础之上发展起来的。严格因果决定论是机械论的理念，预测和解释被看成是对称的。在机械论流行的时候，时间与历史的维度往往被忽视。而生命起源、太阳系起源、宇宙起源的各种学说都具有独特的历史性质，独特性和连续性是进化历史的突出特征。现代的进化生物学、生态学以及天文学离不开时间和历史的研究。定性方法和历史方法离不开对性质和历史的叙述，因此进行叙述性表达非常重要。

按柏拉图的本质论思维很难理解过程的独特性和连续性，从而忽视历史性叙述的重要性，并企图按定律将之公式化。达尔文的《物种起源》就是采用历史叙述的方法完成的，而不是进行定量研究。物理科学和力学定律对科学和哲学思想的影响深远，然而并不是一切科学都像物理学那样以数学基础，在许多人看来进化论的科学依据并不充分。胚胎学、古生物学也是历史性科学，生物性状是由历史形成的遗传程序所控制，遗传程序的演变也是个历史性过程。

在整体科学中，不是由全称的定律陈述来解释现象，而是通过历史性叙述作出解释。历史性解释是整体科学的基本表述方式。当研究生命历史中的独特事件时，就需要叙述性解释。叙述性解释与物理学中的定律不同，进化过程中的某一事件需要作叙述性解释时，这一事件就不是某一类中的一个例子，而是独一无二的，它只发生一次，并按不同方式重复出现。历史性叙述之所以具有解释意义，是因较早的事件往往是其后事件的原因，历史性叙述的目的之一就是后续事件寻找原因。

四、概念创新方法

整体科学的发展更多地借助于概念创新。整体科学的研究对象具有特异性和多样性，整体科学具有历史性、独特性和复杂性，它的定律没有理化科学那样重要，然而定性叙述与概念创新却能起到很好的概括作用。

系统整体层次的概念和理论很难还原到物理、化学层次的概念和理论，例如自然选择、性选择、竞争等概念不能还原到分子层次，因此整体科学很难在物理、化学层次上得到准确有效的描述和解释，即使描述也是不完整的。一些整体层次的过程不可能只根据物理定律或化学反应来阐述。用生物学概念所表述的许多结构和过程在非生物界根本就不存在，因此同一事件在不同层次的概念结构中进行表达可能具有完全不同的意义。

整体科学只能在整体层次上进行概念的构建和创新，概念创新在整体科学的理论发展中显得特别重要。整体科学研究者可以用整体层次的概念来理论化，利用叙述方法进行表达。整体科学中主要依靠概念创新推进科学的发展。

整体科学不仅仅是搜集新事实，创新性地提出一个新概念或许比发现新事实更能把科学推向前进。在整体科学中，大多数重要进展是由引入新概念或改进现有概念而取得的，如进化生物学和中医科学都是如此。

在某种程度上，某一整体科学的突破主要在于科学概念的提出和突破，如自然选择等概念的提出使人们对生物进化机制和过程有了新的理解。有时发现进行理论表达的词汇非常贫乏，补充新概念就是丰富学科内容。然而在科学内部引进一个新概念很困难，往往受到旧范式的抵制。概念的重要创新往往导致范式的转换。当然，观察或者通过实验获得新的科学事实可以促进整体科学的发展。没有新事实的发现，科学研究就缺少鸟儿飞翔的空气。提出新概念与发现新事实是互补的，二者同等重要。

五、目的启发法

按照逻辑实证主义的传统，目的性不是一种纯粹的因果关系，目的性与逻辑实证主义的原则和经验陈述之间是矛盾的。尽管目的论符合逻辑，但很难直接用观察和实验进行证实。目的性在现实世界是确实存在的，并且追问目的是不可替代的问题研究方式。使用目的论陈述和弃之不用的效果截然不同。目的论语言的使用可以转化成一种方法论。

目的论语言与因果论在本质上是不同的，试图将目的论语言转译成纯粹因果论陈述很难成功，因在转译中不可避免地要损失目的论语言的一部分关键信息。在整体科学中的目的论陈述是一种必不可少的科学语言，目的论陈述具有鲜明的指向特征。生物学中目的论陈述很常见，如海龟上岸以便排卵，如果换成非目的论的陈述就是：海龟上岸并排卵，这时就有关键信息遗失了。

追问目的的方法富有启发意义，目的启示法是整体科学研究的重要方法。目的性不是形而上学的，而是当代科学的重要内容。适应与自然选择是生物获得目的性的原因，它将结构与功能、目的与现象连接起来。例如，当讲到生物适应环境可以提高生存的几率，“适应”就是一种目的性概念，具有启发作用。适应主义者认生物的每一种结构必有其存在的理由，探索这种理由就成他们的任务，这正是在利用目的启示法。进化论是从目前的生物结构与功能的相互演变关系来进行解释，以现在的现象和理论解释以前的事件，所以必须采用目的性原因追问的方法。不用这种方法就难以研究这种重要的因果联系。“达尔文进化论需要提出什么的问题：通常只有由自然选择选中的生物性状才能进化演变。这性状或行程序必须在生物的生存或繁殖成功上发挥作用。要承认这一前提就必须问某个性状什么存在，也就是说它在特定生物的生命活动中起什么作用，只有这样，才能完成动因分析。”

在探索生命奥秘中，目的论研究是十分必要的。例如，研究花朵颜色就要问虫媒花什么长得如此鲜艳，风媒花什么没有美感。了保持人的血压平衡，生理上应该有什么样的机制和化学反应？如果不了解它，我们对花的生长机制就不可能真正理解。“以理性超越、驾驭感性，被视理所当然。但博物学提醒人们要重视感性，通常感性并不比理性差。”

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【关键词】师范专业 实验技能 弊端

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）09-0157-02

新的教育背景驱动下，学校教育坚持师生互动以人为本。依“纲”和“本”，雅俗结合，从“和慧课堂”出发[1]，加强师生间思维对话，避免学习过程中“温度”与“深度”的背离。目前实验课程教材枯燥，理论与实践脱节严重，而生物实验技能是一连串的操作动作和心智动作组成的活动方式。因此我们生物专业在学生的实验技能培养上存在众多问题。

1.师范专业本科生实验技能弊端

1.1理念引导缺失，学生认识不足

师范专业本科生是面向素质教育的高素质人才，常常被引入理论知识优先于实验教学教育误区。在素质教育驱使下，加强生物基础教育，对提高学生科学素养，引导学生进入美轮美奂的生物世界具有重大意义。

首先，高校教师在教学过程中实验教学落后于理论教学，两者之间相互剥离，缺乏即时联系，实验内容简易化。因此学生对实验技能培养重要性认识不足，常常被放于重要链条底端。实验教学被学生看成理论教学的附属环节，实验课被认定为师范专业学生学习的配角，他们对实验技能培养缺乏理性认识。

1.2理论课堂照本宣科，学生思辨缺席

生物学有其特异性，是现实世界的抽象概括与活化，层层渗透，不断延伸，生物学有巨大的潜在价值。另外，高中阶段学生已经从一个阶段进入另一个思维重建阶段，具有不断创新与知识涉猎能力，加之丰富的前科学知识，经常表现出极强的质疑力。

然而教师在课堂上照本宣科，学生在教师强大气场的压迫下，用实际的身体顶着空洞地大脑被动灌输理论知识。课堂气氛沉闷，学生单独思考，缺乏实时交流。出现了“不懂装懂”、“似懂非懂”、“懂了又忘了”、“沉默不语”等课堂附和声，使课堂在这种声音中戛然而止。[2]从而造成“思辨缺席”现象。教师应及时了解学生知识把握度，进行因材施教，挖掘深层教育智慧，从而避免单纯竞争下造成人性化失衡，使教师与学生都能够同时站立起来摘到果实。

1.3实验过程指导欠缺，学生产生依赖思想

生物学是科学性与技术性并重的一门自然学科，实验内容多为验证性实验。教师在教学实验前准备好了实验仪器、设备，设计好实验方法与具体操作步骤，忽略学生思维重建能力的可操作性与创造力的可塑性因素。学生被下达任务是“按部就班”完成实验步骤，不需要思考以及探讨实验的可操作性与实验结果的信度、效度，并且缺乏实验结果的可行性分析。因此出现了对着教材“照方抓药”，对实验现象视而不见，对实验问题束手无策，难以提出可行性想法。长此以往降低了学生直觉思维与创造性思维的跳跃能力，限制分析与解决问题的能力，学生对这种实验过程产生依赖思想。[3]这种实验方式与“主导主体”理论大相径庭。

1.4目标导向不明，学生兴趣低下

教学目标是教学活动的灵魂，而教学评价是判断教学目标是否落实的手段，教学目标与学生知识的准确定位，是有效教学的核心。[4]

2.研究结论和建议

针对上述弊端，浅谈几点建议。

2.1合作探究，梯度实验

考虑实验要求时间的长度，可采用合作学习的方式，教师可以将实验进行梯度建设，遵循小步子原则。由每组负责一定程序步骤，组内每个小组成员负责一个任务，由组内成员进行量化考核。

2.2 采用KWL工作表，加强师生交流

KWL工作表是Ogle在1986年提出的指导性阅读策略，包括知道（Know）、想知道（Want）、学到（Learn）三部分。教师在实验教学中发放此表，指导学生填写，并普遍巡视，避免实验过程指导欠缺，学生依赖。

2.3让课堂灵动起来，调动学生积极性

教师目标导向不明，学生无所事事，效率低下，尤其等待时间较长的实验。建议学校配置实验专用计算机，便于学生根据自己的兴趣，充分利用等待时间，查阅观看相应的实验数据，激发学生兴趣，强化动机。在遗传学、分子生物学实验教学中尤为重要。

师范专业本科生实验技能的培养，不仅是高校的重要任务，并且对未来小中学教育有着不可忽视的作用。在认识到其问题以及重要性之后，结合MOOC、微课程等新型教育模式，创造教师-课堂-学生三结合的教学氛围，使师生共同行动起来。

参考文献：

[1]陆丽丹.“和慧课堂”下的生物教学[J].中学生物教学，2015（6）：15-16.

[2]金钧.”懂了“背后的有效性缺失-莫让教学在附和声中戛然而止[J].中学生物教学：9-11.