分子生物学概念范文

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[关键词] 分子生物学实验；教学；改革；实践

[中图分类号] R-05 [文献标识码] C [文章编号] 1674-4721（2012）07（c）-0175-01

现代分子生物学的迅猛发展，给生命科学带来日新月异的变化，而且这门以实验为主的前沿学科已经渗透到医学的各个领域。在知识经济的新形式下，努力把学生培养成具有现代意识、国际视野、创新能力和良好职业素质的医学人才是实验教学的重点[1]。临床医学七年制分子生物学实验课的目的，不仅验证理论知识，掌握基本实验技能，还应致力于学生动手、动脑能力，科研能力,创新能力等综合素质的培养。在实验过程中，培养学生对实验现象进行观察和对结果进行分析、比较、综合并做出科学的解释，是我们的最终目的。因此，如何提高实验课教学水平，把常规的科研方法以及新技术传授给学生，让学生系统掌握实验技能，提高科研素质，成了我们实验教学不断探索的内容[2]。近年来笔者在实验课中进行了一些尝试性改革，并取得了一定的成绩。

1 改革实验内容，提高科研素质

1.1 基本技能训练

针对七年制学生毕业授予硕士学位这一特点，为了使学生受到基本的技能训练，在实验课中，笔者改变以往由教师在实验课前，为学生准备好各种试剂及器材的做法，让学生自己动手计算实验中所需的药品的数量，仪器设备等，凡是实验中涉及的物品清洗、高压灭菌、菌种接种和保存以及试剂配制均由学生自己完成。这样不但培养了学生实验操作能力，而且还使学生懂得了实验中每一步骤的作用及注意事项。在实践中培养学生独立完成一些相关的实验准备，为以后的临床实践打下基础。

1.2 综合能力的培养

科研过程是一个创新的过程，许多分子生物学技术的改进和完善就是科学工作者创新的结果。为了适应医学学科的发展，加大分子生物学实验课内容改革的力度，我们开设了综合性的实验内容：从人血中基因组DNA的提取开始，通过PCR技术扩增看家基因（γ－actin）片段，经琼脂糖凝胶电泳，回收特定的PCR产物，然后进行连接、转化、筛选、工程菌的接种培养，保存以及重组质粒的提取、酶切、鉴定。这一综合性实验，是以基因工程流程为主线，一环紧扣一环。学生通过这一实验过程，不但把理论知识和实验内容有机地结合起来，而且极大地调动了学生学习的积极性，使科研思维得到了锻炼，为培养学生的创新能力奠定了基础。另外在实验课上，还安排了分子生物学基本技术、PCR技术及引物设计、DNA测序等教学内容，并根据学生的掌握情况详略讲解，并采取多媒体等技术手段，使枯燥的实验理论变成了生动有趣直观的教学形式，激发了学生学习的主动性和热情。

2 更新教学手段，激发学生的兴趣

随着科学技术的不断发展，借助电子技术的现代化教学设备，利用大型仪器，多媒体技术和计算机进行辅教学，是当今教学改革的发展趋势。为此，我们对分子生物学实验教学手段进行了大胆的改革，根据教学内容改革的需要，把学生每次实验结果的观察，由原来的紫外透射仪，改为使用凝胶成像系统进行图像处理及结果分析，使学生能够形象、直观地在屏幕上看到每组的实验结果，并进行对比，同时向学生展示标准的结果，通过分析、对比发现自己在实验过程中的许多不足，从而激发学生对实验的极大兴趣和爱好，培养从事科学研究的动手和动脑能力，同时也培养学生的创造力和分析解决问题的能力，提高学生的综合素质[3]。

3 改革考核方法，提高综合素质

为了全面提高和培养学生的科研能力，收集处理信息能力，总结分析、获取知识能力，语言文字表达能力以及解决实际问题能力，我们改变了传统的实验报告书写模式（目的、原理、步骤、结果分析等），全部实验结束后以科研论文的形式提交实验报告，而且要求学生在实验报告的最后，提出对此次实验内容安排有什么建议和意见，并用所学过的实验原理设计一个相关的实验内容。这一举措，充分调动了学生学习的积极性和主动性，培养和开拓了学生的科研思维，使学生的科研能力明显提高。实验成绩为100分，包括实验过程操作记录30分，科技论文50分，平时操作10分，课堂表现10分。

总之，通过医学分子生物学实验教学的改革，学生对分子生物学产生了浓厚的兴趣，参与实验的自觉性和积极性得到了很大提高[4-6]，不仅掌握了分子生物学的基本理论与实验技能，而且也提高了学生动手动脑能力，在实验中培养了学生的综合素质，增强了创新意识。

[参考文献]

[1] 王晓霞，解军，张悦红，等. 研究生分子生物学实验教学改革探讨[J]. 山西医科大学学报：基础医学教育版，2010，12（11）：1091-1092.

[2] 姚娟，隋建峰. 基础医学综合实验与实验设计考核模式的探讨[J]. 山西医科大学学报：基础医学教育版，2010，12（5）：519-520.

[3] 易发平，卜友泉，马永平，等. 医学分子生物学教学模式转变的实践[J]. 基础医学教育，2011，13（7）：623-625.

[4] 李美宁，张悦红，常冰梅，等. 医学七年制生物化学与分子生物学实验教学探索[J]. 山西医科大学学报：基础医学教育版，2009，11（3）：301-303.

[5] 刘友勋，黄娟. 《分子生物学》课程实验教学改革的探索[J]. 读写算（教师版）：素质教育论坛，2011，（7）：114-115.

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关键词： 分子生物学 理论教学 教学效果

分子生物学是研究核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用，即从分子水平上认识生命本质的一门新兴边缘学科。分子生物学也是一门开放性的学科，随着生物学研究的发展，其理论和技术体系也在不断地更新和完善。作为当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿学科，分子生物学已经成为高等院校生物科学、生物技术和生物工程专业的专业必修课和主干课程。如何根据这门学科的特点，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维，是每个高校分子生物学授课教师都深切关注的教研难题。现就自己对分子生物学课程执教三年来的体会，将提高分子生物学理论教学效果的几点措施总结如下。

1.关注学科前沿研究进展，及时补充和更新教学内容，开阔学生知识面

生命系统的复杂性决定了研究生命本质的分子生物学的发展是一个漫长的过程。在这漫长的研究历程中，随着新知识、新理论的不断涌现，新问题也不断被提出；新问题的提出又促进了研究技术的不断更新。所有这些都决定了分子生物学研究的快速发展，也使分子生物学这门课程具有了前沿性的特点。而作为知识载体的教材，其编写需要一个过程，加上编者知识面的局限性，学科前沿研究成果不可能被及时、全面地编入其中。例如关于真核生物基因组中的转座子的种类，目前，几乎所有版本的分子生物学教材，包括近年来新编的一些版本［1］，都只将其分成“DNA transposons”（DNA转座子）和“retrotransposons”（反转座子）两大类，而没有提到第三类“Polintons”（自我合成的DNA转座子）；事实上，第三类转座子是在2006年报道出来的一种新类型，其无论从DNA大小、结构，还是转座机制等方面都与前两类有很大的不同［2］。这就要求教师的讲课内容不能局限于教材，而应该关注学科前沿，经常查阅文献资料，及时地补充和更新教学内容，例如肿瘤的基因治疗、生物芯片、后基因组计划、RNAi等分子生物学的新进展［3］，从而使学生能够及时、全面地了解和掌握分子生物学的新知识，拓展知识面。当然，新内容的补充与有限的学时数会有冲突，这就需要根据学时数灵活压缩基础理论内容，如在许多生物化学教材中都有的DNA结构、蛋白质翻译等内容。

2.根据学科特点，灵活运用多媒体教学手段，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维

爱因斯坦说“兴趣是最好的老师。”如何根据学科特点激发学生学习的兴趣是提高分子生物学教学效率、开发学生的创造性思维能力的关键。分子生物学是人类从分子水平研究生命的本质，彻底认识自己，了解自己，深入探索生命与自然的奥秘，全面改造和改良人类生存环境与生存质量的自然科学，是生物学科最具活力的科学，在推动社会生活各领域的持续高速发展方面具有重要的影响。分子生物学的这种影响力，如果单凭教师口头上的讲述，显得有点轻描淡写，是很难在学生心目中留下深刻印象的。多媒体教学方式的运用，通过把书本知识转换为直观形象的、图文并茂的、情景交融的计算机辅助教学课件，使理论知识的表达更加形象、直观，从而激发学生学习的主动性和积极性；甚至可以播放一些与生命热点问题相关的科幻影片来激发学生的学习兴趣和加深学生对这些问题的理解。例如，关于基因工程的安全性与伦理道德问题，一直都是很有争议的问题，可以在课堂上提出来讨论，也可以播放一些相关的科幻影片，如“侏罗纪公园”、“逃出克隆岛”等，让学生自己判断。这样等于给了学生一个独立思考的空间，使学生的脑筋都开动起来，对培养学生的创新思维是非常有益的。此外，多媒体教学方式的使用，还可以增加单位学时的授课信息量，提高课时利用率，解决内容多而课时少的矛盾。

3.采用动画式教学，加深学生对复杂分子机理的理解和掌握

分子生物学是在分子水平上对生命机制的一个诠释，而生命机制又是由很多错综复杂的微观过程综合体现的，如基因的转座、表达与调控等。这些微观的过程都是肉眼无法观察到的；口头讲述也是比较抽象的；即使是对照课本或黑板上所画的静态图讲解，也很难细致地描述一个复杂的连续过程，不容易让学生理解。动画式教学，借助多媒体技术，可以将声音、文本、图片等组合制作成课件，变静态为动态、使抽象难懂的微观生命过程具体化、可视化，便于学生理解和掌握，可以提高学生的学习热情，从而有助于提高理论教学效果。

4.应用双语教学，避免概念混淆，提高英文文献阅读能力

目前的分子生物学教材的编写内容大多都是根据英文教材、英文文献资料翻译而来的；对于同一个专业词汇的翻译，不同的编者可能翻译的结果略有差异，这样就会造成一定的概念混淆。例如，“operator”一词，有的教材将其译为“操纵序列”［4］，有的教材将其译为“操纵基因”［5］，有的教材将其译为“操纵区”［1］，这样就容易造成混乱，给“教”和“学”都带来不便。另外，分子生物学也是一门发展迅速的前沿科学，新知识、新技术在不断地涌现，而且这些研究成果的报道绝大多数都是用英文撰写。学生要想了解、吸收和借鉴学科前沿知识的最新动态，就要具备良好的阅读英文文献的习惯和能力。鉴于以上情况，在教学过程中就需要灵活运用汉语与英语交替进行的双语教学模式。当然，考虑到学生的外语水平和接受双语教学的能力直接影响双语教学实施的效果，这里所说的双语教学并不是追求严格意义上的双语教学的形式［6］，而是在课堂上尽量创造较多的使用英语的语言环境。

参考文献：

［1］朱玉贤，李毅，郑晓峰.现代分子生物学（第3版）［M］.北京：高等教育出版社，2007：59，237.

［2］Vladimir V.Kapitonov and Jerzy Jurka.Self-synthesizing DNA transposons in eukaryotes［J］.PNAS，2006，103，（12）：4540-4545.

［3］戚晓利，张丽敏，薛春梅.分子生物学教学改革的探索［J］.生物学杂志，2003，20，（6）：51-52.

［4］特纳等著.刘进元等译.分子生物学（第2版）［M］.科学出版社，2001：221.

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关键词：分子生物学；双语教学；模式建设

中图分类号：G420文献标识码：A文章编号：1674-120X（2016）08-0039-02收稿日期：2015-12-22

分子生物学是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构及其重要性和规律性的科学，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界向主动地改造和重组自然界转变的基础学科[1]。虽然分子生物学是近二十年才被写入高校生物类及相关专业本科及研究生培养大纲，但其作为和实验结合十分紧密的课程之一，不但是生物科学和其他生物技术专业的基础课，而且广泛应用于生命科学实验的各个领域。

但是分子生物类课程中有关原理部分讲起来很单调复杂，学生不太容易理解。加上本课程的讲授在河南师范大学（以下简称“我校”）生命科学学院仅有36个学时，如何在较短时间的教学中让学生加深对分子生物学原理的印象，主动理解、掌握相关知识，并训练思维能力是这门课程中亟须解决的问题。此外，国际上多数有影响力的分子生物相关期刊、书籍均使用英文出版，国际学术会议和学术交流也多以英语为工具进行交流。因此，学生迫切希望在这门课程上能够有专业的语言环境，提高自我学习与获取信息的能力，以更快地了解分子生物课程发展的最新趋势，并增强查阅外文文献的技能。

2001年8月， 教育部印发了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》（教高〔2001〕4号），要求各高等学校积极推动使用英语等外语进行教学。鉴于此，关于分子生物学的教学改革――双语教学在很多高校开展起来，这对于提高教学质量，培养具有自主学习能力的创新人才，提高学生竞争力等均具有重要的实践意义。

一、高校分子生物学双语教学的内涵及目的

根据《朗曼应用语言学词典》所给的定义，双语教学是指在学校里使用第二语言或外语进行各门学科的教学[2]。我国目前推崇的双语教学是指除汉语外，用英语作为课堂主要用语进行学科教学的活动。它要求用准确、流利的英语进行知识讲解，但不绝对排除汉语，以避免由于语言障碍造成学生对专业知识的理解困难而影响教学效果。

通过双语课程的教学，让学生在扎实掌握分子生物学基本概念和原理的同时，能增强在分子生物学专业英语方面的综合运用能力，提升学生的创新意识和探索研究的能力，培养高素质的综合型人才。我校开展双语教学示范课程，双语教学围绕为学生出国留学和考研两方面服务展开。教学过程中需要引导学生阅读专业文献，或者选择英美报刊上的文章进行阅读和翻译，这样既可以提高学生的专业分析能力，又能提高他们的英语能力。

二、高校分子生物学双语教学模式的建设

教育部与财政部期望各高等学校充分利用示范课程的资源和经验，不断提高双语教学质量，不断探索与国际先进教学理念和教学方法接轨的、符合中国实际的双语课程教学模式，为全面提高我国高等教育教学质量做出新成绩。为此，我校生命科学学院建设了分子生物学的双语教学示范课程，建设内容包括以下几方面。

1分子生物学双语师资的培训与培养

为推进分子生物学双语教学课程的建设，学院要提高对分子生物学双语教学工作的重视程度，对师资储备不足问题给予重视。首先，应加强双语教学师资队伍的培养工作；努力提高双语教学教师的教学能力；教学经费适当向双语教学课程建设等方面倾斜。例如，鼓励并支持双语教学师资参加国际双语教学相关会议及培训项目，及时与各高校进行交流，可以聘请外籍教师对双语教学负责人进行培训，提高教师外语水平，始终保持学校双语师资的先进性。

2先进分子生物学双语教材的引进与建设

由于分子生物更新速度快， 所以在教材建设上我们比较重视教学内容的科学性、先进性、新颖性与启发性。在教材方面，中文教材为朱玉贤等编著的普通高等教育“十二五”国家级规划教材《现代分子生物学（第4版）》；英文教材选用了内容简洁的英国经典分子生物学教材Molecular Biology（Turner主编），该教材涵盖了分子生物学绝大多数的基本知识点，且篇幅较短，特别适合本科生使用。另外本课程除了指定的教材外， 争取能编写与教材配套的英文版双语教学讲义，丰富学生的学习研究内容， 提高他们的学习兴趣。

3立体化双语教学手段的建设

PBL（Problem Based Learning）教学法，是一种以问题为基础的教学方法，主要通过以问题为中心、学生为主体、教师为导向，培养学生自主学习的积极性和主动性，以提高学生系统分析问题、解决问题的综合能力[3]。PBL教学法具体做法：学生课前阅读双语教学内容，课堂则主要以问题为中心，学生以双语提问并相互解答问题，教师以双语提问并解答疑难点。而传统教学法的具体做法：不刻意要求学生课前阅读双语教学内容，教师双语授课，采取“灌注”或“填鸭式”的方法，使学生被动接受双语教学相关知识。结果发现，接受PBL教学方法的学生在英语专业句法、英语专业文章阅读方面明显优于接受传统教学方式的学生。因此，有必要提倡分子生物学专业教师多采用PBL授课方法进行双语教学。

4优秀分子生物学双语教学课件的制作

全英式教学课件使用英文原版教材，要求高，难度大，难以确保取得理想的教学效果。经过实践，教师应该制作中英文对照课件帮助学生理解，这样可以面向所有学生，十分利于双语教学的推广与普及。另外，教学课件中尽量多选用形象、精美的图片，将高深的抽象概念转变成直观的图像、动画，调动学生的学习积极性。注意搜集一些标准英文配音的分子生物学动画或者视频，形象地把一些分子生物学过程展示给学生，调动学生的兴趣。

三、高校分子生物学双语教学存在的问题及思考

虽然应教育部要求，各高等学校积极推动使用英语进行教学，各高校逐渐开展双语教学模式，但在高校分子生物学双语教学工作中依然存在各种问题，如教学体制不完善、师资储备不足、教学条件不够优越、学生英语能力参差不齐等。就此提出以下建议：一是学院要提高对双语教学工作的重视程度；二是加强双语教学师资队伍的培养；三是努力提高双语教学教师的教学能力；四是加强对双语教学工作的管理；五是教学经费适当向双语教学课程建设等方面倾斜。

四、总结

本文从高校分子生物学双语教学模式的建设各方面进行了探讨，另外指出目前高校分子生物学双语教学存在的问题，并给出了建议。需要指出的是，高校分子生物学双语教学只有将教师教学能力、学生学习能力及所需的硬件设施尽可能协调好，才能达到培养与国际接轨的生物分子学专业人才的目标。

参考文献：

朱玉贤，张毅，郑晓峰，等现代分子生物学（第4版）北京：高等教育出版社，2013.

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【关键词】虚拟实验 生物化学 实验教学

生物化学与分子生物学实验技术是生命科学研究的重要手段，是生命科学相关专业的重要的实践性课程，该课程的教学效果直接影响学生的培养质量，尤其是对相关专业研究生的培养质量（如论文质量和研究生的实验技能）至关重要。而生物化学与分子生物学实验是通过微观领域的深入研究不断地揭示了各种生命奥秘，因此学生了解生命本质必须能够进入微观世界，传统的教学手段对微观世界的动态变化的展示却显得不够充分，但信息技术提供了这种可能。运用多媒体课件教学，动态模拟，创设教学情境，把学生的思维带进微观世界模拟的实验环境之中，诱导学生观察思考，相互讨论，共同探究规律，较好地实现教学效果。虚拟实验就是基于信息技术、网络技术、虚拟仿真技术上构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，使现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。

一、虚拟实验的概念

虚拟实验的概念，最早在1989 年由美国的William Wolf教授提出，用来描述一个计算机网络化的虚拟实验环境。虚拟实验概念的提出至今仅为十多年的时间，但因其广阔的应用前景，国内外有很多组织都已经开展了虚拟实验系统的研究和建设工作，特别是在国外一些著名的大学，已有较多建好并投入使用的虚拟实验系统，涵盖了计算机网络、数学、人工智能、生命科学、化学、物理、生物工程、通讯、3DCAD、图形图像、农业科学等教学、科研领域。

目前，国内在虚拟实验方面开展的工作还不多，已有部分高校初步建立了虚拟实验室。例如：中国农业大学建立了网上虚拟土壤作物系统实验室，应用计算机模拟植物在三维空间中的生长发育状况，探讨虚拟植物模型在农业领域应用的关键问题。纵观近年来虚拟实验室在国内高校的发展和应用， 可以看出虚拟实验室已经实实在在地改变了人们对实验室的看法。由于它不但能有效地降低实验成本， 提高实验效率， 而且可以实现异地协作和实验资源共享， 因此这种实验方式也越来越受到国内高校和科研机构的重视和青睐， 成为强化实验室建设、改革实验教学手段的一个重要发展方向。

虚拟实验在生物化学与分子生物学教学中的实践意义

生物化学与分子生物学实验教学一般都是在实验室中进行，往往是教师介绍相应实验项目的原理，学生则按照教材所示实验步骤进行操作，对于实验过程中具体的细节尚处于一知半解状态；而且，生物化学和分子生物学实验所用试剂费用较高，教学经费往往不允许学生进行反复实验，一些较为前沿的实验项目还会因为实验经费和所需仪器的限制无法开设；另外，在实验进行过程中，往往需要较长的等待时间如PCR扩增时要等待1个多小时、SDS-PAGE时电泳要等待1小时左右，后面的凝胶染色、脱色又有很长时间等待，有限的课程实验时间只能开设非常有限的实验项目。综上所述，实验教学过程费时费力，却难以达到预期效果。

虚拟实验则可以很好地解决上述问题，开展虚拟实验的虚拟实验环境由虚拟实验台、虚拟器材库和开放式实验室管理系统组成。虚拟实验台与真实实验台类似，可供学生自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备。教师利用虚拟器材库中的器材自由搭建任意合理的典型实验，或实验案例，学生既可以在虚拟实验台上动手操作，又可自主设计实验，有利于培养的操作能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识。在虚拟实验中，学生更易获得相关的知识，科学的指导和敏捷的反馈。

二、生物化学与分子生物学虚拟实验的运用现状

目前，相当部分的物理与化学虚拟实验室逐渐运用于实验教学，但是有关于生命科学的相关虚拟实验平台均尚处于建设之中。原因有多方面的，如生命科学现象比较复杂，虚拟实验平台的开发也就相对较为复杂；生物化学与分子生物学实验项目繁多，有时候实验材料的选择、方法的选择不同就是不同的实验项目，要建设一个相对较为完善的虚拟实验平台工作量非常大，需要耗费大量的人力物力；另外，生物化学与分子生物学虚拟实验平台建设需要计算机工程和生物化学与分子生物学专业人才共同努力才能完成的一项工作，而大部分实验教学中两个学科之间交叉得比较少，也就是专业课程老师的计算机基础相对较为薄弱，而计算机工程的专业人士的生物化学与分子生物学背景又相对欠缺。因此，生物化学与分子生物学虚拟实验尚有待于探索和研发。

三、展望

虚拟实验辅助生物化学与分子生物学实验教学是一种全新的尝试，能提升课程学习效果和教学质量。但是，由于生物化学与分子生物学实验本身的复杂性，虚拟实验软件的研发尚处于起步阶段，其进一步开发需要投入很大的人力和物力，需要计算机工程和生物化学与分子生物学专业人才共同努力才能完成。综上所述，针对课程特点合理选用开发技术，逐步实现教学型虚拟实验室的建设和应用，使虚拟实验成为实验教学的有益的、必要的补充。

【参考文献】

[1]易杰，高东辉. 实验技术类教学体系和课程体系构建的思考，现代中西医结合杂志，2009，18（2）：2485-2486.

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关键词:启发式教学 分子生物学 实践

中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0178-02

20世纪90年代起,随着计算机技术的迅速发展和普及,多媒体教学以直观,信息量大为突出优点已经逐步取代了大学以往的板书、挂图以及多种教学媒体综合使用的地位。由于分子生物学不仅是生物学的前沿与生长点,它与生物学的几乎所有学科都有交叉。因此,分子生物学所涵盖的内容非常丰富,信息量也足够大。而多媒体教学的优点正好符合分子生物学的特点,而且还可以针对分子生物学中理论性强,抽象和不可视等导致的教学“难点”,通过多媒体教学的直观、生动的媒体动画展现出来,取得了可喜的成绩。但是,几年的教学实践也发现一些问题,比如由于授课信息量过大,使学生在学习时主动性减小、从而导致学生的学习兴趣与积极思考问题的能力有所减弱,对授课质量也有一定的影响[2]。针对这一问题,通过直观性启发、设疑启发、程序启发、讨论启发等启发式教学法的尝试,并与多媒体教学有机结合,取得了较好的效果。

1 直观性启发法 引导学生归纳总结

分子生物学中有一些概念属于文字简单,含义抽象。对于这种概念的讲解,如果忽视了学生学习过程的客观规律、理解能力、知识水平,不调动学生开动脑筋、积极思考,而是把现成的概念直接灌输给学生,学生只学到一些死知识,只会死记硬背,学习处于一种完全被动的状态。如果采取直观性启发教学法,就可达到对概念的深入理解和对多个知识点的融会贯通的效果。什么是直观性启发教学法呢？所谓直观性启发教学法就是通过展示与知识点密切相关的实物、数学模型、教具等具体事物,有计划、有目的、有顺序、有组织、认真仔细地进行观察、记忆,从而使学生从形象思维逐步过渡到抽象思维的一种方法[3]。比如在讲解基因家族概念时,不直接给出基因家族的概念,而是通过多媒体展示一组组蛋白(组蛋白1、组蛋白2A、组蛋白2B、组蛋白3和组蛋白4)的结构和功能相关图片,并通过具体的例子(几种生物的组蛋白在DNA中排列方式)进行引导,让学生从组蛋白的来源、功能和结构几方面思考,从中得出这一组组蛋白规律性的内涵:其来源相同、结构相似、功能相关。同时,指出像这一组组蛋白的基因就是一个基因家族。这样,学生通过积极思维不仅对基因家族概念有了深刻理解,同时还掌握了组蛋白的结构和在DNA上排列方式等有关的知识,以及这些知识之间的相互关系,还学会了对问题进行归纳总结。

2 设疑启发法,引起和强化学生兴趣

设疑启发法在启发式教学中是应用最广泛的一种方法,设疑启发法,又称问题启发或质疑启发法,是运用一定的教学手段,激发学生的疑问,激起学生求知的要求,从而调动学生学习的积极性[4,5]。分子生物学的教学过程中运用设疑启发法也可起到非常好的效果。例如,B型DNA双螺旋结构是沃森和克里克1953年提出的,从此,分子生物学成为一门独立的学科。在讲解B型DNA双螺旋结构时,会讲到它是由10对核苷酸组成一个螺距,每个螺距高为3.4nm等。如果这时直接讲DNA的长度计算这时,同学们只能被动的听,可能会显得平铺直叙,枯燥！如果采用设疑启发法,教师通过提出问题:如果有一个1000个核苷酸对的DN段,请问你可以计算出它的长度吗？同学们这时会由被动变主动,主动的思考问题,并根据已经讲过的10对核苷酸的长度为3.4nm,计算出两个核苷酸之间的距离为0.34nm。知道了两个核苷酸之间的距离就很容易得出任何DNA分子的长度了！此时,再进一步提问:接下来同学们能计算1000个核苷酸的DNA的分子量是多少吗？同学们思考后回答:不能！教师问:为什么？同学回答:单个核苷酸的分子量不知道！教师答:这个问题回答的非常好,如果老师告诉你们4种核苷酸的平均分子量为330Da,你们可以计算吗？同学们马上回答:能！这样,同学们就在,“生疑—质疑—释疑”的过程中掌握了DNA的结构、长度和分子量之间的关系,学的灵活、记得牢固。为了进一步强化同学们的学习兴趣,进一步设疑:当先给某一DNA的分子量时,同学们能否计算出其长度、核苷酸对数和转数(螺距数)呢？同学们有了前面学习的基础,通过思考后很自信地回答:能！通过设疑启发法的应用,同学们自然达到触类旁通,举一反三的效果,整个过程中不仅很好的引起了学生的兴趣,而且还进一步强化了学生的学习兴趣。

3 程序启发法[6]的运用,调动学生解决问题

与基因家族概念不同,由于生命活动的复杂性,有些知识并不是运用一般规律就可以解释的。例如,我们都知道,蛋白质是由氨基酸组成的,通常一个氨基酸是由三个核苷酸组成的一个密码子进行编码的,也就是说DN段有多少核苷酸组成,意味着其编码的蛋白质的氨基酸的最大容量为核苷酸的数目除以3。但是,也有例外,ΦX174是一种噬菌体,其基因组为单链DNA,本身只有5375个核苷酸,按3个核苷酸编码一个氨基酸计算,基因组全部的核苷酸都用来编码氨基酸,最多也只能编码1792氨基酸的蛋白质,如果按氨基酸的平均分子量为110Da计算。该分子编码的蛋白质的总分子量为19.7万；但是,当ΦX174感染大肠杆菌后共合成11个蛋白质分子,总分子量为25万左右,相当于6078个核苷酸所容纳的信息量。是什么原因导致理论推理与实际情况之间的差异呢？要解决这个知识难点,采用启发式教学中的程序启发可以得到较好的结果。所谓程序启发法也称“有序启发”,按课题内容的规律性和教学过程的规律性,设计一套符合学生认识规律的程序,也可设计程序性练习,把复杂问题分解,分散难点,降低思维梯度,用前一问题启发后一问题,用后一问题深化前一问题,层层剖析、环环相扣,最后实现整体突破。因此,对于上面问题可以先从学生已经掌握的遗传密码这一知识入手。遗传密码是将DNA或RNA序列以三个核苷酸为一组的密码子转译为蛋白质的氨基酸序列,以用于蛋白质合成。在教学过程中先进行这样的启发:对DNA或RNA的阅读方式不同时,会导致什么结果？同学们自然会得出“用不同方式去阅读DNA或RNA序列时,导致编码的蛋白质大小和数量都可能是不同的”！接着教师可进一步启发:按不同方式阅读DNA或RNA序列,同一序列上有没有可能编码两种或两种以上的蛋白质？这时,可能有两种回答,教师可以请回答正确的一组同学陈述他们的理由,最后给出例子进行论证。最后得出:按不同方式阅读DNA或RNA序列,同一序列上有可能编码两种或两种以上的蛋白质,这就是导致ΦX174噬菌体能够编码超出自身容量的更多的蛋白质的原因。进而导出重叠基因的概念。在这个教学过程中还可以请一些同学论述自己的观点,从中发现同学们对这一知识理解的正确与否,以便教学过程中更有针对性。

4 讨论启发法的运用,激发学生的智慧

为了启发学生的智慧,活跃课堂气氛,还可引入启发式教学中的讨论启发法。所谓讨论启发法是以问题为中心,以讨论为形式,可收到互相启发、集思广益之效果。讨论的问题最好是无标准答案的开放型的问题,学生的思维引发的越新颖越独特越好,问题应具有代表性、典型性和启发性[7]比如:先有鸡还是先有蛋?这是一个千古难解的哲学和科学之谜。同样,在生命起源时,究竟是先有蛋白质还是先有核酸呢？这也是科学领域中还未彻底解决难题！这是因为从现在的生命现象中,既可以找到先有蛋白质的例子:DNA复制过程和RNA转录过程都有大量的酶(蛋白质)参与,换句话说:没有酶(蛋白质),DNA的复制是不可能进行的；同时,又可以找到先有核酸的证据:核酶是一种RNA,它可以在没有蛋白质和DNA存在的情况下进行自我剪切,自我催化作用。因此,在学习了一定分子生物学基础知识之后,可以将这个命题交给同学们,让同学们在讨论的过程中回顾已学DNA复制过程、RNA转录过程、蛋白质合成、RNA及核酶相关的知识,互相启迪、互相印证、互相碰撞集思广益,进而激发学生的学习智慧。

5 避免走进误区

前面我们用到了直观性启发、设疑启发、程序启发、讨论启发等几个方面,都涉及到“提问”这一环节,但要注意的是,“提问”并不是启发式教学方法的简单内涵,“提问”并不完全等于启发,启发的效果也不取决于提问的次数。所以,我们要善用提问又不可滥用提问,更要杜绝那种“三句半式”的问题,回答是简单的“是”与“不是”,这种绝不是启发式教学,徒有其形而无其实,没有任何可取之处。因此,教师要经常运用启发式教学,还要运用得法,就可以使全体学生的思维都处于警戒的敏锐状态,甚至闪出智慧的火花。从这一点看,教师更要做到思想活跃、思想解放,只有这样的教师才能培养思维敏捷而深刻的学生。这种教学方法与素质教育的目标是一致的。

参考文献

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[2] 张飞云,李玉华.多媒体教学方法在高校分子生物学教学中的运用[J].科技资讯，2009(33):154，156.

[3] 叶心伟.略论启发式教学法[J].卫生职业教育，2005,23(5):49～50.

[4] 陈玉骥.启发式教学法的应用与基本要求[J].长沙铁道学院学报(社会科学版)，2004,5(3):142～143.

[5] 刘丽,吕维愈.浅谈对启发式教学法的认识[J].石油教育,2001,107(4)88.

篇6

2006年11月12日星期天，在南港中央研究院的活动中心，有一个三天的研讨会，研讨会的主题是“二十一世纪分子生物学：传承、整合和展望”。这个研讨会的举行，是为配合中研院分子生物所设立二十年庆，也回顾台湾在分子生物科学发展的过往和瞻望未来。

分子生物学的滥觞，可以追溯到一九四年代，在那个物理科学当红的时期，小尺度的生物学研究多是由物理学家，以物理方法进行研究。生物学大约每十年就会有一个崭新的研究方向，经过一九五―六年代的酝酿发展，奠定了分子生物学的研究基础；到了一九七年代，DNA重组研究成熟之后，这个学科得到快速发展。

分子生物学相对于传统的生物学来说，算是一种比较“现代”的生物学。传统生物学偏重于叙述现象，即使有探讨其下的生物机制，也是利用一些比较抽象的概念，没有一个扎实的分子基础；分子生物学则着重在这一块，利用物理与化学技巧，为生物研究提供分子层面的研究基础。

台湾的生物研究一直都是以传统生物学为主，直到一九八年代，才有人注意到海外生物学的研究风向有所转变，因此开始构思建立分子遗传学与分子生物学的研究据点。当年第一批从海外学成归来为分生所创建工作贡献心力的前所长沈哲鲲表示，当时台湾分子生物学的基础几近于零，假如不建立起分子生物学的基础，接下来所有的生物学发展，甚至包括医学在内，都会欠缺必要的技术，实在是非做不可的事情。虽然起步的时机比起欧美各国自然是晚了许多，不过迟做总比不做好。

台湾分子生物学草创时期的带头人物，当属在一九六年代，于美国加州理工学院做DNA重组博士后研究的王倬。他说当时台湾的分子生物研究几乎是一片荒田，延揽海外学人归来就成为必要且唯一的选择。在美国加州大学柏克莱分校做了十一年研究，一九七七年转往哈佛大学的王倬，回忆起当年找人的过程，说那时候台湾在美国发展的几位分子生物学者，在某一次聚会里表示，如果王倬回台湾指导分生所的创建工作，他们也很愿意跟着一起回来共襄盛举，王倬觉得这是一个很难得的机会，放掉实在可惜。

当时在哈佛大学研究成就杰出，已被认为是DNA拓朴结构学的开山鼻祖，二十世纪世界上核酸结构研究方面最著名十位科学家之一的王倬说，他从台湾大学化学工程系毕业到美国念书，觉得自己在台湾接受这么久的基础教育，总该回来做一点事，“把债还掉”。于是便答应了回台协助分生所的创建工作，从而带动了一波回归。

一九八六年中研院院内新落成了一栋白色的分子生物实验大楼，王倬带领着他的五个子弟兵刘枋、谢道时、涂振北、周寄梅以及沈哲鲲，以及七位由海外学成回归的年轻研究人员钟邦柱、谭鸣辉、黄昭莲、孙以瀚、陈枝乾、赖明宗与郑淑珍，为台湾的分子生物研究奠定了根基。在当时造型新颖的分子生物研究实验大楼里，王倬和他带领的年轻研究人员半夜在灯火通明实验室中进行研究工作，是台湾分子生物学起步的动人景象。

王倬之后，黄周汝吉和吴瑞接续主持研究所的大计，后来更有何潜和王正中的接续回台主持所务，给中研院分子生物学研究奠定了基础。

那时回台帮忙的几位学人，在美国都还有教职或研究职，无法全职投入，因此议定几个人采取“轮值”的方式，每个人轮流回来主持一年。这是不得已的妥协办法，而且由于各人的研究领域不尽相同，不免使人担心分生所的研究方向也会跟着“轮值”变化，如此每年一改，成不了气候。

关于这一点，当年回台帮忙的院者也都心知肚明，彼此有着共识，只待分生所的组织健全，有了常态性的行政所长，轮值制度就可以随时淡出运作，不一定要把人轮完。事实上确是如此，在沈哲鲲担任分生所的第一任所长职务后，许多人对分生所研究方向飘忽不定的疑虑，也逐渐的烟消云散了。

王倬认为，在中央研究院成立分生所对台湾学术界的意义，在于它引起了大家对分子生物学的重视，也提供了学生对分子生物学认识的一个渠道。分生所早期有一项与清华大学合作，在清华大学开设分子生物学相关课程的计划。这个计划对于台湾生物学界的发展有冲击性的深远影响，时至今日，台湾的生物学研究得以跟上现代潮流的脚步，分生所当年率先在校园进行教育，功不可没。

不过也有人认为分生所可以做得更多，比方说带动台湾的生物科技发展，促进相关产业的竞争力。然而科技产业的发展并非一蹴可及，必须要有厚实的研究传统，以及充沛的研究新鲜血液，才能够水到渠成；单靠一个学术研究所就要为整个生物科技产业负责任，既非分生所所能为，恐怕也不是该所创立的初衷。

（二）

分生所目前共有研究员、博士后研究员与研究助理约六百人，每年预算有两亿多元新台币；就每个实验室平均可分得的资源来说，这个规模大约相当于一个分子生物学比较发达的美国州立大学。分生所自我评估，认为目前分生所拥有的资源与学术贡献，大约与美国的加州大学戴维斯分校以及北卡罗莱纳大学两所大学旗鼓相当；不过与校内设有大型研究中心的美国重点大学相比，仍然是只能望其项背。

虽然在整体研究资源上，分生所有其力有未逮之处，但是却可以在单个的研究项目上，做重点式的突破，比方说利用老鼠、果蝇或线虫这类基因体较为单纯的动物，进行一些医学相关的研究。举凡肌肉萎缩症、肥胖症、RNA剪接等等，都是分生所目前达到国际水平的重点研究项目。

分生所二十周年所庆研讨会的主题之一就是要讨论分子生物学下一阶段的方向。一般分子生物学界认为，目前看起来比较具有发展潜力的研究项目，包括生物早从受精卵开始的发展过程，探讨在其发育过程中细胞内的各种生物机制(发展生物学)，生物演化的分子结构细节(结构生物学)，以及医学应用技术。

分子生物学跟细胞生物学或育生物学类似，尽管计算上的观念各有千秋，但都是一种小尺度的研究工具；这些新兴的学科里面，有太多未知的事实与现象有待探索。沈哲鲲指出，现代的生物学主要是一种“发现”的科学，包括2006年获颁诺贝尔医学奖的RNAi研究，是属于发现既有的生物机制(参见《知识通讯评论》四十六期一文)；真正创新的部分，大约只限于发现了某个现象或机制之后，如何创造出一些技法来解决、解释它们而已。举例来说，分子生物学就分子层面来对癌细胞分裂情况进行观察，试着找出是哪些分子分裂太多，为何如此分裂，从而再试图发展予以控制的手段。沈哲鲲说，有个观念，将其验证，最后再发展出应用技术，整个分子生物学约略就是这么一回事。

至于结构生物学的发展，由于电脑运算能力的发展突飞猛进，如今分子生物学才可以做到许多以前无法做到的事，解出大分子的结构，以三维空间的图像具体呈现。“解读”是结构生物学里很重要的一环，结构生物学家从晶体分析中得到一种特定模式，据此解出对应结构，再根据手上的生化结果或基因结果，来判断这个结构是否可以正确解读特定模式。不是每一次的猜测都正确无误，不过随着研究技法持续进步，出错的机率逐渐减低。王倬特别指出，解读方法各人不同，有过度保守的，也有过度乐观的，这都是一种尝试的方向；不过若要建立起某种客观性，所做的解读总要可以接受检验(testable)。

当然还有在传播媒体的报导里最热门的医学应用，如干细胞研究等。值得一提的是，以往的医学应用是对病症“添加”一些元素上去，比方说将特定病毒注入病人体内，期望达到某种生理反应，然而这种技法后来却频频出现各种副作用；随着分子生物学的进步，现在有时候可以采取某种“减”法，像比较新颖的转殖过程(transgenic process)，利用细胞内的拣选机制，锁定认为会引起不良生理反应的分子，将它敲掉(knock out)，这种新技法或许有助于降低副作用出现的机率。

不过医学研究并非没有底限。举例来说，即使已经有了可能管用的技法，对于人类脑部进行操作性的分子处理，仍然有许多生物伦理上的争议；因此尽管脑部生物学几乎是众所公认的未来研究趋势大热门，但是分子生物学对于人类脑部的研究，可能会因此仅限于描述其生物机制，无法进行太深入的实验。

（三）

无论分生所的下一阶段工作具体内容为何,做研究的时机是否成熟至关紧要。王倬指出，分子生物学一开始着重“简化” (reduction)，将复杂的生物现象拆解成各个不同的机制，予以解释、处理；之后再进行“整合”(integration) ，将谜题已解的各个生物机制重新组合，以达到特定的应用目的。当年先着重简化研究的时机很正确，现在开始进行整合研究的时机也很正确。

王倬记得早在他还在仿DNA重组的博士后研究时，就有人提议要做神经生物学，然而在当时欠缺对相关基础机制了解的情况之下，进行神经生物学研究的条件还不成热，那时候若往这个方向发展，会走许多冤枉路。这也是分生所接下来选择研究方向，需要特别留意的一点。

另一个分生所需要考虑的，是它要提供哪一种类型的研究环境。几乎所有的科学研究发展都有两种型态，一种是个别的研究者基于本身的兴趣或天分，在前无古人的情况下自辟一条崭新的研究途径，就好比物理学上的量子跳跃(quantumleap)一样，其独创性固然耀眼夺目，却包含有相当程度的机动性在内，是可遇而不可求的。另一种研究型态，则是进行一个极有潜力领域的计划研究，收获虽然可期，但众人皆知，不会有什么意外的惊喜。王倬认为理想中的分生所应该要兼容并蓄，因为他认为这两种研究特质是互补的而非互斥，一个研究环境若是过度偏向其一，做出来的研究也会有所缺漏。

王倬认为台湾分子生物学的研究(可能也是整个台湾科学界的普遍现象)，有时太过小心谨慎，比较具有风险性的研究主题都乏人问津，大家尽做“保证有东西会出来”，很安全的研究。这或许是研究环境文化的不同，不过科学政策也有相当程度的影响，比方说“国科会”据以提供研究经费的评价方式，本质上就不大鼓励研究员去做三年内不一定会有成果的前沿研究。台湾的研究人员其实并不乏处理大型难题，进行创新研究的能力，但是研究政策是否有给予他们适当的诱因与支持就显得非常重要。

有鉴于此，王倬指出如果台湾的分子生物学日后要招攘研究人员，最好找比较年轻的，既敢挑战风险性较高的研究，也比较有登峰造极的机会。他认为在分子生物学的领域，一般人研究最辉煌的时刻，是在三十五岁到四十五岁之间；不过最近似乎有一种“晚出道”的趋势，近期研究成名的学者，多是年过四十。

沈哲鲲则认为，台湾分子生物学研究的弱势在于起步晚，实验室的数量也少，各研究员手头上都有很多正在进行的工作，出现了像RNAi这么显赫的大发现之后，鲜少能有余力对其进行后续研究。像美国这类实验室众多的国家，就有机会全力支持下属的研究员进行后续研究，功成名就自然也就不在话下。在大环境无法支持设立较多的实验室，先天条件不如人的情况下，除了做重点式的专业研究以外，如何通过科学政策的拟定，减轻研究人员手头工作的负担，让他们有时间去做一些额外的研究，应该是科学研究管理部门应该思考的问题。

篇7

21世纪是生命学科突飞猛进的发展时代，分子生物学是生命学科领域发展的必不可少的一门学科，它已经广泛渗透到生物学的所有领域，是生命科学领域的首要、重要的学科。分子生物学知识点较多，而且内容抽象、难懂，如何激发学生的学习兴趣和主观能动性，如何提高教学效果，这些是几乎所有分子生物学教师的疑惑和难题。同时，分子生物学作为生命学科的专业主干核心课，已经引起大专高校的强烈重视。由于该学科的复杂性和抽象性，其教学方法和理念是非常重要的。笔者结合多年的教学经验，总结以下几点建议。

1 教学内容的优化和总结

分子生物学是一门抽象复杂的学科，首先要让学生明白这门课主要讲哪些内容，帮助学生建立完善的知识体系和结构。我校分子生物学课程是生物技术和生物制药专业的核心课，要求学生必须掌握该学科的基础理论知识。分子生物学课程是以遗传的中心法则为主线，由DNA RNA 蛋白质这条主线贯穿整本教材（见图1），DNA作为第一主要层次，包括DNA的结构、DNA的复制等内容，每个层次都有相关章节内容。基因表达内容是以前面知识内容为基础，进一步拓宽和深化知识内容。分子生物学的内容是前后相互贯通、环环相扣、由浅到深，每个章节内容不是独立存在的，前一章节是后一章节内容的铺垫。所以要想学好分子生物学，必须脚踏实地、一步一个脚印地去学。

2多媒体的教学方式，使抽象知识形象化

分子生物学是从分子水平来研究生物的生命现象和规律，研究对象是核酸和蛋白质生物大分子的结构、功能和遗传规律。它涉及的概念、基础理论、实验方法和应用实践，具有一定程度的抽象性和复杂性。因此，学生对这些抽象复杂的分子生物学知识很容易产生犯难或畏惧情绪，进而影响学生的学习兴趣。

板书教学和多媒体教学相结合，可以明显提高教学质量和效果。多媒体教学以其图文并茂、信息量大、内容形象等优点已在教学中广泛使用。多媒体教学能够将抽象复杂的内容和规律通过静态或动态的图像形象地展示出来，使抽象知识转化为具体且易理解的知识。不仅软化了学生的疑惑和不解，而且拓展了学生的知识视野。比如DNA的结构、DNA的复制、RNA转录、蛋白质的合成等内容，光凭语言描述很难让学生理解，但是通过多媒体方式以动画来演示这些过程，给学生以真实感，让学生很容易掌握和接收所学的知识难点。所以，多媒体教学手段在分子生物学教学中的使用，既激发学生的学习兴趣和科学思维，又提高了教学效果和教学质量。

3实验教学与理论结合，提高学生的操作能力

分子生物学教学包括理论课和实验课，我们在实验教学的内容上安排最基本、最常用、最基础的实验内容，如基因组DNA的提取、PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳、总RNA的提取、感受态细胞的制备及转化等实验技术。每个实验要让学生明白实验原理，在操作过程中给学生详尽的解释具体步骤的用途，同时解释实验现象。学生在实验过程中，不仅掌握仪器设备的使用说明、如何配置溶液，而且能够独立完成整个实验操作步骤。并且将实验内容和所学的理论知识紧密联系起来，这样一来，学生就会把课本的基础知识加深理解得以掌握。还要让学生学会发现问题、提出问题、解决问题的能力。实验技术可以培养学生的逻辑能力和创造能力，为将来的学习和科研奠定坚实的基础。

我校有本科生创新能力培养项目，这项措施就是为了满足本科生的创新意识和实践能力。学生可以充分发挥想象，在学习的过程中，大胆提出新的创新项目，在老师辅导下，亲自写项目申报书，亲自设计项目内容，并且亲自操作，来完成项目。这些实践培养方案有力地推动了本科生的创新意识和科研能力，从而有利于学校的学科建设和学风意识，为将来培育出更优秀的人才做准备。

4理论知识与现实事件相结合，加深学生理解内容

老师在授课的过程中，举一些现实事例或日常发生的话题，和理论知识相结合，能够大大调动学生的学习兴趣，进而激发学生学习分子生物学的兴趣。例如，在讲解基因突变会引起编码蛋白功能的变化时，血红蛋白基因的一个碱基突变，引起相对应的氨基酸序列发生变化，使血红蛋白由正常球形变为镰刀型，进而失去或降低运载氧的能力，出现贫血症状。再如DNA的超螺旋结构，如果DNA处于伸展状态，那么人的DNA长度可以绕地球旋转一周，而实际上DNA处于超螺旋压缩状态位于小小的细胞核内。所以用形象的实例和比喻学生就容易理解难懂苦涩的理论知识。

老师可以将自身科研内容和权威杂志上的最新研究成果引用到所讲的知识点上，让学生懂得这些枯燥的理论知识不是天方夜谭，而是实实在在地存在我们的身边事件。培养学生的科学思维方法和科学研究的兴趣。

5结语

篇8

    1.1类比教学的概念。所谓类比法,它通过对已知事物的性质和特点的分析而对另一事物的特性做出推断,找出二者之间的相似性,以此达到认识新的事物,解决新问题的目的。类比主要包括雷同性类比、反意性类比和夸张性类比三种。类比法运用于教学即是类比教学,指在教学过程中,老师通过知识之间的相关性帮助学生理解和掌握新知识,通过类比,用学生耳熟能详的常用事物来说明新知识的性质、特点,是新的知识在学生头脑中具体化和熟悉化,帮助学生的理解、掌握和运用。

    1.2类比法在生物化学和分子生物学教学中的优势。对于教学主体而言。在教学过程中,在生物化学和分子生物学教学过程中,概念的讲解是必不可少的基础过程,但是往往枯燥无味,难以提起学生的学习兴趣,使用类比教学能够将抽象的概念具体化和生活化,让讲解过程变得轻松有趣,让知识变得通俗易懂。对学生来说,也能够用已有经验来解释新的知识,建立新旧知识点之间的有效联系,避免用死记硬背的方法完成学习任务,达到减轻学习负担,提升学习效率的目的。另一方面,对于生物化学和分子生物学的学科特点而言,类比教学具有明显优势。生物化学和分子生物学设计的知识点较为庞杂,需要对理论知识和实践知识进行联系起来进行交叉阐述,且这些知识以概念理论为主,很大一部分是要求学生记忆的基础性知识,学生掌握不牢固对其以后的学习会造成很大的困难。使用类比教学,能够帮助学生将各种知识联系起来,举一反三、触类旁通的巩固旧知识和掌握新知识,具有很好的教学效果。

    2、类比法在生物化学和分子生物学教学组织中的应用

    前文已经详细分析了类比法在生物化学和分子生物学教学中的优势,那么,具体在教学过程中应如何操作?下面将进行具体阐述。

    2.1了解类比教学的特点,挖掘教材的类比因素。在具体的教学实践中,教师所能运用的类比例子并不多,这需要教师在备课的时候有意识的发掘各种能够进行类比教学的因素,否则,仅仅凭借上课时的灵感,随便举例、打比方,这样的类比教学是不科学的,对课堂效果只会起到相反的作用。因此,对于教师而言,应当深入了解类比教学的特点,形成系统科学的类比教学的相关知识,在对两种事物进行类比分析时,不要拘泥于事物之间的颜色、形状等表面属性的相似性的比较,更应对二者的结构、功能进行仔细推敲和分析。对于挖掘出来的类比关系,也不能随意使用,需用讨论和反推等方式进行合理验证,保证在教学过程中所使用的类比教学方法的科学性和严谨性。

    2.2科学使用类比教学法,提高教学的科学性。在生物化学和分子生物学教学过程中使用类比法进行教学,不仅仅是一种教学方式和手段的变化,更要求教师对这种教学方式有更深入的了解,在教学过程中科学的使用,充分体现类比教学的优势地位。在课堂上,教师要清楚的呈现两类知识之间的类比关系,对二者的性质、结构、功能等作出详尽的讲解,帮助学生梳理二者之间的相似性与相异性,使学生更好的理解和掌握知识,能够做出基本的判断和推理,做到举一反三,触类旁通。同时,在教学过程中,可以鼓励学生自己提出类比关系,对他们所提出的类比关系进行讨论,分析类比的可行性和科学性,对于错误的类比关系做出纠正和进行重点讲解,对正确的类比关系做出鼓励,这样可以加深学生对类比因素的了解,让知识掌握的更加牢固。

    2.3重视类比在预测和推理方面的作用,培养学生推理和自学能力。对于生物化学和分子生物学的教学,类比法不仅在讲解知识、提高教学效果方面有很大的作用,更重要的是能够探索更多的未知领域,培养出“像科学家一样学习”的学生。在进行类比教学过程中,教师不仅自己能够扩展知识面,而且能帮助学生以新的眼光看待知识,培养学生的推理和预测方面的能力,使他们自己在学习过程中发现各种问题,独立进行思考,并对自己的结论进行推理、预测和验证,最终依靠自己的力量解决问题。这样的过程,就是科学的思维习惯的形成过程,也是推理能力、实践能力和自学能力不断提高的过程。

篇9

    中心法则作为分子生物学最基本、最重要的理论之一，对当代分子生物学的发展起到了极大地推动作用。然而，在分子生物学领域，自其产生到现在一直存在着很多争议。作为一个科学假设的中心法则，对其进行系统的语义分析有益于这一理论的意义澄清。那么在什么样的一个基底上对其进行语义分析？我们认为这一基底应该是语境论。

    结构学、生物化学和信息学路线是一直较为公认的分子生物学研究中三条主要的路线。[1]中心法则的产生是以生化——信息学方法为基础的。其产生的模式是假说演绎的，即先利用有限的证据提出一个假说，然后根据假说演绎出若干理论，最后等待证据检验所演绎的结论，其过程是假说——演绎——检验。伴随着分子生物学的不断发展，这一演绎——检验的过程不断循环往复。正是在这种循环往复的过程中，中心法则的语形发生着不断地转变。同时，在此过程中，不断有新的生物学概念的提出，不断有新旧生物学概念的更替。在这里既包括新的概念的提出及其所被赋予的特定意义，又包括同一概念在不同的研究范围中所包含的不同的生物学意义。也就是说，在这一过程中中心法则的语义不断地发生变迁，而这种变迁是在分子生物学纵向语境的不断变化中实现的。

    1　中心法则的语义变迁

    自克里克在1958年提出中心法则至今，中心法则已经经过了半个多世纪的丰富和发展。我们可以将其发展的整个过程大致分为三个阶段：克里克最初提出的经典的中心法则；20世纪70—80年代被修正和丰富的中心法则；20世纪末基因组及后基因组时代下的中心法则。

    最初被克里克描述的中心法则如图1所示。

    

    图1　最初被克里克描述的中心法则图

    箭头表示在三大类生物大分子DNA、RNA和蛋白质间信息传递或流动所有可能的方向。它揭示了生命遗传信息的流动方向或传递规律。结合当时的理论背景和认识论背景，克里克对所描述的中心法则做了进一步的分析，最终提出了中心法则最初的基本形式：

    

    上式描述了由碱基→氨基酸→蛋白质这一基本过程。对这一过程中代码的语义分析，必然无法脱离整个理论的语义结构。因为，在以上所描述的过程中，任意一次结构的上升，都必然会伴随着其代码的语义调整。在中心法则中，碱基位于一个基础的层面，成为生物学解释与物理、化学解释的纽带。例如，在化学中GAA是作为氨基乙酸的代码，然而，在生物学中，它却表示对应于谷氨酸的遗传密码。当我们对其结构上升，多个连续的三联体碱基序列自然也就对应多个连续的氨基酸序列。当碱基序列发生变化时，也就必然地导致氨基酸序列发生变化。有序列的碱基链和氨基酸链又分别构成了DNA和蛋白质。自此，就构成了最初的中心法则：蛋白质作为生物性状形成的工作分子是由构成DNA的碱基序列所决定，我们把这种碱基序列称之为遗传信息。同时，由于当时生物学理论背景及研究对象的限制，自然决定了中心法则从DNA到RNA到蛋白质严格的单程信息流路线，以及从DNA序列到RNA序列到蛋白质氨基酸序列严格的共线性。

    由上可以得到，单一的碱基符号的语义形成是在中心法则整个的语义结构中实现的，碱基序列在生物学语境中的语义表达同样也无法脱离中心法则的语义结构。而整个中心法则的语义实现又是在当时特定的语境下完成。也就是说，特定语境的确立，决定了中心法则的语义解释，确定了中心法则在当时语境下的解释伸缩度。

    随着分子生物学的发展，1970年Temin等在RNA病毒中发现了RNA逆转录酶，说明了RNA到DNA逆向转录的可能性。[2]之后，又有人发现细胞核里的DNA还可以直接转译到细胞质的核糖体上，不需要通过RNA即可以控制蛋白质的合成。[3]此时，中心法则被修正为如图2所示。

    

    图2　修正后的中心法则图

    而中心法则的语义解释，也就由之前的“严格的单程式”变迁为一种“中途单程式”。从20世纪70年代开始，分子生物学家对真核生物进行了大量的研究，发现了基因上存在的非编码序列，从而产生了内含子与外显子的区别。20世纪80年代末，分子生物学家又报道了多种RNA编辑的类型。这些都说明了蛋白质序列在DNA序列上的非连续性及非对应性。这又要求中心法则的语义解释由之前的“严格共线性”转变为“非共线性”。这都是由于分子生物学纵向语境的变化，导致了中心法则语义边界的改变，从而使其语义的解释范围及解释伸缩度发生改变。理论背景及认识论背景的不同，便造成了中心法则概念的语义扩张。这种语义的扩张通过再语境化的功能，继而又成为其它生物学理论的语义语境。中心法则的理论发展，就是在这种语境转变，或者说是再语境化的过程中不断实现其语义转变。

    在分子生物学中，还有非DNA分子模板(如细胞模板、糖原以及一些细胞级的非分子模板)、朊病毒等的出现。虽然，这些只是出现在离体实验中，应只属于尚未定论的科学预测。但是，它们强力说明着：在生物系统中，信息流的传递是多元和多层次的，它们在细胞中构成了一个精密的时空框架，中心法则仅仅只是这些信息流中的一条或者说是一条主流；在中心法则的信息流中，非DNA编码的渗入，使得DNA仅作为DNA编码的一个起点，而不是遗传信息流的唯一源头；同时，在信息流的传递过程中，非模板式的序列加工，使得信息流并不是模板流。[4]这些似乎对中心法则都构成了严峻的挑战。然而，我们并不能抹杀它的合理性地位。中心法则的提出是以当时病毒、细菌的实验材料为依据。它所指出的DNA、RNA、蛋白质间的信息传递是符合分子生物法则的。鉴于当时理论背景和认识论背景的限制，我们应该是在其三大分子的框架性语境下对其进行语义解释。当分子生物学推进到真核细胞时，中心法则的信息流其实已经处于另一个完全不同的时空框架中，这时我们应对其进行语境下降，在单个基因层面或者是更低的层面对其进行语义解释。而面对当代基因组语义研究的问题，或许我们还要对其进行语境上升，在基因组层面、细胞层面甚至是更高的层面对其进行语义解释。

    综上所述，对中心法则的语义解释应该放在分子生物学发展的纵向语境下进行。中心法则的语义变迁就是在这一纵向发展过程中，一次次不断地语境化与再语境化的过程中实现的。同时，我们对中心法 则的语义理解也还必须在一种横向的特定的语境下进行，而不是仅仅只在分子生物信息较窄的概念下进行。只有这样才不会导致中心法则的语义局限性。而作为科学理论的中心法则语义被局限，自然会导致其作为研究方法的意义局限性。这也就引出了本文接下来所要谈论的一个问题：在传统意义下，作为研究方法的中心法则的意义及其局限性。

    2　作为研究方法的中心法则的意义及其局限性

    中心法则是一个关于DNA、RNA、蛋白质三大分子的信息传递的科学理论。在它的解释之下，信息不能由蛋白质向下传递到DNA，而是DNA被转录成RNA，RNA再翻译成蛋白质。更进一步讲是，“信息从DNA向上传递到RNA、蛋白质，进而延伸到细胞、多细胞系统”。[5]然而，不仅于此，中心法则还作为一种研究的方法，被用于许多研究计划，用以解决基因组的语义问题。

    基因组研究的核心问题是研究作为生命系统发展和运行基础的基因组调节网络的意义。一个基因组意义的理论问题便是一个基因组语义问题。部分地讲，这种语义是将基因组序列转化成系统性意义的语义代码。由于生物系统是在不同层次被组织，所以一个基因组的语义会由于该序列片段所处的本体论、功能及组织层次的不同而产生不同的语义联想意义。因此，如何获得一个基因组语义的元理论问题便成为基因组和蛋白质组研究的战略问题。

    目前，许多关于基因组研究的方法论都是遵循一种自下而上的策略。这种研究的方法正是受到了中心法则的启示。也就是说，中心法则为还原论者研究基因组提供了方法论基础。这种还原论方法论的前提是，在我们要进一步了解下一个层次的信息时，我们必须在理论上和实际中都要对每一个更低、更微观层面的信息和本体论的知识有所把握。这就好比说，当我们要获得一个蛋白质的结构时，我们首先要掌握构成这一蛋白质的氨基酸信息，再获得核酸信息。然而，即便是掌握了基本的核酸信息，由于基因和细胞网络设计一系列的相互作用的部分，而使得从核酸到蛋白质信息的过程特别复杂。

    一个以中心法则为方法的研究项目，最大的弱点是其惊人的复杂度。这种自下而上的还原论策略存在的问题是，寻找到一个解决路径的搜索空间非常巨大。在计算机科学中，解决一个问题的关键往往就在于能够解决这个问题的可能路径的空间。这样一系列的可能路径被称为搜索空间。一个问题的一种解决方法就是一个路径在这样一种搜索空间中实现一个目标或解决。一些问题拥有巨大的搜索空间，从而使得其在实际层面上几乎不可能被解决。在计算机科学中讲，这就是所谓的NP——complete问题。[6]这些问题的复杂程度，足以使现阶段最快的计算机瘫痪。基因组和细胞网络的研究正是面临这样的问题，它们涉及成千上万的相互作用的部分。遵循一种自下而上的策略进行研究，必然在其过程中呈现出一系列的NP——complete问题。

    然而，在实际的研究过程中，研究者形成的研究策略都是依据关于更高层次的生物信息的知识。“即使在平常的实验决策和实验设计中，研究者的行为都是在一个关于现象的系统知识，即一个更高层次的语境中进行的。”[7]在这些系统问题的研究过程中，研究者预先假设这些知识可以对他的研究和实验设计提供一个更宽的方向。更为重要的是，这样就使得这个研究有了其自身的意义。这种高层次、系统性的信息给出了这个研究或实验为什么要进行的理由。

    这种知识在人工智能的研究领域被称为启发性知识。启发性知识被定义为可以减少搜索空间的信息。因此，在这种情况下，科学家就利用这种启发性的、系统层面的生物学知识，去减少那些非正式的、直觉的、先验的搜索空间，从而来解决他的问题。在我们所说的基因组语义的问题中，启发性信息可以减少基因组语义的搜索空间，可以减少基因代码可能解释的空间。

    例如，在信息的传递方面，根据中心法则，信息是不能从蛋白质到RNA再到DNA向下传递的。然而，在系统层面，信息可以从蛋白质向下传递到DNA。细胞信号就是一个例子。正是由于一系列的蛋白质与蛋白质的相互作用，蛋白质与RNA的相互作用，导致了DNA转录的被激活。因此，从系统层面来讲，中心法则仅仅介绍了细胞信息系统中许多种可能的信息传递路径中的一种。实际上，存在细胞内的信息传递路径和细胞间的信息传递路径。这些路径构成了细胞内及细胞间的信息传递网。然而，它们又都是通过细胞的基因组信息来组织着细胞内和细胞间的信息传递。

    所以，我们必须有意识地去区分作为科学理论的中心法则和作为研究的方法的中心法则。否则，我们就有可能错误地提前认为，由于信息不能向下传递，我们就不能自上而下地由高层次的信息得到低层次的信息。多细胞以及单细胞中信息传递的二元性，就使得基因组语义的研究策略，跳出了传统意义下中心法则的局限性。

    现阶段关于基因组理论的大部分研究，都是遵循传统意义下的中心法则，在一个严格的自下而上研究策略下进行的。替代这种研究策略，我们主张同时考虑一种自上而下的互补性策略。我们认为，一种能够整合高层面的系统层面与低层面的基因组信息层面的研究策略，对于解决基因组语义问题是非常必要的。传统意义下的中心法则对于基因组语义研究已经不再是充足的组织模式。那么是否存在一种路径，在细胞和多细胞的语境下，利用高层次的系统信息去理解基因组？我们认为是存在的。正如上文所言，这时候我们就需要对传统意义下的中心法则进行语境上升，在细胞与多细胞的层面对其进行语义理解。同时，在方法论层面，我们也就同样可以尝试一种自上而下的研究范式，来补充之前的严格的自下而上的方法论研究策略。

    3　中心法则方法论意义研究的新路径

    什么是一个自上而下的研究策略？

    在一个自上而下的研究策略下，我们可以在抽象概念的层面来讨论多细胞的发展过程。在抽象概念层面的讨论，可以使我们获得更多关于系统层面的现象。假设有一个软件系统，并且在这个软件系统中可以设计一个人工基因组，同时在这个系统中该基因组可以产生一个人工有机体。然后，我们可以使这个人工基因组尽可能地模仿自然基因组的主要的系统属性。比如，该系统是否能够模拟多细胞的发展、细胞信号的传递等？在该系统中进行特定位点的基因突变，是否能得到自然基因组下的相似效果，如畸形发展、癌变等？这一系列问题的实现，就 使得我们可以确认该系统能够反映自然基因组的一些基本特征。然而，我们可能需要一种更为精确的相关性。但是，如果我们能够使得人工基因组与自然基因组相关联，那么我们就得到了从一个基因组翻译到另一个基因组的开端。如图3所示。

    

    图3　基因组翻译模拟图

    图3所模拟的是生物体内的基因组和计算机系统中多细胞有机体之间的关系。图中的“翻译关系”指的是计算机系统及生物体系统中基因组之间的“句法关系”。中间的“语义关系”表示的是用计算机系统中的多细胞有机体语言翻译出生物体中的基因组。下面的“一致性关系”应该包括系统之间暂时的和动态的形态学之间的一致性。

    这就好比将英语翻译成汉语。我们需要知道这些被翻译的单词是什么，如何在句子中使它们相关联。这就是语言中的句法。但是，首先我们需要知道语言的语义。也只有当两段话的意思相同的时候，对于一个词、一句话或者一段话的翻译才是充分的。

    这样我们就通过计算机代码的语义获得了基因组的语义。然而，在这个过程中，并不妨碍我们同时使用自下而上的研究策略。“在人工智能中，合并自上而下和自下而上的研究路径是较优的研究策略之一。当两种研究路径，分别自上而下与自下而上在中间合并时，便形成了一种解决路径。”[8]

    在这里需要注意的是，无论是低层次的本体论层面(如生物化学)，还是高层次的关于信息和本体论的层面，对于研究生物过程而言，没有哪一种是固有的更为优越的。关于细胞和多细胞现象的正确的高层面的信息，没有必要一定要被还原成更低层面的本体论视角。很多情况下，高层面的系统知识反而能够帮助我们限定研究的搜索空间，促进我们去理解更低层面的生物过程。因此，对于一个系统不同层面信息的理解，能够使我们获得更多、更全面的关于该系统的知识。

    所以，在细胞或者多细胞系统的层面，中心法则可以被简单的描述为：基因组→蛋白质组。我们也没有必要必须将其还原到DNA转录和翻译的层面。

    4　结语

    随着分子生物学的发展，其理论在不断地远离经验。在这样的一个背景下，如何去构造、理解和解释分子生物学，语义分析成为一种十分重要的科学方法。首先，“语义分析方法本身作为语义学方法论，在科学哲学中的运用是‘中性’的，这个方法本身并不必然地导向实在论或反实在论，而是为某种合理的科学哲学的立场提供有效的方法论的论证。”[9]“语义分析方法在例如科学实在论等传统问题的研究上具有超越性，在一个整体语境范围内其方法更具基础性；其次，作为科学表述形式的规则与其理论自身架构是息息相关的，这种关联充分体现在理论表述的语义结构之上，对其逻辑合理性的分析就是对理论真理性的最佳验证；第三，生物学理论表述的多元化特征使得语义分析应用更加具有灵活性。”[10]

    正如中心法则，其语义的实现无法脱离其整个理论的语义结构。在整个理论中，每一次结构的上升或者下降，都会带来其代码的语义调整。同时，生物体是一个多层次的、有组织的、结构复杂的系统，在这个不同层次被组织的复杂系统中，任何一个代码的语义都会由于其指称实体所处的本体论、功能及组织层次的不同，而产生不同的语义联想意义。因此，对中心法则进行语义研究是有益于其意义澄清及理论分析的。然而，这种语义研究应该在分子生物学发展的纵向语境下进行。因为，中心法则的语义变迁正是在分子生物学纵向发展的语境化与再语境化得过程中实现的。同时，我们也只有在某种特定的语境下对中心法则进行语义解释，才不会导致其语义的局限性。

篇10

关键词:分子生物学；食品；微生物

1分子生物学的概念阐述

分子生物学作为一种基础性学科，将分子作为一种物质来研究生命的相关现象，比如构成细胞的物质，能够发生何种物理和化学变化。在进行探究的过程中，这种学科代表了人们由探究生命的出现和进化，可以得到生命所表达的重要意义。

2分子生物学在食品微生物检测中的应用意义

分子生物学的各项研究成果已经渗透进了人们的实际生活中，而且起到了促进社会发展，和为全世界解决实际问题的作用。比如将酶催化产生的反应和原因运用到各类化学工业活动中，人工进行酶的模拟并生成新的催化剂，不仅能针对性地解决问题，还可以在化学工业领域领导新的革命。除了在化学方面有所益处，对食品安全方面也有巨大意义，它能够更新微生物检测技术，提升了食品安全，保障了食品加工过程中产品的质量和人的健康。

3基于分子生物学方法的食品微生物检测技术研究

3.1以电泳为主导技术的DNA图谱技术

由于排列顺序不同的DN段会在变性剂浓度不同的情况下发生改变，利用不一样的解链行为，使排列顺序不同的DN段会停留在不同位置的凝胶上这一特性，提出了DGGE技术来检测核酸序列，在被变性剂染色成功后，会在凝胶的各个位置上出现条带状物体。这种技术已经被越来越多相关企业运用，进行食品微生物的抽离或测定，检测微生物的数量等。J.Theunissen和T.J.Britz等人2004年在南非对含益生菌对食物进行了DGGE技术检测[6];MilicaNikolic等人则在南非自制的山羊奶干酪中进行了PCR-DGGE检测。在DGGE之后出现的NA指纹图谱技术，也叫做温度梯度凝胶电泳，不同于DGGE的凝胶中使用尿素和甲酰胺浓度梯度的方法，温度梯度凝胶电泳使用了温度梯度和在引物的5′端增加3050bpGC片段的新技术。这种新的方式可以有效地统计出某一区块内，微生物的数量和品种，还可以检测出其他未知的肠道细菌，虽然Zoetendal等人已将这项TGGE技术运用在了人粪样微生物的探究分析中，但是针对食品的运用还很少。

4随机扩增多态DNA技术(RAPD)

通过将随机的引物进行PCR反应，并加重靶细胞DNA的比例进行分析，这一方法被称为RAPD分析，它能够让研究人员了解DN段的大小和数量，再根据DNA在不同基因组中的差异做出判断。这种方式能够将全部DNA基因定位成目标对象，可以辨识极小的差别，非常适合运用在研究成果少，特点不明显的或是DNA序列不凸显的真菌和乳酸菌的研究中。G.Spano等人利用RAPD-PCR技术发现了隐藏在红葡萄酒中的植物乳杆菌，Walczak等人利用RAPD分析法得出了非生产用酵母菌株与标准清酒假丝酵母菌株具有相近的遗传特质。此外，针对葡萄球菌、大肠埃希氏、沙门氏菌和志贺氏菌等研究，都采用了这种技术方法。

5基因探针检测方法

1968年，华盛顿卡内基学院的Britten等人研究提出了核酸分子杂交技术，也叫做基因探针技术，这种技术的提出为分子生物学的DNA分析方法奠定了基础，也成为了全球范围内被使用最多的分子生物学技术。基因探针是一种具有特定标记的基因碎片，具有检测功能的原理是采用了碱基的配对，通过退火让两条互补的核酸单链成为双链。这种检测技术可以用来检测食品微生物，具有方便快捷，直接有效的特点，使食物免遭致病性微生物的损害。病原体其本身具有特殊的核酸碎片，利用已经做好分离和标志的核酸探针，将与需要检测的样品结合过的标记物进行监测，如果检测的样品中本身就有确定的病原体，那么探针和核酸序列就会有所结合。这种基因探针检测技术的优势在于，能够非常灵敏地检测出不同，而且还具备了组织化学染色的特点，即可被见的特性和可定位的特点，所以能够检测出食品中的致病性细菌。就现在来说，世界各地都提出了各种能够检测食品微生物的基因探针，比如说Moseley等人提出的生物素标记的沙门菌基因探针，以及Kerdahi等人提出的能够测试出单核细胞增生的李斯特菌的，来自非放射性DNA探针，还有陈倩等人能够检测出ESIEC大肠杆菌的，根据HPI毒力岛基因生成的rp－z探针。另外还有已转变为特殊商品的基因探针试剂盒。美国的GENETRAK公司采用特殊的基因探针对沙门菌、李斯特菌和大肠杆菌的rRNA进行检验[6]，最后得出了脱氧核糖核酸杂交筛选比色法。主要检验方式分为以下几步:

(1)需要一种与细菌rRNA相反的基因探针和一份完成增菌培养的样品，细菌溶解之后与带有荧光素标记的探针互相杂交。此时样品中存在靶细菌rRNA，则带有荧光素和多聚脱氧腺嘌呤核苷酸(polydA)的探针互相杂交将成立。

(2)将包被多聚脱氧胸腺嘧啶核苷酸(polydT)的固相载体测杆与杂交溶液反应，如果polydA和polydT间的碱基出现配对，那么杂交核酸分子就被固体载体获得，并将这种分子培养在辣根过氧化酶－抗荧光素接合剂中，使探针上的荧光素与结合剂溶合。

(3)固体载体首先放置在酶底物－色原溶液，再由辣根过氧化酶与底物反应，最后用酸终止，在450nm处计量吸光度的多少，就能确定样品中是否存在靶细菌。

6基因芯片

上世纪90年代中期出现的基因芯片技术，也就是DNA微阵列(DNAmicroarray)，使用微加工技术构建出能将人工产生的基因片段，紧密结合的、排列有序的出现在硅片等载体上。再根据被荧光检测系统扫描过的，和标记样品杂交后的芯片，利用计算机进行分析检测，得出定性、定量的结果。由于基因芯片技术能够高度地自动处理大量信息，所以能够快捷准确地检测食品安全。运用基因芯片技术进行病原体检测的有:Berger等人进行的12株嗜酸乳杆菌检测;Wang等人进行能够具有超强特异性和灵敏度的肺炎链球菌检测;高兴等人对痢疾志贺菌、鼠伤寒沙门菌、金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌、肉毒梭菌、肺炎链球菌、布氏杆菌、嗜肺军团菌等16种病原细菌进行检测。但就目前的技术来说，基因芯片的应用还不够完善，首先，基因芯片所需的设备价格不低，制作成本很高，普通实验室没有足够的经济能力可以负担。其次，基因芯片的特异性还不够明显，假阳性和假阴性会对实验结果的精准程度产生影响。最后，基因芯片技术在进行过程中，各项数据和参数还没有形成统一的标准，对可重复性会产生影响。只有不断完善自身解决上述问题，基因芯片技术才能被更广泛地运用在全世界的各个领域。伴随着全球食品贸易的发展，检测食品病原菌也越来越重要，只有更方便快捷地完成食品安全检测，将分子生物学的检测方法运用于日常生活，才能更好地发挥这项学科的魅力，研究出真正实用的食品病原微生物快速检测方法。

参考文献

[5]陈倩,程伯琨.基因探针检测食品中具有HPI毒力岛的ESIEC大肠杆菌[J].食品科学,2000,21(7):35．