分子生物学概述范文

导语：如何才能写好一篇分子生物学概述，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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受限于当时的科学技术发展水平及人类的认知水平，分子生物学的发展经历了漫长的时代。1859年达尔文出版《物种起源》，提出了举世闻名的“自然选择”学说，成为了生物学发展的里程碑。但生物为什么能将性状遗传给下一代，如俗语说的“龙生龙、凤生凤、老鼠生来会打洞”，并没有得到阐明。随后，奥地利修道士孟德尔在观察了2.1万株不同性状的豌豆后，提出了遗传法则，瑞士生物学家弗雷德里希·米歇尔于1869年分离出了核酸，在其他科学家的努力下逐渐发现了染色体及其成对现象、观察到了细胞分裂过程中染色体的排布方式，并提出染色体携带遗传信息。1911年，遗传学家摩尔根提出了基因学说，阐明了基因在染色体上的分布，提出亲本将遗传信息传递给子代的过程中染色体重组形成独特新个体的理论。之后，科学家发现传递遗传信息的物质为DNA，研究了DNA的化学成分和基本结构，并发现DNA中四种碱基（鸟嘌呤：G、腺嘌呤：A、胸腺嘧啶：T、胞嘧啶：C）的含量比例是一定的。英国生物物理学家罗莎琳德·富兰克林在1951年拍摄到了核酸X射线衍射照片，在此基础上，1953年，美国科学家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克提出了DNA的双螺旋结构，该在《Nature》杂志上。1977年，科学家弗雷德里克·桑格、沃尔特·吉尔伯特等发明了DNA测序技术，开启了分子生物学发展的新篇章。

二、分子生物学相关技术的临床应用

随着分子生物学的发展，对于生物大分子的检测技术也在不断的更新，针对核酸的检测技术包括：Southernblot、Northernblot、荧光原位杂交（fluorescenceinsituhybridization，简称FISH）技术，定性聚合酶链式反应（PolymeraseChainReaction，简称PCR）、实时荧光定量PCR、一代测序技术及二代测序技术等；针对蛋白质的检测技术包括：Westernblot、酶联免疫吸附测定（EnzymeLinkedImmunosorbentAssay，简称ELISA）等。而精准医学及个体化治疗时代的到来，使得分子生物学的很多技术已经被越来越广泛的应用到医学的临床诊断，如孕妇唐氏筛查（21、18、13-三体综合征）、病毒感染分型及载量检测、肿瘤放化疗耐性基因检测、靶向药物基因检测、代谢综合征临床用药指导等。现代测序技术日臻完善，成本逐年降低，2014年6月30号，国家食品药品监督管理总局审查通过了二代测序技术（测序仪及检测试剂盒）用于胎儿染色体非整倍体（T21、T18、T13）检测。2015年6月8日，国家发展和改革委员会（简称发改委）了《新兴产业重大工程包》通知，新型健康技术惠民成为六大工程之一。首先，以遗传性耳聋和唐氏综合征等遗传性疾病基因筛查为重点，推进基因检测技术在遗传性疾病、肿瘤、心脑血管疾病和感染性疾病等重大疾病防治上的应用，促进健康惠民[1]。其次，快速推进基因检测技术在遗传性疾病大规模筛查上的应用，探索基因检测技术在个人基因组检测、基因身份证等新领域的产业化应用[1]。分子生物学技术成为了临床医学诊断、用药的支撑体系，伴随着个体化治疗理念的逐渐深入，需要大量的相关检测技术人才。但是传统的分子生物学教学并没有把相关的理论及技术体系与医学的实际应用有机的结合起来，造成了人才培养与实际需求的脱节，一方面生物学专业的本科毕业生面临着找工作困难的窘境，另一方面医学及相关检测机构需要大量的检测技术人员，但普通的生物学专业本科生达不到相关的要求。随着毕业生就业压力的增加，很多新生刚入学就面临着就业的迷茫，不知道毕业以后能从事什么样的工作，甚至很多有转专业的想法。因此，在进行专业授课时，尤其是分子生物学的授课时，改变既定的教学模式，适应社会发展的潮流就变得尤为重要了。

三、分子生物学课程讲授模式探索

分子生物学的内容抽象复杂、讲解困难，学生不易理解，所以我们选用了RobertWeaver编著的《MolecularBiology》作为分子生物学教材，该书语言流畅、内容丰富、科学性强，通过实验及结果分析得出相应的结论，易于理解；同时增加了学生的学习兴趣，有利于培养学生的科学思维方式[2]。在我从事分子生物学教学时，在开课之前进行了问卷调查，结果显示，超过60%的学生列举不出分子生物学相关技术的实际应用，更不了解其在医学领域的应用。课余时间跟学生交流时发现：很多学生对这门课没有清楚的认识，只是为了考试而学习，学生呈现出的问题是不知道学完分子生物学能做什么？将来能从事什么行业？针对学生的困惑，我改变了既定的教学模式，利用第一、二节课对分子生物学的技术体系及发展趋势进行概述，并且与实际的应用尤其是在医学上的应用进行了结合，解读了相关的法规、政策文件，使得学生对分子生物学有一个概括性的认识，增加学生学习的积极性。在讲到相关的分子生物学技术时，会对该技术的现实应用或最新前沿动态进行延伸，增加学生学习的信心。对于复杂的技术体系或理论体系，采取制作直观、生动的幻灯进行讲解，易于学生理解和掌握。同时鼓励学生课前预习，课后查阅相关资料，加深印象；并组织学生进行相关资料汇总、交流，在课堂上进行分组讨论，不仅增加了学生的学习兴趣，而且加深了认识。通过灵活的、理论联系实际的教学方式，学生对分子生物学的学习兴趣十分浓厚，积极性非常高，达到了预期的效果。但是在教学过程中也出现了一些问题，如分子生物学实验课与理论课的脱节，实验课提前完成，与理论学习没有同步进行，削弱了学生对相关实验的认识及理解。在讲到相关技术原理时，问答过程显示，大部分同学并不能把相关原理与所做实验进行有机的联系，没有起到加深认知的作用。建议在以后的教学过程中，理论讲授与实验操作紧密配合，便于学生理解。

四、分子生物学教学改革的一些建议

结合分子诊断技术的临床应用，对分子生物学的教学改革提出以下建议：（1）对于复杂的理论与技术体系，采用多媒体教学与板书相结合的方式，易于学生理解掌握。（2）掌握著名科学家研究过程中的一些典故，增加教学的故事性及趣味性，提高学生学习的兴趣。（3）加强分子生物学相关技术与实际应用的联系，增加学生学习的积极性。（4）传递分子生物学技术在临床应用的相关政策、法规，增加学生就业的信心。（5）相关技术的理论讲解与实验紧密结合，增加学生的理解深度。（6）理论联系实际，带学生参观医院的检测平台及医学检测机构的平台，使学生有更直观的认识。（7）推荐学生到医院及医学检测机构实习，完成毕业设计，不仅完成了毕业论文，而且使得学生提早接触社会，提高适应社会的能力[3]。

五、展望

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关键词 分子生物学 妇科 产前诊断 免疫遗传

中图分类号：Q7文献标识码：A

1 分子生物学与妇产科的基本情况概述

分子生物学的兴起是上世纪50年代以后的事情，但是自其兴起和发展以来，发展的巨大成就十分引人关注。六十多年来产生了巨大的影响，繁荣的势头依然十分强劲。分子生物学研究要进行的问题在于对生命本质一致性的分析，学者们通过分子水平的研究，发现由最低级、最简单的单细胞生物到最复杂最高等的人的基本组成（这些组成主要由蛋白质、核酸、糖等三类物质构成）的构成与遗传信息的物质基础（主要包括DNA和RNA）、流向（中心法则）以及含义（遗传密玛）乃至能量转换的机理都是高度一致的，正是因此，人们才发现在分子水平层面，生物取得了相对的统一。分子生物学的这一成就具有极其重要的意义，它使得基因在不同生物个体、种属之间的转移成为可能，从而大大的提高了生命科学各个分支学科以及整个生命科学的发展。在21世纪，分子生物学的发展将不断深入和扩大，关于脑的活动、生命发育、疾病免疫等复杂难题将成为分子生物学研究的重中之重。

要准确客观理解分子生物学对妇产科的影响，必须对妇产科的基本情况所有了解，在长期的医学研究和发展实践中，妇产科的研究和实践内容不断丰富和发展，如在生命发育阶段，对胎盘、胎儿生理、母体子宫平滑肌的功能调节以及分娩发动机制、早产等问题都有研究。在妊娠期目前对于绒毛外滋养细胞以及胎儿胎盘转运方面的问题也引起了学界的高度重视。在欧美国家，分子生物科学较为发达，对生物的基因芯片以及微RNA的研究不断深入，探讨了一些生物学的病理机制及治疗方法，典型的如子痫、慢性高原疾病、肥胖等问题。以世界卫生组织（WHO）为代表的一些研究结构对妇科流行病学、早产病因基因组研究以及基于循证医学早产临床干预等问题进行了深入研究。

2 分子生物学在妇产科领域的应用与发展分析

事实上，妇产科的发展历史较之于分子生物学要早很多，但是分子生物学兴起之后，对妇产科的发展产生了极大的影响，有些影响甚至可以说是革命性的。比如在女性的产前诊断中，分子生物学的兴起使得我们对一些具有严重出生缺陷或者遗传病等问题在宫内期即可作出诊断并及时采取科学合理的对策措施。分子生物学产生之前，该领域主要运用的是胎儿镜以及影像技术，但是，近年来，致病基因不断分离克隆，高危胎儿的基因突变分析不仅重要而且必须，分子生物学技术为此提供了可能性，如分子杂交、荧光原位杂交、PCR技术等分子生物学技术在单基因病以及染色体畸变的诊断中获得了较为广泛的应用。此外，一些全新的分子细胞遗传学技术，诸如端粒探针、锚定原位标记技术、基因组杂交等在妇产科的应用问题也已经被提上议事日程。笔者通过以上的分子生物学在产前诊断的应用问题的论述，已经很明显的说了分子生物学对提高植入前遗传诊断或用孕妇血中胎儿细胞诊断问题具有十分重要的作用。

当前，应用到妇产科的分子生物学技术是多种多样，纷繁复杂的，如索森印迹杂交(Southern blot hybridization)、聚合酶链反应(polymerase chain reaction）、荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization）、单链构象多态性（single strand conformation polymor-phism）、异源双链分析（heteroduplex analysis）、DNA序列分析、蛋白截短测试（protein truncation test）等等，不一而足。这些技术在妇产科的很多具体方面得到了应用与发展，如在遗传方面的研究，当前，我们已知一些遗传性肿瘤（视网膜母细胞瘤、Wilm氏瘤）的突变基因是按孟德尔方式遗传的。当然也有一些基因与肿瘤的易感性有关，但是其遗传方式都是孟德尔方式，分子生物学技术可以对这些基因可以进行产前检查。又如多聚合酶链反应这一分子生物学技术的广泛应用，对于一些妇产方面的疾病，比如Duchenne's肌营养不良症、囊性纤维化症、苯丙酮尿症、脆性X染色体综合征等进行诊断和治疗已经成为可能。再如，分子生物学在母婴感染传播方面的应用，超微量的DNA扩增技术具备敏感性、特异性以及简便性的优点在母婴感染传播方面的应用优势十分明显。分子生物学的应用使得对于母婴传播方面存在可能的人类免疫缺陷病毒（HIV）、巨细胞病毒（CMV）、风疹病毒等进行一些提前的检测与预防成为可能。值得一提的是利用PCR技术还可以根据不同引物的特点进行预后。近年来，丙型肝炎病毒（HCV）的母婴传播已成为一个研究热点，PCR技术在这一领域也取得了诸多成就。此外，在妇科肿瘤基因研究方面，目前学界对肿瘤发生和发展的认识进入了分子水平。在分析肿瘤细胞中复杂的染色体异常组成以及对癌基因的定位及其抑制方面都有贡献。当前免疫遗传研究热点是人类白细胞抗原系统（human leucocyte antigen，HLA）与该病的关系。分子生物学技术的应用使HLA分型研究从抗原水平进入到基因水平，使与疾病关联的HLA基因准确分型、定位。以上所举的一些也只是分子生物学在妇产科领域应用和发展的冰山一角，我们有理由相信，随着分子生物学和妇产科的不断交叉融合，两个学科以及交叉部分都会取得更多崭新的成就。

参考文献

[1] 李隆玉,万建萍,钟传庆.子宫内膜癌发生分子机制及治疗的研究进展[J].中华肿瘤防治杂志,2008(19).

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摘要:概述了植物细胞分化的模式系统———管状分子分化实验系统的建立以及基于该系统的管状分子分化的生理学、细胞学、生物化学和分子生物学等方面的研究进展，并对今后的研究方向进行了展望。

关键词:百日草;次生细胞壁;细胞分化;管状分子

管状分子(TraehearyElements，TEs)是维管植物木质部内导管和管胞的总称，皆为长柱状细胞，次生壁木质化，成熟后均缺乏原生质体，其功能是输导水分、矿质元素和机械支持作用。导管和管胞差别是，管胞无穿孔，管胞间壁仅有具缘纹孔，借以实现物质转运;而导管分子间的某些区域具有穿孔，多个导管分子通过末端的穿孔连接形成一个长的管道，即导管，与管胞相比，其输导能力大大增强。管状分子来源于形成层，由形成层细胞经过细胞扩增、次生壁沉积、胞内物质自溶、形成端壁穿孔等步骤而形成。管状分子分化已被作为植物细胞分化的模式系统，在形态结构、生化和分子组成、发育及生理功能上都具有明显的特点，是植物解剖学、发育生物学和细胞生物学的研究热点之一。多年来，各国学者建立了整体实验系统和离体实验系统，对管状分子的形态解剖学、生理学以及分子机制进行了一定的研究。其中，百日草(ZinniaelegansJacq．)叶肉细胞离体培养系统是目前分化效果最好的实验系统，人们利用该系统开创性地研究了离体条件下管状分子分化的基本过程，并对管状分子分化的细胞学、生理学、生物化学和分子生物学进行了卓有成效的研究。笔者拟对30多年来人们利用百日草叶肉细胞离体培养系统的研究成果进行概述，为进一步阐明管状分子分化机制提供基础。

1离体实验系统的建立

因为管状分子形态随着分化进程而发生显著变化，其中包括环纹、螺纹和网纹次生细胞壁(SCW)的形成以及自溶作用。所以，管状分子分化被认为是植物细胞分化的模式系统。然而，大多数早期关于分化的研究，采用的是多细胞系统，这样的系统包含几种作为起始材料的细胞类型，为追踪单个细胞分化过程带来了困难。Kohlenbach和Schmidt发现，以机械法分离的单个百日草叶肉细胞可直接分化为管状分子，这促使Fukuda和Komamine在此基础上，建立了一个有效的、高频分化的实验系统。该系统已被全世界许多实验室广泛应用，有时根据特定情况仅仅对一些细节进行了修改。用液体介质浸渍百日草叶片，研磨后，以小网眼筛过滤，液体介质反复漂洗悬浮液，分离得到单个叶肉细胞。要注意:(1)材料要适当。取幼苗第一对叶，而非成年植物最嫩的叶片。(2)条件要适当。旋转培养转速为10r/min，0．3～0．4mol/L山梨醇调节渗透压，生长调节剂为0．1mg/La-萘乙酸(NAA)和1mg/L6-苄基腺嘌呤(6-BA)，起始细胞浓度为(0．4～3．8)×108细胞/L。这样，几乎30%分离叶肉细胞，在适当的离体培养条件下，可半同步地分化为管状分子。

2细胞学、生理学和生物化学方面的研究

百日草实验系统的建立促进了管状分子分化诸多方面的研究。初步的细胞学和生理学研究表明，细胞分裂不是管状分子分化的前提条件，而一些DNA合成在分化中发挥重要作用;以肌动蛋白依赖的微管重组，限定了次生细胞壁的特有格局;分化过程是动态的，细胞变化表现在次生细胞壁沉积前细胞器数量的增加，次生细胞壁沉积开始不久次生细胞壁木质化启动，原生质体逐渐自溶，初生壁非木质化部分的局部水解，分化过程终止。另外，百日草系统已清晰地证明，管状分子分化受植物激素诸如生长素、细胞分裂素、油菜素内酯、赤霉素、一氧化氮、乙烯、信号肽(例如CLE肽、木质素、植物磺肽素)的调控;另外，大量生化和免疫学研究，揭示了细胞壁成分诸如纤维素、木聚糖、木质素和其他次生壁特有分子的变化，以及自溶过程中的各种事件，诸如蛋白质和核酸的降解等。

3相关基因的鉴定与描述

人们也用分子生物学方法，进一步分析了百日草实验系统中管状分子分化的分子机制。运用同源克隆法(例如，核酸酶ZEN1，肉桂醇脱氢酶和过氧物酶，b-微管蛋白，油菜素内酯合成酶和Rho/RacsmallGTPases)，差示筛选法(例如，分化标记，管状分子分化相关的(TED)2-4(Tra-chearyElementDifferentiation-related(TED)2-4)，果胶裂解酶)，消减杂交法(例如，核糖核酸酶及分化标记、蛋白酶和木质素合成酶)、全面的转录组分析微阵列和cDNA-AFLP，分别鉴定了许多与编码管状分子特定事件相关蛋白质的cDNA，和限定管状分子分化特定阶段的标记蛋白。因为百日草转化方法尚不稳定，所以其分离基因的功能分析受到很大制约(例如，果胶裂解酶ZePel，TED4，过氧物酶ZPO-C)。然而，最近，通过基因枪法和电穿孔转染法，瞬间将基因或双链RNAs导入百日草细胞，成功地描述了其他基因的功能，这可能为管状分子分化相关基因功能的分析提供了有益的线索。

4其他植物的研究

在利用百日草实验系统，研究管状分子分化调控的基础上，建立了拟南芥人工培养细胞的管状分子分化系统，该系统在油菜素内酯调控下，有30%～50%继代细胞分化为管状分子。后续的基因芯片分析表明，多数拟南芥基因在管状分子分化期间特异表达，这些基因包括编码植物特定NAC-do-main转录因子VND1-7的基因家族，借以最终揭示长久以来寻找的管状分子分化的转录开关。在某些植物和人工培养细胞中，VND基因被作为管状分子异常分化的有效诱导物。

5待解决的问题和未来研究展望

管状分子分化百日草叶肉细胞离体实验系统的研究在草本植物中广泛展开。该系统为诱导和促进管状分子分化的研究建立了有效的平台，并获得了一些关键基因和调节因子，初步揭示了管状分子分化的机制，为在单细胞水平上认识细胞分化和转分化途径、分化过程影响因素提供了可能，但复杂、精确的分子机制的构建仍需进一步研究。

(1)管状分子分化具有复杂的时空特异性，调控网络综合而庞大，虽然生长素和细胞分裂素是管状分子分化的基本调节激素，已有学者对2者进行了大量研究并取得一定的成果，但是其他激素诸如赤霉素、乙烯、脱落酸、油菜素内酯等作用效果研究资料极少，所以，植物激素作用机制的研究尚未明确。

(2)管状分子分化是植物细胞凋亡的典型例子，成熟的管状分子丧失了细胞核和细胞内容物，成为死的、中空的管状细胞。目前对管状分子细胞凋亡的信号转导途径知之甚少，需要进一步探索。

(3)以草本植物百日草，甚至拟南芥为材料得到的管状分子分化的初步机制，是否适合木本植物，尚需验证。

(4)虽然百日草系统较为成熟，管状分子分化率和同步性较高，但随着研究的深入，仍需进一步改进和优化游离单细胞的离体培养方法，摸索分化的最佳条件，提高分化率和同步性。

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[中图分类号]R739.6[文献标识码]A [文章编号]1673-7210（2007）10（b）-005-02

鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma，NPC)主要见于黄种人。我国南方广东、广西、湖南、福建等省及自治区和东南亚一些国家是全世界鼻咽癌发病率最高的地区。国内外一些病例数较多的回顾性资料表明，早期鼻咽癌的5年生存率在50％左右，而中晚期者仅为20％～30％。放射治疗是鼻咽癌的主要治疗手段[1]。

近年来，国内外分子生物学、细胞遗传学、免疫学、放射生物学等基础医学迅速发展。癌基因和抗癌基因等的研究将为了解鼻咽癌生物学行为，为临床制订鼻咽癌综合治疗方案提供有意义的参考。总之，随着基础研究的不断深入，随着治疗方法的不断改进，相信治疗效果亦将不断提高。本文主要对鼻咽癌相关分子机制的最新研究进展作一概述。

1 EB病毒与鼻咽癌

EB病毒与鼻咽癌的发生和发展有着密切关系，有研究表明EB病毒抗体水平的持续升高是发生在鼻咽癌癌变潜伏期的普遍事件，并且提示重复血清学筛查是监测肿瘤出现临床表现之前的重要指标。

LMP1是EB病毒潜伏感染时表达的一种重要转化膜蛋白，是目前唯一被证实具有癌基因编码蛋白特征的EB病毒基因产物，类似于活化的受体。研究表明LMP1与NPC临床分期及转移显著相关,提示LMP1可能是影响鼻咽癌患者5年生存率的重要因素。

2 癌基因、抑癌基因与鼻咽癌

p16基因是新发现的一个抑癌基因，有学者对其进行深入研究后，认为其在抑癌方面的重要性超过p53和Rb基因。大量研究证实鼻咽癌患者存在p16基因的变异，但其变异程度及方式与鼻咽癌两者之间的关系尚无统一定论；p16蛋白表达缺失也是鼻咽癌的常见事件，其缺失率为40%～82%。鼻咽癌的发生与p16蛋白表达缺失和p16基因变异关系密切，但两者的变化存在不一致性。研究认为p16蛋白表达下调可能是鼻咽癌发生、发展的主要原因[2]。同时，也有学者在研究应用p16基因进行基因治疗。

也有研究表明[3]，侯选抑癌基因IGF-2R、p27在鼻咽癌中的表达均有减少，且两者呈轻度正相关，同时可观察到癌基因p21的突变和p21蛋白的过量表达，p21和RGF-2R、p27的表达呈负相关。说明在鼻咽癌的发生、发展中存在癌基因的激活和抑癌基因的失活。

齐卫卫[4]等研究表明，抗凋亡基因survivin在鼻咽癌中的阳性表达率为66.7%，在鼻咽慢性炎症的表达率为14.3%，两者有显著性差异，survivin与癌基因bcl-2的表达呈正相关，与细胞的凋亡指数呈负相关，认为其表达对预测鼻咽癌的放射敏感性和预后有一定的帮助。

李和清等[5]报道，38位鼻咽癌患者中有31位(81.6%)显示了基因组失稳，其失稳指数范围为0.00%～16.2%。6个肿瘤的6q27 染色体上证实有获得性基因损害。低于5年生存期患者其基因失稳程度显著高于超过5年生存期的患者(P

关于鼻咽癌基因的缺失，甲基化突变等也有报道。

癌症的发生是基因改变累积的结果,肿瘤的发生常需5～10 种以上的基因改变[6]。同样，上述研究表明，鼻咽癌的发生和发展与癌基因和抑癌基因的改变等有着密切的关系。

3 相关蛋白分子与鼻咽癌

除了从基因水平对鼻咽癌的发生、发展机制进行研究外，还从蛋白质分子水平进行了大量的研究。

血管内皮生长因子C( vascular endothelial growth factor-C, VEGF-C) 和D(vascular endothelial growth factor-D, VEGF-D) 是目前已鉴定出的淋巴管生长因子, 有研究表明肿瘤组织中VEGF-C 或VEGF-D 过表达与淋巴转移有关，赵国光等[7]研究表明，鼻咽癌中VEGF-C 高表达与区域淋巴结转移密切相关； VEGF-D 阳性表达与区域淋巴结转移无关，但与VEGF-C高表达正相关,且与5 年生存率密切相关。

酪氨酸激酶受体B(TrkB)是脑源性神经营养因子(brain-derived neurot rophic factor,BDNF) 的特异性受体，研究发现许多肿瘤中可见TrkB的过度表达或过度激活，一些非神经源性肿瘤均发现有TrkB的表达。赵卫民等[8]研究表明，TrkB和BDNF在NPC组中的阳性表达率分别为82.5%(47/57)和52.6%(30/57)，均高于鼻咽炎组(均P

总之，不少蛋白质分子在肿瘤的发生、发展、浸润及转移复发过程中可能起着关键作用，探讨NPC转移复发机制，对提高NPC患者的生存率有重要意义。

4 分子生物学疗法与鼻咽癌

RNA干扰已成为当今研究的热点，国内外应用RNA干预技术治疗鼻咽癌的机制正在研究中。随着RNA干扰技术不断成熟和鼻咽癌发病机制研究的深入，RNA干扰可能为鼻咽癌的治疗和预防打开新的篇章。

上文提到的TrkB的抑制药物已进入研发阶段，预计以药物为媒介对TrkB 的抑制将对过度表达或变异TrkB的人类肿瘤的致瘤性和转移能力有重大影响。

总之，随着基础医学尤其是肿瘤分子生物学及免疫学的快速发展，对鼻咽癌等肿瘤的研究在不断地深入，临床治疗结合分子生物学疗法是治疗肿瘤的最佳发展趋势。

[参考文献]

[1]叶奕菁,陆小军,吴新光,等.鼻咽癌放疗后放射性脑病的多因素分析

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[J].中国医药导报,2007,4(9):19.

[2]梁海慧,张月飞.抑癌基因p16与鼻咽癌相关性的研究进展[J].广东医学，2007,28(7):1194-1196.

[3]彭维晖,杨一兵,漆一飞，等.鼻咽癌与IGF-2R及p27和p21表达相关性的研究[J].临床耳鼻咽喉头颈外科杂志,2007,21(11):514-516.

[4]齐卫卫,胡国清,汪瑞.鼻咽癌中survivin和Bcl-2的表达及其与预后相关性的研究[S].2006第四届中国肿瘤学大会论文集,59.

[5]李和清,玉敏,陈江波,等.鼻咽癌的基因不稳定性[J].中南大学学报(医学版),2007,32(3):417-421.

[6]Kinzier KW,Vogelsstein B. Lessons from hereditary colorectal caner [J].Cell,1996,87(2):159-170.

[7]赵国光,向晓娟,何友兼.血管内皮生长因子C、D 在鼻咽癌组织中的表达及其临床意义[J].癌症,2007,26(1):90-95.

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Abstract: Human movement science is a young branch discipline in the river of science development. It explores life's mysteries from all the levels of body movement and their relationships. It covers body's movement regulation in motion condition. From the development course and characteristics the effect of advanced scientific instruments and techniques are very important. It gets more quickly development as interactive permeation and comprehensive research of modern science. The popularity of national fitness and the improvement of China's sports level make human movement science continuously innovation in new area, which producing many scientific research with high level.

关键词： 运动人体科学；研究特征；进展

Key words: human movement science；research characteristics；progress

中图分类号：G804.21文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）28-0267-02

1 运动人体科学概述

1.1 运动人体科学概念 运动人体科学是研究体育运动与人的机体的相互关系及其规律的学科群。包括运动解剖学、运动生理学、运动生物力学、运动生物化学、保健康复及运动医学等学科。它是经过有关专家酝酿，讨论后于1997年在原学科专业目录基础上概括拓宽而形成的专业。

1.2 运动人体科学的研究对象 运动人体科学以人体为研究对象，研究人体在运动过程中机能活动的变化特点、规律和与外界环境的关系，有助于增进健康、提高人体机能能力的一门科学。人体是一个复杂的动态的整体，从宏观看是由细胞、组织、器官、系统组成；从微观看细胞又是由细胞器、生物大分子、分子、原子等组成。因此，我们研究运动人体科学时，要运用整体的、系统的、时空的观点去理解人体运动，这样才能更好地揭示其实质与规律。[1]

1.3 运动人体科学的作用 运动人体科学知识和技能在全民健身和竞技体育中有十分重要的作用。运动人体科学的理论和方法可为促进人体健康、增强体质、防治疾病及运动康复等提供必要的生物学基础知识及实践技能，也可对运动员选材、动作技术分析、机能评定与训练监控、延缓运动性疲劳及促进恢复、合理营养等提供必需的科学依据和技术支持。

2 运动人体科学的研究特征

2.1 以系统整体观点综合宏观与微观研究 运动人体科学的研究与科学技术的发展息息相关。回顾运动人体科学的早期研究，受当时科学水平的限制，集中在耐力运动的生理机制、运动与环境生理反应、运动与营养、衰老和高海拔气候的应激性等宏观研究。随着近代医学理论、生物技术和仪器设备的发展，运动人体科学的研究进入了微观研究时代。肌肉活检、电镜观察、微电极生理和超微量分析等技术的诞生，逐步把现代运动人体科学研究的视野带进以分子为基础的微观世界。

20世纪分子生物学的建立，开辟了现代运动人体科学从本质上认识运动机体规律的全新局面。21世纪运动人体科学研究中若干重大学术前沿问题的研究，如功能基因组学、蛋白质组学、信号转导、受体、细胞凋亡、离子通道等基础研究和基因选材、基因治疗、低氧训练、营养调控、疲劳消除等应用性研究也不断深入到细胞、亚细胞与分子水平的宏观与微观结合研究。

2.2 从多层次、全方位开展跨学科研究 运动人体科学是一门应用性学科，随着基础研究在科学前沿全方位拓展，以及在微观和宏观层面的深入发展，许多运动人体科学研究课题的范围、规模和复杂性远远超出本学科的能力，必须依赖于不同学科之间的交叉与融合，从其他学科汲取营养才能在前沿领域酝酿新的突破。

运动人体科学借助体育学、生物学、医学、计算机科学与人文社会科学等生命科学和非生命科学之间的有机交叉，促进整个运动人体科学领域从分子水平到整体水平的全方位跨学科研究，活体内分子识别的实时、动态分析，在运动状态下研究生物大分子间相互作用定量、动态规律等。运动人体科学与其他学科之间进行高度的交叉、协作、融合与协同将推动运动人体科学自身的发展。

2.3 依托基础性研究突出应用特点 早期运动人体科学研究领域主要以运动代谢与心肺功能等应用研究为主。顺应现代分子微观水平科技发展，运动人体科学在分子、细胞和生物体等多个层次上全面揭示生命现象的本质。在细胞和分子水平上探讨运动对机体功能活动影响的基本问题，注重从整体水平研究运动对人体生理功能活动影响的基本问题，注重从整体水平研究运动人体生理功能影响及其调控机制，例如信号传导途径、神经―内分泌―免疫网络理论、细胞凋亡等基础研究的理论成果对运动实践中的应用研究具有指导和启发作用。

2.4 研究基础与应用研究交融并举 当今，运动人体科学的基础研究与应用研究交融并举的互动关系十分密切。运动人体科学在高住低训、中药结合运动免疫、抗疲劳研究中有关中医药的作用及机理、运动训练的效果监控等基础研究进行的如火如荼。另外，在传统中医药对运动员的体液免疫功能调理、针刺镇痛与运动疲劳损伤机制、激光运动医学研究、运动技术的生物力学诊断、体育锻炼健身防病治病机理的研究等领域，也逐步形成了若干具有重要科学意义和应用前景的研究领域，通过基础和应用研究的融合贯通充分发挥基础研究的应用价值。

2.5 研究手段借助先进仪器设备和技术 运动人体科学研究水平的突飞猛进得益于20世纪后期先进实验技术和仪器设备的普及应用。20世纪分子生物学和生物技术发展中多个重大的里程碑，如DNA双螺旋结构、DNA的重组和转化、聚合酶链反应技术的突破以及纳米科技、生物芯片等技术的广泛应用，也奠定了运动人体科学实验技术的基础。

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【关键词】高校专业课 教材 教学内容 教材模式 细胞生物学

【基金项目】本文系河南省高等教育教学改革研究省级研究项目（2012SJGLX134）和河南师范大学教学研究基金重点项目（521751）的研究成果。

【中图分类号】Q2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）10-0175-02

一、高校专业课教学的现状

提高教学质量是教育的根本目的，课程是教学的最根本依据和最基本的知识源泉和表达形式[1]。细胞生物学是生命科学领域的基础和前沿学科，是从不同层次上（包括细胞整体、显微、亚显微和分子等层次）研究细胞结构、功能及基本生命活动规律的学科。细胞生物学是当今生命科学发展最为迅速的学科之一，学科的活跃发展为教学提供了日益丰富的内容。但是在高校课程改革的形势下，基础课和专业课的课时在不断的压缩，这就要求教师在有限的课时内，不仅要引导学生建立完整的课程体系，而且要及时补充最新的学科进展，平衡好教学内容和课时缩减之间的矛盾，因此高校专业课教学改革势在必行。

在以细胞生物学为例的专业课调查中发现，学生普遍认为细胞生物学是难度较高的课程，学习起来压力较大，这一方面是由于该学科发展迅速，内容更新快，教材内容多、难度大，尤其是研究层次已经进入分子水平，学科本身具有深奥和抽象的特点，一些涉及细胞功能和调控的实验难以通过学生实验开设，加上该学科研究技术难度提高、对实验设备和操作人员水平的要求严格，无法满足学生亲自操作的要求，所以总的感觉是理论教学和实验教学严重脱节，实验课已经不能起到深化理论课教学的作用；另一方面，对于有进一步深造意愿的学生来说（占我校生命科学学院应届毕业生的95%以上），细胞生物学常常是许多专业研究生入学的必考课程，因而学生对课程的学习要求很高，希望教师在教学中充分考虑重点院校和科研院所考研试题难度的要求，结合考研的要求把理论课讲深讲透，同时也希望通过课堂弥补理论和实验教学之间的断层和缺口，提高自身的考研竞争力，获得更多的深造机会。综上所述，我们认为教材和教学模式的研究对于提高专业课教学质量尤为重要。

二、对专业课教材的思考

以细胞生物学为例，为适应高校课程改革背景学生的需求，首先我们对现有的国内外优秀的细胞生物学教材进行了分析，从以下方面进行了探索和尝试。

1. 教材体系的构建：

专业教育的改革是以课程内容为重点的，教材是教学的重要载体，是学生学习的主要参考书，对学生学习有着深刻影响[2]。笔者认为教材应具备以下特征，首先是科学性和先进性，即与时俱进，及时反映学科发展的最新成果；其次是系统性，即注重知识的衔接和前后呼应，有助于学生学科知识体系的建立；再者是实用性，教材的编写从学生的实际出发，符合学生的求知实际，有助于学生科学素养、探索精神和创新思维的培养；此外，教材还应具有灵活性，即内容编排有弹性，给教师课堂教学留有较大的空间，对学生课外拓展和提高具有一定的指导作用。

教材是对课程标准的一次再创造、再组织。不同版本的教材具有不同的编写体例、切入视角、呈现方式、内容选择及图像系统。通过对国外优秀教材Karp的《cell and molecular biology》（第6版），以及目前国内著名的翟中和主编《细胞生物学》（第3版和第4版）、王金发主编的《细胞生物学》、韩贻仁主编的《分子细胞生物学》等教材的分析，结合课程目标、我校学生的培养方案和一线教师的教学体会，我们对课程结构和内容进行了重新的梳理和整合，本着教师易教、学生易学的指导思想，突出了教材的实用性、前瞻性、系统性和灵活性，将课程内容划分为概述和方法、细胞结构和功能、细胞生活和调控三个模块，以真核细胞结构、功能和调控为主线，将细胞生物学课程内容通过相对独立的11章贯穿起来，构建了一个特色鲜明、简洁清晰的细胞生物学教材体系，该教材已经于2012年8月由科学出版社作为生命科学核心课程系列教材之一出版发行。

2. 教学内容的衔接：

大学生四年系统的专业学习，将形成学生完整的专业知识体系。在教学实践中，我们发现一些进入大四准备考研的同学，甚至是考研面试的同学，并未完成专业课的系统梳理，还未达到融会贯通的境界，所以在专业基础理论的测试中存在不少问题。这些现象也提醒专业课教师，专业课程的开设，既要考虑学生的知识背景，也需要考虑课程设置的合理性和系统性。作为专业课任课教师，是否在教学中忽略了对本课程在专业知识体系中地位的介绍，以及与其他专业课之间联系的铺垫。

以细胞生物学教学为例，该课程在我校大二第二学期开设，在此之前，学生已经系统学习了植物学和动物学，所以在教学中，细胞生物学教学是从植物细胞和动物细胞的结构导入的，在复习旧知识的同时，引导学生从细胞这一层面上认识生物的统一性和多样性，进而导入原核细胞、真核细胞和古核细胞的概念，使学生非常自然的理解细胞生物学和已经学习的植物学、动物学之间的联系，也为学生继续学习微生物学等学科做了铺垫。从学生的认知上看，是以植物细胞和动物细胞的知识基础为起点的，接受起来并不困难，教师需要引导学生认识到细胞生物学是向更深、更广和更精方向的渗透和延伸，专业课之间是相互联系、各有侧重的关系。

3. 教学内容的整合优化：

内容重叠问题是专业课教学中经常遇到的问题，包括许多专业课在内容上存在部分的重叠，例如：关于真核基因表达的内容，在生物化学、分子生物学、分子遗传学和细胞生物学中都有涉及，给授课教师在教学中带来一定困扰。如何解决这一问题，避免各专业课老师都讲，但是都讲得不深不透这一问题呢？从学科特征上分析，细胞生物学侧重在细胞和分子水平上研究细胞结构、功能和调控；分子生物学则是从分子水平入手，研究大分子的结构与功能等生命本质问题；而生物化学则关注大分子的代谢本质。因此，在教学中，对真核基因表达调控部分的讲述在细胞生物学中突出遗传物质的组织、基因表达调控的多层次性，在分子生物学中则侧重于遗传信息遵循中心法则流动的分子机制，在生物化学中则将重点放在生物大分子的结构、功能和代谢的介绍上。

在侧重点的把握上，我们主要遵循两个原则，首先，一些最为基础的内容放在培养方案中最先开设的课程中详细讲解，例如：对生物大分子结构的介绍放在生物化学课程中，对真核生物遗传物质的组织和包装主要在细胞生物学课程中讲解，而遗传物质的复制、转录和翻译的分子机制则是分子生物学课程重点讲解的内容。这样学生在学习的过程中，不断有温故知新、渐入佳境的感觉，无形中也调动了学生的学习的积极性，激发了学生强烈的求知欲望，培养了学生的科学素养和探索精神。其次，要充分考虑学生的认知情况，根据学科特点进行取舍，确定在最适合的课程中讲授，尽量避免学生的知识链产生断层，挫伤学生的学习信心，影响教学进度和效果。

4. 保持教学内容的开放性：

尽管高校在课程的规划与设置上有较大的自，教师在课程设计和教学中也有较大的自主性、灵活性，但在教学实践中，教材与课程的关系处理不当，不仅影响学生的学习热情，而且将影响教学质量的提高。

在细胞生物学教学中，我们一贯重视教学内容的优化和更新问题，从国内外优秀教材中吸取精华，取长补短，结合教师自身的教学实践和体会，充分考虑学生的特点和需求，以易教易学为指导思想，在保证教学内容的基础性、创新性的同时，还贯彻了开放性、可塑性和灵活性，将学科前沿和进展与教学内容有机结合，使学生及时了解学科发展的新成果和趋势，拓宽学生思路，扩展学科知识的空间。例如：与细胞生物学有关的最新诺贝尔奖获得者的成就和对学科的贡献，在相关的章节讲解中都会涉及；在Science，Nature等期刊发表的最新进展也是任课教师考虑补充更新教学内容的来源。所以一些有考研打算的学生虽然在大二已经学习了细胞生物学，但是在大四，他们仍然会旁听细胞生物学课，因为他们了解细胞生物学这门课每年的教学内容都不会完全相同，一些补充更新的内容是他们在学这门课时没有听过的，所以细胞生物学的课堂总是座无虚席。其实，作为细胞生物学任课教师，也能感受到学生对于新知识的渴求。虽说保证教学内容常讲常新需要花费更多的时间备课、制作课件，但是学生从中获益，这样的付出是值得的。

三、对教学模式的思考

教材的主旨在于培养学生自主学习和创新能力，在我国现行课程体系中，细胞生物学是生物学类、医药学类、农学类和林学类本科生一门专业基础课。理论课教学学时在48～54 学时左右，有统计显示，全国仅设有生物科学、生物技术和生物工程三个专业的学科点共500 余个，在校本科生总数近10万人，因此教学需求量大。但是高校专业课教学，大多有重理论轻实验的传统，常常存在理论和实践脱节的问题，在课程建设上，处理好二者之间的关系，也是亟待解决的问题。

鉴于学科的特点，要将细胞生物学许多过于抽象、难于理解的理论讲明白，除了引导学生将理论与生活实际相结合，发挥想象力，使抽象的内容形象化和动态化之外，实验教学也是不容忽视的重要环节。为进一步贯彻《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》（教高[2007]1号）精神[3]，提高高校本科教学质量，推广研究性学习和个性化培养，我们对细胞生物学实验进行了改革，增大了设计性、创新性和综合性实验的比例，降低了验证性实验的份量，学生普遍反映改革后的实验课更加有趣，学生参与的主动性明显提高。同时，我们鼓励学有余力的同学积极参与大学生创新性实验项目，通过以大学生为主体的创新性实验改革，一部分学生得到了科学研究与发明创造的初步训练，学生的创新意识和实践能力增强。一些学生设计的细胞生物学实验不仅获得了大学生创新项目的支持，还获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖，学生的培养质量受到了广泛好评。

参考文献：

[1]刘昌，阎锡海.我国高校生物学专业课程现状及其改革的理论思考，高等理科教育[J]，1995，4：52-57

[2]邹方东，王喜忠.细胞生物学“教师、教材、教法”三位一体课程建设与改革，中国大学教学[J]，2009，1：52-54

[3]教育部.财政部“高等学校本科教学质量和教学改革工程”（2007年1号文件）

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关键词 猪附红细胞体

猪附红细胞体病是一种溶血性疾病，多为附红细胞体寄生于猪血浆中或者红细胞表面而引发[1]。近些年来，该病在我国各地流行泛滥，已经连续多年给养猪业收益带来极大影响，造成巨大经济损失[2]。

根据中国期刊网对相关文献收录统计情况，发现近几年来该病相关文献数量呈暴发式增长，1979―1993年之间收录该病相关文献仅为数例，1994―2000年之间文献报道数量为54篇，而2001―2015年之间相关文献多达2 133篇。其范围几乎遍及全国各地，大多描述了该病预防、诊断及治疗相关问题，通过上述数据，可以充分表明该病具备发病多、范围广的特征[3]。2015年11月江苏省农科院动物疫病诊断检测中心接诊了一起基层兽医临床诊断为保育猪蓝耳病而经实验室确诊为附红细胞体病的病例，现将诊治过程报告如下。

1 案例概述

该案例发生于2015年冬季（11月），江苏省泰州市某规模化养猪场共有存栏生产母猪300头，其中200余头为50～60日龄的保育猪，由于供暖设施突然出现故障，致使该栋仔猪出现耳朵、腹下、四肢皮肤发紫，被毛粗乱，眼睛周围呈青紫色，腹部皮下有蓝紫色淤血点，体温升高至40～42 ℃，发病率约60%，被本猪场兽医诊断为猪蓝耳病，用氨基比林、头孢噻呋、阿米卡星等进行肌肉注射，但治疗后基本没有什么效果，在短短2 d内便有11头死亡，随后该养殖场将1头发病活猪请求进行检测、确诊。

2 剖检情况

主要病变：血液呈酱油色、凝固不良；心包积液，心肌苍白松弛；肝脏黄棕色；胆囊膨胀，充满浓稠明胶样胆汁；脾脏呈暗黑色；肺轻度水肿，有出血点；肾脏肿大，颜色呈轻度土黄色；其余器官无肉眼可见的病理变化。

3 实验室诊断

诊断单位为江苏省农科院兽医所动物疫病诊断检测中心，诊断时间为2015年12月。

3.1 分子生物学诊断

分子生物学诊断应在无菌环境下进行，具体步骤如下：首先，取用发病猪的脑、脾脏、肺脏和淋巴结作为检测样本，随后，经过研磨与冻融处理并进行PCR检测，通过提取、扩增RNA和DNA并经琼脂糖电泳，最后检测猪蓝耳病病毒、猪伪狂犬病毒、猪瘟病毒，以及猪圆环病毒2型。经过上述诊断后，结果均为阴性。

3.2 新鲜血液检查

通过新鲜血液的检查来进行诊断，在无菌环境下静脉取用1滴鲜血，放入等量的生理盐水中混合均匀，通过在600倍显微镜下加盖玻片观察，发现血浆中红细胞周围存在形态各异的附红细胞体，且红细胞呈现不规则多边形或星型。

3.3 血涂片染色

通过用瑞士染色血涂片的方式，并在油镜下检查，结果发现很多红细胞表面出现变形，且血浆中存在形态各异的菌体，菌体呈现紫蓝色，且折光性较强。

3.4 细菌分离培养

在无菌环境下，取用病猪肝脏组织接种在绵羊血琼脂平板上进行培养，培养时长24 h，温度控制在37 ℃恒温，结果未在培养基上发现有细菌生长。

通过上述一系列的检查，结合各检查结果，将该病确诊为猪附红细胞体病。

4 治疗

针对该病，给出了如下治疗建议，并取得了良好成效。首先，提高猪舍内的温度。通过在猪舍内摆放10盏250 W的红外灯，进而有效提高猪舍温度，提高病猪肤感温度。其次，及时在饲料中添加药物进行治疗。通过在1 t饲料中添加阿散酸250 g，以及500 g高质量的电解多维、黄芪多糖以及葡萄糖，连续添加7 d左右。最后，对于发病严重的病猪进行肌肉注射治疗。药物选用三氮脒，用量以6 mg/kg为宜，注射后48 h进行第2次注射。

经过上述治疗后，病情明显好转，除了发病尤其严重的4头病死外，再无病猪恶化死亡，且均逐渐恢复到正常状态。

5 反思

首先，近年来，由于蓝耳病的流行，只要猪出现耳朵发绀，皮肤发红，基层兽医大多诊断为猪蓝耳病，这种诊断惯性容易被认可，如果诊断结果是其他病，可能难以接受，致使猪附红细胞体病作为老病和二类传染病被掩盖，这对基层养猪业的健康发展是相当不利的。

其次，传统理论认为猪附红细胞体病主要发生于通过

蚊虫血源性传播的夏季，也是造成误诊的另一重要原因。猪附红细胞体是一种典型的条件致病性微生物，该病的发生也存在多种诱因，比如天气寒冷、长途运输，以及不合格的疫苗注射等都可能诱发该病。近期江苏省农科院动物疫病诊断检测中心临床门诊部接诊了一起保育猪由于不规范的疫苗注射（冬季注射口蹄疫疫苗时，疫苗未回温）而暴发该病的案例。

再次，猪附红细胞体病极易导致贫血问题，但猪体感染此病后，其红细胞膜抗原会因附红细胞体而发生改变，被免疫系统所排斥，进而出现自身免疫性溶血[3]。因此，在发生该病情的时候，应当及时补充发病猪的多维、糖分等来防治低血糖或酸中毒，同时应当尽量改善猪舍环境，为病猪的康复营造良好条件。

最后，虽然目前对于治疗该病的药物多种多样，但还没有完全能够消除虫体的特效药，对于病情较为严重的几乎还是无药可救[4]。因此，一旦发病，应当及时诊断、治疗。

6 参考文献

[1] 刘玲芳，袁增歧，张淑霞.附红细胞体病病原学研究概况[J].动物医学进展袁，2013（3）：31-34.

[2] 李辉，刘聚详，刘静，等.抗猪附红细胞体药物体内筛选模型的建立与应用[J].华北农学报，2010，25（增刊1）：290-294.

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常用中药材石斛的生药学研究经历了传统植物器官水平到组织水平、细胞水平和分子水平的发展过程。这个过程告诉我们，社会需求是生药学发展的内在动力，新技术新方法的运用对生药学的发展具有巨大的促进作用。

中药学这门古老的学科，为我国人民防病治病做出了不可磨灭的巨大贡献，涌现了李时珍、陶弘景、华佗、孙思邈等一批历史上著名的中医药学家和《神农本草经》、《本草纲目》等历史巨著。生药学与中药炮制、中药化学、中药药理学与临床等学科是中药学的重要组成，广义的生药学包括药用动植物（含矿物药材）分类、生药鉴定、药材质量研究、种质资源与遗传育种及人工培植等多方面的内容。近年来，由于科学技术和经济社会的全面进步，推动生药学以前所未有的速度向前发展。石斛是一种常用中药材，具有益胃生津、滋阴清热、清咽润喉等功效，来自兰科石斛属的多种植物。笔者从事药用石斛研究多年，试图从近20年来药用石斛的研究进展，分析生药学的发展趋势。

1 社会需求是生药学发展的内在动力

全国有中草药资源12 807种，其中药用植物达11 000多种。但至今常用的1 000多种中药材中近80%的品种、60%的用量靠消耗野生资源来供应[1]。药材品种多，而大部分品种用量少，相当大一部分是地方习惯使用品种。但随着社会经济的发展，特别是中医药事业的发展、中成药工业的发展壮大，一些社会需求量大的品种特别是中成药的原料药材，很快成为紧缺品种。社会需求的动力和资源的压力，为人们对药材的生药学进行深入研究提供了内在动力。

如中药石斛，《中华人民共和国药典》收载了金钗石斛、铁皮石斛等5种[2]。20世纪70年代以来，石斛的需求量大增，特别是石斛夜光丸、脉络宁注射液等中成药的问世，野生石斛资源已经不能满足需求。由于生态环境日益恶化和过度开采，铁皮石斛等名贵品种已濒临灭绝，市场上的混淆品、假冒伪劣产品屡禁不止，迫使人们加强石斛鉴别、寻找新资源和发展人工资源的研究[3-4]。到目前为止，全世界已发现石斛属植物约1 000种，我国约76种[5]，其中供药用的石斛属植物约39种[6]。石斛的鉴别已从植物形态鉴别的器官水平，向以显微粉末为基础从椎管束、薄壁细胞、石细胞等形态和结构来鉴别的细胞水平发展，并正向以DNA鉴别和多态性分析、化学成分鉴别等为特征的分子水平深入。同时，石斛的人工培植已成为近20年研究的热门课题，近年来一批运用植物生物技术手段以组织培养为基础的石斛快速繁殖研究已取得可喜成果[7]。

目前，中药发展面临前所未有的机遇和挑战[8]。一方面中医药在国外进一步普及，英国、荷兰、加拿大、澳大利亚等国家已发展了大量的中医诊所。很多国家政府开始关注中医药，一些国家对中医药进行立法，中医药在国际上开始合法化。中医药在国际上的地位和认可度正在不断提高，中医药走向世界显示出很好的发展前景。另一方面，WTO的规则、世界各国特别是西方发达国家对药品的严格的审批，也对中药提出了非常严格的要求，我国中药材及中成药的出口已遭遇一些国家的技术壁垒。由于野生药材来源复杂、生长环境差异大、采收加工不规范等原因，野生药材质量极不稳定，中药材、中药饮片和中成药在国际市场上的地位和声誉受到影响。而且，由于国外资本进军中国医药领域，我国中药产业面临跨国医药公司资金、技术、人才的激烈竞争。提高对中药材质量及其稳定性，为中药材饮片和中成药生产提供质量稳定可控的中药材原料资源已成为当务之急。

2 新技术新方法与生药学的发展

2．1 传统生药学 对野生药用植物的传统生药学研究，基本停留在从简单的形态进行植物分类研究、从药材性状、色泽、气味等进行生药鉴别的水平，一些近缘植物特别是一些混淆品的鉴别常常出现偏差。20世纪50年代，我国科学家开始运用植物解剖学和显微镜技术从组织的显微结构、细胞形态、细胞内容物等微观层次进行生药鉴别的研究，使生药学研究从植物植株、器官水平，逐步向组织水平、细胞水平和分子水平不断深入。

2．2 显微技术与经典生药学 光学显微镜的发明和广泛应用是石斛及其他药用植物的生药学研究从器官水平向细胞水平深入的前提，而电子显微镜的发明和应用，则将生药学研究推向亚细胞水平。中药材在生产成中成药之后，药材已经过粉碎、研磨、过筛、提取、浓缩等处理，药材形态已不复存在，传统形态鉴别已不可能对中成药进行鉴别。但中成药还保留了原料药材的许多粉末特性和显微特征，从组织和细胞水平可以鉴别中成药中的原料药材是否有误。如马国祥等对药用石斛药用部位茎的显微构造进行聚类分析，初步可将22种材料分为三个大组[9]。刘学平等对10种石斛类中药粉末进行显微分析，重点比较不同种间的显微特征，在粉末研究的基础上对“石斛夜光丸”进行了显微分析[10]。显微鉴别同理化鉴别、性状鉴别，成为中国药典采用的中药材、中药饮片和中成药鉴别的经典方法。

2．3 分子生物学技术的应用 近年来人们开始从遗传物质DNA的角度研究石斛的准确鉴定[11]，从rDNA IST序列-生活型性状特征-居群类型三者之间的相关性研究石斛的道地性[12]，使石斛的生药学研究进入分子水平。事实上，20世纪50年代DNA双螺旋结构的发现，特别是90年代PCR技术发明并广泛应用以来，分子生物学从理论到方法、技术均取得了飞跃性的发展，并对其他生命科学起到十分积极的促进作用。分子生物学技术的应用，使整个生药学研究深入到分子水平并取得了前所未有的成就。DNA分子作为生物遗传信息的直接载体，同种药用植物或动物的每一个体的所有细胞均包含相同的遗传信息，具有相同的遗传物质DNA，它不受气候、土壤等环境影响，也不会随个体发育阶段或因组织器官的不同而变化。因此DNA分子标记技术为鉴别原植物或动物形态已遭到破坏的药材的鉴别提供了新的技术途径。

DNA测序技术[13～15]、限制性长度多态性分析 [16～18]、基于PCR反应的鉴别[11，19]、蛋白质鉴定与免疫技术鉴别、以蛋白质电泳图谱鉴定[20～22]、动物药材的血清免疫技术鉴别[23-24]、利用基因芯片鉴别中药材[25～27]等方面均取得了一定的进展。中药材的分子鉴定以其准确性高、需要样品少、不受样品形态干扰等优点，而表现出很好的发展前景。分子生物学技术的应用，使中药鉴别、品种改良、人工资源培育的研究进行了分子水平的新时代。

3 生药学的发展与中药现代化

中药现代化是中药发展的必由之路，近几年已被愈来愈多的人们所接受，也愈来愈被有关部门所重视[28～30]。中药现代化有着丰富的内涵，是一个漫长的过程，涉及方法、标准、工程等技术问题，是涉及众多领域的系统工程，需要政府各部门、科研、生产、内外贸、风险投资及社会各界的通力合作。但目前一些观点已引起广泛关注，如“中药现代化要从中药材种植规范化”做起；要“建立量化与可控的中药质量标准”；“中药现代化要以国际化为目标，国际化程度是中药现代化的重要标志”；“以国际标准和规范研究开发新药”等。笔者认为中药现代化的根本目的是确保广大人民使用中药安全有效，中药产业为国民经济发展做出应有贡献，中药在国际医药中站有一席之地。要实现这个目标，首先必须能够提供安全有效、质量稳定可控的中药材资源。因此中药材的人工培植，中药材生产的规范化、规模化和集约化是中药现代化的根本和基础[28]，是历史发展的必然趋势[1，8]。

在这种历史背景下，生药学将在宏观与微观两方向继续深入和发展。在微观方面，将继续从分子水平或更深入的研究，阐述中药的生物学特性、生物活性、药理作用及防病治病的机理。在宏观方面，将以实施《中药材生产质量管理规范》（即GAP，good agricultural practice）为契机，综合传统和经典生药学、农学、管理学等学科的理论和技术，研究中药材生产的技术规范，为中药材生产基地建设和中药材产业化发展提供技术支撑[31，35]。如近20 年来对药用石斛的生药学研究，在组织培养的材料、培养基、培养条件、试管苗壮苗、炼苗移栽、栽培过程中的光温控制、肥水管理、人工种子、菌根研究等方面取得了重要进展，积累了大量的技术资料，已为药用石斛的人工培植和石斛资源的产业化发展创造了条件。可以预见，在不远的将来，石斛产业化将产生巨大的经济效益和社会效益，而丰富的石斛人工资源必将为石斛的综合开发，特别是以石斛原料的具有自主知识产权的中药新药研发打下坚实的基础。

参考文献

1 范俊安．充分认识中药材生产全面实施GAP的紧迫性．中国药业，2004，13（2）：15-16．

2 中华人民共和国药典委员会．中华人民共和国药典（2000年版一部）．

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7 张艳，彭锐，范俊安．药用石斛离体培养研究概述．时珍国医国药，2000，11（8）：763-764．

8 范俊安．关于重庆市中药材产业化发展的思考．中国药业，2003，12（3）．

9 马国祥，离寅龙，徐国钧，等．中药石斛显微构造的聚类分析．中国药科大学学报，1996，27（4）：208-210．

10 刘学平，汤明辉，戴涌，等．中药石斛类粉末的显微鉴定研究．中国药科大学学报，1992，23（3）：148-151．

11 王爱民．两种药用石斛RAPD反应的实验简报．中药材，2002，25（5）：324．

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17 马小军．人参RAPD产物的限制性内切酶消化．中草药，1998，29（9）：625．

18 吴平．海马类药材的分子遗传标记鉴定研究．药学学报，1998，33（3）：226．

19 黄璐琦．RAPD方法在细辛属药材鉴别研究中的问题及对策．药学学报，1998，33（10）：778．

20 许重远．狗脊及其混淆品蛋白多肽高效毛细管电泳法鉴别．中药材，1999，22（7）：337．

21 陈振江．金钱白花蛇可溶性蛋白凝胶电泳图谱研究．中草药，2000，31（5）：374．

22 赵华英．苋科6种种子类药材的蛋白质电泳鉴别．中国中药杂志，2000，25（1）52．

23 冯振波：应用免疫学方法进行虎骨鉴别的研究．中国中药杂志，1992，17（4）：196．

24 郭月秋．鹿心及其伪品的免疫凝集试验鉴别探讨．中医药学报，2000，28（1）：62．

25 Cai ZH,Li P,Dong,TTX，et al．Molecular diversity of 5rRNA spacer domain in fritilaria species revesled by PCR analysis．Plant Med，1999,65(4):360-364．

26 Shi MM．Enaling large-scale pharmacogenetic studies by high-through put mutation detection and genotyping technologies．Chin Chem,2001,47(2):164-172．

27 杨忠．基因组学与生物芯片技术在中药研究与开发中的应用．药学学报，2002，37（6）：490-496．

28 张南平，肖新月，林瑞超．中药国际化、现代化探讨．现代中药研究与实践，2003，17（4）：3-6．

29 李泊溪．论我国中药产业化发展的战略背景与目标-中药现代化产业推进战略的若干思考（上）．世界科学技术•中药现代化，2001，3（5）：8-11．

30 李泊溪：论我国中药产业化发展的战略背景与目标─中药现代化产业推进战略的若干思考（下）．世界科学技术•中药现代化，2001，3（6）：7-10．

31 赵中振，姜志宏．中药的GAP与国际市场．GAP研究与实践，2003，2（4）：59-60．

32 徐鸿华．实施中药材GAP推进中药现代化．世界科学技术•中药现代化，2001，3（1）：37-39．

33 黄璐琦．中药材GAP实施的复杂系统论．中国中药杂志，2002，21(7)：1-3．

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1 立足专业特点，改革教学目标

1.1 强化基础知识传输

农药学原理不同于西北农林科技大学植物保护学院为制药工程专业本科生设置的农药学课程。农药学是基础理论学科，注重讲授基础性的概念知识，是植物保护学院制药工程专业本科二年级学生的一门专业必修课程。然而，农药学原理是为农药学硕士一年级研究生专门开设的专业必修课程，是农药学的延伸与深入，主要目标是为了让学生在前期学习的基础上增强对本科阶段农药学的认识，强化对基础理论知识的理解。该课程不仅要求学生对理论知识进行学习，掌握关于农药新剂型与加工等基本理论知识，学会新的使用方法，更要求学生深入了解不同类型农药作用机理，如杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀卵剂与杀线虫剂的作用机理等，从而为今后的科学研究打下坚实的理论基础。因此，在教学过程中，教师不但要加强基础知识的传输，更要侧重于将教学内容融汇于学生的科学研究。

1.2 培养学生的实践操作能力

在农药学原理教学过程中，除了要教给学生基本的专业知识和专业技能以外，还应该突出该门课程教学的实践性，夯实学生基本的专业素质。就农药学专业学生的素养来说，教师应着重培养学生的判断力与实践操作能力。例如在讲解油菜田病害问题时，可以就油菜菌核病菌抗药性来提问题：当一块油菜田连续多年使用单一药剂防治油菜菌核病时，防效为何显著下降，如何解决抗药性问题等。通过这样的引导方式来培养学生的思维能力，增强学生运用所学理论知识解决生产实践中问题的能力。

2 立足教学目标，改革教学内容

2.1 合理安排教学内容

农药学原理的核心是如何科学地使用农药，不仅强调农药与人类、环境之间的关系，更多的是要学生掌握农药的加工、应用技术、作用、代谢、选择性原理，以及有害生物抗药性原理[2]。该课程虽然与制药工程专业本科生所学的农药学课程内容有部分重叠，但农药学侧重于学生对基础理论知识的掌握，而农药学原理则侧重于农药的加工、应用及作用机理等分子、蛋白层面的知识，这就要求学生要具备一定的分子生物学或蛋白质组学的基本知识。因此，教师在讲授过程中要有所侧重，理清这门课程之间的区别与联系。此外，农药学原理以激发学生主动思考解决问题的能力为基本，突出学生科学研究的探索能力。比如在讲授抗药性问题时，不应当只是让学生了解抗药性的概念，更重要的是让学生学会分析抗药性的机理。

2.2 及时补充学科前沿知识

农药学原理教学内容较多，但课时较少，教学过程应该尽量压缩基本知识的讲解，对于一些交叉知识点，也应简单概述。随着科学研究的不断深入，农药学原理课程涌现了新的知识点，因而教学内容应该及时增加最新研究成果，着重介绍学科前沿知识。在课堂讲授过程中，教师可结合自身研究进展，讲解当前该领域的最新研究成果。例如，在讲解抗药性机理等方面内容时，可引用当前领域最新高水平文献，激发学生科学研究的动力，并拓宽学生的知识面。

3 立足教学内容，改革教学方法

3.1 互动式教学法

研究生教学与本科生教学存在很大差异。本科生重在通识教育，对知识的掌握在于广而不在于精，研究生的教学重在培养学生独立思考与解决问题的能力，对知识面的掌握不仅在于广、更要精。鉴于此，在农药学原理教学过程中，教师应采取以学生为主体的教学方式，在对理论知识讲述过程中，要及时观察课堂接受情况，要对难点重点详细讲解。同时，对于存在争议的知识点，教师可以鼓励学生提出新的见解与看法，共同探讨，这样不仅能够锻炼学生独立思考问题的能力，而且能够开拓学生的科研思路。

3.2 小组讨论教学法

目前，农药学专业硕士一年级研究生已进入实验室开展

相关科研工作。由于学生研究方向存在差异，因此授课过程中可依据学生的科研方向分小组进行讨论。比如说在讲授杀菌剂作用机理的过程中，教师可以鼓励相关研究的学生结合自己的科研方向，通过查阅最新的高水平研究文献，在课堂上作专题报告。在进行分组讨论时，每位同学可根据自己所学的知识，对作报告学生的内容提出质疑，对该学生的研究課题进行广泛深入的讨论与交流。这样既能加深学生对该知识点的认知与理解，提高教学质量，又能为该学生所开展的科学研究提供广泛的科研思路与实验技术等。

4 立足教学方法，改革教学手段

由于农药学原理的基础理论知识较多，传统授课手段的局限性日益凸显。随着计算机和信息技术的快速发展，以网络为基础的教学手段逐渐成为一种趋势，许多仿真虚拟仪器如Multisim、Protel等在授课过程中广泛应用[3]。虚拟仿真教学是学科专业和信息技术高度融合的产物，其具有传统教学不具备的优势，如方便性、直观性、互动性、共享性等[4-5]。西北农林科技大学植物保护学院建立了虚拟仿真实验室，将抽象的理论形象化、具体化。比如在讲授杀菌剂抑菌作用机理时，可以采用虚拟仿真动画展示药剂与靶标蛋白结合，影响病原菌各组织的生成，进而导致病原菌不能正常生长的过程。这种视觉冲击效果，极大地激发了学生学习的兴趣。

现阶段，全国高校基本上均拥有强大的校园网络系统。借助于校园网络功能，构建农药学原理课程大数据库，为师生提供一个交流学习的互动平台。同时，由于农药学研究生班级人数较少，因而实行网络教学可行性较高，不仅能够显著提高教学质量，也能够提高学生科学研究的能力与水平。

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关键词 基因工程；科学探索

中图分类号G2 文献标识码A 文章编号2095―6363（2017）03―0013―01

随着科学技术、经济的迅速发展，基因工程技术在农业、工业、医药、能源等领域应用越来越广，用途越来越大，地位日益提高，且作为一门新兴生物学科，通过学习使学生对于基因工程的基本概念以及其探索应用领域等方面都有了一个详细的了解，对于提高学生知识水平、综合素质有着至关重要的作用。

1基因工程概述

1.1基因工程概念及其特征

基因工程又可以称为DNA重组技术，是根据人们各方面的需求意愿，提取出来一种生物的某种基因，并对其进行改造和重新组合，最后将其转移到另外一种生物的细胞里，从而改变了生物原有的遗传性状，创造出了人们所需要的新品种。

基因工程有2个重要特征，第一是广泛性，可以实现人们把任何生物的基因转移到毫无关系的任意其他受体细胞中的愿望，生物的遗传特性被改变并且创造出了新的生物性状；第二就是可复制性，一些DNA可以在受体细胞内进行复制，使大量纯化的DN段准备成为可能，有利于加深对分子生物学的研究领域。

1.2基因操作基本工具

基本工具主要有3N：第1种为基因的剪刀“限制性核酸内切酶”即“分子手术刀”它主要是从原核生物钟分离出来，存在于微生物体内，其具有的特定性表现在只能辨别指定的核苷酸序列并且在指定的地方进行分割DNA分子活动，分割后的末端产生了粘性平端和平末端两种表现形式；第2种是基因的针线“DNA连接酶”即“分子缝合针”，其种类分为粘性末端、粘性末端和平末端。它可以把粘性末端之间的缝隙缝合起来从而形成一个重组的DNA分子；第3种是基因的运输工具“运载体”即“分子运输车”，具备自我复制、多个限制酶切点、有标记基因、对受体细胞无伤害的4个条件，目的就是将基因送入到受体细胞内，常见的种类有质粒、噬菌体等。

1.3基因工程基本操作步骤

基因工程的基本操作步骤主要有以下4步：第一，合理获得目的基因。一般是通过采用CDNA文库法、人工合成法、基因文库法等途径办法来完成编码蛋白质结构基因的获取，并通过PCR技术达到扩增目的基因的效果，其中PCR技术就是指遵循DNA复制原理，在生物体外复制特定DN段的核酸合成技术。第二，基因工程的核心内容即建立基因表达载体。其目的主要是为了使受体细胞中的目的基因的存在保持稳定并良好地遗传给后代，同时保证目的基因的功能得到最有效最大的发挥。目的基因、标记基因、启动子以及终止子四者共同构成了基因表达载体。第三，将目的基因植入进受体细胞内。其通常是指将目的基因导入到受体细胞中，并保持稳定和表达的一个操作过程。一般来说导入动物细胞和植物细胞、微生物方法各异。第四，目的基因的检测和鉴定。该步骤的主要目的就是检查转基因生物的染色体是否合理地插入了目的基因，同时目的基因是否已经翻译成了蛋白质，完成了转录。其检测办法一般有分子杂交技术等。鉴定就是指对生物进行个体水平的鉴定，例如鉴定转基因抗虫植物是否表现抗虫性状。

2基因工程的探索应用

2.1基因工程在农业方面的应用

目前，基因工程在农业领域方面的应用较为广泛，其主要就是为了提高农作物抗病虫害的能力，改善农作物的品质，增加产量，在这些领域，基因工程已经取得了引入注目的成绩。首先是植物抗病基因工程，其随着迅速发展的植物病毒分子生物学也得到了全面开展应用，例如：或者中科院通过把抗病毒基因植入到水稻的细胞里的方法，从而使得培育出来的水稻也就有一定的抗病虫害的能力。其次基因工程技术通过采用特异性启动子与RNA酶基因构建嵌合基因的途径，使植物雄系不育性成为了可能，其成功应用于小麦、油菜和果树等。同时为农业创造了高质高产的新品种。最后随着人们生活水平的提高以及对农产品的口味、口感的要求也越来越高，改善植物品质的基因工程也慢慢被应用到农产品中，其主要是通过基因转移来达到改变植物中氨基酸或者脂肪含量等品质特性的目的。例如：将水仙花的2个基因和一种细菌的一个基因共同植入到水稻中，从而形成水稻的一种新品种，这种新水稻富含铁锌元素，并将其转化成维生素A的胡萝卜素，防止贫血和缺少维生素A，最后大米呈现金黄色，成为了“金米”或者是根据国外的相关研究，为了使普通的小麦富含更多的高分子量的面筋蛋白质，从而将其基因转移到普通小麦里，从而改善小麦基因，使小麦更具弹性。

2.2基因工程在医学方面的应用

现今，基因工程在医学方面的应用最为活跃，其在新药物研制、疾病诊断以及治疗方面都有着不可忽视的作用。以基因工程药物为主导的基因工程的应用产业在全球发展迅速、前景良好开阔，目前利用基因工程生产的药物主要包括疫苗、抗体、激素、寡核苷酸药物等，已经被用来治疗和预防各种疾病。例如基因工程乙型肝炎疫苗。基因工程药物能改善传统化学药物供应不足、副作用较大、缺乏安全性等问题。其次基因工程在疾病诊断应用领域也不断拓宽。基因诊断技术是20世纪70年代简悦威在贫血临床治疗中取得的研究成果，基因诊断常用的方法有DNA分子杂交、检测基因的缺失等。例如一些遗传病症通常就与基因的突变有关，在临床上，就可以通过基因诊断技术对遗传病症或者癌症等进行检测。并且随着多聚酶链式反应技术发明，基因诊断方法也越来越简单方便，不采用DNA分子杂交方法，直接从扩增的DNA分子做酶切分析，甚至有些不需要做酶切分析而直接根据扩增的长度来达到疾病诊断的目的。

2.3基因工程在环保方面的应用

随着工业经济的发展，我国国内环境状况严峻，石油污染、水污染、农药污染、气候变暖等问题已经成为了社会日益关注的焦点。例如美国通过采取DNA重组技术将降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4种菌体基因有效链接起来，并转移到某一种菌体中从而产生同时降解这4种有机物的超级细菌从而达到清楚油污染的作用。基因工程技术同样可以用于降解农药，转基因作物的出现有利于减少农药对环境的不利影响，并根据中科院研究所研制出为了降解农药并带有自杀控制功能的一种细菌即“环境安全型基因工程菌”，其在完成降解农药的目的任务后能够“自杀”，从而消除基因工程菌本身对环境的影响。总之，基因工程由于其自身高技术、基本不污染环境或少污染环境的特点，对于建设生态环境以及消除环境污染有着积极重大意义。