分子生物学与生物技术范文

导语：如何才能写好一篇分子生物学与生物技术，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

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

篇2

关键词：生物技术；研究型教学；分子生物学

研究型教学可以培养学生勇于探究问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，也可以培养学生创新能力与自主学习能力[1]。我校分子生物学课程开设于生物技术专业三年级上学期，在生物技术专业知识体系的构建过程中具有承上启下的作用。分子生物学以细胞生物学、生物化学和遗传学等课程为基础，又可以为基因工程、细胞工程与生物制药等课程教学奠定基础，并且其所涵盖的分子生物学实验技术应用广泛，是医学、农学和环境科学等学科的实验技术工具。在以往的教学中，学生反馈该门课程学习难度大，影响后续课程的学习。为提高学生自主学习能力，为医药生物技术行业培养应用型人才奠定基础，我们在分子生物学课程中进行研究型教学探索。

1在分子生物学教学中应用研究型教学模式的必要性

1.1培养应用型人才需要开展研究型教学

我校生物技术专业以医药生物技术应用型人才为培养目标。生物技术专业学生只有具备较强的分析与解决问题能力、创新能力、自主学习能力和终身学习能力，才能满足社会发展需求，而研究型教学恰恰能够促进学生这些方面能力的培养[2，3]。分子生物学是生物技术专业核心课程，对后续课程的学习和操作技能的培养都有至关重要的作用。因此，在该课程中开展研究型教学，对培养应用型人才起到较好的示范和引导作用。

1.2传统教学方式不利于分子生物学课程教学

分子生物学是一门理论性和实践性很强的课程。以我校分子生物学教学为例，其内容繁杂、知识点多，学生理解、掌握、实验操作难度大。如果沿用传统教学理念进行教学，以教师讲授为主，学生被动接受，分子生物学理论的抽象性和实验操作的复杂性必然影响学生对知识的理解与掌握，导致学生产生厌烦心理，进而影响后续专业课程的学习。

1.3学生自主学习能力需要强力引导

由于学生在高中阶段处于高度紧张的学习状态，进入大学后，学习状态变得较为松懈，加之大学阶段课程开设方式和学习方式等的改变，所有课程的学习主要依赖于学生自己。课上，教师只是结合专业特点把握教学大纲，传授学生知识，培养其创新能力、操作技能，往往讲得多，对学生的要求少。大学阶段随着各种课外活动的增加，互联网、电子产品及网络游戏等的冲击，部分学生形成课前不预习、课上随“心”走、课下人自由、考试靠突击的学习态度。因此，需要探究教学方法，改变学生学习方式，将学生由被动接受知识转变为主动学习知识，培养学生自主学习能力。

2研究型教学模式在分子生物学教学中的应用

鉴于分子生物学在生物技术专业课程体系中的核心地位以及进行研究型教学的必要性，我们从教学资源、教学内容和教学设计等方面进行了研究型教学探究。

2.1构建以教材为主、网络教学平台为辅的研究型教学资源

DNA双螺旋模型的建立成为现代分子生物学研究的开端，而分子生物学作为一门生物类本科专业课程，现行的适用于本科生教学的教材较多。如在构建研究性课程体系时采用的高等教育出版社出版的朱玉贤主编的《现代分子生物学》、Robert•F•Weaver编著的《分子生物学》、戴余军主编的《现代分子生物学辅导与习题集》等教材。中英文教材结合，不仅能使学生更好地学习分子生物学知识，还能通过阅读英文辅助教材提高阅读英文文献能力。此外，要及时将分子生物学理论和技术的新进展资料上传至学校网络教学平台，让学生了解最新的分子生物学知识，激发学习兴趣。

2.2教学内容模块化重组，便于研究型教学设计

以我校分子生物学教学为例，对教学内容进行模块化设计，主要包含3个模块。模块一为“DNA的复制、转录和翻译”，这部分内容是本课程的基础知识，难点不多，以原核生物为例来讲解，穿插真核生物的相关知识点，学生容易理解和记忆。模块二为“基因的表达调控”，该部分内容中有些知识点比较难理解，例如，原核生物基因表达调控中的弱化机制、乳糖操纵子等，真核生物基因表达调控中的DAN甲基化、蛋白质乙酰化等内容，而这些都属于教学重点。模块三是以上述两个模块内容为基本原理衍生来的“分子生物学实验技术及其应用”，这部分内容与前面两个模块的内容互为依托。例如，PCR技术及其衍生技术都是基于DNA复制原理，只要把DNA复制原理理解透彻，这部分内容就会比较容易理解；酵母单杂交、双杂交技术依赖于基因表达调控中的DNA与蛋白质、蛋白质与蛋白质之间的相互作用。此外，该模块还包括相关实验教学内容，通过具体的实验操作训练，提高学生对理论知识的掌握程度和应用能力。教学内容的模块化重组使课程内容更有序，有利于研究型教学设计。

2.3教学过程的设计

在设计教学过程、选择教学方法时，要适应研究型教学需要，调动学生学习主动性，培养学生问题解析能力、自主学习能力、实践能力和创新能力，从单纯的知识传授向带动学生主动探究问题、学习知识和技能并实现学以致用转变，从以教师讲授为主转变为以学生学习为主，重点开展以问题式教学、案例式教学、综合性实验、设计性实验和参与教师科研为主的教学设计。2.3.1问题式教学设计带着问题学习，容易激发学生好奇心。在模块一“DNA的复制、转录和翻译”和模块二“基因的表达调控”教学中，可采用问题式教学方法，针对不同内容设计不同问题。在设计问题时，要注意紧扣教学内容，避免脱离教学目的。例如针对“DNA的复制”内容设计教学：首先，引用1958年Meselson和Stahl利用15N标记大肠杆菌DNA的实验，让学生推导DNA的复制模式；其次，以原核生物主要遗传物质为例阐述DNA复制过程，要求学生掌握蛋白或者酶在复制过程中所起的作用与先后使用顺序，然后观察DNA双链的变化，再以蛋白或者酶的作用为媒介，将DNA复制过程完整描述出来，加深对DNA复制的印象；最后，通过比较原核生物和真核生物主要遗传物质在复制时的异同，进一步加深对该部分内容的理解。将这些问题通过网络平台布置给学生，让学生课下查阅教材和网络资料，养成课下自主学习习惯，从而将课下变成自学场所，将课堂变成基于问题进行讨论的场所，引导学生踊跃参与到课堂中，再根据学生的回答和讨论结果，进行有重点、有目的的讲解和总结，改变传统以教师讲解为主的授课方式，提高教学质量。2.3.2案例式教学设计案例式教学法是一种运用案例进行课程教学的方法，有助于激发学生学习热情，培养学生分析问题和解决问题的能力[4，5]。在模块三“分子生物学实验技术及其应用”教学中，可穿插案例式教学设计，将相关或者相衔接的实验技术整合为一个案例进行教学。授课教师根据教学内容的目标要求确定案例，并规定材料搜集原则和方向。在授课时，不是就某个实验技术进行原理讲授，而是对实际案例从实验角度进行推导，最终归结到该实验技术的原理，并要求学生思考这一实验技术可以归结为模块一或二中的哪一个机制。例如在讲解PCR技术时，确定案例为PCR技术、RT-PCR技术和荧光定量PCR技术，要求学生收集相关技术实验方法、实验注意事项以及这些技术间的区别与联系等资料，并在此基础上推导该技术的基本原理是分子生物学中的哪一个机制。在案例式教学中，授课班级学生以小组形式进行分工合作，由各小组分别汇报收集的材料，最后教师对各小组案例分析内容进行总结与补充，并客观地给予小组成员成绩评定，以调动学生学习积极性。通过案例式教学，学生分析实验现象的能力得到了极大提高，参与实验的积极性也显著提高。2.3.3综合性和设计性实验教学实验教学是培养医药生物技术应用型人才的重要环节[6]。分子生物学是实验性很强的课程，实验课程的设置关系到学生操作技能、创新能力和综合运用知识能力的培养。在研究型教学设计中，首先通过综合性实验项目强化学生的基本实验技能，实验项目包含一般实验室常用的DNA操作技术和蛋白质操作技术，在实验过程中要求学生做到“3个独立”，即独立完成实验操作、独立分析实验现象、独立完成实验报告，培养学生熟练的实验操作技能和独立分析问题、解决问题能力，提高自主完成实验能力。然后加强设计性实验项目的训练，为了防止设计的实验项目过于宽泛而失去设计性实验项目的意义，授课教师根据实验室现有资源，限定可以选择哪些实验技术解决某个问题，要求学生分小组进行实验项目设计，并由指导教师评判项目设计的可行性和实施情况。通过这一过程，培养学生团队合作精神和综合运用知识能力，提高实验教学质量。2.3.4引导学生参与教师的科研课题，提高分子生物学知识的综合运用能力开放实验室，将专业授课教师研究方向和重点研究内容提供给学生，教师根据自己的科研安排提供3～5个名额，让学生参与到科学研究中。本专业教师虽然研究方向不同，但在课题研究过程中都会用到分子生物学知识。学生根据自己的兴趣选择相关的教师，并在教师指导下进行科研课题的研究。如此，能提高学生应用分子生物学实验技术能力、分析问题能力、综合运用知识能力、创新能力和自学能力。总之，应用研究型教学模式，不仅提高了学生学习主动性，还激发了学生积极参与科研的兴趣，不断有学生在各级各类大学生科技创新项目和实验技能大赛中获得较好的成绩，同时也使学生综合运用知识能力得到了锻炼，为培养医药生物技术应用型人才奠定了坚实的基础。

3展望

高等院校要想培养医药生物技术应用型人才，就需要适应生物技术行业的发展需求，探索应用研究型教学模式。应用型人才不仅需要有扎实的理论基础和较强实践操作技能，还要具备自主学习能力与创新能力。通过研究型教学改革，借助教学资源丰富的网络平台，应用问题式教学方法、案例式教学方法等，引导学生积极参与科研课题研究，培养学生成为勤于思考问题、解析问题、尝试创新的人才。研究型教学模式的应用必将在应用型人才培养方面发挥更大的作用，成为应用型专业教学改革中值得探究的模式。

参考文献：

[1]刘文明.高校研究型教学模式的几点探讨[J].当代教育实践与教学研究，2016（8）：262.

[2]宋义林，高树枚，陈刚.基于应用型人才培养的研究性教学模式的探索与实践[J].黑龙江高教研究，2014（6）：142-144.

[3]徐守坤，汪英姿，闫玉宝，等.高校研究型教学模式与创新人才培养探究[J].计算机教育，2009（18）：28-31.

篇3

[关键词]分子生物学 实验教学 课程教学 改革

分子生物学自20世纪50年代以来就是生物学的前沿与生长点,主要研究的是生物大分子的结构和功能,并试图根据化学和物理规律来解释生命现象,是生命科学在发展的过程中产生的一门学科。分子生物学这门学科是高等院校生物专业开设的主干课程之一,其自身特点是:理论性强、符号名词多、模型假说多、难懂难记。照本宣科式的教学方式很容易使学生对抽象的专业内容无法理解,教学效果不好,因此,需要我们大胆进行教学改革,采用引导,启发,讨论等教学手段,适应时展需要,培养学生良好的专业素质和获取知识的能力。

一、分子生物学课程教学改革

1.分子生物学课程教学存在的问题

分子生物学的理论性很强,有一定难度,如果采用填鸭式教学的方法会大大遏制学生学习的兴趣,影响学习积极性。另外,分子生物学的教材种类较多,有些是按照生物大分子的结构功能和应用等来编排的;有的是围绕中心法则来编排的;有的是按照分子生物技术的类型来编排的,可能存在与基因工程,生物化学等课程相互重复,相互渗透的情况。

2.分子生物学课程教学改革的方案

(1)优化课程教学内容

分子生物学课程中设计生物大分子结构的内容可以适当简化,避免课程之间的重复,分子生物学实际上是由生物化学延伸而来的,许多教材中重复了大量的生物化学中的有关内容,这部分内容讲解时可以压缩,而突出分子生物水平上的新知识,包括分子机制的原理,分子间相互作用关系,最新的分子生物学研究方法等核心内容。结合Nature和Science的最近研究成果,使学生了解目前国内外分子生物学最新的研究热点。

(2)课程教学方法的改良

分子生物学的理论知识,例如DNA复制,转录,翻译;基因表达调控等内容抽象,由于这些生物大分子是看不见摸不着的,本身学生也只有一个模糊的认识,如果再加上生硬重复的转录复制等机制,更容易使学生听得云里雾里,严重打击其学习积极性。因此,必须结合多种教学方式,采用提问题,引出学生的思路,对一些日常生活中常见的现象,例如,父母与子女的长相为何很相似,刑侦案件通过血迹破案的原因,镰刀型贫血病的产生机制,微生物为何生产出效果极佳的药物等等,可以将这些内容作为一

个个的切入点,剖析其机制及理论的依据(即教材内容),这些与生活和专业相关的话题可以激发学生的求知欲与好奇心,说明学好这门学科的实际意义。教师备课应依据教学内容要求、学生生活经验积累, 寻求有利于教学的生活案例,找到学科教学与生活教育的结合点, 把学生感兴趣的问题提示给学生。另外分子生物学课程中不乏经典的实验发现和重要技术发明,此时要从探索发现的角度剖析这些重要发现和发明产生的偶然性与必然性,使学生能够理解自然科学中的奥秘的发掘过程,学习科学家们的研究精神和方法,明白“授人以鱼”不如“授人以渔”的道理。

(3)教学资料的整合

通过将每节课的主要内容整理发给学生,让他们自己可以复习,提出问题后进行一一讲解。课堂上对幻灯内容进行选择性地研讨,引发学生进行课堂讨论,并安排学生组成兴趣小组,拟定题目进行分组讨论,最后在课堂上用幻灯讲解自己的观点,并将幻灯资料收集印发。

二、分子生物学实验教学改革

1.分子生物学实验教学存在的问题

分子生物学的理论性较强,如果实验内容安排过少不利于理论知识的理解,目前理论学时与实验学时的比例为2.5:1,如果进行系统实验需要更长的实验学时,分子生物学的实验试剂昂贵,实验周期长,一般高校都受到实验经费的限制,在此情况下,更需要高效地利用教学资源开展综合性强的实验。学生在课程实验过程中,经常反应出内容过于单一,系统性不强的问题。

2.分子生物学实验教学改革的方案

分子生物学实验是解析分子生物学重要理论知识的手段。随着社会各方面对学生动手能力、综合素质和创新能力提出了更新、更高的要求。生物专业本科学生的实验课程可以综合性实验为主,便于深入理解理论知识,在此基础上引入一些具有设计性的实验项目。通过开设综合性实验培养学生的综合分析能力、实验动手能力及查阅中外文资料的能力。通过开设设计性实验的目的在于着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力、组织管理能力和科研能力。

(1)综合性实验教学方案改革

由于分子生物学与基因工程在实验方面有较多重复的内容,可以结合专业特点将分子生物学实验,基因工程实验和其他专业课程实验部分融合在一起,组合成有特色的生物专业综合实验。因为各个高校的生物专业各有侧重点,包括环境,食品,植物,防疫等诸多方向,通过结合专业方向将分子生物学与其他专业方向课程实验综合起来,最后提交综合实验论文。生物专业学习的科目较多,课业较重,想要学好学精必须投入大量精力,如果教师在教学过程中结合课程的交叉性,设立系统性较强的综合实验,便于学生在头脑中建立完整的专业框架。例如,食品发酵专业的综合性试验可以将:食品中几种重要工业微生物的分离纯化;微生物的PCR鉴定及扩增产物的回收;克隆及转化大肠杆菌实验;质粒提取及定性定量分析;蛋白质SDS-PAGE电泳;利用分离纯化的微生物进行发酵实验等内容结合在一起建立系统的涵盖分子生物学,基因工程,食品发酵的综合性实验课程。这部分内容主要结合的是专业基础课程和专业课程的实验,使学生真正体会学习到生物专业的应用性。

(2)设计性实验教学方案改革

设计性实验可由指导教师出题目、给方案、给实验目的要求和实验条件,由学生自己拟定步骤、自己选定仪器设备、自己处理数据。更进一步的设计性实验则是在指导教师出题后,全部由学生自己组织实验,甚至可以让学生自己选题、自己设计,在教师的指导下进行,以最大限度发挥学生学习的主动性。例如,通过不同的方法对蚕豆进行胁迫处理,然后检测某基因及表达水平的变化;或以原核细胞为主体,给予不同的条件处理,分析蛋白表达的变化等探究学习。虽然强调学生学习的自主性,但决不能放弃教师的指导和帮助。

综合性实验和设计性实验根据具体情况进行调整,但分子生物学实验课程与其他相关课程的结合对生物专业的学生更加系统地学习专业理论与技术是很重要的。

3.实验教学方法的改革

如果没有有效地利用方案,发挥方案的优势,使学生对项目产生浓厚的兴趣和主动性,实验可能达不到理想的效果。根据具体情况,引入多种教学方式,如建立分子生物学实验教学网络平台,及时交流实验经验体会,或者采用多媒体的教学方式,将原来死板、枯燥的实验原理变得生动、具体、形象、逼真。这种集声音、图像、动画及文字等与一体的多媒体教学方式也是生物学教学理想的教学方式之一。在实验教学过程中,教师在讲解时要有针对性地联系相关专业理论知识,以加深学生的印象。实验结束后不要仅仅通过实验报告和考勤评价学生的实验技能,而应根据其实验思路,实验操作,解决问题的能力,团队协作能力等方面进行综合评价。除此之外在暑假期间鼓励学生从事开放实验的训练,提高学生的实验技能,使实验教学质量能够不断提高。

分子生物学教学改革是一项系统的改革,涉及到很多相关课程。目前我们还处于摸索和实践的阶段,教师任重道远,需要不断提高自身业务水平,不断探索,不断实践,不断创新,不断总结,把教学工作开展得更生动活泼,更有效果,为国家培养出更多高素质的生物技术人才。

参考文献:

[1]余晓丽,李淑萍.分子生物学教学改革与实践[J].南阳师范学院学报,2005.

[2]黄诗笺.生物学教学改革笔谈(一)[J].中国大学教学.

[3]郑鸣,王永芬.分子生物学教学改革初探[J].郑州牧业工程高等专科学校学报,2008.

[4]何国云.构建生物课堂教学的生活化[J].课改连线.

[5]张光青.比较法在生物教学中的应用[J].教学点滴,2004,(10).

[6]张海珠,张先云.生物学教学中探究性学习之我见[J].生物学杂志,2002.

[7]李玉霞.生物学教学滞后的原因与对策[J].生物学教学,2001.

[8]徐敬明.生物学多媒体CAI 的实践与思考[J].临沂师范学院学报,2002.

篇4

 

分子生物学是一门在分子水平研究核酸和蛋白质等生物大分子的形态、结构、遗传信息传递规律及基因表达调控的科学。它是21世纪生命科学领域发展最迅速的学科之一，极大地推动着整个生命科学的发展[1]。目前，分子生物学是我国高等院校生物、医学类学生的专业必修课，也是化学、物理、材料等专业的选修课。

 

然而，从中国西部高校—塔里木大学生物类专业学生的分子生物学成绩，以及每年报考研究生的考试科目选择看，学生对分子生物学的学习效果和质量并不好。该校生物类专业学生每年分子生物学平均成绩均在70分左右，在他们报考研究生时，无论是否选择分子生物学相关专业，常常避开分子生物学考试科目。这对学生今后无论是在生物领域进一步深造，或在工作岗位应用分子生物学知识解决实际问题，都带来了极大的问题和困难。

 

因此，为了解导致塔里木大学本科生物类专业学生学习分子生物学效果差的原因，也为今后教师更好地开展分子生物学教学工作和提高教学质量，本论文采用调查问卷的形式，对学生分子生物学的学习动机、学习兴趣、学习主动性、学习方式以及教学内容和方式等问题进行调查，在分析调查结果的基础上，为更好地进行分子生物学课程的教育教学改革提供有益思路和借鉴。

 

塔里木大学是一所偏重农业的综合性大学，分子生物学是该校生物技术和应用生物科学本科专业学生的必修课程，在第三学年第一学期开设，总学时为60学时，教学周期为16周，每周上4节课。此前学生已经学习了分子生物学的先导课程—生物化学、细胞生物学和遗传学，对核酸和蛋白质的结构具备一定的知识基础。本次问卷调查采用不记名方式，对象为塔里木大学生命科学学院生物技术专业(简称生技)和应用生物科学专业(简称生科)2014届本科生，共4个班级97人。其中生技2个班，共51人，男生占64.7%，女生占35.3%，新疆生源占60%，疆外生源占40%;生科2个班，共46人，男生占52.2%，女生占47.8%，新疆生源占70%，疆外生源占30%。

 

一、学习动机

 

学习动机作为一种非智力因素，是引发和维持个体学习活动，并将学习活动引向一定学习目标的动力机制，通过学习兴趣和态度等间接地影响学习效果和学业成就[2]。调查发现，在对分子生物学重要性的认识方面，分别有97.1%和95.6%生技和生科的学生认为该课程对本专业重要或非常重要，分别只有2.9%和4.4%认为不重要。可以看出，这两个专业的绝大多数学生在学完分子生物学的先导课程后，对开设分子生物学的重要性有足够认识，说明他们具备学好分子生物学的潜质和基础，这为他们提供潜在的学习动力，只是由于其他因素这种动力尚未被激发出来。此外，个别学生对分子生物学的重要性认识尚有不足，这必然会导致他们学习动力的缺乏。因此，需要教师在开始讲授分子生物学绪论时，通过课程介绍以及列举实例等形式，详细讲述这门学科对整个生命科学的发展、生命奥秘的揭示、前沿技术的研发以及现代社会的影响，提高学生对分子生物学重要性的认识。由此看来，绝大多数生技和生科专业的学生虽然肯定了分子生物学课程的重要性，但总体成绩仍然较差，或不愿选择其作为自己喜好学科，说明对分子生物学重要性的认识并不是导致学生学习效果差的主要原因。

 

二、学习兴趣

 

兴趣是最好的导师，是一种积极探究的倾向，也是创新能力的源泉[3]。学生对某一学科感兴趣，就会持之以恒地专心致志钻研它，也会提高学习效果。调查显示，生技和生科对分子生物学感兴趣的学生分别占44.1%和42.3%，而超过一半的学生则没兴趣或不喜欢。进一步探究其不感兴趣的原因，两个专业分别有21.7%和22.1%的学生认为内容枯燥，28.3%和25.2%认为记忆内容多，21.7%和23.3%不知道如何学习，还有28.3%和29.4%觉得自己基础差，学不会。由此看出，没有兴趣是塔里木大学生技和生科专业学生对分子生物学学习效果差的主要原因，而该课程本身的内容枯燥、理论抽象、庞杂、不易记忆等特点是导致学生丧失学习兴趣的一个主要因素。兴趣是学习过程中最积极的因素，也是学生走向成才之路的最有效方法。然而分子生物学除上述特点外，随着现代科技的飞速发展，其新理论和新技术还在层出不穷，容易使学生产生畏惧心理，难以接受和掌握微观和抽象知识。另外，这门课程不但自身逻辑性很强，而且与其先导课程的连贯性也很强。若其先导课程没有学好，直接影响后续课程知识的理解和掌握。例如，如果对生物化学中DNA和蛋白质结构没有理解的话，学生就很难掌握分子生物学中生物体如何通过DNA-蛋白质互作方式调控基因的表达，并由此产生恶性循环，久而久之最终导致学生对该课程丧失学习兴趣，甚至达到放任自流的程度。因此，想要学生学好分子生物学，就要充分激发学生的学习兴趣，建立其自信心是关键，这也是提高分子生物学教学质量的有效途径。教师可在讲好绪论、采用恰当的教学方法和注重理论与实践等方面，在今后的教学中充分调动学生学习分子生物学的兴趣和积极性。

 

三、学习主动性

 

学习主动性是影响学生学习效果和教师教学质量的另一关键因素[4]。本次调查学生的学习主动性包括学习习惯和作业处理两个方面。在学习习惯调查中，生技有22.8%的学生能主动自学(其中17.1%为看书学习，5.7%为上网学习)，40%是自学结合教师授课，37.1%只听教师授课;生科有19.9%能主动自学(其中15.7%为看书学习，4.2%为上网学习)，37.3%为自学结合教师授课，42.8%只听教师授课。

 

调查结果说明这两个专业学生的学习习惯均较差，大部分学生的主动学习意识不强，仍然依赖中学阶段教师授课为主的学习习惯，其中生科的学生主动学习意识更差。在对待不会做的作业时，生技有27.8%的学生通过自己看书解决，52.8%是向其他同学请教和讨论，13.9%则是抄袭他人的作业，5.6%是请教老师;生科专业学生的上述比例依次为25.2%、48.1%、23.4%和3.3%。显然，当遇到不会的作业时，两个专业的大多数学生主要是与同学讨论甚至抄袭作业方式解决，只有少数是通过自己看书或请教老师方式解决，说明大多数学生对待作业抱着消极和应付的态度，没有很好地利用作业对知识进行及时复习和巩固，日积月累，不会的问题越积越多，最终导致学生对该课程丧失信心、兴趣和学好的勇气，这是导致学生学习成绩差的一个重要因素。

 

一般来讲，如果学生对所学内容感兴趣，就会兴致勃勃地学习，当遇到困难时表现出顽强的钻研精神。否则，只是表面地、形式地去应付所学知识，一旦遇到困难则往往会丧失信心，不能坚持学习。因此，要使学生由被动学习变为主动学习，就必须激发和培养学生的学习兴趣，改变学习习惯，这是学好分子生物学和提高学习成绩的可靠保障。

 

四、学习方式

 

学习方式是学生在学习过程中为完成学习任务，达到学习目标采取的方法、策略和途径的总称，直接影响着学生的学习效果和成绩[5]。本次调查学生的学习方式包括课堂笔记、课前预习和课后复习三个方面。在课堂笔记调查中，生技和生科分别有73.5%和70.2%的学生能主动记下教师授课要点，11.8%和12.7%是记下教师授课的部分内容，14.7%和17.1%是教师让记就记或从不记笔记。说明两个专业的大部分学生在课堂中均能做好笔记，其中生技学生记笔记的主动性高于生科专业学生。在对课前预习和课后复习的调查中，生技和生科分别有7.4%和6.1%的学生能进行课前预习和课后复习，60.3%和57.2%偶尔会进行预习和复习，26.5和31.8%%则从不预习和复习，5.9%和4.9%在教师要求时会进行预习和复习。表明两个专业仅有少数学生能够积极进行课前预习和课后复习，而绝大多数学生则缺乏这种学习方式。

 

然而进一步调查显示，两个专业都又有超过53%的学生认为“课前预习—课堂学习—课后复习”的学习方式更有利于对知识的掌握，学生在课前进行预习，带着问题课堂听教师讲解，逐渐使问题得到解决，再通过课后复习来巩固学习成果。但这与学生实际在分子生物学学习中的做法自相矛盾，原因可能由于学生对本课程不感兴趣，不愿意或不主动以这种方式学习。因此，培养和增强学生对本课程的学习兴趣或许是提高学习成绩和学习效果的根本途径。

 

五、教学内容

 

分子生物学是一门实践性很强的学科，除理论教学外，实验课程也占有重要的地位。在教学内容调查中，生技和生科都有超过68%的学生认为分子生物学的理论课和实验课应紧密结合，希望通过实际动手操作来验证和巩固理论知识。而塔里木大学分子生物学的理论课和实验课被安排在不同学期进行，学生在学习理论知识后，不能及时通过实验课的实践环节进行验证和巩固，只能靠死记硬背来记忆枯燥的概念和原理，学习效果自然不好。

 

因此，在制定教学大纲时，应尽可能安排分子生物学的理论课和实验课同步进行，或使学生进入实验室进行科研锻炼，这样不仅使其从枯燥的理论学习中解脱出来，在实验中的新发现和创新大大提高他们对本课程的学习兴趣，而且学生在获得一定技能后也能增强其将来走上社会的自信心，这种措施不失为提高学生对分子生物学学习兴趣和学习效果的最简单途径。另外，目前国内大多数高校所使用的分子生物学教材内容与其先导课程重复性较大，如DNA复制、RNA转录和蛋白质翻译等，这些重复内容占用了分子生物学很多教学课时，导致其最精华和最核心的内容(如基因表达调控等)课时较少。因此，在教学大纲修订时，还应对课程体系进行优化[6]，强调重复内容在分子生物学和其先导课程各自的教学重点，这样既可有效避免课程间内容的重复，又可使课程体系间建立有机衔接，从而有效地突出了分子生物学的教学重点。

 

六、教学方式

 

合理的教学方式有利于促进学生的良好发展，是提高课堂实效性的关键，在学生获得知识、提高能力、获取学习方法的过程中，教师采用的教学方式直接影响着学生的学习兴趣和效果[7]。调查发现，生技和生科分别有67.6%和72.5%的学生希望每章讲完后教师能帮其进行归纳和总结，便于他们理解和记忆。表明学生对教师的依赖很强，对所学知识梳理和总结的主动性和积极性不高。为此，教师在今后教学过程中应注重引导学生自己及时对知识进行归纳和总结，必要时应教会他们归纳和总结的方法，如思维导图法[8]，这样一方面使学生对所学知识加深记忆和巩固，另一方面他们养成良好的学习习惯，成为走上社会的一项潜在本领。另外，生技和生科分别有47%和41.6%的学生希望教师上课时引入课堂讨论。

 

课堂讨论是一种很好的教学组织形式，学生可以在轻松的氛围中达到对知识的理解和掌握[9]。对此，教师在今后的教学中可采用恰当的讨论方式，如“三明治”教学模式[10]，这样一方面可以激发学生的学习兴趣，提高学习效果，另一方面使学生在讨论中不但可以锻炼自己的口才，发挥个人魅力，而且学会尊重别人意见，接受别人批评，培养他们的团队合作精神。调查还发现，生技和生科分别有50.1%和69.3%的学生希望能结合生产生活，多举实例。说明多数学生希望通过实际生活的例子形象地理解和掌握抽象的分子生物学知识，特别是生科专业的学生，由于这部分学生大多来自于新疆本地，更希望通过联系当地生产生活的实际，以便将来应用分子生物学知识和技术为本地发展服务。

 

总之，上述调查问卷说明，处于我国西部边陲的塔里木大学的分子生物学教学目前仍然面临着许多问题，如学生的学习兴趣不高、主动性积和极性较低、学习方式不当等。造成这些问题的原因一方面是分子生物学本身知识枯燥难懂，学生难以理解和掌握，另一方面也可能与生源有关，生技和生科两个专业的学生大部分来自于新疆本地，中学阶段的整体教育水平低于疆外地区，造成学生的知识基础较差，这对需要具备雄厚知识基础的分子生物学来说更为困难。如何教好分子生物学，如何提高学生对本课程的学习兴趣和学习效果，是摆在所有分子生物学课程教师面前的一个共同问题[11]。

 

针对这种现状，必需进行分子生物学教学改革，教师在实际教学工作中，针对学生的特点和兴趣，结合当地生产生活实际，运用恰当的教学方式，引导学生及时总结和整理知识，同步配以相应的实验课，相信这样不仅能极大提高学生对分子生物学的学习热情和兴趣，而且也能使学生把该课程真正运用到以后的科研、生产和生活实际，为国家和新疆地方发展培养更多、更高素质的高级应用型人才。

篇5

1、生物技术专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。

2、无机化学、有机化学、分析化学、植物学、动物学、生物化学、微生物学、药理学、药物分析学、遗传学、分子生物学、细胞生物学、免疫学、植物组织培养、生化分离技术、基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等。

3、主干学科：生物学、医学、农学。

4、核心知识领域：生命的化学分子基础，细胞的结构、功能与重大生命活动，生物体的结构与功 能及生物多样性，微生物的特征与代谢，生物的遗传与进化，生物与环境，生物技术的原理与应用。

（来源：文章屋网 ）

篇6

二、生命科学与技术研究方向：

1．微生物分子生物学。

2．环境污染处理与修复。

3．微生物制药。

4．中药微生物技术。

5．农副产品微生物深加工 。

6．生物能源。

篇7

文章编号：1003-1383(2007)06-0737-02中图分类号：R394-33文献标识码：B

遗传学是一门发展迅速的生物学分支科学,它从基因水平研究生物的遗传规律,所研究对象涉及了动物、植物、微生物、人类等形形的生物,近年来,随着人类基因组计划的实施，在基因组研究,克隆技术,生物制药,基因诊断与治疗等领域中取得了令人瞩目的成果。由于受传统教育思想的影响，多年来实验教学都是以理论教学为中心，验证课堂上所讲的理论知识，学习有关的实验技术，忽略了能力的培养，这种教学方式限制了学生的创新思维和创新能力的培养。本文结合我校的遗传学实验教学改革进行初步探讨。

遗传学实验主要表现

实验教学是高等院校教学不可或缺的重要组成部分，它在培养学生综合素质和创新能力方面所起到的重要作用，是其他任何教学形式都无法替代的［1］。实验教学不光是为了证实课堂上所学的理论和仅仅掌握一些实验操作技术，而是为了在巩固理论知识的同时，提高学生的科学思维能力、研究能力，培养学生的探索精神、创新意识和创新能力。同志指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，一个没有创新能力的民族难以屹立于世界先进民族之林”。如何在实验教学中培养学生的创新意识、创新能力，造就创新型人才，是形式发展的需要。当前我校生物技术专业的遗传学实验主要表现在3个方面。

1.经典遗传学实验内容多，现代遗传学实验内容少 遗传学实验主要包括两大内容：①细胞遗传学技术占33%，包括染色体核型及带型分析、染色体结构及数目变异鉴定等染色体操作技术；②经典遗传学验证性实验内容占50%，以三大遗传规律验证为主，忽视了遗传学实验，一是分子遗传实验内容为0，如DNA提取、酶切、连接、扩增与检测技术，基因突变RAPD分析等实验；这些实验技术已经成为现代分子遗传学或生物技术的基本内容，本科生不掌握难以跟上遗传学快速发展的步伐，也与目前遗传学理论教学不相适应。二是群体遗传学实验内容仅占17%，如基因数目估计，遗传率估算，群体基因结构分析及遗传疾病风险估算等实验技术，是群体及数量性状遗传研究的基本技术，但这些实验内容却很少。

2.验证性实验多，综合性、设计性、创新性实验少 验证性实验50%，综合性30%、设计性20%、创新性实验几乎没有。采用传统的实验设计方法,整个教学过程中学生处于被动接受的地位,学生过分依赖教师的指导,不能独立操作、观察,习惯做完一步就问教师下一步做什么。学生没有机会去设计、去思维、去创新。这种教学模式不利于提高学生研究遗传学的实验技能,不利于提高学生的独立能力、观察能力、判断能力和解决问题的能力,影响学生对实验设计方法的深入理解,不利于学生创造性思维的科研素质培养。

3.课外完成的实验多，课内完成的实验少 在所开设的10个实验中，需要课外完成的实验有6个，占60%，如人类染色体标本制备，整个过程需要经历采血、培养、加秋水仙素、制片等过程，培养时间需72小时，课堂计划4学时内学生不可能完成，必须由老师或学生事先做，计划内的4学时仅是学生的制片。而一般的遗传学实验，一次课仅有3～4学时，许多实验操作在有限的时间内不可能完成，学生无法参与实验的全程，一旦离开老师的协作仍然无法独立开展类似实验。お

遗传学实验教学改革形式

1.重组实验内容 将原来的10个遗传学实验重组、整合为经典遗传学实验、细胞遗传学实验、分子遗传学实验和群体遗传学实验4个模块。在经典遗传学实验中果蝇杂交实验作为设计性实验；群体遗传学实验的人类正常遗传性状的调查，作为设计性实验；细胞遗传学的人类染色体的制作为综合性实验， 其实验课时比重分别为4∶3∶2∶1。

2.增加分子遗传学实验技术 我校生物技术专业的课程设置了《分子生物学》，其课程已经开设了分子生物学的基本实验，学生掌握了分子生物学的基本实验技能，在《遗传学》实验中，则重点突出人工诱发基因突变的方法设计、各诱发突变处理材料与未诱变材料RAPD指纹差异分析，以及结合医学院校的特点，对广西特有的遗传病，如地中海贫血的检测，避免与生物化学、分子生物学等实验内容重复。

3.增设创新性实验 4个实验模块做为《遗传学》实验必做的基本实验，此外为培养学生的创新能力，造就创新型人才，教师给学生一些方向性的选题，如结合广西特有的动、植物，进行的染色体分析技术；环境中致畸、致癌、致突变（三致）物质的检测等，由学生组成课题组按申报课题的方式写出标书，专业教师审核其可行性，配指导教师进行创新性实验1个，学生边设计、边实验、边研究。

4.实施全天性开放实验教学 为配合综合性、设计性、创新性实验，实验室实施全天性开放实验教学，让学生不受实验室、实验学时和实验项目的限制，实验室三开放：时间开放、实验项目开放、试剂和仪器设备开放。学生可以通过自行查阅文献、自行设计实验、独立完成实验，教师只是起引导作用。 实验室安排教师值班、并负责指导学生，学生自我调节、合理安排实验时间，同时可提高高档仪器设备的使用效率。通过问卷调查，95%的学生认为开放实验室对动脑与动手能力的培养是封闭式教学所无法替代的，对重视学生个性的培养，确立以学生为中心和主体地位大有裨益，是符合教育规律和人才成长规律的培养模式的［2，3］。

5.考核方式的改革 实验教学实行学分制，一般不进行书面考试，着重学生设计思路、实验技能与实际操作水平的考核，方式可以口试、操作、实验报告、论文报告、答辩或研讨等方式进行考核，实验设计、实验操作、创新性实验按（4∶4∶2）的比例，对学生进行综合考核评价。

通过对2000~2003级生物技术专业的学生实行实验教学的改革，认为遗传学实验有助于学生独立思考能力，动手能力，分析问题、解决问题的能力，逻辑推理能力等的培养，有助于对经典遗传学的理解，达到融会贯通、事半功倍的效果。从《遗传学》实验课问卷调查可看出，03级生物技术有97.7%的同学赞成开放性实验，有近90%的同学认为对培养实践能力有较大的帮助，此外90%的同学希望能增加更多的开放性实验内容以供同学选择。在2004级的同学中我们正在开展创新性实验，由学生自行确定选题，设计实验方案，在经费许可条件下，购买试剂，完成实验，目前正在进行中。通过实验教学的改革力求将培养目标由知识技能型转变成能力培养型，实验教学以学生的实验动手能力、综合分析能力和创新能力的培养为目的，以适应创新型人才培养的要求。

参考文献

［1］许征程，安静霞. 高校实验教学改革与创新人才培养的关系［J］.河北师范大学学报（教育科学版），2005，7（1）：92-94.

［2］陆审龙. 开放教学实验室，提高学生创造能力［J］.实验室研究与探索，1999，6（8）：10.

篇8

相对比较具有一定优势。

1、西南大学农学与生物科技学院成立于1950年，设有3个系、 9个研究所，拥有作物学博士后流动站、作物学一级学科博士学位授权点，同时还招收植物学、遗传学、生态学、生物化学与分子生物学专业博士、硕士研究生；

2、开设有农学、生物技术和农村区域发展3个本科专业，现有研究生180余人，本科学生1000余人，知名校友有国家第一个特等发明奖获得者、被誉为杂交水稻之父的中国工程院院士袁隆平先生；

3、学院院训是追梦求实，办学理念追求以人为本，学术立院，

（来源：文章屋网 ）

篇9

【关键词】分子生药学 教学建议 存在问题

【Abstract】The Molecular Pharmacognosy is interdisciplinary field which involved in multi discipline. There are some difficulties in teaching and learning. In order to better construct Molecular Pharmacognosy， we put forward some suggestions and problems based on molecular pharmacognosy teaching practices and curriculum of our college in this paper.

【Key words】 Molecular Pharmacognosy； suggestions； problems

【基金项目】基金名称：利用叶绿体基因组超级条形码构建鼠尾草属亚属间的系统发育关系，基金编号：NJZY16214。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0241-02

分子生药学是指利用分子生物学的理论和技术来研究生药的真伪、优劣和成分的一门科学，是生药学与分子生物学融合而成的前沿学科[1]。分子生物学不仅为生药学的研究注入了新鲜的血液，而且为其提出了新的挑战。由于分子生药学与生物化学、分子系统学、中药鉴定学、中药资源学、天然药物化学、保护生物学以及药用植物育种学等基础学科有着紧密的联系，同时涉及到一些新技术和方法，因此授课难度较大，对于教学中的主要角色（学生和老师）的知识储备都是一个较大的挑战[2]。目前我校分子生药学课程采用中国中医药出版社出版的、黄璐琦和肖培根主编的《分子生药学》本科系列教材，笔者通过授课实践和对该教材的理论研究的基础上，从教学方法上进行了初步的摸索，现总结如下：

1.实验课与理论课并行，突出重点与难点

实验课与理论课并行开展，结合学校现有的科研经费和实验设备，尽量让学生熟悉分子生物学实验最基本仪器，掌握最基本的实验技能，更加直观地去理解抽象的教学内容。例如在讲到第二章聚合酶链式反应（PCR）技术时，结合理论课，让学生进行PCR实验操作，在实验过程中不仅让学生深入了解了PCR的基本步骤（包括变性、退火和延伸）和影响PCR主要因素（Mg2+、dNTP、酶、模版、引物、温度参数和循环次数），而且能锻炼了学生对于基本仪器（移液枪和离心机等）的使用和基本实验操作（液体配制和琼脂糖凝胶电泳等）的熟悉。通过以上实验课与理论课并行的授课方式，使学生对于本学科的重点和难点知识有了更深层次的理解。

2.将网络资源运用到教学中，教学相长

分子生药学本身就是一门多学科综合的应用基础学科。它不仅基于分子生物学的理论和技术，更与很多其他基础学科关系紧密，例如中药鉴定学、生药学、中药资源学、药用植物学等，因此要求教师与学生掌握与了解多门专业课的基础知识。随着计算机网络技术的普及，越来越多的老师们都在利用网络进行各种各样教学实践探索。而网络教育资源的开发与利用对于教学水平的提高和教学方式的改变至关重要。例如，推荐学生利用中国大学慕课（MOOC）网络在线平台自主学习分子生物学、生物化学和生药学等课程，并对有关问题与授课教师通过邮件即时沟通。此外，推荐国内及国际先进研究团队或相关专业网站，让学生能跟踪分子生药学方向最新研究内容。例如：中国医学科学院药用植物研究所陈士林课题组对于中药材的DNA条形码研究在国际上处于领先水平，其开发的中药材DNA条形码鉴定系统（http：///china/）对于部分中草药的鉴定具有一定的参考价值。此外，相关专业网站如下（美国国立生物技术信息中心（National Centre For Biotechnology Information，NCBI，http ： //ncbi.nlm.nih.gov）、欧洲生物信息研究所 （The European Molecular Biology Laboratory database ，EMBL，ebi.ac.uk）、日本国立遗传学研究所（DNA database of Japan，DDBJ，ddbj.nig.ac.jp）、http：///。

3.开展文献阅读课，引入新技术新手段

生药鉴定是生药学的核心内容，传统的中药鉴定方法最初主要依赖于药材的形态特征，后来逐渐发展成为基原鉴定、性状鉴定、显微鉴定和理化鉴定等4种方法，但是以上4种方法在实际生药鉴定应用中存在一定的局限性，使得生药准确鉴定变得越来越困难，分子生物学的产生和发展为生药的鉴定提供了新的技术和手段。通过阅读最新综述文献，来引领学生了解分子生物学技术在生药鉴定中的应用历史，并对最前沿的技术有一定的认识。例如，通过阅读《药用植物叶绿体基因组研究》相关最新文献[3，4]，了解生药鉴定的发展历史和最新研究方向。随着高通量测序技术的普及和成本的下降，越来越多的科研工作者利用该技术在基因组水平解决生物学问题。植物药在基因组方向的研究获得了大量的关注，如人参[5]、黑药花科华重楼[6]、小檗科十大功劳[7]等很多名贵药材的基因组已经进行测序，为该类植物及其近缘种的可持续利用、品质定向调控和分子标记辅助育种等方面的研究奠定了基础。

4.教学中存在的问题

4.1 课程设置存在一定问题

本课程共16个课时，2个学分，主要针对大学三年级学生开设。而本教材共包含8章，每章包含2-6节内容。因此，课时安排较少，未能够将重点内容讲透。另外，分子生药学开课3年来，一直是中药学专业学生的选修课，未能引起教师与学生的足够重视。迄今为止 ，全国已有30多所院校开设了本课程的本科和研究生教育，已将其设置为中药学相关专业的本科必修课程，从根本上保证了课时和学生的重视度，旨在推进素质教育，提高学生解决中药资源和中药鉴定突出问题的能力，培养学生利用最新技术和手段来解决生药的分子鉴定和中药道地药材的形成机制等。因此，笔者建议学校将本课程设置为中药学专业学生的必修课。

4.2 教材内容陈旧

目前我校采用的教材为2008年由中国中医药出版社出版、黄璐琦等主编的《分子生药学》本科教材，其部分内容需要结合目前研究成果进行更新。例如在讲授到第三章第三节药用植物分子系统学的研究方法时，仅仅介绍了叶绿体基因组、核基因组和线粒体基因组部分常用片段，并未引入近几年来研究较热的利用全基因组或叶绿体基因组信息来构建药用植物分子系统学框架的方法。此外，本章节未涉及药用植物分子系统学研究的常规步骤，对于中药学专业的学生来说，无法从总体上对该部分内容进行一个了解。另外，本教材中药用植物分子系统学的应用仅仅介绍了两方面，一方面为药用植物的鉴定和分类，另一方面为新药用植物的寻找。若结合利用叶绿体基因组构建药用植物分子系统学的前沿内容，这里可以扩展为药用植物抗病性、基因型鉴定、转基因育种等。

参考文献：

[1]黄璐琦，肖培根，郭兰萍等.分子生药学：一门新兴的边缘学科[J].中国科学，2009（12）：1101-1110.

[2]俞年军，戴敏， 谢冬梅等.《分子生药学》课程开设的实践与思考[J].中国医药指南，2015 （07）：290-291.

[3]林小涵，，李卿等.药用植物叶绿体基因组研究[J]. 世界科学技术：中医药现代化， 2010 （12）： 442-446.

[4]倪梁红，赵志礼，米玛.药用植物叶绿体基因组研究进展 [J].中药材，2015（9）：1990-1994.

[5]殷金龙. 人参基因组测序和叶绿体基因组结构研究 [D]； 长春中医药大学， 2013.

篇10

为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。

1.发展特点

表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。

1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石

海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC 2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的与会者:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答:分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明,海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究,对今后的发展将有重要影。

1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面

目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。

表1 近期IMBC大会研讨的主要内容

表2 近期IMBC大会和《Marine Biotechnology》学报论文统计表

1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面

利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用与发展。

1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题

其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。

2. 重点发展领域

当前,国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面:

2.1发育与生殖生物学基础

弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。

2.2基因组学与基因转移

随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物

的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容,海洋生物的基因组研究,特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。 2.3病原生物学与免疫

随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。

  2.4生物活性及其产物

海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。

2.5海洋环境生物技术

该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。

3.前沿领域的最新研究进展

3.1发育与生殖调控

应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1],研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用[1],对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1],建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2],进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定[2],应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖[2],建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选[2],建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统[2],通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3],研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定[4]。

3.2功能基因克隆

建立了牙鲆肝脏和脾脏mRN A的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1];将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤作用[2];构建了海洋酵母De—baryomyces hansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501A cD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经Hirame Rhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞 EST中分离出596个 cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的?一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4];鉴定和克隆出的基因包括:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。

3.3基因转移

分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体[1]。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1],建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值[2];研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害[3];应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3];在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2];在转基因研究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3]。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4]。

3.4分子标记技术与遗传多样性

研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1]。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1];利用寄生性原生动

物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8 S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究[2];研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3];弄清了一种深水鱼类线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类 tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3];用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4]。 3.5 DNA疫苗及疾病防治

构建了抗鱼类坏死病毒的 DNA疫苗[1];开展了虹鳟IHNV DNA疫苗构建及防病的研究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2];建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3];研究了Latrunculin B毒素在红海绵体内的免疫定位[4]。

3.6生物活性物质

从海藻中分离出新的抗氧化剂[1],建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1];从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用,从海洋植物Zostera marina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2];发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3];从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4];从一? 趾Q笙妇?蟹掷氪炕?鲮一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4]。

3.7生物修复、极端微生物及防附着

研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类[1],研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1];研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1];用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2];从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2];建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用,研究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉作用[3];分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4]。

4.展望与建议