分子生物學(xué)與生物技術(shù)范文
時間:2024-04-11 16:17:42
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篇1
受限于當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平及人類的認(rèn)知水平,分子生物學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的時代。1859年達(dá)爾文出版《物種起源》,提出了舉世聞名的“自然選擇”學(xué)說,成為了生物學(xué)發(fā)展的里程碑。但生物為什么能將性狀遺傳給下一代,如俗語說的“龍生龍、鳳生鳳、老鼠生來會打洞”,并沒有得到闡明。隨后,奧地利修道士孟德爾在觀察了2.1萬株不同性狀的豌豆后,提出了遺傳法則,瑞士生物學(xué)家弗雷德里?!っ仔獱栍?869年分離出了核酸,在其他科學(xué)家的努力下逐漸發(fā)現(xiàn)了染色體及其成對現(xiàn)象、觀察到了細(xì)胞分裂過程中染色體的排布方式,并提出染色體攜帶遺傳信息。1911年,遺傳學(xué)家摩爾根提出了基因?qū)W說,闡明了基因在染色體上的分布,提出親本將遺傳信息傳遞給子代的過程中染色體重組形成獨(dú)特新個體的理論。之后,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)傳遞遺傳信息的物質(zhì)為DNA,研究了DNA的化學(xué)成分和基本結(jié)構(gòu),并發(fā)現(xiàn)DNA中四種堿基(鳥嘌呤:G、腺嘌呤:A、胸腺嘧啶:T、胞嘧啶:C)的含量比例是一定的。英國生物物理學(xué)家羅莎琳德·富蘭克林在1951年拍攝到了核酸X射線衍射照片,在此基礎(chǔ)上,1953年,美國科學(xué)家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),該在《Nature》雜志上。1977年,科學(xué)家弗雷德里克·桑格、沃爾特·吉爾伯特等發(fā)明了DNA測序技術(shù),開啟了分子生物學(xué)發(fā)展的新篇章。
二、分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)的臨床應(yīng)用
隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,對于生物大分子的檢測技術(shù)也在不斷的更新,針對核酸的檢測技術(shù)包括:Southernblot、Northernblot、熒光原位雜交(fluorescenceinsituhybridization,簡稱FISH)技術(shù),定性聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PolymeraseChainReaction,簡稱PCR)、實(shí)時熒光定量PCR、一代測序技術(shù)及二代測序技術(shù)等;針對蛋白質(zhì)的檢測技術(shù)包括:Westernblot、酶聯(lián)免疫吸附測定(EnzymeLinkedImmunosorbentAssay,簡稱ELISA)等。而精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)及個體化治療時代的到來,使得分子生物學(xué)的很多技術(shù)已經(jīng)被越來越廣泛的應(yīng)用到醫(yī)學(xué)的臨床診斷,如孕婦唐氏篩查(21、18、13-三體綜合征)、病毒感染分型及載量檢測、腫瘤放化療耐性基因檢測、靶向藥物基因檢測、代謝綜合征臨床用藥指導(dǎo)等。現(xiàn)代測序技術(shù)日臻完善,成本逐年降低,2014年6月30號,國家食品藥品監(jiān)督管理總局審查通過了二代測序技術(shù)(測序儀及檢測試劑盒)用于胎兒染色體非整倍體(T21、T18、T13)檢測。2015年6月8日,國家發(fā)展和改革委員會(簡稱發(fā)改委)了《新興產(chǎn)業(yè)重大工程包》通知,新型健康技術(shù)惠民成為六大工程之一。首先,以遺傳性耳聾和唐氏綜合征等遺傳性疾病基因篩查為重點(diǎn),推進(jìn)基因檢測技術(shù)在遺傳性疾病、腫瘤、心腦血管疾病和感染性疾病等重大疾病防治上的應(yīng)用,促進(jìn)健康惠民[1]。其次,快速推進(jìn)基因檢測技術(shù)在遺傳性疾病大規(guī)模篩查上的應(yīng)用,探索基因檢測技術(shù)在個人基因組檢測、基因身份證等新領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用[1]。分子生物學(xué)技術(shù)成為了臨床醫(yī)學(xué)診斷、用藥的支撐體系,伴隨著個體化治療理念的逐漸深入,需要大量的相關(guān)檢測技術(shù)人才。但是傳統(tǒng)的分子生物學(xué)教學(xué)并沒有把相關(guān)的理論及技術(shù)體系與醫(yī)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用有機(jī)的結(jié)合起來,造成了人才培養(yǎng)與實(shí)際需求的脫節(jié),一方面生物學(xué)專業(yè)的本科畢業(yè)生面臨著找工作困難的窘境,另一方面醫(yī)學(xué)及相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)需要大量的檢測技術(shù)人員,但普通的生物學(xué)專業(yè)本科生達(dá)不到相關(guān)的要求。隨著畢業(yè)生就業(yè)壓力的增加,很多新生剛?cè)雽W(xué)就面臨著就業(yè)的迷茫,不知道畢業(yè)以后能從事什么樣的工作,甚至很多有轉(zhuǎn)專業(yè)的想法。因此,在進(jìn)行專業(yè)授課時,尤其是分子生物學(xué)的授課時,改變既定的教學(xué)模式,適應(yīng)社會發(fā)展的潮流就變得尤為重要了。
三、分子生物學(xué)課程講授模式探索
分子生物學(xué)的內(nèi)容抽象復(fù)雜、講解困難,學(xué)生不易理解,所以我們選用了RobertWeaver編著的《MolecularBiology》作為分子生物學(xué)教材,該書語言流暢、內(nèi)容豐富、科學(xué)性強(qiáng),通過實(shí)驗及結(jié)果分析得出相應(yīng)的結(jié)論,易于理解;同時增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式[2]。在我從事分子生物學(xué)教學(xué)時,在開課之前進(jìn)行了問卷調(diào)查,結(jié)果顯示,超過60%的學(xué)生列舉不出分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,更不了解其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。課余時間跟學(xué)生交流時發(fā)現(xiàn):很多學(xué)生對這門課沒有清楚的認(rèn)識,只是為了考試而學(xué)習(xí),學(xué)生呈現(xiàn)出的問題是不知道學(xué)完分子生物學(xué)能做什么?將來能從事什么行業(yè)?針對學(xué)生的困惑,我改變了既定的教學(xué)模式,利用第一、二節(jié)課對分子生物學(xué)的技術(shù)體系及發(fā)展趨勢進(jìn)行概述,并且與實(shí)際的應(yīng)用尤其是在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用進(jìn)行了結(jié)合,解讀了相關(guān)的法規(guī)、政策文件,使得學(xué)生對分子生物學(xué)有一個概括性的認(rèn)識,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在講到相關(guān)的分子生物學(xué)技術(shù)時,會對該技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用或最新前沿動態(tài)進(jìn)行延伸,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。對于復(fù)雜的技術(shù)體系或理論體系,采取制作直觀、生動的幻燈進(jìn)行講解,易于學(xué)生理解和掌握。同時鼓勵學(xué)生課前預(yù)習(xí),課后查閱相關(guān)資料,加深印象;并組織學(xué)生進(jìn)行相關(guān)資料匯總、交流,在課堂上進(jìn)行分組討論,不僅增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且加深了認(rèn)識。通過靈活的、理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方式,學(xué)生對分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣十分濃厚,積極性非常高,達(dá)到了預(yù)期的效果。但是在教學(xué)過程中也出現(xiàn)了一些問題,如分子生物學(xué)實(shí)驗課與理論課的脫節(jié),實(shí)驗課提前完成,與理論學(xué)習(xí)沒有同步進(jìn)行,削弱了學(xué)生對相關(guān)實(shí)驗的認(rèn)識及理解。在講到相關(guān)技術(shù)原理時,問答過程顯示,大部分同學(xué)并不能把相關(guān)原理與所做實(shí)驗進(jìn)行有機(jī)的聯(lián)系,沒有起到加深認(rèn)知的作用。建議在以后的教學(xué)過程中,理論講授與實(shí)驗操作緊密配合,便于學(xué)生理解。
四、分子生物學(xué)教學(xué)改革的一些建議
結(jié)合分子診斷技術(shù)的臨床應(yīng)用,對分子生物學(xué)的教學(xué)改革提出以下建議:(1)對于復(fù)雜的理論與技術(shù)體系,采用多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合的方式,易于學(xué)生理解掌握。(2)掌握著名科學(xué)家研究過程中的一些典故,增加教學(xué)的故事性及趣味性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。(3)加強(qiáng)分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。(4)傳遞分子生物學(xué)技術(shù)在臨床應(yīng)用的相關(guān)政策、法規(guī),增加學(xué)生就業(yè)的信心。(5)相關(guān)技術(shù)的理論講解與實(shí)驗緊密結(jié)合,增加學(xué)生的理解深度。(6)理論聯(lián)系實(shí)際,帶學(xué)生參觀醫(yī)院的檢測平臺及醫(yī)學(xué)檢測機(jī)構(gòu)的平臺,使學(xué)生有更直觀的認(rèn)識。(7)推薦學(xué)生到醫(yī)院及醫(yī)學(xué)檢測機(jī)構(gòu)實(shí)習(xí),完成畢業(yè)設(shè)計,不僅完成了畢業(yè)論文,而且使得學(xué)生提早接觸社會,提高適應(yīng)社會的能力[3]。
五、展望
篇2
關(guān)鍵詞:生物技術(shù);研究型教學(xué);分子生物學(xué)
研究型教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生勇于探究問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力,也可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與自主學(xué)習(xí)能力[1]。我校分子生物學(xué)課程開設(shè)于生物技術(shù)專業(yè)三年級上學(xué)期,在生物技術(shù)專業(yè)知識體系的構(gòu)建過程中具有承上啟下的作用。分子生物學(xué)以細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)和遺傳學(xué)等課程為基礎(chǔ),又可以為基因工程、細(xì)胞工程與生物制藥等課程教學(xué)奠定基礎(chǔ),并且其所涵蓋的分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)應(yīng)用廣泛,是醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等學(xué)科的實(shí)驗技術(shù)工具。在以往的教學(xué)中,學(xué)生反饋該門課程學(xué)習(xí)難度大,影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。為提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,為醫(yī)藥生物技術(shù)行業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ),我們在分子生物學(xué)課程中進(jìn)行研究型教學(xué)探索。
1在分子生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)用研究型教學(xué)模式的必要性
1.1培養(yǎng)應(yīng)用型人才需要開展研究型教學(xué)
我校生物技術(shù)專業(yè)以醫(yī)藥生物技術(shù)應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)。生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生只有具備較強(qiáng)的分析與解決問題能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)能力,才能滿足社會發(fā)展需求,而研究型教學(xué)恰恰能夠促進(jìn)學(xué)生這些方面能力的培養(yǎng)[2,3]。分子生物學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)核心課程,對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和操作技能的培養(yǎng)都有至關(guān)重要的作用。因此,在該課程中開展研究型教學(xué),對培養(yǎng)應(yīng)用型人才起到較好的示范和引導(dǎo)作用。
1.2傳統(tǒng)教學(xué)方式不利于分子生物學(xué)課程教學(xué)
分子生物學(xué)是一門理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。以我校分子生物學(xué)教學(xué)為例,其內(nèi)容繁雜、知識點(diǎn)多,學(xué)生理解、掌握、實(shí)驗操作難度大。如果沿用傳統(tǒng)教學(xué)理念進(jìn)行教學(xué),以教師講授為主,學(xué)生被動接受,分子生物學(xué)理論的抽象性和實(shí)驗操作的復(fù)雜性必然影響學(xué)生對知識的理解與掌握,導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理,進(jìn)而影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。
1.3學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力需要強(qiáng)力引導(dǎo)
由于學(xué)生在高中階段處于高度緊張的學(xué)習(xí)狀態(tài),進(jìn)入大學(xué)后,學(xué)習(xí)狀態(tài)變得較為松懈,加之大學(xué)階段課程開設(shè)方式和學(xué)習(xí)方式等的改變,所有課程的學(xué)習(xí)主要依賴于學(xué)生自己。課上,教師只是結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)把握教學(xué)大綱,傳授學(xué)生知識,培養(yǎng)其創(chuàng)新能力、操作技能,往往講得多,對學(xué)生的要求少。大學(xué)階段隨著各種課外活動的增加,互聯(lián)網(wǎng)、電子產(chǎn)品及網(wǎng)絡(luò)游戲等的沖擊,部分學(xué)生形成課前不預(yù)習(xí)、課上隨“心”走、課下人自由、考試靠突擊的學(xué)習(xí)態(tài)度。因此,需要探究教學(xué)方法,改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式,將學(xué)生由被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)知識,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。
2研究型教學(xué)模式在分子生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
鑒于分子生物學(xué)在生物技術(shù)專業(yè)課程體系中的核心地位以及進(jìn)行研究型教學(xué)的必要性,我們從教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計等方面進(jìn)行了研究型教學(xué)探究。
2.1構(gòu)建以教材為主、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為輔的研究型教學(xué)資源
DNA雙螺旋模型的建立成為現(xiàn)代分子生物學(xué)研究的開端,而分子生物學(xué)作為一門生物類本科專業(yè)課程,現(xiàn)行的適用于本科生教學(xué)的教材較多。如在構(gòu)建研究性課程體系時采用的高等教育出版社出版的朱玉賢主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》、Robert•F•Weaver編著的《分子生物學(xué)》、戴余軍主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)輔導(dǎo)與習(xí)題集》等教材。中英文教材結(jié)合,不僅能使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)分子生物學(xué)知識,還能通過閱讀英文輔助教材提高閱讀英文文獻(xiàn)能力。此外,要及時將分子生物學(xué)理論和技術(shù)的新進(jìn)展資料上傳至學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,讓學(xué)生了解最新的分子生物學(xué)知識,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
2.2教學(xué)內(nèi)容模塊化重組,便于研究型教學(xué)設(shè)計
以我校分子生物學(xué)教學(xué)為例,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化設(shè)計,主要包含3個模塊。模塊一為“DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯”,這部分內(nèi)容是本課程的基礎(chǔ)知識,難點(diǎn)不多,以原核生物為例來講解,穿插真核生物的相關(guān)知識點(diǎn),學(xué)生容易理解和記憶。模塊二為“基因的表達(dá)調(diào)控”,該部分內(nèi)容中有些知識點(diǎn)比較難理解,例如,原核生物基因表達(dá)調(diào)控中的弱化機(jī)制、乳糖操縱子等,真核生物基因表達(dá)調(diào)控中的DAN甲基化、蛋白質(zhì)乙?;葍?nèi)容,而這些都屬于教學(xué)重點(diǎn)。模塊三是以上述兩個模塊內(nèi)容為基本原理衍生來的“分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)及其應(yīng)用”,這部分內(nèi)容與前面兩個模塊的內(nèi)容互為依托。例如,PCR技術(shù)及其衍生技術(shù)都是基于DNA復(fù)制原理,只要把DNA復(fù)制原理理解透徹,這部分內(nèi)容就會比較容易理解;酵母單雜交、雙雜交技術(shù)依賴于基因表達(dá)調(diào)控中的DNA與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用。此外,該模塊還包括相關(guān)實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容,通過具體的實(shí)驗操作訓(xùn)練,提高學(xué)生對理論知識的掌握程度和應(yīng)用能力。教學(xué)內(nèi)容的模塊化重組使課程內(nèi)容更有序,有利于研究型教學(xué)設(shè)計。
2.3教學(xué)過程的設(shè)計
在設(shè)計教學(xué)過程、選擇教學(xué)方法時,要適應(yīng)研究型教學(xué)需要,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性,培養(yǎng)學(xué)生問題解析能力、自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,從單純的知識傳授向帶動學(xué)生主動探究問題、學(xué)習(xí)知識和技能并實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用轉(zhuǎn)變,從以教師講授為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生學(xué)習(xí)為主,重點(diǎn)開展以問題式教學(xué)、案例式教學(xué)、綜合性實(shí)驗、設(shè)計性實(shí)驗和參與教師科研為主的教學(xué)設(shè)計。2.3.1問題式教學(xué)設(shè)計帶著問題學(xué)習(xí),容易激發(fā)學(xué)生好奇心。在模塊一“DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯”和模塊二“基因的表達(dá)調(diào)控”教學(xué)中,可采用問題式教學(xué)方法,針對不同內(nèi)容設(shè)計不同問題。在設(shè)計問題時,要注意緊扣教學(xué)內(nèi)容,避免脫離教學(xué)目的。例如針對“DNA的復(fù)制”內(nèi)容設(shè)計教學(xué):首先,引用1958年Meselson和Stahl利用15N標(biāo)記大腸桿菌DNA的實(shí)驗,讓學(xué)生推導(dǎo)DNA的復(fù)制模式;其次,以原核生物主要遺傳物質(zhì)為例闡述DNA復(fù)制過程,要求學(xué)生掌握蛋白或者酶在復(fù)制過程中所起的作用與先后使用順序,然后觀察DNA雙鏈的變化,再以蛋白或者酶的作用為媒介,將DNA復(fù)制過程完整描述出來,加深對DNA復(fù)制的印象;最后,通過比較原核生物和真核生物主要遺傳物質(zhì)在復(fù)制時的異同,進(jìn)一步加深對該部分內(nèi)容的理解。將這些問題通過網(wǎng)絡(luò)平臺布置給學(xué)生,讓學(xué)生課下查閱教材和網(wǎng)絡(luò)資料,養(yǎng)成課下自主學(xué)習(xí)習(xí)慣,從而將課下變成自學(xué)場所,將課堂變成基于問題進(jìn)行討論的場所,引導(dǎo)學(xué)生踴躍參與到課堂中,再根據(jù)學(xué)生的回答和討論結(jié)果,進(jìn)行有重點(diǎn)、有目的的講解和總結(jié),改變傳統(tǒng)以教師講解為主的授課方式,提高教學(xué)質(zhì)量。2.3.2案例式教學(xué)設(shè)計案例式教學(xué)法是一種運(yùn)用案例進(jìn)行課程教學(xué)的方法,有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力[4,5]。在模塊三“分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)及其應(yīng)用”教學(xué)中,可穿插案例式教學(xué)設(shè)計,將相關(guān)或者相銜接的實(shí)驗技術(shù)整合為一個案例進(jìn)行教學(xué)。授課教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的目標(biāo)要求確定案例,并規(guī)定材料搜集原則和方向。在授課時,不是就某個實(shí)驗技術(shù)進(jìn)行原理講授,而是對實(shí)際案例從實(shí)驗角度進(jìn)行推導(dǎo),最終歸結(jié)到該實(shí)驗技術(shù)的原理,并要求學(xué)生思考這一實(shí)驗技術(shù)可以歸結(jié)為模塊一或二中的哪一個機(jī)制。例如在講解PCR技術(shù)時,確定案例為PCR技術(shù)、RT-PCR技術(shù)和熒光定量PCR技術(shù),要求學(xué)生收集相關(guān)技術(shù)實(shí)驗方法、實(shí)驗注意事項以及這些技術(shù)間的區(qū)別與聯(lián)系等資料,并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)該技術(shù)的基本原理是分子生物學(xué)中的哪一個機(jī)制。在案例式教學(xué)中,授課班級學(xué)生以小組形式進(jìn)行分工合作,由各小組分別匯報收集的材料,最后教師對各小組案例分析內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)與補(bǔ)充,并客觀地給予小組成員成績評定,以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。通過案例式教學(xué),學(xué)生分析實(shí)驗現(xiàn)象的能力得到了極大提高,參與實(shí)驗的積極性也顯著提高。2.3.3綜合性和設(shè)計性實(shí)驗教學(xué)實(shí)驗教學(xué)是培養(yǎng)醫(yī)藥生物技術(shù)應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)[6]。分子生物學(xué)是實(shí)驗性很強(qiáng)的課程,實(shí)驗課程的設(shè)置關(guān)系到學(xué)生操作技能、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識能力的培養(yǎng)。在研究型教學(xué)設(shè)計中,首先通過綜合性實(shí)驗項目強(qiáng)化學(xué)生的基本實(shí)驗技能,實(shí)驗項目包含一般實(shí)驗室常用的DNA操作技術(shù)和蛋白質(zhì)操作技術(shù),在實(shí)驗過程中要求學(xué)生做到“3個獨(dú)立”,即獨(dú)立完成實(shí)驗操作、獨(dú)立分析實(shí)驗現(xiàn)象、獨(dú)立完成實(shí)驗報告,培養(yǎng)學(xué)生熟練的實(shí)驗操作技能和獨(dú)立分析問題、解決問題能力,提高自主完成實(shí)驗?zāi)芰?。然后加?qiáng)設(shè)計性實(shí)驗項目的訓(xùn)練,為了防止設(shè)計的實(shí)驗項目過于寬泛而失去設(shè)計性實(shí)驗項目的意義,授課教師根據(jù)實(shí)驗室現(xiàn)有資源,限定可以選擇哪些實(shí)驗技術(shù)解決某個問題,要求學(xué)生分小組進(jìn)行實(shí)驗項目設(shè)計,并由指導(dǎo)教師評判項目設(shè)計的可行性和實(shí)施情況。通過這一過程,培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作精神和綜合運(yùn)用知識能力,提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量。2.3.4引導(dǎo)學(xué)生參與教師的科研課題,提高分子生物學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力開放實(shí)驗室,將專業(yè)授課教師研究方向和重點(diǎn)研究內(nèi)容提供給學(xué)生,教師根據(jù)自己的科研安排提供3~5個名額,讓學(xué)生參與到科學(xué)研究中。本專業(yè)教師雖然研究方向不同,但在課題研究過程中都會用到分子生物學(xué)知識。學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇相關(guān)的教師,并在教師指導(dǎo)下進(jìn)行科研課題的研究。如此,能提高學(xué)生應(yīng)用分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)能力、分析問題能力、綜合運(yùn)用知識能力、創(chuàng)新能力和自學(xué)能力??傊瑧?yīng)用研究型教學(xué)模式,不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)主動性,還激發(fā)了學(xué)生積極參與科研的興趣,不斷有學(xué)生在各級各類大學(xué)生科技創(chuàng)新項目和實(shí)驗技能大賽中獲得較好的成績,同時也使學(xué)生綜合運(yùn)用知識能力得到了鍛煉,為培養(yǎng)醫(yī)藥生物技術(shù)應(yīng)用型人才奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
3展望
高等院校要想培養(yǎng)醫(yī)藥生物技術(shù)應(yīng)用型人才,就需要適應(yīng)生物技術(shù)行業(yè)的發(fā)展需求,探索應(yīng)用研究型教學(xué)模式。應(yīng)用型人才不僅需要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)實(shí)踐操作技能,還要具備自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力。通過研究型教學(xué)改革,借助教學(xué)資源豐富的網(wǎng)絡(luò)平臺,應(yīng)用問題式教學(xué)方法、案例式教學(xué)方法等,引導(dǎo)學(xué)生積極參與科研課題研究,培養(yǎng)學(xué)生成為勤于思考問題、解析問題、嘗試創(chuàng)新的人才。研究型教學(xué)模式的應(yīng)用必將在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面發(fā)揮更大的作用,成為應(yīng)用型專業(yè)教學(xué)改革中值得探究的模式。
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[關(guān)鍵詞]分子生物學(xué) 實(shí)驗教學(xué) 課程教學(xué) 改革
分子生物學(xué)自20世紀(jì)50年代以來就是生物學(xué)的前沿與生長點(diǎn),主要研究的是生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能,并試圖根據(jù)化學(xué)和物理規(guī)律來解釋生命現(xiàn)象,是生命科學(xué)在發(fā)展的過程中產(chǎn)生的一門學(xué)科。分子生物學(xué)這門學(xué)科是高等院校生物專業(yè)開設(shè)的主干課程之一,其自身特點(diǎn)是:理論性強(qiáng)、符號名詞多、模型假說多、難懂難記。照本宣科式的教學(xué)方式很容易使學(xué)生對抽象的專業(yè)內(nèi)容無法理解,教學(xué)效果不好,因此,需要我們大膽進(jìn)行教學(xué)改革,采用引導(dǎo),啟發(fā),討論等教學(xué)手段,適應(yīng)時展需要,培養(yǎng)學(xué)生良好的專業(yè)素質(zhì)和獲取知識的能力。
一、分子生物學(xué)課程教學(xué)改革
1.分子生物學(xué)課程教學(xué)存在的問題
分子生物學(xué)的理論性很強(qiáng),有一定難度,如果采用填鴨式教學(xué)的方法會大大遏制學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,影響學(xué)習(xí)積極性。另外,分子生物學(xué)的教材種類較多,有些是按照生物大分子的結(jié)構(gòu)功能和應(yīng)用等來編排的;有的是圍繞中心法則來編排的;有的是按照分子生物技術(shù)的類型來編排的,可能存在與基因工程,生物化學(xué)等課程相互重復(fù),相互滲透的情況。
2.分子生物學(xué)課程教學(xué)改革的方案
(1)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容
分子生物學(xué)課程中設(shè)計生物大分子結(jié)構(gòu)的內(nèi)容可以適當(dāng)簡化,避免課程之間的重復(fù),分子生物學(xué)實(shí)際上是由生物化學(xué)延伸而來的,許多教材中重復(fù)了大量的生物化學(xué)中的有關(guān)內(nèi)容,這部分內(nèi)容講解時可以壓縮,而突出分子生物水平上的新知識,包括分子機(jī)制的原理,分子間相互作用關(guān)系,最新的分子生物學(xué)研究方法等核心內(nèi)容。結(jié)合Nature和Science的最近研究成果,使學(xué)生了解目前國內(nèi)外分子生物學(xué)最新的研究熱點(diǎn)。
(2)課程教學(xué)方法的改良
分子生物學(xué)的理論知識,例如DNA復(fù)制,轉(zhuǎn)錄,翻譯;基因表達(dá)調(diào)控等內(nèi)容抽象,由于這些生物大分子是看不見摸不著的,本身學(xué)生也只有一個模糊的認(rèn)識,如果再加上生硬重復(fù)的轉(zhuǎn)錄復(fù)制等機(jī)制,更容易使學(xué)生聽得云里霧里,嚴(yán)重打擊其學(xué)習(xí)積極性。因此,必須結(jié)合多種教學(xué)方式,采用提問題,引出學(xué)生的思路,對一些日常生活中常見的現(xiàn)象,例如,父母與子女的長相為何很相似,刑偵案件通過血跡破案的原因,鐮刀型貧血病的產(chǎn)生機(jī)制,微生物為何生產(chǎn)出效果極佳的藥物等等,可以將這些內(nèi)容作為一
個個的切入點(diǎn),剖析其機(jī)制及理論的依據(jù)(即教材內(nèi)容),這些與生活和專業(yè)相關(guān)的話題可以激發(fā)學(xué)生的求知欲與好奇心,說明學(xué)好這門學(xué)科的實(shí)際意義。教師備課應(yīng)依據(jù)教學(xué)內(nèi)容要求、學(xué)生生活經(jīng)驗積累, 尋求有利于教學(xué)的生活案例,找到學(xué)科教學(xué)與生活教育的結(jié)合點(diǎn), 把學(xué)生感興趣的問題提示給學(xué)生。另外分子生物學(xué)課程中不乏經(jīng)典的實(shí)驗發(fā)現(xiàn)和重要技術(shù)發(fā)明,此時要從探索發(fā)現(xiàn)的角度剖析這些重要發(fā)現(xiàn)和發(fā)明產(chǎn)生的偶然性與必然性,使學(xué)生能夠理解自然科學(xué)中的奧秘的發(fā)掘過程,學(xué)習(xí)科學(xué)家們的研究精神和方法,明白“授人以魚”不如“授人以漁”的道理。
(3)教學(xué)資料的整合
通過將每節(jié)課的主要內(nèi)容整理發(fā)給學(xué)生,讓他們自己可以復(fù)習(xí),提出問題后進(jìn)行一一講解。課堂上對幻燈內(nèi)容進(jìn)行選擇性地研討,引發(fā)學(xué)生進(jìn)行課堂討論,并安排學(xué)生組成興趣小組,擬定題目進(jìn)行分組討論,最后在課堂上用幻燈講解自己的觀點(diǎn),并將幻燈資料收集印發(fā)。
二、分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革
1.分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)存在的問題
分子生物學(xué)的理論性較強(qiáng),如果實(shí)驗內(nèi)容安排過少不利于理論知識的理解,目前理論學(xué)時與實(shí)驗學(xué)時的比例為2.5:1,如果進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗需要更長的實(shí)驗學(xué)時,分子生物學(xué)的實(shí)驗試劑昂貴,實(shí)驗周期長,一般高校都受到實(shí)驗經(jīng)費(fèi)的限制,在此情況下,更需要高效地利用教學(xué)資源開展綜合性強(qiáng)的實(shí)驗。學(xué)生在課程實(shí)驗過程中,經(jīng)常反應(yīng)出內(nèi)容過于單一,系統(tǒng)性不強(qiáng)的問題。
2.分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革的方案
分子生物學(xué)實(shí)驗是解析分子生物學(xué)重要理論知識的手段。隨著社會各方面對學(xué)生動手能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力提出了更新、更高的要求。生物專業(yè)本科學(xué)生的實(shí)驗課程可以綜合性實(shí)驗為主,便于深入理解理論知識,在此基礎(chǔ)上引入一些具有設(shè)計性的實(shí)驗項目。通過開設(shè)綜合性實(shí)驗培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗動手能力及查閱中外文資料的能力。通過開設(shè)設(shè)計性實(shí)驗的目的在于著重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力、創(chuàng)新能力、組織管理能力和科研能力。
(1)綜合性實(shí)驗教學(xué)方案改革
由于分子生物學(xué)與基因工程在實(shí)驗方面有較多重復(fù)的內(nèi)容,可以結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)將分子生物學(xué)實(shí)驗,基因工程實(shí)驗和其他專業(yè)課程實(shí)驗部分融合在一起,組合成有特色的生物專業(yè)綜合實(shí)驗。因為各個高校的生物專業(yè)各有側(cè)重點(diǎn),包括環(huán)境,食品,植物,防疫等諸多方向,通過結(jié)合專業(yè)方向?qū)⒎肿由飳W(xué)與其他專業(yè)方向課程實(shí)驗綜合起來,最后提交綜合實(shí)驗論文。生物專業(yè)學(xué)習(xí)的科目較多,課業(yè)較重,想要學(xué)好學(xué)精必須投入大量精力,如果教師在教學(xué)過程中結(jié)合課程的交叉性,設(shè)立系統(tǒng)性較強(qiáng)的綜合實(shí)驗,便于學(xué)生在頭腦中建立完整的專業(yè)框架。例如,食品發(fā)酵專業(yè)的綜合性試驗可以將:食品中幾種重要工業(yè)微生物的分離純化;微生物的PCR鑒定及擴(kuò)增產(chǎn)物的回收;克隆及轉(zhuǎn)化大腸桿菌實(shí)驗;質(zhì)粒提取及定性定量分析;蛋白質(zhì)SDS-PAGE電泳;利用分離純化的微生物進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗等內(nèi)容結(jié)合在一起建立系統(tǒng)的涵蓋分子生物學(xué),基因工程,食品發(fā)酵的綜合性實(shí)驗課程。這部分內(nèi)容主要結(jié)合的是專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的實(shí)驗,使學(xué)生真正體會學(xué)習(xí)到生物專業(yè)的應(yīng)用性。
(2)設(shè)計性實(shí)驗教學(xué)方案改革
設(shè)計性實(shí)驗可由指導(dǎo)教師出題目、給方案、給實(shí)驗?zāi)康囊蠛蛯?shí)驗條件,由學(xué)生自己擬定步驟、自己選定儀器設(shè)備、自己處理數(shù)據(jù)。更進(jìn)一步的設(shè)計性實(shí)驗則是在指導(dǎo)教師出題后,全部由學(xué)生自己組織實(shí)驗,甚至可以讓學(xué)生自己選題、自己設(shè)計,在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行,以最大限度發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。例如,通過不同的方法對蠶豆進(jìn)行脅迫處理,然后檢測某基因及表達(dá)水平的變化;或以原核細(xì)胞為主體,給予不同的條件處理,分析蛋白表達(dá)的變化等探究學(xué)習(xí)。雖然強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,但決不能放棄教師的指導(dǎo)和幫助。
綜合性實(shí)驗和設(shè)計性實(shí)驗根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整,但分子生物學(xué)實(shí)驗課程與其他相關(guān)課程的結(jié)合對生物專業(yè)的學(xué)生更加系統(tǒng)地學(xué)習(xí)專業(yè)理論與技術(shù)是很重要的。
3.實(shí)驗教學(xué)方法的改革
如果沒有有效地利用方案,發(fā)揮方案的優(yōu)勢,使學(xué)生對項目產(chǎn)生濃厚的興趣和主動性,實(shí)驗可能達(dá)不到理想的效果。根據(jù)具體情況,引入多種教學(xué)方式,如建立分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺,及時交流實(shí)驗經(jīng)驗體會,或者采用多媒體的教學(xué)方式,將原來死板、枯燥的實(shí)驗原理變得生動、具體、形象、逼真。這種集聲音、圖像、動畫及文字等與一體的多媒體教學(xué)方式也是生物學(xué)教學(xué)理想的教學(xué)方式之一。在實(shí)驗教學(xué)過程中,教師在講解時要有針對性地聯(lián)系相關(guān)專業(yè)理論知識,以加深學(xué)生的印象。實(shí)驗結(jié)束后不要僅僅通過實(shí)驗報告和考勤評價學(xué)生的實(shí)驗技能,而應(yīng)根據(jù)其實(shí)驗思路,實(shí)驗操作,解決問題的能力,團(tuán)隊協(xié)作能力等方面進(jìn)行綜合評價。除此之外在暑假期間鼓勵學(xué)生從事開放實(shí)驗的訓(xùn)練,提高學(xué)生的實(shí)驗技能,使實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量能夠不斷提高。
分子生物學(xué)教學(xué)改革是一項系統(tǒng)的改革,涉及到很多相關(guān)課程。目前我們還處于摸索和實(shí)踐的階段,教師任重道遠(yuǎn),需要不斷提高自身業(yè)務(wù)水平,不斷探索,不斷實(shí)踐,不斷創(chuàng)新,不斷總結(jié),把教學(xué)工作開展得更生動活潑,更有效果,為國家培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的生物技術(shù)人才。
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[8]徐敬明.生物學(xué)多媒體CAI 的實(shí)踐與思考[J].臨沂師范學(xué)院學(xué)報,2002.
篇4
分子生物學(xué)是一門在分子水平研究核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、遺傳信息傳遞規(guī)律及基因表達(dá)調(diào)控的科學(xué)。它是21世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最迅速的學(xué)科之一,極大地推動著整個生命科學(xué)的發(fā)展[1]。目前,分子生物學(xué)是我國高等院校生物、醫(yī)學(xué)類學(xué)生的專業(yè)必修課,也是化學(xué)、物理、材料等專業(yè)的選修課。
然而,從中國西部高?!锬敬髮W(xué)生物類專業(yè)學(xué)生的分子生物學(xué)成績,以及每年報考研究生的考試科目選擇看,學(xué)生對分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)效果和質(zhì)量并不好。該校生物類專業(yè)學(xué)生每年分子生物學(xué)平均成績均在70分左右,在他們報考研究生時,無論是否選擇分子生物學(xué)相關(guān)專業(yè),常常避開分子生物學(xué)考試科目。這對學(xué)生今后無論是在生物領(lǐng)域進(jìn)一步深造,或在工作崗位應(yīng)用分子生物學(xué)知識解決實(shí)際問題,都帶來了極大的問題和困難。
因此,為了解導(dǎo)致塔里木大學(xué)本科生物類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)分子生物學(xué)效果差的原因,也為今后教師更好地開展分子生物學(xué)教學(xué)工作和提高教學(xué)質(zhì)量,本論文采用調(diào)查問卷的形式,對學(xué)生分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)主動性、學(xué)習(xí)方式以及教學(xué)內(nèi)容和方式等問題進(jìn)行調(diào)查,在分析調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上,為更好地進(jìn)行分子生物學(xué)課程的教育教學(xué)改革提供有益思路和借鑒。
塔里木大學(xué)是一所偏重農(nóng)業(yè)的綜合性大學(xué),分子生物學(xué)是該校生物技術(shù)和應(yīng)用生物科學(xué)本科專業(yè)學(xué)生的必修課程,在第三學(xué)年第一學(xué)期開設(shè),總學(xué)時為60學(xué)時,教學(xué)周期為16周,每周上4節(jié)課。此前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了分子生物學(xué)的先導(dǎo)課程—生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué),對核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具備一定的知識基礎(chǔ)。本次問卷調(diào)查采用不記名方式,對象為塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)(簡稱生技)和應(yīng)用生物科學(xué)專業(yè)(簡稱生科)2014屆本科生,共4個班級97人。其中生技2個班,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個班,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、學(xué)習(xí)動機(jī)
學(xué)習(xí)動機(jī)作為一種非智力因素,是引發(fā)和維持個體學(xué)習(xí)活動,并將學(xué)習(xí)活動引向一定學(xué)習(xí)目標(biāo)的動力機(jī)制,通過學(xué)習(xí)興趣和態(tài)度等間接地影響學(xué)習(xí)效果和學(xué)業(yè)成就[2]。調(diào)查發(fā)現(xiàn),在對分子生物學(xué)重要性的認(rèn)識方面,分別有97.1%和95.6%生技和生科的學(xué)生認(rèn)為該課程對本專業(yè)重要或非常重要,分別只有2.9%和4.4%認(rèn)為不重要??梢钥闯?,這兩個專業(yè)的絕大多數(shù)學(xué)生在學(xué)完分子生物學(xué)的先導(dǎo)課程后,對開設(shè)分子生物學(xué)的重要性有足夠認(rèn)識,說明他們具備學(xué)好分子生物學(xué)的潛質(zhì)和基礎(chǔ),這為他們提供潛在的學(xué)習(xí)動力,只是由于其他因素這種動力尚未被激發(fā)出來。此外,個別學(xué)生對分子生物學(xué)的重要性認(rèn)識尚有不足,這必然會導(dǎo)致他們學(xué)習(xí)動力的缺乏。因此,需要教師在開始講授分子生物學(xué)緒論時,通過課程介紹以及列舉實(shí)例等形式,詳細(xì)講述這門學(xué)科對整個生命科學(xué)的發(fā)展、生命奧秘的揭示、前沿技術(shù)的研發(fā)以及現(xiàn)代社會的影響,提高學(xué)生對分子生物學(xué)重要性的認(rèn)識。由此看來,絕大多數(shù)生技和生科專業(yè)的學(xué)生雖然肯定了分子生物學(xué)課程的重要性,但總體成績?nèi)匀惠^差,或不愿選擇其作為自己喜好學(xué)科,說明對分子生物學(xué)重要性的認(rèn)識并不是導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效果差的主要原因。
二、學(xué)習(xí)興趣
興趣是最好的導(dǎo)師,是一種積極探究的傾向,也是創(chuàng)新能力的源泉[3]。學(xué)生對某一學(xué)科感興趣,就會持之以恒地專心致志鉆研它,也會提高學(xué)習(xí)效果。調(diào)查顯示,生技和生科對分子生物學(xué)感興趣的學(xué)生分別占44.1%和42.3%,而超過一半的學(xué)生則沒興趣或不喜歡。進(jìn)一步探究其不感興趣的原因,兩個專業(yè)分別有21.7%和22.1%的學(xué)生認(rèn)為內(nèi)容枯燥,28.3%和25.2%認(rèn)為記憶內(nèi)容多,21.7%和23.3%不知道如何學(xué)習(xí),還有28.3%和29.4%覺得自己基礎(chǔ)差,學(xué)不會。由此看出,沒有興趣是塔里木大學(xué)生技和生科專業(yè)學(xué)生對分子生物學(xué)學(xué)習(xí)效果差的主要原因,而該課程本身的內(nèi)容枯燥、理論抽象、龐雜、不易記憶等特點(diǎn)是導(dǎo)致學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣的一個主要因素。興趣是學(xué)習(xí)過程中最積極的因素,也是學(xué)生走向成才之路的最有效方法。然而分子生物學(xué)除上述特點(diǎn)外,隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展,其新理論和新技術(shù)還在層出不窮,容易使學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理,難以接受和掌握微觀和抽象知識。另外,這門課程不但自身邏輯性很強(qiáng),而且與其先導(dǎo)課程的連貫性也很強(qiáng)。若其先導(dǎo)課程沒有學(xué)好,直接影響后續(xù)課程知識的理解和掌握。例如,如果對生物化學(xué)中DNA和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)沒有理解的話,學(xué)生就很難掌握分子生物學(xué)中生物體如何通過DNA-蛋白質(zhì)互作方式調(diào)控基因的表達(dá),并由此產(chǎn)生惡性循環(huán),久而久之最終導(dǎo)致學(xué)生對該課程喪失學(xué)習(xí)興趣,甚至達(dá)到放任自流的程度。因此,想要學(xué)生學(xué)好分子生物學(xué),就要充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,建立其自信心是關(guān)鍵,這也是提高分子生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。教師可在講好緒論、采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和注重理論與實(shí)踐等方面,在今后的教學(xué)中充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的興趣和積極性。
三、學(xué)習(xí)主動性
學(xué)習(xí)主動性是影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)質(zhì)量的另一關(guān)鍵因素[4]。本次調(diào)查學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性包括學(xué)習(xí)習(xí)慣和作業(yè)處理兩個方面。在學(xué)習(xí)習(xí)慣調(diào)查中,生技有22.8%的學(xué)生能主動自學(xué)(其中17.1%為看書學(xué)習(xí),5.7%為上網(wǎng)學(xué)習(xí)),40%是自學(xué)結(jié)合教師授課,37.1%只聽教師授課;生科有19.9%能主動自學(xué)(其中15.7%為看書學(xué)習(xí),4.2%為上網(wǎng)學(xué)習(xí)),37.3%為自學(xué)結(jié)合教師授課,42.8%只聽教師授課。
調(diào)查結(jié)果說明這兩個專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣均較差,大部分學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識不強(qiáng),仍然依賴中學(xué)階段教師授課為主的學(xué)習(xí)習(xí)慣,其中生科的學(xué)生主動學(xué)習(xí)意識更差。在對待不會做的作業(yè)時,生技有27.8%的學(xué)生通過自己看書解決,52.8%是向其他同學(xué)請教和討論,13.9%則是抄襲他人的作業(yè),5.6%是請教老師;生科專業(yè)學(xué)生的上述比例依次為25.2%、48.1%、23.4%和3.3%。顯然,當(dāng)遇到不會的作業(yè)時,兩個專業(yè)的大多數(shù)學(xué)生主要是與同學(xué)討論甚至抄襲作業(yè)方式解決,只有少數(shù)是通過自己看書或請教老師方式解決,說明大多數(shù)學(xué)生對待作業(yè)抱著消極和應(yīng)付的態(tài)度,沒有很好地利用作業(yè)對知識進(jìn)行及時復(fù)習(xí)和鞏固,日積月累,不會的問題越積越多,最終導(dǎo)致學(xué)生對該課程喪失信心、興趣和學(xué)好的勇氣,這是導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)成績差的一個重要因素。
一般來講,如果學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容感興趣,就會興致勃勃地學(xué)習(xí),當(dāng)遇到困難時表現(xiàn)出頑強(qiáng)的鉆研精神。否則,只是表面地、形式地去應(yīng)付所學(xué)知識,一旦遇到困難則往往會喪失信心,不能堅持學(xué)習(xí)。因此,要使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),就必須激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,改變學(xué)習(xí)習(xí)慣,這是學(xué)好分子生物學(xué)和提高學(xué)習(xí)成績的可靠保障。
四、學(xué)習(xí)方式
學(xué)習(xí)方式是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中為完成學(xué)習(xí)任務(wù),達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)采取的方法、策略和途徑的總稱,直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和成績[5]。本次調(diào)查學(xué)生的學(xué)習(xí)方式包括課堂筆記、課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)三個方面。在課堂筆記調(diào)查中,生技和生科分別有73.5%和70.2%的學(xué)生能主動記下教師授課要點(diǎn),11.8%和12.7%是記下教師授課的部分內(nèi)容,14.7%和17.1%是教師讓記就記或從不記筆記。說明兩個專業(yè)的大部分學(xué)生在課堂中均能做好筆記,其中生技學(xué)生記筆記的主動性高于生科專業(yè)學(xué)生。在對課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的調(diào)查中,生技和生科分別有7.4%和6.1%的學(xué)生能進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),60.3%和57.2%偶爾會進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí),26.5和31.8%%則從不預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí),5.9%和4.9%在教師要求時會進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。表明兩個專業(yè)僅有少數(shù)學(xué)生能夠積極進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),而絕大多數(shù)學(xué)生則缺乏這種學(xué)習(xí)方式。
然而進(jìn)一步調(diào)查顯示,兩個專業(yè)都又有超過53%的學(xué)生認(rèn)為“課前預(yù)習(xí)—課堂學(xué)習(xí)—課后復(fù)習(xí)”的學(xué)習(xí)方式更有利于對知識的掌握,學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)習(xí),帶著問題課堂聽教師講解,逐漸使問題得到解決,再通過課后復(fù)習(xí)來鞏固學(xué)習(xí)成果。但這與學(xué)生實(shí)際在分子生物學(xué)學(xué)習(xí)中的做法自相矛盾,原因可能由于學(xué)生對本課程不感興趣,不愿意或不主動以這種方式學(xué)習(xí)。因此,培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣或許是提高學(xué)習(xí)成績和學(xué)習(xí)效果的根本途徑。
五、教學(xué)內(nèi)容
分子生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,除理論教學(xué)外,實(shí)驗課程也占有重要的地位。在教學(xué)內(nèi)容調(diào)查中,生技和生科都有超過68%的學(xué)生認(rèn)為分子生物學(xué)的理論課和實(shí)驗課應(yīng)緊密結(jié)合,希望通過實(shí)際動手操作來驗證和鞏固理論知識。而塔里木大學(xué)分子生物學(xué)的理論課和實(shí)驗課被安排在不同學(xué)期進(jìn)行,學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識后,不能及時通過實(shí)驗課的實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行驗證和鞏固,只能靠死記硬背來記憶枯燥的概念和原理,學(xué)習(xí)效果自然不好。
因此,在制定教學(xué)大綱時,應(yīng)盡可能安排分子生物學(xué)的理論課和實(shí)驗課同步進(jìn)行,或使學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗室進(jìn)行科研鍛煉,這樣不僅使其從枯燥的理論學(xué)習(xí)中解脫出來,在實(shí)驗中的新發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新大大提高他們對本課程的學(xué)習(xí)興趣,而且學(xué)生在獲得一定技能后也能增強(qiáng)其將來走上社會的自信心,這種措施不失為提高學(xué)生對分子生物學(xué)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果的最簡單途徑。另外,目前國內(nèi)大多數(shù)高校所使用的分子生物學(xué)教材內(nèi)容與其先導(dǎo)課程重復(fù)性較大,如DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯等,這些重復(fù)內(nèi)容占用了分子生物學(xué)很多教學(xué)課時,導(dǎo)致其最精華和最核心的內(nèi)容(如基因表達(dá)調(diào)控等)課時較少。因此,在教學(xué)大綱修訂時,還應(yīng)對課程體系進(jìn)行優(yōu)化[6],強(qiáng)調(diào)重復(fù)內(nèi)容在分子生物學(xué)和其先導(dǎo)課程各自的教學(xué)重點(diǎn),這樣既可有效避免課程間內(nèi)容的重復(fù),又可使課程體系間建立有機(jī)銜接,從而有效地突出了分子生物學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)。
六、教學(xué)方式
合理的教學(xué)方式有利于促進(jìn)學(xué)生的良好發(fā)展,是提高課堂實(shí)效性的關(guān)鍵,在學(xué)生獲得知識、提高能力、獲取學(xué)習(xí)方法的過程中,教師采用的教學(xué)方式直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果[7]。調(diào)查發(fā)現(xiàn),生技和生科分別有67.6%和72.5%的學(xué)生希望每章講完后教師能幫其進(jìn)行歸納和總結(jié),便于他們理解和記憶。表明學(xué)生對教師的依賴很強(qiáng),對所學(xué)知識梳理和總結(jié)的主動性和積極性不高。為此,教師在今后教學(xué)過程中應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生自己及時對知識進(jìn)行歸納和總結(jié),必要時應(yīng)教會他們歸納和總結(jié)的方法,如思維導(dǎo)圖法[8],這樣一方面使學(xué)生對所學(xué)知識加深記憶和鞏固,另一方面他們養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,成為走上社會的一項潛在本領(lǐng)。另外,生技和生科分別有47%和41.6%的學(xué)生希望教師上課時引入課堂討論。
課堂討論是一種很好的教學(xué)組織形式,學(xué)生可以在輕松的氛圍中達(dá)到對知識的理解和掌握[9]。對此,教師在今后的教學(xué)中可采用恰當(dāng)?shù)挠懻摲绞?,如“三明治”教學(xué)模式[10],這樣一方面可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效果,另一方面使學(xué)生在討論中不但可以鍛煉自己的口才,發(fā)揮個人魅力,而且學(xué)會尊重別人意見,接受別人批評,培養(yǎng)他們的團(tuán)隊合作精神。調(diào)查還發(fā)現(xiàn),生技和生科分別有50.1%和69.3%的學(xué)生希望能結(jié)合生產(chǎn)生活,多舉實(shí)例。說明多數(shù)學(xué)生希望通過實(shí)際生活的例子形象地理解和掌握抽象的分子生物學(xué)知識,特別是生科專業(yè)的學(xué)生,由于這部分學(xué)生大多來自于新疆本地,更希望通過聯(lián)系當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活的實(shí)際,以便將來應(yīng)用分子生物學(xué)知識和技術(shù)為本地發(fā)展服務(wù)。
總之,上述調(diào)查問卷說明,處于我國西部邊陲的塔里木大學(xué)的分子生物學(xué)教學(xué)目前仍然面臨著許多問題,如學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高、主動性積和極性較低、學(xué)習(xí)方式不當(dāng)?shù)?。造成這些問題的原因一方面是分子生物學(xué)本身知識枯燥難懂,學(xué)生難以理解和掌握,另一方面也可能與生源有關(guān),生技和生科兩個專業(yè)的學(xué)生大部分來自于新疆本地,中學(xué)階段的整體教育水平低于疆外地區(qū),造成學(xué)生的知識基礎(chǔ)較差,這對需要具備雄厚知識基礎(chǔ)的分子生物學(xué)來說更為困難。如何教好分子生物學(xué),如何提高學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果,是擺在所有分子生物學(xué)課程教師面前的一個共同問題[11]。
針對這種現(xiàn)狀,必需進(jìn)行分子生物學(xué)教學(xué)改革,教師在實(shí)際教學(xué)工作中,針對學(xué)生的特點(diǎn)和興趣,結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活實(shí)際,運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式,引導(dǎo)學(xué)生及時總結(jié)和整理知識,同步配以相應(yīng)的實(shí)驗課,相信這樣不僅能極大提高學(xué)生對分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)熱情和興趣,而且也能使學(xué)生把該課程真正運(yùn)用到以后的科研、生產(chǎn)和生活實(shí)際,為國家和新疆地方發(fā)展培養(yǎng)更多、更高素質(zhì)的高級應(yīng)用型人才。
篇5
1、生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)具備生命科學(xué)的基本理論和較系統(tǒng)的生物技術(shù)的基本理論、基本知識、基本技能,能在科研機(jī)構(gòu)或高等學(xué)校從事科學(xué)研究或教學(xué)工作,能在工業(yè)、醫(yī)藥、食品、農(nóng)、林、牧、漁、環(huán)保、園林等行業(yè)的企業(yè)、事業(yè)和行政管理部門從事與生物技術(shù)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級專門人才。
2、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、植物學(xué)、動物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、藥理學(xué)、藥物分析學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、免疫學(xué)、植物組織培養(yǎng)、生化分離技術(shù)、基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等。
3、主干學(xué)科:生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)。
4、核心知識領(lǐng)域:生命的化學(xué)分子基礎(chǔ),細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能與重大生命活動,生物體的結(jié)構(gòu)與功 能及生物多樣性,微生物的特征與代謝,生物的遺傳與進(jìn)化,生物與環(huán)境,生物技術(shù)的原理與應(yīng)用。
(來源:文章屋網(wǎng) )
篇6
二、生命科學(xué)與技術(shù)研究方向:
1.微生物分子生物學(xué)。
2.環(huán)境污染處理與修復(fù)。
3.微生物制藥。
4.中藥微生物技術(shù)。
5.農(nóng)副產(chǎn)品微生物深加工 。
6.生物能源。
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文章編號:1003-1383(2007)06-0737-02中圖分類號:R394-33文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
遺傳學(xué)是一門發(fā)展迅速的生物學(xué)分支科學(xué),它從基因水平研究生物的遺傳規(guī)律,所研究對象涉及了動物、植物、微生物、人類等形形的生物,近年來,隨著人類基因組計劃的實(shí)施,在基因組研究,克隆技術(shù),生物制藥,基因診斷與治療等領(lǐng)域中取得了令人矚目的成果。由于受傳統(tǒng)教育思想的影響,多年來實(shí)驗教學(xué)都是以理論教學(xué)為中心,驗證課堂上所講的理論知識,學(xué)習(xí)有關(guān)的實(shí)驗技術(shù),忽略了能力的培養(yǎng),這種教學(xué)方式限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文結(jié)合我校的遺傳學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革進(jìn)行初步探討。
遺傳學(xué)實(shí)驗主要表現(xiàn)
實(shí)驗教學(xué)是高等院校教學(xué)不可或缺的重要組成部分,它在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面所起到的重要作用,是其他任何教學(xué)形式都無法替代的[1]。實(shí)驗教學(xué)不光是為了證實(shí)課堂上所學(xué)的理論和僅僅掌握一些實(shí)驗操作技術(shù),而是為了在鞏固理論知識的同時,提高學(xué)生的科學(xué)思維能力、研究能力,培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。同志指出:“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力,一個沒有創(chuàng)新能力的民族難以屹立于世界先進(jìn)民族之林”。如何在實(shí)驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力,造就創(chuàng)新型人才,是形式發(fā)展的需要。當(dāng)前我校生物技術(shù)專業(yè)的遺傳學(xué)實(shí)驗主要表現(xiàn)在3個方面。
1.經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗內(nèi)容多,現(xiàn)代遺傳學(xué)實(shí)驗內(nèi)容少 遺傳學(xué)實(shí)驗主要包括兩大內(nèi)容:①細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)占33%,包括染色體核型及帶型分析、染色體結(jié)構(gòu)及數(shù)目變異鑒定等染色體操作技術(shù);②經(jīng)典遺傳學(xué)驗證性實(shí)驗內(nèi)容占50%,以三大遺傳規(guī)律驗證為主,忽視了遺傳學(xué)實(shí)驗,一是分子遺傳實(shí)驗內(nèi)容為0,如DNA提取、酶切、連接、擴(kuò)增與檢測技術(shù),基因突變RAPD分析等實(shí)驗;這些實(shí)驗技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代分子遺傳學(xué)或生物技術(shù)的基本內(nèi)容,本科生不掌握難以跟上遺傳學(xué)快速發(fā)展的步伐,也與目前遺傳學(xué)理論教學(xué)不相適應(yīng)。二是群體遺傳學(xué)實(shí)驗內(nèi)容僅占17%,如基因數(shù)目估計,遺傳率估算,群體基因結(jié)構(gòu)分析及遺傳疾病風(fēng)險估算等實(shí)驗技術(shù),是群體及數(shù)量性狀遺傳研究的基本技術(shù),但這些實(shí)驗內(nèi)容卻很少。
2.驗證性實(shí)驗多,綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實(shí)驗少 驗證性實(shí)驗50%,綜合性30%、設(shè)計性20%、創(chuàng)新性實(shí)驗幾乎沒有。采用傳統(tǒng)的實(shí)驗設(shè)計方法,整個教學(xué)過程中學(xué)生處于被動接受的地位,學(xué)生過分依賴教師的指導(dǎo),不能獨(dú)立操作、觀察,習(xí)慣做完一步就問教師下一步做什么。學(xué)生沒有機(jī)會去設(shè)計、去思維、去創(chuàng)新。這種教學(xué)模式不利于提高學(xué)生研究遺傳學(xué)的實(shí)驗技能,不利于提高學(xué)生的獨(dú)立能力、觀察能力、判斷能力和解決問題的能力,影響學(xué)生對實(shí)驗設(shè)計方法的深入理解,不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的科研素質(zhì)培養(yǎng)。
3.課外完成的實(shí)驗多,課內(nèi)完成的實(shí)驗少 在所開設(shè)的10個實(shí)驗中,需要課外完成的實(shí)驗有6個,占60%,如人類染色體標(biāo)本制備,整個過程需要經(jīng)歷采血、培養(yǎng)、加秋水仙素、制片等過程,培養(yǎng)時間需72小時,課堂計劃4學(xué)時內(nèi)學(xué)生不可能完成,必須由老師或?qū)W生事先做,計劃內(nèi)的4學(xué)時僅是學(xué)生的制片。而一般的遺傳學(xué)實(shí)驗,一次課僅有3~4學(xué)時,許多實(shí)驗操作在有限的時間內(nèi)不可能完成,學(xué)生無法參與實(shí)驗的全程,一旦離開老師的協(xié)作仍然無法獨(dú)立開展類似實(shí)驗。お
遺傳學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革形式
1.重組實(shí)驗內(nèi)容 將原來的10個遺傳學(xué)實(shí)驗重組、整合為經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗、細(xì)胞遺傳學(xué)實(shí)驗、分子遺傳學(xué)實(shí)驗和群體遺傳學(xué)實(shí)驗4個模塊。在經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗中果蠅雜交實(shí)驗作為設(shè)計性實(shí)驗;群體遺傳學(xué)實(shí)驗的人類正常遺傳性狀的調(diào)查,作為設(shè)計性實(shí)驗;細(xì)胞遺傳學(xué)的人類染色體的制作為綜合性實(shí)驗, 其實(shí)驗課時比重分別為4∶3∶2∶1。
2.增加分子遺傳學(xué)實(shí)驗技術(shù) 我校生物技術(shù)專業(yè)的課程設(shè)置了《分子生物學(xué)》,其課程已經(jīng)開設(shè)了分子生物學(xué)的基本實(shí)驗,學(xué)生掌握了分子生物學(xué)的基本實(shí)驗技能,在《遺傳學(xué)》實(shí)驗中,則重點(diǎn)突出人工誘發(fā)基因突變的方法設(shè)計、各誘發(fā)突變處理材料與未誘變材料RAPD指紋差異分析,以及結(jié)合醫(yī)學(xué)院校的特點(diǎn),對廣西特有的遺傳病,如地中海貧血的檢測,避免與生物化學(xué)、分子生物學(xué)等實(shí)驗內(nèi)容重復(fù)。
3.增設(shè)創(chuàng)新性實(shí)驗 4個實(shí)驗?zāi)K做為《遺傳學(xué)》實(shí)驗必做的基本實(shí)驗,此外為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,造就創(chuàng)新型人才,教師給學(xué)生一些方向性的選題,如結(jié)合廣西特有的動、植物,進(jìn)行的染色體分析技術(shù);環(huán)境中致畸、致癌、致突變(三致)物質(zhì)的檢測等,由學(xué)生組成課題組按申報課題的方式寫出標(biāo)書,專業(yè)教師審核其可行性,配指導(dǎo)教師進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗1個,學(xué)生邊設(shè)計、邊實(shí)驗、邊研究。
4.實(shí)施全天性開放實(shí)驗教學(xué) 為配合綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實(shí)驗,實(shí)驗室實(shí)施全天性開放實(shí)驗教學(xué),讓學(xué)生不受實(shí)驗室、實(shí)驗學(xué)時和實(shí)驗項目的限制,實(shí)驗室三開放:時間開放、實(shí)驗項目開放、試劑和儀器設(shè)備開放。學(xué)生可以通過自行查閱文獻(xiàn)、自行設(shè)計實(shí)驗、獨(dú)立完成實(shí)驗,教師只是起引導(dǎo)作用。 實(shí)驗室安排教師值班、并負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生,學(xué)生自我調(diào)節(jié)、合理安排實(shí)驗時間,同時可提高高檔儀器設(shè)備的使用效率。通過問卷調(diào)查,95%的學(xué)生認(rèn)為開放實(shí)驗室對動腦與動手能力的培養(yǎng)是封閉式教學(xué)所無法替代的,對重視學(xué)生個性的培養(yǎng),確立以學(xué)生為中心和主體地位大有裨益,是符合教育規(guī)律和人才成長規(guī)律的培養(yǎng)模式的[2,3]。
5.考核方式的改革 實(shí)驗教學(xué)實(shí)行學(xué)分制,一般不進(jìn)行書面考試,著重學(xué)生設(shè)計思路、實(shí)驗技能與實(shí)際操作水平的考核,方式可以口試、操作、實(shí)驗報告、論文報告、答辯或研討等方式進(jìn)行考核,實(shí)驗設(shè)計、實(shí)驗操作、創(chuàng)新性實(shí)驗按(4∶4∶2)的比例,對學(xué)生進(jìn)行綜合考核評價。
通過對2000~2003級生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生實(shí)行實(shí)驗教學(xué)的改革,認(rèn)為遺傳學(xué)實(shí)驗有助于學(xué)生獨(dú)立思考能力,動手能力,分析問題、解決問題的能力,邏輯推理能力等的培養(yǎng),有助于對經(jīng)典遺傳學(xué)的理解,達(dá)到融會貫通、事半功倍的效果。從《遺傳學(xué)》實(shí)驗課問卷調(diào)查可看出,03級生物技術(shù)有97.7%的同學(xué)贊成開放性實(shí)驗,有近90%的同學(xué)認(rèn)為對培養(yǎng)實(shí)踐能力有較大的幫助,此外90%的同學(xué)希望能增加更多的開放性實(shí)驗內(nèi)容以供同學(xué)選擇。在2004級的同學(xué)中我們正在開展創(chuàng)新性實(shí)驗,由學(xué)生自行確定選題,設(shè)計實(shí)驗方案,在經(jīng)費(fèi)許可條件下,購買試劑,完成實(shí)驗,目前正在進(jìn)行中。通過實(shí)驗教學(xué)的改革力求將培養(yǎng)目標(biāo)由知識技能型轉(zhuǎn)變成能力培養(yǎng)型,實(shí)驗教學(xué)以學(xué)生的實(shí)驗動手能力、綜合分析能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目的,以適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。
參考文獻(xiàn)
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相對比較具有一定優(yōu)勢。
1、西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院成立于1950年,設(shè)有3個系、 9個研究所,擁有作物學(xué)博士后流動站、作物學(xué)一級學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn),同時還招收植物學(xué)、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)博士、碩士研究生;
2、開設(shè)有農(nóng)學(xué)、生物技術(shù)和農(nóng)村區(qū)域發(fā)展3個本科專業(yè),現(xiàn)有研究生180余人,本科學(xué)生1000余人,知名校友有國家第一個特等發(fā)明獎獲得者、被譽(yù)為雜交水稻之父的中國工程院院士袁隆平先生;
3、學(xué)院院訓(xùn)是追夢求實(shí),辦學(xué)理念追求以人為本,學(xué)術(shù)立院,
(來源:文章屋網(wǎng) )
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【關(guān)鍵詞】分子生藥學(xué) 教學(xué)建議 存在問題
【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
【基金項目】基金名稱:利用葉綠體基因組超級條形碼構(gòu)建鼠尾草屬亞屬間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,基金編號:NJZY16214。
【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)10-0241-02
分子生藥學(xué)是指利用分子生物學(xué)的理論和技術(shù)來研究生藥的真?zhèn)?、?yōu)劣和成分的一門科學(xué),是生藥學(xué)與分子生物學(xué)融合而成的前沿學(xué)科[1]。分子生物學(xué)不僅為生藥學(xué)的研究注入了新鮮的血液,而且為其提出了新的挑戰(zhàn)。由于分子生藥學(xué)與生物化學(xué)、分子系統(tǒng)學(xué)、中藥鑒定學(xué)、中藥資源學(xué)、天然藥物化學(xué)、保護(hù)生物學(xué)以及藥用植物育種學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有著緊密的聯(lián)系,同時涉及到一些新技術(shù)和方法,因此授課難度較大,對于教學(xué)中的主要角色(學(xué)生和老師)的知識儲備都是一個較大的挑戰(zhàn)[2]。目前我校分子生藥學(xué)課程采用中國中醫(yī)藥出版社出版的、黃璐琦和肖培根主編的《分子生藥學(xué)》本科系列教材,筆者通過授課實(shí)踐和對該教材的理論研究的基礎(chǔ)上,從教學(xué)方法上進(jìn)行了初步的摸索,現(xiàn)總結(jié)如下:
1.實(shí)驗課與理論課并行,突出重點(diǎn)與難點(diǎn)
實(shí)驗課與理論課并行開展,結(jié)合學(xué)?,F(xiàn)有的科研經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗設(shè)備,盡量讓學(xué)生熟悉分子生物學(xué)實(shí)驗最基本儀器,掌握最基本的實(shí)驗技能,更加直觀地去理解抽象的教學(xué)內(nèi)容。例如在講到第二章聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)時,結(jié)合理論課,讓學(xué)生進(jìn)行PCR實(shí)驗操作,在實(shí)驗過程中不僅讓學(xué)生深入了解了PCR的基本步驟(包括變性、退火和延伸)和影響PCR主要因素(Mg2+、dNTP、酶、模版、引物、溫度參數(shù)和循環(huán)次數(shù)),而且能鍛煉了學(xué)生對于基本儀器(移液槍和離心機(jī)等)的使用和基本實(shí)驗操作(液體配制和瓊脂糖凝膠電泳等)的熟悉。通過以上實(shí)驗課與理論課并行的授課方式,使學(xué)生對于本學(xué)科的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識有了更深層次的理解。
2.將網(wǎng)絡(luò)資源運(yùn)用到教學(xué)中,教學(xué)相長
分子生藥學(xué)本身就是一門多學(xué)科綜合的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。它不僅基于分子生物學(xué)的理論和技術(shù),更與很多其他基礎(chǔ)學(xué)科關(guān)系緊密,例如中藥鑒定學(xué)、生藥學(xué)、中藥資源學(xué)、藥用植物學(xué)等,因此要求教師與學(xué)生掌握與了解多門專業(yè)課的基礎(chǔ)知識。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及,越來越多的老師們都在利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各種各樣教學(xué)實(shí)踐探索。而網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)與利用對于教學(xué)水平的提高和教學(xué)方式的改變至關(guān)重要。例如,推薦學(xué)生利用中國大學(xué)慕課(MOOC)網(wǎng)絡(luò)在線平臺自主學(xué)習(xí)分子生物學(xué)、生物化學(xué)和生藥學(xué)等課程,并對有關(guān)問題與授課教師通過郵件即時溝通。此外,推薦國內(nèi)及國際先進(jìn)研究團(tuán)隊或相關(guān)專業(yè)網(wǎng)站,讓學(xué)生能跟蹤分子生藥學(xué)方向最新研究內(nèi)容。例如:中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所陳士林課題組對于中藥材的DNA條形碼研究在國際上處于領(lǐng)先水平,其開發(fā)的中藥材DNA條形碼鑒定系統(tǒng)(http:///china/)對于部分中草藥的鑒定具有一定的參考價值。此外,相關(guān)專業(yè)網(wǎng)站如下(美國國立生物技術(shù)信息中心(National Centre For Biotechnology Information,NCBI,http : //ncbi.nlm.nih.gov)、歐洲生物信息研究所 (The European Molecular Biology Laboratory database ,EMBL,ebi.ac.uk)、日本國立遺傳學(xué)研究所(DNA database of Japan,DDBJ,ddbj.nig.ac.jp)、http:///。
3.開展文獻(xiàn)閱讀課,引入新技術(shù)新手段
生藥鑒定是生藥學(xué)的核心內(nèi)容,傳統(tǒng)的中藥鑒定方法最初主要依賴于藥材的形態(tài)特征,后來逐漸發(fā)展成為基原鑒定、性狀鑒定、顯微鑒定和理化鑒定等4種方法,但是以上4種方法在實(shí)際生藥鑒定應(yīng)用中存在一定的局限性,使得生藥準(zhǔn)確鑒定變得越來越困難,分子生物學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展為生藥的鑒定提供了新的技術(shù)和手段。通過閱讀最新綜述文獻(xiàn),來引領(lǐng)學(xué)生了解分子生物學(xué)技術(shù)在生藥鑒定中的應(yīng)用歷史,并對最前沿的技術(shù)有一定的認(rèn)識。例如,通過閱讀《藥用植物葉綠體基因組研究》相關(guān)最新文獻(xiàn)[3,4],了解生藥鑒定的發(fā)展歷史和最新研究方向。隨著高通量測序技術(shù)的普及和成本的下降,越來越多的科研工作者利用該技術(shù)在基因組水平解決生物學(xué)問題。植物藥在基因組方向的研究獲得了大量的關(guān)注,如人參[5]、黑藥花科華重樓[6]、小檗科十大功勞[7]等很多名貴藥材的基因組已經(jīng)進(jìn)行測序,為該類植物及其近緣種的可持續(xù)利用、品質(zhì)定向調(diào)控和分子標(biāo)記輔助育種等方面的研究奠定了基礎(chǔ)。
4.教學(xué)中存在的問題
4.1 課程設(shè)置存在一定問題
本課程共16個課時,2個學(xué)分,主要針對大學(xué)三年級學(xué)生開設(shè)。而本教材共包含8章,每章包含2-6節(jié)內(nèi)容。因此,課時安排較少,未能夠?qū)⒅攸c(diǎn)內(nèi)容講透。另外,分子生藥學(xué)開課3年來,一直是中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生的選修課,未能引起教師與學(xué)生的足夠重視。迄今為止 ,全國已有30多所院校開設(shè)了本課程的本科和研究生教育,已將其設(shè)置為中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的本科必修課程,從根本上保證了課時和學(xué)生的重視度,旨在推進(jìn)素質(zhì)教育,提高學(xué)生解決中藥資源和中藥鑒定突出問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生利用最新技術(shù)和手段來解決生藥的分子鑒定和中藥道地藥材的形成機(jī)制等。因此,筆者建議學(xué)校將本課程設(shè)置為中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生的必修課。
4.2 教材內(nèi)容陳舊
目前我校采用的教材為2008年由中國中醫(yī)藥出版社出版、黃璐琦等主編的《分子生藥學(xué)》本科教材,其部分內(nèi)容需要結(jié)合目前研究成果進(jìn)行更新。例如在講授到第三章第三節(jié)藥用植物分子系統(tǒng)學(xué)的研究方法時,僅僅介紹了葉綠體基因組、核基因組和線粒體基因組部分常用片段,并未引入近幾年來研究較熱的利用全基因組或葉綠體基因組信息來構(gòu)建藥用植物分子系統(tǒng)學(xué)框架的方法。此外,本章節(jié)未涉及藥用植物分子系統(tǒng)學(xué)研究的常規(guī)步驟,對于中藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說,無法從總體上對該部分內(nèi)容進(jìn)行一個了解。另外,本教材中藥用植物分子系統(tǒng)學(xué)的應(yīng)用僅僅介紹了兩方面,一方面為藥用植物的鑒定和分類,另一方面為新藥用植物的尋找。若結(jié)合利用葉綠體基因組構(gòu)建藥用植物分子系統(tǒng)學(xué)的前沿內(nèi)容,這里可以擴(kuò)展為藥用植物抗病性、基因型鑒定、轉(zhuǎn)基因育種等。
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為了適應(yīng)這種快速發(fā)展的形勢,美國、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家先后制定了國家發(fā)展計劃,把海洋生物技術(shù)研究確定為21世紀(jì)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。1996年,中國也不失時機(jī)地將海洋生物技術(shù)納入國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃),為今后的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。不言而喻,迄今海洋生物技術(shù)不僅成為海洋科學(xué)與生物技術(shù)交叉發(fā)展起來的全新研究領(lǐng)域,同時,也是21世紀(jì)世界各國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容并將顯示出強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭和巨大應(yīng)用潛力。
1.發(fā)展特點(diǎn)
表1和表2列出的資料大體反映了當(dāng)前海洋生物技術(shù)研究發(fā)展的主要特點(diǎn)。
1.1加強(qiáng)基礎(chǔ)生物學(xué)研究是促進(jìn)海洋生物技術(shù)研究發(fā)展的重要基石
海洋生物技術(shù)涉及到海洋生物的分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生殖生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué),乃至生物多樣性和海洋生態(tài)學(xué)等廣泛內(nèi)容,為了使其發(fā)展有一個堅實(shí)的基礎(chǔ),研究者非常重視相關(guān)的基礎(chǔ)研究。在《IMBC 2000》會議期間,當(dāng)本文作者詢問一位資深的與會者:本次會議的主要進(jìn)步是什么?他毫不猶豫的回答:分子生物學(xué)水平的研究成果增多了。事實(shí)確實(shí)如此。近期的研究成果統(tǒng)計表明,海洋生物技術(shù)的基礎(chǔ)研究更側(cè)重于分子水平的研究,如基因表達(dá)、分子克隆、基因組學(xué)、分子標(biāo)記、海洋生物分子、物質(zhì)活性及其化合物等。這些具有導(dǎo)向性的基礎(chǔ)研究,對今后的發(fā)展將有重要影。
1.2推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是海洋生物技術(shù)應(yīng)用的主要方面
目前,應(yīng)用海洋生物技術(shù)推動海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要聚焦在水產(chǎn)養(yǎng)殖和海洋天然產(chǎn)物開發(fā)兩個方面,這也是海洋生物技術(shù)研究發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。充滿活力的原因所在。在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面,提高重要養(yǎng)殖種類的繁殖、發(fā)育、生長和健康狀況,特別是在培育品種的優(yōu)良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進(jìn)步,如轉(zhuǎn)生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲殼類性別控制、疾病檢測與防治、DNA疫苗和營養(yǎng)增強(qiáng)等;在海洋天然產(chǎn)物開發(fā)方面,利用生物技術(shù)的最新原理和方法開發(fā)分離海洋生物的活性物質(zhì)、測定分子組成和結(jié)構(gòu)及生物合成方式、檢驗生物活性等,已明顯地促進(jìn)了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學(xué)品的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。
表1 近期IMBC大會研討的主要內(nèi)容
表2 近期IMBC大會和《Marine Biotechnology》學(xué)報論文統(tǒng)計表
1.3保證海洋環(huán)境可持續(xù)利用是海洋生物技術(shù)研究應(yīng)用的另一個重要方面
利用生物技術(shù)保護(hù)海洋環(huán)境、治理污染,使海洋生態(tài)系統(tǒng)生物生產(chǎn)過程更加有效是一個相對比較新的應(yīng)用發(fā)展領(lǐng)域,因此,無論是從技術(shù)開發(fā),還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看,它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到的研究主要包括生物修復(fù)(如生物降解和富集、固定有毒物質(zhì)技術(shù)等)、防生物附著、生態(tài)毒理、環(huán)境適應(yīng)和共生等。有關(guān)國家把“生物修復(fù)”作為海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)及其產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要生物工程手段,美國和加拿大聯(lián)合制定了海洋環(huán)境生物修復(fù)計劃,推動該技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。
1.4與海洋生物技術(shù)發(fā)展有關(guān)的海洋政策始終是公眾關(guān)注的問題
其中海洋生物技術(shù)的發(fā)展策略、海洋生物技術(shù)的專利保護(hù)、海洋生物技術(shù)對水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的重要性、轉(zhuǎn)基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術(shù)與生物多樣性關(guān)系以及海洋環(huán)境保護(hù)等方面的政策、法規(guī)的制定與實(shí)施倍受關(guān)注。
2. 重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域
當(dāng)前,國際海洋生物技術(shù)的重點(diǎn)研究發(fā)展領(lǐng)域主要包括如下幾個方面:
2.1發(fā)育與生殖生物學(xué)基礎(chǔ)
弄清海洋生物胚胎發(fā)育、變態(tài)、成熟及繁殖各個環(huán)節(jié)的生理過程及其分子調(diào)控機(jī)理,不僅對于闡明海洋生物生長、發(fā)育與生殖的分子調(diào)控規(guī)律具有重要科學(xué)意義,而且對于應(yīng)用生物技術(shù)手段,促進(jìn)某種生物的生長發(fā)育及調(diào)控其生殖活動,提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重要應(yīng)用價值。因此,這方面的研究是近年來海洋生物技術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。主要包括:生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長一催乳激素、滲透壓調(diào)節(jié)激素、生殖抑制因子、卵母細(xì)胞最后成熟誘導(dǎo)因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調(diào)節(jié)因子的基因鑒定、克隆及表達(dá)分析,以及魚類胚胎于細(xì)胞培養(yǎng)及定向分化等。
2.2基因組學(xué)與基因轉(zhuǎn)移
隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實(shí)施,各種生物
的結(jié)構(gòu)基因組和功能基因組研究成為生命科學(xué)的重點(diǎn)研究內(nèi)容,海洋生物的基因組研究,特別是功能基因組學(xué)研究自然成為海洋生物學(xué)工作者研究的新熱點(diǎn)。目前的研究重點(diǎn)是對有代表性的海洋生物(包括魚、蝦、貝及病原微生物和病毒)基因組進(jìn)行全序列測定,同時進(jìn)行特定功能基因,如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎(chǔ)上,基因轉(zhuǎn)移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長和抗逆優(yōu)良品種的有效技術(shù)手段,已成為該領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)研究發(fā)展的重點(diǎn)。近幾年研究重點(diǎn)集中在目標(biāo)基因篩選,如抗病基因、胰島素樣生長因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標(biāo)基因;大批量、高效轉(zhuǎn)基因方法也是基因轉(zhuǎn)移研究的重點(diǎn)方面,除傳統(tǒng)的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外,目前已發(fā)展了逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)法,電穿孔法,轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)法及胚胎細(xì)胞介導(dǎo)法等。 2.3病原生物學(xué)與免疫
隨著海洋環(huán)境逐漸惡化和海水養(yǎng)殖的規(guī)?;l(fā)展,病害問題已成為制約世界海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸因子之一。開展病原生物(如細(xì)菌、病毒等)致病機(jī)理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究,是研制有效防治技術(shù)的基礎(chǔ);同時,開展海水養(yǎng)殖生物分子免疫學(xué)和免疫遺傳學(xué)的研究,弄清海水魚、蝦、貝類的免疫機(jī)制對于培育抗病養(yǎng)殖品種、有效防治養(yǎng)殖病害的發(fā)生具有重要意義。因此,病原生物學(xué)與免疫已成為當(dāng)前海洋生物技術(shù)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一,重點(diǎn)是病原微生物致病相關(guān)基因、海洋生物抗病相關(guān)基因的篩選、克隆,海洋無脊椎動物細(xì)胞系的建立、海洋生物免疫機(jī)制的探討、DNA疫苗研制等。
? 2.4生物活性及其產(chǎn)物
海洋生物活性物質(zhì)的分離與利用是當(dāng)今海洋生物技術(shù)的又一研究熱點(diǎn)。現(xiàn)人研究表明,各種海洋生物中都廣泛存在獨(dú)特的化合物,用來保護(hù)自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質(zhì)在生物醫(yī)學(xué)及疾病防治上顯示出巨大的應(yīng)用潛力,如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外,有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財?shù)蜖I養(yǎng)的功能,研究開發(fā)利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產(chǎn)物,因而,對極端生物研究也成為近年來海洋生物技術(shù)研究的重點(diǎn)方面。這一領(lǐng)域的研究重點(diǎn)包括抗腫瘤藥物、工業(yè)酶及其它特殊用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質(zhì)、抗生殖藥物、免疫增強(qiáng)物質(zhì)、抗氧化劑及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等。
2.5海洋環(huán)境生物技術(shù)
該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)是海洋生物修復(fù)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。生物修復(fù)技術(shù)是比生物降解含義更為廣泛,又以生物降解為重點(diǎn)的海洋環(huán)境生物技術(shù)。其方法包括利用活有機(jī)體、或其制作產(chǎn)品降解污染物,減少毒性或轉(zhuǎn)化為無毒產(chǎn)品,富集和固定有毒物質(zhì)(包括重金屬等),大尺度的生物修復(fù)還包括生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)調(diào)控等。應(yīng)用領(lǐng)域包括水產(chǎn)規(guī)?;B(yǎng)殖和工廠化養(yǎng)殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物(水)處理等。目前,微生物對環(huán)境反應(yīng)的動力學(xué)機(jī)制、降解過程的生化機(jī)理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與其它生物之間的共生關(guān)系和互利機(jī)制,抗附著物質(zhì)的分離純化等是該領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。
3.前沿領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展
3.1發(fā)育與生殖調(diào)控
應(yīng)用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素調(diào)控甲殼類動物成熟和繁殖的技術(shù)[1],研究了甲狀腺激素在金紹生長和發(fā)育中的調(diào)控作用,發(fā)現(xiàn)甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高,在肌肉中最低,而在肝、腎和鰓中表達(dá)水平中等,表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1],對海鞘的同源框(Homeobox)基因進(jìn)行了鑒定,分離到30個同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干細(xì)胞系并通過細(xì)胞移植獲得了嵌合體青鳉[1],建立了虹鱒原始生殖細(xì)胞培養(yǎng)物并分離出Vasa基因[2],進(jìn)行斑節(jié)對蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2],應(yīng)用受體介導(dǎo)法篩選GnRH類似物,用于魚類繁殖[2],建立了海綿細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),用于進(jìn)行藥物篩選[2],建立了將海膽胚胎作為研究基因表達(dá)的模式系統(tǒng)[2],通過基因轉(zhuǎn)移開展了海膽胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖轉(zhuǎn)移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達(dá)[3],建立了通過細(xì)胞周期蛋白依賴的激酶活性測定海水魚苗細(xì)胞增殖速率的方法[3],研究了幾丁質(zhì)酶基因在斑節(jié)對蝦蛻皮過程中的表達(dá)[4],從海參分離出同源框基因,并進(jìn)行了序列的測定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝臟和脾臟mRN A的表達(dá)序列標(biāo)志,從深海一種耐壓細(xì)菌中分離到壓力調(diào)節(jié)的操縱子,從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因,從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1];將DNA微陣列技術(shù)在海綿細(xì)胞培養(yǎng)上進(jìn)行了應(yīng)用,構(gòu)建了班節(jié)對蝦遺傳連鎖圖譜,建立了海洋紅藻EST,從海星卵母細(xì)胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基,初步表明硬骨頭魚類IGF-I原E一肽具有抗腫瘤作用[2];構(gòu)建了海洋酵母De—baryomyces hansenii的質(zhì)粒載體,從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑,從蘭蟹血細(xì)胞中分離到一種抗菌肽樣物質(zhì),從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子,發(fā)現(xiàn)依賴于細(xì)胞周期的激酶活性可用作海洋魚類苗種細(xì)胞增殖的標(biāo)記,克隆和定序了鰻魚細(xì)胞色素P4501A cD-NA,通過基因轉(zhuǎn)移方法分析了鰻細(xì)胞色素P450IAI基因的啟動子區(qū)域,分離和克隆了鰻細(xì)胞色素P450IAI基因,建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態(tài)性EST標(biāo)記,構(gòu)建了黃蓋鰈EST數(shù)據(jù)庫并鑒定出了一些新基因,建立了班節(jié)對蝦一些組織特異的EST標(biāo)志,從經(jīng)Hirame Rhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細(xì)胞 EST中分離出596個 cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚類的?一肌動蛋白基因,從金鯛cDNA文庫中分離出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鱒基因組中發(fā)現(xiàn)了TC1樣轉(zhuǎn)座子元件[4];鑒定和克隆出的基因包括:南美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應(yīng)原(allergen)基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH(促性腺激素)受體cDNA、鮑肌動蛋白基因、藍(lán)細(xì)菌丙酮酸激酶基因、鯉魚視紫紅質(zhì)基因調(diào)節(jié)系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因轉(zhuǎn)移
分離克隆了大馬哈魚IGF基因及其啟動子,并構(gòu)建了大馬哈魚IGF(胰島素樣生長因子)基因表達(dá)載體[1]。通過核定位信號因子提高了外源基因轉(zhuǎn)移到斑馬魚卵的整合率[1],建立了快速生長的轉(zhuǎn)基因羅非魚品系并進(jìn)行了安全性評價;對轉(zhuǎn)基因羅非魚進(jìn)行了三倍體誘導(dǎo),發(fā)現(xiàn)三倍體轉(zhuǎn)基因羅非魚盡管生長不如轉(zhuǎn)基因二倍體快,但優(yōu)于未轉(zhuǎn)基因的二倍體魚,同時,轉(zhuǎn)基因三倍體雌魚是完全不育的,因而具有推廣價值[2];研究了超聲處理促進(jìn)外源DNA與金鯛結(jié)合的技術(shù)方法,將GFP作為細(xì)胞和生物中轉(zhuǎn)基因表達(dá)的指示劑;表明轉(zhuǎn)基因溝鯰比對照組生長快33%,且轉(zhuǎn)基因魚逃避敵害的能力較差,因而可以釋放到自然界中,而不會對生態(tài)環(huán)境造成大的危害[3];應(yīng)用GFP作為遺傳標(biāo)記研究了斑馬魚轉(zhuǎn)基因的條件優(yōu)化和表達(dá)效率[3];在抗病基因工程育種方面,構(gòu)建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達(dá)載體并進(jìn)行了基因轉(zhuǎn)移實(shí)驗[2];在轉(zhuǎn)基因研究的種類上,目前已從經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖魚類逐步擴(kuò)展到養(yǎng)殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉(zhuǎn)到虹鱒肌肉中獲得了穩(wěn)定表達(dá)[4]。
3.4分子標(biāo)記技術(shù)與遺傳多樣性
研究了將魚類基因內(nèi)含子作為遺傳多樣性評價指標(biāo)的可行性,應(yīng)用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態(tài)性[1];利用寄生性原生動
物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區(qū)序列作標(biāo)記檢測環(huán)境水體中這些病原生物的污染程度,應(yīng)用18S和5.8 S核糖體RNA基因之間的第一個內(nèi)部間隔區(qū)(ITC—1)序列作標(biāo)記進(jìn)行甲殼類生物種間和種內(nèi)遺傳多樣性研究[2];研究了斑節(jié)對蝦三個種群的線粒體DNA多態(tài)性,用PCR技術(shù)鑒定了夏威夷苗的種類特異性。通過測定內(nèi)含子序列揭示了南美白對蝦的種內(nèi)遺傳多樣性,采用同功酶、微衛(wèi)星DNA及RAPD標(biāo)記對褐鱒不同種群的遺傳變異進(jìn)行了評價,在平魚鑒定并分離出12種微衛(wèi)星DNA,在美國加州魷魚上發(fā)現(xiàn)了高度可變的微衛(wèi)星DNA[3];弄清了一種深水魚類線粒體基因組的結(jié)構(gòu),并發(fā)現(xiàn)了硬骨魚類 tRNA基因重組的首個實(shí)例,測定了具有重要商業(yè)價值的海水輪蟲的衛(wèi)星DNA序列,用RAPD技術(shù)在大鯪鲆和鰨魚篩選到微衛(wèi)星重復(fù)片段,從多毛環(huán)節(jié)動物上分離出高度多態(tài)性的微衛(wèi)星DNA,用RAPD技術(shù)研究了泰國東部泥蟹的遺傳多樣性[3];用AFLP方法分析了母性遺傳物質(zhì)在雌核發(fā)育條紋鱸基因組中的貢獻(xiàn)[4]。 3.5 DNA疫苗及疾病防治
構(gòu)建了抗魚類壞死病毒的 DNA疫苗[1];開展了虹鱒IHNV DNA疫苗構(gòu)建及防病的研究,表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒,誘導(dǎo)了非特異性免疫保護(hù)反應(yīng),證明DNA免疫途徑在魚類上的可行性,從虹鱒細(xì)胞系中鑒定出經(jīng)干擾素可誘導(dǎo)的蛋白激酶[2];建立了養(yǎng)殖對蝦病毒病原檢測的ELISA試劑盒,用PCR等分子生物學(xué)技術(shù)鑒定了蝦類的病毒性病原,將魚類的非特異性免疫指標(biāo)用于海洋環(huán)境監(jiān)控,研究了抗病基因轉(zhuǎn)移提高鯛科魚類抗病力的可行性,研究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了測定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3];研究了Latrunculin B毒素在紅海綿體內(nèi)的免疫定位[4]。
3.6生物活性物質(zhì)
從海藻中分離出新的抗氧化劑[1],建立了大量生產(chǎn)生物活性化合物的海藻細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù),建立了通過海綿細(xì)胞體外培養(yǎng)制備抗腫瘤化合物的方法[1];從不同生物(如對蝦和細(xì)菌)中鑒定分離出抗微生物肽及其基因,從魚類水解產(chǎn)物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質(zhì),海洋生物中存在的抗附著活性物質(zhì),用血管生成抑制劑作為抗受孕劑,從蟹和蝦體內(nèi)提取免疫激活劑,從海洋藻類和藍(lán)細(xì)菌中純化光細(xì)菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表現(xiàn)出批精細(xì)胞形成的作用,從海洋植物Zostera marina分離出一種無毒的抗附著活性化合物,從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物,開發(fā)了珊瑚變態(tài)天然誘導(dǎo)劑,從海膽中分離出一種抗氧化的新藥,在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長碳鏈高度不飽和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來源[2];發(fā)現(xiàn)海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉(zhuǎn)移酶,從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑,從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶,從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質(zhì),建立了開放式海綿養(yǎng)殖系統(tǒng),為生物活性物質(zhì)的大量制備提供了充足的海綿原料[3];從蝦肌水解產(chǎn)物中分離到抗氧化肽物質(zhì)[4];從一? 趾Q笙婦?蟹擲氪炕?鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。
3.7生物修復(fù)、極端微生物及防附著
研究了轉(zhuǎn)重金屬硫蛋白基因藻類對海水環(huán)境中重金屬的吸附能力,表明明顯大于野生藻類[1],研究了石油降解微生物在修復(fù)被石油污染的海水環(huán)境上的可療性及應(yīng)用潛力[1];研究了海洋磁細(xì)菌在去除和回收海水環(huán)境中重金屬上的應(yīng)用潛力[1];用Bacillus清除養(yǎng)魚場污水中的氮,用分子技術(shù)篩選作為海水養(yǎng)殖餌料的微藻,開發(fā)了六價鉻在生物修復(fù)上的應(yīng)用潛力,分離出耐冷的癸烷降解細(xì)菌,研究了海洋環(huán)境中多芳香化烴的微生物降解技術(shù)[2];從噬鹽細(xì)菌分離出滲透壓調(diào)節(jié)基因,并生產(chǎn)了重組Ectoine(滲透壓調(diào)節(jié)因子),從2650米的深海分離到一種耐高溫的細(xì)菌,這種細(xì)菌可用來分離耐高溫和熱穩(wěn)定的酶,在耐高溫的archaea發(fā)現(xiàn)了D型氨基酸和無氧氨酸消旋酶,測定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析進(jìn)行了特定功能基因的篩選,從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細(xì)菌,并從這些細(xì)菌中分離到多種冷適應(yīng)的酶[2];建立了一種測定藤壺附著誘導(dǎo)物質(zhì)的簡單方法,研究了Chlorophyta和共生細(xì)菌之間附著所必需的形態(tài)上相互作用,研究了珊瑚抗附著物質(zhì)(dterpene)類似物的抗附著和麻醉作用[3];分析了海岸環(huán)境中污著的起始過程,并對沉積物和附著物的影響進(jìn)行了檢測[4]。
4.展望與建議
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