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細胞生物學新技術范文1
關鍵詞:細胞生物學;應用型;教學改革;實踐
中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2016)14-0158-02
Abstract:In order to meet the needs of the development of applied undergraduate colleges,and improve the teaching quality of cell biology,the reform of the cell biology in teaching content,teaching method and examination mode must be carried out. Teaching content should be continuously optimized,to pay attention to the combination of the theoretical teaching and scientific research and the practice teaching;teaching method should be diversified,which it could be stimulate students' interesting;reasonable appraisal way should reflect students' mastery of knowledge. Through the reform,it could improve the teaching quality of cell biology and transmit of cell biology talents with applied for the society.
Key words:Cell biology;Applied;Teaching reform;Practice
細胞生物學是現代生命科學的前沿基礎學科,緊跟時展。隨著新技術、新方法、新研究的不斷出現,細胞生物學迅速發展,已經成為21世紀生命科學研究的重要領域,直接影響和改變著人類的生活[1]。細胞生物學也是生命科學相關專業的一門必修課程。作為應用型本科院校,以培養應用型人才為目標,為適應新形式下的教學目標要求,培養具有創新能力的應用型人才,結合自身的教學經驗,對細胞生物學在教學內容、教學方法和考核方面進行改革,目前取得了一定的效果,為提高大學生素質教育和創新能力提供參考。
1 教學內容的改革
應用型本科院校以培養應用型人才為目標,通過課堂教學、實驗實踐教學和校企合作來培養學生的創新意識、應用能力[2]。教師在教學中,也要以應用型人才培養為理念,結合學生自身情況,在教學內容上體現應用性知識和能力的傳授和培養,提高教學水平。
《細胞生物學》課程內容繁多,與其他學科交叉較多,學生容易出現思維混亂,難以抓住學習重點。所以,在與其他學科交叉的問題上,可以合理取舍教學內容。比如,細胞的統一性與多樣性中關于原核生物、真核生物、病毒的介紹。由于這部分內容在《微生物學》課程中已經詳細介紹過,采用以學生自學為主,課堂上不再介紹這部分內容。再比如,物質的跨膜運輸、蛋白質的合成,在《生物化學》課程中都有介紹,課堂上可以采用提問的方式,幫學生回顧這部分的內容,但不再詳細講述。細胞生物學雖然內容龐雜,但也有自己的邏輯性,我們采用的是翟中和第4版的教材,本書分為17章內容,第4章至第12章主要介紹細胞的結構,內容方面或多或少與膜有關,比如細胞質膜、物質的跨膜運輸、膜相細胞器、細胞信號轉導、與細胞質膜有鏈接等,這樣連起來講解,讓學生知道這些章節的共性和聯系,學生就更容易理解。
細胞生物學發展十分迅速,新理論、新觀點、新發現不斷的涌出,為了適應時代的發展,細胞生物學的教學內容必須改革,緊跟前沿發展動態,及時將新知識傳授給學生。比如,在轉基因技術、細胞信號轉導、細胞凋亡方面,由于新研究不斷增多,在上課時,可以選擇部分有代表性的知識講解給學生聽。再比如,清華大學教授施一公在細胞凋亡方面的研究,揭示了細胞凋亡通路中的一系列分子過程,這一成果已被應用于治療癌癥的新藥。對于這樣的實例,既能增加學生的興趣,又啟發了學生的創造思維。同時教師還可以把自己科研體會融入教學中,以科研促教學,增強學生對科研和應用的興趣。
2 教學方法的改革
細胞生物學新技術范文2
關鍵詞:細胞生物學 實驗 教學改革
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(a)-0104-02
細胞生物學是生命科學領域至關重要的基礎學科。近年來,隨著新理論、新概念、新技術的不斷涌現,細胞生物學發展非常迅速。細胞生物學實驗是細胞生物學的重要組成部分,但目前細胞生物學實驗教學普遍滯后于理論課[1~2]。為了使細胞生物學實驗教學質量上一個新臺階,我校對細胞生物學實驗教學進行了改革與初步實踐。在此,我們從課程內容安排調整,實驗教學手段多樣化和實驗考核體系多元化三個方面進行闡述,以期為其他院校的細胞生物學實驗教學的改革提供參考。
1 實驗課程安排調整
傳統的細胞生物學實驗主要是以驗證型實驗為主,實驗內容單一,不能激發學生的學習興趣,不利于學生綜合素質和創新能力的培養。傳統的細胞生物學實驗還存在學時過少,上課時間與理論課脫節的問題。鑒于以上原因,細胞生物學實驗的課程內容和上課時間需要進行重新調整。
1.1 課程內容調整
實驗學時由原來的32學時增加為48學時,實驗內容由原來單一的驗證型實驗被調整為包括驗證型、綜合型和創新設計型三種類型的實驗(見表1)。
1.1.1 調整驗證型實驗
基礎性驗證型實驗的開設是為了鞏固理論知識和基本實驗操作技能的鍛煉,因此,我們保留并重新調整了驗證型實驗。細胞形態結構和大小測量的實驗被融入細胞培養實驗中,小鼠巨噬細胞吞噬的觀察實驗被融入細胞吞噬與融合實驗。DNA的Feulgen染色法和PAS反應法顯示糖原及其它多糖都運用了細胞免疫化學方法,僅保留其一。為了學習不同細胞器的具體分離方法,線粒體的提取與觀察實驗被擴展為葉綠體和線粒體的提取與觀察實驗。
1.1.2 開設綜合型實驗
綜合實驗涉及了多種實驗技術,系統化的綜合實驗有利于鍛煉學生的綜合素質[3]。細胞培養及細胞吞噬與融合被定為綜合型實驗。在細胞培養實驗中,培養材料為配對的正常細胞與腫瘤細胞,實驗涉及了細胞培養液的配制,細胞的復蘇、培養和凍存,以及細胞形態的觀察,大小測量和計數等技術。學生通過正常細胞和腫瘤細胞的比較,為學瘤細胞的基本特性提供了感性認識。在細胞吞噬和融合實驗中,選擇雞紅細胞為材料。以吞噬百分數和吞噬指數為指標,增加不同處理對小鼠巨噬細胞吞噬功能的研究;以聚乙二醇為誘導劑,研究不同的細胞密度、融合溫度、乙二醇濃度及反應時間對細胞融合率的影響,篩選雞紅細胞融合的優化條件。
1.1.3 增加創新設計實驗
最后,我們結合細胞生物學教研室中教師的科研工作,開展了創新設計實驗,進一步培養學生的創新和科研能力[4]。首先,各實驗小組學生根據設計實驗的大方向查閱國內外文獻后進行選題并完成實驗設計。然后,按照小組闡述,學生發表意見,指導教師歸納總結的流程,對實驗設計進行論證。最后,學生對實驗設計進行修改和完善后,親自進行實驗前的準備及操作。
1.2 上課時間調整
為了配合細胞生物學理論知識的學習,細胞生物學實驗的上課時間被調到與細胞生物學理論課同一個學期進行,而且從該學期的第四周開始實驗,此時學生剛剛結束了細胞生物學第三章內容《細胞生物學研究方法和技術》的學習,對于常用的方法有了理論上的知識,有利于理解和掌握實驗的內容。
2 實驗教學手段多樣化
目前,飛速發展的信息技術正以驚人的速度進入到教學的各個領域和環節,推動著教育教學的深刻改革。細胞生物學實驗教學手段多樣化的改革也離不開信息技術,需要現代教育技術的支持。
2.1 采用用多媒體技術
傳統的實驗課教學停留在黑板和掛圖上,受時間和空間限制,難以調動學生學習的積極性。我們采用多媒體進行教學,提供了大量圖表和圖片以及動畫,增加了教學信息量。多媒體教學優化了教學過程,充分調動了學生的積極性,提高了教學效率和教學效果。
2.2 介紹科學文獻
細胞生物學實驗操作技術是為科學研究服務的,教師在實驗開始時展示與開設實驗技術相關的3~5篇中外文科學文獻,注重介紹文獻中的實驗方法,總結實驗方法的進展,讓學生了解實驗方法的最新動態[5]。
2.3 利用網絡教學平臺
網絡教學突破了傳統教學中以“課堂、課本、教師”為中心的教學模式,能夠更快捷和有效的進行信息交流,提高了學生的學習效率。通過實踐和調查,學生通過網絡平臺主要解決了以下問題:第一,學生通過瀏覽網站,可以更有效的進行預習和復習;第二,學生在教學網絡中的實驗經驗交流論壇中,通過交流實驗心得加深了對實驗的理解和掌握;第三,教學網站中提供了專業網站鏈接,便于學生充分利用網絡資源,有利于培養學生的創新精神和創造能力。
3 實驗考核體系多元化
傳統的實驗成績基本上是根據學生的實驗報告給定的,實驗報告以學生抄寫實驗目的、原理、過程為主,不能體現出學生的實驗操作能力和掌握能力,不利于學生良好實驗素質和嚴謹科學態度的培養和形成。因此,實驗考核系統的改革勢在必行,我們采用不同的實驗考核內容和不同的考核方式,即多元化考核體系進行考核。
3.1 基于實驗類型的考核體系
根據基礎性驗證型、綜合型和創新設計型實驗各自的特點,我們建立了基于實驗類型的考核體系,具體實驗考核如下分配。
其中,基礎性驗證型實驗注重考核學生的平時操作及實驗結論,綜合型實驗注重學生的實際操作能力(占80%)。實驗報告包括以下兩方面的內容:第一,對實驗結果的記錄和分析。隨堂記錄實驗結果可以促進學生對實驗操作的重視;第二,通過解答實驗后的思考題鞏固實驗內容。創新設計型實驗注重對學生的創新能力進行考核,其中的論文寫作為以后的畢業論文以及科研論文的寫作奠定良好基礎。
3.2 網絡化考核體系
隨著細胞生物學實驗教學網絡平臺的開發,我們在網絡平臺上建立了考核數據庫。對于耗時時間長的實驗,教師讓學生觀看錄像,然后提出問題進行考核。對于切片觀察的實驗,讓學生對在網絡平臺上隨機抽到的圖片進行解釋。此外,學生可利用計算機進行實驗設計,完成對其創新能力的考核。
4 結語
在細胞生物學實驗教學的改革中,我們通過對實驗課程的內容及上課時間進行重新調整安排,借助多媒體技術、科研文獻的介紹和網絡平臺等實現教學手段多樣化,利用基于實驗類型及網絡的考核體系進行考核,充分調動了學生學習的積極性和主動性,提高了學生的科研和創新能力。
參考文獻
[1] 張曉云,周汝濱,李永泉.《醫學細胞生物學》教學改革的實踐與思考[J].廣東醫學院學報,2004,22(1):30-31.
[2] 張儉,劉勝貴.《細胞生物學》實驗課程的教改探索[J].黔東南民族師范高等??茖W校學報,2005,23(3):71-72.
[3] 孫瞄,毛澤善,穆靈敏,等.開設細胞生物學綜合實驗的改革與探索[J].實驗室科學,2006,4(2):14-15.
細胞生物學新技術范文3
關鍵詞:貴州大學;細胞生物學;雙語教學
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)19-0104-02
一、在貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學的必要性
美國細胞生物學家威爾遜(E.B.Wilson)曾經說過:“每一個生物科學問題的答案都必須在細胞中尋找”,“細胞生物學”是現代生命科學中最重要、最基礎的學科?!凹毎飳W”的新知識新內容層出不窮,其發展日新月異,幾乎涵蓋了當今生命科學研究的所有前沿熱點領域,包括細胞信號轉導、細胞周期調控以及細胞基因表達調控等前沿領域。它作為現代生命科學的四大支柱及前沿學科,已滲透到生命科學的各個層次,成為人們揭示生命奧秘及攻克醫學難關等的重要基礎,并且成為了現代生命科學中最具有代表性和國際性的課程。據統計,90%的“細胞生物學”有關的研究成果以英語方式傳播,高質量的學術論文都是用英文撰寫然后通過SCI期刊發表。我國由于細胞生物學科起步較晚,高等院校目前所用的好的《細胞生物學》教材也主要來自國外英文原版教材的翻譯及不斷的修訂再版,這不可避免地存在知識滯后及新專業術語直譯所造成的模糊等問題。為了將“細胞生物學”的新知識、新技術及新學說引入我國高等院?!都毎飳W》的課堂教學中,讓學生直接感受和接觸細胞生物學的前沿知識,使學生了解細胞生物學的最新研究進展,在高校教育中實施《細胞生物學》雙語教學模式是該學科國際化不可避免的趨勢,也是我國高等教育課程改革的一個發展方向。近幾年,國家教育部在2001―2007年先后出臺的有關雙語教學文件中,高度強調在高校本科課程中開展雙語教學的重要性,要求高校20%的本科課程要進行雙語教學,并且明確提出了生物技術等專業需要在雙語教學上先行一步。目前在全國范圍內,一些比較好的高校都已經在其生命科學學科建設中開展了《細胞生物學》理論課程的雙語教學,并取得了良好的教學效果。
《細胞生物學》雙語教學課程能以全新的視角展現生命科學領域,拓寬學生知識面,幫助學生接觸學科前沿發展,為學生選擇進入各個實驗室進行實習或畢業論文設計或者將來考研從事科研工作奠定良好基礎。同時,雙語教學還能鍛煉學生以英語為工具獲取專業知識,增強學生英文水平,提高他們閱讀文獻的能力,一舉數得。貴州大學地處西部,由于師資力量、生源質量等各方面因素的限制,一直未開展《細胞生物學》雙語本科教學工作,但是作為教育部在西部地區重點建設的“211”高校,貴州大學一直堅持把提高教育教學質量作為學校生存發展的生命線。因此,為了提高本科生生物科學的整體素養,培養出適應當代生命科學發展需要的應用型專門人才,在我校開展細胞生物學的雙語教學是十分必要的。
二、在貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學的師資條件已經基本具備
一般認為,雙語教學(Bilingual Teaching)是指采用國外具有代表性和先進性的原版教材,用兩種語言作為教學媒介語言,通過學習達到掌握科目知識和語言的目的。我國目前開展的雙語教學主要是指在學校中全部或部分地采用外語作為教學媒介,傳授非語言學科的教學。研究發現,制約雙語課教學效果的因素主要包括:雙語教學師資問題,學生英語水平問題,雙語教材選擇以及學校雙語氛圍等。雙語教學對老師的要求很高,既需要掌握綜合運用外語的能力,又要求精通本專業知識。因此,在高校推進雙語教學工作過程中,首先會遇到的難題就是該專業的雙語師資不足。雙語師資最好是有過海外留學經歷的專業人才,現在,貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學已經具備了這個基本的雙語師資條件。近幾年來,學校為了提高大學的整體實力,大量引進高水平專業人才。我們學院也采取了派出去、請進來的辦法,一是采取選派青年教師出國進修的方式,加快培養本院現有師資,特別是青年教師;二是通過引進人才政策,外引海外歸來的博士。通過這些手段,極大地加強了我院的師資力量,如今我們院的海歸博士比例與2010年相比,增加了50%。這些留學回來的教師在承擔科研工作的同時,還擔負了本科生的教學工作。在我們院,有實力講授本科生《細胞生物學》課程的專業老師一共有八位,全部是博士,其中有三位教授,五位副教授,并且有六位老師有海外留學兩年以上經歷。這些優秀的師資人才,為我校推進《細胞生物學》雙語教學奠定了堅實的基礎。
三、在貴州大學推進《細胞生物學》雙語教學面臨的主要問題以及解決方案
2010年,我們曾在本院對另一門和生命科學相關的學科――《基因工程》進行了雙語教學嘗試,當時因為缺乏相關師資力量,并且沒有從貴州大學學生生源的實際情況考慮,制訂的教學目標太大,整體教學效果不是很理想。盡管如此,關于雙語教學的首次嘗試還是為后來的雙語教學改革和建設奠定了相關的理論和實踐基礎。針對雙語教學初始階段存在的問題,結合目前我院的師資力量和學生整體水平,我們認為在貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學主要受限于學生的英語水平。
貴州大學地處西南地區,招收的學生主要也是來自西南地區,該地區基礎教育水平相對滯后,大部分學生英語水平不高,這一點從歷年的高考英語成績以及以往的英語聽力和口語訓練情況就可以反映出來。同時,《細胞生物學》作為生命科學的代表學科,涉及的都是科學發展前沿的最新內容,對于剛入校的大學生來說,該專業課本身就有一定難度。雙語教學過程中,學生的英語水平和對專業知識的理解能力是能否搞好雙語教學的重要因素。根據以往中文授課的經驗,在大學二年級的時候開設該課程,學生會理解的好一點但是結合貴州大學本科生源英語水平較差的情況,我們認為開展《細胞生物學》雙語課程的授課對象應為三年級上學期的學生。因為這個時期,在英語水平上,大多數學生已經達到了大學英語四級,積累了足夠的詞匯量,口語和聽力也得到了一定的訓練;在專業知識上,學生已經熟悉了本專業的相關基礎知識,這個時候開設雙語教學,能讓學生更好地理解雙語講授的學科理論知識,并較快地融入適應雙語教學。
在學生英語能力較差的情況下,如果要順利開展雙語課程,對雙語教師的教學方法要求就會更高。一方面,在課前,雙語老師要積極引導和鼓勵學生進行預習,熟悉課程中的相關英文詞匯;在課后,要和學生進行溝通和交流,了解他們的真實接受程度。另一方面,每一位雙語教師都需要花大量的時間與精力做課前準備,學習借鑒一些其他高校精品雙語課程中的教學方法,課前進行試講,盡量做到用簡單、通俗、流利的英語講解該雙語課程。在雙語課的最初階段,筆者認為,雙語教師應該把握好教學目標,不要把雙語課的精力放在“外語”上,使教學走入“學外語”的誤區。《細胞生物學》中文版教材的課程內容大部分是從外文研究結果中翻譯編著而來,由于翻譯者具有不同的文化背景、語言習慣、理解方式與處理方法,加之譯文時間相對滯后,導致學生在獲取信息方面不夠準確、及時或加大了學生的理解難度。我們采用雙語教學的目標是要通過學習英文的研究成果和內容使授課對象能更好地理解本領域的專業知識,并在理解掌握專業知識的基礎上,提高學習外語的能力。也就是說,我們雙語教學的目標是專業知識,而不是外語。
剛開始上課時,為了使學生能順利適應雙語,我們可以采用過渡性雙語教學,強調的原則是在教學過程中逐漸增加主流語言(英語)的使用比例。在這里具體表現為:用英文展示課件,用中、英文講解教材的教學模式。在講解過程中對簡單的內容,比如專業詞匯的名詞解釋,可以用英文講解;而對于復雜難理解的內容,比如細胞信號轉導的原理和過程等,給予中文解釋,但考試為全英文。另外,在教材的選擇上,我們認為如果一開始就以原版英文教材為主,學生還沒有這個能力去理解,并且原版英文教材紙質版本也比較貴,不符合大多數學生的經濟情況。因此,我們選擇以中文教材《細胞生物學》(瞿中和,高教第四版)為主,國外原版英文教材《Molecular biology of the cell》為輔,結合教師精心制作的全英文PPT教程進行教學。
總之,《細胞生物學》雙語教學是我國高等教育適應國際發展形勢的需要,是培養社會高素質復合型人才的有效途徑,也是把我國高校素質教育向前推進的一個新舉措。雖然現階段在貴州大學推進雙語課程還存在一定的問題和困難,但是對該課程雙語教學條件和教法研究進行積極的探討,有助于我們開展和深化該課程的教學工作,也為貴州大學《細胞生物學》雙語教學從最初的探索性嘗試到逐步建立雙語教學的模式提供了良好的理論和實踐基礎。另外,隨著國家對西部教育事業的不斷關注、貴州大學師資人才隊伍的不斷建設、本科生英語水平的不斷提高以及教師對該課程的不斷探索和研究,我們相信,貴州大學的雙語教學必將實現由量變到質變的跨躍。
參考文獻:
[1]葉軍.教育部雙語示范課程《細胞生物學》的建設與發展回顧[J].教育教學論壇,2014,(14).
細胞生物學新技術范文4
細胞是生物體結構和功能的基本單位,細胞生物學就是研究細胞結構、功能及生活史的一門學科。學習細胞生物學,在細胞和分子水平上了解和認識細胞的結構和功能及細胞的各種生命活動規律,可加深學生對生命現象本質的理解和認識,培養學生的科學思維和科研素質,為學生將來的科學研究工作奠定堅實的基礎。早在90年代中期,國家自然科學基金委員會就組織一批細胞生物學方面的專家就我國細胞生物學發展的13個方面的研究制定了戰略規劃。近年來隨著細胞生物學研究的不斷深入,學科發展極為迅速,已成為生命科學領域的前沿學科,諾貝爾生理與醫學獎大都授予了從事細胞生物學研究的科學家。隨著科學的發展,細胞生物學的新成果、新技術不斷涌現,導致細胞生物學教學內容多、學時少的矛盾日益突出,給教學帶來很大壓力。為此,我們多次對教學內容進行補充和修改,使其盡量體現時代特征和時代要求,同時不斷更新教學方法和教學手段,在發揮教師課堂主導作用的同時,激發學生的學習興趣,有效地提高細胞生物學理論科教學的質量。
1、積極更新教學內容
1)根據教學目標,制定教學內容
在細胞生物學理論課教學中比較普遍的問題是課時少,內容多。這就要求在有限的教學時數內,必須將內容進行合理安排,最大程度的將最需要的知識傳授給學生,提高課堂的效率。首先對一些了解比較清楚,難度不大的內容,減少了講解的時間,建議學生自學,有效的提高了課堂的效率。其次是針對一些與生物化學、遺傳學、生理學、組織學等相關學科內容有所交叉的教學內容進行遴選,盡量減少相近學科間內容的重復,同時保證了教學內容的完整性。例如線粒體內膜的電子傳遞鏈在生物化學中已經學過,在細胞生物學的教學中,這部分內容就簡要帶過。
2)引進研究進展,完善教學內容
細胞生物學是世界上最熱門的研究領域之一,科研成果層出不窮,是緊跟時代前沿的,關注熱點問題的教學內容,對激發學生的學習興趣具有重大意義。我們根據專業需要,把最新科研成果和亟待解決的關鍵問題融化到教學內容中,讓學生及時了解學科的發展動態和國際前沿進展,這對細胞生物學教師提出了更高的要求。教師必須超越書本,走在知識的前沿,引導學生去探索未來發現新知識的熱情和動力,發展學生的發散性思維能力,不斷增強學生的自覺性和創造性(1)。例如美國科學家安德魯?菲爾和克雷格?梅洛發現了核糖核酸(RNA)干擾機制獲得2006年諾貝爾生理及醫學獎;美國科學家伊麗莎白?布萊克本、卡羅爾?格雷德和杰克?紹斯塔克發現了端粒和端粒酶是如何保護染色體,獲得2009年諾貝爾生理及醫學獎,我們都第一時間在課堂上從研究背景、實驗設計,研究過程、研究成果意義及應用等多方面進行了詳細的介紹,開拓學生的視野。我們還鼓勵學生積極參加學校學院組織的國內外知名專家的專題講座,了解學科的前沿動態,為其進一步發展奠定了基礎。
3)注重實驗設計,培養科研思維
細胞生物學作為一門實踐性強的學科,其理論都是建立在科學實驗的基礎上,在課堂上不僅要介紹已經得出的研究結果和結論,還要適當加入前人的研究思路和方法,啟發學生獨立思考,激發學生的科研興趣,培養學生的科研思維。課堂或課后留一些思考題,引導學生生查閱文獻自學,鍛煉文獻閱讀的能力,進而培養學生自己發現問題并解決問題的能力。引導學生嘗試自己為自己提問題,并設計解決問題的實驗方案,逐步培養學生的科學思維方法、科學創新精神和實驗設計能力。鼓勵學生進入科研研究室感受科研氛圍,了解實驗室研究方向和實驗設計,并進一步學習科學研究的方法,效果顯著,部分學生通過在研究室的學習,本科階段就在國家期刊上發表了研究論文。
2、不斷改進教學方法
1)合理利用多媒體
細胞生物學作為一門專業基礎課,課程內容信息量大,部分基礎理論抽象,學生學習時普遍感覺內容多,難度大,學生往往覺得內容枯燥,很難掌握。而且細胞生物學在講授細胞的結構與功能時需要有大量的細胞超微結構示意圖,如果在黑板上繪制或掛圖等形式,對教師來說不僅浪費時間,而且缺乏準確性和動態感。尤其細胞生物學本身還是探索生物體細胞發生、發展、成長、衰老死亡的生命活動規律的科學,這些動態過程是無法手繪的,多媒體課件很好的解決了這個問題。多媒體教學形象生動、交互性強、可視性好,有助于學生理解和掌握知識要點(2)。2005年,我們自己制作了多媒體課件,課件中大量采用外文細胞生物學圖書上的彩圖及光盤中的多媒體動畫,借助豐富多彩的圖片,使細胞的各部分結構一目了然,利于學生的掌握,加深了記憶。特別是對于細胞中信號轉導,微絲的聚合和解聚,肌肉收縮,細胞運動等細胞內的動態過程,利用多媒體動畫進行直觀的模擬,以動態的觀點看待細胞的各種生命活動現象,學生更容易理解和接受知識并激發了學生濃厚的學習興趣,節省了課堂時間。但多媒體教學可能會出現授課過程中速度過快,內容多,容易造成做筆記和理解課程內容之間的矛盾,因此制備多媒體課件文本資料要干練,圖片和動畫選擇要精致,章節提綱和標題要醒目,教師講課思路要清晰,框架性好;講師講課語速適當減慢,以理解重點難點問題為主,可以課后將課件拷貝給學生,方便學生結合教材進一步總結和歸納。
2)強調啟發式教學
改變傳統的教師在臺上照本宣讀,學生在臺下死記硬背的僵化做法。在備課過程中準備一些啟發性問題,并在講授的適當時機提出來,啟發學生積極思考,這種啟發式教學能充分調動學生的學習主動性,并培養其思考和解決問題的能力。在教學過程中,并不是將所有的教學內容和結論都顯示出來,而是將有關內容以問題的形式提出,給學生以思考的余地,經過思考得出的結論,記憶深刻,學習積極性高,同時可以使學生按照教師的思路進行學習,更易于理解難點問題。例如,在介紹染色體DNA三種功能性元件時,先講解利用不同組合將一種或幾種DNA功能性元件轉入亮氨酸合成酶缺陷型酵母細胞中的實驗結果,要求學生根據實驗結果進行思考分析并最終得到三種功能性元件的作用。通過這種方式不僅鍛煉了學生的科研思維能力,而且加深了記憶,比教師直接講授的印象深刻得多。
細胞生物學新技術范文5
關鍵詞:中藥鑒定;新技術;發展
中藥作為臨床上一種常用藥,種類繁多,品種各異。外形相差不大的藥物,療效會有很大的不同。同一種藥材又受該地生長環境、氣候條件的影響而呈現不同的療效;不同藥材在不同的使用條件和處理方式下也會呈現不同的療效。所以,中藥材的管理和分辨的復雜性給市場上的假冒偽劣創造了條件,使得一部分劣質中藥流入市場。通過對過去中藥鑒定方法的研究發現,人們對于中藥鑒定要求的提高,使得傳統的方法在某種程度上表現出局限性。市場的需求促進了中藥鑒定技術的發展,給中藥鑒定提供了良好的發展前景。
1資料與方法
1.1 DNA分子診斷技術 DNA分子診斷技術又稱DNA分子標記技術,它的原理是通過對DNA分子進行研究,根據堿基的缺失、易位、插入、重排、倒置等而特征進行檢測的一項技術。中藥材的種類繁多,呈現多樣性的原因,究其根本還是因為中藥材基因多態性造成,基因作為分子水平上的研究。物種的表現型受基因的控制,通過DNA分子標記進行的分析,不受物種生長環境和物種形態的影響,分析鑒定結果更具有可靠性。
1.2引物PCR(多聚酶鏈反應)技術 引物PCR技術(RAPD)主要是用于中藥材的分類鑒定,其基本原理是根據待測物質的DNA,以核苷酸為引物,由于模板和隨機引物的結合位點不同,擴增后可以得到一組長度和數目不同的DN段。利用凝膠電泳技術得到電泳圖譜,進一步得出DNA多態性。從目前情況來看,大多數的中藥材的DNA序列并沒有具體的分析數據,在DNA序列數據不清楚的情況下,引物PCR技術相比其他新技術來說,更具有優勢。
1.3生物芯片技術 生物芯片技術是通過DNA探針陣列與樣品進行雜交,然后檢測雜交信息對中藥材進行快速高效的鑒別。生物芯片技術需要獲取中藥材的特征基因序列即基因分型,利用不同物種的基因分型作為基因芯根據堿基互補原理進行檢測。由于目前大多數中藥材的基因序列都處于未知的狀態,使得生物芯片在中藥材鑒定中具有局限性。
1.4細胞生物學技術 細胞生物學技術的基本原理是利用物種的染色體來對物種的果實和種子進行分類鑒別的技術。通過對需鑒定的中藥材進行培養,取根尖部分進行處理觀察,根據染色體排列繪制成核型模式圖,計算染色體臂長、著絲點等,進行分析確定核型,與已知標本的染色體核型比對,進行鑒別。
1.5差熱分析(DTA)法 DTA法的原理是通過將待測物質與同等條件下物理和化學性質較為穩定的物質在同樣的環境條件下進行對比。由于待測物質在發生物理化學變化反應時,會產生熱量變化,外部表現為溫度的升高或降低。根據溫度的變化進行繪制待測物質的熱譜圖,根據熱譜圖中的峰、位置、面積等進行定性定量分析,進行對不同中藥材的分析鑒定。
2結果
通過對以上新技術的研究和實踐發現,DNA分子診斷技術、引物PCR(多聚酶鏈反應)技術、生物芯片技術、細胞生物學技術、差熱分析(DTA)法等技術在對中藥材進行分析鑒定方面各有優勢,為種類繁多和形狀各異的中藥材的鑒別診斷提供了更加標準化、科學化、快速化的診斷方法,為臨床中藥材用藥帶來了依據。
3結論
隨著中藥材鑒別技術的發展。在中藥材鑒別技術上引進現代化的技術使得中藥材鑒別診斷技術更加標準化、快速化和科學化。但是,在中藥材鑒定新技術日新月異飛快發展的今天,仍然要對我們傳統的中藥材鑒定技術進行傳承和發展,促進中藥材鑒定技術的進一步發展、完善和成熟[1-5]。
參考文獻:
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細胞生物學新技術范文6
靶向制劑的概念起源于諾貝爾醫學獎獲得者德國科學家PaulEhrlich提出的“神奇子彈”(magicbul-let),近二十年來,脂質體阿霉素等藥物載體制劑的上市,把腫瘤的藥物治療帶入了“分子靶向藥物”時代。藥劑學也從傳統的工業藥劑學,發展到了新型的分子藥劑學領域。通常根據靶向制劑在體內的靶標不同,將靶向方式分為:一級靶向(作用于特定器官和組織)、二級靶向(作用于特定細胞)和三級靶向(作用于細胞內特定部位和細胞器)。三級靶向主要是新型分子藥劑學的研究領域,細胞生物學(Cellbi-ology)的學科基礎有助于分子藥劑學的深入發展。線粒體是真核細胞中由雙層高度特化的單位膜圍成的細胞器。主要功能是通過氧化磷酸化作用合成ATP,為細胞各種生理活動提供能量,是細胞生長的能量工廠。已有學者研究以線粒體為靶點的新型藥物傳遞系統,通過作用于細胞內的線粒體,促進癌細胞的凋亡及壞死,起到靶向治療腫瘤的目的[8]。干細胞(Stemcells)是一類具有自我復制能力的多潛能細胞,在一定條件下,它可以分化成多種功能細胞。腫瘤干細胞對腫瘤的存活、增殖、轉移及復發有著重要作用。從本質上講,腫瘤干細胞通過自我更新和無限增殖維持著腫瘤細胞群的生命力,腫瘤干細胞的運動和遷徙能力又使腫瘤細胞的轉移成為可能。已報道通過脂質體及其靶向修飾技術,可以靶向傳遞抗癌藥物至腫瘤干細胞[9]。細胞內涵體逃逸(osomalescape)是一些藥物發揮效應的必經過程。采用制劑技術來加強這些藥物的內涵體逃逸是藥劑學前沿的研究熱點。如在RNA傳遞實際應用中,必須克服遞送后RNA被內涵體包埋這一問題。一些研究運用內涵體溶解肽、化學內涵體溶解劑和光誘導內涵體逃逸的策略來解決這一問題[10]。此外,將細胞穿透肽(CPP)-藥物復合物靶向遞送到特定器官、腫瘤、病毒感染細胞的方法對于實際治療應用也是必要的。近年來在這方面已有很大進展,尤其是通過非共價結合形成藥物CPP復合物[11]。納米技術已經在藥劑新技術中具有重要位置。由此產生的納米藥物具有增加難溶性藥物溶解度、吸收和生物利用度的優勢。新型的納米材料已經用于改善疾病的診斷和治療,通過有效傳遞藥物、生物大分子和成像劑到靶部位的細胞。這種診斷性和治療性的藥物也叫納米藥物(Nanomedicine)。這需要部位特異性的細胞傳遞以及隨后亞細胞的定位。探究納米藥物進入細胞的路徑對于納米藥物的開發十分重要。納米藥物可以通過很多通路進入細胞,但目前并未完全清楚。納米藥物可以通過網格蛋白介導、小窩蛋白介導、內涵體通路、溶酶體通路或巨胞飲方式進入細胞[12]。
2材料學
與藥劑學相關的材料學(Materials)包括藥用高分子材料學、晶體材料學、生物材料學等。以高分子聚合物為基礎的聚合物前藥已經有二十年以上的發展歷史,高分子聚合物以聚乙二醇、N-(2-羥丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、聚谷氨酸等最為常用[13]。聚合物前藥用于腫瘤治療主要基于腫瘤部位的EPR效應(加強穿透和滯留效應),一般認為分子量大于20000的聚合物EPR效應最為明顯。聚合物前藥載藥量也從5%~10%發展到30%以上,聚合物前藥在溶液中可以形成0~20nm左右的納米粒子,因此該類藥物也是納米藥物的一種。聚合物前藥通常以酯鍵、酰胺鍵、二硫鍵等相連,此外,也出現了溫度敏感、pH敏感、酶敏感的連接鍵類型。這些類型進一步豐富聚合物前藥的發展方向和內容。目前,該類藥物還沒有上市品種,最接近上市的是聚谷氨酸-紫杉醇前藥,進入了Ⅲ期臨床。很多聚合物前藥因為藥效降低及非靶器官的副作用終止于Ⅱ期臨床[14-15]。這類藥物還需進行大量和深入的研究才有可能在商品化上有所突破。難溶性藥物增溶及生物利用度的改善一直是藥劑學研究的熱點。難溶性藥物絕大多數是晶體藥物,藥物溶解需要克服晶格能,從規律排列的點陣中解脫出來。無定型藥物(Amorphous)可以增加難溶性藥物溶解度和溶出度,主要是由于其中藥物的無序排列,需要克服更少能力即能溶解。但無定型狀態是不穩定的,在溶液中,溶解的藥物趨向于結晶(Crystalli-zation),在溶液中可以形成超飽和的狀態(Supersatu-rablestate)[16]。無定型形式也是藥物多晶型中的一種。晶體材料學的學科理論有助于認識和理解無定型藥物的特征,指導無定型藥物的設計。對超飽和狀態對結晶規律的深刻認識有助于無定型藥物的設計。很多研究發現[17],采用羥丙基甲基纖維素(HPMC)可以擴展超飽和狀態,并可以抑制結晶的產生及生長。聚合物的類型和濃度在抑制超飽和狀態下的藥物結晶程度是不同的。結晶類型也分表面結晶、大塊結晶、邊緣結晶等。普渡大學的Taylor教授課題組[17]和威斯康星大學的YuLian教授課題組[18]是兩個知名的課題組,在此領域進行了深入和細致的研究。生物材料已經廣泛用作藥物傳遞系統的載體材料。生物材料學理論基礎有助于設計具有體內靶向性的藥物控釋系統。生物材料用于人體組織和器官的診斷、修復或增進其功能的一類高技術材料,即用于取代、修復活組織的天然或人造材料,其作用藥物不可替代。生物材料能執行、增進或替換因疾病、損傷等失去的某種功能,而不能恢復缺陷部位。藥物緩釋支架(DES)就是很有代表性的生物材料[19]。給金屬裸支架穿上一層化療藥物的“外衣”,如紫杉醇、絲裂霉素等,可以降低再狹窄的發生,稱之為藥物緩釋支架。緩釋支架是一種嶄新的藥物控制釋放系統,給組織、器官損傷的治療帶來了新的希望,也有很多此類的基礎研究[20]。美國食品與藥品監督管理局(FDA)于2003年批準了DES應用于臨床冠狀動脈治療之中,至今已應用非常廣泛,歐美國家、新加坡、日本等藥物支架的使用率在30%以內,在我國一些大醫院,藥物支架的使用率達到60%~90%,個別醫院甚至高達100%。
3分子影像學
分子影像學(Molecularimaging)是隨著分子生物學的發展而逐漸出現并發展起來的,影像技術最早是分子生物學的研究方法之一,隨著技術手段的逐漸完備和多樣化,形成了自身的科學規律,進而成為分子生物學的一個分支學科。分子影像學是運用影像學手段顯示組織水平、細胞和亞細胞水平的特定分子,反映活體狀態下分子水平變化,對其生物學行為在影像方面進行定性和定量研究的科學。在診斷方面,通過對腫瘤發生過程中的關鍵標記分子進行成像,可在活體內直接觀察到疾病起因、發生、發展等一系列的病理生理變化和特征,而不僅僅顯示疾病末期的解剖改變。在藥物治療方面,觀察藥物作用過程中一些關鍵的標記分子有沒有改變,即可推論這種治療有無效用;在藥物開發方面,通過設計特異性探針,直接在體內顯示藥物治療靶點的分子改變,通過建立高能量的影像學分析系統,可大大加快藥物的篩選和開發[21]。藥劑學中,新型藥物傳遞系統的體內靶向性研究、體外攝取研究、細胞定位、細胞內吞機制研究等領域常運用分子影像學的手段。人們選擇有熒光吸收的藥物(如阿霉素或柔紅霉素)作為模型分子,對其載藥系統的細胞水平吸收與定位進行深入研究[8]。靶向釋藥系統的靶向性驗證通常采用近紅外染料或放射性核素,利用活體成像技術進行組織分布研究[22],這種研究大大縮短了研究周期,使體內過程更加直觀和生動,這也是分子影像技術用于藥劑學研發的成功體現。