分子生物學概念范例6篇

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分子生物學概念

分子生物學概念范文1

本教材適合七年制和長學制臨床醫學專業學生用,也可作為醫學各專業研究生的選用教材。分子生物學的理論與技術已在醫學領域廣泛應用。學習醫學分子生物學這門課程,既要較系統地了解分子生物學的基礎理論知識和技術理論知識,同時也要了解分子生物學在醫學領域的應用和相關研究進展。本書介紹的醫學分子生物學知識包括5個方面的內容。第2章至第10章介紹與醫學密切相關的分子生物學基本知識,主要介紹基因和基因組的基本概念和基本特點,基因組核酸的復制與損傷修復、基因表達和功能蛋白質的形成與降解、基因表達的調控、細胞間通訊與信號轉導的基本概念和基本理論,細胞增殖與凋亡的相關分子生物學機制。第11章至第13章介紹基因操作的基本知識,主要介紹基因分析、基因功能研究和基因克隆與表達的有關基本知識和研究策略,這些知識是從事醫學科學研究、掌握醫學各學科研究進展、了解分子生物學在臨床醫學中的應用所必備的基礎知識。第14章至第18章介紹疾病相關的分子生物學機制,主要介紹基因和基因組、細胞間通訊和信號轉導與人類健康和疾病之間的關系。

【醫學分子生物學主要欄目】專家述評、論著、綜述、研究快報。

獲獎情況:1990年《國外醫學》系列第一次質量評比中獲三等獎

國外數據庫收錄:中國科學引文數據庫、《化學文摘(網絡版)》、《劍橋科學文摘》、劍橋科學文摘社ProQeust數據庫、本刊MARC數據、本刊DC數據、國家圖書館館藏、上海圖書館館藏。

分子生物學概念范文2

關鍵詞:臨床醫學專業學生;生物化學與分子生物學實驗課;轉化醫學

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)30-0064-02

隨著醫學的發展,基礎醫學與臨床醫學之間的關注焦點與研究方法差距越來越大,溝通和交流卻逐漸減少,最終產生了二者之間的鴻溝,被稱之為“基礎醫學與臨床醫學之間的死亡谷”[1]。轉化醫學(translational medicine)又稱為轉化研究(translational research)。1992年,Choi[2]在《Science》上發表的論文中首次提出了“bench to bedside”的概念;1996年,Geraghty[3]在《Lancet》上發表文章首次應用“translational medicine”一詞;2003年,Zerhouni[4]在《Science》上發表的文章“Medicine. The NIH Roadmap”中提出了轉化醫學的概念,其核心內容是將醫學生物學基礎研究成果迅速、有效地轉化為可在臨床實際中應用的理論、技術、方法和藥物,在實驗室與病房(bench to bedside)之間架起相互溝通的橋梁。不論是基礎醫學還是臨床醫學課程,實驗教學都是臨床醫學專業學生教學中的重要環節,只有通過實際的操作和操作中獲得的對理論知識的二次習得,才能使臨床醫學專業學生對復雜抽象的理論知識理解得更加透徹,在實驗課中學生的基礎醫學技能操作也得到很好的鍛煉。生物化學與分子生物學是臨床醫學專業學生所學習的一門重要的基礎醫學課程,它連接著基礎醫學和臨床醫學。在生物化學與分子生物學實驗教學中創新性地結合轉化醫學理念和內容,使學生在掌握生物化學與分子生物學基礎知識,培養科學思維能力的同時,兼具有轉化醫學理念和思維模式的復合型人才的培養,這是生物化學與分子生物學實驗教學的一項創新,并影響了實驗課內容、方式和教學方法的選擇。

一、生物化學與分子生物學的學科特點

生物化學與分子生物學是生命科學的基礎,是在分子水平探討生命的本質,主要包括研究生物體的分子結構與功能、物質代謝與調節,以基因信息傳遞為中心的現代分子生物學知識。生物化學與分子生物學的主要內容決定了其知識點紛繁復雜,使得學生學習起來枯燥吃力,因此在理論或實驗教學過程中,應建立“病例引導型教學”[5](Case Based Study,CBS),從具體臨床疾病現象做引入使學生先有具體模像,然后對疾病相關的生化和分子生物學機理進行分析和講解,這樣“由表及里”地引導教學過程能讓學生有層次地學習和理解生化與分子生物學知識,課堂中營造出的“病例-機理”氛圍也能使醫學生感受到生物化學與分子生物學在臨床中的重要性。生物化學與分子生物學又是生命科學領域的前沿學科,新理論、技術層出不窮,具有很強的更新及前瞻性。與日新月異的發展前沿不同,教學所采用的教科書的更新和修訂速度較慢,因此不論在理論或實驗教學中,教師都應主動在教學過程中添加前沿新發現和技術,這樣不僅能引起學生學習的積極性,更能拓寬學生的知識面和對基礎知識的理解和掌握。生物化學與分子生物學已滲透到基礎醫學和臨床醫學的各個領域,對于醫學生來說學好生物化學與分子生物學十分必要,可為后續基礎與專業課程的學習奠定基礎。

二、生物化學與分子生物學與轉化醫學的聯系

醫學生物化學與分子生物學是基礎醫學與臨床醫學的橋梁。作為基因組學與蛋白質組學時展產物的轉化醫學,其研究內容的中心環節之一是生物標志物的研究,涉及到分子標志物的鑒定和作用;基于分子分型的個體化用藥治療,疾病治療反應和預后的評估與預測[6]。轉化醫學的主要任務是架起基礎科研工作者跟臨床醫師的橋梁。它的出現使得基礎科學重視臨床醫學中遇到的現象和問題,并根據現象追根溯源尋找機理原因,并能將研究出的機理成果運用到臨床問題中,解決臨床醫學現實中遇到的困難。并在“現象-機理-運用”這一過程中形成及時反饋,使臨床研究者修改觀察指標或側重點,同時也相應地使基礎研究者修改研究方向,為臨床服務,最終使患者受益。其兩者都是橋梁學科,與多學科密切聯系,特別是與臨床知識密切相關。這就要求醫學生物化學與分子生物學工作者教學與研究必須以轉化醫學的理念為指導,從而適應轉化型醫學人才培養的要求。

三、生物化學與分子生物學實驗課與轉化醫學理念的創新結合

1.引入病例引導型實驗內容。在實驗教學中,建立“病例引導型教學”(CBS)內容。用具體臨床疾病做實驗背景,并闡述疾病相關的生化和分子生物學原理,然后對驗證此原理所采用的實驗技術進行講解和操作示范,學生即可開始實驗操作并完成報告和教師布置的相應思考題。例如,我們使用醫院生化化驗單的幻燈片來引入血糖這一生化指標,講述血糖的生化和臨床診斷意義,并以糖尿病為病例講解血糖超標后對身體的影響,在進行背景鋪墊后開始講解葡萄糖氧化酶測定血糖的原理及方法,最后讓學生對事先準備好的不同血糖濃度的血漿樣本進行檢測,獲得結果后進行分析:所測樣本血糖是否在正常;如果不在正常值范圍內,是偏低還是偏高,分別可能的原因是什么。經過這次實驗,學生不僅學習了檢測血糖原理的實驗技術,并對血糖的生化知識和臨床運用有了很好的結合學習。

2.引入個性化用藥治療的系統實驗內容。轉化醫學將分子標志物、分子分型的個體化用藥治療及疾病治療與預后的評估與預測作為最主要的研究內容。在實驗中充分融入轉化醫學科研成果,開展一系列以科研成果如個體化用藥治療為主的內容新穎、應用性強的專業前沿研究性實驗,能夠極大地調動和培養學生的專業學習興趣,使學生對目前科學研究領域的熱點與關鍵問題有初步的了解,較好地實現科研與教學的相互轉換,相互促進。我們在實驗課中創新設置了“限制性片段長度多態性檢測人乙醛脫氫酶2(ALDH2)基因多態性”實驗。首先為學生講解整個實驗背景:硝酸甘油作為治療心絞痛的基本藥物之一廣泛用于臨床。研究發現硝酸甘油的舒血管作用通過釋放一氧化氮(NO)所介導[7]。乙醛脫氫酶2(ALDH2)具有硝酸酯酶活性,對硝酸甘油轉化產生NO起了關鍵作用[8],而ALDH2基因中Glu504Lys位點的多態性會影響ALDH2硝酸酯酶活性,用藥指導建議,ALDH2 504Lys等位基因攜帶患者慎用硝酸甘油[9],所以這一基因多態性位點具有指導臨床硝酸甘油的合理用藥的重要意義。然后為學生講解人脫氧核糖核酸(DNA)的提取、聚合酶鏈式反應(PCR)、限制性內切酶酶切反應和瓊脂糖凝膠電泳檢測這些關鍵技術的原理和方法。使得學生對實驗背景、目的和所采用技術的原理及操作都能有統一清晰的認識。具體實驗流程為指導學生從自己的口腔黏膜細胞中提取自己的DNA,經過PCR特異性地擴增ALDH2基因中含Glu504Lys片段,再經過酶切反應和電泳檢測即可獲得自己的Glu504Lys位點基因型。通過這一系列綜合開放性的實驗,以學生自身遺傳多態性為背景,將臨床個性化用藥檢測與經典的分子生物學實驗結合,不僅極大地激發了學生對實驗的關注和投入,訓練了實驗操作能力,還加強了他們轉化醫學思維的培養,

3.實驗教材的采編。實驗教材是實驗課程的重點。本教研室認真研究國內外優秀教材,借鑒其經驗,同時結合本學院學生的臨床需求,精心編寫自己的教材,建設與生物化學與分子生物學基礎課程配套的實驗系列教材。同時也精心挑選合適的轉化醫學內容穿插入實驗教學過程中。

隨著日新月異的生化和分子生物學進展,我們也對前沿進展和發現保持持續關注,將更新的內容及時修改、添加到實驗教材中。

以上僅是我們作為生物化學與分子生物學教師在轉化醫學大背景下,在教學改革方面的一些探索的心得及體會,隨著轉化醫學的發展,其內容必將會更新和擴大,作為基礎醫學教師要敏銳地跟上發展腳步,積極尋找轉化醫學與生化、分子生物學的結合點,才能為國家培養出基礎扎實、科研思維清晰的有用醫學之才。

參考文獻:

[1]趙玉沛.轉化醫學本土路線圖[J].中國醫院院長,2011,(11):92.

[2]Choi DW. Bench to bedside:the glutamate connection[J].Science,1992,258(5080):241-243

[3]Geraghty J. Adenomatous polyposis coli and translational medicine[J].Lancet,1996,348(9025):422.

[4]Zerhouni E. Medicine. The NIH Roadmap[J].Science,2003,302(5642):63-72.

[5]賈舒婷,張繼虹.針對臨床醫學專業的病例引導型生物化學教學方法實踐體會[J].教育教學論壇,2014,(1):67,8.

[6]閆華.醫學科教新任務――促進轉化醫學[J].中華醫學科研管理雜志,2010,(23):225-228.

[7] Marsh N,Marsh A.A short history of nitroglycerin and nitric oxide in pharmacology and physiology[J].Clin Exp Pharmacol Physiol,2000,(27):313-319.

分子生物學概念范文3

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)10-0116-02

《分子生物學》是現代生命科學各前沿學科的基礎,具有內容前沿性和國際通用性強的特點[1],發展更新快,所以應該進行適當的英語教學改革,緊跟分子生物學國際前沿,幫助學生構建與國際接軌的知識體系,為國家培養高素質的開放型、開拓型、有國際競爭能力的優秀人才,但英語的使用給教師的授課和學生的學習帶來了巨大的挑戰。本文通過文獻資料法調查了國內高校37門《分子生物學》精品課程中教材、課件、試卷與講授等方面英語使用的比例和形式,并從課程特點、教師和學生英語水平等方面對調查結果進行了分析,為高等院校分子生物學教學,特別是雙語教學研究提供參考。

一、研究對象與方法

(一)調查對象

選取國家精品課程資源網[2]公布的37門國家、省和校級《分子生物學》精品課程,其中國家重點本科院校課程17門,普通本科院校課程20門。

(二)研究方法

文獻資料法:查閱國家精品課程資源網課程中心以及相關院校分子生物學精品課程建設網站的文獻資料,主要包括教學條件、教學方法、教學課件、教學錄像等方面的內容。

二、結果與分析

(一)教學教材與參考教材

表1教材選用情況

教材是教學內容的載體,教材的先進性是教學內容先進、新穎、前沿的基礎,所以教材是提高教學質量的重要保證,對于分子生物學課程來說,教材的重要性更是毋庸質疑的[3]。國內的分子生物學教材中一些教學內容和概念相對老化、陳舊、時效性較差,與國內教材相比,國外一些優秀的分子生物學類教材具有系統性、先進性和啟發性的特點。由于分子生物學知識深奧,對英語基礎好的學生,使用英語教材是可行的,但對英語基礎差的學生可能造成英語和分子生物學課程知識均不能學好,所以調查結果顯示只有27.0%的課程選用了英文原版或影印版教材。鑒于學生之間的外語水平差距很大,59.5%的課程選擇英文參考教材與中文教材相互補充,力求授課內容的系統、凝練,并與國際接軌。

(二)教學課件

表2教學課件選用情況

分子生物學知識學習難度比較大,目前高校均采用多媒體輔助教學手段幫助學生能更好理解所學的重要概念、原理和分子生物學過程,因此制作高質量的課件是提高多媒體輔助教學效果的有效途徑。調查結果顯示超過50%的課程采用傳統中文課件,只有8.1%的課程選用英文課件。英文課件對學生思路的拓展在今后其他專業課的學習乃至個人科研過程中都會體現出來,但分子生物學課程教學內容多,范圍廣,有一定深度,學生很難透徹理解和掌握。為了解決學生對專業英文詞匯的陌生所導致的抵觸情緒,英文課件中復雜的陌生詞匯和每一知識點的術語進行中文注釋,更加利于學生的學習[4],所以35.1%的課程選擇中文與英文相結合的方式。

(三)考試試卷

表3試卷語言選用情況

調查結果顯示64.9%的課程試卷中不涉及英語。英文試卷可以體現出學生對一些專業進展和前沿知識的掌握程度,但全英文的試題會使英文較差的同學無法正常發揮真實水平,所以只有5.4%的課程選用英文試卷。為了防止英語基礎差的學生對分子生物學教學產生抵觸情緒,在試卷中設置了一定比例的英文解答題目,這更符合應用性本科高校的特點,使英文好和專業學科知識掌握好的學生,在試卷上都有展示空間,以便真正體現學生的專業知識水平,調查結果顯示29.7%選用中文和英文相結合試卷。應該注意的是需依據學生總體素質適當調整中英文試題比例及試題類型,總體上看,英語試題分值可占總分的30-50%[5]。

(四)課堂講授

表4授課語言選用情況

分子生物學課時緊張,教學任務重,學生的學習壓力也大。從語言大環境上來說,英語在中國不是社會主流語言,也不是第二語言[6]。英文教學不僅對學生提出了嚴格的要求,同時對老師有極高的要求,資料顯示現在很多學科教師不能全面駕御英語,所以67.6%的課程選擇全中文授課,以保證教學順利進行。調查結果顯示目前沒有課程采用全英文教學,只有2.7%的課程,也就是個別重點院校嘗試以英文為主的講授方法,個別難懂知識點和術語用中文解釋,這也需要學生的英語水平要達到一定的層次,才能夠更加輕松地理解和消化課堂上的知識。而英文基礎較差的學生則采取保守措施,使用中文為主進行教學,一些重點專業詞匯和知識點用英語重復強調,這樣能夠兩者兼顧,不會出現學生放棄學習的情況,教學效果也會更好,此種教學方法達到29.7%。

分子生物學概念范文4

關鍵詞:分子生物學;實驗;教學改革

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)30-0058-02

分子生物學這門學科具有發展速度快、對生物的生存及自身發展意義遠大等特點,是生命科學中最具影響力的學科之一,其研究領域也十分寬泛,包括核酸類、蛋白類等生物體中所有的大分子結構、表達、調控及其功能,將人們對生物體的認知水平由表觀提升到分子水平,其發展程度因現代科學的進步而變得越來越活躍。對于生命科學這門學科及相關專業的本科生而言,對分子生物學實驗技術的掌握及相關原理的熟練運用是必備的基本功,這也造就了分子生物學實驗課不同于其他生命學科實驗課的重要地位。

一、分子生物學實驗課程的重要性

隨著分子生物學在教學過程中的不斷推進,越來越多的教學實踐者意識到為了能夠引起學生們對這門課的足夠重視需要把實驗部分的教學內容從單純的理論教學中剔除出來,獨立形成一門課程,設置與之相匹配的學分。這種做法不僅能讓學生加固對理論知識的掌握,而且能讓學生接觸到更多的分子生物學實驗內容,從而鍛煉學生的實踐動手能力。相比之下,在原來理論教學囊括實驗教學的情況下,由于學分的限制及課時的約束,往往只能開設6個有代表性的演示實驗;而實驗教學脫離理論教學獨立成科之后,則可以2~3個“綜合性”實驗來牽頭,“綜合性”實驗又下設幾個“子”實驗組成完善的實驗課體系。這就為學生創造了更多的實際操作機會,加深學生對理論知識的理解,提高學生動手能力及分析解決問題的能力,為以后的科研實踐及專業課的學習奠定了基礎。

二、分子生物學實驗課程教學現狀

由于各學校的教學硬件設施不同及實驗課所具有的特殊性(周期性、成本大)等原因,一些較為重要的科研實驗不好與教學實驗相結合,實踐中的分子生物學實驗課存在著一些不足:教學形式過于單調,學生只能被動接收,不能發揮其積極性及主動性;驗證性實驗居多,實驗方式單一,很難培養學生創新性;實驗內容設計不夠合理,過于單一,不能形成一個完整體系,不利于學生綜合素質的提升。此外,分子生物學實驗課對實驗設備要求較高,實驗材料過于昂貴,導致好多很有必要的實驗不能順利開展。這種教學模式將嚴重阻礙教學質量的提升,改革是大勢所趨。

三、分子生物學實驗課程教學改革方法

1.完善實驗內容,對教材進行更新。分子生物學是一門升級換代較快的學科,其實驗內容及實驗操作技術也不斷在更新完善,急需將陳舊的內容剔除并建立周期性更新的機制。在教學實踐過程中有必要刪除一些過時的實驗技術,引進一些現在常用的實驗技術。對于新的實驗教材編寫原則應是:可以使學生在實驗操作中對基礎知識加深理解,提高動手能力,分析、解決問題的能力等綜合素質,可以讓學生了解當前分子生物學的發展趨勢及系統地學習分子生物學實驗技術原理及方法。

2.實驗準備工作要充分。分子生物學實驗是一門精致的學科,其對實驗條件如環境、儀器及材料等要求非常高,實驗儀器的操作不當及實驗試劑的略微偏差都可能導致實驗結構的失敗。對此,在進行實驗教學之前,教師的預先實驗是必不可少的。準備工作內容有:實驗材料的制備(耗材、試劑、生物材料),器皿的洗滌,試劑的配制,儀器的準備及檢查。通過預實驗,教師可以對實驗過程中可能出現的問題提前有所準備,并對實驗結果有所掌握。

3.完善實驗體系,開設綜合性實驗。與其他科目的基礎實驗有所不同,分子生物學實驗有周期長、緊密結合性、連貫性等特點,很難在2~3課時內完成。因此,對分子生物學實驗的課程設計要周密詳盡,建立完整的體系,集中在一個比較大的時間段來完成。結合我們的教學實踐,建議把分子實驗課安排在周五下午和星期六、日進行,這樣2~3天的時間能夠給學生足夠的時間完成一個較大的綜合性實驗,便于學生形成一個完整的實驗概念和對理論知識體系有一個深入的了解,并加深學生對實驗內容的印象,便于學生在短期內形成對分子生物學的實驗方法及技能的認知。對于實驗內容的編寫,我們強調實驗的完整性和條理性。如在基因工程部分將DNA重組技術為主線貫穿整個實驗。教材在實驗授課上的順序是以基因分離克隆,片段與載體的連接,載體選擇、酶切,質粒重組及轉化,重組子表達及鑒定等,以基因工程的內容為主線。這樣的實驗內容編排,不僅能將實驗內容更加豐富完整,而且整個實驗變得更加有調理,前后銜接緊密,彌補了傳統實驗安排中的不足,使學生在實踐過程中能對理論體系有更深的理解,增強了學生的動手能力及學習興趣,變被動接收為主動探究,提升了學生的綜合素質及創新思維。

4.豐富分子生物學的教學方式。對于傳統的分子生物學教學模式,其中針對實驗部分的內容、原理、方法一般都是教師通過文字語言對其進行描述,學生很難對其充分地理解和掌握,對于記憶也是死記硬背。若能將現代的多媒體設備廣泛地應用到實驗教學過程中,可以使較為難理解的知識變得更加具體和形象,便于學生更好地理解和掌握。為了配合實驗教學,我們初步建立了分子生物學二維虛擬仿真實驗室,以動畫的形式對實驗的原理和步驟進行展示。對于一些較為抽象和難理解的實驗,教師可以借助動畫演示來為學生講解,不僅可以讓學生更好地理解實驗內容,還能活躍課堂氣氛,豐富教學內容,激發學生的學習興趣,從而使得實驗教學效果得到有效的提高。

5.重視和培養學生的動手能力以及創新意識。通過實驗課程,可以很好地鍛煉學生的科研能力,并樹立良好的科研作風。然而,由于學生人數較多,使得實驗課程教學效果并不是很理想。為此,我們將學生分為多個小組,進行實驗教學,這樣可以很好地讓學生學習和掌握分子生物學的實驗原理和操作技能。

6.重視實驗過程,考核采取綜合成績評定。鑒于對以前分子生物實驗教學中所出現的問題進行分析和總結,我們將實驗教學的效果考核視為工作的重點。具體的考核內容包括:實驗態度、基本操作技巧、實驗報告、實驗綜合效果,其成績分為兩個部分:采用百分制,平時成績占70%,考試成績占30%。其中,平時成績的1/3,主要是對學生的上課出勤率和實驗課上表現進行考核,如果曠課一次,則對其提出警告;如果次數達到兩次以上,取消該生平時成績;此外,平時成績剩余的2/3是對學生所做的實驗操作和實驗報告兩部分進行考核,如果在實驗操作中出現失誤或者沒有得到實驗結果,該生可向指導教師提出申請,可以跟著下一個班重新做實驗,如果沒有重做的學生則沒有這部分相應的成績??荚嚨男问剑覀儗⒏鶕n程特點將其分成操作考試和筆試兩個部分,均在所有教學實驗都結束之后再進行考試。其中,操作考試為學生在根據實驗指導教師提出的題目進行現場的實驗操作;筆試為實驗指導教師根據上課的實驗內容出一些實驗原理題。通過采用此種教學考核方式,不僅可以有效地控制實驗過程,還能轉變學生的實驗態度,督促其能夠認真仔細地完成每一個實驗,從而掌握相關的實驗技能。

分子生物學實驗的技能是學生必須要掌握的技能之一,為以后從事科研工作奠定實踐基礎。現如今,無論是社會還是高校,都越來越重視對復合型人才的培養,而我們所提出的這種實踐教育理念與當代高校培養各種人才的主題都是十分契合的。筆者還希望能夠通過對分子生物學實驗課程的教學改革,可以拋磚引玉,給本院?;蛘咂渌盒5南嚓P實驗課程的教學改革提供一些參考。

參考文獻:

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分子生物學概念范文5

關鍵詞:分子生物學基因重組醫學基因工程

1.引言

國內外研究情況與歷史背景

1953年沃森和克里克關于 DNA 分子空間結構及其作為遺傳信息載體的著作的發表標志著分子生物學的誕生。分子生物學的誕生是生物學的一個重要發展,標志著生物科學對許多重大問題已開始由現象描述轉入到基本規律的闡明。雖然分子生物學的興起還不到 60 年,但是在分子生物學基礎研究領域內取得的成果卻很顯著。分子生物學與醫學、農業、生物工程等的關系十分密切。分子生物學的研究成果使不同生物體之間的基因轉移成為可能,在農業上開辟了育種的新途徑,在醫學上有可能治療某些遺傳性疾病,在工業上形成了以基因工程為基礎的新興工業,從而有可能生產許多用常規技術從天然來源無法得到或無法大量得到的生物制品。

2.分子生物學的應用列舉

2.1分子生物學在醫學上的應用

(一)癌癥的研究即將出現重大的突破

癌基因的發現是近年來分子生物學研究的重大成果。過去在癌病因學上眾說不一的局面正在改善。由各種內外因素導致癌基因激活或異常表達很可能就是癌癥發生的根本原因。癌基因本來是正常的基因成分之一,它的生理功能是什么?它是如何被調控的?異常表達和激活的機理是什么?癌基因產物和生長因子的關系是怎樣的?是否存在著反癌基因和生長的負調節因子?等等。這些問題都是當前研究的熱點,正在取得日新月異的進展,與此有關的是艾滋?。ˋIDS)的研究受到世界范圍的密切關注如果分子生物學研究成果和社會性的預防措施能夠很好地結合起來,這個疾病的流行將會較快得到制止。

(二)遺傳病

隨著醫學分子生物學研究的日益深入,有關遺傳病的一些概念正在發生變化。首先,這類疾病不再像過去認為的那么罕見。至今發現按照孟德爾方式遺傳的遺傳病已達3000余種。如果估計到疾病易感性和基因變異的關系,則遺傳病范圍會更加擴大,例如易患心臟病、肺氣腫、高膽固醇血癥、糖尿病、變態反應和胃潰瘍病等等的基因正在得到分離,甚至癌癥,有的學者認為也可歸屬于遺傳病的范疇,其根本原因在于DNA的損傷。其次,基因探針技術正在逐步擴大產前診斷和遺傳病診斷的范圍。在治療上,過去一切對遺傳病的療法都只能是對癥的,從理論上講,只有基因療法才是治療遺傳病的唯一根治方法。

(三)藥物和疫苗

隨著基因工程的蓬勃興起而首先受益的產業領域就是制藥工業。現在已經有些多肽或蛋白質藥物,如人胰島素、生長激素、干擾素等能夠通過“工程菌”大量生產,更多的藥物則正在開發之中。疫苗的研制正在極大地促進預防醫學的發展.例如,白細胞介素 2和β干擾素是兩種具有抗癌作用的蛋白質,在其多肽鏈中各有三個半胱氨酸殘基,但只形成一對二硫鍵,由于分子中含有多余的一個半胱氨酸殘基,所以二個分子容易締結合成二聚體而失活,用定點突變法改變半胱氨酸的密碼子為絲氨酸密碼子,就可防止二聚體的形成,從而在不損害活性的情況下大大延長這兩個蛋白質的半衰期,提高了療效。

2.2 分子生物學在農業上的應用

分子生物學用于農業, 已經對農作物的品種改良起了以前不可能 想象的重要影響。農作物以及家畜品種的改良,現在可以用定向引人有關基因的方法進行,這就從根本上改變了過去盲目大量誘變然后再 從中進行篩選的傳統作法。 在農作物中,已經成功地對馬鈴薯進行了改造,不但使其獲得了抗病毒基因,也得到了高蛋白質含量的馬鈴薯新品種。把一個蛋白水解酶抑制劑基因引人煙草之后,使得以煙葉為食的害蟲不能消化其中的蛋白質,因而不能繁殖。這樣,這一品種就獲得了抗蟲害的能力。 雖然植物基因工程的應用 還不是很久,但為農作物的大量增產和品種改造,例如固氮基因的轉移等,提供了無法估量的發展前景。

2.3分子生物學在工業上的應用

如今已經產生了一種新興的工業, 即以基因工程為基礎的生產生物制品的工業。 它的基礎是從一種生物體分離編碼某個蛋白質的基因,即DN斷,把這個基因人工重組到可以用發酵法大量生產的如大腸桿菌或酵母的基因中去,使其在大腸桿菌或酵母的細胞中得到表達,并達到大量生產的目的[2]。 新近發展起來的蛋白工程則是分離出某個蛋白質的基因之后,再加以改造,根據三聯密碼,把這個DNA序列中編碼某一個氨基酸的密碼子,改變成為編碼另一個氨基酸的密碼子;或者用合成 DNA 的方法 直接合成基因。 從以上兩種方法都可以得到在天然界原來并不存在的 DNA,再用和上面所說的類似的方法,引人大腸桿菌或酵母的基因中進行表達,以達到大量生產的目的,得到具有新的特性的蛋白質。

分子生物學概念范文6

關鍵詞:分子生物學;內容整合;教學方法

中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)07-0157-02

21世紀是生命科學的世紀,分子生物學是生物科學專業的一門專業基礎課,是生命科學及相關農業、醫藥科學領域中最具活力的學科之一。是從分子水平闡明生命現象和生物學規律的學科。它是生物化學、生物物理學、遺傳學、微生物學、細胞生物學以及信息科學等學科相互滲透、綜合融會而產生并發展起來的;同時它又是基因工程、蛋白質工程等學科的基礎。掌握分子生物學的基本理論和基本技術成為步入21世紀生物殿堂的一個必備條件。由于分子生物學尚有許多內容未形成定論,仍處于實驗階段,所以要求學生以正確的、客觀的、發展的觀點來學習,同時也要求教師收集素材,充分利用各種教學手段,講授新近科學研究取得的成果。使學生獲得應用分子生物學方法分析問題和解決問題的能力。為以后生命科學類專業課的學習和未來從事與生命科學相關的教學、科研工作打下堅實的基礎。為適應分子生物學飛速發展的新形勢,筆者對《分子生物學》的教材選用、教學內容、教學方法與手段、教學考核和成績評定等方面進行了積極摸索,使這一學科的教學活動有聲有色,效果明顯。

一、慎選教材

符合學生的認知能力,符合發展趨向的一本好的教材有利于教與學走向成功,教材的選用直接影響教學效果和學生學習的質量。分子生物學作為20世紀后半葉發展起來的一門前沿學科,許多新知識、新技術不斷涌現,具有更新快、突飛猛進的勢頭,國內外新版教材也不斷面世,因此,選用教材是實現教與學雙贏的重要前提。據此,我們經過反復比較選用了蔣繼志編著的《分子生物學》(科學出版社,2011版)一書作為學習課本,這本書的特點是知識結構清楚,內容詳細,通俗易懂,使用了簡明清晰的圖例,對學生的理解很有幫助。與此同時,并推薦朱玉賢等編著的《現代分子生物學》(2002版)、P.C.Turner等編著的《Molecular Biology》(2002版)、R.F.Weaver編著的《Molecular Biology》(2000版)、盧圣棟主編的《現代分子生物學實驗技術》(2002版)等教材作為參考。這些教材知識體系編排系統及敘述方法深入淺出,課外參考題靈活多樣,有很高的參考價值,可以拓展教材的知識面對教與學十分有利。

二、在確定教材后,我們考慮整合教學內容

如何在有限的時間里向學生傳遞更多的分子生物學基礎理論知識與前沿發展動態,培養創新、實用型人才成為本科教學的重要研究課題。針對這一問題,我們根據幾年的教學經驗及學生學習的特點,對分子生物學內容進行了整合和補充。在探討原版教材內容、概念進行講解的同時,對講授內容要做到:(1)精泛結合;(2)詳略適當。具體做法是:我們將其原理部分分為六大塊:核酸的結構與功能、DNA的復制、DNA轉錄、DNA翻譯、DNA表達調控及DNA的損傷、修復、重組與突變。其中第一塊內容“核酸的結構與功能”與《生物化學》內容存在交叉,如DNA的結構、核酸的變性等可以略講,而DNA分子的發夾結構、回文序列、RNA的種類、分子雜交技術、小RNA等新知識點,需詳細講解。其中第二、三、四、五塊內容則應該作為重點內容重點介紹,并通過介紹原核生物與真核生物的區別加深學生對其的理解。對重點細講內容我們將其分為六塊進行教學:分別為核酸的提取與純化、PCR、分子標記、分子雜交、生物芯片技術、基因敲除。其中第一塊、第二塊內容是分子生物學技術的基礎內容,原理必須作為重點進行講解,而其他四塊內容主要結合實例進行講解。如分子標記在輔助育種、基因定位、遺傳圖譜中的應用,分子雜交在篩選克隆基因、制作酶切圖譜和疾病的診斷中的應用。由于這部分內容比較深奧,學生認知能力有限,因此部分內容可做探究內容組織學生攻關。同時還增添分子水平上的新知識、新進展、新熱點進行闡述。如通過中國期刊網、萬方數據庫、維普及國外的一些知名數據庫如Sceience、Nature、Genetics等知名數據庫的查閱,為學生講授腫瘤的基因治療、DNA指紋法、轉基因動物、生物芯片、人類基因組計劃、后基因組計劃、RNAi和microRNA等的新進展[1]。使教學內容與國際接軌,開闊學生的視野與思路,激發學生學習的熱情。

三、改進教學方法

同志曾說過:我們的任務是過河,但是沒有橋或沒有船就不能過,不解決橋和船的問題,過河就是一句空話。教學方法是完成教學任務、實現教學目標和提高教學質量的關鍵所在。改進教學方法是教學改革的中心環節。改進教學方法的著眼點就放在如何調動學生的興趣上,使其積極主動地學,筆者的方法主要有以下幾種。

第一,豐富教學手段。筆者認為教學過程不僅僅是教師講、學生聽,還要運用一切現代教學手段吸引學生的眼球、調動學生的思維并使其當堂消化教學內容。比如鑒于課程內容復雜、抽象,難以理解的實際,為避免先學后忘的現象,我們利用板書結合多媒體課件、形象的圖片并配合動畫、模具、掛圖等多種教學手段,使教學內容由復雜變簡單,由靜態的變為動態的,形象直觀而具表現力,從而激發學生的創造性思維,調動學習積極性。需要指出的是隨著許多院校辦學條件的提高以及國家對多媒體使用的大力提倡,有些教師在使用多媒體時存在一些誤區,即照著多媒體一字一字的念,一旦離開多媒體就沒法繼續講課,這不僅不利于學生的理解,而且還會打消學生學習的興趣。因此我院提出在使用多媒體課件內容時要避免課件和板書內容重復,并且盡量只在需要用圖片、動畫或相關流程、例題說明問題時使用。如我們講到DNA聚合酶III的組成及其各部分功能時,可以通過動畫顯示出β夾子如何與DNA核心酶作用共同完成DNA復制的動態過程。在講解southern雜交過程時可以播放相應的動畫說明雜交的過程。

第二,靈活教學過程。備課中要備內容、備方法、備學生,在教學中要靈活使用教學方法。(1)提問式教學,可以有效地提高課堂教學質量。提問可以在課前、課中或課后提出。課前提問不僅可以督促學生溫習舊的知識,同時也可以促使其預習新的內容,使學生集中注意力,激發其求知欲。如在講授核酸的提取中,可以先問“高中時所學的DNA提取是怎樣的步驟,那么它和現在學的有什么區別呢?”學生帶著問題聽課,效果會更好一些。在課堂教學中也可以根據學生聽課的注意力集中情況隨時安排提問,激發學生學習的熱情,活躍課堂氣氛。如在講授PCR(聚合酶鏈式反應)時,可以提問:“DNA復制的過程如何?它們有什么異同點?”。課后提問可以讓學生在課后有針對性地反思和探究。如在學習完載體的種類后,可以讓學生自己用表格歸納在實際應用中如何選用載體,目前經常用到的有哪些,為什么,等等。學生可以通過查閱資料,加深對載體的認識。(2)類比法教學。如在講授基因重組時,可以將限制性內切酶比喻為“剪刀”,將連接酶比喻為“針線”,將載體比喻為“交通工具”,將外源基因和載體的連接的過程比喻為補補丁的過程,使學生通過實際生活中的例子更好地理解抽象的概念,感受科學的魅力所在,增加了學習的信念。(3)啟發式教學。在介紹著名科學家發現科學理論的思路、過程及驗證方法,讓學生明白科學其實就在我們的身邊,只要勇于動腦、努力探索,一定能有所發現。(4)我們鼓勵中青年教師教學中進行雙語教學,一些簡單的專業英語詞匯或句子要求教師用英語描述,為以后專業英語的學習打下堅實的基礎。

第三,我們還強調教學與科研互動,將教師已有科研項目、課題及成果引入課堂,吸引和引導學生參加科研創新訓練。例如,在講授克隆時,結合教師承擔的科研項目“文冠果代謝酶基因的克隆”進行講解,告訴學生如何做科學研究等,加深對課本理論的理解及應用。在講解DNA測序時,教師將科研項目“根瘤固氮的研究”引入進行講解,試問學生大豆能夠固氮,但是固氮能力不同,這是為什么呢,這是由于不同的大豆品種固氮基因不同引起的,這主要體現為基因序列的不同,那么我們怎么才能知道基因序列的不同呢,這需要進行測序,就像人類基因組計劃要測出人類的基因序列一樣。而測序的方式有很多……這樣深入淺出的講解使學生不僅了解了測序的目的,同時還知道了如何應用所學知識,大大提高了其對分子生物學學習的興趣。

四、考核方式

傳統的《分子生物學》課程考核為閉卷考試,考核內容以課本為本,題型較為局限,不僅滿足不了教育改革中培養綜合素質人才的要求,而且不能更好地使理論基礎與實踐前沿結合[1]。造成死讀書、讀死書的學生大有人在的現象。為了避免這種急功近利的風氣并更好地適應時代的要求。我們對課程考核做了如下改革:首先對于理論課采用多種方式進行考核,包括平時出勤占10%的比重、課堂回答問題和課后作業占20%的比重、論文占20%的比重、期末閉卷考試占50%的比重。每次都要批改學生作業,批改后在上下一節課時要針對問題進行講解;論文要求學生針對最新研究成果進行闡述,題目可以根據自己的心得體會自擬。這樣一方面調動了學生自學的積極性,另一方面使教師在一定程度上了解了學生學習的效果,使得考核兼具靈活性和客觀公正性。

五、結束語

分子生物學作為一門前沿學科,貫穿在整個生物理論課中,在21世紀新型學科中起著舉足重輕的作用,對其課程進行改革也是勢在必行的。教師要不斷加強自身素質,培養高素質人才,滿足社會對生物人才的需求。

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