引論:我們為您整理了13篇分子生物學概述范文,供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發您的創作靈感,讓您的文章更具深度。
篇1
所謂在分子水平上研究生命的本質主要是指對遺傳、生殖、生長和發育等生命基本特征的分子機理的闡明,從而為利用和改造生物奠定理論基礎和提供新的手段。這里的分子水平指的是那些攜帶遺傳信息的核酸和在遺傳信息傳遞及細胞內、細胞間通訊過程中發揮著重要作用的蛋白質等生物大分子。這些生物大分子均具有較大的分子量,由簡單的小分子核苷酸或氨基酸排列組合以蘊藏各種信息,并且具有復雜的空間結構以形成精確的相互作用系統,由此構成生物的多樣化和生物個體精確的生長發育和代謝調節控制系統。闡明這些復雜的結構及結構與功能的關系是分子生物學的主要任務。
發展歷史:
一、準備和醞釀階段
19世紀后期到20世紀50年代初,是現代分子生物學誕生的準備和醞釀階段。在這一階段產生了兩點對生命本質的認識上的重大突破:
確定了蛋白質是生命的主要基礎物質
19世紀末buchner兄弟證明酵母無細胞提取液能使糖發酵產生酒精,第一次提出酶(enzyme)的名稱,酶是生物催化劑。20世紀20-40年代提純和結晶了一些酶(包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黃酶、細胞色素c、肌動蛋白等),證明酶的本質是蛋白質。隨后陸續發現生命的許多基本現象(物質代謝、能量代謝、消化、呼吸、運動等)都與酶和蛋白質相聯系,可以用提純的酶或蛋白質在體外實驗中重復出來。在此期間對蛋白質結構的認識也有較大的進步。1902年emilfisher證明蛋白質結構是多肽;40年代末,sanger創立二硝基氟苯(dnfb)法、edman發展異硫氰酸苯酯法分析肽鏈n端氨基酸;1953年sanger和thompson完成了第一個多肽分子--胰島素a鏈和b鏈的氨基全序列分析。由于結晶x-線衍射分析技術的發展,1950年pauling和corey提出了α-角蛋白的α-螺旋結構模型。所以在這階段對蛋白質一級結構和空間結構都有了認識。
確定了生物遺傳的物質基礎是dna
雖然1868年f.miescher就發現了核素(nuclein),但是在此后的半個多世紀中并未引起重視。20世紀20-30年代已確認自然界有dna和rna兩類核酸,并闡明了核苷酸的組成。由于當時對核苷酸和鹼基的定量分析不夠精確,得出dna中a、g、c、t含量是大致相等的結果,因而曾長期認為dna結構只是“四核苷酸”單位的重復,不具有多樣性,不能攜帶更多的信息,當時對攜帶遺傳信息的侯選分子更多的是考慮蛋白質。40年代以后實驗的事實使人們對酸的功能和結構兩方面的認識都有了長足的進步。1944年o.t.avery等證明了肺炎球菌轉化因子是dna;1952年a.d.hershey和m.cha-se用dna35s和32p分別標記t2噬菌體的蛋白質和核酸,感染大腸桿菌的實驗進一步證明了是遺傳物質。在對dna結構的研究上,1949-52年s.furbery等的x-線衍射分析闡明了核苷酸并非平面的空間構像,提出了dna是螺旋結構;1948-1953年chargaff等用新的層析和電泳技術分析組成dna的鹼基和核苷酸量,積累了大量的數據,提出了dna鹼基組成a=t、g=c的chargaff規則,為鹼基配對的dna結構認識打下了基礎。
二、現代分子生物學的建立和發展階段
這一階段是從50年代初到70年代初,以1953年watson和crick提出的dna雙螺旋結構模型作為現代分子生物學誕生的里程碑開創了分子遺傳學基本理論建立和發展的黃金時代。dna雙螺旋發現的最深刻意義在于:確立了核酸作為信息分子的結構基礎;提出了鹼基配對是核酸復制、遺傳信息傳遞的基本方式;從而最后確定了核酸是遺傳的物質基礎,為認識核酸與蛋白質的關系及其在生命中的作用打下了最重要的基礎。在此期間的主要進展包括:
遺傳信息傳遞中心法則的建立
在發現dna雙螺旋結構同時,watson和crick就提出dna復制的可能模型。其后在1956年a.kornbery首先發現dna聚合酶;1958年meselson及stahl用同位素標記和超速離心分離實驗為dna半保留模型提出了證明;1968年okazaki(岡畸)提出dna不連續復制模型;1972年證實了dna復制開始需要rna作為引物;70年代初獲得dna拓撲異構酶,并對真核dna聚合酶特性做了分析研究;這些都逐漸完善了對dna復制機理的認識。
在發現dna雙螺旋結構同時,watson和crick就提出dna復制的可能模型。其后在1956年a.kornbery首先發現dna聚合酶;1958年meselson及stahl用同位素標記和超速離心分離實驗為dna半保留模型提出了證明;1968年okazaki(岡畸)提出dna不連續復制模型;1972年證實了dna復制開始需要rna作為引物;70年代初獲得dna拓撲異構酶,并對真核dna聚合酶特性做了分析研究;這些都逐漸完善了對dna復制機理的認識。
在研究dna復制將遺傳信息傳給子代的同時,提出了rna在遺傳信息傳到蛋白質過程中起著中介作用的假說。1958年weiss及hurwitz等發現依賴于dna的rna聚合酶;1961年hall和spiege-lman用rna-dna雜交證明mrna與dna序列互補;逐步闡明了rna轉錄合成的機理。
在此同時認識到蛋白質是接受rna的遺傳信息而合成的。50年代初zamecnik等在形態學和分離的亞細胞組分實驗中已發現微粒體(microsome)是細胞內蛋白質合成的部位;1957年hoagland、zamecnik及stephenson等分離出trna并對它們在合成蛋白質中轉運氨基酸的功能提出了假設;1961年brenner及gross等觀察了在蛋白質合成過程中mrna與核糖體的結合;1965年holley首次測出了酵母丙氨酸trna的一級結構;特別是在60年代nirenberg、ochoa以及khorana等幾組科學家的共同努力破譯了rna上編碼合成蛋白質的遺傳密碼,隨后研究表明這套遺傳密碼在生物界具有通用性,從而認識了蛋白質翻譯合成的基本過程。
上述重要發現共同建立了以中心法則為基礎的分子遺傳學基本理論體系。1970年temin和baltimore又同時從雞肉瘤病毒顆粒中發現以rna為模板合成dna的反轉錄酶,又進一步補充和完善了遺傳信息傳遞的中心法則。
篇2
一、完善實驗教材建設
近年來,隨著分子生物學技術的發展和出版業的發展,市場上涌現出大量相關的實驗教材,但往往偏重于對實驗步驟的編寫,或者所選的實驗項目過于專業化,不適合在本科教學中運用。實驗指導教師應不斷完善實驗教材的建設,使之既適應于本科生實驗教學平臺,又注重與基因工程、酶工程、發酵工程等課程的實驗項目的銜接,充分體現生物技術專業核心課程的關聯性。在編寫教材時,還要盡量做到圖文并茂,通俗易懂,特別是要注重對實驗原理的闡述。
二、加強實驗的設計性和綜合性
設計性實驗和綜合性實驗有利于培養學生的創新能力。分子生物學實驗課程主要圍繞“DNA重組技術”展開,各個實驗項目既具有一定的獨立性,又具有很強的連貫性,這種連貫性表明,這一系列的實驗在操作之前就帶有較強的設計性,在學生進入實驗教程之前,可以此作為范例,介紹DNA重組實驗的設計思路和關鍵問題,積極引導學生查閱資料,獨立設計全部或部分實驗方案,并對這些設計進行剖析和點評。實驗室網絡的開通,能夠更好地發揮計算機輔助實驗教學的功能,為設計性實驗的教學提供了極大的便利。比如,可以利用在線軟件分析目的基因的酶切位點,或利用相關軟件設計PCR引物等。綜合性實驗是培養學生獨立操作能力和綜合應用能力的重要環節。通過“質粒DNA的提取和檢測”、“質粒的酶切分析”等實驗,學生已基本掌握了相關原理和技術,而隨后的“重組子的篩選與鑒定”實驗,仍然需要使用質粒DNA提取、酶切、電泳等技術,帶有很強的綜合性,可借以培養和考核學生獨立操作、綜合應用的能力。此外,篩選和鑒定重組子又有多種方法,可設計不同的實驗方案。因此,該實驗在教學中又可作為一個設計性實驗,只要學生設計的方案具有可行性,就應當盡量提供條件,讓學生按照自己設計的方案完成實驗。
三、優化實驗教學方法
“教無定法,貴在得法”,但這“法”首先因立足于學科特點,并在教學實踐中不斷探索和優化。筆者結合實際工作經驗,對分子生物學實驗的教學方法作初步探討。
1.集中時間,小班開課
“DNA重組技術”的各項實驗相對獨立,但無論在邏輯上還是在時間上,前后都是緊密關聯的,如果像其他課程的實驗那樣每周做一個的話,很難取得理想的結果。因此,較為合理的安排就是集中時間授課,在兩周內完成整個DNA重組實驗。這種安排既使學生在操作時目標明確,也因其符合科研的節奏而使學生能更好地體驗科研的氛圍和樂趣。在本科生的分子生物學實驗教學中,普遍面臨著儀器臺套數有限、指導教師少、學生人數多等突出問題,小班開課可有效緩解眾多學生與有限的教學資源之間的矛盾,提高實驗教學的質量。小班開課時,每批以10個左右學生為宜。
2.集中講解,個別指導
在每次實驗前,應集中講解實驗原理,把本質問題講解透徹,也應分析實驗步驟,并針對關鍵操作、技術難點或容易誤解之處進行演示,使學生能更好地掌握實驗原理和技術,并在實驗前做到“胸有成竹”。盡管按照同樣的實驗手冊操作,但每個學生可能會遇到不同的問題,這時指導教師應隨時關注每個學生的狀態,及時解答學生的疑問,或及時指出其錯誤的或不規范的操作,并予以糾正。上文所說的小班開課,可保證指導教師有足夠的時間和精力來實現個別指導。
3.落實預習,及時總結
如果不作強調,學生很容易忽視實驗課程的預習,在動手操作時看一步做一步,這樣既容易出錯,又看不到各個步驟之間的銜接,看不到實驗的整體和精髓,致使實驗結果和教學效果均不理想。因此,在每次實驗前,應布置具體的預習任務,包括實驗原理、實驗步驟、注意事項等,并在實驗講解時隨時提問,以檢查預習效果,確保學生在進入實驗室之前就熟悉相關內容,特別是應明確本次實驗要做什么,明確本次實驗在整個實驗教程中所處的地位。在重視實驗預習的同時,也要重視實驗總結。實驗的總結可安排在實驗間隙,也可安排在實驗結束之后,宜采用討論的方式。可先由學生自己總結經驗,提出實驗中遇到的問題并進行分析,在此基礎上再由指導教師進行概括和補充,分析實驗中存在的普遍問題、特殊問題及其成因,以促進學生分析和解決問題能力的提高。此外,指導教師還應及時評價實驗教學的效果,以期在下次開課時進一步完善。
4.拓寬思路,廣開渠道
Southern雜交、DNA測序等技術,對設備要求高,實驗流程長,難以作為本科生實驗教學的內容,但是作為生物技術專業的學生,又有必要對這些重要技術有較為深刻的認識。因此,在實驗教學中應拓寬思路,綜合利用多種渠道,直接或間接地傳授這些技術。多媒體是拓寬實驗教學的重要手段,可用于演示那些重要的但不能開設的實驗,拓寬學生的知識面。如果能參觀本校或兄弟院校的實驗室,并在現場講解或演示實驗,則可使學生形成更為直觀的認識。此外,對于學有余力的學生,還需因材施教,積極引導,重點提拔,鼓勵他們參與預實驗,觀摩教師的科研工作,或指導他們參與大學生科研立項,也即引導他們從課堂實驗走向科學研究,為培養創新型人才打下堅實基礎。
四、完善實驗考核體系
實驗教學的考核是客觀評價學生所掌握的理論和技能的重要手段,也是提高實驗教學質量的有效措施。分子生物學實驗應注重全面考查學生的素質,不僅要考查學生所掌握的基本知識和技能,還要考查學生獨立思考和綜合運用的能力,以及在實驗操作中表現出來的認真的態度,實事求是的科學作風和團隊合作精神等。因此,在教學中應以“公平、公正”為原則,不斷探索和完善實驗考核體系。
參考文獻:
[1]楊清玲,陳昌杰等.本科生分子生物學實驗教學改革的實踐和體會[J].山西醫科大學學報(基礎醫學教育版),2007.
篇3
Key words: bilingual teaching;teaching reform
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)34-0257-02
0 引言
21世紀是生命科學的世紀,分子生物學技術為人類探索生命奧秘提供了強有力的工具,大量新理論、新技術不斷涌現,推動分子生物學蓬勃發展。同時,分子生物學技術越來越多地在臨床檢驗診斷中推廣應用,形成了檢驗專業新興的課程《分子生物學檢驗技術》。基于分子生物學檢驗技術發展迅速,為了能時時關注課程發展的最新動向,跟蹤學習國外最新知識和技術,院校自2009年起實施了一系列靈活多樣,方便實用的雙語教學方法,現就開展該門課程雙語教學的必要性、教學改革實踐及成效進行簡要論述。
1 《分子生物學檢驗技術》雙語教學的必要性和重要性
1.1 是適應專業發展的需要 隨著經濟全球化以及科技革命的日益發展,我國檢驗人才市場對具備雙語能力的國際化醫學檢驗高級人才的需求不斷增長。國家教育部提出要求高校本科教育的專業外語教學,力爭3年內達到所開課程的5~10%,并引進原版教材和提高師資水平。這個要求對醫學檢驗專業顯得尤為迫切,因為檢驗醫學是目前臨床醫學中發展最迅速的學科,新技術的出現與應用幾乎是與全球同步[1]。而目前我國需要從國外進口大量儀器設備、試劑等,這就需要檢驗專業學生具備一定的專業英語水平,可以對生活中所遇見的英文“一眼看穿”。
1.2 是提高師生英語水平的需要 語言不僅是工具,也是武器。為了適應未來社會日益激烈的競爭,為了在中外交流中占據主動權,精通、熟悉一兩門外語已成為必須。而在醫學領域,英語以其國際通用性、使用廣泛性而備受矚目。因此專業教師及學生要想在學科發展中取得更大的成績,就必須熟練掌握一定的醫學專業英語。高校外語教學大綱中規定“專業應用是大學英語教學的一個重要組成部分,是促進學生完成從學習到實際應用的有效途徑”[2]。為貫徹執行這一要求,《分子生物學檢驗技術》在教學過程中加強了英語教學與專業知識的結合,這一舉措既提高了學生專業英語的學習效率,使學生的專業英語詞匯量得到強化和擴大;同時可提高教師的外語水平、教學水平,促進教師與國外學者交流合作,把握學科發展的方向與動態。
1.3 為其他檢驗課程的雙語教學奠定基礎 分子生物學技術的迅速發展,極大地推動了醫學檢驗的快速進步。分子生物學技術在醫學實驗室的應用日益廣泛和深入,迫切需要學生在熟練掌握醫學檢驗傳統理論和基本技術之外,必須學習分子生物學的重要技術及其應用,為今后進入臨床實驗室或進一步的研究和發展打好基礎。而生物學(主要是分子生物學)歷來是教育部提倡雙語教學的重點課程,這一要求使得《分子生物學檢驗技術》無可爭議地成為推動整個檢驗專業課程改革的先鋒力量。
2 分子生物學檢驗技術雙語教學改革及成效
2.1 雙語教學實施方法 雙語教學(Bilingual teaching)是指應用英語或雙語進行授課,以提高學生英語學習能力和應用能力。在教學實踐過程中,由于教師教學習慣不同,章節內容難易各異,我們主要采用以下三種不同的授課模式:一是滲透型,即在正常的課程教學中適當穿插使用英語;二是穿插型,即交替使用中英文兩種語言,或以中文為主;三是示范型,即在某一章節授課過程中,大部分時間是用中文教學,選擇一定的內容,用一定的時間用純英語進行教學。另外,在進行章節小結時,用英文板書進行講解。平時作業和考試含有一定的英語內容,課堂內師生應有一定的英語交流和討論。
傳統制作的中文課件、講義內容陳舊、固定,文字干澀、枯燥,讓學生“望而生畏,畏而生厭”。隨著網絡技術的發展成熟,對外交流的日趨密切,師生可通過查閱相關外文資料或與國外專家進行學術交流及時獲得新知識及相關學習資料,將原汁原味的英文資料引入課堂,拓展學生的國際視角,啟發學生的思維,使“靜態、平淡”的理論知識變成“動態、生動”的聲、光、影像,學習效果會得到明顯提高。
2.2 教學效果的調查分析 為更好地了解本課程雙語教學情況,加強對雙語教學的理論研討和實踐總結,推進課程雙語教學工作,方法:隨機抽取我校2008級、2009級醫學檢驗學生各80名,遵循自愿的原則進行匿名答卷,學生利用課間答卷。統一發放調查問卷160份,收回157份,有效問卷157份,回收率98%,其中有個別選項漏選。
據調查2008級和2009級一半以上的學生均認同檢驗本科生開展雙語教學是非常必要的,對雙語教學存在興趣,其醫學英語水平有較大提高。但是由于分子生物學檢驗技術許多重點、難點內容本身存在理解的困難,加上英語釋義,勢必影響學生對課程知識的理解和掌握。因此絕大多數同學還不能完全適應專業課的英語學習,認為雙語教學的形式增加了學習專業課程的難度,僅僅20%左右的學生認為無影響。這些數據較其他同等院校有明顯差距,反映出我校目前開展的雙語教學存在有一些問題和不足。
目前,在我院檢驗本科生中實施分子生物學檢驗技術雙語教學教育尚屬試驗性階段,也就不難理解統計數據顯示,學生對教師授課的滿意度較低。但我們也欣喜地看到,隨著教師帶教經驗的積累,2009級學生對教師授課的滿意度已有較大幅度的提升。
3 雙語教學存在的問題及對策
3.1 師資力量薄弱 高等院校是培養人才的主陣地,而人才培養的質量,歸根結底取決于師資隊伍建設的狀況。在《分子生物學檢驗技術》雙語教學過程中,師資力量薄弱已成為限制課程發展的瓶頸。許多教師的英語口語表達不夠標準,很難與學生進行溝通交流,無法將課程內容完全用英語表達,最終影響到教學目標的實現和教學任務的有效完成。為此,我們特別注重師資隊伍的建設,將師資隊伍的建設視為課程建設的第一要素。我們在師資隊伍的建設上重點落實了六字方針――“派出去,引進來”。自院校升本以來,學校日益提高對英語教學的投入力度,開設了教師口語短期、長期培訓班,幫助教師提高英語水平。今年更是各系部均有外籍教師公益支教,既讓大學生們感受到了原汁原味的外語專業課程,又能提供給教師一個互相學習的寶貴機會。
3.2 課時量不足 由于學生沒有前期專業英語的詞匯積累,使得課堂中教師需花費較多時間解釋相關詞匯、句義,無形中講解課程重點、難度部分的時間相應縮短,加上本課程教學內容比較抽象難懂,所以學生普遍認為雙語教學增加了課程難度。對于這一現象,解決的方法主要有二:一是嘗試增加課時量,可以讓教師在完成同等講授內容的情況下,合理分配課時,不用趕課;二是嘗試在實驗課也使用外語教學,由于實驗講授內容少,學生容易理解。而且實驗課上課人數少,師生互動頻繁,專業詞匯重復率高,教學效果較好。
3.3 學生英語水平薄弱 由于缺乏一定的語言環境,外語教學中常常出現“啞巴英語”和“聾子英語”,盡管許多學生已獲得“英語四級”,甚至“六級”水平,但她們實際運用外語的能力仍然較差。這對于開展雙語教學造成一定的困難。但是,從統計資料顯示,學生從內心里接受雙語教學,樂于嘗試新的教學模式,所以,學生的配合度較高。
4 總結
為了適應社會發展的需要,為了加強國際、國內的交流與合作,為了提高醫學生的專業素質,在專業課程中實施英漢雙語教學勢在必行。同時我們也看到,雙語教學任重而道遠,不可能一蹴而就。因此教育工作者需要以平和之心去看待教學工作中的問題與失誤。不同高校的具體情況不同,受師資,生源等主、客觀因素的限制,就需要結合實際情況采取各具特色的方法與手段,才能切實幫助學生們克服語言障礙,培養具有高水平外語交流能力和實際應用能力的專業人才,才能使《分子生物學檢驗技術》課程建設更上一層樓。
參考文獻:
篇4
【關鍵詞】 自我概念;干預性研究;武術;教學;學生
自我概念是指一個人對自己存在的體驗,包括知覺和評價2個方面。身體自我是自我概念的重要組成部分,也是基礎部分,是對自身的認知和綜合評價。大學時期是人體生長發育的重要階段,也是心理變化較大的階段,對自身的需要、價值觀、態度等方面的認識都不夠穩定。近年來,國家加強了對大學生的素質教育,但對心理健康方面的關注度卻不高,從而導致大學生出現了各種心理健康問題。同時學術界針對大學生自我概念的研究也在逐漸增多,相關學者已開始研究通過體育鍛煉來提高學生的自我概念水平。本文通過研究對武術教學改善維吾爾族大學生身體自我概念的效果,為促進維吾爾族大學生心理健康提供理論依據。
1 對象與方法
1.1 對象隨機選取新疆大學100名在校維吾爾族大學生為研究對象,隨機分為干預組與對照組各50名,研究對象平均年齡為(21.00±1.43)歲;其中男生48名,女生52名;大一學生28名,大二學生25名,大三學生24名,大四學生23名;文科學生49名,理科學生51名。
1.2 方法
1.2.1 問卷調查 采用身體自我描述問卷(PS-DQ),在干預前后對研究對象進行調查。該問卷共70個項目,采用1~6級評分,包括健康、協調、體育活動、身體肥胖、運動能力、整體身體、外表、力量、靈活、耐力、自尊11個分量表。各分量表和總量表的Cron.bach α系數為0.68~0.92。問卷由經過培訓的教師指導填寫,填寫過程中不受他人干擾,干預前、后收回有效問卷均為100份。
1.2.2 干預方法 對干預組50名維吾爾族大學生進行為期12周的武術教學干預訓練,每周3次。教學內容為初級長拳第三路中的前3段。對照組采用正常的體育教學模式,每周2次體育課。對兩組學生在業余體育鍛煉、生活習慣、衛生習慣、休息時間、學習情況、飲食等方面進行一定的要求,以盡可能的達到一般條件的一致性。
1.3 統計分析采用SPSS 17.0統計軟件進行數據錄入和統計分析,定量資料組間比較采用獨立樣本t檢驗。
2 結果
2.1 干預組與對照組干預前身體自我描述各因子得分比較 由表1可以看出,干預組維吾爾族大學生干預前在身體肥胖、外表、力量、耐力等4個因子上得分略低于對照組,其他因子得分略高于對照組,但差異均無統計學意義(P值均>0.05)。
2.2 干預前后身體自我描述各因子得分比較
由表1可以看出,經過12周的武術教學干預后干預組干預前后身體自我描述因子得分都有了不同程度的提高,其中健康、體育活動、耐力、整體身體、協調、運動能力、外表、力量、靈活因子干預前與干預后差異均有統計學意義(P值均0.05)。
2.3 干預組與對照組干預后身體自我描述各因子得分比較經過12周的武術教學干預訓練后,除自尊因子外,干預組與對照組身體自我描述各因子得分差異均有統計學意義(P值均
3 討論
體育鍛煉與人體自我概念之間存在著諸多密切聯系。有研究顯示,體育鍛煉可以提高身體功能及人體的敏感度,對緩解心理壓力、抑郁,降低焦慮.維護身體的自信心和良好形象,提高積極情緒和認知能力有促進作用。
通過為期12周的武術教學訓練后,維吾爾族大學生干預組身體自我描述各因子得分均有顯著提高,特別是健康、體育活動、運動能力、整體身體、協調性等因子得分干預前后差異均有統計學意義,對整體的自我概念有了較大的改善。干預后干預組維吾爾族大學生均表示自身的身體力量增強了,身體的協調性、反映等方面也有了提高,對自身的能力有了新的認識,對體育鍛煉生活和學習有了充分的信心;而對照組干預前后身體自我描述各因子得分差異均無統計學意義。
12周的武術教學訓練改善了維吾爾族大學生的自我概念水平,增強了學生的自信心。筆者認為在武術教學過程中,教師一直針對學生符合標準的武術動作進行不斷的贊揚和肯定,并對學生在練習過程中的良好表現給予一定的鼓勵;同時要求干預組的同學要互相鼓勵和支持,肯定彼此之間的動作技能和表現,增強了學生對成功的體驗。通過一段時間的練習后,學生可以及時在鏡子中看到自己符合標準的武術動作,使學生產生自我肯定和信心,對今后的學習產生積極的影響,也促進了自我概念水平的提高。
另外,對干預組的50名維吾爾族大學生在武術教學中還采用了視頻教學法,讓學生觀看同樣武術動作的標準視頻,教師不斷對其進行詳細的講解,并強調動作中的重點和難點環節。對于本研究中自尊因子得分在干預前后差異無統計學意義,可能由于12周武術課程的教學并不象其他劇烈項目運動那樣表現出較強的心理和生理反映,這可能與武術項目自身特點有著較大的關聯。
本研究結果充分說明了武術教學活動能夠有效提高維吾爾族大學生的自我概念水平。今后高校在開展好正常體育教學內容的情況下,可積極引導學生選修武術課程,讓學生充分認識到武術訓練對自身健康發展起到的積極作用。同時,教師還應積極培養學生參加體育鍛煉的興趣和習慣,提高體育鍛煉的動機水平,鼓勵學生積極參與其他體育項目,形成終身體育的觀念。另外,高校教師在日常的教學過程中應更多采用鼓勵和勉勵的教學方法,讓學生在日常的學習和鍛煉中不斷提高自信心,促進自我概念水平的提高,使身心得到全面健康發展。
4 參考文獻
[1]李祚山.大學生的文化取向自我概念對主觀幸福感的影響[J].心理科學,2006,29(2):423-426.
[2]黃希庭,曾向.青少年身體自我研究述評[J].西北師學范大學報:社會科學版,2000,31(6):42-46.
[3]黃希庭,陳紅.青少年學生身體自我特點的初步研究[J].心理科學,2002,25(3):260-264。
[4]李泉,張力為.中小學生身體自我和學業自我發展特點的研究[J].中國體育科技,2009,45(2):92-96.
[5]張力為,毛志雄.體育科學常用心理量表評定手冊[M].北京:北京體育大學出版社,2004:32-35.
[6]葉孫岳.體育鍛煉對學生身體自我影響的元分析[J].中國學校生生,201l,32(4):457-458.
[7]VILLATTE A,MANDARINE H,LEONARDIS M,Forms of self-con-cept in gmed high school students enrolled in heterogeneous classes[J].Eur J Psychol Educ,2011,26(3):373-392.
[8]韓翠霞.非英語專業學生英語自我概念的相關性研究[J].山西經濟管理干部學院學報,2008,16(3):101-104.
[9]李建芹.河南省普通高校學生焦慮與自我概念相關研究[J].中國
學校衛生,2006,27(6):533-534.
篇5
文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2016)21-0130-03
1 引言
生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學是生物科學專業的核心課程,由于它們相互聯系,交叉滲透,因此存在邏輯關系不清,課程內容重疊較多等問題,例如原核生物和真核生物基因表達調控在生物化學、細胞生物學、分子生物學都有介紹,基因工程原理在分子生物學、基因工程學中都有介紹,導致教師教學內容難以起舍,課程順序難以安排。要理順生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的邏輯關系,確定各課程教學內容和教學順序,必須把其定義,研究內容,發展歷史動態結合起來。
2 生物科學專業核心課程概述
2.1 生物化學
生物化學是運用化學的理論和方法研究生物分子結構與功能、物質代謝及遺傳信息傳遞與調控規律的科學。
生物化學是生命科學中最古老的學科之一。 隨著生命科學的發展,各學科相互滲透。18世紀,一些從事化學研究的科學家轉向生物領域,為生物化學的誕生播下了種子。19世紀末,生物化學從生理化學中獨立。20世紀中后期又從生物化學分離出部分內容與遺傳學部分內容結合為分子生物學,然后,分子生物學基因操作部分獨立出來,形成基因工程學。
1920年以前,生物化學研究內容以分析生物體的化學組成、性質和含量為主,稱為靜態生物化學時期。
1920年-1950年,隨著同位素示蹤技術、色譜技術等物理學手段的廣泛應用,生物化學從單純的組成分析深入到物質代謝、能量轉化,如:光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白質代謝等領域。這是生物化學飛速發展的時期,稱為動態生物化學時期。
1950年以后,蛋白質化學和和核酸化學進展迅速,生物化學進入了分子生物學時期。分子生物學的發展揭示了生命本質的高度有序性和一致性,是人類在認識的巨大飛躍。根據生物化學的定義和歷史,生物化學研究的內容包括以下幾個方面。
2.1.1 生物的物質組成
生物是由一定的物質按特定的方式組成的,直到今天,新物質仍不斷被發現。如陸續發現的干擾素、環核苷一磷酸、鈣調蛋白、粘連蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物學功能。另一方面,早已熟知的化合物也發現了新的功能,如20世紀50年代才知道肉堿是一種生長因子,而到60年代又發現其是生物氧化的載體。
2.1.2 物質代謝
生物體內絕大部分物質代謝是在酶催化下進行的,具有高度自動調節能力。一個小小的細胞內,有近2000種酶,在同一時間內,催化各種不同的化學反應。這些化學反應互不干擾,有條不紊地進行。表明生物體內的物質代謝有精確的調節控制系統。
2.1.3 結構與功能
生物大分子的功能與其特定的結構有密切關系。如酶的活性中心的結構決定其催化活性及其特異性;變構酶的活性還與其催化的代謝終末產物的結構有關。
核酸中核苷酸排列順序的不同,其結構就不同,所含遺傳信息不同。這些不同的構象對基因的表達具有調控作用。
生物體的糖包括多糖、寡糖和單糖。由于多糖鏈結構復雜,具有很大的信息容量,對于細胞專一地識別、相互作用具有重要作用。糖類將與蛋白質、核酸并列成為生物化學的主要研究對象。
在生物化學中,有關結構與功能關系的研究才僅僅開始,尚待大力研究的問題很多,其中重大的有:亞細胞結構中生物大分子間的結合,細胞的相互識別、細胞的接觸抑制、細胞間的粘合、抗原與抗體的作用、激素、神經介質與其受體的相互作用等。
2.1.4 繁殖與遺傳
生物典型特點是具有繁殖與遺傳特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列,現在DNA分子的核苷酸序列已不難測得,不但能在分子水平上研究遺傳,而且還可能改變遺傳,從而派生出基因工程學。
2.2 細胞生物學
細胞生物學是從顯微水平、亞顯微水平和分子水平研究細胞的結構及其生命活動規律的科學。
過去,細胞生物學主要是在光學顯微鏡下對細胞的形態結構和生活史進行研究,稱為細胞學。20 世紀 50 年代以來,由于電子顯微鏡、放射性同位素、細胞結構組分分離技術、細胞培養等技術的廣泛應用,特別是分子生物學的興起,使細胞生物學研究的廣度和深度都有迅猛發展,從宏觀到微觀、從平面到立體、從定性到定量、從分析到綜合;從細胞、亞細胞、分子三個水平研究細胞的結構與功能、分裂與分化、衰老與死亡等生命活動規律及其調控機制,細胞與細胞、細胞與環境之間的相互關系。使原來以形態結構研究為主的細胞學轉變成以生理功能研究為主、將結構與功能緊密結合起來的細胞生物學。由于細胞生物學在分子水平上的研究工作取得了深入的進展,因此細胞生物學又稱為細胞分子生物學。細胞生物學研究內容如下。
2.2.1 細胞社會學
細胞社會學是細胞生物學中的一個新的領域。它是以系統論的觀點研究細胞群體中細胞間的相互關系、細胞群體的社會行為;細胞識別、通訊、相互作用;整體和細胞群對細胞的生長、分化、形態發生和器官形成等活動的調控;細胞外環境對細胞的影響。
2.2.2 細胞的增殖、生長、分化與調控
研究細胞增殖、生長、分化及其調控機制,不僅是控制生物生長和發育的基礎,而且是研究細胞癌變和逆轉的重要途徑。
2.2.3 細胞遺傳學
細胞遺傳學從細胞學角度來研究染色體的結構和行為以及染色體與細胞器的關系,從而探討遺傳與變異的機制等。
2.2.4 細胞化學
細胞化學:用切片或分離細胞成分,對單個細胞或細胞各個部分進行定性和定量的化學分析,研究細胞結構、化學成分的定位、分布及其生理功能。
2.2.5 分子細胞學
分子細胞學:從分子水平研究細胞與細胞器中蛋白質、核酸等大分子的組成、結構與功能及其遺傳性狀的表現和調控等,探討細胞生命活動的分子機理。
2.3 遺傳學
遺傳學是研究生物遺傳和變異規律的科學。孟德爾認為生物性狀的遺傳是受遺傳因子控制的,并提出了遺傳因子分離和自由組合的基本遺傳規律。1900年,孟德爾的成果得到廣泛重視,成為遺傳學的基石。
20世紀初,利用光學顯微鏡發現了細胞有絲分裂和減數分裂過程中染色體及其行為,奠定了遺傳的染色體理論基礎。1910年左右,美國遺傳學家摩爾根及其同事根據對普通果蠅的研究,提出了基因的連鎖交換規律,并結合當時的細胞學成就,創立了以染色體遺傳為核心的細胞遺傳學。
遺傳信息在分子水平上研究始于20世紀40年代。隨著電子顯微鏡的發明,人們已能夠直接觀察遺傳物質的結構及其在基因表達過程中的特征,使細胞遺傳學的研究進入分子水平。
1953年,沃森和克里克提出了DNA的雙螺旋結構模型,為進一步闡明DNA的結構、復制和遺傳物質如何保持世代連續的問題奠定了基礎,開創了分子遺傳學這一新的學科領域。
遺傳學研究的領域非常廣泛,可劃分成經典遺傳學、細胞遺傳學、分子遺傳學和生統遺傳學4個分支,各個分支領域相互聯系、相互重疊、相互印證,組成了一個不可分割的整體。
經典遺傳學研究從親代到子代的遺傳特性,包括遺傳的分離規律;獨立分配規律;連鎖和交換遺傳規律及機理;基因互作及其與環境的相互關系;性別決定與伴性遺傳;基因及染色體變異;數量性狀的特征及其多基因假說,近親繁殖和雜種優勢;細胞質遺傳等。
細胞遺傳學是通過細胞學手段對遺傳物質進行研究。其內容包括細胞的結構和功能;染色體的形態結構;細胞的有絲分裂,減數分裂;配子的形成和受精。
分子遺傳學是從分子的水平上研究遺傳物質的結構及遺傳信息的傳遞。內容包括DNA復制、轉錄和翻譯,基因突變及修復,原核生物和真核基因表達與調控;基因、基因組及作圖,遺傳重組。
生統遺傳學是用數理統計學方法來研究生物遺傳變異規律的學科。根據研究的對象不同,又可分為數量遺傳學和群體遺傳學。前者研究生物體數量性狀即由多基因控制的性狀遺傳規律,后者是研究基因頻率在群體中的變化、群體的遺傳結構和物種進化。
2.4 分子生物學
分子生物學是從分子水平研究核酸與蛋白質的結構與功能、遺傳信息傳遞和調控,闡明生命本質的科學。
從19世紀后期到20世紀50年代初,確定了蛋白質是生命的主要物質基礎,DNA是生物遺傳的物質的載體,是現代分子生物學誕生的準備和醞釀階段。
從20世紀50年代初到70年代初,是現代分子生物學的建立和發展階段,1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結構模型為現代分子生物學誕生的里程碑,確立了核酸作為遺傳信息分子的結構基礎,提出了鹼基配對是核酸復制、遺傳信息傳遞的基本方式,為核酸與蛋白質的關系及其在生命中的作用打下了最重要的基礎。
70年代后,基因工程技術出現,人類進入認識生命本質并開始改造生命的發展階段。
分子生物學原來是生物化學的一部分,因其太重要了,20世紀中后期從生物化學中分離出來并與遺傳學結合,獨立出來成為單獨的學科,是生物化學的發展和延續。涉及的部分內容比生物化學更細致深入,并從整體上考慮。
分子生物學從蛋白質、核酸、基因及基因組結構開始,以中心法則為主線,闡述生物大分子在信息傳導、基因表達調控中的相互作用和機理。主要內容包括蛋白質、核酸、基因和基因組的結構、DNA的復制、轉錄、轉錄后加工、基因突變與修復、蛋白質生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調控、真核生物基因表達的調控。基因工程技術的原理和應用等。
2.5 基因工程學
20世紀70年代,隨著 DNA的內部結構和遺傳機制逐漸呈現在人們眼前,生物學家不再僅僅滿足于探索、揭示生物遺傳的秘密,而是開始設想在分子的水平上去干預生物的遺傳特性。這就像工程設計,按照人類的需要(設計)把這種生物的某個“基因”與那種生物的某個“基因”進行“施工”,“組裝”成新的基因組合,創造出新的生物的工程技術被稱為“基因工程”。
基因工程包括如下幾個主要的內容:①目的基因的合成或提起分離。②載體的構建。③將載體轉移到受體細胞并增殖。④重組DNA分子的受體細胞克隆篩選。⑤將目的基因克隆到表達載體上,導入寄主細胞,使之在新的遺傳背景下實現功能表達,產生出人類所需要的物質。
3 課程間的邏輯關系,教學內容選擇及課程順序安排
從生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的定義,研究內容,發展歷史動態可知,各學科的邏輯關系是:理解細胞結構及功能需要一定的生物化學基礎,理解遺傳物質的結構和功能需要一定的細胞生物學基礎,而分子生物學是生物化學、遺傳學交叉融合的產物,研究核酸和蛋白質分子結構和功能以及相互關系,而各個分子不能孤立發揮作用,必須依賴于一定的細胞結構,因此,生物化學是細胞生物學的基礎;細胞生物學是遺傳學和分子生物學的基礎。基因工程是利用分子生物學的理論和實驗技術進行轉基因操作的部分獨立出來的,因此分子生物學是基因工程學的基礎。所以,高校應按生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程的順序安排課程教學最為合適。
由以上可知,由于歷史的原因,生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程學相互聯系,交叉滲透,研究內容重復較多。因此,本研究根據其定義、邏輯關系及發展歷史,同時為編寫教材和教學的方便,建議生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學教學內容如下。
(1)生物化學主要教學內容主要有:蛋白質化學、核酸化學;酶學基礎;糖代謝與生物氧化;脂類代謝;蛋白質的分解代謝等內容。而將DNA復制、轉錄、翻譯、突變、修復及原核生物和真核生物基因表達調控留在分子生物學講授。
(2)細胞生物學的教學內容主要有:細胞的基本結構;細胞生物學研究方法;細胞膜的結構與功能及物質跨膜運輸;細胞質基質與細胞內膜系統;細胞通訊與信號傳遞;線粒體和葉綠體;細胞核與染色體;細胞骨架;細胞增殖及其調控;細胞分化、衰老與凋亡。
(3)遺傳學的教學內容主要有:遺傳的分離規律;獨立分配規律;連鎖和交換遺傳規律;基因互作及其與環境的關系;基因定位與連鎖遺傳圖;性別決定與伴性遺傳;基因及染色體變異;染色體畸變;數量性狀的特征及其多基因假說;近親繁殖和雜種優勢;細胞質遺傳;遺傳重組。
(4)分子生物學的教學內容主要有:DNA的復制、轉錄、轉錄后加工、基因突變與修復、蛋白質生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調控、真核生物基因表達的調控。
(5)基因工程學的主要教學內容有:基因工程技術的原理和應用等。
以上各門課的教學內容相對前述和我國現行教材的教學內容作了較大調整,例如;核酸和蛋白質的組成及結構只在生物化學中講授,細胞信號傳遞只在細胞生物學中講授,基因工程原理只在基因工程學中講授,避免了課程內容的重復。
參考文獻:
[1]沈振國.細胞生物學(第2版)[M].北京:中國農業出版社,2011.
[2]歐陽五慶.細胞生物學[M].北京:高等教育出版社,2010.
[3]翟中和,王喜忠,丁明孝.細胞生物學[M].北京:高等教育出版社,2007(8).
[4]George M.Malacinski,David Freifelder.essentials of molecular biology(third edition)[M].北京:科學出版社,2003.
[5]Jeremy M.Berg,John L. Tymoczko,Lubert Stryer[J].Biochemistry,2002.
[6]徐晉麟.現代遺傳學原理[M].北京:科學出版社,2000.
[7]王亞馥,戴灼華.遺傳學[M].北京:高等教育出版社,1999.
[8]孫乃恩.分子遺傳學[M].南京:南京大學出版社,1990.
[9]Robert H.Tamarin:Principles of Genetics[J].5th ed.,1996.
[10]朱玉賢,李 毅.現代分子生物學[M].北京:高等教育出版社,2002.
[11]楊業華.普通遺傳學[M].北京:高等教育出版社,2000.
[12]Hartwell L,Hood L,Goldberg M L,et al.Genetics:From genes to Genomes(first edition)[J].McGraw-Hill Companies,Boston,2000.
篇6
2008, 520pp.
Paperback
ISBN: 9780470518632
WileyBlackwell
克里斯•史密斯
本書是一部關于感覺系統生理學的專著,作者為英國阿斯頓大學的克里斯•史密斯博士。自2000年本書的第一版出版以來,特別是由于分子生物學的應用,感覺生物學的研究獲得了巨大的發展,許多新的見解被提出。這些成果說明了跨物種和跨感官的生物特性在分子結構和感覺細胞生理學上的相似性,往往預示著可以追溯到5億多年前的共同的祖先。因此,本書進行了全面的修訂,采用了分子的、進化的和比較的方法,概述了脊椎動物、無脊椎動物和原核生物的感覺系統,并將重點放在人類感覺上。
本書包括6個部分,分別是:1.感覺系統的一般特征,機械感覺、化學感覺、電磁輻射感覺和其它感覺系統,最后是本書的總結和哲學相關討論;2.更加強調對分子生物學和細胞機制的論述;3.關于基因組學和感覺系統;4.關于TRP通道、突觸傳遞、神經系統的演化和節肢動物感覺系統;5.單孔目動物的電感覺、語言和FOXP2基因、鏡像神經元和疼痛的分子生物學;6.更新了人類嗅覺和味覺通道的部分。
本書的作者克里斯•史密斯在伯明翰大學獲得動物學學士學位,在倫敦大學獲得數學/物理碩士學位,在阿斯頓大學獲得神經科學博士學位,其后一直在阿斯頓大學從事學術研究。他先后被任命為助理講師、講師、高級講師、高級教師(生物科學),1990年任理學院院長,1991年任生命與健康科學院院長,1996年退休后任榮譽客座教授。克里斯是英國生物物理學會會員、英國神經科學協會會員、皇家醫學會會員、英國皇家學會會員。在2005年他獲得了國際神經科學歷史協會的終身成就獎。
作者豐富的教學和科研經驗,書中的400余幅插圖、框圖、補充材料以及每章的參考書目,使本書成為生物學、動物學、動物生理學、神經科學、解剖和生理心理學專業大學生的優秀教材。同時,本書也可作為視覺科學、神經生理學、神經病理學、發育生物學等專業的研究生教材。
張文濤,助理研究員
篇7
Southern California, CA, USA
Stuart E. Siegel, Department of Pediatrics,
Keck School of Medicine, University of
Southern California, CA, USA
Hans E. Kaiser, Department of Pathology,
School of Medicine, University of Maryland,
Baltimore, MD, USA
Molecular Markers of
Brain Tumor Cells
Implications for Diagnosis, Prognosis and Anti-Neoplastic Biological Therapy
2004, 362pp.
Hardcover EUR 78.70
ISBN 1-4020-2781-8
Kluwer Academic Publishers
在過去的20年,科研工作者已經在分子腫瘤領域取得了劃時代的重大發現,這很大程度上歸功于免疫組織化學方法的應用。這一方法在腦腫瘤研究中也已經從試驗階段走向了成熟。
全書包含了三部分。第一部分是腫瘤的分子生物學(包括第1、2章):第1章以兒童腦腫瘤中最常見的神經母細胞瘤和神經膠質瘤為例介紹了腦腫瘤的分子生物學進展;第2章介紹了早期階段的腦腫瘤中浸潤的多核和單核細胞免疫表型的鑒定,肯定了免疫組織化學在腦腫瘤的研究和診斷及治療中的作用。第二部分鑒于腦腫瘤對傳統的手術、放化療方法效果不佳,介紹了對腦腫瘤的生物治療的研究(包括第3~9章):第3章概括論述了在腦腫瘤研究中的實驗性治療方法;第4章對生物抗癌治療在腫瘤治療中的作用和前景進行肯定的基礎上,從增強非特異性自然免疫、胸腺激素、干擾素、腫瘤壞死因子、白介素-2等幾個方面對生物抗癌技術進行了介紹;第5章介紹了一種在白介素-2的協同作用下可以殺傷新生腫瘤細胞的細胞毒淋巴細胞;第6章簡要概述了抑制血管形成在抗癌治療中應用;第7章先介紹了腫瘤疫苗的概念,然后分門別類的講述了不同組織器官的專職抗原提呈細胞,并通過分析其抗原提呈的過程,闡述了APC在腫瘤生物治療中的免疫治療的重要作用;第8章介紹了抗腫瘤的獨特性抗體,單克隆抗體在臨床上的實驗性應用以及多種針對癌細胞治療制劑的整體應用的重要性;第9章講述了癌-抗原,一類特定分化的抗原家族,是在抗癌的免疫治療中有前景的靶向抗原。第三部分為本書的附件(包括第10、11章):第10章材料與分析;第11章索引。
本書總結了分子生物學中關于腦腫瘤的研究成果,歸納提出了腦腫瘤的生物治療方法,適合從事免疫組織化學、腫瘤相關研究的人員閱讀參考。
劉玉琴,教授
篇8
篇9
2.4 生物分子信號通路數據庫 信號通路一詞在高中生物就接觸到,到本科階段的《細胞生物學》課程中得以深入學習。據調查,對于本科生而言,他們對信號通路想理解和認識有限,掌握的信號通路都是不完整的。學生在學習時,可借助信號通路數據庫檢索的方式,搜索某基因所參與的信號通路,并且可以直觀的看到該基因在整個信號通路中的地位和作用。信號通路數據庫目前比較常用的是WikiPathways數據庫(http://)。該數據庫集成了主要的基因、蛋白質,允許整個研究者更廣泛參與[3]。該數據最大的特點是將基因之間的關系以圖形方式顯示,使學生直觀了解所感興趣的基因是如何參與到信號通路或生化代謝過程的。
3 常用生物信息學軟件及在線分析工具
3.1 DNA序列分析軟件 在生物科學本科教學過程中,很多課程如《生物化學》《分子生物學》《遺傳學》等,都涉及到DNA序列結構、基因突變等知識點,而且學生掌握到的更多都是一種朦朦朧朧,是懂非懂的知識點。因此,在《生物信息學》課堂上,當講到采用生物信息學軟件進行DNA序列分析時,學生產生了濃厚的興趣。DNA序列分析的軟件有很多,如:BioEdit,DNASIS,DNAStar,DNAClub,DNAMan等,相比較可知,就序列分析而言,我們認為DNAStar軟件最常用,且操作簡單,可視化功能強大,是地方本科院校學生的最佳選擇。
DNASTAR是基因組學、結構生物學和分子生物學領域中的一款綜合性序列分析工具軟件,包含可視化和序列編輯(SeqBuilder),序列組裝(SeqMan)、序列比對(MegAlign)、引物設計(PrimerSelect)、蛋白質結構分析(Protean)、基因查找(GeneQuest)和序列編輯(EditSeq)7個模塊,可用作DNA和蛋白質序列分析、序列重疊群拼接和基因工程管理等方面,目前,該軟件已被90多個國家的制藥,生物技術,學術和臨床研究人員使用。
3.2 RNA結構分析軟件 RNA包含tRNA,mRNA,rRNA和sRNA等多種類型,在蛋白質生物合成過程中起著非常重要的作用。他們的二級結構或高級結構會影響蛋白質合成的效率。因此,對于本科生而言,直觀的了解RNA的二級結構,對于掌握理論知識具有重要意義。RNA結構分析的軟件有如Mfold、RNAdraw和RNAstructure等多個軟件[4-5]。通過比較這些軟件獲得難易度、優缺點和使用復雜程度,我們發現Mfold已完成多次修訂,且實現了網上在線免費試用(http://unafold.rna.albany.edu/?q=mfold),輸出結果靈活多樣,結果直觀,是本科生用于RNA結構分析的最佳選擇。
3.3 序列比對軟件(在線工具) 序列比對也稱序列比較,通過該操作,可以將兩個或多個基因(或蛋白質)序列按照一定的規律排列,使學生直觀的觀察到序列的變異,從而確定序列之間的相似性或同源性。根據序列多少,可分為雙序列比對和多序列比對。序列比對的軟件或在線工具也有很多,其中多序列比對軟件有Clustal(ClustalX和ClustalW)、GCG、BioEdit、DNAMAN和DNAStar件包中的MegAlign等。在這里,適合本科生教學的軟件我們推薦MegAlign和DNAMAN。而兩序列比最常用的則是BLAST在線工具(http://ncbi.nlm.nih.gov/blast),它是NCBI開發的可免費非注冊使用的在線工具,可與NCBI的蛋白質數據庫和基因數據庫鏈接,也可用于蛋白質和基因序列的同源檢索,是本科教學中必須要用到的在線工具。
3.4 系統發育樹構建軟件 在生物進化過程中,細胞內的生物大分子(蛋白質、核酸)的一級結構的變化會出現變異(進化),而生物大分子進化速率相對恒定,我們可以根據生物大分子的序列信息構建系統發育樹,推斷生物進化歷史。系統發育樹構建的軟件有MEGA,PHYLIP,DNAMAN等。在分子進化相關的科學研究中,最常用的是MEGA(即Molecular Evolutionary Genetics Analysis),該軟件更新快(目前的最新版本為MEGA7.0 http:///),運行速度快,操作簡單,結果直觀。因此,在本科教學中,我們推薦MEGA軟件作為系統發育樹構建的軟件。
3.5 Expasy工具 ExPASy,即Expert Protein Analysis System,由瑞士生物信息學研究所維護的蛋白組學相關的在線實用分析平臺,整合了很多蛋白質數據資源和分析工具(http:///),涉及蛋白分類、蛋白質翻譯、結構預測、相似檢索、序列比對等。該在線工具可免費試用,是本科教學過程中值得推薦的分析工具。但是,該工具包數據量大,鑒于本科教學學時的限制,在教學過程中不宜細講,可以引入,讓感興趣的同學自學。
4 結語
隨著分子生物學和生物信息學的迅猛發展,生物信息學數據庫不斷完善,生物分析軟件越來越多,且各具特色。考慮到地方本科院校實際情況,我們介紹了以上的生物信息學數據庫和分析軟件(在線工具),并簡單總結了它們適合于地方性高校本科教學的優點,給出了合理選擇的參考建議,以期為地方本科院校《生物信息學》教學提供參考。
參考文獻
[1]Bethesda(MD).The NCBI Handbook[Internet]. 2nd edition[M].National Center for Biotechnology Information(US). 2013.
[2]Yates A,Akanni W,Amode M R,et al. Ensembl 2016[J].Nucleic Acids Res.2016,44(D1):D710-D716.
[3]Kelder T,van Iersel M P,Hanspers K,et al.WikiPathways:building research communities on biological pathways[J].Nucleic Acids Res. 2012,40(Database issue):D1301-D1307.
篇10
簡單地說,微生物就是我們人類用肉眼很難將其觀測到的細微生物。細菌是微生物中的一類,屬于原核生物,按照形態可以分為球菌、桿菌以及螺旋菌。細菌雖然微小,但是其分布極為廣泛,在人體中,細菌的數量要遠遠超過人體細胞的總量,其重要性由此可見。
一、關于微生物學的學習
在生物專業學習中,微生物學是其重要分支之一,可以應用于工業生產(例如釀酒、酸奶制作等)、醫藥(例如醫學中細菌病毒檢測、藥品中各種菌素片等)、生物工程以及細胞工程等等。由于微生物是我們肉眼看不見或者看不清的細微生物,所以如果沒有顯微鏡,認識起微生物來就不夠直觀,這也導致了人類歷史中很長一段時間雖然有很多利用微生物的事件被記載,但都沒有意識到微生物的存在。所以在學習微生物學的過程中,要注重學生自己親身觀察實踐,利用顯微鏡等儀器,將微生物直觀地展示在學生眼前。
當然在現代社會,絕大部分學生對微生物已經不陌生,但是在沒有學習微生物學之前真正對其了解并喜愛的可能不多,在微生物學習過程中,還要注重學生學習興趣的培養,在學習之初,要通過微生物與人類息息相關的實例以及多媒體教學的視覺沖擊吸引學生的注意力,然后通過提出與生活有關的問題引發學生的思考,讓其對微生物學產生好奇,然后利用顯微境等儀器引導學生解答問題,激起學生成就感,從而引發其興趣。
二、微生物學習中細菌分類概述
在微生物學習中,《伯杰氏系統細菌學手冊》以及《伯杰氏細菌鑒定手冊》是細菌分類以及細菌鑒定的權威以及代表作品,由于生物技術在不斷進步,所以這兩部手冊也在不斷修訂。
目前,對細菌種類的研究主要是在細菌分類基礎上,對細菌菌株進行鑒定;以及構建系統發育樹研究細菌進化關系;也有在同一屬的細菌范疇內對細菌的種進行分群聚類研究。這些研究都是以細菌分類為基礎,從中也可以看出在微生物學習中細菌分類的重要性。
在學習細菌分類的過程中,要注意細菌分類是不斷進步不斷更新的,這主要是由于生物技術不斷推陳出新、研究細菌分類的方法就在不斷進步。同時還要注意技術的更新換代是一個連續的過程,新技術是在原有技術的基礎上不斷探索發明的,所以要注意不要因為有了新技術,就將原有的完全拋棄,也許在研究過程中可以只使用新技術,但是在學習時,也應該對歷史有所了解和認識。所以學習細菌分類時,應該全面、連貫。
三、微生物學習中細菌分類方法探討
對細菌進行分類,方法非常重要。所以,在微生物學習中,細菌分類方法具有重要地位。目前,細菌分類的方法主要包括特征分類法、數值分類法、組分分類法、分子生物學分類法以及多相分類法等。
1、特征分類法
不同的細菌,其形態、代謝以及生存環境存在一定差異,在生物技術不發達的年代,人們依據形態、生理以及生存環境等基本特征對細菌進行分類。不過由于細菌體積微小,使得這些特征的觀察較為籠統,所以這種分類方法比較粗獷,很難對細菌進行進一步區分。特征分類法是一種古老、相對較為宏觀的分類方法。
2、數值分類法
隨著計算機技術的發展,數值分類法開始大規模興起。細菌的表性特征有很多,將這些特征全部進行檢測,然后利用計算機技術對這些特征進行歸納分類,這就是數值分類法。相對特征分類法,數值分類法要精細一些,但是其需要測定的特征很多。由于數值分類法能夠定量反應細菌特征,所以目前該方法應用依然較為廣泛。
3、組分分類法
組分分類法主要利用質譜、光譜、氣相色譜以及高效液相色譜等技術檢測細菌的化學組分。需要檢測的細菌化學組分主要來源于細胞壁、細胞膜脂肪酸、枝菌酸、磷脂、醌、以及蛋白質等。檢測細胞壁主要是檢測其氨基酸和糖分;脂肪酸和枝菌酸都是細胞膜的重要組成成分;磷脂是極性脂;醌是非極性脂,存在于線體膜以及細胞質膜;蛋白質組分檢測是采用全細胞蛋白質凝膠電泳技術。
4、分子生物學分類法
分子生物學分類法主要包括16S rRNA基因等序列分析、GC含量分析、DNA指紋技術、ITS序列分析、DNA-RNA雜交技術以及DNA-DNA雜交技術。目前,該方法應用廣泛,用于細菌分類、多樣性分析的基因除了16S rRNA基因外,還有16S~23SrRNA基因、tuf基因、hsp60基因、pheS基因等。當然,16S rRNA基因在利用基因序列分析進行細菌分類研究中應用最為廣泛。
5、多相分類法
多相分類法就是綜合上述幾種方法進行細菌分類,該方法是一種綜合的方法,將幾種單一方法結合起來,互相驗證、補充,可以得到更為合理可信的結論。
四、結束語
微生物學習中,細菌分類是一項系統但又繁瑣的工作,而且細菌分布廣泛、變異快,新種不斷被發現,將新種進行鑒定和分類應該采用多種方法,而不能簡單的通過單一方法就下結論,多相分類法就是用多種單一方法進行分類鑒定,所以相對更為全面可靠。
參考文獻
[1] 廖詠梅,張君成,王忠文. 植物病原細菌的分類地位及其在農科本科教學中的應用[J].廣西農業生物科學,2007,S1:191-195.
[2]何琳燕,盛下放. 細菌分類學課程改革的探索與實踐[J]. 微生物學通報,2006,05:172-175.
[3]王秀平. 生物教學中思維導圖教學策略構建與應用的研究[D].首都師范大學,2007.
[4]尤秋琴. 高師院校生物專業教育實習狀況分析及對策研究[D].曲阜師范大學,2014.
篇11
中藥是中華民族的瑰寶,隨著生物科技的發展,我們也越來越關注運用現代科學技術對中藥進行全面研究。基因組學是20世紀末發展起來的一門科學,隨著人類基因組計劃的完成及后基因組時代的到來,藥物基因組(Pharmacogenomics),即研究遺傳變異與藥物反應相互關系的一門學科,是以提高藥物的療效和安全為目標,已成為新的研究重點。藥物基因組學的發展為中藥現代化提供了良好契機。
一、基因組學概述
1.基因組學定義。基因組學(Genomics)是研究基因組的科學,它以分子生物學、電子計算機和信息網絡技術為研究手段,以生物體內全部基因為研究對象,在全基因組背景下和整體水平上探索生命活動內在規律及內在環境對機體影響機制的科學。它從全基因組的整體水平,而不是單個水平,來研究生命這一具有自組織和自裝配特性的復雜系統,認識生命活動的規律,從而將更加接近生命的本質和面貌。
2.基因組研究內容。基因組學作為一門新興學科,根據其研究對象,研究的重點及研究的目的不同,又分成多分支學科。根據研究的重點不同,基因組學可以分為結構基因組學和功能基因組學,結構基因組學以全基因組測序為目標,而功能基因組學以基因功能鑒定為目標。根據研究的對象不同還可將基因組學分為疾病基因組學、比較基因組學、藥物基因組學和環境基因組學等。基因組研究可以理解為:①基因表達概況研究,即比較不同組織和不同發育階段、正常狀態與疾病狀態,以及體外培養的細胞中基因表達模式的差異,技術包括傳統的RTPCR,RNase保護試驗,RNA印跡雜交等。②基因產物-蛋白質功能研究,包括單個基因的蛋白質體外表達方法,以及蛋白質組研究。③蛋白質與蛋白質相互作用的研究,利用酵母雙雜交系統,單雜交系統(one-hybrid system),三雜交系統(thrdee-hybrid system)以及反向雜交系統(reverse hybrid system)等。
二、中藥研究中常用的基因組技術
1.基因芯片技術。基因芯片又稱DNA芯片(DNA chip)、DNA微陣列,是基于核酸、探針互補雜交技術原理,將大量的寡核酸片段按預先設定的排列順序固化在載體表面如硅片或玻片上,并以此為探針,在一定的條件下與樣品中的待測的靶基因片段或DNA序列雜交,通過檢測雜交信號的強度及分布來實現對靶序列信息的快速檢測和分析。目前已成為基因表達分析的最常用工具。基因芯片技術具有高通量、并行、高內涵的特點,這就為探索中藥作用機理開辟了新領域。現代藥理學分子水平研究表明藥物作用都有其靶點,基因芯片可以確定靶組織的基因表達模式,從而將中藥作用的靶基因全部顯示出來。如陳明偉利用基因芯片技術檢測中藥單體人參皂苷20(R)Rg3對腫瘤血管生長調控因子(VEGF)蛋白表達的抑制作用。基因芯片技術還有助于確定中藥有效部位,通過基因芯片技術迅速篩選起作用的中藥有效成分。此外,基因芯片技術在中藥材鑒定,道地藥材篩選,中藥新藥研發等方面都有重要的應用。
2.DNA分子標記技術。①RAPD技術。RAPD即隨機擴增多態性DNA,在1990年由Welsh與Williams等人發展起來,是建立在PCR(Polymerase Chain Reaction)基礎之上的一種可對整個未知序列的基因組進行多態性分析的分子技術。其以基因組DNA為模板,以單個人工合成的隨機多態核苷酸序列(通常為10個堿基對)為引物,在熱穩定的DNA聚合酶作用下,進行PCR擴增。RAPD技術能快捷地辨別出不同遺傳物質之間最微小的DNA偏差,而且耗材較少,不必提前獲知其基因堿基順序,通過對遺傳資源的分析,從遺傳多樣性中得到詳盡的遺傳信息。現在,RAPD技術已成功鑒定細辛、蒲公英、龍膽草、人參及西洋參等藥材。②RELP技術。RELP技術即限制性長度多態性分析技術,就是將DN段用限制性內切酶消化后,進行限制性片段長度多態性分析。RELP技術可以確定基因種屬的特異性和藥材的鑒定。陳美蘭采用PCR-RFLP方法從分子水平鑒定人參中有效成分人參皂苷的含量,克服了因人參分布易受生長環境、儲存條件和加工等諸因素影響,采用傳統的形態學和組織學方法難以鑒別的缺點。
3.PCR技術。PCR技術即聚合酶鏈式反應技術,是體外擴增DNA序列的技術,廣泛應用于目的基因的制備等幾乎所有的分子生物學領域。DNA的保存需要嚴格的條件,在正常的中藥材加工和儲存過程中是很難做到的。王嚴明等通過PCR技術從保存了9年的藥材龜板中提取DNA,成功進行了DNA指紋鑒定。
4.DNA測序技術。DNA測序技術,即測定DNA序列的技術。在分子生物學研究中,DNA的序列分析是進一步研究和改造目的基因的基礎。該技術包括單向測序(Single-Read Sequencing),雙向測序(Paied-End Sequencing)混合樣品測序(Indexed Sequencing)。DNA測序技術在中藥品質研究中有重要的應用,劉玉萍等采用PCR直接測序技術測定半夏及其偽品的18SrRNA基因核苷酸序列并作序列變異和選擇性內切酶譜(PCR-SR)分析,為半夏正品鑒別提供分子依據。此外,該技術還可以用于中藥的品質鑒定,仇萍等通過DNA指紋圖譜從分子水平對中藥材種質進行準確分析,從而為鑒定藥材的真偽優劣提供依據。
三、展望
基因組學研究已把揭示生命本質提高到了一個全新水平,同樣它在中藥各個領域的滲透也使中藥發展有了更廣闊的前景,將推動中藥在種材培育、藥材鑒定、機理闡述和新藥研發的進步,促進中藥走出中國,走向世界。
參考文獻:
[1]侯燦.后基因組時代的統一醫藥學——展望21世紀復雜性科學的一個新前沿(一)[J].中國中西醫結合,2002,22(1):5-7.
[2]朱華,吳耀生.基因芯片技術在藥用植物研究中的應用.中草藥,2005,36(10):144l-1444.
[3]荊志偉,王忠,高思華等.基因芯片技術與中藥研究—中藥基因組學[J].中國中藥,2007,32(4):289-292.
[4]陳明偉,倪磊,趙小革.人參皂苷R93對腫瘤血管生長調控因子蛋白表達抑制作用的研究[J].中國中藥,2005,30(5):357-360.
[5]侯敏芳.分子生物技術在中藥鑒定中的應用[J].浙江中醫藥大學學報,2010,3(4):120-130.
[6]陳美蘭.采用RAPD和PCR-RFLP方法從分子水平鑒定人參[J].Biol Pharm Bull,2001,24(8):872-875.
篇12
近些年來,隨著分子生物學技術的不斷發展,使得微生物學領域的研究發生了很大的變革,借助分子生物學方法來進行微生物的鑒定和檢測成為了現代微生物診斷以及生態學研究的重要手段。FISH技術是一種將分子生物學精確性、顯微鏡可視性的特點進行結合的技術,它也可以對微生物群落來進行評價。現在FISH技術已經被很廣泛的應用于環境微生物學中了,主要用于揭示微生物原位生理學功能和特性。
一、熒光原位雜交技術概述
(一)原理
熒光原位雜交技術是將核糖體內中高度保守、長度適中的16SrRNA序列來作為理想的基因分類靶序列,然后根據這個序列的特異性、保守性來設計所需的不同級別和分類的寡核苷酸探針,并且對特意核苷酸序列中帶標記的RNA或者DNA分子進行識別,這個探針和待檢測的靶DNA是同源互補的,經過變性、退火、復性的過程來形成核酸探針和靶DNA的雜交體。這種技術所使用的寡核苷酸探針是經過了熒光標記的約為20bp的特異性核苷酸片段,并利用這報告分子和熒光素標記具有的特意親和素間的免疫化學反應,通過熒光檢測系統來對要被檢測的DNA進行定位、定性和定量的分析。
(二)特點
作為一種非放射性的檢測系統,FISH技術有其特有的屬性和優點:
1.FISH是一種非放射性的檢測系統,采用的是生物素標記探針,避免了輻射性污染;
2.熒光探針具有穩定性和經濟性,每進行一次標記就可以在兩年之內進行使用,并且在一般的具有熒光顯微鏡的實驗室都可以進行使用;
3.FISH技術基于抗原鑒特異性識別和結合的特點,具有特異性好、定位準確、實驗周期短以及靈敏度強等優點,并且進行長度為1kbDNA序列的定位時,其靈敏度是和放射性探針不相上下的;
4.多色的FISH可以同時進行多種DNA序列的檢測,可以應用的范圍是十分廣泛的。
(三)步驟
熒光原位雜交技術的操作步驟主要有七項,即1.樣品固定;2.樣品預處理;3.樣品預雜交;4.樣品和探針變性;5.雜交;6.漂洗去除沒有結合的探針;7.對雜交信號進行檢測。
二、熒光原位雜交在環境微生物學中的應用
(一)對環境微生物多樣性的診斷
FISH對于環境微生物多樣性的診斷是其在環境微生物學中比較具有代表性的應用。環境微生物研究方式主要是純培養,但是環境微生物種類眾多,只有很小的一部分能夠被培養,所以這種方式會使其多樣性分析產生的結果具有局限性,有研究人員發現在不同的環境微生物研究中99%以上的微生物種類是不能夠被培養的。熒光原位雜交技術能夠將微生物環境中的完整細胞景象信息進行再現還愿,精確度較高,因此在現在的微生物多樣性的研究領域中被廣泛的應用。FISH技術在近幾年中,對于自然環境微生物群落的研究成果比較明顯,有對海水沉積物群落的研究結果,也有海水、河水、高山湖雪水中的浮游菌體、根系表面以及土壤之中的寄居群落。熒光原位雜交技術不僅可以提供微生物在某一時刻的景象信息,還能夠檢測生物環境中微生物群落以及其種群動態。與此同時,FISH技術還被應用于鑒定和檢測沒有培養出來的種屬和新種屬,例如酸桿菌屬、巨大硫酸鹽細菌、全噬菌屬等。這項技術已經成為探究自然菌群生態學組成和群落對于自然、人為因素的動態變化的答應研究最有利的一種科技手段了。
(二)對硝化細菌的研究
氨氧化菌和硝化菌的數量以及其空間分布式和微生物在硝化、反硝化的過程中所處階段是相關聯的,由此可見,對于生物處理系統中的硝化菌、氨氧化菌進行的研究是調控廢水脫氮工藝想要正常運行的重要參數。傳統的研究方式步驟過多,有分離、富集、分類、鑒定等,會耗費很多時間,這主要是因為硝化細菌在生理上是一種十分特殊的化能自氧菌。FISH技術能夠解決這類問題,在很早之前就有研究者將這一技術引入到了硝化細菌檢測中,建立起了一套比較完善的硝化細菌的FISH檢測法。隨著時展和科技的進步,人工設計合成的硝化細菌、氨氧化菌探針不斷地被研究出來,FISH技術被越來越廣泛地應用到了活性污泥系統以及消化流化床反應器、膜生物反應器等的污水處理系統中去了。
綜上所述,熒光原位雜交在環境微生物學中的應用是十分廣泛的,這項技術對于微生物種類多樣性的研究以及處理三廢都有很重要的意義。但是,FISH技術在應用中仍存在一些問題,隨著研究的不斷深入和不斷完善,這些問題必將被解決,熒光原位雜交技術對于環境微生物學一定會有更加重大的理論和現實意義。
篇13
微生物學是高等院校生物類專業的一門重要專業基礎課,是一門實驗性和應用性很強的學科。微生物學實驗是微生物學的重要組成部分,是現代生物學技術的重要基礎,對于學生加深理論知識的理解,培養創新與實踐能力具有非常重要的作用[1]。傳統的微生物實驗教學內容一般以驗證性和演示性為主,注重培養學生的基本實驗技能,但對學生綜合實驗技能和創新能力的培養有待提高。隨著國家對創新人才的需求,適當增加綜合性和研究性實驗內容的比重是微生物實驗教學改革的發展方向,對于提高學生的思維能力、動手能力有著積極的作用[1-3]。
本校非常重視實驗教學改革工作,鼓勵學生在掌握基本實驗技能后,積極參加設計性、研究性實驗,包括院校兩級的大學生科研立項或教師的研究課題,并給予相應的創新學分。通過該項措施進一步激發了學生的學習興趣,并有效提高了學生的實驗技能及分析問題和解決問題的能力。目前微生物實驗教學主要包括傳統的微生物實驗技術,隨著分子生物技術的發展,微生物研究技術突破了以往主要依賴純培養物的局限性,特別是在生態環境樣品中的微生物群落結構分析中,基于PCR擴增的分子生物學方法逐漸取代了傳統的培養方法,大大拓展了微生物研究的范圍[4]。因此,我們在后續的研究性實驗中引入了變性梯度凝膠電泳在微生物群落結構分析中的應用等創新型實驗項目,使實驗教學從基礎性向綜合性和研究性推進。
一、變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術概述
由于自然環境中微生物生存條件的復雜性,大多數微生物以未可培養的形式存在。DGGE是一種不依賴微生物培養技術的研究方法,能快速、準確鑒定環境中微生物種群,在揭示復雜微生物群落演替規律和功能基因多樣性方面具有獨特的優越性,已被廣泛應用于微生物分子生態學研究各領域[5]。DGGE技術的基本原理是在聚丙烯酰胺凝膠的基礎上,加入呈梯度分布的變性劑(甲酰胺及尿素),雙鏈DNA分子部分解鏈導致電泳遷移率降低,而序列不同的DNA分子解鏈行為不同,在凝膠中的移動速度也就不同,從而使得長度相同而序列不同的DN段分離。因此,通過測序分析凝膠上不同的譜帶,可以檢測微生物種群的遺傳多樣性和動態變化[6]。DGGE技術的工作流程主要包括以下幾個步驟:(1)環境樣品的采集;(2)樣品中微生物基因組DNA的提取;(3)DN段的PCR擴增;(4)PCR產物的DGGE分析;(5)DNA條帶的序列分析。
二、變性梯度凝膠電泳技術在微生物實驗教學中的應用
變性梯度凝膠電泳技術是一項綜合性較強的實驗技術,涉及的知識面較廣,要求學生既要有全面扎實的理論知識,又要求較強的實際動手能力。我校的微生物學實驗安排在大學二年級的上學期,通過學習使學生掌握微生物學實驗的基本原理和操作技術。此外通過后續的生化分析技術和分子生物學實驗等課程,學生掌握了聚丙烯酰胺凝膠電泳、基因組提取和PCR擴增等實驗技術。因此該項研究性實驗項目主要面向大學二年級和三年級的學生,我們為學生提供開放的實驗室環境,學生自己組成實驗小組,可根據自己的實際情況安排時間。整個實驗由學生實驗小組開展并完成,同時在實施過程中配備指導教師進行隨時指導。根據學生的學習興趣并結合實驗室的科研課題,我們近幾年開設了多項DGGE技術在微生物研究中應用的實驗,包括《氯嘧磺隆對土壤微生物類群的影響》、《SBR反應器中聚磷菌群的結構分析》、《不同森林土壤中產漆酶細菌群落結構的研究》和《厭氧污泥對偶氮廢水的脫色及污泥菌群結構分析》等研究性實驗項目。環境樣品中DNA的提取是影響微生物多樣性的DGGE檢測結果的重要因素[7],學生通過比較不同提取方法對DNA產量和純度的影響,確定了針對不同的實驗樣品(土壤或污泥)的最佳提取方法,在這一過程中加深了對DNA提取原理和方法的認識。通過DGGE圖譜的分析,學生可以直觀地了解到污染脅迫等環境條件下微生物群落結構的改變及優勢菌群形成的動態過程,更加深刻地理解富集培養技術在分離特定功能微生物上的應用。學生通過后續的序列比對分析,可以學習到相關環境中常見的微生物優勢菌屬,特別是一些非培養微生物序列的出現豐富了學生對微生物多樣性的認識。通常面向本科生開設的微生物實驗主要以好氧微生物為對象,因此學生接受的微生物學知識側重于好氧微生物,對厭氧微生物的接觸和認識較少。我們通過引入厭氧環境中微生物結構分析等實驗項目,使學生有機會接觸厭氧箱的使用,掌握厭氧微生物的培養方法等實驗內容,進一步豐富實驗教學內容,深化實驗教學改革。
三、小結
分子生物學技術的發展,展示了一個更為豐富的微生物世界。與目前基于高通量測序的微生物多樣性分析方法相比,DGGE技術具有快捷、方便、成本低等優點,適合應用于微生物創新實驗教學。通過這些研究性實驗的開展,使學生完成無法在正常教學時間進行的實驗內容,拓展了與其他學科實驗技術的綜合應用,在激發學生學習興趣的同時,不僅提升了學生的實驗操作技能和團隊協作能力,而且增強了綜合思考及分析解決問題的能力,為獨立完成畢業論文實驗及今后從事科研工作打下了堅實的基礎[8]。
參考文獻:
[1]張萍華,蔣冬花.微生物學創新實驗教學體系的構建與實踐[J].微生物學雜志,2013,32(3):107-109.
[2]袁生,徐旭士,戴傳超,何偉,張茵,尚廣東,戴亦軍.微生物學實驗課程的改革與實踐[J].高等理科教育,2012,(2):138-140.
[3]賈艷萍,張蘭河,馬姣.立足學科發展的微生物學實驗教學改革研究[J].實驗技術與管理,2012,29(12):26-32.
[4]李曉然,呂毅,宮路路,柳陳堅.微生物分子生態學發展歷史及研究現狀[J].中國微生態學雜志,2012,24(4):366-369.
[5]李琬,李景鵬.分子生物學技術在堆肥微生態研究中的應用研究進展[J].中國農學通報,2012,28(18):20-25.
[6]王洋清,楊,李勇.DGGE技術在森林土壤微生物多樣性研究中的應用[J].生物技術通報,2011,(5):75-79.
[7]高慧琴,劉凌.PCR-DGGE技術中不同DNA提取方法綜述[J].安徽農業科學,2011,39(1):52,102.