導(dǎo)語：如何才能寫好一篇分子生物學(xué)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

初到馬里蘭大學(xué)讀研究生的P r i c i laChaverri貼出一張招募啟事,她得到了PEET(經(jīng)典分類專業(yè)加強(qiáng)訓(xùn)練)計(jì)劃的資助,現(xiàn)在想要尋找和自己意愿相同的本科生,共同開展關(guān)于美國肉座菌(見本期辭典)的分類學(xué)研究。啟事貼出,竟然無人回應(yīng),無奈之余,她只得更改啟事內(nèi)容,補(bǔ)充說明還可以學(xué)習(xí)PCR儀和DNA測序等分子生物學(xué)技術(shù),在這之后,她收到了100份申請(qǐng)。

1比100,這就是經(jīng)典的物種分類學(xué)與分子分類學(xué)在學(xué)科天平兩端的分量。

經(jīng)典分類學(xué)沒落

在中國科學(xué)院植物所,有這樣一個(gè)段子:“讀研究生敢于選擇分類學(xué)專業(yè)的是‘猛士’;畢業(yè)后敢于選擇這個(gè)專業(yè)做職業(yè)的是‘勇士’,選擇在科研圈內(nèi)為分類學(xué)奮斗,不與科研圈內(nèi)游戲規(guī)則妥協(xié)的人是‘壯士’;死不悔改被淘汰的人遂成‘烈士’?！?/p>

其中所謂的分類學(xué)專業(yè)指的就是經(jīng)典分類學(xué),用形態(tài)和地理的方法來分類物種。

在植物所學(xué)習(xí)了5年經(jīng)典分類的金效華博士,是蘭科植物專家,他曾經(jīng)遍訪云南的山寨和溝壑,根據(jù)蘭科的地理分布和花、葉、果等部位的形態(tài)特征對(duì)它們進(jìn)行分類。然而,當(dāng)他從昆明植物所學(xué)習(xí)了細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)和分子系統(tǒng)學(xué)等物種分類的現(xiàn)代方法之后,他就改變了研究方法,實(shí)驗(yàn)室于是取代了田野,精密儀器則代替了標(biāo)本。

現(xiàn)在,植物所里做分子系統(tǒng)學(xué)物種分類的學(xué)者一大半都是像金效華那樣搞經(jīng)典分類出身的。他們目前手上的四五個(gè)項(xiàng)目都和分子系統(tǒng)學(xué)有關(guān),而且,在他們看來,似乎“經(jīng)典分類已經(jīng)做得差不多了,只剩一些完善的工作,而生物進(jìn)化、遺傳機(jī)制還要深入研究,我們要往下走”。

“往下走”的意思也就是佛羅里達(dá)大學(xué)植物學(xué)家Walter Judd所謂的“進(jìn)化”。Judd是世界上首批體驗(yàn)分類學(xué)“進(jìn)化”的科學(xué)家之一,他承認(rèn)“分子分析帶來了令人興奮的成果”。很多年輕的學(xué)者卻早早把這種興奮感變?yōu)橐蕾嚫?。有一些人徹底告別了經(jīng)典分類學(xué),在嘗到了僅憑對(duì)DNA測序儀和PCR儀等儀器的嫻熟操作就能吸引大筆科研經(jīng)費(fèi)的甜頭之后,再也無法體驗(yàn)到用自己的名字為一個(gè)新物種命名的成就感了。

年輕學(xué)者的選擇將決定學(xué)科的未來。Judd這樣資深的分類學(xué)家,正面臨退休,但佛羅里達(dá)大學(xué)并沒有計(jì)劃再聘請(qǐng)新的分類學(xué)家。中國醫(yī)科院藥用植物所只剩不到10個(gè)經(jīng)典分類學(xué)者,且都沒有兼負(fù)教學(xué)任務(wù)。英國皇家植物園的最后一位裸子植物分類學(xué)家和最后一位蕨類植物分類學(xué)家相繼在2006年和2007年退休,他們的位子從那時(shí)就一直空著。

發(fā)現(xiàn)新物種要靠老方法

Judd是研究熱帶開花植物的形態(tài)學(xué)的專家,他曾說,年輕的植物學(xué)家使用分子分析方法作為研究工具之后,他們會(huì)將研究重點(diǎn)放在已經(jīng)有研究成果的植物種類上,而喪失了去發(fā)現(xiàn)新的類群的動(dòng)力。

因此,為了避免幾代之后沒有人會(huì)根據(jù)形態(tài)特征鑒別物種,即使經(jīng)典分類日漸式微,國內(nèi)外仍有一批學(xué)者堅(jiān)守最后的陣地,“傳統(tǒng)進(jìn)化知識(shí)體系的框架都是通過形態(tài)鑒定的方式建立起來的,目前,認(rèn)識(shí)一個(gè)物種基本都是從形態(tài)學(xué)入手,它是基礎(chǔ)。”這是他們堅(jiān)守的理由。

因?yàn)檫@個(gè)理由,世界權(quán)威的分類學(xué)家Montgomery Wood,即使在投身研究之初被同事說是“浪費(fèi)時(shí)間”也不曾猶豫。50年來,Wood研究一種全球分布的黑蠅,現(xiàn)在,他僅憑雙眼就可以鑒別近萬種寄生蠅科中的很多個(gè)屬。被同行潑冷水,在惡劣環(huán)境下進(jìn)行野外調(diào)查,經(jīng)費(fèi)不足成為家常便飯,這就是Wood成為著名分類學(xué)家之前所要經(jīng)歷的磨練。

中科院植物所博導(dǎo)傅德志也是經(jīng)歷了同樣的磨練,“1 992 年的時(shí)候沒什么課題,沒課題也就沒經(jīng)費(fèi),于是就憑自己的興趣做研究,最少的時(shí)候,每個(gè)月就200塊?！奔词乖谶@樣的情況下,傅德志依然完成了了裸子植物新系統(tǒng)的研究。2009年,他即將完成維管束植物科屬分類編碼的研究。這個(gè)維管束項(xiàng)目已經(jīng)用掉了他20多年時(shí)間,需要徹底清算根莖部含有維管束構(gòu)造的植物的名稱、分布區(qū)域和含有的物種數(shù)目,相當(dāng)于徹查蕨類、裸子和被子植物。關(guān)于該項(xiàng)目,光參考書就能摞起兩人高。

有趣的是,每當(dāng)傅德志每完成一個(gè)項(xiàng)目,都會(huì)衍生出一些新的工作和項(xiàng)目。完成了維管束植物(見本期辭典)科屬分布編碼,現(xiàn)在他又對(duì)世界被子植物的科屬志產(chǎn)生了興趣。他對(duì)將要展開的新項(xiàng)目很有信心。事實(shí)上,裸子植物的成員家譜,就是運(yùn)用傳統(tǒng)的形態(tài)和地理學(xué)方法在2004年被其研究組攻克的。根據(jù)志書,進(jìn)行大量的野外觀察、標(biāo)本識(shí)別和數(shù)據(jù)庫的查閱,傅德志認(rèn)為那樣并不過時(shí)。

在他看來,“標(biāo)定物種最終還是要回到經(jīng)典分類”,因?yàn)樾螒B(tài)分類法是統(tǒng)計(jì)學(xué),而現(xiàn)代分子技術(shù)是標(biāo)量科學(xué),標(biāo)量科學(xué)是建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)上的。比如,“用形態(tài)和地理學(xué)方法已經(jīng)分出20個(gè)種了,而DNA條碼鑒定所能做的工作充其量只是看我分的種準(zhǔn)確不準(zhǔn)確,或者看看能不能合并其中的幾個(gè)種?？梢菦]有我們事先分的這20個(gè)種,一切都白搭”。

選擇一門關(guān)于花鳥魚蟲的學(xué)問

“分類學(xué)的靈魂是形態(tài)和地理學(xué)”,老祖宗達(dá)爾文的話已經(jīng)無數(shù)次被驗(yàn)證。密歇根州立大學(xué)的昆蟲學(xué)家Anthony Cognato和他的學(xué)生Jiri Hulcr在巴布亞新幾內(nèi)亞的熱帶雨林里花了18個(gè)月調(diào)查樹皮甲蟲,發(fā)現(xiàn)一種淺黃色的小型樹皮甲蟲只能通過其他較大型的長腿甲蟲得到真菌,驗(yàn)證了一種新的生態(tài)學(xué)現(xiàn)象―真菌竊取(mycocleptism)。

如果沒有18個(gè)月的野外調(diào)查和后期的形態(tài)鑒別,我們永遠(yuǎn)也不會(huì)知道什么是“真菌竊取”。既是基礎(chǔ),又是靈魂,經(jīng)典分類學(xué)卻一直往冰點(diǎn)跌。PEET的畢業(yè)生調(diào)查報(bào)告中顯示,47%的學(xué)生畢業(yè)后并沒有從事分類學(xué)工作,而6%的畢業(yè)生正處于失業(yè)狀態(tài),中國那么多科研基金中,也只有自然科學(xué)基金向經(jīng)典分類的研究工作傾斜?！耙?yàn)榉肿由飳W(xué)領(lǐng)域的研究消耗了大量經(jīng)費(fèi),經(jīng)典分類這一塊的確受到威脅?！本瓦B項(xiàng)目都是通常先做,成果出來后,再看能不能申請(qǐng)基金。

而做分子系統(tǒng)研究的學(xué)者們手上的項(xiàng)目根本忙不過來,國家基金委項(xiàng)目、國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目、國家 973項(xiàng)目以及科學(xué)院分配的項(xiàng)目通常都是在同步進(jìn)行著。

當(dāng)分子生物學(xué)的學(xué)者們忙得不亦樂乎時(shí),其實(shí)經(jīng)典分類學(xué)家也沒閑著,只是他們由專職研究變成了兼職鑒定。從事DNA條形碼鑒定中藥材的宋經(jīng)元說:“當(dāng)他們在采樣的時(shí)候,需要專業(yè)的形態(tài)分類學(xué)家,以避免采錯(cuò)樣,而在有了鑒定結(jié)果的時(shí)候,也會(huì)讓形態(tài)學(xué)家判斷對(duì)不對(duì)?！币虼?在做中藥材鑒定的過程中,分類學(xué)家也是必不可少的?？梢灿锌捶ㄊ?這樣一來分類學(xué)家只需要適時(shí)提供一些科屬種的數(shù)據(jù),變得工具化了,與之前的輝煌時(shí)代相比,無異于從法官變成了被隨意抽調(diào)出場的陪審團(tuán)成員。

“前景的確不容樂觀,但我也不會(huì)為此擔(dān)心得夜不能寐?！爆F(xiàn)在,Wood將更多精力放在研究和保存更多物種上。而其他科學(xué)家也試圖找出延長經(jīng)典分類方法的壽命的辦法。亞利桑那州立大學(xué)的昆蟲學(xué)家QuentinWheeler就希望通過網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,通過數(shù)字圖像和虛擬網(wǎng)絡(luò)方便研究者了解放在國家歷史博物館中30多年前的標(biāo)本。宋經(jīng)元參與的DNA條形碼鑒定中藥材研究項(xiàng)目就是為了通過那些像超市認(rèn)知碼一樣的基因序列和射頻技術(shù),讓任何人都能識(shí)別物種。DNA條形碼物種分類計(jì)數(shù)已經(jīng)用來識(shí)別動(dòng)物了,但是植物因?yàn)椴煌茖僦g的基因變化很小,還在等待最終的標(biāo)準(zhǔn)基因序列。

篇2

[關(guān)鍵詞]分子生物學(xué) 實(shí)驗(yàn)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(hào)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(duì)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(shí)展需要,培養(yǎng)學(xué)生良好的專業(yè)素質(zhì)和獲取知識(shí)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(huì)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(jì)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(shí)可以壓縮,而突出分子生物水平上的新知識(shí),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(shí),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(gè)模糊的認(rèn)識(shí),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(duì)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(gè)個(gè)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(yàn)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(yàn)發(fā)現(xiàn)和重要技術(shù)發(fā)明,此時(shí)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(duì)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(yàn)教學(xué)改革

1.分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yàn)內(nèi)容安排過少不利于理論知識(shí)的理解,目前理論學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的比例為2.5:1,如果進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)需要更長的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)試劑昂貴,實(shí)驗(yàn)周期長,一般高校都受到實(shí)驗(yàn)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(yàn)。學(xué)生在課程實(shí)驗(yàn)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(yàn)教學(xué)改革的方案

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是解析分子生物學(xué)重要理論知識(shí)的手段。隨著社會(huì)各方面對(duì)學(xué)生動(dòng)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(yàn)課程可以綜合性實(shí)驗(yàn)為主,便于深入理解理論知識(shí),在此基礎(chǔ)上引入一些具有設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力及查閱中外文資料的能力。通過開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)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(yàn)教學(xué)方案改革

由于分子生物學(xué)與基因工程在實(shí)驗(yàn)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(yàn),基因工程實(shí)驗(yàn)和其他專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)部分融合在一起,組合成有特色的生物專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)。因?yàn)楦鱾€(gè)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(yàn)綜合起來,最后提交綜合實(shí)驗(yàn)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(yàn),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(yàn)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(yàn);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(yàn)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(yàn)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(yàn),使學(xué)生真正體會(huì)學(xué)習(xí)到生物專業(yè)的應(yīng)用性。

(2)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案改革

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可由指導(dǎo)教師出題目、給方案、給實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蠛蛯?shí)驗(yàn)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(jì)性實(shí)驗(yàn)則是在指導(dǎo)教師出題后,全部由學(xué)生自己組織實(shí)驗(yàn),甚至可以讓學(xué)生自己選題、自己設(shè)計(jì),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(dòng)性。例如,通過不同的方法對(duì)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(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整,但分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程與其他相關(guān)課程的結(jié)合對(duì)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(yàn)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(duì)項(xiàng)目產(chǎn)生濃厚的興趣和主動(dòng)性,實(shí)驗(yàn)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(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),及時(shí)交流實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)體會(huì),或者采用多媒體的教學(xué)方式,將原來死板、枯燥的實(shí)驗(yàn)原理變得生動(dòng)、具體、形象、逼真。這種集聲音、圖像、動(dòng)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(yàn)教學(xué)過程中,教師在講解時(shí)要有針對(duì)性地聯(lián)系相關(guān)專業(yè)理論知識(shí),以加深學(xué)生的印象。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后不要僅僅通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告和考勤評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,而應(yīng)根據(jù)其實(shí)驗(yàn)思路,實(shí)驗(yàn)操作,解決問題的能力,團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。除此之外在暑假期間鼓勵(lì)學(xué)生從事開放實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,使實(shí)驗(yàn)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(xiàng)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(dòng)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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篇3

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)；生物科學(xué)師范專業(yè)；實(shí)踐周教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.423文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1674-9324（2018）12-0268-03

生物科學(xué)是21世紀(jì)的領(lǐng)先學(xué)科，大多數(shù)高校都設(shè)有生物科學(xué)學(xué)科，該學(xué)科的基本理論是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建構(gòu)起來的，理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。而作為生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》是一門應(yīng)用廣泛的學(xué)科，涵蓋生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)乃至藥學(xué)，是從事生命科學(xué)研究的必備研究技能。分子生物學(xué)是在分子水平上研究生命現(xiàn)象的科學(xué)，通過研究生物大分子（核酸、蛋白質(zhì)）的結(jié)構(gòu)、功能和生物合成等方面來闡明各種生命現(xiàn)象的本質(zhì)?！斗肿由飳W(xué)實(shí)驗(yàn)》是生命科學(xué)研究領(lǐng)域中融技術(shù)前沿性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性于一體的大型專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，是學(xué)生直接接受分子生物學(xué)基本技能和前沿技術(shù)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生科研技能、科研思維，進(jìn)而提升學(xué)生研究素質(zhì)?！斗肿由飳W(xué)實(shí)驗(yàn)》是生物科學(xué)專業(yè)的一門重要專業(yè)能力實(shí)踐課，為必修課程。為了使生物科學(xué)專業(yè)人才能夠更好地掌握分子生物學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作能力，長江師范學(xué)院生物科學(xué)專業(yè)在很早就開展了《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程，教學(xué)內(nèi)容也隨著學(xué)科發(fā)展不斷進(jìn)行改進(jìn)，但隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展以及硬件設(shè)施的不斷改進(jìn)，傳統(tǒng)的《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)產(chǎn)生了不少問題急需解決。為此，本文以長江師范學(xué)院生物科學(xué)師范專業(yè)為例，針對(duì)《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)實(shí)踐中存在的不足，根據(jù)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)和課時(shí)要求，對(duì)高?！斗肿由飳W(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)進(jìn)行改革，將課程教學(xué)改為實(shí)踐教學(xué)周，以提高分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)師范生的綜合素質(zhì)。

一、生物科學(xué)師范專業(yè)《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》實(shí)踐周教學(xué)特色

生物科學(xué)師范專業(yè)《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程特色。分子生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)自開設(shè)以來，成為當(dāng)今研究生命科學(xué)各學(xué)科和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中重要的研究工具，緊跟科學(xué)前沿，在分子生物學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)占有舉足輕重的地位。為了使生物科學(xué)專業(yè)人才能夠更好地掌握分子生物學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作能力，我校生物科學(xué)專業(yè)在很早就開展了“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程，教學(xué)內(nèi)容也隨著生物科學(xué)的發(fā)展而進(jìn)行創(chuàng)新與改革。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從起初的幾個(gè)相互獨(dú)立的簡單實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，逐步演變成綜合性分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。目前的課程內(nèi)容是依據(jù)遺傳信息傳遞的規(guī)律及教師的科研內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，并進(jìn)一步整合成為系統(tǒng)的綜合性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括基因克隆、遺傳多樣性檢測、分子標(biāo)記、DNA指紋圖譜構(gòu)建、基因功能驗(yàn)證等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。因此課程實(shí)驗(yàn)所需儀器比較昂貴，實(shí)驗(yàn)周期也相對(duì)較長。通過本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得核酸物質(zhì)的提取、分離、純化與鑒定、電泳技術(shù)、引物設(shè)計(jì)、PCR擴(kuò)增、分子標(biāo)記、基因克隆等方面的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蚵殬I(yè)技能。強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新思維、獨(dú)立解決問題的能力和分子生物學(xué)領(lǐng)域基本操作技能，提高學(xué)生在分子生物學(xué)領(lǐng)域綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技能或職業(yè)技能分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的創(chuàng)新精神。通過學(xué)習(xí)本課程使學(xué)生從分子水平認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象和生物學(xué)規(guī)律，能夠?qū)W(xué)生的畢業(yè)課題研究設(shè)計(jì)和今后的科研生涯提供極大的幫助，為今后從事相關(guān)專業(yè)的研究、教學(xué)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、生物科學(xué)師范專業(yè)《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)中存在的主要問題

（一）實(shí)驗(yàn)條件差，實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足

由于《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》相關(guān)儀器和藥品都較昂貴，儀器設(shè)備往往有限。而經(jīng)費(fèi)是限制《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)的重要因素，缺乏經(jīng)費(fèi)直接導(dǎo)致設(shè)備套數(shù)、藥品、耗材數(shù)量不足，學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)減少。上課人數(shù)較多，但儀器設(shè)備等有限，必定影響預(yù)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，如多組學(xué)生共用一套移液器，有的學(xué)生上完《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》，連移液器都不能正確使用。另外，由于缺乏計(jì)算機(jī)機(jī)房，《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》中生物信息學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)無法開展。

（二）教學(xué)方式單一、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高

傳統(tǒng)的教學(xué)老師講原理和步驟，學(xué)生按老師指導(dǎo)進(jìn)行操作，學(xué)生思考和主動(dòng)參與的過程就被省略了，動(dòng)手完全與動(dòng)腦脫節(jié)。動(dòng)手能力的培養(yǎng)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容，但不經(jīng)思考地完成實(shí)驗(yàn)根本談不上能力的培養(yǎng)。另外，實(shí)驗(yàn)室缺乏多媒體設(shè)備，許多教學(xué)圖片及視頻無法展示。由于被動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)、為了混學(xué)分或?qū)Ψ肿由飳W(xué)較陌生，多數(shù)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性不高，甚至有的在一旁觀看別人操作自己根本就不動(dòng)手，最后照抄別人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排、管理不合理

一是，課時(shí)安排少，隨著課程改革及新培養(yǎng)方案的實(shí)施，長江師范學(xué)院《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程只有18個(gè)學(xué)時(shí)，如此少的課時(shí)要學(xué)生學(xué)習(xí)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，給課程教學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)。二是，《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》項(xiàng)目所需實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長，有時(shí)需要較長時(shí)間的等待，如PCR擴(kuò)增，需要3—4小時(shí)，而許多實(shí)驗(yàn)可以連續(xù)做完。傳統(tǒng)《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)按周和學(xué)時(shí)劃分實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)連貫性差，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中不知道做的實(shí)驗(yàn)有什么用。而老師為了在規(guī)定時(shí)間或更短時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，往往選擇簡單的實(shí)驗(yàn)，或一些實(shí)驗(yàn)過程老師只向?qū)W生進(jìn)行講解，不要求學(xué)生進(jìn)行操作，學(xué)生不參與實(shí)驗(yàn)的全部過程，導(dǎo)致學(xué)生只知其一、不知其二。三是，實(shí)驗(yàn)分組不合理，一般4—5個(gè)人一組共同完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)儀器相對(duì)較少，有些儀器或?qū)嶒?yàn)只有部分同學(xué)進(jìn)行操作，其他學(xué)生只能觀望，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)的效果。

（四）課程考核單一

教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求較低，考核方式一般是通過學(xué)生的平時(shí)成績結(jié)合期末實(shí)驗(yàn)理論及操作考試進(jìn)行考核。其中，平時(shí)成績包括：驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、原始記錄和實(shí)驗(yàn)態(tài)度；實(shí)驗(yàn)技能；實(shí)驗(yàn)報(bào)告。各部分成績的比例如下：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、原始記錄、實(shí)驗(yàn)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)技能占20%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占40%，實(shí)驗(yàn)理論及操作考試占40%。這種單一的考核方式不易調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，靠抄取他人實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告、臨時(shí)反復(fù)操作儀器和背誦實(shí)驗(yàn)原理，一樣可以取得較好的實(shí)驗(yàn)成績，使實(shí)驗(yàn)課程在促進(jìn)學(xué)生能力發(fā)展方面的作用有限。

三、生物科學(xué)師范專業(yè)《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》實(shí)踐周教學(xué)建設(shè)與改革

（一）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，增加實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)

實(shí)驗(yàn)室依托中央與地方共建特色優(yōu)勢學(xué)科實(shí)驗(yàn)室——作物遺傳育種實(shí)驗(yàn)室、武陵山特色植物資源保護(hù)與利用重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及武陵山片區(qū)綠色發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心的建設(shè)，購置了大量分子生物學(xué)儀器設(shè)備，教學(xué)與科研共用相關(guān)儀器設(shè)備，以科研促進(jìn)教學(xué)的提升，如購置50套移液器，保證上課時(shí)每位學(xué)生人手一套移液器。建立生物科學(xué)專用機(jī)房、在實(shí)驗(yàn)室安裝多媒體設(shè)備，可以進(jìn)行生物信息學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)課多媒體教學(xué)。同時(shí)向?qū)W校申請(qǐng)《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》實(shí)踐周專用經(jīng)費(fèi)，保證實(shí)驗(yàn)相關(guān)藥品的購置。

（二）多元化教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

實(shí)驗(yàn)教學(xué)以大組單位，每大組人數(shù)不超過30人，將學(xué)生分成1人1小組，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場操作、多媒體課件教學(xué)、專題講座、專題討論及機(jī)房上機(jī)的方式。第一次上課時(shí)可以組織學(xué)生觀看相關(guān)科幻電影或進(jìn)行專題講座，以提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)驗(yàn)中等待的過程可以組織學(xué)生就大家關(guān)心的分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行討論，如轉(zhuǎn)基因及安全性、你能否接受克隆人和生物武器等?！叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)和問題導(dǎo)向”，鼓勵(lì)學(xué)生自主進(jìn)行課前學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考，發(fā)現(xiàn)問題，積極解決問題，再通過課堂與教師交流，完成知識(shí)的內(nèi)化。并且全天候開放實(shí)驗(yàn)室，作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課外延伸，增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的機(jī)會(huì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想時(shí)，也有機(jī)會(huì)利用課外時(shí)間快速重做，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，提高教學(xué)質(zhì)量。實(shí)施教學(xué)科研一體化，將教師最新的課題研究內(nèi)容引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。同時(shí)鼓勵(lì)部分優(yōu)秀學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目，教師指導(dǎo)學(xué)生開展分子生物學(xué)方面的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和科研項(xiàng)目。

（三）實(shí)踐周教學(xué)，提升實(shí)驗(yàn)的連貫性

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改為實(shí)踐周，實(shí)驗(yàn)共40個(gè)學(xué)時(shí)，在一周之內(nèi)完成一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，如“玉米rDNAITS序列克隆及分析”、“胭脂蘿卜花青素生物合成結(jié)構(gòu)基因克隆”、“榨菜種質(zhì)資源遺傳多樣性的SSR分子標(biāo)記檢測”、“胭脂蘿卜新品種DNA指紋圖譜構(gòu)建”、“胭脂蘿卜DFR基因過量表達(dá)效應(yīng)分析”和“參與調(diào)控胭脂蘿卜花青素生物合成轉(zhuǎn)錄因子MYB的篩選”等來源于教師科研的實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)的連貫性和教學(xué)質(zhì)量。每學(xué)期開學(xué)之前相關(guān)老師必須討論制定好詳細(xì)的分子生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)踐周的實(shí)施方案。

（四）加強(qiáng)教師指導(dǎo)和課程考核，提高教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)需要4—5名相關(guān)教師，將學(xué)生分成兩大組交叉進(jìn)行相關(guān)教學(xué)。1人一個(gè)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，多環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的過程，注重實(shí)驗(yàn)基本操作能力的評(píng)價(jià)?？己藘?nèi)容包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)及原始記錄、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)態(tài)度和學(xué)術(shù)報(bào)告5個(gè)部分，其中實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)及原始記錄占10%，實(shí)驗(yàn)操作占30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占30%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果占20%，學(xué)術(shù)報(bào)告占10%，實(shí)驗(yàn)成績總分100分。新的考核方式更注重實(shí)驗(yàn)過程的考核，能有效地保證教學(xué)的質(zhì)量。

四、結(jié)語

篇4

課程體系的制定和完善本校生物專業(yè)本科“分子生物學(xué)”的教學(xué)體系自2005年以來進(jìn)行了三次調(diào)整，第一次是從2005年起，采用了雙語教學(xué)的模式，主要原因是當(dāng)年本校面臨本科教學(xué)評(píng)估，雙語教學(xué)已經(jīng)列為本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)估的觀測指標(biāo)之一，為使生物技術(shù)專業(yè)的課程的雙語教學(xué)授課率達(dá)到15%，綜合各方面因素，“分子生物學(xué)”雙語教學(xué)成為一個(gè)試點(diǎn)。為開展人才培養(yǎng)模式的改革創(chuàng)新，“分子生物學(xué)”課程嘗試采用雙語授課形式，旨在提高大學(xué)生專業(yè)英語水平和直接使用英語從事科研的能力。但是當(dāng)時(shí)適合高等師范院校本科生使用的原版分子生物學(xué)教材很少，幾經(jīng)篩選，本校最終將《InstantNotesinMolecularBiology》作為學(xué)生的教材。該書以24個(gè)專題的形式講述細(xì)胞與大分子，蛋白質(zhì)和核酸的特點(diǎn)，染色體結(jié)構(gòu)，DNA的復(fù)制、損傷修復(fù)和重組，基因表達(dá)調(diào)控，分子生物學(xué)常規(guī)技術(shù)，每個(gè)專題相對(duì)獨(dú)立，簡潔易懂，但是系統(tǒng)性和深度尚有欠缺，難以適應(yīng)學(xué)生考研的需求，所以在教學(xué)中，教師需要補(bǔ)充大量內(nèi)容，因此無論教還是學(xué)，這本教材在使用中的缺陷都比較明顯。鑒于此，自2009年起，本院選擇了《現(xiàn)代分子生物學(xué)》作為教材，首先考慮該書由著名學(xué)者朱玉賢等編寫，是“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材，其次該書也是多所學(xué)校分子生物學(xué)考研復(fù)習(xí)的推薦參考書。該書在編排上分11章，從染色體與DNA，生物信息的傳遞，分子生物學(xué)方法，基因表達(dá)調(diào)控，疾病與人類健康，基因與發(fā)育，基因組與比較基因組學(xué)等方面介紹分子生物學(xué)基礎(chǔ)理論和技術(shù)，在教學(xué)中，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，筆者并未完全按照該書的內(nèi)容講授，有些與生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)重疊的內(nèi)容采用略講方式，而有些內(nèi)容則在教學(xué)中進(jìn)行了補(bǔ)充或刪減，例如：本教材中DNA修復(fù)和轉(zhuǎn)座部分的內(nèi)容薄弱，脈絡(luò)不清晰，筆者主要依據(jù)《基因的分子生物學(xué)》進(jìn)行了補(bǔ)充，而該書中一些與分子生物學(xué)主線關(guān)聯(lián)不緊密的部分，則進(jìn)行了刪減，2012年，本校在多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上，結(jié)合本科生的特點(diǎn)，出版了《普通分子生物學(xué)》一書，以易教易學(xué)作為編書的出發(fā)點(diǎn)，參考了多部目前國內(nèi)外主流的分子生物學(xué)教材，構(gòu)建了一個(gè)重在基礎(chǔ)、兼顧前沿、簡潔明了的體系，全書分6章，介紹了DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制，RNA的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)的生物合成，基因表達(dá)的調(diào)控，分子生物學(xué)研究方法。該書在結(jié)構(gòu)上分為三個(gè)模塊，即基因組的維持、基因組的表達(dá)和調(diào)控、分子生物學(xué)技術(shù)，方便學(xué)生對(duì)學(xué)科體系的整體認(rèn)識(shí)。

課程內(nèi)容的優(yōu)化分子生物學(xué)是從生物化學(xué)分化延伸出來的一門獨(dú)立的學(xué)科，一些內(nèi)容和生物化學(xué)有較多的聯(lián)系或重疊。但是分子生物學(xué)有自身的學(xué)科特點(diǎn)，突出對(duì)生命現(xiàn)象分子本質(zhì)的解析。由于本校生物專業(yè)的“分子生物學(xué)”課程是在“生物化學(xué)”之后開設(shè)的，在課程教學(xué)中，任課教師通過討論，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了分析，確定了兩門課的側(cè)重內(nèi)容，在注意系統(tǒng)性的前提下，著重講解教材的重點(diǎn)與難點(diǎn)，例如：在“生物化學(xué)”中已經(jīng)有較大的篇幅講述生物大分子的結(jié)構(gòu)，在“分子生物學(xué)”課程中將略講，教師在講解復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等過程分子機(jī)制時(shí)，以溫故知新的方式，將基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念進(jìn)行要點(diǎn)概括，借此為下一步的教學(xué)做鋪墊，并檢測學(xué)生的背景知識(shí)掌握情況，這種教學(xué)方法不僅得到了學(xué)生的廣泛好評(píng)，而且使學(xué)科特點(diǎn)在教學(xué)中更加突出，專業(yè)課教學(xué)學(xué)時(shí)分配更加合理，起到了引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)關(guān)聯(lián)性的作用。

課程設(shè)置的調(diào)整鑒于本校生物專業(yè)學(xué)生普遍有考研的需求，學(xué)生對(duì)“分子生物學(xué)”的教學(xué)要求高，希望能更貼近考研的要求，所以在2010年的培養(yǎng)方案中，分子生物學(xué)采取了分級(jí)、分段開設(shè)的方法，在大三面向所有專業(yè)開設(shè)的“分子生物學(xué)”，教學(xué)重點(diǎn)放在系統(tǒng)性和基礎(chǔ)性上；在大四以選修課的形式開設(shè)的“高級(jí)分子生物學(xué)”，旨在通過教學(xué)促進(jìn)學(xué)生提高專業(yè)基礎(chǔ)理論的綜合能力，在學(xué)科的深度和廣度上做進(jìn)一步的擴(kuò)展，不僅補(bǔ)充了最新的國內(nèi)外分子生物學(xué)前沿和熱點(diǎn)內(nèi)容，而且選擇一些重點(diǎn)科研院所的考研真題進(jìn)行剖析，引導(dǎo)學(xué)生完成拓展和提高。調(diào)查顯示，學(xué)生普遍贊同這一課程改革方式。

課程實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論環(huán)節(jié)的有效銜接

實(shí)踐教學(xué)是“分子生物學(xué)”課程的重要部分，但是由于條件所限，目前本校生物專業(yè)的“分子生物學(xué)”課程僅開設(shè)了理論課，實(shí)驗(yàn)課尚未開設(shè)。為解決這一問題，在理論教學(xué)中通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容的分析，盡最大可能的將基礎(chǔ)理論的講授和分子生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，堅(jiān)持既要使教學(xué)沿著課程的主線進(jìn)行，又要努力使實(shí)驗(yàn)技術(shù)的介紹與理論課教學(xué)合理的銜接的原則，一定程度上彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，旨在通過課堂教學(xué)，使理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)融為一個(gè)有機(jī)的整體，一些代表性的分子生物學(xué)技術(shù)的原理和方法按照表1所示的安排在基礎(chǔ)理論部分的講解中進(jìn)行了介紹。作為任課教師，要使課堂教學(xué)精彩，還應(yīng)深入科研第一線，這樣才能利用科研和生產(chǎn)實(shí)踐中的例子豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。[1]尤其是分子生物學(xué)這樣更新快的學(xué)科，教師必須了解和準(zhǔn)確把握學(xué)科發(fā)展方向和前沿?zé)狳c(diǎn)，將自身科研實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)、體會(huì)和感悟傳遞給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的對(duì)科學(xué)研究的熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。值得注意的是，專業(yè)課教學(xué)要充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體作用，努力提高他們的分析能力、綜合能力和創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)內(nèi)容有效的融合，在教學(xué)中采用了一些方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，例如：每節(jié)課之后有要點(diǎn)回顧和知識(shí)鏈接提示，留給學(xué)生較為寬松的時(shí)間進(jìn)行復(fù)習(xí)和延伸學(xué)習(xí)；設(shè)置一些與本節(jié)課內(nèi)容有關(guān)的基礎(chǔ)題、提高題、實(shí)驗(yàn)分析題，安排學(xué)生課下自行選擇完成，以便學(xué)生檢測學(xué)習(xí)掌握的情況，及時(shí)將知識(shí)梳理歸納，增加了學(xué)習(xí)過程的開放性和自主性。

教學(xué)模式的探索和實(shí)踐

雙語教學(xué)作為一種的新的教學(xué)模式，順應(yīng)了國家培養(yǎng)復(fù)合型人才的要求，也是考評(píng)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和水平的一個(gè)重要指標(biāo)。[2]2005年本校生物專業(yè)的“分子生物學(xué)”課程作為第一批教學(xué)模式改革的課程，率先采用了雙語教學(xué)形式授課，一方面是出于本科教學(xué)評(píng)估的要求，另一方面也是專業(yè)課教學(xué)模式的一種嘗試和探索。從2005至2008年的實(shí)踐和學(xué)生反饋意見上看，雙語教學(xué)作為教學(xué)改革的一種探索是值得肯定的，調(diào)查顯示，92%的學(xué)生認(rèn)同和贊成雙語教學(xué)，認(rèn)為通過使用原版英文教材和全英文課件，感覺學(xué)習(xí)“分子生物學(xué)”并沒有開課前想象中的那么困難，通過學(xué)習(xí)，理解和掌握了學(xué)科知識(shí)體系，專業(yè)英文的閱讀能力得到較大的提高，對(duì)專業(yè)詞匯有一定的積累，很有成就感，對(duì)這門課更有興趣了。從任課教師的反饋意見上看，由于難以找到合適的教材，所以在備課上需要下更大的力氣，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，不少教師在教學(xué)中信心不足，擔(dān)心由于缺乏專業(yè)英文口語訓(xùn)練，造成專業(yè)術(shù)語的發(fā)音錯(cuò)誤等問題。所以實(shí)際上，本校生物專業(yè)分子生物學(xué)開設(shè)的動(dòng)因主要來自學(xué)校本科教學(xué)評(píng)估的要求。

篇5

《細(xì)胞分子生物學(xué)》是隨著細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)發(fā)展而興起的一門醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科，是一門在分子水平上研究基因?qū)?xì)胞活動(dòng)調(diào)控以及各種細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形成和功能執(zhí)行的科學(xué)［1］。由于它研究的是分子機(jī)理等微觀層面，具有較高的教學(xué)難度。傳統(tǒng)的教師授課模式難以提高學(xué)生積極性，學(xué)生聽起來也枯燥乏味，課堂氣氛也很沉悶，并且教師依靠單純文字形式的幻燈片、板書，不利于學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)理解抽象的知識(shí)。武漢大學(xué)醫(yī)學(xué)部在研究生《細(xì)胞分子生物學(xué)》課程中實(shí)施以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)（Problem－basedLearning，PBL）結(jié)合多媒體直觀教學(xué)法，取得良好效果，現(xiàn)將實(shí)施過程及思考報(bào)告如下。

1PBL教學(xué)法的特點(diǎn)

PBL是一種基于問題的學(xué)習(xí)法，它是1969年由美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)的，這種教學(xué)法出現(xiàn)后在歐美國家被很快廣泛應(yīng)用［2］。它自1990年代引入我國后在醫(yī)學(xué)教育中得到很好的發(fā)展。典型的PBL過程包括三個(gè)階段，即提出問題，分析問題和匯報(bào)結(jié)果。在提出問題階段，學(xué)生可根據(jù)自己了解的知識(shí)和組員合作提出需要明確的問題，也可以由教師根據(jù)教學(xué)大綱提出針對(duì)性的問題；在分析問題階段，每個(gè)學(xué)生通過自學(xué)分析提出的問題；在匯報(bào)結(jié)果階段，學(xué)生上課時(shí)匯報(bào)自己的觀點(diǎn)，教師在課堂上旁聽學(xué)生觀點(diǎn)并給出補(bǔ)充意見。與傳統(tǒng)的授課式教學(xué)法不同，它強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，主動(dòng)學(xué)習(xí)為主。教師的目的是提供學(xué)習(xí)材料，在課堂上引起學(xué)生討論和監(jiān)控整個(gè)學(xué)習(xí)過程。PBL教學(xué)法的好處是能提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，活躍課堂氣氛，避免課程變得枯燥無味的同時(shí)也提高了學(xué)生的潛力和創(chuàng)造力。

2多媒體直觀教學(xué)法特點(diǎn)

多媒體直觀教學(xué)法是在傳統(tǒng)的單純文字書寫的幻燈片課件中加入較多的圖像、視頻和聲音演示，從而能將圖像、動(dòng)畫和理論有機(jī)地結(jié)合，將微觀復(fù)雜的理論概念形象、直觀地表現(xiàn)出來。它能使學(xué)生在視覺、聽覺的多樣化刺激中得到知識(shí)的擴(kuò)展，還可激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的積極性，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)更容易理解和長久記憶。此外，該法還能提高教師的知識(shí)水平與興趣，教師如果按照傳統(tǒng)的授課方式一成不變的話，很容易在年復(fù)一年的教學(xué)中感到疲乏單調(diào)，從而失去講課的激情，教學(xué)質(zhì)量也會(huì)跟著降低。若是采用多媒體教學(xué)法，教師可以從網(wǎng)上把不斷更新的醫(yī)學(xué)信息、圖片、視頻、flash等加入多媒體課件中，直觀的放映給學(xué)生，而學(xué)生在第一時(shí)間獲得了新知識(shí)，開拓了新視野，會(huì)更加配合教師的教學(xué)，這樣也促進(jìn)了教師的教學(xué)。

3兩種方法結(jié)合的教學(xué)模式在《細(xì)胞分子生物學(xué)》課程中的意義

《細(xì)胞分子生物學(xué)》又叫分子細(xì)胞生物學(xué)，是由細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)相互銜接滲透而產(chǎn)生的一門新興學(xué)科。包括細(xì)胞代謝、增殖、分化、衰老、凋亡等內(nèi)容［3］。如今，該學(xué)科的理論與技術(shù)正被廣泛的應(yīng)用于臨床疾病的診療及科研工作中，并在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展中占據(jù)著重要的地位，因此，加強(qiáng)醫(yī)學(xué)生細(xì)胞分子生物學(xué)的教育意義重大。目前，《細(xì)胞分子生物學(xué)》這門課程在國內(nèi)開設(shè)的院校仍較少，可借鑒的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并不多［3］，且內(nèi)容微觀抽象，又是幾門學(xué)科整合形成，因而是一門較難學(xué)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程。用傳統(tǒng)的板書及其他文字形式的教學(xué)方法授課，學(xué)生常會(huì)感覺到概念模糊，一知半解。而在PBL教學(xué)中，學(xué)生每次課前事先完成了小組探討或教師制定的問題，在該次課前對(duì)所要學(xué)的內(nèi)容有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，再在課堂上通過表達(dá)自己的思想并發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，通過教師以及同學(xué)的補(bǔ)充和分析使自己的知識(shí)面得到擴(kuò)展。但這種方法也具有它的局限性，主要表現(xiàn)在：PBL注重解決單一問題，而忽略了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)掌握，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)缺乏連貫性。另外，PBL是以分組討論的形式上課，如在大班教學(xué)中運(yùn)用會(huì)消耗過多時(shí)間，也需要更多的教師來引導(dǎo)各小組，這樣會(huì)浪費(fèi)資源也降低教學(xué)效率。PBL教學(xué)法結(jié)合多媒體直觀教學(xué)法是一種以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，以實(shí)際問題為出發(fā)點(diǎn)的教學(xué)模式［4］。它不僅使學(xué)生有效掌握了基礎(chǔ)理論知識(shí)，激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣，而且培養(yǎng)了他們的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，又彌補(bǔ)了單用PBL法的不足，從而提高了教學(xué)質(zhì)量。武漢大學(xué)醫(yī)學(xué)部病毒學(xué)教研室在細(xì)胞分子生物學(xué)課中將多媒體直觀教學(xué)法與PBL相結(jié)合，即每次課的前一部分時(shí)間教師用多媒體直觀教學(xué)法授課，后一部分時(shí)間用PBL教學(xué)法討論問題，兩種方法優(yōu)勢互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的高效培養(yǎng)。

4兩種方法結(jié)合的教學(xué)模式的實(shí)施及其評(píng)價(jià)

4．1實(shí)施過程對(duì)武漢大學(xué)第一臨床學(xué)院2010級(jí)研究生選修細(xì)胞分子生物學(xué)課程的136人進(jìn)行了兩種教學(xué)方法相結(jié)合的教學(xué)模式。理論授課25個(gè)學(xué)時(shí)，每次課5學(xué)時(shí)，安排3名有經(jīng)驗(yàn)的教師分別負(fù)責(zé)相應(yīng)內(nèi)容，每次課堂前3個(gè)小時(shí)運(yùn)用多媒體直觀教學(xué)法，最后半小時(shí)用PBL教學(xué)法，每次PBL教學(xué)回答3個(gè)問題。在多媒體教學(xué)部分偏重于細(xì)胞分子生物學(xué)的基本理論、基本技能的講解，幫助學(xué)生全面系統(tǒng)的熟悉該次課的內(nèi)容，教師在該次課的難點(diǎn)、重點(diǎn)的幻燈片中插入圖片、flash和視聽文件，比如，運(yùn)用flas來反映細(xì)胞周期每個(gè)時(shí)期的調(diào)控過程；用電鏡下有絲分裂的視頻反映整個(gè)分裂過程；用三維圖象反映DNA染色體的形成；用電鏡下的照片以及熒光顯微照片反映凋亡小體的形態(tài)等。在PBL教學(xué)部分中，問題的設(shè)置由教研室教師根據(jù)教學(xué)大綱要求一起討論后確定，這些問題注重培養(yǎng)學(xué)生自己查找文獻(xiàn)的能力以及對(duì)前部分已學(xué)多媒體理論課知識(shí)的運(yùn)用。比如，有哪些實(shí)驗(yàn)技術(shù)利用了DNA復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄的原理？查閱相關(guān)文獻(xiàn)，闡述端粒酶在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用？結(jié)合自己的專業(yè)和課題分析細(xì)胞周期與醫(yī)學(xué)的關(guān)系？如何進(jìn)行細(xì)胞凋亡的研究？將學(xué)生以寢室為單位分組，在課前先查閱問題涉及的相關(guān)知識(shí)，由于是大班教學(xué)，在PBL教學(xué)部分中為了節(jié)約時(shí)間，改小組發(fā)言為學(xué)生舉手發(fā)言，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)言，對(duì)于一個(gè)問題學(xué)生既可以補(bǔ)充前一個(gè)回答者的內(nèi)容也可以提出新的觀點(diǎn)，直至該問題被學(xué)生回答全面后，教師總結(jié)及補(bǔ)充，再進(jìn)行下一個(gè)問題，學(xué)生的發(fā)言情況做為平時(shí)成績計(jì)入總成績中。

篇6

關(guān)鍵詞：松墨天牛（Monochamus alternatus Hope）；分子生物學(xué)；基因克隆；基因表達(dá)；農(nóng)藥脅迫

中圖分類號(hào)：S763.38；Q785 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）07-1201-05

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.07.001

Reviews on Molecular Biology of Monochamus alternatus Hope

LIU Qi-si， CHEN Jing-xiang， LIN Tong

（College of Forestry and Landscape Architecture， South China Agricultural University， Guangzhou 510642， China）

Abstract： Monochamus alternatus is a major forest pest that damages trees such as Pinus massoniana and is the main medium of pine wood nematode. In the paper，the latest progresses in the field of molecular biology were reviewed from five aspects including fundamental research of molecular biology，molecular classification and identification，construction of cDNA library and transcriptome analyses，gene cloning and insecticides stress on gene expression of M. alternatus et al，which may provide new references for fundamental research and the control of M. alternatus.

Key words： Monochamus alternatus Hope； molecular biology； gene cloning； gene expression； pesticide stress

松墨天牛（Monochamus alternatus Hope），又名松褐天牛、松天牛，`屬于鞘翅目（Coleoptera）天牛科（Cerambycidae）溝脛天牛亞科（Lamiinae），分布于中國的自治區(qū)以東，河北省以南、東至臺(tái)灣省、南至廣東省區(qū)域；國外分布于日本、朝鮮、老撾等[1]。主要危害馬尾松（Pinus massoniana）、油松（P. tabulaeformis）、黑松（P. thunbergii）等生長衰弱的樹木或新伐倒樹木[2]，是中國南方松林的重要蛀干害蟲。同時(shí)，它又是松樹毀滅性病害松材線蟲[Bursaphelenchus xy-lophilus（Steiner et Buhrer） Nicle]的主要媒介昆蟲。在日本和中國，該病蟲主要通過羽化后的松墨天牛成蟲補(bǔ)充營養(yǎng)和產(chǎn)卵時(shí)造成的傷口侵入健康樹木進(jìn)行自然傳播，給松樹造成重大損失[3，4]。因其為害嚴(yán)重且防治困難已被許多國家列為檢疫對(duì)象。近年來，松墨天牛分子生物學(xué)研究進(jìn)展迅速，新的研究成果不斷涌現(xiàn)，本文綜述近3年來松墨天牛分子生物學(xué)研究的最新進(jìn)展，以促進(jìn)松墨天牛基礎(chǔ)研究，并為探索松墨天牛安全有效的防治方法提供參考。

1 分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究

1.1 松墨天牛成蟲標(biāo)本保存方法

DNA作為生物體重要的遺傳資源，包含著豐富的生物學(xué)信息，是生物進(jìn)化史的重要記錄者，獲取高質(zhì)量的基因組DNA是開展任何DNA下游工作的前提和基礎(chǔ)。因此，研究昆蟲標(biāo)本的妥善保存方法，以及基因組DNA提取方法，阻止或延緩其基因組DNA的降解，對(duì)深入開展其分子生物學(xué)研究具有重要意義。曲良建等[5]采用SDS-蛋白酶K消化法對(duì)液氮中冷凍保存、無水乙醇-20 ℃冷凍保存、無水乙醇室溫保存和干標(biāo)本室溫保存且保存時(shí)間在2年以上的松墨天牛成蟲標(biāo)本基因組DNA進(jìn)行提取，并對(duì)不同保存方式提取的DNA樣本進(jìn)行了質(zhì)量比較和分析。在上述常見的松墨天牛成蟲標(biāo)本4種保存方式中，以液氮中冷凍保存效果最佳，其次為無水乙醇 -20 ℃冷凍保存，插針干標(biāo)本室溫保藏效果最差。利用昆蟲線粒體基因COⅠ和COⅡ的通用引物從上述DNA中均能夠成功擴(kuò)增出目的片段，測序結(jié)果證實(shí)擴(kuò)增片段符合預(yù)期。研究結(jié)果表明液氮和無水乙醇-20 ℃冷凍保存適合松墨天牛成蟲標(biāo)本長期保存，且不影響后續(xù)的PCR擴(kuò)增和測序。

1.2 松墨天牛化學(xué)感受組織熒光定量PCR內(nèi)參基因的鑒定

實(shí)時(shí)熒光定量反轉(zhuǎn)錄PCR（RT-qPCR）是分子生物學(xué)領(lǐng)域研究基因表達(dá)的最有效方法之一[6]。在RT-qPCR實(shí)驗(yàn)過程中，需要引入內(nèi)參基因?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行校正和標(biāo)準(zhǔn)化處理。馮波等[7]從松墨天牛轉(zhuǎn)錄組中鑒定出9個(gè)候選內(nèi)參基因（Actin，TUB，18S rRNA，RPS27A，RPS3，RPL10，AK，GAPDH和EFlA），其中后7個(gè)候選內(nèi)參基因在松墨天牛中被首次鑒定。結(jié)果顯示最適合校正松墨天牛化學(xué)感受組織中基因表達(dá)數(shù)據(jù)的內(nèi)參基因?yàn)镚APDH和TUB，并且這樣的內(nèi)參基因組合可以用于不同發(fā)育階段和不同性別的不同化學(xué)感受組織。該研究結(jié)果為利用RT-qPCR技術(shù)分析松墨天牛化學(xué)感受組織基因相對(duì)表達(dá)量的內(nèi)參基因選擇提供了參考。但不同組織在不同條件下內(nèi)參基因的選擇還要視具體研究情況而定，需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2 分子分類方法及鑒定

2.1 核糖體28S rDNA基因和18S rDNA基因

張健等[8]對(duì)天牛科4亞科32種天牛的28S rDNA基因部分序列進(jìn)行測定和分析，結(jié)果證明了天?？聘鱽喛频膯蜗敌砸约爱愄炫喛茟?yīng)為較原始類群，并認(rèn)為28S rDNA序列是一種有效的解析天牛科高級(jí)分類階元系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的分子標(biāo)記。魏子涵等[9]采用18S rDNA（V4、V7區(qū)）分子標(biāo)記，分析和測定了49種天牛基因序列，并對(duì)天牛總科3科6亞科的70種天?；蛐蛄袠?gòu)建進(jìn)化樹，結(jié)果顯示溝脛天牛亞科（Lamiinae）、天牛亞科（Cerambycinae）、鋸天牛亞科（Prioninae）和瘦天?？疲―isteniidae）為單系性進(jìn)化群，這與傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)分類結(jié)果相似，證明18S rDNA（V4、V7區(qū)）是探討天牛高級(jí)階元分類有效的分子標(biāo)記。在這兩項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上魏子涵等[10]利用28S rDNA D2和D3區(qū)以及18S rDNA V4和V7區(qū)聯(lián)合序列成功構(gòu)建出了天?？偪聘唠A元的系統(tǒng)發(fā)育樹，表明聯(lián)合序列分析是探討天牛高階元分類的有效方法。

2.2 線粒體COⅠ基因和線粒體COⅡ基因

鄭斯竹等[11]測定分析了11種墨天牛線粒體DNA細(xì)胞色素氧化酶C亞基Ⅰ基因（COⅠ），構(gòu)建了墨天牛屬的分子進(jìn)化樹，結(jié)果顯示分子結(jié)果與形態(tài)分類結(jié)果相似，本段COⅠ基因可以為墨天牛屬分類階元關(guān)系提供依據(jù)。李京等[12]研究測得了溝脛天牛亞科部分種類的COⅡ序列，發(fā)現(xiàn)族、屬、種各階元間序列差異適中，具有廣泛的適用性，并認(rèn)為COⅡ基因是溝脛天牛亞科分子系統(tǒng)學(xué)研究的有效工具。

2.3 DNA條形碼在墨天牛鑒定中的應(yīng)用

為了對(duì)進(jìn)境口岸截獲的俄羅斯木材中的墨天牛屬（非中國種）害蟲進(jìn)行嗜貳⒖燜俚募定，陳夢義等[13]利用DNA條碼試劑盒檢測技術(shù)，基于墨天牛線粒體COⅠ（線粒體細(xì)胞色素氧化酶亞基I）基因設(shè)計(jì)1對(duì)巢式引物，對(duì)截獲墨天牛屬中的8個(gè)種COⅠ進(jìn)行擴(kuò)增，將擴(kuò)增序列上傳至有害生物信息網(wǎng)站，依據(jù)堿基位點(diǎn)在不同種間的排列和組成的差異，獲得不同種在相應(yīng)位點(diǎn)上的特有堿基，即標(biāo)記性堿基，以此作為區(qū)分墨天牛種的依據(jù)。通過這種墨天牛屬DNA條碼試劑盒檢測技術(shù)，可為口岸檢疫鑒定提供有效的技術(shù)手段。

3 轉(zhuǎn)錄組與cDNA文庫

3.1 松墨天牛轉(zhuǎn)錄組

Lin等[14]通過Illumina測序和從頭組裝共獲得48 787條Unigenes序列，平均長度為721 bp。NR注釋的結(jié)果表明，78.1%的序列與赤擬谷盜的序列相似性最高。Unigenes的GO分類顯示，共有13 485個(gè)轉(zhuǎn)錄本歸屬于至少一個(gè)GO條目，包括60個(gè)功能組，其中在生物過程中，“細(xì)胞過程”、“代謝過程”和“單生物過程”包含的基因較多；細(xì)胞學(xué)成分中，大多數(shù)基因集中在“細(xì)胞”、“細(xì)胞組分”或“細(xì)胞器”；在分子功能中，“催化活性”和“binding”中的基因最多。代謝通路分析結(jié)果顯示在KEGG中可顯著比對(duì)上18 915個(gè)Unigenes，歸屬于258個(gè)通路，代謝通路中的基因數(shù)量明顯多于其他通路。在NR比對(duì)上的序列中有9 005條歸屬于COG中，25個(gè)COG類別中，與基礎(chǔ)生理和代謝功能相關(guān)的基因最多。在此基礎(chǔ)上，鑒定出與殺蟲劑解毒和殺蟲劑靶標(biāo)酶相關(guān)的基因轉(zhuǎn)錄本。上述研究結(jié)果為克隆和分析松墨天牛新的功能基因奠定了基礎(chǔ)。

3.2 松墨天牛觸角cDNA文庫

高雄[15]挑取2 052個(gè)單克隆進(jìn)行測序，得到1 133條Unigenes，其中多拷貝contigs有276個(gè)，單拷貝singlets有857個(gè)。通過預(yù)測開放閱讀框，計(jì)算得到松褐天牛觸角cDNA文庫GC含量為41.8%。通過與COG功能比對(duì)350條Unigenes被分到了21個(gè)功能類群。

王娟[16]構(gòu)建了松褐天牛觸角轉(zhuǎn)錄組，共獲得85 869條contigs序列，平均長度為297 bp；獲得37 242條Unigenes序列，平均長度為669 bp。NR注釋的結(jié)果表明，94.3%的Unigenes與赤擬谷盜[Tribolium castaneum（Herbst）]和中歐山松大小蠹（Dendroctonus ponderosae Hopkins）的Unigenes相似性最高。對(duì)Unigenes按照COG功能注釋，可分為25個(gè)功能群，其中一般功能預(yù)測類，復(fù)制、重組和修復(fù)類包含的Unigenes個(gè)數(shù)最多。進(jìn)一步篩選比對(duì)共獲得OBPs基因全長序列25條，片段序列4條；化學(xué)感受蛋白（CSPs）全長序列8條，片段序列4條；氣味受體（ORs）全長序列1條，片段序列8條；1條感覺神經(jīng)元膜蛋白（SNMPs）全長序列。上述研究結(jié)果為開展松褐天牛氣味結(jié)合蛋白和嗅覺識(shí)別機(jī)制的研究奠定了基礎(chǔ)。

4 基因克隆

4.1 氣味結(jié)合蛋白基因

利用引誘劑可以有效地防治松褐天牛。為進(jìn)一步加強(qiáng)引誘劑和天敵的應(yīng)用研究，研究人員開展了關(guān)于松褐天牛氣味結(jié)合蛋白的初步研究工作，以期通過對(duì)松褐天牛嗅覺識(shí)別機(jī)制的研究，為有效開發(fā)更加適合的引誘劑提供研究基礎(chǔ)。

錢凱等[17]通過配體結(jié)合位點(diǎn)推測Minus-C OBP蛋白亞家族的MaltOBP2和MaltOBP6兩個(gè)基因具有不同的生理功能；通過組織表達(dá)譜結(jié)果推測這兩個(gè)OBP基因在松墨天牛中的功能不僅僅局限于嗅覺識(shí)別，或還有味覺感受、化學(xué)感受等其他生理功能。該研究結(jié)果為兩個(gè)OBP蛋白的結(jié)構(gòu)和功能研究奠定了基礎(chǔ)，為探索松墨天牛的化學(xué)感受機(jī)制提供了條件。

Gao等[18]克隆得到了松墨天牛4個(gè)OBPs基因MaltOBP2、MaltOBP3、MaltOBP4和MaltOBP5的全長，成功構(gòu)建松褐天牛OBPs基因原核表達(dá)載體pGEX-6p-1-MaltOBPx，并通過競爭結(jié)合實(shí)驗(yàn)以1-NPN為探針研究MaltOBP3和MaltOBP5與17種揮發(fā)物的結(jié)合能力。結(jié)果表明，MaltOBP3和MaltOBP5能特異性地結(jié)合部分寄主揮發(fā)物，它們可能與松墨天牛的寄主選擇和定位有關(guān)。但尚未涉及對(duì)其功能的研究[18]。

王娟[16]成功克隆了松褐天牛Malt OBP9、Malt OBP10、Malt OBP19、Malt OBP21、Malt OBP24基因，其中Malt OBP9和Malt OBP21屬于Minus-C OBPs，Malt OBP10屬于Classic OBPs，Malt OBP19和Malt OBP24屬于Plus-C OBPs。利用熒光競爭結(jié)合實(shí)驗(yàn)測定這5個(gè)Malt OBPs在中性和酸性pH環(huán)境下與18種寄主植物揮發(fā)物單體的結(jié)合特性。結(jié)果顯示5個(gè)Malt OBPs在中性pH環(huán)境下與揮發(fā)物的結(jié)合能力高于酸性pH環(huán)境。在中性條件下，Minus-C OBPs家族的2個(gè)Malt OBPs結(jié)合特性方面表現(xiàn)較為一致；Plus-C OBPs家族的2個(gè)Malt OBPs結(jié)合特性方面表現(xiàn)出較大差異。

以上研究均在松墨天牛觸角cDNA文庫和轉(zhuǎn)錄組的構(gòu)建基礎(chǔ)上開展，為明確松褐天牛氣味結(jié)合蛋白的功能，研制行為調(diào)節(jié)劑，以及明確氣味結(jié)合蛋白在昆蟲體內(nèi)的功能奠定了重要基礎(chǔ)。

4.2 肌鈣蛋白基因與原肌球蛋白基因

肌鈣蛋白（Troponin，Tn）是與骨骼肌和心肌收縮有關(guān)的調(diào)節(jié)蛋白，主要調(diào)節(jié)肌肉的收縮和舒張。由于昆蟲飛行肌以很高的收縮頻率運(yùn)行，肌鈣蛋白的激發(fā)和松弛的調(diào)節(jié)就發(fā)揮尤其重要的作用[19]。原肌球蛋白（tropomyosin，Tm）是細(xì)肌絲中與肌動(dòng)蛋白的結(jié)合蛋白，在肌肉收縮中起重要調(diào)節(jié)作用。

吳華俊等[20]研究推測松墨天牛肌纖維中存在多種TnT轉(zhuǎn)錄本，它們與其他調(diào)控因子共同影響肌肉的收縮。但MaTnT有多少轉(zhuǎn)錄本，MaTnT轉(zhuǎn)錄的時(shí)空表達(dá)模式如何，以及MaTnT如何與原肌球蛋白互作等仍需要進(jìn)一步研究。吳華俊等[21]還從已經(jīng)構(gòu)建的松墨天牛cDNA文庫中篩選并鑒定了一個(gè)肌球蛋白輕鏈2基因，命名為MaMLC-2。軟件預(yù)測發(fā)現(xiàn)MaMLC-2屬于肌鈣蛋白C超家族成員。該研究發(fā)現(xiàn)MLC-2蛋白具有保守地結(jié)合Ca2+的功能，其在成蟲足中的表達(dá)量最高，這與足是主要的運(yùn)動(dòng)器官，含有豐富的肌肉蛋白有關(guān)。羅淋淋等[22]研究推測松墨天牛在取食松科植物的時(shí)候，原肌球蛋白能夠促使松樹產(chǎn)生誘導(dǎo)性防御。

4.3 其他基因

許雯等[23]分析了松墨天牛表皮蛋白（MoalICP）基因在幼蟲各組織中的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)MoalICP在這些組織中均有表達(dá)，說明其表達(dá)產(chǎn)物可能參與相應(yīng)器官的結(jié)構(gòu)形成、蛻皮與變態(tài)，也可能與阻止外來物質(zhì)（如農(nóng)藥）的侵入有關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)體壁中表皮蛋白基因表達(dá)量不是最高的，在脂肪體中的表達(dá)量更高，推測脂肪中的表皮蛋白基因參與表皮滲透能力更加顯著，與抗藥性的產(chǎn)生關(guān)系密切。羅淋淋等[24]在松墨天牛鐵蛋白亞基中發(fā)現(xiàn)了1個(gè)糖基化位點(diǎn)。昆蟲鐵蛋白亞基在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和血淋巴中，通常糖基化，這可能增強(qiáng)其穩(wěn)定性，并且有助于在胞內(nèi)靶向目標(biāo)和受體結(jié)合[25]。蔡紫玲等[26]研究發(fā)現(xiàn)松墨天牛葡萄糖-6-磷酸異構(gòu)酶（MaGP1）為親水蛋白，含有活性位點(diǎn)、變構(gòu)位點(diǎn)、活性部位蓋子和兩個(gè)多膚結(jié)合位點(diǎn)5個(gè)功能位點(diǎn)，為進(jìn)一步研究MaGPI的分子功能提供了依據(jù)。

5 農(nóng)藥脅迫λ贍天?；虮磉_(dá)的影響

5.1 肌肉LIM蛋白基因

昆蟲LIM蛋白具有許多類似于脊椎動(dòng)物肌肉蛋白的特征，有調(diào)控昆蟲飛行的作用。羅淋淋等[27]通過PT-qPCR方法研究在農(nóng)藥脅迫下松墨天牛LIM基因（MaLIM）的相對(duì)表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)噻蟲啉的抑制作用最大。研究推測，在農(nóng)藥亞致死劑量作用下，松墨天牛蛹期蛻皮過程和生長發(fā)育功能會(huì)受到顯著影響。

5.2 延伸因子2（EF-2）基因

延伸因子（elongation factor，EF）是參與蛋白合成過程中肽鏈延伸的蛋白因子，在所有多細(xì)胞生物體的新陳代謝過程中發(fā)揮著非常重要的作用，它包括延伸因子EF-1和延伸因子EF-2[28]。EF-2的正常表達(dá)關(guān)系到機(jī)體細(xì)胞的生長及蛋白質(zhì)的合成。羅淋淋等[29]檢測了經(jīng)農(nóng)藥脅迫后，EF-2 mRNA在松墨天牛成蟲中的表達(dá)情況，結(jié)果顯示該基因在啶蟲脒作用后的相對(duì)表達(dá)量最高，其次是殺蟲雙，綠僵菌和白僵菌的脅迫作用無顯著差異，毒死蜱和滅多威的作用效果較弱。不同殺蟲劑作用下均導(dǎo)致該基因上調(diào)表達(dá)，這可能是松墨天牛產(chǎn)生的自我保護(hù)反應(yīng)。

5.3 包囊蛋白基因

包囊是無脊椎動(dòng)物對(duì)抗外源物質(zhì)的主要防御反應(yīng)，包囊蛋白（encapsulation-relating protein，ERP）是昆蟲產(chǎn)生包囊反應(yīng)時(shí)最先在外來物周圍積聚的蛋白[30]。毛珊珊等[31]檢測發(fā)現(xiàn)松墨天牛ERP（MaERP）經(jīng)澳氰菊酷、磷化鋁、Bt、印楠素、綠僵菌脅迫后，上調(diào)表達(dá)；經(jīng)阿維菌素脅迫后，下調(diào)表達(dá)。該研究為進(jìn)一步研究MaERP基因在松墨天牛防御過程中的作用奠定了基礎(chǔ)，可為探索松墨天牛免疫系統(tǒng)與分子毒理互作關(guān)系提供參考。

5.4 核糖體蛋白（RPS15A）基因

核糖體（Ribosome）是細(xì)胞內(nèi)負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)合成的重要細(xì)胞器。核糖體蛋白（Ribosomal protein，RP）和核糖體研究一直是遺傳學(xué)研究的重要領(lǐng)域。羅淋淋等[32]利用RT-qPCR分析了松墨天牛成蟲核糖體蛋白（RPS15A）基因在農(nóng)藥脅迫下的表達(dá)量，結(jié)果表明，僅溴氰菊酯處理組上調(diào)表達(dá)。但核糖體蛋白表達(dá)量與殺蟲劑抗性的關(guān)系究竟如何，是通過核糖體蛋白與殺蟲劑結(jié)合起作用，還是通過核糖體蛋白質(zhì)間的作用而發(fā)揮抗性作用，抑或?yàn)槠渌饔脵C(jī)制還需進(jìn)一步探究。

5.5 氯胺磷、吡蟲啉、溴氰菊酯脅迫下對(duì)基因表達(dá)的影響

氯胺磷低毒、高效、安全，是中國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有機(jī)磷殺蟲劑創(chuàng)新品種；吡蟲啉是新煙堿類殺蟲劑，已成為中國取代劇毒有機(jī)磷殺蟲劑的骨干品種；溴氰菊酯是擬除蟲菊酯類殺蟲劑，能殺滅對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥等產(chǎn)生抗藥性的害蟲。Lin等[33-35]比較研究松墨天牛對(duì)這3種農(nóng)藥分子響應(yīng)的差異，篩選出差異基因和分子靶標(biāo)。研究結(jié)果表明，細(xì)胞色素氧化酶亞基I基因在解毒代謝中有特殊作用，表皮蛋白基因沒有參與對(duì)這3種農(nóng)藥的抗性；ATP合酶亞基D基因、線粒體?；d體蛋白1基因等氧化磷酸化通路基因下調(diào)，說明氧化磷酸化引發(fā)了毒理學(xué)變化，這些蛋白質(zhì)磷酸化的影響可能是有機(jī)磷農(nóng)藥、吡蟲啉、溴氰菊酯的毒性機(jī)制之一，改變昆蟲磷酸化水平的蛋白質(zhì)可能是這些殺蟲劑的非傳統(tǒng)靶標(biāo)；吡蟲啉、氯胺磷脅迫下，編碼絲氨酸蛋白酶、細(xì)胞色素P450還原酶、保幼激素酯酶、過氧化物酶和硫氧還蛋白半胱氨酸蛋白酶的基因轉(zhuǎn)錄水平下降，表明這兩種農(nóng)藥可延緩抗藥性并阻礙松墨天牛的發(fā)育；GO富集比較分析表明，在3種農(nóng)藥脅迫下，分子功能中“催化活性”富集的基因最多，細(xì)胞成分中“細(xì)胞”和“細(xì)胞組分”富集的基因最多，而生物學(xué)過程中，3種農(nóng)藥富集的GO不一致，這表明3種農(nóng)藥在對(duì)松墨天牛的毒性機(jī)理上有較大差別。

上述研究使用基因芯片作為研究平臺(tái)，具有集約化、系統(tǒng)化和高通量分析的優(yōu)點(diǎn)，為鑒定新農(nóng)藥、確定農(nóng)藥的生物選擇性奠定理論基礎(chǔ)；對(duì)以不同類型農(nóng)藥的準(zhǔn)確的分子靶標(biāo)為基礎(chǔ)和依據(jù)，科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理地選用和交替使用不同殺蟲機(jī)理的農(nóng)藥，有針對(duì)性地防治害蟲，避免或延緩害蟲的抗藥性，提高防治效果等具有重要意義。

6 展望

近3年來，松墨天牛分子生物學(xué)領(lǐng)域的研究從個(gè)別基因的克隆發(fā)展到轉(zhuǎn)錄組水平，為高通量研究基因奠定了基礎(chǔ)；從單純的生物信息學(xué)分析發(fā)展到結(jié)合生理學(xué)、毒理學(xué)及化學(xué)生態(tài)學(xué)等綜合研究，充分展示了分子生物學(xué)的研究優(yōu)勢?；蛐酒鳛橐环N研究平臺(tái)，可用于分子毒理學(xué)研究，有助于新型殺蟲劑的開發(fā)和推廣應(yīng)用。此外，借助于分子分類方法，可對(duì)傳統(tǒng)形態(tài)分類學(xué)進(jìn)行有益的佐證和完善；松墨天牛保存方法和RT-qPCR內(nèi)參基因的篩選等基礎(chǔ)研究對(duì)松墨天牛分子生物學(xué)起到一定的推動(dòng)作用。

分子生物學(xué)既是一種研究手段，也是一個(gè)重要的研究方向。松墨天牛分子生物學(xué)的研究日益深入，必然會(huì)對(duì)松墨天牛生物學(xué)、生理生化、化學(xué)生態(tài)等起到重要的引領(lǐng)作用，并以此為基礎(chǔ)，為松墨天牛的綜合治理提供理論支撐和應(yīng)用參考。

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篇7

關(guān)鍵詞:禽類防御素;分子生物學(xué);進(jìn)化;活性

中圖分類號(hào):S83 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):0529－5130(2016)01－0136－04

禽類防御素是一類內(nèi)源性陽離子抗菌肽，在禽類先天性免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。禽類防御素具有廣譜抗細(xì)菌、真菌和某些病毒的活性，是禽類抵抗外來致病性微生物侵襲的重要武器。據(jù)推測，由于禽類的異嗜性白細(xì)胞缺乏氧化機(jī)制，禽類可能更多依賴于防御素等抗菌肽類物質(zhì)來抵御感染［1］。目前，科研工作者們已從多種家禽和野禽體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了數(shù)十種防御素或其基因，并對(duì)部分禽類防御素的分子結(jié)構(gòu)、抗菌活性、抗病毒活性和組織表達(dá)特性等進(jìn)行了研究［2］。體外研究發(fā)現(xiàn)，除了抗微生物活性，某些禽類防御素還參與免疫調(diào)節(jié)和生殖活動(dòng)。近些年，國內(nèi)外對(duì)禽類防御素的研究報(bào)道不斷增多，下面對(duì)其分子生物學(xué)方面的研究進(jìn)展做一綜述。

1禽類防御素的分子結(jié)構(gòu)

從分子結(jié)構(gòu)劃分，目前已發(fā)現(xiàn)的所有禽類防御素均屬于β－防御素。因此，禽類防御素又被稱為禽β－防御素(avianbetadefensins，AvBDs)。AvBDs的前體由一個(gè)分泌型的信號(hào)肽和成熟肽構(gòu)成，許多AvBDs前體還有一個(gè)短的前片段(propiece)。前片段連接信號(hào)肽和成熟肽，通常被認(rèn)為起到抑制防御素的活性，防止其傷害宿主細(xì)胞的作用。少數(shù)AvBDs，例如雞AvBD3和AvBD11，在成熟肽的C末端還有一個(gè)后片段(post－piece)。后片段的作用尚不十分清楚。通過分析雞AvBD11的后片段發(fā)現(xiàn)其有3對(duì)二硫鍵結(jié)構(gòu)，因此人們推測雞AvBD11的后片段可能是基因復(fù)制過程中出現(xiàn)的多拷貝［3］。AvBDs的成熟肽部分是最終發(fā)揮生物學(xué)功能的成熟分子，通常由38～46個(gè)氨基酸構(gòu)成，大小為3～4ku。成熟肽具有β－折疊和α－螺旋結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)有6對(duì)半胱氨酸形成的3對(duì)二硫鍵。二硫鍵對(duì)保證AvBDs的正確折疊和維持空間構(gòu)象具有重要作用。

2禽類防御素的基因進(jìn)化

研究發(fā)現(xiàn)，哺乳動(dòng)物的α－防御素基因簇位于β－防御素基因簇中，而少數(shù)靈長類特有的θ－防御素基因位于α－防御素基因中［4］。這暗示α－防御素基因由β－防御素基因進(jìn)化而來，而θ－防御素基因又由α－防御素基因進(jìn)化而來。3種動(dòng)物防御素中，只有β－防御素是所有脊椎動(dòng)物所共有的，從低等的魚類到高等的哺乳類動(dòng)物都發(fā)現(xiàn)有β－防御素，而且β－防御素的氨基酸序列和結(jié)構(gòu)更接近于昆蟲等低等生物的防御素。進(jìn)化樹分析也發(fā)現(xiàn)，禽類防御素與哺乳動(dòng)物β－防御素的進(jìn)化關(guān)系近。這些研究表明，禽類和哺乳類動(dòng)物的防御素基因可能源自于它們共同的遠(yuǎn)古基因。禽類的基因組中有多個(gè)AvBD基因。根據(jù)雞的基因組測序結(jié)果，人們發(fā)現(xiàn)雞有14種防御素(Gal－1～Gal－14)，并通過生物信息學(xué)技術(shù)確定了這些防御素的基因序列。這14種防御素基因均位于3號(hào)染色體的末端，且成簇存在［5］。在其他禽類體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了多種AvBD基因。進(jìn)化樹分析表明，AvBD基因在鳥類分化前就已經(jīng)在進(jìn)化。禽類有許多同源AvBD基因，但有些AvBD基因也顯示出了一定的物種特異性，例如AvBD14目前只發(fā)現(xiàn)于雞?；谶M(jìn)化樹的分析顯示AvBD14可能由AvBD13的一個(gè)重復(fù)拷貝進(jìn)化而來。隨著斑胸草雀(zebrafinch)基因組測序的完成，人們對(duì)比分析了雞和斑胸草雀的β－防御素基因。基因組測序顯示斑胸草雀有22個(gè)β－防御素基因，其中的10個(gè)能在雞的基因組中找到同源基因，另外的12個(gè)基因可能由AvBD1或AvBD3演變而來，例如AvBD123和AvBD118［2］。多個(gè)防御素基因的存在可能對(duì)提高禽類的免疫防御能力具有幫助。對(duì)其他已發(fā)現(xiàn)的禽類(例如鴨、鵝、鵪鶉、鴿等)的防御素基因進(jìn)行分析也發(fā)現(xiàn)，同類禽防御素基因的同源性較高，但不同物種間仍有明顯差異，特別是防御素的成熟肽部分變化較大。和哺乳動(dòng)物的防御素一樣，禽類防御素的成熟肽很可能在正向選擇(positiveselec-tion)壓力下發(fā)生進(jìn)化［6］。在正向選擇壓力下，成熟肽的某些氨基酸變位點(diǎn)發(fā)生改變，生物學(xué)活性也隨之變化。

3禽類防御素的組織分布與表達(dá)調(diào)控

和動(dòng)物防御素一樣，禽類防御素主要來自骨髓源細(xì)胞或上皮細(xì)胞。例如雞AvBD1，2和4－7在骨髓源細(xì)胞中表達(dá)，而AvBD8－14主要由各種上皮細(xì)胞表達(dá)，當(dāng)然其他一些組織細(xì)胞也具有表達(dá)防御素的能力［7］。AvBDs在不同組織中的表達(dá)量不同。AvBD1，2，6和7在骨髓中表達(dá)量較高;AvBD1，2，6在法氏囊中表達(dá)量較高;AvBD13在脾臟中表達(dá)量較高。AvBD2在異嗜細(xì)胞中高表達(dá);AvBD1，2，6，10在呼吸道中表達(dá)量較高;AvBD9－12在腎臟中大量表達(dá)［3，8］。在禽類的生殖器官中也有防御素的大量表達(dá)，例如雞AvBD1，2，4，6在組織中高表達(dá)，可能暗示這些防御素與生殖活動(dòng)有關(guān)。某些人類β－防御素(例如DEFB126)被證實(shí)與生成有關(guān)［9］，是否禽類防御素也具有類似的功能還有待進(jìn)一步研究。除了組織差異外，禽類防御素的表達(dá)量也有種屬差異。例如有研究表明，AvBD10在鵪鶉骨髓中高表達(dá)，而在雞骨髓中沒有發(fā)現(xiàn)高表達(dá)［10］。目前的研究表明，禽類防御素的表達(dá)受動(dòng)物生長、感染、日糧成分和炎癥反應(yīng)等多種因素的調(diào)控。AvBD7在母雞的生長過程中表達(dá)量逐漸增加直至性成熟，而AvBD14的表達(dá)則恰恰相反［11］。在雞性成熟后，多數(shù)AvBDs在附睪、陰道等處表達(dá)量升高［12］。蛋雞生殖道中防御素的表達(dá)受LPS和白介素的影響［13］。鴨感染鴨肝炎病毒后，肝臟中AvBD7的表達(dá)量上調(diào)，而AvBD12在多個(gè)器官中的表達(dá)量則下調(diào)［14］。日糧中維生素D3的含量能影響雞AvBD1的表達(dá)［2］;飼料中添加丁酸鹽能提高多數(shù)雞AvBDs的表達(dá)水平［15］。

4禽類防御素的生物學(xué)活性

4.1抗微生物活性

研究表明，大多數(shù)AvBDs顯示出良好的抗微生物活性。企鵝AvBD103b對(duì)金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、星形奴卡菌等多種革蘭陽性菌均具有殺滅作用［16］。雞AvBD9在2～4μmol/L濃度下即對(duì)多數(shù)革蘭陽性菌和革蘭陰性菌具有抑制效果［8］。許多其他禽類防御素也具有廣譜抗菌活性(表1)。目前，關(guān)于AvBDs抗微生物機(jī)理研究較少。據(jù)推測，AvBDs可能與其他動(dòng)物的防御素一樣，能通過擾亂脂質(zhì)雙分子層等方式發(fā)揮抗病原微生物的作用。帶正電荷的AvBDs能與富含負(fù)電荷的細(xì)胞膜結(jié)合，然后將疏水性的肽段插入到脂質(zhì)雙分子層中，導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增加，最終達(dá)到殺菌目的。帶正電荷低的AvBDs通常抗菌效果也較差，這說明AvBDs所帶電荷對(duì)其抗菌非常重要。研究還發(fā)現(xiàn)，AvBDs的二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)殺菌同樣重要。缺少二硫鍵的線性AvBD2分子殺菌效果降低，無法有效殺滅金黃色葡萄球菌，但對(duì)大腸桿菌仍具有殺菌效果［17］。許多AvBDs的抗菌活性受鹽離子濃度、pH值等理化因素的影響［8，14］。高鹽條件下(例如氯化鈉濃度達(dá)到150mmol/L)，AvBDs的抗菌活性往往會(huì)受到抑制。

4.2抗病毒活性

已報(bào)道，某些AvBDs對(duì)病毒具有抑制作用。鴨AvBD1、AvBD3、AvBD6等能抑制鴨肝炎病毒(DHV)的增殖，延長鴨胚接毒后的存活時(shí)間［21］。雞胚成纖維細(xì)胞感染流感血凝素重組痘病毒后，AvBD4、AvBD6的表達(dá)量會(huì)升高［25］。體外試驗(yàn)表明，雞AvBD2、AvBD6和AvBD12具有抑制傳染性支氣管炎病毒的作用［26］。

4.3免疫調(diào)節(jié)作用

除了抗微生物活性外，AvBDs在禽類體內(nèi)還發(fā)揮著多種免疫調(diào)節(jié)作用，例如趨化作用和細(xì)胞分化。有研究表明，雞AvBD13對(duì)LPS處理的脾臟淋巴細(xì)胞的增殖分化具有促進(jìn)作用［27］。鴨AvBD2能趨化DT40B淋巴細(xì)胞、CD4+T淋巴細(xì)胞等［19］。

4.4在禽類生殖中的作用

近些年的研究表明，某些AvBDs在生殖器官中大量表達(dá)，可能與禽類的生殖有密切關(guān)系。從現(xiàn)有的研究結(jié)果來看，AvBDs在生殖器管中的表達(dá)可能有兩方面的作用:一方面，參與生殖系統(tǒng)的抗感染，構(gòu)成生殖系統(tǒng)抗感染的重要防線;另一方面，可能參與了禽類的生殖細(xì)胞分化，并維持生殖細(xì)胞的正?；盍ΑｋuAvBD1、AvBD2等9種防御素在組織中有表達(dá)，其中一些防御素在公雞性成熟過程中表達(dá)量上升［28］。母雞感染沙門菌后，AvBD5、AvBD7等防御素在陰道中的表達(dá)量上調(diào)［29］。公雞感染沙門菌后，AvBD10、AvBD12、AvBD14在中的表達(dá)量上調(diào)［30］。

5展望

篇8

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）38-0050-02

《分子生物學(xué)》是從分子角度、在基因水平上闡述生命現(xiàn)象的科學(xué)。其主要內(nèi)容是構(gòu)成生物體的生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的研究，特別是核酸、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的研究，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)不同生物體及生命現(xiàn)象的各個(gè)方面從分子水平上進(jìn)行剖析?！斗肿由飳W(xué)》作為農(nóng)學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課之一，是分子遺傳學(xué)、生物技術(shù)、基因工程等的理論基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)地發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究已深入到分子水平，《分子生物學(xué)》滲入農(nóng)業(yè)科學(xué)各個(gè)學(xué)科。面對(duì)學(xué)科本身的飛速發(fā)展，如何在新形勢下讓學(xué)生學(xué)好這門課程，是我們面臨的重要問題。

一、加強(qiáng)緒論教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

近幾十年來，隨著分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，新技術(shù)、新成果不斷涌現(xiàn)，成為生命科學(xué)領(lǐng)域最具活力的學(xué)科之一，所以對(duì)此的學(xué)習(xí)過程和授課方式倍加重要。因此，講好緒論部分可以幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)《分子生物學(xué)》的信心，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣，最大程度地提高教學(xué)效果。例如：緒論中我們會(huì)談到分子生物學(xué)中諾貝爾獎(jiǎng)的相關(guān)信息，可以幫助學(xué)生重視《分子生物學(xué)》課程的學(xué)習(xí)。從1901年以來自然科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)大概有550名左右，其中有200位諾獎(jiǎng)獲得者涉及生物化學(xué)和分子生物學(xué)。我國于1999年9月獲準(zhǔn)加入人類基因組計(jì)劃，雖然參與這一計(jì)劃最晚，而且是唯一的一個(gè)發(fā)展中國家，但是我國科學(xué)家僅用了半年多的時(shí)間，就已經(jīng)按照人類基因組計(jì)劃的部署完成了測序任務(wù)，對(duì)破譯人類遺傳信息起到重大作用。這樣讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到我們國家在分子生物學(xué)方面的長處與不足，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在第一時(shí)間被深深地吸引，在明確課程內(nèi)容、發(fā)展歷程以及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，更為重要的是明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、激發(fā)學(xué)習(xí)熱情、建立自信、掌握正確的學(xué)習(xí)方法，從而為學(xué)習(xí)《分子生物學(xué)》建立一個(gè)良好的開端。

二、善于歸納總結(jié)，系統(tǒng)地講解有關(guān)知識(shí)

由于《分子生物學(xué)》的內(nèi)容豐富、知識(shí)點(diǎn)多、理論比較抽象，使其具有一定的深度和難度。要想在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)更加全面而深入地讓學(xué)生掌握并理解本課程的內(nèi)容。我們要學(xué)會(huì)整理、歸納，使課本上相關(guān)的一些分散知識(shí)系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、提煉出知識(shí)點(diǎn)。如在DNA的復(fù)制中有兩個(gè)關(guān)鍵概念，DNA的半保留復(fù)制強(qiáng)調(diào)的是對(duì)DNA復(fù)制后結(jié)果的歸納，DNA的半不連續(xù)復(fù)制著重點(diǎn)在于對(duì)DNA復(fù)制過程的總結(jié)。抽象的知識(shí)記憶起來確實(shí)存在一定難度，這也是以往學(xué)生反映最多的問題。需要在理解的基礎(chǔ)上，采用總結(jié)規(guī)律性教學(xué)的方式將其具體而直觀表現(xiàn)出來，使學(xué)生能更迅速、更準(zhǔn)確記憶。例如，限制性內(nèi)切酶Ⅱ識(shí)別回文序列，可用“上海自來水來自海上”來解釋什么是回文序列，即正讀和反讀其序列均一樣。建議學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)結(jié)合課程內(nèi)容采用不同的學(xué)習(xí)方法，切記不可死記硬背，在理解的基礎(chǔ)上要善于總結(jié)，重點(diǎn)培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力，只有掌握正確的學(xué)習(xí)方法才能有效地提高學(xué)習(xí)效果。

三、充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的直觀化

運(yùn)用多媒體技術(shù)進(jìn)行課堂教學(xué)，既可以將圖、文、聲、像融為一體，使教與學(xué)的活動(dòng)變得更加豐富多彩，又可以寓知識(shí)學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、智力開發(fā)于生動(dòng)活潑的形象之中，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變苦學(xué)為樂學(xué)，同時(shí)又促進(jìn)他們的思維發(fā)展，豐富學(xué)生的想象力。例如，RNA的剪切加工過程，教師用很大力氣介紹每一加工過程，學(xué)生仍是一頭霧水，而我們通過一個(gè)“RNA的剪切加工”視頻，可以清楚地看到在細(xì)胞中，RNA合成后5’帽子和3’尾巴是怎樣被加上，然后進(jìn)一步剪切內(nèi)含子，連接外顯子的過程，學(xué)生觀看以后，頓時(shí)有一種豁然開朗的感覺。

四、注重學(xué)科進(jìn)展，強(qiáng)調(diào)其理論意義和實(shí)際應(yīng)用

《分子生物學(xué)》是一門比較年輕的學(xué)科，作為一門獨(dú)立的自然科學(xué)，只有六十多年的歷史。但其發(fā)展非常迅速，目前已成為自然科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最快、最引人注目的學(xué)科之一。《分子生物學(xué)》作為多門學(xué)科之間的橋梁，對(duì)與其關(guān)系比較密切的生物化學(xué)、細(xì)胞學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)等領(lǐng)域都產(chǎn)生深刻影響?！斗肿由飳W(xué)》的理論意義在于：生命活動(dòng)的根本規(guī)律在生物體中都是統(tǒng)一的。分子遺傳學(xué)的中心法則和遺傳密碼，除個(gè)別例外，在絕大多數(shù)情況下也都是通用的。學(xué)生學(xué)習(xí)《分子生物學(xué)》的最終目的是為其理解和掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)知識(shí)服務(wù)。在教學(xué)的過程中，教師要多與生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)聯(lián)系起來。比如：小麥?zhǔn)俏覈诙笾饕魑?，其產(chǎn)量與品質(zhì)直接關(guān)系國計(jì)民生。隨著全球氣候變暖，制約小麥產(chǎn)量的環(huán)境因素更加復(fù)雜。小麥抗旱生理生化與分子生物學(xué)研究將為解決環(huán)境因素問題提供有力的理論支撐。目前已得到了玉米、水稻、胡蘿卜、煙草等二十九種重要農(nóng)作物的抗病毒、抗蟲、抗除草劑、營養(yǎng)品質(zhì)大幅度提高的轉(zhuǎn)基因植株。在諸多的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施中，采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行作物蔬菜水果良種繁育的方法占到30%～40%。隨著分子生物學(xué)研究的進(jìn)一步發(fā)展，不僅采用基因工程的技術(shù)獲得新的植物良種和實(shí)現(xiàn)糧食作物的固氮；而且有可能在掌握光合作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，使整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的面貌發(fā)生根本改變。

五、強(qiáng)化課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，注重學(xué)生素質(zhì)能力的培養(yǎng)

《分子生物學(xué)》課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際。學(xué)生可利用學(xué)校提供的校園網(wǎng)絡(luò)資源，結(jié)合教材預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并提出問題，教師集體解答后指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。這種學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。例如：學(xué)生們在做PCR擴(kuò)增及瓊脂糖凝膠電泳實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們要求學(xué)生提前總結(jié)PCR反應(yīng)體系的配制、PCR擴(kuò)增程序的設(shè)置以及瓊脂糖凝膠的配制，學(xué)生們在實(shí)驗(yàn)室上實(shí)驗(yàn)課時(shí)直接操作，教師及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生們在操作時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤和不當(dāng)處。理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作得到了極大的提高，以適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)對(duì)高層次農(nóng)學(xué)人才的需要。

總之，在《分子生物學(xué)》的教學(xué)過程中，作為教育工作者，我們將不斷提高自身素養(yǎng)，充實(shí)自己的知識(shí)，與時(shí)俱進(jìn)，探索新教學(xué)改革方式，完善教學(xué)方法。在教學(xué)過程中發(fā)揮學(xué)生的主體作用，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好農(nóng)學(xué)專業(yè)知識(shí)，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)他們成為新一代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的佼佼者！

參考文獻(xiàn)：

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篇9

[關(guān)鍵詞]雙語教學(xué)；分子生物學(xué)；策略

[中圖分類號(hào)]G624.0　[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A　[文章編號(hào)]1005―6432(2011)18―0169―02

所謂雙語教學(xué)(Bilingual Teaching)，即用非母語進(jìn)行部分或全部非語言學(xué)科的教學(xué)，其實(shí)際內(nèi)涵因國家、地區(qū)不同而存在差異。如在加拿大，雙語教學(xué)一般指在英語地區(qū)用法語授課的教學(xué)形式。在美國，雙語教學(xué)一般指用西班牙語進(jìn)行的學(xué)科教學(xué)。在我國現(xiàn)階段的高等教育體系中，雙語教學(xué)實(shí)際上是指用漢語與英語交替進(jìn)行的教學(xué)模式。國際通行的一般意義的雙語教育的基本要求是：在教育過程中，有計(jì)劃、有系統(tǒng)地使用兩種語言作為教學(xué)媒體，使學(xué)生在整體學(xué)識(shí)、兩種語言能力以及這兩種語言所代表的文化學(xué)習(xí)及成長上，均能達(dá)到順利而自然的發(fā)展。在這里，第二種語言是教學(xué)的語言和手段而不是教學(xué)的內(nèi)容或科目。

分子生物學(xué)(Molecular Biology)是以分子水平研究生命本質(zhì)為目的的一門新興邊緣學(xué)科，它以核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)及其在遺傳信息和細(xì)胞信息傳遞中的作用為研究對(duì)象，是當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最快并正在與其他學(xué)科廣泛交叉與滲透的重要前沿學(xué)科。本文就雙語教學(xué)開展的現(xiàn)狀，結(jié)合我們在開展《分子生物學(xué)》雙語教學(xué)中的一些體會(huì)，列舉了雙語教學(xué)過程中出現(xiàn)的一些問題并提出了應(yīng)對(duì)策略。

1、分子生物學(xué)課程實(shí)施雙語教學(xué)的必要性

1.1　雙語教學(xué)是分子生物學(xué)科發(fā)展的內(nèi)在需求

分子生物學(xué)，是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及其重要性和規(guī)律性的科學(xué)，是人類從分子水平上真正揭開生物世界的奧秘，由被動(dòng)地適應(yīng)自然界轉(zhuǎn)向主動(dòng)地改造和重組自然界的基礎(chǔ)學(xué)科；是一門國際前沿性強(qiáng)、發(fā)展迅速、對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域各分支學(xué)科具有廣泛和深入影響的學(xué)科。分子生物學(xué)領(lǐng)域的重要成果和最新的研究發(fā)展都發(fā)表在影響因子比較高的國際性刊物上，這類刊物都是英文刊物。因此，雙語教學(xué)是分子生物學(xué)科發(fā)展的內(nèi)在需求，對(duì)于促進(jìn)學(xué)科與學(xué)術(shù)前沿融合有重要意義。雙語教學(xué)有利于促進(jìn)教育與國際接軌，也是短時(shí)間內(nèi)跟上國際科技發(fā)展的迫切需求。

1.2　雙語教學(xué)是本學(xué)科教學(xué)改革的需要

近20年來分子生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展極為迅速，知識(shí)更新率也很快，教材內(nèi)容相對(duì)滯后，這就要求老師在完成教學(xué)大綱所規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，要注意本學(xué)科前沿發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，教學(xué)中采用雙語教學(xué)，適當(dāng)?shù)卦黾有碌闹R(shí)與國際接軌以開闊學(xué)生視野。雙語教學(xué)是促進(jìn)中國大學(xué)教育國際化“走出去引進(jìn)來”的必備條件之一，它可以為學(xué)生提供一個(gè)國際化的教育大環(huán)境，使學(xué)生直接了解本學(xué)科專業(yè)的國際先進(jìn)動(dòng)態(tài)，使學(xué)生按照英語的思維模式直接吸收世界先進(jìn)的科技、文化知識(shí)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，造就現(xiàn)代化新型人才。

2、雙語教學(xué)過程中出現(xiàn)的一些問題

2.1　師資條件

教師是教學(xué)的主導(dǎo)者，因此雙語課程教師素質(zhì)決定了雙語教學(xué)的實(shí)施情況，從而影響對(duì)雙語教學(xué)效果的評(píng)價(jià)。和專業(yè)課教師一樣，雙語教學(xué)的重點(diǎn)首先是學(xué)科內(nèi)容，其次是外語，尤其是專業(yè)外語在教學(xué)中的運(yùn)用。所以，這就要求雙語教師不僅精通學(xué)科內(nèi)容，而且具有較高的外語水平，能熟練地駕馭外語進(jìn)行專業(yè)課的教學(xué)，因此雙語教學(xué)對(duì)教師提出了更高的要求。在一些發(fā)達(dá)國家，國家對(duì)雙語教學(xué)有明確的政策規(guī)范，例如，在加拿大，當(dāng)法語作為教學(xué)語言時(shí)，必須由本族語為法語或法語水平相當(dāng)于本族語的教師施教，這些規(guī)定與其國情相符，保證了加拿大雙語師資的質(zhì)量。與發(fā)達(dá)國家相比，我國的雙語教學(xué)尚處在實(shí)驗(yàn)階段，也從未設(shè)立雙語師資專業(yè)。目前的雙語教師基本上沒有接受過專門的培訓(xùn)，還有一部分教師沒有國外留學(xué)經(jīng)歷。因此，在師資水平這一環(huán)節(jié)上與發(fā)達(dá)國家存在顯著的差距，雙語教師水平的參差不齊對(duì)雙語教學(xué)的影響不容忽視。

2.2　教材的選用

通常的雙語教材包括國外引進(jìn)教材、國內(nèi)出版教材、翻譯教材等，在高校中大多采用的是國外引進(jìn)教材，這些教材的優(yōu)點(diǎn)是語言純正，但是大多與國內(nèi)的課程標(biāo)準(zhǔn)不符，難度和我國學(xué)生的實(shí)際英語水平有差距。此外，目前引進(jìn)的原版教材種類有限，在使用中選擇余地很小?！斗肿由飳W(xué)》常用的是科學(xué)出版社引進(jìn)的現(xiàn)代生物學(xué)精要速覽系列的教材，和國內(nèi)相應(yīng)專業(yè)課的課程體系有較大的區(qū)別，造成不同學(xué)科教學(xué)中內(nèi)容的重復(fù)。因此，在雙語教學(xué)中迫切需要語言地道，篇幅適當(dāng)，符合我國學(xué)生認(rèn)識(shí)能力的教材，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)重視原版教材的引進(jìn)，這已經(jīng)成為制約雙語教學(xué)開展的一個(gè)突出問題。

2.3　教學(xué)方法和手段

目前，在很多院校的《分子生物學(xué)》教學(xué)還是采用傳統(tǒng)教學(xué)模式。教學(xué)過程都是以教師為中心，教師在課堂上以描述性的講解來傳播知識(shí)，學(xué)生在教與學(xué)的過程中是知識(shí)信息的被動(dòng)接收者，在這種教學(xué)模式下，往往忽視了學(xué)生獲得知識(shí)的潛在性和理解知識(shí)的差異性以及發(fā)展知識(shí)的創(chuàng)造性。并且，分子生物學(xué)主要是從DNA分子水平來闡述遺傳信息的傳遞(DNA復(fù)制等)、基因表達(dá)(DNA到RNA到蛋白質(zhì))及基因表達(dá)的調(diào)控。然而，基因看不到摸不著，學(xué)生對(duì)其是一個(gè)懵懵懂懂的認(rèn)識(shí)，再加上其復(fù)雜抽象艱深的調(diào)控過程，容易使學(xué)生覺得枯燥，產(chǎn)生一種五里霧里的混亂感，教學(xué)效果不理想。

3、問題應(yīng)對(duì)策略

3.1　大力提高雙語教師的水平

目前，很多院校都與國外有著定期或不定期的學(xué)術(shù)交流，或與國外院校合作辦學(xué)，這為教師帶來了進(jìn)修或考察的機(jī)會(huì)，有助于提高教師的英語和專業(yè)水平，學(xué)術(shù)交流也為雙語教學(xué)引進(jìn)原版教材提供了有利條件。如果有學(xué)校政策的支持，通過聘請(qǐng)校內(nèi)外著名專家、高水平專業(yè)人才承擔(dān)雙語教學(xué)任務(wù)和開設(shè)講座，推動(dòng)雙語課程建設(shè)也是教學(xué)團(tuán)隊(duì)和高水平教師隊(duì)伍建設(shè)的有力手段。同時(shí)也可以充分利用現(xiàn)有的師資條件，重新整合教學(xué)團(tuán)隊(duì)，將有留學(xué)背景的專業(yè)教師或者在分子生物學(xué)領(lǐng)域的科研人員充實(shí)到雙語教學(xué)的第一線也是提高雙語教學(xué)質(zhì)量的捷徑。通過鼓勵(lì)留學(xué)進(jìn)修、深造來提升教師的學(xué)歷層次和專業(yè)水平也是一條途徑。只要學(xué)校予以重視，給予一定的優(yōu)惠政策，在較短的時(shí)間內(nèi)提高雙語教師的水平還是完全可能的。

3.2　教材和教學(xué)內(nèi)容的靈活選擇

分子生物學(xué)是一門新興的發(fā)展迅速的學(xué)科，由科研第一線的教師結(jié)合國內(nèi)外的研究進(jìn)展進(jìn)行講授，非常生動(dòng)具體。采用英文原版教材推行雙語教學(xué)，幫助學(xué)生建立英語的分子生物學(xué)知識(shí)體系，同時(shí)引入后基因組時(shí)代的具有新概念和新技術(shù)介紹的先進(jìn)內(nèi)容的《GeneⅧ》、《MolecularBiology 0f the Gene》、《Molecular Cell Biology》、《Molecular

Biology 0f the Gene》、《Modern Genetic Analysis》和《TheCell：A Molecular Approach》等作為備課的補(bǔ)充材料，實(shí)現(xiàn)在知識(shí)體系和內(nèi)容上的更新。目前網(wǎng)上資源非常豐富，其利用越來越普遍，但選擇網(wǎng)上資源要符合自己的教學(xué)特點(diǎn)，適合本班學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并與學(xué)生所用教材內(nèi)容相關(guān)，這樣就可以達(dá)到好的教學(xué)效果。

3.3　充分運(yùn)用現(xiàn)代化的手段開展教學(xué)

分子生物學(xué)雙語教學(xué)的具體目標(biāo)是在學(xué)習(xí)分子生物學(xué)知識(shí)的同時(shí)掌握英語語言，主要教學(xué)目的應(yīng)定位在專業(yè)課教學(xué)，但在課堂上應(yīng)盡量創(chuàng)造較多的使用英語的語言環(huán)境?？紤]到實(shí)際教學(xué)學(xué)時(shí)的限制和分子生物學(xué)內(nèi)容的繁多，本著在較少的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)，為學(xué)生介紹較多的內(nèi)容，采用圖文并茂、信息量大、形象生動(dòng)的多媒體形式進(jìn)行教學(xué)。應(yīng)用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，參考國外多種原版教科書及電子圖書，系統(tǒng)制作出全部教學(xué)內(nèi)容的多媒體課件和模擬動(dòng)畫等。把書本知識(shí)轉(zhuǎn)換為直觀形象的、圖文并茂的、情景交融的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件，把間接興趣轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯优d趣，教師講解省時(shí)，授課信息量增大，提高了課時(shí)利用率，解決了內(nèi)容多而課時(shí)少的矛盾。在教學(xué)過程中還輔以觀看《Molecular Cell Biology》和《Molecular Biology of the Gene》(Fifth Edition)的配套光盤、參觀分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)等多種方式，使理論知識(shí)的表達(dá)更加形象、直觀，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

另外，學(xué)生的外語水平和接受雙語教學(xué)的能力直接影響雙語教學(xué)實(shí)施的效果，有條件應(yīng)盡量根據(jù)學(xué)生的英語水平進(jìn)行分類教學(xué)或分班教學(xué)。對(duì)英語水平較低的學(xué)生應(yīng)先使用英文原版教材，用全中文授課的教學(xué)方式；當(dāng)學(xué)生英語水平提高到一定程度時(shí)再逐步增加英文講授的比例，對(duì)分子生物學(xué)中一些重要的、難理解的理論應(yīng)仍以母語教授為主，這樣才能達(dá)到雙語教學(xué)的教學(xué)目的。

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篇10

關(guān)鍵詞：農(nóng)學(xué)專業(yè)；分子生物學(xué)；教學(xué)改革與實(shí)踐

前言

上個(gè)世紀(jì)中期，核酸被確定為主要的遺傳物質(zhì)，隨后DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)被揭示；進(jìn)入到上世紀(jì)后期，遺傳重組技術(shù)、PCR技術(shù)以及核酸測序技術(shù)相繼出現(xiàn)、發(fā)展迅猛。分子生物學(xué)作為一門學(xué)科也應(yīng)運(yùn)而生，并成為當(dāng)前最前沿、最活躍的學(xué)科之一[1，2]。分子生物學(xué)相關(guān)理論與技術(shù)方法已經(jīng)滲透了生命科學(xué)各個(gè)研究領(lǐng)域，全面促進(jìn)了當(dāng)今理、工、農(nóng)、醫(yī)等多個(gè)學(xué)科的發(fā)展，是從事生命及農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和工作必備的工具和知識(shí)體系，該學(xué)科的教學(xué)工作至關(guān)重要[3]。該課程已成為高校生物類、農(nóng)學(xué)以及醫(yī)學(xué)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生掌握生物技術(shù)的最重要課程之一。國內(nèi)高等院校自上世紀(jì)80年代以來，陸續(xù)開設(shè)分子生物學(xué)課程。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)辦學(xué)歷史悠久，已經(jīng)面向農(nóng)學(xué)專業(yè)開設(shè)該課程長達(dá)20余年。針對(duì)該課程存在的研究方法與手段發(fā)展極為迅速、理論知識(shí)抽象、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱等問題，結(jié)合前人的經(jīng)驗(yàn)和多年的教學(xué)實(shí)踐，從教材選用、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及課程學(xué)習(xí)效果等方面進(jìn)行研究和探索，充分說明教什么、怎么教以及教的怎么樣幾個(gè)教學(xué)中的關(guān)鍵問題。全方位、多維度地提高教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，為培養(yǎng)服務(wù)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。

一、立足專業(yè)培養(yǎng)方案，整體規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容

經(jīng)過長期實(shí)踐，分子生物學(xué)成為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)專業(yè)必修課、農(nóng)學(xué)丁穎創(chuàng)新班的專業(yè)選修課。在課程開設(shè)前，相關(guān)專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)修習(xí)了生物化學(xué)、遺傳學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程，且在課程內(nèi)容中與分子生物學(xué)存在一定的交叉；部分學(xué)生還會(huì)繼續(xù)選修基因組學(xué)、生物信息學(xué)以及基因工程實(shí)驗(yàn)等課程，分子生物學(xué)成為學(xué)習(xí)這些課程的必要基礎(chǔ)。因此，我們根據(jù)農(nóng)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案和本課程教學(xué)大綱進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)體系，突出教學(xué)重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)課程特色，提高教學(xué)效率。采用的具體措施主要包括以下兩個(gè)方面。

（一）合理選用教材

分子生物學(xué)幾乎是現(xiàn)代生命科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)展最為迅速、最具活力的學(xué)科。該學(xué)科相關(guān)的出版教材也非常豐富，包括《現(xiàn)代分子生物學(xué)》（朱玉賢，高教出版社，2007）、《分子生物學(xué)教程》（趙亞華，科學(xué)出版社，2006）、《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》（鄭用璉，高教出版社，2012）等。針對(duì)于農(nóng)學(xué)專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)，我們選用鄭用璉主編的《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》作為參考書；在實(shí)際教學(xué)中，適當(dāng)脫離教材，對(duì)于本書中所涉及的遺傳學(xué)和生物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容做必要提示，自學(xué)為主；對(duì)于研究前沿，密切追蹤，及時(shí)跟進(jìn)，將最新的研究方法和研究進(jìn)展融入到課堂教學(xué)。在教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生查閱《GeneVIII》（Lewin.B，OxfordUniversityPress，2007）、《MolecularBiology》影印版（RobertF.Weaver科學(xué)出版社2001）等英文書籍和專業(yè)文獻(xiàn)，在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，提高英文閱讀水平，拓寬知識(shí)面。

（二）優(yōu)化教學(xué)大綱

制定教學(xué)大綱時(shí)，充分考慮遺傳學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等課程的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。經(jīng)過多年實(shí)踐，制定了總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)的課程教學(xué)大綱。其中，36個(gè)課時(shí)用于系統(tǒng)講述基本理論知識(shí)，12個(gè)學(xué)時(shí)用于課堂討論。理論知識(shí)包括核酸的結(jié)構(gòu)、DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯以及基因表達(dá)調(diào)控等。在具體教學(xué)時(shí)間分配上，2個(gè)課時(shí)用于系統(tǒng)介紹本學(xué)科的歷史沿革、發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢；核酸結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容在生物化學(xué)等課程有所涉及，本課程重點(diǎn)闡述核酸結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在分子生物學(xué)研究中的意義與應(yīng)用、基因概念內(nèi)涵的演變和發(fā)展，總計(jì)8個(gè)課時(shí)；在中學(xué)階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄相關(guān)內(nèi)容，本課程教學(xué)中僅突出講述以往尚未接觸的內(nèi)容，安排6個(gè)課時(shí)；蛋白質(zhì)翻譯過程是生物化學(xué)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，本課程將重點(diǎn)放在蛋白翻譯的保真機(jī)制上，總計(jì)4個(gè)課時(shí)；基因表達(dá)調(diào)控是整門課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，分配16個(gè)課時(shí)；所選教材中涉及的基因突變及利用、基因工程等方面的內(nèi)容，分別在本專業(yè)開設(shè)的遺傳學(xué)、植物基因工程等課程中進(jìn)行講述，本課程不再進(jìn)行單獨(dú)的講述。現(xiàn)在分子生物學(xué)技術(shù)等內(nèi)容主要結(jié)合12個(gè)課時(shí)的課堂討論進(jìn)行學(xué)習(xí)，結(jié)合具體研究案例，引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)跟進(jìn)學(xué)科前沿，提高解決問題的能力。通過將理論教學(xué)與進(jìn)展討論有機(jī)結(jié)合，達(dá)到夯實(shí)理論基礎(chǔ)，面向應(yīng)用，展望前沿，拓寬思路，全面提升專業(yè)素質(zhì)的目的。

二、多種教學(xué)方法融合，全面提高教與學(xué)的效率

（一）堅(jiān)持德育優(yōu)先，情感教育貫穿課程教學(xué)

教育的本質(zhì)是立德樹人，只有保持一個(gè)國家、一個(gè)民族的道德先進(jìn)性，才能保持這個(gè)國家、這個(gè)民族持續(xù)前進(jìn)的動(dòng)力。德育是任何課程教育都不容忽視的、極為重要的教學(xué)組成部分。在授課過程中，通過學(xué)習(xí)相關(guān)研究進(jìn)展以及理論和方法的產(chǎn)生與發(fā)展歷程，結(jié)合該學(xué)科在我國的歷史沿革和現(xiàn)狀、具體到我校在相關(guān)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，弘揚(yáng)前輩的愛國奉獻(xiàn)精神和實(shí)事求是的道德品質(zhì)；由此培養(yǎng)學(xué)生建立科學(xué)的發(fā)展觀、形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度，激發(fā)家國情懷，形成內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效果。作為主講老師，我們盡量多地了解學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)情況和日常動(dòng)態(tài)，建立良好的師生互信，全方位服務(wù)教學(xué)工作。

（二）打破教材限制，靈活采用教學(xué)手段

分子生物學(xué)課程知識(shí)更新速度非?？?，且涉及的知識(shí)面廣、信息量大。我們根據(jù)實(shí)際需求，不拘泥于教材，及時(shí)跟進(jìn)研究前沿?zé)狳c(diǎn)，將最新的研究成果引用到課堂教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生利用所掌握的知識(shí)點(diǎn)探究前沿?zé)狳c(diǎn)問題，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的能力和創(chuàng)新意識(shí)。例如，將近年來的研究熱點(diǎn)———基因編輯技術(shù)融入到“基因表達(dá)調(diào)控”的內(nèi)容，一起進(jìn)行教學(xué)。該課程還存在知識(shí)抽象、復(fù)雜，難以理解的問題，學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒。針對(duì)于此，我們在授課過程中，充分挖掘教學(xué)資源，以學(xué)生們所熟悉的本校教師及其研究成果進(jìn)行舉例，化抽象為具體，學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。在多媒體課件制作方面，注意色彩搭配，重難點(diǎn)突出，合理規(guī)劃放映流程，深入淺出地展示學(xué)習(xí)內(nèi)容。充分發(fā)揮現(xiàn)代化教育技術(shù)的優(yōu)勢，在采用多媒體課件進(jìn)行展示的基礎(chǔ)上，充分利用網(wǎng)絡(luò)傳媒，綜合使用動(dòng)畫、投影，增強(qiáng)表現(xiàn)力，使教學(xué)內(nèi)容更加直觀形象，達(dá)到啟迪思維，增進(jìn)理解，強(qiáng)化記憶的效果。在課堂講述之外，安排課前導(dǎo)讀、課堂討論和課后作業(yè)，從多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行拓展，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)、獨(dú)立分析和思考的能力，逐步形成科學(xué)的思維方式，提高綜合素質(zhì)。

（三）班組結(jié)合，凸顯學(xué)生學(xué)習(xí)主體的地

我校主要采用小班制教學(xué)模式，集中授課是主要的教學(xué)組織形式。本課程采用了大班授課和小組學(xué)習(xí)相結(jié)合，同時(shí)輔助以個(gè)別指導(dǎo)的教學(xué)形式。每個(gè)授課班一般為50人左右，每個(gè)小組通常為3-5人。通過擬定課外學(xué)習(xí)內(nèi)容，督促學(xué)生自發(fā)組成課外學(xué)習(xí)小組，自主選定主題并圍繞該主題進(jìn)行調(diào)研、在課堂上進(jìn)行討論?！鞍嗉?jí)-小組-個(gè)人”相結(jié)合的分層學(xué)習(xí)模式使每位同學(xué)都能充分參與到教學(xué)活動(dòng)中，激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性。課堂討論環(huán)節(jié)中，以小組為主體闡述觀點(diǎn)，結(jié)合教師點(diǎn)評(píng)，自由提問和辯論，形成師生間的有效互動(dòng)，活躍課堂氣氛。在啟發(fā)式的翻轉(zhuǎn)課堂過程中，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，有效調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)熱情，提高自主學(xué)習(xí)能力，推動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。

（四）以問題為導(dǎo)向，打造立體式學(xué)習(xí)環(huán)境

農(nóng)學(xué)專業(yè)學(xué)生從大學(xué)二年級(jí)即開始畢業(yè)論文研究工作，從事的研究工作往往涉及到不同層次的分子生物學(xué)問題；在整體的培養(yǎng)方案中，也有與分子生物學(xué)課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)性課程。我們以此為契機(jī)，通過在課程中引入讀書報(bào)告、闡明實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理和方法，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用本課程的理論知識(shí)解決實(shí)踐教學(xué)中的具體問題；有目的地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出疑問，以問題為導(dǎo)向，激發(fā)興趣、積極探索，在問題解決的過程中積累知識(shí)。以上方案有效地促進(jìn)了不同課程知識(shí)點(diǎn)的融合，形成立體式學(xué)習(xí)環(huán)境，全面培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和研究能力。