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所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
发展历史：
一、准备和酝酿阶段
19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：
确定了蛋白质是生命的主要基础物质
19世纪末buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名称，酶是生物催化剂。20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素c、肌动蛋白等），证明酶的本质是蛋白质。随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系，可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。1902年emilfisher证明蛋白质结构是多肽；40年代末，sanger创立二硝基氟苯（dnfb）法、edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链n端氨基酸；1953年sanger和thompson完成了第一个多肽分子--胰岛素a链和b链的氨基全序列分析。由于结晶x-线衍射分析技术的发展，1950年pauling和corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。所以在这阶段对蛋白质一级结构和空间结构都有了认识。
确定了生物遗传的物质基础是dna
虽然1868年f.miescher就发现了核素（nuclein），但是在此后的半个多世纪中并未引起重视。20世纪20-30年代已确认自然界有dna和rna两类核酸，并阐明了核苷酸的组成。由于当时对核苷酸和硷基的定量分析不够精确，得出dna中a、g、c、t含量是大致相等的结果，因而曾长期认为dna结构只是“四核苷酸”单位的重复，不具有多样性，不能携带更多的信息，当时对携带遗传信息的侯选分子更多的是考虑蛋白质。40年代以后实验的事实使人们对酸的功能和结构两方面的认识都有了长足的进步。1944年o.t.avery等证明了肺炎球菌转化因子是dna；1952年a.d.hershey和m.cha-se用dna35s和32p分别标记t2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了是遗传物质。在对dna结构的研究上，1949-52年s.furbery等的x-线衍射分析阐明了核苷酸并非平面的空间构像，提出了dna是螺旋结构；1948-1953年chargaff等用新的层析和电泳技术分析组成dna的硷基和核苷酸量，积累了大量的数据，提出了dna硷基组成a=t、g=c的chargaff规则，为硷基配对的dna结构认识打下了基础。
二、现代分子生物学的建立和发展阶段
这一阶段是从50年代初到70年代初，以1953年watson和crick提出的dna双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。dna双螺旋发现的最深刻意义在于：确立了核酸作为信息分子的结构基础;提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式；从而最后确定了核酸是遗传的物质基础，为认识核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。在此期间的主要进展包括：
遗传信息传递中心法则的建立
在发现dna双螺旋结构同时，watson和crick就提出dna复制的可能模型。其后在1956年a.kornbery首先发现dna聚合酶；1958年meselson及stahl用同位素标记和超速离心分离实验为dna半保留模型提出了证明；1968年okazaki（冈畸）提出dna不连续复制模型；1972年证实了dna复制开始需要rna作为引物；70年代初获得dna拓扑异构酶，并对真核dna聚合酶特性做了分析研究；这些都逐渐完善了对dna复制机理的认识。
在发现dna双螺旋结构同时，watson和crick就提出dna复制的可能模型。其后在1956年a.kornbery首先发现dna聚合酶；1958年meselson及stahl用同位素标记和超速离心分离实验为dna半保留模型提出了证明；1968年okazaki（冈畸）提出dna不连续复制模型；1972年证实了dna复制开始需要rna作为引物；70年代初获得dna拓扑异构酶，并对真核dna聚合酶特性做了分析研究；这些都逐渐完善了对dna复制机理的认识。
在研究dna复制将遗传信息传给子代的同时，提出了rna在遗传信息传到蛋白质过程中起着中介作用的假说。1958年weiss及hurwitz等发现依赖于dna的rna聚合酶；1961年hall和spiege-lman用rna-dna杂交证明mrna与dna序列互补；逐步阐明了rna转录合成的机理。
在此同时认识到蛋白质是接受rna的遗传信息而合成的。50年代初zamecnik等在形态学和分离的亚细胞组分实验中已发现微粒体（microsome）是细胞内蛋白质合成的部位；1957年hoagland、zamecnik及stephenson等分离出trna并对它们在合成蛋白质中转运氨基酸的功能提出了假设；1961年brenner及gross等观察了在蛋白质合成过程中mrna与核糖体的结合；1965年holley首次测出了酵母丙氨酸trna的一级结构；特别是在60年代nirenberg、ochoa以及khorana等几组科学家的共同努力破译了rna上编码合成蛋白质的遗传密码，随后研究表明这套遗传密码在生物界具有通用性，从而认识了蛋白质翻译合成的基本过程。
上述重要发现共同建立了以中心法则为基础的分子遗传学基本理论体系。1970年temin和baltimore又同时从鸡肉瘤病毒颗粒中发现以rna为模板合成dna的反转录酶，又进一步补充和完善了遗传信息传递的中心法则。
篇2
一、完善实验教材建设
近年来，随着分子生物学技术的发展和出版业的发展，市场上涌现出大量相关的实验教材，但往往偏重于对实验步骤的编写，或者所选的实验项目过于专业化，不适合在本科教学中运用。实验指导教师应不断完善实验教材的建设，使之既适应于本科生实验教学平台，又注重与基因工程、酶工程、发酵工程等课程的实验项目的衔接，充分体现生物技术专业核心课程的关联性。在编写教材时，还要尽量做到图文并茂，通俗易懂，特别是要注重对实验原理的阐述。
二、加强实验的设计性和综合性
设计性实验和综合性实验有利于培养学生的创新能力。分子生物学实验课程主要围绕“DNA重组技术”展开，各个实验项目既具有一定的独立性，又具有很强的连贯性，这种连贯性表明，这一系列的实验在操作之前就带有较强的设计性，在学生进入实验教程之前，可以此作为范例，介绍DNA重组实验的设计思路和关键问题，积极引导学生查阅资料，独立设计全部或部分实验方案，并对这些设计进行剖析和点评。实验室网络的开通，能够更好地发挥计算机辅助实验教学的功能，为设计性实验的教学提供了极大的便利。比如，可以利用在线软件分析目的基因的酶切位点，或利用相关软件设计PCR引物等。综合性实验是培养学生独立操作能力和综合应用能力的重要环节。通过“质粒DNA的提取和检测”、“质粒的酶切分析”等实验，学生已基本掌握了相关原理和技术，而随后的“重组子的筛选与鉴定”实验，仍然需要使用质粒DNA提取、酶切、电泳等技术，带有很强的综合性，可借以培养和考核学生独立操作、综合应用的能力。此外，筛选和鉴定重组子又有多种方法，可设计不同的实验方案。因此，该实验在教学中又可作为一个设计性实验，只要学生设计的方案具有可行性，就应当尽量提供条件，让学生按照自己设计的方案完成实验。
三、优化实验教学方法
“教无定法，贵在得法”，但这“法”首先因立足于学科特点，并在教学实践中不断探索和优化。笔者结合实际工作经验，对分子生物学实验的教学方法作初步探讨。
1.集中时间，小班开课
“DNA重组技术”的各项实验相对独立，但无论在逻辑上还是在时间上，前后都是紧密关联的，如果像其他课程的实验那样每周做一个的话，很难取得理想的结果。因此，较为合理的安排就是集中时间授课，在两周内完成整个DNA重组实验。这种安排既使学生在操作时目标明确，也因其符合科研的节奏而使学生能更好地体验科研的氛围和乐趣。在本科生的分子生物学实验教学中，普遍面临着仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题，小班开课可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾，提高实验教学的质量。小班开课时，每批以10个左右学生为宜。
2.集中讲解，个别指导
在每次实验前，应集中讲解实验原理，把本质问题讲解透彻，也应分析实验步骤，并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行演示，使学生能更好地掌握实验原理和技术，并在实验前做到“胸有成竹”。尽管按照同样的实验手册操作，但每个学生可能会遇到不同的问题，这时指导教师应随时关注每个学生的状态，及时解答学生的疑问，或及时指出其错误的或不规范的操作，并予以纠正。上文所说的小班开课，可保证指导教师有足够的时间和精力来实现个别指导。
3.落实预习，及时总结
如果不作强调，学生很容易忽视实验课程的预习，在动手操作时看一步做一步，这样既容易出错，又看不到各个步骤之间的衔接，看不到实验的整体和精髓，致使实验结果和教学效果均不理想。因此，在每次实验前，应布置具体的预习任务，包括实验原理、实验步骤、注意事项等，并在实验讲解时随时提问，以检查预习效果，确保学生在进入实验室之前就熟悉相关内容，特别是应明确本次实验要做什么，明确本次实验在整个实验教程中所处的地位。在重视实验预习的同时，也要重视实验总结。实验的总结可安排在实验间隙，也可安排在实验结束之后，宜采用讨论的方式。可先由学生自己总结经验，提出实验中遇到的问题并进行分析，在此基础上再由指导教师进行概括和补充，分析实验中存在的普遍问题、特殊问题及其成因，以促进学生分析和解决问题能力的提高。此外，指导教师还应及时评价实验教学的效果，以期在下次开课时进一步完善。
4.拓宽思路，广开渠道
Southern杂交、DNA测序等技术，对设备要求高，实验流程长，难以作为本科生实验教学的内容，但是作为生物技术专业的学生，又有必要对这些重要技术有较为深刻的认识。因此，在实验教学中应拓宽思路，综合利用多种渠道，直接或间接地传授这些技术。多媒体是拓宽实验教学的重要手段，可用于演示那些重要的但不能开设的实验，拓宽学生的知识面。如果能参观本校或兄弟院校的实验室，并在现场讲解或演示实验，则可使学生形成更为直观的认识。此外，对于学有余力的学生，还需因材施教，积极引导，重点提拔，鼓励他们参与预实验，观摩教师的科研工作，或指导他们参与大学生科研立项，也即引导他们从课堂实验走向科学研究，为培养创新型人才打下坚实基础。
四、完善实验考核体系
实验教学的考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段，也是提高实验教学质量的有效措施。分子生物学实验应注重全面考查学生的素质，不仅要考查学生所掌握的基本知识和技能，还要考查学生独立思考和综合运用的能力，以及在实验操作中表现出来的认真的态度，实事求是的科学作风和团队合作精神等。因此，在教学中应以“公平、公正”为原则，不断探索和完善实验考核体系。
参考文献：
[1]杨清玲，陈昌杰等.本科生分子生物学实验教学改革的实践和体会[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2007.
篇3
Key words： bilingual teaching；teaching reform
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）34-0257-02
0 引言
21世纪是生命科学的世纪，分子生物学技术为人类探索生命奥秘提供了强有力的工具，大量新理论、新技术不断涌现，推动分子生物学蓬勃发展。同时，分子生物学技术越来越多地在临床检验诊断中推广应用，形成了检验专业新兴的课程《分子生物学检验技术》。基于分子生物学检验技术发展迅速，为了能时时关注课程发展的最新动向，跟踪学习国外最新知识和技术，院校自2009年起实施了一系列灵活多样，方便实用的双语教学方法，现就开展该门课程双语教学的必要性、教学改革实践及成效进行简要论述。
1 《分子生物学检验技术》双语教学的必要性和重要性
1.1 是适应专业发展的需要 随着经济全球化以及科技革命的日益发展，我国检验人才市场对具备双语能力的国际化医学检验高级人才的需求不断增长。国家教育部提出要求高校本科教育的专业外语教学，力争3年内达到所开课程的5～10%，并引进原版教材和提高师资水平。这个要求对医学检验专业显得尤为迫切，因为检验医学是目前临床医学中发展最迅速的学科，新技术的出现与应用几乎是与全球同步[1]。而目前我国需要从国外进口大量仪器设备、试剂等，这就需要检验专业学生具备一定的专业英语水平，可以对生活中所遇见的英文“一眼看穿”。
1.2 是提高师生英语水平的需要 语言不仅是工具，也是武器。为了适应未来社会日益激烈的竞争，为了在中外交流中占据主动权，精通、熟悉一两门外语已成为必须。而在医学领域，英语以其国际通用性、使用广泛性而备受瞩目。因此专业教师及学生要想在学科发展中取得更大的成绩，就必须熟练掌握一定的医学专业英语。高校外语教学大纲中规定“专业应用是大学英语教学的一个重要组成部分，是促进学生完成从学习到实际应用的有效途径”[2]。为贯彻执行这一要求，《分子生物学检验技术》在教学过程中加强了英语教学与专业知识的结合，这一举措既提高了学生专业英语的学习效率，使学生的专业英语词汇量得到强化和扩大；同时可提高教师的外语水平、教学水平，促进教师与国外学者交流合作，把握学科发展的方向与动态。
1.3 为其他检验课程的双语教学奠定基础 分子生物学技术的迅速发展，极大地推动了医学检验的快速进步。分子生物学技术在医学实验室的应用日益广泛和深入，迫切需要学生在熟练掌握医学检验传统理论和基本技术之外，必须学习分子生物学的重要技术及其应用，为今后进入临床实验室或进一步的研究和发展打好基础。而生物学（主要是分子生物学）历来是教育部提倡双语教学的重点课程，这一要求使得《分子生物学检验技术》无可争议地成为推动整个检验专业课程改革的先锋力量。
2 分子生物学检验技术双语教学改革及成效
2.1 双语教学实施方法 双语教学（Bilingual teaching）是指应用英语或双语进行授课，以提高学生英语学习能力和应用能力。在教学实践过程中，由于教师教学习惯不同，章节内容难易各异，我们主要采用以下三种不同的授课模式：一是渗透型，即在正常的课程教学中适当穿插使用英语；二是穿插型，即交替使用中英文两种语言，或以中文为主；三是示范型，即在某一章节授课过程中，大部分时间是用中文教学，选择一定的内容，用一定的时间用纯英语进行教学。另外，在进行章节小结时，用英文板书进行讲解。平时作业和考试含有一定的英语内容，课堂内师生应有一定的英语交流和讨论。
传统制作的中文课件、讲义内容陈旧、固定，文字干涩、枯燥，让学生“望而生畏，畏而生厌”。随着网络技术的发展成熟，对外交流的日趋密切，师生可通过查阅相关外文资料或与国外专家进行学术交流及时获得新知识及相关学习资料，将原汁原味的英文资料引入课堂，拓展学生的国际视角，启发学生的思维，使“静态、平淡”的理论知识变成“动态、生动”的声、光、影像，学习效果会得到明显提高。
2.2 教学效果的调查分析 为更好地了解本课程双语教学情况，加强对双语教学的理论研讨和实践总结，推进课程双语教学工作，方法：随机抽取我校2008级、2009级医学检验学生各80名，遵循自愿的原则进行匿名答卷，学生利用课间答卷。统一发放调查问卷160份，收回157份，有效问卷157份，回收率98%，其中有个别选项漏选。
据调查2008级和2009级一半以上的学生均认同检验本科生开展双语教学是非常必要的，对双语教学存在兴趣，其医学英语水平有较大提高。但是由于分子生物学检验技术许多重点、难点内容本身存在理解的困难，加上英语释义，势必影响学生对课程知识的理解和掌握。因此绝大多数同学还不能完全适应专业课的英语学习，认为双语教学的形式增加了学习专业课程的难度，仅仅20%左右的学生认为无影响。这些数据较其他同等院校有明显差距，反映出我校目前开展的双语教学存在有一些问题和不足。
目前，在我院检验本科生中实施分子生物学检验技术双语教学教育尚属试验性阶段，也就不难理解统计数据显示，学生对教师授课的满意度较低。但我们也欣喜地看到，随着教师带教经验的积累，2009级学生对教师授课的满意度已有较大幅度的提升。
3 双语教学存在的问题及对策
3.1 师资力量薄弱 高等院校是培养人才的主阵地，而人才培养的质量，归根结底取决于师资队伍建设的状况。在《分子生物学检验技术》双语教学过程中，师资力量薄弱已成为限制课程发展的瓶颈。许多教师的英语口语表达不够标准，很难与学生进行沟通交流，无法将课程内容完全用英语表达，最终影响到教学目标的实现和教学任务的有效完成。为此，我们特别注重师资队伍的建设，将师资队伍的建设视为课程建设的第一要素。我们在师资队伍的建设上重点落实了六字方针――“派出去，引进来”。自院校升本以来，学校日益提高对英语教学的投入力度，开设了教师口语短期、长期培训班，帮助教师提高英语水平。今年更是各系部均有外籍教师公益支教，既让大学生们感受到了原汁原味的外语专业课程，又能提供给教师一个互相学习的宝贵机会。
3.2 课时量不足 由于学生没有前期专业英语的词汇积累，使得课堂中教师需花费较多时间解释相关词汇、句义，无形中讲解课程重点、难度部分的时间相应缩短，加上本课程教学内容比较抽象难懂，所以学生普遍认为双语教学增加了课程难度。对于这一现象，解决的方法主要有二：一是尝试增加课时量，可以让教师在完成同等讲授内容的情况下，合理分配课时，不用赶课；二是尝试在实验课也使用外语教学，由于实验讲授内容少，学生容易理解。而且实验课上课人数少，师生互动频繁，专业词汇重复率高，教学效果较好。
3.3 学生英语水平薄弱 由于缺乏一定的语言环境，外语教学中常常出现“哑巴英语”和“聋子英语”，尽管许多学生已获得“英语四级”，甚至“六级”水平，但她们实际运用外语的能力仍然较差。这对于开展双语教学造成一定的困难。但是，从统计资料显示，学生从内心里接受双语教学，乐于尝试新的教学模式，所以，学生的配合度较高。
4 总结
为了适应社会发展的需要，为了加强国际、国内的交流与合作，为了提高医学生的专业素质，在专业课程中实施英汉双语教学势在必行。同时我们也看到，双语教学任重而道远，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学工作中的问题与失误。不同高校的具体情况不同，受师资，生源等主、客观因素的限制，就需要结合实际情况采取各具特色的方法与手段，才能切实帮助学生们克服语言障碍，培养具有高水平外语交流能力和实际应用能力的专业人才，才能使《分子生物学检验技术》课程建设更上一层楼。
参考文献：
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【关键词】 自我概念；干预性研究；武术；教学；学生
自我概念是指一个人对自己存在的体验，包括知觉和评价2个方面。身体自我是自我概念的重要组成部分，也是基础部分，是对自身的认知和综合评价。大学时期是人体生长发育的重要阶段，也是心理变化较大的阶段，对自身的需要、价值观、态度等方面的认识都不够稳定。近年来，国家加强了对大学生的素质教育，但对心理健康方面的关注度却不高，从而导致大学生出现了各种心理健康问题。同时学术界针对大学生自我概念的研究也在逐渐增多，相关学者已开始研究通过体育锻炼来提高学生的自我概念水平。本文通过研究对武术教学改善维吾尔族大学生身体自我概念的效果，为促进维吾尔族大学生心理健康提供理论依据。
1 对象与方法
1.1 对象随机选取新疆大学100名在校维吾尔族大学生为研究对象，随机分为干预组与对照组各50名，研究对象平均年龄为（21.00±1.43）岁；其中男生48名，女生52名；大一学生28名，大二学生25名，大三学生24名，大四学生23名；文科学生49名，理科学生51名。
1.2 方法
1.2.1 问卷调查 采用身体自我描述问卷（PS-DQ），在干预前后对研究对象进行调查。该问卷共70个项目，采用1～6级评分，包括健康、协调、体育活动、身体肥胖、运动能力、整体身体、外表、力量、灵活、耐力、自尊11个分量表。各分量表和总量表的Cron.bach α系数为0.68～0.92。问卷由经过培训的教师指导填写，填写过程中不受他人干扰，干预前、后收回有效问卷均为100份。
1.2.2 干预方法 对干预组50名维吾尔族大学生进行为期12周的武术教学干预训练，每周3次。教学内容为初级长拳第三路中的前3段。对照组采用正常的体育教学模式，每周2次体育课。对两组学生在业余体育锻炼、生活习惯、卫生习惯、休息时间、学习情况、饮食等方面进行一定的要求，以尽可能的达到一般条件的一致性。
1.3 统计分析采用SPSS 17.0统计软件进行数据录入和统计分析，定量资料组间比较采用独立样本t检验。
2 结果
2.1 干预组与对照组干预前身体自我描述各因子得分比较 由表1可以看出，干预组维吾尔族大学生干预前在身体肥胖、外表、力量、耐力等4个因子上得分略低于对照组，其他因子得分略高于对照组，但差异均无统计学意义（P值均>0.05）。
2.2 干预前后身体自我描述各因子得分比较
由表1可以看出，经过12周的武术教学干预后干预组干预前后身体自我描述因子得分都有了不同程度的提高，其中健康、体育活动、耐力、整体身体、协调、运动能力、外表、力量、灵活因子干预前与干预后差异均有统计学意义（P值均0.05）。
2.3 干预组与对照组干预后身体自我描述各因子得分比较经过12周的武术教学干预训练后，除自尊因子外，干预组与对照组身体自我描述各因子得分差异均有统计学意义（P值均
3 讨论
体育锻炼与人体自我概念之间存在着诸多密切联系。有研究显示，体育锻炼可以提高身体功能及人体的敏感度，对缓解心理压力、抑郁，降低焦虑.维护身体的自信心和良好形象，提高积极情绪和认知能力有促进作用。
通过为期12周的武术教学训练后，维吾尔族大学生干预组身体自我描述各因子得分均有显著提高，特别是健康、体育活动、运动能力、整体身体、协调性等因子得分干预前后差异均有统计学意义，对整体的自我概念有了较大的改善。干预后干预组维吾尔族大学生均表示自身的身体力量增强了，身体的协调性、反映等方面也有了提高，对自身的能力有了新的认识，对体育锻炼生活和学习有了充分的信心；而对照组干预前后身体自我描述各因子得分差异均无统计学意义。
12周的武术教学训练改善了维吾尔族大学生的自我概念水平，增强了学生的自信心。笔者认为在武术教学过程中，教师一直针对学生符合标准的武术动作进行不断的赞扬和肯定，并对学生在练习过程中的良好表现给予一定的鼓励；同时要求干预组的同学要互相鼓励和支持，肯定彼此之间的动作技能和表现，增强了学生对成功的体验。通过一段时间的练习后，学生可以及时在镜子中看到自己符合标准的武术动作，使学生产生自我肯定和信心，对今后的学习产生积极的影响，也促进了自我概念水平的提高。
另外，对干预组的50名维吾尔族大学生在武术教学中还采用了视频教学法，让学生观看同样武术动作的标准视频，教师不断对其进行详细的讲解，并强调动作中的重点和难点环节。对于本研究中自尊因子得分在干预前后差异无统计学意义，可能由于12周武术课程的教学并不象其他剧烈项目运动那样表现出较强的心理和生理反映，这可能与武术项目自身特点有着较大的关联。
本研究结果充分说明了武术教学活动能够有效提高维吾尔族大学生的自我概念水平。今后高校在开展好正常体育教学内容的情况下，可积极引导学生选修武术课程，让学生充分认识到武术训练对自身健康发展起到的积极作用。同时，教师还应积极培养学生参加体育锻炼的兴趣和习惯，提高体育锻炼的动机水平，鼓励学生积极参与其他体育项目，形成终身体育的观念。另外，高校教师在日常的教学过程中应更多采用鼓励和勉励的教学方法，让学生在日常的学习和锻炼中不断提高自信心，促进自我概念水平的提高，使身心得到全面健康发展。
4 参考文献
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文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）21-0130-03
1 引言
生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学是生物科学专业的核心课程，由于它们相互联系，交叉渗透，因此存在逻辑关系不清，课程内容重叠较多等问题，例如原核生物和真核生物基因表达调控在生物化学、细胞生物学、分子生物学都有介绍，基因工程原理在分子生物学、基因工程学中都有介绍，导致教师教学内容难以起舍，课程顺序难以安排。要理顺生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的逻辑关系，确定各课程教学内容和教学顺序，必须把其定义，研究内容，发展历史动态结合起来。
2 生物科学专业核心课程概述
2.1 生物化学
生物化学是运用化学的理论和方法研究生物分子结构与功能、物质代谢及遗传信息传递与调控规律的科学。
生物化学是生命科学中最古老的学科之一。 随着生命科学的发展，各学科相互渗透。18世纪，一些从事化学研究的科学家转向生物领域，为生物化学的诞生播下了种子。19世纪末，生物化学从生理化学中独立。20世纪中后期又从生物化学分离出部分内容与遗传学部分内容结合为分子生物学，然后，分子生物学基因操作部分独立出来，形成基因工程学。
1920年以前，生物化学研究内容以分析生物体的化学组成、性质和含量为主，称为静态生物化学时期。
1920年-1950年，随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用，生物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢、能量转化，如：光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白质代谢等领域。这是生物化学飞速发展的时期，称为动态生物化学时期。
1950年以后，蛋白质化学和和核酸化学进展迅速，生物化学进入了分子生物学时期。分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性，是人类在认识的巨大飞跃。根据生物化学的定义和历史，生物化学研究的内容包括以下几个方面。
2.1.1 生物的物质组成
生物是由一定的物质按特定的方式组成的，直到今天，新物质仍不断被发现。如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物学功能。另一方面，早已熟知的化合物也发现了新的功能，如20世纪50年代才知道肉碱是一种生长因子，而到60年代又发现其是生物氧化的载体。
2.1.2 物质代谢
生物体内绝大部分物质代谢是在酶催化下进行的，具有高度自动调节能力。一个小小的细胞内，有近2000种酶，在同一时间内，催化各种不同的化学反应。这些化学反应互不干扰，有条不紊地进行。表明生物体内的物质代谢有精确的调节控制系统。
2.1.3 结构与功能
生物大分子的功能与其特定的结构有密切关系。如酶的活性中心的结构决定其催化活性及其特异性；变构酶的活性还与其催化的代谢终末产物的结构有关。
核酸中核苷酸排列顺序的不同，其结构就不同，所含遗传信息不同。这些不同的构象对基因的表达具有调控作用。
生物体的糖包括多糖、寡糖和单糖。由于多糖链结构复杂，具有很大的信息容量，对于细胞专一地识别、相互作用具有重要作用。糖类将与蛋白质、核酸并列成为生物化学的主要研究对象。
在生物化学中，有关结构与功能关系的研究才仅仅开始，尚待大力研究的问题很多，其中重大的有：亚细胞结构中生物大分子间的结合，细胞的相互识别、细胞的接触抑制、细胞间的粘合、抗原与抗体的作用、激素、神经介质与其受体的相互作用等。
2.1.4 繁殖与遗传
生物典型特点是具有繁殖与遗传特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列，现在DNA分子的核苷酸序列已不难测得，不但能在分子水平上研究遗传，而且还可能改变遗传，从而派生出基因工程学。
2.2 细胞生物学
细胞生物学是从显微水平、亚显微水平和分子水平研究细胞的结构及其生命活动规律的科学。
过去，细胞生物学主要是在光学显微镜下对细胞的形态结构和生活史进行研究，称为细胞学。20 世纪 50 年代以来，由于电子显微镜、放射性同位素、细胞结构组分分离技术、细胞培养等技术的广泛应用，特别是分子生物学的兴起，使细胞生物学研究的广度和深度都有迅猛发展，从宏观到微观、从平面到立体、从定性到定量、从分析到综合；从细胞、亚细胞、分子三个水平研究细胞的结构与功能、分裂与分化、衰老与死亡等生命活动规律及其调控机制，细胞与细胞、细胞与环境之间的相互关系。使原来以形态结构研究为主的细胞学转变成以生理功能研究为主、将结构与功能紧密结合起来的细胞生物学。由于细胞生物学在分子水平上的研究工作取得了深入的进展，因此细胞生物学又称为细胞分子生物学。细胞生物学研究内容如下。
2.2.1 细胞社会学
细胞社会学是细胞生物学中的一个新的领域。它是以系统论的观点研究细胞群体中细胞间的相互关系、细胞群体的社会行为；细胞识别、通讯、相互作用；整体和细胞群对细胞的生长、分化、形态发生和器官形成等活动的调控；细胞外环境对细胞的影响。
2.2.2 细胞的增殖、生长、分化与调控
研究细胞增殖、生长、分化及其调控机制，不仅是控制生物生长和发育的基础，而且是研究细胞癌变和逆转的重要途径。
2.2.3 细胞遗传学
细胞遗传学从细胞学角度来研究染色体的结构和行为以及染色体与细胞器的关系，从而探讨遗传与变异的机制等。
2.2.4 细胞化学
细胞化学：用切片或分离细胞成分，对单个细胞或细胞各个部分进行定性和定量的化学分析，研究细胞结构、化学成分的定位、分布及其生理功能。
2.2.5 分子细胞学
分子细胞学：从分子水平研究细胞与细胞器中蛋白质、核酸等大分子的组成、结构与功能及其遗传性状的表现和调控等，探讨细胞生命活动的分子机理。
2.3 遗传学
遗传学是研究生物遗传和变异规律的科学。孟德尔认为生物性状的遗传是受遗传因子控制的，并提出了遗传因子分离和自由组合的基本遗传规律。1900年，孟德尔的成果得到广泛重视，成为遗传学的基石。
20世纪初，利用光学显微镜发现了细胞有丝分裂和减数分裂过程中染色体及其行为，奠定了遗传的染色体理论基础。1910年左右，美国遗传学家摩尔根及其同事根据对普通果蝇的研究，提出了基因的连锁交换规律，并结合当时的细胞学成就，创立了以染色体遗传为核心的细胞遗传学。
遗传信息在分子水平上研究始于20世纪40年代。随着电子显微镜的发明，人们已能够直接观察遗传物质的结构及其在基因表达过程中的特征，使细胞遗传学的研究进入分子水平。
1953年，沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型，为进一步阐明DNA的结构、复制和遗传物质如何保持世代连续的问题奠定了基础，开创了分子遗传学这一新的学科领域。
遗传学研究的领域非常广泛，可划分成经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学和生统遗传学4个分支，各个分支领域相互联系、相互重叠、相互印证，组成了一个不可分割的整体。
经典遗传学研究从亲代到子代的遗传特性，包括遗传的分离规律；独立分配规律；连锁和交换遗传规律及机理；基因互作及其与环境的相互关系；性别决定与伴性遗传；基因及染色体变异；数量性状的特征及其多基因假说，近亲繁殖和杂种优势；细胞质遗传等。
细胞遗传学是通过细胞学手段对遗传物质进行研究。其内容包括细胞的结构和功能；染色体的形态结构；细胞的有丝分裂，减数分裂；配子的形成和受精。
分子遗传学是从分子的水平上研究遗传物质的结构及遗传信息的传递。内容包括DNA复制、转录和翻译，基因突变及修复，原核生物和真核基因表达与调控；基因、基因组及作图，遗传重组。
生统遗传学是用数理统计学方法来研究生物遗传变异规律的学科。根据研究的对象不同，又可分为数量遗传学和群体遗传学。前者研究生物体数量性状即由多基因控制的性状遗传规律，后者是研究基因频率在群体中的变化、群体的遗传结构和物种进化。
2.4 分子生物学
分子生物学是从分子水平研究核酸与蛋白质的结构与功能、遗传信息传递和调控，阐明生命本质的科学。
从19世纪后期到20世纪50年代初，确定了蛋白质是生命的主要物质基础，DNA是生物遗传的物质的载体，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
从20世纪50年代初到70年代初，是现代分子生物学的建立和发展阶段，1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型为现代分子生物学诞生的里程碑，确立了核酸作为遗传信息分子的结构基础，提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式，为核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。
70年代后，基因工程技术出现，人类进入认识生命本质并开始改造生命的发展阶段。
分子生物学原来是生物化学的一部分，因其太重要了，20世纪中后期从生物化学中分离出来并与遗传学结合，独立出来成为单独的学科，是生物化学的发展和延续。涉及的部分内容比生物化学更细致深入，并从整体上考虑。
分子生物学从蛋白质、核酸、基因及基因组结构开始，以中心法则为主线，阐述生物大分子在信息传导、基因表达调控中的相互作用和机理。主要内容包括蛋白质、核酸、基因和基因组的结构、DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。基因工程技术的原理和应用等。
2.5 基因工程学
20世纪70年代，随着 DNA的内部结构和遗传机制逐渐呈现在人们眼前，生物学家不再仅仅满足于探索、揭示生物遗传的秘密，而是开始设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。这就像工程设计，按照人类的需要（设计）把这种生物的某个“基因”与那种生物的某个“基因”进行“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物的工程技术被称为“基因工程”。
基因工程包括如下几个主要的内容：①目的基因的合成或提起分离。②载体的构建。③将载体转移到受体细胞并增殖。④重组DNA分子的受体细胞克隆筛选。⑤将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出人类所需要的物质。
3 课程间的逻辑关系，教学内容选择及课程顺序安排
从生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的定义，研究内容，发展历史动态可知，各学科的逻辑关系是：理解细胞结构及功能需要一定的生物化学基础，理解遗传物质的结构和功能需要一定的细胞生物学基础，而分子生物学是生物化学、遗传学交叉融合的产物，研究核酸和蛋白质分子结构和功能以及相互关系，而各个分子不能孤立发挥作用，必须依赖于一定的细胞结构，因此，生物化学是细胞生物学的基础；细胞生物学是遗传学和分子生物学的基础。基因工程是利用分子生物学的理论和实验技术进行转基因操作的部分独立出来的，因此分子生物学是基因工程学的基础。所以，高校应按生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程的顺序安排课程教学最为合适。
由以上可知，由于历史的原因，生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程学相互联系，交叉渗透，研究内容重复较多。因此，本研究根据其定义、逻辑关系及发展历史，同时为编写教材和教学的方便，建议生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学教学内容如下。
（1）生物化学主要教学内容主要有：蛋白质化学、核酸化学；酶学基础；糖代谢与生物氧化；脂类代谢；蛋白质的分解代谢等内容。而将DNA复制、转录、翻译、突变、修复及原核生物和真核生物基因表达调控留在分子生物学讲授。
（2）细胞生物学的教学内容主要有：细胞的基本结构；细胞生物学研究方法；细胞膜的结构与功能及物质跨膜运输；细胞质基质与细胞内膜系统；细胞通讯与信号传递；线粒体和叶绿体；细胞核与染色体；细胞骨架；细胞增殖及其调控；细胞分化、衰老与凋亡。
（3）遗传学的教学内容主要有：遗传的分离规律；独立分配规律；连锁和交换遗传规律；基因互作及其与环境的关系；基因定位与连锁遗传图；性别决定与伴性遗传；基因及染色体变异；染色体畸变；数量性状的特征及其多基因假说；近亲繁殖和杂种优势；细胞质遗传；遗传重组。
（4）分子生物学的教学内容主要有：DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。
（5）基因工程学的主要教学内容有：基因工程技术的原理和应用等。
以上各门课的教学内容相对前述和我国现行教材的教学内容作了较大调整，例如；核酸和蛋白质的组成及结构只在生物化学中讲授，细胞信号传递只在细胞生物学中讲授，基因工程原理只在基因工程学中讲授，避免了课程内容的重复。
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2008, 520pp.
Paperback
ISBN: 9780470518632
WileyBlackwell
克里斯•史密斯
本书是一部关于感觉系统生理学的专著,作者为英国阿斯顿大学的克里斯•史密斯博士。自2000年本书的第一版出版以来,特别是由于分子生物学的应用,感觉生物学的研究获得了巨大的发展,许多新的见解被提出。这些成果说明了跨物种和跨感官的生物特性在分子结构和感觉细胞生理学上的相似性,往往预示着可以追溯到5亿多年前的共同的祖先。因此,本书进行了全面的修订,采用了分子的、进化的和比较的方法,概述了脊椎动物、无脊椎动物和原核生物的感觉系统,并将重点放在人类感觉上。
本书包括6个部分,分别是:1.感觉系统的一般特征,机械感觉、化学感觉、电磁辐射感觉和其它感觉系统,最后是本书的总结和哲学相关讨论;2.更加强调对分子生物学和细胞机制的论述;3.关于基因组学和感觉系统;4.关于TRP通道、突触传递、神经系统的演化和节肢动物感觉系统;5.单孔目动物的电感觉、语言和FOXP2基因、镜像神经元和疼痛的分子生物学;6.更新了人类嗅觉和味觉通道的部分。
本书的作者克里斯•史密斯在伯明翰大学获得动物学学士学位,在伦敦大学获得数学/物理硕士学位,在阿斯顿大学获得神经科学博士学位,其后一直在阿斯顿大学从事学术研究。他先后被任命为助理讲师、讲师、高级讲师、高级教师(生物科学),1990年任理学院院长,1991年任生命与健康科学院院长,1996年退休后任荣誉客座教授。克里斯是英国生物物理学会会员、英国神经科学协会会员、皇家医学会会员、英国皇家学会会员。在2005年他获得了国际神经科学历史协会的终身成就奖。
作者丰富的教学和科研经验,书中的400余幅插图、框图、补充材料以及每章的参考书目,使本书成为生物学、动物学、动物生理学、神经科学、解剖和生理心理学专业大学生的优秀教材。同时,本书也可作为视觉科学、神经生理学、神经病理学、发育生物学等专业的研究生教材。
张文涛,助理研究员
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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
在过去的20年，科研工作者已经在分子肿瘤领域取得了划时代的重大发现，这很大程度上归功于免疫组织化学方法的应用。这一方法在脑肿瘤研究中也已经从试验阶段走向了成熟。
全书包含了三部分。第一部分是肿瘤的分子生物学（包括第1、2章）：第1章以儿童脑肿瘤中最常见的神经母细胞瘤和神经胶质瘤为例介绍了脑肿瘤的分子生物学进展；第2章介绍了早期阶段的脑肿瘤中浸润的多核和单核细胞免疫表型的鉴定，肯定了免疫组织化学在脑肿瘤的研究和诊断及治疗中的作用。第二部分鉴于脑肿瘤对传统的手术、放化疗方法效果不佳，介绍了对脑肿瘤的生物治疗的研究（包括第3~9章）：第3章概括论述了在脑肿瘤研究中的实验性治疗方法；第4章对生物抗癌治疗在肿瘤治疗中的作用和前景进行肯定的基础上，从增强非特异性自然免疫、胸腺激素、干扰素、肿瘤坏死因子、白介素－2等几个方面对生物抗癌技术进行了介绍；第5章介绍了一种在白介素－2的协同作用下可以杀伤新生肿瘤细胞的细胞毒淋巴细胞；第6章简要概述了抑制血管形成在抗癌治疗中应用；第7章先介绍了肿瘤疫苗的概念，然后分门别类的讲述了不同组织器官的专职抗原提呈细胞，并通过分析其抗原提呈的过程，阐述了APC在肿瘤生物治疗中的免疫治疗的重要作用；第8章介绍了抗肿瘤的独特性抗体，单克隆抗体在临床上的实验性应用以及多种针对癌细胞治疗制剂的整体应用的重要性；第9章讲述了癌－抗原，一类特定分化的抗原家族，是在抗癌的免疫治疗中有前景的靶向抗原。第三部分为本书的附件（包括第10、11章）：第10章材料与分析；第11章索引。
本书总结了分子生物学中关于脑肿瘤的研究成果，归纳提出了脑肿瘤的生物治疗方法，适合从事免疫组织化学、肿瘤相关研究的人员阅读参考。
刘玉琴，教授
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2.4 生物分子信号通路数据库 信号通路一词在高中生物就接触到，到本科阶段的《细胞生物学》课程中得以深入学习。据调查，对于本科生而言，他们对信号通路想理解和认识有限，掌握的信号通路都是不完整的。学生在学习时，可借助信号通路数据库检索的方式，搜索某基因所参与的信号通路，并且可以直观的看到该基因在整个信号通路中的地位和作用。信号通路数据库目前比较常用的是WikiPathways数据库（http：//）。该数据库集成了主要的基因、蛋白质，允许整个研究者更广泛参与[3]。该数据最大的特点是将基因之间的关系以图形方式显示，使学生直观了解所感兴趣的基因是如何参与到信号通路或生化代谢过程的。
3 常用生物信息学软件及在线分析工具
3.1 DNA序列分析软件 在生物科学本科教学过程中，很多课程如《生物化学》《分子生物学》《遗传学》等，都涉及到DNA序列结构、基因突变等知识点，而且学生掌握到的更多都是一种朦朦胧胧，是懂非懂的知识点。因此，在《生物信息学》课堂上，当讲到采用生物信息学软件进行DNA序列分析时，学生产生了浓厚的兴趣。DNA序列分析的软件有很多，如：BioEdit，DNASIS，DNAStar，DNAClub，DNAMan等，相比较可知，就序列分析而言，我们认为DNAStar软件最常用，且操作简单，可视化功能强大，是地方本科院校学生的最佳选择。
DNASTAR是基因组学、结构生物学和分子生物学领域中的一款综合性序列分析工具软件，包含可视化和序列编辑（SeqBuilder），序列组装（SeqMan）、序列比对（MegAlign）、引物设计（PrimerSelect）、蛋白质结构分析（Protean）、基因查找（GeneQuest）和序列编辑（EditSeq）7个模块，可用作DNA和蛋白质序列分析、序列重叠群拼接和基因工程管理等方面，目前，该软件已被90多个国家的制药，生物技术，学术和临床研究人员使用。
3.2 RNA结构分析软件 RNA包含tRNA，mRNA，rRNA和sRNA等多种类型，在蛋白质生物合成过程中起着非常重要的作用。他们的二级结构或高级结构会影响蛋白质合成的效率。因此，对于本科生而言，直观的了解RNA的二级结构，对于掌握理论知识具有重要意义。RNA结构分析的软件有如Mfold、RNAdraw和RNAstructure等多个软件[4-5]。通过比较这些软件获得难易度、优缺点和使用复杂程度，我们发现Mfold已完成多次修订，且实现了网上在线免费试用（http：//unafold.rna.albany.edu/？q=mfold），输出结果灵活多样，结果直观，是本科生用于RNA结构分析的最佳选择。
3.3 序列比对软件（在线工具） 序列比对也称序列比较，通过该操作，可以将两个或多个基因（或蛋白质）序列按照一定的规律排列，使学生直观的观察到序列的变异，从而确定序列之间的相似性或同源性。根据序列多少，可分为双序列比对和多序列比对。序列比对的软件或在线工具也有很多，其中多序列比对软件有Clustal（ClustalX和ClustalW）、GCG、BioEdit、DNAMAN和DNAStar件包中的MegAlign等。在这里，适合本科生教学的软件我们推荐MegAlign和DNAMAN。而两序列比最常用的则是BLAST在线工具（http：//ncbi.nlm.nih.gov/blast），它是NCBI开发的可免费非注册使用的在线工具，可与NCBI的蛋白质数据库和基因数据库链接，也可用于蛋白质和基因序列的同源检索，是本科教学中必须要用到的在线工具。
3.4 系统发育树构建软件 在生物进化过程中，细胞内的生物大分子（蛋白质、核酸）的一级结构的变化会出现变异（进化），而生物大分子进化速率相对恒定，我们可以根据生物大分子的序列信息构建系统发育树，推断生物进化历史。系统发育树构建的软件有MEGA，PHYLIP，DNAMAN等。在分子进化相关的科学研究中，最常用的是MEGA（即Molecular Evolutionary Genetics Analysis），该软件更新快（目前的最新版本为MEGA7.0 http：///），运行速度快，操作简单，结果直观。因此，在本科教学中，我们推荐MEGA软件作为系统发育树构建的软件。
3.5 Expasy工具 ExPASy，即Expert Protein Analysis System，由瑞士生物信息学研究所维护的蛋白组学相关的在线实用分析平台，整合了很多蛋白质数据资源和分析工具（http：///），涉及蛋白分类、蛋白质翻译、结构预测、相似检索、序列比对等。该在线工具可免费试用，是本科教学过程中值得推荐的分析工具。但是，该工具包数据量大，鉴于本科教学学时的限制，在教学过程中不宜细讲，可以引入，让感兴趣的同学自学。
4 结语
随着分子生物学和生物信息学的迅猛发展，生物信息学数据库不断完善，生物分析软件越来越多，且各具特色。考虑到地方本科院校实际情况，我们介绍了以上的生物信息学数据库和分析软件（在线工具），并简单总结了它们适合于地方性高校本科教学的优点，给出了合理选择的参考建议，以期为地方本科院校《生物信息学》教学提供参考。
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简单地说，微生物就是我们人类用肉眼很难将其观测到的细微生物。细菌是微生物中的一类，属于原核生物，按照形态可以分为球菌、杆菌以及螺旋菌。细菌虽然微小，但是其分布极为广泛，在人体中，细菌的数量要远远超过人体细胞的总量，其重要性由此可见。
一、关于微生物学的学习
在生物专业学习中，微生物学是其重要分支之一，可以应用于工业生产（例如酿酒、酸奶制作等）、医药（例如医学中细菌病毒检测、药品中各种菌素片等）、生物工程以及细胞工程等等。由于微生物是我们肉眼看不见或者看不清的细微生物，所以如果没有显微镜，认识起微生物来就不够直观，这也导致了人类历史中很长一段时间虽然有很多利用微生物的事件被记载，但都没有意识到微生物的存在。所以在学习微生物学的过程中，要注重学生自己亲身观察实践，利用显微镜等仪器，将微生物直观地展示在学生眼前。
当然在现代社会，绝大部分学生对微生物已经不陌生，但是在没有学习微生物学之前真正对其了解并喜爱的可能不多，在微生物学习过程中，还要注重学生学习兴趣的培养，在学习之初，要通过微生物与人类息息相关的实例以及多媒体教学的视觉冲击吸引学生的注意力，然后通过提出与生活有关的问题引发学生的思考，让其对微生物学产生好奇，然后利用显微境等仪器引导学生解答问题，激起学生成就感，从而引发其兴趣。
二、微生物学习中细菌分类概述
在微生物学习中，《伯杰氏系统细菌学手册》以及《伯杰氏细菌鉴定手册》是细菌分类以及细菌鉴定的权威以及代表作品，由于生物技术在不断进步，所以这两部手册也在不断修订。
目前，对细菌种类的研究主要是在细菌分类基础上，对细菌菌株进行鉴定；以及构建系统发育树研究细菌进化关系；也有在同一属的细菌范畴内对细菌的种进行分群聚类研究。这些研究都是以细菌分类为基础，从中也可以看出在微生物学习中细菌分类的重要性。
在学习细菌分类的过程中，要注意细菌分类是不断进步不断更新的，这主要是由于生物技术不断推陈出新、研究细菌分类的方法就在不断进步。同时还要注意技术的更新换代是一个连续的过程，新技术是在原有技术的基础上不断探索发明的，所以要注意不要因为有了新技术，就将原有的完全抛弃，也许在研究过程中可以只使用新技术，但是在学习时，也应该对历史有所了解和认识。所以学习细菌分类时，应该全面、连贯。
三、微生物学习中细菌分类方法探讨
对细菌进行分类，方法非常重要。所以，在微生物学习中，细菌分类方法具有重要地位。目前，细菌分类的方法主要包括特征分类法、数值分类法、组分分类法、分子生物学分类法以及多相分类法等。
1、特征分类法
不同的细菌，其形态、代谢以及生存环境存在一定差异，在生物技术不发达的年代，人们依据形态、生理以及生存环境等基本特征对细菌进行分类。不过由于细菌体积微小，使得这些特征的观察较为笼统，所以这种分类方法比较粗犷，很难对细菌进行进一步区分。特征分类法是一种古老、相对较为宏观的分类方法。
2、数值分类法
随着计算机技术的发展，数值分类法开始大规模兴起。细菌的表性特征有很多，将这些特征全部进行检测，然后利用计算机技术对这些特征进行归纳分类，这就是数值分类法。相对特征分类法，数值分类法要精细一些，但是其需要测定的特征很多。由于数值分类法能够定量反应细菌特征，所以目前该方法应用依然较为广泛。
3、组分分类法
组分分类法主要利用质谱、光谱、气相色谱以及高效液相色谱等技术检测细菌的化学组分。需要检测的细菌化学组分主要来源于细胞壁、细胞膜脂肪酸、枝菌酸、磷脂、醌、以及蛋白质等。检测细胞壁主要是检测其氨基酸和糖分；脂肪酸和枝菌酸都是细胞膜的重要组成成分；磷脂是极性脂；醌是非极性脂，存在于线体膜以及细胞质膜；蛋白质组分检测是采用全细胞蛋白质凝胶电泳技术。
4、分子生物学分类法
分子生物学分类法主要包括16S rRNA基因等序列分析、GC含量分析、DNA指纹技术、ITS序列分析、DNA-RNA杂交技术以及DNA-DNA杂交技术。目前，该方法应用广泛，用于细菌分类、多样性分析的基因除了16S rRNA基因外，还有16S～23SrRNA基因、tuf基因、hsp60基因、pheS基因等。当然，16S rRNA基因在利用基因序列分析进行细菌分类研究中应用最为广泛。
5、多相分类法
多相分类法就是综合上述几种方法进行细菌分类，该方法是一种综合的方法，将几种单一方法结合起来，互相验证、补充，可以得到更为合理可信的结论。
四、结束语
微生物学习中，细菌分类是一项系统但又繁琐的工作，而且细菌分布广泛、变异快，新种不断被发现，将新种进行鉴定和分类应该采用多种方法，而不能简单的通过单一方法就下结论，多相分类法就是用多种单一方法进行分类鉴定，所以相对更为全面可靠。
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中药是中华民族的瑰宝，随着生物科技的发展，我们也越来越关注运用现代科学技术对中药进行全面研究。基因组学是20世纪末发展起来的一门科学，随着人类基因组计划的完成及后基因组时代的到来，药物基因组（Pharmacogenomics），即研究遗传变异与药物反应相互关系的一门学科，是以提高药物的疗效和安全为目标，已成为新的研究重点。药物基因组学的发展为中药现代化提供了良好契机。
一、基因组学概述
1.基因组学定义。基因组学（Genomics）是研究基因组的科学，它以分子生物学、电子计算机和信息网络技术为研究手段，以生物体内全部基因为研究对象，在全基因组背景下和整体水平上探索生命活动内在规律及内在环境对机体影响机制的科学。它从全基因组的整体水平，而不是单个水平，来研究生命这一具有自组织和自装配特性的复杂系统，认识生命活动的规律，从而将更加接近生命的本质和面貌。
2.基因组研究内容。基因组学作为一门新兴学科，根据其研究对象，研究的重点及研究的目的不同，又分成多分支学科。根据研究的重点不同，基因组学可以分为结构基因组学和功能基因组学，结构基因组学以全基因组测序为目标，而功能基因组学以基因功能鉴定为目标。根据研究的对象不同还可将基因组学分为疾病基因组学、比较基因组学、药物基因组学和环境基因组学等。基因组研究可以理解为：①基因表达概况研究，即比较不同组织和不同发育阶段、正常状态与疾病状态，以及体外培养的细胞中基因表达模式的差异，技术包括传统的RTPCR，RNase保护试验，RNA印迹杂交等。②基因产物-蛋白质功能研究，包括单个基因的蛋白质体外表达方法，以及蛋白质组研究。③蛋白质与蛋白质相互作用的研究，利用酵母双杂交系统，单杂交系统（one-hybrid system），三杂交系统（thrdee-hybrid system）以及反向杂交系统（reverse hybrid system）等。
二、中药研究中常用的基因组技术
1.基因芯片技术。基因芯片又称DNA芯片（DNA chip）、DNA微阵列，是基于核酸、探针互补杂交技术原理，将大量的寡核酸片段按预先设定的排列顺序固化在载体表面如硅片或玻片上，并以此为探针，在一定的条件下与样品中的待测的靶基因片段或DNA序列杂交，通过检测杂交信号的强度及分布来实现对靶序列信息的快速检测和分析。目前已成为基因表达分析的最常用工具。基因芯片技术具有高通量、并行、高内涵的特点，这就为探索中药作用机理开辟了新领域。现代药理学分子水平研究表明药物作用都有其靶点，基因芯片可以确定靶组织的基因表达模式，从而将中药作用的靶基因全部显示出来。如陈明伟利用基因芯片技术检测中药单体人参皂苷20（R）Rg3对肿瘤血管生长调控因子（VEGF）蛋白表达的抑制作用。基因芯片技术还有助于确定中药有效部位，通过基因芯片技术迅速筛选起作用的中药有效成分。此外，基因芯片技术在中药材鉴定，道地药材筛选，中药新药研发等方面都有重要的应用。
2.DNA分子标记技术。①RAPD技术。RAPD即随机扩增多态性DNA，在1990年由Welsh与Williams等人发展起来，是建立在PCR（Polymerase Chain Reaction）基础之上的一种可对整个未知序列的基因组进行多态性分析的分子技术。其以基因组DNA为模板，以单个人工合成的随机多态核苷酸序列（通常为10个碱基对）为引物，在热稳定的DNA聚合酶作用下，进行PCR扩增。RAPD技术能快捷地辨别出不同遗传物质之间最微小的DNA偏差，而且耗材较少，不必提前获知其基因碱基顺序，通过对遗传资源的分析，从遗传多样性中得到详尽的遗传信息。现在，RAPD技术已成功鉴定细辛、蒲公英、龙胆草、人参及西洋参等药材。②RELP技术。RELP技术即限制性长度多态性分析技术，就是将DN段用限制性内切酶消化后，进行限制性片段长度多态性分析。RELP技术可以确定基因种属的特异性和药材的鉴定。陈美兰采用PCR-RFLP方法从分子水平鉴定人参中有效成分人参皂苷的含量，克服了因人参分布易受生长环境、储存条件和加工等诸因素影响，采用传统的形态学和组织学方法难以鉴别的缺点。
3.PCR技术。PCR技术即聚合酶链式反应技术，是体外扩增DNA序列的技术，广泛应用于目的基因的制备等几乎所有的分子生物学领域。DNA的保存需要严格的条件，在正常的中药材加工和储存过程中是很难做到的。王严明等通过PCR技术从保存了9年的药材龟板中提取DNA，成功进行了DNA指纹鉴定。
4.DNA测序技术。DNA测序技术，即测定DNA序列的技术。在分子生物学研究中，DNA的序列分析是进一步研究和改造目的基因的基础。该技术包括单向测序（Single-Read Sequencing），双向测序（Paied-End Sequencing）混合样品测序（Indexed Sequencing）。DNA测序技术在中药品质研究中有重要的应用，刘玉萍等采用PCR直接测序技术测定半夏及其伪品的18SrRNA基因核苷酸序列并作序列变异和选择性内切酶谱（PCR-SR）分析，为半夏正品鉴别提供分子依据。此外，该技术还可以用于中药的品质鉴定，仇萍等通过DNA指纹图谱从分子水平对中药材种质进行准确分析，从而为鉴定药材的真伪优劣提供依据。
三、展望
基因组学研究已把揭示生命本质提高到了一个全新水平，同样它在中药各个领域的渗透也使中药发展有了更广阔的前景，将推动中药在种材培育、药材鉴定、机理阐述和新药研发的进步，促进中药走出中国，走向世界。
参考文献：
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[2]朱华，吴耀生.基因芯片技术在药用植物研究中的应用.中草药，2005，36（10）：144l-1444.
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[6]陈美兰.采用RAPD和PCR-RFLP方法从分子水平鉴定人参[J].Biol Pharm Bull，2001，24（8）：872-875.
篇12
近些年来，随着分子生物学技术的不断发展，使得微生物学领域的研究发生了很大的变革，借助分子生物学方法来进行微生物的鉴定和检测成为了现代微生物诊断以及生态学研究的重要手段。FISH技术是一种将分子生物学精确性、显微镜可视性的特点进行结合的技术，它也可以对微生物群落来进行评价。现在FISH技术已经被很广泛的应用于环境微生物学中了，主要用于揭示微生物原位生理学功能和特性。
一、荧光原位杂交技术概述
（一）原理
荧光原位杂交技术是将核糖体内中高度保守、长度适中的16SrRNA序列来作为理想的基因分类靶序列，然后根据这个序列的特异性、保守性来设计所需的不同级别和分类的寡核苷酸探针，并且对特意核苷酸序列中带标记的RNA或者DNA分子进行识别，这个探针和待检测的靶DNA是同源互补的，经过变性、退火、复性的过程来形成核酸探针和靶DNA的杂交体。这种技术所使用的寡核苷酸探针是经过了荧光标记的约为20bp的特异性核苷酸片段，并利用这报告分子和荧光素标记具有的特意亲和素间的免疫化学反应，通过荧光检测系统来对要被检测的DNA进行定位、定性和定量的分析。
（二）特点
作为一种非放射性的检测系统，FISH技术有其特有的属性和优点：
1.FISH是一种非放射性的检测系统，采用的是生物素标记探针，避免了辐射性污染；
2.荧光探针具有稳定性和经济性，每进行一次标记就可以在两年之内进行使用，并且在一般的具有荧光显微镜的实验室都可以进行使用；
3.FISH技术基于抗原鉴特异性识别和结合的特点，具有特异性好、定位准确、实验周期短以及灵敏度强等优点，并且进行长度为1kbDNA序列的定位时，其灵敏度是和放射性探针不相上下的；
4.多色的FISH可以同时进行多种DNA序列的检测，可以应用的范围是十分广泛的。
（三）步骤
荧光原位杂交技术的操作步骤主要有七项，即1.样品固定；2.样品预处理；3.样品预杂交；4.样品和探针变性；5.杂交；6.漂洗去除没有结合的探针；7.对杂交信号进行检测。
二、荧光原位杂交在环境微生物学中的应用
（一）对环境微生物多样性的诊断
FISH对于环境微生物多样性的诊断是其在环境微生物学中比较具有代表性的应用。环境微生物研究方式主要是纯培养，但是环境微生物种类众多，只有很小的一部分能够被培养，所以这种方式会使其多样性分析产生的结果具有局限性，有研究人员发现在不同的环境微生物研究中99%以上的微生物种类是不能够被培养的。荧光原位杂交技术能够将微生物环境中的完整细胞景象信息进行再现还愿，精确度较高，因此在现在的微生物多样性的研究领域中被广泛的应用。FISH技术在近几年中，对于自然环境微生物群落的研究成果比较明显，有对海水沉积物群落的研究结果，也有海水、河水、高山湖雪水中的浮游菌体、根系表面以及土壤之中的寄居群落。荧光原位杂交技术不仅可以提供微生物在某一时刻的景象信息，还能够检测生物环境中微生物群落以及其种群动态。与此同时，FISH技术还被应用于鉴定和检测没有培养出来的种属和新种属，例如酸杆菌属、巨大硫酸盐细菌、全噬菌属等。这项技术已经成为探究自然菌群生态学组成和群落对于自然、人为因素的动态变化的答应研究最有利的一种科技手段了。
（二）对硝化细菌的研究
氨氧化菌和硝化菌的数量以及其空间分布式和微生物在硝化、反硝化的过程中所处阶段是相关联的，由此可见，对于生物处理系统中的硝化菌、氨氧化菌进行的研究是调控废水脱氮工艺想要正常运行的重要参数。传统的研究方式步骤过多，有分离、富集、分类、鉴定等，会耗费很多时间，这主要是因为硝化细菌在生理上是一种十分特殊的化能自氧菌。FISH技术能够解决这类问题，在很早之前就有研究者将这一技术引入到了硝化细菌检测中，建立起了一套比较完善的硝化细菌的FISH检测法。随着时展和科技的进步，人工设计合成的硝化细菌、氨氧化菌探针不断地被研究出来，FISH技术被越来越广泛地应用到了活性污泥系统以及消化流化床反应器、膜生物反应器等的污水处理系统中去了。
综上所述，荧光原位杂交在环境微生物学中的应用是十分广泛的，这项技术对于微生物种类多样性的研究以及处理三废都有很重要的意义。但是，FISH技术在应用中仍存在一些问题，随着研究的不断深入和不断完善，这些问题必将被解决，荧光原位杂交技术对于环境微生物学一定会有更加重大的理论和现实意义。
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微生物学是高等院校生物类专业的一门重要专业基础课，是一门实验性和应用性很强的学科。微生物学实验是微生物学的重要组成部分，是现代生物学技术的重要基础，对于学生加深理论知识的理解，培养创新与实践能力具有非常重要的作用[1]。传统的微生物实验教学内容一般以验证性和演示性为主，注重培养学生的基本实验技能，但对学生综合实验技能和创新能力的培养有待提高。随着国家对创新人才的需求，适当增加综合性和研究性实验内容的比重是微生物实验教学改革的发展方向，对于提高学生的思维能力、动手能力有着积极的作用[1-3]。
本校非常重视实验教学改革工作，鼓励学生在掌握基本实验技能后，积极参加设计性、研究性实验，包括院校两级的大学生科研立项或教师的研究课题，并给予相应的创新学分。通过该项措施进一步激发了学生的学习兴趣，并有效提高了学生的实验技能及分析问题和解决问题的能力。目前微生物实验教学主要包括传统的微生物实验技术，随着分子生物技术的发展，微生物研究技术突破了以往主要依赖纯培养物的局限性，特别是在生态环境样品中的微生物群落结构分析中，基于PCR扩增的分子生物学方法逐渐取代了传统的培养方法，大大拓展了微生物研究的范围[4]。因此，我们在后续的研究性实验中引入了变性梯度凝胶电泳在微生物群落结构分析中的应用等创新型实验项目，使实验教学从基础性向综合性和研究性推进。
一、变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术概述
由于自然环境中微生物生存条件的复杂性，大多数微生物以未可培养的形式存在。DGGE是一种不依赖微生物培养技术的研究方法，能快速、准确鉴定环境中微生物种群，在揭示复杂微生物群落演替规律和功能基因多样性方面具有独特的优越性，已被广泛应用于微生物分子生态学研究各领域[5]。DGGE技术的基本原理是在聚丙烯酰胺凝胶的基础上，加入呈梯度分布的变性剂（甲酰胺及尿素），双链DNA分子部分解链导致电泳迁移率降低，而序列不同的DNA分子解链行为不同，在凝胶中的移动速度也就不同，从而使得长度相同而序列不同的DN段分离。因此，通过测序分析凝胶上不同的谱带，可以检测微生物种群的遗传多样性和动态变化[6]。DGGE技术的工作流程主要包括以下几个步骤：（1）环境样品的采集；（2）样品中微生物基因组DNA的提取；（3）DN段的PCR扩增；（4）PCR产物的DGGE分析；（5）DNA条带的序列分析。
二、变性梯度凝胶电泳技术在微生物实验教学中的应用
变性梯度凝胶电泳技术是一项综合性较强的实验技术，涉及的知识面较广，要求学生既要有全面扎实的理论知识，又要求较强的实际动手能力。我校的微生物学实验安排在大学二年级的上学期，通过学习使学生掌握微生物学实验的基本原理和操作技术。此外通过后续的生化分析技术和分子生物学实验等课程，学生掌握了聚丙烯酰胺凝胶电泳、基因组提取和PCR扩增等实验技术。因此该项研究性实验项目主要面向大学二年级和三年级的学生，我们为学生提供开放的实验室环境，学生自己组成实验小组，可根据自己的实际情况安排时间。整个实验由学生实验小组开展并完成，同时在实施过程中配备指导教师进行随时指导。根据学生的学习兴趣并结合实验室的科研课题，我们近几年开设了多项DGGE技术在微生物研究中应用的实验，包括《氯嘧磺隆对土壤微生物类群的影响》、《SBR反应器中聚磷菌群的结构分析》、《不同森林土壤中产漆酶细菌群落结构的研究》和《厌氧污泥对偶氮废水的脱色及污泥菌群结构分析》等研究性实验项目。环境样品中DNA的提取是影响微生物多样性的DGGE检测结果的重要因素[7]，学生通过比较不同提取方法对DNA产量和纯度的影响，确定了针对不同的实验样品（土壤或污泥）的最佳提取方法，在这一过程中加深了对DNA提取原理和方法的认识。通过DGGE图谱的分析，学生可以直观地了解到污染胁迫等环境条件下微生物群落结构的改变及优势菌群形成的动态过程，更加深刻地理解富集培养技术在分离特定功能微生物上的应用。学生通过后续的序列比对分析，可以学习到相关环境中常见的微生物优势菌属，特别是一些非培养微生物序列的出现丰富了学生对微生物多样性的认识。通常面向本科生开设的微生物实验主要以好氧微生物为对象，因此学生接受的微生物学知识侧重于好氧微生物，对厌氧微生物的接触和认识较少。我们通过引入厌氧环境中微生物结构分析等实验项目，使学生有机会接触厌氧箱的使用，掌握厌氧微生物的培养方法等实验内容，进一步丰富实验教学内容，深化实验教学改革。
三、小结
分子生物学技术的发展，展示了一个更为丰富的微生物世界。与目前基于高通量测序的微生物多样性分析方法相比，DGGE技术具有快捷、方便、成本低等优点，适合应用于微生物创新实验教学。通过这些研究性实验的开展，使学生完成无法在正常教学时间进行的实验内容，拓展了与其他学科实验技术的综合应用，在激发学生学习兴趣的同时，不仅提升了学生的实验操作技能和团队协作能力，而且增强了综合思考及分析解决问题的能力，为独立完成毕业论文实验及今后从事科研工作打下了坚实的基础[8]。
参考文献：
[1]张萍华，蒋冬花.微生物学创新实验教学体系的构建与实践[J].微生物学杂志，2013，32（3）：107-109.
[2]袁生，徐旭士，戴传超，何伟，张茵，尚广东，戴亦军.微生物学实验课程的改革与实践[J].高等理科教育，2012，（2）：138-140.
[3]贾艳萍，张兰河，马姣.立足学科发展的微生物学实验教学改革研究[J].实验技术与管理，2012，29（12）：26-32.
[4]李晓然，吕毅，宫路路，柳陈坚.微生物分子生态学发展历史及研究现状[J].中国微生态学杂志，2012，24（4）：366-369.
[5]李琬，李景鹏.分子生物学技术在堆肥微生态研究中的应用研究进展[J].中国农学通报，2012，28（18）：20-25.
[6]王洋清，杨，李勇.DGGE技术在森林土壤微生物多样性研究中的应用[J].生物技术通报，2011，（5）：75-79.
[7]高慧琴，刘凌.PCR-DGGE技术中不同DNA提取方法综述[J].安徽农业科学，2011，39（1）：52，102.
