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生物信息学新进展范文1
（1．中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所，北京 100193；2．中国医学科学院药用植物研究所云南分所，
云南 景洪 666100；3．广西药用植物园，南宁 530023；4．广西中医药大学，南宁 530001）
摘要：FOS蛋白作为一类核蛋白转录因子，在调控细胞生长、分裂、增殖、分化乃至程序性死亡等方面具有重要的作用，它的表达影响了许多生命活动和过程，引起了人们的广泛关注，并在学习记忆及的标记方面吸引了学者的眼球。对FOS蛋白的作用进行了综述，并对人、大鼠及小鼠FOS蛋白进行了生物信息学分析，旨在为FOS蛋白在生理学方面的研究提供参考依据。
关键词 ：FOS蛋白；转录因子；生物信息学
中图分类号：Q816；Q811．4 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2015）07－1537-06
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.07.001
FOS是c－fos基因转录产生的成熟mRNA编码的一个核磷蛋白。c－fos基因是人或动物细胞中固有的正常基因，属于即刻早期应答基因（Immediate early response genes，IEG），FOS作为一类核蛋白转录因子，在调控细胞生长、分裂、增殖、分化乃至程序性死亡等方面具有重要作用。FOS蛋白和c－fos基因受到广泛的关注，研究不断深入。本文就FOS蛋白的作用及其在性行为方面的研究进行了论述，对人、大鼠及小鼠的FOS蛋白进行了生物信息学分析。
1 FOS蛋白
c－fos基因高度保守，属多基因家族，与其同族的还有fos－B，fos－1和fros－2。c－fos可在多种因素诱导下迅速地表达，其转录激活在5 min内即可产生，一般维持15～20 min，c－fos mRNA的蓄积在刺激后30～45 min可达高峰，半衰期为12 min。FOS蛋白合成后即刻转入细胞核内，一般在刺激后20～90 min即可检出，60～90 min达峰值，可持续2～5 h，半衰期为2 h［1］。
2 FOS蛋白的作用
在原癌基因的研究中对IEG产物的研究提示FOS蛋白可能是神经元被刺激激活的一种标志［2］。现代学者认为，FOS蛋白参与细胞的正常分化、生长以及学习、记忆等过程，在脑内与皮层、海马、边缘系统、背海马、纹状体内FOS蛋白的表达密切相关［3－7］。在病理状态下与许多疾病的发生、发展有关，如宫颈癌［8］、癫痫［9］。目前FOS蛋白表达还用于偏头痛治疗药物筛选、药效评价和发病机理研究模型的建立［10］、鉴别生前电击与死后电击［11］、作为临床提示脑部受伤时间的参考指标［12］。
FOS蛋白参与神经肽的调节，与神经元的可塑性有关，如细胞水平记忆的形成、神经元损伤后的再生等［1］。当受到如脑缺血、脑出血、血管性痴呆、痫性发作、热应激、恐惧和愤怒应激等刺激后，其在数分钟内做出反应，导致中枢神经系统不同区域出现不同数量的FOS蛋白表达［13］，如室旁核［14，15］、下丘脑视上核、下丘脑、杏仁核［16］等，在对外界刺激-转录耦联的信息传递过程中起着核内第三信使的重要作用［17］，且各种急性应激所致小鼠空间学习记忆功能的改变与FOS蛋白表达的上调有关，其表达在应激后1 h明显增加［18］。Moore等［19］研究发现，FOS蛋白的持续表达是细胞终末分化的标志及发生死亡的先兆［20］，同时还能抑制使细胞维持生存的一些基因的表达，维持着随后的细胞死亡过程并持续很长时间［21］。
3 FOS蛋白与性行为
多年的研究发现大脑接收相关的信号，FOS蛋白的表达可作为与性行为的各个方面尤其是相关的神经活动的标志物［22－24］，并且FOS蛋白随着性行为的增加而表达增高［25－27］，其表达可能与感觉输入或行为输出有关，或者两者都有，人们普遍认为诱导FOS蛋白表达与感觉信息的处理比触发更相关［28］。
现在FOS蛋白已被用于雄性和雌性啮齿动物大脑性行为的图谱功能网络的绘制［29，30］，并且使用FOS蛋白作为标志物具有病变而不会影响细胞分辨率的优势［31－35］。由于分辨率大，时FOS蛋白的增加发生在内侧视前区、杏仁核、条纹终末核、中央被盖区［36－39］、束旁丘脑核［26］、附属嗅球、伏隔核、腹外侧隔、条纹床核、内侧视前区、下丘脑室旁核、腹内侧核、杏仁核、杏仁海马区、腹侧被盖区等。这些脑区域都是性行为调节下的神经网络的部分［40］。总之插入和诱导了FOS蛋白在雄鼠大脑区域中的表达。研究中还发现许多性刺激后FOS蛋白表达的区域是控制雌性性行为和繁殖功能不同方面的区域。在大鼠中，当具有性经验的雄性接触雌性但还没有开始骑跨时在内侧视前区尾部内有FOS蛋白的感应现象［25］，在密闭的容器中为雄性提供动情或者不动情雌性弄脏的垫料时该区也有感应［41］。相比之下，在大鼠、雄性仓鼠［33，42］、雄性沙鼠［32］和雪貂［34］中，随着中的插入和可能减少了FOS蛋白阳性催产素神经元在前侧和内侧分泌性细胞分区中的数量［43］。研究还发现FOS蛋白离散集群只在特定的分区位置出现并且是在后而不是插入后就出现［26，32］。在大鼠中， 这些 FOS蛋白集群的神经元通常出现在杏仁核外侧区、条纹终末核喙部、束旁丘脑核内侧。表明后激活了特定的脑部亚分区，能诱导FOS蛋白在大脑特定区域有选择性的表达［29］。
4 FOS蛋白的生物信息学分析
4．1 人类FOS蛋白
人类FOS蛋白（GenBank：CAA24756．1）的编码基因定位于染色体的14q21－31，该基因有4个外显子和3个内含子，FOS蛋白为380个氨基酸的不稳定核内磷酸化蛋白［44］。FOS蛋白存在一个由88个完全相同的氨基酸顺序组成的区域，这个区域包括一个能与DNA结合的基本区和亮氨酸拉链结构。通过Expasy进行一级结构分析可知FOS蛋白的分子式为C1767H2774N480O586S18，相对分子质量为40 695．40，理论等电点pI4．77，带正电残基（Arg＋Lys）为33个，带负电残基（Asp＋Glu）为51个。该蛋白的不稳定系数为78．82，说明其不稳定。脂肪系数为65．32，亲水性系数为－ 0．37，消光系数为21 930，哺乳动物的网织红细胞体外的半衰期为30 h。结构域预测发现其基本区域为亮氨酸拉链的BRLZ蛋白，属于B－ZIP超家族。
利用SOPMA对FOS蛋白序列进行二级结构预测，结果表明，FOS蛋白二级结构中α－螺旋（Alpha helix）占26．84％，β－折叠（Beta turn）占1．05％，延伸链（Extended strand）占8．16％，无规则卷曲（Random coil）占63．95％（图1）。
用Swissmodel对其进行了三级结构预测和可视化分析（图2）。该三级结构模型中用于建立模型的氨基酸残基范围为138~200位，该模型以2wt7A（2．30A）蛋白为模板，序列同源性为100％，E-value为1．43e－28．
4．2 大鼠FOS蛋白
大鼠FOS蛋白（NCBI reference sequence：NP＿071533．1），FOS蛋白的分子式为C1776H2791N4
83O592S17，肽链包含380aa，相对分子质量为40 926．60，理论等电点pI4．81，带正电残基（Arg＋Lys）为33个，带负电残基（Asp＋Glu）为50个。该蛋白的不稳定系数为76．60，说明其不稳定。脂肪系数为65．29，亲水性系数为－ 0．43，消光系数为23 420，哺乳动物的网织红细胞体外的半衰期为30 h。结构域预测发现其基本区域为亮氨酸拉链的BRLZ蛋白，属于B－ZIP超家族。
二级结构预测结果表明，FOS蛋白二级结构中α－螺旋（Alpha helix）占27．63％，β－折叠（Beta turn）占1．05％，延伸链（Extended strand）占8．68％，无规则卷曲（Random coil）占62．63％（图3）。
用Swissmodel对FOS蛋白进行了三级结构预测（图4）。该三级结构模型中用于建立模型的氨基酸残基范围为138～200位，该模型以2wt7A（2．30A）蛋白为模板，序列同源性为100％，E－value为1．26e－28．
4．3 小鼠FOS蛋白
该蛋白PDB ID为2WT7，相对分子质量为28 329．84，保守结构域基本区域为亮氨酸拉链的BRLZ蛋白，属于B－zip1超家族。2WT7有4条链。第一条链为63个残基的多肽，二级结构为96％的α－螺旋。第二条链为90个残基的多肽，二级结构为84％的α－螺旋，其余两条链均为16个残基。从PDB上下载其三级结构（图5）。
4．4 FOS蛋白的序列比对与系统进化树的建立
对大鼠FOS蛋白进行Blastp比对，选择同源性较高或研究较多的动物FOS蛋白序列进行分析。结果表明，与小鼠和金仓鼠（Mesocricetus aurarus）同源性最高，为97％，其次为猩猩（Pongo abelii）、野骆驼（Camelus ferus）各为95％、人（Homo sapiens）为94％、黑猩猩（Pan troglodytes）为94％。
从NCBI的数据库中挑选23个物种的FOS蛋白序列用MEGA5．0绘制进化树，结果显示大鼠与小鼠直接聚为一类，亲缘关系最近，这与序列Blastp的分析结果一致。因此通过以上对大鼠、人及小鼠的FOS蛋白进行对比可以看出，三者的同源性较高，结构和性质相似（图6）。
5 讨论
目前，关于FOS蛋白对细胞生命活动的研究取得了重要进展，尤其在各种应激反应对FOS蛋白表达的影响及FOS蛋白表达与一些疾病的相关方面，如冀群升等［1］研究发现FOS蛋白与神经元的可塑性有关，它可以通过参与神经肽的调节影响细胞水平记忆的形成，方向义等［13］在研究中也发现受到各种应激后在数分钟内中枢神经系统不同区域出现不同数量的FOS蛋白表达，且各种急性应激所致小鼠空间学习记忆功能的改变与FOS蛋白表达的上调有关［18］。而在研究性行为中也发现时一些与学习记忆相关的区域中FOS蛋白也随之增加，如室旁核［14，15］、下丘脑视上核、下丘脑、杏仁核［16］等，这提示FOS蛋白可能与性行为中的学习记忆有关。然而FOS蛋白在这些尤其在性行为这一神秘的过程中是如何发挥作用的，这些作用又与哪些基因和蛋白有关等问题还有待深入研究。
由于从人类脑部取样困难，试验往往选用大鼠脑部作为试验材料，不仅因为大鼠基因组与人类基因组相似度达90％，且大鼠脑量较大，取材方便，生物信息学分析发现大鼠、人及小鼠的FOS蛋白的同源性较高，结构和性质相似。尤其是大鼠和人类的FOS蛋白、相对分子质量、等电点等均相差较小，立体结构高度相似，因此研究大鼠FOS蛋白对研究人类FOS蛋白的各种性质和功能有极大的参考意义，本次生物信息学分析也可为大鼠大脑作为人类FOS蛋白研究的替代材料提供证据。
参考文献：
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生物信息学新进展范文2
关键词：医学检验；生物信息学；课程教学
近年来，生物信息学在各医药院校越来越受到重视，多所院校相继在研究生教学中开设了生物信息学课程[1]。而对于医学本科层次是否需要开设生物信息学课程这一问题，虽然目前各方面的观点不一，但是已经有一些院校开始进行尝试。目前医学检验专业（五年制，毕业时授予医学学士学位）已调整为医学检验技术专业（四年制，毕业时授予理学学士学位），而生物信息学作为一门新课程，在医学检验（技术）专业学生培养中的作用正日益受到关注，逐步被某些院校选择作为必修课或者选修课。
一、开设课程的必要性
空前繁荣的生物医学大数据的产出，及其蕴含的重大生命奥秘的揭示，将决定现代生命科技和医药产业研发的高度，决定人们对疾病的认识和掌控能力，也将对主导生物医学大数据存储、管理、注释、分析全过程，解决生命密码的关键手段———现代生物信息学技术的发展带来前所未有的机遇和挑战[2]。对于医学专业学生而言，通过学习生物信息学，从而掌握利用各种网络信息资源来检索和获取生物信息数据，并选择和使用各种生物信息学软件来分析数据。在当今大数据时代，这方面的知识和技能的培养对于医学生今后从事医学科研工作是非常重要的。因此，在医学专业学生中开设生物信息学课程非常必要。我校从2010年开始将生物信息学设置为研究生教学的必修课；从2013年开始在医学检验专业中开设生物信息学选修课，自2015年开始转为医学检验技术专业。在医学检验技术专业中开设生物信息学课程，能够为该专业学生的临床和科研方面的素质积累提供必要的支持，更重要的是增强了在医学和信息科学交叉领域解决问题的技能，其意义几乎等同于在研究生教学中的设课意义。
二、教学内容的安排
医学检验技术专业的教学任务非常紧张，几乎将原来医学检验专业前八个学期（最后两个学期为实习阶段）课程压缩到六个学期来完成，学生学习压力可想而知。我校为了减轻学生负担，各课程的课时数都比医学检验专业有所减少。但生物信息学并未改变，仍然为16学时。为了在较短的学时内实现教学效果的最大化，我们结合该专业学生的特点和需求，将授课内容分为理论课和实践课两部分，实践课不占学时。理论课主要介绍基本的生物信息学理论、资源和数据的获取、分析方法和工具的使用；实践课则通过布置作业，课后上机操作来解决问题。理论课主要内容包括：生物信息学导论、DNA测序技术、序列的获取、双序列比对、多序列比对、蛋白质结构分析和预测共计六个专题。实践课主要内容包括：cDNA及基因组参考序列的获取；常见序列格式的释义与转换；双序列比对（局部比对）；多序列比对（全局比对）；蛋白质综合信息查询；蛋白质基本性质、疏水区、亚细胞定位、信号肽、跨膜区、模体及结构域分析与二级结构预测；蛋白质三级结构预测。在理论课实施过程中，注重将与生物信息学相关的生命科学和医学前沿的一些最新进展和最新成果引入理论知识讲授中，让学生在有限学时内能够进一步认识生物信息学的内涵和课程的价值，追踪前沿学科的动态，开拓视野。
三、教学方法的设计
生物信息学涉及多个学科领域，交叉性强，在较短的学时内学好这门课程的难度很大。学生的学习兴趣与教学内容和手段关系密切，除了精心选择教学内容外，教学方法上也有很多需要革新乃至创新的地方。在教学过程中，我们形成了颇具特色的教学经验，由授课教师独创的授课———实践———演示（Teaching-Practicing-Showing，TPS）教学模式已应用于教学。TPS教学模式着力于以实际问题为引线，将理论授课与上机实践有机地融为一体，逐步介绍生物数据分析的各项技能，并指导学生将其融会贯通以真正掌握相关的基本方法与常用工具。首先，在教学内容上引入具体实例来进行教学，比如讲解生物信息数据库（Gene、Nucleotide、UniProt、PDB等）时，通过给出检索某个人类疾病基因数据的例子来学习数据库的使用方法。课堂上教学实例的设计需要任课教师在备课时投入大量精力来完成，还需要教师具备多学科交叉的知识。教学实践表明，与医学相关的生物信息学分析实例可以让学生更好地认识该课程的作用，大幅度提高学生的学习兴趣和学习的主动性。此外，课堂教学手段也应该丰富多彩，多媒体教学中可以充分使用图片、动画等元素。其次，举例分析时可以进行一定的现场演示，比如讲解检索Unigene数据库时可以一边上网演示一边解释说明。
四、考核方式的变革
生物信息学作为选修课，既要遵循学校相关的考试制度，也要通过对考试方式的变革来提高考试效果。我们将理论考核与学生的实践能力考核联系起来，结合学生课外实践任务的完成情况和开卷考试成绩进行综合评定。在课程中安排一次课外实践任务，要求每位学生独立完成相关分析并提交书面分析报告，该部分占考核成绩的20%。具体内容为自行选择一个人类细胞外功能蛋白：1.利用ClustalX对各物种参考蛋白序列进行多序列比对（输出PS格式结果）；2.分析分子量、等电点、分子式、稳定性、亲疏水性及亚细胞定位；3.预测二级结构并模拟三维结构。课程结束后进行开卷考试，内容包括基础知识和综合分析，尽量采取灵活的出题方式，并控制题量，该部分占考核成绩的80%。近年来的教学实践表明，这种综合评定的方式能够反映学生对该课程的掌握程度，体现学生利用生物信息学知识解决问题的能力。
五、展望
实践表明，生物信息学课程教学能够给学生提供所需要的生物信息学知识和技能，但是在教学内容安排、教学方法设计、教学手段使用和教学效果评价等诸多环节都需要进一步探讨。在这个过程中，我们既需要吸收传统教学模式中的优点和精髓，做到严谨和切合实际，又需要更新教学理念，突出医学特色，大胆尝试新的教学方法和手段，最终形成本课程别具一格的教学特色。
作者:伦永志 单位:大连大学
参考文献
生物信息学新进展范文3
本书共有38章：1.G.N.Ramachandran的学术遗产与印度结构生物学的发展；2.胶原三螺旋结构研究综述；3.Ramachandran先生丰厚的学术遗产；4.“相图”扩充：更多数据、更多维度、更多用途；5.拉氏图和蛋白质结构验证；6.拉氏图的非参数统计分析；7.拉氏图封闭区的非甘氨酸残基及其邻位偏好性；8.蛋白质相似结构的二面角变异性分析；9.α碳原子示踪与扭矩角分析α螺旋几何量：一个比较；10.拉氏图不同区域对蛋白质中氨基酸残基的倾向性；11.多肽构象粗晶分析的立体化学；12.多蛋白组装：靶向蛋白-蛋白相互作用以调控细胞生化活性；13.蛋白-蛋白复合物结构的预测；14.抗体特异性研究的新范式：种系抗体识别的结构生物学；15.蛋白质组，蛋白折叠盒自关联：NMR技术最新进展；16.用计算方法研究蛋白质复合物识别机制；17.蛋白质三级结构的普遍性：一些新概念；18 冷休克结构域――单链RNA结合和重塑与分子模块的多变性；19.DNA蛋白质复合物中的DNA螺旋转换；20.D氨基酸：产生、立体化学和翻译机制规避；21.多肽设计中用构象性限制残基诱发折叠结构；22.环β-氨基酸作为构象限制剂；23.蛋白质二硫键分析与设计；24.强扭曲和卷曲β-发卡结构及其在蛋白质折叠中的作用；25.负责结构域交换的蛋白质铰链区的鉴定和构象分析；26.内生性异常蛋白：结构-功能范式的重读；27.内生性异常蛋白：调控与疾病；28.T细胞赖氨酸激酶ZAP-70调控的结构基础；29.模拟蛋白功能调控的构象动力学控制；30.σ因子-抗σ因子复合物的构象特征；31.Ⅱ型 5-磷酸吡哆醛依赖的酶：结构、底物识别与催化；32.分子内同构多肽键：菌毛和细胞表面粘附中新的翻译后修饰；33.结构生物信息学解析次生代谢物的生物合成密码；34.加速化分子动力学：生物分子模拟的效应提高取样法；35.E.coli胆色素原去氨基酶四聚体化时的结构动态；36.抗凋亡MCL1和A1蛋白憎水沟的可塑性；37.用不规则维度法研究蛋白质结构的有效性；38.MOLS技术检测甲硫氨酸-脑啡肽景观结构的内生性。
作者Manju Bansal是位于班加罗尔的印度科学理工学院的教授，N Srinivasan是此校的副教授。Manju Bansal研究领域是核酸结构、原核和真核生物启动子结构，DNA结构稳定性，DNA构象柔性，DNA配体结合动力学，蛋白质二级结构。N Srinivasan的研究主要用计算方法研究蛋白质结构、功能及相互作用，细胞信号传导和生物通路。
本书适合结构生物学、计算生物学、分子生物学和生物化学、生物信息学、药物化学领域的专家、学者和研究生阅读。
生物信息学新进展范文4
一、征文内容
（1）原子光谱分析;（2）分子光谱分析;（3）色谱法与分离科学;（4）电分析化学;（5）波谱分析（包括顺磁、核磁共振）;（6）质谱分析;（7）显微成像分析;（8）微流控芯片分析;（9）联用方法与自动化分析;（10） 形态、表面及结构分析;（11） 生物分析化学;（12） 药物和代谢物分析; （13）环境分析化学;（14）食品分析;（15） 蛋白质分析;（16）核酸分析;（17）纳米分析化学;（18）分析仪器及装置;（19） 质量控制; （20）化学计量学与生物信息学。凡已在刊物上发表或在全国会议上报告过的论文不在应征之列。此外，本次会议的交流形式包括大会报告、邀请报告、口头报告和墙报交流，并设优秀墙报奖，诚挚欢迎积极参与 （http：//）。
二、征文要求
应征论文须用Word软件编辑，包括题目、作者、单位、必要的图表、结果和讨论、主要参考文献（2～5篇），用A4纸，版心尺寸为15 cm×24 cm， 标题用小三号黑体，正文用小四号宋体，全文（包括图表）一般为一页，请勿超过两页。文末须附英文题目、作者姓名和单位。截稿日期：2015年3月15日。
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生物信息学新进展范文5
2013年8月，国务院学位委员会审议批准我校为硕士学位授予单位，我校迎来了新的发展机遇。与此同时，挑战和问题也迎面而来。作为科研与教学并重的大学，教师在开展高水平科研工作、取得高水平研究成果的同时，也应当注重及时将自己的研究成果、国内外研究动向及科学方法融入教学，引进课堂和实验室，不断丰富、挖掘教学资源，为培养高水平、创新型人才奠定坚实基础。笔者探讨的主要问题是在我校当前形势下，如何将科学研究的优秀成果转化为有效的教育教学资源。
针对“科研成果如何转化为教育资源”这个问题，国内一些著名的高等学府已经认识到该课题的重要性，并组织专家开始相关研究。“清华大学高等教育学会”编著的《清华大学科研成果转化为教学资源典型案例汇编》对于清华大学教师如何将丰富的科研资源转化为教学资源的方方面面进行了梳理和论述。与清华大学等国内著名学府相比，我校现有的科研教学条件、规模层次差异巨大，如何在我校当前形势下，实现科学研究的优秀成果向教育教学资源转化呢？切实做到科学研究反哺教育教学，对我校未来的发展将会产生巨大影响。
依托笔者所在学院（海洋学院）承担的“国家自然科学基金”和“江苏省自然科学基金”等国内外前沿的科学研究，指导我院本科生和硕士生完成科研训练、撰写毕业论文，将学生的毕业论文与教师的科学研究相结合。这样可以使学生了解当前海洋科学领域的一些前沿研究，对学生拓宽思路、开阔视野大有裨益。以科研项目指导学生毕业论文，目的是使学生将学过的专业知识和实验操作相结合，通过动手实践，加深对书本知识的理解。
同时不定期举办专家讲坛，介绍海洋科学领域的研究现状、前沿和热点问题及未来的发展趋势，使得本院学生对海洋科学研究领域的发展历史和研究背景有较全面的认识。随后，系统讲解实验内容及研究思路，要求学生查阅相关文献资料，了解与本研究相关的专业知识和实验技术。然后分配实验任务，设计实验方案，组织知名专家，指导学生参与研究论文和课题申请书的撰写。
近年来，我院多名教师积极吸纳各年级在校生参加教师的科研活动，根据学生基础给予不同的研究内容；从设计实验方案、实验的准备及开展、实验中问题的应急处理，实验结果的整理分析、论文的撰写等方面进行全面、系统的训练。以“国家自然科学基金”等项目为背景，指导学生完成毕业论文，通过文献的检索和查阅、实验方法的设计、动手能力的培养及科技论文的写作等方面，引导学生在实践中提出和解决科学问题，显著提高学生的科研素质与创新实践能力。
除此之外，将我院的优秀科研成果开设为新课或作为现有课程的新增内容，编写成教材，开设成新的实验或实践课程；将教师们科研工作的新进展、国际上研究领域的最新内容及时补充到课堂上、教材中和实验室，使教学内容得到补充和更新；把教学内容直接和正在开展的科研工作挂钩，开设研究、创新型实验，培养学生的创新思维，自然也完善实验教学平台。
生物信息学新进展范文6
关键词：微生物学；实践教学；改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）15-304-01
微生物学是研究微生物及其生命活动规律和应用的学科，是生物学科中理论性和实验性都很强的学科，实践教学是不可或缺的重要教学环节。随着分子生物学、遗传学等学科的迅速发展，微生物的研究方法已成为许多生物技术领域的基本技术和手段，其基本理论和应用研究在国际上一直是非常活跃的领域。如何通过该课程帮助学生理解和巩固知识，培养严肃认真的科学态度、求实创新的科学方法及综合分析能力，锻炼学生的动手能力，为专业奠定牢固的理论专业技术基础，是微生物教学面临的一项重要任务。对此，笔者对微生物学实践教学改革进行了积极的探索，下面简单介绍在微生物学实践教学中的一些改革工作。
一、优化整合教学内容，及时引入新知识新热点
微生物与生物化学、遗传学、分子生物学、微生物育种学等课程在内容上相互交叉渗透，授课时间上有前有后，为避免与先修课程某些内容重复、又为后续课程留有余地，突出本课程的特有内容，必须对交叉内容进行优化整合。作为生命科学中最活跃的分支科学之一，一批新的微生物学科正孕育和形成，如微生物基因组学、微生物蛋白质组学、微生物代谢组学等。很多新技术、新方法如荧光PCR、生物芯片技术、生物信息学等在微生物学中广泛应用，完全按照微生物学教材已不能掌握更多的新知识、新理论。因此，在保证教学内容的基础性、系统性、完整性的前提下，向学生讲授更多的有关科学前沿动态的知识，探索将课程中的经典理论和前沿科技发展有机地融合在一起，力求让学生在有限的学时内系统掌握本门课程的基础理论与实验操作技能。实践中的具体做法是：教师通过上网检索的方法，广泛收集有关外文教材和教辅资料，从中吸取精华，同时注重吸收国内重点大学在相关课程上的先进教学经验，在讲授过程中针对书上的兴趣知识点进一步查阅该领域的最新进展，做到源于书本又高于书本。
比如在讲到抗生素对细菌的作用时，引出2010年在全球多个地区出现的新德里金属β内酰胺酶I型（NDM-1）超级细菌的案例，帮助学生更好地了解了抗生素在目前抗感染治疗中的应用及目前国内外细菌对抗生素的耐药现状，部分兴趣浓厚的学生在课外时间对目前国内大型医院的抗生素临床使用展开探究。
二、尝试多种教学方法，选择合适的教学方法
教学过程中，许多学生反映微生物学课程“听得懂、理不清、记不住”。老用“填鸭式”的教学方法只会与教学目标背道而驰，这就要求教师在教学过程中注重教学方法的改进，根据不同的教学内容和知识点选择适合的教学方法，形象生动地将微生物学基本知识传授给学生。
1、归纳、对比式教学法。对于知识点零乱、分散且容易混淆的内容，可以通过归纳与比较其间的异同，使知识点层次清晰、分明，也可减轻学生记忆的难度。如原核微生物与真核微生物的比较；真病毒与朊病毒的比较；G+细菌与G-细菌细胞壁的比较；细菌、酵母菌、霉菌、放线菌菌落特征的比较；消毒与灭菌的比较；体液免疫与细胞免疫的比较等。比如，G+细菌与G-细菌细胞壁的比较可从四个方面对两者进行比较和说明：细胞壁结构；肽聚糖含量与单体结构；革兰氏染色反应；磷壁酸、LPS的有无等。
2、实例教学法。教学时要理论联系实际，多引入与生产生活实际密切相关的热点问题或有趣事例。如讲到“蕈菌”的时候，可以查阅最新文献向学生们介绍一些常见的食用蘑菇的培养过程，引出真菌繁殖的生活史；开始“病毒”一章的学习时，通过简单介绍SARS流行情况，引出其病原体―冠状病毒，讲到“亚病毒”时引入疯牛病的例子，激发学生学习病毒的兴趣。这样，不仅活跃了课堂气氛，还对学生起到开阔视野、拓宽思路、激发学习兴趣的作用。
3、讨论式教学法。教学过程中有些内容与当前热点问题有关，可以提前几周布置作业给学生，让学生通过查阅大量的相关资料写成综述或总结。如讲到细菌耐药性时，可以让学生查阅相关文献，总结和分析当前细菌耐药性研究的进展，包括耐药菌种、耐药机理及可采取的措施等，上课时分组派代表发言讨论，最后教师总结。这样有利于提高学生查阅资料、综合分析的能力，既加深了对知识的理解和记忆，又提高了学生的组织和表达能力。
4、多媒体课件的合理利用。微生物的微观形态特点使得微生物学的教学变得抽象、难以理解，采用多媒体课件辅助教学，可以把在显微镜下的影像信息搬到教室中，使课堂教学形象化，有助于学生理解和接受。如细菌、真菌、病毒的显微世界及鞭毛运动、噬菌体复制、担孢子形成的过程可以通过色彩丰富、生动形象的动画展示，再配有优美的音乐和解说，能够有效激发学生学习的积极性，提高讲课效率。
