分子生物学作用范例6篇

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分子生物学作用范文1

关键词：分子生物学；多元获取；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）12-0101-02

分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征和相互关系，从分子水平阐明生命现象与生命本质的学科。自Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型标志着人类对生命现象本质的认识进入到分子水平，分子生物学已成为现代生命科学的共同语言和人类由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科，同时也使得分子生物学称为现代生物学领域里最具活力的科学。（朱玉贤，2013）上世纪90年代以来，国内各高校先后为本科生开设了分子生物学课程，目的是引导学生从分子水平认识生命本质，了解有关分子生物学的基本理论知识和研究方法，为学习生命科学相关专业的学生进一步的学习和科研打下良好的分子生物学基础。在分子生物学的教学过程中，由于分子生物学课程知识体系庞杂，知识点多而分散，我们发现，对许多抽象的概念或原理的解释和阐述一直是教师的教学和学生的理解和掌握过程中存在的难题，上完课后同学们的普遍反应是晦涩难懂，犹如听天书一般；而且，分子生物学课程对实验技能和实验条件要求较高，实验涉及的内容也较为复杂，这就要求同学们不仅具备坚实的理论基础，还需具有非常强的实验动手能力；同时，分子生物学作为一门新兴学科，新理论、新技术层出不穷，知识更新快，更新周期也越来越短，这些研究方法的不断创新和理论体系的不断更新与完善更给分子生物学教学带来了极大挑战。怎样将分子生物学中晦涩的知识点转化为直观、浅显易懂的故事呈现在同学面前？怎样将理论与实验结合，使同学们从实验过程中领会各种生物大分子形态结构与功能的关系？怎样调动同学们对微观生命奥秘探索的兴趣，激发同学们的创新潜能，从而实现对生命科学创新人才的培养？作为湖南省精品课程，《分子生物学》教学一线的老师们尝试了一系列的教学改革和课程体系优化，致力于将分子生物学知识的传播由教师的单向传授为主转变为学生对分子生物学知识的多元获取，以着重培养学生的实验动手能力并激发学生的创新意识和科研能力。

一、基础知识和学科进展的有机结合

分子生物学诞生以来，作为生命科学的带头学科，学科发展极为迅速并渗透生命学科各个领域，但主要遗传物质DNA的双螺旋结构和“中心法则”提出至今未受到质疑。（胡剑，2014）在经典核心理论的基础上，对于基因表达调控以及信息传递通路等认识的不断丰富，以及从基因组、转录组、蛋白组、代谢组等水平上对生命现象和规律的理解逐步深入，要求我们在教学中一方面满足学生掌握分子生物学基本理论的需要，另一方面要适时地更新教学内容，充分调动学生的学习积极性，通过文献阅读、专题讲座和学术报告等途径获取最新知识，了解最新动态。在基础理论知识的讲解的过程中，尽量将课本上相关的一些分散知识系统化并提炼出知识点，指导学生在理解的基础上，采用总结规律性的方式帮助记忆。文献阅读的内容则选择来自《Cell》、《Nature》、《Plant cell》、《Plant journal》、《Plant physiology》、《Science》等权威期刊的最新研究论文或研究综述，通过在线查阅，翻译和研读的方式将分子生物学领域的最新研究进展展现在大家面前，既让同学们了解了本领域的最新进展，也教会了同学们查阅文献的方法。这种“基础知识”和“学科进展”的有机整合方式，同学们的主动学习积极性被激发；文献资料搜集和自主学习能力得到提高，学生的创新意识和从事科学研究的能力得到培养，同时也形成了同学们对不断发展的分子生物学知识多方位丰富的理解。

二、讨论交流在教学中的应用

分子生物学内容与生命活动息息相关，讲到热点话题时自然会激起同学们之间的讨论与交流的兴趣。多年的教学经验证明，在分子生物学教学中应适当增加课堂讨论与交流的教学方式，既能启发学生的学习兴趣，又能提高同学们的思考能力和口头表达能力。因为这种讨论与交流教学，强调在教师的精心准备和指导下，教师作为“导演”，对学生的思维加以引导和启发，并通过预先的设计与组织，来启发学生就特定问题发表自己的见解；学生则是在教师指导下进行有意识的思维探索活动，学生的学习始终处于“问题―思考―探索―解答”的积极状态。事实上，分子生物学可供讨论的题材很多：如超级细菌是如何产生的？表观信号如何影响性状？细胞衰老死亡的调控是如何进行的？转基因食品的利与弊；癌基因，抑癌基因和癌症的发生分子机制；细胞重编码的分子机制；等等。对这些热点问题的讨论培养了学生诸多方面的能力：提高了学生的学习兴趣，培养了学生的自学能力，促进了师生交流与沟通，培养了学生的口头表达能力，增强了同学们的团队合作能力。同时，由于学生看问题的方法不同，会从各个角度、各个侧面来揭示基本概念的内涵和基本规律的实质，从而产生自主性、探索性和协同性的学习。

三、动画、微课、精品资源库等教学网络资源的整合

分子生物学是一门内容丰富、应用性超强的学科，板书、挂图、模型和幻灯片等传统的教学手段远不能传递和表达繁多而抽象的分子生物学内容，更无法让学生深入理解抽象的教学内容。而动画、微课和精品资源库等网络多媒体教学资源的应用很大程度上解决了这一难点，使得抽象复杂的内容在多媒体教学中更加简单化、直观化和具体化，同学们也更容易理解分子生物学。如DNA复制和转录、蛋白质的生物合成、乳糖操纵子模型、衰减子模型，转座位子模型，DNA重组Holliday模型都可制作成微课，以动画和微课模式展示在同学面前，利用动画和微课等直观、生动和主题鲜明的特点帮助同学理解。

四、理论与实验结合模式的运用

分子生物学是一门实验性特别强的学科，分子生物学实验是基础理论课的配套课程，是理论教学的深化和补充，与理论课密不可分，在课程设置中占有重要的地位。但是，分子生物学实验条件要求相对比较高，使得学生对于分子生物学实验内容和方法有非常大的畏惧心理。针对学生的这种恐惧心理，我们合理安排实验内容，并加大了实验课程的比重。为了让学生由浅入深逐步认识分子生物学常规技术，除了常规的每周4节课的实验课程外，我们还安排了分子生物学综合实验周、将质粒提取、电泳检测、基因克隆、载体构建、酶切鉴定等方面的实验技术集中在实验周内进行，以便更系统地将DNA重组相关的实验技术传授给学生，并在条件允许的情况下尽可能的把新的实验技术手段介绍给学生。对分子生物学课程特别感兴趣的同学，我们还鼓励学生参与到教师的科研工作中去，利用现有的科研条件，引导学生思考并完成相关的实验内容，以培养学生的创新思维和发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而使学生的科学素养和科研能力得到较高的提升。

五、教学师资的内涵建设与发展

作为当前生命科学中发展最快并与其他学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域，分子生物学发展的突飞猛进和分子生物学技术发展的日新月异给分子生物学的课程教学带来极大的挑战。在分子生物学教学过程中，为适应时展的高层次和高素质人才培养的需要，为了使分子生物学课堂更加具有吸引力，作为教师更应该对最新的研究热点有敏锐的洞察力，因而教师自身专业素质对教学质量的提升和对学生的专业知识学习兴趣的培养起着至关重要的作用。提高教师自身素质，加强教学师资的内涵建设与发展，我们主要从三方面着手：（1）实施以老带新，为青年教师配备导师的制度和每周一次的教学讨论，通过老师之间的经验交流，相互学习和取长补短，以期共同提高授课水平和教学能力；（2）通过在职培养、外出进修和人才引进等并举的方式壮大师资力量。在职攻读博士学位的方式加强青年教师知识结构的优化；国内外访学计划则拓宽了中青年教师视野；人才引进则增强了提高教师专业素养和学术水平；（3）通过主持或参与产学研团队的各级教改和科研项目，提高教师自身的创新意识和科研素养，并渗透到教学之中，给学生以更多的启迪和思考。

2010年以来开展的《分子生物学》教学实践改革证明，多元获取教学模式在分子生物学教学中的应用，提高了教与学的效率，促进了老师和学生的互动，教与学相得益彰，取得了较好的教学效果。

参考文献：

[1]朱玉贤，李毅.现代分子生物学[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2]胡剑.群体性创新人才培养途径探讨――以中国农业大学“分子生物学”教学改革实践为例[J].高等农业教育，2014，（l）：50-54.

[3]贾睿，蔡春尔，霍元子，何培民.讨论式教学在分子生物学教学中的应用[J].中国校外教育（理论），2011，（6）：110.

分子生物学作用范文2

分子生物学作为一门新兴学科，从生物学和生物化学中分离出来之后，发展极其迅速，应用前景极为广阔，学科之间彼此的交叉性和融合性越来越强，随着分子生物学新技术不断融入医学研究领域，尤其在癌症治疗与靶基因药物开发、流行性疾病预防、新型疫苗开发和应用、遗传性疾病发病机制探讨等方面都彰显了巨大优势。因此，医学类院校学生对分子生物学知识和技术产生了浓厚兴趣，期待用现代分子生物学技术和理论解决实践中遇到的问题。但对于中医学专业学生来说，现代生物学知识相对欠缺，实际动手能力较差，尤其将分子生物学知识和技能与中医理论进行融合、渗透是教学的一个难点，如何使学生用分子生物学知识联系专业实际，开阔专业视野，提髙解决问题的能力，已经成为中医学专业教学改革探索的重点。我们承担中西医结合临床、中医学、中药学、针灸推拿学、预防医学等专业的分子生物学理论与实验教学任务，根据不同专业的特点，从培养学生的独立分析问题、解决问题和创新能力入手,探索中医学专业分子生物学的教学模式,现介绍如下。

1全面把握教材，认真备课

分子生物学是一门新兴学科，整个教材反映了内容新颖性、理论抽象性和实验条件要求苛刻性。教师在接受教学任务后，要在课前做好充分准备，除“吃透”教材上的主要内容外，还要抓住章节重难点，根据专业特色，找到分子生物学与中医学专业的结合点。翻阅大量与授课内容有关的参考资料,掌握学科发展新动态，写出详细讲稿，制作简单易懂的幻灯片，配备典型的标本，展示典型照片和挂图等，合理安排课件内容和各教学环节时间，在每次上课前列出提纲，使每一次课的内容安排井然有序，突出重点和难点,体现科学性、专业性、生动性和易懂性。

2探索教学规律，讲究教学互动

教学是一个知识综合展现的过程，要不断探索教学规律，教学是一个不断发展的过程，要不断把新的教学手段、思想和理念贯穿到教学中;教学是一个多技巧并用的过程，要以学生为主体，激发学生的兴趣，引导学生学会主动学习，变强制接受为自觉接收，变被动学习为主动学习，变乏味学习为兴趣学习，变灌输为启发，变督促为引导，从“让我学”变为“我要学”。在教学过程中学会当一名演员，用诚恳的态度、饱满的热情投入每一次课，语言要通俗、生动、形象，声音要洪亮,语气要抑扬顿挫；在教学过程中学会当一名指挥官，要统筹全局，精心设计课堂教学，预可能出现的情况，从容驾驭课堂教学进程；在教学过程中学会当一名艺术家,随时洞察学生思维变化的态势，善于激起学生的兴趣和热情，把教学艺术渗透于教学的每个环节；在教学过程中学会当一名引路人，不断把科研中取得的新成果与课程内容衔接起来，使学生在学习中了解科研前沿与所学专业知识之间的联系,感悟出科学创造的技巧和着眼点,激发自身思想创新、知识创新。例如，在分子生物学教学过程中，讲到DNA双螺旋结构时让学生联想麻花,在讲到蛋白无规则卷曲时让学生联想厨房使用的钢丝球。同时,给学生提出问题:中西医结合有什么意义？中医五行理论与基因表达调控的时间性和空间性有什么联系？分子生物学技术与中医诊断技术的互补性在哪里？尽可能让学生结合专业，联系实际，拓宽思路。

3改革教学方法，提高教学效果

打破传统的教学方式，采取多种授课形式。例如，选取合适的内容让学生试讲,其余学生提问，教师点评;让学生根据已学内容写小论文，总结内容之间的联系，并结合专业阐述这些理论的实际应用；围绕授课内容提出热点问题，开展课堂讨论，让学生利用图书馆、网络等资源查找资料,提高学生学习的能力，例如可提出以下问题:转录和翻译的关系？中药对生物信号传递影响的路径和关系？中药多靶点、多路径和多方位作用与信号传递的关系？

讲授过程中密切关注学生的思维变化，用积极的心态精心设计每次课，提高教学效果。

4将科研体会与学术报告融入课堂

分子生物学是一门实验性很强的学科，理论和实验操作之间有密切联系，许多理论来源于实践。结合科研过程中的PCR技术、回收、转化、蓝白斑筛选等,给学生阐述核酸结构、DNA复制、RNA转录、蛋白翻译、细胞信号传递等,会使学生对相应的理论知识掌握得更牢固，理解得更深刻。

在教学过程中抽出几个学时，采用讲座的形式将分子生物学一些前沿知识介绍给学生,如“糖尿病的发生分子机制与中医疗法”、“PCR真的是魔鬼吗？”等，开阔学生的专业视野，激发学生对分子生物学的学习兴趣。

5考核要全面,评估要综合

考试是考查学生学习效果、教师教学质量的重要手段，坚持将考核贯穿于整个教学过程中,充分调动学生在整个学习过程中的积极性。注重平时考核，包括出勤、课堂发言、讨论、作业、讲课、实验操作等多项内容。在教学过程中，教师结合中医学专业的特点布置作业，对学生的每一份作业都认真批改;结合中医学专业和分子生物学知识在课堂提问，对学生课堂发言和讨论发言的情况做详细记录。实验过程中,通过抽查学生的预习报告、随机提问、观察学生的实验操作和查看实验结果等方法对学生的实验打分。制订多种考核方案,在期末考核中，除了闭卷考试，还增加了分子生物学与中医学知识的小论文写作。

分子生物学作用范文3

【摘要】 在文献检索的基础上，对近10年来在中药作用机理中主要应用的分子生物学技术——核酸分子杂交技术、反转录-聚合酶链式反应技术、差异显示PCR技术和DNA阵列技术的基本原理、应用实例、优势与不足做了概述，并对未来的中药机理研究技术、方向和前景做了展望。

【关键词】 分子生物学技术；中药；作用机理

中药自古以来就是我国人民防治疾病的主要武器，对中华民族的生存与繁衍起着不可忽视的作用，长期的医疗实践累积了宝贵而丰富的经验，并与中医学共同形成了一套完整独特的理论体系。但如何用现代科学技术语言阐释其作用机理，提供科学依据，使其广为世界接受是一重大难题。近年来，分子生物学技术的发展，不仅根本性地改变了生命科学的研究方式，也为中药的作用机理研究提供了有力工具和良好的发展契机，使得中药基因转录水平的机理研究成为可能。笔者对近10年来有关分子生物学技术在中药基因转录水平作用机理研究中的应用综述如下。

1 核酸分子杂交技术

核酸分子杂交技术是分子生物学的基本技术之一，基本原理是具有一定同源性的2条核酸单链在一定的条件下按碱基互补原则退火形成双链。杂交的双方是待测核酸序列及探针。其中将核酸提取分离后在体外与探针杂交的是印迹杂交，直接在组织细胞内进行的是原位杂交。

中药作用机理研究中较早常用的有RNA印迹杂交(Northern blot)，点杂交（dot blot）和原位杂交。二仙汤是治疗妇女更年期综合征、抗衰老的名方，具温补肾阳、泻相火、调冲任功能。廖柏松等［1］采用Northern blot对18月龄雌性大鼠下丘脑内阿片肽的基因表达水平进行研究，结果表明，二仙汤组β内啡肽前体阿黑皮素原和脑啡肽原的mRNA水平明显升高，达到未衰老前水平。沈小珩等［2］则从衰老过程抗氧化酶活性降低，且酶活性降低与其蛋白质基因表达水平降低平行的现象出发，采用分子杂交等技术考察二仙汤及其拆方对超氧化物歧化酶、过氧化氢酶基因表达水平及其活性的影响。结果表明，抗氧化酶活性显著升高，且与其mRNA表达水平升高呈平行关系，提示二仙汤抗衰老是通过增强抗氧化酶基因表达水平而实现的。海风藤有祛风除湿、通经活络的功效。韩恩吉等［3］采用Northern blot观察它对人类神经母细胞瘤细胞系列淀粉样前体蛋白(βamyloid precursor protein ，βAPP) 基因表达的抑制作用。结果发现，海风藤选择性地抑制βAPP基因表达，为其防治阿尔茨海默病提供了一定依据。郑钦岳等［4］应用dot blot研究了补血和血方四物汤对白细胞介素6（interleukin6，IL6）mRNA表达的影响，实验表明，四物汤在0.01～1.00　ng/mL 浓度内可使IL6 mRNA的表达明显增加。保心丸具有降脂、降低血浆内皮素、抑制血小板聚集等作用。 为进一步阐明保心丸抗实验性动脉粥样硬化（artherosclerosis，AS）的机理， 樊永平等［5］用原位杂交技术研究内皮素（endothelin，ET）和一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase， NOS) 在AS家兔主动脉壁的基因表达。 结果证实，保心丸组ET1mRNA 的表达较模型组低， 而NOS mRNA 较模型组高， 提示保心丸调节血管内源性NO和ET之间的平衡可能是其抗实验性AS的机理之一。精制血府胶囊是血府逐瘀汤的化裁精简方，其抗心肌缺血疗效明显优于原方，为揭示其作用机制，证实其疗效，王伟等［6，7］分别采用Northern blot和原位杂交等技术，研究其对于心肌缺血密切相关基因表达的影响，前者结果表明精制血府胶囊显著提高缺血缺糖心肌细胞NOS mRNA表达水平，后者的精制血府胶囊组，ET1和内皮素转换酶（endothelinconverting enzyme，ECE）1的mRNA表达较其它组明显减少，且心肌细胞损伤也较其它组显著减轻。因而推测精制血府胶囊可能是通过提高NOS表达、促进NO生成及抑制ET1、ECE1的基因表达，减少ET1生成，减轻其对心肌细胞的直接损伤，发挥保护心肌细胞的作用。

Northern blot 是用来测量真核生物RNA的量和大小及估计其丰度的实验方法，并可从大量RNA样本中同时获得这些信息，但需要大量的材料，受RNA降解影响大，敏感性低。dot blot的不足之处在于点于同一张膜上同样的样品杂交信号有时不稳定，且一般要用纯化的RNA样品。原位杂交的优势在于可对组织细胞中的核酸进行精确定位。核酸分子杂交是分子生物学基本技术，随着反转录聚合酶链式反应（reverse transcription polymerase chain reaction，RTPCR）技术、差异显示PCR （differential displayPCR ，DDPCR）、DNA阵列等优势技术的出现、逐渐成熟而应用渐增，近5年应用基本的分子杂交技术研究中药作用机理的报道已少见。

2 RTPCR技术

PCR是美国科学家Mullis于1983年发明的一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法，RTPCR是从RNA扩增cDNA拷贝的方法，即先将RNA反转录成cDNA，再用PCR扩增，使其敏感性大大提高，解决了dot blot或Northern blot中目的mRNA含量太低的问题，是目前中药机理研究中最常用的分子生物学技术，从发表的文献数量可以反映出来。

这方面的研究报道包括有Gumiganghwaltang (GMGHT)抗炎机制的研究， KIM S J 等［8］研究其在小鼠腹膜巨噬细胞中的抗炎机制，结果显示，GMGHT以剂量依赖的方式降低了脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）诱导的肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor alpha ，TNFα），IL6和环氧酶2 mRNA表达水平，推测这是GMGHT减少炎症的重要分子机制之一。为了阐释二仙汤治疗肾阳虚证的作用机理，郑小伟等［9］考察了二仙汤不同时间对肾阳虚大鼠垂体促肾上腺皮质激素(adrenocortico trophic hormone，ACTH) 基因表达的影响。结果是二仙汤可以上调垂体组织ACTH基因表达，且表达量随用药时间延长而增加，提示上调ACTH mRNA表达是二仙汤治疗肾阳虚证的作用机理之一。β地中海贫血是一种遗传性溶血性贫血病，补肾生血方具有补肾、益髓、生血作用，用于治疗杂合子患者疗效明显。为揭示其分子机理，吴志奎等［10］采用RTPCR等技术考察了用药者的α、β和γ珠蛋白mRNA转录水平。结果发现，补肾生血胶囊能明显提高β地中海贫血患者血红蛋白（hemoglobin，Hb）和抗碱血红蛋白（hemoglobin F），Hb珠蛋白链比增加，γ珠蛋白mRNA转录水平相应升高，说明补肾生血药具有促进γ珠蛋白转录和表达，诱导HbF合成作用，代偿了β珠蛋白基因的缺陷。益髓生血颗粒是补肾生血方的颗粒剂，易杰等［11］研究了其对β地中海贫血患者造血刺激因子干细胞因子（Stem cell factor，SCF）及人红细胞生成素受体（erythropoietin receptor，EPOR）mRNA表达的影响。结果显示，治疗后，外周血EPOR、SCFmRNA表达明显增强，因此推测益髓生血颗粒可能是通过影响SCF以及EPOR mBNA表达来促进骨髓造血，提高Hb、红细胞的水平，达到治疗β地中海贫血的目的。陈智松等［12-14］从此方的抗衰老及中医肾生髓理论的角度出发，分别研究其对骨髓有核细胞中诱导细胞凋亡、促使机体衰老的原癌基因cmyc、抑制细胞凋亡的原癌基因Bcl2和造血刺激因子粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(granulocytemacrophage colony stimutaing factor，GMCSF)基因表达的影响。结果表明，衰老时高表达的骨髓cmyc，明显降低的Bcl2 和GMCSF，用药后，前者表达水平明显下降甚至不表达，后两者表达明显提高。因此认为补肾生血方通过抑制cmyc的表达，促进Bcl2表达，从而抑制骨髓细胞凋亡，延长细胞寿命，延缓了衰老，并结合有关的医学成果，认为Bcl2 和GMCSF是肾生髓的本质相关基因。凌云彪等［15］研究清热活血补益方(肝纤方)对大鼠肝脏Ⅰ型前胶原mRNA 的表达和胶原酶活性的影响。结果表明，以清热活血补益方制备的含药血清抑制了Ⅰ型前胶原mRNA 的表达，胶原酶的活性增加。提示此方抑制Ⅰ型前胶原mRNA 的表达，减少胶原的合成，同时提高胶原酶的活性促进胶原的降解，可能是其抗肝纤维化的部分机制。此外，蔡晶等［16］通过检测雌激素受体(estrogen receptor，ER)α和βmRNA 表达量，考察了补肾阳中药羊藿和补肾阴中药女贞子对雄性大鼠杏仁核和皮质顶叶ER mRNA的调节表达差异，结果显示，两用药组大鼠杏仁核、皮质顶叶ERαmRNA表达量无明显变化， ERβmRNA 表达量都上调，且羊藿组高于女贞子组，说明补肾中药可能是通过对ERβ的调节来发挥作用。

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RTPCR的独特优势在于RNA纯度不必很高，仅少量RNA模板即能满足实验所需，尽管实践中RTPCR还远达不到理论上能检测到单一拷贝的RNA样品的敏感度，但远高于Northern blot。尤其适用于可获得的mRNA数量有限和目的基因表达水平很低时测定基因表达的强度。只是扩增步骤中样品间扩增效率的微小差异将极大地影响信号强度，使用内参照可以减少这一问题，但无法彻底排除［17］。总的来说，RTPCR是测量RNA样品中低丰度mRNA时的最佳方法。

3 DDPCR技术

1992年，梁鹏等建立了一种对不同来源的mRNA样品用PCR技术对其中许多的cDNA基因一起进行扩增和显示的实验方法，即DDPCR。该方法依赖2套不同类型的合成寡核苷酸引物：一套锚定反义引物与一套随机正义引物。最后通过比较不同来源的扩增cDNA产物的电泳带谱，能够发现差异表达的基因。

中药作用机理研究中应用DDPCR的报道有唐发清等［18］对有抗鼻咽癌作用的益气解毒片干预鼻咽癌细胞基因表达的研究，旨在从基因选择性表达水平探讨其抗鼻咽癌的机理。结果表明， 益气解毒片在体外能抑制鼻咽癌细胞基因的表达， 同时诱导一些特异基因的表达， 从而抑制鼻咽癌细胞的增殖。

相比以往的方法，DDPCR技术提供了几方面理论上的优势，如理论上能够灵敏地检测组织或细胞中表达量极低的mRNA样品的差异表达，能鉴别特定组织或细胞来源样品之间转录水平的mRNA定性和定量变化。这种优势同样可体现在中药机理研究中，可同时显示中药作用后对多种基因转录的不同影响，将有影响的靶基因条带回收，再扩增、克隆、测序，查询确定是什么基因，是已知或未知序列，这样就可以确定中药起效可能源于影响那些基因转录。但这些优势目前部分还停留在理论上，还有许多技术问题有待解决，如经DDPCR鉴定出来的超过半数的cDNA是假阳性条带，靶细胞的总mRNA中的一部分不能被高水平扩增、造成丢失等［17］。尽管目前DDPCR应用在中药基因转录水平的机理研究报道还很少，但毋庸置疑，其潜力巨大。

4 DNA阵列技术

DNA阵列技术是新发展起来的可同时分析数千个基因表达谱的技术。其原理同核酸分子杂交。在不同的文献中的称谓不尽相同，如基因芯片、DNA芯片、微阵列等，目前没有明确区分，通常混用。

目前有零散的采用商用或自制微阵列研究中药基因表达水平的报道。如周联等［19］采用含2 048个基因的小鼠基因表达谱芯片检测黄连解毒汤及其成分黄芩苷和盐酸小檗碱对LPS造型的小鼠脾细胞基因表达的影响，结果复方的作用明显优于有效成分的作用，但对具体基因表达影响的分析存在一定难度。王广良等［20］用自制的包含24个细胞周期相关基因的cDNA微阵列，对抑制肝癌细胞增殖的4种中药乌药、青蒿、紫草和黄芪的抗肿瘤分子机制研究表明，4种中药对细胞周期基因和损伤检测点基因均有不同程度改变，表现为部分上调，部分下调，通过分子生物学技术进一步验证了用其治疗癌症的合理性。

在中药作用机理研究中，DNA阵列技术可以同时对使用中药前后的数千个基因表达情况进行比较和差异分析；且具有所需样品的用量极少、自动化程度高、被测目标DNA密度高的优点。但目前微阵列技术也存在许多问题，如其小型化和高通量的特点使得对外界和内部的变动都很敏感，因此宜采用取平均值并标准化操作的办法，但目前尚无普遍认可的规则和标准来指导微阵列实验，数据采集和分析方法及操作系统也存在很大不同［17］。此外，基因表达与调控研究的滞后，使得中药机理研究中获得的很多信息难于解释；昂贵的制作费用也是一个限制因素。

5 展望

总体来讲，中药的作用机理研究应是多水平的，不仅包括基因转录水平，也包括转录后、蛋白质翻译及翻译后水平的调控上，对每个特定的中药/中药复方，可能不一定在各水平上都有影响，基因转录水平的机理研究主要就是考察对相关靶基因mRNA水平的改变，也是目前分子生物学技术在中药机理研究中的主要应用范畴。中药尤其是中药复方的多成分多功效决定了其很可能对基因转录水平有影响，已完成的研究结果已证明了这一点。

中药的机理研究通过应用分子生物学技术已深入到几乎是最根本的基因转录水平，并在该水平上对中药的疗效获得了一定解释，但整体上还处于探索阶段。已有的研究主要是应用如核酸分子杂交、RTPCR技术等考察“单基因”的技术，应用如DDPCR、DNA阵列等研究多基因的技术的报道较少。中药调节机体平衡的特点决定了对基因转录的影响很可能是对多基因的协同影响，如对补肾生血方的系列研究已表明此方的功效与影响EPOR、SCF、cmyc、Bcl2、GMCSF基因表达有关。因此，应用研究多基因表达的技术考察对多基因的协同影响将是未来中药基因转录水平作用机理研究的主要方向。相信随着现有技术的不断发展和完善、新技术的出现及多种技术相结合加上疾病细胞分子水平研究的深入，复杂的中药作用机理会逐步得到阐释，中药的疗效和可能发现的新功效将从机理上获得科学依据，为中药获得像西药一样的市场准入权提供有力的支撑。 参考文献

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分子生物学作用范文4

一、从学校方面改革生物化学与分子生物学实验教学 

学校应当提高对实验教学的认识。实验教学是医学院校中培养学生科学素质以及科学实践能力的重要环节。在美国教育中，能力远大于知识，能力并不来源于知识，而知识却可以来源于能力，能力的来源在于“参与”，在于“做”。对于医学院校而言，则必须重视学生动手能力的培养，强化实验课、实践课的同时强化对学生动手能力的考核。医学院校可以从三个方面强化对实验教学的认识：1.在教学实验室当中提供必要的仪器设备，从教学硬件设备上保障教学目的得以实现；2.在资金方面上，加大对实验室设备、先进实验室的建设投入，保障学生的学习效果符合社会需求；3.在教学计划方面需要不断的审视实验室教学的重要性，不断的优化实验性教育。 

传统的医学基础教学实验课是属于理论课的，其实验课都归属于教研室管理，没有独立的实验室，其教研室又被划分得比较细，其规模较小，教学仪器设备普遍较为单一、分散，对于教育而言有着极大程度的阻碍性。对此，医学院校就应当根据生物化学与分子生物学实验教学中的需求，统一性调配实验教学的管理，做好真正的资源共享，充分发挥教学仪器的教学作用。 

二、从教师方面改革生物化学与分子生物学实验教学 

改善教学方式，保障教学方式能够与时俱进[3]。教师不能因循守旧，应当与世界接轨，及时的了解学科的教学新技术，掌握科学的教育方式，并引导教师学会如何学习，如何获取最新的科学知识动态，从而实现搞技术人才的培养工作。 

承担生物化学与分子生物学实验课的教师应当充分认识到自己工作的重要性，保障课堂的趣味性，促使学生在听课过程中能够获取相关知识、技能内容。要达到这样的目的，教师必须要对实验课的教学方式进行适当的改善，在布置实验课的方式上、实验课的步骤上。应当保障每一个实验都能够吸引学生，引导学生主动参与到教学当中，从而提高学生的学习兴趣，不仅仅是帮助学生完成相关的实验操作，更重要的是帮助学生熟悉实验过程中的操作技巧以及引发学生的思考。 

传统的灌输式教学模式在实验性课堂当中显然不适用，尤其是生物化学与分子生物学这样创新性非常强的课程，其实验教学的最终目的是为了提高学生对知识、技能的掌握以及创新能力的培养。目前，许多教师会在实验前帮助学生准备好实验中所可能用到的物品，并梳理好实验中的步骤，让学生按照教师的知识去完成实验，这样的方式从根本上就剥夺了学生的独立操作，从而导致学生的实际学习效果不理想。 

三、从学生方面改革生物化学与分子生物学实验教学 

生物化学实验是一门实践性非常强的科目，高校学生应当对实验性课程做好相应的心理准备以及同等的重视程度，在实验当中学生不仅仅需要在培养实践技能，更多的是提升学生的创新思维能力[4]。学生在生物化学与分子生物学实验教学当中首先应当重视实验课，并杜绝实验课不重要的意识，强化自身在实验课当中所获取的技能、知识的渴望与认识。在课堂开展之前，学生应当做好充分的预习准备，基本了解实验原理以及步骤，在进入实验室时必须有相应的心理准备，做好相关的实验准备。通过这样的做法，能够基本杜绝学生在实验过程中的盲目性，帮助学生提升对实验课的参与积极性，同时也消除学生对教师的依赖，改善以往被动式的学习现象。例如，在做蛋白质印迹实验之前，学生应当先了解并熟悉其抗体特异性的结构特征，并基本了解整个实验步骤，其中主要包含配胶、上样、电泳、电转、结合抗体以及显色等。因为聚丙烯酰胺的凝胶时间比较长，普遍在实验课开始之前教师便已经开始配置，所以如果在课前学生没有做好充分的准备就很难在课堂中得到充分的学习。 

四、结语 

综上所述，医学院校的教学最终目标在于给予社会提供更多实用性、高技术人才，医学院校生物化学与分子生物学实验教育必须要依据社会、行业的需求进行创新，通过学校、教师以及学生等多方面进行改革创新，促使医学院校生物化学与分子生物学实验教学质量得以稳固提升。 

参考文献： 

[1]文朝阳，马惠苹，孙林，等.研究生担任生物化学与分子生物学实验课程助教的实践探讨[J].中国医学装备，2012，9（11）：72-74. 

[2]刘湘新，苏建明，刘进辉，等.生物化学与分子生物学实验教学改革探索[J].中国畜牧兽医文摘，2013（4）：197-198. 

分子生物学作用范文5

分子生物学实验教学教学改革创新人才培养是时代赋予大学的历史使命和义不容辞的历史责任。只有培养出具有创新精神和创新能力的创造型人才，才能适应社会发展的需要。实验教学作为高校重要的实践环节，在创新能力培养方面应当发挥重要的作用，传统的教学模式和教学方法，有些内容已经不符合现代教育思想的要求，新的教学理念和教学模式值得研究和探索。

一、两种实验教学模式

过去常规的实验教学一般是以知识的巩固验证以及实验技术的学习掌握为目的，让学生通过不同的实验项目验证理论知识，获得感性认识，学习实验方法，掌握实验技术和仪器设备使用。这种实验教学模式可以称之为“知识引导的实验教学”。

把科学研究成果移植到实验教学中，设计综合性的实验课题项目，将教学内容更新重组，融入课题项目之中，使学生带着需要探究的问题开展实验，此种实验教学模式可称为“课题引导的实验教学”。学生在“实战”中得以提高素质、培养能力、学习创新。

二、课题引导的分子生物学实验教学改革实践

（一）分子生物学实验教学概况

分子生物学是二十一世纪的前沿学科，迅速发展的分子生物实验技术是分子生物学的一个重要组成部分。普通本科院校生物工程、生物技术、生物科学等专业均开设分子生物学实验课程，一般包括几个相对独立的实验项目，每周完成一个实验项目，学习质粒提取、PCR、DNA重组、转化、电泳检测等实验技术以及离心机、微量移液器、PCR仪、电泳系统等仪器的使用。

（二）用于实验教学的课题设计

用于实验教学的课题要符合大纲要求、与教师科研结合、综合性强、难度适中。例如，课题“目的基因原核表达载体的构建及目的蛋白诱导表达和检测”，所需教学课时为32学时，内容包括：目的基因及载体的获得与检测、DNA酶切与连接、感受态制备与重组DNA转化、阳性克隆筛选与鉴定、目的蛋白诱导表达与检测等，约十几个分项目连贯在一个相对完整的研究课题中，成为一个综合性的分子生物学实验。

课题每一个环节都相互关联，学生进行的每一步实验都是为下一步打基础。课题包含了分子生物学技术基础内容（基因工程中的基因操作和产物检测）和分子生物学发展前沿性知识（研究项目中涉及到的背景知识），强调了实验的综合性、连贯性和探索性，也便于教师根据实验室条件、计划教学课时、学生情况等在每个分项目中添加实验新的技术、扩充实验内容。

（三）“课题引导的实验教学”组织方式

1.每组一题。为了丰富研究内容，将学生按20人左右分成大组，每个大组的课题题目有所不同。可以选择不同的表达载体，不同的目的基因，不同的酶切位点，不同的重组载体的检测方法等。例如，目的基因可为白细胞介素基因或丙肝病毒C抗原基因；载体可选用温度诱导型的表达载体pBV220、化学诱导型表达载体pQE-30及用于目的基因测序的T载体；鉴定重组质粒可用菌体PCR检测、酶切检测或蓝白斑检测。除此之外，还可以进一步对表达产物进行分离纯化、功能鉴定等深入研究。每组完成一个完整课题，但是遇到的问题不完全相同，有了更多分析问题、解决问题的机会。在每个大组中，2～4名同学组成实验小组进行实验，分工协作。

2.集中实验。每组用连续几天（如4天、32学时或更多）集中完成整个课题。集中实验与课题研究的连续性和完整性相配合。改变以往每周完成一个实验项目，学习一个单一实验技术的分散教学模式。

3.编写配套教材。编写的《分子生物学实验指导》包含常规实验操作方法、常用仪器使用、常用试剂配制、实验注意事项、问题思考等内容，科学和全面地反映分子生物学实验教学新模式的要求，可为学生进行实验提供有针对性的指导，同时还可以作为学生课外探究活动的参考。

4.教学辅助系统的建设。制作实验教学课件、利用学校的网络课程平台建设分子生物学实验网络课程，网络课程平台包括教学大纲、教案、多媒体课件、教学资源、教师答疑、网上讨论等几个模块，并提供动画、图表和视频等素材，丰富的形式和内容为学生提供更便利的课堂外学习条件，便于学生自主学习、拓展视野和相互交流。

5.撰写科技论文形式的实验报告。实验结束后，教师指导学生就整个课题研究写一份标准论文格式的实验报告。通过写论文，学会科学规范地阐述和展示自己的研究过程和结果，以及对实验结果的分析讨论。而不是以往一样在每个项目后仅写一份简单实验报告。

几届学生的教学实践表明，新的教学模式很好地调动了学生的兴趣和积极性，收到了良好的教学效果。很多同学交出了不错的论文，从中可以看到学生认真扎实的实验过程和深入细致的思考。

三、“知识引导的实验教学”与“课题引导的实验教学”的比较

（一）两种实验教学模式凸显不同的教学理念

“知识引导的实验教学”其特点是实验项目大多是验证性的、相互孤立的、为了让学生掌握知识和技术而去做实验。探究和创新的成分较少，前后项目没有因果联系，实验过程和结果非常明确，一般不会出现问题也不需要学生进行深入的思考，学生在教师指导下被动地完成学习过程。

“课题引导的实验教学”模式中，学生需要根据具体的课题自己或与小组成员一起设计具体实验流程或判定实验流程的合理性，为完成课题学习新的实验方法，掌握相关仪器的使用，对遇到的问题进行分析和思考，对实验结果进行判断和讨论，在实验过程中独立思考、独立操作、主动求知。突出实验教学的能力和素质培养目标，知识和技术的学习始终围绕课题的解决进行。

（二）两种实验教学模式达成不同教学效果

“知识引导的实验教学”和“课题引导的实验教学”两种模式所用的教学课时相同或相似，但是：前者教学的主体是教师，学生围绕教师的教学进行学习，后者的主体是学生，学生围绕探究的课题主动展开研究和学习，教师只起辅助指导作用。

前者教学内容往往是一成不变的，几个实验项目可能教几届甚至几十届学生，后者可以根据学科发展、教师科研项目、学生兴趣等灵活变换不同的课题题目或探究方向。

前者的教学过程由于缺乏探究的实战训练，学生遇到实际问题时往往不知道怎样灵活运用所学知识，而后者的教学过程是学生解决实际问题的过程，实践过程中技术方法的掌握及能力的养成往往是非常牢固的。

前者以知识和技术的掌握为教学目标和终点，而后者以课题的解决为目标，在课题研究的过程中自然会激发学生主动求知的积极性，引发深入的思考、产生更多思想火花，甚至学生会把探究的习惯延伸到以后的学习生活中，课堂上的实验教学成为一种创新能力的引导，是创新和探究的起点。

四、“课题引导的实验教学”要点和展望

（1）精心设计。课题选择应限定在教学大纲要求、教学课时和学生实际能力范围之内，同时，提出实验时间安排的建议。不能盲目和随意，以免影响正常的教学秩序。

（2）过程把握。备课阶段要分析学生实验可能遇到的问题，并做好充分准备，避免因一个实验环节出问题影响后续实验。准备好相应的备份材料，以补救学生可能出现的实验失败。

（3）组织有序。教师随时了解、指导各个小组的实验进度，并充分调动和发挥学生的积极性。组织一部分学生参与前期准备，培养熟悉实验室工作的骨干，使他们在课题研究中起到教学助手的作用。

（4）不断创新。鼓励学生勇于置疑、勤于思考、善于发现问题、习惯分析讨论找到解决问题的方法。鼓励探索、引导创新，在探究实践中学习是新的教学模式的精髓。

五、结语

生物学发展迅速，新技术、新理论不断涌现，实验教学应当跟上学科发展和技术的进步。“课题引导的分子生物学实验教学”把大学的专业实验教学与教师的科研课题有机结合，增加了实验教学的综合性和创新性，解决了新知识新技术进课堂的问题，同时在建立新的实验教育理念和创新人才培养模式方面也进行了初步的探索和实践。

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分子生物学作用范文6

【关键词】师范院校 研究生 生物信息学教学

20世纪80年代末，人类基因组计划（HGP）正式启动，随着该计划的实施，越来越多物种的基因组被破译，随之而来的还有海量的分子生物学数据。对物种基因组的研究并不是为了单纯的积累数据，而是为了揭示大量数据中所蕴藏的信息。因此，生物信息学应运而生。目前，几乎所有生物医学相关高等院校都开设了生物信息学课程，很多农业院校也陆续开设此课程，但是在普通师范院校还存在着开设不足的状况。目前在师范院校中，很多科研工作者也在从事分子生物学的研究，特别是最近几年随着高通量测序技术的发展，越来越多的数据涌现出来，对数据的收集、整理和分析成为大多数研究人员不可回避的问题，因此，对生物信息学专业人才的需求也越来越大。但是目前大多数生物信息学专业的本科生在学习期间只接触基本的生物学课程，在生物学专业知识的深度上把握不够，而生物信息学专业的研究生一部分直接从来自于生物信息学专业，另外一部分则是从计算机、数学或物理专业转行而来，在生物学背景知识方面更是欠缺。因此，如果能够让非生物信息学专业的研究生能够掌握基本的数据收集、整理和分析的方法，培养复合型的人才将符合未来人才培养的要求。因此，我们就目前普通师范院校非专业研究生生物信息学课程教学中存在的问题及对于改革存在的思考详述如下：

一、师范院校研究生生物信息学课程教学中存在的问题

（一）教材选择少

硕士研究生培养有其自身的特点，需要学生系统掌握某学科或专业领域内专门知识和基础理论。这就要求研究生既要拥有广泛深厚的专业知识，也应具备一定研究与创造能力。对于非生物信息学专业的师范院校研究生，我们要求其既掌握基本的生物信息学知识，同时具备一定的数据分析处理能力。目前本科院校生物信息专业常用的教材讲的比较深入，对于非专业的研究生来说，由于缺乏较好的数学和计算机基础，学习起来稍显吃力。但是普通生物信息学教程大多讲的较宽泛，也不适合研究生教学。如果能够编纂既能普及学生的生物信息学知识，同时又能让其具备基本的数据收集、整理和分析能力的教材将非常有利，但是目前市面上该类教材还比较少。

（二）师资缺乏

目前，国内大部分师范院校将生物信息学作为选修课来开设，使得课程在专业建设和人才培养方案中的地位偏低，造成对该类教师的师资培养不够重视。且大部分师范院校未配备专业的生物信息学教师，多为其他生物专业的教师兼职讲授，该类教师部分通过自学，部分通过进修，缺乏专业系统的生物信息学培训，因此在教学过程中不能很好满足教学要求。

（三）学生基础水平参差不齐

师范院校研究生来源途径广，除了本科师范院校外，还有一部分来自农林院校或综合院校，学生本科所学专业不同，生物学基础和对生物信息学的认知程度差异较大，这些问题都会成为教学中的影响因素，这就要求授课教师能够在授课内容上不仅做到完成教学要求，同时要兼顾学生基础水平参差不齐的现象，使学生更好的对该门课程有很好的把握。

二、教学改革思考

（一）选择合适的教材和教辅资料完善教学广度和深度

不同院校不同的教师研究方向不同，但是大致都离不开动物、植物、微生物、生态这些大类，生物信息学作为一门工具学科，要求研究生在学习该门课程后，能够熟练的运用生物信息学的知识为自己的科研服务。作为该门课程的任课教师，要求在上课之前先对学生的研究对象和研究内容进行初步的调查，选择能够更好的服务于学生科研的教材和教辅资料，可以不局限于现有教材的内容，必要时候可以以专题讲座的形式对部分教学内容进行补充。

（二）根据学生基础调整教学内容

针对学生基础层次不齐的现状，授课教师可以在授课前几章节补充学生的遗传学和基础分子生物学知识，通过两到三次课的时间完善学生该方面的不足，部分学生可能是农林院校的本科生，在大学期间学习的多为专业方向比较强的生物学知识，那么通过普及基础生物学知识，可以让其对整个生物学有一个整体的了解。同样对于师范院校的本科生，通过该段授课，也可以将自己在大学学到的各门专业课有一个整体的脉络和认识，起到提纲挈领的作用。通过这个过程，学生对基础分子生物学及基本的遗传学思想不再陌生，再学习后边的生物信息学知识的时候就不会显得很吃力。同时由于学生研究方向不同，对生物信息学技术的需求也不一样。针对此，授课教师可以在讲授过程中，穿插列举一些学生科研终于到的一些问题，应用所学的生物信息学知识进行解决，而不是仅仅局限于教材所举实例。同时对于前沿技术的内容，也必须做及时补充和更新，使学生更好的把握生物信息的前沿和技术。

（三）利用现有的多媒体资源改进教学方式

作为一门实用性很强的课程，生物信息学教学有其自身的特点。它不仅要求学生有较强的理论知识，同时要求其必须有较强的上机操作能力。且大部分课程知识在讲授过程中如果只是单纯的教师操作演示不能起到好的教学效果，毕竟观看和临摹效果是截然不同的。因此在教学中，可以将生物信息学教学分成理论授课和上机实践两部分，有些操作性较强的章节可以直接选择在机房讲授，让学生在听课过程中通过自己操作增强感性认识，以利于更好的对知识进行掌握。

生物信息学是一门快速发展的交叉学科，在今后的生物学科研中将占有不可估量的作用，重要的且处于快速更新中的学科， 其发展与生物医学发展是协同的。授课教师的授课观念、授课策略既要紧跟国内外发展前沿又立足选课学生实际，切实做好生物信息学教学工作，满足我国目前研究生教育需要，培养更多的复合型人才。