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分子生物学的前景范文1
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。
分子生物学的前景范文2
关键词：大学生；科研；综合素质
中图分类号：G641 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2013）05-0085-02
高等教育的目的是培养具有良好综合素质的“全面发展的社会主义高级专门人才”。当代大学生的综合素质主要表现为思想道德素质、专业能力素质、科研能力素质、应用能力素质、创新能力素质、合作能力素质、身体和心理素质等[1-2]。
分子生物学是研究蛋白质、核酸等生物大分子形态、结构及其规律性和相互关系的一门学科，是跨越生物、医学、农学乃至药学的一门新兴学科[3]。进入21 世纪以来，分子生物学的研究手段和方法已在生命科学的各相关领域得到了广泛的应用。然而，由于分子生物学实验课程对仪器设备要求较高，同时实验耗材昂贵，这就需要充足的实验经费的支撑，并且存在学时数少、学生人数多等因素， 因此，分子生物学实验教学对相关教师而言将是一种很大的挑战。
各高校普遍认为，本科生科研活动对于转变教育理念、培养创新型人才具有重要意义。结合近两年来内蒙古民族大学生命科学实验教学中心分子生物学实验室本科生参与教师科研，在学生综合素质培养上的经验和体会进行探讨。学生参与教师科研的主要内容包括查阅资料、完成实验、优化实验、数据分析、撰写论文等。实践证明，积极鼓励并吸收本科生参与教师科研，不仅为学生营造了独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境，而且成为分子生物学实验课的有利补充，更是提高学生综合素质的有效途径。
一、本科生参与科研的迫切性
内蒙古民族大学生命科学实验教学中心分子生物学实验室隶属于生物化学教研室，承担生物科学和生物技术两个专业的分子生物学实验。分子生物学实验具有原理复杂、操作技术要求高、步骤多、时间长以及所需经费高等特点，而现有分子生物学实验教学学时为18学时，内容多以基础实验技术为主，学时有限，在较短时间内及有限经费下，学生的综合技能不能得到有效的训练，不能满足学生对科学研究的兴趣。从学生参与科研的目的上看，本科生参加科研的目的比较明确，意在各方面锻炼自身能力，包括科研能力的提高、实践能力的锻炼、团队合作精神的培养和人际交往能力的提升，也有的学生是为将来出国、找工作等增加筹码[4]。学生参与相关教师科研，不仅可以使学生进一步对分子生物学实验技术进行训练，例如：植物DNA提取、总RNA提取、PCR扩增、RT-PCR、DN段的酶切与连接、质粒的转化、琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳、RACE技术、原核表达技术等，同时，还获得了额外的实验经费支持，开创出“以学促研，以研促教”的双赢局面。
二、本科生参与科研活动的意义
（一）有利于思想道德素质的培养
由于思想道德素质涉及的是人的世界观、价值观等问题，是人成才的关键。所谓的思想道德素质，解决的是人的信仰和价值取向，它能够保证人正确的发展方向。良好的思想道德素质是调节个人行为、处理个人与他人、个人与社会的关系所必需的。而教师在管理和引导学生参与科研的同时，必须培养学生正确的价值取向和良好的科研素质，让学生意识到做实验、搞科研应该在具备良好的思想道德素质前提下去开展，要有大局意识、合作意识；要崇尚科学、勇于探索；要坚持真理、实事求是。因此，学生在完善自己综合素质的同时，必须注意不断提高自己的思想道德素质[5]。
（二）有利于专业及科研能力素质的培养
高校教师作为教学和科研活动的主体，不仅承担着向学生传授专业知识的责任，而且有义务通过自己的科学研究，全面把握学科的国内外学术动态和发展前景，并积极将科研中获得的新知识、新技能及时反映到教学中去[6]。
在教师进行科研工作时，提供学生参与的机会。学生在完成科研工作的同时，需要有一定的专业理论知识作为支持，这就促进了学生认真学习专业知识，积极查阅大量资料，增加了学习的兴趣和热情，从被动学习转变为主动学习，做到理论与实践相结合。同时，在科研过程中能够接触到分子生物学前沿技术、先进技术和仪器设备，积累专业相关理论知识、技术原理、仪器使用方法等知识。同时，经历科研的流程，在科研过程中体验和感悟科学研究精神，培养查阅文献的能力、发现问题和解决问题的能力、分析和总结的能力以及撰写研究论文的能力等，促进专业及科研能力素质的养成。
（三）有利于应用及创新能力素质的培养
通过参与教师科研，学生的操作技能得到全面训练，动手能力大大加强，进一步熟悉和掌握实验操作方法、仪器操作方法，为其他类似科研工作提供了坚实的基础。
在实施素质教育的过程中，创新是灵魂，要把创新精神和创造能力的培养作为素质教育的重要内容放在突出的位置。没有创新，一个民族就缺少了前进的动力，教育工作突出的一点就在于要把创新贯穿到工作中[7]。对大学生来说，具有好奇心、兴趣、求知欲，提高大学生的实验操作技能，是创新的动力，是培养创新能力的基础[8]。在学生参与科研的过程中，要求学生学会操作过程、掌握实验原理、分析实验步骤、探讨实验方案的优缺点，激发学生的创新思维。同时，不定期地以交流讨论的形式，要求学生交流和表达自己实验进展及对实验问题的见解，提出实验过程中出现的问题，使学生在交流中发挥集体智慧的力量，激发学生的探索欲望和创新意识，提高学生的创新能力。
（四）有利于合作能力素质的培养
目前，多数学生为独生子女，普遍以自我为中心，占有欲强，不愿与人分享，团队合作意识差。而分子生物学实验的顺利完成，需要成员间的相互配合，其实验特点是耗费时间长，实验步骤多，各步骤之间有很大的关联性，若一个环节出现问题，实验将无法进行下去，甚至前功尽弃，而且需要在实际操作过程中去发现问题，及时改进实验方法或操作方法，这样才有利于实验数据和结果的准确性。因此，在实验过程中需要同学间互助合作才能顺利完成，要求学生间要及时沟通，互相探讨、实验各步骤之间需要密切配合、沟通、帮助，才能高质量的顺利完成任务。因此，学生在参与科研的过程中，要意识到团结协作的重要性，培养团队合作能力。
（五）有利于身体和心理素质的培养
经过参与科研，学生会意识到要具有健壮的体魄和健康的心理才能更好地完成任务。科研任务比较繁重，身体素质是各方面的基础，没有良好的身体素质，其他就无从谈起。从而促进学生锻炼身体的需求。同时，无论是探索性实验还是验证性实验，都不会一帆风顺，只有不断地重复，付出大量时间和劳动，才能得到期望的结果。这无疑锻炼和培养了实验者不畏艰难险阻、坚韧不拔的勇气和毅力，而这又恰是创新者所必备的心理素质[9]。相反，在学生顺利完成科研的过程中又会增强他们的自信心，相信自己的能力，这本身也是促进良好心理素质形成的一剂良药。
三、本科生参与教师科研存在的问题
（一）规章制度不完善
在学生参与科研过程中，对学生的报名、考察、选用过程不完善，导致一部分学生有兴趣就来，觉得枯燥就离开，无法约束学生的随意性，同时也使教师的指导积极性受挫。这就需要建立完善的规章制度，需要对学生参与的环节有效地进行监督和管理。
（二）时间安排的不连贯性
一方面，分子生物学实验的操作步骤多，中间常有不间断的等待时间，同时完成一个连续完整的实验持续时间长，需要实验者有较长的集中的时间来完成。而学生的课程安排分散在每天的不同时间，通常没有充足的集中的时间完成，影响实验进程的连续性和持续性。
另一方面，学生参与科研需要经历训练的过程，这个过程需要循序渐进，这就需要相对较长的适应时间。很多本科生是初次参加科研活动，对查找文献、实验操作、实验记录、分析数据等一些基本科研方法不了解，都需要时间来解决，但学生课余时间有限，如何有效利用课余时间完成科研实验成为突出的问题，在一定程度上影响了学生参与科研的积极性。
（三）只有部分学生参与科研
指导学生的科研工作，教师需要付出劳动，同时也需要科研经费的支持。目前，分子生物学实验室指导学生科研的教师有限，每个教师需要完成的实验内容有限，经费也有限，并且完成实验有一定的先后顺序，而每一部分内容可以安排的学生人数有限，因此，同时安排学生参与的人数就有限，只能解决部分学生参与科研的要求，不能满足众多学生参与科研的意愿。
（四）受到教师科研项目内容的限制
在学生参与教师的科研项目时，其选题主要来源于教师的科研课题，每一个科研课题涉及的实验技术有限，只能包含一部分分子生物学实验技术，这就存在实验选题和实验技术应用的局限性。在一定程度上，学生不能根据兴趣选题，也不能将各种分子生物学实验技术都进行训练，从而限制了学生参加科研的积极性和创造性。
参考文献：
[1]陈义彬.高校大学生综合素质培养体系的构建研究[J].中国成人教育，2011，（18）.
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[3]王玲，秦永燕.分子生物学课程教学改革探索[J].当代教育论坛：学科教育研究，2008，（4）.
[4]李冬梅，张玉平.我国研究型大学本科生科研现状分析及对策研究[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2007，（3）.
[5]刘文初.大学生综合素质教育中的思想道德教育[J].科技进步与对策，2000，（6）.
[6][7]葛建，卢秀莲，黄丽红等.高校本科生参与教师科研过程的探索[J].科学与管理，2008，（5）.
分子生物学的前景范文3
关键词：中药；鉴定技术；进展
中药的应用历史悠久，万余种中药材存在着诸如品种混乱、真伪难辨等现状，古代仅靠有经验的老药工眼观、手摸、口尝，一些新技术也逐渐应用在中药鉴定领域，包括较为传统的基原鉴定、形态鉴定、显微鉴定、理化鉴定的方法，近年来常用的光谱技术、同工酶分析技术以及随着分子生物学迅速发展应用于中药鉴定的PCR技术等等，本文就近年来新发展应用的中药鉴定技术展开综述，以利于新技术的推广使用。
1 近红外光谱技术
近红外光谱技术是一种结合了光谱技术与化学技术的新技术，其原理主要是通过分子的振动，测定相应的光谱，利用相关数据库，将未知样本与建立的校正模型进行对比，以达到定性及定量分析的目的[1]。近红外光谱技术具有操作简单，分析速度快，效率高，花费少，结果重复性好等优点。本技术能够应用于鉴定多种中药药材，结果准确迅速，从而为鉴别其质量的优劣提供基础。另外，近红外光谱技术还可以应用于中成药的定性鉴定，原理主要是通过不同组分的指纹图谱之间的差异建立识别模型，以达到对于不同配伍比例的中药复方的鉴别。尽管如此，近红外光谱技术在应用中仍存在一些缺陷，例如鉴定样本的组分含量要再0.1%以上，检测灵敏度相对较低，并且在药材鉴定时，需要对原始图谱进行准确的数据处理[2]。
2 同工酶分析技术
同工酶是基因编码的产物，可以反应出编码 DNA 的变化，因此能够通过分析同工酶酶谱的变化获得所需的遗传信息。电泳法是同工酶技术中应用最广泛的方法。同工酶电泳的操作方法与蛋白质电泳的原理基本一致。由于不同同工酶的电荷、分子大小以及形状不同，在电泳作用和分子筛作用下，聚丙烯酰胺凝胶中的同工酶会产生不同的移动速度，从而被分离。而同工酶的染色主要是通过酶催化特异性底物发生生化反应形成有色产物而实现的。目前研究的同工酶有数百种，而主要用于中药鉴定的包括过氧化物酶、过氧化氢酶、酯酶、淀粉酶、超氧化物歧化酶、乳酸脱氢酶等十几种[3]。同工酶能够在一定程度上显示不同种源间遗传的差异。因此，同工酶在真伪鉴别、遗传种质的分离与筛选、药物品种鉴定和生物多样性等研究中有广阔应用前景。
3 X射线衍射技术
X线衍射技术作为结构和成分分析的现代科学技术，具有操作简便分析快速，所需样品量少，所得图谱信息量大等优点，目前广泛应用于矿物类中药的鉴别。主要分为单晶X衍射和多晶X衍射。单晶X衍射是晶体结构测定的方法。能够得到样本的键长、键角、配位数等晶体化学数据，还可以通过高分辨电子密度分辨图进一步得到价电子分布、原子及离子的大小、键型等数据；多晶X射线衍射又叫粉末X射线衍射，其得到的衍射图是各组分衍射效应叠加而成的，在混合物组成恒定的情况下，所得衍射图谱就可作为该混合物的特征性图谱。不同矿物药的成分各不相同，因此X射线衍射图谱也有差异，也就实现了通过X衍射对矿物药的鉴别。但是，矿物药材往往来源复杂，同一种矿物的化学成分在环境、采集时间、储存方法等影响下也会发生差异，所以同一种矿物药的X衍射图谱可能不同。在实际运用中，往往需首先采集大量不同样品，建立其X衍射谱的变化范围和幅度，才能进行准确的鉴定。X衍射技术主要研究和应用的方向是矿物药的鉴定，如雄黄、白矾、滑石等，在鉴别矿物药炮制品鉴定方面具有明显优势，能够通过观察一些矿物药生品与其炮制品图谱清晰的区别其生品与煅品[4]。X射线衍射技术还能够应用于确定矿物药成分及其定量，在矿物药鉴定的应用中具有广阔的前景。
4 基于 PCR 技术的现代分子生物学技术
随着分子生物学技术的迅速发展，尤其是聚合酶链式反应（PCR）技术的问世，基于PCR 技术的现代分子生物学技术在中药鉴定中也得到很多应用[5]，由于其准确性和可靠性较高，因此具有其他方法难以比拟的优势在PCR 技术的基础上，现代分子生物学的许多操作技术广泛应用于中药的鉴定，如：RAPD技术主要用于药用植物的鉴定和遗传多样性研究，具有多态性高和重复性好等优点；ISSR-PCR技术利用放射性标记的探针，能够构建出多态性DNA图谱；PCR-RFLP 技术用特异性的引物对模板DNA扩增，获得特异性产物，并进行酶解，构建物理图谱，在鉴定中具有准确可靠，重复性好等优点；还有尚处于起步阶段mRNA 差异显示技术，能够鉴定栽培品种与野生种、道地药材与普通药材之间的差异。
5 结论
除了上述方法外，尚有中药指纹图谱技术、DNA条形码技术[6]等新技术在不断研究发展，这些新技术的发展与应用对于中药的真伪鉴别和质量控制有非常重大的意义，为中医药在安全性、疗效性和科学性方面提高打下基础，更好的应用于临床治疗之中。
参考文献：
[1]王绪新.近红外光谱技术在中药鉴定中的应用研究[J].中国实用医药，2013，10（8）：254.
[2]王星，白雁，陈志红，等.近红外光谱法测定连翘中连翘酯苷含量[J].中国中药杂志，2009，34（16）：2071-2075.
[3]牛，姜明，杨官娥.同工酶分析技术在中药鉴定中的应用进展[J].时珍国医国药，2013，12（6）：2976-2978.
[4]黄必胜，袁明洋，陈科力. X射线衍射技术在矿物类中药鉴定中的研究进展[J].中国现代中药，2013，11（4）：917-921.
分子生物学的前景范文4
1 生物学哲学的再定位
费尔巴哈在谈到哲学的改造时说过：“哲学必须重新与自然科学结合，自然科学必须重新与哲学结合”。这是一种“建立在相互需要和内在必然性上面的结合”。〔1〕自然科学构成了哲学的基础， 生物科学是这个基础中不可或缺的组成部分。如同所有其他科学一样，生物科学也深深受到哲学的理论思维和方法的影响。生物学哲学作为连结哲学与生物学的桥梁和中介，对二者的重新结合起着十分重要的作用。从学科建设的角度看，这门学科的存在和发展，既须以实证科学知识特别是生物科学的知识材料为基础，跟上现代科学技术发展的步伐；又要汲取哲学研究的积极成果，适应当代哲学变革的需要。
就学科性质而言，一般认为生物学哲学属于科学哲学体系中的一个分支学科。《大英百科全书》第15版所列《自然哲学》条目将关于自然的实际特征问题作为实在来进行考察，并分为物理学哲学和生物学哲学两个部门。不过这里对“自然哲学”一词的使用，有别于以往的传统自然哲学，而是“作为对科学哲学的补充”。如所周知，西方科学哲学是以科学为研究对象，主要论述科学的认识论和方法论问题。维也纳学派的创立者M.石里克的自然哲学也是作为一种科学哲学，一种探讨哲理的科学方法。他申明自然哲学的任务在于解释自然科学命题的意义，自然哲学是一种旨在考察自然定律的意义的活动。在其自然哲学讲稿中关于生物哲学的分析，便是从有机自然现象也一定要由定律来描述这一点出发，来讨论生物学中的机械论与活力论问题。
在科学哲学的发展进程中，除了一般科学哲学，还兴起了特定学科的科学哲学，自本世纪初以来主要是物理科学哲学。传统的科学哲学带有片面的物理主义倾向，认为运用物理方法能够对这个世界作出绝对完全的描述，世界上发生的每一事件均可用物理语言来描述。物理主义最热烈的倡导者、分析哲学的主要代表人物之一的R.卡尔纳普声言：“如果根据物理语言的普遍性，把物理语言用作科学的系统语言，那么，所有的科学都会成为物理学。……实际上只有一种客体，那就是物理事件。在这物理事件范围内，规律是无所不包的”。〔2 〕石里克也同意物理主义的观点，他仅仅基于量的方面的考虑而得出结论：“对于自然哲学而言，有机体不过就是一些特殊的具有复杂结构的系统，它们被包含在物理世界图像的完美和谐的秩序之中”。〔3〕
传统的科学哲学把研究重点放在物理学的定律和理论上，把它们看作科学的结构和逻辑的范例。之所以这样是有其深远的科学背景的。自牛顿实现了力学中第一次伟大综合，此后，经典物理学的各个分支日趋完善，牛顿的机械纲领左右了近代科学和哲学的发展。本世纪初以相对论和量子力学的建立为标志的物理学革命，是物理学发展中的重大突破，也是对科学哲学的有力推动。逻辑经验主义的主要代表H.莱辛巴赫所著《量子力学的哲学基础》一书，就是通过对量子力学的科学成果的分析，阐释了他关于知识的性质、客观实在以及因果性等问题的见解。多年来，科学哲学的研究植根于逻辑学、数学及物理学定律，重视对物理理论的分析而忽略了生物学。正如在科学哲学家的视野内，有机生命及其进化只不过是世界科学图景中的一个次要因素；在科学哲学的殿堂中，生物学哲学也是处于比较次要的从属的地位。这种状况只是到本世纪中叶以后才开始改观。随着分子生物学所取得一系列新进展，导致了生物学的革命，生命科学作为最激动人心的科学领域跃居到自然科学的前沿，对现代整个自然科学和哲学的影响也日益显著。由于引入数学、物理、化学等学科的理论、方法和新的技术手段，现代生物学的研究领域得以向微观和宏观层次不断延伸扩大，并愈来愈趋向系统的复杂性，向揭开物质世界最复杂最高级的系统——大脑的奥秘进军。生物学研究的课题愈来愈带有根本性，当今自然科学的研究重点正在转向研究生命本身。对生命现象的深入探索，增强了人们对生物学的哲学兴趣，并促使科学哲学向新的研究方向转变。在这方面，现代综合进化论的主要建筑师之一E.迈尔作出了开创性的工作，他致力于建立生物学的新哲学，强调这样一种新的科学哲学必须放弃对僵化的本质论和决定论的依附，必须将科学概念加以扩展、不仅包括物理科学的而且还包括生物科学的原理和概念。
传统科学哲学还带有专注于纯科学领域的局限。国外学术界在讨论医学哲学与科学哲学的关系这一论题时，已有学者指出，从历史上看，科学哲学家往往不到自然科学领域外面去寻找对科学的定律、解释和理论的洞察力以确定理论演变的进程，而是将自己限制于纯科学形式中，一直忽视和轻视象工程学、农学和医学这样的应用科学领域。同时由于传统科学哲学仅仅局限于从“内部”考察科学，忽视了科学技术与社会之间的互动关系，这种狭窄的科学观不可能得出真正有洞察力的答案。传统科学哲学在研究视野上的这些缺陷，对后来兴起的生物学哲学也产生了某种程度的影响。
固然，科学哲学主要是把科学作为知识体系，对之进行认识论和方法论的研究，但是认识的最终目的不是知识本身，而是改造世界的实践活动。对科学的哲学反思也不能脱离它所固有的实践本性。在科学、技术和社会走向一体化的现时代，尤有必要拓宽科学哲学的领域，开展实用性的或应用性的研究，并将科学哲学研究同科技发展的社会研究结合起来。作为实用科学的农学和医学与作为基础科学的生物学之间的联系极其密切，它们都属于生命科学的范畴。在生命科学哲学领域内，理应包括对这些应用学科的理论和实践的哲学研究。以分子生物学为依托的生物技术，将成为医学和农业科学的主导技术，并将引起医学革命和第三次农业革命。生物技术的“每一个创新，每一个技术妙举，每一个概念上的困难的解决，都使得需要一种确定的生物学哲学变得更加显著，并且目前正在朝向这个目标发展”。〔4〕
21世纪将是生物学世纪。可以预期，未来世纪生命科学的巨大进展及其革命性变化，必然要求生物学哲学在已有研究基础上，无论从理论框架到研究内容到论题范围都要有所突破。要尽力吸收、消化生命科学的最新成就，以正确的世界观和方法论为指导作出新的哲学概括，提出新的理论观点及发展生物科学技术的战略选择，这些可谓生物学哲学学科建设的题中应有之义。
2 拓展和深化生物学发展新形势下的生物学哲学研究
以下试从生物科学发展的规律性、生物学规律与物理规律的关系以及生物学规律与社会规律的关系三方面谈点浅见。
（1）“自然科学现在已发展到如此程度， 以致它再也不能逃避辩证的综合了”。〔5〕恩格斯在上个世纪80年代作出的这一论断， 揭示了辩证思维对于了解科学事实的辩证性质的必要性，这也为后来自然科学本身的发展所证实。
近现代自然科学发展的趋势是由经验分析进到辩证综合，这在生物学的发展中表现得十分明显。自本世纪二、三十年代起，在生物学范围内开始出现一些学科的综合趋势。早期的两大综合，一个是以胚胎学为中心，将之与细胞学、遗传学和生物化学综合起来，形成统一的发育观点；另一个是以进化论为中心，将达尔文的自然选择学说与群体遗传学相结合，发展为一个有巨大阐明力的学说，即现代综合进化论。进化的综合范式取得了富有建设性的成果，如迈尔所说，是在有关的学科之间找到了一种共同语言并澄清了许多进化问题和作为其基础的各种概念。但是这一范式仍是不完善的，还有不少尚未解决的问题。它不仅受到一些批评家的非难和质疑，就是在达尔文主义者之间也依然存在某些意见分歧。更完全的综合始于本世纪50年代中后期诞生的分子生物学，它是生物化学、微生物学和遗传学等学科相互融合的产物，其主要目标之一是试图将大量的生物功能与分子水平上发生的事件联系起来。分子生物学的核心——分子遗传学，在信息大分子的结构、功能及相互关系的基础上来研究生物的遗传与变异。按照生物学史家G.E.艾伦的说法，J.沃森和F.克里克的工作，把信息学派、结构学派和生化学派对遗传（甚至扩展到整个生物学）的问题的研究统一起来了。作为一个新的遗传学范式，分子遗传学的范式补充和修正了（不是取代）进化综合范式，推动了关于进化过程中基因的变化和调节机制等问题的研究。着眼于分子水平上的进化的中性学说同着眼于表型进化的自然选择学说，也应看作是一种互补关系而非互相否定。现代分子生物学在进化研究方面的认识成果向人们昭示，一种完整的进化理论的建立，期待着传统的进化生物学与分子生物学实现新的综合。更进一步看，生物进化是种系发生和个体发育的辩证统一过程，对进化的深层认识，必须解开发育之谜这个世纪难题，以阐明个体发育中基因在多层次水平上的程序控制机理。由于分子生物学、细胞生物学与遗传学的结合，把发育生物学推向前台，将成为21世纪生命科学的新主角。据中科院未来生物学预测研究组预测，在分子水平上使遗传、发育和进化的统一成为可能，这将是未来生物学的主要理论任务之一。由这三者统一所导致的理论大综合，蕴含着丰富的哲学思想。从哲学认识论和方法论上对之进行理论概括，也应成为未来生物学哲学的主要理论任务之一。
“分久必合”。生物学中的这种综合趋势还在继续。一些生物学家预言，面向21世纪的生命科学，必然是各学科相互渗透与相互交融的“大生物学”时代。“大生物学”要求辩证地综合与不同组织水平相关的各门学科所积累的科学事实，建立起一般的生命理论，发展统一的生物学原理。多种学科的综合，反映了生物现象的相互联系和科学概念、方法论准则的统一。结合生物学认识发展的内在逻辑的考察，对生物学理论的相互关系（特别是理论的概念结构之间的转换、理论范式的确立和更替）进行哲学分析，能为我们提供有关生物科学发展规律性的新的认识。
（2）在生物学哲学的讨论中， 争议较多而且也是悬而未决的一个理论问题是关于生物学的自主性问题。具体言之，生物学的概念与规律能否在某种意义上“还原”为物理学和化学的概念与规律？生物学家运用的解释型式（例如历史的解释或目的论的解释）在物理科学中是否相宜？在生物系统中显示的某些现象是否也在无机系统中显现或有重大差异？等等这样一些有关生物学和物理学的联系究竟是什么的问题， 被A. 罗森伯格称之为“生物学哲学的中心问题”（《生物科学的结构》）。根据对这个问题的不同回答而形成了“自主论”与“分支论”两派泾渭分明的理论观点。这种分野在历史上的表现形式是活力论与机械论的对立，在现代则主要是所谓反还原论与还原论的争论。
从本体论方面说，讨论物理化学的实体和过程是否构成所有生命现象的基础，这实质上就是高级运动形式与低级运动形式的相互关系问题。如果把生命运动形式同物理化学的运动形式混同起来，甚至完全否定生命运动在质上的特殊性，这种本体论上的极端还原论倾向在哲学上和生物学上都是不可取的。相反，如果把生命运动的独特性绝对化，忽视其与其他运动形式之间的包容关系和发生学联系，这种倾向同样是不可取的。以辩证唯物主义的物质运动形式观为指南，依据科学认识的新成果，将能通过阐明生命运动和低级运动形式存在的联系和连续性而更深入地揭示其本质。
从方法论方面说，在生物学中通过把复杂现象分解为更为简单的组成部分进行研究，最终在物理化学层次上——分子层次上——作出说明，这也即还原论作为方法论的功能。分子生物学正是运用物理化学的还原方法来分析生命活动的基本过程，才获得了划时代的成就。这被誉为还原论的胜利。但是也要看到，生物学中还原方法的应用是有其局限性的。研究表明，生物体是一个多层次的、有组织的、结构复杂的系统，其中各个组成部分和整体具有多方面的相互作用。生物体的整体性不能建筑在来自于各个部分的分子碎片之上，分子参与组织的整体，它们的转移和复制是整体的全部功能的结果。本世纪下半叶以来系统科学和非线性科学的发展，为探索生命系统的复杂性提供了新的科学思想和科学方法。还原论方式的自下而上的决定原则即较低层次决定较高层次的原则，同系统整体思维方式的自上而下的决定原则即较高层次决定较低层次的原则，二者既相互对立又相互依赖，它反映了部分与整体的辩证法。合理地结合这两种决定原则，应是生物学进一步阐明生命机制及其规律性的研究战略。
（3）在当代， 从自然科学奔向社会科学的强大潮流已成为不可遏止之势。由于生物学革命对自然和人类社会生活产生的广泛影响，凸显了人的自然基础和社会基础的统一问题。与此相应，生物科学和社会科学的综合性研究也成为人们关注的热点。加拿大哲学家M.鲁斯在其《生物学哲学》一书中宣称，未来的社会科学将和生物学结合起来，社会学将把生物学的成果包括在自己的理论中，研究这种结合会提供许多有意义的东西。从现代生物学的发展可以看到，生物科学领域的一些学科（如遗传学、动物行为学、生态学等）与社会学、人类学、伦理学、经济学及政治学等学科的渗透、融合，不仅加深了人们对自然界和人类自身的认识，同时也启迪了对生物学规律和社会规律二者相互关系的哲学思考。如生态经济学作为生态学与经济学交叉发展起来的一门边缘学科，主要是阐明生态系统与经济系统相互作用所形成的生态经济系统运动和发展的客观规律。而生物政治学则旨在用生物学的概念、原理和方法来研究政治行为，借以探索社会政治生活的本质及其规律。在横跨生物科学与社会科学的众多交叉学科中，1975年由美国动物学家E.威尔逊在其巨著《社会生物学：新的综合》中所倡导并加以重新解释的社会生物学引起了很大反响。这是一门系统研究一切动物（包括人类在内）的社会行为的生物学基础的学科，其核心在于承认基因是遗传和自然选择的基本单位，一切社会行为均有其特殊的遗传结构。威尔逊和C.拉姆斯登还进行了更为广泛的概括，在他们所著《基因、理性和变化》（1981）中提出基因—文化互作进化论，认为整个人类文化领域在一定程度上依赖于遗传控制。学术界对社会生物学褒贬不一，围绕它所提出的人类行为的遗传决定问题展开了激烈的争论。这场争论远未完结，它所涉及的生物进化与文化进化的关系、社会生物学的哲学意义以及如何正确评价这一学说等问题也是生物学哲学研究的课题。
生物学与社会相互作用的一个引人注目的方面，表现为生物技术研究对伦理观的冲击和基因工程的社会控制及其伦理调节。生命科学技术的进步，在造福人类的同时也引发出许多社会伦理问题，向传统的伦理道德观念提出了新的挑战。举医学领域来说，由于医学技术以人作为直接作用对象，它所引发的伦理问题更为突出。自本世纪六、七十年代以来，国外医学界关于死亡标准、器官移植、安乐死、重组DNA 技术以及人工生育技术种种问题的伦理学争论，无不反映了传统伦理观的困惑和人类面临的伦理学上的选择。在当代新科技革命条件下，随着生物高技术的发展，不断涌现出新的伦理道德难题。被称为生物学领域的第一“大科学”的人类基因组工程，无疑会深化人类对自身结构的认识，但这项研究也将面临与伦理观念相悖的严峻形势。例如，由检测基因产生的侵犯个人健康隐私权问题。当今在世界范围内受到广泛关注的克隆绵羊“多利”的出世，更是激起了一场有关其应用前景和伦理意义的大争论。人能否克隆？在人身上重现这一成就或者创造新的生命形式（如人兽混合体）是否合乎伦理？未来的生命科学技术怎样与社会协调？是否应该着手进行人种改造的选择？站在生物学哲学的高度，我们将如何回答这些问题？
参考文献
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分子生物学的前景范文5
[关键词] 系统生物学；基因组学；蛋白质组学；计算生物学
近代生物学研究主要是以分子生物学和细胞生物学研究为主。研究方法皆采用典型的还原论方法。目前为止，还原论的研究已经取得了大量的成就，在细胞甚至在分子层次对生物体都有了很具体的了解，但对生物体整体的行为却很难给出系统、圆满的解释。生物科学还停留在实验科学的阶段，没有形成一套完整的理论来描述生物体如何在整体上实现其功能行为，这实际上是还停留在牛顿力学思想体系的简单系统的研究阶段。但是生物体系统具有纷繁的复杂性[1，2]。尽管对一个复杂的生物系统来说，研究基因和蛋白质是非常重要的，而且它将是我们系统生物学的基础，但是仅仅这些尚不能充分揭示一个生物系统的全部信息。这种研究结果只限于解释生物系统的微观或局部现象，并不能解释系统整体整合功能的来源，不能充分揭示一个生物系统的信息，且忽略了系统中各个层面的交互、支持、整合等作用，限制了生物学研究的发展。在这种现状下，20世纪末人类基因组计划完成后，生物学领域的科学家都在考虑一个问题：未来生物学研究的方向在哪里？为此学术界也不乏辩论。得出的共识是：生物学的发展未来主要面对如下问题：(1)如何弄清楚单一生物反应网络，包括反应分子之间的关系、反应方式等；(2)如何研究生物反应网络之间的关系，包括量化生物学反应及生物反应网络；(3)如何利用计算机信息及生物工程技术进行生物反应，生物反应网络，乃至器官及生物体的重建。
早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系统理论(general systems theory)，他在文章中指出生物体是一个开放系统，对其组成及生物学功能的深入研究最终需要借助于计算机和工程学等其他分支学科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood创立的系统生物学(systems biology)则是在以还原论为主流的现代生物学中反其道而行之，把这种以整体为研究对象的概念重新提出。他给系统生物学赋予了这样的定义，系统生物学(systems biology)是研究一个生物系统中所有组成成分(基因、mRNA、蛋白质等)的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系的学科。换言之，以往的实验生物学仅关心基因和蛋白质的个案，而系统生物学则要研究所有的基因、所有的蛋白质、组分间的所有相互关系。显然，系统生物学是以整体性研究为特征的一种大科学，是生物学领域革命性的方法论。以胡德的观点，基因、蛋白质以及环境之间不同层次的交互作用共同架构了整个系统的完整功能。因此，用系统的方法来理解一个生物系统应当成为并正在成为生物学研究方法的主流。利用系统的方法对其进行解析，综合分析观察实验的数据来进行系统分析。具体通过建立一定的数学模型，并利用其对真实生物系统进行预测来验证模型的有效性，从而揭示出生物体系所蕴涵的奥秘，这正是生物学研究方法的关键所在。
1 系统生物学的主要研究内容
系统生物学主要研究实体系统(如生物个体、器官、组织和细胞)的建模与仿真、生化代谢途径的动态分析、各种信号转导途径的相互作用、基因调控网络以及疾病机制等[4，5]。
系统生物学的首要任务是对系统状态和结构进行描述，即致力于对系统的分析与模式识别，包括对系统的元素与系统所处环境的定义，以及对系统元素之间的相互作用关系和环境与系统之间的相互作用的深入分析。具体如生物反应中反应成分之间的量的关系，空间位置，时间次序，反应成分之间的因果关系，特别是反馈调节和变量控制等有关整个反应体系的问题等。其次要对系统的演化进行动态分析，包括对系统的稳态特征、分岔行为、相图等的分析。掌握了系统的基本演化机制，使系统具有目标性和可操作性，使之按照我们所期望的方向演化，也有助于我们重新构建或修复系统，为组织工程学的组织设计提供指导。另外，系统科学对生物系统状态的描述是分层次的，对不同层次进行的描述可能是完全不同的；系统科学对系统演化机制的分析更强调整体与局部的关系，要分析子系统之间的作用如何形成系统整体的表现、功能，而且对系统整体的每一行为都要找出其与微观层次的联系。
系统生物学的研究包括两方面的内容。首先是实验数据的取得，这主要包括提供生物数据的各种组学技术平台，其次是利用计算生物学建立生物模型。因此科学家把系统生物学分为“湿”的实验部分（实验室内的研究)和“干”的实验部分（计算机模拟和理论分析)。“湿”、“干”实验的完美整合才是真正的系统生物学。
系统生物学的技术平台主要为各种组学研究。这些高通量的组学实验构成了系统生物学的技术平台。提供建立模型所需的数据，并辨识出系统的结构。其中包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学和表型组学计算生物学通过建模和理论探索。可以为生物系统的阐明和定量预测提供强有力的基础。计算生物学包括数据开采和模拟分析。数据开采是从各实验平台产生的大量数据和信息中抽取隐含其内的规律并形成假说。模拟分析是用计算机验证所形成的假说，并对拟进行的体内、体外生物学实验进行预测，最终形成可用于各种生物学研究和预测的虚拟系统。计算生物学涉及一些新的数学原理和运算规则，需要物理和数学来研究生物学的最基本的原理，也需要计算科学、信息学、工程学等进行生物工程重建和生物信息传递的研究。
2 系统生物学的研究思路及特点
系统生物学识别目标生物系统中的各种因素，然后构架一个系统模型，在其中赋予这个生物系统能动性。在此模型中研究细胞、组织、器官和生物体整体水平，研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用，并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能、表型和行为。系统生物学最大的特点即整合。这里的整合主要包括三重含义。首先，把系统内不同性质的构成要素(DNA、mRNA、蛋白质、生物小分子等)整合在一起进行研究；其次，对于多细胞生物，系统生物学要实现从基因到细胞、到器官、到组织甚至是个体的各个层次的整合。第三，研究思路和方法的整合。经典的分子生物学研究是一种垂直型的研究，即采用多种手段研究个别的基因和蛋白质。而基因组学、蛋白质组学和其他各种“组学”则是水平型研究，即以单一的手段同时研究成千上万个基因或蛋白质。而系统生物学的特点，则是要把水平型研究和垂直型研究整合起来，成为一种“三维”的研究[6]。
3 系统生物学的研究方法
系统生物学最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系统生物学的发展正是由于对生物系统的干扰手段不断进步促成的。干涉主要分为从上到下(top-down)或从下到上(bottom-up)两种。从上到下，即由外至里，主要指在系统内添加新的元素，观察系统变化。例如，在系统中增加一个新的分子以阻断某一反应通路。而从下到上，即由内到外，主要是改变系统内部结构的某些特征，从而改变整个系统，如利用基因敲除，改变在信号传导通路中起重要作用的蛋白质的转录和翻译水平[7]。
目前国际上系统生物学的研究方法根据所使用研究工具的不同可分为两类：一类是实验性方法，一类是数学建模方法。实验性方法主要是通过进行控制性的反复实验来理解系统[8，9]。首先明确要研究的系统以及所关注的系统现象或功能，鉴别系统中的所有主要元素，如DNA、mRNA、蛋白质等，并收集所有可用的实验数据，建立一个描述性的初级模型(比如图形的)，用以解释系统是如何通过这些元素及其之间的相互作用实现自身功能的。其次在控制其他条件不变的情况下，干扰系统中的某个元素，由此得到这种干扰情况下系统各种层次水平的一些数据，同时收集系统状态随时变化的数据，整合这些数据并与初级模型进行比较，对模型与实际之间的不符之处通过提出各种假设来进行解释，同时修正模型。再设计不同的干扰，重复上面的步骤，直到实验数据与模型相一致为止。
数学建模[10，11]方法在根据系统内在机制对系统建立动力学模型，来定量描述系统各元素之间的相互作用，进而预测系统的动态演化结果。首先选定要研究的系统，确定描述系统状态的主要变量，以及系统内部和外部环境中所有影响这些变量的重要因素。然后深入分析这些因素与状态变量之间的因果关系，以及变量之间的相互作用方式，建立状态变量的动态演化模型。再利用数学工具对模型进行求解或者定性定量分析，充分挖掘数学模型所反映系统的动态演化性质，给出可能的演化结果，从而对系统行为进行预测。
4 当代系统生物学研究热点
基因表达、基因转换开关、信号转导途径，以及系统出现疾病的机制分析等四个方面是目前系统生物学研究的主要阵地。
基因组医学(genomic medicine)是以人类基因组为基础的生命科学和临床医学的革命。生命科学和临床医学结合，将人类基因组研究成果转化应用到临床实践中，是后基因组时代最重要的研究方向之一。人类基因组计划从完成和多种疾病相关的基因研究发现，迅速进入到蛋白质组学、染色体组和人类疾病基因的研究，通过单基因或复杂多基因疾病的相关基因研究和疾病易感因素分析，达到揭示基因与疾病的关系之目的；遗传背景与环境因素综合作用对疾病发生发展的影响；为疾病的诊断、预防和治疗、预后和风险预测提供依据。基因组医学将大大提高我们对健康和疾病状态的分子基础的认识，增强研制有效干预方法的能力。
后基因组(post-genome)的交叉学科研究是目前生命科学研究的前沿。交叉学科是一个新的研究领域，范围非常广阔，如基因组、蛋白质组、转录组等等，从而出现许多新的交叉学科。
细胞信号转导(signal transduction)的研究是当前细胞生命活动研究的重要课题。细胞信号转导蛋白质组学是功能蛋白质组学的重要组成部分。系统地研究多条信号转导通路中蛋白质及蛋白质间相互关系及其作用规律，细胞信号转导通路网络化，其作用模式、通路、功能机制、调控多样化，细胞信号转导结构、功能、途径的异常在癌症、心血管疾病、糖尿病和大多数疾病中起重要作用。对细胞信号转导机制的了解，已成为创新药物、防病治病的关键。细胞信号转导不是一门单一学科，而是多种学科，如细胞学、生物化学、生物物理学和药理学等多学科的交叉学科。
5 现阶段系统生物学存在的问题
目前的系统生物学研究还只是初步使用动力学建模方法来定量描述系统的动态演化行为，这种方法对简单巨系统是适用的，但是在运用到复杂适应性系统时就会表现出很多的局限性，有很多问题就不能解决。生物体系统的复杂程度超乎我们的想象，现阶段不宜研究整个生物体系统，可以从研究“小系统”(生物体中具有一定功能、相对独立的部分，将其看成一个“系统”)开始，当然如何正确地分析这个小系统本身也不是件易事。
5.1现有技术水平的限制
着眼于整体的系统生物学对技术、仪器的依赖性大大超过传统的分子生物学。高通量、大规模的基因组及蛋白质组等的发展都是建立于新技术、新仪器出现基础之上。就目前的技术水平来讲，距系统生物学所要求达到的理想水平还相差很远。由于技术发展的不均衡造成了系统中各个水平上的研究不均衡。基因组和基因表达方面的研究已经比较成熟，而在其他水平如蛋白质、小分子代谢物等的研究仍处于起步阶段。各种蛋白质在数量上的巨大差异是全面分析低丰度蛋白质的一大障碍。而低丰度蛋白往往是最重要的生物调节分子，如何加强对低丰度蛋白的高通量研究，将是对蛋白质组应用前景的重要保障。同样，如何研究系统内存在的非遗传性分子即细胞中存在的成百上千的独立的代谢底物及其他各种类型的大小分子，它们在基因表达、酶的构象形成等方面有着重要作用。建立适当的方法来系统检测这些分子的变化是系统生物学能否发展的关键。
5.2分析水平的限制
系统的复杂性决定了全面分析的复杂性。人类基因组计划的实施提供了庞大的信息资源，已让人眼花缭乱，而对于较核苷酸复杂得多的蛋白质及代谢物等的分析将是更大的挑战。如何系统而详尽地为公共数据库中的信息加上注解，对这些复杂数据进行储存和分析将成为系统生物学发展的瓶颈。
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分子生物学的前景范文6
关键词：土壤微生物生态学；核酸探针杂交；梯度凝胶电泳；PCR
土壤中存在着极其丰富的微生物种类，它们在土壤生态系统中各自行使着独特的功能。自1953年以来，分子生物学理论和技术取得了惊人的成就，许多分子生物学研究方法和理念被应用到微生物生态学研究中，为微生物生态学研究领域注入了新的活力，极大地推动了微生物分子生态学的发展。下面介绍近年主要的几种研究方法：
一、标记核酸探针杂交技术
1.基本原理
以核酸分子杂交技术为核心，利用探针分析DNA序列及片段长度多态性。探针是能与特定核苷酸序列发生特异性互补的已知核酸片段，它可以是长探针（100～l000bp），可以是短核苷酸片段（10～50bp），也可以是从RNA制备DNA探针，斑点印迹和狭线印迹杂交等不同的方法。
2.应用
科学家应用核酸杂交方法研究了被燃油污染及不污染的土壤提取的细菌DNA，结果表明：被污染的土壤提取的细菌DNA中各种烃的降解基因的检出率显著高于不污染的样品，且定量分析结果表明污染越严重，这种降解基因的含量越高，因而可以用该方法作为对土壤中燃油污染程度的评价。
3.原位荧光杂交技术
（1）基本原理。FISH是以荧光标记取代同位素标记的一种新的原位杂交方法。它检测核苷酸序列是利用荧光标记的探针在细胞内与特异的互补核苷酸序列杂交，通过激发杂交探针的荧光来检测信号。
（2）应用及其优缺点。可以进行样品的原位杂交，应用于环境定微生物种群鉴定、种群数量分析及其特异微生物跟踪检测，现已成为微生物分子生态学研究中的热点技术，在土壤微生物分子生态学领域应用广泛。FISH技术的应用受到环境样品微生物的生理状态的影响，芽孢、放线菌及休眠时期的细胞的细胞膜的通透性低，影响群落中部分种属丰度的错误估计。
二、基于PCR技术的研究方法
PCR是一种聚合酶链式反应技术，主要特点是短时间内在实验室条件下人为地控制并特异扩增目的基因或DN段，使研究的目的基因及其环境样品中的微量微生物基因得到无限的扩增，为这些基因和微量微生物种群的研究提供了保证。
1.PCR-RFLP方法
（1）原理。PCR-RFLP法是将PCR引物中的一条加以荧光标记，其基本原理是用PCR扩增目的DNA，扩增产物再用特异性内切酶消化切割成不同大小片段，直接在凝胶电泳上分辨。
（2）应用。现在很多研究人员利用16SrRNA来研究土壤微生物的多样性。该技术还可以用来监测因环境改变而引起的微生物种群的变化。
2.PCR-SSCP方法
（1）原理。日本Orita等研究发现，单链DN段呈复杂的空间折叠构象，这种立体结构主要是由其内部碱基配对等分子内相互作用力来维持的。当有一个碱基发生改变时，会或多或少地影响其空间构象，使构象发生改变。空间构象有差异的单链DNA分子在聚丙烯酰胺凝胶中受排阻大小不同。因此，通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳，可以非常敏锐地将构象上有差异的分子分离开。
（2）应用。Sabine Peters等人用该法研究群落的演替和菌种的多样性，并同传统的培养方法比较指出PCR-SSCP方法避免了传统培养的费时费力以及误差大的干扰，适合对微生物群落结构和演替的分析。
三、DNA扩增片段梯度电泳检测技术
1.变性梯度凝胶电泳
（1）基本原理。双链DNA分子在一般的聚丙烯酰胺凝胶电泳时，其迁移行为决定于其分子大小和电荷。DGGE技术在一般的聚丙烯酰胺凝胶基础上，加入了变性剂（尿素和甲酰胺）梯度，从而能够把同样长度但序列不同的DN段区分开来。
（2）应用。DGGE方法是应用最早也是最常用的单碱基突变筛查方法之一，自从1993年DGGE被引入微生物学以来，该技术被广泛地用作分子工具比较微生物群落的多样性以及监视种群动态。PCR-DGGE用于分析华盛顿州东部4种土壤细菌群落结构和多样性，结果表明：管理和农学实践对细菌群落结构的影响比年降水量更大。
2.温度梯度凝胶电泳
（1）基本原理。温度梯度凝胶电泳技术则是利用温度梯度变性的原理，利用了不同分子在温度改变下构象的差别进行分离。
