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分子生物学概述范文1
关键词：教学方法；分子生物学；实验教学
Discussion about educational reform on teaching of molecular biology for undergraduate major in biotechnology
Shen Xin
Beijing Forestry University， Beijing， 100083， China
Abstract： In this paper， teaching approach was probed in regards of content， method and experiment on the course of molecular biology for undergraduate major in biotechnology. In the reform of course content， we had reduced the content overlaid with other courses for instance the knowledge on genetic information transmission and meanwhile increased the content on updated knowledge. In reform of teaching method， we introduced guiding type educational approach. In reform of course experiment， open type experiment was established. Through the presented reform， students become more active in studying the correlated knowledge and become more capable on experiment. The teaching effect get improved.
Key words： teaching method； molecular biology； experiment teaching
分子生物学是生物类本科教育中一门主要的基础课，它以探究生命过程中生物大分子的结构与功能为主要内容，以解析基因组和蛋白组中生物大分子在各个生命过程中的作用、基因表达调控机制以及信号传递网络为主要研究目标[1-3]。生物大分子结构与功能的研究渗透于生理学、发育生物学等各学科研究中，相关的知识构成了基因组、转录组和蛋白组研究的重要基础。掌握分子生物学的原理和实验技术对生物类学生认识生命的本质，培养生命科学研究能力至关重要，也有助于后续专业课程的学习，为将来进一步深造奠定坚实的基础。从学科特点而言，分子生物学是一门新兴学科，理论体系处在一个不断发展和完善的阶段，研究方法也在不断创新。分子生物学课程知识点多而分散，实验涉及的内容较为复杂，要求我们在教学中一方面要适时地更新教学内容，满足学生掌握分子生物学发展动向的需要，另一方面要充分调动学生的学习积极性，培养学生的创新意识和从事科学研究的能力。我们在多年分子生物学课程的教学改革和课程建设中，针对生物技术专业的分子生物学教学分别从教学内容、教学方法和实验教学等方面进行了探索，具体情况如下。
1 加强新知识点教学内容，深化对生命本质的认识
知识更新快是分子生物学一个鲜明的特点，如何将经典的基础知识与新知识点结合起来是分子生物学教学中需要探讨和解决的问题。在前期分子生物学教学中，我们以经典的遗传信息传递过程为主线，侧重对基础知识的介绍，新知识点虽有涉及，但远不能反映学科的发展。近年来，随着生命科学研究的不断深化，真核生物基因表达调控机制、信号传递网络、生物大分子在生命过程中的作用等方面科研成果不断涌现，转录调解因子的组合调控机制、组蛋白修饰与DNA甲基化、异染色质化、转录后基因沉默、细胞对环境信号的感知及信号转导机制等已经成为发育生物学、生理学及其他学科研究的热点[4-9]。了解和掌握这些知识对学生认识生命过程的本质具有重要意义。在已往的教学中，我们用较多的课时讲解以中心法为基础的遗传信息流的基本原理，但在教学实践中我们发现这部分内容与其他课程存在较大的重叠，一个主要的困惑是学生在学习过程中重复学习相同的知识点，这在很大程度上影响了学习的积极性。另一方面，在经典教材中真核生物组合调控、表观遗传学、基因转录后调控等内容篇幅明显偏低，而这些内容正是目前分子生物学发展的热点，对学生认识生命过程的本质尤为重要。如何更合理地安排学时，兼顾基础知识与科学发展新动向，是我们教学改革的重要环节。通过摸索，我们在教学实践中适当减少遗传信息传递的课时，压缩与其他学科重复的内容，增加了对真核生物组合调控机制、DNA甲基化修饰、组蛋白N端修饰、真核生物信号转导等内容。通过对教学效果的评估，我们观察到，教学内容的调整增强了学生学习的积极性，提高了他们对课程重要性的认识，同时也使学生对生命过程的本质有了更深刻的认识，为后续生理学和发育生物学的学习奠定了基础。
2 调整教学方法，培养创新意识
兴趣是学习的动力，充分调动学生的学习积极性是教好这门课的关键。多年的教学经验告诉我们，灌输式教育不利于学生学习兴趣和创新意识的培养，容易导致学生形成死记硬背的不良学习习惯。在灌输式教育模式下，学生处于被动学习状况，学习的积极性不高，思考问题的意识和分析问题的能力不强。为改变学生被动学习的现状，克服灌输式教育带来的不利影响，我们需要对教学方法进行改革，为此，我们在课程建设过程中尝试了导向性教学。在教学过程中，我们指定适量的文献作为课外阅读材料，以知识获得过程为主线，引导学生分析讨论前人发现问题与解决问题的过程，并帮助他们分析、总结相关实验方案。通过教学方法的改革，学生不仅学到了相关的基础知识，还学到了科学家发现问题、解决问题的思路和方法以及科学家为科学献身的精神。另外，搜集获取科学文献的能力是从事科学研究能力的重要方面。专业外语阅读能力对学生获取知识非常重要，我们在导向性教学中采取了双语教学的方式，结合导向性教学给学生布置英语阅读任务，让学生自己搜集资料，使学生既培养了创新意识也提升了搜集文献的能力。通过教学方法的改进，学生增强了对分子生物学的学习兴趣，也提高了他们的综合分析能力，更重要的是，通过导向性教学，学生逐步养成了独立思考的习惯并提高了创新意识。
3 强化实验基础，注重能力培养
分子生物学研究策略被广泛应用于当今的生物学研究中，分子生物学方法在科学研究创新中扮演着越来越重要的作用，分子生物学实验技能的培养对发展学生潜能，提高毕业生质量至关重要，在加强学生素质教育与培养创新能力方面有不可替代的作用。相对于理论教学，实验教学具有实践性、综合性和创新性的特点，对学生学习兴趣和科研能力的培养有很大帮助。为培养具备较强科研能力的生物科学专业和生物技术专业毕业生，我们在分子生物学教学实践中设置了开放性实验，内容包括核酸的提取与纯化、电泳分离与鉴定、分子克隆、PCR扩增、原核表达及蛋白质亲和层析等实验。这些实验在当今生物学研究中被广泛应用，掌握这些研究方法对学生科学研究能力的培养大有益处，我们期待学生通过实验环节掌握分子生物学实验的基本原理和基本技能。为配合实验课开展，在教学中我们用较大篇幅介绍基本实验的原理和新技术，包括生物大分子的制备技术、PCR技术、杂交技术、RNAi技术等。在教学实践中我们发现学生对分子生物学实验表现出浓厚的兴趣，参与实验的积极性很高。通过实验，学生对科学研究过程有了深刻的感性认识，这对学生了解知识获得的途径和方法有很大帮助。在实验教学过程中，我们发现，前期的实验课存在明显的不足，主要表现为实验原理的相关基础知识不足和实验准备环节的欠缺。在前期教学实验中，实验准备由教师完成，学生用教师配好的缓冲液、培养液进行操作，虽然能够获得不错的实验结果，但对学生能力的培养不利，学生常常不了解缓冲液中各成分的作用，对培养液配制中需要注意的问题也缺乏了解，我们认为这些问题涉及学生的基本素质，关系到能力的培养，为此在教学中我们采取了一些针对性的措施。一方面在理论课中增加了与实验技术相关的基础知识的介绍，如对核酸提取缓冲液、蛋白提取中的细胞裂解液等作了详尽介绍[10-12]，通过讲解使学生对变性剂、抗氧化剂、缓冲剂、离子型与非离子型表面活性剂等成分的作用有了充分的认识与了解，对蛋白质和核酸纯化原理有了全面的掌握。另一方面，在教学环节中，我们将实验改为开放性实验，要求学生自己准备实验，教师做必要的指导，通过这些措施使学生将分子生物学论课上学到的知识与实际操作过程相互印证。开放性实验使学生分子生物学实验技能得到了显著提高，为学生独立操作实验和培养良好的科研能力打下坚实基础。
4 结束语
经过几年的教学实践，我们逐渐摸索出分子生物学教学的一些方法和技巧，并通过教学内容和教学方法的改革激发了学生的学习热情和主动性，不仅使他们掌握了分子生物学的基础理论，更重要的是培养了他们发现问题的意识和解决问题的能力，养成了独立思考的习惯，教学改革显示出良好的效果。今后，我们还将继续探索，让分子生物学理论和实验教学在生物科学与生物技术本科生培养过程中发挥更大的作用。
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分子生物学概述范文2
【摘要】 目的 对分子生物学技术在临床常见病原微生物快速检测中的应用进行分析。方法 抽取在2000年-2010年这几年时间里分子生物学技术在临床中的应用情况的调查资料，对分子生物学技术对常见病原微生物进行快速检测的应用情况进行回顾性分析。结果 分子生物学技术在最近几年得到了飞速的发展，主要包括聚合酶链反应技术、基因芯片技术、生物传感器技术。结论 在病原体诊断分析方面分子生物学技术以其独特的优势越来越发挥着重要的作用。
【关键词】 分子生物学技术；常见病原微生物；基因芯片；传感器
在食品工业、水质环境质量监控以及对临床疾病进行诊断等众多领域中对病原微生物进行检测得到了广泛的应用。最近几年以来,病原微生物的检测工作已经变成世界各国所关注的焦点。过去传统标准的检测方法主要是以病原菌的分离、培养以及表型的鉴定为基础,由于传统方法具有整个检测周期长,操作步骤繁琐, 容易受标本环境等缺点从而对检测的特异性以及灵敏度产生了很大的影响[1]。目前, 分子生物学技术主要以PCR 技术、生物芯片以及传感器为代表在对微生物进行诊断中得到了不断的发展, 以上这些方法的优点主要有以下几点：简便、快速、特异、敏感、自动化程度高, 能够对现在临床对于病原微生物检测的需求予以满足。在本次研究中对抽取的2000年-2010年这几年时间里分子生物学技术在临床中的应用情况的调查资料，就其分子生物学技术对常见病原微生物进行快速检测的应用情况进行回顾性分析。以下为本次研究的结果报告。1 资料与方法1.1 一般资料 采用随机抽样的方法抽取在2000年-2010年这几年时间里分子生物学技术在临床中的应用情况的调查资料，调查的主要内容包括新技术的开发，新技术在临床上的应用情况，新技术的优点以及新技术的原理等。以上所调查的所有内容不存在统计学差异，可以在分析中予以应用。1.2 方法 对所抽取的分子生物学技术在临床中的应用情况的调查资料回顾性分析，对分子生物学技术的原理、特点以及应用情况进行统计总结。1.3 数据处理 在本次研究过程中所得到的所有相关数据，均采用SPSS14.0统计学数据处理软件进行处理分析，当P＜0.05时，我们认为数据之间有明显的统计学差异。2 结果
在最近几年分子生物学技术得到了飞速的发展，最新开发的几项新技术主要包括聚合酶链反应技术、基因芯片技术、生物传感器技术。三种技术各有各的优点，在临床上对常见病原微生物进行快速检测各具特点，给临床上对原微生物进行快速检测提供了很大的方便。3 讨论
聚合酶链反应技术(PCR)：自PCR 技术在1985年建立到2010年这一段时间里,该技术的发展十分的迅速, 应用也在日趋的多元化,由PCR技术而衍生出很多种相关技术在最近几年同样受到临床对病原体的诊断与检测工作的广泛欢迎。由PCR技术而衍生的其他技术主要有：多重PCR 技术、实时荧光定量PCR 技术、等温扩增技术等。所谓的多重PCR就是指在普通PCR 基础上得到不断发展的,在一个PCR体系里增加多余两对引物,并且会将多个核酸片段予以扩增的一个PCR反应, 该技术的做用为对多种病原微生物能够同时进行检测或者是鉴定分型。而所谓的实时荧光定量PCR就是将荧光基团加入到PCR反应的体系中,通过对荧光信号的积累积累对整个PCR进程进行实时监测, 最后对未知模板利用标准曲线进行定量分析一种技术。最近几年以来出现了核酸恒温扩增技术, 这是对仪器以及实验室条件的要求得到了简化、并且使检测时间有效缩短,这已经成为核酸扩增技术的发展方向[2]。
分子生物学概述范文3
1 分子生物技术概述
分子生物技术也称之为生物工程，是现代生物技术的主要标志，它是以基因重组技术和细胞融合技术为基础，利用生物体(或者生物组织、细胞及其组分)的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理相结合进行生产加工，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系，其内容包括基因工程技术、细胞工程技术、DNA测序技术、DNA芯片技术、酶工程技术等。现代分子生物技术的诞生以70年代DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志，迄今已走过了30多年的发展历程。实践证明在解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景，受到了各国政府和企业界的广泛关注，是21世纪高新技术产业的先导。医学领域是分子生物技术最先登上的舞台，也是目前现代分子生物技术应用最广泛、成效最显著、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。据统计，国际上分子生物技术领域所取得研究成果的60%以上集中在医学领域。
2 分子生物技术在医学领域的重要应用
2.1 分子生物传感器在医学中的应用
分子生物传感器是利用一定的生物或化学固定技术，将生物识别元件(如酶、抗体、抗原、蛋白、核酸、受体、细胞、微生物、动植物组织)固定在换能器上，当待测物与生物识别元件发生特异性反应后，通过换能器将所产生的反应结果转变为可以输出、检测的电信号和光信号等，以此对待测物质进行定性和定量分析，从而达到检测分析的目的。分子生物传感器可以广泛地应用于对体液中的微量蛋白、小分子有机物、核酸等多种物质的检测。在现代医学检验中，这些项目是临床诊断和病情分析的重要依据。能够在体内实时监控的生物传感器对于手术中或重症监护的病人都很有帮助。
2.2 分子生物纳米技术在基因诊断中的应用
基因诊断是利用分子杂交及荧光技术检测DN段，已经为基因诊断在临床上的应用带来了巨大的发展前景。研究表明，利用纳米技术，如利用金纳米微粒结合杂交DN段，很容易进入机体细胞核，并与核内染色体组合，具有较高的特异性，可以克服目前基因诊断所面临的一些困难和问题，进一步提高了基因诊断在实验室中的地位。科学家通过超顺磁性氧化铁纳米粒脂质体对肝癌的研究，提高了直径3 mm以下的肿瘤检测率。结论表明，纳米微粒对肿
瘤早期发现、早期诊断具有重要意义。
2.3 分子生物技术在医学制药中的应用
分子生物技术发展的一个重要方向是医学制药的研究与开发。与传统的化学合成制药相比，它不仅具有针对性强、疗效好、副作用较小的优点，同时对蛋白质药物改造、提高疗效、降低毒性、提高稳定性具有重要作用，并且能够利用生物系统，将自然界中存在的含量极低的有效生物活性物质进行大规模生产以及建立起高效、快速、准确、简便的分子诊断技术和开发出新药，更重要的是可以预防和治疗一些应用传统治疗方法无法克服的疾病。目前这一领域的应用主要包括以下几个方面：生产基因工程药物；生产发酵工程药物；生产核酸类药物；利用生物系统加工天然药物；从海洋生物中纯化提取药物。
2.4 分子纳米技术在基因疗法中的应用
基因治疗是临床治疗学上的重大发展，其基本原理是:质粒DNA进入目的细胞后，可以修复遗传错误，或可产生治疗因子，如多肽、蛋白质、抗原等，纳米技术能使DNA通过主动靶向作用定位于细胞。将质粒DNA缩小到50～200nm，带上负电荷进入到细胞核，插入到细胞核DNA的确切部位，起到对症治疗效果。同时分子纳米技术能够快速有效地确定基因序列、基因和药物的体内走向、传送和定位传递，使临床诊断和治疗过程效率得以提高。同时无机纳米颗粒体积小，可在血管中随血液循环，透过血管壁进入各个脏器的细胞中，作为新型非病毒型基因载体能有效介导DNA的转导，并使其在细胞内高水平的表达，从而为基因表达、功能研究及基因治疗提供了新的技术和手段。
2.5 分子生物芯片技术在医学检验中的应用
分子生物学概述范文4
【关键词】肺癌;早期诊断;分子标记物
【中图分类号】R156.3【文献标识码】B【文章编号】1005-0515(2011)12-0383-02
1肺癌概述
肺癌是世界上恶性肿瘤死亡的首要原因，约占全部癌症死亡人数的29%，且发病率和死亡率呈上升趋势。从1980～1996年，美国肺癌的发病率增长了51%，死亡率增长了57%。全球肺癌5年平均生存率为11%，我国为8%[1]。虽然Ⅰ期肺癌患者术后5生存率可达70%[2]，但不幸的是，仅有10%的肺癌患者在早期阶段(T1N0/T2N0)被发现，并有手术治愈的可能。大多数早期患者是通过非肿瘤相关的检查而被检出[3]。尽管经过了近20年的诊断与治疗技术的发展，肺癌的治愈率仍无显著提高。在我国肿瘤死亡的回顾性调查表明，肺癌在男性占常见恶性肿瘤的第四位，在女性中占第五位。本病多在40岁以上发病，发病年龄高峰在60-79岁，男女患病率比为2.3：1。种族，家属史与吸烟对肺癌的发病均有影响。肺癌按组织学可分为鳞状上皮细胞癌，小细胞未分化癌，大细胞癌和腺癌。其中鳞状上皮细胞癌是最常见的类型。占肺癌的40-50%，多见于老年男性，与吸烟关系密切，多为中央型肺癌。本型肺癌生长相对缓慢，手术切除机会相对较多，但放化疗不如其它类型的肺癌敏感。腺癌与吸烟关系不大，女性多见，多生长在肺边缘小支气管的粘液腺。小细胞未分化癌是肺癌中恶性程度最高的一种。大细胞肺癌可为中央型也可为周围型，手术机会也较大。目前对肺癌的诊断缺乏特异性，因其症状、体征均无特异性，与其它肺部疾病，如肺炎，肺结核等病难以鉴别。大多数依靠影像学诊断，其次为细胞组织学检查，如痰脱落细胞学检查和肺组织活检等。分子标记物检测在些国家中也越来越得到广泛应用。
2肺癌分子标记物及其检测
随着肿瘤发病学分子生物学研究的进展，血清肿瘤标志物的研究与筛选成为肺癌早期诊断的研究热点。现阶段，癌胚抗原(CEA)、糖类抗原（CA-125和CA-199）、细胞角质蛋白19片段(cyfraz-1)、神经烯醇化酶(NSE)等几类血清标志物已广泛应用于临床诊断。癌胚抗原CEA是一种具有人类胚胎抗原决定簇的酸性糖蛋白，它是一种肿瘤相关抗原，存在于多种肿瘤组织中[4]，其在肺腺癌中有较高的诊断价值，特异性在90%以上时，敏感性可达50%-70%。是临床上应用最为广泛的一种，其检测方便、快捷，经济。CA125是用卵巢癌细胞为免疫原制备的单抗OC125的相应抗原，它是一种细胞表面高分子糖蛋白。当初此抗原检测主要用于卵巢癌的诊断和预后评估，后发现其呈多部位的分布（胚胎期体腔上皮细胞，成人的胸膜、腹膜、心包膜、输卵管内皮和子宫内膜等），并逐渐有报道其在胃癌、结肠癌中得以应用，并发现其还可作为肺癌诊断、预后检测的肿瘤标志物[5]。CA199是以人结肠癌细胞系SW116为免疫原制备的单抗199所识别的抗原，不只存在于消化系统恶性肿瘤（胆囊癌、胰腺癌、结直肠癌）中，同时在乳腺癌、卵巢癌、子宫癌、前列腺癌及肺癌等其他恶性肿瘤患者血清中水平也会升高。故提示这两项肿瘤标志抗原具有广谱性。NSE是糖原酵解酶、烯醇化酶中最有意义的同工酶形式，在各型肺癌中均有较高的敏感性，尤其在小细胞肺癌中最高，阳性率可达69%-78%，且NSE在小细胞肺癌血清中的表达与病变分期有显著相关[6]。Cyfrazi-1是鳞癌较好的标志物，Nakayama等根据Youden指数推算各标志物的诊断能力分析得出，Cyfra21-1是肺癌早期诊断的最佳单一指标。将上述血清标志物联合检测可提高早期诊断的灵敏度与特异度，Miedoage等将Youden指数与接受工作者曲线（ROC）算术结合分析发现，联合检测分析Cyfra21-1+CA125+CEA效果最佳，可作为临床早期诊断肺癌的有效指标。有研究提出，目前肺癌标记物还有肌酸激酶同工酶（CK-BB），其敏感度为45%，血浆D-二聚体（D-D），可容性肿瘤坏死因子受体（STNFR），其阳性率为80.7%，血小板α-颗粒膜蛋白（GMP-140），糖链抗原（CA），谷光甘肽S转移酶（GST），神经元特异性烯醇化酶（NSF），细胞角蛋白19片段（CYFRA21-1），恶性肿瘤特异性生长因子（TSGF），胃泌素前体释放肽（proGRP(31-98)）和肺癌基因表达等。钙相关蛋白43(calciumassociatedprotein43，cap43)基因是在研究镍化合物致癌机理中发现的新基因，研究发现其在正常组织表达很低或不表达，而在肿瘤组织表达显著上调，且为肿瘤发生、发展的早期事件之一。而且其在人肺癌细胞株A549中表达上调，差异显示技术研究发现人肺癌A549细胞株cap43基因转录、表达水平超过正常细胞30倍[8]。Cap43蛋白和mRNA相对较稳定，使其在肿瘤标志物诊断中有较大的应用潜力[7]。因为肺癌的发生、发展和演变过程中，肿瘤抑制基因的失活、原癌基因突变的激活、杂合性的缺失以及特殊染色体区域的扩增等遗传学变化导致DNA水平的变化，后者又进一步引起细胞内RNA及蛋白质水平的改变，这些变化可以产生肺癌相关分子标记物，检测肺癌患者体内各种分子异常的分子生物学方法主要有以DNA、RNA及蛋白质为基础的3种检测方法。这些方法中涉及到分子生物学、免疫化学、蛋白质组学和基因组学等相关学科[9]。包括DNA和RNA的鉴定，蛋白质的分离、提纯等。临床上放免技术、PCR检测技术在肿瘤标记检测中得到广泛开展。
3结语
肿瘤是多种原因导致的复杂疾病，其病因、发生和发展之间有着较大的变化，因此从分子水平上降低肿瘤的死亡率主要有三个方面:(1)研究肿瘤的遗传易感性，即研究肿瘤高发家族的基因突变情况和体细胞演变为肿瘤细胞的基因变化；(2)早期发现、早期诊断；(3)针对肿瘤细胞和肿瘤发生、发展的内、外环境制定新的分子治疗措施，而根治肿瘤的关键是早期发现、早期治疗，能够早期诊断的肿瘤疗效较理想，而确诊的中晚期肿瘤则治疗效果差，预后不良。分子生物学的发展使基因诊断肿瘤成为可能。
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分子生物学概述范文5
关键词：绿色革命；农学；专业设置
中图分类号：S-1 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-08-0264-2
我国有13亿多人口，是粮食生产与消费大国。中央政府连续提出农业问题是中国的根本问题，是保持国民经济持续快速协调健康发展的必然要求，是实现全面建设小康社会宏伟目标的必然要求，是维护社会稳定和国家长治久安的必然要求。中国的粮食状况如何？中国的粮食生产潜力有多大？中国人民能不能养活自己？这是政府和社会普遍关心的三大问题。而解决这些疑问的关键在于农业科学的发展，在于农业现代化的最终实现。各大高等院校与农业研究院对人才后备力量的培养是实现农业现代化的根本保障。因此农学专业学生的专业设置科学与否？结构是否合理和重点学科是否突出支撑学科是否完善等等都是十分严肃而又重要的研究课题。
本文并未考虑绿色革命带来的政治问题，仅以绿色革命带来的科技进步为基础，以近现代世界农业发展的主要矛盾问题为启发，浅议农学专业设置，并为科学的学科建设提供理论依据。
1 绿色革命
自人类社会诞生以来，农业和粮食问题就始终影响着全人类的文明进程。历史上各个时期的人们都被粮食和人口的问题困扰，18世纪中期，马尔萨斯在其代表作《人口原则》和《政治经济学原理》中提出了著名“马尔萨斯人口论”――人类必须控制人口的增长。否则，贫穷是人类不可改变的命运。悲观的马尔萨斯认为人口的增长速度远远超过粮食的增产，贫穷和饥饿是人类不可改变的命运。但回到21世纪往回看，马尔萨斯的忧虑并没有变成现实。而致使马尔萨斯人口论出现偏差的原因就是――绿色革命。
绿色革命是于20世纪中叶，洛克菲勒基金会发起，国际农业发展组织广泛参与的西方国家大规模投资农业科学研究，导致农业产量戏剧性的突破。现代化种植模式、农业科学技术的发展、化肥和农药的使用加速了提高产量的进程。在20世纪下半叶，绝大多数发达国家获得了稳定的食物供应，消除了饥饿的威胁。
绿色革命强调灌溉、化肥、农药和育种在粮食生产中的重要性，农田水利的建设，以我国杂交水稻技术为代表的传统杂交育种的发展，廉价化学农药和杀虫剂的广泛使用，使世界范围粮食总产量在1950年到1990年的40年内翻了将近10倍。中国，墨西哥，印度等主要发展中国家的粮食产量上升了70%。
2 绿色革命带来的问题和我们专业设置中需要重点解决的问题
绿色革命发展到今天在缓解粮食人口矛盾的方面起很重要的作用，但是也必须清楚的看到绿色革命带来的严重问题：
（1）全球农作物产量已经达到了高产平台期，灌溉、化肥和农药的使用已经够多，在此方面可挖掘的潜力已经很小，同时过多的使用化肥和农药已经带来土壤退化，水污染等很大的环境成本。
90年代初，又发现其高产谷物中矿物质和维生素含量很低，用作粮食常因维生素和矿物质营养不良而削弱了人们抵御传染病和从事体力劳动的能力，最终使一个国家的劳动生产率降低，经济的持续发展受阻。
（2）推广的品种不适于旱地种植，绿色革命推广的品种存在要求肥水条件高、不适于旱地种植等问题。这些品种仅在灌溉条件好和降雨充沛的地区得以大面积推广，而在降雨稀少的地区则难以种植。
（3）同时由于人们生活水平的提高，对肉、蛋、奶的需求进一步提高。对以玉米和大豆等为主饲料作物的需求更加突出，并应注意动物科学的发展，提高肉、蛋、奶的产出和避免饲料的损耗。
3 绿色革命对农学学科专业设置的启发
绿色革命带来的成效是毋庸置疑的，大大缓解了人口和粮食的矛盾。但是前一阶段绿色革命的手段（灌溉、农药、化肥、传统育种）的潜力已经挖掘殆尽，并且带来了严重的环境问题。但是人口的增长并没有放缓，粮食问题依旧压力很大。我们的农学专业设置必须参照绿色革命带来的启示，着力于解决绿色革命带来的矛盾。寻找新途径针对性解决粮食增产和改良方法：
（1）分子育种的重要性
绿色革命面临的一个巨大问题是粮食增长潜力问题。粮食增产的核心问题是亩产的提高，在传统育种和农药、化肥潜力挖掘殆尽的背景下、我们必须寻找新的粮食亩产提高的方法。传统育种费时费力，且受野生作物物种资源限制。
在后基因组时代，许多重要作物均已完成全基因组测序的背景下，使得能够对作物基因组进行重组，可以做到跨物种寻找高产相关基因、抗病虫害相关基因、抗旱相关基因、缩短生长期相关基因等重组到作物中，起到改良作物的目的。更先进的思路还包括把玉米、甘蔗等C4（碳4）循环相关基因重组到水稻、小麦、大豆、棉花等C3（碳3）植物中，提高二氧化碳固定效率，有利于植物在干旱环境生长，增加产量等。由于将供体植物带目的性状的遗传信息者DNA分子或其中的目的基因分离提取出来，导入待改良受体细胞中（受精卵、种胚细胞等，使之整合、父子、表达和遗传，这一系列过程都是运用分子生物学和基因工程的技术手段。发现和研究功能基因都是以分子生物学为基础。
因此必须提高生物技术相关课程在农学中的比例，强调和提高分子育种在农学中的主导地位，强化分子生物学、基因工程、细胞生物学、遗传学等传统生物技术学科在农学中的地位。培养学生的实验室动手能力。农学的相关分子生物学课程要有农学特色，突出和粮食作物、经济作物、家禽家畜的关联。
（2）植物保护的重要性
绿色革命的成绩突出的一个主要措施是杀虫剂的使用，其指导思想是减少其他生物对农作物的侵害。但是传统杀虫剂带来的病虫害抗药性和环境污染问题十分严重。解决这些问题要跳出传统化学农药的思路――利用转基因等手段开发更具抗虫效果的新品种（如转Bt基因水稻、转Bt基因棉花）；从分子层面上研究病虫害的致病机理，结合施水施肥等手段，选择更具有针对性的措施（如对白粉病的致病机理研究等）；了解病虫害的生态特点，利用性外激素等昆虫行为方式杀灭病虫害。这一系列着力于挖掘动植物自身潜力的方法手段，既可做到高效经济的杀灭病虫害，又可减少对环境的污染。
植物保护的重要性使得我们要开设动植物病毒学、农业生物科学、农业生态科学、农业病虫草鼠生物学及其致害方面的基本理论和基本知识方面的学科。
（3）注重动物科学和农产品的经济性
绿色革命的进程中还凸显了技术的成本问题，随着人们生活水平的提高对肉、蛋、奶的需求越来越旺盛，经由家禽家畜从饲料中转换营养元素会造成大量损耗。因此必须重视动物科学的发展，培育产量、转化效率更高的动物、开发更经济高效的饲料体系、重视动物营养、重视动物病害的防治。同时由于人们生活水平的提高对绿色健康的要求更高，需要在学科建设中突出绿色、健康无公害的指导思想。
针对此指导思想动物科学的专业应开设动物营养学、动物胚胎学等专业，并专注于动物转基因、胚胎移植等专业技术平台的建立。
参考文献
[1] 熊愈辉.对绿色革命与新绿色革命的若干思考[J].石河子大学学报(自然科学版),2003,03.
[2] 周凤珏.农学专业教学计划的现状及改革思路[J].广西农业科学,2003,06.
分子生物学概述范文6
关键词：生物学网络技术 环境污染 应用
在当今社会，由于全球人增地减、资源匮乏，人类对环境的依赖性愈来愈强烈 随着人类的生活要求和工农业生产的迅速发展， 量人工合成的并难以被天然微生物迅速降解转化的污染性化合物进入到自然环境中，成为严重威胁人类及其他生物正常生存发展的土壤污染区，污染还导致资源环境中生物重组，使物 的分布与 度均发生深刻的变化，致使系统变得越来越脆弱，降低了生态系统的功能稳定性。因此，治理破坏环境生态的各种污染，已成为世界各国普遍关注并努力攻克的热点问题。最近20年间，以核酸技术为主要内容的分子生物学技术的广泛应用，在揭示生物多样性的研究中提供了新的方法论，开拓了分子生物学与生态学交叉领域。通过检测生物自然种群DNA序列多态性，鉴定 体的基因型，在基因水平评价种群遗传分化，并在分子水平阐述分子适应等生态问题的机制， 好地揭示生物与环境之间的生态学意义，为污染环境的生物修复提供理论依据。
一、生物分子生态学技术
可直接用来探测溶液中、细胞组织内或固定在膜上的同源核酸序列）由于核酸分子杂交的高度特异性及检测方法的高度灵敏性，使得核酸分子杂交技术广泛应用于对环境中的生物的检测，定性、定量分析它们的存在、分布、丰度和适应性等研究目标。
基因探针方法学利用了DNA能变性和重退火的特性。要做 个基因探针，所研究的这个基因的DNA顺序必须清楚。这个基因对一特定的微生物种可能是独特的，在这种情况下，这一DNA顺序就有利于检出那种微生物体。或者，这个基因可能编码一种某一代谢途径独特的酶，从这样一种序列构建出的基因探针就有可能指示土壤或水样品中一群细菌的潜在活性。这类探针可定义为功能性基因探针。例如，由编码固氮作用的酶的DNA序列可做成基因探针，这样的探针就可以用于测估特定的土壤中是否含有携带固氮基因的细菌。随后，还可以构建另外的探针，用以测定这些机体实际上是根瘤菌属或固氮螺菌属的一些种，或者是蓝细菌。这一基因甚至可能对所有的细菌来说是通用的，因而使检出所有已知细菌成为可能
二、信息技术与物理学科整合的内涵 信息技术：是指在计算机与通信技术的支持下，用以采集、存贮、处理、 传递和显示包括文字、数据、声音、图像在内的各种信息的一系列现代化技术。 从中学教学过程中所使用的信息技术来看，信息技术主要是指利用计算机进行 的多媒体技术及网络技术。 从教育技术的发展来看，信息技术与课程整合的内涵：是要求在先进的教 育思想、理论的指导下，把计算机及网络为核心的信息技术作为促进学生自主 学习的认知工具、情感激励工具与丰富的教学环境的创设工具，并将这些工具 全面地应用到各学科教学过程中，使各种教学资源、各个教学要素和教学环节， 经过整理、组合，相互融合，在整体优化的基础上产生聚集效应，从而促进传 统教学方式的根本变革，也就是促进以教师为中心的教学结构与教学模式的变 革，从而达到培养学生创新精神与实践能力的目标。
三、信息技术与初中物理教学整合，以建构主义理论为理论支撑 建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即 社会文化背景下，借助学习是获取知识的过程其他人（包括教师和学习伙伴） 的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。因此建构主义学 习理论认为“情境”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要 、 、 素或四大属性。学习环境中的情境必须有利于学生对所学内容的意义建构。这 就对教学设计提出了新的要求，也就是说，在建构主义学习环境下，教学设计 不仅要考虑教学目标分析，还要考虑有利于学生建构意义的情境的创设问题， 并把情境创设看作是教学设计的最重要内容之一。由于多媒体技术和网络技术 可以作为建构主义学习环境下的理想认知工具，能有效地促进学生认知地发展。 因此，信息技术与课程整合的理论基础是建构主义。
四、信息技术与物理学科整合的优点 信息技术与物理学科整合能够发展学生利用各种媒体收集和处理物理科学 信息的能力；发展学生比较、判断、推理、分析、综合等的思维能力，初步形 成创造性思维品质；达到能够运用所学到的物理学知识评价和解决某些实际问 题的目标。信息技术与物理学科教学相整合，其主要优点是： ⑴整合丰富了课堂教学手段。信息技术中图文并茂、丰富多彩的知识表现 形式，能克服传统物理教学中语言描述具有不确定性、文字说明比较抽象乏味、 实验演示只能给学生以结论的缺陷，有利于激发学生的学习兴趣。 ⑵整合突出了学生的主体性。信息技术能够突破教育环境的时空限制，使 学生在特定的接近现实的情景中，主动地获取知识，学生从被动听讲的接受者， 转变为主动参与的学习主体。 ⑶整合更适于创设探究情境。超文本特性与网络特性的结合，提供了极丰 富的信息资源，构成进行自由探究和自主学习的开放环境，能有效地培养学生 自主发现、探索的学习能力，有利于发挥学生思维的主动性，实现培养创新精 神和促进信息能力发展的探究式学习。 ⑷整合落实了因人施教原则。借助人机交互和参数处理技术，建立虚拟学 习环境，能对教育信息及时收集与反馈，使表现方式和节奏更符合学生的学习 进程，从而为实现物理教学过程中的因人施教提供技术支持和保障。
五 结语
从污染环境微生物分子生态学的研究进程可见，分子生态学技术的应用不仅扩大了环境微生物的研究对象，促进了微生物结构生态学研究，更重大的突破是有助于更深入、更多地了解生态学过程，使得以功能基因为基础的功能生态学研究成为今后污染生态学领域的新方向$特别对污染胁迫下的微生物，研究功能基因在环境中的表达调控，可更真实、准确地揭示微生物的生态关系，明确生态系统的结构与功能，即生态系统中一系列基因的相互作用。进一步通过基因工程操作将某些不同生物体中控制有用的生物降解途径或酶的微生物异化代谢基因带到同一寄主中，按照设计的生物代谢途径运行，以实现对环境污染物或特定毒物的降解，从而显著地或彻底地改善微生物在污染环境修复中的功能。
参考文献
[1]. 倪丽娜等. 现代生物技术在环境微生物学中的应用. 氨基酸和生物资源， 2002年第24期.
