分子生物学定义精选(九篇)

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第1篇：分子生物学定义范文

关键词：独立学院；生物技术；课程体系

中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2016.11.150

现代生物技术的蓬勃发展从1953年弗朗西斯•克里克和詹姆斯•沃森发现DNA双螺旋结构开始，分子生物学、细胞生物学技经过60年的发展把整个生物学带入了崭新的应用领域。生物技术的最大特点是涉及的技术种类多样且复杂，是一门跨领域特性极强的综合性学科，可广泛应用于医学、农业、军事、工业、环境、能源等领域，其研究的深度和广度可以小至分子、细胞乃至纳米层次，也可大到组织、个体、群落甚至整个生态系统。如果没有生物技术的一个公认的定义，就很难区分什么不是生物技术，生物技术学科相对独立的学术体系，相对完整的理论框架将非常难于设置，人才培养课程体系的确立也无据可依。我国自1997年高校批准设立生物技术专业至今，普遍采用以基因工程、细胞工程、蛋白质与酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术对生物技术定义进行界定，在人才培养上主要以理为主，以工为辅。生物技术的定义决定了生物技术专业教学的课程体系，课程体系依赖生物技术定义，并随着定义的发展而调整。

1关于生物技术人才培养目标的确立

新的工程技术的出现，经常是在学科的边缘或交叉点上。由于一个专业要求多种学科的综合，而一个学科是在不同领域的应用[1]，在我国高校现行体制中，生物技术专业往往被等同于一个二级学科，以学科的定义成为高校教学、科研的功能单位，对教师教学、科研及为社会服务进行了界定。在这种模式下，生物技术面对大量的学科交叉应用，在教学上却固步自封，本科专业方向设置狭隘，闭门造车，教育教学和产业应用脱节严重，在医学、农业、军事、工业、环境、能源等领域甘当配角，失去了生物技术专业在学科交叉领域的大好发展机遇。生物技术专业课程体系中的专业方向课程体现的应该是专业在多种学科的综合后在某个领域的应用，是具体的人才培养应用方向。在生物技术强国美国[2]，斯坦福大学的生物学专业包括生物物理、海洋生物、分子与细胞生物学、神经生物学、生态与进化生物学方向；哈佛大学直接将生命科学划成了生物学和生物化学两个专业，生物学从遗传学和分子生物学跨越到生态学和古生物学，而生物化学专业则主要关注的是分子和细胞的结构和功能；加利福尼亚大学伯克利分校含有综合生物学与分子和细胞生物学两个专业，后者包括生物化学和分子生物学方向、细胞和发育生物学方向、遗传学和发育方向、免疫学方向以及神经生物学方向。美国一流高校在生物技术人才培养上的显著特点是：将生物学的二级学科作为本科人才培养的方向（又称为课程方案）。在我国只有“985”，“211”大学才具备将生命科学的专业分支建设为生物技术的专业培养方向的能力，其原因主要是生物技术为实验性科学、需要大量的高端生物技术相关设备以及相应的研究型学者师资。国内独立学院受师资、设备和资金的局限性，2013年办学较好的前十个独立院校中只有华中科技大学武昌分校、燕山大学里仁学院、北京师范大学珠海分校举办生物类专业，而且在传统意义上，独立学院生物技术学科布局非常不完善，不可能看齐国内外一流大学，将生物学的二级学科建设为多个人才专业方向。因此，将生物技术人才培养与产业应用相结合，跨学科建设专业方向，延展学科资源共享效益，建立特色课程体系并付诸实践是独立学院举办特色生物技术相关专业的关键步骤。珠海市食品、医药和医疗机械制造产业发达，社会对跨学科的生物技术专业体现出的能力要求表现为食品安全领域的生物技术应用需求、制药领域的生物技术应用需求以及医疗器械领域对生物技术的应用需求。北京师范大学珠海分校在学科布局上对生物技术在专业方向设置上提供了很好的跨专业资源共享平台。我们结合泛珠三角经济发展需求、依据自身实际条件首先确立如下专业培养目标：培养拥有扎实的现代生物技术基础理论，系统掌握生物技术的应用实践技能，富有利用生物技术研发生物制品的科学思维与实践能力，可从事生物制造与生物制品安全以及食品检验检疫等领域中生物技术应用的相关研发与管理工作的高素质专门化应用型人才。同时，在未来5-10年内逐步规划制药领域、医疗器械领域的应用型人才培养方向，服务珠海市生物技术跨学科应用型人才需求。

2关于课程模块的优化实践

生物技术课程模块式优化有利于适用于社会对人才培养的需求，也有利于课程设置的稳定性，容易总结经验提高教学质量。经过7年的改革实践，我校生物技术课程模块优化主要分为三个部分：一是精准勾勒专业知识模块。模块优化主要使学生清楚哪些是生物技术专业的核心课程，哪些是自己必须了解的生物基础知识。生物技术专业课程体系包括微生物学、细胞生物学、遗传学、动物学、植物学、生态学、植物生理学、动物生理学、生物化学、分子生物学、工业微生物学育种学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备、酶工程等专业内容。受限于160学分的总限制，生物技术专业不可能将所有的内容都开设成单独的课程，而且各类课程中重复性内容较多，不利于学生综合掌握专业基础知识，因此在专业课程内容设置上，必须做到“有基础，有专业”。有基础，用12个学分构建生物技术的专业基础知识结构，共5门理论课程，知识点覆盖微生物学、细胞生物学、遗传学、动物学、植物学、生态学、植物生理学、动物生理学、生物化学、分子生物学、微生物学、人体结构与生理等上游生物技术基础知识；有专业，用20个学分构建五个核心专业课程，含基因工程与分子生物学，细胞工程，发酵工程，蛋白质工程原理及应用，酶学原理与酶工程。二是构筑适应社会需求的专业应用模块。专业方向课程的设置要具备一定的灵活性，以应用性、实用性为准则，必修和选修互补，模块上除设置食品安全检验检疫生物技术必修模块外，充分考虑学生就业、升学、留学需求，尽可能提供适应学生需求的选修课程模块，满足个性发展需求。专业方向必修模块包括：现代仪器分析、HACCP原理与应用、分子生物学检测技术、食品安全控制技术、食品卫生毒理学、现代食品分析技术。专业方向选修模块包括：生物化学和分子生物学、细胞和发育生物学、遗传学、发育生物学、免疫学、神经生物学、药物设计与药物研究、生物物理学、生物仪器分析、工程制图、电工电子学等。总之，专业方向课程模块优化的方向是甩开传统学科分类包袱，以实际应用为导向，以现实资源为依托，开展交叉学科人才培养适应社会需求。三是夯实提高学生实践能力的实践模块。人才培养要做到实效性，必须用实验课程来培养学生。我们逐步取消了一课一实验配套的办法，将所有实验课整合成独立规划的实践课程，综合后分为4个阶段：第一阶段主要在各专业实验课里完成，实行课堂化管理（分为四个技能训练课程，每周4-6学时），最后考察评价，夯实基本生物技术实验能力；第二阶段在专题研究课程内完成，教师单独辅导，以开题报告，研究报告作为评价标准，获得相应学分；第三阶段主要在国内外实践基地统一组织、自由安排时间进行专业技能培训，以大量的实践、见习、参观为主要手段，融入部分毕业实习内容，独立撰写实习报告；第四阶段主要在校内外实验室完成，根据毕业论文具体要求，在相应实验结果前提下，独立撰写毕业论文，并参加答辩。

3关于保障生物技术课程体系实施的实验条件

生物技术在学科划分上理工不分，即可以发理学学位，也可以发工学学位，实验科学的特性决定了生物技术人才培养的高成本，高投入。独立学院自筹经费的特点决定了学校在举办生物类专业上与公办高校在人才、资金投入上相去甚远的现状。我校作为高等教育改革试验区，举办生物技术专业同样面临资金、人才匮乏局面。只有通过社会资源的整合，协同创新办学体制才能解决生物技术专业对高端设备的需求，同时实践基地的建设要从人才培养的角度出发，设备应符合现代生物技术人才培养以及特色专业培养目标的需求。经过文献搜索和对珠海300家企业的调研发现：与用人单位共同培养食品安全领域的生物技术应用人才符合国家和珠海地区发展的需要。2007年我校与国家进出口检验检疫局珠海局正式签署协议协同培养生物技术专业人才。通过办学模式的创新，“平等自愿、产权不变、协同建设、资源共享”的方针使得双方能够大胆持续投入，共建共享实验室，至今我校已经建立了分子生物学、卫生检验检疫两个国家级实验室，部分生物实验室达到生物安全二级水平，实验条件满足生物技术课程体系的教学实践要求。另外，在实践课程经费投入方面，生均实验材料费为750元/人，学院预算仪器购置费为2857元/生，年度生均实践环节总投入为3607元/生，将教育部2004年2号文件“学费20%直接用于教学”的规定不打折扣落到实处。

4生物技术课程体系改革实践效果

学生服务社会的能力是课程体系改革成功与否的试金石。首先，实验条件是实现生物技术专业课程体系规划的重要保障，“检学”协同创建高水平的、可持续发展的专业实验室体系为执行生物技术课程体系，进行人才培养、创造了先进的实验室基础，学生实验训练得到有力的保障；其次，通过实验室共建、资源共享，协同管理，把直接为企业提供食品安全检测的国家级区域性中心实验室对学生开放，作为学生通过高层次技术服务学习的平台，对学生具有深远的“学有所用”的意义，学生能够用自己的专业知识直接服务于社会，并作为切身利益方对课程体系设置的反馈能够直接基于社会的实际需求，这优于任何第三方去评价课程体系改革效果；最后，摸索出了适应特殊机制大学应用型生物技术人才培养课程体系，取得了明显效果，学生升学率达20%，就业率高于地区平均水平，学生得到了实实在在的收获。

参考文献：

[1]刘春惠.论“学科”与“专业”的关系[J].北京邮电大学学报(社会科学版),2006,(2):66-71.

第2篇：分子生物学定义范文

关键词：lackboard；生物化学；试题库；教学改革

生物化学与分子生物学是生命科学的前沿学科，在分子水平探讨生命的本质。该课程对于医学本科生是基础必修课，可以培养学生观察、理解、分析和解决问题的能力，而且是学生后续专业课程的基础，对于科研能力的培养更是具有深远的影响。但该课程内容系统性、联系性强，知识点较抽象性，难度较大[1]。

随着计算机网络技术的飞速发展，利用网络进行教学和辅导教学已经成为当前教育技术和教学活动中的一种重要形式[2]。为了加强教学管理，提高教学质量，特别是针对独立学院大部分学生，他们入学分数较低，学习能力和主动性比一本、二本学生要差，我们对于独立学院学生学习生物化学与分子生物学，采用了多媒体教学和随堂测验相结合的教学模式[1]。上课时间的有限性使我们萌生了建立网络教学题库，让学生随时随地可以使用并且和老师交流想法，随后在已有的教学模式上，我们进一步着手建设完整网络试题库，并在教学中使用，效果良好。

1 BB网络平台介绍

"BB"平台 （Blackboard Learning System MLTM，简称 Blackboard或BB）作为一个界面非常友好的教学管理系统软件平台， 教师可以用它创建、和管理课程的网络内容， 为传统教学的课程增加在线内容，甚至可以开发基本或完全没有面授环节的网络课程[3]。BB网络教学平台的使用，在全球范围内已经有超过2800所大学及其他教育机构，其中包括著名的美国普林斯顿大学、哈佛大学、斯坦福大学、西北大学、杜克大学等，我国也有200多所大学使用该平台。该网络教学平台具备以下4个独立的功能模块：内容资源管理模块、在线交流模块、考核管理模块和系统管理模块。

2题库建设

依托BB平台的考核管理模块，我们建立了完整的总试题库，在总体库的基础上又分立了预习题库、复习题库、以及测试题库。

2.1题库的选题要求 以严格的遵循教学大纲和指定的教材为基本原则选择收集试题；即将入选试题库的试题要经过细致的筛选和更正，生物化学的学科进展快，很多的内容又经过了重新的界定：酶的新名称、呼吸链产生ATP的数量改变、新定义的概念等等，按照现有教材的内容更改试题的术语，删除更改模棱两可的答案，根据一定的质量指标筛选；入总题库的试题量要足够大，题量不足，难以按照教学需求筛选组成所需小题库，也难以自动生成不同难度层次的测试试卷；各类小题库选题时要考虑各个章节的重点和难点试题比例适中。

2.2试题的选择 首先参考本教研室老师编写的"生物化学实战考试题解"，这本习题2005年由人民军医出版社出版，学生使用至今，由于封面主色调为绿色，俗称"绿皮书"。根据历届学生使用情况，从中选择典型的、足以考察各个知识点的试题，重新整理归纳，以星号数量标记难易程度：无星号表示基础题、一颗星号表示难、两颗星号表示较难，当然这也意为着基础题是所有专业必须掌握，二本以上要求做有星号的题目，将来有研究生学习要求的学生去测试两颗星号的题目。其次是每年使用过的试卷，由于这些试卷在一本、二本、三本不同层次、不同专业考试中反复测试使用过，对每题都有分析记录，如该题的答题正确率、问答题的得分率等，为选题提供了必要的依据，通过统计分析，确认难度系数，统一放入总题库后，筛选适当的试题入小题库。还可借鉴各兄弟院校和西医综合考试中的试卷及习题集，以满足试卷库广度的需要。最后由于生物化学与分子生物学是一门发展迅速的学科，每两年就会出引进学科最新进展出版新教材，针对这些知识还可以由出题经验丰富的老教师，根据具体教学的实际情况，结合大纲要求出题，以弥补现成试题的不足之处，完善试卷库。

2.3总试题库建设操作 进入课程的"控制面板"，点击"测试"区的"题库管理器"，再点击"添加题库"按钮，在界面输入题库名称和说明，我们按照总试题库的原则，依次以章节名称命名（第一章蛋白质、第二章酶等）进行题库的添加。本科生的医学试题主要是名词解释、单选题、填空题和问答题四类，按题目类型和题目难度分别建立子题库，接下来就可以将对应的题目添加入题库中去。

以"单选题"为例，按"单选题"按钮，就会出现添加单选题的界面。题干输入"问题文本"框里。在"答案"区设置答案数为5，在出现的5个选答案框内依次输入相应的答案。点击正确答案之前的圆框，填上实心表示该选项是正确答案。对于单选题，只能选一个正确答案，如果是多选题可以点击多个圆框。在"类别和难度"中添加相应星号数量，填完各项后就"提交"，返回到"题库"界面。填空题和单选题添加方法相类似：在"问题文本"框里输入题干，在"答案"区设置答案数，在出现的相应数量答案框内依次输入相应的答案，在"类别和难度"中添加相应星号数量，填完后"提交"，返回到"题库"界面。名词解释是作为"简答题"添加，添加方法也类似：进入添加简答题的界面，在"问题文本"框里输入题目，在"答案"区输入答案，在"类别和难度"中添加相应星号数量即可点击"提交"。问答题是以"论述题"的方式添加，添加方法和简答题完全相同。

最后每个相应的库中会出现所有添加的题目。对于每个题目都可以进行"修改"或"删除"，注意最后按"确定"进行确认，最终还可以对该题库进行"导出"存盘，或"修改"或"删除"。

2.4各级子库的建立 根据学习的目的不同，分别建立上课前的预习题库、上课结束后的复习题库、以及阶段性的测试题库。课程预习往往是盲目，学生随意翻翻不如不看，上课前的预习题库主要是以基础概念为主的名称解释和选择题，使学生快速浏览预习的过程中掌握最简单的知识点，有效节省了预习时间。平时没有考试压力，学生在上课结束后就不及时记忆知识点，到真正考试时，往往已经遗忘，考试时时间紧、压力大，学生为了考试过关，以押题、押重点的形式复习，考完既忘，没有达到学习的目的，复习题库主要以单选题和填空题为主，并且设置使用时间，记录学生使用频率，计入学生平时成绩，督促学生课后及时复习。生物化学与分子生物学的学习分为四个部分：生物大分子结构和功能、物质代谢与调控、生命信息的传递与调控和分子生物学技术与应用。每学完一部分内容，利用测试题库让学生进行阶段性测试。测试题库主要以名称解释、选择题和问答题为主，让学生加强知识记忆，并且融会贯通。

进入"控制面板"界面，点击"测试"区内的"测试管理器"，进行"添加测试"，然后测试取一个名字，比如"预习第一章蛋白质"，然后提交。提交后会出现"测试编辑器"界面，在"添加"菜单里面"取自题库"选择相应题型，在"创建设置"中设置题目的分值。若需选择某题，就在某题前面打勾；若想全不选用，可点击界面上方的全选框。选完题目后"提交"，单击"确定"，测试建立就完成了。

3子试题库的应用

3.1测试题的 进入"控制面板"界面，点击"内容区"的"创建内容"，名称命名为预习、复习、测试三部分，每部分添加测试，此时"添加测试"框会出现已经建立的测试。选择你要添加的测试（比如"预习第一章蛋白质"），然后"提交"-"确定"-"修改"测试界面。进入"修改测试"修改每道题的分值；点击"修改测试选项" 点击"测试可用性"，其中"将链接设置为可用"必须选择是，否则测试不能用；为测试添加通知可选"为此测试添加新通知"。课后复习设置"不限次尝试"，并且不限制答题时间；预习和阶段性测试设置"有限次尝试"3次，在"设置计时钟"设置答题时间。设置"显示开始时间"，学生在特定时间看到试题。"自我评估选项"区，则选择复习和阶段性测试包括在平时成绩簿中。"测试反馈"区选择在测试完成后向学生反馈此次测试的 "分数"，以及学生自己提交的"答案"及"正确答案"等。在"测试显示"区选择将所有的题目都同时显示出来。"随机排列问题"选项中，除预习是随机选择问题出现次序，其他是按照测试中题目的顺序出现。设置完了后"提交"，"确认"后就返回到"作业"界面，在该测试旁点击"管理"，随后出现"管理该测试"界面点击"选择性"，设置时间，选择"所有用户小组"，点击"提交"后完成设置。

3.2测试的应用 老师把学生的信息以Excel表格的形式交给BB平台的管理员，导入BB平台的相应课程中，学生以学号登入BB平台，就可以选择进入相应的课程，在作业区中看到相应的测试。测试完成后一定要"提交"否则没有成绩。通过BB平台，对于客观题（选择题）可以自动判分，学生可及时看到成绩，而主观题由老师进行给分。实时的测试可以提高学生的学习兴趣，体会成功的喜悦。老师可以点击"控制面板"的"测试"区进入成绩查看、管理成绩，也可点击"下载成绩"，以Excel表格形式保存。老师可以通过实时的测试结果，检查学生学习的效果，及时调整教学进度，收集学生错误率高的题目，上课及时解答学生问题。

4总结

BB网络平台的出现，在空间上提供远距离的学习机会，拓展了课堂学习的空间；在时间上提供在不同时候进行学习的机会，增加了课堂外学习的时间。BB网络平台的医学生物化学与分子生物学教学题库建立，使得试题一次录入可多次重复使用，减少了教师教学出题的负担，实时的测试以及电子成绩单的使用可以让教师随时了解学生的学习情况，在教学中具有较明显的优势，适合实际教学，在本科阶段教学中取得良好的教学效果。

参考文献：

[1]吴娟娟，朱蕙霞，贾辛.生物化学与分子生物学教学模式对比研究[J].生物学杂志，2014，29（2）：106-107.

第3篇：分子生物学定义范文

【关键词】 机关 门诊部 知识服务

近年来，基因组学、蛋白质组学等分子生物学技术的不断创新和生物信息学的广泛应用，为生命科学研究向深度和广度发展，人类对于疾病认识在细胞和分子水平的不断深入，诊断已经不只停留在症状的望闻问切和器官组织病理的检查，基于细胞和分子水平(蛋白、核酸、多肽、其他标志物)的诊断技术持续升级，从抗原抗体反应到DNA、RNA的复制、转录与翻译，从肉眼显色到荧光显微观察，从单样本检测到生物芯片的批量处理，使得人类对于疾病的认识越来越深刻。个性化医疗服务正在加速发展，新兴市场在不断开发。机关门诊部人员需认清医疗改革大局，更新和拓宽新知识，提升服务质量。本文就生物诊断及其未来的发展趋势进行探讨。

1 生物诊断

1.1 生物诊断的定义与内涵 是指为了明确诊断疾病或检测相关信息，在体外使用生物试剂、诊断对照物、试剂盒、相关装置以及系统生物诊断产品的技术。其内涵包括分子诊断技术、细胞诊断技术。

1.2 生物诊断的发展 是从20世纪50年代的化学实验阶段，发展到20世纪的基因芯片诊断阶段，从检测病原体、疾病蛋白发展到检测相关疾病基因，检验的准确性、灵敏度越来越高，并且开发了适用于医院、防疫站、血库、体检、海关检验、法医学等各种场合，方便易用快捷的生物诊断产品。

1.3 生物诊断产品 生物诊断(体外诊断)产品可分为临床化学、血液学、微生物学、免疫学及其他等领域。由于血糖、血脂以及其他指标的监测及普查的需求，临床化学诊断试剂在生物诊断市场占首要地位，占37%。其次是免疫学检验试剂，由于其可检测范围广，包括免疫疾病、血液疾病、肿瘤及心脏病标志物、激素、传染疾病、血清蛋白、血药浓度(治疗性药物监测)、禁用药物、甲状腺素等，费用低，因而也占据了市场的重要位置，达26%，并且其增长率居所有检验类别首位，达8.8%，高于传统的医学生化检验。

1.4 生物诊断用途 主要应用于医院、血库及检验中心、非处方药(OTC)等。目前，医院及检验中心是最主要的消费场所，约占市场的70%～80%。由于小型诊断仪器以及OTC的普及，在生物诊断产品产业发展较成熟地区，例如美国和欧洲，医用检验试剂份额在逐渐下降。随着技术的发展和健康知识的普及，虽然目前OTC用检验试剂的市场份额不足10%，但将有较高的市场增长率。

1.5 分子诊断技术 分子诊断包括9类技术：扩增技术(基因和信号)、印迹技术、电泳技术、基因芯片技术、探针技术、限制性内切酶技术、限制性内切酶多态性(RELP)分析、RNA干扰(RNAi)分析、单核苷酸多态性(SNP)分析和软件。此外，还有核酸序列分析等，都为疾病诊断提供了更多的辅助信息。以核酸为基础的探针产品，基本都用于检测传染性疾病，如沙眼衣原体、淋球菌和结核分支杆菌;其余为电泳和印迹技术产品，主要是用于亲子和法医学检查鉴定。

1.6 细胞诊断技术 细胞诊断是基于细胞的诊断技术，主要应用于肿瘤、血液学、组织病理学与细胞学、微生物学与病毒学、血液产品的安全、组织移植等多领域的临床检测诊断。细胞诊断在医学检验、活检研究领域的应用已经长达60年，经典的如血液细胞计数和细胞成分和分析。20世纪90年代，该领域技术发生了根本性的变化。

现阶段的细胞诊断高度多样化，基于多个学科(血液学、组织学、细胞学、微生物学和组织移植医学与技术)，包括血细胞计数、流式细胞仪、显微镜及分子诊断等。通过细胞诊断与分子诊断的融合，实现基因检测、细胞分析与疾病诊断、疾病治疗管理的交融。

2 生物诊断领域的发展趋势

全球生物诊断技术处于快速发展时期，其趋势是：定性向定量转化;单项检测向多项组合同步检测演变;手工操作转向半自动及全自动化操作;要求检测试剂特异、快速、准确;诊断试剂向配套、备用试剂和配套服务方向发展。配套的效益，源于改进服务方便用户。现在国外市场上，几乎都已有成套试纸条、配套溶液、预填充色谱柱、预涂薄板、各种参比标准以及专用工具和使用方便的小仪器。诊断试剂的研究集中在分子生物学方法及基因芯片的研发上。全球诊断试剂市场2008年度可以达到391亿美元。主要市场集中于美、欧、日等发达国家和地区，市场占有率高达85%。

经过多年的演变，一系列技术发展促进了分子诊断的完善。随着人类对自身基因结构更深入的了解，将研究出更多的诊断方法和试剂。基因芯片技术的发展，给早期癌症、基因型缺陷病的诊断带来了便利。

3 启示

全球经济的蓬勃发展使得人类对于疾病预防和快速诊断的要求越来越高，医学生物技术发展为新的诊断试剂提供了动力，生命科学研究的许多成果都未被及时应用到临床。高通量技术的发展和新型仪器设备的使用，使检测可以更加方便、快速、准确。在这种背景下，应借助一系列生命科学研究的新知识，以提高机关门诊疾病诊断、治疗和预防的能力。

第4篇：分子生物学定义范文

关键词：基因 基因概念 历史渊源

中图分类号：Q3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0234-03

遗传学是研究生物起源，基因和基因组结构、功能及其演变规律的学科，而基因的研究对促进遗传学发展具有重要意义。自20世纪开始以来，基因的发展经历了理论水平、细胞水平的遗传学阶段和分子水平上的遗传学阶段，在前人大量实验的基础上，人们对基因的认识不断深入，特别是随着人类基因组计划和“DNA元件百科全书”计划（Encyclopedia of DNA Elements， ENCODE）的完成，人们对基因的认识又有了新的变化，并将遗传学中基因的概念和理论应用到了计算机、商业和信息技术等领域。

如今的21世纪，随着学科交叉研究的发展，一些科学研究者开始利用物理化学工具来研究核酸结构，从分子水平上阐述遗传现象背后的化学本质。本文结合大量文献综述了基因的发展历程以及现阶段物理化学方法在遗传学研究中的应用，并展望了量子化学理论在遗传学领域的应用前景。

1 基因概念的历史渊源

19世纪，由于农业生产发展的需要，人们开始重视动植物的遗传变异现象并对这些现象进行了系统研究，这为基因概念的产生创造了条件。1868年，Darwin C.受Hippocrates和Anaxagoras的生源说影响提出了泛生论的假说，认为生物体的细胞能产生自我繁殖的微粒，这些微粒可以汇聚于生殖细胞并决定后代的遗传性状，这种观点缺乏实验论证，不过它充分肯定了生物体内部存在特殊的物质负责遗传性状的传递。之后，Weismann A.又在前人基础上提出了种质论（Germpiasm），认为种质是生物体的遗传物质，它可能作为遗传单位存在于染色体上，这对基因概念的形成奠定了理论基础[1]。

2 基因的研究发展

2.1 基因概念的提出

在前人的遗传学理论研究基础上，Mendel G.J.第一个对遗传现象做了系统的实验研究。通过豌豆杂交实验，他认为生物性状是由“遗传因子”来控制的，这些遗传现象符合分离定律和自由组合定律。之后，Devries H、Correns C.和Tschermak E.分别证实了孟德尔的实验结果，到1909年，丹麦的Johannsen W.L.首次用“基因”一词表示遗传因子。不过，当时的遗传因子没有涉及到基因的具体物质概念，只是一个经过统计学分析的理论概念。

2.2 基因学说的创立

Mendel的遗传因子学说是宏观水平上的发现，其所提出的遗传因子到底是否存在于细胞中需要进行细胞水平上的研究。随着当时工业生产的发展，用以研究生物学实验的仪器设备有了极大的改进。20世纪初，Boveri T.[2]和Sutton W.S.[3]各自在研究减数分裂时，发现遗传因子的行为与染色体行为呈平行关系，提出了基因就在染色体上的假说。然后，1910年，Morgan T. H.等[4]用果蝇作材料，进行了一系列杂交实验，发现了伴性遗传现象和基因连锁互换定律，直接证实了基因在染色体上，建立了染色体遗传理论。1926年，Morgan T.H.正式提出了基因学说，即“三位一体”的基因概念，基因首先是决定性状的功能单位，能控制蛋白质的表达，决定一定的表型效应；其次是一个突变单位，可以发生在等位基因之间，表现出变异类型；最后它是一个重组单位，只发生在基因之间，可以产生与亲本不同的基因型[5]。这把染色体和基因联系了起来，说明了基因具有物质性，不过，Morgan在其著作中并没有涉及基因的本质是什么以及基因的功能是如何发挥等问题。

2.3 基因化学本质的研究

对于基因的化学本质和功能等问题，早在1909年，英国Garrod A.E.就提出过基因产生酶的观点。之后，1941年斯坦福大学Beadle G.和Tatum E.[6]在研究真菌过程中，提出了“一个基因一个酶”的假说，认为一个基因控制一个酶的合成，基因通过酶控制生物的代谢途径，这从生物化学角度阐述了基因的功能，不过这种基因的概念仍然没有揭示基因的化学本质，只是解释了基因发挥功能的途径。到1944，Avery等通过肺炎双球菌转化实验证明了遗传物质的化学本质是DNA，然后，1956年，美国的Fraenkel又通过烟草花叶病毒实验证明了RNA也可以作为遗传物质进行传递[7]。

2.4 基因功能的研究

1953年，Watson J.D.和Crick F.H.C.[8]提出了DNA的双螺旋结构，人们开始从分子水平上认识基因的本质，即基因是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位[9]，从此以后，人们对基因功能的认识开始有了深入的了解。1955年，Benzer S.[10]通过T4噬菌体感染大肠杆菌的互补实验提出了顺反子学说，认为基因就是顺反子，即一个遗传功能单位，一个顺反子决定一条多肽链，它并不是一个突变单位和交换单位。一个顺反子可以包含一系列突变子，突变子是DNA中构成的一个或若干个核苷酸，由于基因内的各个突变子之间有一定距离，所以突变子彼此之间能发生重组，重组频率与突变子之间的距离成正比[11]。

20世纪60年代之前，人们已经认识到基因是有着精细结构的DNA分子，其结构可以继续分割，不过，当时对于基因功能表达及其具体作用等问题的研究依然局限于传统的“一个基因一个酶”的学说。1961年，法国遗传学家Jacob F.和Monod J.L.[12]根据对大肠杆菌的试验，提出了大肠杆菌操纵子模型，认为DNA的不同区域存在一个调节基因和一个操纵子，操纵子模型包括若干结构基因、操纵基因和启动基因。这一模型进一步说明了基因是可分的，通过基因间的密切协作，细胞才能表现出独特的功能[13]。此后，随着DNA重组技术和DNA测序技术的发展，人们对基因的研究更加深入，发现了许多基因的其他功能和特点，极大地完善了人们对生物体各种遗传现象的认识。

2.5 基因概念的新发展

20世纪70年代以后，随着分子生物学技术的飞速发展，人们对基因的结构和功能上的特征有了更多的认识，其中比较重要的发现有假基因、重叠基因、跳跃基因、断裂基因、反转录基因、印记基因等。结合基因的这些新发现，现今人们认识基因有以下几种特点[5]：（1）基因不都是离散的，因为有重叠基因；（2）基因不一定是连续的，如断裂基因；（3）基因可以移动，其位置可以改变，如跳跃基因；（4）基因不是全能的结构单位，有很多顺式作用元件影响转录或剪接；（5）基因也不是简单的功能单位，因为基因可以通过顺式或反式剪接，产生多种蛋白质。那么，到底应该怎样给一个基因准确定义呢？近年来，有很多人对此提出了看法。

Gerstein等[14]提出，基因的定义应该和原来的定义有兼容，建立在已有的生物术语基础之上。他们认为，基因是基因组序列的联合体，这些序列可以编码具有潜在重叠功能的产品（蛋白质或RNA），基因与其调节序列是多对多关系。在此基础上，Pesole[15]则认为基因是一个离散的基因组区域，其转录可以被一个或多个启动子和远端调节成分调控，并含有合成功能蛋白质或非编码RNA的信息。基因在最终功能产物上有共同性质，这个定义主要针对真核生物基因组，强调每个基因都分布于基因组的连续区域，基因序列包含5′UTR和3′UTR。此外，还有学者从计算机角度对基因的定义做了描述，他们把基因组比喻为一个生命体的大的操作系统，而基因就是其中的一个子程序。总之，随着当今科技水平的发展，人们通过对DNA、RNA和蛋白质新功能的研究，发现基因并不是以前想得那么简单，其概念、功能和特征是随着一些特殊的生命遗传现象可以改变的。

如阮病毒的发现，朊病毒是一种只有蛋白质而没有核酸的病毒，就之前生物学家对基因的概念而言，朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板，这又重现了20世纪遗传物质本质问题的争议，是现阶段基因概念的新挑战。此外，2006年，《自然》杂志在New Feature栏目上刊登了“什么是基因？”一文，这篇文章结合最近的研究成果对基因的概念做了新的诠释，一些研究发现，RNA不是被动的将基因信息传递下去，而是主动地调控细胞的活动，有的RNA链不是传统认为的只由DNA的一条链转录，而是由两条链转录得来，还有一些RNA可以通过某种途径使正常基因沉默，在必要时还会作为模板纠正某些异常基因，跨世代地携带生物体遗传信息[16]。这些研究发现加深了我们对RNA的认识，深化了我们对生物体遗传现象的了解。又20世纪90年代，美籍华人牛满江教授又发现了“外基因”，即一些生物体细胞质中mtRNA能激活一些特定基因，使生物体表达特定的蛋白质，还有，2008年《自然》杂志上报告，美国科学家确认了一种可导致乳腺癌转移的超级基因，这种基因可控制肿瘤细胞中其他基因的表达，它的表达与癌症发生有密切的联系[17]。

总之，随着科学的不断发展，人们对于生物遗传现象的认识越来越深入，基因的概念也随着生物学的发展不断变化和完善。由于其他非生命领域的研究对象显示出了生命力及与生物基因相似的特征，现今，经济领域和计算机领域中又出现了企业基因[18]、产品基因[19]、数据基因[20]等新的定义，基因概念的基本理论已经发展到更多学科中了，对基因本质和特征的研究越来越有必要。

3 量子化学作为研究核酸方法的应用

当前，遗传学的研究已经发展到了分子水平，然而对于生物遗传现象中一些酶、核酸、激素等活性物质的构象、生物活性和其具体作用机制依然存在争议。生物系统研究的最大难题是生物分子的复杂性，常规的实验方法只能得到实验现象的宏观方面解释，而不能从微观方面对实验现象的化学本质做出解释。目前有一些研究者将物理化学方法应用到了生命科学领域，建立了从理论分析到实验优化的方法模式，他们根据实际体系在计算机上进行实验，通过比较模拟结果和实验数据检验理论模型的准确性，并在此基础上模拟生物大分子的结构、性质和反应过程。

随着计算机技术和物理化学理论的发展，以及X射线、NMR等技术的应用，人们可以利用一些物理化学工具在计算机上进行分子模拟，以此来模拟DNA、RNA和蛋白质的结构，预测蛋白质与核酸的功能和性质。而且，随着计算方法的改进，高度变化的核酸体系的精确分子模拟已成为可能，依赖强大的计算机就能模拟一些更复杂的反应，如DNA、RNA和蛋白质的催化及折叠等[21]。

其中应用比较广泛的物理化学工具就是量子化学方法，量子化学方法是应用量子化学基本原理和方法来研究化学体系的结构和化学反应性能的科学，其基本理论主要有价键理论（VB）、分子轨道理论（MO）、密度泛函理论（DFT），基本的计算方法有从头算方法（ab initio）、半经验方法（semi-empirical method）、密度泛函方法（Density Functional Theory）[22]。量子化学的原理和方法在物理化学、药学计算和生命科学领域有广泛的应用，可以很好地分析分子间相互作用的机理，解释实验中一些宏观现象的物理化学本质。如李梅杰[23]利用量子化学方法中的高精度组合从头算方法（ONIOM-G3B3）研究了核酸自由基性质和损伤机理，很好地解释了生命过程中由于自由基和电子转移导致DNA的断链损伤而引起的衰老、癌症、神经紊乱等疾病的发生。又如2002年，Starikov E.B.[24]总结了核酸中量子化学方法的应用，阐述了核酸中电荷转移过程的量子化学描述及其化学机理，并详细地讨论了不同量子化学方法在研究核酸电子构型中的优缺点。此外，于芳[25]运用量子化学工具对胞嘧啶与丙烯酰胺组成的分子体系进行了计算，以此来模拟核酸与蛋白质相互作用的反应过程，分析了DNA与蛋白质的作用形式。

对于利用量子化学方法研究蛋白质的应用，国外在这方面做得比较深入。如纽约州立大学石溪分校Simmerling C.等[26]应用量子化学方法研究了一种小分子量蛋白质，仅有20个色氨酸构成，准确地预测了蛋白质三维结构的折叠过程。又如Berriz和Shakhnovich[27]模拟了小的三螺旋束蛋白的折叠，Daggett和Fersht[28]模拟了小的单结构域蛋白的动力学折叠.还有Akira Shoji等[29]采用密度泛函理论方法优化了右手α-螺旋的PLA（聚L-丙氨酸）分子（如图1所示，即H-Ala18-OH分子），分析了αR-螺旋的PLA形成的机制，获得优化的αR-螺旋H-Ala18-OH构型外侧的1H、13C、15N、17O原子的化学位移与用高分辨率固相NMR检测的相同。

4 展望

近年来，国内外量子化学在分子生物学中的应用日趋广泛，如利用量子化学方法研究纳米微粒促进靶向给药、纯化核酸以及处理废气等技术的发展；应用量子化学方法优化生物活性分子结构，研发新型抗疾病药物；采用分子模拟的量子化学计算方法探究激素与受体以及其他活性分子与核酸的作用机理等等，很大程度上促进了分子生物学和医学的发展。从目前所作的科学研究看，量子化学完全可以作为遗传学工具来研究生物体遗传现象背后的化学本质，其在遗传学的研究中有广阔的应用前景。

参考文献

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第5篇：分子生物学定义范文

关键词：生物化学　绪论　学习兴趣

一、注重绪论教学，充分做好教学准备工作

一般院校对于生物化学课程通常至少安排40～50个课时，鉴于生物化学课程知识点繁多，学习难度较大，课时安排时间有限，又要在规定时间内完成教学内容，有些老师甚至直接忽略绪论部分的讲解，这么做是非常不好的。

绪论这一章节，不仅具有知识性、科学性，还集趣味与育人为一体，对整门课程来说，有着提纲挈领的重要作用。要想把绪论讲好并非易事，需要教师整体把握教材和知识体系，也需要多年专业教学经验的积累。教师在授课前，要做好充分的准备，包括教材的通读和钻研，最新文献资料的查阅以及课件的用心制作。这样，对于绪论的讲解才能生动清晰起来，才能使学生树立学好学会生物化学的信心。

二、由浅入深介绍生物化学定义，让学生理解学科特点性质

许多学生上完了生物化学课程，还不理解这么课程到底是讲的什么，所以说对于生物化学的概念讲解至关重要。把“生物化学”的概念讲清楚了，学生就能很清楚地理解本门学科的特点和性质。笔者在教学过程中先引出生物化学的基本概念：生物化学是运用化学的原理和方法，研究生物体内化学分子与化学反应的科学，是从分子水平来探讨生命现象本质的一门学科，又称生命的化学。然后再从概念为出发点提出几个问题，如生物化学的研究对象是哪些？是运用什么原理和方法、在哪个水平研究生命现象的?生物化学课程和我们学习过的生理学、解剖学的研究角度有何不一样？什么叫做生命?生物化学为什么又被叫做生命的化学?最后让学生经过讨论、发言回答，教师解答，从多层次和多角度，由浅入深的介绍生物化学的概念，这样学生就容易明白生物化学究竟是以什么为研究对象的学科。

三、介绍生物化学发展历程，提高学生学习兴趣

生物化学的发展历程总体可被划分为三个主要阶段，一是叙述阶段，研究对象主要是生物大分子的结构和功能：第二阶段是动态生物化学阶段，研究对象主要是各种物质代谢途径以及相关调控；第三个阶段就是分子生物学阶段，这个阶段主要研究对象是基因遗传信息的传递和其相关调控。总而言之，生物化学的研究内容分为三大部分：生物大分子的结构功能和物质代谢调控，以及基因遗传信息的传递及其调控。

讲述生物化学的发展史，要密切围绕这部分学习内容，并且尽多地融入相关科学家的事迹介绍，把他们去的这些科学成果的经过、趣闻给予介绍，集知识性、趣味性融为一体，这样比起蜻蜓点水式枯燥讲解课本内容，会更加容易激发学生的兴趣，从而达到良好的教学效果。

四、介绍生物化学的学习方法

生物化学课理论课程具有抽象难懂、反应复杂等特点，学生普遍反应比较难学。所以，给学生介绍一些本门课程的学习方法是很必要的。生物化学学习方法一般有目录法、图示法、比喻法等。例如在糖的代谢这一章节，利用图示法讲解效果很不错，对于代谢过程，列表法很清晰的对比出三条途径的代谢起始物、中间产物和终产物、其中的关键反应步骤和关键酶、反应前后的能量变化、代谢分支点以及调节因素。人体8种必须氨基酸的记忆可以通过编顺口溜“一两色素本来淡些”。用“一、二、三、四”来总结三羧酸循环的反应特点，也就是“一次底物水平磷酸化，二次脱羧，三个不可逆反应及其对应的三个关键酶，四次脱氢”。

在实际的教学中，老师可以对学生进行启发，学生也应该结合自身的实际情况，对课本知识进行归纳和总结，这样运用好的学习方法，就能尽可能避免走弯路，使学习效果事半功倍。

五、重视并积极改进绪论教学

绪论部分不仅要介绍给学生生物化学的学科特点、主要研究对象，还要简述学科发展历史，让学生通过了解科学发展道路的曲折，而激起学习兴趣和爱国主义情怀。总之，绪论这一章节，不仅具有知识性、科学性，还集趣味与育人为一体，对整门课程来说，有着提纲挈领的重要作用。要想把绪论讲好并非易事，需要教师对知识进行宏观把握和微观调控，与此同时，也要运用合适的讲课技巧，这样传授知识的时候才能够有的放矢、得心应手；才能更加吸引和打动学生；才可以去的良好的教学效果。通过绪论课的学习使学生明确生物化学概念、特点、学习方法等，学好生物化学课程，为其他相关学科的学习打下坚实的基础。

参考文献：

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第6篇：分子生物学定义范文

1 微卫星不稳定(MSI)

1980年Wyman等[2]首先发现了DNA分子中的一个高度多态性位点,其后人们不断发现这一类由一段核苷酸序列多次串连重复所形成的高变区,称为VNTR。VNTR又进一步分为小卫星和微卫星。小卫星的特点是重复单位长度为8到数10个核苷酸,不同的基因座位有不同的结构,但一般都拥有一段共同的核心序列。1981年Miesfeldd等[3]首次发现微卫星DNA,微卫星DNA由2～6个核苷酸组成,常见的有2、3、4核苷酸重复序列,尤以二核苷酸的重复序列(CA/GT)n最为常见。微卫星广泛存在于原核及真核基因组中,约占真核基因组的5% ,多位于编码区附近,也可以位于内含子、启动子、Alu序列中。微卫星DNA数目巨大,人类基因组中约有5×104 个(CA)n重复序列,重复次数一般15～60次,重复单位结构相同,其长度一般小于200 bp。每个特定位点的微卫星DNA均由中间的核心区和的侧翼区2部分构成。核心区含有1个以上称为“重复”的短序列,一般该重复单位的碱基对数目不变,而串连在一起的重复单位数目是随机改变的,如果用一种不切重复单位的限制性内切酶把DNA分子切割成限制性酶,该限制性酶中位于核心区的即是侧翼区[4] 。

近来分子细胞生物学的研究表明,基因的不稳定性是人类癌症多步骤发生过程中最重要的环节,被认为能增加正常突变速率与导致癌基因及抑癌基因的突变。MSI是指在一些遗传性疾病、炎性疾病和恶性肿瘤中,微卫星的串连序列的重复数目常与正常微卫星DNA不同[5]。微卫星DNA序列的改变使其不能正常地发挥调控作用,使细胞的增殖及分化发生异常,由此导致了肿瘤的发生。MSI指基因组中简单重复序列次数的增加或减少,可表现在多种不同的肿瘤中,且仅在肿瘤中出现。说明MSI与细胞的恶性转化有关。目前,微卫星DNA不稳定性作为肿瘤细胞的基因标志物,在肿瘤研究中愈来愈被人们重视。随着对MSI与肿瘤关系研究的深入,表明很多肿瘤的发生与MSI相关。MSI是继癌基因、抑癌基因发现之后的又一肿瘤发生的新途径,在肿瘤预防、诊断和治疗上有重大意义[6]。MSI在肺癌、食管癌、膀胱癌早期诊断方面具有很高的特异性。研究基因组MSI的发生也助于发现新的抑癌基因(易感基因或疾病基因)。事实上,MSI是遗传性非息肉性结直肠癌(Heredi.Tary nonpolysis colorectal cancer,HNPCC)的特点,并由4种MMR如hMSH2、hMLH1、hPMS1、hPMS2突变所致。

2 结直肠癌与微卫星不稳定

结直肠癌的发生分遗传性和非遗传性2类,遗传因素引起的结肠癌包括家族性大肠腺瘤息肉病(familia1adenomatouspolypo8is,FAP)和HNPCC,非遗传性结肠癌即散发性结直肠癌。近年来研究发现FAP、HNPCC及散发性结直肠癌的发生、发展的分子生物学途径不同。FAP和一些散发性结直肠癌的发生主要由APC基因突变引起,该类肿瘤的发生是按杂合丢失途径进行的,而HNPCC和另外一些散发性结直肠癌的发生主要是MMR基因起决定作用。肿瘤的发生、发展是按照复制错误途径进行的。

2.1 分型 1997年1月,在美国国立癌症研究所组织的“微卫星不稳定和RER表型在肿瘤检测和肿瘤家族性预测中的应用研究会”上决定将结直肠癌按微卫星不稳定发生频率分为3型 [7]。在分析的5个微卫星DNA标记中有2个或2个以上发生微卫星不稳定现象称为MSIH;如1个发生微卫星不稳定现象称为MSIL;如没有发生微卫星不稳定现象称为Mss。在当前的许多研究中,也常将结肠癌统分为微卫星不稳定阳性(MSI+)、微卫星不稳定阴性(MSI)2类。

2.2 MSI与结直肠癌临床病理学意义 错配修复基因bMLH1和hMSH2在结直肠癌病因学中的作用已得到证实。复制期间微卫星不稳定性的特征结果,复制错误表型可见于大多数HNPCC中,而在ScRc中仅占少数[8]。MSI在ScRc中占l2%～15%。目前MSI被认为是错配修复缺乏所致。Aaltonen等[9]研究结直肠癌MSI与临床病理参数的关系发现,MSI与DNA二倍体低分化的肿瘤表型有关,涉及2个以上微卫星标记的MSI的存活期显著长于无MSI肿瘤。Mori等[10]采用PCR技术检测54例结直肠癌,MS1检出率为22%,在MSI阳性病例中42%的患者为结肠多发癌。伴有MSI的结直肠癌预后较好,大量文献报道,MSIH结肠癌与MSS型结肠癌相比具有独特的临床病理学和分子生物学特征,前者预后较好,较多炎症细胞浸润,在Ⅱ、Ⅲ期结肠癌中,MSIH型肿瘤患者5年生存期高于后者;MSIH型肿瘤细胞分化程度低、浸润组织更深、较少淋巴结转移、原发病灶多位于右结肠。

2.3 MSI与癌前病变的关系 在慢性炎性疾病患者中发现MSI可能是发展成癌的早期表现征象。Cravo[11]对26例病史在10年以上的溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)患者进行临床研究,结果发现DNA修复缺陷与低叶酸状态有关,是造成UC的又一病因。他认为这种DNA缺乏与低叶酸状态,促使大范围基因突变,而且不能及时得到矫正,进而向恶性方向转化。

2.4 MSI与HNPCC的关系 近年研究表明,遗传性非息肉病性结直肠癌是由于DNA错配修复基因突变所致,而错配修复(MMR)基因突变则表现为微卫星不稳定,与癌基因和抑癌基因的杂合丢失途径不同。微卫星不稳定的发生系按复制错误(RER)途径进行的[12],是一种新的致癌机制,并且目前MSI不稳定检测作为筛选错配基因突变肿瘤的1个重要方法。从MSI到肿瘤的发生是HNPCC的l条特殊的发生途径,即MSI是错配修复基因突变的1种重要的表型,更准确讲是错配修复基因失活的1个标志,目前发现主要与遗传因素和基因的表型遗传学有关,而且在HNPCC变化过程中,MSI状态存在1个“微卫星稳定(microsatellite stability,MSS)微卫星低度不稳定(microsatellite low stability,MSIL)微卫星高度不稳定(microsatellite high stability,MSIH)”的序列[13]。遗传性非息肉病性结直肠癌是一种常染色体显性遗传性疾病,约占所有结直肠癌(colorectal cancer,CRC)的5%～10%。已知至少有5种错配修复(MMR)基因(hMSH2;hMLH1,hPMS1,hPSM2和hMSH6/GTBP)与其有关。超过90%的HN.PCC家系是由hMSH2和hMLH1基因突变所致[14]。MSI是错配修复系统异常的表现,存在于90%以上的HNPCC患者和少部分散发性大肠癌患者,因此检测微卫星不稳成为国际上筛选HNPCC患者的金标准,对不符合Amsterdam标准但怀疑为HNPCC的患者,MSI检测可以帮患者仰基因突变的可能性。已发现高度微卫星不稳肿瘤与低度微卫星不稳肿瘤的临床、病理特征有明显差异,高度微卫星不稳肿瘤好发于近侧结肠、多为低分化、双倍体、生存率高等;分子生物学方面,高度微卫星不稳肿瘤与hMLH1和hMSFE突变关系密切,而低度微卫星不稳肿瘤则与hMLH1和hMSH2突变无关。因此,多数学者将低度微卫星不稳与微卫星稳定归于一类(MSI阴性),仅将高度微卫星不稳肿瘤定义为MSI阳性[15]。

综上所述,MSI为大肠癌发生的分子生物学及分子遗传学研究开辟了新途径,有关MSI确切的致癌机制,错配修复基因突变导致结直肠癌MSI的发生,低频率MSI的原因值得进一步深入研究。在MSI基础上,通过查找潜在多态重复基因序列寻找肿瘤的特异性标记,研究各类肿瘤的生物学特征,将有利于推动肿瘤预防和早期诊断以及肿瘤患者的个体化治疗,提高肿瘤患者的生存率。但是也存在不少争议,如在MSIL判定及其临床病理特征是否与MMS存在差异问题上尚没有一致认识,因此有待于进一步深入研究。

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第7篇：分子生物学定义范文

【关键词】医学遗传学 课程设置 教学改革

医学遗传学是一门横跨基础医学和临床医学的桥梁课程，涵盖内容较广泛，不仅因此，如何针对当前医学生的特点，培养面向21世纪的具有综合素质的医学人才，使医学遗传学课程更贴近临床， 使学生更具独立解决临床实际问题的能力，已成为医学遗传学教学的重要任务， 而课程标准的实施能够使师生在教和学的过程中更加明确学习的目的和任务，为后续课程的学习奠定坚实的基础。2014年以来，为了能更好地适应高职院校人才培养的要求，我们制定出了一套新的课程标准，在课程标准下我们针对各专业医学遗传学的教学进行了以下几个方面的实施。

1 师资队伍建设方面

医学遗传学课程专任教师1人，生物学副教授；实验教师1人，初级实验员；兼课教师2人，生化讲师。自中职模式开始，师资队伍就是维持这一格局，升格为高职院校后，减少了初中生招生人数，医学遗传学课程开设在高招护理专业中也划上了句号。课时减少，师资不能逆行增加，但无疑为课程开发、教学改革以及科研因为师资力量薄弱设置了不少障碍。

2 开设学期认定

高中毕业生有一定的生物学基础知识，对于高招专业，医学遗传学开设在第一学期，与解剖学、组胚学同步进行，能起到承前启后相辅相成的效果。随着职业院校近十年来对教学课程的改革，生物学早已停设，没有高中的生物学知识的基础，对于以初中生为起点五年制的助产护理专业学生来说，医学遗传学中的如分子生物学、基因病的产生机制等知识对他们来说，理解起来有一定的难度。所以综合五年制学生特点以及课程开设特点与要求，把医学遗传学设置为解剖学、生理学、病理学等医学课程的后续课程，开设在第四个学期。

3 主要教学内容

理论课以课堂讲授为主，要求学生按掌握、熟悉和了解三个层次认真学习，重点是遗传的细胞和分子基础、遗传学的理论与方法在临床医学实践中的应用。我们通过对一些医院的医生、护士以及助产士的调研结合人才培养方案对不同专业的要求以及本课程内容、课时特点，选取了医学遗传学的教学内容（见表1）。

选用教材：医学遗传学，上海科技出版社2013年出版。

4 总学时与理实比

医学遗传学是以以遗传和基因为核心，研究人类生命现象和疾病与遗传的关系，揭示遗传病的遗传规律、诊断防治措施，探索基因的奥秘，是现代医学中日新月异发展的活跃领域。针对不同的专业对本课程知识不同的需求，我们设置了不同的学时与理实比例（见表2）。

5 实验实训项目

一般开设3个实训项目：染色体核型分析、系谱分析、皮纹分析，共6学时。

我们在助产专业去掉了一项传统的医学生物学教学模式里的显微镜实验项目，增加了2项以动手为主实训项目，如优生咨询项目，我们在助产专业学生开课时先以小组为单位模拟一个遗传咨询场景，学生根据患者提供的信息来描绘系谱，然后对系谱进行判断与分析，确定它的遗传方式。如皮纹分析项目，通过提取自己的指纹掌纹再进行统计对比，大大地增强了学生的学习兴趣以及对知识的消化力度。也更好地体现了理实一体化的课程建设目标。

6 实验实训场地及实验实训仪器

医学遗传学有2间独立的实验室，约共80平米，实训仪器仅有易耗品如染色体照片、印油等。建议新校区搬迁重新建立遗传学实验室时要参照医院遗传咨询、产前诊断等实验室重新布局，更好地体现理实一体化的特点。

7 课程考核方案

以往的教学考查多采用期末结业考试来衡量学生的学业成绩，往往使大多数学生把应付考试作为学习的目的，失去了学习的主动性和兴趣。新课程标准设置后，我们采取了“平时考核（占40%）+期末结业考试（60%）”模式，平时考核形式多样，如课堂提问、课后撰写小论文、实验报告抽查、平时小考等等。

8 教学效果

2014-2015学年，在护理、助产、临床医学、口腔医学、眼视光技术等专业中开设了医学遗传学课程，本课程组共完成了助产专业医学遗传与优生学64课时；其他专业医学遗传学364课时。严格按照新课程标准执行各项教学活动，收到了较好的教学效果，学生普遍反映较好，对医学遗传学的实训项目也产生了较浓厚的兴趣，学生对教师教学的综合测评平均分为96.5，学生的满意度测评优秀率达94.5%，结业考核综合评价结果（见表3）。

9 采取多样化的教学方法

第8篇：分子生物学定义范文

极简生命体的赢家――支原体

支原体第一次名扬海外，与疾病脱不了干系。19 世纪时，人们第一次注意到支原体，它们不像其他微生物具有细胞壁禁锢自己，由于只有细胞膜，它们变得自由随意。支原体作为最小的原核生物却不容小觑，它具有致病性，宿主很多，对人和动植物都不放过。最令人头疼的是，小小的支原体对绝大多数抗生素都具有耐药性，人类尝试许多办法均无济于事。

几十年后，人类对支原体的认识发生了改变，在所有可自我复制的细胞中，生殖支原体具有最小基因组――只有525个基因，家喻户晓的大肠杆菌大约含有4 000个基因。我们说一个细菌若想在外界纷繁复杂的环境中存活下来，通常会保留很多具备不同功能的基因来应对环境变化。相比之下，生活在动物宿主体内吃喝不愁的支原体，在漫长的演化历程中，摒弃了一些毫无用武之地的基因。支原体去其糟粕，取其精华，简化再简化。正是因为如此，它注定成为科学家探索生命形式的灵感源泉与理想模型。这一次支原体身披的光环覆盖住了阴影，当之无愧地成为极简生命体的赢家。

接过造物主手中的权杖

还记得玛丽雪莱的科幻小说《弗林肯斯坦》吗？书中描述科学家弗林肯斯坦为追求和利用当时的生物学知识，将死尸身上不同的器官和组织拼成一个人体，并利用雷电赋予它生命。尽管现实生活中，没有一个科学家可以这样制造出一个人类。但为了从造物主手中接过权杖，实现创造生命的梦想，人类从未停止探索的脚步。

上世纪80年代，哈罗德・莫洛维兹提出了一个对当时的分子生物学而言异想天开的计划，研究地球上最小的单细胞生物体――支原体。如何开展研究？最大的难题莫过于如何解码这种细菌的完整基因序列，生物的基因组就好比一份系统软件，基因测序技术的发展使人们能够解读生命演化出的种种“代码”。DNA被视为生命的蓝图，遗传密码是用DNA的4个碱基A、C、G和T按照一定顺序进行编码的，这些碱基序列构成了20种氨基酸（用于合成蛋白质）的遗传指令，从此分子生物学有了自己的编码规则。只要能看懂这份蓝图并破译遗传信息，人类就能了解生命运作的所有道理。莫洛维兹论证说，只要基因组足够小，分析就是可能的。然而，由于测序技术上的瓶颈，在上世纪 80 年代，科学家若想解读支原体的整个基因组，的确是一个很大的挑战。

最小细菌诞生记

辛西娅1.0：第一个人造细胞的诞生

2010年，被称为生物学界“坏小子”的克雷格・文特尔带领他的团队以丝状支原体的基因组作为模板，以计算机庞大的数据库为依托，用化学方法合成出一整套支原体的基因组，将它移植到去除了DNA的山羊支原体细胞内，这套含有人工合成基因组的细胞存活下来，起名为辛西娅。它就是辛西娅1.0，拥有901个基因。文特尔说“这是地球上第一个父母是电脑却可以进行自我复制的物种。”

辛西娅2.0：历练重生

辛西娅1.0诞生后没多久，文特尔等人就开始投入到简化辛西娅1.0“代码”的工作中。

辛西娅要想轻装上阵，文特尔就必须弄清楚哪些基因对辛西娅是必需的。于是，文特尔的团队设计了一个巧妙的实验，随机往辛西娅1.0上的基因插入 转座子 ，打乱辛西娅1.0的“代码”，然后将处理后的辛西娅菌株培养40代，最终收集得到的菌落，分别进行测序。转座子是什么，又是如何发挥作用的呢？还记得《西游记》中，如来佛祖为了镇压悟空，在五行山上贴了一道符，从那时起，孙悟空的法力尽失。其实，基因和转座子的关系就好比孙悟空和五行山上的这道符，只要转座子在，基因就无法发挥功能。

接下来，文特尔团队将处理后的辛西娅基因分为3类，即必需基因，非必需基因，半必需基因。定义“必需基因”的标准是这种基因对辛西娅不可或缺；“非必需基因”是指这种基因可有可无，无关辛西娅的存亡。“半必需基因”是指没有这种基因辛西娅不会死，但会影响生长。

也许你以为只要留下必需基因，删掉其他基因，辛西娅2.0不就大功告成了吗？其实不然，生命并不是简单的加减法。比如1个细菌携带了2个基因――甲和乙，它们负责调控的生命活动相同。倘若两方中的一方不在了，剩下的一方就会恪尽职守，完成自己的使命，在这种情况下，甲或乙很容易被定义为非必需基因。当甲和乙同时被剔除，细菌的生命活动将终止。解决了以上问题，辛西娅2.0终于问世了。

辛西娅3.0：极简生命

第9篇：分子生物学定义范文

关键词:进化生物学;教学实践;选修课

进化生物学是一门综合性较强的学科，对动物学、植物学、遗传学、分子生物学、行为生态学等学科都有所涉及。迈尔认为，进化论是生物学中最大的统一理论;杜布赞斯基认为，如果不借助于进化的观点，生物学上的事情就变得情理不通。由此可见，学习进化生物学有助于提高人们的认识，对学生认识事物的发展规律大有裨益。

一、进化生物学课程的特点

进化生物学的目的主要是推断生物过去的发展历史并解释生物进化的原因和机制。该课程特点包括:1)涉及学科门类多。该学科广泛吸收生物学各分支学科的成就，特别是将进化与生态学、分类学(系统生物学)、行为学、分子生物学等结合起来，研究有关的生命现象，涉及生物类群的范围和结构层次也十分广泛;除生物学方面的知识之外，还广泛涉及地质学、化学、物理学等学科的内容;除自然科学之外，还涉及到社会科学的许多内容［1］;2)内容比较抽象、讲述的故事古老，在现实中难以再现;3)不重视基本概念的阐述。进化生物学的学习需要以多个学科知识为基础，以进化的观点把各学科的知识串联起来，侧重生物学现象的起源和进化，也正因为这样，对有些基本概念、基本原理的阐述稍显简略。4)理论性较强、学派众多。进化生物学叙述的是生物学中的一般规律性问题，学习时要注意把握其精神实质，不要过多涉及功能生物学(包括形态学、生理学、遗传学、生物化学等实验性学科)方面的内容，从而忽略了从理论观点上的提高进化生物学;各个学派有不同的观点，学习时需分析比较各个学派的特点，取长补短［1］。

二、进化生物学课程在农学专业学生中开设所遇到的问题和解决办法

(一)遇到的问题

在本次教学实践，是在农学专业本科生中讲授进化生物学，并且该门课程作为选修课。教学过程中遇到了一些问题:1)授课对象的知识结构不完善。本次授课面向的学生专业为农学专业，该专业在专业设置上侧重对宏观生物学知识的学习，而对微观生物学知识了解得比较少，对微观生物学知识理解困难。农学专业学生学习的课程主要集中在动物学，植物学，生态学，生理学，行为学以及作为选修课的分子遗传学，所以在讲授微观知识时学生会感到抽象难懂，甚至完全听不进去。2)作为选修课，学生不重视。进化生物学这门课程只是作为一门基础选修课来开设，而基础选修课考核相对轻松，一般采取课程论文考核或开卷考试的方式。没有闭卷考试的压力，学生在心理上会比较放松，容易轻视对该课程的学习。甚至有的学生在课堂上做一些与课堂教学无关的事情，比如在课堂上写别的课程的作业。

(二)解决的办法

针对以上的问题，提出并实践了如下的办法:1．结合学生的知识结构特点选择合适的教材本次教学实践选用的教材是由沈银柱、黄占景编写，高等教育出版社出版的《进化生物学》(第3版)，该教材分成十二章，内容分别是:进化生物学的由来及现状，生命及其在地球上的起源，细胞的起源与进化，生物发展史，生物表型进化，生物的微观进化，物种的形成，生物的宏观进化，生物遗传系统的进化，分子进化与分子系统学，人类的起源与进化，生态系统的进化［2］。主要内容包括两个方面，即对生物的过去发展历史进行推断和对进化原因、机制的解释。该教材系统性、理论性和条理性较强，对问题的阐述简明扼要，系统地介绍了进化的知识，总体上侧重对宏观知识的讲述，对应授课对象的知识结构。2．合适教学内容的选择、正确教学手段的使用进化生物学的知识包括推断生物进化的历史，涉及到的知识比较古老，学生仅凭想象很难再现当时的情形，比如生命及其在地球上的起源、细胞的起源与进化、生物发展史等章节的内容，对于此类知识的讲授，可以选择增加一些与课程相关的纪录片、探索片等。这就需要教师课前收集有关生命起源与进化，生物发展史的读物与网络资源，借鉴国内外大型探索、科幻和纪录片，利用现代信息技术，用通俗易懂的语言、生动活泼的形式、图文并茂的内容，制作《进化生物学》系列多媒体课件［3］。这部分内容还可以采用翻转课堂的教学模式，让学生在课外学习，通过网络和教材自己去获取知识，在课堂上对所学到的知识进行探讨。而在阐述进化机制时需要介绍微观进化、遗传系统的进化、分子进化与分子系统学的知识，这部分内容因为学生的基础较薄弱，可以考虑对这三个章节的内容做适当压缩，侧重对基本概念的理解，对教材中阐述得不够详细的概念进行补充与扩展，同时通过播放一些小视频来对基本概念和普遍现象进行讲授，比如可以用视频、动画的形式来帮助学生理解什么是遗传物质，以及DNA的复制、转录和蛋白质翻译过程，以此降低学生学习的难度。3．设置与课程内容相关的有趣的问题进化生物学因其理论性较强而容易让学生学起来枯燥无味，对此，可以通过设置问题的形式把一些理论知识跟现实生活中的现象结合起来，让学生进行探讨，激发学生兴趣，活跃课堂气氛。设置的问题比如，从进化生物学的角度解释“爱国是文化使然还是生物本能”“为什么优雅、风趣的人更吸引异性”“从进化角度讨论人为什么要谈恋爱”。另外，还可以深入了解学生在以前的学习过程中，参加过哪些野外实习，接触到什么动物和植物，把进化知识与学生的野外实践经历联系起来。4．结合科研实例进行讲授教师可以选取当前进化生物学研究中比较有趣的研究论文来给学生进行讲授，或者结合教师自身的研究来举例，比如曾经做过哪些与进化有关的研究，想法如何产生，采用什么样的研究思路，得出什么研究结果，对结果如何解释，研究过程中遇到哪些有趣的故事，实践证明，通过将科研故事与进化生物学研究实例结合起来穿插在课堂教学中讲授，能对学生的兴趣提升起到比较好的效果，学生还会积极主动发表自己的看法，整个课堂气氛异常活跃。此外，通过带领学生参观进化生物学研究实验室，让学生对进化生物学的研究氛围有所体会也不失为一种好的办法。5．鼓励学生阅读文献，了解最新科研动态要学好一门课程，光靠教师在课堂上讲授是不够的。学生还应该在课外积极主动阅读相关的书籍或者是科研论文。关于阅读课外文献，教师可以事先准备好与本次课内容相关的一些经典文献，也就是对基本概念和基本原理的定义、来龙去脉阐述较为清楚的文献，在课堂上向学生推荐，也可以指导学生自己去查阅。另外，鼓励学生了解最新科研动态，让学生知道目前所学的知识在科研上有哪些研究方向，研究进展如何，以此激发学生的学习兴趣。生物学的研究发展较快，需要经常关注研究前沿，更新知识储备。所以，教师也可以向学生介绍本学科领域的权威刊物，并且要求学生网上订阅并浏览这些刊物，以便随时了解与本课程相关的研究领域最新发表的论文和最新的科研动态。总之，进化生物学作为选修课来开设，应体现出选修课灵活的特点，以学生现有的知识为基础，对一些理论性较强、学生理解较为困难的知识可以大胆取舍和压缩［4］，着重对学生整个知识框架的构建，激发学生的学习兴趣，指导学生如何学习，在知识框架搭建完成后，学生对自己特别感兴趣的知识可以在课外进行深入学习。

［参考文献］

［1］李晓晨．进化生物学课程特点及学习方法指导［J］．当代教师教育，2002，1:116－117．

［2］沈银柱，黄占景．进化生物学［M］．第三版．高等教育出版社，2013．

［3］范宏英，龙北国．开设《生命起源与进化之谜》选修课的教学实践［J］．西北医学教育，2008，6:1162．