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分子生物学发展精选(九篇)

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分子生物学发展

第1篇:分子生物学发展范文

关键词:猪传染性胃肠炎;病毒分子;生物学检测方法

中图分类号 S858.28 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)12- 0110-02

猪传染性胃肠炎(TGE)是由猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)导致猪出现脱水、水样腹泻以及呕吐等为主要临床症状的高度传染性疾病,该病在春季、初秋以及冬季具有较高的发病率[1]。猪传染性胃肠炎最早发生于美国,随后在世界各地均有发生,我国于20世纪50年代首次发现该病,目前全国大部分地区均发生过猪传染性胃肠炎。不同日龄和品种的猪均可以感染传染性胃肠炎,其中以15日龄左右的仔猪发病后死亡率最高,高达100%;5周龄以上的仔猪感染传染性胃肠炎后死亡率较低,但是会影响仔猪后期的生长,降低仔猪的饲料利用率。目前,该病已被世界动物卫生组织列为B类必检传染性疾病。近年来,随着分子生物学技术的不断发展,该技术已经广泛用于各种细菌性和病毒性疾病的检测[2]。本文综述了分子生物学技术在传染性胃肠炎中的应用,以期能为从事传染性胃肠炎诊断和防控的工作者提供帮助。

1 传染性胃肠炎病毒基因组结构和基因表达方式

1.1 TGEV基因组结构 传染性胃肠炎病毒属于冠状病毒科冠状病毒属,该病毒的基因组不分节段、单股正股RNA,具有高度传染性。传染性胃肠炎基因组全序列分为7个区29kb,结构序列为5'-la-lb-S-3a-3b-sM-M-N-7-3',并且该基因组的3'-末端以共价键结合的poly结构,5'末端有帽结构[3]。基因组1约有20kb,主要负责病毒的编码,其余基因均在近3'端。传染性胃肠炎病毒全基因组编码由4种结构蛋白和3种非结构蛋白组成,其中基因7、基因3和基因1为非结构蛋白,N、M、sM、S为传染性胃肠炎的结构蛋白。

1.2 基因表达方式 传染性胃肠炎病毒在胞浆脱壳以后,其正链RNA就呈现了mRNA的功能,使基因1转录表达RNA聚合酶,同时该基因有作为模板合成负链RNA,进而亲代RNA与负链RNA形成双链复制中间体。因此,在感染传染性胃肠炎病毒的细胞内,可以检测出不完全RNA、基因组RNA、mRNA以及双链中间体4个特异性RNA,这可以作为猪传染性胃肠炎病毒分子生物学检测指标之一[4]。

2 结构蛋白及功能

猪传染性胃肠炎病毒的结构蛋白主要为S糖蛋白、M蛋白、N蛋白以及sM蛋白等。S蛋白是猪传染性胃肠炎病毒纤突的主要成分之一,在病毒粒子的表面,该蛋白基因全长4.3kb,蛋白分子量为195~220ku;S蛋白不仅是决定猪传染性胃肠炎病毒抗原的重要结构,也影响着病毒对细胞的致病性、亲嗜性等。M蛋白是构成病毒粒子蛋白的主要有效成分之一,研究表明[5],M蛋白前体是由膜外区、信号肽、极性区、跨膜区突于病毒粒子内C-端区等功能区域构成,分子质量为29~31ku;M蛋白不仅决定了病毒粒子的出芽位点和装配位点,也可以影响病毒变异。N蛋白是一种酸性蛋白质,分子量为47KDa,含有382个氨基酸残基,该蛋白不仅是猪传染性胃肠炎病毒的结构蛋白,同时对病毒基因组的加工、复制都具有重要作用。sM蛋白分子质量为78ku,含有1种小膜蛋白和82个氨基酸残基,该功能蛋白在抗猪传染性胃肠炎病毒感染的体液和细胞免疫中具有重要作用。

3 分子生物学检测方法

3.1 核酸探针 核酸探针检测方法的基本原理是利用核苷酸碱基互补,在碱基互补过程中,采用标记物标记与被检测靶序列互补的单链核酸分子,进而检测到目的核序列。该检测方法与扫描电镜、荧光抗体试验、病毒分离等相比,具有较好的特异性,并且可以实现快速检测的目的。现代研究表明[6],不同的病毒探针可以分别扩增出与其对应的病毒模板,对其他病毒模板影响不大,同时核酸探针扩增的最低检测限为3 000~6 000个拷贝的单个病毒核酸,具有较高的特异性和敏感性。

3.2 普通RT-PCR方法 该检测方法使用的首要条件是知道被检测病原的相关目的基因序列,根据相关目的序列后,采用相关软件设计相应的引物,然后进行体外扩增目的基因,进而达到检测的目的。王黎等[7]采用RT-PCR方法检测猪传染性胃肠炎病毒,并采用相同浓度做重复性检测,结果显示RT-PCR扩增的特异性条带为590bp左右;然后又以猪瘟病毒、猪细小病毒、猪流行性腹泻病毒、猪伪狂犬病病毒以及猪轮状病毒做特异性试验,结果显示仅有猪传染性胃肠炎病毒得到了特异性目的条带,所以RT-PCR检测方法对猪传染性胃肠炎病毒检测具有较好的重复性和特异性。

3.3 多重RT-PCR方法 多重RT-PCR检测方法是以普通PCR为基础发展的一种新型检测方法,该检测方法可以在一个PCR反应体系中加入多对引物,并通过采用优化后的PCR反应条件,达到同时检测多种病原的目的,具有快速、成本低等优点,目前也常用于各种疾病的诊断。霍金耀等[8]建立了多重RT-PCR法检测传染性胃肠炎病毒、猪流行性腹泻病毒、嵴病毒和A群轮状病毒的方法,并对该检测方法进行了敏感性试验和特异性试验,结果显示,多重RT-PCR法可以检测出50TCID50的混合病毒,且能扩增出长度为275bp、544bp、750bp的3条特异性片段,具有较高的特异性和敏感性,可以在临床上推广使用。

3.4 套式PCR方法 套式PCR方法需要设计内、外2对引物,并通过2次扩增对样品进行检测,该方法相对其他PCR检测方法,具有较高的敏感性,且节约成本。现代研究表明,PCR技术在检测病毒时,可以省略不同病毒分离的过程,具有较高的敏感性和特异性,而套式PCR方法在病毒粒子较少的情况下依然能够检测出,表明套式PCR比常规PCR具有更好的敏感性。沈海娥等[9]采用套式PCR检测猪呼吸道冠状病毒和猪传染性胃肠炎病毒的S基因序列,根据两组病毒的基因序列分别设计了2对引物,然后分别以猪呼吸道冠状病毒细胞和猪传染性胃肠炎病毒细胞为模板进行套式PCR特异性片段扩增,结果显示,猪呼吸道冠状病毒扩增的基因片段为214bp,猪传染性胃肠炎病毒扩增的基因片段为886bp,同时检测出了这种病毒,具有较高的特异性和敏感性。

3.5 荧光定量RT-PCR方法 荧光定量RT-PCR检测方法的原理是在PCR反应体系中采用荧光探针标记法或加入了SYBR GreenI荧光染料标记PCR的反应产物,然后使用反应仪器收集反应产物的荧光信号,并根据荧光信号的强弱确定产物的量,进而达到与起始模板准确定量的目的。该检测方法与常规RT-PCR相比,不需要进行电泳试验检测PCR反应产物,反应结果更为直观、方便,同时又避免了因电泳试验对环境造成污染。王建中等[10]根据猪传染性胃肠炎病病毒的S基因序列设计了引物,并通过多组试验对荧光定量RT-PCR反应条件进行优化,结果显示,优化后的检测方法对其他病原的检测结果均为阴性,检测结果的敏感性高达43.07拷贝/μL,是常规PCR检测方法的100倍,具有较高的敏感性和特异性。

3.6 环介导等温扩增技术 环介导等温扩增技术是近几年新兴的一种分子生物学检测方法,因其具有特异性强、敏感性高、检测速度以及操作简单等优点,目前已经广泛应用于病毒病和细菌病检测。高睿泽等[11]根据猪传染性胃肠炎病毒的N基因建立了环介导等温扩增快速检测方法,并对该检测方法的敏感性和特异性进行了评价,结果显示,该方法在63℃下可以使猪传染性胃肠炎病毒N基因获得较高的特异性扩增,且与猪流行性腹泻病毒等物交叉反应,具有加高的特异性;同时该检测方法可以检测到131.4fg/μL的DNA,其灵敏度比常规PCR高出3个数量级。

参考文献

[1]王文秀,王善辉,沈志强,等.猪传染性胃肠炎病原学检测方法的研究进展[C]//2012第四届中国兽药大会论文集.2012:90-92.

[2]刘邓,袁秀芳,徐丽华,等.猪传染性胃肠炎诊断技术研究进展[J].动物医学进展,2008,29(12):64-68.

[3]霍芳,宋道祯,汤少伟,等.猪传染性胃肠炎病毒诊断技术研究进展[J].饲料与畜牧・规模养猪,2014,(2):30-33.

[4]董加才.猪胃肠炎病毒的分离鉴定及S基因的克隆、序列分析与原核表达[D].郑州:河南农业大学,2008.

[5]闫贵伟,库旭钢,陈淑华,等.猪乳汁中抗猪传染性胃肠炎病毒IgA抗体间接ELISA检测方法的建立[J].中国预防兽医学报,2015,37(1):31-34.

[6]陈伯祥,杨明,郭慧琳,等.猪传染性胃肠炎间接ELISA检测方法建立[J].中国农业信息(上半月),2012,(1):167-168.

[7]王黎,李碧,周远成,等.猪传染性胃肠炎病毒RT-PCR检测方法的建立及临床应用[J].中国兽医学报,2015,35(2):190-194.

[8]霍金耀,郑逢梅,陈陆,等.猪流行性腹泻病毒、传染性胃肠炎病毒、A群轮状病毒和嵴病毒多重RT-PCR检测方法的建立及临床应用[J].中国兽医学报,2013,33(12):1792-1797.

[9]沈海娥,郭福生,龚振华,等.应用套式PCR检测和区分猪传染性胃肠炎病毒和猪呼吸道冠状病毒的试验[J].中国动物检疫,2003,20(7):21-23.

[10]王建中.猪传染性胃肠炎病毒S基因实时荧光定量RT-PCR检测方法的建立及初步应用[J].中国畜牧兽医,2014,41(1):66-71.

第2篇:分子生物学发展范文

关键词:分子生物学;教学改革;经验介绍

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0176-02

分子生物学主要研究DNA的复制、转录、蛋白质的翻译及其相关调控规律的学科,它是高等学校生物相关专业开设的核心课程之一。虽然分子生物学是近二十年才被写入高校生物类及相关专业本科及研究生培养大纲,但是分子生物学已成为生物类等很多专业的核心专业课程之一。分子生物学理论和实验结合最紧密的课程之一,不但是生物科学和其他生物技术专业的基础课,而且广泛应用于生命科学实验的各个领域。分子生物学这门课程内容繁杂,微观概念繁多,并且其理论体系演变发展很快,也对其课程教学带来了巨大的挑战。

笔者长期从事分子生物学课程的理论和实验技术的教学工作。在教学过程中,结合该课程微观概念繁多、抽象性强等特点,从教材的选用、内容、以及教学方法等几个方面进行了探索研究,并取得了一些成效。以下对教学改革的几点措施以及体会和认识进行具体的描述。

一、精心选择有关教材和参考书

教材是学生“学”和教师“教”的过程中的基本资料,市面上关于分子生物学的教材十分多。由于分子生物学所包涵的知识面十分广,在编写教材时有不同的侧重点,因此选用一本合适的教材十分重要。通常要求教材既能涵盖分子生物学基本概念与基础知识,同时又能反映学科的发展动态,体现学校的办学特色。分子生物学是我校较早实行双语教学的课程之一,根据学生的实际水平选择了科学出版社影印出版的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。本教材按主题,采用言简意赅的语言和简明清晰的图表,系统概括了分子生物学的核心内容、主要技术及前沿动态。而且,此教材有中文译本,可以帮助学生快速准确获得信息,十分适合作为双语课程的教材。

二、优化教学内容

由于目前大多数生物学课程,如遗传学、生物化学、细胞生物学等都进入了微观分子时代,因此均增加了蛋白质、核酸、基因表达调控等基础知识的讲解。这使得学生对开设在高年级的分子生物学有一些似曾相识的感觉。这虽然有助于学生对分子生物学的理解,但是也会使学生感觉好多内容是对前面的复习,出现厌学情绪。针对这种情况,我们邀请遗传学、生物化学、细胞生物学等可能涉及分子生物学内容课程的主要负责人,认真讨论,优化了各自的教学大纲,在保证课程内容完整性的前提下,尽量压缩分子生物学的相关内容。对于教学过程中,生物化学、遗传学和遗传学中必须出现的分子生物学内容,如蛋白质核酸的结构与组成,采用分组讨论的方式进行自学,调动学生的学习积极性,因势利导,使学生对所学知识能够更加理解,对所学知识的记忆和理解能够进一步加深,为以后对相关知识点的学习打下良好基础。与此同时,这既节约了教学时间,又不会再出现与遗传学和生物化学有相同内容的重复教学问题。这样,一方面对分子生物学的教学重点进行了明确,另一方面又突出了分子生物学的教学特点,即以遗传学和分子生物学为基础,保证了教学课程的系统性和完整性。

三、合理使用多媒体课件

分子生物学理论课教学内容多,而且抽象,因此学生很难熟练掌握和理解。另外,分子生物学又有着很强的技术性。其原理十分复杂、难度高,很难进行试验操作且成本很高,这样可以利用教学课件中的相关图像及动画来进行演示,提高学生的学习兴趣。教师还可根据学生的个性特点以及接受能力来选择合适的多媒体课件配合内容的讲解,文、声、图、像并茂的新闻课件能够从多个角度分层次地展现教学内容,使学生更加容易理解相关知识,从而提高教学质量。美观清晰的多媒体界面,逼真的动画模拟更加方便教师在教学过程中的使用。通过多媒体向学生提供信息,是对学生进行多种感官的综合刺激,在获取信息的过程中,学生通过听觉、视觉等多方面的并用,更加容易使学生在学习中进行想象和创新,提高学生的学习积极性和创新能力。

但是,在教学过程中使用多媒体时,应注意它只是一种教学手段,是为教师的教和学生的学服务的。教师不能一味地让学生时刻跟着多媒体,只是做一个多媒体的操作员。所以,在多媒体教学过程中,教师要把多媒体当一种教学辅助手段,同时要注意给学生思考和讨论的机会和时间,培养学生的创新思维,重视学生的主体地位。

四、剖析经典实验

分子生物学是所有生物学学科相关课程中,最注重实验研究的课程之一。目前,现代分子生物学的理论发展的过程,实际上是前人大量实验发现的科学阐述集合,比如转座子的发现、RNA干扰现象及其机制的发现等。这些设计巧妙的实验,有着严谨的论述,其中的一些研究方法如今仍然在分子生物学的研究中广泛应用,如RNA干扰。这些经典实验过程本身就是一个科学故事,在很大程度上提高学生对相关领域的兴趣,其实验设计可以启发学生寻找解决问题的方法,也可以帮助学生在专业课程的学习中了解研究方法,从而加深对相关理论知识的理解和掌握。

同时,分子生物学本身仍在不断地完善当中。相关的知识内容、发现和研究方式方法日新月异。如对非编码RNA的研究已经成为目前对分子生物学进行研究的特点。将用故事的相识对非编码RNA的研究历史进行讲述,进而采用启发的方式对学生进行引导,讨论在研究中对这一作用的应用。这样的起发过程,可以增加学生对现代生物学研究中理论与技术相互促进发展的理解,激励他们对已学知识的充分思考,建立基础研究与社会应用之间的联系,提高学生的创新能力和学习积极性。

五、利用科研实例剖析重点难点问题

分子生物学虽然理论很高深,但是它却被广泛应用于各种领域。特别值得一提的,如今各高校的教师有着较高的学历和丰富的科研经历,能够在教学过程中融入实际的科研案例。在教学中对书本知识进行传授的同时,为学生讲解讲授一些在实际工作中应用理论知识的实例,对学生知识的灵活运用能力的提高有很大帮助,可以为他们今后的工作和实践奠定基础。从课堂教学效果来说,有助于激发学生的学习积极性,并增强他们对重点知识的掌握理解。除此之外,也有助于提高学生对所学知识的应用能力,为以后的工作和实践奠定基础。

如可能的话,教师可以介绍自己研究团队的一些有趣的研究。比如笔者所在的团队,是搞泌乳调控机制的研究的。首先,向学生简单介绍研究泌乳调控机制的背景(泌乳对母亲和婴儿的重要作用)。我们在研究过程中发现一个小RNA对泌乳调控有重要作用,它可以影响乳蛋白的合成。进一步向学生介绍这个实验的设计思路,研究过程中所采用的试验方法。这种讲解,可以使学生对小RNA有深刻的印象,大大激发他们的科研兴趣。

六、实行双语教学

分子生物学,可以说是发展最快的生物学领域,因此分子生物学课程内容相应地也在迅速更新。大多数分子生物学的新发现,主要以英文论文形式发表在各种期刊杂志及其他媒体上。这要求教师不光要给学生讲授分子生物学的理论内容,同时还要培养学生通过英文杂志媒体了解、掌握分子生物学的前沿进展。双语教学在分子生物学教学过程中体现了很大的优势。我校分子生物学课程组自2004年起开始了双语教学的尝试,积累了一些经验。首先,在教材方面,我们选用了内容简洁的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。该教材涵盖了分子生物学绝大多数的基本知识点,且篇幅较短,特别适合本科生使用。第二,在教学方法方面,采用循序渐进、分步实施的办法。即开始是中英文对照,逐渐改为全英文,让学生逐步适应,减少因畏惧产生厌学。教学过程中,采用多媒体教学手段,教学课件中尽量多选用形象、精美的图片,将高深的抽象概念转变成直观的图像、动画,调动学生的学习积极性。注意搜集国外分子生物学视频,特别是一些标准英文配音的动画视频。这些动画视频形象地把一些分子生物学过程展示给同学,极大引起学生的兴趣。视频所配的标准英文介绍,可以帮助学生纠正一些专业词汇的正确读音,演示后,教师加以中文解释可进一步加深学生对相关知识的理解。

参考文献:

[1]王子健,张超,刘群红.生物化学和分子生物学课程整合的教学探索[J].基础医学教育,2011,13(12):1061-1063.

[2]Weaver.R.F.分子生物学[M].郑用琏,译.北京:科学出版社,2010.

[3]谢兆辉.小RNAs作用机制的研究进展[J].遗传,2009,31(12):1205-1213.

第3篇:分子生物学发展范文

关键词: 高等师范院校 分子生物学 教学改革

分子生物学是高等师范院校在生物学、生命科学、基础医学等学科开设的核心课程之一。本学科理论研究深,前沿性强,不但是生物学研究与教学的基础课,而且广泛应用于生物实验的各个领域。分子生物学主要研究蛋白质、核酸等生物大分子形态、结构及其相关性与变化规律的学科。分子生物学的理论体系演变发展步伐很快,也对高校的教学与科研带来了巨大的挑战。

高等师范院校的教学与一般高校不同,在科学研究与科学教育的同时还肩负着培养教师的任务。因此,各学科在教学过程中,不仅仅要把知识传授给学生,还要让学生掌握研究方法与教学技巧。高等师范院校在教学中更要重视学生知识的传承转向能力的培养。我国很多的高等师范院校都在推行教学改革,在分子生物学教学方面如何联系科学发展的实际应用与理论教学是高等师范学院在分子生物学教学改革方面所要研究的课题。高师院分子生物学教学改革实践要做好以下几点。

1.选好教材,加强专业英语教学

教材是学生学习与教师备课的基本资料,分子生物学在市面上的教材有很多,由于分子生物学的知识涵盖面广,不同的教材编写的侧重点不同。其中赵亚华老师编写的《分子生物学教程》,陈启民等主编的《分子生物学》,朱玉贤等主编的《现代分子生物学技术》在大学比较常见,这些都比较适合本科教育。各种各样的教材要求老师在选择教材时要根据时展特点、师范学校办学风格来综合考虑。很多学校在未经开会探讨的情况下,根据个别人的观点来购买教材,这是不合理的。在选教材方面也不能一味求新,新同学没有专业基础,选择既理论基础深厚,又能反映分子生物学新进展的教材是有效教学的前提。

分子生物学是门基础理论与科技前沿结合紧密的学科,在大学推行双语教学的今天,选择教材也应该搭配一本外文教材。开设一门分子生物的专业英语是必要的。如果师范院校学生的专业英语水平提高了,当走向社会,对提高我国的基础教育水平也有很大的帮助。在外文教材的选择上,各高校一般选择Gkarp的Cell and Molecular Biology,Robert Weaver的Molecular Biology,P.C.Turner的Molecular Biology。教材的选择也要根据学生的实际水平,选择与中文教材近似的外文教材,不能脱离实际,否则不但起不到提高学生专业英语水平的目的,反而会严重挫伤学生的学习积极性。

2.教学大纲的革新

进入了二十一世纪,教学设施已经有了明显的改善,很多学校仍然没有摆脱旧的讲学模式,经常是教师在讲台一味照课本或者讲义讲课,学生拼命地记笔记,有的老师甚至省去了板书。有的学校的多媒体教学设施甚至成了迎接教学评估的形式。这样的现象在高等师范院校更严重。在课程内容安排上,不仅要做到重点突出专业性,而且要与其他课程结合穿插,与生物化学、微生物遗传学、遗传学、基因工程等课程相互渗透、相互联系。在课堂上要把多媒体教学作为主要教学手段,可以制作课件,也可以留下几章让学生自学制作,课件可以在下课后拷贝给学生。这样既可以提高学生的学习积极性,又可以避免学生上课只顾记录笔记,而不注重听课与理解的传统教学弊病。老师在编写课件时还要做好与教育学理论的结合,并配合视频、图片、新闻等形象的、有时代感的元素,与学生互动。比如原核生物和真核生物的染色体结构、原核生物的转录、DNA的复制、蛋白质的合成、基因克隆等,用形象的图片与视频效果要比看教材好得多。

3.加强教师的定期培训

高等师范院校肩负着培养教师的责任,所以师范学校的教师既是老师又是学生。教师在教书育人的同时还要加强自身的学习,不但要学习专业知识,而且要加强教学方法与水平的学习。教学改革在现实层面首先改革的是教师,加强对教师的专业培训,提高政治思想水平,强化对教师的科学管理,这些都是高等师范院校要重视的。分子生物学领域知识更新快,发展迅速,而且分子生物学最突出的科研成果一般都发表在外文期刊上。教师提高英语水平与计算机应用水平,加强随时关注分子生物学领域发展动向的意识,并将本学科相关的新概念、新思路和新成果等内容引入课堂,给学生提供一些能够接受的,难度适中的文献,可以与学生一起开阔视野、一起提高。另外,教师人格与教学风格对学生影响也很大,不但能影响到学生对分子生物学的理解,而且能影响到学生以后的教学风格的成型,注意语言与修养的培养,也是高等师范院校在教学中要注重的。

4.改革教学模式,强化实验教学

在继承传统的教学方式严谨的优点的同时,在课程上到一定阶段,学生对分子生物学有所了解后,在教学方式上可采取课堂讨论等互动教学方式,同时将新知识、新进展作为专题让学生自己研究了解,并作出总结在课堂讨论。互动式教学可以将分子生物学理论细分,让学生分组作深入探讨,以提问回答的形式由老师引导完成学习,彻底改变传统教学模式枯燥的特点。

高等师范院校教学改革是提高教学质量的关键,也是培养优秀教师的前提,不仅体现在分子生物学课程中,而且涵盖了教学的各个方面。不断地改革意味着不断地突破,这样才能培养出符合时代要求的教师。

参考文献:

[1]诸葛强.改进《分子生物学》教学效果的探讨[J].中国农业教育,2004.3:37-38.

第4篇:分子生物学发展范文

笔者长期从事分子生物学课程的理论和实验技术的教学工作。在教学过程中,结合该课程微观概念繁多、抽象性强等特点,从教材的选用、内容、以及教学方法等几个方面进行了探索研究,并取得了一些成效。以下对教学改革的几点措施以及体会和认识进行具体的描述。

一、精心选择有关教材和参考书

教材是学生“学”和教师“教”的过程中的基本资料,市面上关于分子生物学的教材十分多。由于分子生物学所包涵的知识面十分广,在编写教材时有不同的侧重点,因此选用一本合适的教材十分重要。通常要求教材既能涵盖分子生物学基本概念与基础知识,同时又能反映学科的发展动态,体现学校的办学特色。分子生物学是我校较早实行双语教学的课程之一,根据学生的实际水平选择了科学出版社影印出版的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。本教材按主题,采用言简意赅的语言和简明清晰的图表,系统概括了分子生物学的核心内容、主要技术及前沿动态。而且,此教材有中文译本,可以帮助学生快速准确获得信息,十分适合作为双语课程的教材。

二、优化教学内容

由于目前大多数生物学课程,如遗传学、生物化学、细胞生物学等都进入了微观分子时代,因此均增加了蛋白质、核酸、基因表达调控等基础知识的讲解。这使得学生对开设在高年级的分子生物学有一些似曾相识的感觉。这虽然有助于学生对分子生物学的理解,但是也会使学生感觉好多内容是对前面的复习,出现厌学情绪。针对这种情况,我们邀请遗传学、生物化学、细胞生物学等可能涉及分子生物学内容课程的主要负责人,认真讨论,优化了各自的教学大纲,在保证课程内容完整性的前提下,尽量压缩分子生物学的相关内容。对于教学过程中,生物化学、遗传学和遗传学中必须出现的分子生物学内容,如蛋白质核酸的结构与组成,采用分组讨论的方式进行自学,调动学生的学习积极性,因势利导,使学生对所学知识能够更加理解,对所学知识的记忆和理解能够进一步加深,为以后对相关知识点的学习打下良好基础。与此同时,这既节约了教学时间,又不会再出现与遗传学和生物化学有相同内容的重复教学问题。这样,一方面对分子生物学的教学重点进行了明确,另一方面又突出了分子生物学的教学特点,即以遗传学和分子生物学为基础,保证了教学课程的系统性和完整性。

三、合理使用多媒体课件

分子生物学理论课教学内容多,而且抽象,因此学生很难熟练掌握和理解。另外,分子生物学又有着很强的技术性。其原理十分复杂、难度高,很难进行试验操作且成本很高,这样可以利用教学课件中的相关图像及动画来进行演示,提高学生的学习兴趣。教师还可根据学生的个性特点以及接受能力来选择合适的多媒体课件配合内容的讲解,文、声、图、像并茂的新闻课件能够从多个角度分层次地展现教学内容,使学生更加容易理解相关知识,从而提高教学质量。美观清晰的多媒体界面,逼真的动画模拟更加方便教师在教学过程中的使用。通过多媒体向学生提供信息,是对学生进行多种感官的综合刺激,在获取信息的过程中,学生通过听觉、视觉等多方面的并用,更加容易使学生在学习中进行想象和创新,提高学生的学习积极性和创新能力。

但是,在教学过程中使用多媒体时,应注意它只是一种教学手段,是为教师的教和学生的学服务的。教师不能一味地让学生时刻跟着多媒体,只是做一个多媒体的操作员。所以,在多媒体教学过程中,教师要把多媒体当一种教学辅助手段,同时要注意给学生思考和讨论的机会和时间,培养学生的创新思维,重视学生的主体地位。

四、剖析经典实验

分子生物学是所有生物学学科相关课程中,最注重实验研究的课程之一。目前,现代分子生物学的理论发展的过程,实际上是前人大量实验发现的科学阐述集合,比如转座子的发现、RNA干扰现象及其机制的发现等。这些设计巧妙的实验,有着严谨的论述,其中的一些研究方法如今仍然在分子生物学的研究中广泛应用,如RNA干扰。这些经典实验过程本身就是一个科学故事,在很大程度上提高学生对相关领域的兴趣,其实验设计可以启发学生寻找解决问题的方法,也可以帮助学生在专业课程的学习中了解研究方法,从而加深对相关理论知识的理解和掌握。

同时,分子生物学本身仍在不断地完善当中。相关的知识内容、发现和研究方式方法日新月异。如对非编码RNA的研究已经成为目前对分子生物学进行研究的特点。将用故事的相识对非编码RNA的研究历史进行讲述,进而采用启发的方式对学生进行引导,讨论在研究中对这一作用的应用。这样的起发过程,可以增加学生对现代生物学研究中理论与技术相互促进发展的理解,激励他们对已学知识的充分思考,建立基础研究与社会应用之间的联系,提高学生的创新能力和学习积极性。

五、利用科研实例剖析重点难点问题

分子生物学虽然理论很高深,但是它却被广泛应用于各种领域。特别值得一提的,如今各高校的教师有着较高的学历和丰富的科研经历,能够在教学过程中融入实际的科研案例。在教学中对书本知识进行传授的同时,为学生讲解讲授一些在实际工作中应用理论知识的实例,对学生知识的灵活运用能力的提高有很大帮助,可以为他们今后的工作和实践奠定基础。从课堂教学效果来说,有助于激发学生的学习积极性,并增强他们对重点知识的掌握理解。除此之外,也有助于提高学生对所学知识的应用能力,为以后的工作和实践奠定基础。

如可能

第5篇:分子生物学发展范文

关键词:分子生物学;实验教学;探索

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2018)14-0250-03

一、引言

分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,其核心内容是在核酸与蛋白质水平上研究基因的复制、表达及其调控,它的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景[1]。分子生物学实验以生物化学、细胞生物学、药理学为基础,其基本理论知识和实验技术已经融合到生命科学的各个领域,并带动和推进了其他许多学科的发展。以吉林大学珠海学院化学与药学系省级实验教学示范中心为例,对分子生物学实验进行探索和实践。

二、传统分子生物学实验的现状

(一)实验课体系不够完整

传统的分子生物学实验是将一个连续的实验切割成多个独立的实验进行,如活化大肠杆菌、制备与转化感受态细胞、DNA质粒提取、基因组DNA提取等,21世纪的今天分子生物学发展迅速,我们应该与实际相结合开展PCR、蛋白质印迹和Southern杂交实验。训练学生使其掌握每个实验所涉及的理论知识、实验操作技能,分子生物学实验内容之间都有关联度和衔接性,但是由于时间限制,连贯性差,不利于形成一个完整、科学、合理的实验体系,不能对分子生物学实验有全面的认识。

(二)教学方法过于单一

在大学中实验课教学与理论课教学我们要区别对待,所以教师不能采用一味地灌输、填充式的教学,要改变以教师为中心的教学方法,不能仅仅依靠黑板、粉笔为工具的教学手段。教师思想上也要相应地做出改变,改变单向传递信息的模式,要从多角度、多方面地实施教学,充分利用现代多媒体网络技术,多种渠道传递信息。与学生课堂上讨论问题是重要的教学环节。在实验课堂引入分子生物学实验相关问题,联系身边实践和现代前沿的知识进行讨论,是吸引学生学习积极性的重要措施,也是对实验教师教学能力的考验。实验教学中进行的讨论,最好是围绕当天进行的实验内容展开,而且是一环扣一环,以保证在讨论中牢牢抓住学生的注意力,从而引发学生进一步的思考。

(三)分子生物实验课成本高

分子生物实验对设备性能要求高,大多数是进口的实验仪器与实验耗材,其价格偏高,巨大的资金预算会拖垮很多小型科研单位。实验时间长,由于资源有限,实验大部分以演示为主,由于分子生物学实验内容比较抽象,实验技术较难把握,学生没有动手练习,实验过程不能有真实的感受,降低了学生的动手能力。以“重组人白介素-18(rhIL-18)基因工程菌的构建”为例,涉及到的酶就有5种之多,如BglⅡ、PstⅠ、BamHⅠ、Taq酶、T4连接酶,相关的试剂盒:UNIQ-10柱式质粒抽提盒、DNA柱回收试剂盒。这些都无形中增加了实验课的成本。

三、分子生物学实验改革与实践

(一)实验资源优化分配

实验资源的优化分配,需要从涉及到的学科和课程内容方面进行交叉对比,特别是以教学为目的开设的实验室,要从学校学科发展的长远角度考虑,将教学需要与科研需求进行整合,将一些单独的、零散的规模较小的实验室规划为大型的、综合性的实验室,用这种方法来提高实验资源的综合利用效率。对于实验资源需要建立共享平台,合理分配各个专业的实验资源和利用情况,并且根据实验教学的需要进行合理的分配。例如风光光度计与药学综合实验共享,无菌操作台与发酵学实验共享,通过手机app查看课程安排,将实验室管理、资源管理、设备管理等信息共享,通过网络这个平台,加强教师和教师、教师与学生、学生与学生之间的信息资源共享,同时也有利于帮助管理人员更好地掌握实验资源的建设和利用情况,并且根据需要进行适当的分配,以此实现实验资源利用效率的最优化。同时,共享机制的建设也有利于消除专业之间的资源抢夺情况,有利于实现实验资源的优化配置。

(二)实验教学方法多元化

1.分子生物学实验,具有实验手段多元化,实验过程精细化的特点,实验中细节决定结果。而通过观看录像、虚拟仿真软件等多媒体形式能够把抽象的理论形象化,使实验的整个过程变得真实、形象;利用多种感观的刺激,使学生获取更多的信息,给学生创造一个真实的学习情境,切实帮助学生获得知识。

2.对实验室无法开设的实验,利用多媒体形式展示或操作软件,拓展学生视野,使学生了解到更多较前沿的、先进的分子生物学实验技术。

3.中心通过与本部(吉林大学)分子生物学精品课程网站进行實验资源共享与交流,使学生可以在手机上与更多高水平的老师交流沟通,从而使学习的手段更加多元化、丰富化,发挥学校本部的资源优势,从而达到资源共享的最优化。

4.实验方法的优化。为了让学生对分子生物学实验能有一个整体的认识,将“重组人白介素-18(rhIL-18)基因工程菌的构建”实验设计成一个连续4天的实验:

(三)实验考核体系的科学化、合理化

建立一个科学、合理的分子生物学实验课考核体系,不仅可以客观全面地评价学生成绩,也可以更好地展示教学效果。实验课的考核及评价体系可以分为4个方面:

1.平时成绩(10分),包括实验课平时表现、讨论问题,课堂上的纪律,实验药品与器材的摆放。

2.实验报告(25分),包括实验的题目、实验的原理、实验的仪器、试剂、详细的实验步骤、实验的注意事项等。通过上述的预习可以使学生对实验的操作过程更加熟练,从而避免实验中出现错误的、不规范的操作。实验报告中要求学生体现出在实验过程中存在的问题,实验结果有否偏差。通过查找文献资料、讨论、分析,对这些问题做出合理解释,并在教师的指导下得出正确的结论。

3.实验操作(35分)。实验操作的题目主要是对实验过程中操作内容的高度总结;提问部分主要从实验设计、实验的过程、鉴定实验结果等设计不同题目。

4.实验理论考核(30分)。试卷类型多元化,如填空题、问答题、论述题等。

四、总结

分子生物学实验课现在已经成为当今高等学校生命科学领域的一门十分重要的实验课程,也是我们认识微观世界与宏观世界的一种方法,分子生物学技术在动物科学领域以及环境科学领域都发挥着重要作用。学生在分子生物学实验中,要掌握相应的实验原理、方法,形成一个完整的体系。

参考文献: 

[1]朱玉贤,李毅,郑晓峰.现代分子生物学[M].北京:高等教育出版社,2007. 

[2]赵晓刚.中学开展分子生物学实验的探索与思考[J].生物学通报,2006,41(4):37-38. 

第6篇:分子生物学发展范文

关键词: 分子生物学 综合性实验 设计思路 教学内容 教学条件

分子生物学是生物技术及生物科学专业的一门必修课,它是在分子水平上研究生命活动及其规律的科学,主要研究的内容是核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功能及其相互作用[1]。随着科技的突飞猛进的发展,遗传学、生理学、免疫学等基础领域的研究工作也已深入到分子水平,分子生物学成为各学科的领先学科,而且已逐渐渗透到农业、工业、医学等科学的各个领域之中[2],[3]。在我国分子生物学已成为国家‘863’高新技术和‘十一五’、‘十二五’计划的一项重要内容,越来越得到广泛的发展和应用[4]。

分子生物学实验是进行各个学科研究、实践的基础,实验课的教学直接影响学生对分子生物学课程的理解程度;它不仅是学生掌握基本知识、基本理论和发展基本技能的重要手段,而且对培养学生的科技创新能力,探索科学的研究方法和唤起学生的求知欲望都有着重要的意义。但是由于本课程实验相对较抽象,难理解,对学生而言,如果不能充分激发其兴趣,就会导致厌学情绪。因此,分子生物学实验课的重要作用在高校生物技术及生物科学专业中日益凸显。近年来,衡水学院根据培养创新型、应用型人才的目标,结合学生特点,对分子生物学综合性实验教学进行了初步探索。

1.综合实验设计思路

1.1注重经典,结合先进。

分子生物学实验内容的设置既要保留基本的操作训练,又要不断更新,使学生尽可能多地接触新的前沿技术。基本的实验技术主要包括质粒DNA的提取、分光光度计检测、琼脂糖凝胶电泳技术、聚合酶链式反应、感受态细胞的制备及转化等,均需要学生在实验过程中熟练掌握原理和基本操作。同时对一些先进的仪器,要尽可能地使学生掌握基本的实验操作,为以后进一步开展科学研究奠定基础。对于一些新的实验技术,不能正常在实验课中开展的内容,可播放录像和示范,也可制成精美的多媒体课件,利用相关教学资源制成Flash[5],使学生们在有限的学习条件下学到更多的知识。

1.2强调教学,结合科研。

实验教学的目标,不仅是知识的传承和实验技能的训练,更要在实验教学中培养学生的科研素质、科研技能和创新能力[6]。强调教学的同时,将教师的科研内容引入到学生的实验中来,不仅可增强学生的学习兴趣,也可以使学生了解到最新的科研动态和科研成果,为学生今后考研及发展提供有价值的参考。同时,将教师的科研成果进入教学,引导学生参与到教师的科研中去,以教学带科研,以科研促教学,让学生得到最大的实验收获。

1.3强调系统,侧重综合。

在强调分子生物学实验的综合性的同时,也要保持它的系统性,只有系统地完成一系列连续的实验,才能充分展示其综合性。所以实验内容要丰富,加强涵盖分子生物学基础技术的训练,每个系列实验由若干个小实验组成,各个实验之间紧密相连,注重强调实验的整体性和连贯性,这样有助于激发学生的实验学习兴趣,发展学生的观察分析能力及实验设计能力,从而全面提高学生的综合素质。

2.实验教学内容

实验课中实验内容的选择是体现综合性实验教学的重要方面,在优化实验教学内容的过程中,将教师科研中较成熟的内容开发为可供学生操作的实验,实验材料和内容均来源于实验教师的科研课题,例如植物DNA的提取,DNA的检测及纯化,基因的克隆、连接及转化,克隆的筛选等一系列的连贯性实验。从提取的方法、引物的设计到筛选,均让学生查阅教师提供的文献资料来设计,从而锻炼学生的实验设计能力,使学生对基因克隆的整个过程有清晰的认识,同时强调这些实验的连贯性和整体性,使学生充分认识到每个实验的重要性。

3.实验条件

分子生物学综合性实验涉及的实验内容多、实验方法和手段多、实验中使用的仪器设备多、实验材料和试剂较多,因此我们在进行实验方法选取时,应尽量使用经典的方法,避免使用昂贵的试剂盒操作,这样既可以使学生充分了解实验中药品的配置及作用,同时可节约药品的开销。此外,我们要合理利用实验室,充分利用实验学时,多个实验穿行,把相近的实验内容安排在一个单位时间内完成。通过这样的合理安排,在较少的课时计划下,尽可能多地安排实验,学生能够得到扎实的实验技能培训,从而充分锻炼学生的动手能力。

4.结语

近年来,随着分子生物学的发展,实验手段的不断增多,以及在人类社会中所发挥作用的日益凸显,使高校在讲授分子生物学理论的同时,需要对学生实验技能和科学的思维方法进行综合性的培养。高校综合性实验教学的开展及进一步实施正是这一理念的体现。我院分子生物学综合性实验教学的开展必将在一定程度上提高学生的实验动手能力、实验分析能力、数据处理能力和创新能力。

参考文献:

[1]朱玉贤,李毅.现代分子生物学(第2版)[M].北京:高教出版社,2005.

[2]郝福英,周先碗,黄玉芝,等.生命科学实验技术[M].北京:北京大学出版社,2004.

[3]何钢,叶翠层,王义强,等.分子生物学综合实验教学改革研究[J].实验室研究与探索,2006,25(11):1401—1404.

[4]孙汶生,曹英林,马春红,等.基因工程学[M].北京:科学出版社,2004.

第7篇:分子生物学发展范文

关键词:分子生物学与基因工程;模块化;就业竞争能力

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)31-0271-02

分子生物学与基因工程实验技术发展非常迅速,作为一门通用的工具已经渗透到生命科学各个研究领域,该门课程一直是生命科学相关院校的核心实验课程。但不同院校设置的分子生物学与基因工程实验课程基本上存在以下问题:(1)把分子生物学实验和基因工程实验分开,内容体系不连贯;某些实验设计重复,浪费资源。(2)实验内容的设置常常是按照教学大纲的要求机械设定的,忽略实验内容之间的有机结合性和连贯性,存在实验内容之间相对孤立、缺乏内在联系的缺陷。(3)实验大多数为验证性实验,对学生的培养目标不够明确。因此,本文提出基于学生就业竞争能力培养为目标,根据师范院校实际情况,通过调查研究对分子生物学与基因工程实验课程内容进行模块化设计,拟解决上述问题,并大大提高学生的竞争就业能力,同时对其他院校的课程设置也可以提供一定的借鉴。

一、明确培养目标――对分子生物学与基因工程实验进行模块化设计

普通高等师范院校一般开设生物科学师范专业和生物技术非师专业,分子生物学与基因工程实验课程是这两个专业的必修课,考研和就业是这两个专业大部分学生毕业面临的问题。为了满足不同专业学生考研和就业的需要,通过调研,我们明确了分子生物学与基因工程实验课程培养目标:(1)满足学生考研深造的需要。(2)满足学生到中学进行生物学教学的需要。(3)满足学生到生物医药公司工作的需要。因此,我们把分子生物学与基因工程实验设计为三大模块(共计75学时):①基础性实验模块,共计23学时。包括大肠杆菌质粒DNA的提取(4学时)、植物基因组DNA的提取(3学时)、动物组织总DNA的提取(3学时)、琼脂糖凝胶电泳检测DNA(3学时)、核酸的浓度及纯度测定(2学时)、大肠杆菌感受态细胞的制备(2学时)、目的基因的PCR扩增(6学时)。②综合性实验模块,共计35学时。包括:载体构建(10学时)、农杆菌介导的烟草遗传转化(15学时)、转基因植物的分子检测(10学时)。③开放性实验模块,共计17学时。包括植物总RNA的提取及检测(6学时)、RT-PCR(时)、分子生物学常用软件介绍(2学时)。其中,基础性实验模块部分随理论课按周次完成;综合性实验和开放性实验模块在理论课结束后统一安排时间开设。

二、分子生物学与基因工程实验模块内容的课堂教学实践及体会

生物科学(师范)和生物技术(非师范)两个专业的学生通过学习《分子生物学与基因工程模块实验》,基本具备了以下能力:(1)通过基础性实验模块的学习,学生掌握了分子生物学和基因工程实验的基本理论和操作技术,完全可以胜任中学关于分子生物学和基因工程实验的教学任务。(2)通过综合性实验模块的学习,不同专业学生具备了对实验进行综合设计和整体把握的能力,这些能力使他们在考研复习和考研复试实验操作技能方面具备很大的优势。(3)通过开放性实验模块的学习,使学生形成完整的科研思路,具备了自主思考、自主设计等实验能力;培养了学生科研创新能力,为他们今后的研究生学习和生物公司的面试奠定了基础。总之,通过对分子生物学和基因工程实验进行模块化设计,基本能够达到以下三个目标:①满足学生考研深造的需要。②满足学生到中学进行生物学教学的需要。③满足学生到生物医药公司工作的需要。

三、关于分子生物学与基因工程实验课程模块化设计的一些建议

1.分子生物学与基因工程实验基本上都是耗时比较长的大实验,传统实验教学安排都是按照教学大纲随理论课后开设,一般实验时间为4学时,这样安排导致某些综合性实验无法完成,影响实验结果的观察和记录,因此建议耗时较短的基础性模块实验可以随理论课开设,一周一个实验内容;耗时较长的综合性和开放性模块实验可以在一学期课程结束后统一安排1~2周时间完成,这样可以保证实验效果,提高学生综合能力。

2.建议学校加大对分子生物学与基因工程实验室的经费投入和建设,保证仪器的先进性和数量,开阔学生的眼界;授课讲师也应结合自己的科研课题,保证实验内容合理,实验成功率较高,实验结果比较稳定,学生每次实验都能观察到实验结果,增加学生的学习兴趣。

3.构建科学的实验课程考核和评价体制。传统实验教学评分体系以实验报告加平时表现为主。实验报告占用了学生大量的时间,并且在内容上有明显雷同的嫌疑,并不能够真实反映学生的实验能力。这样容易造成学生的学习压力,降低了学生对实验教学的认可程度。因此建议基础性模块实验可以按照传统实验报告形式考核;综合性和开放性模块实验可以按照4~5人为小组,以实验设计、实验实施、实验问题思考和解决方案,实验操作技能考核等综合过程材料作为考核依据,主要目的在于锻炼学生的科研和创新能力。

四、结语

通过对分子生物学与基因工程实验课程内容进行模块化设计和实施,不同专业学生在考研和就业方面取得了不错的成绩,学生的就业竞争能力得到了很大提高。关于分子生物学与基因工程实验课程的改革是一项长期系统工程,需要学校和授课教师根据本校实际条件不断努力,才能培养出适应社会发展的高素质复合型人才。

参考文献:

[1]周晓馥,勾畅,未晓巍,等.教学科研一体化在分子生物学实验教学中的研究与探索[J].安徽农业科学,2013,41(4):1852-1853.

[2]胡尚连,孙霞,郑桂灵.分子生物学与基因工程实验教学模式探索[J].实验科学与技术,2008,6(5):94-96.

[3]刘新琼,王春台,张向明.分子生物学与基因工程实验模块化教学新模式[J].实验科学与技术,2011,9(5):144-146.

第8篇:分子生物学发展范文

关键词:分子生物学;医学检验;蛋白质

20世纪80年代中期,分子生物学技术进入人类的生活,自此之后,分子生物学的发展取得了突飞猛进的成果,已经逐步成为医学领域不可或缺的诊疗手段之一[1]。分子生物学技术作为检验医学的最新方法,已被检验学科的各领域所应用,近年来,分子基因芯片技术、分子蛋白组分析技术等技术都为检验学科提供了新的发展思路,为此,笔者根据自己的一些临床经验,从与检验医学相关的技术与发展进行简单的分析介绍:

1、聚合酶链式反应(PCR)的应用

PCR是一种体外酶促合成特异DN段的方法,是分子生物学中最常用的技术。基因的克隆、分离和核苷酸序列分析等都用到PCR技术,也可以应用与突变体和重组体的构建以及基因表达调控的研究,也涉及到基因多态性的分析、肿瘤机制的探索、遗传病和传染病的诊断等诸多方面。PCR的操作步骤分别是高温变形、低温退火、适温延伸,作为一个循环周期,多次循环反应,使目的DNA得以迅速扩增。传统的操作技术与这些衍生出的新PCR技术(定时定量PCR、原位PCR技术等)相比,都具有灵敏度高、操作简单、省时省力等特点。

2、分子生物传感器的应用

现代检验医学中,分子生物传感器被广泛应用于临床,成为了临床诊断和病情分析的重要依据,其应用的主要范围在体液微量蛋白、小分子有机物等多种物质的检测。分子生物传感器的工作原理是利用如酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜、微生物、细胞等生物物质作为识别元件固定在转化器上,当待测物与生物识别元件发生特异性反应后,将生化反应转通过转化器将所产生的反应结果转变成可定量的物理、化学信号等,从而进行生命物质和化学物质检测和监控[2]。这样一来我们可以设想如果分子生物传感器能够在体内实施监控,那么对于患者来说是个很大的福音。

3、分子生物芯片技术的应用

随着医学科学技术的飞速发展,传统的医学检验技术显然已经不能跟上生物学的脚步,对于临床上更微量、更迅速的检验要求已经满足不了。生物芯片技术把传统医学检验技术的复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量等不足都解决了,其原理是把分子间特异性地相互作用,将大量探针分子固定于支持物上,通过缩微技术,实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的检测。这一技术是通过不同的探针阵列和特定的分析方法,使其应用更加广泛和有价值,如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等均为“后基因组计划”时期基因功能的研究以及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具,在基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药等个性化方面也同样取得了重大突破[3]。

4、分子生物纳米技术的应用

分子纳米技术的发生和发展,使人们在防治和治疗疾病上又向前迈了一大步,改善了人类的整个生命系统。纳米技术可以探测机体内化学或生物化学成分的变化,适时地释放药物和人体所需的微量物质,及时消灭侵入人体的细菌和病毒,修复畸形的基因,扼杀萌芽的癌细胞。近来有学者将抗体连接的纳米磁性微球与高效率、快速的化学发光免疫测定技术相结合的自动检测系统,成功用于血清中人免疫缺陷病毒1型和2型(HIV-1和HIV-2)抗体的检测[4]。

5、分子蛋白质组学的应用

人类基因组的测序成功为蛋白组学的研究提供了一个很好的平台,但目前仍有很多新发现的基因编码蛋白质功能未知的,比如目前癌基因的发现,虽然在一定程度上得到了很大发展和进步,但癌症的发病原因、诊断和治疗等方面还存在一些未解决的问题。

6、展望

目前检验医学中的发展趋势是定量PCR和PCR的全自动化。体外基因扩增技术除PCR以外,还衍生出LCR,链置换扩增系统(SDA),转录扩增系统(TAS),自限序列扩增系统(3SR)等技术也将由科研逐步进入临床领域[5,6]。所以说现代医学分子生物技术的前景是美好的,各种新技术的应用也在不断涌现,并且成熟的运用到临床医学检验中。

参考文献:

[1]王海英.分子生物学技术在医学检验中的应用发展[J].当代医学,2011,17(6)16.

[2]Yuregir,Sahin,Yilmaz,et al.Fluorescent in situ hybridization studies in multiple myeloma[J].Hematology,2009,14(2):90-94.

[3]SkladalP,EiccardiCS,YamanakaH.Piezoelectric biosensors for real time monitoring of hybridization and detection of hepatitis C virus[j].J virol Meth,2004,117(2):145-151.

[4]李向军,郑娜,侯书荣,等.磁性纳米粒子在生物传感器中的应用[A].中国化学会第十四届有机分析及生物分析学术研讨会会议论文摘要集,2007,10-01

第9篇:分子生物学发展范文

关键词分子生物学检验项目化教学实验教学改革

分子生物学(molecularbiology)是从分子水平上研究生物大分子的结构和功能,进而阐明生命现象本质、揭晓生命奥秘的一门学科,是目前飞速发展的,且最具活力的生命学科。分子生物学检验是医学检验技术专业的主要课程之一,主要以培养学生对理论知识的理解和实验技能的操作为目标,为以后临床和科研工作打下坚实的基础。分子生物学实验是生命科学领域融技术前沿性、创新性、挑战性于一体的专业实验课程。由于分子生物学检验实验课时有限,整个实验过程较繁琐,且学生对分子生物学理论知识掌握相对薄弱,很难达到理想的教学效果。为此,我们采用以职业岗位能力为核心,检验项目和科研项目为引导的分子生物学实验教学改革,其目的是有利于提高学生的职业素质、职业能力,缩短学生进入工作岗位的适应期。

1分子生物学检验实验教学改革的必要性

医学检验技术专业毕业生的就业岗位是在各级医疗卫生、各大医疗检验服务、检验仪器试剂公司从事临床检验工作及研发销售工作的应用型专业人才。目前这些工作岗位都有以分子生物学为基础的检验项目或者是科研任务,要求医学检验技术专业毕业生具备一定的分子生物学技术操作基础及分析能力。项目化教学是指师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,它是“行为导向”教学法的一种。项目化教学是让学生带着项目去学习知识,学生们往往意识到这些项目就是他们以后工作岗位上需要学会的内容,因此能够提高他们的学习积极性和主动性。从“要我学”变成“我要学”,这样更适合学生的培养。项目化教学的课程设计是以任务驱动,以行动为导向的一种教学模式。内容必须有符合课程要求的项目作为载体,教学是领着学生完成项目,来做事,而不是单做习题,要把支撑实践的理论知识融于工作过程中,学生工作要懂得为什么要这么做,教学过程要实现教、学、做一体化。以往,分子生物学检验所开设的实验主要用于强化理论知识,培养学生微量操作技能与无菌操作技术,实验内容包括DNA提取、DNA的琼脂糖凝胶电泳检测、质粒DNA的提取及限制性内切酶切分析、扩增DNA目的基因等,这些实验独立进行,忽视了他们之间的整体性和连贯性,学生不能融会贯通,也缺乏与临床的联系,同时不能形成完整的科研思路,更限制了创新能力的培养。因此我们通过项目化教改:学生通过完成临床分子生物学检验的项目或一个科研小项目,掌握相关知识结构,培养学生综合操作思考能力,并发展职业能力,着重培养学生掌握与就业、科研接轨的综合实践素质和能力。

2基于项目化导向的分子生物学检验实验教学的实施

2.1研究对象

选择2014级和2015级医学检验技术专业共271名学生为研究对象。其中2014级医学检验技术专业学生共150名,采用的是传统实验教学模式,2015级医学检验技术学生共121名,采用基于项目化导向的实验教学模式。两组学生在性别、年龄和既往学习成绩上差异无统计学意义,具有可比性。

2.2分子生物学检验实验项目化教改内容的选取

在全省范围内对医院和公司检验工作岗位,工作能力,工作项目,所需知识点进行调研。分析资料获得分子生物学检验岗位人才所需的核心技能以及掌握这些技能所要求的知识点及职业素质,制定分子生物学检验实验教学内容和教学要求。同时结合项目的可行性及安全性,根据细菌的特性,对涉及到的致病菌尽量用非致病菌代替,对设计的科研项目也需考虑其成功率,最后确定分子生物学检验实验教学内容。

2.3分子生物学检验实验项目化教改方法的确定

基于项目化教改的分子生物学检验实验的实施,我们根据最新教学大纲,结合学校实验室现有条件,优化实验教学内容,将原来几个分散独立的实验内容整合为完整的实验项目。通过临床病例和科研课题的引导,提出分子生物学检验项目和科研小项目,要求学生查阅相关资料,以医院检验流程和科研思路为线索进行设计,提出培养学生的能力目标,按照工作过程整合的知识目标(复习实验原理步骤)、安排项目准备(准备实验器材试剂)、项目实施(操作过程和注意事项)、项目结果(实验结果报告分析)等学习项目。

2.4基于项目化导向的分子生物学检验实验教学内容

实验教学内容主要包括RNA分离纯化、目的基因的扩增、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、质粒DNA的分离纯化及重组质粒限制性核酸内切酶的分析鉴定等。我们将这几个独立的实验教学内容通过重组人溶菌酶基因工程菌构建的实验项目进行整合,主要分为人溶菌酶RNA分离纯化、PCR技术扩增人溶菌酶基因、琼脂糖凝胶电泳检测人溶菌酶DNA、载体质粒DNA的分离纯化以及重组人溶菌酶质粒的酶切鉴定。在此过程中学生可掌握核酸分离纯化原则、原理及常用方法、PCR原理及引物设计原则、限制性核酸内切酶的特点、质粒DNA的概念及分离纯化原理,同时还掌握PCR仪、琼脂糖凝胶电泳系统、紫外凝胶成像系统等仪器的使用方法。使学生将基本实验技能有机结合,培养其综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。

3基于项目化导向的分子生物学检验实验教学的效果与评价

科技创新是时展的主题,人才是科技创新和经济发展最重要的资源。在提倡素质教育和创新教学的今天,改革实验教学内容,有助于培養学生的创新精神和创新能力。转变教学思路,构建新教学体系,优化实验教学内容,是提高基础实验教学水平和培养创新型人才的关键。本研究根据分子生物学检验实验教学的实际情况,建立了项目化导向的新实验教学模式,使实验内容更加具体,更加连贯。整个项目探究的合作给予学生更多的积极感受,促进了学生间、师生间的良性互动和教学双方主动性与创造性的发挥。

一个良好的综合性实验可能成为学生学习分子生物学检验技术的动力源泉和启蒙点。通过项目化实验教学模式的开展,突出学生实践学习的主体地位,充分调动了学生的学习热情,极大地激发了学生的学习兴趣,增强了学生的知识应用能力、综合分析能力和创造性思维。

另外,通过课程考试、自行设计的调查问卷等方式对教学效果进行评价。

3.1课程考试成绩

对2014级和2015级医学检验技术专业学生分子生物学检验实验与理论考试成绩进行统计分析,其中理论考试成绩总分为100分,实验考试成绩总分为20分,项目化教学组与传统教学组学生成绩比较(见表1)。结果显示,无论是理论考试总成绩还是实验成绩的最高分、最低分和平均分,项目化教学组均高于传统教学组。理论考试成绩达到80分以上的学生比例,项目化教学组也明显高于传统教学组。说明项目化教学组教学效果最好,学生对知识点的掌握较快、较扎实,可以充分激发学生主动思考问题和解决问题的能力,同时增强学生对知识点的连贯性掌握,提高学生对分子生物学检验学习的效果。

3.2问卷调查

为了调查学生对项目化实验教学模式的反映,课程结束后,我们对2014级和2015级医学检验技术专业的学生进行了问卷调查。把项目化实验教学组与传统实验教学组学生在对教学方法满意度、提高学习兴趣、培养科研兴趣等方面进行比较(见图1),结果显示,项目化实验教学组在教学方法满意度、提高学习兴趣、培养科研兴趣等方面均高于其他两组。说明项目化实验教学法与医学检验技术专业培养目标相契合,提高了教育教学质量。

4结语

虽然项目化实验教学模式的效果良好,但在改革实施过程中也发现了不少今后需要改进和解决的问题。项目化实验教学所设计的这些实验往往是连续性实验,需要科学合理安排时间,对实验场地和设备提出了更多的要求,需要更开放的实验场所及科研仪器的使用;对教师也提出了更高的要求,需要教师具有扎实理论知识和良好的科研素质。

综上所述,项目化实验教学模式能营造更好的学习氛围,充分调动了学生的学习兴趣,不仅提高了实验(下转第144页)(上接第98页)教学质量,也对理论教学有一定的帮助。当然,分子生物学检验实验课程改革是一项长期的系统工程,我们必须在理性思维的指导下,进行进一步的改革和探索。

参考文献 

[1] 王艳琴,袁才佳,蒋显勇等.分子生物学检验技术实验教学改革探讨[J].社区医学杂志,2016,14(11):80-82. 

[2] 刘文,胡巍,盛桂华等.课题驱动的分子生物学实验教学探索与评价[J].实验室研究与探索,2014,33(05):197-200. 

[3] 吕毅.高职高专外贸单证课程项目化教学探索[J].卷宗,2017(13). 

[4] 王英.SOAP学习模式下以大学生创业项目驱动的项目化教学探究——以商务英语口语课程为例[J].黑龙江畜牧兽医,2017(06):216-219. 

[5] 李江滨,巫媛,李育超等.RNA提取、定量及TR-PCR综合性实验在分子生物学检验技术教学中的实施[J].科教導刊,2016(36):90-91. 

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