细胞生物学的研究领域精选(九篇)

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第1篇：细胞生物学的研究领域范文

一、引言

细胞生物学是生命科学中一门重要的分支学科。细胞生物学主要从细胞的不同结构层次以及细胞间的相互关系来研究细胞生命活动（生长、分裂、分化、遗传变异、运动和兴奋、传导、衰老和死亡）的基本规律。从生命结构层次来看，细胞生物学位于分子生物学和个体生物学之间，同它们相互衔接、相互渗透。因此，从这一意义上来说，细胞生物学是一门承上启下的学科，和分子生物学一起同是现代生命科学的基础，并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等学科的研究中，和农业、医学、生物高新技术发展有着密切的关系，是生命科学的重要支柱之一[1]。

目前，国内已有过百所高校开设了细胞生物学专业，细胞生物学专业的培养目标是“使学生既掌握本学科的发展简史和前沿领域，又掌握细胞生物学的基础知识、基本概念和基本理论，使学生受到基本科学思维训练，同时使学生学会学习，具有自我开拓可获得知识和利用信息的能力。要求学生牢固掌握细胞的基本结构和功能及各细胞器间的关系的基本知识，并且能够掌握和了解细胞生物学的热点课题的现状和未来的发展趋势，包括生命信息流和细胞信息网络的研究、信号传递与细胞识别、神经活动的细胞及分子基础、蛋白质的加工与分选、发育的分子机制及遗传控制、细胞增殖、调控与编程死亡等，使学生对认识细胞的生命活动具有强烈的追求和探索精神，善于从生命现象探求其内在规律，能够运用现有的细胞生物学知识去研究生命科学中与细胞生物学有关的课题。”[2]当前，许多高校开设的细胞生物课程，针对学生综合能力的培养还不够，同时，缺乏专业性与系统性。本文针对本校细胞生物学课程存在的问题，在学校教改项目的支持下，探索“授之以鱼，不如授之以渔”的优化细胞生物学教学体系，融知识传授与能力培养为一体的教学新模式。

二、细胞生物学教学内容的优化

《细胞生物学》的内容涵盖植物、动物、细菌等多种生物，并且与其他学科内容交叉渗透广泛，因此教学过程中，容易导致主线不清晰，层次紊乱，内容繁杂等问题。在教学过程中，要使学生在脑海中建立起一个较为牢固的细胞生物学的知识体系和网络，这就要求在一线教学的我们更多地考虑授课的内容。

（一）突出重点，避免重复

细胞生物学课程内容涉及到微生物学、生物化学、植物生理学、动物生理学、遗传学和普通生物学等学科，这些专业课的内容在授课的时间上不一致。为了有效避免与先行课程中所讲授的内容出现重复，并且游刃有余地突出本课程在此知识点上特有的重点，必须对教学的内容进行优化。首先在教学的过程中应该掌握每个章节的内容与哪门课程的知识点重复；其次应了解与此知识点重复的课程的授课时间是否早于此知识点。若是，则在教授此知识点时，与细胞生物学不相关的内容则一带而过。若否，则建议在传授此知识点时，即使此内容与细胞生物学的内容相关性不强，但为了方便学生更加深刻地理解此知识点，则应简单介绍。比如在介绍线粒体和叶绿体这两个章节的内容时，电子传递链、氧化磷酸化和光合磷酸化的内容在生物化学课程中是作为重点讲授的内容。因此，在细胞生物学课程中，若学生已经具备了此知识点，则在讲课的过程中，我们应当简单提及此知识点，而重点阐述线粒体与叶绿体的结构与化学组成、其上蛋白的定位、代谢自主程度，核基因对其控制及其起源等。又比如细胞核与染色体章节中，在分子生物学和遗传学的内容中，都重点阐述了此部分内容，因此在细胞生物学课程中，仅做简单介绍即可。这样，使本学科与其他课程的知识紧密衔接又避免了不必要的重复，在有限的学时内，将重点内容最大化地传授给学生。

（二）贯穿前沿内容，贴近时展

细胞生物学是一门实验科学，科学在日新月异地发展，而我们的课本却并不能时刻地更新以顺应科学的发展。因此，这就要求我们的细胞生物学的教师不能因循守旧，只顾及课本的基础知识点。我们必须站在科学发展的前沿，掌握本领域科技发展动态，并将此动态转化为知识点的内容，及时传递给学生，激发学生对科研的热情，吸引其注意力。近年来的诺贝尔医学或生理学奖绝大多数都颁给了细胞生物学相关的研究领域，例如今年的奖项颁发给了日本科学家大隅良典，赞扬其在细胞的自噬作用方面的卓越贡献。当我们在传授“溶酶体的自噬作用”这一内容时，我们可以将此例先呈现出来，吸引学生的注意力，再将要讲授的知识点加以阐述，以便于学生对知识点的理解和记忆更加牢固。

（三）启发引导，对知识点适当延伸

改变传统的“教师在讲台上照本宣科，学生在台下死记硬背应付考试。”的僵化做法。在传授学生知识时，我们教师应该多用“问题导入法”来引出知识点，并让学生根据他们现有的知识，在脑海中搜寻相关的解释。这一方面让学生积极参与课堂之中，最重要的是让学生学会思考问题，比如在讲授“细胞的大小及体积恒定”这一小节时，可以先让学生思考一个问题：人和小鼠相应的器官都是由细胞组成的，比如心、肺、脾脏等，但是人的这些器官都比小鼠大很多，那么这到底是由于细胞的数量造成的，还是由于细胞的大小不一造成的？另外，每个知识点发?F过程的背后都是有很有趣的小故事，在传授这些知识点之前，我们教师不妨先讲述一下这些小故事，从而激发起学生发现新知识的热情和动力，帮助学生学会预测、预见和构想未来事物的发展变化，不断增强学生的自觉性和创造性。

三、教学手段和方法的优化

在慕课和微课逐渐发展壮大的大背景下，我们教师应该通过整合网络上优秀的资源来进行授课。虽热目前慕课和微课的资源并不能完全涵盖整个细胞生物学的所有知识点，但部分已经成型。在上课前，我们可以让学生通过自学的方式先对知识点进行预习，通过上课提问的方式来了解学生学习的动态，这样可以有效避免因为教师“填鸭式”的授课让学生出现学习上的“惰性”。在上课时，我们可以通过“自学―讨论―总结”的教学模式来激发学生对学习以及探索的热情。

四、改革考核方法

??下，各个院校最常用的考核方式局限于期末考试，这样带来的不可避免的一个问题就是，就算学生平时不怎么学习，只要在期末前几天突击一下，也可以取得一个不错的成绩。为了提高学生的综合能力，我们应当改变考核方式。考核应贯穿于整个课程学习之中，如布置课程论文就是一个提高学生综合能力的方法。在部分知识点或者章节讲授完成之后，给出一个研讨题，让学生以团队的形式共同查阅相关的文献，最终以PPT或者以课程论文形式进行专题交流研讨，这样不仅提高了学生的论文查阅能力、团队协作能力、语言表达能力，还提高了学习的主动性，对科研训练和毕业设计也将起到很大的作用。

第2篇：细胞生物学的研究领域范文

细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞生物学就是研究细胞结构、功能及生活史的一门学科。学习细胞生物学，在细胞和分子水平上了解和认识细胞的结构和功能及细胞的各种生命活动规律，可加深学生对生命现象本质的理解和认识，培养学生的科学思维和科研素质，为学生将来的科学研究工作奠定坚实的基础。早在90年代中期，国家自然科学基金委员会就组织一批细胞生物学方面的专家就我国细胞生物学发展的13个方面的研究制定了战略规划。近年来随着细胞生物学研究的不断深入，学科发展极为迅速，已成为生命科学领域的前沿学科，诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家。随着科学的发展，细胞生物学的新成果、新技术不断涌现，导致细胞生物学教学内容多、学时少的矛盾日益突出，给教学带来很大压力。为此，我们多次对教学内容进行补充和修改，使其尽量体现时代特征和时代要求，同时不断更新教学方法和教学手段，在发挥教师课堂主导作用的同时，激发学生的学习兴趣，有效地提高细胞生物学理论科教学的质量。

1、积极更新教学内容

1）根据教学目标，制定教学内容

在细胞生物学理论课教学中比较普遍的问题是课时少，内容多。这就要求在有限的教学时数内，必须将内容进行合理安排，最大程度的将最需要的知识传授给学生，提高课堂的效率。首先对一些了解比较清楚，难度不大的内容，减少了讲解的时间，建议学生自学，有效的提高了课堂的效率。其次是针对一些与生物化学、遗传学、生理学、组织学等相关学科内容有所交叉的教学内容进行遴选，尽量减少相近学科间内容的重复，同时保证了教学内容的完整性。例如线粒体内膜的电子传递链在生物化学中已经学过，在细胞生物学的教学中，这部分内容就简要带过。

2）引进研究进展，完善教学内容

细胞生物学是世界上最热门的研究领域之一，科研成果层出不穷，是紧跟时代前沿的，关注热点问题的教学内容，对激发学生的学习兴趣具有重大意义。我们根据专业需要，把最新科研成果和亟待解决的关键问题融化到教学内容中，让学生及时了解学科的发展动态和国际前沿进展，这对细胞生物学教师提出了更高的要求。教师必须超越书本，走在知识的前沿，引导学生去探索未来发现新知识的热情和动力，发展学生的发散性思维能力，不断增强学生的自觉性和创造性（1）。例如美国科学家安德鲁?菲尔和克雷格?梅洛发现了核糖核酸（RNA）干扰机制获得2006年诺贝尔生理及医学奖；美国科学家伊丽莎白?布莱克本、卡罗尔?格雷德和杰克?绍斯塔克发现了端粒和端粒酶是如何保护染色体，获得2009年诺贝尔生理及医学奖，我们都第一时间在课堂上从研究背景、实验设计，研究过程、研究成果意义及应用等多方面进行了详细的介绍，开拓学生的视野。我们还鼓励学生积极参加学校学院组织的国内外知名专家的专题讲座，了解学科的前沿动态，为其进一步发展奠定了基础。

3）注重实验设计，培养科研思维

细胞生物学作为一门实践性强的学科，其理论都是建立在科学实验的基础上，在课堂上不仅要介绍已经得出的研究结果和结论，还要适当加入前人的研究思路和方法，启发学生独立思考，激发学生的科研兴趣，培养学生的科研思维。课堂或课后留一些思考题，引导学生生查阅文献自学，锻炼文献阅读的能力，进而培养学生自己发现问题并解决问题的能力。引导学生尝试自己为自己提问题，并设计解决问题的实验方案，逐步培养学生的科学思维方法、科学创新精神和实验设计能力。鼓励学生进入科研研究室感受科研氛围，了解实验室研究方向和实验设计，并进一步学习科学研究的方法，效果显著，部分学生通过在研究室的学习，本科阶段就在国家期刊上发表了研究论文。

2、不断改进教学方法

1）合理利用多媒体

细胞生物学作为一门专业基础课，课程内容信息量大，部分基础理论抽象，学生学习时普遍感觉内容多，难度大，学生往往觉得内容枯燥，很难掌握。而且细胞生物学在讲授细胞的结构与功能时需要有大量的细胞超微结构示意图，如果在黑板上绘制或挂图等形式，对教师来说不仅浪费时间，而且缺乏准确性和动态感。尤其细胞生物学本身还是探索生物体细胞发生、发展、成长、衰老死亡的生命活动规律的科学，这些动态过程是无法手绘的，多媒体课件很好的解决了这个问题。多媒体教学形象生动、交互性强、可视性好，有助于学生理解和掌握知识要点（2）。2005年，我们自己制作了多媒体课件，课件中大量采用外文细胞生物学图书上的彩图及光盘中的多媒体动画，借助丰富多彩的图片，使细胞的各部分结构一目了然，利于学生的掌握，加深了记忆。特别是对于细胞中信号转导，微丝的聚合和解聚，肌肉收缩，细胞运动等细胞内的动态过程，利用多媒体动画进行直观的模拟，以动态的观点看待细胞的各种生命活动现象，学生更容易理解和接受知识并激发了学生浓厚的学习兴趣，节省了课堂时间。但多媒体教学可能会出现授课过程中速度过快，内容多，容易造成做笔记和理解课程内容之间的矛盾，因此制备多媒体课件文本资料要干练，图片和动画选择要精致，章节提纲和标题要醒目，教师讲课思路要清晰，框架性好；讲师讲课语速适当减慢，以理解重点难点问题为主，可以课后将课件拷贝给学生，方便学生结合教材进一步总结和归纳。

2）强调启发式教学

改变传统的教师在台上照本宣读，学生在台下死记硬背的僵化做法。在备课过程中准备一些启发性问题，并在讲授的适当时机提出来，启发学生积极思考，这种启发式教学能充分调动学生的学习主动性，并培养其思考和解决问题的能力。在教学过程中，并不是将所有的教学内容和结论都显示出来，而是将有关内容以问题的形式提出，给学生以思考的余地，经过思考得出的结论，记忆深刻，学习积极性高，同时可以使学生按照教师的思路进行学习，更易于理解难点问题。例如，在介绍染色体DNA三种功能性元件时，先讲解利用不同组合将一种或几种DNA功能性元件转入亮氨酸合成酶缺陷型酵母细胞中的实验结果，要求学生根据实验结果进行思考分析并最终得到三种功能性元件的作用。通过这种方式不仅锻炼了学生的科研思维能力，而且加深了记忆，比教师直接讲授的印象深刻得多。

第3篇：细胞生物学的研究领域范文

Biomaterials and

Regenerative Medicine

2015

ISBN9781107012097

生物医用材料是指以医疗为目的，用于诊断、治疗、修复或替换人体组织器官或增进其功能的材料。再生医学是从20世纪80年代后期兴起并逐步发展起来的，但一直缺乏一个明确的定义。到90年代后期由于干细胞技术方面的突破，才把干细胞、组织工程、组织器官代用品等纳入到再生医学里面来。就再生医学本身而言，国际上还未被明确界定，且存在一些不同的看法，从广义上来讲，再生医学是利用人类的自然治愈能力，使受到巨大创伤的机体组织或器官获得自己再生能力为目的的医学。目前，再生医学所包含的内容主要为以下4大模块：干细胞与克隆技术、组织工程、组织器官代用品、异种器官移植。目前该领域已经成为一个多学科交叉并迅速发展的领域。

本书是由Peter X.Ma领衔的专家团队关于生物材料及再生医学领域的研究论文汇编，主要集中讨论了生物材料在干细胞研究和再生医学中的作用，着重分析了基础理论和方法，内容覆盖干细胞领域、合成技术、材料设计原则、材料物理特性、生物工程技术等领域。

全书共分5章：1.干细胞和再生医学的研究成果，包括胚胎干细胞、IPS细胞等;2. 用于再生医学的多孔支架材料研究，包括生物聚合物、生物陶瓷、微米和纳米纤维等;3. 用于再生医学的氢支架材料相关研究;4.生物因子传递研究，包括尖端的药物转移系统及基因治疗技术等内容;5. 动物模型和临床应用方面的研究成果，在心血管系统方面的应用、有机再生方面的内容。

书中详细介绍了生物高分子材料的结构和功能分类，从分子水平、纳米尺度分析了生物仿生材料的结构及生物分子设计，以及生物功能材料的应用。

Peter X. Ma是密执安大学教授，曾获得2013克莱门森奖、杰出科学家奖等多项殊荣。他是再生医学领域的世界级的材料专家，在生物材料的设计与合成研究领域处于非常领先的地位。

本书适合生物材料、干细胞生物学、干细胞工程、组织工程学、再生医学等专业的学生阅读，对于从事干细胞工程、生物医学材料、再生医学领域理论以及应用领域的研究生、学者来说，这本书非常有参考价值。

彭金平，博士生

（国家纳米科学中心）

Peng Jinping， Ph.D

第4篇：细胞生物学的研究领域范文

靶向制剂的概念起源于诺贝尔医学奖获得者德国科学家PaulEhrlich提出的“神奇子弹”(magicbul-let)，近二十年来，脂质体阿霉素等药物载体制剂的上市，把肿瘤的药物治疗带入了“分子靶向药物”时代。药剂学也从传统的工业药剂学，发展到了新型的分子药剂学领域。通常根据靶向制剂在体内的靶标不同，将靶向方式分为:一级靶向(作用于特定器官和组织)、二级靶向(作用于特定细胞)和三级靶向(作用于细胞内特定部位和细胞器)。三级靶向主要是新型分子药剂学的研究领域，细胞生物学(Cellbi-ology)的学科基础有助于分子药剂学的深入发展。线粒体是真核细胞中由双层高度特化的单位膜围成的细胞器。主要功能是通过氧化磷酸化作用合成ATP，为细胞各种生理活动提供能量，是细胞生长的能量工厂。已有学者研究以线粒体为靶点的新型药物传递系统，通过作用于细胞内的线粒体，促进癌细胞的凋亡及坏死，起到靶向治疗肿瘤的目的［8］。干细胞(Stemcells)是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。肿瘤干细胞对肿瘤的存活、增殖、转移及复发有着重要作用。从本质上讲，肿瘤干细胞通过自我更新和无限增殖维持着肿瘤细胞群的生命力，肿瘤干细胞的运动和迁徙能力又使肿瘤细胞的转移成为可能。已报道通过脂质体及其靶向修饰技术，可以靶向传递抗癌药物至肿瘤干细胞［9］。细胞内涵体逃逸(osomalescape)是一些药物发挥效应的必经过程。采用制剂技术来加强这些药物的内涵体逃逸是药剂学前沿的研究热点。如在RNA传递实际应用中，必须克服递送后RNA被内涵体包埋这一问题。一些研究运用内涵体溶解肽、化学内涵体溶解剂和光诱导内涵体逃逸的策略来解决这一问题［10］。此外，将细胞穿透肽(CPP)-药物复合物靶向递送到特定器官、肿瘤、病毒感染细胞的方法对于实际治疗应用也是必要的。近年来在这方面已有很大进展，尤其是通过非共价结合形成药物CPP复合物［11］。纳米技术已经在药剂新技术中具有重要位置。由此产生的纳米药物具有增加难溶性药物溶解度、吸收和生物利用度的优势。新型的纳米材料已经用于改善疾病的诊断和治疗，通过有效传递药物、生物大分子和成像剂到靶部位的细胞。这种诊断性和治疗性的药物也叫纳米药物(Nanomedicine)。这需要部位特异性的细胞传递以及随后亚细胞的定位。探究纳米药物进入细胞的路径对于纳米药物的开发十分重要。纳米药物可以通过很多通路进入细胞，但目前并未完全清楚。纳米药物可以通过网格蛋白介导、小窝蛋白介导、内涵体通路、溶酶体通路或巨胞饮方式进入细胞［12］。

2材料学

与药剂学相关的材料学(Materials)包括药用高分子材料学、晶体材料学、生物材料学等。以高分子聚合物为基础的聚合物前药已经有二十年以上的发展历史，高分子聚合物以聚乙二醇、N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、聚谷氨酸等最为常用［13］。聚合物前药用于肿瘤治疗主要基于肿瘤部位的EPR效应(加强穿透和滞留效应)，一般认为分子量大于20000的聚合物EPR效应最为明显。聚合物前药载药量也从5%～10%发展到30%以上，聚合物前药在溶液中可以形成0～20nm左右的纳米粒子，因此该类药物也是纳米药物的一种。聚合物前药通常以酯键、酰胺键、二硫键等相连，此外，也出现了温度敏感、pH敏感、酶敏感的连接键类型。这些类型进一步丰富聚合物前药的发展方向和内容。目前，该类药物还没有上市品种，最接近上市的是聚谷氨酸-紫杉醇前药，进入了Ⅲ期临床。很多聚合物前药因为药效降低及非靶器官的副作用终止于Ⅱ期临床［14-15］。这类药物还需进行大量和深入的研究才有可能在商品化上有所突破。难溶性药物增溶及生物利用度的改善一直是药剂学研究的热点。难溶性药物绝大多数是晶体药物，药物溶解需要克服晶格能，从规律排列的点阵中解脱出来。无定型药物(Amorphous)可以增加难溶性药物溶解度和溶出度，主要是由于其中药物的无序排列，需要克服更少能力即能溶解。但无定型状态是不稳定的，在溶液中，溶解的药物趋向于结晶(Crystalli-zation)，在溶液中可以形成超饱和的状态(Supersatu-rablestate)［16］。无定型形式也是药物多晶型中的一种。晶体材料学的学科理论有助于认识和理解无定型药物的特征，指导无定型药物的设计。对超饱和状态对结晶规律的深刻认识有助于无定型药物的设计。很多研究发现［17］，采用羟丙基甲基纤维素(HPMC)可以扩展超饱和状态，并可以抑制结晶的产生及生长。聚合物的类型和浓度在抑制超饱和状态下的药物结晶程度是不同的。结晶类型也分表面结晶、大块结晶、边缘结晶等。普渡大学的Taylor教授课题组［17］和威斯康星大学的YuLian教授课题组［18］是两个知名的课题组，在此领域进行了深入和细致的研究。生物材料已经广泛用作药物传递系统的载体材料。生物材料学理论基础有助于设计具有体内靶向性的药物控释系统。生物材料用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料，即用于取代、修复活组织的天然或人造材料，其作用药物不可替代。生物材料能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去的某种功能，而不能恢复缺陷部位。药物缓释支架(DES)就是很有代表性的生物材料［19］。给金属裸支架穿上一层化疗药物的“外衣”，如紫杉醇、丝裂霉素等，可以降低再狭窄的发生，称之为药物缓释支架。缓释支架是一种崭新的药物控制释放系统，给组织、器官损伤的治疗带来了新的希望，也有很多此类的基础研究［20］。美国食品与药品监督管理局(FDA)于2003年批准了DES应用于临床冠状动脉治疗之中，至今已应用非常广泛，欧美国家、新加坡、日本等药物支架的使用率在30%以内，在我国一些大医院，药物支架的使用率达到60%～90%，个别医院甚至高达100%。

3分子影像学

分子影像学(Molecularimaging)是随着分子生物学的发展而逐渐出现并发展起来的，影像技术最早是分子生物学的研究方法之一，随着技术手段的逐渐完备和多样化，形成了自身的科学规律，进而成为分子生物学的一个分支学科。分子影像学是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。在诊断方面，通过对肿瘤发生过程中的关键标记分子进行成像，可在活体内直接观察到疾病起因、发生、发展等一系列的病理生理变化和特征，而不仅仅显示疾病末期的解剖改变。在药物治疗方面，观察药物作用过程中一些关键的标记分子有没有改变，即可推论这种治疗有无效用;在药物开发方面，通过设计特异性探针，直接在体内显示药物治疗靶点的分子改变，通过建立高能量的影像学分析系统，可大大加快药物的筛选和开发［21］。药剂学中，新型药物传递系统的体内靶向性研究、体外摄取研究、细胞定位、细胞内吞机制研究等领域常运用分子影像学的手段。人们选择有荧光吸收的药物(如阿霉素或柔红霉素)作为模型分子，对其载药系统的细胞水平吸收与定位进行深入研究［8］。靶向释药系统的靶向性验证通常采用近红外染料或放射性核素，利用活体成像技术进行组织分布研究［22］，这种研究大大缩短了研究周期，使体内过程更加直观和生动，这也是分子影像技术用于药剂学研发的成功体现。

第5篇：细胞生物学的研究领域范文

徐荣祥是一个制造概念的高手，就像“仙人堂”，在很多外人看来，这里进行的很多项目就是美容，但是在徐荣祥的说法里，这里不是美容，而是叫做器官养生。

徐荣祥造了一个“再生物质”的概念，他声称这是他发现的一种全新的人体细胞，由此破解了人类生命奥秘。徐荣祥解释，“再生物质”是以普通细胞形式存在于人体组织里的，它具备原位启动自身增殖功能，能及时补充凋亡、退化、损伤、坏死的组织细胞。也就是说当组织器官中的细胞凋亡时，潜伏在组织器官中的“再生物质”能够及时地复制同种细胞，以补偿空缺，这样就不会出现人体器官坏死的现象。

以胃肠黏膜为例，徐荣祥举例说，人体器官随年龄的增长逐步走向衰老，但胃肠黏膜器官因遭受饮食和医药化学物质的刺激，比任何器官衰老得都要快，造成人未老胃肠先衰的现象，即使食入丰富的营养物质，胃肠黏膜不能消化和吸收，从而导致人体各器官因营养缺乏而提前老化或发生器官的原发性疾病。而他发明的胃肠黏膜器官原位再生复原技术可以针对胃肠黏膜原位干细胞实现抗黏膜衰老的作用，其机制是在保护黏膜的同时及时提供黏膜干细胞充分的营养“再生物质”，促使干细胞充分发挥其再生更新黏膜的能力，使胃肠黏膜保持持续旺盛的再生更新活力。

不过徐荣祥一再强调，他们只是利用了细胞的潜在再生功能，通过替换细胞来修复组织恢复器官功能，而并非是凭空制造一个器官。

对于徐荣祥所说的“胃肠道的组织细胞的再生复原理论”，中国医学科学院基础医学研究所细胞中心主任刘玉琴教授告诉《科技生活》，我们人体的细胞本身就具有再生能力，这是基本的医学常识而不是什么惊人发现，就像我们人体皮肤被划了一个小伤口后，能够自我愈合。人体的肠胃组织也同样具有自我修复的能力，徐荣祥的理论没有任何新意。

“值得提出的是，人体细胞实现自我修复以后，并不一定能够具备以前的所有功能，而有一些细胞比如神经细胞就不具备自我修复的功能。” 刘玉琴说。

北京华大基因研究中心(中科院北京基因组研究所)医学事业部主任甄二真表示，人体每时每刻都有细胞死亡和新的细胞产生，但是在人体发育成熟以后，新生的细胞再也不会诞生其他任何组织器官，因此人体中并不存在所谓的“再生物质”直接形成新的组织器官。“目前研究发现，唯一可以再生出组织器官的就是干细胞，但是这个需要在体外培养。” 甄二真说。事实上，徐荣祥也一直在使用干细胞的概念，但是干细胞是为他的再生潜能细胞服务的。

将不同的概念混为一谈

早在2002年，徐荣祥就对外宣称，他已经能够成功复制出心肌、肾小球肾小管、胰腺、胸腺、肠、胃、神经和毛囊等组织器官。

但是在干细胞领域颇有研究的中国工程院院士、中国农业大学教授李宁根本就不相信徐荣祥辉如此豪放的说法。

“现在在干细胞研究领域，世界范围内的研究人员都还刚刚处于起步阶段，包括美国在内虽然有些研究机构和人员已经能够克隆出一些肌肉、黏膜等组织的细胞，但是到目前为止还没有一家机构公开声明自己已经成功克隆出了人体器官，制造人体器官依旧是一个世界性的难题。”李宁表示。

“并且，就是现在干细胞已经能够制造出的组织，目前在临床上还没有任何实际应用，由于它的安全性还不能够充分证明，还需要进行很长时间的实验。”李宁表示。

实际上，虽然近些年来组织工程一直是生物医学的热门研究领域，其前景也十分广阔，但是其进展依旧不是很大。除了器官培育方面的问题，中国医学科学院整形外科医院国贸门诊部主任丁小邦博士表示，不能解决排异反应也是一个重要的问题，由于人体具有完善的免疫系统，干细胞制造的组织器官如何和人体融合在一起目前还几乎没有取得突破。如果排异反应不解决，就是有了可以移植的组织器官，也很难予以应用。

目前，也没有证据表明徐荣祥在这个方面的研究有了突破。

刘玉琴教授就参加了2002年关于徐荣祥的专家听证会。当听说徐荣祥还在到处宣传他的“组织器官”理论时，她告诉记者，生物学上关于细胞、组织、器官有公认的概念，那就是细胞是组成人体的基本单位；由多种细胞组成的、完成某一生物学功能并由毛细血管来提供营养的，如骨骼、肌肉和胰腺等被称为组织；而器官则是由多种组织再组合起来，并且具有大血管，能够执行并完成一些更为复杂的人体生理功能，如心脏、肝脏和脾脏等。而徐荣祥却错误地将这些不同的概念混为一谈，创造出所谓的“组织器官”理论。

中国科学院细胞生物学研究所郭礼和教授告诉记者，组织与器官最大的区别在于是否有大血管的存在，正是有了大血管，由于血管内皮细胞对外界很敏感，非常容易活化，因此血管内皮细胞一旦被活化，它所引起的炎症、血栓等会对器官造成严重的损害。但是组织就不存在血栓的问题。由此也不难理解，组织的体外培养和器官的体外培养完全是两个不同的概念，是两种不同水平的研究工作。

将自己的研究评定为国际成果

徐荣祥在其博客上宣称，他所进行的干细胞克隆器官的研究属于国际发明成果，早已被国际学术界认可。

目前在科学界，对一个研究人员而言，要想证明自己的研究成果，一般的规则是发表专业的论文来公布事实，然后让别人来重复和验证，才能宣告一种新方法或者新理论的成立。而对于徐荣祥来说，受外界质疑最多的就是，他为何拿不出权威杂志发表的论文？

当然，徐荣祥也有自己的说法，他在博客中表示，他研究成果的主要见证是：2000年国际刊号杂志及刊物发表专题文章。但是究竟是什么刊物，却是没有下文。记者在调查中了解到，徐荣祥过去关于烧伤治疗的科研成果，最终发表在拥有国内外公开刊号的《中国烧伤创疡》杂志上，而他就是这本杂志的主编，他将自己的科研成果在自己主编的刊物上作为国际重大科研成果发表了。

干细胞研究和治疗领域依旧管理混乱

在规避政策风险方面，徐荣祥也表现出了杰出的才能。他推行的东西由于并非药物，也非某种治疗方法，所以“营养物质”和“再生养生”都不需要经过药物或者医疗管理部门的批准。并且徐荣祥一口咬定他所说的一切都是“食疗”，生怕别人理解错了。

然而在这种方式下，辞职下海后的徐荣祥，已经跻身于亿万富翁之列。甄二真对记者表示，目前在干细胞领域，只有造血干细胞技术比较成熟，目前在国外，实施治疗的医疗机构或者医生可以对患者收费，但是其他干细胞治疗，由于很多研究还处于临床实验的阶段，根据规定，任何医疗机构和医生不得向患者收取任何费用。

“在美国，造血干细胞以外的干细胞临床实验必须要在美国食品药品监督管理局备案，并需要说明实验费用的来源，按照规定，其费用只能来自于医疗机构自身或者其他人或者机构的捐赠，但是费用绝对不能来自于患者。” 甄二真说，目前在我国，针对干细胞的研究和治疗管理比较混乱，有很多人和机构都在借干细胞治疗骗取患者的钱财。

第6篇：细胞生物学的研究领域范文

近年来，医学及生命科学在不断寻求技术突破的过程中得到迅猛发展，分子生物学、基因工程、细胞生物学、生物化学等一系列新技术、新知识飞速发展使得基础医学研究取得了突破性进展。基础医学研究生作为医药类高等教育结构中的高层次人才，毕业之后将成为国家医药经济建设、科学进步和社会发展的主力军。如何培养具有良好的科研知识、严谨的科研精神和先进的科研思路的基础医学研究生，是当前高等医学教育的一大主题。实验室中研究生的培养质量，从微观上看关系到整个实验室的可持续发展，从宏观上看关系到整个国家的科研实力。因此，培养研究生的科研创新能力，提高综合素质成为各个实验室的重要目标之一。然而，就目前形式来看，由于在本科教育时缺乏科研的基础训练，研究生在初涉科研领域时的创新能力不尽人意，我国研究生的科研创新能力和综合素质并没有达到相应的要求。随着时代的发展，市场对人才的要求也越来越挑剔，各重点实验室也越来越重视对高素质、应用型、强科研型研究生的培养。我们实验室属于广东省重点实验室，每年有十几位基础医学研究生进入实验室学习，如何培养研究生的科研创新能力，提高综合素质，一直是我们思考与探索的问题。

笔者根据实验室研究生培养工作的一些经验，谈一下基础医学研究生科研创新能力和综合素质培养的一些体会，供研究生、导师和管理部门参考。

一、重视和培养研究生的科研创新能力

研究生教育的本质体现在科研创新能力方面，通过后天的学习和训练能够得到提高，这也是培养和提高高校研究生教育质量的关键。研究生科研能力是指研究生在导师指导下，在各学科领域进行旨在探索真理的普遍理智创新活动所需的能力。创新能力是通过学习和掌握己有的相关学科的前沿知识，并开展创造性的活动。知识创新为社会发展和人类文明进步提供不竭动力，医学研究生科研创新能力的发展，在一定程度上影响着国家医学创新体系的可持续发展能力。因此，重视和培养基础医学研究生的科研创新能力，使之成为推动临床医学发展的关键力量，是我们实验室的重要目标之一。研究生在进入实验室学习之后，通过一系列措施，培养和发展研究生的科研创新能力。

1.营造实验室科研创新氛围

我室致力于营造一个学术氛围浓厚、开放、科学、平等、自由的科研创新环境。刻被、严肃的学习生活环境，不利于研究生创新水平的发挥。实验室建设期间，力求物质环境体现现代医学的气息和特色，同时也体现传统中医药学的文化内涵，充分融合现代医药和传统中医药的高新技术、工艺和成果，使实验室环境融于基础医学专业特色的环境之中，营造浓郁的科学素养和人文精神的熏陶环境，丰富研究生的想象力，学生能够在这个灵活、开放的环境中激发创新灵感。此外，在学校大力支持下，实验室形成了自己的优势和特色，建成高水准的科研平台和实验基地，获得了一批国家级、省部级重大科研项目。同时，加强实验室硬件设施建设，除常规科研仪器外，还购置了流式细胞仪、髙效液相色谱仪、荧光定量PCR、倒置荧光显微镜、蛋白层析仪等大型仪器，各种质粒、菌株和细胞都得到完好保存，这些丰富的资源，使研究生的科研创新思维不用受到条件限制而充分发挥出来。

2.创设学术交流平台

以重点学科、创新平台和科研基地为依托，各个学科、专业和不同研究领域都能够相互交流相互合作。思想的交流可以碰撞出智慧的火花，病原生物学、分子生物学、细胞生物学、生物化学、免疫学等不同学科的导师和研究生经常进行学术交流和切磋，能够发挥多学科的团队效应，使得整个实验室富有活力和创造力。实验室每周定期召开组会，邀请知名专家和国外学者进行最新学术报告，形式多样，带领研究生接轨学科前沿。研究生在与专家和学者的沟通中能够获得他们的成功经验和科研精神，以此激发学生的科研热情，并掌握科学研究的正确方法和技巧。研究生汇报近期科研工作进展和科研体会，导师和实验技术人员可根据研究生的报告内容提出自己的看法和意见，通过各种学术问题相互切磋和促进，能够启发学生的创新思维，激发创新激情，通过交流，博采众长，开阔知识视野，提高科研学术水平，增强科研创新能力。

3.重视导师对研究生科研创新能力的培养

导师在培养研究生科研创新能力中居重要地位，其严谨的工作态度、坚定的学术信念以及良好的科研方法和作风都是研究生学习的榜样。研究生在实验室的创造都是在导师指导下的自由创新、自主行为，使研究生的选题更加注重对人类疾病的临床诊断和治疗意义，能够解决对社会发展和技术进步具有实际意义的问题。研究生进入实验室阶段，开始参与课题研究、确定研究方案、实施研究和撰写研究论文，实验室导师对研究生创新活动和行为给予认同和鼓励，允许其在导师的指导下自由选题并鼓励非传统观点，培养学生独立创新意识，并在科研活动中注意培养他们的发散思维、聚合思维、分析思维和直觉思维的综合思维能力。通过与研究生分享创新成果，在论文和专利署名的顺序上给予鼓励、建立导师和研究生之间的平等关系来激发他们的创新思维。同时，当研究生在学习和科研遇到困难时，能够感同深受，帮助他们克服困难，解决问题，从而有效地培养研究生科研能力。我们实验室多数研究生能在毕业前发表较高水平的SCI论文，并申请获得专利，多人次获得国家奖学金、优秀研究生、优秀毕业生、优秀毕业论文等。

二、提高研究生的综合素质

随着研究生招生规模的不断扩大，培养和提高研究生的综合素质，成为研究生教育的重要使命。研究生的综合素质主要是指建立在自然特质基础上的，通过社会环境的影响、教育学习以及社会实践而形成的稳定属性，主要包括身体素质、心理素质和社会素质。基础医学研究生具备良好的综合素质是提高就业率的保证。随着科技时代的不断发展和进步，医药类行业对研究生提出了更高的要求，基础医学研究生在校期间应注重培养自己的综合素质，使之成为基础医学和临床医学之间转换的软实力，对我国医疗行业发展产生积极地推动作用。

1.重视职业道德与思想意识

我们实验室在研究生的培养过程中，不仅注重学术研究，更有意识的培养学生的道德和理想，这个过程不是一蹴而就，而是需要长期坚持，不懈的磨练和学习。研究生在进入实验室学习时，心智处于成熟半成熟期，由于受到自身成长环境的局限和各种不良社会风气的影响，容易热衷于追求功名利禄，急功近利，而不能刻苦钻研学术。因此，在研究生进入实验室最初阶段，召开政治思想教育讲座，加强学生思想和职业道德方面建设。研究生作为科技强国、民族复兴的主力军，培养他们坚定的政治理想、树立科学的世界观、人生观和价值观。摒弃“享乐主义”“拜金主义”等不良风气对研究生职业价值观产生的负面影响，引导和鼓励学生奉献他人，服务社会。实验室通过规范管理和严格履行职责角度对学生的职业道德和思想行为进行约束管理。充分发挥实验室导师的引导作用，并以身作则，遵守进行科学研究的职业道德规范，严禁出现伪造注释、篡改数据、抄袭剽窃他人研究成果和一稿多投等学术道德失范行为。出现以上行为者，实验室将进行严肃处理。

2.培养人文精神

本实验室对基础医学研究生在进行专业素质培养的同时，也加强他们对人类社会性质的了解，包括政治、经济、管理、文学、哲学和文化传统等。多数研究生的学习往往只注重在自己的研究领域进行深入研究，而忽视了人文素质的培养，表现为研究生知识面狭窄，视野不宽阔，文字功底薄弱，写作水平低，人文社科知识缺乏等。实验室加强研究生人文教育的培养，鼓励学生充分利用学校图书馆丰富馆藏资源，阅读相关类图书，拓展视野。通过营造实验室浓厚的人文氛围，使研究生思想得到熏陶，鼓励他们在闲暇时间阅读政治、经济、文化类的书籍，鼓励研究生参加学校丰富多彩、健康向上的社团活动，参加科技、文体、社会实践等活动。加强与各学科专业和不同层次研究生的沟通和了解，使其语言表达能力增强，个性得到发展，成为一个和谐发展的人。

3.提高身心素质，加强团结协作精神

    加强实验室对研究生的日常管理，通过多种形式和途径提高他们的身心素质。健全的体魄、坚强的心理承受力和团结协作精神，是21世纪基础医学研究生必须具备的基本素质。本实验室主要从事与医药学相关的基础研究，研究生在从事科学实验时，由于实验要求需要，时间控制方面难以把握，作息时间紊乱，忽视了身体素质的锻炼。同时，科学实验充满了未知，实验失败经常发生，研究生容易产生紧张、焦虑和抑郁等心理反应等。为此，实验室经常组织学生参加羽毛球、乒乓球、篮球、排球和轮滑等比赛，丰富研究生的体育生活，使他们在体育锻炼过程中不仅提高了身体素质，也培养了集体凝聚力和战斗力，加强了团队合作精神。加强学生心理健康咨询队伍的建设，适时举办心理卫生健康知识讲座，在学生遇到困难时适时给予帮助，并帮助他们调整心态，学会自我调节和缓解心理压力的技巧，使他们能够以积极平稳的心态来进行研究生阶段的学习和科研工作。实验室经常开展丰富多彩的文化生活，例如实验室技能操作大赛、我爱做实验系列、大夫山烧烤、包饺子比赛等，寓教于乐，彼此之间相互关心，相互沟通，不断增强他们的团结协作能力。

三、结语

第7篇：细胞生物学的研究领域范文

[关键词] 系统生物学；基因组学；蛋白质组学；计算生物学

[中图分类号] R34 [文献标识码]A [文章编号]1673-7210（2008）09（b）-020-03

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。

[参考文献]

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第8篇：细胞生物学的研究领域范文

关键词：教研结合；免疫学；研究性教学；教学相长

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）11-0143-02

免疫学是生命科学研究领域的一门非常重要的基础学科，也是生命科学的前沿学科之一，该学科发展迅速、交互性广、信息量大、知识更新快，已经广泛渗透到生物学、预防医学和临床医学等领域[1]。免疫学理论比较抽象难懂，各章节知识点前后联系紧密，系统性强，并且涉及生理学、生物化学、遗传学、分子生物学等多学科知识。免疫学又是密切联系实际的应用学科，如果在授课过程中不注意调动学生学习的兴趣和积极性，学生就会普遍感觉难学，从而影响教学质量。教学与科学研究是高校学术、学科发展的两翼[2]。将教师所进行的科学研究和课堂教学结合起来，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识和创新能力，以科研促进教学是提高教学质量的有效手段。笔者根据讲授生物学本科专业“免疫学”课程的实际经验，探讨教学和科研相结合的启发式教学对提高教学质量的作用，探讨如何强化免疫学课程教学与科研的结合，以培养具备科研能力的创新型人才。

一、精选教学内容、适时补充最新科研成果

随着免疫学相关科学研究的迅速发展，新兴的分析方法与技术手段为免疫学教学提供了更多、更新的知识内容，同时也使免疫学的教学内容变得越来越抽象复杂。以往的教学内容包括抗原、抗体、免疫系统、补体系统、主要组织相容性复合体、抗原抗体反应、细胞介导的免疫反应、免疫调节、感染免疫与疫苗、超敏反应、异常免疫应答、免疫系统的进化等内容。教学内容多，但是学时却有限。因此，我们把握住免疫学的重难点，对教材内容进行优化和删减整合，融合一些章节的知识点，做到“少而精”。如将内容相关的抗原章节与感染免疫与疫苗章节整合，将免疫调节与免疫系统的进化章节简讲，让学生有足够的时间进行自主学习。

学生学习免疫学的兴趣及教学效果与教师授课的趣味性、条理性有很大关系[3]。免疫学作为一门理论和技术更新很快的学科，与其他生命和医学学科的交叉已经越来越广泛和深入。教师要上好这门课，除应具备扎实的专业知识和丰富的教学经验外，还应经常阅读国内外最新的科学文献，不断学习相关的知识与技术，并且积极从事科学研究，促进自身综合素质与能力的提高。免疫学课程教学中，在强调教学重点、难点的同时，我们适时将自己的科研成果及免疫学的发展前沿融人到免疫学的教学内容中，不仅丰富了教学内容，开阔了学生的视野，而且提高了学生的学习兴趣。

二、科研成果融入教学的实例

以讲解“免疫标记”为例，酶联免疫吸附试验、亲和标记的免疫分析、免疫荧光定位分析、免疫酶标定位分析等不仅是病理诊断常用的技术，也是科研工作中常用的技术手段。学生往往很难将所学知识与实际应用相结合，不知道书本上的这些免疫标记技术在解决实际问题和科学研究中是怎样使用的。在此引入教师承担和参与的科研项目中对这些实验技术的具体应用，采用启发式教学，引导学生理解免疫标记有什么用，怎么用。在这一章节的教学设计中，采用笔者所在科研课题组发表的最新科研成果“东亚三角涡虫肌球蛋白必需轻链与神经再生过程中脑侧枝的形成有关”[4]为案例，该科研涉及这些免疫标记，同时还涵盖以前学习的“生物化学”、“动物学”、“细胞生物学”和正在学习的“分子生物学”，以及后续课程“发育生物学”、“生物信息学”等课程的基础理论知识和发展前沿。教师先讲解小分子药物地高辛标记核酸探针用于核酸杂交的“亲和标记免疫分析”技术的相关知识，涉及“分子生物学”中关于核酸转录和核酸杂交的知识点及免疫学中抗体制备和酶标抗体的知识点，再启发学生理解该科研论文中采用Northern blot检测DjElc基因在涡虫体中是否存在的原理：首先以线性化的带有目的基因的质粒DNA为模板，通过体外转录的方法用地高辛标记的核苷酸合成核酸探针，然后将地高辛标记的核酸探针与转到膜上的涡虫RNA进行杂交，杂交后将杂交膜与抗地高辛的酶标抗体进行孵育，然后加入显色液显色，通过显色条带的有无来确定涡虫体内DjElc基因存在的情况。再引导学生理解该科研中应用地高辛标记的核酸探针和抗地高辛的酶标抗体通过整体原位杂交技术来检测DjElc基因在涡虫胚胎发育过程中的时空表达和在涡虫再生不同阶段的时空表达的原理，提问学生思考讨论“涡虫整体原位杂交后显色的阳性信号区域为什么是目的基因在涡虫体内表达的区域？”“为什么通过阳性信号的多少就可以判断目的基因表达量的多少？”

接下来启发学生比较免疫荧光定位分析与免疫酶标定位分析在原理和应用等方面的异同点，再引导学生理解该科研论文中通过荧光素标记的抗神经突触的抗体进行荧光免疫组化来检测涡虫DjElc基因干扰后神经发育情况的原理，以及笔者发表的另一科研论文“PFOS对东亚三角涡虫HSP70蛋白及基因表达的影响”[5]中使用酶标抗体通过蛋白免疫印迹（Western blot）检测环境污染物全氟辛烷磺酸对涡虫HSP70蛋白表达影响的原理，这些科研成果涉及“生物化学”中关于蛋白表达、SDS-PAGE电泳的知识点及免疫学中荧光抗体、酶标抗体、免疫组化、Western blot等知识点，从而使学生对免疫荧光定位分析与免疫酶标定位分析有更深刻的认识。通过这些科研成果的介绍，通过提出问题引导学生积极思考的教研结合的启发式教学，课堂气氛非常活跃，师生互动性也得到加强，不仅可以加深学生理解相关免疫学理论知识和免疫学技术原理，增加学生对免疫学的学习兴趣，还使学生深刻理解免疫学知识在科学研究中的应用，培养学生的科研思维和科研意识，为他们以后加入科研队伍打下了良好基础。

三、让学生参与科研的实践教学

科学研究是对课本内容的拓展和延伸，它涉及的内容比课堂上的教学内容更深更广[6]。笔者所在免疫学课程组成员不仅教学经验丰富，而且都有自己的科研项目。因此在教学过程中，我们不仅适时将自己的科研项目及成果图片融人到免疫学课程教学中，而且还从自己的科研项目中整理出一批科技创新训练项目和毕业设计题目，鼓励和吸引对相关项目感兴趣的学生积极申报，每年都有很多学生申报国家和学校的科技创新训练项目，从而参与到教师的课题研究中，与课题组的研究生一起从事科学研究实验，实现教学与科研的结合。学生参与科研项目，需要查阅文献，制订出合理的实验方案；需要对实验内容、操作步骤和时间流程等做出周密翔实的安排；需要自己准备实验所需的一切材料、器皿和试剂；需要熟练操作实验所需的仪器设备；需要在实验过程中互相合作；遇到问题时需要思考，需要对所学知识加以综合运用，需要与课题组研究生和指导教师讨论；创新训练项目结题时，需要撰写结题报告，需要制作PPT参加项目结题答辩。因此，学生参与科研项目得到了全方面的锻炼，不仅了解了更多的学科前沿知识，接触到更多的科研技术，加深了对理论知识的理解，而且亲身感受到与免疫学相关的一些理论知识在科学研究中的应用，激发了科研兴趣和学习兴趣，锻炼了学生分析问题、解决问题的能力，培养了学生团队合作精神，有利于学生实践能力和综合素质的提高。

四、结语

教研结合，并非教学与科研的简单相加。真正的教研结合，实际上就是实现教学与科研的相互渗透融通：教学基于研究，教学本身也是一种研究；研究反哺教学，研究过程也是师生在互动中实现教学相长、协同发展的过程。我们在免疫学课程教学中，积极将科研与教学有机结合，在向学生展示自己的科研项目和科研成果的同时，启发引导学生运用科学研究的思维思考问题，使学生对相关内容有更深刻的理解，培养了学生积极思考、自主学习、主动实践的能力，促进了师生之间的互动和交流，提高了教学效果；教研结合的启发式教学反过来也督促了教师主动学习，认真分析教学内容，吃透教学内容的重难点，不断了解学科的最新前沿动态，提升自己的综合素质和教学水平，将课本里的基础理论知识和实际应用结合起来，融会贯通，从而形成教学与科研的良性互动。

参考文献：

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第9篇：细胞生物学的研究领域范文

关键词 动物生物技术；课程建设；教学改革

中图分类号 G642；G420 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）01-0326-02

21世纪是生命科学的世纪。生物技术是人类科学技术发展历史中最悠久、对人类社会具有重大贡献的学科之一。随着分子生物学前沿学科的不断进步，生物技术也得到了突飞猛进的发展。动物生物技术是一门现代生物科学理论和技术相结合的综合性学科，主要涉及动物基因工程、动物细胞工程、动物胚胎工程等几大领域，在诸多行业都得到了广泛的应用，如农业、食品业、医学行业等[1]。生物技术这门学科在各大高校中都占有很重要的地位，可见该门学科的重要性，因此学好生物技术这门学科对今后的就业至关重要。笔者在介绍生物技术的概念的基础上，总结了动物生物技术课程的建设与改革措施，以期为学生的就业打下坚实的基础[1]。

1 生物技术的概念

生物技术是指在现代生命科学的基础上，利用各种先进的技术手段和其他类科学的原理和技术来对生物体或生物原料等进行加工或改造等，目的是生产出人类所需的产品。先进的工程技术包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等新技术。对生物体的改造是指按照人类的需要，改造或加工生物包括植物、动物、微生物等，使其能够生产出对人类有利的产品[1-2]。

2 教学现状与分析

内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业自1996年开始招生，2006年成为品牌专业，经过了16年的专业建设，首先于2003级生物技术专业学生中开设36学时的动物胚胎工程课程（专业选修课），随着现代生物技术的迅猛发展，36学时的理论讲授明显不足，于2005级学生中更改教学大纲，内容上增加了动物组织、细胞的培养技术、基因工程技术等，理论教学增加到54学时，并增加18学时实验教学，课程性质首次转为专业必修课，并创新性地更名为动物生物技术，当时整个生物领域还未出现命名为动物生物技术的课程，直到2009年5月1日，科学出版社出版了普通高等教育十一五规划教材《动物生物技术》，至此这一新课程有了正式出版的教材可参考。笔者调查了部分农林院校生物技术专业开设的主干课程，主要有11门（动物学，植物学，微生物学，生物化学，遗传学，细胞生物学，分子生物学，基因工程，细胞工程，发酵工程和酶工程），在调查的农林院校中（安徽农业大学，西北农林科技大学，山东农业大学，湖南农业大学，吉林农业大学，东北林业大学，青岛农业大学，江西农业大学，福建农业大学，华中农业大学，华南农业大学，云南农业大学），都开设《细胞工程》课程，目前只有内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业开设与《细胞工程》相近课程《动物生物技术》和《植物生物技术》课程。

3 动物生物技术课程建设与改革

3.1 教学思想与目标改革

落实科学发展观，逐步树立“以学生为中心”、“一切为了学生”的意识。教师要改变传统的教学观念[3]，正确处理传授知识与提高学生学习能力之间的关系，使学生在学习一些课程基础知识的情况下，掌握一种主动学习课程相关知识的能力，成为富有知识和具有学习知识能力的复合型人才。

3.2 师资队伍建设

组建教学团队，将教学内容分为不同的教学模块，打破传统的一人一课的教学模式，每一模块由具有相应专业背景的教师承担，业务上要精益求精，力争紧跟各教学内容的学科前沿。定期开展教学研讨，督导组专家听课、评课，同时不定期开展自评和互评及学生评教，以促进整体教学水平的提高。

3.3 教材建设与改革

根据调研，笔者选用了科学出版社出版的普通高等教育十一五规划教材――蒋思文教授主编的《动物生物技术》作为教材，该书比较全面系统地介绍了动物生物技术的概况、基本原理、技术方法和最新发展。同时，由于课时的限制，在教学过程中，不可能做到面面俱到，且课程知识更新速度较快，一些最新热点在教材中没有体现的，自行编写部分讲义，以文本形式拷贝给学生，并推荐其阅读中外文的优秀参考书。

3.4 课程内容改革

动物生物技术属于多学科交叉课程，也是各国科研工作者研究的热点领域，大量的研究成果层出不穷，也在不断地更新和充实着这一新兴学科的知识。无论是教师的教，还是学生的学都具有一定的难度，这就要求在授课内容的选择上，既要注意授课内容的完整性，又要保证实用性和先进性，同时做好与其他课程交叉内容的增、减和衔接。在课程内容上，首先介绍绪论，动物胚胎工程技术概述，体外受精，胚胎移植，性别控制，胚胎分割，嵌合体；其次，介绍分子生物学及基因工程基础；最后重点介绍细胞核移植技术、干细胞技术、转基因技术、动物生物反应器、动物细胞培养技术，动物细胞融合技术，杂交瘤技术和单克隆抗体技术。通过精心的安排，使学生能在有限的时间内，全面系统地了解动物生物技术课程体系的基本内容。

3.5 教学方法改革

3.5.1 利用重大科研成果，激发学生学习的兴趣，提高其学习的主动性。如美国科学家马里奥・卡佩基、奥利弗・史密斯和英国科学家马丁・埃文斯，利用“基因靶向”技术让小鼠体内的特定基因失去活性，培养出研究价值极高的“基因敲除”小鼠，为人类遗传病研究提供了药物试验的动物模型。有了这些动物模型后，人类就能更有效地找到治疗各种遗传病的新疗法，彻底攻克遗传病就为时不远了，这一成果使得他们一起获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。罗伯特・杰弗里・爱德华兹爵士，英国生理学家，生殖医学的先驱者，因创建了“体外受精技术”，被授予2010年诺贝尔生理学或医学奖。一门课程的讲授，不但要使学生掌握和了解课程相关的一些基础知识，更重要的是要教会学生如何通过有效途径尽可能的获取更多的、更丰富的相关知识，特别是对于像动物生物技术这样一门新兴的学科领域，许多知识都处于动态更新和完善的过程中[1]。

3.5.2 跟踪学科科研动态，开拓学生视野，培养创新思维。本科生的课堂教学过程不仅仅是传授书本知识，更重要的是启发学生的开拓性思维能力和创新意识，培养和提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力[3-5]。因此，在应用范围广、知识更新快的动物生物技术教学过程中，介绍学科研究的新动态和新进展，有意识地拓宽学生视野，打开学生思路，培养学生创新性思维是十分必要的。例如诱导多能干细胞（Induced pluripotent stem cell，IPS cell），由日本的2位科学家于2006年发表于世界顶级杂志《Cell》上。通俗地讲，就是通过某种方法，把高度分化的成体细胞去分化，使之成为多能干细胞，重新获得分化成多种细胞的能力。IPS技术是干细胞研究领域的一项重大突破，它回避了历来已久的伦理争议，解决了干细胞移植医学上的免疫排斥问题，使干细胞向临床应用又迈进了一大步，该成果的研究者获得了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。随着IPS技术的不断发展以及技术水平的不断更新，它在生命科学基础研究和医学领域的优势也已日趋明显[6]。

3.5.3 创新教学形式，提高教学效果。在课堂教学过程中，要认真倾听学生意见，像朋友一样对待学生，拉进教师与学生的距离，让学生感受课堂文化，使其融入其中，积极思考，成为课堂的主体。同时可适当增加专题讨论会，通过学生准备ppt演讲等形式，一改以往整节课教师讲、学生记，缺乏沟通的模式，使学生处于主动学习的状态[7]。

3.5.4 优化多媒体教学，引入现代信息技术。利用有限的课时，着重讲授课程的重点、难点、关键点、知识点间的联系，引导学生自觉地去思考，对于容易掌握的部分课程内容可安排学生自学。利用计算机和Internet等手段，从国外引进和下载原版图书和动感图像，进行多媒体教学，可以有效提高教学组织效率，充实教学内容。不仅可以多层次、多角度地向学生提供丰富多彩的教学信息，还可以提供更加生动形象的人机交互界面，充分调动学生学习的积极性[8]。例如，细胞融合，精卵受精，细胞核移植等内容。在多媒体教学中，坚持适度运用原则和有机结合原则，留出足够的时间给学生理解、思考，且结合使用板书、实物等各种教学媒体，取长补短，将教学内容化繁为简，增强教学的生动性和创造性，使学生喜欢学习[2]。

3.6 考核方法改革

首先，改变以往的考核方法，将重视课本上的知识转变成重视实践、将重视成绩转变成重视课堂教学，今后不以单一的考试成绩为总成绩，而要加上一定比例的实践考核成绩，让教师、学生都能重视实践；其次，增减考核方式的多样性，以平时成绩、实验成绩、期中成绩和期末考试等作为综合考查学生学习成绩的考核体系，即20%平时成绩、20%实验成绩、20%期中成绩和40%期末成绩[9]。

4 结语

随着科学技术的快速发展，动物生物技术方面的研究也会更加深入，因此各个高校要建设好动物生物技术专业已迫在眉睫。课程组立足于内蒙古农业大学生命科学学院自身特色，通过分析生物工程、生物技术、制药工程3个专业之间的内在联系，准确把握动物生物技术课程的教学地位，注重该门课程特点，围绕课程内容，加强教学建设，创新教学形式及考核体系，逐步完善优化动物生物技术多媒体教学，提高教学质量，达到人才培养的目的和要求[10]。

5 参考文献

[1] 王伟霞，李福后.生物技术专业《细胞工程》课程建设与改革[J].科技创新导报，2008（9）：245.

[2] 周欢敏.动物细胞工程学[M].北京：中国农业出版社，2010.

[3] 蒋思文.动物生物技术[M].北京：科学出版社，2009.

[4] 朱海英，苏娟，訾晓渊.课程教学体系构建与学生自主学习能力培养[J].中华医学教育杂志，2007，27（4）：107-109.

[5] 李淑芳，徐春厚，雍艳红.动物免疫学理论课教学改革的探索与实践[J].高等农业教育，2009（7）：65-67.

[6] 刘锴栋.细胞工程教学改革与探索[J].现代农业科技，2010（10）：30，32.

[7] 代建丽.植物细胞工程教学改革初探[J].科教文汇，2011（6）：23，37.

[8] 张一春.现代教育技术实用教程[M].南京：南京师范大学出版社，2005.