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分子生物学概括范文1
关键词：高等师范院校；分子生物学；课程改革
作者简介：梁卫红（1968-），女，山西祁县人，河南师范大学生命科学学院，副教授；杨献光（1980-），男，河北邯郸人，河南师范大学生命科学学院，讲师。（河南 新乡 453007）
基金项目：本文系河南省高等教育教学改革研究省级研究项目（项目编号：2012SJGLX134）、河南师范大学教学研究基金重点项目（项目编号：521751）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0110-02
分子生物学是一门从分子水平研究生命现象、生命本质及其规律的科学，以1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型为标志，分子生物学作为一门独立的学科诞生。该学科的最大特点是发展迅速，并在生命科学领域与其他学科融合交叉，对现代生物学发展的影响越来越广泛和深刻，因此分子生物学在生物学基础理论的学习中占有重要地位。目前很多高校的生物科学、生物技术、生物制药、生物工程、药学、环境科学等专业，都将“分子生物学”作为本科生的必修专业基础课或专业主干课，重视“分子生物学”教学已成为生物专业广大师生的共识。本文结合近年来河南师范大学本科分子生物学的教学实践，就分子生物学的课程体系安排、教学模式等方面进行了探索和分析。
一、课程教学内容体系改革
“分子生物学”的主要内容包括生物大分子的结构与功能、基因表达与调控以及技术方法等。通过对本课程的学习，要求学生掌握核酸、蛋白质等生物大分子的结构和功能，理解遗传物质的复制、转录和翻译过程及其分子机制、基因表达调控的基本模式、遗传物质突变、修复和重组的机理，了解分子生物学基础实验原理和应用。为在有限的学时和条件下，使学生理解抽象的分子生物学理论和基础实验原理，笔者从以下方面进行了改革和尝试：
1.课程在培养方案中的定位
从学科角度来讲，分子生物学涵盖面广、学科内容更新快，与“细胞生物学”、“生物化学”和“遗传学”等生命科学主干课程有一些交叉，所以在开设该课程时，需要充分考虑学生的接受能力。在本校生物专业2005年的本科生培养方案中，该课程为36学时，在大四第一学期开设，设定为生物技术和生物科学专业的必修课，水产养殖专业的选修课，实际开设时间是在学生教育实习之后11月到来年的1月，共9周，每周4学时。在教学中，笔者发现虽然在大四开设时，学生已经具备了预修课程的专业基础知识，但是由于95%以上的大四学生在这学期复习考研，而“分子生物学”又是许多生物专业硕士生入学考试的必修课，学生普遍反映该课程开设晚，学起来感觉时间紧、压力大。鉴于此，在2010年的本科生培养方案中，分子生物学改在大三第一学期，以每周2学时的方式面向生物科学、生物技术和水产养殖三个专业开设，这样学生可以在一个完整的学期内学习这门课，拥有了较为充裕的时间，系统掌握“分子生物学”基础理论，从反馈意见上看，学生非常认同这样的改革。
2.课程体系的制定和完善
本校生物专业本科“分子生物学”的教学体系自2005年以来进行了三次调整，第一次是从2005年起，采用了双语教学的模式，主要原因是当年本校面临本科教学评估，双语教学已经列为本科教学质量评估的观测指标之一，为使生物技术专业的课程的双语教学授课率达到15%，综合各方面因素，“分子生物学”双语教学成为一个试点。为开展人才培养模式的改革创新，“分子生物学”课程尝试采用双语授课形式，旨在提高大学生专业英语水平和直接使用英语从事科研的能力。但是当时适合高等师范院校本科生使用的原版分子生物学教材很少，几经筛选，本校最终将《Instant Notes in Molecular Biology》作为学生的教材。该书以24个专题的形式讲述细胞与大分子，蛋白质和核酸的特点，染色体结构，DNA的复制、损伤修复和重组，基因表达调控，分子生物学常规技术，每个专题相对独立，简洁易懂，但是系统性和深度尚有欠缺，难以适应学生考研的需求，所以在教学中，教师需要补充大量内容，因此无论教还是学，这本教材在使用中的缺陷都比较明显。鉴于此，自2009年起，本院选择了《现代分子生物学》作为教材，首先考虑该书由著名学者朱玉贤等编写，是“十一五”国家级规划教材，其次该书也是多所学校分子生物学考研复习的推荐参考书。该书在编排上分11章，从染色体与DNA，生物信息的传递，分子生物学方法，基因表达调控，疾病与人类健康，基因与发育，基因组与比较基因组学等方面介绍分子生物学基础理论和技术，在教学中，结合学生的实际情况，笔者并未完全按照该书的内容讲授，有些与生物化学、细胞生物学重叠的内容采用略讲方式，而有些内容则在教学中进行了补充或删减，例如：本教材中DNA修复和转座部分的内容薄弱，脉络不清晰，笔者主要依据《基因的分子生物学》进行了补充，而该书中一些与分子生物学主线关联不紧密的部分，则进行了删减，2012年，本校在多年教学经验积累的基础上，结合本科生的特点，出版了《普通分子生物学》一书，以易教易学作为编书的出发点，参考了多部目前国内外主流的分子生物学教材，构建了一个重在基础、兼顾前沿、简洁明了的体系，全书分6章，介绍了DNA的结构和复制，RNA的结构和转录，蛋白质的生物合成，基因表达的调控，分子生物学研究方法。该书在结构上分为三个模块，即基因组的维持、基因组的表达和调控、分子生物学技术，方便学生对学科体系的整体认识。
3.课程内容的优化
分子生物学是从生物化学分化延伸出来的一门独立的学科，一些内容和生物化学有较多的联系或重叠。但是分子生物学有自身的学科特点，突出对生命现象分子本质的解析。由于本校生物专业的“分子生物学”课程是在“生物化学”之后开设的，在课程教学中，任课教师通过讨论，对教学内容进行了分析，确定了两门课的侧重内容，在注意系统性的前提下，着重讲解教材的重点与难点，例如：在“生物化学”中已经有较大的篇幅讲述生物大分子的结构，在“分子生物学”课程中将略讲，教师在讲解复制、转录和翻译等过程分子机制时，以温故知新的方式，将基础知识和基本概念进行要点概括，借此为下一步的教学做铺垫，并检测学生的背景知识掌握情况，这种教学方法不仅得到了学生的广泛好评，而且使学科特点在教学中更加突出，专业课教学学时分配更加合理，起到了引导学生关注专业基础知识关联性的作用。
4.课程设置的调整
鉴于本校生物专业学生普遍有考研的需求，学生对“分子生物学”的教学要求高，希望能更贴近考研的要求，所以在2010年的培养方案中，分子生物学采取了分级、分段开设的方法，在大三面向所有专业开设的“分子生物学”，教学重点放在系统性和基础性上；在大四以选修课的形式开设的“高级分子生物学”，旨在通过教学促进学生提高专业基础理论的综合能力，在学科的深度和广度上做进一步的扩展，不仅补充了最新的国内外分子生物学前沿和热点内容，而且选择一些重点科研院所的考研真题进行剖析，引导学生完成拓展和提高。调查显示，学生普遍赞同这一课程改革方式。
二、课程实践环节与理论环节的有效衔接
实践教学是“分子生物学”课程的重要部分，但是由于条件所限，目前本校生物专业的“分子生物学”课程仅开设了理论课，实验课尚未开设。为解决这一问题，在理论教学中通过对教学内容的分析，尽最大可能的将基础理论的讲授和分子生物学基础实验相结合，坚持既要使教学沿着课程的主线进行，又要努力使实验技术的介绍与理论课教学合理的衔接的原则，一定程度上弥补了实验教学的不足，旨在通过课堂教学，使理论和实验教学融为一个有机的整体，一些代表性的分子生物学技术的原理和方法按照表1所示的安排在基础理论部分的讲解中进行了介绍。
作为任课教师，要使课堂教学精彩，还应深入科研第一线，这样才能利用科研和生产实践中的例子丰富课堂教学内容。[1]尤其是分子生物学这样更新快的学科，教师必须了解和准确把握学科发展方向和前沿热点，将自身科研实践中的经验、体会和感悟传递给学生，激发学生的对科学研究的热情，调动学生学习积极性。值得注意的是，专业课教学要充分发挥学生在学习过程中的主体作用，努力提高他们的分析能力、综合能力和创新能力，引导学生将理论知识和实验技术内容有效的融合，在教学中采用了一些方法来激发学生的学习兴趣和主动性，例如：每节课之后有要点回顾和知识链接提示，留给学生较为宽松的时间进行复习和延伸学习；设置一些与本节课内容有关的基础题、提高题、实验分析题，安排学生课下自行选择完成，以便学生检测学习掌握的情况，及时将知识梳理归纳，增加了学习过程的开放性和自主性。
三、教学模式的探索和实践
双语教学作为一种的新的教学模式，顺应了国家培养复合型人才的要求，也是考评学校教学质量和水平的一个重要指标。[2]2005年本校生物专业的“分子生物学”课程作为第一批教学模式改革的课程，率先采用了双语教学形式授课，一方面是出于本科教学评估的要求，另一方面也是专业课教学模式的一种尝试和探索。从2005至2008年的实践和学生反馈意见上看，双语教学作为教学改革的一种探索是值得肯定的，调查显示，92%的学生认同和赞成双语教学，认为通过使用原版英文教材和全英文课件，感觉学习“分子生物学”并没有开课前想象中的那么困难，通过学习，理解和掌握了学科知识体系，专业英文的阅读能力得到较大的提高，对专业词汇有一定的积累，很有成就感，对这门课更有兴趣了。从任课教师的反馈意见上看，由于难以找到合适的教材，所以在备课上需要下更大的力气，充实教学内容，不少教师在教学中信心不足，担心由于缺乏专业英文口语训练，造成专业术语的发音错误等问题。所以实际上，本校生物专业分子生物学开设的动因主要来自学校本科教学评估的要求。[3]笔者认为，双语教学的有效实施尚需从课程体系、师资培训、评价机制等多方面予以保证。[4]双语教学并没有固定的模式可循，需要从实际出发。
鉴于目前双语教学可用教材有限，选择适合的原版教材存在较大的困难，而分子生物学课程内容更新快，内容多，为适应绝大多数学生的考研难度需要，2009年以来，本校生物专业“分子生物学”选择了中文教材授课，将教学的重点放在系统性、基础性和前瞻性上，每年的授课内容至少更新30%，从学生的反馈意见上看，这一调整更加贴近学生的需要。这些年来的“分子生物学”课程改革实践也使本校认识到无论是常规教学还是双语教学形式，从学科特点、学生基础、师资条件等因素出发，制定合理的教学方案，提高教学质量，服务于人才培养这一目标才是课程改革的出发点和最终归宿。
参考文献：
[1]郑用琏.课堂的“磁力”来自哪里[J].中国高等教育，2004，（8）：36-38.
[2]教育部“关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见”[Z].2007.
分子生物学概括范文2
关键词：生物化学；说课；DNA复制；基本特征
中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）18-002-01
说课是教师将自身现有的知识储备经过再加工，设计出一套易于接受、理解的方案，通过课堂教学传授给学生，达到传递知识的初衷。设计方案主要为了让学生能充分利用短暂且有限的课堂教学，理清知识，整合体系。之于教，这是提升的途径；之于学，这是反刍的过程。
生物化学与分子生物是一门基础性学科，主要研究生命物质的结构及功能、物质代谢及其调控和遗传物质的传递（分子生物学）三部分。对于医学院校学生，修学生物化学与分子生物学这门课程，有助于整体性、概括性的理解生命体，进一步探讨疾病、亚健康和健康间异同点，指导临床实践中的诊断、治疗。
一、说教材
1、教学内容及作用
《DNA复制的基本特征》是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材《生物化学与分子生物学》（人民卫生出版社）第十四章第一节的内容。本节是遗传信息的传递部分，关于复制特征的总领性概括，是学习分子生物学的开始。就知识体系而言，承接构成生命的物质、机体代谢及其调控两部分学习之后，围绕中心法则展开对生命的探索。
接触任何知识，搭建整体框架尤为重要。DNA复制作为遗传信息传递的基础，其特征是分子生物学部分的总概。首先了解一般性、基础性规律，有助于知识从共性到个性的迁移；有助于理论从浅显到深入的探讨，有助于教学从灌输式到启发式的转变。
2、教学目标
学习的目标：根据遗传信息的传递（分子生物学）学习特点，围绕中心法则逐步展开。掌握DNA复制的三大基本特征，同时着重强调遗传的保真性。
教学的目标：通过基本特征的讲授，启发学生发散思维，整合知识体系。将DNA复制的基本特征与之后学习的RNA的生物合成、蛋白质的生物合成进行联系；与之前学习的核酸相关知识进行整合。教会学生自主学习的方法，培养学生自主学习的能力。梳理知识、体系间巧妙的相关性，建立一套适宜的思维体系。
3、教学重难点
课程的教学对象是中医院校二年级学生，已经对生物体内的化学组成，健康与疾病问题有了相关了解。鉴于本部分内容从微观分子水平阐述遗传物质的传递，掺杂较多新名词、新概念且需要一定的空间思维想象，学生理解上存在一定难度。通过对教学内容的全面分析，结合教学大纲要求，以复制叉为主线，串联讲解重难点。
二、说教法
根据教学要求及具体讲授专业情况，将本章节（第十四章第一节《DNA复制的基本特征》）安排为1课时（40min）。教学内容设计为：新课导入（5min），主要内容教学（30min），归纳总结（5min）。整体采用“总―分―总”的模式推进。
首先引导学生对已学知识回顾、总结，将《生物化学》大致分述为三部分，前两部分已完成学习，而后接触到遗传物质传递（分子生物学）部分相对较为微观、抽象，联系中学阶段已接触到的重要概念――“中心法则”进行讲解。其次通过“中心法则”叙述的DNA、RNA、Protein引出三条主线，而本次课程讲授DNA的生物合成。最后利用“复制叉”串联第一节DNA复制基本特征。
三、说学法
课堂上主要采用课件加板书形式呈现教学内容。利用学科特点（从实验归纳出结论）从经典实验入手，学习DNA复制的三个基本特征。同时，利用“复制叉形象的记忆，达到课后复述、应用目的。
四、说教学过程
1、引入（5min）
回顾中学阶段“中心法则”内容，构建基本学习框架，即DNA、RNA及蛋白质相关内容。本课时以DNA复制的基本特征为主。通过引导学生对相关经典实验回顾、分析，梳理DNA复制基本过程，导出“复制叉”概念。
2、讲授新课（30min）
围绕“复制叉”，以课件加板书的形式呈现其图例。依次结合常用实验技术（同位素标记、示踪，密度梯度离心，放射自显影等），从经典实验中得出相关结论。教学过程以启发式为主，给予学生充分的时间思考，理性推导，自我总结。从原核体系入手，由简到繁，将相关结论推及真核体系。全过程充分调动学生积极性，避免“填鸭式”，增加讲授趣味性。
3、归纳总结（5min）
DNA复制的基本特征是复制过程的综合提炼，利用“复制叉”这一重要概念将全过程串联，便于学生记忆的同时，也能拓展涵盖相关知识，如冈崎片段、前导链、后随链等。
参考文献：
[1] 查锡良.药立波.生物化学与分子生物学学[M]. 北京：人民卫生出版社，2013
[2] 唐炳华. 生物化学[M]. 北京：中国中医药出版社，2012
[3] 林 凡.高冬.王一峥.等.生物化学“糖代谢”说课设计方案[J].卫生职业教育，2013，13：54-55
分子生物学概括范文3
[主题词] 神经节,感觉/生理学;经络实质;信息交流;感觉神经特异蛋白29KD
Approach to Meridian Essence and Mechanisms from Molecular Biological Specificity of Sensory Nerve Specific Protein 29KD
Meng Fanxun,Shao Zhengyi,Xu Jiliang (Laboratory of Neurobiology,Nantong Medical College,Jiangsu 226001)
[Abstract] According to molecular biological specificity of the specific protein 29KD,the authors hold that the meridian essence is “29KD protei n bridgeconnecting” sensory nerve endings,forming the hypothesis of transdermatomere information transfer,and synergim of meridians and the center forms the most important regulative system of the organism.
Key Word Ganglia,Sensory/physiol;Meridian Essence;Communication
经络学说是中医学基础理论的重要组成部分,近几十年来,众多学者对其实质及作用机理进行了广泛深入的研究,取得了若干重大进展,但至今尚未完全揭出谜底[1]。笔者根据新发现的感觉神经特异蛋白29KD的已被认知的分子生物学特性,结合多年研究经络心得,对经络实质及作用机理进行初步探讨,提出经脉的“29KD蛋白桥接”的假说,现介绍如下。
1 经脉的“29KD蛋白桥接”假说及主要依据
特异分布在浅感觉传入路径中的29KD蛋白,因其分子量偏小,并且以单体形式存在[2],在感觉神经末梢能够主动逸出或被动释放,相对游离于感觉神经末梢周围,并且与相邻的处于同样游离状态的29KD蛋白分子相互联系,构成感觉神经末梢跨皮节联接的“桥”,从而形成传递信息的经脉线。29KD蛋白分子的逸出、释放以及分子间相互联系需肥大细胞等细胞释放活性物质参与,使29KD蛋白分子间构成线性缔合或分子表面发生交联反应形成多聚体。因此只有具备这种微环境的区域,29KD蛋白才能发挥桥接感觉神经末梢的功能。
11 29KD蛋白分子生物学特性29KD蛋白是近年来顾晓松等发现的感觉神经特异蛋白,电泳结果显示,29KD蛋白的PI=7.8,免疫组化方法显示,29KD蛋白仅出现在脊神经的一级感觉神经元的胞体与突起中,并呈现特有的分布规律,即后角周缘、背根神经节与周围神经皮支中,与浅感觉纤维分布及投射路径相一致[2,3]。曹铮等还观察到,当切割一侧坐骨神经后,同侧脊髓后角Ⅰ～Ⅱ板层中29KD蛋白含量明显减少,据此认为,29KD蛋白可能与伤害性信息传入功能相关[4]。刘番等已把29KD蛋白作为鉴别感觉神经元及其纤维的标记物用于临床[5],这些给我们强烈的提示,要寻找将刺激(物理性、化学性) 信息从一个神经元的轴索终末传给另一个神经元轴索终末的中间物质,29KD蛋白分子应引起经络研究者的充分注意。仅从分布的特异性及传输复杂信息、能量等要求分析,以往有学者推测的SP等神经肽类物质很可能只是支持29KD蛋白发挥桥接功能的“工作平台”。由于29KD蛋白是可溶性蛋白,加之该蛋白的性质不稳定[6],因此在组织切片 中保持干燥、不变性,并且被化学染料着色显示是极其困难的。
12 神经末梢跨节段信息传递的特点赵晏、朱笛霓等研究表明,神经末梢具有跨节段传递信息的现象[7,8],邵政一等采用药物“探针”,探索经络性能,认为穴位药效发生与外周、中枢神经系统完整性无依存关系[9]。张保真的“轴索反射接力联动”假说,就是基于神经末梢跨节段传递信息实验研究结果[1]。因此探讨“29KD蛋白桥接”感觉神经末梢,作为物理、化学刺激的接受体,形成纵轴信息传递,也是上述研究思路的继续和发展。
13 循经线上皮肤低阻抗、经穴类半导体特点祝总骧等发现经线上皮肤呈现低阻抗点以及负电极敏感的现象[10]。如果从29KD蛋白分子生物学特点探讨,就能够对这种现象进行解释,29KD蛋白等电点为78,在机体组织中,29KD蛋白是处在低于等电点的pH环境中,带正电荷,在电场中向负极移动。因此29KD蛋白桥接通道,是带正电荷的具有一定导电能力(半导体)的通路,在相应的皮肤位置上呈现高电位。在探测仪器的直流正电极处,皮肤阻抗会加大,直流负电极处,皮肤阻抗变小,导致负电极敏感现象出现。这与邵政一等发现经穴具有类半导体作用机理是一致的[11]。29KD蛋白桥接通道,可能与体表不是等距离平行走向,因而在经线皮肤上测得低阻抗点不能成线性分布。同样,据此也可以对经脉线的热学、光学、声学、磁学特性、同位素示踪及其它一些假说探讨出合理的解释。
2 “29KD蛋白桥接”作用机理
当机体受到内部或外界刺激时,一方面通过感觉传入纤维刺激对应中枢发出调控信号,立即引起神经体液调节进行应激反应。另一方面,通过29KD蛋白桥距皮节传递刺激信息,更大范围的感觉传入纤维向中枢传递信息,经中枢整合传出,既对神经体液调节进行量效总调控,又关联激发众多组织器官进行群体/整体性的联动反应。以维持组织器官代谢功能整体性的动态平衡。整个过程既有外周实质性循经传递,也有中枢机能的发挥。如果29KD蛋白桥被阻断,经脉信息不能扩布,中枢也就难以进行整体性调控,机体功能就会失衡紊乱,出现病症。“通则不痛,痛则不通”,就是根据中医理论对经脉―中枢总调节作用的准确概括。刺激穴位引起活性物质分泌,增强29KD蛋白桥接功能,经脉信息通过量增多(能量输送增加),引起强力的联动应激反应,以达到镇痛治病的目的。29KD蛋白桥传递的不仅仅是生物电信号,而且能够输送多种离子态物质或小分子物质。这种输送不以29KD蛋白移动被携带,极有可能是通过29KD蛋白接力(共振)转送,诸如循经得气感、经穴注射放大效应等,才能由此而产生。笔者认为从感觉神经特异蛋白29KD的分子生物学特性入手,探讨经络实质及作用机理是一个极具挑战性的研究新方向。
3 参考文献
1 胡翔龙.中国经络研究十年.中国针灸,1999;19(7):389
2 蒲小平.兔感觉神经特异蛋白的纯化及稳定性观察.生物化学与生物物理进展,1997;24(5):465
3 Gu XS,Zhang PY,Yan ZQ,et al.Rapid Jmmunostaining of Live Nerve for Identification of Sensory and Motor Fusciculi.Chi Med J.1992;105(11):949
4 曹铮,等.脊神经感觉神经元特异蛋白的研究.中国神经免疫和神经学杂志,1997;4(1):1
5 刘番,等.分子免疫染色法鉴别人体周围神经感觉纤维的实验研究及临床应用.中华外科杂志,1996;12(1):5
6 蒲小平.脊神经节感觉神经特异蛋白的分离纯化和鉴定.生物物理学报,1999;15(2):465
7 赵晏.大鼠感觉神经末梢间的跨节段信息传递.西安医科大学学报,1996;17(2):140
8 朱笛霓.蛙背“膀胱经”皮神经末梢兴奋传递的激发.上海针灸杂志,1998;17(1):30
9 邵政一.“内关”穴位注射胰岛素对去臂丛神经小鼠、STZ―糖尿病小鼠的降糖作用及其对胰高血糖素拮抗作用的研究.现代应用药学,1987;4(4):7
10 祝总骧.针灸经络生物物理学.北京:北京出版社,1989:189
分子生物学概括范文4
Abstract: Human movement science is a young branch discipline in the river of science development. It explores life's mysteries from all the levels of body movement and their relationships. It covers body's movement regulation in motion condition. From the development course and characteristics the effect of advanced scientific instruments and techniques are very important. It gets more quickly development as interactive permeation and comprehensive research of modern science. The popularity of national fitness and the improvement of China's sports level make human movement science continuously innovation in new area, which producing many scientific research with high level.
关键词： 运动人体科学；研究特征；进展
Key words: human movement science；research characteristics；progress
中图分类号：G804.21文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）28-0267-02
1 运动人体科学概述
1.1 运动人体科学概念 运动人体科学是研究体育运动与人的机体的相互关系及其规律的学科群。包括运动解剖学、运动生理学、运动生物力学、运动生物化学、保健康复及运动医学等学科。它是经过有关专家酝酿，讨论后于1997年在原学科专业目录基础上概括拓宽而形成的专业。
1.2 运动人体科学的研究对象 运动人体科学以人体为研究对象，研究人体在运动过程中机能活动的变化特点、规律和与外界环境的关系，有助于增进健康、提高人体机能能力的一门科学。人体是一个复杂的动态的整体，从宏观看是由细胞、组织、器官、系统组成；从微观看细胞又是由细胞器、生物大分子、分子、原子等组成。因此，我们研究运动人体科学时，要运用整体的、系统的、时空的观点去理解人体运动，这样才能更好地揭示其实质与规律。[1]
1.3 运动人体科学的作用 运动人体科学知识和技能在全民健身和竞技体育中有十分重要的作用。运动人体科学的理论和方法可为促进人体健康、增强体质、防治疾病及运动康复等提供必要的生物学基础知识及实践技能，也可对运动员选材、动作技术分析、机能评定与训练监控、延缓运动性疲劳及促进恢复、合理营养等提供必需的科学依据和技术支持。
2 运动人体科学的研究特征
2.1 以系统整体观点综合宏观与微观研究 运动人体科学的研究与科学技术的发展息息相关。回顾运动人体科学的早期研究，受当时科学水平的限制，集中在耐力运动的生理机制、运动与环境生理反应、运动与营养、衰老和高海拔气候的应激性等宏观研究。随着近代医学理论、生物技术和仪器设备的发展，运动人体科学的研究进入了微观研究时代。肌肉活检、电镜观察、微电极生理和超微量分析等技术的诞生，逐步把现代运动人体科学研究的视野带进以分子为基础的微观世界。
20世纪分子生物学的建立，开辟了现代运动人体科学从本质上认识运动机体规律的全新局面。21世纪运动人体科学研究中若干重大学术前沿问题的研究，如功能基因组学、蛋白质组学、信号转导、受体、细胞凋亡、离子通道等基础研究和基因选材、基因治疗、低氧训练、营养调控、疲劳消除等应用性研究也不断深入到细胞、亚细胞与分子水平的宏观与微观结合研究。
2.2 从多层次、全方位开展跨学科研究 运动人体科学是一门应用性学科，随着基础研究在科学前沿全方位拓展，以及在微观和宏观层面的深入发展，许多运动人体科学研究课题的范围、规模和复杂性远远超出本学科的能力，必须依赖于不同学科之间的交叉与融合，从其他学科汲取营养才能在前沿领域酝酿新的突破。
运动人体科学借助体育学、生物学、医学、计算机科学与人文社会科学等生命科学和非生命科学之间的有机交叉，促进整个运动人体科学领域从分子水平到整体水平的全方位跨学科研究，活体内分子识别的实时、动态分析，在运动状态下研究生物大分子间相互作用定量、动态规律等。运动人体科学与其他学科之间进行高度的交叉、协作、融合与协同将推动运动人体科学自身的发展。
2.3 依托基础性研究突出应用特点 早期运动人体科学研究领域主要以运动代谢与心肺功能等应用研究为主。顺应现代分子微观水平科技发展，运动人体科学在分子、细胞和生物体等多个层次上全面揭示生命现象的本质。在细胞和分子水平上探讨运动对机体功能活动影响的基本问题，注重从整体水平研究运动对人体生理功能活动影响的基本问题，注重从整体水平研究运动人体生理功能影响及其调控机制，例如信号传导途径、神经―内分泌―免疫网络理论、细胞凋亡等基础研究的理论成果对运动实践中的应用研究具有指导和启发作用。
2.4 研究基础与应用研究交融并举 当今，运动人体科学的基础研究与应用研究交融并举的互动关系十分密切。运动人体科学在高住低训、中药结合运动免疫、抗疲劳研究中有关中医药的作用及机理、运动训练的效果监控等基础研究进行的如火如荼。另外，在传统中医药对运动员的体液免疫功能调理、针刺镇痛与运动疲劳损伤机制、激光运动医学研究、运动技术的生物力学诊断、体育锻炼健身防病治病机理的研究等领域，也逐步形成了若干具有重要科学意义和应用前景的研究领域，通过基础和应用研究的融合贯通充分发挥基础研究的应用价值。
2.5 研究手段借助先进仪器设备和技术 运动人体科学研究水平的突飞猛进得益于20世纪后期先进实验技术和仪器设备的普及应用。20世纪分子生物学和生物技术发展中多个重大的里程碑，如DNA双螺旋结构、DNA的重组和转化、聚合酶链反应技术的突破以及纳米科技、生物芯片等技术的广泛应用，也奠定了运动人体科学实验技术的基础。
分子生物学概括范文5
关键词：生物化学；备课；教学改革
中图分类号：Q5-3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）09-0194-02
生物化学是生物医学领域的重要基础学科和前沿领头学科，也是医学生必修的一门重要基础课程。其在医学教学中的作用和地位也显得尤为重要，因此，做好该课程的教学工作对于培养优秀的医学人才具有重要的意义。由于生物化学课程所涉及的知识体系庞大，并且许多知识点抽象难理解，因此，该课程成为学生评价出的学习难度较大的一门医学基础课，这给教师教学工作带来了极大的挑战，尤其是对于新进教师。新进教师的教学经验少，对教学内容的理解和教学重点难点把握不够好。因此，作为生物化学课程的一名新进教师，想要胜任教学工作，提高教学效果和质量，必须做好教学前的准备工作，这不仅要求做好课件那么简单，而是涉及到各方面内容的准备。本文将从以下几个方面浅谈地方医学院校新进教师如何做好生物化学课程的准备工作。
一、树立强烈的教师责任感
医学院校新进教师多数都肩负有较重的科研任务，并且面临着从学生转变为教师的角色转换，教学经历缺乏；尤其是担任医学主干课程生物化学的教学工作，新老师必须要有强烈的教师责任感，极高的教学积极性和高度的自信心，这是对学生负责任，也是胜任生物化学教学工作的关键。生物化学是研究生命活动的本质，其理论和技术已经应用于医学的各个领域，与疾病的发生、预防、诊断和治疗都有密切的相关性，它已成为现代医学的重要基础课程。新进教师自身认识到课程理论知识的基础性与重要性，将“上好一门课”作为教学过程中的重要环节，将成为课程教学前备课的动力，也是备好生物化学课程的重要前提。
二、了解教学对象的专业和课时数
在备课前需要充分的了解教学对象，根据不同的教学对象准备不同的教学案例及教学重点与难点。以重庆医科大学为例，开设生物化学课程的专业就有临床本科，临床七年制，儿科本科，儿科七年制，康复本科，医学影像技术本科，基础医学，食品卫生与营养学本科，护理本科，护理专科，麻醉本科，针灸推拿本科，生物信息本科以及成人专科、成人本科等各个专业。这些不同授课对象的基础知识以及对生物化学知识的理解和掌握能力都是有所差异的，并且不同的专业的教学大纲中规定的学时数也有所不同，分别有45学时，72学时和96学时。因此，在备课时就要充分考虑到这些情况。总的来说，生物化学课程的前三篇章的内容作为基本授课内容，包括生物大分子的结构与功能、物质代谢及其调节和基因信息传递，其他的生物化学L饽谌萑缪液生物化学、细胞信号转导、肝脏生物化学等章节可以根据专业和课时数进行合理安排[1]。
另一方面，在备课过程中要根据不同的专业准备不同的实例。比如面对临床的学生需要更多的列举生物化学知识与临床疾病相关的例子。譬如在讲到蛋白质结构与功能的关系时，可以举例镰刀形贫血病是由于人血红蛋白β亚基的第6位酸性氨基酸谷氨酸突变为中性氨基酸缬氨酸，导致原本水溶性的血红蛋白聚集成丝，相互黏着，使红细胞变形成为镰刀状而极易破碎，产生贫血。大量列举知识点与学生专业相关的实例，强化生物化学课程与专业学习的关联度，将大大提高学生对课程学习的主动性和积极性，十分有利于提高教学质量。
三、充分利用教学团队资源
新进教师进入地方医学院校，教研室成为课程理论教学的基本单元。在教研室对新进教师开展的培训过程中，积极汲取教学经验丰富教师的授课经验；通过教学团队开展的教学论坛、随堂听课、教案撰写、集体备课、教学互评等环节，丰富个人教学知识背景、提高个人教学技巧、养成自身教学方式和突出个人教学特色。充分利用教学团队的教育教学资源，对新进教师教学个性的养成具有极大的促进作用。
四、搜集教学资源并深入掌握教学内容
新进教师仅凭科研阶段掌握的生物化学知识来开展教学工作是远远不够的，必须对生物化学知识有更加系统、全面和深入的掌握与理解。因此，在课程教学前搜集相关教学资源、梳理理论知识体系、整理课堂教学思路成为备课过程中的重要内容。另外，将合理的教学技巧应用于相关的教学内容中，将有助于提交教学效果、活跃课堂氛围、促进学生积极性。同时，针对不同专业的教学要求，对教学内容进行难点与重点的详细划分，也成为备课过程中的重要环节。
值得一提的是，新进教师在进行教学资源学习与整合时，需要进行深入的思考与理解，将知识点与自身知识背景结合，通过列举实例加以引导，力争做到知识点明确、重难点突出、抽象概念形象化，这对明确学生学习目标和提高学生学习效果具有重要的推动作用。同时，注重教学重点内容的知识点拓展与相关教学内容的回顾，将成为巩固旧知识点、强化新知识点的有效手段。例如，对生物化学的教学内容可以概括为叙述生化、动态生化和分子生物学三部分，叙述生化主要是介绍生物大分子如蛋白质和核酸的结构与功能，以及与医学密切相关酶的化学组成和催化作用；动态生化主要介绍糖、脂和蛋白质三大营养物质的代谢，重点是分解代谢；分子生物学则是以中心法则展开的复制、转录和翻译等内容[2]。
五、学习并掌握现代化教学技术
目前，多媒体教学成为高校教师授课的重要方式。其中多媒体课件是课堂教学表现的主要方式。因此，多媒体课件的制作成为现今高校教师基本的教学能力之一。在生物化学教学过程中，简洁清晰、思路明确、知识点准确、重难点突出成为有效教学的基本要求。而丰富多彩的多媒体资源，例如图片、视频、动画等，将使得教学内容更加形象，教学环节更为轻松，教学效果更加显著。例如，糖代谢途径和生物氧化过程等内容，通过视频或动画的展示，将使得学习内容更加直观与生动，有助于学生的理解和记忆。
微n指按照新课程标准和教学实践要求，以视频为主要载体，记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点（主要是重点难点和疑点）或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程，微课已广泛的应用于高校教学工作中，且已取得较好的教学效果[3]。因此，新教师积极掌握制作微课的技术，探索微课教学的模式，并将其应用至生物化学的重难点的教学过程中，对丰富教学内容、形象化教学知识点具有较好的效果。
总的而言，生物化学虽然知识点繁多抽象、知识体系复杂，但是只要新进教师充分开展课程教学前的备课环节，树立高度的教师的责任感，充分利用教学团队资源，全面系统的掌握教学内容并通过合理的教学技巧与教学方式开展教学工作，必将取得良好的教学效果与教学质量。
参考文献：
[1]宋方洲.生物化学与分子生物学（普通高等教育十二五规划教材）[M].北京：科学出版社，2014.
[2]卜友泉，汪长东，易发平，宋方洲.生物化学与分子生物学教学内容的优化整合[J].山西医学大学学报：基础医学教育版，2009，11（6）.
[3]雷云龙，张莹，张春冬，朱慧芳，李轶，卜友泉.微课在医学生物化学教学中的应用探讨[J].医学理论与实践，2016，（3）.
Experiences of Biochemistry Lecture Preparation of New Teachers in Local Medical University
CHEN Quan-mei1，2，LIU Xian-jun1，2，BU You-quan1，2
（1.Department of Biochemistry and Molecular Biology，Chongqing 400016，China；
2.Molecular Medicine and Cancer Research Center，Chongqing Medical University，Chongqing 400016，China）
分子生物学概括范文6
关键词： 弱化学作用 生物催化 生物信号 基因表达
生命世界是由元素及其化合物组成的物质世界，生命世界的结构体系符合化学的基本规律。生物体系中的化学作用可大致分为两类：一类是以共价键为主的强化学键，例如连接葡萄糖分子的糖苷键，连接甘油和脂肪酸分子的酯键，连接氨基酸分子的肽键，以及连接核苷酸分子的磷酸二酯键等。另一类则是以非共价键为主弱化学作用，包括氢键、范德华力、疏水相互作用等。本文并未从化学角度详细阐述上述弱化学作用的本质，而是立足于生物化学功能的角度，比较详细地阐述了弱化学作用在生物分子的维持、生物催化、生物信号和基因表达等方面的作用，旨在说明弱化学作用在生命活动中的重要性。
1.弱化学作用与生物分子的维持
蛋白质和核酸是最重要的生物大分子，其作用涉及生命活动的方方面面。从一级结构看，蛋白质是由许许多多氨基酸通过肽键连接而成的长链，有些蛋白可能带有不止一条氨基酸链。核酸则是由核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的长链，其中DNA是双链，RNA是单链。肽键和磷酸二酯键构筑起蛋白质和核酸的共价结构。但是，仅仅有共价结构，这些分子还不能真正表现出生物活性，它们的生物活性依赖于由大量弱化学作用构建起来的特定的空间构象。理论上，由于构筑生物大分子的许多共价键都在一定程度上允许连接在它们上的原子发生旋转，因此这些大分子在随机热能的影响下能折叠缠绕成的空间构象几乎是无限的，但事实上，每种生物大分子总是只存在一种特定的具有生物学活性的天然构象，这得益于这些分子中广泛存在的弱化学作用[1]。尽管单独的弱化学键强度不大，但大量的弱化学作用堆积起来，造就了生物大分子最为适宜的空间形态，使它们能够维持自身的稳定并顺利地执行生物学功能。由肽键串联起的多肽链按照一定的顺序盘曲折叠，就形成多肽链特定的二级结构，例如α螺旋、β折叠、β转角等，这些二级结构的进一步组合，就逐渐形成空间构象更加复杂的球状亚基，即蛋白质的三级结构，某些蛋白质还存在四级结构，即由多个球状亚基相互缔合，形成更大更复杂的多亚基聚合体。只有形成特定的空间构象，蛋白质才能执行它的生理功能，而这种构象的形成和稳定都需要弱化学作用的维持。由磷酸二酯键串联起的多聚核苷酸链，也需要在弱化学作用的维系下形成特定的构象。例如DNA的双螺旋构象，是它执行各种生物学功能的结构基础。而看似简单的单链RNA，也在弱化学键的作用下折叠成各种局部的二级结构，以此完成它的并不简单的生物学使命。
2.弱化学作用与生物催化
生物最基本的特征是新陈代谢，新陈代谢是生物体内全部化学反应的总和。生物体内如此复杂的化学反应之所以能够高度有序地进行，是因为细胞内无处不在的一种极为高效的生物催化剂――酶的作用。酶的两项重要功能：选择特异性底物和完成催化反应都离不开弱化学键的作用。酶分子的活性中心包括底物结合部位和催化部位两部分，前者决定酶结合底物的专一性，后者催化新化学键的形成。酶的活性中心只占整个酶分子的一小部分，但其功能的发挥离不开由弱化学作用构建起来的整个酶分子的空间构象。底物通常结合到酶分子表面的特定口袋中，这种特异性的口袋是由弱化学作用维系的，它具有极高的分辨能力，可以顺利区分两种相同氨基酸的旋光异构体。酶与底物的结合也不是机械的靠近，而是需要酶分子，或者某些情况下酶分子和底物分子都改变自身的构象，通过弱化学作用重排出一个更加适宜的构象来实现。酶与底物的这种结合过程称为诱导契合。在酶的催化下，某些在体外极难发生的化学反应，却可以在温和的细胞环境中高效地进行。这是因为酶分子为这些反应的进行创造了极其有利的微环境。许多酶分子中，直接参与化学反应的基团很少，却有大量的基团通过弱化学作用为反应的发生创造条件或者是用于维持酶分子自身构象的稳定。例如在溶菌酶的催化机制中，直接参与反应的只有Glu■和Asp■，但整个溶菌酶分子通过弱化学作用为这两个基团创造了极其有利的微环境，使得Glu■位于非极性区而Asp■位于极性区，这有利于活性中心的稳定和催化反应的顺利进行。此外，弱化学作用还参与了一些酶分子活性的调节过程。总之，细胞内生物催化的实现离不开酶分子本身及酶分子与底物分子或其他分子之间的弱化学作用[2]。
3.弱化学作用与生物信号
生物催化作用使得细胞内纷繁复杂的化学反应能够高效有序地进行，但是，由于生物体处于复杂多变的环境中，因此需要经常根据环境的变化而对细胞内的代谢活动进行调节，这个过程是通过生物信号的传递来实现的。激素是最重要的一类生物信号，人和动物的激素是由某些内分泌腺合成的，通过血液循环运往全身，并在特定的组织处引发特定的生理效应。由此可见，生物体内的各个组织，都生存在一个充满信号的环境中，但是这些组织必须对周围环境中的信号做出筛选，即从胞外复杂多变的信息流中选择自己需要的信号传递下去，以启动期待的应答。这个过程是通过配体与受体的结合来实现的。胞外存在的各种信号分子都是配体，而这些配体必须首先在特定的靶细胞表面或靶细胞内找到相应的受体，而后才能将它所携带的信号传递下去。配体与受体的结合是一个由弱化学作用介导的分子识别过程。合适的配体由于在分子性状上与受体表面的某些区域互补，因此能够与受体形成比较稳定的弱化学作用，不合适的受体则由于空间效应无法靠近受体，因此无法与受体结合。配体与受体的结合具有重要的意义，它使得不同的细胞能够有选择地接收并传递针对自己的信号，从而避免了生物信号传递的混乱。弱化学作用在生物信号传递中的另一个重要作用是它介导了信号转导中许多重要的分子识别过程。一些信号转导过程中的关键组分带有某些特殊的结构域，例如SH■结构域、SH■结构域等，这些结构域可通过弱化学作用与其他某些结构域结合。带有上述结构域的信号转导组分可在弱化学作用的维系下结合成一个个巨大的分子支架，成为细胞信号转导通路中的一个个重要的节点，从而介导了细胞内不同信号通路之间的串扰及对细胞信号转导过程的调控，使得细胞内的信号传递更加精准有序[3]。
4.弱化学作用与基因表达
一切生命活动从根本上是基因选择性表达的结果。基因表达的核心事件可概括为转录和翻译两个过程，但是，为了确保这个细胞内极其重要的生命活动精确可控地进行，还有大量的分子生物学事件伴随着基因表达过程的始终，而这些事件无不依赖于生物大分子之间的弱化学作用。
转录的起始首先需要顺式作用元件和反式作用因子间的相互识别。顺式作用元件是指DNA上位于转录起点附近的一些DNA序列元件，例如启动子、增强子、弱化子等。反式作用因子是能与特定的顺式作用元件结合，对基因表达起调控作用的蛋白质，例如数量众多的转录因子等。顺式作用元件在结构上是双螺旋状态的DN段，这些双螺旋DNA的大沟和小沟中存在着大量的氢键受体和供体，而作为反式作用因子的蛋白质分子的特定区域又带有相应的氢键供体和受体，因此以氢键为主的弱化学作用便可介导顺式作用元件与反式作用因子的结合。例如真核生物在转录尚未开始时，一个特定的转录起始因子TFIID通过将一个β折叠片段插入DNA双螺旋的小沟，实现其与启动子序列的结合[4]。在这之后，在大量的弱化学作用的帮助下，RNA聚合酶和其他转录起始因子便在启动子周围聚集并组装，转录便因此而起始。
在转录的过程中，RNA聚合酶通过催化磷酸二酯键的形成，不断地向正在延伸的新生RNA链中添加核糖核苷酸。不断前进的RNA聚合酶也被大量的转录因子包围，这些转录因子一方面通过弱化学作用为RNA聚合酶创造了良好的微环境，提高了转录效率，另一方面通过弱化学作用募集其他因子，逐渐开始对原始转录产物进行加工。由于真核生物的基因是不连续的，编码蛋白质的外显子被不编码蛋白质的内含子隔开，因子真核转录产物需要经历一个“内含子剪接”的加工过程。剪接过程的化学反应十分简单，就是两次连续的转酯反应，但是，这个过程的实现离不开依靠弱化学作用装配起来的庞大剪接复合体，以及由它创造的适宜转酯反应进行的微环境。
蛋白质的翻译过程较RNA的转录更加复杂，因为它需要将4个字母的核苷酸语言解码为20个字母的氨基酸语言，而在这个复杂的转换中，弱化学作用也起到了至关重要的作用。tRNA是翻译过程中的信息解码器，tRNA本身是一段不长的RNA链，却折叠成复杂的空间结构以适应它的各种功能。在翻译过程中，tRNA的作用是将自身携带着的氨基酸分子搬运到由mRNA上的密码子指定的位点，在这里氨基酸可以掺入正在延伸的多肽链中。tRNA上的反密码子通过氢键与mRNA上的密码子配对，并因此将mRNA上的密码子顺序转变为多肽链中的氨基酸顺序。在tRNA执行它的使命之前，首先需要氨酰-tRNA合成酶将特定的氨基酸连接到特定的tRNA上。氨酰-tRNA合成酶需要借助弱化学作用执行两项筛选功能。第一，它需要选择并结合正确的氨基酸。氨酰-tRNA合成酶分子上有一个结合氨基酸的催化口袋，由于弱化学作用的存在，正确的氨基酸与这个催化口袋结合的能力明显高于其他氨基酸，这使得正确的氨基酸能够优先与合成酶结合。但是，这种筛选机制在面对形状大小都差不多的两个氨基酸时，就不再那么灵敏了。例如，缬氨酸和异亮氨酸都可以进入异亮氨酰-tRNA合成酶的催化口袋，但是，在随后的步骤中，缬氨酸由于体积相对较小，可以再进入异亮氨酰-tRNA合成酶的另一个编辑口袋，而异亮氨酸则由于体积较大而无法进入这个口袋，缬氨酸进入这个口袋后将被水解掉。由此可见，氨酰-tRNA合成酶通过如此精密的机制来确保它所携带的是正确的氨基酸。氨酰-tRNA合成酶执行的第二项筛选是将已经选好的氨基酸连接到相应的tRNA分子上。氨酰-tRNA合成酶能够识别一组同工tRNA，这可能涉及氨酰-tRNA合成酶与tRNA分子某些空间结构的识别，科学家将氨酰-tRNA合成酶识别tRNA的规律称为第二套遗传密码，这套遗传密码远比第一套遗传密码复杂，人们至今还无法破译，但可以确定，在这里起主要作用的，仍然是酶与tRNA分子间的弱化学作用。
多肽链的合成是在核糖体上进行的。核糖体是由RNA和蛋白质组装而成的超分子机器，核糖体组分之间普遍存在的弱化学作用，不但稳定了核糖体的结构，而且在核糖体的大小亚基接触面上创造出了几个重要的活性位点，使多肽链合成时的进位、转肽、移位反应能够顺利进行。多肽链合成后需被运送到细胞内特定的位点。某些多肽链在开始合成后不久，就在信号肽的作用下转入内质网中，在内质网中一边继续合成一边开始加工，这样的机制称为共翻译运输。在共翻译运输中，新生的肽链通过一种特殊的机制被引导入内质网中，并在内质网中逐渐折叠出特定的空间结构，而后再被送入高尔基体进行进一步加工，最终被送入细胞的特定场所或分泌到细胞外，这些过程都离不开弱化学作用的支持。其他有些多肽链则是在细胞质中游离的核糖体上合成的，而后再在特定信号序列的作用下转移至线粒体或者叶绿体中，这称为翻译后运输。根据携带信号序列的不同，翻译后运输的蛋白质或者入线粒体或叶绿体膜，或者进入线粒体或叶绿体基质，也或者进入线粒体或叶绿体的膜间隙中，而这些蛋白质的分选行为，也离不开弱化学作用。由此可见，从特定的DN段开始转录，直到新合成的多肽链折叠完成并运向特定的部位，弱化学作用在基因表达的全过程中无处不在，它们是维持基因表达过程顺利有序进行的重要力量。
参考文献：
[1][美]艾伯茨，等.张新跃，等译.细胞的分子生物学[M].北京：科学出版社，2008.
[2]王镜岩，朱圣庚，徐长法，等.生物化学[M].北京：高等教育出版社，2003.
