分子生物论文第1篇

关键词：分子生物学；课程教学；改革研究；创新生物学人才

分子生物学的目标是在分子水平上阐明细胞活动的规律，从而揭示生命的本质[1]。虽然它在生物类专业课程体系中充当着重要角色，对生命科学的发展起着至关重要的作用，但是分子生物学的教学却因为课程内容多，学科交叉广，理解难度高，信息量大，知识更新快而使教学效果差强人意，集中表现为教师授课难和学生学习难。这种现状不但困扰着老师和同学，也与大学培养高素质创新型人才的目标不相适应。如何克服分子生物学课堂教学的“瓶颈”？本人在从事十多年的分子生物学教学过程中，努力研究和探索多种形式的教学改革，力求提升教学效果和教学质量。

一、教学内容的合理组织

分子生物学的教学除了选用好的教材，制定完善的教学大纲，如何组织教学内容是教学的一个非常重要环节[2]。教学内容呈现给学生的应该是完整、清晰的、有层次、条理的知识。我们在组织教学的过程中，首先从提高自身学科素养着手。“一本教材书，数种参考书”，除分子生物学国内、国外各类版本外，与分子生物学相互交叉和渗透的其他学科，如细胞生物学、生物化学、遗传学，我们也都进行了系统的学习和强化，不断夯实专业知识、拓展专业领域，基本构建了分子生物学完整的知识体系，具备了对教材处理的前提。既避免了教学中各学科的重复，也进一步凝练了知识。此外，我们还通过网络教学平台向全国优秀教师学习，在不断的探索中总结出了教学内容合理组织的一些思路。1.思维导学模式。在DNA复制教学环节，知识点多，并且较分散，很容易在教学中造成学习困难和知识混淆的现象，针对这章教学的特点，我们采用了思维导学模式，收到了非常好的教学效果。2.重点、难点解读。本科教学形式多样化，也更提倡学生的自主学习，但并不是淡化了教师的教学，反而对教师提出了更高的要求[3]。教师必须围绕每堂课的教学目的，合理组织和引导学生理解并掌握教学的重点和难点内容。比如在讲解染色体端粒末端修复机制中，教师首先要从教材的知识结构中梳理出重点。染色体端粒末端修复机制的知识点包括：（1）引物切除造成的遗传信息缺失；（2）端粒末端的特点；（3）体细胞和性细胞末端修复机制的不同；（4）DNA结构的变化；（5）端粒酶的修复机制。梳理知识点后，总结教学重点：一是引物切除后损伤修复在体细胞和性细胞中的不同；二是四链DNA结构；三是端粒酶的修复机制。其中端粒酶修复机制的讲授是学生学习的难点。难点集中在端粒酶的性质和修复发生的过程。经过对教学内容中重点和难点的准确把握和合理组织，教师才能在课堂教学中突出重点、突破难点，让学生的课堂学习无障碍。

二、教学方法和手段的改进

教学方法的推陈出新，是教学改革的重要内容[4]。为发挥学生作为教学主体的能动性，我们根据具体的教学内容设置了启发式、联想式、探究式等多种教学方法[5]，让学生参与到教学过程中，不仅活跃了课堂气氛，而且在分享知识的同时，更注重教会学生灵活掌握学习的方法。

1.启发式教学。启发的目的在于举一反三，触类旁通。针对每一次的课堂教学，设计一些抛砖引玉的问题，供学生思考与讨论，这成为了分子生物学理论教学的重要组成部分。如进行到真核生物基因表达调控学习环节，提出甲基化修饰的生物学意义，这个问题覆盖范围广，涉及到了DNA复制的调节、蛋白质和DNA甲基化修饰对基因表达的调控，以及Epigenetic（表观遗传学）方面的知识。通过提出问题—讨论分析—不断启发—再讨论分析—归纳总结—解决问题这一系列的互动教学活动，充分调动了学生课堂学习的主动性和积极性，在不断的讨论分析中通过展示不同的思维、发表各自的观点，不但有利于促进学生在学习中发现问题、解决问题，而且有利于学生通过对基础知识的消化、理解来达到理论的升华、拓展[4]。

2.联想式教学。分子生物学是在生物化学、细胞生物学和遗传学的基础上发展而来[6]，因此知识相互交叉、相互渗透。在授课的过程中，教师一方面要避免重复，一方面要通过联想知识点适时培养学生的发散性思维，提高学生对知识的迁移能力和整合能力。如在讲解化学修饰对基因的表达调控时，将细胞生物学中的信号转导有机结合，使学生了解基因表达调控对细胞信号转导的作用机制。

3.探究式教学。在分子生物学教学中，每一个理论知识的背后都是科学研究的重大突破。如确定遗传物质是DNA的两大经典实验，我们以探究的形式呈现教学内容，从实验设计，到结果显示，再经过讨论分析并得出结论，以课题研究的角度，研究人员的身份引导学生进入学习角色，将学科概念、理论产生的起因和过程展示给学生，启发学生努力探索，走近科学，让学生从中领悟知识形成的探究性和科学性，逐渐培养具有创新意识和能力的高素质研究型人才。4.多媒体多样化教学。分子生物学的教学内容具有微观性、复杂性、抽象性和动态性。传统的教学手段无法满足教学的需求，而多媒体技术则具有声像俱佳、动静皆宜的特点[7]，是传统教学无法比拟的。多年来我们不断补充和完善教学手段，逐渐形成了独具特色的多媒体教学课件。多媒体图像处理清晰直观，文字表述简洁明了、主题突出。课件中的图像来源于国内外的网络数据平台。如讲述DNA半保留复制机理时[8]，首先将DNA可能存在的几种复制方式用图像展现，并利用Meselson和Stahl设计的DNA复制同位素示踪实验和密度梯度离心实验来进行结果验证，引导学生明确掌握DNA半保留复制特点，并结合文字，通过图文并茂的多媒体课件，将教学内容中的背景知识、基本概念、基本理论，以及静态、抽象的微观知识清晰讲解。多媒体课件动静结合、声像互动。对于生命过程中动态的知识点，比如DNA的复制、RNA的转录、蛋白质的翻译过程，可以将这些复杂的生命过程利用多媒体手段做成动画并配以文字和声像，形象直观地展现给学生，既加深了学生对知识的理解，也提高了其学习效率。

三、知识领域的拓展

分子生物学的教学内容除包含基础理论知识外，还有大量理论应用的研究方法部分。我们在教学中不仅仅将知识局限在教材中，利用课堂教学不断引导学生去了解本学科相关领域内的研究热点、最新进展、发展趋势[8]，以及生物技术在生产实践中的广泛应用。

1.专题讲座与专题讨论。专题讲座是教师根据教学内容，自己组织参考资料对教学内容的延伸与拓展。比如在讲授“SNP技术”时，先从遗传标记分析的发展着手，把一代、二代的标记分析做知识性的回顾，再将纳入教材的第三代标记分析“SNP”做详细的讲解，引导大家理解什么是单核苷酸多态性，核苷酸多态性研究的生物学意义以及在医学、农业、畜牧等多种领域的发展与应用。通过这种方式激发了学生的学习热情和求知欲，也使教师不断地进行知识的更新，及时了解本学科当前发展的趋势、研究的热点以及争论的问题。专题讨论则是以学生为主体，根据课程教学内容，组织学生就某一个专题自行查阅、组织文献资料，并在课堂上展开讨论[9]。比如在讲授基因重组的教学内容时，设计“转基因的利与弊”供学生讨论。引导学生思考基因工程药物和转基因动植物对社会产生的巨大影响，让知识离开课本走进生活，从而唤起学生学习的兴趣和探索未知领域的欲望。这不仅使学生更加深入、系统地理解所学知识，并且培养了学生灵活运用知识的能力[10]。

2.生物信息技术与数据库。生物信息技术已经发展成为分子生物学研究方法中不可分割的一部分，比如在“PCR技术”的专题讲座中，不仅要对实验目的、原理、操作以及应用进行讲解，还要特别对引物设计的生物信息技术进行补充，介绍学生对一些常规的生物信息技术软件Primer6.0、DNAman、Olig6.0、DNAS-tar、Cluster等有一个基本的认知度。在整个分子生物学的教学中，学生需要自行查阅和组织各种文献资料，因此，必须特别强调互联网资源运用的重要性。教师通过介绍中国知网、维普、清华同方、NCBI等几个常用资源库，使学生了解如何利用资源库进行查询，对互联网资源的熟练应用使学生的知识体系得以完善，学生通过自身的努力来提高信息收集和辨别的能力，培养了学生的自学能力。

四、教学改革中应该注意的问题

1.教师的专业修养与教学基本功。教师在教学中具有双重身份，既是一名导演，又是一名演员。作为导演，首先需要有最新的教学理念，整个教学过程中适时设问、适时讨论、适时启发。其次要有较强的课堂组织能力，根据学生的学习情况，把握课堂节奏，调动学生课堂学习激情，使教学有的放矢。否则会在教学中出现“启而不发”和论证条理不清的现象；作为演员，还要有良好的课程驾驭能力，通过教师扎实的专业知识、广泛的认知领域、全面的知识结构，呈现给学生的是一个丰盛的知识大餐，而不是一锅夹生饭。因此作为教师，必须从理论水平、科研水平、思维水平这3个方面提高教师自身的专业素质，此外，还要掌握适合自己的各项教学技能。

2.多媒体教学的合理应用。多媒体教学只是一种提高教学效果的辅助手段，是为教师的教学和学生的学习服务的，只有运用合理才可能达到好的效果。因此尽量避免在多媒体教学课件上出现过多的文字，否则多媒体成了教学活动中的主体，老师由照本宣科转变为扮演放映员和播音员的角色。学生的学习兴趣不高，教学效果也就适得其反。多媒体和传统教学只有合理地结合，取长补短，才能在课堂教学中体现出其真正的价值。总之，教学改革的目标是帮助学生建立学科知识体系，培养学生良好的科学素养，提升学生后继学习的能力。正如叶圣陶先生所说：“教师的教学，不在于给学生搬去可以致富的金子。而在于给学生点金的指头。”目前，我们关于分子生物学课堂教学改革还处于不断探索和实践阶段，除了需要不断地提高教师自身的学科修养和科研素质外，也以“夯实基础、拓展知识、增强能力、提高素质”[8]作为教学的目的和人才培养目标，努力在今后把教学工作开展得更加有生有色，为社会培养更多高素质创新型人才。

作者:武晓英 乔宏萍 张猛 吴丽华 郝雪峰 单位:太原师范学院

参考文献：

[1]朱玉贤，李毅，郑晓峰，等.现代分子生物学[M].第4版.北京：高等教育出版社，2012：1.

[2]戚晓利，张丽敏，薜春梅.分子生物学教学改革的探索[J].生物学杂志，2003，20（6）：51-52.

[3]朱虹.《分子生物学》教学改革的实践与思考———启发式教学和论证型教学的综合运用[J].安徽农学通报，2010，16（1）：190-192.

[4]许崇波.《基因工程》课程教学改革初探[J].大连大学学报，2005，26（6）：41-43.

[5]文静，申玉华，赵冰.高等学校分子生物学教学改革初探[J].吉林农业，2013，305（8）：92-93.

[6]王荣，刘勇，姜双林.高等师范院校分子生物学课程教学改革与实践[J].生物学杂志，2012，29（1）：100-102.

[7]张金岭.浅谈多媒体教学[J].教育与职业，2009，（30）：189-190.

[8]徐启江，李玉花.分子生物学教学改革与高素质人才培养[J].黑龙江高教研究，2007，158（6）：159-161.

分子生物论文第2篇

从2002年开始，我们结合我校人才培养目标及具体情况，制定了本科生《分子生物学实践》及《基因工程实践》的教学大纲，开设了相应独立的实践课程，设计了质粒提取、PCR技术、DNA电泳、限制性内切酶技术、DN段的胶回收、外源基因的连接及重组DNA的转化、筛选和鉴定等最基本需要掌握的实践。同时，我们还自编了内容详细、操作具体的实践教材。从2002年第一次开课至今已经过去了十多年，实践课取得了一定的成绩，根据课上学生上课情况和完成的实践报告上看，学生反应良好，能积极动手动脑并提出问题，实践报告也完成得认真、仔细。学生掌握了这些基本实践的原理和操作，对将来从事中药相关领域的研究工作有一定的帮助。但是在这十多年的教学实践中，我们也发现了问题，由于该课程的实践内容全都是验证性实践，实践设计为“教师包办型”，从试剂配制到操作步骤教师都已经准备好，学生只是按照规定的步骤按部就班地做实践就行了，在这样的教学模式下学生的行为受到限制，对教师和教材依赖性强，限制了发挥学生主动思维的空间。

二、改革实践教学内容，强调综合性和连贯性

由于验证性实践限制了学生发挥主动思维的空间，因此，必须建立分子生物学实践教学创新培养新模式，从验证性实践过渡到以设计性、综合性实践为主，重点培养学生在科研中的综合思维能力及实际动手操作能力，变被动灌输为主动思考，为学生今后进实践室从事相关领域的科学研究做准备。我们在改革中强调实践的综合性和连贯性，如学习重组DNA技术时，我们安排了5个实践：重组质粒的提取，DNA的酶切，DNA凝胶电泳及片断的胶回收，外源基因的连接，重组DNA的转化、筛选及鉴定。这五个实践包括了重组DNA技术的五个核心内容“分、切、接、转、筛”。我们把这5个实践串联成一个综合实践，使其具有连贯性。每次实践结束时的样品正好是下次实践的材料，这些实践将变成一整套前后关联的有机整体，一环扣一环，只有这5个实践全部操作成功了，才能最后得到自己需要的克隆。这种综合性实践使学生在整个过程中面临着挑战，也使最终成功得到产物的学生有成就感；不仅能培养学生综合实践操作能力，还能培养学生团结协作的精神和对科学研究的兴趣。

三、开放型教学模式，提高教学质量

在传统的实践课教学中，学生除了在规定的上课时间，机械地完成规定的实践任务外，几乎没有机会进入实践室，学生的主观能动性得不到发挥。开放实践室，为学有余力的学生提供更多时间和空间显得很有必要的。但对于多数中医院校来说，由于实践室资源紧张，在开放方面一直实行得不够。这次，我们尝试对学生开放实践室，鼓励学有余力的学生进入实践室，开展相关的分子生物学实践研究，取得了一些成绩。我们首先在课堂上向学生介绍本课程组教师在课题研究中所用到分子生物学实践技术。有不少学生对教师的科研课题感兴趣，我们组织感兴趣的学生，在业余时间来课题组和教师一起进行了相关分子生物学的实践研究。通过和研究生共同实践，加强了理论课的知识。其次，我们组织学生利用所学到的分子生物学知识，以小组为单位，通过课下查阅资料，完成了科研小课题的实践设计。学生在课堂上讨论了他们设计的小课题，通过教师评价并与教师一起讨论，调动了学生的学习兴趣，激发了学生活跃的思维，通过讨论进一步修正方案，使其更加完善。同时，教师利用业余时间，组织感兴趣的学生进行了正式实践。最后，在课堂中，我们抽出15分钟，让做实践的学生讲了具体实践的体会和出现的问题，与大家分享成功的快乐和失败的经验。学生听得都非常认真，讨论得也很热烈，大家都觉得这种实践教学模式非常好，增长了很多知识，如果时间允许，希望能多些这种实践教学模式。

分子生物论文第3篇

小麦是世界上的主要粮食作物之一，在农业生产中占有十分重要的地位。与其它农作物一样，由于在育种中大量使用一些相同的亲本，导致栽培小麦基因大量流失，使其遗传基础日益狭窄、遗传变异率低，对其产量和品质的进一步改良起着极大的限制作用。虽然在小麦的野生近缘物种中有许多改良小麦的优异基因，但将这些基因导入到普通小麦需要特定的一些技术和手段，而且效率较低。现有栽培品种和地方品种，特别是一些特异材料，是小麦的初级基因库，其中也含有改良小麦产量和品质所需的一些优异基因。从小麦的初级基因库向栽培小麦中转移基因不需要特定的技术和手段。因此，对现有小麦材料和小麦地方品种的遗传多样性进行深入研究和评价，有助于将其中的优异基因向小麦背景中转移，增加栽培小麦品种的遗传多样性。现代分子标记技术的进一步发展和完善，使得人们能够从分子水平对大量材料进行深入研究，详细揭示其遗传多样性。本研究利用APAGE、SDS-PAGE、荧光原位杂交技术（FISH）、RFLP、R、STS-PCR等常规和分子标记方法，对多小穗小麦新种质‘10-A’背景中的黑麦染色质及其对农艺性状的影响、中国特有小麦地方品种中的贮藏蛋白基因多样性、中国特有小麦地方品种群体间和群体内的遗传多样性及其遗传关系、中国高抗赤霉病小麦地方品种间的遗传多样性等几个方面进行研究，取得的主要研究结果如下：

1.利用APAGE、荧光原位杂交技术（FISH）、PCR和RFLP标记，对导入黑麦多小穗等性状创制的小麦新种质‘10-A’进行了分子检测。APAGE分析发现，‘10-A’与其他T1BL.1RS易位系一样，含有黑麦1RS的醇溶蛋白标记位点Gld1B3。用黑麦1RS的特异性PCR引物对‘10-A’的基因组DNA进行扩增，发现其也具有黑麦的1RS染色体。以黑麦基因组总DNA作探针，用中国春基因组DNA做封阻，与‘10-A’根尖细胞有丝分裂染色体进行荧光原位杂交，结果表明黑麦1R染色体的整个短臂（1RS）易位到‘10-A’中。用25个RFLP标记进行Southern分析，进一步发现10-A的1特异性限制片段发生丢失，代之以黑麦1RS的特异性限制片段，而位于其他染色体上的特异性限制片段未发生缺失。FISH和RFLP标记同时表明，‘10-A’中没有小麦4A-黑麦4R染色体易位。据此认为，多小穗小麦新种质‘10-A’属于T1BL.1RS易位系。同时，本研究还对‘10-A’的多小穗改良系进行了分子检测，发现他们均具有T1BL.1RS易位染色体。

2.对几种鉴定小麦背景中的T1BL.1RS易位染色体的常规方法和分子标记方法进行比较发现，APAGE方法是一种快速有效的方法，最易于在小麦育种选择中应用。

3.以来源于多小穗小麦新种质‘10-A’、普通穗型小麦品系88-1643和川育12号组配的三交组合‘10-A’/88-1643//川育12号的重组系为供试材料，选用4个RFLP标记和1个醇溶蛋白标记Gld1B3分析了T1BL.1RS易位染色体对农艺性状和籽粒蛋白质含量、及其性状间的简单相关和偏相关的影响。结果表明，T1BL.1RS易位[文秘站:]染色体对小麦小穗数、每小穗结实粒数、千粒重、穗粒重、株高和籽粒蛋白质含量等几个性状具有显著的影响，而对穗粒数和抽穗期的影响不大。T1BL.1RS易位系的平均小穗数、千粒重、穗粒重、株高和籽粒蛋白质含量分别比非易位系高5.0、4.6、6.4、5.7和6.8，而平均每小穗结实粒数则低6.9。从农艺性状间的简单相关和偏相关系数来看，一些性状间的显著简单或偏相关关系仅T1BL.1RS易位系群体中检测到，而另一些性状间的显著简单或偏相关关系仅在非易位系群体间检测到。同时，一些性状间的简单相关系数在易位系和非易位系群体间的差异性达到显著或极显著水平。这些结果表明，T1BL.1RS易位染色体不仅对小麦农艺性状和籽粒蛋白质含量具有显著的效应，而且对性状间简单相关和偏相关的程度和性质均有一定的影响。

4.利用APAGE和SDS-PAGE技术对四川白麦子地方品种、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻麦的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基进行了分析。结果发现，在89份四川白麦子地方品种中，共出现35种醇溶蛋白带型和3种高分子谷蛋白亚基组合，其中2份小麦地方品种的醇溶蛋白带型和87份小麦地方品种的高分子谷蛋白亚基组合与‘中国春’一致。在14份云南铁壳麦中，出现了8种醇溶蛋白带型和3种高分子谷蛋白亚基组合。在9份半野生小麦中，出现了9种醇溶蛋白带型和4种高分子谷蛋白亚基组合。在9份新疆稻麦中，出现9种醇溶蛋白带型和5种高分子谷蛋白亚基，其中1份材料具有Glu-D1编码的新亚基2.1 10.1。从醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基表型来看，新疆稻麦和半野生小麦的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基变异最高，其次为云南铁壳麦，而四川白麦子小麦地方品种的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基变异则最低。

5.根据醇溶蛋白APAGE图谱和高分子谷蛋白亚基SDS-PAGE图谱，研究了四川白麦子地方品种、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻麦的Gli-1、Gli-2和Glu-1位点的等位基因变异频率。在89份四川白麦子地方品种、14份云南铁壳麦、9份半野生小麦和9份新疆稻麦的Gli-1位点上，分别发现14、10、14和11个等位基因；在Gli-2位点上，分别发现15、9、13和12个等位基因；而在Glu-D1位点上，则分别出现了5、5、6和8个等位基因。从等位基因出现的频率来看，新疆稻麦和半野生小麦的等位基因变异频率远远高于云南铁壳麦和四川白麦子。从不同基因位点来看，Glu-1位点的等位变异又低于Gli-1和Gli-2位点的等位变异。

6.根据Gli-1、Gli-2和Glu-1位点的等位变异频率计算四种小麦地方品种群体内的Nei’s遗传变异系数。在四川白麦子、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻麦的平均Nei’s遗传变异系数分别为0.3706、0.3798、0.5543和0.5693，表明半野生小麦和新疆稻麦的种子贮藏蛋白基因的遗传多样性高于四川白麦子和云南铁壳麦。从醇溶蛋白位点和高分子谷蛋白位点的遗传多样性来看，这4种小麦地方品种的Gli-1和Gli-2位点的平均遗传变异系数分别为0.5486、0.6632、0.7161和0.6770，而Glu-1位点的平均遗传变异系数则分别为0.0148、0.1777、0.2305和0.3540，远远低于前者，说明醇溶蛋白位点的遗传多样性远远高于高分子谷蛋白位点的遗传多样性。从染色体组来看，位于B染色体组的Gli-B1、Gli-B2和Glu-B1位点的遗传变异系数又高于A、D染色体组相应位点的遗传变异系数，表明B染色体组的遗传变异高于A、D染色体组。

7.利用Glu-Ax、Glu-Bx、Glu-A3、Glu-B3和Glu-1Dx5的特异性PCR引物，和位于1染色体上的γ-醇溶蛋白和低分子谷蛋白2对R标记，通过PCR的方法研究了8份四川白麦子、14份云南铁壳麦、9份半野生小麦和9份新疆稻麦贮藏蛋白基因的遗传多样性。结果表明，Glu-Ax、Glu-Bx、Glu-A3和Glu-B3等4个位点的遗传多样性较低，而γ-醇溶蛋白和低分子谷蛋白2个R位点的遗传多样性较高。所有40份供试材料均未扩增出Glu-1Dx5基因的特异DN段，说明这些小麦地方品种不含5亚基的编码基因。

8.利用14个STS-PCR的28种引物-酶组合和24个R标记对四川白麦子、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻等4种中国特有小麦地方品种群体间和群体内的遗传多样性进行了研究。在供试的40份材料中，11对STS-PCR引物（78.6）的16种引物-酶组合（57.1）能揭示材料间的遗传多样性。在28种STS引物-酶组合中，共获得121条扩增DN段，其中32.7的片段具有多态性。在24个R位点上，21个位点（87.5 ）能够揭示材料间的多态性。在40份材料中，共检测到83个R等位变异，平均每个位点为3.46个等位变异。

9.根据STS-PCR和R标记的多态性，计算了材料间的Nei’s遗传相似系数，并采用UPGMA方法对其进行遗传聚类。结果发现，STS-PCR和R标记揭示的4种特有小麦地方品种群体内的遗传相似性均一致地表明四川白麦子和云南铁壳麦的群体内遗传相似性较高，而半野生小麦和新疆稻麦群体内的遗传相似性较低。这说明新疆稻麦和半野生小麦群体内的遗传多样性较高，而四川白麦子和云南铁壳麦群体内的遗传多样性较低。同时，STS-PCR和R标记均能将所有40份材料相互区分开。从4种小麦地方品种间的遗传关系来看，新疆稻麦与其它3种小麦地方品种间遗传分化较大，单独聚为1类；而四川白麦子和云南铁壳麦间的遗传关系较近，但部分半野生小麦也与云南铁壳麦间具有较近的遗传关系。从R标记和STS-PCR标记揭示的群体间和群体内遗传相似系数的大小来看，与STS-PCR标记相比，R标记在材料间的多态性更高，能够揭示更多的遗传差异。

10.在本研究中，从种子贮藏蛋白来看，‘中国春’与‘成都光头’的醇溶蛋白带型和高分子谷蛋白亚基组合完全一致。从STS-PCR和R标记揭示的遗传关系来看，‘中国春’与‘成都光头’间的遗传相似性最高。这些结果进一步证实‘中国春’是‘成都光头’的一个选系。

11.利用R标记对来源于贵州、云南和四川的8份高抗赤霉病小麦地方品种和4份高感赤霉病小麦材料间的遗传多样性进行了研究。在小麦21条染色体的25个R位点上，共检测到74个等位变异，平均2.96个；其中21个位点（84）能够揭示材料间的多态性。根据R标记揭示的遗传相似性来看，虽然高抗赤霉病小麦地方品种间以及它们与高感材料‘中国春’间的遗传相似性较高、遗传多样性低，但是它们与高感赤霉病的人工合成双二倍体‘R’和意大利小麦品种‘阿勃’间具有相当高的遗传多样性。这些结果表明，可利用高抗赤霉病的小麦地方品种与高感赤霉病的人工合成双二倍体‘R’或意大利小麦品种‘阿勃’之间杂交，构建分子标记遗传分析群体，以标记其中的抗赤霉病基因。

关键词：小麦，黑麦，地方品种，赤霉病，多小穗，农艺性状，蛋白质，遗传多样性，APAGE，SDS-PAGE，FISH，RFLP，STS-PCR，R

TheMolecularBiologyofSomeecialWheatGermplasms

Atract

Wheat(TriticumasetivumL.)isoneofthemostimportantcroinworld.Astheothercrop,thegeneticdiversityofcultivatedwheathasbeengreatlyerodedbythefrequentuseofsameparentalgenotypesforbreedingcultivars.Geneticerosionnotonlylimitsthefurtherimprovementofyieldandqualitybutalsomakeswheatincreasinglyvulnerabletobiologicalandenvironmentalstre.Althoughtherearemanygoodgenesfortheimprovementofwheatintherelatedwildecies,theintroductionofthesegenesfromwildicestocultivatedwheatneedsomeecialcytogeneticmanipulatio.Themoderncultivarsandlandracesaretheprimarygenepoolofcultivatedwheat.Therealsohadmanygoodgenesforwheatimprovementintheprimarygenepool,andnoecialcytogeneticmanipulationwasnecearytotrafergenesfromtheprimarygenepooltocultivatedwheat.Thus,itisanimportantworktoevaluatethegeneticdiversityoftheseresources.Themolecularbiologytechniquesmakeitispoibletoevaluatethegeneticdiversityamongthewheatgermplsmsindetail.Theobjectivesofthisstudyweretodetecttheryechromatininthebackgroundofanewmultiikeletwheatgermplasm10-Aandtheeffectsofthisryechromatinontheperformanceofagronomiccharacters,todescribethegeneticvariatioofseedstorageproteingenesintheChineseendemicwheatlandraces,toevaluatethegeneticdiversityandgeneticrelatiohiamongtheChineseendemicwheatlandraces,andtoinvestigatethegeneticdiversityamongsomeChineselandraceshighlyresistanttoheadscabbyusingAPAGE,SDS-PAGE,FISH,RFLP,STS-PCRandRmarkers.Themainresultsweredescribedasfollowings:

1.UsingAPAGE,FISH,PCRandRFLPmarkers,theryechromatininthebackgroundofanewmultiikeletwheatgermplasm10-Awasdetected.APAGEanalysisindicatedthatthe10-ApoeedthegliadinmarkersGld1B3of1RS.PCRanalysisindicatedthatthe10-Aalsopoeedthe1RSofrye.UsingfluorescencelabeledtotalgenomicDNAofryeasprobesandcommonwheatgenomicDNAofChineseringforblocking,insituhybridizationshowedthatthe1RSofryewastraferredtomultisikeletwheatline10-A.Therestrictionfragmentslocatedontheshortarmofchromosome1Bweremiingandtherestrictionfragmentsof1RSwerepresentwhentheprobes,whichhavebeenidentifiedontheshortarmofthehomologousgroup1,wereusedinRFLPanalysis.FISHandRFLPanalysisindicatedthe10-Adidnotpoethe4A-4Rwheat-ryetralocationchromosome.Theseresultssuggestedthatthemultiikeletwheatline10-AcarriedtheT1BL.1RSwheat-ryetralocationchromosome.Inthisstudy,somerecombinantswithmultiikeletderivedfromatriplecro,10-A/88-1643//Chuanyu12,werealsodetected.AllofthemalsopoetheT1Bl.1RStralocationchromosome.

2.AcomparisonofsomenormalandmolecularmethodsforidentifyingandsurveyingthepresenceofT1BL.1RStralocationinwheatwasconducted.TheresultindicatedthatAPAGEistheeasiestan doftenfasterforscreeningpurposesinwheatbreeding.

3.TheeffectsofT1BL.1RStralocationchromosomeontheperformanceofagronomiccharacters,thegrainproteincontent,andthesimpleandpartialcorrelationcoefficientsamongcharacterswereinvestigatedwith4RFLPmarkersand1gliadinlocusGld1B3inrecombinantsderivedfromatriplecro,10-A/88-1643//Chanyu12.TheT1BL.1RStralocationchromosomehadsignificenteffectsonikeletnumberperike,graiperikelet,1000-grainweight,graiweightperike,plantheightandgrainproteincontent,whilenosignificenteffectsongraiperikeandheadingdatewasdetected.TheT1BL.1RStralocationlinesresultedin5.0,4.6,6.4,5.7and6.8increaseinikeletnumber,1000-grainweight,graiweightperike,plantheightandgrainproteincontentthanthenon-T1BL.1RStralocationlines,reectively.AndtheT1BL.1RStralocationlinesresultedina6.9decreaseingraiperikeletthan1Bgenotypes.SomesignificentsimpleandpartialcorrelationcoefficientswereonlydetectedwithintheT1BL.1RStralocationgrou,whilesomesignificentrelatiohiwereonlydetectedwithinthenon-T1BL.1RStralocationgrou.AndthesignificantdifferencesofsomesimplecoefficientsweredetectedbetweentheT1BL.1RSand1Bclaes.TheseresultssuggestedthattheT1BL.1RStralocationchromosomenotonlyhadeffectsontheperformanceofagronomiccharactersandgrainproteincontentbutalsohadimpactonthesimpleandpartialcorrelationcoefficientsamongcharacters.

4.UsingAPAGEandSDS-PAGEmethods,thegliadinandHMW-gluteninsubunitsvariatiowereevaluatedinSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat.In89landracesofSichuanWhiteWheat,atotalof35gliadinpatterand3HMW-gluteninsubunitscombinatiowerefounded.Intheselandraces,2landraceshadidenticalgliadinpartternwith’Chinesering’,and87outof89landraceshadthesameHMW-gluteninsubunitscombinationwith’Chinesering’.In14acceioofYuanHulledWheat,8gliadinpatterand3HMW-gluteninsubunitscombinatiowereaeared.In9acceioofTibetanWeedrace,eachacceionhaduniquegliadinpattern,and4HMW-gluteninsubunitscombinatiowerefoundedintheseacceio.Atotalof9gliadinpatterand5HMW-gluteninsubunitscombinatioweredetectedin9XinjiangRiceWheat.TheseresultsindicatedthatmoregliadinandHMW-gluteninvariatiopresentedinTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatthanSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.

5.TheallelicvariatioatGli-1,Gli-2andGlu-1lociin89SichuanWhiteWheatlandraces,14YuanHulledWheatacceio,9TibetanWeedraceand9XinjiangRiceWheatacceiowerestudiedbasedontheAPAGEandSDS-PAGEpatter.Therewere14,10,14and11allelesatGli-1inSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat,reectively.Intotal,15,9,13and12alleleswereidentifiedatGli-2inabovegrou,reectively.Only5,5,6and8alleleswerecharacterizedatGlu-1inabovegrou,reectively.Fromthefrequencyofaparticularalleleateachlocus,itindicatedthatmoreallelicvariatiopresentedinTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatthanSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.AndtheallelicvariatioatGlu-1werelowerthanGli-1andGli-2.

6.BasedontheallelicvariatioatGli-1,Gli-2andGlu-1loci,thegeneticdiversityateachlociwasinvestigatedinSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat.TheNei’sgeneticvariationindexes(H)amongabove4grouwere0.3706,0.3798,0.5543and0.5693,reectively.ItindicatedthatthegeneticdiversityofstorageproteingenesamongTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatwerehigherthanthatofSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.AtGli(Gli-1andGli-2)loci,theNei’sgeneticvariationindexes(H)amongabovegrouwere0.5486,0.6632,0.7161and0.6770,reectively.ButatGlu-1loci,theNei’sgeneticvariationindexes(H)were0.0148,0.1777,0.2305and0.3540,reectively.AndtheNei’sgeneticvariationindexes(H)atGli-B1,Gli-B2andGlu-B1locilocatedonB-genomewerehigherthanthoseofrelativelocionA-and D-genomes.TheseresultssuggestedthatthegeneticdiversityatGliwashigherthanthatofGlu-1,andthegeneticdiversityofstorageproteingenesonB-genomewashigherthanthatofA-andD-genomes.

7.FiveecialPCRprimersforGlu-Ax,Glu-Bx,Glu-A3,Glu-B3andGlu-1Dx5,and2Rprimersforγ-gliadinandLMW-gluteninwereusedtoinvestigatedthestorageproteingenevariatioamong8SichuanWhiteWheatlandraces,14YuanHulledWheatacceio,9TibetanWeedraceand9XinjiangRiceWheatacceio.ThePCRanalysisindicatedthatlowlevelgeneticdiversitywerefoundatGlu-Ax,Glu-Bx,Glu-A3andGlu-B3,whilehighlevelgeneticdiversitywerefoundedattheRlociofγ-gliadinandLMW-glutenin.TheecialDNAfragmentofGlu-1Dx5wasnotdetectedamongall40acceio.Itindicatedthattheredidnothavesubunit5encodedbyGlu-D1intheseacceio.

8.Using28primerset-enzymecombinatioof14STS-PCRmarkersand24Rmarkers,thegeneticvariatioamongSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheatwereinvestigated.Elevenoutof14STS-PCRprimersets(78.6)and16outof28primerset-enzymecombinatio(57.1)werepolymorphic,producingatotalof121fragmentswithanaverageof4.3fragmentsperprimerset-enzymecombinatio.At24Rloci,21Rloci(87.5)werepolymorphic,detectingatotalof83alleleswithanaverageof3.5allelesperRloci.

9.TheNei’sgeneticsimilarity(GS)indexeswithinandbetweengrouwerecalculatedbasedontheSTS-PCRandRdata.TheGSamongthegrouofSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat,revealedbySTS-PCRandRmarkers,werehigherthanthatofTibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat.ItsuggestedthatthegeneticdiversityamongTibetanWeedraceandXinjiangRiceWheatwerehigherthanthatofSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.RmarkerscanrevealmoregeneticvariatiowithinandbetweengrouthanSTS-PCRmarkers.ThegeneticrelatiohiwithinandbetweengrouwereestimatedbyaUPGMAclusteranalysisofGSmatrix.Theresultsshowedthatall40landracescouldbedistinguishedbySTS-PCRmarkersorRmarkers.TwodistinctclustersareevidentfromthematrixbasedonSTS-PCRandRdata.Thefirstcoistsofall9XinjiangRiceWheatacceio.ThesecondclustercoistsofallacceiofromSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheatandTibetanWeedrace.TheseresultssuggestedthattheXinjiangRiceWheatgroupwasgeneticallydistinctfromotherthreeChineselandracegrou,whileSichuanWhiteWheatgroupwasgeneticallyrelatedtoYuanHulledWheat.IntheTibetanweedracegroupismorediversethanSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat,withsomeacceiomorerelatedtoYuanHulledWheat.

分子生物论文第4篇

关键词：原子理论；教学；科学史

作者简介：吴欣（1982-），女，安徽无为人，安徽师范大学物理与电子信息学院硕士研究生。（安徽芜湖241000）

中图分类号：G642     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）08-0090-02

文章概述了从古希腊时期到道尔顿时期的原子理论发展的重要过程，向学生展示科学知识的演化与发展。通过原子理论的学习，学生将知道“原子”概念是怎样产生的，将欣赏到这段历史时期的科学家们的科学思想的改变与发展以及在不同的时期人们对世界的不同认识。

一、科学史融入物理教学

本文尝试将物理教学融入历史材料中，让学生了解原子理论，激发学生的学习兴趣，使他们了解原子理论是如何发展而来的，有哪些科学家对原子理论做出了重大贡献，他们的主要科学思想有哪些。学生在学习历史的过程会认同这些时期科学家的想法，从而认识到科学家的这些研究方法会影响社会的发展。他们通过追随着历史发展的足迹去寻找世界的本原，理解科学的研究方法，掌握原子的发现历程，从而更加深入地了解原子理论知识。

目前我国有越来越多的物理教师在教学中渗透科学史，这对物理教学有促进作用。马修斯总结了科学史在科学教学中的价值：第一，科学史可以激发和吸引学生投入科学的探究；第二，科学史可以使教材人文化；第三，通过追寻和细致地处理概念的发展历程，学生能更好地理解概念；第四，科学史可以促进学生对科学本质的理解，如科学革命、达尔文主义等；第五，科学史可以让学生知道科学知识是不确定的，可改变的，目前人们对科学的理解也是可改变的；第六，科学史可以使学生认识到科学家之间的意识形态的争论。[1]

我国课程标准中也提倡使用科学史进行教学。《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》在第二部分课程目标中，知识与技能目标第4条指出：了解物理学及其技术发展的大致历程，知道一些重要的物理学家的事迹与成果，了解历史上一些物理实验及其对科学进步与社会发展的影响。

科学史和中学物理教学相结合不仅有利于激发学生学习物理的兴趣，更重要的是对学生进行科学态度、情感和价值观的教育以及科学精神的陶冶。因此，物理学史在培养学生的科学素养方面起到不可低估的作用。现代科学教育的课程理念是发展学生的科学素养，而在教学中渗透物理学史知识有助于学生科学本质观的培养，有助于培养学生的科学素养。本文就是在原子理论的学习中加入历史，学生通过原子理论的发现过程，了解科学家进行科学研究的思路及科学方法，培养学生对科学的兴趣，对原子理论也会有更加深入的了解，这样也能更好的实现三维目标。

二、原子理论的发展历史在物理教学中的渗透

1.古希腊时期的原子学说

首先向学生介绍古希腊时期物质理论的主要思想。这一部分的历史可以采取讲授法，也可以把相关材料打印出来发给学生，让学生自己阅读。教师让学生思考、讨论下面的问题：“原子”这一概念是由哪一位科学家提出的？古希腊的原子理论是怎样发展的？这一时期的原子理论的发展经过的几个阶段？

从古希腊时期，人们就开始研究物质的理论。人们对客观世界的研究从神话慢慢过渡到自然哲学的研究中。古希腊时期，泰勒斯、毕达哥拉斯、恩培多克勒、阿那克萨戈拉、德谟克利特和伊壁鸠鲁这几位科学家对物质理论的研究具有代表性。下面了解他们的物质理论。

泰勒斯是古希腊时期较早研究世界本源问题的哲学家、科学家。他认为地球像浮在水面上的薄板，地震也是由于地底的水的震动而产生的。因此泰勒斯认为水是产生世间万物的基本物质。他代表了人们对世界起源问题的探究从神话到哲学的转变。在这个阶段发展了“物质”的概念并试图去解释纷繁的事物的表象，从这时起，人们由寻找“世界从哪里来”的问题转变成了“世界是由什么组成的”问题。

毕达哥拉斯宣称数是宇宙万物的本原。毕达哥拉斯认为一个一个的数构成了点、线、面和立体，立体物质才构成了水、气、火、土等元素，从而构成万物。

恩培多克勒却认为，不能用单一的物质作为万物的本原，应将这三种物质（水、火、气）一同做万物的本原，此外再加上一种“土”。这样共有四种元素，即土、水、气、火，其中土、水、气代表物质的固态、液态和气态，火则代表颜色和温度等。[2]

阿那克萨戈拉认为物质是无生命的。每一物体的性质都和其中某种占主导地位的元素实质相同。每种元素能被无限地分割，分成无限小的部分。

德谟克利特猜想万物的本原是原子与虚空。原子是一种最后的不可分的物质微粒。宇宙的一切事物都是由在虚空中运动着的原子构成。所有事物的产生就是原子的结合，它们的形状像水槽，或是钩子。它们依靠钩状的和环状的形状相连接。原子的形状和体积不同，但它们的质量是相同的。原子在虚空中只有通过直接接触才能相互作用。

德谟克利特的原子理论当时并没有受到重视。但雅典的伊壁鸠鲁还是发展了德谟克利特的原子说。他认为原子不仅有形状上的差别，还有大小和重量上的不同，他按自己的方式得出了原子量和原子的体积。如果不遇到阻碍，原子在虚空中的运动速度相同，原子又由于内部的结构导致它在运动时会发生偏转。

以上是古希腊科学家原子理论，学生在阅读完材料之后或者是听完教师的讲述后很快就能回答上面的几个问题。学生能直接找出提出“原子”这一词的科学家是德谟克利特，然后接着讨论后面两个问题，教师听学生的结论后可以补充总结：古希腊时期的原子理论的发展是伴随着人们的哲学思想发展的，以上的这些科学家也是著名的哲学家，他们的原子理论的提出是和他们的哲学推理相关的，表达了他们对客观现象的推理及对世界的思考，并没有使用实践来证明，因此当时的理论并不成熟。古希腊的原子理论发展可以分为三个阶段：泰勒斯认为世界是由单一物质水组成的；毕达哥拉斯、恩培多克勒、阿那克萨戈拉的物质理论是元素说；而德谟克利特和伊壁鸠鲁坚持原子说。

2.牛顿时期的原子理论

希腊哲学以各种方式渗透入阿拉伯文化中。阿拉伯人继承了德谟克利特的原子理论，并没有往前发展。阿拉伯文明随后传到欧洲，一直到牛顿时代原子理论才有了重大的发展。这一时期，科学家笛卡尔、牛顿对原子理论的发展起了重要的作用，随后道尔顿继承了前人的观点，提出较为系统的原子学说。下面主要阐述牛顿时期原子理论的发展史。

笛卡尔提出了微粒子理论，他假设空间最初充满了物质，如果物质是由小微粒组成的，在机械力的作用下这些微粒在物质中做运动，这些力是相同的，导致了微粒之间的相互分离，粒子之间会发生相互碰撞，粒子的形状是球型的。他和德谟克利特的观点不同，他认为原子可以分成两部分或者更多部分。对于笛卡尔来说物体没有如坚硬、重量、颜色或者其他的通过感官可以观察到的特征，物体只有物理尺度：长度、宽度和深度。

牛顿支持原子理论，他认为所有的原子都有本质特征，即相同的质量和相同的体积。原子之间是有间隙的，原子通过引力和斥力结合在一起或者分开。他还认为一种元素和其他元素混合后其性质不会改变。

以上介绍了两位科学家的原子理论，教师可以通过课件向学生展示，接着让学生对比、思考问题：笛卡尔和牛顿的原子理论有什么不同？这一时期的原子理论有什么特点？教师提示学生可以通过寻找关键词来回答第一个问题。笛卡尔的理论中涉及“充满”，而牛顿的理论中有“间隙”。也就是说他们的最明显的不同是粒子的连续性和非连续性；从物质的连续性到非连续性的提出是人们对世界认知问题上的观点的转变。到底谁的理论是正确的呢？随着原子理论的继续发展这个问题会被解决。从课件中还可以看出，这一时期的原子理论相对古希腊时期的比较完整，原子理论的发展有了很大的进步。

3.道尔顿的原子理论

牛顿之后的这段时间，原子的概念进一步发展，人们逐渐发现不同的原子具有不同的性质，原子中的相应的化学元素的性质决定着物质的性质。在这些基础上，道尔顿系统地提出了原子学说：化学元素均由原子组成，原子在一切化学变化中不可再分；同种元素的原子性质和质量都相同，不同元素原子的性质和质量各不相同，质量是元素原子的基本特征之一；不同元素化合时，原子以简单整数比结合。道尔顿还编制了原子量表。

在这里介绍了道尔顿的新的原子概念，原子变成物质的载体；探讨了原子模型的逐步发展。随着物质结构的进一步认识，直到轨道模型的进一步提出，这个过程是随着自然科学的发展而慢慢被科学家们发现的，之中没有哲学或是社会的影响。学生到此为止了解了原子理论的发展历史，也知道了原子理论是什么，中间经历了哪些科学家，他们分别有哪些科学思想，对原子理论的发展做出了什么贡献。教师可以让学生们列出表格（见表1），最后让学生具体描述道尔顿的原子理论。

古希腊时期，德谟克利特就已经提出了原子这一概念，随后原子理论并没有受到应有的重视。直到牛顿时代之后，科学技术的发展，人们才逐渐揭开了“原子”的面纱，使得原子概念的发展有了重大的突破。道尔顿时期原子的概念有了新的突破，之后理论继续发展，后来才有原子轨道模型的出现。

三、思考与建议

讲授原子理论的发现可以采取讲授法或是材料阅读和小组讨论法。在教学的过程中可以让学生通过这些历史故事以及教师提供的材料，总结共有哪些原子理论；它们分别在科学史上起着什么作用；描述原子的概念到底是什么。在学习的过程中教师应该给一定的时间让学生讨论原子理论究竟有哪些哲学和科学思想，这些思想争论对科学发展起着什么作用。老师向学生介绍的原子理论发展历史是从古希腊时期到道尔顿时期，这段历史可以帮助学生理解原子概念提出的具体过程。教学过程中，教师根据具体情况可以继续介绍原子的轨道模型等。具体的课堂教学方法可以灵活使用，重点是让学生了解原子理论的发展历史，在学习原子概念的同时学习科学的研究方法及科学家的哲学思想，体验科学的发展历程。

参考文献：

[1]Mathews,M.R.History,Philosophy,and Teaching:The Present Rapprochement

分子生物论文第5篇

本教材适合七年制和长学制临床医学专业学生用，也可作为医学各专业研究生的选用教材。分子生物学的理论与技术已在医学领域广泛应用。学习医学分子生物学这门课程，既要较系统地了解分子生物学的基础理论知识和技术理论知识，同时也要了解分子生物学在医学领域的应用和相关研究进展。本书介绍的医学分子生物学知识包括5个方面的内容。第2章至第10章介绍与医学密切相关的分子生物学基本知识，主要介绍基因和基因组的基本概念和基本特点，基因组核酸的复制与损伤修复、基因表达和功能蛋白质的形成与降解、基因表达的调控、细胞间通讯与信号转导的基本概念和基本理论，细胞增殖与凋亡的相关分子生物学机制。第11章至第13章介绍基因操作的基本知识，主要介绍基因分析、基因功能研究和基因克隆与表达的有关基本知识和研究策略，这些知识是从事医学科学研究、掌握医学各学科研究进展、了解分子生物学在临床医学中的应用所必备的基础知识。第14章至第18章介绍疾病相关的分子生物学机制，主要介绍基因和基因组、细胞间通讯和信号转导与人类健康和疾病之间的关系。

【医学分子生物学主要栏目】专家述评、论著、综述、研究快报。

获奖情况：1990年《国外医学》系列第一次质量评比中获三等奖

国外数据库收录：中国科学引文数据库、《化学文摘（网络版）》、《剑桥科学文摘》、剑桥科学文摘社ProQeust数据库、本刊MARC数据、本刊DC数据、国家图书馆馆藏、上海图书馆馆藏。

分子生物论文第6篇

异常的数据

最近，一个匈牙利的研究小组进行了一个实验，目的原本是寻找与暗物质相关的粒子。实验中，他们用一束强烈的质子束去轰击了薄薄的锂-7靶。在这过程中，锂-7会变为普通的铍-8，并同时放出正负电子对。但他们发现，观测到的电子对比理论预期要多。这个反常无法用传统的标准模型理论来解释。

不过，他们认为，如果存在一种新粒子，就可以解释实验数据。这个新粒子的能量约为1700万电子伏特，质量大致为电子质量的32.7倍，或质子质量的2%。由于这个新粒子比近几十年来所发现粒子的能量要低，因此，按理说物理学家本应该早已发现它。但是，现在才找到这个粒子，这是一件非常奇怪的事。

2016年1月，他们的在《物理评论快报》上了。虽然《物理评论快报》是世界上最具声望的物理学期刊，但是他们的论文并没得到多少关注，直到一个来自美国加州大学欧文分校的研究小组注意到了它。他们也认为，其结果似乎真的不能用标准模型来解释。

新的理论框架

为了解释匈牙利的数据，欧文分校的研究小组提出了一种新的理论。

当前，传统的物理学理论认为，自然界存在四种基本力，而他们的新理论包含了一种新的基本力，即所谓的“第五种力”。

是否真的存在第五种力，已经讨论了几十年了，物理学家始终没有得到确切的答案。另一方面，自然界的确存在一些不能用传统物理理论来解释的事物，比如说暗物质。

暗物质通常被认为是由一种单一稳定的、有质量的粒子构成的。物理学家还认为，除了引力以外，暗物质不与其他已知的力产生作用。也许，暗物质可能与某种未知的力产生相互作用，而普通物质却感受不到这种未知的力？

现在，有关这种未知的力的理论提出了很多。许多理论都假设了宇宙中存在一种暗光子，会与携带“暗电荷”的暗物质粒子发生作用。暗光子与光子类似，而光子会与携带电荷的普通粒子发生作用，其作用就是电磁力。不过它们之间存在着一个不同：光子的质量为零，但许多理论认为，暗光子是有质量的，它可以衰变为正负电子对。

匈牙利研究小组做实验最初的目的，就是为了寻找上面这个与暗物质相关的粒子。那么，他们真的找到了暗光子？

但欧文分校的研究小组认为，找到的新粒子不是暗光子，而是一种“疏质子”（protophobic）粒子，因为这可以更好地解释匈牙利的数据。疏质子英文的字面意思“害怕质子”，指的是它很少或从不与质子发生作用，但可以与中子发生作用。

这种新粒子不带电荷，可衰变为正负电子对。而且，它可以体验到一种未知的力，即第五种力，其作用范围约为12飞米，大致相当于质子大小的12倍。

欧文分校的研究小组表示，除了可解释匈牙利的结果，这种粒子似乎还可以解释其他实验里的一些反常数据。

是真是假？

这可能是真的吗？一些物理学家认为，欧文分校的研究小组提出的理论有点过于另类。

分子生物论文第7篇

【关键词】高职 医学检验技术 分子生物学 教学改革

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889（2015）09C-0156-03

分子生物学是从分子水平认识生命本质的一门新兴边缘学科。随着新技术、新理论的不断发展，分子生物学几乎渗透到检验医学的所有领域。其快速发展也给检验医学开辟了新的领域，为学科发展提供了新的机遇。但分子生物学的理论更新得太快，技术种类又繁多，对技术人员的理论素质和实践能力要求高，特别是对高职医学检验技术专业分子生物学的教学提出了非常大的挑战。在国家大力发展职业教育的战略背景下，如何通过机制创新，建立合理、科学的适用于高职医学检验技术专业的分子生物学课程教学体系是本文探讨的重点。本文拟以广西卫生职业技术学院为例进行论述。

一、高职医学检验技术专业分子生物学教学存在的问题

由于分子生物学的专业术语繁多、理论知识抽象难懂、技术专业性强，在以往传统的教学过程中有许多学生对基本概念搞不清、对基础理论很模糊，对技术掌握也不到位，临床实习时根本适应不了临床的分子诊断工作。因此，怎样帮助高职医学检验技术专业学生进一步理解和掌握分子生物学的理论知识是一个难题。

另外，分子生物学技术的种类繁多、发展迅速，而由于种种客观的原因，分子生物学这门课程是安排在医学检验技术专业学生的大一、大二阶段进行授课，课程安排得较早，在这个时期医学检验技术专业的学生基本没有接触专业课，所以对分子生物学这门课很难吃透。而基于有限的理论和实验学时数，要把分子生物学的所有技术详细讲授给学生几乎是不可能办到的。因此，学生在校学习期间，教师如何充分利用学校有限的教学仪器设备和有限的实验课时，培养医学检验技术专业学生的实验技能和动手能力，也是一个难题。

二、高职医学检验技术专业分子生物学教学改革思路

以广西医院临床分子生物学实验室实际操作需求为核心，在现代高职教育“能力本位”的课程理念指导下，充分利用学校现有资源对医学检验技术专业的分子生物学技术理论与实训内容进行设计和改进，精心组织教学实施，构建适合高职医学检验技术专业的分子生物学教学模式。特别是在分子生物学基本实验技能的训练上，既需要提升实践教学和技能训练的效率和效果，也需要充分挖掘教师和学生的科研潜力，提高科研水平。

广西卫生职业技术学院结合医学检验技术专业的具体情况，在2013、2014级检验班中选取2个班做试点。为突出高职教育的职业性和实用性，重新整合理论教学模块，调整教学内容；采用以完成工作任务为主线的职业性、实践性的实训项目。改变传统的讲授式的教学模式，模拟临床基因扩增和分子诊断的情景，构建以“学生”为中心的新型教学模式。在教学过程中通过问题启发引入新理论新技术、案例分析导入实验数据分析、分组讨论及专题讲座学习最新技术等多样化的教学方法，提高教学效果。实践教学上采用示教、开放实验室、实训室练习、岗前分子生物学技术培训、医院见习、病例讨论、综合训练等。改革考核方式，建立一套科学的、多元化的考核评价体系，采取阶段性考核的方式，先考核手工操作，再进行仪器设备操作考核，最后是学科理论考核和综合能力考核，岗位模拟及出勤也在考核计分之内。

三、高职医学检验技术专业分子生物学教学改革具体方案

（一）高职医学检验技术专业分子生物学理论教学改革

1.改选合适的教材，整合优化教学内容，完善教学大纲。选用与高职医学检验技术人才培养相适应的高职高专规划教材。如广西卫生职业技术学院改革前使用吕建新主编的《临床分子生物学检验》，这本教材主要针对本科医学检验专业，对高职高专院校的学生不太适用；改革后选用胡颂恩主编的《分子生物学与检验技术》，这本教材专门针对高职高专院校的医学检验技术专业，更适合该校学生。根据培养目标和教学时数，对教材内容做适当的侧重，强调对基础知识的强化讲解，以及对前沿知识的扩展讲授，即适当介绍分子生物学技术的新进展，以帮助学生对当今科技水平发展进行深入了解。例如，在DNA和RNA的分离纯化过程中向学生强调核酸的特性；在基因扩增时详细讲解PCR反应的原理、条件、过程、特点和注意事项以及引物如何设计等；在检测病毒基因型时介绍核酸分子杂交的原理，顺便导入基因芯片技术和DNA测序技术；将枯燥抽象的理论知识融入一个个生动的临床病例中，由临床问题引出要掌握的理论知识，这样可引起学生求知的欲望，提高理论教学效果。另外，将分子生物学这门课程从第二学期调整到第四学期进行授课，在这个时期医学检验技术专业的学生已经接触了大部分的专业课，对分子生物学这门课会更容易理解。

2.授课方法的多样化。要求知识的融会贯通，讲课方法的灵活运用、教与学的互动等非常重要。在理论知识讲授的过程中，通过问题启发引入新理论新技术、案例分析导入实验结果分析、分组讨论及专题讲座了解最新技术等多样化的教学方法；同时加强病例分析，培养学生建立良好的实验诊断学思维和技术应用的能力。例如，对于基因测序技术、Western-Blot、2-DE等最新分子生物学技术，可以采用专题讲座的方式，结合临床和科研应用对学生进行深入浅出的讲解。并且以交论文的方式要求学生阅读文献和参考资料，不定期安排学生参加院内、市内举办的各种分子生物学新技术讲座，帮助医学检验技术专业学生及时了解最新的分子生物学技术。

3.注重综合素质的培养。在学生掌握一定的理论知识后，帮助学生把理论学习与实践工作有机结合起来，提高学生实习或毕业后在工作中解决临床问题的能力。例如，不但要求学生掌握基因扩增的基本原理和基本操作，更要教会学生如何进行引物的设计，因为设计好引物是PCR成功与否的关键。还要更加深入地介绍临床和科研工作中可能出现PCR的假阳性和假阴性问题，也就是培养学生在实际工作中做好PCR的防污染措施。

（二）高职医学检验技术专业分子生物学实验教学改革

1.强化实验教学改革。从培养应用型人才的要求出发，调整理论和实验比例，加大实验比重。根据检验学科新发展和新要求，强调对基本实验技能的培训。目前临床检验工作已广泛应用各种自动化仪器和试剂盒，应注重培养学生对商品试剂盒的使用和评价以及对各种自动化仪器的参数编程能力，以适应临床检验的工作需要。以血液基因组DNA的提取为例，要求学生在理解核酸分离纯化原理的基础上，掌握核酸提取的操作流程、操作要点，在训练时要求操作标准化、规范化，每做一步都应有实验记录，这样才能够正确分析影响实验结果的各种干扰因素（如表1所示）。

2.配合理论教学开设综合性实验。重新编写实验指导，安排一些综合性实验。制订实验考核方案，充分强化学生的实验操作技能。如将哺乳动物基因组DNA的提取、PCR与琼脂糖凝胶电泳实验整合为一个综合性实验，要求学生自己设计实验方案，列出具体的操作步骤、所需试剂、器材。在老师的引导下，通过小组讨论确定最佳的实验方案（如

（三）高职医学检验技术专业学生实习前的分子生物学技术岗前培训

学生进实习点前在校进行的岗前培训与常规课堂教学既存在联系，也有着差异。例如，分子生物学的理论教学偏重系统性和完整性，而学生实习前的岗前培训则更偏重职业性与实用性。因此，在医学检验技术专业学生进入医院实习前，有必要对他们进行分子生物学技术的岗前培训。例如，岗前培训时我们用真实的病人标本，真实的商品试剂盒和基因扩增仪，模拟建设的临床基因扩增实验室，在训练时更严格要求操作的规范化，每完成一步都有实验记录，严格做好实验室的防污染措施，以让学生完成临床检测任务的实战训练学生的实验技能和解决问题的能力（如表4所示）。

（四）改革考试方法

采取阶段性考核的方式，先考核手工操作，再进行仪器设备操作考核，最后是学科理论考核和综合能力考核，岗位模拟及出勤也在考核计分之内。

（五）加强师资培养

教师必须紧跟学科发展潮流，不断加强自身专业知识的学习，才有可能培养出实践性和创新性的医学检验技术专业人才。因此，必须加快青年教师的培养，采取“请进来、送出去”的方式，邀请临床一线检验人员定期给本科室教师培训，并分期选派青年教师定期到临床实践锻炼，以形成具有先进的教学理念、出色的教学手段和方法，丰富的课程相关临床检验经验的优秀教师队伍。

四、教学改革效果

通过多年的建设，广西卫生职业技术学院医学检验技术专业的仪器、设备已相对完备，拥有了全自动生化分析仪、化学发光分析仪、电泳仪、PCR分析仪、原子吸收分光光度计、酶标仪、高速低温离心机等大型、精密仪器。但从各医院调研发现，该校医学检验技术专业学生在进入临床实验室实习工作后，对实验室的仪器设备比较陌生，实践操作中往往存在很多不规范的动作。该专业以往的教学往往只注重样本的检测过程，而忽略了样本分析的前处理、移液加样器的使用等最基本的手工操作，教改后更加注重样本分析前、样本分析后的细节锻炼，务必使学生每一步的操作都规范化、标准化。通过教师示范性的操作和一对一的指导，由易到难，训练学生认真完成每一项实验操作。教师必须做到“放手不放眼”，对学生持续关注、严格要求，以培养学生良好的实验习惯和严谨的工作作风。同时，教师在申报各级科研课题的过程中，鼓励学生参与，如鼓励他们参与文献的查阅收集、参与采集血样、提取血样DNA等过程。学生通过文献的阅读，巩固了基础理论知识，了解了分子生物学最新的研究进展；通过参与采集血样，锻炼了胆量和动手能力；通过提取血样DNA的实验过程，更加熟悉核酸提取的实验方法。

广西卫生职业技术学院医学检验技术专业在分子生物学理论教学与实验体系改革试运行中，注重发现问题、改正问题，使整个教学改革不断完善，教学运行更加顺畅，不断提高教学质量和科研水平，培养出越来越多理论基础知识扎实、操作技能熟练的医学检验技术专业的高级技能型人才。

【参考文献】

[1]吕建新.分子诊断学在检验医学中的应用前景[J].中华检验医学杂志，2005（2）

[2]谢青，杨广笑.分子生物学创新性实验教学的实践与探索[J].实验室科学，2008（1）

[3]刘卉卉，徐涛.高职院校实验室建设在专业建设中的重要性[J].吉林省经济管理干部学院学报，2010（3）

[4]朱彤，胡明.高职院校实验室管理的研究[J].湖北广播电视大学学报，2010（1）

[5]卢庭婷，李进，陈基强，等.从各医院开展的临床生化检验项目调研结果反思本课程教学的适应性[J].卫生职业教育，2012（15）

分子生物论文第8篇

关键词：《周易》;量子力学;相对论;量子场论;科学与信仰

中图分类号：B02 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2016）01-0076-02

契诃夫有这样一句名言：“当喉咙发干时，会有连大海都一饮而尽的气概，这便是信仰;等到口渴时至多能喝两杯，这就是科学。”[1]信仰是人的精神食粮，科学是人改造世界的物质基础。物质与精神是人类生存和发展的两大基本要素，所以我们既要发展科学，也要完善与文明相匹配的信仰。在众多信仰之中，影响最为深远的便是，的教义往往是影响者的世界观。爱因斯坦曾在《科学和宗教》一文里这样说过：“科学没有宗教就像瘸子，宗教没有科学就像瞎子。”[2]当今世界范围内，无论是物理学家还是哲学家都广泛的讨论了由现代物理学引起的经典物质观的转变。这种转变似乎都朝着一个方向，那就是现代物理学的众多思想与中国古老的“易道”世界观的一致性。也许，科学与信仰之间并不是矛盾的，它们彼此存在着某种和谐性。

一、“易道”基本世界观

在中国的思想史中，儒学和道家思想占统治地位。而这两个学派的共通点就是都将《周易》作为传播自己思想的教材。《周易》不仅是儒学五经之首，同时也是道家三玄之一。可见，《周易》所蕴含的世界观思想的影响十分强大。《易经》和《易传》合称《周易》。虽然《周易》全文很短，叙事简练，却博大精深，是信息宝库。

1.《易经》象与数的解析

“易道”对于世界观的表述，是通过“卦”以及构成“卦”的“爻”所象事物以及所象事物的位置次序来完成的。

《易传》常以象、数来共同解释《易经》。“象”主要有两种。第一种是“卦象”，包括卦位和六十四卦所象事物的位置关系。第二种是“爻象”，就是构成每一卦的阴、阳两爻所象的事物。“数”主要分两类。第一类是“阴阳数”，《易经》规定“奇阳偶阴”[3];第二类是“爻数”，指的是爻位，用来表示事物的位置关系。

2.阴阳对立与统一

《易经》的最初结构和核心思想就是通过阴阳两类事物的对立与统一来看事物的发展与作用。而每一类事物的内部也有阴阳两种性质，事物是由阴阳相生相克构成，事物的发展是阴阳对立与统一的作用。阴阳是不可分的统一体。庄子认为“易以道阴阳”，《周易》在认识上的意义就是将“道”分为阴与阳两种形式。老子认为的“道可道，非常道”表明“道”是抽象且模糊的，而《周易・系辞上》的“一阴一阳之谓道”[3]却使“道”从不可道的神秘感中走出来，因为“阴与阳”这对矛盾在运动的过程中就反映了发展的必然性和事物的普遍联系原则。

《周易》认为构成事物的基本元素是“阴阳”，根本方法是“阴阳”，本质内容还是“阴阳”[3]。用“阴、阳”这种对立与统一的属性来揭示天、人、地三者的对立与统一，强调“天人和谐”的发展规律。用“对立与统一”的方法对事物的变化发展做出“吉凶悔吝”等判断，以达到劝善惩恶，趋利避害的目的。

3.“天人和谐”的原则

《周易》预测的核心是将“天、人、地”这三才，“春、夏、秋、冬”这四象，“金、木、水、火、土”这五行，用数学方法将这三项代入公式中，来观测所得到的结果。由于人和宇宙世界是不可分割的整体，因而《周易》会利用人与自然的相互作用来做出“吉凶悔吝”的判断，这体现的就是“天人和谐”的思想[3]。

“易道”世界观强调人和自然之间的和谐性，即“天人合一”。《周易》强调人应该顺从自然，顺应天意，人与自然是统一的整体，不能将二者分开而言之。在“天人和谐”之中把握事物发展的规律，趋利避害。只有“天人和谐”才会不断向前发展。

二、“易道”世界观与现代物理学的契合

现代物理学的发展是科学技术最辉煌、最有影响的成就之一。相对论的出现，量子力学的创立以及量子场论的发展，从根本上改变了人们对世界的观念。出人意料的是，随着这些理论的逐步完善和发展，这些科学思想与“易道”世界观越来越呈现出和谐的关系。

1.“阴阳对立与统一”与“波粒二象性”

波粒二象性是指微观粒子既具有波动的性质，又具有粒子的性质，例如，光是以“量子”形式发射或被吸收的，但是当光的粒子在空间里传播时却表现为电场与磁场的振荡，它显示出波行为的所有特点。波粒二象性是一个理论框架，自然界的所有粒子都能用一个微分方程，如薛定谔方程来描述。这个方程的解是波函数，这个波函数是用来描述粒子状态的。波函数也可以看作是描述粒子出现在特定位置的几率幅。这样微观粒子的波动性和粒子性就统一在一个解释中了。就任意一微观粒子而言，它表现究竟是波动性还是粒子性，取决于哪一性质的作用强。而且微观粒子的波粒二象性是可以转化的[4]。

如果用《周易》来解释“波粒二象性”，粒子的波动性和粒子性可以看成是“易道”里的阴性与阳性。二者对立，但是却可以在一定条件时相互转化。“卦”所指的就是量子力学所说的微观粒子。每一粒子所显示的波动性或粒子性，是由微分方程算出来的;尽管“卦”的阴阳没有微分方程那样深奥，但是同样也是通过数学的排列组合变化显现的。无论是量子力学的“波粒二象性”还是《易经》里的“阴阳对立与统一”都是通过数学方法来表述在不同时间、不同次序的粒子所显现的性质。

“易道”并没有波粒二象性这一物理学术语，但是通过其内涵的基本世界观思想，却可发现，在中国古代就可以很巧妙地将相矛盾的思想统一在同一个理论里。

2.“量子纠缠”与“天人和谐”

“易道”之所以可以相对准确地对人事做出“吉凶悔吝”的预测，是因为“易道”是根据天地自然之中存在的规律和必然联系做出的判断。“易道”将人与天地，与万物，乃至与整个宇宙都统一起来，人的发展不仅仅取决于自己，同时也与万事万物都紧密联系着。

在玻尔与爱因斯坦的三次论战之中，最为巅峰的便是爱因斯坦对量子力学的理论基础的不完备性。玻尔的量子纠缠理论是爱因斯坦认为玻尔量子力学最为荒谬的一点。他认为两个独立的粒子怎么可能在超越距离且没有联结的情况下彼此显现出预测好的性质。而且，这是不符合物理体系的可分离性。爱因斯坦与玻尔之争转向了量子力学属于定域性还是非定域性之争。近代美国物理学家约翰・弗朗西斯・克劳泽在他写博士论文时，无意在图书馆里发现了爱尔兰物理学家贝尔关于解决玻尔和爱因斯坦争论的实验论文。他开始着手做这个实验，但是实验结果却让始终坚信爱因斯坦的观点是正确的他十分郁闷。在测量了近百万对的粒子态势后，他发现果真如玻尔的预测一样，两个粒子即使超越了距离且彼此独立却仍然呈现彼此纠缠的态势。贝尔利用反证定域性理论不能重现量子力学的一切语言来证明了量子力学属于非定域性理论，以此说明量子纠缠所体现的整体性。

所谓量子纠缠，是指即使两个粒子在空间上被分开，而这两个粒子组成系统中依然相互影响的现象。就是说，两个粒子A和B，它们分别具有两种性质，这两个粒子的关系是：“只要A显示性质a，B就一定显示性质b”。无论这两个粒子所处什么位置，这个关系都存在。“纠缠态”是一种综合了两种独立情况，纠结而不可分割的状态。

量子纠缠这一理论虽然已被证实其正确性，但是产生这一现象的原因至今没有答案。这也许就说明宇宙是一个整体，宇宙世界冥冥之中都蕴含着某种规律和必然联系。自然的法则和社会的法则是永恒不变的。也许这个法则你讲不出为什么要遵守的原因，但是却必须需要遵守。

3.“量子场论”与“天然场论”

现代物理学与中国古老易学都将“变化”看成是自然界最本质的东西。“易道”对于体现事物内部和谐运动的力所做的描述，在量子场论看来是十分贴切的。粒子间的力被看成是粒子所固有的动态模式的体现。在量子场论中，场被看作一切粒子相互作用的基础。粒子的存在和消失，只是场的运动形式而已。

原先的物理学家把世界想象成物质与能量。物质由粒子构成，能量存在于场。场与粒子的相互运动，引起粒子的运动。量子场论是研究量子场的结构、运动及其相互作用规律的物理理论。量子场论的任务，是描述相对论性粒子之间相互作用和相互转化的规律性。量子场论是量子力学与经典场论的结合。量子场论建立起统一的观点，认为宇宙是量子的大型繁殖场和战场，每个事物都被看成是相互作用的自然统一场，物质实在是由量子组织交换而成。自然法则不是强加在事物之上，而是一种内在的存在。

八卦卦象所描述的宇宙统一天然场框架象征的事物，是由于事物内部相互吸引相互排斥，发生变化所形成的。正如《老子》里的“万物负阴而抱阳，冲气为和。”[5]体现了，在宇宙的天然场中，万物都通过阴阳相互作用产生。“负阴抱阳”才能“冲气”，而冲气的结果就是“和”。“和”才能保证事物的存在与发展永续进行，如果“和”与“阴阳”绝离，事物就不复存在。量子场论中的真空，在《周易》里便是“道”，基本粒子便是由“道”分解衍生出来的阴阳卦象。粒子的运动，就是阴阳相生相克的发展。量子场论中的力，便是“易道”对立统一的联系。在量子场论中，正是通过真空中正“阳”负“阴”能量的涨落，提供能量大“阳”小“阴”来描述粒子的生成、变化和湮灭。《周易》的宇宙天然场论与量子场论之间是彼此相通的。

三、结论

“易道”作为中国，乃至世界古老的，至今看来，它仍有自身的科学价值。它所内涵的世界观与现代物理学的思想存在着一定的和谐性。正如前中共中央宣传部长龚心瀚在《现代易学是中国特色社会主义文化的重要组成部分》一文里这样评述易学：“现代易学文化教人聪明才智，提高人们因变应变的能力，使万物各得其宜，刚柔协调互补，整个宇宙大化在一种最高的富民强国的和谐中生生不已。”

《周易》为中国传统的科学提供了科学观、方法论和宇宙秩序原理，与现代物理学思想的和谐。我们通过“易道”世界观与现代物理学思想的和谐关系似乎能洞察到：科学与信仰往往看似矛盾，但是却和谐相依。

参考文献：

[1]契诃夫.契诃夫手记：图本[M].贾植芳，译.长沙：湖南文艺出版社，2006.

[2]爱因斯坦.科学和宗教[C]//爱因斯坦文集，北京：商务印书馆，1979.

[3]杨天才，张善文.周易[M].北京：中华书局，2013.

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