分子生物学论文
SectionB 1 蛋白质纯化的分析方法
正电荷：天冬氨酸 谷氨酸
负电荷：赖氨酸 精氨酸
组氨酸
极性：天冬酰胺 谷氨酰胺
苏氨酸 丝氨酸 半胱氨酸
非极性：脂肪族 甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸
异亮氨酸 甲硫氨酸 脯氨酸
芳香族 苯丙氨酸
酪氨酸 色氨酸 Cys 二硫键 Gly 无手性 Pro 亚氨基酸
芳香族氨基酸最大吸收峰280mm 3 蛋白质的一级(决定蛋白折叠及其最后的形状的最重要的因素)：氨基酸脱水缩合形成肽链 N端到C端
共价键
二级：多肽链中空间结构邻近的肽链骨架通过氢键形成的特殊结构。
α转角
β螺旋 氢键为主要作用力
三级： 多肽链中的所有二级结构和其他松散肽链区域（散环结构）通过各种分子间作用力（非共价键为主），弯曲、折叠成具有特定走向的紧密球状构象。
非共价键
四级： 许多蛋白分子由多条多肽链（亚基，subunits）构成。组成蛋白的各亚基以各种非共价键作用力为主，结合形成的立体空间结构即为四级结构。非共价键 偶极：电子云在极性共价键的两原子间不均匀分布，使共价键两端的原子分别呈现不同的电性
兼性离子：具有正电荷（碱性），又具有负电荷（酸性）的分子 双极性分子：
Section C 1核酸的光学特性：
增色性：一种化合物随着结构的改变对光的吸收能力增加的现象 减色性：一种化合物随着结构的改变对光的吸收能力减少的现象 Reason: 碱基环暴露在环境中的越多，对紫外的吸收力越强 Absorbance（吸收值）：Nucleotide > ssDNA/RNA > dsDNA 核酸的最大吸收峰260mm(碱基有芳香环)芳香族氨基酸最大吸收峰280mm A260/A280:
纯的 dsDNA：1.8 纯的 RNA：2.0 纯的 Protein：0.5 2 Tm 值（熔解温度）：热变性时，使得DNA双链解开一半所需要的温度。
Tm=2x(A+T)+ 4x(G+C)
Tm值与DNA分子的长度，及GC的含量成正比
Annealing（退火）:热变性的DNA经过缓慢冷却后复性
快速冷却： Stay as ssDNA
缓慢冷却: 复性成dsDNA 3 脱氧核糖核酸与核糖核苷酸得到画法 支持双螺旋结构的两个实验：查戈夫规则
X射线晶体衍射 5 双螺旋的内容：
双链之间的关系：DNA分子由两条链组成
双链反向平行(5’3’ 方向)
两链的碱基通过氢键互补配对，A:T;G:C。
双链序列反向互补
各基团排列方式：糖-磷酸骨架DNA分子排列在外;
碱基对平面相互平行，排列在DNA分子的内部。空间结构为：右手双螺旋结构
每转一圈~10个碱基对，每一圈长度33.2A
双链螺旋中形成大沟，小沟。碱对DNA的影响：高pH值对DNA的影响比低pH值的要小。
高 pH 值(pH>11)会改变碱基构象，使DNA变性（双链解旋，成单链）
RNA的影响：高pH值，2’羟基会攻击磷酸二酯键，使其断裂，形成2’，3’-环式磷酸二酯键，从而使RNA分子断裂 共价闭合环状DNA(convalently closed circular DNA, cccDNA）。即通过共价键结合形成的封闭环状DNA分子。超螺旋DNA（Supercoil DNA）:松弛型双链DNA进一步旋转后，再形成闭环结构时，就会形成DNA超螺旋结构
L=T+W 判断是否为超螺旋 正负超螺旋 拓扑异构酶：暂时断裂DNA分子中一条或两条单链上的磷酸二酯键，改变DNA分子的连接数及拓扑状态。
功能：消除DNA复制和转录等过程产生的超螺旋。
细胞中，Ⅰ型酶与Ⅱ型酶的活性保持一种平衡状态。Ⅱ型酶的“使DNA超螺旋化” 与Ⅰ型酶“使DNA松驰化” 相抗衡，从而使DNA保持适当的超螺旋密度。EB: 嵌入DNA配对碱基之间，使DNA分子在嵌入处局部解旋，增加ccDNA其它部位的正超螺旋 Type II RE
二型限制性内切酶:识别位点一般为４～8个碱基对的回文序列
如：EcoRI
5’-GAATTC-3’
3’-CTTAAG-5
Section D 1 染色体的折叠：串珠结构 ：核心组蛋白:H2A, H2B, H3 and H4.连接组蛋白 H1
核小体
30nm纤丝
高级环状结构（染色质的最高结构）
紧密缠绕结构 着丝粒：两侧是大量的名叫卫星DNA的重复序列
端粒：上百个短的重复序列
作用：端粒DNA 形成特殊的环状二级结构，保护染色体末端不被核酸外切酶降解。
抵消DNA复制时每一轮复制都导致两末端形成的后随链比母链要短一截的现象对染色体的影响 异染色质：高度浓缩，无转录活性
常染色质：结构松散，有转录活性
DNaseI 敏感区域：对区域内DNA的转录活跃
串珠结构
DNaseI 超敏感区域：转录活跃的基因的调控区域
DNA裸露 4 原核染色体结构：非特异性DNA结合蛋白：类组蛋白
位点特异性DNA结合蛋白：与特殊的DNA序列结合
有其他特殊的生理功能：RNA polymerases
对结构域的形成也很重要
复性动力曲线：
Low C0t: 高重复 卫星DNA Moderate C0t : 中重复 串联基因簇
反转座子 High C0t :单拷贝或低重复
大肠杆菌基因组 染色体结构对基因转录的影响
CpG 抑制→CpG位点中的胞嘧啶的C-5常发生甲基化(CpG甲基化），CpG 甲基化可能可以DNA转录被限制→哺乳动物基因组中，有些区域含有很多未甲基化的CpG 位点，被称为CpG 孤岛。
甲基化—转录抑制
去甲基化—恢复转录
组蛋白的乙酰化：核心组蛋白N-端的Lys被乙酰化，DNA与核心组蛋白体解聚。Gene 表达被激活
去乙酰化：抑制 gene表达
组蛋白的磷酸化:对组蛋白 H1 磷酸化，抑制基因表达 其他组蛋白中心法则
Section E 1 DNA复制：细胞中，一条双链DNA分子通过碱基配对，形成两条与其序列相同的DNA双链分子的过程。2
确定DNA半保留复制
半不连续复制 3 复制的基本步骤 复制为双向
大肠杆菌的复制：
起始AT含量高的区域
参与蛋白：DnaA（复制起始因子)：识别并结合于重复序列上，驱使富含AT的重复序列解链，需负超螺旋，及ATP
DnaB(DNA解旋酶):DNA双链解旋，形成复制叉
SSB:(单链结合蛋白):保持解旋部分的单链状态
DnaG(引发酶/引物酶):RNA引物合成，引发复制 延伸
参与蛋白：DNA Pol III全酶：负责新链的合成:前导链，冈崎片段
DNA pol
I：复制中除去引物，填补引物处空缺
终止： 真核生物的复制：
一个细胞周期内，一个DNA分子只能复制一次
Section F 1 复制忠实性的机制：
DNA复制的高精度：模板连和进入核苷酸在DNA聚合酶的作用位点正确配对
3’到5’外切核酸酶对错误碱基的校正
错配修复 2 holiday模型 3
Section K 编码链 模板链 2 大肠杆菌的转录
RNAP酶：核心酶：a 亚基：aNTD对核心酶的组装很重要。
aCTD在识别启动子、调节转录水平中起着非常重要的作用。
b 亚基：RNAP的催化中心。
与模板DNA、RNA产物、及底物核糖核苷酸紧密结合。
抗生素利福平结合在在b 亚基上，可以抑制RNAP的转录活性。
利福平只抑制转录的起始。
利迪链菌素只抑制延伸而不抑制转录起始
b’ 亚基：可能与RNAP的催化有关。
肝素与b’亚基结合后，能干扰RNAP与DNA的结合，抑制转录。
w 亚基：可能与RNAP的组装及维持RNAP结构的稳定性有关
s factor(s因子)：s factor 在启动子特异性识别过程中至关重要 移动慢的原因：可以保持与翻译同步。
与有些基因转录调控相关。
有利于转录终止
RNAP没有3’ →5’外切酶活性，不能进行转录校正。其错配率达10-4。RNAP倒退暴露新合成的错配碱基，可以有利于其他辅助核酸酶将错配碱基切除，增加转录的忠实性。s70基础启动子的一般结构
-10 序列：它对转录起始时，RNAP打开DNA双链的过程非常重要。-
10序列到TSS位点的距离对转录效率也有很大的影响-35 序列：增强RNAP s factor 的识别能力及与DNA的结合能力 4 影响启动子效率的DNA序列：
核心启动子的序列：与保守序列越像，效率越高。
TSS周围序列：影响起始效率。
转录单位的前30个核苷酸的碱基序列：影响RNAP从启动子处移动出去（启动子区清空）的速率。
核心启动子附近的调控元件。转录的起始：开放复合物 闭合复合物 无效起始
延伸：启动子的清空，链的延伸转录泡，s因子的循环利用
终止：依赖性 不依赖性
反复重复序列
Section L 1.顺式作用元件（cis-acting elements）：一般为DNA上较为保守的、有着特异性序列或结构的特定区域。它们只能影响与其在同一条染色体上的基因的活动。如：启动子，转录激活因子结合位点等。
反式作用基因/调节基因（trans-acting genes，regulator genes）
可以影响与他们不在同一条染色体上的基因的表达水平的DNA元件。2 乳糖操纵子 色氨酸操纵子 正负调控都可以有诱导和阻遏两种调控方式。
正控诱导：诱导因子活化激活因子，使其可以增加基因的表达。（Lac operon，CRP调控）正控阻遏：共阻遏物使激活因子失活，减少基因的表达。负控诱导：诱导因子使阻遏蛋白失活，增加基因的表达。（Lac operon，lac repressor）负控阻遏:共阻遏物活化阻遏蛋白，使其可以降低基因的表达。（Trp operon，trp repressor）
Section M 增强子 沉默子 TFIID：可与多种核心启动子元件或特异性转录因子结合，启动二类转录预起始复合物组装的通用转录因子。
TBP(TATA-box binding protein):可识别并结合TATA-box TAFII（TBP-associated factor II）：TBP关联蛋白，TFIID中与TBP形成复合体的所有蛋白，～13个。
TFII H的结构与功能：蛋白激酶(4 个亚基)：催化蛋白磷酸化。将NTP（一般为ATP）的g-磷酸基团转移到蛋白上。
磷酸化 RNA pol II 中的CTD 结构域。TFIIE 刺激TFIIH介导的磷酸化反应。DNA 解旋酶/ATPase(5 亚基)：
水解ATP，利用其能量打开DNA的双链 TBP(TATA-binding protein): 确保 RNA Pol I能正确定位到转录起始区域上。
SP1 为组成性表达的转录因子，在所有的细胞中都存在，与基因本底表达水平有关 SL1，选择因子,RNA Pol I起始转录所必需的因子 CTD:羧基末端结构域，的磷酸化状态与转录进程有关
转录起始时期，CTD结构域一般处于去磷酸化形式，与结合启动子有关。
转录延伸时期，CTD结构域常处于磷酸化形式，与mRNA的加工有关。
Section N 1 DNA-binding domains（DBD）:DNA结合结构域
螺旋-转角-螺旋结构（域）
锌指结构（域）
碱性结构（域）
Dimerization domains：二聚体化结构域
亮氨酸拉链 螺旋 散环 螺旋 DBD+DM 激活结构域 酸性激活结构域 富含谷氨酰胺结构域 富含脯氨酸的结构域 LBD
Section O 真核生物中mRNA 加工的一般过程 5’加帽: CTD作用：转录起始时，参与加帽反应的三种酶结合在RNA Pol II的CTD结构域上。转录产物刚开始合成时，即对其5’端进行加帽反应。
作用：防止降解：核糖核酸酶一般不能降解帽结构中的三磷酸键
帮助转运mRNA到细胞质中
增强翻译水平：mRNA需要帽结合蛋白的帮助才能更好的与核糖体结合 帮助去除pre-mRNA中的第一个内含子。3’加Poly(A)尾：
作用：防止被核酸酶降解：增加mRNA的稳定性
有助于mRNA从细胞核到细胞质的转运
参与pre-mRNA的最后一个内含子的剪接。
增强mRNA的翻译水平，增加基因的表达 剪接 甲基化 2 核酶有：有催化功能的RNA即为核酶
U2 U6 RNAP 3 RNA的多样性：可变加工，反式剪接，RNA编辑 原核生物核糖体
真核生物核糖体 原核rRNA 加工的大致过程：形成多个茎环结构，与蛋白结合形成RNP，核苷酸修饰，逐级切割
真核rRNA 加工的大致过程：甲基化，切割。内含子剪接 原核tRNA 加工的大致过程:将多顺反子前体切割，分离出单顺反子前体
单顺反子前体进一步被切割，形成与成熟tRNA长度一致分子（RNases D, E, F，P
.碱基修饰，形成成熟tRNA 真核tRNA 加工的大致过程：5’-末端成熟，3’-末端成熟（添加5’-CCA-3’）去除内含子 7 miRNA and siRNA的调控机制：mRNA降解，抑制翻译，抑制转录
Section P 1 遗传密码的特性:
蛋白的编码信息由三联体密码子组成。
密码子为连续的，之间无间隔、无重叠。
除三个终止密码子之外，每个密码子对应一种氨基酸
有密码简并现象。即：多个密码子对应同一种氨基酸。
标准遗传密码子在各类生物中基本通用，不过少数生物体或细胞器中，有一些密码子对应的氨基酸与标准的不同。
生物对同义密码子的使用经常有偏好性。不同生物的密码子偏好性不同。
基因一般不重叠。一段核酸分子一般只有一个开放阅读框（open reading frame, ORF/可读框），被翻译成一个蛋白。
有些物种也有重叠基因的现象。开放阅读框:ORF 从起始密码子ATG 到终止密码子
TGA,TAA or TAG 之间的连续的蛋白编码序列
CDS 编码序列 当ORF可以预测一个蛋白时 3 tRNA 二级结构:三叶草结构 4 tRNA的特异性加载：（翻译的高保真性）
氨酰-tRNA合成酶对相应tRNA分子有很强的专一性：第二密码子：
氨酰-tRNA合成酶接受相应氨基酸时有很强的忠实性：校正：双筛选机制—酶的活性中心，酶中的编辑位点 氨酰-tRNA（AA-tRNA）： 3’-end加载了一个氨基酸的tRNA分子。是在蛋白质合成中，将密码子转换氨基酸的适配器。
Section Q 1 密码子与反密码子的反向互补配对 一个tRNA可识别的密码子数由反密码子的第一位碱基决定
摆动学说：第三位密码子与第一位反密码子的配对可以摆动
反密码子第一位为A或C时，配对无摇摆现象。3 核糖体的E，P，A位点 A位：接受AA-tRNA部位.除了起始氨酰-tRNA，其他所有AA-tRNA都只能进A位点。P位：肽酰基-tRNA结合部位。起始氨酰-tRNA也进入此位点。E位：空载tRNA离开核糖体的位点。4 核糖体各亚基的功能
核糖体小亚基功能：结合mRNA
促进密码子与反密码子的正确结合 mRNA移位
大亚基的功能A位、P位、肽酰转移酶（转肽酶）中心等在大亚基上。
负责携带AA-tRNA、肽键/肽链的形成 5 翻译的基本内容 核糖体与mRNA结合
氨酰tRNA逐个进入核糖体
分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学, 是现代生命科学的“共同语言”。分子生物学技术把研究技术提高到了基因分子水平, 可应用于遗传性疾病的研究和病原体的检测及肿瘤的病因学、发病学、诊断和治疗, 新药开发等方面的研究。所以, 常用分子生物学技术是现代分子生物学研究的重要核心内容之一。掌握了常用分子生物学技术, 并能将理论和实际操作结合, 也就相当于掌握了一把从微观世界揭示生物学奥秘的钥匙。经过多年教学, 笔者将对此章节的教学体会总结如下。
一、介绍本学科最新前沿动态, 提高学生兴趣
分子生物学是一门发展快速的前沿学科, 由其发展带来的成果和研究进展日新月异。由于教材跟不上分子生物学发展速度, 在授课时我们及时将最新的分子生物学进展补充到教学内容之中。以基因敲除技术为例, 教材主要介绍传统第一代同源重组方法, 这种方法是经典基因敲除方法, 但效率低 (1 per 106cells) , 实验周期长, 可以说基本被淘汰的方法。随后又出现了锌指核酸酶 (ZFN) [2]、TALEN、CRISPR/Cas9 等方法。尤其是2012 年出现最新CRISPR/Cas9 方法, 以能够实现任意敲除、成功率高、打靶效率很高、脱靶率高、周期非常快等优点著称。这种方法构建的基因突变动物具有显著高于传统方法的生殖系转移能力, 是一种高效、快速、可靠的构建敲除动物模型的新方法, 所以在动物模型构建的应用前景将非常广阔。
将这些最新的分子生物学科学进展补充到教学内容之中, 一方面可以提高学生学习兴趣, 另一方面使学生了解本学科最近发展动态, 从动态中学习, 而非死记硬背书本内容, 有助于大学生的能力和素质培养。
二、注重融会贯通, 重点突出, 便于学生掌握重难点
以分子杂交技术为例, 该技术可分为核酸分子杂交、蛋白质分子杂交、原位杂交、生物芯片等, 所涉及的概念、原理、方法操作较多。如何将这些纷繁复杂的内容在一次理论教学中完成, 我们进行了深入的思考和探索, 在授课时注意淡化概念, 注重联系实际和实验操作, 使学生对整体分子杂交技术有感性的、总体上的认识, 然后记忆各个方法概念、知识点, 这样使各个知识点不是孤立存在, 而是统一形成网络, 使学生学到的不是一个个孤立的知识点。将分子杂交技术与前面学到的基因、复制、转录、翻译衔接紧密, 介绍每种方法应用及其临床意义, 在教学中注意融会贯通和启发式教学。以核酸分子杂交为例, 核酸分子杂交又可分为Southern印迹和Northern印迹, 通过启发式教学方法, 学生通过短暂的回忆和思考, 使思维进入到“基因复制和转录”的空间中, 再介绍两种方法的原理和应用范围, 从而学生能很好理解Southern印迹主要应用于DNA检测, 而Northern印迹用于分析m RNA的转录或m RNA分子大小, 此时再进行讲授每种方法的操作流程, 突出重点, 便于学生掌握重难点, 会取得更好的效果。
三、应用多媒体教学, 对学生进行启发式教学
多媒体资源已经广泛应用于教学中, 它可以使课堂教学内容生动活泼、丰富多彩, 并彻底改变传统的教学模式和学生的认知过程。俗话说好钢要用在刀刃上。多媒体在教学中的应用也是同样需要用在“刀刃上”, 这样才能发挥其关键的作用。教学的“刀刃上”是指教学中的重难点以及衔接点、导入点、启发点、思维盲点等, 所以只有处理好这些关键点, 才能上好这门课程。笔者通过网上查阅资料、Flash动画和自制彩色图片等方式, 使复杂的分子生物学操作流程变得形象直观、易记忆和理解, 初步取得了较好的教学效果。每节课程结束前还进行小结, 将重难点内容和图片回放, 并提出思考题让学生思考, 这样既有助于理解和掌握本节课的内容, 又可排除学生对新知识的畏难和对学习的抵触情绪, 逐步养成起学生对分子生物学学习的兴趣和信心。另外, 每节课程结束后还进行习题讲解和课后答疑, 利用QQ或邮件等手段与学生交流和互动解答问题, 这样可及时巩固课堂知识和建立师生之间互信。因此, 将多媒体应用于教学中, 可以使授课过程更加丰富多彩和灵活多样, 同时可使课堂教学更具有创新性。
四、将自身科研经验运用到教学中, 让教学内容更丰富多彩
作为高校教师, 我们在承担教学任务的同时还从事一些科研工作, 科研工作是将自己所学理论知识运用于实践。在教学过程中, 为了丰富教学内容, 笔者将自己的科研成果和经验穿插于教学中, 这样从实际出发可以使授课效果更生动、具体和形象, 让学生更容易理解并加深印象。这种教学方式既可帮助学生更容易理解本课程内容, 并且还可将抽象的书本知识具体形象化, 还开拓了学生的视野, 激发学生学习兴趣和动力, 使其不再认为科学遥不可及。另外, 利用课堂时间向学生介绍常用的科学文献检索方法和常用网址, 让学生在课余时间可以通过这些方式摄取相关知识, 了解本学科最新研究动态, 扩展视野, 逐步培养学生自发地阅读国内外文献, 增强对科学研究的兴趣, 为以后研究生的学习打下基础。
总之, 针对常用分子生物学技术这章内容在药学分子生物学的重要性, 以及其内容的抽象性和复杂性的特点, 我们通过不断地实践和探索, 建立了高效的教学方法, 并得到学生广泛的好评。
摘要：药学分子生物学已成为21世纪药学专业高等教育的核心课程, 针对药学分子生物学实践性很强的特点, 我们对常用分子生物学技术授课内容进行改革, 结合教学实际, 设置具有特色的理论和实验结合的课程体系。根据此章节授课内容的自身特点和教学中的实际经验, 总结四点教学体会:介绍本学科最新前沿动态, 提高学生兴趣;注重融会贯通、重点突出, 便于学生掌握重难点;应用多媒体教学, 对学生进行启发性教学;将自身科研经验和实验实际操作运用到教学中。充分调动学生的学习积极性, 提高理论和实验教学的质量。
关键词：药学分子生物学,生物学技术,课堂教学,教学方法
参考文献
[1]苏娇.药学分子生物学教学语言艺术的探索[J].吉林医学, 2010, 31 (21) .
初到马里兰大学读研究生的P r i c i laChaverri贴出一张招募启事,她得到了PEET(经典分类专业加强训练)计划的资助,现在想要寻找和自己意愿相同的本科生,共同开展关于美国肉座菌(见本期辞典)的分类学研究。启事贴出,竟然无人回应,无奈之余,她只得更改启事内容,补充说明还可以学习PCR仪和DNA测序等分子生物学技术,在这之后,她收到了100份申请。
1比100,这就是经典的物种分类学与分子分类学在学科天平两端的分量。
经典分类学没落
在中国科学院植物所,有这样一个段子:“读研究生敢于选择分类学专业的是‘猛士’;毕业后敢于选择这个专业做职业的是‘勇士’,选择在科研圈内为分类学奋斗,不与科研圈内游戏规则妥协的人是‘壮士’;死不悔改被淘汰的人遂成‘烈士’。”
其中所谓的分类学专业指的就是经典分类学,用形态和地理的方法来分类物种。
在植物所学习了5年经典分类的金效华博士,是兰科植物专家,他曾经遍访云南的山寨和沟壑,根据兰科的地理分布和花、叶、果等部位的形态特征对它们进行分类。然而,当他从昆明植物所学习了细胞学、遗传学和分子系统学等物种分类的现代方法之后,他就改变了研究方法,实验室于是取代了田野,精密仪器则代替了标本。
现在,植物所里做分子系统学物种分类的学者一大半都是像金效华那样搞经典分类出身的。他们目前手上的四五个项目都和分子系统学有关,而且,在他们看来,似乎“经典分类已经做得差不多了,只剩一些完善的工作,而生物进化、遗传机制还要深入研究,我们要往下走”。
“往下走”的意思也就是佛罗里达大学植物学家Walter Judd所谓的“进化”。Judd是世界上首批体验分类学“进化”的科学家之一,他承认“分子分析带来了令人兴奋的成果”。很多年轻的学者却早早把这种兴奋感变为依赖感。有一些人彻底告别了经典分类学,在尝到了仅凭对DNA测序仪和PCR仪等仪器的娴熟操作就能吸引大笔科研经费的甜头之后,再也无法体验到用自己的名字为一个新物种命名的成就感了。
年轻学者的选择将决定学科的未来。Judd这样资深的分类学家,正面临退休,但佛罗里达大学并没有计划再聘请新的分类学家。中国医科院药用植物所只剩不到10个经典分类学者,且都没有兼负教学任务。英国皇家植物园的最后一位裸子植物分类学家和最后一位蕨类植物分类学家相继在2006年和2007年退休,他们的位子从那时就一直空着。
发现新物种要靠老方法
Judd是研究热带开花植物的形态学的专家,他曾说,年轻的植物学家使用分子分析方法作为研究工具之后,他们会将研究重点放在已经有研究成果的植物种类上,而丧失了去发现新的类群的动力。
因此,为了避免几代之后没有人会根据形态特征鉴别物种,即使经典分类日渐式微,国内外仍有一批学者坚守最后的阵地,“传统进化知识体系的框架都是通过形态鉴定的方式建立起来的,目前,认识一个物种基本都是从形态学入手,它是基础。”这是他们坚守的理由。
因为这个理由,世界权威的分类学家Montgomery Wood,即使在投身研究之初被同事说是“浪费时间”也不曾犹豫。50年来,Wood研究一种全球分布的黑蝇,现在,他仅凭双眼就可以鉴别近万种寄生蝇科中的很多个属。被同行泼冷水,在恶劣环境下进行野外调查,经费不足成为家常便饭,这就是Wood成为著名分类学家之前所要经历的磨练。
中科院植物所博导傅德志也是经历了同样的磨练,“1 992 年的时候没什么课题,没课题也就没经费,于是就凭自己的兴趣做研究,最少的时候,每个月就200块。”即使在这样的情况下,傅德志依然完成了了裸子植物新系统的研究。2009年,他即将完成维管束植物科属分类编码的研究。这个维管束项目已经用掉了他20多年时间,需要彻底清算根茎部含有维管束构造的植物的名称、分布区域和含有的物种数目,相当于彻查蕨类、裸子和被子植物。关于该项目,光参考书就能摞起两人高。
有趣的是,每当傅德志每完成一个项目,都会衍生出一些新的工作和项目。完成了维管束植物(见本期辞典)科属分布编码,现在他又对世界被子植物的科属志产生了兴趣。他对将要展开的新项目很有信心。事实上,裸子植物的成员家谱,就是运用传统的形态和地理学方法在2004年被其研究组攻克的。根据志书,进行大量的野外观察、标本识别和数据库的查阅,傅德志认为那样并不过时。
在他看来,“标定物种最终还是要回到经典分类”,因为形态分类法是统计学,而现代分子技术是标量科学,标量科学是建立在统计学基础上的。比如,“用形态和地理学方法已经分出20个种了,而DNA条码鉴定所能做的工作充其量只是看我分的种准确不准确,或者看看能不能合并其中的几个种。可要是没有我们事先分的这20个种,一切都白搭”。
选择一门关于花鸟鱼虫的学问
“分类学的灵魂是形态和地理学”,老祖宗达尔文的话已经无数次被验证。密歇根州立大学的昆虫学家Anthony Cognato和他的学生Jiri Hulcr在巴布亚新几内亚的热带雨林里花了18个月调查树皮甲虫,发现一种浅黄色的小型树皮甲虫只能通过其他较大型的长腿甲虫得到真菌,验证了一种新的生态学现象—真菌窃取(mycocleptism)。
如果没有18个月的野外调查和后期的形态鉴别,我们永远也不会知道什么是“真菌窃取”。既是基础,又是灵魂,经典分类学却一直往冰点跌。PEET的毕业生调查报告中显示,47%的学生毕业后并没有从事分类学工作,而6%的毕业生正处于失业状态,中国那么多科研基金中,也只有自然科学基金向经典分类的研究工作倾斜。“因为分子生物学领域的研究消耗了大量经费,经典分类这一块的确受到威胁。”就连项目都是通常先做,成果出来后,再看能不能申请基金。
而做分子系统研究的学者们手上的项目根本忙不过来,国家基金委项目、国家杰出青年科学基金项目、国家 973项目以及科学院分配的项目通常都是在同步进行着。
当分子生物学的学者们忙得不亦乐乎时,其实经典分类学家也没闲着,只是他们由专职研究变成了兼职鉴定。从事DNA条形码鉴定中药材的宋经元说:“当他们在采样的时候,需要专业的形态分类学家,以避免采错样,而在有了鉴定结果的时候,也会让形态学家判断对不对。”因此,在做中药材鉴定的过程中,分类学家也是必不可少的。可也有看法是,这样一来分类学家只需要适时提供一些科属种的数据,变得工具化了,与之前的辉煌时代相比,无异于从法官变成了被随意抽调出场的陪审团成员。
“前景的确不容乐观,但我也不会为此担心得夜不能寐。”现在,Wood将更多精力放在研究和保存更多物种上。而其他科学家也试图找出延长经典分类方法的寿命的办法。亚利桑那州立大学的昆虫学家QuentinWheeler就希望通过网络基础设施,通过数字图像和虚拟网络方便研究者了解放在国家历史博物馆中30多年前的标本。宋经元参与的DNA条形码鉴定中药材研究项目就是为了通过那些像超市认知码一样的基因序列和射频技术,让任何人都能识别物种。DNA条形码物种分类计数已经用来识别动物了,但是植物因为不同科属之间的基因变化很小,还在等待最终的标准基因序列。
这些方法都在上手的门槛和鉴别时间上下功夫,一个分类学新手甚至可以省去野外调查的步骤。这也是一些分类学家真正担心的地方,人们似乎不愿过多地停留在对物种感性认识的阶段,说得直白点,就是对生物多样性失去了兴趣。密歇根州立大学的昆虫学家Ralph Holzenthal发现在巴西东南部的一角,至少还有850个物种等待被分类鉴定,而他的项目申请书修改到第四轮仍然通不过。
教学要求：
1．掌握核苷酸的分子结构，了解连接键及分子表达式 2．重点掌握DNA、RNA的结构特征及主要功能 3．了解DNA的理化性质与结构的关系 4．了解DNA的高级结构
课时安排：总学时 4.0
第一节
核酸的化学组成及一级结构
1.0 第二节
DNA的空间结构与功能
1.0 第三节
RNA的结构和功能
1.0 第四节
核酸的理化性质
0.8 第五节
核酸酶
0.2
重点：
1． 核酸的化学组成 2． DNA的双螺旋结构 3． RNA的结构和功能 4． 核酸的理化性质
难点：
1． DNA的双螺旋结构 2． 核酸的理化性质
教学内容：
一、核酸的化学组成及一级结构
1．核苷酸
嘌呤与嘧啶，DNA和RNA分子中核苷酸组成上的特点，核苷酸各组分之间的连接方式 2．脱氧核苷酸的连接 3．核苷酸的连接 4．核酸的一级结构
二、DNA的空间结构与功能
1．DNA的双螺旋结构
Chargaff规则、B-双螺旋结构模型和Z-DNA。2．DNA的超螺旋结构
染色质、核小体、组蛋白、基因 3．DNA是遗传信息的物质基础
三、RNA的结构和功能
1．mRNA 模板、hnRNA 2．tRNA
稀有碱基、茎环结构、反密码环 3．rRNA
核糖体、多核糖体
四、核酸的理化性质
紫外吸收、变性、复性、增色效应、减色效应、解链温度、杂交、探针。
五、核酸酶
思考题：
1． 核酸紫外测定的分子基础是什么？
2． DNA和RNA的紫外测定结果有何不同？为什么？ 3． DNA的双螺旋结构的要点是什么？
核苷酸代谢
教学要求：
1．了解食物核酸的消化吸收和体内核苷酸合成的途径。
2．掌握嘌呤和嘧啶核苷酸的合成原料，合成反应特点，分解代谢的产物。
3．掌握核糖单核苷酸向脱氧核糖核苷酸的转变。
4．了解核苷酸类抗代谢作用的生化环节。
课时安排：总学时 4.0 第一节
嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
2.0 第二节
嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
2.0 重点：
1．嘌呤和嘧啶核苷酸的合成原料 2．嘌呤和嘧啶核苷酸分解代谢的产物
3．脱氧核糖核苷酸的生成 难点：
嘌呤和嘧啶核苷酸的合成过程 教学内容：
一、嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
1．嘌呤核苷酸的从头合成IMP的合成原料及关键酶，AMP和GMP的转变，嘌呤核苷酸合成的调节，嘌呤核苷酸的的补救合成和相互转变，脱氧核苷酸的生成，嘌吟核苷酸的抗代谢物。
2．嘌呤核苷酸的分解代谢
磷酸核苷、核苷及嘌呤的降解，尿酸的生成。
二、嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
1．嘧啶核苷酸的从头合成UMP的合成原料及关键酶，UMP向CTP和TMP的转变，嘧啶核苷酸补救合成，嘧啶核苷酸的抗代谢物。2．嘧啶核苷酸的分解代谢
α-氨基异丁酸的排泄。
思考题：
1． 核苷酸抗代谢物分几类？试分析其抗肿瘤作用的分子基础。2． 试小结嘌呤环和嘧啶环中个原子的分子来源。
DNA的生物合成
教学要求：
1．熟悉遗传信息流向的中心法则。
2．掌握DNA复制方式、逆转录作用及相关酶系的特征。
3．了解DNA修复系统及特点。
课时安排：总学时 4.0 第一节
复制的基本规律
0.5 第二节
DNA复制的酶学和拓扑学变化
1.0 第三节
DNA生物合成过程
1.5第四节
逆转录和其他复制方式
0.5 第五节
DNA损伤(突变)与修复
0.5
重点： 1．遗传信息流向的中心法则。
2．原核生物DNA半保留复制方式及相关酶系。难点：
1． 真核生物的DNA生物合成 2． 端粒和端粒酶 教学内容：
一、复制的基本规律
1．半保留复制的实验依据及意义
2．双向复制
3．半不连续复制
二、DNA复制的酶学和拓扑学变化
1．复制的化学反应
2．DNA聚合酶
原核生物与真核生物的DNA聚合酶
3．复制高保真性的酶学依据
4．复制中的解链伴有DNA分子拓扑学变化
解螺旋酶、拓扑酶、SSB。
引物酶和引发体。
5．DNA连接酶连接DNA双链中的单链缺口
三、DNA生物合成过程
1．原核生物的DNA生物合成复制的起始：DNA解成单链，引发体的形成；复制的延长：复制延长的生化过程，复制的半不连续性及冈崎片段；复制的终止：切除引物、填补空缺和连接切口。
2．真核生物的DNA生物合成复制的起始与原核基本相似；复制的延长发生DNA聚合酶α/δ转换；复制的终止：端粒和端粒酶。
四、逆转录和其他复制方式
1．逆转录病毒的基因组是RNA，其复制方式是逆转录 2．逆转录的发现发展了中心法则 3．滚环复制和D环复制
五、DNA损伤(突变)与修复
1．突变的意义。
2．引发突变的因素。
3．突变分子改变的类型
错配，缺失、插入和框移突变，重排。
4．DNA损伤的修复：光修复、切除修复、重组修复、SOS修复。思考题：
1．试简述DNA复制的特征和参与DNA复制的酶系。
2．什么是逆转录？试简述逆转录的基本过程。
3．试简述DNA突变的类型及DNA损伤的修复类型。
RNA的生物合成
教学要求：
1．掌握转录是RNA生物合成及信息流动的重要环节。
2．掌握转录的特点及三类RNA转录后的加工。
3．了解转录酶的特征。
4．熟悉核酶及其功能。
课时安排：总学时 4.0 第一节
原核生物转录的模板和酶
1.0 第二节
原核生物的转录过程
1.0 第三节
真核生物RNA的生物合成1.0
第四节
真核生物RNA的加工
1.0 重点：
1． 原核生物转录的模板和酶 2． 原核生物的转录过程 3． 真核生物RNA的加工
难点：
真核生物mRNA的加工中内含子的剪接方式、mRNA编辑。
教学内容：
一、原核生物转录的模板和酶
1．原核生物转录的模板
2．RNA聚合酶
全酶、核心酶
3．RNA聚合酶结合到DNA的启动子上启动转录
二、原核生物的转录过程
1．转录起始
转录起始复合物，开放转录复合体。
2．原核生物转录延长时蛋白质的翻译也同时进行。
3．转录终止
依赖ρ因子、非依赖ρ因子两大类。
三、真核生物RNA的生物合成1．真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶
2．转录起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参与 3．真核生物转录延长过程中没有转录与翻译同步的现象 4．真核生物转录终止和加尾修饰同时进行
四、真核生物RNA的加工
1．真核生物mRNA的加工
首尾修饰及剪接、内含子的其它剪接方式及功能、断裂基因、mRNA编辑。
2．真核前体rRNA的加工
3．真核生物前体tRNA的加工包括把核苷酸的碱基修饰为稀有碱基。
思考题：
1． 试比较原核生物与真核生物RNA聚合酶有何区别？ 2． 试举例说明什么是mRNA编辑？ 3． 试小结真核生物mRNA的加工过程。
蛋白质的生物合成
教学要求：
1．掌握遗传信息、遗传密码与mRNA的关系，遗传密码的特征。
2．掌握蛋白质生物合成体系中主要RNA、三种酶和多种蛋白质因子的功能和作用特点，生物合成过程及能量变化。
3．了解翻译后蛋白质的加工方式。
4．了解蛋白质合成的干扰和抑制。
课时安排：总学时 4.0 第一节
蛋白质生物合成体系
1.0 第二节
氨基酸的活化
1.0 第三节
蛋白质的生物合成过程
1.0
第四节
蛋白质翻译后修饰和靶向运输
0.6 第五节
蛋白质生物合成的干扰和抑制
0.4
重点： 1.遗传密码与mRNA的关系及其特征
2.蛋白质生物合成体系 3.氨基酸的活化
难点： 蛋白质的生物合成过程 教学内容：
一、蛋白质生物合成体系
1．mRNA是蛋白质生物合成的直接模板
遗传密码的方向性、连续性、简并性、通用性和摆动性。
2．核糖体是蛋白质生物合成的场所。
3．tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质生物合成的适配器
氨基酸臂、反密码子
4．蛋白质生物合成需要酶类、蛋白质因子等
二、氨基酸的活化
1．氨基酰tRNA 氨基酰tRNA合成酶
2．真核生物起始氨基酰tRNA是Met-tRNAiMet
三、蛋白质的生物合成过程
1．原核生物的肽链合成过程
起始：起始因子；延长：延长因子，注册、成肽、转位，核糖体循环；终止：终止密码子。2．真核生物的肽链合成过程
四、蛋白质翻译后修饰和靶向运输
1．多肽链折叠为天然构象的蛋白质
分子伴侣、蛋白质二硫键异构酶、肽-脯氨酸顺反异构酶。
2．蛋白质一级结构修饰主要是肽键水解和化学修饰
3．蛋白质空间结构修饰包括亚基聚合和辅基连接 4．合成后蛋白质可被靶向输送至细胞特定部位
五、蛋白质生物合成的干扰和抑制 1．抗生素对翻译的抑制作用
2．其他干扰蛋白质生物合成的物质
思考题：
1．试简述蛋白质生物合成体系及3种RNA在蛋白质生物合成中的作用。2．试小结原核生物复制、转录和翻译的基本过程。
基因表达调控
教学要求：1．掌握原核生物转录水平的调控方式和机理。
2．熟悉基因表达调控基本概念与原理。3．了解真核生物的基因转录调控方式。
课时安排：总学时 4.0 第一节
基因表达调控的基本概念
1.0 第二节
基因表达调控的基本原理
1.0 第三节
原核基因表达调节
1.5第四节
真核基因表达调节
0.5 重点： 原核生物转录水平的调控方式
乳糖操纵子调控模式
难点： 真核生物的基因转录调控方式 教学内容：
一、基因表达调控的基本概念
1．基因表达是指基因转录及翻译的过程
2．基因表达具有时间特异性和空间特异性
3．基因表达的方式及调节存在很大的差异
组成性表达、诱导和阻遏表达。
4．基因表达调控为生物体学生长、发育所必需
适应环境、维持生长和增殖、维持个体发育与分化。
二、基因表达调控的基本原理
1．基因表达调控呈现多层次和复杂性
2．基因转录激活受到转录调节蛋白与启动子相互作用的调节
三、原核基因表达调节
1．原核基因转录调节特点
σ因子决定RNA聚合酶识别特异性、操纵子调控模型和阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性。
2．操纵子调控模式在原核基因转录起始调节中具有普遍性
乳糖操纵子结构、阻遏蛋白的负调节、cAMP-CAP的正调节、协调调节。3．原核生物具有不同的转录终止调节机制
4．原核生物在翻译水平同样受到多个环节的调节
四、真核基因表达调节
1．真核基因组具有独特的结构特点
2．真核基因表达调控更为复杂
3．RNA PolI和PolIII转录体系的调节相对简单
4．RNA PolII转录起始的调节非常复杂
顺式作用元件、反式作用因子、mRNA转录激活及其调节。
5．RNA PolII转录终止的调节机制尚不清楚
6．转录后水平的调节也是基因表达调控的重要环节
7．基因表达在翻译水平以及翻译后阶段仍然可以受到调节
思考题：
1．原核生物基因表达调控的基本原理是什么？ 2．乳糖操纵子是如何实现基因表达调控的？
3．顺式作用元件、反式作用因子在真核基因表达调节中的作用是什么？
基因重组与基因工程
教学要求：
1．掌握自然界的基因转移和重组。
2．熟悉重组DNA技术的相关概念。
3．掌握重组DNA技术的基本原理。
4．了解重组DNA技术与医学的关系。
课时安排：总学时 4.0 第一节
自然界DNA重组和基因转移是经常发生的1.5 第二节
重组DNA技术
2.0 第三节
重组DNA技术与医学的关系
0.5
重点：
1． 自然界的基因转移和重组
2． 重组DNA技术的基本原理及步骤
难点：
重组DNA技术的基本原理
教学内容：
一、自然界DNA重组和基因转移是经常发生的 1．同源重组
2．细菌的基因转移与重组
3．特异位点重组
4．转座重组。
二、重组DNA技术
1．重组DNA技术相关概念
DNA克隆，工具酶，基因载体。
2．重组DNA技术基本原理及操作步骤
目前基因的获取、克隆载体的选择和构建、外源基因与载体的连接、重组DNA导入受体菌、重组体筛选、克隆基因的表达。
三、重组DNA技术与医学的关系
1．疾病基因的发现 2．生物制药
3．基因诊断与治疗 4．遗传病的预防
思考题：
1． 简述基因工程的基本条件和基本过程。
2． 举例说明基因工程在工业、农业和医学中的应用。
细胞信息转导
教学要求：
1．掌握细胞间的信号转导的概念。
2．掌握各种受体的分子结构及其信号转导通路。
3．了解信息传递途径的交互联系。
4．了解细胞信号转导与医学的关系。
课时安排：总学时 4.0 第一节
细胞信息转导概述
1.0 第二节
细胞内信号转导相关分子
1.0 第三节
各种受体介导的细胞内基本信号转导通路
1.5第四节
细胞信号转导与医学
0.5 重点：
1． 细胞间的信号转导的概念
2． 各种受体的分子结构及其信号转导通路
难点：
1． 各种受体介导的细胞内基本信号转导通路 2． G蛋白的结构
教学内容：
一、细胞信息转导概述
1．细胞外化学信号有可溶性和膜结合型两种形式 2．细胞经由特异性受体接受细胞外信号
3．细胞内信号分子结构、含量和分布变化是信号转导网络工作的基础
二、细胞内信号转导相关分子
1．第二信使的浓度和分布变化是重要的信号转导方式
2．蛋白质作为细胞内信号转导分子
三、各种受体介导的细胞内基本信号转导通路
1．细胞内受体多属于转录因子
2．离子通道型膜受体是化学信号与电信号转换器 3．七跨膜受体依赖G蛋白转导信号
4．单跨膜受体依赖酶的催化作用传递信号 5．细胞信号转导过程的特点和规律
四、细胞信号转导与医学
1．信号转导分子的结构改变是许多疾病发生发展的基础 2．细胞信号转导分子是重要的药物作用靶位
思考题：
1．按照作用方式的不同，细胞内信号分子有哪些？各有何特点？ 2．试述信号分子与受体结合的特点。
3．各类型的膜受体结构和功能上有什么特点？
4．简述G蛋白的结构，并说明其活化型和非活化型如何互变。
糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质
教学要求：
1．掌握糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质的概念及糖蛋白的分类。2．熟悉胶原蛋白的结构与功能。3．熟悉糖蛋白寡糖链的功能。
4．了解纤连蛋白和层粘连蛋白的结构与功能。
课时安排：总学时 4.0 第一节
糖蛋白
2.0 第二节
蛋白聚糖
1.0 第三节
细胞外基质
1.0
重点： 糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质的概念
糖蛋白的分类 难点：糖蛋白分子中聚糖的功能 教学内容：
一、糖蛋白
1．糖蛋白的结构
N连接糖蛋白：高甘露糖型、复杂型、杂合性；O连接糖蛋白。
2．糖蛋白分子中聚糖的功能
二、蛋白聚糖
1．重要的糖胺聚糖。
2．核心蛋白。
3．蛋白聚糖的生物合成。
4．蛋白聚糖的功能。
三、细胞外基质
1．胶原。
2．纤连蛋白。
3．层粘连蛋白。
思考题：
1． 试简述糖蛋白N连接聚糖的分类及其结构特点。2． 试简要说明糖蛋白分子中聚糖的功能。
癌基因、抑癌基因与生长因子
教学要求：
1．掌握癌基因、抑癌基因及生长因子的基本概念。2．熟悉原癌基因产物及其功能。
3．了解癌基因活化机制及抑癌基因作用机制。
课时安排：总学时 4.0 第一节
癌基因
2.0 第二节
抑癌基因
1.0 第三节
生长因子
1.0
重点：
1． 癌基因、抑癌基因及生长因子的基本概念 2． 原癌基因产物及其功能
难点：
癌基因活化机制及抑癌基因作用机制
教学内容：
一、癌基因
1．病毒癌基因
DNA病毒、RNA病毒
2．细胞癌基因
src家族、ras家族、myc家族、sis家族、myb家族。
3．癌基因活化的机制
获得启动子、染色体易位、原癌基因扩增、点突变。
4．原癌基因的产物与功能
生长因子、跨膜生长因子受体、细胞内信号传导体、核内转录因子。
二、抑癌基因
1．抑癌基因的基本概念
2．常见的抑癌基因
3．抑癌基因的作用机制
三、生长因子
1．概述
2．生长因子的作用机制
3．生长因子与疾病
细胞凋亡、心血管疾病
思考题：
1． 什么是病毒癌基因？什么是细胞癌基因？两者有何区别？ 2． 什么是生长因子？是举例说明其作用机制。
常用分子生物学技术的原理及应用
教学要求：
1．掌握分子杂交、印迹技术及PCR原理。
2．熟悉印迹技术的类别及应用，PCR基本过程。3．了解核酸序列分析。
4．熟悉基因诊断的概念，常用技术方法及其应用。5．了解基因治疗的概念及其应用。
课时安排：总学时 6.0 第一节
分子杂交与印迹技术
1.0 第二节
PCR技术的原理及应用
1.0 第三节
核酸序列分析
0.4 第四节
基因文库
0.4 第五节
生物芯片技术
0.4 第六节
生物大分子相互作用研究技术
1.0 第七节
遗传修饰动物模型的建立与应用
0.4 第八节
疾病相关基因的克隆与鉴定
0.4 第九节
基因诊断和基因治疗
1.0 重点：
1．分子杂交、印迹技术的分类及应用。2．PCR原理及PCR基本过程。
3．基因诊断的概念，常用技术方法及其应用。
难点：
1． 核酸序列分析
2． 疾病相关基因的克隆与鉴定
教学内容：
一、分子杂交与印迹技术
1．分子杂交和印迹技术的原理
印迹技术、探针技术
2．印迹技术的类别及应用
DNA印迹、RNA印迹、蛋白质的印迹分析
二、PCR技术的原理及应用
1．PCR技术的工作原理。
2．PCR技术的的主要用途。
3．几种重要的PCR衍生技术
逆转录PCR、原位PCR、实时PCR、三、核酸序列分析
1．DNA链末端终止法化学裂解法
2．DNA自动测序
四、基因文库
1．基因组DNA文库 2．c DNA文库
五、生物芯片技术 1．基因芯片 2．蛋白质芯片
六、生物大分子相互作用研究技术 1．蛋白质相互作用研究技术
2．DNA-蛋白质相互作用分子分析技术
七、遗传修饰动物模型的建立与应用 1．转基因技术 2．核转移技术 3．基因剔除技术
4．基因转移和基因剔除技术在医学发展中的作用
八、疾病相关基因的克隆与鉴定 1．功能克隆 2．定位克隆
九、基因诊断和基因治疗
1．基因诊断
DNA序列分析、PCR技术、基因芯片。2．基因治疗
基因治的基本策略、基因治疗的基本程序
思考题：
一、名词解释
1．Gene and Genome基因和基因组
基因：是遗传的物质基础，是DNA（脱氧核糖核酸）分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。能够表达和产生蛋白质和RNA的DNA序列，是决定遗传性状的功能单位。
基因组：细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。一般的定义是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组
2.Signal peptide信号肽
分泌蛋白新生肽链N端的一段20～30氨基酸残基组成的肽段。将分泌蛋白引导进入内质网，同时这个肽段被切除。现这一概念已扩大到决定新生肽链在细胞中的定位或决定某些氨基酸残基修饰的一些肽段。
3.Opening Reading Frame开放式阅读框
开放阅读框是DNA上的一段碱基序列，由于拥有特殊的起始密码子和直到可以从该段碱基序列产生合适大小蛋白才出现的终止密码子，该段碱基序列编码一个蛋白。
4.Sense strain有意链：DNA双链中序列和方向与mRNA的序列完全相同的那条DNA链，又称编码链。
5.Expressed sequence tag(EST)表达序列标准
从互补DNA(cDNA)分子所测得部分序列的短段DNA(通常300~500bp)。从cDNA文库所得到的许多表达序列标签集合组成表达序列标签数据库，代表在一定的发育时期或特定的环境条件下，特定的组织细胞基因表达的序列。可用于验证基因在特定组织中的表达，推导全长cDNA序列，或作为标签标志基因组中的特殊位点以确定基因的位置等。
6.Microarray基因芯片
DNA芯片技术是指在固相支持物上原位合成寡核苷酸或者直接将大量的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面，然后与标记的样品杂交，通过对杂交信号的检测分析，即可获得样品的遗传信息。由于常用计算机硅芯片作为固相支持物，所以称为DNA芯片。
7.Genomics and RNomics
RNomics：RNA组学，既是核糖核酸组学，研究所有RNA的不同时空表达谱及其生物学意义。研究RNA组的学科，主要是直接鉴定生物体中非信使小RNA(snmRNA)在特定条件和不同状态下的种类、功能、差异及其与蛋白质的相互作用，是基因组学和蛋白质组学研究的扩充、发展和延伸。
Genomics：基因组学，研究基因组的结构与功能的学科，主要包括DNA的核苷酸序列、遗传信息含量、基因组织和基因数目等，基因组的产物不仅是蛋白质，还有许多复杂功能的RNA。包括三个不同的亚领域，即结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学。
8.RNAiRNA干扰
RNA干扰，利用双链小RNA分子高效、特异的降解细胞内同源RNA，从而阻断体内靶基因的表达，使细胞出现靶基因缺失的表型。
9.MicroRNA微小分子RNA
是一种大小约21—23个碱基的单链小分子RNA，是由具有发夹结构的约70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成，不同于siRNA（双链）但是和siRNA密切相关。据推测，这些非编码小分子RNA（miRNAs）参与调控基因表达，10.intron and exon内含子和外显子
内含子，在不连续基因中无编码功能的区段（在初始转录产物hnRNA加工产生成熟的mRNA
时，被切除的非编码序列是内含子）
真核生物细胞DNA中的间插序列。这些序列被转录在前体RNA中，经过剪接被去除，最终不存在于成熟RNA分子中。内含子和外显子的交替排列构成了割裂基因。在前体RNA中的内含子常被称作“间插序列”。
外显子，在不连续基因中有编码功能的区段（在初始转录产物hnRNA加工产生成熟的mRNA时，留下的编码序列是外显子）
真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。外显子是最后出现在成熟RNA中的基因序列,又称表达序列。既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。术语外显子也指编码相应RNA外显子的DNA中的区域。所有的外显子一同组成了遗传信息，该信息会体现在蛋白质上。
二、简答题
1病毒、原核生物基因组与真核生物基因组结构特点是什么？
①种类单一；②单倍体基因组：每个基因组在病毒中只出现一次；③形式多样；④大小不一；⑤基因重叠；⑥动物/细菌病毒与真核/原核基因相似：内含子；⑦具有不规则的结构基因；⑧基因编码区无间隔：通过宿主及病毒本身酶切；⑨无帽状结构；⑩结构基因没有翻译起始序列。
2、原核基因组的特点：
①为一条环状双链DNA；②只有一个复制起点；③具有操纵子结构；④绝大部分为单拷贝；⑤可表达基因约50%，大于真核生物小于病毒；⑥基因一般是连续的，无内含子；⑦重复序列很少。
3、真核基因组的特点：
①真核生物基因组远大于原核生物基因组，结构复杂，基因数庞大，具有多个复制起点；②基因组DNA与蛋白质结合成染色体，储存于细胞核内；③真核基因为单顺反子，而细菌和病毒的结构基因多为多顺反子；④基因组中非编码区多于编码区；⑤真核基因多为不连续的断裂基因，由外显子和内含子镶嵌而成；⑥存在大量的重复序列；⑦功能相关的基因构成各种基因家族；⑧存在可移动的遗传因素；⑨体细胞为双倍体，而精子和卵子为单倍体。2举例说明差示筛选组织特异cDNA的方法
制备两种细胞群体，目的基因在其中一种细胞中表达或高表达，在另一种细胞中不表达或低表达，然后通过杂交对比找到目的基因。
例如：在肿瘤发生和发展过程中，肿瘤细胞会呈现于正常细胞表达水平不同的mRNA，因此，可以通过差示杂交筛选出与肿瘤相关的基因。也可利用诱导的方法，筛选出诱导表达的基因。
3分别写出6种以上RNA的功能
m RNA
t RNA
r RNA
silencing RNAsiRNA主要参与（RNAi）现象，以带有专一性的方式调节基因的表达
miRNAmicroRNAs（miRNAs）是一种小的，类似于siRNA的分子，由高等真核生物基因组编码，miRNA通过和靶基因mRNA碱基配对引导沉默复合体（RISC）降解mRNA或阻碍其翻译。miRNAs在物种进化中相当保守，在植物、动物和真菌中发现的miRNAs只在特定的组织和发育阶段表达，miRNA组织特异性和时序性，决定组织和细胞的功能特异性，表明miRNA在细胞生长和发育过程的调节过程中起多种作用。
HnRNA:核内不均一RNA胞核中的一大类分子质量不一致的RNA分子。被视为信使核糖核酸(mRNA)的初级转录产物，经过一系列加工步骤才能产生成熟的、有功能的Mrna SnRNA;核内小RNA参与HnRNA的剪切和转运
SnoRNA:核仁小RNA: rRNA的加工与修饰 SCRNA/7SL RNA:
真核细胞有细胞核和细胞浆中都含有许多小RNA，它们约有100到300个碱基，每个细胞中可含有105-106个这种RNA分子。它们是由RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ所合成的.scRNA则参与蛋白质的合成和运输, 如SRP颗粒就是一种由一个7SRNA和蛋白质组成的核糖核蛋白体颗粒,主要功能是识别信号肽, 并将核糖体引导到内质网。
小胞浆RNA(scRNA,small cytosol RNA)又称为7SL?RNA，长约300个核苷酸，主要存在于细胞浆中，是蛋白质定位合成于粗面内质网上所需的信号识别体(signal recognization particle)的组成成分
:
4以你将要开展的分子生物学研究为例，如何撰写开题报告？
开题报告包括综述、关键技术、可行性分析和时间安排等四个方面。由于开题报告是用文字体现的论文总构想,因而篇幅不必过大,但要把计划研究的课题、如何研究、理论适用等主要问题写清楚。开题报告的总述部分应首先提出选题，并简明扼要地说明该选题的目的、目前相关课题研究情况、理论适用、研究方法。
开题报告的内容大致如下：课题名称、承担单位、课题负责人、起止年限、报名提纲。开题报告以及怎么写
1、课题来源及研究的目的和意义；
2、国内外在该方向的研究现状及分析；
3、主要研究内容及创新点；
4、研究方案及进度安排，预期达到的目标；
5、为完成课题已具备和所需的条件和经费；
6、预计研究过程中可能遇到的困难和问题及解决的措施；
7、主要参考文献；
5举出分子生物学研究中常用的工具酶及良好载体的条件
工具酶
连接酶：①DNA连接酶：T4DNA连接酶、大肠杆菌DNA连接酶②RNA连接酶
聚合酶：①DNA聚合酶：
1、依赖于DNA的DNA聚合酶：大肠杆菌DNA聚合酶 Ⅰ、Klenovo酶、T4 DNA聚合酶、天
然的T7 DNA聚合酶、经修饰的T7 DNA聚合酶、Taq DNA聚合酶
2、不依赖于DNA的DNA聚合酶（末端转移酶）
3、依赖于RNA的DNA聚合酶（反转录酶）
②RNA聚合酶：依赖于DNA的RNA聚合酶、不依赖于DNA的RNA聚合酶（Poly（A）聚合酶）激酶、磷酸酶：碱性磷酸酶、T4多核苷酸激酶
核酸酶：①核酸外切酶：
1、单链5ˊ→3ˊ和3ˊ→5ˊ核酸外切酶（exoⅦ）
2、双链5ˊ→3ˊ末端外切酶：λ噬菌体核酸外切酶、T7基因6核酸外切酶
3、双链3ˊ→5ˊ核酸外切酶（exoⅢ）
②核酸内切酶：Bal 31核酸酶、核酸酶S1、绿豆核酸酶、微球菌核酸酶
③脱氧核糖核酸酶（DNase I）
④核糖核酸酶（RNase）：核糖核酸酶A（RNaseA）、核糖核酸酶H（RNaseH）、核糖核酸T1（RNaseT1）
其他常用酶：①DNa甲基化酶②DNA结合蛋白：单链DNA结合蛋白（SSB）、RecA蛋白③拓扑异构酶I
良好载体的条件：
1能在宿主细胞中大量复制，得到大量的重组DNA分子
2载体上的内切酶微点对于一种酶来说只能有一个（置换型载体上被置换片段的两侧各有一个内切酶位点
3克隆载体要有复制起点，表达载体要有启动子
4载体上有报告基因或选择标记基因
5在不影响载体复制和表达的DNA序列上有内切酶酶切位点
haem 血红素
hairpin 发夹(序列)，发夹(结构)
hairpin loop 发夹环
hairpin structure 发夹结构
half site 半位点
halophyte 盐生植物
halorhodopsin 盐细菌视紫红质
hammerhead ribozyme 锤头状核酶
hantaan virus 汉坦病毒[引起流行性出血热的病原体，属布尼亚病毒科]
hantavirus 汉坦病毒
haploidy 单倍性
haplotype 单元性[一条染色体或一条dna分子的基因型]
hapten 半抗原
hapteron 菌索茎
haptoglobin 触珠蛋白
hartig net 哈氏网[见于真菌]
hat medium hat培养基[含次黄嘌呤(h)、氨基蝶呤(a)和胸苷(t)]
haustorium 吸器[见于植物]
hdel receptor hdel受体[c端含有hdel四肽，酵母的一种内质网可溶性蛋白]
head growth 头增长[如用于描述聚合酶作用机理]
hela cell hela细胞，海拉细胞[最初来自美国女子henrietta lacks子宫颈癌组织的细胞株]
helicase 解旋酶
helicity 螺旋度
helicorubin 蠕虫血红蛋白
heliothis virescens 烟芽夜蛾，绿棉铃虫
heliothis virescens nuclear polyhedrosis virus 烟芽夜蛾核型多角体病毒
heliothis zea 玉米夜蛾，美洲棉铃虫
helix wheel 螺旋轮
helper virus 辅助病毒[能对缺损病毒基因组起互补作用，使之成为有复制能力的病毒]
hemacytometer 血细胞计数器
hemadsorption 血细胞吸附，血吸(现象或试验)
hemagglutination 血(细胞)凝(集)，血凝(现象或试验)
hemagglutination ingibition 血凝抑制(现象或试验)
hemagglutinin 血凝素
hematimeter 血细胞计数器
hematine (羟)高铁血红素
hematocrit 血细胞比容
hematopoiesis 血细胞生成
hematopoietin 血细胞生成素
hematoxylin 苏木精
heme 血红素
hemerythrin 蚯蚓血红蛋白
hemidesmosome 半桥粒
hemikaryon 单倍核
hemiketal 半缩酮
hemimethylated 半甲基化的
hemimethylation 半甲基化
hemin 氯高铁血红素，氯高铁原卟啉
hemiterpene 半萜
hemizygote 半合子
hemizygous gene 半合基因
hemochromoprotein 血色蛋白
hemocyanin 血蓝蛋白
hemocytometer 血细胞计
hemoflavoprotein 血红素黄素蛋白
hemoglobinopathy 血红蛋白病
hemolysin 溶血素
hemolysis 溶血(作用)
hemopexin 血色素结合蛋白
hemophilia 血友病
hemophilus 嗜血杆菌属
hemophilus influenzae 流感嗜血杆菌
hemopoiesis 血细胞生成
hemopoietin 血细胞生成素
hemoporphyrin 血卟啉
hemoprotein 血红素蛋白
hemorheology 血液流变学
hemorrhage 出血
hemorrhagic fever 出血热
hemosiderin 血铁黄素蛋白
hemostasis 止血
hepadnavirus 嗜肝dna病毒
heparan 类肝素，乙酰肝素
heparin 肝素
hepatoalbumin 肝白蛋白，肝清蛋白
hepatocrinin 促肝泌素
hepatocyte 肝细胞
hepatoglobulin 肝球蛋白
hepatoma 肝癌
hepatotoxin 肝脏毒素
hepatovirus 肝病毒属[模式成员是甲型肝炎病毒]
heptoglobin 七珠蛋白
heptose 庚糖
herbicidin 除莠菌素
herbimycin 除莠霉素
herpesvirus 疱疹病毒
heteroallel 异点等位基因
heterobifunctional agent 异(基)双功能试剂，双异官能团试剂
heterobrachial inversion 异臂倒位
heterochain polymer 杂链聚合物
heterochromatin 异染色体
heterochromatinization 异染色质化
heterochromosome 异染色体
heterocyst 异形(囊)胞
heterocytotropic antibody 嗜异种细胞抗体
heterodimer 异(源)二聚体，异源双体
heteroduplex 异源双链(体)
heteroecism 转主寄生(现象)
heterofermentation 异型发酵
heterogamete 异形配子
heterogamy 异配生殖
heterogeneity 不均一性
heterograft 异种移植物
heterokaryon 异核体
heterokaryosis 异核现象，异核性
heterokinesis 异化分裂
heterologous 异源性
heterology 异源性
heterolysis 异裂
heteromorphism 异态性，异形性;多晶现象
heterophylly 异形叶性
heterophyte 异养生物
heteroplasmy 异质性[如指线粒体dna长度的可变性]
heteroploid 异倍体
heteroploidy 异倍性
heteropolyacid 杂多酸
heteropolybase 杂多碱
heteropolymer 杂聚物
heteropolysaccharide 杂多糖
heteropyknosis 异固缩
heterosis 杂种优势
heterospore 异形孢子
heterospory 孢子异型
heterostyly 花柱异长
heterothallic yeast 异宗配合酵母(菌)
heterothallism 异宗配合
heterotrimer 异(源)三聚体，异源三体
heterotristyle 三式花柱式
heteroxeny 转主寄生(现象)
heterozygosis 杂合(现象)
heterozygote 杂合子，异形合子
hexagonal closs packing 六方密堆积
hexonmer 六邻粒[见于腺病毒]
hexosaminidase 氨基己糖苷酶
hill plotting 希尔作图法[如用于酶动力反应]
hirudin 水蛭素
hisactophilin 富组亲动蛋白[富含组氨酸的膜周边蛋白，可促进肌动蛋白的聚合]
histaminase 组(织)胺酶
histamine 组(织)胺
histidinal 组氨醛
histidinol 组氨醇
histocompatibility 组织相容性
histocyte 组织细胞，间质细胞
histogen 组织原[用于植物]
histone 组蛋白
histopine 章鱼组氨酸，组氨章鱼碱
histoplasmin 组织胞质菌素
histotope 组(织)位[抗原呈递中，ii类主要组织相容性复合体与t细胞抗原受体相互作用的
部位]
histotroph 组织营养素
holandric ingeritance 限雄遗传
holliday structure 霍利迪结构[重组时两个dna双链体以四股dna在连结点交换配对而在电镜
下所呈现的十字形结构]
holocrine 全(质分)泌
holoenzyme 全酶
hologynic ingeritance 限雌遗传
holomycin 全霉素
holoprotein 全蛋白
holozygote 全合子
homeobox 同源(异型)框[最初发现于果蝇、爪蟾形态发生调节蛋白的一种dna结合区]
homeodomain 同源(异型)域
homeoprotein 同源异型蛋白(质)
homeostasis (体内)稳态
homoacetogenic bacteria 同型(产)乙酸(细)菌[在厌氧条件下可从1mol六碳糖产生3mol乙
酸]
homoallele 同点等位基因
homoarginine 高精氨酸
homochromatography 同系层析
homocitrate 高柠檬酸
homocopolymer 同型共聚物
homocysteine 高半胱氨酸
homocystine 高胱氨酸
homocytotropic antibody 嗜同种细胞抗体
homodimer 同(源)二聚体，同源双体
homoduplex 同源双链(体)
homofermentation 同型发酵
homogametic sex 同配性别
homogamy 同配生殖;雌雄(蕊)同熟
homogenate 匀浆(物)，匀浆(液)
homogeneous eia 均相酶免疫测定
homogony 花蕊同长
homograft 同种移植
homoiothermy 温血，恒温
homoisoleucine 高异亮氨酸
homokaryon 同核体
homolog 同系物
homologous 同源的
homology 同源性
homolysis 均裂
homomorph 全型[真菌中包括有性、无性孢子的生活史各阶段都已知类型]
homomultimeric protein 同(聚)多亚基蛋白
homophilic adhesion 同嗜性粘着[同种细胞(或分子)间的粘着]
homoploid 同倍体
homopolymer 同聚物，同聚体
homopolymeric tailing 同聚物加尾(反应)
homopolymerization 同聚(反应)，均聚(反应)
homopolypeptide 同聚多肽
homopolysaccharide 同多糖
homoserine 高丝氨酸
homoserinelactone 高丝氨酸内酯
homostyle 花柱同长
homothallic yeast 同宗配合酵母
homothallism 同宗配合
homotopic 等位的[在分子整体中，碳原子上完全等同的原子、基团或面]
homotrimer 同(源)三聚体，同源三体
homotropic effect 同促效应
homotype 同型
homozygote 纯合子
homozygote typing cell 纯合子分型细胞
homozygous sex 纯合性别
honeycomb support 蜂窝状载体
hopping library 跳查文库
hordein 大麦醇溶蛋白
hordeivirus 大麦病毒[一组植物病毒，模式成员是大麦条纹花叶病毒]
horizontal transmission 水平传递[通过质粒、转座子而进行遗传物质传递];水平传播[病原
体在宿主不同个体间的传播]
hormesis 刺激作用
hormogonian [蓝细菌]连锁体
horseradish peroxidase 辣根过氧化物酶
hot phenol method 热酚法[提取细胞总rna的一种方法]
hot spot 热点[基因或蛋白质中突变率特别高的位点]
hu protein 细菌组蛋白
hughes press hughes压碎器[一种利用冷冻挤压原理制成的高压匀浆器]
human chorionic gonadotropin 人绒毛膜促性腺素
humanization 人源化
humanized antibody 人源化抗体
humics 腐殖质
humulone 葎草酮
humus 腐殖土、腐殖质
hyaloplasm 透明质
hyaluronidase 透明质酸酶
hybond membrane hybond膜，杂交膜[amersham公司的商标]
hybrid depletion method 杂交体耗竭法[用于cdna克隆]
hybridoma 杂交瘤
hydantoin 乙内酰脲
hydathode 排水器[见于植物]
hydratase 水合酶
hydrazide 酰肼
hydrazine 肼
hydrazone 腙
hydrocortisone 氢化可的松，皮质醇
hydrogel 水凝胶
hydrogenase 氢化酶
hydrogenogen 产氢菌
hydrogenolysis 氢解
hydrolase 水解酶
hydrolysate 水解(产)物，水解液
hydrolysis 水解(作用)，水解(反应)
hydropathy 亲水性
hydropathy profile 亲水性分布图
hydroperoxide 氢过氧化物
hydrophily 水媒
hydrophobic collapse 疏水折拢[由疏水作用而引起肽链的折叠]
hydrophobic labeling 疏水标记[例如通过非极性相互作用对蛋白质的内核进行光标记]
hydrophobicity 疏水性
hydrophobin 疏水蛋白[见于真菌孢子的疏水鞘]
hydrophyte 水生植物
hydroponics 水培
hydroquinone 氢醌
hydrosol 水溶胶
hydrotaxis 趋水性
hydrotropism 向水性
hydroxocobalamin 羟钴胺素
hydroxyacetylneuraminic acid 羟乙酰神经氨酸
hydroxyalkylation 羟烷基化
hydroxyallysine 羟赖氨醛
hydroxyallysine aldol 羟赖氨醇
hydroxyapatite 羟(基)磷灰石
hydroxybenzotriazole 羟基苯并三唑
hydroxycholecalciferol 羟胆钙化(固)醇
hydroxycorticosteroid 羟(基)皮质醇
hydroxylation 羟化
hydroxylysine 羟赖氨酸
hydroxymethylcytosine 羟甲基胞嘧啶
hydroxynervonic acid 羟神经酸，2-羟基-顺-15二十四碳单烯酸
hydroxyproline 羟脯氨酸
hydroxyquinoline 羟基喹啉
hydroxysuccinimide eater 羟基琥珀酰亚胺酯
hydroxytryptamine 羟色胺
hydroxytryptophan 羟色氨酸
hydroxyurea 羟(基)脲
hygromycin 潮霉素
hylambatin 援木蛙肽
hymenium 子实层[见于真菌]
hymenophore 子实层体
hyoscytamine 天仙子胺
hypercholesterolemia 高胆固醇血症
hyperchromic effect 增色效应
hyperchromicity 增色性
hyperchromism 增色性
hyperdiploid 超二倍体
hyperfiltration 超滤
hyperfunction 技能亢进
hyperimmunization 超免疫
hypermutation 高变，超变
hypermutator state 超增变状态
hyperploid 超倍体
hyperploidy 超倍性
hyperpolarization 超极化
hyperreiterated dna 高度重复dna
hypersensitive site 超敏(感)位点，高敏位点[类似热点或高变区中的位点]
hypersensitivity 超敏(反应)，过敏性
hypertrophy 过度生长
hypervariable 高变的，变异度高的
hypha [真菌]菌丝
hypholytic action 菌溶丝作用
hypnospore 休眠孢子
hypo 海波
hypochromicity 减色性
hypochromism 减色性
hypocotyl 下胚轴
hypodermics 皮下组织
hypofunction 机能减退
hypophase 低相，下相
hypophasic 低相性的[趋向于留存于低相的]
hypophysin 垂体后叶激素
hypoploid 亚倍体
hypoploidy 亚倍性
hypostatic gene 下位基因
hypothalamus 下丘脑
hypoxanthine 次黄嘌呤
hypoxanthine riboside 次黄(嘌呤核)苷
分子生物学是一门从分子水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学, 它在2 0世纪下半叶的迅速发展使其成为现代生命科学中最具活力的带头学科和新的生长点, 掌握分子生物学的基本理论和基本技术成为步入2 1世纪生物殿堂的一个必备条件。目前, 分子生物学已单独作为一门重要的专业必修课向生物技术专业的学生开出, 因此, 确定科学、合理的教学改革方案, 重组、优化教学内容, 精心设计教学方法和教学手段, 对确保分子生物学课程教学质量具有重要意义。
1 教学改革的基本方案
教学改革是学校各项改革的核心和重点, 是一项复杂的系统工程, 就其本质来说是一个有目的、有计划的探索和创新过程, 亦即在一定教育思想、教育理念指导下的自觉地改革过程。因此, 教学改革离不开教学研究。我们在开展教学研究的过程中, 认真开展好改革方案从酝酿制定到实施之前的调查论证以及改革方案在实施过程中和实施之后的总结性研究, 紧密结合自身实际, 并在借鉴其他院校分子生物学教学改革成果和经验的基础上, 制定了以培养学生创新品质和自主探究能力为目标, 以教学大纲的研制为着眼点, 以优秀教材的选用和补充教材的编写为载体, 以精选、优化的教学内容的讲授、研讨为核心, 以科学、高效的教学方法和现代教学技术的有机整合为手段, 以严谨、客观、真实的学生学业评价和教师教学评价为一体的分子生物学教学改革基本方案。基本方案确定后, 承担分子生物学教学的教师, 在实际教学过程中, 通过分析教学大纲、教材, 设计教案、教法, 交流教学经验或研究论文, 有意识地对教学过程中的各种现象、矛盾进行观察、分析和思考等, 开展多种形式的教学研究与改革活动, 并取得了良好的教学效果。
2 教学改革的主要内容
2.1 教学大纲
由于分子生物学教学起步较晚, 暂无规范的教学大纲可循, 为了使教师和学生对分子生物学教学的总体和单元目标都胸中有数, 同时提供教师备课参考的授课内容和教学安排以及学生课后阅读的重要参考书目等, 我们制定了完善具体的教学大纲, 使其能够适合贯彻新世纪教学思想, 在挖掘人才培养的潜力方面发挥指导作用。
2.2 教材
分子生物学发展日新月异, 新知识新技术不断涌现, 国内外新版教材不断面世。因此, 每年都要求任课教师补充新的内容, 利用这种机会收集新的教材和资料, 不断更新教学内容[1]。针对本专科的不同要求, 我们选定了一系列优秀的现已出版的生物专业用分子生物学教材, 并在使用教材之后征求教师与学生的反馈意见, 如朱玉贤等主编的《现代分子生物学技术》、孙乃恩等主编的《分子遗传学》, Robert Weaver编著的《Molecular Biology》、Jame Watson等编著的《Molecular Biology of the Gene》等。根据反馈意见我们认真调整授课内容, 增减或删除某些章节, 使整个内容既理论联系实际, 又紧临当今生物科学发展的前沿。此外, 我们还组织了学术底蕴深厚的教学第一线教师深入分析, 研讨教学的需求, 正在编写高质量、通用性强的系列分子生物学补充教材, 以满足不同专业、不同层次类型的分子生物学教学的需要。
2.3 教学方法和手段
尊重学生个性, 积极创造条件, 以最大限度地发挥学生的创造性, 是衡量社会进步和教育功能全面与否的重要标志, 也是生物学教学改革应努力达到的目标之一。为此, 在分子生物学教学实践中, 我们坚持以学生发展为中心的教育观, 坚持“以人为本”, 鼓励和引导学生独立思考, 勇于提出自己的见解;在坚持全面发展和基本要求的前提下, 鼓励多样性, 探索面向全体学生进行因材施教的方法和途径, 以充分开发学生的创新思维潜能, 培养创新能力。
2.3.1 教学方法的自主化
课堂教学是由教师、学生、教材和教学方法及手段这四大基本要素构成的一个动态过程, 即教师采用什么样的教学方法和手段把教材提供的知识传授给学生, 从而提高学生的综合能力。如果教师是带着教材走向学生, 照本宣科, 那么教师在课堂教学过程中只是教材的搬运工, 无益于学生的自主能力和创造能力的培养, 这就是我们通常所说的“注入式”传统课堂教学模式, 这种传统的教学方式已不适应全面发展的高素质创新人才培养的需要。相反, 如果教师是带着学生走进教材, 则有利于把教学过程变为学生在教师的指导和组织下, 主动探究和获取知识的过程, 使学生养成良好的思维品质和行为习惯, 形成一种较强的创造能力。所以, 在课堂教学改革中, 我们努力实现课堂教学方式由“教师带着教材走向学生”向“教师带着学生走进教材”转变[2]。教师自主选择不同的教学方法, 最大限度地调动学生的学习积极性, 鼓励学生动手动脑筋, 发表不同看法, 质疑问难, 培养学生探索创新精神。如分子生物学的教学中, 常常涉及到前人的一些实验方法和研究成果, 如果单纯地照本宣读, 只会在学生的头脑中一带而过, 留下印象甚少。在教学中, 我们注意运用启发式思维的方法, 对于简单的实验步骤, 让学生自己设计、讨论, 最后对比前人做的工作, 得出结论。如此一来, 既能调动和激发学生自觉学习的热情, 训练他们的实验思维, 也能让学生知道一些历史背景, 理解前人工作的艰辛, 收到事半功倍的效果。
教学工作包括教与学, 二者相辅相成, 我们调动学生的学习积极性的第二个方法就是采取“问题教学法”[3]。问题教学法是以学生对问题的探索和研究为主的教学方法, 它通过学生对教师设计的问题的分析、研究、探索、总结, 而获得新的知识, 并在此基础上, 有可能发现并提出新的问题。由于知识是由学生自己通过探究获得的, 所以, 理解记忆比较深刻, 掌握起来较为容易, 不易被遗忘, 而且在整个过程中还能够锻炼学生分析问题和解决问题所需要的各种能力。如在“分子生物学的实验技术”一章中, 提前一个月就把“Southern、northern、western”三种容易混淆的实验技术布置给学生, 让他们课后查阅资料。等讲解到这一章内容时, 举行专题讨论会, 由学生上台讲述自己的认识和见解, 其余学生提问讨论, 最后教师进行总结。用这种方法进行教学, 学生的学习积极性高涨, 当堂课讲解的内容当堂就能理解并记忆, 同时还能够提高学生查阅资料并利用资料进行综合分析和解决问题的能力, 取得了很好的效果, 达到了预期的教学目的。
2.3.2 教学手段的多样化
教学的实质是信息传递, 在教学中引入现代化教育技术, 有利于信息传递质量的提高, 是提高教学质量的重要手段, 也是教学现代化的一个重要标志。传统的教学方式多采用幻灯片、投影片挂图、插图等方法进行直观教学, 这些手段在生物学教学中具有一定的实用性, 但随着高校教学改革的深入发展, 多媒体技术越来越广泛应用于教育教学。多媒体技术将声音、图像、电影、文字等相关教学素材有机地融于一体, 弥补了传统教学方式的不足, 使原来死板、枯燥的书本教学变得生动、具体、形象、逼真[4]。我们在分子生物学的教学中, 一方面用好标本、模型、幻灯、投影等传统教具, 另一方面, 加强对多媒体软件的开发和利用, 组织教师制作了图文并茂、声像俱全的课堂教学软件, 利用计算机强大功能将难以理解的概念原理通过图像形象, 直观、具体地展现在学生面前, 既减少了教师的无效劳动又提高了学生的理解程度。如染色体的结构一部分内容, 图像从人的23对染色体开始到选中其中一条染色单体, 再到选中染色单体的一小部分, 将结构放大、分解……最后到DNA的基本组成单位——核苷酸的结构, 这样一来学生可以一目了然地观察到染色体每一层次的结构。为了便于观察, 由教师控制动画的播放速度及播放次数, 并对某些重点内容做局部放大演示, 一堂课下来, 学生理解透彻, 记忆深刻。
2.4 教学考核
由于分子生物学是限定的专业选修课, 故采用期末笔试的方法对学生进行考核。但分子生物学教学起步较晚, 无积累的试题可遵循, 所以我们组织专人编写了分子生物学考试卷库, 涵盖内容广, 题型丰富, 符合标准化考试的要求, 几次考核结果均达到较好效果。除期末的笔试考核外, 我们还在平时布置适当的课外小论文, 作为对学生能力素质的考核, 此项成绩也纳入总评。对教师的授课考核则经常进行, 如组织同行和学生评议, 学校督导教师的听课等, 教师本人也在授课结束后写好授课心得。
3 结束语
对于高校来说, 培养人才是根本任务, 教学工作是中心工作, 教学改革是各项改革的核心, 提高质量是永恒的主题, 经过几年的教学改革实践, 我们健全了分子生物学教学的规章制度, 积累了教学经验, 提高了教学质量。然而教学改革任重道远, 永无止境, 教师只有不断结合自己的教学实践开展有针对性的教学改革, 才能不断提高课程教学的质量。
参考文献
[1]于丰, 刘翠.关于教育信息化建设的思考[J].中国建设教育.2006;.6 (6) :13-16[2]杨海莲.以学生为中心进行基础生物化学研究性教学[J].中国大学教学.
[3]王坚毅, 问题教学法在生物学教学中的应用和体会[J].卫生职业教育.2005;23
[4]杨晓杰, 刘质纯.利用多媒体技术促进生物学教学改革[J].黑龙江高教研究.2001;103 (5) :112-113
作者简介
学院副教授, 博士, 主要从事生物化学与分子生物学的教学和研究工作。
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究, 同时进一步明确各今后知识社会中发挥的学的自主性、自律性、会责任, 更好地完成人两方面的使命和任务, 师队伍结构等方面进行化相关学科的措施有:学科本科教育, 加强研社会开放。 (2) 重视培提高教育和研究质量设施、设备、实验学会人士提供更多的终适当时候废除大学设置和学科的相关规定, 加置。
三.总结
结合以上中国和科教学中的不同, 关于学改革方面提出以下
1.基于自动化技业、农业、交通、能源需多开设一些跨行业的行业背景的教学。
2.减少对本科生实验课, 让他们多在实动手能力。
3.教师授课时, 的实例, 可以极大地提性。
摘要：分子生物学是21世纪生命科学中最具活力的学科之一, 它在分子水平上阐述蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸的相互作用, 阐述基因表达及调控的机理。分子生物学在生物学教学中占有重要位置, 为与此相适应, 笔者在多年从事生物化学与分子生物学教学的基础上, 开展了分子生物学教学改革的初步探索。从教学改革的方案、教学大纲、教材、教学方法和手段、教学考核等诸多方面着手, 构建了一种适合新时代人才培养需求的分子生物学教学体系, 并在教学中获得初步成效。
关键词：分子生物学,教学改革
参考文献
[1]于丰, 刘翠.关于教育信息化建设的思考[J].中国建设教育.2006;.6 (6) :13-16
[2]杨海莲.以学生为中心进行基础生物化学研究性教学[J].中国大学教学.2006;.2:35-36
[3]王坚毅, 问题教学法在生物学教学中的应用和体会[J].卫生职业教育.2005;23 (12) :63-64
关键词:食品专业;分子生物学;教学改革
分子生物学是一门从分子水平研究生命的现象、本质、生命活动及其规律的学科。从20世纪50年代开始,分子生物学迅猛发展,目前已成为现代生物学的带头学科和前沿学科。在分子生物学快速发展的带动下,与食品科学相关的研究也上升到了一个高新阶段。高等院校在食品科学专业中开设分子生物学课程,能够给学生带来很大的帮助,将会收到很好的效果。但分子生物学课程的理论知识抽象、枯燥,学生很难理解;教学内容较多,相对来说难于记忆,普遍存在难教与难学的现象。怎样使食品专业的学生在规定的课时内熟悉、理解并掌握分子生物学的全面内容,特别是培养起学生对分子生物学的学习兴趣,是摆在任课教师面前的重要难题。为了提高分子生物学课程的教学质量,激发起学生学习的兴趣和热情,依据食品学科的专业特点,现将提高食品专业分子生物学教学质量的改革措施探讨如下:
一、结合食品专业特色,精选教学内容
分子生物学学科是由生物化学延伸而来的,可选用的许多教材中都重复了大量的生物化学中的相关内容,对这部分内容可以适当压缩,授课过程中应重点讲述与食品专业相关的分子生物学知识。例如,可以应用转基因技术改变传统食品原料中的组成成分,从而开发出不饱和脂肪酸含量较高的转基因油菜和大豆,以生产出更有益于健康的油脂;还可以培育出改变淀粉成分的转基因作物,以便适应不同加工食品的特殊用途。同计算机的发展速度一样,分子生物学研究发展极快。目前生物学领域的许多热点问题都需要应用分子生物学技术来解决,这就使分子生物学具有了前沿性的特点。因此,分子生物学教学内容改革方面还应尽量反映该学科的新热点、新进展。例如基因治疗、RNAi、microRNA以及基因芯片技术在食品致病菌检测方面的应用等。
二、开展双语教学,提升教学水准
分子生物学的发展可谓日新月异,其新技术的更新主要是通过英文形式出现,若要培养具有创新意识的优秀学生,必须开展双语教学,让学生及时关注信息,紧跟时代脉搏。另外,从事分子生物学相关研究的高科技人才,也需要具有较高的英语水平,才能适应学科发展需要。因此,开展分子生物学双语教学对于提高专业能力及专业英语水平非常必要。针对食品专业,可以采取使用原版英文教材,中文版教材作参考,50%英文授课模式。在教学过程中仍以汉语为主,采用“渗透式混语”,即先用英语表达,然后用中文阐述、讲解,使学生理解英文表达的专业知识,最后再重复一遍英文表达。这样交替使用中英文讲授,可以刺激学生的听力,让学生逐渐掌握专业英语词汇,甚至学会用英语表达分子生物学的中文内容。
三、制作动态多媒体课件,提高教学质量
“在分子生物学教学中运用多媒体手段,可以化抽象为具体、化复杂为简单,能起到降低学习难度,调动学生积极性,有效避免学生产生畏难情绪,激发学生对分子生物学产生浓厚兴趣的作用”。多媒体教学课件内容不是教材的翻版,而是一个丰富的科学内容和鲜明完整的艺术作品,制作多媒体课件要求重点突出、科学严谨、富有启发性、逻辑思维清晰,能够升华传统教学。在课件的制作过程中,应充分利用动画生动形象、引人入胜的功效,以闪烁、飞入、缩放等方式展现文字(图片)动画,以增强动感提示。例如在讲解DNA复制、RNA转录、蛋白质翻译的过程时,可以从网上下载一些动画,形象地演示这些复杂的过程,使学生以立体思维的方式快速理解、掌握这些知识点。电脑操作水平高的话,还可以利用3Dmax制作三维动画,如拓扑异构酶的作用机制、DNA聚合酶的矫正机制等?动画色彩和谐悦目,模拟效果逼真,富有表现力;画面组接自然流畅,能够以丰富的表现形式调动学生的视听感官,调动学生学习的积极性,从而提高教学质量。
四、把握食品专业特点,激发学生学习的兴趣
根据专业特点培养学生的学习兴趣是开发学生的创造性思维、提高分子生物学教学效率的重要举措。在教学过程中可以适当地穿插具有趣味性、启发性和新颖性的知识,在相关教学内容中作为点缀和启迪。例如,在讲基因的表达时,可以让学生思考决定个体表型的发育中基因与营养等外界因素是否有关联。饮食是一个最重要的外因,饮食成分可以改变基因组的表达,极不平衡的饮食习惯将把人们推向导致慢性病的基因表达。启迪食品专业的学生在日后的科研活动中,考虑将分子生物学作为“武器”,研究、开发、生产出更有利于健康、更富有营养的食品,使将来的食品能够满足人们多方面的需求。通过理论联系实际,使学生视野开拓,思维活跃,兴趣盎然,有利于学生创造性思维能力的培养。
五、改进实验教学,培养学生的综合能力
与理论教学相比,实验教学更具实践性、直观性、综合性与创新性,在加强学生素质和能力培养方面有着重要作用。因此,必须结合专业特色更新实验内容,变革授课模式,以培养学生的综合能力。更新实验内容,就是要减少验证性实验,增添具有研究性、综合性、设计性的实验。变革授课模式,就是要改变以往教师讲、学生听,之后完全按照实验指导操作的实验模式,开展一些开放性实验,加强学生对所学理论知识的理解,注重培养学生的思考、动手能力。在设计综合性、开放性试验时一定要注重实验选题的科学性和应用性。例如,开设“利用PCR技术鉴定食品中的致病菌”等综合性较强的实验内容。在实验过程中,鼓励学生利用所学的原理知识,自己设计实验中的主要环节。然后将教师的实验设计与学生的实验设计加以对比,指出学生在实验设计中的不足或错误之处,不仅加深了学生对实验的理解,还增强了他们的动手能力。
总之,以上所采取的各种改革措施,都是为了提高学生的学习兴趣,培养学生的综合能力。教学改革是一个需要不断实践探索的过程,在今后的分子生物学教学过程中,我们仍需不断地完善和改革教学内容,以寻求更加适合食品专业的教学方法与措施,实现教学手段的多样化、现代化,从而提高食品专业分子生物学课程的教学质量。
参考文献:
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基金项目:河南工业大学教研项目(2009GJYJ-C35)
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