分子生物学的兴起

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分子生物学的兴起范文第1篇

分子生物学（molecular biology）是在分子水平上研究生命现象的科学，通过研究生物大分子（核酸、蛋白质）的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。分子生物学的兴起是自然科学的一件大事，它使整个生命科学的研究上升到一个全新的阶段。在实际应用方面，它是培养造就生命科学类高级专门人才所需基本素质的重要课程。该课程在我校生物工程、生物技术等本科专业中开设，为专业核心课程。在实际教学中，因分子生物学课程体系知识点多，抽象复杂，逻辑性强，而新理论、新技术更新快，学生学习有困难，在短时间内很难掌握。针对上述课程教学中存在的突出问题，也为贯彻落实我校应用型人才培养目标，激发学生学习兴趣，提高学习效率，使其全面系统地掌握分子生物学理论和技术，近几年来本教研室从该课程师资队伍建设、教学内容、教学方法与手段、教学网站建设、实验教学、学生科研训练等方面进行了积极的改革与探索。

1引进培养优秀青年博士，推动教师队伍建设

教师队伍建设是课程建设的重要内容，关系到课程教学的质量和人才培养的水平。近几年间，分子生物学课程团队先后引进了来自中科院、“985”、“211”等全国知名科研院所的多名优秀博士。通过“传帮带”，教学指导委员会随机听课、学评教信息反馈，组织讲课竞赛，安排青年教师参加全国性高校生物教学改革研讨会等措施帮助青年教师成长，提高教学水平。

此外，每年课程团队选派1-2位青年教师出国访学，选派1-2位教师在国内外知名高校开展博士后研究。通过人才引进及培养，分子生物学课程主讲教师达8人，现有教授1人、副教授3人、讲师4人，全部具有博士学位。课程团队教师本着以科研带教研、以教研促科研、全员参与，注重实效的原则，积极申报科研项目和教研项目，目前本课程团队教师均承担多项国家级、省市级、校级研究课题和教研课题，为教学工作的不断更新和充实奠定了坚实的基础。

2加强教学内容改革、丰富教学方法和手段，提高教学质量

教材是教学思想与教学内容的重要载体，普通班选用目前生物类应用较为广泛的朱玉贤等主编的第四版《现代分子生物学》作为教学教材，“钱学森实验班”实行双语教学选用Turner等主编教材《Instant notes molecular biology》。因分子生物学章节、知识点多，将教学内容进行了模块划分，围绕中心法则，重点讲解染色体与DNA、转录、翻译、基因表达调控，将分子生物学研究技术与基因工程操作技术有机结合，此外以学术报告的形式结合授课教师的研究方向讲解分子生物学进展及重大事件。

普通本科班的教学，我们主要采用以核心知识为抓手，运用研讨式、思维导图等教学手段设计课堂教学。授课之前教师根据每章节核心知识点设计问题，布置学生预习，课堂上启发学生运用所学知识讨论解决问题的方式方法，教师在研讨过程中只起到调动、协助及课堂控制的作用。“钱学森实验班”采用渗透式混语及计算机多媒体辅助相结合的教学方法进行授课。渗透式混语即先用英文表达，然后用中文讲解、阐述，使学生听懂英文，并理解英文表达的专业知识，最后重复一遍英文表达。计算机多媒体辅助教学能将文字、图形、声音、动画、视频等多种信息加工组合在一起，把抽象难懂的书本知识转换成图文并茂、情景交融的直观形象，降低学习的难度，提高学生的理解程度和能力。

3整合资源，建立优化教学网络平台

教学团队自2012年建立校级分子生物学精品课程网站，使传统教学方式和现代化教学手段相结合，尝试开展网络教学。随着近几年的建设，精品课程网站设立课程介绍、教学大纲、教学课程录像、多媒体课件PPT、习题册、动画视频专区以及网上答疑服务区等自助学习项目，便于学生选择自己喜爱的方式进行预习、自学及复习。现代信息技术的应用，有效地实现多样化的教学互动，扩展教学的时空和教学信息量，实现因材施教的个性化教育，从而显著增强教学效果，提高教学效率。

4建立探究式的实验教学方法，培养学生创新精神

以验证性、综合性和设计性实验整合分子生物学实验课程内容，从DNA、RNA、蛋白三个水平介绍分子生物学常用实验操作技术，使学生较全面和深入理解分子生物学以DNA复制、RNA转录和蛋白质合成为核心的中心法则。此外，为学生创设一种科学研究的情境和途径，以类似科学研究的方式，指导学生查阅文献，设计实验方案，实施实验流程，分析实验结果，撰写实验报告，并整理成实验课程论文。探究式的实验教学方法使整个实验从头至尾大部分工作均由学生完成，明确突出学生的主体地位，培养学生的团队合作精神和创新精神。

5搭建专家讲座平台，提供学生科研助理岗位，培养学生科研能力

分子生物学的兴起范文第2篇

1 DMBT1基因的发现与分子结构特征

1997年，Molleuhancer等[1]研究发现80%的多形性胶质细胞瘤显示具有10q的缺失。并采用表象差异分析法在一个成神经管细胞瘤细胞株中，识别了一个位于10q25．3-26．1的纯合子缺乏，并克隆了跨越这一缺失的新基因--DMBT1基因。正是由于最早发现该基因常常在脑组织恶性肿瘤中丢失，故而得名（deleted in m alignant brain tumors，DMBT1）。

DMBT1基因位于10号染色体长臂，由高度同源的重复外显子和内含子序列构成[2]，该基因具有至少54个外显子，并且覆盖长达8 kb的基因组区域[3]。 DMBT1基因与清道夫受体富含半光氨酸区域（SRCR）超家族具有同源性，编码包含SRCR区,CUB(“Clr/Cls Uegf Bmp1”)区和ZP(“zona pellucida”)区[4]的糖蛋白。因此也说明DMBT1可能参与间接的蛋白与蛋白的相互作用。

2 DMBT1基因的功能

2．1 DMBT1与免疫防御 DMBT1编码蛋白是SRCR超家族中的新成员，SRCR超家族是免疫球蛋白超家族中具有回忆功能且大多数与免疫系统的增生和分化相关的家族[5]。Mollenhauer等[5]研究发现DMBT1 mRNA在整个免疫系统都有表达，Western杂交研究显示DMBT1同源体与胶原凝集素结合蛋白gp-340相符合，gp-340是一种参与呼吸道免疫防御的糖蛋白，DMBT1 gp-340通过与肺泡表面的表面活性蛋白Sp-D（surfactant protein D）、Sp-A作用可刺激肺泡巨噬细胞的迁移。免疫组化显示肿瘤相关巨噬细胞和肿瘤细胞都可以合成DMBT1,而且在多形性胶质母细胞瘤中（与正常脑组织相比）下调，其可能参与了免疫防御功能。

2．2 DMBT1与细胞分化 据Hikitac等[6]和Al-Awqati等[7]研究报道hensin这种蛋白存在于远曲小管和集合管的闰上皮细胞以及小肠上皮细胞，是一种极性蛋白质，调节细胞内外基质的相互作用及与细胞表面蛋白的联系而能够逆转上皮细胞的极性，而集合小管闰细胞的极性转变代表了终末分化；hensin这种蛋白还能诱导微绒毛蛋白的表达，而导致尖端终端网状蛋白（细胞角蛋白19和肌动蛋白）的出现（这些均导致过度生长的微绒毛结构）。Hensin在许多类型的上皮细胞中表达，而且可能它在这些上皮细胞的分化中也扮演了相同重要的作用。兔的hensin蛋白和人的DMBT1蛋白均来源与相同基因的选择性拼接。免疫组化显示DMBT1蛋白在成人与胎儿的胃肠道上皮细胞、表皮细胞的表达水平和空间分布存在明显差异，这提示DMBT1可能在人体某些部位的发育过程起作用。说明DMBT1可能具有促进细胞分化的功能。

3 DMBT1表达与肿瘤临床病理、生物学行为

Mollenhauer等[1]通过RNA 转移杂交在胎儿肺中检测到DMBT1的cDN段有8．0、7．5、6．0 kb 3种，在成人肺中只检测到8．0 kb片段，在小肠中检测到7．5 kb和6．0 kb片段。比较DMBT1基因6．0 kb片段和 8．0 kb片段的外显子功能，Mollenhauer等发现DMBT1的不同大小片段可编码不同SRCR区和SID区（SRCR interspersed domain）的蛋白质，且SRCR区是蛋白配体的结合区。还发现在8．0 kb片段中外显子14（定位于SID3a）及外显子17（定位于SID4b）缺乏，提示可能是编码SID区的外显子功能的不同调控方式，进一步提示不同的编码外显子的SRCR区和SID区可产生不同功能特点的蛋白质。DMBT1基因在正常成人呼吸系统和消化系统组织中高表达[8-9]，在生殖系统和脑组织中为中等表达，在多种肿瘤中，DMBT1基因的表达与淋巴结转移、肿瘤浸润深度存在明显的相关性，伴有淋巴结转移的肿瘤，DMBT1基因的表达率低于无淋巴结转移者。DMBT1基因表达的改变与肿瘤的组织学分型、浸润方式、肿瘤大小、肿瘤部位等无关。

4 DMBT1基因在常见肿瘤的表达及其与肿瘤发生、发展、浸润、转移的关系

大量的研究显示DMBT1基因和/或表达的异常与神经系统肿瘤、消化系统肿瘤、肺癌、乳腺癌等均有关，以下就DMBT1基因与肿瘤的关系作一简要阐述。

4．1 DMBT1基因在神经系统肿瘤中的表达 Mollenhauer等[1]研究发现，在20例成神经管细胞瘤有5例，39例多形性胶质母细胞瘤中有19例检出等位基因的缺失，同时发现在二者中存在高比例的纯合性缺失，且4/5脑肿瘤细胞株缺乏DMBT1基因的表达，故认为DMBT1可能是一种参与成神经管细胞瘤和多形性成胶质细胞瘤致癌机制的肿瘤抑制基因。Somerville等[10]研究指出：21例原发性胶质母细胞瘤中38%肿瘤显示DMBT1基因内的纯合性缺失。Lin等[11]研究报道，在26例间变性少突胶质瘤、31例间变性星形细胞瘤、53例多形性胶质母细胞瘤中，DMBT1位点常常发生杂合性缺失，且3组之间无明显差异，但DMBT1位点的杂合性缺失与患者的生存期无关，认为DMBT1与胶质瘤形成的早期阶段有关。但是据Sanson等[12]研究报道，39例少突胶质瘤中，10例出现DMBT1基因纯合性缺失，但这其中只有1例具有PTEN突变，且其纯合性缺失与生存期无关，认为DMBT1基因有关肿瘤发生的作用有待进一步研究证明。

4．2 DMBT1基因在消化系统肿瘤中的表达 DMBT1在正常成人消化系统呈高水平表达，Mori等[13]用RT-PCR的方法测定食管癌、胃癌、结直肠癌中DMBT1 mRNA的表达，发现43例食管癌中有23例、40例胃癌中有5例、24例结直肠癌中4例DMBT1 mRNA的表达明显减少。且15种食管癌细胞系中12种食管癌细胞系无DMBT1 mRNA表达，并且11．6%原发性食管癌中、

13．3%食管癌细胞系中存在DMBT1纯合性缺失。表明DMBT1作为一个肿瘤抑制基因也存在于消化道肿瘤中，特别是食管癌中。王越英等[14]研究报道，在食管癌、贲门癌、胃癌组织中，DMBT1 mRNA阳性表达缺失率分别为63．2%（24/38）、52．4%（11/24）、72．0%（18/25）。伴有淋巴结转移的癌组织DMBT1 mRNA表达缺失率均显著高于相应淋巴结无转移的癌组织，肿瘤外侵越严重，DMBT1 mRNA表达缺失率越高，提示DMBT1基因在上消化道癌的发生、发展及转移中起一定作用。

Sasaki等[15]检测了25例肝结石病的胆管上皮、52例伴有肝结石病的浸润和非浸润肝内胆管细胞癌、49例伴有肝结石病的肝管内状瘤、32例无肝结石病的肝内胆管细胞癌和10例正常肝组织。发现与正常的肝组织相比肝结石病的胆管上皮的DMBT1表达增加，57%的伴有肝结石病的肝管内状瘤和79%的非浸润性肝内胆管细胞癌表达也增加，而有和无肝结石病的浸润性肝内胆管细胞癌的DMBT1表达减少（各为50%和30%）。在4个（20%）肝管细胞癌组织和2个（50%）胆管细胞癌细胞株存在纯合性缺失和表达减少，故认为DMBT1基因纯合性缺失和表达减少是肝内胆管细胞癌形成和进展的关键。

4．3 DMBT1基因在肺癌组织中的表达 据Wu等[9]研究报道，10%（2/20）小细胞肺癌细胞系和43%（6/14）非小细胞肺癌细胞系缺少DMBT1的表达，而且与正常肺组织相比，45%（9/20）原发性非小细胞肺癌DMBT1的基因表达水平显著降低，且 10%（4/40）的小细胞肺癌细胞系存在DMBT1的纯合性缺失。并通过对8个非小细胞肺癌细胞系和20例原发性非小细胞DMBT1区编码测定，在非小细胞肺癌细胞系中测定到52密码子的点突变，从而导致编码的氨基酸由丝氨酸转变为色氨酸，认为DMBT1基因缺失或其他不明机制引起的DMBT1基因表达缺失在肺癌的发生中起了一个重要的作用。周爱莲等[16]用聚合酶链反应检测原发性肺癌DMBT1基因纯合性缺失，发现37例肺癌组织中9例有DMBT1基因纯合性缺失，而其自身癌旁正常肺组织均无DMBT1基因的纯合性缺失，DMBT1基因纯合性缺失率,非小细胞肺癌组高于小细胞肺癌组，低、未分化肺癌组高于中、高分化肺癌组，伴有淋巴和/或远处转移组高于不伴转移组，有吸烟史组高于无吸烟史组（ P

4．4 DMBT1基因在其他系统肿瘤中的表达 Bikker等[18]应用免疫组化的方法测定涎腺肿瘤中DMBT1蛋白-涎腺凝集素（Salivary agglutinin SAG）的表达，发现在涎腺癌旁组织中SAG的表达上调，而在涎腺肿瘤中,与其自身正常组织或癌旁组织相比，SAG表达下调。认为SAG可以作为一个潜在的涎腺肿瘤指示剂和（或）涎腺肿瘤抑制因子。

Mollenhauer 等[19]研究发现，与正常表皮组织相比DMBT1和galectin-3在上皮起源的皮肤肿瘤中的表达也是下调的，指出DMBT1/galectin-3的缺失表达在皮肤癌的发生上起一定的作用。但同时也发现在黑色素细胞中DMBT1/galectin-3无表达，在8例痣中有1例，11例黑色素瘤中有1例有诱导表达，认为在黑色素瘤中DMBT1和galectin-3不可能作为一个典型肿瘤抑制基因起作用。

Braidotti等[20]研究指出：在正常的和增生的乳腺组织中，DMBT1的表达是重新分配和上调的，而在乳腺癌DMBT1的表达是下调的。认为DMBT1在乳腺癌中具有潜在的作用。而且DMBT1的表达与MCM的伴随表达，说明DMBT1可能与细胞周期的调节有关。

5 小结

DMBT1基因是一种侯选的抑癌基因，它既可通过参与免疫防御功能，又可通过促进细胞的分化，发挥其抑癌作用。但目前国内外对DMBT1基因的表达水平和DMBT1突变/缺失在肿瘤形成过程的作用，有时会得出颇具争论的结论。且关于DMBT1在调节蛋白质与蛋白质、细胞与细胞、及细胞内外基质相互作用的可能作用，以及和不同肿瘤的联系，需要在体内外进行更多直接功能研究来阐明。对其作用机理的进一步揭示及其在体内外生物学效应的进一步探讨，将为临床预防、诊断、治疗肿瘤和判断预后提供一条新途径。

参考文献

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［16］ 周爱莲，文海云，何建猷，等.DMBT1基因纯合性缺失中与原发性肺癌临床病理特征的关系.肿瘤防治研究，2003，30（3）：184-186.

［17］ Petersen S,Rudof J,Bockmuhl U,et al.Analysis of the DMBT1 gene in carcinomas of the respiratory tract.Int J Cancer,2000,88(1):71-76.

［18］ Bikker FJ,van der Wal JE,ligtenberg AJ,et al.Salivary agglutinin/DMBT1SAG expression is up regulated in the presence of salivary gland tumors.J Dent Res,2004,83(7):567-571.

分子生物学的兴起范文第3篇

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。

分子生物学的兴起范文第4篇

关键词 基因工程；研究进展；原理；应用

中图分类号 Q78 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）10-0045-02

20世纪70 年代以来，基因工程技术在世界范围内蓬勃兴起，至今已在多个学科领域得到广泛应用。基因工程是一项能够较好地服务于人类社会的工程技术，该技术通过改变生物的遗传组成，增加生物的遗传多样性，由此赋予新型转基因生物的表型特征[1]。目前，以基因重组和克隆技术为代表的生物技术正以日新月异的速度迅猛发展。

1 基因工程原理

基因工程（genetic engineering）以分子遗传学为理论基础、以分子生物学和微生物学的现代方法为手段进行的研究，又称为DNA重组或分子克隆。通过体外重组，基因工程将不同来源的基因导入受体细胞，在体细胞内实现基因的复制、转录、翻译。这种技术是按照人们的意愿将某一生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割，然后与载体DNA分子连接起来，一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中[2-3]。对于受体细胞而言，与载体相连的DNA分子就属于外源物质也称为重组体。重组体导入到受体细胞之后就可以进行正常的复制和表达，从而获得新物种。一般来说，载体的选择对能否成功进入受体细胞并且复制和表达起着很重要的作用，载体进入受体细胞应该以不影响受体细胞正常生长为基本原则。这种技术克服了远缘杂交的不亲和，为改造生物提供了有效的手段。

2 基因工程的应用

2.1 植物基因工程技术在中草药研发中的应用

2.1.1 提高药用植物的有效成分含量。目前，学者在铁皮石斛上应用了基因工程技术，以提高其有效成分的含量。由于人工合成成本很高，若能够通过基因工程技术提高石斛碱的含量，会产生巨大的经济效益。魏小勇等[4]以铁皮石斛种胚原球茎为研究材料，定向诱导后获得稳定的石斛碱突变体，分析突变体的表达效果，并以mRNA为模板反转录产生cDNA，构建铁皮石斛差减cDNA文库，获得差异表达mRNA反义基因。通过构建相应载体转化石斛，来分析转基因石斛中石斛碱的变化，通过筛选反义基因来确定石斛碱功能基因。将类似铁皮石斛的稀缺植物上应用基因工程技术，可为中草药的研发奠定基础[5]。

2.1.2 提高药用植物的抗病性和抗逆性。一般对药用植物都是采用大规模的种植，由此才能满足市场需求。应用植物基因工程技术可解决栽培过程中的病害问题。如种植培养出的抗病毒、抗虫害品种，可增强植物对病害的抵抗能力，不仅能降低植物病害的发生，还能减少由于使用农药而带来的污染[6]。Pilon-Smit et al[7]将SacB基因导入烟草，提高了转基因烟草的耐旱抗寒特性。我国学者也开展了植物基因工程技术的研究和应用，并取得了显著的成果。贺 红等[8]以枳壳实生苗上胚轴为研究材料，为获得转柑桔衰退病病毒外壳蛋白基因的植株，其采用了遗传转化技术。有学者还利用Ti 转化系统获得了多种抗病毒的植物，如抗黄瓜花叶病毒（CMV）的番茄和抗甜菜坏死黄脉病毒（BNYV）的甜菜等[9]。

2.2 基因工程在植物性食品脱敏中的应用

基因工程可以将目的基因导入受体细胞，也可以改变内源基因，只要找到需要删除的基因即可。过敏反应具有反应迅速的特点，过敏原种类也很多。因此，防止发生过敏反应也很困难。基因工程可以直接作用于过敏源头，即改变内源基因使编码的蛋白质失去致敏性。也可以通过基因工程方法处理食品及其原料可降低其致敏性，从而降低过敏病人的不良反应。反义技术可消除植物中内源基因，使致敏基因沉默，从而降低植物性食品致敏性[10]。

2.3 转基因技术在哺乳动物遗传育种领域的应用

随着分子生物技术的发展，人们可以根据意愿改良动物品种，结合基因技术原理的应用，由此实现重要的经济价值。在畜牧业生产上，主要是用于遗传改良，加速动物育种。转基因可以定向培育并保存物种的优良性状，并能加快其积累和保存的步伐。在大量的转基因动物中选出符合人们预想的转基因动物，利用优良动物品种的体细胞作核供体克隆动物，用于大量生产转基因动物。将转基因技术应用于家畜上，在动物体内转入结合特异抗原抗体基因，可生产出具有抗多种疾病性能的动物[1]。转基因技术的科技含量较高，但在实验室内也能实现动物育种。在动物杂种优势利用方面，转基因技术可加速动物育种的进程，增强选育种畜性状的稳定性，降低育种的时限并提高效率[11]。

2.4 基因工程在食品工业中的应用[12-14]

2.4.1 糖类的改良。淀粉是一种多糖，通过对酶的调控可控制其含量水平，ADPP葡萄糖焦磷酸酶、淀粉合成酶和分枝酶是高等植物的淀粉合成酶。将淀粉系土壤大肠杆菌的基因转移到马铃薯上，可增加马铃薯的淀粉含量[12]。这种基因可表达ADP-葡萄糖焦磷酸化酶，使马铃薯淀粉含量增加近20%[15]。目前，利用植物基因工程技术改善食品的风味已取得重大的进展。Monsanto公司开发出转基因马铃薯，新型马铃薯产品的淀粉含量较传统品种平均提高了20%～30%，油炸后的产品具有更好的构质和风味，并且油味和吸油量都较少[16]。

2.4.2 改善发酵食品风味。发酵食品具有工业经济效益，其品质将直接影响效益。但是在该领域不能广泛地应用传统的微生物，否则不能达到定向改造微生物性状的目的。因此，选择的微生物将决定发酵食品风味。随着分子生物学的兴起，在分子水平上可利用DNA 重组、RNA 干扰及基因敲除等基因工程技术来构建所需的基因工程菌株[17]。

例如，在啤酒和酱油的生产工艺中可利用转基因技术改善产品的风味。在酿造酱油的过程中，氨基酸的生成量对整体风味起决定性的作用，参与该反应的羧肽酶和碱性蛋白酶的基因已克隆并成功转化到菌株中，羧肽酶的活力可大幅提高13倍，碱性蛋白酶的活力可提高5倍，从而提高氨基酸的生成量[18]。为满足不同食品的需要，在酱油的酿造工艺中可使用工程菌株，由此降低酱油的色度和口味。啤酒中含有一种叫双乙酰的物质，双乙酰是啤酒酵母细胞产生的α-乙酰乳酸经非酶促的氧化脱羧反应自发产生的，当双乙酰含量超过风味阈值（0.02~0.10 mg/L）时，就会大大降低啤酒的口感，产生馊酸味，进而影响经济效益。为改善啤酒的风味，可采用α-乙酰乳酸脱羧酶去除双乙酰。研究表明，利用转基因技术将编码α-乙酰乳酸脱羧酶的基因克隆到啤酒酵母中进行表达[15]，可以有效降低啤酒中的双乙酰含量。基于基因工程原理，还可将转基因技术应用于制取其他产品[19]。

3 展望

目前，基因工程技术已渗透到人类生产生活的各个领域，其以巨大的生命力发挥重大的影响，一些实验室技术和成果不断地得到应用，也将使地球的生物圈变得更加丰富多彩[20]。如今基因工程技术在给人类带来利益的同时，对于疾病的治疗方面也有了巨大突破。尽管基因工程技术给人类带来了巨大的利益和便利，但同时也应该思考转基因食品的安全性问题，这是对基因工程未来发展的最大挑战[21-22]。

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分子生物学的兴起范文第5篇

中图分类号：G40－012　文献标识码：B　文章编号：1008－2409(2007)03－0569－02

二十一世纪国家之间的竞争归根结底是人才的竞争，面对社会和科技发展对高素质人才的需要，全面提高大学生的综合素质，培养适应科技发展和经济建设需要的创新人才，成为当前我国高等学校教学改革的热点。二十一世纪同样也是生命科学的世纪，生物信息技术，人类干细胞技术，克隆技术，转基因技术必将使生物技术产业成为二十一世纪最重要的产业。作为生命科学最重要组成部分的医学科学，也将迎来跨越式发展的新时期。因此培养面向二十一世纪的高素质医学人才，迎接生命科学世纪的挑战，是所有医学教学工作者应该高度重视的问题，这就要求我们必须从我国国情出发，制定新世纪医学教育跨越式发展战略，加快推进我国的医学教育改革，全面实施医学生的素质教育。

1 生命科学发展与医学科技进步

十九世纪中叶，细胞学、进化论和经典遗传学即孟德尔遗传定律的创立，为生命科学的发展奠定了坚实的前期基础，基因论和DNA功能的确定，尤其是DNA双螺旋结构的发现在生命科学发展史上具有划时代的意义，是二十世纪生物学领域极为重要的发现，它为现代分子生物学的发展奠定了基础。分子生物学的成熟和计算机技术的迅猛发展，使人类破译自身全部密码成为现实，1990年发起的“人类基因组计划”今天已经完成人类基因组作图和测序。接下来，将是阐明基因组的功能，这就要清楚细胞的基因表达谱和蛋白谱及其调节和控制，因此分子生物学的重点将从基因组转到蛋白质组学，人类对生命科学的研究将进入“后基因组时代”即功能基因组时代。其内容包括建立单核甘酸多态型(SNP)为代表的DNA序列变异的系统目录，从而揭示人类疾病的遗传学基础，认识基因组在转录核翻译水平的表达及其调控机制，通过对进化不同阶段的生物体基因组序列的比较，发现基因组结构组成和功能调节的规律，并利用各种模式生物体的基因敲除和转基因来揭示基因的功能。在微观层次对生物大分子的结构和功能，特别是基因研究上取得重大突破后，正深入到在分子水平上对细胞活动、发育和进化，以其脑功能进行探索，从分子、细胞、模式生物和整体水平对脑和神经系统进行多层次的综合研究的神经生物学正成为生物学发展的下一个高峰。生命科学从群体、个体、细胞到分子水平深入的发展，使得医学能够在微观水平逐步阐明许多生命现象和疾病现象的本质，极大地促进了医学科技的进步。自1982年世界上第一个基因工程药物重组人胰岛素上市以来，经过20多年的发展，世界范围的生物医学技术产业正在蓬勃兴起，生物医学技术正在猛烈的冲击着世界经济，同时也给广大患者带来了福音，基因工程药物和疫苗正走进寻常百姓家。随着克隆技术的成熟，人们可以用克隆的器官代替已坏的自身器官。而将来科学家可以设想用基因芯片、蛋白芯片组装成“纳米机器人”，通过血管送入人体诊断疾病，携带DNA更换或修复有缺陷的基因片断。因此随着以后基因功能的清楚，生物技术的发展，将使人类不仅能了解生命，而且能够操纵生命过程，它将改变现有的医生看病模式，人们将拥有记载个人生理、病理信息的生物芯片，医生在对疾病进行诊断、治疗、预防方面将做到个性化，精确化。

2　中国医学本科教育的现状

改革开放以后，中国的大学医学教育已经取得长足的进步，医科大学毕业生投身入救死扶伤，全民保健，在构建和谐社会、实现社会主义现代化建设过程中作出了重要的贡献。然而随着经济、科技的发展，社会对医学的要求有了明显的提高，传统的生物医学模式向新的医学模式的转变，引起了疾病观、健康观、卫生观的根本转变。这就要求新时代的医学研究者以整体化、系统化、科学化、社会化的观点去研究和处理人类健康与疾病问题的思维方法和行为方式。而现有的医学本科教育方式已经不能适应社会对医学的要求，目前医学本科教育存在的问题集中体现在学生创新意识和创新能力严重不足。

同志指出，“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”，“创新精神是我国民族几千年来生生不息、发展壮大的重要动力”，“创新的关键在人才”。因此培养学生的创新能力关系到我们民族的兴旺。

从以往高等医学院校输出的人才素质的特点看，也非常明显地表现出上述特点。具体地表现在综合判断能力较差、缺乏科学思维方式的指导、获取医学科研和医疗实践新信息的能力和创新意识较差。传统临床医学人才培养模式是以教师授课为主要教学组织形式，是以理论灌输为主的“填鸭式”教学模式，这种临床教学方法陈旧、呆板：教师整个课时以灌输式教学为主，学习过程枯燥被动，缺乏兴趣，无法激发学生求新意识与创新意识，理论与实践脱节。由于注重理论的学习，与实践相结合不够，缺乏实践能力的培养，容易出现高分低能的现象，对学生的素质教育及创新能力的培养均有害无益。而医学生往往仅仅满足于书本，满足于从老师那里接受已经或即将过时的知识，缺乏独立思考，独立分析的欲望和能力。学生对所学知识不敏感，缺兴趣，少研究，不能或不敢运用所学的知识大胆地提出和分析新问题，更谈不上有多少带创新性的学术新思维。因此即使是那些本科毕业后进入研究生阶段学习的学生，也由于本科阶段在创新意识和创新能力方面的先天不足，不同程度地存在着自主选题难、科研上手慢、研究思路不活跃、研究方法偏传统、攀登高峰缺勇气、开拓创新与实力等现象，高水平的学位论文不多，在国际上有影响的学术成果更少，因而未能充分起到基础和应用基础研究生力军的作用。

3　改革传统教学方法，逐步培养医学生的创新能力

3．1让医学生尽早接触科研，培养对科学研究的兴趣

医学生是医学教育的主体，激发他们学习医学知识的兴趣，调动他们学习的积极性和主动性，并逐步树立牢固的专业思想，对于培养合格的医学人才是极其重要的。学生可以根据自己兴趣利用寒暑期或周末参加各教研室的科研活动，使教学与科研相结合，培养学生的科研兴趣和科学思维的能力。更广泛地组织和鼓励本科生参与各种学术交流。学生参与的各种学校活动包括本专业的、跨专业的、跨校的、全国性的乃至国际性的学术交流活动。平时，也要让本科生尽可能地参加一些教师的科研项目立项论证会、博士生和硕士生的开题报告会和论文答辩会，可以参加各学科最新研究的学习报告会，对原有的基础实验教学内容进行有效融合，减少验证性实验，增加综合性实验和设计性实验，提高学生的能力。打破以往只有研究生才能进入科研实验室的惯例，组织医学专业学生早期进入感兴趣的实验室学习并实行导师制。在具有副教授职称或高年资讲师中选出思想政治素质好、有高度责任心的教师作为学生导师，明确规定导师的工作职责，要求他们在思想上和学习上给予学生指导和帮助。这样，学生在导师的指导下积极参与实验室的

科研活动，感受科研气氛，培养了他们的科研兴趣；使他们将书本知识运用到实践中去，形成初步的科研思路；培养了科研实践能力和与他人协作的能力；利用各种途径主动学习的能力也有了一定的提高。

3．2充分利用现代信息技术，为创新人才培养提供先进的教学手段和方法

以计算机和网络技术为核心的信息技术的发展，使得人类于知识、信息的获取、传播和应用发生了深刻的变革，也带来本科教育教学手段和方法、学习方式的巨大变化。首先，学生利用计算机和互联网，可以不受时空限制地多渠道获得知识，学生对学习场所、学习内容、学习方式的选择具有更多的自性和灵活性，使过去以课堂、教材、教师为中心的传统教学方面临新的挑战。充分利用目前我国高校计算机已经基本普及、网络快速发展的特点，应用多媒体授课，通过动画增加对知识的理解和学习的兴趣；鼓励学生通过互联网解答自己在学习中的疑惑，了解国外医学的发展，学习生物信息学的基本知识，应用生物信息学论证自己的构想，自己设计实验。让学生有充分的动手机会，通过网络增加对学过知识的理解和记忆。同时网络资源的丰富性和共享性，使教师和学生同样具有获取知识的自由和网上交流的平等权利，因而有利于发挥学生参与教学过程的主动性，有利于激发学生的创新意识，有利于形成平等互助、教学相长的新型师生关系并将理论与实践相结合。鼓励学生提出自己的设想，培养其创新能力，鼓励学生提出问题并想出解决问题的有效方法。为此，要充分认识现代信息技术对促进教学改革的独特作用，进一步建设和完善校园网、数字化图书馆和多媒体课室，提高它们对本科生的开放度和服务水平，为创新人才的培养提供先进的教学手段和方法。

3．3学习医学相关学科知识，提高解决问题的能力