前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇分子生物学的发展趋势范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
进展突出表现在:(1)一大批生物基因组测序,2003年完成的人类基因组计划之后,其他4000多种生物的基因组作图和测序也陆续完成。形成了结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学、转录组学、蛋白质组学、表型组学和代谢组学、RNA组学等新兴领域。(2)生物信息学迅速发展。(3)发育生物学研究不断深入。发育生物学一直是生命科学中的前沿学科之一。(4)干细胞研究的快速发展。干细胞具有在体外大量增殖和分化为多种细胞的潜能,目前干细胞的定向分化、自我更新的可塑性等是重要的基础研究。(5)小分子RNA的发现和对其功能研究是近10年来分子生物学领域最突出的热点之一。(6)从研究神经网络的结构和神经信息处理机制入手。(7)全球变化、生物多样性和生态系统可持续发展成为宏观生物学研究的热点和前沿问题之一。(8)生命科学基础研究已成为农业科技创新的源头动力,动植物育种进入一个崭新的时期。(9)生物科学与其他学科的交叉和渗透更加广泛与深入。
高校生命科学课程改革发展趋势
(一)课程、教材内容的更新和现代化
1.课程、教材内容的更新和现代化
课程改革的实质是课程的现代化。我们要根据现代生命科学发展趋势、前沿、热点,实现生命科学课程、教材内容与结构的更新和现代化,不断容纳生命科学的前沿与新兴领域,更加侧重前沿,更加侧重基础,尤其是学科发展的前沿以及对学科的发展具有重要作用的领域。新的前沿领域或新的学科生长点,要坚持反映现代、融入前沿的原则,课程内容更新、更现代化主要是通过教材更新来实现的,所以我们要把编制新教材(或外文原版)放在核心位置,创新现代化的课程、教材新内容和新体系。北京大学生命科学院完成编写了高水平的《生物化学》《分子生物学》《细胞生物学》《遗传学》《植物生理学》《动物生物学》《植物生物学》等教材,其中《生物化学》《细胞生物学》《植物生理学》当时被列入国家教委生物学科重点教材,另编写有国家级生物学教材3种,规划编写45本教材。清华大学将培养学生影响最大、最重要的课程纳入精品课建设计划,2005年就已立项建设精品课共105项。
2.课程内容国际化
积极开展国际合作与交流。在生命科学的前沿、新兴领域、生物多样性以及生态学与国际组织开展农业科学合作研究[1]。清华大学为使教学内容与国际先进水平接轨,教学内容处于国际先进水平,早在2000年以前,生物化学课程选定A.L.Leeehnig的Principle-ofBiochemistry作为基本教材,这门课程的教材与课堂板书全部采用英文。其他的几门必修骨干课和部分选修课也采用了国际上最新的教材作为参考书并随时更新。清华大学大四开设高水平的选修课10门:生物工程导论、基因分子生物学、膜生物学、分子酶学、神经生物学、分子免疫学、发育生物学等。以下是北京大学生命科学学院大三、大四现在开设的课程,体现了课程的专业性和现代化。
大三:生物化学(下),生物化学实验,基础分子生物学,基础分子生物学实验,微生物学,微生物学实验,普通生态学,细胞生物学,细胞生物学实验,遗传学,遗传学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告。大四:生物技术制药基础,现代生物技术导论,生物学综合实验。还开设选修课为:生理学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告,生物技术制药基础,现代生物技术导论。
(二)基础科学知识居重要地位
基础科学的知识在科学和技术的发展中起着很重要的作用。我国“863”计划的八个领域,大都是从基础科学实验室里发展起来的,上世纪50年代初的遗传密码研究出来了,分子生物学研究出来了,遗传工程研究出来了,这些都是在原子、分子的结构研究得比较清楚的基础上,掌握了规律。我们必须加强基础、素质教育。使学生掌握具有普遍意义的科学思维方法,提高他们的综合素质。北京大学始终把加强基础课程建设作为教学改革的重点,把学科体系中处于基础地位的重要专业必修课定为主干基础课。课程改革要加强增大基础课的比例和教育。各高校主要采取大一、大二加强基础科学知识的教育:开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。
(1)早在九五期间,北京大学生命科学学院开设了8门专业基础课:生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、植物生物学、动物生物学、植物生理学、基础分子生物学。并确立了15门核心课程,要求学生用两年时间完成这些课程的学习。(2)清华大学生命科学学院则是在低段开设专业基础必修骨干课程7门:普通生物学、生物化学、细胞生物学、微生物学、分子生物学、生理学、生物物理学。开设基地班重点建设课程:生物化学、生物化学实验。(3)经十多年的发展、改革与创新,北京大学生命科学学院的课程在大一、大二更加强化了课程的基础性。大一开设:高等数学(一、二),普通化学,普通化学实验,植物生物学,植物生物学实验,物理学(一),分析化学,分析化学实验,动物生物学,动物生物学实验,生物学野外实习。大二开设:物理学(二),有机化学,有机化学实验,物理化学,物理化学实验,计算概论及上机,算法与数据结构及上机,普通物理实验,生物化学(上),生理学,生理学实验,生物统计学。
(三)课程、教材综合交叉
科学发展一方面不断分化和更加专门化,分支学科层出不穷,又高度交叉综合,以高度综合为主的整体化趋势。许多高科技的研究开发,需要多方面的综合知识才能突破而出成果。
1.学科之间交叉融合和渗透
前沿科技领域呈现群体突破的态势,导致新学科诞生。生命科学多学科交叉的研究、多学科的交叉与融合,新的交叉、边缘学科的兴起和发展。这些科学往往代表了生命科学研究的前沿和热点。
2.多种方法、思维研究
自然科学学科间的交叉渗透促进了生命科学的发展,生命的现象与规律是多维的、复杂的,仅靠现有的生命科学的知识与方法来开展研究,很难系统地、全面地、准确地揭示真正的生命本质。因此,未来生命科学要将手段、技术和方法的创新纳入重要的领域,予以优先发展,大力提倡学科交叉,用其他学科的理论思考生命活动的规律,鼓励发展原创性方法和技术。主要涉及的学科如认知科学、心理学、生物力学、组织工程学等。要注意不同学科的思想、方法的碰撞与融合。
3.课程和教材交叉融合和渗透
我们必须根据生命科学综合交叉化趋势,创新交叉综合的科学知识、课程和教材,不仅在学科内、还要在学科间构建相互交叉融合、相互联系渗透、综合的课程。如北京大学生命科学学院,原来设置的植物学,由植物分类、形态、生理、生态的知识联系起来,综合重新编制改为植物生物学;同样动物学也改动物生物学;北京大学生命科学学院“生物基地班”将生物化学中信息及调控部分放入分子生物学,将内容扩展后开设了基础分子生物学。
(四)课程、教材、教学计划多元化
各高校生命科学院可根据自己的具体情况科学的、灵活的设置课程。1.必修计划大一、大二开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。例如:北京大学生命科学院现在本科四年开设的课程:(1)基础课大一、大二开设公共必修基础课,理科必修基础课和专业必修基础课。
大一:高等数学(一、二),普通化学,普通化学实验,植物生物学,植物生物学实验,物理学(一),分析化学,分析化学实验,动物生物学,动物生物学实验,生物学野外实习。
大二:物理学(二),有机化学,有机化学实验,物理化学,物理化学实验,计算概论及上机,算法与数据结构及上机,普通物理实验,生物化学(上),生理学,生理学实验,生物统计学。(2)专业课大三、大四开设必修专业课。
大三:生物化学(下),生物化学实验,基础分子生物学,基础分子生物学实验,微生物学,微生物学实验,普通生态学,细胞生物学,细胞生物学实验,遗传学,遗传学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告。大四:生物技术制药基础,现代生物技术导论,生物学综合实验。2.选修计划低段开设通识选修课。
北京大学对必修课作了一定的压缩。增大选修课的比例。许多高校突破专业选修课的范围,开设跨学科、跨年级、跨系别的选修课程。大三普遍增大专业任选修课的比例。大四还开设选修课:生理学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告,生物技术制药基础,现代生物技术导论。3.特色优势计划教材多样化、教学方法多样化、教学模式多样化等。
(五)课程、教材知识应用性
进入知识经济时代,必修课和选修课的教学中,尤其是选修课中我们要渗入高科技的教育和研究。
(六)课程、教材个性化
北京大学实行灵活的自由选课制度和转系、转专业制度。谋求学力水准、速度的个别化,尤其电脑、网络的运用,学分制及教学计划的多样化,加大选修课比重,增大了课程的灵活化、弹性化,发展、培养学生的自学能力,发展个性。还有科学与人文整合的趋势,课程设置在价值体系上的整体融合趋势。
确立课程、教学内容和结构编制原则、教学培养模式
理科本科学制四年,要着力加强素质教育。许多大学本科教育修订了新的教学计划,要坚持培养知识面宽,基础扎实,能力强,素质高的专门人才的专业口径要进一步拓宽,专业目录中的专业种数要进一步精简。
(1)北京大学提出了“加强基础,淡化专业,因材施教,分流培养”的16字教学改革方针。专业基础和通识教育并重。要按科学性原则、高校生命科学课程发展趋势及生命科学、科学技术发展趋势改革,科学创新高校现代生命科学课程。即要按专业基础和通识教育并重;课程、教材要融入、体现先进的内容和结构,现代教学方法、教材的可读性,即反应现代,融入前沿的课程现代化原则;“综合交叉”的知识结构即综合化原则;课程多样化原则;应用化原则;增加选修课比例,增大课程的灵活性、弹性化原则;“因材施教,分流培养”
即个性化原则;还要求课程设置在价值体系上的整体融合;科学与人文的结合;重视思想性;实践性,加强动手能力、科研能力的能力培养原则。我们本科阶段的课程、教材、教师要注意在系统和重点的基础上划分授课范围,减少重叠内容,特别就课程间教学内容的重复问题和衔接问题。
(2)教学模式多样化。本科教育,要确立“课堂教学、学术活动、科学实验”为主体的教学模式,融课堂教学、实践教学、科学研究为一体,把义务教育与素质教育相结合,知识传授与能力培养相融合。
教学模式多样化:有条件的学校,学生进校就定向,确定直读硕士、直读博士人选;实行联合培养,跨学校、中国科学院、外国大学交流培养等办学制度
。北京大学全面推行双学位和辅修制度,还设立“暑期学校”(小学期)
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
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关键词:微生物;检验技术;未来发展
随着国民经济实力的不断增长,我国大力推动医疗保障及食品安全的发展,保障我国群众的生命及财产安全。并且我国的微生物检验技术发展也相对比较完善,出现了许多新型检验技术,并且其应用与器械的研制也在不断更新。随着学界不断的实践,能够推动微生物检验技术发展,创新更加准确、高效、可靠的检验技术。
1微生物检验技术的应用现状
微生物检验技术是一门系统工程,需要按照相关标准及步骤进行,才能够得到比较准确的检验结果,促进检验事业的发展。目前微生物检验技术正从传统的培养方法向分子水平方法改进,向仪器化、自动化、标准化发展。主要方法有电阻抗法、分子生物学技术、微量生化法、快速酶触反应及代谢产物技术以及仪器检测法等,其中电阻抗法占的比重较大。
1.1电阻抗法 电阻抗法是目前在微生物检验技术中主要使用的一种新型检测技术,该检测技术具有准确度较高、操作简单等特点,能够检验物体中的细菌数量、细菌类型(细菌总数、大肠杆菌真菌、呼吸感染菌、酵母菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等)。电阻抗法准确度较高的主要原因是由于细菌的代谢会使得附着无产生电阻抗,而不同的细菌在相同环境下能够忍受的电阻是不同的,通过对物体的阻抗情况来分析物体中细菌的种类及含量[1]。主要的操作方式为:将细菌放置器皿中,通过一定的环境改变来使细菌增长,并且将一些不带电的大分子化合物(蛋白质、脂肪、碳水化合物等)通过细菌代谢转化为带电荷的小分子化合物(乙醇、葡萄糖)。通过对细菌导电性的转换,然后对细菌进行电阻变化的记录,并与未转化的细菌电阻进行比较,通过计算机技术制成相关的细菌电阻种类及数量分析,以此来对物体中的微生物进行辨认及测量。该方法目前已经用于食品、药品的检测。
1.2微量生化法 微量生化法诞生于19世纪40年代末,直到现代仍然在使用的一种微生物检验技术,其优势在于操作方便、简单快捷、结果准确。微量生化法的优点在于能够通过微生物鉴定用试剂盒作为细菌的观察皿,观察皿中放置数量不等的试管,当需要检验物体中的微生物含量时可以将样品放入观察皿中的试管中,然后将处理过的微生物液滴入试管中,观察样本在试管中的酶促反应,然后观察样本的颜色变化,并将其记录下来,通过输入计算机内置软件中,通过科学的分析得到相应的结果[2]。该方法常用于临床药物细菌增殖研究中。
1.3分子生物学技术 分子生物学技术是一种现代新型的技术,是在生命科学与化学发展的基础上创立的一门学科。分子生物学技术应用与微生物检测中,主要通过分子水平上分析微生物的线性结构来认知样本中的微生物类型,是一种新型检验技术,其主要的优点在于检验结果精确、对微生物的反应比较敏感、效率与特异性都较高等方面,但是由于其技术性较高,对检验器材以及相关操作人员的专业水平要求较高,检验方法也比较繁琐[3]。分子生物学技术应用与微生物检验技术的主要技术有:核酸交互法、质物DNA图谱检验分析法、聚合因子透析技术、染色体DNA限制性内切酶技术等等。文章主要对核酸交互法进行分析,简单为微生物检验技术中的分子生物学技术进行研究。核酸交互法是利用基因探针法的原理应用于微生物检验中而创新的一种方式,基因探针法的应用机制是在物品基因中的最小介质因子在基础构造中与碱基的化学反应,通过对已经认知的细菌最小介质因子进行相关的排列,并做好相关的记录,当在微生物样本检验中,对最终得出的最小介质因子进行碱基的区分,辨别细菌的种类及数量。对于具有最小介质因子的细菌来讲,具有最小介质因子的细菌遗传物为DNA,若没有DNA的细菌,其遗传来源于RNA。核酸交互法能够很好的区分微生物中的细菌种类,并且使用效果比较理想,但是由于其使用设备比较复杂,在实际的微生物检验中,使用的频率较少。
1.4快速酶触反应及代谢产物的检测技术 快速酶触反应及代谢产物检测技术的应用原理主要是由于细菌在生长繁殖的过程中会不断的施放一些酶元素,通过对细胞产生酶进行判别,将其放入器皿中观察,通过反应液对酶的作用,从而观察细菌的种类与数量,这种检验的方式能够检验样本中细菌的数量以及微生物的种类。优点在于其灵敏度较高,操作简单,常用于细菌计数及种类鉴定。
1.5仪器监测法 目前的微生物检验技术中应用的仪器检测法中,主要使用的是气相色谱法、mini-VIDAS法、Vietk-AMS这三种技术,后两者的智能化和自动化水平较高,但是在我国的应用程度较少,文章主要针对气相色谱法进行介绍。气相色谱法应用于微生物检验中的主要原理是通过检验样本中的微生物在气相色谱仪中检验到的色谱图进行微生物的判断,同时该方法是先将样品与微生物分离,然后再将微生物进行相关的检验。仪器检测法能够适用于样本较多的物品检验中,或者是容易产生微生物的物品检验中。该检验技术的方式是先将样本中的微生物水解,然后使用甲醇分解提取,对微生物进行硅烷化或甲基化等方面的处理,最后由微生物呈现的相关色谱录入色谱仪中进行分析[4]。此检验技术的优势在于能够检测出微生物的特征峰,并且结果准确、效率较高,优点在于节省工作量,并且实现了自动化。常用于食品、药物的检验中。
2微生物检验技术未来发展的趋势
微生物检验技术产自与20世纪40年代,主要是由于美国发生了一系列由于药品污染而出现的意外事故,因此微生物检验技术对于药品质量、食品安全等方面都有重要意义。近些年来,随着经济水平以及科学技术的不断发展,各种疾病传播以及食品问题的出现导致了社会各界对于疾病预防和食品安全的关注。微生物检验技术是对疾病控制以及食品安全的有力保障,能够促进疾病控制以及人民的身体健康发展,保证经济的稳定发展。由于疾病传播使得人们对疾病控制的广泛关注,推动了的微生物检验技术的不断进步,也推动了疾病控制的发展。微生物产生的原因来源于各方面,主要由于大气污染、水污染、环境破坏、水土流失等自然环境因素的影响,来源于人们生活中的随地乱扔垃圾、随地吐痰等各种不文明现象,这些都导致微生物的增长。这些都要求了微生物检验技术要不断的进行更新,将微生物控制在一个不影响人体健康的数值。微生物检验工作的工作量与辨别的种类繁多,检验样本的构成也比较复杂,对于检验结果的准确性要求也较高。通过各种物品传播的疾病微生物种类较多,能导致出现传染性疾病的微生物就有五十多种,种类繁多的微生物也对检验技术提出了新的要求[5]。
我国在微生物检验技术方面虽然取得了一定的进步,但是其中也存在许多问题需要解决,首先是我国微生物检验操作人员的专业水平较低,对微生物检验的重要性不能够很好的认知,同时微生物检验的仪器比较滞后。从我国微生物检验行业的整体分析,在微生物检验技术的应用中,将微生物检验实现自动化、智能化是其未来发展的方向,尤其是在仪器检测法中体现了这一发展特征。所以,在对我国微生物检验技术的发展趋势进行相关的叙述中主要表现为:首先需要提高对样本微生物含量的检验效率,减少常规检测中需要耗费的时间,在较短的时间内就能够实现对微生物数量及种类的检测;同时检验技术要保障检测的结果,提高检验的精度与科学性;最后要实现检验技术的自动化,推动我国微生物检验技术智能化发展。
3结论
科学技术的带动了微生物检验技术的不断发展,并且呈现了多样化,新型、先进、简便的微生物检验技术将代替传统的培养方法,通过对检验技术与标准的不断完善与规范,保障检验的质量;同时操作人员也要不断的提高自身的专业水平,提高检验仪器的使用率,将高效的微生物检验技术投入应用,促进的微生物检验事业的发展,实现现代化、自动化、智能化发展。
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[中图分类号]R739.6[文献标识码]A [文章编号]1673-7210(2007)10(b)-005-02
鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)主要见于黄种人。我国南方广东、广西、湖南、福建等省及自治区和东南亚一些国家是全世界鼻咽癌发病率最高的地区。国内外一些病例数较多的回顾性资料表明,早期鼻咽癌的5年生存率在50%左右,而中晚期者仅为20%~30%。放射治疗是鼻咽癌的主要治疗手段[1]。
近年来,国内外分子生物学、细胞遗传学、免疫学、放射生物学等基础医学迅速发展。癌基因和抗癌基因等的研究将为了解鼻咽癌生物学行为,为临床制订鼻咽癌综合治疗方案提供有意义的参考。总之,随着基础研究的不断深入,随着治疗方法的不断改进,相信治疗效果亦将不断提高。本文主要对鼻咽癌相关分子机制的最新研究进展作一概述。
1 EB病毒与鼻咽癌
EB病毒与鼻咽癌的发生和发展有着密切关系,有研究表明EB病毒抗体水平的持续升高是发生在鼻咽癌癌变潜伏期的普遍事件,并且提示重复血清学筛查是监测肿瘤出现临床表现之前的重要指标。
LMP1是EB病毒潜伏感染时表达的一种重要转化膜蛋白,是目前唯一被证实具有癌基因编码蛋白特征的EB病毒基因产物,类似于活化的受体。研究表明LMP1与NPC临床分期及转移显著相关,提示LMP1可能是影响鼻咽癌患者5年生存率的重要因素。
2 癌基因、抑癌基因与鼻咽癌
p16基因是新发现的一个抑癌基因,有学者对其进行深入研究后,认为其在抑癌方面的重要性超过p53和Rb基因。大量研究证实鼻咽癌患者存在p16基因的变异,但其变异程度及方式与鼻咽癌两者之间的关系尚无统一定论;p16蛋白表达缺失也是鼻咽癌的常见事件,其缺失率为40%~82%。鼻咽癌的发生与p16蛋白表达缺失和p16基因变异关系密切,但两者的变化存在不一致性。研究认为p16蛋白表达下调可能是鼻咽癌发生、发展的主要原因[2]。同时,也有学者在研究应用p16基因进行基因治疗。
也有研究表明[3],侯选抑癌基因IGF-2R、p27在鼻咽癌中的表达均有减少,且两者呈轻度正相关,同时可观察到癌基因p21的突变和p21蛋白的过量表达,p21和RGF-2R、p27的表达呈负相关。说明在鼻咽癌的发生、发展中存在癌基因的激活和抑癌基因的失活。
齐卫卫[4]等研究表明,抗凋亡基因survivin在鼻咽癌中的阳性表达率为66.7%,在鼻咽慢性炎症的表达率为14.3%,两者有显著性差异,survivin与癌基因bcl-2的表达呈正相关,与细胞的凋亡指数呈负相关,认为其表达对预测鼻咽癌的放射敏感性和预后有一定的帮助。
李和清等[5]报道,38位鼻咽癌患者中有31位(81.6%)显示了基因组失稳,其失稳指数范围为0.00%~16.2%。6个肿瘤的6q27 染色体上证实有获得性基因损害。低于5年生存期患者其基因失稳程度显著高于超过5年生存期的患者(P
关于鼻咽癌基因的缺失,甲基化突变等也有报道。
癌症的发生是基因改变累积的结果,肿瘤的发生常需5~10 种以上的基因改变[6]。同样,上述研究表明,鼻咽癌的发生和发展与癌基因和抑癌基因的改变等有着密切的关系。
3 相关蛋白分子与鼻咽癌
除了从基因水平对鼻咽癌的发生、发展机制进行研究外,还从蛋白质分子水平进行了大量的研究。
血管内皮生长因子C( vascular endothelial growth factor-C, VEGF-C) 和D(vascular endothelial growth factor-D, VEGF-D) 是目前已鉴定出的淋巴管生长因子, 有研究表明肿瘤组织中VEGF-C 或VEGF-D 过表达与淋巴转移有关,赵国光等[7]研究表明,鼻咽癌中VEGF-C 高表达与区域淋巴结转移密切相关; VEGF-D 阳性表达与区域淋巴结转移无关,但与VEGF-C高表达正相关,且与5 年生存率密切相关。
酪氨酸激酶受体B(TrkB)是脑源性神经营养因子(brain-derived neurot rophic factor,BDNF) 的特异性受体,研究发现许多肿瘤中可见TrkB的过度表达或过度激活,一些非神经源性肿瘤均发现有TrkB的表达。赵卫民等[8]研究表明,TrkB和BDNF在NPC组中的阳性表达率分别为82.5%(47/57)和52.6%(30/57),均高于鼻咽炎组(均P
总之,不少蛋白质分子在肿瘤的发生、发展、浸润及转移复发过程中可能起着关键作用,探讨NPC转移复发机制,对提高NPC患者的生存率有重要意义。
4 分子生物学疗法与鼻咽癌
RNA干扰已成为当今研究的热点,国内外应用RNA干预技术治疗鼻咽癌的机制正在研究中。随着RNA干扰技术不断成熟和鼻咽癌发病机制研究的深入,RNA干扰可能为鼻咽癌的治疗和预防打开新的篇章。
上文提到的TrkB的抑制药物已进入研发阶段,预计以药物为媒介对TrkB 的抑制将对过度表达或变异TrkB的人类肿瘤的致瘤性和转移能力有重大影响。
总之,随着基础医学尤其是肿瘤分子生物学及免疫学的快速发展,对鼻咽癌等肿瘤的研究在不断地深入,临床治疗结合分子生物学疗法是治疗肿瘤的最佳发展趋势。
[参考文献]
[1]叶奕菁,陆小军,吴新光,等.鼻咽癌放疗后放射性脑病的多因素分析
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[J].中国医药导报,2007,4(9):19.
[2]梁海慧,张月飞.抑癌基因p16与鼻咽癌相关性的研究进展[J].广东医学,2007,28(7):1194-1196.
[3]彭维晖,杨一兵,漆一飞,等.鼻咽癌与IGF-2R及p27和p21表达相关性的研究[J].临床耳鼻咽喉头颈外科杂志,2007,21(11):514-516.
[4]齐卫卫,胡国清,汪瑞.鼻咽癌中survivin和Bcl-2的表达及其与预后相关性的研究[S].2006第四届中国肿瘤学大会论文集,59.
[5]李和清,玉敏,陈江波,等.鼻咽癌的基因不稳定性[J].中南大学学报(医学版),2007,32(3):417-421.
[6]Kinzier KW,Vogelsstein B. Lessons from hereditary colorectal caner [J].Cell,1996,87(2):159-170.
[7]赵国光,向晓娟,何友兼.血管内皮生长因子C、D 在鼻咽癌组织中的表达及其临床意义[J].癌症,2007,26(1):90-95.
一、调整基础医学课程结构
21世纪,医学模式由生物医学模式向生物一心理一社会医学模式转变,分子生物学将成为带头学科,引导医学面貌发生根本改观。着眼于未来医学发展趋势,我们在原有的临床医学专业主要课程设置的基础上,增加了部分课程的学时数,增设了新兴学科和交叉学科的课程。将生物物理学、分子生物学、生物医学电镜技术、医学遗传学、社会医学等列为必修课程;设置了人体断面解剖学、实验动物学、生物医学工程学概论、行为医学和医学史等选修课程。
二、改革课程本身所包含的内容体系
对传统的基础医学课程,我们将着眼点放在改革课程本身的内容体系上,要求各课程一定要在五年制教学内容的基础上,加强“三基”教学,同时立足于未来医学的发展,将国内外新理论、新技术列入教学内容,并向学生介绍新的学术观点和学科发展动态。
目前,非传染性疾病的发病率逐年增高,心脑血管疾病、恶性肿瘤等疾病已严重影响人民的身体健康;临床上的诊疗手段在不断更新。依据这种状况,我们在基础医学的教学内容中,增加了有关的基础理论知识,为医学生今后的发展奠定基础。在形态学科中增加了心脏血管解剖,中枢神经和植物神经解剖,中枢神经损伤及临床,脑干断面解剖,神经节、脊髄、大脑皮质及小脑皮质结构,骨骼肌、平滑肌的超微结构和收缩原理,T、B细胞的分化,乳腺结构等内容,生理学中增加了细胞膜物质转运、离子通道、膜受体,呼吸节律起源,甲状腺素、生长腺素的作用及分泌室交界结构及生理特点,血流动力学,神经元间作用方式,中枢抑制及下丘脑功能等授课内容。生物化学中把蛋白质氨基酸序列分析,癌基因与抑癌基因,细胞内受体激素的作用,基因表达与调控,基因诊断与治疗,抗体氧化酶体系等内容列为加深拓宽的内容。医学微生物学与医学免疫学为适应临床医学的发展,增加了以下的内容:病毒的分子生物学诊断方法,遗传变异,细菌基因诊断,细胞因子、补体受体、抗体的遗传控制及单克隆抗体,I型超敏反应发生的分子机理,还结合临床介绍各型超敏反应的相关疾病。病理学在五年制教学的基础上扩展的教学内容有:炎症化学介质,肿瘤浸润转移,肿瘤免疫组化标记,细胞损伤的超微结构,细胞凋落,lgA肾病激素受体检测,尖锐湿疣、爱滋病、心肌病,缺血性心脏病的病理生理及血脂与动脉粥样硬化等。随着药物学的发展。药理学在七年制教学中增加了抗药性发生的机制,受体分类与受体动力学,受体阻断药的新发展,传出神经系统受体I型分类,GABA与苯二氮卓类抗癫痫药作用的关系,ACEI抗高血压作用机理,抗高血压药物转换酶抑制剂的抗高血压作用机理,治疗心功能不全药物的评价等,还将新药的开发与杻究也列为教学内容。
我们在开设普通心理学的基础上,更新了医学心理学的讲课内容。新增的内容有:行为主义学派的理论与技术,皮层内脏相关学说的理论,认知理论与有关技术,个人中心疗法,关于心理失调的理论和治疗,心理测验的理论与技术等内容,为开展心理疾患的治疗奠定了理论基础。
三、更新实验教学内容,加强学生能力培养
实验课教学重点放在加强学生能力培养上。首先我们将部分机能学科的实验课,以独立课程的形式列入教学计划,如生理学实验、生物化学实验、药理学实验等,要求规范开课、单独考核,并将考试成绩纳入学籍管理。
实验内容更新中,我们将教学重点放在培养学生实验设计、操作技能、掌握或了解主要研究方法等基本技能的训练上。在人体解剖学和组织胚胎学中把神经解剖学研究方法和组织学、胚胎学研究方法列入实验教学内容。在药理学与病理生理学中要求学生在教师的指导下,完成实验设计、实验操作和结果分析的全过程、全方位训练。
各学科实验教学更新内容,增加了学生独立操作机会。人体解剖学实验中将学生分成2-4人一组解剖一具尸体,增加了硬脑膜窦的观察,开颅取脑及颅神经、脑桥、小脑脚、心脏、肺、会阴、盆腔等部位的解剖操作。组织学增加了脊髓、大脑、小脑、脊神经节、交感神经节、阑尾及乳腺的切片观察,血一脑屏障动物模型建立和观察,肥大细胞标本制作与观察等。生物化学课重新组合实验内容,将原来3学时的实验改为7学时一组,连续一天观察实验结果。还将质粒DNA提取、限制性内切、酶切、基因制备、重组DNA连接等列为实验内容;并对电泳、层析、分光光度及超离心技术的实验理论及原理进行了介绍。生理学实验扩展的内容有:时值、温度、K+等对神经干动作电位的影响,M、β受体阻断剂对雎心灌流实验的影响,改变体温、失血、大量快速输液、改变胸腔负压及针刺穴位对循环调节的影响;去动脉体、短串刺激中枢部位引起吸气切断现象的观察,剌激交感神经、改变体温对尿生成的影响等。医学微生物学与医学免疫学课程的实验教学中增开了:病毒的血凝及血凝抑制实验,病毒中和实验,ELISA法诊断病毒感染,病毒核酸杂交技术,隐球菌墨汁染色法,MΦ吞噬杀菌实验,E—花环形成实验,淋巴细胞转化实验和单向免疫扩散实验。病理生理学实验把载脂蛋白测定和“实验性氨情”实验设计列为实验课内容。病理解剖学中应用电子显微镜和免疫荧光分析法观察了淀粉样变、乳腺纤维腺瘤、星形细胞瘤及慢性萎缩性胃炎的切片。药理学增加的内容有:地塞米松的抗炎作用,强心甙对离体蛙心的影响,药物对猫血压的影响,利多卡因的抗心律失常作用,拮抗剂PA2的测定等实验。