分子生物学的前景

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分子生物学的前景范文第1篇

关键词：药学分子生物学；生物学技术；课堂教学；教学方法

药学分子生物学是在药学、遗传学和生物化学等学科的基础上发展融合形成的新学科；它是将分子生物学的新理论、新技术渗入药学研究领域，从而使药物学研究由化学、药学的培养模式转化成为生命科学、药学和化学相结合的新药模式；同时它还是当代生物科学发展的引擎，是现代生物技术的基石。[1]近年来随着分子生物技术的发展，它的应用领域也在不断拓宽，它与医学和药学方面的交叉也越来越多，因此，分子生物学在今后已经不再只是生物技术专业的必修课，它也成为药学院学生的重要必修的基础课之一。

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 106 cells），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mRNA的转录或mRNA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。

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）.

分子生物学的前景范文第2篇

【关键词】 医学检验；分子生物学；实验室技术与方法；教学方法

随着基因克隆技术趋向成熟和基因测序工作逐步完善，后基因时代逐步到来。在结构基因组学，功能基因组学和环境基因组学蓬勃发展形势下，分子诊断学技术将会取得突破性进展［1］，也给检验医学带来了崭新的领域，为学科发展提供了新的机遇。这种以核酸生化为基础的新技术自发现以来，已逐渐成为医学领域不可缺的最有价值的诊疗手段之一［2］，作为医学检验的最新方法，已广泛应用于检验学科的各领域之中；如PCR技术广泛用于病原微生物感染的检测和某些遗传性疾病的诊断。开设《分子生物学检验技术》课程对检验医学专业学生实验技能有促进作用［3］，因此与时俱进地在检验医学专业开设该课程显得紧迫和必要。

分子生物学技术种类繁多，发展迅速，对于医学本科生阶段来说不可能全部实际操作，事实上也没有必要，关键是要找到一种有效的教学方法。对于医学检验专业本科生我们要以传授分子生物学中和临床检验诊断关系密切的技术为主，改善检验医学专业知识结构，适应新世纪临床检验诊断的需要，同时启发学生对生命科学及疾病诊断研究的热爱［4］。分子生物学实验课与其他实验课有相同之处，又有其明显的特点：实验过程中的现象与结果往往是看不见，摸不着，如何激发学生的学习兴趣，让学生既体会到生命微观世界之奇妙，又认识到分子生物学实验在医学检验的重要性和实用性，使学生获得知识的同时，得到实验技能的全面训练，是我们在分子生物学实验课教学实践中不断努力探索的动力和方向。

1 完善实验课整体设计

根据医学检验本科生教学以及分子生物学技术的特点，结合本校的实际情况编写合适的实验指导书；在教学过程中，优化实验的整体设计，以完整、系统、实用为原则，经典与先进技术相结合，将分子生物学实验课程从整体上设计为一个完整的大实验，实验之间既独立，又相互连贯，前一个实验的结果是下一个实验的材料；同时开设与临床应用较密切的实验项目。如我们在设计遗传多肽性诊断实验时就包括DNA的提取、PCR扩增、限制性酶切、凝胶电泳、结果统计分析等方块。不仅如此，在整个的教学过程中还强调一种总体的设计理念，系统的思维方式，要求学生不仅学会如何去做实验，更要学会如何去设计实验、如何筹备实验，因为他们是未来的医学检验诊断研究人员而非简单的操作人员。对任何一个实验，都要求学生认真分析、领会，掌握其原理，尤其是实验的整体设计思想，逐渐形成一种科学的思维方式，从中吸取其精华，学为己用。而且，通过课外作业的方式让学生们接触更多的、课堂上又无法实际操作的实验技术，这样既拓展了学生的知识面，又增强了他们的自学能力，为真正走进实验室做好技术上和心理上的准备。

2 实验项目及内容的选择

鉴于以上的设计理念，在实验项目及内容上进行了精心选择和合理安排，既注重系统性，又强调实用性，将教学实验、临床检验与科研实践相结合。实验内容更加贴近现代生物技术的发展，使学生了解更多的生物技术在医学研究及检验中的应用；内容的选择实际上是以一个临床检验诊断或科研项目的分子生物学实验部分为基础。如：PCR-RFLP 检测基因长度多态性分析实验，就含有基因组DNA的提取、核酸琼脂糖凝胶电泳、聚合酶链式反应、限制性酶切分析等几个实验内容。基因的克隆表达实验就包括：质粒DNA的提取、限制性酶切、目的片断连接、大肠杆菌感受态细胞的制备、重组质粒转化大肠杆菌感受态细胞以及表达产物的鉴定等内容。而最后的实验设计更是要求学生对整套实验技术及原理的全局把握，让学生自己思考，如何将学到的知识和技能融会贯通，去解决实际问题。教学方式中充分发挥学生的主观能动性，发挥他们的想象力和创新精神。适当划分小实验课的实验分组人数，使学生有更多的动手和动脑的机会，注意实验教学过程的各个环节，严格把关，使教学目标得以顺利完成。

3 规范实验教学过程

实验教学包括备课、预实验、实验讲课、指导、总结、批改实验报告等环节，把培养目标严格贯穿于整个教学活动中。在规范教学过程中，我们注重积累教学管理经验，逐步将教学管理制度化、规范化，以提高教学效果。采取的措施是：①新开课之前首先试讲，听课对象是教研组的全体教师和技术人员，对内容安排、授课重点等进行把关。同时，必须做预实验，熟悉掌握整个实验流程。第一次带实验的年轻教师必须先听课，并与高年资教师一起带教，以后再单独带教。②坚持集体备课。在开课之前，组织全体教师和技术人员集体备课，理顺前后课之间的关系，分清各课内容的主次。实验技术人员介绍实验总体安排，强调操作注意事项，教师相互协调实验的具体步骤，保证在共用仪器时步调一致。③听取学生反馈意见。组织部分学生座谈，面对面听取学生对教学工作的意见、建议和要求。④改善实验条件。联合临床检验科配备了荧光定量PCR仪、冷冻离心机、低温冰箱、各种电泳仪、恒温振荡培养箱、紫外暗箱凝胶分析仪等分子生物学实验教学必备的仪器和设备，从而保证了分子生物学实验教学得以完成。

4 实验教学效果及体会

学生在开始接触分子生物学的时候总觉得很深奥，在理论讲解时总感觉很难理解；特别对于以前没接触过分子生物学的医学检验专业学生来说更是如此。但经过整个实验教学完成后，很多同学都觉得分子生物学实验技术以及许多看似复杂的原理突然显得前所未有的清晰、有条理。这其中包括对分子生物学实验整体流程的全局把握，也包括对有关实验原理、分子生物学理论及临床诊断应用有了直观、全面、现实但又体系的认识。学生感到分子生物学实验课不仅涵盖了分子生物学实验技术的重要内容，而且前后贯通，学到的不仅是几个实验的具体操作，而是掌握了一种研究思路和方法以及分子生物学研究当中常用的一整套技术，这是一般零散实验难以达到的一种效果。

从这几年的分子生物学检验技术实验教学中体会到，首先教师要做到经验丰富，实验准备工作充分，教给学生规范的操作方法，培养学生的实际操作技能。同时，要积极启发学生的思路，仔细分析实验步骤以及每步的条件是如何设计出来的，探讨其优缺点，如何改进，还有无其他方法，让学生了解与实验相关的一系列同类技术，使学生的思路不仅仅局限于一种方法，而是扩展到解决这个问题的多种途径。尽管他们可能没有机会将这些方法一一实践，但开阔了思路，有利于学生在以后的工作中更加灵活自如地选择应用，做出正确的判断，而且当面对新的相关实验技术时也不会束手无策。

5 结束语

分子生物学检验技术在教学过程中还有许多问题需要探讨解决，比如在教学中如何处理新观点、介绍新技术、实验教学的考核、实验成本昂贵与实验经费紧张的矛盾，以及师资队伍的培养与知识结构的更新等，都有待在今后的教学实践中进一步完善。每一位从事实验教学工作的教师都应该不断探索和完善， 使分子生物学实验教学在医学检验专业人才的培养上发挥更大的作用。

参考文献

［1］ 侯天文，尹晓琳，陈兴，等.绿脓假单胞菌超广谱B内酰胺酶基因型分布［J］.中华检验医学杂志，2003，26(9)：546-548.

［2］ 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，2005，28(2)：137-139.

分子生物学的前景范文第3篇

1　分子生物技术概述

分子生物技术也称之为生物工程，是现代生物技术的主要标志，它是以基因重组技术和细胞融合技术为基础，利用生物体(或者生物组织、细胞及其组分)的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理相结合进行生产加工，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系，其内容包括基因工程技术、细胞工程技术、DNA测序技术、DNA芯片技术、酶工程技术等。现代分子生物技术的诞生以70年代DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志，迄今已走过了30多年的发展历程。实践证明在解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景，受到了各国政府和企业界的广泛关注，是21世纪高新技术产业的先导。医学领域是分子生物技术最先登上的舞台，也是目前现代分子生物技术应用最广泛、成效最显著、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。据统计，国际上分子生物技术领域所取得研究成果的60%以上集中在医学领域。

2　分子生物技术在医学领域的重要应用

2.1　分子生物传感器在医学中的应用

分子生物传感器是利用一定的生物或化学固定技术，将生物识别元件(如酶、抗体、抗原、蛋白、核酸、受体、细胞、微生物、动植物组织)固定在换能器上，当待测物与生物识别元件发生特异性反应后，通过换能器将所产生的反应结果转变为可以输出、检测的电信号和光信号等，以此对待测物质进行定性和定量分析，从而达到检测分析的目的。分子生物传感器可以广泛地应用于对体液中的微量蛋白、小分子有机物、核酸等多种物质的检测。在现代医学检验中，这些项目是临床诊断和病情分析的重要依据。能够在体内实时监控的生物传感器对于手术中或重症监护的病人都很有帮助。

2.2　分子生物纳米技术在基因诊断中的应用

基因诊断是利用分子杂交及荧光技术检测DN段，已经为基因诊断在临床上的应用带来了巨大的发展前景。研究表明，利用纳米技术，如利用金纳米微粒结合杂交DN段，很容易进入机体细胞核，并与核内染色体组合，具有较高的特异性，可以克服目前基因诊断所面临的一些困难和问题，进一步提高了基因诊断在实验室中的地位。科学家通过超顺磁性氧化铁纳米粒脂质体对肝癌的研究，提高了直径3 mm以下的肿瘤检测率。结论表明，纳米微粒对肿

瘤早期发现、早期诊断具有重要意义。

2.3　分子生物技术在医学制药中的应用

分子生物技术发展的一个重要方向是医学制药的研究与开发。与传统的化学合成制药相比，它不仅具有针对性强、疗效好、副作用较小的优点，同时对蛋白质药物改造、提高疗效、降低毒性、提高稳定性具有重要作用，并且能够利用生物系统，将自然界中存在的含量极低的有效生物活性物质进行大规模生产以及建立起高效、快速、准确、简便的分子诊断技术和开发出新药，更重要的是可以预防和治疗一些应用传统治疗方法无法克服的疾病。目前这一领域的应用主要包括以下几个方面：生产基因工程药物；生产发酵工程药物；生产核酸类药物；利用生物系统加工天然药物；从海洋生物中纯化提取药物。

2.4　分子纳米技术在基因疗法中的应用

基因治疗是临床治疗学上的重大发展，其基本原理是:质粒DNA进入目的细胞后，可以修复遗传错误，或可产生治疗因子，如多肽、蛋白质、抗原等，纳米技术能使DNA通过主动靶向作用定位于细胞。将质粒DNA缩小到50～200nm，带上负电荷进入到细胞核，插入到细胞核DNA的确切部位，起到对症治疗效果。同时分子纳米技术能够快速有效地确定基因序列、基因和药物的体内走向、传送和定位传递，使临床诊断和治疗过程效率得以提高。同时无机纳米颗粒体积小，可在血管中随血液循环，透过血管壁进入各个脏器的细胞中，作为新型非病毒型基因载体能有效介导DNA的转导，并使其在细胞内高水平的表达，从而为基因表达、功能研究及基因治疗提供了新的技术和手段。

2.5　分子生物芯片技术在医学检验中的应用

分子生物学的前景范文第4篇

【关键词】文蛤；养殖；遗传多样性；分子生物学

0 引言

文蛤是一种经济价值较高的海洋贝类，是贝类海鲜中的上品。文蛤营养丰富，含有碳水化合物2.5%，脂肪1.2%，蛋白质10%，还富含各种氨基酸、维生素及钙、铁、钾、镁等多种人体必需的矿物质。很多研究表明：文蛤有清热利湿、化痰、散结的功效，对肝癌有明显的抑制作用，对甲状腺肿大、慢性气管炎、哮喘、淋巴结核等病也有明显的疗效。

1 种类及分布

文蛤（Meretrix meretrix），英文名Hard clam，属软体动物门（Mollusca）、双壳纲（Lamellibranchia）、异齿亚纲（Heterodonta）、帘蛤目（Veneroida）、帘蛤科（Veneridae）、文蛤属（Meretrix）。地理分布较广，在日本、朝鲜和中国沿海分布较多，我国沿海自南至北都有分布，如台湾省西部沿海、广西合浦沿海、江苏省南部沿海、山东省莱州湾沿海、辽宁省辽河口沿海，是我国文蛤的主要产区[1]。我国沿海文蛤属种类有文蛤（Meretrix meretrix Linnaeus）、中国文蛤（Meretrix petechialis Lamarck）、斧文蛤（Meretrix lamarckii Deshayes）、帘文蛤（Meretrix lyrats Sowerby）、丽文蛤（Meretrix lusoria Rumphius）和台湾文蛤（Meretrix formosana Sowerby）等6种[2]。不同海区的文蛤在形态上存在变异分化，主要区别在于壳色和花纹，黄渤海区分布的文蛤花纹较多，东海和南海区分布的文蛤颜色较单一。

2 我国文蛤养殖现状

文蛤在我国是一种天然资源丰富的滩涂贝类，是重要的海水增养殖品种，也是主要出口的鲜活水产品之一，在我国台湾和日本市场上尤为畅销。由于文蛤增养殖的投资小、见效快、效益高的优点，近年来得到了迅速的发展。目前文蛤己成为我国滩涂养殖的主要经济贝类之一。

在苗种生产方面，2003年中国科学院海洋研究所和东营黄河入海口文蛤良种繁育有限公司等单位合作承担国家“863”课题“文蛤大规模人工育苗技术”。通过努力，目前已经建立了一套合理的文蛤苗种规模化生产技术工艺，解决了亲贝升温培育、幼虫孵化、幼虫培育等关键技术，并成功地培育出文蛤稚贝1.55亿粒。

在养殖技术方面，随着苗种人工培育技术不断完善、人工育苗技术体系建立，文蛤的养殖方式也由过去的自然采捕和粗放式的增殖护养逐渐向池塘混养、网围精养、蓄水暂养、移苗增殖等集约化模式发展。据不完全统计，我国文蛤养殖产量已达8×104t，出口达3×104t。

随着文蛤养殖集约化程度的提高，海洋富营养化程度的日趋加重，文蛤的病害也随之发生。山东沿海滩涂是我国文蛤苗种的主要产区之一，近几年该海区文蛤死亡现象时有发生，死亡原因主要是由于文蛤体质虚弱、费尼斯弧菌感染以及环境条件差等因素共同作用引起的[3]。据报道，在福建、广西、江苏等省也发生过文蛤大批死亡，文蛤死亡率甚至高达80%。2002年，任素莲等[4]对发生“红肉病”的文蛤作了组织病理学研究，在组织中发现了病毒样颗粒。2009年，李国[5]分离了文蛤病原菌（需钠弧菌）并对病文蛤组织进行了电镜观察。这些报道分析了文蛤大量死亡的原因和流行病学规律，开展其病原的分离鉴定、致病性和致病条件、病原传播方式和途径及病原分子生物学研究，为有效地遏止文蛤病害的发生和蔓延提出了理论依据。

文蛤大批死亡的原因除了病原及人为的环境污染等因素以外，与其种质质量的下降也不无关系。由于近年来野生种群资源量逐渐枯竭，造成苗种短缺，异地文蛤苗种被大量无序的引入，育种技术的不完善和对遗传知识的了解不够，生产单位盲目的进行育苗育种，对种群的遗传平衡造成了破坏，已经不同程度的出现了遗传杂合度降低、抗逆性差、性状退化等问题。因此，要保护文蛤优良种质资源，就要借鉴陆地植物尤其是农作物等的遗传育种和选育经验，借助于生物技术手段来保护和改善文蛤的种质质量，推动文蛤养殖业的持续健康发展。

3 文蛤的分子生物学研究

我国文蛤养殖初期，只是注重文蛤的增养殖，而关于文蛤的遗传背景，特别是文蛤群体的分化和遗传多样性的研究并不多，这与该品种增养殖业的可持续发展很不适应。因此，开展文蛤群体遗传学研究，以摸清我国文蛤种质资源状况；在此基础上，加强养殖文蛤良种培育技术研究与应用，对确保文蛤养殖业健康持续发展和文蛤种质资源的持续利用有着重要的现实意义。目前，国内对文蛤的分子生物学研究主要集中在其遗传多样性分析方面。

近年来，随着文蛤养殖业迅速的发展，分子生物技术逐步运用到水产养殖领域当中。其中，遗传多样性分析技术已在种质鉴定、资源评估、分子标记辅助育种等方面得到广泛应用，如RAPD技术、ISSR-PCR技术、同工酶技术、AFLP技术以及序列分析技术等。大部分研究的结果认为，具有不同遗传背景的文蛤群体间的基因流增加，基因资源正逐步减少。其中，陈大鹏等[6]利用RAPD技术对江苏吕泗海区分布的文蛤、青蛤、四角蛤蜊的遗传多样性进行比较分析。结果发现文蛤群体内的平均遗传距离低于青蛤和四角蛤蜊，说明文蛤已出现种质退化迹象，分析其原因可能与文蛤自然资源衰退严重、致使有效亲本群体数量减少，而导致的遗传漂变和近交，导致种质资源组成趋向同质化。

文蛤的分子生物学研究，为文蛤遗传育种、杂交育种等种质改良，以及种质资源保护和合理开发利用提供了科学的依据。

【参考文献】

[1]庄启谦.中国动物志，软体动物门、双壳纲、帘蛤科[M].北京：科学出版社，2001.

[2]张万隆.我国文蛤Meretrix meretrix Linnaeus增养殖技术现状及其发展前景[J].现代渔业信息，1993，8（06）：18-24.

[3]张锡佳，杨建敏，房椒珍，王希升，张汉文，李金明，汤宪春.浅海滩涂宫蛤病害防治技术[J].齐鲁渔业，2007，24（11）：34-35.

[4]任素莲，王德秀，绳秀珍.“红肉病”文蛤中发现的一种球型病毒的形态发生与细胞病理学[J].水产学报，2002，26：03）：265-269.

分子生物学的前景范文第5篇

[关键词]分子生药学； 中药材； 新形势； 人才培养； 教学

Teaching research of Molecular Pharmacognosy for talent development

in industry of Chinese medicinal materials under new situation

GUO Wanli*， QI Zhechen， ZHANG Xiaodan， SHENG Qing， LIANG Zongsuo*

（Key Laboratory of Plant Secondary Metabolism and Regulation of Zhejiang Province，

College of Life Science， Zhejiang SciTech University， Hangzhou 310018， China）

[Abstract]The industry of Chinese medicinal materials is going through another highlevel development stage with some important files issued by Chinese government in the past months， such as "the protection and development plans of Chinese medicinal materials （20152020）" and "the strategic development plans of Chinese medicine （20162030）" In addition， the effect of "TU Youyou" will not only improve the industry development， but also indicates the increasing international competition intensely Therefore， one of the core problems of the sustainabledevelopment industry is the training of senior talents under the "New Situation" with opportunity and intense competition As one of the forefront courses of Chinese Pharmacology， Molecular Pharmacognosy （MP） is a new interdisciplinary science， which integrates the pharmacognosy and molecular biology， and combines many discipline theories and technological systems MP not only inherits the traditional concepts，but also makes up for the shortages of pharmacognosy， and improves the development of pharmacognosy Thus， these are importance of MP for cultivation of senior talents， and also the difficult teaching points of MP with no unified teaching mode We will， in this paper， discuss the possible teaching modes through several aspects for talent cultivation and meeting the needs of social and industry development， such as teaching state of MP， the education of undergraduate and graduate students， social identity， and self renewal of curriculum theories and practice.

[Key words]Molecular Pharmacognosy； Chinese medicinal material； new situation； talent cultivation； teaching

《中药材保护和发展规划（2015―2020）》中明确中药材是“关系国计民生的战略性资源”，阐述了指导思想、基本原则、主要任务等内容（http：//wwwgovcn/zhengce/content/201504/27/content_9662htm）。保障规划顺利实施的关键之一是中药材产业人才的培养，例如中药材相关的分子鉴定、地理资源、次生代谢物及其调控、生物工程、生态等人才的培养和储备。另一方面，随着社会生活条件的改善，“健康”问题显的尤为突出，社会对中药材的需求量逐年上升，如何规范中药材产业，保障中药材的品|和资源保护等都对人才培养提出了更高的要求（http：//wwwgovcn/zhengce/content/201505/07/content_9704htm）。另外，科学家屠呦呦获得诺贝尔奖（2015）不仅说明青蒿素的发现是中西医医药理念的有机结合案例之一，也让世界再次认识和接纳中药的神奇，必将促进中药的国际出口规模，国际竞争将更加激烈。在未来中药材产业机遇与挑战共存的国际大环境下，人才的培养显得尤为重要。

1995年，黄璐琦提出分子生药学（Molecular Pharmacognosy）的概念[1]，6年后出版专著《分子生药学》第1版，标志着“分子生药学”这门生药学分支学科的诞生，为生药学领域理论和技术的革新提供了系统的框架[2]。2006年和2015年又分别发行第2版和第3版，每一版在内容方面都有非常多的更新，说明分子生药学这门新兴学科发展迅速，并衔接前沿，能快速融入新的知识和理念，逐渐形成自己的特色。该学科主要涵盖濒危中药资源的遗传多样性和保护策略研究、药用植物分子系谱地理研究、道地药材形成的分子机制研究、药用化学成分生物转化及分子机制研究、植物分子育种研究、药材基因组学、合成生物学等内容。2012年，Springer出版社出版的《Molecular Pharmacognosy》标志着分子生药学学科进入国际视野。《分子生药学》高等教育教材也于2008年出版，先后有20多所院校采用该教材开设了本科生和研究生课程[3]，并有很多中医类大专院校将其设置为中药学相关专业必修课程，提出了各种教学模式和方法，如PBL教学法（ProblemBased Learning）[4]、启发式教学和参与式教学[5]、开放性实验教学[6]等。然而，这些多基于特定情景下的教学探讨，如何从全局、新“形势”下认识分子生药学教学的重要性是培养高标准人才的关键，即把握全局、具体应对、因材施教和因条件施教等。

因此，本文主要从分子生药学教学的整体现状、优势和不足，本科生和研究生教学的模式、方法，如何加速增进分子生药学的社会认同，分子生药学课程的理论和实践更新等几个方面探讨分子生药学在中药材产业高级人才培养中的作用，以期进一步推动分子生药学和生药学的发展，为未来中药材产业的发展与挑战培养和储蓄人才。

1分子生药学教学现状、问题和建议

1995年以来，我国20多所院校开设了分子生药学课程[3]，尝试各种教学模式和方法，众多教师为了分子生药学的发展群策群力，因此，该课程的发展势头强劲，特别是2008年《分子生药学》高等教育教材的出版，为该课程的本科生授课提供了蓝本，包括沈阳药科大学、北京大学、复旦大学、华西医科大学等，2014年，浙江理工大学制药专业设置了该课程。尽管该学科在短时间内取得了巨大的成就，但作为新兴的边缘交叉学科，其学术、教学和社会的影响还不能适应快速发展的中药材产业，导致产业的研发水平、长期经营战略和高级人才的短缺。因此，专业人才的培养是推动学科和产业发展的源动力。

分子生药学的教学主要存在授课内容和教学模式2部分。从授课内容来看：①分子生药学是高度交叉的综合学科，教师知识面的广度和深度直接影响教学的效果，例如生药学背景的教师，她可能对中药的传统识别、栽培、生化鉴定等比较熟悉，但对分子鉴定、基因组学、代谢调控等相对陌生，这样的教学效果不是很理想。如果多学科老师一起上这门课可能克服这个问题；②师资队伍规模较小，缺乏有效的交流机制。从2012年开始，每年都有“分子生药学暑期研讨会（国家中医药管理局分子生药学继续教育项目）”，至今已经举办5届，参会人数和会议水平逐年快速提升，大大促进了分子生药学学科的迅速发展。美中不足的是其频次、规模和影响力有限，对总体教学水平的提升显的略微不足。建议该会议扩大教改交流的范围，提升交流的水平；③分子生药学授课内容与其他课程交叉，要求具有较好的专业基础。无论是选修课或必修课，学生最好在生药学、分子生物学、遗传学、细胞生物学等基础学科预修后学习分子生药学才能达到最好的效果。从教学模式来看：①教学模式和教法相对单调。该学科发展历史较短，如何有效开展教学是其发展的内动力，吸引学生的兴趣和注意力是关键，这也是教学模式和教法所能起的重要作用之一；②实践课程的缺失。分子生药学是多学科交叉课程，其原理和技术相对复杂，实践课程能提高教学效果，但实践课程方面显的较为薄弱。另一方面，分子生药学大部分实验的周期都比较长，如何设计实验课是一项较大的挑战。

促进分子生药学教学发展的可能建议：① 成立分子生药学学会，下设学术、教学和产业分会，统一全国分子生药学学术、教学和产业交流会或研讨会；设立教学奖教金和教改项目（分子生药学暑期会议已经有教改项目，是否在资金充裕的情况下增加资助力度），在学会层面开展分子生药学教学竞赛、教学模式和教法的研究。推广中国中医科学院中药资源中心开放课题“分子生药学课程建设”的优秀成果；②编纂分子生药学相关的辅助书籍，例如：《分子生药学生物技术原理与应用》提供原理支撑和技术的推广应用，《分子生药学案例解析》为学生或研究人员提供典型案例，拓展成功模式，增强相关原理的理解和应用，以及实验辅助教材等等；③分子生药学开课的高等大专院校或研究机构应根据本单位课程的特色调整分子生药学的授课内容，避免大量重复，学生预修专业基础课程后再授课；④合理安排实践课程，一方面根据具体情况开展实验课程，一方面带领学生参观有一定规模的中药企业的生产和研发部门；⑤加大社会和中药材行业的宣传力度，着重该学科人才培养的就业前景，对社会和产业未来发展的重要作用，特别是一些典型案例，如天士力的人才战略等。

2本科生和研究生教学

全国能开分子生药学课程的机构主要是有生命科学学院的综合类大专院校、医药（含中医药）和农林相关的专业类大专院校，中科院相关的研究机构（表1）。这些单位的教育目的、教师水平、教学资源、办学侧重点等存在较大的差异，从而导致分子生药学的教学模式存在较大的差异，另一方面，学生的学习氛围、基础等也是千差万别的。因此，分子生药学的本科教学最好根据这些实际情况做相应的教学调整。

学校类型学生类型选修学期授课侧重点授课方式综合类大专院校本科生3年级下学期及其后生药学、分子标记等专题和案例研究生（T博）1年级生药学、次生代谢等案例农林类大专院校本科生3年级下学期及其后生药学、分子生物学等专题和案例研究生（硕博）1年级生药学、分子生物学等案例医药类大专院校本科生3年级下学期及其后分子标记、次生代谢等专题和案例研究生（硕博）1年级分子生物学等案例研究机构研究生（硕博）1年级生药学、分子生物学等案例

综合类大专院校生命科学学院已经开设分子生物学、细胞学、生物化学等基础课程，这里重点放在生药学、分子标记、植物化学、植物次生代谢等的学习，授课内容可分为原理、应用2部分，授课形式以专题和案例可能更好，例如人参、长春花、丹参等的系列案例，例如丹参的资源谱系、分子鉴定、亲缘地理、道地性和多样性、次生代谢物合成和调控、转基因和发根生物反应器、生物合成、组学和基因功能等。该类大专院校学生综合专业基础较好，适当增加分子生药学的授课深度为佳，在讲授原理和技术的同时把该学科的研究思路、策略和个案融入授课当中，可提高学生对本学科广度和深度的认知，同时培养学生的科研设计能力。

农林类大专院校的教学重点在种质资源、育种、栽培、畜牧养殖等学科，建议老师们结合这些学科把分子生药学的授课重点放在生药学、分子标记、分子生物学和次生代谢等领域的学习，把分子机制基础与案例分析相结合的授课模式可能更好，拓展学生的知识范围。另一方面，如能把分子生药学的原理和技术与其专业学科结合，则能培养该领域的高级人才。例如中药材的分子标记和代谢谱检测辅助育种（中药材品种选育和定向育种是其种植业的瓶颈）、种源的谱系分析、生物工程育苗、中药材品质鉴定的分子基础等。从而推动中药材产业链上游种植和初加工产业的发展。

医药类大专院校的生药学、药物化学、药理学、医学、临床等专业基础知识较扎实，分子生药学的授课侧重点在药用植物学、分子标记、次生代谢等理论的学习。老师可结合这些特点，培养学生从这几个方面挖掘中药材药效和药理的科研能力显得较为重要。这方面人才的培养不仅能促进中药新药效的挖掘，同时带动该产业链其他产业的发展，如种植业、加工业等。

由于分子生药学是多学科交叉学科，其专业基础课包括植物学、动物学、微生物学、遗传学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、组学等，其原理和技术相对复杂，建议学生在大学3年级上学期及其后（修完专业基础课）上这门课。如果学生在学习分子生药学时发现有些基础课缺失，需要自学补充，降低学习的难度。另外，除了非常关键的原理和技术，建议采用专题的方式授课，例如中药材分子鉴定、药材道地性的分子诠释、药材亲缘地理学、中药的组学、中药资源保护和利用、中药次生代谢及其调控等理论学习；筛选出10～20种中药，对其分子生药学相关的知识进行整理，形成案例专题，如人参、长春花、青蒿、红豆杉、丹参、灵芝、甘草、三七、水蛭等。不同高校可以根据所处地区中药的特点进行选择性授课。除了授课，根据具体情况实施实验课程、实地参观和实习；实验最好安排成大实验或综合类实验。

研究生（硕士或博士）具备了相对扎实的理论和技术基础，具有自学和相对独立的实践、创新能力，建议采用案例的方式传授分子生药学课程（表1），根据相关单位的科研案例，特别是分子生药学的前沿课题，如果同时安排某一主题的实验（实验与授课周期一致），则能取得更好的授课效果。例如中国中医科学院中药资源中心可以从丹参酮合成生物学、组学、中药材的分子基原鉴定、DNA条形码[成功案例：博奥晶典蕲蛇和乌梢蛇PCR鉴定试剂盒（QS2015050101）]、中药材的分子鉴别等展开；浙江植物次生代谢调控重点实验室可以以丹参的资源鉴定、丹酚酸和丹参酮生物合成途径及其调控、非编码RNA、组学等开展研究生的授课等等。

分子生药学的前沿性和前瞻性为研究生提供了广阔的发展空间。如果能把课程与研究生的选题和研究方向结合起来进行，则能深化课程的教学效果，有针对性地培养高级人才。特别是学生展示自己的选题和研究方向后，老师能给予及时的指导会有更好的教学效果。例如某种中药材定成分生物合成和积累机制的选题，可以从道地性或遗传多样性等角度指导学生分析不同种质资源间该成分的积累差异，推测不同生态因子对该差异的影响；或引导学生通过对该植物不同发育期成分差异的规律推测其合成的最佳季节或发育期。根据这些差异筛选该成分差异最大的株系，进行基因表达普差异分析或基因表达差异显示技术来寻找可能的候选基因。然后引导学生来验证候选基因的正确性，这里包括异源表达（拟南芥、水稻等模式植物的遗传转化）、基因沉默、基因敲除等。如果获得该成分生物合成途径基因，则指导学生采用合成生物学的理念进行人为可控的生物合成，最终达到产业化的目的。该指导过程中一系列的原理和技术指导也是必不可少的。当然，这只是分子生药学中的一隅，应根据学生的选题、实际情况给出具体的指导。

3分子生药学相关人才培训

社会和中药材产业还需要对分子生药学学科的重视度提高到新的层次。目前，国内中药材产业的技术革新、转型升级等的关键是技术、管理和监管的转型升级，其有效支撑是人才的培养，但国内中药材产业的总体特征是“小、多、低”（规模小、企业多、产业水平低），这些导致人才培养的缺失，普遍存在借鸡生蛋，却无力或不愿付出的侥幸氛围。如果分子生药学学会成立，即可在此范围内组织分子生药学原理和技术培训，包括产业培训和技术培训，前者是面对中药材产业技术人员的针对性培训，例如特定药材的分子鉴定原理和技术。技术培训包括高校教师、学生和产业人员的高级别培训，如中药系统生物学和组学的原理技术培训，主要面对分子生药学的前沿理论和技术。建议培训的教学方式是专题与实践并行，这样就能迅速推广某一特定新技术在研究和产业中的应用。在没有学会成立的前提下，该学科的倡导者及积极建设该学科的人员应有意引导相关的原理技术培训，起到宣传该学科和普及分子生药学知识的作用。

4分子生药学教学的社会认同

尽管分子生药学学科在短短20年间得到快速的发展，但存在的主要问题是理论与实践结合的较少，该学科对中药产业的贡献以及对中药种植行业等支撑的相关统计很少，即中药材产业上游栽培产业的应用等还缺乏说服社会的大量案例，指纹图谱的广泛应用是其成功案例之一。如何获得社会的认同可能需要以下几个方面：①专业的就业前景，如何引导社会对分子生药学专业学生的就业充满信心是得到社会认同的关键，《中药材保护和发展规划（2015―2020）》、《中医药健康服务发展规划（2015―2020）》和《中医药发展战略规划纲要（2016―2030年）》等国家发展规划就是分子生药学专业学生未来就业的可靠政策保证。例如浙江省《浙江省健康产业发展规划（2015―2020）》中提到2020年浙江省健康产业实现总值达1万亿元，可以想想能保证就业的空间有多大；②分子生药学引导中药材产业发展的能力，主要包括3方面，技术引导、科学管理和人才储备，这些能力建设是获得社会认同的硬指标；③分子生药学课程建设，人才培养，分子生药学是多学科交叉，很难把握教学的深度和广度，教师开课前一定要对所在单位所有专业课程进行调研，推出自己课程的特色，如果为了开课而开课，则会影响学生对分子生药学的认知，一旦开课，建议做到理论要深入浅出、拓展面要宽（举一反三）、前沿和基础理论为主、应用并重，说教为辅等，尽可能把分子生药学的内容形象生动地展示给学生；④建立“教”、“学”、“研”、“产”结合的学会、高校和研究单位等体系，经过若干年的发展，分子生药学必定深入社会和产业，获得认同。

5分子生药学课程理论和实践需要进一步完善

分子生药学的产生是传统生药学（资源形态气味细胞组织结构光谱分析等）发展极致的必然产物[7]，2015年版《中国药典》收载薪蛇和乌梢蛇的聚合酶链式（PCR）鉴别方法[8]说明了生药的分子鉴别开始走向应用。然而，正如黄璐琦先生所言，该学科的理论和实践需要进一步加强和完善[2]。《分子生药学》第3版[9]的修订明显优于第2版，删除了“研究方法及其基本技术”（与分子生物学相关的部分重复）、“药用植物种子资源分子生药学研究”、“药用植物抗性基因工程研究”等章节，增加了“分子生药学的形成与发展历程”、“药用植物分子谱系地理学”、“药用植物功能基因组研究”、“药用植物的转基因研究”和“药用植物的分子育种研究”等章节，丰富了课程内容，增加了前沿热点研究信息。

在整个体系中已出版的分子生药学著作可分为3类：①专著，《分子生药学》第3版，重点在理论前沿；②教材，中国中药出版社本科生规划教材、人卫出版社研究生统编教材中增加了案例、思考题等；③技术原理与操作手册：针对每个领域，陆续出版了《中药DNA条形码分子鉴定》[10]、《中药分子鉴定操作指南》[11]、《中药资源转录组操作指南》[12]等。为了促进分子生药学的发展，建议：①增加对教学、研究、培训都有更高参考价值的案例；②生药学发展若干年，形成系统的理论和技术体系，加强从传统生药学吸收科学合理的理论，推动分子生药学的发展，反过来促进生药学的发展，形成学科相互促进的态势；③加强学术和教学交流，促进学科的科研和教学水平健康发展；④分子生药学的科普拓展；⑤分子生药学期刊的建设；⑥合理吸收西药和中药的理念，也就是西药精确单成分与中药多组分理念等，以及上文中提出的一些可能建议。强调的是，教学和科研走进企业，解决企业发展的问题是直接推动学科发展的原动力，这是分子生药学的理论前瞻性所决定的，即理论源于实践，服务于实践。

6展望

《中药材保护和发展规划（2015―2020）》、《中医药健康服务发展规划（2015―2020）》、《中医药发展战略规划纲要（2016―2030年）》等国家发展规划，地方性规划相继出台都为分子生药学学科的发展提供了肥沃的土壤。2015年屠呦呦因青蒿素的贡献获得诺贝尔奖，即提高了中药的知名度，也加速了中药材产业的剧烈竞争，尤其是国际寡头企业对国内企业的竞争压力与日俱争。很明显，分子生药学学科的发展即将为中药材产业的转型升级提供优质高水平的服务，尤其是人才的培养和储备。例如中药分子鉴定 （如DNA条形码、药用植物有效成分的生物合成、遗传转化等），中药有效成分代谢调控网络、植物育种和生物反应器、生物多样性与濒危药用动植物保护、中药分子谱系地理、中药道地性等研究领域都稀缺分子生药学专业人才。因此，分子生药学的学科交叉、前沿和拓展等特性使其肩负着“新形势”下中药材产业的人才培养重任和产业理论先导的作用。

[参考文献]

[1]黄璐琦.展望分子生物技术在生药学中的应用[J].中国中药杂志，1995，20（11）：643.

[2]黄璐琦，肖培根，郭兰萍，等.分子生药学：一门新兴的边缘学科[J].中国科学（C辑：生命科学），2009，39（12）：1101.

[3]玉侠，许海玉，佟岩，等.分子生药学教学调研分析及展望[J].中国中药杂志，2015， 40（17）：3355.

[4]严玉平，吴兰芳，韩晓伟，等.《分子生药学》本科教学设计思路探讨[J].广东化工，2015，42（21）：207.

[5]王学勇，刘春生.分子生药学的课程特色及教学初探[C].咸阳：中华中医药学会第十届中药鉴定学术会议，2010.

[6]王小刚，方进波，鄢佳，等.分子生药学开放性实验教学的探索与实践[J].中国中药杂志，2011，36（3）：383.

[7]谢宗万.《分子生药学》评介[J].中国中药杂志，2001，26（3）：216.

[8]中国药典一部[S].2015.

[9]黄璐琦，刘昌孝.分子生药学 [M].3版北京：科学出版社，2015.

[10]陈世林. 中药DNA条形码分子鉴定[M].北京：人民卫生出版社，2012.

[11]黄璐琦，袁媛. 中药分子鉴定操作指南[M].上海：上海科学技术出版社，2014.

[12]袁媛，黄璐琦. 中药资源转录组操作指南[M].上海：上海科学技术出版社，2016.

[收稿日期]20160720