生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)精選(九篇)

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第1篇：生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)范文

生物信息學(xué) 生物科學(xué) 實(shí)踐教學(xué)

生物信息學(xué)作為一門新興的交叉性學(xué)科，綜合生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)試圖，從大量數(shù)據(jù)中尋找具有指導(dǎo)和開創(chuàng)性價(jià)值的依據(jù)，為生命科學(xué)研究提供必要的、有效的系統(tǒng)模擬和信息預(yù)測(cè)結(jié)果。目前，生物信息學(xué)在生物醫(yī)學(xué)、生物工程、植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、制藥和高科技產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，產(chǎn)生巨大的影響力和推動(dòng)力。

一、生物信息學(xué)在生物科學(xué)領(lǐng)域的作用

生物科學(xué)是研究生物結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，及其與周圍環(huán)境關(guān)系的科學(xué)。在分子生物學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展過程中，生物科學(xué)從傳統(tǒng)的個(gè)體及群體表征研究逐步演變?yōu)閮?nèi)在分子機(jī)制的研究，隨著基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，生物科學(xué)領(lǐng)域的研究不僅聚焦于生物個(gè)體的內(nèi)在分子機(jī)制，同時(shí)還從大量的生物個(gè)體的基因數(shù)據(jù)中獲取和解析生命的本質(zhì)和規(guī)律，并以此嘗試對(duì)生命過程進(jìn)行干涉和改造。而在獲取、解析、干涉和改造的過程中扮演重要角色的就是生物信息學(xué)。

生物信息學(xué)是在生物科學(xué)領(lǐng)域各個(gè)學(xué)科發(fā)展的過程中逐步產(chǎn)生的一門綜合性學(xué)科，該學(xué)科在生物科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛。目前，植物基因組研究取得了重大進(jìn)展，水稻、大豆、小麥等農(nóng)作物的遺傳圖譜、基因序列、基因組注釋已公布于美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心（NCBI）的生物信息數(shù)據(jù)庫中。利用生物信息學(xué)的相關(guān)方法和技術(shù)能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)和分析，從而更好地理解和認(rèn)識(shí)植物基因組的功能，指導(dǎo)后續(xù)的科學(xué)研究和生產(chǎn)應(yīng)用。傳統(tǒng)的生物學(xué)分類方法已經(jīng)鑒定及分類了成千上萬的物種，但是隨著生物科學(xué)的發(fā)展和認(rèn)知，越來越多的物種在遺傳進(jìn)化上的分類依據(jù)較為模糊，而利用生物信息學(xué)結(jié)合傳統(tǒng)的分類學(xué)可以更好的研究生物類群間（植物、動(dòng)物、微生物等）的異同性、親緣關(guān)系、遺傳進(jìn)化過程和發(fā)展規(guī)律，這在當(dāng)今的生物分類學(xué)中應(yīng)用日趨廣泛。生物信息學(xué)還可以綜合利用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和計(jì)算機(jī)等學(xué)科對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行模擬和計(jì)算分析，探索物種間基因流動(dòng)的本質(zhì)，揭示生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量循環(huán)規(guī)律，從而為找到?jīng)Q定生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定的根本因素提供重要的依據(jù)，幫助生態(tài)系統(tǒng)平衡的恢復(fù)。此外，通過生物信息學(xué)技術(shù)構(gòu)建遺傳工程菌，降解目標(biāo)污染物的分子遺傳物質(zhì)，從而達(dá)到催化目標(biāo)污染物的降解，維護(hù)生態(tài)環(huán)境的空氣、水源、土地等質(zhì)量，也是當(dāng)今生態(tài)環(huán)境保護(hù)的新興研究方向。

二、生物信息學(xué)的學(xué)科內(nèi)容和課程要求

生物信息學(xué)主要由基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、比較基因組學(xué)、計(jì)算生物學(xué)等學(xué)科構(gòu)成，主要涉及的內(nèi)容有生物數(shù)據(jù)的收集、存檔、顯示和分析，體外預(yù)測(cè)、模擬基因及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)生物的遺傳基因圖譜進(jìn)行分析處理，對(duì)大量的核苷酸和氨基酸序列進(jìn)行比對(duì)分析，確定進(jìn)化地位等。從生物信息學(xué)的概念及其涉及的內(nèi)容中可以明確生物信息學(xué)不是一門獨(dú)立的學(xué)科，所以要求教師在教學(xué)過程中掌握多領(lǐng)域的知識(shí)和技能，才能較好地把握該課程。

1.高等數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)

生物信息學(xué)將數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)作為主要的計(jì)算理論基礎(chǔ)，主要包括數(shù)學(xué)建模、統(tǒng)計(jì)方法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法、數(shù)據(jù)挖掘等方面。此外還包括隱馬爾科夫鏈模型（HMM）在序列識(shí)別上的應(yīng)用，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的最優(yōu)理論，DNA超螺旋結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋵W(xué)，遺傳密碼和DNA序列的對(duì)稱性方面的群論等。因此，在生物信息學(xué)教學(xué)過程中要求教師具備數(shù)學(xué)及統(tǒng)計(jì)學(xué)的計(jì)算方法的基礎(chǔ)知識(shí)，能夠利用牛頓迭代法、線性方程回歸分析、矩陣求擬、最小二乘法等進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和計(jì)算，從而對(duì)基因和蛋白質(zhì)序列進(jìn)行比對(duì)、進(jìn)化分析和繪制遺傳圖譜等。

2.生物科學(xué)基礎(chǔ)

生物信息學(xué)包含的生物類學(xué)科有，生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，基因工程、蛋白工程、生物技術(shù)等應(yīng)用學(xué)科。根據(jù)其課程特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)課程前需要學(xué)習(xí)生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等基本生物學(xué)課程，對(duì)于基因序列、蛋白質(zhì)序列、啟動(dòng)子、非編碼區(qū)等概念有深刻的理解，同時(shí)需要對(duì)一些重要的生物學(xué)數(shù)據(jù)庫有一定的了解，如美國(guó)基因數(shù)據(jù)庫（GeneBank）、歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)庫（Embl）和日本核酸數(shù)據(jù)庫（DDBJ）等。此外，要求學(xué)生能夠利用生物學(xué)數(shù)據(jù)庫查找基因序列、蛋白質(zhì)序列、基因及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，能夠讀懂?dāng)?shù)據(jù)庫中基因和蛋白質(zhì)的信息注釋，能夠計(jì)算蛋白質(zhì)序列的分子量和等電點(diǎn)，能夠?yàn)閿U(kuò)增特定的基因片段設(shè)計(jì)引物，能夠?qū)μ囟ㄎ锓N進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析等。

3.計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)是生物信息學(xué)的主要輔助工具，利用生物信息學(xué)研究生物系統(tǒng)的過程需要能夠熟練使用計(jì)算機(jī)對(duì)大量的生物信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，這主要包括對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行搜索（收集和篩選）、處理（編輯、整理、管理和顯示）及利用（計(jì)算、模擬）。所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的過程中需要了解和掌握一些常用的生物信息學(xué)軟件，如BLAST和FASTA序列比對(duì)分析軟件，Oligo和Primer引物設(shè)計(jì)軟件，VectorNTI、DNASTAR、DNASIS等綜合分析軟件。此外，學(xué)生還需要學(xué)習(xí)和掌握一些常用的計(jì)算機(jī)語言，如正則表達(dá)式、Unix shell腳本語言和Perl語言。

利用生物信息學(xué)在處理和分析海量生物數(shù)據(jù)的過程中，計(jì)算機(jī)軟硬件資源需要配合處理分析軟件的運(yùn)行，因此要求計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)使用Unix和Linux操作系統(tǒng)，這些操作系統(tǒng)需要大量的操作命令進(jìn)行輸入執(zhí)行過程，對(duì)于經(jīng)常使用Windows操作系統(tǒng)的學(xué)生來說是一個(gè)較難跨越的障礙。

三、生物信息學(xué)課程教學(xué)中存在的問題

目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校的生物信息學(xué)教學(xué)采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即以課堂式的理論教學(xué)為主，缺乏必要的實(shí)踐教學(xué)。理論教學(xué)模式固定、教學(xué)方法單一、教學(xué)內(nèi)容狹窄，通常是介紹性、科普性的課程，甚至作為公選課程。少數(shù)高校開展生物信息學(xué)的實(shí)踐課程教學(xué)，但多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏和專業(yè)相適應(yīng)的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，而開放性實(shí)驗(yàn)更無從談起。

1.教學(xué)模式固定單一

生物信息學(xué)在內(nèi)容層面涵蓋諸多學(xué)科領(lǐng)域，注重應(yīng)用性和實(shí)踐性。然而，目前大部分高校把生物信息學(xué)作為一門孤立的課程，這導(dǎo)致教師需要將大多數(shù)課程內(nèi)容壓縮到一門課程進(jìn)行教學(xué)，在有限的教學(xué)時(shí)數(shù)下灌輸大量?jī)?nèi)容，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，降低了教學(xué)質(zhì)量。再者，大多數(shù)高校僅開展生物信息學(xué)的理論教學(xué)，忽視實(shí)踐教學(xué)過程，造成生物信息學(xué)理論與實(shí)踐內(nèi)容的脫節(jié)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)完理論知識(shí)后難以深入理解和吸收，無法將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到后續(xù)的工作和學(xué)習(xí)中，最終未能體現(xiàn)出該門課程的價(jià)值。

2.教師專業(yè)背景薄弱

作為一門交叉學(xué)科，生物信息學(xué)的教學(xué)要求教師具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)、生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)背景。然而，目前從事生物信息學(xué)教學(xué)的教師即便具備深厚的生物學(xué)背景，但是多數(shù)教師在數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)方面較為薄弱，并不具備完整的生物信息學(xué)知識(shí)體系，對(duì)生物信息學(xué)發(fā)展趨勢(shì)也了解不多。在師資缺乏的情況下，院系開設(shè)生物信息學(xué)課程，教師為了完成教學(xué)任務(wù)，僅僅在教學(xué)中進(jìn)行介紹性的講解，在課程考查方式上通過小論文、綜述和課外活動(dòng)等方式完成該課程的學(xué)習(xí)。因此，無論是理論教學(xué)還是實(shí)踐教學(xué)均無法實(shí)現(xiàn)該課程大綱的要求，從而影響學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)課程的理解和掌握，生物信息學(xué)的實(shí)踐操作能力更無從談起。

3.實(shí)踐教學(xué)薄弱，專業(yè)教材缺乏

生物信息學(xué)實(shí)踐課需要學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下用計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)NCBI數(shù)據(jù)庫的檢索與使用、序列比對(duì)分析軟件的應(yīng)用、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)圖視軟件的應(yīng)用、序列拼接軟件的應(yīng)用等。但是目前，大多數(shù)高校開設(shè)的生物信息學(xué)課程多以理論教學(xué)為主，實(shí)踐教學(xué)課時(shí)非常少或者為零，學(xué)生對(duì)于生物信息學(xué)課程的學(xué)習(xí)僅僅通過教材上抽象的文字描述進(jìn)行理解和掌握，這導(dǎo)致學(xué)生在理論課中學(xué)到的知識(shí)無法在實(shí)踐課中進(jìn)行驗(yàn)證或操作，嚴(yán)重影響了生物信息學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，也偏離了教學(xué)大綱中強(qiáng)調(diào)的重在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

另外，目前還沒有適用于生物科學(xué)專業(yè)的生物信息學(xué)教材。國(guó)內(nèi)各大高校使用的教材多為國(guó)外教材的影印版或者中文翻譯版本，這些教材偏重介紹生物信息學(xué)的理論和方法，涉及的實(shí)踐內(nèi)容較少，學(xué)生需要具有較高的相關(guān)知識(shí)才能接受和使用這些教材。因此，部分高校在生物信息學(xué)教學(xué)過程中往往使用自家編寫的簡(jiǎn)化教材，從而造成生物信息學(xué)教學(xué)內(nèi)容不統(tǒng)一，教學(xué)大綱混亂等情況。

4.實(shí)踐課程經(jīng)費(fèi)不足，實(shí)踐教學(xué)環(huán)境落后

當(dāng)今，許多發(fā)達(dá)國(guó)家都很重視生物信息學(xué)的教學(xué)和研究，積極開展各種生物信息資源的收集和分析工作，培養(yǎng)大量生物信息學(xué)人才，為整個(gè)生物學(xué)的理論研究及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新（主要是醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)）提供指導(dǎo)和支撐。國(guó)內(nèi)對(duì)生物信息學(xué)的關(guān)注和認(rèn)識(shí)起步較晚，其發(fā)展落后于國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家。國(guó)家和高校對(duì)生物信息學(xué)的教學(xué)和科研資金投入力度不大，缺乏必要的儀器設(shè)備，生物信息學(xué)的實(shí)踐教學(xué)條件得不到保障，比如大多數(shù)高校的生物科學(xué)專業(yè)沒有相應(yīng)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室，配套軟件也相對(duì)匱乏，落后于國(guó)際發(fā)展水平。

四、生物信息學(xué)教學(xué)模式改革的探索

1.修改理論和實(shí)踐教學(xué)大綱，編寫適用的實(shí)踐教材

根據(jù)當(dāng)今生物信息學(xué)的發(fā)展方向，制定和修改理論教學(xué)大綱，除了引物設(shè)計(jì)、基因和蛋白質(zhì)序列比對(duì)、基因和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能預(yù)測(cè)等基本內(nèi)容外，還需添加系統(tǒng)進(jìn)化樹分析、聚類分析、蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)譜圖等較為綜合的內(nèi)容。另外，增加實(shí)踐教學(xué)課程比例，充實(shí)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)提供科研環(huán)境，鼓勵(lì)開展開放性實(shí)驗(yàn)。

目前國(guó)內(nèi)并沒有系統(tǒng)的、專業(yè)的生物信息學(xué)實(shí)踐教材，因此針對(duì)高校生物科學(xué)專業(yè)方向的特點(diǎn)，聯(lián)合多學(xué)科領(lǐng)域（數(shù)學(xué)、生物科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)）編寫相應(yīng)的生物信息學(xué)實(shí)踐教材，在制定、修改實(shí)踐教學(xué)大綱和編寫教材的過程中結(jié)合學(xué)生的接受能力，由淺入深，多設(shè)實(shí)例和相關(guān)練習(xí)，使學(xué)生循序漸進(jìn)的理解和掌握生物信息學(xué)的原理和方法，掌握更多的生物信息學(xué)工具。

2.緊密聯(lián)系科研、基于實(shí)踐問題開展教學(xué)

通過實(shí)踐教學(xué)把生物信息學(xué)教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合起來，能夠促進(jìn)教學(xué)與科研的共同發(fā)展。在緊密聯(lián)系科研的過程中，采用基于問題的教學(xué)（PBL）方法，通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生把所學(xué)的生物信息學(xué)的知識(shí)和方法應(yīng)用于各種生物科學(xué)領(lǐng)域的科研活動(dòng)中，通過解決實(shí)際問題訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐技能，從而促進(jìn)教學(xué)與科研的雙重發(fā)展。例如，在生物信息學(xué)實(shí)踐教學(xué)中多加入生產(chǎn)和科研中遇到的經(jīng)典實(shí)例，鼓勵(lì)學(xué)生利用相關(guān)的生物信息學(xué)軟件及相關(guān)的理論和方法解決問題。學(xué)生也可以選擇自己感興趣的課題，利用自己熟悉的、合適的生物信息學(xué)軟件和相關(guān)知識(shí)開展課題研究。此外，專業(yè)教師在指導(dǎo)學(xué)生課題研究的過程中還可以發(fā)現(xiàn)理論和實(shí)踐教學(xué)的不足，不斷的完善生物信息學(xué)理論和實(shí)踐課程大綱和內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.開展多學(xué)科實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)模式

生物信息學(xué)屬交叉學(xué)科，包含了不同領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和技能，為使生物信息學(xué)教學(xué)達(dá)到教學(xué)的目標(biāo)，該課程教學(xué)需要采用多學(xué)科實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)模式。

多學(xué)科實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)模式是指聯(lián)合不同領(lǐng)域、不同學(xué)科、不同專業(yè)的課程在教學(xué)的過程中結(jié)合生物信息學(xué)涉及到的知識(shí)和技能進(jìn)行基礎(chǔ)性、鋪墊性教學(xué)。比如，在高等數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)過程中，針對(duì)生物信息學(xué)的需求，適當(dāng)增加數(shù)學(xué)建模、統(tǒng)計(jì)方法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法、數(shù)據(jù)挖掘等方面的基礎(chǔ)內(nèi)容，同時(shí)，開設(shè)實(shí)例實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生理解和掌握隱馬爾科夫鏈模型，牛頓迭代法、最小二乘法等方法的應(yīng)用原理和規(guī)則；在生物科學(xué)專業(yè)課程設(shè)置上，尤其是實(shí)踐課程的教學(xué)過程中，結(jié)合生物信息學(xué)涉及的引物設(shè)計(jì)、序列比對(duì)分析、基因及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能預(yù)測(cè)等方面開展相應(yīng)的設(shè)計(jì)性、綜合性、開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生了解和掌握基本的生物信息學(xué)原理及軟件的應(yīng)用；在計(jì)算機(jī)科學(xué)的教學(xué)過程中，應(yīng)根據(jù)生物信息學(xué)的需求，開設(shè)正則表達(dá)式、Perl語言、R語言等課程學(xué)習(xí)，以及增加Linux和Unix操作系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)前打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

值得注意的是，生物信息學(xué)課程與其他課程的開設(shè)時(shí)間和順序需要有一定的探索和評(píng)估，對(duì)于開設(shè)該課程的時(shí)間把握是開展多學(xué)科實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)模式的關(guān)鍵因素。過早開設(shè)生物信息學(xué)則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在不具備相應(yīng)學(xué)科基礎(chǔ)的條件下跨越式的接觸生物信息學(xué)，無法理解和掌握相關(guān)的知識(shí)和技能；過晚開設(shè)則會(huì)使學(xué)生學(xué)習(xí)了相關(guān)學(xué)科知識(shí)和技能后，由于課程銜接不緊，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)生物信息學(xué)時(shí)出現(xiàn)理解滯后和無法適應(yīng)的現(xiàn)象。因此，針對(duì)不同專業(yè)和學(xué)科的特點(diǎn)，根據(jù)具體情況進(jìn)行統(tǒng)籌安排，使生物信息學(xué)和其他相關(guān)學(xué)科課程有很好的銜接和過渡，以確保和提高生物信息學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

五、結(jié)語

生物信息學(xué)是現(xiàn)代基因組學(xué)時(shí)代的開闊者，也是生物科學(xué)研究的重要的工具和載體。針對(duì)生物信息學(xué)的特點(diǎn)，高校生物科學(xué)專業(yè)課程設(shè)置、教學(xué)方法、教學(xué)模式和教學(xué)軟硬件等需進(jìn)行一定的改革，將多學(xué)科實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)模式運(yùn)用到生物信息學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中，在提高教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)將更好的提升學(xué)生科研、應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

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第2篇：生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)范文

【關(guān)鍵詞】 基因組學(xué);教學(xué)改革;CAI課件;蛋白質(zhì)組學(xué)

生命科學(xué)是21世紀(jì)學(xué)科發(fā)展的主流，人類的醫(yī)學(xué)史證明了僅依靠單一學(xué)科，如：細(xì)胞學(xué)、發(fā)育學(xué)、腫瘤學(xué)、人類遺傳學(xué)或分子生物學(xué)難以完成人類對(duì)自身的認(rèn)識(shí)和保護(hù)。人類基因組學(xué)的產(chǎn)生和人類基因組計(jì)劃（human genome project， HGP）的完成，使得人類能夠?qū)ιF(xiàn)象進(jìn)行系統(tǒng)和科學(xué)地認(rèn)識(shí)，揭示疾病產(chǎn)生的機(jī)制以及長(zhǎng)壽與衰老等生命現(xiàn)象。本科生通過對(duì)基因組科學(xué)與人類疾病課程的學(xué)習(xí)，能夠了解什么是基因組科學(xué)，其主要研究方法和手段，如何從基因水平認(rèn)識(shí)疾病、診斷疾病和治療疾病，為今后更深入地在臨床上應(yīng)用這些知識(shí)為患者服務(wù)或是繼續(xù)更深入地進(jìn)行理論研究奠定基礎(chǔ)。

1 課程改革的特點(diǎn)

彌補(bǔ)本科生對(duì)于生命科學(xué)，特別是基因組科學(xué)與人類疾病關(guān)系的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的科研能力，為將來的研究生階段的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，或是對(duì)于走上臨床認(rèn)識(shí)疾病、治療疾病有促進(jìn)作用。本課程是我校在本科生中新開設(shè)的一門選修課，本課程的開設(shè)得到了學(xué)校有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，經(jīng)多次論證和在學(xué)生中征求意見，學(xué)生的反響強(qiáng)烈，因此可以看出本科生對(duì)于本課程有極大的興趣，期望通過老師的講授能對(duì)于人類疾病從基因水平有全新的認(rèn)識(shí)，對(duì)自己 的科研能力有一定的提高。

2 教學(xué)研究探索的幾個(gè)方面

2．1 更新教學(xué)內(nèi)容 課程講授是當(dāng)前生命科學(xué)中前沿領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。主要課程安排如下：前言；人類基因組計(jì)劃與DNA測(cè)序（包括基因組測(cè)序的發(fā)展、方法、DNA測(cè)序的規(guī)?；c工業(yè)化）；cDNA測(cè)序和基因表達(dá)譜的研究（包括cDNA文庫的構(gòu)建、全長(zhǎng)cDNA的克隆、基因表達(dá)譜的概念及其在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的意義）；人類基因組DNA序列變異及其分析方法（包括人類基因組序列及其變異、基因組序列變異檢測(cè)的常用方法及基本原理、突變檢測(cè)在識(shí)別疾病相關(guān)基因中的應(yīng)用）；基因治療（包括基因轉(zhuǎn)移和基因治療的早期歷史、基因治療的現(xiàn)狀、遺傳型基因治療、表遺傳型基因治療、基因治療的問題與展望）；基因工程技術(shù)（包括理論依據(jù)、基因工程技術(shù)的內(nèi)容—目的基因獲取、克隆、表達(dá)、基因工程技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀）；生物信息學(xué)（包括生物信息學(xué)的概念、產(chǎn)生的背景、生物信息學(xué)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)、生物信息學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用）；蛋白質(zhì)組學(xué)（包括蛋白質(zhì)組學(xué)的概念及其在生命科學(xué)研究中 的意義、國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究動(dòng)態(tài)、蛋白質(zhì)組學(xué)研究發(fā)展展望）；生物芯片（生物芯片的原理、種類及在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用）；生物安全（包括生物安全的概念及含義、轉(zhuǎn)基因生物的安全性、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物及其產(chǎn)品的安全性、轉(zhuǎn)基因食品安全性、醫(yī)藥生物技術(shù)及其產(chǎn)品的生物安全、國(guó)內(nèi)外生物安全法規(guī)及管理）等內(nèi)容。

2．2 本課程將采取理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)方法 鼓勵(lì)學(xué)生敢于提出問題，獨(dú)立思考問題，老師與學(xué)生共同參與教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)學(xué)生人數(shù)安排一定的動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的課程［1，2］。

2．3 采用多媒體教學(xué)形式，加深學(xué)生的理解 一方面，可以加深同學(xué)的理解能力；另一方面，對(duì)于條件不允許的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過多媒體的形式了解實(shí)驗(yàn)過程［3］。

2．4 將科研的思路、科研的方法融入教學(xué)之中，提高學(xué)生的科研能力 課堂教學(xué)中和課下作業(yè)安排一定量的文獻(xiàn)檢索、文獻(xiàn)翻譯閱讀、科研方法設(shè)計(jì)、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果等內(nèi)容。

2．5 改革考試形式 采取閉卷筆試與課下查文獻(xiàn)、答題相結(jié)合的形式。

2．6 改革課程用教材 重新更新編寫適合本科生參閱并適合當(dāng)前基因組科學(xué)最近發(fā)展的教材，并計(jì)劃出版發(fā)行。

3 教學(xué)效果的學(xué)生評(píng)價(jià)

聽取學(xué)生反饋意見分為3種形式。

3.1 采用不記名問卷的形式反饋學(xué)生意見 問卷內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排、教師授課質(zhì)量、希望的授課內(nèi)容方式、感興趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等等。

3.2 建立學(xué)生公共信箱 一方面可以將某些授課內(nèi)容、習(xí)題、思考題等通過公共信箱讓同學(xué)下載，另一方面學(xué)生可以將公共信箱作為與老師的互動(dòng)平臺(tái)，及時(shí)反饋對(duì)課程提出的建議和意見，老師定期瀏覽信箱，及時(shí)調(diào)整課程安排。

3.3 整學(xué)期課程進(jìn)行中期和結(jié)課前安排兩次學(xué)生課堂討論 討論時(shí)間20min左右，及時(shí)反饋信息，提高理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

總之，本科生的基因組科學(xué)與人類疾病課程是一門較新的課程，在諸多方面需要進(jìn)行改革探索，以適應(yīng)當(dāng)前生命科學(xué)發(fā)展的需要并滿足學(xué)生汲取新知識(shí)的需要。

【參考文獻(xiàn)】

1 常冰梅，王惠珍，張悅紅.醫(yī)學(xué)七年制生物化學(xué)教學(xué)方法探索.山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)(基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版)，2005，(6):37.

第3篇：生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)范文

關(guān)鍵詞:制藥;新技術(shù);發(fā)展;分析

中圖分類號(hào):X787 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-9599 (2010) 01-0000-01

生物技術(shù)藥物(biotech drugs)或稱生物藥物(biopharmaceutics)是集生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)的先進(jìn)技術(shù)為一體,以組合化學(xué)、藥學(xué)基因(功能抗原學(xué)、生物信息學(xué)等高技術(shù)為依托,以分子遺傳學(xué)、分子生物、生物物理等基礎(chǔ)學(xué)科的突破為后盾形成的產(chǎn)業(yè)。

一、當(dāng)前生物制藥技術(shù)的發(fā)展方向

目前生物制藥主要集中在以下幾個(gè)方向:

1.腫瘤在全世界腫瘤死亡率居首位,美國(guó)每年診斷為腫瘤的患者為100萬,死于腫瘤者達(dá)54.7萬。用于腫瘤的治療費(fèi)用1020億美元。腫瘤是多機(jī)制的復(fù)雜疾病,目前仍用早期診斷、放療、化療等綜合手段治療。今后10年抗腫瘤生物藥物會(huì)急劇增加。如應(yīng)用基因工程抗體抑制腫瘤,應(yīng)用導(dǎo)向IL-2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤,應(yīng)用基因治療法治療腫瘤(如應(yīng)用γ-干擾素基因治療骨髓瘤)?；|(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(TNMPs)可抑制腫瘤血管生長(zhǎng),阻止腫瘤生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移。這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑,已有3種化合物進(jìn)入臨床試驗(yàn)。

2.神經(jīng)退化性疾病 老年癡呆癥、帕金森氏病、腦中風(fēng)及脊椎外傷的生物技術(shù)藥物治療,胰島素生長(zhǎng)因子rhIGF-1已進(jìn)入Ⅲ期臨床。神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)和BDNF(腦源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子)用于治療末稍神經(jīng)炎,肌萎縮硬化癥,均已進(jìn)入Ⅲ期臨床。美國(guó)每年有中風(fēng)患者60萬,死于中風(fēng)的人數(shù)達(dá)15萬。中風(fēng)癥的有效防治藥物不多,尤其是可治療不可逆腦損傷的藥物更少,Cerestal已證明對(duì)中風(fēng)患者的腦力能有明顯改善和穩(wěn)定作用,現(xiàn)已進(jìn)入Ⅲ期臨床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重組tPA)用于中風(fēng)患者治療,可以消除癥狀30%。

3.自身免疫性疾病 許多炎癥由自身免疫缺陷引起,如哮喘、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥、紅斑狼瘡等。風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者多于4000萬,每年醫(yī)療費(fèi)達(dá)上千億美元,一些制藥公司正在積極攻克這類疾病。

4.冠心病美國(guó)有100萬人死于冠心病,每年治療費(fèi)用高于1170億美元。今后10年,防治冠心病的藥物將是制藥工業(yè)的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。Centocor′s Reopro公司應(yīng)用單克隆抗體治療冠心病的心絞痛和恢復(fù)心臟功能取得成功,這標(biāo)志著一種新型冠心病治療藥物的延生。

基因組科學(xué)的建立與基因操作技術(shù)的日益成熟,使基因治療與基因測(cè)序技術(shù)的商業(yè)化成為可能,正在達(dá)到未來治療學(xué)的新高度。轉(zhuǎn)基因技術(shù)用于構(gòu)造轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,已逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)階段,用轉(zhuǎn)基因綿羊生產(chǎn)蛋白酶抑制劑ATT,用于治療肺氣腫和囊性纖維變性,已進(jìn)入Ⅱ,Ⅲ期臨床。大量的研究成果表明轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物將成為未來制藥工業(yè)的另一個(gè)重要發(fā)展領(lǐng)域。

二、現(xiàn)代生物制藥新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

未來生物技術(shù)將對(duì)當(dāng)代重大疾病治療劑創(chuàng)造更多的有效藥物,并在所有前沿性的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域形成新領(lǐng)域。

生物學(xué)的革命不僅依賴于生物科學(xué)和生物技術(shù)的自身發(fā)展,而且依賴于很多相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)走向,例如微機(jī)電系統(tǒng)、材料科學(xué)、圖像處理、傳感器和信息技術(shù)等。盡管生物技術(shù)的高速發(fā)展使人們難以作出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),但是基因組圖譜、克隆技術(shù)、遺傳修改技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、疾病療法和藥物開發(fā)方面的進(jìn)展正在加快。

除了遺傳學(xué)之外,生物技術(shù)還可以繼續(xù)改進(jìn)預(yù)防和治療疾病的療法。這些新療法可以封鎖病原體進(jìn)入人體并進(jìn)行傳播的能力,使病原體變得更加脆弱并且使人的免疫功能對(duì)新的病原體作出反應(yīng)。這些方法可以克服病原體對(duì)抗生素的耐受性越來越強(qiáng)的不良趨勢(shì),對(duì)感染形成新的攻勢(shì)。

除了解決傳統(tǒng)的細(xì)菌和病毒問題之外,人們正在開發(fā)解決化學(xué)不平衡和化學(xué)成分積累的新療法。例如,正在開發(fā)之中的抗體可以攻擊體內(nèi)的可卡因,將來可以用于治療成癮問題。這種方法不僅有助于改善癮君子的狀況,而且對(duì)于解決全球性非法貿(mào)易問題具有重大影響。

各種新技術(shù)的出現(xiàn)有助于新藥物的開發(fā)。計(jì)算機(jī)模擬和分子圖像處理技術(shù)(例如原子力顯微鏡、質(zhì)量分光儀和掃描探測(cè)顯微鏡)相結(jié)合可以繼續(xù)提高設(shè)計(jì)具有特定功能特性的分子的能力,成為藥物研究和藥物設(shè)計(jì)的得力工具。藥物與使用該藥物的生物系統(tǒng)相互作用的模擬在理解藥效和藥物安全方面會(huì)成為越來越有用的工具。例如,美國(guó)食品藥物管理局(FDA)在藥物審批的過程中利用Dennis Noble的虛擬心臟模擬系統(tǒng)了解心臟藥物的機(jī)理和臨床試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果的意義。這種方法到2015年可能會(huì)成為心臟等系統(tǒng)臨床藥物試驗(yàn)的主流方法,而復(fù)雜系統(tǒng)(例如大腦)的藥物臨床試驗(yàn)需要對(duì)這些系統(tǒng)的功能和生物學(xué)進(jìn)行更為深入的研究。

藥物的研究開發(fā)成本目前已經(jīng)高到難以為繼的程度,每種藥物投放市場(chǎng)前的平均成本大約為6億美元。這樣高的成本會(huì)迫使醫(yī)藥工業(yè)對(duì)技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)行巨大的投資,以增強(qiáng)醫(yī)藥工業(yè)的長(zhǎng)期生存能力。綜合利用遺傳圖譜、基于表現(xiàn)型的定制藥物開發(fā)、化學(xué)模擬程序和工程程序以及藥物試驗(yàn)?zāi)M等技術(shù)已經(jīng)使藥物開發(fā)從嘗試型方法轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄖ菩烷_發(fā),即根據(jù)服藥群體對(duì)藥物反應(yīng)的深入了解會(huì)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和使用新的藥物。這種方法還可以挽救過去在臨床試驗(yàn)中被少數(shù)患者排斥但有可能被多數(shù)患者接受的藥物。這種方法可以改善成功率、降低試驗(yàn)成本、為適用范圍較窄的藥物開辟新的市場(chǎng)、使藥物更加適合適用對(duì)癥群體的需要。如果這種技術(shù)趨于成熟,可以對(duì)制藥工業(yè)和健康保險(xiǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響。

第4篇：生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)范文

關(guān)鍵詞 分子腫瘤學(xué)；研究型教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-489X（2013）12-0081-02

近年來，惡性腫瘤已成為嚴(yán)重威脅國(guó)民健康的重要疾病之一。在全球范圍內(nèi)，每年新發(fā)癌癥患者約1000多萬，死亡700多萬。我國(guó)每年新發(fā)病例也逐步提升，如何有效防治惡性腫瘤已成為醫(yī)學(xué)界面臨的時(shí)代難題[1]。世界各國(guó)政府紛紛大力投入，積極探索新技術(shù)、新方法，使腫瘤學(xué)研究得到飛速發(fā)展。

分子腫瘤學(xué)是生物學(xué)與醫(yī)學(xué)的交叉學(xué)科，是將分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于腫瘤相關(guān)基因及其表達(dá)產(chǎn)物的研究中，進(jìn)而闡明腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及其本質(zhì)，為腫瘤的預(yù)防、診斷和治療提供新措施。北京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院以抗腫瘤藥物的研發(fā)為學(xué)科發(fā)展方向，但隨著現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的日新月異，原有的一些腫瘤學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)已不能完全滿足當(dāng)前科研的發(fā)展需求。為適應(yīng)生物前沿技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，有力地推動(dòng)生物技術(shù)向多專業(yè)滲透，促進(jìn)邊緣交叉學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，學(xué)院首次為研究生開設(shè)分子腫瘤學(xué)這門課程，主要從分子水平上深入闡述腫瘤學(xué)研究的新進(jìn)展，并結(jié)合學(xué)院研究生培養(yǎng)目標(biāo)和課程建設(shè)的要求，對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式等方面進(jìn)行嘗試與探索。這一舉措必將促進(jìn)學(xué)院在生物領(lǐng)域和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)研究和學(xué)科建設(shè)。

1 以腫瘤基礎(chǔ)研究為背景確立課程教學(xué)內(nèi)容

隨著我國(guó)醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變以及全球性衛(wèi)生重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，腫瘤的防治研究成為科教興國(guó)戰(zhàn)略的重要組成部分，不論是腫瘤發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制，還是臨床腫瘤診斷治療，都取得長(zhǎng)足進(jìn)步[1]。

北京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)以探究腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制、抗腫瘤藥物開發(fā)以及基因治療等為主要研究方向，與醫(yī)學(xué)腫瘤專業(yè)相比，在定位和針對(duì)性方面都有較為鮮明的特色。學(xué)院研究生大多數(shù)具有生物學(xué)等工科背景，掌握分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、免疫學(xué)及病毒學(xué)等豐富的理論知識(shí)，在基礎(chǔ)研究方面具有優(yōu)勢(shì)，但缺少一定的臨床腫瘤學(xué)知識(shí)。因此，分子腫瘤學(xué)這門課程的開設(shè)不同于醫(yī)學(xué)院傳統(tǒng)的臨床腫瘤學(xué)課程，而是著重以腫瘤基礎(chǔ)研究為背景，拓寬研究領(lǐng)域，深化研究層次。授課內(nèi)容涉及腫瘤發(fā)生發(fā)展分子機(jī)制及其基因治療、分子藥靶、腫瘤表觀遺傳學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域，以及腫瘤干細(xì)胞、miRNA、RNA干擾、蛋白質(zhì)組學(xué)和生物信息學(xué)等前沿領(lǐng)域，從基因?qū)用嫣接懩[瘤發(fā)生機(jī)制和有效的治療措施。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)新的腫瘤標(biāo)志物，用于腫瘤的早期預(yù)測(cè)與防治。

2 以研究型教學(xué)為主導(dǎo)確立課程教學(xué)方法

研究生的課程教學(xué)處于從本科時(shí)期的知識(shí)學(xué)習(xí)型階段向課題研究型階段過渡的重要時(shí)期，是研究生培養(yǎng)過程中的一個(gè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。因此，這就決定了研究生課程教學(xué)不應(yīng)僅僅只是本科式的知識(shí)傳授的延續(xù)，而應(yīng)是知識(shí)傳授與科研能力培養(yǎng)并重。但當(dāng)前高校教學(xué)中仍以傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法為主，師生交流與互動(dòng)少，只適于簡(jiǎn)單的傳授知識(shí)，不利于培養(yǎng)研究生自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新能力。

2.1 轉(zhuǎn)變觀念意識(shí)，優(yōu)化課程設(shè)置

為了更好地增強(qiáng)教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，在開設(shè)分子腫瘤學(xué)課程之初就積極轉(zhuǎn)換教學(xué)觀念，以研究型教學(xué)為主導(dǎo)，結(jié)合課程的基礎(chǔ)性與前沿性，優(yōu)化課程設(shè)置，確立新的教學(xué)模式[2]。根據(jù)學(xué)校的研究生培養(yǎng)目標(biāo)，制定出一套適應(yīng)研究生教育的教學(xué)大綱，既滿足研究生的知識(shí)需求，又能反應(yīng)出學(xué)科水平和發(fā)展趨勢(shì)。在整個(gè)教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，教師發(fā)揮組織和引導(dǎo)作用，根據(jù)課程具體內(nèi)容、學(xué)生知識(shí)背景及理解能力等因素，充分激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性與積極性。

在課程設(shè)置中，沒有采用固定的教材形式，而是根據(jù)學(xué)生背景知識(shí)的差異，結(jié)合當(dāng)前生物前沿技術(shù)在腫瘤學(xué)領(lǐng)域的研究趨勢(shì)，采用啟發(fā)式、講座研討式的教學(xué)方式，有目的性地開展授課。課程內(nèi)容主要分為三部分：

第一部分著重介紹一些腫瘤學(xué)相關(guān)基本知識(shí)，包括細(xì)胞生物學(xué)如細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、分子生物學(xué)如腫瘤的分子標(biāo)志物等基礎(chǔ)知識(shí)，既照顧了那些基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，同時(shí)給基礎(chǔ)好的學(xué)生進(jìn)行了復(fù)習(xí)；

第二部分重點(diǎn)從細(xì)胞周期與凋亡、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、血管生成、侵襲轉(zhuǎn)移、耐藥性等方面闡述腫瘤的癌變機(jī)制和腫瘤惡性演進(jìn)機(jī)制；

第三部分介紹腫瘤的分子診斷、預(yù)防與治療等內(nèi)容與研究進(jìn)展。

在授課中，從激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維目的出發(fā)，鼓勵(lì)研究生參與課堂討論，并結(jié)合學(xué)院一些學(xué)術(shù)前沿講座，通過學(xué)術(shù)報(bào)告和學(xué)術(shù)交流，使學(xué)生更廣泛拓寬學(xué)術(shù)視野，提高綜合科研水平。

2.2 研究型教學(xué)在課堂中的實(shí)踐

研究型教學(xué)是在教師的啟發(fā)指導(dǎo)下，以學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提，以教學(xué)中的難點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容、有爭(zhēng)議的學(xué)術(shù)問題或?qū)W科前沿問題為研究?jī)?nèi)容，通過學(xué)生查閱資料、獨(dú)立鉆研和認(rèn)真思考展開課堂討論和交流，使不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)相互碰撞、交流與補(bǔ)充[3]。

分子腫瘤學(xué)屬于腫瘤學(xué)領(lǐng)域的前沿學(xué)科，知識(shí)更新快，教材不能涵蓋最新的研究?jī)?nèi)容，因此在授課過程中不能以單一的教材作為參考資料。在教學(xué)之前提前做好研究性學(xué)習(xí)，從同行認(rèn)可度高的期刊中查閱相關(guān)領(lǐng)域的最新研究文獻(xiàn)，不斷更新知識(shí)，在課堂上根據(jù)授課內(nèi)容適時(shí)引入這些新技術(shù)新方法，既豐富了教學(xué)內(nèi)容，又調(diào)動(dòng)了學(xué)生的科研興趣。

分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)是腫瘤研究的基礎(chǔ)，教學(xué)內(nèi)容涵蓋的知識(shí)點(diǎn)多、涉及面廣，新技術(shù)與新方法的出現(xiàn)日新月異。如在給學(xué)生介紹細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)這章內(nèi)容時(shí)，課前根據(jù)學(xué)生研究興趣與方向設(shè)定一些知識(shí)點(diǎn)與問題，讓學(xué)生課后分組查閱相關(guān)文獻(xiàn)，準(zhǔn)備PPT在課堂交流學(xué)習(xí)。如選擇一個(gè)信號(hào)通路，查閱該通路包括的知識(shí)點(diǎn)，如蛋白種類、特點(diǎn)及調(diào)控功能，思考該通路在腫瘤生成中發(fā)揮怎樣的機(jī)制？是否有其他小分子如miRNA的參與等？學(xué)生課后準(zhǔn)備充分，結(jié)合自己今后的研究方向，積極探索與發(fā)現(xiàn)問題，在課堂交流中活躍，既豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，又促進(jìn)了對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)。

此外，還注重將本學(xué)院的研究成果融入教學(xué)過程中，如在介紹病毒與腫瘤這章內(nèi)容時(shí)，為學(xué)生介紹學(xué)院科研小組對(duì)艾滋病、宮頸癌、食管癌等腫瘤病的研究進(jìn)展與研究成果；在講細(xì)胞生物學(xué)時(shí)，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室在干細(xì)胞領(lǐng)域的研究思路與研究進(jìn)展，為學(xué)生介紹干細(xì)胞包括腫瘤干細(xì)胞、IPS細(xì)胞的特征及其在臨床中的應(yīng)用前景。這樣讓學(xué)生更全面了解本學(xué)院的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，為今后進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開展研究工作奠定基礎(chǔ)。

3 完善課程考核方式

課程考核是課程質(zhì)量的重要內(nèi)容，以多種形式考核指標(biāo)來完善考核方式。在分子腫瘤學(xué)的課堂教學(xué)中，主要從課堂出勤、論文撰寫、專題討論三方面加以評(píng)估。其中專題討論和論文撰寫分別占總成績(jī)的70%。在研究生的培養(yǎng)中，文獻(xiàn)查閱是研究生從事科學(xué)研究非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以在查閱、積累、梳理資料中消化、理解知識(shí)，并與相關(guān)知識(shí)融會(huì)貫通，運(yùn)用各種知識(shí)解決實(shí)際問題。因此，撰寫某一個(gè)感興趣領(lǐng)域的研究進(jìn)展論文是考核的重要內(nèi)容之一。論文統(tǒng)一按照期刊發(fā)表的格式來撰寫，考評(píng)內(nèi)容包括論文格式的規(guī)范性、選題的新穎性、文獻(xiàn)的代表性等。

專題討論部分的考評(píng)主要通過學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)的理解程度，包括能否把握文獻(xiàn)的核心內(nèi)容，能否提出自己對(duì)文獻(xiàn)研究?jī)?nèi)容的完善建議。同時(shí)，學(xué)生學(xué)術(shù)交流水平也納入成績(jī)考核部分，包括多媒體課件的制作、學(xué)術(shù)表述的流暢性和學(xué)術(shù)交流過程的應(yīng)對(duì)能力。這樣既可以考核學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力，同時(shí)可以鍛煉撰寫論文的能力。

4 結(jié)束語

腫瘤的分子生物學(xué)研究一直是生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)，尤其是癌基因的研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物芯片、RNA技術(shù)、表觀基因組學(xué)及生物信息學(xué)等分析方法逐漸成為腫瘤研究的一種高效手段，使研究者更深入地了解疾病發(fā)生的分子機(jī)制，掌握癌基因特異性的分布規(guī)律，揭示基因信號(hào)內(nèi)在的生物學(xué)意義，有力地促進(jìn)腫瘤學(xué)的發(fā)展，為腫瘤的臨床治療奠定基礎(chǔ)。

北京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院專門為生物技術(shù)專業(yè)研究生開設(shè)分子腫瘤學(xué)這門課程，旨在為工科院校培養(yǎng)側(cè)重于腫瘤學(xué)基礎(chǔ)研究的復(fù)合專業(yè)型人才。在教學(xué)中轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，引入研究型教學(xué)模式，把研究的意識(shí)、思維、觀點(diǎn)與方法融入教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的自主性與探究性，注重學(xué)習(xí)過程中研究生的實(shí)踐與體驗(yàn)[4]。在課堂教學(xué)中根據(jù)課程性質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)，創(chuàng)造性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的科研興趣，有利于全面培養(yǎng)研究生的綜合創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

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[2]王文靜.中國(guó)教學(xué)模式改革的實(shí)踐探索：“學(xué)為導(dǎo)向”綜合型課堂教學(xué)模式[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2012（1）：

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第5篇：生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)范文

生物化學(xué)工程（又叫生化工程或生物化工）是化學(xué)工程與生物技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。生物化工是生物技術(shù)的重要分支。與傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)相比，生物化工有某些突出特點(diǎn)：①主要以可再生資源作原料；②反應(yīng)條件溫和，多為常溫、常壓、能耗低、選擇性好、效率高的生產(chǎn)過程；③環(huán)境污染較少；④投資較??；⑤能生產(chǎn)目前不能生產(chǎn)的或用化學(xué)法生產(chǎn)較困難的性能優(yōu)異的產(chǎn)品。由于這些特點(diǎn)，生物化工已成為化工領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)。

1.世界生物化工行業(yè)的現(xiàn)狀

生物化工發(fā)展至今已經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)，最早主要是生產(chǎn)抗生素；隨后，是為氨基酸發(fā)酵、舀體激素的生物轉(zhuǎn)化、維生素的生物法生產(chǎn)、單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)及淀粉糖生產(chǎn)等工業(yè)化服務(wù)。自20世紀(jì)80年代起，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的興起，生物化工又利用重組微生物、動(dòng)植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)等手段生產(chǎn)藥用多肽、蛋白、疫苗、干擾素等。而且，生物化工的應(yīng)用已涉及到人民生活的方方面面，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、化輕原料生產(chǎn)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、環(huán)境保護(hù)、資源和能源的開發(fā)等各領(lǐng)域。隨著生物化工上游技術(shù)——生物工程技術(shù)的進(jìn)步以及化學(xué)工程、信息技術(shù)（IT）和生物信息學(xué)（bioinformatics）等學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，生物化工將迎來又一個(gè)嶄新的發(fā)展時(shí)期。

生物化工行業(yè)經(jīng)過50多年的發(fā)展，已形成了一個(gè)完整的工業(yè)體系，整個(gè)行業(yè)也出現(xiàn)了一些新的發(fā)展態(tài)勢(shì)。下面簡(jiǎn)要描述生物化工行業(yè)的現(xiàn)狀。

1．1工業(yè)結(jié)構(gòu)

由于生物化工涉及面廣，涉及的行業(yè)多，所以從事生物化工的企業(yè)較多。據(jù)報(bào)道，90年代中期，美國(guó)生物化工企業(yè)有：000多家，西歐有580多家，日本有300多家。近年來，雖然由于行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，生物化工企業(yè)有較大幅度減少，但與生命科學(xué)（主要指醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)生化技術(shù)）諸侯割據(jù)的局面相比，生物化工行業(yè)依然是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴。既有象諾華、捷利康等從事生命科學(xué)的世界性大公司，也有象DSM、諾和諾德等大型的精細(xì)化工公司，當(dāng)然也有在某一方面有專長(zhǎng)的小公司如Altus等。而且，由于世界大公司正把注意力向生命科學(xué)部分轉(zhuǎn)移，生物化工行業(yè)百花齊放的局面在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)有什么改變。

1．2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的生物化工行業(yè)主要是指抗生素（如青霉素等）、食品（如酒精、味精等）等行業(yè)，而在目前，它已幾乎滲透到人民生活的各方面如醫(yī)藥、保健、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、能源、材料等。同時(shí)，生物化工產(chǎn)品也得到了極大的拓展：醫(yī)藥方面有各種新型抗生素、干擾素、胰島素、生長(zhǎng)激素、各種生長(zhǎng)因子、疫苗等；氨基酸和多肽方面有賴氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、脯氨酸等以及各種多肽；酶制劑有160多種，主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、青霉素酶、過氧化氫酶等；生物農(nóng)藥有Bt、春日霉素、多氧霉素、井崗霉素等；有機(jī)酸有檸檬酸、乳酸、蘋果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亞麻酸、透明質(zhì)酸等。還有微生物法1，3．丙二醇、丙烯酞胺等。

目前，全球生物化工年銷售額在400億美元左右，每年約以7％～8％的速率增長(zhǎng)。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，生物化工領(lǐng)域生產(chǎn)規(guī)模范圍極廣，市場(chǎng)年需求量?jī)H為千克級(jí)的干擾素、促紅細(xì)胞生長(zhǎng)素等昂貴產(chǎn)品（價(jià)格可達(dá)數(shù)萬美元／g）與年需求量逾萬噸的抗生素、酶、食品與飼料添加劑、日用與農(nóng)業(yè)生化制品等低價(jià)位產(chǎn)品（部分價(jià)格不到：美元／g）幾乎平分秋色。高價(jià)位的產(chǎn)品市場(chǎng)份額在50％～60％，低價(jià)位的產(chǎn)品市場(chǎng)份額在40％～50％。而且，根據(jù)近年來生物化工的發(fā)展趨勢(shì)及人們對(duì)醫(yī)藥衛(wèi)生的重視來看，高價(jià)位產(chǎn)品的發(fā)展速率高于低價(jià)位產(chǎn)品。

1．3技術(shù)水平

生物化工經(jīng)過80年代以后的蓬勃發(fā)展，不僅整個(gè)行業(yè)技術(shù)水平有大幅度提高，而且許多新技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。

1．3．1發(fā)酵工程技術(shù)已見成效

據(jù)估計(jì)，全球發(fā)酵產(chǎn)品的市場(chǎng)有120～130億美元，其中抗生素占46％，氨基酸占16.3％，有機(jī)酸占13．2％，酶占10％，其它占14．5％。發(fā)酵產(chǎn)品市場(chǎng)的增大與發(fā)酵技術(shù)的進(jìn)步分不開?，F(xiàn)代生物技術(shù)的進(jìn)展推動(dòng)了發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展，發(fā)酵工業(yè)的收率和純度都比過去有了極大的提高。目前世界最大的串聯(lián)發(fā)酵裝置已達(dá)75m＼許多公司對(duì)發(fā)酵工藝進(jìn)行了調(diào)整，從而降低了生產(chǎn)成本。如ADM（ArcherDanie1sMid1and）和Cargill公司在20世紀(jì)90年代初對(duì)其發(fā)酵裝置進(jìn)行改造，將以碳水化合物為原料的生產(chǎn)工藝改為以玉米粉為原料，從而降低了生產(chǎn)成本，ADM公司生產(chǎn)的賴氨酸成本比原先降低了一半。

1．3．2酶工程技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步

酶工程技術(shù)包括酶源開發(fā)、酶制劑生產(chǎn)、酶分離提純和固定化技術(shù)、酶反應(yīng)器與酶的應(yīng)用。目前世界酶制劑從酶源開發(fā)到酶的應(yīng)用都已進(jìn)入了良性發(fā)展階段，各階段生產(chǎn)企業(yè)和用戶關(guān)系密切，合作廣泛。據(jù)報(bào)道，1998年全球工業(yè)酶制劑的銷售額為13億美元，預(yù)計(jì)到2010年將增長(zhǎng)到30億美元，每年以6．5％的速率增長(zhǎng)。其中食用酶占40％，洗滌用酶占33％，其它（主要是紡織、造紙和飼料等用酶）占27％。

1．3．3分離與純化技術(shù)也有很大進(jìn)步

影響生化產(chǎn)品價(jià)格的因素，首當(dāng)其沖的是分離與純化過程，其費(fèi)用通常占生產(chǎn)成本的50％～70％，有的甚至高達(dá)90％。分離步驟多、耗時(shí)長(zhǎng)，往往成為制約生產(chǎn)的“瓶頸”。尋求經(jīng)濟(jì)適用的分離純化技術(shù)，已成為生物化工領(lǐng)域的熱點(diǎn)。已大規(guī)模應(yīng)用的分離純化技術(shù)有：雙水相革取、新型電泳分離、大規(guī)模制備色譜、膜分離等。

1．3．4上游技術(shù)廣泛應(yīng)用于下游生產(chǎn)

利用基因工程技術(shù)，不但成倍地提高了酶的活力，而且還可以將生物酶基因克隆到微生物中，構(gòu)建基因菌產(chǎn)生酶。利用基因工程，使多種淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、氨基酸合成途徑的關(guān)鍵酶得到改造、克隆，使酶的催化活性、穩(wěn)定性得到提高，氨基酸合成的代謝流得以拓寬，產(chǎn)量提高。隨著基因重組技術(shù)的發(fā)展，被稱為第二代基因工程的蛋白質(zhì)工程發(fā)展迅速，顯示出巨大潛力和光輝前景。利用蛋白質(zhì)工程，將可以生產(chǎn)具有特定氨基酸順序、高級(jí)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和生理功能的新型蛋白質(zhì)，可以定向改造酶的性能，從而生產(chǎn)出新型生化產(chǎn)品。

1．3．5新技術(shù)在生物化工中也得到了極大的應(yīng)用

比如，在超臨界液體狀態(tài)下進(jìn)行酶反應(yīng)，從而大大降低酶反應(yīng)過程的傳質(zhì)阻力，提高酶反應(yīng)速率。超臨界C02無毒、不可燃、化學(xué)情性、易與反應(yīng)底物分離。利用超臨界CO2取代有機(jī)溶劑進(jìn)行酶反應(yīng)，具有極大的發(fā)展?jié)摿ΑＳ直热?，微膠羹技術(shù)已被廣泛用于動(dòng)物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)、細(xì)胞和酶的固定化以及蛋白質(zhì)等物質(zhì)的分離方面。

2．世界生物化工行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

2．1工業(yè)結(jié)構(gòu)

行業(yè)與行業(yè)間的劃分將日趨模糊，企業(yè)間的合作將加大。目前，許多從事醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、能源等方面生產(chǎn)的企業(yè)，正在從事生物化工生產(chǎn)。特別是某些從事傳統(tǒng)化工行業(yè)的生產(chǎn)廠家，也紛紛涉足生物化工領(lǐng)域。如杜邦公司，長(zhǎng)期以來主要從事有機(jī)化工和聚合材料的生產(chǎn)，現(xiàn)在正加大生物化工的開發(fā)力度，已開發(fā)成功了生物法生產(chǎn)1,3-丙二醇工藝，并正在開發(fā)用改性大腸桿菌生產(chǎn)己二酸工藝。DSM公司以前主要從事抗菌素方面的生產(chǎn)，現(xiàn)也加大了生物化工的投資力度。

由于生物化工涉及面廣，許多生化公司都有自己的專長(zhǎng)，它們之間為了商業(yè)利益的合作也非?；钴S。此外，隨著從事傳統(tǒng)行業(yè)的生產(chǎn)廠家的加入，由于技術(shù)與生產(chǎn)方面的原因，它們與從事生物化工開發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)合作也很頻繁。所有這一切，都使生物化工行業(yè)的合作越來越廣泛。如杜邦公司與杰寧科樂公司合作開發(fā)用生物法生產(chǎn)1，）丙二醇，進(jìn)一步生產(chǎn)PTT樹脂。荷蘭的Purac公司與美國(guó)Cagill公司合資建設(shè)年產(chǎn)3．4萬tL。乳酸裝置，并計(jì)劃進(jìn)一步發(fā)展到6．8萬V入DSM公司與美國(guó)Maxygen公司簽定了三年的研究合同，以利用Maxygen的DNA重排和分子培養(yǎng)技術(shù)，開發(fā)在7一ADCA和其它青霉素生產(chǎn)中使用的酶和菌種。2．2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

生物化工產(chǎn)品正向?qū)I(yè)化、高科技含量、高附加值方向發(fā)展。傳統(tǒng)的低價(jià)位產(chǎn)品受到冷落，而高價(jià)位產(chǎn)品如生化藥物、保健品、生化催化劑等則備受青睞。許多公司為了追求較高利潤(rùn)，都將低附加值的產(chǎn)品剝離。如日本武田藥品工業(yè)公司不再生產(chǎn)味精，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)其它高附加值的調(diào)味品如肌甘酸二鈉（IMP）和鳥甘酸二鈉（GwtP）。另外，生物化工將涉足它以前很少涉足的領(lǐng)域如高分子材料和表面活性劑等。

生化藥物由于附加值高而成為今后生物化工領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。1997年生化藥物市場(chǎng)銷售額達(dá)130億美元，其中細(xì)胞分裂素80億美元，激素30億美元，其它20億美元；就具體藥物而論，促紅細(xì)胞生長(zhǎng)素35億美元，人胰島素18億美元，粒性白細(xì)胞克隆刺激因子16億美元，人生長(zhǎng)激素15億美元，小干擾素11億美元。預(yù)計(jì)今后其市場(chǎng)銷售額還將以8％的速率增長(zhǎng)。

在氨基酸方面，雖然用于藥物合成氨基酸的量相對(duì)較小，但其發(fā)展?jié)摿艽?。?jù)報(bào)道，500種主要藥物中，有18％含有氨基酸或其衍生物的合成。在藥物合成中，使用最廣泛的是L。脯氨酸、r苯甘氨酸和r對(duì)羥基苯甘氨酸。L。脯氨酸用于血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）的合成，匹苯甘氨酸和r對(duì)羥基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外，多肽也是今后的發(fā)展重點(diǎn)之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽鍵組成的化合物，在臨床上使用非常廣泛，主要用于治療癌癥、HIV病毒和兔疫系統(tǒng)功能減退、對(duì)傳統(tǒng)抗生素產(chǎn)生抗體的感染以及疫苗等。全球合成多肽原藥的產(chǎn)量在100kg左右，但銷售額達(dá)2．5億～3億美元，而做成制劑的銷售額則達(dá)25億～30億美元。多肽原藥需求量的年增長(zhǎng)率在10％以上。

碳水化合物方面，用于臨床的碳水化合物受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。但是，用于臨床的碳水化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如一對(duì)單糖，其不同的化學(xué)鍵就多達(dá)22種。因此，用化學(xué)法合成復(fù)雜的碳水化合物比較困難，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，而用酶法合成則是一條切實(shí)可行的途徑。

作為生化催化劑的酶，也將是今后發(fā)展的重點(diǎn)。1997年，生化用催化劑銷售額約1．3億美元，在過去的3～5年間，每年增長(zhǎng)速率在8％～9％，預(yù)計(jì)在未來的3～5年間，將以同樣速度增長(zhǎng)。生化催化劑主要用于手性藥物的合成。當(dāng)前，手性藥物已成為國(guó)際新藥研究與開發(fā)的新方向之一。

1997年手性藥物制劑世界市場(chǎng)的銷售額為879億美元，占藥品市場(chǎng)的28．3％，到2000年將達(dá)到900億美元。在未來的25年內(nèi)，約有一半的手性藥物要通過生化催化合成，因此，生化催化劑無論從需求量和需求種類來看，都具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

生化表面活性劑由于具有無毒、生物降解性好等優(yōu)點(diǎn)，今后可能成為表面活性劑的升級(jí)換代產(chǎn)品，但目前還處于探索階段。

生物化工在高分子材料、特殊化學(xué)品、生物晶片、環(huán)保等方面也將有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2．3技術(shù)水平

不斷提高菌株活力、發(fā)酵水平、生化反應(yīng)過程、分離純化水平，依然是生物化工面臨的課題。

在菌種開發(fā)方面，由于從20世紀(jì)70年代以來從自然界中篩選菌種以獲得新的代謝產(chǎn)物的機(jī)會(huì)明顯減少，人們便考慮利用已知菌種經(jīng)適當(dāng)改變其代謝特性后生產(chǎn)新的產(chǎn)品。如日本協(xié)和發(fā)酵公司已成功地把生產(chǎn)谷氨酸的菌種改為生產(chǎn)色氨酸。

在生化反應(yīng)器方面，反應(yīng)器放大一直是一個(gè)老大難的問題。因此，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)整個(gè)生化反應(yīng)過程進(jìn)行數(shù)字化處理，從而優(yōu)化反應(yīng)過程，是今后的發(fā)展方向之一。

在分離純化方面，親和層析受到廣泛重視，并有人研制了一種綜合專家系統(tǒng)軟件包，可在幾分鐘內(nèi)告知對(duì)方被分離物系的分離方法和順序，以便根據(jù)產(chǎn)品所需進(jìn)行取舍。

另外，在生化過程的在線檢測(cè)和控制方面，利用生物傳感器和計(jì)算機(jī)監(jiān)控，依然是今后的發(fā)展方向。

在酶催化反應(yīng)中將發(fā)展有機(jī)溶劑中的催化反應(yīng)。

生物上游技術(shù)的發(fā)展，將對(duì)生物化工產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。人們對(duì)從病毒、細(xì)菌、植物、動(dòng)物到人類基因組順序測(cè)定工作十分重視，并在此基礎(chǔ)上形成了基因許多產(chǎn)品一哄而上，盲目上馬，遍地開花，最終形成惡性競(jìng)爭(zhēng)，許多企業(yè)破產(chǎn)倒閉。在競(jìng)爭(zhēng)中生存下來的企業(yè)，也是元?dú)獯髠y以進(jìn)一步組織技術(shù)改造。如僅江蘇省停產(chǎn)的發(fā)酵生產(chǎn)線就多達(dá)上百條。另外，行業(yè)內(nèi)企業(yè)間的生產(chǎn)水平相差懸殊，企業(yè)技術(shù)裝備水平達(dá)到20世紀(jì)80年代以后國(guó)際先進(jìn)水平的僅占20％～30％，多數(shù)處于20世紀(jì)60～70年代水平。

二是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，品種單一，低檔次產(chǎn)品重復(fù)生產(chǎn)，不能適應(yīng)需求。在我國(guó)高檔的醫(yī)藥生化產(chǎn)品如激素、生長(zhǎng)因子、干擾素、藥用多肽等，有的產(chǎn)量很小，有的沒有生產(chǎn)，因此每年都需進(jìn)口。

三是在生產(chǎn)技術(shù)上，工藝、設(shè)備不配套，上下游技術(shù)不配套，產(chǎn)物的收得率低。我國(guó)雖然某些產(chǎn)品如檸檬酸、乳酸等發(fā)酵水平較高，但大多數(shù)產(chǎn)品的收率都低于國(guó)外，酶制劑的活力也明顯低于國(guó)外，生化反應(yīng)器和分離純化技術(shù)更是落后國(guó)外15～20年。每年都要花費(fèi)大量資金從國(guó)外進(jìn)口生物反應(yīng)器、細(xì)胞破碎機(jī)、分離純化設(shè)備及分離介質(zhì)、生物傳感器和計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備。

四是有些產(chǎn)品投入產(chǎn)出比達(dá)15／＝以上，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

五是基礎(chǔ)研究薄弱，技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)，企業(yè)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)吸收能力差，生產(chǎn)發(fā)展多數(shù)依靠傳統(tǒng)的夕蜒型、粗放型擴(kuò)大投資的增長(zhǎng)模式，效益低、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力低。

3．2建議針對(duì)我國(guó)生物化工行業(yè)存在的問題，筆者有以下建議：

3．2．1擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)規(guī)模，提高競(jìng)爭(zhēng)力要鼓勵(lì)建設(shè)大型的生物化工企業(yè)集團(tuán)公司，使之集科研、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售干一體。尤其要培育一批科技創(chuàng)新型企業(yè)。同時(shí)，也要鼓勵(lì)在某些方面有一定特色的小型技術(shù)創(chuàng)新型生化公司的發(fā)展，并淘汰一批生產(chǎn)規(guī)模小、生產(chǎn)技術(shù)落后、沒有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)，從整體上優(yōu)化我國(guó)生物化工的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3．2．2調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要發(fā)展高檔產(chǎn)品，如高檔醫(yī)藥生化產(chǎn)品、功能性食品及添加劑（主要有低熱值、低膽固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等產(chǎn)品）、生化催化劑等。另外，也應(yīng)發(fā)展眾多精細(xì)化工產(chǎn)品及用化學(xué)法無法生產(chǎn)或很難生產(chǎn)的產(chǎn)品，如微生物多糖、生物色素、工業(yè)酶制劑、甜味劑、表面活性劑、高分子材料等。

3．2．3節(jié)約有限資源，強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)在生化生產(chǎn)組學(xué)（genomics）。近年來又在信息學(xué)（informatics）的基礎(chǔ)上建立了生物信息學(xué)（bioinformatics）。信息學(xué)的內(nèi)容包括信息科學(xué)十生物技術(shù)十生物工程十生物動(dòng)力學(xué)等的綜合信息系統(tǒng)?？梢灶A(yù)見，基因組學(xué)和生物信息學(xué)在生物化工中應(yīng)用的商業(yè)前景極為可觀。

另外，其它行業(yè)的新技術(shù)如分子蒸餾技術(shù)、組合化學(xué)（combinatoricalchemistry）等，也將在生物化工中得到應(yīng)用。

3.我國(guó)生物化工的發(fā)層現(xiàn)狀及建議

3．1發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)生物化工行業(yè)經(jīng)過長(zhǎng)期發(fā)展，已有一定基礎(chǔ)。特別是改革開放以后，生物化工的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。目前生物化工產(chǎn)品也涉及醫(yī)藥、保健、農(nóng)藥、食品與飼料、有機(jī)酸等各個(gè)方面。

在醫(yī)藥方面，抗生素得到迅猛發(fā)展61998年我國(guó)抗生素的產(chǎn)量達(dá)到33486h青霉素的產(chǎn)量居世界首位。其它生化藥物中，初步形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的有干擾素、白細(xì)胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。

在農(nóng)藥方面，生物農(nóng)藥品種達(dá)12種，主要有蘇云金桿菌、井崗霉素、赤霉素等。其中，井崗霉素的產(chǎn)量居世界第一位。

在食品與飼料方面，作為三大發(fā)酵制品的味精、檸檬酸、酶制劑的產(chǎn)量也有很大的增加／1998年味精產(chǎn)量從1990年的22．3萬、增加到56．4萬一檸檬酸產(chǎn)量從1990年的6．13萬、增加到56．4萬一酶制劑從1990年的8．5萬t增加到24萬t。酵母及淀粉糖的產(chǎn)量也有明顯增加。我國(guó)的味精生產(chǎn)和消費(fèi)居世界第一，檸檬酸的生產(chǎn)和出口也居世界第一。另外，1998年乳酸的產(chǎn)量在1．5萬t左右，賴氨酸的產(chǎn)量在2萬t左右，卜蘋果酸的產(chǎn)量在6000t。

在有機(jī)酸方面，衣康酸的產(chǎn)量達(dá)5000乙我國(guó)開發(fā)的生物法長(zhǎng)鏈二元酸工藝居世界領(lǐng)先地位，目前生產(chǎn)能力達(dá)500Va以上，并有數(shù)家企業(yè)有建設(shè)長(zhǎng)鏈二元酸生產(chǎn)裝置的意向。

在保健品方面，我國(guó)已能用生物法生產(chǎn)多種氨基酸、維生素和核酸等。另外，我國(guó)生物法丙烯酞胺的生產(chǎn)能力達(dá)到2萬V山與日本同處于世界領(lǐng)先地位。

但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)生物化工行業(yè)存在著許多問題：

一是我國(guó)的生物化工產(chǎn)業(yè)主要以醫(yī)藥、輕工、食品業(yè)為主。部分企業(yè)對(duì)生物化工產(chǎn)品大都是精細(xì)化工產(chǎn)品這一點(diǎn)了解不夠，加之行業(yè)規(guī)范也不夠，導(dǎo)致過程中，應(yīng)選擇合適的原料，以降低成本與消耗，并加強(qiáng)廢物處理，減少環(huán)境污染。

3．2．4提高生產(chǎn)技術(shù)水平，特別是下游技術(shù)水平因?yàn)槲覈?guó)生物技術(shù)上游技術(shù)水平與國(guó)外相差僅3～5年，而下游技術(shù)水平則比國(guó)外相差15年以上，改造傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，不斷提高發(fā)酵法產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水平，開發(fā)生物反應(yīng)器，提高我國(guó)生物化工產(chǎn)品分離和提純技術(shù)，大規(guī)模開發(fā)生物化工裝備等應(yīng)首先提上議事日程。另外，還應(yīng)積極采用微生物法代替化學(xué)法，開發(fā)基礎(chǔ)化工新產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。

3．2．5加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，注重上下游結(jié)合國(guó)內(nèi)生物化工技術(shù)力量分散，為了做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。另外在生物化工生產(chǎn)過程中遇到的很多問題，都是由于上、下游結(jié)合不夠緊密而影響技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，在人力和財(cái)力的投入上，應(yīng)考慮上下游結(jié)合，以加快生物化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

第6篇：生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)范文

主題詞：生物；制藥技術(shù)；思考

中圖分類號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

生物技術(shù)藥物(biotech drugs)或稱生物藥物(biopharmaceutics)是集生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)的先進(jìn)技術(shù)為一體，以組合化學(xué)、藥學(xué)基因（功能抗原學(xué)、生物信息學(xué)等高技術(shù)為依托，以分子遺傳學(xué)、分子生物、生物物理等基礎(chǔ)學(xué)科的突破為后盾形成的產(chǎn)業(yè)。

1 生物制藥

目前生物制藥主要集中在以下幾個(gè)方向：

1.1 腫瘤 在全世界腫瘤死亡率居首位，美國(guó)每年診斷為腫瘤的患者為100萬，死于腫瘤者達(dá)54.7萬。用于腫瘤的治療費(fèi)用1020億美元。腫瘤是多機(jī)制的復(fù)雜疾病，目前仍用早期診斷、放療、化療等綜合手段治療。今后10年抗腫瘤生物藥物會(huì)急劇增加。如應(yīng)用基因工程抗體抑制腫瘤，應(yīng)用導(dǎo)向IL-2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤，應(yīng)用基因治療法治療腫瘤(如應(yīng)用γ-干擾素基因治療骨髓瘤)?；|(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(TNMPs)可抑制腫瘤血管生長(zhǎng)，阻止腫瘤生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移。這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑，已有3種化合物進(jìn)入臨床試驗(yàn)。

1.2 神經(jīng)退化性疾病 老年癡呆癥、帕金森氏病、腦中風(fēng)及脊椎外傷的生物技術(shù)藥物治療，胰島素生長(zhǎng)因子rhIGF-1已進(jìn)入Ⅲ期臨床。神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)和BDNF(腦源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子)用于治療末稍神經(jīng)炎，肌萎縮硬化癥，均已進(jìn)入Ⅲ期臨床。美國(guó)每年有中風(fēng)患者60萬，死于中風(fēng)的人數(shù)達(dá)15萬。中風(fēng)癥的有效防治藥物不多，尤其是可治療不可逆腦損傷的藥物更少，Cerestal已證明對(duì)中風(fēng)患者的腦力能有明顯改善和穩(wěn)定作用，現(xiàn)已進(jìn)入Ⅲ期臨床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重組tPA)用于中風(fēng)患者治療，可以消除癥狀30%。

1.3 自身免疫性疾病 許多炎癥由自身免疫缺陷引起，如哮喘、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥、紅斑狼瘡等。風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者多于4000萬，每年醫(yī)療費(fèi)達(dá)上千億美元，一些制藥公司正在積極攻克這類疾病。

1.4 冠心病 美國(guó)有100萬人死于冠心病，每年治療費(fèi)用高于1 170億美元。今后10年，防治冠心病的藥物將是制藥工業(yè)的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。Centocor′s Reopro公司應(yīng)用單克隆抗體治療冠心病的心絞痛和恢復(fù)心臟功能取得成功，這標(biāo)志著一種新型冠心病治療藥物的延生。

基因組科學(xué)的建立與基因操作技術(shù)的日益成熟，使基因治療與基因測(cè)序技術(shù)的商業(yè)化成為可能，正在達(dá)到未來治療學(xué)的新高度。轉(zhuǎn)基因技術(shù)用于構(gòu)造轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，已逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)階段，用轉(zhuǎn)基因綿羊生產(chǎn)蛋白酶抑制劑ATT，用于治療肺氣腫和囊性纖維變性，已進(jìn)入Ⅱ，Ⅲ期臨床。大量的研究成果表明轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物將成為未來制藥工業(yè)的另一個(gè)重要發(fā)展領(lǐng)域。

2 制藥新技術(shù)分析

未來生物技術(shù)將對(duì)當(dāng)代重大疾病治療劑創(chuàng)造更多的有效藥物，并在所有前沿性的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域形成新領(lǐng)域。 生物學(xué)的革命不僅依賴于生物科學(xué)和生物技術(shù)的自身發(fā)展，而且依賴于很多相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)走向，例如微機(jī)電系統(tǒng)、材料科學(xué)、圖像處理、傳感器和信息技術(shù)等。盡管生物技術(shù)的高速發(fā)展使人們難以作出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，但是基因組圖譜、克隆技術(shù)、遺傳修改技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、疾病療法和藥物開發(fā)方面的進(jìn)展正在加快。

除了遺傳學(xué)之外，生物技術(shù)還可以繼續(xù)改進(jìn)預(yù)防和治療疾病的療法。這些新療法可以封鎖病原體進(jìn)入人體并進(jìn)行傳播的能力，使病原體變得更加脆弱并且使人的免疫功能對(duì)新的病原體作出反應(yīng)。這些方法可以克服病原體對(duì)抗生素的耐受性越來越強(qiáng)的不良趨勢(shì)，對(duì)感染形成新的攻勢(shì)。

除了解決傳統(tǒng)的細(xì)菌和病毒問題之外，人們正在開發(fā)解決化學(xué)不平衡和化學(xué)成分積累的新療法。例如，正在開發(fā)之中的抗體可以攻擊體內(nèi)的可卡因，將來可以用于治療成癮問題。這種方法不僅有助于改善癮君子的狀況，而且對(duì)于解決全球性非法貿(mào)易問題具有重大影響。

各種新技術(shù)的出現(xiàn)有助于新藥物的開發(fā)。計(jì)算機(jī)模擬和分子圖像處理技術(shù)(例如原子力顯微鏡、質(zhì)量分光儀和掃描探測(cè)顯微鏡)相結(jié)合可以繼續(xù)提高設(shè)計(jì)具有特定功能特性的分子的能力，成為藥物研究和藥物設(shè)計(jì)的得力工具。藥物與使用該藥物的生物系統(tǒng)相互作用的模擬在理解藥效和藥物安全方面會(huì)成為越來越有用的工具。例如，美國(guó)食品藥物管理局(FDA)在藥物審批的過程中利用Dennis Noble的虛擬心臟模擬系統(tǒng)了解心臟藥物的機(jī)理和臨床試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果的意義。這種方法到2015年可能會(huì)成為心臟等系統(tǒng)臨床藥物試驗(yàn)的主流方法，而復(fù)雜系統(tǒng)(例如大腦)的藥物臨床試驗(yàn)需要對(duì)這些系統(tǒng)的功能和生物學(xué)進(jìn)行更為深入的研究。

藥物的研究開發(fā)成本目前已經(jīng)高到難以為繼的程度，每種藥物投放市場(chǎng)前的平均成本大約為6億美元。這樣高的成本會(huì)迫使醫(yī)藥工業(yè)對(duì)技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)行巨大的投資，以增強(qiáng)醫(yī)藥工業(yè)的長(zhǎng)期生存能力。綜合利用遺傳圖譜、基于表現(xiàn)型的定制藥物開發(fā)、化學(xué)模擬程序和工程程序以及藥物試驗(yàn)?zāi)M等技術(shù)已經(jīng)使藥物開發(fā)從嘗試型方法轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄖ菩烷_發(fā)，即根據(jù)服藥群體對(duì)藥物反應(yīng)的深入了解會(huì)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和使用新的藥物。這種方法還可以挽救過去在臨床試驗(yàn)中被少數(shù)患者排斥但有可能被多數(shù)患者接受的藥物。這種方法可以改善成功率、降低試驗(yàn)成本、為適用范圍較窄的藥物開辟新的市場(chǎng)、使藥物更加適合適用對(duì)癥群體的需要。如果這種技術(shù)趨于成熟，可以對(duì)制藥工業(yè)和健康保險(xiǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響。

3 結(jié)束語

綜合多學(xué)科的努力，通過新技術(shù)的創(chuàng)立可以大大拓寬發(fā)明新藥的空間，增加發(fā)明新藥的機(jī)遇與速度。因?yàn)檫@些手段可以尋找快速鑒定藥物作用的靶，更有效地發(fā)現(xiàn)更多新的先導(dǎo)物化學(xué)實(shí)體，從而為發(fā)明新藥提供更加廣闊的前景。

參考文獻(xiàn):

[1] 張蕊,田澎. 生物制藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析及我國(guó)企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略[J] 工業(yè)工程與管理, 2011,(05) .

第7篇：生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)范文

關(guān)鍵詞：微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程；多學(xué)科融合；教學(xué)改革；教學(xué)質(zhì)量；創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）47-0108-03

微生物學(xué)是生物學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域中極為重要的基礎(chǔ)性學(xué)科，同時(shí)也是生物工程和生物技術(shù)專業(yè)的核心課程。由微生物學(xué)的發(fā)展史不難看出，該學(xué)科最重要的特征就是具有實(shí)驗(yàn)性和實(shí)踐性，同時(shí)具有很強(qiáng)的應(yīng)用性。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是對(duì)微生物基本理論的深化和鞏固，又是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動(dòng)手能力、分析問題和解決問題能力的最有效途徑，更是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、科學(xué)思維和提高對(duì)本專業(yè)學(xué)習(xí)興趣的重要手段。因此，在開設(shè)微生物學(xué)課程時(shí)，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)也是既重要又十分必要的課程。我校的生物工程、釀酒專業(yè)和生物技術(shù)三門本科專業(yè)盡管分屬于工科、理科性質(zhì)，但均側(cè)重于培養(yǎng)本領(lǐng)域具有國(guó)際視野、創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題的高素質(zhì)人才。特別是我校“國(guó)家生命科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)基地”的人才培養(yǎng)目標(biāo)明確定位為“培養(yǎng)適合社會(huì)發(fā)展的具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)能力的新世紀(jì)高層次工業(yè)生物技術(shù)人才”。同時(shí)，微生物學(xué)是多個(gè)相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系紐帶，特別是生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和發(fā)酵工藝學(xué)等本專業(yè)的學(xué)科平臺(tái)課程和專業(yè)核心課程，均依賴于微生物學(xué)科的支撐。同樣，微生物學(xué)和微生物實(shí)驗(yàn)課程的知識(shí)體系、基本理論和前沿進(jìn)展又離不開其他學(xué)科的支撐，因此，在學(xué)科交叉與知識(shí)融合的背景下，在本科課程設(shè)置和教學(xué)模式改革中，我們特別注重微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)模式改革和實(shí)踐效果。

一、微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式及不足

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是微生物學(xué)的重要組成部分，也是微生物學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。從培養(yǎng)人才目標(biāo)上來看，微生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)與微生物理論教學(xué)具有同等重要的地位，甚至更高。就我校生物工程專業(yè)，微生物學(xué)理論課程設(shè)定40學(xué)時(shí)，而實(shí)驗(yàn)課程設(shè)定48學(xué)時(shí)，這也從一定程度上反映了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖有區(qū)別，但總的來看多以單元操作實(shí)驗(yàn)、結(jié)果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為模塊進(jìn)行課程設(shè)置，其出發(fā)點(diǎn)是以掌握基本實(shí)驗(yàn)技能，加深基本概念和理論為目標(biāo)的。就其出發(fā)點(diǎn)來看，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置課程體系是發(fā)揮了良好的效果。但是，對(duì)照培養(yǎng)高素質(zhì)、寬口徑和創(chuàng)新型生物工程人才的培養(yǎng)目標(biāo)來看，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍有一些不足之處，概況起來有以下幾點(diǎn)。一是在主觀認(rèn)知上，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課的目的是驗(yàn)證課堂講授的理論內(nèi)容，常采用實(shí)驗(yàn)課堂上教師單純講解示范，學(xué)生一味跟蹤模仿，造成了學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的效果。長(zhǎng)此以往，實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式僵化，學(xué)生上課興趣降低，導(dǎo)致最終的教學(xué)效果很難達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。二是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上呈現(xiàn)點(diǎn)狀式、碎片化特征，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過多，綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)較少。這種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握，但是很難充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探索未知世界的興趣。三是實(shí)驗(yàn)安排上采取每周有實(shí)驗(yàn)，理論課和實(shí)驗(yàn)課并行的特征，導(dǎo)致一些連續(xù)性的實(shí)驗(yàn)難以及時(shí)完成。這種實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)的安排布局看似合理，實(shí)則不符合微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本規(guī)律，因?yàn)橛行┪⑸飳W(xué)實(shí)驗(yàn)需要半天、一天甚至更長(zhǎng)時(shí)間才能完成，而零碎的時(shí)間打斷了實(shí)驗(yàn)的節(jié)奏，導(dǎo)致不可預(yù)知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更為重要的是沒有給學(xué)生充分的時(shí)間去思考、分析和吸收消化所學(xué)知識(shí)，教學(xué)效果肯定大打折扣。為此，我們?cè)谖?、總結(jié)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)精髓的基礎(chǔ)上，根據(jù)工科專業(yè)人才的培養(yǎng)特征，探討和嘗試了一些微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的新舉措。

二、微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

1.微生物實(shí)驗(yàn)課程的體系改革。傳統(tǒng)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)主要包含無菌技術(shù)、染色技術(shù)、純培養(yǎng)技術(shù)、顯微技術(shù)這四大技術(shù)。如前所述，一方面，這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)是基本的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，隨著生命科學(xué)特別是微生物學(xué)科的快速發(fā)展，僅僅開設(shè)這樣實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是跟不上學(xué)科發(fā)展的步伐的，因此微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系結(jié)構(gòu)也要有相應(yīng)的改革和創(chuàng)新，必須體現(xiàn)新內(nèi)容、新技術(shù)、新方法和新進(jìn)展。另一方面，實(shí)驗(yàn)課程通常將這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)分散在相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)單元中，各單元之間缺乏方法和內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，形成割裂的教學(xué)效果，難以有效地培養(yǎng)學(xué)生完整的知識(shí)體系，融會(huì)貫通的理解能力。這種傳統(tǒng)的教學(xué)形式不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。因此，我們?cè)谡n程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，重構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容和課程體系，增加綜合和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)比重，進(jìn)行基本技能和創(chuàng)新能力的交叉遞進(jìn)式培養(yǎng)。

首先，通過單元操作技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能（即染色技術(shù)、顯微技術(shù)、無菌技術(shù)、純培養(yǎng)技術(shù)）和動(dòng)手能力。本部分內(nèi)容主要包括細(xì)菌、放線菌、酵母和霉菌的形態(tài)學(xué)特征；微生物培養(yǎng)基的配制和接種；微生物培養(yǎng)基的配制與滅菌等。單元操作訓(xùn)練是認(rèn)識(shí)微生物、了解微生物的入門技能，也是開展微生物學(xué)研究和微生物工程必備基本技能。在開展單元實(shí)驗(yàn)過程中，為提高學(xué)生的積極性和實(shí)驗(yàn)興趣，首先結(jié)合教學(xué)錄像進(jìn)行講解，在實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置思考題，在觀看錄像過程中，老師隨時(shí)就問題和學(xué)生互動(dòng)，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理不僅要知其然，還要知其所以然。在問題設(shè)置上要能夠從細(xì)節(jié)入手，讓學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)的交叉運(yùn)用、思維方式的靈活拓展。如在進(jìn)行培養(yǎng)基滅菌實(shí)驗(yàn)中，首先設(shè)置問題1：常見的滅菌方式有哪些？其適用范圍和特點(diǎn)有哪些？根據(jù)所學(xué)理論知識(shí)和老師引導(dǎo)，學(xué)生很容易回答這個(gè)問題。接著，設(shè)置問題2：無菌操作時(shí)，超凈臺(tái)面和雙手表面如何殺菌？通過這個(gè)問題與接種操作技術(shù)結(jié)合起來。設(shè)置問題3：我們?cè)谙緯r(shí)為何用70%左右的酒精而不是用無水乙醇？通過這個(gè)將微生物學(xué)和生物化學(xué)兩個(gè)學(xué)科進(jìn)行了有機(jī)交叉，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的融合。緊接著設(shè)置問題4：如果工程發(fā)酵罐中發(fā)現(xiàn)了噬菌體污染，如何消毒？這個(gè)問題將理論問題與發(fā)酵工程相結(jié)合，該問題要求學(xué)生既要掌握理論知識(shí)，也要熟悉發(fā)酵工業(yè)才能很好地進(jìn)行回答。通過四個(gè)環(huán)環(huán)相扣的問題實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的遷移、交叉和融合。其次是通過綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能和微生物學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的應(yīng)用。在這一部分中，首先由教師將一系列獨(dú)立單元實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成圍繞為解決某一模擬課題而展開的系列關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，然后學(xué)生利用微生物理論知識(shí)結(jié)合基本實(shí)驗(yàn)技能，在遵循微生物基本原理基礎(chǔ)上在一定范圍內(nèi)自主選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象。讓學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法并學(xué)會(huì)對(duì)不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較。以自來水中大腸桿菌菌群檢測(cè)為例，利用微生物的生理生化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微生物的鑒定，并對(duì)照水質(zhì)檢測(cè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來安排實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，不僅利用了微生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)操作，而且還將大腸桿菌的形態(tài)學(xué)特征、生理生化特征以及菌種鑒定等知識(shí)融合到實(shí)驗(yàn)中。更為重要的是，讓學(xué)生直接認(rèn)識(shí)到微生物特別是大腸菌群在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中作為指標(biāo)菌的重要應(yīng)用。再次，通過設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生利用微生物學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)開展工業(yè)微生物菌株選育的能力。在這一層次上采用學(xué)生自主設(shè)計(jì)、老師負(fù)責(zé)把關(guān)的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，強(qiáng)化工程概念和實(shí)踐特征。學(xué)生通過完成前面兩個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)，對(duì)微生物基本理論和實(shí)驗(yàn)技能有了較好的理解和掌握。在此基礎(chǔ)上，開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)按照自由組合分組、獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、協(xié)同完善內(nèi)容安排、時(shí)間分配，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作的基本原則開展實(shí)驗(yàn)。老師在整個(gè)過程中要起著引導(dǎo)、啟發(fā)作用。例如：以“從自然界中篩選產(chǎn)酸性淀粉酶（或有機(jī)酸）的芽孢細(xì)菌”研究課題開展實(shí)驗(yàn)為例。學(xué)生需要完成如下工作：通過生境分析明確采樣地點(diǎn)；完成采樣并查找或自行設(shè)計(jì)快速檢出方法；進(jìn)行富集和選擇培養(yǎng)；篩選獲得相對(duì)優(yōu)良的產(chǎn)生菌株；初步鑒定和發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。整個(gè)環(huán)節(jié)的完成不僅可以提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，更重要的是使他們獲得一個(gè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)研究過程的鍛煉。最后，設(shè)置交叉學(xué)科的創(chuàng)新課題，引導(dǎo)學(xué)有余力的同學(xué)積極參與授課老師的相關(guān)科研課題，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物工程和生命科學(xué)的興趣。如前所述，微生物與分子生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、生物信息學(xué)等學(xué)科有著廣泛的交叉與聯(lián)系，當(dāng)今工業(yè)微生物育種技術(shù)在多學(xué)科交叉融合的發(fā)展趨勢(shì)下取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。因此，培養(yǎng)創(chuàng)新潛力大、科研素質(zhì)高的學(xué)生，普通的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難以滿足需要。我們?cè)诓粩嗟奶剿鬟^程中，初步形成了創(chuàng)新課題的形式，讓部分學(xué)生真正參與到科學(xué)研究的第一線。創(chuàng)新課題實(shí)驗(yàn)按照學(xué)科交叉、由易到難、注重創(chuàng)新的原則設(shè)置。在學(xué)生能夠獨(dú)立完成小型課題的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步融入到研究生課題的探索中。如，以“表達(dá)綠色熒光蛋白的重組大腸桿菌構(gòu)建”為課題，將微生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)、基因工程、生物信息學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識(shí)交叉、融合其中，讓學(xué)生在探索中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中實(shí)現(xiàn)寬口徑、厚基礎(chǔ)型的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2.微生物實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)安排和考核模式改革。如前所述，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)安排導(dǎo)致不適宜于微生物實(shí)驗(yàn)課程的開展。為了避免分散的課時(shí)導(dǎo)致教學(xué)效果的降低，教務(wù)部門在安排班級(jí)教學(xué)任務(wù)時(shí)，會(huì)統(tǒng)籌考慮不同課程的差異性，在協(xié)調(diào)優(yōu)化課時(shí)安排的基礎(chǔ)上，排出相對(duì)完整的時(shí)間安排微生物實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)。另外，任課教師統(tǒng)籌利用下午和晚上連續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間開展教學(xué)工作。實(shí)踐證明，優(yōu)化課程學(xué)時(shí)結(jié)構(gòu)，合理安排教學(xué)課時(shí)能夠保障實(shí)驗(yàn)的連貫性、一致性，提高學(xué)生的積極性，從而顯著提升教學(xué)效果?？己耸菍?shí)驗(yàn)教學(xué)體系的重要環(huán)節(jié)，是評(píng)估學(xué)生學(xué)習(xí)成效的重要手段。傳統(tǒng)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方式相對(duì)單一，通常以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，考勤情況等為輔綜合評(píng)定的方法作為考核手段。這種評(píng)價(jià)方法盡管具有標(biāo)準(zhǔn)公平、成績(jī)公正、易于操作等優(yōu)點(diǎn)，不足之處在于導(dǎo)致學(xué)生僅注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫，而忽視了實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，更重要的是這種考核模式難以真實(shí)反映學(xué)生對(duì)微生物學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)技能的綜合分析能力和創(chuàng)新能力。因此，我們也對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程考核方法進(jìn)行了一些探索和嘗試。

首先，我們認(rèn)為考核的內(nèi)容不僅應(yīng)包括對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解和基本實(shí)驗(yàn)技能的掌握，還應(yīng)包括分析和解決問題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神以及科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。因此，實(shí)行實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果并重的考評(píng)方法對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)技能和求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度很有必要。

其次，在加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的管理和考核規(guī)范的前提下，淡化和簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告中操作步驟按部就班的抄寫，注重結(jié)果分析和討論，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后布置一些開放性的思考題讓學(xué)生完成。這樣，不僅能促使學(xué)生通過查閱資料解決問題，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)主動(dòng)性和分析問題的能力，也能避免學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作假和抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象發(fā)生。

再次，分類考核，全面考查。對(duì)于一次實(shí)驗(yàn)課能夠完成的單元操作實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)場(chǎng)檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)完成情況和結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問題當(dāng)場(chǎng)指出并評(píng)定課堂表現(xiàn)成績(jī)。教師將根據(jù)實(shí)驗(yàn)課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況，對(duì)每個(gè)單元實(shí)驗(yàn)的綜合成績(jī)進(jìn)行評(píng)分。對(duì)于需要多次實(shí)驗(yàn)才能完成的綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要求提供詳細(xì)的原始記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析報(bào)告作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核的重要依據(jù)。

三、結(jié)語

江南大學(xué)生物工程學(xué)院的微生物學(xué)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)在多年來不斷探索和改革的過程中，逐漸形成了具有特色的學(xué)科平臺(tái)課程。在教學(xué)過程中，微生物學(xué)理論課老師一般都要擔(dān)任微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，這樣老師能夠更好地自主協(xié)調(diào)和平衡理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)課程在時(shí)間、節(jié)奏和進(jìn)度上的合理安排，從而使二者能夠相輔相成，相得益彰，整體上提高微生物學(xué)的教學(xué)水平和質(zhì)量。通過單元操作實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等由易到難、由淺入深的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)構(gòu)安排，對(duì)學(xué)生更好地理解和消化理論課，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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[2]周宜君，劉越，戴景峰，等.微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].微生物學(xué)通報(bào)，2009，36（10）：1609-1613.

第8篇：生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)范文

關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)；教學(xué)改革；課程群；

隨著現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遺傳學(xué)已成為21世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一，是生命科學(xué)中各門學(xué)科的核心，它的分支幾乎擴(kuò)展到生命科學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域.目前，在生物學(xué)各專業(yè)的教學(xué)中，普遍存在著知識(shí)老化，課程體系陳舊，如遺傳學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、基因工程、基因組學(xué)、分子遺傳學(xué)等課程之間存在著部分內(nèi)容重復(fù)等一系列問題.顯然，當(dāng)前的課程體系已不適應(yīng)高等學(xué)校生命科學(xué)教育的要求.如何突出遺傳學(xué)主干課程，實(shí)現(xiàn)課程體系的整合、優(yōu)化，不同課程間知識(shí)的融通和銜接，以此組建口徑寬、方向靈活的課程群，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)力，培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性特長(zhǎng)、能力特長(zhǎng)以及繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力，形成終身學(xué)習(xí)的觀念，是擺在我們面前值得思考的問題.我們從遺傳學(xué)課程入手，對(duì)遺傳學(xué)課程群進(jìn)行了初步的思考，重新設(shè)置和實(shí)踐，目的是實(shí)現(xiàn)課程體系的整合、優(yōu)化，培養(yǎng)符合現(xiàn)代社會(huì)要求的創(chuàng)新型、復(fù)合型人才.

1遺傳學(xué)課程群內(nèi)課程設(shè)置的基本思路

遺傳學(xué)課程群內(nèi)課程設(shè)置的基本思路就是圍繞“一個(gè)中心，三個(gè)方向”的原則，以普通遺傳學(xué)為核心課程，兼顧三個(gè)方面的內(nèi)容.基本框架如圖1.

“一個(gè)中心”就是以普通遺傳學(xué)為核心課程.遺傳學(xué)是一門生命科學(xué)所有專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，要求全面系統(tǒng)地介紹遺傳學(xué)的基本原理、分析方法及現(xiàn)代遺傳學(xué)發(fā)展的最新成就.在教學(xué)中，要始終貫穿遺傳物質(zhì)的本質(zhì)、遺傳物質(zhì)的傳遞和變異、遺傳信息的表達(dá)與調(diào)控這一主線，使學(xué)生在群體水平、個(gè)體水平、細(xì)胞水平和分子水平的不同層次上對(duì)遺傳學(xué)有比較全面、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并能應(yīng)用其基本原理分析遺傳學(xué)數(shù)據(jù)，解釋遺傳學(xué)現(xiàn)象，并對(duì)遺傳學(xué)各分支學(xué)科有一個(gè)基本的了解.

“三個(gè)方向”是以遺傳學(xué)分支學(xué)科、反映現(xiàn)代遺傳學(xué)發(fā)展的學(xué)科及遺傳學(xué)普及性學(xué)科為遺傳學(xué)內(nèi)容細(xì)化、深化和普及的三個(gè)層面，主要包括以下內(nèi)容：

一是遺傳學(xué)分支學(xué)科的內(nèi)容，主要包括《群體遺傳學(xué)》、《微生物遺傳學(xué)》、《細(xì)胞遺傳學(xué)》等課程，以專業(yè)選修課的形式開出，主要目的是根據(jù)學(xué)生的興趣和愛好，深入學(xué)習(xí)遺傳學(xué)各個(gè)分支學(xué)科的知識(shí).如《群體遺傳學(xué)》是研究在自然選擇、基因漂變、突變以及遷移四種進(jìn)化動(dòng)力的影響下，等位基因的分布和改變.它是在群體水平上研究種群的分類、空間結(jié)構(gòu)等，并試圖解釋諸如適應(yīng)和物種形成現(xiàn)象的理論.《微生物遺傳學(xué)》是以病毒、細(xì)菌、小型真菌以及單細(xì)胞動(dòng)植物等為研究對(duì)象的遺傳學(xué)分支學(xué)科.《細(xì)胞遺傳學(xué)》是遺傳學(xué)與細(xì)胞學(xué)相結(jié)合的一個(gè)遺傳學(xué)分支學(xué)科，主要是在細(xì)胞和染色體水平上研究.

二是反映現(xiàn)代遺傳學(xué)發(fā)展的學(xué)科，如《基因工程》、《分子遺傳學(xué)》、《基因組學(xué)》.這三門課程都是在普通遺傳學(xué)基礎(chǔ)上開設(shè)的專業(yè)選修課程，目的是與現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展接軌.如《分子遺傳學(xué)》(moleculargenetics)的主要內(nèi)容為基因的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄以及轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、翻譯，基因突變，DNA的復(fù)制、修復(fù)，原核與真核生物的基因表達(dá)調(diào)控，是在分子水平上進(jìn)行的研究.此課程為生命科學(xué)各專業(yè)本科生的學(xué)科基礎(chǔ)課，也可作為研究生的專業(yè)選修課.《基因工程》(geneengineering)主要介紹基因操作的主要技術(shù)原理，基因操作的工具酶，克隆載體，目的基因的分離方法，重組體的構(gòu)建及導(dǎo)入，克隆基因的表達(dá)與檢測(cè)，基因工程研究進(jìn)展，存在問題及新策略等內(nèi)容，使學(xué)生具備基因工程方面的基本知識(shí)和掌握其操作技術(shù).《基因組學(xué)》(genomics)是對(duì)所有基因進(jìn)行基因組作圖，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一門科學(xué).主要講述生物基因組的基本結(jié)構(gòu)和組成、基因組內(nèi)基因的表達(dá)和調(diào)控、遺傳圖譜與物理圖譜、基因組測(cè)序、基因組序列解讀、染色體的結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)調(diào)控、基因組的復(fù)制、基因組進(jìn)化的分子基礎(chǔ)、基因組進(jìn)化的模式、分子系統(tǒng)發(fā)生學(xué)等內(nèi)容，并講述人類基因組計(jì)劃的全過程以及由此引發(fā)的道德倫理和法律問題，系統(tǒng)向?qū)W生講授基因組學(xué)研究的基本內(nèi)容及相關(guān)進(jìn)展.通過該課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)的重要研究領(lǐng)域、熱點(diǎn)問題與發(fā)展趨勢(shì)，以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展.

三是遺傳學(xué)普及性的內(nèi)容，此類課程為遺傳學(xué)的平行課程，以公選課的形式開出，主要目的是普及遺傳學(xué)知識(shí)，提高人口質(zhì)量和全民素質(zhì).我們針對(duì)非生物專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了《人類遺傳學(xué)》和《遺傳與優(yōu)生》兩門課程.《人類遺傳學(xué)》主要講述人類在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、生化、免疫、行為等各種性狀的遺傳上的相似和差別，人類群體的遺傳規(guī)律以及人類遺傳性疾病的發(fā)生機(jī)理、傳遞規(guī)律和如何預(yù)防等內(nèi)容，使學(xué)生掌握人類遺傳學(xué)的基本概念和主要研究方法.《遺傳與優(yōu)生》主要講述什么是遺傳病，遺傳病對(duì)人類的危害，人類的染色體和染色體病、基因和基因病、腫瘤與遺傳、人類代謝和發(fā)育中的遺傳學(xué)問題、優(yōu)生學(xué)的基本概念、影響優(yōu)生的因素，優(yōu)生的措施等.這兩門課程都注重貼近生活，貼近社會(huì)，從剖析青年學(xué)生關(guān)注的問題入手去介紹人類遺傳與優(yōu)生的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，使學(xué)生能夠在輕松、順暢且饒有興趣的學(xué)習(xí)過程中獲益.對(duì)于醫(yī)療保健事業(yè)和人群遺傳素質(zhì)的改進(jìn)具有重要意義.

2遺傳學(xué)課程群內(nèi)課程內(nèi)容整合的思路

為解決遺傳學(xué)的迅速發(fā)展及新知識(shí)、新技術(shù)不斷出現(xiàn)與遺傳學(xué)教學(xué)時(shí)數(shù)減少這一矛盾，我們通過建立遺傳學(xué)課程群體系，協(xié)調(diào)課程群內(nèi)各門課程的關(guān)系，盡量減少重復(fù)內(nèi)容，對(duì)于學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，如核酸的結(jié)構(gòu)和特征在先修課程《生物化學(xué)》中介紹，染色體的結(jié)構(gòu)，細(xì)胞周期等在細(xì)胞生物學(xué)課程中介紹，概率和統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程中介紹.而對(duì)于遺傳學(xué)各分支學(xué)科的深入討論，將在細(xì)胞遺傳學(xué)、群體及數(shù)量遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)、基因組學(xué)、基因工程、生物信息學(xué)等課程中介紹.

3遺傳學(xué)課程群內(nèi)實(shí)驗(yàn)課程整合的思路

遺傳學(xué)課程群內(nèi)主要設(shè)置了遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)和分子遺傳學(xué)大實(shí)驗(yàn)，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)是為了配合遺傳學(xué)的教學(xué)而開設(shè)的一門實(shí)驗(yàn)課程，其設(shè)計(jì)思想是：1)配合遺傳學(xué)的教學(xué)，鞏固和加深對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)的理解；2)適應(yīng)現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展，讓學(xué)生掌握現(xiàn)代遺傳學(xué)研究所必需的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)；3)開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)腦筋設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn).目前已形成具有基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、提高性實(shí)驗(yàn)和具有綜合性、研究創(chuàng)新性、開放性實(shí)驗(yàn)的不同層次的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系.鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)腦筋設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室已對(duì)學(xué)生部分開放，并實(shí)施了自選實(shí)驗(yàn)考試法[1].學(xué)生在此過程中得到了很好的科研訓(xùn)練，部分學(xué)生在本科階段就寫作并發(fā)表了論文，充分體現(xiàn)了遺傳學(xué)課程教學(xué)改革的特色.例如，結(jié)合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們編制了“遺傳學(xué)試驗(yàn)的計(jì)算機(jī)模擬”軟件[2]，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)基本概念和基本原理的理解，而且也增加了學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生命科學(xué)研究的興趣.我們開發(fā)設(shè)計(jì)了“遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)顯微圖像演示系統(tǒng)”[3]，建立了遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)圖像庫，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前可以方便地檢索觀察實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的各種圖像，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率.通過遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的培訓(xùn)，學(xué)生具備了一定的設(shè)計(jì)和綜合創(chuàng)新的能力，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)入分子遺傳學(xué)大實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí).而分子遺傳學(xué)大實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)整合了分子遺傳學(xué)和基因工程兩門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，既涵蓋了分子遺傳學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)，也體現(xiàn)了現(xiàn)代分子遺傳學(xué)發(fā)展的新方法、新技術(shù).實(shí)驗(yàn)通過DNA提取、擴(kuò)增、檢測(cè)，到目的基因的獲取、重組、轉(zhuǎn)化、分子雜交等系列性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生不僅掌握了現(xiàn)代生物學(xué)分析技術(shù)，也培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，更實(shí)現(xiàn)了理論類課程與實(shí)踐訓(xùn)練類課程的有序銜接，同時(shí)完善了學(xué)生從認(rèn)知實(shí)踐到科研實(shí)踐的創(chuàng)新精神培養(yǎng)體系.

4遺傳學(xué)課程群實(shí)踐基地的建設(shè)

僅有書本上的知識(shí)是不夠的，遺傳學(xué)課程群內(nèi)的課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，專業(yè)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合的綜合性教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不可缺少的重要一環(huán).為此，我們通過認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等手段加強(qiáng)課程知識(shí)的掌握.利用地域優(yōu)勢(shì)，與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院徐州分院、江蘇省藥用植物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、江蘇維維集團(tuán)等建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系.如，我們?cè)谥v解“三系配套”時(shí)就帶領(lǐng)學(xué)生到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院徐州分院參觀學(xué)習(xí)、實(shí)地學(xué)習(xí)如何進(jìn)行“三系配套”的操作，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解.通過專業(yè)實(shí)踐，拓寬了學(xué)生的視野，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題以及開拓創(chuàng)新的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的事業(yè)心和責(zé)任感.

5遺傳學(xué)課程群教學(xué)方法和教學(xué)手段改革之思考

第9篇：生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)范文

90世紀(jì)末期迅速發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)使傳統(tǒng)學(xué)校教育進(jìn)入了新的發(fā)展階段，取得了顯著的教學(xué)效果?，F(xiàn)代化教學(xué)手段和教學(xué)方法在醫(yī)學(xué)教育教學(xué)中的應(yīng)用，也有力地促進(jìn)醫(yī)學(xué)教育教學(xué)的迅速發(fā)展和完善。它既解決了困擾醫(yī)學(xué)學(xué)科多年的技術(shù)問題，更激活了醫(yī)學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高了醫(yī)學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量。

1現(xiàn)代化教學(xué)手段和教學(xué)方法

多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代化教學(xué)手段中最具活力、最具前景的新興技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)教育信息化的重要手段。運(yùn)用多媒體技術(shù)已經(jīng)成為廣大教育工作者改革教學(xué)方法、改進(jìn)教學(xué)手段、提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑［1］。現(xiàn)代化教學(xué)手段和方法是指能對(duì)教學(xué)工作起到輔的展示、演示、模擬、拓展的一切現(xiàn)代化的機(jī)器設(shè)備，常指計(jì)算機(jī)、投影儀、實(shí)物展示平臺(tái)、幻燈片以及其他影音設(shè)備。通過投影儀，計(jì)算機(jī)可以把教師課前備好的教學(xué)課件以及教學(xué)相關(guān)的知識(shí)材料、手術(shù)過程、自然現(xiàn)象以及病人生活片段展示出來，讓學(xué)生在課堂上更好地接受知識(shí)、增強(qiáng)了解、加深印象。特別是在課堂上直接連接因特網(wǎng)上的相關(guān)內(nèi)容，直接讓學(xué)生感受到最新、最快的觀點(diǎn)、材料、背景，這對(duì)掌握知識(shí)、拓展視野有很大的促進(jìn)作用。

2多媒體技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育教學(xué)中的優(yōu)越性

多媒體輔助教學(xué)的優(yōu)越性體現(xiàn)在：

（1）借助計(jì)算機(jī)的模擬手段，可以使學(xué)生更加形象、直觀地認(rèn)識(shí)各種生物體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，誘發(fā)學(xué)生的想象性思維，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。例如以往在講解DNA分子的雙螺旋立體空間結(jié)構(gòu)時(shí)最多有一個(gè)模型，而應(yīng)用計(jì)算機(jī)特有的三維顯示技術(shù)就可以很清晰地向?qū)W生反映出此空間結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，讓他們更容易理解DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程；同時(shí)借助多媒體技術(shù)也可以向?qū)W生動(dòng)態(tài)地演示一些生化代謝過程，如糖酵解、三羧酸循環(huán)等復(fù)雜的生化反應(yīng)，通過計(jì)算機(jī)的模擬使得教與學(xué)都取得了良好的效果。

（2）多媒體手段的運(yùn)用使備課中增刪教學(xué)內(nèi)容變得非常方便，特別適合知識(shí)更新和隨機(jī)在教學(xué)中增補(bǔ)學(xué)術(shù)前沿的內(nèi)容；節(jié)省了課堂板書的時(shí)間，老師在有限的課時(shí)中有較充分的時(shí)間對(duì)重、難點(diǎn)講透徹，更多地介紹新知識(shí)和新進(jìn)展，還有一定的時(shí)間讓學(xué)生們思考問題，討論分析問題，有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。對(duì)于老師來說運(yùn)用多媒體技術(shù)授課可以促使其掌握更多的知識(shí)，包括專業(yè)知識(shí)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與技能，對(duì)于教師素質(zhì)的提高起到了良好的促進(jìn)作用。

（3）多媒體的龐大知識(shí)信息儲(chǔ)備能力和課件可以通過電腦網(wǎng)絡(luò)資源共享的交流方式，使學(xué)生知識(shí)信息的獲得不再主要依靠課堂上的有限時(shí)間，使課堂教學(xué)和課外自學(xué)實(shí)現(xiàn)了真正意義上的有機(jī)結(jié)合［2］。

3醫(yī)學(xué)教育教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)然，現(xiàn)代化教學(xué)手段和方法還包括醫(yī)學(xué)教學(xué)的可視化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。可視化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化是醫(yī)學(xué)教育教學(xué)的趨勢(shì)，因?yàn)獒t(yī)學(xué)發(fā)展的特殊性，醫(yī)學(xué)教育教學(xué)更需要使用高效率的先進(jìn)教學(xué)手段和方法。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)教育手段對(duì)于醫(yī)學(xué)教育有著傳統(tǒng)教學(xué)手段無可比擬的優(yōu)點(diǎn)［3］?，F(xiàn)代化教學(xué)中的多媒體有利于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)知識(shí)的闡明，現(xiàn)代的醫(yī)學(xué)進(jìn)展多以高通量、系統(tǒng)化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為特征，比如一塊小小的基因芯片所檢測(cè)的內(nèi)容相當(dāng)于一座十層實(shí)驗(yàn)樓的檢測(cè)量；一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫就能儲(chǔ)存整個(gè)基因蛋白質(zhì)組的全部相關(guān)數(shù)據(jù)；一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字“數(shù)字人體”就能儲(chǔ)存人體各個(gè)部位各種組織的全部形態(tài)和空間關(guān)系數(shù)據(jù)；醫(yī)學(xué)的形態(tài)學(xué)科、功能學(xué)科、生物信息學(xué)科和影像學(xué)的新進(jìn)展，用傳統(tǒng)的教學(xué)方式表達(dá)出來既費(fèi)時(shí)效果又差，而且關(guān)于醫(yī)學(xué)新進(jìn)展的教學(xué)掛圖往往又沒有生產(chǎn)銷售?，F(xiàn)代教育教學(xué)手段的使用是教學(xué)現(xiàn)代化的一個(gè)標(biāo)志，網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)突破了傳統(tǒng)教學(xué)在時(shí)間、空間和地域上的限制，集聲、形、色為一體，播放簡(jiǎn)便迅速，信息量大，適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要，可以給學(xué)生更直觀的感性認(rèn)識(shí)。更因?yàn)橛?jì)算機(jī)聲音圖形播放和三維（3D）技術(shù)的應(yīng)用，大量的示意圖和照片可以被展示，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫可以以人機(jī)對(duì)話的形式逐步展示生命活動(dòng)的復(fù)雜動(dòng)態(tài)過程；形態(tài)學(xué)上微細(xì)結(jié)構(gòu)和空間相對(duì)關(guān)系和生物信息分子的空間構(gòu)象也可以從不同的角度和不同焦距進(jìn)行觀察［4］。使用計(jì)算機(jī)輔助現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教學(xué)使知識(shí)的難點(diǎn)被化解，誤解減少，抽象化為具體，無聲化為有聲，雜亂化為有序。這更有利于對(duì)新知識(shí)內(nèi)容的深化，落實(shí)知識(shí)點(diǎn)，提高了學(xué)習(xí)的興趣；同時(shí)也減少學(xué)習(xí)時(shí)間，提高了學(xué)習(xí)效率，適應(yīng)了醫(yī)學(xué)知識(shí)發(fā)展的需要，也更符合生活在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的學(xué)生對(duì)教學(xué)形式的要求。使用計(jì)算機(jī)輔助現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教學(xué)更有利于醫(yī)學(xué)生緊跟醫(yī)學(xué)的進(jìn)展，醫(yī)學(xué)教材的更新一般為4～10年，而醫(yī)學(xué)知識(shí)的更新是無時(shí)無刻不在進(jìn)行的，今天的受教育者是要面對(duì)未來醫(yī)療環(huán)境的醫(yī)生，醫(yī)學(xué)教育更應(yīng)該貫徹“面向未來”的方針。醫(yī)學(xué)相關(guān)知識(shí)在網(wǎng)絡(luò)資源中占有相當(dāng)大的比重，網(wǎng)絡(luò)是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的，在普通醫(yī)學(xué)院校只有使用網(wǎng)絡(luò)才能更好地跟上醫(yī)學(xué)發(fā)展的腳步，不管是醫(yī)學(xué)博士生，碩士生還是本科生，都應(yīng)該定期瀏覽因特網(wǎng)跟蹤醫(yī)學(xué)進(jìn)展。

4現(xiàn)代化教學(xué)手段中的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)教學(xué)有利于克服教學(xué)條件的不足

一直以來，醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和臨床教學(xué)常常受歷史傳統(tǒng)、地理區(qū)域和季節(jié)氣候條件的影響，比如在全世界范圍，因?yàn)槭軞v史傳統(tǒng)的制約，尸體和標(biāo)本來源少，生理和病理形態(tài)學(xué)教學(xué)中標(biāo)本短缺，罕見疾病更難滿足教學(xué)的需要。同時(shí)標(biāo)本多儲(chǔ)存在玻璃瓶中，觀察起來不方便學(xué)習(xí)效果也不好。在臨床上許多傳染病只在世界部分地區(qū)流行，而地方病只存在于很小的局部地區(qū)，教學(xué)中囿于多種因素的影響，特殊的病例不易見到。除了標(biāo)本和病例缺乏外，作為補(bǔ)充手段的掛圖的數(shù)量和來源也很有限。因?yàn)槿绱?，醫(yī)學(xué)生往往只有空頭的理論而無感性的知識(shí)，許多基礎(chǔ)和臨床教學(xué)都是紙上談兵。在計(jì)算機(jī)教學(xué)中由于標(biāo)本圖片、動(dòng)畫、音頻、視頻和人機(jī)對(duì)話的廣泛應(yīng)用，這一問題得到了有益的補(bǔ)救。許多媒體教育資源可在網(wǎng)上獲取，如：美國(guó)國(guó)立醫(yī)學(xué)圖書館的可視人體教學(xué)資源、華盛頓大學(xué)的數(shù)字解剖學(xué)、哈佛大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)腦解剖圖譜，世界大多數(shù)醫(yī)學(xué)網(wǎng)站都完全對(duì)外開放。醫(yī)學(xué)各學(xué)科的知識(shí)在網(wǎng)上都很豐富，通過搜索引擎和檢索工具，我們可以接觸到足夠多的信息。因此在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí)代，教師應(yīng)該為學(xué)生列出每節(jié)課的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源，充分利用網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育的必由之路。