細胞生物學的研究領域精選(九篇)

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第1篇：細胞生物學的研究領域范文

一、引言

細胞生物學是生命科學中一門重要的分支學科。細胞生物學主要從細胞的不同結構層次以及細胞間的相互關系來研究細胞生命活動（生長、分裂、分化、遺傳變異、運動和興奮、傳導、衰老和死亡）的基本規律。從生命結構層次來看，細胞生物學位于分子生物學和個體生物學之間，同它們相互銜接、相互滲透。因此，從這一意義上來說，細胞生物學是一門承上啟下的學科，和分子生物學一起同是現代生命科學的基礎，并廣泛滲透到遺傳學、發育生物學、生殖生物學、神經生物學和免疫生物學等學科的研究中，和農業、醫學、生物高新技術發展有著密切的關系，是生命科學的重要支柱之一[1]。

目前，國內已有過百所高校開設了細胞生物學專業，細胞生物學專業的培養目標是“使學生既掌握本學科的發展簡史和前沿領域，又掌握細胞生物學的基礎知識、基本概念和基本理論，使學生受到基本科學思維訓練，同時使學生學會學習，具有自我開拓可獲得知識和利用信息的能力。要求學生牢固掌握細胞的基本結構和功能及各細胞器間的關系的基本知識，并且能夠掌握和了解細胞生物學的熱點課題的現狀和未來的發展趨勢，包括生命信息流和細胞信息網絡的研究、信號傳遞與細胞識別、神經活動的細胞及分子基礎、蛋白質的加工與分選、發育的分子機制及遺傳控制、細胞增殖、調控與編程死亡等，使學生對認識細胞的生命活動具有強烈的追求和探索精神，善于從生命現象探求其內在規律，能夠運用現有的細胞生物學知識去研究生命科學中與細胞生物學有關的課題。”[2]當前，許多高校開設的細胞生物課程，針對學生綜合能力的培養還不夠，同時，缺乏專業性與系統性。本文針對本校細胞生物學課程存在的問題，在學校教改項目的支持下，探索“授之以魚，不如授之以漁”的優化細胞生物學教學體系，融知識傳授與能力培養為一體的教學新模式。

二、細胞生物學教學內容的優化

《細胞生物學》的內容涵蓋植物、動物、細菌等多種生物，并且與其他學科內容交叉滲透廣泛，因此教學過程中，容易導致主線不清晰，層次紊亂，內容繁雜等問題。在教學過程中，要使學生在腦海中建立起一個較為牢固的細胞生物學的知識體系和網絡，這就要求在一線教學的我們更多地考慮授課的內容。

（一）突出重點，避免重復

細胞生物學課程內容涉及到微生物學、生物化學、植物生理學、動物生理學、遺傳學和普通生物學等學科，這些專業課的內容在授課的時間上不一致。為了有效避免與先行課程中所講授的內容出現重復，并且游刃有余地突出本課程在此知識點上特有的重點，必須對教學的內容進行優化。首先在教學的過程中應該掌握每個章節的內容與哪門課程的知識點重復；其次應了解與此知識點重復的課程的授課時間是否早于此知識點。若是，則在教授此知識點時，與細胞生物學不相關的內容則一帶而過。若否，則建議在傳授此知識點時，即使此內容與細胞生物學的內容相關性不強，但為了方便學生更加深刻地理解此知識點，則應簡單介紹。比如在介紹線粒體和葉綠體這兩個章節的內容時，電子傳遞鏈、氧化磷酸化和光合磷酸化的內容在生物化學課程中是作為重點講授的內容。因此，在細胞生物學課程中，若學生已經具備了此知識點，則在講課的過程中，我們應當簡單提及此知識點，而重點闡述線粒體與葉綠體的結構與化學組成、其上蛋白的定位、代謝自主程度，核基因對其控制及其起源等。又比如細胞核與染色體章節中，在分子生物學和遺傳學的內容中，都重點闡述了此部分內容，因此在細胞生物學課程中，僅做簡單介紹即可。這樣，使本學科與其他課程的知識緊密銜接又避免了不必要的重復，在有限的學時內，將重點內容最大化地傳授給學生。

（二）貫穿前沿內容，貼近時展

細胞生物學是一門實驗科學，科學在日新月異地發展，而我們的課本卻并不能時刻地更新以順應科學的發展。因此，這就要求我們的細胞生物學的教師不能因循守舊，只顧及課本的基礎知識點。我們必須站在科學發展的前沿，掌握本領域科技發展動態，并將此動態轉化為知識點的內容，及時傳遞給學生，激發學生對科研的熱情，吸引其注意力。近年來的諾貝爾醫學或生理學獎絕大多數都頒給了細胞生物學相關的研究領域，例如今年的獎項頒發給了日本科學家大隅良典，贊揚其在細胞的自噬作用方面的卓越貢獻。當我們在傳授“溶酶體的自噬作用”這一內容時，我們可以將此例先呈現出來，吸引學生的注意力，再將要講授的知識點加以闡述，以便于學生對知識點的理解和記憶更加牢固。

（三）啟發引導，對知識點適當延伸

改變傳統的“教師在講臺上照本宣科，學生在臺下死記硬背應付考試。”的僵化做法。在傳授學生知識時，我們教師應該多用“問題導入法”來引出知識點，并讓學生根據他們現有的知識，在腦海中搜尋相關的解釋。這一方面讓學生積極參與課堂之中，最重要的是讓學生學會思考問題，比如在講授“細胞的大小及體積恒定”這一小節時，可以先讓學生思考一個問題：人和小鼠相應的器官都是由細胞組成的，比如心、肺、脾臟等，但是人的這些器官都比小鼠大很多，那么這到底是由于細胞的數量造成的，還是由于細胞的大小不一造成的？另外，每個知識點發?F過程的背后都是有很有趣的小故事，在傳授這些知識點之前，我們教師不妨先講述一下這些小故事，從而激發起學生發現新知識的熱情和動力，幫助學生學會預測、預見和構想未來事物的發展變化，不斷增強學生的自覺性和創造性。

三、教學手段和方法的優化

在慕課和微課逐漸發展壯大的大背景下，我們教師應該通過整合網絡上優秀的資源來進行授課。雖熱目前慕課和微課的資源并不能完全涵蓋整個細胞生物學的所有知識點，但部分已經成型。在上課前，我們可以讓學生通過自學的方式先對知識點進行預習，通過上課提問的方式來了解學生學習的動態，這樣可以有效避免因為教師“填鴨式”的授課讓學生出現學習上的“惰性”。在上課時，我們可以通過“自學―討論―總結”的教學模式來激發學生對學習以及探索的熱情。

四、改革考核方法

??下，各個院校最常用的考核方式局限于期末考試，這樣帶來的不可避免的一個問題就是，就算學生平時不怎么學習，只要在期末前幾天突擊一下，也可以取得一個不錯的成績。為了提高學生的綜合能力，我們應當改變考核方式。考核應貫穿于整個課程學習之中，如布置課程論文就是一個提高學生綜合能力的方法。在部分知識點或者章節講授完成之后，給出一個研討題，讓學生以團隊的形式共同查閱相關的文獻，最終以PPT或者以課程論文形式進行專題交流研討，這樣不僅提高了學生的論文查閱能力、團隊協作能力、語言表達能力，還提高了學習的主動性，對科研訓練和畢業設計也將起到很大的作用。

第2篇：細胞生物學的研究領域范文

細胞是生物體結構和功能的基本單位，細胞生物學就是研究細胞結構、功能及生活史的一門學科。學習細胞生物學，在細胞和分子水平上了解和認識細胞的結構和功能及細胞的各種生命活動規律，可加深學生對生命現象本質的理解和認識，培養學生的科學思維和科研素質，為學生將來的科學研究工作奠定堅實的基礎。早在90年代中期，國家自然科學基金委員會就組織一批細胞生物學方面的專家就我國細胞生物學發展的13個方面的研究制定了戰略規劃。近年來隨著細胞生物學研究的不斷深入，學科發展極為迅速，已成為生命科學領域的前沿學科，諾貝爾生理與醫學獎大都授予了從事細胞生物學研究的科學家。隨著科學的發展，細胞生物學的新成果、新技術不斷涌現，導致細胞生物學教學內容多、學時少的矛盾日益突出，給教學帶來很大壓力。為此，我們多次對教學內容進行補充和修改，使其盡量體現時代特征和時代要求，同時不斷更新教學方法和教學手段，在發揮教師課堂主導作用的同時，激發學生的學習興趣，有效地提高細胞生物學理論科教學的質量。

1、積極更新教學內容

1）根據教學目標，制定教學內容

在細胞生物學理論課教學中比較普遍的問題是課時少，內容多。這就要求在有限的教學時數內，必須將內容進行合理安排，最大程度的將最需要的知識傳授給學生，提高課堂的效率。首先對一些了解比較清楚，難度不大的內容，減少了講解的時間，建議學生自學，有效的提高了課堂的效率。其次是針對一些與生物化學、遺傳學、生理學、組織學等相關學科內容有所交叉的教學內容進行遴選，盡量減少相近學科間內容的重復，同時保證了教學內容的完整性。例如線粒體內膜的電子傳遞鏈在生物化學中已經學過，在細胞生物學的教學中，這部分內容就簡要帶過。

2）引進研究進展，完善教學內容

細胞生物學是世界上最熱門的研究領域之一，科研成果層出不窮，是緊跟時代前沿的，關注熱點問題的教學內容，對激發學生的學習興趣具有重大意義。我們根據專業需要，把最新科研成果和亟待解決的關鍵問題融化到教學內容中，讓學生及時了解學科的發展動態和國際前沿進展，這對細胞生物學教師提出了更高的要求。教師必須超越書本，走在知識的前沿，引導學生去探索未來發現新知識的熱情和動力，發展學生的發散性思維能力，不斷增強學生的自覺性和創造性（1）。例如美國科學家安德魯?菲爾和克雷格?梅洛發現了核糖核酸（RNA）干擾機制獲得2006年諾貝爾生理及醫學獎；美國科學家伊麗莎白?布萊克本、卡羅爾?格雷德和杰克?紹斯塔克發現了端粒和端粒酶是如何保護染色體，獲得2009年諾貝爾生理及醫學獎，我們都第一時間在課堂上從研究背景、實驗設計，研究過程、研究成果意義及應用等多方面進行了詳細的介紹，開拓學生的視野。我們還鼓勵學生積極參加學校學院組織的國內外知名專家的專題講座，了解學科的前沿動態，為其進一步發展奠定了基礎。

3）注重實驗設計，培養科研思維

細胞生物學作為一門實踐性強的學科，其理論都是建立在科學實驗的基礎上，在課堂上不僅要介紹已經得出的研究結果和結論，還要適當加入前人的研究思路和方法，啟發學生獨立思考，激發學生的科研興趣，培養學生的科研思維。課堂或課后留一些思考題，引導學生生查閱文獻自學，鍛煉文獻閱讀的能力，進而培養學生自己發現問題并解決問題的能力。引導學生嘗試自己為自己提問題，并設計解決問題的實驗方案，逐步培養學生的科學思維方法、科學創新精神和實驗設計能力。鼓勵學生進入科研研究室感受科研氛圍，了解實驗室研究方向和實驗設計，并進一步學習科學研究的方法，效果顯著，部分學生通過在研究室的學習，本科階段就在國家期刊上發表了研究論文。

2、不斷改進教學方法

1）合理利用多媒體

細胞生物學作為一門專業基礎課，課程內容信息量大，部分基礎理論抽象，學生學習時普遍感覺內容多，難度大，學生往往覺得內容枯燥，很難掌握。而且細胞生物學在講授細胞的結構與功能時需要有大量的細胞超微結構示意圖，如果在黑板上繪制或掛圖等形式，對教師來說不僅浪費時間，而且缺乏準確性和動態感。尤其細胞生物學本身還是探索生物體細胞發生、發展、成長、衰老死亡的生命活動規律的科學，這些動態過程是無法手繪的，多媒體課件很好的解決了這個問題。多媒體教學形象生動、交互性強、可視性好，有助于學生理解和掌握知識要點（2）。2005年，我們自己制作了多媒體課件，課件中大量采用外文細胞生物學圖書上的彩圖及光盤中的多媒體動畫，借助豐富多彩的圖片，使細胞的各部分結構一目了然，利于學生的掌握，加深了記憶。特別是對于細胞中信號轉導，微絲的聚合和解聚，肌肉收縮，細胞運動等細胞內的動態過程，利用多媒體動畫進行直觀的模擬，以動態的觀點看待細胞的各種生命活動現象，學生更容易理解和接受知識并激發了學生濃厚的學習興趣，節省了課堂時間。但多媒體教學可能會出現授課過程中速度過快，內容多，容易造成做筆記和理解課程內容之間的矛盾，因此制備多媒體課件文本資料要干練，圖片和動畫選擇要精致，章節提綱和標題要醒目，教師講課思路要清晰，框架性好；講師講課語速適當減慢，以理解重點難點問題為主，可以課后將課件拷貝給學生，方便學生結合教材進一步總結和歸納。

2）強調啟發式教學

改變傳統的教師在臺上照本宣讀，學生在臺下死記硬背的僵化做法。在備課過程中準備一些啟發性問題，并在講授的適當時機提出來，啟發學生積極思考，這種啟發式教學能充分調動學生的學習主動性，并培養其思考和解決問題的能力。在教學過程中，并不是將所有的教學內容和結論都顯示出來，而是將有關內容以問題的形式提出，給學生以思考的余地，經過思考得出的結論，記憶深刻，學習積極性高，同時可以使學生按照教師的思路進行學習，更易于理解難點問題。例如，在介紹染色體DNA三種功能性元件時，先講解利用不同組合將一種或幾種DNA功能性元件轉入亮氨酸合成酶缺陷型酵母細胞中的實驗結果，要求學生根據實驗結果進行思考分析并最終得到三種功能性元件的作用。通過這種方式不僅鍛煉了學生的科研思維能力，而且加深了記憶，比教師直接講授的印象深刻得多。

第3篇：細胞生物學的研究領域范文

Biomaterials and

Regenerative Medicine

2015

ISBN9781107012097

生物醫用材料是指以醫療為目的，用于診斷、治療、修復或替換人體組織器官或增進其功能的材料。再生醫學是從20世紀80年代后期興起并逐步發展起來的，但一直缺乏一個明確的定義。到90年代后期由于干細胞技術方面的突破，才把干細胞、組織工程、組織器官代用品等納入到再生醫學里面來。就再生醫學本身而言，國際上還未被明確界定，且存在一些不同的看法，從廣義上來講，再生醫學是利用人類的自然治愈能力，使受到巨大創傷的機體組織或器官獲得自己再生能力為目的的醫學。目前，再生醫學所包含的內容主要為以下4大模塊：干細胞與克隆技術、組織工程、組織器官代用品、異種器官移植。目前該領域已經成為一個多學科交叉并迅速發展的領域。

本書是由Peter X.Ma領銜的專家團隊關于生物材料及再生醫學領域的研究論文匯編，主要集中討論了生物材料在干細胞研究和再生醫學中的作用，著重分析了基礎理論和方法，內容覆蓋干細胞領域、合成技術、材料設計原則、材料物理特性、生物工程技術等領域。

全書共分5章：1.干細胞和再生醫學的研究成果，包括胚胎干細胞、IPS細胞等;2. 用于再生醫學的多孔支架材料研究，包括生物聚合物、生物陶瓷、微米和納米纖維等;3. 用于再生醫學的氫支架材料相關研究;4.生物因子傳遞研究，包括尖端的藥物轉移系統及基因治療技術等內容;5. 動物模型和臨床應用方面的研究成果，在心血管系統方面的應用、有機再生方面的內容。

書中詳細介紹了生物高分子材料的結構和功能分類，從分子水平、納米尺度分析了生物仿生材料的結構及生物分子設計，以及生物功能材料的應用。

Peter X. Ma是密執安大學教授，曾獲得2013克萊門森獎、杰出科學家獎等多項殊榮。他是再生醫學領域的世界級的材料專家，在生物材料的設計與合成研究領域處于非常領先的地位。

本書適合生物材料、干細胞生物學、干細胞工程、組織工程學、再生醫學等專業的學生閱讀，對于從事干細胞工程、生物醫學材料、再生醫學領域理論以及應用領域的研究生、學者來說，這本書非常有參考價值。

彭金平，博士生

（國家納米科學中心）

Peng Jinping， Ph.D

第4篇：細胞生物學的研究領域范文

靶向制劑的概念起源于諾貝爾醫學獎獲得者德國科學家PaulEhrlich提出的“神奇子彈”(magicbul-let)，近二十年來，脂質體阿霉素等藥物載體制劑的上市，把腫瘤的藥物治療帶入了“分子靶向藥物”時代。藥劑學也從傳統的工業藥劑學，發展到了新型的分子藥劑學領域。通常根據靶向制劑在體內的靶標不同，將靶向方式分為:一級靶向(作用于特定器官和組織)、二級靶向(作用于特定細胞)和三級靶向(作用于細胞內特定部位和細胞器)。三級靶向主要是新型分子藥劑學的研究領域，細胞生物學(Cellbi-ology)的學科基礎有助于分子藥劑學的深入發展。線粒體是真核細胞中由雙層高度特化的單位膜圍成的細胞器。主要功能是通過氧化磷酸化作用合成ATP，為細胞各種生理活動提供能量，是細胞生長的能量工廠。已有學者研究以線粒體為靶點的新型藥物傳遞系統，通過作用于細胞內的線粒體，促進癌細胞的凋亡及壞死，起到靶向治療腫瘤的目的［8］。干細胞(Stemcells)是一類具有自我復制能力的多潛能細胞，在一定條件下，它可以分化成多種功能細胞。腫瘤干細胞對腫瘤的存活、增殖、轉移及復發有著重要作用。從本質上講，腫瘤干細胞通過自我更新和無限增殖維持著腫瘤細胞群的生命力，腫瘤干細胞的運動和遷徙能力又使腫瘤細胞的轉移成為可能。已報道通過脂質體及其靶向修飾技術，可以靶向傳遞抗癌藥物至腫瘤干細胞［9］。細胞內涵體逃逸(osomalescape)是一些藥物發揮效應的必經過程。采用制劑技術來加強這些藥物的內涵體逃逸是藥劑學前沿的研究熱點。如在RNA傳遞實際應用中，必須克服遞送后RNA被內涵體包埋這一問題。一些研究運用內涵體溶解肽、化學內涵體溶解劑和光誘導內涵體逃逸的策略來解決這一問題［10］。此外，將細胞穿透肽(CPP)-藥物復合物靶向遞送到特定器官、腫瘤、病毒感染細胞的方法對于實際治療應用也是必要的。近年來在這方面已有很大進展，尤其是通過非共價結合形成藥物CPP復合物［11］。納米技術已經在藥劑新技術中具有重要位置。由此產生的納米藥物具有增加難溶性藥物溶解度、吸收和生物利用度的優勢。新型的納米材料已經用于改善疾病的診斷和治療，通過有效傳遞藥物、生物大分子和成像劑到靶部位的細胞。這種診斷性和治療性的藥物也叫納米藥物(Nanomedicine)。這需要部位特異性的細胞傳遞以及隨后亞細胞的定位。探究納米藥物進入細胞的路徑對于納米藥物的開發十分重要。納米藥物可以通過很多通路進入細胞，但目前并未完全清楚。納米藥物可以通過網格蛋白介導、小窩蛋白介導、內涵體通路、溶酶體通路或巨胞飲方式進入細胞［12］。

2材料學

與藥劑學相關的材料學(Materials)包括藥用高分子材料學、晶體材料學、生物材料學等。以高分子聚合物為基礎的聚合物前藥已經有二十年以上的發展歷史，高分子聚合物以聚乙二醇、N-(2-羥丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、聚谷氨酸等最為常用［13］。聚合物前藥用于腫瘤治療主要基于腫瘤部位的EPR效應(加強穿透和滯留效應)，一般認為分子量大于20000的聚合物EPR效應最為明顯。聚合物前藥載藥量也從5%～10%發展到30%以上，聚合物前藥在溶液中可以形成0～20nm左右的納米粒子，因此該類藥物也是納米藥物的一種。聚合物前藥通常以酯鍵、酰胺鍵、二硫鍵等相連，此外，也出現了溫度敏感、pH敏感、酶敏感的連接鍵類型。這些類型進一步豐富聚合物前藥的發展方向和內容。目前，該類藥物還沒有上市品種，最接近上市的是聚谷氨酸-紫杉醇前藥，進入了Ⅲ期臨床。很多聚合物前藥因為藥效降低及非靶器官的副作用終止于Ⅱ期臨床［14-15］。這類藥物還需進行大量和深入的研究才有可能在商品化上有所突破。難溶性藥物增溶及生物利用度的改善一直是藥劑學研究的熱點。難溶性藥物絕大多數是晶體藥物，藥物溶解需要克服晶格能，從規律排列的點陣中解脫出來。無定型藥物(Amorphous)可以增加難溶性藥物溶解度和溶出度，主要是由于其中藥物的無序排列，需要克服更少能力即能溶解。但無定型狀態是不穩定的，在溶液中，溶解的藥物趨向于結晶(Crystalli-zation)，在溶液中可以形成超飽和的狀態(Supersatu-rablestate)［16］。無定型形式也是藥物多晶型中的一種。晶體材料學的學科理論有助于認識和理解無定型藥物的特征，指導無定型藥物的設計。對超飽和狀態對結晶規律的深刻認識有助于無定型藥物的設計。很多研究發現［17］，采用羥丙基甲基纖維素(HPMC)可以擴展超飽和狀態，并可以抑制結晶的產生及生長。聚合物的類型和濃度在抑制超飽和狀態下的藥物結晶程度是不同的。結晶類型也分表面結晶、大塊結晶、邊緣結晶等。普渡大學的Taylor教授課題組［17］和威斯康星大學的YuLian教授課題組［18］是兩個知名的課題組，在此領域進行了深入和細致的研究。生物材料已經廣泛用作藥物傳遞系統的載體材料。生物材料學理論基礎有助于設計具有體內靶向性的藥物控釋系統。生物材料用于人體組織和器官的診斷、修復或增進其功能的一類高技術材料，即用于取代、修復活組織的天然或人造材料，其作用藥物不可替代。生物材料能執行、增進或替換因疾病、損傷等失去的某種功能，而不能恢復缺陷部位。藥物緩釋支架(DES)就是很有代表性的生物材料［19］。給金屬裸支架穿上一層化療藥物的“外衣”，如紫杉醇、絲裂霉素等，可以降低再狹窄的發生，稱之為藥物緩釋支架。緩釋支架是一種嶄新的藥物控制釋放系統，給組織、器官損傷的治療帶來了新的希望，也有很多此類的基礎研究［20］。美國食品與藥品監督管理局(FDA)于2003年批準了DES應用于臨床冠狀動脈治療之中，至今已應用非常廣泛，歐美國家、新加坡、日本等藥物支架的使用率在30%以內，在我國一些大醫院，藥物支架的使用率達到60%～90%，個別醫院甚至高達100%。

3分子影像學

分子影像學(Molecularimaging)是隨著分子生物學的發展而逐漸出現并發展起來的，影像技術最早是分子生物學的研究方法之一，隨著技術手段的逐漸完備和多樣化，形成了自身的科學規律，進而成為分子生物學的一個分支學科。分子影像學是運用影像學手段顯示組織水平、細胞和亞細胞水平的特定分子，反映活體狀態下分子水平變化，對其生物學行為在影像方面進行定性和定量研究的科學。在診斷方面，通過對腫瘤發生過程中的關鍵標記分子進行成像，可在活體內直接觀察到疾病起因、發生、發展等一系列的病理生理變化和特征，而不僅僅顯示疾病末期的解剖改變。在藥物治療方面，觀察藥物作用過程中一些關鍵的標記分子有沒有改變，即可推論這種治療有無效用;在藥物開發方面，通過設計特異性探針，直接在體內顯示藥物治療靶點的分子改變，通過建立高能量的影像學分析系統，可大大加快藥物的篩選和開發［21］。藥劑學中，新型藥物傳遞系統的體內靶向性研究、體外攝取研究、細胞定位、細胞內吞機制研究等領域常運用分子影像學的手段。人們選擇有熒光吸收的藥物(如阿霉素或柔紅霉素)作為模型分子，對其載藥系統的細胞水平吸收與定位進行深入研究［8］。靶向釋藥系統的靶向性驗證通常采用近紅外染料或放射性核素，利用活體成像技術進行組織分布研究［22］，這種研究大大縮短了研究周期，使體內過程更加直觀和生動，這也是分子影像技術用于藥劑學研發的成功體現。

第5篇：細胞生物學的研究領域范文

徐榮祥是一個制造概念的高手，就像“仙人堂”，在很多外人看來，這里進行的很多項目就是美容，但是在徐榮祥的說法里，這里不是美容，而是叫做器官養生。

徐榮祥造了一個“再生物質”的概念，他聲稱這是他發現的一種全新的人體細胞，由此破解了人類生命奧秘。徐榮祥解釋，“再生物質”是以普通細胞形式存在于人體組織里的，它具備原位啟動自身增殖功能，能及時補充凋亡、退化、損傷、壞死的組織細胞。也就是說當組織器官中的細胞凋亡時，潛伏在組織器官中的“再生物質”能夠及時地復制同種細胞，以補償空缺，這樣就不會出現人體器官壞死的現象。

以胃腸黏膜為例，徐榮祥舉例說，人體器官隨年齡的增長逐步走向衰老，但胃腸黏膜器官因遭受飲食和醫藥化學物質的刺激，比任何器官衰老得都要快，造成人未老胃腸先衰的現象，即使食入豐富的營養物質，胃腸黏膜不能消化和吸收，從而導致人體各器官因營養缺乏而提前老化或發生器官的原發性疾病。而他發明的胃腸黏膜器官原位再生復原技術可以針對胃腸黏膜原位干細胞實現抗黏膜衰老的作用，其機制是在保護黏膜的同時及時提供黏膜干細胞充分的營養“再生物質”，促使干細胞充分發揮其再生更新黏膜的能力，使胃腸黏膜保持持續旺盛的再生更新活力。

不過徐榮祥一再強調，他們只是利用了細胞的潛在再生功能，通過替換細胞來修復組織恢復器官功能，而并非是憑空制造一個器官。

對于徐榮祥所說的“胃腸道的組織細胞的再生復原理論”，中國醫學科學院基礎醫學研究所細胞中心主任劉玉琴教授告訴《科技生活》，我們人體的細胞本身就具有再生能力，這是基本的醫學常識而不是什么驚人發現，就像我們人體皮膚被劃了一個小傷口后，能夠自我愈合。人體的腸胃組織也同樣具有自我修復的能力，徐榮祥的理論沒有任何新意。

“值得提出的是，人體細胞實現自我修復以后，并不一定能夠具備以前的所有功能，而有一些細胞比如神經細胞就不具備自我修復的功能。” 劉玉琴說。

北京華大基因研究中心(中科院北京基因組研究所)醫學事業部主任甄二真表示，人體每時每刻都有細胞死亡和新的細胞產生，但是在人體發育成熟以后，新生的細胞再也不會誕生其他任何組織器官，因此人體中并不存在所謂的“再生物質”直接形成新的組織器官。“目前研究發現，唯一可以再生出組織器官的就是干細胞，但是這個需要在體外培養。” 甄二真說。事實上，徐榮祥也一直在使用干細胞的概念，但是干細胞是為他的再生潛能細胞服務的。

將不同的概念混為一談

早在2002年，徐榮祥就對外宣稱，他已經能夠成功復制出心肌、腎小球腎小管、胰腺、胸腺、腸、胃、神經和毛囊等組織器官。

但是在干細胞領域頗有研究的中國工程院院士、中國農業大學教授李寧根本就不相信徐榮祥輝如此豪放的說法。

“現在在干細胞研究領域，世界范圍內的研究人員都還剛剛處于起步階段，包括美國在內雖然有些研究機構和人員已經能夠克隆出一些肌肉、黏膜等組織的細胞，但是到目前為止還沒有一家機構公開聲明自己已經成功克隆出了人體器官，制造人體器官依舊是一個世界性的難題。”李寧表示。

“并且，就是現在干細胞已經能夠制造出的組織，目前在臨床上還沒有任何實際應用，由于它的安全性還不能夠充分證明，還需要進行很長時間的實驗。”李寧表示。

實際上，雖然近些年來組織工程一直是生物醫學的熱門研究領域，其前景也十分廣闊，但是其進展依舊不是很大。除了器官培育方面的問題，中國醫學科學院整形外科醫院國貿門診部主任丁小邦博士表示，不能解決排異反應也是一個重要的問題，由于人體具有完善的免疫系統，干細胞制造的組織器官如何和人體融合在一起目前還幾乎沒有取得突破。如果排異反應不解決，就是有了可以移植的組織器官，也很難予以應用。

目前，也沒有證據表明徐榮祥在這個方面的研究有了突破。

劉玉琴教授就參加了2002年關于徐榮祥的專家聽證會。當聽說徐榮祥還在到處宣傳他的“組織器官”理論時，她告訴記者，生物學上關于細胞、組織、器官有公認的概念，那就是細胞是組成人體的基本單位；由多種細胞組成的、完成某一生物學功能并由毛細血管來提供營養的，如骨骼、肌肉和胰腺等被稱為組織；而器官則是由多種組織再組合起來，并且具有大血管，能夠執行并完成一些更為復雜的人體生理功能，如心臟、肝臟和脾臟等。而徐榮祥卻錯誤地將這些不同的概念混為一談，創造出所謂的“組織器官”理論。

中國科學院細胞生物學研究所郭禮和教授告訴記者，組織與器官最大的區別在于是否有大血管的存在，正是有了大血管，由于血管內皮細胞對外界很敏感，非常容易活化，因此血管內皮細胞一旦被活化，它所引起的炎癥、血栓等會對器官造成嚴重的損害。但是組織就不存在血栓的問題。由此也不難理解，組織的體外培養和器官的體外培養完全是兩個不同的概念，是兩種不同水平的研究工作。

將自己的研究評定為國際成果

徐榮祥在其博客上宣稱，他所進行的干細胞克隆器官的研究屬于國際發明成果，早已被國際學術界認可。

目前在科學界，對一個研究人員而言，要想證明自己的研究成果，一般的規則是發表專業的論文來公布事實，然后讓別人來重復和驗證，才能宣告一種新方法或者新理論的成立。而對于徐榮祥來說，受外界質疑最多的就是，他為何拿不出權威雜志發表的論文？

當然，徐榮祥也有自己的說法，他在博客中表示，他研究成果的主要見證是：2000年國際刊號雜志及刊物發表專題文章。但是究竟是什么刊物，卻是沒有下文。記者在調查中了解到，徐榮祥過去關于燒傷治療的科研成果，最終發表在擁有國內外公開刊號的《中國燒傷創瘍》雜志上，而他就是這本雜志的主編，他將自己的科研成果在自己主編的刊物上作為國際重大科研成果發表了。

干細胞研究和治療領域依舊管理混亂

在規避政策風險方面，徐榮祥也表現出了杰出的才能。他推行的東西由于并非藥物，也非某種治療方法，所以“營養物質”和“再生養生”都不需要經過藥物或者醫療管理部門的批準。并且徐榮祥一口咬定他所說的一切都是“食療”，生怕別人理解錯了。

然而在這種方式下，辭職下海后的徐榮祥，已經躋身于億萬富翁之列。甄二真對記者表示，目前在干細胞領域，只有造血干細胞技術比較成熟，目前在國外，實施治療的醫療機構或者醫生可以對患者收費，但是其他干細胞治療，由于很多研究還處于臨床實驗的階段，根據規定，任何醫療機構和醫生不得向患者收取任何費用。

“在美國，造血干細胞以外的干細胞臨床實驗必須要在美國食品藥品監督管理局備案，并需要說明實驗費用的來源，按照規定，其費用只能來自于醫療機構自身或者其他人或者機構的捐贈，但是費用絕對不能來自于患者。” 甄二真說，目前在我國，針對干細胞的研究和治療管理比較混亂，有很多人和機構都在借干細胞治療騙取患者的錢財。

第6篇：細胞生物學的研究領域范文

近年來，醫學及生命科學在不斷尋求技術突破的過程中得到迅猛發展，分子生物學、基因工程、細胞生物學、生物化學等一系列新技術、新知識飛速發展使得基礎醫學研究取得了突破性進展。基礎醫學研究生作為醫藥類高等教育結構中的高層次人才，畢業之后將成為國家醫藥經濟建設、科學進步和社會發展的主力軍。如何培養具有良好的科研知識、嚴謹的科研精神和先進的科研思路的基礎醫學研究生，是當前高等醫學教育的一大主題。實驗室中研究生的培養質量，從微觀上看關系到整個實驗室的可持續發展，從宏觀上看關系到整個國家的科研實力。因此，培養研究生的科研創新能力，提高綜合素質成為各個實驗室的重要目標之一。然而，就目前形式來看，由于在本科教育時缺乏科研的基礎訓練，研究生在初涉科研領域時的創新能力不盡人意，我國研究生的科研創新能力和綜合素質并沒有達到相應的要求。隨著時代的發展，市場對人才的要求也越來越挑剔，各重點實驗室也越來越重視對高素質、應用型、強科研型研究生的培養。我們實驗室屬于廣東省重點實驗室，每年有十幾位基礎醫學研究生進入實驗室學習，如何培養研究生的科研創新能力，提高綜合素質，一直是我們思考與探索的問題。

筆者根據實驗室研究生培養工作的一些經驗，談一下基礎醫學研究生科研創新能力和綜合素質培養的一些體會，供研究生、導師和管理部門參考。

一、重視和培養研究生的科研創新能力

研究生教育的本質體現在科研創新能力方面，通過后天的學習和訓練能夠得到提高，這也是培養和提高高校研究生教育質量的關鍵。研究生科研能力是指研究生在導師指導下，在各學科領域進行旨在探索真理的普遍理智創新活動所需的能力。創新能力是通過學習和掌握己有的相關學科的前沿知識，并開展創造性的活動。知識創新為社會發展和人類文明進步提供不竭動力，醫學研究生科研創新能力的發展，在一定程度上影響著國家醫學創新體系的可持續發展能力。因此，重視和培養基礎醫學研究生的科研創新能力，使之成為推動臨床醫學發展的關鍵力量，是我們實驗室的重要目標之一。研究生在進入實驗室學習之后，通過一系列措施，培養和發展研究生的科研創新能力。

1.營造實驗室科研創新氛圍

我室致力于營造一個學術氛圍濃厚、開放、科學、平等、自由的科研創新環境。刻被、嚴肅的學習生活環境，不利于研究生創新水平的發揮。實驗室建設期間，力求物質環境體現現代醫學的氣息和特色，同時也體現傳統中醫藥學的文化內涵，充分融合現代醫藥和傳統中醫藥的高新技術、工藝和成果，使實驗室環境融于基礎醫學專業特色的環境之中，營造濃郁的科學素養和人文精神的熏陶環境，豐富研究生的想象力，學生能夠在這個靈活、開放的環境中激發創新靈感。此外，在學校大力支持下，實驗室形成了自己的優勢和特色，建成高水準的科研平臺和實驗基地，獲得了一批國家級、省部級重大科研項目。同時，加強實驗室硬件設施建設，除常規科研儀器外，還購置了流式細胞儀、髙效液相色譜儀、熒光定量PCR、倒置熒光顯微鏡、蛋白層析儀等大型儀器，各種質粒、菌株和細胞都得到完好保存，這些豐富的資源，使研究生的科研創新思維不用受到條件限制而充分發揮出來。

2.創設學術交流平臺

以重點學科、創新平臺和科研基地為依托，各個學科、專業和不同研究領域都能夠相互交流相互合作。思想的交流可以碰撞出智慧的火花，病原生物學、分子生物學、細胞生物學、生物化學、免疫學等不同學科的導師和研究生經常進行學術交流和切磋，能夠發揮多學科的團隊效應，使得整個實驗室富有活力和創造力。實驗室每周定期召開組會，邀請知名專家和國外學者進行最新學術報告，形式多樣，帶領研究生接軌學科前沿。研究生在與專家和學者的溝通中能夠獲得他們的成功經驗和科研精神，以此激發學生的科研熱情，并掌握科學研究的正確方法和技巧。研究生匯報近期科研工作進展和科研體會，導師和實驗技術人員可根據研究生的報告內容提出自己的看法和意見，通過各種學術問題相互切磋和促進，能夠啟發學生的創新思維，激發創新激情，通過交流，博采眾長，開闊知識視野，提高科研學術水平，增強科研創新能力。

3.重視導師對研究生科研創新能力的培養

導師在培養研究生科研創新能力中居重要地位，其嚴謹的工作態度、堅定的學術信念以及良好的科研方法和作風都是研究生學習的榜樣。研究生在實驗室的創造都是在導師指導下的自由創新、自主行為，使研究生的選題更加注重對人類疾病的臨床診斷和治療意義，能夠解決對社會發展和技術進步具有實際意義的問題。研究生進入實驗室階段，開始參與課題研究、確定研究方案、實施研究和撰寫研究論文，實驗室導師對研究生創新活動和行為給予認同和鼓勵，允許其在導師的指導下自由選題并鼓勵非傳統觀點，培養學生獨立創新意識，并在科研活動中注意培養他們的發散思維、聚合思維、分析思維和直覺思維的綜合思維能力。通過與研究生分享創新成果，在論文和專利署名的順序上給予鼓勵、建立導師和研究生之間的平等關系來激發他們的創新思維。同時，當研究生在學習和科研遇到困難時，能夠感同深受，幫助他們克服困難，解決問題，從而有效地培養研究生科研能力。我們實驗室多數研究生能在畢業前發表較高水平的SCI論文，并申請獲得專利，多人次獲得國家獎學金、優秀研究生、優秀畢業生、優秀畢業論文等。

二、提高研究生的綜合素質

隨著研究生招生規模的不斷擴大，培養和提高研究生的綜合素質，成為研究生教育的重要使命。研究生的綜合素質主要是指建立在自然特質基礎上的，通過社會環境的影響、教育學習以及社會實踐而形成的穩定屬性，主要包括身體素質、心理素質和社會素質。基礎醫學研究生具備良好的綜合素質是提高就業率的保證。隨著科技時代的不斷發展和進步，醫藥類行業對研究生提出了更高的要求，基礎醫學研究生在校期間應注重培養自己的綜合素質，使之成為基礎醫學和臨床醫學之間轉換的軟實力，對我國醫療行業發展產生積極地推動作用。

1.重視職業道德與思想意識

我們實驗室在研究生的培養過程中，不僅注重學術研究，更有意識的培養學生的道德和理想，這個過程不是一蹴而就，而是需要長期堅持，不懈的磨練和學習。研究生在進入實驗室學習時，心智處于成熟半成熟期，由于受到自身成長環境的局限和各種不良社會風氣的影響，容易熱衷于追求功名利祿，急功近利，而不能刻苦鉆研學術。因此，在研究生進入實驗室最初階段，召開政治思想教育講座，加強學生思想和職業道德方面建設。研究生作為科技強國、民族復興的主力軍，培養他們堅定的政治理想、樹立科學的世界觀、人生觀和價值觀。摒棄“享樂主義”“拜金主義”等不良風氣對研究生職業價值觀產生的負面影響，引導和鼓勵學生奉獻他人，服務社會。實驗室通過規范管理和嚴格履行職責角度對學生的職業道德和思想行為進行約束管理。充分發揮實驗室導師的引導作用，并以身作則，遵守進行科學研究的職業道德規范，嚴禁出現偽造注釋、篡改數據、抄襲剽竊他人研究成果和一稿多投等學術道德失范行為。出現以上行為者，實驗室將進行嚴肅處理。

2.培養人文精神

本實驗室對基礎醫學研究生在進行專業素質培養的同時，也加強他們對人類社會性質的了解，包括政治、經濟、管理、文學、哲學和文化傳統等。多數研究生的學習往往只注重在自己的研究領域進行深入研究，而忽視了人文素質的培養，表現為研究生知識面狹窄，視野不寬闊，文字功底薄弱，寫作水平低，人文社科知識缺乏等。實驗室加強研究生人文教育的培養，鼓勵學生充分利用學校圖書館豐富館藏資源，閱讀相關類圖書，拓展視野。通過營造實驗室濃厚的人文氛圍，使研究生思想得到熏陶，鼓勵他們在閑暇時間閱讀政治、經濟、文化類的書籍，鼓勵研究生參加學校豐富多彩、健康向上的社團活動，參加科技、文體、社會實踐等活動。加強與各學科專業和不同層次研究生的溝通和了解，使其語言表達能力增強，個性得到發展，成為一個和諧發展的人。

3.提高身心素質，加強團結協作精神

    加強實驗室對研究生的日常管理，通過多種形式和途徑提高他們的身心素質。健全的體魄、堅強的心理承受力和團結協作精神，是21世紀基礎醫學研究生必須具備的基本素質。本實驗室主要從事與醫藥學相關的基礎研究，研究生在從事科學實驗時，由于實驗要求需要，時間控制方面難以把握，作息時間紊亂，忽視了身體素質的鍛煉。同時，科學實驗充滿了未知，實驗失敗經常發生，研究生容易產生緊張、焦慮和抑郁等心理反應等。為此，實驗室經常組織學生參加羽毛球、乒乓球、籃球、排球和輪滑等比賽，豐富研究生的體育生活，使他們在體育鍛煉過程中不僅提高了身體素質，也培養了集體凝聚力和戰斗力，加強了團隊合作精神。加強學生心理健康咨詢隊伍的建設，適時舉辦心理衛生健康知識講座，在學生遇到困難時適時給予幫助，并幫助他們調整心態，學會自我調節和緩解心理壓力的技巧，使他們能夠以積極平穩的心態來進行研究生階段的學習和科研工作。實驗室經常開展豐富多彩的文化生活，例如實驗室技能操作大賽、我愛做實驗系列、大夫山燒烤、包餃子比賽等，寓教于樂，彼此之間相互關心，相互溝通，不斷增強他們的團結協作能力。

三、結語

第7篇：細胞生物學的研究領域范文

[關鍵詞] 系統生物學；基因組學；蛋白質組學；計算生物學

[中圖分類號] R34 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-7210（2008）09（b）-020-03

近代生物學研究主要是以分子生物學和細胞生物學研究為主。研究方法皆采用典型的還原論方法。目前為止，還原論的研究已經取得了大量的成就，在細胞甚至在分子層次對生物體都有了很具體的了解，但對生物體整體的行為卻很難給出系統、圓滿的解釋。生物科學還停留在實驗科學的階段，沒有形成一套完整的理論來描述生物體如何在整體上實現其功能行為，這實際上是還停留在牛頓力學思想體系的簡單系統的研究階段。但是生物體系統具有紛繁的復雜性[1，2]。盡管對一個復雜的生物系統來說，研究基因和蛋白質是非常重要的，而且它將是我們系統生物學的基礎，但是僅僅這些尚不能充分揭示一個生物系統的全部信息。這種研究結果只限于解釋生物系統的微觀或局部現象，并不能解釋系統整體整合功能的來源，不能充分揭示一個生物系統的信息，且忽略了系統中各個層面的交互、支持、整合等作用,限制了生物學研究的發展。在這種現狀下，20世紀末人類基因組計劃完成后，生物學領域的科學家都在考慮一個問題：未來生物學研究的方向在哪里？為此學術界也不乏辯論。得出的共識是：生物學的發展未來主要面對如下問題：(1)如何弄清楚單一生物反應網絡，包括反應分子之間的關系、反應方式等；(2)如何研究生物反應網絡之間的關系，包括量化生物學反應及生物反應網絡；(3)如何利用計算機信息及生物工程技術進行生物反應，生物反應網絡，乃至器官及生物體的重建。

早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系統理論(general systems theory)，他在文章中指出生物體是一個開放系統，對其組成及生物學功能的深入研究最終需要借助于計算機和工程學等其他分支學科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood創立的系統生物學(systems biology)則是在以還原論為主流的現代生物學中反其道而行之，把這種以整體為研究對象的概念重新提出。他給系統生物學賦予了這樣的定義，系統生物學(systems biology)是研究一個生物系統中所有組成成分(基因、mRNA、蛋白質等)的構成，以及在特定條件下這些組分間的相互關系的學科。換言之，以往的實驗生物學僅關心基因和蛋白質的個案，而系統生物學則要研究所有的基因、所有的蛋白質、組分間的所有相互關系。顯然，系統生物學是以整體性研究為特征的一種大科學，是生物學領域革命性的方法論。以胡德的觀點，基因、蛋白質以及環境之間不同層次的交互作用共同架構了整個系統的完整功能。因此，用系統的方法來理解一個生物系統應當成為并正在成為生物學研究方法的主流。利用系統的方法對其進行解析，綜合分析觀察實驗的數據來進行系統分析。具體通過建立一定的數學模型，并利用其對真實生物系統進行預測來驗證模型的有效性，從而揭示出生物體系所蘊涵的奧秘，這正是生物學研究方法的關鍵所在。

1 系統生物學的主要研究內容

系統生物學主要研究實體系統(如生物個體、器官、組織和細胞)的建模與仿真、生化代謝途徑的動態分析、各種信號轉導途徑的相互作用、基因調控網絡以及疾病機制等[4，5]。

系統生物學的首要任務是對系統狀態和結構進行描述，即致力于對系統的分析與模式識別，包括對系統的元素與系統所處環境的定義，以及對系統元素之間的相互作用關系和環境與系統之間的相互作用的深入分析。具體如生物反應中反應成分之間的量的關系，空間位置，時間次序，反應成分之間的因果關系，特別是反饋調節和變量控制等有關整個反應體系的問題等。其次要對系統的演化進行動態分析，包括對系統的穩態特征、分岔行為、相圖等的分析。掌握了系統的基本演化機制，使系統具有目標性和可操作性，使之按照我們所期望的方向演化，也有助于我們重新構建或修復系統，為組織工程學的組織設計提供指導。另外，系統科學對生物系統狀態的描述是分層次的，對不同層次進行的描述可能是完全不同的；系統科學對系統演化機制的分析更強調整體與局部的關系，要分析子系統之間的作用如何形成系統整體的表現、功能，而且對系統整體的每一行為都要找出其與微觀層次的聯系。

系統生物學的研究包括兩方面的內容。首先是實驗數據的取得，這主要包括提供生物數據的各種組學技術平臺，其次是利用計算生物學建立生物模型。因此科學家把系統生物學分為“濕”的實驗部分（實驗室內的研究)和“干”的實驗部分（計算機模擬和理論分析)。“濕”、“干”實驗的完美整合才是真正的系統生物學。

系統生物學的技術平臺主要為各種組學研究。這些高通量的組學實驗構成了系統生物學的技術平臺。提供建立模型所需的數據，并辨識出系統的結構。其中包括基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學、相互作用組學和表型組學計算生物學通過建模和理論探索。可以為生物系統的闡明和定量預測提供強有力的基礎。計算生物學包括數據開采和模擬分析。數據開采是從各實驗平臺產生的大量數據和信息中抽取隱含其內的規律并形成假說。模擬分析是用計算機驗證所形成的假說，并對擬進行的體內、體外生物學實驗進行預測，最終形成可用于各種生物學研究和預測的虛擬系統。計算生物學涉及一些新的數學原理和運算規則，需要物理和數學來研究生物學的最基本的原理，也需要計算科學、信息學、工程學等進行生物工程重建和生物信息傳遞的研究。

2 系統生物學的研究思路及特點

系統生物學識別目標生物系統中的各種因素，然后構架一個系統模型，在其中賦予這個生物系統能動性。在此模型中研究細胞、組織、器官和生物體整體水平，研究結構和功能各異的各種分子及其相互作用，并通過計算生物學來定量描述和預測生物功能、表型和行為。系統生物學最大的特點即整合。這里的整合主要包括三重含義。首先，把系統內不同性質的構成要素(DNA、mRNA、蛋白質、生物小分子等)整合在一起進行研究；其次，對于多細胞生物，系統生物學要實現從基因到細胞、到器官、到組織甚至是個體的各個層次的整合。第三，研究思路和方法的整合。經典的分子生物學研究是一種垂直型的研究，即采用多種手段研究個別的基因和蛋白質。而基因組學、蛋白質組學和其他各種“組學”則是水平型研究，即以單一的手段同時研究成千上萬個基因或蛋白質。而系統生物學的特點，則是要把水平型研究和垂直型研究整合起來，成為一種“三維”的研究[6]。

3 系統生物學的研究方法

系統生物學最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系統生物學的發展正是由于對生物系統的干擾手段不斷進步促成的。干涉主要分為從上到下(top-down)或從下到上(bottom-up)兩種。從上到下，即由外至里，主要指在系統內添加新的元素，觀察系統變化。例如，在系統中增加一個新的分子以阻斷某一反應通路。而從下到上，即由內到外，主要是改變系統內部結構的某些特征，從而改變整個系統，如利用基因敲除，改變在信號傳導通路中起重要作用的蛋白質的轉錄和翻譯水平[7]。

目前國際上系統生物學的研究方法根據所使用研究工具的不同可分為兩類：一類是實驗性方法，一類是數學建模方法。實驗性方法主要是通過進行控制性的反復實驗來理解系統[8，9]。首先明確要研究的系統以及所關注的系統現象或功能，鑒別系統中的所有主要元素，如DNA、mRNA、蛋白質等，并收集所有可用的實驗數據，建立一個描述性的初級模型(比如圖形的)，用以解釋系統是如何通過這些元素及其之間的相互作用實現自身功能的。其次在控制其他條件不變的情況下，干擾系統中的某個元素，由此得到這種干擾情況下系統各種層次水平的一些數據，同時收集系統狀態隨時變化的數據，整合這些數據并與初級模型進行比較，對模型與實際之間的不符之處通過提出各種假設來進行解釋，同時修正模型。再設計不同的干擾，重復上面的步驟，直到實驗數據與模型相一致為止。

數學建模[10，11]方法在根據系統內在機制對系統建立動力學模型，來定量描述系統各元素之間的相互作用，進而預測系統的動態演化結果。首先選定要研究的系統，確定描述系統狀態的主要變量，以及系統內部和外部環境中所有影響這些變量的重要因素。然后深入分析這些因素與狀態變量之間的因果關系，以及變量之間的相互作用方式，建立狀態變量的動態演化模型。再利用數學工具對模型進行求解或者定性定量分析，充分挖掘數學模型所反映系統的動態演化性質，給出可能的演化結果，從而對系統行為進行預測。

4 當代系統生物學研究熱點

基因表達、基因轉換開關、信號轉導途徑，以及系統出現疾病的機制分析等四個方面是目前系統生物學研究的主要陣地。

基因組醫學(genomic medicine)是以人類基因組為基礎的生命科學和臨床醫學的革命。生命科學和臨床醫學結合，將人類基因組研究成果轉化應用到臨床實踐中，是后基因組時代最重要的研究方向之一。人類基因組計劃從完成和多種疾病相關的基因研究發現，迅速進入到蛋白質組學、染色體組和人類疾病基因的研究，通過單基因或復雜多基因疾病的相關基因研究和疾病易感因素分析，達到揭示基因與疾病的關系之目的；遺傳背景與環境因素綜合作用對疾病發生發展的影響；為疾病的診斷、預防和治療、預后和風險預測提供依據。基因組醫學將大大提高我們對健康和疾病狀態的分子基礎的認識，增強研制有效干預方法的能力。

后基因組(post-genome)的交叉學科研究是目前生命科學研究的前沿。交叉學科是一個新的研究領域，范圍非常廣闊，如基因組、蛋白質組、轉錄組等等，從而出現許多新的交叉學科。

細胞信號轉導(signal transduction)的研究是當前細胞生命活動研究的重要課題。細胞信號轉導蛋白質組學是功能蛋白質組學的重要組成部分。系統地研究多條信號轉導通路中蛋白質及蛋白質間相互關系及其作用規律，細胞信號轉導通路網絡化，其作用模式、通路、功能機制、調控多樣化，細胞信號轉導結構、功能、途徑的異常在癌癥、心血管疾病、糖尿病和大多數疾病中起重要作用。對細胞信號轉導機制的了解，已成為創新藥物、防病治病的關鍵。細胞信號轉導不是一門單一學科，而是多種學科，如細胞學、生物化學、生物物理學和藥理學等多學科的交叉學科。

5 現階段系統生物學存在的問題

目前的系統生物學研究還只是初步使用動力學建模方法來定量描述系統的動態演化行為，這種方法對簡單巨系統是適用的，但是在運用到復雜適應性系統時就會表現出很多的局限性，有很多問題就不能解決。生物體系統的復雜程度超乎我們的想象，現階段不宜研究整個生物體系統，可以從研究“小系統”(生物體中具有一定功能、相對獨立的部分，將其看成一個“系統”)開始，當然如何正確地分析這個小系統本身也不是件易事。

5.1現有技術水平的限制

著眼于整體的系統生物學對技術、儀器的依賴性大大超過傳統的分子生物學。高通量、大規模的基因組及蛋白質組等的發展都是建立于新技術、新儀器出現基礎之上。就目前的技術水平來講，距系統生物學所要求達到的理想水平還相差很遠。由于技術發展的不均衡造成了系統中各個水平上的研究不均衡。基因組和基因表達方面的研究已經比較成熟，而在其他水平如蛋白質、小分子代謝物等的研究仍處于起步階段。各種蛋白質在數量上的巨大差異是全面分析低豐度蛋白質的一大障礙。而低豐度蛋白往往是最重要的生物調節分子，如何加強對低豐度蛋白的高通量研究，將是對蛋白質組應用前景的重要保障。同樣，如何研究系統內存在的非遺傳性分子即細胞中存在的成百上千的獨立的代謝底物及其他各種類型的大小分子，它們在基因表達、酶的構象形成等方面有著重要作用。建立適當的方法來系統檢測這些分子的變化是系統生物學能否發展的關鍵。

5.2分析水平的限制

系統的復雜性決定了全面分析的復雜性。人類基因組計劃的實施提供了龐大的信息資源，已讓人眼花繚亂，而對于較核苷酸復雜得多的蛋白質及代謝物等的分析將是更大的挑戰。如何系統而詳盡地為公共數據庫中的信息加上注解，對這些復雜數據進行儲存和分析將成為系統生物學發展的瓶頸。

[參考文獻]

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第8篇：細胞生物學的研究領域范文

關鍵詞：教研結合；免疫學；研究性教學；教學相長

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）11-0143-02

免疫學是生命科學研究領域的一門非常重要的基礎學科，也是生命科學的前沿學科之一，該學科發展迅速、交互性廣、信息量大、知識更新快，已經廣泛滲透到生物學、預防醫學和臨床醫學等領域[1]。免疫學理論比較抽象難懂，各章節知識點前后聯系緊密，系統性強，并且涉及生理學、生物化學、遺傳學、分子生物學等多學科知識。免疫學又是密切聯系實際的應用學科，如果在授課過程中不注意調動學生學習的興趣和積極性，學生就會普遍感覺難學，從而影響教學質量。教學與科學研究是高校學術、學科發展的兩翼[2]。將教師所進行的科學研究和課堂教學結合起來，激發學生的學習興趣，培養學生的創新意識和創新能力，以科研促進教學是提高教學質量的有效手段。筆者根據講授生物學本科專業“免疫學”課程的實際經驗，探討教學和科研相結合的啟發式教學對提高教學質量的作用，探討如何強化免疫學課程教學與科研的結合，以培養具備科研能力的創新型人才。

一、精選教學內容、適時補充最新科研成果

隨著免疫學相關科學研究的迅速發展，新興的分析方法與技術手段為免疫學教學提供了更多、更新的知識內容，同時也使免疫學的教學內容變得越來越抽象復雜。以往的教學內容包括抗原、抗體、免疫系統、補體系統、主要組織相容性復合體、抗原抗體反應、細胞介導的免疫反應、免疫調節、感染免疫與疫苗、超敏反應、異常免疫應答、免疫系統的進化等內容。教學內容多，但是學時卻有限。因此，我們把握住免疫學的重難點，對教材內容進行優化和刪減整合，融合一些章節的知識點，做到“少而精”。如將內容相關的抗原章節與感染免疫與疫苗章節整合，將免疫調節與免疫系統的進化章節簡講，讓學生有足夠的時間進行自主學習。

學生學習免疫學的興趣及教學效果與教師授課的趣味性、條理性有很大關系[3]。免疫學作為一門理論和技術更新很快的學科，與其他生命和醫學學科的交叉已經越來越廣泛和深入。教師要上好這門課，除應具備扎實的專業知識和豐富的教學經驗外，還應經常閱讀國內外最新的科學文獻，不斷學習相關的知識與技術，并且積極從事科學研究，促進自身綜合素質與能力的提高。免疫學課程教學中，在強調教學重點、難點的同時，我們適時將自己的科研成果及免疫學的發展前沿融人到免疫學的教學內容中，不僅豐富了教學內容，開闊了學生的視野，而且提高了學生的學習興趣。

二、科研成果融入教學的實例

以講解“免疫標記”為例，酶聯免疫吸附試驗、親和標記的免疫分析、免疫熒光定位分析、免疫酶標定位分析等不僅是病理診斷常用的技術，也是科研工作中常用的技術手段。學生往往很難將所學知識與實際應用相結合，不知道書本上的這些免疫標記技術在解決實際問題和科學研究中是怎樣使用的。在此引入教師承擔和參與的科研項目中對這些實驗技術的具體應用，采用啟發式教學，引導學生理解免疫標記有什么用，怎么用。在這一章節的教學設計中，采用筆者所在科研課題組發表的最新科研成果“東亞三角渦蟲肌球蛋白必需輕鏈與神經再生過程中腦側枝的形成有關”[4]為案例，該科研涉及這些免疫標記，同時還涵蓋以前學習的“生物化學”、“動物學”、“細胞生物學”和正在學習的“分子生物學”，以及后續課程“發育生物學”、“生物信息學”等課程的基礎理論知識和發展前沿。教師先講解小分子藥物地高辛標記核酸探針用于核酸雜交的“親和標記免疫分析”技術的相關知識，涉及“分子生物學”中關于核酸轉錄和核酸雜交的知識點及免疫學中抗體制備和酶標抗體的知識點，再啟發學生理解該科研論文中采用Northern blot檢測DjElc基因在渦蟲體中是否存在的原理：首先以線性化的帶有目的基因的質粒DNA為模板，通過體外轉錄的方法用地高辛標記的核苷酸合成核酸探針，然后將地高辛標記的核酸探針與轉到膜上的渦蟲RNA進行雜交，雜交后將雜交膜與抗地高辛的酶標抗體進行孵育，然后加入顯色液顯色，通過顯色條帶的有無來確定渦蟲體內DjElc基因存在的情況。再引導學生理解該科研中應用地高辛標記的核酸探針和抗地高辛的酶標抗體通過整體原位雜交技術來檢測DjElc基因在渦蟲胚胎發育過程中的時空表達和在渦蟲再生不同階段的時空表達的原理，提問學生思考討論“渦蟲整體原位雜交后顯色的陽性信號區域為什么是目的基因在渦蟲體內表達的區域？”“為什么通過陽性信號的多少就可以判斷目的基因表達量的多少？”

接下來啟發學生比較免疫熒光定位分析與免疫酶標定位分析在原理和應用等方面的異同點，再引導學生理解該科研論文中通過熒光素標記的抗神經突觸的抗體進行熒光免疫組化來檢測渦蟲DjElc基因干擾后神經發育情況的原理，以及筆者發表的另一科研論文“PFOS對東亞三角渦蟲HSP70蛋白及基因表達的影響”[5]中使用酶標抗體通過蛋白免疫印跡（Western blot）檢測環境污染物全氟辛烷磺酸對渦蟲HSP70蛋白表達影響的原理，這些科研成果涉及“生物化學”中關于蛋白表達、SDS-PAGE電泳的知識點及免疫學中熒光抗體、酶標抗體、免疫組化、Western blot等知識點，從而使學生對免疫熒光定位分析與免疫酶標定位分析有更深刻的認識。通過這些科研成果的介紹，通過提出問題引導學生積極思考的教研結合的啟發式教學，課堂氣氛非常活躍，師生互動性也得到加強，不僅可以加深學生理解相關免疫學理論知識和免疫學技術原理，增加學生對免疫學的學習興趣，還使學生深刻理解免疫學知識在科學研究中的應用，培養學生的科研思維和科研意識，為他們以后加入科研隊伍打下了良好基礎。

三、讓學生參與科研的實踐教學

科學研究是對課本內容的拓展和延伸，它涉及的內容比課堂上的教學內容更深更廣[6]。筆者所在免疫學課程組成員不僅教學經驗豐富，而且都有自己的科研項目。因此在教學過程中，我們不僅適時將自己的科研項目及成果圖片融人到免疫學課程教學中，而且還從自己的科研項目中整理出一批科技創新訓練項目和畢業設計題目，鼓勵和吸引對相關項目感興趣的學生積極申報，每年都有很多學生申報國家和學校的科技創新訓練項目，從而參與到教師的課題研究中，與課題組的研究生一起從事科學研究實驗，實現教學與科研的結合。學生參與科研項目，需要查閱文獻，制訂出合理的實驗方案；需要對實驗內容、操作步驟和時間流程等做出周密翔實的安排；需要自己準備實驗所需的一切材料、器皿和試劑；需要熟練操作實驗所需的儀器設備；需要在實驗過程中互相合作；遇到問題時需要思考，需要對所學知識加以綜合運用，需要與課題組研究生和指導教師討論；創新訓練項目結題時，需要撰寫結題報告，需要制作PPT參加項目結題答辯。因此，學生參與科研項目得到了全方面的鍛煉，不僅了解了更多的學科前沿知識，接觸到更多的科研技術，加深了對理論知識的理解，而且親身感受到與免疫學相關的一些理論知識在科學研究中的應用，激發了科研興趣和學習興趣，鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力，培養了學生團隊合作精神，有利于學生實踐能力和綜合素質的提高。

四、結語

教研結合，并非教學與科研的簡單相加。真正的教研結合，實際上就是實現教學與科研的相互滲透融通：教學基于研究，教學本身也是一種研究；研究反哺教學，研究過程也是師生在互動中實現教學相長、協同發展的過程。我們在免疫學課程教學中，積極將科研與教學有機結合，在向學生展示自己的科研項目和科研成果的同時，啟發引導學生運用科學研究的思維思考問題，使學生對相關內容有更深刻的理解，培養了學生積極思考、自主學習、主動實踐的能力，促進了師生之間的互動和交流，提高了教學效果；教研結合的啟發式教學反過來也督促了教師主動學習，認真分析教學內容，吃透教學內容的重難點，不斷了解學科的最新前沿動態，提升自己的綜合素質和教學水平，將課本里的基礎理論知識和實際應用結合起來，融會貫通，從而形成教學與科研的良性互動。

參考文獻：

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[3]牛秀瓏，王越，孫奕，等.免疫學PBL授課模式初探[J].山西醫科大學學報：基礎醫學教育版，2011，13（1）：12-13.

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第9篇：細胞生物學的研究領域范文

關鍵詞 動物生物技術；課程建設；教學改革

中圖分類號 G642；G420 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）01-0326-02

21世紀是生命科學的世紀。生物技術是人類科學技術發展歷史中最悠久、對人類社會具有重大貢獻的學科之一。隨著分子生物學前沿學科的不斷進步，生物技術也得到了突飛猛進的發展。動物生物技術是一門現代生物科學理論和技術相結合的綜合性學科，主要涉及動物基因工程、動物細胞工程、動物胚胎工程等幾大領域，在諸多行業都得到了廣泛的應用，如農業、食品業、醫學行業等[1]。生物技術這門學科在各大高校中都占有很重要的地位，可見該門學科的重要性，因此學好生物技術這門學科對今后的就業至關重要。筆者在介紹生物技術的概念的基礎上，總結了動物生物技術課程的建設與改革措施，以期為學生的就業打下堅實的基礎[1]。

1 生物技術的概念

生物技術是指在現代生命科學的基礎上，利用各種先進的技術手段和其他類科學的原理和技術來對生物體或生物原料等進行加工或改造等，目的是生產出人類所需的產品。先進的工程技術包括基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程和蛋白質工程等新技術。對生物體的改造是指按照人類的需要，改造或加工生物包括植物、動物、微生物等，使其能夠生產出對人類有利的產品[1-2]。

2 教學現狀與分析

內蒙古農業大學生命科學學院生物技術專業自1996年開始招生，2006年成為品牌專業，經過了16年的專業建設，首先于2003級生物技術專業學生中開設36學時的動物胚胎工程課程（專業選修課），隨著現代生物技術的迅猛發展，36學時的理論講授明顯不足，于2005級學生中更改教學大綱，內容上增加了動物組織、細胞的培養技術、基因工程技術等，理論教學增加到54學時，并增加18學時實驗教學，課程性質首次轉為專業必修課，并創新性地更名為動物生物技術，當時整個生物領域還未出現命名為動物生物技術的課程，直到2009年5月1日，科學出版社出版了普通高等教育十一五規劃教材《動物生物技術》，至此這一新課程有了正式出版的教材可參考。筆者調查了部分農林院校生物技術專業開設的主干課程，主要有11門（動物學，植物學，微生物學，生物化學，遺傳學，細胞生物學，分子生物學，基因工程，細胞工程，發酵工程和酶工程），在調查的農林院校中（安徽農業大學，西北農林科技大學，山東農業大學，湖南農業大學，吉林農業大學，東北林業大學，青島農業大學，江西農業大學，福建農業大學，華中農業大學，華南農業大學，云南農業大學），都開設《細胞工程》課程，目前只有內蒙古農業大學生命科學學院生物技術專業開設與《細胞工程》相近課程《動物生物技術》和《植物生物技術》課程。

3 動物生物技術課程建設與改革

3.1 教學思想與目標改革

落實科學發展觀，逐步樹立“以學生為中心”、“一切為了學生”的意識。教師要改變傳統的教學觀念[3]，正確處理傳授知識與提高學生學習能力之間的關系，使學生在學習一些課程基礎知識的情況下，掌握一種主動學習課程相關知識的能力，成為富有知識和具有學習知識能力的復合型人才。

3.2 師資隊伍建設

組建教學團隊，將教學內容分為不同的教學模塊，打破傳統的一人一課的教學模式，每一模塊由具有相應專業背景的教師承擔，業務上要精益求精，力爭緊跟各教學內容的學科前沿。定期開展教學研討，督導組專家聽課、評課，同時不定期開展自評和互評及學生評教，以促進整體教學水平的提高。

3.3 教材建設與改革

根據調研，筆者選用了科學出版社出版的普通高等教育十一五規劃教材――蔣思文教授主編的《動物生物技術》作為教材，該書比較全面系統地介紹了動物生物技術的概況、基本原理、技術方法和最新發展。同時，由于課時的限制，在教學過程中，不可能做到面面俱到，且課程知識更新速度較快，一些最新熱點在教材中沒有體現的，自行編寫部分講義，以文本形式拷貝給學生，并推薦其閱讀中外文的優秀參考書。

3.4 課程內容改革

動物生物技術屬于多學科交叉課程，也是各國科研工作者研究的熱點領域，大量的研究成果層出不窮，也在不斷地更新和充實著這一新興學科的知識。無論是教師的教，還是學生的學都具有一定的難度，這就要求在授課內容的選擇上，既要注意授課內容的完整性，又要保證實用性和先進性，同時做好與其他課程交叉內容的增、減和銜接。在課程內容上，首先介紹緒論，動物胚胎工程技術概述，體外受精，胚胎移植，性別控制，胚胎分割，嵌合體；其次，介紹分子生物學及基因工程基礎；最后重點介紹細胞核移植技術、干細胞技術、轉基因技術、動物生物反應器、動物細胞培養技術，動物細胞融合技術，雜交瘤技術和單克隆抗體技術。通過精心的安排，使學生能在有限的時間內，全面系統地了解動物生物技術課程體系的基本內容。

3.5 教學方法改革

3.5.1 利用重大科研成果，激發學生學習的興趣，提高其學習的主動性。如美國科學家馬里奧?卡佩基、奧利弗?史密斯和英國科學家馬丁?埃文斯，利用“基因靶向”技術讓小鼠體內的特定基因失去活性，培養出研究價值極高的“基因敲除”小鼠，為人類遺傳病研究提供了藥物試驗的動物模型。有了這些動物模型后，人類就能更有效地找到治療各種遺傳病的新療法，徹底攻克遺傳病就為時不遠了，這一成果使得他們一起獲得2007年諾貝爾生理學或醫學獎。羅伯特?杰弗里?愛德華茲爵士，英國生理學家，生殖醫學的先驅者，因創建了“體外受精技術”，被授予2010年諾貝爾生理學或醫學獎。一門課程的講授，不但要使學生掌握和了解課程相關的一些基礎知識，更重要的是要教會學生如何通過有效途徑盡可能的獲取更多的、更豐富的相關知識，特別是對于像動物生物技術這樣一門新興的學科領域，許多知識都處于動態更新和完善的過程中[1]。

3.5.2 跟蹤學科科研動態，開拓學生視野，培養創新思維。本科生的課堂教學過程不僅僅是傳授書本知識，更重要的是啟發學生的開拓性思維能力和創新意識，培養和提高其發現問題、分析問題和解決問題的能力[3-5]。因此，在應用范圍廣、知識更新快的動物生物技術教學過程中，介紹學科研究的新動態和新進展，有意識地拓寬學生視野，打開學生思路，培養學生創新性思維是十分必要的。例如誘導多能干細胞（Induced pluripotent stem cell，IPS cell），由日本的2位科學家于2006年發表于世界頂級雜志《Cell》上。通俗地講，就是通過某種方法，把高度分化的成體細胞去分化，使之成為多能干細胞，重新獲得分化成多種細胞的能力。IPS技術是干細胞研究領域的一項重大突破，它回避了歷來已久的倫理爭議，解決了干細胞移植醫學上的免疫排斥問題，使干細胞向臨床應用又邁進了一大步，該成果的研究者獲得了2012年的諾貝爾生理學或醫學獎。隨著IPS技術的不斷發展以及技術水平的不斷更新，它在生命科學基礎研究和醫學領域的優勢也已日趨明顯[6]。

3.5.3 創新教學形式，提高教學效果。在課堂教學過程中，要認真傾聽學生意見，像朋友一樣對待學生，拉進教師與學生的距離，讓學生感受課堂文化，使其融入其中，積極思考，成為課堂的主體。同時可適當增加專題討論會，通過學生準備ppt演講等形式，一改以往整節課教師講、學生記，缺乏溝通的模式，使學生處于主動學習的狀態[7]。

3.5.4 優化多媒體教學，引入現代信息技術。利用有限的課時，著重講授課程的重點、難點、關鍵點、知識點間的聯系，引導學生自覺地去思考，對于容易掌握的部分課程內容可安排學生自學。利用計算機和Internet等手段，從國外引進和下載原版圖書和動感圖像，進行多媒體教學，可以有效提高教學組織效率，充實教學內容。不僅可以多層次、多角度地向學生提供豐富多彩的教學信息，還可以提供更加生動形象的人機交互界面，充分調動學生學習的積極性[8]。例如，細胞融合，精卵受精，細胞核移植等內容。在多媒體教學中，堅持適度運用原則和有機結合原則，留出足夠的時間給學生理解、思考，且結合使用板書、實物等各種教學媒體，取長補短，將教學內容化繁為簡，增強教學的生動性和創造性，使學生喜歡學習[2]。

3.6 考核方法改革

首先，改變以往的考核方法，將重視課本上的知識轉變成重視實踐、將重視成績轉變成重視課堂教學，今后不以單一的考試成績為總成績，而要加上一定比例的實踐考核成績，讓教師、學生都能重視實踐；其次，增減考核方式的多樣性，以平時成績、實驗成績、期中成績和期末考試等作為綜合考查學生學習成績的考核體系，即20%平時成績、20%實驗成績、20%期中成績和40%期末成績[9]。

4 結語

隨著科學技術的快速發展，動物生物技術方面的研究也會更加深入，因此各個高校要建設好動物生物技術專業已迫在眉睫。課程組立足于內蒙古農業大學生命科學學院自身特色，通過分析生物工程、生物技術、制藥工程3個專業之間的內在聯系，準確把握動物生物技術課程的教學地位，注重該門課程特點，圍繞課程內容，加強教學建設，創新教學形式及考核體系，逐步完善優化動物生物技術多媒體教學，提高教學質量，達到人才培養的目的和要求[10]。

5 參考文獻

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[3] 蔣思文.動物生物技術[M].北京：科學出版社，2009.

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[7] 代建麗.植物細胞工程教學改革初探[J].科教文匯，2011（6）：23，37.

[8] 張一春.現代教育技術實用教程[M].南京：南京師范大學出版社，2005.