分子生物學的含義精選(九篇)

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第1篇：分子生物學的含義范文

[關鍵詞]現代分子生物學 實驗教學 教學改革 方案

目前，許多高等院校都把分子生物學作為本科生和研究生的必修課或選修課，分子生物學實驗課也是高等院校生物相關專業重要的實驗課之一[1]。分子生物學實驗是提升學生生物科學素養的重要手段和途徑，能有效提高學生的動手操作能力、觀察能力、思維能力、語言表達能力以及學生之間相互交流和合作的能力。然而在現代分子生物學實驗教學過程中，筆者發現存在著一些較為突出的問題，本文就這些主要問題提出改革與創新的應對措施。

一、地方高校現代分子生物學實驗的現狀和存在的問題

分子生物學實驗課教學是生物教學的重要組成部分，是培養學生動手能力、創新能力、創新意識和科研能力的基本途徑。目前，分子生物學實驗教學的現狀令人堪憂，實驗教學中存在的問題主要體現在以下幾個方面：

（一）實驗經費和設施有限

現代分子生物學實驗中所用藥品，如Taq聚合酶、DNA連接酶和載體等，均較貴，由于經費原因許多實驗大打折扣，甚至無法開展。現代分子生物學實驗教學所需的設施也較為先進、昂貴，如PCR擴增儀、移液槍、高壓滅菌鍋、高速冷凍離心機、超低溫保存冰箱、電泳儀、超凈工作臺和凝膠成像系統等，這些設備的數量都是有限的。上課的人數較多，教師講解儀器的使用方法時有相當一部分的學生不能完全聽明白，連儀器的基本操作都不會，要求他們熟練地使用儀器時就顯得有點困難。

（二）教學方式較為僵化

分子生物學實驗教學方式較為單一，一般是老師準備實驗、講實驗原理和操作步驟，學生模仿教師的演示或照著黑板的步驟按部就班地進行操作。操作前，教師講明實驗過程，這雖然利于學生掌握實驗步驟，教師易管理，但學生思考和主動參與的過程被省略了。動手完全與動腦脫節，動手能力的培養是實驗教學的一個重要內容，但不經思考地完成實驗根本談不上能力的培養。

（三）學生自主學習能力不強

學生在實驗中被動成分大于主動成分。課前雖然預習了，但對實驗內容還不是很熟悉。上課時有的學生不認真聽教師講實驗原理、實驗步驟、注意事項，結果在實驗過程中常常出錯，卻不知道如何解決。實驗材料、實驗藥品和實驗儀器都是教師事先安排好的，實驗時間和實驗具體實施步驟也是按教師安排進行的，學生做實驗僅憑好動的天性，既沒有時間、機會去思考或詢問為什么要這樣做？有沒有其他方法或方式去嘗試？對實驗設計、方法、步驟是只知其然、不知其所以然。實驗后得到的結果若與理論結果不同，并不能獨立地思考出現該結果的原因。耐人尋味的是，一些學生對實驗結果對答如流，實驗操作卻極不熟練。有些學生組織紀律意識不強，經常遲到早退。有的學生馬馬虎虎做完實驗，不管操作是否規范、結果是否正確，甚至有的在一旁觀看別人操作自己根本就不動手，最后照抄別人的實驗結果[2]。

（四）實驗教學安排、管理不合理

現代分子生物學實驗所涉及的一系列相關實驗都需要相當長的時間，并且所做的實驗一般都具有強的連續性，如DNA的提取、檢測、PCR擴增、DNA回收、DNA與載體連接、感受態細胞的制作、轉化等實驗。由于學校安排的課時相對較少，并且比較固定。因此，許多實驗過程只是老師講解，學生并不能進行操作，這樣學生根本就不能順利地掌握實驗的全部過程，不利于學生全面掌握整個實驗過程。除此之外，上課的人數多，實驗分組每組人數多，實驗儀器少，每個學生所擁有的自由空間就很小，影響實驗的進程，同時也不利于教師指導實驗。

（五）教學要求較低、課程考核不合理

教師一般對實驗教學要求較低，對學生的基本操作要求不嚴格，但地方高校學生學習多數自主性較差，這樣不能較好的促進學習進行學習。最后的考核方式也比較單一，基本都為兩種方式：一是書面形式，考核學生對實驗結果或要證實的理論的掌握；二是操作觀察，考核學生的實驗操作技能[3]。這種單一的考核極易養成學生投機取巧、不踏踏實實做實驗的壞習慣，而實驗操作評價往往是突擊性的，為了應付期末考核，學生反復機械地訓練操作技能，很難促進學生能力的發展。

二、現代分子生物學實驗教學改革

現代分子生物學是一門建立在實驗基礎之上的學科，一切的真知灼見都來源于時實踐和實驗，為了提高實驗教學的質量，促進學生素質的培養，筆者認為應從以下幾點進行改進：

（一）加強實驗教學管理和經費投入

學校應逐步完善實驗室的建設、儀器設備和用具的配置，保證實驗教學經費的投入。建立一套公正、合理、科學的實驗教學評估體系，包括實驗人員管理與考核體系、教師實驗教學質量評價體系和學生實驗教學質量評價體系。課程上采取評比競爭，讓教師感到有一定的壓力，從而提高他們的責任心和進取心。任課教師要認真備課，做好預備實驗，實驗過程中精講多練，親自示范，示范的同時提出關鍵步驟以及注意事項，多指導學生，實驗結束后進行歸納總結，認真批改實驗報告。

（二）優化實驗教學模式

讓學生積極參與到實驗中來，由被動變為主動。鼓勵學生多參與實驗課相關活動，如與實驗相關的講座、參與教師相關科研項目、“挑戰杯”等。在科研教師的指導下，學生獨立地思考實驗過程中出現的問題，并不斷通過實驗找出問題的根源所在，最后完成科研任務[4]。體會實驗帶給學生的苦與樂，幫助學生真正理解科學的含義，讓學生從心底里改變對實驗的態度，激發學生對實驗濃厚的興趣，從而由衷地熱愛實驗。

不應只重視實驗結果，更應看重實驗過程。實驗過程中，手、腦的結合可使學生在掌握知識、方法、技能的同時也得到態度、意識、能力的培養，即獲得了綜合性、協調性的發展。教師可以鼓勵學生嘗試用不同的方法，也許他們的嘗試不一定是得到了正確結果，但更重要的是參與了探究過程，體驗了探究過程中的成功感與失敗感。

采用各種激勵措施，讓每位學生都進行實驗操作。教師在實驗中或實驗后提出一些與實驗結論相悖的現象或是與實驗過程有關的問題讓學生思考，從而使每一位學生都能體驗到一種動手實驗的快樂。同時，應獎“勤”罰“懶”，制造出一個活躍的實驗氛圍[5]。在此過程中和學生相互交流也是有必要的，可以更加了解學生的學習情況，對實驗的理解、消化程度，也可以從中了解到教師在教學過程中的不足。在教學中，教師還應該了解當前分子生物學的前緣學科知識，在實驗課程中穿插一些新知識，引導學生的學習興趣，提高學生的科研能力。

（三）充分利用現有資源

雖然學校實驗設備有限，實驗室空間有限，但可以將學生分為幾個小組，每次各個小組依次按實驗順序輪流做實驗。這樣不僅有利于教師管理和指導，也避免了實驗儀器的浪費，使其得以充分利用。同時在某種程度上也節約了不少時間。在課余時間開放實驗室，讓學生學會自己設計實驗并進行實驗，從而加深他們對儀器的使用熟練程度和提升他們的創新能力[6]。

（四）提高教學要求，培養科研意識

在實驗過程中嚴格要求學生，特別是實驗的基本操作，包括各種儀器的使用、每個步驟的要求、注意事項。該實驗所涉及的是分子水平上的操作，對藥品的接觸較多，其中也有毒的試劑，在使用時應該極其小心。除此之外對無菌操作要求也較為嚴格，這些都是不能馬虎的。久而久之在學生的意識中就建立起實事求是的科學態度，獨立自主的思想意識和追求科學真理的不懈精神和創新精神等。

在地方高校中存在相當一部分要考研究生的學生，分子生物學實驗正好可以為他們提供一個科研實踐的平臺，在學習專業課程實驗的同時，提高動手和思考問題的能力，為后續的研究生學習打下基礎[7]。所以分子生物學實驗課程可以積極鼓勵和引導學生投身于科學研究，增強學生學習的興趣，同時可以使他們更加重視這門課程，使得實驗課教學可以順利完成，獲得更好的教學效果。

（五）加強考勤管理，改善考核方法

實驗課教師要加強實驗課堂紀律，課前點名，要求每個學生獨立完成實驗內容和實驗報告，對遲到、早退、曠課、實驗不動手、抄襲實驗報告的學生給與嚴厲的批評。提高實驗課考試在課程成績中的比例，考核采取實際操作、設計實驗和平時實驗中的表現三種方式，考試時應嚴格監考，提高要求。只有這樣才能增強學生的實驗意識，親自動手實驗，提高實際操作能力和思考能力。

由于當今高等院校要培養高能力高素質的全方面發展的人才，因此，怎樣才能保證學生具有強的、好的科學素養，還需進一步的探討。

[參考文獻]

[1]謝恩倍，閔華，歐善生.高職《分子生物學》實驗教學改革的初探[J].廣西輕工業，2008，10，（10）：167-168

[2]姚發興.生物學實驗教學中存在的問題及對策《湖北師范學院學報：自然科學版》2005年.第3期3頁.101-103

[3]張榮，汪效組.實驗教學的創新模式.安慶師范學院學報（自然科學版），2003，9（3）：97-98

[4]張彥定，黃義得.本科分子生物學實驗教學的思考[J].新課程研究，2008，126（9）：115-116

[5]朱俊華，尹芳.“分子生物學實驗”課程體系的建立和考核方法的改革[J].北京城市學院學報，2007，（2）：37-39

[6]余曉麗，李淑平.分子生物學教學改革與實踐[J].南陽師范學院學報，2005，4（6）：95-96

第2篇：分子生物學的含義范文

科學研究永不止步

清華大學有著百年的歷史傳統、深厚的文化沉淀和精銳的學術水準。百年來，莘莘學子志存高遠，秉承清華“自強不息，厚德載物”的校訓精神，為民族振興和社會進步貢獻力量，為母校爭取榮譽、譜寫華章。中國科學院上海巴斯德研究所結構病毒學研究組組長陳榮正是以清華的前輩先人為榜樣，以清華精神為鼓勵，積極進取行進在科學事業的大道上。

陳榮于1990年考入清華大學生物科學與技術系，1995年本科畢業后攻讀生物化學碩士學位，1997年碩士畢業后到美國貝勒醫學院留學攻讀博士，開始學習利用結構生物學方法研究病毒和病毒蛋白相關方面知識。這一學科正是病毒學和結構生物學的交叉學科，研究對象是病毒、病毒蛋白及相關大分子復合體，研究目的在于揭示病毒組裝、復制以及感染致病等諸多方面的結構學基礎，為闡明病毒的作用機制提供依據。

“我在清華整整學習生活了七年，度過了一段難忘的青春求知歲月。當時清華生物系的培養模式是從清華作為理工科綜合大學的實際情況出發來制定，我們因而有幸學習了大量的數學、物理和化學知識，還有計算機編程、電子電路等。今天生命科學的大發展很多來自于與其他學科的交叉，比如結構生物學包括的X射線晶體學是與物理學的交叉，合成生物學與化學有交叉，計算生物學與數學和計算機類學科有交叉等等。清華生物系實際上走了一條很有特色的培養路子，我自己受益匪淺。我非常感謝從母校清華中的所學所得，不僅僅在專業知識和技能的學習上，更重要的是在母校學習生活期間，耳濡目染，親身實踐，形成了自己的人生觀和價值觀。可以說，母校‘自強不息，厚德載物’的校訓一直伴隨著我，鼓勵著我。”

知識的海洋是浩瀚無邊的，每一朵浪花都充滿了詩意，誰能夠將一望無底的天空盡收眼底？

2003年，陳榮博士畢業后，繼續開展結構病毒學以及分子生物學和細胞生物學的相關工作。就像是饑渴的旅行者在沙漠中看到綠洲一樣，他盡情地在知識的海洋中遨游，珍惜每一個學習的機會。在美國的10年期間，陳榮在X射線晶體學、冷凍透射電鏡三維重構和病毒學等方面辛勤積累，厚積薄發。

2008年1月，陳榮回國建立了自己的實驗室。如今陳榮研究員繼續專注于這一領域的工作，希望以自己的所學貢獻于重大傳染性疾病的控制，將自己個人職業的發展與人民的生命與健康緊密相聯，在國家和民族的發展中實踐自己的人生，在實際中踐行清華“自強不息，厚德載物”的精神。

感念母校培養 用行動詮釋使命

陳榮的主要研究對象是病毒。病毒雖然微小，結構研究盡管有些枯燥，卻伴著一顆熱情的心，陳榮感念于母校對自己的培養。

正是對于母校培養的感恩和報效國家的思想，2008年1月，陳榮自哈佛回國，選擇中國科學院上海巴斯德研究所繼續從事科研工作。陳榮原計劃以呼吸道合胞病毒為研究對象，開展綜合結構和功能方面的研究，開發有效治療手段，因為呼吸道合胞病毒廣泛感染致病，相關治療在世界上還是難題。

陳榮說，“一個民族要立于世界上受人尊重，具有強大的自主創新能力至關重要。現在國家積極推進創新型國家的建設，科學技術的作用不可取代。科學家應該勇敢承擔起時代的使命，在創新科研中做出自己的貢獻。而國家的考核機制也應該作相應的調整，包容創新思維的培育和發展。”

以己之長，報效國家，義不容辭，科學家的使命就是振興民族，為國家的事業而奉獻自己的力量，這不僅是科學家的義務，也是權利。陳榮用自己的行動深刻地詮釋了這一含義。

2008年3月，安徽阜陽突發嚴重的手足口病疫情，隨后發現腸道病毒71型（EV71）為主要致病原。病因雖然找到了，“但在臨床上沒有疫苗或藥物等治療手段，我當時覺得針對這個病毒的研究是中國科學家的責任，覺得自己在結構病毒學方面的技術專長能夠為開發治療手段提供幫助。” 于是陳榮又毅然決然開始投入到EV71研究上來。

扎根病毒科研 致力民生健康

陳榮是中國青年科學研究隊伍中的佼佼者，2008年1月，他入職中國科學院上海巴斯德研究所，擔任結構病毒學研究組長。

中國科學院上海巴斯德研究所是由中國科學院、上海市政府和法國巴斯德研究所三方合作建設的科研機構，宗旨是致力于中國重要傳染病領域特別是病毒性疾病的研究，組織針對傳染性疾病的基礎與臨床相結合的攻關性研究，創建以研究生教育為主、兼顧各層次專業培訓的教育基地，推動技術創新和科技成果轉化，以多種方式為公眾健康服務。陳榮渾身充滿干勁，積極投身到巴斯德所的研究團隊中，在科研實踐中實現對國家和社會的貢獻，在奉獻中實踐自己的人生價值，這也正是陳榮的人生目標之一。

陳榮介紹說，“我們的工作一是可以幫助建立多種藥物篩選模型，二是可以開展基于三維結構的藥物設計工作，三是能夠優化疫苗和中和抗體的設計。” 陳榮和他的課題組成員們利用酵母雙雜交手段，結合免疫共沉淀和熒光共聚焦等方法，構建病毒與宿主細胞的蛋白質相互作用網絡。由于病毒不可能脫離宿主細胞而獨立復制，陳榮課題組的工作將能夠發掘重要的與病毒感染致病相關的宿主因子，并開發新的抗病毒靶點和藥物篩選平臺。另一方面，他們也希望解析在病毒感染致病中起重要作用的大分子復合體的三維結構，獲得與重要功能相關的高分辨率結構，并在此結構信息的基礎上，虛擬設計小分子藥物。這個課題已經取得了很大進展，包括病毒高分辨率結構的解析和病毒宿主相互作用的研究。

2010年6月21日中國科學院隆重舉行夏季學期“百人學者論壇”系列講座。百人學者是國內科研組織一支重要的師資隊伍，這是為全面提升研究生的創新和實踐能力，培養具有良好科學素養的研究生，而實施的一項任重道遠的工程。“百人計劃”每年都被國家重視和關注，有著舉足輕重的作用。陳榮擔任了首場主講。陳榮說，生物學科之間并不是分離開來的，做結構生物學其實需要分子生物學等其它領域的背景知識，尤其對于病毒來說，結構研究和功能檢測不能孤立開來。他們課題組的長遠目標也是建立一個結構生物學平臺，通過功能檢測和結構研究的互補，深入地了解病毒的致病機理。

陳榮認為，科學的敏感性和洞察力非常重要，他認為深入科研領域需要經歷幾個階段：第一，學習并掌握實驗技術的階段，即研一研二的學生階段，這一階段的首要任務就是盡量全面了解相關領域的發展背景，熟練掌握所有可能用到的實驗技術，為以后的工作打好基礎；第二，能夠獨立設計實驗的階段，在此階段可以為解決一個小的科學問題而給出自己的思維和設計，開始進入半獨立或獨立狀態的科研工作；第三，能夠從臨床或生活中間提煉科學問題并努力加以解決，這也是當今很大部分科學研究的任務所在，也是對相當部分科研人員的基本要求；第四，利用已知的科學規律來預見并指明科學發展的方向，引導科學的進程。陳榮給出了幾個例子，就像當年限制性內切酶的發現者就預見了它必定會給分子生物學領域帶來革命性變化，事實證明，這一預見是極其客觀的。

中國的國力越來越強大，同時科技創新能力也越來越強，這正是因為有了千千萬萬陳榮這樣的科研人員們共同的努力。他們“把科研當作感興趣的事業來做”，為了中華民族的振興將自己的事業放到科研工作中，不斷向自己挑戰，敦促自己不斷攀登新的高峰，努力為國家和社會作出應有的貢獻，積極培養社會有用人才。我們真心期望著，有更多這樣的科技工作者在中國科研事業上能夠意氣風發，為把我國建設成科技強國奉獻更大的力量。

人物簡介：

第3篇：分子生物學的含義范文

現代民族植物學,是指利用現代科學技術手段研究當地人群與植物之間相互作用關系的科學。現代科學技術手段可以應用于調查、整理、編目、化學成分的分離和鑒定、遺傳多樣性分析、功能基因的評價、經濟價值預測、植物資源利用模型的建立等多個方面,它不僅能對傳統植物學知識進行科學驗證和深度評價,也能為其保護與持續利用提供科學依據和技術儲備。這里所指的“現代科學技術手段冶是指分子生物學等不同學科的最新技術和手段,主要包括分子生物學、(多種)組學、信息科學、網絡技術、3S技術、現代分離技術、波譜技術、藥理學等技術和手段,強調用現代儀器設備在研究工作中的應用,采用實驗的手段開展研究工作。“當地人群冶是指在一定的自然環境中生活了很長一段時間的群體,他們對當地的植物及其環境非常熟悉,并且建立起了一種不可分割的關系。他們可以是少數民族人群,也可以是擁有主流文化的主體民族。“植物冶泛指高等植物、藻類、地衣、菌類,或者“兩界系統冶中的植物界,即廣義的植物,以及由它們構成的植物環境。根據研究工作的需要,也可以將其界定在綠色植物、高等植物、維管植物等類別中。現代民族植物學的英文名是ModernEthnob鄄otany。然而,ModernEthnobotany一詞在不同的場合出現過,包括百科全書(UNESCO鄄EOLSS,Soejarto等,2007)、新聞媒體(如DailyTele鄄graph稱RichardEvansSchultes為現代民族植物學之父:RichardSchulteswasthefatherofmodernethnobotany),但其含義都是指一般意義上的民族植物學,是與早期(20世紀前)民族植物學相對應的說法。因此,上述百科全書和新聞媒體所指的“現代冶,與現代奧林匹克運動、現代戰爭等名稱中的“現代冶有著相似的含義,不同于本文所用的“現代冶。現代民族植物學屬于民族植物學的范疇,是民族植物學發展到一定階段的產物,但在研究手段、技術路線、研究結果等方面更接近于實證科學。最近10幾年,雖然國際上有實驗民族植物學(ExperimentalEthnobotany)的提法(Martin,1995),但往往顯得比較簡單,缺乏系統性。在民族藥物學研究工作中,采用植物化學、波譜學、藥理學等現代技術方法,分離提取藥用植物的化學成分,對其生物活性進行檢測(Grunde鄄mann等,2012;Manvar,2012)。其主要目的是為了新藥研發尋找先導化合物(Gutierrez,2008;Thanh,2012),而不是為了發展民族植物學的理論和方法,缺少與信息源(當地社區及傳統植物學知識提供者)的互動,因而不能完全屬于民族植物學的研究范疇。

2搖現代民族植物學的研究方法和應用

經典民族植物學的研究方法,博采眾長,吸收了多門學科的手段。植物學、民族藥物學、人類學、生態學、經濟學、語言學等被認為是對民族植物學有重要貢獻的六大學科,民族植物學研究也主要采用了這些學科的手段(Martin,1995)。在翻譯馬丁的《民族植物學手冊》(裴盛基和賀善安,1998)時,我和我的同事們自告奮勇地承擔了“經濟學冶和“語言學冶這兩章的翻譯任務,是那時民族植物學所有六大研究方法中,中國民族植物學工作者最不為熟悉的內容。不過現在看來,當時做出的選擇是正確的,那些知識至今仍然讓我受益匪淺。需要特別明確的是,現代民族植物學是建立在經典民族植物學工作基礎上的。離開了經典民族植物學的工作,我們將一事無成。開展現代民族植物學工作的第一步,就是用不同的手段調查、記載和整理傳統植物學知識,采集憑證標本,進行鑒定和編目。有了這些工作,才能有選擇性地采集實驗材料和相關數據,在實驗室進行研究和開展評價。

2.1搖傳統遺傳資源研究

現代分子生物學技術手段,如分子標記技術、DNA條形碼技術、基因組學和生物信息學等技術,可用于研究傳統社會使用的植物遺傳資源,包括作物的地方品種(landraces)和受傳統文化影響的野生種。一些植物學上難以區分的民間分類群(ethnotaxa),也可以用這些方法進行研究。在此,我們以云南省西北部藏族地區的傳統青稞遺傳資源為例,闡述遺傳資源的研究思路。青稞(HordeumvulgareL.s.l.)是藏民的主食。在對滇西北的青稞遺傳資源進行民族植物學調查時,我們發現當地保留并種植不少傳統品種。這些傳統青稞資源不僅與當地特殊的自然環境有關,還與藏族傳統文化密切相關,即傳統青稞資源在藏族的、飲食文化、風俗文化等活動中均扮演著重要角色(Li等,2011)。進一步的調查發現,這些傳統品種在形態上有較大的差異,即呈現出豐富的表型多樣性。那么,傳統文化到底對這些遺傳資源產生了什么樣的影響?他們的遺傳多樣性如何?我們從滇西北采集了60份當地的青稞資源,并以4份現代育成品種作為對照,采用AFLP和SSR兩種分子標記檢測其遺傳多樣性。AFLP遺傳多樣性分析表明,5對引物組合共擴增出576條帶,其中多態帶為517條,多態位點百分率為89.76%。用19對SSR引物共擴增出70個等位基因,每對引物等位基因數目從2到10個不等,平均值為3.68個;PIC值從0.03到0.87不等,平均值為0.30。居群間的遺傳分化值(Gst)為0.2587(AFLP)或0.1304(SSR),即遺傳變異主要存在于居群內(Guo等,2012)。研究結果很好地說明了傳統青稞品種具有非常高的遺傳多樣性,傳統文化有效地保護了當地青稞的基因資源。印度西高止山Nilgiri生物圈保護區內,有7種草沙蠶屬Tripogon植物,用于捕蛇、飼料、蓋房子(屋頂)和宗教儀式。其中被Irulas及Mal鄄asars人稱為‘Sunaipul爺和‘Kattaipul爺的兩個民間分類群,當地人很容易就可以將兩者區分開來,但被植物分類學家鑒定為一個種Tripogonwightii。加拿大學者和印度學者合作,利用DNA條形碼技術,選擇了matK,trnH鄄psbA和rbcL共3個標準DN段,對西高止山地區的草沙蠶屬植物進行鑒定。研究結果表明:‘Sunaipul和‘Kattaipul爺為完全獨立的兩個物種,后者為Tripogonwightii,而前者Sunaipul則為植物學上新發現的一個種TripogoncopeNewmaster,sp.nova(Ragupathy等,2009)。這一成果在一定程度上說明民間分類學知識是值得尊重的。

2.2搖民族藥用植物研究

用植物化學、波譜學、藥理學等手段研究藥用植物的化學成分和生物活性,已經比較普遍。但是,這些工作很少涉及到對傳統植物學知識的驗證和評價。在現代民族植物學研究中,有必要用藥物化學的研究結果去驗證當地的傳統植物學知識,探討當地民眾使用這些藥用植物的科學性如何?是否有其物質基礎?我們以西南地區兩種民族藥為例,說明用現代民族植物學研究民族藥用植物的思路和方法。我們在云南東南部對瑤族支系紅頭瑤傳統使用的藥浴植物進行了民族植物學調查,通過鑒定、整理,完成了110種藥浴植物的編目(Li等,2006)。我們發現,他們將蘿藦科的荷花藤(Aeschynanthusbracteatus)作為藥浴植物,用于婦女產后恢復和治療風濕關節炎。我們從中分離鑒定了59個化合物(新成分4個),發現其中2個化合物具有較好的抗LPS誘導的NO和NF鄄資B活性,且沒有細胞毒活性。荷花藤中抗炎活性成分的發現,很好地證實了瑤族人民用其作為藥浴植物的合理性(Li等,2008)。我們在廣西靖西縣調查當地具有700年歷史的端午藥市時,了解到當地壯族用江南卷柏(Selaginellamoellendorfii)治療高血壓(楊春燕等,2009)。文獻研究表明,其他地區用于治療肝炎、肺炎、咽喉炎、支氣管炎等,卻從來沒有治療高血壓的記載。那么,壯族對江南卷柏的這種傳統知識是否可信?我們從其全草中分離得到了呱丁胺類成分,而呱丁胺類成分已經被證實具有很好的降血壓活性(Carmignani等,2001;Bot鄄ta等,2003)。因此,我們的工作驗證了壯族利用江南卷柏治療高血壓的傳統知識是科學合理的。

2.3搖生物文化多樣性研究

生物文化多樣性(BioculturalDiversity)的概念被提出之后(Maffi,2001),就得到廣泛的認同,包括科學界、政府決策機構、國際組織和非政府組織等社會各階層(龍春林和裴盛基,2003;Loh和Harmon,2005;Maffi,2012)。然而,對生物文化多樣性的研究,由于其跨學科的特性和缺少定量指標,往往只能限于描述性的工作。美國佛羅里達大學生物文化多樣性制圖項目(BioculturalDiversityMappingProject)利用物種數據庫、語言數據庫和信息技術、3S技術,成功繪制了植物物種豐富度與語言豐富度緊密關聯的全球圖譜(Plants&Languages),包括世界的山地、島嶼、雨林等生物文化多樣性熱點地區,為全球生物多樣性和文化多樣性的保護、利用提供了直觀而有效的方法與途徑(Stepp等,2004,2005)。

3結語

第4篇：分子生物學的含義范文

為適應新的“生物—心理—社會醫學模式”教育體系[2]，我教研室認真研究臨床醫學專業培養計劃和教學大綱，合理設置課程，以整體教學更適應醫學基礎教育的延續性為立足點，消除基礎課程教育內容與臨床實踐聯系不夠緊密的弊端，適當簡化繁瑣的推導、分析和解釋過程，有選擇地擴展專業知識，增加與專業相關的臨床知識。如“糖代謝血糖”一節，首先明確血糖的含義，從血糖的來源和去路入手，探討血糖升高、降低的調節機制；并引入糖尿病病例分析，啟發學生及時運用所學生物化學理論探尋臨床糖尿病“三多一少”癥狀的發病機理，學會解釋胰島素的降糖機制；圍繞中醫臨床特色，引入中醫對“消渴”的病機認識和治療原則，適時穿插健康教育，教育學生注重合理均衡的膳食、養成良好的運動習慣和保證充足的睡眠，形成積極、樂觀的生活態度，增強新陳代謝和免疫能力。再如，介紹酶的競爭性抑制作用時，引入臨床上治療高膽固醇血癥的洛伐他汀類藥物（是一種競爭性抑制劑），可以競爭性抑制膽固醇合成的關鍵酶HMG-CoA還原酶的活性，而由于這種酶的活性具有晝夜周期性改變，在午夜催化合成膽固醇的含量最多，因此選擇在晚上服藥的降脂效果最佳，這也符合中醫“天人相應”理論基礎和“擇時用藥”的用藥原則。通過醫學基礎理論和臨床運用的相互滲透，使學生真正意識到生物化學理論在臨床工作中就像一把鑰匙，能知其然，更知其所以然，引導學生正確看待中西醫學思維體系，能應用所學理論揭示生命活動現象和病理變化規律，從而更好地適應新醫學模式。

2緊密聯系實踐，滲透基本臨床醫學技能

生物化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗在整個生物化學及相關學科發展中起著決定性的作用，特別是臨床醫學經常運用生物化學的理論和方法診斷、治療與預防疾病。在實驗安排上，選擇臨床醫學上常用的生物化學、分子生物學技術，如臨床上血清蛋白質的分離，高密度脂蛋白、甘油三酯含量的測定，激素對血糖的影響，PCR技術等，并結合本教研室生物化學科研課題，圍繞專業特色開設開放性實驗，指導學生撰寫研究性實驗報告。在實驗考核上，我教研室建立形成性實驗量化考核體系[3]，以動態、客觀地評價學生的實驗態度、實驗思維、操作技能和分析問題、解決問題能力以及團隊合作能力。另外，可擇機安排學生參加臨床診斷或見習活動，加深學生對生物化學知識的理解、記憶，及時將所學的生物化學、分子生物學技術運用到臨床實踐中，增強與臨床的聯系，豐富課堂教學內容。通過滲透臨床醫學基本技能，使學生認識到扎實的理論基礎和科學的思維方法是臨床診斷的基本要求，在臨床診斷中詳細詢問病史、全面體檢和與患者愉快的交流、溝通是提高診斷率的必要步驟，促使學生在實踐中逐步形成嚴謹求實的科研作風和認真負責的工作態度，培養團隊協作精神和創造性思維，以利于將來構建良好的醫患關系。

3加強教師醫學知識拓展，適應專業教學要求

教師醫學專業知識水平的提高，是提高生物化學教學質量的保證。不少生物化學教師畢業于生物化學、化學甚至藥學專業，他們的生物化學和化學知識專業性與系統性較強，而醫學臨床知識普遍匱乏，難以將生物化學知識在醫學中的應用進行拓展，授課時往往對醫學專業性知識缺乏有效的銜接。學生的學習目的不明確，容易造成基礎課程與臨床課程割裂，無法認識生物化學的重要性。加強教師醫學知識拓展可以從多渠道入手，首先，教師要有自我學習的意識，關注與生物化學相關的醫學知識；其次，通過與臨床課程教師幫帶互助、師承培訓等方式討教醫學方面的知識；再次，可以通過校內外學術交流、專題講座、視頻網絡學習，安排非醫學專業教師到醫學院進修培訓等[4]，普及生物化學教師的相關醫學知識，更好地完成醫學基礎課程向臨床課程的過渡。

4運用多種教學方法，滲透臨床醫學專業知識

第5篇：分子生物學的含義范文

近10年來，由于海洋在沿海國家可持續發展中的戰略地位日益突出，以及人類對海洋環境特殊性和海洋生物多樣性特征的認識不斷深入，海洋生物資源多層面的開發利用極大地促進了海洋生物技術研究與應用的迅速發展。1989年首屆國際海洋生物技術大會（以下簡稱MPS大會）在日本召開時僅有幾十人參加，而1997年第四屆IMBC大會在意大利召開時參加入數達1000多人。現在IMBC會議已成為全球海洋生物技術發展的重要標志，出現了火紅的局面。《IMBC2000》在澳大利亞剛剛開過，《IMBC2003》的籌備工作在日本已經開始，以色列為了舉辦們《IMBC2006》早早作了宣傳，并爭到了舉辦權。每3年一屆的IMBC不僅吸引了眾多高水平的專家學者前往展示與交流研究成果，探討新的研究發展方向，同時也極大地推動了區域海洋生物技術研究的發展進程。在各大洲，先后成立了區域性學術交流組織，如亞太海洋生物技術學會、歐洲海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會等。各國還組建了一批研究中心，其中比較著名的為美國馬里蘭大學海洋生物技術中心、加州大學圣地亞哥分校海洋生物技術和環境中心，康州大學海洋生物技術中心，挪威貝爾根大學海洋分子生物學國際研究中心和日本海洋生物技術研究所等。這些學術組織或研究中心不斷舉辦各種專題研討會或工作組會議研究討論富有區域特色的海洋生物技術問題。1998年在歐洲海洋生物技術學會、日本海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會的支持下，原《海洋生物技術雜志》與《分子海洋生物學和生物技術》合刊為《海洋生物技術》學報（以下簡稱MBT），現在它已成為一份具有權威性的國際刊物。海洋生物技術作為一個新的學科領域已明確被定義為“海洋生命的分子生物學如細胞生物學及其它的技術應用”。

為了適應這種快速發展的形勢，美國、日本、澳大利亞等發達國家先后制定了國家發展計劃，把海洋生物技術研究確定為21世紀優先發展領域。1996年，中國也不失時機地將海洋生物技術納入國家高技術研究發展計劃（863計劃），為今后的發展打下了基礎。不言而喻，迄今海洋生物技術不僅成為海洋科學與生物技術交叉發展起來的全新研究領域，同時，也是21世紀世界各國科學技術發展的重要內容并將顯示出強勁的發展勢頭和巨大應用潛力。

1．發展特點

表1和表2列出的資料大體反映了當前海洋生物技術研究發展的主要特點。

1.1加強基礎生物學研究是促進海洋生物技術研究發展的重要基石

海洋生物技術涉及到海洋生物的分子生物學、細胞生物學、發育生物學、生殖生物學、遺傳學、生物化學、微生物學，乃至生物多樣性和海洋生態學等廣泛內容，為了使其發展有一個堅實的基礎，研究者非常重視相關的基礎研究。在《IMBC2000》會議期間，當本文作者詢問一位資深的與會者：本次會議的主要進步是什么？他毫不猶豫的回答：分子生物學水平的研究成果增多了。事實確實如此。近期的研究成果統計表明，海洋生物技術的基礎研究更側重于分子水平的研究，如基因表達、分子克隆、基因組學、分子標記、海洋生物分子、物質活性及其化合物等。這些具有導向性的基礎研究，對今后的發展將有重要影。

1.2推動傳統產業是海洋生物技術應用的主要方面

目前，應用海洋生物技術推動海洋產業發展主要聚焦在水產養殖和海洋天然產物開發兩個方面，這也是海洋生物技術研究發展勢頭強勁。充滿活力的原因所在。在水產養殖方面，提高重要養殖種類的繁殖、發育、生長和健康狀況，特別是在培育品種的優良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進步，如轉生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲殼類性別控制、疾病檢測與防治、DNA疫苗和營養增強等；在海洋天然產物開發方面，利用生物技術的最新原理和方法開發分離海洋生物的活性物質、測定分子組成和結構及生物合成方式、檢驗生物活性等，已明顯地促進了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學品的產業化開發。

表1近期IMBC大會研討的主要內容

表2近期IMBC大會和《MarineBiotechnology》學報論文統計表

1.3保證海洋環境可持續利用是海洋生物技術研究應用的另一個重要方面

利用生物技術保護海洋環境、治理污染，使海洋生態系統生物生產過程更加有效是一個相對比較新的應用發展領域，因此，無論是從技術開發，還是產業發展的角度看，它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到的研究主要包括生物修復（如生物降解和富集、固定有毒物質技術等）、防生物附著、生態毒理、環境適應和共生等。有關國家把“生物修復”作為海洋生態環境保護及其產業可持續發展的重要生物工程手段，美國和加拿大聯合制定了海洋環境生物修復計劃，推動該技術的應用與發展。

1.4與海洋生物技術發展有關的海洋政策始終是公眾關注的問題

其中海洋生物技術的發展策略、海洋生物技術的專利保護、海洋生物技術對水產養殖發展的重要性、轉基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術與生物多樣性關系以及海洋環境保護等方面的政策、法規的制定與實施倍受關注。

2.重點發展領域

當前，國際海洋生物技術的重點研究發展領域主要包括如下幾個方面：

2.1發育與生殖生物學基礎

弄清海洋生物胚胎發育、變態、成熟及繁殖各個環節的生理過程及其分子調控機理，不僅對于闡明海洋生物生長、發育與生殖的分子調控規律具有重要科學意義，而且對于應用生物技術手段，促進某種生物的生長發育及調控其生殖活動，提高水產養殖的質量和產量具有重要應用價值。因此，這方面的研究是近年來海洋生物技術領域的研究重點之一。主要包括：生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長一催乳激素、滲透壓調節激素、生殖抑制因子、卵母細胞最后成熟誘導因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調節因子的基因鑒定、克隆及表達分析，以及魚類胚胎于細胞培養及定向分化等。

2.2基因組學與基因轉移

隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實施，各種生物的結構基因組和功能基因組研究成為生命科學的重點研究內容，海洋生物的基因組研究，特別是功能基因組學研究自然成為海洋生物學工作者研究的新熱點。目前的研究重點是對有代表性的海洋生物（包括魚、蝦、貝及病原微生物和病毒）基因組進行全序列測定，同時進行特定功能基因，如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎上，基因轉移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長和抗逆優良品種的有效技術手段，已成為該領域應用技術研究發展的重點。近幾年研究重點集中在目標基因篩選，如抗病基因、胰島素樣生長因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標基因；大批量、高效轉基因方法也是基因轉移研究的重點方面，除傳統的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外，目前已發展了逆轉錄病毒介導法，電穿孔法，轉座子介導法及胚胎細胞介導法等。

2.3病原生物學與免疫

隨著海洋環境逐漸惡化和海水養殖的規模化發展，病害問題已成為制約世界海水養殖業發展的瓶頸因子之一。開展病原生物（如細菌、病毒等）致病機理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究，是研制有效防治技術的基礎；同時，開展海水養殖生物分子免疫學和免疫遺傳學的研究，弄清海水魚、蝦、貝類的免疫機制對于培育抗病養殖品種、有效防治養殖病害的發生具有重要意義。因此，病原生物學與免疫已成為當前海洋生物技術的重點研究領域之一，重點是病原微生物致病相關基因、海洋生物抗病相關基因的篩選、克隆，海洋無脊椎動物細胞系的建立、海洋生物免疫機制的探討、DNA疫苗研制等。

2.4生物活性及其產物

海洋生物活性物質的分離與利用是當今海洋生物技術的又一研究熱點。現人研究表明，各種海洋生物中都廣泛存在獨特的化合物，用來保護自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質在生物醫學及疾病防治上顯示出巨大的應用潛力，如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外，有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財低營養的功能，研究開發利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產物，因而，對極端生物研究也成為近年來海洋生物技術研究的重點方面。這一領域的研究重點包括抗腫瘤藥物、工業酶及其它特殊用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質、抗生殖藥物、免疫增強物質、抗氧化劑及產業化生產等。

2.5海洋環境生物技術

該領域的研究重點是海洋生物修復技術的開發與應用。生物修復技術是比生物降解含義更為廣泛，又以生物降解為重點的海洋環境生物技術。其方法包括利用活有機體、或其制作產品降解污染物，減少毒性或轉化為無毒產品，富集和固定有毒物質（包括重金屬等），大尺度的生物修復還包括生態系統中的生態調控等。應用領域包括水產規模化養殖和工廠化養殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物（水）處理等。目前，微生物對環境反應的動力學機制、降解過程的生化機理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與其它生物之間的共生關系和互利機制，抗附著物質的分離純化等是該領域的重要研究內容。

3.前沿領域的最新研究進展

3.1發育與生殖調控

應用GIH（性腺抑制激素）和GSH（性腺刺激激素）等激素調控甲殼類動物成熟和繁殖的技術[1]，研究了甲狀腺激素在金紹生長和發育中的調控作用，發現甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高，在肌肉中最低，而在肝、腎和鰓中表達水平中等，表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1]，對海鞘的同源框（Homeobox）基因進行了鑒定，分離到30個同源框基因[1]，建立了青鳉的同源框（Homeobox）基因[1]，建立了青鳉胚胎干細胞系并通過細胞移植獲得了嵌合體青鳉[1]，建立了虹鱒原始生殖細胞培養物并分離出Vasa基因[2]，進行斑節對蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2]，應用受體介導法篩選GnRH類似物，用于魚類繁殖[2]，建立了海綿細胞培養技術，用于進行藥物篩選[2]，建立了將海膽胚胎作為研究基因表達的模式系統[2]，通過基因轉移開展了海膽胚胎工程的研究[2]，研究了人葡糖轉移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達［3］，建立了通過細胞周期蛋白依賴的激酶活性測定海水魚苗細胞增殖速率的方法[3]，研究了幾丁質酶基因在斑節對蝦蛻皮過程中的表達［4］，從海參分離出同源框基因，并進行了序列的測定[4]。

3.2功能基因克隆

建立了牙鲆肝臟和脾臟mRNA的表達序列標志，從深海一種耐壓細菌中分離到壓力調節的操縱子，從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因，從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1]；將DNA微陣列技術在海綿細胞培養上進行了應用，構建了班節對蝦遺傳連鎖圖譜，建立了海洋紅藻EST，從海星卵母細胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基，初步表明硬骨頭魚類IGF－I原E一肽具有抗腫瘤作用[2]；構建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的質粒載體，從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑，從蘭蟹血細胞中分離到一種抗菌肽樣物質，從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子，發現依賴于細胞周期的激酶活性可用作海洋魚類苗種細胞增殖的標記，克隆和定序了鰻魚細胞色素P4501AcD－NA，通過基因轉移方法分析了鰻細胞色素P450IAI基因的啟動子區域，分離和克隆了鰻細胞色素P450IAI基因，建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態性EST標記，構建了黃蓋鰈EST數據庫并鑒定出了一些新基因，建立了班節對蝦一些組織特異的EST標志，從經HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細胞EST中分離出596個cDNA克隆[3]；用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚類的ß一肌動蛋白基因，從金鯛cDNA文庫中分離出多肽延伸因子EF－2CDNA克隆，在湖鱒基因組中發現了TC1樣轉座子元件[4]；鑒定和克隆出的基因包括：南美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應原（allergen）基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH（促性腺激素）受體cDNA、鮑肌動蛋白基因、藍細菌丙酮酸激酶基因、鯉魚視紫紅質基因調節系列以及牙鲆溶菌酶基因等［1—4］。

3.3基因轉移

分離克隆了大馬哈魚IGF基因及其啟動子，并構建了大馬哈魚IGF（胰島素樣生長因子）基因表達載體[1]。通過核定位信號因子提高了外源基因轉移到斑馬魚卵的整合率[1]，建立了快速生長的轉基因羅非魚品系并進行了安全性評價；對轉基因羅非魚進行了三倍體誘導，發現三倍體轉基因羅非魚盡管生長不如轉基因二倍體快，但優于未轉基因的二倍體魚，同時，轉基因三倍體雌魚是完全不育的，因而具有推廣價值[2]；研究了超聲處理促進外源DNA與金鯛結合的技術方法，將GFP作為細胞和生物中轉基因表達的指示劑；表明轉基因溝鯰比對照組生長快33％，且轉基因魚逃避敵害的能力較差，因而可以釋放到自然界中，而不會對生態環境造成大的危害[3]；應用GFP作為遺傳標記研究了斑馬魚轉基因的條件優化和表達效率[3]；在抗病基因工程育種方面，構建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達載體并進行了基因轉移實驗[2]；在轉基因研究的種類上，目前已從經濟養殖魚類逐步擴展到養殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉到虹鱒肌肉中獲得了穩定表達[4]。

3.4分子標記技術與遺傳多樣性

研究了將魚類基因內含子作為遺傳多樣性評價指標的可行性，應用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態性[1]；利用寄生性原生動物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區序列作標記檢測環境水體中這些病原生物的污染程度，應用18S和5.8S核糖體RNA基因之間的第一個內部間隔區(ITC—1)序列作標記進行甲殼類生物種間和種內遺傳多樣性研究[2]；研究了斑節對蝦三個種群的線粒體DNA多態性，用PCR技術鑒定了夏威夷Gobioid苗的種類特異性。通過測定內含子序列揭示了南美白對蝦的種內遺傳多樣性，采用同功酶、微衛星DNA及RAPD標記對褐鱒不同種群的遺傳變異進行了評價，在平魚鑒定并分離出12種微衛星DNA，在美國加州魷魚上發現了高度可變的微衛星DNA[3]；弄清了一種深水魚類（Gonostomagracile）線粒體基因組的結構，并發現了硬骨魚類tRNA基因重組的首個實例，測定了具有重要商業價值的海水輪蟲的衛星DNA序列，用RAPD技術在大鯪鲆和鰨魚篩選到微衛星重復片段，從多毛環節動物上分離出高度多態性的微衛星DNA，用RAPD技術研究了泰國東部泥蟹的遺傳多樣性[3]；用AFLP方法分析了母性遺傳物質在雌核發育條紋鱸基因組中的貢獻[4]。

3.5DNA疫苗及疾病防治

構建了抗魚類壞死病毒的DNA疫苗[1]；開展了虹鱒IHNVDNA疫苗構建及防病的研究，表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒，誘導了非特異性免疫保護反應，證明DNA免疫途徑在魚類上的可行性，從虹鱒細胞系中鑒定出經干擾素可誘導的蛋白激酶[2]；建立了養殖對蝦病毒病原檢測的ELISA試劑盒，用PCR等分子生物學技術鑒定了蝦類的病毒性病原，將魚類的非特異性免疫指標用于海洋環境監控，研究了抗病基因轉移提高鯛科魚類抗病力的可行性，研究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2]；研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3]；建立了測定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3]；研究了LatrunculinB毒素在紅海綿體內的免疫定位[4]。

3.6生物活性物質

從海藻中分離出新的抗氧化劑[1]，建立了大量生產生物活性化合物的海藻細胞和組織培養技術，建立了通過海綿細胞體外培養制備抗腫瘤化合物的方法[1]；從不同生物（如對蝦和細菌）中鑒定分離出抗微生物肽及其基因，從魚類水解產物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質，海洋生物中存在的抗附著活性物質，用血管生成抑制劑作為抗受孕劑，從蟹和蝦體內提取免疫激活劑，從海洋藻類和藍細菌中純化光細菌致死化合物，海星抽提物在小鼠上表現出批精細胞形成的作用，從海洋植物Zosteramarina分離出一種無毒的抗附著活性化合物，從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物，開發了珊瑚變態天然誘導劑，從海膽中分離出一種抗氧化的新藥，在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長碳鏈高度不飽和脂肪酸（C28），表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來源[2]；發現海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性，從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉移酶，從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑，從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶，從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質，建立了開放式海綿養殖系統，為生物活性物質的大量制備提供了充足的海綿原料[3]；從蝦肌水解產物中分離到抗氧化肽物質[4]；從一?趾Q笙婦蟹擲氪炕鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。

3.7生物修復、極端微生物及防附著

研究了轉重金屬硫蛋白基因藻類對海水環境中重金屬的吸附能力，表明明顯大于野生藻類[1]，研究了石油降解微生物在修復被石油污染的海水環境上的可療性及應用潛力[1]；研究了海洋磁細菌在去除和回收海水環境中重金屬上的應用潛力[1]；用Bacillus清除養魚場污水中的氮，用分子技術篩選作為海水養殖餌料的微藻，開發了六價鉻在生物修復上的應用潛力，分離出耐冷的癸烷降解細菌，研究了海洋環境中多芳香化烴的微生物降解技術[2]；從噬鹽細菌分離出滲透壓調節基因，并生產了重組Ectoine（滲透壓調節因子），從2650米的深海分離到一種耐高溫的細菌，這種細菌可用來分離耐高溫和熱穩定的酶，在耐高溫的archaea發現了D型氨基酸和無氧氨酸消旋酶，測定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列，借助于CROSS／BLAST分析進行了特定功能基因的篩選，從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細菌，并從這些細菌中分離到多種冷適應的酶[2]；建立了一種測定藤壺附著誘導物質的簡單方法，研究了Chlorophyta和共生細菌之間附著所必需的形態上相互作用，研究了珊瑚抗附著物質（dterpene）類似物的抗附著和麻醉作用[3]；分析了海岸環境中污著的起始過程，并對沉積物和附著物的影響進行了檢測[4]。

4．展望與建議

第6篇：分子生物學的含義范文

一、當代還原論的復蘇

心理現象在物理世界中有無本體論地位，心理

* 本文系華中師范大學2010年“丹桂計劃”“意識問題的當代還原論研究”成果之一。

學概念和理論在科學大廈中有無自己的一席之地，這是現當代哲學和有關科學一直爭論不休的心靈自然化運動中的難題。在心靈自然化運動中，大多數科學家和哲學家承認心理現象隨附于物理現象，心理現象是由物理現象構成的，然而這種本體上的物理主義是否承認了還原論呢？具體來講，（1）心理現象如意向性、意識能否用自然科學的語言進行還原解釋？（2）心理現象能否還原到自然科學如物理學、生物學和神經科學所描述的物理事實呢？

雖然當代心靈哲學中流派紛呈，但占主導的理論還是非還原物理主義。如果按照非還原物理主義的思想，心理現象在自然界中的地位面臨著進退維谷的困難境地。從認識論上講，如果心理現象不能還原到物理現象，就表明兩種現象具有無法跨越的“解釋鴻溝”，最終導致解釋多元論，從而陷入解釋的無限惡性循環；從本體論上講，如果心理現象無法還原到物理現象，它就具有獨立的因果性，就會導致屬性二元論，從而出現多元決定論。

一般人認為，低層實在才是真實的，因而建立其上的概念、解釋應當是沒有問題的。所以，心理現象的實在及其認識只能還原到低層的、基本的物理實在及其認識。斯考騰（Maurice Schouten）和喬恩（Huib Looren de Jong）認為：“盡管我們對這樣的結論不舒服，但它可能是擺在前面的光明大道。”① 因為，還原論具有兩個顯著的特點和優勢而為科學家和哲學家所青睞。第一，本體上的簡單性。按照奧康剃刀原則，如無必要，勿增實體。還原論認為在我們的世界所提供的實在清單中，真實的實在應當是基本和簡單的。我們在看待心理現象時，無需假定另外一種不同于物理現象的實在，因而也就不存在屬性二元論問題。第二，解釋的節儉性。人們渴望一種真正的、徹底的解釋，而不愿看到引用類似意向解釋所造成的解釋循環。還原論認為只有一種建立在基本實在之上的物理解釋才更具有徹底性，更具有解釋和預測力。歷史上的哲學家如萊布尼茨、康德均表示，科學知識體系具有一致性，雖然我們的知識是由一個單獨體系構成的，然而這只是一種表象，其內在結構是連續和系統的②。

不同于傳統的還原論立足于追求科學統一體的宏大目標，當代心靈哲學中的還原論受到當代科學哲學和形而上學研究的影響，開始轉向于具體領域、具體現象以及背后的形而上學的深入研究，并提煉出還原論的當代意義。在此過程中，還原論圍繞還原的本質、對象、模型、范圍提出了嶄新的觀點。在本質上，當代還原論中既有認為是一種科學分析活動的，也有堅持是一種概念分析活動的。由此，在還原對象上，當代還原論，既有對心理屬性、類別、概念等本體范疇的研究，也有對心理定律、理論、解釋、概念的分析。在還原模型上，除了在理論還原討論之外，還原還有同一還原、構成還原、功能還原等。在還原范圍上，既有整體上把心理狀態還原到物理狀態的傳統思路，也有局部物種類型的還原；既有對心理實在的保留性還原，也有取消性還原。總之，當代還原論研究，在形式上不斷向縱深拓展，在內容上不斷深化。金在權指出：“關于心靈的還原論是一個嚴肅、積極的哲學立場，盡管最終我們可能決定去拒絕它，然而我們應當給出正當的理由。”③

二、理論還原重構

作為推進科學發展的重要形式，內格爾指出，“哲學家以及科學家一直把理論之間的還原作為一種機會，以此來發展對科學、對人類知識的限制以及對一般而論的事物之根本構成的深遠解釋”④。最初，科技哲學家試圖把心理現象及其語言、定律還原到物理現象及其語言、定律。金在權（Jaegwon Kim）指出：“在20世紀50年代和60年代，歐內斯特·內格爾（Ernest Nagel）所闡述的理論還原模型是人們就心身還原論和心理地位所進行持續爭論的還原模型背景。”⑤ 圍繞內格爾的理論還原模型，當代還原論者在解決心身問題時進行了不斷的發展。

內格爾的理論還原重要條件就是尋找連接心理物理的橋梁定律。所謂橋梁定律就是指滿足兩個理論推導的連接條件，實質上是一種經驗上的強推導，從而保證理論上的簡化。然而在實際的科學活動中和理論層面上，內格爾的強關聯條件面臨著諸多問題。金在權認為，內格爾還原所提出的橋梁定律無法保證還原理論的概念結構或本體上的節儉性，“依靠橋梁定律作為輔助預設的還原資源，內格爾還原本質上拓展了還原的基礎”⑥。然而，有些哲學家和科學家始終沒有放棄理論還原的目標，他們認為這只是內格爾還原模型的失敗，有必要對理論還原的模型進行修正，從而掀起了一股理論還原重構運動。比克爾（John Bickle）等人把這種運動稱為新潮還原論（The New Wave Reductionism）。

新潮還原論吸收了科技哲學中的最新成果，提出科學理論本質上不是“句法”上的語言實在，而是一種數學模型或結構的集合，是關于世界是什么的“語義”上的建構。胡克（Clifford Hooker）、沙弗耐爾（Kenneth F. Schaffner）指出在理論還原中，要適當考慮理論的變化，也就是說理論有沒有真實的所指。事實上，科學中有許多被還原理論是錯誤的，如燃素說、常識心理學等。庫恩、費伊阿本德認為科學的進展實際上是一種新理論取代舊理論，因此，當還原被作為理論間的推導時，我們應當明確被還原的理論是什么？

對于被還原理論，沙弗耐爾主張不是舊理論本身，而是一個有所修正的理論，是通過還原理論的概念術語精確建構的被還原理論。這樣的被還原理論所包含的錯誤的概念或術語就被清除了，從而保證還原理論推導出修正的被還原理論。比克爾則認為這樣的修正的被還原理論過于自由與隨意，帶有主觀主義成份，仍然需要借助內格爾的橋梁定律。他吸收了胡克的理論間的“同構映像”觀點，即被還原理論應當和還原理論是一種同構映像關系，前者的正確映像或類似性是由還原理論提供的概念資源構成的。重建被還原理論模擬了原初被還原理論的形式、結構、屬性并類似于還原理論，理論還原就是重建的被還原理論和還原理論的關系，“被還原理論直接解釋的是那種從它推導出的修正陳述”⑦。

新潮還原論的推導關系不同于內格爾的層間還原，而是一種層內還原，這樣它就不再需要橋梁定律，從而不但適用于被還原理論被保留下來的經典理論還原，而且適用于被還原理論被取消的取代還原。因為相對于內格爾的還原，新潮還原論只關注于理論的類似關系的程度高低，構成了一個從順利還原的強類似關系到困難還原的弱類似關系。這種關系的基礎就是基于理論所建立的本體論情況，強類似關系是本體上的保留，弱類似關系是本體上的取消。依靠放松內格爾的還原條件，新潮還原論回避了傳統還原論所遇到的問題，甚至取消主義在本體上也是一種還原論，常識心理學被神經科學所取代，它處在理論還原序列的最弱的關系一邊。

三、解釋還原轉向

雖然新潮還原論不像內格爾還原所追求的宏大科學統一，但是就強調理論統一這方面仍然是一致的。事實上，理論還原作為一種夢想在科學實踐中并沒有實現。麥克利（Robert N. McCauley）認為，科學中還原并沒有遵守這樣的統一模型，它既不是簡單的也不是統一的⑧。在當代生物學、認知科學、心理學中，由于生物、心理等現象的復雜性，科學家不再把目標盯在大范圍的理論還原，而是著眼于局部區域，尋找高層現象的內在部分或者它們之間的內在機制以進行解釋。按照理查森（Robert C.Richardson）的說法，科學是“基于具體和局部問題的不充分性而構成的部分解決辦法的序列模型”，而不是一個把理論納入到另一個理論⑨。

基于分子生物學和神經科學等科學成果所取得的成就，比克爾主張我們應當拋棄哲學對傳統還原論的狂熱與偏愛，進入到實驗室尋找什么是還原的本質。梅尼克（Andrew Melnyk）也提出，還原的目標應當是在科學背景下去理解科學的活動和解釋的機制，而不是由哲學家進行理性重構。盡管新潮還原論者不斷地修正還原條件與模型，但并不能表明還原是一種理論推導，恰恰相反，還原是一種解釋關系。梅尼克認為在內格爾那里已經表達了這種思想：“就其引入這個單詞的意義上，還原是一種解釋，它是由其它領域所表達的理論來解釋一個研究領域中已經建立的一個理論或一組實驗定律。”⑩

從20世紀后期到21世紀初期，隨著現代神經科學和分子生物學的重大發展，特別是鏡像神經元的重大科學發現，心理現象和神經生理活動之間的密切聯系刺激了解釋還原在心靈哲學中的復蘇。解釋還原吸引心靈哲學家的特點共有三個：

第一，解釋還原不像理論還原關注于理論間的關系，它的適用范圍更廣，如理論的結構、具體區域的概括性定律、個體事件以及機制。在過去的20年里，認知科學家研究意識產生的功能區域，關注心理現象與神經機制的本質關聯。在研究人的社會認知心理現象時，科學家們發現了鏡像神經元。鏡像神經元研究表明，在負責產生運動神經反應的大腦部分區域參與下，通過一種直接的映射機制，就可以理解人類模仿學習、人與人的意圖、情感交流的基礎。

第二，解釋還原不像理論還原關注層次間的還原，它是用部分解釋整體。我們可能對高層現象還沒有成熟的理論，然而通過詳細地研究部分機制來解釋高層現象還是切實可行的。比克爾認為，解釋還原處理的是部分與整體的關系，而不是理論還原所建構的一種科學層次，還原就是從科學實踐的細節研究中得出整體的功能性陳述。比如，神經科學研究表明心理與分子關聯就是一種通過“細胞／分子和行為追蹤”方法，研究基因和處理系統的低層構成，甚至追蹤介入的行為結果，以提供潛存于心理層次的分子機制，用來解釋心理現象。這種還原，比克爾稱之為“魯棒性還原”。

第三，解釋還原是一種溫和還原，提倡局部或個例的還原。解釋還原的出發點是提供解釋的節儉性、簡單性，目標是徹底解釋現象。雖然理論還原通過還原理論解釋所有的現象，但是這種目標畢竟是遙遠的，切合科學實踐的作法仍是解釋局部現象。在這個意義上，解釋還原舍棄強還原解釋，而轉向溫和的局部解釋。史密斯指出，現在提供溫和還原論是更為迫切的任務，它立足于科學是系統的關聯，借助于低層次事實來解釋高層事實，從而為后者提供堅實的基礎，但并不反對高層學科存在的必要性{11}。基于溫和還原論，當代自然主義者把目前分化的物理主義和反物理主義融合在一起，其根本原則認為整體行為一般都是由部分行為因果產生的，因此我們的整體解釋必然和它部分構成的因果解釋是一致的。溫和還原論根據解釋時空的不同，分成共時還原和歷時還原。共時還原是一種近端解釋，是指利用近端的物理的原因和機制以及運作時周圍的外部條件（如輸入、情境）所做的解釋，可簡稱為物理的因果——功能解釋。歷時還原是一種遠端解釋，根據較遠甚至終極的理由所做的解釋。“遠端解釋所訴求的解釋根據是進化塑造者。正是這塑造者造就了近端原因（功能機制及其程序）。這一解釋的方向是：從進化塑造者（遺傳變化、自然選擇、目的導向）出發，再進到被完成的任務或工作，最后再到執行那項任務的程序以及在具體的近端因素中控制程序的功能機制。”{12}

四、形而上學還原

隨著邏輯實證主義和科學實在論的衰落，非還原物理主義的甚囂塵上，心身問題作為心靈哲學的形而上難題以屬性二元論的形式重新煥發生機。隨附論者認為心理現象雖然依賴于物理現象，卻不能還原到后者，從而具有獨立的因果性。金在權認為，這種依賴性如果程度太弱則會導致副現象論，如果太強只能導致還原論。所以，“在隨后的幾年中，這種討論發生了形而上學轉向，并且這種討論現在主要是從性質方面進行的——心理性質是否可以還原為物理性質或其它性質”{13} ？

對于屬性還原的討論，金在權指出：“還原如果要對我們有所裨益，它必須減少或簡化我們的概念結構和我們的實體結構。”{14} 就此而言，內格爾的橋梁定律既不能幫助我們還原也不能給我們還原解釋，它只是表明心理與物理之間如何關聯，并不具有本體論含義；同一論雖然是比橋梁定律更為強的關聯，把心理現象等同于物理現象實現了本體上節儉，然而它并不能解釋心理現象為什么從物理現象中產生出來。金在權認為，處理屬性還原只能采用他提出的功能還原模型。他根據物理主義和因果閉合原則，提出功能還原分為三步：第一步對被還原屬性進行概念分析，重新加以功能描述，列出它的因果角色，把心理屬性解釋為一種二階屬性，一種由物理實現者相互之間構成的因果關系；第二步通過科學研究，尋找滿足因果關系或因果角色的物理實現者；第三步提供物理如何實現或者完成那種因果角色的解釋。這種功能還原實現了本體與解釋的節儉性要求。

還原論的最簡潔的表達就是“A就是B”。吉爾特（Carl Gillett）認為這個“是”可以理解為“構成”、“實現”。構成或實現關系表明了本體還原論的另一種更具有包容性的形式。他指出，目前物理主義向我們提供的是所有東西都是由物質構成或實現的，可稱之為“構成還原論”。構成還原論可以追溯到奧本海默和普特南的微觀還原論。不同于微觀還原建立在科學層次觀之下，從事實踐研究的科學家經常面對的是具體區域的構成或機制。這些科學中的構成例子明顯涉及到高層和低層科學的機能、屬性、個體（殊相）和機制“包”的關系。吉爾特指出：“我們需要屬性的形而上學的結構；按照近來科學中形而上學研究，我將用屬性的因果理論，即某個屬性是由歸為被例示的個體的因果能力而個體化。我假定一個屬性所有例示歸于在日常世界中相同條件下的相同因果力。”{15} 構成還原論認為，一個屬性存在就是具有一種因果力，假定因果力不是多元決定的，根據奧康剃刀，無須用更多的個體因果力來解釋，這意味著我們應當只接受實現者屬性例示引起個體因果力。實現者屬性例示具有因果有效性，同時可以推出只有存在屬性例示能夠區分個體因果力的差異，因而存在的只有實現者屬性例示。

杰克遜（Frank Jackson）和劉易斯則從當代形而上學研究出發，復興分析還原論。杰克遜認為非還原物理主義只會導致副現象論，嚴肅的形而上學是一種奧康剃刀，我們不需要設定更多的實體。形而上學需要用相對較小的、特許的實在來解釋任何實在，也就是說，所有實在必須經由特許的本體上的實在進行定位，更確切地說，對于H事實為真的制造者必須定位于L事實為真的制造者。因而這需要H事實還原到L事實，從而H事實是由L事實先驗推導出來的。杰克遜認為所有事實為真的制造者定位于嚴格物理事實為真的制造者中間，即是物理主義還原論。

劉易斯(David Lewis)認為作為先驗的原則，任何偶然真理都是根據基本屬性和關系的共同例示而必然為真。整個世界的真理，包括心理事件都是依賴于這個模式。假如兩個可能世界在基本屬性和關系的共同例示模式上確實是同構的，它們將是普遍地、絕對（simpliciter）地相似的。劉易斯認為，物理學能夠提供所有基本屬性和關系的清單和目錄，因為物理學的任務就是發現自然的基本定律，而只有基本屬性和關系才出現在定律中。簡而言之，假如我們能樂觀地接受目前物理學勾畫的圖景，相信物理學的成功，那么顯而易見我們就得承認所依賴的基本屬性和關系是物理的。這也就是唯物主義命題的準則。他進一步指出，假如唯物主義是真實的，那么任何事物依賴于基本屬性和關系的共同例示模式的先驗隨附性就產生了事物依賴于基本物理屬性和關系共同例示模式的后驗隨附性（a posterior）。

劉易斯舉了一個例子。試想由數百萬個小點構成的網格，每個點代表亮或者暗。當有些點亮和有些點暗時，整個網格會呈現出一幅圖像，顯示出一種內在的格式塔屬性。但是，呈現的圖像能否還原到亮點和暗點呢？劉易斯認為在這種情況下已經承諾了還原論，圖像隨附于點，如果沒有點排列的不同，就不會有圖像和屬性的變化。進一步講，并不只是點排列的變化和格式塔屬性有關。實際上，按照邏輯上的推理：假如P為隨附屬性，Q為基礎屬性，根據隨附性要求，?劭P?劭Q，如此，可得出QP。但是不能推出PQ或者?劭Q?劭P，所以基礎屬性只能是隨附屬性存在的充分條件，而不是非存在的充分條件。因而，隨附性具有非對稱性，就整體依賴于部分或者大的依賴于小的而言，隨附性就是還原。

五、小結

在一般人來看，還原論似乎已經窮途末路。實際上，當代還原論的發展證明，它仍然是我們解決心身問題值得重視的理論。如果不能用物理現象去解釋心理現象，那么二者之間的解釋鴻溝如何填平？如果心理現象是物理世界中的非物理現象，那么心理現象在物理世界中處于什么地位？借助現代自然科學的重大發現以及所形成的理論，還原論在總結心理學與腦科學、神經生物學、分子生物學、物理學密切關聯的基礎上，揭示了心理現象產生的基礎、結構、機制和過程，為心理現象的科學研究提供了大量價值性和啟示性的資源，因而還原論在很大程度上仍是推進心理科學研究最有力的工具，也是意識科學工作者的首選方法。同時，當代還原論也表明，如果要堅持唯物主義，在物理世界中尋找心理的地位，只能把心理現象等同于物理現象，否則就會陷入屬性二元論，甚至是副現象論。

注釋：

①②⑧⑨ Maurice Schouten, Huib Looren de Jong(eds,)，The Matter of the Mind, Oxford: Blackwell Publishing Ltd, 2007, p.4, p.3, p.14, p.15.

③ Jaegwon Kim, Mind in a Physical World: An Essay on the Mind-Body Problem and Mental Causation, Cambridge, Massachusetts: A Bradford Book, 1999, p.89.

④⑩ Ernest Nagel, The Structure of Science: Problems in the Logic of Scientific Explanation, Indianapolis, Ind:Hacktel, 1979, p.330, p.330.

⑤{13}{14} 歐陽康主編《當代英美著名哲學家學術自述》，人民出版社2005年版，第220、232、232頁。

⑥ Jaegwon Kim, Physicalism, or Something Near Enough, Princeton: Princeton University Press, 2005, pp.99-100.

⑦ Clifford Hooker, Towards a General Theory of Reduction, Dialogue, 1981, p.20.

{11} Peter Smith，Modest Reductions and the Unity of Science，In David Charles and Kathleen Lennon(ed.)，Reduction Explanation and Realism，Oxford: Oxfoord University Press, 1992，p.36.

{12} R. J. Bogdan, Grounds for Cognition, New Jersey, Lawrence Erbaum Associates, Inc. Publishers, 1994, p.2.

第7篇：分子生物學的含義范文

21世紀是生命科學的時代，也是信息時代。隨著分子生物學、測序技術以及人類基因組計劃的深入展開，各種生物醫學數據已達到海量級別。在后基因組時代，一方面是巨量的數據，另一方面是我們在醫學、藥物、農業和環保等方面對新知識的渴求，這些新知識將幫助人們改善其生存環境和提高生活質量。這就構成了一個極大的矛盾。如何從海量生物醫學數據中獲取新的知識呢?1956年，在美國田納西州蓋特林堡召開的首次“生物學中的信息理論研討會”上學者們提出了生物信息學的概念。1987年，林華安博士正式為這一領域定下生物信息學( Bioinformatics)這個稱謂，一門新興學科——生物信息學應運而生。

一生物信息學的學科特點

生物信息學是用數理和信息科學的觀點、理論和方法去研究生命現象、組織和分析呈現指數增長的生物醫學數據的一門學科。它主要包括兩重含義：一是對海量數據的收集、整理與服務，即管理好這些數據；二是從中發現新的規律，即利用好這些數據。生物信息學的實質就是利用計算機科學和網絡技術來解決生物學問題。它的出現極大地推動了分子生物學等相關學科的發展。它不僅是一門新學科，更是一種重要的研究開發工具。生物信息學幾乎是今后所有生物（醫藥）研究開發所必需的工具。

生物信息學與其他的生物醫學學科相比，有很大的不同，主要有以下三大特點：

第一，以生物醫學數據庫為基礎，數據極其龐大復雜。隨著組學時代的來臨與深入，生物醫學數據正呈現指數級別的增長。根據權威的《Nucleic Acids Research》統計，截止2014年，全球共有約2100個主要的生物醫學數據庫，涵蓋了生物醫學研究的諸多領域。從研究層次上看，包括核酸、蛋白質、結構、基因組、蛋白質組、人類基因和疾病、細胞器官、免疫學等14類數據庫。從研究種類上說，包括動物、植物、真菌、原核生物、病毒等30余萬種生物。僅登錄在美國GenBank數據庫中的核酸序列就超過1億條，DNA序列總量超過1000億堿基對；在UniProt中，共收錄蛋白質序列約1000萬條；在PDB中，共收錄蛋白質結構數據超過8萬個。

第二，生物信息的操作分析主要以計算機為工具，在互聯網環境中運行，通過網絡強大的搜索功能完成數據收集、儲存、管理與提供。

第三，生物信息學是一門生物醫學、數學、信息科學以及計算機科學等諸多學科綜合交叉的前沿產物，與其他學科相比，綜合交叉性強、難度大、發展時間短、還在不斷完善與更新中。因而目前還沒有成熟的生物信息學教學模式，各高校，尤其是醫學院校，尚處于摸索探討的階段。 二生物信息學現有教學模式的不足之處 目前，國內的生物信息學教學基本沿用以“教師講授為主”的傳統教學模式。以課堂為中心、以理論教學為主，進行“滿堂灌”式教育，“照本宣讀”的方式也比較常見。缺乏與生物信息學交叉前沿性特點相適應的新型教學模式。同時，實驗教學方式比較單一，常以驗證性為目的，有些甚至成為了“文獻檢索”課程，缺乏和專業相適應的綜合性、設計性實驗，結果出現了理論和實踐相脫節的現象。 三關于PBL應用于生物信息學教學的探索 1PBL教學法的優勢 “基于問題的學習(Problem based leaming)”，簡稱PBL，是美國廣泛采用的一種探究性、任務驅動式學習模式。此方法與傳統以學科為基礎的教學法有很大的不同，強調以學生的主動學習為主，而不是傳統教學中強調的以教師講授為主，比如將學習與更大的任務或問題掛鉤、使學習者投入于問題中、設計真實性任務、鼓勵自主探究、激發和支持學習者的高水平思維、鼓勵爭論、鼓勵對學習內容和過程的反思等。在醫學教育中，PBL教學強調以設置問題的方式為學生創造一種特定的疾病發生的情境和診治的氛圍，通過學生的相互協作來共同解決實際問題，最終實現培養學生獨立處理和解決實際問題的能力的目標。這種教學模式很好地解決了理論與實際脫節的矛盾。

2 PBL教學法在生物信息學教學中的實際應用

(1)分組。根據能力和興趣分組，選擇能力互補且有共同興趣的學生組成不同學習小組，一般以3—4人為一組，對于總體能力特別強的小組可以適當減少人數。

(2)提出教學目標，布置真實性任務。首先，布置基礎性教學任務，這類教學任務的目的是為了鞏固學生的基礎知識，培養學生的基礎能力。例如，該類任務可由四個子科目組成：“生物醫學數據庫識別與理解”、“通過Entrez和SRS系統進行生物醫學數據的檢索利用”、“blast序列比對”、“clustalw多序列比對”。這是必選任務，每個個組都必須完成，為下一步實行探究性任務打下基礎。

然后，根據不同小組的興趣和特點，分配不同的探究性任務。例如，“新基因的發現與鑒定”、“某某疾病基因的分析與鑒定”等。這類問題并無現成答案，學生必須自己查閱資料、進行歸納分析、確定實驗步驟、完成任務。例如，對于“新基因的發現與鑒定”這項任務，最終可由如下步驟組成：①利用EST數據庫獲得基因重疊群；②新基因的拼接獲得；③所得基因的性質分析；④啟動子分析；⑤編碼區分析；⑥新基因的人工翻譯；⑦所得蛋白質的功能分析。這些步驟和每一步的實現方法都將由學生在已有的知識基礎上，通過查找文獻、互相討論、探索獲得，最終完成該項任務，寫出任務報告。

(3)定期討論。定期安排學生集中討論。每次討論主要完成兩方面工作：一是對任務進展進行報告，二是對所遇到的問題進行互相交流。教師全程參與，對疑難問題作出提示和建議。

(4)成果匯報。任務完成后，進行集中匯報。讓學生對任務期間所做工作、獲得的結果進行匯報。

(5)教師評價、反饋。由指導教師對任務完成過程及結果進行點評，對學生掌握知識的程度及學生的科研、應用能力進行評價，并提出進一步的提高方向。

(6)延伸階段。鑒于生物信息學都是在臨近畢業時進行教學，對于有興趣的學生，可以將探究性任務擴展成畢業設計，進行模塊化分流教學。

3在生物信息學中運用PBL教學法的優勢

(1)生物信息學的學習是一個運用生物醫學、數學、信息科學以及計算機科學等諸多學科知識進行分析、判斷、推理、綜合的實踐過程，PBL教學法的應用可充分調動和發揮學生的主觀能動性，著重培養學生解決實際問題的綜合分析、判斷及實踐動手能力。

(2)在保證教學質量的前提下，可明顯減少傳統的灌輸式教學工作和學習的負擔，同時能讓學生在短時間內熟悉多種生物醫學數據庫、掌握多種生物信息軟件的使用方法、了解生物信息手段在生物醫學中的各種應用。

(3)在相互合作的過程中，學生不僅學到了獲取知識的方式，更重要的是提高了學生的興趣、交流意識和團隊責任感等科研必備素質和能力。

(4)在完成真實性任務的過程中，可讓學生熟悉完成科研工作的方法步驟，培養學生完成科研任務的能力。

第8篇：分子生物學的含義范文

簡介了現代生態醫學及其三層次即宏觀、微觀、分子生態醫學，并就中醫學的有關理論與現代醫學微生態理論進行了比較。對中醫“治未病”的學術思想與現代保健醫學，陰陽平衡理論與微生態平衡理論，扶正祛邪理論與維護人體微生態平衡，中醫的脾胃學說與胃腸微生物系統的功能，藥食同源理論與微生態學中的營養調整，異病同治與使用微生態制劑的微生態療法進行了論述，指出中醫學的本質就是生態醫學，不是偽科學。

【關鍵詞】 中醫學；生態學

中醫學認為，保持機體內的氣血調和，陰陽平衡是人體健康的關鍵。二千多年前，我國最早的醫學經典《黃帝內經》中就明確記載“陰平陽秘，精神乃治”“正氣存內，邪不可干”。現代生態醫學從生態學的觀點出發，研究人的健康和疾病，充分利用有益因素，控制和消除有害因素，有病治療，未病防病，無病保健，延年益壽。兩者理論，不謀而合，十分相似。最近有人提出“廢除中醫”發表“中醫是偽科學”的奇談怪論，可見這些人對中醫理論知之甚少，片面理解。本文作者長期從事生態醫學的研究，也涉足中醫學的陰陽平衡理論，研究得出一個重要的結論：“中醫學的本質就是生態醫學，決不是偽科學”［1，2］。

1 生態學的基本概念

生態學（ecology）一詞是德國生物學家E·Haeckel于1869年提出，其定義是：生態學是研究有機體與其周圍環境（包括非生物和生物環境）相互關系的科學，由于研究生態學，保護生態環境（宏環境和微環境），對于人類社會及生命優質有著重要作用。近30年來生態學已發展成為龐大的學科群，并出現了許多分支，生態醫學就是其中重要的分支［3］。

2 生態醫學及三層次

生態學分為宏觀生態學、微觀生態學、分子生態學三個層次。生態醫學可從三個層次進行研究，一是以個體和群體為中心同其環境的宏觀生態醫學；二是以單細胞為中心同其環境關系的微觀生態醫學即醫學微生態學；三是以細胞內的生物活性分子特別是核酸分子為中心同其分子環境關系的分子生態醫學；現就生態醫學的三個層次簡要介紹如下：

2.1 宏觀生態醫學在醫學和人體健康方面，隨著環境污染對人體健康的影響引起了人們對生態醫學研究的廣泛重視，作者認為醫學必須將人放在整個生物圈中來研究生命現象，因為人不僅僅具有生物屬性和社會屬性，更重要的是人是生物圈中眾多物種的成員之一，生物圈對人類的影響長期沒有得到應有的認識，只是在20世紀50年生的環境危機和“公害病”迭次發生以后，人們才認識到生物圈的變化與人類有如此密切的關系。大氣、土壤、水質的污染，噪音和振動的增多，致癌致畸，致突變的理化因子進入人類所生存的環境，植被的破壞和野生動物的滅絕，臭氧層的破壞，酸雨、溫室效應等等，都會直接或間接影響人體的健康，影響人體以下的生態層次。另外，人增也將影響到食物的供應，食物短缺可致營養不良和其他疾病的發生，現在許多人生活在100萬人口以上的大城市里，這樣的城市中水處理系統、垃圾處理系統、基礎設施、社會秩序和公共健康規劃的使用是嚴重超載的，這勢必會影響人們的正常生活和健康，解決這些問題的理論基礎必須是生態學的基本原理［3］。

2.2 微觀生態醫學（醫學微生態學）20世紀 50年代初，中國的魏曦、康白教授開始從事微生態學的研究，60年代以后美國的DubosR·J等人把大量的生態學觀念和術語引入到微觀生態學研究之中。1977年，聯邦德國Volker Rush博士首先明確提出微生態學即微觀生態學(microecology)一詞，康白教授將其定義為微生態學是研究正常微生物群與其宿主（人、動物、植物）相互關系的生命科學分支，微生態學的一個重要分支就是醫學微生態學即微觀生態醫學，它是研究正常微生物群與人體之間相互關系的學科。在長期的生物進化、適應過程中，在正常人的體表和與外界相通的腔道粘膜表面存在不同種類和數量對人體有益無害的微生物群稱為正常微生物群，其中以細菌為主，其數量相當于人體細胞的10倍，正常微生物大部分與宿主細胞密切接觸，交換物質、能量，甚至相互傳遞遺傳信息，正常微生物群對宿主具有營養、免疫、生長刺激、生物拮抗等作用，從生態學觀點來看，正常微生物群，在正常條件下，與宿主保持著生態平衡，一切干擾因素，都將引起微生態失調，從而影響人體健康。

在感染性疾病中，按以往的觀點，是病原微生物所致，但它不能解釋菌群失調所致的內源性感染（條件致病），醫學微生態學認為，感染是微生物對宿主或宏生物的異常侵染所致的微生物與宿主或宏生物之間相互作用的一種生態學現象。疫苗、抗生素以及醫療技術的飛速發展，造成了一種我們幾乎不受疾病影響的假象，但人們也逐漸認識到抗生素對人類的不利作用。1950年魏曦、康白二位教授曾發現一例鼠型鏈絲桿菌感染的鼠咬熱病人，在用抗生素治療后，雖殺滅了病原體，但終因導致肺炎克魯伯菌（正常情況下為人體正常菌之一，不致病）肺炎進而引起敗血癥而死亡，成為世界上首次發現抗生素治療而引起的菌群失調癥，當時二位教授曾預言到，在光輝的抗生素降臨以后，我們必須注意其給人類帶來的陰影，擾亂正常菌群和引起菌群失調。抗生素的廣泛應用，尤其是濫用抗生素而引起的菌群失調的情況越來越嚴重，因此，這就喚醒人們對正常微生物群的生態平衡和失調等問題的研究，從此，誕生了微觀生態醫學。微觀生態醫學的行為是維護人體的微生態平衡，防治微生態失調，微生態制劑療法，合理應用抗生素等［5，7］。

2.3 分子生態醫學隨著分子生物學的進展，以及生態學的理論向分子生物學中的滲透而出現了分子生態學（molecular ecology）它是從分子水平上研究和探討生命物質的生態學問題，分子生態學一詞于1988年由中國的向近敏、林雨霖二位教授首先提出，隨后國外的Terry Burke也在《自然》雜志上提出。分子生態學的定義為：研究分子生物甚至生物活性分子同其分子環境相互關系的學科，是生態學的分子層次。它主要闡明生命體與其相關細胞之間的各種活性分子直至分子網絡相互作用的生理平衡狀態和病理失調狀態的分子機制，以及促進生理平衡和防止病理失調和恢復生理平衡的措施和方法，分子生態醫學的醫療行為是利用分子生態制劑以恢復分子生態平衡［6］。

3 中醫學的生態觀與現代生態醫學

中醫學的四診八綱就是從人的整體出發，探討人體平衡和失調的轉化機制，并通過中藥使失調恢復平衡，中醫的天人合一的思想，陰陽平衡理論，辨證施治的方法以及未病先防、既病防變、治病求本、扶正祛邪、調整陰陽、藥食同源的防病原則都是生態醫學思想的體現。限于篇幅，本文僅就中醫學的生態觀在微觀生態醫學（醫學微生態學）中的體現加以論述［1～3］。

3.1 中醫“治未病”的學術思想與現代保健醫學 中醫從整體觀念出發，建立了預防為主的保健觀點，早在兩千多年前就認識到預防疾病的重要性，提出了“治未病”的預防思想，指出“圣人不治已病治未病，不治已亂治未亂……夫病已成而后藥之，亂已成而后治之，譬猶渴而穿井，斗而鑄錐，不亦晚乎。”所謂治未病，包括未病先防和既病防變兩個方面的內容。微生態學的崛起，促進了醫學的發展，醫學從治療醫學、預防醫學已經發展到現代保健醫學，它必須以生態學為理論基礎，其主要思想為無病保健、未病預防、有病治療、既病防變，這是醫學發展到現代保健醫學的必然規律。微生態制劑由于是來自宿主生理性細菌的制劑，回歸至原生境，修復生物屏障，根據疾病的生態病因的觀點，因而，微生態制劑可達到無病保健、未病預防，有病治療，既病防變之目的。微生態療法重在調整，中醫的核心也是調整，因此，兩者的觀點和理論不謀而合，這是值得互相借鑒的。

3.2 陰陽平衡理論與微生態理論陰陽學說是中國古代的一種宇宙觀和方法論，它滲透到醫學領域后，促進了中醫理論體系形成和發展，成為中醫學的重要理論基礎和指導思想，借此闡明人體的生理功能、病理變化和疾病的診斷、治療及預防的根本規律，因此，中醫的陰陽學說是關于認識疾病和防治疾病根本規律的學說［1～3］。

3.2.1 闡釋人體的結構及生理功能陰陽學說在闡釋人體的結構時，認為人體是一個有機整體，是一個極為復雜的陰陽對立統一體。醫學微生態學研究表明，在人體的體表以及與外界相通的腔道粘膜表面存在著大量的正常生物群，構成了除解剖意義上的系統以外的微生態系統，與機體形成為一個有機的統一體。中醫認為人體的正常生命活動，是陰陽兩個方面保持著對立統一的協調關系，使陰陽處于動態平衡狀態的結果，物質與功能、陰與陽共處于相互對立、依存和轉化的統一體中，維持著物質與功能、陰與陽的相對的動態平衡，保證了生命活動的正常進行。據瑞典Gustaffson教授研究估計，人類腸道大約帶1kg細菌，其活菌數量達1012～13個，這些正常菌參與了宿主的代謝、免疫、生理生化、生物拮抗等方面的作用，以維持人的健康，此即微生態平衡。

3.2.2 說明人體的病理變化人體與外界環境的整體統一和機體內在環境的平衡協調，是人體賴以生存的基礎，疾病的發生就是這種平衡協調遭到破壞的結果，用陰陽學說來說明人體的生理病理，則認為“陰平陽秘”即陰陽的平衡協調是人體生理活動的基礎，這種平衡協調關系一旦受到破壞，使陰陽失去平衡，便會產生疾病。人體微生態系統由于內因或外因的影響使其平衡遭受破壞即微生態失調，便可導致多種疾病，如胃腸微生態系統平衡失調，便可引起多種胃腸道疾病。

3.2.3 用于疾病的診斷由于疾病發生發展變化的根本在于陰陽失調，中醫有陰陽、表里、寒熱、虛實八綱，但八綱中又以陰陽作為總綱。微生態學診斷疾病，采用厭氧培養技術對人體某部位正常細菌進行定量（多少）、定性（何種細菌）定位（存在的部位）檢查以確定微生態失調及程度。

3.2.4 指導養生防病中醫學十分重視對疾病的預防，取天地自然規律，采取各種養生的方法，借以保持機體內部以及機體內外環境之間的陰陽平衡，達到增進健康，預防疾病的目的。養生防病即為現代的保健醫學，保健醫學必須以微生態學為理論基礎，維持人體微生態平衡，微生態制劑的重要功能就是無病保健，未病預防。

3.2.5 用于疾病的治療中醫認為疾病的發生發展的根本原因是陰陽平衡失調，因此，調整陰陽、補偏救弊、促使陰平陽秘，恢復陰陽相對平衡。微生態療法也是恢復微生態平衡達到治療目的，其方法有營養調整、抗菌調整、內服菌群促進物質、活菌制劑等從而達到糾正微生態失調，恢復微生態平衡。

3.3 扶正祛邪理論與維護人體微生態平衡中醫認為疾病的過程是正氣與邪氣相互斗爭的過程，正邪力量的消長決定疾病的發展與轉歸，邪勝于正則病進，正勝于邪則病退，扶正和祛邪是相互聯系的兩個方面，扶正是為了祛邪，是通過增強正氣的方法，祛邪外出，從而恢復健康，即所謂“正足邪自祛”；祛邪是為了扶正，消除致病因素的損害，而達到保護正氣恢復健康的目的，即所謂“邪去正自安”。

從醫學微生態學角度來認識正氣可理解為人體微生態系統的正常功能態。20世紀70年代中期荷蘭微生態學專家Van der Waaij提出了定植抗力學說，其含義為腸道正常菌群對潛在病原菌在腸道中定植的拮抗作用或抵抗力。研究證明，在正常菌群中，厭氧菌（如雙歧桿菌等）對定植抗力負有重要責任，抑制了厭氧菌，定植抗力便下降，扶持厭氧菌，定植抗力便提高。康白教授提出了生物奪氧學說，因腸道正常菌大多為厭氧菌，因此，他用從土壤中所分離出的一株無毒的需氧芽胞桿菌（蠟樣芽胞桿菌）制成一種生物奪氧的活菌制劑，口服后，腸道氧氣被消耗，提供了供厭氧菌生存的厭氧環境，厭氧菌才能生長，才能維持正常菌的屏障作用和其他功能，從而達到扶正（扶持正常菌群）祛邪（拮抗外襲菌的感染）的作用。由此可見，中醫的扶正祛邪理論與維護微生態平衡原理十分相似。

3.4 中醫的脾胃學說與胃腸微生態系統功能脾胃學說是中醫理論的重要組成部分，中醫的脾與消化、吸收、代謝、免疫、神經內分泌有關，微生態學研究表明，中醫的脾與人體胃腸正常微生物有密切關系。胃主受納、脾主運化，是指胃受納食物之后再經脾把水谷化為精微，并將精微物質轉輸至全身。脾氣健運，機體的消化吸收功能才健全，才能為化生氣、血、津液等提供足夠的養料，才能使全身臟腑組織得到充分的營養，以維持正常的生理活動，反之脾失健運，則機體的消化吸收功能便因此而失常，便會出現腹脹、便泌、食欲不振以至倦怠、消瘦和氣血不足等。

醫學微生態學研究證明，在人的胃腸微生態系統中存在許多生理性細菌如雙歧桿菌、類桿菌、乳桿菌、擬桿菌、糞鏈球菌、韋榮球菌等，每克糞便的細菌數量可達1014個，如此大量正常菌產生的各種酶，參與了機體的酶池，對三大營養物質（碳水化合物、蛋白質、脂類）的消化吸收起著重要作用，如胃腸微生態系統結構和功能正常，就會發揮正常的消化吸收功能，若結構和功能異常如雙歧桿菌等減少時生物屏障作用下降，有利于外來病原菌的侵襲，或與其他腸道菌比例失調或寄居位置的變化如產氣菌大量增殖，就會引起腹瀉、脹氣等表現。

3.5 藥食同源理論與微生態學中的營養調整中醫的藥食學，即藥物與飲食關系的學問，藥食同源，藥食互補，藥食互用是其主要內容，藥與食之間并不存在嚴格的界限，把藥物與食物科學地配合起來用以養生、治病是中醫學的重要課題，作者對中醫的醫食同源有以下的理解。

由于不合理的膳食可致冠心病、高血壓、胃腸疾病等，對病人而言，合理營養極為重要。醫食同源、藥食同根，表明合理營養和藥物對于防治疾病有異曲同工之處。醫學微生態學研究證明，營養也是使宿主適應其正常微生物菌群的重要因素。營養失調、營養不良或營養變化都對正常微生物群有影響，在正常時保持微生態平衡，在異常時導致生態失調，在微生態治療法中，用限制營養的辦法抑制過盛菌的繁殖如發酵性腹瀉可限制碳水化合物食物，腐敗性腹瀉限制蛋白質食物等。通過營養對正常微生物群中某些成員的促進作用來調整菌群失調也可取得一定作用，根據不同種群對營養要求的不同，可達到促進某些細菌生長和繁殖的目的。對雙歧桿菌的扶植可用胡蘿卜、乳糖、野芝麻四糖、棉子糖；對乳桿菌的扶植可用乳糖和蔗糖；對腸球菌的扶植可用葉酸、復合維生素B及蜂蜜等多含B族維生素的食物。通過營養的作用來提高宿主對其正常微生物群的適應能力，從而保持人體微生態平衡。

高蛋白、高脂肪食物結構對類桿菌和梭菌有促進作用，這兩種細菌的增多與癌癥和衰老有聯系，因此，要保持對健康有益的正常微生物群，就必須注意膳食結構，合理膳食以利人的健康。

3.6 異病同治與使用微生態制劑的微生態療法

中醫的異病同治是不同的疾病在出現相同的證候時，應采用同樣的治療方法。有關微生態學中異病同治的問題，目前研究得較多的是胃腸道疾病及微生態治療。微生態學研究表明，在人體胃腸粘膜上排列著致密的對人體有益的細菌（主要有雙歧桿菌、乳桿菌、糞鏈球菌等）形成菌膜屏障，這種菌膜屏障能發揮生物拮抗作用控制有害菌的繁殖，阻止有害菌毒性物質的吸收，產生乳酸等使體內有害毒物排出體外，具有清潔腸道，保護肝臟，維護人體健康的作用。一旦菌膜屏障破壞，在外襲病因的作用下，就會導致各種疾病的發生如急慢性胃炎、胃潰瘍、腸炎、慢性結腸炎、肝病加重等，鑒于這些疾病有一共同的發病機制——微生態失調，因此，利用宿主體內的生理性細菌（如雙歧桿菌等）作為種子，通過發酵工程，擴大數量，制成活菌制劑，再回歸到宿主的原生境，重建菌膜屏障，就能達到糾正微生態失調，恢復微生態平衡的目的。因此，一種微生態制劑能治療多種消化系統疾病，此謂異病同治。

從以上列舉的醫學微生態學理論與中醫理論來看，兩者不謀而合，極為相似，因此，是值得相互借鑒的，可以用醫學微生態學原理解釋和闡明中醫中的某些理論，也可用微生態學的研究方法和技術來研究中醫理論和中藥、藥方。舌象檢查證明，不同舌象，是不同菌群結果，通過中醫中藥療法，可改變舌象，菌群結構也同步改變。四君子湯有扶植腸道生理性細菌的生長作用，小承氣湯在調整腸道平衡方面非常有效。我們可利用微生態學研究方法，從醫學微生態學角度依據生態學原理去研究中醫中藥等方面的問題，為人類服務。

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第9篇：分子生物學的含義范文

Abstract： Based on the analysis of the construction theory of industrial technology research institute， this article points out that in addition to industrial generic theory， triple helix theory and conjunction theory are also the theoretical basis of the construction of industrial technology research institute. The former indicates the necessary components of industrial technology research institute and the latter indicates the necessity of the construction of the institute. The practice of Yangzhou Numerical Control Machine Tool Research Institute is an example.

關鍵詞： 產業技術研究院；三螺旋理論；協同學理論

Key words： industrial technology research institute；triple helix theory；conjunction theory

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）29-0250-02

0 引言

隨著區域性產業技術創新蓬勃發展，通過借鑒先進國家和地區產業技術創新經驗，我國各省市分別建立了服務于本區域的產業技術研究院。例如，自2010年至2012之間，江蘇省內就成立了揚州數控機床研究院等九家省級產業技術研究院。[1]吳金希通過對世界上績效顯著的產業技術研究的共性分析和我國目前建設現狀，指出：“需要加強理論的研究，為工研院的建設實踐提供理論。”[2]目前普遍認為：“產業共性技術理論是產業技術研究院構建的理論基礎。”[3、4]其觀點是，產業共性技術的基礎性、投資風險性等，這些就需要政府、科研機構和大學以及相關企業的共同參與[5、6]，那么，產業共性技術的基礎性和風險性就是眾多不同社會功能的機構共同參與的唯一原因嗎？若要回答該問題，還需要開展更深層次的理論基礎研究。由此，本文以揚州數控機床研究院為例，對產業技術研究院構建的理論基礎開展研究。

1 產業技術研究院構建原則

我國第一部系統研究產業技術研究院建設的學術專著《產業技術研究院的理論與實踐研究》將產業技術研究院定義為“以產業共性技術和關鍵技術為研究對象，以推進先進技術的產業化和提升產業結構層級為目標的研發機構。它是共性技術研發機構的一種有效形態。”[7]季松磊等人從組織模式角度，將產業技術研究院定義為“產業技術研究院模式是產學研合作研發實體模式的發展，它是以市場為導向，產業化為目標，致力于面向產業鏈的應用科技的研究開發，推動產業升級，引領新興產業發展的產學研合作科研研發機構。”[8]由此可見，產業技術研究院構建原則是以產學研緊密結合為基礎，整合區域科技資源，致力于共性技術、關鍵性技術和前瞻性技術的引進吸收和研究開發，促使成果的轉移和產業化，并創造經濟價值。

2 理論基礎

產業技術研究院的內涵和構建原則要求政府、科研機構、大學及企業作為組成要素參與合作、最大化利用科技資源，開展技術創新活動。為了進一步說明產業技術研究院構建的理論基礎，除了產業共性技術理論之外，也應從技術創新理論中尋找其理論基礎，即闡明為什么需要這些功能不同的“機構共同參與”和這些“機構共同參與”起到什么樣的效果。

2.1 三螺旋理論 受生物學上DNA的雙螺旋分子結構特征和分子生物學、結晶學中的三螺旋模式的啟示，Leydesdorff[9]和Etzkowitz[10]分別引進了三螺旋模型來分析大學—產業—政府之間的動力學機制。所謂三螺旋是一種新的創新模式，強調大學—產業—政府三方在創新過程中的密切合作、相互作用，每個機構都能夠扮演其他兩者的角色。

周春彥等人通過對國內外三螺旋理論研究的理論回顧，指出：“三螺旋模型在產學研合作方面的研究已經取得了很大的進展，但在具體的有效合作機制等方面仍需深入研究。”[11]同樣，蔡翔等人也是通過三螺旋理論研究回顧，并指出：“三螺旋理論如何“借用”分子生物學中DNA螺旋結構理論中的知識來揭示大學—產業—政府之間的效應機制？”[12]如此可見，盡管三螺旋理論廣泛被用于產學研合作關系分析中，但它也只是給出了在知識經濟社會，開展技術創新活動中，多種社會相關要素參與的必要性和重要性。但缺乏形成政產學研組成技術創新體系的效應的

分析。

2.2 協同學理論 協同學理論是德國物理學家哈肯在研究激光理論的基礎上，于20世紀70年代初提出，1977年正式問世的[13]。協同學自創立以來，在自然科學、社會科學等多個領域的應用都取得了顯著的效果。協同學是一門研究關于系統內諸子系統相互合作，相互作用規律的科學，協同學理論從統一的觀點處理一個系統的各部分之間的關系，協同學處理問題的方法是一種綜合的方法，協同學注意從總體上把握對象，即著重研究各部分之間是如何以協同一致的動作來產生整體結構。協同學的含義有兩個：第一，協同學是一門關于系統內諸子系統相互合作，相互作用的規律的科學，它從統一的觀點處理一個系統的各部分之間的關系，導致宏觀水平上的結構和功能的協作。第二，協同學是多門學科相互協同和聯系的科學，鼓勵不同學科之間的協作。所謂“協同”指的是復雜系統中各組成要素之間，各子系統之間在操作運行過程中的合作、協同、同步。在宏觀上這一概念表現為整個系統的有序化。

哈肯認為：“協同學在經濟學上應用時，經濟系統也是一個很復雜的系統，其中有很多相互作用著的子系統。這些子系統是人，由于這些人經濟才能發展，這些子系統集合起來就構成了工廠、交通系統或通信系統等等各種各樣的社會系統。通常所采用的不是定量的描述方法，它屬于控制論的范圍。”[14]

協同學理論在技術創新體系中的應用，形成了技術協同創新體系，重點強調構成技術協同創新體系中各要素相互合作所產生的協同效應，即各要素不是簡單的機械混合，而是通過相互協作，形成一個有機融合的系統。其產生的效應也就是協同學的著名協同效應公式“1+1>2”[15]。

為此，三螺旋理論和協同學理論為產業技術研究院構建提供了技術創新方面的理論基礎。三螺旋理論說明了作為區域技術創新的載體產業技術研究院必須由政府、科研機構、大學以及企業要素組成；協同學理論進一步證明了產業技術研究院作為產學研合作的高級模式，其必要性是產生了傳統產學研合作所沒有的“1+1>2”合作效應。

3 揚州市數控機床研究院的啟示

回顧揚州數控機床研究院構建過程與目前產生的效果，對產業技術研究院構建的理論基礎在具體實踐中的應用給予了實證啟示。

3.1 研究院成立前 位于揚州市邗江區的數控金屬板材加工裝備產業是揚州市產業支柱之一，形成了以主機為龍頭企業的200余家組成的產業集群，涵蓋折、剪、沖、壓、割幾大類及其輔助、周邊設備。數控金屬板材加工裝備等企業。各企業為了增強市場競爭能力，提高產品科技含量，各企業分別與濟南鑄造鍛壓研究所、中科院沈陽自動化研究所、東南大學、南京理工大學、江蘇大學、南京航空航天大學、揚州大學等眾多國內知名科研院所、大學建立項目合作模式的產學研合作關系。

3.2 研究院成立至今 為了進一步增強揚州市數控金屬板材加工裝備產業在國內的競爭能力，揚州市政府通過對企業技術創新調研，發現企業與大學、科研機構合作積極性高，但其目的就是解決自身的專有技術，而對數控金屬板材加工裝備產業共性技術創新心力不足。在創建國家技術協同創新體系的背景下，于2010年4月，市政府以培育數控金屬板材加工裝備產業共性技術為前提，成立了市政府提供共性技術創新平臺和專用技術企業研發中心相對接的、服務于位于邗江區的數控金屬板材加工裝備產業集群的揚州數控機床研究院。

自數控機床研究院成立以來，揚州市數控板材加工裝備已占據30%的國內市場份額，成為了江蘇省數控機床產業的主要基地、國家級的數控金屬板材加工設備產業基地。被國家科技部火炬中心認定為國家火炬計劃邗江數控金屬板材加工設備產業基地；江蘇省政府在新一輪高新技術產業“雙倍增”實施綱要中將邗江數控機床產業列入重點發展的十大高新技術優勢產業；2010年年底邗江經濟開發區被江蘇省科技廳認定為“數控裝備科技產業園”。在數控機床研究院帶動下，揚州市數控金屬板材加工裝備產業共開發新產品523項，有191項通過科技成果鑒定并達到國際先進或國內領先水平；共承擔省級以上各類科技項目92項，其中國家高檔數控機床重大專項5項、國家重點火炬計劃4項、江蘇省重大科技成果轉化項目9項等；建成45個市級工程技術研究中心（企業技術中心）、23個省級工程技術研究中心（企業技術中心），8個省級博士后工作站。正如中國科學技術發展戰略研究院進行現場實際調研結果描述的：“揚州數控機床研究院建在揚州邢江區國家火炬計劃數控金屬板材加工設備產業化基地，數控機床產業基礎較好，擁有一批較大規模生產企業，吸引了10多家省外高校院所設立分支機構，創新需求及專業特色十分鮮明。”[1]

綜上所述，三螺旋理論和協同學理論為產業技術研究院構建提供了理論背景基礎，揚州數控機床研究院實踐表明：由政府、科研機構、大學以及企業構成的產業技術研究院，其效果大于原來分立的產學研項目合作模式。

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