对生物化学的看法范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇对生物化学的看法范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

篇1

生物化学（Biochemistry）是研究生物体的化学组成、分子结构以及生命活动过程中化学变化的基础生命科学。生物化学是从分子水平上研究生命现象本质的科学，故被称为生命的化学。随着21世纪高校素质教育的开展与推进，培养和提升学生的科学素养已经成为教学中的一项重要内容，特别是对生物化学教学来说，更应重视提高和培养学生的科学素养。

1当前大学生生物化学科学素养现状

1.1生物化学科学素养的概念。生物化学科学素养是指学生参加社会、经济、生产实践及个人决策等活动所必须具备的科学概念与科学探索能力，具体包括科学知识、技能、方法及科学品质。在生物化学教学中如何培养和提高学生的科学素养，对于培养满足社会发展需求的生物化学人才起着至关重要的作用[1]。1.2当前大学生生物化学科学素养的现状。首先，生物化学专业的学生对专业科学技术有着浓厚的兴趣，基础知识扎实，对生物化学技术的发展持积极肯定的态度。但由于对前沿科学技术知识、研究方法了解甚少，实践技能薄弱，学生对于生物化学科研精神的理解不够深刻。从相关调查数据中发现，绝大多数学生虽然知道生物化学的特点，但对高新技术的应用与研究认识不足。有将近50%的学生盲目地跟随专家或者他人的观点，在探索求知上缺少自己的看法，视野狭窄、目光短浅，受科学功利主义影响大，缺少实验、实践求证精神。高校教学只重视生物化学的常规教学，科研活动少，培养学生科学技能的课程设置比较少，学生参与度低，很难提高科学技能，不利于培养学生的科学实践能力。其次，生物化学的科学结论建立在实验基础之上，在实验过程中，学生科学素养问题包括3个方面：（1）普遍存在抄袭他人实验报告结果的现象。例如，在生物化学教学的关于血清丙氨酸氨基转移酶（AlanineAminoTransferase，ALT）活性测定的实验中，在一个班级中，几近50%的学生出现实验报告数据类似或相同的现象，实验结果盲目接近理论值；对于实验中出现的问题，学生不知道如何分析，没有真正理解实验原理，只是一味地重复实验操作。当前，在中国学术界中，剽窃风气和抄袭现象严重。有的学生抄袭部分内容，甚至全部抄袭，将别人的文章拿来，署上自己的名字和单位后直接发表。学术界的抄袭行为与实验教学中的抄袭现象有很多相似性，这种抄袭行为严重打击了学生的创新动力，不仅影响学生人生观、价值观的形成，也影响国家科技水平的提高[2]。（2）伪造数据的现象比较多。在血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）活性测定实验中，需要以实验结果展示实验，很多学生通过各种方式获取测量值的标准范围，并以此为依据推出实验检测数据。在当前生物化学实验之前，学术界部分人员就已经预设了实验目标，如果实验数据与预设目标不相符，实验人员可能会以预设目标为基准，修改实验中的数据，确保实验体系的完整性和所发表文章的良好影响。这种伪造实验数据的现象一般不会被发现，但会对其他科研人员产生误导，对生物化学科学的研究与探索产生不利影响。（3）部分学生为了获得高分，在实验课中与老师拉近关系。在学术界，有的人为了评职称或者立项评奖，不惜通过请客、送礼的方式达到目的。如果不能及时制止这种风气，培养的所谓“科技人才”也是不合格的。

2生物化学教学培养和提高学生科学素养的重要意义

2.1有助于培养学生的实践技能和解决问题的能力。生物化学教学的主要方向是为社会发展培养综合性技术人才，重视培养学生的实战技能，锻炼学生的科学思维能力，让学生能够运用理论知识和科学方法发现和解决实际应用中存在的问题。提高学生科学素养主要是培养学生运用科学方法不断创新、判断和决策的能力，最终为社会发展培养合格的人才。2.2有助于创新和改进教学方法。随着素质教育的推进发展，生物化学教学越来越重视培养学生的动手能力，对此，要求教师摒弃传统的“满堂灌”教学方式，积极创新教学观念，设置新的教学模式，制定科学合理的教学规划。在生物化学教学中，创设浓厚有趣的教学氛围，引导学生合作交流，提高学生自主学习和探索创新的能力。2.3有助于加深学生对现代社会需求变化的认识。信息化社会科技突飞猛进，知识创新与应用日益凸显，生物化学专业的学生想要更快地融入社会、更好地胜任岗位需求，就必须正确认识现代化社会需求的变化，全面提高科学素养。社会经济快速发展，现代社会不断提出新的科学研究课题，迫切要求高校生物化学专业为科学界培养所需的人才，学生只有认识科学技术和社会发展的关系，具备一定的科学素养，才能顺应时展需求，在激烈的市场竞争中脱颖而出[3]。2.4有助于培养学生的综合素养，增强就业竞争力提高学生的科学素养，就是让学生秉承科学探索精神，以科学探究的精神学习，除了学好生物化学知识外，还能够帮助学生更好地认识自我、自然和社会环境，在未来的就业中具备科学探索精神，才能够在市场竞争中脱颖而出。

3生物化学教学中如何提高学生的科学素养

关于生物化学教学中如何培养和提高学生的科学素养，主要从以下几个方面开展。3.1课堂教学中加强理论知识与实际生活的融合。生物化学是从分子水平作研究，研究对象非“实物”，理论知识内容晦涩难懂，代谢反应复杂错综，知识体系专业性强且更新迅速，在教学中教师可以将深奥抽象的内容与日常生活中学生熟悉有趣的生活场景或者具体事例相联系，使抽象的内容具体化、形象化、动态化，激发学生不断探索研究的欲望，培养学生的学习兴趣。例如在生物化学中讲解“蛋白质”这一内容时，教师可以引导学生由细胞组织联想到人类社会，细胞中的各类蛋白质遍布细胞的各种膜区和组分，参与到人体生命活动中，发挥着重要的作用，细胞蛋白质的分选就像人与社会的关系，社会生活与工作中，每个人基于自身特点在不同的工作岗位发挥自己所长，共同推进社会主义经济建设[4]。总之，在生物化学教学中，教师应积极运用发散性思维，将抽象复杂的理论知识与生活实际相联系，并采用多媒体手段，使抽象的内容变得具象生动，更易于理解。3.2以创新发展的眼光，在教学中引入具有前沿性的学科内容。随着科学技术的发展，科学家的研究成果不断创新发展，推动生物化学的快速发展，教学内容也不断更新变化。在教学过程中，教师应注重引入具有前沿性的学科内容和热点，引进国际上先进的科学成果和科学技术。同时，以科研引导促进教学发展，培养科学研究型人才，使学生在掌握生物化学基础内容后，锻炼其解决科研过程中遇到问题的能力。教学中，将科研成果与理论教学相结合，以生动有趣的教学内容激发学生的学习动力，启迪创新思维能力，培养和提高学生的科研精神。3.3增加生物化学综合性与设计性实验的比例。不同于其他的实验课，生物化学实验是独立于生物化学理论之外的一系列技术方法，涉及的许多实验技术可以延伸到生命科学的众多领域。利用这些技术方法甚至可以完成一个完整的科研项目，这是其他实验课不具备的优势。然而旧的实验教学模式往往忽视了这一优势，设计实验过于单一，学生在整个实验过程中，只是机械被动地按照实验讲义完成实验，很少对实验中出现的问题进行深入的思考，学生参与度低。综合性实验注重知识的综合应用，具有较为复杂的实验原理与实验步骤，有助于学生更好地理解工作原理、正确使用实验仪器，锻炼学生综合分析和解决问题的能力。设计性实验是学生基于实验项目自主设计实验方案，在这个过程中，实验材料的准备、实验所需的试剂及实验的进程，都是基于自己的时间安排。设计性实验能够充分调动学生的积极主动性，培养学生自主创新的能力。当前，高校生物化学因为课时少、实验条件有限，实验主要是基本操作和验证性实验，综合性实验与设计性实验的安排少，甚至没有安排，这就不利于培养学生的综合素质和创新思维能力[5]。3.4遵循“科学性、可行性、实用性”的原则。在生物化学教学中，教师应按照相应原则有计划地提高综合性实验和设计性实验的比例，确保选择实验材料的自主性，在综合设计实验中巩固已经学习的理论知识和掌握的技术，并对实验结果进行归纳整理和分析，进而培养学生的科学素养和创新思维能力。采取“科学分组”的形式探讨生物化学前沿知识，培养学生的科学素养。在生物化学教学中，采取“科学分组”的形式将学生分成若干小组，针对生物化学的研究领域和应用自由探讨，组与组之间进行交流互动，提高学生的兴趣，引导学生了解生物化学的意义。针对一些综合性实验和设计性实验，也采用分小组的形式，每个学生担任不同的职务，共同完成课题工作目标。例如，实验课可以让学生参与到实验课的设计、准备以及收尾工作中，即完成实验设计后，小组成员按顺序提前一天到实验室进行实验准备，在教师的指导下完成器材的配齐和清洗、实验试剂的配制和分装等准备工作。实验准备是完成整个实验过程中一个必不可少的重要环节，学生可以在这期间学到更多的统筹配置以及相关细节，充分调动学生的主观能动性。科学分组不仅实现教师与学生、学生与学生之间的交流与合作，还有助于拓展理论与实验教学。此外，在教学中，教师应有计划地将一些科研计划介绍给学生，鼓励学生参与到研究活动中，引导学生阅读相关文献资料，了解研究思路和研究方法，鼓励学生撰写相关的文章。3.5培养学生积极主动的学习态度。生物化学研究范围广，与人类生活有着紧密的关系。对此，在教学中应联系生活实际情况，培养学生的学习兴趣，将教学内容与社会发展相联系，培养学生的社会责任感，激发学生热爱科学、不断探索创新的精神。组织丰富的生物化学课外活动，通过组织学生参观调查或者实习等途径，让学生深入自然和社会生活，积极探索与创新，并运用所学理论知识解决生产生活中存在的问题。通过校企合作的方式，为学生创造参与实践活动的机会，在实践中积累经验，提升科学素养。3.6加强培养学生的学术道德。首先，在生物化学教学中，针对相关学术不端行为加强思想道德教育，强调生物化学这门学科对于生命科学的重要影响，既重视理论课程，也同等重视实验课作为理论课的深化与延伸作用，加深学生对生物化学知识的理解，培养学生的动手操作能力。其次，向学生宣传和普及抄袭和伪造数据的危害，这种抄袭他人研究数据的行为严重危害到他人的权益，应大力倡导学生养成良好的学习习惯，让学生意识到只有通过自己努力研发获得成果，才能够体会到成功的喜悦。再次，严格管理实验过程。第一，加强实验过程的监管，防止学生抄袭伪造实验数据；第二，加强对实验数据记录的管理，坚持处理数据的严谨性，将原始数据一次性记录在实验记录本中，避免抄写过程中对原始数据的涂改；第三，书写实验报告时，重点强调实验结果讨论部分的内容，对于实验结果不理想的学生，认真分析其实验数据，帮助他们寻找和解决实验中出现的问题。当发现抄袭伪造实验数据的现象时，要及时批评和教育[6]。最后，针对实验课种类多、内容单一、时间少的问题，积极改进实验课内容，将相近的内容整合简化，以节省更多的实验时间。同时，将实验课的时间集中，给学生充足的时间完成实验，为防止抄袭实验数据，可以通过多样化、差异化的实验来测试样品[7]。

篇2

作者：张巍 吕士杰 罗军 姜艳霞 徐俊杰 单位：吉林医药学院生物化学教研室

芦晓晶世界观培养应寓于生物化学教学中

生物化学这门基础医学中的重要学科，研究的是生物体化学组成、结构及生命活动过程中的各种化学变化规律。同时又包含着对生命、人体疾病的看法和观点，这就是世界观，是基础医学的出发点，又是辩证唯物自然观的组成部分，所以生物化学中包含着科学的世界观。随着现代生物学和生物化学的发展，人们对生命现象的本质认识和理解更加深入。人们以现代生物学和生物化学为工具，对生物大分子(蛋白质和核酸)进行了深入的研究，取得了重大突破。密码由DNA为载体进行复制而后经过RNA的传递与翻译，形成特定氨基酸序列的蛋白质。蛋白质又控制着新陈代谢和复制过程。这种新陈代谢包括经常不断地同外环境进行物质交替和能量传递以及不断地自我复制和自我更新，它是生物体内的基本矛盾运动。生物体像个“化工厂”，只是更加复杂些，外界物质，像碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质、水、氧等不断的进入这个“工厂”，淀粉食物在胃肠道的水解酶分解为葡萄糖，被机体吸收入血后，运到全身细胞，在一系列酶的作用下，按着有氧氧化、无氧酵解、磷酸戊糖途径，生成三磷酸腺苷。这种化学能可以转变肌肉收缩的机械能，维持体温的热能等。蛋白质则经蛋白酶分解为氨基酸，被小肠吸收入血后进入全身组织，又在酶的作用下激活，按一定顺序排列起来，合成人体的组织蛋白，用于更新组织。生物体同外界环境进行物质交换和能量代谢的同时，生物体自身也处于不断的自我复制、自我更新的过程之中，新的成分不断的合成，细胞不断新生又不断死亡。生物体的自我更新使生物体在每瞬间既是自身，同时又是别的东西，生命总是和它的必然结果联系起来，这就是辩证的生命观。人体新陈代谢是合成代谢与分解代谢的对立统一，生成能量与消耗能量的对立统一，是新生与死亡的对立统一。人体是高度分化的机体，它的新陈代谢是靠一系列特定的器官来完成，而每一器官的功能活动充满了矛盾运动。如肾小球的滤过和肾小管的重吸收;体液调节中两种相互拮抗的两类激素;神经系统的传入神经的激活系统与传出神经的抑制系统等等，都是对立统一，相辅相成，并以此维持正常的新陈代谢。这就像我们生活的社会一样复杂，而人体确实就是一个微缩了的社会，细胞就是社会中的人。

生命体既是绝对运动有处于相对平衡中

人所生活的外界环境虽然经常是变化剧烈，但人的体内环境必须保持相对的稳定和平衡，如血糖浓度、酸碱度等始终要保持在正常范围内，以满足体内的新陈代谢(吸收与排泄、酶的生成与灭活，酸碱的产生与排除、体温的产生与发散等)所要求的严格条件，否则就会出现问题。人体也是处于不断运动变化的有机体，存在着细胞不断地死亡与新生，体内的化学元素也要经常不断地与环境交换等。可见生物化学教学中包含着科学的世界观和方法论。在生物化学教学过程中，教员应站在理论和哲学的高度，设法让学生掌握。完成的关键是自觉地去总结和概括，并贯穿教学的全过程。真正做到在传授知识和技术的同时讲解观点和方法，使之不但能“授之以鱼”，而且能“授之以渔”，只有这样才能发挥生物化学教学中的德育功能。

篇3

生物化学教学大纲是园林专业人才培养计划的具体表现形式，包括了生物化学的教学目的、任务、内容、体系、范围、进度、时间安排、教学方法、考核标准和办法，是教师选编教材及组织教学的主要依据。生物化学课程组根据本课程的专业特点，从地方院校的实际出发，立足应用型人才的培养目标，遵循“从出口往回找”的原则，以课程与就业出口之间的联系为依据，重新制定了园林专业生物化学的教学大纲。通过课堂教学，使学生从分子水平了解生命现象的化学本质，理解并掌握组成生物有机体的组成、生物大分子结构与功能的关系、生物物质在体内的代谢规律及遗传信息的表达与调控等。教学过程中，以讲清基本理论、传授基本技能和联系实际应用为重点，着重培养学生科学的思维方法、创造能力及运用知识解决实际问题的能力，使学生能够掌握生物化学基本理论、基本知识和基本知识，为学生学习后续专业课，以及今后从事科研、教学生物科技开发等工作建立牢固的生物化学基础。生物化学新教学大纲中减少了理论课时量，增加了实验课时量，理论学时由以前的80学时改为64学时，实验学时由16学时增至32学时。

1．2课程内容的改革

生物化学课程涉及知识面广，学生在理解和记忆时难度较大。其内容主要包括三大模块，即糖类、脂类、蛋白质和核酸等生物大分子的结构、性质；生物大分子的代谢以及遗传信息的传递。教师在授课过程中对以上模块的基础知识仍然重点讲解，但在授课过程中适当增加基础知识与时日常生产和生活的联系，介绍生物化学的前沿和热点问题。尤其是用园林研究（如植物生理学、病虫害、园艺植物生物技术、园林植物栽培及植物育种等方面）中生化问题的解释，来帮助学生对生物化学知识的理解。例如在讲述直链淀粉和支链淀粉的结构异同时，引导学生思考大米和糯米为什么有不同的黏性；再例如吃菠萝时常用淡盐水浸泡一下，其原理主要是破坏菠萝中的蛋白酶，进而解释蛋白酶的催化作用。通过上述做法，使某些使抽象和枯燥的内容的变得更加有趣，可以激发学生的学习兴趣，打下良好的学习基础。

1．3教学方法和手段的改革

对于园林专业的生物化学课程，课程组在教学方法和手段上进行了各种探索和尝试。

1．3．1启发式教学的运用

教师在教学过程中根据园林专业的教学任务，从学生的实际出发，采用多种方式，以启发学生的思维为核心。在教学环节和形式上改变传统单一的“封闭、灌输式讲解”教学形式，采用“课堂讲解”“自主探究”“课堂讨论”等多种相互联系的教学环节和形式。每节课的结束都要给学生留下讨论题目及预习题目，在解决这些问题的同时充分调动了学生的学习主动性和积极性，发挥了学生的主体作用。教师在授课过程中针对学生学习过程中的疑问重点讲解，实现了教师主导作用与学生积极性的有机结合。

1．3．2多种教学手段联合运用

随着信息技术改革的发展和深入，多媒体辅助教学越来越受到重视。通过多媒体技术把声音、文字、图形、图象及动画等多种信息传递给学生，使原来难理解的及枯燥的内容变得更加精美、生动。“多媒体投影＋黑板”的综合运用加速了课程内容的呈现方式，提高了课堂讲解的表现力，生物化学课程组集体制作了精美适用的《生物化学》多媒体课件，连续用于4届学生，绝大多数学生认为效果显著。生物化学课程在每学期开课之前都将教学大纲、教学方案、实验大纲、实验计划和课后辅导方案等课程信息录入临沂大学网络教学平台，这有利于合理地组织丰富的教学素材，突破了传统教学的时空限制，有效地提高了学生学习的自主性。

1．3．3传统授课方式的改革

传统的授课方式通常是教师讲解、黑板板书和学生听记，这种授课方式单一，学生兴趣不大。临沂大学在充分利用多媒体辅助教学的同时，进行了一些尝试：

①采用双向讨论式教学，教师根据生物化学课程内容设计讨论题目，将学生分成小组，引导学生思考，发表自己的看法。教师可以适当地给予补充，讨论结束后要求各组选出一个代表阐述本组讨论结果，最后由教师总结，并对讨论中出现的问题进行分析和讲解，通过双向讨论式教学调动了教与学双方的积极性，提高了学生自主学习能力；

②对于氨基酸及糖的结构等内容，学生在高中以及有机化学课程中已初步学习，让学生通过课前准备，制作多媒体课进行讲解，教师根据学生讲解进一步补充，在让学生体验授课的同时调动了学生的学习积极性；

③采用研究教学法，激发学生对生物化学的兴趣，在教师指导下，通过学生自己的探索和学习去发现生物化学学习规律，提高生物化学学习能力。

1．4实验体系的改革

实践教学是园林专业人才培养的重要环节，也是培养学生实践能力和创新精神的重要措施。生物化学课程的理论性和实践性较强，因此，我们在实验教学过程中精心设置实验项目，实行“3＋1”模式。“3”指基础性实验、综合性实验和研究创新性实验3个层次，其中，综合性实验和研究创新性实验不得少于总实验的60％，“1”指开放性实验，不断提高实验教学在生物化学课程中的比重，逐步提升实验教学质量。综合性实验主要以生物大分子的提取、分离和纯化为主。研究创新性实验要求学生自己选题，设计实验方案，准备实验试剂，制定操作步骤，自主完成实验，分析实验结果。每学期生物化学课程组都组织相应的开发性实验，学生选择自己感兴趣的课题，利用课余时间进行实验。通过实验体系的改革，激发了学生的学习兴趣，体验了求知过程，打下了坚实的实验基础。

1．5考核方式的改革

为了更加全面地考察学生的学习能力和素质，激发学生的求知欲，调动他们学习的积极性和主动［7］。从2008年，临沂大学进行了考核方式改革，增加了对教学过程的考核。生物化学课程的学业成绩由3部分组成：平时成绩（30％）、副卷成绩（30％）和主卷成绩（40％）。平时成绩主要包括课堂考勤成绩、平时测验成绩和课程论文成绩，分别占平时成绩的20％、40％和40％；副卷成绩由实验成绩构成，包括实验考勤、实验报告成绩和期末实验技能考试成绩3部分，分别占实验成绩的20％、40％和40％；主卷成绩由期末闭卷考试成绩构成，题型设置分客观题和主观题，分别占60％和40％。考核的目的是检查学生对基本知识、基本方法和基本过程的掌握情况，考查学生分析问题和解决问题的能力。

篇4

生物化学课程是在分子水平上探讨构成生物体的基本物质的结构、性质和功能，以及这些物质在生物体内的代谢规律及其与复杂的生命现象之间的关系。同学们对这些理论知识的理解是很抽象的。我曾在自己上课的班级对全体学生（206人）进行过问卷调查，在调查的206名同学中，认为生物化学难度大的有189人，占87%左右。这是一个客观事实。那么，作为生物化学教师，就应该仔细思考如何来消除同学们对生物化学课程的畏难情绪。然而，生物化学教育的主渠道仍是课堂教学。因此，提高生物化学课堂教学的效率至关重要。我认为要提高生物化学课堂教学的效率，作为生物化学教师关键要做好以下几个环节：

一、培养学生对生物化学学科的浓厚兴趣。

爱因斯坦说过："兴趣是最好的老师。"学生的学习积极性往往以他们的学习兴趣为转移，当学生对某学科知识产生兴趣时，他就会积极主动、心情愉快地去学习。由此可见，要提高教学效率，激发学生浓厚的兴趣和求知欲是前提。生物化学是研究人类自身的科学，糖类、脂类和蛋白质的代谢过程无时无刻不在我们的身体中发生，我们可以将科学知识与实际生活相联系，吸引同学们的兴趣。例如保持健美的身材是每一个年轻人的热切愿望，我们可以从这一情况出发，讲授糖代谢与脂代谢相互关联，引导同学们形成健康的饮食观念和积极的人生态度。

二、构建"教师为主导、学生为主体"的和谐课堂教学关系。

古人云："亲其师而信其道。"融洽的师生情感可以调动师生双方的情绪，焕发教师"教"的激情和学生"学"的热情，营造出和谐的教学氛围。课堂教学要提高效率，就必须建立起一种平等、信任、理解、相互尊重的和谐师生关系，创设民主与轻松的课堂教学环境。在这样的教学环境里，学生消除了胆怯和依赖心理，他们便可以无拘无束地充分表现自己，使课堂氛围轻松愉快。当然，教师的主导作用和学生的主体地位是辩证统一的关系，以学生为主体，并不意味着忽略教师的主导作用。教师的主导作用发挥得越充分，学生的主体地位越巩固。因此，教师应在教学中突出学生的主体地位，面向全体学生，使学生成为课堂的主人，焕发出课堂的生命力。做到师生互动，融为一体。

三、优化课堂教学设计。

《生物化学》课程与许多学科相互渗透，内容复杂。基于此，对于各个层次的学生，应该如何恰当地选择、处理和传递教学信息，进行高效率、最优化地教学呢?这就要求教师要从提高学生的生物科学素养出发，活用教材，优化课堂教学设计。

1、强化重点内容与知识点的教学

生物化学内容的特点是抽象、深奥、繁杂，重点和难点较多，涉及的名词、化学结构、反应式、代谢途径、生物合成过程很多。学生学习时普遍感到难度较大。另一方面，教学时数也不多，这些不利因素使生物化学的教学难度显著增加。因此，针对生物化学的课程特点，在教学过程中首先要让学生明确教学大纲，明确区分哪些是重点内容，哪些是了解和参考的内容。在此基础上，着重讲解重点和知识点，浅显的或扩展的内容可以留给学生自学或浏览，这样有助于调动学生学习的积极性和培养学生的思维能力。通过重点内容的强化学习、知识点的系统学习、难点与疑点的分析与讨论，将繁杂的内容形成若干个知识内核，使学生易于消化理解、学习针对性强。例如，关于糖代谢，将糖的有氧氧化过程与糖异生过程详细讲解，简略地讲授糖原与淀粉的合成与分解过程，磷酸戊糖途径的过程可以不讲，而只讲其产物特点和生理意义，这样就大大减轻了教师的教学压力和学生的学习压力，学生通过典型过程的学习，完全可以形成对糖类代谢规律的深刻认识。

2、趣味引导式教学

生物化学中有许多原理比较深奥、难以理解，如果采用传统的直接讲授方法，学生必定感到枯燥乏味，提不起兴趣，若在教学中讲述一些有趣的见闻、运用一些形象的比喻及提出一些启发性的问题，使深奥的理论浅显化、抽象的事物形象化、枯燥的知识生动化，必然也会提高课堂教学的效率。比如，在讲解DNA的双螺旋结构时，除了将结构模型展示给学生看外，可将它比作一个围绕一垂直中轴的、右手螺旋的双扶手楼梯，磷酸和脱氧戊糖组成的两条链相当于楼梯两边的扶手，两条链之间的碱基对相当于楼梯的台阶，台阶（碱基对之间的氢键）是稳定两条链的主要力量，台阶平面与中轴垂直，台阶之间的间距为0.34nm，每一螺旋含有10个台阶（即螺距为3.4nm）。这一形象化的比喻，使得学生牢牢记住了复杂的DNA双螺旋结构。又如，为何重金属中毒，喝牛奶可以自救；为何动物冬眠不会冻死；为何人不吃肉也会长胖等等，通过对这些问题的解答，就可以使学生轻松地掌握这些内容，同时也提高了学生的思维能力。

3、根据学生的实际接受能力，随时调控教学容量和教学的度

课堂教学容量是相对稳定的，容量过大，学生接受不了；容量过小，学生又吃不饱。因此，课堂教学要着重调控三量：一是授出量，即教师输出的信息量应围绕重点加以取舍，以保证重点信息足够的教学时间；二是训练量，即学生接受训练的量，必须围绕重点设计训练的内容和形式，注意典型性，避免重复性。三是活动量，即学生的脑、手、口、眼等各部位的活动量，包括师生双边活动，学生多边活动等。另外，课堂教学还必须注意三度：一是程度，包含难易度、深广度、灵活度，要体现教材反映的程度，考虑学生可能接受的程度；特别是我们的高职学生基础相差很大，更应注意这个"程度"。二是密度，容量大则密度大，反之则小，必须做到疏密有致。三是速度，教学内容难时学生不易接受，速度应该放慢；反之，则应加快。做到教学过程快慢相济，教学节奏有张有弛。

四、发挥生物化学学科课堂教学特色。

1、加强实验教学

生物化学实验课的教学是培养有关专业学生实验技能的重要手段之一，强化实验课的教学对于培养创新型的高素质专业人才具有重要的意义。在传统的教学大纲中，实验教学内容设置体现出多验证少创新，多定性少定量等特点，因此实验过程中学生很少主动思考，严重影响了学生的实验技能和创新能力的提高。因此，我在进行实验教学时，特别注重综合性的实验。例如将多糖、蛋白质、酶、核酸、脂类等生物活性分子的初级制备、分离纯化和系统的分析鉴定方法有机地结合起来，以充分体现生物化学实验技术的特点，力求满足学生实验技能全面培养的需要，适合学生能动性与创造性的发挥。这样，使学生对实验技术有了更深入的掌握。在确保实验效果的同时也提高了实验的复杂程度，强化了学生的学习效果，培养了学生的创新思维。学生经过综合实验训练后，实验技能显著提高。

2、从现象到本质，逐步深入，引导学生形成科学的思维方式

生物化学理论知识的获得，无不是在观察现象的基础上深入研究才得到的。在教学过程中先把实验现象介绍给学生，再引导学生逐步深入思考，最后把理论知识完整的展现给学生，这样的效果较好。例如在介绍乳糖操纵子时，首先把二度生长现象介绍给同学，当E．coli在含有葡萄糖和乳糖两种碳源的培养基中生长时，发现细菌首先利用葡萄糖，并在葡萄糖耗尽后才开始利用乳糖，让同学们思考为什么会产生这种现象。然后再介绍乳糖操纵子的正负调控理论，这样引导同学们形成科学的思维方式。

3、多媒体教学的有机结合

针对生物化学课程内容抽象、繁琐的特点，传统的黑板式教学法已难以适应现代生物化学教学的需要。而多媒体教学能使难于理解的生化机理通过图象、图表、文字、数据与动画演示结合融为一体，直观地表现出来，能显著提高生物化学教学的质量和教学效果。如关于蛋白质空间构象的内容，十分抽象，教师难以讲授清楚，而学生通过观看二维、三维的彩色图片，就可以轻易地理解有关的复杂问题，自然地掌握了蛋白质一、二、三、四级结构等有关概念。又如关于DNA复制，教材和黑板式教学均无法良好地表现这一连续的多步骤动态过程，教师即便讲授多遍，始终有学生不能理解。如应用多媒体教学，将DNA复制的详细过程做成多个图片来展现，将全过程制作成动画加以播放，教师再借助这些媒体素材，针对学生提出的问题辅以讲解答疑，学生就可以清晰明了地掌握DNA复制的整个过程。同时，在多媒体教学过程中，教师要充分发挥学生的主体作用，让学生有更多机会参与，做到脑动、手动、口动，而不是被动观看和接受知识，从而充分调动学生课堂学习的积极性。

总之，提高生物化学课堂教学效率是提高教学质量的中心环节。通过培养学生对生物化学学科的浓厚兴趣、构建"教师为主导、学生为主体"的和谐课堂教学关系、优化课堂教学设计、发挥生物化学学科课堂教学特色等，努力提高生物化学课堂教学的效率，是每一位生物化学教师不懈追求的目标。

参考文献

[1]艾育芳:生物化学教学改革的探讨。

篇5

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0032-03

高等教育是培养高层次人才的重要基地，人才培养应该是知识技能及思想素质的综合性培养。而思想素质的提高有赖于正确的人生观和世界观的建立。教育部在《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》中指出：要坚持知识、能力和素质协调发展，继续深化人才培养模式、课程体系、教学内容和教学方法等方面的改革，实现从注重知识传授向更加重视能力和素质培养的转变。要根据经济社会发展和科技进步的需要，及时更新教学内容，将新知识、新理论和新技术充实到教学内容中，为学生提供符合时代需要的课程体系和教学内容。[1]而医学生作为未来工作面对病人、面对生命的受教者，也是生命科学的实践者或研究者，因此对其的教育和培养，不仅要注重知识和技能的传授，也要注重思想素质的培养。高校教师如何在传授医学知识的同时，树立其正确的人生观、世界观以及医学伦理观，就显得尤为重要。生物化学是生命科学的学科之一，纵观生命科学的发展史，可以看出生命科学的发展也是科学家们的科学态度、科学精神、科学世界观的发展史。因此在生物化学的教学中，结合树立同学们正确的世界观、医学伦理观，既是有效可行，也可以做到生动活泼的。

人生观——关于人生目的、态度、价值和理想的根本观点。世界观——人对世界总体的看法，包括对自身在世界整体中的地位和作用的看法，又称宇宙观。简单来说，人生观是如何看待自我，而世界观是如何看待外部世界。伦指人际关系，理指行为规范，因此，医学伦理观应该是医者和患者之间的关系，以及医者在工作中的行为规范。正确的人生观和世界观应体现出一种健康、积极和向上的精神。我是一名医学生物化学的主讲教师，多年来，我的周学时达到12或以上。在反复的上课过程中，我始终在思考、改进并贯彻教书育人目标，既要将知识的传授做到简洁和易懂，又要有一定的深度和广度，并且在某些知识点的讲述过程中水到渠成似的建立和强化医学生正确的人生观、世界观和医学伦理观。以下是我的几点方法和总结：

1.从讲绪论开始，在介绍生物化学起源和发展的同时引导同学们思考生命起源的问题，引发学生们对生物化学的兴趣；在介绍科学理论和伟大发现的同时融入解决问题的方法和思路。

生物化学是门古老的学科之一，其发生和发展的过程中融入了许多学科的科学家的探索和发现。生物化学最初（18世纪至19世纪末）研究的是生命物质的组成和结构，到了20世纪初开始蓬勃发展，生命物质在生命活动中是如何相互转变的，由此而思考那么这一切是谁来主宰的，是上帝吗？在介绍生物化学是一门学习什么内容的过程中，我不断引导学生在追寻科学家们的研究历程中一起思考，并以作业的形式让同学们去查阅资料，佐证自己的想法是否合理。例如我向学生提问，生命活动不由上帝去主宰，其起源是什么？是核酸还是蛋白质？为什么？这样的学习，既调动了学生学习的兴趣，又使学生在发现问题和解答问题的过程中增强了思考能力，并且不断地强化辩证的唯物主义的思想。作为未来的医务工作者和科研人员，必须必要树立起唯物的、科学的世界观。在生物化学的发展史中，有很多重大理论和技术的建立，而这些重大理论的建立过程，也真是人类思想由崇拜和唯心走向唯物的历程。例如：1953年，DNA双螺旋结构的发现，由此沃森和克里克获得了1962年度诺贝尔奖。“我认为他们应当像亚里斯多德和柏拉图那样世世代代受到尊敬，他们应该获此殊荣，然而，与他们的贡献相比，这奖励是微不足道的，这一发现使我们对生命的理解又一次发生了革命。”[2]我们的生命既不是由神创造的，也不是由基督拯救的，而是由DNA决定的。

篇6

中图分类号：G43 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）04（b）-0115-02

21世纪是生物学的世纪，生命科学已成为整个自然科学科学的前沿领域，生物化学是生命科学的领头学科之一。同时生物化学因为其跟医学各个领域的密切关系，成为所有高等医学院校的一门必修的专业基础课。近年来，生物化学发展迅速，理论和技术都有了较大进步，生物化学技术日益渗透到医学的各个领域，比如诊断、治疗和预防等。形势的发展对生物化学的实验教学提出了更高的要求。当前生物化学的实验教学存在着诸多问题，需要做相应改革，以提高生物化学教学质量，引导学生深入理解和掌握理论知识，加强对学生动手能力和实践能力的培养；培养学生的独立分析和解决问题的能力和创新精神；使学生能够及时跟上生命科学的发展，对培养具有较高素质的医学人才具有积极意义。

1 生物化学实验的地位

生物化学是一门理论和实践紧密结合的学科，两者互相促进，共同发展。生物化学实验是医学生培养中整个知识体系的重要环节，是生物化学的有机组成部分。实验课不仅可以锻炼学生动手能力，也是提高学生综合素质的重要途径。相对于综合性大学的学生而言，医学院校尤其是中医院校学生的动手能力和整体的科学素养有一定差距，重视实验教学是改变这一现状的有效途径。实验课的目的是帮助学生掌握和巩固实验技术的基本原理，更加深入地理解理论知识；同时对实验设计思路的掌握可以锻炼学生的思维，也有助于学生提高综合能力和养成严谨的科学作风。

2 当前生物化学实验教学存在的问题

（1）实验内容不够全面：现代科学技术发展一日千里，新技术、新理论的不断出现促使生物化学实验教学也需要进行相应改进。以前所开设的生物化学实验相对比较单一，只涉及一项技术，而且方法、器材和技术路线均比较原始，较为前沿的技术涉及较少。

（2）教学过程死板枯燥：常规教学过程是老师先讲实验原理和操作步骤并反复强调注意事项，必要时还要示教，然后学生自己动手，基本上可以不动脑筋就完成整个实验。这就成了标准的“填鸭式”教学。实验过程中学生完全被动，其创造性被束缚，积极主动性无从发挥，上课都是应付了事；同时这种教学方式使得实验课变得枯燥乏味，不能激发学生的兴趣，最后对所学知识没有印象，下课后很快就忘得干干净净，收获甚微。

（3）基础与临床脱节：生物化学是一门基础课，非常抽象难懂。很多学生不明白为什么医学生要学习生物化学，它对以后的临床究竟有没有帮助。学生有这个想法和正常，因为他们刚进入大学，学的都是最基础的知识，这些内容与他们入学之前想象的救死扶伤的情况差距较大，因此容易感到所学内容很枯燥。这就需要教师在教学过程中尽量增加教学内容与临床的关系，多举临床例子以引起学生的兴趣，有助于增强教学效果。实验课程的内容设置以及教学过程存在同样的问题。

（4）实验课在生物化学总评成绩的比例过低：在实验教学的带教过程中间，发现每个班级都会有一小部分学生不愿动手，甚至旷课，实验报告应付了事。经了解，原因是他们认为实验课只占总评的10%，只要完成实验报告就可以得到8分左右的实验分，期末考试稍稍用功就能及格甚至可以拿奖学金。教师往往容易忽略学生这种对待实验课的心态。这个问题，与实验课在期末总评中的比例过低是分不开的。

3 改革的方向

（1）优化实验内容设置：完善实验内容设置以使得学生在有限的生物化学实验课中接触到更多的实验技术。目前我教研室已经较好的做到了这一点：实验设置涵盖了生物化学中分光、电泳、离心、层析、PCR、核酸提取鉴定等主要的技术；内容也覆盖了酶、蛋白质、核酸等。在将来还可以考虑增加关于基因工程的相关内容，如基因重组，蛋白表达等。另外，有一些经典的传统实验可以考虑进行改进，比如血清蛋白的醋酸纤维薄膜电泳，作为一个非常经典的电泳技术，目前的应用已经很少，可以考虑改为现在蛋白电泳更加常用的聚丙烯酰胺凝胶电泳，使得实验内容和学科的发展紧密结合，保持同步。另外我教研室在实验器材方面，引入了移液枪，减少了刻度吸管的使用，也是为了更好地与学科接轨。这方面仍然有很大的提升空间。

（2）改革教学方法：医学院校的学生总体来说动手能力较差，实验操作能力较为薄弱，中医院校的学生尤其如此。而现在中医院校的多个专业都存在文理共招的情况，文科生的存在进一步凸显了这个问题的严重性。所以，有必要在教学过程中多种教学形式交叉使用，即采用灵活多样的教学方法，才能够达到较好的教学效果。如：启发式教学法，引导学生认真观察，发现问题，分析问题，提出自己对于实验的看法，结合实验现象和结果进行集体讨论，培养学生的批判性思维能力；归纳式教学法，鼓励学生仔细观察、分析看似杂乱无章的实验现象或数据，总结出抽象的规律，锻炼学生逻辑思维能力和开放性思维能力；讨论式教学法，可以就实验中的某些问题让学生分组讨论，使学生成为教学的主体，从而发挥其主观能动性和创造性，同时也锻炼了学生的交流能力、表达能力以及团队协作能力；PBL教学法，从案例出发，引入实验内容，可以大大激发学生的学习兴趣和积极性，改善教学效果；在讲解中加入一些FLASH动画文件，可以更加生动和直观地阐述一些实验原理和实验操作，使学生易于理解，比如蛋白质和核酸的电泳、PCR等内容均可采用；充分利用多媒体的教学手段，多媒体教学技术具有生动、信息量大、直观、形象等特点，能够融声、形、像、文字、动画于一体，可以提高实验教学质量。多媒体教学应用在实验教学中还可以节约讲课的时间，使学生动手的时间更多，锻炼的机会也更多。

（3）基础与临床相结合：生物化学和临床多个领域有着极为密切的联系。教学过程中需要把二者紧密结合才能激发学生的兴趣。比如在讲实验血清ALT（丙氨酸氨基转移酶）活性的检测时，可介绍血清ALT的检测在临床上作为肝功能检查的一个重要的辅助指标并加以解释，这个内容学生因为都在体检中接触过而容易提起兴趣。

（4）加强学生能力和态度的培养：大学教育培养目标主要是培养具有一定理论水平和较高操作能力的应用型人才，医学生因为其专业的特殊性，对培养目标有特定的要求。中医院校的学生相对而言较为随意，科学严谨性稍差。对于生物化学实验教学，在培养学生操作能力的同时，还要注重学生科学素养的提高。为培养自学生的动手能力，可考虑如下的改革：首先应减少讲解时间，增加学生操作时间。把大部分时间留给学生，让学生独立完成每个实验，如果实验需要多人合作也最多一组二人，尽量让每个学生都有动手机会；其次鼓励学生尽量自己解决实验中出现的各种问题，锻炼其分析解决问题的能力；第三强化的实验操作的标准和规范，比如刻度吸管的使用，看似简单，但要掌握好很困难，有些学生连基本的拿法都不规范，觉得只要把试剂取了就行了，所以，需要老师严格要求，反复强调；最后强调实验过程记录，要求每位同学准备一个专门的原始记录本，用于记录实验过程中的一切原始数据与实验现象，杜绝没有记录仅凭记忆来保存结果的现象，培养学生养成良好的科学素养和实事求是的工作作风，树立严谨的科研态度。

（5）增加生物化学实验课成绩的比例：成绩是学生学习的指挥棒，在总评成绩中的比例则体现了生物化学实验的地位。提高学生对于实验课的重视，需要在多方面入手，提高实验课占总评成绩比例是最直接最有效的一条。同时，教师也要在教学过程中经常强调实验课的重要性，要使学生认识到实验课不是可以用应付了事的内容，还能够培养学生的基本实验操作。建议将生物化学实验课占总成绩的比例由10%提高到20%甚至更高，这与实验课课时占总课时的比例是一致的。同时还要改革实验成绩评定方式，增加学生平时表现所占的比例，以促使学生端正态度。

（6）在其他方面进行改进：比如增加实验室配套仪器：在目前的生物化学实验中，某些仪器属于多人共用的，比如紫外可见分光光度计、离心机和移液枪等。近几年持续的扩招使得仪器缺乏的矛盾日益突出。仪器的缺乏增加了学生的实验时间，减少了操作步骤，也降低了学生的实验积极性，今后可以考虑相应增加仪器数量。另外，还可以考虑让有兴趣的同学参与实验的准备工作，提高其参与感，同样有助于提高学习的积极性。

总之，实验课作为生物化学教学的主要组成部分，需要我们在教学过程中不断发现各种问题，不断探索，不断改革，总结经验，采用更加多样化的教学手段，精选实验项目，改进实验条件，才能取得更好的教学效果，有助于培养出更多优秀的医学人才。

参考文献

[1] 王丽娟，冯昕.浅谈生物化学实验教学改革[J].中国科教创新导刊，2010（23）：64.

[2] 王宏滨.临床生物化学实验教学改革初探[J].中国科教创新导刊，2009（1）：74.

[3] 李春洋.关于提高生物化学课堂教学质量的几点思考[J].医药教育，2010，17（18）：115-116.

[4] 郭慧芳.多种教学法在生物化学教学中的应用[J].中国医药导报，2010，7（14）：114-115.

[5] 李璐，毕富勇.浅谈启发式教学法在生物化学教学中的应用[J].卫生职业教育，2010，28（1）：71-72.

篇7

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0041-02

生物化学，顾名思义是研究生物体中各种生物分子在生命过程中发生化学变化规律的学科，亦可以解释为运用化学学科的语言和基本原理从分子水平上阐释生命现象的一门学科。不难理解生物化学是以实验为基础的一门学科，生物化学史上重大里程碑式的发现都是前人通过一系列艰辛的实验从中发现并确定的，因此生物化学实验是生物化学教学的一个重要组成部分，通过生物化学实验教学可以使学生更好地理解和掌握课本中的知识，并在实践中培养学生的动手能力、发现问题、分析问题和解决问题的能力以及团队协作的精神。这对于提高生物化学教学质量、提升学生的综合素质、培养学生的创新能力具有十分重要的意义。

一、生物化学实验教学存在的问题与不足

首先，传统的生物化学实验内容较为陈旧、单一，且部分内容过时，主要偏向理论验证性没有体现应用性的专业特色，而设计性、综合性的实验相对较少或没有，这样限制了学生创新能力的培养，容易扼杀学生实验的积极性和主动性。其次，教师在教授实验课时，多采用板书形式的“填鸭式”教学方式，对实验原理、操作步骤及注意事项，进行详细的讲解和演示，然后学生“照葫芦画瓢”，不加思索地、机械式地完成了整个实验操作。久而久之，学生就会感到实验枯燥乏味，严重影响了学生实验技能的提高，抑制了学生的学习兴趣。再次，成绩评定方面通常是由学生的实验报告成绩和期末考试成绩各占一定的比例构成，有时实验报告的撰写并不能真实反映学生的实际操作能力，因为部分学生存在抄袭他人的嫌疑。由于缺乏明确的实验技能考核标准，对学生不能正确进行评估，尤其是能力考查方面无法有效体现，致使学生成绩偏差相对较大，长此以往，学生对实验课重视程度就会下降，这会进一步影响学生对生化理论课知识的正确理解和其他相关专业知识的掌握，更谈不上提高其科研思维能力。因此，针对这些在实践教学中存在的问题，为了培养学生的创新意识，我们对生物化学实验进行了基于Internet的生化实验教学改革。

二、网络在线应用于生物化学实验教学的优势

1.教学手段形象化。传统生物化学实验教学中，通过板书形式进行的教学方式不能很明了、直观地向学生展示出生物化学反应的过程，对于部分实际操作技术的讲授缺乏形象性，导致学生对于实验仪器的操作、实验步骤和实验现象的理解感性认识相对较差，因此在实际进行操作时，在实验全局上，往往缺乏整体把握，因而实验操作规范性较差，随之影响其所做实验的效果。利用网络在线教学可以解决这一问题。网络在线教学是将图片、文字、声音、动画、视频等集为一体，教学过程直观、生动、形象。在整个教学过程中，充分调动了学生眼、耳、手、脑等多种器官，有利于学生对实验仪器操作规范的正确掌握、实验步骤有条不紊的进行、实验现象的合理分析等相关内容的进行整体把握，可以弥补传统教学中学生对实验操作过程不熟悉的弊端，大大提高教学效果。网络在线教学可以展示常规的、传统的教学手段所无法观察到的现象，可以加深学生对知识点的掌握，从而提高学习的积极性。

2.教学方式多元化。不同侧重点的教学内容需借助不同的教学方法，才可能取得事半功倍的效果。理论验证性实验如游离氨基酸的纸层析、淀粉酶活力测定、聚丙烯酰胺凝胶电冰、微量凯氏定氮法测定食品中蛋白质等各个实验之间是独立的，只涉及某一点或某一方面的内容，缺乏知识点的相互联系，针对这些不足，教师预先提供给学生相关的实验课件以及相关的网络资源，学生课下进行预习，通过查阅资料，完成实验目的、原理、仪器与试剂以及步骤等相关内容的学习。课上先由学生讲解，教师随机提问并和学生一起分析学生所讲述内容存在的问题，然后教师利用网络在线播放实验操作视频，并讲解教学内容，针对每一操作步骤以及由此带来的实验结果进行详细分析，从而引导学生深入理解并掌握整个实验过程。同时结合实际存在的问题如“奶粉中掺入三聚氰胺”尝试引导学生去解决。这样不仅丰富、扩展了教学内容，活跃了课堂气氛，还解决了课时容量的问题，提高了教学效率。综合设计性实验是由学生在教师指导下，利用课余时间，结合学科兴趣，利用实验室的设备条件，借助已掌握知识与技能，选择教师提供的相关研究课题或自行命题，由学生自行设计实验方案，经师生共同讨论、修改并论证其可行性，最后通过动手实验分析实验结果。学生课下通过互联网查阅相关资料，完成实验课件的制作，课上学生介绍实验方案，师生共同探讨方案中存在的问题，对于一些比较复杂的实验仪器，其原理的理解教师可通过网络在线让学生进行观摩、对于学生仍然不解的问题，教师多举相关例证进行说明，同时还应向学生介绍某些实验方法的最新研究进展，拓宽学生的知识面，扩展学生的思维。这样的教学方式能够调动学生主动学习的积极性，激发学生的学习兴趣，挖掘学生的潜能，实现学到用的升华。

3.教学互动明显化。课堂网络在线教学不仅仅在上课的时候提供给学生丰富的了解知识、掌握实验技能的渠道，还可以在实验教学结束后在课下提供学生学习的机会。虽然学生由于经济条件所限，不可能人人拥有电脑，但是拥有带有MP4功能手机的学生比例还是很高的，这样教师可以将实验仪器的操作视频转换为MP4格式给学生反复观看；或者将课上所学的内容转化为PDF格式的电子文档供学生学习；或通过BBS、QQ群、微信和飞信群等手段与学生进行沟通互动，通过这种互动可以启发、引导每一位学生特别是性格有些内向的学生自由自在地发表自己的看法。教师将课下互动诞生的有代表性的一些观点转换到课堂网络上进行交流，使每一位学生在这种相互讨论中，吸纳更多的知识，从而加深其对生物化学这门课程的理解与认识，提高了教学效果。

三、网络在线应用于生物化学实验教学的思考

基于Internet的生化实验教学是改革教学方式，提高教学质量的一项重要途径，但是这并不意味着仅仅将讲义上的内容逐条拷贝到网络上，照“机”宣科。如果单纯这样做起不到激发学生学习的兴趣和提升其实验操作技能的目的。往往学生还会因为所接受的信息量太大，应接不暇，加大思想负担，导致学生产生厌学心理，造成课堂实际教学效果不增反降的局面，因此实验教学内容要“精挑细选”。利用网络在线教学，就是要通过Internet这个工作平台兼顾充分运用各种多媒体辅助平台为实验教学服务，并通过多种渠道与学生沟通，尤其应做到在讲解与观看在线实验视频过程中加强互动的环节，使学生全身心地投入并参与到“实验”过程中，化被动接受为主动学习，真正实现教学相长的目的。由于实验教学课时所限，很多实验试剂的配制过程都是由教师代劳，学生并没有充分参与进去，导致系统获得知识出现脱节现象，网络虚拟实验室是个不错的解决手段。所谓的网络虚拟实验室是将实验室中常用的实验试剂的配制方法以及实验仪器的操作视频拍摄编译上传，学生通过点击相应链接去下载学习各项技能，学生还可以利用网络虚拟实验室这个平台学习实验教学课程要求以外的实验，学生可以在这个虚拟的实验室发挥他们丰富的想象力，设计、探索，实现自我。

总之，将网络在线教学应用于生物化学实验课程中，可以丰富教学内容，增强感官教学，提高教学效果，做到寓教于学。网络在线教学将会成为生物化学实验课程教学的主流，但要充分发挥其效能，还需教师不断学习，与时俱进，用新思维、新方式改革课堂实验教学模式，以期提高学生的创新实践能力。

参考文献：

[1]杨红，林德馨.生物化学实验教学现状的调查和浅析[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2010，12（6）：608-611.

篇8

中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）01-0278-03

Application of Seminar Style in Biochemistry Teaching

LIU Xiao-lin CHEN Ji-peng QUE Zhi-qun HUANG You-ming LIAO Jun-jie

（Yichun University，Yichun Jiangxi 336000）

Abstract Introduction of seminar teaching model in biochemistry teaching has proved that it can change the traditional one-way teaching mode of teachers′ ″teaching″，students′ ″learning″ and improve the students′ learning initiative and enthusiasm，the quality and effect of teaching，so as to cultivate high quality students.It is a kind of effective new teaching mode.

Key words Seminar teaching pattern；biochemistry；application；practice

提高教W质量是高校办学的主要任务之一，也是当今时代的要求。为了提高教学质量，目前各本科院校都在进行教学体制、教学模式、教学方法等教学改革，并取得了一定成效。其教学改革的主要目标之一就是打破传统的教学模式，注重学生创新意识的培养。传统的教学模式是以教师为主体，教师“教”，学生“学”。这种教学模式影响学生自主学习的积极性，不利于学生创新意识和创新能力的培养。生物化学是江西宜春学院农学、生物科学、园艺、动物科学专业的重要基础学科之一，是研究生物体的分子基础、化学变化及信息传递的一门科学。它是学生从分子水平了解生物各种生命现象和生物技术的理论与实践的基础。由于生物化学研究范围涉及所有生物体，知识多样，内容庞杂且抽象难以理解。另外，随着创新型人才培养模式的建立和学生减负的推进，生物化学的授课学时日益减少。过去，在本科生生物化学教学中主要以传统的讲授式教学模式为主，这种教学实践证明学生学习积极性普遍不高，教学效果比较差。因此，为了适应生物化学技术的迅速发展，为了实现人才培养目标，也为了适应生物化学授课学时减少的实际需要，从2014年开始在生物化学教学中引入一种新的教学模式――Seminar教学模式，并以此为契机，努力促进教学模式改革和课程整合，以适应新的教学需求，提高教学质量和教学效果，培养高素质、高质量的学生[1-3]。

1 生物化学课程教学模式改革的必要性和重要性

教学作为人类特有的一种社会实践活动，总是有既定的人为目的。教学要达到既定目的，完成所肩负的任务，离不开教学方法。教学方法是教师与学生联系的中介。采用适当的教学方法是提高课堂教学质量的关键，而课堂教学是学校培养人才的主渠道。生物化学是生命科学领域的前沿学科之一，它是在当代有机化学和生理学发展的基础上，在20世纪初期从生理学中分支出来的，并很快发展成为一门独立而年轻的学科。生物化学是利用化学的理论和方法研究生物的化学组成和生命过程中的化学变化的一门科学。具体来说，它是研究生物体的基本物质（如糖类、脂类、蛋白质、核酸等）的结构、性质及其生命活动（如生长、生殖、代谢、运动等）过程中的变化规律。通过生物化学的学习，要求学生掌握生物大分子的结构、性质和功能，大分子的结构及其与功能的关系、代谢过程及其调控规律，遗传信息的储藏、传递和表达调控的分子基础及基本的实验技能；掌握生物化学的基本原理，掌握对植物和微生物进行生化分析的一般方法，为进一步学习有关专业课程奠定生物化学知识基础。由于生物化学课程涉及的基础知识广泛，基础理论众多，实验技术基础性强、内容多，加之生物科学的空前发展使生物化学教学面临知识类别空前复杂，专业研究更加深入，成果信息日新月异的新形势。因此，传统的教学模式已很难适应这种新形势，而且不利于培养学生主动思考和探索学习的能力。而Seminar 教学法是一种“教”与“学”双向互动式的交流模式，能充分调动学生主动学习的积极性，做到教与学互相促进，有利于提高生物化学课程的教学水平和教学质量，促进生物化学教学改革的发展[4-6]。

2 Seminar教学模式概述

2.1 起源与发展

Seminar为德语词汇，发轫于18世纪德国，源于拉丁文seminarium，原意为培育幼苗的“苗床”。 Seminar在英文中含义可译为“研究班讨论会”“研讨班课程”“专家讨论会”等。它后来逐步演变和发展成为一种具有教学和科研双重功能的课程教学模式。Seminar是指大学或暑期学校学生为研究某问题而与教师共同讨论之班级或研习班。这种教学方法简而言之，就是“学生在教授或教师的指导下，就某一课题结成小组，在大量调查研究的基础上与教师自由地进行学术探讨，从而达到教学和科研的双重目的”。它起源于英国，后来成为欧美大学课堂教学的一种重要形式。20世纪30年代以后，Seminar 模式被引入中国。近年来，随着我国教育制度的不断改革，国内学者开始重视Seminar教学法及其运用，其主要运用于我国大学课程如管理、营销、英语、金融、预防、中医外科、肿瘤学等，并取得了一定成效。

2.2 结构

Seminar教学模式结构主要包括：一是主持人（主要是教师）介绍本次讨论主题及涉及的基本问题。二是主题报告宣讲。由报告人（学生代表）进行专题发言，介绍专题的背景知识和目前的研究进展。可以针对某一研究进展发表自己的看法、陈述自己的观点，也可以加入自己的研究内容。三是教师对报告进行补充和简略的学术评述，引发其他学生提问。四是针对报告人的发言进行提问和交流，包括课程参与者有教师、学生等。

2.3 特点

Seminar教学法是一种全新的教学模式，是“以教师为中心”的传统教育模式向“以学生为中心”的现代教育模式的一种转变。与传统讲授式的教学方式相比，Seminar教学法有如下几个特点：一是Seminar 教学法是一个教学双向互动的过程，能调动学生的学习主动性和创造性。二是Seminar教学法更注重启发学生的思维，能使学生内在认知结构充分激活、展现，从而实现从知识再现型向知识创造型的飞跃。三是Seminar教学法的教学内容可以紧跟最新的研究进展，从而改变传统讲授式教学那种单调而又陈旧的“老黄历式”教学思路。四是Seminar教学法给每个学生提供了参与的机会，提供了与他人合作的机会，使他们逐渐学会如何与他人相处、开展工作。五是Seminar教学法有利于师生、生生之间的良性沟通模式的建立，不但提供了学生和教师之间互动学习交流的机会，也为学生之间的竞争学习提供了情景的压力，促使每一个参与者积极投入到相关主题的思考中去，从而大大地促进了学生学习趋向的纵深发展。六是Seminar 教学法有利于塑造民主、平等、现代的新型师生关系，有利于学生心灵的塑造。总之，Seminar教学方法是“教”与“学”双向互动式的交流模式，其主要目的是发掘学生的学习主动性、训练学生的口头表达能力和提高他们的参与意识，培养和训练学生探索问题和解决问题。它充分体现了互动性、民主性、激励性、学术性特点。Seminar 教学方法引入大学课堂教学，不仅丰富了教学手段，也实现了大学教育中“教会学生知识，更重要的是教会学生如何获取知识的能力”的这一目标，使教学活动注入了新的活力。变以往学生的“要我学”而为“我要学”，能极大地提高大学教学的教学质量和教学效果。

3 生物化学教学中引入Seminar教学模式的探索与实践

宜春学院自2010年成立以来，就在生科学院的农学、生物科学、园艺和动物科学等专业开设了生物化学课程。长期以来，在生物化学课程教学中主要采取传统的教学方法为主，虽然其中也进行了一些改革探索，引进了其他一些方法，但教学效果并没有明显提高，学生学习的积极性也不高。因此，针对这种情况，从2014 年开始，在生物化学传统的教师教授为主的教学方法中，引入Seminar 教学，旨在生物化学教学过程中探求一种更好的教学模式，以适应新的教学需求以及提高教学质量和教学效果的目标。根据近3年的教学实践，Seminar教学模式为生物化学课程教学注入了新的活力，学生学习此门课程的主动性和积极性明显提高，真正促进了教学相长、提高教学质量、深化教学改革发展的效果。

3.1 理论课程教学

生物化学是研究生命现象的化学本质的科学，其研究范围涉及所有生物体。该课程内容主要包括生物大分子如蛋白质、核酸、糖类、脂类、酶、维生素、激素等的结构、物理性质、化学性质及生物膜的结构与功能，各类有机分子在生物体内的物质代谢过程和能量的转换，代谢的调节机理，基因重组技术及学科发展的最新进展和研究的前沿技术。生物化学的任务不仅要揭示生物体内化学物质的种类、结构和含量，更重要的是要从分子水平上探讨这些物质与生物体的生长、发育、生殖、遗传、衰老等生命现象的关系。

在进行理论课程教学之前，一般是先根据各专业教学的要求和培养方案，向学生提供一份详细的生物化学Seminar课程计划，内容主要包括教学目标、选题范围、每周选题安排、课程流程设置、成绩考核标准以及关于各个选题的相关阅读材料、书目及参考文献等。

在理论课程教学过程中，各个教师结合核酸、氨基酸、蛋白质、酶、糖、脂类物质等各个相关选题，先主要是介绍该选题的主要知识点、当前这方面的研究热点、难点以及主要进展提供给学生参考。然后学生则根据该选题的内容选择自己感兴趣的问题，拟定Seminar题目。再由教师根据各班学生情况和题目情况进行分组，同时各组推举1名报告人，并准备PowerPoint报告。Seminar教学的具体实施过程如下：主持人介绍 （3～5 min）；报告宣讲 （10～15 min）；讨论交流（20～30 min）；总结（ 3～5 min）[7-9]。

3.2 实验课程教学

实验教学是生物化学课程构建的一个重要环节，对培养学生实践能力、实验技术和创新精神有着重要作用。在Seminar实验教学改革上，对验证性的实验项目，主要按照传统的实验教学方法进行。而对一些综合性、创新性的实验项目则在教师的指导下，由学生自主选择。然后再由学生进行报告，报告的演示文稿为PPT课件。学生报告后，再由教师和学生共同讨论。在讨论过程中，教师要积极引导学生发言。对相关的实验方案设计提出修改意见。最后方案确定后学生再开展具体实验。Seminar实验教学其他程序同上。比如，在正式进行玉米醇溶蛋白的提取与酶解工艺这种探索性的实验项目时，先由学生从国内外专业网站和期刊中查阅玉米醇溶蛋白和蛋白质的提取及酶解方法等相关文献，并阅读教师提供的有关材料，然后进行分组讨论，准备各自的实验方案和PowerPoint报告。然后按照Seminar其他程序，学生报告人从实验研究的构思、实验设计、实验实施等方面进行介绍并发表自己的观点。教师和其他学生在报告人介绍的基础上根据自己对这个实验课题的理解提出问题展开讨论。最后，教师对各组实验方案和讨论情况进行总结和点评。之后，学生则根据论的情况和教师的点评对原设计的实验方案进行适当修改确定最后实验方案。然后才开展具体实验。这样，不但拓宽了思路，丰富了知识面，而且取得了最好的实验结果[10-12]。

3.3 教学质量和教学效果影响评价

生物化学Seminar理论课程和实验课程结束后，结合生物化学校级重点课程建设，对Seminar教学法对生物化学课程教学质量和教学效果的影响进行调查和测评。主要通过召开学生座谈会和采用问卷调查等形式。调查测评主要内容包括2个方面：一是学生方面，二是教师方面。学生方面主要包括学习兴趣、学习方法、师生感情、创新素质、文献阅读水平、表达能力、组织协调能力、PPT制作水平、团队合作精神，选题的合适程度、课堂交流讨论的情况等。这些方面主要作为教师对学生Seminar课程进行成绩评定的主要依据。待学期结束时，学生的Seminar课程成绩作为平时成绩的主要部分，占80%，其他如实验实践考核和实验实践报告、上课表现和考勤等占平时成绩的20%。学生的生物化学课程总成绩按平时成绩占30%、期末考试成绩占70%计算。教师方面主要包括：教师的知识和能力水平、协助学生选题情况、对Seminar教学过程的控制情况、参与讨论的程度、调动学生积极性、介绍与总结点评情况等。对教师的测评情况主要作为教师改进Seminar教学水平和进行奖励的参考依据。

4 结语

通过在生物化学课程的理论、实验教学中运用Seminar 教学法，建立了合理的教、学体系，取得了良好的教学效果，得到了学生的普遍欢迎。使学生的交流能力、分析问题和解决问题的能力、研究能力等都有所提高和改进，增强了自信，同时密切了师生之间、学生之间的关系，学生的综合素质得到明显提高，也促进教师的教学水平得到明显提高。据调查，近2年来，各个班的学生期未考试平均成绩均较往年有较大幅度提高，提高10%以上，不及格率明显下降。此外，每年均有多人参加的学校大学生能力建设项目被立项，而且取得了一定成果。同时，有多名学生考取了研究生，部分甚至考取了名牌大学的研究生。

当然，在进行Seminar 教学上也存在一些不足。比如，学生对相关知识背景的储备有的很不充分，学生的理论基础和学习能力存在一些欠缺，有的主讲学生没有把精力全部投入进去，应付任务型的学生不少，有的学生参与讨论的积极性不够高，有的教师存在行为惰性等。这在一定程度上影响了Seminar 教学的效果。

总之，将Seminar教学模式引入生物化学课程的教学中，改变了枯燥、被动的填鸭式教学模式，激活了大学生的创造性潜能和创新的主动性，培养了学生的综合、全面思维方式，提高了学生的综合素质和能力。同时，也提高了教师的教学水平和能力。Seminar教学模式是适合大学生的一种新的教学方式。它在生物化学课程中的应用对大学生教学效果显著，具有较好的推广应用价值。

5 参考文献

[1] 徐继存.教学方法阐释[J].西南师范大学学报（人文社会科学版），2002，28（6）：58-62.

[2] 李军.利用Seminar 教学模式提高教学质量[J].中国电力教育，2010， 161（10）：75-76.

[3] 朱郁闻.论Seminar 教学模式在我国高等教育中的运用[J].江苏教育学院学报（社会科学），2012，28（3）：46-47.

[4] 冯琳佩.略论基于社会互动理论的Seminar 教学模式对研究生教育质量的影响[J].成都教育学院学报，2006，20（4）：45-47.

[5] 孙连坤，康劲松，李扬，等.Seminar在培养学生综合素质中的作用[J].中国高等医学教育，2006（11）：84-85.

[6] 茅卫锋，殷玉玲，陈杨，等.生命科学专业本科生Seminar教学模式的探讨[J].教育教学论坛，2013（43）：94-95.

[7] 林文珍，蔡丹昭，吴耀生，等.Seminar教学模式在生物化学研究生教学中的初探[J].中国高等医学教育，2010（8）：8-9.

[8] 雷化雨.本科教学中构建Seminar教学模式的探讨[J].南阳师范学院学报，2010（7）：102-106.

[9] 葛伊莉，郭慧.Seminar教学模式在分析化学实验中的应用[J].广东化工，2011（12）：145-146.

篇9

1．1以基础性实验培养基本操作技能

基础性实验主要体现生化基本操作，内容相对简单，应放在第一阶段进行。主要目的在于巩固与加深对理论知识的理解；学习并掌握生化基本实验操作技能；培养现象观察、结果判断、数据分析与处理能力；为综合性实验和设计性实验的开设打好基础。开设生化实验常识介绍作为第一个实验，让学生了解生化实验室规则及注意事项。然后开设常规仪器操作技术等实验，如玻璃器皿的清洁与使用，吸量管的使用校正，微量移液器的使用，酶的性质实验等。

1．2以综合性实验提高综合思维能力

综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识，是学生经过一个阶段的基础性实验学习后，在具有一定知识和技能基础上，运用某一门课程甚至多门课程的知识对实验技能和方法进行综合训练的一种复合型实验。综合性实验要求较高，难度较大，耗时较长，具有一定的综合性。目的在于进一步强化基本操作技能，培养学生分析问题、解决问题的能力，培养综合性思维能力。如“血清尿素的测定”实验，涉及吸量管、微量移液器、分光光度计等多种仪器的使用，还涉及朗伯比尔定律、标准曲线的绘制等理论知识，综合性较强，通过该实验，可以系统的训练先前学到多种操作技术。又如“聚丙烯酰胺凝胶电泳”实验，可以使学生掌握灌胶、上样、电泳、剥胶、染色、脱色等多种实验技能。经过这一阶段的学习，学生已经具备了较好的实验基础，具备了一定研究性实验的知识和能力。

1．5以设计性实验培养创新思维能力

设计性实验是一种具有一定探索性的实验，它要求学生自行查阅资料，设计实验方案，进行实验验证，分析实验现象。要求难易程度适中，太难则难以实施，太容易则达不到实验目的。其开设的目的在于培养学生查阅资料、设计实验和解决实际问题的能力，进一步培养独立思考、独立工作、独立解决问题的能力，并学习撰写科研论文，为将来的科学研究打下基础。如将原来的验证性实验“影响酶促反应的因素”改为设计性实验，学生自行设计温度、pH等不同因素对酶促反应速率的影响，有的灵活设计不同抑制剂、激活剂。此外，还开设了“维生素C的定量测定”实验，将学生分成不同组别，每一组选择一种实验材料，有的学生选取苹果、橙子、橘子、菠萝、猕猴桃等水果；有的学生选取白菜、豆芽、辣椒、菠菜等蔬菜，实验结束后要求学生对不同果蔬的维生素C浓度进行比较。通过这种方法使学生的积极性和学习兴趣得到了明显的提高。

1．4试行开放性实验，培养学生自主探索能力

由于设计性实验难度较大，耗时较长，在有限的正常实验教学时数条件下无法完成任务，将设计性实验与开放性实验结合起来可以解决此矛盾，让学生在实验室开放的时间内完成。学生可以利用晚上或周末成块的时间来完成实验，也可自由组合成实验小组，各小组自行设计实验方案、选择最优的实验方法，分工合作自行配制试剂，在实验室指定的开放时间里自主安排完成实验。甚至可以不按照教师指定的实验项目，自己查阅资料，完全自行设计实验。也有的学生根据教师的科研项目来设计实验，或是利用教师的科研项目进行实验性研究。教师则依据实验设计的创新性、实验方案的科学性、技术路线的可行性、实验成本、学生参与度、团队合作、数据分析和处理等方面对学生实验成绩给出综合评价。开放性实验教学充分利用现有的实验室资源、教师资源，采用“学生为主、教师为辅”的实验教学方式，培养学生动手能力、创新能力、独立分析问题和解决问题的能力及团队合作精神，为学生将来的独立工作与研究打下良好的基础，同时也促进了实验教师队伍的自身发展。

2、基于网络平台的立体化实验教学

在传统的实验教学中，教学手段单一，常常只能通过黑板进行实验内容的板书，这无法简单明了地展示出生物化学的反应过程，更为重要的是缺乏再现性，不能再现实验技术的规范操作，课程结束后学生不便于复习，因此导致实验操作规范性较差，影响教学质量。利用网络在线教学可以解决这一问题。网络在线教学是将文字、图片、动画、声音、视频等各种流媒体资源集为一体，融于网络，使教学过程更为形象、生动、直观。为充分开展实验网络教学，竭力打造网上优质生化实验教学资源，创建了生物化学教学网站，构建基于网络平台，全开放的、创新性的、立体化的实验教学新模式。实验教学是生物化学教学网站的一个重要模块，实验教学模块可分为实验教学计划、教学大纲、考试大纲、实验指导、实验课件、实验操作指南等内容，此外，还将生物化学常见仪器的使用方法录制成视频上网。学生在课后随时可以上网学习，还开通了网上答疑，教师定期解答学生存在的疑问。在网络上每一位学生可以相互讨论、畅所欲言，尤其是一些性格内向的学生可以自由自在地发表自己的看法，吸纳更多的知识，从而加深其对生物化学课程的理解与认识，提高了整体教学效果。此外，利用世纪大学城网络空间教学，将实验教学资源上传到教师个人空间，学生随时可以查阅相关资源，与老师进行在线沟通交流。通过这些方式有利于学生掌握实验仪器的规范操作、使实验步骤有条不紊地进行、合理地对实验现象进行分析等，课后也能够对实验内容与操作进行复习，明显提高教学效果。为了提高教学资源的原创性，充分发挥集体的智慧，组织教研室教师自己制作生化实验仿真（视频动画）教学软件与课件，课件可按实验目的、实验原理、仪器介绍、实验方法、数据结果分析、观察与思考等几部分进行设计。教师还联合学校计算机网络技术人员开发制作了PCR操作技术软件，软件分为基本介绍、操作示教、模拟演练、动手操作等模块，学生利用此软件可以很好的学会PCR操作技术。通过这些措施实现了课堂教学与课外辅导、现实课堂与虚拟课堂的有机结合，明显地提高了实验教学质量。

篇10

城市人口集中，工业发达，交通拥挤，人类活动影响强烈，城市土壤作为地球生物圈的一个组成部分，有一定的生态、环境和经济功能。城市土壤中污染物主要是重金属、多环芳烃和多氯联苯，其中以重金属污染最为严重，因此，城市土壤中重金属已被许多学者作为指示城市环境污染程度的一个非常有用的指标。

目前，对于重金属主要有以下几种看法：（1）重金属是指原子密度大于5.0g/cm■或6.0g/cm■的金属元素，这一大类元素大约有40种。（2）元素周期表中原子序数大于钙的金属元素，即从钪起为重金属。（3）重金属即为有毒金属。

上述三种定义都欠准确。例如，尽管金属铝的原子密度只有2.7g/cm■，但在对环境造成污染和对生物健康表现出极大的伤害酸性环境中，它的毒性随着溶解性的增加而增加。鱼鳃对铝离子中比较敏感，阿尔茨海默氏病是铝累积在脑中而引发的疾病。而某些元素的原子密度虽然大于5.0g/cm■或6.0g/cm■，但并没有表现出潜在的毒性。

重金属作为一类特殊的污染物，具有明显地不同于其他污染物的特点：第一，重金属在环境中不会被降解，主要通过沉淀—溶解、氧化—还原、络合或螯合作用、胶体形成、吸附—解吸等一系列物理、化学以及生物作用进行迁移转化，参与和干扰各种环境生物地球化学过程和物质循环过程，最终以一种或多种形态长期滞留在环境中，造成永久性的潜在危险。第二，有些重金属是生物生长发育所必需的营养素，这些因素具有很强的生物富集能力，只有超过一定浓度时，它们才被称为污染物，会产生更高的生物积累，并对生物的生长发育产生副作用；有些重金属为生物的生长发育非必需，它们具有与许多矿物营养因素相同或相似的外层电子层结构，能通过扩散和细胞膜渗透而进入生物体内，发生生物累积。这些金属在环境中只要微量存在，即可产生毒性效应，影响生物的生长发育。第三，环境的中某些重金属可在微生物的作用下转化为毒性更强的重金属化合物，如汞的甲基化作用。第四，重金属在进入生物体后，不易被排出，在生物链中的生物放大作用十分明显，在较高级的生物体内可成千上万倍地富集起来，然后通过食物链进入人体，在人体的某些器官中蓄积起来，造成慢性中毒，影响人体健康。

因此，土壤重金属污染不仅影响土壤的性质，而且关系到植物、动物甚至人类的健康，而且一旦土壤被重金属污染，就很难彻底消除。由于重金属污染物具有多源性、隐蔽性、一定程度的长距离传输性和污染后果的严重性等特征，因此应该特别注意防止土壤的重金属污染。

重金属元素进入城市土壤后，由于其迁移性极低和难以被微生物分解的特性而被累积于城市土壤中，然后通过风力、水力或植物等介质最终危及人类健康和恶化生态环境。在人体中，每时每刻都在进行着化学元素参与其间的高度精细的化学反应。化学元素不仅是构成人体的基本材料，而且在人体的生长、发育、疾病、死亡中起着非常重要的作用。人类在长期发展过程中，经过反复的适应与驯化，形成了具有调节自己的生理功能来适应不断变化的环境的能力。人类的疾病多是机体在化学性因素、物理因素和生物性因素作用下，功能、代谢及心态上发生的病理变化到一定程度所表现出来的特殊临床症状。

决定某种化学元素对人体有害或无害的重要因素，主要是元素的量。德国科学家在研究生物必需元素时，发现植物缺少某种元素不能成活，元素适量时茁壮生长，当元素过量时就显示出对植物的毒性，甚至死亡。重金属摄入人体内，一般不会发生器质性损伤，而是通过化合、置换、络合、氧化还原、协同或拮抗等化学的或生物化学反应，影响代谢过程或酶系统，所以毒性的潜伏期较长，往往经过几年或几十年时间才显示出对健康的病变。已有研究表明：某些有毒的重金属严重地影响人类健康。

重金属与人体健康的部分调查情况：（1）对人的肝有影响的是As、Be；（2）对人的肾有影响的是Cd、Hg、Pb；（3）对人的生殖有影响的是As、Cd、Cr、Hg、Mn、Pb、Se、Tl；（4）对人的神经有影响的是As、Hg、Mn、Ni、Pb、Sn、Tl；（5）对人的视觉有影响的是Hg、Pb；（6）对人的免疫有影响的是Ni；（7）对人的呼吸有影响的是Cr、Ni、V、Pt；（8）对人的皮肤有影响的是As、Cr、Ni；（9）对人的心血管有影响的是As、Cd、Pb；（10）对人的血液有影响的是As、Cu、Pb。

近一个世纪来，各国癌症发病率一直处于上升状态。特别是20世纪70年代以来，癌症的发病率在大多数国家居于前三位，病人人数逐年增多。近年来，世界卫生组织的报告认为引起癌症的主要原因是环境因素，因此，癌症病因及其防治成为科学研究的关系大致可以分为三类：已肯定具有致癌作用元素、可疑致癌元素和促癌元素。

重金属元素与癌的部分调查情况：（1）已被确定为致癌的元素有As、Cd、Hg、Ni、Pb、Cr、Sb；（2）可疑致癌的元素有Be、Co、Cd、Se、Tl、Zn；（3）促进致癌的元素有Cu、Mn。

参考文献：

篇11

中图分类号：Q3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0234-03

遗传学是研究生物起源，基因和基因组结构、功能及其演变规律的学科，而基因的研究对促进遗传学发展具有重要意义。自20世纪开始以来，基因的发展经历了理论水平、细胞水平的遗传学阶段和分子水平上的遗传学阶段，在前人大量实验的基础上，人们对基因的认识不断深入，特别是随着人类基因组计划和“DNA元件百科全书”计划（Encyclopedia of DNA Elements， ENCODE）的完成，人们对基因的认识又有了新的变化，并将遗传学中基因的概念和理论应用到了计算机、商业和信息技术等领域。

如今的21世纪，随着学科交叉研究的发展，一些科学研究者开始利用物理化学工具来研究核酸结构，从分子水平上阐述遗传现象背后的化学本质。本文结合大量文献综述了基因的发展历程以及现阶段物理化学方法在遗传学研究中的应用，并展望了量子化学理论在遗传学领域的应用前景。

1 基因概念的历史渊源

19世纪，由于农业生产发展的需要，人们开始重视动植物的遗传变异现象并对这些现象进行了系统研究，这为基因概念的产生创造了条件。1868年，Darwin C.受Hippocrates和Anaxagoras的生源说影响提出了泛生论的假说，认为生物体的细胞能产生自我繁殖的微粒，这些微粒可以汇聚于生殖细胞并决定后代的遗传性状，这种观点缺乏实验论证，不过它充分肯定了生物体内部存在特殊的物质负责遗传性状的传递。之后，Weismann A.又在前人基础上提出了种质论（Germpiasm），认为种质是生物体的遗传物质，它可能作为遗传单位存在于染色体上，这对基因概念的形成奠定了理论基础[1]。

2 基因的研究发展

2.1 基因概念的提出

在前人的遗传学理论研究基础上，Mendel G.J.第一个对遗传现象做了系统的实验研究。通过豌豆杂交实验，他认为生物性状是由“遗传因子”来控制的，这些遗传现象符合分离定律和自由组合定律。之后，Devries H、Correns C.和Tschermak E.分别证实了孟德尔的实验结果，到1909年，丹麦的Johannsen W.L.首次用“基因”一词表示遗传因子。不过，当时的遗传因子没有涉及到基因的具体物质概念，只是一个经过统计学分析的理论概念。

2.2 基因学说的创立

Mendel的遗传因子学说是宏观水平上的发现，其所提出的遗传因子到底是否存在于细胞中需要进行细胞水平上的研究。随着当时工业生产的发展，用以研究生物学实验的仪器设备有了极大的改进。20世纪初，Boveri T.[2]和Sutton W.S.[3]各自在研究减数分裂时，发现遗传因子的行为与染色体行为呈平行关系，提出了基因就在染色体上的假说。然后，1910年，Morgan T. H.等[4]用果蝇作材料，进行了一系列杂交实验，发现了伴性遗传现象和基因连锁互换定律，直接证实了基因在染色体上，建立了染色体遗传理论。1926年，Morgan T.H.正式提出了基因学说，即“三位一体”的基因概念，基因首先是决定性状的功能单位，能控制蛋白质的表达，决定一定的表型效应；其次是一个突变单位，可以发生在等位基因之间，表现出变异类型；最后它是一个重组单位，只发生在基因之间，可以产生与亲本不同的基因型[5]。这把染色体和基因联系了起来，说明了基因具有物质性，不过，Morgan在其著作中并没有涉及基因的本质是什么以及基因的功能是如何发挥等问题。

2.3 基因化学本质的研究

对于基因的化学本质和功能等问题，早在1909年，英国Garrod A.E.就提出过基因产生酶的观点。之后，1941年斯坦福大学Beadle G.和Tatum E.[6]在研究真菌过程中，提出了“一个基因一个酶”的假说，认为一个基因控制一个酶的合成，基因通过酶控制生物的代谢途径，这从生物化学角度阐述了基因的功能，不过这种基因的概念仍然没有揭示基因的化学本质，只是解释了基因发挥功能的途径。到1944，Avery等通过肺炎双球菌转化实验证明了遗传物质的化学本质是DNA，然后，1956年，美国的Fraenkel又通过烟草花叶病毒实验证明了RNA也可以作为遗传物质进行传递[7]。

2.4 基因功能的研究

1953年，Watson J.D.和Crick F.H.C.[8]提出了DNA的双螺旋结构，人们开始从分子水平上认识基因的本质，即基因是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位[9]，从此以后，人们对基因功能的认识开始有了深入的了解。1955年，Benzer S.[10]通过T4噬菌体感染大肠杆菌的互补实验提出了顺反子学说，认为基因就是顺反子，即一个遗传功能单位，一个顺反子决定一条多肽链，它并不是一个突变单位和交换单位。一个顺反子可以包含一系列突变子，突变子是DNA中构成的一个或若干个核苷酸，由于基因内的各个突变子之间有一定距离，所以突变子彼此之间能发生重组，重组频率与突变子之间的距离成正比[11]。

20世纪60年代之前，人们已经认识到基因是有着精细结构的DNA分子，其结构可以继续分割，不过，当时对于基因功能表达及其具体作用等问题的研究依然局限于传统的“一个基因一个酶”的学说。1961年，法国遗传学家Jacob F.和Monod J.L.[12]根据对大肠杆菌的试验，提出了大肠杆菌操纵子模型，认为DNA的不同区域存在一个调节基因和一个操纵子，操纵子模型包括若干结构基因、操纵基因和启动基因。这一模型进一步说明了基因是可分的，通过基因间的密切协作，细胞才能表现出独特的功能[13]。此后，随着DNA重组技术和DNA测序技术的发展，人们对基因的研究更加深入，发现了许多基因的其他功能和特点，极大地完善了人们对生物体各种遗传现象的认识。

2.5 基因概念的新发展

20世纪70年代以后，随着分子生物学技术的飞速发展，人们对基因的结构和功能上的特征有了更多的认识，其中比较重要的发现有假基因、重叠基因、跳跃基因、断裂基因、反转录基因、印记基因等。结合基因的这些新发现，现今人们认识基因有以下几种特点[5]：（1）基因不都是离散的，因为有重叠基因；（2）基因不一定是连续的，如断裂基因；（3）基因可以移动，其位置可以改变，如跳跃基因；（4）基因不是全能的结构单位，有很多顺式作用元件影响转录或剪接；（5）基因也不是简单的功能单位，因为基因可以通过顺式或反式剪接，产生多种蛋白质。那么，到底应该怎样给一个基因准确定义呢？近年来，有很多人对此提出了看法。

Gerstein等[14]提出，基因的定义应该和原来的定义有兼容，建立在已有的生物术语基础之上。他们认为，基因是基因组序列的联合体，这些序列可以编码具有潜在重叠功能的产品（蛋白质或RNA），基因与其调节序列是多对多关系。在此基础上，Pesole[15]则认为基因是一个离散的基因组区域，其转录可以被一个或多个启动子和远端调节成分调控，并含有合成功能蛋白质或非编码RNA的信息。基因在最终功能产物上有共同性质，这个定义主要针对真核生物基因组，强调每个基因都分布于基因组的连续区域，基因序列包含5′UTR和3′UTR。此外，还有学者从计算机角度对基因的定义做了描述，他们把基因组比喻为一个生命体的大的操作系统，而基因就是其中的一个子程序。总之，随着当今科技水平的发展，人们通过对DNA、RNA和蛋白质新功能的研究，发现基因并不是以前想得那么简单，其概念、功能和特征是随着一些特殊的生命遗传现象可以改变的。

如阮病毒的发现，朊病毒是一种只有蛋白质而没有核酸的病毒，就之前生物学家对基因的概念而言，朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板，这又重现了20世纪遗传物质本质问题的争议，是现阶段基因概念的新挑战。此外，2006年，《自然》杂志在New Feature栏目上刊登了“什么是基因？”一文，这篇文章结合最近的研究成果对基因的概念做了新的诠释，一些研究发现，RNA不是被动的将基因信息传递下去，而是主动地调控细胞的活动，有的RNA链不是传统认为的只由DNA的一条链转录，而是由两条链转录得来，还有一些RNA可以通过某种途径使正常基因沉默，在必要时还会作为模板纠正某些异常基因，跨世代地携带生物体遗传信息[16]。这些研究发现加深了我们对RNA的认识，深化了我们对生物体遗传现象的了解。又20世纪90年代，美籍华人牛满江教授又发现了“外基因”，即一些生物体细胞质中mtRNA能激活一些特定基因，使生物体表达特定的蛋白质，还有，2008年《自然》杂志上报告，美国科学家确认了一种可导致乳腺癌转移的超级基因，这种基因可控制肿瘤细胞中其他基因的表达，它的表达与癌症发生有密切的联系[17]。

总之，随着科学的不断发展，人们对于生物遗传现象的认识越来越深入，基因的概念也随着生物学的发展不断变化和完善。由于其他非生命领域的研究对象显示出了生命力及与生物基因相似的特征，现今，经济领域和计算机领域中又出现了企业基因[18]、产品基因[19]、数据基因[20]等新的定义，基因概念的基本理论已经发展到更多学科中了，对基因本质和特征的研究越来越有必要。

3 量子化学作为研究核酸方法的应用

当前，遗传学的研究已经发展到了分子水平，然而对于生物遗传现象中一些酶、核酸、激素等活性物质的构象、生物活性和其具体作用机制依然存在争议。生物系统研究的最大难题是生物分子的复杂性，常规的实验方法只能得到实验现象的宏观方面解释，而不能从微观方面对实验现象的化学本质做出解释。目前有一些研究者将物理化学方法应用到了生命科学领域，建立了从理论分析到实验优化的方法模式，他们根据实际体系在计算机上进行实验，通过比较模拟结果和实验数据检验理论模型的准确性，并在此基础上模拟生物大分子的结构、性质和反应过程。

随着计算机技术和物理化学理论的发展，以及X射线、NMR等技术的应用，人们可以利用一些物理化学工具在计算机上进行分子模拟，以此来模拟DNA、RNA和蛋白质的结构，预测蛋白质与核酸的功能和性质。而且，随着计算方法的改进，高度变化的核酸体系的精确分子模拟已成为可能，依赖强大的计算机就能模拟一些更复杂的反应，如DNA、RNA和蛋白质的催化及折叠等[21]。

其中应用比较广泛的物理化学工具就是量子化学方法，量子化学方法是应用量子化学基本原理和方法来研究化学体系的结构和化学反应性能的科学，其基本理论主要有价键理论（VB）、分子轨道理论（MO）、密度泛函理论（DFT），基本的计算方法有从头算方法（ab initio）、半经验方法（semi-empirical method）、密度泛函方法（Density Functional Theory）[22]。量子化学的原理和方法在物理化学、药学计算和生命科学领域有广泛的应用，可以很好地分析分子间相互作用的机理，解释实验中一些宏观现象的物理化学本质。如李梅杰[23]利用量子化学方法中的高精度组合从头算方法（ONIOM-G3B3）研究了核酸自由基性质和损伤机理，很好地解释了生命过程中由于自由基和电子转移导致DNA的断链损伤而引起的衰老、癌症、神经紊乱等疾病的发生。又如2002年，Starikov E.B.[24]总结了核酸中量子化学方法的应用，阐述了核酸中电荷转移过程的量子化学描述及其化学机理，并详细地讨论了不同量子化学方法在研究核酸电子构型中的优缺点。此外，于芳[25]运用量子化学工具对胞嘧啶与丙烯酰胺组成的分子体系进行了计算，以此来模拟核酸与蛋白质相互作用的反应过程，分析了DNA与蛋白质的作用形式。

对于利用量子化学方法研究蛋白质的应用，国外在这方面做得比较深入。如纽约州立大学石溪分校Simmerling C.等[26]应用量子化学方法研究了一种小分子量蛋白质，仅有20个色氨酸构成，准确地预测了蛋白质三维结构的折叠过程。又如Berriz和Shakhnovich[27]模拟了小的三螺旋束蛋白的折叠，Daggett和Fersht[28]模拟了小的单结构域蛋白的动力学折叠.还有Akira Shoji等[29]采用密度泛函理论方法优化了右手α-螺旋的PLA（聚L-丙氨酸）分子（如图1所示，即H-Ala18-OH分子），分析了αR-螺旋的PLA形成的机制，获得优化的αR-螺旋H-Ala18-OH构型外侧的1H、13C、15N、17O原子的化学位移与用高分辨率固相NMR检测的相同。

4 展望

近年来，国内外量子化学在分子生物学中的应用日趋广泛，如利用量子化学方法研究纳米微粒促进靶向给药、纯化核酸以及处理废气等技术的发展；应用量子化学方法优化生物活性分子结构，研发新型抗疾病药物；采用分子模拟的量子化学计算方法探究激素与受体以及其他活性分子与核酸的作用机理等等，很大程度上促进了分子生物学和医学的发展。从目前所作的科学研究看，量子化学完全可以作为遗传学工具来研究生物体遗传现象背后的化学本质，其在遗传学的研究中有广阔的应用前景。

参考文献

[1] 光晓元.基因概念的历史渊源及其历史发展[J].安庆师范学院学报，2002，8（4）：95-97.

[2] Boveri T.ber mehrpolige Mitosen als Mittel zur Analyse des Zellkerns[J]. Verh Phys.Med Ges Würzburg，1902， 35：67-90.

[3] Sutton W S.The chromosomes in heredity[J].Bio Bull，1903，4：231-251.

[4] Morgan T H.Sex-limited inheritance in Drosophila[J].Science，1910，32（812）：120-122.

[5] 谢兆辉.基因概念的演绎[J].遗传，2010，32（5）：449-454.

[6] Beadle G W，Tatum E L.Genetic control of biochemical reactions in neurospora[J].Proc Natl Acad Sci USA， 1941，27（11）：499-506.

[7] 高汝勇.基因概念的发展历程[J].科技风，2009（11）：128-128.

[8] Watson J D，Crick H F C.A structure for deoxyribosenucleic acid[J].Nature，1953：171，737.

[9] 赵亚华.基础分子生物学教程.2版.北京：科学出版社，2007，7：1-10.

[10] Benzer S.Fine structre of a genetic region in bacteriophage[J].Proc Natl Acad Sci USA，1955，41（6）：344-354.

[11] 张勇.基因概念之演变[J].生物学通报，2002，37（10）：52，54.

[12] Jacob F，Monod J.Genetic vegulator ymechanisms in the synthesis of proteins[J].J.Mol.Biol，1961（3）：318.

[13] 刘元，陈国梁，梁凯.基因概念的演变[J].延安大学学报，2005，24（4）：80-83.

[14] Gerstein M B，Bruce C，Rozowsky J S，et al.What is a gene，post-ENCODE？History and updated definition[J].Genome Res，2007，17（6）：669-681.

[15] 施江，辛莉，郭永新，等.现代生物学基因研究进展—— 从遗传因子到超级基因（2）[J].生物学通报，2009，44（4）：4-7.

[16] 唐捷.基因是什么[J].生物化学与生物物理进展，2006，33（7）：607-608.

[17] 欧阳芳平，徐慧，郭爱敏，等.分子模拟方法及其在分子生物学中的应用[J].生物信息学，2005（1）：33-36.

[18] 许晓明，戴建华.企业基因理论的演化及其顺反子系统新模型的构建[J].上海管理科学，2008，30（2）：86-90.

[19] 杨金勇，黄克正，尚勇，等.产品基因研究综述[J].机械设计，2007，24（4）：1-4.

[20] 奚建清，汤德佑，郭玉彬.数据基因：数据的遗传信息载体[J].计算机工程，2006，32（17）：7-9.

[21] Pesole G.What is a gene？An updated operational definition[J].Gene，2008，417（1-2）：1-4.

[22] 赵艳丽，许炎，李遥洁，等.量子化学在金属配合物中的应用进展[J].广东化工，2010，37（9）：75-76.

[23] 李梅杰.核酸自由基性质和损伤机理的量子化学研究[D].合肥：中国科学技术大学化学与材料科学学院，2007.

[24] Starikov E B.Quantum chemistry of nucleic acids：how it could help and when it is necessary[J].Journal of Photochemistry and Photobiology C：Photochemistry Reviews，2002，3：147-164.

[25] 于芳.酰胺类化合物与DNA碱基相互作用的理论研究[M].江苏：江南大学应用化学系，2009.

[26] Simmerling C，Strockbine & Roitberg A E.All-atom structure prediction and folding simulations of a stable protein[J].Journal of the American Chemical Society，2002，124：11258-11259.

篇12

1·1基因工程定义

基因工程(geneticengineering)技术是指按照预先设计好的蓝图,利用现代分子生物学技术,特别是酶学技术,对遗传物质DNA直接进行体外重组操作与改造,将一种生物(供体)的基因转移到另外一种生物(受体)中去,从而实现受体生物的定向改造与改良[3]。

基因工程的基本程序[4]:(1)获取所需的目的基因;(2)把目的基因与选好的载体连接在一起,即重组;(3)把重组载体转入宿主细胞;(4)对重组分子进行选择;(5)表达成蛋白,采用合适条件,获得高表达的产品。

1·2发展

1973年美国斯坦福大学和旧金山大学Coken和Boyer两位科学家成功地进行了DNA分子重组试验,揭开了基因工程发展的序幕。1984年,Be-van[5]报告了从粪链球菌中提取的基因植入烟草(Nicotinaplumbaginifolia)的基因组,开创了转基因生物时代。1994年,美国农业部(USDA)和美国食品与药品管理局(FDA)批准第一个转基因作物产品———延熟保鲜转基因番茄进入市场之后,大量的转基因生物作为食品进入人们的生活[6]。

2基因工程在食品工业中的应用

2·1改善食品原料品质

基因工程应用于植物食品原料的生产上,可进行品种改良,新品种开发与原料增产,如选育抗病植物、耐除草剂植物、抗昆虫或抗病毒植物、耐盐或耐旱植物[2]。除增加产量外,还应用于改良农作物品种特性方面,例如,豆类植物中蛋氨酸的含量普遍较低,但赖氨酸的含量很高;而谷类作物中的两者含量正好相反,通过基因工程技术,可将谷类植物基因导入豆类植物,开发蛋氨酸含量高的转基因大豆[7]。

维生素A(VA)缺乏在发展中国家是一种常见的营养缺乏症,通过基因改造的黄金米(goldenrice),可以产生VA的前体物质β-胡萝卜素,为防治VA缺乏症提供了解决办法,但其使用的有效性和安全性一直以来未作深入研究。Stein等[8]结合健康和营养以及社会经济政策等因素,通过对黄金米进行的以试验为依据的研究表明黄金米有望极大地减少VA缺乏症的发生。此外,通过外源生长激素在受体鱼中的表达,可使转基因鱼的肌肉蛋白含量和饲料转换效率明显提高,生长速度加快。生长激素转基因猪也取得了相似的效果,且减少了脂肪,增加了瘦肉率[9]。在不影响奶质量的前提下,美国康乃尔大学利用基因工程技术研究了一种牛生长激素(bo-vinesometotropin,BST),将它注射到乳牛体内,便可提高乳牛的产奶量[10]。花生过敏源是一种严重的食品过敏源,也是最常见的可能威胁到生命的致敏反应。尽管普遍的引发过敏反应的阈值范围在1个花生仁左右,但痕量(0·1-10mg)也可能触发对花生的过敏反应。研究认为Arah1、Arah2和Arah3是花生中3种很重要的蛋白质过敏源[11]。Dodo等[12]研究发现,通过RNA干涉技术可以使花生中Arah2的表达受到抑制,从而生产出低致敏源的花生。

2·2改良食品工业用菌种

最早成功应用的基因工程菌是面包酵母菌。人们把编码麦芽糖透性酶及麦芽糖酶的基因转移至该食品微生物中,通过表达使该酵母含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖酶的含量大大提高,从而在面包发酵过程中产生较多的CO2气体,使面包膨发性能良好、松软可口。另据Meyer[13]报道,由于丝状真菌具有独特的高容量表达和分泌蛋白的能力,可利用其生产真菌或非真菌来源的酶类,通过基因工程技术可以有效地提高产率及减少非需要的副产物的形成,为此建立一种有效的转化方法至关重要,目前可以应用在真菌上的转化方法有原生质体介导转化法(PMT)、电穿孔转化法、基因枪转化法以及农杆菌介导转化法(AMT)。

2·3生产酶制剂

酶的传统来源是动物肝脏和植物种子,后来因发酵工程技术的发展,使得利用微生物生产各类酶成为可能,20世纪50年代初开始,分子生物学和生物化学的发展使基因工程技术在酶制剂方面的应用越来越广泛。凝乳酶是第一次应用基因工程技术把小牛胃中的凝乳酶基因转移到细菌或真核微生物生产的酶,利用基因工程菌生产凝乳酶是解决凝乳酶供不应求的理想途径。Geoffrog等[14]将编码牛凝乳酶的基因克隆到乳酸克鲁维酵母中发现,乳酸克鲁维酵母能有效地把凝乳酶原分泌到培养基质,并成功地进行了大规模的工业生产。

2·4改良食品加工性能

啤酒制造中对大麦醇溶蛋白含量有一定要求,如果大麦中醇溶蛋白含量过高就会影响发酵,容易使啤酒产生混浊,也会使其过滤困难。采用基因工程技术,使另一蛋白基因克隆到大麦中,便可相应地使大麦中醇溶蛋白含量降低,以适应生产的要求。在牛乳加工中如何提高其热稳定性是关键问题,牛乳中的酪蛋白分子含有丝氨酸磷酸,它能结合钙离子而使酪蛋白沉淀。现在采用基因操作,增加k-酪蛋白编码基因的拷贝数和置换,k-酪蛋白分子中Ala-53被丝氨酸所置换,便可提高其磷酸化,使k-酪蛋白分子间斥力增加,以提高牛乳的稳定性,这对防止消毒奶沉淀和炼乳凝结起重要作用。在烘烤工业中,将含有地丝菌属LIPZ基因的质粒转化到面包酵母中,可以使面包蓬松,内部结构较均匀,优化了加工工艺[15]。

2·5生产保健食品

目前,保健食品的开发可采用转基因手段,在动、植物细胞中得到基因表达而制造有益于人类健康的保健成分或保健因子。例如,2002年,中国农科院生物技术研究所通过重组DNA技术选育出具有抗肝炎功能的番茄,这种番茄被人食用后,可以产生类似乙肝疫苗的预防效果[16]。此外,基因工程技术还可以用于提高食品中矿物质和天然存在的抗氧化维生素(VA、VC、VE)等保健因子水平,这些物质可以减慢和阻止氧化作用,如在番茄和甜椒中大量存在的番茄红素已经用转基因技术得到生产。

2·6食品检测

近年来DNA探针杂交技术在食品微生物检测中的应用研究十分活跃,DNA探针杂交技术具有特异性强、灵敏度高及操作简便快速等特点,将是今后食品微生物检测技术的一个重要发展方向。目前该技术已用于多种食品中致病菌的检测。蜡质芽孢杆菌(Bacilluscereus)是一种很重要的经食物携带,能引起人体疾病的微生物,其产生的肠毒素可能会引起腹泻、呕吐等症状。为此,检测这类致病菌显得极其重要。传统的检测方法如平板接种、生化特征描述等方法费时费力,近年来人们通过利用PCR和DNA探针技术来检测此类病原菌。Subramanian等[17]通过用限制性内切酶BglII从蜡质芽孢杆菌质粒中获得了一段大小为3kb的DN段为探针,研究发现,此DNA探针对鉴定蜡质芽孢杆菌有高度专一性。

3转基因食品及其安全性

3·1转基因食品定义

转基因食品(geneticallymodifiedfood,GMF)是指以转基因生物为原料加工生产的食品,利用分子生物学手段,将某些生物基因转移至其他生物上,使其出现原物种不具备的性状或产物,针对某一或某些特性,以植入异源基因或改变基因表现等生物技术方式,进行遗传因子的修饰,使动植物或微生物具备或增加特性,进而达到降低生产成本,增加食品或食品原料价值的目的[15]。

转基因食品包括转基因动物性食品、转基因植物性食品和转基因微生物性食品。转基因动物性食品主要以提高动物的生长速度、瘦肉率、饲料转化率,增加动物的产奶量和改善奶的组成成分为主要目标,主要应用于鱼类、猪、牛等。转基因植物性食品主要培育延缓成熟、耐极端环境、抗病毒、抗枯萎等性能的作物,提高生存能力;培育不同脂肪酸组成的油料作物、多蛋白的粮食作物等以提高作物的营养成分,主要品种有小麦、玉米、大豆、蔬菜、水稻、土豆和番茄等。转基因微生物性食品主要改造有益微生物,生产食用酶,提高酶产量和活性,主要有转基因酵母、食品发酵用酶等[18]。利用转基因技术生产的食品是现代生物技术和当代科学成功和进步的标志。

3·2转基因食品的接受度

人们对转基因食品的接受度取决于他们对基因工程总的看法。许多研究表明,人们对转基因技术在食品中的应用持怀疑态度,但是也有研究发现,尽管人们对转基因技术本身有负面的看法,但在评价一个具体的产品时并不是无条件的和整个技术联系在一起。例如,消费者在转基因技术涉及植物时比其涉及动物更容易被接受[19]。葛立群等[20]对辽宁省10个城市消费者进行问卷调查,调查分析结果表明,有64·8%的受访者听说过转基因食品,在转基因食品与同类普通食品价格相同的情况下,约占55·5%的受访者表示愿意购买转基因食品。若是受访者得知该转基因食品有益于人身体健康,表示愿意购买的比例增加到了57·9%。辽宁省消费者愿意购买转基因食品的比例相比于国内其他城市处于较高水平。2004年对南京市的消费者调查表明,仅有27·3%的人愿意在价格相同的条件下购买转基因食品[21]。此外,消费者的购买意愿会受其个体特征、社会经济因素、初始态度及认知水平的影响。Chen等[22]对台湾消费者进行调查后发现人们普遍对转基因技术应用在科学研究方面持积极态度,而对其在食品中的应用持否定态度。

3·3转基因食品营养学评价

成分分析是食品原料营养评价的基础,转基因作物组成分析评价要考虑原作物的自然变异情况,转基因食品的营养评价应包括:营养组成,食品中营养成分的生物效能,膳食摄入量和营养性作用[23]。1997年以来,德国的联邦农业研究中心进行了18项转基因植物喂养动物试验,包括乳牛、公牛、乳猪和成年猪、母鸡、肉鸡和鹌鹑等动物。大部分试验(16项)喂养的是第一代转基因植物诸如Bt-玉米,Pat-玉米,Gt-大豆,Gt-马铃薯等。有两项研究是使用第二代转基因植物(如改变了脂肪酸的油菜籽或是菊粉马铃薯),结果发现,在营养价值方面第一代转基因植物与非转基因品种没有明显的差异,也没有从被喂养的动物组织或器官发现重组DN段[24]。

3·3·1蛋白质评价

GMF的蛋白质评价是转基因食品营养素评价的内容之一。Shireen等[25]对GST大豆中的EPSPS基因的表达作了营养评价。科学家用大肠杆菌表达的CP4EPSPS蛋白做了小鼠口服急性毒性试验,结果表明,不同剂量组之间在体重、累积体重和摄食方面没有统计学差异,解剖未发现异常。

3·3·2脂类的评价

Robert[26]研究发现,把海藻中的omega-3长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)基因转入陆地油料作物中,从大西洋鲑鱼提取的omega-3-LC-PUFA和转基因油料作物生产的omega-3-LC-PUFA的营养效果一致。

3·3·3矿物质的评价

Drakakaki[27]发现转基因玉米表达曲霉的植酸酶后,能够帮助小鼠高效吸收铁。有关GMF中主要营养素评价的文献资料表明转基因食品的营养素变化不大。

3·4转基因食品的安全性

3·4·1转基因食品安全性问题的起因

1998年8月,英国的Pusztai[28]用转雪花莲凝集素(GNA)基因的马铃薯饲养大鼠,发现大鼠出现了器官生长异常、体重减轻等症状,免疫系统也遭到破坏,对于人类而言,类似结果可能导致癌症发病率和死亡率大幅上升。这一试验结果引起世界范围对转基因食品安全性的质疑。1999年,美国康乃尔大学Losey等[29]报道,用拌有转Bt基因抗虫玉米花粉的马利筋草喂养大斑蝶幼虫,以喂正常花粉或不加花粉的作为对照组,4d后喂Bt花粉的幼虫死亡率达44%,从而引发了“转基因植物对生态环境是否安全”的争议。2000年,美国Aventiscropscienc公司生产的“里联”转基因玉米因可能导致部分人皮疹、腹泻或呼吸系统的过敏反应,只准予作动物饲料,但检测发现该转基因玉米被混入加工食品中,从而引起全球300多种含玉米产品的回收潮。此后,美国政府于2001年1月出台了转基因食品管理草案;2005年5月英国《独立报》报道,MonSant公司的研究表明,食用了转基因玉米的老鼠肾脏变小,血液的构成发生变化。由于转基因大豆在我国国内油料市场占有举足轻重的地位,由此引发了中国消费者对食用转基因大豆油安全性的担忧[30]。

3·4·2转基因食品潜在的安全性问题

3·4·2·1毒性问题

关于转基因食品的毒性问题,目前只有一些相关的试验报道,尚无人体的研究报告。1998年,英国Rowett研究院的Putsai博士[31]用转雪花莲凝集素基因的马铃薯喂大鼠,声称大鼠食用后体重和器官重量减轻,免疫系统受到破坏。而据Poulsen等[32]的研究,通过用表达雪花莲凝集素基因的大米喂养大鼠,采用90d喂养试验发现,虽然喂养转基因大米组与正常对照组存在明显的统计学差异,但并没有数据能说明转基因米对大鼠的生长产生有害的影响。

3·4·2·2过敏反应问题

第一次与转基因食品有关的过敏问题的提出是在1996年,当时研究人员发现,在从巴西坚果向大豆转移一个主要过敏原的过程中,同样也转移了它引发过敏的能力,它能够在本来对巴西坚果过敏的个体中引发过敏反应。被讨论的这个基因编码是2S白蛋白,用于提高饲用大豆的营养状况[33]。这一发现促使人们对转基因食物潜在过敏性进行更加全面的测试。

3·4·2·3对抗生素的抵抗作用

抗生素抗性基因是目前转基因植物食品中常用的标记基因,但抗生素标记基因对人体的健康是否会造成不利的影响,例如,是否会水平转移到肠道微生物或上皮细胞,从而降低抗生素在临床治疗中的有效性,一直受到人们的关注[34]。虽然目前人们倾向于认为这种可能性比较小,但在评估潜在健康问题时,仍应考虑人体和动物抗生素的使用以及肠道微生物对抗生素的抗性。

3·4·2·4基因漂移问题