導語：如何才能寫好一篇生物信息學概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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一、圍繞生物核心概念精心設計教學，落實三維目標

在初中生物教學設計中，教師可以根據學生已經掌握的概念和沒有學習的概念、先前掌握的概念和后來掌握的概念、具體的概念和抽象的概念之間的關系，設計多種小組合作教學活動，在教學過程中發(fā)現問題、資源整合、依據科學事實，幫助學生在處理加工轉化信息過程中，構建初中生物核心概念的意義。新課程倡導“以學生發(fā)展為本”的新課改理念，三維教學目標是相互滲透并融合的，它們緊緊地貫穿于每一位學生的成長與能力發(fā)展過程之中。初中生物科學素養(yǎng)的核心是生物技能，掌握生物技能的前提是領會生物核心概念。如果把生物科學素養(yǎng)比做一座“金字塔”，由三維目標構成，那么，生物核心概念就是這座“金字塔”的框架圖，知識與能力就是這座“金字塔”的根基；過程與方法、情感態(tài)度價值觀就是“金字塔”的上層建筑?？蚣軋D設計的精確，根基才會穩(wěn)固，那么生物教學的根基才會更加穩(wěn)固，“上層建筑”才能發(fā)展得越高。高效的生物教學，就是經過理解生物核心概念，使學生在知識和能力，情感態(tài)度價值觀獲得進步與發(fā)展，并提高學生的生物科學素養(yǎng)。

二、用思維導圖來組織教學

以基因為例，引導學生總結“性狀”，分析每個人各種性狀的遺傳，總結出人的性狀與父母的關系，為學生學習基因對性狀的決定奠定基礎，再以基因為核心，引出基因的類型：顯性基因和隱性基因。教師可以將基因對性狀的控制進行適當分析與講解，然后以某一種性狀來分析基因的決定作用，如有無耳垂的圖解，可以先用最簡單的圖解，然后層層遞進；嘗試讓學生分析最復雜的基因決定方式，如血型的基因決定方式，學生在學習過程中便會真正體會到基因對人的性狀的決定。

三、提倡科學探究教學講授生物核心概念

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關鍵詞：高中生物；核心概念；教學策略

1.以生命科學史教學為主的高中生物課堂教學

新課改以來，生物教材的編寫更加注重生物科學素養(yǎng)的培養(yǎng)和科學方法的訓練，使得學生更加理解知識以至形成較為正確的科學觀念和正規(guī)生物學科學習理念，讓學生對生物科學史能夠加深其自身過程理解能力和本質理解能力等，此類方式無疑是當前我國高中生物教學過程中教學效果最為明顯的一種教學形式。需要注意的是，就具體高中生物教學而言，生物課程概念理解尤為重要，其主要體現在核心概念形成上、核心概念發(fā)展過程上和核心概念內部自含方法上，所以利用生物科學史速進學生對生物核心概念建構的確切實可行。

2.通過比喻來使一些抽象化的問題變得簡單易懂

在生物學核心概念中，抽象化生物概念居多，學生并不是很好理解，那么我們就需要將這些抽象化概念來進行具體化形式體現，再把具體事物抽象出來，同時將其運用適當方法加以表現，可使學生直觀了解相關高中生物抽象化基本概念和基本含義。最為常見的例子即為生物核心概念“染色體組”，在此案例中，可用撲克牌的類比方法來教予學生；“減數分裂”可以通過橡皮泥反應染色體形態(tài)變化模型方法來進行傳授，把父母雙方染色體分別用不同顏色的橡皮泥來予以正確表示，只有這樣才能夠在一定程度上以生動形象的方式表現出減數分裂各個時期染色體所表現的行為。這種比喻方法可以使學生對生物學概念的抽象從而變得簡單通俗，更能夠加強學生對此種教學方法的理解能力。

3.運用比較來尋找差異

生物核心概念中大都意義相近或關系較為密切，這便會使學生對一些生物概念比較容易混淆，以至不便于學生理解和學生掌握。例如就拿光合作用于呼吸作用來比較，可以通過它們的反應場所、條件以及物質變化和能量變化等四個方面來做對比，從中可以看出，光合作用是通過植物、藻類和某些細菌以二氧化碳和水做原料，必須有葉綠體的情況下通過光合作用形成含糖的有機物，之后在此基礎上進行有機物的合理存儲，但此時呼吸作用則與之相反。這樣通過對比來了解兩者之間的聯系和差異，以便加深學生對這兩個概念的理解和認知。

4.對高中生物核心概念的剖析

從生物學資料和生物學科網絡資源中可以看出，現下國內較為常見的一種高中生物核心概念就是一種名字解釋和學科基本定義。我們通常所說的高中生物核心概念就是高中生物重點概念和學科自身內部重點名詞以及解釋等。所以，高中生物學科蛋白質、高中生物學科核酸、高中生物學科光合作用、高中生物學科呼吸作用、高中生物學科中心法則、高中生物學科生態(tài)系統(tǒng)等等皆被視為高中生物學科核心概念，教師認同感倍增。此條首要一點就是要抓住生物核心概念關鍵詞，例如同源染色體的概念是：配對兩條染色體，染色體形狀和染色體大小一般情況下大都處于等同狀態(tài)，一條來自父方，一條來自母方，此種形式亦被稱為叫做同源染色體。

5.使用多媒體輔助工具等進行加深理解和認知

隨著現代社會科技的飛速發(fā)展，多媒體文化教育技術已經越來越成熟普遍。通過計算機對視圖、文字、動畫、音頻的處理可以使一些抽象的生物概念被形象生動的表現出來，此項技術具有圖、文、聲并茂，刺激多種感官認知以至學生加強對生物概念理解和對此類生物學概念意義長久保持，同時也能夠渲染優(yōu)異教學環(huán)境，營造良好學習氣氛。之后在此基礎上做出概念圖來對基本概念進行系統(tǒng)分析，一般構建一個完整的概念圖需要以下幾個步驟：擬定一個生物概念主題，列出與主題相關的概念；將被整理出的主要概念進行科學合理排序，按照概念的邏輯關系和等級確定關系；初步擬定概念圖的縱向分層和橫向分支；用連線方式建立概念之間關系連接并注明兩者之間關系；通過射線來標明兩者間主從關系；為了更加全面了解概念圖的解析，下面復雜概念圖便能夠對此類知識進行全面闡述和說明，表明了高中生物概念教學細胞增殖方式、高中生物概念教學意義等生物核心概念的基礎性關聯，適時突出各種核心概念間的有效關系。

上圖我們可以清楚劃分各概念之間主從關系，高中生物核心概念教學中，學生更能夠對部分高中生物學科概念和內容加深理解，無論是在教師授課上，還是以后學生的系統(tǒng)復習中，教學效果尤為明顯，可將零散知識逐步系統(tǒng)化，系統(tǒng)知識逐步零散化，使學生在生物概念的整個學習過程更加積極、主動。

結束語

綜上所述，高中生物課堂教學過程中應以學生為整個結構教學體系中的主體，發(fā)揮出教室原有教學引導作用，加大概念教學力度，大力培養(yǎng)學生自主實踐能力和綜合素質，對課堂任務和課堂教學內容進行仔細分配，然后根據學生具體學習情況，合理安排課后作業(yè)和實踐活動。本文針對當前我國高中生物教學現狀，對高中生物課堂有效教學的相應教學策略和教學途徑進行詳細分析和闡述，希望為我國高中教育事業(yè)的發(fā)展提出相應合理化建議。

參考文獻：

[1]裴新寧。概念圖及其在理科教學中的應用[J]。全球教育展望2001，8：47-51

[2]張洪榮。《淺談生物學基本概念教學中的設疑方法》中學生物學2002（02）：：1-14

[3]李良《高中生物基本概念的教學》學科教研教苑2003（6）：11-12

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關鍵詞：生物信息學；實踐教學；教學模式

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）06-0179-03

Innovative Teaching Pattern of Bioinformatics

Zhu Liucun et al.

（School of Life Sciences，Shanghai University，Shanghai 200444，China）

Abstract：As a newly-developing interdiscipline，bioinformatics has received incessant attention on the research of teaching models.Traditional teaching methods focus on the pattern of direct instruction and demonstration from the lecturer which students were used to learning in China.However，this straight teaching pattern usually lacks of capacity of arousing students' interest in learning，let alone achieves the aim of making them complete their work with the knowledge they learned in class.Recently，case-based learning，problem-based learning and program-based learning are known as successfully innovative teaching models.In this paper，by combining these three models and considering the background of students and characteristic of bioinformatics，we propose a new teaching pattern to be geared to the needs of the undergraduates learning bioinformatics.We look forward to the innovation and development this teaching pattern may achieve so as to enhance the students' capacity of independent study and thinking.

Key words：Bioinformatics；Practice teaching；Teaching pattern

1 前言

生物信息學是生命科學的重要前沿交叉學科之一，綜合計算機科學、數學、生物學等學科的技術和方法，以計算機為主要的工具，對生物原始數據進行研究、存檔、分析和處理，以闡明其具有的生物學意義[1，2]。隨著人類基因組計劃的成功完成，測序技術的不斷發(fā)展，越來越多的生物基因序列數據被載入到數據庫中。而大數據時代的到來要求我們能大規(guī)模的分析處理這些數據，因此生物信息學進入高速發(fā)展的黃金期。

目前生物信息學在許多高校本科生物專業(yè)中開設，目的是讓學生掌握生物信息學的相關技術及分析數據能力，并具有查找、跟蹤生物信息學前沿性技術的能力。然而，在與學生的交流過程中，筆者發(fā)現幾個普遍存在的問題：有的學生反映，聽完課很快就忘了；有的學生感覺很多概念太難懂；而更為關鍵的是，很多學生學完這門課之后，仍然不知道遇到具體的問題應當如何去做，甚至根本想不到用生物信息學課上學到的方法去解決他們的實際問題。究其原因，主要是由于國內的生物信息學教學基本以教師講授為主，缺少與學科本身交叉前沿性特點相結合的教學方法[3]，導致學生學習積極性不高，變成簡單的重復老師的實驗操作，失去獨立思考的能力，這就違背了開設這門課的初衷。為此，本文就目前流行的3種創(chuàng)新教學模式的特點進行分析，結合生物信息學特點，歸納出一套適合本科生物信息學教學的方法。

2 幾種創(chuàng)新教學模式介紹

2.1 案例式教學法 案例式教學法（Case-Based Learning）是指教師根據教學內容設計案例，利用案例材料指導學生參與教學活動，充分發(fā)揮學生主導地位的方法[3，4]。不同于傳統(tǒng)教學灌輸的方式，案例式教學更加注重學生能力的培養(yǎng)，不直接提供解決問題的標準答案，而是通過結合具體案例討論得到解決問題的方法。

2.2 問題式教學法 問題式教學法（Problem-Based Learning）是以問題為導向的開放式教學模式[5]，主張讓學生自主學習去解決問題，培養(yǎng)學生的學習主動性，加深學生對理論知識的理解和應用。其特點是將教材的知識點以問題的形式呈現在學生的面前，讓學生在探索解決問題的過程中展開探索，教師和學生一起協(xié)作尋找解決問題的方法，從而掌握課本中的知識。在研究活動中，學生可以充分利用身邊的資源，比如圖書館的文獻檢索系統(tǒng)、網絡學習軟件以及多媒w等多種形式進行自主學習。問題式教學模式營造了一種輕松快樂的學習氛圍，提高了學生相互合作的團隊意識，為以后步入社會工作打下堅實的基礎。比如，在BLAST軟件使用教學中，可以先給學生提出如何對兩條DNA序列進行比對的問題，讓他們通過自學與相互討論的方式掌握BLAST的使用方法并將2條DNA序列利用BLAST進行比對并對比對結果加以闡述。

2.3 項目式教學法 項目式教學法（Program-Based Learning）是以項目為主線，在老師的指導下，將一個相對獨立的項目交由學生處理，包括對信息的收集、方案的設計、項目的實施及最終評價[6]。學生通過對該項目的進行，了解并把握整個程及每一個環(huán)節(jié)中的基本要求，以此來培養(yǎng)學生獨立分析解決問題的能力，讓學生提高自己的動手能力、組織協(xié)作能力和綜合概括的能力，拓展學生思考問題的深度和廣度。這種教學法應用非常廣泛，尤其是在職業(yè)教育中。

3 應用于生物信息W課程的創(chuàng)新教學模式

那么采取哪種教學方式才能夠讓學生順利掌握知識點，并且能應用到實際當中去呢？一般的生物學課程，只要在理論課后加入實踐課的內容，就可以解決這個問題，例如細胞生物學，只要再加入細胞生物學實驗，那么學生對這門課的理解就會加深很多，對這門課的應用也會有一定的了解。然而筆者在實際的教學過程中卻發(fā)現，這樣的方式并不適合生物信息學這門課程，這是由于多數學生在上機實踐之后，仍然不是太理解課上講的一些概念，也不知道如何將這些方法運用到實際中。造成這種情況的原因主要有兩點，一個是生物信息學這門課程所要求的數學和計算機方面基礎，絕大多數學生物的學生都比較薄弱，甚至有部分同學在計算機編程方面是零基礎。這使得他們在理論課上，對一些概念只是強行記住，并沒有真正理解。而在上機實踐環(huán)節(jié)中，他們又只是走馬觀花地將整個流程給過了一遍，并不知道這些操作是用來做什么的。另一個原因則是生物信息學與其他生物學的課程之間有脫節(jié)，這使得生物信息學的知識點很難融入到學生的現有知識體系當中去，這樣就導致了學生不知道這些知識點的用途。因此，必須在激發(fā)學生學習興趣的基礎上，深入剖析生物信息學的基本概念，并且結合生物學中的實際問題，引導學生對其進行解決，才能讓學生真正掌握這門課。而傳統(tǒng)的老師講、學生聽的授課方式顯然是不能滿足這一要求的。

案例式教學法起源于美國哈佛商學院，最早應用于商業(yè)管理課程。其重點在于對一些熱門且有爭議的問題進行反復討論，加深學生對知識點的理解。而生物信息學課程的內容大多比較確定，比較前沿有爭議的話題又離日常生活較遠，極少出現熱門話題。因此，筆者認為案例式教學法目前可以偶爾用作課堂教學穿插，不適合全面應用于本科生物信息學課程。

問題式教學模式與項目式教學模式在本質上是相同的，均是以學生為主體，讓學生帶著問題或者有明確的目標的去主動利用身邊資源查找相關知識解決問題完成目標，使學生在探索過程不僅掌握了知識，同時萌生自主學習的動機和欲望，提高了自主學習能力。兩種教學模式的區(qū)別在于問題式教學法是將書本中的知識點凝練為問題再分析問題并解決問題，而項目式教學法則是根據老師提出的項目要求，以收集信息、設計方案、實施項目、最終評價為線索進行教學。問題式教學提出的問題與書本知識更為接近且較為零散，學生在針對問題進行分析和解決的過程中，容易對教學內容缺乏整體認識，即難以將知識點連成線，也很難結合實際問題。而項目式教學法是目前最適合提高學生能力的教學方法。然而在實際教學過程中，筆者發(fā)現大多數學生對項目式教學并不適應，很多學生在理解項目時就遇到了困難，在項目設計時感到無從下手。

因此，筆者在對兩種教學方法進行研究歸納之后，將問題式教學法與項目式教學法相結合，總結出一套適合本科生物信息學教學的方法。具體為：首先教師根據課程安排制定一個可擴展的課題，明確課題要求，并根據課題內容將知識點拆分，以問題形式展現給學生，教師先就這些問題講一些例子，學生查找資料。在此基礎上，學生既對課題內容有整體認識，又在分析、解決一系列小問題時學習到知識點、收集了項目信息。隨后通過參與定期分組討論，與老師進行溝通的方式，學生最終可以擬定項目的方案并付諸實施。這種教學模式讓學生了解實際工作的流程，培養(yǎng)基本的工作能力。在與教師的交流討論中收獲更多的專業(yè)知識，與同學之間的合作交流中查漏補缺，完善自己的不足，達到相互提高的作用。例如，在教學中，教師可以設計一個題為“構建一個可以預測乳腺癌患者生存時間的基因模型”的項目，并將項目拆解為：如何查找潛在包含乳腺癌患者信息的數據庫？如何篩選與生存時間相關的基因？如何構建模型？如何評價模型的好壞四個問題？同時，為了讓學生在實踐中更好下手，可以依次為各個問題舉例加以說明。如查找數據庫環(huán)節(jié)，可以列舉NCBI中的GEO數據庫與美國政府發(fā)起的癌癥和腫瘤基因圖譜計劃涉及的TCGA數據庫兩個例子，讓學生先從這兩個數據庫獲取相關的數據，對數據本身有所認識，再利用校園網資源查找更多的數據庫。在此過程中，學生全程參與項目實現的各個流程，不僅學會了自主查找資料與學習，還提高了同學間的優(yōu)勢互補與團隊協(xié)作的能力，提高學生學習的積極性，獲得獨立思考的能力。

參考文獻

[1]龔樂君，楊榮根.淺談計算機交叉學科――生物信息學教學中的探討[J].新教育時代電子雜志（教師版），2014（19）：123-124.

[2]徐培杰.生物信息學研究現狀[J].科技信息，2013（10）：268-269.

[3]劉念.案例教學法在《生物信息學》本科教學中的應用[J].考試周刊，2016（78）：152，191.

[4]張俊河，董衛(wèi)華，王芳，等.案例教學法在醫(yī)學生物化學教學中的應用[J].山西醫(yī)科大學學報（基礎醫(yī)學教育版），2010（02）：139-142.

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2009年，衛(wèi)生部立項“十二五”八年制規(guī)劃教材《生物信息學》的編寫工作，并將生物信息學列為八年制醫(yī)學生的必修課。這是中國現代醫(yī)學教育的一件大事，一方面體現國家對高等醫(yī)學人才全面發(fā)展、提高理工科理論水平的重視程度；另一方面也表明生物信息學理論已經深入到生物醫(yī)學科研和實際應用層面，理論生物醫(yī)學研究已經被國內院校所接受，成為生物醫(yī)學學科群的重要組成部分[1]。

生物信息學是一門新興的交叉學科，有非常明顯的理工科特性，即在有良好的生物醫(yī)學背景下，注重數學思維和計算機操作能力，這對于我們目前以醫(yī)學專業(yè)學習為主的高等醫(yī)學教育產生一定的挑戰(zhàn)。如何在有限的學時基礎上，完成生物信息學教學任務的同時，讓學生初步掌握科研、臨床中應用生物信息學的能力，形成理工科處理醫(yī)學問題的思維，是目前在八年制學生中開展生物信息學教學迫切需要研討的問題。筆者作為主講教師于哈爾濱醫(yī)科大學完成了兩輪八年制生物信息學教學任務，通過教學過程、課后調研及考試分析，總結了八年制學生對學習生物信息學的一些認識和學習期間遇到的問題，在這里共同探討，以便于推進醫(yī)學院校生物信息學的教學工作，培養(yǎng)更高理論和實踐層次的醫(yī)學人才。

一、授課對象

課程面向臨床醫(yī)學八年制學生93人、基礎醫(yī)學八年制（基地班）學生60人，學生入學錄取分數高于生源地重本線50分以上。開課時兩個專業(yè)的學生均處于大學三年級，已經學完高數、計算機基礎等理工基礎課，分子生物、細胞生物等生物學基礎課，以及組胚、生理等醫(yī)學基礎課，開課學期同時學習遺傳、免疫、病理和藥理學課程；部分學生參加PBL教學，已經完成呼吸、消化、循環(huán)系統(tǒng)的知識學習。

二、教材和課程內容選擇

面向兩個軌道分別開展《醫(yī)學信息分析方法》（36學時）和《生物信息學概論》（56學時）兩門課程。兩個軌道均以人民衛(wèi)生出版社規(guī)劃教材《生物信息學》2010年第一版為主講教材[2]，結合臨床醫(yī)學和基礎醫(yī)學的學科特點，采取教師自主選擇內容的方式講授。

在臨床專業(yè)中以疾病理論和分析方法為中心，專題式講解疾病分析相關資源、研究策略和常用軟件工具。36學時的《醫(yī)學信息分析方法》講授疾病數據資源和系統(tǒng)理論、遺傳多態(tài)與疾病定位、轉錄調控信息學與復雜疾病分析、miRNA表達與疾病分類、疾病狀態(tài)表觀遺傳改變，及測序技術與疾病研究進展等6個專題。每個專題包括4學時理論課程和2學時上機實踐。理論課程強調分子生物學基礎、實驗設計思想和分析理念，實踐課程以疾病為中心，由教師指引，學生自主完成一個小規(guī)模的實驗設計、數據下載到結果分析的全程化信息學實踐。

在基礎專業(yè)中強調生物醫(yī)學研究數據資源、計算生物醫(yī)學方法和實驗設計手段，系統(tǒng)講解生物信息學在生物醫(yī)學研究中的理論和實踐技術。講授內容涉及序列數據資源與分析方法、分子進化、基因表達與調控、蛋白質組學信息學、網絡系統(tǒng)生物學、遺傳和表觀遺傳計算分析、疾病的計算系統(tǒng)生物學等較全面的生物信息學方法和理論，要求學生能夠在生物醫(yī)學研究中貫穿理工科分析思維，不僅能熟練運用相應的網絡資源和軟件工具，還能對生物信息學方法理論有一定了解，熟悉不同方法的擴展性應用。理論和實踐課基本按照2比1分配，實踐課程根據內容需要選取生物學或醫(yī)學問題進行全程模擬實驗。

三、考試形式和分析

現階段，兩個八年制專業(yè)的生物信息學教學以必修考查課形式進行，采取開卷考試、實驗報告和標書設計三種考核方式，以便于了解學生對本門課程的學習和對生物信息學研究思想的領悟情況。

開卷考試試題均為主觀題，其中理論基礎題考查概念、重要的研究思路和經典的研究方法；案例分析題要求學生能夠在學過的或書本上的知識基礎上，聯系生物醫(yī)學知識進行案例分析，選取相應的方法解決特定的問題；思維拓展題給定學生主題詞，由學生進行以生物信息學方法為工具的課題流程設計?？荚嚱Y果表明學生能夠通過學習了解基本的生物信息學方法，并具備初步運用新方法解決實際問題的能力，但考試也反映出，大學三年級學生還具有一定的科研思維局限性，不能夠完全把握課題設計過程的創(chuàng)新性和可靠性原則。

實踐能力考查主要通過實驗報告進行，實驗報告要寫明研究問題名稱、實驗數據、處理方法、處理結果和結果分析討論。通過實驗報告的提交，學生基本能夠就相應的問題自主選擇數據、進行一般性軟件分析，并能夠對實驗結果進行知識面內的討論和思考，得出符合問題要求的結論。

標書設計作為課后實踐，要求學生就自己感興趣的研究方向進行課題設計。設計內容可以為生物信息學方法研究，也可以以生物信息學為工具進行生物醫(yī)學問題的探討和分析。大多數學生能夠通過文獻查閱、原先具備的生物醫(yī)學知識總結，發(fā)現有意義的生物醫(yī)學問題，設計內容具有現實意義和一定創(chuàng)新性的，部分課題還有較好的可行性。很多標書設計也暴露出在三年級開展生物信息學時，學生的臨床醫(yī)學知識還比較欠缺，有時候不能很好的發(fā)現具有醫(yī)學意義或應用價值的課題，也比較難于理解生物信息學在實際應用中的價值。

四、學生反饋和教學心得

通過課堂互動、課程臨近結束時進行的問卷調查，筆者進一步了解了學生在生物信息學學習過程中的一些困惑，及一些意見和建議。主要問題如下：

1、課程理論性強，計算強度大

學生們普遍反映生物信息學與他們學習的其他課程不一樣，生物醫(yī)學課程偏向于文科性質，主要靠記憶，而生物信息學理科特性很強，需要深入理解分析。另外學生的數理知識有限，感到有些算法比較難，根本聽不懂。

2、課程內容多，課時少

許多學生通過學習對生物信息學產生了濃厚的興趣，真切感受到生物信息學對于他們未來的學習、科研和臨床工作將有很大幫助，但是課時太少，不能夠在現有課時下理解全部理論。

3、實踐課時少，計算機能力薄弱

絕大多數學生都認為生物信息學需要通過理論結合實踐的方法來學習才能更好的掌握。現有的實踐課程只能完成基本的教學任務，對于眾多的研究工具和研究方法只有感性認識。另外大家在實踐中也感覺到自身的計算機知識很有限，在高通量數據處理面前力不從心，影響對問題的分析能力。

4、課程開課偏早，背景知識不全

很多學生反映三年級時，八年制學生還沒有進行統(tǒng)計學、臨床各學科的培養(yǎng)，知識背景不足，很難理解生物信息學中重要的算法公式，也很難對醫(yī)學問題進行更為深入的思考。

學生們的反饋基本上反映出他們在學習生物信息學時所遇到的困難。筆者所在教研室教師（包括多名規(guī)劃教材的參編者）共同進行了深入探討，認為應當根據學生意愿向學校申請①增加理論課課時，分別由24和36增加為28和44學時；②增加實踐課課時，分別由12和20增加20和28學時；③適當降低理論難度，減少不必要的數學理論推導，提請學校為八年制學生增設概率統(tǒng)計和計算機編程課程。

生物信息學的理工科特性決定了生物信息學課程在醫(yī)學教育中開展的難度。雖然醫(yī)學院校學生課業(yè)重、訓練強度大，但是現代生物醫(yī)學發(fā)展趨勢告訴我們，生物信息學必然在未來的生物醫(yī)學研究中處于關鍵地位[3]。不斷改進教學手段、加強教學過程的趣味性，更為全面的貫徹以疾病和問題為中心的教學理念，培養(yǎng)理工醫(yī)結合的現代化醫(yī)學人才是生物信息教學工作者共同的努力方向，這些理念在不久的將來也會隨著教學實踐的不斷深入而在新版《生物信息學》出版時得到進一步體現。

參考文獻

[1] Wei Liping and Yu Jun; Bioinformatics in China: A Personal Perspective [J]; Plos Computational Biology， 2008， 4(4): e1000020.

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關鍵詞： 生物信息學 農業(yè)研究領域 應用

“生物信息學”是英文單詞“Bioinformatics”的中文譯名，其概念是1956年在美國田納西州Gatlinburg召開的“生物學中的信息理論”討論會上首次被提出的［1］，由美國學者Lim在1991年發(fā)表的文章中首次使用。生物信息學自產生以來，大致經歷了前基因組時代、基因組時代和后基因組時代三個發(fā)展階段［2］。2003年4月14日，美國人類基因組研究項目首席科學家Collins F博士在華盛頓隆重宣布人類基因組計劃（Human Genome Project，HGP）的所有目標全部實現［3］。這標志著后基因組時代（Post Genome Era，PGE）的來臨，是生命科學史中又一個里程碑。生物信息學作為21世紀生物技術的核心，已經成為現代生命科學研究中重要的組成部分。研究基因、蛋白質和生命，其研究成果必將深刻地影響農業(yè)。本文重點闡述生物信息學在農業(yè)模式植物、種質資源優(yōu)化、農藥的設計開發(fā)、作物遺傳育種、生態(tài)環(huán)境改善等方面的最新研究進展。

1.生物信息學在農業(yè)模式植物研究領域中的應用

1997年5月美國啟動國家植物基因組計劃（NPGI），旨在繪出包括玉米、大豆、小麥、大麥、高粱、水稻、棉花、西紅柿和松樹等十多種具有經濟價值的關鍵植物的基因圖譜。國家植物基因組計劃是與人類基因組工程（HGP）并行的龐大工程［4］。近年來，通過各國科學家的通力合作，植物基因組研究取得了重大進展，擬南芥、水稻等模式植物已完成了全基因組測序。人們可以使用生物信息學的方法系統(tǒng)地研究這些重要農作物的基因表達、蛋白質互作、蛋白質和核酸的定位、代謝物及其調節(jié)網絡等，從而從分子水平上了解細胞的結構和功能［5］。目前已經建立的農作物生物信息學數據庫研究平臺有植物轉錄本（TA）集合數據庫TIGR、植物核酸序列數據庫PlantGDB、研究玉米遺傳學和基因組學的MazeGDB數據庫、研究草類和水稻的Gramene數據庫、研究馬鈴薯的PoMaMo數據庫，等等。

2.生物信息學在種質資源保存研究領域中的應用

種質資源是農業(yè)生產的重要資源，它包括許多農藝性狀（如抗病、產量、品質、環(huán)境適應性基因等）的等位基因。植物種質資源庫是指以植物種質資源為保護對象的保存設施。至1996年，全世界已建成了1300余座植物種質資源庫，在我國也已建成30多座作物種質資源庫。種質入庫保存類型也從單一的種子形式，發(fā)展到營養(yǎng)器官、細胞和組織，甚至DN段等多種形式。保護的物種也從有性繁殖植物擴展到無性繁殖植物及頑拗型種子植物等［6］。近年來，人們越來越多地應用各種分子標記來鑒定種質資源。例如微衛(wèi)星、AFLP、SSAP、RBIP和SNP等。由于對種質資源進行分子標記產生了大量的數據，因此需要建立生物信息學數據庫和采用分析工具來實現對這些數據的查詢、統(tǒng)計和計算機分析等［7］。

3.生物信息學在農藥設計開發(fā)研究領域中的應用

傳統(tǒng)的藥物研制主要是從大量的天然產物、合成化合物，以及礦物中進行篩選，得到一個可供臨床使用的藥物要耗費大量的時間與金錢。生物信息學在藥物研發(fā)中的意義在于找到病理過程中關鍵性的分子靶標、闡明其結構和功能關系，從而指導設計能激活或阻斷生物大分子發(fā)揮其生物功能的治療性藥物，使藥物研發(fā)之路從過去的偶然和盲目中找到正確的研發(fā)方向。生物信息學為藥物研發(fā)提供了新的手段［8，9］，導致了藥物研發(fā)模式的改變［10］。目前，生物信息學促進農藥研制已有許多成功的例子。Itzstein等設計出兩種具有與唾液酸酶結合化合物：4-氨基-Neu5Ac2en和4-胍基-Neu5Ac2en。其中，后者是前者與唾液酸酶的結合活性的250倍［11］。目前，這兩種新藥已經進入臨床試驗階段。TANG SY等學者研制出新一代抗AIDS藥物saquinavir［12］。Pungpo等已經設計出幾種新型高效的抗HIV-1型藥物［13］。楊華錚等人設計合成了十多類數百個除草化合物，經生物活性測定，部分化合物的活性已超過商品化光合作用抑制劑的水平［14］。

現代農藥的研發(fā)已離不開生物信息技術的參與，隨著生物信息學技術的進一步完善和發(fā)展，將會大大降低藥物研發(fā)的成本，提高研發(fā)的質量和效率。

4.生物學信息學在作物遺傳育種研究領域中的應用

隨著主要農作物遺傳圖譜精確度的提高，以及特定性狀相關分子基礎的進一步闡明，人們可以利用生物信息學的方法，先從模式生物中尋找可能的相關基因，然后在作物中找到相應的基因及其位點。農作物的遺傳學和分子生物學的研究積累了大量的基因序列、分子標記、圖譜和功能方面的數據，可通過建立生物信息學數據庫來整合這些數據，從而比較和分析來自不同基因組的基因序列、功能和遺傳圖譜位置［15］。在此基礎上，育種學家就可以應用計算機模型來提出預測假設，從多種復雜的等位基因組合中建立自己所需要的表型，然后從大量遺傳標記中篩選到理想的組合，從而培育出新的優(yōu)良農作物品種。

5.生物信息學在生態(tài)環(huán)境平衡研究領域中的應用

在生態(tài)系統(tǒng)中，基因流從根本上影響能量流和物質流的循環(huán)和運轉，是生態(tài)平衡穩(wěn)定的根本因素。生物信息學在環(huán)境領域主要應用在控制環(huán)境污染方面，主要通過數學與計算機的運用構建遺傳工程特效菌株，以降解目標基因及其目標污染物為切入點，通過降解污染物的分子遺傳物質核酸 DNA，以及生物大分子蛋白質酶，達到催化目標污染物的降解，從而維護空氣［16］、水源、土地等生態(tài)環(huán)境的安全。

美國農業(yè)研究中心（ARS） 的農藥特性信息數據庫（PPD） 提供 334 種正在廣泛使用的殺蟲劑信息，涉及它們在環(huán)境中轉運和降解途徑的16種最重要的物化特性。日本豐橋技術大學（Toyohashi University of Technology） 多環(huán)芳烴危險性有機污染物的物化特性、色譜、紫外光譜的譜線圖。美國環(huán)保局綜合風險信息系統(tǒng)數據庫（IRIS） 涉及 600種化學污染物，列出了污染物的毒性與風險評價參數，以及分子遺傳毒性參數［17］。除此之外，生物信息學在生物防治［18］中也起到了重要的作用。網絡的普及，情報、信息等學科的資源共享，勢必會創(chuàng)造出一個環(huán)境微生物技術信息的高速發(fā)展趨勢。

6.生物信息學在食品安全研究領域中的應用

食品在加工制作和存儲過程中各種細菌數量發(fā)生變化，傳統(tǒng)檢測方法是進行生化鑒定，但所需時間較長，不能滿足檢驗檢疫部門的要求，運用生物信息學方法獲得各種致病菌的核酸序列，并對這些序列進行比對，篩選出用于檢測的引物和探針，進而運用PCR法［19］、RT-PCR法、熒光RT-PCR法、多重PCR［20］和多重熒光定量PCR等技術，可快速準確地檢測出細菌及病毒。此外，對電阻抗、放射測量、ELISA法、生物傳感器、基因芯片等［21-25］技術也是未來食品病毒檢測的發(fā)展方向。

轉基因食品檢測是通過設計特異性的引物對食品樣品的DNA提取物進行擴增，從而判斷樣品中是否含有外源性基因片段［26］。通過對轉基因農產品數據庫信息的及時更新，可準確了解各國新出現和新批準的轉基因農產品，便于查找其插入的外源基因片段，以便及時對檢驗方法進行修改。目前由于某些通過食品傳播的病毒具有變異特性，以及檢測方法的不完善等因素影響，生物信息學在食品領域的應用還比較有限，但隨著食品安全檢測數據庫的不斷完善，相信相關的生物信息學技術將在食品領域發(fā)揮越來越重要的作用。

生物信息學廣泛用于農業(yè)科學研究的各個領域，但是僅有信息資源是不夠的，選出符合自己需求的生物信息就需要情報部門，以及信息中介服務機構提供相關服務，通過出版物、信息共享平臺、數字圖書館、電子論壇等信息媒介的幫助，科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我國生物信息學發(fā)展還很不均衡，與國際前沿有一定差距，這需要從事信息和科研的工作者們不斷交流，使得生物信息學能夠更好地為我國農業(yè)持續(xù)健康發(fā)展發(fā)揮作用。

參考文獻：

［1］Yockey HP，Platzman RP，Quastler H.Symposium on Information.Theory in Biology.Pergamon Press，New York，London，1958.

［2］鄭國清，張瑞玲.生物信息學的形成與發(fā)展［J］.河南農業(yè)科學，2002，（11）：4-7.

［3］駱建新，鄭崛村，馬用信等.人類基因組計劃與后基因組時代.中國生物工程雜志，2003，23，（11）：87-94.

［4］曹學軍.基因研究的又一壯舉――美國國家植物基因組計劃［J］.國外科技動態(tài)，2001，1：24-25.

［5］MICHAEL B.Genomics and plantcells：application ofgenomics strategies to arabidopsis cellbiology［J］.PhilosTransR Soc Lond B Bio Sci，2002，357（1422）：731-736.

［6］盧新雄.植物種質資源庫的設計與建設要求［J］.植物學通報，2006，23，（1）：119-125.

［7］GUY D，NOEL E，MIKE A.Using bioinformatics to analyse germplasm collections ［J］.Springer Netherlands，2004：39-54.

［8］鄭衍，王非.藥物生物信息學，化學化工出版社，2004.1：214-215.

［9］俞慶森，邱建衛(wèi)，胡艾希.藥物設計.化學化工出版社，2005.1：160-164.

［10］Austen M，Dohrmann C.Phenotype―first screening for the identification of novel drug targets.Drug Discov Today，2005，10，（4）：275-282.

［11］ARUN AGRAWAL，ASHWINI CHHATRE.State involvement and forest cogovernance：Evidence from the IndianHmi alayas.StComp International Developmen.t Sep 2007：67-86.

［12］TANG SY.Institutionsand collective action：Self-governance in irrigation ［M］.San Francisco，CA：ICSPress，1999.

［13］PUNGPO P，SAPARPAKORN P，WOLSCHANN P，et a.l Computer-aided moleculardesign of highly potentHIV-1 RT inhibitors：3D QSAR and moleculardocking studies of efavirenz derivatives［J］.SAR QSAR EnvironRes，2006，17，（4）：353-370.

［14］楊華錚，劉華銀，鄒小毛等.計算機輔助設計與合成除草劑的研究［J］.計算機與應用化學，1999，16，（5）：400.

［15］VASSILEV D，LEUNISSEN J，ATANASSOV A.Application of bioinformatics in plant breeding［J］.Biotechnology & Biotechnological Equipment，2005，3：139-152.

［16］王春華，謝小保，曾海燕等.深圳市空氣微生物污染狀況監(jiān)測分析［J］.微生物學雜志，2008，28，（4）：93-97.

［17］程樹培，嚴峻，郝春博等.環(huán)境生物技術信息學進展［J］.環(huán)境污染治理技術與設備，2002，3，（11）：92-94.

［18］史應武，婁愷，李春.植物內生菌在生物防治中的應用［J］.微生物學雜志，2009，29，（6）：61-64.

［19］趙玉玲，張?zhí)焐?，張巧艷.PCR 法快速檢測肉食品污染沙門菌的實驗研究［J］.微生物學雜志，2010，30，（3）：103-105.

［20］徐義剛，崔麗春，李蘇龍等.多重PCR方法快速檢測4種主要致腹瀉性大腸埃希菌［J］.微生物學雜志，2010，30，（3） ：25-29.

［21］索標，汪月霞，艾志錄.食源性致病菌多重分子生物學檢測技術研究進展［J］.微生物學雜志，2010，30，（6）：71-75

［22］朱曉娥，袁耿彪.基因芯片技術在基因突變診斷中的應用及其前景［J］.重慶醫(yī)學，2010，（22）：3128-3131.

［23］陳彥闖，辛明秀.用于分析微生物種類組成的微生物生態(tài)學研究方法［J］.微生物學雜志，2009，29，（4）：79-83.

［24］王大勇，方振東，謝朝新等.食源性致病菌快速檢測技術研究進展［J］.微生物學雜志，2009，29，（5）：67-72.

［25］蘇晨曦，潘迎捷，趙勇等.疏水網格濾膜技術檢測食源性致病菌的研究進展［J］.微生物學雜志，2010，30，（6）：76-81.

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生物信息學；網絡資源；計算機教學；改革；自主學習

【基金項目】國家自然科學基金資助項目(30860278，81160025)；

云南省中青年學術技術帶頭人后備人才資助項目(2011CI057)；

云南省教育廳重大專項(ZD2010007)；

昆明醫(yī)學院教研教改項目（2011JY38）。

【作者簡介】謝月輝，女，漢族，昆明醫(yī)學院基礎醫(yī)學院計算機教研室講師。

【通訊作者】孟照輝，教授，昆明醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院分子心血管研究室主任。

1.生物信息學及教學現狀

生物信息學(Bioinformatics)是生命科學中一門新興的前沿學科，是生物學、數學和計算機科學等學科交叉所形成的一門新興學科。生物信息學綜合利用計算機科學和信息技術，通過對海量生物學數據的處理和分析，揭示其中蘊藏的內在聯系和生物學含義，進而提煉有用的生物學知識。生物信息學的一個重要內容是收集和整理生物學數據，開發(fā)生物學數據庫，并提供相應的數據查詢、處理和分析等服務。隨著互聯網的普及，這些數據庫大多可以通過網絡訪問并下載。

伴隨著上世紀九十年代計算機技術的迅猛發(fā)展，生物信息學已滲透到生物科學的每一個角落，成為生命科學和醫(yī)學研究中的必然選擇；因此，生物信息學的教學也日益重要。生物信息學實驗教學以互聯網為媒介，以計算機為工具，全部在計算機網絡機房內完成。由于現階段不同專業(yè)學科的教師之間缺乏交流與合作，很難滿足生物信息學教學的需求，特別是在醫(yī)學院校，生物信息學教學仍處于欠缺狀態(tài)。

A.生物信息網絡資源在計算機教學中應用的意義

是醫(yī)學院校計算機教學進一步深化改革，適應新型醫(yī)學人才培養(yǎng)的需要，在多年來醫(yī)學院校計算機基礎教育改革的探索與實踐的基礎上，我們對現今的醫(yī)學院校計算機基礎教育體系提出了新的想法和思路。隨著計算機技術和互聯網絡應用的發(fā)展，能否培養(yǎng)出能夠進行自我知識更新、具有強烈的現代信息意識并能夠利用信息技術解決實際問題的新型醫(yī)學人才，是擺在我們面前的一項重大研究課題。生物學數據量增長極為迅速，但生物數據資源的利用率卻很不理想。在高校教學中，生物信息學尚未有完善的教學模式，在醫(yī)學院校的教學中甚至處于欠缺的狀態(tài)。將生物信息網絡資源引入計算機教學當中，可充實計算機基礎教育內容，培養(yǎng)學生自學和文獻檢索能力，提高學生的學習和研究興趣及解決學習中碰到的實際問題，使學生在了解和掌握大學計算機基礎的同時認識到計算機教學的目的性和實用性，以適應當前新型醫(yī)學人才培養(yǎng)的需要。將生物信息網絡資源的應用與計算機教學相結合是醫(yī)學院校計算機教學中的重要課題，也是對計算機教學的一個挑戰(zhàn)。

B.適應醫(yī)學教育現代化的要求，推動醫(yī)學教育的發(fā)展

近二十年來，生物學數據如潮水般涌現，并正以指數方式增長，但我們對相關數據的理解卻十分有限。生物信息學是生物學和計算機科學交叉結合形成的新學科，它綜合運用數學、計算機科學和信息技術等手段，通過生物信息的獲取、處理、存儲、分發(fā)、分析等來理解和闡明大量數據所包含的生物學意義。生物信息學的發(fā)展已經使生物學研究從傳統(tǒng)的試驗分析和數據積累轉移到數據分析及其指導下的試驗驗證上來，因此，生物信息學將對醫(yī)學教育、生命科學研究及醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的繁榮與發(fā)展產生重大影響。為趕上現代醫(yī)學發(fā)展步伐，將計算機技術有效地應用到醫(yī)學教育及科研領域中去已成為我國醫(yī)學教育的一項戰(zhàn)略任務。

目前，生物信息學教學條件尚不成熟，缺乏完善的教學模式；因此，如何在高校進行生物信息學教學亟需探索。在此，我們希望探討在計算機教學中如何與生物信息學有機結合，更好地適應醫(yī)學教育現代化的要求,推動醫(yī)學教育的發(fā)展。

2.醫(yī)學院校計算機教學中引入生物信息網絡資源的具體實施方法

目前，醫(yī)學院校計算機教學集中在大學一、二年級的一個學年，有些是在一個學期內完成，其教學內容主要由理論教學、實驗教學和自主學習三部分組成，這三部分交替進行。值得注意的是，PBL(Problem-based Learming，也稱作問題式學習)的教學方法在醫(yī)學院校受到了推崇；它采用“以問題為導向的教學方法”和設計真實性任務相結合的教學模式，把學習設置于復雜的、有意義的現實問題中，通過學習者的自主探究和合作來解決問題，從而學習隱含在問題背后的科學知識，形成解決問題的技能和自主學習的能力，真正達到醫(yī)學計算機教學的目的。生物信息網絡資源的應用教學正是基于這種方法完成，主要分為三步進行：

A.在教學的初期，首先提出生物信息學的學習計劃

教師在計算機理論教學時向學生簡要說明進行生物信息網絡資源應用的學習計劃：通過網絡，自主學習了解生物信息學（教學初期開始，中期前完成）；由教師在機房講解并做示范，然后由學生自行操作完成生物信息網絡資源的應用（教學中期開始，可持續(xù)幾周時間，在本科目考試前兩周完成，提交報告）；教師評價學生的報告并給出成績，此成績占計算機學科成績的一定比例。

在教學初期，指導學生通過網絡自主學習并初步了解生物信息學的概念、發(fā)展等基本知識。在此過程中，可讓學生以小班為單位通過電子郵件的形式把學習的進展情況反饋給老師，以檢查和督促學生的學習。

B.在教學中后期進行具體的指導學習

教學內容包括問題設置以及具體操作流程；教學模式將結合分子生物學和基因工程等相關學科，建立以教學內容為核心的科研實驗和學生標準化實驗。主要由以下步驟組成——設置主題：給出一個待查詢基因或蛋白質的英文全名或者代碼；給出常用網址：包括常用數據庫、文獻和應用軟件等；查詢結果：指導學生如何從中獲取所需信息數據；提交報告：內容包括使用的網站名，數據庫版本及所獲得的基因序列、氨基酸序列及編碼等；教師作出評價。

C.讓學生熟悉相關數據庫及能從中找到并分析特定的數據是生物信息學教學的核心內容

隨著大量生物學實驗的數據積累，目前已有數以百計的生物信息數據庫，如日本的DDBJ、歐洲的EMBL、SWISS-PROT和美國的GenBank、PDB均是國際上著名的一級核酸或蛋白質數據庫，如何讓學生了解一級數據庫、掌握常用的二級數據庫使用方法，針對醫(yī)學生的特點一般而言，采用問題設置以及操作演示的教學方法讓學生在較短時間內掌握最常用數據庫的使用方法。具體方法如下：

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隨著計算機技術和生物技術的快速發(fā)展，MySQL數據庫課程不僅是計算機類專業(yè)、信息管理專業(yè)的重要專業(yè)課程，也是生物信息學專業(yè)的必修課程。MySQL數據庫作為應用型課程，其課程體系注重培養(yǎng)學生利用數據庫技術解決實際問題的能力，然而由于專業(yè)方向、教學手段、考核方式等方面的限制，容易使學生學習目標不明確、缺乏學習興趣，導致學習效果較差。如何改變生物信息學專業(yè)的MySQL數據庫教學現狀，是值得深入思考的問題，該文從教學實踐出發(fā)，探討MySQL數據庫課程在生物信息學專業(yè)中的重要性和教學方法。

1 MySQL數據庫特點

MySQL由瑞典MySQL AB公司開發(fā)的一款開放源碼的中小型關系數據庫管理系統(tǒng)，是當前網站開發(fā)中尤其是PHP開發(fā)中使用最為廣泛的數據庫。MySQL支持多線程充分利用CPU資源，提供TCP/IP、ODBC和JDBC等多種數據庫連接途徑，支持Linux、Solaris和Windows等多種操作系統(tǒng)，使用系統(tǒng)核心提供的多線程機制提供完全的多線程運行模式，提供了面向C、C++、Java、Perl、PHP和Python等編程語言接口，優(yōu)化SQL查詢算法，可有效地提高查詢速度。它具有操作簡單、體積小、速度快等優(yōu)點，語法簡單，容易被學生理解和接受，在編寫網站應用程序時，幾乎離不開數據庫，所以，在教學中選取MySQL作為教學用數據庫管理系統(tǒng)。

2 MySQL數據庫課程教學方法研究

MySQL數據庫具有很多特點，是網站應用程序不可缺少的重要部分。對于生物信息學專業(yè)的學生而言，使用很多數據庫，如，NCBI、UCSC等進行生物數據檢索，而獲得數據后，如何進行數據存儲、數據處理和分析成為一個重點難點問題。學習MySQL數據庫課程，能使學生快速地掌握使用方法，提高處理數據效率。為保證良好的MySQL數據庫教學效果，從以下幾方面開展教學方法研究和實踐。

2.1 理論與實踐緊密結合，調動學生學習興趣

根據MySQL數據庫理論性和應用性強的特點，為使學生全面掌握數據庫基本知識和技能，提出理論與實踐緊密結合的教學方法，重視課堂理論知識的傳授，緊密結合實踐訓練。例如：理論學習關系數據庫模型時，引入實例，指導學生從GenBank數據庫獲取核酸和蛋白質序列，調動學生主動思考，如何存儲為關系模型數據，加深學生對關系模型的理解和應用，并為同學分配任務，進行核酸和蛋白質序列的查詢、修改關系操作，通過這種具有專業(yè)特色的理論學習與實踐訓練相結合的教學方法，使學生掌握了MySQL數據庫理論知識的同時，也激勵同學主動開展實踐訓練，能夠使枯燥的理論知識變得生動有趣，使學生認識到MySQL數據庫課程的重要性，進一步促進生物信息學專業(yè)課程的學習。

2.2 項目與任務驅動結合，培養(yǎng)學生動手能力

針對MySQL數據庫課程的特點，開展項目與任務緊密結合的教學方法?？傮w上將課程劃分為若干階段的教學過程，并將教學過程分解在一個項目案例MySQL數據庫系統(tǒng)中。例如：構建人類疾病相關基因數據庫系統(tǒng)，將該項目劃分按照數據庫設計周期劃分為以下6個階段：需求分析階段、概念結構設計階段、邏輯結構高設計階段、物理結構設計階段，數據庫實施階段和數據庫運行與維護階段，分配子項目和子任務，包括人類疾病相關基因數據的獲得與處理、轉化為關系模型結構數據、數據模式分解、MySQL數據庫構建、關系表構建、數據類型設置、數據導入、創(chuàng)建索引、視圖、觸發(fā)器以及存儲過程等，充分調動學生學習的主動性，發(fā)揮主觀能動性，用項目和任務引導學生學習知識點，即把知識點的講授貫穿在實際應用項目的開發(fā)過程之中，指導學生掌握實際的MySQL數據庫的分析、設計與開發(fā)過程，培養(yǎng)學生動手研發(fā)能力。

2.3 考核與教學反思結合，優(yōu)化教學內容

目前，MySQL的數據庫課程理論與實踐考核存在考核過程效率低、考核內容覆蓋面小、考核方法少等問題使教師難以全面掌握學生的學習效果，所以，在考核過程中督促學生全面掌握數據庫相關知識，提出了可靠的理論與實踐考核方法，即制訂合理的考核內容計劃，構建全面的數據庫、試題庫、理論試題庫和實踐試題庫，全面覆蓋表與數據庫的創(chuàng)建、表結構的修改及索引的創(chuàng)建、數據操作、查詢及視圖、觸發(fā)器與存儲過程的創(chuàng)建、用戶與權限管理等，結合生物信息學專業(yè)知識進行理論和實踐考試，保證理論考試和實踐考試能夠全面真實地反映學生的掌握水平。同時，進行教學反思，即時糾正教學過程中還存在的問題，對于課堂上學生提出的一些獨特見解給予充分肯定，推廣的好方法、好思路、好見解，完善教學過程，拓寬教師的教學思路，提高教學水平。

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關鍵詞：蛋白質組；雙向電泳；雙向電泳；植物

中圖分類號：Q946.1文獻標識碼：A

由于基因的功能主要通過其編碼的蛋白質來實現，因此蛋白質是生命活動真正的執(zhí)行者。蛋白質組學是后基因組時代功能基因組學研究的新興學科和熱點領域，借助于多種技術從整體水平研究生物體內蛋白質。Cordwell等于1997年提出了功能蛋白質組（functional　proteome）的概念，即在特定時間、特定環(huán)境和實驗條件下基因組活躍表達的蛋白。蛋白質組學研究主要包括蛋白的表達模式和蛋白的功能模式兩個方面。

1蛋白質組分離技術

合理的樣品制備是獲得高分辨率、高重復性的2-DE圖譜的保證。植物蛋白質常用提取方法包括：酚提取法、分步提取法和TCA-丙酮沉淀法等。為了增加蛋白溶解液的溶解能力，常加入離液劑、表面活性劑、還原劑等。為了更好的使胞內低組分蛋白在2-DE膠中得以成像，蛋白的染色技術就顯得至關重要。常用的蛋白質的染色方法有銀染法、考馬斯亮藍染色、熒光染色、負染法和同位素標記等。利用圖像分析系統(tǒng)對2-DE凝膠圖像進行保存，以利于進一步的分析。圖像采集時，要注意掃描系統(tǒng)的分辨率及掃描方式，保證捕獲的蛋白點的光密度信息與蛋白點的表達豐度成正比。然后進行圖像分析，包括斑點檢測、背景消減、斑點配比和數據分析。

2蛋白質組鑒定技術

質譜技術具有高靈敏度、高通量及自動化，從而能與蛋白質組大規(guī)模研究相適應。其原理是將樣品分子離子化，根據離子間質荷比（m/z）的差異來分離并確定相對分子質量。質譜鑒定主要有兩種方法：肽質量指紋圖譜法（peptide　mass　fingerprint，PMF）和肽序列標簽法（peptide　sequence　tag，PST）。肽質量指紋圖譜的原理是通過測定一個蛋白質酶解混合物中肽段的電離飛行時間來確定其分子量等數據，這一圖譜對蛋白質應是專一而特異，然后所得的肽片斷質量與數據庫中理論肽質量相匹配。肽序列標簽技術是經質譜分析的肽段進一步斷裂，分解為氨基酸或含有C末端的片斷，再次進行質譜分析，得到肽序列信息。片斷的數據不僅可以在蛋白質序列數據庫中搜尋，還可以在核酸數據庫，如EST數據庫中搜尋。

3蛋白質組生物信息學技術

生物信息學通過對生物學實驗數據的采集、加工、存儲、檢索與分析，達到解釋數據所蘊含的生物學意義的目的。在進行蛋白質功能預測和結構分析時，生物信息學就成為蛋白質組學研究的核心技術之一。目前蛋白質組生物信息學主要圍繞對雙向電泳、質譜、蛋白質測序等實驗技術獲得的數據進行生物信息的獲取與加工等。數據庫是蛋白質組研究水平的標志和基礎。隨著蛋白質組數據庫的建立，出現了許多蛋白質組輔助分析軟件，主要包括三類：2-DE凝膠成像分析軟件、蛋白鑒定分析軟件和蛋白特征化軟件。蛋白質組研究依賴于生物信息學的理論、技術與數據庫，為迅速準確地研究和鑒定蛋白質奠定了基礎。

4雙向電泳技術在植物基因功能研究中的應用

植物在生長發(fā)育過程中會受到各種不利環(huán)境因子如高溫、低溫、干旱和高鹽等，植物感受這些逆境信號后通過信號轉導過程調節(jié)細胞內抗逆相關蛋白的表達，進而調整自身的生理狀態(tài)或形態(tài)的改變來適應不利環(huán)境。利用蛋白質組學技術為我們尋找更多且更有效的新抗逆相關基因或蛋白開辟了新的方向。

Bongani等以擬南芥細胞懸浮培養(yǎng)物為材料，系統(tǒng)研究了鹽脅迫和高滲脅迫對植物細胞蛋白質的影響。研究發(fā)現在脅迫條件下有266個蛋白表現出豐度的變化。鑒定出了75個差異蛋白，分屬于10個功能類型［1］。Lee等研究了水稻葉片在低溫脅迫下低豐度蛋白的表達。蛋白樣品經雙向電泳分離，使用MALDI-TOF質譜技術及ESI　MS-MS技術分析鑒定蛋白點，共發(fā)現12個上調表達蛋白，同時鑒定出一些新的蛋白，為進一步提高轉基因植物的耐冷性的研究提供了理論基礎［2］。Li等利用雙向電泳技術和MALDI-TOF/MS技術分析了鐵離子對番茄根中蛋白表達的影響，共得到97個差異表達的蛋白，其中上調表達蛋白涉及代謝途徑［3］。采用2-DE技術對轉基因prosystemin煙草植株葉片進行蛋白質組分析，研究表明番茄中系統(tǒng)素基因在煙草中組成型表達影響蛋白合成，經統(tǒng)計分析，顯著差異的蛋白點為21個［4］。

采用蛋白質組學的方法分析CA-OsRac1水稻，共檢測到258個表達發(fā)生變化的蛋白，其中206個被上調，52個被下調。SE激發(fā)子誘導100個蛋白表達，其中87個同時也是受CA-OsRac1調控，這表明OsRac1在抗病反應中起很重要的作用［5］。為了研究超表達S-腺苷甲硫氨酸脫羧酶（AdoMetDC）對轉基因植株影響和多胺分解，采用蛋白質組技術分析轉基因煙草葉片蛋白質組。研究發(fā)現，在轉基因植株中只有一系列葉綠體核糖白同源異構體發(fā)生變化，且蛋白表達豐度降低。同時，超表達AdoMetDC引起　PR1防衛(wèi)蛋白家族8個同源異構體的上調表達，如PR-1a，PR-1b　和PR-1c等［6］。

5結論

蛋白質組學是蛋白質水平上直接研究基因功能的有效工具。但蛋白質組技術仍存在一些問題，如蛋白樣品制備效率低；疏水性蛋白分離難度大；蛋白質組定量問題等。并且植物中大部分蛋白未能有效鑒定，植物蛋白質組學研究仍主要集中在少數測序的植物。隨著蛋白質研究技術不斷完善，以及植物EST數據庫的豐富，蛋白質組學在植物脅迫應答調控途徑中研究將越來越廣泛和深入。

參考文獻

［1］Bongani　KN，Stephen　C，William　JS，et　al．，Identification　of　Arabidopsis　salt　and　osmotic　stress　responsive　proteins　using　two-dimensional　difference　gel　electrophoresis　and　mass　spectrometry［J］．Proteomics．2005（05）：4185-4196．

［2］Lee　DG，Ahsan　N，Lee　SH，et　al．，A　approach　to　identify　cold-induced　low-abundant　proteins　in　rice　leaf，2007（330）：215-225．

［3］Li　J，Wu　XD，Hao　ST，et　al．，Proteomic　response　to　iron　deficiency　in　tomato　root［J］．Proteomics，2008（08）：2299-2311．

［4］Rocco　M，Corrado　G，Arena　S，et　al．，The　expression　of　tomato　prosystemin　gene　in　tobacco　plants　highly　affects　host　proteomic　repertoire．J．Proteomics，2008（71）：176-185．

篇9

細節(jié)推斷題相對來講其涵蓋的范圍比較廣泛，涉及題目的各個方面和細節(jié)，對于考生來說難度較高。在出題的過程中容易設置思維陷阱，如果考生稍不留神，很可能被誤導造成錯選。因此，要把握好細節(jié)推斷題，就要充分了解題目設置的陷阱有哪些，有備無患自然萬無一失。

細節(jié)推斷題的解題關鍵是掌握這種試題在命題中常用的五大命題陷阱，即：范圍錯誤、概念錯誤、邏輯錯誤、程度錯誤、過度推理。

【真題演練】

基于細節(jié)題以上的特點，我們要明確哪些陷阱容易在出題是設置。我們根據設置陷阱的方式，把細節(jié)題分為如下五類：

一、范圍錯誤

1.世界遺產公約規(guī)定，世界遺產所在地國家必須保證遺產的真實性和完整性。世界遺產的功能，第一層是科學研究，第二層是教育功能，最后才是旅游功能。目前很多地方都在逐步改正，但還有諸多不盡人意的地方。

從這段文字我們不能推出的是（）。

A．世界遺產所在地國家應該妥善保護世界遺產

B．世界遺產最寶貴的價值是其科學研究價值

C．目前仍有不少違反世界遺產公約的行為存在

D．所有世界遺產所在地國家都過分注重其旅游功能

【解析】D是正確答案。根據語段“世界遺產所在地國家必須保證遺產的真實性和完整性”，可以推知A；根據語段“世界遺產的功能，第一層是科學研究”，我們可以推知B；根據語段“目前很多地方都在逐步改正，但還有諸多不盡人意的地方”，我們可以推知C；D的表述過于絕對，并非所有的國家都有如此行為，而是語段中的“很多地方”，因此屬于擴大范圍錯誤。

二、概念錯誤

2.信息科學和醫(yī)學的結合將產生不可估量的影響。遠程醫(yī)療將得到普及，智能機器人用于診斷和治療已初見端倪，生物信息學不僅將用于大量生物醫(yī)學數據及處理、分析與儲存，而且將直接用于醫(yī)療技術中。

對這段話理解不準確的是（）。

A.遠程醫(yī)療將得到普及

B.利用生物學對大量生物醫(yī)療數據進行處理、分析與儲存

C.智能機器人用于診斷和治療已初見端倪

D.生物信息學將直接用于醫(yī)療技術中。

【解析】B本題考查的是片段閱讀中常見的錯誤選項設置形式——偷換概念。

3.自然資源稀缺，產權就非常重要。因為產權明確，人們再也不會超負荷放牧。到發(fā)達國家農牧業(yè)地區(qū)看過的人都知道，分割牧場使用的都是鐵絲網，這全是君子界線，堵不住小人。但是在一個法制的社會，這種防君子不防小人的界線，是具有法律權威的。難怪有一本書說鐵絲網是19世紀人類社會十大發(fā)明之一。

下面不符合這段話所表達的意思的是（）。

A．產權的劃分要有法律來保障

B．鐵絲網只有在法制社會才起作用

C．法律能約束君子但不能約束小人

D．產權明確可以防止自然資源的過度開發(fā)

【解析】C是正確答案。典型的概念偷換，從語段中“分割牧場使用的都是鐵絲網，這全是君子界線，堵不住小人”，可知C將“鐵絲網”偷換成“法律”，故C錯誤；A從語段首句和倒數第二句可以推出；B可以根據語段“但是在一個法制的社會，這種防君子不防小人的界線，是具有法律權威的”推出；D可以從語段的“因為產權明確，人們再也不會超負荷放牧”中推出。

“生物信息學”偷換成“生物學”。

三、邏輯錯誤

4．幽默使人如沐春風，也能解除尷尬。一個懂得幽默的人，會知道如何化解眼前的障礙。我們有時無意中讓緊張代替了輕松，讓嚴肅代替了平易，一不小心就變成了無趣的人。

對這段話，理解不準確的是（）。

A．緊張的生活需要幽默調劑B．許多人在生活中不擅長使用幽默

C．生活中，幽默可以化解許多難堪D．有情趣的生活，是因為有了幽默

【解析】DD項是明顯的邏輯錯誤。材料強調幽默可化解眼前的障礙，使人變得輕松起來，增加了生活的情趣。邏輯關系為：幽默是原因，生活有情趣是結果。D選項剛好犯了邏輯顛倒的錯誤。

5．運動損傷后，經過一段時間的治療和休息，腫脹、疼痛癥狀逐漸消失，許多人以為完全康復了，其實不然。在損傷恢復的后期，仍要在不加重疼痛的前提下，加強受傷部位的功能性鍛煉，防止受傷部位因長期代謝障礙而引起組織變形或功能改變，只有這樣才能徹底康復。根據這段話，理解正確的是（）。

A．運動損傷后要經過長時間的治療和休息

B．功能性鍛煉是運動損傷的輔助治療手段

C．損傷恢復后期是進行功能性鍛煉的最佳階段

D．根據疼痛癥狀是否消失可以確定病人是否康復

【解析】B從“在損傷恢復的后期，仍要在不加重疼痛的前提下，加強受傷部位的功能性鍛煉，防止受傷部位因長期代謝障礙而引起組織變形或功能改變，只有這樣才能徹底康復”可知：功能性鍛煉是運動損傷的輔助治療手段。A項“經過長時間的治療和休息”的說法，屬于邏輯錯誤，將“功能性鍛煉”等同于“治療和休息”。C選項中所謂“最佳階段”，并不能從文中得出這個結論。D項明顯曲解文意。

四、程度錯誤

6．專家認為，如果汽車技術行業(yè)經過長年的研發(fā)能降低3％的油耗，就可以算是非常顯著的研究成果了；但即使是能降低3％的油耗，對實際生活中的消費者來說也不太明顯。而且汽車生產廠家在不影響加速動力性的情況下，已經在盡量省油，目前生產的汽車在節(jié)油和動力方面的效果已經達到了最佳配置比。

根據這段話，以下說法正確的是（）。

A．汽車消費者對能否節(jié)約3％的汽油不在乎

B．目前生產的汽車已經達到了最佳的制動效果

C．無論汽車技術怎么發(fā)展，節(jié)油效果都不會很顯著

D．在節(jié)油和動力的最佳配置比方面再尋求突破難度很大

【解析】D“對實際生活中的消費者來說也不太明顯”并不是說“消費者對能否節(jié)約3％的汽油不在乎”，故A程度把握不正確；B選項偷換概念，把“節(jié)油和動力方面的效果”偷換為“制動效果”。C明顯程度錯誤。根據“目前生產的汽車在節(jié)油和動力方面的效果已經達到了最佳配置比”知既然是最佳，再尋求突破當然難度很大。

五、過度推理

7.這段長城是明代長城的一部分，在軍事上有著極其重要的戰(zhàn)略意義。它西面的古北口，是進關的必經之路，歷來是兵家必爭之地。明大將徐達當初督修的這段長城，高不過一丈二尺，寬不過九尺。到明穆宗慶隆元年，戚繼光鎮(zhèn)守北疆，又調集士卒繼續(xù)進行艱巨的修墻、筑臺工程。據記載，在戚繼光鎮(zhèn)守北疆的十六年間，北部邊防沒有出現過大的動亂。京師的安全得到了可靠的保證。

這段話沒有包含下列哪個觀點？（）

A．這段長城是明代長城的一部分，戚繼光主持修的長城比徐達督修的長城更高、更長

B．這段長城在軍事上有著極其重要的戰(zhàn)略意義

C．這段長城據守著進關的必經之路，是兵家必爭之地

篇10

本書共有28章，分為11部分。第1部分 轉化研究的障礙，含第1-2章：1.轉化研究的復雜性；2.甲基化、蛋氨酸與隱喻。

第2部分 臨床應用中的整合新興科學，含第3-6章：3.臨床醫(yī)學中的整合新興科學；4.微小RNA在人類疾病中的臨床意義；5.整合新興科學進入臨床實踐：不切除治療轉移性前列腺癌；6.早期癌癥臨床實驗募集：障礙與機會。

第3部分 轉化研究的組織、優(yōu)化、評述與資金支持。含7-8章：7.癌癥相關的基金項目；8.生物醫(yī)學進行轉化研究中同行評議過程的挑戰(zhàn)。

第4部分 癌癥研究中的轉化科學，含第9-12章：9.對癌癥患者臨床實驗轉化性新興免疫案例的理解；10.癌癥中酪氨酸激酶抑制劑的轉化性研究；11.兒童與青少年b細胞淋巴癌：從研究到臨床再到研究；12.基于肺癌的轉化研究的進展。

第5部分 傳染病學中的轉化科學，含第13章：13.傳染病分子診斷的轉化研究。

第6部分 內分泌學與營養(yǎng)學中的轉化科學，含第14-16章：14.臨床實踐研究：肥胖學；15.肥胖與二型糖尿病的轉化研究；16.轉化科學進入實踐：肥胖病與糖尿病患者需要什么？

第7部分 轉化科學與神經系統(tǒng)學，含第17-19章：17.轉化性神經系統(tǒng)學：從數學模型到臨床實踐；18.老年癡呆癥：根據臨床前與臨床研究討論“研究到臨床”與“臨床到研究”兩條路線；19.神經干細胞病毒療法治療多形性成膠質細胞瘤：轉化方面。

第8部分 干細胞與轉化科學，含第20-21章：20.干細胞與轉化研究的挑戰(zhàn)；21.干細胞與轉化研究。

第9部分 轉化科學對公共衛(wèi)生與行為科學的作用，含第22-23章：22.吸食煙草與癌癥患者之間的關系；23.行為學與公共衛(wèi)生中轉化科學的作用。

第10部分 轉化流行病學、生物統(tǒng)計學與信息學，含第24-25章：24.轉化流行病、生物統(tǒng)計學與生物信息學；25.臨床實踐中個性化醫(yī)療的研究方法：系統(tǒng)回顧。