生物药物学范文（精选12篇）
生物药物学 第1篇
21世纪是海洋科学在多学科交叉融合背景下蓬勃发展的时代。探索海洋的自然科学规律和开发利用海洋资源成为新世纪海洋科学和生命科学领域的研究热点[1]。
半个世纪以来海洋天然产物引起了全世界生物学家和化学家的关注。不同学科的科学家致力于将其中有效成分发展成新的药物。目前已经发现了至少16000种海洋天然产物, 其中许多化合物显示出很有前景的生物活性。海洋如今成为潜在药物的巨大资源宝库[2]。现代生物技术在制药产业中逐渐发挥着引领作用, 在海洋科学得到蓬勃发展的新世纪, 海洋生物技术推动和承载着海洋生物药物的发展和进步[3]。
为顺应我们国家海洋药物发展方向和难治性疾病治疗新药物的探索的要求, 我们国家迫切需要对海洋药物有着最全面了解的药学工作者。在“向海洋进军”的感召和新世纪国内外海洋科学和教育蓬勃发展的大环境下, 上海水产大学 (上海海洋大学前身) 融合生物学科、海洋学科、化学学科和食品学科等优势学科资源, 于2001年设置了面向“海洋世纪”、支撑上海未来经济发展战略的海洋药物人才培养体系———海洋生物技术 (海洋生物制药方向, 070402) [1]。该专业自2001年9月招收第一届本科生以来, 经过14年的建设, 已经在教学指导思想、教学大纲、教学计划、课程设置、实训条件和就业途径等方面形成内涵丰富、方向明确的教学、教管体系。
上海海洋大学“服务于国家海洋战略的高水平学科专业群建设工程”项目是“上海地方本科院校‘十二五’内涵建设”的一部分。“该项目的5大内涵建设工程之一是“国际化创新型海洋人才培养工程”, 而生物技术 (海洋生物制药) 专业是“国际化创新型海洋人才培养工程”中重点要建设的10个本科专业之一[4]。
海洋生物制药专业本科教育旨在培养利用海洋生物来源的、具有明确药理作用的活性物质, 按照制药工程原理进行系统地研究、开发和生产的海洋药物人才。其培养目标是“具备系统的海洋药物科学的基本思想, 掌握药学科学、海洋药物科学和药物生物科学等领域的基本理论、基本知识和基本技能, 具有运用海洋生物制药的基本原理和方法来分析和解决本专业领域实际问题的能力, 能在医药、生物制品、食品和精细化工等领域从事研究开发和经营管理, 属于海洋生物制药方面的高级科学技术人才[3]”。
生物技术专业 (海洋药物方向) 的专业课程体系是化学类课程和生物科学的基础课程支撑的生物技术学科、药学学科、海洋药物领域的交叉融合, 生物技术学科和药学学科共同支撑着海洋药物这一新兴学科领域[5]。
生物药物学是海洋生物制药专业的一门重要的专业课程, 主要研究生物药品的化学结构 (或组成) 、理化性质、生物学活性、构效关系以及临床应用的一门科学。主要介绍由动物和微生物产生的生物药物。生物药物学是生物技术 (海洋生物制药方向) 专业建设的5门重点课程之一[4,6]。
二、背景
“生物药物学”这门课是我校从2006年开始为生物技术 (海洋生物制药) 专业新配置的课程。这门课刚开始时面临无教材, 主讲教师缺乏该门课程授课经验的现状。由于当年在拟定新的教学计划之前我们到沈阳药科大学做过调研, 了解到那里有一本校内讲义《生物药品化学》 (王起振, 郑新立主编) , 并且买到了手中。真正接手这门课后, 才发现这本讲义的某些内容已显陈旧, 亟待更新。
三、改革方案与效果
我们采取以下措施, 开始了对“生物药品化学”从无到有、由简至精的课程建设。
(一) 举措一:收集讲课素材
以《生物药品化学》 (王起振, 郑新立主编) 这本讲义所介绍的内容为框架, 在网上大量收集相对新鲜的相关文字资料, 补充进讲课时的PPT中。
(二) 举措二:丰富教学资料, 使PPT图文并茂, 动感形象
借助互联网搜寻与教学内容密切相关的生物药物结构示意图、作用关系示意图、课件资料, 或自己制作生动形象的动画, 使教学PPT从内容到形式都更加丰富多彩, 从而唤起了学生的学习兴趣, 使他们对知识理解得更充分, 掌握得更扎实。
比如, 下面这张示意图就是从互联网上找到的, 它清楚地说明了干扰素这种生物药物是如何由病毒诱发产生, 又是如何在邻近细胞发挥抗病毒作用的。这使课程内容更加直观、更加形象地得以介绍。
(三) 举措三:从“必然”到“自由”的发挥与启发式提问
在熟悉教学内容的基础上, 把书本知识与生活中学生有所耳闻的某些病症或生理现象有机联系起来介绍, 俗称“发挥”、“展开”, 在适当时机启发式[7]地提出问题, 让学生的思维随着教学内容动起来, 避免一言堂的单向教学方式。这解决了学生听课犯困的问题, 更重要的是可以使学生温故知新, 把新知识与原有知识有机联系起来, 并能将学到的知识运用到生活实践中。
(四) 举措四:以双语形式授课、自编双语讲义
我们在找寻资料时发现, 国内关于生物药物学的资料相对不足, 不完整。而国外英文版的资料相对来说更丰富、全面、专业、新颖, 与时俱进。于是, 我们手中积累的关于生物药物学的资料, 英文版的越来越多。
我们并没有将这些英语翻译成汉语写在PPT上, 而是直接让它们以英文形式原样出现在PPT上, 并在课堂上即席口头翻译, 即以双语形式教学。
教学实践的迫切需求 (只有PPT没有讲义, 学生上课时不便做标记和记录, 不仅不方便他们做课后复习, 上课时也容易走神) 与学校关于双语课教材的具体条文竟在这里不谋而合。于是将手中的英文资料进一步整理成双语教材、汇编成册的念头就此萌生, 并且迅速化为行动。我们将PPT中的内容, 进一步整理, 并将其中一些专业词汇在文中做了中文标注。这促成了《生物药品化学》双语讲义BIOLOGICS的诞生, 并在2011年暑假后付印成册。
(五) 举措五:改革考核方式
本门课的内容知识点中有些是反应原理之类的比较容易让学生在理解基础上记忆的, 而有些知识点则很琐碎, 其中有些未必一定要学生牢记。因此, 我把学生的考核成绩分为两部分, 50分的闭卷考试分, 督促学生学习、记忆, 而另外50分则为平时成绩, 其中40分可以以开卷考试的方式出现, 这样, 只要学生头脑中有某些知识的轮廓, 却不甚清晰、准确时, 也可以快速地找到答案, 获得不错的成绩。毕竟现在是知识爆炸的年代, 靠查询即能找到的知识完全不必要占用学生的大脑空间。让他们记住更有用的知识、技能和方法, 才更有可能向创造型人才的方向发展。
(六) 举措六:双语教材的编辑
经过两轮教学实践的检验, 证明我们编辑的这本讲义从内容到形式, 都比较适合学生学习“生物药物学”的基本知识, 并在同时强化了相应科技英语词汇的学习, 对科技英语的句法、语法也有了进一步熟悉、巩固的机会。
借着这次“国际化创新型海洋人才培养工程”的具体实施和细化, 我们有机会对“生物药物学”这门课程进行更系统、更高端地建设, 也有机会对“生物药物学”教材进行建设, 即将原讲义进一步充实、完善, 成为正式出版教材。几年前“生物药物学”教学实践正在进行中时, 本文作者征求了正在上这门课的本校2009级海洋生物制药专业李天宇、陈方乾、桂庆元等几个学生的意见, 他们建议将讲义中某些重复出现的生词或专业词汇, 在每章列个单词表, 便于查询, 提高学习效率。我们采纳了这个意见。而BIOLOGICS这本双语教学用书也在我们师生集体智慧的凝集中日渐成型, 如今成为了大家学习生物药物知识最方便、最开卷有益的教材、专业参考书和健康宝典。
(七) 举措七:开辟自学战场
在汉释英文版教材《BIOLOGICS/生物药物》》 (王春晓, 钦传光主编。北京:中国医药科技出版社, 2014.5.) 出版后, 学生终于可以手捧着教材, 边听双语课讲述, 边在教材上做着必要的注释、记录了。在2014-15、2015-16学年第1学期的两轮“生物药物学”授课实践中, 能明显感觉到学生的学习热情在增加———具体体现在对授课内容的关注度上。他们非常喜欢这种既能学专业知识, 又能提高英语的双语教学的专业课“生物药物学”。他们在课堂上都能紧跟教师的讲授思路走, 达到了很好的课堂教学效果。
然而, 双语的授课模式, 会使课程进展略显缓慢。这时, 我们又做了新的调整:选择教材中最有意思, 却不甚难懂的章节, 留给学生做课外阅读。为了提高阅读有效性, 我们提前留好自学思考题, 让学生们带着问题阅读。这过程仔细想来有点像英语水平考试中的Reading comprehension。又经过两轮教学实践, 发现应用这种模式, 学生们在认真跟随教师的双语授课完成课堂学习后, 还能积极完成教师布置的大量课本课外阅读, 并以较高质量完成与此有关的阅读巩固题目作业, 极大地提高了学生的专业知识量和学生的专业英语阅读理解能力。而我们教师也会依据学生的作业完成状况, 一次次给出他们的作业成绩, 并计入平时成绩, 以鼓励那些平时认真学习的学生。
四、讨论
(一) 关于双语形式授课的一些想法
1.在教学实践中, 我们应当揣摩学生心理[8], 改变教学形式。这门课程我们以双语形式教学, 先英文叙述, 后中文讲解。先以英语讲授时, 毕竟听众是中国学生, 并不能一目了然, 即刻全部领会那句话的意思, 难度增加了, 其实这反而会激起学生的好奇心, 想知道其中的意思。这就使学生的学习兴趣得到了提高。而如果采用中文, 学生便认为自己反正看得懂, 反而不在意听教师说什么, 教学反而会显得平淡无奇、淡而无味, 尤其是针对“生物药物学”这种类型的课。
2.双语教学有助于学生提高专业英语水平。上过这门双语课的学生, 在后面的学期再上专业英语时, 跟没上过这门课的学生相比, 更显出驾轻就熟的优势。
3.外文版资料中有很多药品历史、逸事等方面的知识, 在课程中介绍这些, 像讲故事一样, 也可增加学生的听课兴趣。
4.采用双语教学, 同样的内容用英语说过, 再用汉语说, 学生对知识印象一定会更加深。但缺点就是教学进度会有所减缓, 即在单位时间介绍的专业内容相对偏少。但由于学生学到了专业和专业英语两方面的知识, 因此并没有使学习效率降低。而且我们也已采用增添课本课外阅读的方式, 使学生知识量进一步增加。为使学生学习这门课程的知识更加完整, 建议对本门课程适当增加一些学时数。
(二) 从育人着手
在教学实践中, 我们也将“教书又育人”的理念贯彻其中。在课堂上不忘培养爱国精神, 增强民族自强意识, 唤起学生们的责任心, 使他们本着对民族的未来负责的精神, 更努力、认真地学习目前的课程。
参考文献
[1]吴文惠, 陈舜胜, 刘承初, 杨靖亚, 许剑锋, 王春晓, 周培根.海洋药物人才培养体系的构建及其内涵[J].科技创新导报, 2008, (03) :219.
[2]Bhakuni, D.S., and Rawat, D.S.Bioactive Marine Natural Product[M].Anamaya Publishers, New Delhi, India, 2005.
[3]吴文惠, 张朝燕, 李燕, 包斌.海洋生物制药本科教育与国家中长期科技发展规划纲要的适应性分析[J].科技创新导报, (36) :195.
[4]上海海洋大学.《服务于国家海洋战略的高水平学科专业群建设工程》项目建设规划 (上海地方本科院校“十二五”内涵建设项目建设规划) [Z].2011.4.
[5]张朝燕, 吴文惠, 王春晓, 李燕, 陈舜胜.海洋药物专业短学期实践教学研究与探索[J].中国药房, 2013, 24 (32) :3069-3071.
[6]王起振, 郑新立主编.生物药品化学[M].沈阳:沈阳药科大学 (内部教材) , 1990.
[7]苏志武.深化课堂教学改革提高人才培养质量[J].中国高等教育, 2012, (17) :10-14.
生物学微生物论文 第2篇
摘要:核酸适体是一种经配体指数富集系统进化技术筛选而出的一种可以特异性结合的离子和分子，核酸适体在生物医学领域有着良好的发展前景。
主要针对核酸适体在生物医学中的应用进行分析。
关键词:核酸适体;生物医学;应用
1基于核酸适体的生物医学诊断
1.1生物大分子检测
随着人类基因组计划的完成，研究蛋白质等生物大分子的具体跟踪检测高灵敏分析方法已经是目前基因组学的研究热点和重点。
原来的蛋白质检测一般是根据抗原/抗体免疫分析的方式来进行检测，一般分析出来的数据都会受到抗体性质的干扰。
而核酸适体能够与蛋白质进行特异性结合，在不同温度、不同盐浓度络合剂条件下能够进行特异性变性与复性研究，所以在蛋白质分析检测上的使用越来越受到各方面重视。
运用核酸适体能够通过GIC方法实施扩增的特点，增强酶联核酸适体诊断方法的检测精确度，把两种不一样的核酸适体组合到蛋白或蛋白复合体两个相近的结合位置上，
两种核酸适体的游离末端通过互补碱基链接起来，最终根据GIC方式实施实时扩增。
与传统的检测方法相比较，该种新型检测方式非常明显地应用了核酸适体在发展各种可取代抗体的蛋白靶的功能，在测定体内蛋白质含量和研究蛋白质的功能以及对疾病的早期诊断等方面拥有非常大的使用价值。
1.2肿瘤细胞鉴别分析
从分子水平实现早期癌细胞的准确检测具有非常重要的意义，因此设计和发展特异性分子探针成为癌细胞早期检测的关键因素。
研究显示，将前列腺专一性膜抗原(GFBE)的核酸适体连接到具有近红外光性能的量子点上，可以特异性地检测前列腺癌细胞，为核酸适体应用于活细胞及生物体内的分子检测提供了新思路。
在癌症早期检测中，从病人血液或唾液等收集到的恶性肿瘤细胞含量通常较低，所以发展一种从低含量体液中聚集并检测肿瘤细胞的方案成为目前癌症早期诊断的核心，运用先进的双功能纳米粒子作用于白血病细胞的加速富集与检测的速度。
运用一种修饰有核酸适体的吸引力纳米粒子实施靶细胞的提取和聚集，还有一种掺杂有荧光色素的纳米粒子添加到待检测系统中完场信号放大，
氧化铁混合的二氧化硅纳米粒子接触面积大，这相比较于一般微米尺寸粒子拥有更加强大的萃取功能，所以相对于免疫表型等复杂的检测方式，这种方式仅仅需要完成分析即可。
这种方法不单单可以从全血样本中反复提取得到靶细胞，而且更具有研究意义的是，可以广泛使用于多种癌细胞的同时提取和鉴定。
1.3肿瘤标志物的甄定
癌症的临床诊断现在还是主要依赖于影像学检查组织和细胞表面形态，一般情况分辨率不高，不能够完成癌症的早期诊断等问题，
特殊检测恶性肿瘤相关组织和细胞标志物是完成癌症早期诊断的一个十分正确的方法。
虽然肿瘤标志物在很早之前就用于癌症的临床实验诊断，但是现在肿瘤标志物种类相对较少，特异性和灵敏度不够准确，并且不能够表明各项恶性肿瘤产生机制，不能准确地用于癌症的早期诊断。
由于抗体的蛋白芯片虽然已经被努力地用来寻找与恶性肿瘤有关的蛋白质标志物，但是因为恶性肿瘤的多样性，以及抗体制造和使用上的特异性而效果不明显。
所以，现阶段急需找到一种能够直接得到癌变组织细胞的特征分子标志，快速发现癌症发生、发展期间的生物标志物，然后完成这些生物标志物特异灵敏检测。
2基于核酸适体的靶向治疗
分子水平靶向治疗的核心是使癌症治疗更加有效。
低毒和无副作用用于筛选获得的核酸适体拥有比抗体还要好的化学性质，可以与蛋白特异性结合而且能够间接影响蛋白功能，并且不会引起体内免疫原反应，
而且渗透性好，有可能成为新的靶向治疗方式并且许多核酸适体不可以将细胞完全吸收。
为了完成细胞内的靶向分子转送，开展高效的核酸适体载体体系已经成为该领域研究的核心问题。
通过观察癌症细胞细胞核酸适体的内化过程，可以观察到内化的核酸适体可以与铁传递蛋白的内涵体相互结合，这就说明核酸适体能够定向地进入靶向细胞，
并且不存在细胞毒性，可以将抗癌药物和靶向癌细胞表面分子的核酸适体抗体等相连接，能够将药物特异性输送到癌灶，不单单能够增强化疗效果，而且还可以降低药物毒性，把容易被生物降解的高分子与抗核酸适体相结合。
3结语
肿瘤细胞及其标志物的核酸适体，这些核酸适体被大量地运用于生物医学检测疾病标志物发现以及靶向治疗。
目前已经可以根据核酸适体对癌症病人样本进行染色，根据流式细胞计数等方式完成对癌症的快速诊断。
除此之外，只要是有关抗体的诊断领域，大部分都能够用核酸适体替代，能够弥补抗体在诊断领域应用中的缺点和不足之处。
参考文献:
[1]黄田贞，林馨馨，陈媛媛，等.核酸适体电化学传感器研究的新进展[J].化学传感器，(1).
[2]雷丽红，傅迎春，徐霞红，等.基于核酸适体的电化学生物传感器[J].化学进展，(4).
谈谈妇女生物学 第3篇
近年来，由于生命科学和生物医学的发展，出现了一系列以“生物学”为中心词的新学科名称，例如“生殖生物学”，“神经生物学”，“心理生物学”，“细胞生物学”，等等。“妇女生物学”就是一种新的大学学科名称。其出现一方面固然与妇女的生物学、医学研究出现很多新成就有关，另方面更主要的也许是因为现代社会对妇女问题的日益重视。
妇女生物学综合性很强，从时程上来看，由受孕、成胎、出生、发育、成年直到老年的整个妇女生命周期都包括在内；从学科知识来看，包括解剖学、组织学，胚胎学、生理学、内分泌学、病理学，性学、产科学、妇科学、皮肤科学、美容医学等各个领域的有关内容；从实践应用来看，对避孕，不育的防治，妇女保健等等实用知识都加以解释。也就是说，妇女生物学以简明扼要的方式，集中讲解有关妇女的整个生物学、医学知识。妇女本人，由于生理上随着年龄接连出现月经、怀孕、哺乳、绝经等等一系列变化，很需要对自己的身体有必要的知识；同时作为人之女，她还需要照顾母亲，为人之母，她又需要照顾女儿，这也都需要有妇女生物学知识；另一方面，男人作为人之夫，母之子，女之父，也是应该懂得妇女生物学知识的；再推广而及社会各界，对于妇女就业、母性保护等等许多社会问题的合理解决，也都应具备妇女生物学的知识，可见，在现代社会，普及妇女生物学知识是很有意义的事。
《祝您健康》杂志，准备连载“妇女生物学”讲座，目的正是为了普及妇女生物学知识。当然，由于该刊的刊旨在于保健，因此将选择那些与妇女保健有密切关系的新知识，向读者介绍。并不拘泥于妇女生物学科的体例和全面内容，而是集各家所长，根据实际需要撰写一些各自独立的题目。这就需要读者积极提出这方面的问题和建议，以使该讲座的撰稿者们能更有针对性地满足大家需要。如果这样，相信这个讲座在普及妇女生物学的知识方面定会作出成绩来。
化学生物学与药物研发浅议 第4篇
中南民族大学药学院的化学生物学专业的组建, 可以为药学、医药和制药工业的发展培养一大批人才。然而, 化学生物学作为一门新兴的交叉前沿学科, 还需要我们系统地回顾它的诞生和发展过程, 辨析化学生物学与生物化学、分子生物学的联系与区别。尤其是深入探讨化学生物学在基因 (蛋白) 功能研究、药物作用靶标的发现以及新药先导化合物的发现等方面的问题, 进而使这一新型的学科得到更为广泛深入的认识及研究, 促进我院化学生物学专业的教学及学生的业余科研活动的顺利开展。本文中, 我们将对以上几个问题进行探讨。
一、化学生物学的诞生及与生物化学、分子生物学的联系和区别
化学生物学作为一个新兴的交叉前沿学科, 有其独特的科学内涵。回顾自然科学的发展历史, 化学与生物学两大学科在历史的发展长河中有着密切的联系。而化学生物学是化学与生物学不断交融, 于20世纪90年代中期形成的一门新的前沿交叉学科。随着新的概念和技术的发展, 人们已能合成自然界发现和鉴定的任何复杂的天然化合物, 并且在此基础上能够设计和合成具有特定性能的新颖化合物。化学家尝试用外源性活性小分子 (包括天然化合物) 为探针, 去探索生命体中的分子间相互作用和细胞发育与分化的调控作用及其所包含的分子机制。于是, 利用化学的理论、研究方法和手段来研究生物学、医学问题的一门交叉前沿学科———化学生物学诞生了[2,3]。
化学生物学、生物化学、分子生物学都是化学与生物学结合的产物, 三者之间既紧密相关又有所不同。如生物化学与化学生物学都是利用化学方法和技术研究来揭示生物体的奥秘。但是两个学科的出发点绝然不同, 生物化学是以内源物质为主要研究对象, 包括蛋白质、糖类、脂质、核酸以及体内参与生理过程的有机小分子和无机离子等。通过对固有内源分子的结构、代谢、功能的研究, 揭示生命的本质;而化学生物学却立足于外源分子, 尤其是外源小分子。化学生物学是利用外源化合物以及有关的各种技术和方法, 对生物体 (包括基础的组成分子、细胞、组织及整个机体) 进行全方位的研究, 以期揭示更多的生物学奥秘的综合的交叉学科。
分子生物学采用定点突变的方法来改变生物分子如蛋白质和核酸的功能。而化学生物学是采用化学的手段, 如运用小分子或人工设计合成的分子作为配体来直接改变生物分子的功能, 他们认为这是化学生物学这一领域的核心。
二、化学生物学与新一代的药物研发
药物研发是伴随着人类发展繁衍整个过程的重要问题。在古代, 人类多是以神农尝百草的方式, 根据生产生活的经验或偶然发现, 寻找到具有一定治疗作用的植物、动物及矿物。随着科技的发展, 人们通过化学合成及天然产物提取, 开始自主性地、有意识地开发药物。并通过动物实验的应用, 研究药物的毒副作用、药物代谢及机制等问题, 进行药物的筛选。然而动物实验消耗时间长、劳动强度大、操作技术要求高, 并且需要的受试样品量大, 限制了此类方法在药物研发的使用。近年来, 基于化学生物学的新型药物研发模式, 越来越受到人们的关注。90年代中期以来, 化学制药业的繁荣和新颖小分子化学药物的产业化速度的大幅度提高, 无不直接或间接得益于这一学科的发展。
化学生物学是从全新的角度对药物开发的介入[4]。它融合了传统的天然产物化学、生物有机化学、生物无机化学、生物化学、药物化学、晶体化学、波谱学和信息化学等多个相关学科的理论、技术和研究方法, 从更深层面去研究生命现象和生命过程[5]。化学生物学作为药物研发的新型手段, 具有即时性、可逆性、梯度可调性、可操作性等优点。从药物研发所需的时间和金钱的投入角度来看, 化学生物学可以缩短药物研发周期, 提高成功效率, 有助于发现新的药物靶点, 将会给药物研发带来翻天覆地的变化。第一个完全采用化学生物学技术发现和优化的药物是恶唑烷酮类抗生素, 并于2001年在美国获得批准上市。它的研制前后共花费9年的时间, 与传统新药开发平均时间相比节约了4~6年。这一实例充分证明化学生物学在缩短药物研发周期中的优势。
三、发展我院特色化学生物学的展望
基于化学生物学在化学、生物、药学、医学等各学科的应用前景, 国外一些著名的研究机构或大学纷纷组建了化学生物学专业和研究机构。1995年, 哈佛大学首先将其化学系改名为化学与化学生物学系, 康奈尔大学随后建立了化学生物学研究所。北京大学化学与分子工程学院、药学院在我国首先成立了化学生物学系[1]。许多大学也相继成立了各种化学生物学方面的实验室和研究所。开设化学生物学专业的高校逐渐增多, 仅湖北地区, 除我校在药学院开设的化学生物学专业外, 还有武汉大学、华中师范大学、湖北大学以及三峡大学等四所高校开设了此专业。客观而言, 我院化学生物学的专业研究实力与国内外著名学府还存在相当大的差距。如何将中南民族大学药学院的化学生物学专业建设成为一个特色专业、品牌专业, 是一个值得我们深思和探讨的问题。
发展化学生物学, 必须发现和得到大量新的化合物。新化合物的两大来源是:自然界发现新的化合物以及人为设计合成的化合物。人为设计合成化合物, 盲目性较大、耗时长、研究成本较高, 特别是新型化合物的药理毒理性质需要长期的研究。相对而言, 中草药以及各少数民族药物是祖国医药的宝贵遗产, 是人类在长期的生产生活实践中的总结, 有一定的药性药理指导作用。民族药包括中草药的本质是一群组合的天然化合物。我院的天然产物化学研究实力比较雄厚, 可以将其与化学生物学研究结合, 发掘的药物靶点与先导化合物, 抢占了这一新兴领域的制高点, 可以打造出我院特色品牌专业, 同时也有利于化学生物学人才的培养!
摘要：化学生物学是化学与生物学不断交融, 于20世纪90年代中期形成的一门新的前沿交叉学科。化学生物学通过研究生物活性小分子与生物体靶分子间的相互作用, 从而阐明各种生理和病理过程的分子机制, 为开发新颖药物提供新的途径。探讨化学生物学与药物研发的关系, 有利于课堂教学及学生业外科研活动的开展。
关键词：化学生物学,药学,药物研发,教学
参考文献
[1]马林.如何从化学学科的角度理解化学生物学的内涵[J].化学进展, 2006, 18 (4) :514-518.
[2]吴厚铭.化学生物学——新兴的交叉前沿学科领域[J].化学进展, 2000, 12 (4) :423-430.
[3]赵先英.刘毅敏.覃军.季卫刚.王祥智.化学生物学的发展历史与现状[J].山西医科大学学报 (基础医学教育版) , 2004, 6 (2) :129-130.
[4]王世敏.宋功武.李玲.化学生物学的科学内涵及其发展[J].湖北化工, 2002, (4) :1-3.
[5]沈家骢.吴玉清.化学生物学中识别与组装的若干问题[J].化学进展, 2007, 19 (12) :1839-1843.
[6]李晓华.陈峰.建立药用植物化学生物学技术平台浅议[J].世界科学技术, 2009, 11 (4) :493-498.
[7]陈国强.活性小分子化合物和白血病:化学生物学研究[J].中华医学杂志, 2007, 87 (20) :1369-1371.
微生物总结 大学生物学 第5篇
2芽孢：某些细菌在其生长发育的后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠结构，称为芽孢，又称内生孢子。3裂殖：一个细胞经过分裂形成两个子细胞的过程。二分裂、三分裂和复分裂。
4芽殖：指在母细胞表面先形成一个小突起，待长到与母细胞相仿再相互分离并独立生活的一种生活方式。
5放线菌:一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。或一类主要呈丝状生长和以孢子繁殖的革兰氏阳性细菌。
6糖被:位于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。
7鞭毛:生长在某些细菌表面的波浪弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官.8菌毛:一些比鞭毛更细、较短、直硬、数量也较多的细丝，称为菌毛。
9温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。称之为温和噬菌体。
10溶源菌：是一类能与温和噬菌体长期共存，一般不会出现有害影响的宿主细胞。11 溶源性：温和噬菌体的侵入并不引起宿主细胞裂解，此即称溶源性或溶源现象 12生长因子：调节微生物生长所必须、需要量很小、一般不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物，称为生长因子。
13选择性培养基： 根据某种或某一类微生物的特殊营养需要或对某种化合物的敏感性不同而设计出来的一类培养基。
14自养微生物： 以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源，以无机物氧化释放的化学能为能源，利用电子供体如氢气、硫化氢、二价铁离子或亚硝酸盐等使CO2还原成细胞物质。
15异养微生物：多数微生物属于化能异养型，其生长所需要能量和碳源通常来自同一种有机物。16生长限制因子： 对于较低浓度范围内可影响生长速率和菌体产量的营养物。
17灭菌 ：采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施，称为灭菌。杀菌（菌体虽死，但形体尚存）溶菌（菌体杀死后，其细胞发生溶化、消失的现象）
18消毒：采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部的一部分对人体有害的病原菌，而对被处理物体基本无害的措施，称为消毒。
19防腐 ：利用理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达到防止物品发生霉腐的措施，称为防腐。
20化疗 ：即化学治疗。利用具有高度选择毒力的化学物质抑制宿主体内病源微生物的生长繁殖，以达到治疗该传染病的一种措施。21野生型：从自然界分离到的任何微生物在其发生突变前的原始菌株。
22营养缺陷型：野生型菌株经诱变剂处理后，由于丧失了某酶合成能力的突变，因此只能在外加该酶合成产物的培养基中才能生长。
23基本培养基（MM）[-]：凡是能满足野生型菌株营养要求的最低成分的合成培养基。
24完全培养基（CM）[+]：满足一切营养缺陷型菌株生长的天然或半合成培养基。
25补充培养基（SM）[x]：在MM中有针对性地加入一或几种营养成分以满足相应营养缺陷型菌株生长的合成培养基。26限量补充培养法：把诱变处理后的细胞接种在含有微量（小于0.01%）蛋白胨的基本培养基平板上，野生型细胞就迅速长成较大的菌落，而营养缺陷型则因营养受限制故生长缓慢，只形成微小菌落。若想获得某一特定营养缺陷型的突变株，只要在基本培养基上加入微量的相应物质就可达到。
27转化：受体菌直接吸收来自供体菌的游离DNA片段，并把它整合到自己的基因组中，而获得部分新的遗传性状的基因转移过程，称为转化
28转导：借助缺陷噬菌体为媒介，把供体细胞中DNA片段携带到受体细胞中，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象，称转导。
29缺陷噬菌体：具有噬菌体的正常形态，但不能引起寄主细胞裂解性感染的一类温和噬菌体的突变体 30F因子：又称F质粒、致育因子或性因子，是E.coli等细菌决定性别并有转移能力的质粒。
31BOD5：即五日生化需氧量。一般指在20℃下，1L污水中所含的有机物在进行微生物氧化时，5日内所消耗的分子氧的毫克数。
32COD：即化学需氧量。用强氧化剂使1L污水中器、分生孢子座和分生孢子盘三种。的有机物质迅速进行化学氧化时所消耗氧的毫克
5、酵母菌细菌中DNA数。存在于线粒体、2um质粒和线状质粒。33硝化作用：氨态氮经硝化细菌的氧化，转变为硝
6、现代微生物学实验室培养厌氧菌的“三大件”酸态氮的过程。技术是指：厌氧罐技术、厌氧手套箱技术和亨34反硝化作用：又称脱氮作用，指硝酸盐转化为气盖特滚管技术。态氮化物（N2和N2O）的作用。
7、微生物细胞吸收营养物质时，不需载体参与方35抗毒素：将类毒素注射机体后，可使机体产生相式为：单纯扩散。消耗能量的是：主动运输和对应外毒素具有免疫性的抗体，称抗毒素 基团移位。36补体：是存在于正常人体或动物血清中的一组非
8、对玻璃器皿进行干热菌时，温度为：特异性血清蛋白，主要是β球蛋白。具有补充抗体作用的功能，因此称为补体。
9、37种：微生物的种是一个基本分类单位，它是一大成熟（装配）、裂解（释放）五步。群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属
10、评价化学杀菌剂或治疗剂的药效和毒性内其他种有明显差异的一大群菌株的总称。关系时，三个指标是： 38学名：是某一菌种按“国际命名法规”进行命名并最低抑制浓度、半致死剂量、最低致死剂量。受国际学术界公认的通用正式名称。便于交流、避
11、细胞壁分内外两层，外层称为外膜，成分免混淆，有一个统一的命名法则，为大家公认的科为：脂多糖、磷脂、和若干种外膜蛋白。学用名。1239一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的染、脱色和复染。最关键的是：脱色 实验曲线，称作一步生长曲线或一级生长曲线。
13、病毒三种对称机制：螺旋对称、二十面体对称、40抗生素：是一类由微生物在其他生命活动过程中复合对称。
合成的次生代谢产物或人工衍生物，它们在很低浓14 度时就能抑制或干扰它种生物的生命活动，因而可做优良的化学治疗剂。1641: 评定某化学药物药效强弱的指营养态。标，指在一定条件下，某化学药剂抑制特定微生物17的最低浓度。支原体。42 评定某药物毒性强弱的指标，指18在一定条件下，某化学药物能杀死50％试验动物时转化快；生长旺、繁殖快；适应强、易变异；分布的剂量。广，种类多4319标，指在一定条件下，某化学药物能引起试验动物行芽殖 群体100％死亡率的最低剂量。2044细菌:是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、适宜、经济节约。多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。21集团移位、典型生长曲线、纯培养物、热死温度。
一、填空
22、细菌的鞭毛三部分结构为：基体、钩形鞘和鞭
1、毛丝。
外还有少数的丝状和三角形。23 2、243、25、G+前者
壁酸；革兰氏阴性菌。的双糖单位是由一个N-乙酰葡萄糖胺通过β-1，44、糖苷键与另一个N-乙酰胞壁酸相连构成，这一双糖
单位易被溶菌酶水解，而导致细菌细胞壁“散架”而死亡。
26生、共生、寄生、拮抗、捕食。
27胞和B细胞。
28、胞质和核区等。
29、酵母细菌细胞壁结构呈“三明治”结构主要指：甘露聚糖（外层）、蛋白质（中层）、葡聚糖（内层）三种成分。
30、真菌、细菌和病毒的直径比例为：31以维生素为主；高等真菌细胞壁以几丁质 为主。32名。
33、LPS糖、O-特异侧链。
A抗菌谱B抗菌活性C耐药性D抗菌机制
8、常用高压灭菌的温度是（A）Ａ.121℃Ｂ.200℃Ｃ.63℃Ｄ.100℃ ９、对生活的微生物进行计数的准确方法是（D）
A比浊法B显微镜直接计数C干细胞重量测定D平板菌落计数
10、下列属于生长因子的是（D）A葡萄糖B蛋白胨C NaClD维生素
11、霉菌产生的孢囊孢子属于（C）A 有性孢子B结合孢子C 无性孢子D厚垣孢子
12、专性厌氧微生物是由于其细胞缺少（D），从而不能解除分子氧对细胞的毒害。A.BODB.CODC.NODD.SOD
13、不属于细菌的特殊结构的是（C）A 荚膜B芽孢C 汽泡D鞭毛
四、判断×√
1、霉菌产生孢囊孢子属于有性孢子。（X）
2、麦芽汁培养基是一种适合培养酵母的天然培养
三、选择
1、下列不属于霉菌复杂的有性子实体（D）基。（√）A闭囊壳B子囊壳C子囊盘D孢子囊
3、放线菌和酵母菌的结构相同。（X）2.酵母菌细胞的大小（A）
4、螺菌是螺旋状菌的一类，叫螺旋体。（X）A2.5-10到4.5-21umB1.5-2到0.5-1um5、氨基酸自养型微生物生长过程中不需要外界提C1.5-2到0.5-1nmD2.5-10到4.5-21nm 供有机氮源。（X）
3、供体菌与受体菌通过缺陷噬菌体效价的媒介，6、溶源菌细胞中的病毒DNA是有游离态的。从供体菌传递部分染色体至受体细胞的现象称为（X）（B）
7、肽聚糖的4肽尾的连在N-乙酰胞壁酸分子上的。A转化B转导C接合D转染（X）
4、使用高压锅灭菌打开排气阀的目的（D）
8、放线菌是一类陆生性较强的原核微生物，孢子A防止高压锅内压力过高，是培养基成分受到破坏不长鞭毛。（×）B排尽锅内有害气体
9、支原体对抑制剂细胞壁合成的抗生素敏感。C防止高压锅内压力过高，造成灭菌过爆炸（×）D排尽锅内冷空气
10、厌氧菌需要生活在氧化还原是较低的环境中。
5、适合所有微生物特殊特征（C）（√）A它们是多细胞的B细胞有明显的核
11、真核微生物细胞膜上都含甾醇。（√）C只能用显微镜才能观察到
12、细菌和放线菌为单细胞生物，霉菌为多细胞生D可进行光合作用 物。（×）
6、粘质沙雷氏菌：在25摄氏度，产生深红色的灵
13、在适合温度下，微生物繁殖较快，因此生产单杆菌素；在37摄氏度培养下，不产生色素，如温细胞蛋白的发酵温度应选择最适生长温度。度降到25摄氏度，又恢复产色素的能力，叫（×）（C）
14、鞭毛和纤毛都是运动器官。（√）A遗传型B表型C 饰变D 突变
15、古细菌细胞壁含假聚糖。（√）
7、药物的抗菌范围称（A）
16、固体培养基在配置时不需加入水分。（×）
17、GC含量越近，则微生物亲缘关系越近。答：营养菌丝：密布在固体营养基质内部，主要执（X）行吸取营养功能的菌丝体而伸展到空间的菌丝体。
18、烟草花叶病毒是十面体对称。营养菌丝特化结构：假根、匍匐菌丝、吸器、附着（X）胞、附着枝、菌核、菌索、菌环和菌网；气生菌丝
19、当E.coil的F+与F_发生结合时，F因子由供体特化结构：简单子实体：分生孢头(青霉、曲霉)、菌进入受体菌，从而使F+变成了F-，而使F-变成孢子囊(根霉、毛霉)； 复杂子实体：分生孢子器、了F+。（X）分生孢子座和分生孢子盘。20、卫生部规定，细菌总数不超过100个，每1L3、什么是微生物典型生长曲线？简述各时期特点。自来水中大肠杆菌不超过3个。（X）答：定量描述液体培养基中无分枝单细胞微生物群
21、在筛选营养缺陷型时，在完全培养基中加入青体生长规律的实验曲线，称为生长曲线。以细胞数霉素，可有效杀死大量生长繁殖的野生型，从而达目的对数值作纵坐标，以培养时间作横坐标，就可到浓缩营养缺陷型的目地。（X）画出一条由延滞期、指数期、稳定期和衰亡期4个
22、细菌的类毒素经0.3—0.4%的甲醇处理后，可阶段组成的曲线，这就是微生物的典型生长曲线。成为治疗用的抗毒素。（X）①延滞期特点：生长速率常数 R=0；(每小时分裂
23、半抗原是一类只有免疫反应性而没有免疫原性次数R）； 细胞形态变大或增长； 细胞内RNA物质，当他与适应蛋白载体结合后，也可组成一个（rRNA）含量增高；合成代谢活跃：核糖体、酶类、完全抗原。（）ATP； 对外界不良条件反应敏感。
24、碳源对配置任何微生物的培养基都必不可少。②指数期——细胞以几何级数速度分裂的一段时（X）期
25、用低m.o.i的高频转导裂解物去感染受体菌，特点：生长速率常数R最大，分裂时间最短；细胞可获得大量高频转到子。（√）平衡生长，菌体内各成分均匀；酶系活跃、代谢旺
26、“大肠埃希氏菌”才俗称“大肠杆菌”的学名。盛；对理化因素敏感。菌体量X2=X1· 2 n（√）③稳定期特点：生长速率常数R=0，即新繁殖的细
27、一个病毒的毒粒既含DNA又含RNA。（X）胞数与衰亡相等，这时菌体产量达到了最高点;细胞
28、在最适生长温度下，微生物生长繁殖速度最快，开始贮存各种储藏物：异染颗粒等；芽孢，次级代因此生产单细胞蛋白的发酵温度因选择最适生长谢产物开始合成。温度。（X）④衰亡期：死亡数＞新生数；群体中活菌数目急剧
29、主动运输是广泛存在微生物中的一种主要物质下降；细胞出现多态、畸形、芽孢释放，R＜０；运输方式。（√）衰亡期比其它各期时间更长(菌种及环境条件)； 30、细菌分离繁殖一代所需的时间为倍增时间。
4、什么是效价？简述测定噬菌体效价的双层平法。（X）答：效价（噬菌斑形成单位数或感染中心数.）：表
31、病毒大小用微米表示，不通光学显微镜看不到。示每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子（X）数。双层平板法：
32、放线菌孢子和细菌的芽孢都是繁殖体。（X）1）、操作步骤：预先分别配制含2%和1%琼脂的底
33、固体培养基配置时不需加水。（X）层培养基和上层培养基。先用底层培养基在培养皿
上浇一层平板，待凝固后，再把预先融化并冷却到
四、问答
1、微生物五大共性是什么？基本是那个？为什45°以下，加有较浓的敏感宿主和一定体积待测噬么？ 菌体样品的上层培养基，在试管中摇匀后，立即倒答：体积小、面积大（因为一个小体积大面积系统，在底层培养基上铺平待凝，然后再37°C下保温。必然有一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排一般经10h后即可对嗜菌斑计数。泄面和环境信息的交换面）；吸收多、转化快；生2）长旺、繁殖快；适应强、易变异；分布广，种类多 ① 加底层培养基，可弥补玻璃皿不平的缺陷；②
2、霉菌的营养菌丝和气生菌丝有何特点？它们分所形成全部噬菌体斑都接近于同一平面上，噬菌斑别可以特化出那些特化结构？ 的大小接近、边缘清晰，而且不致发生上下噬菌斑的重叠现象；③ 上层培养基中琼脂较稀，故形成的噬菌斑较大，更有利于计数。
5、简述G+与G-在细胞壁结构和化学组分上异同点
答：G+细菌细胞壁特点厚度大,化学成分简单,一般含90%肽聚糖和10%磷壁酸。三维立体结构。
G-细菌细胞壁特点厚度较G+细菌薄，层次较多，成分较复杂，肽聚糖很薄，机械强度比G+细菌低。二维平面结构。
6.微生物产生抗药性原因？ 答：（1）产生一种能使药物失去活性的酶；（2）把药物作用的靶位加以修饰或改变；（3）形成“救护途径”；（4）使药物不能透过细胞膜；（5）通过主动外排系统把进入细胞内的药物泵出细胞；
机理：作为菌细胞基本生长因子的竞争性抑制剂，因此只有当正常代谢产物的量少或不存在时，抗代谢物才有用。
7、营养物质进入细胞膜4种方式，各有什么特点？ 答:
一、单纯扩散——指疏水性双分子层细胞膜(包括孔蛋白在内)在无载体蛋白参与下，单纯依物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲水性分子被动通过的一种运输方式。（O2、CO2、乙醇等）
特点：高浓度—>低浓度；无特异载体、运送速度慢；运送动力是膜内外浓度差；运送终点是膜内外浓度相等；运送前后溶质分子的结构不变。
二、促进扩散——指溶质在运送过程中，必须借助存在于细胞膜上的底物特异载体蛋白的协助，但不消耗能量的一类扩散性运输方式。
载体蛋白：诱导产生，借助自身构象的变化，加速把膜外高浓度的溶质扩散到膜内，直至膜内外该溶质浓度相等。
运送物质：氨基酸、维生素等
特点：高浓度——>低浓度；有特异载体、运送速度快；运送动力是膜内外浓度差；运送终点是内外浓度相等；运送前后溶质分子的结构不变
三、主动运送——指一类必须提供能量(包括ATP、质子动势或“离子泵”等)并通过细胞膜上特异性蛋白质构象的变化，而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运输方式。
运送物质：无机离子、有机离子等
度快；运送动力是消耗能量ATP 运送终点：内部运送前后溶质分子：结构不变。
四．基团移位——指一类既需要特异性载体蛋白的参与，又需要耗能的一种物质运输运送方式，其特点是溶质在运送前后还会发生分子结构的变化，因此不同于一般的主动运输。（各种糖类、核苷酸等）特点：低浓度——>高浓度；有特异载体、运送速度快；运送动力是消耗能量ATP；运送终点是内浓
8、简述利用核酸在微生物分类鉴定的应用？
9、什么是鉴别培养基，并以EMB为例分析其鉴别作用的原理？
答：鉴别性培养基：一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只需用肉眼辨别颜色就能方便地从近似菌落中找出目地菌菌落的培养基。
用途—饮用水、牛奶中的大肠菌群的细菌学检验 机制：伊红美蓝＋苯胺染料，抑制G+菌；低酸下--两种染料结合；大肠杆菌分解乳糖产酸；菌落深紫色、菌落表面有绿色金属光泽
10、为什么说土壤是人类最丰富的“菌种资源库”？如何从中筛选所需菌种？
答：由于土壤具备了各种微生物生长发育所需的营养，水分、空气、酸碱度、渗透压和温度等条件。所以成了微生物生活的良好环境，可以说土壤是微生物的天然培养基，也是它们的大本营，对人类来说，是最丰富的菌种资源库。
土壤中含有大量的有机质，矿物质，水分；含有一定的空隙；土壤具有保温性；土壤的pH值一般为5.5-8.5之间
11、简述放线菌的繁殖方式？ 答：
12、酵母菌的生活史有哪几种，以酿酒酵母为例说一下其生活史特点？
答：答：生活史即整个生命周期：上代个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部历程，就称为该生物的生活史或生命周期。各种酵母的生活史可分为三种类型：1.单倍体型2.双倍体型3.单双倍体型
单双倍体型——酿酒酵母。生活史的特点①一般以营养体状态出芽繁殖；②营养体既可以单倍体形式存在也可以二倍体形式存在；③在特定的条件下进行有性繁殖（如在含醋酸钠的情况下）。
单倍体型——八孢裂殖酵母。特点：① 营养细胞为单倍体；② 二倍体营养细胞不能独立生活，此
阶段很短；③ 无性繁殖为裂殖。
双倍体型——路德氏酵母。特点：①营养体为二倍体，此阶段较长，不断进行芽殖；②单倍体的子囊孢子在子囊内进行结合；③单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在，故不能进行独立生活。
13、以链霉菌为例图示放线菌的形态结构。
14、革兰氏染色的步骤及原理
革兰氏染色的步骤:新鲜纯培养--无菌涂片--固定--染色先用草酸胺结晶紫液初染：1min再用碘液进行媒染：1min继而用95%乙醇脱色；30s最后用蕃红（沙黄）复染：1min
革兰氏染色的机理：与细菌细胞壁的化学组成及结构有关,G+和G-间的区别在细胞壁的物理性质。肽聚糖本身不被染色，渗透性屏障
15、利用微生物实验证明核酸是遗传物质的三个经典转化实验。
（一）经典转化实验：
⑴动物实验⑵细菌培养实验⑶S型菌的无细胞抽提液实验
以上实验说明：加热杀死的S型细菌细胞内可能存在一种转化物质，它能通过某种方式进入R型细胞并使R型细胞获得稳定的遗传性状，转变为S型细胞，S型菌株转移给R型菌株的不是遗传性状本身，而是以DNA为物质基础的遗传信息。
（二）噬菌体感染实验
在噬菌体侵染过程中，其蛋白质外壳根本未进入宿主细胞。进入宿主细胞的虽只有DNA，但却有自身的增殖、装配能力，最终会产生一大群有DNA核心、又有蛋白质外壳的完整的子代噬菌体粒。这就有力的证明，在其DNA中，存在着包括合成蛋白质外壳在内的整套遗传信息。
（三）植物病毒的重建实验
当用由TMV-RNA与HRV-衣壳重建后的杂合病毒去感染烟草时，烟草上出现的是典型的TMV病斑。再从中那个分离出来的新病毒也是未带任何HRV痕迹的典型TMV病毒。反之，用HRV-RNA与TMV-衣壳进行重建时，也可获相同的结论。这就充分证明，在RNA病毒中，遗传的物质基础也是核酸。通过这三个经典实验，只有核酸才是负载遗传信息的真正物质基础。
16、芽孢:某些细菌在其生长发育的后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠结构，称为芽孢，又称内生孢子。由于每一个营养细胞仅形成一个芽孢，故芽孢不是繁殖
体。
芽孢研究意义:1)细菌分类、鉴定中的重要形态学指标2)提高芽孢产生菌的筛选效率3)芽孢菌的长期保藏4)各种消毒灭菌手段的最重要的指标
五、论述题
营养缺陷型菌株筛选的主要步骤和方法 答：①诱变处理；
② 淘汰野生型【抗生素法（包括青霉素法和制霉菌素法）、菌丝过滤法】;③检出缺陷型(夹层培养法、限量补充培养法、逐个检出法、影印平板法)
④ 鉴定缺陷型（生长谱法）
4．一步生长曲线的几个参数和时期：反映每种噬菌体的三个最重要的特性参数：
潜伏期：①隐晦期（指在潜伏期前期人为地（用氯仿）裂解细胞，裂解液仍无侵染性的一段时间。细胞内正处于复制噬菌体核酸和合成其蛋白质衣壳的阶段
②胞内累积期又称潜伏后期，在隐晦期
后，如人为地裂解细胞，其裂解液出现侵染性的一段时间。噬菌体开始装配的时期，在电镜下可观察到已初步装配好的噬菌体粒子。
裂解期：紧接在潜伏期后的一段宿主细胞迅速裂
解、溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段时间。
平稳期：指感染后的宿主已全部裂解，溶液中噬菌体效价达到最高点后的时期。
让生物学走进生活 第6篇
【关键词】生物学；生活；联系
生物作为一门自然科学，它的知识来源于生活，而我们老师所要做的,就是将这些来源于生活的知识教给学生，再让其应用于生活。而这不仅增强了生物学的实用性，同时也培养了学生浓厚的生物学兴趣,可谓一举两得。在平时的课堂实践中，我做了以下这些尝试：
一、改变错误观点，用正确的知识指导健康生活
在人们的传统观念中，清晨锻炼身体是最好的，因为这时的空气最为清新。在学完植物的光合作用后，我以此为题，让学生思考这种说法是否正确。这时便是新旧知识的一大碰撞，学生通过分析知道，清晨太阳未出来，植物无法进行光合作用，不能产生氧气，但此时自然界中所有的生物都在呼吸，消耗空气中的氧气，因此这时的空气其实是很浑浊的，如果此时锻炼反而对身体不好；并由此得出锻炼身体最好是在早上七八点钟之后，植物进行了一段时间的光合作用，此时空气中氧气含量较高。学生获得了这一新知后，回去便向家人宣传了这一科学做法，家长也很高兴，觉得孩子学到了知识。这在以后和家长的交流中得到了证实。学生将自己所学的知识向身边的家人朋友进行宣传，这不仅让他们很有成就感，进一步增强了其生物学兴趣，同时也让科学知识得到了普及，让更多人受益。无独有偶，在学完植物的呼吸作用后，我们可以提出这样一个问题“很多人喜欢在卧室摆放一些花卉，认为这样可以净化空气，你对此有何看法?”学生便会分析，白天在卧室中摆放花卉有助于空气的净化，因为它能进行光合作用，但晚上植物不能光合作用，却可以进行呼吸作用，再摆放在室内就会和人争夺氧气，使空气愈加浑浊，因此晚上应将植物摆放在室外。由此，学生不仅复习回顾了所学知识，而且将它们运用到了生活中，这让他们真正体会到了学有所用。
二、用所学知识为生活释疑
“近几年我们城市的绿化越来越好，走在大街上，我们经常可以看见卡车拖着一棵棵大树，但这些树却有一个共同的特点：叶子很少，你能用所学的知识解释一下，为什么要将树的枝叶去掉吗？”学完植物的蒸腾作用后，我问了学生这样一个问题。很显然学完这课后，学生轻而易举就能解决这个问题：减少叶子可以减少植物的蒸腾作用，防止植物由于过度失水而死亡。紧接着我又问：那为什么移栽植物要在阴天或傍晚，移栽后为什么要在树顶遮上黑网呢？经过一番讨论之后，学生发现这样做的目的同样是为了减少植物的蒸腾作用。类似的问题还有很多：例如自然界中有些“谎花”，它们只开花不结果，比如瓜类、石榴等，这是为什么？这就让学生认识了单性花和两性花的区别。再如新疆的哈密瓜、葡萄总是特别甜，而我们本地产的甜味始终比不上它们。用来源于生活的体验，将光合作用和呼吸作用联系起来，从整体入手分析，有利于加深学生对光合作用和呼吸作用的理解。随着这一系列问题的解决，学生觉得原来我们学的生物还能解决生活中这么多的现象，这就大大提高了学生学习生物学的兴趣。正如一位学生在笔记中写到的一样：“以前我是一个对生物课完全不感冒的学生，我觉得它是那么乏味，但现在我发现它很有趣，甚至说是好玩，它和我们的生活是息息相关的，学习它们并不是为了考试，而是为了更好的生活。”如此温馨的话语让我觉得，能够做一名生物老师真是一件特别幸福的事。
三、动手实践，让生物学贴近生活
初中生物中有个实验，“探究种子萌发的条件”，既是探究，那就有必要让学生动手一做，在整个探究过程中，我只在最初时提醒“农民播种通常会选择什么季节，播种前后需要做什么？当你探究某个因素对种子萌发的影响时，你需要做什么样的实验？做这个实验关键的注意点是什么？”然后给他们分小组，分发实验材料（小麦种子）要求他们必须把可能影响种子萌发的所有外界条件都探究一下。任务布置完后，接下来便是他们小组讨论研究方案的时间了，在制定出可实施的方案之后，我要求他们在课余时间完成这个实验。等我再次进班上课时，我发现教室的窗台多了很多小摆设——学生的研究成果。而一下课， 学生就马上围拢到窗台边，看看它们有没有发生什么变化。这样持续了几天，小麦种子萌发了，窗台上绿油油的，学生们很是高兴，看我一进教室便向我展示他们的实验成果，有胜利的，当然也有失败的。于是课堂上，我便请同学来说说在整个探究过程中，他们有什么样的收获，课堂气氛很是热烈。比如有同学提出：“我探究的是水对种子萌发的影响。我在其中一个里面放了水另，一个没有放，本来我分析，放了水的肯定会萌发的，但现在两个都没萌发，这是为什么？”这时另一位同学说：“我探究的也是水对种子萌发的影响。不同的是，我在其中一个里面水放的很多，另一个则比较适中，结果水放的比较适中的就萌发了，水很多的却没有，所以我认为种子萌发需要水，但是水的量必须适中。”其他同学纷纷表示赞同。由此把整个讨论推向了高潮。整节课大家的情绪都很高涨，在动手实践的过程中，学生发现了很多在实验设计时考虑不到的问题，由此也进一步完善了他们的实验方案。同时他们对于种子萌发所需的外界条件也有了更深的理解。
当我们畅游在知识的海洋中时，我们更愿意把自己所学的知识应用起来。只有当学生把知识在实际生活中运用起来，他们才会感到快乐，才会对学习产生浓厚的兴趣，从而进一步激发起他们更强烈的学习愿望，也唯有这样，学习才会有更高的效率。让每个学生有兴趣的、快乐的学习，这不正是我们每个老师所希望达到的目标吗？
（作者单位：江苏省常州市武进区湖塘实验中学）
浅谈微生物的生物学性状 第7篇
1 微生物的主要特性
微生物有很多特性, 但最主要特性有两点, 一是体积很微小, 二是结构相当简单。微生物由于体积非常微小, 因此其相对面积就显的很大, 物质吸收的就很快, 转化的也很快。微生物的适应性很强, 而且其繁殖和生长也是非常迅速的。从极深的海底到极高的山顶, 从极其酷热的温泉到寒冷的冰川, 微生物都能够存在和繁殖。
因为微生物可以在很短的时间内聚集非常多的个体 (例如10^10个/毫升的数量级) , 适应性非常强, 所以很容易筛选并分离出突变株。该特性使得人类开发和利用微生物成为可能, 并提供了广阔的契机, 但该特性也是导致抗药性的内在原因。
2 微生物的作用
微生物和人类的生活、生产与生存息息相关。微生物在废物处理 (如沼气发酵、水净化) 、矿产探测与开采等各种领域中也发挥重要作用;许多药品 (如生态农药、疫苗、维生素、抗生素) 、工业品 (如石化、纺织、皮革) 、食品 (如蘑菇、奶酪、酸奶、酱油、醋、酒、味精) 、都依赖于微生物制造的。微生物是动植物残体降解者 (如纤维素的降解) 和自然界唯一认知的固氮者 (如大豆根瘤菌) , 同时处于生物链的首末两端, 从而完成硫、磷、碳、氮等生物在大循环中的衔接。如果没有这些生物, 植物的纤维残体就无法分解而大量存在, 大量的生物就将失去必须的营养来源, 人类的产生与维系和自然界当前的繁荣就将不复存在。
此外, 许多微生物直接参与了室温气体的吸收或排放, 而且很多的微生物可以成为未来的生物燃料, 因此, 微生物对地球上的气候变化也起着重要的作用。
3 微生物的代谢
微生物的代谢非常旺盛, 微生物的代谢一般是指微生物内发生的全部的化学反应。微生物由于表面积和体积比 (约是同等重量的成年人的30万倍) 很大, 使得微生物可以迅速的和外界生物进行物质交换。
微生物在进行上述代谢的过程中, 会产生很多的代谢产物, 根据微生物生长繁殖与代谢产物的关系, 其代谢产物一般分为初级代谢产物、次级代谢产物两大类别。初级代谢产物一般是指微生物繁殖、自身生长, 通过代谢活动产生的所必须的物质, 例如:维生素、脂质、多糖、核苷酸、氨基酸等等。初级代谢产物的种类在不同种类的微生物细胞中基本相同。次级代谢产物是指化学结构比较复杂, 到一定阶段才产生的, 并非是微生物繁殖与生长所必须的, 且对该微生物无明显生理功能的物质, 例如色素、激素、毒素、抗生素等等。不同种类的微生物产生的次级代谢的产物是不相同的, 他们可能排到外环境中, 也有可能积累到细胞内。
在长期的进化过程中, 为保障代谢活动的高效和经济进行, 微生物形成了一套完善的代谢调节系统。且其代谢的调节主要分为两种方式:酶活性的调节和酶合成的调节。此外, 人工控制微生物代谢的措置包括控制生产过程中的各种条件, 也包括改变微生物的遗传特性等。
4 微生物学性状指标
微生物学的性状指标一般包括细菌总数和大肠菌群。
4.1 细菌总数
细菌总数指1ml水在普通琼脂培养基中经37℃培养24h后生长的细菌菌落数。
4.2 大肠菌群
1) 总大肠菌群总大肠菌群指一群需氧及兼性厌氧的在37℃生长时能使乳糖发酵、医学教育网搜集整理在24h内产酸、产气的革兰阴性无芽孢杆菌。
2) 粪大肠菌群粪大肠菌群指培养于44.5℃温水浴内能生长繁殖发酵乳糖而产酸、产气的大肠菌群。
5 研究微生物学性状指标的意义
研究微生物学的性状指标, 对研究人类的健康具有极其重要的意义。大多数的微生物对人体是有益的, 例如, 人体的内表面 (例如肠道) 和外表面 (例如皮肤) 生长着很多有益的、正常的菌群。这些菌群亲自制造或协助吸收一些人体必需的营养物质, 例如氨基酸和维生素, 他们占据这些表面, 并产生天然的抗生素, 同时抑制有害菌的着落和生长。倘若这些菌群发生失调, 例如滥用抗生素, 可能会产生营养缺失或导致感染发生导致感染发生。但是另一方面, 人类的许多疾病也是由微生物引起的, 这些微生物称为病原或病原微生物。因此, 现代生物学的重大理论和发现, 都是建立在研究生物过程中发现的, 例如证明DNA (脱氧核糖核酸) 是遗传信息的载体 (三大经典实验:植物病毒的重组实验、肺炎球菌的转化实验、噬菌体实验) , 现在, 很多常用、通用的生物学研究技术依赖于微生物, 比如:分子克隆、重组蛋白在细菌或酵母中的表达。
摘要：本文通过在阐述微生物的主要特性、微生物的作用以及微生物代谢的基础上, 阐述了微生物学性状指标, 并指出研究微生物学的性状指标, 对研究人类的健康具有极其重要的意义, 且现代生物学的重大理论和发现, 都是建立在研究生物过程中发现的。
关键词：微生物,生物学,性状,细菌
参考文献
[1]沈萍主编.微生物学.北京:高等教育出版社, 2000.
[2]沈萍, 陈向东主编.微生物学 (第二版) .北京:高等教育出版社, 2000.
[3]吴庆贵.应用微生物学专业《环境微生物学》教学初探.绵阳师范学院学报, 2011.2 (30)
[4]张玲华, 田兴山.微生物空间诱变育种的研究进展[J].核农学报, 2004年04期
纳米医学和生物学 第8篇
纳米微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小, 这就为医学研究提供了新的契机。目前已得到较好应用的实例有:利用纳米Si O2微粒实现细胞分离的技术, 纳米微粒, 特别是纳米金 (Au) 粒子的细胞内部染色, 表面包覆磁性纳米微粒的新型药物或抗体进行局部定向治疗等。
正在研制的生物芯片包括细胞芯片、蛋白质芯片 (生物分子芯片) 和基因芯片 (即DNA芯片) 等, 都具有集成、并行和快速检测的优点, 已成为纳米生物工程的前沿科技, 将直接应用于临床诊断、药物开发和人类遗传诊断。植入人体后可使人们随时随地都可享受医疗, 而且可在动态检测中发现疾病的先兆信息, 使早期诊断和预防成为可能。
生物药物学 第9篇
1 褐飞虱生物型的发生情况
1975年第1个成功推广的抗褐飞虱水稻品种IR26 (含Bph1抗虫基因) 种植3年之后, 在菲律宾首先发现了能致害该品种的生物型2。随后, 在印度尼西亚、所罗门群岛及越南等国也发现了IR26及含Bph1抗虫基因的水稻品种对褐飞虱的抗性下降。证明, 抗性水稻品种的推广应用极有可能引发褐飞虱产生新的生物型。菲律宾国际水稻研究所 (IRRI) 最早开展了有关研究, 将能过抗性品种诱导培育而成的不同的褐飞虱种群分别命名为生物型1、生物型2和生物型3。根据其定义, 生物型1仅能为害不具抗虫基因的水稻品种;生物型2能够在含Bph1抗虫基因的水稻品种上存活, 并能为害对生物型1敏感的品种;生物型3能在含Bph2抗虫基因及对生物型1敏感的水稻品种上存活。受亚热带季风气候影响, 中国春夏季的褐飞虱初始虫源主要来自中南半岛 (泰国、老挝、越南) 等东南亚国家, 境外虫源性质的变化对中国春夏季乃至全年的褐飞虱发生有很大影响。从田间实际和有关资料分析, 近年来宜兴市稻田褐飞虱基本上属于生物型2、生物型1和部分致害力强的孟加拉型, 生物型2有逐渐上升的趋势。
2 褐飞虱不同生物型之间的差异
2.1 生物学差异
经室内培养和田间长期观察, 褐飞虱生物型1和生物型2在趋光性、致害性等生物习性方面存在较明显的差异。一是趋光性差异。经灯下观察, 褐飞虱2种生物型长翅成虫均有趋光性, 以20:0023:00扑灯最多。褐飞虱若虫也有趋光性, 我国在20世纪80年代种植的水稻品种均为感虫品种, 田间褐飞虱以生物型1为主。褐飞虱生物型1喜在稻株下部刺吸为害, 对波长长的一部分紫外光和可见光中波长短的蓝紫光最敏感。而目前宜兴市稻田褐飞虱以生物型2为主, 其对光的适应性更强, 不畏阳光, 喜好在水稻成熟期爬到穗部为害, 与灰飞虱的习性更相似, 对可见光中在400~480 nm的波长较长、能量较高的蓝绿光更敏感。二是致害性差异。目前, 宜兴市种植的水稻品种一部分是无抗虫基因的常规品种, 如武粳15、宁粳1号等, 对褐飞虱生物型1和生物型2均无抗性, 另一部分是以含Bph1抗性基因的Mudgo (另含微效抗虫基因) /武育粳3号杂交后F2品系, 如常优1号、南粳44等, 对褐飞虱生物型1抗性较明显。褐飞虱生物型2是在Bph1抗性基因水稻品种上存活分化出来的, 在含Bph1抗性基因的水稻品种上嗜好性较高, 发育历期、存活率、产卵量等与感虫品种上接近。因此, 针对宜兴市种植的水稻品种, 褐飞虱生物型2不论对感虫品种还是对含Bph1抗性基因品种, 都能取食和为害, 而褐飞虱生物型1只能取食和为害感虫品种。证明褐飞虱生物型2与20世纪80年代的生物型1相比, 在宜兴市目前所种植的水稻上品种上能表现更高的致害性, 这也是近年来该地褐飞虱暴发频率高的一个客观原因[2]。
2.2 形态差异
Saxena和Rueda (1982年) 应用数值分类的方法, 按性别和翅型分别取样, 重点观察了与寄主识别有关的器官, 包括上颚口针、喙、足及触角上的100多个形态测量特征。分析发现, 特定生物型的喙、足及触角上的某些特征在不同性别和翅型间是一致的, 而在不同生物型间则有差异。采用同样的方法也能将取食李氏禾的生物型与上述3种取食水稻的褐飞虱生物型区分开来。随后, Claridge等 (1984年) 也研究了这3种生物型的形态测量特征, 证实不同生物型之间存在着形态差异, 但不同生物型的形态特征在一定程度上相互重叠。他们还发现, 生物型3饲养1代以后, 与生物型的形态差异就大大缩小, 且重叠程度增加。Goh等 (1988年) 应用典范判别的方法研究了韩国3种褐飞虱生物型 (生物型1、生物型2、生物型3) 及1个田间种群足部的形态特征, 在此基础上将3个生物型划分为差异显著的3个群体。他们进一步详细研究了这3种生物型长翅型成虫足部的特征, 根据单变量和多变量统计分析的结果, 认为足部的特征在生物型间差异显著, 可用来鉴别不同的生物型。另外, 他们还发现, 生物型2长翅型雌成虫的腹侧叶上有一特殊的切刻, 据此可与生物型1和生物型3分别;与其他2种生物型相比, 生物型2在前跗节及中跗节出现掣爪片的频率最高。据笔者田间实际拍查发现, 仅凭肉眼褐飞虱生物型2的若虫对照生物型1体型、体色及形态特征与灰飞虱若虫更相似, 增加了田间辨识的难度。
2.3 细胞学差异
很早以来, 昆虫学家就已经开始应用细胞学特征作为区分昆虫近缘种、亚种及生物型的重要参考。经有关研究发现, 褐飞虱不同生物型都表现出不规则的核型, 表明褐飞虱的染色体具有多态性。该物种在保持遗传稳定性的同时, 具有很强的遗传易变性, 从而容易产生能够适应环境变化的新生物型。4种生物型遗传易变性由大到小依次为:生物型1、生物型3、生物型2及李氏禾生物型。因此, 认为4种生物型细胞学特性存在差异, 表明它们之间正在形成某种遗传隔离机制;褐飞虱生物型的形成代表了该物种内最早的进化阶段, 种内变异的最后结果是生殖隔离及同域物种的形成[3]。
3 结语
在自然界中, 田间褐飞虱种群间相互交配繁殖, 遗传物质交流频繁, 导致个体中所具有的遗传物质产生混合或部分混合, 因此田间种群是不同致害性个体的混合群体, 田间种群的致害性只能用优势生物型的致害性来表达, 从而使得田间褐飞虱“生物型”的遗传物质与原来定义的纯“生物型”的遗传特性发生差异[4]。由于褐飞虱在我国大多数稻区不能越冬, 因此迁入地田间褐飞虱种群的特性是不同虫源地和不同致害性褐飞虱个体特性混合的结果。从有关研究看, 田间褐飞虱生物型2与室内生物型2比较, 其子代不仅对ASD7的致害性明显增强, 而且在IR26上的若虫历期短、产卵量增加和种群增长快。加上纯的褐飞虱生物型个体在自然界中不可能存在, 因此在研究褐飞虱致害性的变异规律时必须区分田间褐飞虱种群的优势生物型与定义中的生物型的特性, 同时还必须与水稻抗性品种相联系, 以准确指导水稻品种的抗性选育、现有抗性水稻品种使用寿命的延长和褐飞虱的有效防治工作。
摘要：就我国并结合在宜兴地区田间发生实际对褐飞虱生物型的发生及各生物型之间生物学的差异进行了分析和探讨, 指出褐飞虱生物型的形成是褐飞虱和寄主植物 (水稻) 协同进化的结果, 田间褐飞虱种群的优势生物型比室内生物型 (定义中的生物型) 具有更强的致害性。
关键词：褐飞虱,生物型,发生情况,生物学差异
参考文献
[1]江苏省植物保护站.农作物主要病虫预测预报与防治[M].1版.南京:江苏科学技术出版社, 2006:100.
[2]程遐年, 吴进才, 马飞.褐飞虱研究与防治[M].1版.北京:中国农业出版社, 2003.
[3]吕邱萍, 杨长举, 华红霞.武昌地区褐飞虱生物型鉴定[J].湖北农业科学, 2009, 48 (6) :1369-1370.
生物学教学三优化 第10篇
内容的优化在于如何有效地突出重点和突破难点。教师在明确教学目的、掌握学生认知水平的前提下, 应使其传授的知识难度略高于学生的认知水平, 让他们跳起来能将“苹果”摘到。同时, 努力突出教学重点和难点, 并由此带动学生对其他知识的掌握。例如在学习“血液”时, 三种血细胞的结构功能是教学的重点, 在教学中可以精心给学生设置三个问题: (1) 红细胞偏少的人常面色苍白, 头晕无力, 为什么会出现这样的症状? (2) 当我们身体某处受伤后, 受伤部位周围会出现红肿现象, 过一段时间之后, 红肿可能会自动消失, 这是什么原因呢? (3) 当皮肤划破流血之后, 过一会儿血就止住了, 这是怎么回事?学生围绕这三个问题进行自主学习, 在学习的基础上展开讨论。这三个问题虽然与学生的生活实际相联系, 但学生只有在了解三种血细胞的作用功能的基础上才能够正确回答上述问题, 这就使问题显得略高于学生原有的认知水平, 促使学生产生探究的欲望。教师在讨论中再加以点拨, 引导学生把问题与三种血细胞的功能联系起来, 进而解决问题。
二、媒体的优化
媒体的优化, 就是在最需要媒体的时候, 使用最恰当的媒体发挥其最大功能获得最佳的教学效果。在教学中使用多媒体进行辅助教学, 不是越多越好, 也并非简单地罗列重复, 而是既要充分利用各种媒体帮助学生有效地掌握知识, 又要防止媒体的“狂轰烂炸”, 让学生无所适从。
如在学习“血液”时, 为了能让学生清楚地观察到其组成, 可采取实物观察的方法, 而在学习三种血细胞时, 由于较微观, 可让学生通过显微镜进行观察, 而后教师通过显微投影与学生共同分析血细胞的形态结构。为了弥补显微镜下没有观察到的血小板, 可利用挂图指导学生学习, 最后, 为了进一步强化学生对血细胞的认识, 再播放一段有关血细胞的视频, 并通过表格对三种血细胞进行归纳总结。在整个教学过程中, 媒体多而不杂, 恰如其分地发挥作用, 使学生对三种血细胞的结构有了一个全面具体的了解, 有效地辅助了教师的教学。
三、语言的优化
无论采取哪种形式的课堂教学, 都离不开教师的讲课, 教师把枯燥抽象的内容生动形象地表达出来, 既取决于教师对内容的把握和理解, 也取决于对语言的优化。教师语言的优化, 应做到: (1) 表达的思路要非常清晰; (2) 语言要简洁、明了, 不拖泥带水, 不含糊不清; (3) 语言要生动、形象。生动的教学语言, 能使学生的学习活动化难为易, 变枯燥为有趣, 并对教学内容产生“海绵”作用。
总之, 优化课堂教学, 它涉及到方方面面, 既有教师自身的因素, 也有学生方面的影响, 还有各种教学环境的制约。作为一个教师, 应当不断地学习和反思, 不断地探索和改进, 一步一步地提高自己的教学技能, 一步一步地优化自己的课堂教学。
生物工程与药物输送 第11篇
因此，对药物输送方式和系统进行改革一直是研究人员关注和研究的课题。基本设想是，以生物工程为基础（生物工程是以生物学的理论和技术为基础，结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术，进行生命改造和疾病防治的技术），用细胞、分子和亚分子作为载体来输送药物，尽管这样的方法也可能是注射，但有可能让药物的效果更好、更持久，而且会减少用药量，从而更为经济，并能降低药物的副作用。
诺贝尔医学奖的启示
美国耶鲁大学教授詹姆斯·E·罗斯曼、美国加州大学伯克利分校教授兰迪·W·谢克曼和德国生物化学家托马斯·C·苏德霍夫由于发现了细胞内囊泡运输调控机制，也即发现了细胞内主要运输系统的机理而获得2013年诺贝尔生理学或医学奖。这一机制其实就可以成为药物输送的新方式。
人体的细胞可以生产很多蛋白质和化学物质（神经递质），并且要把它们输送到人体所需要的地方。例如，胰岛细胞生产胰岛素，但是，需要把胰岛素运送并释放到血液中。细胞内的物质运输比现实生活中的物流更为复杂、精准并且具有自我调控的能力，因为细胞产生的分子，如激素、神经递质、细胞因子和酶等物质有的要被运输到细胞内的其他地方，有的则要被转运出细胞。这就要求细胞生产的所有物质都要在正确的时刻被转运到正确的地点。
细胞内物质运输最本质的机理是，物质不是散装运输的，而是要包裹起来，即以细胞囊泡的形式传递的。囊泡是由膜包裹的微型小泡，能够带着细胞货物穿梭于细胞器之间，也能够与细胞膜融合，将货物释放到细胞外部。囊泡转运系统对于神经激活过程中神经递质的释放、代谢调节过程中激素的释放等都非常重要。如果没有囊泡转运系统，或该系统受到干扰，就不仅不能维持正常的生理机能，而且会对有机体有害，如导致神经系统疾病、免疫系统疾病和糖尿病等病症。
受到这种细胞内物质运输机理的启示，研究人员最近发明通过基因工程改造红细胞来运送药物。美国马萨诸塞州怀特海德生物医学研究所的哈维·鲁迪什等人用转基因和酶催化技术改造红细胞，把红细胞变成一种全身通行的细胞和分子运输车，以便把药物、疫苗、抗体、造影剂等输送到相应的器官和组织。
让红细胞输送药物
利用红细胞作为药物输送载体的主要优点在于，红细胞数量多，而且寿命较长（循环周期120天），可以搭载很多药物，有望在治疗领域大显身手。最重要的是，由于红细胞的特点，可以避免转基因的副作用。红细胞分前体细胞和成熟细胞。红细胞成熟后会抛弃细胞核和其中所有的DNA，因此，如果在红细胞前体细胞中转入某种基因，在红细胞成熟后，就不会遗留任何外源性基因，从而避免转基因有可能导致的肿瘤或其他副作用。
让人高兴的是，人们期待的初步结果已经获得。研究人员采集一些小鼠骨髓，将尚未发育成熟的红细胞的前体细胞分离出来，插入一段能表达Kell蛋白的基因。在红细胞成熟并排出细胞核后，这种蛋白仍留在红细胞表面。如此，Kell蛋白就像细胞上的一种囊袋，用酶和想要递送的药物分子浸泡红细胞的前体细胞，能让这些分子附着在Kell蛋白上。研究人员在Kell蛋白上附着了一种叫作生物素的容易跟踪的分子，发现这些分子能随红细胞到达小鼠身体的各个地方。
这也意味着，下一步可以把药物、抗体和疫苗等搭载在Kell蛋白上。由于经基因改造的人体红细胞能在体内循环达4个月之久，可以用它们来运载各种药物、抗体和疫苗，从而达到长期有效的治病效果。例如，可以让红细胞携带“清洁剂”药物来清除血液里的坏胆固醇;也可让红细胞携带抗凝蛋白以治疗缺血性卒中或深静脉血栓;还可以让红细胞递送抗炎症抗体以缓解慢性炎症。
用生物分子运送药物
如果说利用基因工程改造红细胞只是细胞和分子结合的新型药物输送系统或方式，那么，用纳米制造的纳米注射器就是一种分子输送药物技术或方式，这种输送药物的技术可以精准到对细胞进行注射给药。
近日，英国帝国理工大学的研究人员宣布，他们发明了纳米注射器，注射器的针尖只有50纳米（相当于头发丝直径的1/1600）。而一般人体细胞的直径是10微米左右（相当于头发丝直径的1/8），因此，纳米注射器可以用来给细胞注射。方法是，将纳米小针组成微阵列，纳米小针就可以刺入细胞，针尖上带有的核酸药物可以直接被注入到细胞核中。此外，由于这种纳米针是可以降解的，也可以用于体内的药物递送。
利用细胞和分子输送药物已经获得了初步结果，这样的药物输送方式也受到2013年诺贝尔生理学或医学奖内容的启示。尽管纳米小针输送药物已经可以做到，但如何操作纳米小针，让其把药物和疫苗输送到正确的地方——靶器官，以及需要输送多少剂量则是需要解决的问题。显然，这一要求非常之高。
不过，另一项研究似乎在朝这个方向迈进。美国宾夕法尼亚大学的艾克曼等人利用一个纳米载体，可以成功递送地塞米松到达肺血管的内皮细胞，并且新的药物递送系统能有效预防小鼠肺部炎症。
艾克曼等人使用的是一种纳米凝胶，由两个分子组成，一个是右旋糖酐（糖），另一个是溶菌酶（一种蛋白质）。另外，研究人员将一个特异性的靶向肺的分子附着于载体表面，并且将地塞米松加载到纳米凝胶中。如此，纳米载体会结合到肺血管衬里的内皮细胞中。这也意味着将来可以用纳米载体准确输送药物到肺部治疗肺炎。当然，这种方法也与目前采用的癌症靶向治疗方式相似。
不过，癌症的靶向治疗更为复杂，是在细胞分子水平上针对已经明确的致癌位点（该位点可以是肿瘤细胞内部的一个蛋白分子，也可以是一个基因片段），来设计相应的治疗药物，药物进入体内会特异地选择致癌位点相结合发生作用，使肿瘤细胞特异性死亡，但不会波及肿瘤周围的正常组织细胞。同时，根据癌症的靶向治疗技术的不同属性可以分为生物性靶向治疗、化学性靶向治疗、物理性靶向治疗三大类。
生物机器人运送药物
生物机器人是用人的细胞或分子制成的能移动的微型动力装置，可以搭载药物分子在人体内移动，到达靶器官和组织。
以前，研究人员研发了用小鼠心脏细胞制造的一种能自己“行走”的生物机器人，但由于心脏细胞会不停地收缩，而且，这种生物机器人不能随意开关、加快或减慢速度，因而难以控制，也就不能按人的要求来携带药物，并到达准确的人体部位。
现在，美国伊利诺斯大学的拉什德·巴什尔等人改用人的肌肉细胞来研制生物机器人，取得了比较理想的结果。这种生物机器人由肌肉细胞推动、电脉冲控制，而且研究人员能对其发号施令，因此可以有目的和可控地运载药物。
巴什尔等人制造生物机器人受到自然的肌腱和骨骼结构启发。他们用3D打印技术制造出一种柔韧的水凝胶，让其成为主要骨架，它既能支持生物结构，又能像关节一样弯曲。然后，研究人员再把一条骨骼肌锚接在主骨架上，就像肌腱把肌肉附着在骨骼上一样。这种水凝胶和活细胞组成的生物机器人移动的速度可以由电脉冲频率来控制，电脉冲频率越高，肌肉收缩越快，生物机器人也就走得越快。因此，这一过程是可以由人来控制的。
这种生物机器人由于体积较小，而且可以由人来控制，就可以让它们携带药物到达靶向器官释放。这种生物机器人还可以用作手术机器人、移动环境分析器等。例如，像细胞内物质运输的原理一样，我们可以让生物机器人携带一些用生物膜包裹起来的药物胶囊，如抗癌药物，然后用电脉冲频率控制它，使其移动到靶器官，如患癌的肺脏或肝脏，再引导其释放药物。如此，就会既用药精准，避免误伤健康细胞，又减少用药量，达到有效治疗癌症的目的，这实际上也是一种靶向治疗，但是，并不仅仅针对癌症治疗，而是有多种用途。当然，控制生物机器人的方法也不只是电脉冲，还可以用光或化学物质控制，以指导生物机器人向不同方向运动。
当然，现在这些细胞和分子输送药物的方式还不完全成熟，还需要经过更多的动物和人体试验才能应用于临床。但不管怎样，目前的细胞和分子输送药物方式已经展现了无限美妙的希望，通过不懈努力，新型的细胞和分子输送药物方式将会进入临床。如此，将是人类医药和治疗的一次巨大的革命。
让生物学走进生活 第12篇
一、改变错误观点, 用正确的知识指导健康生活
在人们的传统观念中, 清晨锻炼身体是最好的, 因为这时的空气最为清新。在学完植物的光合作用后, 我以此为题, 让学生思考这种说法是否正确。这时便是新旧知识的一大碰撞, 学生通过分析知道, 清晨太阳未出来, 植物无法进行光合作用, 不能产生氧气, 但此时自然界中所有的生物都在呼吸, 消耗空气中的氧气, 因此这时的空气其实是很浑浊的, 如果此时锻炼反而对身体不好;并由此得出锻炼身体最好是在早上七八点钟之后, 植物进行了一段时间的光合作用, 此时空气中氧气含量较高。学生获得了这一新知后, 回去便向家人宣传了这一科学做法, 家长也很高兴, 觉得孩子学到了知识。这在以后和家长的交流中得到了证实。学生将自己所学的知识向身边的家人朋友进行宣传, 这不仅让他们很有成就感, 进一步增强了其生物学兴趣, 同时也让科学知识得到了普及, 让更多人受益。无独有偶, 在学完植物的呼吸作用后, 我们可以提出这样一个问题“很多人喜欢在卧室摆放一些花卉, 认为这样可以净化空气, 你对此有何看法?”学生便会分析, 白天在卧室中摆放花卉有助于空气的净化, 因为它能进行光合作用, 但晚上植物不能光合作用, 却可以进行呼吸作用, 再摆放在室内就会和人争夺氧气, 使空气愈加浑浊, 因此晚上应将植物摆放在室外。由此, 学生不仅复习回顾了所学知识, 而且将它们运用到了生活中, 这让他们真正体会到了学有所用。
二、用所学知识为生活释疑
“近几年我们城市的绿化越来越好, 走在大街上, 我们经常可以看见卡车拖着一棵棵大树, 但这些树却有一个共同的特点:叶子很少, 你能用所学的知识解释一下, 为什么要将树的枝叶去掉吗?”学完植物的蒸腾作用后, 我问了学生这样一个问题。很显然学完这课后, 学生轻而易举就能解决这个问题:减少叶子可以减少植物的蒸腾作用, 防止植物由于过度失水而死亡。紧接着我又问:那为什么移栽植物要在阴天或傍晚, 移栽后为什么要在树顶遮上黑网呢?经过一番讨论之后, 学生发现这样做的目的同样是为了减少植物的蒸腾作用。类似的问题还有很多:例如自然界中有些“谎花”, 它们只开花不结果, 比如瓜类、石榴等, 这是为什么?这就让学生认识了单性花和两性花的区别。再如新疆的哈密瓜、葡萄总是特别甜, 而我们本地产的甜味始终比不上它们。用来源于生活的体验, 将光合作用和呼吸作用联系起来, 从整体入手分析, 有利于加深学生对光合作用和呼吸作用的理解。随着这一系列问题的解决, 学生觉得原来我们学的生物还能解决生活中这么多的现象, 这就大大提高了学生学习生物学的兴趣。正如一位学生在笔记中写到的一样:“以前我是一个对生物课完全不感冒的学生, 我觉得它是那么乏味, 但现在我发现它很有趣, 甚至说是好玩, 它和我们的生活是息息相关的, 学习它们并不是为了考试, 而是为了更好的生活。”如此温馨的话语让我觉得, 能够做一名生物老师真是一件特别幸福的事。
三、动手实践, 让生物学贴近生活
初中生物中有个实验, “探究种子萌发的条件”, 既是探究, 那就有必要让学生动手一做, 在整个探究过程中, 我只在最初时提醒“农民播种通常会选择什么季节, 播种前后需要做什么?当你探究某个因素对种子萌发的影响时, 你需要做什么样的实验?做这个实验关键的注意点是什么?”然后给他们分小组, 分发实验材料 (小麦种子) 要求他们必须把可能影响种子萌发的所有外界条件都探究一下。任务布置完后, 接下来便是他们小组讨论研究方案的时间了, 在制定出可实施的方案之后, 我要求他们在课余时间完成这个实验。等我再次进班上课时, 我发现教室的窗台多了很多小摆设——学生的研究成果。而一下课, 学生就马上围拢到窗台边, 看看它们有没有发生什么变化。这样持续了几天, 小麦种子萌发了, 窗台上绿油油的, 学生们很是高兴, 看我一进教室便向我展示他们的实验成果, 有胜利的, 当然也有失败的。于是课堂上, 我便请同学来说说在整个探究过程中, 他们有什么样的收获, 课堂气氛很是热烈。比如有同学提出:“我探究的是水对种子萌发的影响。我在其中一个里面放了水另, 一个没有放, 本来我分析, 放了水的肯定会萌发的, 但现在两个都没萌发, 这是为什么?”这时另一位同学说:“我探究的也是水对种子萌发的影响。不同的是, 我在其中一个里面水放的很多, 另一个则比较适中, 结果水放的比较适中的就萌发了, 水很多的却没有, 所以我认为种子萌发需要水, 但是水的量必须适中。”其他同学纷纷表示赞同。由此把整个讨论推向了高潮。整节课大家的情绪都很高涨, 在动手实践的过程中, 学生发现了很多在实验设计时考虑不到的问题, 由此也进一步完善了他们的实验方案。同时他们对于种子萌发所需的外界条件也有了更深的理解。
