细胞生物学新技术篇1
【关键词】创新型人才细胞生物学课程体系教学模式
【中图分类号】Q2【文献标识码】a【文章编号】2095-3089（2012）12-0009-02
生物技术是推动21世纪科技进步的最重要的技术之一，是实现我国经济社会全面协调可持续发展的重要产业。围绕生物技术核心的“着力提升生物医药研发能力，开发医药新产品，加快发展生物医学工程技术和产品，大力发展生物育种，推进生物制造规模化发展，加速构建具有国际先进水平的现代生物产业体系，加快海洋生物技术及产品的研发和产业化”，已成为“十二五”国家战略性新兴产业发展规划中的重要内容。
总书记在清华大学百年校庆大会上的重要讲话中提出“着力推动‘中国制造’向‘中国创造’转变”，建立创新性国家已成为国家战略任务。在创新已成为经济社会发展的主要驱动力的今天，具有创新知识的人才是实现“中国创造”的核心要素。高等教育的根本任务是人才培养，因此，面对建设创新型国家对人才的重大需求，探索高等学校创新性人才培养的教育模型和教育机制，培养更多符合时代需求的创新性人才，是落在广大教育工作者肩上的重要任务。
西南大学生物技术专业本科首批招生于1999年秋季，是国内较早设置该专业的高校之一。作者一直致力于生物技术（工程）专业细胞生物学课程教学，对课程建设与实践颇有一些心得体会，本文就培养创新型生物技术（工程）人才的细胞生物学课程建设和实践进行探讨。
1.细胞生物学理论内容的优化
作为生物技术专业重要的专业基础课程，细胞生物学既具理论的抽象性，同时又富有技术的实践性。从理论角度，细胞生物学与生物化学、分子生物学、遗传学等其它专业课程互相联系、渗透，密不可分，同时又是细胞工程等生物技术其它专业课程的基础，在生物技术课程体系中起着承上启下的枢纽作用。
分析当前高等本科教育的国内细胞生物学教材不难发现，教材的组织架构基本是依循在介绍细胞基本成分之后，从细胞膜、细胞质、细胞核这种像剥蛋壳式的由外向内的机械式线条，显得呆滞和孤立，缺乏与其它课程的有机联系。从内容的组织上诸多内容与生物化学、分子生物学、遗传学等课程内容重复，如细胞的成分与结构、细胞核结构与功能（染色体结构与功能）等。科学设置细胞生物学课程体系，对学生牢固掌握基础理论、引导学生从基础理论原理中衍生创新设计能力、综合培养学生科学思维能力、提升学生综合素质至关重要。
1.1形成以“细胞结构和功能-细胞生命活动原理-细胞的分子、遗传改造原理”的理论课程体系
即在理论的组织架构上以细胞功能结构为基础，贯穿细胞活动的基本原理，衍生现代新理论、新技术和领域发展新趋势。内容上主要表现于
①以“细胞结构和功能-细胞生命活动原理-细胞的分子、遗传改造原理”为模块设置理论课程，围绕细胞基本结构和功能系统阐述细胞生物学基本概念、基础理论和基本方法原理。②在现有基础理论课群中，增设以现代生物技术为基础的细胞生物技术基本原理理论课程，课程内容注重以原核细胞与真核细胞为表达系统的生物技术发展过程和技术原理的阐述，让学生能从技术原理和历史技术创新角度对现代生物技术进行系统了解，更能将生物化学理论、分子与遗传技术原理在细胞层次统一结合起来，在理论教学中阐述细胞内生命活动的基本原理，以及生物技术改造的理论基础。③19世纪年代末，显微镜的发明缔造了细胞生物学的根基，近代物理学的发展更是促进了细胞生物学的突飞猛进。在新技术、新发明层出不穷的现代社会的教育过程中，将现代科学信息、现代科学理念、科学技术实时引入教学中，不仅是对细胞生物学的扩充，更是培养学生创新性思维的重要内容。因此，跟踪物理理论技术发展，结合生物技术及其它交叉领域的新理论、新技术的创新，培养学生创新意识的理论内容显得必不可少。
1.2建立“活化”的理论教学模式
①活化——教学理念要以活细胞为根基：细胞不仅仅是物理或化学上的纯结构组成，或是无机小分子及有机大分子的无生命的随机组合。细胞是有生命的，它不仅表现在它是生命结构和功能的基本单位，更重要的是细胞是生命的连续体系，从结构和功能都表现为基本物质在时空上的动态组合和生命代谢活动的有序性。因此，理论教学中，以细胞内蛋白质的合成、运输与分泌为主线索，设置细胞结构和功能的课程内容，表现细胞结构与功能的联系和细胞生命活动的时空表达。
②活化——课堂教学要有活跃的氛围：摒弃传统的理论教条式的灌输模式，采用现代多媒体技术和丰富的网络资源，将死板的文字描述转变为形象影像、动画，启动学生想象力。课堂教学中采用问题式、讨论式的教学方法，围绕一个理论主题问题，在讨论过程中“教”与“学”互动、“师”与“生”角色互换，以培养学生主动学习和以问题为基础的探索理论的能力，学生的科学思维能力在自然中养成，创新之火在自然中点燃。
2.实验课程
实验课程的内涵并不是理论课程简单的实验验证，而应该把它看作是创新型人才苗子孵育的第一基地。
2.1形成层次化的实验课程体系
整合现有细胞生物学实验课程，根据现代生物技术的产业特点和发展趋势，扩充与现代生物技术方法和措施相关的细胞生物技术基础实践，沿“细胞结构基础-细胞综合技术-创新研究”递进式内容，融合现有分散的专业、专业基础实验课，创新性构建一个系统的、层次化的生物技术本科专业的细胞生物学实验课程内容：
①细胞结构基础内容：一对一的细胞结构印证，组合经典细胞生物学实验内容，从细胞基本结构、细胞组分的分析、到细胞拆合和重组，利用基本技术和方法验证理论知识，完整认识细胞基本结构和基本方法，建立运用科学原理解决具体问题的实验基础。此部分内容为细胞及其技术手段和方法的认识和专业基础技能实验训练内容。除必要的经典实验外，增设生物技术领域前沿技术和方法，保持实验内容的先进性。
②细胞综合培育内容：一主题多技术的综合运用。以细胞培养为主线条，按细胞融合、细胞转染及细胞基因重组、重组细胞遗传表达产物的分离纯化内容进行模块设置实验内容。
③创新研究内容：多知识、多技术、生物技术多领域的发散式的自主实验性研究内容。“细胞结构基础-细胞综合技术-创新研究”的实验课程体系。
2.2建立“4+3+2+1”制式的实验教学模式
①40%基础指令性实验教学：教师决定实验内容，设定实验程序，学生进行验证性操作。对于前沿技术手段，采用网络资源和多媒体技术进行系统介绍。强化学生对细胞基本结构的认识，培养学生对现代细胞生物学方法的认识和应用、对细胞生物学基本技能的熟练掌握。
②30%综合指导性实验教学：教师命题，教师主导性设计，以一个实验内容使学生了解多种实验技术和方法的综合运用。培养学生综合运用实验技能能力和团队合作能力。
③20%综合研究性实验教学：教师命题，教师指导学生设计，综合应用多种实验技术和方法在一个实验主题中。培养学生的科学思维能力和综合设计能力。
④10%自主创新性实验教学：学生自由选题，自主设计，教师辅地帮助学生创新性实践。对可能的学生创新性研究成果，适时地进行成果转化或专利保护，认识知识产权保护的重要性。培养学生的创新精神和创新实践能力。
以上内容思考意旨是通过系统化内容的细胞生物学课程设置，建立集基本（础）知识、基本技能、实践能力、科学创新思维培植为一体、适合以培养生物技术专业学生综合素质、实践能力和创新能力的细胞生物学课程体系。
参考文献：
[1]国务院.“十二五”国家战略性新兴产业发展规划.2012
[2].清华大学百年校庆讲话.2011
[3]翟中和.细胞生物学【m】.2011
细胞生物学新技术篇2
结合有丝分裂的内容，引导学生看课本插图p117图6-8红细胞和心肌细胞、p117图6-9各种植物细胞、p117图6-10分化的细胞可形成不同的组织和器官。
在学生看图的过程中展示图1。
引出细胞分化的概念，得出细胞分化的意义。
在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化是生物个体发育的基础。细胞分化过程中遗传物质没有变化，是基因选择性表达的结果。需要提醒的是细胞分化贯穿在整个生命周期中，不只出现在胚胎时期，为干细胞做铺垫。
分析得出细胞分化的特点：普遍性、持久性、稳定性、不可逆性。
接着，引导学生比较细胞分化与细胞分裂的区别。
通过对插图和表格的分析，使学生分清了细胞分化与细胞分裂的区别；了解了细胞分化的过程和特点；知道了细胞分化的生物学意义。
二、利用科学发展史了解科学的发展，正确看待科学技术对社会的影响
1.从科学发展史中学习科学与技术的关系
结合课本插图p118图6-12植物组织培养过程。通过对植物组织培养研究的历史发展过程的分析来总结科学发展的历史经验并揭示其规律。
1902年德国植物学家哈伯兰特（Haberlandt）提出细胞全能性概念，并用叶肉和其他多种细胞进行离体培养。在自制的营养物质中培养，仅出现一些细胞增大，未出现增殖和分化现象。
1934年荷兰植物学家（温特）F.w.went发现了吲哚乙酸（iaa），随后又有人相继发现了iBa，naa和2.4-D人工合成的生长素。
1934年怀特（white）用无机盐、糖类和酵母提取物配制成怀特培养基，用番茄根进行离体培养形成愈伤组织。其后证明了生长素和维生素对组培的作用，提出了细胞全能性学说。
20世纪40-50年代，斯库格（Skoog）和崔等人利用添加了腺嘌呤和生长素的培养基进行烟草培养，诱导根、芽等器官，并确定腺嘌呤和生长素诱导根和芽生长的作用。
1958年美国斯图尔德（Steward）等和德国赖纳（Reinert）等分别将培养的胡萝卜根细胞诱导形成了胚状体，形成新植株。用实验证明了植物细胞的全能性。
从以上植物细胞全能性的研究历史，我们可知培养基是影响成功的重要的因素，正是因为科学和技术的相互支持，才使组织培养技术能够获得成功和完善。
通过植物组织培养，我们可以获得大量的克隆体，保持优良特性，缩短生产周期。为我们的生活提供丰富的物质保障，如花卉和蔬菜培育。
2.科学与技术对社会的影响
植物细胞的全能性，引发了人们对于动物细胞是否具有全能性的猜想，经过许多科学家的努力，动物细胞的体外培育不能实现细胞的全能性。几经周折后，科学家终于通过细胞重组技术证明出了动物细胞核具全能性。因为细胞核具有生物体的绝大部分遗传物质。
证明动物细胞核具全能性的就是克隆技术，也称核移植。
1996年7月5日，世界上第一只克隆羊多利（Dolly）由英国爱丁堡大学的伊恩・维尔穆特博士培育成功，但这成功并不是利用一个细胞就实验成功了，而是利用了上千个卵细胞才成功一个，其中过程也是很复杂的，是科学理论的指导下进行的。
克隆可以用于造福人类，比如说治疗性克隆，利用胚胎干细胞进行器官移植。要是被别有用心的人利用，克隆也可以影响人类的正常秩序，那后果将不堪设想。比如说克隆优等人种组成军队统治世界。
所以，科学是技术发展的理论基础，技术是科学发展的手段。科学技术是社会进步的动力，然而科学技术的也会给人类带来负效应，应正确处理好科学技术和社会的关系。
三、与现实生活的联系，进行StS教育
本节课有个探究模块，就是干细胞的知识。课标要求学生能自主搜集资料，并与同学分享成果。通过查找资料让学生及时理解关注对科学、技术和社会发展具有重大影响的生物学新进展，激发学生学习生物学的积极性。
学生分享：移植弟弟脐带血治好血癌，3岁女童健康成长；姚明加入中华骨髓库等案例。
引导学生通过讨论得出：白血病就是骨髓中的造血干细胞在分化的过程当中出现问题，导致不能正常增殖、分化出血红细胞。我们可以用正常的造血干细胞替代有问题的细胞，达到治疗的目的。脐带血里含有造血干细胞，通过移植造血干细胞就可以慢慢恢复造血功能。
干细胞可以分为三大类：全能干细胞、多能干细胞，专能干细胞
这里的脐带血就是专能干细胞，可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。
引导到目前人类遇到的重大科学难题――器官移植。器官移植需要先配型，后移植，移植成功后还需要终生服用抗免疫排斥的药。有没有能绕过免疫排斥的方法呢？那就是利用自身的干细胞培育出所需要的器官移植是最好的选择，它不会产生免疫排斥反应。
干细胞培育的方法还有望用于拯救珍稀、濒危动物。适当的介绍干细胞新进展，诱导多功能干细胞（ipS）的研究在生物和医学领域具有广阔的应用前景，有望成为实施再生医学和细胞治疗的重要细胞来源。
上述实例的介绍，让学生深刻体会到科学与技术对社会的影响力，从而激发学生强烈的好奇心和学习生物科学的兴趣。
四、课堂教学渗透StS教育的效果
我们将StS教育思想实施在具体教学的过程中，概念性的知识可以通过插图、绘图等手段，使学生更容易理解、掌握；技术性的知识通过科学发展史的学习，了解科学发展对人类的生活的作用，进而对科学萌生浓厚的兴趣；对于科学前沿知识应充分发挥学生的动手能力，查找相关的知识，讨论得出结果，再结合社会实际和学生的生活经验事例，将学习联系到现实生活中来，从而对内容进行加深巩固。
细胞生物学新技术篇3
京蒙干细胞董事长、中国科学院细胞治疗科学家高锦主持了会议，中国医学科学院陆士新院士、中国科学院北京生科院院长康乐院士、内蒙古自治区科技厅厅长徐凤君、柬埔寨国际商会会长杨海、北京内蒙古企业商会会长王军朴、中国医药生物技术协会秘书长吴朝晖、美国opeXa公司总裁neilwarma等到会并致辞。
干细胞研究
和治疗面临巨大机遇
相关资料表明，心脑血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、自身免疫性疾病和恶性肿瘤等重大疾病，已严重威胁当前人类健康，单纯依靠以药物和手术治疗为基本支柱的经典医学治疗手段，已难满足临床疑难重大疾病患者的渴求。
随着世界生物医学的突破，以细胞治疗为核心的再生医学，正在成为继药物治疗、手术治疗后的疾病治疗新途径，细胞治疗与经典治疗手段相结合的个性化整合治疗新策略，临床效果突出，可以把患者在治疗中所承受的医学损伤降至最低，有望成为新一代医学革命的价值核心。
这次会议就细胞治疗临床研究进展，以及细胞治疗技术针对心脑血管疾病、恶性肿瘤、神经系统疾病、血液系统疾病、自身免疫性疾病等重大疾病治疗所具有的新策略与优势，进行了研讨。并就干细胞与心脑血管及代谢疾病、肿瘤的个体化诊疗、生物技术临床转化与医疗管理、疾病预防及抗衰老等四大议题进行了深入交流。《细胞治疗与引领医学模式重塑》、《他汀改良微环境提高心肌梗死后干细胞治疗疗效》、《肿瘤CaR-t细胞研究进展》等专题报告，引起了参会代表浓厚的兴趣。
美国洛杉矶分校教授、内蒙古干细胞医学工程研究中心主任黄教悌、京蒙干细胞首席科学家何大澄、河南省肿瘤研究所所长郭永军、京蒙干细胞副董事长胡晓年教授、中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员李尹雄等400余位海内外干细胞转化医学权威及各科知名临床治疗专家在这次研讨会上进行了研讨。
到会专家、学者就当前临床医学如何摆脱孤立的生物医学思维与方法，摒弃以往强调局部而忽视整体、关注攻克病灶而忽视患者本体人文感受的局面，还患者以健康的临床环境，提出许多极具临床价值的学术论证。
肿瘤治疗专家胡晓年等人提出：“新的医学模式，应由以往的切切、杀杀，转变为修复、补充，从‘以毒攻毒’、‘拆东墙补西墙’转变为再生修复，使病人健康，不仅仅是让他没有病，而是要还他以良好的身体、心理和生存质量。”
京蒙干细胞推动产业发展
近年来，中科院北京生命科学院在“干细胞与再生医学”科研领域成果卓著，涌现出不少代表国家水平的国际知名干细胞专家。京蒙干细胞作为中科院北京生命科学院的干细胞转化医学研究基地，在细胞治疗技术的临床应用转化方面已具较高水平，其创新性的科研成果不断服务于国内知名三甲医院。
据记者了解，京蒙干细胞已经不是第一次举办这样的研讨会。早在公司建立之初，高锦就曾发起和组织过几次类似的研讨会。公司于2009年8月成立以后，更专注于人体干细胞治疗技术研究、开发与产业化，并努力整合各方资源，打造系统性的干细胞研究和治疗产业链，为病人服务。
目前，京蒙高科干细胞有限公司已成功引进一批国内外顶尖科技人才，并与美国niH、澳大利亚monash大学及中科院、中国医学科学院、清华大学等著名高等院校、科研机构和企业建立了广泛合作关系。依托京蒙干细胞技术平台，内蒙古阿拉善盟生物医药产业化基地大型项目即将启动，这对内蒙古的医药资源开发和蒙医药现代化发展也会起到推动作用。
opeXa公司总裁neilwarma表示，中国的干细胞研究取得了令世界同行钦佩的成就。年内，他本人将带来美国最新细胞治疗技术与中科院北京生命科学院“干细胞转化医学研究基地”即京蒙干细胞技术有限公司展开深度技术合作。
在3月2日的研讨会现场，记者看到了不少摊位。大约有十几个干细胞产业相关单位在推介自己的企业和产品。他们有来自北京的欣博盛、鼎国昌盛、旷博、赛泰克、达科为等公司，也有来自杭州的百通生物，以及美国的peprotech（派普泰克）等公司。这些公司的产品五花八门，但大多和细胞治疗的研究、测试、产品研发相关。从某种程度上，此次京蒙干细胞召集举办的活动，是行业内部分企业的一次交流机会，也一定程度上促进了中关村以及中关村外的其他企业的产业聚合效应。
京蒙干细胞的目标显然不是仅仅举办这样一两次论坛和年会，而是希望整合更多的资源，推进中国整个干细胞产业的发展。
前景光明但政策须进一步明朗
“以干细胞治疗为核心的再生医学，将成为继药物治疗、手术治疗后的另一种疾病治疗途径，从而成为新医学革命的核心。”科技部2012年4月的《干细胞研究国家重大科学研究计划“十二五”专项规划（公示稿）》对干细胞治疗的地位作了上述评估，这代表了中国政府对干细胞治疗的基本认识。
干细胞研究因此被提升到战略高度，国家对干细胞临床医学抱以极大的期望，一位业内权威人士如是表示。
第一创业医药行业分析师于洋称：“在国家七大战略性新兴产业之一的生物产业中，干细胞临床研究居生物医药板块支持力度的首位。目前，863、973以及国家自然基金全部设有干细胞科研基金并将支持方向明确指向干细胞的临床应用。”
在美国，2009年3月，美国总统奥巴马上任不久即解除了政府资助支持胚胎干细胞研究的禁令。同年，美国食品药品管理局（FDa）也开始批复各种干细胞治疗药物上市。
此后，加拿大相关监管部门在2012年5月下旬批准美国osiris研发的干细胞药物prochymal上市，之后新西兰又于6月15日授予该公司干细胞药物营销许可。在韩国，近几年干细胞临床应用发展也很快。
不过，在具体临床治疗方面，近年来中国的干细胞治疗出现了一些乱象。中科院院士吴祖泽指出我国干细胞治疗领域的问题主要有三点：一是我国尚未建立统一的质检标准与质检受理单位，因此也就不能大规模使用；二是干细胞临床研究与应用的审批规程和监管规则还没有形成，有待理顺；三是一些单位作了过度的、不科学的商业炒作，造成负面影响。
对于这种干细胞治疗乱象，卫生部和国家食品药品监督管理局于2012年1月初联合《关于开展干细胞临床研究和应用自查自纠工作的通知》，决定联合开展为期一年的干细胞临床研究和应用规范整顿工作。据悉，卫生部因此专门成立了干细胞整顿工作领导小组和整顿工作办公室。干细胞整顿工作办公室调研后归纳的调查结果是：干细胞治疗已经成为心血管疾病、血液系统疾病、神经系统疾病等重大疾病的一种新的治疗选择；从调查来看，成体干细胞治疗已经在我国300家左右的医院、机构开展，范围涉及血液病、淋巴瘤、心肌梗塞、肝硬化、糖尿病、抗衰老美容等100多种，但采用的干细胞来源不尽相同，对这些不同来源的干细胞临床使用的安全性也还缺乏系统的评价。
从去年初到今年，干细胞的研究和临床医疗事实上还处于摸索阶段。造成这种乱象的根本原因是国家干细胞产品审批和应用管理的法规不完善及滞后。
不过，情况可能正在好转。2013年3月初，卫生部网站消息称，为加强干细胞临床试验研究管理，卫生部、国家药监局不久前组织制定了《干细胞临床试验研究管理办法》《干细胞临床试验研究基地管理办法》和《干细胞制剂质量控制和临床前研究指导原则》征求意见稿，正在广泛征求意见。分析人士认为，上述消息或对行业龙头企业形成一定利好。
在当前中国各个干细胞公司里，京蒙干细胞的处境算是比较好的。京蒙干细胞背靠中科院、同时得到了内蒙古科技厅的大力支持。目前已拥有临床检测、技术转化中心、中试车间三大技术平台，其目标是争创国际一流生物品牌。在未来的在战略布局中，京蒙干细胞图谋将自己建设成为学科门类齐全，产业规模适中，在国际上具有重要地位的、产学研一体化的全产业链型集团企业。目前，京蒙干细胞已遵循国内相关法规要求，按照国际cGmp标准和cGtp标准建立了拥有国际一流细胞专用设备，具有严格的药品生产国际质量标准管理体系，通过了万级洁净度认证的大型细胞生产研发平台。公司在高端技术专家团队的领导下，凭借先进的细胞工艺技术，按照严格的标准操作流程，进行着各类干细胞、免疫细胞的分离培养及扩增；并生产细胞治疗专用试剂，包括已获专利的各种专用培养基及细胞分离液等；同时，还担负着Gmp生产车间的规划，构建及管理，为细胞治疗基础研究和应用研究提供科技创新、成果转化以及工程化研发等科技基础支撑。
区域合作，创公司运作新模式
干细胞研究和产品研发以及未来的可能的产业化，不能不建立在雄厚的资金实力上。而正如上文所说的，目前干细胞治疗还处在刚刚破晓的阶段。医学又是一种比较特殊的行业，风投和创业公司的接触也是小心翼翼。因此，如何争取各方支持，扩大自身实力，是摆在各干细胞公司前面的一个课题。
京蒙干细胞所在的海淀上地拥有整整一层楼的办公场所。它所在的这栋楼，是内蒙古科技厅在北京设立的京蒙高科企业孵化器。该孵化器是北京市与内蒙古两地政府重点科技合作项目。作为全国唯一一家异地孵化器，它成为内蒙古利用发达地区的人才、信息、金融、市场优势促进本地发展的平台。
细胞生物学新技术篇4
【关键词】 细胞生物学 实验教学 科研素质
细胞生物学是生命科学中重要的组成部分，它能够反映生命科学的形成进程，同时也体现生命科学的最新进展。该学科是由实验研究产生和发展起来的。因此，细胞生物学研究技术和方法的作用及地位显得尤为突出，细胞生物学实验课教学是培养本科生科研素养的重要环节。是研究性学习的重要内容，也是最必要的形式和过程。
1.开设实验课，是生命世纪所需。细胞生物学的发展经历了经典细胞学、实验细胞学及细胞生理学、现代细胞生物学等阶段，推动学科理论内容的产生、发展及丰富的动力是实验研究。例如：显微镜观察方法导致了细胞学的产生，而电子显微镜及其它更精细观察显像技术的应用，可以观察细胞内部的亚显微结构、甚至单一生物分子的位置，更加准确描述细胞的结构与功能。
在大三开设细胞生物学实验课是适时的。大三本科生经过动植物学的学习初步了解动植物细胞的一般特性：通过微生物学的学习，则了解微生物在细胞形态、结构及功能等方面的特殊性；生理学与生物化学的学习，掌握了细胞生命活动的动态性，并且有了相应的实验技能。在此基础上，本科生能够适应较为复杂的细胞生物学实验课的学习和操作。
细胞生物学实验技术直接与当今生命科学的前沿技术接轨，在高年级开设这样的课程，有助于本科生迅速进入毕业论文研究的状态，有助于考研进入更深层次的研究工作。
2.选择实验课内容，注重基本能力和创新能力的培养。参考国内主要细胞生物学实验教材，自编实验教材，编写过程中，注重介绍与某一个实验项目相关的背景知识和实验原理。例如：光学显微镜的使用是最基本的细胞生物学实验，是从事生物学教学和科研必备的基本技能，在实验教材中，作详细介绍，列出不同放大倍数物镜的镜口率、工作距离、景深和视野直径等参数，使学生明确“放大倍数小的物镜工作距离大，放大倍数大的物镜工作距离小，物镜是显微镜中关键部件”等基本规律，有助于使用和选择显微镜。
设计了染色体制备和分带的内容，可以允许每个人动手操作，完成整个实验程序，得到预处理、样品制备、离心、显微镜使用等综合技术的训练。事实反映出操作认真、严谨的同学能获得较理想的实验结果。
选编了细胞培养、荧光显微镜技术等较高要求的实验内容，并附编了相应的前沿技术，如激光共聚焦显微镜原理。这些都是从事细胞生物学科研工作所需的研究技术，该类实验内容的开设，使学生初步了解细胞生物学研究的基本技术路线和实验方法，使学生对实验课的认识从完成操作、获得学分过渡到科研综合性、探索性，乃至创新性的高度。
详尽描述实验操作步骤，特别是不可忽视的、影响实验成败的关键细节，以及实验试剂、药品的配制和仪器实验注意事项等内容。注意操作过程与实验原理的结合，增加图解。例如小鼠骨髓细胞染色体标本制备和C带分析实验，操作步骤多，影响因素多，相对成功率较低，学生兴趣浓。操作程序的清晰、严格要求是完成实验的重要保障。
设计具有启发性的创新性实验及实验后思考题，以激发学生利用所学理论知识和实际动手经验，熟悉怎样设计实验、组建哪些实验技术达到实验目的、哪些步骤是控制实验的关键及其影响因素，甚至可提出修改的方案。
3.注重课前准备，确保实验质量。教师持之以恒动手从事科研实验工作，掌握或了解本学科研究技术的过去、现在及将来。坚持与实验员设计、商讨、准备实验，要有预瞻性，掌握实验中可能出现的问题，以便在课堂及时准确回答学生问题。
作为实验教学的主体，学生的临阵状态也很重要。不少学生习惯于课前不预习，课堂上一边对照实验指导，一边操作，经常导致操作混乱、时间延长甚至实验失败。目前，此类现象仍然较普遍，教师需注意检查督促，进行关键性问题提问、请个别学生上台操作示范，教师再对其中的注意事项、操作错误重点强调。另外，可将预习作为实验成绩的一部分，学生有备而来，提高实验质量。
4.细致指导，重视基本技能训练。细胞生物学实验包括形态、结构观察性实验，也包括操作复杂、技术综合的实验，要求学生牢固地掌握基本实验技能，如显微镜及特殊显微镜的熟练操作，微观世界的确认，临时与永久玻片制作，实验动物解剖，生物绘图方法，离心机的使用，细胞生物学染色体方法，细胞培养过程的无菌要求，这些基本技能都是每个学生必需的。教师必修逐个指导、示范和纠正，培养学生正确的规范的操作习惯。严谨的科学态度、创新的精神和严格的实验习惯，是科研最基本的素养，而本科细胞生物学实验是训练的最好平台。
5.诱导启发，培养创造性思维。细胞生物学实验项目广泛，材料具有多样性和普遍性，教师给学生安排的实验是挑选了典型的材料和经典的实验方法。教师应鼓励学生在完成实验指导指定实验基础上，提出衍生性的实验题目，让学生书面自行设计实验(包括实验材料、方法、目的)，有条件情况下，少部分同学进行创新性实验。强调科研协作的重要性，鼓励同学之间互相学习，有利于同学们开阔视野、培养敏捷的思维，激发对科学的求知欲和对本课程的兴趣。
细胞生物学新技术篇5
关键词：生物技术；伦理问题；思考
中图分类号：Q81文献标识码：a
文章编号：1009-0118（2012）07-0199-01
21世纪是生命科学的世纪，生物技术的发展对人类和社会的影响深远。而生物技术引发的伦理问题，已成为世界的焦点议题。如何合理的应用生物技术造福人类和社会，是众多学者和科学家急需解决的问题。
一、现代生物技术研究的新进展
进入21世纪，生物技术正处于发展成熟阶段，生物技术的应用已经渗透到我们生活中许多与生物无关的角落。生物技术的发展至今已经揭示了许多生命现象的本质及其规律，但生命现象极其复杂，目前仍有许多课题有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干细胞、转基因食品、人类基因组计划、组织工程等研究和实际应用等领域取得了成果。
（一）克隆技术。克隆原意是无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因都是相同的。克隆技术首先用于动物，动物克隆就是通过无性繁殖方式，由动物细胞产生的遗传形状相同的动物个体。克隆羊多莉是首例克隆成功的动物。动物克隆为我们进一步揭示生命的奥妙及人类的自我认识展现了全新的视野。
（二）胚胎干细胞。干细胞是生物体在生长发育过程中起“主干”作用的高度未分化细胞，它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞分为三大类：全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。全能干细胞之所以全能，是指它可以分化成人体全部细胞类型，进而构建心、肝、肾、肺等多种组织和器官，最终发育成一个完整的个体。全能干细胞再进一步分裂、分化中又形成了各种多能干细胞。多能干细胞具有分化为多种细胞组织的潜能，但是却失去了发育成完整个体的能力。
（三）转基因食品。转基因食品是利用生物技术将某些生物的基因转移到其他物种中去，从而改造生物的遗传物质，使其在性质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或以这种生物为原料，加工出来的食品都被称为转基因食品。转基因食品在欧美应进入人们的日常生活中。有资料表明，在欧洲，玉米钻心虫每年要毁坏4000万吨玉米，占世界玉米总产量的7%，但是如果把分离出来的抗钻心虫基因植入玉米中去，就可培育出抗虫害的玉米，这种玉米就是转基因食品。
二、现代技术发展引发的伦理问题
（一）关于克隆人的争议。从“多莉”羊的克隆成功，待几年来其他克隆动物的尝试，克隆技术正不断发展。目前科学界把对人体的克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆。科学界和伦理界对治疗性克隆普遍支持。但生殖性克隆，即克隆完整的人则遭到很大的抵制。克隆人给伦理道德方面带来了巨大的冲击，对现有的社会关系、家庭结构造成了巨大的冲击。另外，克隆人的身份难以认定，使人伦关系发生模糊、混乱乃至颠倒，进而冲击传统的家庭观以及权利与义务观。
（二）胚盘干细胞研究中的生命伦理问题。由于胚盘干细胞的制备是离不开人类卵子、胚盘以及克隆技术的，而卵子与胚盘在一些不同的国家和宗教界被视为是生命的起源，与活着的婴儿没有什么不同，所以在许多国家是被严格禁止的。坚持认为可以用人类胚胎做实验的人认为：1、早期胚胎仅是一团细胞，尚难称其为人的一条生命，从胚泡内细胞培养成人的胚胎干细胞，并没有杀死细胞，只是改变细胞的命运；2、培养胚盘干细胞是用于治疗现在还无法治愈的组织坏死性疾病，让病人恢复健康，完全是合乎人类伦理道德。
（三）转基因食品的潜在危险。对转基因食品发展有两种态度：支持者极力宣传其带给人类充足的粮食和新型抗病虫策略；反对者则强调人为地用基因技术改变神武，会给人体健康和环境带来危害。基因表达调控是个复杂的生命现象。目前，人类对基因的活动实施了解还不够透彻，还没有十足的把握控制基因中组后的结果。1993年英国的一份报告列出了一些人们对于转基因食品应用的来努力方面的主要担忧：1、人类基因转入食品动物，如将人类基因因子与凝血的蛋白质的基因转入绵羊中；2、某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常食用的动物中，这可能触怒犹太人和穆斯林，列入将猪的基因转入绵羊；3、动物基因转入植物中，可能会引起一些素食者的特别关注。
三、现代生物技术发展存在的伦理问题对策
现代生物技术的飞速发展，引发诸多伦理问题，发人深思。为了促进生物技术的和谐发展，应采取相应对策和措施。科学预言，21世纪是生物技术发展的黄金时期，全国普及大众伦理学知识尤为重要，设置伦理学咨询机构，利用各种媒体宣传伦理学知识，增强大众的伦理学意识，提高全民族的整体伦理水平。同时，我们还应改变传统伦理观念，发展中国特色的生命伦理学。总体上，生命伦理学应和国际生命伦理学保持一致，但又要保持中国的特色。另外，培养生命伦理专业人才，解决人才匮乏的局面。生命伦理学的发展任道重远，生命伦理学人才匮乏问题需要解决，设置生命伦理学专业，加快专业人才培养规模势在必行，特别应注重研究生、博士生的培养。
四、结语
现代生物技术的高速发展再给人类和社会带来积极影响的同时，必然会出现各种各样的问题。其中，导致的伦理问题尤其受人们的重视。我们应该正确看待这些问题的发生，并应用学习的科学知识尽力将其引导到好的方面发展。因此，我们任道而重远，希望通过我们的努力使现代生物技术应用给人类带来更多的实惠。
参考文献：
［1］傅继梁.基因组研究引发的伦理思考［J］.科学,2002,54(3)：30-31.
细胞生物学新技术篇6
在环境监测中的应用生物芯片技术已成功应用到环境监测中的水质控制、病原细菌瞬时检测、细菌基因表达水平测量及菌种鉴定等方面，法国一家水管理企业开发的生物芯片可随时监测公共饮用水中微生物的变化；Rhodeisland大学开发的一种生物芯片技术可瞬时检测出水中的沙门氏菌和大肠杆菌；利用Dna芯片建立的细菌检测及鉴定系统，可快速（＜4h）监测细菌的种类和浓度，且该系统的精确性、检测范围和鉴定能力能通过在芯片上增加更多的寡核苷酸探针得到持续扩展［2］。
生物传感技术
工作原理生物传感器是一类特殊的化学传感器，是利用生物感应元件的专一性和一个能够产生与待测物浓度成比例的信号传导器结合起来的分析装置。其工作原理主要决定于生物敏感元件与待测物质之间的相互作用，通过这种作用，电子组分能将待测对象检出并转化为可测量的电子信号。当待测物质经扩散作用，进入固定化生物敏感膜时，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息被相应的化学或物理学转换器转变成可定量和可处理的电信号，再经仪表二次放大并输出，以电子计算机处理后，即完成对产生信号的检测程序。由此，可获得待测物质的种类及浓度的结果。特点与分类生物传感器的主要特点体现在三个方面：首先，发生的生物学反应具有特异性和多样性，故在理论上能制成可以检测所有生物物质的传感器；其次，生物传感技术是在无试剂条件下操作，故比传统的生物学及化学法的操作更简便、快速、准确，且可反复使用；另外，生物传感器可连续分析、联机操作。根据生物传感器中分子识别元件即敏感元件可分为五类：酶传感器、微生物传感器、细胞传感器、组织传感器和免疫传感器等；根据生物传感器的换能器即信号转换器可分为生物电极传感器、半导体生物传感器、光生物传感器、热生物传感器、压电晶体生物传感器等。在环境监测中的应用生物传感技术可用来测定水体中的BoD、酚、no3－－、有机磷。利用该技术研制的BoD测定仪可直接测量水中BoD含量；用酶电极安培传感器可以检测溶液和有机介质中的酚类化合物；以不同的no3－－还原酶做生物催化剂，通过测量电流的生物传感装置可测定水中no3－－含量［3］。另外，该技术还可以用来分析大气中的Co2、So2、nox的含量及浓度等。利用自养微生物和氧电极制成的电位传感器，可抗各种离子和挥发性酸的干扰，连续自动在线分析大气环境中Co2的含量，灵敏度高；以硫杆菌属和氧电极制作安培型生物传感器，可用来检测酸雨酸雾样品中So2的含量；用多孔气体渗透膜、固定化硝化细菌和氧电极组成微生物传感器，可通过测定样品中亚硝酸盐含量，从而推知空气中nox的浓度［3］。除此之外，该技术还可监测水体中的赤潮、检测残留有毒有害物质、测定持久性有机污染物、评价污染物毒性和测定细菌总数等。叶绿素a自动监测仪可以通过对水中叶绿素a的监测来监视赤潮和水华现象的发生，从而可对水质环境状况进行评价；免疫传感器利用抗体和抗原之间的免疫化学反应可以测定环境中的持久性有机污染物；利用生物传感技术研制的一种新型伏安型细菌总数生物传感器可用来测定细菌总数［3］。上述生物传感器具有快速、连续在线监测等优点，所以，在环境分析与监测方面得到了广泛应用。
流式细胞测定技术
工作原理流式细胞测定技术是一种对液流中排成单列的细胞或其它生物微粒（如微球、细菌、小型模式生物等）逐个进行快速定量分析和分选的技术。其工作原理是将待测样品经荧光染料染色后制成样品悬液，在一定压力下通过壳液包围的进样管而进入流动室，排成单列的细胞，由流动室的喷嘴喷出而成为细胞液流，并与入射激光束相交。细胞被激发而产生荧光，由放在与入射的激光束和细胞液流成90°处的光学系统收集。光学系统中的阻断滤片用于阻挡激发光；二色分光镜及另一些阻断滤片则用于选择荧光波长。荧光检测器为光电倍增管。散射光检测器是光电二极管，用以收集前向散射光。小角度前向散射与细胞大小有关。整个仪器用多道脉冲高度分析器处理荧光脉冲信号和光散射信号。测定的结果用单参数直方图、双参数散点图、三维立体图和轮廓（等高）图来表示。特点流式细胞测定技术具有测量速度快、可进行多参数测量等特点，同时也是一门综合性的高科技方法（综合了光学、电子学、流体力学、细胞化学、免疫学、激光和计算机等多门学科和技术），既是一种细胞分析技术，又是一种精确的分选技术。在环境监测中的应用流式细胞测定技术目前主要应用于海洋生物的监测。该技术与同位素示踪技术相结合，可监测不同类别的浮游生物对浮游植物群落总生产力的贡献；与Dna分子探针相结合，可对海洋异养细菌及光合原核生物细胞循环进行监测与分析；另外，将该技术与高效液相色谱技术相结合，还可监测海洋含不同色素的浮游植物对海洋光学的作用与影响，从而可大大扩展水色遥感监测与应用的范围［4］。
单细胞凝胶电泳技术
工作原理单细胞凝胶电泳（SCGe）技术是一种快速检测单细胞Dna损伤的实验技术，适用于多种细胞，能够灵敏地检测Dna断裂，在检测诱变剂、射线等对Dna的损伤、监测环境污染物对机体的遗传损害、研究毒物致癌机制等方面有广泛的应用价值。因其细胞电泳形态颇似彗星，又称彗星实验（cometassay）。一般认为，在通常情况下，Dna双链以组蛋白为核心盘旋形成核小体，在核小体中Dna呈负超螺旋结构，如果有去污剂进入细胞，白被浓盐提取，Dna便形成残留的类核，如果类核中Dna断裂，就会在核外形成一个Dna晕轮，Dna断裂将引起超螺旋松散，电泳时Dn段向阳性伸展，形成特征性彗星尾，这时彗星尾可能还与头部有秩序的结构以单链相连。在中性电泳液中，核Dna仍保持双螺旋结构，虽偶有单链断裂，但并不影响Dna双螺旋大分子的连续性。只有当Dna双链断裂时，其断片方进入凝胶中，电泳时断片向阳极迁移，形成荧光拖尾现象，形似彗星。而在碱性电泳液中，Dna双链解螺旋变性为单链，单链断裂的碎片分子量小可进入凝胶中，电泳时断裂的碎片离开核Dna向阳极迁移，形成拖尾。细胞Dna受损愈重，产生断裂断片就愈多，其断链或断片也就愈小，在电场作用下迁移的Dna量多，迁移的距离长，表现为尾长增加和尾部荧光强度增强。因此，通过测定Dna迁移部分的吸光度或迁移长度可定量的测定单个细胞Dna损伤的程度。特点与分类单细胞凝胶电泳技术是一种测定和研究单个细胞Dna链断裂的新电泳技术，与传统Dna损伤检测方法相比，具有简便、快速、灵敏、样品量少、无需放射性标记等特点。单细胞凝胶电泳技术主要包括olive等建立的测定Dna双链断裂中性微凝胶电泳技术和Singh等建立的测定Dna单链断裂的碱性微凝胶电泳技术。在环境监测中的应用单细胞凝胶电泳技术可把大气污染物、重金属、醛类污染物及辐射等对Dna的损伤程度作为环境监测的一个重要指标，以此判断上述物质的污染程度。利用SCGe技术研究空气中重要污染物So2对小鼠Dna的损伤效应发现，So2可对小鼠脑细胞Dna造成损伤，应用该技术还发现niCl2能诱导人血淋巴细胞Dna单链断裂，硒能诱发大鼠肝细胞Dna的损伤，因此，该技术可通过检测机体的损伤情况来判断污染物和重金属的污染程度。另外，该方法还可用于Dna交联物的检测，以此来判断醛类物质的污染程度［5］。同时，该技术还可用于环境生态监测以及环境流行病学研究等方面。通过SCGe技术检测水中铜绿微囊藻（mCe）的遗传毒性，结果发现mCe可使大鼠原代肝细胞Dna损伤增加，这对研究水中蓝藻细菌的污染同地方性肝癌高发率之间的联系提供了理论基础；利用SCGe检测鱼类红细胞的变化可监测水污染情况，还可用SCGe分析采集的不同土壤样本中蚯蚓的体腔细胞Dna损伤情况，作为土壤污染的监测指标［5］。
微核技术
工作原理微核技术是利用环境污染因子引起生物细胞染色体畸变产生微核而建立的一种新生物学检测技术。所谓微核是指由于生物受到内外环境因素的影响，染色体的结构发生异常变化，形成无着丝粒断片或染色体在后期时移动滞后现象。细胞分裂后期，无着丝粒断片或滞后染色体不能向细胞的两极运动，而是残留在细胞中央的赤道板附近，当子代细胞形成时，游离于细胞质中形成微核。特点与分类微核技术最大的优点是经济、简单、快速，而国内外大量的试验研究表明，该技术在敏感性、特异性和准确性方面，与经典的染色体畸变分析方法基本相当。因而，特别适合作为大量化合物和现场人群初筛的实验方法。近年来，随着分子生物学技术的迅速发展和渗透微核试验的检测和应用范围得到了广泛的拓展，已发展成为能同时检测染色体断裂、丢失、分裂延迟、分裂不平衡、基因扩增、不分离、Dna损伤修复障碍、凋亡、细胞分裂不平衡等多种遗传学终点的检测，因而近年来国际上有人提出了新微核试验概念，从而大大拓展了微核试验的应用范围。微核技术的种类很多，包括常规微核试验、细胞分裂阻滞微核分析法、荧光原位杂交试验与Dna探针与抗着丝粒抗体染色等方法。在微核检测技术中可以利用的实验材料主要有：动物的骨髓红细胞系、外周血淋巴细胞、上皮脱落细胞以及植物中的蚕豆或紫露草的根尖或茎尖细胞等。在环境监测中的应用微核的形成体现了环境的污染状况，常常以微核出现的频率计算污染指数，测定环境的污染状况。利用水花生根尖微核技术对马鞍山市废水进行监测发现，水花生根尖微核可作为监测水体污染的新材料，其根尖细胞微核率mCn（‰），不仅可用于监测不同废水的污染程度，而且由于该植物长期生活在污染水体中，还能反映不同废水的污染物富集程度及现状；根据蚕豆根尖微核试验结果，扬中市水体的遗传毒物污染可分为重污染状态的排污河道、中轻污染的沟塘及基本没有污染的河道和通江闸口等3种类型，且发现大河大港等流动水体的水质好于河沟及塘水的水质；另外，大蒜根尖和紫露草的微核也已成功用于水体污染的监测［6］。
pCR技术
工作原理pCR技术又称聚合酶链反应技术，是一种在体外扩增核酸的技术。该技术模拟体内天然Dna的复制过程。其基本原理是在模板、引物、4种dntp和耐热Dna聚合酶存在的条件下，特异扩增位与两段已知序列之间的Dna区段的酶促合成反应。每一循环包括高温变性、低温退火、中温延伸三步反应。每一循环的产物作为下一个循环的模板，如此循环30次，介于两个引物之间的新生Dna片段理论上达到230拷贝（约为109个分子）。特点与分类pCR技术具有以下特点：①操作简便。目前pCR技术采用耐高温taqDna聚合酶，并且在有电脑控制的Dna扩增仪中进行，使操作大为简化，一次加入的酶即可满足反应全过程。②快速。一般常取用20～30个周期能使目的Dna达到数百万倍扩增的反应只要数小时即可完成。③灵敏度高。pCR方法可用单、双倍体细胞、一根头发、甚至单一进行Dna定型。④特异性强。taqDna聚合酶耐高温的性质使反应中引物与模板退火的步骤可以在较高的温度下进行，结合的特异性大大增加，被扩增的目的片段也能保持很高的正确程度。⑤对原始材料质量要求低。由于pCR技术有较高的灵敏度和特异性，故仅含微量（pg，ng）的目的Dna的粗制品就可以用做反应起始材料来获取目的产物。pCR技术种类很多，包括反向pCR、锚地pCR、不对称pCR、反转录pCR、修饰引物pCR、巢式pCR、等位基因特异性pCR、单链构型多态性pCR、复合pCR、重组pCR、定量pCR、竞争性pCR、原位pCR及免疫pCR技术等。在环境监测中的应用因pCR方法能快速、准确地检测外环境致病性细菌和有害生物，已逐渐取代了长期以来检测外环境（水样中的霍乱弧菌、空气中产气荚膜杆菌、海洋中已知病菌及有害生物如藻类等）所采用的传统的分离培养法，使得监测效率大大提高。用该技术检测水体中病原微生物比常用的细菌指标法更快速、灵敏，且水中绝大部分病原体都可以被扩增，所以，即使在浓度很小的情况下依然可以被检出［7］；而用实时pCR监测水体中嗜肺军团杆菌的结果与传统标准方法一致，但它的检测灵敏性和重现性均比传统方法高，这种方法为确定流行病的污染源和评价水体污染程度提供了一种新的技术手段［8］。近年来，依据pCR分析突变的相关技术在环境监测中也得到了广泛应用。如变性梯度凝胶电泳（pCR－DGGe）技术可用于分析土壤中分解蛋白酶的细菌群落，以确定无机和有机肥对植物根系附近及其周围土壤中蛋白酶活性的影响［9］。
酶联免疫吸附检测
工作原理酶联免疫吸附法（eLiSa）是把抗原抗体的免疫反应和酶的高效催化作用原理有机地结合起来的一种检测技术。eLiSa的基础是抗原或抗体的固相化及抗原或抗体的酶标记。结合在固相载体表面的抗原或抗体仍保持其免疫学活性，酶标记的抗原或抗体既保留其免疫学活性，又保留酶的活性。在测定时，受检标本（测定其中的抗体或抗原）与固相载体表面的抗原或抗体起反应。用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与液体中的其他物质分开。再加入酶标记的抗原或抗体，也通过反应而结合在固相载体上。此时固相上的酶量与标本中受检物质的量呈一定的比例。加入酶反应的底物后，底物被酶催化成为有色产物，产物的量与标本中受检物质的量直接相关，故可根据呈色的深浅进行定性或定量分析。特点与分类eLiSa法具有灵敏、特异、简单、快速、稳定及易于自动化操作等特点，不仅适用于临床标本的检验，而且由于一天之内可以检查几百份甚至上千份样品，因此也适合于血清流行病学调查。eLiSa常用的方法主要包括双抗体夹心法、间接法、竞争法以及BaS－eLiSa等。在环境监测中的应用eLiSa因具有特异性高、敏感性强、结果易于检测，已广泛应用于环境监测等领域。利用间接eLiSa的灵敏性和特异性跟踪监测不同土壤中苏云金芽孢杆菌的Bt杀虫蛋白的含量，结果证实eLiSa可用于生防菌杀虫蛋白的监测；利用间接竞争eLiSa分析方法来检测稻田土壤中除草剂毒莠定残留，结果表明，毒莠定的检出下限可达5ng／mL，样品基质对检测结果没有干扰。近年来，eLiSa在农药残留检测方面的应用也得到迅速发展，该技术已成功应用于甲胺磷、甲基对硫磷、菊酯类农药、氟虫腈杀虫剂、除虫脲农药等的检测。
细胞生物学新技术篇7
关键词动物生物技术；课程建设；教学改革
中图分类号G642；G420文献标识码a文章编号1007-5739（2013）01-0326-02
21世纪是生命科学的世纪。生物技术是人类科学技术发展历史中最悠久、对人类社会具有重大贡献的学科之一。随着分子生物学前沿学科的不断进步，生物技术也得到了突飞猛进的发展。动物生物技术是一门现代生物科学理论和技术相结合的综合性学科，主要涉及动物基因工程、动物细胞工程、动物胚胎工程等几大领域，在诸多行业都得到了广泛的应用，如农业、食品业、医学行业等[1]。生物技术这门学科在各大高校中都占有很重要的地位，可见该门学科的重要性，因此学好生物技术这门学科对今后的就业至关重要。笔者在介绍生物技术的概念的基础上，总结了动物生物技术课程的建设与改革措施，以期为学生的就业打下坚实的基础[1]。
1生物技术的概念
生物技术是指在现代生命科学的基础上，利用各种先进的技术手段和其他类科学的原理和技术来对生物体或生物原料等进行加工或改造等，目的是生产出人类所需的产品。先进的工程技术包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等新技术。对生物体的改造是指按照人类的需要，改造或加工生物包括植物、动物、微生物等，使其能够生产出对人类有利的产品[1-2]。
2教学现状与分析
内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业自1996年开始招生，2006年成为内蒙古自治区品牌专业，经过了16年的专业建设，首先于2003级生物技术专业学生中开设36学时的动物胚胎工程课程（专业选修课），随着现代生物技术的迅猛发展，36学时的理论讲授明显不足，于2005级学生中更改教学大纲，内容上增加了动物组织、细胞的培养技术、基因工程技术等，理论教学增加到54学时，并增加18学时实验教学，课程性质首次转为专业必修课，并创新性地更名为动物生物技术，当时整个生物领域还未出现命名为动物生物技术的课程，直到2009年5月1日，科学出版社出版了普通高等教育十一五规划教材《动物生物技术》，至此这一新课程有了正式出版的教材可参考。笔者调查了部分农林院校生物技术专业开设的主干课程，主要有11门（动物学，植物学，微生物学，生物化学，遗传学，细胞生物学，分子生物学，基因工程，细胞工程，发酵工程和酶工程），在调查的农林院校中（安徽农业大学，西北农林科技大学，山东农业大学，湖南农业大学，吉林农业大学，东北林业大学，青岛农业大学，江西农业大学，福建农业大学，华中农业大学，华南农业大学，云南农业大学），都开设《细胞工程》课程，目前只有内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业开设与《细胞工程》相近课程《动物生物技术》和《植物生物技术》课程。
3动物生物技术课程建设与改革
3.1教学思想与目标改革
落实科学发展观，逐步树立“以学生为中心”、“一切为了学生”的意识。教师要改变传统的教学观念[3]，正确处理传授知识与提高学生学习能力之间的关系，使学生在学习一些课程基础知识的情况下，掌握一种主动学习课程相关知识的能力，成为富有知识和具有学习知识能力的复合型人才。
3.2师资队伍建设
组建教学团队，将教学内容分为不同的教学模块，打破传统的一人一课的教学模式，每一模块由具有相应专业背景的教师承担，业务上要精益求精，力争紧跟各教学内容的学科前沿。定期开展教学研讨，督导组专家听课、评课，同时不定期开展自评和互评及学生评教，以促进整体教学水平的提高。
3.3教材建设与改革
根据调研，笔者选用了科学出版社出版的普通高等教育十一五规划教材――蒋思文教授主编的《动物生物技术》作为教材，该书比较全面系统地介绍了动物生物技术的概况、基本原理、技术方法和最新发展。同时，由于课时的限制，在教学过程中，不可能做到面面俱到，且课程知识更新速度较快，一些最新热点在教材中没有体现的，自行编写部分讲义，以文本形式拷贝给学生，并推荐其阅读中外文的优秀参考书。
3.4课程内容改革
动物生物技术属于多学科交叉课程，也是各国科研工作者研究的热点领域，大量的研究成果层出不穷，也在不断地更新和充实着这一新兴学科的知识。无论是教师的教，还是学生的学都具有一定的难度，这就要求在授课内容的选择上，既要注意授课内容的完整性，又要保证实用性和先进性，同时做好与其他课程交叉内容的增、减和衔接。在课程内容上，首先介绍绪论，动物胚胎工程技术概述，体外受精，胚胎移植，性别控制，胚胎分割，嵌合体；其次，介绍分子生物学及基因工程基础；最后重点介绍细胞核移植技术、干细胞技术、转基因技术、动物生物反应器、动物细胞培养技术，动物细胞融合技术，杂交瘤技术和单克隆抗体技术。通过精心的安排，使学生能在有限的时间内，全面系统地了解动物生物技术课程体系的基本内容。
3.5教学方法改革
3.5.1利用重大科研成果，激发学生学习的兴趣，提高其学习的主动性。如美国科学家马里奥・卡佩基、奥利弗・史密斯和英国科学家马丁・埃文斯，利用“基因靶向”技术让小鼠体内的特定基因失去活性，培养出研究价值极高的“基因敲除”小鼠，为人类遗传病研究提供了药物试验的动物模型。有了这些动物模型后，人类就能更有效地找到治疗各种遗传病的新疗法，彻底攻克遗传病就为时不远了，这一成果使得他们一起获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。罗伯特・杰弗里・爱德华兹爵士，英国生理学家，生殖医学的先驱者，因创建了“体外受精技术”，被授予2010年诺贝尔生理学或医学奖。一门课程的讲授，不但要使学生掌握和了解课程相关的一些基础知识，更重要的是要教会学生如何通过有效途径尽可能的获取更多的、更丰富的相关知识，特别是对于像动物生物技术这样一门新兴的学科领域，许多知识都处于动态更新和完善的过程中[1]。
3.5.2跟踪学科科研动态，开拓学生视野，培养创新思维。本科生的课堂教学过程不仅仅是传授书本知识，更重要的是启发学生的开拓性思维能力和创新意识，培养和提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力[3-5]。因此，在应用范围广、知识更新快的动物生物技术教学过程中，介绍学科研究的新动态和新进展，有意识地拓宽学生视野，打开学生思路，培养学生创新性思维是十分必要的。例如诱导多能干细胞（inducedpluripotentstemcell，ipScell），由日本的2位科学家于2006年发表于世界顶级杂志《Cell》上。通俗地讲，就是通过某种方法，把高度分化的成体细胞去分化，使之成为多能干细胞，重新获得分化成多种细胞的能力。ipS技术是干细胞研究领域的一项重大突破，它回避了历来已久的伦理争议，解决了干细胞移植医学上的免疫排斥问题，使干细胞向临床应用又迈进了一大步，该成果的研究者获得了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。随着ipS技术的不断发展以及技术水平的不断更新，它在生命科学基础研究和医学领域的优势也已日趋明显[6]。
3.5.3创新教学形式，提高教学效果。在课堂教学过程中，要认真倾听学生意见，像朋友一样对待学生，拉进教师与学生的距离，让学生感受课堂文化，使其融入其中，积极思考，成为课堂的主体。同时可适当增加专题讨论会，通过学生准备ppt演讲等形式，一改以往整节课教师讲、学生记，缺乏沟通的模式，使学生处于主动学习的状态[7]。
3.5.4优化多媒体教学，引入现代信息技术。利用有限的课时，着重讲授课程的重点、难点、关键点、知识点间的联系，引导学生自觉地去思考，对于容易掌握的部分课程内容可安排学生自学。利用计算机和internet等手段，从国外引进和下载原版图书和动感图像，进行多媒体教学，可以有效提高教学组织效率，充实教学内容。不仅可以多层次、多角度地向学生提供丰富多彩的教学信息，还可以提供更加生动形象的人机交互界面，充分调动学生学习的积极性[8]。例如，细胞融合，精卵受精，细胞核移植等内容。在多媒体教学中，坚持适度运用原则和有机结合原则，留出足够的时间给学生理解、思考，且结合使用板书、实物等各种教学媒体，取长补短，将教学内容化繁为简，增强教学的生动性和创造性，使学生喜欢学习[2]。
3.6考核方法改革
首先，改变以往的考核方法，将重视课本上的知识转变成重视实践、将重视成绩转变成重视课堂教学，今后不以单一的考试成绩为总成绩，而要加上一定比例的实践考核成绩，让教师、学生都能重视实践；其次，增减考核方式的多样性，以平时成绩、实验成绩、期中成绩和期末考试等作为综合考查学生学习成绩的考核体系，即20%平时成绩、20%实验成绩、20%期中成绩和40%期末成绩[9]。
4结语
随着科学技术的快速发展，动物生物技术方面的研究也会更加深入，因此各个高校要建设好动物生物技术专业已迫在眉睫。课程组立足于内蒙古农业大学生命科学学院自身特色，通过分析生物工程、生物技术、制药工程3个专业之间的内在联系，准确把握动物生物技术课程的教学地位，注重该门课程特点，围绕课程内容，加强教学建设，创新教学形式及考核体系，逐步完善优化动物生物技术多媒体教学，提高教学质量，达到人才培养的目的和要求[10]。
5参考文献
[1]王伟霞，李福后.生物技术专业《细胞工程》课程建设与改革[J].科技创新导报，2008（9）：245.
[2]周欢敏.动物细胞工程学[m].北京：中国农业出版社，2010.
[3]蒋思文.动物生物技术[m].北京：科学出版社，2009.
[4]朱海英，苏娟，訾晓渊.课程教学体系构建与学生自主学习能力培养[J].中华医学教育杂志，2007，27（4）：107-109.
[5]李淑芳，徐春厚，雍艳红.动物免疫学理论课教学改革的探索与实践[J].高等农业教育，2009（7）：65-67.
[6]刘锴栋.细胞工程教学改革与探索[J].现代农业科技，2010（10）：30，32.
[7]代建丽.植物细胞工程教学改革初探[J].科教文汇，2011（6）：23，37.
[8]张一春.现代教育技术实用教程[m].南京：南京师范大学出版社，2005.
细胞生物学新技术篇8
【关键词】血液回收技术；红细胞膜；na+-K+～atp酶；Ca2+-mg2+-atp酶；影响
【中图分类号】R579【文献标识码】B【文章编号】2095-6851（2014）04-0145-01
在临床医学上，自体血液回收技术得到广泛使用，伴随着这种血液回收技术的使用，医学中对自体血液回收的研究逐步被人们重视起来，我们通过对红细胞膜na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性的测定，进而认识自体血液回收技术对红细胞膜na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性以及对红细胞膜atp酶功能的影响。
1资料和方法
1.1一般资料
选自2012年2月至2012年10月在复旦大学附属儿科医院进修期间100例需要用到自体血液回收的100例患者，其中男性72例，女性28例，患者的年龄在40―65岁之间，平均年龄在（55±10）岁。参与研究的100例患者肝肾功能均正常，没有血液类疾病，在手术近期没有进行过放疗、化疗等治疗。所有患者在手术前均进行连续硬膜外麻醉或者是腰硬联合麻醉，进行局部麻醉，使用的药物为利多卡因和布比卡因，没有使用其他类型的静脉物。
1.2标本的采集、测定
患者的在手术中的出血采用自体血液回收机对红细胞进行分离、清洗、净化等处理，经处理后，回收浓缩红细胞，将其中的游离血红蛋白、抗凝剂、细胞碎片等物质除去。每位患者的红细胞回收量在（660±220）ml。
所有患者采集麻醉前静脉血、术野回收原血以及经过血液回收机处理过的浓缩红细胞各3ml，将这三种标本进行肝素抗凝，然后使用沈茂星法对其中红细胞膜na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性进行测定。其中红细胞atp酶活性单位为μmolpi・gHb-1・2h-1。
1.3统计学处理
本次研究试验结果用Stata4.0版软件进行统计学处理，计量检验使用t检验，p<0.05，为有显著差异，具有统计学意义。
2结果
所采集到的血液红细胞膜na+-K+-atp酶、Ca2+-mg2+-atp酶活性数值见下表。经过分析对比，观察组中术野回收到的原血红细胞膜na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶数值与对照组麻醉前静脉血中na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性相比，虽然有一定的下降，但是下降结果过不明显，p>0.05，没有统计学意义，但是观察组中进过血液回收机处理过的红细胞膜na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶和组间术野回收原血、以及对照组麻醉前静脉血中红细胞膜na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性相比，有显著的差异，p
3讨论
血液中红细胞膜atp酶是一种非常重要的膜结合酶，红细胞atp酶在维持细胞形态、结构、功能等方面有重要的作用，其中na+-K+-atp酶将直接和细胞膜外的na离子和K离子进行跨膜转运，保持细胞内部有很高的K离子、细胞外有很高的na离子，是细胞内外维持着这样的离子浓度梯度。而Ca2+-mg2+-atp酶却是将细胞内部的Ca离子向细胞外部进行转运，使得细胞内部含有较低的Ca离子[1]。
有医学研究者证明，在进行麻醉手术后，采用的物和镇痛药物可以和细胞膜发生结合，将细胞膜中的膜蛋白、细胞脂质之间的相互作用和结构进行改变，将细胞膜胞浆面和胞浆之间的凝溶状态改变，进而使细胞膜中各种结合酶之间活性下降。从以上的研究数据中可以看出，麻醉后术野回收原血中的红细胞膜na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性和麻醉前静脉血中红细胞膜na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性相比，没有显著的下降，对其进行综合分析后，认为与手术中没有使用脂溶性物、麻醉作用的时间短等有关。
麻醉后经过血液回收机处理过后的红细胞膜中na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性和术野回收原血中红细胞膜的na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性相比有显著差异，由此可以得出血液回收机可以将红细胞膜中na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶的活性降低，而且降低效果明显[2]。对这种现象进行分析，是血液回收机在运行期间高速离心运转、泵管挤压、负压、肝素抗凝、血气界面损伤、高分子聚合物接触等因素影响所致，而红细胞膜na+-K+-atp酶的活性和红细胞变形能力的大小有关。当红细胞膜中na+-K+-atp酶的活性降低时，排除na离子量减少，红细胞内部的na离子含量增加，使其粘度上升，进而导致红细胞的流动性和变形能力下降，细胞脆性增加，将微循环速度减慢，使得微循环过程中红细胞发生淤滞。当红细胞膜中Ca2+-mg2+-atp酶活性降低时，红细胞内部的Ca离子浓度增加，进而将红细胞损伤程度加重，使细胞的变形能力严重下降，血液流动发生变化。
在本次研究中，经过血液回收机处理后的红细胞变形能力有明显的下降，红细胞膜na+-K+～atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性有显著的下降，经过分析后认为，自体血液回收技术在进行血液回收时高速离心、并使用生理盐水进行冲洗等使红细胞气血界面产生损伤，高分子聚合物接触到红细胞损伤处而引起的。而血液回收红细胞膜na+-K+～atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性的降低，会影响到红细胞的寿命[3]。
本次研究的数据显示，使用自体血液回收技术可以将红细胞膜中na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶的活性降低，但是其中出现的atp酶活性降低不明显，和使用的以及麻醉作用时间等因素有关。其中脂溶性物以及镇静药物可以和红细胞膜发生可逆性结合，将红细胞的结构改变，所以物的使用也会影响自体血液回收技术对红细胞膜na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性的降低产生一定的作用，在麻醉手术中，要控制好物的使用以及其作用时间，为手术提供基础保障。
根据以上的研究数据，进行分析研究可以得出，在麻醉手术中为患者输入大量活性较低的atp酶红细胞会对患者的康复造成一定的影响。自体血液回收机可以将红细胞中na+-K+-atp酶和Ca2+-mg2+-atp酶活性降低，进而将血液的流动性和细胞的变形能力降低，但是在麻醉手术中使用自体血液回收机时要注意，新技术、新材料的使用，要保证可以减轻对红细胞膜中atp酶的损伤，这在新技术和新材料研究和应用中是十分重要的[4]。
参考文献
[1]王卓强，陈绪贵，刘军.自体血液回收技术对红细胞膜atp酶的影响[J].临床麻醉学杂志.2003，19（9）：71-72
[2]万彩虹，董培青，杨，何美玲.自体血液回收技术对红细胞形态及功能的影响[J].中国体外循环杂志.2008，6（3）：45-46
细胞生物学新技术篇9
中图分类号：G642.3文献标识码：a文章编号：1002-4107（2017）10-0028-03
“细胞生物学”是生命科学的基础学科，也是前沿学科，是教育部规定的生命学科各专业学生必修的7门主干课程之一[1]，在生命科学教育中占有核心地位，近年来，随着新的仪器设备、先进手段的应用，尤其是细胞生物学与医学、分子生物学、神经生物学等学科的相互渗透及交融，已成为21世纪生命科学的重要研究领域[2]。商洛学院作为地方应用型本科院校，以培养应用型人才为目标，在细胞生物学教学中不断更新教育观念，钻研新的教学方法，也取得了一点成绩，现就该课程建设实践与经验进行总结探讨如下。
一、商洛学院细胞生物学课程发展的历史沿革
追溯商洛学院的办学历史，它经历了专科和本科两个阶段。在专科教学阶段，商洛学院创办的生物类专业先后有生物教育、生物技术及应用，“细胞生物学”作为该专业的基础课、必修课，在该专业的人才培养方案课程体系中起着重要的作用，课程教学共设54学时，其中课堂教学36学时，实验教学18学时，这一阶段的教学活动都是以教师为中心，学生在教与学的过程中是被动地认知信息的接受者。这种教学方式，往往忽视学生主动获得知识的潜在能力和理解知识的差异性，以及发展知识的创造性。这种传统的“讲授式”教学模式虽然在教学中统一了大纲，确定了标准，规范了教学制度，但同时也阻碍了学生个性的发挥，忽略了学生积极思维的发展，不利于面向21世纪的高素质应用型人才的培养。
2006年2月经教育部批准我校升格为本科院校，同时更名为商洛学院，2011年起成为省市共建高校，2014年被陕西省教育厅确定为向应用技术大学转型发展试点高校。随着商洛学院学科发展、人才能力培养需求及现代网络技术的冲击，原先知识体系、师生互动模式、考核方法等方面已不能满足课程教学要求和学生学习兴趣要求。伴随生命科学的发展，细胞生物学课程内容也出现了调整，教学重点从过去对细胞形态结构与功能定位的描述，转移到细胞重大生命活动及其分子机制的研究上来。这种课程内容结构的转变和对新时期人才能力培养的要求致使“细胞生物学”的教育教学改革势在必行。目前商洛学院生物类专业“细胞生物学”课程教学共设72学时，其中课堂教学36学时，研究性教学课程论文18学时，实验教学18学时。特别是对于新建地方本科院校而言，目前能充分体现应用型人才培养目标和以能力培养为核心的人才培养规格的研讨式教学模式的更新更加迫在眉睫了。
二、细胞生物学精品课程建设的意义
2003年，教育部在全国高校启动精品课程建设，其目的是为了切实推进教育创新、深化教育教学改革、培养创新型人才[3]。而商洛学院作为应用型本科院校，主要培养具有创新能力和实践能力的应用型人才，目的是面向地方，服务于地方区域经济社会发展。在教育教学过程中，商洛学院自升本以来不断修订完善人才培养方案，通过教育教学改革，促进学生了解学科前沿和热点问题，培养学生的自主学习能力，提高学生分析、解决问题的能力等，保障新时期对创新型人才的需求。
“细胞生物学”是现代生命科学的三大基础之一[4]，而细胞的研究既是生命科学的出发点，又是生命科学的汇聚点，著名科学家e.B.wilson在1925年就曾提出：“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找”[5]，因此，建立好细胞生物学理论与实验的学科基础，从显微、亚显微、分子水平，从细胞系统化、动态化的角度认识生命和生物科学，为后续课程的学习打下良好基础。
然而在教学中，我们发现地方高校“细胞生物学”教学模式陈旧，学生只知道听、记、背，这种“灌输式”的教学模式已经不能满足现代社会对创新型人才培养的需求，呈现出学生学习积极性不高、自主学习能力不强、所学知识不能紧跟时展等问题。同时，本课程内容多、抽象难懂，又是一门前沿性学科，在教学上既要保证学生对基础性知识的掌握，又要尽可能地介绍新的理论和方法，让学生了解本学科的前沿动态，更好地达到应用型人才培养的目标。为了解决地方高校“细胞生物学”教学过程中产生的诸多问题，培养学生的学习兴趣，提高教学质量，我们就有必要建立“细胞生物学”精品课程。
课程建设与改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点，而“细胞生物学”精品课程建设能在很大程度上改善学生的学习条件，提高学生的学习热情，塑造良好的学习氛围，提高教学质量。通过精品课程建设，教师转变了教学理念，改进了教学方法，创新了教学模式。精品课程建设也是地方高校深化教育教学改革的一项重要任务。
三、细胞生物学精品课程的主要特色
（一）以“学生为主体、教师为主导”创新教学模式
教学改革的一个重要趋势是教育工作者要以人为本，促进大学生全面发展，尤其是注重从知识的传承向能力的培养的转变[6]。“细胞生物学”教学紧跟学科发展趋势，在近七年的教学中，课程组成员积极改变传统的教学模式，在教学中践行了“以学生为主体、教师为主导”的研究性教学模式。
为了充分调动学生的积极性，提高教学质量，课程组成员不断修订人才培养方案，调整教学大纲，在教学内容中增加了合作研讨教学环节，从已授理论课的重点内容中提炼一些具有综合性、趣味性、争论性的讨论话题，并将其作为合作讨论式教学的论题，如线粒体与阿尔兹海默症、p53与衰老的关系、细胞膜与癌症等，通过学生查阅文献及自主学习，使学生能自主参与知识的获得过程，有利于学生实践能力和创新能力的培养。
本次改革分别以商洛学院生物技术、生物科学专业学生为对象，进行了五轮合作讨论式教学的尝试。教学过程分两部分，即大班上课和小班讨论，在大班上课中，由教师讲解本课程的基本理论，而针对一些具有共性意义的重大问题或热点问题所涉及的“细胞生物学”知识及前沿动态进行小班讨论，有效地培养了学生的自主学习能力、团队合作精神，促进了学生个性的发展，对学生综合能力的培养起到了较好的效果，对于以应用型人才培养为目标的其他高校生物类专业的“细胞生物学”教学和其他专业课教学也具有一定的借鉴意义。
（二）以“教学奠基科研，科研反哺教学”培养创新人才
高校的根本任务是人才培养，人才培养的质量是衡量一所高校教育教学水平的一个重要标志，也是高校生存和发展的唯一途径。只有将科研成果转化为教学资源并融入教学实践,才能弥补课堂内容的不足，实现教师的专业化发展，形成专业特色，培养创新型人才,进而提高课程教学团队的整体水平，实现“以教学奠基科研，科研反哺教学”的目标。
近年来，课程组成员能结合地域资源特点，积极申报科研项目，将科研成果及学科前沿动态融入教学。同时，通过鼓励学生积极参与教师科研项目、大学生科技创新项目及课外实践活动等多种方式对学生进行科学素质培养和创新思维训练。这种方式极大地促进了课堂教学的延伸，显著地提高了学生的创新意识和创新能力，涌现出了一批优秀的学生。近年来，在学生毕业论文选题中与该课程相关的论文题目每年平均占该专业的26.7%，整体上反映了学生良好地掌握了基础理论、专业知识和应用知识的能力。从近三年生物技术专业学生考研情况来看，以该课程作为专业课的学生平均每年占考研上线率的46.7%。
（三）以“理论联系实际，技术支撑产业”服务地方经济
服务地方经济社会发展是推动高校科学发展的一个重要方面，也是商洛学院响应转型发展的一项重要职能。随着大学从“精英教育”向“大众教育”发展转型和地方经济发展对人才需求的增加，这一职能显得尤为重要。
为了适应新形势的需要，拓宽学生的知识面，提高学生的实验操作技能，培养学生的创新能力，更好地适应社会对人才的需要，本课程组依托商洛学院生物学优势学科和Gap科研工程中心，结合地方资源和产业特点，积极申报各类科研基金项目，利用“细胞生物学”中的核心技术开展了五大商药、秦岭野生兰花、秦岭高山杜鹃等研究，为相关产业的发展提供技术支撑和服务平台。同时，这也是商洛学院面临转型发展，根植地方行动的重要举措。
（四）注重实践教学，提高学生的综合素质
实践教学是“细胞生物学”教学中不可缺少的环节，2014年，商洛学院成立生物医药与食品工程学院，为促进细胞生物学学科发展，我们对生物技术及生物科学专业的人才培养方案进行了调整，坚持以先进的教学理念为指导，改造传统的以依附和印证理论为主的实验模式，建立以能力培养为主线，分层次、多模块的实验教学体系的基本框架[7]。课程实验内容分基础性实验、综合性实验和设计性实验三个层次设置实验项目并实施。如：学习完细胞融合知识后，完成鸡血细胞计数与peG诱导的细胞融合实验项目，使学生明确细胞融合的原理及方法。学习完线粒体结构及功能后，进行线粒体的超活染色与观察，明确细胞器的超活染色技术；学习完植物组织与细胞培养知识后，让学生查阅文献，自行设计实验方案，撰写实验论文。
教学方法上采用统一模式、开放模式和导师模式等多种方式。教学手段上，充分发挥现代化教学手段在实验教学中的作用，使实验课程和实践教学资源陆续上网。建立多种实验考核方法，统筹考核实验过程与实验结果，激发学生实验兴趣，提高实验能力。采取平时成绩同期末考试成绩相结合的办法，严把毕业论文关，鼓励学生在实验中有所创新。
实验教学加深了学生对课程理论知识的理解，也激发了学生的专业学习兴趣。近年来，依托本区域优势、特色资源，结合生物技术学科领域的发展，主要侧重于“细胞生物学”实践应用方面的选题，大部分选题结合教师科研或来自生产第一线，有较大的实用价值或参考意义，有一定的创新性。
（五）应用现代教育技术，提高教学效果
“细胞生物学”属于生命学科领域的课程，授课内容和知识点存在客观、微观和抽象等特点，因此，国外许多教学机构很早就开展了将深奥难懂的理论知识以直观、形象的方式呈现出来，尤其需要现代多媒体技术辅助教学[8]。该技术以其大信息量、文字、图像、声音多形式的信息传播方式，在课堂教学中越来越受到重视。“细胞生物学”的教学内容中包含许多细胞和亚细胞精细结构，功能原理复杂、抽象难懂，尤其缺乏动态的机理解释，这使得原本客观实际的文字介绍，在初学者眼中变得抽象而枯燥，学习效果差，学习兴趣不高。多媒体技术，可以将文字、图片包括其中，使教学内容图文并茂，专题视频形象生动，使学生对细胞的微观构造产生直观的认识，如细胞内部结构视频、细胞功能动画、细胞重要生命活动相关图片、视频等。“细胞生物学”课程组通过近年来教学实践的积累，已完成全套“细胞生物学”课堂教学多媒体课件及收集到相关章节的视频及动画，使“细胞生物学”知识由抽象变具体、由静态变动态、由微观变宏观，有助于提高学生的学习兴趣，加深学生的理解和记忆，增强教学效果。
“细胞生物学”网络课件就是用于辅助学习的网络资源。近年来，课程团队致力于相应课件、电子教案、习题集和专题视频的收集、制作与更新，补充完善和充实了课程网络资源。为了使初学者能尽快熟悉课程教学组织形式，把握学习重点，做好课前准备工作，网络平台还专设了研究性教学单元模块，包括研究性教学题目来源、近年来小班课组织形式、学生汇报ppt、自主学习报告等内容，便于师生有效地开展教学活动。
根据历年来生物技术专业部分学生的考研复习需求，网络平台还增设了考研专题模块，涉及相关学校的考研信息、电子图书、历年考研真题等资料，反响良好。为了便于自学和师生交流，不断提高课程网站建设质量，拓宽服务面，网站系统开通了信箱答疑和在线沟通平台。
四、细胞生物学精品课程的建设成效
细胞生物学新技术篇10
[关键词]体细胞；核移植；克隆；表观遗传重构
[中图分类号]Q819[文献标识码]a[文章编号]2095-0616（2016）05-40-04
一直以来研究人员普遍认为只有通过卵子和相互结合形成受精卵，随着受精卵的不断分化，最终才能发育成为一个新的生命，但在这个过程中，受精卵细胞同时也将逐渐地失去其发育成为完整后代的能力，把受精卵细胞具备发育成为完整个体的能力称为全能性。体细胞核移植（somaticcellnucleartransfer，SCnt）技术的成功归因于人们对细胞全能性的逐步认识。核移植（nt）就是将动物的体细胞或者早期胚胎卵裂球的细胞核，移植进经去核的发育成熟的卵母细胞的胞质中或受精卵中，得到重构的卵母细胞，然后通过重新激活，恢复其细胞分裂及分化，从而促使其发育成为与供体细胞的基因型完全相同的子代，这一技术也可称为体细胞克隆技术。体细胞核移植技术最早是由德国的胚胎学家Spemann1938年提出的，他起初提出这个理论，主要是为了研究细胞核全能性的机制以及在胚胎发育的过程中细胞质与细胞核的相互作用机理。直到1952年Briggs和King按照他的理论，首次成功地进行核移植试验，他们首先将非洲爪蟾的卵子去除其细胞核，然后向其中移植进其囊胚细胞核，从而得到了正常的后代。随着胚胎工程技术的不断进步，人们先后以不同动物的胚胎细胞等作为供体，不断成功地培育出了各种克隆动物，如克隆羊、克隆牛、克隆猪、克隆小鼠以及克隆家兔等。其中最具有标志意义的是1997年Roslin、研究所的wilmut等，首次在世界上报道了他们利用体细胞核移植技术，用成熟绵羊的体细胞（乳腺上皮细胞）作为核供体，成功地克隆出“多莉”羊，一下在全世界掀起了轩然大波。这一实验充分证明了高度分化的体细胞仍然具有全能性，人们可以利用体细胞，通过体细胞移植技术获得基因型与供体细胞基因型基本相同的子代个体。成为了生物学以及遗传学发展史上一个重要的里程碑事件。家兔是生物医学研究中最常用的实验动物之一。利用体细胞核移植技术生产克隆兔子是目前研究的热点，在生物医学领域具有十分诱人的应用前景。而家兔被认为是利用体细胞核移植技术难以成功克隆的哺乳动物之一，直到2002年法国学者patrickChesne等用卵丘细胞作为核供体首次成功克隆了家兔，突破了家兔难以成功克隆的关键问题，为扩大家兔在生物医学方面的应用研究提供了方法。应用这项技术，2006年我国学者李善刚博士应用成纤维细胞作为核供体成功地培育出克隆家兔，在此基础上他又进一步将转基因技术与体细胞核移植技术结合起来，成功培育出了表达绿色荧光蛋白的克隆兔，将该项技术推向新的高度。
1体细胞核移植的主要方法
具体来讲，体细胞核移植技术主要包括受体细胞的去核、核供体细胞的准备与选择、细胞周期的调控、细胞融合、重组胚胎细胞的激活以及培养等步骤。
1.1受体细胞的选择
在哺乳动物体细胞核移植的实验中，可以作为受体的细胞主要有以下三种：（1）去核的受精卯；（2）去核的mⅡ期成熟卵母细胞；（3）去核的早期胚胎细胞，其中mⅡ期卵母细胞是目前采用较多的核移植受体细胞，因为在这个时期，一方面该细胞体积较大，便于显微操作；另一方面重组胚胎所需要的各种细胞因子在mⅡ卵母细胞质中均存在，而且细胞营养成分充足。在细胞分裂过程中，结合在Dna上的各种细胞因子如转录因子等从Dna螺旋轴上脱离下来，与此同时胞质中的大量重组因子即可与Dna螺旋轴结合，从而促进基因重组的发生。另外一方面，因为选择合适卵龄的卵母细胞作为胞质受体，对体细胞核移植是否能够成功产生巨大的影响，故细胞培养的时间也特别重要，实验中一般多选择培养40～44h，传代4～6代的卵母细胞作为受体细胞。因为大量的实验证明，传代越多重组胚的囊胚率也越多。
1.2受体细胞去核的方法
先要对受体细胞进行去核，才能进行供体核的移植。受体细胞去核必须完全，如果去核不完全，一方面可能导致重组的胚胎细胞染色体形成非整倍体或多倍体从而使克隆直接失败，另一方面也可能使卵母细胞产生异常分裂进而发育受阻甚至可以导致胚胎的早期死亡从而使克隆最终失败。所以是否完全使卵母细胞去核，是保证核移植所形成的新的胚胎细胞能否发育成为正常个体的前提条件。为了减少实验中的干扰因素，可以通过缩短体外操作的时间并快速而准确的去除受体细胞核以避免孤雌发育。大体上受体细胞去核的方法可以分为两种方法，即化学去核法和机械去核法。具体有以下几种操作方法（1）盲吸法：这一方法的优点是不用借助于其他的化学物质，但此法耗费时间较长、易影响细胞质空间结构故对卵母细胞损伤比较严重，所以技术要求较高，不同动物去核率相差也较大，应用较少；（2）半卵法：这个方法是应用特制的卵母细胞切割刀，将卵母细胞切割成为两个半卵，然后丢弃含有极体的那一半半卵细胞，用两个不含极体的半卵细胞与供体细胞核进行融合，构建核移植胚胎。（3）化学试剂去核法：这种方法的原理是利用蔗糖或者脱羰秋水仙碱等化学试剂的作用，使受体细胞能够自行排出第二极体，从而实现去核的目的，但目前还不清楚化学试剂是否对受体细胞造成损伤；（4）挤压法及点压法：此两种方法均是利用固定管固定住细胞，使细胞染色于特定位置，然后挤压透明带，用去核针取出第一极体，再用荧光染料Hoechest33342染色后观察其去核率。点压法是挤压法的改进方法，优点是对卵母细胞胞质的损伤较小，在去核操作的过程中不用更换去核针，节省了时间，有效的提高了去核效率；（5）纺锤体探测技术：此法去除细胞核的方法是将卵母细胞放置于Spindle-view偏振光系统的倒置显微镜下，受体卵母细胞的纺锤体区域较其它部位明亮，从而清楚显示其染色置，而后再用去核针通过显微镜下操作去核，以利于去核的操作准确完全。（6）透明带膨胀辅助去核法：此法是先用去核针吸入适量操作液后稍施正压，使吸入的操作液平缓流出，推进去核管，使透明带逐渐膨胀，然后用去核针将细胞核取出，此法的优点是缩短了去核操作的时间并且显著地提高了去核操作后卵母细胞的生存率。（7）离心去核法：这个方法的原理是根据细胞质的密度小于细胞核，通过离心的方法将没有透明带的细胞核甩向一侧进而脱离卵母细胞。该方法的缺点是必须去除透明带，不利于之后核移植胚胎的发育。
1.3供体细胞选择与核的移植
实验中可用于核供体的细胞很多，主要有胚胎干细胞（eS细胞）、卵丘细胞、颗粒细胞、支柱细胞、细胞、乳腺细胞、神经细胞以及成纤维细胞等，其中最主要的是两种：一是生殖细胞如卵丘细胞，二是胎儿或成年成纤维细胞。影响核移植成败的一个重要因素是受体与供体细胞的细胞周期同步化发育，早期的研究认为要使体细胞核移植成功必需使供体细胞处于Go期，获得Go期细胞主要是通过两种方法：选择细胞类型或者人工诱导的方法。inoue等研究人员在小鼠的核移植实验中发现，移植的效率较大的受到供体细胞的细胞类型以及其基因型的影响。近年来许多科研人员通过实验发现把没有经过休眠诱导的处于细胞周期中G1期、G2期以至于m期的细胞作为供体细胞进行核移植也可以获得成功。将供体细胞核移植进入受体细胞的常用方法主要可分为融合法以及注射法两类。其中融合法中目前最常用的是电融合的方法，这是因为电融合的方法具有细胞损害较小、可重复性好而且融合的效果较好等明显的优点，所以逐渐被广大的研究人员所应用。电融合方法的原理是通过细胞在强电场短时间的作用下，使细胞膜产生一过性的击穿，当电流使两个相邻的细胞膜接触的区域发生击穿时，两侧的细胞膜就可以在击穿的瞬间发生接触并融合成为一个细胞。注射法一般分为透明带下注射和胞质内注射。透明带下注射是把整个供核细胞注射至受体细胞卵周隙，这就需要在注射后还需使供体细胞与受体细胞进行融合。胞质内注射一般是用压电一陶瓷微注射系统，直接把供体核注入胞质内。
1.4卵母细胞的激活
因为缺少了受精这一步骤，在以成熟的卵母细胞作为受体的核移植实验中，缺少了自然受精过程中受精卵的激活过程，所以必须进行人工激活核移植后重构的卵母细胞从而促使其进一步分化发育。根据激活时期的不同，可分为移核前激活、移核时激活、移核后激活三种不同的时期。使卵母细胞激活的方法可以分为化学或者物理刺激的方法两类。激活方法目前应用较多的有钙离子载体a23187激活和离子霉素激活、乙醇激活、蛋白质合成抑制剂激活、氯化锶激活、提取物激活、蛋白质磷酸化抑制剂激活以及电脉冲激活、联合激活等。虽然卵母细胞可以被以上的各种化学物质以及物理刺激的方法激活，但是却不可避免地在激活的同时也造成受体细胞一定程度的损害，影响胚胎的发育。所以，是否能够尽快地探索出对卵母细胞损伤较小并且激活效率高的激活方法对体细胞核移植技术最终能否成功尤为重要。
2体细胞核移植技术的应用前景
体细胞核移植技术作为细胞生物学及发育生物学领域取得的最伟大的成就之一，应用前景必然是特别广阔的甚至是我们一时无法估量的！其潜在的经济效益是十分巨大的，随着这项技术的不断发展、逐步完善，必将带来生物学以及医学领域的一场深刻变革。这项技术在生物学方面如在保护濒危动植物物种、新物种的培育、优良畜种培育以及转基因动植物生产方面前景十分广阔。另外，这项技术在医疗卫生领域同样具有巨大的应用潜力和发展前景。尤其在医疗卫生领域，可能为机体损伤修复、器官移植乃至遗传性疾病、老年性疾病的治疗等打下坚实的基础，有着不可估量的作用，所以值得科研人员持续关注并为体细胞核移植技术的不断完善发展付出不懈的努力。