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細胞生物學論文范文1
采用MTT法繪制細胞生長曲線。取第7代近融合的腸上皮細胞,消化后調整細胞密度為1×105/mL的單細胞懸液,接種于96孔板中,每孔接種100μL,接種15板,每3d更換一次細胞培養液。每天于相同時間取出一板細胞,每孔加入MTT溶液(5mg/mL)20μL,培養4h后,吸出孔內上清,每孔加入二甲基亞砜150μL,震蕩10min后于酶聯免疫檢測儀以490nm波長測吸收值。共測定15d,以時間作為橫坐標,光吸收值(D)作為縱坐標,繪制細胞生長曲線。1.8流式細胞術(flowcytometry,FCM)分析細胞周期常規方法收集第7代近融合的腸上皮細胞,PBS洗滌2次,在離心管中留約0.5mL的PBS,向細胞懸液中緩慢加入75%冰乙醇,–20°C固定過夜。檢測前,1000r/min離心3min去除乙醇,PBS清洗1次,加入適量碘化丙啶染液(0.1%TritionX-100,10μg/mL碘化丙啶,50μg/mLRNase),室溫避光染色30min,上機檢測,計數10000個細胞,用MuticycleAV軟件進行DNA細胞周期擬合分析。增殖指數(proliferativeindex,PI)指增殖細胞占總周期細胞的比例,S期細胞指數(S-phasefraction,SPF)指細胞周期中處于S期細胞所占的比例。采用PI和SPF分析細胞的增殖活性,PI(%)=(S+G2/M)/(S+G2/M+G0/G1)×100%,SPF(%)=S/(G0/G1+S+G2/M)×100%。1.9染色體核型分析參考已報道的方法[13],稍作修改。傳代細胞以1×105/mL的密度接種至96孔板。48h后換液,給予濃度為2μg/mL秋水仙素處理3h;消化收集細胞,37°C低滲(0.075mol/LKCl)處理20min;用新鮮配制(4°C預冷)的卡諾固定液(甲醇:冰醋酸=3:1)預固定20min,離心去除上清,再視細胞量加入新鮮固定液0.5~1mL,以移液槍重懸沉淀;取出–20°C預冷的玻片,30cm高度滴片;空氣干燥,吉姆薩工作液染色10min,脫色,在顯微鏡下選擇分散良好,形態清晰的染色體中期分裂相,進行拍照,用Photoshop軟件進行染色體核型分析。
2結果
2.1IEC-P.A.的細胞形態與超微結構
用嗜熱菌蛋白酶和I型膠原酶聯合消化參環毛蚓腸組織,獲得的大量隱窩單位和散在細胞。隱窩單位培養48h即能貼壁,72h開始輻射出零星細胞;而散在的腸上皮細胞貼壁所需時間較長,接種一周才可形成少量的細胞集落(圖1A),15d開始貼壁,但附著不穩定,稍振動即浮起。約28~30d細胞生長至85%~90%匯合,可進行傳代培養。原代培養時有較多的細胞碎片,且上皮細胞與成纖維細胞夾雜生長,傳至第3代以后,細胞碎片明顯減少,類圓形上皮細胞數量增多,形態較一致。傳代后細胞生長穩定,培養13~15d可見腸上皮細胞匯合成細胞單層,呈典型“鋪路石樣”鑲嵌排列,邊界清晰,互不重疊(圖1B)。透射電鏡下觀察培養的腸上皮細胞,可見細胞結構完整,直徑為8±2μm,具有典型的腸上皮隱窩細胞特征。微絨毛從細胞表面伸出,排列整齊(圖2A),近絨毛端胞質中分布豐富的線粒體,其嵴清晰可見(圖2B),細胞核周區域有大量的粗面內質網(圖2C)。
2.2IEC-P.A.的生長曲線
第7代參環毛蚓腸上皮細胞的生長曲線見圖3,體外培養的腸上皮細胞存在著明顯的潛伏期,接種培養7~9d后才能進入對數生長期,經過大約4d的對數生長期后,至13~15d開始進入平臺期,且能相對較長時間維持在這一時期。
2.3FCM分析IEC-P.A.細胞周期
參環毛蚓腸上皮細胞的細胞周期檢測結果見圖4,細胞各個時期的分布狀態是G0/G1期為(93.13±0.12)%,S期為(3.73±0.23)%,G2/M期為(3.14±0.17)%,細胞的增殖活性指標PI為6.87%,SPF為3.73%。由此可見,體外培養的腸上皮細胞接種后,相對較長時間處于靜止期,尚未進行增殖分裂活動。
2.4IEC-P.A.染色體核型分析
本實驗所培養的腸上皮細胞來源于環節動物門的參環毛蚓,具有一定的特殊性,與常規哺乳動物的細胞差異較大。處于中期分裂相的腸上皮細胞所占比例較少,且處于分散狀態的染色體臂常常出現部分重疊(圖5A),但尚可應用Photoshop軟件進行核型分析。根據所拍攝的20個細胞的中期分裂相,可以得出,參環毛蚓腸上皮細胞的染色體數為2n=22,其中第1、2、5、8、9、11號染色體為中部著絲粒染色體,第4、7、10號染色體為亞中部著絲粒染色體,第3、6號染色體為亞端部著絲粒染色體,其染色體核型可表示為n()=x=6m+3sm+2st(圖5、表1)。整體來說,第3代參環毛蚓腸上皮細胞染色體沒有異常表現,基因組相對穩定。
3討論
體外培養的腸上皮細胞對于研究營養物質的吸收代謝機制、藥物作用以及各種致病因素作用下的生理病理改變具有重要意義,所取得的研究成果可以為人工養殖活動提供科學指導,從而帶來巨大的經濟效益[14]。目前,蚯蚓種屬腸上皮細胞培養與生物學特性研究尚未見報道。本研究采用混合酶消化法對參環毛蚓腸上皮細胞進行分離培養,穩定傳至第8代,并研究了細胞形態、超微結構、生長曲線、細胞周期和染色體核型等生物學特性,成功獲得參環毛蚓腸上皮細胞系(IEC-P.A.)。不僅豐富了環節動物門的細胞資源及相關生物學特性資料,而且所建立的細胞培養技術及生物學特性檢測方法可以為蚯蚓種屬細胞培養及研究提供參考。分離腸上皮細胞常用的消化酶包括胰蛋白酶、膠原酶、嗜熱菌蛋白酶及中性蛋白酶。由于來源動物不同,關于各種消化酶的分離效果有不同的報道,其中嗜熱菌蛋白酶分離腸上皮細胞可獲得大量的健全絨毛隱窩單位,且傳代后增殖能力比較穩定[15-17]。本實驗參考上述條件,對消化酶進行了適當調整,篩選確定嗜熱菌蛋白酶和I型膠原酶的混合酶液較適合分離參環毛蚓的腸上皮細胞。所得細胞懸液可見大量腸上皮細胞特有的隱窩單位。細胞鑒定是腸上皮細胞培養過程中一個重要內容。除了觀察形態特征外,常用的有堿性磷酸酶染色法、電鏡法及免疫熒光染色法[18]。由于堿性磷酸酶染色法影響因素復雜,陽性率低;又因親緣性的關系,參環毛蚓腸上皮細胞缺少特異性標記物,而無法使用免疫學鑒定,所以本研究選取了透射電鏡觀察參環毛蚓腸上皮細胞的超微結構。細胞表面可見大量微絨毛,胞內含有豐富的線粒體、粗面內質網,符合腸上皮細胞的特征。應用流式細胞技術,對核酸染料標記的DNA進行檢測,能夠得到細胞各個時期的分布狀態,通過計算G0/G1、S、G2/M期的百分數,可以進行細胞周期分析,了解細胞的增殖能力[19]。常規測定時多選用碘化丙啶染料對DNA染色,但本實驗中發現碘化丙啶不能對75%冰乙醇固定的參環毛蚓腸上皮細胞的DNA進行染色。分析其原因可能是碘化丙啶無法進入參環毛蚓的細胞內所致。為此,本團隊通過添加不同濃度TritionX-100進行破膜,最終選取的染色液組分為0.1%TritionX-100、10μg/mL碘化丙啶、50μg/mLRNase,使FCM分析參環毛蚓IEC細胞周期的檢測得以順利進行。但結果中變異系數(coefficientofvariation,CV)值、細胞碎片含量(%Debris)較高,表明此破膜染色方法還有待于進一步優化。S期細胞比率(SPF)和增殖指數(PI)均可以反映細胞群體的增殖狀態和DNA的合成速度,因此常用它們的大小來表示細胞增值活性的高低[20]。
細胞生物學論文范文2
【關鍵詞】細胞生物學;教學;改革
21世紀是生命科學的世紀,生物產業的開發需要生物學的發展。我國在基礎科學發展規劃中, 把細胞生物學、分子生物學、神經生物學和生態學并列為生命科學的四大基礎學科,反映了細胞生物學在生命科學中的重要性[1]。細胞生物學目前已經成為現代生命科學的一個前沿領域,隨著新方法、新技術的建立,更促使該學科取得日新月異的快速發展,并且已經成為生命科學相關專業的一門必修課程[2-3]。為適應新形勢下的教學要求,圍繞大學生實踐和創新能力的培養,結合自己多年的《細胞生物學》課程的教學實踐與經驗,對細胞生物學課程教學內容、教學方法及課程考核方法進行了合理的改革,并取得了明顯成效,為進一步提高大學生教學質量和人才培養水平提供參考。
1 教學內容的改革
突出教學主線?!都毎飳W》課程內容多,教學過程中容易出現主線不清晰,使得學生感到內容多而亂,不容易系統地理解。如何在有限的時間內讓學生熟練掌握該課程的原理和方法并能應用到實踐中去,成為本課程改革的關鍵。比如我校生物技術專業選用了翟中和主編的《細胞生物學》第三版作為主要參考教材,全書分為15章,內容較多。我們在講解的時候,從課程的體系出發,以真核細胞三大體系為主線。將所有部分分為膜系統(第一章到第八章及第十五章內容)、骨架系統(第九章內容)和遺傳系統(第十章到第十四章內容)三大系統。
整合教學內容。《細胞生物學》課程內容多且與其它學科的交叉廣,教學過程中容易出現內容重復、輕重不分的情況。針對這些特點,細胞生物學老師在講解過程中必須合理整合教學內容,如前八章的內容可以從膜系統相關性來講,不管是物質代謝、能量轉換、還是信號傳導都是發生在細胞的膜上,這樣聯系地講解起來便于學生更好的理解和接受。另外,《細胞生物學》課程與其它課程,如微生物學、生物化學、遺傳學、分子生物學等課程的內容相互聯系、相互滲透。因此,在該課程的講解過程要合理整合教學內容,避免與先行課中某些內容重復,又要為后續課程留有余地,在學生頭腦中形成細胞生物學的聯系性、統一性和辯證的學習方法。實踐證明,這種承前啟后的教學方式,既保持了細胞生物學課程的完整性、系統性,又解決相關課程間的重復教學問題,對提高單位時間內的教學效果,激發學生的興趣具有積極作用[4]。
追蹤學科前沿?!都毎飳W》課程發展快,因此,教學內容是否新穎,對提高教學質量具有重要影響。《細胞生物學》的教師需要站在該學科領域的前沿,不斷更新自己的知識,并及時把該領域的發展趨勢、研究熱點和應用價值歸納總結后在相關的章節中進行講授,從而來提高學生對該課程重要性的認識、產生濃厚的學習興趣、激發起學生對該課程的學習積極性。
2 教學方法的改革
全面推行“問題式”教學法,激發學生的學習興趣與主動性。強調以培養學生發現、分析、解決問題的能力為主要目的?!皢栴}式”教學方法的正確使用對于提高學生的素質,強化學生學習的興趣,調動學生的主觀能動性,培養學生的創新能力有積極作用。課堂教學是教學過程的主要環節,興趣是最好的老師,濃厚的興趣可以轉化為強烈的學習動力和創造性。在教學過程中,我們要自始至終都圍繞問題而展開教學活動,激發學生自覺思考、和主動探索,引導學生不斷發現現象、提出問題、分析問題并最終解決問題,培養學生的創造性思維。
課后小論文,提高學生的綜合應用能力。可以一個學習小組或一個宿舍集體為單位,進行課后小論文。在一些重要章節講解介紹后,為了鞏固學生的理論知識和培養學生的知識應用能力,課后布置一些相關的論文題目,通過學生的查閱文獻、設計方案、過程操作、結果分析和論文寫作等環節。同時,可以提高學生學習的主動性,對以后的科研訓練和畢業設計的文獻綜述寫作大有幫助。
加強課程實踐環節。細胞生物學是一門試驗性很強的學科,光是“聽”和“讀”是不夠的,在努力提高課堂教學的同時,必須加強實踐環節,開設一些綜合性實驗。實踐教學是培養學生的動手能力、基本科研能力和創新能力的重要手段。找出與本課程的實踐結合點,培養對知識應用的能力,在設計實驗的時候、一改以往有的單純的、驗證性的實驗,開設一些具有設計性的綜合實驗,使得學生在實驗設計、過程操作和結果觀察與分析中了解該課程的內容,并對整個研究內容有一個全面的、深入的學習,培養綜合應用能力和創新意識。對于有科學研究的教師,要鼓勵一些對科研感興趣的學生參與自己的一些課題。一般到大三時候,學生完全可以利用他們學過的一些專業基礎理論設計一些他們感興趣的小實驗,通過他們的收集資料、設計方案、實驗過程和結果分析的全過程,大大提高其科研創新能力。
3 考核體系的改革
樹立科學的考核觀,使課程考核過程化。課程考核不僅要檢驗學生對理論知識的掌握,更應該評價學生綜合應用知識的能力。課程最后成績包括考試成績(50%)、實驗成績(30%)和平時成績(20%)。課程考核過程化不僅有助于理論知識的掌握,還能起到引導學生勤于思考、善于發現問題、啟迪學生創新思維的作用;實施多元化的考核方式,把考核有機融入教學的全過程,促使“教、學、考”有機結合,形成“教、學、考”互動,調動學生學習積極性和創造性,消除部分學生平時松懈、考前背誦、考試作弊、考后遺忘的不良現象。
通過對細胞生物學課程教學體系的研究與探索,我們對細胞生物學課程的教學內容、教學方法、課程考核方法進行了合理的改革,優化改革后新教學體系已在生物技術專業的細胞生物學教學中應用,并且取得了良好的效果。
【參考文獻】
[1]朱宏.細胞生物學教學與改革的思考[J].黑龍江高等教育,2004(4).
[2]余曉麗,楊珂金,高宛麗,陶愛麗,吳紅.高師院英語專業創新人才培養與新課程設置研究[J].南陽師范學院學報,2006(6).
細胞生物學論文范文3
一、引言
細胞生物學是生命科學中一門重要的分支學科。細胞生物學主要從細胞的不同結構層次以及細胞間的相互關系來研究細胞生命活動(生長、分裂、分化、遺傳變異、運動和興奮、傳導、衰老和死亡)的基本規律。從生命結構層次來看,細胞生物學位于分子生物學和個體生物學之間,同它們相互銜接、相互滲透。因此,從這一意義上來說,細胞生物學是一門承上啟下的學科,和分子生物學一起同是現代生命科學的基礎,并廣泛滲透到遺傳學、發育生物學、生殖生物學、神經生物學和免疫生物學等學科的研究中,和農業、醫學、生物高新技術發展有著密切的關系,是生命科學的重要支柱之一[1]。
目前,國內已有過百所高校開設了細胞生物學專業,細胞生物學專業的培養目標是“使學生既掌握本學科的發展簡史和前沿領域,又掌握細胞生物學的基礎知識、基本概念和基本理論,使學生受到基本科學思維訓練,同時使學生學會學習,具有自我開拓可獲得知識和利用信息的能力。要求學生牢固掌握細胞的基本結構和功能及各細胞器間的關系的基本知識,并且能夠掌握和了解細胞生物學的熱點課題的現狀和未來的發展趨勢,包括生命信息流和細胞信息網絡的研究、信號傳遞與細胞識別、神經活動的細胞及分子基礎、蛋白質的加工與分選、發育的分子機制及遺傳控制、細胞增殖、調控與編程死亡等,使學生對認識細胞的生命活動具有強烈的追求和探索精神,善于從生命現象探求其內在規律,能夠運用現有的細胞生物學知識去研究生命科學中與細胞生物學有關的課題?!盵2]當前,許多高校開設的細胞生物課程,針對學生綜合能力的培養還不夠,同時,缺乏專業性與系統性。本文針對本校細胞生物學課程存在的問題,在學校教改項目的支持下,探索“授之以魚,不如授之以漁”的優化細胞生物學教學體系,融知識傳授與能力培養為一體的教學新模式。
二、細胞生物學教學內容的優化
《細胞生物學》的內容涵蓋植物、動物、細菌等多種生物,并且與其他學科內容交叉滲透廣泛,因此教學過程中,容易導致主線不清晰,層次紊亂,內容繁雜等問題。在教學過程中,要使學生在腦海中建立起一個較為牢固的細胞生物學的知識體系和網絡,這就要求在一線教學的我們更多地考慮授課的內容。
(一)突出重點,避免重復
細胞生物學課程內容涉及到微生物學、生物化學、植物生理學、動物生理學、遺傳學和普通生物學等學科,這些專業課的內容在授課的時間上不一致。為了有效避免與先行課程中所講授的內容出現重復,并且游刃有余地突出本課程在此知識點上特有的重點,必須對教學的內容進行優化。首先在教學的過程中應該掌握每個章節的內容與哪門課程的知識點重復;其次應了解與此知識點重復的課程的授課時間是否早于此知識點。若是,則在教授此知識點時,與細胞生物學不相關的內容則一帶而過。若否,則建議在傳授此知識點時,即使此內容與細胞生物學的內容相關性不強,但為了方便學生更加深刻地理解此知識點,則應簡單介紹。比如在介紹線粒體和葉綠體這兩個章節的內容時,電子傳遞鏈、氧化磷酸化和光合磷酸化的內容在生物化學課程中是作為重點講授的內容。因此,在細胞生物學課程中,若學生已經具備了此知識點,則在講課的過程中,我們應當簡單提及此知識點,而重點闡述線粒體與葉綠體的結構與化學組成、其上蛋白的定位、代謝自主程度,核基因對其控制及其起源等。又比如細胞核與染色體章節中,在分子生物學和遺傳學的內容中,都重點闡述了此部分內容,因此在細胞生物學課程中,僅做簡單介紹即可。這樣,使本學科與其他課程的知識緊密銜接又避免了不必要的重復,在有限的學時內,將重點內容最大化地傳授給學生。
(二)貫穿前沿內容,貼近時展
細胞生物學是一門實驗科學,科學在日新月異地發展,而我們的課本卻并不能時刻地更新以順應科學的發展。因此,這就要求我們的細胞生物學的教師不能因循守舊,只顧及課本的基礎知識點。我們必須站在科學發展的前沿,掌握本領域科技發展動態,并將此動態轉化為知識點的內容,及時傳遞給學生,激發學生對科研的熱情,吸引其注意力。近年來的諾貝爾醫學或生理學獎絕大多數都頒給了細胞生物學相關的研究領域,例如今年的獎項頒發給了日本科學家大隅良典,贊揚其在細胞的自噬作用方面的卓越貢獻。當我們在傳授“溶酶體的自噬作用”這一內容時,我們可以將此例先呈現出來,吸引學生的注意力,再將要講授的知識點加以闡述,以便于學生對知識點的理解和記憶更加牢固。
(三)啟發引導,對知識點適當延伸
改變傳統的“教師在講臺上照本宣科,學生在臺下死記硬背應付考試?!钡慕┗龇?。在傳授學生知識時,我們教師應該多用“問題導入法”來引出知識點,并讓學生根據他們現有的知識,在腦海中搜尋相關的解釋。這一方面讓學生積極參與課堂之中,最重要的是讓學生學會思考問題,比如在講授“細胞的大小及體積恒定”這一小節時,可以先讓學生思考一個問題:人和小鼠相應的器官都是由細胞組成的,比如心、肺、脾臟等,但是人的這些器官都比小鼠大很多,那么這到底是由于細胞的數量造成的,還是由于細胞的大小不一造成的?另外,每個知識點發?F過程的背后都是有很有趣的小故事,在傳授這些知識點之前,我們教師不妨先講述一下這些小故事,從而激發起學生發現新知識的熱情和動力,幫助學生學會預測、預見和構想未來事物的發展變化,不斷增強學生的自覺性和創造性。
三、教學手段和方法的優化
在慕課和微課逐漸發展壯大的大背景下,我們教師應該通過整合網絡上優秀的資源來進行授課。雖熱目前慕課和微課的資源并不能完全涵蓋整個細胞生物學的所有知識點,但部分已經成型。在上課前,我們可以讓學生通過自學的方式先對知識點進行預習,通過上課提問的方式來了解學生學習的動態,這樣可以有效避免因為教師“填鴨式”的授課讓學生出現學習上的“惰性”。在上課時,我們可以通過“自學―討論―總結”的教學模式來激發學生對學習以及探索的熱情。
四、改革考核方法
??下,各個院校最常用的考核方式局限于期末考試,這樣帶來的不可避免的一個問題就是,就算學生平時不怎么學習,只要在期末前幾天突擊一下,也可以取得一個不錯的成績。為了提高學生的綜合能力,我們應當改變考核方式??己藨灤┯谡麄€課程學習之中,如布置課程論文就是一個提高學生綜合能力的方法。在部分知識點或者章節講授完成之后,給出一個研討題,讓學生以團隊的形式共同查閱相關的文獻,最終以PPT或者以課程論文形式進行專題交流研討,這樣不僅提高了學生的論文查閱能力、團隊協作能力、語言表達能力,還提高了學習的主動性,對科研訓練和畢業設計也將起到很大的作用。
細胞生物學論文范文4
1979年出生的胡俊杰,自2008年6月起受聘為南開大學生命科學學院遺傳學與細胞生物學系教授、博導,是我國7名首屆“霍華德?休斯醫學研究所國際青年科學家獎”獲獎者中年齡最小的。
雖然研究非常基礎
但有助于治療重大疾病
2012年2月。位于南開大學新生物站的胡俊杰實驗室,擺滿了各種試劑、試管、燒杯、離心機、培養箱和文獻書籍。臨近春節,這個實驗室依然沒有放假,兩名學生正專注于電腦屏幕上的各種數據,實驗室里只有離心機運轉的輕微聲響。
生物實驗要保持一定的連續性,培養的細胞要隨時觀察傳代,所以有些實驗不能中斷,春節也不例外。除了做實驗,為掌握研究領域的前沿動態,胡俊杰還要閱讀隨時更新的國內外進展。
細胞內部有很多由生物膜包裹的區域,分別具有不同的功能,就像人體內的各種器官,因此被稱為細胞器。胡俊杰和他的學生們主要從事內質網等細胞器的生物膜結構與功能的研究。他介紹說,內質網是細胞內承擔蛋白質合成、脂類合成和鈣離子存儲等重要功能的細胞器。
“內質網是一個復雜的膜系統,向外延伸至細胞表面的細胞膜,向內與細胞核的核膜相通,也具有承擔細胞內物質運輸的作用,是細胞分泌途徑的起點?!焙〗芤赃z傳性痙攣性截癱為例解釋說,控制下肢的神經細胞很長,有些被稱為軸突的神經細胞突出部分可以長達一米多,這對細胞內亞細胞結構的完整性要求特別高。而生物膜的不斷融合正是保證這種完整性的基礎,如果內質網的融合出現問題,軸突遠端缺少營養成分,細胞會不斷退化,人的下肢就會出現痙攣無力直至截癱?!拔覀兙褪窃诩毎麑用嫜芯磕承┗蛲蛔儗е孪鄳膊〉脑?,并通過細胞和生化實驗,驗證參與融合過程的蛋白質如何發揮作用?!?/p>
“雖然從事的是生命科學的基礎領域研究,但我們的研究會為治療相關重大疾病積累許多重要的分子基礎?!?胡俊杰對研究方向充滿信心。
自認并非極具天分
感謝每個成長機會
位于實驗室的一角,是胡俊杰的辦公室。辦公室里很簡潔:除了辦公桌、電腦,還有一個簡單的文件柜和一張扶手已經壞了的長沙發。
自己是如何走上生命科學研究之路的?
胡俊杰回答說:這是一個自然而然的過程。
高中畢業時由于化學成績突出,胡俊杰選擇了復旦大學生命科學學院生物化學系。大學四年,胡俊杰對生命科學產生了濃厚的興趣。畢業后,21歲的他選擇赴美國留學。在紐約大學醫學院,他學習研究了胰島素信號轉導的結構基礎,四年后獲藥理學系博士學位。胰島素是由內質網合成分泌的,在對胰島素信號如何傳遞的學習過程中,胡俊杰對內質網的功能產生了濃厚的興趣,這種興趣延續至今。胡俊杰在哈佛醫學院細胞生物學系進行博士后工作,他將研究方向確定為管狀內質網成形的機制。
雖然內質網這一細胞器被發現并被命名已有半個多世紀,但其形態的多樣性如何產生卻一直是個謎,所以胡俊杰的課題在當時非常新穎。在他看來,這是細胞生物學的一個基本問題,研究內質網的形態與功能之間的關聯,是一個全新而又重要的方向,還可能將對其他細胞器的形態功能研究有所啟示。由于研究進展順利,他發表了一系列較高水平的論文。完成博士后工作后,胡俊杰選擇了回國發展。2008年9月,胡俊杰開始在南開大學組建自己的實驗室,那一年他29歲。近年來,他承擔了科技部973計劃和國家自然科學基金等多個項目,就生物膜形態發生和動態變化的分子機制等課題作為研究內容。
相對于所獲得的榮譽,胡俊杰則低調很多。在被選為HHMI國際青年科學家之后,胡俊杰給自己定位為“青年科研工作者”。他把自己當選歸功于研究方向比較有代表性。
“我從不認為自己極具天分,只是感謝每個令我成長的機會。”
熱愛生命科學
也熱愛生命本身
2011年底,胡俊杰為學生張渺指導的畢業論文《嵌膜GTP酶Atlastin—1的生化特性分析》獲得天津市普通高校優秀畢業論文。
在學生張渺眼里,比她年長10歲的老師胡俊杰是個非?!皀ice”的人:聰明、親切、思路清晰、富有魄力。
胡俊杰幾乎從不責備學生。學生實驗碰到難題,他便會和他們一起坐下來,分析實驗過程,啟發學生找到解決辦法。實驗之余,胡俊杰還會帶學生一起戶外活動。讓同學們驚訝的是,他們的胡老師居然擅長唱流行歌曲,排球也打得不錯,還教過他們滑雪。
“跟胡老師學習,不僅會漸漸對生命科學充滿興趣,也會對生命本身充滿興趣?!睆埫煺f。
每學期胡俊杰要為本科生講授近20課時的課程。在講授細胞生物學課程時,他制作的PPT課件簡潔清晰,偶爾還穿插一些視頻,結合介紹重大科學發現的趣聞,并注重專業英語的應用。胡俊杰用充滿生命力的文字,介紹了細胞為什么要有細胞膜:在漫長的生物進化過程中,質膜的出現是一個關鍵的階段,有了它,才確定了細胞為生命的基本單位。
在教學中,胡俊杰比較看重學生的邏輯推理和細心觀察的能力。在研究生入學考試的面試中,他注意觀察學生是否勤奮和具有探索未知領域的愿望。
2009年起,南開大學生命科學學院為新生舉行了名為“厲兵秣馬起航”的職業生涯規劃課堂,胡俊杰受邀主講。他贊許如今國內的年輕學生自信、充滿活力,但提醒他們:搞學術不能功利,如果不能耐住寂寞,只滿足表面的發現,只想發論文,只惦記科研經費,一定不能走得更遠。雖然生命科學并非社會上的熱門就業學科,但要充滿希望,要有恒心和毅力迎接前行路上的考驗。
“對未知領域的探索從來都不容易,不斷失敗中積累的經驗教訓,使我們離成功越來越近?!彼@樣鼓勵學生,也鼓勵自己。(來源:人民網)
細胞生物學論文范文5
1 當代大學生的生物科學素養現狀及其存在問題
生物相關專業的學生對生物科學技術具有濃厚的興趣,生物科學技術基礎知識扎實,對生物技術發展持積極的肯定態度,具備良好的科技強國的信念。但是,他們對高新生物科學技術知識和先進實驗技術了解較少,生物科學實驗實踐技能較差,對生物科學科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調查表明,當代大學生對于當前的一些生物熱點問題有一定的了解,但是對于高新技術的應用和新的科學研究領域的認識不足。在理性上,有43%的學生是盲目的懷疑,或者是盲從專家和他人的觀點,對事物較少有自己的看法;在探索求知精神上,“科學功利主義”對學生的影響最大,使得學生視野狹窄、目光短淺;在實證精神上,有62%的學生缺乏實驗實證精神,偏重抽象思維,缺乏科學實驗的精神和價值眼光。②此外,許多高校只注重生物專業課的常規教學,很少舉辦專門的科研活動,且科學技能培養與鍛煉的途徑缺乏,這使得大學缺乏濃郁的科學素養氛圍,學生較難形成一定的科學技能,由此科學實踐能力也較差。
2 細胞生物學教學中培養科學素養的意義
細胞生物學是生物學類及農林醫藥類本科生一門必修的專業基礎課,是現代生命科學的前沿分支學科之一,它是以細胞為研究對象,從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規律的學科。細胞生物學是一門承上啟下的學科,和分子生物學一起同是現代生命科學的基礎,并廣泛滲透到遺傳學、發育生物學、生殖生物學、神經生物學和免疫生物學等的研究中,和農業、醫學、生物高新技術的發展有密切的關系,是生命科學的重要支柱之一,在解決人類面臨的重大問題、促進經濟和社會發展中發揮重要的基礎作用。同時,細胞生物學又是一門實踐性很強的學科,重要理論與實踐密切地聯系著。隨著生命科學自身和生物產業的快速發展,對生命科學相關領域創新型人才的需求也在不斷增加。由此可見,細胞生物學課程中科學素養的培養對于建立與其專業層次、研究方向相符合的細胞生物學知識構架體系,培養和鍛煉學生的科學思維能力具有非常重要的作用。
3 細胞生物學教學中如何培養學生的科學素養
細胞生物學作為生物學類及農林醫藥類的一門專業基礎課程,在培養學生的科學素養方面,具有舉足輕的重要作用。然而,科學素養的提高不是一朝一夕之功,教師應始終將其貫穿于自己的教學之中。如何在細胞生物學教學中培養和提高學生的科學素養,以下是筆者的一些想法和體會。
3.1 加強課堂教學中的“生活化”融合
? 細胞生物學的知識理論性強,內容抽象深奧、難于理解,教師可以試將抽象的內容與日常生活相聯系,使學生有此聯想起有趣的、熟悉的生活場景或事物,這不僅使抽象的內容具體化和動態化,使其容易理解,而且激發了學生的探究欲望和學習興趣。例如講解“蛋白質的分選”時,引導學生由細胞社會聯想到人類社會。細胞中的各種蛋白質發揮結構或功能作用的部位幾乎遍布細胞的各種膜區和組分,只有當蛋白質各就各位并組裝成結構和功能復合體,才能參與細胞的各種生命活動。這就好比在人類社會中,各專業的畢業生只有找到適合其自身特點的工作崗位才能發揮所長??傊?運用發散性思維,盡可能地將細胞生物學抽象的理論知識與生活實際聯系起來,并配合以多媒體輔助手段,使抽象的內容變得形象生動,易于理解掌握。
3.2 側重教學內容的前沿性和新穎性
細胞生物學發展極為迅速,隨著科學家們研究成果的不斷涌現,其內容處在不斷更新的動態過程中。因此,教師在教學過程中,要注重聯系學科的前沿和熱點,講述較先進的科學結論,跟蹤國際上最新進展。此外,教師在注重教學的同時,宜以科研并舉,以科研引導和促進教學;教學與培養科學研究型人才緊密結合;教學內容與最新科研進展同步,使學生在正確掌握細胞生物學基礎上學會解決與之相關的科學研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎理論教學有機結合,結合教學內容介紹自己的科研成果,這樣既生動又貼切,學生又很熟悉,使學生獲得學習的興趣和動力,亦可以啟發學生的創新思維能力,培養學生的科研鉆研精神。
3.3 增加細胞生物學實驗綜合性和設計性實驗的比例
綜合性實驗注重知識的綜合運用,實驗原理和方法步驟較為復雜,可以使學生更好地理解實驗原理,正確使用儀器設備,鍛煉學生綜合分析問題的能力;設計性實驗是指學生根據實驗項
目,自主設計實驗方案,自主準備實驗材料,自主配制實驗所需試劑,根據自己的時間自主安排實驗進程,設計性實驗可以充分調動學生的實驗積極性,培養學生的創新思維和勇于探索的精神。由此可見,綜合性和設計性實驗可以鍛煉學生綜合分析問題和解決問題的能力。③然而目前許多高校由于實驗條件和課時安排的限制,細胞生物學實驗主要以基本操作和驗證性實驗為主,綜合性和設計性實驗較少甚至沒有,這在一定程度上限制了學生綜合素質和創新思維的培養。④因此,教師應根據科學性、可行性和實用性原則增大綜合性和設計性實驗的比例。如我們精選了真核生物基因組的提取、純化、鑒定、擴增、酶切、重組、轉化、篩選的大實驗,膜蛋白的分離與鑒定等綜合設計型大實驗,這些實驗中的每個實驗都構成了一個綜合性整體,同時,在實驗材料的選擇上盡量做到由學生自主選擇。通過每一次的綜合設計實驗,使學生進一步鞏固了已學習的知識和已掌握的技術,并能夠對實驗結果進行合理的正確的資料采集、整理、分析和歸納,有效地培養了學生的科學素質、科學精神、創新思維及分析問題和解決問題的能力。 3.4 組織各種“科學小組”,布置學科發展前沿的討論,與全程科研訓練對接,以培養學生的科學態度和科學精神
細胞生物學論文范文6
關鍵詞 醫學細胞生物學;互動式教學;多媒體教學;案例教學
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)20-0092-03
Abstract As an imperative fundamental course in medical univer-sity, Medical Cell Biology has a crucial significant on the part of me-dical students’ further study in their specialized courses as well as their future career developments. It is a hard obligation for every teacher professing Medical Cell Biology to instruct relevant basic knowledge systematically, introduce further development in related field and train students’ scientific thinking ability. Illustrate how tointegrate methods such as interactive teaching, multimedia teaching, case teaching, bilingual teaching, heuristic teaching into the teachingpractice of Medical Cell Biology.
Key words Medical Cell Biology; interactive teaching; multimedia teaching; case teaching
1 前言
現代醫學教育呈現出向多學科交叉滲透的發展趨勢,而作為一門生命科學領域的重疊核心學科,醫學細胞生物學的理論知識已經滲透到醫學的各個領域。因此,掌握醫學細胞生物學的基礎知識和基本思維方法,成為每一名醫科生進一步學習專業知識的必備要素[1]。
值得一提的是,細胞生物學是生命科學領域的四大前沿學科之一,近幾年來一直發展迅速[2],無數新理論、新發現的誕生,更使得細胞生物學總體呈現出知識更新周期短、速度快的特點。要跟上細胞生物學飛速發展的步伐,醫學細胞生物學的教學工作不可以再沿襲老一套枯燥乏味的教學模式,而是應該優化教學方法,整合教學內容,合理利用教學資源,力求讓學生掌握基礎知識的同時,開闊眼界并培養科研思維能力。以下是筆者在自己的實際教學經歷中總結出的一些經驗。
2 互動式教學
傳統的教學模式往往以教師講解課本內容,學生被動地聽講記憶為主。這種教學模式效率高,可以在短時間內灌輸給學生大量的知識,很容易就能達到教學進度,也給教師的備課減小了難度;但是容易造成學生的主動性不強,無法對所學內容及時地進行消化,對記住的知識點理解也不夠深刻等一系列問題。而醫學細胞生物學本來就有知識點雜散、抽象、難以理解的學科特點,填鴨式的教學往往會讓學生失去學習的熱情,造成“臺上一家言,臺下百家夢”的現象。針對這一問題,本著教學平等的理念,采取多種形式和學生教學互動,有利于增強他們的課堂參與度,集中注意力,提高教學效率。
課堂提問 課堂提問是一種很好的互動式教學方法?;卮饐栴}可以幫助學生鞏固所學知識,加深對知識點的印象,也可以使他們聽課時注意力更加集中。除此之外,課堂提問也有助于學生從整體上掌握所學得的知識。
細胞生物學涵蓋了近幾百年來人類在分子水平、亞細胞水平和細胞水平上對細胞內的生命現象進行研究而得到的眾多的知識,其內在聯系是相當復雜的。雖然現行的教材已經根據知識點之間的關聯程度將這些散亂的內容整合成為十幾個大章節、60多個小章節的有機體系,再加上編排這些內容的人士都是細胞生物學領域擁有多年從教經驗和科研經驗的資深學者,其科學性和嚴謹性不容置疑,但這并不意味著整本教材就已經是一本面面俱到的完美之作了。事實上,為了要滿足整本教材的編寫思路,還是有相當一部分存在內在聯系的知識點被打散分割到不同的章節、不同的部分中去了。對于學生而言,只有找出這些被打散的知識點之間的聯系,才能夠從整體上把握所學到的知識,才能夠在真正意義上學好細胞生物學,而這恰恰就是學生普遍感到困難的地方。這就需要教師平時在課堂上多提醒學生養成課后多總結、平時多留意的習慣。這種習慣當然不是一朝一夕就可以養成的,它需要長時間的訓練和積累,而課堂提問恰恰就是一種訓練學生總結歸納能力的很好的方法。
具體來講,教師在講到某一個重點時,沒必要完全按照書本的內容一口氣講完,而是可以放慢節奏并適時地向學生提問前幾章里與該知識點相關的內容。比方在講到細胞有絲分裂的胞質分裂期收縮環形成的內容時,就可以提問學生收縮環是由哪種細胞骨架構成的?這種問題對學生發現不同章節知識點之間的內在聯系大有幫助,也鍛煉了學生的發散性思維。久而久之,學生就擁有了自發跳出書本框架,按照自己的理解梳理所學知識的意識,并逐步建立起一套只屬于自己的知識架構網絡圖。
鼓勵學生復述所學知識中的重點和難點 一般來講,完整地復述出一個新學的知識,尤其是一個相對比較復雜的生物學過程,對大多數學生而言應該是一件比較困難的事情。但是,醫學細胞生物學這門學科有其特殊性。由于有著高中生物以及大一開設的基礎生命科學的基礎,許多學生在系統地學習醫學細胞生物學之前就已經對教學大綱中的某些內容擁有一定程度的了解;再加上課前預習和課堂教授,基本上可以掌握其中的大部分知識點,因此,當堂復述對他們來說是完全有能力辦到的。這種方式可以讓學生在鞏固原有知識的基礎上理順知識脈絡,鍛煉對科學問題的口頭表述能力,有利于他們的全面發展。另外,在學生復述的同時,教師也可以對他們理解不到位的地方加以引導,對他們疏漏忽視的問題進行補充,協助他們完成整個復述過程,這樣可以極大地提高學生的自信心,鼓舞他們的學習熱情。
結合不同專業的實際情況,適當補充介紹細胞生物學的前沿進展和科研方法 就比如生物技術專業,該專業的大多數學生將來的工作方向可能和科研聯系很緊密,在不影響主干知識講解的前提下,向他們介紹一些科研的方法和思路,對他們未來的發展幫助很大。筆者有過多年從事科研的經驗,對細胞生物學最前沿的進展又有相當的了解,曾在課上向該專業學生介紹PCR、RTPCR、Western Blot、DNA ladder、熒光可視化技術等細胞生物學的傳統研究方法。但是必須指出的一點是,如果只是機械式的講授,這種擴展教學可能很難引起學生的興趣。因此,筆者同樣采取師生互動的方法:先鼓勵一些對科研有興趣學生大膽談談自己對某種技術的了解,然后在此基礎上補充他們認識上的欠缺,一定程度上起到激發他們學習興趣的作用。
3 多媒體教學
作為一種現代化的教學手段,計算機輔助教學(Computer
Assisted Instruction,CAI)的優越性是顯而易見的。它可以把文字、圖像、聲音、動畫等多種信息表現媒介綜合起來,直觀地呈現在學生的眼前,從而大大地提高了教學效率和教學質量[3]。尤其是對于細胞內一些比較復雜的生化過程,利用Flas演示的教學手段可以達到事半功倍的效果。
舉個例子來說,用來解釋新合成肽鏈如何轉移至內質網的信號肽假說一直以來是教學中的一個重點和難點。由于這個過程中涉及的分子機制比較復雜,再加上作為一種細胞內不可見的生化反應,整個過程又顯得很抽象,單純只靠教師口頭描述,學生可能很難對信號肽、信號肽識別顆粒(SRP)、信號肽識別顆粒受體(SRPR)產生直觀的印象。但是如果采用多媒體教學手段,只需要一段1分鐘左右的Flas,就可以把整個復雜的過程形象生動地呈現在學生的眼前:信號肽識別顆粒結合信號肽,并同時被位于內質網膜上的信號肽識別顆粒受體特異性識別,從而介導整個核糖體錨著到內質網上;然后信號肽識別顆粒脫離復合體,肽鏈也通過核糖體大亞基中央管和易位子蛋白形成的通道進入內質網;最后信號肽切除,肽鏈繼續延伸。
顯而易見,用Flas代替枯燥無味的理論講解,能夠使課堂的氣氛更加活潑,從而讓學生產生一種濃厚的學習興趣,大幅度提高學習效率;同時也替教師省去了費盡心思讓學生理解細胞內一些動態的抽象過程的麻煩,節省了大量時間。
此外,在短短四十幾分鐘的課上,教師沒法做到向學生傳達所有的重點。但如果事先在教學PPT上標注出一些比較重要的內容,課堂上學生自然就能一目了然。同時,一些有需要的學生還可以在課后拷貝走教學課件作為他們課后復習的重要資料。
4 雙語教學
不得不承認的一點是,當下,我國在生物醫學領域與西方發達國家存在不小的差距,該領域的最新信息和研究成果大多數是以英語論文的形式發表在西方發達國家的學術期刊上。因此,必須要促進教學和全球化接軌,培養國際型的醫學專長人才。在這樣的時代背景下,雙語教學也就顯得尤為重要[3]。
然而,由于大二學生的英語基礎普遍較差,開展全英語式的教學顯然不切實際。筆者認為,雙語教學應該以母語傳道為主,外語拓展為輔。舉個例子來說,在細胞器這章的教學過程中,如果純粹采用外語教學的方式,大量的專有名詞一定會讓絕大多數的學生感到不明所以,從而打擊他們的學習積極性。但是假如只是要求學生識認細胞內的一些重要細胞器以及生化過程的英語名詞,就顯得相對容易得多。
此外,筆者還采用了一種全新的教學形式,幫助學生有效地記憶相對比較復雜的專業名詞:取一張全英文標注的細胞模式圖,讓學生不查閱字典直接進行識認。由于之前的教學工作已經讓學生對各種細胞器的形態結構有了形象的了解,對照著圖片,他們基本上可以明白各個專業名詞的含義,并在腦內產生直觀的記憶。實踐證明,這種方法能夠推進雙語教學有效開展。
5 案例教學法
胡以平教授主編的第三版醫學細胞生物學教材為了保證全面性和系統性,許多內容和生物化學、分子生物學、醫學遺傳學有重復[4]。要在有限的教學時間內完成教學任務,必須側重于本學科特有知識的講解,對于重復的知識點則以學生自習為主。比如在線粒體功能這一節里,三羧酸循環、電子傳遞鏈、氧化磷酸化等過程在生化課上已經重點介紹過,在課堂上就無須贅述;反之,線粒體的顯微結構與亞微結構、線粒體的半自主性以及線粒體的發生機制等內容在其他科目里較少涉及,應該重點介紹。
此外,醫學細胞生物學和普通高校開設的細胞生物學最大的區別就在于它突出了細胞生物學和醫學之間的聯系。因此,教師在講課過程中也應該特別注意強調細胞生物學的基本理論和人類健康問題間的關聯,培養學生用所學得的細胞生物學知識理解、分析相關疾病發病機制的能力。比如:在講完細胞骨架這一章的主干知識后,教師可以適當花費一些時間講述細胞骨架和腫瘤、遺傳性疾病以及阿爾茲海默癥等神經退行性疾病的關系;在講完細胞器這章后,教師可以簡要地談及一些細胞器損傷引發的疾病,比如溶酶體異常引發的泰-薩克斯病、過氧化酶體異常引發的腦肝腎綜合征、線粒體mtDNA缺陷引起的亨廷頓舞蹈癥等疾病。