细胞生物学与生物化学

细胞生物学与生物化学（精选7篇）

1.细胞生物学与生物化学 篇一

1. 利用教材已有的资料对学生进行教育, 让学生形成“生物圈是人类和其他生物的共同家园”的基本观点。

初一学生入学之初, 在学习第一单元“生物和生物圈”时, 我先给学生展示了一幅地球的太空照片, 然后问学生:“地球上不同颜色的色块分别由什么构成?”待学生七嘴八舌地讨论完后, 我说道:“正如大家所说, 在太空中我们看到的地球是一颗表面有许多种颜色的美丽星球, 如果我们能够到太阳系以外看我们的地球, 它只不过是一颗极不起眼的小行星, 但我们这颗星球却有着与众不同之处。”反应快的学生脱口而出:“地球上有生物。”“正是因为地球上有着数以万计的生物, 才使我们的地球充满了生机。”“地球表层的生物和生物的生存环境构成了生物圈, 生物圈是所有生物共同的家园。”如此导入第一单元自然顺畅, 既能够使学生形成对“生物与环境”的整体认识, 又能够让学生形成“生物圈是人类和其他生物的共同家园”的基本观点, 认识到生物圈的不可替代性。

2. 结合教材的内容进行适当拓展, 让学生具备从身边的小事做起、节约资源的大局意识。

在教材中有些内容与环保有关, 但并没有具体的例子, 而且篇幅也不够大, 我们可以做适当的拓展。如在讲授水域环境的保护的内容时, 除了讲清楚水域环境保护的重要性, 还列举了我国人均水资源占有量仅为1800立方米, 给学生以直观印象, 同时启发学生如何节约用水, 如:洗澡时尽量洗淋浴, 洗手时在打肥皂时应该将水龙头关掉, 用淘米水浇花, 用洗过衣服的水冲厕所等等。这样既使学生了解了目前我国和我市水资源缺乏的现状, 又使学生知道了应该如何从身边的小事做起节约水资源。

3. 引导学生讨论, 激发思考, 让学生具备保护环境的责任心和使命感。

在学习“动物在生物圈中的作用”时, 我问学生:“在你的身边有没有人类随便捕杀野生动物的现象?”立即就有学生举手发言:在河边小树林见过有人网鸟;在宠物市场有卖野生鸟类的不法现象;在XX市场见到过野生蜥蜴、乌龟;在XX一家饭馆专门做以蛇为原料的菜……2003年的非典就是人类给自己制造的最大的灾难。看到学生逐渐“进入状态”, 我趁热打铁, 展示了几幅《人与自然》杂志刊登的贩卖野生动物情景的照片, 许多学生的惊异、愤怒之情溢于言表。然后我说道:“野生动物是人类的朋友, 我们经常说‘保护野生动物就是保护人类自身’, 可在倡导保护生物多样性的今天, 在我们身边就有这么多残害动物、虐杀动物的行为, 这对生态平衡造成的破坏却是无法弥补的!希望大家都能够有一种自觉保护野生动物的意识, 不要为了眼前的利益而破坏环境。”在我说这些话时, 所有的学生都在认真地听, 这些发生在身边的事情真地震动了他们, 真正使他们开始思考一些问题。

二、通过布置不同形式的作业强化学生的环保意识

在日常教学中可以通过让学生做一些探究、调查、资料收集等方面的作业, 提高他们的环保意识。在讲到”人类活动对生物圈的影响“时, 我让学生回家收集有关人类活动破坏生物圈的例子;在讲到动物部分的内容时, 我让学生课下调查由于人类活动面临灭绝的稀有动物。这样的作业既能够培养学生收集资料、获取有用信息的能力, 又能够让学生在做作业的同时强化环保意识。

三、开展丰富多彩的课外活动促进环保

我们在每年与环境有关的纪念日都举行了一些课外活动, 如请专家做环保方面的报告、参观污水处理厂等方面的活动, 以提高学生的环保意识。去年我带领学生进行了一次“XX市宠物市场出售的野生龟类”的调查活动。学生收集了详实的材料, 写出了一份很不错的调查报告。通过调查我们发现当时正在出售的野生龟中有3种国家二级保护动物, 而且在出售龟的摊位上, 这些野生动物并没有受到很好的照顾, 参与调查的学生都很愤慨。毫无疑问, 我们保护野生动物的意识进一步增强了, 可见各种形式的课外活动对培养学生的环保意识都有重要作用。

破坏自然进程、破坏生态环境的后果必然是毁灭人类自身。以上是笔者在初中生物学教学中对于环保教育的一些想法和做法, 希望通过我们的努力, 使新一代的中学生能够真正具备环保意识, 为保护环境, 美化家园作出贡献。

摘要：作为教育工作者, 我们如何在教学中渗透环保教育, 让每一个学生都了解环境破坏的现状, 主动关心环境保护方面的大事, 逐步形成“保护环境, 保护人类的生存空间”的意识, 并且能够落实到行动上, 真正从身边的小事做起, 为保护环境、美化家园作出贡献, 是每一位生物教师都应该思考的问题。

2.生物学教学与生活科学 篇二

结合生物学教学内容，设计生活中情境。

在生物教学中教师要根据教学要求注意创设生活中观察情境。在教案设计中注意这方面安排。介绍花的结构就设计一张表请学生回家通过观察填写有关内容（表1）；学习种子结构后请学生观察家中的种子填写表中内容（表2）。

学生通过观察，更牢固地掌握生物学知识。生物老师还要抓住学生春秋游走进大自然的机会设计观察内容。根据已学过的生物学分类知识，请学生找出科的代表植物，既培养了学生的观察能力，又能提高学生综合分析能力，在生活中观察生物，掌握生物学知识。

利用学到的生物学知识，解释生活中各种现象。

生物学是一门生命科学。在生物学教材中培养学生实用技能的知识很多。教师要善于捕捉生活中的现象，有机的加以渗透生物学知识，拓宽学生的知识面，在讲授“种子萌发条件”这节课后，布置学生回家做种子萌发实验。全班40名同学，其中31名同学实验成功了，9名同学实验失败了，于是就组织同学一起观察失败的实验，分析失败的原因，大家找出了4名学生实验失败是由于他们没有给种子及时浇水，刚开始萌发就干死了，还有几位学生实验失败是由于放多了水，种子全部浸在水中没有氧气腐烂了。实验中有些学生做了观察日记，他们通过自己的观察提出了一些问题，例种子萌发时突破种皮的是胚根，菜场里卖的发豆芽，不该是发豆芽应该是发豆根。有的同学发现培根突出种皮后有往地上长的特点。有的同学发现绿豆芽长高了放在阳台上它的茎弯向窗外一边……学生们通过仔细观察→提出疑问→相互讨论→寻找理论依据→得出结论，学生用学到的知识解释生活中的现象，向日葵向阳开，是因为植物顶芽有趋光性，韭黄只能在暗处培养，是因为叶绿素形成需要光；米变成酒是因为菌类起作用…… 这样的学习学以致用，掌握知识也就牢固了，增强了学生学习的兴趣，丰富了课堂教学内容。

学习掌握生物学知识，创造科学的全新生活。

在大众创新万众创业的今天，在生物教学中就应该注意不但要学生掌握书本知识，并要善于运用书本知识创设崭新的生活。例“生态与环境”学生们从生活的环境中着手调查，发现近年来宝鸡发展迅速，尤其是地产业。到处高楼林立，但环境保护跟不上，有些地方绿地很少，特别到冬天空气质量下降，雾霾严重，给人们身体造成影响。保护环境人人有责，学生们根据已学到的生物学知识，进行绿化城市的设计，根据宝鸡的实际情况，在绿化城市中要注意到少用地，多植树，既美化环境又净化空气，设计了这套方案（表3）。

通过观察生活，深入生活，学生感到要提高生活质量，要建设文明社会，生物学知识是必不可少的。几年来的教学实践使我深深体会到结合生活进行生物学教学，这样的生物学教学更具有吸引力。

3.细胞生物学与生物化学 篇三

北京生物化学与分子生物学会学术年会

11月25日在清华大学理学院召开了北京生物化学与分子生物学会学术年会.会上,中国科学院院士、中国生物化学与分子生物学会理事长、生物物理研究所著名生物化学家邹承鲁教授作了题为<酶学研究现状与展望>报告,中国医学科学院基础医学研究所刘德培院士作了<杂交寡核苷酸介导的基因定点纠错与基因治疗>报告,清华大学程京教授报告的题目是<生物芯片技术--21世纪革命性的技术>,军事医学科学院邵宁生、薛沿宁分别作了题为和<微生物表面展示技术研究进展>报告.

作 者：袁振铎 作者单位：刊 名：中华医学信息导报英文刊名：CHINA MEDICAL NEWS年，卷(期)：16(3)分类号：关键词：

4.细胞生物学与生物化学 篇四

（作业）

姓名：萨迪尔。热麦提（英吉沙县依格孜牙乡中学的教师）

现代生物学进展与初中生物实验教学实践近代生物学进展的三个阶段： 一)、描述性生物学阶段：

19世纪30年代，德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出细胞学说，指出细胞是一切动植物结构的基本单位，为研究生物的结构、生理、生殖和发育等奠定了基础。

1859年，英国生物学家达尔文，出版了《物种起源》一书科学地阐述了以自然选择学说为中心的生物进化理论。这是人类对生物界认识的伟大成就，给神创论和物种不变论以沉重的打击，在推动现代生物学的发展方面起了巨大作用。二）、实验生物学阶段。

20世纪30年代以来，生物科学研究的主要目标是生物大分子—— 蛋白质和核酸上。1944年，美国生物学家艾弗里用细菌作实验，一次证明了DNA是遗传物质。1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出了DNA分子双螺旋结构模型，这是20世纪生物科学最伟大的成就，标志着生物科学的发展进入了一个新阶段——分子生物学。

70年代后，分子生物学的发展，以基因工程为代表的生物工程的出现，生物技术通过对DNA链的精确切割与有目的地重组，使有目的地改良生物的性状与品质成为可能。迄今生物工程所取得的成就已在生产上显示出诱人的前景，尽管还存在有不少争议的问题，但很有可能成为21世纪的新兴产业。发育生物学将要快速地兴起，它将要回答无数科学家100多年来孜孜以求而未解决的重大课题，一个受精卵通过细胞分裂与分化如何发育成为结构与功能无比复杂的个体，阐明在个体发育中时空上有条不紊的程序控制机理，从而为人类彻底控制动植物生长、发育创造条件。RNA分子既有遗传信息功能又有酶功能的发现，为数十年踏步不前的难题“生命如何起源” 的解决提供了新的契机。在21世纪，人们还要试图在实验室人工合成生命体。人们己有可能利用生物技术将保存在特殊环境中的古生物或冻干的尸体的DNA扩增，揭示其遗传密码建立已绝灭生物的基因库，研究生物的进化与分类问题。

神经科学的崛起，预示着生命科学又一个高峰的来临。脑是含有1011细胞的无比复杂的高级结构体系，21世纪初从分子到行为水平的各个层次对脑功能的研究都将有重大突破，在阐明学习。记忆。思维。行为与感情机理等方面也将有重大进展。脑机能在理论上的进展将会促进新一代智能计算机的研制，这可能成为未来生命科学对自然科学与技术科学回报的最好例子。生态学可能是最直接为人类生存环境服务并对国民经济持续与协调发展起重要作用的科学。

5.浅谈信息技术与生物学教学 篇五

摘要·······························1

一、现代信息技术在生物学教学中的应用············2 1.1 网络资源在生物学教学中的应用············2 1.2 网络化教学在生物学教学中的应用···········2 1.3多媒体课件在生物学教学中的应用···········3

二、生物学教学中现代信息技术应用应注意的问题·······3 2.1生物学教学中信息技术的正确使用···········4 2.2要与传统教学手段和方法相结合············4 2.3注意生物学科的特点·················4 2.4强化学生的主体地位·················4

三、信息技术与生物教学整合优势···············5 3.1从微观拓展到宏观··················5 3.2从宏观拓展到微观··················5 3.3生物情景从延迟拓展到快速··············5 3.4能从静态拓展到动态·················6 3.5促进学生能力发展··················6 结 束 语··························7 参考文献··························8

摘要

将信息技术与中学生物学教学相结合，提供图文、声、像等多元化的教育情境，使知识呈现更加生动、形象、逼真，而这样既可以提高学生的学习兴趣，同时又提高了教学质量。更深层的意义还在于：可以充分利用各种生物教学资源，使生物学教师改进了教学方法和教学策略；有助于培养学生的创新能力、探究能力和协作能力，从而培养了学生的综合素质。但是在教学过程中不可滥用信息技术而且在应用的过程中不可哗众取宠，为了应用而应用，流于形式。信息技术要与传统教学手段和方法相结合。注意生物学科的特点，如有条件更应带学生走进大自然，去亲身感受、观察和热爱真实的生物。

关键词：信息技术

生物学教学 网络

多媒体 在科学技术飞速发展的今天，把以计算机网络为核心的现代信息技术引入学校课堂教学是实现教育现代化的一项重要内容，是现代教育发展的需要，是紧跟时代步伐、拓展教学空间、丰富教学内容、突破教学难点、实现课堂教学质的飞跃的一种特殊教学手段。它不仅使课堂教学实现视听化、形声化，而且使整个课堂的直观性更加突出：更重要的是信息技术的应用“活化”了教材．所以备受广大同行的欢迎。灵活利用信息技术运用在生物教学中，可改变教学环境，使教学内容直观生动形象，不拘泥教材，扩大学生知识面，增强学生自主学习的能力。

一、现代信息技术在生物学教学中的应用

1.1 网络资源在生物学教学中的应用

教学活动是借助于一定的手段、工具展开的。教学活动的具体过程、组织形式及质量效益等与教学手段、教学工具密切相关。以个人电脑、网络技术和多媒体为主要内容的现代信息技术（Information Technology,简称IT）的出现，为教学方式与教学模式的变革提供了新的物质基础。生物学是一门理论性、实践性、社会性很强的自然学科，所包含的知识内容非常广泛。现代信息技术与生物学教学结合起来，可将生物学知识的表达多媒体化，使知识呈现更加生动、形象、逼真，而这样既可以提高学生的学习兴趣，同时又提高了教学质量。更深层的意义还在于：可以充分利用各种生物教学资源，使生物学教师改进了教学方法和教学策略；有助于培养学生的创新能力、探究能力和协作能力，从而培养了学生的综合素质。网络资源具有信息量大、链接丰富、实时性和互动性等特点。生物学教师可以利用Internet 资源进行备课、信息检索、资料收集、问题探讨和学术交流。在众多生物网站中，如（生物学引擎网）、Myrice.com(中学生物教学资源网)、（生物多媒体）、(生物天堂)、（中学生物教与学）等等，教师可根据需要进行检索、下载任何有用的生物信息资料和现成的课件，稍经加工就可以用于课堂教学。在教学中遇到疑难问题也可以上网发布信息请教同行，通过E—mail、BBS与同行们交换意见。教师的教学心得和制作的课件也可以发表于网上进行学术交流和资源共享。学生则可根据教师在校园网上提供的相关链接，获得更多的生物学知识和观点。充分利用Internet资源，不仅可以节省教师搜集教学素材和制作课件的时间，而且大大地拓宽了师生的视野，同时也增强了师生的现代信息素养。

1.2 网络化教学在生物学教学中的应用

网络化教学是指利用文本书籍、光碟软件、网上资料等三大资源，以及学生自主探究式学习为主体的教学模式。这种教学模式为教师和学生之间提供了一个跨时间和空间的学习情境，有利于学生自主学习和协作学习。同时网络化教学也为学生之间，师生之间的交流提供了多种途径，如可以通过E－mail、聊天室、电子论坛、BBS等方式实现网上讨论、答疑、网上作业等学习形式。

基于对网络化教学模式的理解，再结合生物学科的特点,在生物学网络化教学过程中，可以选取教材中网上资源丰富又比较开放和新颖的部分（如遗传、生命起源、生态学和生物多样性等内容）作为学习内容来进行网络化教学。比如，在“生物多样性及保护”一节的教学过程中，首先利用网络与学生自主探究相结合的方法，帮助学生学习生物多样性的基本概念，建立起有关生物多样性及其保护的生物学知识体系；然后围绕学习主题——保护生物多样性来设计一些问题，让学生有选择地进行自主学习，在学习过程中可以通过多人协作，网上查阅资料等方式来解决相关问题，学生在网上所获得信息还可以通过网上传递进行交流；接着让学生对自己感兴趣的问题发表自己的意见，进行总结，教师再作总的评价，进行理论升华；最后对学生进行在线测试，针对及时反馈的信息，查漏补缺。在整个教学过程中，教师应作为学生学习的指导者、帮助者和促进者，而学生才是学习的主体。

1.3多媒体课件在生物学教学中的应用

多媒体同传统的直观教具：标本、模型、挂图、幻灯、录像等相比具有表现力强、交互性好、信息量大等优点。教师在生物学教学过程中能从市场上或Internet获得一些现成的多媒体课件，但这不能完全满足教学的需要。这就要求教师能够应用相关软件（如Flash、Powerpoint、Photoshop、Authorware等）和平时积累的素材自己制作一些相应的多媒体课件。教师根据教学内容的要求，精心设计和制作的，反映着自己教学意图、思路和观点的，形象、生动、具体的；融知识性和趣味性于一体的多媒体课件应用到教学中，既节省了教学时间、降低教学难度，又有利于提高学生的学习兴趣，加深对教材知识点的理解。此外，多媒体较高的交互性也可以在教师和学生之间进行更及时、更开放的交流，便于教师及时了解学生掌握知识的情况。比如，在讲授“减数分裂和有性生殖细胞的形成”这一节内容时，可以将精子和卵细胞的形成过程制作成flash动画来演示；把拍摄的在显微镜下观察到的减数分裂不同时期细胞的图片与教师画的示意图对照着呈现给学生；将受精部分内容通过播放生理卫生科普片的形式介绍给学生，辅助学生对重点、难点知识的理解。

二、生物学教学中现代信息技术应用应注意的问题 2.1生物学教学中信息技术的正确使用

教学手段是由教学内容决定的，在教学过程中不可滥用信息技术而且在应用的过程中不可哗众取宠，为了应用而应用，流于形式。适时呈现媒体，切忌喧宾夺主。选准了多媒体的表现内容，还要设计多媒体在教学过程中呈现的时机、方式等，这就要求教师在教学过程中，针对学生在学习过程中的心理状态，根据教学内容所要求的不同的学习水平层次，不失时机的发挥媒体的作用，使媒体在最佳时机、以最佳方式呈现，从而帮助学生解决“掌握知识与形成能力”之间的矛盾，切不可喧宾夺主，随意呈现。例如：初一生物“细胞的分裂与生长”教学内容，让学生先看多媒体演示的细胞分裂生长过程及结果，学生自然就能归纳得出结论。应该明确应用信息技术的重要意义在于充分恰当应用它来增强教学的有效性，提高教学质量，全面提高学生的综合素质。

2.2要与传统教学手段和方法相结合

尽管信息技术作为直观的教学工具，具有很大的优势，为学生的学习和发展提供了丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。但是传统的黑板、粉笔、挂图、模型等工具，录音机、幻灯机、放映机等电化教学手段仍有用武之地。只有把各种教学工具和教学手段充分结合使用才可得到最佳的教学效果。2.3．注意生物学科的特点

信息技术的应用可以帮助师生完成许多原先没法亲自动手完成的实践活动,可以通过影像等手段模拟各项生命活动,然而生命的活性是任何模拟图像无法取代的。而且生物学是一门实践性很强的学科，有些能让学生亲手完成的实践活动或实验就应该让学生亲自去做，因为“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，听来的忘的快、看到的记得住、动手做学的会。如有条件更应带学生走进大自然，去亲身感受、观察和热爱真实的生物。

2.4强化学生的主体地位

把握教师主导，突出学生主体。计算机辅助教育手段作为一种现代教育技术，它的作用只能是“辅助”，它的价值也只能是作为一种为所用的教育手段而存在。应做好以下两个转变：教师角色的转变－－由以教师为中心的讲解者转变为学生学习的指导者和教学活动的组织者；学生地位的转变－－由被动的地位转变为主动参与、发现、探究和知识建构的主体地位。教师始终是教育的主导，如何把多媒体课件中的各个环节有机的“串”为一个整体，教师的“导”非常重要。在教学过程中，不要认为多媒体教学的内容已是非常的丰富了，就忽视了教师的主导作用，教师“导”得好，则是一堂生动活泼，丰富多彩的课，反之，只是一个生冷的“拼盘”。课堂教学活动的主体是学生，多媒体教学中更应突出学生的主体地位，增强学生的参与意识，充分发挥学生的学习主动性。

三、信息技术与生物教学整合优势

3.1从微观拓展到宏观

生物学作为一门自然学科，其研究方向兼顾微观和宏观两个方面。传统的教学手段对微观世界显得有些无助，而运用信息技术则可将微观的结构和功能或者生理过程生动逼真地呈现给学生。如教学“细胞膜的结构和功能 ”一节课时，可用动画模拟蛋白质和磷脂分子的运动，从而生动地说明细胞膜的特性具有一定的流动性。

3.2从宏观拓展到微观 宏观方面，大多数学生对森林、草原、海洋等生态系统的认识是局部而非全面的，个别的而非整体的，对生态系统的结构和功能的理解也缺乏认识。教学中，可以通过光盘、网络或视频捕捉来剪辑整理有关不同类型的生态系统的影像资料，并加入声音或文字解说。数字电影中生动的画面、逼真的声音，让同学们如身临其境，加上其中简洁的说明，不但可以加强其对知识的理解，而且会留下深刻的印象。这样同学们对各种生态系统就有了全面的整体的认识，从而突破教学难点。而对于有关环境污染及环境保护等问题，多媒体技术同样能实现从宏观到微观的拓展。

3.3生物情景从延迟拓展到快速

生物学的研究内容包括生命的起源和生物的进化，二者时间跨度都很大，且原始生命起源过程不可能重演，环境条件不可能改变。这样，完成该课教学时，一方面留给学生以广阔的想象空间，另一方面也给学生理解进化论学说带来很大困难。这给信息技术以用武之地：充分运用多媒体展示的超媒体性，可把一个自然界中无法变动的生物进化过程随意加快，将几十亿年生命起源及生物进化过程的时间缩短，帮助学生对生命现象及生物发展进化规律的理解，使他们更好地形成感性认识。

3.4能从静态拓展到动态

在课堂教学中，引入信息技术可帮助学生直观地感知生物过程。运用计算机超媒体集成展示信息的优势，结合教学内容，围绕教学目标，选用文字、图片、声音、动画、视频等不同形态的信息对课文的内容、情境、模型、状态、生理过程等进行生动呈现，就能使学生容易地理解复杂抽象的生理过程。比如：《排泄》这一章知识结构复杂，内容较丰富，知识点较为抽象。传统教学运用的挂图、模型及板书等都是静态过程，不便学生理解。而且，完成此教学需要大量时间，较难突破教学难点。在教学中引入信息技术，可运用多媒体技术集成展示的优势，连续展示泌尿系统的组成、结构图片，尿液的形成及排出过程的动画，从而形象、直观、生动地表达出复杂抽象的生理过程，教学重点、难点也就迎刃而解。

3.5促进学生能力发展 现代信息技术具有新颖性、趣味性、娱乐性、知识性的特点。这些特点能创造出一个和谐、高效的课堂气氛，促进学生思维能力的发展。由于网络教学充分利用了各种信息的载体(比如：文字、声音、图像以及各种表现手法)，极大地吸引了学生的注意力，充分调动了学生的眼、耳、脑、口、手等器官对教学信息的反应，使学生在不知不觉的欢快气氛中发挥出自己潜在的主动性，从而使他们的整个身心都投入到学习活动中。学生在环环紧扣的学习活动中，积极参与、积极思维，大脑思维高度活跃，从而使问题以最快的速度、最清晰的思路和最灵活简洁的方法得以解决。

结 束 语

信息技术与生物课的结合，不仅使学生能学到现阶段生物学科的研究成果，而且能了解和掌握最新的生物科学知识，跟上生物科学发展的时代步伐；课堂教学组织形式也由单一性、单调性走向多样化和趣味性。把信息技术灵活地运用在生物教学中，我自知任重而道远。

参考文献

6.时间生物学的发展与应用 篇六

时间生物学是研究生物节律及其应用的新兴学科,其研究内容主要包括生物节律现象;生物节律的产生及其机制;生物节律与其他系统的关系;时间生物学的应用,如在医学、运动学上的应用。生物节律是指生物系统的重复过程,它是机体逐步进化的结果,它在机体适应坏境变化、维持内环境稳定等方面起着重要的作用。生物节律的产生机制是时间生物学的研究热点和研究进展迅速的领域。时间生物学的应用已经在不同领域开展,特别是在医学中的应用日益广泛。它不但涉及到疾病的发病机制,还涉及到疾病的诊断、预防和治疗[1]。

生物节律作为生命活动的基本特征之一[2],依照周期的长短可以分为亚日节律、近日节律和超日节律等。其中,近日节律最为普遍和重要,是当前研究最多、物质基础相对研究得最清楚的生物节律。近日节律是机体固有的,也就是具有内源性特征,在没有外界环境信号作用的情况下,仍以近24小时周期自由运转(free running)[3]。

从1902年到1905年,苏格兰的Suthland Simpdon和Galbrith详细研究猴子在光循环、持续光照和持续黑暗下的体温纪律。在同一时期,美国的Francis Benedict对人类体温和记忆的昼夜戒律(Nyctheral rhythm)进行了研究。

1926年,Maynard Johnson证明动物的一些昼夜节律具有内源性的特征。Johnson将动物饲养在持续黑暗中,监视动物每天的活动开始时间(Activity onset time),简称动点,研究鹿鼠活动的节律。研究表明鹿鼠的始动点每天均在发生变化(延迟),1个月后延迟4h(从4pm到8pm)。由此推算,它的始动点平均每天延迟6min,也就是说,鹿鼠活动节律的周期为24.1h,而不是正好24小时。地球自传引起的地球物理周期为24h,在所有潜在的地球物理时间信息应该与24h相同。而鹿鼠活动节律的周期为24.1h,充分说明鹿鼠在持续黑暗的活动节律与地球物理24h时间信息无关,是内源性的。

到20世纪50年代,许多科学家全职从事时间生物学的研究。最为著名的时间生物学Franz Halberg教授对时间生物学的一些术语进行了科学的定义,并创造了时间生物学的专业词汇,比如近日(Circadian)和时间生物学(Chronobiology)等,因而被称为现代时间生物学之父[4]。

2 时间生物学在医学中的发展与应用

时间生物学(chmnobiology)作为研究机体乃至单细胞功能活动的生物节律及其产生机制和应用的新兴学科,其研究带动了基础和临床医学的发展,使诊疗方法得以革新。下面举几个例子加以说明。

2.1 疾病的诊断和预防

时间生物学最早应用于血压检测,已证实血压存在着明显的昼夜波动。时间生物学家们对血压的时间生物学特征做了大量的研究工作,Halb erg等对一些表现正常的人作了连续48小时以上的血压检测,用余弦法分析这些数据。他们发现在这些“正常人”中,有的具有MESOR(用余弦方法从曲线中计算得到血压的均值方法)高血压,有的是Amplitude(对收缩压振幅与中值的比较分析方法)高血压。这从时间生物学的角度帮助了临床医生发现和诊断隐型高血压。此外,Halberg等还对具有高血压家族史和无高血压家族史的新生儿血压作了24小时以上的连续检测,发现有无高血压家族史的新生儿血压存在着生物节律差异,这对于早期发现和预防该疾病有着重要的意义[5]。

2.2 时间治疗学

最为典型的就是肿瘤时间治疗学(tumor chronotherapeutics),即根据时间生物学和药理学(chronopharmacology)原理选择最适宜时间进行治疗,以达到最佳疗效和最小毒副作用的目的。通常指药物和放射的时间治疗及传统中医药和针灸的时间治疗,比较正常与肿瘤组织之间病理生理活动时间节律的差异。利用机体时间节律与药物之间的相互关系,克服了传统方法的局限性,有着疗效好、毒副作用小等特点,逐渐被广大医务工作者所认同,也为广大患者所接受。

研究发现,近日节律可通过调控原癌基因与抑癌基因的表达,在肿瘤发生中具有直接或间接的作用。国外学者对正常人皮肤及口腔粘膜组织学检查,发现P53表达具有近日节律性,进一步提示依赖P53的细胞凋亡也具有近日节律性。

在看到时间治疗优势的同时,也不应忽视其没有明显效果之处,这是由于存在明显的个体差异。这就需要将每个患者的近日节律绘制成图以显示其节律改变的范围和特点,再利用药代动力学参数找出所用药物毒性最低、疗效最高的时间规律进行个体化用药。Hiroki等[6]创建的分子/时间表格测量个体的身体时间(body time,BT),综合了上百个时间指示基因表达情况,只需对受试者取样1次即可查表得出身体时间点。该表不仅用于节律紊乱的诊断,还可协助制定个体化的时辰治疗方案。个体化治疗将是未来肿瘤时间治疗学的一个发展趋势。此外,中西医两大医学体系都认同“时间”在治疗学中的独特地位,运用中医时间学观点分析肿瘤发生发展的时间节律性,借助现代时间生物学方法寻找中、西医时间肿瘤学的切合点,有望开创肿瘤治疗的新领域。随着分子时间生物学及其机制的深入研究,数学和统计学的发展为现代时间生物学向纵深发展提供了新的机遇与挑战,将循证医学原理和临床实践相结合,开展大样本、多中心的肿瘤流行病学调查和临床试验研究,评价时间治疗方案疗效,以制定更为具体详细的治疗指南,届时,肿瘤时间治疗学必将成为成熟的临床治疗方案。

3 时间生物学在体育运动方面的发展与运用

随着人类社会的发展,体育已成为人类社会生活的重要内容而发挥出越来越大的作用,已成为—个国家和民族政治、经济、文化及科技等综合实力的“橱窗”,成为国际国内评判体育强国、体育强省的最主要标志。因而各国各省市为提高自己在国际国内体育中的地位,都对体育给予超前的投入以期取得超前的产出。但是投入与产出之间必然存在着投资效率问题。在人力、物力和财力等既定的情况下,训练、锻炼效率无疑成了决定体育胜败的关键。为此诸多专家与学者从不同视角进行了大量的研究,以提高运动训练效率,力图寻求—条快捷高效的运动员成材之路。期间,时间生物学与体育科学的交叉、融合促成了运动时间生物学的形成。

3.1 生物节律与运动生物节律

生物节律是运动时间生物学的核心,是生命活动的基本特征之一,是生命活动的固有规律,是指生物体内的各种功能活动按—定的时间顺序发生周期性变化的特征。人体中所有化学过程、生物物理过程以及生理过程都表现出时间规律性的变化。人体竞技状态的形成与发展过程不仅与外部的自然节律有关,而且与生物体内的生物节律密切关联。人体最佳竞技状态节律的形成是外部节律和内部节律的高度综合表现。因此说,运动生物节律是指对人体在运动训练过程中影响最佳竞技状态形成的各种因素发生周期性变化的节律,它包括外部节律和内部节律。在体育实践中为了科学合理地制订训练计划和竞技比赛计划,必须掌握运动员的生物节律变化并加以运用,使之发挥最佳水平,有效防止运动伤病的发生,从而获得更高的训练效率。因此,合理利用运动生物节律,对提高身体素质、提高工作、运动、训练技术水平、减少疾病和预防运动损伤,都具有十分重要的意义。

国外运动时间生物学研究主要集中于美国、英国、俄罗斯、加拿大、日本、德国等国家。20世纪70年代初,美国的Franz Haiberg对50m跑、握力、俯卧障、仰卧起坐等体能活动进行过节律性研究;80年代,前民主德国迪特里希·哈雷博士在其主编的《运动训练的理论与方注学导论》一书中指出,人的竞技能力在—天中的白天里现出“三高峰”、“三低峰”的规律;美国的E·Haus与罗马尼亚Nicolaus合作,对运动的时间反应做过探讨;英国的Simpson等人研究了节律成分对运动的生理反应;Klein和Wecman对—天中不同时问的运动效果进行研究:俄罗斯的时间生物学家曾在运动训练过程中应用生物节律理论;日本的Yemaken以体育专业学生为研究对象,研究人体Pw C的昼夜节律;前苏联学者沙勃施尼柯娃在其专著《运动个体化和预测》中指出:“对—天中白天所表现出的运动能力的差异进行统计后发现,在—天中的不同时间,同—个人从事同—种工作消耗的能量相差9%。”Antoine Gauthier(1996年)探索了—天中不同时刻进行等长肌力训练,屈肘肌群的肌力与肌电变化,发现神经肌肉功能在18:00最强,9:00最小。Meijer(2003年)等研究了易地参赛选手受时差影响出现生物节律失同步、睡眠障碍、肌肉力量下降等现象,多集中于运动员生物节律系统及特征等基础理论研究,为将来的运动员选材、运动训练、运动员机能调整等应用性研究提供了丰富的实验数据和基础。类似AntoineGauthier这种探索不同时刻的运动训练所引起的不同生物学反应,为实施科学的择时训练提供了实验数据和科学依据。迄今,国外有关运动时间生物学在择时运动训练实践中的应用研究仍显得薄弱。

我国运动时间生物学在运动训练中较为系统的应用研究起步于20世纪80年代中期,此前,有许多研究学者就生物节律在体育运动中的应用做了大量有益的工作,一些教练员潜意识里运用生物节律的理论,调整运动员的机能状态,总体上历经纯理论探讨、生日节律与科学的生物节律这三个阶段[7]。

3.2 时间生物学在大众体育锻炼中的应用发展

一个人的身体活动过程,离不开体内各器官、系统的支持,没有由此而形成的良好的机体内环境,就不可能取得更好的健身锻炼效果。如何根据人体内源性的时间生物学理论,特别是生物的节律性,如何根据各器官、系统的时间学工作特点,合理地安排健身锻炼的时间、内容、手段、负荷和制定科学的健身运动处方,是摆在我们面前的一项重要任务,我们把依据人的机体各器官、系统表现出的生物节律,选择最佳的时间进行健身锻炼称之为“择时健身”。

人在一天中各种运动能力都有一定的时间节奏。前民主德国迪特里希·哈雷博士早在20世纪80年代时就在其主编的《运动训练的理论与方法学导论》一书中就指出,人的竞技能力在一天中的白天呈现出“三高峰”、“三低峰”的规律:第1个高峰是08-12时,是一天中掌握技能的最高峰,适宜学习和掌握作技术动作;第2高峰是14-18时,这是一天中体力最高峰,最容易提高体力,第3个高峰是19-21时,这是一个灵活性、协调能力最好的时间,这个高峰实际是第2个高峰的延续。人在一天中的白天中3个运动能力低潮期分别是:第1低潮在清晨(4-8点);第2低潮是12-14时,这是一天中白天的最低潮,尤其14时体力最差;第3低潮是18-19时,是一个小低潮,是晚饭前后,时间很短,晚饭后即开始进入高潮。

人的生物钟在一天中也表现出明显的由遗传因素造成的个体差异。前苏联学者沙勃施尼柯娃指出:人的生物钟类型可分为清晨型(也称云雀型);晚上型(也称夜猫子型),第三种为白昼型(也称鸽子型)。清晨型的人很乐意和习惯于清晨锻炼,而晚上型的人则感到不习惯早起进行早锻炼。有人曾对这两类人在早晨时间完成协调性测试中所出现的错误动作进行分析后发现,晚上型人的错误动作要比清晨型人多50%。

但是,人的日生物钟也不是绝对不能改变的,通过人为地改变一天的生活、健身锻炼节奏的安排,并持续2周以上的时间,原有的日生物节奏也会发生变化。由于每个人由遗传决定的生物节奏类型不同,因而在不同人群进行健身锻炼时,不必刻意地勉强按不适合自己或不习惯的时间进行锻炼。例如对早上型的人来说,可以利用清晨的时间进行锻炼,对晚上型的人来说,则可以利用白天上、下午两个最佳时段,甚至利用晚上的时段进行健身锻炼。

在一周中人的体力也有2个高峰和相应的低潮,即周三、周五或周二、周四为一周中的两个体力高峰日。周六是最后一天,经过一周的生活、工作和体育锻炼,人的身体必然有一定的疲劳积累,因而往往到周六时的体力是不会好的;周日往往都要参加各种其他的活动,得不到很好的休息,也不可能成为体力的高潮,正由于周六、周日体力没有得到很好的调整,有时甚至加剧了疲劳。因而,一般周一基本上也属于体力的自我调整日,也不是体育高峰日。从周二开始,人体在一周中的第一个高峰日开始出现。

在全年中,人的各种机能能力和运动能力也表现出与四季的自然节奏相吻合的节律性变化规律。人在一年四季中择时安排健身锻炼的主要特点是:

(1)春季择时健身锻炼。春季有一年中的“准备活动”之称。刚开始活动的内容不要太复杂,要求不要太高,体力负荷不宜太高,逐步适应逐渐变暖的气候条件,逐步提高要求。可以以室外活动为主,开展一些诸如散步,旅游、郊游、钓鱼、慢跑、武术和舞蹈活动。(2)夏季择时健身锻炼。由于气候炎热,人的生物节奏处于低潮,运动的欲望和机能状况都比春季要差,因此夏季是一年中的第一个调整期。把运动负荷适当减小,锻炼的时间不宜过长。要减少室外锻炼的项目和内容,锻炼的时间应缩短,以05～07时和17～19时为宜。可多开展一些水上项目、海水浴、高山旅游,在有空调条件的室内健身房从事各种健身、健美活动和艺术体操、体育舞蹈等项目,也可参加一些室内的球类项目如乒乓球、羽毛球、壁球、台球、滑旱冰、轮滑等。(3)秋季择时健身锻炼。秋季是提高体能最好的季节,健身锻炼者的锻炼欲望大增,应该充分利用这一季节加强健身锻炼。参加与力量素质有关的健身、健美项目的锻炼。如各种田径、球类、体操等。除此之外,长跑活动在这个季节也比较适宜。(4)冬季择时健身锻炼。冬季虽然是一年中身体体能的低潮阶段,但是冬季同时也是一个健身锻炼的季节。冬季健身锻炼主要从两方面着手。一是提高人对寒冷的适应能力,二是提高以有氧耐力为主的体能。冬季锻炼与夏季不同,冬季气候虽然较冷,但是通过一定负荷的锻炼,不仅能提高人对寒冷的适应能力,另一方面也是一个提高体能的良好机会。因此冬季仍可进行慢跑活动,但是以提高对自然的适应能力和耐力水平作为其主要的健身锻炼目的。但同时也要注意保暖,锻炼后应及时更换被汗浸湿的内衣[8]。

4 结语

近年来时间生物学在临床应用方面已取得了重要进展,利用时间生物学研究人类疾病的预防及发生发展已成为生命科学的研究热点之一,择时治疗也已成为临床治疗疾病的主要手段之一,并在日常生活中也具有不可忽视的指导作用。随着现代时间生物学理论、实验方法等成果的引入,以及时间生物学工程迅速发展,先进的监测、分析仪器的使用,研究“择时运动”对人体时间结构的本质、特点以及变化规律的影响将成为又一重要的研究内方向和内容之一。“择时运动”或“因时运动”,即根据机体内时间生物结构“生物节律”特点,选择时间进行运动,以达到最佳运动效果。基于有氧运动对心血管功能的积极影响,合理地利用生物节律以择时运动进一步有效提高和改善心血管系统功能,以及对相关指标的良好影响有望获得新的研究突破。

摘要：时间生物学是研究生物节律现象及其应用的新兴学科。生物节律是指生物系统的重复过程,即以周期性为特征,以一定时间间隔不断重复的生命现象,是大多数生物的基本特征,是机体进化的结果。它在机体适应环境变化、维持内环境稳定等方面起了重要的作用。有研究显示,人类某些行为和一些生理生化指标均存在明显的周期节律性,其中,心血管系统功能(包括心率、血压)的昼夜节律现象已得到了证实。目前,随着相关研究的不断深入,时间生物学已广泛应用于医学领域,择时治疗已成为治疗临床疾病的主要手段,而依据生物节律进行择时运动的相关研究及应用也将成为又一重要的研究方向和时间生物学的研究内容之一。

关键词：时间生物学,生物节律,时间治疗学,择时训练

参考文献

[1]王正荣主编.时间生物学[M].北京:人民卫生出版社,2008:1-2.

[2]Halberg F,Cornelissen G,Otsuka K,et al.Essays on chronomicsspawned by transdisciplinary chronobiology[J].NeuroendocrinolLett,22(5):359-384.

[3]Li JC.The circadian pacemaker of mammals[J].Trends of Biolog-ical Science,1983(6):13-18.

[4]王正荣主编.时间生物学[M].北京:人民卫生出版社,2008:7-8.

[5]李光明主编.时间生物学简述[C].四川:第三届泛珠江三角区放射肿瘤学术大会暨四川省第四届放射肿瘤专委会第三届年会,2007.

[6]Hiroki RU,Chen WB,Minami Y,et a1.Molecular—timetablemethods for detection of body time and rhythm disorders from sin-gle-timepoint genome-wide expression profiles.Proc,Natl Acad USA,2004(31):11.

[7]李爱春,张林主编.运动时间生物学在运动训练中的应用研究进展[R].全国时间生物医学学术会议,2009.

7.细胞生物学与生物化学 篇七

[关键词]医学院校；生物化学与分子生物学；实验教学；改革

生物化学与分子生物学主要是从分子的水平型研究生命现象的科学性，主要是研究化学反应与人体内部的物质分子的基础性生物课程，是生物科学行业当中发展速度最快的一门医学学科，其技术与理论已经逐渐普及到各个生命科学领域当中，是生物学与相关学科之间的共同语言。实验属于一门学科，在生物化学与分子生物学实验教学当中生物化学教学有着非常重要的地位，保障实验教育质量便能够有效巩固学生的实际应用能力。

一、从学校方面改革生物化学与分子生物学实验教学

学校应当提高对实验教学的认识。实验教学是医学院校中培养学生科学素质以及科学实践能力的重要环节。在美国教育中，能力远大于知识，能力并不来源于知识，而知识却可以来源于能力，能力的来源在于“参与”，在于“做”。对于医学院校而言，则必须重视学生动手能力的培养，强化实验课、实践课的同时强化对学生动手能力的考核。医学院校可以从三个方面强化对实验教学的认识：1.在教学实验室当中提供必要的仪器设备，从教学硬件设备上保障教学目的得以实现；2.在资金方面上，加大对实验室设备、先进实验室的建设投入，保障学生的学习效果符合社会需求；3.在教学计划方面需要不断的审视实验室教学的重要性，不断的优化实验性教育。

传统的医学基础教学实验课是属于理論课的，其实验课都归属于教研室管理，没有独立的实验室，其教研室又被划分得比较细，其规模较小，教学仪器设备普遍较为单一、分散，对于教育而言有着极大程度的阻碍性。对此，医学院校就应当根据生物化学与分子生物学实验教学中的需求，统一性调配实验教学的管理，做好真正的资源共享，充分发挥教学仪器的教学作用。

二、从教师方面改革生物化学与分子生物学实验教学

改善教学方式，保障教学方式能够与时俱进[3]。教师不能因循守旧，应当与世界接轨，及时的了解学科的教学新技术，掌握科学的教育方式，并引导教师学会如何学习，如何获取最新的科学知识动态，从而实现搞技术人才的培养工作。

承担生物化学与分子生物学实验课的教师应当充分认识到自己工作的重要性，保障课堂的趣味性，促使学生在听课过程中能够获取相关知识、技能内容。要达到这样的目的，教师必须要对实验课的教学方式进行适当的改善，在布置实验课的方式上、实验课的步骤上。应当保障每一个实验都能够吸引学生，引导学生主动参与到教学当中，从而提高学生的学习兴趣，不仅仅是帮助学生完成相关的实验操作，更重要的是帮助学生熟悉实验过程中的操作技巧以及引发学生的思考。

传统的灌输式教学模式在实验性课堂当中显然不适用，尤其是生物化学与分子生物学这样创新性非常强的课程，其实验教学的最终目的是为了提高学生对知识、技能的掌握以及创新能力的培养。目前，许多教师会在实验前帮助学生准备好实验中所可能用到的物品，并梳理好实验中的步骤，让学生按照教师的知识去完成实验，这样的方式从根本上就剥夺了学生的独立操作，从而导致学生的实际学习效果不理想。

三、从学生方面改革生物化学与分子生物学实验教学

生物化学实验是一门实践性非常强的科目，高校学生应当对实验性课程做好相应的心理准备以及同等的重视程度，在实验当中学生不仅仅需要在培养实践技能，更多的是提升学生的创新思维能力[4]。学生在生物化学与分子生物学实验教学当中首先应当重视实验课，并杜绝实验课不重要的意识，强化自身在实验课当中所获取的技能、知识的渴望与认识。在课堂开展之前，学生应当做好充分的预习准备，基本了解实验原理以及步骤，在进入实验室时必须有相应的心理准备，做好相关的实验准备。通过这样的做法，能够基本杜绝学生在实验过程中的盲目性，帮助学生提升对实验课的参与积极性，同时也消除学生对教师的依赖，改善以往被动式的学习现象。例如，在做蛋白质印迹实验之前，学生应当先了解并熟悉其抗体特异性的结构特征，并基本了解整个实验步骤，其中主要包含配胶、上样、电泳、电转、结合抗体以及显色等。因为聚丙烯酰胺的凝胶时间比较长，普遍在实验课开始之前教师便已经开始配置，所以如果在课前学生没有做好充分的准备就很难在课堂中得到充分的学习。

四、结语

综上所述，医学院校的教学最终目标在于给予社会提供更多实用性、高技术人才，医学院校生物化学与分子生物学实验教育必须要依据社会、行业的需求进行创新，通过学校、教师以及学生等多方面进行改革创新，促使医学院校生物化学与分子生物学实验教学质量得以稳固提升。

参考文献：

[1]文朝阳，马惠苹，孙林，等.研究生担任生物化学与分子生物学实验课程助教的实践探讨[J].中国医学装备，2012，9（11）：72-74.

[2]刘湘新，苏建明，刘进辉，等.生物化学与分子生物学实验教学改革探索[J].中国畜牧兽医文摘，2013（4）：197-198.

[3]白慧玲，刘瑞敏，刘峰涛，等.融合免疫学、生物化学和分子生物学综合性、设计性实验教学探讨[J].中国病原生物学杂志，2012（3）：238-239.

[4]庞敏，张菡菡，孔丽君，等.医学生物化学与分子生物学实验教学模式改革的探讨[J].黑龙江科技信息，2012（25）：203-203.