生物学在日常生活中的
应用
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生物在我们生活中无处不在！
经常有老师们在私下进行交流，特别羡慕生物课堂，因为它充满乐趣、有意思，而实际上我们身临其境的老师却只有苦笑，生物学科虽然作为自然科学的基础学科，但在初中阶段一直处于两难：课本知识枯燥、现实生活无用，生物学科成了二张皮，不能真正溶到学生的生活中，而且在中考指挥棒的隐性弱化，这都无疑让生物课处于尴尬的地位。
二十一世纪初，美国教育学家杜威提出：对于科学，学生要掌握的不只是知识，还应包括过程和方法。他主张开展探究教学，以培养和提高学生解决实际问题的能力，让学生积极地“做”科学，而不是被动的“读”科学。
伴随新课程提出的关注学生的全面发展，培养提高学生的基本生物科学素养，突出创新精神和实践能力的培养，生物课是初中阶段的一门基础课，也是与日常生活、农业生产，自身健康息息相关的一门学科，因此在生物教学中以知识点为依托，从生活生产中蕴含的知识激发学生的兴趣点，不断培养学生的实践和创新能力，应用知识解决实践问题的能力，而这正是使生物学焕发生命活力的最佳切入点，我认为在生物教学中贯彻“从实践中来，到实践中去”，充分发挥生物学学以致用的作用，恰恰可以突破生物教学的困境的瓶颈。
经过几年的教学实践，我采取以下方法注重学生解决实际问题能力的培养。
一、从课堂内容中延伸
在学习细菌、真菌对疾病防治的过程中，一提到抗生素，学生们马上想到青霉素和输液，这是不够的，通过《科学.技术.社会》中抗生素今昔的介绍和课后练习题2相结合，让学生明确了抗生素的含义及在生活中如何正确应用，同时课后布置了一道开放题：收集生活中人们对抗生素的认识及应用。随后的课上，学生不仅交流介绍了常用抗生素的种类、应用方法、人们的用法、滥用抗生素的后果，甚至还有同学从药房里拿到所有抗生素的药品成分说明书，对全班同学进行抗生素的优缺点分析。事后，一位学生对我说，她回去对她妈妈说今后生病应该怎样合理使用抗生素。还有对于传染病的相关知识，同学们现在也能学以致用了。而这种现象正是生物学应该给予学生最有用的。
课堂教学的反馈中，认真用好课后练习，其实课文后面的思考题很多是让学生灵活运用所学知识，联系生产生活问题的。如“早春播种后用塑料薄膜覆盖地面，
为什么会促进出苗”这在农业生产中是地膜覆盖问题，而在生物学中是温度对种子萌发的影响问题，即通过地膜覆盖可以提高地表层土壤的温度，从而促使种子提早萌发，再就是家里养花为什么要松土，为什么要换盆，家里养的鱼为什么长时间不换水会有绿苔，经过这样贴近生活的问题的引入，引起学生学习的兴趣，并激发学生学以致用，以用促学，越学越有劲。
二、从自身体验中深入
从心理的观点来看，人们一般倾向于对与自己有直接或间接的事件、活动感兴趣，对于自己充当角色的活动，这种兴趣会更加强烈，因此在教学中要高度重视学生的参与，让学生从自身体验中去感知，使他们在参与中发展和提高实践和创新能力。
在学习完食物的营养与吸收后，关注合理营养过程中，我们选取从学生的一日三餐中入手：你最喜欢吃的菜和你认为最有营养的菜，让他们谈谈自己对营养的看法和认识，在小组充分讨论合作设计营养餐的基础上，指导学生再分析哪类食物在哪里消化在哪里吸收在哪里利用等等，深入到生活实际中，开展对现实生活中初中生的营养状况分析，同学们完成分析之后，不仅充分消化吸收了营养的相关知识，还提高了对生活问题进行实际解决的能力。
三、从社会焦点、热点中引入
对同学们普遍关注的话题，多用实例、多用客观的内容引起他们的警觉，如“如关于艾滋病的学习中，通过问卷调查，我们发现学生们对艾滋病的认识还存在很大的盲区：什么途径、什么方式进行传播，怎样与艾滋病人交往等，开设“艾滋病及预防”相关内容的专题课，通过专题课的讲授，再组织学生完成防艾小报，不仅有利于他们顺利渡过“危险期”，而且对于他们形成社会责任心，提高自身素质也具有一定的意义。
例如蔬菜大棚为什么要经常通风在移栽树苗或蔬菜时，为什么要去掉一些叶片锄地的目的是什么果蔬贮藏为什么采取低温、低压法新疆地区的瓜果为啥特别甜蚕农为什么给末龄家蚕喷施保幼激素糖渍、盐渍食品为什么不会变质“发面”时为什么要加入酵母粉加酶洗衣粉为什么不能用开水溶化近亲结婚的后代为什么容易得遗传病当然，关于生物学知识在生产和生活中应用的例子还有很多，如转基因食品、克隆动物等。这说明生物学与人类的生活息息相关，我们在教学过程中要注意联系和
引入这样的例子，以引起学生的思考和探究，加深他们对知识的理解，为自己将来从事生产劳动或生活做好知识储备。
在学习植物蒸腾作用时，课堂让学生用干燥塑料袋罩紧花盆里一株菊花上方，过一段时间，学生观察到塑料袋内出现水雾。通过这一实验指导，学生加深对蒸腾作用的理解。教师又让学生把森林与气候关系用动画图片连贯起来：一草一木构成森林，成片森林蒸腾作用产生大量水分，汇集到天空，形成云雾，大量云雾聚集形成乌云，乌云碰击最后形成雨滴降落下来，滋润地球上的万物，这样使抽象的知识具体化，学生容易理解森林调节气候的原理，深深体验到了“大树底下好乘凉”。教师有目的性地把书本知识与有关社会实际问题结合起来，学生愿意学习，丰富了书本知识，拓展了教材的局限，也培养了学生环保意识。用生物学的观点来关注社会问题，不仅培养了学生自我研讨的能力，还无形中提高了学生解决实际问题的能力。
四、从科技活动中强化
培养学生的创造能力，不仅体现在课堂教学活动中，而且更为突出的体现和落实在各种课外科技活动中，学生在课外科技活动中可以不受教材和教师倾向的束缚，独立自主的发展，用科技小活动来创造学生学习生物的兴趣，如：自己种植土豆、豆芽，养殖泥鳅，制作叶脉书签，采集制作昆虫标本，蚯蚓生活状态实验，家庭酸奶的制备，甜酒的制作等。
调动学生积极地参与课外活动，如组织采集制作生物标本，参观苗圃、花园，做校园环保调查，办《生物小报》等，学生通过他们参与这些丰富多彩的课外活动，可以培养他们的实践能力，开阔视野，拓宽知识面。
五、顺口溜及俗语的引入
在现在的生物考试中，经常出现一些成语、谚语、歇后语等等知识与生物知识的结合：如：
在夏天的时候，我们经常看到一种现象“蜻蜓点水”，请问这是什么现象？考察蜻蜓产卵的方式；
“儿童急走追黄蝶，飞入菜花无处寻。”考察动物的保护色；
“有收无收在于水，收多收少在于肥。”考察水和无机盐对植物生长的作用；
“种瓜得瓜，种豆得豆。”考察遗传现象；
“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴。”考察生态中的食物链和食物网的知识，还有“螳螂捕蝉，黄雀在后。”；
“桔生淮南为桔，生淮北则为枳”考察温度对生物生长的影响；
“山上多植树，胜似修水库，有雨它能吞，无雨它能吐。”考察保持水土、涵养水源的重要性；
同时还可以借助成语与谜语知识来考察生物学的概念。如：
视而不见——保护色；望而生畏——警戒色；以假乱真——拟态；移花接木——嫁接；鹦鹉学舌——模仿行为；孔雀开屏——求偶行为；望梅止渴——条件反射；种豆南山下，草盛豆苗稀——竞争；无中生有——隐性；有中生无——显性这样的题目的出现，即扩大了学生的知识面，又考察了学生的生物学常识。因此在平时多积累这方面的素材，并在平时的授课当中适当的渗透，既能提高学生的学习兴趣，又让学生抓住了特点，更利于知识的记忆。另外在以往的听课中，有些教师自编了顺口溜，这样让学生记起来不仅琅琅上口，而且效果更较明显。如我在讲到维生素的功能的时候，就借用了一个：A，火眼金睛看得清；B，脑筋急转我最灵；C，大力水手羡慕我；D，加钙增高我能赢；还有一个小小E，不怕病菌来入侵……。这样不仅使学生一下胃口大开，课堂气氛异常活跃，而且，许多的学生还在反复的哼唱。
兴趣是最好的老师，兴趣需要我们教师的正确引导和培养与呵护，让学生在学习中找到了乐趣，一定能事半功倍。而且在讨论、角色扮演、各种科学探究活动中，不仅能提高学生的动手操作能力，还能发展创新意识，提高实践能力，围绕从“从实践中来，到实践中去”无疑能更好地促进学生的全面发展，用理论解决实践将是点燃学生学习生物学热情的火把。——王昊
论文题目： 光电技术在生物医学中的应用——现状与发展 学院 专业名称 班级学号 学生 2013年12月19日
摘要： 简要介绍光电技术在生物医学应用中的发展概况，从基因表达与蛋白质——蛋白质相互作用研究方面，重点讨论了生物分子光子技术的特点与优势，阐明基于分子光学标记的光学成像技术是重要的实时在体监测手段，最后简要讨论了医学光学成像技术在组织功能成像和脑功能成像中的应用原理。 关键词：光电技术，医学诊断与治疗，分子光子学，医学成像
1.生物医学光子学发展简介 光电技术在生物医学中的应用实质上就是生物医学光子学的研究畴。生物医学光子学是近年来受到国际光学界和生物医学界广泛关注的研究热点。在国际上一般称为生物医学光子学或生物医学光学。 光子学以量子为单位，研究能量的产生、探测、传输与信息处理。光子技术在生物与医学中的应用即定义为生物医学光子学，其相应产业涉及人类疾病的诊断、预防、监护、治疗以及保健、康复等。研究容包括:光子医学与光子生物学，X-射线成像，MRI ，PET等。近年来，生物医学光子学在生物活检、光动力治疗、细胞结构与功能检测、对基因表达规律的在体观测等问题上取得了可喜研究成果，目前正在从宏观到微观多层面上对大脑活动与功能进行研究。美国《科学》杂志在最近儿年已发表相关论文近20篇。随着光子学技术的发展，生物医学光子学将在多层次上对研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象产生重要影响。 在国际上已经成立了国际生物医学光学学会(International Biomedical Optics Society)，简称IBOS。IBOS每年与国际光学工程学会(SPIE)联合举办学术会议。国外 学术交流方面，作为生物医学工程和光学工程领域重要国际会议的“生物医学光学国际学术研讨会”(International BiomedicalOptics Symposium，简称BIOS)每年在美国和欧洲各举办一次。在国，国家自然科学基金委员会生命科学部与信息科学部联合发起并承办的全国光子生物学与光子医学学术研讨会已经举办了六届。在第六届学术会议上发表学术论文75篇，论文摘要27篇。 从光电技术(或光子技术)在生物医学中的应用现状可以看到，光子医学与光子生物学的研究和应用围是广泛而且深入的，并正在形成有特色的学科和产业。例如，由于生物超微弱发光与生物体的细胞分裂、细胞死亡、光合作用、生物氧化、解毒作用、肿瘤发生、细胞和细胞间的信息传递与功能调节等重要的生命过程有着密切的联系，基于生物超微弱发光的生物光子技术在肿瘤诊断、农业、环境监测、食品监测和药理研究等方面己经得到应用。 下面主要从生物分子光子技术和医学光学成像技术两个方面介绍当前的研究现状 与发展趋势。
微生物制药技术 工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。 微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物
合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容： 第一方面菌种的获得 根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 分离思路新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。 定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。
浅谈免疫学在生物学、医学、药学等领域的应用 摘要：免疫学技术在国内外的应用已是日趋广泛。近年来，由于任何有关抗原抗体的研究均可使用免疫技术，使免疫学技术早已超越了医学领域，广泛应用于植物学、动物学、药学、生物学等其他科学领域，免疫学技术本身也在迅速发展。免疫学是生命科学及医学领域中的前沿学科,本文仅就免疫学在某些领域的具体应用做简要的评述。 关键词：免疫酶；免疫检测；免疫和中医药 一、免疫学在分子生物学中的应用 免疫学技术已从早年应用于微生物学发展到应用于分子生物医学研究的许多方面。目前，它已成为兴学科生物学研究的重要工具之一。在此次免疫技术涉及的分子生物学应用中，我们所涉及到免疫电泳技术、放射免疫技术、免疫酶技术、免疫荧光定位技术等等，我们就免疫酶技术做一概述。 免疫酶技术是一项定位，定性和定量的综合性技术，已是将一定的酶通过共价桥而标记抗体，在抗原抗体结合时，酶与底物作用，产生有色物质，对后者可进行定位或定量检测。现已有酶免疫测定法，酶联免疫吸附试验和均向酶免疫测定等方法。后一种方法是利用游离抗原与标记抗原竞争结合抗体，如果游离抗原浓度高，就会抢去抗体，使供氢体得以接触酶而使酶的活性增加。用分光光度记可测出反应前后酶活性的变化。免疫酶技术如与新技术进一步结合，可提高其灵敏度和可靠性。
二、免疫学在医学中的应用 免疫学在医学中广泛应用于传染病预防，疾病治疗，免疫诊断。现代免疫学认为，机体的免疫功能是对抗原刺激的应答，而免疫应答又表现为免疫系统识别自己和排除非己的能力。免疫功能根据免疫识别发挥作用。这种功能大致有对外源性异物(主要是传染性因子)的免疫防御；去除衰退或损伤细胞的免疫，以保持自身稳定；消除突变细胞的免疫监视，即免疫防御，免疫自稳，免疫监视。 免疫学细胞免疫测定。 近代免疫学广泛采用了细胞生物学、免疫血清学、免疫标记、免疫组化等多方面技术，不断发展和完善了一系列细胞免疫检测技术，用于检测各类免疫细胞的表面标志(包括抗原及受体)、细胞的活化、增殖、吞噬、杀伤功能、各种细胞因子的活性或含量等方面。这些技术为深入研究和认识机体免疫系统的生理、病理改变，阐明某些疾病的发病机制和临床诊治提供了有用的手段。随着细胞免疫学的迅猛发展，时有新的细胞免疫检测技术出现。近年来，新发展的项目集中在对有关细胞因子以及细胞受体方面的检测。我们以此为例简述淋巴细胞转化试验。 淋巴细胞转化试验：人类淋巴细胞在体外与特异性抗原(如结核菌素)或非特异性有丝分裂原(如植物血凝素，PHA)等一起孵育，T细胞即被激活而向淋巴母细胞转化。T细胞转化过程可伴随有DNA、RNA、蛋白质的合成增加，最后导致细胞分裂。在光学显微镜下可计数转化后
生物医学电子学是应用电子技术解决生物医学中的问题，从生命体本身的特殊性出发，来研究生物医学信号的检测、处理、显示与记录等电子学在生物医学应用中的理论、方法与手段。 生物医学电子学作为一个独立学科是从二十世纪五十年代确立并逐步发展起来的。但是在生物医学领域中，大量的电子学的科学技术知识和成果已经获得广泛应用，激发了生物医学欧诺工作着与工程师或物理学家之间的密切合作。生物医学电子学发展十分迅速，研究领域不断括宽，地位日益重要，展示了越来越广阔的发展前景。生物医学电子学综合应用电子学和有关工程技术的理论和方法，从工程科学的角度研究生物、人体的结构和功能以及功能与结构之间的相互关系。[1] 电子学由产生的那刻，就注定是为其他学科服务，也与其他学科共同发展。特别是在生物电被发现后，生物医学和电子学更是一拍即合，相互扶持，共同为人类的健康服务和发展着。 1676年，光学显微镜的发明，使人类进入了微观的世界，推动着医学的发展。1895年，X射线的发现，使得医学更上一层楼。上世纪三十年代，电子显微镜的产生推动着微生物学的发展，也因此使医学更进入了更精微的世界。 随着生物医学电子学的发展，电子技术逐步深入医学领域：医学的电子设备、人造器官等等。如果这些技术和设备消失了，那么，很多的医疗技术也会随之消失，甚至很多小毛病也会因此没检查出来结果变大病然后死亡。 说到医疗的电子设备，很多人都了解，例如呼吸机、CT、心电图仪器等。下面，就详细讲解心图仪器： 心电图是一种经胸腔的以时间为单位记录心脏的电生理活动，并通过皮肤上的电极捕捉并记录下来的诊疗技术。这是一种无创性的记录方式
人体心脏工作产生的生物电流在身体表面不同部位产生不同电势，并且随心跳的节律呈现规律性的升降变化，通过电极将变化着的电位差检测并记录下来就是心电图（ECG）。心电信号是一种带宽为至100Hz（有时高达1kHz），幅度在10μV~5mv 的微弱交流信号，并且混杂有人体生物电干扰以及各种外部电磁干扰。如何从环境噪声中提取微弱的心电信号是设计的难点和要点。[2] 低成本低功耗便携式简易心电图仪是设计的最大考量。它顺应了保健电子产品设计的发展趋势。系统采用常见电池供电，能采集标准导联方式I或II心电信号，通过放大、滤波得模拟心电信号（ECG），并能利用液晶实时显示或存储回放ECG波形。 分析可知，简易心电图仪系统主要包括输入回路、前置放大模块、后级放大模块、滤波网络模块以及存储回放等模块。设计重点在于前置放大模块，和滤波网络模块和数字化存储回放部分。 在未来，可植入式的装置可能会应用于相性心电图的记录和诊断。这些装置还有可能通过兴奋某些神经（如，迷走神经）的方式来防止心律失常的发生。此外，这些装置还可能释放药物，如β受体阻断剂，甚至可以直接对心脏进行除颤。 作为交叉科学，生物医学电子学的研究是双向的：一方面将电子学用于生物和医学领域，使这些领域的研究方式从定性提高到定量、从宏观到微观、从静态到动态、从单向信息到多项信息；另一方面生命过程中揭示出的许多规律，特别是经过亿万年进化而形成的生物信息处理的优异特性将会给电子学科以重要的启示，这不仅会推动电子学的发展，还将会使信息科学发生革命性的变革。 参考文献： [1]李刚.生物医学电子学[M].北京：电子工业出版社，2008 [2]易淑华，胡苗苗，曹鹏.简易心电图仪[DB/OL].，2010-08-17/2012-05-24
浅谈免疫学在生物学、医学、药学等领域得应用 摘要:免疫学技术在国内外得应用已就是日趋广泛。近年来,由于任何有关抗原抗体得研究均可使用免疫技术,使免疫学技术早已超越了医学领域,广泛应用于植物学、动物学、药学、生物学等其她科学领域,免疫学技术本身也在迅速发展。免疫学就是生命科学及医学领域中得前沿学科,本文仅就免疫学在某些领域得具体应用做简要得评述。 关键词:免疫酶;免疫检测;免疫与中医药 一、免疫学在分子生物学中得应用 免疫学技术已从早年应用于微生物学发展到应用于分子生物医学研究得许多方面。目前,它已成为兴学科生物学研究得重要工具之一。在此次免疫技术涉及得分子生物学应用中,我们所涉及到免疫电泳技术、放射免疫技术、免疫酶技术、免疫荧光定位技术等等,我们就免疫酶技术做一概述。 免疫酶技术就是一项定位,定性与定量得综合性技术,已就是将一定得酶通过共价桥而标记抗体,在抗原抗体结合时,酶与底物作用,产生有色物质,对后者可进行定位或定量检测。现已有酶免疫测定法,酶联免疫吸附试验与均向酶免疫测定等方法。后一种方法就是利用游离抗原与标记抗原竞争结合抗体,如果游离抗原浓度高,就会抢去抗体,使供氢体得以接触酶而使酶得活性增加。用分光光度记可测出反应前后酶活性得变化。免疫酶技术如与新技术进一步结合,可提高其灵敏度与可靠性。
二、免疫学在医学中得应用 免疫学在医学中广泛应用于传染病预防,疾病治疗,免疫诊断。现代免疫学认为,机体得免疫功能就是对抗原刺激得应答,而免疫应答又表 现为免疫系统识别自己与排除非己得能力。免疫功能根据免疫识别发挥作用。这种功能大致有对外源性异物(主要就是传染性因子)得免疫防御;去除衰退或损伤细胞得免疫,以保持自身稳定;消除突变细胞得免疫监视,即免疫防御,免疫自稳,免疫监视。 免疫学细胞免疫测定。 近代免疫学广泛采用了细胞生物学、免疫血清学、免疫标记、免疫组化等多方面技术,不断发展与完善了一系列细胞免疫检测技术,用于 检测各类免疫细胞得表面标志(包括抗原及受体)、细胞得活化、增殖、吞噬、杀伤功能、各种细胞因子得活性或含量等方面。这些技术为深入研究与认识机体免疫系统得生理、病理改变,阐明某些疾病得发病机制与临床诊治提供了有用得手段。随着细胞免疫学得迅猛发展,时有新得细胞免疫检测技术出现。近年来,新发展得项目集中在对有关细胞因子以及细胞受体方面得检测。我们以此为例简述淋巴细胞转化试验。 淋巴细胞转化试验:人类淋巴细胞在体外与特异性抗原(如结核菌素)或非特异性有丝分裂原(如植物血凝素,PHA)等一起孵育,T细胞即被激活而向淋巴母细胞转化。T细胞转化过程可伴随有DNA、RNA、蛋白质得合成增加,最后导致细胞分裂。在光学显微镜下可计数转化后得
分子生物学在医药中的研究进展及应用 ——韩静静 摘要 分子生物学是对生物在分子层次上的研究。这是一门生物学和化学之间跨学科的研究，其研究领域涵盖了遗传学、生物化学和生物物理学等学科。分子生物学主要致力于对细胞中不同系统之间相互作用的理解，包括DNA，RNA和蛋白质生物合成之间的关系以及了解它们之间的相互作用是如何被调控的。分子生物学主要研究遗传物质的复制、转录和翻译进程中的分子基础。分子生物学的中心法则认为“DNA 制造 RNA，RNA 制造蛋白质，蛋白质反过来协助前两项流程，并协助 DNA 自我复制”。 分子生物技术也称之为生物工程，是现代生物技术的主要标志，它是以基因重组技术和细胞融合技术为基础，利用生物体或者生物组织、细胞及其组分的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品种．以便与工程原理相结台进行生产加工．为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系，其内容包括基因工程技术、细胞工程技术、DNA测序技术、DNA芯片技术、酶工程技术等。现代分子生物技术的诞生以70年代DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志．迄今已走过了30多年的发展历程。实践证明在解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景。受到了各国政府和企业界的广泛关注。是21世纪高新技术产业的先导。 二十世纪生物医学发展的主要特点之一是对生命现象和疾病本质的认识逐渐向分子水平深入。DNA双螺旋结构的发现为分子医学和基因医学的发展奠定了基础。人们逐渐认识到，无论健康或疾病状态都是生物分子及其相互作用的结果，生物分子中起关键性作用者为基因及其表达产物蛋白质，因此从本质上说，所有的疾病都可以被认为是“基因病”。近十年来，分子生物技术已成为医学领域最有力的研究工具，以下从基因工程技术、人类基因组计划与核酸序列测定技术、基因诊断与基因体外扩增技术、生物芯片技术在医学研究中为了解疾病的发生发展机制，诊断和药物研制、开发中的应用。 关键词：分子生物学分子生物技术医药基因芯片蛋白质组学
生物信息学在医学上的应用 Bioinformatics application in medicine 【摘要】：生物信息学是利用计算和分析工具收集、解释生物学数据的学科,其基础是4大类生物学数据库。生物信息学在疾病相关基因的发现、新的药物分子靶点的发现、创新药物设计以及基因芯片的设计与数据处理等医学应用研究方面将发挥重要作用。 【abstract】: bioinformatics is use of calculation and analysis tools of data collection, explain biology subject, the foundation is four major categories biology database. Bioinformatics in disease genes found new drugs, the molecular target discovery, innovative drug design and gene chip design and data processing and other medical application research will play an important role. 【关键词】：? 医学信息学计算机生物学 【key words 】: medical informatics computational biology 【正文】：生物信息学(Bioinformatics)是上个世纪8O年代以来随着人类基因组 计划的启动而兴起的集生命科学、计算机科学和信息科学为一体的交叉学科。是用数理和信息科学的理论、观点和方法去研究生命现象，对呈现指数增长的DNA 和蛋白质的序列和结构等生物学数据进行收集、整理、储存、发布、提取、加工分析和研究，达到认识生命起源、遗传和发育的本质的目的。现已成为生物学、医学、农学遗传学和细胞生物学等学科的强大推动力量。当前生物信息学的主要任务包括以下几个方面： ①基因组相关信息的收集、存储、管理与提供。②新基因的发现与鉴定。⑧非编码区信息结构分析。④生物进化的研究。⑤完整基因组的比较研究。⑥基因组信息分析方法的研究。⑦大规模基因功能表达谱分析。⑧蛋白质末端序列、分子空间的预测、模拟和分子设计。⑨药物设计等。为此生命科学家们在不断地生产和更新以数据库和软件为主的各种生物信息工具。本文就生物信息学在医药学方面的应用状况和前景做一讨论。 （一）、生物技术制药 生物技术药物或称生物药物是集生物学、医学、药学的先进技术为一体，以组合化学、药学基因（功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在，世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期，生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域，尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用，生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。 目前生物制药主要集中在以下几个方向： 1、肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位，美国每年诊断为肿瘤的患者为100万，死于肿瘤者达万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病，目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤，应用导向IL-2受体的融合毒素治疗
分子生物学技术在医学中的应用 摘要：分子生物学技术是医学检验的重要诊疗手段。进入21 世纪以来，分子生物学对于医学的发展已经起到了巨大的推动作用,并被广泛地运用于科学实验、临床疾病的发生与发展、疾病的诊断与治疗和药物的作用机理与新药的研发等研究领域。这是一个由理论向实践转化的重要跨越，实现了科学造福人类的目的。关键词:分子生物学技术；医学检验；疾病；应用 分子生物学是以核酸、蛋白质等生物大分子为研究对象的学科，分子生物学技术即建立在核酸生化基础上的一类研究手段，现已广泛应用于医学检验中。研究内容也从DNA鉴定、扩展到核酸及表达产物分析，技术不断进步为原微生物检验、肿瘤诊断及评估、遗传病诊断、免疫系统疾病诊断提供重要依据和创新思路。下面，就分子生物学技术在医学上的几个方面的应用进行阐述。 一、PCR技术 多聚酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）的原理类似于 DNA 的天然复制过程。在待扩增的 DNA 片段两侧和与其两侧互补的两个寡核苷酸引物，依赖于 DNA 聚合酶的酶促合成反应。经变性、退火和延伸若干循环后，DNA 扩增 2n 倍。变性是加热使模板 DNA 在高温下（94℃）变性，双链间的氢键断裂而形成两条单链的过程；退火是使溶液温度降至 50~60℃，模板 DNA 与引物按碱基配对原则互补；延伸是在 DNA 聚合酶的作用下，以单链 DNA 为模板，利用四种脱氧核苷酸，按 5’→ 3’方向复制出与模板互补的 DNA 链，上述三步为一个循环。每经过一个循环，样品中的 DNA 量应增加一倍，新形成的链又可作为新一轮循环的模板。分子生物学技术的核心是聚合酶链反应(PCR)，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA 得以迅速扩增，能在最短的时间内扩增。由此衍生出新PCR技术，在医学上的临床诊断和治疗中意义重大。 由此衍生出新的PCR技术，如实时定量PCR、原位PCR 技术、链置换扩增技术、连接酶反应( LCR) 、TAS等，与传统的培养鉴定、免疫测定相比具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。 1、病原微生物检验 PCR与传统的培养鉴定、免疫测定相比，其具有高的敏感性，较短的耗时和更广的适用范围[1]。PCR通过向反应管中加入特异性引物可同时鉴定出单种或多种病原体，即便存在大量死菌也能得到准确结果，不受混合标本和微生物生长时间的限制。 2、肿瘤及遗传病诊断 肿瘤及遗传病几乎都存在着一定的基因缺陷，只要找到人体中与基因相互作用的结合点，从基因水平就能准确诊断。通过基因芯片判定靶基因抑制基因的突变，通过分子蛋白质组学、生物传感器和流式细胞术诊断肿瘤特异性标志物。结合DNA限制性片段长度多态性分析、单链构象多态性分析、荧光原位杂交染色体分析和酶基因调控等技术。 二、分子生物传感器在医学检验中的应用
生物信息学在临床医学上的应用 摘要：生物信息学自诞生之日起 ,其技术手段便在生物学、医学、农学和药学等领域的研究中得到广泛应用。本文主要讲述生物信息学在临床医学上的应用。 关键词：生物信息学临床医学应用 21世纪是生命科学的时代，也是信息时代随着人类基因组计划的实施，有关核酸蛋白质的序列和结构数据呈指数增长，相关信息也迅速增长；自1995年科学家破译全长为180万核苷酸的嗜血流感杆菌基因组以来，到2009年1月已有2271种原核生物和383 种真核生物的完整基因组完成测序或正在进行。2001年，公布了人类基因组的工作草图；2007年，公布了人类单个个体二倍体基因组序列，为未来的基因组比较打开了一道门，也开创了个体基因组信息的新纪元。这些成就意味着基因组的研究将全面进入信息提取和数据分析的崭新阶段。面对巨大而复杂的数据，运用计算机管理数据、控制误差、加速分析过程势在必行。20世纪80年代末，生物信息学（Bioinformatics ）逐渐兴起并蓬勃发展。 生物信息学（Bioinformatics ）一词由美籍学者林华安博士（Hwa A. Lim ）首先创造和使用。生物信息学是多学科的交叉产物，涉及生物数学、物理、计算机科学、信息科学等多个领域。狭义的讲，生物信息学是对生物信息的获取、存储、分析和解释；计算生物学则是指为实现上述目的而进行的相应算法和计算机应用程序的开发，这两门学科之间没有严格的分界线，统称为生物信息学。生物信息学对于管理现代生物学和医学数据具有重大意义，其研究成果将对人类社会和经济产生巨大推动作用。 1.生物信息学在临床医学上的应用 1.1疾病相关基因的发现 研究发现很多疾病的发生与基因突变或基因多态性有关。有学者估计与癌症相关的原癌基因约有1000个，抑癌基因约有100个；约有6000种以上的人类疾患与各种人类基因的变化相关联；更多的疾病是环境（包括致病微生物）与人类基因（或基因产物）相互作用的结果。随着人类基因组计划的深入研究，当明确了人类全部基因在染色体上的位置，他们的序列特征（包括单核苷酸多态sin- gle- nucleotide polymorphisms,SNPs ）以及他们的表达规律和产物（RNA 和
分子生物学在医学检验中的临床应用及前景 班级：2013级科硕6班 专业：临床检验诊断学 姓名：姜世涛 学号：2013203030024 评分： 导师签名：
分子生物学是一门正在蓬勃发展的学科，新技术和应用条件的不断出现，为检验医学的发展提供了崭新的时代并提供新的机遇和挑战。分子生物学是以核酸、蛋白质等生物大分子为研究对象的学科，分子生物学技术即建立在核酸生化基础上的一类研究手段，现已广泛应用于医学检验中，同时也逐渐渗入数理科学、结构基因组学、功能基因组学和环境基因组学，研究内容也从DNA鉴定、扩展到核酸及表达产物分析，技术不断进步为微生物检验、肿瘤诊断及评估、遗传病诊断、兔疫系统疾病诊断提供重要依据和创新思路。在结构基因组学、功能基因组学和环境基因组学蓬勃发展形势下，分子诊断学技术将会取得突破性进展。一．利用分子生物学技术检测样品中核酸水平 PCR[1]技术是目前应用较广泛和成熟的临床检测方法，在法医学、常见传染病、性病、寄生虫和优生优育等领域有很高的应用价值，尤其对肝炎病毒的早期诊断。 1．核酸分子杂交技术和基因芯片技术 核酸分子杂交技术也称为基因探针技术，利用核酸的变性、复性和碱基互补配对的原理，用已知的探针序列检测样本中是否含有与之配对的核苷酸序列的技术，是印迹杂交、基因芯片等技术的基础。目前基因芯片技术可广泛应用在肿瘤基因表达谱差异研究、基因突变、基因测序、基因多态性分析、微生物筛选鉴定、遗传病产前诊断等方面。另外，现已获得一些微生物的全基因序列，包括百余种病毒，多种细菌(流感嗜血杆菌、产甲烷球菌及实验室常用的大肠杆菌等)和一些
酵母等。因此，将一种或多种病原微生物的全部或部分特异的保守序列集成在一块基因芯片上，可快速、简便地检测出病原体，判断侵入机体引起感染性疾病的病原微生物(病毒、细菌或寄生虫等)，从而对疾病作出诊断及鉴别诊断。 2．单核苷酸多态性分析(SNP)技术 在人群中，个体基因的核苷酸序列存在差异性，称为基因多态性。基因多态性位点普遍存在于人的基因组中。如果在某个家庭中，某一致病基因与特定的多态性片段紧密连锁，就可以用这一多态性片段作为一种”遗传标记”来判断家庭成员或胎儿是否携带有致病基因。目前认为基因多态性是个体的”身份证”，因此，基因多态性分析技术已经广泛应用于群体遗传学研究、疾病连锁分析和关联分析、疾病遗传机制研究、肿瘤易感性研究、个性化用药等诸多方面。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)分析技术为临床检测提供了依据。SNP是一种最常见的遗传变异，在人类DNA多态性中，SNP约占90％。SNP是指在基因组内特定核苷酸位置上存在两种不同的碱基。SNP与RFLP和STR等DNA标记的主要不同在于：它不再以”长度”的差异作为检测手段，而是直接以序列的差异作为标记。由于SNP是二态的，易于自动化批量检测，易于计算机分析结果，因此SNP检测已广泛地应用于疾病的连锁分析及关联分析、肿瘤的杂合性缺失研究、疾病遗传机制研究、个性化用药研究等诸多领域。尽管SNP检测在搜寻疾病基因方面有潜在的价值，但实际应用中却比人们想象的要难得多，它需要花费大量的时间进行筛查，才能建立可靠的SNP分析图谱。 3．microRNA是潜在的临床诊断工具 microRNAs(miRNAs)是一类分布广泛的小的非编码蛋白质的RNAs，其功能是负调控基因表达。在正常组织中，miRNA转录，加工，结合到靶mRNA
分子生物学在医学中的应用 摘要：分子生物技术近年来发展迅速, 已成为推动分子医学发展的重要工具。本文讲医学中常用的分子生物学技术。 关键词：分子生物学分子生物技术医学应用 1. 分子生物学的概述 分子生物学（molecular biology)是在分子水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的一门生命学科，是生物学的一个分支。分子生物学技术问世于20世纪80年代中期。这种以核酸、蛋白质等生物大分子为研究对象的新技术自发现以来，已经逐步成为医学领域不可或缺的诊疗手段之一[1]。分子生物学的发展为人类认识生命带来了新的机会，也为人类利用和改造世界开创了广阔前景。 20世纪末数理科学在生物学领域广泛渗透,在结构基因组学,功能基因组学和环境基因组学逢勃发展形势下,分子诊断学技术将会取得突破性进展[ 2 - 5] ,也给检验医学带来了崭新的领域,为学科发展提供了新的机遇。 2.聚合酶链式反应（PCR）在医学中的应用 PCR 的基本原理是利用双链D N A 分子碱基配对的原则和在一定的条件下可以无限复制的规律, 将被检测样品中极微量的基因材料进行大幅度地扩增, 以提高检测试验的灵敏度。 PCR是一种体外酶促合成特异DNA片段的方法，是分子生物学中最常用的技术。典型的PCR由①高温变形、②低温退火、③适温延伸三个步骤，作为一个循环周期，多次循环反应，使目的DNA得以迅速扩增。PCR不仅可以用于基因的分离、克隆和核苷酸序列分析等，还可以在突变体和重组体的构建上灵活应用，以及基因表达调控的研究，基因多态性的分析，肿瘤机制的探索，遗传病和传染病的诊断等诸多方面。在其衍生出的新PCR技术（定时定量PCR、原位PCR技术等），与传统的技术相比都具有灵敏度高、操作简单、省时省力等特点[6]。 3. 分子蛋白组学在医学检验中的应用 当前有关分子蛋白质组学的大量研究成果喜人,但一大部分结论是众说纷纭、甚至是互相矛盾。一些经典的肿瘤标志物却无法在当前以表面增强激光解析离子化- 飞行时间质谱( SELD I -TOF - MS)技术为代表的蛋白质组学技术中体现出来。可能存在以下几方面的问题。一方面是SELD I - TOF - MS技术自身的限制性,包括敏感性、重复性以及使用当前设备对每个峰值蛋白确认的局限性;另一方面是实验设计及对照组选择是否恰当,某个蛋白组模式反映的是肿瘤的特异性,还是炎症反应,或是代谢紊乱等无法定论;另一方面是不同实验室结果可比性、标本处理过程的差异无法探究。只有这些问题得到解决, SELD I - TOF -MS 技术在检验医学中才能发挥革命性作用。 4. 原位分子杂交技术在医学中的应用 邵氏分子杂交技术已被广泛应用于细菌和病毒性疾病的鉴别诊断。原位分子杂交是一种可以检测组织切片和细胞涂片中完整细胞内特异性D N A 或R N A 的新技术。此技术在病理学诊断上有广泛的实用性, 包括病毒感染的检测,特异性染色体的鉴别和肿瘤基因的检查等。原位分子杂交与邵氏分子杂交相比较, 具有自己独特的优点。第一, 原位分子杂交可用常规石腊切片作检材, 不要求新鲜组织。甚至长期存档的石腊组织块也能使用。第二, 方法简单, 可以省略核酸提取、限制性D N A 内切酶处理、电泳分离等复杂步骤。第三, 可以在普通显微镜下直接观察细胞的类型和细胞内分子杂交的位点。原位分子杂交技术已成功地