導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇生物信息學(xué)分析方法，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

一、高中生物教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.教師隊伍教學(xué)水平有待提高

教師是生物教學(xué)活動的組織者和引導(dǎo)者，生物教師的知識結(jié)構(gòu)、教學(xué)能力以及道德品質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到學(xué)生對于生物的學(xué)習(xí)興趣和生物教學(xué)的實際效果，隨著我國生物科學(xué)的發(fā)展，以及生物學(xué)逐漸與物理學(xué)和化學(xué)等學(xué)科進(jìn)行相互滲透，逐漸形成了新的知識，這一趨勢擴(kuò)展到高中生物教學(xué)過程中，使得高中生物教學(xué)面臨著嚴(yán)峻的考驗，不僅要求生物教師要有廣博的知識，還需要有全新的教學(xué)理念和較高的教學(xué)技能。同時在通常情況下，學(xué)校教師缺乏一定的危機(jī)意識，對于生物教學(xué)的積極性不高，一些教師仍然用傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和落后的教學(xué)方法進(jìn)行生物教學(xué)，這在很大程度上導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，致使生物教學(xué)效果差。[1]

2.生物整體教學(xué)質(zhì)量有待提高

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，故而生物教學(xué)過程中需要重視實驗教學(xué)，但是目前的生物教學(xué)過程中，生物實驗教學(xué)距離標(biāo)準(zhǔn)要求仍有一定的差距，比如生物教學(xué)實驗場地?fù)頂D，學(xué)生不重視實驗課，實驗操作誤差，實驗結(jié)果不能達(dá)到預(yù)期等，同時，目前我國生物教科書采取“一綱多本”的政策，在選定生物教材的過程中，學(xué)校沒有充分考慮教科書的更新?lián)Q代，對于教科書更新不及時，影響了對于生物知識的更新速度，因此，教師要精心選擇教學(xué)材料，同時高質(zhì)量的教學(xué)材料，可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量。

3.對生物學(xué)科重視程度不高

由于生物學(xué)科在高考分?jǐn)?shù)比例中占得不高，導(dǎo)致一些教師和學(xué)生對于生物的重視程度不高，受傳統(tǒng)應(yīng)試教育的影響，高考是一些學(xué)校教學(xué)安排的指揮棒，因為生物學(xué)科所占比例較低，學(xué)生和家長認(rèn)為生物是不重要的，導(dǎo)致不重視生物學(xué)科的教學(xué)，這就大大降低了生物教師的教學(xué)積極性，沒有良好的社會氛圍，學(xué)生學(xué)習(xí)生物的動機(jī)不明確，導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)生物的內(nèi)部動力不足。[2]

二、提高高中生物教育創(chuàng)新性的建議

1.加強(qiáng)生物教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

加強(qiáng)生物教學(xué)軟件和硬件設(shè)施建設(shè)，提高整體教學(xué)能力。由于生物科學(xué)的特殊性，教學(xué)過程中需要開展實驗教學(xué)，因此，為了提高高中生物教學(xué)的整體實力，需要結(jié)合學(xué)校的實力和條件確保學(xué)生實驗設(shè)施完備。同時，要充分利用多媒體工具等更方便的使用方式，有助于提高學(xué)生的學(xué)校興趣。同時針對生物實驗教學(xué)的重要性，需要加強(qiáng)實驗室的管理，加強(qiáng)對生物實驗教學(xué)的重視，促進(jìn)生物實驗課形式多樣化。提高生物實驗教學(xué)效率。此外，要根據(jù)生物教學(xué)需要，及時購買和更新所需的實驗設(shè)備，加強(qiáng)對生物教學(xué)硬件設(shè)施的保管和使用，并加強(qiáng)對實驗室的規(guī)范化管理，確保生物教學(xué)設(shè)施完備。

2.提升生物教師隊伍教學(xué)水平

根據(jù)高中生物教學(xué)的具體實踐，生物教師隊伍的教學(xué)水平在很大程度上影響著高中生物教學(xué)的整體教學(xué)水平，提升高中生物教師的教學(xué)水平，首先，需要提高教師的敬業(yè)精神和責(zé)任感，促進(jìn)教師充分認(rèn)識到生物教學(xué)的重要性。其次，教師要轉(zhuǎn)變角色，教師是生物教學(xué)活動的組織者和引導(dǎo)者，鼓勵教師在備課的同時研究和了解學(xué)生的思想和行為，創(chuàng)新生物教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。最后，可以采取適當(dāng)?shù)募畲胧?，給教師提供一定的物質(zhì)獎勵和精神獎勵。因此，為了實現(xiàn)高中生物教學(xué)模式的創(chuàng)新，教師應(yīng)不斷提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力，同時，也要加強(qiáng)自身教學(xué)方式方法的轉(zhuǎn)型升級，這將有助于教師和學(xué)生的全面發(fā)展。

3.推進(jìn)生物教育方法的創(chuàng)新

在高中生物課堂的教學(xué)環(huán)境下，生物教師應(yīng)避免采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，要結(jié)合學(xué)生的不同，注重學(xué)生的差異，從幫助學(xué)生成長的高度，來創(chuàng)新生物教學(xué)方法。在生物教學(xué)過程中適當(dāng)給予鼓勵和支持，讓學(xué)生有一個積極的態(tài)度和愉悅的心情投入到生物學(xué)習(xí)過程中，同時，學(xué)生們也需要發(fā)揮自己生物學(xué)校的主觀能動性。教師和學(xué)生在同一時間接受生物教育，并且教師要針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的問題與不足，采取合理的方法使每一個學(xué)生都能積極思考，探索自己，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和效果。同時要結(jié)合具體的發(fā)展實際來促進(jìn)生物教學(xué)法的創(chuàng)新和發(fā)展，生物科學(xué)是自然科學(xué)的一門學(xué)科，為了提高高中生物教學(xué)的質(zhì)量，教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，當(dāng)然與此同時看，學(xué)生也必須改變學(xué)習(xí)方法。在教學(xué)方法上，生物教師應(yīng)注意采用多種教學(xué)方法，加強(qiáng)與學(xué)生之間的互動，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)生物的潛能，讓學(xué)生探索知識，促進(jìn)學(xué)生得到全面發(fā)展。

4.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣

為了提高學(xué)生對高中生物課程的興趣，教師可以在日常的生物課堂教學(xué)過程中，將教材的課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和具體實際生活有目的的聯(lián)系起來，通過生活實際來引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也就是通過生活中的一些生物學(xué)現(xiàn)象來吸引學(xué)生掌握解決問題的能力，并在這一過程中促進(jìn)學(xué)生學(xué)到生物科學(xué)相關(guān)的基本知識。同時，加強(qiáng)生物實驗課的日常學(xué)習(xí)和引導(dǎo)，也能吸引學(xué)生用生物知識來解決日常生活中的問題，提高學(xué)生的成就感。此外，還可以通過開展生物知識競賽等活動，提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識的興趣，組織開展各種生物知識競賽，可以有效地提高生物課程的教學(xué)質(zhì)量，可以促進(jìn)學(xué)生更好的掌握基礎(chǔ)知識，對學(xué)生學(xué)習(xí)成績的提高可以起到巨大的推動作用。[3]

三、結(jié)語

總而言之，結(jié)合當(dāng)前高中生物教育現(xiàn)狀，雖然高中生物教學(xué)改革取得了一定的成績，但仍有許多需要完善和修改的地方，因此加強(qiáng)高中生物教學(xué)方法的創(chuàng)新，必須更新教學(xué)觀念，樹立正確教育質(zhì)量觀，教師要及時進(jìn)行角色轉(zhuǎn)換，采用現(xiàn)代化的生物教學(xué)方法，才能更好的促進(jìn)生物教育教學(xué)質(zhì)量的提高。

參考文獻(xiàn)

篇2

【Abstract】 AIM: To establish a prediction strategy for Mycobacterium tuberculosis (H37Rv) secreted proteins to pave the way for further research. METHODS: The whole protome of H37Rv was scanned by SignalP and TMHMM. The protein date analysis system based on Visual FoxPro was established to process the output of SignalP and TMHMM and identify the secreted proteins. The sequences of the secreted proteins were aligned by BLASTp. RESULTS: One hundred and seventynine secreted proteins were identified， where 12 of them were found to be unique in H37Rv. CONCLUSION: Bioinformatics approaches can be used as an assistant tool in secreted protein research.

【Keywords】 Mycobacterium tuberculosis；secreted protein；signal peptide；bioinformatics

【摘要】 目的：建立一種結(jié)核分枝桿菌(H37Rv)分泌性蛋白的預(yù)測方法，為后續(xù)研究提供參考依據(jù). 方法：以SignalP和TMHMM兩個軟件對結(jié)核分枝桿菌蛋白組進(jìn)行掃描，基于Visual FoxPro構(gòu)建“蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)”對掃描原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理以識別分泌性蛋白，再經(jīng)BLASTp完成相似性比對. 結(jié)果：預(yù)測出了179種分泌性蛋白，其中12種為H37Rv所特有. 結(jié)論：生物信息學(xué)方法可作為一種研究分泌性蛋白的輔助工具，用于指導(dǎo)實驗.

【關(guān)鍵詞】 結(jié)核分枝桿菌；分泌蛋白；信號肽；生物信息學(xué)

0引言

結(jié)核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis， MTB）的分泌蛋白不但在豚鼠實驗中可以引發(fā)遲發(fā)性超敏反應(yīng)，在結(jié)核病患者體內(nèi)也可誘導(dǎo)抗體的產(chǎn)生［1］，對結(jié)核病的預(yù)防和診斷具有重要意義. 目前有兩種實驗生物學(xué)方法用于MTB分泌蛋白的研究，一種是通過二維凝膠電泳的方法分離MTB早期培養(yǎng)濾液蛋白（CFP），再通過N端測序［2］或免疫學(xué)方法加以確定［3］. 另一種是通過基因融合的方法將MTB的基因與報告基因融合后進(jìn)行表達(dá)，再對報告基因的表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行定位，以確定是否為分泌表達(dá)［4］. 已有30多種MTB分泌蛋白通過實驗方法得以確認(rèn)，但MTB分泌蛋白遠(yuǎn)不止這30多種，尚有很多未被發(fā)現(xiàn). MTB蛋白分泌的主要途徑是sec-依賴性的分泌途徑也稱為II型分泌途徑，該類分泌蛋白的結(jié)構(gòu)特點是新生肽鏈的N末端具有典型的信號肽特征，主要分為N區(qū)、H區(qū)、C區(qū)三個部分. N區(qū)位于信號肽N端，含有1～3個帶正電荷的氨基酸殘基；H區(qū)位于信號肽中間，由10～15個疏水氨基酸殘基組成；C區(qū)位于信號肽C端，富含親水氨基酸，能被信號肽酶識別. 信號肽所具備的這些數(shù)量化特點為計算機(jī)自動化分析預(yù)測提供了可能.

分泌蛋白和膜蛋白都含有信號肽序列，所不同的是分泌蛋白在信號肽之外不再有疏水的跨膜區(qū)，信號肽引導(dǎo)分泌蛋白跨膜穿梭之后，信號肽酶在相應(yīng)位點將信號肽切除，以此完成成熟分泌性蛋白的分泌過程；而膜蛋白在信號肽之外還有一個以上的疏水跨膜區(qū)，信號肽在引導(dǎo)膜蛋白跨膜時，由于疏水跨膜區(qū)的存在使得膜蛋白停留在細(xì)胞膜中. 本文預(yù)測MTB分泌性蛋白的方法主要涉及到兩方面內(nèi)容：一方面是對信號肽序列的識別，另一方面是對蛋白疏水跨膜區(qū)的識別. 首先通過對信號肽的識別將分泌性蛋白和膜蛋白從其他蛋白質(zhì)組中區(qū)分出來，然后從中尋找疏水跨膜螺旋以區(qū)分分泌性蛋白和膜蛋白，最后利用NCBI提供的MTB蛋白序列相似性搜索（BLASTp）發(fā)現(xiàn)有12條預(yù)測出的分泌性蛋白為MTB所特有.

1預(yù)測方法

預(yù)測方法如圖1所示.

1.1搜集結(jié)核桿菌H37Rv基因組和蛋白組信息在美國國家生物技術(shù)信息中心(ncbi.nlm.nih.gov)的核酸數(shù)據(jù)庫Nucleotid中查尋關(guān)鍵詞“H37Rv complete genome”. 從搜索結(jié)果中查找H37Rv全基因組，并以FASTA格式下載. 從英國基因組研究中心Sanger center的數(shù)據(jù)庫(ftp://ftp.sanger.ac.uk/pub/tb/sequences/)下載全蛋白質(zhì)組信息.

1.2分析數(shù)據(jù)分別向SignalP和TMHMM提交H37Rv蛋白組數(shù)據(jù). 由于SignalP服務(wù)器對單次提交數(shù)據(jù)量有數(shù)量限制，因此將H37Rv蛋白組數(shù)據(jù)分為8次提交（Rv0001Rv0500，Rv0501Rv1000，……Rv3501Rv3924）. 另由于Rv2048單數(shù)據(jù)量過大，超過SignalP服務(wù)器對單數(shù)據(jù)的處理范圍，因此將Rv2048 C端部分氨基酸殘基除去（不影響N端信號肽分析）. 由于TMHMM服務(wù)器對提交數(shù)據(jù)量沒有限制，可一次全部提交. 返回數(shù)據(jù)一次保存.

1.3建立數(shù)據(jù)庫根據(jù)本課題的實際需求，依據(jù)SignalP和TMHMM分析結(jié)果的數(shù)據(jù)特點，使用VFP6.0開發(fā)了“蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)”用來存儲和處理SignalP和TMHMM的原始分析結(jié)果(圖2).

1.4獲得分泌性蛋白和膜蛋白通過上述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)自動完成分泌性蛋白和膜蛋白的識別和查詢.

1.5BLASTp分析將預(yù)測出的所有H37Rv分泌性蛋白通過NCBI的BLASTp服務(wù)器與所有已知的蛋白序列進(jìn)行相似性比對，以獲得結(jié)核桿菌H37Rv特有的分泌性蛋白.

2結(jié)果

2.1H37Rv基因組和蛋白組信息搜集從美國國家生物技術(shù)信息中心ncbi.nlm.nih.gov的核酸數(shù)據(jù)庫Nucleotid中查尋到編號為NC_000962的記錄，其中包含了H37Rv的全部基因組信息共4 411 529 bp，從Sanger的數(shù)據(jù)庫獲得蛋白組信息，共3924條蛋白序列數(shù)據(jù).

2.2H37Rv蛋白組信號肽和跨膜區(qū)分析將SignalP和TMHMM的原始分析結(jié)果通過“蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)”自動識別N端具有N區(qū)、H區(qū)和C區(qū)等典型信號肽特征的蛋白質(zhì)和具有典型跨膜螺旋特征的蛋白質(zhì)，通過數(shù)據(jù)庫的自動查詢功能共發(fā)現(xiàn)了179個分泌性蛋白（其中有12個已得到相關(guān)文獻(xiàn)的證實，表1）和150個膜蛋白.表1H37Rv蛋白組信號肽和跨膜區(qū)分析結(jié)果（略）

2.3BLASTp分析對179條分泌性蛋白經(jīng)BLASTp分析發(fā)現(xiàn)有12條蛋白為H37Rv特有，在其他物種已發(fā)表的蛋白質(zhì)序列中無任何相似區(qū)域（表2）.表2BLASTp分析結(jié)果（略）

3討論

在對結(jié)核桿菌H37Rv的3924條蛋白質(zhì)分析過程中SignalP共預(yù)測出了573條蛋白質(zhì)含有信號肽；TMHMM預(yù)測出了786條蛋白質(zhì)含有疏水跨膜螺旋，其中623條蛋白質(zhì)含有信號肽. SignalP和TMHMM對信號肽預(yù)測結(jié)果的交集為329條，其中150條含有信號肽外疏水跨膜區(qū)被列為膜蛋白，其余179條蛋白不含信號肽外疏水跨膜區(qū)因而被列為分泌性蛋白.

SignalP和TMHMM的原始分析結(jié)果數(shù)據(jù)量非常大，每條蛋白質(zhì)包含了“蛋白編號”、 “可信度”以及“酶切位點”等11項不同信息，因此H37Rv的分析結(jié)果中信息量多達(dá)43 164條. 若要對4萬多條信息進(jìn)行人工比較將是一項費時、費力的工作，且人工比較的準(zhǔn)確性也難得到保證. 我們開發(fā)出基于Visual FoxPro的“蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)”，不僅能將SignalP和TMHMM的原始分析結(jié)果自動導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，而且可對數(shù)據(jù)庫中的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，實現(xiàn)了將分泌性蛋白和膜蛋白的識別工作完全交給計算機(jī)來完成. 以前用人工方法可能要花費數(shù)周時間的工作，現(xiàn)在利用這套系統(tǒng)僅需數(shù)秒鐘即可完成，同時排除了人為可能造成的錯誤.

蛋白質(zhì)的功能由其特定的空間結(jié)構(gòu)決定，而這種空間結(jié)構(gòu)又由蛋白質(zhì)的氨基酸順序決定. 如果兩個蛋白質(zhì)的一級序列相似，尤其是活性位點的一級序列相似，便很可能預(yù)示著這兩種蛋白質(zhì)具有相似的功能. 因此，對未知功能的蛋白質(zhì)進(jìn)行序列比對是生物信息學(xué)中的一項重要工作. 本研究通過對預(yù)測出的179種分泌性蛋白進(jìn)行序列相似性比對（BLASTp）發(fā)現(xiàn)其中有12種為結(jié)核桿菌所特有且功能未知. 可以設(shè)想，這12種蛋白質(zhì)或許對結(jié)核桿菌的臨床診斷具有一定的潛在應(yīng)用價值. 作為分泌性蛋白，它們也可能是具有保護(hù)性作用的抗原，在治療結(jié)核病的疫苗研究中成為新的靶點［14］.

綜上所述，利用該體系可實現(xiàn)對結(jié)核桿菌H37Rv分泌性蛋白和膜蛋白的快速預(yù)測. 我們開發(fā)的“蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)”可以處理所有SignalP和TMHMM的分析結(jié)果，因而該系統(tǒng)不僅能用于結(jié)核桿菌的分泌性蛋白和膜蛋白的預(yù)測，而且還可用于其他原核細(xì)胞或真核細(xì)胞的分泌性蛋白和膜蛋白的預(yù)測. 作為嘗試性的研究，本課題還存在很多不足之處. 例如：該預(yù)測體系建立在GSP(General secretory pathway)理論基礎(chǔ)之上，雖然大多數(shù)蛋白質(zhì)的分泌途徑遵守GSP理論，但是蛋白質(zhì)的分泌過程卻不止這一種途徑，有些蛋白質(zhì)的分泌并不需要信號肽的存在［15］，這類蛋白質(zhì)無法被該系統(tǒng)檢測出來. 另外，膜蛋白的疏水跨膜區(qū)有些是以β桶型結(jié)構(gòu)存在［16］，而非α螺旋結(jié)構(gòu)，因此在預(yù)測過程中有可能將這類膜蛋白誤認(rèn)為是分泌性蛋白.

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篇3

語音是語言的物質(zhì)外殼，是掌握語言知識和獲得語言技能的基礎(chǔ)，所以學(xué)習(xí)語言必先從語音開始。學(xué)好語音是學(xué)好英語的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。新疆中職學(xué)校學(xué)生多數(shù)是偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)的、初中學(xué)習(xí)習(xí)慣較差、中考無望的學(xué)生，由于這些學(xué)生語音基礎(chǔ)極差，學(xué)生大多連音標(biāo)都認(rèn)不全，根本無法拼讀和正確記憶單詞。沒有掌握拼讀能力，就等于沒有進(jìn)入學(xué)習(xí)英語的大門。因此，在學(xué)生進(jìn)入中職學(xué)校學(xué)習(xí)初期，教師應(yīng)注重基礎(chǔ)語音教學(xué)，以增強(qiáng)學(xué)生的自信心，提高學(xué)生學(xué)習(xí)英語的興趣。

新疆中職學(xué)生語音錯誤主要受西北方言和新疆土話的影響，由此而形成新疆所特有的英語語音錯誤。

一、學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常見的語音錯誤分析

1、元音方面出現(xiàn)的問題：

⑴長短元音不分，長音不夠長，短音不夠短。英語的不同元音，在結(jié)合相同的輔音時，長短可能表現(xiàn)出完全不同的詞義，例如： seat和sit；sheep和ship；reach和rich

⑵單元音之間的辨析弄不清楚，口型和音位把握不準(zhǔn)。特別是/e/和/ /，如end和and；pen和pan

⑶某些雙元音和某些單元音不分，如/ei/和/i：/以及/u/和/ u/， 例如：很多同學(xué)將way讀成we； case讀成kiss； phone讀成/fun/。

⑷雙元音簡化及缺少滑動，沒有音長的前后變化也沒有力度輕重。一般雙元音前面的長，后面的短，前面的重，后面的輕，中間過度要圓滑而平穩(wěn)自然。例如：like， lack； gate，get

2、輔音方面出現(xiàn)的問題：

⑴在/p/、/b/、/t/、/d/、/k/、/l/、/m/、/n/等輔音后常常加上一個元音/ /，如read（/ri：d /） a book（/buk /.

⑵在/s/和/θ/，/z/和/ /發(fā)音時混淆，問題在于兩組音中后者要咬舌。如mouth和mouse，thing和sing。很多同學(xué)將this is讀成/zis iz/，thanks讀成/s ks/

⑶由于新疆學(xué)受西北方言和新疆土話的影響，對于三個鼻音/m/，/n/和/ /，的發(fā)音方法不易掌握。在讀元音后面的/m/時， 許多學(xué)生雙唇不緊閉， 如： form被讀成/f ：n/， 或者干脆不發(fā)音。鼻音/n/和/ /更是分不清， 例如：strong讀成/str ： n/； 然而/ /是一個后鼻音，發(fā)音時舌后部抬起， 軟腭下垂，堵住口腔通道，氣流從鼻腔通過。/n/是一個前鼻音，舌尖緊貼上齒齦形成阻礙。

⑷混淆唇齒摩擦音/v/和響音的半元音/w/： 例如：win讀成 /vin/； very讀成/ weri/。實際上發(fā)/w/的音時，后舌位抬得很高，雙唇收圓，并稍突出。注意發(fā)/w/時氣流不受發(fā)音器官的阻礙，只是氣流通過唇角時有一些磨擦。在發(fā)/v/時不要只是將上齒輕輕地落在下唇上，而是要將上齒固定地放在下屬上，然后使氣流從上齒與下唇間的縫隙中通過，發(fā)生磨擦。

⑸ /r/發(fā)音不好掌握。新疆學(xué)生發(fā)音較硬，而/r/發(fā)音時要求舌頭較軟。這個音是舌尖抬向齒齦后部，向后面的硬鄂彎曲時可將雙唇突出，來幫助舌向后彎的動作。例如： road /r ud/

二、常見語音錯誤的糾正方法

為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)英語的自信心，針對新疆中職學(xué)生語音的常見錯誤，教師在教學(xué)中合理地運用各種教學(xué)技巧來糾正學(xué)生的發(fā)音錯誤。英語語音教學(xué)中具體可操作的糾錯方法是多種多樣的，常用的有：多媒體圖形演示法、模仿法、手勢法、學(xué)習(xí)者錄音法、近似發(fā)音對比練習(xí)法、語音聽音辨音法、繞口令語音訓(xùn)練法及朗讀和背誦法等。下面分別說明每種糾錯方法。

1、多媒體圖形演示法：伴隨現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，教師將多媒體教學(xué)手段引入語音課堂， 例如：

/m/ /n/ / /

通過直觀的演示圖，學(xué)生能夠看到/e/和/ /；/m/、/n/和/ /的不同之處。還可以使用計算機(jī)輔助發(fā)音訓(xùn)練系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確地定位說話者發(fā)音的錯誤所在。這是每個人可以在任何時間，在虛擬環(huán)境中提高自己語音水平的最好選擇。目前，新疆中職學(xué)校的計算機(jī)系統(tǒng)還達(dá)不到這個要求。

2、模仿法：模仿是提高語音能力的基本方法，目的在于訓(xùn)練正確的語音、語調(diào)，提高流利程度，培養(yǎng)英語語感。學(xué)生模仿時要注意口型，口腔肌肉要充分調(diào)動起來，以正確模仿每個音素的發(fā)音方法， 并反復(fù)練習(xí)，達(dá)到熟練。中小學(xué)的英語語音以直接模仿法為語音模仿的主要手段，給學(xué)生提供一些語音素材，從音素到詞匯，從句子到篇章，由淺入深地要求學(xué)生模仿單純。中職學(xué)生是教師通過對所學(xué)語音某些特點的說明，讓學(xué)生在語音理論的指導(dǎo)下自覺模仿。采用這種方法時，將漢語普通話中的發(fā)音原理與英語的發(fā)音原理進(jìn)行比較，在比較中分析兩種語言在發(fā)音方面的異同，從而使學(xué)生糾正、避免用漢語發(fā)音代替英語發(fā)音的錯誤習(xí)慣。

3、手勢法：非常直觀的看到近似語音的不同。

4、學(xué)習(xí)者錄音法：利用錄音機(jī)、MP3或者手機(jī)等設(shè)備，讓學(xué)生的發(fā)音錄制成錄音材料，再與native speaker的朗讀材料進(jìn)行對比，找出學(xué)生發(fā)音的部位、程度的缺陷或錯誤的性質(zhì)，及時糾正。教師可以要求學(xué)生上交錄音作業(yè)，允許學(xué)生不斷更新錄制，以求最佳錄音效果。這種方法較費時費力，所以應(yīng)課內(nèi)與課外相結(jié)合。

5、近似發(fā)音對比練習(xí)法：發(fā)音對比練習(xí)有利于教師進(jìn)一步矯正學(xué)生的發(fā)音。例如：近似元音對比：bad和bed； feel和 fill； may和 key； coat和 group； 近似輔音對比：lead和 leader； soothe和smoothly ； father和 jazz；句子來區(qū)別：from morning till evening， Tom sings the same song again and again； I love every view of the Great Wall等。

6、語音聽音辨音法：學(xué)生在改善自己讀音時往往需要具有敏感的聽力與感知力，對不同聲音切分區(qū)形成正確判斷，并最終實現(xiàn)通過辨音達(dá)到糾音的目的。教師羅列學(xué)生平時易發(fā)錯的、辨識度弱的單詞。每兩個單詞為一組，例如：heat和hit； bet和bat； see和 say； both和 so； is和this； son和song。學(xué)生先聽，然后選出或?qū)懗鲎约核牭降膯卧~。此練習(xí)的優(yōu)勢是充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生從以往被動跟讀的機(jī)械操練轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的聽讀、糾辨，其主動性被充分調(diào)動起來，教學(xué)效果良好。

7、繞口令語音訓(xùn)練法： 繞口令常把容易混淆或念錯的音放在一起，朗讀時學(xué)生可以反復(fù)檢查對比自己的口型使口腔習(xí)慣于該音的準(zhǔn)確位置，提高發(fā)音器官的適應(yīng)性。

例如：⑴Ann sent Andy ten hens and Andy sent Ann ten pens.

⑵She sells seashells by the seashore.

⑶Nothing is worth thousands of deaths.

⑷If two witches would watch two watches， which witch would watch which watch？

⑸A loyal warrior will rarely worry why we rule.

⑹Very well， very well， very well ...

8、朗讀和背誦法：中職學(xué)生往往對朗讀不太重視。事實上朗讀背誦鍛煉英語的發(fā)音，語調(diào)與節(jié)奏；使口腔各發(fā)音部位靈活，增進(jìn)說英語時的流利程度；使耳朵增加聽英語的機(jī)會，從而提高英語聽力；充分應(yīng)用讀書四到：眼到，口到，耳到，心到，比默讀時更能記住所讀的教材。

英語語音是英語口語交際的基礎(chǔ)，正確的英語語音有助于與別人更好地交流與溝通，因此，英語語音的教學(xué)非常重要。清楚了學(xué)生在語音方面易出現(xiàn)的問題，并刻意加以糾正，學(xué)好英語語音并不難。只有學(xué)好語音，才可以學(xué)會正確、流利的發(fā)音，才可以聽懂別人的談話和通過說來表情達(dá)意，進(jìn)而促進(jìn)讀和寫能力的提高，從而全面提高英語表達(dá)能力和綜合素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

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2、李玉華“淺談英語語音教學(xué)中常出現(xiàn)的幾個問題及其處理方法” 聊城師范學(xué)院報1994年第3期

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中圖分類號：G4233文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-5349（2017）06-0019-02

近些年，生物信息學(xué)順應(yīng)時代變化而成為生命科學(xué)的新興領(lǐng)域。[1]生物信息學(xué)主要是對核酸和蛋白質(zhì)兩個大方向的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。[2]目前，生物信息學(xué)作為基礎(chǔ)課程在各高校生物科學(xué)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)開設(shè)。其教學(xué)質(zhì)量的高低對于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力具有重要的意義。[3]因此，各高校在教材選擇、課程安排、教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)等方面不斷進(jìn)行改進(jìn)。[4]優(yōu)秀的生物信息學(xué)教材是提高教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)。對不同的教材進(jìn)行對比分析，從中選取適合相關(guān)專業(yè)的教材，是教師的必要工作。本文對五種生物信息學(xué)教材進(jìn)行分析，為不同專業(yè)對于教材的選擇提供參考和建議。

一、研究方法及教材簡介

（一）文獻(xiàn)研究法

筆者主要從以下三個方面進(jìn)行文獻(xiàn)檢索。首先，搜索與生物信息學(xué)教材分析相關(guān)的著作。其次，利用中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等檢索與教材分析相關(guān)的期刊論文。最后，借鑒優(yōu)秀教師的教案，仔細(xì)閱讀并進(jìn)行分析。深入了解相關(guān)生物信息學(xué)教材分析的背景以便進(jìn)行整理分析。

（二）對比研究法

本文主要選取了五種生物信息學(xué)教材，根據(jù)教材的基本框架結(jié)構(gòu)及特點，對其進(jìn)行對比分析，分析總結(jié)不同教材之間異同。

二、生物信息學(xué)教材分析

隨著課程改革的不斷完善，針對不同地區(qū)、不同專業(yè)，教材的使用也趨向多元化。生物信息學(xué)教材是教師進(jìn)行教學(xué)活動的基礎(chǔ)。對不同的生物信息學(xué)教材進(jìn)行對比，以便教師作出最適合的選擇。如表1所示，對五種教材從宏觀角度進(jìn)行內(nèi)容上的分析。

如表1所示，從中可看出這五種教材從整體編寫方面，都涵蓋了核酸和蛋白質(zhì)兩個主要層面。主要內(nèi)容包括：生物信息學(xué)的概念及發(fā)展歷程、數(shù)據(jù)庫的介紹、生物信息學(xué)常用統(tǒng)計方法、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等幾大方面。并且，大多數(shù)教材都附有思考題，有利于學(xué)生課后對知識進(jìn)行運用及加深理解。只是隨著生物信息學(xué)的飛速發(fā)展，不同版本的教材增添了新的相關(guān)的知識。同時不同教材的側(cè)重點略有差異。

另一方面，從表1中可看出，五種教材所包含的章節(jié)為7到15章不等。這說明，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，更多的前沿知識不斷地填充到教材中。所以，隨著時間的變化，不同的教材，具有各自的特色。

首先，教材的側(cè)重點不同。隨著各物種的基因組計劃的不斷完成，生物信息學(xué)發(fā)展實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。并且融入到各個領(lǐng)域中。例如：由李霞、雷建波編寫的《生物信息學(xué)》，側(cè)重介紹了生物信息學(xué)與疾病的相關(guān)聯(lián)性。教材在內(nèi)容和形式上有所創(chuàng)新。突出實用性，以臨床實際問題作為編寫出發(fā)點；而劉娟編寫的《生物信息學(xué)》一書中，以豐富的實例，重點介紹了相關(guān)數(shù)據(jù)庫和軟件的功能、應(yīng)用策略和使用方法。在章節(jié)編排上涉及微陣列數(shù)據(jù)分析的內(nèi)容，突出了生物信息學(xué)與數(shù)學(xué)的融合。

其次，不同教材的難度存在差異性。陶士珩編寫的《生物信息學(xué)》較基礎(chǔ)，包含了生物信息學(xué)基本內(nèi)容，力求使學(xué)生全面了解和掌握生物信息學(xué)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)知識與基本操作技能。而陳銘編寫的《生物信息學(xué)》，根據(jù)生物信息學(xué)多學(xué)科融合的特點，增添編程與統(tǒng)計學(xué)知識，教材所涉及的知識范圍廣泛。使得無論是對教師還是學(xué)生來講，都要求具有深厚的學(xué)科背景。

最后，學(xué)科之間聯(lián)系程度差異。生物信息學(xué)作為一項生物科學(xué)的工具，不僅僅應(yīng)用于生物學(xué)，同時，在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)專業(yè)、計算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域。[10]但不同教材所體現(xiàn)生物信息學(xué)與其他學(xué)科的聯(lián)系程度不盡相同。例如：吳祖建編寫的《生物信息學(xué)分析實踐》一書，主要包含了數(shù)據(jù)庫檢索、引物設(shè)計、序列分析等諸多技術(shù)問題。書中以圖表形式為主，文字介紹為輔，以讓學(xué)生學(xué)會操作為主，將生物信息學(xué)與計算機(jī)科學(xué)緊密結(jié)合。

三、結(jié)語

生物信息學(xué)重要特點為學(xué)科交叉性，涉獵范圍廣。不同的生物信息學(xué)教材適用于不同專業(yè)。本文對五種教材進(jìn)行對比分析，根據(jù)教材不同特色并結(jié)合不同專業(yè)特點，為教師選擇適合的教材提出建議。陶士珩、劉娟編寫的兩版不同《生物信息學(xué)》，內(nèi)容基礎(chǔ)，適用農(nóng)業(yè)專業(yè)和師范專業(yè)作為教學(xué)用書；李霞、雷健波編寫的教材，主要突出了與醫(yī)學(xué)相關(guān)聯(lián)系，適用于醫(yī)學(xué)專業(yè)用書；陳銘、吳祖建所編寫教材，注重與計算機(jī)科學(xué)的關(guān)聯(lián)，實踐性強(qiáng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力，適用于計算機(jī)專業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

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[9]李霞，雷建波.生物信息學(xué)（第二版）[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2015.

篇5

2 結(jié)果與分析

2.1 棉鈴蟲類胰蛋白酶氨基酸序列理化性質(zhì)分析

運用ProtParam在線軟件分析棉鈴蟲7種類胰蛋白酶氨基酸序列理化性質(zhì)，結(jié)果見表1。由表1可知，棉鈴蟲7種類胰蛋白酶在理論等電點、脂溶指數(shù)以及氨基酸組成等方面均表現(xiàn)出相似性。其相對分子質(zhì)量約為70 000，等電點約為5.00，氨基酸數(shù)目為253～256，Ala、Cys、Gly和Thr殘基含量較高。7種類胰蛋白酶的不穩(wěn)定系數(shù)均較高，其中類胰蛋白酶Ⅲ的不穩(wěn)定指數(shù)最低，為52.08，表明類胰蛋白酶在棉鈴蟲細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)定性較差，推測類胰蛋白酶代謝較為活躍，代謝周轉(zhuǎn)的速度較快。棉鈴蟲7種類胰蛋白酶的脂溶指數(shù)均較低，屬于親水性蛋白質(zhì)。

2.2 棉鈴蟲類胰蛋白酶氨基酸序列磷酸化位點預(yù)測分析

使用NetPhosk 2.0 Server在線工具對棉鈴蟲7種類胰蛋白酶的氨基酸序列分別進(jìn)行預(yù)測Ser、Thr與Tyr位點處發(fā)生磷酸化的概率結(jié)果見表2。從表2可見，在氨基酸磷酸化位點中Ser的預(yù)測分值最高，表明Ser發(fā)生磷酸化的概率最高，并且發(fā)現(xiàn)類胰蛋白酶Ⅲ中不具有Thr磷酸化位點；只有類胰蛋白酶Ⅴ具有Tyr磷酸化位點。以類胰蛋白酶Ⅲ為例進(jìn)行說明：其氨基酸序列在第83位、243位、246位、247位這4個Ser位點處都有可能發(fā)生磷酸化，但第247位Ser發(fā)生磷酸化的概率最大，為M3=0.973。

2.3 棉鈴蟲類胰蛋白酶氨基酸序列分子進(jìn)化樹分析

使用MEGA 5.0中的Fhylogenetic Tree方法構(gòu)建分子系統(tǒng)發(fā)育樹結(jié)果見圖1。由圖1可知，7種類胰蛋白酶分為兩個分支，類胰蛋白酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅶ與Ⅴ處于一個分支，類胰蛋白酶Ⅳ、Ⅲ與Ⅵ處于另一個分支。其中，類胰蛋白酶Ⅰ和類胰蛋白酶Ⅱ進(jìn)化關(guān)系較近，類胰蛋白酶Ⅲ與類胰蛋白酶Ⅵ進(jìn)化關(guān)系較近。

2.4 棉鈴蟲類胰蛋白酶的氨基酸序列分析

1）使用TMHMM 2.0在線工具對7種類胰蛋白酶的氨基酸序列跨膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測分析，均不存在跨膜結(jié)構(gòu)域。

2）使用ProtScale工具對7種蛋白酶的親、疏水性進(jìn)行分析。7種類胰蛋白酶的總平均親水性為0.860～0.960，均表現(xiàn)為親水性。其中，多肽鏈靠近N末端區(qū)域親水性最強(qiáng)，最低分值為-0.500到-0.600，而C末端區(qū)域疏水性最強(qiáng)，最高分值為2.100到2.300。

3）用DNAMAN軟件比對分析7種類胰蛋白酶的氨基酸序列同源性（圖2）。在這7種蛋白酶氨基酸序列中，有較多保守的區(qū)域（如圖2中深顏色區(qū)域所示）。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，7種類胰蛋白酶氨基酸序列結(jié)構(gòu)相似，同源性最高為85.71%。7種類胰蛋白酶中均含有高度保守的必需氨基酸殘基，參與維持蛋白酶的空間結(jié)構(gòu)及行使催化功能。比如第10、54、70、179、196、207與231位的Cys殘基，它們之間能夠形成二硫鍵以穩(wěn)定蛋白酶的空間結(jié)構(gòu)。第205位的Asp殘基與228、238位的Gly殘基能夠與底物形成離子鍵、氫鍵，參與類胰蛋白酶對底物的識別與結(jié)合。第69位的His殘基、114位的Asp殘基與211位的Ser殘基組成了類胰蛋白酶的催化基團(tuán)，通過電子的傳遞，與底物分子中的Arg和（或）Lys殘基羧基端肽鍵發(fā)生親核反應(yīng)，實現(xiàn)催化功能（氨基酸殘基位置以類胰蛋白酶Ⅲ為準(zhǔn)）。

2.5 棉鈴蟲類胰蛋白酶的功能結(jié)構(gòu)域分析

使用NCBI數(shù)據(jù)庫中CDD在線工具對類胰蛋白酶Ⅲ進(jìn)行功能結(jié)構(gòu)域分析（圖3）。結(jié)果表明，類胰蛋白酶Ⅲ屬于胰蛋白酶超家族，具有該家族特有的功能區(qū)域。類胰蛋白酶Ⅲ的16位（Ala）與17位（Arg）氨基酸殘基之間含有一個自剪切位點（Cleavage site），該位點與酶翻譯后的活化及轉(zhuǎn)運有關(guān)；69（His）位、114（Asp）位、211（Ser）位氨基酸殘基構(gòu)成酶的催化位點（Active site）；205（Asp）位、228（Gly）位、238（Gly）位氨基酸殘基形成3個底物結(jié)合位點（Substrate binding sites），參與酶對底物的識別與結(jié)合，其他類胰蛋白酶的分析也得到相似的結(jié)果。

2.6 棉鈴蟲類胰蛋白酶的亞細(xì)胞定位分析

亞細(xì)胞定位預(yù)測結(jié)果見表3。由表3可以看出，類胰蛋白酶Ⅰ、Ⅱ主要位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，類胰蛋白酶Ⅲ主要位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡及細(xì)胞外基質(zhì)中，而類胰白酶Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ與Ⅶ主要位于細(xì)胞外基質(zhì)中。亞細(xì)胞定位的多樣性體現(xiàn)了類胰蛋白酶在棉鈴蟲生命活動過程中具有多樣性的生物學(xué)功能，其中類胰白酶Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ與Ⅶ主要發(fā)揮消化作用，因為棉鈴蟲對食物的消化場所主要位于中腸（細(xì)胞外）。而類胰蛋白酶Ⅰ、Ⅱ與Ⅲ可能主要行使免疫保護(hù)作用，參與棉鈴蟲對外界環(huán)境的免疫應(yīng)答。

2.7 棉鈴蟲類胰蛋白酶的二級結(jié)構(gòu)分析預(yù)測

利用NPSA在線工具預(yù)測類胰蛋白酶的二級結(jié)構(gòu)（表4）。由表4可知，無規(guī)卷曲是該類胰蛋白酶整體結(jié)構(gòu)中的主要組成結(jié)構(gòu)元件，β轉(zhuǎn)角出現(xiàn)概率相對較小。α螺旋主要分布于氨基酸序列兩側(cè)，而無規(guī)卷曲、延伸鏈則主要分布在多肽鏈中間區(qū)段。

3 小結(jié)與討論

本研究以棉鈴蟲腸道內(nèi)7種類胰蛋白酶為研究對象，運用在線工具對其進(jìn)行生物信息學(xué)分析。結(jié)果表明，7種類胰蛋白酶理化性質(zhì)較為相似，為親水性蛋白酶。Ser是類胰蛋白酶序列中磷酸化概率最大的氨基酸殘基。分子系統(tǒng)發(fā)育樹結(jié)果顯示類胰蛋白酶Ⅲ與類胰蛋白酶Ⅵ進(jìn)化關(guān)系較近，而類胰蛋白酶I和類胰蛋白酶Ⅱ在進(jìn)化關(guān)系上更為接近。類胰蛋白酶不存在跨膜結(jié)構(gòu)域，屬于基質(zhì)類蛋白，這與其親水性的特點吻合。功能結(jié)構(gòu)域分析發(fā)現(xiàn)類胰蛋白酶屬于胰蛋白酶超家族，其氨基酸序列中含有自切割位點、若干催化殘基與結(jié)合殘基。類胰蛋白酶的亞細(xì)胞定位具有多樣性，主要分布在細(xì)胞外與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，這體現(xiàn)了類胰蛋白酶在棉鈴蟲生命活動過程中具有多樣性的生物學(xué)功能。二級結(jié)構(gòu)分析預(yù)測表明無規(guī)卷曲在該類胰蛋白酶整體結(jié)構(gòu)中所占比例最大，是其主要的結(jié)構(gòu)元件。氨基酸序列同源性分析，7種類胰蛋白酶氨基酸序列的同源性較高，達(dá)到了85.71%，并且含有高度保守的必需殘基，參與維持蛋白酶的空間結(jié)構(gòu)及行使催化功能，包括維持高級結(jié)構(gòu)的Cys殘基，形成底物結(jié)合口袋的結(jié)合殘基及參與催化作用的催化殘基。依據(jù)此研究結(jié)果，能夠設(shè)計出與類胰蛋白酶活性中心特異性結(jié)合的抑制劑，抑制其活性，從而擾亂棉鈴蟲的正常消化，實現(xiàn)抗蟲目的。

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篇6

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）20-0214-02

生物信息學(xué)是一門由生命科學(xué)、數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)相互滲透形成的新型交叉學(xué)科，它利用各種計算機(jī)軟件、生物學(xué)工具及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對生命科學(xué)研究中產(chǎn)生的各種生物數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、加工及分析，從而達(dá)到理解數(shù)據(jù)中的生物學(xué)含義的目標(biāo)[1-3]。當(dāng)前，生物信息學(xué)已經(jīng)成為生物、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞學(xué)等生命領(lǐng)域各學(xué)科發(fā)展的強(qiáng)大推動力量，已成為生命科學(xué)研究者強(qiáng)有力的輔助工具。近年來，隨著分子生物學(xué)在動物植物育種、遺傳資源創(chuàng)新、品種改良、病蟲害防治等農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用，生物信息學(xué)作為一種實用、高效的手段被充分利用?！渡镄畔W(xué)》課程也相應(yīng)地被列入各農(nóng)業(yè)院校大學(xué)生教學(xué)計劃。新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)根據(jù)學(xué)校專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及學(xué)生培養(yǎng)需求于2010年將《生物信息學(xué)》課程作為生物技術(shù)專業(yè)的必修專業(yè)課，通過三年來的教學(xué)實踐，針對課程教學(xué)中存在的無合適教材、網(wǎng)絡(luò)資料繁雜、教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)手段單一、考核模式簡單等問題[4-5]，筆者在課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核辦法等方面進(jìn)行了初步探索，本文現(xiàn)就該課程教學(xué)模式作一論述。

一、教學(xué)目標(biāo)及內(nèi)容

由于生物信息學(xué)是一門新興學(xué)科，其理論及相關(guān)分析工具發(fā)展迅速、不斷更新，在課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容上也在不斷變化。我認(rèn)為對于當(dāng)前農(nóng)業(yè)院校生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和要求是讓學(xué)生理解掌握生物信息學(xué)相關(guān)的一些基本理論、實驗技術(shù)及實踐操作，以核酸序列及蛋白質(zhì)序列的實際分析為主要側(cè)重點，著重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，使他們能適應(yīng)今后工作學(xué)習(xí)的需要。據(jù)此，確定了以下的教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容共36學(xué)時，分為理論基礎(chǔ)和上機(jī)實踐兩部分，理論課中穿插實例示范，共24學(xué)時。理論教學(xué)內(nèi)容包括：生物信息學(xué)緒論、生物信息學(xué)的生物學(xué)基礎(chǔ)、生物信息數(shù)據(jù)庫及其檢索、序列的基本信息分析及比對、分子系統(tǒng)發(fā)育分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測及分析、組學(xué)技術(shù)及信息學(xué)分析；上機(jī)實踐共12學(xué)時，內(nèi)容包括：常用生物數(shù)據(jù)庫的查詢與搜索、核酸序列的分析方法實踐、多序列比對和系統(tǒng)發(fā)育分析、蛋白質(zhì)序列分析及空間結(jié)構(gòu)預(yù)測、DNA序列中基因結(jié)構(gòu)預(yù)測分析。在理論授課中介紹與農(nóng)業(yè)相關(guān)生物信息數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用，在實例分析中選用本校教師相關(guān)研究結(jié)果作為數(shù)據(jù)來源，拉近學(xué)生與知識點的距離，提高學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)本課程的意義，通過講練結(jié)合使學(xué)生掌握相關(guān)實踐分析能力。

二、教學(xué)材料

1.教材的選擇。生物信息學(xué)目前仍處速發(fā)展時期，尤其是隨著各種新技術(shù)、新理論及組學(xué)的發(fā)展，涉及到的學(xué)科越來越多。當(dāng)前生物信息學(xué)專著及教材層出不窮，但中文版書籍中影印國外原版教科書和翻譯書籍仍占很大比例，這類書籍中，專著專業(yè)性過強(qiáng)，而教材又多是針對生物信息學(xué)專業(yè)的學(xué)生或“一本”的學(xué)生編寫的，難度較大，并且各自側(cè)重點不同，并不適合作為一般的農(nóng)業(yè)院校的生物信息學(xué)教材。筆者在教學(xué)過程中先后使用了由鐘揚等編寫、高等教育出版社出版的《簡明生物信息學(xué)》及由肖浪濤主編、中國農(nóng)業(yè)出版社出版的全國高等農(nóng)林院?！笆晃濉币?guī)劃教材《生物信息學(xué)》作為主要的參考教材。但是，在教學(xué)實踐中筆者感到《簡明生物信息學(xué)》由于出版時間較早（2001年）已不能滿足實際教學(xué)工作的需要，書中的很多內(nèi)容都已更新，很多網(wǎng)站頁面也已重組或失效，而近年被廣泛使用的一些著名生物信息學(xué)軟件亦未涉及。而《生物信息學(xué)》一書偏重理論知識介紹，實例分析及操作應(yīng)用偏少。因此，筆者根據(jù)本校專業(yè)建設(shè)需要及學(xué)生水平編寫了適用于本校學(xué)生使用的簡明教材。教材中理論部分主要參考上述兩本教材，并進(jìn)行了簡化，降低難度，舍去算法、模型等專業(yè)性較強(qiáng)的章節(jié)；實踐部分參考薛慶中等主編、科學(xué)出版社出版的DNA和蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)分析工具（第2版，2010年）一書，并附具體實例，最終形成理論部分簡明易懂，實踐部分易學(xué)易用的實用型教材。

2.生物信息學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)庫及軟件的選擇。生物信息學(xué)發(fā)展迅速，相關(guān)生物信息數(shù)據(jù)庫及生物信息軟件數(shù)量不斷增加，版本不斷更新，這為生命科學(xué)相關(guān)研究提供了極大便利，但同時也為《生物信息學(xué)》課程實踐部分的教學(xué)帶來了挑戰(zhàn)與壓力。例如要分析一條蛋白質(zhì)序列的分子量、等電點、氨基酸組成等信息，我們可以使用DNAMAN、Bioedit、DNAStar、Vector NTI等本地軟件分析，也可以使用ProtParam、SAPS等網(wǎng)絡(luò)在線程序分析。在有限的教學(xué)時間內(nèi)，如何選擇數(shù)據(jù)庫及高效易用的生物信息學(xué)分析軟件也是教學(xué)中一個重要的問題。通過參考相關(guān)生物信息學(xué)分析的書籍及近年文獻(xiàn)，綜合考慮數(shù)據(jù)庫及軟件的通用型、易用性及本校學(xué)生的英語水平、計算機(jī)操作水平，結(jié)合教學(xué)目標(biāo)及內(nèi)容，我們選擇常用的核酸序列數(shù)據(jù)庫GenBank、蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫PDB等，軟件方面選擇DNAMAN、Bioedit、Clustal W、MEGA、Primer Premier、RasMol等常見的生物信息學(xué)離線分析軟件及整合于NCBI、EXPASY、PDB等網(wǎng)站上的在線分析軟件開展實踐教學(xué)，而其他軟件在課堂上只做簡單介紹，具體操作方法作為輔助資料供學(xué)生自學(xué)。這樣學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)可掌握更多的分析內(nèi)容，達(dá)到“高效”的教學(xué)目的。

三、教學(xué)方法

1.及時更新完善多媒體教學(xué)資料。生物信息學(xué)課程理論知識較抽象，實踐操作多，與計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系緊密，內(nèi)容更新快，當(dāng)代大學(xué)生已習(xí)慣并樂于使用各種多媒體途徑獲取信息，這些特點決定了其非常適于進(jìn)行多媒體教學(xué)。為此，我們根據(jù)教學(xué)內(nèi)容開發(fā)制作了一套多媒體教學(xué)資料并及時更新完善。教學(xué)多媒體資料包括Power Point課件和Flas，課件注重知識的層次性、聯(lián)系性，將理論基礎(chǔ)、實驗技術(shù)操作流程等較抽象的生物信息學(xué)知識通過大量圖片形象地展示給學(xué)生，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并加快學(xué)生對抽象知識的理解；動畫的內(nèi)容是利用屏幕錄像軟件將實例分析過程錄像并配音，最后轉(zhuǎn)為Flash格式，穿插在理論教學(xué)及實踐教學(xué)過程中使用，從而使學(xué)生在自己實踐操作前先有一個形象的認(rèn)識，將理論知識與實踐操作有機(jī)聯(lián)系在一起。

2.充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺輔助教學(xué)。生物信息學(xué)是一門以互聯(lián)網(wǎng)為媒介、計算機(jī)為工具的學(xué)科。在教學(xué)中，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的使用在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)師生互動、強(qiáng)化教學(xué)效果等方面起到了很好的輔助作用。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，教師可將課程課件、動畫、分析工具、實踐教學(xué)內(nèi)容等共享給學(xué)生并及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)，學(xué)生可將實驗報告、作業(yè)、學(xué)習(xí)問題及意見反饋給教師，師生可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的論壇版塊在課余就學(xué)習(xí)或?qū)嵺`中的問題進(jìn)行討論，達(dá)到“教學(xué)相長”的教學(xué)目的。此外，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺還可將課堂中未詳細(xì)講述的大量數(shù)據(jù)庫、軟件的使用過程及相關(guān)電子參考書、文獻(xiàn)共享給學(xué)生，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性并拓寬課程外延。

3.邊講邊練，理論知識密切聯(lián)系實踐操作。德國心理學(xué)家艾賓浩斯研究發(fā)現(xiàn)，在學(xué)習(xí)和記憶過程中，最初階段遺忘速度最快，隨著時間推延，遺忘越來越慢。因此，為了讓學(xué)生能牢固掌握所學(xué)知識及實踐技能，我們在教學(xué)中采取邊講邊練的形式。對于理論知識，我們采取課前提問、課中提問、小測驗及實踐操作過程中知識點重現(xiàn)等方式，使重要理論知識在整個教學(xué)過程中多次出現(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生對課程知識體系的系統(tǒng)認(rèn)知并強(qiáng)化其對理論知識的記憶。對于實踐操作，我們采取案例式教學(xué)，直接將實例分析穿插在理論授課過程中，并在理論課后及時安排學(xué)生在計算機(jī)房上機(jī)聯(lián)網(wǎng)操作，如在講授序列比對理論課時，實例演示使用DNAMAN、Blast等軟件進(jìn)行序列比對的過程，并在理論課后緊跟DNAMAN軟件使用、數(shù)據(jù)庫搜索的實踐操作，這樣既加深學(xué)生對理論知識的理解，還有利于學(xué)生掌握實踐操作能力。

4.布置實踐任務(wù)，加強(qiáng)綜合能力培養(yǎng)。生物信息學(xué)教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實踐能力培養(yǎng)。因此，在教學(xué)設(shè)計上，我們將學(xué)生按4～5人分成小組，通過學(xué)生自選或制定的方式布置特定實踐任務(wù)，要求學(xué)生以小組為單位，利用本課程所學(xué)知識及技能完成任務(wù)并提交任務(wù)報告。例如，在課程一開始講授數(shù)據(jù)庫時，要求學(xué)生通過查文獻(xiàn)、了解本校相關(guān)分子生物學(xué)研究內(nèi)容并結(jié)合自己的興趣選擇特定基因，圍繞該基因，在后續(xù)整個課程的學(xué)習(xí)過程中利用掌握的各種生物信息學(xué)分析方法對其進(jìn)行序列查詢、引物設(shè)計、序列比對、編碼區(qū)分析、蛋白理化性質(zhì)預(yù)測、保守結(jié)構(gòu)域預(yù)測、結(jié)構(gòu)預(yù)測、分子系統(tǒng)發(fā)育分析等操作，過程中學(xué)生互相討論、取長補短，最終協(xié)作完成實踐任務(wù)。這樣既使學(xué)生較全面地掌握了課程內(nèi)容，同時又加強(qiáng)了學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力。

四、考核辦法

在課程考核方面，本著生物信息學(xué)課程培養(yǎng)實踐應(yīng)用能力的教學(xué)原則，為使學(xué)生真正掌握生物信息學(xué)的基本理論及實踐操作，我們改變了過去閉卷考試占主體或?qū)懻n程論文的簡單考核方式，采取了過程考核、實踐考核并結(jié)合考試考核的方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行綜合評價。考勤及口頭提問占考核成績的10%，4次隨堂測驗占考核成績的20%，上機(jī)操作占考核成績的20%，實踐任務(wù)作業(yè)占考核成績的20%，期末閉卷考試占考核成績的30%。這樣考核雖然過程復(fù)雜，對學(xué)生及教師都帶來更大壓力，但杜絕了學(xué)生平時不學(xué)，期末突擊，忽視實踐的現(xiàn)象，學(xué)生必須注重平時的學(xué)習(xí)及實踐操作才能順利通過課程考核。這樣的考核辦法能夠更客觀準(zhǔn)確地評價一個學(xué)生對課程的實際掌握情況。

隨著生物信息學(xué)在農(nóng)業(yè)各研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，掌握生物信息學(xué)知識及分析能力已成為農(nóng)業(yè)院校相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生的必備要求，生物信息學(xué)課程也必將在農(nóng)業(yè)院校各相關(guān)專業(yè)建設(shè)中占據(jù)越來越重要的地位。通過本課程的教學(xué)實踐探索，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、實踐操作能力、最終學(xué)習(xí)效果均得到提高，筆者也積累了一定經(jīng)驗，取得了一定的教學(xué)成效，找到了一些適合農(nóng)業(yè)院校的切入點，但是課程教學(xué)中還有很多需要進(jìn)一步完善改進(jìn)的地方。生物信息學(xué)學(xué)科的快速發(fā)展，也決定了本課程的教學(xué)模式必將是一個動態(tài)發(fā)展的過程，相信隨著對生物信息學(xué)學(xué)科的深入認(rèn)識，生物信息學(xué)課程教學(xué)模式也將不斷完善，形成自己的獨特體系。

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篇7

2在口腔腫瘤研究中的應(yīng)用

目前的研究多利用生物信息學(xué)方法比較基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)，能夠高效率、高通量地篩選口腔腫瘤的相關(guān)基因和蛋白，尋找腫瘤的診斷標(biāo)記和治療靶點。

2.1口腔鱗狀細(xì)胞癌（oralsquamouscellcarcino-ma，OSCC）

OSCC是口腔常見的惡性腫瘤之一。美國國立癌癥研究所用抗體芯片的高通量蛋白組分析方法推測認(rèn)為，上皮和間充質(zhì)間涉及的多重細(xì)胞信號的分子信息在口腔癌的發(fā)生中起了關(guān)鍵作用。2004年，香港大學(xué)利用蛋白質(zhì)組分析方法檢測了OSCC細(xì)胞，獲得了豐富的蛋白質(zhì)信息，鑒定了與腫瘤相關(guān)的生物標(biāo)記物或分子靶點。2005年日本千葉大學(xué)通過使用生物信息學(xué)的方法，鑒定了OSCC與正常組織中22種蛋白的表達(dá)存在差異。Wang等研究表明，活化激酶C受體1蛋白在OSCC中存在差異性表達(dá)，可作為OSCC的臨床診斷分子標(biāo)記物、臨床預(yù)后指標(biāo)及候選藥物靶標(biāo)等。張永強(qiáng)等使用生物信息學(xué)技術(shù)構(gòu)建人舌鱗癌細(xì)胞cDNA庫，并預(yù)測了Doc-1基因編碼的P12蛋白的某些結(jié)構(gòu)和功能基序。另有研究采用甲基化DNA免疫沉淀結(jié)合芯片技術(shù)分析研究了口腔疣狀癌中基因組DNA甲基化的情況，為進(jìn)一步探討口腔疣狀癌的發(fā)生分子機(jī)制和治療靶基因奠定了基礎(chǔ)。

2.2涎腺腺樣囊性癌（salivaryadenoidcysticcar-cinoma，SACC）

SACC是涎腺常見的上皮源性惡性腫瘤之一。盧友光等采用第二代差異顯示技術(shù)構(gòu)建了SACC高低轉(zhuǎn)移細(xì)胞株的基因表達(dá)譜，通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，Notch基因家族中的4個成員在ACC-2、ACC-M這2個細(xì)胞株中存在表達(dá)差異。另一研究運用生物信息學(xué)初步篩選出Notch信號通路在SACC中所涉及的基因，并采用實時熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和免疫組學(xué)方法進(jìn)行了驗證，結(jié)果顯示：Notch信號通路中有46個基因與SACC相關(guān)，并檢測出其中的8個基因在SACC高低轉(zhuǎn)移細(xì)胞株中存在表達(dá)差異。

3在口腔黏膜疾病研究中的應(yīng)用

3.1口腔扁平苔癬（orallichenplanus，OLP）

OLP是一種口腔黏膜癌前狀態(tài)，其病因不明。王文梅等建立了OLP與口腔正常黏膜蛋白表達(dá)譜，對OLP在雙向電泳圖譜中高表達(dá)差異的10個蛋白質(zhì)進(jìn)行質(zhì)譜和生物信息學(xué)分析，鑒定發(fā)現(xiàn)了差異表達(dá)的蛋白。Tao等利用DNA芯片的特點篩選并建立了OLP的病變基因表達(dá)譜，研究共發(fā)現(xiàn)了985個差異表達(dá)基因，其中629個上調(diào)，356個下調(diào)，這為研究OLP的發(fā)病機(jī)制打下了基礎(chǔ)。

3.2口腔白斑（oralleukoplakia，OLK）

OLK指僅僅發(fā)生在口腔黏膜上的白色或灰白色角化性病變的斑塊狀損害。王文梅等通過蛋白質(zhì)差異組學(xué)研究和生物信息學(xué)分析，鑒定出膜聯(lián)蛋白A2、角蛋白8以及角蛋白Ⅰ和Ⅱ型角蛋白亞基、免疫球蛋白J型輕鏈的C區(qū)片段等在OLK的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)生了改變。Odani等采用寡核苷酸芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)：兜甲蛋白和角蛋白在OLK的發(fā)生發(fā)展過程中的表達(dá)差異較大，且多個基因在癌變過程中顯著下調(diào)。周晌輝等利用cDNA芯片成功檢測出OLK和OSCC組織中30個基因的表達(dá)差異，其中17個為已知功能基因，這些功能基團(tuán)與細(xì)胞分裂、信號傳導(dǎo)、免疫防御、細(xì)胞代謝及細(xì)胞成分等密切相關(guān)。

4在牙周疾病研究中的應(yīng)用

牙周炎是導(dǎo)致成年人牙齒喪失的主要原因，嚴(yán)重影響了人類的身體健康。Steinberg等使用具有上皮細(xì)胞特異性的DNA芯片研究了白細(xì)胞介素對口腔角質(zhì)形成細(xì)胞1β的作用，確定了與牙周炎相關(guān)的幾個基因。Vardar-Sengul等通過DNA芯片在1次實驗中同時分析出了超過40000個基因，得到了類似的結(jié)果。Beikler等構(gòu)建了重度慢性牙周炎患者的牙周組織中的一些免疫和炎癥基因的表達(dá)譜。Covani等利用生物學(xué)實驗及生物信息學(xué)算法，鑒定出參與或可能參與牙周炎的61個基因，其中5個是主導(dǎo)基因，并完全建立起2個主導(dǎo)基因的牙周炎模型。

5在其他口腔研究中的應(yīng)用

5.1口腔微生物

口腔微生物在維持口腔正常生理體系和誘導(dǎo)口腔疾病發(fā)生中具有重要作用。Chen等構(gòu)建了口腔病原體的生物信息學(xué)資源。2008年，人體口腔微生物組數(shù)據(jù)庫啟動，方便了研究者查看和檢索口腔微生物信息。在對口腔致病菌的研究中，郭麗宏等利用生物信息學(xué)相關(guān)軟件及數(shù)據(jù)庫進(jìn)行C血清型變異鏈球菌高毒力株特異DN段的基因分析、識別和功能預(yù)測，發(fā)現(xiàn)了5個新的基因片段以及高毒力株特異的DN段的主要功能。劉筱娣等采用生物信息學(xué)結(jié)合Southern印跡雜交法，構(gòu)建了變異鏈球菌的蘇氨酰-tRNA合成酶基因敲除的重組質(zhì)粒。另有研究者應(yīng)用鳥槍法、蛋白質(zhì)組學(xué)分析、美國國家生物技術(shù)信息中心檢索等，建立了變異鏈球菌耐氟菌株和親代菌株的蛋白質(zhì)組表達(dá)譜。

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[中圖分類號]G642[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1673-7210（2020）09（a）-0069-04

傳統(tǒng)的婦科腫瘤學(xué)研究生教育重視的是單一學(xué)科的知識傳授，忽略了學(xué)科之間的交叉影響，教育理念陳舊，教學(xué)內(nèi)容繁雜，傳授方法老套，學(xué)生們在接收和學(xué)習(xí)知識的過程中往往處于被動的位置，難以突破傳統(tǒng)思維的桎梏，這點顯然不符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)復(fù)合型人才的教育要求。婦科腫瘤學(xué)是大數(shù)據(jù)背景下知識更新迅速的學(xué)科之一，迫切需要全新的研究生教育理念進(jìn)行知識的傳授。生物信息學(xué)理念剛好為這一過程搭建橋梁。

生物信息學(xué)是20世紀(jì)90年代逐漸興起的一門交叉學(xué)科，它以生物作為主要研究對象，借助計算機(jī)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)和應(yīng)用數(shù)學(xué)等手段，對大量復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲、分析和闡述，旨在深入挖掘和揭示潛在的生物學(xué)意義。隨著精準(zhǔn)醫(yī)療時代的到來，生物信息學(xué)的作用日益凸顯，它已經(jīng)滲透到生命科學(xué)研究領(lǐng)域的各個方面，并成為了最有活力的前沿領(lǐng)域之一[1]。當(dāng)前，國內(nèi)不少高等醫(yī)學(xué)院校陸續(xù)開設(shè)生物信息學(xué)這門課程。對于醫(yī)學(xué)研究生而言，生物信息學(xué)不僅僅是一門課程，它還教會了學(xué)生從海量生物數(shù)據(jù)中挖掘有意義的生物信息，因此，從某種意義而言，它更是一種思維方式的體現(xiàn)。廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院（以下簡稱“我院”）婦科從1985年開始招收研究生，在學(xué)校開設(shè)生物信息學(xué)課程之初，即重視研究生生物信息學(xué)思維的培養(yǎng)，并且使他們學(xué)會將這種思維方式更好地應(yīng)用于婦科腫瘤學(xué)研究領(lǐng)域，為社會輸送一批又一批具有生物信息學(xué)理念的現(xiàn)代醫(yī)師。

1將生物信息學(xué)核心理念應(yīng)用于婦科腫瘤學(xué)研究生的教學(xué)實踐

生物信息學(xué)的核心理念是海量數(shù)據(jù)的管理和挖掘，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，而自主學(xué)習(xí)是一種新型教學(xué)理念，同時也是高等院校教學(xué)改革的主要方向之一[2]。生物信息學(xué)除了能教會學(xué)生使用大量的相關(guān)數(shù)據(jù)庫和在線分析工具進(jìn)行科學(xué)研究以外，還能教會他們掌握主動學(xué)習(xí)的方法和途徑，學(xué)會利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫和在線分析工具進(jìn)行深度挖掘，旨在幫助他們解決臨床實踐過程針對疑難病癥的診療問題，最終服務(wù)患者[3]。在婦科腫瘤學(xué)研究生教學(xué)實踐中引入生物信息學(xué)理念有如下幾個方面的具體表現(xiàn)：

1.1建立生物信息學(xué)的概念和意識

在婦科腫瘤學(xué)領(lǐng)域培養(yǎng)出具有生物信息學(xué)知識背景的研究生，這種跨學(xué)科創(chuàng)新型研究生培養(yǎng)模式，突破了傳統(tǒng)的單一學(xué)科研究生培養(yǎng)模式的桎梏，順應(yīng)了新時代研究生教育的發(fā)展潮流。在日常研究生培養(yǎng)中，我院著重幫助學(xué)生建立起生物信息學(xué)的意識和思維方式。首先，在課程設(shè)置方面，我院動員婦科腫瘤學(xué)研究生自覺將生物信息學(xué)這門課程列為其研究生生涯的必修課程。通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將意識到，生物信息學(xué)是一門由生命科學(xué)和計算機(jī)科學(xué)交叉形成的新興學(xué)科，先后經(jīng)歷了前基因組時代、基因組時代和后基因組時代三個階段，涵蓋了生物信息的獲取、處理、存儲、傳播、分析和闡述等方面[4]。其次，我院定期組織學(xué)生進(jìn)行小組學(xué)習(xí)，通過線上線下混合式教學(xué)手段引導(dǎo)學(xué)生對生物信息學(xué)的深度學(xué)習(xí)。同時，我院也重視婦科腫瘤學(xué)教師自身的生物信息學(xué)通識教育，不定期邀請生物信息學(xué)教研室教師答疑解惑。最后，我院引導(dǎo)學(xué)生將生物信息學(xué)知識應(yīng)用到研究生課題研究中，進(jìn)一步加深學(xué)生對生物信息學(xué)和婦科腫瘤學(xué)知識的理解。

1.2學(xué)會使用生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫和在線分析工具

生物信息學(xué)發(fā)展至今，產(chǎn)生許多生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫和在線分析工具，如基因表達(dá)（geneexpressionomnibus，GEO）數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)庫、微小RNA（microRNAs，miRNA）靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫、癌癥基因組圖譜（thecancergenomeatlas，TCGA）數(shù)據(jù)庫和用于注釋、可視化和集成發(fā)現(xiàn)（thedatabaseforannotation，visualizationandintegrateddiscovery，DAVID）的數(shù)據(jù)庫等常用數(shù)據(jù)庫和GEO2R在線工具、GeneMANIA在線工具和醫(yī)學(xué)本體信息檢索（CoremineMedical）平臺等常用在線分析平臺[5]。對于婦科腫瘤學(xué)研究生而言，無論是專業(yè)型研究生還是學(xué)術(shù)型研究生，掌握生物信息學(xué)知識并不在于如何進(jìn)行復(fù)雜算法的開發(fā)、原始數(shù)據(jù)的處理或數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，而是如何使用這些數(shù)據(jù)庫和在線工具進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析，并用于指導(dǎo)科學(xué)研究和臨床實踐。在婦科腫瘤學(xué)研究生教學(xué)實踐中，我院著重強(qiáng)調(diào)“以實踐為中心”。比如，Wei等[6]在其研究生課題中巧妙應(yīng)用了GEO數(shù)據(jù)庫中的3個獨立基因芯片數(shù)據(jù)（GSE25191、GSE28799和GSE33874），進(jìn)行基因差異表達(dá)分析和基因通路富集分析，并通過實時定量聚合酶鏈反應(yīng)和TCGA數(shù)據(jù)庫驗證，發(fā)現(xiàn)整合素α6亞單位（integrinα6subunit，ITGA6）是卵巢癌腫瘤干細(xì)胞核心基因，該基因的高表達(dá)與卵巢癌化療的耐藥和預(yù)后差密切相關(guān)。研究生唯有親身實踐，將理論知識融入實踐中，才有可能熟練掌握這些生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫和在線分析軟件的使用方法和數(shù)理基礎(chǔ)。

1.3將數(shù)據(jù)挖掘理念融入科學(xué)研究和臨床實踐中

在生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)時代背景下，生物醫(yī)學(xué)研究正發(fā)生著重大變革，從基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和表觀遺傳學(xué)等多學(xué)科研究到基于海量臨床信息數(shù)據(jù)的真實世界研究，它們所產(chǎn)生的大量高維復(fù)雜的研究數(shù)據(jù)互相交匯，共同構(gòu)成生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)[7]。對研究生而言，如何將多層次臨床和研究數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和有機(jī)整合，從而轉(zhuǎn)化為新知識，既是機(jī)遇，又是挑戰(zhàn)。在婦科腫瘤學(xué)研究生教育中，我院將數(shù)據(jù)挖掘理念滲透到各個教學(xué)環(huán)節(jié)中，旨在讓研究生掌握主動學(xué)習(xí)的方法和途徑，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維，為今后的科學(xué)研究和臨床實踐打下扎實的基礎(chǔ)。在科學(xué)研究方面，尤其是在課題選題和設(shè)計階段，組織學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)查找學(xué)科領(lǐng)域的前沿問題或熱點問題，對自己感興趣的方向各自提出一個具體的科學(xué)假設(shè)。然后通過查找文獻(xiàn)和充分利用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行深入的數(shù)據(jù)挖掘，構(gòu)建生物信息學(xué)分析網(wǎng)絡(luò)來回答具體科學(xué)問題。最后，組織學(xué)生進(jìn)行分子實驗或利用臨床資料來驗證科學(xué)假設(shè)。在臨床實踐方面，引導(dǎo)學(xué)生將臨床上遇到的問題轉(zhuǎn)化成具體的科學(xué)問題，然后應(yīng)用簡單的臨床生物信息學(xué)方法對具體的科學(xué)問題進(jìn)行淺層次的數(shù)據(jù)挖掘，從而充分地為后續(xù)臨床研究做好準(zhǔn)備。這種將數(shù)據(jù)挖掘理念融入科學(xué)研究和臨床實踐的教學(xué)方法，充分鍛煉了研究生的科研和臨床思維。比如，吳文娟等[8]進(jìn)行卵巢上皮性癌鉑類耐藥相關(guān)差異表達(dá)蛋白質(zhì)篩選時，結(jié)合了生物信息學(xué)方法分析，篩選出62個鉑類耐藥相關(guān)的差異表達(dá)蛋白質(zhì)，然后通過正選擇分析時發(fā)現(xiàn)，蛋白C6、CNTN1在亞洲人群中均存在正選擇作用（P<0.05），而蛋白BCHE在歐洲人群中存在正選擇作用（P<0.05），基于CoremineMedical平臺的文獻(xiàn)挖掘及TCGA數(shù)據(jù)庫中的芯片數(shù)據(jù)交集分析進(jìn)一步印證，12個差異蛋白（CRP、FN1、S100A9、TF、ALB、VWF、APOC2、APOE、CD44、F2、GPX3和ACTB）與卵巢癌鉑類耐藥相關(guān)。Wei等[9]在探討卵巢癌多藥耐藥的分子研究中，充分利用CoremineMedical平臺進(jìn)行文獻(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘，并結(jié)合分子生物學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)，ITGA6可能在卵巢癌細(xì)胞中起到調(diào)節(jié)基因的作用，參與卵巢癌的多藥耐藥過程。蔣燕明等[10]在回答與宮頸上皮內(nèi)瘤變進(jìn)展相關(guān)的差異基因和信號通路這一問題上，通過對GEO數(shù)據(jù)庫中獲得的2套芯片數(shù)據(jù)（GSE63514和GSE51993）進(jìn)行深入挖掘和綜合的生物信息學(xué)分析，篩選出與宮頸上皮內(nèi)瘤變進(jìn)展相關(guān)的14個差異表達(dá)基因和3條信號通路。

2生物信息學(xué)理念對婦科腫瘤學(xué)研究生教育的影響

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的深度融合催生了新醫(yī)科這一全新的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)形態(tài)[11]，它借助了計算機(jī)科學(xué)和人工智能的爆發(fā)式發(fā)展，實質(zhì)上也是多學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物。這種順應(yīng)時展的產(chǎn)物，顛覆了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)模式，深深地影響了醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域。在新醫(yī)科背景下，高等醫(yī)學(xué)教育更應(yīng)該注重教育理念和培養(yǎng)模式的改革，滿足“健康中國”的戰(zhàn)略需求，培養(yǎng)出能夠運用學(xué)科交叉知識來解決醫(yī)學(xué)領(lǐng)域前沿問題并引領(lǐng)未來醫(yī)學(xué)發(fā)展的高層次醫(yī)學(xué)領(lǐng)軍人才[11]。研究生教育是我國教育體系中最高層次的教育，以培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才作為主要任務(wù)和核心內(nèi)容，建立以教學(xué)為基礎(chǔ)、以科研為主導(dǎo)、臨床和科研相結(jié)合的研究生培養(yǎng)模式，這是培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的根本方法[12]。在婦科腫瘤學(xué)研究生教育中引入生物信息學(xué)理念，恰好符合了新醫(yī)科背景下研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，將對婦科腫瘤學(xué)研究生教育改革產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

2.1對傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育模式的沖擊

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育模式重視學(xué)科教育的系統(tǒng)性，強(qiáng)調(diào)以學(xué)科為中心，忽視了學(xué)科間知識的滲透和交流，顯然不符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育的宗旨[13]。在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育模式下，學(xué)科的課程體系教學(xué)依舊采用灌輸理念，這種填鴨式的知識傳授過程容易磨滅學(xué)生主動探索知識的求知欲。在大數(shù)據(jù)時代，高等教育改革重點圍繞學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)展開，并積極引入現(xiàn)代化教育理念，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心、以實踐為主進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的更新[14-15]。最近十年，在《教育信息化“十三五”規(guī)劃》和《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》等文件的引領(lǐng)下，國內(nèi)教育信息化得到了迅猛的發(fā)展，包括大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等現(xiàn)代化信息技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代教育系統(tǒng)，在這一歷史背景下，國家相繼出臺《中國教育現(xiàn)代化2035》和《教育信息化2.0行動計劃》等政策文件，為我國教育信息化建設(shè)道路指明了方向[16]。

作為一門交叉學(xué)科，生物信息學(xué)知識和理念早已滲透到各個醫(yī)學(xué)學(xué)科領(lǐng)域，并衍生出多個分支學(xué)科。臨床生物信息學(xué)是其中一個分支學(xué)科，也是一座搭建在基礎(chǔ)研究和臨床診療之間的橋梁，更是解決臨床腫瘤相關(guān)診治因素的新手段。因此，在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時代，很有必要引入腫瘤生物信息學(xué)特異性研究方法或全新高級的研究工具，來回答與腫瘤相關(guān)的關(guān)鍵問題[17]，對于腫瘤學(xué)的研究生教育亦是如此。婦科腫瘤學(xué)研究生教育不應(yīng)該局限于講授單一學(xué)科的知識、基礎(chǔ)研究和臨床實踐，引入生物信息學(xué)理念，不僅對傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育模式產(chǎn)生沖擊，還能培養(yǎng)研究生從多角度思考問題的能力，從而產(chǎn)生獨特的研究方法和形成創(chuàng)新性思維，更能培養(yǎng)研究生從不同的專業(yè)角度發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力[18]。

2.2提高教師教學(xué)理論素養(yǎng)和教學(xué)反思自覺性

在教學(xué)醫(yī)院，臨床醫(yī)師不但要從事臨床診療工作，還要承擔(dān)科研工作和教學(xué)任務(wù)。他們的日常臨床工作繁重枯燥，科研方法往往單調(diào)乏味，教學(xué)理念陳舊乏新。醫(yī)學(xué)教師作為醫(yī)學(xué)教育的實踐者，只有在先進(jìn)教育理念的引領(lǐng)下，才有可能真正做到以學(xué)生為中心，使學(xué)生受益，從而提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量[19]。因此，醫(yī)學(xué)教師應(yīng)該以更加開闊的視野主動投入到各類前沿的教學(xué)改革與研究中，重視有助于醫(yī)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)手段開發(fā)和應(yīng)用。臨床醫(yī)師學(xué)習(xí)先進(jìn)的生物信息學(xué)知識和理念，并將之應(yīng)用于臨床和教學(xué)實踐中，有助于他們對實踐中出現(xiàn)的難以解決的醫(yī)學(xué)問題進(jìn)行合理解釋，同時滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究和教育的發(fā)展需求，為提高自身教學(xué)理論素養(yǎng)和教學(xué)反思的自覺性提供了新途徑。

2.3拓寬研究生知識的深度和廣度

篇9

關(guān)鍵詞：師范教育改革；生物學(xué)信息學(xué)；課程建設(shè)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）21-0102-02

隨著教育的發(fā)展，教師體制也不斷發(fā)生改變，順應(yīng)發(fā)展的趨勢，教師資格證的改革開始不斷推進(jìn)與完善。2012年《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》精神和教育部部署啟動全國中小學(xué)和幼兒園教師資格證改革試點工作，2013年《中小學(xué)教師資格考試暫行辦法》出臺并規(guī)定：試點啟動后入學(xué)的師范專業(yè)學(xué)生申請中小學(xué)教師資格應(yīng)參加教師資格考試。2015年我國正式實施教師資格證國考制度，并實行五年一個周期的注冊制度。教師資格證制度的變革是對高師院校實施教學(xué)改革的促進(jìn)同時也是對師范生的挑戰(zhàn)。改革制度下更要求提高教師的綜合素質(zhì)和學(xué)生能力的培養(yǎng)，而《生物信息學(xué)》所具備的專業(yè)性與前沿性正是師范教育對學(xué)生著重培養(yǎng)的方向與目標(biāo)。

《生物信息學(xué)》是一門交叉學(xué)科，包含了對生物信息的獲取、加工、存儲、分配、分析、解釋等在內(nèi)的所有方面，運用數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)的各種工具闡明和理解大量數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。隨著大規(guī)模的基因組測序工作的開展，生物學(xué)數(shù)據(jù)獲得了大量的積累，生物信息學(xué)悄然興起并得以蓬勃發(fā)展。生物信息學(xué)使學(xué)生了解學(xué)科前沿和新技術(shù)進(jìn)展，同時培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力。但目前多數(shù)院校只將其設(shè)為選修課程，重視程度很低，而且在教學(xué)內(nèi)容、方法等方面存在一些問題。由于師范教育改革對師范生要求不斷提高，課程的學(xué)法和內(nèi)容也要與時俱進(jìn)，怎樣建構(gòu)新的課程體系是高師院校需要解決的問題。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.師資力量薄弱。生物信息學(xué)不僅對教師專業(yè)知識要求高，同時也需要有計算機(jī)理論基礎(chǔ)的教師來授課。但目前教授生物信息學(xué)課程的教師大多都為其他生物學(xué)課程的教師，這些教師往往缺乏專業(yè)的生物信息學(xué)分析軟件操作訓(xùn)練和計算機(jī)基礎(chǔ)，不能將各學(xué)科更好融合。

2.教學(xué)方法滯后。生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，但教師在教學(xué)過程依舊采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，計算機(jī)輔助教學(xué)不常見，這種授課方式不僅效果欠佳也沒有發(fā)揮此學(xué)科的優(yōu)勢。而且在教學(xué)過程中不注重培養(yǎng)學(xué)生對生物信息學(xué)的重要性的認(rèn)識，所以學(xué)生認(rèn)為該課程只是理論學(xué)科，認(rèn)識不到其對實踐操作能力的重要和生物數(shù)據(jù)分析的意義。

3.實踐教學(xué)不足。受傳統(tǒng)的教學(xué)觀念影響，教師在教學(xué)過程中只注重理論教學(xué)忽視實踐教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)的理論知識與實踐脫節(jié)。因為生物信息學(xué)對于網(wǎng)絡(luò)高度依賴，但由于受學(xué)時限制，課堂教學(xué)的內(nèi)容有限，實踐教學(xué)課時數(shù)較少，內(nèi)容也比較簡單，缺乏完善的實踐教學(xué)過程，學(xué)生也缺乏實際動手操作的能力。

4.考評方案簡單。生物信息學(xué)的考核重點是學(xué)生對生物信息基本概念的理解，軟件操作的掌握程度及生物數(shù)據(jù)分析解釋的能力。但一些學(xué)校的考試形式還全部是理論知識，缺少實際操作能力的檢驗，這種考評辦法的評價效能差，而且不能體現(xiàn)學(xué)科的特點。

二、課程體系建設(shè)優(yōu)化

1.提高教師素質(zhì)。教師是教學(xué)的核心資源，其知識水平和操作技能都會影響教學(xué)的效果。提高教師素質(zhì)首先要對任課教師開展《生物信息學(xué)課程教學(xué)改革和實踐》專題講座，其次鼓勵教師通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解課程的特點及發(fā)展，組織大家進(jìn)行討論，再次，也要積極組織教師參加科研活動，提高科研新能力，在科研過程中進(jìn)一步了解本學(xué)科的前沿內(nèi)容。

2.編寫教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。如今的教師專業(yè)化不只是強(qiáng)調(diào)教師要有扎實的理論知識，更要有實踐能力。所以生物信息學(xué)的課程建設(shè)改革要組織新的教學(xué)內(nèi)容，合理安排理論學(xué)時特別是實驗學(xué)時。課程標(biāo)準(zhǔn)對生物信息學(xué)的研究內(nèi)容、現(xiàn)狀和發(fā)展前景做具體的介紹，主要對生物信息學(xué)的基本概念和基本方法進(jìn)行講解，重點是分析軟件的操作方法和生物學(xué)數(shù)據(jù)庫的使用方法的講解。

3.改進(jìn)教學(xué)方法。師范教育改革意味著對師范生各方面要求的逐漸提高，學(xué)生不能只被動接受知識，所以教師在教學(xué)中要利用多媒體輔助進(jìn)行直觀教學(xué)，演示生物學(xué)數(shù)據(jù)庫的瀏覽與檢索，軟件的使用，基因序列的檢索、基因閱讀框架的找尋、序列比對、進(jìn)化樹的構(gòu)建等操作。教師也可以提供課件和DNASTAR、DNAMAN、MEGA、BIOEDIT等軟件安裝程序及使用手冊等擴(kuò)大學(xué)生的自學(xué)空間，使學(xué)生的被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，也符合師范教育對學(xué)生創(chuàng)造能力、應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

4.教學(xué)科研結(jié)合。生物信息學(xué)教學(xué)強(qiáng)調(diào)能力的培養(yǎng)，且學(xué)科的交叉性也能使學(xué)生將所學(xué)知識與之結(jié)合。教師可以鼓勵學(xué)生參與相關(guān)課題研究，學(xué)校也可以提供機(jī)會讓學(xué)生參與到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)性研究的科研項目中，這樣的學(xué)習(xí)方式可以激發(fā)學(xué)生對科研的興趣，鞏固課程中所學(xué)到的知識，使學(xué)生掌握生物信息學(xué)課程的實踐技能，也更好的體現(xiàn)對師范生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

5.優(yōu)化理論課結(jié)構(gòu)。師范教育提倡以學(xué)生為主體的授課方式，所以課堂可以采取不同的學(xué)習(xí)方式如小組合作或?qū)W生講述等以此豐富理論課的教學(xué)模式。教師可以提出問題由小組成員討論研究學(xué)習(xí)，課堂也可以以自講的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生通過查閱資料了解學(xué)科在臨床醫(yī)學(xué)、藥物產(chǎn)業(yè)等方面的應(yīng)用以及在后基因組時代的主要研究內(nèi)容等，不僅掌握了前沿知識同時也鍛煉教師技能，對于師范教育培養(yǎng)有很好的促進(jìn)作用。

6.加強(qiáng)實驗課建設(shè)。師范教育在強(qiáng)調(diào)師范生理論知識的同時更注重實際的操作能力，所以實驗教學(xué)起著越來越重要的作用，在學(xué)習(xí)中通過生物數(shù)據(jù)庫的使用，可以提高學(xué)生處理生物信息的能力。生物學(xué)數(shù)據(jù)庫均可以通過網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，學(xué)生可以根據(jù)理論知識進(jìn)行相應(yīng)的實際操作。學(xué)院可以進(jìn)一步開放實驗室，為學(xué)生創(chuàng)造動手操作的自學(xué)實驗環(huán)境。

7.改革考核方法?？荚囀菣z測教學(xué)效果的方法，也是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的有力手段。如何考核需要制定詳細(xì)的評價指標(biāo)體系。生物信息學(xué)的考核改革是在基礎(chǔ)考核之上增加了小組答辯和論文成績。小組答辯以生物信息學(xué)在疾病研究中的應(yīng)用為擬設(shè)計命題，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作收集整理相關(guān)文獻(xiàn)并展示其整合分析結(jié)果的能力。論文以蛋白質(zhì)生物信息學(xué)分析在藥物靶點挖掘和藥物設(shè)計中的應(yīng)用為題。最后根據(jù)論文結(jié)構(gòu)完整性和內(nèi)容獨創(chuàng)性、條理邏輯性和學(xué)術(shù)水平進(jìn)行評分。

三、課程體系構(gòu)建的進(jìn)一步設(shè)想

進(jìn)一步利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺慕課擴(kuò)展生物信息學(xué)的理論深度與新技術(shù)發(fā)展，學(xué)生可以進(jìn)一步接觸并利用云計算等技術(shù)對大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，或基于手機(jī)客戶端讓學(xué)生隨時可以查詢及學(xué)習(xí)，這樣的構(gòu)建既是生物信息學(xué)課程建設(shè)的發(fā)展，也是培養(yǎng)學(xué)生能力的體現(xiàn)。生物信息學(xué)課程建設(shè)改革對學(xué)生綜合運用知識的能力起到了促進(jìn)作用，也加強(qiáng)了理論聯(lián)系實踐的操作能力。生物信息學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生全面掌握生物學(xué)知識，對今后選擇生物學(xué)科領(lǐng)域的工作有推動作用，也是師范生成為合格人民教師的理論基礎(chǔ)。

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篇10

中圖分類號：Q811.4文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2013）04-0008-04

基于生物學(xué)試驗數(shù)據(jù)，由分子生物學(xué)和信息科學(xué)技術(shù)相結(jié)合的生物信息學(xué)已成為后基因組時代用于揭示和探索生命奧秘的重要方法[8，9]。本研究采用生物信息學(xué)的方法，以石榴為重點，對紅花石榴、粉花石榴、姜荷花、芍藥、水母雪蓮、大麗花、瓜葉菊和蘭花等植物DFR核苷酸及相應(yīng)氨基酸序列的外顯子、理化特性、親水性/疏水性和跨膜結(jié)構(gòu)等進(jìn)行預(yù)測和推斷，以期為深入開展二氫黃酮醇4-還原酶的酶學(xué)特性、花色素苷生物合成的分子機(jī)制等提供理論依據(jù)。

1材料與方法

11數(shù)據(jù)

12方法

DFR基因核苷酸序列分析采用在線軟件 GENE SCAN 進(jìn)行；DFR基因編碼蛋白的理化性質(zhì)采用Protparam 預(yù)測；疏水性/親水性采用ProtScale進(jìn)行預(yù)測；跨膜結(jié)構(gòu)域采用 TMPred 預(yù)測。各分析軟件的網(wǎng)站見表 1。

2結(jié)果與分析

21核苷酸序列的外顯子分析

一般認(rèn)為，P 值表示分析結(jié)果為外顯子的可能性，當(dāng) P>099 時為外顯子可能性極高；050

22氨基酸序列的理化性質(zhì)分析

利用在線分析軟件Protparam分別對石榴、姜荷花、芍藥、水母雪蓮、大麗花、瓜葉菊和蘭花等植物DFR氨基酸序列的理化性質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果（表3）表明，這幾種植物DFR氨基酸殘基數(shù)差異較大，分別編碼280～1 345個氨基酸殘基不等。幾種植物的分子量大小差異也較大，粉花石榴DFR分子量最小為36 2487 D，姜荷花DFR分子量最大為108 3167 D。等電點PI差異較小，均在5左右。幾種植物中，含量最豐富的氨基酸是Ala、Gly、Cys和Thr，帶正電荷和負(fù)電荷氨基酸數(shù)均為0。通常不穩(wěn)定系數(shù)小于 40 時，預(yù)測對應(yīng)蛋白質(zhì)在試驗中比較穩(wěn)定，反之則不穩(wěn)定。因此，除粉花石榴和紅花石榴中DFR屬于不穩(wěn)定蛋白質(zhì)外，其余均屬于穩(wěn)定蛋白。

23疏水性/親水性的預(yù)測與分析

利用在線分析軟件ProtScale的Kyte and Doolittle算法對二氫黃酮醇還原酶進(jìn)行疏水/親水性分析（正值表示疏水性，負(fù)值表示親水性，介于+05～-05 之間主要為兩性氨基酸）。結(jié)果（表4）表明，紅花石榴（圖1，其它幾種植物的圖片分析結(jié)果未列出）和粉花石榴的DFR蛋白存在明顯的疏水區(qū)和親水區(qū)，其中第141位最低，為-0222，第216位最高，值為2022，為親水性蛋白。

3討論與結(jié)論

通過在線分析工具和生物軟件對紅花石榴、粉花石榴、姜荷花、芍藥、水母雪蓮、大麗花、瓜葉菊和蘭花等植物進(jìn)行分析，結(jié)果表明這幾種植物的DFR基因都存在1個外顯子。氨基酸序列的理化性質(zhì)分析表明，粉花石榴和紅花石榴的二氫黃酮醇還原酶蛋白屬于不穩(wěn)定蛋白，其余幾種植物屬于穩(wěn)定性蛋白。幾種觀賞植物DFR基因中，含量最豐富的氨基酸是Ala、Gly、Cys和Thr，這與陳大志等[8]在擬南芥等植物上得到的含量最豐富的氨基酸基本均為Ala、Glu、Leu、Lys和Val不一致，可能與物種自身的特性有關(guān)。除紅花石榴和粉花石榴外，其它植物的蛋白質(zhì)均為穩(wěn)定蛋白質(zhì)。

疏水性是20種氨基酸都固有的特性，即氨基酸遠(yuǎn)離周圍水分子，將自己包埋進(jìn)蛋白質(zhì)核心的相對趨勢，通過了解肽鏈中不同肽段的疏水性，可以對跨膜蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域進(jìn)行預(yù)測[11]。因此，疏水性/親水性的預(yù)測和分析，對蛋白二級結(jié)構(gòu)的預(yù)測及功能結(jié)構(gòu)域的分選提供了重要的參考依據(jù)。本試驗結(jié)果表明，幾種植物DFR蛋白中親水性氨基酸和疏水性氨基酸均勻分布在整條肽鏈中，親水性氨基酸多于疏水性氨基酸，均為親水性蛋白，存在疏水區(qū)和親水區(qū)，疏水位點和親水位點個數(shù)不同，這與肖繼坪等[12]在馬鈴薯上的研究結(jié)果一致。

跨膜結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)通過與膜內(nèi)在蛋白的靜電相互作用和氫鍵鍵合作用與膜結(jié)合的一段氨基酸片段，一般由 20 個左右的疏水性氨基酸殘基組成，主要形成α- 螺旋[13～14]。本試驗結(jié)果表明，幾種植物DFR蛋白存在強(qiáng)烈推薦和可選擇2種跨膜模型，存在不同數(shù)量的跨膜螺旋，這為正確認(rèn)識和理解蛋白質(zhì)的功能、結(jié)構(gòu)、分類、方位及細(xì)胞中的作用部位等均有重要的意義。

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