生物信息學(xué)的作用精選(九篇)

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第1篇：生物信息學(xué)的作用范文

1．注意觀察生活，搜集物理教學(xué)相關(guān)的信息

教師平時(shí)應(yīng)緊密聯(lián)系學(xué)生的周圍環(huán)境和生活信息，樹立善于觀察，善于發(fā)現(xiàn)生活觀念，積極引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)生活，把學(xué)生在生活中常見的場(chǎng)景和問(wèn)題精心設(shè)計(jì)在教學(xué)過(guò)程中，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，因?yàn)閱?wèn)題是科學(xué)探究的基礎(chǔ)，問(wèn)題能引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的求知欲，使他們對(duì)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生濃厚興趣．例如在物理教學(xué)對(duì)浮力的概念一章的教學(xué)中，學(xué)生能夠在生活中感受對(duì)浮力的初步認(rèn)識(shí)，但對(duì)浮力的方向和任何物體浸入液體中受浮力的理論知識(shí)認(rèn)識(shí)不深刻不全面．教師在教學(xué)中可以提出以下教學(xué)設(shè)想：1．人在水中游泳時(shí)受不受浮力？人在水中有什么感覺？引導(dǎo)學(xué)生討論，教師在討論中總結(jié)出浮力的方向是向上的．2．接下來(lái)教師用神秘的表情提出問(wèn)題：剛才所舉的例子是人浮在水面上，那么如果將石塊沉入水中，沉入水中的石塊受不受浮力？這樣的提問(wèn)，學(xué)生會(huì)提出不同的設(shè)想，教師就可以把實(shí)驗(yàn)的任務(wù)布置下去，讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)來(lái)證明自己的設(shè)想，證明石塊也受到浮力．隨后，教師和學(xué)生共同概括出浮力的概念．在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生們受到生活常識(shí)的信息刺激，引發(fā)思維興奮點(diǎn)，思維活躍，思路開闊，每個(gè)同學(xué)都爭(zhēng)著說(shuō)出對(duì)問(wèn)題的看法，教學(xué)活動(dòng)就在學(xué)生熱烈的討論、探討中進(jìn)行．采用這種教學(xué)方式能使學(xué)生興趣盎然，切實(shí)感受到學(xué)習(xí)的個(gè)人意義和價(jià)值，并從教學(xué)過(guò)程中體驗(yàn)到科學(xué)探究的無(wú)窮樂趣，提高自己學(xué)習(xí)的積極性．

2．利用最新的科技信息，引導(dǎo)學(xué)生的探究活動(dòng)

沒有疑問(wèn)就沒有思考，沒有思維，就沒有解決問(wèn)題的推動(dòng)力．積極的思維往往是由有問(wèn)題開始的，教師要循循善誘，教導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，學(xué)生的問(wèn)題教師可根據(jù)教材的內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生心理規(guī)律，在教學(xué)活動(dòng)的關(guān)鍵處設(shè)置疑問(wèn)情境．教師在教學(xué)中的情境設(shè)計(jì)十分重要．教師創(chuàng)設(shè)新穎，刺激性越強(qiáng)情境，就越能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、引起學(xué)生認(rèn)知的沖突和探究的欲望．這些情境的設(shè)計(jì)，需要利用最新的科技信息，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科技信息的探求．目前，我國(guó)的科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度都很快，引領(lǐng)世界的高新技術(shù)如航天技術(shù)、通信技術(shù)、高鐵等現(xiàn)代交通技術(shù)的發(fā)展都與物理學(xué)密切相關(guān)，隨著信息量的日益增多，教師要教學(xué)生知道這些現(xiàn)代的新科技知識(shí)．因此教師在平時(shí)除了全身心備課、認(rèn)真研習(xí)教材外，必須時(shí)時(shí)把握物理科學(xué)的新動(dòng)向，經(jīng)常給學(xué)生介紹最新的科學(xué)理論信息和事實(shí)材料．并利用一切手段，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遠(yuǎn)程教育技術(shù)等，讓學(xué)生及時(shí)了解國(guó)內(nèi)及國(guó)際上的最新科技信息動(dòng)態(tài)，從而來(lái)引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲．

3.結(jié)語(yǔ)

第2篇：生物信息學(xué)的作用范文

1 課本知識(shí)演示，拉近生物知識(shí)距離

高中生物知識(shí)具有一定的難度，是對(duì)生命體內(nèi)部構(gòu)造以及化學(xué)作用等知識(shí)的介紹。高中生物教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想觀，增加學(xué)生對(duì)生命的尊重。但是由于其本身具有的枯燥性以及需要學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)繁多，加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生在生物學(xué)科的學(xué)習(xí)中產(chǎn)生了一定的阻礙。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力為基礎(chǔ)，通過(guò)信息技術(shù)教學(xué)法，使學(xué)生通過(guò)全新的教學(xué)方式來(lái)提升自己對(duì)生物知識(shí)的興趣，可有效地拉近了學(xué)生與課本知識(shí)的距離，消除了學(xué)生的排斥感。

例如，人教版高中生物必修1教科書第四章的“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健币还?jié)的知識(shí)是建立在前兩節(jié)的內(nèi)容基礎(chǔ)之上，學(xué)生對(duì)細(xì)胞膜的特性具有了一定的了解。本節(jié)課的主要重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握雙層膜的物質(zhì)流動(dòng)特點(diǎn)。由于此類知識(shí)抽象性較強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)這部分知識(shí)的理解容易產(chǎn)生因惑。教師在生物課堂上融入信息技術(shù)教學(xué)法，將生物膜的流動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)畫播放，在內(nèi)容的選擇上要多面性，不只要進(jìn)行被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)难菔?，還要進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊饬x等內(nèi)容的創(chuàng)設(shè)。一方面通過(guò)直觀地展現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度來(lái)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性；另一方面可以使學(xué)生通過(guò)播放內(nèi)容的觀看，了解到細(xì)胞膜此特性的實(shí)際意義，拉近了學(xué)生與知識(shí)的距離，使學(xué)生真切了解到生命的神奇。信息技術(shù)搬到課堂上是新課改精神實(shí)施的直接體現(xiàn)，也是有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法，教師在內(nèi)容上要進(jìn)行甄選，以利于其達(dá)到最大的效果。

2 生活情境導(dǎo)入，扭轉(zhuǎn)生物學(xué)習(xí)意義

高中生物課程的開設(shè)培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維，但是由于知識(shí)的枯燥性，增加了教師課堂講解的難度，也降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。目前高中生物課堂上，普遍存在著學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)低、學(xué)生盲目背誦知識(shí)點(diǎn)，缺乏對(duì)知識(shí)的理解等現(xiàn)象。究其原因，與學(xué)生的學(xué)習(xí)目的不正確具有一定的關(guān)系。學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)大多數(shù)只是為了應(yīng)付高考成績(jī)，對(duì)于生物教育的真正含義缺乏有效的認(rèn)識(shí)。根據(jù)此現(xiàn)象，在課堂上導(dǎo)入信息技術(shù)教學(xué)法，聯(lián)系學(xué)生熟悉的生活情景進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)設(shè)，可以有效扭轉(zhuǎn)學(xué)生的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

例如，人教版高中生物必修1教科書“細(xì)胞的生命歷程”一章的知識(shí)環(huán)環(huán)相扣，主要介紹了細(xì)胞的整個(gè)生命過(guò)程。教師在講解此章內(nèi)容時(shí)，面對(duì)的問(wèn)題主要為：知識(shí)點(diǎn)較多，學(xué)生大多采取死記硬背方式來(lái)記憶；知識(shí)抽象性強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)困難；學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，缺乏理解等。要從根本上糾正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，需要教師給予一定的引導(dǎo)。如可以導(dǎo)入細(xì)胞整體演變的視頻，然后再利用相片的PS技術(shù)，將班級(jí)里幾個(gè)學(xué)生的相片從青少年制作成老年的模樣，新奇有趣的情境可以吸引學(xué)生的目光。教師還要使用有效的引導(dǎo)語(yǔ)言：“同學(xué)們，我們的生命很短暫，學(xué)習(xí)生物知識(shí)并不是讓我們?nèi)ヌ岣叱煽?jī)，它的真正意義是讓我們了解生命的本質(zhì)，用我們的思想和能力將來(lái)創(chuàng)造出更多有利于生活和健康的事情。”有效的引導(dǎo)語(yǔ)言和直觀的情境導(dǎo)入，是提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)生物意義的有效方式。

3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程演示，提高生物實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

高中生物和其他學(xué)科一樣，需要學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作來(lái)加深對(duì)生物知識(shí)的理解，并且同時(shí)提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。由于一些因素的限制，導(dǎo)致很多生物實(shí)驗(yàn)在操作中，學(xué)生不能真正地去完成，或者失敗率較高。這與學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的要領(lǐng)掌握程度不夠牢固具有一定的關(guān)系。信息技術(shù)教學(xué)法的導(dǎo)入有效彌補(bǔ)了這個(gè)缺憾，使學(xué)生通過(guò)視頻的觀看，詳細(xì)地掌握了生物實(shí)驗(yàn)的每一步操作方法及實(shí)驗(yàn)背后的生物學(xué)原理，提高了生物實(shí)驗(yàn)操作的成功率，加強(qiáng)了生物知識(shí)的學(xué)習(xí)。

例如，人教版高中生物中“DNA的粗體取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)主要目的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)DNA的認(rèn)識(shí)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。由于本實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程繁瑣，要求較高，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)失敗率較高。因此，使用信息技術(shù)教學(xué)法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中詳細(xì)步驟的學(xué)習(xí)，來(lái)減少學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不必要的錯(cuò)誤操作。教師要在視頻中的每一步操作結(jié)束后暫停播放，指出其中需要注意的事項(xiàng)，并且在關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)上提出相應(yīng)的問(wèn)題，讓學(xué)生進(jìn)行思考。學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行觀看，可以增強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理學(xué)習(xí)的效果。如“同學(xué)們，試驗(yàn)中為什么會(huì)兩次加入了蒸餾水呢？原理是什么？”“為什么要用兩支不同的試管去鑒定DNA呢？大家通過(guò)其產(chǎn)生的現(xiàn)象明白了什么道理？”有效的引導(dǎo)可以使學(xué)生在分析的同時(shí)，更加仔細(xì)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在真正的操作中，會(huì)產(chǎn)生不可替代的促進(jìn)作用，使學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)更有價(jià)值。

4 輔助課后復(fù)習(xí)，強(qiáng)化生物知識(shí)掌握

高中學(xué)生在生物知識(shí)的學(xué)習(xí)中，需要有課后復(fù)習(xí)的輔助才能熟練掌握每節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)。目前高中學(xué)生生物知識(shí)的課后復(fù)習(xí)普遍表現(xiàn)為效果差、知識(shí)理解程度低、學(xué)生對(duì)于課本上的知識(shí)點(diǎn)容易遺忘等。究其原因，這與學(xué)生的課后復(fù)習(xí)中缺乏及時(shí)地指導(dǎo)具有一定的關(guān)系。而信息技術(shù)教學(xué)法的應(yīng)用便有效地解決了這一難題，通過(guò)信息技術(shù)的處理將課本中的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行類似于微課形式的總結(jié)，讓學(xué)生在課后復(fù)習(xí)產(chǎn)生疑問(wèn)時(shí)能夠得到及時(shí)有效的解惑，提升課后復(fù)習(xí)效果。

例如，人教版高中生物必修2教科書“基因是有遺傳效應(yīng)的DN段”一節(jié)，要求學(xué)生理解透徹關(guān)于染色體、DNA以及基因的關(guān)系，對(duì)于基因的本質(zhì)問(wèn)題也是本課中的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)。本課知識(shí)具有一定的抽象性和邏輯性，使一部分學(xué)生需要在課后的復(fù)習(xí)中來(lái)加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解以及記憶。教師可以通過(guò)信息技術(shù)的輔助，將基因的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行視頻的創(chuàng)設(shè)，教學(xué)的時(shí)間大約設(shè)定為5～8 min即可，將本課中的難點(diǎn)和重點(diǎn)重新進(jìn)行講解，或者在教學(xué)的視頻中提出一些引導(dǎo)的問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行課堂所學(xué)的復(fù)習(xí)，并以E-mail的形式發(fā)到學(xué)生郵箱中。這樣可以使每個(gè)學(xué)生在復(fù)習(xí)中產(chǎn)生疑惑時(shí)能夠得到及時(shí)有效地幫助，解決了學(xué)生的課后復(fù)習(xí)的困頓現(xiàn)象，同時(shí)強(qiáng)化了知識(shí)的記憶程度。

高中學(xué)生的生物課程學(xué)習(xí)不同于初中的生物學(xué)習(xí)，其要求學(xué)生真正地掌握相關(guān)知識(shí)，并熟練地應(yīng)用于生活中對(duì)一些現(xiàn)象問(wèn)題的解決，主要傾向于學(xué)生能力的培養(yǎng)。因此，這就要求高中生物教師要具有一定的教學(xué)素養(yǎng)，在教學(xué)上遵循新課改的精神指導(dǎo)，積極學(xué)習(xí)全新的教學(xué)方式方法，讓自己的思想緊跟時(shí)代的發(fā)展，為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和教學(xué)指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

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第3篇：生物信息學(xué)的作用范文

2l世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，人類及模式生物基因組計(jì)劃的全面實(shí)施，使分子 生物 學(xué)數(shù)據(jù) 以爆炸性速度增長(zhǎng)。面對(duì)基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、基因芯片、分子進(jìn)化等大量的生物信息，在計(jì)算機(jī)科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及生物分析技術(shù)的相互作用和滲透下，誕生了一門嶄新的學(xué)科――生物信息學(xué) （Bioinforma-tics）。當(dāng)前，生物信息學(xué)教學(xué)還處于起步階段，對(duì)于生物信息學(xué)實(shí)踐課還沒有完善的教學(xué)模式和有效的教學(xué)方法，如何在醫(yī)學(xué)院校進(jìn)行生物信息學(xué)實(shí)踐課教學(xué)還有待進(jìn)一步探索。

1醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容

1.1 疾病基因的發(fā)現(xiàn)與鑒定

據(jù)相關(guān)研究表明，約有6000種以上的人類疾患與特異基因的改變有關(guān)，這些關(guān)鍵性基因或其產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)功能異常，可以直接或間接地導(dǎo)致疾病的發(fā)生。目前，使用基因組信息學(xué)的方法通過(guò)超大規(guī)模計(jì)算是發(fā)現(xiàn)新基因的重要手段。例如：通過(guò)構(gòu)建腫瘤 cDNA文庫(kù)，我們可以揭示腫瘤發(fā)生的分子水平變化，尋找靶基因。

1.2藥物設(shè)計(jì)與新藥研發(fā)

生物信息技術(shù)為藥物研究、設(shè)計(jì)提供了嶄新的研究思路和手段。生物信息藥物設(shè)計(jì)常用的方法有：（1）三維結(jié)構(gòu)搜尋，尋找符合特定性質(zhì)和三維結(jié)構(gòu)的分子，從而發(fā)現(xiàn)合適的藥物分子。（2）分子對(duì)接，建立大量化合物的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，依次搜索小分子配體使其與受體 的活性位點(diǎn)結(jié)合，通過(guò)優(yōu)化使得配體與受體的形狀和相互作用最佳匹配。（3）全新藥物設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)計(jì)出與受體活性部位的幾何形狀和化學(xué)性質(zhì)相匹配的結(jié)構(gòu)新穎的藥物分子。

生物信息學(xué)方法為藥物研制提供了更多的、潛在的靶標(biāo)，大大減少藥物研發(fā)的成本，提高研發(fā)的質(zhì)量和效率。

1.3流行病學(xué)研究中的應(yīng)用

將流行病學(xué)的遺傳和非遺傳性的研究與生物信息學(xué)結(jié)合起來(lái)，會(huì)對(duì)疾病的機(jī)理、個(gè)體對(duì)某種疾病的易感性和疾病在群體中的分布有更明確的認(rèn)識(shí)，對(duì)疾病的預(yù)防和治療有極大的指導(dǎo)意義。

2 醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)教學(xué)存在的問(wèn)題

2.1缺乏實(shí)踐課教材

目前，?沒有專門針對(duì)醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的生物信息學(xué)實(shí)踐課教材。而國(guó)內(nèi)各大高校使用的生物信息學(xué)教材多為國(guó)外教材的影印版或者中文翻譯版本，這些教材一般內(nèi)容寬泛，需要學(xué)生具有較高的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，并且偏重介紹生物信息學(xué)的理論和方法，對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的指導(dǎo)較少。

2.2缺乏有效的教學(xué)方法。

很多院校開設(shè)生物信息學(xué)實(shí)踐課僅是以驗(yàn)證理論課所講授的內(nèi)容為目的，缺乏針對(duì)學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)，講授內(nèi)容單調(diào)，忽視了對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

2.3學(xué)生實(shí)踐課學(xué)習(xí)基礎(chǔ)存在差異

生物信息學(xué)實(shí)踐課的授課內(nèi)容需要學(xué)生使用計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下完成，這需要學(xué)生具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)操作技能和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用能力。不同學(xué)生在計(jì)算機(jī)的操作技 能和網(wǎng)絡(luò)使用能力上存在較大的差異。另外，常用的數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件基本上都是英文版本，這需要學(xué)生具有一定的英文素養(yǎng)，學(xué)生英文水平的差異也會(huì)影響他們對(duì)實(shí)踐課學(xué)習(xí)的效果。

3 醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)實(shí)施方法和對(duì)策

3.1建立具有模塊化的教學(xué)大綱

根據(jù)醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)課程的特點(diǎn)，對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，建立模塊化的教學(xué)大綱，例如：導(dǎo)論模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)及使用模塊、基因組信息學(xué)及其分析方法模塊、蛋白質(zhì)組生物信息學(xué)模塊、代謝和藥物生物信息學(xué)及系統(tǒng)生物學(xué)模塊等，使學(xué)生清楚每個(gè)模塊的特點(diǎn)和作用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

3.2強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)是運(yùn)用生物、醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等諸多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行分析、判斷推理、綜合的實(shí)踐過(guò)程，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要。

3.3結(jié)合多媒體技術(shù)與雙語(yǔ)教學(xué)

教學(xué)過(guò)程中可以打開相關(guān)軟件和網(wǎng)站進(jìn)行演示，使抽象的生物信息學(xué)知識(shí)以具體的、動(dòng)態(tài)的形式展現(xiàn)出來(lái)， 從而加深學(xué)生對(duì)課程的掌握程度。此外，生物信息學(xué)涉及到的數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)站、應(yīng)用軟件多為英文界面，所以雙語(yǔ)授課顯得尤為重要，教師可借助多媒體，對(duì)課程進(jìn)行中英整合講解。

3.4結(jié)合科研實(shí)例進(jìn)行教學(xué)

教師可以結(jié)合現(xiàn)階段的科研背景和具體的研究方向，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行教學(xué)，可以讓學(xué)生真正掌握利用生物信息學(xué)方法解決生物學(xué)問(wèn)題的思路，并培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。

第4篇：生物信息學(xué)的作用范文

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) 交叉學(xué)科 學(xué)生培養(yǎng)

一、生物信息學(xué)的產(chǎn)生

生物學(xué)是一門古老的學(xué)科，在人類歷史發(fā)展的長(zhǎng)河中，人類從未停止過(guò)對(duì)生命奧秘的探索。人們逐漸認(rèn)識(shí)到，雖然生物種類多種多樣，但是它們的最基本分子卻是相同的。DNA、RNA和蛋白質(zhì)等分子構(gòu)成了生命的基本單位，再由細(xì)胞到組織、器官，最后器官系統(tǒng)組成完整的生物體。

傳統(tǒng)的生物學(xué)研究中，由于受到技術(shù)水平的限制，生物學(xué)家多采用低通量的生物實(shí)驗(yàn)方法，其研究對(duì)象通常是一個(gè)基因或者幾個(gè)基因組成的通路。在這種情況下，實(shí)驗(yàn)后的簡(jiǎn)單觀察就可以滿足研究需要。隨著生物研究的不斷深入，積累了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，人們不禁想到，如何把不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果整合起來(lái)？另一方面，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，大量新興技術(shù)出現(xiàn)，產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)。例如90年代興起的基因芯片技術(shù)，單張芯片就可以測(cè)定成千上萬(wàn)個(gè)基因在某一狀態(tài)下的表達(dá)情況。1990年啟動(dòng)的人類基因組計(jì)劃更為生命科學(xué)的研究提供了海量的序列數(shù)據(jù)。面對(duì)如此多的數(shù)據(jù)，以前依靠生物實(shí)驗(yàn)研究單個(gè)或幾個(gè)基因的方法很難再適用，生命科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)等若干學(xué)科的交叉學(xué)科――生物信息學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。生物信息學(xué)以計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)、模式識(shí)別等方法為手段，以生物數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)大量生物數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、處理和分析，提取其中有意義的生物知識(shí)[1]，從而最終揭示蘊(yùn)藏在核酸序列和蛋白質(zhì)序列中的信息，對(duì)了解生命活動(dòng)的基本規(guī)律出貢獻(xiàn)。

二、生物信息學(xué)在生命科學(xué)研究中的作用

作為一門新興的學(xué)科，大家對(duì)生物信息的作用并不十分明確。很多人認(rèn)為生物信息學(xué)只是為實(shí)驗(yàn)科學(xué)服務(wù)。從廣義上講，這種說(shuō)法也不無(wú)道理，但是生物信息學(xué)并不是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的附屬品，與生物實(shí)驗(yàn)一樣，它也是解決生物問(wèn)題的一種手段。為了解決生物問(wèn)題，生物學(xué)家依靠的是實(shí)驗(yàn)臺(tái)，生物信息學(xué)家依靠的是計(jì)算機(jī)。

在生命科學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，以分子生物學(xué)的產(chǎn)生為界，可以分為傳統(tǒng)生物學(xué)和現(xiàn)代生物學(xué)。傳統(tǒng)生物學(xué)和現(xiàn)代生物學(xué)取得的成就為生命科學(xué)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)以來(lái)，人們一度認(rèn)為只要把各種生物基因組的全部堿基排列順序測(cè)定清楚，生命的遺傳奧秘就會(huì)顯露無(wú)余，但是真實(shí)的情況遠(yuǎn)不像想象的那樣簡(jiǎn)單。人類的個(gè)體發(fā)育開始于一個(gè)單細(xì)胞受精卵，受精卵經(jīng)過(guò)一系列的細(xì)胞分裂和分化，產(chǎn)生具有不同形態(tài)和功能的細(xì)胞，不同細(xì)胞之間相互作用構(gòu)成各種組織和器官。雖然人類基因組中有兩萬(wàn)多個(gè)基因，但是在單個(gè)細(xì)胞當(dāng)中，同時(shí)起作用的基因往往是很少的。有些基因只在特定階段起作用，有些基因只在特定組織起作用。只關(guān)心某個(gè)基因或蛋白的功能是不夠的，因?yàn)樵诓煌瑫r(shí)空條件下，同一個(gè)基因或蛋白的功能可能不同。生物是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其表型和功能不僅體現(xiàn)于基因數(shù)量和序列的不同，更體現(xiàn)在基因、蛋白以及其他生物分子之間的相互作用之中。因此，把研究對(duì)象當(dāng)成一個(gè)整體，系統(tǒng)地分析內(nèi)部的相互關(guān)系尤其重要。但是無(wú)論是傳統(tǒng)生物學(xué)還是現(xiàn)代生物學(xué)，都是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，生物學(xué)的發(fā)展中缺乏一種系統(tǒng)思想。生物信息學(xué)可以從大量生物數(shù)據(jù)中提取有意義的生物知識(shí)，通過(guò)對(duì)已有數(shù)據(jù)的總結(jié)，進(jìn)一步推測(cè)生物體的某些性質(zhì)和變化趨勢(shì)，生物信息學(xué)為大量生物數(shù)據(jù)的整合提供了可能，與生物實(shí)驗(yàn)一樣，是生物研究中的一種重要途徑。

三、生物信息學(xué)學(xué)生的培養(yǎng)

生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，要求學(xué)生具有較好的分子生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)素養(yǎng)，目前國(guó)內(nèi)只有少數(shù)幾個(gè)學(xué)校設(shè)立了生物信息學(xué)本科專業(yè)，大部分的學(xué)生都是進(jìn)入研究生階段才開始生物信息學(xué)的培養(yǎng)。在進(jìn)入生物信息學(xué)專業(yè)前，本科階段可能接受過(guò)計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、信息學(xué)、生物學(xué)等某一方面的教育，但要進(jìn)行生物信息學(xué)的研究，大多需要補(bǔ)充其他方面的知識(shí)。

生物信息學(xué)研究可以分為兩類：第一，在深刻理解生物問(wèn)題的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算技術(shù)解決生物問(wèn)題，第二，為生物學(xué)家提供性能更好的方法（算法）。理工科背景學(xué)生的生物知識(shí)較少，但是對(duì)于各種計(jì)算方法的原理和使用非常熟悉，對(duì)于這類學(xué)生的培養(yǎng)，第二類問(wèn)題比較適合他們?nèi)腴T。在生物信息領(lǐng)域，有很多經(jīng)典的分類問(wèn)題。這些問(wèn)題已經(jīng)明確了分類目標(biāo)，并且大都有通用的數(shù)據(jù)集。但是這類工作也受到了生物學(xué)家的質(zhì)疑，因?yàn)榇蟛糠止ぷ鞫际前岩延械慕?jīng)典算法用在生物數(shù)據(jù)上，由于對(duì)生物問(wèn)題不夠了解，最后成為只有做生物信息的人才看的方法。這也在一定程度上導(dǎo)致了部分生物學(xué)家對(duì)生物信息存在偏見，認(rèn)為生物信息就是提出新算法，做一些數(shù)據(jù)庫(kù)。要想真正讓生物學(xué)家認(rèn)識(shí)到生物信息學(xué)的重要性，就要以解決生物問(wèn)題為根本出發(fā)點(diǎn)，即使是做預(yù)測(cè)方法，也要建立在解決生物問(wèn)題的基礎(chǔ)上。做出更好預(yù)測(cè)方法的關(guān)鍵是深入理解生物問(wèn)題并抓住關(guān)鍵特征。舉個(gè)例子，要把男生和女生分開，我們可以根據(jù)很多特征，比如身高、體重、頭發(fā)長(zhǎng)短，雖然大多數(shù)情況下來(lái)說(shuō)，男生比女生高、比女生重、比女生頭發(fā)短。但是只基于這些特征還是會(huì)造成很多的分類錯(cuò)誤，因?yàn)檫@些特征不是男生女生差別的最根本因素。如果我們是根據(jù)性染色體來(lái)分，那正確率的提高就非常顯著了。在預(yù)測(cè)問(wèn)題中，利用五花八門的方法并不是關(guān)鍵，如何能夠?qū)ι飭?wèn)題深入了解并找到關(guān)鍵特征，才是最主要的。

作為一門新興的學(xué)科，大家對(duì)生物信息的了解還很少，很多人對(duì)它的定位也不同。但既然是生物信息，就是先生物后信息，可見生物的重要性。所以，在生物信息的研究過(guò)程中，對(duì)生物問(wèn)題只限于表面地理解，勢(shì)必不能做出好的工作。只有對(duì)生物問(wèn)題有了深入了解，才能發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題。能夠找到值得做的問(wèn)題，可以說(shuō)工作已經(jīng)成功了一大半。當(dāng)然，解決問(wèn)題過(guò)程中也會(huì)有很多困難，比如發(fā)現(xiàn)了值得研究的課題，但在解決的過(guò)程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)某些數(shù)據(jù)無(wú)法獲得，或者某些技術(shù)超出了自己的能力范圍。在這種情況下，可以首先想想有沒有其它變通的辦法可以解決問(wèn)題，如果經(jīng)過(guò)慎重的考慮都無(wú)法找到，就要果斷的放棄。這里要強(qiáng)調(diào)一定要慎重考慮，不能遇到一點(diǎn)困難就放棄。

相比理工科背景的學(xué)生，生物背景的學(xué)生有著扎實(shí)的生物學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)。但是如果是從本科階段直接進(jìn)入生物信息學(xué)，由于還沒有進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，他們對(duì)生物問(wèn)題的理解也很難非常深入。不管是理工科背景還是生物背景的學(xué)生，豐富的生物學(xué)知識(shí)都是進(jìn)行好的生物信息學(xué)研究的前提。在培養(yǎng)學(xué)生時(shí)不可忽視對(duì)其基礎(chǔ)生物學(xué)知識(shí)的傳授和教育，并適當(dāng)引導(dǎo)其對(duì)生物學(xué)問(wèn)題的思考。生物學(xué)問(wèn)題可以很大也可以很小。大的生物學(xué)問(wèn)題任何一個(gè)懂得基礎(chǔ)生物學(xué)知識(shí)的人都可以提出，但也是最難解決的，比如到底是什么改變使細(xì)胞惡變，自身免疫病是如何形成的，心血管病糖尿病等復(fù)雜疾病是如何發(fā)生的，為何有人容易生某種病而其他人不易感。小的生物學(xué)問(wèn)題就是各自領(lǐng)域的具體研究課題，比如表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域的DNA去甲基化酶是否存在，基因表達(dá)調(diào)控領(lǐng)域的轉(zhuǎn)錄起始頻率是如何決定的，RNA領(lǐng)域的大量非編碼RNA的作用，蛋白修飾領(lǐng)域新發(fā)現(xiàn)的修飾如何調(diào)控蛋白的功能等等。在腦中提出并試圖思考一系列大大小小的生物學(xué)問(wèn)題是對(duì)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的第一步。這些問(wèn)題的產(chǎn)生的前提是對(duì)生物學(xué)知識(shí)的熟悉掌握。然而在對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的過(guò)程中沒必要也不可能告訴他們所有的知識(shí)，生物學(xué)知識(shí)教育的原則是為他們打開門，當(dāng)他們思考問(wèn)題的時(shí)候知道去哪里找到相關(guān)的知識(shí)。

另一方面，只有生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和問(wèn)題是不夠的。很多問(wèn)題在生物信息學(xué)產(chǎn)生之前就存在了，傳統(tǒng)的方法無(wú)法帶給人們問(wèn)題的答案。人們一直期待新的方法去理解和解決這些問(wèn)題。生物信息學(xué)的產(chǎn)生無(wú)疑提供給人們另一種思考生物問(wèn)題的方式，為一些經(jīng)典問(wèn)題的解決提供了可能。例如最近的大規(guī)模的腫瘤基因組測(cè)序和分析使我們發(fā)現(xiàn)了很多新的腫瘤相關(guān)基因[2]。對(duì)于生物背景的學(xué)生，在教學(xué)中要把這樣的例子介紹給學(xué)生，生物背景的學(xué)生在理解信息學(xué)理論方面會(huì)存在困難。最初很難要求他們理解所有具體過(guò)程。但是至少要讓他們知道這些方法的基本原理，還有在什么情況下使用。這樣在以后的研究中遇到類似問(wèn)題才能想到應(yīng)該選擇什么樣的信息學(xué)工具去解決，在具體應(yīng)用過(guò)程中加深對(duì)整個(gè)過(guò)程的理解。生物背景的學(xué)生如果想成為生物信息學(xué)專家，只會(huì)應(yīng)用是不夠的，補(bǔ)充一些計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)、信息方面的基礎(chǔ)知識(shí)是必不可少的。

生物信息學(xué)是一門仍處在快速發(fā)展之中的學(xué)科。還沒有一本教材能夠滿足生物信息學(xué)教學(xué)的需要，生物信息學(xué)立足于分子生物學(xué)、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科，所以學(xué)生要先對(duì)這些學(xué)科的基本概念和系統(tǒng)有一個(gè)較為全面和直觀的認(rèn)識(shí)，為日后的科研打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，培養(yǎng)過(guò)程中要包括大量的實(shí)例介紹，對(duì)一些重要的應(yīng)用還加以詳細(xì)解剖，使得同學(xué)們不再僅掌握理論，而是能夠?qū)W會(huì)如何在實(shí)際工作中靈活應(yīng)用這些理論。在此基礎(chǔ)之上，向同學(xué)們推薦一些最新的論文、期刊、參考讀物和相關(guān)的學(xué)術(shù)報(bào)告，讓同學(xué)們能夠切身感受到學(xué)科發(fā)展的前沿，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。21世紀(jì)是生命科學(xué)的時(shí)代，也是信息科學(xué)的時(shí)代。生物信息學(xué)在這樣的歷史條件下產(chǎn)生并壯大，它作為多個(gè)領(lǐng)域的交叉新興學(xué)科，對(duì)生命科學(xué)研究有著巨大的推動(dòng)力。生物信息學(xué)是一門應(yīng)用性非常強(qiáng)的學(xué)科，也是一門非?；钴S的前沿學(xué)科，良好的教學(xué)效果必須以先進(jìn)的內(nèi)容體系為基礎(chǔ)，我們應(yīng)時(shí)刻注意以科研促進(jìn)教學(xué)，教學(xué)科研相長(zhǎng)，使教學(xué)研究達(dá)到更高的水平。

[參考文獻(xiàn)]

[1]蔣彥等.基礎(chǔ)生物信息學(xué)及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社,2003

第5篇：生物信息學(xué)的作用范文

關(guān)鍵詞：個(gè)性化習(xí)題；生物信息學(xué)；QQ群

中圖分類號(hào)：G811.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）48-0171-02

生物信息學(xué)是生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)等支持的，包括存儲(chǔ)、組織和生物數(shù)據(jù)檢索的一個(gè)現(xiàn)代交叉學(xué)科。隨著分子生物學(xué)和信息技術(shù)的不斷突破，各種生物數(shù)據(jù)的獲得變得非常容易，但是如何對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、分析和處理，并從中發(fā)掘出能用于解決生物科學(xué)問(wèn)題的信息，成為目前生命科學(xué)的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。生物信息學(xué)因此應(yīng)運(yùn)而生，其本身不僅是研究現(xiàn)代生物學(xué)，也是研究其對(duì)工業(yè)、醫(yī)療等重要領(lǐng)域影響的一門實(shí)踐性學(xué)科（Bloom，2001）。

一般認(rèn)為，生物信息學(xué)主要滲透到統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)和生命科學(xué)，尤其是生命科學(xué)的組學(xué)領(lǐng)域（郭麗等，2014），因此在教學(xué)中，生物信息學(xué)的教學(xué)內(nèi)容往往因?qū)W生背景不同而會(huì)有不同的側(cè)重。這就需要教師根據(jù)學(xué)生的背景及知識(shí)結(jié)構(gòu)的需求來(lái)合理安排教學(xué)。本文根據(jù)近年來(lái)對(duì)生物信息學(xué)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)方法、個(gè)性化練習(xí)題對(duì)學(xué)生上機(jī)的促進(jìn)及QQ群投票功能在教學(xué)中的應(yīng)用等方面進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)如何能夠提高生命科學(xué)學(xué)院的學(xué)生學(xué)習(xí)此門課程的興趣進(jìn)行了探討。

一、現(xiàn)代教學(xué)方法的利與弊

隨著計(jì)算機(jī)科技的不斷進(jìn)步，教學(xué)已經(jīng)從傳統(tǒng)的板書模式進(jìn)入到現(xiàn)代多媒體教學(xué)模式中。多媒體技術(shù)應(yīng)用的初衷是提高學(xué)生的參與度，滿足教學(xué)手段更民主、多元化及個(gè)性化的教學(xué)目標(biāo)，其優(yōu)點(diǎn)為表現(xiàn)力豐富，可以通過(guò)動(dòng)畫、視頻、圖像、音頻等效果將抽象難懂的問(wèn)題直觀化。其次，節(jié)省了大量的板書時(shí)間，同時(shí)教師可將教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)鏈接，以益于學(xué)生直觀地了解并進(jìn)行思維拓展（張林，2011）。多媒體最明顯的一個(gè)特點(diǎn)就是教學(xué)容量加大，但正是這些優(yōu)勢(shì)也伴隨相應(yīng)的問(wèn)題：（1）重形式而忽視教學(xué)內(nèi)容。很多學(xué)校在進(jìn)行教學(xué)管理及評(píng)價(jià)時(shí)，過(guò)分關(guān)注多媒體課件的形式以及學(xué)生的感受，導(dǎo)致有些教師過(guò)分注重多媒體的表現(xiàn)形式而忽視了教學(xué)的主要內(nèi)容。（2）教學(xué)容量和學(xué)生的吸收量之間反差較大。由于教學(xué)內(nèi)容和容量的增大，教師并沒有根據(jù)授課對(duì)象的具體情況合理安排和講授學(xué)科內(nèi)容，而被動(dòng)的成了多媒體的播放員和解說(shuō)員?？傊嗝襟w教學(xué)利大于弊，因而成為教學(xué)改革和發(fā)展的必然產(chǎn)物，雖有缺點(diǎn)，但不能因噎廢食，需通過(guò)其他方法來(lái)克服弊端才能達(dá)到完美的教學(xué)效果。

二、個(gè)性化習(xí)題是學(xué)生實(shí)踐提高的強(qiáng)力推動(dòng)器

生物信息學(xué)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，為了加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，教師要綜合應(yīng)用啟發(fā)式、運(yùn)用式及討論式等多種教學(xué)方法來(lái)激發(fā)學(xué)生的興趣。筆者在課堂實(shí)踐中，充分發(fā)揮個(gè)性化習(xí)題的作用，將教師的科研滲入到課堂，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，努力提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。比如，在講授第五章內(nèi)容電子克隆部分，此章節(jié)目的是通過(guò)一段表達(dá)序列標(biāo)簽（EST），綜合應(yīng)用Blast、序列比對(duì)、步查法等方法查找各種數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)軟件的應(yīng)用進(jìn)行拼接、預(yù)測(cè)、去除內(nèi)含子等方法，最終獲得可能的全長(zhǎng)cDNA序列并加以注釋。在以往的教學(xué)練習(xí)中，全班同學(xué)的任務(wù)一樣，難以知道學(xué)生是否真正掌握所教授的內(nèi)容，為此，筆者將學(xué)生分組，每組自行通過(guò)閱讀文獻(xiàn)獲得一條其感興趣的EST序列，或者利用他們的畢業(yè)論文中涉及的EST序列去進(jìn)行電子克隆練習(xí)，通過(guò)這種個(gè)性化習(xí)題的隨堂練習(xí)，能顯著強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和實(shí)踐能力，同時(shí)也能提高學(xué)生在教學(xué)中的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)新性。

三、發(fā)揮QQ群的投票功能在教學(xué)練習(xí)中的作用

生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，對(duì)于非生物信息學(xué)專業(yè)的生命學(xué)院的學(xué)生而言，雖然教學(xué)大綱只要求學(xué)生掌握一些基本軟件的原理及數(shù)據(jù)庫(kù)的熟練使用。但是，這需要學(xué)生具有扎實(shí)的生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞學(xué)及分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。比如，在講授第三章“核酸序列的分析”時(shí)，會(huì)要求學(xué)生利用已知的EST序列去Blast查找與之有同源性的基因組序列，進(jìn)行序列比對(duì)，預(yù)測(cè)并利用Bioedit軟件找出此基因的啟動(dòng)子、終止子和剪接點(diǎn)。這首先要求學(xué)生必須明確這些分子生物學(xué)的概念，否則在有限的生物信息學(xué)課堂上，會(huì)變成分子生物學(xué)或遺傳學(xué)的復(fù)習(xí)課。而課外QQ群就起到了非常重要的交流促進(jìn)作用。筆者在將QQ群的功能應(yīng)用到課外教學(xué)輔助平臺(tái)的基礎(chǔ)上，充分發(fā)掘QQ群的投票及評(píng)論功能為教學(xué)所用，例如教授第三章前，將課件放到QQ群的文件中，讓學(xué)生去預(yù)習(xí)。為激發(fā)學(xué)生預(yù)習(xí)的主動(dòng)性，要求學(xué)生在評(píng)論中列出對(duì)本章的主要知識(shí)點(diǎn)或難點(diǎn)，并對(duì)課件中涉及的名詞進(jìn)行解釋。為進(jìn)一步加強(qiáng)理解，對(duì)投票功能進(jìn)行設(shè)置，相應(yīng)的對(duì)投票選項(xiàng)1、2、3、4分別設(shè)置成A、B、C、D，這樣教師可根據(jù)需要將知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化成練習(xí)題，以加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)。同時(shí)，也可鼓勵(lì)學(xué)生將一些新的感興趣的話題或問(wèn)題置于QQ群?？傊琎Q群的投票功能可以成為教師與學(xué)生課下交流的一扇窗口，成為生物信息學(xué)的一種及時(shí)且重要的學(xué)習(xí)工具。

四、建議與展望

生物信息學(xué)是一門新興學(xué)科，但我國(guó)無(wú)論是在對(duì)學(xué)科的重視還是發(fā)展程度上，與國(guó)外都存在一定的差距。在美國(guó)，計(jì)算生物學(xué)國(guó)際協(xié)會(huì)教育委員會(huì)一直致力于將生物信息學(xué)整合到高中生物教材中，學(xué)生在高中即接觸生物信息學(xué)，而且高校對(duì)高中生物信息學(xué)的教學(xué)提供相應(yīng)的培訓(xùn)課程和網(wǎng)上資源，生物信息學(xué)和其他分子生物學(xué)、植物學(xué)等一樣較早的深入到學(xué)生的知識(shí)體系中。而我國(guó)由于該學(xué)科產(chǎn)生的歷史較短，課程的開設(shè)集中在“985”、“211”重點(diǎn)院校的生物信息學(xué)專業(yè)，盡管近十年來(lái)，各大高校也意識(shí)到此學(xué)科的重要性，且課程也在逐步在開設(shè)，但由于學(xué)時(shí)短，很多教學(xué)僅限于學(xué)生掌握基本的數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢。為使生物信息學(xué)能在普通院校的生命科學(xué)學(xué)院能很好的開展，各個(gè)高校應(yīng)建立合適的課程教學(xué)內(nèi)容。雖然近年“生物信息學(xué)”課程在各高校紛紛開設(shè)，但由于生物信息學(xué)是一門發(fā)展中的學(xué)科，它的理論及內(nèi)容尚在不斷完善與更新中（郭麗等，2014）。因此，對(duì)于教材的選擇，不能只追逐信息量充足、內(nèi)容新穎、知識(shí)選材前瞻性好的教材（楊娥等，2014）。作為普通院校的非生物信息學(xué)專業(yè)的本科生，想在較短的時(shí)間內(nèi)（36課時(shí)）很好掌握如此大信息量的知識(shí)較為困難（劉宏生等，2010）。因此，需要依據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)及院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和現(xiàn)今生物信息學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀建立合理的課程內(nèi)容體系。另外，由于缺乏合適的專業(yè)人才，生物專業(yè)的生物信息學(xué)的師資力量薄弱，無(wú)法建成高水平的教學(xué)隊(duì)伍。因此，加大生物信息學(xué)教師的培養(yǎng)力度，建成一支專業(yè)的、年齡和知識(shí)結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍，是提高本科院校生物信息學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

參考文獻(xiàn)：

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第6篇：生物信息學(xué)的作用范文

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) 實(shí)踐能力 課程體系 培養(yǎng)模式

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）07（a）-0047-02

1 生物信息學(xué)概述

伴隨現(xiàn)代高通量分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，生物信息學(xué)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用日益深入[1]。作為數(shù)學(xué)理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)和生物醫(yī)藥研究的整合學(xué)科，生物信息學(xué)在生物進(jìn)化、生理功能、疾病治療、藥物開發(fā)、農(nóng)林產(chǎn)業(yè)等眾多領(lǐng)域均具有重要的應(yīng)用價(jià)值，是研究生命科學(xué)、醫(yī)藥科學(xué)內(nèi)在定量規(guī)律的重大交叉前沿學(xué)科。鑒于生物信息學(xué)的重要研究?jī)r(jià)值和廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景，發(fā)展生物信息學(xué)專業(yè)教育，有計(jì)劃的建設(shè)生物信息學(xué)專業(yè)課程體系，開展面向?qū)嵺`能力的生物信息學(xué)人才培養(yǎng)對(duì)促進(jìn)現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)發(fā)展有重要的意義[2]。

2 生物信息學(xué)教育發(fā)展現(xiàn)狀

生物信息學(xué)發(fā)展起步于20世紀(jì)末，在短短的十幾年中，生物信息學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為了橫跨多個(gè)研究領(lǐng)域的朝陽(yáng)專業(yè)，國(guó)內(nèi)眾多高等學(xué)府、科研院所相繼開設(shè)了生物信息本科和研究生專業(yè)[3]。但是，在實(shí)際的教學(xué)和研究過(guò)程中，絕大數(shù)單位依托于單一的數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)或生物學(xué)專業(yè)開展，人才培養(yǎng)模式尚處于探索階段，在培養(yǎng)過(guò)程存在生物信學(xué)理論基礎(chǔ)薄弱、課程體系不健全、課程內(nèi)容不完善、專業(yè)教材匱乏、專業(yè)師資隊(duì)伍缺乏等問(wèn)題。

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)生物信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院是全國(guó)領(lǐng)先創(chuàng)辦生物信息學(xué)專業(yè)的單位之一，多年來(lái)致力于生物信息學(xué)的科學(xué)研究和本、碩、博各類人才培養(yǎng)，堅(jiān)持以學(xué)生為本，以培養(yǎng)高素質(zhì)生物信息學(xué)專門人才為目標(biāo)，深化教學(xué)改革，以滿足日益發(fā)展的生物信息學(xué)高端人才需要[4]。為解決生物信息學(xué)的教育教學(xué)問(wèn)題，培養(yǎng)高水平的現(xiàn)代生物信息學(xué)人才，我們提出立足國(guó)內(nèi)高等生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)教育，建立面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)專業(yè)課程體系，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量培養(yǎng)具有理工科創(chuàng)新思維能力的生物醫(yī)學(xué)人才，為我國(guó)生命科學(xué)―醫(yī)藥學(xué)科教育教學(xué)、科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)化輸送大批專門人才。

3 生物信息課程體系建設(shè)

3.1 課程建設(shè)目標(biāo)和指導(dǎo)方針

結(jié)合生物信息學(xué)才培養(yǎng)目標(biāo)，經(jīng)過(guò)數(shù)十名骨干教師十余年生物信息學(xué)教學(xué)實(shí)踐及人才培養(yǎng)成果經(jīng)驗(yàn)反饋，我們適時(shí)調(diào)整本科生課程及教學(xué)內(nèi)容，逐步建立起面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)專業(yè)課程體系。奠定了本科生的人文素養(yǎng)與科學(xué)素養(yǎng)并重，公共基礎(chǔ)理論及專業(yè)理論相輔相乘，重視學(xué)生理工生物醫(yī)學(xué)全方面素質(zhì)提高，重點(diǎn)突出學(xué)生實(shí)踐能力的人才培養(yǎng)方針，并在實(shí)踐中培養(yǎng)了大批具有創(chuàng)新思維能力的優(yōu)秀高端生物信息學(xué)專業(yè)人才。

3.2 生物信息學(xué)課程體系建設(shè)方案

考慮到生物信息學(xué)多學(xué)科交叉特點(diǎn)和國(guó)家大學(xué)生培養(yǎng)要求，及學(xué)生未來(lái)就業(yè)深造所必需的基礎(chǔ)和專業(yè)能力，我們?cè)趪?guó)內(nèi)率先開創(chuàng)了生物信息學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系，并在醫(yī)學(xué)院校獨(dú)立開展近40余門數(shù)理基礎(chǔ)課程和生物信息學(xué)專業(yè)課程。主要的課程建設(shè)情況如下：

（1）公共基礎(chǔ)課程（國(guó)家限修課）：政治理論課程、公共外語(yǔ)、體育。

（2）生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程：解剖生理學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)、分子藥理學(xué)等。

（3）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（C++&JAVA）、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、Perl語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理、Linux操作系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)等（上述課程均含上機(jī)實(shí)踐）。

（4）數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程：數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)理邏輯、組合數(shù)學(xué)與圖論、微分動(dòng)力學(xué)方程、運(yùn)籌學(xué)等（上述課程均含上機(jī)實(shí)踐）。

（5）專業(yè)基礎(chǔ)課程：信息論基礎(chǔ)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)圖像處理、模式識(shí)別、優(yōu)化算法、隨機(jī)過(guò)程、生物信息學(xué)概論、生物信息數(shù)據(jù)挖掘、生物信息軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)、分子生物軟件工程、生物信息學(xué)數(shù)據(jù)可視化、專業(yè)外語(yǔ)等（上述課程均含實(shí)驗(yàn)）。

（6）專業(yè)課程：生物芯片技術(shù)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、分子進(jìn)化、分子生物網(wǎng)絡(luò)、基因組信息學(xué)、蛋白質(zhì)組信息學(xué)、藥物基因組信息學(xué)、統(tǒng)計(jì)遺傳學(xué)、計(jì)算表觀遺傳學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)等（上述課程均含實(shí)驗(yàn)）。

（7）綜合實(shí)踐課程：課題標(biāo)書設(shè)計(jì)、科研論文寫作、生物信息學(xué)進(jìn)展等。

我們?cè)趯?shí)踐基礎(chǔ)上開創(chuàng)的面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)專業(yè)課程體系不同于其他院校，具有明顯的跨專業(yè)交叉性教學(xué)計(jì)劃特色。該課程體系著眼于基礎(chǔ)理論與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合、素質(zhì)培養(yǎng)與專業(yè)培養(yǎng)相結(jié)合、扎實(shí)穩(wěn)妥與創(chuàng)新思維相結(jié)合。注重學(xué)生在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)方面的基礎(chǔ)性教育，同時(shí)，強(qiáng)調(diào)了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、高精尖人才培養(yǎng)、特色化人才培養(yǎng)。厚基礎(chǔ)、寬口徑，使學(xué)生在本科階段不但打好將來(lái)從事生物信息學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、生物醫(yī)藥等相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)新性研究工作基礎(chǔ)，更重要的是該專業(yè)課程體系與實(shí)踐密切聯(lián)系，切合相關(guān)研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)實(shí)際，能夠培養(yǎng)學(xué)生從事原始創(chuàng)新研究與產(chǎn)業(yè)開發(fā)的能力。

4 生物信息學(xué)本科生培養(yǎng)模式建設(shè)

4.1 五年制分段培養(yǎng)與多學(xué)科教育體系

目前，我們根據(jù)生物信息學(xué)交叉學(xué)科人才培養(yǎng)特點(diǎn)，考慮到基礎(chǔ)課程多，實(shí)踐能力要求高等因素，采取“2+2+1”的五年制本科人才培養(yǎng)模式，包括兩年理論基礎(chǔ)課程、兩年專業(yè)課程與一年實(shí)踐應(yīng)用課程培養(yǎng)（含科研訓(xùn)練+畢業(yè)設(shè)計(jì)）。此模式在學(xué)生就業(yè)和用人單位反饋中證實(shí)具有顯著的人才培養(yǎng)效果。

課程體系建設(shè)依托于生物醫(yī)學(xué)綜合優(yōu)勢(shì)及深厚的數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)功底，通過(guò)理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練中的知識(shí)技能交叉、滲透，培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)生命學(xué)科與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)領(lǐng)域急需的生物信息學(xué)復(fù)合型人才。在此基礎(chǔ)上，從學(xué)科的交叉性出發(fā)，進(jìn)一步加強(qiáng)不同類別課程之間的有機(jī)融合，加大相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)的整合力度，建立更為緊密、完善，符合生物信息學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的課程體系，將進(jìn)一步推動(dòng)學(xué)科的發(fā)展和系統(tǒng)性教育理論體系的建立。

4.2 面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的本科生教育模式

在本科學(xué)生的培養(yǎng)過(guò)程中，我們特別重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，通過(guò)教研一體化、學(xué)業(yè)導(dǎo)師制、報(bào)告研討制等先進(jìn)的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生早期接觸生物信息學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域和科學(xué)研究，在鞏固學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)科的認(rèn)識(shí)和對(duì)未來(lái)的把握。

“教研一體化”的實(shí)踐教學(xué)模式：面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的課程體系建設(shè)，要求教學(xué)模式上的改革，使得人才培養(yǎng)模式由注重多數(shù)學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)培養(yǎng)的大眾教育，向注重少數(shù)高精尖創(chuàng)新能力培養(yǎng)的精英式教育轉(zhuǎn)變。充分利用骨干教師在生物信息學(xué)領(lǐng)域的研究經(jīng)驗(yàn)，將科學(xué)研究成果快速轉(zhuǎn)化成優(yōu)秀的教學(xué)素材，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、實(shí)踐、創(chuàng)新能力，注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際產(chǎn)業(yè)化的認(rèn)知水平和實(shí)踐能力。

本科生學(xué)業(yè)導(dǎo)師制：本科生進(jìn)入專業(yè)課教學(xué)階段，實(shí)行學(xué)業(yè)導(dǎo)師制。采取學(xué)生與一線骨干教師雙向選擇方式，使每名學(xué)生擁有自己的學(xué)業(yè)指導(dǎo)教師。導(dǎo)師為學(xué)生提供思想教育和專業(yè)輔導(dǎo)，并通過(guò)指導(dǎo)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研訓(xùn)練、早期科學(xué)研究等方法促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)盡頭和對(duì)專業(yè)的深入認(rèn)識(shí)。

專題報(bào)告與研討制度：本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的“主體”學(xué)習(xí)地位，使學(xué)生選擇感興趣的學(xué)科方向，在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行科研訓(xùn)練與實(shí)踐。要求學(xué)生自主利用網(wǎng)絡(luò)等各方面資源，獲取學(xué)科前沿信息，并以專題報(bào)告形式展示學(xué)習(xí)成果，通過(guò)提問(wèn)、研討、總結(jié)，提升自身專業(yè)素養(yǎng)及專業(yè)技能，獨(dú)立完成達(dá)到核心期刊發(fā)表水平的生物信息這科研課題。

5 生物信息學(xué)課程體系建設(shè)的意義

在全體師生的努力下，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐探索，我們對(duì)生物信息學(xué)課程體系從基礎(chǔ)到實(shí)踐的不同階段進(jìn)行分段式、推進(jìn)式的改革與建設(shè)。在政策措施、人員配備、經(jīng)費(fèi)匹配等各方面給予鼎力支持。優(yōu)先保證面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)課程體系快速、有效的建設(shè)，已經(jīng)形成國(guó)內(nèi)頂尖的生物信息學(xué)本科教育理論和實(shí)踐團(tuán)隊(duì)，并為國(guó)家輸送著大批高水平生物信息學(xué)人才。

面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)課程體系建設(shè)，一方面能夠完善生物醫(yī)學(xué)本科生、研究生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高運(yùn)用理工科思維和技能解決復(fù)雜生命科學(xué)問(wèn)題的綜合科研能力，更為有效的實(shí)現(xiàn)生命科學(xué)攻關(guān)和創(chuàng)新研究理論形成；另一方面，生物醫(yī)藥是我國(guó)科技研發(fā)的薄弱環(huán)節(jié)，在課程體系建設(shè)基礎(chǔ)上，培養(yǎng)適用于現(xiàn)代高通量分子生物學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新型生物信息學(xué)人才，將為我國(guó)的醫(yī)藥物研發(fā)提供強(qiáng)有力的推動(dòng)作用，并有利于創(chuàng)新臨床診斷技術(shù)開發(fā)和個(gè)性化醫(yī)療的實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)科技轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生潛在的、不可估量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

6 致謝

本文研究?jī)?nèi)容是在黑龍江省高等教育教學(xué)改革專項(xiàng)項(xiàng)目，黑龍江省高教學(xué)會(huì)重點(diǎn)課題創(chuàng)新型生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)人才培養(yǎng)模式研究，黑龍省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)項(xiàng)目面向生物信息產(chǎn)業(yè)開發(fā)的創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)教育研究課題面向?qū)嵺`能力培養(yǎng)的生物信息學(xué)專業(yè)課程整合設(shè)計(jì)研究資助下完成的，課程體系的建設(shè)得到哈爾濱醫(yī)科大學(xué)學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的支持，并得到兄弟院校相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?、學(xué)者的幫助，在此一并感謝。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：生物信息學(xué)的作用范文

關(guān)鍵詞：微課；探究式教學(xué)；生物信息學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）28-0127-02

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和移動(dòng)終端的快速發(fā)展，我們已進(jìn)入“微信”、“微博”、“微電影”和“微課”的“微時(shí)代”?！拔⒄n”是指在5～10分鐘的時(shí)間內(nèi)，以視頻為主要載體，記錄教師在教學(xué)過(guò)程中圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)而開展的可視化、數(shù)字化的教學(xué)活動(dòng)。由于微課可以通過(guò)智能手機(jī)、平板電腦等多種移動(dòng)終端來(lái)制作、展現(xiàn)和學(xué)習(xí)交流，它已經(jīng)被越來(lái)越多的學(xué)生和教師接受。探究式教學(xué)是適應(yīng)高等教育改革和發(fā)展的必然趨勢(shì)，如何在教學(xué)中更好地實(shí)施探究式教學(xué)，是目前生物信息學(xué)探究式教學(xué)模式在實(shí)踐環(huán)節(jié)面臨的重要問(wèn)題。本文就如何在生物信息學(xué)探究性教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用“微課”教學(xué)手段提高探究性教學(xué)效果進(jìn)行了探討。

一、探究性教學(xué)是生物信息學(xué)教學(xué)的發(fā)展方向

探究式教學(xué)模式是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)自身先前認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)體驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)、探索、協(xié)作等方式主動(dòng)獲取知識(shí)、解決問(wèn)題的一種教學(xué)模式。區(qū)別于以教師為中心、以知識(shí)掌握為本、以知識(shí)結(jié)構(gòu)為驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)教學(xué)，探究性教學(xué)以學(xué)生為中心，以能力發(fā)展為本，以問(wèn)題或任務(wù)為驅(qū)動(dòng)開展教學(xué)活動(dòng)。

1.探究性教學(xué)是生物信息學(xué)教學(xué)改革的必然趨勢(shì)?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020年）》指出，要“遵循教育規(guī)律和人才成長(zhǎng)規(guī)律，深化教育教學(xué)改革，創(chuàng)新教育教學(xué)方法，探索多種培養(yǎng)方式，形成各類人才輩出、拔尖創(chuàng)新人才不斷涌現(xiàn)的局面”。同時(shí)，《國(guó)家中長(zhǎng)期生物技術(shù)人才發(fā)展規(guī)劃（2010―2020年）》指出，我國(guó)生物技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用總體水平與世界先進(jìn)水平還有較大差距，在支撐我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中缺乏高層次創(chuàng)新型人才和優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)型人才，需要增加人才資源開發(fā)投入，完善人才發(fā)展體制。綜合上述兩個(gè)綱要可以看出，未來(lái)迫切需要具有創(chuàng)新能力和素質(zhì)的生物專業(yè)人才，而創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)鍵在教育。所以，以“自主、探究、合作”為主要特點(diǎn)的探究式教學(xué)，符合國(guó)家教育教學(xué)改革和生物人才的發(fā)展規(guī)劃，是生物信息學(xué)教學(xué)改革的必然趨勢(shì)。

2.探究性教學(xué)模式適于生物信息學(xué)交叉學(xué)科的教學(xué)。生物信息學(xué)是由生物學(xué)與數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科交叉形成的前沿學(xué)科，主要通過(guò)研發(fā)并應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)生物數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、整合、分析、建模，從而解決重要的生物學(xué)問(wèn)題，闡明新的生物學(xué)規(guī)律，獲得傳統(tǒng)生物學(xué)手段無(wú)法獲得的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)。生物信息學(xué)人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)是具有創(chuàng)新能力和素質(zhì)的生物信息學(xué)專業(yè)人才，這就要求在生物信息學(xué)實(shí)踐中，當(dāng)提出某一生物學(xué)問(wèn)題時(shí)，可以借鑒和利用不同學(xué)科的思路和方法去探究。只要有利于揭示生物學(xué)規(guī)律的結(jié)果都可以保留，而不必拘泥于不同探究結(jié)果的同一性。這與探究性教學(xué)中以培養(yǎng)學(xué)生的能力發(fā)展為目標(biāo)是一致的。

二、生物信息學(xué)探究性教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

目前生物信息學(xué)探究性教學(xué)應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐的時(shí)間不長(zhǎng)，雖然取得了一定的成果，但在實(shí)踐環(huán)節(jié)還存在以下主要問(wèn)題。

1.學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，導(dǎo)致探究性教學(xué)效果不好。生物信息學(xué)是生物、數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)等學(xué)科形成的交叉學(xué)科，在進(jìn)行探究性的教學(xué)過(guò)程中，涉及到數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)和技術(shù)比較多，而生物背景的學(xué)生在這方面的知識(shí)比較欠缺或者不強(qiáng)，所以在探究性問(wèn)題的自主探究時(shí)，表現(xiàn)出參與的興趣不高、設(shè)計(jì)的方案較為單一、小組協(xié)作的效率較低等實(shí)際問(wèn)題，從而導(dǎo)致探究性教學(xué)效果不好。

2.學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐和創(chuàng)新能力不強(qiáng)，導(dǎo)致探究性教學(xué)沒有落到實(shí)處。在按照自主設(shè)計(jì)的探究方案進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐時(shí)，大部分學(xué)生的自主設(shè)計(jì)方案不能在上機(jī)時(shí)間內(nèi)完成。除過(guò)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的情況外，大部分原因是由于學(xué)生自身對(duì)計(jì)算機(jī)的linux操作系統(tǒng)、perl編程語(yǔ)言以及相關(guān)的操作技術(shù)不熟造成的，有些細(xì)節(jié)在他們的自主設(shè)計(jì)中沒有考慮到，所以總會(huì)碰到很多超乎其想象的問(wèn)題。本來(lái)這些問(wèn)題在課外時(shí)間學(xué)生可以繼續(xù)解決，但由于學(xué)生的學(xué)習(xí)科目很多，上機(jī)沒有完成的內(nèi)容很少有學(xué)生在課外繼續(xù)探究，導(dǎo)致探究性的上機(jī)實(shí)踐活動(dòng)沒有落到實(shí)處。

3.教師的授課時(shí)間和水平限制，導(dǎo)致探究性教學(xué)的教師導(dǎo)向作用不明顯。教師能否提出啟發(fā)性的，適于進(jìn)行探究性的問(wèn)題是探究性教學(xué)能否取得成功的關(guān)鍵所在。但是由于課時(shí)和教學(xué)內(nèi)容的限制，很多提出的問(wèn)題還是以教師為中心，學(xué)生沿著教師的思路向統(tǒng)一的結(jié)果或者答案靠攏，學(xué)生并沒有根據(jù)自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)從多種途徑進(jìn)行探索。

三、微課為生物信息學(xué)探究性教學(xué)的有效實(shí)施提供了新的思路和方法

微課是指以視頻為主要載體，記錄教師圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)開展的簡(jiǎn)短、完整的教學(xué)活動(dòng)。其核心組成內(nèi)容包括微教學(xué)視頻以及與該教學(xué)主題相關(guān)的微教案、微課件、微練習(xí)、微反思、微點(diǎn)評(píng)、微反饋等輔教學(xué)資源。

微課的特點(diǎn)有三點(diǎn)：首先微課短小精悍，通過(guò)多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容傳播，有利于學(xué)生利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)；其次，微課的教學(xué)容量小，主題突出，內(nèi)容獨(dú)立精練，有利于學(xué)生查缺補(bǔ)漏，各取所需，能夠?qū)崿F(xiàn)教與學(xué)的個(gè)性化選擇。最后，微課的時(shí)間一般很短，通常限制在5～10分鐘之間。

為在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果，微課常采用問(wèn)題式的、案例化的教學(xué)方法，微課有助于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)習(xí)者進(jìn)行思考，這與探究式教學(xué)模式所主張的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的思想是一致的。所以在探究性教學(xué)中可以使用微課。另外，微課有很大的靈活性，可以針對(duì)生物信息學(xué)探究性教學(xué)中的某一具體問(wèn)題進(jìn)行微課授課，微課為生物信息學(xué)探究性教學(xué)的有效實(shí)施提供了新的思路和方法。

四、微課在生物信息學(xué)探究性教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

按照生物信息學(xué)探究性教學(xué)的主要環(huán)節(jié)，微課可以分為課前預(yù)習(xí)類、課堂教學(xué)類、課后復(fù)習(xí)和拓展類。下面結(jié)合案例談?wù)勎⒄n在生物信息學(xué)探究性教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用。

1.微課在課前預(yù)習(xí)中的應(yīng)用。生物信息學(xué)探究性教學(xué)授課內(nèi)容大多涉及一些數(shù)理統(tǒng)計(jì)和計(jì)算機(jī)知識(shí)，然而對(duì)于生物背景的大學(xué)生在這方面基礎(chǔ)較弱。所以，教師可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)所需的數(shù)理知識(shí)設(shè)計(jì)制作具有針對(duì)性的微課，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)新課時(shí)根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇性地觀看微課，為后續(xù)新課的探究性學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。例如在講到序列對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索（Blast）一節(jié)內(nèi)容時(shí)，可以將Blast一節(jié)授課內(nèi)容中用到的正態(tài)分布、極值分布、統(tǒng)計(jì)學(xué)p值的顯著性檢驗(yàn)等知識(shí)做成微課，供學(xué)生在課前預(yù)習(xí)。

2.微課在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。在生物信息學(xué)探究性教學(xué)的課堂教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)該積極去引導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行探究，過(guò)多使用微課的形式可能會(huì)讓學(xué)生失去探究的動(dòng)力，形成對(duì)微課的依賴，所以在利用微課進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該有所選擇，應(yīng)該主要針對(duì)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容制作微課，并上傳到相應(yīng)的課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站上，以便學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)外，還可以利用課外時(shí)間進(jìn)行觀看和探究。例如在講到“序列對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索（Blast）”一節(jié)內(nèi)容時(shí)，在課堂教學(xué)中可以利用微課探究不同核酸或者蛋白打分矩陣的選擇對(duì)blast結(jié)果的影響，或者探究不同的E值對(duì)blast結(jié)果的影響。

3.微課在課后拓展中的應(yīng)用。由于學(xué)生自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)和理解能力的差異，他們對(duì)同一知識(shí)和操作的理解和掌握程度會(huì)有所不同，而課堂教學(xué)不可能針對(duì)每一個(gè)學(xué)生進(jìn)行探究式教學(xué)，因此，教師可以根據(jù)課堂教學(xué)的實(shí)施狀況和學(xué)生的實(shí)際能力，將具有拓展性的學(xué)習(xí)輔助材料（教學(xué)視頻、輔文檔等）設(shè)計(jì)制作成微課程，以滿足學(xué)有余力的學(xué)生利用課外時(shí)間繼續(xù)進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。例如“序列對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索（Blast）”一節(jié)課的教學(xué)結(jié)束后，可以在課后拓展內(nèi)容中利用微課引入近年發(fā)生的“中東呼吸綜合征（MERS）”，然后引導(dǎo)學(xué)生利用blast工具探究引起“中東呼吸綜合征”的冠狀病毒（MERS-CoV）序列特征，并分析其進(jìn)化趨勢(shì)。

五、結(jié)語(yǔ)

在生物信息學(xué)探究性教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中運(yùn)用微課，有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不僅提高了探究性教學(xué)在課堂中的教學(xué)效果，而且可以使學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)延伸到課外。微課作為一種新型的教學(xué)技術(shù)，隨著其在生物信息學(xué)探究性教學(xué)實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用，必將促進(jìn)生物信息學(xué)教學(xué)的改革和學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

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第8篇：生物信息學(xué)的作用范文

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法；生物信息學(xué)；教學(xué)任務(wù)；實(shí)踐與思考

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）28-0209-02

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法（TBL，Task-based Learning）是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上，由教師根據(jù)教學(xué)要求提出“任務(wù)”，把教學(xué)內(nèi)容隱含在每一個(gè)任務(wù)中，由教師引導(dǎo)學(xué)生自己提出問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，通過(guò)讓學(xué)生完成一個(gè)個(gè)具體的任務(wù)來(lái)調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)主動(dòng)性的教學(xué)方法[1，2]。它分為如下四個(gè)基本過(guò)程：一是確定教學(xué)任務(wù)，即教師分析教學(xué)目標(biāo)，確定適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)任務(wù)；二是分析教學(xué)任務(wù)，即教師在課堂上向?qū)W生講解教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生明確教學(xué)任務(wù)的內(nèi)容和要求，也包括講解所需要的新知識(shí)；三是完成教學(xué)任務(wù)，是實(shí)施教學(xué)任務(wù)的過(guò)程，也是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、獲取知識(shí)的過(guò)程；四是評(píng)價(jià)教學(xué)任務(wù)，包括展示學(xué)生的作品、總結(jié)評(píng)比，達(dá)到鞏固知識(shí)、激勵(lì)學(xué)生的目的[3，4]。

生物信息學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)的前沿學(xué)科之一，它是隨上世紀(jì)末人類基因組計(jì)劃的實(shí)施而由多學(xué)科交叉發(fā)展起來(lái)的一門學(xué)科，目前已經(jīng)滲透到生命科學(xué)的各個(gè)學(xué)科。但是由于生物信息學(xué)本身的綜合性和快速發(fā)展的趨勢(shì)，高校生物信息學(xué)的課程教學(xué)目前仍然處于探索階段[5]。鑒于此，我們?cè)谖以?014級(jí)、2015級(jí)生物技術(shù)本科專業(yè)生物信息學(xué)課程教學(xué)中實(shí)施了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，取得了良好的教學(xué)效果。

一、生物信息學(xué)課程教學(xué)中任務(wù)的設(shè)計(jì)

教學(xué)任務(wù)的設(shè)計(jì)是任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法實(shí)施的關(guān)鍵。比如在生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)的教學(xué)時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)了“在NCBI/EBI/DDBJ三大數(shù)據(jù)庫(kù)中如何查找核酸蛋白序列”、“在NCBI/EBI/DDBJ三大數(shù)據(jù)庫(kù)中查找某一核酸序列的直系同源序列”等任務(wù)。在核酸序列分析的教W時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)了“如何確定測(cè)序獲得的某一序列是表達(dá)的基因序列”、“如何確定測(cè)序獲得的序列是新的基因序列”等教學(xué)任務(wù)。在進(jìn)化分析的教學(xué)時(shí)，我們給出某一基因的序列，設(shè)計(jì)了“依據(jù)該基因的序列做出不同方法的進(jìn)化樹及分析其意義”、“依據(jù)某一基因的序列做出蛋白序列的進(jìn)化樹及分析其意義”等教學(xué)任務(wù)。在蛋白質(zhì)序列分析教學(xué)時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)了“根據(jù)BLAST分析來(lái)推測(cè)某一新的蛋白質(zhì)序列的可能功能”、“依據(jù)結(jié)構(gòu)域（Domain）/基元（Motif）分析某一新蛋白序列的可能功能”、“依據(jù)某一新的蛋白序列預(yù)測(cè)其二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)”等教學(xué)任務(wù)。在綜合分析的教學(xué)時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)了“如何尋找某一基因的啟動(dòng)子序列及可能的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)”、“依據(jù)3種以上不同的生物信息學(xué)軟件作出某一蛋白序列及其直系同源蛋白的序列比對(duì)圖”、“如何計(jì)算幾種不同蛋白序列的相似性（Similarity）及一致性（Identity）值”等教學(xué)任務(wù)。

二、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的實(shí)施

我們?cè)谖以?014級(jí)、2015級(jí)生物技術(shù)本科專業(yè)的生物信息學(xué)課程教學(xué)中實(shí)施了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的實(shí)施全程在機(jī)房進(jìn)行，機(jī)房?jī)?nèi)配置了高速上網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)和常用的生物信息學(xué)分析軟件。在教學(xué)前的準(zhǔn)備階段，需要根據(jù)上課的班級(jí)組建好不同的小組，同學(xué)們也先行修習(xí)過(guò)相關(guān)的理論課程，然后將設(shè)計(jì)好的一系列教學(xué)任務(wù)分發(fā)到不同小組的同學(xué)中，同時(shí)建議同學(xué)們查找一些相關(guān)的分析方法和資料；在課堂教學(xué)階段，上課后教師會(huì)分析教學(xué)任務(wù)，任課教師也根據(jù)以前的教學(xué)內(nèi)容給出一些線索，然后在不同的小組內(nèi)進(jìn)行討論，最后根據(jù)不同的討論結(jié)果讓不同小組的同學(xué)在給出的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)。對(duì)于不同小組在完成教學(xué)任務(wù)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，教師需要適度地解釋和引導(dǎo)，而不是完全地幫助解決和完成教學(xué)任務(wù)。在整個(gè)的教學(xué)過(guò)程中，要循序漸進(jìn)，爭(zhēng)取達(dá)到最好的教學(xué)效果。在教學(xué)任務(wù)初步完成后，教師要根據(jù)不同小組教學(xué)任務(wù)的完成情況，給予分析、點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。上課的同學(xué)都希望自己完成任務(wù)的思路和線索得到肯定，對(duì)于完成教學(xué)任務(wù)較好的同學(xué)要給予正面的表?yè)P(yáng)，對(duì)于完成教學(xué)任務(wù)不太好的同學(xué)也要給予鼓勵(lì)和關(guān)注，直到這部分同學(xué)也能獨(dú)立、完整地完成全部的教學(xué)任務(wù)。

三、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的效果

為評(píng)價(jià)教學(xué)效果，我們對(duì)于實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和對(duì)照組的同學(xué)對(duì)于教學(xué)的滿意度、學(xué)生的考試成績(jī)等問(wèn)題進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，并對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。同時(shí)，我們也對(duì)承擔(dān)生物信息學(xué)課程教學(xué)任務(wù)的任課教師對(duì)于該課程的學(xué)習(xí)情況等進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查和數(shù)據(jù)分析。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，95%以上的同學(xué)認(rèn)可任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的實(shí)施，普遍認(rèn)為任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在該課程中的實(shí)施能夠顯著提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的培養(yǎng)和對(duì)于理論知識(shí)的掌握。從考試的成績(jī)來(lái)看，實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的同學(xué)考試綜合成績(jī)優(yōu)良率（80分以上）達(dá)到50%以上，顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)法同學(xué)成績(jī)的優(yōu)良率（30%左右）。從教師評(píng)學(xué)的情況看，任課教師普遍認(rèn)為任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中的實(shí)施對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和掌握教學(xué)知識(shí)點(diǎn)等方面均顯著高于實(shí)施傳統(tǒng)教學(xué)法的對(duì)照組同學(xué)。這一結(jié)果表明，在實(shí)踐性很強(qiáng)的生物信息學(xué)課程中實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)模式具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

四、完善任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在生物信息學(xué)課程教學(xué)中應(yīng)用的思考

生物信息學(xué)是一門以研究生物序列為主的實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，具有教學(xué)知識(shí)點(diǎn)非常多、熟練掌握課程知識(shí)點(diǎn)相對(duì)較難等特點(diǎn)。我們?cè)谖以罕究粕镄畔W(xué)課程中實(shí)施了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，總體教學(xué)效果較好，同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在該課程教學(xué)中一些值得注意的問(wèn)題。一是針對(duì)不同學(xué)生的特點(diǎn)，任務(wù)的設(shè)計(jì)要難度適宜，要有不同層次、不同難度任務(wù)的設(shè)計(jì)。在教學(xué)過(guò)程中，要適當(dāng)精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)常用軟件和程序的使用和練習(xí)；二是課程教學(xué)需要在電腦機(jī)房實(shí)施，需要較好的計(jì)算機(jī)配置和較高的網(wǎng)絡(luò)連接速度，對(duì)學(xué)時(shí)的要求要更連貫，同時(shí)要鼓勵(lì)學(xué)生在課后使用自己的計(jì)算機(jī)進(jìn)一步練習(xí)和實(shí)踐；三是在教學(xué)過(guò)程中要有更多的引導(dǎo)和示范，進(jìn)行實(shí)例教學(xué)；四是在教學(xué)過(guò)程中需要小組內(nèi)同學(xué)間更多的討論和協(xié)商；五是對(duì)授課教師的專業(yè)知識(shí)和能力有更高的要求。生物信息學(xué)的課程教學(xué)實(shí)踐性非常強(qiáng)，知識(shí)的更新也非常快，實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法對(duì)于任課教師的專業(yè)知識(shí)和能力提出了更高的要求。為達(dá)到較好的教學(xué)效果，需要引進(jìn)高水平的師資隊(duì)伍，同時(shí)對(duì)已有的青年教師也要派出到高水平大學(xué)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。同時(shí)，在生物信息學(xué)課程中實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)法的教學(xué)，最好由兩名以上專業(yè)教師同時(shí)實(shí)施教學(xué)?？傊蝿?wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在生物信息學(xué)課程中的應(yīng)用既顯示了較明顯的成效，也還需要進(jìn)一步的研究和實(shí)踐。

⒖嘉南祝

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第9篇：生物信息學(xué)的作用范文

單鏈抗體除本身的治療作用外，還可作為載體與細(xì)胞因子等結(jié)合，構(gòu)建成雙功能抗體用于腫瘤的導(dǎo)像治療。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道［1~3］各衍生因子兩個(gè)完整基因融合成單一蛋白，經(jīng)抗腫瘤活性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，融合蛋白具有雙重活性，但融合蛋白的親和性及抗腫瘤活性分別較衍生因子的功能及活性有所變化，可能由于融合蛋白結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致功能及活性的變化。利用生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源分析融合蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)及其理化性質(zhì)，為進(jìn)一步探討單鏈雙功能抗體基因融合蛋白提供依據(jù)。

1雙功能抗體的研究進(jìn)展

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，腫瘤的藥敏基因治療成為各國(guó)學(xué)者研究的熱點(diǎn)［3~5］。將目的基因?qū)氚屑?xì)胞是基因治療過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因?yàn)槟康幕驅(qū)氚屑?xì)胞效率的高低將直接影響基因治療的效果甚至成敗。由逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移所面臨的最大問(wèn)題是病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)效率較低，原因之一是由于包裝后難以得到穩(wěn)定產(chǎn)生較高滴度感染性逆轉(zhuǎn)錄病毒的包裝細(xì)胞系。單鏈抗體（ScFv）是由Fv抗體衍生而來(lái)，將抗體重鏈可變區(qū)和輕鏈可變區(qū)通過(guò)一段連接肽連接而成，ScFv具有天然抗體的親和力，而分子只有完整抗體的六分之一。具有分子小、穿透力強(qiáng)、容易進(jìn)入實(shí)體瘤周圍的血液循環(huán)等特點(diǎn)，體內(nèi)應(yīng)用具有較大的分布容積和較高的組織分布比例，ScFv是構(gòu)建雙功能抗體，雙特異性抗體等多種新功能抗體分子的理想元件。一個(gè)蛋白或蛋白片段可以融合到ScFv片段上以配備附加的性質(zhì)，如免疫毒素的產(chǎn)生，是通過(guò)將一個(gè)腫瘤特異的ScFv或Fab融合到一個(gè)內(nèi)源化能殺死靶細(xì)胞的毒素上。許多細(xì)胞特異抗體可將試劑傳遞到腫瘤部位發(fā)揮其細(xì)胞毒元件的作用。腫瘤特異性抗體片段已經(jīng)與細(xì)胞因子融合［4~8］。在這種情況下，稱免疫細(xì)胞因子的分子注射到患者體內(nèi)，在腫瘤細(xì)胞表面積聚，可以激活腫瘤附近的T淋巴細(xì)胞。這些融合蛋白內(nèi)在的腫瘤結(jié)合活性允許使用低濃度，沒有通常與系統(tǒng)細(xì)胞因子注射相關(guān)的副作用。

細(xì)胞因子融合蛋白均具有衍生因子的雙重活性，其中有一些的活性較各自野生型低，或者與野生型因子的相加一致，或者其活性高于衍生因子的相加活性，人工構(gòu)建的新蛋白可能具有與衍生因子無(wú)關(guān)的新活性［9~11］。事實(shí)證明：具有不同功能域的復(fù)合蛋白質(zhì)以及連接肽的設(shè)計(jì)是今后尋找新的治療因子的有效途徑和研究方向。生物信息學(xué)可以促進(jìn)藥物的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過(guò)程，即充分利用生物信息學(xué)的生物學(xué)和遺傳學(xué)信息來(lái)尋找和開發(fā)以基因?yàn)榛A(chǔ)的藥物。

2雙功能抗體的表達(dá)及其生物學(xué)性質(zhì)的預(yù)測(cè)

對(duì)于cDNA序列包含一個(gè)完整的蛋白質(zhì)編碼區(qū)，重要的則是分析所編碼蛋白質(zhì)的功能。蛋白質(zhì)序列的生物信息學(xué)分析是從理論分析邁向?qū)嶒?yàn)研究的最為重要的部分。如果擬對(duì)所感興趣的基因投入實(shí)驗(yàn)研究，那么，基于生物信息學(xué)獲得盡可能多的關(guān)于該基因/蛋白質(zhì)的信息是十分重要和極其重要的，尤其是當(dāng)采用生物信息學(xué)的分析得到其結(jié)構(gòu)功能域的信息后，將對(duì)研究思路的制定提供重要的指導(dǎo)信息［12，13］。

傳統(tǒng)生物學(xué)認(rèn)為，蛋白質(zhì)的序列決定了它的結(jié)構(gòu)，也就決定了它的功能［14，15］。因此，隨著近10年來(lái)生物學(xué)分子序列信息的爆炸性增長(zhǎng)，大大促進(jìn)了各種序列分析和預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)可以用理論預(yù)測(cè)的方法獲得大量的結(jié)構(gòu)和功能信息，用生物信息學(xué)的方法，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和計(jì)算來(lái)“預(yù)測(cè)”出未知蛋白質(zhì)信息或提供與之相關(guān)的輔助信息，可以用較低的成本和較快的時(shí)間就能獲得可靠的結(jié)果［16~18］。重組融合蛋白是通過(guò)DNA重組的方法，將功能上相關(guān)的兩種蛋白用連接肽連接，以達(dá)到優(yōu)化蛋白功能的目的，如免疫毒素和細(xì)胞因子融合蛋白，并已用于腫瘤治療。我們?cè)跇?gòu)建融合蛋白之后，運(yùn)用生物信息學(xué)資源DNAssist核酸序列分析軟件分析ScFv-TNF-αDNA序列翻譯并獲得了氨基酸序列，蛋白質(zhì)分析軟件（ANTHEPROTV5）分析融合蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)及其理化性質(zhì)。利用生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行分析預(yù)測(cè)融合蛋白的性質(zhì)，為進(jìn)一步探討單鏈雙功能抗體基因融合蛋白提供依據(jù)。構(gòu)建重組導(dǎo)向的融合蛋白［19］，通過(guò)重組PCR方法在編碼ScFv與TNF-α的堿基之間引入酶切位點(diǎn)，并克隆到逆轉(zhuǎn)錄病毒表達(dá)載體PLxSN上表達(dá)，用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法轉(zhuǎn)染PA317包裝細(xì)胞，G418篩選10天后共挑選50個(gè)細(xì)胞集落，擴(kuò)大培養(yǎng)后測(cè)定29個(gè)細(xì)胞集落的病毒滴度，篩選出一株cfu>1×109/L的感染性重組病毒產(chǎn)生細(xì)胞系C26。

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