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關鍵詞：微課；細胞生物學實驗；設計；教學資源
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）23-0260-02
經濟的迅猛發展帶動科技的日新月異，網絡技術與通信技術發展迅速，微信、微博等交流媒介成為大眾知識共享的傳播平臺，而微課作為教學中的創新也備受關注，作為對傳統教學模式的顛覆，其更注重教學效率的提升與教學質量的理想化。伴隨移動學習時代的到來，微課使得當前學校教育及社會教育都發生了顯著的變化。但是我們應該看到，時代催生的網絡視頻也帶有某種弊端性，難以真實有效地滿足各個層面的學習需求[1]。焦建利教授提出：傳統的課堂實錄視頻資源已經難以實現互聯網時代人們注意力模式的匹配，因此傳統的教學方式也很難滿足師生教與學的需求。加上網速及寬帶的硬性限制，教學資源周轉率低，優秀教學資源被無形浪費。基于這樣的背景，微課誕生，吸取了傳統教學視頻的弊端教訓，更注重主題的突出明確，更具有針對性與服務性，在內容設置上也趨于短小精悍，實現了自由補充與延伸[2]。對于生物細胞學科教學來說，實驗是教學的關鍵，在教學中發揮著重要的作用。不可否認的是生物學作為生命科學的前沿學科之一，無論是實驗技術方法還是理論知識闡述都實現了深度的提升與廣度的延伸，逐漸實現與遺傳學、分子生物學及發育生物學的學科融合，逐漸在生命科學研究領域占據主導[3]。因此，實現微課與細胞生物學實驗教學的結合，對學生創新能力與獨立思考能力的培養逐漸成為生物實驗教學關注的焦點，成為細胞生物學實驗教學改革的要務。
一、微課簡述
1.微課的起源。微課最早由美國愛荷華大學LeRoy A. McGrew教授提出，初衷是針對化學課程總結的60秒概述，設置了三大主體部分，分別為總體介紹、解釋說明及舉例分析。后來英國學者T.P.Kee在此基礎上提出了一分鐘演講，所謂的一分鐘演講就是突出演講的精練傳神，要求具有縝密的邏輯結構及真實生動的案例闡述。在經過上述兩個階段的發展后，微課由美國新墨西哥州圣湖安學院大衛.m.彭羅斯提出并創建實施。其包括15到30秒的介紹及結論，服務與上文的關鍵概念導引。然后錄制上述內容并限制時間為3分鐘內，在微課程指引下提出書面作業要求，學會借助課外閱讀或者實踐活動完成關鍵知識的學習。目前最具代表性的當屬Educause的微課理念，不是指微觀學習中的微內容，而是以建構主義學習理論為支撐的在線教學或格式化教學中的教學實際。
2.我國微課發展現狀。我國微課依然是新興事物，起步晚，發展相對緩慢，目前涉及領域也有部分處于空白。基于微課的發展現狀，當前學術界也未就微課理念達成共識。學者焦建利[4]認為，微課是對某一知識點的集中闡釋，主要特點就是短小精悍，在線教學視頻是其主要表現形式。學者祝智庭[5]則認為微課應該就某個教學主題展開延伸，組織精細化的課堂教學設計，時間限度最好控制在10分鐘以內。而學者胡鐵生[6]則認為微課程注重的是視頻的微小，因此在針對單一學科或者單一知識點組織教學時應注重教學情景的融入，突出在線學習與自由學習。這一概念也逐漸被大眾所認可。資源建設方面，我國微課也尚未成型，目前的應用研究還相對零散，評價模式也有待完善。實現微課程的規范化發展還有很長的路要走。
二、細胞生物學實驗教學存在的問題
1.內容更新緩慢，亟待加強。我國的細胞生物學實驗教學一直處于教學滯后階段，僅僅作為理論教學的補充或者教學附屬而開設，缺乏關注上必然影響教學的創新與跟進，加上該實驗教學項目單一化趨勢嚴重，時代氣息不足，技術手段及知識的綜合運用十分缺乏，內容更新十分滯后。
2.教學方式單一化，學生自主性不足。細胞生物學實驗的基本流程就是提前由教師準備好實驗材料、實驗儀器及實驗試劑，學生在教師的示范引導下按部就班地進行實驗操作，整個操作過程趨于程式化、簡單化。學生不僅無法在實驗準備階段有所參與，更挫傷了學生創新與研究的積極性。
3.教學方法貧乏，缺乏對學生創新能力培養的關注。傳統的細胞生物學實驗教學受有限的教學時間的限制，因此實驗內容與要求也大多提前限定，教師單純地演示講解，學生被動地參與學習，雙方互動交流不足，教師也無法引導學生進行實驗的創新。
4.教學技術陳舊，現代教育技術參與較少。細胞生物學作為生物教學的前沿學科，理應注重教學的創新，特別是積極加入現代教育技術的創新元素，以信息技術為核心推動實驗教學。但是我國細胞生物學的教學現狀卻是現代教育技術十分欠缺，傳統實驗教學維度單一化趨勢嚴重。
三、微課在細胞生物學實驗中如何應用
1.微課的特性和優勢，傳統多媒體教學的弊端：伴隨多媒體技術的迅猛發展及教學融入，部分教師開始嘗試運用多媒體輔助教學，但是當代大學生自由散漫的個性也成為多媒體輔助教學實施的制約因素，學生難以集中精力聽取教師講課，精品的視頻資源難以得到高效率的運用。應用于課后學習的視頻資料也難以受到學生的關注與重視，多數處于閑置。微課則突破了視頻教學的局限，具有普通視頻教學資源不具備的教學優勢。首先，其教學內容濃縮，教學時間較短，借助移動端操作更為便捷，學生學習積極性顯著提升。其次，其教學主題十分明確，學生能夠迅速找到自己感興趣的點，從而獲得啟發教育或者延伸學習。最后，微課視頻的教學容量相對較小，符合學生的接受能力，學生更積極主動地參與到微課學習中去。
2.細胞生物學微課設計，把握10分鐘原則：注意力10分鐘。10分鐘內有明確的教學目標，內容短小，集中說明一個問題的小課程。微課設計ADDIE模型：A，分析；D，設計；D制作；I應用；E，評價。通常來說，微課設計要想保證自身的完整性必須具備6個基本環節，分別為教學主題的明確、前段分析、微課基礎知識點的切割與劃分、微課資源要素的重點設計、微課視頻錄制及后期加工處理、微課的最終終端輸出與展現。6個環節緊緊相扣，推動微課的高效開展。
四、微課引入實驗教學的意義與應用前景
微課具有廣闊的教育應用前景。2011年，手機將取代個人電腦成為個人信息中心。學生自帶設備BYOD，包括個人電腦、手機、上網本、平板等越來越普遍化。這為微課的實施提供了必備的硬件前提。調查中發現，84.44%的被調查者認可微視頻在微課教學中的核心地位與作用，并且70%以上的人認為配套的教學設計與課件也是不可忽視的部分。縱觀當前的教育改革，多數一線教師已經充分認識到微課教學的魅力與優勢，開始在課堂教學中嘗試微課教學。其中范福蘭等人在基于交互式微視頻教學資源教學應用效果的調查顯示，70.5%的學生認為交互式微視頻資源能夠激發他們對課程學習的興趣，單一的圖文及音視頻資源則受關注度一般，這也從側面說明隨著流媒體技術的發展成熟，微視頻的教學前景將是廣闊而光明的。
五、一些值得思考的問題
1.有關微課適用性，微課程在全國范圍內展開，帶來教學思想、教學模式的重大轉變，各個領域、各種培訓、不同學科對于微課程應用的嘗試存在“泛用”、“濫用”現象。微課程適用于哪些領域、哪些課程、哪些內容以及熒光怎樣設計、怎樣制作、怎樣使用才是最科學合理的成為今后科學研究的新課題。
2.細胞生物學實驗微課應用存在問題，我國針對該專業的微課理論研究及實踐演練依然不足，多數高校在微課開展實施的過程中存在建多用少的資源浪費現象。因此必須將微課作為校本研修資源，對其加強引導宣傳，讓教師認可微視頻教學的優勢并拓展專業發展的新途徑。此外微課程應奠定創新型教學模式的資源基礎，以期為學生提供更實用的教學資源，做好教學輔助。當然微課作為新興教學理念，應該在移動學習與泛在學習的基礎上實現教學需求與教學實踐的同步發展，最大限度提升微課程的開展利用率。
六、小結
微課作為新興的教學模式理應受到關注，了解微課的本質內涵，在梳理其優勢與缺陷基礎上綜合當前的運用實際，科學預測并規劃后期發展，實現微課在設計開發與應用上的創新完善。本文就微課教學的幾點問題進行了歸納分析，以期為微課教學的拓展應用提供有效思路，讓微課的魅力更多地展現出來，服務于高校教學。
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關鍵詞：草履蟲；水體監測；重金屬離子；農藥
中圖分類號： Q959.117 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150940002
引言
20世紀中葉以來，世界工廠化的生產模式不斷擴大，人口總量迅速增加，人們對于自然資源的索取超過了自然界的再生能力，同時過度排放污染物，造成了世界性的資源短缺和嚴重的環境問題。水污染就是其中之一。水污染可分為兩類：一類是自然污染；另一類是人為污染。其中人為污染較為常見，每年排入江河湖海的污水約有4.2×1012m3，污染了數億立方米的淡水，相當于世界江流總量的14%以上[1]。特別是近年來，隨著農藥的大量使用以及工廠排放廢水的增加，水污染問題變得愈發嚴重。而水是生命的源泉，是人類賴以生存和發展的不可或缺的最重要的物質之一，所以有效的進行水體污染監測刻不容緩。
草履蟲（Paramecium）是原生動物門纖毛綱的代表物種，除了具有靈敏的應激系統外，還具有分布廣泛，結構典型，繁殖速度快，便于觀察，容易采集培養等特點，因此被廣泛應用于水體監測[2]。目前，國內研究人員從重金屬離子、農藥等污染物質對草履蟲應激性及其生殖能力的影響等方面做了大量的研究，研究表明重金屬離子、農藥等因素對草履蟲均會產生相應程度的影響[3]。
1 草履蟲簡介
1.1 草履蟲種類
草履蟲是原生動物門纖毛綱的單細胞動物，其形狀類似于倒置草鞋底，主要生活在有機質充足、細菌豐富、光線充足的河流池塘或水溝中。目前，世界已知草履蟲種類有22種[4]，常見的有大草履蟲、雙小核草履蟲、多小核草履蟲、綠草履蟲。其中大草履蟲最為常見，體長180～300μm；雙小核草履蟲，體長80～170μm，伸縮泡2個，有2個很小的小核；多小核草履蟲，體長180～310μm，有時有3個伸縮泡，小核泡型，有3～12個；綠草履蟲，體長80～150μm，細胞質內有綠藻共生，經見光處培養后通體呈綠色，小核2個。
1.2 草履蟲的結構
草履蟲一般呈長橢圓形，前端較圓，后端寬而略尖，因形狀與草鞋相似而得名。其表膜由三層膜組成，具有緩沖和保護作用。膜下機體中生長有近萬根纖毛，其排列成的網狀結構，更有助于控制草履蟲活動[5]。與表膜垂直排列分布在外質中的一排小桿狀的囊泡結構，叫做刺絲泡，從而起到防衛和捕食作用。刺絲泡在表膜上開口，蟲體在受到外界的刺激時會射出刺絲泡中的內容物，當內容物接觸到水就會形成細絲[6]。
1.3 草履蟲的生活環境
草履蟲生活在水流緩慢、帶有腐草的水溝、池塘和稻田中，在有機質豐富、光線充足的水面附近較常見，尤其是在細菌豐富的水中，草履蟲種群密度最大[7]。草履蟲在水溫0～30℃情況下均能正常生活，24～27℃是草履蟲生活的最佳水溫，當水溫低于10℃或高于35 ℃不利于草履蟲的繁殖[8]。
1.4 草履蟲的應激性
草履蟲細胞質內部的水分約占細胞質的75%～85% [9]，采取自旋回波測量的方式對草履蟲細胞進行研究，其研究結果表明，細胞內的水呈“結構化”，即草履蟲細胞內的水是以液晶態形式存在。液晶態物質具有對熱、磁、光、電、聲、輻射、應力等變化反應較靈敏的特性。所有包括膜電位在內的應激信息，都會通過其在細胞質內傳導，構成草履蟲身體內的原始應激系統。由于草履蟲應激系統靈敏的特性，使得草履蟲無論是在監測農藥使用的安全性方面還是重金屬離子的監測方面都有著十分重要的意義。
2 草履蟲在水體監測中的作用
隨著經濟的發展，工業化的迅速擴張，人們在面對這一時代到來的同時，還面對著重金屬排放和農藥過度使用所導致的水污染問題。而草履蟲的應激性能夠直觀的反應水體污染程度，是水體監測中的一種重要的原生動物。
2.1 重金屬對草履蟲的影響
2.1.1 Cd2+對草履蟲的影響
重金屬鎘對生物和人體均有毒害作用，同時它也是一種水體污染物。由于草履蟲等原生動物對鎘的毒性作用反應同后生動物相比更加敏感，因此草履蟲在監測Cd2+毒性方面具有重要的意義。方衛飛等[10]利用CdSO4、CdCl2、Cd（NO3）2這三種鎘化合物對草履蟲的生物毒性進行了研究，結果表明對草履蟲毒性作用最大的是CdSO4。胡好遠等[11]通過對Cd2+24h半致死濃度（LC50）進行了實驗，結果表明，在一定范圍內，Cd2+的濃度增加，草履蟲的種群數量也會隨之增長，但Cd2+濃度過高也會降低草履蟲的種群增長率。
2.1.2 Pb、Cu對草履蟲的影響
近些年來，隨著冶金工業的快速發展，部分水體中的沉積物中Pb2+、Cu2+的含量不斷積累，Pb、Cu等元素會對生態環境造成破壞，尤其是隨著雨水的沖淋，Pb、Cu等元素進入水體環境，造成嚴重的水體污染。周玉[12]通過在20℃培養條件下Pb、Cu等單一元素對草履蟲種群毒性的影響的研究，結果表明，Cu2+、Pb2+24h對草履蟲的LC50分別為0.0826mg/L、3.9907mg/L；Pb、Cu等單一元素對草履蟲都具有毒害作用，且相同條件下Cu2+對草履蟲的毒害作用大于Pb2+。
2.2 農藥對草履蟲的影響
2.2.1 除草劑對草履蟲的影響
2，4-D丁酯是除草劑中的一種，2，4-D丁酯對草履蟲的種群增長具有抑制作用，但對草履蟲的細胞脅迫變化并不顯著。谷艷芳等[13]發現，在水環境中，草履蟲對2， 4-D丁酯有明顯的驅避作用。捕食行為受到影響會造成生物機體獲得資源減少，引起生產量下降或發育繁殖遲緩。所以受到2，4-D丁酯的脅迫會引起草履蟲在自然界的自然增長率下降和分布格局的變化。但目前關于2， 4-D丁酯對草履蟲影響的生態毒理學機制仍不完善，需要進一步提高。
2.2.2 殺蟲劑對草履蟲的影響
氯氰菊酯是一種廣譜、生物活性較高的擬除蟲菊酯類殺蟲劑，擁有8個光學異構體，其中有4個生物活性較高的異構體組成的外消旋混合物稱為高效氯氰菊酯，在十字花科蔬菜、棉花、果樹、茶樹等作物害蟲的防治中應用廣泛[14]。目前，關于擬除蟲菊酯類農藥對草履蟲的毒性研究已有報道。對于氰戊菊酯對原生動物群落48h急性毒性的檢測，王莉霞等[15]研究得出LC50為15.830mg/L。李霖等[16]通過三氟氯氰菊酯對草履蟲的毒性進行研究，研究表明：三氟氯氰菊酯對草履蟲1h的LC50為1.650mg/L。而高效氯氰菊酯對草履蟲1h 的LC50為27.536mg/L，可見草履蟲對高效氯氰菊酯的反應靈敏度遠低于三氟氯氰菊酯。
2.2.3 殺菌劑對草履蟲的影響
多菌靈是一種廣譜性的苯并咪唑類殺菌劑，學名2-苯并咪唑基氨基甲酸甲酯（MBC），又稱作棉萎靈、苯井咪唑44號。對由半知菌、多子囊菌引起的多種作物病害有防治效果[17]。在葉面噴霧、種子處理和土壤處理中有很多應用。李霖等[18]在進行殺菌劑多菌靈對草履蟲的急慢性毒性作用研究，結果表明，草履蟲的生長與多菌靈溶液的濃度有關，多菌靈濃度越高，毒性作用越大。
2.2.4 草履用于水體監測的優勢
草履蟲對毒性的應激反應與多細胞動物相比更為敏銳，并且對于反映環境化學毒性物質的毒理效應相比單純的化學手段也更為生動、直觀。因此，草履蟲在毒性監測方面具有著重要的研究價值。同時草履蟲更是一種良好的水體監測材料，是水體質量監測的重要指示生物之一。近些年來，國內外研究人員以草履蟲為實驗材料進行毒性實驗，研究水體環境中的重金屬污染和農藥污染等問題，為農藥的使用安全、重金屬污染的監測以及生態環境保護等方面提供了更多有價值的參考。
3 問題與展望
目前關于草履蟲的毒理研究很多，并且對于草履蟲在環境方面的監測實驗也取得了長足的進展。而在實驗室和水體污染監測中采用的草履蟲基本是從野外采集回來，進行簡單純化培養，完全達不到模式生物的要求標準。對于從不同水體中采集的草履蟲，因為自身的生長環境影響對某些污染物具有一定的適應性，如果不能妥善解決，將會嚴重影響監測的準確性。而且處于不同生長階段的草履蟲對外界的刺激所產生的反應也是有所差異的，這些都將會影響實驗的平行性和可信度。
目前，草履蟲的培養方法簡單，而且培養出的草履蟲生長階段、生長速度不一致。因此，為了能夠在實際應用中勝任精確的監測工作，培養無背景處于同一生長階段的模式生物草履蟲是現在迫切需要解決的問題。對于無背景草履蟲的培養，可以在最適溫度和pH條件下使用單一營養物質進行培養，保證草履蟲在生長過程中不受外界污染源的影響。而對于單一營養物質的選擇，根據草履蟲的食物攝取情況，可以選擇某一種純培養的細菌，也可以選用一種或多種氨基酸配制無菌培養液。
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關鍵詞：生物技術；食品質量；應用；
一、 概述
對食品質量而言，生物技術就是應用生物程序、生產細胞或其代謝物質來制造食品，改進傳統生產過程以提高人類生活質量的科學技術。生物技術很早就被應用于食品加工。傳統的食品生物技術側重于對生物體的利用，比如啤酒業對啤酒酵母、糖化酶的利用，而現代食品生物技術側重于對改造后的生物體的利用，即是以生命科學為基礎，利用生物體的特性和功能，設計構建具有預期性狀的新物種和新品系，再與工程原理相結合進行配套加工生產，為社會提供商品和服務的一個綜合性體系。
二、 生物技術在食品質量中的作用
1. 基因工程技術的應用
基因工程又稱 DNA重組技術 ，是指按人的意志 ，將某一生物體 （供體）的遺傳信息在體外經人工與載體相接 （重組） ，構成重組 DNA分子 ，然后轉入另一生物體 （受體）細胞中 ，使被引進的外源 DN段在后者內部得以表達和遺傳 .將這項技術應用于動植物或微生物上即產生基因工程食品。
近年來 ，國內外的食品科學家和生物學家已開始注重研究開發改善食品功能的新品種 .如開發不含產生豆腥味的酶（無脂氧化酶）的大豆 ；在腸內不會產生氣體的碳水化合物以及結晶胰蛋白酶的活性阻礙物質的大豆新品種。通過基因工程還可以改變酶的性質 ，生產食品結構改良劑。另外 ，通過遺傳的修飾技術 ，可將脂酶基因導入受體而強化其分解脂肪的能力 ，從而可加工低脂和低膽固醇的食品 ，如奶酶、油、脂肪牛奶等 .利用基因工程技術培育出新的釀酒酵母菌株 ，用以改進傳統的釀酒工藝 ，并使之多樣化 .目前 ，已成功地選育出分解β―葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、殺啤酒酵母菌株 ，提高生香物質含量的啤酒酵母菌株 .基因工程技術應用于氨基酸的生產已取得較大成績 ，迄今為止 ，世界上已克隆和表達了十幾種氨基酸的基因 ，已有 5種用重組技術生產的氨基酸達到工業化水平 ，它們為蘇氨酸 （ 60 g/ L ）、組氨酸 （ 42 g/ L ）、脯氨酸 （75 g/ L ）、氨酸 （40 g/ L ）和苯丙氨酸 （60 g/ L ） ，我國谷氨酸等氨基酸已投入工業化生產 .目前 ，天然食品防腐劑的研究開發成為當前國際食品界中一個研究熱點 ，它們也可利用基因工程技術進行異種大量生產。
此外 ，基因工程技術還可用于食品質量中新型蛋白質、細胞蛋白、生素、制劑、生物多糖、粉糖的生產 .并且基因工程技術還可以和食品衛生分析檢測結合 ，采用核酸探針和單克隆抗體法檢查 ，敏感性高 ，大大提高食品衛檢準確性和實用性。
目前轉基因食品涉及的領域主要有：改善糧油食品的產量、食品品質和加工功能特性，延長果蔬產品的儲藏期，提高農作物的抗病蟲害性能，改善動物性食品的成分比例和食用品質，改善發酵食品的風味和品質、提高產量等。
2. 酶技術的應用
酶是細胞原生質合成的一類具有高度催化活性的特殊蛋白質，是生物催化劑。酶普遍存在于動、植物和微生物中，將酶從生物組織或細胞以及發酵液中提取出來，加工成具有一定純度標準的生化制品，稱為酶制劑。
近年來在果蔬加工上，還開發出酶浸漬法處理果蔬以改變表面及內部組織的特性，增加風味及其它感官香味及口感。現在此技術已廣泛應用于柑桔的去皮、去苦及保持桃子的硬度等，所生產的產品有更好的新鮮度和組織外觀。目前歐美各地的食品廠已使用此技術制造罐頭類食品、玻璃瓶裝制品及新鮮冷藏水果。
現代水果汁加工技術（AFP技術）在 80年代開發的新一代果漿處理酶制劑，用于生產澄清汁，不僅用于貯藏過的難榨汁的水果，還可用于新鮮水果的加工 ，并形成了新的工藝，即所謂“最佳果漿酶解工藝”（OME工藝），其優點是明顯提高榨汁率 ，分別為鮮果 （8/9月）5%～6 %，貯藏水果 （10月起）15%～ 18%，使壓榨機生產能力提高 30%～ 100%，果渣量減少 30%～50%。
AFP技術采用了全果液化工藝，大大提高了生產能力，如一次榨汁進行液化，BucherHP 5000壓榨機的能力幾乎可達原來的 3倍，汁液可溶性固形物的利用率可達 100 %，出汁率達 92 %～ 95%（體積比 ），果渣體積最多只有原料體積的 2 %～ 5%，且可以轉為纖維物質用于療效食品，減少了果汁工廠廢物來源，縮短壓榨時間，降低了能耗，而且還可以明顯提高液化終點的可溶性固形物含量和含酸量 （生成半乳糖醛酸 ），改善果汁口感。
3. 生物傳感器和生物反應器的應用
生物傳感器是利用生命物質如酶、抗體等作敏感材料，與電子技術相結合，通過換能器件構成自動化分析系統，用以從多種化合物的復雜樣品中選樣地測定某一特定成分。其特點是精確、快速、靈敏。其方法包括核酸探針、聚合酶鏈反應、免疫分析等，在食品上應用于成分分析、病菌毒素檢測、殘留農藥檢測等品質管理。
模擬生命過程的生物反應器在生產酶制劑和發酵產品中應用廣泛。生物反應器如同一根能進行生物體內反應的大試管，將生物細胞或酶等加入其中，設置一定的環境條件，使之發生某些生化反應而大量產生我們所需的產物。生物反應器較之發酵器有著生化反應簡單明確，可控程度高，生物性材料可重復使用的特點。
4. 細胞工程在食品質量中的應用
細胞工程就是應用細胞生物學方法 ，按照人們預定的設計 ，有計劃地保存、變和創造遺傳物質的技術 .近年來細胞工程的開發和應用主要集中在細胞雜交 ，快速無性繁殖和細胞育種等方面 .利用細胞雜交和細胞培養可生產獨特的食品香味和風味的添加劑 ，如香草素、可香素、}風味劑以及高級的天然色素 .細胞工程技術應用于食品質量是隨著細胞培養和細胞融合技術的發展而發展起來的 .在細胞培養方面最典型的例子是人參細胞培養成功 ，還有香料與色素的生產 .
當今 ，白酒、酒、類等食品發酵行業以使用酵母為主 ，曲菌也適于酒類和醬油生產 .這些行業的微生物育種目標是培養出耐乙醇酵母、鹽酵母、高糖酵母、泡酵母、溫酵母及谷酰胺酶與蛋白質分解酶活性高的曲菌 .具有重要意義的成就是嗜殺其它菌類活性的嗜殺酵母新菌株的培育成功 ，日本協和發酵公司已完全使用嗜殺性葡萄酒酵母配制新酒 ，目前 ，正研究運用細胞融合技術取得其它菌株 ，應用于食品發酵工業之中.總之細胞工程在新技術革命的浪潮中對食品質量革新方面有著很大的潛力 .
關鍵詞：生物技術；林業；生產問題
隨著社會科學技術的不斷發展，生物技術被廣泛地應用在各個生產領域，對社會經濟的發展產生了極大的影響。生物技術應用于林業生產中，對于林業工作本身而言具有一定的積極意義，但是其技術應用的過程中也存在著一些亟待解決的問題，需要相關部門重視并及時解決。因此，在實際工作中，重視生物技術應用于林業生產中的問題解決，可以有效地改善林業生產中存在的問題，促進生態林業建設事業快速發展。
1生物技術應用概述
現代生物技術的發展，促進了林業生產向更高層次發展。生物技術應用主要是結合林業生產工作的實際情況，應用生命科學的研究成果，對生物或者生物成分進行改造和利用的一種技術。現代生物技術在綜合細胞生物學、免疫學、信息學等各項科學技術的基礎上，實現了對生物細胞的分離、變異篩選，為進一步提高生物技術的應用水平奠定了良好的基礎。生物技術應用于林業生產中的問題探討，也是有效開展林業生產工作的重要前提。因此，在林業生產工作中，重視生物技術應用于林業生產中的問題探討，具有積極的現實意義。
2生物技術應用于林業生產中的重要性
在林業生產中，傳統的病蟲害防治，促使很多有益的昆蟲，比如害蟲的天敵喪生，生態平衡遭到了一定程度的破壞。化學制劑的不合理使用，導致藥物在自然界殘留，直接危害了植物的生長。將生物技術應用于林業生產工作，不但可以有效地改善植物生長的環境，彌補其培育中存在的不足，而且有利于改善長期以來使用化學藥劑導致的各種問題。因此，在林業生產工作中，重視生物技術的應用，并及時采用有效的發展方案，可促進林業生產工作的順利進行。
3生物技術應用于林業生產中的問題
3.1轉基因樹木的安全性
在實際工作中，轉基因樹木的安全性，是生物技術應用于林業生產中非常重要的一項內容。轉基因樹木的安全性，主要涉及到作物生長過程中的除草劑抗性、開花或育性的降低等方面的問題。根據轉基因樹木生長中可能會出現的問題進行分析，是轉基因樹木安全性探究的有效手段。因此，為了有效地促進林業生產工作，重視轉基因樹木的安全性問題分析非常重要。
3.2利用林業生物技術的公平性
在林業生產環節，如何利用林業生物技術的公平性，也是生物技術應用于林業生產中的主要問題。由于部分轉基因樹木的資源被控制在私人公司，因此被其轉化為具有高額經濟價值的產品，并形成行業壟斷，人們利用生物技術的成果受阻。從中我們可看到林業生物技術的應用，仍存在著一定的不平衡現象。因此，在實際工作中，重視分析利用林業生物技術的公平性問題也非常重要。
3.3社會公眾對遺傳改良的接受能力
關鍵詞：動物生物學；教學改革；實踐；探索
中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）16-0044-03
隨著以生命科學、信息科學、材料科學為重要標志的科學技術革命飛速發展，學科領域不斷分化，新興、交叉、邊緣科學不斷涌現。現代科技發展的趨勢必將給高校的教學工作帶來深刻的影響，這使得傳統意義上的人才培養模式、課程體系、教學內容、教學方法和手段等面臨改革的機遇和挑戰。動物生物學作為生物科學專業的一門專業基礎課程，其內容主要講授動物界各類群的形態結構特征、生理機能、生活習性、生殖與發育、起源和演化、地理分布等。通過本門課程的講授，使學生掌握動物生命活動的各種基本現象和理論，動物形態結構與生理功能的關系，動物與環境的關系，動物個體發育與系統發展的關系，了解現代動物學的新理論、新進展及發展前沿動態。由于動物生物學是由原來的普通動物學、動物生理學、生物進化論及動物生態學等多門課程改設而來，故其教學內容與課程體系需要進行改革。根據2l世紀初我國普通高校生命科學專業的動物生物學課程的教學改革思路，本著“優化知識結構、重視能力培養、加強素質教育”的原則，筆者在結合我校精品課程建設以及總結動物生物學課程改革實踐經驗的基礎上，針對動物生物學的教學內容、課程體系、教學方法及考核方式等方面進行了一些改革嘗試。
一、動物生物學課程改革的總體思路
課程改革是教育改革的核心環節，是教育改革深化的標志。課程改革在全國范圍內正得到廣泛的關注，受到前所未有的重視。動物生物學是一門專業性很強的學科，一方面它有自己獨立的研究領域，需要獨特的研究方法對其進行研究；另一方面，動物生物學內部也發生著學科分化，產生了許多分支學科，如果不對此進行深入研究，則很難掌握動物生物學的全部內容。另外，不同專業由于今后的就業途徑不同，對動物生物學知識的需求和依賴是有區別的。因此，不同專業動物生物學課程設置應有所不同。動物生物學課程教學改革的總體思路是：以“優化知識結構、重視能力培養、加強素質教育”為原則；以促進學生的全面發展為出發點；以基礎性、實踐性、探索性、應用性和前沿性為主線；以優化教學內容、構建新的知識體系為重點；以教學方法和手段改革為保證；強調知識的前沿性及與其他學科的交叉滲透，簡化或淡化本課程知識體系的系統性和理論性，注重實踐性教學環節，加強教學內容與實踐相結合，提高學生的學習積極性和創新意識。通過動物生物學課程的學習，學生除了具備基本的動物生物學知識、基礎的研究方法，還必需具備良好的動物科學實驗素養，并對動物生物學及其應用的新成果、新成就、新動態和前沿知識有所了解。
二、動物生物學教學內容的改革
以新時代的要求指導高校動物生物教學改革，教育應與社會需求接軌。市場經濟和科技發展的需要是教育發展和改革的指導方向，新疆大學作為全國“211工程”綜合性重點學校，學校培養人才更應當以社會需求為導向。所以在教學改革的根本問題上即課程內容上要進行與社會需求接軌的改革。例如：增設資源動物多樣性與保護及其合理開發、有害動物的生物防治、經濟動物等飼養技術等方面的知識內容，以豐富目前的動物生物學內容，這樣才能達到教改的前瞻性。根據生命科學不同專業培養方案，對動物生物學教學內容進行及時的更新、必要調節和整合。隨著新的科學技術的迅速發展，涌現大量的新理論、新知識，對此我們及時把它們充實到動物生物學的教學內容中。日常教學中注意新知識與傳統基礎知識的銜接，讓學生明白新知識的根源在哪里和新知識應用的方向是什么。在教學中引入這些新知識的方法就是對教材的適當調整，做好對新知識的引用，是新知識和原有教學內容緊密結合，讓學生充分認識知識體系的連貫性。教學課時的限制是課程改革的約束，要使教學更具實用性、時效性，就要對現有的課程進行刪減。在反映原動物生物學課程基本內容的同時，適當刪減進化關系不明確、親緣關系不清楚、與人類關系不密切的部分和分類地位有爭議的小門類，如櫛水母動物門、紐形動物門、舌形動物門、星蟲動物門等；減少部分形態結構的描述，增加了能拓寬學生視野、更好地理解動物生命活動和人類對生物保護方面的內容，如講授各類群時，重點介紹國內外研究動態、區內研究概況以及目前存在的主要問題等，增加了動物多樣性及保護的內容。盡量避免與后續課程內容上的重復，對教學內容進行適當的整合，如動物細胞相關的內容、動物進化概述、動物與環境關系等安排到后續課程細胞生物學、動物進化論、生態學等中講授。
三、動物生物學教學內容改革的具體方案
構造動物生物學新的課程內容要根據專業和學歷層次貫徹少而精，理論聯系實際的原則。將課程體系進一步整合、優化，在課程內容編排上以動物系統發育為主線，闡述動物的形態結構、生理機能以及在動物界的位置、在工農業生產中的應用。在講述過程中基礎理論多講，重點、難點多講，中學階段學過的內容少講或不講，如動物細胞，重點講授細胞的超微結構，結構與功能的關系，亞顯微結構不講。適當增加細胞分化的內容為以后學習組織的概念打好基礎。講授細胞分裂、細胞全能性時，重點介紹動物組織培養技術、轉基因技術、克隆技術、基因敲除技術，簡化細胞顯微結構和分裂內容。隨著多媒體在教學中的應用，動物生物學課率先利用CAI課件進行授課，使課堂教學煥然一新，極大地調動了學生學習動物生物學的積極性，使課堂上氣氛活躍，學生與教師之間的互動性增強了。教師可以在課堂上向學生介紹本學科及相關學科最新研究動態，如禽流感傳播源、動物克隆技術、動物資源動態、模式實驗動物研究進展、動物分類變化等。這樣既開闊了學生的視野，擴展了學生的知識面，又收到了良好的教學效果。針對本地的國民經濟建設實際需要，增加一定數量的應用性內容，如經濟動物養殖，植物病蟲害及防治、生物環境評價等。動物生物學課程與自然和社會關系密切，除加強實驗教學，還要兼顧野外實習。我校地處天山北麓中段，生態環境特殊、動物資豐富，其自然資源調查與研究對學科的建立有重要的影響。為充分體現寬口徑的專業覆蓋和多樣化的人材培養模式，增設資源動物學、昆蟲學、經濟動物飼養等選修課和學科前沿等專題講座。由于課時限制，動物生物學的許多內容不可能都進入必修課內容。因此，開設一定數量的選修課和專題講座，對于滿足學生的學習興趣和進一步深入學習動物生物學的需要，以及調動學生學習的積極性、主動性和創造性具有非常重要的意義。
四、動物生物學實踐教學內容改革
從加強基礎、培養能力、提高素質的教學目標出發，對動物生物學實驗內容，通過精選和更新、調整與整合，刪去了一些與其他課程重復的實驗；減少部分形態結構的單項性實驗，改變了動物學以動物形態結構、解剖和分類為主的驗證性實驗體系。如將在其他實驗課中開設過的顯微鏡的構造和使用、動物細胞形態結構與類型等實驗刪除；精選、重組了一些綜合性實驗，如將蛔蟲及其他線蟲、環毛蚓及其他環節動物整合為蛔蟲與環毛蚓的比較實驗；軟體動物河蚌與烏賊比較實驗、節肢動物棉蝗與蝦的比較實驗；將蛙的皮膚、骨骼、肌肉及內部解剖重組為包括形態結構、基礎生理、行為分類等內容的綜合系列實驗；增設了草履蟲的形態結構與生命活動、魚的系列實驗等綜合性實驗；昆蟲的采集、標本制作及其分類鑒定等設計性實驗。建立了一個“基本實驗一綜合性實驗一設計性與探索性實驗”一體化的實驗體系，從而加強了理論教學與實驗教學的互補作用，在促進了學生動手能力培養的同時，又兼顧到學生的獨立思考、綜合分析、科學思維能力和創新意識。
動物生物學課程與自然和社會關系密切，除了加強實驗教學外，還要兼顧野外實習。我校地處天山北麓中段，動植物資源豐富，可利用的經濟動物、藥用動物種類多、分布廣。在野外實習中采用短途實習和長途實習相結合的方法，有效增加了學生接觸不同生態環境的機會，改進了傳統的標本采集為主的實習方法。
五、動物生物學教學方法的改革
根據動物生物學課程所涉及的各部分內容的特點及其相互關系，圍繞教學重點，靈活地采取多媒體教學、啟發式教學、探究式教學等多種教學方法。具體做法如下：
1.多媒體教學。近年來隨著多媒體技術的發展，課堂教學已不僅停留在講述和板書上，再加上課時的壓縮，因而采用多媒體課件進行教學成了高校教改的必然趨勢。動物生物學中有關動物的形態結構、分類等內容更需要直觀教學，在課堂教學中是無法從動物實際的結構形態來進行教學，這使得在學生腦海里不易建立起清晰的形態概念，很難引起學生學習動物學知識的興趣。而運用多媒體教學手段是“動物生物學”教學的一種行之有效的途徑。我們在課堂講授中主要使用本課程組自制的動物生物學課件，同時也利用購置的一批CAI課件和DVD、VCD光盤作為教學參考資料，豐富了教學內容。課堂講授結合影像、照片、實物展示進行多媒體教學，多媒體教學的直觀性和快速性有利于學生理解形態結構、行為生態、分類特征等生物學知識，由此起到調動學生積極性及激發學習興趣的作用，從而能夠提高教學效果和教學質量。
2.啟發式教學。采用課堂討論的啟發式教學，提出若干問題，有意識地讓學生自行分析思考和解決問題，將傳統的單向灌輸式教學改變為雙向互動式。在教學過程中注重啟發式教學，引導學生轉變角色，啟迪思維。在講述節肢動物種類繁多、分布廣時，先舉幾種重要類群的分布概況，啟發學生思考節肢動物對各種環境的廣泛適應的形態結構與生理功能特點，如身體結構與體壁、體節與附肢、口器與足型、呼吸器官與排泄器官等的多樣化類型及其生活習性的關系，讓學生初步體會到水生種類與陸生種類的呼吸器官和排泄器官的區別，然后在廣泛討論的基礎上對節肢動物的主要特征進行總結。啟發式教學使學生積極、主動地參與教學全過程，提出的問題在課堂教學中得到答案。
3.探究式教學。為了體現以學生為主體、教師為主導的教育原則，促進學生自主學習習慣的養成，針對這門課程的特點和學生的實際情況，給學生開列了若干專題或問題。把全班分成幾個小組，讓學生利用課余時間到圖書館或通過網絡去查找資料，然后在課堂教學中安排一定的時間或者是利用課外輔導，以小組為單位進行課堂發言和討論。這種教學方法不僅可以讓學生了解動物生物學領域的最新研究進展，而且有利于進一步促進教學內容改革和提高學生的交流表達能力。倡導探究式學習方式，挖掘學生的學習潛力，有效地調動學生的學習積極性和主動性。如講述動物排泄系統的進化時提出原腎管和后腎管的異同，讓學生注意課堂教學中的探究式學習與課下研究性課題開展相結合，綜合分析如何才能得出這些結論。學生既查閱文獻，又開展證實研究，如進行動物標本采集（以渦蟲示變形動物大原腎管，以蚯蚓示環節動物的后腎管），解剖、制片、染色、綜合利用顯微鏡觀察、顯微照相、繪圖比較等，使學生從被動接受知識變為主動構建知識。
4.實驗教學及實習方法的改革。我院開設了生物科學開放實驗室，針對一些專業性強、周期長的實驗，我們不定期對學生開放實驗室或提前允許其進入相關研究室，學生可以在規定的時間內到實驗室對照實物進行預習或參與導師的相關科研項目。這樣做學生不僅可以發揮各自優勢，而且可以加深對實驗內容的理解，大大提高動手能力及實際解決問題的能力。在實驗教學方法上改革了以前教師先講、學生后做的傳統方法，針對不同的實驗類型，采用不同的實驗教學方法。如原生動物生命活動的觀察、蛔蟲與環毛蚓的比較、棉蝗與螯蝦的比較等驗證實驗，由學生作預習報告，事先提出實驗過程中可能遇到的問題，帶著問題進行實驗，并在實驗過程中加以解決，實驗報告重點強調如何解決這些問題，從而真正增強實驗效果。針對魚類系列實驗、兩棲類系列實驗等綜合性以及校園無脊椎動物群落多樣性調查和校園脊椎動物物種多樣性調查等設計性與探索性實驗，由老師指導，提出研究方向，然后由學生查找有關資料，確定實驗內容，自主完成實驗設計，老師指導完善實驗設計，在此基礎上再進行實驗。要求學生在撰寫實驗報告時采用生物統計學方法處理實驗數據以及進行相關分析等。在野外實習中采用短途實習和長途實習相結合的方法，有效地增加了學生接觸不同生態環境的機會。利用為期一周的短途實習時間到荒漠、沙漠、濕地、水庫以及天山野生動物園去進行參觀實習，長途實習常到指定的山地進行為期兩周的集中實習。野外實習內容上，把以前的采集標本以及制作標本的實習方法改為動物種類及其棲息環境的觀察，通過攝影、攝像及數碼照相等記錄觀察結果，然后進行比較、統計分析，在不采集標本的前提下，取得較好的實習效果。同時，我們在實驗教學及實習過程中，增強討論式教學，特別是針對有共性的問題，通過討論使學生更深入了解實驗的內容，并做到心中有數，有事可做，在動手、觀察和思維能力上得到真正提高。
5.考核方式的改革。教學考核是教學過程中的重要組成部分，并貫穿于整個教學過程，起著調控教學活動的作用。對于動物生物學考核，不僅要考查學生對動物生物學知識、技能的掌握，還要注意考查動物生物學學習的過程與方法。為此，我們采取了靈活多樣、全過程的考核方式，改變了以往以閉卷考試作為最主要考核方式的做法。在整個動物生物學考核過程中，我們改變過去以閉卷考試作為最主要的教學評價方式，注重了過程考核，采取了以下方式：①出勤考核：根據現在學生的具體情況采用課前或課后點名等不定時點名方法；②平時作業考核：有課堂作業、課外作業、平時課外觀察小報告等；③課堂提問及討論考核：有課堂個人提問、分小組提問等；④期末考試等為一體的多種評價方式，并將各種考核成績按10∶10∶10∶70比例匯總成最后成績。另外，針對實踐教學實施了實驗考核和實習考核成績單獨計分的方法，考試方法也由過去單一的閉卷考試形式，改變為考查課程可閉卷或開卷或撰寫論文等多種考核形式，從而也改變了學生考前死記硬背，為考試而學習的應考現象。這種靈活多樣的考核方式，不僅注意到學生的個性差異，而且大大提高了學生主動學習的積極性。
參考文獻：
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[6]吾瑪爾?阿布力孜，馬合木提?哈力克.在動物生物學教學中培養學生創新思維[J].高等教育研究，2009，（3）：81-84.
生物學科是一門實驗性極強的學科，學生除了掌握必要的理論知識外，還應學會如何用理論知識解決實際中的問題，實驗教學作為教育教學的有機組成部分，就承載著培養學生這種能力的功能[1-2]。但是受客觀條件的限制，學生在有限的時間內不足以做到熟能生巧，也不足以解決其疑惑和滿足其興趣愛好，開放實驗室可以充分鍛煉學生，培養學生創新意識，提高學生綜合素質，有效利用實驗室的資源[3]。
一、黑龍江大學中俄學院生物技術專業概述
(一)黑龍江大學中俄學院的定位
黑龍江大學中俄學院是黑龍江大學與俄羅斯新西伯利亞國立大學聯合成立的，被教育部列入全國17所國家教育體制改革試點學院之一。學院以先進的教育理念、科學的課程體系為依托，打造“專業+俄語”的對俄高級專業人才培養模式;積極引進新西伯利亞國立大學高水平師資，他們承擔學生70%的專業課教學任務;與俄方共同制定個性化人才培養方案，搭建高水平、多層次、寬領域、本碩博一體化人才培養平臺[4]。
(二)生物基礎實驗中心與中俄學院的關系
中俄學院自2011年開始招生起即招收生物技術專業本科生，由于是以自主招生的形式選拔，因此學生素質非常高。為實現資源共享，生物技術專業的實驗課(包括俄方教師承擔的實驗課)都在生命科學學院的生物基礎實驗中心開設。生命科學學院作為中俄學院試點的重要組成部分，積極創造條件滿足教師的教學需要和學生提高專業技能的需要。
(三)生物基礎實驗中心為中俄學院生物技術專業開設的實驗課程
生物基礎實驗中心除承擔中俄學院生物技術專業的普通生物學、生物化學、微生物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學和細胞工程、植物組織培養等實驗教學外，同時也為俄方教師授課提供實驗場所及所需設備。
二、基于中俄聯合培養的創新實驗室現有條件
2013年、2014年學校連續投入200多萬元在生物基礎實驗中心籌建中俄聯合培養創新實驗室。該實驗室除常規儀器外，還擁有高速冷凍離心機、蛋白純化系統、DGGE變性梯度凝膠電泳儀系統、真空冷凍干燥機、超聲波細胞粉碎儀、梯度PCR儀、凝膠成像系統、空氣浴搖床、全自動凱氏定氮儀、分析研磨機、自動電位滴定儀、勻漿機、高壓蒸汽滅菌鍋、顯微互動系統等一大批進口設備。為學生完成畢業論文以及完成自帶科研項目或參與教師科研項目提供服務。
(一)創新實驗室開放的內涵
有利于培養學生的實踐與創新能力，有利于激發學生學習的積極性與主動性，有利于提高儀器設備的使用效率，有利于促進和提高實驗教師和技術人員的水平。
(二)基于中俄聯合培養的創新實驗室開放現狀
該實驗室主要面向中俄學院生物技術專業的本科生、碩士生，2015年第一屆本科生(22名)和研究生(3名)已全部順利畢業。但是，僅限于日常教學和畢業論文的開放，還不足以體現出創新實驗室的利用價值和建設宗旨。真正的開放實驗室，可以鍛煉學生的動手能力和解決實際問題的能力，滿足或者激發學生的興趣，允許跨學科、跨專業，真正經學生手出來一些成果，使學生從中受到完整的科研訓練，體會到科學研究的嚴謹、神圣、奧妙之處。
(三)基于中俄聯合培養的創新實驗室發展趨勢
中俄學院的人才培養模式是“專業+俄語”，專業是基礎，俄語是工具，所以學生迫切希望在專業方面打好基礎，既有扎實的理論知識，又有較強的動手能力。那么中俄聯合培養創新實驗室理應擔負起這樣的功能，學校也有相應的資助政策。
1.實驗課內容重復或擴展式開放。學生認為課堂上實驗做得不夠理想，操作不熟練，數據不夠好，可以與任課教師另約時間到開放實驗室完成。或者對實驗內容有新的想法，新的方案，只要實驗的內容、手段、方法合理，實驗室具備相應的條件，經申請，就可以在開放實驗室實施[5]。
2.教師(包括俄方教師)指定課題式開放。教師擬定的題目或者在研科研項目的子課題集中申報公示后，經雙向選擇，學生可以進入實驗室參與其中，以個人或小團隊形式，自己查閱資料，制定方案，完成實驗，撰寫結題報告，答辯合格，方可結題。
3.學生自帶課題式開放。根據學生所帶課題涉及的內容，為學生配備從事相關方向的指導教師，但須拿出完整方案，由教師認定其可行性。實驗結束后，需撰寫結題報告，答辯合格給予結題。
三、基于中俄聯合培養的實驗室開放模式的構建
(一)預約開放
需要進實驗室的同學，將所需的儀器、試劑、要完成的實驗內容填寫清楚，包括對儀器的熟悉程度，提前1天在網上預約，平時上課時間或課余時間均可。由中心安排實驗員準備好試劑，協調好儀器，其間指導教師可根據情況現場指導或場外指導。不熟悉的儀器，使用前由實驗員進行培訓，直到能獨立正確操作。學生每次實驗結束后，需如實填寫儀器使用記錄，如遇儀器故障，及時與實驗員或值班教師聯系[6]。
(二)定時開放
每學期初，將課題匯總上來后，根據學生的實際需要，確定開放時間段和開放頻率。學生需要更改時間段或日期，可提出申請。在開放的時間段內，學生可在網上查到每個房間以及儀器的使用情況。
(三)保障措施
1.客觀條件保障。生物基礎中心每學期針對新生定期舉辦常用相關儀器培訓班，目的是使學生了解儀器的性能，掌握使用規范，正確操作，培訓合格者中心有備案;至于其他年級有興趣的同學，中心配合學校開展大型儀器培訓，合格者由學校發放結業證[7]。因此，無論什么形式的開放，基本條件是具備的。在基礎中心網站上可查到開放實驗室的房間號、可容納人數、現有儀器(規格、型號、生產廠家、性能)、值班教師等信息。
2.人力配備。中心的實驗人員積極參與開放實驗室活動，他們都能熟練使用所有的儀器，一般的故障可以自行維修處理;我們也從碩士生中選撥專業能力強、實驗技能好、有精力的學生，輔助實驗員或教師指導來到開放實驗室的本科生。
3.制度保障。基礎中心鼓勵高素質教師從事實驗教學，在每兩年一次的本科教學業績評估的院內排名中，教師指導開放項目的數量是其中的加分項。數量充足的師資，是實驗室開放層次、開放程度和開放質量的保證。
隨著實驗室開放，進入實驗室的人員增多，中心在實驗室原有的規章制度基礎上，進一步針對實驗室開放制定和補充相應的規章制度。明確相關人員的職責，保證開放后的實驗室安全、高效地運行。
4.成效與問題。中俄聯合培養創新實驗室自2013
年4月開放以來，已有20名學生順利完成7個項目的結項答辯。在此過程中，學生的動手操作能力得到明顯提高，學會了運用現有知識和借鑒文獻分析實驗中遇到的問題并能獨立解決一些實際問題。
中俄聯合培養創新實驗室運行3年多，在不斷摸索中漸漸形成了體系，但也發現，開放性實驗教學對教師提出了更高的要求。學校應當正視實驗教師的地位和作用，為實驗教師提供良好的工作環境、學習進修機會，建立有效的獎懲制度，調動教師加入實驗教學隊伍的積極性，保證師資隊伍結構的合理化。
實驗室開放是實踐教學改革的必然趨勢，也是實驗室管理模式、運行模式改革的大方向。實驗室的開放程度已成為反映一所大學實驗室管理水平的一個重要標志。在硬件滿足要求的情況下，盡可能地在管理上做文章，加強軟件方面的建設，做到軟硬件同步發展，協調發展，創造寬松的學術思想交流、學科內容交叉、實驗技能互補的氛圍，為學生掌握專業技能夯實基礎，使中俄聯合培養創新實驗室在培養學生創新創造能力的軌道上實現可持續發展[8]。
[關鍵詞] 陰地蕨；生物學功能；研究進展；運動醫學
[中圖分類號] G804.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2014）08（b）-0151-03
Advances in the biological function of Scepteridium ternatum
LIU Qin LI Yuanjun LU Zongcheng WANG Ru
Department of Physical Education， Ankang University， Shaanxi Province， Ankang 725000， China
[Abstract] This paper studies the biology of current research on Scepteridium ternatum through literature， interviews and other methods. At present， the research on the Scepteridium ternatum mainly concentrated in medicine， chemical industry， the Scepteridium ternatum has the effects of diuretic， antibacterial， inhibition of tumor cell proliferation and expectorant， correcting hyperuricemia， enhance immunity， through the above aspects， the authors present an overview of the biological function on Scepteridium ternatum， for making further inferences in medicine learning function.
[Key words] Scepteridium ternatum； Biological functions； Research progress； Sports medicine
目前陰地蕨的研究主要是集中在醫學與化工、生物領域，主要表現為陰地蕨在醫學上的應用，以及通過不同的手段提取和獲得陰地蕨制劑，在植物學與生態學方面，主要為陰地蕨的形態特征與生存環境的研究。本文通過中國知網和萬方數據庫，以陰地蕨為關鍵詞進行檢索，結果檢出與陰地蕨直接相關的文獻14篇，涉及到陰地蕨的文獻共計175篇，查閱檢出資料并對陰地蕨目前的研究現狀進行分析總結，得出目前對陰地蕨的研究還沒有涉及到運動醫學領域。在競技體育運動中，體能、技術、營養、康復等方面也是決定運動成績的因素，運動員的營養狀況和運動成績也有這很大的關系，通過不同的運動營養補劑可以協調運動員營養與健康，因此，可以通過已有研究進一步對陰地蕨的功能進行研究，以期為研發更好的運動營養補劑提供理論支撐。
1 陰地蕨生物學與及其化學成分
陰地蕨Sceptridium ternatum（Thunb.）Lyon屬陰地蕨科，標準化整理為1屬7種[1]。別名：小春花、一朵云、花蕨、獨立金雞。主要分布于陜西、江蘇、安徽、浙江、江西等地。陰地蕨陸生植物，根狀莖短，直立，具肉質粗根。葉有營養葉與孢子葉之分，均出自總柄，總柄基部包有褐色鞘狀托葉。營養葉一回至多回羽狀分裂，具柄或幾無柄，大都為三角形或五角形，少為一回羽狀的披針狀長圓形，葉脈分離。孢子葉無葉綠素，有長柄，或出自總葉柄，或出自營養葉的基部或中軸，聚生成圓錐花序狀，孢子囊無柄，沿小穗內側成兩行排列，不陷入囊托內，橫裂。孢子四面形或球圓四面形[2]。東偉等[3]苗藥一朵云3種陰地蕨屬來源孢子（陰地蕨、藥用陰地蕨和華東陰地蕨）電鏡研究。通過掃描電鏡超顯微鑒別方法觀察了3個陰地蕨屬植物的孢子，發現3種來源的孢子形態基本相似，孢子大小及裂縫明顯有差異。
陰地蕨有效成份的相關研究，用水、乙醇和石油醚對陰地蕨進行提取，根據顏色反應及沉淀反應初步判斷所含化學成分。結果表明：陰地蕨中含有皂苷、酚類、糖、多糖、有機酸、鞣質、蛋白質、香豆素、內酯、強心苷、黃酮、揮發油、甾體和三萜類等化學成分；不含生物堿和油脂。也有報到陰地蕨提取物含陰地蕨素（ternatin）、槲皮素、3-O-α-L-鼠李糖-7-O-β-D-葡萄糖苷。葉的浸出成分水解后得木犀草素（luteolin）等[4-5]。以往的研究表明含有上述成分的植物提取物多有抗氧化清除自由基的功能[6]。
唐文華等[7]采用火焰原子吸收光譜法測定黔東南林區野生苗藥一朵云的微量元素的含量，測定樣品中微量元素鋅、鐵、鎳、銅的含量分別為41.40、587.42、2.31、5.91 mg/kg。說明苗藥一朵云中含有適量的微量元素，值得進一步開發利用。楊平等[8]用氫化物發生一原子熒光光譜法測定了陰地蕨根和葉中的硒含量，結果表明，硒含量為0～10 ng/mL的線性關系良好，其相關系數r = 0.9996，回歸方程為y = 140.02x+27，回收率為98.9%～101.0%。陰地蕨根中的硒含量略高于其葉中的硒含量，這表明硒在陰地蕨全草中分布比較均勻。
2 陰地蕨的生物學功能
2.1 利尿作用的研究
動物在嚴密控制進水量的情況下，每日灌服陰地蕨酊劑（用時蒸去酒精加水稀釋過濾）0.5 g/kg，連服5 d，有非常顯著的利尿作用，灰分則無利尿作用，說明其利尿主要不是由于鉀鹽，而是其他的有效成分。動物口服或靜脈注射煎劑，亦出現利尿作用[9]。李宛霏等[10]在毛南族常用的藥用蕨類植物一文中也提到陰地蕨性甘、苦、涼、微寒，歸肺、肝經，具有清熱解毒、平肝熄風、止咳、止血、明目去翳等作用。
2.2 抗菌作用
通過查閱文獻資料，對陰地蕨研究比較多的方面主要集中在陰地蕨的抗菌消炎作用上。據初步體外試驗結果，陰地蕨水浸劑或煎劑對多種致病真菌有不同程度的抑制作用。鮮草煎劑用平板紙片法，對大腸埃希菌有抑制作用。低濃度對動物離體腸管和心房無明顯作用，高濃度則使腸管收縮，心房抑制。對離體動物血管有收縮作用，口服毒性很小，注射給藥則有一定毒性[11]。
林慶祝等[12]在1991年初至1992年底用潘生丁加陰地蕨治療水痘25例，治療組除給予病毒靈、賽庚啶口服外，并給予潘生丁，以及陰地蕨10～20 g煎服。對照組給予病毒靈、賽庚啶口服，與對照組比較治療組療效滿意，但因當時病例數有限，需進一步探討。初步說明陰地蕨加潘生丁具有抗菌消炎作用。
陳曉清[13]采用4種方法提取陰地蕨，并利用圓形紙片進行抑菌試驗，結果表明：陰地蕨提取物顯示出不同程度的抑制3種魚病病原菌的活性，陰地蕨多糖提取物對腸炎病病原菌的最小抑制濃度為6.25 mg/mL。
2.3 對腫瘤細胞增殖的抑制作用
王少明[14]和Kimi等[15]利用MTS/PMS法檢測陰地蕨對A549細胞增殖的影響，研究陰地蕨對腫瘤轉移相關生物學行為黏附、遷移能力的作用。結果發現25 μg/mL的陰地蕨對腫瘤細胞增殖有抑制作用，并且能明顯抑制腫瘤細胞的黏附，質量濃度5 μg/mL以上的陰地蕨即可抑制腫瘤細胞的遷移和侵襲。其抑制A549細胞主要機制表明陰地蕨可通過抑制腫瘤細胞黏附、遷移及侵襲，抑制腫瘤的轉移。僅在小鼠體內實驗得到，但是對于人體來說，還需要進一步的臨床實踐的證實。該研究中陰地蕨為其提取物，包含大量的生物活性黃酮如木犀草素、陰地蕨素等，該證明陰地蕨中的黃酮類具有良好的抗腫瘤作用。
王少明等[16]在小春花對小鼠二階段皮膚狀瘤的抑制作用一文中，通過用巴豆油致小鼠耳廓腫脹模型和經典的DM-BA/巴豆油誘導小鼠皮膚狀瘤形成的二階段致癌模型，觀察和評價小春花在不同階段的抗化學致癌作用。小春花生物活性成分主要是黃酮類結構的化合物，其中主要是特有的陰地蕨素（Tematin）及其苷類衍生物。研究表明，Ternatin具有很好的抗炎、抗過敏、抗氧化的作用，可以對抗化學誘癌物所致細胞增生[17]。巴豆油能夠使動物皮膚產生多種細胞生物學和形態的變化，巨噬細胞大量滲出，活性氧自由基釋放，巴豆油引起的小鼠炎性反應表現為耳腫脹，如果小春花能夠減輕小鼠耳腫脹的程度，提示該藥物能夠抗癌。實驗觀察到，小春花能明顯減輕巴豆油所致的小鼠耳廓腫脹，小春花抑制皮膚狀瘤主要在促瘤階段，主要和小春花的有效成分具有抗氧化作用，具體機制還需進一步研究，說明小春花對巴豆油作用后的急性炎性反應有一定程度的抑制作用。
在陳茂梧[18]腦瘤合劑治療腦腫瘤驗案一文中，通過對一名腦動脈瘤患者進行自制處方：牛尾菜30 g，鹿茸草30 g，天葵子20 g，陰地蕨30 g，大黃10 g，芒硝12 g（沖服），葛根30 g，煅石決明30 g，雞矢藤30 g，珍珠粉1瓶（2分裝沖服）。上方出入服藥3個月余，癥狀消失。隨訪17年未復發。
2.4 祛痰作用
陰地蕨口服液制劑具有清肝解熱，散風解毒，平喘祛痰的功效，臨床上可用于呼吸系統疾病的治療[19-21]。
王少明[19]對小春花口服液對慢性支氣管炎模型小鼠病理形態影響及祛痰作用一文中，通過對慢支模型小鼠進行正常組、模型組、陽性藥組、低劑量組和高劑量組的實驗研究發現，小春花口服液具有一定的化痰作用，同時對煙熏所致的小鼠慢性支氣管炎癥的病理形態改變也有顯著改善。小春花口服液有抗炎、免疫調節等作用。
阮君山等[20]在小春花對肝纖維化小鼠肝功能及轉化生長因子（TGFβ1）、結締組織生長因子（CTGF）水平的影響一文中，為了研究小春花對肝纖維化的作用及其作用機制，通過建立肝纖維化小鼠模型給予藥物治療，檢測小鼠肝功能的變化及TGFβ1、CTGF表達的影響。小春花對肝纖維化小鼠肝功能的增強機制可能通過抑制TGFβ1的產生，抑制HSC的活化，減少CTGF的合成，抑制ECM的沉集，從而達到預防和治療肝纖維化的作用。另一方面，小春花不但能減輕肝細胞損傷，改善肝功能，而且通過抑制TGFβ1的產生，阻斷和逆轉肝纖維化的形成，對四氯化碳誘導的小鼠肝纖維化有明確的治療作用，而且對肝臟沒有明顯的毒性作用。因此，小春花能夠抑制肝纖維化的形成，同時能夠減輕肝細胞損傷，改善肝功，能夠用來預防和治療肝纖維化的作用。
趙俊華等[21]在土家藥黔產鐵線蕨、陰地蕨科藥用植物的種類和分布研究一文中，對不同種類的陰地蕨的功能有簡單介紹：
毛蕨萁具有清熱解毒、止咳平喘作用，主治毒蛇咬傷、乳癰、疔瘡腫毒、咽喉炎、肺熱咳嗽。蕨萁具有清熱解毒、祛風定驚作用，主治肺癰、瘡毒、蛇咬傷、小兒急驚風、風濕麻痹、跌打損傷。薄葉陰地蕨具有清肺止咳、解毒消腫作用。主治肺熱咳嗽、痄腮、乳癰、跌打腫痛、狂犬咬傷。華東陰地蕨具有清肝明目、化痰消腫作用。主治目赤腫痛、小兒高熱抽搐、咳嗽、吐血、癰腫。藥用陰地蕨又具有解毒、散結、清熱止咳作用，主治瘡毒腫毒、肺熱咳嗽。陰地蕨具有清熱解毒、平肝息風、止咳、止血、明目去翳作用，主治小兒高熱驚搐、肺熱咳嗽、百日咳、癲狂、痢疾、瘡腫癰毒、毒蛇咬傷、目赤火熱、目生翳障。含陰地蕨素、苷類等化學成分。
Yuan等[22]在陰地蕨提取物對小鼠哮喘模型平喘的作用――通過調節Th1/Th2的比例平衡以及白三烯受體的表達水平一文中，提出陰地蕨提取物作為中國常見的中藥，已經用于治療過敏性哮喘和百日咳。文中由卵清蛋白（OVA）致敏氣溶膠的吸入過敏原培養小鼠哮喘模型，在卵清蛋白敏化前10天實施陰地蕨管理，同時使用孟魯司特（10 mg/kg）。通過Medlab12道的生物信號處理系統對氣道反應性進行了評價。Th1/Th2的比例關系由流式細胞術決定。Cyslt1的表達水平通過PCR來衡量。肺組織的病理變化被HE染色檢查。發現陰地蕨顯著降低氣道反應，升高了Th1/Th2的比率，減少了Cyslt1 mRNA水平通過劑量依賴的方式。大劑量陰地蕨提取物明顯阻止了病態肺組織的變化。高劑量陰地蕨提取物有相同的功效孟魯司特在小鼠哮喘模型中，和陰地蕨提取物是一個潛在的抗哮喘。
以上對于不同類型的陰地蕨的論述表明，陰地蕨具有清熱解毒，清肺止咳的作用。
2.5 糾正高尿酸血癥
通過建立小鼠高尿酸血癥的模型，觀察陰地蕨對高尿酸血癥的干預作用。給小鼠灌胃不同劑量的腺嘌呤和乙胺丁醇建立高尿酸血癥模型，以正常組為對照，對比各個劑量的造模效果。以篩選的造模方法，以血中尿素氮、肌酐、尿酸的含量為指標，以此來評價陰地蕨的干預作用。結果顯示：3、1.5 g/kg能有效干預小鼠高尿酸血癥的形成[22-23]。
林宇星[23]通過建立小鼠高尿酸血癥的模型，并觀察小春花對高尿酸血癥的干預作用。主要方法有：給小鼠灌胃不同劑量的腺嘌呤和乙胺丁醇建立高尿酸血癥模型，以正常組為對照，對比各個劑量的造模效果。以篩選的造模方法，以血中尿素氮、肌酐、尿酸的含量為指標，以此來評價小春花的干預作用。結果顯示，根據造模結果，選用腺嘌呤50 mg/kg，乙胺丁醇100 mg/kg聯合給藥造成小鼠高尿酸血癥模型。小春花3、l.5 g/kg能有效干預小鼠高尿酸血癥的形成。得出的結論為選用小鼠復制高尿酸血癥模型，具有經濟、高效、造模時間短的優勢。小春花是福建民間常用的草藥，具有清熱解毒的作用。臨床上可以用于高尿酸血癥及痛風的治療。實驗結果表明，小春花能降低模型小鼠的血尿酸值。但其作用機制如何，有待于進一步的研究。小春花可以干預小鼠高尿酸血癥的形成。由此可做大膽的推斷，應該也與陰地蕨有利尿作用相關。
2.6 增強免疫功能
莊捷等[25]在小春花滴丸對小鼠免疫功能的影響一文中，將小春花制成滴丸的形式，通過免疫器官重量法、碳粒廓清實驗、血清溶血素測定法觀察小春花滴丸對小鼠免疫功能的影響。研究發現，小春花在藥物影響小鼠的情況下，能維持小鼠脾指數和胸腺指數的水平，說明小春花能夠提高了網狀內皮系統功能，具有一定的免疫增強功能。小春花還能對抗環磷酰胺導致的小鼠血清溶血素水平的下降。以上說明小春花能夠提高小鼠的免疫功能。小春花還能顯著提高小鼠廓清指數和吞噬指數，說明小春花能夠提高機體的非特異性免疫系統的功能。
3 陰地蕨與運動能力的關系
綜上所述，陰地蕨的生物學功能主要集中在利尿作用、抗菌作用、對腫瘤細胞增殖的抑制作用、祛痰作用、糾正高尿酸血癥、提高免疫功能等方面，在醫學方面研究和應用得比較多，但是在體育科學領域還沒有見到相關文獻，通過陰地蕨自身所獨有的生物學功能以及陰地蕨提取物的化學分子式，并且陰地蕨中富含β-胡蘿卜素、維生素C等小分子抗氧化物質，可以提高各組織抗氧化成分的含量，可以推斷其具有提高運動機體中超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性，降低機體不同組織的MDA的含量，也說明其在運動機體的不同組織中有一定的抗氧化、抗疲勞功能。抗氧化能夠減少個體體內有害和有毒物質的產生，并且能夠清除機體產生的氧化組織的物質，從而保護組織和器官。抗疲勞能夠延緩疲勞的發生，在訓練和比賽時能夠發揮個體的潛能，從而對運動能力的提升有一定的促進作用。因此，陰地蕨具有的抗氧化和抗疲勞的能力，在運動科學領域中的應用具有一定的可行性和必要性。
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關鍵詞：微小分子核糖核酸；動脈粥樣硬化
從上世紀中葉開始，心腦血管疾病已成為導致世界人口死亡的主要疾病之一，其發病率及死亡率逐年升高，而據 WHO 估計，至2020 年全球因心血管疾病死亡的人數將占到總死亡人數的36%[1]：在我國心血管疾病的發展趨勢同樣不容樂觀，而在眾多致殘致死的心血管疾病當中，動脈粥樣硬化更是占到了75%以上[2]；目前對于該病的發病機制大部分研究者都較為認同自身炎癥反應學說與免疫機制，但是在發病的整個過程中，血管與炎癥跟免疫等等各個環節都需要進行相互協調與作用，關于這方面的關系尚未得到相應說明。近些年關于內源性非編碼的微小 RNA的研究為這方面的深入研究提出了新的方向與思路。本文就 miRNAs 分子的概述以及近年有關 miRNAs 與動脈粥樣硬化關系研究的部分進展作一綜述。
1 miRNAs的形成和作用機制
MiRNAs是一類大小為19～25個堿基的內源性非編碼小 RNA 分子， 通常與靶基因 mRNA的3'-非編碼區（ 3'-untranslated region， 3'- UTR）相 結合調控翻譯 ，在生物進化過程中是一類高度保守的非編碼小RNAs， 通過堿基互補或部分堿基互補與目標 mRNA 結合， 降解目標 mRNAs和抑制目標 mRNAs的翻譯，在轉錄后水平調節基因表達。
1.1 miRNAs的形成 多數 miRNAs 編碼于基因間區域和反義區域，具有其自身的 miRNAs 啟動子和調節元件，其中大約40% miRNAs 編碼基因存在于蛋白和非蛋白基因的內含子中，甚至在非編碼蛋白基因轉錄而成的 RNA 外顯子區。在細胞核中經RNA 聚合酶Ⅱ的作用，產生初級轉錄產物 （ pri-miRNA） ，大于 1kb ，有一莖環結構， 5'端有一帽子結構， 3'端有-poly尾巴。在大多數真核細胞， pri- miRNA 在細胞核中經DROSHA 和DGCR8蛋白復合體調控作用， 轉化為次級轉錄產物 （ pre-miRNA）， 大小約 70bt ， 是一有莖環結構的雙鏈核苷酸，與 Ran- GPT依賴的核轉運受體輸出蛋白-5結合后進入細胞質， 在Ran-Dicer（（一種 miRNA 合成的關鍵酶））作用下， 剪切成大小約 22 bt左右的雙螺旋結構， 其中一條為成熟 MicroRNA， 另一條為其互補鏈 （ dsRNA ）， MiRNA與dsRNA的復合物與 RNA誘導沉默復合體（ RISC）結合，在其中雙鏈無損傷的展開， dsRNA 被降解。同時， MicroRNAs分子引導 RNA 誘導沉默復合體接近靶基因[3，4]。
1.2 miRNAs的作用機制 miRNAs 可以直接破壞mRNA的有效轉換，其單位的上調能夠直接引發目標蛋白質下降，而其單位的下調則能夠引發目標蛋白質的上調。單鏈 miRNA 與靶 mRNA 的 3'- UTR不完全互補配對，從而阻遏該基因的轉換過程，但是目前對于該種阻滯轉換過程的機理并沒有完全研究清楚。miRNA 表達下調一般在炎癥中較為常見，導致其表達下調的原因主要有：基因突變、轉錄下調、表觀遺傳失活等幾個方面。同時，國外研究學者在研究過程中發現miRNA 編碼基因啟動子區域的突變也會對表達產生一定影響；miRNA 在靶基因 mRNA 的 3'- UTR區結合位點的突變，可以導致其過表達；同時，3'- UTR 區的突變也可產生新的 miRNA 結合位點[5]。
2 miRNAs 參與調控動脈粥樣硬化發病細胞生物學變化
在動脈內膜中，內皮細胞是十分重要的一個組成部分，當動脈內膜收到損傷或者出現功能紊亂時，其細胞也會存在不同程度影響。當患者患有高脂血癥，其氧化修飾的低密度脂蛋白（ ox- LDL） 與膽固醇都會對動脈內膜造成不同程度的功能損傷。在血流動力學出現變化的條件下，比如患者血壓發生變化、血管血流出現變化、動脈內膜受損等等情況都會導致血管內膜連續性收到破壞，從而引發損傷。最具特征性的病變是有多種 miRNAs 在上述細胞均有特異性表達并參與調控動脈粥樣硬化相關因素，包括內皮細胞的生長、分化、死亡和凋亡，內皮祖細胞炎癥細胞細胞因子脂質調節等，從而影響動脈粥樣硬化的發生發展。
2.1 MiRNAs與內皮細胞 在動脈粥樣硬化各種危險因素的刺激下，內皮細胞的損傷是動脈粥樣硬化的早期改變。MiRNA對內皮細胞的影響主要表現在影響內皮細胞的生物學功能。最近的研究顯示：MiRNAs對內皮細胞的主要作用機制可以通過下面幾個途徑進行調節：①內皮的結構與功能性能完整程度；②內皮細胞黏附分子調節與表達；③調節內皮細胞的增殖、遷移與參與能力；④調節內皮細胞代謝功能。MicroRNA126在人內皮細胞異性高度表達， Wang[6]等在體內敲掉老鼠的MicroRNA126，從而影響了老鼠血管完整性及其內皮細胞的代謝功能。Sua？rez[7]在 Dicer基因沉默的小鼠發現MicroRNA221和MicroRNA222能夠調節內皮細胞的一氧化氮合成酶的蛋白水平。另外，研究發現[8] Dicer缺失會令鼠生長過程中由于血管新生障礙而死亡過早，相似的研究中發現通過RNA干擾方法敲除人或動物血管內皮細胞（endothelial cell，EC）中的 Dicer會顯著地減少EC遷移、毛細血管形成及血管芽形成[9]。Dicer缺陷或敲除常伴隨一些新生血管基因的表達改變，包括血管內皮生長因子 VEGF 和它的受體一氧化氮合酶和IL-8[9]。
目前研究證實很多miRNAs 參與到血管的生成過程中來。如 MiR-21、MiR-23a、MiR-24、MiR-29a、MiR-31、MiR-99a、MiR-100 MiR-103、 MiR-106家族等在內皮細胞中高表達，并有促進血管生成的作用，而 MiR-15，MiR-16，MiR-20a，MiR-20b 則有抑制血管生成的作用[10]。另一個與動脈粥樣硬化發展密切相關的為血管再內皮化，動脈粥樣硬化主要是因為細胞發生損傷與凋亡。循環中的內皮祖細胞（endothelial progenitor cells，EPCs）經過大量臨床實證已經被學者發現其為維持內皮細胞完整性的方面起著主要作用。EPCs通過細胞正常代謝將新EPCs取代原有受損或者凋亡細胞，從而達到細胞的修復作用[11]。國外學者最近研究過程中也發現 miR-221/222對于動脈粥樣硬化個體中較非動脈粥樣硬化個體表達有顯著差異，呈增高趨勢[12]。此外，研究還發現 miR-221/222 表達與EPCs 的數量是呈負相關趨勢。
2.2 miRNAs與巨噬細胞 動脈粥樣硬化從病理上來講是一種慢性炎癥反應，其主要病理機制為巨噬細胞攝取 ox-LDL，再通過一系列轉變形成泡沫細胞，泡沫細胞再分泌促炎癥因子，炎癥因子能夠導致細胞的損傷甚至是壞死，從而發生噬斑。有相關研究發現 miRNA的作用機制主要是通過調節炎癥因子的表達參與。Chen 等[13] 在研究過程中發現氧化低密度脂蛋白 ox-LDL 誘導的人外周血單核細胞miRNA 呈現差異性表達。其中 miR-125a-5p 因子表達差異性最為嚴重，發生明顯上調。除此之外，其還發現了抑制 miR-125a-5p 的表達能夠明顯提升細胞對脂類的影響，并提高清道夫受體的表達與炎癥細胞因子的代謝。該研究中進一步對miR-125a-5p 的靶基因進行了預測，證實 ORP9（oxysterol bindingprotein-like 9）是 miR-125a-5p 作用的基礎。可以抑制 miR-125a-5p 分泌與表達來提升 ORP9 在 mRNA 和蛋白水平的表達。通過以上的研究證明： miR-125a-5p 有很大可能參與調控ox-LDL 刺激的單核細胞過程，從而導致炎癥反應，影響脂類攝取與 ORP9 表達。
2.3 MicroRNAs與血管平滑肌細胞 血管平滑肌細胞在動脈硬化中由收縮表型轉化為合成表型增殖，由中膜向內膜遷移， 吞噬脂質轉化為泡沫細胞，同時分泌細胞外基質， 參與AS斑塊的形成。研究提示多個MiRNAs 在血管平滑肌細胞異表達，并通過對血管平滑肌細胞的表型轉化、增殖及遷移的參與動脈硬化斑塊的形成。Cheng等[14] 發現MicroRNA145是正常血管壁和血管平滑肌細胞中最多表達的MiRNAs，并且在培養的大鼠血管平滑肌細胞或球囊損傷的大鼠頸動脈中發現MicroRNA145是血管平滑肌細胞表型的標志并調節表型的轉化， 同時在球囊損傷的大鼠頸動脈中發現 MicroRNA145有抑制血管新生內膜的生長作用。Elia等[15]發現在人體中主動脈瘤中 MicroRNA145和M icroRNA143的表達比正常主動脈明顯下降，同時在MicroRNA145 和MicroRNA143 在受急慢性血管壓力的小鼠的血管平滑肌細胞中表達下降的，在MicroRNA145和MicroRNA143 基因敲除的小鼠中，因血管平滑肌細胞的不完全分化出現了大動脈的結構修飾， 上述多項研究證明MicroRNA145和MicroRNA143對血管平滑肌的表型及分化有調節作用。
3 miRNAs與動脈粥樣硬化相關性疾病
最近在自發性高血壓大鼠主動脈中檢測出一些 miRNA的表達差異。 Xu 等[16]檢測miR-1，miR-133a，miR-155和miR-208在這些高血壓大鼠主動脈中的表達。其中miR-155水平與血壓高低呈負相關。此外，Boettger[14] 等檢測證實 ACE（一種在高血壓病變中至關重要的酶）是 miR-143 和 miR-145重要的靶基因。而miR-143 和 miR-145 被發現在血管和 VSMC的收縮功能方面起著重要作用。研究表明miR-143 和 miR-145 表達缺失鼠的血壓降低取決于降低血管的收縮能力[17]。
據文獻報道，許多基因參與糖尿病相關性血據管病變 。而miRNA 是基因表達的重要調節者， 據上述原因可以推測 miRNAs或許在糖尿病血管并發癥中扮演重要角色。 最近的研究中 Li等[18] 發現 miR-221 在高糖刺激培養的血管內皮細胞中高表達并誘導了內皮細胞的凋亡。
4 miRNA在血管疾病中的臨床應用及展望
通過研究結果顯示，在血清中的 miRNAs表達有很大可能成為新的粥樣動脈硬化診斷與預后分子表達物，但是需要建立起一套行之有效的檢驗流程與數據處理系統，才能確保分子的準確性與標準性。根據臨床最新研究表明，治療血管疾病可以將miRNAs表達作為一種新的靶點，通過鑒別miRNAs 在血管疾病中多樣化表達可以分析其病癥，再通過調節與抑制過多表達的 miRNA 有望成為新的治療手段。
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【摘要】 目的綜述五味子多糖的藥理研究、分級方法、檢測方法等方面研究。方法通過論文數據庫檢索相關文獻，選擇部分高質量的研究論文進行概括、整理、總結。結果與結論五味子多糖藥理作用涉及消化系統、心血管系統、中樞神經系統、生殖系統以及抗氧化，抗衰老等方面；五味子分級是研究分離具有高藥效的多糖成分，其方法為不同條件下的沉淀分級法；五味子多糖提取檢測研究有熱水浸提法-苯酚-硫酸法測定方法、正交設計法—紅外光譜法檢測方法等；但目前的研究還不夠完善，在提取檢測方法方面有待進一步研究和應用。
【關鍵詞】 中藥；五味子；多糖
五味子為木蘭科植物五味子Schisandra chinensis(Turcz)Ball.的干燥成熟果實，是著名的滋補性中藥，始載于《神農本草經》，列為上品，具有益氣強陰 、養五臟、明目壯筋骨等多種功效［1］。用于治療久嗽虛喘，夢遺滑精，遺尿尿頻，久瀉不止，自汗盜汗，津傷口渴，短氣脈虛，內熱消渴，心悸失眠等癥。目前我國學者在五味子臨床療效、有效成分提取鑒定、藥理作用及植物資源等方面作了大量的研究而且比較深入。在活性成分研究方面，主要的研究重點在五味子的脂溶性成分方面。從五味子中分離得到的木脂素類單體化合物有近40種，其藥理作用研究涉及消化系統，心血管系統，中樞神經系統，生殖系統以及抗氧化，抗衰老等各個方面。然而中藥傳統用藥習慣以及許多五味子水提液的顯著藥理活性提示我們“五味子水溶性有效成分的研究不可忽視”，于是研究者開始從對五味子中木脂素類化合物的研究轉向對多糖的研究和探討。
1 概述
1.1 多糖的概念
多糖又稱聚糖，可以分為兩類。只含有一種單糖單位的多糖，如淀粉叫作同多糖；含有兩種或更多種單糖單位的多糖叫作雜多糖，如透明質酸。多糖一般沒有精確的分子量，其中的單糖單位可因細胞的代謝需要增加或減少。多糖沒有還原性，無甜味，大多不溶于水，有的與水形成膠體溶液，多糖在自然界分布很廣，其功能是多種多樣的，有些多糖是單糖的貯存形式；許多多糖是單細胞微生物、高等植物細胞壁和動物細胞外部表面的結構單元；另一些多糖是脊椎動物結締組織和節肢動物外骨骼的組分。結構多糖有保護、支撐的作用。最重要的貯存多糖是淀粉和糖原。
1.2 中藥多糖
20世紀80年代以來，科學家們對植物多糖，特別是對中藥中的多糖研究產生了濃厚的興趣。研究人員從各種中藥中提取、分離得到了大量多糖和糖類物質，如植物類藥材：人參、枸杞子、當歸、黃芪、五味子等；菌藻類藥材：茯苓、豬苓、冬蟲夏草、靈芝等；動物類藥材：刺參、鹿茸等都含有多糖。在生命科學研究領域里，糖生物學一直處于的該領域的研究前沿和熱點，由于現代醫學、細胞生物學及分子生物學的發展，使人們認識到免疫系統的紊亂不僅會產生多種疾病，而且與人體衰老及老年人的多發病如腫瘤、高血壓病、糖尿病甚至精神病的發生均有密切關系 。研究結果得出這些中藥多屬于扶正固本等補益類中藥，所以這類藥物不但能促進機體的免疫功能，而且證實了有些多糖確具有抗老延壽、抗腫瘤、降血脂等作用。
2 五味子多糖的研究進展
20世紀90年代以來，許多學者從五味子水提液中分離得到了五味子多糖(the coarse polysaccharide from Schisandra chinensis，CPSC)，并對其藥理活性進行了研究，研究表明五味子多糖具有多種藥理作用和功效。
2.1 藥理作用
2.1.1 保肝作用金順姬［2］
在研究中發現，五味子對四氯化碳等引起的動物血清谷丙轉氨酶(GPI)升高有抑制作用。王艷杰等［3］進一步的研究表明，五味子粗多糖對H22，SI80荷瘤小鼠具有抑瘤作用，其不同給藥途徑均具有抑瘤作用，且彼此之間抑瘤作用無明顯差異，提示五味子多糖的藥用途徑是多方面的；五味子粗多糖的不同劑量表明五味子粗多糖高、中劑量組能夠延長H22，S180荷瘤小鼠的生存時間；能抑制S180荷瘤小鼠的增長，其高劑量組抑瘤率達到45．4％，并證實了五味子粗多糖的抗腫瘤作用與劑量有一定的相關性，劑量過低，五味子粗多糖不能很好地發揮抗腫瘤作用。
陳文靜等［4］通過研究五味子多糖的抗突變作用，進一步探討其抗腫瘤作用機制。五味子多糖各劑量組對環磷酰胺誘導的小鼠骨髓微核率有抑制作用。與環磷酰胺對照組比較，高、中、低劑量組都有非常顯著性差異(P
2.1.2 提高免疫力苗明三等［5］
研究表明五味子多糖可提高小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬功能，促進溶血素、溶血空斑形成，促進淋巴細胞轉化，且多糖類成分含量較高可達3%以上，可以認為五味子多糖是其興奮免疫的主要活性成分。
2.1.3 抗衰老苗明三等［6］
研究表明五味子多糖具有較好的抗衰老作用，可拮抗因衰老所致小鼠胸腺和脾臟的萎縮，使衰老小鼠已萎縮的胸腺及脾臟明顯增大變厚，胸腺皮質細胞數及脾淋巴細胞數明顯增加，脾小結增大，使衰老小鼠已退行性變的神經細胞恢復正常，且可使神經細胞胞體增大。黃玲等［7］從其對氧自由基的消除及抗脂質過氧化作用方面探討了五味子多糖的功效。揭示了五味子多糖灌喂的荷瘤小鼠機體抗氧化作用增強，說明五味子多糖能提高荷瘤小鼠SOD 的活力，抑制自由基的產生，具有一定的抗脂質過氧化作用。謝大澤等［8］采用黃嘌呤-Luminol(XL)和鄰苯三酚- Luminol (PL)兩個化學發光系統的研究結果表明，五味子粗多糖具有較強的清除氧自由基的能力。
2.1.4 抗腫瘤黃玲等［9］
研究采用腫瘤移植的動物模型，研究五味子多糖的抑瘤率以及對免疫器官(脾臟、胸腺)的影響，結果表明五味子多糖能抑制S180荷瘤的增長，且濃五味子多糖有較顯著的抑瘤作用，濃五味子多糖合并環磷酰胺抑瘤率達74.5%，比單純用環磷酰胺抑瘤率69.5%有所提高。
從病理切片角度觀察五味子多糖對瘤體的影響。表明400mg/kg五味子多糖具有輕度抑瘤形態學表現，能促進細胞凋亡，瘤內及瘤周炎癥反應明顯，而瘤細胞壞死則與對照組相當，推測五味子多糖的抑瘤作用可能不是直接殺死瘤細胞，而與細胞凋亡及活化免疫細胞有關。400 mg/kg五味子多糖具有一定的抑瘤作用，且對腫瘤化療可能有增效作用。對其進行深入研究有助于癌癥的預防和治療［10］。
進一步研究結果表明，經過五味子多糖喂養的荷瘤小鼠比腫瘤對照組小鼠血漿SOD水平明顯升高，即能調動或激活機體內源性抗氧化體系，SOD可清除自由基，降低脂質過氧化反應。經過五味子多糖喂養的荷瘤小鼠血漿MDA水平明顯降低，揭示五味子多糖能提高荷瘤小鼠SOD的活力，抑制自由基的產生，具有一定的抗脂質過氧化作用，這是五味子多糖抑制S180荷瘤小鼠瘤體生長的原因之一［11］。
王艷杰等［12］采用評價細胞遺傳學損傷的標準試驗，小鼠骨髓PCE微核試驗檢測了五味子多糖的抗突變作用。同時，做了荷瘤小鼠的生命延長率實驗，表明五味子多糖還具有抑制腫瘤細胞生長的作用。
2.2 五味子多糖的分級
近些年來，研究發現多糖具有較高的藥用價值。突出表現在增加人體的免疫能力，抗腫瘤、降血脂等方面，這些突出的藥理作用已引起醫藥界高度重視。然而應該指出并不是所有的多糖都具有藥用價值，真正具有藥用價值的多糖僅是其中的極小一部分。如何將這一小部分分離出來進行研究，以從眾多的多糖中提取具有高藥效的多糖成分，為提高藥物的有效濃度和劑型的改革提供藥源，這是化學工作者的一個重要課題。許多學者已做過相關研究。
安秀吉等［13］用乙醇作沉淀劑，根據實際應用采用沉淀分級法，濃度為1%時多糖可分為4～7級。即在恒溫的多糖溶液中緩慢地滴加乙醇， 當出現沉淀時進行離心，其沉淀物為第一個級分，在上層清液中繼續加入乙醇可得到第二級分， 這樣下去得到了多糖的各個級分。將各級分多糖干燥除醇溶解后定容，用葡萄糖為標準品， 采用酚-硫酸法確定各級分的含量， 同時對各級分的數均分子、 持性黏度、折光率等進行了測定。在對各種性質進行比較后發現，除顏色隨分子量降低而變淺外，沉淀形狀、特性粘度等沒有變化規律，并且差別很大。
譚曉虹等［14］在研究中加入乙醇使乙醇含量為80％放置12 h，抽濾，沉淀依次用無水乙醇、丙酮反復洗滌，得到棕色粗多糖。將粗多糖溶于水，用seveg法除去蛋白，加入1％活性碳脫色，抽濾，濾液加入乙醇，使溶液含醇達80％ ，靜置過夜，抽濾，殘渣用無水乙醇、丙酮反復洗滌，真空干燥，即得精制北五味子多糖。并在實驗結果中表明，北五味子多糖提取兩次即可，平均含量為6.57％。
韓學忠［15］采用恒溫沉淀法對五味子多糖進行分級，得到5個級分。按照硫酸-酚法測定各級組分含量，并對各級組分多糖的實際含量進行矯正。結果表明，第1級分和第4級分占據了多糖的近90%，五味子多糖主要集中在這兩部分；五味子多糖水溶液可直接用40%的乙醇溶液分成兩部分，且有藥效作用的多糖都集中在乙醇40%(V/V)沒有沉定下來的多糖。40%乙醇濃度下多糖，水溶性較強，在水中穩定，選擇此種多糖做注射劑原料不僅能保證應有的療效，而且還能使穩定性得到保證；低濃度乙醇沉淀出的多糖是絮狀，有一定的粘性，沒有最大藥用價值。而且它的存在還會造成多糖注射劑的濃度降低90%，穩定性也較差。五味子多糖注射劑采取分級的方法制取，不僅提高了其穩定性和質量，同時在提高其療效的情況下，具備工業化生產的條件，具有廣泛的應用前景。
2.3 制備方法及結果分析
近年來對五味子多糖提取工藝的研究方法很多。譚曉虹等［14］采用熱水浸提法，用苯酚-硫酸法測定北五味子多糖的含量，結果測得北五味子中多糖含量為6.57%，平均回收率為99.78%。并且得出該苯酚-硫酸法測定北五味子多糖的含量時，以40℃恒溫，30 min較好。加入苯酚量0.6 ml以上時，反應能完成。對于硫酸的用量，經實驗對比認為硫酸占總體積62.5%以上時，在重復性、穩定性及回收率方面都有明顯的優越性。
范榮軍等［16］采用正交實驗設計對蒸餾水、堿水、醇堿3種提取溶劑、提取時間、提取溶劑體積及五味子多糖的脫色工藝進行優選，并采用紅外光譜法對所得多糖進行檢測，同時應用光學顯微鏡對不同提取方法的殘渣的細胞形態進行觀察。結果確定五味子多糖的最佳提取工藝為加入30倍量的醇堿溶液煮沸提取3h。活性炭脫色最佳工藝為在40℃下、加入1%活性炭、攪拌40 min。張蘭杰等［17］在恒溫 70℃下將北五味子水提取3次(稀NaOH溶液調 pH=8)；濾液濃縮、醇析、Savage法脫蛋白、脫脂 、脫色 、DATE纖維素柱洗脫等步驟 ，分離出兩種多糖組分，含量分別為 0.387%和0.061%。
采用不同提取工藝，對粗多糖的提取效果會產生影響。同時，多糖在提取純化過程中的損失以及產地，季節差異也會使測得的含量有所差別。
3 五味子多糖研究的發展趨勢
綜上所述，五味子多糖藥理活性強，在保肝、提高免疫、抗疲勞、抗衰老、抗腫瘤等方面具有廣泛的應用前景。但目前的研究還存在很多不足，亟待提高，突出表現為：所制得的多糖多為粗品，含較多雜質，仍需進一步純化；含量測定方法大多為測定總糖的比色法，不能如實地反映多糖含量，需要進一步矯正；結構的精密的鑒定分析嚴重不足；藥理實驗主要停留在行為學，器官和組織水平， 活性機理不清等等。我國是五味子資源大國，應用歷史悠久，市場前景廣泛。如果我們能進一步優化五味子多糖提純工藝，深入到分子水平充分研究其各級結構、數量分布、及藥理構效機制，開發出一批具有自主知識產權的創新藥物、中藥、非專利重點品種和藥物新制劑，相信在提升五味子這一我國傳統中藥的品牌競爭力和國際市場份額以及加大該資源可持續綜合開發利用方面將大有作為。
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