分子生物学发展前景精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇分子生物学发展前景，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：分子生物学基因重组医学基因工程

1.引言

国内外研究情况与历史背景

1953年沃森和克里克关于 DNA 分子空间结构及其作为遗传信息载体的著作的发表标志着分子生物学的诞生。分子生物学的诞生是生物学的一个重要发展，标志着生物科学对许多重大问题已开始由现象描述转入到基本规律的阐明。虽然分子生物学的兴起还不到 60 年，但是在分子生物学基础研究领域内取得的成果却很显著。分子生物学与医学、农业、生物工程等的关系十分密切。分子生物学的研究成果使不同生物体之间的基因转移成为可能，在农业上开辟了育种的新途径，在医学上有可能治疗某些遗传性疾病，在工业上形成了以基因工程为基础的新兴工业，从而有可能生产许多用常规技术从天然来源无法得到或无法大量得到的生物制品。

2.分子生物学的应用列举

2.1分子生物学在医学上的应用

（一）癌症的研究即将出现重大的突破

癌基因的发现是近年来分子生物学研究的重大成果。过去在癌病因学上众说不一的局面正在改善。由各种内外因素导致癌基因激活或异常表达很可能就是癌症发生的根本原因。癌基因本来是正常的基因成分之一，它的生理功能是什么？它是如何被调控的？异常表达和激活的机理是什么？癌基因产物和生长因子的关系是怎样的？是否存在着反癌基因和生长的负调节因子？等等。这些问题都是当前研究的热点，正在取得日新月异的进展，与此有关的是艾滋病（AIDS）的研究受到世界范围的密切关注如果分子生物学研究成果和社会性的预防措施能够很好地结合起来，这个疾病的流行将会较快得到制止。

（二）遗传病

随着医学分子生物学研究的日益深入，有关遗传病的一些概念正在发生变化。首先，这类疾病不再像过去认为的那么罕见。至今发现按照孟德尔方式遗传的遗传病已达3000余种。如果估计到疾病易感性和基因变异的关系，则遗传病范围会更加扩大，例如易患心脏病、肺气肿、高胆固醇血症、糖尿病、变态反应和胃溃疡病等等的基因正在得到分离，甚至癌症，有的学者认为也可归属于遗传病的范畴，其根本原因在于DNA的损伤。其次，基因探针技术正在逐步扩大产前诊断和遗传病诊断的范围。在治疗上，过去一切对遗传病的疗法都只能是对症的，从理论上讲，只有基因疗法才是治疗遗传病的唯一根治方法。

（三)药物和疫苗

随着基因工程的蓬勃兴起而首先受益的产业领域就是制药工业。现在已经有些多肽或蛋白质药物，如人胰岛素、生长激素、干扰素等能够通过“工程菌”大量生产，更多的药物则正在开发之中。疫苗的研制正在极大地促进预防医学的发展.例如，白细胞介素 2和β干扰素是两种具有抗癌作用的蛋白质，在其多肽链中各有三个半胱氨酸残基，但只形成一对二硫键，由于分子中含有多余的一个半胱氨酸残基，所以二个分子容易缔结合成二聚体而失活，用定点突变法改变半胱氨酸的密码子为丝氨酸密码子，就可防止二聚体的形成，从而在不损害活性的情况下大大延长这两个蛋白质的半衰期，提高了疗效。

2.2 分子生物学在农业上的应用

分子生物学用于农业， 已经对农作物的品种改良起了以前不可能 想象的重要影响。农作物以及家畜品种的改良，现在可以用定向引人有关基因的方法进行，这就从根本上改变了过去盲目大量诱变然后再 从中进行筛选的传统作法。 在农作物中，已经成功地对马铃薯进行了改造，不但使其获得了抗病毒基因，也得到了高蛋白质含量的马铃薯新品种。把一个蛋白水解酶抑制剂基因引人烟草之后，使得以烟叶为食的害虫不能消化其中的蛋白质，因而不能繁殖。这样，这一品种就获得了抗虫害的能力。 虽然植物基因工程的应用 还不是很久，但为农作物的大量增产和品种改造，例如固氮基因的转移等，提供了无法估量的发展前景。

2.3分子生物学在工业上的应用

如今已经产生了一种新兴的工业， 即以基因工程为基础的生产生物制品的工业。 它的基础是从一种生物体分离编码某个蛋白质的基因，即DN断，把这个基因人工重组到可以用发酵法大量生产的如大肠杆菌或酵母的基因中去，使其在大肠杆菌或酵母的细胞中得到表达，并达到大量生产的目的[2]。 新近发展起来的蛋白工程则是分离出某个蛋白质的基因之后,再加以改造，根据三联密码，把这个DNA序列中编码某一个氨基酸的密码子，改变成为编码另一个氨基酸的密码子;或者用合成 DNA 的方法 直接合成基因。 从以上两种方法都可以得到在天然界原来并不存在的 DNA，再用和上面所说的类似的方法，引人大肠杆菌或酵母的基因中进行表达，以达到大量生产的目的，得到具有新的特性的蛋白质。

篇2

关键词：分子生物学；教学；探索

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）10-0094-02

分子生物学创立于20世纪50年代，是从分子水平阐述细胞活动的规律、揭示生命本质的一门新兴学科，是生命科学深入发展到一定阶段的必然产物，是人类了解生命活动规律的必经阶段，对生命科学领域的各分支学科都具有广泛而深远的影响[1]。随着DNA的结构与功能、RNA在蛋白质合成中的作用、蛋白质的结构与功能、遗传密码及基因调控的本质等被相继阐述，几乎所有的生命现象都可以深入到分子水平去寻找本质。所以分子生物学诞生后迅速与细胞学、微生物学、动物遗传育种学、兽医药理学、兽医传染病学、兽医免疫学、动物营养学、人畜共患病学等学科融合，形成了一系列的交叉学科，其研究手段和方法已成为现代畜牧业发展的核心技术[2]。

我国作为畜牧业生产和消费大国，迫切需要具有专业理论知识、创新能力和实践能力强的复合型人才，这就使得高等农业院校教育的使命转移到培养理论和应用并重的复合型人才上。因此，重视和加强畜牧兽医类本科生《分子生物学》的理论及实践教学，对培养在畜牧业领域既有理论又有实验技能的优质毕业生具有重要意义。为了实现这一目标，《分子生物学》理论和实验教学的改革势在必行。下面就结合河南农业大学牧医工程学院《分子生物学》的教学现状，对理论及实践教学的改革问题做一些粗浅的探讨。

一、理论改革

1.选择合适教材、优化教学内容。教材是学生获取知识的最直接来源，合适课程教材的选取对于学生入门分子生物学尤为重要。我院的分子生物学课程开设于第三学年第一学期，在此之前已经教授过动物生物化学和动物遗传学，而这两门课程在部分内容上与分子生物学有交叉，学生们对于核酸、蛋白质以及遗传信息的传递等基础知识已经有一定的了解；并且，相当一部分的大三学生已经进入到实验室，开始接触到PCR、质粒构建、蛋白表达等基础的分子实验操作。因此，对于此门课程的学习则应偏重于帮助学生了解分子生物学的研究方法，如：DNA、RNA、蛋白质的操作技术和基因功能的研究技术等，真正满足学生的现实需要，最大限度地避免重复学习和资源浪费。

现代分子生物学发展飞速，各种新知识、新技术不断涌现，国内外教材版本更新极快。虽然我院的分子生物学推荐教材为朱玉贤等主编的第3版《现代分子生物学》，但这个版本出版于1997年，不能满足学生对于新知识的渴求。因此，通过对多种分子生物学教材的分析和比较，我们最终选择了朱玉贤等主编的《现代分子生物学》第4版。该教材除了系统讲解遗传物质的复制、转录、翻译以及调控机制外，还着重介绍了分子生物学常用的研究方法，和当前热门的基因组测序技术，具有内容紧凑、逻辑性强、图文并茂等特点。在此基础上，通过征询学生意见并结合畜牧专业的特点，有针对性地调整授课内容：对学生学过的章节进行简单回顾；详细介绍现代分子生物学的一些新内容、新技术；重点介绍与生产实验相关章节，使整个内容不仅理论联系实际，又紧临当今生物科学发展的前沿。

2.丰富教学形式、调动学生积极性。生物学的研究对象是一个丰富多彩、充满活力的世界，但在表述内容上却稍显抽象、复杂和较难理解。单纯依赖书本的介绍和教师的讲述难以在色彩、形象、质感、尤其是动态上给学生一个准确的印象。现代化多媒体课件的出现很好地解决了这一问题，它能够将文字、图像、声音和动画等信息同时输出，形象化理论的、抽象的东西，具体化空间的、难以想象的内容，还可以在课件中展示自然界的直观现象、重现研究过程并模拟微观反应，创造出愉悦的教学情景，极大地激发学生的学习兴趣，增强学习的积极性[3]。如：先向学生讲述真核生物的DNA通过转录形成mRNA、出细胞核并在核糖体等的协助下翻译出蛋白质的内容，再给学生放映国外专业网站下载的堪比好莱坞大片效果的此过程模拟动画，便很容易在学生脑中留下深刻印象，有助于理解和记忆。

从知识“被动接受者”到“主动介绍者”身份的转变，会最大限度调动学生的学习积极性，鼓励学生动手动脑，发表不同看法，质疑问难，有利于培养学生探索创新精神。因此，在教学中我们抽出两次的授课时间，让学生自主选择分子生物学实验技术、癌症与肿瘤、病毒或基因与发育等不同主题制作PPT，然后每个学生花5～10分钟介绍PPT。整个过程锻炼了学生查找资料、获取信息、制作多媒体课件和演讲的能力，由于知识是由学生自己通过探究获得的，所以理解记忆更加深刻，掌握起来较为容易，不易被遗忘，还锻炼了学生分析问题、解决问题的能力。

二、实践改革

分子生物学是一门实践性极强的学科，实验教学是分子生物学课程非常重要的组成部分，一些实用性很强的技术：核酸的提取与纯化、PCR扩增、电泳分离与鉴定、限制性内切酶切、质粒构建、细菌转化、蛋白质表达等等，这些都是畜牧兽医专业学生在之后的学习、研究和工作中经常用到的基础专业技能。此外，在实际操作过程中同学们可以将学到的理论知识与实践相结合，增强学生的学习兴趣，提高学习效率并促进学生分子生物学理论知识和实验操作技能的全面发展。

1.设计针对性强的实验课程，注重实际应用。高等农业院校的教育宗旨是培养与社会实践接轨、具有实用技能的新型农业人才。为使分子生物学实验课程更有针对性、注重实际应用，建议增加实验课时数并分阶段安排实验课程。首先，掌握最基本的基础性实验，包括：DNA提取、RNA提取及反转录、PCR、酶切连接转化、感受态制备、蛋白质表达纯化等。通过基础性实验的练习，使学生达到理论与实验熟练于心的效果；然后，针对畜牧兽医的专业要求及社会需要，开展具有实际应用的实验项目[4]。例如兽医传染病学，需要学生对病例的实验室诊断具有一定的掌握。在学生熟练掌握基础实验技能的基础上，通过设计病原引物、基因扩增及测序等应用性实验来确诊病原，这样不仅让学生了解分子生物学技术在本学科的应用价值，同时提高学生动手实践能力，将所掌握的基础实验技能应用于实践中[5]。

2.培养扎实操作技能，调动学生积极性。由于分子生物学实验过程长、所用试剂及操作仪器较多，传统实验课模式为：教师做好准备工作、讲解演示、学生实验。这样的授课方式存在学生的参与度不够、基础的操作技能掌握不扎实、良好的实验习惯养不成等弊端。建议将实验的整个准备工作，包括EP管、移液器枪头和玻璃器皿的灭菌，试剂的配制以及实验室规范使用和卫生清理等，全部交由学生在教师的指导下完成。此过程以让学生更好地融入实验，发现问题，深入理解规范实验的重要性。逐渐让学生在循序渐进、潜移默化中养成良好的实验习惯。此外，对于简单的实验步骤，让学生自己设计、讨论并验证，最后对比前人做的工作，得出结论。使学生从被动的接受者转变为主动的学习者，增加了学生对实验课的参与程度，同时也可激发学生对实验科学的探索热情。

三、结语

作为高等农业类院校，搞好教育工作、培养优质专业人才是学校的头等大事，而好的教育模式需要教育工作者们不断地提高自身专业水平、改革高校教育理念、建立科学的教学实验管理模式、不断完善和创新，充分调动学生自主学习分子生物学的兴趣，为国家培育出更多、更优秀的符合现代化畜牧兽医发展需求的高质量毕业生。

参考文献：

[1]朱玉贤，李毅.现代分子生物学[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]岳阳，孙静，石达友，姚德昌.基于共词分析的兽医分子生物学领域研究热点分析及初步展望[J].广东畜牧兽医科技，2015，（2）：1-4.

[3]李市场.本科分子生物学教学改革的初步探讨[J].科技创新导报，2013，（21）：161-162.

篇3

在废水处理中,生物处理法是最为经济适用的废水处理方法,而微生物在生物处理过程中又起到至关重要的作用,利用微生物治理水污染有着广阔的发展前景。本文重点探讨微生物在废水处理中的应用。

关键词:

环保；微生物；应用

环境保护是我国的基本国策。随着水污染问题的日益严峻,水资源危机严重威胁人类的生存环境。在废水处理中,生物处理法是最为经济适用的废水处理方法,而微生物在生物处理过程中又起到至关重要的作用。随着现代分子生物学技术的发展,构建基因工程菌已成现实,所以,利用微生物治理水污染有着广阔的发展前景。本文重点探讨微生物在废水处理中的应用。

1废水中常见的微生物

2微生物在废水处理方面的应用

微生物处理废水的机理就是通过微生物的新陈代谢活动,把废水中的有机物质降解转化为稳定的、无害的物质,从而达到净化废水的方法。根据微生物新陈代谢过程中是否有氧的参与,废水的微生物净化方法分为好氧净化和厌氧净化。

2.1好氧净化在有氧的条件下,好氧微生物通过自身的分解、合成代谢,把废水中的有机物矿物化的过程。在这个过程中,微生物不仅自身得到了生长、繁殖。废水也得到净化。废水微生物好氧净化法就是模拟这个原理来净化污水的。目前常用的好氧废水处理法有:活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。活性污泥法:活性污泥其实就是废水中的好氧微生物生长、繁殖形成的一种絮状体。其生物组成为好氧微生物、兼性厌氧微生物和专性厌氧微生物、有机和无机固体等。活性污泥具有很强的吸附、氧化分解有机物或毒物的能力。活性污泥法处理废水就是利用活性污泥的吸附、氧化、分解、凝聚和沉淀等作用来净化水中的有机污染物。废水中的有机物的降解转化过程就是活性污泥中的好氧微生物的新陈代谢活动。为保证最佳净水效果,就要保证微生物良好的新陈代谢。氧的充足供应是好氧微生物进行正常生命活动的首要条件。所以,首先要保证氧的供应。此外,还要满足微生物生命活动最适宜的温度(15-30℃)和ph值(6.5-8.5)等。生物膜法:这种处理法的实质是使细菌等微生物和原生动物、后生动物等附着在滤料或载体上生长繁育,并在其上形成膜状生物污泥---生物膜。常见的生物膜法有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等。氧化塘法氧化塘中,废水中的污染物主要通过悬浮于废水中的有机菌藻共生作用、水中微生物代谢活动进行降解,水中藻类光合作用能增高溶解氧浓度,氧化塘废水中的细菌可将废水有机物分解变成二氧化碳、硝酸根等无机物,沉积于污泥中的有机物则可通过厌氧菌分解成甲烷、硫化氢等被藻类利用,从而使废水得到净化。

2.2厌氧净化在严格厌氧的条件下,微生物发酵和消化有机物产生水、二氧化碳、硫化氢、甲烷的过程。废水的厌氧处理法就是根据这一原理来净化污水的。因在处理过程中产生甲烷,又称甲烷发酵。废水中复杂有机物的厌氧降解过程分四个阶段,即:水解阶段、发酵阶段、产乙酸阶段、产甲烷阶段。不同的阶段有着不同的微生物优势种群。在水解发酵阶段中,废水中的大分子有机物,首先在细菌胞外酶的作用下,水解转化为小分子有机物后,被梭状芽孢杆菌属、丁酸弧菌属、双歧杆菌属和假单胞菌属等吸收、转化为更为简单的化合物分泌到胞外,主要产物是醇类、挥发性的脂肪酸、乳酸、二氧化碳、氢气、氨等等。在产氢、产乙酸阶段中,这些产物继续被互营单胞菌属、互营杆菌属、暗杆菌属和梭菌属等酸化细菌进一步转化为乙酸、氢气、碳酸及新的细胞物质。在产生甲烷阶段中,前一阶段的产物被甲烷杆菌属、甲烷球菌属和甲烷八叠球菌属等甲烷菌群利用转化为甲烷菌细胞物质,并产生甲烷气体。整个废水厌氧发酵过程涉及多种菌替作用,每种菌群都有不同的生活基质和生活条件要求,构成了一个极为复杂的生态系统。这种废水处理方法不仅菌群获得营养,废水得到净化,还能开发新的生物能源,所以倍受人们重视。

3利用分子生物学技术,人工构建基因工程菌处理废水

相比较于传统的微生物处理废水法,利用基因工程菌处理废水是当前用微生物处理废水的重要发展方向,它具有定向性和高效性的特点。构建的基因工程菌,不仅能在废水处理过程中快速繁殖、絮凝,满足数量需求,而且在高毒环境的水体中,也具有高效的分解、转化性能,甚至可以针对特异的污染物进行分解、转化,基因工程菌也可以广泛的分解污染物。随着基因工程技术和现代分子生物学技术的快速发展,基因工程菌对净化环境、保护人类健康将发挥越来越重要的作用,基因工程菌在废水处理中的应用也将越来越广泛。微生物法处理废水不仅具有效率高、成本较低的特点,而且处理后的水质好,可以直接排放到大自然中。在自然界,广泛的存在着大量的微生物。微生物具有易培养、易变异、繁殖快、适应能力强等特征。随着基因工程技术和现代分子生物学技术的快速发展,构建定向、高效分解污染物的微生物已成为现实。所以,利用微生物治理废水是今后环保产业的主攻方向,合理利用微生物处理废水具有非常广阔的发展前景。

参考文献

[1]陈秀丽《.微生物在废水处理中的应用》.中国西部科技,2007.

[2]黄小兰,陈建耀.微生物在城市废水污泥处理中的应用[A].2008年微生物实用技术生态环境应用学术研讨会论文集[C].2008.

篇4

关键词：DNA计算；计算模型；DNA计算发展前景

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)04-0920-02

Analysis DNA Computing and its Development

XIAO Zhen-nan1, JIANG Han-yang1,2,WANG Xiang-wen1

(1.Department of Computer Science and Technology, Hunan Technological and Economic Vocational College, Hengyang 421001, China;2. Department of Computer Science, Hengyang Normal University, Hengyang 421000, China)

Abstract: In recent years, based on the biochemical reaction mechanism of DNA computing model by many different scientific disciplines within the field of scholarly concern. DNA computing has become the forefront of international scientific research within the field of a new hot spot. This paper discusses the principle of DNA computing, DNA computing summarized the characteristics, DNA computing model, and pointed out the study of DNA computing problems, and finally to the development of DNA computing prospect.

Key words: DNA computing; computing model; prospects of DNA computing

DNA计算利用DNA特殊的双螺旋结构和碱基互补配对的原则对问题进行编码，把要运算的对象映射成DNA分子链，在生物酶的作用下，生成问题的可能解即初始数据。然后按照一定的规则将原始问题的数据运算并行地映射成DNA分子链的可控的生化过程。最后利用现代生物技术等手段获得运算结果。

1994年,Aldeman博士介绍了用DNA来解决复杂的数学问题想法。Aldeman是美国南加州大学的一名计算机科学家，在阅读James Watson写的《分子生物学的基因》得出了结论：DNA是有潜力的计算。Aldeman博士在实验室采用现代分子生物技术，在试管中利用DNA分子解决了具有7个顶点的有向Hamihon回路问题(Hamilton pathproblem。HPP)，该研究开创了用DNA分子解决经典困难计算问题的先河。它的新颖性不在于算法。也不在于速度，而在于采用了迄今为止还没有作为计算机硬件的生物工业技术来实现，并且开发了DNA潜在的并行性。随着传统电子计算机的制造工艺濒I临极限，DNA计算成为了传统硅介质计算机的最有利挑战者。这一研究成果引起了世界范围内各个科学研究领域科学家的广泛关注，继而开辟了一个崭新的研究领域--DNA计算。

目前，国内北京大学、上海交通大学、西安交通大学系统工程研究所和华中科技大学分子生物计算机研究所等高校、科研单位和计算机专家在DNA计算科学研究领域取得了很好的研究成果。其中上海交通大学Bio―X生命科学研究中心和中科院上海生命科学院营养科学研究所于试管中完成了DNA计算机的雏形研制。在实验上把自动机与表面DNA计算结合到了一起，这在中国还是首次。

1 DNA计算原理

DNA计算的原理来自分子生物学的研究成果。DNA链的巨大并行性和Watson―Crick的互补结构使这样的计算对解决一些问题。特别是一些传统电子计算机还无法解决的问题，有了良好并且广阔的发展前景。DNA计算原理图如图1所示。

DNA的来源广阔．生物乃至人的体内就拥有大量的DNA链。DNA是由聚合链组成．通常这样的链称为DNA链，DNA链由核苷酸构成，核苷酸由4个不同的碱基：A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶)。而根据Watson―Crick互补双链结构．这样的碱基配对相互吸引：A与T连接。G与C连接。正如电子计算机由0和1的编码来编写和表示信息一样，由字母表Σ={A、T、G、Cl组成的DNA单链可以看做是编写和表示信息的方法．而基于DNA链的一些生物操作(PCR操作、亲和层析、超声波降解、磁珠分离、凝胶电泳等)可以认为对这个字母表的计算方式。这种计算，不仅是一种物理性质的符号变换，也是一种化学性质的变换，这种计算方式是前所未有的，是划时代的。

2 DNA计算模型

DNA计算模型的研究已经引起了数学、计算机科学、生命科学等领域研究者的广泛关注。DNA计算研究的最终目的是构造出具有巨大并行性的DNA计算机。在目前所获得的DNA计算模型中，最能引起学者们兴趣与关注的模型有如下几种：粘贴模型、剪接系统模型、表面与芯片DNA计算模型、布尔电路模拟等。国内开始DNA计算的研究始于1996年。到目前为止，我国关于DNA计算的研究已经取得许多可喜的研究成果。如最小顶点覆盖问题的Sticker模型，布尔电路模拟，DNA计算与遗传算法，神经网络算法的结合，DNA计算中的编码等。

目前，DNA计算模型主要分为基于DNA分子结构特征的DNA计算模型和基于生物操作与实现的计算模型。

2.1 基于DNA分子结构特征的DNA计算模型

1) 基于DNA分子结构特征

粘贴模型是由Roweis等人于1996年提出来的。它是一种基于分子操作和随机访问内存的一种DNA计算模型，是一种通用计算机系统。粘贴模型采用单链和双链的混合形式进行编码，将一条长链划分为若干段。其中有些是单链，有些是双链，单双链随机分布。若用单链表示数据0，用双链表示数据1，则一条这祥的一个长链可用来表示二进制数据。由于单链和双链根据不同的生物操作可发生变化，因而DNA链相当于一个随机数据存储器。粘贴模型的优点是在运算过程中不需要DNA链的延伸，也不需要酶的作用，并且DNA链可重复使用。

2) 基于DNA分子结构特征的其它计算模型

除了粘贴模型外，目前研究比较热的还有剪切系统模型、插入―删除系统模型、发夹DNA计算模型、质粒DNA计算模型等。

2.2 基于生物操作与实现的DNA计算模型

基于生物操作与实现的DNA计算模型主要包括试管型、表面型两种。

3 DNA计算的优点

1) 运算速度快

普通的计算机的运算速度为106次/秒，目前最快的超级计算机的计算速度为1012次/秒，而对于分子计算机，如果是两个DNA的连接视为一次操作，又假定4*1014个边DN断有一半发生了连接反应，则分子计算机的运算速度为1014次/秒。

2) 低能耗

生化反应所需要的能量消耗很小, 完成同样的运算DNA计算所消耗的能量是大型机的十亿分之一。

3) 存储容量高

DNA存储信息的密度是1bit/nm3，而当前录像带的信息存储密度仅为1bit/1212nm3。

4) 可以真正实现并行工作

传统电子计算机主要是串行工作，而分子计算机可视为多CPU的并行工作，可以实现现有计算机无法真正实现的模糊推理和神经网络运算功能。对于分子计算机，一个DNA分子相当于一个CPU，在1molDNA溶液中就含有1023个分子，则可以实现1023量级的并行计算。

5) DNA计算存在的问题

随着生物技术的不断发展，DNA计算将会被用来解决更多的实际问题，特别对一些复杂巨系统中的问题。它将会给数学、计算机科学、生物学、化学和工程等学科带来飞速的发展。但DNA计算本身也存在一些问题网：

1) 没有统一的操作

由于其本身的生物技术的多样性，基于DNA计算的基本操作并没有统一。通常在不同的解决方案里会提出同样的操作名称，但其对应的生物操作并不相同。对于研究者来讲。在查阅相关资料时．不得不把更多的精力放在分子生物学操作上，这对于用DNA计算解决问题是不利的。特别是随着问题规模的增大，所需要的DNA分子数目和各种酶的数量会呈指数增长，而生物操作错误和统计误差的概率会被放大。

2) 自动化程度不高

在DNA计算中人的参与还是比较多的，随着DNA计算研究的发展，现在已经出现了一些半自动的DNA计算机，但还是无法离开人类的参与，从某些角度上来讲，也大大制约了DNA计算的发展。

3) 缺乏良好的人机对话界面

DNA计算机要想真正地取代传统电子计算机，就目前而言，在人机对话界面上还有待改进，无法便利地输入问题和获得解，在这些方面还是无法离开传统计算机。

4 DNA计算的发展前景

目前，关于DNA计算和DNA计算机的研究发展速度十分惊人。无论在理论研究上，还是实验方式的研究上都有很大的进展旧。基于固体表面的DNA计算可不在溶液中进行。这项成果大大降低了DNA计算的出错率。粘贴计算模型的出现使得在运算过程中不需要DNA链的延伸，也不需要酶的作用。并且DNA链可重复使用，对DNA链的增长起到了控制作用。

DNA计算应用广泛。利用DNA计算可以解决某些NP完全问题；实现数据加密、解密；进行智能控制；解决生物化学、组合化学、医学等领域问题；实现Boolean电路和数据流逻辑运算等。

DNA计算是跨学科的研究热点。涉及到DNA计算的学科有生物学、化学、数学和计算机科学等。

DNA计算研究方向广泛，涉及到DNA计算的的主要研究方向有DNA nanotechnology、表面实验、算法设计和计算模型等。

5 小结

综上所述，DNA计算的发展前景是非常广阔的，随着生物技术的发展，特别是越来越多的研究者的参与，DNA计算的研究将会出现一个崭新的局面。很多制约现在DNA计算的问题慢慢会得到解决。虽然在很多方面，DNA计算还存在问题，但在特定的领域和复杂问题上，它已显现出巨大的潜力。这一新领域的发展和研究值得关注和重视。

参考文献：

[1] 高琳,许进,张军英.DNA计算的研究进展与展望[J].电子学报,2001,29(7).

[2] 许进,谭钢军,范月科,等.DNA计算机原理、进展及难点(1V):论DNA计算机模型[J].计算机学报,2007(6).

[3] 王庆虎,郑虹.一种新的求解最小生成树问题的DNA算法[J].电脑知识与技术,2009(1).

[4] 郑卉.DNA计算原理研究及展望[J].重庆电子工程职业学院学报,2009,18(2).

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【关键词】文蛤；养殖；遗传多样性；分子生物学

0 引言

文蛤是一种经济价值较高的海洋贝类，是贝类海鲜中的上品。文蛤营养丰富，含有碳水化合物2.5%，脂肪1.2%，蛋白质10%，还富含各种氨基酸、维生素及钙、铁、钾、镁等多种人体必需的矿物质。很多研究表明：文蛤有清热利湿、化痰、散结的功效，对肝癌有明显的抑制作用，对甲状腺肿大、慢性气管炎、哮喘、淋巴结核等病也有明显的疗效。

1 种类及分布

文蛤（Meretrix meretrix），英文名Hard clam，属软体动物门（Mollusca）、双壳纲（Lamellibranchia）、异齿亚纲（Heterodonta）、帘蛤目（Veneroida）、帘蛤科（Veneridae）、文蛤属（Meretrix）。地理分布较广，在日本、朝鲜和中国沿海分布较多，我国沿海自南至北都有分布，如台湾省西部沿海、广西合浦沿海、江苏省南部沿海、山东省莱州湾沿海、辽宁省辽河口沿海，是我国文蛤的主要产区[1]。我国沿海文蛤属种类有文蛤（Meretrix meretrix Linnaeus）、中国文蛤（Meretrix petechialis Lamarck）、斧文蛤（Meretrix lamarckii Deshayes）、帘文蛤（Meretrix lyrats Sowerby）、丽文蛤（Meretrix lusoria Rumphius）和台湾文蛤（Meretrix formosana Sowerby）等6种[2]。不同海区的文蛤在形态上存在变异分化，主要区别在于壳色和花纹，黄渤海区分布的文蛤花纹较多，东海和南海区分布的文蛤颜色较单一。

2 我国文蛤养殖现状

文蛤在我国是一种天然资源丰富的滩涂贝类，是重要的海水增养殖品种，也是主要出口的鲜活水产品之一，在我国台湾和日本市场上尤为畅销。由于文蛤增养殖的投资小、见效快、效益高的优点，近年来得到了迅速的发展。目前文蛤己成为我国滩涂养殖的主要经济贝类之一。

在苗种生产方面，2003年中国科学院海洋研究所和东营黄河入海口文蛤良种繁育有限公司等单位合作承担国家“863”课题“文蛤大规模人工育苗技术”。通过努力，目前已经建立了一套合理的文蛤苗种规模化生产技术工艺，解决了亲贝升温培育、幼虫孵化、幼虫培育等关键技术，并成功地培育出文蛤稚贝1.55亿粒。

在养殖技术方面，随着苗种人工培育技术不断完善、人工育苗技术体系建立，文蛤的养殖方式也由过去的自然采捕和粗放式的增殖护养逐渐向池塘混养、网围精养、蓄水暂养、移苗增殖等集约化模式发展。据不完全统计，我国文蛤养殖产量已达8×104t，出口达3×104t。

随着文蛤养殖集约化程度的提高，海洋富营养化程度的日趋加重，文蛤的病害也随之发生。山东沿海滩涂是我国文蛤苗种的主要产区之一，近几年该海区文蛤死亡现象时有发生，死亡原因主要是由于文蛤体质虚弱、费尼斯弧菌感染以及环境条件差等因素共同作用引起的[3]。据报道，在福建、广西、江苏等省也发生过文蛤大批死亡，文蛤死亡率甚至高达80%。2002年，任素莲等[4]对发生“红肉病”的文蛤作了组织病理学研究，在组织中发现了病毒样颗粒。2009年，李国[5]分离了文蛤病原菌（需钠弧菌）并对病文蛤组织进行了电镜观察。这些报道分析了文蛤大量死亡的原因和流行病学规律，开展其病原的分离鉴定、致病性和致病条件、病原传播方式和途径及病原分子生物学研究，为有效地遏止文蛤病害的发生和蔓延提出了理论依据。

文蛤大批死亡的原因除了病原及人为的环境污染等因素以外，与其种质质量的下降也不无关系。由于近年来野生种群资源量逐渐枯竭，造成苗种短缺，异地文蛤苗种被大量无序的引入，育种技术的不完善和对遗传知识的了解不够，生产单位盲目的进行育苗育种，对种群的遗传平衡造成了破坏，已经不同程度的出现了遗传杂合度降低、抗逆性差、性状退化等问题。因此，要保护文蛤优良种质资源，就要借鉴陆地植物尤其是农作物等的遗传育种和选育经验，借助于生物技术手段来保护和改善文蛤的种质质量，推动文蛤养殖业的持续健康发展。

3 文蛤的分子生物学研究

我国文蛤养殖初期，只是注重文蛤的增养殖，而关于文蛤的遗传背景，特别是文蛤群体的分化和遗传多样性的研究并不多，这与该品种增养殖业的可持续发展很不适应。因此，开展文蛤群体遗传学研究，以摸清我国文蛤种质资源状况；在此基础上，加强养殖文蛤良种培育技术研究与应用，对确保文蛤养殖业健康持续发展和文蛤种质资源的持续利用有着重要的现实意义。目前，国内对文蛤的分子生物学研究主要集中在其遗传多样性分析方面。

近年来，随着文蛤养殖业迅速的发展，分子生物技术逐步运用到水产养殖领域当中。其中，遗传多样性分析技术已在种质鉴定、资源评估、分子标记辅助育种等方面得到广泛应用，如RAPD技术、ISSR-PCR技术、同工酶技术、AFLP技术以及序列分析技术等。大部分研究的结果认为，具有不同遗传背景的文蛤群体间的基因流增加，基因资源正逐步减少。其中，陈大鹏等[6]利用RAPD技术对江苏吕泗海区分布的文蛤、青蛤、四角蛤蜊的遗传多样性进行比较分析。结果发现文蛤群体内的平均遗传距离低于青蛤和四角蛤蜊，说明文蛤已出现种质退化迹象，分析其原因可能与文蛤自然资源衰退严重、致使有效亲本群体数量减少，而导致的遗传漂变和近交，导致种质资源组成趋向同质化。

文蛤的分子生物学研究，为文蛤遗传育种、杂交育种等种质改良，以及种质资源保护和合理开发利用提供了科学的依据。

【参考文献】

[1]庄启谦.中国动物志，软体动物门、双壳纲、帘蛤科[M].北京：科学出版社，2001.

[2]张万隆.我国文蛤Meretrix meretrix Linnaeus增养殖技术现状及其发展前景[J].现代渔业信息，1993，8（06）：18-24.

[3]张锡佳，杨建敏，房椒珍，王希升，张汉文，李金明，汤宪春.浅海滩涂宫蛤病害防治技术[J].齐鲁渔业，2007，24（11）：34-35.

[4]任素莲，王德秀，绳秀珍.“红肉病”文蛤中发现的一种球型病毒的形态发生与细胞病理学[J].水产学报，2002，26：03）：265-269.

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药学专业主要课程 主要课程：基本原理、思想道德修养、法律基础、大学英语、高等数学、医用物理学、计算机基础、形态学概论、生理学、细胞生物学、分子生物学。

医学免疫学、病理生理学、医学微生物学、无机化学、有机化学、生物化学、定量分析、仪器分析、物理化学、基础化学实验、药物化学、天然药物化学、药剂学、药物分析、药理学、毒理学基础、药物的波谱解析、药事管理学、专业技能实验等。

药学专业就业前景 我国的药学事业的发展也是非常迅猛的，许多药品都得到了国际市场的认可，也与外国企业建立了合作关系，但在专业人才方面有稀缺，这表明药学专业有很广阔的发展前景。

社会对药学才的需求正在增加，本专业的大学生就业率高达95%。制药业发展较快，尤其是生活水平提高以后，人们对保健品的需求在增大，企业对药学人才比较青睐。还有一块就是生化药品，这是一个新兴也是尖端的行业，发展前景很好。

药学专业毕业生主要分配到制药厂和医药研究所从事各类药物开发、研究、生产质量保证和合理用药等方面的工作，也有很多人从事药品销售。

药学专业就业方向 本专业学生毕业后可可以到制药厂和医药研究所从事各类药物开发、研究、生产质量保证和合理用药等方面的工作，药学专业就业方向也有很多人从事药品销售。

从事行业：

毕业后主要在制药、医疗、新能源等行业工作，大致如下：

1 制药/生物工程;

2 医疗/护理/卫生;

3 新能源;

4 医疗设备/器械;

5 批发/零售。

从事岗位：

毕业后主要从事医药代表、销售代表、产品经理等工作，大致如下：

1 医药代表;

2 销售代表;

3 产品经理;

4 药剂师;

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快速检测的概念

快速检测，是指包含所需的样品在制备的时间内，并在很短的时间里得出检测结果的方法。以下是定义检测是否快速的标准：第一种则是理化检验方法一般指在 2 小时以内得出结果的即为快速检测；第二种则是微生物检验方法相对于常规检验方法要快上 1 /2 或 1 /3 时间得出结果的即为快速检测；第三种则是现场检验方法能够在半小时内得出结果的即为快速检测。这在几年中，我国政府对国内的食品安全问题已经重视起来。所以，食品安全快速检测技术起着至关重要的作用。

食品安全快速检测的方法

生物传感器法。生物传感器是指针对生物本身的化学信号装换成光信号或电信号等数据信息进行高灵敏检测的一种传感器仪器，一般应用在检测兽药和农药残留方向的。它的优点有功能多样、低成本、高识别、高灵敏、智能、微型等等，是食品安全快速检测研究的重点技术对象。而且近年来国内外有关的各种研究报道信息也是非常多的，相关的研究项目也陆续增加，所以，生物传感器法的开发在快速检测领域一定会有更好的发展前景。

仪器分析法。随着检测仪器设备的应用和研究开发，已经研究出了诸多设备。如：深紫外光谱仪、飞秒激光太赫兹时域光谱、近红外光谱仪、实时直接分析质谱仪、离子迁移质谱仪和激光拉曼光谱仪等等，而且它们已经逐渐被应用在了食品安全快速检测领域当中。从目前来看，在食品检测中液相色谱、气象色谱和各种各样的质谱仪杂交采用和联用已经有很多了，但是这些检测仪器设备都是比较大型、复杂，并且携带很不方便，这样应用在快速检测技术中是非常困难的。因此，国内外的小型质谱仪就得到了关注和研究，而且在这方面取得了很好的突出表现。在进行快速检测测试中，检测限已经达到了微秒级的单位，并且相对于大型设备来说：成本低、灵敏度高，最显著的特点是装置较小。其中飞秒激光太赫兹时域光谱仪已被重点关注的研究对象，希望以后能成为食品安全快速检测很好的设备工具。

分子生物学法。聚合酶链式反应是这几年才被广泛应用的，在分子生物学领域中得到了迅速的发展。PCR是聚合酶链式反应的简称，它的基本原理则是在应用于细菌的遗传物质相关的核酸序列中，并设计出引物，从而使提取到的核酸片段扩增，用紫外核酸检测仪和凝胶电泳来扩增过程的结果，整个过程的时间还是稍微有点长的。所以，该方法还在继续研究当中，相信不久就会更加完善，能够快速应用在食品安全快速检测技术当中。

免疫法。免疫法的基本原理是利用抗体和抗原的特异性结合，并有多种检测方法，例如，化学发光免疫法、酶联免疫法、胶体金标免疫法、放射免疫法和荧光免疫法等。免疫法的灵敏性和特异性都是比较高的，部分免疫法检测时的操作性也是十分方便简单，并且常常应用在毒素、病毒、致病菌、农药残留和兽药残留的等方面。

化学法。化学法的基本原理是利用要测食物样品的化学特点，来进行多种类型的相关化学反应。例如，聚合反应、氧化还原反应、分解反应和合成反应等，接着依据本身化学反应的能量变化或反应的特性来进行测定该食品的安全性。其本方法的优点有：检测设备简单、成本低、以及方便快速等。化学法一般应用在微生物检测上，并自制出快捷简单的检测纸片。

食品安全快速检测技术的未来

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关键词：生物技术；创新；应用；发展

中图分类号：FQ81文献标识码：A

一、生物技术的基本特征

生物技术也称生物工程，它是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。具体而言，生物工程技术包括转基因植物、动物生物技术、农作物的分子育种技术、纳米生物技术、重要疾病的生物治疗等；基因操作技术包括人类功能基因组研究、重要动植物功能基因组研究等；生物信息技术包括生物信息的获取与开发、加工与利用，以及结构基因组和蛋白质组学研究、药物筛选、小分子药物设计等；创新药物和产业化开发上，将重点建立完善的药物筛选体系、研制重要药物品种、实验室建设、药物制剂技术等。生物技术有五个方面的特征：

1、大科学工程研究方式的出现。20世纪八十年代中期开始的基因组的研究，使得生物技术的研究从作坊式转而进入了大科学的运作方式。基因组研究以人类基因组为代表，其研究对象是一个非常复杂的系统，要在整体上破译遗传信息，不可能用以前零敲碎打的方式，而是采用了其他学科的一些运作方式，包括大规模、高通量、信息化的工业运作方式。由于人类基因组计划对产业的巨大带动作用，引起实业界浓厚的投资兴趣，投资量逐年递增。

2、精细分析和广阔综合的统一。生物技术在分子、细胞、组织、器官、整体乃至群体的多层次、全方位研究，以及生物技术与数学、物理学、化学、信息科学的前所未有的整合，使得很多生命系统复杂问题的解决出现了可能。

3、科学进步和技术革命互为因果。生物技术的每一次突破，都与技术革命相关，科学与技术之间的界限也是越来越模糊了。

4、基础与应用的结合。生物技术与医学、农学有着不可分割的联系，是这些应用学科的基础，也能从应用学科中获取基础研究的源头活水。很多重大社会需求的问题会构成揭示自然规律的一些重大科学工程的出发点，如对艾滋病、肿瘤、人口控制、抗病虫植物等方面的研究。

5、产业化的速度大大加快。各种生物技术的发展，使得生物技术基础研究到实现产业化的距离较之以往大大缩短。

二、生物技术的创新前景

世界生物技术在21世纪的发展取决于技术平台的宽度和高度，预计未来将形成几个新的生物技术平台，这些平台的建立，将使生物技术的发展令人难以预测。

生物技术已有三个平台，即DNA重组、细胞培养和DNA芯片，已经取得了相当成果，培育出了新的生物技术产业。预计在本世纪还会形成几个新的平台。

1、基因组平台。目前已有数十种微生物和4种模式生物的基因组全序列已进入数据库，人类基因全序列草图也刚完成，这意味着有数十万计的基因及其编码的蛋白质可供基因工程和蛋白质工程的操作，从而大大扩展了生物技术的产业范围。

2、生物芯片平台。它是分子生物学与化学和物理领域的多种高新技术的交叉和融合。从DNA芯片延伸到含各种生物大分子的硅片最终将与纳米技术相结合，使离体操作的芯片发展成为可在活体内执行某种功能的组件。

3、细胞生物学平台。它是克隆动物和克隆组织器官的基础。

4、生物信息学平台。目前，生物信息学已经广泛用于基因组和蛋白质组的研究，但是随着大多数基因和蛋白质功能的阐明，将会出现一个新的发展前景，这就是在计算机上模拟细胞内和机体内的生化代谢过程，甚至模拟进化的历程，这将使生物学真正进入理论生物学的新时期。

5、神经科学平台。目前，国际上正在酝酿开发神经生物学的大计划。人类的高级神经活动如感觉、认知和思维终将在分子水平和细胞水平上被解析。除了可以预计的上述5个平台外，还会有新的平台出现，生物技术的发展前景是难以估量的。

三、生物技术的应用

生物技术作为21世纪高新技术的核心，对人类解决面临的食物、资源、健康、环境等重大问题将发挥越来越大的作用。大力发展生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。近十几年是世界生物技术迅速发展时期，无论在基础研究方面还是在应用开发方面，都取得了令人瞩目的成就，生物技术的研究成果越来越广泛地应用于农业、医药、轻工食品、海洋开发及环境保护等多个领域。生物技术将是21世纪的主导技术之一，甚至可能引发一次新的工业革命，对人类社会的生产、生活各方面必将产生全面而深刻的影响。

1、农业生物技术。近几年来，国际农业生物技术发展之快，对农业产业结构的改善和产量增加的作用之大，已引起世界各国政府和科学家的高度重视。农业生物技术领域中研究最活跃的是应用转基因技术，将目的基因导入动植物体内，对家畜、家禽及农作物进行品种改良，从而获得高产、优质、抗病虫害的转基因动植物新品种，达到充分提高资源利用效率、降低生产成本的目的。

2、海洋生物技术。海洋生物学与生物技术相结合，产生了海洋生物技术这一新的领域。海洋生物技术作为加速开发利用海洋生物资源、改良海洋生物品种、提高海产养殖业产量和质量、获取有特殊药用和保健价值的生物活性物质的新途径，越来越受到人们的重视，许多国家已将海洋生物技术作为21世纪发展战略的重要组成部分。

3、轻工、食品生物技术。轻工、食品行业是生物技术应用的重要领域之一，主要体现在以下三个方面：一是利用生物技术进行农副原料加工直接制成商品，如发酵制品、酿造等产品；二是以生物技术产品为基础，进行二次开发形成的新产业，如低聚糖加酶洗涤剂、高果糖浆等；三是以生物技术为手段对传统工艺进行改造，从而降低消耗、提高产品质量。

4、医药生物技术。医药生物技术是生物技术研究开发的热点，近十多年来一些发达国家投放大量的人财物力研究和开发医药领域的生物技术，已取得新的进展，其中基因治疗技术和新型生物药剂方面的开发应用最为广泛。

5、其他生物技术。随着世界生物技术的迅速发展，生物技术除广泛应用于农业、海洋、食品、医药等领域外，在其他诸如环境保护、石油化工等领域也开展了大量的研究工作。

四、生物技术产业发展趋势

生物技术的发展培育了一个完全崭新的、大有前途的产业领域。生物技术投资包括公共投资和私人投资。生物技术诱发生产力的提高是公共和私人部门投资于生物技术领域的主要动因。基因组产业将成为21世纪的朝阳产业，它的巨大经济效益吸引着投资商和企业向这一领域汇集。

从20世纪七八十年代开始，生物技术逐渐在整个自然科学的发展中占据了“龙头”地位。例如，20世纪末，美国的博士学位获得者中51%从事生物技术研究；在全球500强大公司的前50位中，生物制药企业有13家，其资本利润率接近20%，远高于信息产业。可见，生物技术对社会、经济的影响是非常重要的。

美国是现代生物技术发展较早的国家，生物技术产业已具有一定的规模，无论是在研究水平和投资强度、还是在产业规模和市场份额上，美国均领先于世界。美国拥有世界上约一半的生物技术公司和一半的生物技术专利；美国生物技术产品的销售额占全球生物技术产品市场的90%以上。

目前，60%以上的生物技术成果用于医药工业，用来开发特色新药或改良传统医药，由此引发了医药工业的重大变革。众所周知，医药业是一项高技术产业，生物医药则如皇冠上的宝石，耀眼夺目却有些可望而不可即。其原因是：它需要资金、技术大规模地投入。于是，一种能汇聚市场上一切偏好风险的投资者的资金，并将之投入到需要融资的企业中去的新型投资方式――风险投资就应运而生。

生物技术是21世纪最具发展前景的高科技产业。我国在部分领域，如人类基因组研究及疾病相关基因研究、植物基因图谱、转基因动物、基因芯片、干细胞研究有明显进展，取得了较好的成绩。据有关部门预测，未来几年中国生物技术产业的年均增长率不低于25%。虽然中国生物科技领域起步较晚，整体水平落后，但中国生物技术产业蕴含着巨大的发展潜力和美好的前景，它必将成为中国高技术产业中最具活力的成长点之一，并跻身于国际先进生物技术的前列。

（作者单位：1，2.武汉科技大学中南分校生命科学学院；3.武汉江夏区第一中学）

参考文献：

[1]陈竺.“新世纪之初的生命科学和生物技术”，中国科学院网，2001.11.

[2]“The Biotech Century”by Jeremy Rifkin，Penguin Putnam，Inc.Marc-h.1999.

[3]钢都.“生物技术产业：本世纪的亮点”，中国经济信息，2001.1.

[4]“The Biotech Investor's Bible”by George Wolff，Wiley，John&Sons，Incorporated，June 2001.

[5]“The Coming Biotech Age：The Business of Bio-Materials”，Richard W. Oliver，McGraw-Hill Professional，November 1999.

[6]李建华.“现代生物产业发展模式初探”，经济管理，2000.11.

[7]周彦兵.“现代生物技术的应用与展望”，生物学通报，2001.4.

[8]马述忠，黄祖辉.“关于生物技术产业发展的若干思考”，中国软科学，2001.8.

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基于与业务主管部门和登记注册管理部门前期积极的工作交流，“人才联盟”落户海南进入加速实施阶段，相关人才项目的准备工作基本完成，现将近期工作汇报如下：

一、“人才联盟”申请成立进度

积极与相关领导深入沟通交流，在充分阐述“人才联盟”成立的初衷、即将开展的业务范围、广泛深远的社会经济意义以及发展前景的基础上，对可行性征询材料进行了系统的完善。

“人才联盟”筹备委员会已经在第一时间通知所有发起单位、会员单位以及捐资单位按照成立登记申请相关要求完成相关材料的整理，近期提交筹委会进行审核、报送社会团体管理处。

二、首批外籍院士工作站项目

为抓紧落实人才交流大会上关于“百位外籍院士入海南”的签约合作以及推进首批外籍院士工作站项目，“人才联盟”筹委会依托联盟平台优势整合国际人才资源，已经累计与24名外籍院士及2名重要领域博士确立合作关系，外籍院士及博士分别来自俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦和中国，涉及领域涵盖公共卫生、医疗、环境保护、新能源、可再生能源、生物科学、生态系统、农业技术、新材料、机械科学、电真空技术、船舶技术设计和物理化学等领域，分别为农业学、无线电物理学、低温物理学、声学、热物理学、光学、固态物理学、核物理学、雷达技术、电磁场与微波技术、高功率微波技术、超导体学、生物能源、新能源、综合医学、临床医学、病理学、神经生理学、血液学、免疫学、肿瘤学、高科技医学工程、微血管学、心脏外科、分子诊断、基因组学、蛋白质组学、系统生物学、生物化学、分子生物学、遗传学、天然及合成化合物技术、化学物理学、晶体量子化学、固体量子化学、高分子物理学、高分子化合物、纳米材料、复合材料、聚合过程动力热力学、动力工程学、爆炸物理学、核技术以及流体力学等学科的专家。2名外籍博士为各自所在领域的高端技术研究人才，所掌握技术为无线电应用和探地雷达领域核心技术，可填补国内在该领域的空白。

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【关键词】靶向治疗;同病异治;分子生物学;机理

【中图分类号】R273【文献标识码】A【文章编号】1007-8517(2010)18-017-3

在个体化成为时尚的今天,有一种概念需要引起大家的注意:即癌症的无效治疗。在手术方面存在无效“开关”,在化放疗方面也存在无效放疗和无效化疗,在分子靶向治疗方面也同样存在无效治疗的问题。

进入21世纪,以细胞病理学为基础的医学模式逐渐向分子医学模式转变。肿瘤的基础和临床研究也在这一背景下不断发展。主要表现在以下几个方面:第一,临床医生按患癌分子分型对患者采取不同的治疗策略。第二,根据药物基因组学的研究成果实现个体化用药,如根据患者的分子遗传学特征、筛选易感基因以控制易感人群。第三,应用标志物开展的筛查和早期诊断,目前的趋势是研究蛋白质芯片以检查患者的血样。各种癌基因表达谱的研究已检出众多癌相关基因,对不同个体、组织、细胞周期、发育分化阶段、病变、刺激等条件的细胞内mRNA进行检测,综合分析和判断,将某个或几个基因与疾病联系起来。另外,蛋白质组学技术的进步也为癌症筛查提供了有效地工具。蛋白质组学技术可高通量地筛选肿瘤不同发展阶段基因表达的蛋白质,发现大量有诊断价值的标志物,这有望提高筛查的特异性和敏感性。第四,更多有效的分子靶向药物将被研发、上市。临床医师可有针对性地选择这些靶向药物,应用于有效人群。如检测KRAS基因是否突变,可选择恰当的患者使用TKI药物。第五,应用药物基因组学、代谢组学结果预测药物治疗的敏感性和患者的预后。我们应该相信,这一领域的研究对临床医生选择最佳治疗方案、提高药物治疗的有效率、避免严重毒性反应具有重要意义,也将开辟个体化治疗的新纪元。

中医认为,一病有数证,同一病证,可因人、因时、因地的不同,或因正邪消长、病情发展、病机变化、证型各异,治疗时就应根据不同的情况,采取不同的治法。这就叫“同病异治”。有关同病异治这一治疗原则早就存在于中医理论体系之中。《素问・病能论》中论及“有病颈痈者,或石治之,或针灸治之,而皆已,其真安在?岐伯曰:此同名异等者也。夫痈气之息者,宜以针开除去之;夫气盛血聚者,宜石而泻之。此所谓同病异治也”。此处即说明同为一种病,因其病所处阶段不同,病机不同,而用不同药物施治,这就是同病异治之理。中医认为在疾病发生发展过程中,同时存在基本病机变化和相关病机变化的内容,即体内物质异常运动必然处于不断的发展变化之中。对于患同一疾病的不同患者,它们虽然有相同的基本病机变化,但相关病机变化却是多样的,不尽相同的,这是由广泛病理量变的不均衡性、多样性决定的,是个人禀赋体质与后天所受多种因素(情志、六、病理实邪、饮食、劳逸、地理、气候)长期缓慢影响的结果。在相关病机变化多样性的影响下,疾病的具体病机变化内容就会有所不同,这样对不同患者或者疾病的不同阶段,针对具体病机变化的不同内容,相应的治疗就是同病异治,“同病异治”现象反映出相关病机变化的多样性对具体病机变化、具体病情有重大影响。例如:肺癌在治疗前可分为:阴虚毒热型,气阴两虚型,痰热壅肺型,气血瘀滞型,脾虚痰湿型,水饮内停型;手术后分为:肺气虚型,肾不纳气型;放疗后分为:肺燥阴虚型,痰热壅肺型,热毒伤肺型,气阴两虚型;化疗后分为:脾胃受损型,肺脾气虚型,气血两虚型,肺肾两虚型。中医的“同病异治”具有普遍性,还由于中医对疾病的认识和诊断治疗的方法是整体诊察,司外揣内、见微知著等方法,是宏观观察,总体判断,具有模糊性。然而肿瘤靶向治疗的实践研究,进一步表明中医这一治疗理念的科学性。

现代医学随着分子病理学的研究进展,人们越来越多的意识到肿瘤的异质性。例如:非小细胞肺癌(NSCLC),对于不同组织学或不同分子生物学特点的NSCLC的治疗研究也逐渐增多。Scagliotti在2007年第12届世界肺癌大会上报道了迄今为止最大样本量的Ⅲ期随机对照试验,在1725例晚期NSCLC中比较培美曲塞/顺铂和吉西他滨/顺铂的疗效,两组总体生存均为10.3个月,作为非劣效研究培美曲塞/顺铂不差于吉西他滨/顺铂;但此试验的一个重要点是该试验是第一个预设不同组织学类型分析的Ⅲ期研究;在总体疗效一致的情况下,在非鳞癌中的生存分别为12.6月和10.9月,有统计学差异;而在鳞癌中吉西他滨/顺铂好于培美曲塞/顺铂,中位生存分别为10.8月和9.4月。这也证实了不同组织学类型的NSCLC对不同药物疗效上的差异。这种差异应该是来自两个方面:一是肿瘤分子生物学特点的差异,二是不同药物的作用点的差异。基础研究显示这种疗效差异和肿瘤组织的胸苷酸合成酶(TS)的表达有关,TS表达低则培美曲塞疗效好,反之则相反。而非鳞癌的TS表达远低于鳞癌的表达。作为NSCLC,同一基因的表达差异有时也决定了药物的疗效差异,在这方面研究最多的是DNA修复交叉互补基因1(ERCC1)和核苷酸还原酶调节因子1(RRM1)。基础研究显示ERCC1的表达水平常与铂类疗效呈负相关,而RRM1的表达水平则于吉西他滨疗效负相关。Simon发表的随机Ⅱ期试验结果证实了根据相关基因的不同表达选择性用药的合理性,在该研究中,根据ERCC1和RRM1表达选择用药的客观有效率,中位生存及1年生存率分别为13.3月和44%,明显好于非选择人群的研究。随后Ccbo报道了第一个依据ERCC1mRNA表达水平的前瞻性Ⅲ期随机对照试验,在包括了444例晚期NSCLC的患者随机入组,对照组使用多西他赛/顺铂标准方案,试验组根据ERCC1的水平来选择用药。ERCC1低表达者选用方案同对照组;而ERCC1高表达组选用多西他赛/吉西他滨。主要终点为客观有效率;结果试验组有效率为50.7%明显好于对照组39.3%,这在某种程度上也说明了这种选择的合理性。再例如:EGFR突变型NSCLC具有不同的生物学行为,对EGFR-TKI尤其敏感。NEJGS002研究比较了EGFR突变患者使用吉非替尼与使用紫杉醇+卡铂标准方案的疗效,其主要终点为PFS。结果显示,标准化疗方案与吉非替尼治疗的PFS差异显著,分别为166天和317天。在EGFR突变患者中,吉非替尼治疗患者获得的缓解率在70%以上,与既往报道的结果相符,而紫杉醇+卡铂标准方案的缓解率仅为30%左右。由上察知,现代医学根据基因突变、受体和关键的酶的差异,进行个体化的“同病异治”与中医不谋而合。

当然,由于中医理论和西医理论所基于的认识角度不同,所以病因、病位、病症、病性乃至病名等概念在中西两套理论中所赋予的含义有很大不同,但又互为联系。如病因,中医主要分为外感(如六、疠气等)、内伤(如七情、劳倦、痰瘀、虫等);西医通常分为外来致病因素(机械、物理、化学、生物等),缺乏机体所必须的物质或条件(营养、内分泌等),机体本身反应性的改变(过敏等)。病位,中医除了“五脏六腑”的概念外,还有气、血、三焦、命门、六经、营卫、阴阳等独特概念。病症,包括患者自我不适之描述及医生检查之体征,如仅“发热”一症,西医仅以体温表为度,中医即有高热、低热、潮热、烦热、晡热等不同。体症方面,中医多通过望、闻、问、切手段而获得,西医多借助于一系列的现代化检查、实验设备而获得。病性,中医根据分析疾病阴阳、表里、寒热、虚实以及气血津液代谢失常等不同变化概括归纳为某种证型,而西医多概述疾病过程中机体产生的形态结构、功能、生物化学等方面的变化。中医辨证理论的独特性,就是取决于构成中医病证的基本要素具有一定的独特性。

但是,无论是中医“证(或病)”的概念,还是西医“病”的概念,都是由病因、病位、病症、病性、病名等几个基本要素、基本环节构成,按照一般规律,由于某种致病因素发作于人体某些部位,表现出相应的症状与体征,医生根据所收集的有关临床资料,借助各种有效的方法手段,辨别疾病和性质(中医多归纳为证型,西医多归纳为病状描述),最后冠以疾病名称(下诊断)。因此,中医的辨证(病)过程与西医的诊病过程,其实质是统一的,都是认识疾病的过程,都必须从最基本的辨症状(表现)入手,辨别疾病的病理变化过程。“同病异治”的方法正确处理了因、位、症、性等之间辨证关系,它不仅是中医治疗的一个根本法则,同样也充分体现在西医的治疗过程中,因此,“同病异治”可以作为中西医结合的一个桥梁而深入研究。

近年来,中药在肿瘤治疗中的多靶点效应正在得到广泛的认可。中医药对肿瘤的影响也从最初的免疫功能调节研究,发展到了今天的抗肿瘤血管生成,诱导细胞凋亡,抑制端粒酶活性等研究。随着分子生物学理论不断深入研究,中医药实验研究的蓬勃开展,也使我们对中药在抑制肿瘤生长,防止肿瘤转移的分子机制有了初步的认识。如:1.抑制肿瘤血管生成:人参皂苷Rg3是人参根浸出液中的一种有效活性成分,具有抗肿瘤转移作用。何芳等采用人肝癌Bel-7402细胞株,种植24只雄性裸鼠皮下,随机均分成4组:联合用药组,Rg3组,三氧化二砷组及对照组。该实验应用免疫组化法发现Rg3组肿瘤内微血管密度(MVD)的表达明显低于对照组(P

随着研究的不断深入,恶性肿瘤的治疗已由最初的细胞毒性药物过渡到分子靶向调节治疗。靶向治疗的迅速发展已经改变了恶性肿瘤传统的治疗模式,并展示出良好的发展前景。然而,由于目前研究开发的靶向治疗药物主要针对单个靶点,而大多数恶性肿瘤都是多靶点多环节的调节过程,单一的阻断一个受体或一条信号通路来治疗恶性肿瘤是不客观的。因此,如何进行多靶点联合阻断是分子靶向治疗发展的新方向。中医药在治疗肿瘤上有其特殊优势。单味中药和中药复方具有多种有效成分,奠定了中药多靶点、多环节、多部位效应的物质基础,而中药的多性味、多归经和中药分子的多样性则显示了传统中药多靶点效应的固有特性。因此,在中医“同病异治、异病同治”理论指导下,结合分子生物学现代技术,深入研究恶性肿瘤中医药多靶点联合治疗的机制,将有希望成为肿瘤治疗和抗复发、转移的重要手段。

然而,中医药抗肿瘤由于中药成分复杂,对其多靶点追踪还是一个难题。多味中药的不同组合及一味药在多个方剂中抗肿瘤作用机制尚未能阐明。相比西药的靶向抗肿瘤研究,在中药多靶点治疗肿瘤方面亦有诸多问题困扰着我们,如为什么单纯中药抑制肿瘤生长疗效欠理想,针对同一靶点治疗肿瘤,中药的作用效力如何提高,如何多层面、多学科相结合将中药复方抗肿瘤机制研究推向一个新的水平等。解决了以上问题,将可能在中药抗肿瘤研究方面取得质的飞跃。靶向治疗与同病异治的联系将更加密切。

参考文献

[1] 周华清.关注国际新进展开展适合国情的临床研究[J].医师报,2009(36):11.

[2] 池建淮,万毅,袁娟.病治异同辨析[J].中国医药学报,2004,19(7):

426-427.

篇11

新版的本科专业目录仍然按照学科门类、专业类和专业三个层次进行划分，学科门类由原来的11个增加到12个，新增加艺术学门类；专业类由原来的73个增加到92个；专业由原来的635种调减到506种。面对如此多的专业，你准备报考哪个呢？如果你仔细看了新版的本科专业目录，你会发现，其中有些专业闻所未闻，有些专业的名称则甚至可以说是晦涩难懂，有点让人摸不着头脑。下面就让我们一起来解读几个这样的专业吧！

什么是物联网？有些同学可能听说过，有些同学可能多少了解一点，但估计很多同学都不知道物联网是什么东西，有什么用。要了解物联网工程专业，我们首先得弄明白什么是物联网。

通俗地来说，物联网就是通过各种信息传感设备，如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等，把所有物品与互联网结合起来，实现智能化识别和管理。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。目前，物联网被正式列为我们国家重点发展的战略性新兴产业之一。

2010年初，教育部下达了高校设置物联网工程专业申报通知，众多高校争相申报。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。据测算，物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上，而物联网工程技术领域需要的人才每年也将达百万。

物联网工程专业涉及广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测和情报搜集等多个领域。

培养目标

物联网工程专业培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能，具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。

专业课程

电工电子技术、射频识别与传感技术、单片机技术、嵌入式技术、综合布线、通信工程制图、通信原理、通信网络基础、光纤通信、无线局域网技术、信息网络管理、智能楼宇系统、物联网技术、物联网应用与物联网工程等。

就业方向

面向物联网行业，物联网工程专业毕业生可从事物联网的通信架构、网络协议、信息安全等的设计、开发、管理与维护。主要面向岗位包括：物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员、物联网应用系统开发工程师等核心职业岗位以及物联网设备技术支持与营销等相关职业岗位。

学校推荐

根据2012-2013年中国大学本科教育分专业排行榜所提供的信息，物联网工程专业排名前八位的大学为：哈尔滨工业大学、江南大学、西北工业大学、重庆邮电大学、吉林大学、中南大学、华中科技大学、西安理工大学。

电气工程及其自动化这个专业确实不像有些专业一听就知道是干什么的，比方说通信工程、计算机软件技术、新型材料等等。

电气工程及其自动化涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术、网络控制技术、机电一体化技术等诸多领域，是一门综合性较强的学科，其主要特点是强弱电结合，机电结合，软硬件结合。

电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门学科，由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟。它已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。

培养目标

该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识，受过电工电子、系统控制及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才。

学科特点

学习本专业将受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的训练。主要学习课程有电工技术、电子技术、控制理论、信息处理、系统工程、自动检测与仪表、计算机与应用和网络技术等方面的基本理论和基本知识。会受到良好的工程试验基础训练，还有大量上机实习等实际锻炼的机会。将在控制与生产自动化、自动控制与自动化软件应用方面获得系统分析、设计、开发与研究的基本能力。

报考提示

电气工程及其自动化专业对广大考生有很强的吸引力，属于热门专业，高考录取分数线往往要比其他专业高许多，造成这一情况的主要原因有：①就业容易，工作环境好，收入高；②该专业方向有着非常好的发展前景，研究成果较容易向现实产品转换，而且效益相当可观。但是鉴于国内现在的形式，考生在报考该专业的时候应该注意以下两点：

（1）充分考虑自己的兴趣。也许自己本来并不对该专业感兴趣，但是许多人都说好，于是自己就“感兴趣”了。这对以后的发展是很不利的，毕竟兴趣是最好的老师。

（2）衡量自己的综合素质。电气工程及自动化专业需要具有扎实的数学、物理基础，及较强的外语综合能力，为今后能够掌握并且灵活运用专业知识做准备。

就业前景

由于本专业研究范围广，应用前景好，毕业生的专业素养相对较高，因此就业形势非常好。通常情况下，学生毕业后可以选择质量技术监督部门、研究所、工矿企业等，也可以是一些外资、私营企业。如果毕业生能力足够强，又在学习期间积累了比较好的研究成果，完全可以自己创业，闯出一片属于自己的天地。需要指出的是，由于国外在该专业方向的研究要领先于我们，因此若想要有进一步的发展，出国深造是一个不错的选择。

高校排名

电气工程及其自动化专业综合实力排名：

1. 清华大学。有相关院士2人（卢强、韩英铎），国家重点实验室1个，电气工程国家一级重点学科，国家二级重点学科4个（电机、电力系统、电工和高电压）。各方面都是强项，国内顶尖。

2. 西安交通大学。有相关院士2人（邱爱慈、王锡凡），国家重点实验室1个，电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科3个（电机与电器、高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化）。强在高压和系统，科研实力仅次于清华。

3. 华中科技大学。有相关院士3人（樊明武、潘垣、程时杰），国家重大科学装置1个，国家重点实验室1个，国家专业实验室1个，电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科4个（电机、电力系统、电力电子、电工）。电力电子和电机是强项，师资雄厚，近年来科研平台建设有了建设性发展，且院士最多。

4. 重庆大学。有相关院士1人（杨士中），国际电气工程师协会院士1人（李文沅），国家重点实验室1个，电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科3个（高电压、电工理论与新技术、建筑电气）。高压是强项，业内很有名，此外电工理论与新技术以及建筑电气实力都很强劲。

5. 浙江大学。有相关院士1人（韩祯祥），国家专业实验室1个，电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科2个（电力系统和电力电子）。

你知道什么是非织造材料么？非织造技术又是什么技术呢？非织造材料与工程专业是个什么样的专业啊？

先来看一下国家标准的非织造材料的定义：定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘结或这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫（不包括纸、机织物、针织物、簇绒织物、带有缝编纱线的缝编织物以及湿法缩绒的毡制品）。这个定义还是让人有点不知所云。如果告诉你，非织造材料又称非织造布、非织布、非织造织物、无纺织物或无纺布，是不是有点明白了？

非织造技术是一门源于纺织，但又超越纺织的材料加工技术。它结合了纺织、造纸、皮革和塑料四大柔性材料加工技术，并充分结合和运用了诸多现代高新技术，如计算机控制、信息技术、高压射流、等离子体、红外、激光技术等。非织造技术正在成为提供新型纤维状材料的一种必不可少的重要手段，是新兴的材料工业分支。无论在航天技术、环保治理、农业技术、医用保健，还是人们的日常生活等许多领域，非织造新材料都已成为一种愈来愈广泛的重要产品。非织造产业被誉为纺织工业中的“朝阳工业”。

非织造材料与工程专业是一个多学科交叉且实践性较强的专业。在专业教学中重视理论基础，强化实践环节，立足产品开发，注重能力培养，强调创新意识。

培养目标

具有扎实纺织及材料科学方面基础知识和能力，适应现代新材料迅速发展趋势，能在非织造材料与产品制造领域从事科学研究、技术开发、工艺和装备设计、环境保护、国内外贸易、产品设计、新产品研制、工程应用及营销与管理等工作。

培养要求

本专业旨在培养具有扎实纺织及材料科学方面基础知识和能力，适应现代新材料迅速发展趋势，能在非织造材料与产品制造领域从事科学研究、技术开发、工艺和装备设计、环境保护、国内外贸易、产品设计、新产品研制、工程应用及营销与管理等工作的社会急需的复合型高级专门人才。

主干学科

非织造材料与工程学、非织造布学、非织造学、非织造布后整理、非织造产品开发、非织造产品与应用、非织造工程设计、非织造产品质量与检测、高分子物理与化学、功能纤维及其应用、复合材料、纺织材料学等。

就业方向

本专业毕业生可从事非织造材料与工程领域内的产品开发、工艺设计、设备设计与生产、生产技术管理、经营与贸易和质量检验等工作，也可就业于国内外纺织贸易、外资企业、政府部门、商检与海关、国有及私营企业、科研院所等。也可在“纺织工程”“纺织材料与纺织品设计”和“材料学”等学科继续读研深造。

学校推荐

东华大学、苏州大学、天津工业大学、西安工程大学、南通大学、武汉纺织大学。

从字面上来看，生物信息学是将信息科学应用于生物学。生物信息学广义的概念是指应用信息科学研究生物体系和生物过程中信息的存贮、信息的内涵和信息的传递，研究和分析生物体细胞、组织、器官的生理、病理、药理过程中的各种生物信息，或者说是生命科学中的信息科学。生物信息学狭义的概念是指应用信息科学的理论、方法和技术，管理、分析和利用生物分子数据。一般提到的生物信息学是指这个狭义的概念，更准确地说，应该是分子生物信息。

生物信息学利用应用数学、信息学、统计学和计算机科学的方法研究生物学的问题。目前的生物信息学基本上只是分子生物学与信息技术（尤其是互联网技术）的结合体。生物信息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据，其研究工具是计算机，研究方法包括对生物学数据的搜索（收集和筛选）、处理（编辑、整理、管理和显示）及利用（计算、模拟）。目前主要的研究方向有：序列比对、基因识别、基因重组、蛋白质结构预测、基因表达、蛋白质反应的预测，以及建立进化模型。

培养目标

本专业培养德、智、体全面发展的，具有生物科学的基础知识，系统地掌握信息科学的基本理论、基本知识及基本技能，具备生物信息学方面的应用及研发能力。能在生物、信息、计算机、医药、医疗仪器等行业的企业、事业和行政管理部门从事应用研究、技术开发、教学及生产管理等方面的工作的复合型高级专门人才。

培养要求

学生主要学习生物信息学的基本理论和方法，受到相关科学实验和科学思维的基本训练，具有较好的分子生物学、计算机科学与技术、数学和统计学素养，具备生物信息的收集、分析、挖掘、利用等方面的基本能力，具有较好的业务素质。

主要课程

基础生物学、生物化学、分子生物学、解剖生理学、生物统计学、生物医学工程概论、生物信息学算法与实践、数据库与数据仓库技术、医学成像技术、数字图像处理、数字信号处理、医院信息管理、基因组信息学、蛋白质组信息学、计算机辅助药物分子设计、生物医学信息处理等。

就业前景

生命科学与信息科学是目前发展最为迅速的两大领域，作为这两大学科交叉的产物之一，生物信息学同样发展迅速，并在基因组学研究中发挥巨大的作用。国外一直非常重视生物信息学的发展，各种专业研究机构和公司很多，生物科技公司和制药工业内部的生物信息学部门的数量也与日俱增。由于对生物信息学的人才需求迅猛，发达国家也面临着供不应求、人才匮乏的局面。

专业展望

生物信息学积极倡导的全球范围的资源共享将对整个人类社会的发展产生深远影响，其研究领域和应用范围也将得到进一步拓展。生物信息学不仅具有重要的学术价值，还具有很大的商业价值，有着广阔的发展前景。随着后基因组时代的到来，生物信息学将发挥越来越不可替代的作用，将为生物医学、生物工程、农学、遗传学、制药和高科技产业提供巨大的推动力。可以毫不夸张地说，生物信息学将是21世纪生物科学发展的核心领域。

篇12

【关键词】生物催化技术发展化学制药研究

生物催化是指通过酶或生物有机体的催化作用实现生物的化学转化，故又被称为生物转化。随着科技的进步和发展，生物催化逐渐进入人们的生产生活，从根本上改善了人们的经济效益、能源消耗和原料来源，对环境保护也作出了积极贡献。生物催化技术是生物技术改革中的第三次浪潮，成为历年来生物技术中的标志性技术。

1.生物催化技术及其发展

（1）生物催化技术。经济合作与发展组织（OECD）指出，生物酶催化技术是目前工业发展中最有利于可持续发展的一项技术。生物催化技术主要涉及到化学领域和生物学领域，在医药化工领域中可通过酶或微生物的催化作用实现大规模生物的转化。生物催化技术在很大程度上促使衍生物往多样性方向发展，实现对复杂产物的结构修饰及简单分子化合物库的新建，产物在经过生物催化后能够延伸出现的生理活动物质。

先导化合物在生物催化作用下具有一定的优越性，主要体现在以下几点：①可能反应的产物范围大；②在反应过程中无需进行脱保护和基团保护，一步便可完成相关反应；⑧实现生产的定向立体选择和区域选择；④生物催化的反应条件温和，利于稳定复杂的分子结构；⑤在均一和温和的反应条件下可获取反应的重现性及实现反应的自动化；⑥由于酶具有固定化特性，故在生产过程中可反复循环使用催化剂。

（2）生物催化技术的发展。生物催化技术的提出是源于科学家对活体细胞成分的认识，一部分的专家和学者认为某些细胞成分可用于特定条件下的化学转化。例如苯甲醛从植物中提取后与氢氰酸结合可制成（R）一苯乙醇腈，半合成抗生素的生产则依靠G酞基转移酶的帮助。1980年后，随着科技的发展和进步，蛋白质工程技术得到空前的发展，使得酶的底物范围大大增加，实现了常见合成中间物的生物合成。在此科技背景之下，生物催化技术逐渐被运用于精细化化学和药物中间体生产领域。

（3）随着近年来基因合成、生物信息学、蛋白质工程和序列分析等观念的进步及电脑建模和生物学工具的更新，越来越多的专家学者在分子生物学的基础上对分子进行快速进化处理，极大的改善了原有的生物催化剂。生物催化剂经过改造后可稳定处：T-60℃的有机溶液中，在接受新的底物时可自动催化新的生物反应。

2.化学制药中的生物催化技术研究

在生物催化技术的发展背景之下，酶和微生物反应成为生物学领域的关注热点。许多长期研究微生物和酶的专家学者开始着手于有机合成的研究，促使生物催化技术逐渐发展成为一项不对称合成的生物技术。

（1）西他列汀游离碱。美国的Codexis公司和德国的Merck公司通过酶做催化剂实现西他列汀游离碱的生产。他们较早发现R构型选择性转氨酶的分子结构类似于西他列汀酮，其中一些分子质量较小的可阻断甲基酮并具有一定活性。而后Codexis公司对转氨-酶进行改造，实现了一种催化加氢路线的构建，且在生产过程中并不产生S丰勾型西他列汀酮。由于该生物技术具有一步到位的优点，故设备的生产能力和分子的反应能力得到有效提高，且在一定程度上降低了废弃物品的产出。

（2）阿伐他汀（立普妥）。6-氰3和5一二羟基乙酸叔丁酯是阿伐他汀（立普妥）生产过程中需要的活性中间体，美国Codexis公司通过生物催化实现此种活性中间体的生产。Codexis公司以分子重组为基础，采用了最先进的直接优化技术，开发了具有稳定性、选择性和活性的3种酶。前手性氯酮在2种优化酶手性选择性的催化作用下发生氢化反应，生成纯手性的氯乙醇。

（3）普瑞巴林。美国的Pfizer公司通过生物催化的方式实现普瑞巴林的生产。基于蛋白质工程技术进行改造的水解酶问世后，运用该水解酶会对S-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸的钾盐进行选择性水解，在温和条件下物质发生一系列水解反应，最终得到普瑞巴林。-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸在脂肪酶的选择性水解下产出-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸的钾盐，在此基础上进行化学合成，实现普瑞巴林的制备，可获取40%的最终收率，通过对目标产物的检测可得其ee值为99.7%。

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人类将步入21世纪，我国精神医学的发展也将进入一个新的时代。

1　生物精神医学的发展

21世纪初，将完成精神疾病群体遗传学、遗传流行病学研究，精神疾病遗传学研究将从细胞水平向分子水平过渡。从分子生物学探索精神疾病的病因将得到全面的发展，重点在Alzheimer病、精神分裂症及情感性精神障碍候选基因的研究。随着分子生物学技术的持续发展和人类基因组-环境基因组计划的完成，精神科各种疾病和致病基因将被陆续克隆，在此基础上，21世纪的后期将可能开展对精神疾病有效的基因治疗，从而完成精神医学发展史上一个质的飞跃。

20世纪60年代开始提出的各种神经生化假说(主要指经典神经递质假说和神经肽假说等)，将在新世纪陆续得到验证；随着神经生物学对各种与精神疾病有关的功能蛋白(包括受体、代谢酶等)性质的了解，各种精神疾病的发生机制也将得到阐明。在20世纪80年代后，CT、MRI、SPECT等现代先进检测仪器开始用于精神医学，使神经影像学在精神医学领域有了初步的发展。21世纪我国各大城市将逐步装备PET仪在临床科研中应用，精神医学的脑功能影像学将出现一个新的研究热点，对活体脑部受体的研究将彻底取代20世纪在精神病患者尸体脑组织上的研究，这对克服许多实验不稳定因素对研究结果的影响是一个很大的进步。

20世纪90年代热衷于寻找直接服务于精神疾病临床诊断的某些精神生理学标志，虽然探索的结果往往自相矛盾、莫衷一是，但这方面的工作在新世纪会得到加强，除了在脑电生理、眼球运动等方面的研究继续深入、推广之外，新的、更多的精神生理学标志将被应用于临床辅助诊断。

免疫学、神经内分泌学等多种学科与精神医学的结合发展也势所难免，精神医学将出现相当多个互相联系但又独立性极强的分支学科，是21世纪精神医学发展的体现。

2　联络精神医学的发展

在步入21世纪后，心理卫生知识将得到普及，内外科医师对心理障碍的识别率将大幅提高，市级综合性医院将建立精神科联络-会诊机构，并且有专门的心理工作者和精神科医师参加临床各科的防治工作。

3　社区精神医学的发展

康复精神医学在新世纪中也将得到充分的发展，以功能训练、全面康复、重返社会和提高生活质量为宗旨，逐步建立适合我国国情的社区康复模式，造就一批从事精神康复的专业工作者，以及社区服务工作者，广泛地推行各种技能训练、社区病例管理及某些职业康复方案等，以促进精神病人的心理社会性康复。这使精神卫生服务社会化变得十分紧迫和必要。

4　精神卫生机构领导和医护工作者应作的努力

21世纪精神卫生机构领导和医护工作者应作的努力主要包括以下几个方面：

(1)人才队伍的建设　精神医学的发展主要靠科研、临床、社区服务三支人才队伍的建设。新世纪精神医学分支学科的大发展主要靠科研队伍，我们需要通过自我建设、同国际先进国家合作交流，尽量同国际接轨，进行大量的跟踪性科研，缩短同国际先进水平的差距，以便在新世纪中进行更多的创新性研究，赶超国际先进水平。其次，随着精神医学的发展，强大的临床队伍是必不可少的，使疾病病因学理论、药理学理论付诸实践，更好地为患者服务。社区服务队伍的建设和壮大是21世纪精神医学发展的特色，这支队伍使精神医学走向广阔的社会，使精神医学充满生命力，也是精神医学在21世纪发展的标志。

(2)精神卫生知识的普及　21世纪人人关心精神卫生、人人了解精神卫生的普通知识、人人接受精神卫生教育，对在社区开展疾病的一级预防具有决定性的意义，也是精神卫生工作者的工作得到社会普遍支持的主要途径。

(3)提高临床服务质量　随着临床诊断从症状描述性的表层向分子水平深层的转化，临床诊断的准确性在不断提高，我们对临床分类与诊断标准的要求也不断提高。21世纪生物学的高度发展可能使目前的精神疾病分类标准发生根本性的变迁，比如，“精神分裂症”可能依据某些生物学指标而分成多个不同的较为合理且有说服力的新疾病类别，而“神经症”属下的8种疾病类别也可能依据某些生物学指标而重新组合分类；另外，新的诊断标准中必定会增加许多可靠的生物性指标，并且会出现许多疾病“早期诊断”的标准。转贴于

生物、心理、社会精神医学的高度发展，也使将来临床的治疗水平逐步提高，对因治疗将成为主流，对症治疗手段也增多且更有效。疾病发生机制、药物作用机制的阐明，使开发更有针对性、更有效的药物成为可能，使治疗更有的放矢，治疗精神疾病将像治疗内科其它疾病一样可做到标本兼治。

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（中北大学理学院，山西 太原 030051）

【摘　要】在当今，数学已经在生物学中得到广泛的应用，并且生物数学作为一门独立的学科得到较好的发展与应用。其中生物数学的分支学科种类较多，并且新的分支还在不停的出现。通过对生物数学的发展历程进行分析，并对生物数学的分支学科内容进行研究，对其发展与应用的前景进行探讨，以便促进生物数学的快速发展，为社会提供更多的作用。

关键词 生物数学；发展前景；应用分析

0　引言

生物数学是生物学与数学之间的边缘性学科，主要是通过利用数学的方式来研究分析以及解决生物学问题，并对于生物相关的数学方法进行研究。生物数学是生物学以及数学的集合，是将数学知识充分应用到生物学科当中，以便更好的发挥出生物与数学的作用。数学已经在生物学科中得到较广泛的应用，例如在生态、环境、人口、流行病学以及农业等多个领域中均得到广泛的应用。虽然生物数学的起步比较晚，但是生物数学的应用前景是广阔的，并且其发展非常迅速。

1　生物数学的发展历程

由于在生物科学中的生命研究中，通常会使用观察法与实验法来研究分析生命体的性质，然而这种观察与实验需要大量的数据作为前提条件，如何通过这些数据来分析生命体的性质是非常重要的。随着实验研究数据的不断增加，数学在生物中的应用作用逐渐突显出来。在早期，人们就将数学方法应用到生命研究中来，其主要研究的是人口增长问题。其中动力学方法在生命研究领域中的应用是早期最成功的范例。另外，在上世纪初，著名的意大利数学家Volierra在罗马大学中的一次演讲中，以数学在生物与社会科学中的应用尝试的演讲题目，为数学在生物科学中的应用提供前提，之后由英国统计学家Pearson创办的《生物统计杂志》是生物数学发展的里程碑。在20世纪20年代，由数学家福尔特拉以及生物学家迪安考钠研究的捕食与被捕食关系模型，在理论上解释了鱼群的波动现象，从而得出了实时捕食对被食者有利的结论，并且其也是生态学中的重要基础理论。其数学在生物领域中的应用不在是静止的描述生命的现象，而是对其复杂过程以及规律进行探索，通过数学工具建立各种各样的数学模型，并将微分方程模型引入到生物领域中。之后随着电子产品的不断问世，使得生物数学的发展进入到全新的时期，通过电子计算机的应用，使得一些比较难的生物数学问题求解得以实现，并在电子科学的发展基础上，生物数学出现较多的分支科学，例如，数量分析学科、生物信息学科以及生物控制学科等。随着电子产品的进一步发展与应用，生物数学的应用领域在不断的扩大，尤其是在信息时代中，计算机技术与生物数学的有机结合，使得生物数学信息处理更加简便、快捷、高效[1]。

2　生物数学的分支内容

其一，根据不同的数学方法来分类，可以将生物数学分为生物统计、生物控制、生物动力系统等几个方面的分支学科。其中生物统计还可以分为统计医药学、人口统计学以及统计生态学等几个方面。而生物动力系统还可以分为传染病动力学、种群动力学、人口动力学、细胞动力学以及分子动力学等几个方面。

其二，根据生命科学研究中子学科的不同特点来分类，可以将生物数学分为数量遗传、生理、生物经济学；数学生态；数理医药；神经科学的数学模型以及传染病、分子、细胞、人口动力学等几个分支。在其中的数学生态学中还包括统计生态学、种群生态学以及系统生态学几个方面的内容。上述各类分支学科是相互联系，相互交错、相互包含的关系，在生物数学中发挥着重要的作用[2]。

3　生物数学的发展与应用前景

3.1　生物控制论的应用与发展前景

近年来，随着生物学科研究的不断深入，人们发现大多数生物现象的发生以及生物现象的优化控制不存在连续性，无法简单的使用微分方程或者差分方程来表达。例如，在药物动力学中，药物在人体中的吸收、代谢以及排泄等是一个连续的过程，可以使用药物动力学的模型来表达，但是在口服药物以及静脉注射过程中，则需要使用脉冲微分方程模型来表达。另外，在渔业养殖、森林管理、植保研究、环境保护等领域中，均可以使用脉冲微分方程来表达，以便促进各个领域的可持续发展。其中脉冲微分方程的理论以及研究方法等在生命科学大多数研究领域中得到较好的应用，有的甚至在生化制品加工优化中得到较好的应用，由此可以看出生物数学的应用与发展前景是非常广阔的[3]。

3.2　数学生态学的应用与发展前景

3.2.1　分子生态学

分子生态学是数学方法以及生物学相互交叉而产生的一种新型模型生长点，在分子生物学、生态学以及种群生物学等层面发生的形状、基因以及行为等转换变化的情况均需要使用包含空间变量的数学模型来研究，并且其也是当今的研究热点之一。其使用的主要特点有以下几个方面：其一，通过数学模型可以建设重复的微小生物分化模型过程。其主要分化内容是对生物信号的传递、表达、扩散以及响应的一种研究。其二，针对不同时空下的种群需要使用分子技术进行标记。同时，需要根据统计分析来研究不同时空中种群之间的生物学关系，以便为判定宏观生态过程提供有利的科学依据。其三，在分子层面空间结构方面需要使用数学模型来构建，以便更好的获得生物单元的形态与功能相关方面的知识与内容[4]。

3.2.2　种群生态学

种群生态学在生态学中是其发展的主要动力，将种群的生长放置在与现实环境更贴近的条件下，其研究的热点问题主要是种群内外的噪声干扰、群众内个体行为以及异质环境对种群动态的影响研究。通过对上述三个方面的研究进行结合，可以建立成具体的生物学模型，其中验证模型的标准之一就是其是否产生与现实生活生态过程中相同的特性结果。另外，基于个体发展的模型已经深入的进入到空间异质、随机环境以及个体行为差异对种群动态特征的作用研究领域中，其应用的领域在不断的扩大[5]。

3.3　传染病动力学的应用与发展前景

其传染病动力学在近几十年中得到较快的发展，大多数数学模型在分析各种各样的传染病问题中得到较好的应用。这些数学模型通常比较适合应用于各种传染病的一般规律性研究。同时，也有一部分数学模型适合应用于麻疹、肺结核以及艾滋病等具体病名的研究中。这些数学模型主要会涉及到以及接触到不同的感染方式，例如垂直传播、接触传播以及虫媒传播等。同时，该数学模型还会考虑到疾病的潜伏期、以及对病人的隔离等方面的内容，因此，在传染病的研究领域其应用比较广阔，并将会得到更加深入的发展。

4　总结

在当今社会快速发展的过程中，生物数学在各个领域中均得到较广泛的应用，其在应用的过程中将会得到不断的完善与优化，并能够在更多的领域中得到更好的应用。另外，随着信息技术的飞速发展，在生物数学中信息技术与其相互融合，可以有效的提高生物数学的应用作用，生物数学的发展必然会更加成熟。

参考文献

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