生物工程与生物科学的区别范文

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1引言

随着全球一体化进程的深入以及科学技术的发展，科技英语成为了获取学术信息、进行学术交流、发表学术成果等科研学术工作中必不可少的工具。生物工程专业作为上个世纪70年代新兴的学科，其理论基础涉及微生物学、遗传学、生物化学与分子生物学等学科，主要通过自觉地操纵遗传物质，定向地改造生物或其功能，以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。生物工程专业是发展迅速、多学科融合的新兴科学，国际刊物每天都有大量相关研究领域研究动态发表，因此，为了使学生接受生物工程专业理论学习的同时，能够与国际水平接轨，迅速获取国际信息来源，我国各大高校生物工程专业几乎均开设了科技英语课程。对于生物工程专业的本科生而言，掌握科技英语的特点，学会如何检索及阅读专业文献已经成为现代科技人员不可或缺的能力。同时，由于历史原因和地域特点，国内各大地方院校生物工程成立背景不同，因此专业设置方向也有所区别，所教授的课程体系也不尽相同，体现了不同的学校特色。西华大学地处微生物发酵调味品及国内白酒行业高度发达的四川省，因此本校食品与生物学院的生物工程专业侧重于发酵工程。针对于此，我们综合了国际生物工程的前沿性和地方发酵工程行业的特色性，在本校生物工程科技英语课程设计上，突出了培养学生学以致用的实际应用能力和专业地方特色这两点，以激发学生兴趣，更好地增强教学效果，使学生能够长久的受益。

2教学改革相关措施及实践

2.1教学内容选择既紧密集合地区特色，同时将国际科研前沿融入教学

由于现在生物专业科技外语教材不多，且更新速度相对缓慢，在生物科学发展迅速的当今时代，科技外语教材的建设已远不能满足高等教育发展的需要。并且，生物专业所涵盖的内容相当宽泛，信息量极大。因此，我们在授课过程中，依据本地区行业特色和本专业学生将来的发展方向，只推荐了部分参考教材，并未指定专用教材。而在教学过程中，则结合了本校本专业的方向特点，授课精讲内容倾向于发酵工程领域。同时，考虑到文献的时效性和激发学生对本专业的兴趣，我们选择了本领域的最新研究报告，使学生能够了解本专业方向的发展，接触到此领域的科学前沿，为培养学生的科研思路打下良好的基础。在精读过程中，其中穿插英语科技论文语法、写作及翻译技巧等。泛读内容则引导学生自己查找高水平文献。

2.2授课过程中传授英文文献检索及英文文章写作技巧，使学生通过专业外语的学习达到学以致用的目的

在当今信息时代，科技外语开设的一个最主要的目的就是获得国际相关领域的科研动态信息，因此，掌握英文文献检索技巧是生物专业学生学习科技英语后应当具备的基本能力。因此，我们在授课过程中，将教师自己在科研过程中积累的大量关于文献检索、SCI英文文章写作和投稿发表过程中的经验传授给学生，使学生真正通过科技英语的学习，达到学以致用的目的，为有进一步从事科学研究的学生打下良好的科研基础。

2.3打破传统以教为主的授课模式，鼓励学生主动参与，活跃课堂气氛，调动学生积极性

传统的科技英语讲授模式，多为教师为主，带领学生进行大量的词汇扩展和科技文献的逐句翻译，而学生一般只能被动的接受。由于专业词汇信息量大，且翻译过程枯燥繁琐，学生往往昏昏欲睡，提不起兴趣，教学效果欠佳。针对上述问题，我们打破传统教学模式，弱化教师课堂的主导地位，将课堂交给学生，引导学生参与互动，在讲解一些基本的翻译规则后，即鼓励两组同学主动走上讲台进行计时竞赛，在黑板上按自己的理解进行翻译，同时台下同学分组自行翻译，在任务完成后，再将自己的理解和体会分别讲述出来，最后由教师进行综合点评。分组规则采用“一人代表+多人辅助”的形式，使每一位同学都参与进来，充分调动了学生的积极性。竞赛规则采用计时比赛，在紧张的时间内使学生注意力高度集中，提高了课堂效率。

2.4考试方式的改革

结合鼓励学生积极主动参与课堂活动，我们在考试方式上也进行了相应的改革。传统考试方式主要采用期末一份试卷考试，考核内容涉及大量的中英文专业词汇考察、长短句翻译以及英文短文写作等等。此种考核方式对于英语基础较好的学生来讲，只需期末突击学习几天也可获得较好成绩，而对于英语较差的学生则努力之后仍有遗憾，不能全面考核学生的学习状况，严重影响学生平时课堂学习的积极性。因此，我们在进行调查后，期末考核方式采用了“课堂表现打分+积极主动参与加分+期末考试”的形式，其中突出了“积极主动参与加分”和课堂表现所占的比例，尤其是“主动加分”项，只要学生迅速主动参与，就可获得额外加分，这样引导本身英语较差的学生也能够积极参与进来，如果课堂翻译等环节展示自己的见解和体会，则可获得进一步加分。在实践过程中证明，课堂气氛大大活跃，学生都争先恐后走上讲台。通过考核方式的转变，极大的提高了学生的参与度，锻炼了学生的英文学习和交流能力。

3结语

科技外语是生物工程专业的一门基础性的课程，通过科技外语教学方式的改革，使学生真正能够掌握这门工具，可以开阔学生的视野，大大提高学生对国际生物工程前沿信息的把握，激发学生对本专业的兴趣。同时，通过实用性检索工具的传授，可以为学生将来进行科学研究工作打下良好的基础，提高地方院校人才培养的质量。科技外语教学工作改革是一项长期而艰巨的任务，对于西华大学这样的地方院校来讲，如何立足国际前沿又结合地方行业特色，培养具有国际视野又具有地方特色的生物工程专业人才，依据专业特点进行生物工程科技外语的教学改革具有重要意义。

参考文献：

[1]曹学君.在生物分离工程课程双语教学的实践中提高教学质量[J].化工高等教育，2006，23(3):38-39，84.

[2]刘进平，庄南生，王英，等.生物类专业英语利用互联网资源辅助教学法[J].科技信息，2011(14):213.

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自20世纪80年代以来,STS的理念和教育模式作为科学教育领域内的一种新的尝试得到了世界众多国家的认同,成为世界科学教育改革的一个重要方向。STS是“Science,Technology and Society”(科学、技术和社会)的英文缩写,是研究科学、技术与社会的相互关系,以及科学技术服务于社会生产、生活及发展的科学教育思想,它要求学生懂得科学知识的应用,知道科学技术与社会之间的相互影响和作用,培养学生关注社会的意识,并能以正确的价值观和方法解决科技发展所带来的社会问题。

《普通高中生物课程标准(实验)》在课程性质部分明确指出:“高中生物课程将在义务教育基础上,进一步提高学生的生物学素养。尤其是发展学生的科学探究能力,帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系,增强学生对自然和社会的责任感,促进学生形成正确的世界观和价值观。”

“遗传与进化”是高中生物必修模块,它是生物学的一个基础和核心内容,也是生物科学与社会、个人生活关系最密切的领域,在本部分内容里包含遗传的细胞基础、分子基础、遗传的基本规律、生物的变异、人类遗传病、生物的进化六部分,该模块主要从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性及生物进化的过程和原因。本文以该模块为切入点,对STS教育在生物学中的渗透进行探讨。

一、系统化生物学知识,在教学中贯穿STS教育

生物具有严整的结构,通过代谢表现为生长、繁殖等生命现象,具有应激性,能够适应并影响环境,因此生物学的基本概念和原理不是孤立的,而是彼此有着一定关联。在教学中,教师应心中有STS理念,在有意识地引导学生在学习生物学知识、技能的同时,建立起生物科技与社会的教育观念。

例如:学习细胞分裂知识后,分析细胞分裂中DNA、染色体变化规律,推导DNA与生物的遗传相关,通过“Avery实验、噬菌体侵染细菌实验”证明“DNA是主要的遗传物质”,继续追问思考:作为遗传物质应该具备什么条件?为什么DNA可以作为遗传物质?通过了解沃森和克里克成功的奥秘引出DNA结构、功能、中心法则这些遗传学的基本知识,由此引导学生关注:人类基因组计划、中国超级杂交水稻基因组计划、亲子鉴定、基因诊断与治疗、生物技术制药和研制疫苗、艾滋病病毒的遗传机理、基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、转基因食品、害虫和病原体抗药性形成、干细胞的应用、克隆技术、人体器官移植、组织培养、朊病毒等,这些都是极好的STS教育素材,教师只要随心巧用,必可达到良好的STS教育效果。

可遗传的变异为生物的进化提供选择的材料,在生存斗争过程中适者生存,不适者淘汰,有利变异不断积累和加强,推进了生物的进化,学生沿着达尔文的思路,能了解达尔文的自然选择学说模型,教师提示学生达尔文进化学说的局限,能激发学生深入探究了解现代生物进化学说。不同的物种之间,生物和环境之间,在相互影响中不断进化和发展,即共同进化。至此,又很自然地把生物与环境的相关知识水到渠成的联系起来,在生物与环境里,生物性污染、生物净化、生物资源合理利用、绿色消费等又是渗透STS教育的良好素材。

以上的知识梳理只是一个示例,在任何一个模块的学习中,任何一个生物学的基本概念和规律的拓展,均可以作为主线将STS生物学知识框架建构。教师心中应有生物整体的概念,善于从不同角度把STS教育落实于生物教学实践中。

二、穿插应用生物科学史,渗透STS教育

生物科学史是一部科学发展的历史,它揭示了人类生命科学的发展规律,蕴含着丰富的STS教育材料。如孟德尔、摩尔根在经典遗传学上的贡献、我国首次人工合成结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转运核糖核酸、袁隆平两系杂交水稻法、DNA双螺旋结构提出、《寂静的春天》带来的环保革命等,生物科学史为我们展示了生物科学事实、概念、原理、方法,以及技术发明的历史背景、发展历程、现实应用,对于学生深入了解生物学原理、生物学实验设计的基本思路、掌握科学研究的一般方法,提供了极好的范例,同时,从生命科学的发展史来看,每一项成就的获得无一不是生物学家们不断思考、不断探索,甚至是不断失败后反复实验而获得的成功,因此生物科学史在教学中的融合,既有助于学生理解知识和概念,培养科学思维,形成良好的知识结构,理解科学研究方法,掌握生物科学概念原理,又有利于培养学生科学态度和形成正确的价值观。

例如,“基因的分离定律”可以采用以下教学步骤:(1)问题引导,设疑激趣:简单解释“融合遗传”的观点,预测孟德尔豌豆杂交实验F1会是什么样颜色?实际结果F1紫色,与“融合理论”不符合,怎么解释?(2)设问:在孟德尔豌豆杂交实验里为什么F1全是高茎?矮茎消失了吗?F2为什么会出现3∶1这样的结果?是偶然的吗?怎么解释孟德尔的发现?(3)带着疑问,引导学生思考孟德尔对该实验现象的解释;它与“融合理论”的本质区别是什么?孟德尔的解释是否合理呢?怎么检验它的正确性?(4)介绍“假说―演绎法”,指导学生绘制一对相对性状的遗传图解,理解测交实验过程,预测测交实验结果,领悟“假说―演绎法”在科学实验研究中的价值。(5)师生共同归纳总结孟德尔基因分离定律的实质,并组织模拟性状分离比实验,体会模型意义。(6)介绍孟德尔定律在生产实践上的应用。通过设疑探究模拟孟德尔关于基因分离定律的过程,再现生物学家的实验设计和操作,让学生亲身体验和感受科学探究过程,学生能够较好理解基因的分离定律实质,理解“生物―技术―社会”之间的关系,并对“观察、发现问题―分析问题、假设―实验设计、验证―归纳总结”的一般研究过程有了真实的体验,实现知识(分离定律)、技能(科学研究方法)目标的达成。

三、情境创设、课堂引导,落实STS教育

建构主义观点认为:知识是从情境和活动中来的,学习是在真实的活动和社会性的互动里发生的,情境教学是教学研究中的一个重要问题,所谓“情境教学”,就是“从情与境、情与辞、情与理,情与全面发展的辩证关系出发,创设典型的场景,激起儿童热烈的情绪,把情感活动和认识活动结合起来,所创建的一种教学模式”,即“情境教学”指的是教师人为“创设”的情境中所进行的教学。[1]创设情境的目的或激发学习兴趣,或启迪思维,总的来说是为实现有效的教学服务,因此创设恰当的教学情境,开展STS教育活动,是生物教师的基本素质和能力体现。如学习“性别决定和伴性遗传”的内容时,我先给学生展示一位男明星和一位女明星的照片,设问:人都是由受精卵发育而来,为什么有的发育成雄性,有点发育成雌性?再讲述“色盲的发现”“月亮的女儿”的故事,提问:色盲和白化病的患病人群有什么不同?为什么会出现这样的情形呢?面对可能出现的不同的遗传病,如果你是一个遗传咨询师,你怎么给一个怀孕的母亲进行遗传咨询?在这样创设的提问情境,学生产生了价值取向,注意力集中,认真思考,为相关知识的学习做好了准备。随着一个个问题的解决,学生较好掌握了知识,同时在假设的情景里应用所学习知识分析问题,解决问题,“科学、技术、社会”的意识也自然地融入在教学活动中。

四、活动延伸,课外拓展STS教育

课堂教学的时间是有限的,因此教师在做好课堂教学的活动的同时,应充分组织学生围绕与生物学有关的科学、技术及社会问题开展以学生为主体,以实践性、趣味性为主要特征的活动课,对生物学课堂教予以必要延伸和拓展补充。如举办“基因工程和转基因技术”“克隆技术与人类未来”“人类基因组计划”等专题讲座,进行“生物与人类未来”“环境污染”“健康与生命”“健康与营养”等专题调查,推荐适合中学生的科普读物,收集报刊杂志上最新科技发展动态,开展阅读竞赛活动,进行小制作、小发明、小实验等丰富多彩的活动。学生通过活动的参与,能巩固已学的生物学知识,学和合作与分享,认识体会生物学科学的重要性,养成关注与生物学有关的社会问题的习惯,自觉运用生物学的相关知识解决人类面临的社会问题。

当今世界,生命科学日新月异,生物工程、克隆技术、转基因技术、人类基因组计划的研究在环境保护、医药生产和疾病预治等方面发挥巨大作用的背景下,在新课程理念的指导下,生物教学与STS教育相结合,把知识与应用、科技进步与社会发展,价值观与关注社会的理念融于教学过程中,能使生物教学的内容更趋于完整。教师应立足于社会生活中的实际情况和问题,利用好教材,使学生能够积极思考,理解生物科学与技术在社会中的作用及反作用,作出判断和决策,主动学习,寻求当今社会发展中的生物科学、技术运用的最佳方案,培养科学的价值观,具有对社会问题进行预测、判断、决策和解决的能力,使生物学科教学真正着眼于每个学生的全面发展和终身发展的需要,真正全面提高学生的生物科学素养。

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【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)04-0139-03

一、所谓术语

术语(terminology)是在特定学科领域用来表示概念称谓的集合,是一种特定的话语构成模式,通过言语或文字来表达或限定科学概念的约定性语言符号,是思想和认识交流的工具,是区别一种学说、一个学科最为关键、最具标志性的特征,是学科的概念、符号、定律、理论、应用和仪器等特定的、连贯的、科学研究的模型,用以描述、阐释学科内涵的“符号”系统。就其性质而言,是一种独特的语言单位以单义性的方式为某特殊活动领域内的某概念命名;就其内容而言,是指某意义已有解释或已确定了的技术短语、符号的有组织的集合;就其范围而言,是指在一个专业领域内常用的全部专业词汇和表达方式以及它们的规则的总和。它是一个学科区别于其他学科的重要标志之一。

生物学作为一门独立的自然科学,发展历史不长,实验性生物学的发展至今不过100多年,分子生物学仅经历了50多年的短暂历史。而今生物技术的发展迅猛,大力促进着新的科学名词不断涌现和广泛使用,并不断地被引入中学生物教材中。现阶段生物学的概念理论体系尚不完备,术语系统尚未完全规范,这给高中生物学的教学带来了不少困惑。

二、高中生物学概念术语使用过程中存在的不足

新的课程改革针对我国基础教育的弊端,改变以前过分注重知识积累而忽视对人的能力及人生观价值观等方面培养的陈旧方式和传统死记硬背机械的学习方法。倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。鉴于此,国家在新课程标准基本要求指导下,推出了多个版本的高中生物新教材。新教材在体现新课改精神方面具有很强的指导性,编写理念有了较大幅度的跨越,进一步完善了教材的知识结构和内容,对于概念的阐述注意了准确性、严谨性,加强了科学史教育,理解科学过程,亲历试验和探究等。教材的多样化丰富了知识体系,有助于促进教师“用教材教”,有利于不同层次学生群体的学习选择。然而教材知识体系的多样化,不应理解成学科的术语系统也可以有多个版本,否则不利于学习与交流。

1.内容相同而形式不同

由于现行使用的不同版本的高中生物新教材的编写群体不同,专家们各自擅长的研究领域、知识储备、对相应知识要求及理论体系都有所不同,加之一些概念体系在学科内尚未完善统一等因素,在不同版本的高中生物教材中,使用的概念术语体系出现较大差异。内容相同而形式不同给初学者的理解记忆增添了不必要的负担,也影响了学生知识体系的构建。以人教版和浙科版为例,单独使用每一个版本,应该说是各有特色,都是不错的教科书。但如果相互参照使用,问题就出现了,刚接触生物学知识的中学生们会发问“以谁为标准?谁是对的?”如:“物质跨膜运输的主要方式”人教版分为自由扩散、协助扩散、主动运输,而浙科版对应的则分为扩散、异化扩散和主动转运;“细胞代谢”中人教版将光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,浙科版将光合作用分为光反应和碳反应两个阶段;“生物变异”中人教版分为基因重组、基因突变和染色体变异三种类型,浙科版将其分为基因重组、基因突变和染色体畸变等。还有,如“T细胞”和“辅T细胞”,“效应T细胞”和“效应细胞毒性T细胞”,“浆细胞”和“效应B细胞”,“年龄组成”和“年龄结构”,“性别比例”和“性比率”等等。这里并不存在谁对谁错的问题,只是采用了不同的术语体系,但对刚接触生物学知识的中学生而言,却是实实在在的困惑,在信息如此发达的今天,学生们不可能不接触其他版本的教材。初学者需要的是一个个定义明晰的概念,去建构自己的知识概念体系,从而形成自己的兴趣和能力。“对学生来说,知识性内容与生物学基本概念、原理和规律的相关性越高,实现迁移的可能性就越大;其时效性越长久,对学生终身学习和发展的价值就越高”。[1]

2.形式相同而内容不同

作为一门独立的自然科学,实验性生物学的发展至今不过100多年,但近几十年来,生物技术却得到了突飞猛进的发展,新的科学名词不断涌现并被广泛使用,特别是有关生物工程类的概念名词爆炸式发展。这些大多通过翻译过来的“泊来语”。在翻译、定义和使用的过程中,尚未规范完善,概念的内涵界定不少仍是一个研究课题。以人教版为例,IA模块必修三“免疫调节”一节中对B淋巴细胞的描述是:“B淋巴细胞是造血干细胞在骨髓中发育成熟的一类细胞”;[6]“B淋巴细胞受到抗原刺激后,在淋巴因子的作用下,开始进行一系列的增殖、分化,形成浆细胞,产生抗体”。[6]在IA模块选修三“动物细胞工程”――动物细胞融合与单体克隆抗体这一部分内容中则是这样描述的:“B淋巴细胞能分泌抗体,凝聚或杀死这些病原体”(《现代生物科技专题》P53)。“先用羊的红细胞对小鼠进行注射,使小鼠产生免疫反应,……又设法将鼠的骨髓瘤细胞与脾脏细胞中产生的B淋巴细胞融合,……这种杂种细胞的特点是既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体”(《现代生物科技专题》P54)。“免疫学”定义的B淋巴细胞没有产生抗体的功能,能产生抗体的是B淋巴细胞分化形成的浆细胞。“细胞工程”则明确地说“B淋巴细胞能分泌抗体”。显然两处对B淋巴细胞功能的界定描述存在明显的差异,引发概念歧义。

“杂种”一词在教科书中多处引用却无明确定义,也存有歧义。在人教版IA模块必修二“遗传杂交”一节中有这样的描述:“在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离”。[5]在IA模块选修三“植物细胞工程”的植物体细胞杂交部分中则有这样的描述:“科学家们采用体细胞杂交的方法,终于得到了‘番茄――马铃薯’杂种植株”(《现代生物科技专题》P36)。“科学家们利用植物体细胞杂交技术,又相继培育出了烟草――海岛烟草、胡萝卜――羊角芹、白菜――甘蓝等种间或属间杂种”(《现代生物科技专题》P37);在“动物细胞工程”――动物细胞融合与单体克隆抗体这一部分内容中则有这样的描述:“先用羊的红细胞对小鼠进行注射,使小鼠产生免疫反应,……又设法将鼠的骨髓瘤细胞与脾脏细胞中产生的B淋巴细胞融合,……这种杂种细胞的特点是既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体”(《现代生物科技专题》P54)。可以看出,“杂种”一词,在《遗传与进化》中是指含等位基因的同种个体,即杂合体。而在《现代生物科技专题》中则似乎是指种间或属间杂交的产物。在种的属性上是完全不同的概念。

不同版本的教材之间同样存在形式相同而内容不同的问题,如“细胞器”在人教版中的定义是“在细胞质中……都有一定的结构,如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等,它们统称为细胞器”,[4]而在浙科版中的定义是:“细胞器是真核细胞中具有特定功能的结构。……”,[7]“细胞核是细胞中最大的细胞器。”[7]细胞器的内涵发生了很大的变化。又如,“基因”在人教版中的定义是“基因是有遗传效应的DN段”,[5]在浙科版中“基因”定义是:“基因一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段――在大多数生物中是一段DNA,而在RNA病毒中则是一段RNA。”[8]等。如果说概念术语内容相同而形式不同,更多的是给初学者带来记忆困扰,那么,概念术语形式相同而内容不同,给初学者带来的是逻辑的混乱。我们在强调概念发生过程和发展性的同时,不能忽视产生的结果。这种“公说公的理,婆说婆的理”,怎么说(定义)都行的现象,会让学生感觉到科学的不科学。

3.概念术语定义不准确或不定义

各版本的新教材在这方面比老教材中存在的一些不准确的定义有了很大的改进,概念的界定都尽可能的做到科学准确,但仍有不尽人意的地方。如前述“基因是有遗传效应的DN段”,[5]忽略了RNA病毒的基因存在于RNA之中。又如浙科版“由于激素是通过体液的传送而发挥调节作用的,所以这种调节又称体液调节”。[9]将体液调节与激素调节等同看待。其实人体“除激素以外,还有其他调节因子,如CO2”[6]所以体液调节与激素调节概念上是有区别的。

遗传的分类中“X连锁隐性遗传”(人教版语)和“伴X染色体隐性遗传”(浙科版语),“X连锁隐性遗传”从语法上讲属于偏正短语,含义很明确,说明遗传的基因位于X染色体上的隐性基因,而“伴X染色体隐性遗传”则为动宾结构,在词义上存在歧义,若以伴X染色体的隐性遗传解,则与定义(由X染色体携带的隐性基因所表现的遗传方式――浙科版《遗传与进化》P43)不符。

另外,高中生物教材中存很多“裸概念”――即不加定义直接在教材中呈现的概念。如竞争、轴丘、基因敲除等,教材中既不定义也不注释,编写者似乎在默认学生是自己的已知。但事实上有些很专业的名词术语学生在日常生活中基本未接触,即使是中学生物老师也未必都熟悉,如“轴丘”,不事先查阅资料,连不少生物老师也不清楚它到底指什么;“基因敲除”更是1985年才奠定理论基础,1987年建立模型的一项新的基因工程技术,又有几个中学生物老师能熟知其技术规程?有些虽是日常生活中常用的,但与学科术语却存在一定的差异,如“竞争”。

三、规范高中生物学术语系统的几点想法

1.规范的必要性

学科术语,是一个学科区别于其他学科的重要标志之一。国际上有国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)等设有的专门术语委员会,负责组织和协调这方面的工作。我国术语工作也有悠久的历史,旬子的《正名篇》就是有关语言理论的著作,其中很多论点都与术语问题有关。汉唐时期的佛典翻译吸收了大量梵文的佛教术语。19世纪下半叶,以、江南制造局为中心翻译了大量科学技术著作,引进了大量科学术语。到了清末,设编订名词馆,成为中国历史上第一个审定学术名词的统一机构。1919年成立科学名词审定委员会。1932年成立南京国立编译馆,开始集中管理全国科学术语的审定工作,1933年出版了《化学命名原则》。1949年后,术语工作开始了一个新阶段。1950年5月,在中央人民政府政务院文化教育委员会的领导下组织了“学术名词统一工作委员会”,下设自然科学、社会科学、医药卫生、艺术科学和时事名词五大组。1956年国务院将学术名词统一工作交给中国科学院,成立了“中国科学院自然科学名词编订室”(中间曾改为“中国科学院翻译出版委员会名词室”)。1978年,国务院批准由中国科学院主持,筹建全国自然科学名词审定委员会,先后成立了6个分科委员会,召开了一系列名词审定会和讨论会。1985年 4月25日全国自然科学名词审定委员会在北京正式成立,1996年12月更名为“全国科学技术名词审定委员会”。委员会的工作范围涉及广义的自然科学领域,包括数学、物理学、化学、天文学、地球科学、生物科学、技术科学、农业科学、医学等。其任务是:确定工作方针,拟订全国自然科学名词统一的工作计划、实施方案和步骤;负责审定自然科学各学科名词术语的统一名称,并予以公布施行。这一切都说明我国对术语的制定和规范化方面的重视。

2.规范的可行性

高中生物学科教材中存在的一些术语规范问题,与生物学科研究发展历史短暂等有关。术语规范是学科发展的必然,我们应该借新课改的契机,以教科书作为规范的样板,使中学生物学的术语系统不断完善和规范。对一些有歧义、定义不准确或形式相同而内容不同的概念术语,可以在“全国科学技术名词审定委员会”的指导下,由课程教材研究开发中心等权威机构对内容予以恰当的界定、适度的审定,选择能准确扼要地表达定义的、便于腹词、不引起歧义的短语,依据“全面规划,依靠专家,统一协调,科学审定,正式”的方针,统一概念术语的使用,规范中学生物学的术语体系;或者选择一个版本的教材,在其原有的概念体系的基础上,进一步加以完善后推广,其他各教材编写机构建立术语数据库,统一规范引用,为学生提供学习与交流的方便。如“物质的跨膜运输”可定义为“自由扩散、异化扩散(又称协助扩散)和主动转运三种主要方式”;“光合作用”可分为光反应和碳反应两个阶段;“杂种”一词则可在种内统一改称“杂合子”或“杂合体”,种间则称“杂种”等。“裸概念”可根据其重要性适当调整其在教材中的有效呈现方式。这不仅有利于中学生物教学、减少对中学生造成的不必要困扰,同时也有利于生物科学的健康发展。

规范术语,是学科建设必不可少的重要环节,其目的不是统一思想,而是为了统一表达。规范不仅是科学研究的必要条件,而且是学科成熟的标志,只有当一门学科的研究者(至少是一部分研究者)形成了共同的规范,该学科才从前科学时期进入科学时期。中学是基础教育阶段,能力的培养关系到学生的潜力发展,而扎实的基础和浓厚的兴趣是其前提。如果在入门阶段就让学生对中学生物学的基本概念无从把握,会严重影响学生的学习兴趣和学习积极性。未来的国家竞争是人才的竞争,在生物技术飞速发展的21世纪,我们理应吸引更多优秀的人才投身于生物科学的研究,推动我国生物科学的蓬勃发展。因此,规范中学生物学术语系统迫切而意义深远。

参考文献

1 赵占良.普通高中生物新课标教材的设计思路.课程•教材•教法,2004(12)

2 谭永平.国际视野下的人教版高中生物课程标准实验教材课程•教材•教法,2007(5)

3 金振坤.概念术语规范,学科成熟标志――我对远程教育中有关媒体概念的思考.现代教育技术,2005(5)

4 生物必修1:分子与细胞.北京:人民教育出版社,2007:44

5 生物必修2:遗传与进化.北京:人民教育出版社,2007:4、55、57

6 生物必修3:稳态与环境.北京:人民教育出版社,2007:31、35、37

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联想是指在对生物学问题的思维过程中，从多角度、多方面地考察问题，从事物的多种多样的联系中去认识事物，了解事物间的相互联系，从而逐步掌握具有生物学学科特点的思维规律。为此，生物教学中应特别注意为学生创造条件联想，引导他们学会联想，思维层层深入，使学生在明确知识内在联系的基础上获得知识，思维能力得到更大的提高，形成良好的联想思维习惯。例如，在复习细胞中的化合物“水”的相关知识时，就可以指导学生多层面、多角度、大跨度地联想，可以联想到水与细胞结构、与新陈代谢、与生态因子对生物的影响、与水污染、与生物进化、与人体内环境的稳态等等的关系。通过联想，就可以形成一张庞大的知识网络体系。下面仅列出水与细胞结构、代谢的关系：

（1）含水量与代谢强度、生物抗性的关系

自由水与结合水比值越大代谢越强，反之代谢越弱。但是生物的抗逆性与之相反，二者比值越大抗逆性越弱，比值越小抗逆性越强。

（2）细胞中产生水的结构及代谢过程

在叶绿体基质中通过暗反应合成有机物的过程产生水、在线粒体中通过有氧呼吸的第三阶段产生水、在核榶体上通过氨基酸的脱水缩合作用产生水、植物高尔基体上在合成纤维素的过程中产生水、动物肝脏和肌肉中合成糖元时产生水、细胞核中DNA复制和转录过程中产生水、ADP生成ATP时产生水。

（3）利用水的代谢过程

大分子有机物的消化、糖元分解、ATP水解、有氧呼吸的第二阶段、光合作用的光反应等均需要水。

二、对比思维品质的培养

对比是通过对两个或两类不同的事物进行比较分析，找出它们之间的相似点、不同处，从而辨析两个事物的异同点和内在的必然联系。对比思维也是学生在生物科学学习中应该具备的一种思维品质。通过对两个生物知识的对比，能加深对所比较的两个学科知识的理解和掌握。

例如，在学习植物的矿质营养时，教师可以引导学生把矿质代谢与水分代谢进行对比区别，对比两者在吸收的主要部位、吸收原理、影响吸收的外界因素、运输途径、利用特点等方面的异同，从而加深了对这两个知识点的掌握，也理解了“根对矿质元素的吸收与水分吸收是两个相对独立的过程”的深刻含义：“独立”表现在吸收的原理不同，水分吸收的主要原理为渗透作用，而矿质元素的吸收属于主动运输；“相对”表现在两者间存在有联系：①矿质元素必须溶于水中才能被吸收 ②矿质元素的吸收能增大根细胞液浓度，促进对水分的吸收 ③两者吸收的主要部位相同。

三、逆向思维品质的培养

逆向思维是为了达到某一目标，将通常考虑问题的思路反转过来，以背逆常规、常理、常识的方式，出奇制胜地找到解决问题的良策的一种思维方法。英国细菌学家弗来明为了深入研究葡萄球菌，便对葡萄球菌进行人工培养，但在培养的过程中，因青霉孢子的侵入，葡萄球菌被杀伤，使培养失败。这时弗来明便把注意力反转到破坏他实验的青霉孢子身上，最终发现了可以使人类平均寿命延长10年的抗菌素。

在指导学生解题的过程中有意识地使用逆向法进行思考，将有助于学生打破思维定势，开阔思路，提高学生应变能力，提高了解题的速度和准确性。

如下例：一对表现型正常的夫妇，生了一个既白化病又患红绿色盲的男孩。问：在这对夫妇的子女中，①患红绿色盲的概率是多少？②患白化病的概率是多少？③两病兼发的概率是多少？④完全正常的概率是多少？⑤只患其中一种病的概率是多少？转贴于

分析：①②③④题按正常思维可解得答案为：①1/4②1/4③1/16④9/16；第⑤题按正常的思路解答为：只患其中一种病的概率=只患白化病的概率+只患色盲的概率=3/16+3/16=3/8，但首先需要算出只患白化病的概率（3/16）和只患色盲的概率（3/16），比较复杂，但若指导学生倒过来思考：只患其中一种病的概率=1-完全正常的概率-两病兼发的概率=1-9/16-1/16=3/8，则显得很简洁，大大提高了解题的速度，也活跃了学生的思维。

四、发散思维品质的培养

发散思维也称扩散思维、辐射思维、求异思维，是指在思维过程中，不拘泥于一点或一条线索，而是从已有信息出发，尽可能向各个方向扩展，不受已知的或现存的方式、方法、法规、范畴的约束，并且从这种扩散、辐射和求异的思考中，求得多种不同的解决办法，衍生出多种不同的结果。发散思维可以使人思路活跃、思维敏捷、办法多而新颖，能提出大量可供选择的方案、办法和建议，特别能提出一些别出心裁、完全出乎意料的新鲜见解，使问题奇迹般的得到解决。

如学了生物与环境的知识以后，可让学生列举有利于可持续发展战略实施的一切可能措施，诸如控制人口数量，提高人口素质；合理利用动植物资源；保护环境，防治污染；绿化荒山，植树造林；通过生物工程寻找新能源、改良新品种；农业生产工厂化等。经常进行发散思维训练，学生的思维会越来越活跃和开阔。

篇5

摘要：目的探讨现代生物技术在中药化学研究中的应用。方法分析现代生物技术在中药化学成分产生途径、化学反应、合成和生产三个方面的应用。结果现代生物技术在中药化学研究过程中比传统研究方法更具有优势，为中药化学研究开辟一条崭新的途径。结论中药化学研究应当充分吸收和利用现代生物技术。

关键词：现代生物技术 ； 中药化学

中药是我国传统医学用以防治疾病的重要武器，其产生功效的物质基础是中药所含的化学成分。中药化学的研究在中医药学的现代化、国际化及中药产业化的进程中具有极为重要的作用［1］。其研究过程中通常要结合现代科学理论和成果，应用当代最新技术和方法来进行。现代生物技术是以生物体系(个体、组织、细胞、细胞器、基因)和生物工程原理来生产生物产品，培育新的生物品种或提供社会服务的综合性生物科学技术，在各个行业得到了广泛的应用，尤其是农业、环保、医药等领域。现代生物技术将是推动中药现代化的强有力的重要技术之一［2］，并且在中药现代化研究中得到应用。现代生物技术在中药化学研究中也有应用，但这方面研究大多分散在其他研究当中，尚未见到报道对这方面有系统的分析，而且研究中药化学的人通常从化学角度入手，很少涉及到生物技术。本文就现代生物技术在中药化学研究中的应用进行一个比较全面系统的分析。

1 现代生物技术在中药化学成分产生途径研究中的应用

中药化学成分大多是药用植物在生长时期进行的一系列新陈代谢过程中形成和积累的，绝大部分是代谢次生产物，它们的产生往往有几种到几十种酶的参与，合成途径非常复杂。中药化学成分产生途径的研究要借助于酶工程、基因工程等现代生物技术来研究中药化学成分生物合成途径。研究中药化学成分的生物合成途径不仅可以有助于这些化学成分的仿生合成，而且还可以人为地对这些化学成分的合成进行生物调控，有利于定向合成所需要的化学成分，是整个中药化学研究的基础。国际上这方面的研究已经逐步深入。Heide等在辽宁紫草的细胞培养中，研究了与紫草宁生物合成相关的酶类，初步确定了紫草宁生物合成的关键酶是对羟基苯甲酸牦牛儿基转移酶(Phydroxybenzoate geranytransferase) ［3］。Okada等［4］分离出了某种黄连细胞中的编码(S)四氢小檗碱氧化酶的基因，并进行序列分析。国内这方面的研究起步较晚，但也取得一些成果。中国科学院植物研究所叶和春研究员课题组已克隆出青蒿素生物合成途径中四个关键酶基因，构建了不同启动子下的Cad和PP基因植物表达载体，通过液氮冻融法等技术建立了二元载体系统［5］。利用基因技术研究红豆杉属植物中抗癌化合物紫杉醇产生途径中关键酶环化酶已经取得应用。吲哚生物碱合成过程的关键酶异胡豆苷合成酶(SSS)，它催化次番木鳖苷和色胺缩合反应生成异胡豆苷。在萜类化合物(如倍半萜合成酶和二萜合成酶)和苯丙基类化合物(如查耳酮合成酶)的基因工程研究也取得了一定的进展。

2 现代生物技术在中药化学反应中的应用

中药化学反应非常复杂，广泛存在于药用动植物的生长采收阶段、炮制加工、中药制剂、临床调剂煎煮等中药产业的各个环节。中药化学研究的很重要方面就是研究其化学反应。现代生物技术在此方面的应用，给中药化学反应的研究开辟一条捷径。

2.1 羟基化反应羟基化发应是中药化学反应的一个重要类型，在中药化学成分生物合成途径中的乙酸丙二酸途径（acetatemalonate pathway ，AAMA途径 ）和甲戊二羟酸途径（mevalonic acid pathway， MVA途径）中都存在羟基化反应。传统羟基化反应需要大量的反应步骤和催化剂，过程复杂，大规模生产成本高。现在利用现代生物技术，就可以避免上述问题。通过培养具有部位特异和立体特异性羟基化烯丙位C=C双键的能力以及区别底物的不同对映体并选择性地对其中之一进行羟基化的能力的植物细胞培养物，在分子中的不同部位进行立体选择性氧化反应转化外源底物，从而实现羟基化。例如长春花(Catharanthus roseus)的细胞悬浮培养物可将香叶醇、橙花醇以及左旋和右旋香芹酮通过其戊基侧链羟基化为一系列的单羟基化异构体，再转化为抗真菌代谢物5，3羟基新二羟基香芹醇［6］。

2.2 还原反应中药化学成分的变化通常都存在还原反应。常见的包括羰基还原反应、C-C双键的还原反应、硝基还原反应等方面。现代生物技术在这些方面有着广泛的应用。利用细胞培养可以将醛和酮转化为相应的醇，羰基发生还原反应；C=C双键加成其他成分，发生C=C双键还原反应；硝基被还原，发生硝基还原反应。例如长春花细胞悬浮培养得到的全细胞，通过其过氧化物酶胞外分泌到培养基中，可以使进攻羰基表面发生还原反应，使羟基化合物在具羟基基团的部位具有活性［6］；眼虫Astasia longa细胞培养物能够产生2种烯酮(enone)还原酶，可以还原香芹酮的C=C 双键，该反应具有部位特异［6］；北洋金花（Datura innoxiu）、长春花以及Myrophyllum属植物细胞培养物都能够将TNT(2，4，6trinitrotoluene)经过硝基还原反应生成ADNT(2，4，6aminodinitrotoluene) ［7，8］。

2.3 糖基化反应 糖基是中草药的重要生物活性物质之一，由其衍生的苷类化合物，常为中草药的有效成分。糖基化反应可以使不溶于水的化合物转变为水溶性化合物，许多中药成分的理化性质与生物活性发生较大的变化，因此具有很重要的意义。糖基化反应利用传统的微生物培养或化学合成很难做到，不过利用现代生物技术就可以比较容易完成。例如：丁酸具有体外抑制肿瘤生长和诱导肿瘤细胞分化的作用，但是其在哺乳动物系统中半衰期很短，人们通过悬浮培养的灰叶烟草Nicotianaplumbaginiofia细胞糖基化得到其糖苷，半衰期大大增加，可以开发为抗癌新药。

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2.4 氧化和环氧化反应 中药化学成分在自然条件或人为条件下，经常会发生氧化或环氧化反应，这些反应有一些具有利用价值，通常被利用的如醇类成分被氧化成醛或酮，继而被氧化成酸；含有酚羟基成分的物质，被氧化缩合；环氧化反应可以用于具有细胞毒性的倍半萜烯的结构修饰。现代生物技术的应用，可以人为地调节和控制以上的反应。例如：利用细胞培养，可以将醇转化成对应的醛和酮；莪术Curcuma zedoaria细胞悬浮培养物可以完成大根香叶酮(germacrone)的环氧化反应；Pras等［9］研究发现，在Mucuna prllFICIIS的细胞培养物中由酚氧化酶催化可以生成一个非常重要的药用化合物7，8二羟基一 N二n丙基2氨基四氢化萘(7，8dihydroxyNdinpropyl2aminotetralin) 。

3 现代生物技术在中药化学成分合成和生产中的应用

中药所含有的化学成分，通常含量都不高，而且含有大量的非药用部分和杂质成分，给中药化学成分的提取和分离带来很大的难度，有的中药生长时期很长，产量很低。随着人类需求的急剧增加，单靠传统的从野生或种植的中药材中提取，远远不能满足需要，因此需要对中药化学成分进行人工合成，或者通过人工技术提高其纯度和产量。中药活性成分一般结构复杂，常有多个不对称碳原子，利用化学合成来进行结构修饰存在着得出率低、反应专一性差、副产物多等缺点，既费事费力又效果不佳。近年来，以微生物为反应器进行中药活性成分的生物转化和生物合成，有望为这类中药活性成分的获得提供新的途径。中国药科大学研究人员利用微生物转化技术成功地在吗啡类似物蒂巴因的14位碳原子上定向引人了羟基，使其镇痛活性提高了100倍以上［10］。有些中药化学成分在植物体内的含量非常少，化学合成和半合成也不太理想，可以通过现代生物技术的控制，生产这类有效物质。现在已经研究成功的有利用细胞悬浮技术培养具有抗癌活性但生长期漫长且含量极低的红豆杉的活性成分紫杉醇、紫草的有效成分紫草宁色素、三白草的活性成分金丝桃苷、具有抗肿瘤作用的长春花的活性成分长春碱和长春新碱等，利用固定化细胞培养技术培养一些有效成分如黄酮、葸醌、各种色素和生物碱等［11］，利用毛状根培养长春花、烟草、紫草、人参、曼陀罗、颠茄、丹参、黄芪、甘草和青蒿等40多种植物的有效成分［12］。 综上所述，现代生物技术在中药化学研究过程中比传统研究方法更具有优势，为中药化学研究开辟了一条崭新的途径。在中药化学研究中应当充分吸收和利用现代生物技术。

参考文献

［1］ 匡海学.中药化学［M］.北京：中国中医药出版社，2003：1.

［2］ 赵广荣 ，向志军，元英进，等. 中药现代化研究的生物技术［J］.中草药，2004，35（5）：481.

［3］ 李 森，吴 新，董效成，等．药用植物次生代谢物细胞工程的新进展［J］.西北药学杂志，1998；13(4)：173.

［4］ Okada Naosuke，Verpoorte R．Intergeneric co-culture of genetically transformed organs for the production of scopolamine［J］.Proc Natl Acad Sci USA，1989；86(1)：534.

［5］ 刘建勋，从伟红．我国植物药研究的问题与建议［J］.中国中药杂志，2002，27(7)：484．

［6］ 于荣敏 ，邱立鹏，赵 昱，等. 植物生物转化技术在药用活性成分生产及新药开发中的应用［J］.中国新药杂志，2005，14（4）：407.

［7］ Lucero ME，Mueller W．Tolerance to nitrogenous explosives andmetabolism of TNT by cell suspensions of Datura innoxia［J］.In Vitro Cell Dev Biol(Plant)，1999，35：480.

［8］ Hughes JB，ShanksJ. Transformation of TNT by aquatic plants and plant tissue cultures［J］.Environ Sci Technol，1997，31：266.

［9］ Pras N，Batterman S，Dijkstra D，et a1．Continuous production of the pharmaceutical 7，8dihydroxy Ndinpropyl2aminotetralinusing a phenoloxidase from cell cultures of Mucuna pruriens［J］.Plant Cell Tissue Organ Cult，1990，23：209.