时间：2024-03-26 14:41:54
导语：在细胞生物学概述的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：微课；细胞生物学实验；设计；教学资源
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）23-0260-02
经济的迅猛发展带动科技的日新月异，网络技术与通信技术发展迅速，微信、微博等交流媒介成为大众知识共享的传播平台，而微课作为教学中的创新也备受关注，作为对传统教学模式的颠覆，其更注重教学效率的提升与教学质量的理想化。伴随移动学习时代的到来，微课使得当前学校教育及社会教育都发生了显著的变化。但是我们应该看到，时代催生的网络视频也带有某种弊端性，难以真实有效地满足各个层面的学习需求[1]。焦建利教授提出：传统的课堂实录视频资源已经难以实现互联网时代人们注意力模式的匹配，因此传统的教学方式也很难满足师生教与学的需求。加上网速及宽带的硬性限制，教学资源周转率低，优秀教学资源被无形浪费。基于这样的背景，微课诞生，吸取了传统教学视频的弊端教训，更注重主题的突出明确，更具有针对性与服务性，在内容设置上也趋于短小精悍，实现了自由补充与延伸[2]。对于生物细胞学科教学来说，实验是教学的关键，在教学中发挥着重要的作用。不可否认的是生物学作为生命科学的前沿学科之一，无论是实验技术方法还是理论知识阐述都实现了深度的提升与广度的延伸，逐渐实现与遗传学、分子生物学及发育生物学的学科融合，逐渐在生命科学研究领域占据主导[3]。因此，实现微课与细胞生物学实验教学的结合，对学生创新能力与独立思考能力的培养逐渐成为生物实验教学关注的焦点，成为细胞生物学实验教学改革的要务。
一、微课简述
1.微课的起源。微课最早由美国爱荷华大学LeRoy A. McGrew教授提出，初衷是针对化学课程总结的60秒概述，设置了三大主体部分，分别为总体介绍、解释说明及举例分析。后来英国学者T.P.Kee在此基础上提出了一分钟演讲，所谓的一分钟演讲就是突出演讲的精练传神，要求具有缜密的逻辑结构及真实生动的案例阐述。在经过上述两个阶段的发展后，微课由美国新墨西哥州圣湖安学院大卫.m.彭罗斯提出并创建实施。其包括15到30秒的介绍及结论，服务与上文的关键概念导引。然后录制上述内容并限制时间为3分钟内，在微课程指引下提出书面作业要求，学会借助课外阅读或者实践活动完成关键知识的学习。目前最具代表性的当属Educause的微课理念，不是指微观学习中的微内容，而是以建构主义学习理论为支撑的在线教学或格式化教学中的教学实际。
2.我国微课发展现状。我国微课依然是新兴事物，起步晚，发展相对缓慢，目前涉及领域也有部分处于空白。基于微课的发展现状，当前学术界也未就微课理念达成共识。学者焦建利[4]认为，微课是对某一知识点的集中阐释，主要特点就是短小精悍，在线教学视频是其主要表现形式。学者祝智庭[5]则认为微课应该就某个教学主题展开延伸，组织精细化的课堂教学设计，时间限度最好控制在10分钟以内。而学者胡铁生[6]则认为微课程注重的是视频的微小，因此在针对单一学科或者单一知识点组织教学时应注重教学情景的融入，突出在线学习与自由学习。这一概念也逐渐被大众所认可。资源建设方面，我国微课也尚未成型，目前的应用研究还相对零散，评价模式也有待完善。实现微课程的规范化发展还有很长的路要走。
二、细胞生物学实验教学存在的问题
1.内容更新缓慢，亟待加强。我国的细胞生物学实验教学一直处于教学滞后阶段，仅仅作为理论教学的补充或者教学附属而开设，缺乏关注上必然影响教学的创新与跟进，加上该实验教学项目单一化趋势严重，时代气息不足，技术手段及知识的综合运用十分缺乏，内容更新十分滞后。
2.教学方式单一化，学生自主性不足。细胞生物学实验的基本流程就是提前由教师准备好实验材料、实验仪器及实验试剂，学生在教师的示范引导下按部就班地进行实验操作，整个操作过程趋于程式化、简单化。学生不仅无法在实验准备阶段有所参与，更挫伤了学生创新与研究的积极性。
3.教学方法贫乏，缺乏对学生创新能力培养的关注。传统的细胞生物学实验教学受有限的教学时间的限制，因此实验内容与要求也大多提前限定，教师单纯地演示讲解，学生被动地参与学习，双方互动交流不足，教师也无法引导学生进行实验的创新。
4.教学技术陈旧，现代教育技术参与较少。细胞生物学作为生物教学的前沿学科，理应注重教学的创新，特别是积极加入现代教育技术的创新元素，以信息技术为核心推动实验教学。但是我国细胞生物学的教学现状却是现代教育技术十分欠缺，传统实验教学维度单一化趋势严重。
三、微课在细胞生物学实验中如何应用
1.微课的特性和优势，传统多媒体教学的弊端：伴随多媒体技术的迅猛发展及教学融入，部分教师开始尝试运用多媒体辅助教学，但是当代大学生自由散漫的个性也成为多媒体辅助教学实施的制约因素，学生难以集中精力听取教师讲课，精品的视频资源难以得到高效率的运用。应用于课后学习的视频资料也难以受到学生的关注与重视，多数处于闲置。微课则突破了视频教学的局限，具有普通视频教学资源不具备的教学优势。首先，其教学内容浓缩，教学时间较短，借助移动端操作更为便捷，学生学习积极性显著提升。其次，其教学主题十分明确，学生能够迅速找到自己感兴趣的点，从而获得启发教育或者延伸学习。最后，微课视频的教学容量相对较小，符合学生的接受能力，学生更积极主动地参与到微课学习中去。
2.细胞生物学微课设计，把握10分钟原则：注意力10分钟。10分钟内有明确的教学目标，内容短小，集中说明一个问题的小课程。微课设计ADDIE模型：A，分析；D，设计；D制作；I应用；E，评价。通常来说，微课设计要想保证自身的完整性必须具备6个基本环节，分别为教学主题的明确、前段分析、微课基础知识点的切割与划分、微课资源要素的重点设计、微课视频录制及后期加工处理、微课的最终终端输出与展现。6个环节紧紧相扣，推动微课的高效开展。
四、微课引入实验教学的意义与应用前景
微课具有广阔的教育应用前景。2011年，手机将取代个人电脑成为个人信息中心。学生自带设备BYOD，包括个人电脑、手机、上网本、平板等越来越普遍化。这为微课的实施提供了必备的硬件前提。调查中发现，84.44%的被调查者认可微视频在微课教学中的核心地位与作用，并且70%以上的人认为配套的教学设计与课件也是不可忽视的部分。纵观当前的教育改革，多数一线教师已经充分认识到微课教学的魅力与优势，开始在课堂教学中尝试微课教学。其中范福兰等人在基于交互式微视频教学资源教学应用效果的调查显示，70.5%的学生认为交互式微视频资源能够激发他们对课程学习的兴趣，单一的图文及音视频资源则受关注度一般，这也从侧面说明随着流媒体技术的发展成熟，微视频的教学前景将是广阔而光明的。
五、一些值得思考的问题
1.有关微课适用性，微课程在全国范围内展开，带来教学思想、教学模式的重大转变，各个领域、各种培训、不同学科对于微课程应用的尝试存在“泛用”、“滥用”现象。微课程适用于哪些领域、哪些课程、哪些内容以及荧光怎样设计、怎样制作、怎样使用才是最科学合理的成为今后科学研究的新课题。
2.细胞生物学实验微课应用存在问题，我国针对该专业的微课理论研究及实践演练依然不足，多数高校在微课开展实施的过程中存在建多用少的资源浪费现象。因此必须将微课作为校本研修资源，对其加强引导宣传，让教师认可微视频教学的优势并拓展专业发展的新途径。此外微课程应奠定创新型教学模式的资源基础，以期为学生提供更实用的教学资源，做好教学辅助。当然微课作为新兴教学理念，应该在移动学习与泛在学习的基础上实现教学需求与教学实践的同步发展，最大限度提升微课程的开展利用率。
六、小结
微课作为新兴的教学模式理应受到关注，了解微课的本质内涵，在梳理其优势与缺陷基础上综合当前的运用实际，科学预测并规划后期发展，实现微课在设计开发与应用上的创新完善。本文就微课教学的几点问题进行了归纳分析，以期为微课教学的拓展应用提供有效思路，让微课的魅力更多地展现出来，服务于高校教学。
参考文献：
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关键词：草履虫；水体监测；重金属离子；农药
中图分类号： Q959.117 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20150940002
引言
20世纪中叶以来，世界工厂化的生产模式不断扩大，人口总量迅速增加，人们对于自然资源的索取超过了自然界的再生能力，同时过度排放污染物，造成了世界性的资源短缺和严重的环境问题。水污染就是其中之一。水污染可分为两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。其中人为污染较为常见，每年排入江河湖海的污水约有4.2×1012m3，污染了数亿立方米的淡水，相当于世界江流总量的14%以上[1]。特别是近年来，随着农药的大量使用以及工厂排放废水的增加，水污染问题变得愈发严重。而水是生命的源泉，是人类赖以生存和发展的不可或缺的最重要的物质之一，所以有效的进行水体污染监测刻不容缓。
草履虫（Paramecium）是原生动物门纤毛纲的代表物种，除了具有灵敏的应激系统外，还具有分布广泛，结构典型，繁殖速度快，便于观察，容易采集培养等特点，因此被广泛应用于水体监测[2]。目前，国内研究人员从重金属离子、农药等污染物质对草履虫应激性及其生殖能力的影响等方面做了大量的研究，研究表明重金属离子、农药等因素对草履虫均会产生相应程度的影响[3]。
1 草履虫简介
1.1 草履虫种类
草履虫是原生动物门纤毛纲的单细胞动物，其形状类似于倒置草鞋底，主要生活在有机质充足、细菌丰富、光线充足的河流池塘或水沟中。目前，世界已知草履虫种类有22种[4]，常见的有大草履虫、双小核草履虫、多小核草履虫、绿草履虫。其中大草履虫最为常见，体长180～300μm；双小核草履虫，体长80～170μm，伸缩泡2个，有2个很小的小核；多小核草履虫，体长180～310μm，有时有3个伸缩泡，小核泡型，有3～12个；绿草履虫，体长80～150μm，细胞质内有绿藻共生，经见光处培养后通体呈绿色，小核2个。
1.2 草履虫的结构
草履虫一般呈长椭圆形，前端较圆，后端宽而略尖，因形状与草鞋相似而得名。其表膜由三层膜组成，具有缓冲和保护作用。膜下机体中生长有近万根纤毛，其排列成的网状结构，更有助于控制草履虫活动[5]。与表膜垂直排列分布在外质中的一排小杆状的囊泡结构，叫做刺丝泡，从而起到防卫和捕食作用。刺丝泡在表膜上开口，虫体在受到外界的刺激时会射出刺丝泡中的内容物，当内容物接触到水就会形成细丝[6]。
1.3 草履虫的生活环境
草履虫生活在水流缓慢、带有腐草的水沟、池塘和稻田中，在有机质丰富、光线充足的水面附近较常见，尤其是在细菌丰富的水中，草履虫种群密度最大[7]。草履虫在水温0～30℃情况下均能正常生活，24～27℃是草履虫生活的最佳水温，当水温低于10℃或高于35 ℃不利于草履虫的繁殖[8]。
1.4 草履虫的应激性
草履虫细胞质内部的水分约占细胞质的75%～85% [9]，采取自旋回波测量的方式对草履虫细胞进行研究，其研究结果表明，细胞内的水呈“结构化”，即草履虫细胞内的水是以液晶态形式存在。液晶态物质具有对热、磁、光、电、声、辐射、应力等变化反应较灵敏的特性。所有包括膜电位在内的应激信息，都会通过其在细胞质内传导，构成草履虫身体内的原始应激系统。由于草履虫应激系统灵敏的特性，使得草履虫无论是在监测农药使用的安全性方面还是重金属离子的监测方面都有着十分重要的意义。
2 草履虫在水体监测中的作用
随着经济的发展，工业化的迅速扩张，人们在面对这一时代到来的同时，还面对着重金属排放和农药过度使用所导致的水污染问题。而草履虫的应激性能够直观的反应水体污染程度，是水体监测中的一种重要的原生动物。
2.1 重金属对草履虫的影响
2.1.1 Cd2+对草履虫的影响
重金属镉对生物和人体均有毒害作用，同时它也是一种水体污染物。由于草履虫等原生动物对镉的毒性作用反应同后生动物相比更加敏感，因此草履虫在监测Cd2+毒性方面具有重要的意义。方卫飞等[10]利用CdSO4、CdCl2、Cd（NO3）2这三种镉化合物对草履虫的生物毒性进行了研究，结果表明对草履虫毒性作用最大的是CdSO4。胡好远等[11]通过对Cd2+24h半致死浓度（LC50）进行了实验，结果表明，在一定范围内，Cd2+的浓度增加，草履虫的种群数量也会随之增长，但Cd2+浓度过高也会降低草履虫的种群增长率。
2.1.2 Pb、Cu对草履虫的影响
近些年来，随着冶金工业的快速发展，部分水体中的沉积物中Pb2+、Cu2+的含量不断积累，Pb、Cu等元素会对生态环境造成破坏，尤其是随着雨水的冲淋，Pb、Cu等元素进入水体环境，造成严重的水体污染。周玉[12]通过在20℃培养条件下Pb、Cu等单一元素对草履虫种群毒性的影响的研究，结果表明，Cu2+、Pb2+24h对草履虫的LC50分别为0.0826mg/L、3.9907mg/L；Pb、Cu等单一元素对草履虫都具有毒害作用，且相同条件下Cu2+对草履虫的毒害作用大于Pb2+。
2.2 农药对草履虫的影响
2.2.1 除草剂对草履虫的影响
2，4-D丁酯是除草剂中的一种，2，4-D丁酯对草履虫的种群增长具有抑制作用，但对草履虫的细胞胁迫变化并不显著。谷艳芳等[13]发现，在水环境中，草履虫对2， 4-D丁酯有明显的驱避作用。捕食行为受到影响会造成生物机体获得资源减少，引起生产量下降或发育繁殖迟缓。所以受到2，4-D丁酯的胁迫会引起草履虫在自然界的自然增长率下降和分布格局的变化。但目前关于2， 4-D丁酯对草履虫影响的生态毒理学机制仍不完善，需要进一步提高。
2.2.2 杀虫剂对草履虫的影响
氯氰菊酯是一种广谱、生物活性较高的拟除虫菊酯类杀虫剂，拥有8个光学异构体，其中有4个生物活性较高的异构体组成的外消旋混合物称为高效氯氰菊酯，在十字花科蔬菜、棉花、果树、茶树等作物害虫的防治中应用广泛[14]。目前，关于拟除虫菊酯类农药对草履虫的毒性研究已有报道。对于氰戊菊酯对原生动物群落48h急性毒性的检测，王莉霞等[15]研究得出LC50为15.830mg/L。李霖等[16]通过三氟氯氰菊酯对草履虫的毒性进行研究，研究表明：三氟氯氰菊酯对草履虫1h的LC50为1.650mg/L。而高效氯氰菊酯对草履虫1h 的LC50为27.536mg/L，可见草履虫对高效氯氰菊酯的反应灵敏度远低于三氟氯氰菊酯。
2.2.3 杀菌剂对草履虫的影响
多菌灵是一种广谱性的苯并咪唑类杀菌剂，学名2-苯并咪唑基氨基甲酸甲酯（MBC），又称作棉萎灵、苯井咪唑44号。对由半知菌、多子囊菌引起的多种作物病害有防治效果[17]。在叶面喷雾、种子处理和土壤处理中有很多应用。李霖等[18]在进行杀菌剂多菌灵对草履虫的急慢性毒性作用研究，结果表明，草履虫的生长与多菌灵溶液的浓度有关，多菌灵浓度越高，毒性作用越大。
2.2.4 草履用于水体监测的优势
草履虫对毒性的应激反应与多细胞动物相比更为敏锐，并且对于反映环境化学毒性物质的毒理效应相比单纯的化学手段也更为生动、直观。因此，草履虫在毒性监测方面具有着重要的研究价值。同时草履虫更是一种良好的水体监测材料，是水体质量监测的重要指示生物之一。近些年来，国内外研究人员以草履虫为实验材料进行毒性实验，研究水体环境中的重金属污染和农药污染等问题，为农药的使用安全、重金属污染的监测以及生态环境保护等方面提供了更多有价值的参考。
3 问题与展望
目前关于草履虫的毒理研究很多，并且对于草履虫在环境方面的监测实验也取得了长足的进展。而在实验室和水体污染监测中采用的草履虫基本是从野外采集回来，进行简单纯化培养，完全达不到模式生物的要求标准。对于从不同水体中采集的草履虫，因为自身的生长环境影响对某些污染物具有一定的适应性，如果不能妥善解决，将会严重影响监测的准确性。而且处于不同生长阶段的草履虫对外界的刺激所产生的反应也是有所差异的，这些都将会影响实验的平行性和可信度。
目前，草履虫的培养方法简单，而且培养出的草履虫生长阶段、生长速度不一致。因此，为了能够在实际应用中胜任精确的监测工作，培养无背景处于同一生长阶段的模式生物草履虫是现在迫切需要解决的问题。对于无背景草履虫的培养，可以在最适温度和pH条件下使用单一营养物质进行培养，保证草履虫在生长过程中不受外界污染源的影响。而对于单一营养物质的选择，根据草履虫的食物摄取情况，可以选择某一种纯培养的细菌，也可以选用一种或多种氨基酸配制无菌培养液。
参考文献
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关键词：生物技术；食品质量；应用；
一、 概述
对食品质量而言，生物技术就是应用生物程序、生产细胞或其代谢物质来制造食品，改进传统生产过程以提高人类生活质量的科学技术。生物技术很早就被应用于食品加工。传统的食品生物技术侧重于对生物体的利用，比如啤酒业对啤酒酵母、糖化酶的利用，而现代食品生物技术侧重于对改造后的生物体的利用，即是以生命科学为基础，利用生物体的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种和新品系，再与工程原理相结合进行配套加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性体系。
二、 生物技术在食品质量中的作用
1. 基因工程技术的应用
基因工程又称 DNA重组技术 ，是指按人的意志 ，将某一生物体 （供体）的遗传信息在体外经人工与载体相接 （重组） ，构成重组 DNA分子 ，然后转入另一生物体 （受体）细胞中 ，使被引进的外源 DN段在后者内部得以表达和遗传 .将这项技术应用于动植物或微生物上即产生基因工程食品。
近年来 ，国内外的食品科学家和生物学家已开始注重研究开发改善食品功能的新品种 .如开发不含产生豆腥味的酶（无脂氧化酶）的大豆 ；在肠内不会产生气体的碳水化合物以及结晶胰蛋白酶的活性阻碍物质的大豆新品种。通过基因工程还可以改变酶的性质 ，生产食品结构改良剂。另外 ，通过遗传的修饰技术 ，可将脂酶基因导入受体而强化其分解脂肪的能力 ，从而可加工低脂和低胆固醇的食品 ，如奶酶、油、脂肪牛奶等 .利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株 ，用以改进传统的酿酒工艺 ，并使之多样化 .目前 ，已成功地选育出分解β―葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、杀啤酒酵母菌株 ，提高生香物质含量的啤酒酵母菌株 .基因工程技术应用于氨基酸的生产已取得较大成绩 ，迄今为止 ，世界上已克隆和表达了十几种氨基酸的基因 ，已有 5种用重组技术生产的氨基酸达到工业化水平 ，它们为苏氨酸 （ 60 g/ L ）、组氨酸 （ 42 g/ L ）、脯氨酸 （75 g/ L ）、氨酸 （40 g/ L ）和苯丙氨酸 （60 g/ L ） ，我国谷氨酸等氨基酸已投入工业化生产 .目前 ，天然食品防腐剂的研究开发成为当前国际食品界中一个研究热点 ，它们也可利用基因工程技术进行异种大量生产。
此外 ，基因工程技术还可用于食品质量中新型蛋白质、细胞蛋白、生素、制剂、生物多糖、粉糖的生产 .并且基因工程技术还可以和食品卫生分析检测结合 ，采用核酸探针和单克隆抗体法检查 ，敏感性高 ，大大提高食品卫检准确性和实用性。
目前转基因食品涉及的领域主要有：改善粮油食品的产量、食品品质和加工功能特性，延长果蔬产品的储藏期，提高农作物的抗病虫害性能，改善动物性食品的成分比例和食用品质，改善发酵食品的风味和品质、提高产量等。
2. 酶技术的应用
酶是细胞原生质合成的一类具有高度催化活性的特殊蛋白质，是生物催化剂。酶普遍存在于动、植物和微生物中，将酶从生物组织或细胞以及发酵液中提取出来，加工成具有一定纯度标准的生化制品，称为酶制剂。
近年来在果蔬加工上，还开发出酶浸渍法处理果蔬以改变表面及内部组织的特性，增加风味及其它感官香味及口感。现在此技术已广泛应用于柑桔的去皮、去苦及保持桃子的硬度等，所生产的产品有更好的新鲜度和组织外观。目前欧美各地的食品厂已使用此技术制造罐头类食品、玻璃瓶装制品及新鲜冷藏水果。
现代水果汁加工技术（AFP技术）在 80年代开发的新一代果浆处理酶制剂，用于生产澄清汁，不仅用于贮藏过的难榨汁的水果，还可用于新鲜水果的加工 ，并形成了新的工艺，即所谓“最佳果浆酶解工艺”（OME工艺），其优点是明显提高榨汁率 ，分别为鲜果 （8/9月）5%～6 %，贮藏水果 （10月起）15%～ 18%，使压榨机生产能力提高 30%～ 100%，果渣量减少 30%～50%。
AFP技术采用了全果液化工艺，大大提高了生产能力，如一次榨汁进行液化，BucherHP 5000压榨机的能力几乎可达原来的 3倍，汁液可溶性固形物的利用率可达 100 %，出汁率达 92 %～ 95%（体积比 ），果渣体积最多只有原料体积的 2 %～ 5%，且可以转为纤维物质用于疗效食品，减少了果汁工厂废物来源，缩短压榨时间，降低了能耗，而且还可以明显提高液化终点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. 生物传感器和生物反应器的应用
生物传感器是利用生命物质如酶、抗体等作敏感材料，与电子技术相结合，通过换能器件构成自动化分析系统，用以从多种化合物的复杂样品中选样地测定某一特定成分。其特点是精确、快速、灵敏。其方法包括核酸探针、聚合酶链反应、免疫分析等，在食品上应用于成分分析、病菌毒素检测、残留农药检测等品质管理。
模拟生命过程的生物反应器在生产酶制剂和发酵产品中应用广泛。生物反应器如同一根能进行生物体内反应的大试管，将生物细胞或酶等加入其中，设置一定的环境条件，使之发生某些生化反应而大量产生我们所需的产物。生物反应器较之发酵器有着生化反应简单明确，可控程度高，生物性材料可重复使用的特点。
4. 细胞工程在食品质量中的应用
细胞工程就是应用细胞生物学方法 ，按照人们预定的设计 ，有计划地保存、变和创造遗传物质的技术 .近年来细胞工程的开发和应用主要集中在细胞杂交 ，快速无性繁殖和细胞育种等方面 .利用细胞杂交和细胞培养可生产独特的食品香味和风味的添加剂 ，如香草素、可香素、}风味剂以及高级的天然色素 .细胞工程技术应用于食品质量是随着细胞培养和细胞融合技术的发展而发展起来的 .在细胞培养方面最典型的例子是人参细胞培养成功 ，还有香料与色素的生产 .
当今 ，白酒、酒、类等食品发酵行业以使用酵母为主 ，曲菌也适于酒类和酱油生产 .这些行业的微生物育种目标是培养出耐乙醇酵母、盐酵母、高糖酵母、泡酵母、温酵母及谷酰胺酶与蛋白质分解酶活性高的曲菌 .具有重要意义的成就是嗜杀其它菌类活性的嗜杀酵母新菌株的培育成功 ，日本协和发酵公司已完全使用嗜杀性葡萄酒酵母配制新酒 ，目前 ，正研究运用细胞融合技术取得其它菌株 ，应用于食品发酵工业之中.总之细胞工程在新技术革命的浪潮中对食品质量革新方面有着很大的潜力 .
关键词：生物技术；林业；生产问题
随着社会科学技术的不断发展，生物技术被广泛地应用在各个生产领域，对社会经济的发展产生了极大的影响。生物技术应用于林业生产中，对于林业工作本身而言具有一定的积极意义，但是其技术应用的过程中也存在着一些亟待解决的问题，需要相关部门重视并及时解决。因此，在实际工作中，重视生物技术应用于林业生产中的问题解决，可以有效地改善林业生产中存在的问题，促进生态林业建设事业快速发展。
1生物技术应用概述
现代生物技术的发展，促进了林业生产向更高层次发展。生物技术应用主要是结合林业生产工作的实际情况，应用生命科学的研究成果，对生物或者生物成分进行改造和利用的一种技术。现代生物技术在综合细胞生物学、免疫学、信息学等各项科学技术的基础上，实现了对生物细胞的分离、变异筛选，为进一步提高生物技术的应用水平奠定了良好的基础。生物技术应用于林业生产中的问题探讨，也是有效开展林业生产工作的重要前提。因此，在林业生产工作中，重视生物技术应用于林业生产中的问题探讨，具有积极的现实意义。
2生物技术应用于林业生产中的重要性
在林业生产中，传统的病虫害防治，促使很多有益的昆虫，比如害虫的天敌丧生，生态平衡遭到了一定程度的破坏。化学制剂的不合理使用，导致药物在自然界残留，直接危害了植物的生长。将生物技术应用于林业生产工作，不但可以有效地改善植物生长的环境，弥补其培育中存在的不足，而且有利于改善长期以来使用化学药剂导致的各种问题。因此，在林业生产工作中，重视生物技术的应用，并及时采用有效的发展方案，可促进林业生产工作的顺利进行。
3生物技术应用于林业生产中的问题
3.1转基因树木的安全性
在实际工作中，转基因树木的安全性，是生物技术应用于林业生产中非常重要的一项内容。转基因树木的安全性，主要涉及到作物生长过程中的除草剂抗性、开花或育性的降低等方面的问题。根据转基因树木生长中可能会出现的问题进行分析，是转基因树木安全性探究的有效手段。因此，为了有效地促进林业生产工作，重视转基因树木的安全性问题分析非常重要。
3.2利用林业生物技术的公平性
在林业生产环节，如何利用林业生物技术的公平性，也是生物技术应用于林业生产中的主要问题。由于部分转基因树木的资源被控制在私人公司，因此被其转化为具有高额经济价值的产品，并形成行业垄断，人们利用生物技术的成果受阻。从中我们可看到林业生物技术的应用，仍存在着一定的不平衡现象。因此，在实际工作中，重视分析利用林业生物技术的公平性问题也非常重要。
3.3社会公众对遗传改良的接受能力
关键词：动物生物学；教学改革；实践；探索
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）16-0044-03
随着以生命科学、信息科学、材料科学为重要标志的科学技术革命飞速发展，学科领域不断分化，新兴、交叉、边缘科学不断涌现。现代科技发展的趋势必将给高校的教学工作带来深刻的影响，这使得传统意义上的人才培养模式、课程体系、教学内容、教学方法和手段等面临改革的机遇和挑战。动物生物学作为生物科学专业的一门专业基础课程，其内容主要讲授动物界各类群的形态结构特征、生理机能、生活习性、生殖与发育、起源和演化、地理分布等。通过本门课程的讲授，使学生掌握动物生命活动的各种基本现象和理论，动物形态结构与生理功能的关系，动物与环境的关系，动物个体发育与系统发展的关系，了解现代动物学的新理论、新进展及发展前沿动态。由于动物生物学是由原来的普通动物学、动物生理学、生物进化论及动物生态学等多门课程改设而来，故其教学内容与课程体系需要进行改革。根据2l世纪初我国普通高校生命科学专业的动物生物学课程的教学改革思路，本着“优化知识结构、重视能力培养、加强素质教育”的原则，笔者在结合我校精品课程建设以及总结动物生物学课程改革实践经验的基础上，针对动物生物学的教学内容、课程体系、教学方法及考核方式等方面进行了一些改革尝试。
一、动物生物学课程改革的总体思路
课程改革是教育改革的核心环节，是教育改革深化的标志。课程改革在全国范围内正得到广泛的关注，受到前所未有的重视。动物生物学是一门专业性很强的学科，一方面它有自己独立的研究领域，需要独特的研究方法对其进行研究；另一方面，动物生物学内部也发生着学科分化，产生了许多分支学科，如果不对此进行深入研究，则很难掌握动物生物学的全部内容。另外，不同专业由于今后的就业途径不同，对动物生物学知识的需求和依赖是有区别的。因此，不同专业动物生物学课程设置应有所不同。动物生物学课程教学改革的总体思路是：以“优化知识结构、重视能力培养、加强素质教育”为原则；以促进学生的全面发展为出发点；以基础性、实践性、探索性、应用性和前沿性为主线；以优化教学内容、构建新的知识体系为重点；以教学方法和手段改革为保证；强调知识的前沿性及与其他学科的交叉渗透，简化或淡化本课程知识体系的系统性和理论性，注重实践性教学环节，加强教学内容与实践相结合，提高学生的学习积极性和创新意识。通过动物生物学课程的学习，学生除了具备基本的动物生物学知识、基础的研究方法，还必需具备良好的动物科学实验素养，并对动物生物学及其应用的新成果、新成就、新动态和前沿知识有所了解。
二、动物生物学教学内容的改革
以新时代的要求指导高校动物生物教学改革，教育应与社会需求接轨。市场经济和科技发展的需要是教育发展和改革的指导方向，新疆大学作为全国“211工程”综合性重点学校，学校培养人才更应当以社会需求为导向。所以在教学改革的根本问题上即课程内容上要进行与社会需求接轨的改革。例如：增设资源动物多样性与保护及其合理开发、有害动物的生物防治、经济动物等饲养技术等方面的知识内容，以丰富目前的动物生物学内容，这样才能达到教改的前瞻性。根据生命科学不同专业培养方案，对动物生物学教学内容进行及时的更新、必要调节和整合。随着新的科学技术的迅速发展，涌现大量的新理论、新知识，对此我们及时把它们充实到动物生物学的教学内容中。日常教学中注意新知识与传统基础知识的衔接，让学生明白新知识的根源在哪里和新知识应用的方向是什么。在教学中引入这些新知识的方法就是对教材的适当调整，做好对新知识的引用，是新知识和原有教学内容紧密结合，让学生充分认识知识体系的连贯性。教学课时的限制是课程改革的约束，要使教学更具实用性、时效性，就要对现有的课程进行删减。在反映原动物生物学课程基本内容的同时，适当删减进化关系不明确、亲缘关系不清楚、与人类关系不密切的部分和分类地位有争议的小门类，如栉水母动物门、纽形动物门、舌形动物门、星虫动物门等；减少部分形态结构的描述，增加了能拓宽学生视野、更好地理解动物生命活动和人类对生物保护方面的内容，如讲授各类群时，重点介绍国内外研究动态、区内研究概况以及目前存在的主要问题等，增加了动物多样性及保护的内容。尽量避免与后续课程内容上的重复，对教学内容进行适当的整合，如动物细胞相关的内容、动物进化概述、动物与环境关系等安排到后续课程细胞生物学、动物进化论、生态学等中讲授。
三、动物生物学教学内容改革的具体方案
构造动物生物学新的课程内容要根据专业和学历层次贯彻少而精，理论联系实际的原则。将课程体系进一步整合、优化，在课程内容编排上以动物系统发育为主线，阐述动物的形态结构、生理机能以及在动物界的位置、在工农业生产中的应用。在讲述过程中基础理论多讲，重点、难点多讲，中学阶段学过的内容少讲或不讲，如动物细胞，重点讲授细胞的超微结构，结构与功能的关系，亚显微结构不讲。适当增加细胞分化的内容为以后学习组织的概念打好基础。讲授细胞分裂、细胞全能性时，重点介绍动物组织培养技术、转基因技术、克隆技术、基因敲除技术，简化细胞显微结构和分裂内容。随着多媒体在教学中的应用，动物生物学课率先利用CAI课件进行授课，使课堂教学焕然一新，极大地调动了学生学习动物生物学的积极性，使课堂上气氛活跃，学生与教师之间的互动性增强了。教师可以在课堂上向学生介绍本学科及相关学科最新研究动态，如禽流感传播源、动物克隆技术、动物资源动态、模式实验动物研究进展、动物分类变化等。这样既开阔了学生的视野，扩展了学生的知识面，又收到了良好的教学效果。针对本地的国民经济建设实际需要，增加一定数量的应用性内容，如经济动物养殖，植物病虫害及防治、生物环境评价等。动物生物学课程与自然和社会关系密切，除加强实验教学，还要兼顾野外实习。我校地处天山北麓中段，生态环境特殊、动物资丰富，其自然资源调查与研究对学科的建立有重要的影响。为充分体现宽口径的专业覆盖和多样化的人材培养模式，增设资源动物学、昆虫学、经济动物饲养等选修课和学科前沿等专题讲座。由于课时限制，动物生物学的许多内容不可能都进入必修课内容。因此，开设一定数量的选修课和专题讲座，对于满足学生的学习兴趣和进一步深入学习动物生物学的需要，以及调动学生学习的积极性、主动性和创造性具有非常重要的意义。
四、动物生物学实践教学内容改革
从加强基础、培养能力、提高素质的教学目标出发，对动物生物学实验内容，通过精选和更新、调整与整合，删去了一些与其他课程重复的实验；减少部分形态结构的单项性实验，改变了动物学以动物形态结构、解剖和分类为主的验证性实验体系。如将在其他实验课中开设过的显微镜的构造和使用、动物细胞形态结构与类型等实验删除；精选、重组了一些综合性实验，如将蛔虫及其他线虫、环毛蚓及其他环节动物整合为蛔虫与环毛蚓的比较实验；软体动物河蚌与乌贼比较实验、节肢动物棉蝗与虾的比较实验；将蛙的皮肤、骨骼、肌肉及内部解剖重组为包括形态结构、基础生理、行为分类等内容的综合系列实验；增设了草履虫的形态结构与生命活动、鱼的系列实验等综合性实验；昆虫的采集、标本制作及其分类鉴定等设计性实验。建立了一个“基本实验一综合性实验一设计性与探索性实验”一体化的实验体系，从而加强了理论教学与实验教学的互补作用，在促进了学生动手能力培养的同时，又兼顾到学生的独立思考、综合分析、科学思维能力和创新意识。
动物生物学课程与自然和社会关系密切，除了加强实验教学外，还要兼顾野外实习。我校地处天山北麓中段，动植物资源丰富，可利用的经济动物、药用动物种类多、分布广。在野外实习中采用短途实习和长途实习相结合的方法，有效增加了学生接触不同生态环境的机会，改进了传统的标本采集为主的实习方法。
五、动物生物学教学方法的改革
根据动物生物学课程所涉及的各部分内容的特点及其相互关系，围绕教学重点，灵活地采取多媒体教学、启发式教学、探究式教学等多种教学方法。具体做法如下：
1.多媒体教学。近年来随着多媒体技术的发展，课堂教学已不仅停留在讲述和板书上，再加上课时的压缩，因而采用多媒体课件进行教学成了高校教改的必然趋势。动物生物学中有关动物的形态结构、分类等内容更需要直观教学，在课堂教学中是无法从动物实际的结构形态来进行教学，这使得在学生脑海里不易建立起清晰的形态概念，很难引起学生学习动物学知识的兴趣。而运用多媒体教学手段是“动物生物学”教学的一种行之有效的途径。我们在课堂讲授中主要使用本课程组自制的动物生物学课件，同时也利用购置的一批CAI课件和DVD、VCD光盘作为教学参考资料，丰富了教学内容。课堂讲授结合影像、照片、实物展示进行多媒体教学，多媒体教学的直观性和快速性有利于学生理解形态结构、行为生态、分类特征等生物学知识，由此起到调动学生积极性及激发学习兴趣的作用，从而能够提高教学效果和教学质量。
2.启发式教学。采用课堂讨论的启发式教学，提出若干问题，有意识地让学生自行分析思考和解决问题，将传统的单向灌输式教学改变为双向互动式。在教学过程中注重启发式教学，引导学生转变角色，启迪思维。在讲述节肢动物种类繁多、分布广时，先举几种重要类群的分布概况，启发学生思考节肢动物对各种环境的广泛适应的形态结构与生理功能特点，如身体结构与体壁、体节与附肢、口器与足型、呼吸器官与排泄器官等的多样化类型及其生活习性的关系，让学生初步体会到水生种类与陆生种类的呼吸器官和排泄器官的区别，然后在广泛讨论的基础上对节肢动物的主要特征进行总结。启发式教学使学生积极、主动地参与教学全过程，提出的问题在课堂教学中得到答案。
3.探究式教学。为了体现以学生为主体、教师为主导的教育原则，促进学生自主学习习惯的养成，针对这门课程的特点和学生的实际情况，给学生开列了若干专题或问题。把全班分成几个小组，让学生利用课余时间到图书馆或通过网络去查找资料，然后在课堂教学中安排一定的时间或者是利用课外辅导，以小组为单位进行课堂发言和讨论。这种教学方法不仅可以让学生了解动物生物学领域的最新研究进展，而且有利于进一步促进教学内容改革和提高学生的交流表达能力。倡导探究式学习方式，挖掘学生的学习潜力，有效地调动学生的学习积极性和主动性。如讲述动物排泄系统的进化时提出原肾管和后肾管的异同，让学生注意课堂教学中的探究式学习与课下研究性课题开展相结合，综合分析如何才能得出这些结论。学生既查阅文献，又开展证实研究，如进行动物标本采集（以涡虫示变形动物大原肾管，以蚯蚓示环节动物的后肾管），解剖、制片、染色、综合利用显微镜观察、显微照相、绘图比较等，使学生从被动接受知识变为主动构建知识。
4.实验教学及实习方法的改革。我院开设了生物科学开放实验室，针对一些专业性强、周期长的实验，我们不定期对学生开放实验室或提前允许其进入相关研究室，学生可以在规定的时间内到实验室对照实物进行预习或参与导师的相关科研项目。这样做学生不仅可以发挥各自优势，而且可以加深对实验内容的理解，大大提高动手能力及实际解决问题的能力。在实验教学方法上改革了以前教师先讲、学生后做的传统方法，针对不同的实验类型，采用不同的实验教学方法。如原生动物生命活动的观察、蛔虫与环毛蚓的比较、棉蝗与螯虾的比较等验证实验，由学生作预习报告，事先提出实验过程中可能遇到的问题，带着问题进行实验，并在实验过程中加以解决，实验报告重点强调如何解决这些问题，从而真正增强实验效果。针对鱼类系列实验、两栖类系列实验等综合性以及校园无脊椎动物群落多样性调查和校园脊椎动物物种多样性调查等设计性与探索性实验，由老师指导，提出研究方向，然后由学生查找有关资料，确定实验内容，自主完成实验设计，老师指导完善实验设计，在此基础上再进行实验。要求学生在撰写实验报告时采用生物统计学方法处理实验数据以及进行相关分析等。在野外实习中采用短途实习和长途实习相结合的方法，有效地增加了学生接触不同生态环境的机会。利用为期一周的短途实习时间到荒漠、沙漠、湿地、水库以及天山野生动物园去进行参观实习，长途实习常到指定的山地进行为期两周的集中实习。野外实习内容上，把以前的采集标本以及制作标本的实习方法改为动物种类及其栖息环境的观察，通过摄影、摄像及数码照相等记录观察结果，然后进行比较、统计分析，在不采集标本的前提下，取得较好的实习效果。同时，我们在实验教学及实习过程中，增强讨论式教学，特别是针对有共性的问题，通过讨论使学生更深入了解实验的内容，并做到心中有数，有事可做，在动手、观察和思维能力上得到真正提高。
5.考核方式的改革。教学考核是教学过程中的重要组成部分，并贯穿于整个教学过程，起着调控教学活动的作用。对于动物生物学考核，不仅要考查学生对动物生物学知识、技能的掌握，还要注意考查动物生物学学习的过程与方法。为此，我们采取了灵活多样、全过程的考核方式，改变了以往以闭卷考试作为最主要考核方式的做法。在整个动物生物学考核过程中，我们改变过去以闭卷考试作为最主要的教学评价方式，注重了过程考核，采取了以下方式：①出勤考核：根据现在学生的具体情况采用课前或课后点名等不定时点名方法；②平时作业考核：有课堂作业、课外作业、平时课外观察小报告等；③课堂提问及讨论考核：有课堂个人提问、分小组提问等；④期末考试等为一体的多种评价方式，并将各种考核成绩按10∶10∶10∶70比例汇总成最后成绩。另外，针对实践教学实施了实验考核和实习考核成绩单独计分的方法，考试方法也由过去单一的闭卷考试形式，改变为考查课程可闭卷或开卷或撰写论文等多种考核形式，从而也改变了学生考前死记硬背，为考试而学习的应考现象。这种灵活多样的考核方式，不仅注意到学生的个性差异，而且大大提高了学生主动学习的积极性。
参考文献：
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[6]吾玛尔・阿布力孜，马合木提・哈力克.在动物生物学教学中培养学生创新思维[J].高等教育研究，2009，（3）：81-84.
生物学科是一门实验性极强的学科，学生除了掌握必要的理论知识外，还应学会如何用理论知识解决实际中的问题，实验教学作为教育教学的有机组成部分，就承载着培养学生这种能力的功能[1-2]。但是受客观条件的限制，学生在有限的时间内不足以做到熟能生巧，也不足以解决其疑惑和满足其兴趣爱好，开放实验室可以充分锻炼学生，培养学生创新意识，提高学生综合素质，有效利用实验室的资源[3]。
一、黑龙江大学中俄学院生物技术专业概述
(一)黑龙江大学中俄学院的定位
黑龙江大学中俄学院是黑龙江大学与俄罗斯新西伯利亚国立大学联合成立的，被教育部列入全国17所国家教育体制改革试点学院之一。学院以先进的教育理念、科学的课程体系为依托，打造“专业+俄语”的对俄高级专业人才培养模式;积极引进新西伯利亚国立大学高水平师资，他们承担学生70%的专业课教学任务;与俄方共同制定个性化人才培养方案，搭建高水平、多层次、宽领域、本硕博一体化人才培养平台[4]。
(二)生物基础实验中心与中俄学院的关系
中俄学院自2011年开始招生起即招收生物技术专业本科生，由于是以自主招生的形式选拔，因此学生素质非常高。为实现资源共享，生物技术专业的实验课(包括俄方教师承担的实验课)都在生命科学学院的生物基础实验中心开设。生命科学学院作为中俄学院试点的重要组成部分，积极创造条件满足教师的教学需要和学生提高专业技能的需要。
(三)生物基础实验中心为中俄学院生物技术专业开设的实验课程
生物基础实验中心除承担中俄学院生物技术专业的普通生物学、生物化学、微生物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学和细胞工程、植物组织培养等实验教学外，同时也为俄方教师授课提供实验场所及所需设备。
二、基于中俄联合培养的创新实验室现有条件
2013年、2014年学校连续投入200多万元在生物基础实验中心筹建中俄联合培养创新实验室。该实验室除常规仪器外，还拥有高速冷冻离心机、蛋白纯化系统、DGGE变性梯度凝胶电泳仪系统、真空冷冻干燥机、超声波细胞粉碎仪、梯度PCR仪、凝胶成像系统、空气浴摇床、全自动凯氏定氮仪、分析研磨机、自动电位滴定仪、匀浆机、高压蒸汽灭菌锅、显微互动系统等一大批进口设备。为学生完成毕业论文以及完成自带科研项目或参与教师科研项目提供服务。
(一)创新实验室开放的内涵
有利于培养学生的实践与创新能力，有利于激发学生学习的积极性与主动性，有利于提高仪器设备的使用效率，有利于促进和提高实验教师和技术人员的水平。
(二)基于中俄联合培养的创新实验室开放现状
该实验室主要面向中俄学院生物技术专业的本科生、硕士生，2015年第一届本科生(22名)和研究生(3名)已全部顺利毕业。但是，仅限于日常教学和毕业论文的开放，还不足以体现出创新实验室的利用价值和建设宗旨。真正的开放实验室，可以锻炼学生的动手能力和解决实际问题的能力，满足或者激发学生的兴趣，允许跨学科、跨专业，真正经学生手出来一些成果，使学生从中受到完整的科研训练，体会到科学研究的严谨、神圣、奥妙之处。
(三)基于中俄联合培养的创新实验室发展趋势
中俄学院的人才培养模式是“专业+俄语”，专业是基础，俄语是工具，所以学生迫切希望在专业方面打好基础，既有扎实的理论知识，又有较强的动手能力。那么中俄联合培养创新实验室理应担负起这样的功能，学校也有相应的资助政策。
1.实验课内容重复或扩展式开放。学生认为课堂上实验做得不够理想，操作不熟练，数据不够好，可以与任课教师另约时间到开放实验室完成。或者对实验内容有新的想法，新的方案，只要实验的内容、手段、方法合理，实验室具备相应的条件，经申请，就可以在开放实验室实施[5]。
2.教师(包括俄方教师)指定课题式开放。教师拟定的题目或者在研科研项目的子课题集中申报公示后，经双向选择，学生可以进入实验室参与其中，以个人或小团队形式，自己查阅资料，制定方案，完成实验，撰写结题报告，答辩合格，方可结题。
3.学生自带课题式开放。根据学生所带课题涉及的内容，为学生配备从事相关方向的指导教师，但须拿出完整方案，由教师认定其可行性。实验结束后，需撰写结题报告，答辩合格给予结题。
三、基于中俄联合培养的实验室开放模式的构建
(一)预约开放
需要进实验室的同学，将所需的仪器、试剂、要完成的实验内容填写清楚，包括对仪器的熟悉程度，提前1天在网上预约，平时上课时间或课余时间均可。由中心安排实验员准备好试剂，协调好仪器，其间指导教师可根据情况现场指导或场外指导。不熟悉的仪器，使用前由实验员进行培训，直到能独立正确操作。学生每次实验结束后，需如实填写仪器使用记录，如遇仪器故障，及时与实验员或值班教师联系[6]。
(二)定时开放
每学期初，将课题汇总上来后，根据学生的实际需要，确定开放时间段和开放频率。学生需要更改时间段或日期，可提出申请。在开放的时间段内，学生可在网上查到每个房间以及仪器的使用情况。
(三)保障措施
1.客观条件保障。生物基础中心每学期针对新生定期举办常用相关仪器培训班，目的是使学生了解仪器的性能，掌握使用规范，正确操作，培训合格者中心有备案;至于其他年级有兴趣的同学，中心配合学校开展大型仪器培训，合格者由学校发放结业证[7]。因此，无论什么形式的开放，基本条件是具备的。在基础中心网站上可查到开放实验室的房间号、可容纳人数、现有仪器(规格、型号、生产厂家、性能)、值班教师等信息。
2.人力配备。中心的实验人员积极参与开放实验室活动，他们都能熟练使用所有的仪器，一般的故障可以自行维修处理;我们也从硕士生中选拨专业能力强、实验技能好、有精力的学生，辅助实验员或教师指导来到开放实验室的本科生。
3.制度保障。基础中心鼓励高素质教师从事实验教学，在每两年一次的本科教学业绩评估的院内排名中，教师指导开放项目的数量是其中的加分项。数量充足的师资，是实验室开放层次、开放程度和开放质量的保证。
随着实验室开放，进入实验室的人员增多，中心在实验室原有的规章制度基础上，进一步针对实验室开放制定和补充相应的规章制度。明确相关人员的职责，保证开放后的实验室安全、高效地运行。
4.成效与问题。中俄联合培养创新实验室自2013
年4月开放以来，已有20名学生顺利完成7个项目的结项答辩。在此过程中，学生的动手操作能力得到明显提高，学会了运用现有知识和借鉴文献分析实验中遇到的问题并能独立解决一些实际问题。
中俄联合培养创新实验室运行3年多，在不断摸索中渐渐形成了体系，但也发现，开放性实验教学对教师提出了更高的要求。学校应当正视实验教师的地位和作用，为实验教师提供良好的工作环境、学习进修机会，建立有效的奖惩制度，调动教师加入实验教学队伍的积极性，保证师资队伍结构的合理化。
实验室开放是实践教学改革的必然趋势，也是实验室管理模式、运行模式改革的大方向。实验室的开放程度已成为反映一所大学实验室管理水平的一个重要标志。在硬件满足要求的情况下，尽可能地在管理上做文章，加强软件方面的建设，做到软硬件同步发展，协调发展，创造宽松的学术思想交流、学科内容交叉、实验技能互补的氛围，为学生掌握专业技能夯实基础，使中俄联合培养创新实验室在培养学生创新创造能力的轨道上实现可持续发展[8]。
[关键词] 阴地蕨；生物学功能；研究进展；运动医学
[中图分类号] G804.7 [文献标识码] A [文章编号] 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
目前阴地蕨的研究主要是集中在医学与化工、生物领域，主要表现为阴地蕨在医学上的应用，以及通过不同的手段提取和获得阴地蕨制剂，在植物学与生态学方面，主要为阴地蕨的形态特征与生存环境的研究。本文通过中国知网和万方数据库，以阴地蕨为关键词进行检索，结果检出与阴地蕨直接相关的文献14篇，涉及到阴地蕨的文献共计175篇，查阅检出资料并对阴地蕨目前的研究现状进行分析总结，得出目前对阴地蕨的研究还没有涉及到运动医学领域。在竞技体育运动中，体能、技术、营养、康复等方面也是决定运动成绩的因素，运动员的营养状况和运动成绩也有这很大的关系，通过不同的运动营养补剂可以协调运动员营养与健康，因此，可以通过已有研究进一步对阴地蕨的功能进行研究，以期为研发更好的运动营养补剂提供理论支撑。
1 阴地蕨生物学与及其化学成分
阴地蕨Sceptridium ternatum（Thunb.）Lyon属阴地蕨科，标准化整理为1属7种[1]。别名：小春花、一朵云、花蕨、独立金鸡。主要分布于陕西、江苏、安徽、浙江、江西等地。阴地蕨陆生植物，根状茎短，直立，具肉质粗根。叶有营养叶与孢子叶之分，均出自总柄，总柄基部包有褐色鞘状托叶。营养叶一回至多回羽状分裂，具柄或几无柄，大都为三角形或五角形，少为一回羽状的披针状长圆形，叶脉分离。孢子叶无叶绿素，有长柄，或出自总叶柄，或出自营养叶的基部或中轴，聚生成圆锥花序状，孢子囊无柄，沿小穗内侧成两行排列，不陷入囊托内，横裂。孢子四面形或球圆四面形[2]。东伟等[3]苗药一朵云3种阴地蕨属来源孢子（阴地蕨、药用阴地蕨和华东阴地蕨）电镜研究。通过扫描电镜超显微鉴别方法观察了3个阴地蕨属植物的孢子，发现3种来源的孢子形态基本相似，孢子大小及裂缝明显有差异。
阴地蕨有效成份的相关研究，用水、乙醇和石油醚对阴地蕨进行提取，根据颜色反应及沉淀反应初步判断所含化学成分。结果表明：阴地蕨中含有皂苷、酚类、糖、多糖、有机酸、鞣质、蛋白质、香豆素、内酯、强心苷、黄酮、挥发油、甾体和三萜类等化学成分；不含生物碱和油脂。也有报到阴地蕨提取物含阴地蕨素（ternatin）、槲皮素、3-O-α-L-鼠李糖-7-O-β-D-葡萄糖苷。叶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]。
唐文华等[7]采用火焰原子吸收光谱法测定黔东南林区野生苗药一朵云的微量元素的含量，测定样品中微量元素锌、铁、镍、铜的含量分别为41.40、587.42、2.31、5.91 mg/kg。说明苗药一朵云中含有适量的微量元素，值得进一步开发利用。杨平等[8]用氢化物发生一原子荧光光谱法测定了阴地蕨根和叶中的硒含量，结果表明，硒含量为0～10 ng/mL的线性关系良好，其相关系数r = 0.9996，回归方程为y = 140.02x+27，回收率为98.9%～101.0%。阴地蕨根中的硒含量略高于其叶中的硒含量，这表明硒在阴地蕨全草中分布比较均匀。
2 阴地蕨的生物学功能
2.1 利尿作用的研究
动物在严密控制进水量的情况下，每日灌服阴地蕨酊剂（用时蒸去酒精加水稀释过滤）0.5 g/kg，连服5 d，有非常显著的利尿作用，灰分则无利尿作用，说明其利尿主要不是由于钾盐，而是其他的有效成分。动物口服或静脉注射煎剂，亦出现利尿作用[9]。李宛霏等[10]在毛南族常用的药用蕨类植物一文中也提到阴地蕨性甘、苦、凉、微寒，归肺、肝经，具有清热解毒、平肝熄风、止咳、止血、明目去翳等作用。
2.2 抗菌作用
通过查阅文献资料，对阴地蕨研究比较多的方面主要集中在阴地蕨的抗菌消炎作用上。据初步体外试验结果，阴地蕨水浸剂或煎剂对多种致病真菌有不同程度的抑制作用。鲜草煎剂用平板纸片法，对大肠埃希菌有抑制作用。低浓度对动物离体肠管和心房无明显作用，高浓度则使肠管收缩，心房抑制。对离体动物血管有收缩作用，口服毒性很小，注射给药则有一定毒性[11]。
林庆祝等[12]在1991年初至1992年底用潘生丁加阴地蕨治疗水痘25例，治疗组除给予病毒灵、赛庚啶口服外，并给予潘生丁，以及阴地蕨10～20 g煎服。对照组给予病毒灵、赛庚啶口服，与对照组比较治疗组疗效满意，但因当时病例数有限，需进一步探讨。初步说明阴地蕨加潘生丁具有抗菌消炎作用。
陈晓清[13]采用4种方法提取阴地蕨，并利用圆形纸片进行抑菌试验，结果表明：阴地蕨提取物显示出不同程度的抑制3种鱼病病原菌的活性，阴地蕨多糖提取物对肠炎病病原菌的最小抑制浓度为6.25 mg/mL。
2.3 对肿瘤细胞增殖的抑制作用
王少明[14]和Kimi等[15]利用MTS/PMS法检测阴地蕨对A549细胞增殖的影响，研究阴地蕨对肿瘤转移相关生物学行为黏附、迁移能力的作用。结果发现25 μg/mL的阴地蕨对肿瘤细胞增殖有抑制作用，并且能明显抑制肿瘤细胞的黏附，质量浓度5 μg/mL以上的阴地蕨即可抑制肿瘤细胞的迁移和侵袭。其抑制A549细胞主要机制表明阴地蕨可通过抑制肿瘤细胞黏附、迁移及侵袭，抑制肿瘤的转移。仅在小鼠体内实验得到，但是对于人体来说，还需要进一步的临床实践的证实。该研究中阴地蕨为其提取物，包含大量的生物活性黄酮如木犀草素、阴地蕨素等，该证明阴地蕨中的黄酮类具有良好的抗肿瘤作用。
王少明等[16]在小春花对小鼠二阶段皮肤状瘤的抑制作用一文中，通过用巴豆油致小鼠耳廓肿胀模型和经典的DM-BA/巴豆油诱导小鼠皮肤状瘤形成的二阶段致癌模型，观察和评价小春花在不同阶段的抗化学致癌作用。小春花生物活性成分主要是黄酮类结构的化合物，其中主要是特有的阴地蕨素（Tematin）及其苷类衍生物。研究表明，Ternatin具有很好的抗炎、抗过敏、抗氧化的作用，可以对抗化学诱癌物所致细胞增生[17]。巴豆油能够使动物皮肤产生多种细胞生物学和形态的变化，巨噬细胞大量渗出，活性氧自由基释放，巴豆油引起的小鼠炎性反应表现为耳肿胀，如果小春花能够减轻小鼠耳肿胀的程度，提示该药物能够抗癌。实验观察到，小春花能明显减轻巴豆油所致的小鼠耳廓肿胀，小春花抑制皮肤状瘤主要在促瘤阶段，主要和小春花的有效成分具有抗氧化作用，具体机制还需进一步研究，说明小春花对巴豆油作用后的急性炎性反应有一定程度的抑制作用。
在陈茂梧[18]脑瘤合剂治疗脑肿瘤验案一文中，通过对一名脑动脉瘤患者进行自制处方：牛尾菜30 g，鹿茸草30 g，天葵子20 g，阴地蕨30 g，大黄10 g，芒硝12 g（冲服），葛根30 g，煅石决明30 g，鸡矢藤30 g，珍珠粉1瓶（2分装冲服）。上方出入服药3个月余，症状消失。随访17年未复发。
2.4 祛痰作用
阴地蕨口服液制剂具有清肝解热，散风解毒，平喘祛痰的功效，临床上可用于呼吸系统疾病的治疗[19-21]。
王少明[19]对小春花口服液对慢性支气管炎模型小鼠病理形态影响及祛痰作用一文中，通过对慢支模型小鼠进行正常组、模型组、阳性药组、低剂量组和高剂量组的实验研究发现，小春花口服液具有一定的化痰作用，同时对烟熏所致的小鼠慢性支气管炎症的病理形态改变也有显著改善。小春花口服液有抗炎、免疫调节等作用。
阮君山等[20]在小春花对肝纤维化小鼠肝功能及转化生长因子（TGFβ1）、结缔组织生长因子（CTGF）水平的影响一文中，为了研究小春花对肝纤维化的作用及其作用机制，通过建立肝纤维化小鼠模型给予药物治疗，检测小鼠肝功能的变化及TGFβ1、CTGF表达的影响。小春花对肝纤维化小鼠肝功能的增强机制可能通过抑制TGFβ1的产生，抑制HSC的活化，减少CTGF的合成，抑制ECM的沉集，从而达到预防和治疗肝纤维化的作用。另一方面，小春花不但能减轻肝细胞损伤，改善肝功能，而且通过抑制TGFβ1的产生，阻断和逆转肝纤维化的形成，对四氯化碳诱导的小鼠肝纤维化有明确的治疗作用，而且对肝脏没有明显的毒性作用。因此，小春花能够抑制肝纤维化的形成，同时能够减轻肝细胞损伤，改善肝功，能够用来预防和治疗肝纤维化的作用。
赵俊华等[21]在土家药黔产铁线蕨、阴地蕨科药用植物的种类和分布研究一文中，对不同种类的阴地蕨的功能有简单介绍：
毛蕨萁具有清热解毒、止咳平喘作用，主治毒蛇咬伤、乳痈、疔疮肿毒、咽喉炎、肺热咳嗽。蕨萁具有清热解毒、祛风定惊作用，主治肺痈、疮毒、蛇咬伤、小儿急惊风、风湿麻痹、跌打损伤。薄叶阴地蕨具有清肺止咳、解毒消肿作用。主治肺热咳嗽、痄腮、乳痈、跌打肿痛、狂犬咬伤。华东阴地蕨具有清肝明目、化痰消肿作用。主治目赤肿痛、小儿高热抽搐、咳嗽、吐血、痈肿。药用阴地蕨又具有解毒、散结、清热止咳作用，主治疮毒肿毒、肺热咳嗽。阴地蕨具有清热解毒、平肝息风、止咳、止血、明目去翳作用，主治小儿高热惊搐、肺热咳嗽、百日咳、癫狂、痢疾、疮肿痈毒、毒蛇咬伤、目赤火热、目生翳障。含阴地蕨素、苷类等化学成分。
Yuan等[22]在阴地蕨提取物对小鼠哮喘模型平喘的作用――通过调节Th1/Th2的比例平衡以及白三烯受体的表达水平一文中，提出阴地蕨提取物作为中国常见的中药，已经用于治疗过敏性哮喘和百日咳。文中由卵清蛋白（OVA）致敏气溶胶的吸入过敏原培养小鼠哮喘模型，在卵清蛋白敏化前10天实施阴地蕨管理，同时使用孟鲁司特（10 mg/kg）。通过Medlab12道的生物信号处理系统对气道反应性进行了评价。Th1/Th2的比例关系由流式细胞术决定。Cyslt1的表达水平通过PCR来衡量。肺组织的病理变化被HE染色检查。发现阴地蕨显著降低气道反应，升高了Th1/Th2的比率，减少了Cyslt1 mRNA水平通过剂量依赖的方式。大剂量阴地蕨提取物明显阻止了病态肺组织的变化。高剂量阴地蕨提取物有相同的功效孟鲁司特在小鼠哮喘模型中，和阴地蕨提取物是一个潜在的抗哮喘。
以上对于不同类型的阴地蕨的论述表明，阴地蕨具有清热解毒，清肺止咳的作用。
2.5 纠正高尿酸血症
通过建立小鼠高尿酸血症的模型，观察阴地蕨对高尿酸血症的干预作用。给小鼠灌胃不同剂量的腺嘌呤和乙胺丁醇建立高尿酸血症模型，以正常组为对照，对比各个剂量的造模效果。以筛选的造模方法，以血中尿素氮、肌酐、尿酸的含量为指标，以此来评价阴地蕨的干预作用。结果显示：3、1.5 g/kg能有效干预小鼠高尿酸血症的形成[22-23]。
林宇星[23]通过建立小鼠高尿酸血症的模型，并观察小春花对高尿酸血症的干预作用。主要方法有：给小鼠灌胃不同剂量的腺嘌呤和乙胺丁醇建立高尿酸血症模型，以正常组为对照，对比各个剂量的造模效果。以筛选的造模方法，以血中尿素氮、肌酐、尿酸的含量为指标，以此来评价小春花的干预作用。结果显示，根据造模结果，选用腺嘌呤50 mg/kg，乙胺丁醇100 mg/kg联合给药造成小鼠高尿酸血症模型。小春花3、l.5 g/kg能有效干预小鼠高尿酸血症的形成。得出的结论为选用小鼠复制高尿酸血症模型，具有经济、高效、造模时间短的优势。小春花是福建民间常用的草药，具有清热解毒的作用。临床上可以用于高尿酸血症及痛风的治疗。实验结果表明，小春花能降低模型小鼠的血尿酸值。但其作用机制如何，有待于进一步的研究。小春花可以干预小鼠高尿酸血症的形成。由此可做大胆的推断，应该也与阴地蕨有利尿作用相关。
2.6 增强免疫功能
庄捷等[25]在小春花滴丸对小鼠免疫功能的影响一文中，将小春花制成滴丸的形式，通过免疫器官重量法、碳粒廓清实验、血清溶血素测定法观察小春花滴丸对小鼠免疫功能的影响。研究发现，小春花在药物影响小鼠的情况下，能维持小鼠脾指数和胸腺指数的水平，说明小春花能够提高了网状内皮系统功能，具有一定的免疫增强功能。小春花还能对抗环磷酰胺导致的小鼠血清溶血素水平的下降。以上说明小春花能够提高小鼠的免疫功能。小春花还能显著提高小鼠廓清指数和吞噬指数，说明小春花能够提高机体的非特异性免疫系统的功能。
3 阴地蕨与运动能力的关系
综上所述，阴地蕨的生物学功能主要集中在利尿作用、抗菌作用、对肿瘤细胞增殖的抑制作用、祛痰作用、纠正高尿酸血症、提高免疫功能等方面，在医学方面研究和应用得比较多，但是在体育科学领域还没有见到相关文献，通过阴地蕨自身所独有的生物学功能以及阴地蕨提取物的化学分子式，并且阴地蕨中富含β-胡萝卜素、维生素C等小分子抗氧化物质，可以提高各组织抗氧化成分的含量，可以推断其具有提高运动机体中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性，降低机体不同组织的MDA的含量，也说明其在运动机体的不同组织中有一定的抗氧化、抗疲劳功能。抗氧化能够减少个体体内有害和有毒物质的产生，并且能够清除机体产生的氧化组织的物质，从而保护组织和器官。抗疲劳能够延缓疲劳的发生，在训练和比赛时能够发挥个体的潜能，从而对运动能力的提升有一定的促进作用。因此，阴地蕨具有的抗氧化和抗疲劳的能力，在运动科学领域中的应用具有一定的可行性和必要性。
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关键词：微小分子核糖核酸；动脉粥样硬化
从上世纪中叶开始，心脑血管疾病已成为导致世界人口死亡的主要疾病之一，其发病率及死亡率逐年升高，而据 WHO 估计，至2020 年全球因心血管疾病死亡的人数将占到总死亡人数的36%[1]：在我国心血管疾病的发展趋势同样不容乐观，而在众多致残致死的心血管疾病当中，动脉粥样硬化更是占到了75%以上[2]；目前对于该病的发病机制大部分研究者都较为认同自身炎症反应学说与免疫机制，但是在发病的整个过程中，血管与炎症跟免疫等等各个环节都需要进行相互协调与作用，关于这方面的关系尚未得到相应说明。近些年关于内源性非编码的微小 RNA的研究为这方面的深入研究提出了新的方向与思路。本文就 miRNAs 分子的概述以及近年有关 miRNAs 与动脉粥样硬化关系研究的部分进展作一综述。
1 miRNAs的形成和作用机制
MiRNAs是一类大小为19～25个碱基的内源性非编码小 RNA 分子， 通常与靶基因 mRNA的3'-非编码区（ 3'-untranslated region， 3'- UTR）相 结合调控翻译 ，在生物进化过程中是一类高度保守的非编码小RNAs， 通过碱基互补或部分碱基互补与目标 mRNA 结合， 降解目标 mRNAs和抑制目标 mRNAs的翻译，在转录后水平调节基因表达。
1.1 miRNAs的形成 多数 miRNAs 编码于基因间区域和反义区域，具有其自身的 miRNAs 启动子和调节元件，其中大约40% miRNAs 编码基因存在于蛋白和非蛋白基因的内含子中，甚至在非编码蛋白基因转录而成的 RNA 外显子区。在细胞核中经RNA 聚合酶Ⅱ的作用，产生初级转录产物 （ pri-miRNA） ，大于 1kb ，有一茎环结构， 5'端有一帽子结构， 3'端有-poly尾巴。在大多数真核细胞， pri- miRNA 在细胞核中经DROSHA 和DGCR8蛋白复合体调控作用， 转化为次级转录产物 （ pre-miRNA）， 大小约 70bt ， 是一有茎环结构的双链核苷酸，与 Ran- GPT依赖的核转运受体输出蛋白-5结合后进入细胞质， 在Ran-Dicer（（一种 miRNA 合成的关键酶））作用下， 剪切成大小约 22 bt左右的双螺旋结构， 其中一条为成熟 MicroRNA， 另一条为其互补链 （ dsRNA ）， MiRNA与dsRNA的复合物与 RNA诱导沉默复合体（ RISC）结合，在其中双链无损伤的展开， dsRNA 被降解。同时， MicroRNAs分子引导 RNA 诱导沉默复合体接近靶基因[3，4]。
1.2 miRNAs的作用机制 miRNAs 可以直接破坏mRNA的有效转换，其单位的上调能够直接引发目标蛋白质下降，而其单位的下调则能够引发目标蛋白质的上调。单链 miRNA 与靶 mRNA 的 3'- UTR不完全互补配对，从而阻遏该基因的转换过程，但是目前对于该种阻滞转换过程的机理并没有完全研究清楚。miRNA 表达下调一般在炎症中较为常见，导致其表达下调的原因主要有：基因突变、转录下调、表观遗传失活等几个方面。同时，国外研究学者在研究过程中发现miRNA 编码基因启动子区域的突变也会对表达产生一定影响；miRNA 在靶基因 mRNA 的 3'- UTR区结合位点的突变，可以导致其过表达；同时，3'- UTR 区的突变也可产生新的 miRNA 结合位点[5]。
2 miRNAs 参与调控动脉粥样硬化发病细胞生物学变化
在动脉内膜中，内皮细胞是十分重要的一个组成部分，当动脉内膜收到损伤或者出现功能紊乱时，其细胞也会存在不同程度影响。当患者患有高脂血症，其氧化修饰的低密度脂蛋白（ ox- LDL） 与胆固醇都会对动脉内膜造成不同程度的功能损伤。在血流动力学出现变化的条件下，比如患者血压发生变化、血管血流出现变化、动脉内膜受损等等情况都会导致血管内膜连续性收到破坏，从而引发损伤。最具特征性的病变是有多种 miRNAs 在上述细胞均有特异性表达并参与调控动脉粥样硬化相关因素，包括内皮细胞的生长、分化、死亡和凋亡，内皮祖细胞炎症细胞细胞因子脂质调节等，从而影响动脉粥样硬化的发生发展。
2.1 MiRNAs与内皮细胞 在动脉粥样硬化各种危险因素的刺激下，内皮细胞的损伤是动脉粥样硬化的早期改变。MiRNA对内皮细胞的影响主要表现在影响内皮细胞的生物学功能。最近的研究显示：MiRNAs对内皮细胞的主要作用机制可以通过下面几个途径进行调节：①内皮的结构与功能性能完整程度；②内皮细胞黏附分子调节与表达；③调节内皮细胞的增殖、迁移与参与能力；④调节内皮细胞代谢功能。MicroRNA126在人内皮细胞异性高度表达， Wang[6]等在体内敲掉老鼠的MicroRNA126，从而影响了老鼠血管完整性及其内皮细胞的代谢功能。Sua？rez[7]在 Dicer基因沉默的小鼠发现MicroRNA221和MicroRNA222能够调节内皮细胞的一氧化氮合成酶的蛋白水平。另外，研究发现[8] Dicer缺失会令鼠生长过程中由于血管新生障碍而死亡过早，相似的研究中发现通过RNA干扰方法敲除人或动物血管内皮细胞（endothelial cell，EC）中的 Dicer会显著地减少EC迁移、毛细血管形成及血管芽形成[9]。Dicer缺陷或敲除常伴随一些新生血管基因的表达改变，包括血管内皮生长因子 VEGF 和它的受体一氧化氮合酶和IL-8[9]。
目前研究证实很多miRNAs 参与到血管的生成过程中来。如 MiR-21、MiR-23a、MiR-24、MiR-29a、MiR-31、MiR-99a、MiR-100 MiR-103、 MiR-106家族等在内皮细胞中高表达，并有促进血管生成的作用，而 MiR-15，MiR-16，MiR-20a，MiR-20b 则有抑制血管生成的作用[10]。另一个与动脉粥样硬化发展密切相关的为血管再内皮化，动脉粥样硬化主要是因为细胞发生损伤与凋亡。循环中的内皮祖细胞（endothelial progenitor cells，EPCs）经过大量临床实证已经被学者发现其为维持内皮细胞完整性的方面起着主要作用。EPCs通过细胞正常代谢将新EPCs取代原有受损或者凋亡细胞，从而达到细胞的修复作用[11]。国外学者最近研究过程中也发现 miR-221/222对于动脉粥样硬化个体中较非动脉粥样硬化个体表达有显著差异，呈增高趋势[12]。此外，研究还发现 miR-221/222 表达与EPCs 的数量是呈负相关趋势。
2.2 miRNAs与巨噬细胞 动脉粥样硬化从病理上来讲是一种慢性炎症反应，其主要病理机制为巨噬细胞摄取 ox-LDL，再通过一系列转变形成泡沫细胞，泡沫细胞再分泌促炎症因子，炎症因子能够导致细胞的损伤甚至是坏死，从而发生噬斑。有相关研究发现 miRNA的作用机制主要是通过调节炎症因子的表达参与。Chen 等[13] 在研究过程中发现氧化低密度脂蛋白 ox-LDL 诱导的人外周血单核细胞miRNA 呈现差异性表达。其中 miR-125a-5p 因子表达差异性最为严重，发生明显上调。除此之外，其还发现了抑制 miR-125a-5p 的表达能够明显提升细胞对脂类的影响，并提高清道夫受体的表达与炎症细胞因子的代谢。该研究中进一步对miR-125a-5p 的靶基因进行了预测，证实 ORP9（oxysterol bindingprotein-like 9）是 miR-125a-5p 作用的基础。可以抑制 miR-125a-5p 分泌与表达来提升 ORP9 在 mRNA 和蛋白水平的表达。通过以上的研究证明： miR-125a-5p 有很大可能参与调控ox-LDL 刺激的单核细胞过程，从而导致炎症反应，影响脂类摄取与 ORP9 表达。
2.3 MicroRNAs与血管平滑肌细胞 血管平滑肌细胞在动脉硬化中由收缩表型转化为合成表型增殖，由中膜向内膜迁移， 吞噬脂质转化为泡沫细胞，同时分泌细胞外基质， 参与AS斑块的形成。研究提示多个MiRNAs 在血管平滑肌细胞异表达，并通过对血管平滑肌细胞的表型转化、增殖及迁移的参与动脉硬化斑块的形成。Cheng等[14] 发现MicroRNA145是正常血管壁和血管平滑肌细胞中最多表达的MiRNAs，并且在培养的大鼠血管平滑肌细胞或球囊损伤的大鼠颈动脉中发现MicroRNA145是血管平滑肌细胞表型的标志并调节表型的转化， 同时在球囊损伤的大鼠颈动脉中发现 MicroRNA145有抑制血管新生内膜的生长作用。Elia等[15]发现在人体中主动脉瘤中 MicroRNA145和M icroRNA143的表达比正常主动脉明显下降，同时在MicroRNA145 和MicroRNA143 在受急慢性血管压力的小鼠的血管平滑肌细胞中表达下降的，在MicroRNA145和MicroRNA143 基因敲除的小鼠中，因血管平滑肌细胞的不完全分化出现了大动脉的结构修饰， 上述多项研究证明MicroRNA145和MicroRNA143对血管平滑肌的表型及分化有调节作用。
3 miRNAs与动脉粥样硬化相关性疾病
最近在自发性高血压大鼠主动脉中检测出一些 miRNA的表达差异。 Xu 等[16]检测miR-1，miR-133a，miR-155和miR-208在这些高血压大鼠主动脉中的表达。其中miR-155水平与血压高低呈负相关。此外，Boettger[14] 等检测证实 ACE（一种在高血压病变中至关重要的酶）是 miR-143 和 miR-145重要的靶基因。而miR-143 和 miR-145 被发现在血管和 VSMC的收缩功能方面起着重要作用。研究表明miR-143 和 miR-145 表达缺失鼠的血压降低取决于降低血管的收缩能力[17]。
据文献报道，许多基因参与糖尿病相关性血据管病变 。而miRNA 是基因表达的重要调节者， 据上述原因可以推测 miRNAs或许在糖尿病血管并发症中扮演重要角色。 最近的研究中 Li等[18] 发现 miR-221 在高糖刺激培养的血管内皮细胞中高表达并诱导了内皮细胞的凋亡。
4 miRNA在血管疾病中的临床应用及展望
通过研究结果显示，在血清中的 miRNAs表达有很大可能成为新的粥样动脉硬化诊断与预后分子表达物，但是需要建立起一套行之有效的检验流程与数据处理系统，才能确保分子的准确性与标准性。根据临床最新研究表明，治疗血管疾病可以将miRNAs表达作为一种新的靶点，通过鉴别miRNAs 在血管疾病中多样化表达可以分析其病症，再通过调节与抑制过多表达的 miRNA 有望成为新的治疗手段。
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【摘要】 目的综述五味子多糖的药理研究、分级方法、检测方法等方面研究。方法通过论文数据库检索相关文献，选择部分高质量的研究论文进行概括、整理、总结。结果与结论五味子多糖药理作用涉及消化系统、心血管系统、中枢神经系统、生殖系统以及抗氧化，抗衰老等方面；五味子分级是研究分离具有高药效的多糖成分，其方法为不同条件下的沉淀分级法；五味子多糖提取检测研究有热水浸提法-苯酚-硫酸法测定方法、正交设计法—红外光谱法检测方法等；但目前的研究还不够完善，在提取检测方法方面有待进一步研究和应用。
【关键词】 中药；五味子；多糖
五味子为木兰科植物五味子Schisandra chinensis(Turcz)Ball.的干燥成熟果实，是著名的滋补性中药，始载于《神农本草经》，列为上品，具有益气强阴 、养五脏、明目壮筋骨等多种功效［1］。用于治疗久嗽虚喘，梦遗滑精，遗尿尿频，久泻不止，自汗盗汗，津伤口渴，短气脉虚，内热消渴，心悸失眠等症。目前我国学者在五味子临床疗效、有效成分提取鉴定、药理作用及植物资源等方面作了大量的研究而且比较深入。在活性成分研究方面，主要的研究重点在五味子的脂溶性成分方面。从五味子中分离得到的木脂素类单体化合物有近40种，其药理作用研究涉及消化系统，心血管系统，中枢神经系统，生殖系统以及抗氧化，抗衰老等各个方面。然而中药传统用药习惯以及许多五味子水提液的显著药理活性提示我们“五味子水溶性有效成分的研究不可忽视”，于是研究者开始从对五味子中木脂素类化合物的研究转向对多糖的研究和探讨。
1 概述
1.1 多糖的概念
多糖又称聚糖，可以分为两类。只含有一种单糖单位的多糖，如淀粉叫作同多糖；含有两种或更多种单糖单位的多糖叫作杂多糖，如透明质酸。多糖一般没有精确的分子量，其中的单糖单位可因细胞的代谢需要增加或减少。多糖没有还原性，无甜味，大多不溶于水，有的与水形成胶体溶液，多糖在自然界分布很广，其功能是多种多样的，有些多糖是单糖的贮存形式；许多多糖是单细胞微生物、高等植物细胞壁和动物细胞外部表面的结构单元；另一些多糖是脊椎动物结缔组织和节肢动物外骨骼的组分。结构多糖有保护、支撑的作用。最重要的贮存多糖是淀粉和糖原。
1.2 中药多糖
20世纪80年代以来，科学家们对植物多糖，特别是对中药中的多糖研究产生了浓厚的兴趣。研究人员从各种中药中提取、分离得到了大量多糖和糖类物质，如植物类药材：人参、枸杞子、当归、黄芪、五味子等；菌藻类药材：茯苓、猪苓、冬虫夏草、灵芝等；动物类药材：刺参、鹿茸等都含有多糖。在生命科学研究领域里，糖生物学一直处于的该领域的研究前沿和热点，由于现代医学、细胞生物学及分子生物学的发展，使人们认识到免疫系统的紊乱不仅会产生多种疾病，而且与人体衰老及老年人的多发病如肿瘤、高血压病、糖尿病甚至精神病的发生均有密切关系 。研究结果得出这些中药多属于扶正固本等补益类中药，所以这类药物不但能促进机体的免疫功能，而且证实了有些多糖确具有抗老延寿、抗肿瘤、降血脂等作用。
2 五味子多糖的研究进展
20世纪90年代以来，许多学者从五味子水提液中分离得到了五味子多糖(the coarse polysaccharide from Schisandra chinensis，CPSC)，并对其药理活性进行了研究，研究表明五味子多糖具有多种药理作用和功效。
2.1 药理作用
2.1.1 保肝作用金顺姬［2］
在研究中发现，五味子对四氯化碳等引起的动物血清谷丙转氨酶(GPI)升高有抑制作用。王艳杰等［3］进一步的研究表明，五味子粗多糖对H22，SI80荷瘤小鼠具有抑瘤作用，其不同给药途径均具有抑瘤作用，且彼此之间抑瘤作用无明显差异，提示五味子多糖的药用途径是多方面的；五味子粗多糖的不同剂量表明五味子粗多糖高、中剂量组能够延长H22，S180荷瘤小鼠的生存时间；能抑制S180荷瘤小鼠的增长，其高剂量组抑瘤率达到45．4％，并证实了五味子粗多糖的抗肿瘤作用与剂量有一定的相关性，剂量过低，五味子粗多糖不能很好地发挥抗肿瘤作用。
陈文静等［4］通过研究五味子多糖的抗突变作用，进一步探讨其抗肿瘤作用机制。五味子多糖各剂量组对环磷酰胺诱导的小鼠骨髓微核率有抑制作用。与环磷酰胺对照组比较，高、中、低剂量组都有非常显著性差异(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细胞的吞噬功能，促进溶血素、溶血空斑形成，促进淋巴细胞转化，且多糖类成分含量较高可达3%以上，可以认为五味子多糖是其兴奋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较好的抗衰老作用，可拮抗因衰老所致小鼠胸腺和脾脏的萎缩，使衰老小鼠已萎缩的胸腺及脾脏明显增大变厚，胸腺皮质细胞数及脾淋巴细胞数明显增加，脾小结增大，使衰老小鼠已退行性变的神经细胞恢复正常，且可使神经细胞胞体增大。黄玲等［7］从其对氧自由基的消除及抗脂质过氧化作用方面探讨了五味子多糖的功效。揭示了五味子多糖灌喂的荷瘤小鼠机体抗氧化作用增强，说明五味子多糖能提高荷瘤小鼠SOD 的活力，抑制自由基的产生，具有一定的抗脂质过氧化作用。谢大泽等［8］采用黄嘌呤-Luminol(XL)和邻苯三酚- Luminol (PL)两个化学发光系统的研究结果表明，五味子粗多糖具有较强的清除氧自由基的能力。
2.1.4 抗肿瘤黄玲等［9］
研究采用肿瘤移植的动物模型，研究五味子多糖的抑瘤率以及对免疫器官(脾脏、胸腺)的影响，结果表明五味子多糖能抑制S180荷瘤的增长，且浓五味子多糖有较显著的抑瘤作用，浓五味子多糖合并环磷酰胺抑瘤率达74.5%，比单纯用环磷酰胺抑瘤率69.5%有所提高。
从病理切片角度观察五味子多糖对瘤体的影响。表明400mg/kg五味子多糖具有轻度抑瘤形态学表现，能促进细胞凋亡，瘤内及瘤周炎症反应明显，而瘤细胞坏死则与对照组相当，推测五味子多糖的抑瘤作用可能不是直接杀死瘤细胞，而与细胞凋亡及活化免疫细胞有关。400 mg/kg五味子多糖具有一定的抑瘤作用，且对肿瘤化疗可能有增效作用。对其进行深入研究有助于癌症的预防和治疗［10］。
进一步研究结果表明，经过五味子多糖喂养的荷瘤小鼠比肿瘤对照组小鼠血浆SOD水平明显升高，即能调动或激活机体内源性抗氧化体系，SOD可清除自由基，降低脂质过氧化反应。经过五味子多糖喂养的荷瘤小鼠血浆MDA水平明显降低，揭示五味子多糖能提高荷瘤小鼠SOD的活力，抑制自由基的产生，具有一定的抗脂质过氧化作用，这是五味子多糖抑制S180荷瘤小鼠瘤体生长的原因之一［11］。
王艳杰等［12］采用评价细胞遗传学损伤的标准试验，小鼠骨髓PCE微核试验检测了五味子多糖的抗突变作用。同时，做了荷瘤小鼠的生命延长率实验，表明五味子多糖还具有抑制肿瘤细胞生长的作用。
2.2 五味子多糖的分级
近些年来，研究发现多糖具有较高的药用价值。突出表现在增加人体的免疫能力，抗肿瘤、降血脂等方面，这些突出的药理作用已引起医药界高度重视。然而应该指出并不是所有的多糖都具有药用价值，真正具有药用价值的多糖仅是其中的极小一部分。如何将这一小部分分离出来进行研究，以从众多的多糖中提取具有高药效的多糖成分，为提高药物的有效浓度和剂型的改革提供药源，这是化学工作者的一个重要课题。许多学者已做过相关研究。
安秀吉等［13］用乙醇作沉淀剂，根据实际应用采用沉淀分级法，浓度为1%时多糖可分为4～7级。即在恒温的多糖溶液中缓慢地滴加乙醇， 当出现沉淀时进行离心，其沉淀物为第一个级分，在上层清液中继续加入乙醇可得到第二级分， 这样下去得到了多糖的各个级分。将各级分多糖干燥除醇溶解后定容，用葡萄糖为标准品， 采用酚-硫酸法确定各级分的含量， 同时对各级分的数均分子、 持性黏度、折光率等进行了测定。在对各种性质进行比较后发现，除颜色随分子量降低而变浅外，沉淀形状、特性粘度等没有变化规律，并且差别很大。
谭晓虹等［14］在研究中加入乙醇使乙醇含量为80％放置12 h，抽滤，沉淀依次用无水乙醇、丙酮反复洗涤，得到棕色粗多糖。将粗多糖溶于水，用seveg法除去蛋白，加入1％活性碳脱色，抽滤，滤液加入乙醇，使溶液含醇达80％ ，静置过夜，抽滤，残渣用无水乙醇、丙酮反复洗涤，真空干燥，即得精制北五味子多糖。并在实验结果中表明，北五味子多糖提取两次即可，平均含量为6.57％。
韩学忠［15］采用恒温沉淀法对五味子多糖进行分级，得到5个级分。按照硫酸-酚法测定各级组分含量，并对各级组分多糖的实际含量进行矫正。结果表明，第1级分和第4级分占据了多糖的近90%，五味子多糖主要集中在这两部分；五味子多糖水溶液可直接用40%的乙醇溶液分成两部分，且有药效作用的多糖都集中在乙醇40%(V/V)没有沉定下来的多糖。40%乙醇浓度下多糖，水溶性较强，在水中稳定，选择此种多糖做注射剂原料不仅能保证应有的疗效，而且还能使稳定性得到保证；低浓度乙醇沉淀出的多糖是絮状，有一定的粘性，没有最大药用价值。而且它的存在还会造成多糖注射剂的浓度降低90%，稳定性也较差。五味子多糖注射剂采取分级的方法制取，不仅提高了其稳定性和质量，同时在提高其疗效的情况下，具备工业化生产的条件，具有广泛的应用前景。
2.3 制备方法及结果分析
近年来对五味子多糖提取工艺的研究方法很多。谭晓虹等［14］采用热水浸提法，用苯酚-硫酸法测定北五味子多糖的含量，结果测得北五味子中多糖含量为6.57%，平均回收率为99.78%。并且得出该苯酚-硫酸法测定北五味子多糖的含量时，以40℃恒温，30 min较好。加入苯酚量0.6 ml以上时，反应能完成。对于硫酸的用量，经实验对比认为硫酸占总体积62.5%以上时，在重复性、稳定性及回收率方面都有明显的优越性。
范荣军等［16］采用正交实验设计对蒸馏水、碱水、醇碱3种提取溶剂、提取时间、提取溶剂体积及五味子多糖的脱色工艺进行优选，并采用红外光谱法对所得多糖进行检测，同时应用光学显微镜对不同提取方法的残渣的细胞形态进行观察。结果确定五味子多糖的最佳提取工艺为加入30倍量的醇碱溶液煮沸提取3h。活性炭脱色最佳工艺为在40℃下、加入1%活性炭、搅拌40 min。张兰杰等［17］在恒温 70℃下将北五味子水提取3次(稀NaOH溶液调 pH=8)；滤液浓缩、醇析、Savage法脱蛋白、脱脂 、脱色 、DATE纤维素柱洗脱等步骤 ，分离出两种多糖组分，含量分别为 0.387%和0.061%。
采用不同提取工艺，对粗多糖的提取效果会产生影响。同时，多糖在提取纯化过程中的损失以及产地，季节差异也会使测得的含量有所差别。
3 五味子多糖研究的发展趋势
综上所述，五味子多糖药理活性强，在保肝、提高免疫、抗疲劳、抗衰老、抗肿瘤等方面具有广泛的应用前景。但目前的研究还存在很多不足，亟待提高，突出表现为：所制得的多糖多为粗品，含较多杂质，仍需进一步纯化；含量测定方法大多为测定总糖的比色法，不能如实地反映多糖含量，需要进一步矫正；结构的精密的鉴定分析严重不足；药理实验主要停留在行为学，器官和组织水平， 活性机理不清等等。我国是五味子资源大国，应用历史悠久，市场前景广泛。如果我们能进一步优化五味子多糖提纯工艺，深入到分子水平充分研究其各级结构、数量分布、及药理构效机制，开发出一批具有自主知识产权的创新药物、中药、非专利重点品种和药物新制剂，相信在提升五味子这一我国传统中药的品牌竞争力和国际市场份额以及加大该资源可持续综合开发利用方面将大有作为。
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