生物科学研究范文

生物科学研究范文第1篇

近年来，台湾生物科学推动的方向仍以探讨生命现象的基础研究为主，研究范畴涉及由分子至个体层级探讨生命现象的运作到生物与自然的交互作用。自2012年起，台湾科技主管部门资助生物科学专题研究计划除了原有的生物生化及分子生物、动物及植物等三个学科外，又增加一门仿生学。

根据近日台湾科技主管部门下属“生命科学研究推动中心”发表的报告，2015年岛内共有346项生物科学类个人型研究计划提出申请，其中有191项属于生物化学领域，67项属于动物学领域，53项属于植物学领域，12项属于仿生学领域，申请计划的通过率平均为42%。

目前台湾生物科W基础研究重点包括：分子及细胞生物学、蛋白质的结构与功能、细胞核结构与功能研究、细胞互动与信息传递、发育生物学、遗传与生物发育、神经与认知科学、植物生长与发育、生物逆境学、动/植物与环境之互动、动/植物及微生物生化及代谢体体学、蛋白体及基因学、化学生物学、醣类科学、结构生物学及分子生物物理学等，大体而言尚能与国际研究发展趋势接轨，论文品质也不断提升，进步明显。

在生物多样性领域，2015年台湾科技主管部门共资助计划174项，其中一般型研究计划有121项、整合型计划6项（含29个子计划）、双边对外合作研究计划3项（均为台俄合作）和两岸合作研究计划8项。补助的计划中与分子遗传、基因和天然物开发相关的有55项，系统分类及亲缘地理的计划有45项，生态研究的计划则有49项。整体而言，学门的及质量都有提升。

来自台湾科技主管部门下属“生命科学研究推动中心”的报告承认，近年来由于岛内大学师资人数/研究人口大幅增加，使得研究计划申请件数暴增，令一些极具潜力的计划在激烈竞争下，失去获得台湾科技主管部门资助的机会。此外，不乏新人在超过新人阶段后即因竞争不过研究成果优秀的资深老师而落败。目前除了台湾中研院的研究员外，一般学校教师若无法获得台湾科技主管部门计划补助，即立即失去所有资源，使研究无法继续进行，研究生也顿失依靠，不但重挫未来人才的培育系统，也造成这些研究人力浪费。

如今，生物科学的发展越来越依赖高科技生物研究仪器与分析技术，包括先进的高通量测序仪、高解析液相层析仪、介面分子高定义分析质谱仪系统、X光绕射仪、蛋白质晶体筛选仪、代谢体核心实验室与影像分析核心实验室等。2009年起，台湾科技主管部门为配合“生技起飞钻石行动方案”，特专门公开征求岛内公立大学提出充实生物科技研究共用仪器设备的申请，共补助岛内23所高校，大幅提升了台湾生物科技的国际竞争力。

与10年前比，台湾生物科学研究有明显进步，相当多的实验室都能够稳定做出扎实的研究，每年有数量稳定的在各领域的重要期刊上。部分实验室近年来研究成果丰硕，在国际上具有重要地位，陆续有在顶尖期刊上。这些论文大部分出自中央研究院的实验室与研究型大学。

台湾生物科学研究项目中，不少已获得科技整合创新结果。例如开发新一代高通量测量蛋白质降解速率技术，建立崭新的药物开发平台；利用纳米线对离子浓度变化的敏感性，开发以往技术所无法达成的技术平台，使研究人员在神经细胞膜上可通透钾离子的相关通道开启时，便可探测到钾离子的出现，并测得其实际浓度。此相关研究除有助了解神经兴奋活性的机转外，更可应用于相关疾病如癞痫等的研究，解出植物焦磷酸水解酶蛋白分子结构。该成果除了让科学家了解植物代谢物再利用的机制，也可应用在也具有焦磷酸水解酶的破伤风杆菌、牙周病菌及螺旋杆菌等病原菌的抗菌标靶药物的研发。

在经济效益方面，台湾生物科学研究课题中，不乏具有许多成果具商品化价值，例如提高农作物硝酸盐吸收力，研发能抵抗病原菌的作物，建立崭新的药物开发平台，培育抗病毒种虾病，开发原菌前标靶药物等。

此外，部分成果也可提升人类的福祉，例如植物的硝酸盐感应机制的研究成果，有助于农业育种，或是利用转基因技术来改良作物竞争硝酸盐的能力；解析人类病理与生理作用机制，如老化相关的问题；说明胎儿防御与母体ABO血型不相容而产生溶血症的分子机制；探究细胞自噬作用与癌症或神经退化等人类疾病的关联性等。

代表性成果

近年台湾科学家在生物科学取得代表性成果有：

小核仁RNA是一类小型RNA分子，可引导核糖体RNA或小核RNA的化学修饰（如甲基化）；这些化学修饰可以影响核糖体以及剪接体的活性。2008年，台湾中研院植物暨微生物学所研究团队在进行资料库分析时发现，小核仁RNA的两端最常有相对应小型RNA分子的出现。他们根据这个发现，发展出一个生物资讯运算法则，用以注解阿拉伯芥中的小核仁RNA基因家族。该研究成果显示，有效分析小型RNA资料库可以应用于发现新的小核仁RNA基因，并且可以增进现有小核仁RNA基因注解的正确性。

鳃为鱼类因应酸碱及盐度变化的主要器官。鳃上一群特化的离子调节细胞――富粒线体细胞则负担了主要的离子运输功能。近年来，台湾中研院细胞与个体生物学所研究人员以斑马鱼为研究对象，在稍早的研究中发现，斑马鱼的皮肤及鳃上存在3型离子调节细胞，分别是富钠钾泵细胞（NaR细胞）、富氢泵细胞（HR细胞）及钠氯共同运输蛋白细胞（NCC细胞）。其中HR细胞负责氢离子的排除，因而被认为与酸性环境的适应有关。2009年，他们针对果蝇转录因子在斑马鱼中的同源基因（zgcm2），研究其在斑马鱼HR细胞分化及功能调节中所扮演的角色，发现不但氢泵的表现受到抑制，斑马鱼表皮的HR细胞也完全消失；此外，体表的氢离子浓度也随之下降，证明zgcm2的弱化抑制了HR细胞的分化及生理功能。本研究首次证明斑马鱼成体细胞受到酸性环境刺激时，通过与胚胎发育时期相同的细胞分化机制进行生理功能调节。

水稻是唯一耐水淹的主要作物，但是分子机制一直未被了解。2009年，中研院分子生物所余淑美发现“蛋白激酶”（CIPK15）为调控水稻耐水淹的关键基因。当水稻种子在水淹状态下，将缺氧信息传递到CIPK15，接着再调控细胞内具有监测能量多寡及感应逆境的多功能蛋白激酶（SnRK1A），然后通过糖信息传递途径在水稻种子内大量制造淀粉水解酶，将淀粉转化成糖，同时大量制造酒精脱氢酶，将糖发酵产生能量，使种子有足够碳水化合物及能量而能够在水中发芽。俟小苗快速生长至水面可以呼吸更多空气后，根部以同样原理制造碳水化合物及能量，而使植株可在半淹水稻田中生长。其他谷类作物及杂草并无这些能力，因此无法在水中发芽及生长。这个发现揭开数千年来所有谷类作物中，只有水稻种子可在水中发芽及成长的秘密，对于目前全球种植水稻以水淹方式防治杂草，以及其他耐淹水作物的育种都有重大影响。

肥胖不但造成个人罹患心脏及糖尿等慢性疾病的机会，也耗费掉大量医疗资源。不少尝试减肥，常发现其努力减去的体重会在短期内恢复。为了进一步探讨复胖的生理原因，2011年，中研院分子生物所研究人员利用线虫动物模式并设计一连串体内实验，进而证明复胖是与脂肪组织的代谢能力被引发有关。研究发现，类胰岛素生长因子及其信息传递链在受到饥饿压力时能激发细胞内生物合成效率，被激发的生合成效率将促使细胞在重新获得能量时，能够快速制造并储存脂肪，故能在较短的时间内，囤积比原本储存量更多的脂肪，造成再次制造储存的脂肪超过原先因饥饿所流失的量。

酵母菌因应不同的h境逆境会引发一个全面性的基因表现变化，称为“环境逆境反应”，这对于生物个体的存活非常重要，并且进而能对于不同的逆境压力达到保护细胞活性的作用。2013年，台湾中研院植物与微生物研究所罗瞪发现，组蛋白去甲基酶Rph1参与许多环境压力逆境反应相关基因的表现，主要机制是通过直接结合启动子区域作为转录抑制因子。在许多Rph1调控的基因启动子都可以发现类似逆境反应序列（STRE）的辨认序列5'-CCCCTWA-3'，在DNA损伤和氧化压力的逆境下，Rph1会离开染色质以促使转录活化因子启动基因表现。此研究结果证实组蛋白去甲基酶Rph1作为转录抑制因子的调节作用，并显示Rph1可能扮演着多种逆境讯号的调节柩纽，帮助细胞有效地因应不同的环境逆境。

2012年，台湾中研院生物多样中心王忠信藉由红火蚁基因的研究，发现在红火蚁的基因中，有一段含有600个以上基因的区域，无法进行基因重组，此区域被称为“超级基因”，而此“超级基因”所在的染色体即为“社群染色体”，其特性与人类的两种性染色体X与Y十分相近；也就是说，个体的表征与行为，会由其染色体的组合（XX或XY）来决定。单蚁后族群的个体仅带有一种社群染色体（如雌性的XX染色体），而多蚁后族群中的个体则带有两种社群染色体（如雄性的XY染色体）。这些不同社群染色体的组合，造成了单蚁后或多蚁后族群中的蚁后与工蚁的行为与特征的差异。

光是植物生长环境中相当重要的因子之一。植物可以通过不同光敏素的光接受体来感受自然环境中光的波长、强度、方向和光周期，调控从种子萌发到开花结果的整个植物生长发育。2013年，台湾大学植物科学研究所吴克强以模式植物阿拉伯芥为研究对象，探讨植物组蛋白去乙酰化酵素HDACs参与调控植物生长发育的分子机制，发现组蛋白去乙酰化酵素HDA15可以和光敏素结合因子其中之一的PIF3结合，调控下游基因表现。在黑暗情况下，PIF3会结合在其调控的基因启动子，并和HDA15结合，通过HDA15的去乙酰化作用将该基因染色质上的乙酰基移除，抑制该基因表现。光照后，光敏素会进入细胞核和PIF3结合，促使PIF3快速被蛋白酶体分解，同时HDA15也会离开该基因，进而促进基因表现活化，包括叶绿素生合成以及光合作用。这些结果显示植物叶片的发育受到表观遗传的调控，产生各种不同型态的叶片外观。

中山大学江友中以多基因分析苏铁属亚洲分布的东方苏铁组、韦德苏铁组和叉叶苏铁组种化历程研究，利用AFLP全基因组扫描技术和多基因序列矩阵进行遗传混杂程度评估，发现各个物种间具有一定比例的共有性遗传组成，显示物种间因为共享祖先多型性或是种化后仍有基因交流未中断现象所造成，物种分歧时间与第四纪更新世冰河时期时间交迭，推测由此环境变迁导致物种迁移、灭绝与扩散。台东苏铁与琉球苏铁二物种与祖先物种的有效族群大小差异显著，显示二物种在种化后应经历瓶颈效应，造成有效族群下降现象，基因交流方向为由琉球苏铁流向台东苏铁，显示此二物种在物种形成后因持续的基因交流现象导致至今仍维持并系群亲缘关系。

成功大学李亚夫开展行为适应与翼手目群聚结构的功能性研究，以恒春半岛低海拔热带林区栖息的食虫性蝙蝠群聚为对象，期间更增加实验地，跨海到日本西表岛收集岛上3种食虫性蝙蝠资料，研究这些蝙蝠种类在体型、翼形、头颅形态、使用超音波结构的特质等一些重要生态形值上的差异，并与其飞行模式、觅食方法、食性、环境选择连结，探讨蝙蝠超音波的演化适应，并分析评估恒春半岛低海拔热带林中二种定频蝙蝠（蹄鼻蝠与叶鼻蝠）对于栖地利用的弹性以及对边缘栖地的敏感度。

台湾海洋大学林绣美开展海洋红藻海索面目分子亲源关系、囊果胚胎发育和生物地理学研究，利用分子序列分析以及囊果胚胎发育比较，发现粉枝藻科的藻种多样性较过去的纪录高出许多。目前的研究成果已陆续发表，包括来自台湾粉枝藻科的4个新属以及3个台湾新纪录种以及5～10种有待正式发表的疑是世界新种。截至目前，台湾粉枝藻科藻种多样性已增加至15属30种以上。此研究除了在增进海藻多样性在台湾的分布及藻种丰富度之外，也由粉枝藻科藻种多样性的研究证明，台湾红藻多样性的分布热点主要为台湾南部屏东县车城乡海口村至东南方的风吹沙沿海的浅海区和在东南方的离岛兰屿。研究成果除了在学术上证明台湾海藻相为西太平洋的热带区的分布热点之外，也可作为规划海洋保育区政策的参考。

生物多样性

在生物多样性方面，台湾科技主管部门下属“生命科学研究推动中心”每年都会规划不同的研究重点。例如2012年的研究重点以珊瑚礁为主，在台湾海域划出5个生物多样性热点。2013年的研究重点则主要是针对陆域动物。目前台湾陆域动物的分布资料中较详细的为鸟类、蛙类、爬虫类和蝶类，从这四大类动物先分析潜在的热点地区，资料分析现正进行中。资料分析完成后将邀请岛内相关动物类群的专家学者举行陆域动物生物多样性热点制定会议，以求能达成共识，制定至少3个陆域动物的生物多样性热点。在陆域动物生物多样性热点订定后，将以相同模式推动陆域植物生物多样性热点的工作。

由台湾科技主管部门与农业主管部门所补助中研院生物多样性中心建立“台湾生物多样性资讯网”（TaiBIF）、“台湾物种名录”（TaiCOL）及“台湾生命大百科”（TaiEOL），以推动跨“部会”生物多样性资料的搜集与整合为目标，同时也采用国际惯用资料库标本、资讯通讯协定与软件工具，分别与GBIF（全球生物多样性）、COL（世界物种名录）及EOL（生命大百科）等国际组织进行交流和实质合作，目前已取得的重要成果包括：

“台湾生物多样性资讯网”（TaiBIF）为GBIF台湾节点之一，负责推动及整合台湾生物多样性资料并与国际进行资讯交换及接轨。在导入Darwincore、TAPIR及IPT后已完成跨“部会”的资讯基础建设，并整合台湾大部分标本馆资料及机构的生态调查资料，目前共有8个资料提供者、32个资料集及251万份资料可在TaiBIF网站提供查询。

“台湾物种名录”（TaiCOL）迄今已收录病毒495种、细菌1439种、古菌6种、原生生物1359种、原藻1944种、真菌6232种、植物8545种、动物36824种，总计1+7界、59门、143纲、667目、3，260科、18，989属、56，844种，外加76，185份同种异名，大致上已经涵盖台湾地区大部分的物种，目前仍在持续增修中。

自2012年9月TaiBIF团队与EOL签订合作备忘录后，截至2014年8月，TaiEOL已提供中文解说2，827种与照片资料2，850份，同时邀请EOL资讯小组组长Nathan Wilson来台演讲，并讨论双方定期资料交换的格式与运作。目前繁体中文界面已于10月正式上线，日后将规划持续翻译EOL网站中与计划推广及生物多样性相关的内容。TaiEOL网站目前已累计收录文字资料11，403种及照片15，518张。

“台湾生命大百科”（TaiEOL）收录台湾物种中文解说资料与各种与物种相关之多媒体资料，已于2011年10月与国际EOL正式签约合作。2014年TaiEOL提供台湾鱼类资料库2，827种鱼类解说与2，850张鱼类照片给EOL，已经可以网上查询，资料也得以通过国际平台与世界各国和地区专家民众交流。

台湾作为GBIF的会员之一，长期耕耘与参与相关的活动，配合GBIF建立区域支持能力，从2012年起陆续办理“亚太地区工作坊”，有机会促成与邻近国家和地区更多实质交流合作。

2013年编纂完成并正式出版的生物志共2册，包括《台湾藤壶志II》和《台湾真菌志》第二版，共包括有1620种，在先前累积的基础上更进一步增进对台湾各类生物资源的了解。各册生物志除了提供各类群生物的正式学名、中文名、异名、形态描述、鉴别特征、地理分布等基本资料外，并附有绘图或彩色照片，且提供目前已知最新的生物学资讯，以方便比对并提供作为生物多样性及相关领域研究及应用之参考，具有非常重要的应用价值。

在开展生态复育方面，台湾研究人员正在研究废弃盐田的生态复育策略。以台江公园盐田文化村为例，在台南市七股区至安平区海堤沿线进行植物族群组成调查，总计维管束植物63科、206属、325种，其中以禾本科（45种）、豆科（44种）、菊科（31种）、莎草科（23种）及大戟科（21种），占总数的一半，区域内包括数量稀少的流苏菜、老虎心及变叶立牵牛等，范围内包含多处农耕地及废弃耕地，发现外来种及归化种族群种类显著增加，如菊科的红花、大戟科的蓖麻、豆科的刺轴含羞草等。这项研究还提供了该区域内适合种植植物的建议。

另外，台湾研究人员还开展森林多样性对于土壤微生物族群结构的影响调查，已确定全台湾森林土壤微生物多样性监测地点，并在后龙海岸林、桶后溪针阔叶林、鸳鸯湖桧木林、莲华池试验林、塔塔加森林及草原、合欢山森林及草原等各处样区，采用16SrRNA基因库和焦磷酸测序技术比较各生态系土壤微生物的族群结构，并藉由生物多样性资讯交换机制与各类或各机构数据库的建立与整合，定期增修补充各项数据库的内容。迄今以基因库技术共获得3，436条序列，以焦磷酸测序技术则获得252，800条序列。

未来台湾科技主管部门除继续鼓励研究人员在既有基础上进行个人（自由）型前瞻创新研究外，也将积极推动尖端计划、跨领域整合型计划及任务型导向计划，针对重要生物议题如微型核醣核酸调控基因网络及其在生理与病理上的功能角色、正常生理及逆境/疾病生理状况下的细胞代谢体学、逆境生物学及其基因调控网络、神经及认知科学等进行深入研究。

台湾科技主管部门下属“生命科学研究推动中心”发表的报告认为，台湾的研究人员薪资比日、韩、新加坡与香港等地要低许多，不利于台湾争取国际级杰出人才。与日、韩等国相比，台湾投入生物科学发展的经费相对偏低。台湾在研究经费的增幅跟不上研究人口的增幅，造成研究经费普遍不足。加上岛内近年来广设大学，需要许多师资，使得许多年轻人才尚未积累足够的经验与独立研究能力，就可以获得教职，也因此导致台湾一些年轻研究人员缺乏国际经验，研究竞争力薄弱。

在亚洲，台湾的基础生物学研究远远落后于日本，比起韩国及中国大陆的科学提升速度，台湾也不及。这种现象若持续发生，将会影响台湾在这方面的竞争力与发展空间。

近年来岛内学生赴海外深造的比例降低，间接影向岛内研究人才的国际视野及国际交流活动，降低学术竞争力。相比于临近亚洲国家和地区积极国际化的现况，台湾国际化脚步程度偏低。特别是在生物多样性研究方面，台湾得天独厚，位于全球生物多样性最高的地区，且四面环海具有高山深海，故生物多样性丰富且涵盖多样区系的生物，且约四分之一的物种为台湾所特有，全球重要生态系统几乎都可以在台湾发现，包括珊瑚礁、红树林、海草床、舄湖、海底热泉、深海、湿地、湖泊、溪流、高山寒原、高山箭竹草原、阔叶林、热带季风林与农田等，因此台湾在环境可持续及生态学的学术研究具有创新以及与国际竞争的条件。但也因生物多样性十分高，需要很多不同生物类群的分类学家才能彻底了解台湾的物种多样性。

在生物多样性研究的三个层次中，分子遗传和陆域生态岛内的研究人力充足，唯分类学和海洋生态的研究人力较为缺乏。分学是传统科学，但因为历史因素，岛内分类人才在1945年台湾光复后才开始培养；虽然一度人才济济，但在上世纪90年代生物科技兴起后，很少有年轻学生愿意投入分类学研究，以致目前岛内分类人才青黄不接，使得台湾的丰富生物多样性目前仍普遍了解不足，并有后继研究乏力的情况发生。

至于生态系多样性研究，台湾陆域的传统生态学家众多，且不少大专院校开设有相关系所，故生态人才传承培育较无问题，唯岛内海洋生态的研究起步较晚，研究人才较为短缺。

另外，生物多样性科学着重跨领域和不同层次的整合，台湾目前跨领域的生态系模拟、生态与功能性基因及计算基因学的人才都普遍匮乏；且岛内分类和生态学者对分子遗传分析及基因科学和技术的理解不多，直接涉入的更少，也缺乏与基因相关学者沟通的机会，导致失去运用分子遗传基因学知识的机会，这也是提升台湾生物多样性研究极待解决的问题。

岛内过去对生态监测、服务、功能与运作机制领域投入研究经费过少，缺乏跨领域整合与预测模式研究人才的培育；对于网路资讯与电脑演算等领域的信息也多缺乏，使领域的研究水准发展缓慢，亟须改善。另外是传统分类人才日渐减少，难以在短时间内彻底了解台湾的物种多样性从而阻碍生态系研究的发展，且不同领域或各层次的学者较少能整合一起研究全面性的生物多样性议题。

生物科学研究范文第2篇

蛋白质组学在农学基础的研究领域中主要应用于以下几两个方面：（1）农作物与微生物之间相互的作用机理。有关文献表面，农作物在生长过程当中会与微生物的生存之间存在对资源的竞争，其最终的生长发育会随着微生物存在的现状进行改变。那么，对于这一事实也可以用蛋白质组学理论进行解释。产生这一现象的主要原因是由于当农作物作物遭遇到微生物的共生和寄生，以及遭遇到病菌的侵害的时候,其就会改变被侵害部位的蛋白质的含量，从而向外界或者是其他未受侵害的组织或者部分传递这一信号，从而引起整个农作物个体的反应机制；（2）农作物的品质改良、提升产量问题。通过利用蛋白质组学技术，科学家发现可以提高农作物的产量，还可以改善农作物的品质。例如，著名生物学家Natarajan，其对野生型的黄豆和农户种植型的黄豆，利用蛋白质组学技术进行研究、比较其两种不同生长环境下的黄豆，其内部硫氨基酸的含量存在较大区别，从而证明了提升黄豆蛋白中的硫氨基酸的浓度，能够极大的改善现有大豆农作物产品的品质。

二、蛋白质组学在林学研究研究领域中的应用研究

时至今日，世界范围已经开始应用蛋白质组学这门技术，来对林木的生长、发育、繁殖，以及当林木受到了生物以及非生物的胁迫后产生的反应展开研究。这些研究为人们增加了眼界，使得当前人们对有关林木生物学产生了更为深刻的了解。在今天，蛋白质组学已经渗透到了农学基础领域的多个方面，例如：在林木的遗传育种领域、林木病虫害的防止领域等等。通过对蛋白质组学的应用，解决了以往让诸多从事这一研究领域科学家头疼的问题。以下作者将结合上述几种应用领域进行分别应用研究：（1）林木的遗传育种领域。著名生物学家Huang在其文中建立了具有高分辨率的和高稳定性的一种双向的电泳式的图谱，并以经过矮化处理过后的杉木叶片中蛋白质为例，运用蛋白质组学技术对其展开了有关研究。其发现，经过矮化处理的杉木其叶片蛋白质的数量较野生杉木叶片蛋白质的数量更低。（2）关于林木的逆境应答研究。著名生物科学家Renaut等人，采用情景模拟的方式，为林木设置逆境的环境，经过研究发现，在拥有六百个蛋白质的植物经过环境变化，其内部蛋白质的数量减少了百分之十，并且这些消失的蛋白质主要是与林木的新陈代谢有关。（3）关于林木病虫害领域研究。著名科学家Fan等人，以毛泡桐、白花泡桐为例，通过设置同龄和同方位的产生病虫害的部位切片，对这一切片中的蛋白质进行了单项和双向两种方式的电泳分析。其研究结果发现，这两种类型的泡桐的病虫害切片当中均找寻不到蛋白多肽这种物质，从而他们得出了这一的研究结论，即：林木的病虫害与林木中所含的蛋白多肽存在负相关的关系。

三、蛋白质组学在其他农业生物科学领域中的应用研究

蛋白质组学还可以应用于研究水产业和畜牧业的研究，例如：可以利用蛋白质组学技术，研究水产业和畜牧业的肉类不同品质、不同性状时其内部所含有的蛋白质的数量，从而判断哪种元素能够促进蛋白质总量的增加，从而改变肉质和性状。另外，也可以利用蛋白质组学技术去研究这些产业中神经组织中蛋白组的问题、逆境胁迫的应答反应，或者是用于其他领域，例如：研究分离和鉴定农药蛋白质中所包含的靶分子的结构等等。

四、结论

通过上文的研究，可以发现，蛋白质组学在生命科学研究领域当中拥有核心的地位，其将引领生命科学领域未来的研究。在本文中，作者对蛋白质组学在农业生物科学领域的应用研究进行了总结和扩展，通过将这一领域的研究分为三个部分，分别从农学基础、林学、畜牧学和水产学进行应用研究，为蛋白质组学在我国生命科学领域未来的发展提供了指引性和参考性的案例。并且，随着我国市场化程度不断拓展，作者也希望，我国有关研究部门能够增强与国际的交流，加强与国际其他国家相关学科之间的战略合作，从而为蛋白质组学在我国生命科学领域的研究提供更多的经验和意见，并且能够为世界共享数据库的建立打下坚实的基础，从而为人类与自然界未来的发展创造美好的未来。

生物科学研究范文第3篇

【关键词】生物科学；有效教学；行为研究

中图分类号：G64

文献标识码：A

文章编号：1006-0278（2015）04-152-01

一、引言

随着我国社会主义现代化的飞速发展，我国各个行业都得到极大的发展。近年来，我国政府不断加强对我国社会公共管理的力度，以期望更加均衡的提高我国国人的素质，平衡各个地区之间在教育、医疗、卫生、体育等方面的差异，从而为创造一个良好的社会主义现代化和谐社会奠定良好的基础。为了给我国生物科学领域输送更多的人才，我们就必须从教育抓起，借当前我国政府、各个地区重视教育的助力，对生物科学中有效教学的行为模式进行探讨，以期为我国生物教学体制的完善提供借鉴。

二、生物科学研究对当代教学的意义

（一）促进课程改革顺利实施

对生物科学进行研究对当代我国素质教育体制有着重要的作用，其能够促进当前我国课程改革的顺利实施和完成。我国近年来提出的课改的核心就包括加强学生的科学研究能力一项，而生物科学作为科学体系当中的重要组成。当前，我国教育界面临了过多的低效教学、缺乏创新教学，甚至是一些无效的教学。只有改变这些行为，才能促进新课改的充分落实。

（二）促进教师的专业成长

提升生物科学研究的关键首先需要教师自身能力的提升。特别是在新课程改革之后，作者发现，提倡科学研究的课改内容使得当前教师的教学任务量不断增加，教学难度也不断加大。

（三）提高学生的科学素养

具有科学研究性质的生物课程体系教学能够极大的提升学生对于生物等科学科目的兴趣，有效的生物科学研究式的教育能够锻炼学生的思维能力和想象能力。只有拥有高质量的生物科学研究式教育才能够实现生物教学的真实目的，达到新课程改革的意义。

三、科学研究中有效情境创设的策略研究

有效情境的创设能够使学生形成这样一种心理的困境：他们知道教师为他们设置的目标，但是却并没有直接背告知如何实现目标，他们也没有实现目标的经验，从而就使得被告知目标（或是被提问）的学生形成一种迫切希望找寻合理途径实现目标的心理状态。因此，可以发现，有效情境的创设能够有效的激发学生潜能、促进学生自主的提出某些新颖的观点、促使学生发现问题的所在、唤起学生自我独立思考的本能。但是教师在为学生设置有效情境时也应当注意不要走入以下几个方面的误区：（1）创设的情境过于单一，使学生思维陷入死胡同；（2）情境的设置过于模糊，偏离了预先设定的目标。

那么我们应当为学生创设具有以下特点的情境如下：（1）创设具有生活化的情境，例如教师设置的情境，“酿酒的过程是先将米饭煮熟，放置待冷之后，在其中加入酵母菌和曲霉菌种，添加水搅拌均匀，然后放进密闭的容器当中，调整环境温度并控制其稳定，十二个小时之后，米酒就制作完成。”接着教师这样提问，“请问酵母菌和曲霉菌在酿酒过程中的作用是什么？”这样一个情境的创设，实则是想要学生将教师刚才提供的酿酒过程进行再次的回顾，并根据上下酿酒环节的联系去思考这些菌种在酿酒过程中发挥的作用。这样的情境符合生活化的思维过程，例如：钥匙丢了，怎么去找？一般寻找的办法都是去回忆今天自己出现过的地方，然后回过头去寻找。（2）创设开放的情境；（3）创设具有多层次的易于激发学生主动思考的情境。

四、科学研究中有效课堂组织的研究

通过作者对有关文献的阅读和自身教学经验的总结，作者发现科学研究中有效课堂组织是影响生物科学研究教学是否有效的重要影响因素。因此，作者首先以所在学校为例，研究课堂组织中存在的问题：（1）课堂小组的构成缺乏灵活性，例如：优秀学生与成绩一般学生往往影响了分组情况，为了严格控制课堂纪律学生座位不能够频繁调整等；（2）每一个课堂小组内小组成员之间缺乏明确的分工合作。生物科学课程的开设大多是在高中阶段和初中阶段，学生年纪较小，不具有协调组织成员的能力。并且年纪较小学生思维不集中，很容易探讨到与课堂教学目标不同的问题。例如：教师问，“鱼是怎么呼吸的？”学生A回答：“我家有两只金鱼”、学生B回答“我不喜欢吃鱼”等等；（3）课堂小组内部缺乏公平性。

因此，为了更好提升有效教学行为，就必须处理好科学研究类课堂教学中经常使用的分组研究模式。在对学生分组时，教师应当把握以下几个方面的原则：（1）采用同质分组的方式，便于问题的集中讨论；（2）小组人数不要过多，三到四名学生最为合适；（3）采用不固定的小组，或者是小组成员主动相互结合；（4）教师应当发挥组织作用，创造研究讨论的和谐氛围、轻松环境，让每个学生都能够发言；（5）明确分工，及其目的。

五、结论

通过以上的研究，可以发现，新课程改革背景下我国政府和教育部门对教师团队的素质有着更高的要求，对学生掌握科学研究的能力有着更高的要求。因此，作者结合自身多年工作经验，借此契机，提出有效改善现有教学模式、行为的些许方式。作者通过对科学研究中有效情景创设的研究、有效提问策略的研究、有效课堂组织的研究这三个方面的研究，对生物科学研究中有效教学行为进行探讨。

参考文献：

[1]黄伟实.现沟通与交流：课堂提问教学价值新解[J]教育科学研究，2010（01）.

生物科学研究范文第4篇

该机构现任所长为郑淑珍，共有34位研究人员，所内设有动物室、电脑室、生物资讯核心实验室、核酸测序实验室、基因突变鼠动物模式核心实验室、干扰性核糖核酸核心实验室、基因转殖中心、植物基因温室等实验设施，主要研究方向以细胞分子生物学、发育生物学及结构生物学为重点，针对细胞互动与信息传递、细胞核结构与功能的研究、遗传与生物发育、巨型分子的结构与功能关系等进行基础研究工作，希望借助遗传工程新技术来探讨细胞分化及生物个体发育的分子机制，并期望在解析蛋白质结构后，由分子结构的分析了解分子的结构与功能之间的关系。

台湾中研院基因研究中心成立于2003年1月，主要任务为研究基因组学与蛋白质组学，致力于寻找与确认人类疾病的目标物，发展新颖的治疗方式来消弭与克服疾病，并将研发成果通过技术转让给新创科技研发公司予以产业化，带动台湾生物技术产业的发展。

该中心首任所长为著名科学家李远哲，现任所长由台湾中研院院长翁启惠兼任，显见其对该机构的重视。

该中心共有27位研究人员，另有14位技术人员和43名合聘研究人员，研究方向着重于对台湾地区重要疾病的了解，进行人类疾病与微生物基因组学、蛋白质组学及醣体学结构与功能等研究，以及开发新的技术及药物，通过前瞻性、创新性、与可行性的跨领域研究，发展高灵敏度的研究平台和仪器，以增进对疾病的了解，进而发展新型的药剂、疫苗、抗生素。

其研究重点为：重大疾病的防治-针对新流感（H1N1）及禽流感（H5N1）等病毒、泛抗药性结核菌及金黄色葡萄球菌（MRSA）等细菌、乳癌及肺癌等，分析其关键生物分子的功能及与疾病的关系；新技术开发-发展超高速新筛选系统、醣芯片、全功能生物质谱仪、纳米材料的技术及功能，以及演化基因研究平台；此外，也进行天然物药剂及癌症干细胞的研究，2013年共发表化学生物学研究领域论文42篇，医学生物学研究领域论文87篇，物理与信息基因学研究领域论文10篇。

台湾中研院生物多样性研究中心正式成立于2004年，地址位于台北市南港区研究院路二段，但实际在2005年，由原动物所和植物所从事生物多样性研究的学者才正式转入该中心。与中研院其他研究机构不同，该中心除了本身从事自己的研究外，还提供部分经费预算给外界专家，共同推动一些尖端或任务导向的整合计划课题研究。

该中心现任所长为李文雄，共有26位研究人员，研究方向包括：遗传多样性及演化基因研究；台湾生物相的系统分类；台湾陆域及淡水生态系研究；海洋生态系研究；西太平洋海洋生物地理亲缘研究；台湾物种数据库的建立及整合；生物多样性的保育及可持续利用。

台湾中研院植物研究所是台湾历史最悠久的研究机构之一，其前身可追溯至1929年在南京成立的中研院自然历史博物馆植物组。1934年秋，该馆改名为动植物研究所，1944年分设动物研究所与植物研究所，当时以高等植物分类学及藻类学为主要研究领域。1962年，台当局重新“复建”植物研究所，由著名农学家李先闻担任“中研院植物研究所筹备处”处长。

李先闻早年师从美国康奈尔大学著名遗传学家R.A.艾默生，回国后从事人工引变与育种和细胞遗传学与育种的关系，后到河南大学农学院，先是研究栽培粟的育种问题，随后又开展了粟类的性状遗传和种间杂交试验。

抗战期间，李先闻在武汉大学初次实验水稻育种，他自己记录当时的情况：“我一人下田，穿短裤，水深没胫，酷热的天气，犹如置身蒸笼内，蚊子四面夹攻，挥之不去。”在武大，他和助手们首先发现了玉米不正常花粉发育的突变体，并对它进行了细胞学观察，写出了一篇论文。他们又第一次试验成功了小麦与黑麦的远缘杂交，由于学校准备迁到四川，只好把这株杂种苗从地里移到小花盆，随身带着，路经宜昌、江津、重庆到达成都，然后栽到温室里。到开花前，采取幼穗固定，进行细胞学分析，明确了染色体异常行为与花粉、胚珠败育的关系。

1938年，李先闻应四川农业改进所之邀，担任该所食粮作物组主任，随后做过四川稻麦改良场场长，负责粮食增产的研究和水稻作业方面实施检定计划工作。当时，他曾以在合川检定的一个水稻优良品种在绵阳试验成功，于是设法推广，很见成效。这一时期，李先闻与其合作者李竞雄、鲍文奎一起，继续专心致力于水稻、小麦、粟类等作物细胞遗传学的系统研究。他们在秋水仙素引变植物多倍体、粟类远缘种间杂交及其进化、小麦染色体联会消失基因、小麦矮生性状的遗传分析等方面，做出了许多独创性的研究成果，接连发表了多篇研究论文。

1944年，中研院植物研究所正式成立，共设8个研究室。其中的细胞遗传学研究室是当时国内唯一的遗传学研究机构，由李先闻担任室主任，主持研究工作。他在自己亲手开垦的半亩地上栽培小麦等农作物，与合作者一道，先后重点开展了小麦、粟、甘蔗、玉米、高粱和有关种属的染色体与性状之间关系的多个课题研究，如小麦与狗尾草杂种的染色体变异、小麦穗型的变化与遗传因子多寡的关系（单体、缺体、多体等）、高粱属的杂种优势、甘蔗属的细胞遗传等。

在禾本科植物种间杂交实验中，他和同事发现了许多种间杂交的不寻常之处，例如细胞分裂时纺锤体的不形成，将导致染色体运动的非对称性，其结果可有一定几率形成的重建核中，含有未减数的染色体组。这些发现，启发了他以后探讨用远缘杂交法改良稻种的研究。

1948年11月，李先闻受台湾糖业公司甘蔗研究所邀请，赴台开展关于甘蔗的细胞遗传学和育种与栽培实践问题的研究，在台湾屏东甘蔗育种场进行甘蔗遗传育种改良工作的研究指导。1952年，他从区域试验中发现了由南非引来的N：Co310品种，经过试验证明具有高产、高糖分、抗病、抗风、抗盐的优点，随即组织繁殖并加以推广，到1956年便扩大到8.1万公顷。同时，他建立了甘蔗宿根繁殖制度，把两年一熟制改为四年三熟制，从而使台湾糖业生产获得新生。当时台湾70%的外汇要靠蔗糖的外销得来，有了这个良种的推广，台湾经济随之稳定下来。台湾农民由此称誉李先闻为“李半仙”和“甘蔗之神”。

在岛内“重建”植物研究所的工作十分艰难，没有既定的所址，缺乏从事研究工作的适当人才，更谈不上研究设备，李先闻只得将新聘人员暂时以合作方式安顿在台湾糖业试验所、台湾大学等研究机构内，并利用上述研究机构的设备有计划地开展研究工作。当时最主要的研究工作是李先闻所领导的水稻细胞遗传学的研究。

植物所成立之初，李先闻根据自己已往研究的经历，首先从专业人才的培训着手，积极装备实验室，建立图书资料室，重点强调学术研究氛围的营造。1959年，中研院在南港兴建生物馆。1961年夏新馆落成，开始人员迁入、集中工作。

1962年，李先闻出任正式成立的台湾中研院植物研究所首任所长。该所初期研究工作的重点是水稻细胞遗传、放射线诱变育种等、微生物以及竹笋醣类的代谢等。研究所需的经费、仪器及图书设备的购置由当时的台湾科技主管部门资助，并在“国际合作”研究计划下接受国际原子能总署、国际稻米研究所及美国农业部的资助，使植物研究所逐渐发展壮大，研究领域也逐渐拓宽。有关研究人T的培训也在李先闻的长期计划下，一方面利用暑期延揽国际知名的专家学者做有系统的教学或实验方法示范与培训，另一方面则选送植物所内的基层研究人员赴海外进修，学成后再回来贡献所学于研究工作上。在短短几年间，该研究所通过诱变育种就选获了优异的水稻矮杆品系，为台湾水稻的高产丰收打下良好基础。

1973年，李先闻因身体健康欠差的原因退休，但仍退而不休地参与研究工作，时时保持联系，并对同仁不断地从旁鼓励与督导。1976年7月，他因病逝世，享年75岁，至今台湾中研院植物研究所（2005年5月，该所改名为植物暨微生物学研究所）内仍有以他的名字命名的研究大楼（即“李先闻纪念馆”）。

该所现任代所长为陈荣芳，共有29位研究人员，1位合聘研究员，5位通信研究员，拥有现代化的基础研究设施和先进仪器设备。该所研究人员曾在水稻育种和基因组学领域做出具有里程碑意义的科学发现，包括通过组织培养病毒卫星RNA和微生物昼夜节律的再生等。目前有两大研究方向：具有潜在应用价值的植物发育、细胞、分子、基因组学和环境生物学研究；植物与微生物相互作用，重点是与病毒、细菌、真菌的相互作用。

重要成果

自上世纪90年代至21世纪初年，台湾科技人员在生物科学领域取得重要研究成果包括：

生物科学研究范文第5篇

1．1液质联用技术液质联用技术将高效液相色谱仪与质谱仪联接起来使用，即把色谱对复杂样品的高分离能力与质谱的强定性能力结合起来，在氨基酸分析中得到了广泛的应用。与一般的液相色谱法相比，液—质联用技术不但可分离各种氨基酸，而且可以对未知的氨基酸成分进行鉴定;由于使用质谱仪作为检测部件，还可以不用对样品进行衍生。王萍等采用高效液相色谱—电喷雾质谱法鉴定出了青稞幼苗提取物中的13种氨基酸，证明是一种理想的全谱氨基酸分析方法。Maoetal也利用液质联用技术测定了生物样品中6种硒代氨基酸。此外，串联质谱技术在氨基酸分析中的应用也受到了关注。汤新星等基于高效液相色谱—电喷雾串联质谱及固相萃取技术，建立了分析大鼠血浆中氨基酸的方法，为筛选新的急性辐射损伤标记物提供了实验依据。

1．2气质联用技术氨基酸也可通过气相色谱法进行分离，但氨基酸沸点高，必须通过衍生化处理成为低沸点、易气化的化合物，再利用试样中各组分在两相间的分配系数不同进行分析。目前最常用气质联用技术对氨基酸进行检测。王建等利用盐酸把菌体蛋白水解成氨基酸，再通过分离、浓缩、真空干燥、N-(叔丁基二甲基硅)-N-甲基三氟乙酰胺衍生化后得到的衍生物进行气相色谱分离和质谱法检测，获得了15种菌体蛋白氨基酸的13C标记丰度信息。李长田等采用气相色谱—质谱法测定了松茸子实体和液体发酵菌丝体氨基酸等物质，结果表明，松茸子实体和发酵菌丝体二者氨基酸的种类相同，但发酵菌丝体中某些氨基酸的含量高于子实体中的含量。Mudiametal则首次应用固相微萃取—气质联用技术测定了尿液和毛发中的20种氨基酸，在分离前采用氯代甲酸乙酯对氨基酸进行柱前衍生化处理，该方法灵敏、快速。

1．3超高效液相色谱技术超高效液相色谱技术是色谱分析技术的最新发展成果之一，与常规高效液相色谱相比，最主要的差别是采用了超微细度的固定相颗粒，因而单位柱长的柱效大大提高，实际使用中就可用更短的色谱柱达到常规色谱柱的分离效果，使得整个分析时间大大缩短。该技术已应用于许多样品中氨基酸成分的分析［1，15，19］。孙言春等利用超高效液相色谱法测定了史氏鲟、达氏鳇和小体鲟卵中17种氨基酸的含量，完成一次分析仅需10min。超高效液相色谱法还被应用于快速分析和鉴定3种生菜中的氨基酸，并发现了10种由已知氨基酸和倍半萜内酯所形成的新结构单元，为生菜等植物所具有的潜在生物活性找到科学依据。

2蛋白质分析

蛋白质是生命的物质基础，几乎参与生命活动的每一环节，在机体的生长、发育、代谢、衰老等过程中发挥重要作用。但蛋白质种类很多，在分子量大小、带电性、分子结构和生物特异性等方面均有很大差异。因此在分离模式、定量和定性方法上都有很大差别。根据分离原理的不同，用于蛋白质测定的液相色谱法主要可分为反相色谱法、排阻色谱法、离子交换色谱法、亲和色谱法、疏水相互作用色谱法和逆流色谱法等。此外，还包括基于色谱分离技术和检测技术等发展而来的液质联用技术、多维液相色谱法和超高效液相色谱法等。目前用于生物样品中蛋白质检测的主要方法及其典型应用见表2。

2．1反相色谱法反相色谱法主要利用被测组分对极性流动相和非极性固定相的作用力不同加以分离。这种分离系统在液相色谱分离模式中使用最为广泛。对于生物大分子、蛋白质及酶的分离分析，反相液相色谱正受到越来越多的关注。Silvaetal采用反相色谱—质谱技术分离测定了人血清中的11种常规蛋白的浓度;王娟等采用AgilentZorbax300SB-C8色谱柱，建立了测定牛奶中主要蛋白质(4种酪蛋白与乳清蛋白)的反相高效液相色谱法，在波长214nm处对分离后的蛋白质进行紫外检测。于海洋等则用纳升级反相液相色谱—串联质谱系统分析了锦灯笼果实提取物中蛋白质的酶解产物，鉴定得到60种蛋白质，其中与抗氧化相关的蛋白质有3种。

2．2排阻色谱法排阻色谱法是根据被测组分在固定相中的渗透能力不同而分离的。这种色谱法采用多孔性凝胶为固定相，较小的分子较易被保留，因而是依照分子量的大小顺序出峰。生物体中各种蛋白质分子量常常差异很大，很适合用排阻色谱法进行分离。利用排阻色谱法将溶液中的蛋白质按照分子量大小进行分离，再配合特征波长的紫外检测器，可有效地将目的蛋白捕获并测定。Bondetal借助排阻色谱技术，并配合双波长紫外检测，研究了在不同环境条件下IgG1单克隆抗体的含量水平及聚合降解等特性。重组人白介素-1受体拮抗剂蛋白的测定也可采用这种方法，在0．018－2．4mg•mL－1范围内，该方法的线性关系良好，回收率为99．1%，相对标准偏差为1．09%。

2．3离子交换色谱法离子交换色谱法主要是利用蛋白质在pH值高于或低于等电点时可分别带负电荷和正电荷的特点而进行分离。不同蛋白质组分离子对作为固定相的离子交换剂的交换能力不同，保留时间也不同。在大孔硅胶表面通过聚合键入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵制得的强阴离子交换色谱填料，可用于鸡蛋中卵清蛋白的分离纯化，所需时间在20min之内。隋少卉等则用强阳离子交换色谱分离了肝癌细胞中磷酸化蛋白，并与等电聚焦技术进行比较，结果表明，在分离效果方面前者优于后者，但在定量分析的稳定性方面，后者则优于前者。在多维色谱分离系统中，离子交换色谱常被作为第一维，以实现对蛋白质混合物的预分离。

2．4液质联用技术蛋白质在紫外区有吸收，因此在分离之后可以不经衍生直接用紫外检测器测定，但紫外检测器对蛋白质的鉴定能力差。液质联用法兼具强分离和强定性能力，而且灵敏度高，更适合于复杂蛋白质的分析。各种类型的色谱分析法都可与质谱法联用，实现对蛋白质的高效分析。这种色质联用技术已用于毛白杨次生维管系统蛋白、人体肠组织运输蛋白和晶状体蛋白等的分析测定。

2．5多维高效液相色谱法多维高效液相色谱法是利用两根或多根性质不同的色谱柱，通过一定的接口和切换技术进行不同色谱分离模式的组合，完成对复杂样品中待分析组分的分离。与一维液相色谱相比，多维液相分离系统具有更高的峰容量和分离能力，因而已在蛋白质分析和蛋白质组学研究中得到越来越多的应用。其中，离子交换色谱—反相高效液相色谱是最常用的分离系统。血浆中高丰度蛋白质的存在严重干扰低丰度蛋白质的检测，利用强阴离子交换色谱—反相高效液相色谱二维液相色谱技术，可使血浆蛋白质得到充分分离，再借助串联质谱对血浆中的高丰度蛋白质进行色谱定位并去除。

2．6超高效液相色谱技术超高效液相色谱技术已用于大鼠肝组织、人体膜组织蛋白及奶粉等生物样品中蛋白质的快速检测。Jietal建立了超高效液相色谱—多反应监测串联质谱法，可同时测定3种人细胞膜运输蛋白，线性范围为0．2－20μg•mL－1，精密度和准确度均可控制在15%以下，为膜蛋白在人体内外表达的研究提供帮助。Zhangetal把超高效液相色谱—串联质谱法应用于婴幼儿配方奶粉和乳清蛋白浓缩物中牛乳清蛋白含量的测定，该方法的回收率、重现性和检出限均符合实际样品测定的要求。

3小结

综上所述，色谱分析技术可应用于不同生物样品中各种氨基酸和蛋白质的含量分析和组成鉴定。色谱分析技术已从较简单的气相色谱和液相色谱技术，发展到色谱—质谱联用技术，再到多维色谱技术和超高效液相色谱技术等等。随着科技的进步和生物科学研究的不断深入，将会有更多符合实际需要的新色谱技术出现，可为氨基酸和蛋白质的分析寻找到更加理想的分离检测模式。

生物科学研究范文第6篇

关键词:生物科学;人才;培养

一、引言

在知识经济时代和经济全球化的今天，一个国家劳动者的素质，尤其是脑力劳动者的知识和科技水平，已经成为衡量一个国家经济实力和发展潜力的首要指标。然而，在信息技术引领科技创新飞速发展的当代，知识创新和技术创新的步伐，随着人类生产力水平和科学技术更新换代的日益加快，对于一个国家劳动者的知识背景和创新能力的要求也越来越高。因此，对于我国新生代科学技术领域人才的培养和挖掘，必须以当今国际通行的标准来评价和考量。因此，培养创新型人才必须牢牢把握人才成长和发展的黄金年龄段，在时间上抢占先机，才能更好地参与国际经济技术的竞争，提升我国的科技水平，巩固和稳步提升综合国力。

二、把握生物科学人才培养的战略机遇期

根据有关专家的科学研究，人类的黄金学习期处在17岁到23岁这一阶段。这一阶段的人智力发育快，学习能力最强，最有利于在某一专业领域成才。因此，如果把生物科学这一基础性学科的人才培养重点都放在升入高等院校之后，将错过学生进行专业定位和专业教育的黄金时期。因此，为了能与升入大学后的高等教育培养工作进行更好的衔接，并打好以义务教育为基础的生物科学教育工作，在我国最新推出的《普通高中生物课程标准》中，第一层次将"生物科学素养"这一概念引入到我国基础教育阶段的生物课程教育日常工作中。

三、基础教育阶段是生物科学创新型人才培养的重点

培养生物科学创新型人才工作，在基础教育阶段，生物科学人才的培养应以打好生物科学学科知识基础，提升生物科学素养为主。对于生物科学素养这个概念的认识，目前主要以培养生物科学知识和学科问题探究能力，建立生物科学探究精神，增进生物科学相关问题的情感态度价值观为主要依托，通过参加社会经济生活中的生产实践和生物科学教学中的科学实验，获得对于生物科学知识和能力的掌握和运用。并在此基础上不断学习和试验，以应对在日后的专业学习中的生物学研究的进一步深化，运用创新能力解决生物科学分支学科中的前沿性学术和技术难题。如今，伴随着生物科学素养这一概念的引入，成为基础教育生物课程的重要教学任务和关键词，学生生物科学素养水平的提高与否，成为近年来评价和衡量生物科学教学质量的重要环节。由此引发了生物科学创新型人才培养的另一个急需解决的问题———如何衡量和界定具备生物科学创新型技能的学生在生物科学方面的创新型潜能?界定一名学生是否具有生物科学素养和潜能是一项涉及到自然科学和社会科学双重内容的课题。既事关“素养”“潜能”等心理学和社会学的内容，有涉及到对于生物科学基础性知识和实验操作能力等方面的具体归类和划分。众所周知，在西方具有上百年研究历史的生物科学学科的内涵十分的丰富和复杂，如何结合现代心理学和人类学知识对人的生物科学领域创新型潜能进行摸底和测评中会造成一些标准上的难以统一，造成针对生物科学创新型潜能的测评相当困难。因此，对测评生物科学素养水平工具和方法的研究是对于挖掘基础教育阶段学生是否具备生物科学创新型潜能的关键环节。对此高中阶段的生物学课程指南中对于生物科学素养和潜能的具体特征和表现做了一个宏观的规定。共涵盖六个方面。这六个方面的内容虽然在精确性上不够完善，但基本上建立了高中阶段对于生物科学学科要求学生在具备掌握和研究相关知识和课题中需要具备的几项基本素质，以及部分具备生物科学研究潜力的学生能够达到的标准。首先是要能够了解和掌握生物学的中学阶段生物课教学大纲中提出的关于生物学的一些基本原理和重要概念。这些内容是生物科学人才培养需要完成的基础性工作，如果学生难以对生物学的基本原理和重要概念在头脑中形成系统化的框架性认识，就无法在日后的生物科学学习和研究中走的长远。二是对人类对生物圈的影响具备现实了解和理性的认识，并对人类活动对日后生物圈的影响趋势有较高的关注和兴趣。创新型人才的最大特征不在于对旧的知识能够有多么牢固的掌握，而是能够利用现有的知识和积累探索未来，保持对人的活动与生物圈的发展之间的关系和趋势进行探究和思考的浓厚兴趣，才是具备创新意识的生物科学人才需要具备的素质。三是对生物学研究的历史和发展过程有所研究和了解，通过对前辈学者进行科学实验以及课题研究、专业考察等科研活动的方法和过程有所了解和认知，领悟科学探究的过程并非一朝一夕，可能会充满各种艰难险阻，才能在日后更为深奥的生物科学研究工作中不畏困难，保持良好的科研信念和工作态度。四是能够对生物多样性特点具备观察和探究的能力，在我们生存的地球上，生物多样性是文化、种族、国家制度、意识形态等诸多多样性存在的源泉。对于生物多样性的客观认识是日后开展生物科学研究的基础。五是建立好科学探究的基本方法，树立客观的科学研究精神，避免唯心主义和不可知论等思想。六是对于现今的生物科学先进技术保持关注，并能够尝试运用先进技术尝试解决学科研究中出现的问题。相信日后在对基础教育阶段生物科学学生创新型潜能的研究不断深入的基础上，我国在生物科学人才培养方面一定会开创新的局面。

［参考文献］

［1］李春燕．高中生生物科学素养的现状和对策［D］．山东师范大学，2012．

［2］赵会景．初中生生物科学素养评价指标体系的构建与验证［D］．河北师范大学，2012．

生物科学研究范文第7篇

一、高中生物教材中生物科学史领域全面、内容丰富详实

高中生物新的课程标准的目标是：面向全体学生，培养学生的科学素养，培养学生的探究能力.由这个目标制定出的人民教育出版社的教材中涉及了很多的生物科学史.如，必修一：细胞学说建立过程、细胞核的功能、生物膜结构的探索历程、关于酶本质的探索历程、光合作用的探究历程.必修二：孟德尔的豌豆杂交实验（遗传定律发现史）（假说-演译法）、萨顿的推论及摩尔根关于基因位于染色体上的实验、肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验、DNA双螺旋结构模型的建构、生物进化学说的发展.必修三：促胰液素的发现、生长素的发现历程等.

二、高中生物教材中生物科学史的教学价值

高中新教材中展示了大量的生物科学史的内容，对于学生科学素养的培养是一个非常重要而且可行的途径.其作用主要体现在以下几个方面：

第一，激发学生对科学的好奇心，帮助学生深刻理解生物学知识.生物学史的内容展示了科学家所处的时代背景，科学家对生命现象的研究过程，各种观点的碰撞和论争过程，同时也蕴含了许多生物科学的基本概念、基本原理、基本规律等生物科学知识.教学中合理地进行生物学史的教学，不但可以增加生物教学的趣味性，激发学生学习高中生物的兴趣，还有助于学生对生物学知识更好的理解和掌握.

第二，体验科学探究的历程，培养学生的科学精神.恩格斯在谈到科学家的科学精神时，曾指出：“怀疑――批判”的头脑是科学家的一个“主要仪器”.在教学中合理地开展生物学史的教学，通过重演和再现知识的发生过程，不仅能使学生了解科学结论的由来，还能使学生体验科学家思维发生发展的轨迹，体验科学知识及其理论体系的演变和完善过程，从而使他们学会用发展的、批判的眼光审视现有的科学知识.

第三，有助于训练学生的思维能力，进行科学方法的教育.生物科学史不仅揭示了生物知识的探究历程，更重要的是揭示了科学家在这一过程中的思维的火花、求知的态度、探究的方法，通过让学生体会当时的场景进行探究实验设计和模拟实验，对学生渗透科学方法教育.

三、利用生物科学史渗透科学方法教育的基本途径

科学方法往往寓于具体科学知识的认识过程中，只有把认识过程合理地展现出来，学生才能领会科学方法是如何提出的，从什么角度，用什么方法解决问题，从而掌握科学方法.而在当前中学生物课堂教学过程中，很多教师只是把生物史作为一种知识，附加在生物知识教学内容上，而忽略了生物史的科学探究过程，疏于从思想与方法的历史角度去对学生进行科学方法的教育.因此，在应用生物学史开展科学方法教育的课堂教学组织过程中，我们应从课堂教学的各个环节入手，把握好“科学史”与“科学方法”这两条主要线索，组织“探究性学习”，让学生在“体验生物科学史”的过程中，实现对“科学方法”的教育.下面结合植物生长素的发现教学过程谈谈渗透科学方法教育的基本途径.

1.利用生物科学史创设情境，激发学生科学探究的兴趣

“兴趣是最好的老师”.上课伊始阶段，教师将生物科学史上引发科学家对某一问题研究的生物学现象作为问题情境呈现给学生，一方面能可以激发他们的学习兴趣，创设学习情境，更重要的是让学生切身感受什么是科学发现，怎样提出问题，并在他们脑海中留下深刻印象.教师可以采用幻灯片、讲故事、文字展示或角色扮演等形式，再现生物学现象，然后启发鼓励学生提出问题.在学习“植物生长素的发现”时，教师先展示同学们熟悉的日常生活中植物向光性的图片，再播放达尔文观察植物向光性的动画引发学生思考，提出问题“植物向光性的原因是什么？”“单侧光和尖端在植物的向光性现象中都起了什么样的作用呢？”问题情境的创设使学生很自然地迈出了科学探究的第一步.

2.沿着科学史的发展轨迹，体会科学研究的方法――假说、演绎推理法

在生物科学史中，一般都展示科学家在研究过程中出现的问题和解决的方法，生物学史的学习过程就等于学生沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究.针对上面所提的问题，教师引导学生对达尔文的几组实验进行比较分析提出自己关于向光性原因的假设或猜想，并请他们用自己的方式进行表达.然后教师再引入科学史中达尔文的假说，让学生结合当时的达尔文所处的历史背景讨论思考为什么达尔文会有这种假设，再思考自己所做的假设是否合理，这样可以使学生在心理上和情感上更接近科学研究，并能体会达尔文得出结论所采用的具体科学方法――假说法.假说的结论是否正确呢？我们如何来验证？自然地引出詹森和拜尔的实验，从不同角度验证达尔文的假说.然后师生一起分析詹森、拜尔的实验思路、结论：尖端产生的刺激可以透过琼脂片传到下部，弯曲的原因是尖端产生的刺激在下部分布不均匀.提出假说：尖端产生的刺激可能是一种化学物质.该假说是否正确呢？科学家继续探索的步伐前进到了温特的实验：让接触过尖端的琼脂块放在切掉尖端的胚芽鞘上结果胚芽鞘生长或弯曲生长了，从而验证了假说的正确性.生长素的发现，是众多科学家利用多种科学方法共同合作的结晶，通过该过程的学习既让学生理解了实验设计原则与方法，又在这一过程中，体验了科学家的探索精神，在现有手段的基础上对于事物本质不断探索的精神，使学生体会科学家在做出猜想和假设时所用的具体科学方法，从而实现渗透具体科学方法教育的目的.

3.模拟科学史中的实验探究过程，学会科学研究的方法――实验法

生物学是一门以实验为基础的科学，生物学史中科学家的实验都包含着一定科学方法，在科学史的教学中，通过让学生模拟生物学史中典型实验并对设计原理、思路、试验方法和结论进行分析，让学生学会科学家的科学研究方法，渗透科学方法教育.在生长素的发现这一生物学史的教学中，除了需要学生学会达尔文的实验设计方法和做出实验设计分析外，温特的实验也是一个培养学生进行实验科学研究的典例，因此在温特探究实验的教学中，可以结合前面科学家的假说（尖端产生的刺激可能是一种化学物质），先让学生自己设计，然后相互讨论分析所设计实验的可行性，再和温特的实验设计做比较，分析实验的原理、对照的意义、实验设计的注意点，然后根据实验现象得出结论.通过这一实验设计的训练、操作和详尽分析不但加深了学生对这一知识的再认识，也使他们较好地掌握了实验这一科学研究方法.另外，我们还可以通过让学生设计验证植物激素极性运输的实验帮助他们对对照实验这一科学方法进行了较好的巩固.

生物科学研究范文第8篇

【关键词】稳定性同位素；生物科学；应用研究

中图分类号：Q69

文献标识码：A

文章编号：1006-0278（2015）04-138-01

一、引言

在社会主义现代化飞速发展的今天，我国各行各业都得到了飞速的发展。电子信息技术引领的互联网时代，更是促进了我国各行各业之间的交流，让不同行业之间的技术产生了交互，从而让更多属于某一行业的技术开始应用于社会生活中的方方面面。例如，不管是什么行业，只要其拥有商品和服务，他们都会利用互联网技术开设网站，开展O2O的营销。技术的应用范围的拓展也不仅仅限于互联网技术，稳定性同位素技术同样如此。稳定性同位素技术今天已经被广泛的应用于生物研究及其他领域。其实，最初的稳定性同位素技术仅仅是被用于地质学、化学等领域。时至今日，稳定性同位素技术已经在冶金、农业、医学等领域被广泛应用，特别是对于生物科学而言，有关稳定性同位素技术的应用已经十分广泛。通过利用稳定性同位素技术，可以解决以往不能够在生物科学当中解决的问题，并且带来了我国生物科学研究领域的飞速发展。因此，作者在本文主要结合自身从事生物科学领域研究多年经验，对稳定性同位素技术在我国生物科学中多种应用进行研究，以期提升稳定性同位素技术在我国现有生物科学领域中的普及程度，为更好的运用稳定性同位素技术解决生物科学研究领域中的问题提供具有参考性和建设性的意见。

二、稳定性同位素技术在植物科学中的应用

同位素是指在一些具有相同质子数量，但是却具有不同中子数量的原子。在现有的自然界中几乎每一个元素都会拥有自己的同位素。如果这些原子的同位素的物理性质较为稳定，并且不具有放射性，这个时候可以称这类原子的同位素为稳定性同位素。

在植物科学研究领域，用到稳定性同位素技术最多的是对植物光合作用途径的研究。在以往研究中，利用传统的研究方法来寻找植物光合作用的途径时，通常不单单需要了解所研究植物的叶肉细胞，而且还需要了解其维管束细胞，并且还需要利用复杂的生化技术过程去鉴别该目标植物通过光合作用产生的是何种光合碳产物，到底是三碳化合物，还是四碳化合物。因此，可以发现，利用传统方法对植物光合作用途径的研究非常的复杂，并且还需要具备某一种植物理论和实践研究经验。但是，如果是利用稳定性同位素技术对植物的光合作用途径进行研究时，就会大大减少研究的整体时间和成本。当采用稳定性同位素技术方法时，我们只需要获取植物对13CO2排斥程度的信息，就能够判断其到底是该植物光合作用的产物是三碳化合物还是四碳化合物，进而能够判断出该植物光合作用的途径是哪一种。

三、稳定性同位素技术在动物科学中的应用

对于动物科学领域的研究而言，现在利用稳定性同位素技术方法进行研究的问题主要包括两种：一种是研究动物食物的来源；另一种是研究动物的迁徙。对于利用稳定性同位素技术研究动物食物来源而言，其是基于动物组织同位素的来源于动物食物同位素的来源基本相同的理论，通过研究一段时间内动物组织同位素类型或含量的变坏，来判断这一动物近期所食用的植物的种类，从而能够对动物食物的来源研究得出结论。对于利用稳定性同位素技术对动物迁徙的问题进行研究而言，其主要是解决了一些对于体积非常小的动物的迁徙问题的研究，例如：蚂蚁；蚊子；苍蝇等昆虫类动物。通过利用稳定性同位素技术身体毛发或者组织的同位素特征与地区、环境同位素的特征进行比较，就能够准确的判断出该类动物近期所出现的区域，从而获取动物迁徙的大概方向。

四、稳定性同位素技术在微生物科学中的应用

对于微生物科学领域的研究而言，也可以采用稳定性同位素技术。在基于分子生物学技术的基础上，利用稳定性同位素技术，能够对微生物所生长的环境中、食物中的同位素来研究微生物的同位素构成。与此同时，对于微生物而言，也可以通过研究其基因的稳定性同位素组成来对其遗传基因的鉴定。例如，最为常见的稳定性同位素技术应用于微生物科学的案例是研究氮素在被植物利用的整个过程。氮素通过植物的根系被植物所吸收，进而从土壤当中被植物获取，进而进入植物的花或者是果实当中，最后这些花和果实掉落后，氮素又被土壤所吸收，从而构成了这样一个往复循环的过程。科学家们通常是对15N进行标记，然后判断其被在不同环境中的循环过程，进而可以初步判断出微生物对氮素的利用效率在外部环境改变时存在着较大的差异。另外，科学家们也根据这一方式，研究发现，植物和微生物之间存在着一种资源相互争夺的激烈关系，从而得出了有效的施肥、合理的控制养料，能够促进植物与微生物两者之间关系和谐、地位平衡的结论。

五、结论

通过以上的研究，可以发现，稳定性同位素技术在生物科学领域的应用带来了我国乃至世界生物科学研究领域的飞速发展，其被广泛的应用于植物科学领域、动物科学领域、微生物科学领域，解决了运用传统技术无法攻克的诸多难题。为了更好的带来这一技术应用的普及和发展，作者认为，我国生物科学领域应当多开眼看世界，要具有运用新技术探索解决老问题的理念和思想，不断的促使我国生物科学研究领域未来的发展，而不能固守陈规，不去创新。因此，作者在此也建议我国相关研究部分努力提高自身的创新意识和科研意识，创造中国良好学术氛围和科研氛围，从而不仅仅为稳定性同位素技术在生物科学领域的应用提供条件，并且能够不断为其他新时代下的新技术在神州大地上生根发芽奠定良好的基础。

参考文献：

[1]郑秋红，王兵.稳定性同位素技术在森林生态系统碳水通量组分区分中的应用[J].林业科学研究，2009（01）.

生物科学研究范文第9篇

生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。如何提高全体学生的生物科学素养？笔者认为要考虑以下几个方面：

一、生物教育要面向全体学生

（一）为了学生全面发展，终身发展

希望每一个学生通过学习生物，能够对生物学知识有更深入的理解，指导学生更积极更健康的生活！例如：通过对初中生物课程的学习，使学生能够了解青春期生理和保健；知道传染病传播、预防的相关知识；能够进行简单的急救，了解一些医药常识。争取使每位学生都成为身体健康、心理健康、具有良好的社会适应状态的合格中学生。

通过情感态度与价值观教育能够使学生们对今后的职业选择和学习方向有更多的思考；能够在探究能力、学习能力和解决问题能力方面有更好的发展；能够在责任感、合作精神和创新意识等方面得到提高 。

（二）义务教育的责任

义务教育是国家统一实施的所有适龄儿童、少年必须接受的教育，是国家必须予以保障的公益性事业。接受义务教育是每位社会主义公民的责任与义务。所以初中生物教育要面向每一位适龄的社会主义公民，每一位初中阶段的学生。

（三）因材施教

一定年龄阶段的学生，他们的心理特点和智力水平既有一定的普遍性，又有一定的特殊性，身为教育者的我们在教学中要尊重个体差异，针对学生的共同特点和个别差异，因材施教，有利于扬长避短，长善救失。贯彻因材施教原则，要求做到：（1）教师对学生的一般知识水平、接受能力、学习风气、学习态度和每个学生的兴趣、爱好、知识储备、智力水平以及思想、身体等方面的特点，都要充分了解，以便从实际出发，有针对性地教学。（2）教学中既要把主要精力放在面向全班集体教学上，又要善于兼顾个别学生，使每个学生都得到相应的发展。（3）针对学生的个性特点，提出不同的要求，提高全体学生的生物科学素养。

二、倡导探究式学习

探究性的学习是指学生在开放的现实生活情景中，通过亲身体验进行的，以类似科学研究的方式去获取知识和运用知识的学习方式。探究性学习是在生物学教学中一种重要的学习方法，通过探究性课题的研究和实施，加强对学生进行科学探究能力的培养，有效地提高学生的科学素养，对于培养学生的创新精神和实践能力有重要的意义。生物科学不仅是众多事实和理论，也是一个不断探究的过程。倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、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等，突出创新精神和实践能力的培养。

（一） 有利于培养学生自主、探究、合作能力

生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。科学探究通常包括：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达、交流。生物课的分组探究使学生能主动地获取生物科学知识，体验科学过程与科学方法，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神、提高合作能力。

（二）有利于培养严谨的科学态度

科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径之一。通过科学探究使学生意识到科学探究可以通过观察、实验、调查等多种途径来获得事实和证据，同时又需要进行推理和判断。任何一个小的偏差都有可能使结果错误，探究失败！通过失败的教训使学生树立严谨的科学态度。

（三） 注重探究结果的正确性

生物科学研究范文第10篇

概念是对事物的抽象和概括,生物科学在其发展历程中有许多重大发现，生物科学方法是揭开生物世界奥秘的各种有效途径、手段。生物教学中可以通过介绍科学家的科学研究方法来培养学生科学的思维方法，帮助学生消除错误概念，建立科学概念，从而提高学生的生物科学素养。例如在遗传规律的教学中，可以让学生查找相关资料，知道孟德尔研究遗传规律的方法和过程。孟德尔利用业余时间进行植物（主要是豌豆）的杂交试验，经过多年的不懈努力，揭示出遗传学的两个基本规律———分离规律和自由组合规律。这两个重要规律的发现和提出，为遗传学的诞生和发展奠定了坚实的基础，这也正是孟德尔名垂后世的重大科研成果。孟德尔在研究中运用的是“假说———演绎法”，即提出问题创立假设设计实验分析结果再实验再观察，直到找出事物内在的必然联系，这是生物科学研究的基本过程。这是一种重要的科学发现模式和重要的科学研究方法，也是培养学生科学方法，提高学生科学探究能力的重要方法。通过熟悉孟德尔的发现之旅，学生不仅掌握了相关重要概念，还训练了观察能力，思维能力和分析能力，同时也培养了科学的研究方法，从而提高了学生的生物科学素养。

二、开展探究活动，培养学生的科学探究能力

生物科学素养不可能单纯地依靠知识的讲授、灌输来形成，必须改变教学的策略和方法。生物课程标准的一个基本理念是倡导探究性学习，而加强科学探究是培养科学素养的重点。为此新教材一改过去过多地注重科学知识的弊端，十分重视全面提高学生的科学素养，安排有多个探究活动，尽管各个探究活动要求达到的目标和侧重点有所不同，如有的重点是在如何控制变量和设计对照实验上；有的是要求学生体验探究的一般过程。但是可以说每个探究活动都蕴涵着丰富的培养学生科学素养的内容。例如学习“人体的免疫防线”时，引导学生通过模拟实验来探究皮肤是一道保护屏障，这样可以把复杂的实际问题转化为理想的简单问题。模拟探究前，教师可引导学生讨论：①模拟实验中模型(苹果)与原型(人体皮肤)的关系？②如何设计实验组与对照组？③如何控制变量？④为什么要将实验材料按四种情况分别进行处理？在充分思考的基础上根据探究计划开展探究，由苹果皮的功能推理出人体皮肤也有相似的功能。再通过调查家人、同学等，结合自己的生活经验，了解皮肤破损引起的伤口感染情况等，从而证实类比得到的结论是正确的，感悟人体的皮肤是一道保护屏障。在整个探究活动过程中，学生需要不断地对所遇到的问题进行分析思考，使学生的思维能力和生物科学素养得到螺旋式发展。因此探究活动非常有利于培养学生的科学思维方法和科学素养。

三、认真组织开展生物学实验，指导学生掌握科学方法

生物科学是一门以实验为基础的科学，科学的结论建立在对充足的材料进行观察和比较的基础上，生物科学的核心概念、原理，均来自于科学家的科学实践。因此，实验是学好生物学的基础，也是培养学生科学素养的重要途径。例如在学习生物体的基本结构时，请学生制作洋葱鳞片叶表皮细胞和人口腔上皮细胞等临时装片并观察细胞结构，教学过程中，教师可先示范一次，然后让学生独立完成。实验中出现的问题应该由学生通过讨论和交流，自己找出原因。绘图时要求学生一定要尊重事实，不要按照挂图或教材中的插图去描绘，以培养学生实事求的科学态度。学生通过实验，在“做中学”的过程中，对“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一重要概念的理解将更深入。这样，在学习活动中，学生能主动获取知识，体现了自主、合作、探究性的学习过程，把实验贯穿于教学的全过程，做到师生互动而又以学生动手实践为主，并且学生的实践活动又是在教师的精心设计下进行的，通过实验过程中的活动和探索，一方面使学生更好地理解掌握科学知识，锻炼动手操作能力，培养观察能力和思维能力，另一方面，对实验成败的比较分析，使学生认识到进行科学的探索和研究需要实事求是的科学态度。这样就把传授知识，训练基本技能和培养生物科学素养统一起来，提高了教学实效性。

四、总结

综上所述，在生物教学的具体过程中，教师应利用一切可以利用的机会，激发学生学习生物学的兴趣，不断充实学生的生物学知识，使学生掌握科学的思维方法，注重培养和提高学生的生物科学素养，从而为学生今后的学习、生活和工作奠定坚实的基础。