導語：如何才能寫好一篇遺傳學的發(fā)展階段，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：生物科學；核心課程；邏輯關系

中圖分類號：G633.91

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）21-0130-03

1 引言

生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學是生物科學專業(yè)的核心課程，由于它們相互聯(lián)系，交叉滲透，因此存在邏輯關系不清，課程內(nèi)容重疊較多等問題，例如原核生物和真核生物基因表達調(diào)控在生物化學、細胞生物學、分子生物學都有介紹，基因工程原理在分子生物學、基因工程學中都有介紹，導致教師教學內(nèi)容難以起舍，課程順序難以安排。要理順生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的邏輯關系，確定各課程教學內(nèi)容和教學順序，必須把其定義，研究內(nèi)容，發(fā)展歷史動態(tài)結(jié)合起來。

2 生物科學專業(yè)核心課程概述

2.1 生物化學

生物化學是運用化學的理論和方法研究生物分子結(jié)構與功能、物質(zhì)代謝及遺傳信息傳遞與調(diào)控規(guī)律的科學。

生物化學是生命科學中最古老的學科之一。 隨著生命科學的發(fā)展，各學科相互滲透。18世紀，一些從事化學研究的科學家轉(zhuǎn)向生物領域，為生物化學的誕生播下了種子。19世紀末，生物化學從生理化學中獨立。20世紀中后期又從生物化學分離出部分內(nèi)容與遺傳學部分內(nèi)容結(jié)合為分子生物學，然后，分子生物學基因操作部分獨立出來，形成基因工程學。

1920年以前，生物化學研究內(nèi)容以分析生物體的化學組成、性質(zhì)和含量為主，稱為靜態(tài)生物化學時期。

1920年-1950年，隨著同位素示蹤技術、色譜技術等物理學手段的廣泛應用，生物化學從單純的組成分析深入到物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)化，如：光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝等領域。這是生物化學飛速發(fā)展的時期，稱為動態(tài)生物化學時期。

1950年以后，蛋白質(zhì)化學和和核酸化學進展迅速，生物化學進入了分子生物學時期。分子生物學的發(fā)展揭示了生命本質(zhì)的高度有序性和一致性，是人類在認識的巨大飛躍。根據(jù)生物化學的定義和歷史，生物化學研究的內(nèi)容包括以下幾個方面。

2.1.1 生物的物質(zhì)組成

生物是由一定的物質(zhì)按特定的方式組成的，直到今天，新物質(zhì)仍不斷被發(fā)現(xiàn)。如陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的干擾素、環(huán)核苷一磷酸、鈣調(diào)蛋白、粘連蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物學功能。另一方面，早已熟知的化合物也發(fā)現(xiàn)了新的功能，如20世紀50年代才知道肉堿是一種生長因子，而到60年代又發(fā)現(xiàn)其是生物氧化的載體。

2.1.2 物質(zhì)代謝

生物體內(nèi)絕大部分物質(zhì)代謝是在酶催化下進行的，具有高度自動調(diào)節(jié)能力。一個小小的細胞內(nèi)，有近2000種酶，在同一時間內(nèi)，催化各種不同的化學反應。這些化學反應互不干擾，有條不紊地進行。表明生物體內(nèi)的物質(zhì)代謝有精確的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。

2.1.3 結(jié)構與功能

生物大分子的功能與其特定的結(jié)構有密切關系。如酶的活性中心的結(jié)構決定其催化活性及其特異性；變構酶的活性還與其催化的代謝終末產(chǎn)物的結(jié)構有關。

核酸中核苷酸排列順序的不同，其結(jié)構就不同，所含遺傳信息不同。這些不同的構象對基因的表達具有調(diào)控作用。

生物體的糖包括多糖、寡糖和單糖。由于多糖鏈結(jié)構復雜，具有很大的信息容量，對于細胞專一地識別、相互作用具有重要作用。糖類將與蛋白質(zhì)、核酸并列成為生物化學的主要研究對象。

在生物化學中，有關結(jié)構與功能關系的研究才僅僅開始，尚待大力研究的問題很多，其中重大的有：亞細胞結(jié)構中生物大分子間的結(jié)合，細胞的相互識別、細胞的接觸抑制、細胞間的粘合、抗原與抗體的作用、激素、神經(jīng)介質(zhì)與其受體的相互作用等。

2.1.4 繁殖與遺傳

生物典型特點是具有繁殖與遺傳特性?；蚴荄NA分子中的一段核苷酸序列，現(xiàn)在DNA分子的核苷酸序列已不難測得，不但能在分子水平上研究遺傳，而且還可能改變遺傳，從而派生出基因工程學。

2.2 細胞生物學

細胞生物學是從顯微水平、亞顯微水平和分子水平研究細胞的結(jié)構及其生命活動規(guī)律的科學。

過去，細胞生物學主要是在光學顯微鏡下對細胞的形態(tài)結(jié)構和生活史進行研究，稱為細胞學。20 世紀 50 年代以來，由于電子顯微鏡、放射性同位素、細胞結(jié)構組分分離技術、細胞培養(yǎng)等技術的廣泛應用，特別是分子生物學的興起，使細胞生物學研究的廣度和深度都有迅猛發(fā)展，從宏觀到微觀、從平面到立體、從定性到定量、從分析到綜合；從細胞、亞細胞、分子三個水平研究細胞的結(jié)構與功能、分裂與分化、衰老與死亡等生命活動規(guī)律及其調(diào)控機制，細胞與細胞、細胞與環(huán)境之間的相互關系。使原來以形態(tài)結(jié)構研究為主的細胞學轉(zhuǎn)變成以生理功能研究為主、將結(jié)構與功能緊密結(jié)合起來的細胞生物學。由于細胞生物學在分子水平上的研究工作取得了深入的進展，因此細胞生物學又稱為細胞分子生物學。細胞生物學研究內(nèi)容如下。

2.2.1 細胞社會學

細胞社會學是細胞生物學中的一個新的領域。它是以系統(tǒng)論的觀點研究細胞群體中細胞間的相互關系、細胞群體的社會行為；細胞識別、通訊、相互作用；整體和細胞群對細胞的生長、分化、形態(tài)發(fā)生和器官形成等活動的調(diào)控；細胞外環(huán)境對細胞的影響。

2.2.2 細胞的增殖、生長、分化與調(diào)控

研究細胞增殖、生長、分化及其調(diào)控機制，不僅是控制生物生長和發(fā)育的基礎，而且是研究細胞癌變和逆轉(zhuǎn)的重要途徑。

2.2.3 細胞遺傳學

細胞遺傳學從細胞學角度來研究染色體的結(jié)構和行為以及染色體與細胞器的關系，從而探討遺傳與變異的機制等。

2.2.4 細胞化學

細胞化學：用切片或分離細胞成分，對單個細胞或細胞各個部分進行定性和定量的化學分析，研究細胞結(jié)構、化學成分的定位、分布及其生理功能。

2.2.5 分子細胞學

分子細胞學：從分子水平研究細胞與細胞器中蛋白質(zhì)、核酸等大分子的組成、結(jié)構與功能及其遺傳性狀的表現(xiàn)和調(diào)控等，探討細胞生命活動的分子機理。

2.3 遺傳學

遺傳學是研究生物遺傳和變異規(guī)律的科學。孟德爾認為生物性狀的遺傳是受遺傳因子控制的，并提出了遺傳因子分離和自由組合的基本遺傳規(guī)律。1900年，孟德爾的成果得到廣泛重視，成為遺傳學的基石。

20世紀初，利用光學顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細胞有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體及其行為，奠定了遺傳的染色體理論基礎。1910年左右，美國遺傳學家摩爾根及其同事根據(jù)對普通果蠅的研究，提出了基因的連鎖交換規(guī)律，并結(jié)合當時的細胞學成就，創(chuàng)立了以染色體遺傳為核心的細胞遺傳學。

遺傳信息在分子水平上研究始于20世紀40年代。隨著電子顯微鏡的發(fā)明，人們已能夠直接觀察遺傳物質(zhì)的結(jié)構及其在基因表達過程中的特征，使細胞遺傳學的研究進入分子水平。

1953年，沃森和克里克提出了DNA的雙螺旋結(jié)構模型，為進一步闡明DNA的結(jié)構、復制和遺傳物質(zhì)如何保持世代連續(xù)的問題奠定了基礎，開創(chuàng)了分子遺傳學這一新的學科領域。

遺傳學研究的領域非常廣泛，可劃分成經(jīng)典遺傳學、細胞遺傳學、分子遺傳學和生統(tǒng)遺傳學4個分支，各個分支領域相互聯(lián)系、相互重疊、相互印證，組成了一個不可分割的整體。

經(jīng)典遺傳學研究從親代到子代的遺傳特性，包括遺傳的分離規(guī)律；獨立分配規(guī)律；連鎖和交換遺傳規(guī)律及機理；基因互作及其與環(huán)境的相互關系；性別決定與伴性遺傳；基因及染色體變異；數(shù)量性狀的特征及其多基因假說，近親繁殖和雜種優(yōu)勢；細胞質(zhì)遺傳等。

細胞遺傳學是通過細胞學手段對遺傳物質(zhì)進行研究。其內(nèi)容包括細胞的結(jié)構和功能；染色體的形態(tài)結(jié)構；細胞的有絲分裂，減數(shù)分裂；配子的形成和受精。

分子遺傳學是從分子的水平上研究遺傳物質(zhì)的結(jié)構及遺傳信息的傳遞。內(nèi)容包括DNA復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，基因突變及修復，原核生物和真核基因表達與調(diào)控；基因、基因組及作圖，遺傳重組。

生統(tǒng)遺傳學是用數(shù)理統(tǒng)計學方法來研究生物遺傳變異規(guī)律的學科。根據(jù)研究的對象不同，又可分為數(shù)量遺傳學和群體遺傳學。前者研究生物體數(shù)量性狀即由多基因控制的性狀遺傳規(guī)律，后者是研究基因頻率在群體中的變化、群體的遺傳結(jié)構和物種進化。

2.4 分子生物學

分子生物學是從分子水平研究核酸與蛋白質(zhì)的結(jié)構與功能、遺傳信息傳遞和調(diào)控，闡明生命本質(zhì)的科學。

從19世紀后期到20世紀50年代初，確定了蛋白質(zhì)是生命的主要物質(zhì)基礎，DNA是生物遺傳的物質(zhì)的載體，是現(xiàn)代分子生物學誕生的準備和醞釀階段。

從20世紀50年代初到70年代初，是現(xiàn)代分子生物學的建立和發(fā)展階段，1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構模型為現(xiàn)代分子生物學誕生的里程碑，確立了核酸作為遺傳信息分子的結(jié)構基礎，提出了鹼基配對是核酸復制、遺傳信息傳遞的基本方式，為核酸與蛋白質(zhì)的關系及其在生命中的作用打下了最重要的基礎。

70年代后，基因工程技術出現(xiàn)，人類進入認識生命本質(zhì)并開始改造生命的發(fā)展階段。

分子生物學原來是生物化學的一部分，因其太重要了，20世紀中后期從生物化學中分離出來并與遺傳學結(jié)合，獨立出來成為單獨的學科，是生物化學的發(fā)展和延續(xù)。涉及的部分內(nèi)容比生物化學更細致深入，并從整體上考慮。

分子生物學從蛋白質(zhì)、核酸、基因及基因組結(jié)構開始，以中心法則為主線，闡述生物大分子在信息傳導、基因表達調(diào)控中的相互作用和機理。主要內(nèi)容包括蛋白質(zhì)、核酸、基因和基因組的結(jié)構、DNA的復制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、基因突變與修復、蛋白質(zhì)生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調(diào)控、真核生物基因表達的調(diào)控。基因工程技術的原理和應用等。

2.5 基因工程學

20世紀70年代，隨著 DNA的內(nèi)部結(jié)構和遺傳機制逐漸呈現(xiàn)在人們眼前，生物學家不再僅僅滿足于探索、揭示生物遺傳的秘密，而是開始設想在分子的水平上去干預生物的遺傳特性。這就像工程設計，按照人類的需要（設計）把這種生物的某個“基因”與那種生物的某個“基因”進行“施工”，“組裝”成新的基因組合，創(chuàng)造出新的生物的工程技術被稱為“基因工程”。

基因工程包括如下幾個主要的內(nèi)容：①目的基因的合成或提起分離。②載體的構建。③將載體轉(zhuǎn)移到受體細胞并增殖。④重組DNA分子的受體細胞克隆篩選。⑤將目的基因克隆到表達載體上，導入寄主細胞，使之在新的遺傳背景下實現(xiàn)功能表達，產(chǎn)生出人類所需要的物質(zhì)。

3 課程間的邏輯關系，教學內(nèi)容選擇及課程順序安排

從生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的定義，研究內(nèi)容，發(fā)展歷史動態(tài)可知，各學科的邏輯關系是：理解細胞結(jié)構及功能需要一定的生物化學基礎，理解遺傳物質(zhì)的結(jié)構和功能需要一定的細胞生物學基礎，而分子生物學是生物化學、遺傳學交叉融合的產(chǎn)物，研究核酸和蛋白質(zhì)分子結(jié)構和功能以及相互關系，而各個分子不能孤立發(fā)揮作用，必須依賴于一定的細胞結(jié)構，因此，生物化學是細胞生物學的基礎；細胞生物學是遺傳學和分子生物學的基礎?；蚬こ淌抢梅肿由飳W的理論和實驗技術進行轉(zhuǎn)基因操作的部分獨立出來的，因此分子生物學是基因工程學的基礎。所以，高校應按生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程的順序安排課程教學最為合適。

由以上可知，由于歷史的原因，生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程學相互聯(lián)系，交叉滲透，研究內(nèi)容重復較多。因此，本研究根據(jù)其定義、邏輯關系及發(fā)展歷史，同時為編寫教材和教學的方便，建議生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學教學內(nèi)容如下。

（1）生物化學主要教學內(nèi)容主要有：蛋白質(zhì)化學、核酸化學；酶學基礎；糖代謝與生物氧化；脂類代謝；蛋白質(zhì)的分解代謝等內(nèi)容。而將DNA復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、突變、修復及原核生物和真核生物基因表達調(diào)控留在分子生物學講授。

（2）細胞生物學的教學內(nèi)容主要有：細胞的基本結(jié)構；細胞生物學研究方法；細胞膜的結(jié)構與功能及物質(zhì)跨膜運輸；細胞質(zhì)基質(zhì)與細胞內(nèi)膜系統(tǒng)；細胞通訊與信號傳遞；線粒體和葉綠體；細胞核與染色體；細胞骨架；細胞增殖及其調(diào)控；細胞分化、衰老與凋亡。

（3）遺傳學的教學內(nèi)容主要有：遺傳的分離規(guī)律；獨立分配規(guī)律；連鎖和交換遺傳規(guī)律；基因互作及其與環(huán)境的關系；基因定位與連鎖遺傳圖；性別決定與伴性遺傳；基因及染色體變異；染色體畸變；數(shù)量性狀的特征及其多基因假說；近親繁殖和雜種優(yōu)勢；細胞質(zhì)遺傳；遺傳重組。

（4）分子生物學的教學內(nèi)容主要有：DNA的復制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、基因突變與修復、蛋白質(zhì)生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調(diào)控、真核生物基因表達的調(diào)控。

（5）基因工程學的主要教學內(nèi)容有：基因工程技術的原理和應用等。

以上各門課的教學內(nèi)容相對前述和我國現(xiàn)行教材的教學內(nèi)容作了較大調(diào)整，例如；核酸和蛋白質(zhì)的組成及結(jié)構只在生物化學中講授，細胞信號傳遞只在細胞生物學中講授，基因工程原理只在基因工程學中講授，避免了課程內(nèi)容的重復。

參考文獻：

[1]沈振國.細胞生物學（第2版）[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2011.

[2]歐陽五慶.細胞生物學[M].北京：高等教育出版社，2010.

[3]翟中和，王喜忠，丁明孝.細胞生物學[M].北京：高等教育出版社，2007（8）.

[4]George M.Malacinski，David Freifelder.essentials of molecular biology（third edition）[M].北京：科學出版社，2003.

[5]Jeremy M.Berg，John L. Tymoczko，Lubert Stryer[J].Biochemistry，2002.

[6]徐晉麟.現(xiàn)代遺傳學原理[M].北京：科學出版社，2000.

[7]王亞馥，戴灼華.遺傳學[M].北京：高等教育出版社，1999.

[8]孫乃恩.分子遺傳學[M].南京：南京大學出版社，1990.

[9]Robert H.Tamarin：Principles of Genetics[J].5th ed.，1996.

[10]朱玉賢，李 毅.現(xiàn)代分子生物學[M].北京：高等教育出版社，2002.

[11]楊業(yè)華.普通遺傳學[M].北京：高等教育出版社，2000.

[12]Hartwell L，Hood L，Goldberg M L，et al.Genetics：From genes to Genomes（first edition）[J].McGraw-Hill Companies，Boston，2000.

[13]馬建崗.基因工程學原理[M].西安：西安交通大學出版社，2001.

篇2

關鍵詞：數(shù)學模型；生物；作用

中圖分類號：G718.5 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）15-368-01

我們通常采用量化的方式來處理一些生命現(xiàn)象，從而表明多種變量之間的關系和依存關系，它的意義在于可以很好的揭示生物現(xiàn)象的本質(zhì)。因此要在生物學的研究中建立一些數(shù)學模型。

一、生物學中的數(shù)學模型概述

生物學和數(shù)學是兩門比較古老的學科，一個是研究數(shù)量關系與空間關系的，一個是研究生命的學科，看似并無交集，這種情況直到十九世紀被改變了，到今天為止，在生物研究中運用數(shù)學方法已經(jīng)是非常常見的研究手法了。數(shù)學是一門學科更是一種工具，可以應用到各種方面的研究當中，在生物學的研究當中大體上有兩方面的功能。一是利用數(shù)學中的統(tǒng)計學和概率學等內(nèi)容來設計實驗，處理實驗的結(jié)果。二是提供數(shù)學模型，對研究對象有更本質(zhì)的描述。本文從第二方面著手詳細討論數(shù)學模型在生物研究中的作用。在生物學研究當中應用數(shù)學模型，就是用一種算法來描述生物學的系統(tǒng)或者過程。一種數(shù)學模型的好壞，是否合適實驗，是要經(jīng)過相應的實驗來檢驗的。

二、生物學中數(shù)學模型的作用

數(shù)學模型不僅僅在實際操作中有用，而且可以上升到理論指導的高度，前提是經(jīng)過實踐的考驗和改善。一個可以應用到實際當中的數(shù)學模型往往是對實驗的歸納總結(jié)，因此，數(shù)學模型在科研領域的作用是不可小覷的。數(shù)學模型就是像顯微鏡一樣的工具，幫助我們研究生命體，發(fā)現(xiàn)事物的發(fā)展規(guī)律，再通過推理的數(shù)學模型，進而更好的研究生命現(xiàn)象。

1、有助于生物科學的實踐研究

生物學中的數(shù)學模型主要是用來說明現(xiàn)象，解決問題和推動生物研究事業(yè)向前發(fā)展的工具。從自然現(xiàn)象中抽離出數(shù)學問題，再把問題簡單化，抽象成為數(shù)學問題，即模式化。采取數(shù)學建模的方式可以解決實際問題，如果當時的研究資料不充足，數(shù)學建?？梢赃m當彌補，為實驗提供新思想。比如，遺傳學家孟德爾就是在數(shù)學模型的基礎上研究出了染色體的學說，他的數(shù)學模型是從遺傳現(xiàn)象中抽離出來的。

2、有助于生物科學的數(shù)學化

當代生命科學的大趨勢即數(shù)學化，確定數(shù)據(jù)、建立模型對我們研究實驗對象功能和狀態(tài)有很大幫助。在科學日漸成熟發(fā)達的今天，數(shù)學已然成為一種必不可少的工具。在生物學的研究工作中，如數(shù)量遺傳學與數(shù)量生態(tài)學等學科的誕生。生物數(shù)學模型是數(shù)學模型應用到生物科學中的一種極為重要的表現(xiàn)形式。對客觀的現(xiàn)象進行數(shù)學化的模型描述是探索生命研究的一項重要形式，生物學研究只有找到了能夠反映它的數(shù)學化模型才可以進行系統(tǒng)的、嚴密的探究階段，為制定正確的使用措施和步驟做依據(jù)。這方面有很多成功的例子，如，光合作用反應的方程式、乙醚發(fā)酵和乳酸發(fā)酵的方程式等。

3、預測、監(jiān)控功能

生物數(shù)學模型具有預測功能和控制功能兩種功能。對于各種生命現(xiàn)象研究和實驗過程都有預測和控制的作用，生物數(shù)學模型可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的動態(tài)規(guī)律以一種最為精準的形式，從而預測在不同的實驗條件下系統(tǒng)會如何發(fā)展。數(shù)學模型可以十分精準的描述事物的關系，繼而根據(jù)已知狀態(tài)推算出將來的狀態(tài)。如此，對事物的發(fā)展的描述和預測就成為了可能。

比如：用數(shù)學模型來研究PH值對酶作用的影響，我們建立一個曲線的模型，通過控制PH值來控制胃蛋白酶和胰蛋白酶處于什么狀態(tài)。在該曲線中可以明確直觀的看出，在PH值不同的條件下，即使是同一種酶，相應的反應速度也是不同的。

三、生物學中數(shù)學模型的意義

模型就是簡化了的原型，所以，模型與原型相似卻又不同于原型，是抽象了的原型，從某種程度來說，模型這樣抽象的事物更有意義。為了對事物有更為深入和本質(zhì)的精確描寫，我們對概念式的類比不能僅僅停在表面上，于是數(shù)學模型應運而生。通常生物學的理論知識是用“語言”來描述的，生物學中的現(xiàn)象復雜且理論的發(fā)展較晚，但是數(shù)學模型的應用對于以上生物學研究的不足提供了一種有效的工具。事物都是不斷發(fā)展變化的，數(shù)學模型也不例外，要不斷的發(fā)展改善，以適應最新的實驗情況。經(jīng)過驗證數(shù)學模型在實驗過程中有不可估量的作用，如果研究一個地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，建立一個適合、嚴謹?shù)臄?shù)學模型，那么對于這一地區(qū)的捕撈量、捕撈時間等一系列生態(tài)問題都有一個比較明確的答案。那么接下來制定符合實際的生態(tài)方案就唾手可得。生命現(xiàn)象是復雜且多變的，沒有一種模型可以一勞永逸，不斷更新知識對人腦也是有意義的。一種數(shù)學模型可以經(jīng)過變形運用到新的領域，解決新的問題，創(chuàng)造出新的概念及工具。對于不斷完善學科發(fā)展有十分深遠的意義。

把數(shù)學模型運用到現(xiàn)實的生物學研究中，我國還處在發(fā)展階段，目前來看，相關研究資料還是比較少，但數(shù)學模型在工作中的作用是有目共睹的，在生物學研究中貢獻也沒有什么疑問。因此，我們要大力發(fā)展數(shù)學模型，不斷深入研究，要能準確的運用數(shù)學模型來解釋、制定、控制實驗，對生物學問題有更深入、更高效率的探究。為更好的發(fā)展我國生物學研究開辟道路，把生物科技作為一個蓬勃發(fā)展的事業(yè)做大做強。

參考文獻：

[1] 吳婷婷.基于DLA模型模擬植物生長系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].長江大學學報（自然科學版）理工卷，2009（02）.

篇3

一、選擇題

1.生態(tài)學是研究。()

A.水分與環(huán)境之間相互關系的科學

B.生物與環(huán)境之間相互關系的科學

C.環(huán)境與環(huán)境之間相互關系的科學

D.氣候與環(huán)境之間相互關系的科學

2.生態(tài)學作為一個學科名詞是首先提出來的。()

A.德國人

B.英國人

C.美國人

D.日本人

3.現(xiàn)代生態(tài)學的研究對象是。()

A.生物

B.環(huán)境

C.生態(tài)系統(tǒng)

D.生物圈

4.現(xiàn)代生態(tài)學的研究重點是。()

A.種群

B.群落

C.生態(tài)系統(tǒng)

D.個體

5.生態(tài)學研究的最低層次是。()

A.個體

B.種群

C.群落

D.生態(tài)系統(tǒng)

6.現(xiàn)代生態(tài)學的特點是。()

A.個體生態(tài)學

B.種群生態(tài)學

C.群落生態(tài)學

D.系統(tǒng)生態(tài)學

7.物種是由聯(lián)系起來的個體的集合。()

A.外在因素

B.內(nèi)在因素

C.環(huán)境

D.地理區(qū)域

8.個體生態(tài)學就是在層次上研究生物與環(huán)境的一一對應關系。()

A.個體水平

B.種群水平

C.群落水平

D.生態(tài)系統(tǒng)水平

9.研究生物個體發(fā)育、系統(tǒng)發(fā)育及其與環(huán)境關系的生態(tài)學分支稱為。()

A.個體生態(tài)學

B.種群生態(tài)學

C.群落生態(tài)學

D.景觀生態(tài)學

10.生態(tài)系統(tǒng)這個概念最早是由英國生態(tài)學家提出的。()

A.坦斯利

B.高斯

C.溫·愛德華

D.克利斯琴

11.生態(tài)系統(tǒng)主要是。()

A.分類學上的單位

B.功能上的單位

C.結(jié)構上的單位

D.形態(tài)學上的單位

12.達爾文《物種起源》發(fā)表于生態(tài)學發(fā)展的。()

A.萌芽時期

B.建立時期

C.鞏固時期

D.現(xiàn)代生態(tài)學時期

二、填空題

1.生態(tài)學又稱之為。

2.生態(tài)學是研究生物與——之間相互關系的科學。

3.美國生態(tài)學家歐德姆認為生態(tài)學是研究生態(tài)系統(tǒng)的和的科學。

4.生態(tài)學一詞是由首先提出來的。

5.在現(xiàn)代生態(tài)學發(fā)展中，生態(tài)學發(fā)展的主流是。

6.按研究方法劃分，生態(tài)學可分為、和等。

7.生物種群上一層次的生物組織層次是。

8.生態(tài)學的研究方法主要包括、、和。

三、簡答題

1.簡述生態(tài)學的含義及變化。

2.簡述生態(tài)學的分支學科。

3.簡述生態(tài)學的發(fā)展歷程。

4.簡述生態(tài)學的基本視角。

5.簡述生態(tài)學的研究方法。

四、論述題

試述現(xiàn)代生態(tài)學的發(fā)展趨勢。

參考答案：

一、選擇題

1.B2.A3.C4.C5.A6.D7.B8.A9.A

10.All.Bl2.B

二、填空題

1.環(huán)境生物學

2.環(huán)境

3.結(jié)構功能

4.?？藸?/p>

5.生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學

6.野外生態(tài)學實驗生態(tài)學理論生態(tài)學

7.生物群落

8.野外調(diào)查研究實驗室研究系統(tǒng)分析和模型

三、簡答題

1.生態(tài)學的經(jīng)典定義是研究生物與環(huán)境相互關系的科學，生態(tài)學定義的發(fā)展代表了生態(tài)學的不同發(fā)展階段，強調(diào)了不同的生態(tài)學分支和領域。有關生態(tài)學定義的差別主要是關于居住對象“生物”、居住地“環(huán)境”以及兩者關系的內(nèi)容有所不同。不同發(fā)展階段生態(tài)學定義也不斷發(fā)展，生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學時期定義為：研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構與功能的科學;現(xiàn)代強調(diào)人類生態(tài)學，定義生態(tài)學為：研究生物及人類生存條件、生物及其群體與環(huán)境相互作用的過程及其規(guī)律的科學。

2.按研究對象的生物組織水平可分為個體生態(tài)學、種群生態(tài)學、群落生態(tài)學、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學、景觀生態(tài)學、區(qū)域生態(tài)學和全球生態(tài)學;按生物分類類群劃分有普通生態(tài)學、動物生態(tài)學、植物生態(tài)學和微生物生態(tài)學等;按生境類型劃分有陸地生態(tài)學和水域生態(tài)學等;按研究方法劃分有野外生態(tài)學、實驗生態(tài)學和理論生態(tài)學等;按生態(tài)學與其他科學的交叉劃分有生理生態(tài)學、分子生態(tài)學、數(shù)學生態(tài)學和化學生態(tài)學等;按應用領域劃分有農(nóng)田生態(tài)學、農(nóng)業(yè)生態(tài)學、漁業(yè)生態(tài)學、森林生態(tài)學、景觀生態(tài)學、人類生態(tài)學和生態(tài)倫理學等。

3.生態(tài)學的發(fā)展可概括為四個時期，即生態(tài)學的萌芽時期、生態(tài)學的建立時期、生態(tài)學的鞏固時期、現(xiàn)代生態(tài)學時期。從大約公元前2000年到l7世紀海克爾首次提出生態(tài)學名詞為生態(tài)學的萌芽時期;從生態(tài)學名詞提出到19世紀末稱之為生態(tài)學建立時期;20世紀l0—30年代為生態(tài)學的鞏固時期;l935年坦斯利提出生態(tài)系統(tǒng)的概念后生態(tài)學進入現(xiàn)代生態(tài)學時期。

4.生態(tài)方法論的許多原理與哲學思想中整體與部分、事物相互間普遍關聯(lián)等辯證唯物論有關，這使生態(tài)學的研究方法，特別是系統(tǒng)生態(tài)學研究體現(xiàn)了以下幾個觀點：

(1)層次觀。認為任何系統(tǒng)都是其他系統(tǒng)的亞系統(tǒng)，同時它本身又是由許多亞系統(tǒng)組成的。生命物質(zhì)有從大分子到細胞、器官、機體、種群和群落等不同的結(jié)構層次。生態(tài)學研究機體以上的宏觀層次。雖然每一生命層次都有各自的結(jié)構和功能特征，但高級層次的結(jié)構和功能是由構成它的低級層次發(fā)展而來的。

(2)整體觀。生態(tài)系統(tǒng)是由不同的生物有機體和無機環(huán)境要素構成的整體，系統(tǒng)各要素相互聯(lián)系、相互影響，分工合作，共同完成系統(tǒng)整體功能。

(3)系統(tǒng)觀。系統(tǒng)研究，必須探討各組分間、各層次間作用與反饋的調(diào)控，以指導實際系統(tǒng)的科學管理。

(4)綜合觀。生態(tài)學與一些基礎學科如遺傳學、進化論、生理學和行為學等相互交叉，同時還大量地利用了物理學、化學、生理學和氣象學等多個學科的研究方法和測量技術?，F(xiàn)代生態(tài)學家們還廣泛地吸收了系統(tǒng)論、控制論、信息論、協(xié)同論、突變論及耗散結(jié)構的新概念和新方法，深入地研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構和功能。

(5)進化觀。進化觀認為各生命層次及各層次的整體特性和系統(tǒng)功能都是生物與生物、生物與環(huán)境長期協(xié)同進化的產(chǎn)物，協(xié)同進化是生態(tài)系統(tǒng)普遍存在的現(xiàn)象。

(6)新生特性原則。當?shù)蛯哟蔚膯卧Y(jié)合在一起組成一個較高層次的功能性整體時，總會有一些在低層次從未有過的新生的特性產(chǎn)生。

5.生態(tài)學的研究方法可歸納為野外調(diào)查研究、實驗室研究、系統(tǒng)分析和模型等三方面。野外調(diào)查研究是對難以或無法在實驗室內(nèi)進行的生態(tài)現(xiàn)象、生態(tài)過程的實地考察;實驗室研究包括控制實驗和實驗室分析，控制實驗是模擬自然生態(tài)系統(tǒng)中單項或多項因子相互作用及其對生物影響的方法;系統(tǒng)分析和模型是把研究對象視為系統(tǒng)，用各種模型，包括數(shù)學模型研究和解決問題的方法。

四、論述題

隨著生態(tài)學的發(fā)展，現(xiàn)代生態(tài)學已形成了明顯的特點及發(fā)展趨勢。

(1)系統(tǒng)理論在生態(tài)學中廣泛應用，生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學研究成為生態(tài)學發(fā)展的主流，系統(tǒng)分析方法成為生態(tài)學的方法論基礎。

(2)現(xiàn)代生態(tài)學向宏觀和微觀兩極發(fā)展，宏觀方向發(fā)展到全球生態(tài)學，成為主流;微觀方向發(fā)展到分子生態(tài)學，其成果同樣重大不容忽視。

篇4

運動訓練學涉及的相關方面是一系列綜合性的社會存在現(xiàn)象和領域,這個學科的事實存在,更多是從競技體育的實踐性和特有的對象來把握的。運動訓練學的研究領域是競技體育的一個重要方面和環(huán)節(jié),它的運行更多地被賦予技術和操作色彩:它是對一系列活動、過程,是對人、事、物、時間、負荷等的計劃、安排和管理,故具有一定的技術、應用操作性、經(jīng)驗性。運動訓練學與諸多的基礎學科有著緊密聯(lián)系,它們之間甚至沒有明顯的界限,但運動訓練學又是這些學科的綜合和超越。運動訓練學研究是“與獲得、形成、提高、保持競技狀態(tài)的目的緊密相關的操作性活動”。之所以說“緊密”和“操作性”,不僅表明運動訓練學的特性,還表明達到這一“目的”的,除了運動訓練學,還有諸多的基礎和相關學科。一定的實踐內(nèi)容均可反映為一定的學科和理論(或研究)范疇。具體來說,表現(xiàn)在以下兩個方面。(1)自然科學方面(主要表現(xiàn)為生物科學)。運動訓練學的切入和著眼點在操作層次的學科或研究有運動醫(yī)學、營養(yǎng)學等的實用技術、方法、手段研究(包括選材、恢復、康復、損傷等)。這方面的基礎學科有形態(tài)學,解剖、生理、生化、遺傳學,生物力學(動力學、運動學等方面)等生物學科。其研究選材、生長發(fā)育,各生理、生化指標,以及相關技術的形成、提高、鞏固等的微觀機理方面。(2)社會科學方面。這方面的學科和理論(或研究)有政治、思想道德研究,社會學(社會因素和環(huán)境的影響),教育學,管理學(組織行為學、激勵理論等),心理學,以及操作化的技術、手段、方法系統(tǒng)的研究。其指向最佳競技狀態(tài)形成和獲得的社會性因素。此外,我們特別提出運動訓練學的“學科”這個概念,它是研究運動訓練學目的指向的維系和支持、價值系統(tǒng)的學科。運動訓練學雖不包括這方面內(nèi)容,但提出這個概念有助于我們更好理解運動訓練學在競技體育研究中的地位。從競技體育實踐來看,運動訓練學的研究學科依次展開是:(1)競技水平得以維系的保障和支持系統(tǒng)的研究。如人才學、社會學等。(2)競技體育作為社會系統(tǒng)和社會存在的其他多方面的研究,如機制、體制、功能、作用、社會問題以及競技體育存在價值、意義、方向、目的、人道關懷等。

2.運動訓練學基本概念的使用

基本概念、定義與名詞使用的規(guī)范、明確化,是一個學科發(fā)展程度與水平的重要尺度,運動訓練學也概莫能外。理論是由概念的判斷、推理所組成的,基本概念是整個運動訓練學理論的邏輯起點。現(xiàn)階段,不同時期,甚至同一時期的相關運動訓練學教材、圖書中,對運動訓練學的許多基本概念、術語還缺乏共同的理解與表述,處于經(jīng)常變換的階段。一個學科的發(fā)展要經(jīng)過初創(chuàng)、發(fā)展、成熟與老化等四個發(fā)展階段,在學科的不同發(fā)展階段,名詞、術語、概念的規(guī)范化程度等有較大的差別。在學科初創(chuàng)和發(fā)展階段,其基本概念、基本原理、基本規(guī)律都還處于探索與爭鳴之中,因此,文獻中新的語詞較多,名詞術語的變化較快,不夠穩(wěn)定。目前,國內(nèi)運動訓練學發(fā)展還沒有脫離這些表征。運動訓練學基本概念的確定與使用影響和制約到學科的發(fā)展,必須引起重視,應對運動訓練學相關概念、術語進行區(qū)分、界定與規(guī)范,乃至進行包括與國際范圍的溝通與接軌。

3.運動訓練學學科地位與屬性

一門學科往往包括理論研究與應用實踐部分。競技體育的繁榮,已讓人們習慣以娛樂、表演、技藝、商業(yè)、政治的眼光來看待它,而忽視運動訓練學的學科與學術地位;從科研角度,運動訓練學又常被自然科學的實證性所要求、束縛,而被抹殺和否定其科學性。運動訓練學在一種尷尬的境地中生存和發(fā)展。運動訓練學的學科地位已經(jīng)在《中華人民共和國國家標準學科分類與代碼》中作為二級學科確定下來。從學科的角度看,它既可以看作是科學的分支、學術的分類,也可看作是一門課程。運動訓練學的學科定位與屬性,即判定它的學科性質(zhì)和它在科學體系(主要指體育科學體系)中的位置,目前有多種看法:(1)屬于自然科學[2];(2)屬于技術科學[3];(3)屬于生物科學并擴展到社會科學[4];(4)屬于應用體育學[5];(5)屬于人文科學[6];(6)無明確地位[7]。以上不同認識,有的是由于劃分角度不同,有的卻是認識的模糊與不確切。另外,僅把運動訓練學作為一門“新型的交叉學科”也是不夠的。確立運動訓練學的學科屬性有利于把握它的主要特征,確立它與母體學科的關系,有利于其從母體學科獲取養(yǎng)料,理清其研究對象與研究方法,獲得研究途徑與啟示,避免違背科學規(guī)律,走入歧途。我們認為,從不同的角度看,關于運動訓練學的學科所屬也不同。從上文分析,我們傾向于認為運動訓練學是一門綜合的操作、應用性學科。

4.運動訓練學研究方法的運用

作為一門成熟的學科,應該有較為成熟,系統(tǒng)的研究方法,但運動訓練學在這方面還存在一些不足。對選材、訓練、比賽效益最佳化實施,很多方面可以借助與先進的技術和設備、方法,但是,國內(nèi)這些方面并沒有相應跟上,實踐中主要還是以感性方法與經(jīng)驗總結(jié)、描述為主,目前對其他學科研究方法的借鑒與吸收還比較欠缺。運動訓練學研究方法建設也包括兩個方面的內(nèi)容。對選材、訓練、比賽效益最佳化實施而言,應對現(xiàn)有的經(jīng)驗成分驗證,使具有主觀和個體色彩的方法通過實驗與科學論證,并經(jīng)過實踐的反復檢驗,上升到科學理論的高度,逐漸改進以邏輯演繹!經(jīng)驗為主的研究、評價方法、提高其量化程度;對運動訓練學相關人文社會學研究來說,主要是從母體學科汲取血液,逐漸提高研究方法運用的規(guī)范性和科學性。目前,運動訓練學的社會學研究中較多地運用到量化方法與問卷法,在運用中也要注意其適用性的問題:建立數(shù)學模型對運動訓練學研究實現(xiàn)量化處理,必須具備兩個條件:第一研究和處理的問題必須能夠數(shù)量化;第二必須具備所需的各種數(shù)據(jù)。實際上,目前運動訓練學還不是任何研究都能做到數(shù)量化,如意識領域的一些東西,就不能確定數(shù)量化的標準。另外,對運動訓練學相關方面價值、理性的把握,對在此過程涉及人的社會發(fā)展研究、學科建設基本理論的構建等很多方面,其隸屬于哲學、倫理、美學、文化等研究的范疇,其中很多方面的研究目前和今后都不可能量化;同時,由于統(tǒng)計工作的局限性,有些即使能夠數(shù)量化的研究也不一定能掌握其基本數(shù)據(jù)。在今后的發(fā)展中,運動訓練學的研究將會也應該呈現(xiàn)出定性研究與定量研究“人文化”與“實證化”長期并存的趨勢。通常采用問卷法研究運動訓練學的許多問題,但問卷法有較大的主觀性。問卷法適合用來反映被調(diào)查群體某個直觀的觀點或態(tài)度,但不適合用來提供帶有較強思辯色彩問題的答案或具體的實證材料與數(shù)據(jù)。對于探尋較深奧的問題,必須樹立“多數(shù)的認可并不等于研究的真實”的觀點。

5.運動訓練學科學研究及其相關建設方面

運動訓練學科學學方面的研究旨在為科學研究的組織管理、科學規(guī)劃和科學政策的制訂提供系統(tǒng)的理論依據(jù)。運動訓練學科及其實踐的發(fā)展是與科研水平聯(lián)系在一起的,運動訓練學科研水平進步是運動訓練學發(fā)展的直接反映,同時又是運動訓練實踐的重要動力,科研狀況和能力的提高可以引導現(xiàn)代科學技術融合于訓練學領域,在一系列的現(xiàn)代科學技術中尋求更多的切入點和合作點,給訓練系統(tǒng)以更大的推動力。而科研工作的進行和科研水平的提高又與科研機制、體制等的保障與支持有著密切的關系。運動訓練領域的研究及學科發(fā)展已具備一定的基礎,取得了較大的進展,但該領域?qū)W科屬于技術學科的定位,使得人們注重它的實踐操作性和追求直接效應,而忽視其科研狀態(tài)等在內(nèi)的學科自身建設。從科學學角度出發(fā)的研究以及相關的建設還處于較低水平?？蒲袡C制和體制的建設是一個龐大的系統(tǒng)工程,以下我們從兩個微觀方面著手考察。

5.1學科教學、研究機構與設置

著名科學計量家佩里茨指出:“就我所知,任何一門渴望得到學術界承認的新生學科,都必須或遲或早地建立起本學科的學術教學基地。沒有教學,沒有研究生,沒有師生之間卓有成效的學術交流和切磋,任何新生學科都是注定要失敗的?！盵8]運動訓練學在我國受到了較大的重視,教學、科研(包括學位建設)、學術都具有了一定的體制與機構。這為運動訓練學的發(fā)展奠定了良好的基礎。

5.2科研隊伍建設

篇5

    一、正確處理學科知識、社會需要和學生發(fā)展之間的關系

    無論是課程目標的確定還是教學內(nèi)容的選取,都有一個首當其沖而且無法回避的問題,也就是學科知識、社會需求和學生發(fā)展三者的關系問題。各國課程改革的經(jīng)驗表明,“以學科為中心”的課程能夠較好地傳遞人類社會積累的知識和經(jīng)驗,有利于學生建立完整的知識結(jié)構并實現(xiàn)知識的遷移,但是由于忽視社會的需要和學生的心理特征及認知規(guī)律,容易造成與社會脫節(jié)和學生學習負擔過重。“以社會為中心”的課程強調(diào)按社會需要來確定教學內(nèi)容,有利于培養(yǎng)學生參與社會活動的意識和能力,但是由于忽視知識的內(nèi)在邏輯順序和學生的個性特點,使得課程內(nèi)容零散,缺乏整體性和連續(xù)性,不利于學生的全面發(fā)展。“以學生為中心”的課程以學生的興趣和動機為基礎,以學生所需要的經(jīng)驗和感興趣的問題構成學習單元,讓學生從做中學,有利于提高學生的學習興趣,發(fā)展學生學習的主動性和創(chuàng)造性,但是由于忽視知識的系統(tǒng)性和教育的社會功能,內(nèi)容龐雜而缺乏連續(xù)性,不利于人類文化遺產(chǎn)的傳遞,不利于學生掌握適應社會所必需的基礎知識和基本技能?，F(xiàn)在,越來越多的人認為,學科知識、社會需求和學生的發(fā)展都是課程設計應當考慮的重要因素,應當將這三者作為一個統(tǒng)一的整體來考慮,不可偏廢。

    中學生物課程目標的確定應當力求實現(xiàn)學科知識、社會需求和學生發(fā)展的最佳結(jié)合。因此,新世紀中學生物課程教材改革的重點不是如何更加完美地呈現(xiàn)生物學科的知識結(jié)構,而是如何更好地體現(xiàn)學生發(fā)展和社會的需要。

    二、課程目標要適應社會發(fā)展的需要

    在充滿希望和挑戰(zhàn)的21世紀,科學技術與社會將發(fā)生強相互作用?？萍紝⒏叨壬鐣?社會將高度科技化。社會的高度科技化要求公民普遍具有較高的科學素養(yǎng),包括科學知識、科學觀點、科學態(tài)度、科學精神、科學方法、科學價值觀、科學思維習慣和行為習慣等。生物科學在社會發(fā)展中的地位和作用要求我國涌現(xiàn)出一大批站在生物科學前沿的創(chuàng)新型人才。從這個意義上說,中學生物課程一方面要使廣大受教育者具有較高的生物科學素養(yǎng),另一方面又要為將來可能從事生物科學研究的學生,在態(tài)度觀念、知識和能力等方面打好生物學基礎。

    從國際上看,全球經(jīng)濟的一體化,人類社會的高度信息化和科技化,高科技的發(fā)展所引發(fā)的知識經(jīng)濟時代的到來。全球性的人口、糧食、健康、能源、資源和環(huán)境等問題,都給各國的基礎教育,尤其是發(fā)展中國家的基礎教育提出了嚴峻的挑戰(zhàn),要求基礎教育的教育目標作適當?shù)恼{(diào)整,如強調(diào)國際理解,具有收集和處理信息的能力,樹立全球意識和環(huán)境意識,樹立人與自然和諧共處、可持續(xù)發(fā)展的觀念,學會關心,學會學習,學會發(fā)現(xiàn),學會創(chuàng)造等。從國內(nèi)形勢來看,經(jīng)濟正處在高速增長的階段,同時也面臨著許多問題,如人口負擔過重,環(huán)境污染加劇,科學技術水平與發(fā)達國家相比差距較大,民族創(chuàng)新意識不強,社會轉(zhuǎn)型期人們的思想觀念沖突和各種社會矛盾比較突出,人們的思想道德和科學文化素養(yǎng)有待于進一步提高,等等。這些問題對基礎教育所提出的要求,特別是知識經(jīng)濟對基礎教育的要求,也都應當在中學生物課程目標中得到體現(xiàn)。

    知識經(jīng)濟是建立在知識的生產(chǎn)、傳播、轉(zhuǎn)移、分配和使用之上的經(jīng)濟。知識經(jīng)濟所依賴的主要資源不是有形的物質(zhì)資源,而是無形的智力資源。中國作為一個人口眾多、人均物質(zhì)資源相對貧乏、因科技和管理水平低而對物質(zhì)資源的利用效率又很低的國家,如果能充分開發(fā)人們的大腦,提高民族創(chuàng)新能力,特別是科技創(chuàng)新能力,沉重的人口負擔就會轉(zhuǎn)化為無與倫比的智力資源。中國就有可能變劣勢為優(yōu)勢,在某種程度上超越工業(yè)化國家已經(jīng)走過的一些發(fā)展階段,迅速趕上發(fā)達國家。假如我們培養(yǎng)出的學生總是長于記憶而拙于發(fā)現(xiàn),長于應試而拙于實踐,樂于接受現(xiàn)成結(jié)論而不會質(zhì)疑,只知被動完成老師下達的學習任務而不知主動地學習,創(chuàng)新精神和實踐能力就無從談起,我們怎么能抓住知識經(jīng)濟時代帶來的發(fā)展機遇呢?由此可見,新世紀中學生物課程的教育目標,應當以全面提高學生的生物科學素養(yǎng)為宗旨,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為重點。

    三、課程目標要符合學生發(fā)展的需要

    關于學生發(fā)展的需要,首先應當研究中學生學習生物科學的心理特征和認知規(guī)律。要了解哪些內(nèi)容是學生樂于學習的,哪些內(nèi)容對學生的終身學習和發(fā)展具有較高的價值,而不是單純從學科知識的系統(tǒng)性出發(fā),選取學生應當學習的內(nèi)容。調(diào)查表明,關于動植物的形態(tài)結(jié)構和分類等事實性知識,名詞術語較多;有些動植物是學生不常見的,教學大綱和教材從學科知識的系統(tǒng)性出發(fā),將它們作為代表動物或代表植物講述,學生的學習興趣較低。關于原理性知識和程序性知識,能夠使學生理解為什么,懂得怎么做,是學生非常感興趣的。例如,生物的性狀是怎樣遺傳給后代的?遺傳物質(zhì)是怎樣發(fā)現(xiàn)的?等等。因此,在確定具體教學內(nèi)容的教學目標時,對事實性知識應當做較低要求,如知道或識記等;對原理性和程序性知識應當做較高要求,如理解和應用等。教學內(nèi)容的時效性和對學生發(fā)展的價值是與其基礎性呈正相關的,也就是說,教學內(nèi)容與基本概念、基本原理和相關性越高,其時效性就越長,對學生發(fā)展的價值就越大。因此,在確定本學科課程目標時,使學生掌握生物學的基本概念和基本原理仍是不可忽視的。

    生物學實驗、實習和調(diào)查等探究活動是中學生普遍感興趣的。這些探究活動不僅能夠幫助學生掌握知識,而且能夠使學生充分體驗到發(fā)現(xiàn)的樂趣,成功的愉悅,在科學態(tài)度、意志、合作精神、觀察能力、動手能力、分析和解決問題的能力等方面也能得到發(fā)展。因此,讓學生擁有科學探究的經(jīng)歷和體驗,應當成為中學生物課程的重要目標。

    在研究學生心理特征和認知規(guī)律的基礎上,至少還應當研究以下幾個問題。一是如何促進學生的全面發(fā)展。促進學生的全面發(fā)展是靠整個教育體系特別是課程體系來實現(xiàn)的,社會和家庭因素也起著重要作用,因而非一門學科課程所能承擔。但是,一門學科課程的教育功能又是多方面的。中學生物課程作為一門科學課程,在提高學生的生物科學素養(yǎng)、發(fā)展智力的同時,在德育、美育和促進學生身心健康發(fā)展方面也應當發(fā)揮獨特的作用。二是如何體現(xiàn)尊重學生個性發(fā)展的特點。學生的認知水平和興趣都不是整齊劃一的。具體教學內(nèi)容的教學目標應當體現(xiàn)彈性和選擇性,有基本要求和較高要求之分,隨著年級的遞進,選學內(nèi)容應當逐漸增多。各種探究活動應當為學生提供多種可供選擇的方案,也可以讓學生自己提出探究的課題,自己設計和進行實驗尋找答案。三是如何為學生的終身發(fā)展打基礎,培養(yǎng)學生終身學習的能力。為此,在課程目標中應當要求學生具有利用課本以外的信息資源獲取和處理信息的能力。

    四、課程目標應當體現(xiàn)學科特點

    在20世紀,隨著數(shù)學、物理和化學原理和方法在生物學研究中的廣泛應用,研究手段的現(xiàn)代化,生物科學取得了突飛猛進的發(fā)展。以DNA雙螺旋結(jié)構模型的建立為標志,分子生物學的研究取得長足進展,并深入到遺傳學、細胞生物學、神經(jīng)生物學、發(fā)育生物學、進化論和生態(tài)學等各分支領域,使生物學各個領域的研究在分子水平上趨于統(tǒng)一,并越來越接近揭示生命的本質(zhì)。生物科學原理與工程技術的結(jié)合,催生了生物工程(生物技術),并迅速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,成為新的經(jīng)濟增長點,在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保等領域碩果累累。與生物學密切相關的人體科學、營養(yǎng)學、優(yōu)生學、衛(wèi)生學、行為科學等學科的發(fā)展,在促進人們身心健康、提高人們生活質(zhì)量方面發(fā)揮了重要作用。

    21世紀將會加速發(fā)展的學科群中,生命科學因其研究客體的極端精巧和復雜性,以及社會多種需求(人類生存環(huán)境、資源、食物、健康等)所產(chǎn)生的緊迫性,最可能出現(xiàn)革命性的變化,以至成為新的科技革命的中心,對其他學科產(chǎn)生巨大的帶動作用,并對人類社會的生產(chǎn)方式、生活方式乃至思維方式產(chǎn)生廣泛而深刻的影響。

    生物科學的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢要求中學生物課程的知識教育目標做出相應的變革,應當使學生不僅掌握基本的生物學概念、原理和規(guī)律,而且了解這些知識產(chǎn)生的過程及其應用,還要了解生物科學的新進展和發(fā)展趨勢。

篇6

關鍵詞：生物類專業(yè)；大學生就業(yè)；培養(yǎng)方案

中圖分類號：G642　文獻標識碼：A　文章編號：1674－0432(2011)－05－0342－1

自1998年的高?！安④墶薄U大招生開始，可以說我國高等教育邁入了空前的跨越式發(fā)展階段。高等教育產(chǎn)業(yè)化已成為不爭的事實。高等教育改革發(fā)展到今天，最為明顯的特征是把大學生的就業(yè)徹底推向了市場，實行了大學畢業(yè)生與用人單位的雙向選擇。這既是市場經(jīng)濟發(fā)展的需要，也是社會發(fā)展的一種進步。因此，那些計劃經(jīng)濟體制下的“天之驕子”幾乎在一夜之間被市場經(jīng)濟的大潮由浪峰推到谷底。大學生畢業(yè)后，能否順利進入社會、找到自己合適的位置，即畢業(yè)生嚴峻的就業(yè)問題越來越引起人們的廣泛關注。大學畢業(yè)生就業(yè)不僅關系到每個學生的前途，還直接影響到高校的可持續(xù)發(fā)展，更是關系到我國社會人力資源和經(jīng)濟發(fā)展狀況的一件大事。

1　生物類畢業(yè)生就業(yè)問題嚴峻

生物類畢業(yè)生最對口的行業(yè)是生物技術行業(yè)，但是，目前生物技術的成就主要體現(xiàn)在尖端層面，所需要的人才層次很高。對于這一點，查閱國內(nèi)知名生物企業(yè)的招聘廣告不難發(fā)現(xiàn)，它們大多要求畢業(yè)生具備碩士或博士學歷。因此，生物學本科畢業(yè)生的專業(yè)對口率較低，大多數(shù)的本科生不得不選擇考研繼續(xù)深造。盡管生物學的廣泛應用和迅速發(fā)展已是必然趨勢，生物學專業(yè)已滲透到人類生產(chǎn)和生活的各個領域，但是我國的生物行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走，制藥、保健等相關產(chǎn)業(yè)并不發(fā)達，不足以吸納過多的畢業(yè)生。而隨著國內(nèi)高校擴招，除了綜合性大學和師范類院校開設生物類專業(yè)之外，很多二類院校也都開設了生物系，學生數(shù)量大幅增長，就業(yè)競爭也相應的更為激烈。

因此，及時、恰當?shù)夭粩嗾{(diào)整、完善生物技術專業(yè)培養(yǎng)方案必將是有遠見卓識的領導者和師生長遠的“現(xiàn)在進行時”而非“過去時”、“將來時”。如何科學、合理、前瞻性地確定培養(yǎng)目標與培養(yǎng)規(guī)格?由于生物技術學科涉及的領域非常廣泛，任何一個院校的生物技術專業(yè)都不可能培養(yǎng)面面俱到、行行精通的生物技術通才。這就要求生物技術專業(yè)應不斷地根據(jù)生物技術的發(fā)展、市場對人才的知識結(jié)構和知識水平的需求、學生的認知特點來不斷探討和完善生物技術專業(yè)本科培養(yǎng)方案，盡量縮短科學技術增長的無限性與培養(yǎng)方案有限性之間的差距。

2　生物類專業(yè)本科培養(yǎng)方案的探討

2.1應加強專業(yè)特色

大學的專業(yè)是受社會分工和職業(yè)影響的，同時，專業(yè)受到學科及其發(fā)展的影響，職業(yè)對專業(yè)的影響都是通過課程而發(fā)生的。專業(yè)必修課及限選課的安排要有所取舍，一些經(jīng)典的、與生物技術關系不大的可開成講座或任意選修課，通過增加生化、分子生物學、細胞生物學、遺傳學、細胞工程等體現(xiàn)生物技術專業(yè)特色的學時來體現(xiàn)專業(yè)特點。

2.2改革實驗課教學

作為高校一方面已擺脫了升學的壓力，另一方面有較好的實驗室，較充足的實驗器材和富有科研能力的老師，如果仍然普遍進行理論上早已知道的驗證和實驗，盡管所用學時可能較少，但實驗過程的程式化必然枯燥無味，難以激發(fā)學生的學習興趣和熱情，更重要的是它培養(yǎng)出來的是知識積累型人才，而不是我們培養(yǎng)目標所說的：“能從事生物技術領域的研究、教學、開發(fā)及其管理的高級專門人才”。

2.3加強教師隊伍建設.改進課堂教學

課程目標、培養(yǎng)規(guī)格基本是通過教師來完成的。某種程度上，大師級和旗幟型教師的多少是學科水平高低的表征。加強教師隊伍建設涉及諸多方面，如學歷、科研能力、教學能力、責任心、教育理念等等。生物技術是一門實驗科學，其理論與技術的發(fā)展是建立在物理、化學和生物信息技術進步與交融的基礎之上。生物技術研究對象是動植物組織、細胞直至分子水平的微觀領域，直觀可視性差，學生難于理解，因此有必要利用現(xiàn)代的教學手段，提高課堂理解力，目前教師一般用Power point的制作，要制作高質(zhì)量的教學CAI課件，教師尚須進一步培訓，由于教師還承擔著繁重的科研任務，另一方面不可能也沒有事必親躬，可通過校際交流，利用網(wǎng)絡等獲取好的教學資源。教學方法是教學的主要組成部分，教學方法是否合理有效直接影響教學質(zhì)量和培養(yǎng)目標。

2.4完善實踐教學

理論教學占主導地位的教育思想是對教學過程本質(zhì)的片面理解。理解的片面性表現(xiàn)在誤將實踐教學看成是單純?yōu)轵炞C理論而存在的，忽略了理論的實際運用，忽略了實踐教學是實現(xiàn)培養(yǎng)學生崗位職業(yè)能力的重要途徑。實踐教學是相對于理論教學提出來的，它從本質(zhì)上講，就是一種理論聯(lián)系實際的教學。只有理論聯(lián)系實際，產(chǎn)學研結(jié)合，才能培養(yǎng)動手、科研能力。實踐教學是生物技術專業(yè)不可缺少的重要教學內(nèi)容，基本理論和基本技能的掌握與運用及學生綜合素質(zhì)的提高，都需要深入的社會實踐鍛煉。而反觀我校的實踐教學也沒逃出這種現(xiàn)狀，目前僅停留在規(guī)章制度和教學計劃中，以至學生較多地提出要增加實習、實踐的機會。

參考文獻

[1]陳春意.創(chuàng)業(yè)教育是高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2005.(6)

篇7

[關鍵詞]社會工作 親子關系 親子沖突

[中圖分類號]C913.11 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349（2012）10-0021-01

一、兒童親子關系沖突的研究

親子關系在法律上是指父母和子女之間的權利、義務關系，在遺傳學上指的是親代和子代之間的生物血緣關系。長期以來，親子關系主要表現(xiàn)為以下幾種：

1.拒絕型家長大多表現(xiàn)為疏遠孩子，忽視孩子的感受，對孩子懷疑、呵斥甚至打罵。其主要原因是親子之間缺乏溝通，家長不善表達對孩子的愛，孩子不能理解家長的愛。

2.嚴格型家長多以強迫、嚴厲的態(tài)度，用命令或禁止的方式來管教孩子。期待型家長則會把自己的想法或希望強加到孩子身上，忽視了孩子的天賦能力與興趣志向。二者均是父母對孩子采取支配的態(tài)度所致。

3.不安型和干涉型都是對孩子的一種過度保護。

4.溺愛型與盲從型都是一種服從的教育態(tài)度，對自己嬌慣孩子不以為然。

5.矛盾型的教育態(tài)度是指在不同時間和不同場合對孩子的教育態(tài)度前后矛盾。不一致型的教育是指父親與母親不一致的管教態(tài)度。二者都體現(xiàn)了家長教育孩子時的矛盾心態(tài)。

在心理學方面對于親子沖突的研究由來已久。20世紀60年代，研究人員從人際沖突理論出發(fā)對親子沖突的研究認為，親子沖突主要源于親子雙方的目標不一致。到了70年代，從社會化的視角重新審視了親子沖突這一問題，親子沖突被界定為兒童對家長愿望不順從的行為。從80年代開始，研究人員逐漸通過關系理論來研究親子沖突。

二、影響兒童親子關系沖突的主要因素

影響親子沖突的因素很多，而親子沖突又涉及到親子雙方，所以要從家長和孩子兩方面入手對其進行探索是十分必要的。通過研究發(fā)現(xiàn)兒童所處的年齡、性激素水平、家長的文化程度以及教育方式對親子沖突都有顯著的影響。

（一）年齡對親子沖突的影響

研究表明兒童的年齡對親子沖突會造成一定的影響，呈現(xiàn)出一個倒U字形的影響趨勢。親子沖突在低齡兒童中呈上升趨勢，在適齡兒童中保持著較高水平，在年齡稍大的孩子中則呈下降趨勢，其中以初中二年級為頂峰。

（二）性激素對親子沖突的影響

研究表明雄性激素水平高的男孩，在兒童時期更具攻擊性，而雌性激素水平高的男孩則具有較高的抑制力。性激素水平會受到親子沖突的反饋調(diào)節(jié)，經(jīng)常性的親子沖突，可能會導致性激素分泌失調(diào)。

（三）家長的文化程度對親子沖突的影響

侯靜等學者通過研究發(fā)現(xiàn)家長的受教育程度越高越有可能去主動學習家庭教育方面的相關知識，在對待教育孩子這個問題上，他們大都會用較為科學的方法及合理的態(tài)度去對待子女，因此降低了親子沖突的幾率。

（四）家長的教育方式對親子沖突的影響

由于親子沖突產(chǎn)生的解決方法和家長與孩子之間的溝通方式受家長教育方式的直接影響，故而通過不同的教育方式能夠達到調(diào)節(jié)親子沖突的水平，降低雙方受影響的程度。權威型的家長能夠?qū)和脑V求予以回應，合理地提高了兒童的適應和能力?？v容型的家長經(jīng)常采用嬌慣、溺愛等縱容策略，通過這種教育方式成長起來的兒童較易以自我為中心且無法快速適應周圍環(huán)境的變化，所以發(fā)生親子沖突的頻率也會較高。

三、建立和諧親子關系的策略

由于親子沖突受到很多因素的影響，如家庭成員的性格、家庭的經(jīng)濟情況、兒童所處的不同心理發(fā)展階段等，而這些因素都具有無法在短期內(nèi)改變這一顯著特點。故而，我們可以從該兒童生活成長中接觸最多的家庭和學校這兩面著手開展，達到有效預防和解決兒童親子關系沖突的目的。

（一）家庭方面對親子關系的干預

家庭是人格的塑造廠，相互的理解和尊重正是對親子雙方保持獨立人格的一種實踐。對于顯性沖突，如言語上的，一定要保持成年人的理性，盡快化解沖突。對于隱性沖突，作為家長要在對峙中做出讓步打破僵局，主動和子女進行溝通，逐漸消除矛盾。根據(jù)社會學習理論，兒童的行為是通過模仿來習得的。父母要以身作則，為孩子樹立良好的榜樣。作為家庭教育者，家長不僅在家庭教育中起著主導作用，也要盡量配合好老師和學校，通過與老師及學校的溝通和聯(lián)系從不同方面了解孩子，使孩子能夠得到全方位的教育。

（二）學校方面對親子關系的干預

研究表明，學校對于親子關系的干預與家庭相比，更具系統(tǒng)化、組織化，所以其意識性和目的性更強；由于教師特殊的權威地位以及課程、活動的規(guī)律性，所以管理和干預的效果更為顯著。學校可以通過老師的言傳身教以及組織各種課內(nèi)外活動對學生的不良行為進行糾正，起到解決親子沖突的作用。以學校為單位對兒童的親子沖突整體性地進行干預，促進兒童改善與家長之間關系的良好文化環(huán)境。

總之，對孩子直接承擔著教育責任和義務的家庭和學校應該共同努力，通過家長這個“中間人”的協(xié)調(diào)與配合使兒童獲得一個更加積極健康的成長環(huán)境，促進其身心全面發(fā)展。

篇8

【關鍵詞】大學體育；信息技術；教學

中圖分類號：G64文獻標識碼：A文章編號：1006-0278（2012）06-137-01

高校體育作為加強青少年體育鍛煉的有效途徑，在培養(yǎng)全面發(fā)展的綜合素質(zhì)人才方面具有重要的作用。但是，隨著大學招生規(guī)模的擴大，高校在體育教學方面的配套設施與不斷擴大的學生規(guī)模還存在著一些不協(xié)調(diào)的方面，如體育教師資源短缺、體育鍛煉器材不足等問題。隨著現(xiàn)代信息技術的不斷發(fā)展，在高校體育教學方面信息技術的不斷滲透，進一步促進了大學體育教學效果的提高。

一、高校體育的信息化建設

信息技術的主要作用在于代替以及擴展人類認知信息的功能，并且隨著科技的進步，信息技術已然進入了現(xiàn)代信息技術發(fā)展階段?，F(xiàn)代信息技術主要側(cè)重于江多媒體技術與網(wǎng)絡技術的推廣應用。當代教育信息化發(fā)展的應用平臺主要是依托校園的網(wǎng)絡環(huán)境而構建，以便校內(nèi)進行信息管理以及資源共享。當代學校體育的信息化建設中，網(wǎng)絡建設作為基礎，資源建設是核心因素。為了改變傳統(tǒng)的工作管理模式，信息管理工作的重要流轉(zhuǎn)過程主要體現(xiàn)在對電子化、信息化及定量化實施有效的控制，從而提高效率，實現(xiàn)體育信息管理的自動化發(fā)展。

信息技術的發(fā)展為學校體育帶來了新的發(fā)展契機，同時高效又面臨著信息社會及網(wǎng)絡社會帶來的一系列挑戰(zhàn)。目前，高校信息化教學已經(jīng)成為高效體育管理部門的共識，高效體育教學信息化，對于推動學校體育管理現(xiàn)狀以及教學人員的整體素質(zhì)都具有重要的意義。體育教育信息化，不僅是信息時代對體育教育發(fā)展提出的新課程，更是現(xiàn)代信息技術與體育教育的全新結(jié)合。

目前，我國高校體育教育的信息化建設主要表現(xiàn)在以下幾方面：1、網(wǎng)絡中心或信息中心。信息中心主要由資源管理器以及一些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等共同組成，其主要工作任務是負責校園網(wǎng)的信息交互以及網(wǎng)絡運作維護。2、多功能教室。即配備具有多重功能的投影系統(tǒng)的教室。多功能教室主要依托計算機，附有投影機、錄像機等具備視聽演示功能的系統(tǒng)，通過與校園網(wǎng)或其他具備視像功能的機器相連，主要功能可用于課程授課、演講、學術報告會議等。3、網(wǎng)絡教室。主要指計算機網(wǎng)絡教室連接而成的局域網(wǎng)，作為目前高效應用最廣的局域網(wǎng)，主要用于信息技術課程的教學。4、虛擬圖書館。虛擬圖書館主要是通過將大量的圖書資料以虛擬的數(shù)字的形式儲存在資源服務器上，廣大師生可通過網(wǎng)絡實現(xiàn)對資料的查詢及檢索。

二、體育信息技術在大學體育教學中的作用

（一）提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)當代大學生創(chuàng)新精神和實踐能力

大學體育教學作為完成學校體育任務的主要途徑，通過學生在不斷進行身體鍛煉及反復練習的過程中實現(xiàn)對體育知識、技術和技能的掌握，最終達到增強身體素質(zhì)和體質(zhì)的發(fā)展目的。體育信息技術在體育教學中的應用，改變了傳統(tǒng)的教學模式和思路，提高了大學體育教學的效果。

1、提升體育教師的教學理念

傳統(tǒng)的體育教學中師生之間只是授受關系，學生只是作為對教師講解示范過程中的被動模仿學習者，而體育信息技術恰恰要求學生在身、心兩方面的共同發(fā)展，即教師在實踐教學的過程中不僅傳授給學生必要的體育技能，還需要對其進行一定的體育文化知識的補充。這樣不僅豐富了對學生進行體育活動時理論理論知識的擴展，還培養(yǎng)了學生獨立鍛煉身體的能力，進一步加強了學生的愛國主義情感和集體的榮譽感的培養(yǎng)

2、優(yōu)化體育教學環(huán)境，有利于體育教學重點及難點的突破

體育信息技術通過將文字、圖像及聲音等因素結(jié)合在一起，使得教學內(nèi)容脫離時間以及空間的限制，在激發(fā)學生體育學習動力和興趣方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。作為一種現(xiàn)代化的教學手段，教師可通過靈活運用聲音、圖像及影像等載體刺激學生的聽覺和視覺、開拓學生的思維，使抽象難懂的體育教學內(nèi)容形象具體化，讓學生在一種生動有趣的教學環(huán)境中，進入學習的佳境。

大學體育教學的重要教學任務在于使學生通過掌握一定的運動技能后，自己可以靈活的運用并積極的加以創(chuàng)新。因此，體育信息技術在體育教學中的體現(xiàn)以"看"為例，"看"即學生通過視覺體驗，掌握到教學內(nèi)容的主要信息。所以說，信息技術提供的視像內(nèi)容，較之單純的視覺及聽覺媒體具有涉及內(nèi)容更加廣泛、更加直觀反映事物現(xiàn)象和運動變化特征等方面的優(yōu)勢。信息技術以其交互性和共享性的特點，通過將講解、示范、反饋等教學環(huán)節(jié)的有機融合，優(yōu)化了教學環(huán)境，實現(xiàn)體育教學重點及難點的突破。

3、有利于師生互動及交流

信息技術中網(wǎng)絡的互動性促進了教師與學生之間的交流，為體育教學營造了一個良好的學習氛圍。通過學習與鍛煉環(huán)境的營造，學生在確定自身的鍛煉目標以后，運用信息工具獲取所需求的資料，運用網(wǎng)絡與體育教師溝通，建構及調(diào)整自己的原始資料后完成相關的學習目標與任務。信息技術的運用改變了傳統(tǒng)的師生關系，在教學方法上更加注重學生個體主動性的發(fā)揮，轉(zhuǎn)變學生由傳統(tǒng)的被動的學習接收者轉(zhuǎn)換為主動的信息攝取者。通過師生互動交流，促進了學生的個性發(fā)展及自身潛能的挖掘。

信息技術中的網(wǎng)絡教育在教學方法上更加注重學生學習的方法性、生動性以及趣味性。因此，互動式的網(wǎng)絡教育，推動了師生之間互動與交流，增強了學生對體育理論及技能知識學習的興趣和欲望。另外，海量的網(wǎng)絡教學資源，激發(fā)了學生在網(wǎng)絡資源中如何獲取有效素材進行自我利用、自我重組及創(chuàng)造的能力，同時也培養(yǎng)了當代大學生的信息素養(yǎng)及體育素養(yǎng)。

4、提高學生分析及解決問題的能力

傳統(tǒng)的體育教學主要是教師講解示范，學生模仿學習的過程。學習動機作為現(xiàn)實中活躍的因素主要表現(xiàn)在認識事物的興趣上，當認識事物的興趣濃厚時，往往對事物的掌握更加迅速和牢固。由于傳統(tǒng)的體育教學模式忽視了因材施教和因人施教的原則，學生只是被動學習，因而不利于學生學習和鍛煉的主動性的提高和思維空間的拓展。體育信息技術的應用，將不同的體育理論知識及動作要點通過制作成體育教學軟件的形式，使得學生可以在邊看邊學的過程中一起討論，提出問題并分析問題，進而解決問題和參與實踐。在此過程中學生學習鍛煉的自主性和積極性得到了培養(yǎng)，從而提高了學生分析問題和解決問題的能力。

（二）促進體育運動訓練更加科學

大學體育作為國家培育體育人才的重要基地，如何使體育運動訓練更加科學是提高教學效果的必然環(huán)節(jié)。體育信息技術的加入，是提高運動訓練成績的重要途徑。

1、有利于科學選材

在體育教學領域，如何運用科學的教學手段和方法，對于挑選出適合該項運動項目的運動員及科學的系統(tǒng)訓練具有重要的意義。作為現(xiàn)代運動訓練的首要任務，體育信息技術使得科學選材可以結(jié)合遺傳學、生物力學及化學等學科知識，為體育人才量身制定出更加合理的教學選材標準，提高訓練成果。

2、提高運動技術診斷和分析的精確度

在傳統(tǒng)的大學體育教學中，體育運動的技巧的改進主要是依靠教師自身的經(jīng)驗，因此在運動技術診斷和分析上的精確度存在著一定的局限性。信息技術的使用，使得將計算機中內(nèi)嵌的運動訓練系統(tǒng)與其應用相結(jié)合，提高了教師在對學生運動訓練過程實現(xiàn)更加全面的掌握。

（三）優(yōu)化教學模式，便于多種教學模式的實施

教學模式主要是指在一定的教學思想和理論的指導下，通過運用一定的教學實踐經(jīng)驗總結(jié)出為完成教學目標和任務而實施的教學理論框架及具體的操作程序和方式。隨著信息技術中學生自主學習及主動探索等優(yōu)勢的發(fā)揮，多媒體及網(wǎng)絡技術的普遍應用，激發(fā)了各種教學模式高質(zhì)量的在實施的過程中提高教學效果。現(xiàn)代教學改革中的重要理念主要是為了突出以學生為中心，通過充分發(fā)揮學生的特長以實現(xiàn)學生的個性發(fā)展。傳統(tǒng)的教學模式往往忽視了學生的個性特點，在同一教授的過程中某種程度上也不利于特長的發(fā)揮。大學體育教學模式往往強調(diào)調(diào)動學生的學習興趣，因此教師在教學中勢必需引導學生通過自身的努力，實現(xiàn)教學的預期效果。信息技術的應用激發(fā)了多種教學模式的實施，形成了在傳授知識中培養(yǎng)能力，并進一步培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

（四）有利于教師克服自身的局限

大學體育教師隨著年齡的增長，部分教師在做一些難以示范、技術性很強的動作時有心無力，如騰空、高速、翻轉(zhuǎn)等動作。由于教師個人身體條件的限制，學生便很難在教師的示范中完成學習瞬間完成的動作要領的學習，無法在自己的腦海中建立完整的動作表象。體育信息技術的運用有效的解決了體育教學中的這個教學局限，通過視像、聲音等生動形象的畫面向?qū)W生展示學習內(nèi)容，進而有效的彌補了教師的身體局限性，便于學生的全面發(fā)展。

三、結(jié)語

體育作為一門將理論知識與身體鍛煉相結(jié)合的學科，是當代大學生素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)，因此，如何保障其全面而均衡的發(fā)展具有重要的研究意義。信息技術推動了高校體育課程教學改革和發(fā)展，同時我們應明確高校體育課程的性質(zhì)和發(fā)展目標，以推動信息技術與高校體育教學的有機結(jié)合。

參考文獻：

[1]倪雋.多媒體在高校體育教學中的實踐性探索[J].教育與職業(yè)，2009（14）.

篇9

[關鍵詞]本草基因組學； 基因組學； 組學； 中藥

[Abstract]Traditional Chinese medicine （TCM） has contributad greatly to improving human health However， the biological characteristics and molecular mechanisms of TCM in the treatment of human diseases remain largely unknown Genomics plays an important role in modern medicine and biology Here， we introduce genomics and other related omics to the study of herbs to propose a new discipline， Herbgenomics， that aims to uncover the genetic information and regulatory networks of herbs and to clarify their molecular mechanisms in the prevention and treatment of human diseases Herbgenomics includes herbal structural genomics， functional genomics， transcriptomics， proteomics， metabonomics， epigenomics and metagenomics Genomic information， together with transcriptomic， proteomic， and metabolomic data， can therefore be used to predict secondary metabolite biosynthetic pathways and their regulation， triggering a revolution in discoverybased research aimed at understanding the genetics and biology of herbs Herbgenomics provides an effective platform to support chemical and biological analyses of complex herbal products that may contain more than one active component Herbgenomics is now being applied to many areas of herb related biological research to help understand the quality of traditional medicines and for molecular herb identification through the establishment of an herbal gene bank Moreover， functional genomics can contribute to model herb research platforms， geoherbal research， genomicsassisted herb breeding， and herbal synthetic biology， all of which are important for securing the future of medicinal plants and their active compounds In addition， Herbgenomics will facilitate the elucidation of the targets and mechanism of herbs in disease treatment and provide support for personalized precise medicineHerbgenomics will accelerate the application of cuttingedge technologies in herbal research and provide an unprecedented opportunity to revolutionize the use and acceptance of traditional herbal medicines

[Key words]Herbgenomics； genomics； omics； traditional Chinese medicine （TCM）

doi：10.4268/cjcmm20162101

本草基因組學（herbgenomics）是利用組學技術研究中藥基原物種的遺傳信息及其調(diào)控網(wǎng)絡，闡明中藥防治人類疾病分子機制的學科，從基因組水平研究中藥及其對人體作用的前沿科學。涉及中草藥結(jié)構基因組、中草藥轉(zhuǎn)錄組、中草藥功能基因組、中草藥蛋白質(zhì)組、中藥代謝組、中草藥表觀基因組、中草藥宏基因組、藥用模式生物、基因組輔助分子育種、DNA鑒定、中藥合成生物學、中藥基因組學、中草藥生物信息學及數(shù)據(jù)庫等理論與實驗技術。

傳統(tǒng)藥物應用歷史悠久，應用方式多樣，相關研究主要集中在形態(tài)識別、化學物質(zhì)基礎揭示、藥效作用分析、資源調(diào)查、人工栽培等方面，但長期以來對傳統(tǒng)藥物基因資源的認識和了解十分薄弱，人才極其匱乏。由于中藥原植物基因組信息缺乏，中醫(yī)藥學和現(xiàn)代生命科學之間缺乏溝通的橋梁，新興的前沿生命科學技術很難應用于傳統(tǒng)中醫(yī)藥研究，如對于中藥道地性形成和維持的遺傳機制及道地性和藥性的相互關系缺乏深入了解，已嚴重影響了我國道地藥材的資源保護和新品種選育，中藥道地性形成和維持的遺傳基礎研究急需加強；中藥藥性的生物學本質(zhì)研究亟待加強，多年來中藥藥性研究主要集中在化學和藥理方向，但對于中藥藥性的生物學本質(zhì)研究還非常薄弱，已從根本上制約了對中藥藥性的深入研究；中藥基因資源是一種珍貴的國家戰(zhàn)略資源，國際競爭嚴峻，韓國、美國、日本等國家已啟動許多中藥基原物種全基因組研究，對我國傳統(tǒng)中藥研究領域造成極大挑戰(zhàn)。另外，由于大多數(shù)藥用植物有效成分含量低，分離提取需要消耗大量原料，對天然資源造成極大破壞，也使得多數(shù)提取類藥物的生產(chǎn)成本很高。

本草基因組學作為新興學科，廣義而言是從基因組水平研究中藥及其對人體作用。一方面從基因組水平研究基因序列的多態(tài)性與藥物效應多樣性之間的關系，研究基因及其突變體對不同個體藥物作用效應差異的影響，從蛋白質(zhì)組學角度研究中藥作用靶點，特別是中藥復方的多靶點效應，為中藥配伍提供科學依據(jù)，指導藥物開發(fā)及合理用藥，為實現(xiàn)個體化精準醫(yī)療提供重要信息和技術保障；另一方面建立含有重要活性成分的中藥原植物基因組研究體系，系統(tǒng)發(fā)掘中藥活性成分合成及優(yōu)良農(nóng)藝性狀相關基因，解析代謝物的合成途徑、代謝物網(wǎng)絡及調(diào)控機理，為中藥道地品種改良和基因資源保護奠定基礎，為中藥藥性研究提供理論基礎，對傳統(tǒng)藥物學理論研究和應用具有重要意義，從基因組層面闡釋中藥道地性的分子基礎，推動中藥創(chuàng)新藥物研發(fā)，為次生代謝產(chǎn)物的生物合成和代謝工程提供技術支撐，創(chuàng)新天然藥物研發(fā)方式，為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)藥用植物品種選育奠定堅實基礎，推動中藥農(nóng)業(yè)的科學發(fā)展，對揭示天然藥物形成的生物學本質(zhì)具有重要價值，對培養(yǎng)多學科人才充實到傳統(tǒng)藥物研究具有引領作用。狹義而言本草基因組學集中研究中草藥本身的遺傳信息，不涉及對人體的作用。也就是說狹義本草基因組學主要研究中草藥結(jié)構基因組、轉(zhuǎn)錄組、功能基因組、蛋白質(zhì)組、代謝組、表觀基因組、宏基因組，以揭示中藥道地性和中藥藥性的遺傳本質(zhì)。本草基因組學正促進前沿生命科學技術應用到中藥領域，推動中藥研究迅速走到生命科學的最前沿。

1 本草基因組學的產(chǎn)生和發(fā)展

1.1 本草基因組學的產(chǎn)生 從“神農(nóng)嘗百草，一日而遇七十毒”的傳說到現(xiàn)存最早的中藥學著作《神農(nóng)本草經(jīng)》（又稱《本草經(jīng)》），從世界上現(xiàn)存最早的國家藥典《新修本草》（即《唐本草》）到本草學巨著《本草綱目》，兩千多年來，中藥學的發(fā)展反映了我國勞動人民在尋找天然藥物、利用天然藥物方面積累了豐富經(jīng)驗。中藥學是中國醫(yī)藥學的偉大寶庫，對世界醫(yī)藥學發(fā)展作出了巨大貢獻。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，特別是人類基因組計劃（Human Genome Project）的提出和完成，對人類疾病的認識和治療開啟了全新的篇章，在此背景下，中藥學研究逐漸深入到基因組水平從而導致本草基因組學產(chǎn)生和興起。

1977年Sanger完成首個物種全基因組測序，噬菌體φX174基因組，大小為5.836 kb[1]；人類基因組計劃由美國科學家于1985年率先提出，1990年正式啟動，2000年完成，是一項規(guī)模宏大，跨國跨學科的科學探索工程，其宗旨在于測定組成人類染色體（指單倍體）中所包含的30億個堿基對組成的核苷酸序列，從而繪制人類基因組圖譜，并且辨識其載有的基因及其序列，達到破譯人類遺傳信息的最終目的[2-3]。2000年，破譯擬南芥Arabidopsis thaliana全基因組，大小為125 Mb，作為第一個植物全基因組測序在植物科學史上具有里程碑意義[4]。我國藥用植物有11 146種，約占中藥材資源總數(shù)的87%[5]，是所有經(jīng)濟植物中最多的一類。同時，藥用植物也是S多化學藥物的重要原料，目前1/3以上的臨床用藥來源于植物提取物或其衍生物，其中最著名的青蒿素來源植物是黃花蒿。

中國學者應用光學圖譜和新一代測序技術，完成染色體水平的靈芝基因組精細圖繪制，通過基因組解析提出靈芝為首個中藥基原的藥用模式真菌，文章發(fā)表在《自然通訊》上，期刊編輯部以特別圖片（featured image）形式進行了推介（圖1）[6]，認為該論文表明靈芝對于研究傳統(tǒng)菌類中藥的次生代謝途徑及其調(diào)控是一個有價值的模式系統(tǒng)。靈芝基因組圖譜的公布為開展靈芝三萜等有效成分的合成研究提供了便利，隨著這些合成途徑的逐步解析，使得通過合成生物學合成靈芝有效成分成為可能。同時，對靈芝生長發(fā)育和抗病抗逆關鍵基因的發(fā)掘和認知，將推動靈芝的基因組輔助育種研究，加速靈芝新品種的培育，并為靈芝的科學栽培和采收提供理論指導。

2009年，陳士林團隊提出本草基因組計劃，即針對具有重大經(jīng)濟價值和典型次生代謝途徑的藥用植物進行的全基因組測序和后基因組學研究，全基因組測序、組裝和分析策略：測序物種的篩選原則，待測物種基因組預分析，測序平臺的選擇，遺傳圖譜和物理圖譜的繪制，全基因組的組裝及生物信息學分析；模式藥用植物突變體庫的建立和基因功能研究；藥用植物有效成分的合成及其調(diào)控研究；藥用植物抗病抗逆等優(yōu)良性狀的遺傳機制研究及優(yōu)良品種選育。在此基礎上，詳細介紹了本草基因組方法學研究：全面介紹物種基因組大小、染色體數(shù)目測定方法、第二代高通量測序方法、全基因組組裝和基因組注釋方法、基因組比較等生物信息學分析手段、簡要闡述重測序在藥用植物全基因組研究中的應用方法。由此，本草基因組學逐漸形成和完善，包括中草藥結(jié)構基因組、轉(zhuǎn)錄組、功能基因組、蛋白質(zhì)組學、代謝組、表觀基因組、宏基因組、基因組輔助分子育種、中藥合成生物學、中藥基因組學、中草藥生物信息學及數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容?；诜肿由飳W和基因組學的藥用植物鑒別是當前研究的活躍領域，用于鑒別的分子生物學和基因組學技術：AFLP、RFLP、RAPD、DNA微陣列技術（microarray）、DNA條形碼（barcoding）等，基于基因組鑒別的分子基礎是植物分子系統(tǒng)發(fā)育關系反映物種進化關系。在這些技術當中，藥用植物DNA條形碼鑒定策略及關鍵技術是最受關注的方向，中藥材DNA條形碼分子鑒定指導原則已列入《中國藥典》2010年版增補本Ⅲ和《中國藥典》2015年版。

1.2 本草基因組學的發(fā)展 2015年國際期刊《科學》增刊詳述“本草基因組解讀傳統(tǒng)藥物的生物學機制”，提出本草基因組學為藥用模式生物、道地藥材研究、基因組輔助育種、中藥合成生物學、DNA鑒定、基因數(shù)據(jù)庫構建等提供理論基礎和技術支撐（圖2）。目前，藥用植物基因組學與生物信息學已經(jīng)進入快速發(fā)展階段，必將對傳統(tǒng)藥物學產(chǎn)生巨大影響。國內(nèi)外已經(jīng)開展青蒿[7]、丹參[8-15]、西洋參[16]、甘草[17]等多種藥用植物的大規(guī)模轉(zhuǎn)錄組研究?；蚪M序列包含生物的起源、進化、發(fā)育、生理以及與遺傳性狀有關的一切信息，是從分子水平上全面解析各種生命現(xiàn)象的前提和基礎。第二代高通量測序技術的飛速發(fā)展及第三代單分子測序技術的興起使測序成本大大降低，測序時間大大縮短，為本草基因組計劃的實施奠定了堅實的技術基礎。目前，赤芝[6]、紫芝[18]、丹參[19]及鐵皮石斛[20-21]等重要藥用植物的基因組已完成測序工作并發(fā)表，人參、苦蕎、穿心蓮、紫蘇等中草藥基因組圖譜也完成繪制。

例如為了解析丹參的遺傳背景，陳士林團隊聯(lián)合國內(nèi)外著名高校和研究機構，通過聯(lián)合測序技術完成了丹參基因組圖譜的組裝，丹參基因組的完成代表著首個鼠尾草屬物種基因組圖譜的成功繪制。進化分析顯示丹參與芝麻親緣關系更近，估計其分化時間約6 700萬年前。丹參基因組的發(fā)表推動首個藥用模式植物研究體系的確立。本草基因組學將開辟中藥研究和應用的全新領域，把握歷史性機遇，將極大提高我國開發(fā)中藥資源的能力，增強我國中藥基礎研究實力、提高我國中藥研究的自主創(chuàng)新能力，對于加速中藥現(xiàn)代化進程具有重大的戰(zhàn)略性科學意義，促進中藥研究和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展[22]。本草基因組學將使中草藥生物學研究進入一個嶄新的時代――本草基因組時代。

1.3 學科內(nèi)涵和外延 根據(jù)本草基因組學產(chǎn)生和發(fā)展過程，主要從3個方面確定學科的內(nèi)涵，即理論體系、實驗技術和應用方向（圖3）。本草基因組學形成了高度綜合的理論體系，包括從基因組水平研究本草的九大內(nèi)容：中草藥結(jié)構基因組、中草藥功能基因組、中草藥轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組、中藥代謝組、中草藥表觀基因組、中草藥宏基因組、中藥合成生物學、中藥基因組學、中草藥生物信息學等。本草基因組學的實驗方法主要包括九大技術：高通量測序技術、遺傳圖譜構建技術、光學圖譜構建技術、基因文庫構建技術、突變庫構建技術、組織培養(yǎng)與遺傳轉(zhuǎn)化、蛋白質(zhì)分離純化與鑒定技術、四大波譜技術及聯(lián)用、基因組編輯技術等?；诒静莼蚪M學的理論體系和實驗技術，形成了該學科的七大應用方向：藥用模式生物研究、闡明道地藥材形成機制、基因組輔助育種、基因資源保護和利用、中藥質(zhì)量評價和控制、中藥新藥研發(fā)、指導相關學科研究。

本草基因組學的學科外延與本草學、中藥學、基因組學、生物信息學、分子生物學、生物化學、生藥學、中藥資源學、中藥鑒定學、中藥栽培學、中藥藥理學、中藥化學等密切相關（圖4）。本草學和中藥學為本草基因組學奠定了深厚的歷史基礎和人文基礎，為本草基因組學研究對象的確定提供豐富候選材料，基因組學和生物信息學為本草基因組學提供前沿理論和技術支撐，分子生物學、生物化學、中藥化學則為本草基因組學提供基礎理論和基本實驗技術支持，生藥學、中藥資源學、中藥鑒定學、中藥栽培學與本草基因組學互相支撐發(fā)展，各學科的側(cè)重點不同，中藥藥理學、中藥化學為本草基因組學的應用提供技術支持。與以上各學科相呼應，本草基因組學促進本草學和中藥學從經(jīng)典走向現(xiàn)代、從傳統(tǒng)走向前沿，為中醫(yī)藥更好服務大眾健康提供強大知識和技術支撐，擴大了基因組學和生物信息學的研究對象和應用領域，為分子生物學、生物化學、中藥化學走向?qū)嵺`應用提供了生動案例，推動生藥學、中藥資源學、中藥鑒定學、中藥栽培學從基因組和分子水平開展研究，為中藥藥理學的深入研究提供理論和技術支持。

2 本草基因組學研究熱

本草基因組學借助基因組學研究最新成果，開展中草藥結(jié)構基因組、中草藥功能基因組、中草藥轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組、中草藥表觀基因組、中草藥宏基因組、中藥合成生物學、中藥代謝組、中藥基因組學、中草藥生物信息學及數(shù)據(jù)庫等理論研究，同時對基因組研究相關實驗技術在本草學中的應用與開發(fā)進行評價，推動本草生物學本質(zhì)的揭示，促進遺傳資源、化學質(zhì)量、藥物療效相互關系的認識，以下詳細闡述本草基因組學的研究內(nèi)容。

2.1 中草藥結(jié)構基因組研究 我國藥用資源種類繁多，因此藥用物種全基因組計劃測序物種的選擇應該綜合考慮物種的經(jīng)濟價值和科學意義，并按照基因組從小到大、從簡單到復雜的順序進行測序研究。在測序平臺的選擇上應以第二代及第三代高通量測序平臺為主，以第一代測序技術為輔。近年來，紫芝、赤芝、茯苓、丹參、人參、三七等10余種藥用植物被篩選作為本草基因組計劃的第一批測序物種，其中赤芝結(jié)構基因組發(fā)表被《今日美國》（USA Today）以“揭秘中國‘仙草’基因組”為題報道（圖5），丹參基因組?。s600 Mb）、生長周期短、組織培養(yǎng)和遺傳轉(zhuǎn)化體系成熟等原因，被認為是研究中藥活性成分生物合成理想的模式植物[23]。丹參全基因組測序完成已推動丹參作為第一個藥用模式植物研究體系形成。

由于多數(shù)藥用植物都缺乏系統(tǒng)的分子遺傳學研究，因此在開展全基因組計劃之前進行基因組預分析非常必要。基因組預分析的主要內(nèi)容包括：①利用條形碼等技術對滿足篩選原則的待測物種進行鑒定[24-25]；②通過觀察有絲分裂中期染色體確定待測物種的染色體倍性和條數(shù)；③采用流式細胞術[26]或脈沖場電泳技術估測物種的基因組大小，為測序平臺的選擇提供參考；④基因組Survey測序，在大規(guī)模全基因組深度測序之前，首先對所選藥用植物進行低覆蓋度的Survey測序，用來評價其基因組大小、復雜度、重復序列、GC含量等信息。

遺傳圖譜和物理圖譜在植物復雜的大基因組組裝中具有重要作用。借助于遺傳圖譜或物理圖譜中的分子標記，可將測序拼接產(chǎn)生的scaffolds按順序定位到染色w上。但遺傳圖譜的構建需要遺傳關系明確的親本和子代株系，因此其在大多數(shù)藥用植物中的應用受到限制。物理圖譜描繪DNA上可以識別的標記位置和相互之間的距離（堿基數(shù)目）。最初的物理圖譜繪制多是基于BAC文庫，通過限制性酶切指紋圖譜、熒光原位雜交等技術將BAC克隆按其在染色體上的順序排列，不間斷地覆蓋到染色體上的一段區(qū)域[27]。如今，光學圖譜OpGen[28]和單分子光學圖譜BioNano等[29]依賴于大分子DNA酶切標記的方法常用于物理圖譜的繪制。

隨著第二代測序技術的快速發(fā)展，用于短序列拼接的生物信息學軟件大量涌現(xiàn)，常用軟件包括Velvet[30]， Euler[31]， SOAPdenovo2[32]， CAP3[33]等?；蚪M草圖組裝完成后，可利用生物信息學方法對基因組進行分析和注釋，為后續(xù)功能基因組研究提供豐富的資源。例如，可以通過GeneScan[34]， FgeneSH[35]等工具發(fā)現(xiàn)和預測基因，利用BLAST同源序列比對或InterProScan[36]結(jié)構域搜索等方法對基因進行注釋，利用GO分析對基因進行功能分類[37]，利用KEGG對代謝途徑進行分析等[38]。

2.2 中草藥功能基因組研究 根據(jù)全基因組序列和結(jié)構信息，中草藥功能基因組研究充分利用轉(zhuǎn)錄組學、蛋白組學、代謝組學等方法，對藥用植物的功能基因進行發(fā)掘和鑒定，研究內(nèi)容主要集中于構建模式藥用植物平臺、次生代謝產(chǎn)物合成途徑和調(diào)控機制的解析、抗病抗逆等優(yōu)良農(nóng)藝性狀遺傳機制的揭示等。

擬南芥、水稻等重要模式植物均具有大規(guī)模的T-DNA 插入突變體庫，利用這些突變體庫發(fā)掘了大量生長發(fā)育、抗逆性、代謝相關的重要基因。丹參等模式藥用植物全基因組序列和大規(guī)模突變體庫的建立將為藥用植物研究提供豐富的資源和材料，從而推動藥用植物功能基因研究， 尤其是次生代謝途徑相關基因的鑒定進程，突變體庫中的一些具有抗逆、抗病、高產(chǎn)等優(yōu)良性狀的突變株系以及轉(zhuǎn)基因植株也是良好的新種質(zhì)資源。藥用植物有效成分的生物合成途徑和調(diào)控方面的研究還很薄弱，主要集中在長春花、青蒿和甘草等少數(shù)物種，一些具有重大商業(yè)價值的天然藥物，如紫杉醇、長春堿、喜樹堿等生物合成途徑至今還未被完全解析，已有報道多采用單基因研究策略。本草基因組學為次生代謝途徑相關基因的“批量化”發(fā)掘奠定基礎，對次生代謝產(chǎn)物的生物合成及代謝工程等應用領域產(chǎn)生重要影響。

與生長發(fā)育、抗逆抗病、重要遺傳性狀及種質(zhì)性狀控制相關的基因是藥用植物重要的功能基因，利用基因組注釋信息，發(fā)掘優(yōu)良基因，運用基因工程的手段打破生殖隔離，培育活性成分含量高的具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的新品種，為活性成分的大量提取和廣泛臨床應用奠定基礎[39]。中草藥結(jié)構基因組將為轉(zhuǎn)錄組分析和基因組重測序研究提供參考序列，通過對種內(nèi)或品種間種群個體的轉(zhuǎn)錄組測序和重測序可快速、準確、大規(guī)模地發(fā)現(xiàn)SNP，SSR，InDel等分子標記，加速分子標記和優(yōu)良性狀的遺傳連鎖研究，快速發(fā)現(xiàn)藥用植物的表型、生理特征與基因型的關系，提高育種工作效率[39]。

2.3 中藥組學其他研究 中草藥轉(zhuǎn)錄組學是中草藥功能基因組學的重要研究內(nèi)容，是在整體水平上研究中草藥某一生長階段特定組織或細胞中全部轉(zhuǎn)錄本的種類、結(jié)構和功能以及基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律的科學。中草藥轉(zhuǎn)錄組研究為鑒定中草藥植物生長發(fā)育及抗病抗逆等優(yōu)良性狀相關的基因功能提供基礎[40-41]。目前，在多數(shù)中草藥植物無法進行全基因組測序的情況下，轉(zhuǎn)錄表達譜研究成為比較基因序列、鑒定基因表達的一種快速方法。通過對中草藥不同組織部位、不同生長時期、不同生長環(huán)境下的轉(zhuǎn)錄組進行比較分析，可有效發(fā)掘參與中草藥植物生長發(fā)育及抗病抗逆等優(yōu)良性狀相關基因。

中藥蛋白質(zhì)組學是將蛋白質(zhì)組學技術應用于中藥研究領域，一方面通過比較對照細胞或動物組織的蛋白質(zhì)表達譜和給予中藥后蛋白質(zhì)表達譜的差異，可找到中藥的可能靶點相關蛋白質(zhì)，另一方面不同中草藥及其不同組分例如根莖葉中蛋白質(zhì)組的差異，以評價中草藥活性成分與其生長過程中蛋白組變化的關系，尋找中藥高活性的機制。不同于其他蛋白質(zhì)組學，中藥蛋白質(zhì)組學的研究對象為中草藥本身及用中藥（單體化合物、中藥組份或復方）處理后的生物體（細胞或組織），發(fā)現(xiàn)中藥的有效成分及作用機制。中藥蛋白質(zhì)組學的研究目標包括：中藥藥物作用靶點的發(fā)現(xiàn)和確認，特別是中藥復方的多靶點效應，蛋白質(zhì)組學能更好發(fā)現(xiàn)中藥復方的多種靶點，研究中藥植物蛋白質(zhì)組成差異，闡明中藥作用機制及中藥毒理作用機制，以及為中藥配伍提供科學依據(jù)。

中藥代謝組學結(jié)合中草藥結(jié)構基因組解析代謝物的合成途徑、代謝物網(wǎng)絡及調(diào)控機理，研究內(nèi)容主要包括藥用植物的鑒別和質(zhì)量評價，藥用植物品種選育及抗逆研究，初生、次生代謝途徑解析，代謝網(wǎng)絡、代謝工程研究及合成生物學研究等幾個方面，最終為藥用植物品種選育、創(chuàng)新藥物研發(fā)和質(zhì)量安全性評價奠定基礎。

中藥基因組學從基因水平研究基因序列的多態(tài)性與藥物效應多樣性之間的關系，研究基因及其突變體對不同個體藥物作用效應差異的影響，以此平臺指導藥物開發(fā)及合理用藥，為提高藥物的安全性和有效性，避免不良反應，減少藥物治療費用和風險，實現(xiàn)個體化精準醫(yī)療提供重要信息和技術保障。例如，Sertel等[42]經(jīng)基因檢測得出53/56的基因上游位置包含一個或多個c-Myc/Max結(jié)合位點，c-Myc和Max介導的轉(zhuǎn)錄控制基因表達可能有助于提高青蒿琥酯對癌細胞的治療效果[43]。又如，銀杏具有顯著的誘導CYP2C19活性效應，研究顯示不同CYP2C19基因型個體，銀杏與奧美拉唑（omeprazole，廣泛使用的CYP2C19底物）存在潛在的中西藥互作關系。Chen等 [44]研究了健康志愿者體內(nèi)六味地黃丸潛在的中-西藥相互作用以及是否受基因型影響。

中草藥表觀基因?qū)W是針對本草基因組計劃中具有重要經(jīng)濟價值的藥用植物和代表不同次生代謝途徑的模式藥用植物開展表觀基因組學研究。研究內(nèi)容主要包含4個領域：分別是DNA甲基化、蛋白質(zhì)共價修、染色質(zhì)重塑、非編碼RNA調(diào)控。中草藥表觀基因組學將通過研究重要中藥材（藥用生物）的基因組信息及其表觀遺傳信息變化，探索環(huán)境與基因、基因與基因的相互作用，解析哪些基因受到環(huán)境因素的影響而出現(xiàn)表觀遺傳變化可能提高中藥材的藥效品質(zhì)，哪些表觀遺傳信息影響中藥的性味等。

中草藥宏基因組學是以多種微生物基因組為研究對象，對藥材生長環(huán)境中微生物的多樣性、種群結(jié)構、進化關系、功能活性以及微生物與藥材生長相互協(xié)作關系進行研究的一門學科，對于幫助解決中草藥連作障礙等現(xiàn)實問題具有重要指導作用。

藥用模式生物研究體系的確立是本草基因組學的重大貢獻，該體系具有模式生物的共同特征。從一般生物學屬性上看，通常具有世代周期較短、子代多，表型穩(wěn)定等特征。從遺傳資源看，基因組相對較小，易于進行全基因組測序，遺傳轉(zhuǎn)化相對容易。從藥用特點看，需適于次生代謝產(chǎn)物生物合成和生產(chǎn)研究。

3 本草基因組學的實踐應用

本草基因組學作為前沿科學，具有很強的理論性，同時該學科涉及的技術方法和理論對中醫(yī)藥實踐具有巨大的指導意義。例如，基于中草藥結(jié)構基因組開發(fā)的DNA條形碼分子鑒定技術被國際期刊《生物技術前沿》以題為“草藥鑒定從形態(tài)到DNA的文藝復興”發(fā)表，將給傳統(tǒng)中藥鑒定帶來革命性影響；基于中草藥功能基因組和表觀基因組研究闡明道地藥材的形成機制，將對優(yōu)質(zhì)中藥生產(chǎn)和栽培技術的改進提供指導；基于本草基因組學構建的基因數(shù)據(jù)庫、代謝物數(shù)據(jù)庫、蛋白數(shù)據(jù)庫等，以及開發(fā)的相關生物信息學方法，將為中藥藥理學、中藥化學、新藥開發(fā)等提供戰(zhàn)略資源；基于合成生物學技術實現(xiàn)目標產(chǎn)物的異源生產(chǎn)，具有環(huán)境友好、低耗能、低排放等優(yōu)點，將為天然藥物研發(fā)提供全新方式。

3.1 道地藥材的生物學本質(zhì)研究 道地藥材是優(yōu)質(zhì)藥材的代表，既受遺傳因素的控制，又受環(huán)境條件的影響。組學技術可提供有用工具闡明道地藥材的分子機制，例如，道地藥材“沙漠人參”肉蓯蓉Cistanche deserticola是中國最具特色的干旱區(qū)瀕危藥用植物和關鍵物種，新疆和內(nèi)蒙古是其重要主產(chǎn)區(qū)和傳統(tǒng)道地產(chǎn)區(qū)，研究表明，內(nèi)蒙古阿拉善和新疆北疆是肉蓯蓉兩大生態(tài)適宜生產(chǎn)集中區(qū)（2類生態(tài)型），黃林芳等[45]對兩大產(chǎn)區(qū)肉蓯蓉化學成分、分子地理標識及生態(tài)因子進行考察。應用UPLC-Q-TOF/MS技術對肉蓯蓉苯乙醇苷及環(huán)烯醚萜苷類成分進行分析；基于psbA-trnH序列對不同產(chǎn)地肉蓯蓉進行分子鑒別及分析；通過“中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務網(wǎng)”，獲得兩大產(chǎn)區(qū)包括溫度、水分、光照等生態(tài)因子數(shù)據(jù)；運用生物統(tǒng)計、數(shù)量分類等分析方法，對肉蓯蓉進行生態(tài)型劃分。UPLC-Q-TOF/MS分析表明，內(nèi)蒙古與新疆產(chǎn)肉蓯蓉明顯不同，鑒定出16種成分，其中2′-乙酰毛蕊花糖苷可作為區(qū)分兩大產(chǎn)地肉蓯蓉的指標成分；psbA-trnH序列比對分析發(fā)現(xiàn)，肉蓯蓉不同產(chǎn)地間序列位點存在差異，新疆產(chǎn)肉蓯蓉在191位點為G，內(nèi)蒙古產(chǎn)則為A，NJ tree分析表明，肉蓯蓉2個產(chǎn)地明顯分為2支，差異顯著；生態(tài)因子數(shù)據(jù)亦表明，肉蓯蓉的兩大氣候地理分布格局，為研究不同生態(tài)區(qū)域中藥生態(tài)型及品質(zhì)變異的生物學本質(zhì)提供了一種新思路，也為深化道地藥材理論研究奠定重要基礎。

另外，針對同一藥材在不同種植區(qū)域，開展中草藥表觀基因組研究，明確不同生產(chǎn)區(qū)域的遺傳變異，特別是環(huán)境不同對藥材表觀遺傳的修飾作用，包括DNA甲基化修飾、小RNA測序分析、染色質(zhì)免疫共沉淀分析等。此外，土壤微生物也是道地藥材生長環(huán)境中的重要因素。采用宏基因組分析土壤微生物群落，為揭示土壤微生物和藥材生長的相互作用提供依據(jù)。

3.2 中藥分子標記用于中藥質(zhì)量控制研究 本草基因組和功能基因組研究為開發(fā)藥材分子標記提供了豐富基因資源?；诨蚪M的分子標記有AFLP， ISSR， SNP等，基于轉(zhuǎn)錄組的分子標記有SSR等。當前國際上最受關注的分子標記是DNA條形碼，已經(jīng)構建標準操作流程和數(shù)據(jù)庫、鑒定軟件，可廣泛應用于中藥企業(yè)、藥房、研究院所和大專院校等。中藥材DNA條形碼分子鑒定指導原則已被納入《中國藥典》，植物藥材以ITS2序列為主、psbA-trnH為輔助序列，動物藥材以COI序列為主、ITS2為輔助序列，在此基礎上，進一步開發(fā)了質(zhì)體基因組作為超級條形碼對近緣物種或栽培品種進行鑒定。該體系可廣泛應用于中藥材種子種苗、中藥材、中藥超微破壁飲片、中成藥等鑒定，已出版專著《中國藥典中藥材DNA條形碼標準序列》和《中藥DNA條形碼分子鑒定》。

3.3 本草基因資源的保護與利用 隨著本草基因組研究的發(fā)展，本草遺傳信息快速增加，靈芝基因組論文被Nature China網(wǎng)站選為中國最佳研究（圖6），迫切需要一個通用平臺整合所有組學數(shù)據(jù)。數(shù)個草藥數(shù)據(jù)庫已經(jīng)被建立，例如草藥基因組數(shù)據(jù)庫（http：//）、轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫（http：//medicinalplantgenomics.msu.edu）、草藥DNA條形碼數(shù)據(jù)庫（http：///en）、代謝途徑數(shù)據(jù)庫（http：//）等。但是這些數(shù)據(jù)庫缺乏長期維護，對使用者要求具備一定生物信息學技能。因此整合DNA和蛋白質(zhì)序列、代謝組成分信息，方便使用的大數(shù)據(jù)庫十分必要和迫切。進一步提升生物信息分析方法，更好地利用基因組和化學組信息解析次生代謝產(chǎn)物的生物合成途徑，將有助于有效設計和尋找植物和真菌藥物。

利用簡化基因組測序技術獲得數(shù)以萬計的多態(tài)性標記。通過高通量測序及信息分析，快速鑒定高標準性的變異標記（SNPs），已廣泛應用于分子育種、系統(tǒng)進化、種質(zhì)資源鑒定等領域。利用該技術可以篩選抗病株的特異SNPs位點，建立篩選三七抗病品種的遺傳標記，輔助系統(tǒng)選育，有效的縮短育種年限。通過系統(tǒng)選育的方法獲得的抗病群體，并采用RAD-Seq技術篩選抗病株的SNPs位點，為基因組輔助育種提供遺傳標記，進而有效縮短了三七的育種年限，加快育種進程。利用遺傳圖譜識別影響青蒿產(chǎn)量的基因位點取得突破，于《科學》[7]，該文基于轉(zhuǎn)錄組及田間表型數(shù)據(jù)，通過構建遺傳圖譜識別影響青蒿素產(chǎn)量的位點。青蒿植株表型的變異出現(xiàn)在Artemis的F1譜系中，符合高水平的遺傳變異。Graham等[7]發(fā)現(xiàn)與青蒿素濃度相關的QTL分別為LG1，LG4及 LG9（位于C4）。在開發(fā)標記位點用于育種的同時，Graham等檢測了23 000株植株的青蒿素含量，這些植株是青蒿的F1種子經(jīng)甲基磺酸乙酯誘變后于溫室培養(yǎng)12周的F2、F3代。結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)誘變后的材料大約每4.5 Mb有一個突變，其變異頻率小于Artemis中的每1/104堿基對的SNP多態(tài)性。該方法能夠識別攜帶有益變異的個體（來源于甲基磺酸乙酯誘變處理），同時亦能識別遺傳背景獲得提升的個體（由于自然變異而導致有益等位基因分離的個體）。Graham等也檢測高產(chǎn)F2代植株青蒿素的含量：盡管F2的植株雜合性較低，但其青蒿素含量比UK08 F1群體植株的含量高。另外，Graham等驗證了基于田間試驗獲得與青蒿素含量相關的QTL在溫室培育的高產(chǎn)植株中高效表達。同時發(fā)現(xiàn)，大量分離畸變有利于有益的等位基因（位于C4 LG1且與青蒿素產(chǎn)量相關的QTL）。這些數(shù)據(jù)證實了QTL及其對青蒿素產(chǎn)量的影響，同時也證明了基因型對于溫室及田間培育的青蒿材料具有極大影響。

3.4 中藥合成生物學研究 結(jié)構復雜多樣的中藥藥用活性成分是中藥材發(fā)揮藥效的物質(zhì)基礎，也是新藥發(fā)現(xiàn)的重要源泉。然而許多中藥材在開發(fā)和使用的過程中往往面R一系列難題，如許多藥材生長受環(huán)境因素影響較大；有些珍稀藥材生長緩慢，甚至難以人工種植；大多數(shù)藥用活性成分在中藥材中含量低微，結(jié)構復雜，化學合成困難；傳統(tǒng)的天然提取或者人工化學合成的方法難以滿足科研和新藥研發(fā)的需求，中藥合成生物學將是解決這一矛盾的有效途徑。中藥合成生物學是在本草基因組研究基礎上，對中藥有效成分生物合成相關元器件進行發(fā)掘和表征，借助工程學原理對其進行設計和標準化，通過在底盤細胞中裝配與集成，重建生物合成途徑和代謝網(wǎng)絡，實現(xiàn)藥用活性成分的定向、高效的異源合成，從而提升我國創(chuàng)新性藥物的研發(fā)能力和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的國際核心競爭力[40]。

隨著基于高通量測序的中草藥結(jié)構基因組學和轉(zhuǎn)錄組學研究的快速發(fā)展，利用生物信息學技術和功能基因組學方法從大量中藥原物種的遺傳信息中篩選和鑒定出特定次生代謝途徑的酶編碼基因，將極大加快次生代謝途徑的解析進程，為中藥合成生物學研究奠定堅實基礎。通過優(yōu)化密碼子偏好性、提高關鍵酶編碼基因的表達量、下調(diào)或抑制代謝支路等方法來優(yōu)化和改造異源代謝途徑， 按人們實際需求獲取藥用活性成分[40]。

3.5 中藥作用靶點與個性化治療 中藥蛋白質(zhì)組學將蛋白組學技術應用于中藥研究領域，對尋找中藥的可能靶點和闡明中藥有效成分作用機制具有重要意義。譬如，蔣建東教授團隊在小檗堿降血脂研究中開展的突出工作[46]，以及Pan等[47]利用蛋白組學技術分析丹參酮ⅡA對宮頸癌Caski細胞的抑制作用，發(fā)現(xiàn)C/EBP同源蛋白和細胞凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1參與丹參酮ⅡA的抑癌作用。對于中藥復方的相關作用靶點也有報道，Nquyen-Khuong等[48]探討了由栝樓、大豆、中藥五味子和西地格絲蘭提取物組成的混合物作用于人膀胱癌細胞后蛋白質(zhì)組的表達譜變化，鑒定了多種與能量代謝、細胞骨架、蛋白質(zhì)降解以及腫瘤抑制相關的蛋白。

青蒿素及其衍生物青蒿琥酯表現(xiàn)出明顯的體內(nèi)外抗腫瘤活性，但其抗腫瘤的分子機制并不明確。研究者采用了基因芯片技術，在轉(zhuǎn)錄水平解析青蒿琥酯抗腫瘤相關的基因。再將表達譜數(shù)據(jù)導入信號通路分析和轉(zhuǎn)錄因子分析，結(jié)果表明c-Myc/Max可能是作為腫瘤細胞應對青蒿琥酯效應基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，這一結(jié)果可能指導針對不同個體采用不同的治療策略[42]。由于銀杏具有顯著的誘導CYP2C19活性效應，通過研究不同CYP2C19基因型健康中國人個體，銀杏與奧美拉唑（omeprazole，廣泛使用的CYP2C19底物）潛在的中西藥互作關系。結(jié)果顯示，銀杏誘導CYP2C19基因型模式依賴的奧美拉唑羥基化反應，隨后降低5-羥基奧美拉唑腎臟清除率。銀杏和奧美拉唑或其他CYP2C19底物共同服用可顯著減弱其藥效，還需更多證據(jù)支持[49]。這一研究證實個體化治療基于人體基因差異，可能發(fā)揮更好療效。

[參考文獻]

[1]Sanger F， Air G M， Barrell B G， et al. Nucleotide sequence of bacteriophageφX174 DNA[J]. J Mol Biol， 1978， 125（2）：225.

[2]Sachidanandam R， Weissman D， Schmidt S C， et al. A map of human genome sequence variation containing 1.42 million single nucleotide polymorphisms[J]. Nature， 2001， 409（6822）：928.

[3]Venter J C， Adams M D， Sutton G G， et al. Shotgun sequencing of the human genome[J]. Science， 1998， 280（5369）：1540.

[4]Initiative A G. Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana[J]. Nature， 2000， 408（6814）：796.

[5]中國藥材公司.中國中藥資源 [M]. 北京：科學出版社， 1995.

[6]Chen S， Xu J， Liu C， et al. Genome sequence of the model medicinal mushroom Ganoderma lucidum[J]. Nat Commun， 2012， 3（2）：177.

[7]Graham I A， Besser K， Blumer S， et al. The genetic map of Artemisia annua L. identifies loci affecting yield of the anti-malarial drug artemisinin [J]. Science， 2010， 327： 328.

[8]Yan Y， Wang Z， Tian W， et al. Generation and analysis of expressed sequence tags from the medicinal plant Salvia miltiorrhiza[J]. Sci Chin Life Sci， 2010， 53（2）：273.

[9]李瀅，孫超，羅紅梅，等. 基于高通量測序454 GS FLX的丹參轉(zhuǎn)錄組學研究[J]. 藥學學報，2010， 45（4）：524.

[10]Hua W， Zhang Y， Song J， et al. De novo transcriptome sequencing in Salvia miltiorrhiza to identify genes involved in the biosynthesis of active ingredients [J]. Genomics， 2011， 98（4）：272.

[11]Yang L， Ding G， Lin H， et al. Transcriptome analysis of medicinal plant Salvia miltiorrhiza and identification of genes related to tanshinone biosynthesis[J]. PLoS ONE， 2013， 8（11）：e80464.

[12]Luo H， Zhu Y， Song J， et al. Transcriptional data mining of Salvia miltiorrhiza in response to methyl jasmonate to examine the mechanism of bioactive compound biosynthesis and regulation[J]. Physiol Plantarum， 2014， 152（2）：241.

[13]Ge Q， Zhang Y， Hua W P， et al. Combination of transcriptomic and metabolomic analyses reveals a JAZ repressor in the jasmonate signaling pathway of Salvia miltiorrhiza [J]. Sci Rep， 2015， 5： 14048.

[14]Gao W， Sun H X， Xiao H， et al. Combining metabolomics and transcriptomics to characterize tanshinone biosynthesis in Salvia miltiorrhiza [J]. BMC Genomics， 2014， 15：73.

[15]Xu Z， Peters R J， Weirather J， et al. Full-length transcriptome sequences and splice variants obtained by a combination of sequencing platforms applied to different root tissues of Salvia miltiorrhiza， and tanshinone biosynthesis [J]. Plant J， 2015， 82（6）：951.

[16]Sun C， Li Y， Wu Q， et al. De novo sequencing and analysis of the American ginseng root transcriptome using a GS FLX Titanium platform to discover putative genes involved in ginsenoside biosynthesis [J]. BMC Genomics， 2010， 11：262.

[17]Li Y， Luo H M， Sun C， et al. EST analysis reveals putative genes involved in glycyrrhizin biosynthesis [J]. BMC Genomics， 2010， 11： 268.

[18]Zhu Y J， Xu J， Sun C， et al. Chromosome-level genome map provides insights into diverse defense mechanisms in the medicinal fungus Ganoderma sinense [J]. Sci Rep， 2015， 5：11087.

[19]Xu H， Song J Y， Luo H M， et al. Analysis of the genome sequence of the medicinal plant Salvia miltiorrhiza[J]. Mol Plant， 2016， 9： 949.

[20]Liang Y， Xiao W， Hui L， et al. The genome of Dendrobium officinale， illuminates the biology of the important traditional Chinese orchid herb [J]. Mol Plant， 2014， 8（6）：922.

[21]Zhang G Q， Xu Q， Bian C， et al. The Dendrobium catenatum Lindl.genome sequence provides insights into polysaccharide synthase， floral development and adaptive evolution [J]. Sci Rep， 2016， 6： 19029.

[22]士林，何柳，劉明珠，等. 本草基因組方法學研究[J].世界科學技術，2010， 12（3）：316.

[23]宋經(jīng)元，羅紅梅，李春芳，等. 丹參藥用模式植物研究探討 [J]. 藥學學報，2013， 48（7）：1099.

[24]Chen S L， Yao H， Han J P， et al. Validation of the ITS2 region as a novel DNA barcode for identifying medicinal plant species [J]. PLoS ONE， 2010， 5（1）：e8613.

[25]Pang X H， Song J Y， Zhu Y J， et al. Applying plant DNA barcodes for Rosaceae species identification [J]. Cladistics， 2011， 27： 165.

[26]Dolezel J， Greilhuber J， Suda J. Estimation of nuclear DNA content in plants using flow cytometry [J]. Nat Protoc， 2007， 2（9）：2233.

[27]Vu G T， Dear P H， Caligari P D， et al. BAC-HAPPY mapping （BAP mapping）： a new and efficient protocol for physical mapping [J]. PLoS ONE， 2010， 5： e9089.

[28]Microbial genetic analysis-OpGen[EB/OL]. [2016-10-16]. http：///.

[29]Bionano genomics――whole genome mapping with the irys system[EB/OL]. [2016-10-16]. http：///.

[30]Zerbino D R， Birney E. Velvet： algorithms for de novo short read assembly using de Bruijn graphs [J]. Genome Res， 2008， 18（5）：821.

[31]Chaisson M J， Pevzner P A. Short read fragment assembly of bacterial genomes [J]. Genome Res， 2008， 18（2）：324.

[32]Luo R， Liu B， Xie Y， et al. SOAPdenovo2： an empirically improved memory-efficient short-read de novo， assembler [J]. Gigascience， 2012， 1（1）：18.

[33]Huang X， Madan A. CAP3： a DNA sequence assembly program [J]. Genome Res， 1999， 9（9）：868.

[34]Lynn A M， Jain C K， Kosalai K， et al. An automated annotation tool for genomic DNA sequences using GeneScan and BLAST [J]. J Genet， 2001， 80： 9

[35]Solovyev V， Kosarev P， Seledsov I， et al. Automatic annotation of eukaryotic genes， pseudogenes and promoters [J]. Genome Biol， 2006， 7（Suppl 1）： S10.

[36]Zdobnov E M， Apweiler R. InterProScan――an integration platform for the signature recognition methods in InterPro [J]. Bioinformatics， 2001， 17（9）：847.

[37]Joslyn C A， Mniszewski S M， Fulmer A， et al. The gene ontology categorizer [J]. Bioinformatics， 2004， 20（1）：169.

[38]Kanehisa M， Goto S， Hattori M， et al. From genomics to chemical genomics： new developments in KEGG [J]. Nucleic Acids Res， 2006， 34：354.

[39]士林，孫永珍，徐江，等. 本草基因組計劃研究策略[J]. 藥學學報， 2010， 45 （7）， 807.

[40]陳士林， 朱孝軒， 李春芳， 等. 中藥基因組學與合成生物學[J].藥學學報，2012， 47 （8）： 1070.

[41]Chen S L， Song J Y， Sun C， et al. Herbal genomics： examining the biology of traditional medicines [J]. Science， 2015， 347 （6219 Suppl）： S27.

[42]Sertel S， Eichhorn T， Simon C H， et al.Pharmacogenomic identification of c-Myc/Max-regulated genes associated with cytotoxicity of artesunate towards human colon， ovarian and lung cancer cell lines [J]. Molecules， 2010， 15（4）： 2886.

[43]Scherf U， Ross D T， Waltham M， et al.A gene expression database for the molecular pharmacology of cancer [J]. Nat Genet， 2000， 24（3）： 236.

[44]Chen Y， Ouyang D S， Kang Z， et al. Effect of a traditional Chinese medicine Liu Wei Di Huang Wan on the activities of CYP2C19， CYP2D6 and CYP3A4 in healthy volunteers [J]. Xenobiotica， 2012， 42（6）： 596.

[45]S林芳，鄭司浩，武拉斌，等. 基于化學成分及分子特征中藥材肉蓯蓉生態(tài)型研究 [J]. 中國科學： 生命科學， 2014， 44（3）： 318.

[46]Kong W， Wei J， Abidi P， et al. Berberine is a novel cholesterol-lowering drug working through a unique mechanism distinct from statins [J].Nat Med， 2004， 10（12）：1344.

[47]Pan T L， Wang P W， Hung Y C， et al. Proteomic analysis reveals tanshinone ⅡA enhances apoptosis of advanced cervix carcinoma CaSki cells through mitochondria intrinsic and endoplasmic reticulum stress pathways [J].Proteomics， 2013， 13（23/24）：3411.

篇10

本文通過查閱文獻，綜述了中國傳統(tǒng)醫(yī)學哲學通過辯證的方法，闡明肌膚黯淡、色素沉著等的機制，以整體觀進行論治現(xiàn)代西方科學技術進行的“還原論”，認識色素沉著的機理或機制，針對色素沉著的有關的某些環(huán)節(jié)或靶點；有針對性地減少黑素合成體現(xiàn)在當代醫(yī)學的科學性和較強的邏輯性。

1.人類的膚色特征與分布

眾所周知，由于人類居住環(huán)境不同，所接受的紫外線照射量不同，人類的膚色千差萬別。根據(jù)顏色特征進行分類，膚色包含白色，黃色，黑色、棕色等；眼色：虹膜中黑色素分布區(qū)域，有黑褐色，褐色、淺綠色，灰色，天藍色等；發(fā)色：包括灰金黃色、淺金黃色，金黃色，深金黃色等。根據(jù)膚色進行分類，分為以下人種：白種，主要分布在歐洲、亞洲西部及南部、非洲北部、南北美洲，大洋洲；黃種：主要分布在亞洲東部及東南部，美洲的印第安人和因紐特人，還有阿拉斯加的愛斯基摩人；黑種，主要分布在非洲南部及美洲；棕色種，主要分布在澳洲及南亞，東亞部分區(qū)域。

2.中國傳統(tǒng)醫(yī)學哲學和西方現(xiàn)代醫(yī)學對膚色異常的認識

2.1 中國傳統(tǒng)醫(yī)學哲學膚色認識

2.1.1 黃種人正常膚色

望診是中醫(yī)望，聞，問，切四診之首，《難經(jīng)》曰：“望而知之謂之神”。中醫(yī)診療講求以常衡變，

就黃色皮膚，存在四種顏色的交互作用，白、黑、紅和黃。在中國人的審美觀中，過度的白――蒼白，過度的黑――暗沉，過度的黃――臘黃，煙黃，均被認為是病態(tài)。

2.1.2 面色以白為美

在漢字的形成過程中，就女部漢字來看，婷：顏色和悅?！队衿?女部》：“婷，和色也。”女贊，皮膚白好。《說文》：“白好也”，根據(jù)段注是“色白之好也”，即臉色白皙好看。古人描述“美人”的文字中，發(fā)現(xiàn)早在戰(zhàn)國時，楚國詩人宋玉在

2.1.3 對膚色異常的認識

2.1.3.1 中國傳統(tǒng)醫(yī)學哲學思想

《黃帝內(nèi)經(jīng)》是中醫(yī)學術之源，黃帝的思想也在這本書中得到充分的體現(xiàn)。《黃帝內(nèi)經(jīng)》不僅在思想上融會了中國傳統(tǒng)的文化思想，同時也吸納了很多中國的古代哲學理論?！饵S帝內(nèi)經(jīng)》中的重要基礎理論，如陰陽五行學說，藏象學說，氣化學說等，皆導源于《周易》。如：“天人相應觀”是中醫(yī)學的整體觀；“陰陽”學說是中醫(yī)學的矛盾論；“五行”學說是中醫(yī)學的系統(tǒng)論；“辨證論治”是中醫(yī)學的辯證法。

（1）整體觀：人體是一個整體，各個器官是不可分割的，功能上相互協(xié)調(diào)，病理上相互影響。顏面、皮膚、五官、爪甲、頭發(fā)、黏膜等是整體中各個部分，這些變化直接反映了身體的健康狀態(tài)。皮膚白嫩、面色紅潤、體格健壯是健康美的標志，是各臟腑經(jīng)絡功能正常，氣血充盈的表現(xiàn)。

（2）陰陽學說與辨證論治：陰陽學說：陰陽代表著相互對立又相互關聯(lián)的事物屬性。凡是活動的、外在的、上升的、溫熱的、功能的、機能亢進的都屬于陽；凡是沉靜的、內(nèi)在的、下降的、寒冷的，晦暗的、物質(zhì)的、機能減退的都屬于陰。人體最基本的病理變化為正和邪兩個方面。邪可以分為陰邪和陽邪。陰邪致病，出現(xiàn)寒盛證；陽邪致病，出現(xiàn)實熱癥。正分為陽氣和陰液，陽氣虛出現(xiàn)虛寒證，陰液虛出現(xiàn)虛熱證。如果出現(xiàn)陰陽失調(diào)，偏盛或偏衰，均影響個人的容顏。如陽熱亢盛，上蒸頭面則上痤瘡、斑，陰寒盛則血脈失于溫煦、血寒凝滯，阻于經(jīng)絡而肌膚晦暗、生斑；陰虛體內(nèi)津液缺乏，血液黏稠度高，血流不暢、瘀血滯于經(jīng)絡引起黃褐斑；陽虛溫煦的作用和推動作用降低，血流緩慢可導致肌膚暗沉和黃褐斑出現(xiàn)等。辨證論治：中醫(yī)通過望、聞、問、切收集的癥狀和體征，進行分析、歸納，綜合辨清疾病的原因、性質(zhì)、部位，以及邪正之間的關系，從而進行論治。如陰虛型的黃褐斑、面部皺紋和皮膚發(fā)黑，雖然表現(xiàn)的體征不同，卻證相同，其本質(zhì)為陰津不足而引起。

（3）五行學說：五行，即木、火、土、金、水五種基本物質(zhì)的屬性及其運動變化。在中醫(yī)看來，人身體中的“木、火、土、金、水”，分別對應著“肝、心、脾、肺、腎”五臟。對于膚色，五臟各有所主。肝屬木主青色，脾屬土主黃色，心屬火主赤色，肺屬金主白色，腎屬水主黑色。在中醫(yī)學里，“肝、心、脾、肺、腎”這五臟狀態(tài)的細小變動，直接影響皮膚。例如出現(xiàn)面色發(fā)青，有斑點和痘痘的人，很可能肝不好，身體中的毒素排不出去，臉上才“不干凈”。斑、痘都與木相關。

（4）氣、血、津液：氣、血、津液是構成人體和維持人體生命活動的基本物質(zhì)。①氣是構成人體和維持人體生命活動的基本物質(zhì)。來源于稟受父母的先天之精氣，后天飲食物中的營養(yǎng)物質(zhì)（即水谷之精氣，簡稱“谷氣”）和存在于自然界的清氣，并通過肺、脾胃、腎的綜合作用而生成。氣的作用：維持人體的體溫恒定、液態(tài)物質(zhì)的正常循環(huán)運行；推動和激發(fā)人體的生長發(fā)育；氣對于血、津液等液態(tài)物質(zhì)具有防止其無故流失；護衛(wèi)全身的肌表，防御外邪入侵的作用；精、氣、血、津液各自的新陳代謝及其相互轉(zhuǎn)化提供人體所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。②血是紅色的液態(tài)樣物質(zhì)，是構成人體和維持人體生命活動的基本物質(zhì)之一，具有很高的營養(yǎng)和滋潤作用。血主要由營氣和津液所組成，營養(yǎng)和滋潤全身；是機體精神活動的物質(zhì)基礎。氣機阻滯，氣虛，陽虛運血無力，寒凝、血熱、濕熱、痰火等邪阻遏致血行不暢的證候，表現(xiàn)為刺痛、固定不移、夜甚，體表青紫腫塊，腹內(nèi)腫塊質(zhì)硬，推之不移，出血紫暗或夾血塊，或便黑如柏油狀，面色黧黑，唇甲青紫，皮下紫斑，肌膚甲錯，腹露青筋，絲狀紅縷，舌有紫色斑點或舌下絡脈曲張，脈細澀或結(jié)代。③津液是體內(nèi)一切正常水液的總稱，包括各臟腑組織器官的內(nèi)在體液及其正常的分泌物，是構成人體和維持人體生命活動的基本物質(zhì)之一。滋潤和濡養(yǎng)；組成血液的基本物質(zhì)之一；隨機體內(nèi)在生理狀態(tài)和外界環(huán)境的變化而變化；把機體的代謝產(chǎn)物通過汗、尿等方式排出體外；運載全身之氣。體內(nèi)津液不足，臟腑、組織、官竅等失卻滋潤、濡養(yǎng)、充盈所表現(xiàn)出的證候，表現(xiàn)為口、鼻、唇、舌、咽、皮膚、大便等干煤，眼陷、口渴、尿少、脈細數(shù)等。④氣、血、津液的相互關系：盡管氣、血、津液的性狀及其功能各不相同，但它們卻有許多共同之處。三者均為構成人體和維持人體生命活動的基本物質(zhì)。

2.1.3.2 當代中醫(yī)哲學思想研究――王琦九種體質(zhì)劃分與膚色

根據(jù)上述中醫(yī)哲學理念，人體氣血陰陽津液的多少，王琦教授將人體分為9種基本體質(zhì)類型，即平和質(zhì)、氣虛質(zhì)、陰虛質(zhì)、陽虛質(zhì)、痰濕質(zhì)、濕熱質(zhì)、血瘀質(zhì)、氣郁質(zhì)、特稟質(zhì)。①平和質(zhì)者體形肥瘦適當、勻稱、健壯，頭發(fā)盛長黑色，面色紅潤，膚色紅黃隱隱，明潤含蓄，目光有神，神采內(nèi)含，鼻色明潤、嗅覺通利，口唇紅潤，肢體輕健有力，耐受寒熱，睡眠良好，性格平和開朗。②氣虛質(zhì)：干性皮膚較多見，也可見敏感性皮膚。易出現(xiàn)消瘦、面色萎黃、眼瞼和肢體浮腫，黃褐斑等；③陰虛質(zhì)：皮膚明顯偏干易產(chǎn)生皺紋，膚色蒼白或潮紅，易出現(xiàn)失眠、黑眼眶，便秘，白發(fā)等；④陽虛質(zhì)：中性皮膚多見，皮膚松弛，皮膚發(fā)白，易脫發(fā)，肥胖；⑤痰濕質(zhì)：油性皮膚多見，面多油膩，易出現(xiàn)肥胖，黃褐斑、黑眼圈等；⑥濕熱質(zhì)：油性皮膚多見，體臭、口臭、痤瘡，酒糟鼻，黃褐斑和脫發(fā)；⑦血瘀質(zhì)：干性皮膚多見，膚色較暗，面部或有雀斑，易出現(xiàn)黃褐斑和黑眼圈；⑧氣郁質(zhì)：干性皮膚多見，毛發(fā)無光澤，易失眠和抑郁癥；⑨特稟質(zhì)：皮膚多為敏感性，易出現(xiàn)過敏，哮喘、鼻炎、蕁麻疹等。在上述9種體質(zhì)中，出現(xiàn)膚色暗沉、雀斑、黃褐斑和黑眼圈的體質(zhì)主要是氣虛質(zhì)和血瘀質(zhì)。血瘀質(zhì)的成因，往往是由先天稟賦不足，或后天損傷，抑郁氣滯、久病入絡而致。先天稟賦是血瘀體質(zhì)形成的因素之一，長期的憂愁、郁悶，除了是氣郁質(zhì)的誘發(fā)因素以外，也是血瘀質(zhì)形成的重要因素。因為氣與血的關系是并行并立的，氣行則血行，氣滯則血瘀。

2，2 現(xiàn)代西方醫(yī)學對膚色異常機制研究

所謂西方科學，就是人們常常稱的“現(xiàn)代科學”，指公元1450年后的科學。隨著自然的數(shù)字化，研究的方法論化，科學建制的分科分層化，近代科學完成了其理性化過程，并構成日后科學發(fā)展的基本精神氣質(zhì)。

生物學是從分子、細胞、機體乃至生態(tài)系統(tǒng)等不同層次研究生命現(xiàn)象的本質(zhì)、生物的起源進化、遺傳變異、生長發(fā)育等生命活動規(guī)律的科學。其包含的范疇相當廣泛。包括形態(tài)學、微生物學、生態(tài)學、遺傳學、分子生物學、免疫學、植物學、動物學、細胞生物學、環(huán)境化學等。生物學隨著人類認識世界及科學技術的發(fā)展。大概經(jīng)歷了四個時期：萌芽時期、古代生物學時期、近代生物學時期和現(xiàn)代生物學時期。從15世紀下半葉到19世紀，這一時期科學技術得到巨大發(fā)展，特別是工業(yè)革命開始后，生物學進入了全面繁榮的時代。如細胞的發(fā)現(xiàn)，達爾文生物進化論的創(chuàng)立，孟德爾遺傳學的提出。胡克改進了顯微鏡的使用方法，發(fā)表了《顯微鏡學》，內(nèi)載生物學史上最早的細胞結(jié)構圖，并命名為“cell”。20世紀的生物學屬于現(xiàn)代生物學的范疇。隨著科學技術的進一步發(fā)展，生物學向理論（包括生物進化）和實踐（主要是植物育種）兩個方面深入發(fā)展。與此同時，由于物理學，化學和數(shù)學對生物學的滲透及許多新的研究手段的應用。一些新的邊緣學科如生物物理、生物數(shù)學應運而生，隨著分子生物學和分子遺傳學的發(fā)展及形態(tài)研究的深入，細胞學也進入分子水平，出現(xiàn)了細胞生物學，現(xiàn)代生物學正向微觀和綜合方向深入。

2.2.1 影響膚色的因素

影響膚色的因素包括：黑素細胞、皮膚厚度，血流分布，脂褐質(zhì)，血紅素，膽紅素等。其中黑素細胞是膚色的主要影響因素，主要分布在皮膚表皮基底層，毛囊和眼睛視網(wǎng)膜，具有形成和分泌黑素的能力。黑素細胞具有特殊的細胞器――黑素小體，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)演化產(chǎn)生，含有酪氨酸酶，在該酶的作用下使酪氨酸氧化成多巴，并使多巴進一步氧化成黑素，逐步形成黑素體，并逐漸黑化。黑化后的黑素小體，將沿著黑素細胞的樹突向外運輸，經(jīng)由角質(zhì)形成細胞的吞噬或胞飲作用，使黑素小體分布在其內(nèi)，然后代謝排泌。

2.2.1.1 酪氨酸酶與黑素合成

酪氨酸酶，又稱為多酚氧化酶，兒茶酚氧化酶等，是結(jié)構復雜的多亞基的含銅氧化還原酶啟是生物體合成黑色素的關鍵酶和限速酶，在合成過程的多個反應步驟中起關鍵作用。對酪氨酸酶的報道始于1895年，1917年發(fā)現(xiàn)了L-3，4-二羥基丙氦酸（L-多巴）可作為體外人體皮膚黑色素細胞中黑色素形成的底物。此后該反應就成為酪氨酸酶存在和定位檢測的基礎。黑素黑成：酪氨酸酶兼具單酚脫氫酶和雙酚加氧酶的催化特性。催化反應作用的底物主要有酪氨酸、L-DOPA、鄰苯二酚、兒茶酚類似物，對位取代酚和2，3，二羥基吡啶。在氧自由基存在的情況下，酪氨酸酶能將酪氨酸羥化，產(chǎn)生鄰位二羥基苯丙氨酸，該步驟為慢反應。進而酪氨酸酶以L-DOPA為底物，將其氧化脫氫成多巴醌，此為快反應。多巴醌是合成黑色素的重要前提，它有兩種途徑發(fā)展，一是繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)楹谒?，二是與半胱氨酸相互作用后轉(zhuǎn)變?yōu)轭伾鄬^淺的褐黑素，最終形成多色素的異聚體一黑色素。黑素的性質(zhì)：隨著環(huán)境的影響和人類的進化，黑素在人體內(nèi)主要有兩種存在形式：①棕一黑色的真黑素；②黃一紅色的褐黑素。真黑素小體呈橢圓形，基質(zhì)排列有序并帶有含條紋的細絲，真黑素小體分子量較大具可溶性。褐黑素小體呈圓形，基質(zhì)錯亂，褐黑素小體分子量較小并富含半胱氨酸。動物和人的色素沉著決定于皮膚毛發(fā)中棕黑素和紅黃色索的相對數(shù)量比例。因此，人體皮膚可視顏色取決于黑素小體內(nèi)黑素的含量和化學組成成允

2.2.1.2 黑素合成調(diào)節(jié)

（1）內(nèi)源性調(diào)節(jié)：黑色素合成過程存在“負反饋調(diào)節(jié)機制”，L-DOpa的另一消耗途徑是在體內(nèi)合成去甲腎上腺素，進而轉(zhuǎn)化為腎上腺素。加入去甲腎上腺素，酪氨酸酶活性降低，去甲腎上腺素可以通過負反饋調(diào)整作用抑制酪氨酸酶的活性。皮膚正常菌群改變，細菌之間的競爭性抑制作用和干擾現(xiàn)象減弱，皮膚定植抗力降低，導致某些產(chǎn)色素微球菌大量繁殖。一方面菌群代謝產(chǎn)物刺激了酪氨酸酶的活性，導致色素沉著。另一方面產(chǎn)色素微球菌的所產(chǎn)生色素超過皮膚局部的自凈能力而被皮膚吸收沉積于表皮內(nèi)。產(chǎn)色素微球菌的色素產(chǎn)量與溫度呈現(xiàn)出正相關性。因此黃褐斑在春夏季明顯加深，而到了冬季色斑明顯減輕。

（2）外源性調(diào)節(jié)：物質(zhì)調(diào)節(jié)：①在食物中酪氨酸、苯丙氨酸含量高時，黑素產(chǎn)生量就多，膚色較黑。②酪氨酸酶是反應的關鍵酶，是銅金屬酶，膜糖蛋白。③巰基：凡是含巰基蛋白中的SH，均能與銅離子結(jié)合，從而抑制酪氨酸酶活性。因此，凡能減少SH作用的因素都能增加黑素的產(chǎn)生。如紫外線照射導致皮膚炎癥，能使巰基減少皮膚色素沉著。④微量元素：銅、鋅等金屬離子在黑素代謝中起輔酶的作用。銅離子、泛酸和酪氨酸酶一起維持正常色素代謝。重金屬可使皮膚變黑的原因，就是它能減少SH使酪氨酸酶活性升高。⑤內(nèi)分泌因素：比較復雜目前尚不清楚。垂體中葉素，黑素細胞刺激素（MSH）增加色素的生成。ACIH有八肽與MSH相同，因此它也有刺激黑素細胞分泌黑素的作用。性激素：尤其是雌激素使皮膚著色，可能因為降低SH、GSHFUL增加酪氦酸酶活性；色素加深。甲狀腺素、促進黑素產(chǎn)生。交感神經(jīng)使色素增多、副交感神經(jīng)使色素下降。⑥維生素類：泛酸、葉酸、生物素、維生素參與黑素的生成；煙酸下降光敏感增加色素沉著；維生素C是還原劑，保護SH、GSH，使黑素謝中間產(chǎn)物形成無色的還原型物質(zhì)。

2.2.1.3 調(diào)控信號傳導途徑

外界的刺激信號因子通過黑素細胞膜表面的相關受體介導，經(jīng)下游信號轉(zhuǎn)導來調(diào)控相應的靶點，逐級引起細胞質(zhì)中蛋白質(zhì)變化，從而對黑素細胞增殖分化及黑素生成進行調(diào)控。①DAG（甘油二酯）/PKC（蛋白激酶C）：DAG能激活PKC。PKC主要是通過對酪氦酸酶磷酸化，或改變酪氨酸酶相關蛋白（TRP1）組成型表達。②NO/cGMP/PKG途徑：NO是自由基氣體，它是一氧化氮合酶催化精氨酸變成瓜氨酸反應中釋放出來的。③cAMP/PKA途徑：實驗黑素細胞培養(yǎng)基中加入腺苷酸環(huán)化酶的激活劑后，能促進黑素細胞分裂，誘導黑素生成。④MAPK級聯(lián)途徑（絲裂原激活的蛋白激酶）：是傳導胞外增殖信號進入胞核的一條重要信號轉(zhuǎn)導途徑。

2.2.1.4 黑素合成代謝

黑素體成熟后，常常呈復合小體的形式，兩三個聚在一起，外有一層膜包裹，黑色素的移行途徑有兩種，一是向外移行，隨角質(zhì)脫落。復合小體通過樹枝突輸送到角質(zhì)形成細胞內(nèi)，黑素體被溶酶體所降解，隨角質(zhì)形成細胞向表層分化推移，最后隨角質(zhì)細胞移行到表面后脫落。二是向內(nèi)移行，從腎臟排出。當黑色素代謝異常，真皮層中會出現(xiàn)大量的噬黑素細胞將其吞噬。噬黑素細胞還會游走到表皮，將角化不良的細胞和小體吞噬后又返回到真皮。真皮內(nèi)沒有游離的黑素體，它們以被吞噬的狀態(tài)存在于噬黑素細胞內(nèi)，在噬黑素細胞內(nèi)進一步被消化掉，帶到淋巴結(jié)，或經(jīng)血循環(huán)從腎臟排出。黑色素在皮膚表皮層內(nèi)均勻過量沉積，膚色就會變黑，黑色素局部過量沉積，是形成雀斑，黃褐斑的根本原理。

3.中國傳統(tǒng)醫(yī)學哲學和西方現(xiàn)代醫(yī)學在美白中的應用

3.1.中國傳統(tǒng)醫(yī)學哲學在美白中的應用

3.1.1 不同時代傳統(tǒng)醫(yī)學哲學思想在美容中的應用

中醫(yī)美容在數(shù)千年的歷史發(fā)展長河中始終受到中國文化的熏陶，從而具備了深厚的理論基礎和多元化的技術方法。從歷史發(fā)展的不同階段，可以劃分為：①起源時期――遠古至先秦；②萌芽時期――秦漢三國；③發(fā)展階段――兩晉南北朝至隋唐五代；④鼎盛時期――宋金元明清；⑤西方美容產(chǎn)品引入――近代。

（1）中醫(yī)美容的起源時期（遠古至先秦），主要治療皮膚疾患和影響美容的瑕疵。如《五十二病方》記載的黧黑斑（面驪）、疣目（疣），體氣（巢），白癜風（白處）、痤（各種瘡）等損美性疾病及其病因病機，還載錄了與美容相關疾病治法，如除疣滅瘢等。該時期中醫(yī)治療皮膚疾患和瑕疵，主要手段為外用，養(yǎng)顏防衰等概念尚未形成。藥物多以有毒有害的物質(zhì)，如水銀、雄黃、鳥喙、藜蘆等最為常用，表明當時中醫(yī)美容的局限性。該時期中醫(yī)美容的哲學思想已經(jīng)初步形成，《黃帝內(nèi)經(jīng)》的臟腑、氣血等學說提出，并為后世中醫(yī)美容的形成奠定了堅實的理論基礎，也是中醫(yī)與美容的最初始的有機結(jié)合。

（2）到了秦漢三國時期，已經(jīng)由前期單純治療損美性美容，開始向日常養(yǎng)護達到美容，并通過中醫(yī)辨證進行治療。隨著張騫出使西域，與國外文化交流頻繁，促進了中外藥材和香料的交流，也為中醫(yī)美容的發(fā)展提供了有利條件。據(jù)《史記》載，西漢惠帝時，郎、侍中皆敷粉?？梢娫谶@個時期面脂、面湯等美容化妝劑型已誕生和發(fā)展。東漢的《神農(nóng)本草經(jīng)》記載了100種關于“悅澤”、“美色”、“輕身”的美容藥物，如桃花“令人好顏色”，白芷“長肌膚，潤澤顏色，可作面脂”。此時期張仲景創(chuàng)立的當歸芍藥散可以用于治療肝血瘀滯引起的肝斑，麻子仁丸治療燥熱引起的皮膚粗糙，豬膚湯能夠潤膚悅顏去皺等方藥。

（3）兩晉南北朝至隋唐五代時期，最大的發(fā)展在于由單純的外用，發(fā)展為通過中醫(yī)辨證進行組方內(nèi)服，達到內(nèi)外兼治效果。醫(yī)學家孫思邈在《千金方》中提到，“面脂手膏，衣香澡豆，仕人貴勝，皆是所要?！敝兴幭疵娓嘁汛志吣Ｐ?，對于美容的范圍也由單純損美性美容發(fā)生拓展。尤其是《外臺秘要》美容方注重整體用藥，審因施治，將七情六等多種病因與相關病癥有機聯(lián)系起來，使中醫(yī)美容治療和美容保健相結(jié)合，強調(diào)辨證施治，采用內(nèi)服外用相結(jié)合的方法達到美容的效果。

（4）宋代以后一直到清末，此期中醫(yī)古籍汗牛充棟，如

（5）20世紀70年代，隨著西方現(xiàn)代化妝品的引入，我國開始出現(xiàn)以西方產(chǎn)品為藍本的化妝品。

3，1，2 中國傳統(tǒng)醫(yī)學哲學思想指導下的美白

鑒于氣虛質(zhì)和血瘀質(zhì)引起的膚色暗沉、雀斑、黃褐斑以及黑眼圈，往往有以下的處理方案。

（1）氣虛證，心主血脈，即心臟能推動血液在脈管中運行，面部的血脈又特別豐富。若心氣不足，心血虧少，面部供血不足，皮膚得不到滋養(yǎng)，面色就會蒼白無華。辨證原則為，培補元氣，健脾養(yǎng)顏。

（2）血瘀證：血液行于全身，若血流不暢或局部有血液停滯，便會出現(xiàn)血瘀證候，可見于面目黧黑，皮膚干糙無光澤。瘀血的美容原則是活血祛瘀，通絡養(yǎng)顏。美容藥物為桃紅四物湯、血府逐瘀湯等。

3.1.3 中藥外治的中醫(yī)哲學理論

美容中藥外治法是通過從體表給藥治療損容性疾病后缺陷的方法。中醫(yī)美容重視內(nèi)調(diào)，但也強調(diào)外治。中藥在數(shù)千年的發(fā)展歷程中，中藥外用已經(jīng)成為美容中醫(yī)學極其重要的一部分。將中藥制成不同的劑型施用于皮膚、黏膜，毛發(fā)局部，這種施用方式可以產(chǎn)生兩種效應：第一，體表治療和保健作用。藥物的有效成分直接在皮膚或黏膜產(chǎn)生作用，如滅菌、殺蟲、消炎、止痛、止癢、營養(yǎng)等。對局部癥狀較為突出的，皮膚給藥，藥效更捷。第二，體內(nèi)治療和保健作用。藥物經(jīng)過配伍可很好地經(jīng)過透皮吸收進入體內(nèi)，發(fā)揮全身治療和保健作用。中醫(yī)認為外病是由于體內(nèi)臟腑，陰陽、氣血失調(diào)所致，故“外治之理即內(nèi)治之理，外治之藥即內(nèi)治之藥，所異者法耳”，即藥物的內(nèi)服、外用均能夠達到調(diào)理整體的作用只是給藥的途徑不同而已。也指出：內(nèi)治者，自內(nèi)以達外，酒丸散丹之類，見于服飲者是也。外治者，由外以通內(nèi)，膏熨蒸浴粉之類，藉于氣達者是也。

3.1.4 《千金方》的組方和用藥解析

據(jù)文獻報道，通過對研究，將面藥按其臨床功效分為兩大類。第一類為治療損容性疾病，如面黑、疤痕、粉滓，皰、酒糟鼻等；第二類面藥則起到保健、護膚、美容等方劑，如清潔、保濕、增白，祛皺、緊膚等。根據(jù)《千金方》中“面藥”功效用藥的分布情況143味中藥的功效用藥進行分類統(tǒng)計，以及根據(jù)上述分類，對第一類面藥的8g味中藥治療面黑的藥物的功效進行分類統(tǒng)計，結(jié)果如下：

3.2 西方現(xiàn)代醫(yī)學科學在美白研究中的應用

現(xiàn)代科學認為，皮膚色素沉著，色斑等主要是黑素細胞受內(nèi)在和外界因素的影響，導致黑素細胞活躍從而合成過多的黑素所致。如黃褐斑、黑皮病、曬斑等。紫外線，慢性炎癥和摩擦皮膚以及異常的α-黑色素細胞刺激素（α-MSH）的釋放，是這種疾病的誘發(fā)因素。所以，圍繞上述各環(huán)節(jié)研究和開發(fā)不同機制的美白劑，成為當今熱點。理想的美白化合物應當是一種強有力的，快速的和有選擇性的對色素沉著具有漂白作用，其作用機制包含一個或多個色素形成過程，永久祛除不期望的色素沉著，并沒有短期或長期的副作用。

3.2.1 對黑素合成的不同時段抑制

3.2.1.1.黑素合成前期

在黑素合成過程中，酪氨酸酶起到了關鍵的作用，所以大多數(shù)美白劑是通過以下幾種機制減少這種酶的功能：①干擾酪氨酸酶的轉(zhuǎn)錄和/或糖基化；②抑制酪氨酸酶形成中的調(diào)節(jié)因子；③錄后控制。例如：酪氦酸酶和TRP-1編碼基因的轉(zhuǎn)錄是在小眼轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄控制下（MITF），某些物質(zhì)能夠抑制MITF的表達和活性，以及細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）和絲氨酸/蘇氨酸激酶（Akt）/蛋白激酶B（PKB）的途徑，從而達到美白效果。維A酸作用于對視黃醇激活的轉(zhuǎn)錄因子，干擾黑素細胞黑素合成和發(fā)展。C2-神經(jīng)酰胺，可以抑制小鼠黑色細胞系的增殖和黑素合成，可能是通過抑制Akt/PKB和ERK通路。酪氦酸酶合成后的修飾作用：酪氨酸酶以銅離子作為輔基，其活性與銅離子密切相關，從而能通過結(jié)合銅離子而抑制酪氨酸酶活性，如常見的曲酸就是這―原理，螯合銅離子：酪氨酸酶磷酸化：黑色素細胞中蛋白激酶（PKC）的激活水平與黑色素細胞合成的黑色素數(shù)量大體相關。PKC的激活可導致酪氨酸酶活化，并大大加強酪氦酸酶催化酪氨酸轉(zhuǎn)化為多巴的能力；翻譯后修飾：酪氨酸酶翻譯后將其進行糖基化。這樣便可以鈍化其活性。Calcium d-pantetheine-s-sulphonate（PaSS03Ca），可能是通過酪氨酸酶和TRP-1的糖基化的變化，抑制黑素合成的作用，由于無需修改其表達，對正常的人，黑素細胞和黑色素瘤細胞株產(chǎn)生一種可逆性黑素合成抑制。

3.2.1.2 黑素合成期

作為黑素合成的關鍵酶和限速酶，酪氦酸酶抑制劑是目前主要的研究和開發(fā)手段，尤其是從蘑菇中純化酪氦酸酶后，利用蘑菇酪氨酸酶和黑素細胞裂解液中的酪氨酸酶篩選美白劑變得容易。由于大部分美白劑酚、兒茶酚衍生物結(jié)構上與酪氦酸和多巴相似，所篩選的美白劑的分類往往分為酪氦酸酶非競爭或競爭性抑制劑。曲酸的應用是源于古代民間醫(yī)療。日本在1300年之前就有人觀察到在清酒廠工作的婦女手部膚色較白。1953年在葡萄糖發(fā)酵液中分離和鑒定出其化學結(jié)構，1988年在應用在化妝品中開始上市。后來發(fā)現(xiàn)熊果素為氫醌的衍生物，1991年由日本“資生堂”化妝品品牌推出含此成分的“懷捷哲嫩白露”。熊果素在結(jié)構和作用機制與氫醌似乎類似，在使用濃度過高時會出現(xiàn)氫醌類似的不良反應。20世紀末和21世紀初，全球興起了用蘑菇酪氨酸酶和黑素細胞裂解液中酪氦酸酶篩選植物提取物中的酪氨酸酶抑制劑，用于美白化妝品的研究和開發(fā)。日本人推出的甘草提取物，至今仍為各大公司所采用。

抗氧化與酪氦酸酶活性抑制：酪氨酸酶是一種含銅需氧酶，在酪氦酸轉(zhuǎn)化為多巴的反應過程中，必須有氧自由基參加。也就是說，氧自由基既是引發(fā)劑又是反應物，酪氦酸酶的催化氧化的過程，其實也是生物體內(nèi)清除自由基的過程。氧自由基的清除可以阻斷酪氦酸酶的催化反應，從而使酪氨酸氧化反應的強度減弱。維生素E及其衍生物就是很常用的自由基清除添加劑。維生素C也是一種有效的自由基清除劑，同時維生素C的強的還原能力還能把已形成的多巴醌逆轉(zhuǎn)為多巴，阻止多巴醌進一步氧化成多巴色素。從而大大降低黑色素生成的速率。過氧化物酶，在黑素生成過程中的中間體聚合具有重要作用。過氧化物酶的抑制劑可以發(fā)揮脫色和美白作用，如糖皮質(zhì)激素或抗壞血酸。氧化還原性質(zhì)的化合物，可以通過作用于鄰醌類化合物的氧化聚合作用，從而避免黑色素中間體的氧化聚合；或在活性位點讓銅失去催化作用；抑制可能的第二信使在激發(fā)表皮黑素生成的直接或間接的磷酸化和去磷酸化作用。維生素類物質(zhì)，如維生素C、維生素E等，早期美白化妝品中廣為使用的則是維生素C及相關衍生物質(zhì)。維生素C的作用機制是直接還原黑素，與雙氧水有著類似單位作用，將黑素淡化或脫色。由于維生素C不穩(wěn)定容易變色和失去功效，在20世紀70年代便興起了維生素C衍生物的研究熱潮，以解決它的不穩(wěn)定性。維生素C通過與銅離子在酪氦酸酶的活性位點降低多巴醌和阻斷DHICA氧化。硫辛酸，一種辛酸的二硫化物衍生物，具有多種生物學效應，包括淬火ROS，金屬螯合作用，蛋白質(zhì)的巰基氧化還原調(diào)控，在基因表達和細胞凋亡的影響。硫辛酸防止紫外線引起的光損傷，主要是通過NF-κB活化的調(diào)制和抑制酪氨酸酶的活性，螯合銅離子。酪氨酸酶的轉(zhuǎn)錄后控制：這是能夠調(diào)節(jié)黑色素的合成，只作用于轉(zhuǎn)錄后的酪氦酸酶，而不影響黑素蛋白表達的物質(zhì)。不飽和脂肪酸，如油酸（C18：1），亞油酸（C18：2）或α-亞麻酸（3），抑制色素沉著。而飽和脂肪酸，如棕櫚酸，增加黑色素生成率。通過在體研究，亞油酸對UVB誘導色素沉著，具有明顯的淡化效果，沒有對黑素細胞的毒性作用。

角質(zhì)形成細胞暴露于炎癥刺激或UV曝光后，可以產(chǎn)生一些炎性介質(zhì)，如白細胞介素，內(nèi)皮素-1（ET-1），能促進黑素合成。因此，抗炎化合物可以用于預防或治療后的色素沉著。在抗炎藥物，外用糖皮質(zhì)激素已被列入一些臨床試驗治療黃褐斑，可能的機制是通過抑制NF-kB的活化的細胞因子。許多植物提取物均具有抗炎癥因子的作用。

3.2.1.3 黑素合成后期

（1）抑制黑素小體轉(zhuǎn)移：通過動物行為變化，我們可以發(fā)現(xiàn)變色龍在受到刺激時，皮膚顏色可以發(fā)生迅速變化，說明黑素小體的遷移對皮膚顏色具有重要的影響。近年來許多學者著力于黑素小體的遷移與皮膚美白之間的關系研究。蛋白酶激活的受體2（PAR-2）是一個7七次跨膜的G-蛋白偶聯(lián)受體，分布在角質(zhì)形成細胞，而不在黑色素細胞。在激活該受體后，發(fā)現(xiàn)角質(zhì)形成細胞的吞噬功能，提高色素轉(zhuǎn)移。具有絲氨酸蛋白酶抑制劑作用的物質(zhì)，如rwj-50353，完全避免了UVB誘導的表皮色素沉著；大豆胰蛋白酶抑制劑，有明顯的美白效果，沒有對黑素細胞的毒性作用。煙酰胺能夠阻礙黑素小體在黑素細胞與們質(zhì)形成細胞間的傳遞。煙酰胺是一種水溶性維生素，長期以來因為其有消炎的作用而用于皮膚科的口服治療，如天皰瘡、類天皰瘡等。最近歐洲有含4%煙酰胺的外用制劑，用于痤瘡的治療；2001年研究發(fā)現(xiàn)煙酰胺能夠阻礙黑素小體的轉(zhuǎn)運，但確切機制不明，寶潔公司在1992年美國皮膚科年會上報告，涂用5%煙酰胺8周后，18例女性患者面部色斑有一定改善。

（2）黑色素分散與代謝：α-羥基酸，游離脂肪酸和視黃酸，刺激細胞的更新促進黑化的角質(zhì)形成細胞的去除，導致黑色素的損失。已被證明局部應用減少老年斑的可見度，減少黑素小體的大小或數(shù)量，在治療黃褐斑同樣有用。甘草甙，甘草黃酮可以改善雙邊、對稱性黃褐斑患者表皮色素沉著，機制涉及黑色素分散和表皮更新加速度。

3.3 中國傳統(tǒng)中醫(yī)哲學思想指導下的美白理念――矛盾體

正是這種矛盾的存在，成為中國傳統(tǒng)醫(yī)學哲學得到傳承之根本。

3.3.1 體質(zhì)與皮膚中黑色素和血紅素的關系

王雪（黑龍江中醫(yī)藥大學佳木斯學校）等選擇黑龍江省105名漢族女性作為志愿者，年齡20～55歲，按照王琦的“七分法”對其進行體質(zhì)分型，分別為平和質(zhì)組1 5人、陰虛質(zhì)組14人、陽虛質(zhì)組18人、痰濕質(zhì)組13人，濕熱質(zhì)組L1人、氣虛質(zhì)組14人和氣郁質(zhì)組12人，研究了中醫(yī)體質(zhì)與皮膚黑色素含量以及皮膚血紅素含量的關系。結(jié)果顯示：與平和質(zhì)組相比，各組的黑色素值有減小的趨勢；與平和質(zhì)組相比，各組的血紅素值有減小的趨勢，其中陰虛質(zhì)組、陽虛質(zhì)組及痰濕質(zhì)組的面頰和眼角部的血紅素值明顯減?。≒

3.3.2.美白用藥提取物對酪氨酸酶的作用

（1）植物提取物與酪氨酸酶

1997年至2007年SCI收錄的與酪氨酸酶相關的文章數(shù)，其中關于酪氨酸酶的報道有4100篇，針對酪氦酸酶抑制劑的報道有1172篇，針對酪氨酸酶激活劑的報道有544篇，近年來對酪氦酸酶尤其是酪氦酸酶抑制劑的關注度總體呈上升趨勢。目前已有一些抑制劑得到臨床應用，作為化妝品添加劑，保護皮膚、去除黑斑；作為殺蟲劑，防治田間害蟲；作為保鮮劑，防止食品、果蔬的褐化過程。

（2）美白中草藥提取物與酪氦酸酶

鄧燕研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)和氣血中藥中散風行血組中藥白芷在中低濃度時對黑素細胞和黑素合成呈抑制作用；白蒺藜對黑素細胞和黑素合成呈低濃度抑制高濃度激活作用；白芷、白蒺藜對酪氨酸酶活性呈低濃度抑制高濃度激活作用（P0.05；活血化瘀組中藥當歸、川芎在中高濃度時對黑素細胞、黑素合成和酪氦酸酶活性呈激活作用，且當歸呈劑薰依賴性激活（P

從古今中醫(yī)治療色素增加性皮膚病方劑中精選69首，進行拆方并將組藥輸入計算機排序，篩選出高頻次使用中藥82味，觀察這些中藥乙醇提取物對蘑菇酪氦酸酶和無細胞系統(tǒng)多巴色素自動氧化生成黑素量的影響。實驗用中藥生藥82味，按中藥在69首方劑中出現(xiàn)頻次由高至低依次為：白芷（40.6%）、白附子（36.3%），當歸（34.8%）、白茯苓（23.3%）、白僵蠶（20.3%）、甘草（18.8%）、紅花（17.4%）、白芍（17.4%）、白芨（17.4%）、川芎（15.9%）、赤芍（15.9%）、白蘞（15.9%）、白術（14.5%），柴胡（14.5%），香附（13.0%）、生地（10.1%），薄荷（8.7%），丹參（8.7%）、牡丹皮（8.7%）、藁本（8.7%）等。結(jié)果顯示：82味中藥，僅有11味在高、中、低3個濃度均對酪氨酸酶活性和黑色素生成量呈劑量依賴性抑制，其中白術、白僵蠶、藁本、白芨、白附子、沙苑子、六月雪、柿葉乙醇提取物對酪氦酸酶活性的抑制率與熊果苷無統(tǒng)計學差異（P>0.05）。對酶活性高濃度抑制低濃度激活的有10味：白茯苓、甘草、白芍、細辛、蒼術、生商陸、桂枝、北沙參、防風、蓽茇。高濃度激活低濃度抑制的有4味：白芷、生地、骨碎補、乳香。

4.中國傳統(tǒng)醫(yī)學和現(xiàn)代西方醫(yī)學美白祛斑優(yōu)劣分析

4.1 中國傳統(tǒng)醫(yī)學哲學下的美白祛斑

優(yōu)點：（1）歷史悠久：有許多可以傳承和光大的實例和方法。

（2）具有中國傳統(tǒng)醫(yī)學哲學特質(zhì)：中醫(yī)的陰陽五行學說為方法論，它強調(diào)的是整體。不但將人看成一個整體，還將人與自然，社會看成一個整體，所以在診療上是“見人不見病”，治的是“病的人”。以系統(tǒng)論的綜合――演繹的思維方法，形成中醫(yī)理論體系和臨床技術體系，如病因?qū)W說、臟象學說、經(jīng)絡學說、四診八綱、辨證論治、方劑的君臣佐使、藥物的四氣五味等。這些理論和技術只能在一個活的，整體的、原形的人身上使用與實施。

（3）天然綠色、溫和有效。

缺點：（1）如果使用傳統(tǒng)中醫(yī)美容理念的美白產(chǎn)品，消費者的總體滿意度不高，主要表現(xiàn)為產(chǎn)品藥氣重、膚感差，香型和質(zhì)感影響人們的受用感覺，如可采面膜及其他產(chǎn)品。

（2）中醫(yī)美容藥物提純技術水平不高，直接影響了藥物療效。

（3）不能迎合現(xiàn)代人追求“享受型美容”的要求。很可能源于現(xiàn)代人對中醫(yī)美容與西式美容認識存在很大差異，市場認可度不高。

（4）見效相對慢，不能適應現(xiàn)代生活的快節(jié)奏，因為她們已經(jīng)習慣了“幾天見效”宣傳和灌輸。

4.2 現(xiàn)代西方醫(yī)學指導下的美白祛斑

優(yōu)勢：（1）定性，定量：現(xiàn)代科學技術背景下的美白祛斑添加劑研究，能夠通過體外實驗方法如生物化學、細胞分子生物學、組織學，以及當代的基因組，蛋白組學等，認識添加劑的功效部位，甚至某個化學分子，進行大通量篩選，鎖定添加劑作用靶點。對化學分子結(jié)構清楚者，可以通過合成的方法進行生產(chǎn)這種方法研究添加劑，容易進行質(zhì)量控制，可以明確的定性和定量使用。

（2）有益于淡化黑素聚集的色斑，作用迅速、見效快。不論作用機理是黑素合成前期、合成期還是合成后期，它們均是具有針對性地抑制黑素合成，減少黑素生成，短期內(nèi)就可以表現(xiàn)出皮膚的顏色變淺。

缺點：（1）現(xiàn)代西方醫(yī)學采用的是還原論的方法。在這種思維之下，孜孜不倦地尋找著構成人體的最小的原質(zhì)。雖然取得了可觀的成就，但卻離整體的人越來越遠，有盲人摸象和見木不見林之嫌，“見病不見人”，治的是“人的病”。強調(diào)局部，忽略整體，與中醫(yī)的綜合演繹的系統(tǒng)性方法，其思維方向正好相反。整體水平上的人是原形，組成人體的各種物質(zhì)（大至肌肉、皮膚、血管、神經(jīng)，小至細胞、分子原子）是原質(zhì)。原質(zhì)具有合成原形的潛能，但原形卻制約著原質(zhì)，如果原質(zhì)脫離原形，它將無法獨立存在。根據(jù)原形原質(zhì)學說，可以認為西醫(yī)著重研究的是原質(zhì)的人。