新书介绍

<正> 《中国海菜花属的系统植物学与物种生物学研究》一书,是作者在武汉大学生物系孙祥钟教授指导下所作的博士论文,最近由武汉大学出版社出版发行。这部专著展示了作者从当今植物分类学的两个发展方向——系统植物学与物种生物学——对中国海菜花属植物的研究成果。前半部分属系统植物学范畴。作者以居群概念,利用栽培观察、同工酶电泳、野外居群考察和形态研究等诸方面得到的证据,在数值分类和分支分类研究的基础上,以综合分类学的观点解决了中国海菜花属植物的分类和系统发育问题。     

基于论证探究式教学模型的行动研究

自20世纪90年代开始,论证便逐渐成为科学教育研究的热点之一。英国、美国、中国台湾地区等对于论证已有比较丰富的研究,而我国大陆地区对于论证的研究还非常有限。本次行动研究是利用国外的论证探究式教学模型在中学生物学课堂上进行实践,对如何培养中学生论证能力进行的一次探索。     

微型计算机在生物学、生态学中应用的专著

60年代以来,电子计算机(特别是微型计算机)在生物学、生态学,医学、农学、林学等领域得到广泛应用,科学家们在相关领域的学术期刊上发表了大量的论文,但正如James D.Spain、古在农树等人认为的:关于计算机在这些领域中应用的专著却为数甚少。为此笔者特向生物学、生态学、农学、林学专业的学生介绍如下四本专著,这四本专著是:①《BASIC Microcomputer Models in Biology》(生物学中的微型计算机BASIC语言模型),James D.Spain著,Addison-Wesley公司1982年出版;②《Mi-crocomputer in Biology,An Introduction》(微型计算机在生物学中应用导论),C.R.Ireland,S.P.Long编辑,IRL公司1984年出版;③《Statistics and Numerical Methods in BASIC for Bio-logists》(生物学家所用的统计。数值分析方法BASIC语言程序设计),J.D.Lee和T.D.Lee合著,Van     

HepG2细胞在模拟微重力条件下的生长研究——体外细胞三维生长模型构建

将人肝癌细胞(HepG2)接种于生物可降解支架聚羟基乙酸(polyglycolicacid,PGA)上,采用模拟微重力方法,在具有低剪应力和适宜气体扩散的旋转细胞培养系统(RCCS)中培养,构建体外三维培养模型.通过扫描电镜、透射电镜、RT-PCR、流式细胞术等方法观察分析.结果表明,细胞在此模型中生长良好,细胞呈多面体,含有丰富的微绒毛、线粒体以及胞间有紧密连接形成.该系统有利于细胞形成三维结构,更接近于体内细胞实际生长状况.另外,通过黏附分子表达分析,表明该模型重现了肝癌细胞某些体内侵袭转移特征.一些在肿瘤细胞侵袭和转移过程中具有重要作用的细胞黏附分子(celladhesionmolecules,CAMs)表达有了显著的变化,其中E-钙粘素(E-cadherin)表达降低,CD44、细胞间黏附分子-1(intercellularadhesionmolecule-1,ICAM-1,CD54)以及整合素β1(integrinβ1,CD29)表达增高.在体外实验中,对实验模型的适当选择是得到理想客观实验结果的必要前提,采用模拟微重力的方法构建的体外细胞三维培养模型,将为肿瘤生物学研究、药物敏感性试验等提供更为理想的研究模型.     

生物体系的多层次计算设计与合成生物学

合成生物学的核心思想是将现代工程学的原理与方法引入对生命系统的改造和构建中.生命活动覆盖从分子到细胞再到有机体等不同层次.合成生物学研究同样跨越了多个层次,例如,在分子层次进行生物元件和器件的设计和标准化、通过合成基因线路研究生物网络的设计和调控原理、在途径和网络层次进行细胞内代谢网络和代谢途径的人工设计改造等.本文一方面试图对与此有关的既有计算机模拟与设计方法加以总结和介绍,另一方面探讨这些不同层次的计算模拟与设计工具可应用于哪些方面的合成生物学问题,以及既有方法可能在哪些方向上还有比较大的发展潜力,能更好满足合成生物学研究需求.     

中国遗迹化石研究80年

中国遗迹化石研究经历了零星(1929-1978)、系统(1978-2004)和创新(2004～)研究3阶段.在前寒武纪一寒武纪之交遗迹化石研究;海相遗迹化石及其古环境和古生态意义研究;陆相遗迹化石及其与能源形成环境关系研究;前寒武纪遗迹化石与后生动物的起源与演化研究;拓扑遗迹分析;遗迹化石在浊流、风暴事件和层序地层研究中的应用;复杂遗迹化石的地球生物学研究和遗迹化石模拟与可视化研究8个方面取得了显著的进展和成就.研究队伍偏少且不稳定;原创、系统、有深度、有影响的研究成果不多;缺少有力度的学科交叉和国际合作是存在的主要问题.加强遗迹学人才和团队培育,稳定支持几个有特色的遗迹学研究方向;基于遗迹学资料的系统积累,拓展和深化遗迹化石的地球生物学研究;加强遗迹化石在海、陆相油气资源评价和储层研究中的应用;创新遗迹化石的研究方法手段,重视和加强现代生物遗迹研究是值得今后进一步关注的问题.     

MAXENT最大熵模型在预测物种潜在分布范围方面的应用

MAXENT最大熵模型是以最大熵理论为基础的物种地理尺度空间分布模型。该模型自提出之后在国内外迅速得到广泛应用,被越来越多地应用于入侵生物学、保护生物学、全球气候变化对物种分布影响,以及进化生物学等领域的研究。主要从MAXENT模型在入侵生物潜在分布区预测、濒危物种及有经济价值物种的适生区预测,以及全球气候变化对物种分布的影响预测等3个方面,对其应用现状进行综述,分析应用该模型时应该注意的一些问题。     

蛋白质- 核酸对接方法研究进展

分子对接技术作为预测蛋白质-核酸复合物结构的有效方法,为研究在生物学过程中蛋白质-核酸的相互作用提供了重要的工具。本文首先分析了当前蛋白质-核酸对接研究中的主要困难,例如构象变化和核糖磷酸骨架的带电性问题。然后从构象搜索、打分函数、柔性策略三个方面比较和总结了蛋白质-核酸对接中主要的计算方法。最后回顾了蛋白质-核酸对接计算模型的应用,并对未来的工作进行了展望。     

周期演化区域上的Logistic捕获模型的动力学分析

为了理解栖息地区域的周期性变化对物种生存的影响,本文研究了周期演化区域上一类具捕获项的Logistic反应扩散模型.我们首先在区域的增长为各向同性这一前提下,将模型转换为固定区域上的反应扩散问题,再利用相关的特征值问题和上下解方法得出模型解的渐近性态.根据所得结论,我们进一步就区域演化对物种的影响给出了生物学解释.     

病原生物学专业研究生综合素质培养的探讨

病原生物学是基础医学中一门重要学科,高素质病原生物学人才培养,是适应社会发展、满足社会需求、促进创新型人才建设的关键.作者在实际工作中,注重引导学生学习态度和思维模式的转变,开展多种形式的教学,从学习态度、科研能力、协作能力等方面对病原生物学专业研究生综合素质的培养进行了初步的探讨,把研究生带到知识前沿、形成研究问题、引导批判和创新,使研究生掌握一定的科研思路与科研方法;注重动手能力的训练,严格施教,加强学术道德教育,探索高素质病原生物学研究生培养的新模式.     

基于项目式学习的论证探究式教学——以“制作‘吸烟有害健康’的宣传片”项目为例

《义务教育生物学课程标准（2022年版）》将培养学生的核心素养作为课程宗旨,科学思维是核心素养的组成部分。科学思维是学生在生活中解决实际问题的必备品格,而科学论证能力是科学思维的关键能力。在生物学中如何进行科学论证,实验探究是必不可少的方案。本次开展基于项目式学习的论证探究式教学模型的教学实践,旨在以实验教学为载体,将论证与探究有机结合,实现论证能力与科学探究共发展的教学效果,进而提升学生的学科核心素养。     

论证式教学策略的发展及其在理科教学中的作用

论证式教学策略是当前国际科学教育研究的热点之一.它通过将论证活动引入课堂,让学生经历类似科学家的评价资料、提出主张、为主张进行辩驳等过程,从而培养学生科学的思维方式.从论证的概念出发,综述了论证式教学策略的提出与发展、现状以及对科学学习的意义,并对论证式教学策略在中学生物学教学改革中的作用进行了展望.     

细胞微系统技术及其应用

细胞微系统技术研究是目前细胞生物学、微系统科学及药物筛选等学科交叉领域的一个研究热点,其综合利用了微系统平台技术,将细胞的培养、观测和分析在微系统平台上完成,丰富了细胞研究方法,为细胞研究提供了一个全新的研究平台。现对目前细胞微系统研究中几种典型的方法,如立体微结构模型、软光刻、微流体、芯片毛细管电泳、微电极等进行综述,并阐述其在细胞生物学、生命科学等领域相关研究中的应用。     

在论证式教学中如何引导质疑和辩驳——以“生物膜的流动镶嵌模型”为例

论证式教学离不开论证、质疑和辩驳,其中质疑和辩驳促进了思维交锋,最终达成可接受结论。通过6个案例,围绕推论、生物学基本观点和研究方法等内容,阐述在论证式教学中如何引导学生提出质疑、阐述、再辩驳,最后达成共识。     

我国合成生物学发展的若干思考

合成生物学实际上更多是一个整合的学科,是在过去的基因工程、代谢工程等基础上整合过来的.但是合成生物学并不是这些相对传统领域的重新的简单包装,如杨胜利院士指出的,其核心是以工程化的理念,把生物体系设计做得更加系统、更加有可预见性,而且有用.目前,国外合成生物学的经典思路是从元件(part) - 装置(device) -系统(system)这种线性的形式来进行研究,但是进展较多的是一些元件和部分合成模块或装置,离真正的从头合成一个人工设计的生物体系还有较远的距离.Venter 合成一个微生物基因组的工作非常伟大.     

对高考生物学题目设计的若干思考

试题设计研究是一项既有理论价值又有实际应用价值的研究领域,高考生物学题目设计的理论研究对于提高生物学科高考命题的科学性,增强生物学试题的信度和效度都是十分有意义的。而目前这方面的研究还比较薄弱,为此,愿结合实例就题干、设问和考生答案之间表述上的逻辑关系,实验方案设计以及一般性结论类题目的有关问题谈点个人的初步认识．以就教于专家学者。     

系统生物学——生命科学的新领域

系统生物学是继基因组学、蛋白质组学之后一门新兴的生物学交叉学科,代表21世纪生物学的未来.最近,系统生物学研究机构纷纷成立.在研究上,了解一个复杂的生物系统需要整合实验和计算方法.基因组学和蛋白质组学中的高通量方法为系统生物学发展提供了大量的数据.计算生物学通过数据处理、模型构建和理论分析,成为系统生物学发展的一个必不可缺、强有力的工具.在应用上,系统生物学代表新一代医药开发和疾病防治的方向.     

花色变异的分子基础与进化模式研究进展

近年来国际上风行的生态学与进化生物学的学科整合已成为生物学发展的一个趋势.寻找适合的生物学系统来进行从表型到基因型的综合研究是推动这一整合向纵深发展的一项必要的和带探索性的工作.被子植物花色的形成机理和有关代谢途径上的结构和调控基因在若干模式植物中已有相当了解,使花色成为适合生态与进化生物学研究的一个首选性状,为进一步了解野生种中花色的形成机制奠定了基础.本文着重介绍旋花科（Convolvulaceae）番薯属（Ipomoea）花青素代谢途径的分子遗传学、生物化学和生态学工作,试图从多学科的角度提供有关花色自然变异的知识背景,并指出未解决的生物学问题和预期今后可能出现的发展.     

植物细胞融合技术的研究概况

细胞融合是新崛起的一项细胞工程技术。这项工作的研究已经成为当今细胞生物学中十分活跃的领域之一。它已经在不断地向着实际应用方面迈进。植物细胞融合是指人工的方法用纤维酶、果胶酶等酶作用于植物组织,并将获得的原生质体通过聚乙二醇等诱导融合剂使相邻原生质体融合在一起。然后,经过原生质体培养、细胞壁再生、愈伤组织形成,最后培育成再生植物。1972年获得了