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生物信息學(xué)新進(jìn)展范文第1篇

【關(guān)鍵詞】探究性學(xué)習(xí)；心理健康；社會適應(yīng)

當(dāng)今社會，學(xué)生的心理健康和社會適應(yīng)健康是學(xué)校教育關(guān)注的熱點之一。那么，在生物課堂上該如何實施這方面的教育？筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)在教學(xué)過程中通過倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)來完成?！俺珜?dǎo)探究性學(xué)習(xí)”是生物課程的基本理念之一，開展探究性學(xué)習(xí)，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的多種能力，而且，探究性學(xué)習(xí)還是健康教育很好的方式，在探究性學(xué)習(xí)所營造的課堂氛圍下，學(xué)生的心理健康和社會適應(yīng)健康水平都可以得到提高。

一、合理設(shè)計教學(xué)活動，指導(dǎo)學(xué)生開展生物探究性學(xué)習(xí)

教學(xué)設(shè)計必須強調(diào)學(xué)生的主體地位，重視學(xué)生的主體心理需求，教學(xué)要適應(yīng)和促進(jìn)學(xué)生的心理發(fā)展。因此教師要深入分析和挖掘教材的多重價值，從學(xué)生的生活經(jīng)驗和社會發(fā)展的現(xiàn)實中取材，靈活有效的處理教材內(nèi)容，并對探究性學(xué)習(xí)做好充分的課前準(zhǔn)備和問題設(shè)計。

如在教學(xué)《生物的變異》一節(jié)時，為了探究變異的原因，教師設(shè)計了三個問題讓學(xué)生思考：1.同一品種的小麥種在不同的麥田里，麥穗有大有小，產(chǎn)生大穗、小穗的原因是什么？2.假如你是一位育種專家，你將如何證明這些差異是由于環(huán)境影響還是由于基因的組成發(fā)生變化引起的呢？3.如果是由基因組成發(fā)生變化引起的變異，將表現(xiàn)為小穗的種子繼續(xù)種在土壤條件好的田里，同學(xué)們可以推測一下，后代表現(xiàn)又會是什么？為什么？由于問題的設(shè)計和學(xué)生的生活密切相關(guān)，學(xué)生表現(xiàn)的興趣盎然，在討論過程中，他們認(rèn)知過程中產(chǎn)生的矛盾不斷碰撞，在獲取了知識的同時也促進(jìn)了他們的心理發(fā)展水平。

二、開展生物探究性學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生智力發(fā)展

智力是心理健康最基本的組成部分，而人的智力和能力是在解決問題的過程中發(fā)展起來的。探究性學(xué)習(xí)的過程就是解決問題的過程。在探究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生要自己去發(fā)現(xiàn)問題、做出假設(shè)、設(shè)計實驗，要自己去尋找問題的答案。在這樣的過程中，學(xué)生的思維要經(jīng)受多次的碰撞，學(xué)生的智力要接受極大的挑戰(zhàn)，而經(jīng)過這樣的碰撞和挑戰(zhàn)，學(xué)生的觀察力、分辨力、注意力、思維力、創(chuàng)造力就得到了發(fā)展。

如在教學(xué)《種子的萌發(fā)》一節(jié)時，我首先請學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗，談一談種子萌發(fā)可能需要哪些外界條件，以此激勵學(xué)生積極動腦，并提出要探究的問題。同時引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗或參照課本提供的資料作出假設(shè)，提出：“種子萌發(fā)所需外界條件可能有：水分、土壤、陽光、溫度、空氣、肥料等?！敝蠼處熛?qū)W生質(zhì)疑：“哪些是種子萌發(fā)的必要條件呢？”引導(dǎo)學(xué)生分析排除“肥料”這個因素（因為種子本身有貯存養(yǎng)料的結(jié)構(gòu)，種子的萌發(fā)不需要肥料。）進(jìn)而學(xué)生作出假設(shè)：“水、陽光、空氣、土壤、適宜的溫度可能是種子萌發(fā)的必要條件。”那么假設(shè)是否成立，需要用實驗的方法來檢驗。而做實驗以前，還要有一個完善的試驗計劃……通過以上的探究實驗教學(xué)，不但可以解決本節(jié)實驗探究過程中的問題，并使學(xué)生在觀察、操作、分析、提出問題，預(yù)設(shè)問題的結(jié)果、解決問題等方面都能得到很大的提高。

另外，探究性學(xué)習(xí)所營造的課堂氛圍有利于學(xué)生產(chǎn)生良好的情緒，使學(xué)生不必?fù)?dān)心動輒得咎，敢于在課堂上“冒險”和“犯錯誤”。當(dāng)學(xué)生沉浸在智力高度緊張、情緒異常愉悅的氛圍中時，蘊藏的心智潛能就得到了開發(fā)。

三、開展生物探究性學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生社會適應(yīng)健康發(fā)展

在傳統(tǒng)接受式的課堂上，人與人之間好像有堵無形的墻，各自獨立存在，缺少人際交往。不存在人際交往，就不存在社會關(guān)系，也就無法促進(jìn)社會適應(yīng)健康。

探究性學(xué)習(xí)一般以小組為單位，并且包含全班范圍內(nèi)的交流與討論活動，需要學(xué)生“在合作中競爭，在競爭中合作”，這使得處在探究性學(xué)習(xí)中的人，不得不暫時放棄獨立，走進(jìn)關(guān)系世界。學(xué)會與他人合作；需要與他人交流；遵守共同的行為規(guī)則。在探究性的課堂上，學(xué)生要體驗著由服從、沉默、反抗、競爭、合作、展示、成功、失敗等帶來的酸甜苦辣、喜怒哀樂，要進(jìn)行著由互助、認(rèn)同、接納、質(zhì)疑、反駁、評價等帶來的交往與合作。因此，探究性學(xué)習(xí)中，存在著復(fù)雜的人際交往互動關(guān)系，如個人與集體、競爭與協(xié)作、求勝欲望與規(guī)則的限制等，而在對這些關(guān)系處理的過程中，人的社會適應(yīng)能力就得到了培養(yǎng)。

總之，為了促進(jìn)生物探究性學(xué)習(xí)，在教學(xué)過程中，教師必須俯下身子，學(xué)會傾聽，學(xué)會關(guān)注，把注意力主要放在學(xué)生身上，要學(xué)會及時作出合適應(yīng)答，通過多向交互作用，促進(jìn)學(xué)生的心理健康和社會適應(yīng)健康。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張大均.教育心理學(xué)[M].北京：人民教育出版社，2008.

[2]韓立福.新課程有效課堂教學(xué)心動策略[M].北京：首都師范大學(xué)出版社，2006.

生物信息學(xué)新進(jìn)展范文第2篇

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)；課堂研討；案例分析

作者簡介：劉偉（1979-），女，遼寧鐵嶺人，國防科技大學(xué)機電工程與自動化學(xué)院，講師；張紀(jì)陽（1979-），男，湖南泌陽人，國防科技大學(xué)機電工程與自動化學(xué)院，講師。（湖南?長沙?410073）

中圖分類號：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）23-0060-02

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，生物技術(shù)飛速發(fā)展，生物學(xué)數(shù)據(jù)大量積累。而生物信息學(xué)正是在這種大背景下蓬勃興起的交叉型學(xué)科，旨在用信息學(xué)方法解決生物學(xué)問題。為了培養(yǎng)復(fù)合型人才，大力發(fā)展交叉學(xué)科，國防科技大學(xué)（以下簡稱“我校”）近年來面向全校理工科研究生開設(shè)了“生物信息學(xué)”選修課程。

“生物信息學(xué)”作為新興的交叉學(xué)科，具有融合性、發(fā)展性和開放性的特點。[1]融合性是指生物信息學(xué)涉及的生物、計算機、數(shù)學(xué)等多個學(xué)科的交叉與融合。從20世紀(jì)90年代到現(xiàn)在，該學(xué)科發(fā)展非常迅速，研究熱點發(fā)生了數(shù)次改變。開放性是指該學(xué)科存在大量有待探索和研究的新問題。這些特點一方面為課堂教學(xué)提供了大量的主題和素材，一方面也對授課方式提出了較高的要求。經(jīng)過認(rèn)真分析，選定研討式教學(xué)作為該課程的主要授課方式。研討式教學(xué)即研究討論式教學(xué)，是將研究與討論貫穿于教學(xué)的全過程。[2]在教師的具體指導(dǎo)下，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，通過自我學(xué)習(xí)、自我教育、自我提高來獲取知識和強化能力培養(yǎng)。[3]通過確立教學(xué)目標(biāo)，精心設(shè)計和組織教學(xué)內(nèi)容，在實踐中貫徹研討式教學(xué)理念和方法，在生物信息學(xué)課程中對研討式教學(xué)模式進(jìn)行了理論探索和實踐創(chuàng)新。

一、教學(xué)目標(biāo)的確立

合理的課程目標(biāo)與定位是決定課程建設(shè)成敗和教學(xué)效果的基礎(chǔ)，其主要依據(jù)是人才培養(yǎng)需求和授課對象的實際情況。首先，教學(xué)對象是研究生，已具備一定的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維的能力。教師不僅要傳授知識，而且要講解基本的研究方法，讓學(xué)生具備獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力。其次，作為軍校學(xué)生，以后從事的工作可能涉及很多學(xué)科方向，展現(xiàn)如何針對一門新的學(xué)科方向進(jìn)行研究的整體思路顯得很有意義。最后，考慮到學(xué)生不同的知識背景，對于各部分內(nèi)容的理解程度不同，必須兼顧不同的專業(yè)方向，讓每個學(xué)生都能有所收獲。因此，確立教學(xué)目標(biāo)為：介紹生物信息學(xué)的基本概念和方法，通過案例分析展現(xiàn)科學(xué)研究的基本方法和實踐過程。

二、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計和組織

1.教學(xué)內(nèi)容的總體設(shè)計

確定了教學(xué)目標(biāo)之后，需要對課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總體設(shè)計。參考國內(nèi)外多所高校的相關(guān)課程設(shè)置，如北京大學(xué)的“生物信息學(xué)導(dǎo)論”、中科大的“生物信息學(xué)”、中科院的“生物信息學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)”和MIT的“Bioinformatics and Proteomics”等，發(fā)現(xiàn)這些課程主要是針對生物專業(yè)的學(xué)生開設(shè)，側(cè)重于方法學(xué)介紹。而我校學(xué)生大部分是工科背景，對于統(tǒng)計和機器學(xué)習(xí)方法有一定基礎(chǔ)，重點是了解相關(guān)的生物學(xué)問題，并應(yīng)用已有的工科知識去分析和解決這些問題。同時，隨著生物信息學(xué)的快速發(fā)展，研究領(lǐng)域不斷擴大，有必要展現(xiàn)該學(xué)科的最新進(jìn)展。

因此，課程內(nèi)容總體設(shè)計上以生物學(xué)問題為主線，結(jié)合最新的研究成果，對各種計算方法的應(yīng)用過程進(jìn)行深入和細(xì)致的講解。在介紹生物信息學(xué)的研究現(xiàn)狀和生物學(xué)基礎(chǔ)知識之后，分多個專題詳述生物信息學(xué)最新的研究進(jìn)展，各專題在內(nèi)容上相互銜接，由淺入深，以便學(xué)生理解和接受。以問題為導(dǎo)向的課程設(shè)計對于啟發(fā)學(xué)生思考，積極參與課堂研討具有重要作用。

進(jìn)一步，為了突出部分重點專題及其分析方法，采用案例分析課的形式，針對一些重要問題進(jìn)行深入探討。鼓勵學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識，結(jié)合自身的專業(yè)背景，通過積極地思考和討論提出相應(yīng)的解決方案。案例選擇為教師有一定研究基礎(chǔ)的開放性問題，一方面介紹已有的研究成果，一方面結(jié)合教師的研究體會，通過積極討論拓展新的研究思路。案例分析課有助于學(xué)生更多地參與課堂研討，對于知識的綜合應(yīng)用和科學(xué)研究過程產(chǎn)生切身體會。

2.教學(xué)內(nèi)容的組織

研討式教學(xué)的關(guān)鍵是調(diào)動學(xué)生的積極性，鼓勵學(xué)生踴躍地參與課堂討論，提出自己的觀點。通過集中備課，學(xué)習(xí)和吸取老教師的成功經(jīng)驗，總結(jié)調(diào)動學(xué)生積極性的基本要素，對授課內(nèi)容進(jìn)行了認(rèn)真的組織和編排。

（1）重點突出，詳略得當(dāng)。由于生物信息學(xué)涵蓋內(nèi)容非常豐富，有必要對課程內(nèi)容進(jìn)行取舍，在保證知識面的基礎(chǔ)上，突出授課的重點。減少或刪除重要性較低的部分，采用圖片和動畫等形式對重要的知識點加以強調(diào)，以深化學(xué)生的理解。只有學(xué)生對重點內(nèi)容理解透徹，才能激發(fā)出濃厚的學(xué)習(xí)興趣，積極參與課堂研討，碰撞出智慧的火花。

（2）新穎有趣，實例豐富。在課程內(nèi)容上應(yīng)充分體現(xiàn)知識性和趣味性，以豐富的實例展現(xiàn)生物信息學(xué)中基本的概念和方法。學(xué)生往往關(guān)注與日常生活休戚相關(guān)的內(nèi)容，期望能用所學(xué)知識解釋常見現(xiàn)象，因此實例選擇應(yīng)貼近生活體驗。課件中準(zhǔn)備了大量的實例，例如，在講完構(gòu)建進(jìn)化樹之后，舉例說明為什么人類的祖先是從非洲走出來的；在生物代謝一章，通過賣火柴的小女孩的故事闡釋生物代謝過程的高效性；在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)部分，討論為什么濕著頭發(fā)睡覺，頭發(fā)容易變翹。通過實例分析，增加學(xué)生對于所學(xué)知識的理解和參與課堂研討的積極性。

生物信息學(xué)新進(jìn)展范文第3篇

[關(guān)鍵詞]生物信息學(xué)；案例教學(xué)；生物類專業(yè)

[中圖分類號]G64 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1005-6432（2014）48-0179-03

生物信息學(xué)是一門交叉科學(xué)，它包含了生物信息的獲取、處理、存儲、、分析和解釋等在內(nèi)的所有方面，綜合運用生物學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)等方法，闡述和理解數(shù)據(jù)所包含的生物學(xué)意義。作為21世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一，生物信息學(xué)已成為介于生物學(xué)和計算機科學(xué)前沿的重要學(xué)科。實驗室的每一項技術(shù)，從簡單的克隆、PCR到基因數(shù)據(jù)分析都需要在計算機上進(jìn)行處理。因此對生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生而言，具有一定程度的理解和應(yīng)用生物信息學(xué)技術(shù)的能力是十分必要的。而課程是為培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)的。這就要求教師在有限的授課時間內(nèi)，使學(xué)生不僅掌握基本的理論知識，緊跟科研的最新進(jìn)展，而且在今后的科研工作中能學(xué)以致用。

1 理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)手段

根據(jù)當(dāng)今生物信息學(xué)的發(fā)展方向，教師結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容增加綜合性、開放性實驗，使學(xué)生循序漸進(jìn)地理解和掌握生物信息學(xué)的原理和方法，進(jìn)而運用合適的生物信息學(xué)工具解決問題。本文以兩個案例解析這一教學(xué)過程。一是信息的簡單檢索。在獲取生物信息的同時，理解數(shù)據(jù)庫概念、動態(tài)規(guī)劃和bootstrap等算法；二是高通量測序的數(shù)據(jù)分析。在實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和分析的同時，掌握統(tǒng)計分析基礎(chǔ)知識。

1.1 生物信息的簡單檢索

近一二十年，生物學(xué)數(shù)據(jù)，尤其是序列數(shù)據(jù)，以指數(shù)級的方式增長。以GenBank的核酸數(shù)據(jù)庫為例，每12～20個月數(shù)據(jù)就翻一番，略高于Moore定律提供的參考數(shù)值。如何從這些海量數(shù)據(jù)中獲取想要的信息，已成為生物學(xué)專業(yè)學(xué)生必須掌握的技能之一。而如何正確獲取和應(yīng)用信息，則需要了解數(shù)據(jù)是如何被存儲、解析，以及背后隱藏的算法。因此圍繞正確挖掘數(shù)據(jù)信息這一主題，設(shè)計以下案例，通過4步展開教和學(xué)。

1.1.1 講解

基于大數(shù)據(jù)教師引申出數(shù)據(jù)庫存儲信息的概念。而后分類介紹常用的基因組數(shù)據(jù)庫、核酸序列數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫以及各種常用復(fù)合數(shù)據(jù)庫。

1.1.2 演示

了解上述常用的數(shù)據(jù)庫之后，教師實例演示數(shù)據(jù)庫檢索。通過逐層提出問題，誘導(dǎo)學(xué)生思考如何利用上述不同的數(shù)據(jù)庫資源，一步一步挖掘所需的信息。例如，被測序的片段是哪個基因？該基因編碼的蛋白質(zhì)序列是什么？是否有保守的功能結(jié)構(gòu)域？在亞細(xì)胞的什么位置發(fā)揮什么功能？可能的三級結(jié)構(gòu)？和哪些蛋白或RNA存在可能的相互作用？它在進(jìn)化中又是如何演變的？

1.1.3 實踐

讓學(xué)生上機操作上述實例，體驗各個數(shù)據(jù)庫的側(cè)重點，并理解不同軟件不同參數(shù)的意義或差別。比如GenBank和Swissprot的側(cè)重點，PAM-n和BLOSUM-n的選取。

1.1.4 成文

引導(dǎo)學(xué)生形成可重復(fù)計算的科學(xué)文檔。對每一個案例，教師展示常規(guī)性的文件組織形式：/data，/analysis，/scripts，/reference等。寫說明文檔的時候，要求學(xué)生記錄每一個分析步驟的所有細(xì)節(jié)：數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)址、軟件的名稱、版本、輸入的文件、精確的運行參數(shù)、結(jié)果的提取等。

通過這樣的案例教學(xué)模式，一是較好地將知識點融合串聯(lián)到教師講授和學(xué)生上機操作中。二是使學(xué)生不僅熟悉各種常見的數(shù)據(jù)庫，而且理解數(shù)據(jù)庫中各個軟件及其參數(shù)的意義，遇到實際問題也不再束手無策。而教師也可以充分參與到學(xué)生的學(xué)習(xí)中，對學(xué)生上機操作過程中出現(xiàn)的一些主要理論與技能問題了如指掌。通過教―學(xué)―練―教―練，達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)目的。三是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)建較好的文檔及其組織形式，形成科學(xué)研究的可重復(fù)性（replication）和可復(fù)現(xiàn)性（reproducibility）。不僅有利于追溯前因，而且對代碼的復(fù)用，以及對結(jié)果應(yīng)用于新項目都非常必要。

1.2 高通量測序數(shù)據(jù)的分析

隨著高通量測序技術(shù)的興起，大量物種的全基因組數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和其他類型數(shù)據(jù)被測定完成或正在進(jìn)行中，每天都有成千上萬的數(shù)據(jù)被源源不斷地輸入相應(yīng)的生物信息庫中。這些大規(guī)模數(shù)據(jù)的不斷產(chǎn)出，使得生物學(xué)專業(yè)學(xué)生掌握高通量數(shù)據(jù)分析技術(shù)已成為一種趨勢。因此，教師有必要將這部分內(nèi)容由理論講授過渡到上機操作。

1.2.1 介紹

教師以DNA測序技術(shù)發(fā)展為主線，理論介紹De Novo測序、ChIP-seq測序、RNA-seq測序、Methyl-seq測序等。并通過拍攝的錄像，向?qū)W生直觀地展示不同的測序儀及其特點。

1.2.2 演示

教師對整個分析過程進(jìn)行詳細(xì)的闡述并實時上機演示（下圖）。以轉(zhuǎn)錄組RNA-seq為例，包括測序質(zhì)量的評估（堿基組成和堿基質(zhì)量分析）、clean reads的篩選、利用TopHat/Bowtie將篩選出來的reads比對到參考轉(zhuǎn)錄本、統(tǒng)計reads在參考基因上的分布情況及覆蓋度，判斷比對結(jié)果是否通過第二次質(zhì)控、通過cuffmerge將重復(fù)測序得到的reads形成一致性轉(zhuǎn)錄本、基因結(jié)構(gòu)優(yōu)化、基因覆蓋度統(tǒng)計、使用cuffdiff篩選差異表達(dá)基因和鑒別可變剪切體、對結(jié)果基因進(jìn)行聚類分析、GO和pathway富集性分析。

1.2.3 實踐

讓學(xué)生分組討論并上機實現(xiàn)上述數(shù)據(jù)分析流程。掌握基本的Linux命令、統(tǒng)計計算和可視化分析。

1.2.4 成文

引導(dǎo)學(xué)生形成規(guī)范化文檔和腳本，以便回溯和可重復(fù)性使用。

高通量數(shù)據(jù)分析不僅涉及的知識點多，而且需要在Linux下進(jìn)行簡單的操作和軟件的使用。對生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說，容易造成心理上的抗拒。教師可以采用“分而食之”的策略：將教學(xué)內(nèi)容分成相對獨立完整又有一定聯(lián)系的幾個部分（下圖）。對于每部分內(nèi)容，教師利用已講解的相關(guān)知識給學(xué)生實時演示，并給出教師自己的理解和結(jié)果。然后把學(xué)生分組，讓他們根據(jù)自己的理解，帶著興趣和疑問上機實踐。并在上機操作過程中，鼓勵學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間及時討論交流。最后讓學(xué)生將所有內(nèi)容串聯(lián)起來，介紹本組的實驗內(nèi)容及解決辦法。通過這種方式能較明顯地消除心理顧慮，有助于學(xué)生獨立思考，獨立解決問題。

“RNA-seq數(shù)據(jù)分析”案例教學(xué)流程圖

2 以能力測試為中心的考核方式

對于生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生而言，生物信息學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科。因此，教師采用以“能力測試”為中心，知識與技能考核并重的考核方式。以上述兩個案例為例，在期末考試中，教師將NCBI GEO中“（RNA-seq[Title]）AND “Mus musculus”[porgn：__txid10090]”722個實驗數(shù)據(jù)，隨機分配給每個學(xué)生。要求每個學(xué)生對分配到的RNA-seq數(shù)據(jù)進(jìn)行差異表達(dá)分析，聚類分析和富集性分析。并選擇合適的基因，分析其保守的功能結(jié)構(gòu)域、亞細(xì)胞定位以及可能的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能、可能結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子、相互作用的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和信號通路、構(gòu)建相應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)化樹。

學(xué)生對上述每一個小題從“知識點”、“參考資料”、“使用軟件或工具”、“參數(shù)”、“腳本”、“結(jié)果”分別答題，不僅非常有效地明確所學(xué)的內(nèi)容，而且很好地杜絕了作弊行為。

3 教學(xué)效果

為了解案例教學(xué)的效果，本課程案例教改活動向2011級生物科學(xué)和免疫學(xué)專業(yè)學(xué)生QQ群發(fā)放電子問卷，共收回82份答卷，統(tǒng)計結(jié)果如下表所示。從表中可以看出，案例教學(xué)模式使學(xué)生有較強的參與感，能較好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生對理論問題的認(rèn)識更為深刻。

4 結(jié) 論

案例教學(xué)基于具體的事例，將一系列的知識點有機地串聯(lián)起來，并通過實例操作達(dá)到學(xué)以致用的目的。從學(xué)生反饋意見可以看出，這種理論與實踐結(jié)合的教學(xué)模式，很好地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?？紤]到有限的授課時間和不同學(xué)生的學(xué)習(xí)背景，作為教師需要設(shè)計合適的案例，從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。一般可以遵循以下原則。

4.1 具有代表性

所選的案例既要經(jīng)典又要緊跟科學(xué)前沿。比如第一個案例所蘊含的數(shù)據(jù)庫檢索、序列比對和系統(tǒng)進(jìn)化樹的構(gòu)建，在生物信息學(xué)中，屬于較經(jīng)典且核心的知識點。而第二個案例選擇的對象則與當(dāng)前的科研熱點緊密聯(lián)系。

4.2 具有偏向性

生物信息學(xué)本身是個交叉學(xué)科，涉及的知識點相對較多。面對生物類專業(yè)背景的學(xué)生，我們側(cè)重生物信息學(xué)方法或者工具（軟件）的應(yīng)用，而不是強調(diào)算法。比如第一個案例中系統(tǒng)進(jìn)化樹的構(gòu)建，我們只是以5條8bp長的序列為例講解最小進(jìn)化法和鄰接法、最大簡約法、最大似然法以及貝葉斯推斷，重點在于強調(diào)不同的數(shù)據(jù)適合采用上述哪些方法以及如何用Mega等軟件實現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)化樹的構(gòu)建。

4.3 先后案例有層次性

比如第一個案例中，學(xué)生掌握了Windows下的序列比對。對于第二個案例中Linux下的Bowtie就容易理解并操作。

4.4 具有拓展性

比如第一個案例中，在Windows的DOS下進(jìn)行批量序列比對時，不同的參數(shù)設(shè)置，輸出不同的數(shù)據(jù)格式。第二個案例中，Bowtie最多允許3個錯配，如果允許更多的錯配數(shù)，則可以采用SOAPaligner/ SOAP2實現(xiàn)。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和能力，選擇拓展性內(nèi)容進(jìn)行繼續(xù)學(xué)習(xí)。

4.5 良好的成文習(xí)慣

引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的文檔組織和書寫習(xí)慣。每一個案例，都要求學(xué)生形成可重復(fù)性和可復(fù)現(xiàn)性的文檔，對于整理分析思路、核實結(jié)果、重復(fù)使用代碼都起到事半功倍的效果。

生物信息學(xué)是現(xiàn)代生物科學(xué)研究的重要工具和載體。如何有效正確地應(yīng)用生物信息學(xué)，是每一個生物實驗者需要具備的能力。教師應(yīng)緊跟學(xué)科發(fā)展的速度，圍繞學(xué)以致用的原則，將案例教學(xué)科學(xué)地、和諧地應(yīng)用到教學(xué)實踐中，不僅使學(xué)生掌握一定的理論知識，從而正確地應(yīng)用軟件工具，而且逐漸培養(yǎng)學(xué)生自我分析和解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

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[3]1000 Genomes Project Consortium，Abecasis GR，Auton A，Brooks LD，DePristo MA，Durbin RM，Handsaker RE，Kang HM，Marth GT，McVean GA.An integrated map of genetic variation from 1，092 human genomes[J].Nature，2012，491（7422）.

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生物信息學(xué)新進(jìn)展范文第4篇

一、會議征文

（1）原子光譜分析；（2）分子光譜分析；（3）色譜法與分離科學(xué)；（4）電分析化學(xué)；（5）波譜分析；（6）質(zhì)譜分析；（7）顯微成像分析；（8）微流控芯片分析；（9）聯(lián)用方法與自動化分析；（10） 形態(tài)、表面及結(jié)構(gòu)分析；（11） 生物分析化學(xué)；（12） 藥物和代謝物分析； （13）環(huán)境分析化學(xué)；（14）食品分析；（15） 蛋白質(zhì)分析；（16）核酸分析；（17）納米分析化學(xué)；（18）分析儀器及裝置；（19） 質(zhì)量控制； （20）化學(xué)計量學(xué)與生物信息學(xué)。本次會議的交流形式包括大會報告、邀請報告、口頭報告和墻報交流，并設(shè)100個優(yōu)秀墻報獎，頒獎典禮（包括獎金和證書）將于閉幕式5月11日下午舉行，請大家注意安排行程，望踴躍投稿并參加墻報展示。

二、會議贊助

本屆年會將為各單位提供網(wǎng)絡(luò)展示機會和現(xiàn)場宣講平臺，誠摯邀請廣大儀器和試劑企業(yè)作為支持單位，攜手共建合作與交流平臺，具體事宜詳見"會議贊助方案"，聯(lián)系人：楊光富（027-67867800）、鐘鴻英（027-67862616）。

三、會議注冊和回執(zhí)

1、請參會者盡早網(wǎng)上注冊，并預(yù)定賓館。注冊費標(biāo)準(zhǔn)、要求和匯款方式可登錄會議網(wǎng)站http：//查詢。

2、由于報到當(dāng)天人數(shù)較多，而且無法刷卡，不能收取現(xiàn)金。請大家一律網(wǎng)上轉(zhuǎn)賬繳費， 繳費的優(yōu)惠標(biāo)準(zhǔn)見會議網(wǎng)站http：//，會議期間統(tǒng)一開具發(fā)票。

四、會議相關(guān)事宜請與華中師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院籌備組聯(lián)系方式：

1. 付款和到賬查詢事宜請咨詢丁克熔（027-67867958）、李芳（15527228758）。

2. 論文相關(guān)事宜請與徐暉（13308621435）、王鵬（13098822598）聯(lián)系。

3. 廠商展位安排等相關(guān)事宜請與程靖（13545349841）、梁沛（13886115719）聯(lián)系。

4. 住宿請各位家自行預(yù)定，住宿信息可見會議網(wǎng)站。相關(guān)問題可咨詢熊博（13871048762）、陳迪松（13135669557）。

5. 市內(nèi)交通及其他事宜請與戢鳳琴聯(lián)系，電話：027-67867958。

生物信息學(xué)新進(jìn)展范文第5篇

[關(guān)鍵詞] miRNA；腫瘤；生物標(biāo)志物

[中圖分類號] R73 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-0742（2013）08（a）-0196-02

miRNA是一類長為19～25nt小分子單鏈RNA，其與靶標(biāo)基因3'UTR結(jié)合，通過降解mRNA或抑制其翻譯，從而在轉(zhuǎn)錄后對靶標(biāo)基因的表達(dá)水平進(jìn)行調(diào)控。與腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移、耐藥、預(yù)后等密切相關(guān)。目前研究miRNA的樣本多來源于新鮮組織和細(xì)胞。最近發(fā)現(xiàn)福爾馬林固定石蠟包埋的組織（Formalin-fixed and Paraffin-embedded， FFPE）中miRNA保存比較完整并與新鮮組織中的miRNA高度相關(guān)[1]，為miRNA的研究開辟了一個新的途徑。石蠟組織miRNA可能是一種理想的腫瘤標(biāo)志物，該文就該領(lǐng)域的最新進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 石蠟包埋組織miRNA中存在miRNA

長期以來，醫(yī)療和科研機構(gòu)采用福爾馬林固定和石蠟包埋方法保存病理組織?，F(xiàn)在全世界已保存有大量的石蠟組織樣本，覆蓋所有已知的疾病。每個石蠟組織樣本都具有特別的價值，關(guān)聯(lián)著大量的病人數(shù)據(jù)。所以石蠟組織標(biāo)本是人類對疾病研究寶貴的信息庫，尤其是回顧性研究和少見疾病的研究。然而通常mRNA甚至DNA、蛋白都有不同程度的降解。但有研究表明，盡管大分子RNA可能會發(fā)生降解，但在一般情況下，小分子RNA是不受石蠟固定影響。此外，已有許多研究證實miRNA受FFPE處理的影響非常小，并且從FFPE樣本中提取的microRNA與冷凍組織樣本一樣，可提供可信的表達(dá)譜。甚至保存長達(dá)30年的FFPE樣本仍可提供可信的microRNA表達(dá)譜數(shù)據(jù)[2]。

2 石蠟包埋組織miRNA的提取

石蠟組織樣本可經(jīng)過異丙醇和乙醇脫蠟后通過trizol法提取總RNA，成本較低。但普通的過柱法效果較差，可能與過柱時小RNA被吸附有關(guān)。目前已有多種商品化試劑盒用于從FFPE樣本中提取microRNA，例如Ambion公司的RecoverAll Total Nucleic Acid Isolation Kit for FFPE，Qiagen公司的miRNeasy FFPE Kit，Norgen公司的FFPE RNA Purification Kit等。試劑盒提取簡單快速，并且易于富集miRNA，但成本較高。

3 石蠟組織miRNA的檢測

對于發(fā)現(xiàn)新的miRNA分子通過小分子RNA建庫克隆測序是經(jīng)典方法。首先構(gòu)建cDNA文庫，再將這些cDNA進(jìn)行克隆、測序，然后生物信息學(xué)分析，最后將具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)的小分子RNA進(jìn)行Northern雜交以驗證。

石蠟組織樣本中的已知miRNA檢測可以采用miRNA芯片技術(shù)，能夠發(fā)現(xiàn)石蠟組織樣本中的miRNA表達(dá)譜的差異，利用被篩選出的具有差異的miRNA作進(jìn)一步研究。目前已有多種類型的miRNA檢測芯片可以選用。 但是基因芯片檢測方法的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性相對較差， 一般多用于初篩， 對獲得的結(jié)果通常需要進(jìn)一步驗證。RT-PCR技術(shù)是目前最常用的驗證miRNA的技術(shù)，常見的有Taqman探針法、SYBR Green法、莖環(huán)RT-PCR法。也有人采用表面增強拉曼光譜法、磁珠流式檢測等。

4 石蠟組織miRNA與新鮮組織miRNA的相關(guān)性

目前已經(jīng)有多項研究表明，石蠟組織中的miRNA與新鮮組織的miRNA有良好的相關(guān)性，Xiao Zhang[3]將7對匹配的石蠟包埋組織和新鮮冰凍組織進(jìn)行miRNA檢測，spearman相關(guān)指數(shù)為0.847～0.948。Jinghuan Li[4]做了類似的研究發(fā)現(xiàn)兩者的相關(guān)系數(shù)R20.95，并且認(rèn)為在總RNA量相當(dāng)時石蠟中microRNA含量比新鮮組織多。有人比較石蠟和冰凍組織micorRNA及mRNA表達(dá)的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)microRNA高度相關(guān)，mRNA則較差。

5 石蠟包埋組織miRNA在腫瘤檢測中的應(yīng)用

由于石蠟組織中miRNA與新鮮組織中的miRNA有良好的相關(guān)性，部分學(xué)者利用石蠟組織進(jìn)行了研究。Danit Lebanony[5] 利用microRNA做為標(biāo)志物區(qū)分鱗癌和其他非小細(xì)胞肺癌，其中hsa-miR-205可區(qū)分鱗癌和其他非小細(xì)胞肺癌的敏感度96%特異性90%。Nitzan Rosenfeld[6]則通過實驗發(fā)現(xiàn)石蠟中miRNA不僅保存完好，并且通過miRNA可以區(qū)分組織來源。

miRNA與mRNA相比較小、不易降解、缺乏poly A加尾結(jié)構(gòu)，因此受福爾馬林固定和石蠟包埋等處理的影響要小。石蠟樣本miRNA的特點有利人類更好的利用現(xiàn)有的最大標(biāo)本庫，為探討腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后等等提供又一有力手段。

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[3] Zhang X，Chen J，Radcliffe T，et al.An array-based analysis of microRNA expression comparing matched frozen and formalin-fixed paraffin-embedded human tissue samples[J].J Mol Diagn，2008，10（6）：513-519.

[4] Li J，Smyth P，F(xiàn)lavin R，et al. Comparison of miRNA expression patterns using total RNA extracted from matched samples of formalin-fixed paraffin-embedded （FFPE） cells and snap frozen cells[J].BMC Biotechnol，2007，29（7）：36.

[5] Lebanony D，Benjamin H，Gilad S，et al. Diagnostic assay based on hsa-miR-205 expression distinguishes squamous from nonsquamous non-small-cell lung carcinoma[J].J Clin Oncol，2009，27（12）：2030-2037.