生物教学模式3

第一篇：生物教学模式3

生物教学模式3

建构主义模式下的课堂教学，要求学生从不同的侧面，不同的角度去分析和回答问题；课堂教学以学生为中心和主体，教师指导协助，媒体是运输教学信息的工具。建构主义强调以学习者为中心，把“情境”、“协作”、“会话”、“意义建构”作为学习环境中的四大要素。强调学习环境必须有利于学习者建构意义的情境创设，使学习者真正进入教学的真实情境。通过学习者的协作、对学习资料的搜索与分析探究，提出问题、提出设想和进行验证，发现规律以及对某些学习成果的评价。在这个过程中，同时强调组织学习者运用语言和文字向他人进行表述、让每个学习者的思维智慧为整个学习群体所共享，从而实现意义建构的最终目标，对学习内容深刻而全面地理解和掌握。教师用一堂好课的经验作模式雏形，再加工提炼建构模式于生物教学中。最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。[关键词] 建构主义模式、搭架式教学、设疑式教学、实例式教学

生物科学的跨度很大，从宏观的生态学到微观的分子生物学，各个部分有各自的独立性，又有紧密平等的联系，形成节点—发散—节点的立体结构，对教学来说，应用建构主义模式比较适合。高中教学为内容的生物学科特点是以实验为基础的科学研究史为主线编排教材，重点培养学生通过实验探究获得知识的能力，同时这些“自己”获得的知识具有的生动性和发散性为搭建整个生物学知识框架提供了稳固的、可拓展的节点。这种能力的培养需要一种真正与之对应的教学模式，这种教学模式需要不断激发学生自主探究，通过各种方法手段积累基础知识，并用之解决未来的新问题。建构主义认为：知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境，即社会性背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习材料，通过意义建构的方式而获得。把以往机械的重复记忆转变为多角度，多方位的联合型记忆，目前多媒体计算机和网络通信技术的发展，为建构主义学习环境提供了理想认知工具，能更有效地促进学生的认知发展。3．1．2 充分体现学生的主体作用和教师的主导作用

任何一个知识点的学习和掌握都不是教师硬性灌输给学生的，都是由学生通过亲身的观察、分析、讨论和总结得出的，这样学生的学习过程就会充满乐趣，充满激情，对知识的掌握更为牢固。建构主义理论认为“学习不是由教师把知识简单地传递给学生，而是由学生自己建构知识的过程”，其核心观点是“给学生提供活动的时（思维时间）空（思维空间），让学生主动建构自己的认知结构，培养学生的创造力”，即建构主义重视学习活动中学生的主体性作用，重视学生面对具体情境进行的意义建构。建构主义反映在生物教育上，就是生物课程的学习是学生主动建构意义的过程。也就是说，学生对生物科学对象的认识并非一种被动的反映，而是主体以已有的知识和经验为基础的主动建构，学生对生物科学对象的观察、记忆和思考，都应是一种主动建构的教程

［3］［2］

。因为它们来源于学生的直接经验。教师在整个教学过程中要加以适当的干预，要起到领导者和组织者的作用。搭架式教学要求师生围绕当前主题进行主题作用与主导作用的良好配合。首先，在教学中教师要摆正自己的位置。教师在这种教学过程中只是问题的设计者，探究时的参与者，结论的共同形成者。在创设问题情境时，教师应充分发挥自己的主观能动性，力求设计的问题准确、精练、针对性强。在讨论时，教师应注意自己只是一个参加者，不能包办代替；但当学生遇到一时不能解决的问题时，你还得充当点拨者的角色，对有关问题加以适当的说明；在问题讨论结束形成结论的过程中，教师更应放手让学生进行，但由于学生的知识面和经验有限，对问题的总结往往不全面，用词不当，教师必须帮助学生运用准确的语言形成科学的概念，以免给学生留下模糊不清或者错误的概念；其次，也要求学生培养自己的观察、阅读、分析、讨论、判断推理能力；从而接受到潜移默化的科学研究方式方法的教育．为自己将来从事科学研究打下基础；久而久之可使学生养成良好的设计问题、分析问题、解决问题的习惯。3．2 建构主义的缺陷及其在生物学科的表现

作为教学论的三大流派之一，建构主义教学论影响深远，但与传统教学模式---“以知识传授为主”的教学方法相比建构教学论片面强调知识结构的重要性，忽视课本知识内容的教学，使课本知识难以有机结合形成体系，显得支离破碎，内容散乱，归纳能力不强的学生很难从中受惠；另一方面片面强调发现学习方法，使教师很难把握在教学中的主导作用。

从生物学的学科特点来看，这些不利的影响是较小的，首先，生物学的知识点不是很复杂，容易直接获得，可以做出及时的知识回顾和定位，不会出现一叶障目的情况，毕竟这些“叶子”很小，且这种牵一发而动全身的立体知识结构使在拓展一个知识点的过程中不容易遗漏其他知识点，每一个知识点都可以构成对其他知识点的梳理和复习。学生的大多数兴趣指向都包含在了众多的知识点范围内，教师不需要额外付出很多的精力来控制。所以，建构主义教学模式对于生物学科的教育是很适合的。3．3 融合多种教学方法

在建构主义学习环境下可以采用不同的教学方法，我们运用比较成熟的主要是搭架法，实例法。但在实际教学中，不一定采用某种单一的方法，也可以将两种以上的方法结合在一起以某种方法为主、其它方法为辅，灵活加以运用。比如，我们可以运用“问题与实例教学”相结合的方法，把书本上的知识同生活中一些常见的生命现象联系起来，然后激发学生对这些生命现象进行探索和研究。它通过学生对教师设计的问题的分析、研究、探索、总结，最后获得相关知识，在此基础上发现并提出新的未知。例如在学习“人的体温及其调节”时，可以向学生提出“当人感到寒冷时会作出哪些反应呢？”（这些反应都是最常见的生命现象），有人会说“起鸡皮疙瘩”，还有人说“汗毛都竖起来了，有时候还要打哆嗦呢！”这样不仅引发了学生的学习兴趣，还可以让学生带着为什么会起鸡皮疙瘩，为什么会打哆嗦类似这样的疑问去深入学习和探究。学生通过这种途径所获得的知识不易遗忘，并能培养和锻炼学生的各种能力。

第二篇：生物教学模式12-5

生物教学模式

一 温故知新（3分钟）

目的：让学生复习巩固旧知识，为新课的学习打下基础

二 新课导入（2分钟）

列举与本节课相关的生物现象，引出本节课的学习目标

三 指导学生自主探究（3分钟）

让学生知道自主探究的内容和要求以及自主探究的方法，由此让学生充分体验获取知识过程中的艰辛和快乐。

步骤：1 布置自主探究的思考题；

2布置自主探究的范围；

3知道自主探究的方法；

4明确自主探究的要求；

5规定自主探究的时间及检测的手段。

注意事项：要注意指导学生在疑难地方做上适当的记号。

四 组内合作交流（10分钟）

步骤：学生组内讨论，完成自主探究的问题

注意事项：教师要认真督查学生的讨论活动，对中差学生的自学情况，要及时的给予指导。

五 展示讨论结果（15分钟）

步骤：1组内展示讨论的结果；2组间进行评论；3教师进行点拨、更正、补充，帮助学生解决疑难问题。

六 巩固复习，当堂训练（5分钟）

检测本节课的学习效果

七 课外拓展（2分钟）

1运用本节课所学内容来解决生活中常见的问题；查阅相关课外知识，这样不仅巩固了课本知识，又加强了课外阅读及动手操作能力，还培养了学生关心社会、关心环境的良好思想品德，使学生的综合能力得到提高。

第三篇：生物新授课教学模式

新郑二中分校高二生物组

构建模式

提高效率

作为一名教学经验并不丰富的青年教师，教学模式概念模糊，教学随意性很大。因为没有一个可操作的模式去规范，课堂教学不规范、课堂效率低下、课堂道德缺失等一些问题便日益凸显出来。

针对上面的问题，我们一线教师包括学校、市级教育领导都在反思，培育厚重的课堂文化，构建减负增效的课堂，必须强力打造具有自身特色的教学模式。经过学习、探讨、实践我们生物组构建出如下新授课课堂教学模式，来提高课堂教学的实效性。

新授课模式流程：导------学-------结-------读-------检

具体过程：

第一步“导”。创设情境，引入课题，提出教学目标

1、课前准备工作：根据教材需要准备导课所需要的实物、幻灯片、动画、或复习上节学习内容所需要的系列连续问题。

2、课堂上采取方式①由学生熟悉的生活常识导入 ②由教材问题探究导入 ③图片或者是动画导入 ④复习提问导入等。

3、本环节课堂目标：教师通过多种手段来激发学生学习的积极性，通过设置情景，使学生带着问题和求知的欲望以及本节具体的教学目标去完成本节的学习任务。

4、本环节操作关键点：语言精练、简洁、生动、自然或幽默。.第二步“学”是一堂课的主要环节，按照老师设置的问题，自主探究，合作交流。

1、课前准备工作：依据新课标、教材以及学生实际制定学习目标，设置问题串，用以指导学生的自主学习。

2、课堂上采取方式：

①学生结合学习目标和老师设置的问题，阅读课本，进行自主探究。有目的地去进行学习。②学生通过生生互动，小组互动等形式达成学习目标。对重点、难点内容小组进行深入探究，③在小组交流的基础上，各小组将组内未能解决的问题、有分歧的问题在全班提出来，在老师的参与下全体同学共同解决，问题解决的方式仍然以学生自行解决为主，教师主要发挥点拨引导作用。该环节主要培养学生主动参与、认真听讲（听老师讲和同学讲）的习惯，以及敢于公开表达自己见解的意识。

新郑二中分校高二生物组

3、本环节课堂目标：学生积极、主动的自主学习基础知识，合作探索重点、难点，教师在本环节中起引导作用，要点拨适时、到位。

4、本环节操作关键点：教师要搭建好和谐、民主、轻松、愉悦的学习的平台，耐心听取学生的表达，并及时给予最科学的引导和评价。

第三步“结” 课堂小结是生物课堂教学有效性的完善和补充。

1、课前准备工作：根据学生在上一环节的表现，准备对学生给予充分的肯定，对学生可能的不足之处进行分析，然后设计恰当的方法引导学生改进不足之处，同时设置恰当的系列问题以引导学生自主对本节课的知识进行总结和归纳。

2、课堂上采取方式：学生在全面学习的基础上，回扣本节的学习内容，整体把握知识间的内在联系，可以用线框、图表,因为过度连接是线,简洁流畅，也可采用知识树，总结重点知识。

3、本环节课堂目标：通过这一环节学生自行整理知识网络，梳理核心概念，让学生对学得的知识及构建科学的知识体系。

4、本环节操作关键点：此环节教师应注意：一是不但教给学生归纳提炼的方法；还要教给学生思维方法；二是教师要及时有针对性的查缺补漏，强化重点。第四步“读”

根据生物学科特点在上面几个环节完成后，最重要的是让学生掌握所学知识，给出3---5分钟时间针对本节内容进行短时间强化记忆。

第四步“检”就是当堂检测，根据本节内容特点，采用适当方式进行检测，从而达到及时复习巩固所学知识，反馈本节学生学习情况。

1、课前准备工作：教师可以提供检测题，要依据学情，内容既要覆盖知识点，又要体现重点知识重点考查；题量要适中，题目的设计要有一定的梯度，既利于学生的达标，又能让学生进一步暴露问题，以便师生进行查漏补缺而进行补偿教学。

2、课堂上采取方式：学生先自我检测，独立完成，可通过教师抽检、小组长批阅、同桌互批等方式了解学生答题情况，然后组内交流，解决绝大部分问题；对本组内仍存在的争议或疑惑再在班内进行生生、师生的交流，以便在交流中进一步达成共识，达成补偿教学。这一环节主要利用好“兵教兵”“兵练兵”“兵强兵”战略，促进学生全体发 2

新郑二中分校高二生物组

展。

3、本环节课堂目标：对学生的学习效果进行形成性检测，加强所学知识的巩固及应用，并且通过交流进行查漏补缺而完成补偿教学。

4、本环节操作关键点：题量不能过大，要求学生限时限量完成测试题，及时对错题进行讲评点拨，还有疑问的学生进行个别辅导，争取达到人人过关。

第四篇：一种三段生物教学模式

一种三段生物教学模式

天津市河东区香山道中学

申卫新

内容提要：本文阐明了只要教师素质提高了，有了很好的教育思想理念，相应地在头脑中就很可能产生出很好的教育智慧，有意无意之中也许就会逐渐找到适合于自己的、行之有效的、有利于学生将来发展的好的教学模式。笔者在国办初中校的教育教学实践中，努力提高自身素质，不断更新教育思想理念，逐渐摸索出一种三段生物教学模式。这种教学模式简单实用、适应面广，符合人的认识规律，而且还能灵活地融合进来其它的教学模式。

在素质教育这个改革大潮中，新课改蓬勃兴起。在生物课的教学模式中，问题探究教学模式、STS教学模式、活动课程、研究性学习等一批教学模式相继涌现出来，并日趋成熟和完善。笔者认为，只要教师素质提高了，有了很好的教育思想理念，相应地在头脑中就很可能产生出很好的教育智慧，有意无意之中也许就会逐渐找到适合于自己的、行之有效的、有利于学生将来发展的好的教学模式。笔者在国办初中校的教育教学实践中，努力提高自身素质，不断更新教育思想理念，逐渐摸索出一种三段生物教学模式。这种教学模式简单实用、适应面广，符合人的认识规律，而且还能灵活地融合进来其它的教学模式。

此种教学模式实际上是由预习—讲解—复习这种旧教学模式演变而来。笔者在新课程改革的过程中，把这种旧教学模式改造了一下并加以丰富，将教学过程改分为准备阶段—学习阶段—复习评价阶段三个阶段，称之为三段教学模式。下面就将这种三段教学模式具体阐述如下：

准备阶段 这个阶段很重要。一般来讲，它主要由学生自主地学习，所用时间的长短根据实际情况而定。教师在这个阶段可

根据需要，灵活地加进各种内容（如学生的分组合作交流）。在此阶段，师生之间、学生之间可做适当的交流。教师在这个阶段应密切注意学生的各方面情况，以便更好地有的放矢地进行教育教学。在很多时候，这个阶段的一开始往往需要有一个好的导言。导言要注意结合当时的实际情况，尤其在意外情况下，更需要教师运用教育智慧，随机应变，因势利导。好的导言可以一下子引起学生的学习兴趣，使学生乐于学习，甚至取得意想不到的效果。对国办初中校而言，精彩的导言还非常有助于维持课堂纪律。如果这节课需要用到挂图、模型、标本、课件等教具，在这个阶段可以展示出来，以便学生参考；如果有板书，也可在这个阶段展示出来。板书很多时候要写得简单明了（如有时为突出重点，板书可只写几个字），象一些箭头图、括号图，最好还有点趣味性。写板书的方法多样，不见得一口气儿就写完。有时根据具体情况，可先只写某一部分，另一部分在其它阶段再写。对于国办初中校而言，板书写得好也会吸引学生，有助于维持课堂纪律。如果用计算机辅助教学，写板书和展示教具的方法则更加灵活和丰富多彩。

之所以准备阶段很重要，原因有四：1.准备阶段有助于培养学生的自学能力，进而培养学生终身学习的能力。这样学习也符合人的认识规律。我国一些改革成功的学校、教师都很重视培养学生的自学能力。如江苏省的洋思中学、教育家魏书生。2.在这个阶段就将教具、板书等媒体展示出来非常有助于他们后两个阶

段的学习。笔者在学生时期上生物课时明显有这种体会。在此阶段就将有些教具展示出来，最起码可使学生对教具先有个模糊的大致了解，便于下面的学习。一开始就将教具展示出来并不分散学生的注意力，因为你是在准备阶段展示的，而不是在讲课过程中一气儿将所有的教具都展示出来。在此阶段将有的板书内容展示出来，有时还可避免教师边讲边写的吃粉笔灰之苦。3.它比较符合国办初中校学生的实际情况。那里的学生学习基础差，学习积极性不高，让其课下准备，他们有时不一定做得到。课上准备有教具、板书等做参考，有老师做指导，有学习气氛，一般情况下，比课下准备的效果要好。当然，如果学生有了学习的主动性，在有的情况下将这个阶段放在课下会取得更好的教育教学效果。4.学生课业负担很重的今天，准备阶段有助于减轻学生的课下负担。另外，从心理学的角度讲，学生不可能每天每节课的精神都很集中，人精神高度集中最多可能持续25分钟。在准备阶段，一般来讲，学生的精神相对来讲有时比较放松，可以使学生休息一下。当然，教师有时也可利用这段时间稍事休息（如缓解嗓子的疲劳）。其实，在这个阶段，教师也可利用播放音乐的方法或其它形式使学生放松。不同节奏不同旋律的音乐对人的心理、生理有非常大的作用。我们在课堂上也许太忽视音乐的作用了。

学习阶段 这个阶段有时是教学成败的关键。此阶段的好与坏，与教师的素质有密不可分的关系。高素质的教师往往在这个阶段能运用教育智慧，将教育教学搞得很好。在这个阶段，教师

要根据各方面的情况不同，而选用相应的教学模式，以达到最好的教育教学效果。如：该探究时就探究，需要用接受式探究就用接受式探究，需要用发现式探究就用发现式探究，需要用半探究就用半探究。当然，这个阶段的时间不一定只局限在课堂上，如果采用STS教学有时就要突破45分钟的限制。有时课下谈话式地与学生交流能取得更好的教育教学效果。另外，教师在这个阶段不仅仅要向学生传授知识、技能，还要注意培养学生的能力（如终生学习的能力），更重要的，还应注意培养学生良好的情感态度与价值观，使学生形成正确的人生观。

在这个阶段教师要注意激发学生的学习兴趣。兴趣也许是最好的老师。有了兴趣学生就会主动地学习。自主、主动地学习很关键。我们的很多教学模式就是要着重培养学生的自学能力、自主学习的能力的。为什么成绩很差的学生到了洋思中学后成绩提高得令人惊讶（据网上有的文章介绍，他们的学生每门成绩都在90分以上）？笔者认为很重要的一点就是学生到了洋思中学后，通过洋思中学的教育教学，学生的自学能力、自主学习的能力大大加强了。

激发学生学习兴趣的方法很多，笔者觉得尽量让学生上完每节课都有一定的收获是一个比较好的方法。值得一提的是，成功的德育渗透能使学生从根本上有所收获，更能激发学生的学习兴趣。当然，我们激发学生学习兴趣的最终目的还是育人，使学生成为一个道德高尚的人。

笔者在国办初中校工作多年，觉得对于国办初中校来讲应充分注意课堂纪律对教学模式的选择运用所起的作用。任何教学模式可能都需要一定的纪律保证。而国办初中校学生的纪律比较差，学生纪律比较差的原因也许常常是因为上课听不明白，缺乏学习兴趣。所以，在这个阶段，国办初中校的教师尤其要注意因材施教，将难懂的知识讲得深入浅出、清楚明白，让学生感到有所收获，以激发学生的学习兴趣，使其乐于主动地学习。要做到这一点当然和教师的素质有着密不可分的关系。同样一句话，有的老师讲学生有时就能听明白，而有的老师讲学生有时就不能听明白。其原因就在于教师的素质不一样。

复习评价阶段 笔者在教育教学实践中感到如果我们在准备阶段、学习阶段这两个阶段做得很好，一般来讲，复习评价这个阶段的效果也不会错。复习评价不仅仅是对知识的复习评价，而且还包括能力、情感态度与价值观。当然，如何对学生的知识、能力、情感态度与价值观做出准确的评价，还是急需我们进一步研究的课题。笔者认为新课改的效果如何很大程度上取决于评价方法、评价体系的改革。

在这个阶段教师要注意针对不同的教育教学内容，采用不同的复习评价方法，时间、地点也不一定局限在课堂上。如：可以到大自然、社会、生活中通过实际问题进行复习评价；可以采用课下谈话式的方法进行复习评价；可以用类似论文交流的形式来复习评价（论文题目有时可让学生根据兴趣自定）。教师在此阶

段还要充分注意到学生的心理特点进行复习评价。如：针对中学生想象力丰富、思维敏捷的特点，可以给学生留一些比较难的题目，哪怕教师也不知道答案。洋思中学的当堂训练也许就是充分考虑到了学生好象有一种天生的学习竞争心理来提高教育教学效果的。

有些复习评价的方法要求教师本身得具备很高的素质。在这个阶段教师要注意通过学生的反馈，不断地反思自己存在的问题，这样可不断地提高自己的教育教学水平，不断地丰富自己的教育智慧，不断提高自己的素质。当然，在其它阶段甚至是课下，也有教育教学的反馈，教师也应不断地反思自己，以提高自己的教育教学水平，提高自己的素质。如果教师素质跟不上，新课改很可能不能取得预期效果。

这种三段生物教学模式的三个阶段有时也不是截然分开的。如：在某些时候，准备阶段和复习评价阶段也包含着学习阶段的一些内容。“教无定法，教学有法，贵在得法”这句话非常有道理。教师应根据社会、学校、教师、学生等情况的不同，选用不同的教学模式以达到最好的教育教学效果。我们不应机械地照搬模仿他人的教学模式，那样有可能还会弄巧成拙。如：有的学校盲目模仿洋思中学的教学模式（洋思中学的教师每节课有时甚至只讲几分钟），也规定教师在课堂上必须只讲多长时间，结果并没有取得预期的效果。我们应学习他们好的教育思想理念，提高自己的素质。素质提高了，有了很好的教育思想理念，相应地在

头脑中就很可能产生出很好的教育智慧，有意无意之中也许就会逐渐找到适合于自己的、行之有效的、有利于学生将来发展的好的教学模式。

第五篇：模式生物小结

模式生物

摘要：模式生物的研究对于生命科学的发展具有重大意义，是探索生物起源奥秘、治疗疑难杂症以及解密奇特生命现象的重要手段。模式生物（model organism）能够代表一类生物的基本特点，结构相对简单并易于进行试验操作，因此普遍用于遗传学、发育生物学、生理学和分子细胞学等方面的研究。其普遍特点是如：有利于回答研究者关注的问题，能够代表生物界的某一大类群；对人体和环境无害，容易获得并易于在实验室内饲养和繁殖；世代短、子代多、遗传背景清楚；容易进行实验操作，特别是具有遗传操作的手段和表型分析的方法等.不同的模式生物由于其各自的遗传生长特点及其在进化过程中的地位，而又具有各自独特的特点.下文主要介绍了酵母、斑马鱼、小鼠这三种模式生物，让我们一起来了解了解这些模式生物的特点及研究优势。

关键词：模式生物酵母 斑马鱼 小鼠 1.酵母

在各种模式生物中, 酵母是最早被认识、研究得最深入的真核生物之一, 也是分子生物学研究的常用模式物种。酵母与其它真核生物相比，它们的基因组较小（约 12 Mb），基因数目也比较少（约 5 885）。与大肠杆菌类似，它们可以在实验室里快速繁殖，在理想条件下，每次细胞分裂大约 90 min，可以从单个细胞繁殖成克隆群体.酵母作为模式实验系统最重要的优点是，酵母细胞不仅简单，而且具有所有真核生物细胞的主要特征，如含有一个独立的细胞核、多条线性染色体包装成染色质、细胞质包含了全部的细胞器（如线粒体）和具有细胞骨架结构（如肌动纤维蛋白）等。

在酵母系统中，单倍体和双倍体细胞的存在促进了酵母的遗传分析。酵母在单倍体和二倍体的状态下均能生长，并能在实验条件下较为方便地控制单倍体和二倍体之间的相互转换，这种转换是通过交配（单倍体到双倍体）和孢子生成（双倍体到单倍体）来实现的，这对其基因功能的研究十分有利。例如，0 要想知道一个特定的基因是否是细胞生长所必需的，可以在单倍体里敲除这个基因，单倍体细胞只能承受非必需基因的敲除。在酵母中容易对其基因组做精确的人为突变，当把末端与基因组的任何一个特定区域同源的线性DNA 引入到酵母细胞中，酵母基因组就会发生非常高的同源重组，导致目标染色体序列被所用的目的染色体片段所取代。如精确地删除整个基因的编码区、改变单个特定的密码子，甚至改变启动子中一个特定的碱基对，这使得研究基因或其调控序列的功能等具体问题变得比较容易。

目前已发展了一些非常有效的技术使得酵母基因组中的任何一个基因均能被突变的等位基因取代甚至完全缺失。因此, 酵母作为一种模式生物已广泛应用于表观遗传学研究。近几年来以酵母为模式生物研究DNA 损伤修复过程和异染色质形成机制已经取得了长足的进展,揭示了基本的生命现象, 为表观遗传学研究生物体维持基因组稳定性机制提供了良好的启示和理论基础。这些已报道的研究主要集中于组蛋白修饰领域,涉及到两大方面: 一是建立一个稳定的染色质环境,通过修饰划分常染色质和异染色质的不同区域;二是统筹与DNA 相关的生物功能, 包括基因的表达调控、DNA 损伤修复、染色质浓缩等过程。

另外，酵母细胞由于凋亡过程的保守性及其作为分子生物学模式物种的先天优势，成为凋亡研究新的模式生物。目前该领域发展迅速，酵母已被用于研究多种凋亡相关的重大疾病。不可否认的是，酵母并不是哺乳动物细胞凋亡的完整拷贝，因此酵母细胞作为模式菌株仍存在一些瓶颈问题。目前认为，酵母缺乏某些动物细胞凋亡的重要调控因子。解决这一问题需要加强对酵母细胞凋亡的研究，同时寻找其他进化稍高等的物种作为补充。酵母作为细胞凋亡模式生物还有很大空间。酵母可用于解释不同凋亡途径间的复杂层次以及凋亡执行过程中尚未揭示的下游事件，如染色质修饰、凝缩与细胞死亡三者之间的关系等。酵母也可用于揭示细胞周期与凋亡之间的平衡与联系。此外，动物细胞凋亡相关的死亡形式自嗜(autophage)对于抑制细胞癌变非常重要。因此随着酵母中发现自嗜基因，酵母对于研究自嗜与凋亡通路之间的关系也应当有所贡献。我们有理由相信，细胞凋亡的酵母模型将在未来10 年内取得更丰硕的成果。2.斑马鱼 作为模式生物，斑马鱼（Daniorerio）不仅有脊椎生物的一般特点，而且具备诸多技术优势：饲养简单、成本较低、繁殖力强、胚胎透明、个体较小、时代时间短、遗传信息丰富、拥有大量实验室突变系、可进行正向和反向遗传分析等。斑马鱼个体较小，可以在较小的空间里繁殖高密度的种群，利于节省试验成本。时代时间较短，仅3-4 个月，有助于长期的遗传学研究。实验室条件下，斑马鱼可常年产卵，允许连续大规模繁殖后代。通常，雌性每周可产卵一次，每次产卵50-200枚。胚胎发育快，受精后24 h（hpf）身体成型，大部分器官96 hpf内发育完全。斑马鱼胚胎个体小，可在微孔反应板上培养；与哺乳动物胚胎在子宫内发育的情况不同，斑马鱼是体外发育，便于人工操作，如通过控制培养液直接对胚胎进行水处理（water treatment）；胚胎透明度高，且发育快速，易于观察，适于进行显微注射。斑马鱼全基因组测序已于2005 年完成，丰富的遗传信息为确定斑马鱼各种生物学参数的标准值、鉴定试验突变体提供了依据。基于实验室研究的迅速发展，现已获得多种具有不同特性的斑马鱼突变品系，能满足不同试验需求。斑马鱼也是常用的脊椎动物毒理学模型，用作生态毒理学测试物种，检测水质中化学物质对鱼类生存、生长和繁殖状况的影响。但基于动物权益维护和环境保护的需要，目前斑马鱼胚胎毒理学测试仅作为备用手段用于减少或代替实时监测。但实验室养殖斑马鱼也有困难，该种群易发生微孢子虫病和分枝杆菌病，这两种难治愈且不易根除的传染性疾病。此外，斑马鱼生物学和生态学的信息还十分有限，基因组数据库也不完善，不能满足当前研究的需要。目前斑马鱼的反向遗传学手段应用较少，使用特殊设计并合成的吗啉代寡聚核糖核酸（morpholino）可以暂时性的抑制目的基因的表达。

转基因斑马鱼用于基因表达和发育调控研究：

以斑马鱼为模式生物，利用转基因技术，科学家们对脊椎动物热生物学进行了系统的研究，包括温度对斑马鱼生长发育、繁殖和性别分化的影响，温度对生理节律、动物行为的调节，温度对基因表达（如热激蛋白）的影响等。此外，对生物钟系统、细胞周期、神经发育学都有广泛的研究。孟安明，林硕利用斑马鱼GATA-2 基因5' 侧翼调控序列和GFP 基因，获得了只在中枢神经细 胞表达GFP 或在神经细胞和表层细胞都表达GFP 的转基因斑马鱼种系，同时还进一步证实了GATA-2 基因在胚胎发育中的时空表达谱。

活体形态发生和细胞迁移研究：

为观察胰外分泌腺细胞的分化、增殖和形态发生，用弹性蛋白酶A 启动子调控GFP 在斑马鱼胰腺外分泌腺中特异性表达，发现胰腺在发育早期是一个紧密结合的实体，然后沿肠向后延伸。

人类免疫性疾病、自体吞噬和神经性疾病的研究: 斑马鱼遗传操作简单，已经成功用于多种人类疾病模型的构建，在研究人类疾病发病机理、治疗手段等方面作出了卓越贡献。例如，通过斑马鱼启动子表达显性突变基因，构建荧光重组体，瞬时过表达和反义基因敲除技术的应用，对人类中央核性疾病、亨廷顿舞蹈症、多谷氨酰胺疾病和老年痴呆进行研究。

转基因斑马鱼用于生态环境监测：

近年来，国内外运用转基因斑马鱼检测水体环境中的重金属毒性、环境激素、综合毒性和有机污染物毒性等，成效显著，日益受到关注。目前主要通过3 种途径使用转基因斑马鱼对环境污染物进行监测。第一种方法是使用整合了大量大肠杆菌穿梭载体的转基因斑马鱼检测环境诱变剂，如以荧光定位的转换来测试诱变剂的活性；第二种方法是使用受到不同环境污染物，如芳烃、重金属或环境雌激素污染影响的启动调控元件，利用该元件诱导荧光或荧光酶的表达；第三种方法是利用组织特异性表达的荧光鱼筛选随特殊发育途径产生特殊作用的环境毒素。在受热、重金属等压力胁迫条件下，生物体细胞中的热激蛋白HSP 会在保护和修复途径中发挥重要作用。3.小鼠

小鼠作为模式生物相对于其他物种有什么优势？首先，从进化的角度上来看小鼠作为哺乳动物的代表有其不可动摇的地位。除了小鼠以外的四种模式动物都至少在2.7亿年前就在进化上与人类走到了不同的分支，而小鼠在6 千万年前还和人类共同拥有一个祖先。在2002年小鼠基因组的测序工作初步完成时，研究者们分析了96% 小鼠基因组序列。在这其中有99% 的基因能在人的基因组序列中找到同源序列，证实了小鼠与人类在基因水平上的高度同源。同样，小鼠的生理生化指标及其调控机制和人类相同或相似，因此小鼠的研究成果就有很大的可能性是可以推演到人类，所以对小鼠进行研究的有很大的应用价值。其次，和狗、猴等大型哺乳动物相比，小鼠的繁殖能力强，生殖周期短。通常实验用的近交系小鼠一胎生育5~10 只幼鼠，而远交群的小鼠的生殖能力更强。这些幼鼠在10周之后就能达到性成熟的状态，开始繁殖下一代。同时小鼠没有亲子相残的习性，这样生产后的雌鼠和幼鼠仍可以和雄鼠同笼。这样不但确保了幼鼠的成活率，同时也能提高交配的频率，确保了繁殖的高效率。小鼠饲养也相对简单，由于小鼠体积小(通常成年鼠的体重在20~40g 之间)，所以可以在有限的空间内进行大规模饲养，因而十分利于进行大规模的实验。再次，小鼠交配时会形成阴栓，这有助于判断交配的时间，对研究中判断不同发育阶段十分重要。因为其他动物的受精时间通常要通过观察交配行为来确定，而小鼠的这种特性就使研究人员不必时刻注意实验动物的行为，为工作提供了便利。小鼠的大多数品系比较温顺，容易抓取和进行实验操作。最后，由于小鼠的这些特点使其在世界范围内广泛使用，而且形成了各种实验用近交系，使用有基本一致遗传背景的近交系小鼠所做出的实验成果容易在不同的实验室重复，这就使实验结果更容易被接受。这也是小鼠作为模式生物的主要优势之一。

小鼠在生命科学的研究中有着诸多用途。根据其对小鼠的影响，常见的实验应用可以分为三大类：第一类是只对小鼠进行观察和检测的实验应用；第二类是不改变小鼠基因，但是对小鼠施加了外界影响的实验应用；第三类是改变小鼠基因组的实验应用。第一大类的实验应用中使用的实验技术是相对较为常规的。该类包括了小鼠的解剖、形态观察和组织学分析、基因鉴定(genome typing)、各种免疫印迹(Western，Northern，Southern Blot)和RNA检验方法(RT-PCR)等微观实验。这些实验技术不仅仅适用于小鼠，在其他大多数生命科学的研究中都被广泛使用着，因此本文不作详细介绍。但是由于小鼠有其自身的特性，所以这一类实验应用有其自身独特的价值。例如小鼠的近交系通常都是高癌系，可以用于进行自发癌症的研究；而小鼠的生活周期短，也便于进行老化研究。这类实验由于都是自然发生的表型，所以其结果的可信度较高。只 是进行分析研究时较为复杂，并需要大量的小鼠以获得足够的样本。这恰恰就是小鼠相对于其他哺乳动物的优势所在。第二大类的实验应用根据对小鼠施加的外界影响分为两种，一种是非生物源性的，另一种是生物源性的。非生物源性的外界影响包括了辐射、毒素等各种环境因素以及各种化学合成药品。在这些实验当中，将小鼠暴露在特定环境中。然后通过小鼠对这些刺激的反应，可以研究动物如何抵抗不利环境的作用，及不利环境下动物受到什么伤害。这些结果将有助于提高人类自身对不利环境的抵抗，同时也可以利用小鼠的反应将其作为环境检测的实验对象。另一方面的应用是新的药物及治疗方案的安全性和有效性测试，这类生物源性的外界刺激包括了蛋白质、激素等试剂的注射以及细胞、组织移植等。注射各种生物制剂的目的和注射化学合成药品的目的相仿，都是希望通过小鼠来研究这些制剂的作用效果。而细胞或者组织的移植则在医学上有较为重要的意义。小鼠便于获取、实验重复性好、与人类的反应性相似等特性使其成为一种较好的药物和治疗方案的测试用动物。选择小鼠来做移植实验有许多优势。近交系小鼠中由于个体之间的遗传背景基本相同，所以同品系的异体移植的组织排异反应十分轻微，为研究这类技术和需要使用这项技术的研究提供了便利。而且小鼠中免疫缺陷的品系，如裸鼠等对异体移植物无排异反应，所以经常用来做人类肿瘤细胞的转移和生长模型的载体。由于实验用小鼠是小家鼠来源，具有与人类基本相近一致的居住环境适应性，所以易感病原体在很大程度上和人类相同，因而小鼠对许多种类传染病的研究也非常重要。第三大类是经典的小鼠突变模型大多是通过对自发突变的筛选与培育得到的，但是小鼠发生自然突变的概率大约只有20 万分之一，所以期待运用自然突变进行饱和突变筛选完全不可能实现。在众多科学家的努力下，小鼠基因组改造技术已经非常成熟，成为功能基因组研究的最主要手段之一。证明一个特定基因的在某个器官或发育过程中的功能不外乎要给出三个证据：首先，要确证该基因在此器官或发育过程中特异性表达；其次，证明运用分子生物学手段“剔除”或“敲落”该基因导致器官功能或发育调控的异常；最后，改变该基因的表达特异性也可能导致器官功能或发育调控的异常。前一个问题涉及RNA 和蛋白水平的分析，而后两个证据则主要依赖于基因剔除和转基因的手段。运用基因组改造技术建立起来的疾病模型，不仅仅对生物医学的基础研究至关重要，而且对发现新的药物靶标、新药筛选等有重大意义。总结：要想在整个基因组的规模上了解基因组和蛋白质组的功能意义，包括基因组的表达与调控基因组的多样化和进化规律以及基因及其产物在生物体生长、发育、分化、行为、老化和治病过程中的作用机制，都必须充分加强对不同种类模式生物的综合研究以及发展新的模式生物，例如，线虫的细胞分化谱系明确，为研究细胞与细胞间相互作用和特定细胞功能提供了很好的模型；果蝇的遗传背景清楚，基因定位与表型效应的关系明确，各种遗传分析方法也较成熟，是进行遗传分析的最佳材料；斑马鱼通体透明，是研究器官发生的最佳材料之一，尤其是对心血管系统；当然，由于小鼠基因和人类基因高度同源，更多的研究以小鼠为对象.基于各种模式生物的不同特点，研究者可以根据研究目的之不同，有机地进行模式生物的选择与组合搭配.参考文献：

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