现代生物学技术课程总结
2020-03-02 23:03:17 来源：范文大全收藏下载本文
现代生物学技术课程总结
1、生物统计学模块
统计学作为一项重要的数学工具，在我们初中阶段就已经接触并使用。而生物统计学是统计学与生物学的结合，是生物研究者数据分析的好帮手，则是在大学本科阶段才有涉及。最初学习生物统计学课程时，我们尚未参与科研，很多统计学理论在生物科学研究中的实际应用方式并不明确，且时间过久印象模糊。在现代生物学课堂上生物统计学模块中，老师将生物统计学理论与实验室数据分析的实例相结合，让我们重新温习生物统计学的理论的同时，也了解到在日常生物学实验中生物统计学理论的应用。经过一段时间的学习，我逐步学会如何运用生物统计学的知识解决实验室科研数据分析问题。首先需要把特定的生物学问题转化成数理统计问题，然后根据所提出的数理统计问题提出一个生物学的原假设及备择假设，并由此提出相应的统计学原假设及备择假设，确定和问题相关的变量及每个变量的类型，再根据变量的数目、类型、合适的参数估计以及待检测的假设，选择最合适的统计学检验。最重要的一步是进行生物学实验，收集实验数据检测其是否满足所选的统计学检验的假设，若不适合则须重新选择检验方法。最终运用所选择的检验方法得到有效的统计学结果并分析之。
经过两年多的科研训练，我在不断掌握实验技术的同时，也越来越觉得数据统计分析的重要性。一味地做实验得结果却不能科学地分析数据，在科研中是致命的短板。所以在接下来的研究生生涯中，我要不断地补足短板，争取行动与思想同进步。
2、分子影像和单分子技术模块
显微镜在生物学中的应用在初中阶段我们就有用到。随着对生物学研究的深入，我们所使用的显微镜已经从最初的光学显微镜不断升级。罗老师的课程让我了解到了很多更为先进的显微镜技术——光纤荧光成像技术、双光子共聚焦显微镜、高分辨率的纳米显微镜如：STED, PALM, STORM、钙成像技术、荧光共振能量转移技术、荧光漂白恢复技术、内源信号光学成像技术、荧光探针技术等。罗老师不仅仅是简单介绍这些显微镜技术，而是从显微镜基础原理开始讲起，由简入繁，让我们印象深刻。这些高端的显微镜技术在日常实验中虽然利用不多，但这些先进技术却能得到更加严谨精确的数据，为科研工作做出突出贡献。
3、分子影像和单分子技术模块
在这一模块中，孙老师主要给我们介绍了分子影像与单分子技术。和罗老师一样，孙老师不仅将分子影像和单分子技术着重介绍，更是从基础出发，将单分子技术的原理和应用技术（单分子荧光和超高分辨率荧光显微技术）给同学们讲解得非常透彻。从课上我了解到单分子技术在分子生物学和细胞生物学这连个领域发挥着巨大的作用。利用单分子技术实时观测体内的单分子及生物大分子的运动，有助于生物学家在分子水平上理解和解释细胞生理活动。单分子技术已经日渐成熟，在生物学实验中的运用也越来越多。力学操纵技术，如光摄技术、扫描探针显微技术；荧光超分辨显微技术，如STORM、PALM、STED、SIM；光谱技术，如SRS、FCS等都是应用广泛的单分子技术，且在目前的分子生物学和细胞生物学界占据重要的地位，为生物学基础研究做出突出贡献，值得所有同学用心学习。
4、科学诚信与流式细胞技术模块
人无信，何以立身。千百年来，诚信一直是中华民族所传颂和要求的传统美德。做人如此，做科研也当如此，科研诚信是一个科研工作者必须具备的基本素质。在这一模块，祁老师不仅给我们讲述了科研诚信的基本要求，更是结合学术界的诸多实例一一讲解，让我们对科研诚信的敬畏之心更加强烈，心中也竖起一杆诚信的警戒线，时刻提醒自己不得越界。学术界没有相关法律约束每一个科研工作者的诚信，却考验着每一个科研人员的道德底线。虽然历史上出现过多次学术不端的行为，但学术圈的总体风气依旧是正直向上的。作为“准科研人员”，我们应当从小处约束自己，端正学术态度，在努力学习科研知识的同时处理好个人与实验室成员及导师的关系，不给学术界的清正之风抹黑。
流式细胞技术的横空出世，给细胞分选和分析带来了福音。流式细胞术（Flow Cytometry, FCM）是一种在功能水平上对单细胞或其他生物粒子进行定量分析和分选的检测手段，它可以高速分析上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个参数，与传统的荧光镜检查相比，具有速度快、精度高、准确性好等优点，成为当代最先进的细胞定量分析技术。流式细胞技术的最大特点是能够通过快速测定库尔特电阻、荧光、光散射和光吸收来定量测定细胞 DNA含量、细胞体积、蛋白质含量、酶活性、细胞膜受体和表面抗原等许多重要参数。这些重要参数在细胞分选过程中作为基本标准，分选出符合生物学研究的纯细胞群，在生物学和医学研究上做出了卓越贡献。目前，流式细胞技术在日常的生物实验中应用广泛，了解和使用流式细胞技术对我们今后的科研有莫大的助益。
5、蛋白质技术和生物物理技术模块
众所周知，清华的结构生物学研究处于国际领先的地位。但是不处在结构生物学实验室的同学很难深刻了解结构生物学逻辑和技术，所以我一直对结构生物学实验室及他们使用的生物技术十分好奇。柴老师所教授的这个模块大大满足了我的好奇心。在这个模块里，柴老师不仅给我们分析了结构生物学实验的基本逻辑，还给我们详细介绍了很多结构生物学必须运用的蛋白质技术和生物物理技术。 其中蛋白质纯化技术多种多样，各自发挥着不同的实验作用。目前的蛋白质纯化技术中，可以根据蛋白质带电性质可分为电泳法、离子交换层析法，也可以根据蛋白质溶解度不同可分为盐析、等电点沉淀法、低温有机溶剂沉淀法，还可以根据蛋白质分子大小的差别可分为透析与超滤、凝胶过滤，甚至可以根据配体特异性的分离方法－亲和层析法等。而研究蛋白质相互作用的技术有冷冻电镜、原子力显微技术、分析超速离心、融合蛋白标记、免疫共沉淀、酵母双杂交、X射线衍射、核磁共振、凝胶过滤、ITC、Biacore分析仪、荧光共振能量转移技术等。在研究生物大分子结构时主要用到晶体X射线衍射、核磁共振和冷冻电镜这三个技术。
这一模块除了满足了大多数同学的好奇心，也给大家的科研思路带来了新的启发。我们的课题中，基本都会涉及到DNA与蛋白质的研究与分析。学习和掌握了相关的蛋白质技术，给我们今后的科研垫定了基础、拓宽了思路。
6、化学生物学和化学药物学模块
作为生物科学研究生，说不对人体健康感兴趣是不可能的。在最初本科选择实验室时，我就希望能够加入到疾病研究和药物研究方面的实验室，为人类健康研究做出贡献。刘老师所讲述的癌症以及抗癌药物等方面的内容，让我获益匪浅。 在本模块中，我了解到一些天然抗癌药物，如紫杉醇，能够治疗卵巢癌和乳腺癌等女性常见癌症，对很多其他癌症也都有一定疗效。紫杉醇的抗癌原理是破坏在肿瘤细胞中微管和微管蛋白二聚体之间存在动态平衡，诱导和促进微管蛋白聚合，防止解聚，稳定微管，导致细胞在进行有丝分裂时不能形成纺锤体和纺锤丝，抑制了细胞分裂和增殖，从而发挥抗肿瘤作用。除此之外，我还了解了药物筛选相关的知识，让我对这一领域有了新的了解和认识。
目前我所研究的课题与2型糖尿病及治疗2型糖尿病药物相关，这一模块的内容给了我很多科研上的启发，拓宽了我的研究思路。
7、系统生物学方法论模块
系统生物学是近几年的新兴生物科学分支，很多同学对系统生物学的概念还非常模糊。在这一模块中，杨老师向我们详细讲解了系统生物学的概念与重要性。通过杨老师的教学，我们了解了系统生物学的运作原理及其广阔的发展前景。系统生物学研究者通过研究生物系统组成成分与相互关系的结构、动态与发生，以系统论和实验、计算方法整合研究生物学问题。在系统生物学中，高通量数据处理和分析、网络分析是最重要，也是最基本的两种技术。研究者利用系统的方法进行解析，综合分析观察实验的数据来进行全面系统分析。具体来讲，就是首先建立数学模型来对真实生物系统进行预测，从而验证模型的有效性，最终揭示出生物体系所蕴涵的奥秘。
传统研究生物学问题，总是从很小的一方面开始研究，最终得到的有效结果也是局限在很小的范围内。而用系统的方法来理解一个生物系统，让整个研究更全面，不愧为新兴生物学研究方法中的翘楚。
8、核酸技术模块
不得不说，上沈老师的课真的是一种享受。沈老师上课非常专注，且力求让所有同学都听懂，在重点和难点处都着重强调、反复讲解。两节课的时间虽然不长，却让我们学习了很多核核酸技术方面的知识。在这个模块中，我了解到DNA在染色质状态下与蛋白质的相互作用是阐明真核生物基因表达机制的基本途径，而染色质免疫共沉淀（ChIP）是目前唯一研究生物体内DNA与蛋白质相互作用的途径。ChIP的基本原理是在活细胞中固定DNA-蛋白质复合物，并将其随机切分成片段，通过免疫学方法沉淀特异性地富集目的蛋白所结合的DNA片段，纯化及检测后就能获得蛋白质与DNA相互作用的信息。研究人员在在ChIP的基础上发展了如bioChIP, ChIP-exo等核酸技术。同样的，RNA与蛋白质相互作用的研究是研究真核生物转录信息的途径。RNA免疫沉淀技术（RIP），与CHIP原理相类似，CLIP、PAR-CLIP等技术同样是在RIP基础上衍生出来的。
FAIRE、3C、5C等也是应用广泛的核酸技术。我的课题涉及到制备蛋白质突变体，沈老师所讲述的核酸技术于我的实验有莫大的帮助。研究清楚这些核酸技术，能让我的实验方法更加科学严谨，我也会继续努力。
9、模式生物
模式生物我们并不陌生，在我们的日常实验中，模式生物的使用非常频繁。 酵母、线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠、大鼠等都是我们所熟识的模式生物。通过欧老师的讲述，我们系统地了解了什么是模式生物，明白看似简单的利用模式生物的实验背后有非常精密的设计与考量。更让我们明白能否选择一个恰当的生物模型，对于一个生物实验至关重要。虽然目前我的实验课题尚未用到模式生物，但在将来的科研道路上，用到模式生物是必然的。所以在现在掌握模式生物相关的知识，垫定理论基础，对于我们将来的科研发展非常重要。
小结与致谢
一学期的课程很快就结束了。在现代生物技术的课堂上，我深切地感受到研究生课程与本科生课程的区别。在本科阶段，老师们会将很多理论掰开、揉碎了给同学们讲，力图让所有的同学学会并记住基础生物学知识。而在研究生课堂上，老师所灌输的更多是一种生物科学研究理念与思路，在讲授知识的基础上，留下更多的思考和探究空间给同学们。课堂上所涉及的知识与技术不再是本科阶段课本上多年前的旧技术与日常实验中用不到的技术，而是世界前沿且非常实用的生物实验技术，给了大家很多科学研究的启示，开拓了大家的科研思路，为今后的科研之路垫定良好的基础。衷心感谢各位老师的辛勤付出，我们一定会在未来短暂的几年里迅速成长起来，为生命科学研究做出贡献！
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