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[關鍵詞]腫瘤;中藥;腫瘤免疫;細胞自噬;腫瘤干細胞;上皮-間質轉化
Current topics on cancer biology and research strategies for
anti-cancer traditional Chinese medicine
CHEN Xiu-ping， TANG Zheng-hai， SHI Zhe， LU Jin-jian， SU Huan-xing， CHEN Xin， WANG Yi-tao*
（State Key Laboratory of Quality Research in Traditional Chinese Medicine， Institute of Chinese Medical Sciences，
University of Macau， Macao 999078， China）
[Abstract]Cancer， an abnormal cell proliferation resulted from multi-factors，has the highest morbidity and mortality among all the serious diseases. Considerable progress has been made in cancer biology in recent years. Tumor immunology， cancer stem cells （CSCs）， autophagy， and epithelial-mesenchymal transition （EMT） have become hot topics of interests in this area. Detailed dissection of these biological processes will provide novel directions， targets， and strategies for the pharmacological evaluation， mechanism elucidation， and new drug development of traditional Chinese medicine.
[Key words]tumor; traditional Chinese medicine; tumor immunology; autophagy; cancer stem cells; epithelial-mesenchymal transition （EMT）
doi：10.4268/cjcmm20151717
腫瘤發病率和死亡率已經超越心腦血管疾病，成為威脅人類健康的“第一殺手”。數十年的研究顯示，自給自足的生長信號（self-sufficiency in growth signals）、抗生長信號的鈍化（insensitivity to antigrowth signals）、對細胞死亡抵抗（resisting cell death）、無限的復制潛力（limitless replicative potential）、持續的血管生成（sustained angiogenesis）、組織浸潤和轉移（tissue invasion and metastasis）、避免免疫摧毀（avoiding immune destruction）、促進腫瘤炎癥（tumor promotion inflammation）、細胞能量異常（deregulating cellular energetics）、基因組不穩定和突變（genome instability and mutation）是腫瘤的普遍生物學特征<sup>[1]</sup>。隨著對這些特征的深入了解，多年來一直奉為“圭臬”的以直接殺死腫瘤細胞為導向的抗腫瘤藥物研發策略正悄然轉變。這也正影響著對傳統中藥抗腫瘤作用與機制的評價。本文對目前腫瘤研究熱點及相關中藥研究進展進行評述，以期為抗腫瘤中藥研究提供新的方向和策略參考。
1腫瘤免疫與抗腫瘤中藥研究
腫瘤免疫治療是通過激活自身的免疫機能從而達到殺滅癌細胞的一種抗癌療法。早在18世紀就有感染性疾病對惡性腫瘤有治療作用的報道。1891年，外科醫生William Coley 采用注射一種被稱為Coley′s Toxin的滅活細菌混合物以治療腫瘤<sup>[2]</sup>。盡管歷經反復和爭議，Coley的這種療法提示激活的免疫系統有能力消除腫瘤，這奠定了現代腫瘤免疫療法的基礎<sup>[3-4]</sup>。近年來，腫瘤的免疫治療發生了里程碑式的改變，已經成為腫瘤治療一個重要方面。免疫檢查點（immune check-point）抑制劑，如抗CTLA-4和抗PD-1/PD-L1單克隆抗體等，在臨床上治療黑色素瘤，取得良好效果，顯示出免疫療法在腫瘤治療方面的樂觀前景<sup>[5]</sup>。腫瘤免疫療法榮膺2013年Science雜志評選的年度十大科技突破之首<sup>[6]</sup>。
中藥千百年的臨床實踐積累了豐富的腫瘤治療經驗，在腫瘤的防治方面具有一定的優勢<sup>[7]</sup>。越來越多的研究成果表明，中藥對免疫細胞的功能及免疫反應有顯著地調節作用。研究發現，中藥及活性成分對淋巴細胞的活化、免疫細胞的趨化移動、抗原遞呈樹突狀細胞的分化成熟等均有明顯的調節作用<sup>[8-9]</sup>。中醫理論認為，腫瘤的發病特點是“正虛邪實”。如《醫宗必讀》記載：“積之成也，正氣不足，而后邪氣踞之”。因此，扶助正氣是治療腫瘤的根本法則之一。扶正固本中藥的良好免疫調節作用則是中藥治療腫瘤的重要機制之一<sup>[10]</sup>。抗癌中藥復方“Juzen-taiho-to”（JTT）<sup>[11]</sup>可提升神經膠質瘤荷瘤老齡小鼠外周血及脾臟中天然殺傷（NK）細胞的數量，提示該中藥可用于提高腫瘤患者免疫功能<sup>[12]</sup>。Liqi方可抑制腫瘤在小鼠體內的生長，提高NK細胞活性及細胞因子IL-2 及TNF-α的水平<sup>[13]</sup>。中藥芍藥中提取的小分子酚類化合物芍藥醇可以抑制肝細胞瘤HepA在小鼠體內的生長，同時伴隨著血清IL-2及TNF-α的上升<sup>[14]</sup>。這些研究提示，中藥的抗癌作用可能與它們刺激細胞因子的產生從而提高抗腫瘤免疫功能相關。
現已知道，腫瘤的免疫逃避及腫瘤微環境中的免疫抑制狀態主要是由調節性T細胞 （CD4+Foxp3+ regulatory T cells） 誘導和維持<sup>[15-16]</sup>。腫瘤患者的外周血中，調節性T細胞的數量明顯高于正常對照者<sup>[17-18]</sup>。研究發現，腫瘤侵潤的調節性T細胞高度表達TNFR2，其免疫抑制功能極為強大<sup>[19]</sup>。腫瘤患者的調節性T細胞的數量對病情的預后及治療效果均有較大影響<sup>[20]</sup>。目前以調節性T細胞作為靶標已經成為腫瘤免疫治療的新策略。諸多證據顯示，減少或清除調節性T細胞可以促進抗腫瘤免疫反應<sup>[21-22]</sup>。中藥可以影響體內調節性T細胞的數量。左歸丸在中劑量時可升高調節性T細胞的數量，并提高Foxp3及免疫抑制因子IL-10， TGFβ基因的表達，同時抑制IFNγ基因的表達;但大劑量則可明顯降低調節性T細胞的數量，并抑制Foxp3，IL-10及TGFβ基因的表達<sup>[23]</sup>。益氣養精中藥復方肺巖寧可以提高晚期非小細胞肺癌患者CD3，CD4及NK細胞水平，同時顯著降低CD4+ CD25+調節性T細胞水平。同時觀察到治療前后中醫證候積分與CD4+ CD25+調節性T細胞水平具有正相關性<sup>[24]</sup>。該復方也可顯著降低Lewis肺癌小鼠胸腺、脾臟和移植瘤中的CD4+CD25+調節性T細胞的比例，并抑制Foxp3 mRNA的表達<sup>[25]</sup>。葛根散減少結直腸癌肝轉移的機制之一可能就是通過減少肝臟微環境中調節性T細胞數量， 改善肝臟微環境中的免疫抑制狀態<sup>[26]</sup>。大黃素抑制小鼠結腸癌的發展與其影響調節性T細胞的遷徙相關， 其機制與大黃素降低了趨化因子受體CCR4在調節性T細胞上的表達有關<sup>[27]</sup>。藤龍補中湯可以降低晚期大腸癌患者調節性T細胞數量，以及相關免疫抑制細胞因子IL-10，TGF-β水平<sup>[28]</sup>。中藥三葉青與人參配伍可以顯著降低荷瘤鼠脾臟及外周血調節性T細胞的比例<sup>[29]</sup>。益氣活血中藥組方黃芪+蘇木可通過調控荷瘤小鼠脾細胞中調節性T細胞，從而改善免疫耐受狀態<sup>[30]</sup>。進一步研究抗腫瘤中藥對調節性T細胞的表型及免疫抑制功能的影響并闡明其分子機制是闡明中藥抗腫瘤活性的一個值得注意的方向。
2腫瘤干細胞與抗腫瘤中藥研究
鑒于在腫瘤組織中發現的少量細胞表現出了干細胞的特性，有學者提出了腫瘤干細胞（cancer stem cells， CSCs）的概念<sup>[31]</sup>。CSCs是腫瘤細胞中一類具有自我更新能力和多向分化潛能可以促進腫瘤生成的特殊干細胞<sup>[32]</sup>。CSCs與惡性腫瘤的發生、復發、耐藥、轉移等特性密切相關。目前已在白血病、乳腺癌、腦腫瘤、肺癌、結腸癌、前列腺癌等惡性腫瘤組織中找到了CSCs存在的證據。CSCs學說的提出為腫瘤研究提出了新的思路，對探索腫瘤的發病機制及臨床治療具有重大的意義。CSCs起源于正常干細胞的基因突變。多種因素可導致正常干細胞向CSCs的轉化，如遺傳性的、外源性的以及與腫瘤的生長代謝及環境有關因素等<sup>[33]</sup>。與正常干細胞相似，CSCs具有自我更新與多向分化潛能，其表型特征與正常干細胞部分相同，但也有其自身特點<sup>[34]</sup>：①缺乏自我穩定調控和分化成熟的能力，可以無限制生長，產生不同表型的腫瘤細胞;②缺乏自我更新信號轉導途徑的負反饋調節機制;③具有累積復制錯誤的傾向;④具有特定的表面標記。此外，CSCs可與腫瘤細胞相互轉化，且兩者比較，CSCs的增殖和轉移速度更快、惡性程度更高、對化療和放療的耐受性更強。
盡管目前以CSCs為靶向的治療尚處于研究階段，大量的臨床研究已證實中藥在預防腫瘤復發與轉移方面有顯著效果<sup>[35-37]</sup>。這提示CSCs可能成為中藥干預腫瘤治療的新機制。中藥干預CSCs的作用與機制有：一是抑制CSCs的增殖、分化從而達到抗腫瘤的目的。中藥復方解毒消Y飲可以抑制肝癌移植瘤小鼠瘤重，抑制CSCs表面標志c-kit和CD133的表達<sup>[38]</sup>?？鄥⒆⑸湟嚎梢酝ㄟ^下調Wnt/β-catenin通路來抑制乳腺癌干細胞的增殖<sup>[39]</sup>。蟾蜍靈可以抑制骨肉瘤細胞hMG63來源的CSCs的分化和增殖<sup>[40]</sup>。天仙液可以有效的抑制肝癌干細胞的增殖和成瘤<sup>[41]</sup>。一些中藥來源的化合物，如和厚樸酚結合放療也能通過Notch信號通路來抑制結腸癌干細胞的生長<sup>[42]</sup>。二是誘導CSCs凋亡。許多中藥及其提取物對于CSCs的凋亡有誘導作用<sup>[43-44]</sup>。一些中藥復方也通過調節凋亡相關信號通路誘導CSCs凋亡。四君子湯可通過調節bcl-2家族基因表達，降低bcl-2/bax比率，從而誘導CSCs的凋亡<sup>[45]</sup>。肺巖寧方聯合化療具有一定的誘導肺癌干細胞凋亡的作用<sup>[46]</sup>。三是調節機體免疫功能，改變CSCs生存的局部環境。由于腫瘤微環境中的免疫抑制因子的作用，大多數的腫瘤患者長期處于免疫功能低下的狀態。這與傳統醫學中的“正氣虛弱”相吻合。許多中藥成分尤其是一些多糖類如靈芝多糖<sup>[47]</sup>具有顯著地調節免疫的作用，這改變了CSCs生存的局部環境。實驗研究與臨床實踐都已經初步顯示了此類效應的潛在研發應用前景<sup>[48-49]</sup>。四是可逆轉CSCs耐藥。耐藥性是腫瘤臨床化療失敗的主要原因之一，對腫瘤耐藥發生機制的研究，尋找新的藥物治療靶點及化療增敏劑或耐藥逆轉劑，是當前腫瘤研究的熱點。中藥在逆轉CSCs在腫瘤放化療耐受中具有一定作用。解毒消Y飲可以逆轉氟尿嘧啶誘導的肝癌干細胞耐藥<sup>[50]</sup>?；瞪⒔Y類中藥可以逆轉人乳腺癌干細胞的阿霉素的耐藥<sup>[51]</sup>。
CSCs理論的提出推動了腫瘤學研究的深入發展。但目前對CSCs的研究仍處于探索階段，許多內在機制尚未闡明，不少技術瓶頸（如CSCs的有效分離、純化和鑒定等）亟待突破。經典放化療手段因作用靶點單一，難以對CSCs進行有效干預調節。中藥以來源廣泛、成分眾多、結構多樣、機制多樣、低毒低耐等優勢，為干預CSCs治療研究提供了資源。
3腫瘤自噬與抗腫瘤中藥研究
自噬是細胞內一種高度保守自我降解的過程，普遍存在于真核細胞內，通過降解細胞質內受損蛋白或細胞器，為細胞提供能量，維持內穩態<sup>[52]</sup>。研究表明腫瘤細胞受到饑餓、低氧等因素會刺激細胞發生自噬效應，以抵抗外界刺激，為細胞的生長提供營養和能量<sup>[53-54]</sup>。腫瘤細胞也可通過增強自身的自噬效應，提高腫瘤對化療藥物的耐受性，抵抗藥物的殺傷作用<sup>[55]</sup>。單獨使用自噬抑制劑氯喹，或通過聯合自噬抑制劑，提高腫瘤細胞對化療藥物的敏感性已經進入不同階段臨床實驗并取得了一定的成果<sup>[56]</sup>。自噬的過程主要包括幾大部分：①雙層自噬膜（phagophore）形成，自噬膜的形成主要通過Akt/哺乳動物類雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin， mTOR）通路調節，饑餓、低氧等刺激會抑制Akt/mTOR通路，從而誘導細胞發生保護性自噬，維持腫瘤生長<sup>[57]</sup>。Beclin 1是調控自噬膜形成的核心蛋白，細胞中Beclin 1通常和Bcl-2，Bcl-xL等形成復合物。研究表明JNK的激活可以促進Bcl-2的磷酸化，從而增加細胞內游離的Beclin 1，促進自噬的發生<sup>[58]</sup>。②自噬體（autophagosome）形成，自噬膜形成以后，其延伸形成自噬體的過程主要依賴于LC3和自噬相關蛋白 ATG12-ATG5-ATG16等2個泛素化系統調節<sup>[59]</sup>。③自噬溶酶體形成并降解內含物，自噬體將進一步與溶酶體進行融合，形成自噬溶酶體，對其所包含的物質進行降解。關于自噬體和溶酶體的結合目前研究相對尚少，但有研究表明HOPS復合物可以通過作用于syntaxin 17，進而調控自噬溶酶體的成熟<sup>[60]</sup>。
通過自噬調控提高腫瘤細胞對化療藥物的敏感性成為了腫瘤治療的一個新方向。其中，氯喹類藥物是臨床上唯一在用的自噬抑制劑<sup>[56]</sup>。但研究顯示長期服用氯喹類藥物都具有明顯的毒副作用，如視網膜病變，促發肝炎，全血細胞減少等。因此，尋找及開發低或無毒副作用的自噬調節小分子成為了目前研究的熱點。中藥來源的小分子化合物具有結構豐富，毒副作用低等優點，一直是藥物開發的重要來源<sup>[61-62]</sup>。許多中藥來源的單體及其衍生物都表現了明顯的自噬調節作用<sup>[63]</sup>。例如，傳統中藥苦參中單體化合物苦參堿可以明顯損壞溶酶體中組織蛋白酶D的活性，降低溶酶體活性，抑制自噬<sup>[64]</sup>。20（S）-人參皂苷Rg3可以通過損壞溶酶體的功能，從而抑制腫瘤細胞中的自噬，提高阿霉素抗肝癌細胞的效果<sup>[65]</sup>。穿心蓮內酯可以通過抑制自噬體的成熟，抑制自噬，從而顯著提高化療藥物順鉑對腫瘤細胞的殺傷能力<sup>[66]</sup>。此外，也有研究表明中藥來源單體化合物可以誘導腫瘤細胞發生保護性自噬，聯合自噬抑制劑可以顯著提高其抗腫瘤活性。如桔梗的主要成分桔梗皂苷D可以通過誘導肝癌、肺癌、乳腺癌等多株腫瘤細胞發生自噬，聯合自噬抑制劑能夠顯著提高桔梗皂苷D抗腫瘤增殖和誘導凋亡的效果<sup>[67]</sup>。中藥“國老”甘草中的主要活性成分甘草次酸，可以通過激活ERK誘導肝癌細胞發生保護性自噬<sup>[68]</sup>。此外，黃芩素在多株細胞中均表現保護性自噬誘導作用，但其自噬誘導的機制依賴于細胞類型<sup>[69-70]</sup>。針對自噬調節藥物的開發主要可分為兩大部分，一是自噬誘導劑的開發著重于集中于肝保護和神經保護等方面<sup>[71-72]</sup>。二是自噬抑制劑的研究，主要集中于抑制自噬提高腫瘤細胞對化療藥物的敏感性<sup>[56]</sup>。盡管許多中藥單體化合物都具有明顯的自噬調節劑作用，如小檗堿，β-欖香烯以及冬凌草素等。但是它們對于自噬的誘導或抑制作用，目前尚未清楚<sup>[73]</sup>。此外，同一單體，可能在不同的細胞株中顯示出不同的自噬調節作用。因而，尋找具有廣譜自噬抑制或特性情況下能夠抑制自噬的高效、無毒的自噬抑制劑，聯合化療藥物，提高化療藥物對腫瘤細胞殺傷能力，有望解決腫瘤細胞耐藥性，為腫瘤治療提供新的策略和思路。
4上皮-間質轉化與抗腫瘤中藥研究
腫瘤的遠處轉移是腫瘤病人死亡的主要原因，占人類腫瘤死因的90%。腫瘤的轉移是一個非常復雜的過程，包括腫瘤細胞自原發腫瘤脫離并離開原發腫瘤、腫瘤細胞浸入間質并侵入和遷入支持內皮和淋巴管的基底膜、腫瘤細胞突破基底膜并成功跨越內皮到達淋巴管、血管內（intravasation）、腫瘤細胞隨循環到達轉移灶器官、腫瘤細胞跨越轉移灶器官血管內皮（extravasation）完成轉移<sup>[74]</sup>。腫瘤轉移涉及到腫瘤微環境、血管生成、上皮-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、間質-上皮轉化、腫瘤-內皮相互作用等，并受到免疫細胞、成纖維細胞、巨噬細胞、血小板等多種細胞的影響。這為抗腫瘤治療提供了很多潛在的藥物靶點。
EMT是極化的上皮細胞經其基底面與基底膜相互作用后失去上皮特性、獲得間質表型的生物現象。上皮細胞EMT后，侵襲、遷移能力增強，對凋亡的抵抗增加、分泌更多的細胞外基質成分等<sup>[75]</sup>。EMT有3種亞型，第一種主要與胚胎發生和器官發育相關;第二種主要與組織再生和器官的纖維化有關;第三種與腫瘤的轉移相關<sup>[75]</sup>。EMT的主要特征有：上皮細胞細胞間的連接分解消失、上皮細胞垂直方向的極性（apical-basal polarity）消失并同時獲得前后極性（front-rear polarity）、細胞骨架結構的重組和細胞形狀的改變、上皮基因的下調間質表型基因的激活、增加的細胞突起和運動能力以及增加分解細胞外基質能力等<sup>[76]</sup>。EMT過程中上皮的標記如E-cadherin，ZO-1，Claudins，Cytokeratins，IV型膠原表達降低，間質標記Vimentin，FSP1，α-SMA，Fibronectin，N-cadherin，Ⅰ和Ⅲ型膠原表達增加<sup>[77]</sup>。在臨床樣本中也檢測到SNAIL，SLUG，ZEB1，Integrins αvβ6，α5β1，MMPs等上調，cdx-2，Desmoplakin，Ki67等下調<sup>[78]</sup>。目前研究顯示，轉化生長因子β（TGF-β）、骨形態發生蛋白（BMP），Wnt-，β-catenin，Notch，Hedgehog，受體酪氨酸激酶等是誘導EMT的主要信號通路<sup>[77]</sup>。此外，高糖、血管緊張素II，IL-6，IL-8，IL-1β，TNF-α等多種因子也具有誘導不同細胞EMT的作用<sup>[79-83]</sup>。其中，目前對TGF-β在EMT中的作用研究最為透徹。TGF-β1主要調節腫瘤和纖維化過程中的EMT;TGF-β2主要調節心臟發育過程中內皮的EMT（EndMT）; 而TGF-β3主要介導顎發生中的EMT<sup>[77]</sup>。TGF-β結合并激活細胞膜表面的異源二聚體TGF-β受體（TGF-βI/TGF-βII），主要通過SMAD依賴性和非依賴性通路介導EMT。前者主要通過SMAD2和/或SMAD3，與SMAD4形成三聚體并發生核轉位，調節相關基因表達;后者主要通過Rho，Rac，Cdc42 GTPase，PI3K，MAPKs（JNK，p38MAPK，ERK1/2等）等信號通路[77， 84]。轉錄因子家族ZEB，Snail，Twist，bHLH，FOX，SOX等在介導EMT過程中起關鍵作用[76-77， 84]。
一些中藥成分和復方在體內外具有抑制腫瘤EMT作用，可能是其抑制轉移的機制之一。原花青素可逆轉頭頸部鱗癌、黑色素瘤細胞EMT并抑制腫瘤侵襲和遷移<sup>[85-86]</sup>;人參皂苷20（S）-Rg3通過靶向HIF-1α抑制缺氧誘導的體內外卵巢癌細胞EMT<sup>[87]</sup>;α-茄堿通過抑制EMT抑制PC-3前列腺癌細胞侵襲<sup>[88]</sup>;α-山竹黃酮通過下調PI3K/Akt通路抑制胰腺癌細胞BxPc-3 和 Panc-1 EMT<sup>[89]</sup>;姜黃素通過抑制Hedgehog通路抑制TGF-β1誘導的 PANC-1細胞EMT<sup>[90]</sup>;沒食子兒茶素沒食子酸酯抑制鼻咽癌細胞TW01， TW06 EMT<sup>[91]</sup>;五味子乙素體內抑制乳腺癌 4T1細胞移植腫瘤的骨轉移、肺轉移，體外抑制TGF-β誘導的EMT<sup>[92]</sup>;β-欖香烯通過SMAD3依賴性途徑抑制TGF-β1誘導的乳腺癌MCF-7細胞EMT<sup>[93]</sup>;和厚樸酚通過調節miR-141/ZEB2軸抑制腎癌細胞EMT和腫瘤干細胞樣特征抑制其轉移<sup>[94]</sup>;雷公藤甲素通過抑制NF-κB逆轉缺氧誘導的胰腺癌細胞EMT和腫瘤干細胞特征<sup>[95]</sup>。中藥復方方面，參苓白術散抑制結腸炎相關結直腸癌EMT<sup>[96]</sup>;芍藥湯可通過下調促炎細胞因子和促進EMT改善結腸炎相關結直腸癌<sup>[97]</sup>;片仔癀通過抑制HIF抑制缺氧誘導的人類結腸癌HCT-8細胞EMT<sup>[98]</sup>等。
EMT是腫瘤轉移中的一個重要生物過程，抑制或逆轉EMT可能會有效抑制腫瘤的轉移。與該過程的相關藥物研究可能有：①靶向誘導EMT發生的內源性因子受體，從上游阻斷EMT的發生;②靶向EMT信號通路中的關鍵轉錄因子，抑制EMT基因的表達;③降低循環中內源性EMT誘導因子水平，如TGF-β，BMP等，取消其對循環中腫瘤細胞（CTCs）間質表型的維持;④抑制CTCs與血小板的相互作用，誘導其失巢凋亡;⑤促進循環免疫細胞的功能，抑制循環中腫瘤細胞的休眠。然由于MET（間質-上皮轉化，腫瘤細胞到達轉移器官后將恢復上皮表型，為MET）這一EMT相反的過程的存在、參與EMT信號通路的非專一性、以及目前對EMT發生機制的尚未了解透徹，使得這一方向研究多停留在實驗方面。與常用化療藥物相比，中藥及其成分對腫瘤的直接殺傷作用較弱，加之生物利用度低，體內難以達到較高濃度以直接對抗腫瘤。但對EMT抑制所需要的濃度似乎低得多。因而，加強對中藥EMT的研究將有助于探討中藥抗腫瘤的新機制。
5展望
近年來對腫瘤生物學的深入了解使人們逐步意識到直接殺死腫瘤細胞并不是治療腫瘤有效策略之“單極”。腫瘤免疫、腫瘤干細胞、細胞自噬、EMT等研究為抗腫瘤藥物開發提供了“多極化”方向。傳統中醫藥治療疾病以調理陰陽平衡為指導，對腫瘤的直接殺傷可能不是其有益于腫瘤病人的主要機制。這也為目前多數抗腫瘤中藥成分在體外殺傷腫瘤細胞的效果很弱這一現象所佐證。中藥多成分、多靶點的特性決定了其抗腫瘤作用與機制將體現于腫瘤生物學的方方面面。因此，對中藥抗腫瘤作用的評價與機制的闡釋，基于中藥的新藥研發需要結合腫瘤生物學進展采取多種策略和不同方法。
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[關鍵詞] 生物素養；學科熱點事件；屠呦呦；施一公
培養學生的生物科學素養是普通高中生物學教學重要的目標。我國現行的普通高中生物課程標準所描述的課程基本理念中明確提出，提高每個高中學生的生物科學素養是本課程標準實施的核心任務。因此，作為高中生物教師，應該充分利用各種課程資源，著力于提高學生的生物科學素養，合理挖掘當前與生命科學密切相關的熱點事件，開展教學不失為一種有效的選擇。
一、解讀生物科學素養的主要內容
我國現行的《普通高中生物n程標準》指出：生物科學素養是指公民參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力以及相關的情感態度與價值觀，它反映了一個人對生物科學領域中核心的基礎內容的掌握和應用水平，以及在已有基礎上不斷提高自身科學素養的能力。1993年，美國生物科學課程研究所（簡稱BSCS）出版了名為“發展生物學素養”的生物學課程指南，對生物學素養作了詳盡的論述，并把它作為生物學課程的基本目的。BSCS認為，一個具有生物學素養的學生需要對科學的本質和特點有起碼的理解。學生對科學知識特點的認識和理解，對科學的價值以及科學探究的過程和方法的理解與掌握，是生物學素養的基本要點。比較兩者對生物科學素養的界定，雖然在表述上略有不同，但總的來說，兩者對生物科學素養的認識是趨同的。概括地說，生物科學素養可以從知識、能力、情感態度和價值觀三個維度來定義：在知識層面上，要求學生掌握基本的生物科學知識，能夠用所學習的生物學知識理解或解釋發生在身邊的生物科學現象；在能力層面上，要求學生具有一定的生物科學探究和創新能力，具有將生物學知識用于解決實際問題的應用能力；在情感、態度、價值觀層面上，要求學生形成正確的世界觀和價值觀，對生命現象和生物科學知識具有關注和探究的熱情，對生物學技術及其他與生物學相關的問題具有正確的判斷力，并且能根據自己的判斷做出正確的抉擇。
二、學科熱點事件在培養學生生物科學素養中的作用
當今，隨著信息傳播手段的不斷發展，人們獲得各類信息的渠道增多，不少事情得到人們的關注而成為社會熱點事件，這其中就有一些事件與生物學具有一定關聯的，我們稱之為學科熱點事件。這類學科熱點事件本身或者與事件相關的背景可能蘊涵著生物學的知識和原理，可能關系到生物學知識和技術的研究、發展和應用，也可能涉及對生物多樣性、現代生物技術應用等方面的態度和價值判斷。這就使得這些學科熱點事件具備了成為有利于培養學生生物科學素養的課程資源的條件。
引導學生關注和探究這些學科熱點事件，對于廣大教師來說，也是培養學生的生物科學素養的應然之舉。一方面，學生對于與生命科學有關的現象和事件的關注，乃至于愿意著力于對它們進行探索和研究，本身就是生物科學素養的一部分。2016年1月7日的《南方周末》發表的《核心素養：素質教育的新起點》一文中指出：現在的高中生中知道當紅影視明星的學生要遠多于知道屠呦呦的學生。此文提出，培養學生的核心素養需要用現實的情景及問題來激活教材知識，并借此將綜合實踐能力與情感、態度等加以整合；需要用人類最前沿的科普性知識，不時對“核心素養”予以淬煉和激活。另一方面，熱點事件得到了社會層面較多的關注，在各種媒體中出現的頻率也比較高，往往能夠激發起學生去了解甚至去研究的興趣。由于學科熱點事件關聯著學科的知識、技能和價值判斷，只要老師引導得法，學生就有可能圍繞這些熱點事件有所疑、有所思、有所感、有所得，學生的生物科學素養就會在這個過程中得到有效的提高和發展。
一段時期以來，與生物科學相關的熱點問題是很多的，筆者略舉兩個例子來說明其在培養學生的生物科學素養中的作用。
（一）屠呦呦研究員獲得2015年諾貝爾醫學和生理學獎
2015年，我國生物科學領域最引入注目的事情當屬我國科學家屠呦呦與兩位外國科學家分享了本年度諾貝爾醫學和生理學獎，這是我國科學家因為在中國本土進行的科學研究而首次獲諾貝爾科學獎。獲獎消息傳來，可謂舉國沸騰，中國科學界多少年的諾貝爾科學獎的夢想這一刻終于成為了現實。筆者認為，我們每一位生物老師都應該在第一時間與同學們分享這份喜悅。同時，教師也需要挖掘這一事件在培養學生生物學科素養上的價值。
首先，教師應利用這一事件努力激發學生對生物科學的興趣和熱情。雖然學習及科學研究的本身并不是為了獲獎，但獲得諾貝爾科學獎畢竟代表了學界對科學家工作的充分肯定，是科學家本人以及他所代表的國家的一種無上的光榮。一個國家獲得諾貝爾獎的多少，在很大程度上反映著這個國家科技創新能力的高低。我們國家在獲得諾貝獎的道路上才剛剛起步，但我們有理由相信會有更多的諾貝爾獎花落中華大地。屠呦呦研究員獲得諾貝爾醫學和生理學獎，而在生物學領域還有無窮盡的未解之謎等待著人類去發現。21世紀正是“生命科學”獲得巨大發展的世紀，“生命科學”發展的美好愿景一定能夠吸引更多的同學關注或者投身于生物科學的研究中。因此，生物教師應該做好學生的領路人和宣傳員。
其次，屠呦呦獲得諾貝爾獎這一事件能夠幫助學生形成正確的價值觀。諾貝爾獎的頒獎詞中提到，“屠呦呦發現了青蒿素，這種藥品可以有效降低瘧疾患者的死亡率”，“這三人的科研發現的全球影響及其對人類福祉的改善是無可估量的”。教師應該組織學生從這些頒獎詞的角度去分析和討論學習生物學知識以及進行有關生命科學研究的目的和價值取向。經過探討，學生能夠認識到學習知識、發展能力的重要性，力求用所學的生物學知識解決人們生產、生活中的實際問題。關注整個人類的生存和發展是學習生物學的根本目的，也是每一名學生立志要去實現的目標。屠呦呦研究員在解釋當年她選擇就讀北京大學醫學院藥學系的原因時說：“藥物是治療疾病的主要手段，我認為只有生藥學專業才最可能系統地探索中醫藥領域?！边@段表述說明了屠呦呦年輕時候的志向和追求。顯然，她獲得諾貝爾獎與她所具有的正確的價值觀是密不可分的。
這一事件在培養學生的科學創新意識和精神、引領學生理解生物科學探究歷程和方法等方面都具有重要的作用。
（二）施一公教授帶領的研究團隊揭示剪接體結構及工作機理
在生物科技前沿領域，我國也有一些重大的發明和發現成為人們關注的熱點。2015年8月，中國結構生物學家施一公教授帶領的研究團隊在《科學》周刊同時在線發表了兩篇文章，揭示了剪接體的結構及工作原理。這是中國科學家在有關基因表達過程研究領域中的一項重大發現，清華大學為此項科研成果召開了新聞會。生物科學界很多科學家都認為這一發現是有望@得諾貝爾獎的成果。美國科學院院士、美國斯隆-凱特琳癌癥研究中心教授丁紹?帕特爾說：“剪接體的結構是完完全全由中國科學家利用最先進的技術在中國本土完成的，這是中國生命科學發展的一個里程碑，它將影響并鼓勵下一代青年人進入生命科學研究領域?！边@一事件無疑是人們尤其是與生物科學相關的各界人士關注的熱點，而帕特爾教授的評論，提示我們這一熱點事件富含著培養學生生物科學素養的價值。
首先，教師可以充分利用這一事件培養學生的創新精神和創新能力。創新是一個民族的靈魂，創新精神和能力也是生物科學素養中至關重要的一個部分。圍繞這一事件，我們不僅要向學生介紹施一公教授的團隊研究的成果和意義，更重要的是要引導學生關注他們在技術和方法上的創新之舉，要讓學生深刻理解創新對于科學發現的重要意義。RNA剪接體的結構是長期困擾科學家的一個難題，而施一公教授的團隊正是創造性地運用了冷凍電鏡技術，并運用了新的計算方法才最終得到了科學的結果。也許，同學們并不能理解這些技術的原理，但同學們一定要有勇于創新的意識。同時，我們要讓學生對創新有一個正確的理解，創新并不一定就是“無中生有”，如上文提到的冷凍電鏡技術已經產生了幾十年了，施一公教授的團隊是創造性地運用了冷凍電鏡的最前沿技術。因此，教師要讓學生認識到創新可能是一種技術的改良，可能是一種新方法的運用。只要我們勤于思考，在科學的基礎上勇于革新，創新并不是遙不可及的。對于學生來說，只有增強了他們對創新的理解，創新能力的提升才成為可能。
其次，教師也可以有意識地引導學生去關注施一公教授以及他的研究團隊。在中國科學界，施一公教授無疑是一顆耀眼的明星。他那些豐碩的科學研究成果，他略帶傳奇色彩的求學和科研之路，他對生命科學研究的執著追求，他對中國科學研究及教育狀況的真知灼見等，都可以成為學生去了解、研究和感悟的素材。在這個過程中，同學們可以更真切地理解科學的價值以及科學探究的過程和方法，這顯然有益于提升學生的生物科學素養。施一公教授帶領的研究團隊同樣值得我們的學生去關注。這個研究團隊非常年輕，但是，他們用他們的智慧和努力創造了驚人的業績，這也許更能激起學生向他們學習的熱情和向他們靠近的激情和勇氣。
再次，在學生對生物知識學習的層面上，這一熱點事件對于激發學生學習相關知識的興趣和信心、促進學生掌握相關知識是大有益處的。RNA剪接體是在真核生物基因表達過程中對前體RNA加工成成熟RNA過程中發揮其作用的。這個作用的機理，高中學生不必要知道。但與這個過程相關聯的真核基因與原核基因在結構上的區別、外顯子和內含子、基因的轉錄和翻譯、基因表達的調控等知識是在高中階段需要學生了解甚至掌握的。教師可以在適當的時機給同學們介紹這一熱點事件及其有關背景，便會很順利地為教學創造一個有利于學生學習的情境，學生的學習和探究就能更加投入和主動，這顯然有利于學生對相關知識的學習。
當然，與學科密切相關的熱點事件是層出不窮的。生物教師應該持續地關注這類事件，并積極探索其在培養學生生物科學素養方面的應用價值，為順利完成高中生物課程的核心任務做出自己的努力。
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[關鍵詞] 社會熱點 設計訓練題 理論聯系實際
教育理論的發展和教育思想的不斷更新要求教育者必須適應時展的要求,密切聯系現實的生活、生產以及社會熱點。這樣,才能讓我們的教育教學充滿時代氣息并且煥發出勃勃生機。此外,隨著高考改革的深入,高考的生物科命題充分體現了與社會熱點緊密聯系的特點。因此,在教學中,特別是在訓練題的設計方面,我們應把生物學知識與現實的社會熱點緊密相聯,從而開闊學生視野,提高學生的學習興趣,培養學生的知識遷移能力。
一、克隆羊――“多莉”誕生這一社會熱點與生物學知識的聯系
克隆羊――“多莉”是英國愛丁堡羅斯林研究所的科研人員利用無性繁殖的手段于1997年培育成功的?！岸嗬颉毖虻恼Q生標志著克隆高等動物的成功,被認為是神話的奇跡,立即轟動全世界?？寺游锏某晒υ诶碚撗芯可弦饬x深遠,不僅可為人類提供優良的動物品種,對增進人類健康和福利也是明重要意義的,還可進一步揭示生命的奧秘。該社會熱點可與下列生物學知識相聯系。①生物工程;②生殖;③遺傳等。設計成的題目如下:
例1.科學家從黑面蘇格蘭綿羊A未受精的卵細胞中除去細胞核,再從白面芬蘭多塞特羊B乳腺細胞中把細胞核提取出來,再利用電脈沖方法,把乳腺細胞核和無核卵細胞融合成一個新細胞,再把新細胞進行培養,將胚胎植入第三只羊C的子宮孕育之后,由C羊產下克隆羊“多莉”。如圖所示:
依據上述材料回答如下問題:(1)乳腺細胞核和無核卵細胞的融合技術稱為。(2)把胚胎植入第三羊C的子宮體內,這項技術稱為。(3)克隆屬于生殖方式。(4)C羊為胚胎發育提供了和。(5)克隆過程是否遵循孟德爾規律,為什么?。(6)“多莉”羊面部的毛色是色,為什么?。(7)克隆將在哪些方面有廣泛的應用(舉三例)?
二、“人類基因組計劃”研究進展的熱點信息與生物學知識的聯系
2002年6月26日,參與“人類基因組計劃”的美、日、法、德、英、中六國宣布人類基因組“工作框架圖”繪制成功,預計2003年將繪制出精確的人類基因組圖譜。同時,將發現一大批人類遺傳病基因和一些癌癥基因組圖譜,它將直接應用于疾病基因和新藥研制方面。這一熱點信息可與下列生物學知識聯系:①細胞國的染色體組成;②基因與染色體的關系;③基因與DNA分子的關系;④生物工程等。設計成題目如下:
例2.人類基因組計劃的工作完成人體23對染色體的遺傳圖譜、物理圖譜,并測定出24對染色體的基因和堿基序列。人類全部基因大約有2～3萬個,共30多億個堿基對,而24條染色體上的基因中的堿基對數目不超過全部DNA堿基對的10%。
(1)基因是指,基因在染色體上是呈排列。
(2)為什么要測定24條染色體而不是24對?是哪24條呢?
(3)人體的每個基因由多少個脫氧核苷酸組成?
(4)請設想一下“人類基因組計劃”給人類帶來的好處(舉例)。
三、神舟系列飛船發射成功,特別是“神五”載人飛船發射成功并成功回收,這一熱點信息與生物學知識的聯系
2003年10月15日,我國成功發射“神舟五號”載人飛船,10月16日航天員楊利偉安全著陸,我國載人航天獲得圓滿成功,終于實現了中國人的千年飛天夢。它是在我國成功發射“神舟一～四號”飛船的基礎上實現的。這一熱點信息可與下列生物學知識聯系:①生物變異、②細胞工程、③生命活動調節、④新陳代謝等。設計成題目如下:
例3.自1999年11月20日“神舟一號”飛船發射成功以后,神舟系列4次成功發射并回收。為真正載人飛行做了大量充分的實驗,多種有效載荷“滿載而歸”,這些有效載荷主要是指多種實驗儀器以及植物種子、胚胎細胞等實驗品。2003年10月15日,我國又成功發射“神舟五號”載人飛船,10月16日,航天員楊利偉安全著陸。2005年9月23日,“神舟六號”載著航天員聶海勝、費俊龍游太空五天后成功返回。
請依據上述材料回答下列問題:
(1)太空種子種植后,往往能得到新的變異特征。例如,太空彩棉這種變異來源主要是植物種子經太空的輻射及微重力作用下,其發生變異,這種育種方法的優點是。
(2)如果在太空飛行的“神舟五號”載人航天實驗飛船內做“植物種子萌發實驗”。已知艙內無光,則種子的幼根生長方向如何,為什么?
(3)“神五”、“神六”飛船發射升空和降落時,你認為航天員應采取什么姿勢?
(4)細胞融合技術與傳統的有性雜交相比,其優越性在于,在太空進行細胞整合與地面進行融合相比,其優越性在于。
(5)人的各項生命活動是相互協調、相輔相成的,人體各項生理指標只有在和的調節下才能保持正常狀態。
四、近兩年來發生的“非典”、禽流感這兩個熱點信息與生物學知識的聯系
2003年春,20多個國家受SARS襲擊,我國首當其沖,且受其影響非常大。SARS病毒是一種新型的冠狀病毒,傳播著高感染率、高死亡的非典型肺炎,臨床表現為發燒、干咳、頭痛、肺炎等。而2004年春,中國、越南、泰國、韓國、日本等國家受新型禽流感的襲擊,它是由一種被命名為H5N1的病毒引起的,它的傳染性更強。這兩個熱點事件可與如下的生物學知識聯系。①生物的遺傳變異、②生態因素、③免疫、④傳染病等。設計成的題目如下:
例4.2003年春天發生的“非典”及2004年春發生的禽流感事件都是由變異的病毒引起的傳染病,它們都具有高傳染性、死亡性的特點,對人類的威脅都很大。依上述材料回答下列問題。
(1)SARS和禽流感都屬于傳染病,病原體始寄生部位是,多發季節是,傳播途徑是。
(2)SARS病毒和H5N1病毒的變異類型是由于造成的。
(3)SARS病毒侵入寄主細胞內,利用合成自身的,經過和的運輸、加工和包裝產生自己的后代。
(4)用血清療法治療SARS患者,主要是用血清中的與發生結合,這種免疫屬于免疫。
(5)試說出預防SARS及禽流感的主要措施。
1.信息蘊涵在試題中的文字中
2.信息蘊涵在圖解、表格中
圖表能將復雜問題簡單化,抽象問題直觀化,能調動學生多種感官參與學習活動,從而提高學習興趣,促進學生形象思維的發展,起到語言文字所不能起到的作用。
3.信息蘊涵在社會科技熱點中
考試大綱要求考生關注對科學、技術和社會發展有重大影響和意義的生物學新進展,但只是要求對“重大”進展予以“關注”。至于什么是重大進展,沒有明確界定,但至少應該幾乎是家喻戶曉的、全社會都能加以關注的內容,同時又是學生能夠接受的,又與中學教材內容有聯系的內容。
因此,“獲取信息的能力”具體表現為考生通過對題干的閱讀,迅速且準確地獲取與試題問題相關信息的能力。需要考生從試題給出的文字、圖表中捕獲與解決問題相關的有效信息,然后與所學知識相結合,從而解決相關問題。
歷年來的高考大綱(理綜生物)的能力要求第三部分都是“獲取信息的能力”,老教材要求:(1)會鑒別、選擇試題給出的相關生物學信息,并能運用這些信息,結合所學知識解決相關生物學問題。(2)關注對科學、技術和社會發展有重大影響和意義的生物學新進展。
新課程要求(1)能從課外材料中獲取相關的生物學信息,并能運用這些信息,結合所學知識解決相關生物學問題。(2)關注對科學、技術和社會發展有重大影響和意義的生物學新進展以及生物學發展史上的重要事件。
1.從傳播媒體中自主獲取生物學科的前沿知識
在實際教學中,可以引導學生通過課外各種媒體關注生命科學研究的最新動態的報道,來了解生命科學的新進展。如報刊、雜志以及互聯網、電視節目、廣播新聞、圖書館、新華書店等。
2.從生活實際中自主獲取生物學科的日常知識
生命學科知識具有很強的實用性,我們日常生活中處處都能接觸到,只是有的學生視而不見,沒有給予它們更多的關注。在教學中,我鼓勵同學關心生活、關心身邊小事,善于發現問題并予以重視,嘗試把生產生活實際與教材中生命科學知識相聯系,從中獲取相應信息。
3.從社會熱點中自主獲取生物科學的相應知識
生命學科不僅與生活實際有著廣泛聯系,還與許多社會事件、社會問題密切相關。在教學中,根據知識點,有機地與相關社會熱點、事件相聯系,拓展知識,使學生對某一熱點問題有較全面的認識,從而獲取生物科學的相應知識。
4.嘗試改編、整理或命制生物學情景習(考)題
生物學情景題是指以一些經典實驗或當前的社會熱點問題為背景命制而成的試題,要求學生運用所學知識分析、解釋甚至解決材料中的問題。
實踐成效:
1.增強了學生課外獲取信息的意識
許多學生從原來只看課外傳播媒體中的文體新聞、娛樂節目到現在有意識的關注生命科學的報道和資料,有的同學說:現在看報紙、雜志、上網、陪父母逛超市買東西,都要留意有關生命學科的相關知識,產品介紹、說明、成分。這說明學生已有意識開始關注獲取課外的信息。
2.增強了學生關注生活、關注健康、關注社會的責任感和情感,激發學習興趣
【文章編號】0450-9889（2016）06B-0137-02
高中生物課程作為高中學生的必修課，融入了很多與社會生活密切相關的內容，賦予了課程時代特色。要想抓住這些生活中的“熱點話題”，為學生開啟生物學習的大門，實現生物課程的生活化教學，可以從以下幾個方面著手。
一、運用“熱點話題”，創設生物學習情境
有效的學習情境可以引發學生的學習興趣，影響學生的學習行為。在高中生物教學中，結合具體的學習內容，尋找與現實生活的聯結點，為學生的生物學習營造一種輕松的學習氛圍。利用學生對“熱點話題”的關注，吸引學生的注意力，引導學生主動探究和學習生物，更加順利高效地完成生物課程的學習。
例如，學習高中生物“細胞的癌變”這部分內容時，老師聯系當前社會普遍關注的“霧霾”這一熱點話題，讓學生認識到人類對生存環境的破壞所帶來的嚴重危害。首先，老師通過多媒體播放一系列有關“霧霾”的圖片，讓學生通過觀察這些圖片，了解當前霧霾的嚴重程度。其次，通過簡要介紹霧霾形成的原因、霧霾對人類身體健康所造成的危害，比方說，霧霾是引發各種呼吸道系統癌變的重要原因，或者通過一組數字向學生展示由于霧霾所引起的各種癌癥的發病率逐年上升的情況，來觸動學生的心靈。很多學生受這種圖片、數字等多種形式的信息刺激下，激發了其保護環境的意識，同時認識到，我們應該采取有效的措施防范霧霾的危害，探尋細胞癌變的原因和預防方案。學生在這種有效的教學情境中，思想情感受到了強烈的感染，引發學習生物知識的興趣。
通過上述例子可以發現，社會上發生的“熱點話題”對于很多高中學生來說并不陌生，運用學生比較關注的“熱點問題”，創設良好的生物學習情境，讓學生感到生物與現實生活密切聯系，從而促使學生全身心地投入生物學習。
二、借助“熱點話題”，啟發學生獨立思考
孔子曰：“學而不思則罔?！睂W生作為學習活動的主體，只有學生積極地參與，主動地思考，才能真正進行有意義的發現學習。在高中生物教學中需要重視培養學生獨立思考的能力，需要用現實社會中的“熱點話題”，來啟發學生思考，活躍學生的思維，引起學生質疑和思考，點燃學生智慧的火花。
例如，組織學生學習“雜交育種與誘變育種”一節內容時，老師可以聯系當前人們比較關注的“糧食危機”問題。首先，向學生簡要地介紹當前“糧食危機”的基本情況，指出近40年來，全世界共同面臨著糧食短缺的問題，為了解決這個問題還需要在生物科學領域進行大量的研究，需要在科學育種方面取得新的突破。其次，老師讓學生思考糧食危機可能造成的危害是什么？產生的原因又是什么？這些開放性的問題，沒有規定的標準答案。老師鼓勵學生根據自己了解的相關信息，以及在現實生活中的所見所聞，對這個問題形成自己的看法，進行合理地推斷。有學生認為，造成我國糧食危機的一個重要原因是農村人都涌入城市打工，大量土地荒蕪，這種現狀必然導致農業糧食減產，造成糧食不足。還有學生認為，產量低是一個重要原因，可以通過大力發展農業科技，提高農田產量，來緩解糧食危機。同學們的看法很多，通過這種方式，極大地活躍了課堂氛圍，讓學生認識到學習生物的重要性，增加了學生的學習動力。
通過這則例子可以看出，現實中形形的“熱點話題”是引發學生思考的源頭。老師借助這些“熱點話題”，啟迪學生智慧，調動學生的大腦，讓學生積極思考現象折射出來的本質，鍛煉學生獨立思考的能力。
三、利用“熱點話題”，幫助學生理解生物知識
高中生物課程內容中包含比較抽象的知識，這成為學生學習生物的難點。老師通過靈活地應用“熱點話題”，為學生在舊知和新知之間架起橋梁，把高中生物知識與現實生活聯系起來，幫助學生獲得感性信息，引導學生進行理性思考，通過對感性知識的加工處理，對生物知識獲得更加深入地理解。
例如，組織學生學習“人類遺傳疾病”一節內容時，由于學生在初中生物中對遺傳進化方面的知識已經有了一定的了解，這樣就可以采取自主學習的方式來讓學生完成學習，老師只做好輔助指導就可以了。老師結合人們對“遺傳疾病”這一話題的關注來導入新課的學習。在課前預習時，老師讓學生搜集有關“遺傳病”方面的資料。在課堂上，老師讓學生展示已經搜集到的資料，讓學生利用文字和圖片，對哮喘、精神分裂、先天性心臟病、癲癇等一些常見的遺傳病進行介紹，從中了解一些遺傳病發病的原因。在這個基礎上，老師讓學生自主學習教材中的內容，讓學生在有關遺傳病的感性知識的基礎上，經過自己的閱讀思考，了解遺傳病的發病原因，知道這是由于基因和染色體的突變引起的。學生通過自學掌握了一些防范遺傳病的方法和措施，等等，加深學生對這一節生物知識的理解。
通過上述例子說明，“熱點話題”包含著豐富的生物知識，也是學生深入理解生物知識的良好載體。老師運用“熱點話題”可以化難為易，由抽象變具體，幫助學生更加深入地理解生物學內容。
四、應用“熱點話題”，提升學生綜合能力
生物課程不但要為高中生奠定生物科學的知識基礎，而且還要培養學生的綜合能力。在高中生物教學實踐中，老師應用學生比較關注的“熱點話題”，引導學生進行分析推理，訓練學生多種思維能力。為學生創造更多討論交流的機會，培養學生的協作能力和自主學習能力，實現學生的全面發展。
例如，組織學生學習“轉基因生物的安全性”這一節內容時，老師利用當前人們比較關注的“轉基因食品健康問題”，開啟學生進行生物學習的大門。讓學生組建生物學習小組，圍繞著“轉基因食品”查找相關的資料，設計調研方案，對生活中常見的轉基因食品進行調查。調查的內容包括食品的名稱、成份，以及可能造成的危害等。在老師的指導，學生通過合作，順利地完成了調查任務，鍛煉了學生的協作能力、交流能力和探究學習的能力。學生通過對調查結果的分析，增強了學生的綜合分析能力、解決問題能力等。由于“熱點問題”也是高中學生關注的焦點，學生參與的積極性比較高。使其在生物學習活動中，不斷提升綜合能力。
摘要：本論文概述了食品微生物學課程教學改革的重要性，總結了根據授課對象不同采取分層次研討式教學的形式、內容和效果，指出了進一步提高教學效果所需完善的方向。
關鍵詞：研討式；食品微生物學；大學生
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）50-0185-02
一、前言
民以食為天，食品工業在國民經濟中占有至關重要的地位，“十二五”期間食品工業在國內經濟下行壓力加大、增速放緩的形勢下，實現了食品生產的平穩增長，食品行業經濟效益的持續提高，總產值占全國工業總產值的比重由2010年的8.8%提高到2014年的10.0%，食品工業在國民經濟中的支柱產業地位進一步提升?！笆濉逼陂g，國民經濟發展處于新常態，食品消費需求將有剛性增長；產業結構調整和轉型升級會繼續加快；產業將進一步整合集聚。食品科技人才的培養如何適應新常態下產業結構調整和轉型成為高校專業教育的重大課題。食品微生物學，是國內外食品類專業的主干專業基礎課程，是必修必考的重要課程，是食品類專業中聯系基礎課程與專業課程的重要紐帶。食品微生物學的教學效果直接影響到專業人才培養的質量。因此，湖南農業大學食品微生物學教學組，根據多年教育教學經驗，結合經濟發展新常態，對不同層次的食科類專業學生實施研討式教學模式，并不斷總結研討式教學模式的經驗效果，以期在食科類專業教學中推廣，提高專業人才培養素質。研討式教學，起源于德國大學，到第20世紀在西方發達國家已經成為一種成熟的教學方式，目前逐漸在國內高校推廣[1]。對大學生基本學習能力的培養起到很大的作用，抓住了大學生的心理特點和需求，活躍了課堂氣氛，激發了大學生的創造性思維能力，培養了獨立自主精神和自主學習能力、科研能力，此外也促進師生情感，提高學生表達和交流能力[2]。因此，研討式課堂是提高學生綜合素質的重要陣地，是高校培養適合社會發展專業人才的有效途徑。
二、研討式教學在不同層次學生中開展的研究
食品微生物學課程不僅是食品類專業非常重要和基礎的專業課程，同時該課程與飲食生活息息相關，可以拓寬它在學生人文素質培養中所起的作用。因此，課堂教學中探究吸引學生興趣和注意力的亮點、熱點、基本點等，都需要深入地研究分析。食品微生物學課程涉及食品相關專業的多個層次，如湖南農業大學校本部一本學生、國際學院二本學生、東方科技學院三本學生。因此，必須根據各層次學生的自主學習能力、態度、目的和習慣等多方面入手，了解學生特點，才能因材施教。所以，食品微生物學教學需根據學生不同，教學目的是不同的，采取不同的研內容和形式等。
1.針對一本學生的食品微生物學課程研討式教學。學生對待學習的主體意識直接決定著其學習的行為和效果。對于大學生的學習動機和學習策略，一直以來都是國內外學者關注和研究的熱點。一本學生學習基礎扎實，學習態度認真，學習自主和自控能力強；對專業發展的前沿知識非常關注，對行業動態了解甚深，視野非常開闊，且危機意識強。因此針對一本學生，可以展開文獻式、進展式、熱點式、案例式等形式的研討教學。以文獻式、進展式研討為主，利用學生自主學習能力與優勢，既可以進一步擴大學生視野，引領學生走向科技前沿，又能擴充課堂的知識容量，拓展學習內容。關于文獻式、進展式研討，國內外還沒有太多描述，但在國內外很多研究生團隊中這種模式被采納的很多。食品微生物學課程也可以參考這類方法，教師提供相應的中英文優秀科研論文或者前沿進展資料，學生就文獻發表認識探討。培養學生閱讀和撰寫科技論文的能力，同時接觸教材以外的新知識，加強自主學習習慣的養成。熱點研討則結合前沿科學和社會需要，激發學生及時關注社會發生的重大熱點事件，設計與食品微生物學課程相關的微生物宏基因組學、營養基因組學、功能基因組學、腸道微生物、生物防腐劑等進行研討，開闊學生視野，與時俱進，培養創新意識。一方面培養學生的專業技能，另一方面也培養學生關心身邊環境，關注社會公共事務的熱情，有助于學生綜合素質的提高，不會局限于課本和資料，不會形成學習優秀卻性格自私而冷漠的情況。同時，本課程通過部分案例的引入，引導學生進入案例的角色，主動思考與解決問題。鑒于一本學生知識掌握牢固，自主學習能力強，鍛煉分析和解決問題能力的案例式研討可以設置較為復雜的案例，如以微生物引起的食物中毒事件的處理，解決工廠食品腐敗問題，建設某已發酵食品生產線等為案例，充分鍛煉學生分析和解決問題的能力?？偟膩碚f，一本學生的課堂知識容量大，內容新穎前言，學生自主學習程度高，老師以引導為主，課堂教學師生都收獲頗多。
2.針對二本學生的食品微生物學課程研討式教學。國際學院的二本學生，普遍家庭條件好，學生個性鮮明，聰明靈活，思維活躍，表現欲強，但個性懶散和自控能力較弱，對學習的興趣不能持續，知識掌握憑個人喜好，部分感興趣的章節或者科目知識掌握牢固，部分趣味性不夠的章節了解不深。因此針對他們，展開以熱點式、情景式、案例式研討為主。熱點式研討可以進一步發揮這一層次學生思維活躍和表現欲強的特點。同時，對一些趣味性不強的知識點，設置情景式研討，通過設計出一些真實性和準真實性的具體場合的情形和景象，吸引學生注意力，引導學生進入角色，克服懶散、自控能力不強的缺點，為獲取知識提供充足的場景設計，并上升到理論的高度，提高教學成效。如糧庫儲藏中防霉技術、生產車間的微生物控制、草莓藍莓等水果采摘后的保存，甜酒制作過程的關鍵步驟等情境設計，從而讓學生主動掌握有害微生物的控制。而案例式研討主動是培養學生思考與解決問題的能力?？梢栽O計合適難度的案例進行分析研討，如設計家庭剩飯剩菜的處理、超市酸奶的選購、面包的制作等案例鍛煉學生分析和解決問題的能力?？偟膩碚f，熱點式研討在這類學生思維活躍的基礎上，以啟發為主；情景式研討在這類學生學習興趣不一、自制力不強的條件下，以帶動、強制式為主；案例式研討，綜合考慮實際問題和理論支撐，充分考慮學生懶散又活躍的特點，設計合適難易程度的案例，課堂教學老師以引導、參與和監督為主，教學效果良好。
3.針對三本學生的食品微生物學課程研討式教學。三本學生，較之一本、二本學生，學習基礎薄弱，學習主動性不強，課堂參與和互動程度不高，且這類學生家庭條件好，學習和生活的依賴性強。針對這類學生的食品微生物學教學，既要鞏固他們的基礎知識，又要帶動學生的學習積極性，所以針對他們的課堂主要以專題式、實驗技術式研討來鞏固基礎，以情景式和案例式研討調動學生的學習積極性。專題式研討：專題研討式教學，就是以專題為內容，以研討為形式的一種教學，該教學以培養學生分析、解決問題的能力為目的。分為專題研究和討論，在食品微生物學理論課中可以注重專題討論，老師引導全班就相關專題進行研討，然后進行總結歸納，如可以把微生態與食品釀造、微生物與機體免疫、微生物資源的開發利用等章節采用這種形式進行教學。同時食品微生物學是一門實踐性非常強的課程，整個教學過程與實驗緊密相連，理論聯系實驗，進行實驗技術研討。如微生物生長量的測定、計數、菌種鑒定等相關內容可以設計在這個環節中，提高自主動手能力和創新能力。本課程可以把熱點問題、特殊案例引入到情景模式中，引導學生進入情景的角色，主動思考與解決問題。如設置酸奶的制作技術、糞便微生物與人體健康的關系、空氣中微生物的分布等案例或熱點，啟發學生關注書本外的知識?？傊?，針對三本學生的課堂，老師以主導教學、參與研討、啟發思考和監督執行為主，提高了學生的課堂參與和互動，提高了課堂教學效果。
三、總結
為充分調動學生學習的積極性、主觀能動性，嘗試采取新的教學方式：研討式，讓學生參與到授課中來，并養成樂于探索研究、勤學好問的好習慣。本教學組針對不同層次學生分別嘗試了文獻式、進展式、專題式、熱點式、操作技術式、情景式和案例式研討形式，受到不同層次學生的喜愛，也收到了一定的教學成效。但教學改革這是一個長期復雜的過程，食品微生物學課程教學改革與實踐的效果評價一時難以評估，在實踐過程中既要合理設置課程考核項目，又要在學生中展_廣泛調查，以學生的成長收獲來評判教學效果。
參考文獻：
通過對基礎知識的復習，學生對各知識點已有一定認知，但如何將這些零散的知識點通過一定主線連接起來，使學生真正理解生物體結構與功能、部分與整體、生物與環境的統一關系，并使用恰當的方法驗證生物學事實，同時，能熟練地應用生物學知識解決社會熱點問題，這在綜合復習中就要把握一定的方法和技巧，以便達到事半功倍之效果。
一、從面到點，培養學生對生物知識的綜合理解能力
綜合科目考試首先強調的是學科內綜合，在綜合復習中，教師通過各種途徑挖掘生物學各部分知識之間的相互聯系，建立節與節、節與章、章與章之間的知識網絡，形成完善和綜合的知識體系，這是學生形成生物學科內綜合能力的關鍵，也是培養學生綜合能力的基礎。筆者認為，在綜合復習中采用從面到點的方法有利于達到此目的。如在復習時可通過“細胞”“新陳代謝”“DNA”“染色體”等專題進行綜合復習，以此為面，引出各相關知識點。在復習中教師通過設疑、引導、提問、討論等方法，讓學生建立一套知識網絡，教師再予以完善，以此培養學生的分析、理解、綜合能力。如關于“染色體”可形成如下網絡：
運用這些知識圖解復習，可使學生理解和掌握高中生物教材各章節知識之間的縱橫聯系，對一個概念、原理從全面、系統、立體的角度認知，避免知識之間的脫節現象，促進學生知識的遷移。
二、由內到外，培養學生對生物知識的綜合應用能力
高中生物要求學生“能應用生物學基本知識分析和解決一些日常生活和社會發展中的有關現實問題，能夠關注生命科學發展中的重大熱點問題?！痹诟呖季C合復習中，由課本內知識聯系解決課本外的知識，不僅可以鞏固生物學基本知識，更培養和提高了學生動用知識解決實際問題的綜合應用能力，因此，要求師生多搜集與生物相關的社會熱點，以此為背景編制成習題，運用生物學知識解決。如關于人類基因組計劃可編制習題為：
人類基因組計劃（HGP）啟動于是1990年，由美、英、日、德和中國的科學家研究。2000年6月26日，六國科學家繪制出人類基因組框架。科學家對人類基因的面貌又有新的發現，經過初步測定和分析，人類基因組共有32億個堿基對，包含了大約3萬到4萬個蛋白編碼基因。研究還表明，人類蛋白質有61%與果蠅同源，43%與線蟲同源，46%與酵母同源。人類17號染色體上的全部基因幾乎都可以在小鼠11號染色體上找到。
根據以上材料回答以下問題：
（1）人類基因組計劃需要測定人類 條染色體上堿基的排列順序，它們分別是 。
（2）人類基因共有32億個堿基對，其堿基對的形成遵循堿基互補配對原則，具體講是指 。
（3）人類、線蟲、酵母等生物有共同的基因，說明這些生物在進化上具有 。
（4）人類基因組蘊藏有人類生、老、病、死的絕大數遺傳信息，破譯它將對疾病的診斷 等具有重要意義。
由此可知，應用生物學基本知識分析和解決一些日常生活和社會發展中的關知問題，關注生命科學發展中的熱點問題，不僅彌補現行教材的不足，還能體現高考時代感和先進性，是高考試題的熱點，因此，在綜合復習中一定要予以重視。
三、由此及彼，培養學生設計和完成實驗的能力――思維能力
