系統(tǒng)生物學(xué)研究精選(九篇)

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第1篇：系統(tǒng)生物學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 信息管理系統(tǒng) 功能設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（c）-00-02

高等教育是我國(guó)教育體系的最高層次，它直接影響了我國(guó)培養(yǎng)高層次人才的水平。近幾年隨著我國(guó)各個(gè)行業(yè)改革步伐的加快，高等教育的改革也在逐年加快，招生規(guī)模日益擴(kuò)大，學(xué)生人數(shù)也在穩(wěn)步增加。高層次人才培養(yǎng)的水平不應(yīng)該只表現(xiàn)在數(shù)量上面，更加重要的是質(zhì)量上的高標(biāo)準(zhǔn)。這必然對(duì)管理上提出了更加高的要求。全國(guó)已經(jīng)有許多高校研究開(kāi)發(fā)了各自的學(xué)生信息管理系統(tǒng)，但是市場(chǎng)上面還沒(méi)有一種非常靈活非常實(shí)用的學(xué)生信息管理系統(tǒng)軟件。因此該文研究的基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的學(xué)生信息管理系統(tǒng)有一定的市場(chǎng)價(jià)值，下面首先介紹信息管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主要過(guò)程，然后結(jié)合基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的學(xué)生信息管理系統(tǒng)的具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的需求分析、數(shù)據(jù)建模、功能設(shè)計(jì)方面進(jìn)行一定的探討。

1 信息管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程

開(kāi)發(fā)一個(gè)信息管理系統(tǒng)，通常需要經(jīng)歷下列幾個(gè)階段：

（l）階段1：調(diào)查與分析。獲得軟件的需求信息和基本功能定義，形成基本的軟件功能描述。（2）階段2：數(shù)據(jù)建模。根據(jù)應(yīng)用調(diào)查分析得到的信息，建立應(yīng)用中涉及的數(shù)據(jù)以及操作數(shù)據(jù)的方法、流程，形成數(shù)據(jù)的流動(dòng)圖表。（3）階段3：功能設(shè)計(jì)。針對(duì)應(yīng)用調(diào)查與分析結(jié)果和數(shù)據(jù)建模，進(jìn)行應(yīng)用的詳細(xì)功能設(shè)計(jì)，形成應(yīng)用的軟件設(shè)計(jì)文檔。（4）階段4：選擇數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。選擇適合應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。（5）階段5：選擇網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。（6）階段6：選擇數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)。選擇合適的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)。（7）階段7：代碼設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)應(yīng)用的軟件代碼。（8）階段8：測(cè)試與調(diào)試。發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題并及時(shí)更改，直到能穩(wěn)定運(yùn)行。（9）階段9：發(fā)行應(yīng)用軟件。（10）階段10：軟件維護(hù)與升級(jí)。主要是對(duì)的軟件系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行解決，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的變化對(duì)軟件進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)。

2 調(diào)查與分析

對(duì)軟件需求的深入了解識(shí)是軟件開(kāi)發(fā)工作至關(guān)重要的一個(gè)步驟，不論開(kāi)發(fā)人員設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)如何的好，代碼編寫(xiě)如何的高效，沒(méi)有很好的需求分析，這個(gè)軟件工程會(huì)在應(yīng)用過(guò)程中給用戶帶來(lái)失望，給開(kāi)發(fā)者造成很大的麻煩。調(diào)查與分析也就是需求分析，該文研究的基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的學(xué)生信息管理系統(tǒng)是一個(gè)在武漢工程大學(xué)進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)行的關(guān)于學(xué)生管理的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，它基于學(xué)生綜合信息數(shù)據(jù)庫(kù)，涉及學(xué)生基本信息、班級(jí)信息、獎(jiǎng)勵(lì)處分、獎(jiǎng)學(xué)金、學(xué)籍異動(dòng)等信息以及學(xué)工處正常運(yùn)轉(zhuǎn)等信息的綜合處理，為學(xué)生、學(xué)校老師提供及時(shí)周到的信息服務(wù)，同時(shí)也是保證學(xué)生管理工作正常運(yùn)行的重要輔助手段之一。隨著全國(guó)高校的迅速發(fā)展，以及各個(gè)兄弟院校信息化進(jìn)程的加快，學(xué)生與老師、老師與學(xué)校、學(xué)校與學(xué)校之間的網(wǎng)絡(luò)互連，以及與Internet的互連都成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。

該項(xiàng)目在需求上具有以下特點(diǎn)：

（1）信息種類(lèi)較多，處理流程較復(fù)雜，為學(xué)校和師生提供全過(guò)程及時(shí)周到的信息、服務(wù)，是本系統(tǒng)最基本也是最重要的任務(wù)，因此學(xué)生信息必須全面細(xì)致準(zhǔn)確，記錄時(shí)間進(jìn)程清晰，信息數(shù)據(jù)的變化能及時(shí)地反映到學(xué)校各相關(guān)部門(mén)和所有執(zhí)行人員。（2）不同學(xué)生，其信息內(nèi)容、表達(dá)方式和處理方式有一定差異，不同學(xué)院的組織機(jī)構(gòu)形式不同，其工作的模式也不盡相同，因此必須將所有信息納入學(xué)校的統(tǒng)一管理，而且也必須具有一定的靈活性。（3）學(xué)生信息來(lái)源應(yīng)同時(shí)包括人工和自動(dòng)兩種方式。（4）使用方便，易學(xué)易用。學(xué)生信息管理系統(tǒng)需要很多人并行操作使用，或者一人操作多個(gè)子系統(tǒng)。同時(shí)，考慮到學(xué)?，F(xiàn)有部分工作人員和維護(hù)人員的計(jì)算機(jī)素質(zhì)還不太高，因此系統(tǒng)應(yīng)具有友好的人機(jī)界面，操作簡(jiǎn)便靈活，各子系統(tǒng)的用戶界面在外觀和操作方式上必須協(xié)調(diào)一致，并提供方便快捷的在線幫助。（5）具有較高的可靠性和可用性。系統(tǒng)應(yīng)能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)無(wú)故障運(yùn)行，其核心設(shè)備網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器應(yīng)配備備份服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行定期復(fù)制和備份，當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)意外故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)切換到備份服務(wù)器上繼續(xù)工作，不至于數(shù)據(jù)丟失。（6）系統(tǒng)易于管理維護(hù)，應(yīng)具有簡(jiǎn)單方便的系統(tǒng)管理工具，包括：用戶權(quán)限管理、各工作站功能管理、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)管理、運(yùn)行日志管理、集成的網(wǎng)絡(luò)管理和系統(tǒng)監(jiān)控、調(diào)試、診斷工具。（7）良好的系統(tǒng)伸縮性。系統(tǒng)可以建設(shè)在不同的系統(tǒng)中，客戶端的系統(tǒng)伸縮性較好。（8）良好的性能價(jià)格比。由于學(xué)校項(xiàng)目資金有限，因此在充分滿足系統(tǒng)應(yīng)用功能需求、系統(tǒng)性能和保證系統(tǒng)安全可靠性的前提下，必須選用價(jià)廉物美，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的系統(tǒng)和產(chǎn)品，提高性能價(jià)格比，這樣對(duì)軟件的可靠性和健壯性也就提出了更高的要求。（9）系統(tǒng)應(yīng)具有良好的開(kāi)放性，外部接口清晰而標(biāo)準(zhǔn)。

3 功能設(shè)計(jì)

這里的功能設(shè)計(jì)是指詳細(xì)的功能設(shè)計(jì)，在需求分析完成后，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)有了一個(gè)概要設(shè)計(jì)的功能描述，但是這個(gè)并不是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以使用的功能設(shè)計(jì)文檔，還需要對(duì)軟件的功能進(jìn)行更加詳細(xì)的定義。本系統(tǒng)主要有下列功能模塊，如圖1。

3.1 用戶信息管理模塊

在用戶信息和用戶權(quán)限管理方面，學(xué)生信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了一套比較嚴(yán)格的用戶信息管理辦法。主要是采用三級(jí)權(quán)限分配機(jī)制，給不同級(jí)別用戶分配不同的權(quán)限，這樣可以防止非法用戶對(duì)學(xué)生信息的修改、刪除，保持學(xué)生信息的穩(wěn)定和安全。

3.2 學(xué)生基本信息管理模塊

學(xué)生基本信息管理是比較重要的信息管理模塊，學(xué)生基本信息管理包括學(xué)生的基本信息（姓名、性別、出生日期等）和社會(huì)關(guān)系信息、學(xué)習(xí)簡(jiǎn)歷信息的錄入、修改和刪除等，每屆學(xué)生畢業(yè)以后，需要對(duì)畢業(yè)生進(jìn)行基本信息的轉(zhuǎn)換，將在校生信息轉(zhuǎn)換成校友信息，在每年新生開(kāi)學(xué)的時(shí)候，需要新生的信息導(dǎo)入，并錄入學(xué)生的社會(huì)關(guān)系和學(xué)習(xí)簡(jiǎn)歷信息，為學(xué)生在校信息的管理提供基本數(shù)據(jù)信息支持。

3.3 學(xué)生在校信息管理模塊

學(xué)生在校信息管理是學(xué)生在校各項(xiàng)信息管理的集合，包括

（1）學(xué)生學(xué)籍異動(dòng)

學(xué)生學(xué)籍信息記錄了每個(gè)在校學(xué)生的學(xué)籍情況，由于入學(xué)時(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)、愛(ài)好和特長(zhǎng)不一樣，基礎(chǔ)知識(shí)掌握的水平不一樣，那么領(lǐng)悟知識(shí)的能力和學(xué)生的基本素質(zhì)也就不一樣，這難免存在個(gè)別學(xué)生的升降級(jí)、轉(zhuǎn)院系、專(zhuān)業(yè)等情況，學(xué)籍異動(dòng)管理模塊具有處理學(xué)生學(xué)籍異動(dòng)記錄的功能。

（2）學(xué)生獎(jiǎng)勵(lì)處分管理

這個(gè)模塊用于管理學(xué)生在校期間的獎(jiǎng)勵(lì)和處分的信息，通過(guò)學(xué)生管理部分的信息錄入和撤銷(xiāo)，對(duì)學(xué)生在校期間的行為表現(xiàn)可以有一個(gè)明了的輪廓。

（3）學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金信息管理

隨著高等教育逐步實(shí)現(xiàn)收費(fèi)上學(xué)，學(xué)校的獎(jiǎng)學(xué)金的發(fā)放種類(lèi)較多，獎(jiǎng)學(xué)金管理模塊用于管理學(xué)生獲得獎(jiǎng)學(xué)金的信息，對(duì)于學(xué)生操行評(píng)定的登記確定和學(xué)生就業(yè)的信息檢索有重要的作用。

（4）學(xué)生綜合測(cè)評(píng)信息管理

在學(xué)生交費(fèi)上學(xué)的同時(shí)，學(xué)校綜合測(cè)評(píng)的范圍占學(xué)生人數(shù)的60%，為了準(zhǔn)確地將綜合測(cè)評(píng)獲得學(xué)生的登記、人數(shù)統(tǒng)計(jì)分析準(zhǔn)確，并將現(xiàn)金通過(guò)銀行支付到“一卡通”上，要做到準(zhǔn)確無(wú)誤的數(shù)據(jù)管理。

（5）學(xué)生上網(wǎng)登記信息管理

為了讓在校學(xué)生充分享受學(xué)校的豐富網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)校在學(xué)生宿舍為學(xué)生安裝了校園寬帶網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生通過(guò)到網(wǎng)管中心申請(qǐng)開(kāi)通網(wǎng)絡(luò)以及交費(fèi)的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享和網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用。

（6）學(xué)生宿舍信息管理

學(xué)生宿舍管理屬于后勤管理的一部分，宿舍管理信息包括學(xué)生宿舍樓棟信息、宿舍信息，以及學(xué)生在宿舍的入住信息，宿舍信息的準(zhǔn)確采集，為學(xué)校后勤人員對(duì)宿舍進(jìn)行合理分配，新生入學(xué)宿舍的合理安排，以及學(xué)生所在宿舍信息的檢索提供了有益的幫助。

3.4 學(xué)生信息檢索與統(tǒng)計(jì)模塊

學(xué)生信息檢索是學(xué)生信息管理系統(tǒng)中開(kāi)放的信息管理模塊，學(xué)生管理人員通過(guò)對(duì)學(xué)生信息檢索達(dá)到查詢學(xué)生信息的目的。

用戶檢索學(xué)生信息的方法：可以通過(guò)院系、班級(jí)來(lái)檢索，也可以通過(guò)學(xué)生生源地區(qū)、學(xué)生宿舍來(lái)檢索，還可以通過(guò)輸入學(xué)生學(xué)號(hào)檢索，檢索的方便性極大地提高了檢索的效率。檢索信息的完整，可以了解學(xué)生在校期間的學(xué)習(xí)、生活、獎(jiǎng)懲等情況。

3.5 系統(tǒng)附件

系統(tǒng)附件是用戶和用戶之間以及用戶本人進(jìn)行信息傳送和信息記錄的模塊，包括短信發(fā)送和閱讀，記事本，通訊錄，公眾論壇和單獨(dú)聊天室等。這些功能的開(kāi)發(fā)大大方便了用戶之間的信息傳送，權(quán)限的分級(jí)管理，使信息安全得到了充分的保障。

3.6 系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與事件記錄模塊

系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份和事件記錄包含以下三個(gè)方面的內(nèi)容。

（l）數(shù)據(jù)備份和回復(fù)：這方面采用的有四個(gè)辦法：一是在服務(wù)器上安裝正版的操作系統(tǒng)，并保持服務(wù)器操作系統(tǒng)的及時(shí)更新；二是在服務(wù)器上安裝防火墻和防病毒軟件，拒絕和記錄非法用戶攻擊的記錄；三是利用軟件ghost，將操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)安裝在不同的驅(qū)動(dòng)器上，在操作系統(tǒng)受到攻擊而癱瘓的時(shí)候，可以在20分鐘以內(nèi)將操作系統(tǒng)恢復(fù)成受到攻擊以前的狀態(tài)；四是采用雙機(jī)備份的技術(shù)，在另外一個(gè)服務(wù)器上安裝相同的數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)重要信息進(jìn)行備份，在主數(shù)據(jù)庫(kù)受到攻擊后能在5分鐘將數(shù)據(jù)恢復(fù)完成。

（2）用戶事件記錄：由于客戶端的使用人數(shù)逐步增加，目前用戶人數(shù)已經(jīng)達(dá)到9000多人，預(yù)計(jì)在2010年可以超過(guò)10000人，這其中不包括學(xué)生通過(guò)網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)的人數(shù)，為了記錄用戶在登陸學(xué)生信息管理系統(tǒng)中的事件信息，軟件設(shè)計(jì)了事件記錄器，記錄用戶在管理重要事件時(shí)的時(shí)間、計(jì)算機(jī)IP和時(shí)間內(nèi)容。事件記錄器的應(yīng)用大大方便了用戶的事件查詢和非法用戶的登陸。

（3）程序文件的自動(dòng)更新：由于登陸的用戶較多，而程序在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要修改，如何將修改的文件及時(shí)更新到用戶的本地計(jì)算機(jī)上，如果采用ftp文件傳輸?shù)霓k法，很難到位，畢竟會(huì)使用ftp的用戶不多，在設(shè)計(jì)學(xué)生信息管理系統(tǒng)的時(shí)候可以設(shè)計(jì)程序自動(dòng)更新的方法：當(dāng)用戶合法登陸時(shí)，會(huì)根據(jù)本地程序的版本號(hào)與服務(wù)器上版本號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果發(fā)現(xiàn)服務(wù)器的版本號(hào)高于本地計(jì)算機(jī)上的版本號(hào)，程序會(huì)自動(dòng)提示啟動(dòng)更新程序，并將更新后的文件存放與客戶端所在的目錄中，大大方便了程序的更新和上傳，提高了工作效率。

4 結(jié)語(yǔ)

該文結(jié)合武漢工程大學(xué)學(xué)生管理工作的實(shí)際，討論了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的學(xué)生信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，給出系統(tǒng)各個(gè)功能模塊的定義。旨在解決傳統(tǒng)的學(xué)生工作信息管理所存在的問(wèn)題和現(xiàn)有學(xué)生信息管理系統(tǒng)存在的不足。為學(xué)生工作管理處理學(xué)生信息提供了一條方便、快捷的途徑，并為高校學(xué)生工作信息化管理提供了新的

方法。

參考文獻(xiàn)

第2篇：系統(tǒng)生物學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞： 積件系統(tǒng) 中學(xué)生物學(xué) 教育應(yīng)用 實(shí)踐研究

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》明確指出“要大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用，為教師教學(xué)和學(xué)生發(fā)展提供豐富多彩的教育資源環(huán)境和學(xué)習(xí)工具”，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）成為大多數(shù)教師最常使用的教學(xué)手段。然而，隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展和CAI課件的廣泛使用，其固化性強(qiáng)、開(kāi)放性差及互動(dòng)性不足等缺點(diǎn)日益顯現(xiàn)，極大地制約現(xiàn)代教學(xué)的發(fā)展。

1997年3月，全國(guó)中小學(xué)計(jì)算機(jī)教育工作會(huì)議提出，必須尋求適合中國(guó)教育特色與課程教學(xué)的CAI發(fā)展道路，即第二代教學(xué)軟件――CAI積件的開(kāi)發(fā)[1]。同年，上海師范大學(xué)黎加厚教授系統(tǒng)闡述了“積件”的概念：是師生根據(jù)教學(xué)需要自主組合運(yùn)用的教學(xué)信息和教學(xué)處理策略庫(kù)與工作平臺(tái)，由積件庫(kù)和組合平臺(tái)構(gòu)成，能充分發(fā)揮師生的創(chuàng)造力，拓展CAI資源的通用性和實(shí)用性[2]。因此，積件即積件系統(tǒng)[3]開(kāi)始受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，并掀起一系列研究熱潮。

本文梳理了近10年我國(guó)有關(guān)積件系統(tǒng)的研究文獻(xiàn)，期望通過(guò)分析研究現(xiàn)狀、發(fā)現(xiàn)研究問(wèn)題、總結(jié)研究經(jīng)驗(yàn)，為中學(xué)生物學(xué)積件系統(tǒng)的發(fā)展提供參考。

1.積件系統(tǒng)研究文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)及分析

通過(guò)“中國(guó)知網(wǎng)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)”對(duì)有關(guān)積件系統(tǒng)的學(xué)術(shù)論文進(jìn)行跨庫(kù)檢索，檢索主題設(shè)定為“積件”，檢索范圍包括“期刊、特色期刊、博士、碩士、國(guó)內(nèi)會(huì)議、國(guó)際會(huì)議、報(bào)紙、專(zhuān)利、成果、學(xué)術(shù)輯刊”等10個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)表時(shí)間為2006―2015年，結(jié)果共檢索得到1282篇相關(guān)文獻(xiàn)（截止2015年8月16日）。對(duì)這些文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀、分析和篩選得出與積件系統(tǒng)密切相關(guān)（以積件系統(tǒng)為文章主旨）的426篇文獻(xiàn)，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析（結(jié)果見(jiàn)表1、2）。由此可以看出：

表1 2006―2015年積件系統(tǒng)相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

注：括號(hào)內(nèi)的數(shù)字代表文獻(xiàn)數(shù)量中的碩士論文篇數(shù)。

表2 2006―2015年積件系統(tǒng)相關(guān)文獻(xiàn)年占比統(tǒng)計(jì)

首先，有關(guān)積件系統(tǒng)研究的內(nèi)容主要包括理論探討、技術(shù)開(kāi)發(fā)、教育應(yīng)用及研究反思等四個(gè)方向。其中有關(guān)積件系統(tǒng)理論探討的文獻(xiàn)總占比29%，內(nèi)容包括積件系統(tǒng)的起源、定義、特點(diǎn)、組成、開(kāi)發(fā)的必要性及原則、開(kāi)發(fā)軟件簡(jiǎn)介等，均為期刊類(lèi)文獻(xiàn)，其間2006―2010年文獻(xiàn)量大，為主要研究方向，2010年后占比逐年下降，說(shuō)明學(xué)者對(duì)純理論的積件系統(tǒng)探討已逐步成熟。積件系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的文獻(xiàn)總占比21%，主要涉及積件庫(kù)的建構(gòu)、積件制作軟件（如Flash、Authorware等）的應(yīng)用、積件的存放與管理、積件組合平臺(tái)的開(kāi)發(fā)等，此類(lèi)研究年占比不高，但2007―2009年文獻(xiàn)中的碩士學(xué)位論文數(shù)量較多，有一定參考意義。積件系統(tǒng)教育應(yīng)用（與具體學(xué)科教學(xué)的結(jié)合研究）的文獻(xiàn)總占比最大，為48%，且呈逐步上升態(tài)勢(shì)。本文將該領(lǐng)域文獻(xiàn)進(jìn)一步細(xì)分為應(yīng)用理論研究和應(yīng)用實(shí)踐研究，其中應(yīng)用理論研究包含積件系統(tǒng)介紹、與具體學(xué)科結(jié)合的基礎(chǔ)、開(kāi)發(fā)軟件的選擇等，占31%，應(yīng)用實(shí)踐研究涉及積件制作、積件系統(tǒng)建構(gòu)、教育實(shí)驗(yàn)研究等，占17%。由此可知，積件系統(tǒng)的教育應(yīng)用研究大多停留在理論層面，積件或積件系統(tǒng)建構(gòu)及實(shí)踐應(yīng)用研究并不多。積件系統(tǒng)的研究反思是學(xué)者對(duì)當(dāng)下積件系統(tǒng)理論及建設(shè)方面的現(xiàn)狀和問(wèn)題的思考，僅占2%，卻對(duì)積件系統(tǒng)發(fā)展有重要的學(xué)術(shù)意義。

其次，由上述分析可知，我國(guó)積件系統(tǒng)研究的總體發(fā)展趨勢(shì)是從純理論介紹向教育教學(xué)實(shí)際應(yīng)用轉(zhuǎn)變。但大部分教育教學(xué)實(shí)際應(yīng)用文獻(xiàn)（理論類(lèi)）并未把握住研究的核心思想，而是直接套用積件系統(tǒng)理論，用大量篇幅介紹其起源、特點(diǎn)和組成部分。盡管如此，有關(guān)實(shí)踐研究的文獻(xiàn)占比還是呈逐年上升趨勢(shì)，碩士學(xué)位論文數(shù)量增加，由此體現(xiàn)出學(xué)者對(duì)積件系統(tǒng)實(shí)用研究的期待和努力。

第三，由年文獻(xiàn)量對(duì)比可知，我國(guó)積件系統(tǒng)的研究態(tài)勢(shì)呈下滑趨勢(shì)，表明積件系統(tǒng)研究進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段后，因開(kāi)發(fā)難度較大，致使有實(shí)際成效的研究不多。

第四，進(jìn)一步對(duì)積件系統(tǒng)教育應(yīng)用研究文獻(xiàn)在不同學(xué)科的分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（結(jié)果見(jiàn)表3）可知：積件系統(tǒng)的教育應(yīng)用研究在各學(xué)科中的發(fā)展極不平衡，其中生物學(xué)積件系統(tǒng)的研究在整個(gè)教育領(lǐng)域中處于中等水平，但較大地落后于同是自然科學(xué)的物理、化學(xué)，且近四年均未有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

表3 各學(xué)科積件系統(tǒng)教育應(yīng)用文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

2.中學(xué)生物學(xué)積件系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

結(jié)合文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)及分析結(jié)果，進(jìn)一步對(duì)我國(guó)中學(xué)生物學(xué)積件系統(tǒng)的研究展開(kāi)分析，總結(jié)如下。

2.1研究?jī)?nèi)容

積件系統(tǒng)由積件庫(kù)與積件組合平臺(tái)構(gòu)成。積件庫(kù)是教學(xué)資源的集合，包括五種類(lèi)型：多媒體教學(xué)資源庫(kù)、微教學(xué)單元庫(kù)、虛擬積件資源庫(kù)、資料呈現(xiàn)方式庫(kù)和教與學(xué)策略庫(kù)。其中多媒體教學(xué)資源庫(kù)是目前積件庫(kù)建設(shè)的重要對(duì)象，該資源庫(kù)中的內(nèi)容就是積件，包括文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)及視頻等六種形式[4]。

（1）積件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)選擇

積件開(kāi)發(fā)軟件有Flash、PowerPoint、Authorware、3DStudioMax等，其中Flash因操作控制方便、處理能力強(qiáng)和兼容性高等優(yōu)點(diǎn)成為最常使用的動(dòng)畫(huà)類(lèi)積件開(kāi)發(fā)軟件，圖片處理軟件有Photoshop、Coreldarw等，視頻處理軟件有會(huì)聲會(huì)影等。積件的存放平臺(tái)可依托校園網(wǎng)，使師生能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)對(duì)積件素材進(jìn)行下載、修改和上傳等操作，以豐富積件庫(kù)。而積件的組合可選用PowerPoint作為平臺(tái)進(jìn)行操作。

（2）積件的制作與整合

中學(xué)生物學(xué)積件的獲取有兩種方式：已有資源的優(yōu)化整合和教師動(dòng)手制作。目前，已有資源的優(yōu)化整合是中學(xué)生物學(xué)積件的主要來(lái)源，如收集、整理科普及教學(xué)光盤(pán)中的動(dòng)畫(huà)、視頻素材，對(duì)其進(jìn)行分割、合并，獲取積件;或?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)上已有的不同版本的Flash課件、圖片、動(dòng)畫(huà)、元件優(yōu)化整合到一個(gè)Flash文檔中，制作成積件，此方式只是簡(jiǎn)單地對(duì)已有資源進(jìn)行分割整合。而教師動(dòng)手制作則要求教師在確定積件開(kāi)發(fā)的相關(guān)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)后搜集素材、制定腳本進(jìn)行原創(chuàng)式積件制作，該方式對(duì)教師軟件操作技能要求較高，難度較大，故資源較少。

2.2存在的問(wèn)題與不足

根據(jù)分析可知，大部分文獻(xiàn)強(qiáng)調(diào)的是積件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的必要性、與學(xué)科結(jié)合的可行性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討積件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和建構(gòu)的具體案例并不多。在積件制作中，大多只是對(duì)已有資源進(jìn)行簡(jiǎn)單的分割、組合，沒(méi)有較大規(guī)模的原創(chuàng)式制作，也沒(méi)有對(duì)新建積件進(jìn)行教育實(shí)驗(yàn)研究以檢測(cè)其教學(xué)效果。所以中學(xué)生物學(xué)積件系統(tǒng)的研究多停留在理論層面，而積件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)不完善，教師對(duì)開(kāi)發(fā)軟件不熟悉，致使理論指導(dǎo)下的實(shí)踐研究出現(xiàn)停滯，研究步入瓶頸期。

3.發(fā)展我國(guó)中學(xué)生物學(xué)積件系統(tǒng)研究的策略

積件系統(tǒng)已成為現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展方向，針對(duì)我國(guó)中學(xué)生物學(xué)積件系統(tǒng)研究存在的問(wèn)題，本文提出如下策略。

3.1注重實(shí)踐研究

積件系統(tǒng)從1997年發(fā)展至今在理論上已趨于成熟，數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科在實(shí)踐中取得一定成效。中學(xué)生物學(xué)應(yīng)將研究重點(diǎn)從理論探討轉(zhuǎn)向?qū)嵺`應(yīng)用，在平臺(tái)選擇的同時(shí)，結(jié)合實(shí)例介紹平臺(tái)的使用步驟和積件的制作方法，將新建積件切實(shí)應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，檢驗(yàn)其教學(xué)效果，以豐富多媒體教學(xué)資源庫(kù)，真正做到積件系統(tǒng)與生物學(xué)教學(xué)的完美結(jié)合，推動(dòng)中學(xué)生物學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展。

3.2完善積件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的技術(shù)路線

積件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)不僅是平臺(tái)的選擇，還要有規(guī)范的開(kāi)發(fā)流程。本文結(jié)合當(dāng)前各學(xué)科積件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)步驟，設(shè)計(jì)中學(xué)生物學(xué)積件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的技術(shù)路線，主要包括知識(shí)點(diǎn)篩選、積件制作、積件庫(kù)建構(gòu)、積件組合平臺(tái)選擇、積件系統(tǒng)教育實(shí)驗(yàn)研究、研究數(shù)據(jù)反饋、積件系統(tǒng)再修改等步驟（見(jiàn)圖1）。

圖1 積件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)路線圖

3.3提高教師的軟件操作能力

中學(xué)生物學(xué)積件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主要限制因素在于一線教師對(duì)開(kāi)發(fā)軟件的利用能力，且生命活動(dòng)過(guò)程復(fù)雜，對(duì)能力要求更高。因此，有效提高一線教師和在校師范生的軟件操作能力極為重要。對(duì)于高等師范院校的學(xué)生，可增設(shè)Flash、Authorware等軟件操作培訓(xùn)課，并組織與計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生多交流，共同舉辦和參與積件制作競(jìng)賽等;對(duì)于在職教師可注重對(duì)青年教師的培養(yǎng)，集中進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)、競(jìng)賽和交流等。

4.結(jié)語(yǔ)

積件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用成為現(xiàn)代教育技術(shù)研究的重要方向。中學(xué)生物學(xué)積件系統(tǒng)的研究進(jìn)入瓶頸期，究其原因在于研究還停留在理論層面，實(shí)際開(kāi)發(fā)應(yīng)用不多。因此，應(yīng)將研究重點(diǎn)集中在積件和積件系統(tǒng)的具體實(shí)踐開(kāi)發(fā)上，注重積件技術(shù)與教學(xué)實(shí)踐的密切結(jié)合，同時(shí)積極提高教師的軟件操作能力，吸納跨專(zhuān)業(yè)人才的加入，共同促進(jìn)中學(xué)生物學(xué)積件系統(tǒng)研究不斷發(fā)展。

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第3篇：系統(tǒng)生物學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：教學(xué)質(zhì)量 監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng) 高效復(fù)習(xí)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）04（c）-0036-02

1 研究背景、意義和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》提出：“大力推行信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用”。一方面是師生應(yīng)對(duì)高考的需要；另一方面是學(xué)生個(gè)人成長(zhǎng)和發(fā)展的需要，只有這樣，教師和學(xué)生才能更好地適應(yīng)這個(gè)時(shí)代。

經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了較完善的考試專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)，很多機(jī)構(gòu)根據(jù)自己的職能建立了數(shù)字化試卷分析系統(tǒng)，但這對(duì)目前中國(guó)學(xué)校來(lái)說(shuō)并不符合國(guó)情。試卷分析在國(guó)內(nèi)屬于起步階段，以往對(duì)學(xué)生考卷的分析，大多是用人工方式來(lái)完成的，操作過(guò)程周期長(zhǎng)且容易出錯(cuò)。引進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助工具（如Excel）后，情況有所改善，在數(shù)據(jù)量少的情況下，這些軟件基本可以勝任。但是當(dāng)數(shù)據(jù)量大到一定程度時(shí)，就需要專(zhuān)門(mén)的系統(tǒng)來(lái)分析和處理這些數(shù)據(jù)信息。教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)輔助分析是其必由之路，在一定意義上，它能促進(jìn)成績(jī)考核和教學(xué)管理的定量化、科學(xué)化。

2 教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)的選擇、學(xué)習(xí)和分析

目前，國(guó)內(nèi)比較成熟的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)有：全通數(shù)碼科技有限公司自主研發(fā)的產(chǎn)品MEQS，深圳海云天公司研發(fā)的海云天教育測(cè)評(píng)及教育質(zhì)量評(píng)估體系以及南昌麗升信息技術(shù)有限公司的LeaScent教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)等。

教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)一般具有如下功能：（1）答題卡制作；（2）試卷掃描；（3）識(shí)別裁切；（4）試卷分發(fā)；（5）閱卷客戶端；（6）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。因其有針對(duì)性和可移植性，基本符合“教育測(cè)量學(xué)”要求的統(tǒng)計(jì)分析與評(píng)價(jià)功能。下面以LeaScent教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)為例，介紹學(xué)生、家長(zhǎng)和教師使用較多的“數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表”功能。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能主要包括：（1）成績(jī)報(bào)表中分析了各班各科各題的正答率、難度系數(shù)、區(qū)分度、均分、標(biāo)準(zhǔn)差，還根據(jù)試題作答情況統(tǒng)計(jì)出試題的閃光燈、薄弱點(diǎn)；（2）綜合指標(biāo)分析統(tǒng)計(jì)各班的有效人數(shù)、最高分、最低分、均分、優(yōu)秀率、及格率、低分率、標(biāo)準(zhǔn)差、眾數(shù)等信息；（3）分?jǐn)?shù)段統(tǒng)計(jì)表靈活變動(dòng)，可根據(jù)學(xué)校具體要求來(lái)進(jìn)行設(shè)置，細(xì)分到1分一個(gè)分?jǐn)?shù)段，統(tǒng)計(jì)年級(jí)各班均分、優(yōu)秀數(shù)、及格數(shù)的排名和各分?jǐn)?shù)段每個(gè)班所占的人數(shù)比；（4）分?jǐn)?shù)段頻數(shù)分析顯示各班分?jǐn)?shù)段之間的人數(shù)和年級(jí)累加總?cè)藬?shù)，附帶頻數(shù)分析圖能直觀的看出各班之間的差距；（5）考試情況統(tǒng)計(jì)表中詳細(xì)記錄了考號(hào)填涂有問(wèn)題的學(xué)生姓名、考號(hào)；（6）總分排名顯示每個(gè)學(xué)生各科目成績(jī)的具體分?jǐn)?shù)，總分、單科的年級(jí)排名、班級(jí)排名；（7）總分報(bào)表導(dǎo)出能提供給每個(gè)學(xué)生一張自己的成績(jī)單；（8）可生成學(xué)生脫機(jī)查詢庫(kù)，便于學(xué)生查詢自己的試卷成績(jī)信息。

3 高三生物考試分析及對(duì)策

借助教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)對(duì)考試進(jìn)行分析和教學(xué)調(diào)整，擬以“問(wèn)題、反思、策略”為主線，根據(jù)系統(tǒng)分析結(jié)果，分析教學(xué)中存在的問(wèn)題、進(jìn)行反思，提出解決問(wèn)題的策略，推進(jìn)有效教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。下面以2012年至2013學(xué)年某次生物全市模擬考試為例進(jìn)行分析。

3.1 考試試題信度分析

本套試題沒(méi)有超綱、試題不偏，考查內(nèi)容都是高考所要求的考點(diǎn)。重點(diǎn)考查了本學(xué)科的核心知識(shí)（光合作用、呼吸作用、細(xì)胞分裂遺傳的基本規(guī)律、基因表達(dá)、可遺傳變異的類(lèi)型、基因工程、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機(jī)制、二次免疫、生態(tài)系統(tǒng)的功能，DNA的粗提取和蛋白質(zhì)的分離，生態(tài)工程的原理，探究實(shí)驗(yàn)）；試題分布廣泛（細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能、減數(shù)分裂、種群和群落沒(méi)有出題）且較合理，難度適中，基本沒(méi)有學(xué)生做過(guò)的原題，多為改編試題，無(wú)特別新穎試題（高考中的新材料題）。著重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解能力、分析能力、應(yīng)用能力和實(shí)驗(yàn)探究能力，在核心知識(shí)和能力考查方面、題型、題量、試卷編制等都符合高考的要求或與高考一致，因此，總體來(lái)說(shuō)本套試題具有較好的可信度。

3.2 考試情況及分析

從考試均分看：本次考試總體情況良好，考試成績(jī)與兄弟學(xué)?？荚嚦煽?jī)比較可以看出，均分高出約11分，如果排除閱卷不統(tǒng)一造成的誤差，至少均分也要高出5分以上；僅從客觀題（選擇題）來(lái)看，我校的均分比其他學(xué)校的均分高約20%。

從臨界生（是指上一本邊緣的學(xué)生）的轉(zhuǎn)化情況看：臨界生工作取得了明顯的效果，各個(gè)班級(jí)上次的臨界生這次都有不同程度的轉(zhuǎn)化，如2班，上次班主任確定的9個(gè)臨界生中，已經(jīng)有6人被轉(zhuǎn)化，補(bǔ)差工作也有明顯的效果，參加補(bǔ)差的學(xué)生都有不同程度的提高。

由此可知，本次考試有明顯的進(jìn)步，可以說(shuō)取得了良較好的成績(jī)。但是通過(guò)學(xué)生各試題的得分情況分析、學(xué)生答題卷的分析以及對(duì)答卷的面批、和學(xué)生面談的綜合分析，還存在許多問(wèn)題，下面就學(xué)生本次考試及學(xué)習(xí)過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行分析。

3.3 問(wèn)題診斷分析

3.3.1 易錯(cuò)題的分析

試卷第3題：占人類(lèi)基因組中近一半的“垃圾”DNA之前一直被認(rèn)為是沒(méi)有意義的，科學(xué)家新發(fā)現(xiàn)一種酶，該酶能在基因組的任何位置中“剪切”和“黏貼、垃圾”DNA，

而“垃圾”DNA的移動(dòng)對(duì)細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生影響。下列關(guān)于說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）。

A 該酶的成分可以是蛋白質(zhì)或脂質(zhì)

B 該酶作用于磷酸二酯鍵

C 該酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的有機(jī)物

D 該酶有高效性和專(zhuān)一性

分析：本題均分為2.9分（滿分4分），難度系數(shù)0.72，區(qū)分度0.28。

考點(diǎn)分析：本題考查酶的化學(xué)本質(zhì)（種類(lèi)），酶的作用特點(diǎn)（高效性、專(zhuān)一性）。題干給予最新的科研成果，選項(xiàng)中設(shè)置干擾項(xiàng)，著重考查學(xué)生信息獲取能力以及運(yùn)用相關(guān)生物學(xué)知識(shí)規(guī)律推理判斷能力。

錯(cuò)因分析：錯(cuò)誤選項(xiàng)B（7人）、C（23人）、D（144人）。

學(xué)生錯(cuò)誤集中在D選項(xiàng)的主要原因：（1）知識(shí)方面：知識(shí)點(diǎn)（酶的本質(zhì)-蛋白質(zhì)/RNA）遺忘，也有不少思維敏捷的同學(xué)認(rèn)為此酶可能是新發(fā)現(xiàn)的全新的酶類(lèi)，不同于已知的任何一種酶類(lèi)，誤認(rèn)為A正確；（2）能力以及應(yīng)考策略方面：本題給予新信息，題目中設(shè)置對(duì)應(yīng)的干擾項(xiàng)，對(duì)學(xué)生新信息獲取以及排除干擾能力有一定要求。題干“該酶在基因組任何位置”，選項(xiàng)D“專(zhuān)一性”，不少同學(xué)將該酶與限制酶比較，認(rèn)為材料中的信息已經(jīng)了此酶的專(zhuān)一性。酶的專(zhuān)一性有絕對(duì)專(zhuān)一與相對(duì)專(zhuān)一之分（簇專(zhuān)一，鍵專(zhuān)一等），不少同學(xué)對(duì)酶專(zhuān)一認(rèn)識(shí)不足，在信息與干擾下選擇D。

3.3.2 易錯(cuò)題的診斷與矯正試題

（對(duì)應(yīng)試卷第3題）當(dāng)某種RNA存在時(shí)，生物體內(nèi)的某種化學(xué)反應(yīng)能正常進(jìn)行，當(dāng)這種RNA被有關(guān)的酶水解后，此種化學(xué)反應(yīng)的速率便慢了下來(lái)。由此可以說(shuō)明：

A RNA是核酸的一種

B RNA也可起生物催化劑的作用

C RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中

D RNA是該種生物的遺傳物質(zhì)

正確答案B：此題考察酶的化學(xué)本質(zhì)， 題目中給予新的信息，要求學(xué)生根據(jù)信息做相關(guān)判斷?？疾斓闹R(shí)點(diǎn)，能力要求與試卷試題高度吻合。

3.4 反思和體會(huì)

（1）進(jìn)一步落實(shí)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成。以教材為藍(lán)本，先按每節(jié)知識(shí)為單位，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系，然后，再以章為單位構(gòu)建。最好的方式是引導(dǎo)學(xué)生自己構(gòu)建，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，老師不要包辦。

（2）狠抓核心概念的教學(xué)。對(duì)核心概念不僅要從概念的內(nèi)涵、外延，講清楚、將透徹；而且，盡量將相關(guān)概念聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)比較、分析，加深學(xué)生對(duì)核心概念的理解，避免學(xué)生對(duì)核心概念的混淆。

（3）始終堅(jiān)持“以培養(yǎng)學(xué)生的能力為主”的教學(xué)思想。在今后的復(fù)習(xí)過(guò)程中，根據(jù)教學(xué)的具體內(nèi)容，圍繞考綱要求的十一種能力，有計(jì)劃、有步驟的一一加以落實(shí)。尤其要把學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移能力、從文字、圖表中獲取知識(shí)的能力，實(shí)驗(yàn)探究能力、審題和答題能力放在首位。

（4）重視對(duì)臨界生的面批、面談工作。通過(guò)面批臨界生的答卷和相互交談，將“掌握學(xué)情、落實(shí)教學(xué)方法”真正落到實(shí)處；準(zhǔn)確把握學(xué)生存在的具體問(wèn)題：能力、方法、思路、技巧等。確定知識(shí)的難點(diǎn)、重點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)，落實(shí)矯正的具體措施；使我們的教學(xué)更加具有針對(duì)性。

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第4篇：系統(tǒng)生物學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：紅外光點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)；射箭技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：G804.66文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編 號(hào)：1007-3612(2007)05-0629-05

射箭在我國(guó)是一項(xiàng)古老而又年輕的體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。隨著時(shí)代的變遷，射箭的技術(shù)和動(dòng)作姿勢(shì) ，以及對(duì)射手們的訓(xùn)練也逐漸有了較為完整的理論指導(dǎo)。本研究借助Qualisys紅外光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)北京射箭隊(duì)運(yùn)動(dòng)員的射箭技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)分 析，一方面探討應(yīng)用這一測(cè)試設(shè)備對(duì)射箭技術(shù)進(jìn)行分析與診斷的可行性與操作方法，另一方 面對(duì)北京射箭隊(duì)運(yùn)動(dòng)員的射箭技術(shù)進(jìn)行分析與診斷，提出技術(shù)改進(jìn)建議。

1研究對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象研究對(duì)象為北京射箭隊(duì)運(yùn)動(dòng)員，基本情況見(jiàn)表1。

1.2研究方法 應(yīng)用Qualisys紅外遠(yuǎn)射運(yùn)動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員射箭技術(shù)進(jìn)行采集與分析。該系統(tǒng)由于不需要 人工識(shí)別測(cè)量點(diǎn)，消除了坐標(biāo)數(shù)據(jù)獲得過(guò)程中的人為誤差，而且該系統(tǒng)拍攝頻率可以達(dá)到每 秒500幅，因此特別適合于測(cè)試身體運(yùn)動(dòng)位移細(xì)微的動(dòng)作技術(shù)。

本研究分別在受試者弓（四個(gè)點(diǎn)）、兩側(cè)手中指掌指關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、髖關(guān) 節(jié)粘貼標(biāo)志點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集頻率為每秒100幅。由于硬件設(shè)備計(jì)算速度的限制，采集時(shí)間設(shè)為6s。

進(jìn)行正式測(cè)試前，首先對(duì)測(cè)試空間進(jìn)行坐標(biāo)參數(shù)標(biāo)定，標(biāo)定通過(guò)后要求受試者在標(biāo)定范圍內(nèi) 完成整個(gè)射箭動(dòng)作。由于采集時(shí)間的限制，本研究只能采集到運(yùn)動(dòng)員整個(gè)動(dòng)作技術(shù)中基本階 段的開(kāi)弓、固姿與瞄準(zhǔn)、繼續(xù)用力與撒放動(dòng)作。

選擇運(yùn)動(dòng)員10環(huán)動(dòng)作進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)處理應(yīng)用Qtools、Excel等計(jì)算軟件。以弓上標(biāo)志 點(diǎn)位移的突然變化作為撒放時(shí)刻。本研究中Y軸正方向指向箭發(fā)射方向，X軸正方向與Y 軸垂直，指向運(yùn)動(dòng)員右側(cè)，Z軸正方向指向豎直上方。

2結(jié)果與分析

射箭整個(gè)動(dòng)作技術(shù)可分為準(zhǔn)備階段、基本階段、結(jié)束階段三個(gè)動(dòng)作階段，由于采集時(shí)間的限 制，本研究只對(duì)射箭基本階段中的開(kāi)弓、固勢(shì)與瞄準(zhǔn)、繼續(xù)用力與撒放動(dòng)作技術(shù)進(jìn)行分析。

2.1開(kāi)弓階段 開(kāi)弓動(dòng)作是舉弓動(dòng)作的繼續(xù)，在持弓臂伸展的基礎(chǔ)上拉弓臂后伸，背部肌群的收縮和拉弦臂 肩帶內(nèi)收肌群的力量將弓沿箭線拉開(kāi)。開(kāi)弓的技術(shù)規(guī)范是保持身體姿勢(shì)，特別是前臂和軀干 的角度不變。拉弓臂以肩關(guān)節(jié)為圓心，以上臂長(zhǎng)為半徑做圓周運(yùn)動(dòng)，外觀是肘的引伸，實(shí)際 是以背肌開(kāi)弓，拉弦手的手指、手背、手腕并不用力。拉弦手要沿箭線直接靠向頜下，不可 去迎合弓弦和拉弦手。

2.1.1拉弦手運(yùn)動(dòng)情況 圖1所示前四名受試運(yùn)動(dòng)員開(kāi)弓階段拉弦手在不同平面上的位移情況。從圖1可以看出，運(yùn)動(dòng)員拉弦手在水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)并不是直接向后的，而是在向后拉弦開(kāi)弓的同時(shí)均有向 左（靠?jī)?nèi)）方向的運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明此時(shí)運(yùn)動(dòng)員向內(nèi)拉弦靠向頜下。拉弦手在矢 狀面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)也不是水平向后的，而是向后拉弦的同時(shí)有向下運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，且多數(shù)運(yùn)動(dòng)員是 向下運(yùn)動(dòng)到一定位置后又有上挑動(dòng)作出現(xiàn)（如圖1矢狀面中B、C、D三名運(yùn)動(dòng)員）。圖中所示 拉弦手 的運(yùn)動(dòng)與技術(shù)要求是不符的，因?yàn)殚_(kāi)弓階段拉弦手除了應(yīng)沿箭線向后運(yùn)動(dòng)外不應(yīng)向任何方向 運(yùn)動(dòng)，否則瞄準(zhǔn)面將有可能發(fā)生偏離，導(dǎo)致在固勢(shì)瞄準(zhǔn)階段需進(jìn)一步調(diào)整。

2.1.2持弓臂運(yùn)動(dòng)情況 圖2所示A和C兩名運(yùn)動(dòng)員持弓手開(kāi)弓階段在三個(gè)方向上的位移情況。從圖中可以看出， A運(yùn)動(dòng)員在三個(gè)方向上的位移均無(wú)規(guī)律，不但在垂直方向和左右方向上飄忽不定，甚至在前 后方向上也由前向后移動(dòng)了近4 mm，說(shuō)明該運(yùn)動(dòng)員持弓臂撐弓能力不足，表現(xiàn)為極不穩(wěn)定 的持弓技術(shù)。而C運(yùn)動(dòng)員持弓手在開(kāi)弓階段的運(yùn)動(dòng)雖也有變化起伏，但相對(duì)而言比較平緩穩(wěn) 定。該運(yùn)動(dòng)員持弓由左向右、由上向下開(kāi)弓瞄準(zhǔn)，在前后方向上略有后移。圖2是本研 究中持弓手在開(kāi)弓階段運(yùn)動(dòng)最無(wú)規(guī)律和最有穩(wěn)定規(guī)律的兩名運(yùn)動(dòng)員，其他運(yùn)動(dòng)員持弓手動(dòng)作 介于這兩名運(yùn)動(dòng)員之間。

2.1.3軀干運(yùn)動(dòng)情況 開(kāi)弓階段運(yùn)動(dòng)員軀干應(yīng)保持穩(wěn)定。本研究將兩肩連線和兩髖連線的交角定義為軀干扭轉(zhuǎn)角， 并用這一指標(biāo)評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員軀干上下兩部分的相對(duì)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從圖3中所示A、D、E3名運(yùn)動(dòng)員 在開(kāi)弓階段軀干扭轉(zhuǎn)角度變化可以看出，多數(shù)運(yùn)動(dòng)員軀干在開(kāi)弓階段一直在扭轉(zhuǎn)。本研究中 軀干扭轉(zhuǎn)幅度平均為4.4°，最大幅度為6.1°，只有一名運(yùn)動(dòng)員軀干幾乎沒(méi)有扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)角 度僅為0.2°。開(kāi)弓階段軀干扭轉(zhuǎn)的原因是由于肩背部肌群收縮用力撐弓拉弦，當(dāng)用力不平 衡時(shí)兩肩產(chǎn)生相對(duì)于下身的扭轉(zhuǎn)動(dòng)作。

除了軀干扭轉(zhuǎn)動(dòng)作外，本研究運(yùn)動(dòng)員開(kāi)弓階段軀干還有不同程度的晃動(dòng)。圖4顯示本研 究A和C兩名受試運(yùn)動(dòng)員開(kāi)弓階段軀干在水平面內(nèi)的移動(dòng)情況。從圖中可以看出，不同運(yùn)動(dòng)員 身體晃動(dòng)趨勢(shì)并不相同。但X方向運(yùn)動(dòng)要遠(yuǎn)大于Y方向運(yùn)動(dòng)。由于X方向是水平面內(nèi)垂直于箭 線的方向，也即運(yùn)動(dòng)員站立時(shí)的前后方向，因此圖中曲線顯示運(yùn)動(dòng)員在開(kāi)弓過(guò)程中軀干的 運(yùn)動(dòng)主要向前移重心，移動(dòng)幅度平均為5.8 mm，而在運(yùn)動(dòng)員左右方向，即箭線方向的運(yùn)動(dòng)幅 度不大，平均為1.2 mm，且有的運(yùn)動(dòng)員向左（前）運(yùn)動(dòng)，有的運(yùn)動(dòng)員向右（后）運(yùn)動(dòng)。 圖3開(kāi)弓階段軀干扭轉(zhuǎn)角度變化圖4兩名運(yùn)動(dòng)員開(kāi)弓階段軀干在X、Y方向上的位移

2.2固勢(shì)與瞄準(zhǔn) 固勢(shì)是開(kāi)弓動(dòng)作的延伸，是動(dòng)作形成的關(guān)鍵一環(huán)，是射好一支箭的基礎(chǔ)。其結(jié)構(gòu)的規(guī)范與否 直接關(guān)系到命中率，所以固勢(shì)動(dòng)作的質(zhì)量一定要高。圖5所示運(yùn)動(dòng)員右肘關(guān)節(jié)在開(kāi)弓向固勢(shì)過(guò)渡過(guò)程中的位移情況，從圖中可以看出，運(yùn)動(dòng)員右 肘向后運(yùn)動(dòng)的速度在開(kāi)弓階段較快，而固勢(shì)階段速度明顯下降但并沒(méi)有停頓。 固勢(shì)動(dòng)作緩慢接近停止，因此隨著固勢(shì)時(shí)間的延長(zhǎng)，相關(guān)肌肉可能會(huì)出現(xiàn)松弛的現(xiàn)象。

據(jù)比賽現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，運(yùn)動(dòng)員低環(huán)位中靶的箭往往瞄準(zhǔn)時(shí)間偏長(zhǎng)。而瞄準(zhǔn)時(shí)間偏長(zhǎng)，往 往是由于瞄準(zhǔn)動(dòng)作不順利，動(dòng)作不協(xié)調(diào)造成的。從肌肉收縮的松弛特性來(lái)分析，當(dāng)瞄準(zhǔn)時(shí)間 偏長(zhǎng)時(shí)，射箭用力的諸肌肉中的彈性成份會(huì)產(chǎn)生松弛現(xiàn)象。此時(shí)，雖然運(yùn)動(dòng)員主觀感覺(jué)上仍 保持原先的用力狀態(tài)，或加力進(jìn)行瞄準(zhǔn)動(dòng)作，但實(shí)際上拉弓或推弓力已因松弛特性而有所下 降。瞄準(zhǔn)時(shí)間偏長(zhǎng)的箭，肌肉用力受到松弛特性的影響較大，是瞄準(zhǔn)時(shí)間偏長(zhǎng)的箭命中環(huán)位 偏低的另一個(gè)原因。本研究中運(yùn)動(dòng)員平均固勢(shì)瞄準(zhǔn)時(shí)間為3.54 s，最少為2.50 s，最多為4. 30 s。 2.2.1兩臂用力分析 開(kāi)弓、繼續(xù)用力動(dòng)作，就是兩臂通過(guò)肌肉用力，抵抗和克服弓的彈性力的作用，使弓的 拉距不斷擴(kuò)大的肌肉用力過(guò)程。因此射箭時(shí)的兩臂用力形式與弓的彈性力的作用形式相適應(yīng) 。

由于弓的彈性力對(duì)持弓臂產(chǎn)生壓力與內(nèi)合力的作用。因此持弓臂相應(yīng)產(chǎn)生推力與抗內(nèi)合 力。持弓臂所產(chǎn)生的推弓力合力并非沿著持弓臂縱軸發(fā)生推力，而是與縱軸形成一定大小的 夾角。這樣才能很好地克服弓的彈性力的作用，將弓穩(wěn)固地支持住。該力產(chǎn)生兩個(gè)分力，一 個(gè)分力沿著持弓臂縱軸，抵抗和克服弓的彈性力的壓力作用；另一個(gè)分力與持弓臂縱軸垂直 ，抵抗克服弓的彈性力的內(nèi)合力的作用，所以亦稱抗內(nèi)合力。

推弓力是由持弓臂肩部的前鋸肌收縮，使肩胛骨產(chǎn)生外展（遠(yuǎn)離脊柱）活動(dòng)，使肩胛骨 穩(wěn)固地固定在合適的位置，通過(guò)肩胛骨的肩關(guān)節(jié)面對(duì)持弓臂產(chǎn)生推力。抗內(nèi)合力是通過(guò)持弓 臂肩關(guān)節(jié)的三角肌后份的收縮力，使持弓臂產(chǎn)生水平伸的動(dòng)作趨勢(shì)，產(chǎn)生抗內(nèi)合力，將持弓 臂固定在合理的持弓位置。

為了抵抗弓的彈性力的作用，將弓拉開(kāi)，拉弓臂通過(guò)勾弦手指對(duì)弓產(chǎn)生拉弓力。所以拉弓力 也稱開(kāi)弓、繼續(xù)用力動(dòng)作的動(dòng)力。拉弓力也可以分解為沿著拉弓臂上臂的縱軸，背向肩關(guān)節(jié) 的一個(gè)分力來(lái)抵抗弓的彈性力的壓力的作用，另一個(gè)分力與上臂縱軸垂直，它是克服和抵抗 內(nèi)合作用，其作用是使弓的拉距不斷地增大，所以該力是開(kāi)弓、繼續(xù)用力動(dòng)作中起主要作用 ，也是開(kāi)弓的動(dòng)力。由解剖學(xué)知識(shí)，不難了解到，前一分力主要由前鋸肌收縮力產(chǎn)生的。后 一分力主要由三角肌后份收縮力產(chǎn)生的。

2.2.2拉弦手運(yùn)動(dòng) 圖6所示4名運(yùn)動(dòng)員固勢(shì)階段拉弦手在水平面和矢狀面的運(yùn)動(dòng)情況。圖中看出， 在水平面內(nèi)，雖然拉弦手一直保持向后運(yùn)動(dòng)，但仍同時(shí)具有向左或右（即向內(nèi)或向外）的運(yùn) 動(dòng)，有的運(yùn)動(dòng)員還十分明顯。拉弦手在向后運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還伴隨著向下 運(yùn)動(dòng)。在固勢(shì)時(shí)拉弦手需要繼續(xù)用力，人弓系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)中瞄準(zhǔn)撒放，但拉弦手幅度過(guò)大或不 平緩的運(yùn)動(dòng)顯然是不合理的，特別是在左右和上下方向的運(yùn)動(dòng)，將影響箭線的方向，給瞄準(zhǔn) 造成困難。圖6固勢(shì)階段拉弦手水平面上、矢狀面的位移情況

2.2.3持弓臂的運(yùn)動(dòng) 開(kāi)弓、繼續(xù)用力動(dòng)作階段，弓的拉距是在不斷擴(kuò)大的。因此作用于運(yùn)動(dòng)員兩臂的弓的彈性力 也相應(yīng)增大。

射箭時(shí)運(yùn)動(dòng)員的持弓臂手會(huì)在前后方向、左右方向及上下方向上產(chǎn)生位移。從圖7中可以看 出，多數(shù)運(yùn)動(dòng)員的弓在固勢(shì)階段有向后運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員前撐用力并不積極。有的運(yùn) 動(dòng)員在固勢(shì)階段后期弓還有忽前忽后、左右晃動(dòng)的現(xiàn)象。例如F運(yùn)動(dòng)員雖然向后運(yùn)動(dòng)幅度很 小，但整個(gè)固勢(shì)階段出現(xiàn)了兩次向前向后和向左向右的反復(fù)。運(yùn)動(dòng)員A的弓一直較大幅度的 向后運(yùn)動(dòng)，聯(lián)系圖6中其拉弦手的運(yùn)動(dòng)狀況可以發(fā)現(xiàn)，在固勢(shì)階段該運(yùn)動(dòng)員具有整體向后運(yùn) 動(dòng)的趨勢(shì)。以上情況說(shuō)明，持弓臂的前撐用力技術(shù)尚有待完善。

除運(yùn)動(dòng)員F外（圖7），多數(shù)運(yùn)動(dòng)員弓在上下方向的運(yùn)動(dòng)幅度很小。顯然，F(xiàn)運(yùn)動(dòng)員在固勢(shì) 過(guò)程中弓晃動(dòng)明顯。

在運(yùn)動(dòng)幅度上，運(yùn)動(dòng)員在左右方向平均移動(dòng)56 mm，最大70 mm，最小43 mm；在前后方向上 平均移動(dòng)4.2 mm，最大5.5 mm，最小3.1 mm；在上下方向上平均移動(dòng)8.7 mm，最大為105mm，最小為6.7 mm。顯然在運(yùn)動(dòng)員主要為箭線方向的移動(dòng)。這一結(jié)果可說(shuō)明兩方面情況：一 方面說(shuō)明瞄準(zhǔn)開(kāi)始時(shí)，準(zhǔn)星在上下方向較靠近靶心，而在左右方向上則較遠(yuǎn)離靶心。因此瞄 準(zhǔn)動(dòng)作在左右方向上的移動(dòng)要大于上下方向上的移動(dòng)；另一方面說(shuō)明，依據(jù)肩部肌肉配布情 況，決定了持弓臂在上下方向上容易穩(wěn)定，而在左右方向上，活動(dòng)較大，不易穩(wěn)定。所以測(cè) 試結(jié)果表明，左右方向上位移量要大于上下方向上的位移量。以上狀況是否合理，有待進(jìn)一 步分析。

另外從對(duì)弓上下兩個(gè)標(biāo)志點(diǎn)之間的相對(duì)位移研究發(fā)現(xiàn)，在固勢(shì)瞄準(zhǔn)階段弓上下兩點(diǎn)之間相對(duì) 位移極小，說(shuō)明弓在這一階段的變形可以忽略不計(jì)。綜合弓在三個(gè)方向的位移可以說(shuō)明，固 勢(shì)階段影響弓的穩(wěn)定性的因素主要是平動(dòng)，它對(duì)箭的準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定影響。而弓的轉(zhuǎn)動(dòng)和變 形對(duì)穩(wěn)定性的影響極小，幾乎可以忽略。

2.2.4軀干運(yùn)動(dòng) 軀干保持穩(wěn)定是固勢(shì)瞄準(zhǔn)的基礎(chǔ)。圖8所示固勢(shì)階段運(yùn)動(dòng)員軀干扭轉(zhuǎn)情況。聯(lián)系開(kāi)弓階段運(yùn) 動(dòng)員軀干扭轉(zhuǎn)情況和圖8中曲線變化可以看出，開(kāi)弓階段軀干發(fā)生扭轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)員在固勢(shì)階 段繼續(xù)保持扭轉(zhuǎn)動(dòng)作，但在固勢(shì)階段后期扭轉(zhuǎn)停止，而開(kāi)弓階段軀干沒(méi)有扭轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)員在固 勢(shì)階段依然保持軀干無(wú)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

在固勢(shì)階段，本研究運(yùn)動(dòng)員軀干扭轉(zhuǎn)幅度平均為1.5°，最大為2.3°，最小為0.3°。

圖9是本研究?jī)擅\(yùn)動(dòng)員固勢(shì)瞄準(zhǔn)階段軀干在前后和上下方向的運(yùn)動(dòng)情況。不同運(yùn) 動(dòng) 員軀干運(yùn)動(dòng)方向并不相同，運(yùn)動(dòng)幅度也有一定差別。瞄準(zhǔn)動(dòng)作是通過(guò)身體多環(huán)節(jié)精細(xì)、協(xié)調(diào) 配合運(yùn)動(dòng)情況下完成的。它并不要求運(yùn)動(dòng)員在瞄準(zhǔn)的一開(kāi)始就力求“對(duì)準(zhǔn)”靶心并穩(wěn)住不動(dòng) 地等待撒放。如果這么做，會(huì)使瞄準(zhǔn)動(dòng)作僵化。由于人體生理、心理、肌肉收縮等多方面因 素的影響，要想保持軀干絕對(duì)不動(dòng)是不可能的，與其肌肉緊張身體僵硬的試圖保持軀干固定 ，不如使其平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)中瞄準(zhǔn)、撒放。因此，固勢(shì)階段軀干向某一方向平穩(wěn)的運(yùn) 動(dòng)是提高瞄準(zhǔn)質(zhì)量的基礎(chǔ)，合理的做法，是要求運(yùn)動(dòng)員在瞄準(zhǔn)的開(kāi)始時(shí)，有規(guī)律對(duì)準(zhǔn)靶心附 近某一位置，然后用平穩(wěn)的動(dòng)作，較快的速度、準(zhǔn)確地向靶心逼近，并在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行撒放。

同開(kāi)弓階段一樣，運(yùn)動(dòng)員軀干在其前后方向（X方向）運(yùn)動(dòng)的幅度要遠(yuǎn)大于在其左右方向（Y 方向）上的運(yùn)動(dòng)。本研究中運(yùn)動(dòng)員在固勢(shì)階段身體在前后（X方向）移動(dòng)的幅度平均為8.6 m m，最大為11.5 mm，最小為6.1 mm，在左右（Y方向）移動(dòng)的幅度平均4.7 mm，最大為6 .3 mm，最小為3.4 mm。圖9兩名運(yùn)動(dòng)員固姿瞄準(zhǔn)階段軀干在X、Y方向上的位移

2.2.5人弓整體運(yùn)動(dòng)情況 固勢(shì)瞄準(zhǔn)階段雖然要求身體相對(duì)“固定”，但不是絕對(duì)不動(dòng)，相反，在瞄準(zhǔn)時(shí)還要強(qiáng)調(diào) 繼續(xù)用力不能停頓。因此，身體與弓的運(yùn)動(dòng)形式將對(duì)能否高質(zhì)量瞄準(zhǔn)撒放產(chǎn)生重要影響。圖 10顯示了本研究中一名運(yùn)動(dòng)員在開(kāi)弓、固勢(shì)瞄準(zhǔn)和撒放過(guò)程中兩髖中點(diǎn)、兩肩中點(diǎn)、 頭和弓中部點(diǎn)四個(gè)位置在不同方向上的運(yùn)動(dòng)情況。從圖中可以看出該運(yùn)動(dòng)員在各個(gè)方向均沒(méi) 有做到人弓運(yùn)動(dòng)同步。在X方向弓和兩髖中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)基本同步，但卻與頭和兩肩中點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方 向相反。在Y方向，開(kāi)弓階段頭與其他三點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反，在固勢(shì)前半階段四點(diǎn)運(yùn)動(dòng)同步， 但到后半段兩髖中點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與其他三點(diǎn)運(yùn)動(dòng)相反。在Z方向，人體上三點(diǎn)運(yùn)動(dòng)基本同步 ，但弓的運(yùn)動(dòng)呈波浪式下降。本研究其他運(yùn)動(dòng)員人弓運(yùn)動(dòng)情況與其近似，只是在運(yùn)動(dòng)幅度上 略有差異。

圖11是A運(yùn)動(dòng)員持弓臂各關(guān)節(jié)點(diǎn)和弓在整個(gè)開(kāi)弓、固勢(shì)階段在三個(gè)方向上的位移情況 。在X方向和Y方向開(kāi)弓和固勢(shì)前半段各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)同步性較差，但固勢(shì)后半段已基本做到同步運(yùn) 動(dòng)，說(shuō)明該運(yùn)動(dòng)員能及時(shí)調(diào)整持弓臂各肌肉力量的分配，保持持弓的穩(wěn)定。在Z方向除肩關(guān) 節(jié)外，持弓臂肘、腕、手和弓四點(diǎn)位移基本同步，都是呈波浪式下降。這說(shuō)明該運(yùn)動(dòng)員持弓 臂腕肘關(guān)節(jié)固定良好，但肩關(guān)節(jié)穩(wěn)定性較差。本研究其他運(yùn)動(dòng)員也有類(lèi)似的現(xiàn)象發(fā)生，但幅 度稍小。圖11A運(yùn)動(dòng)員持弓臂固姿階段X、Y、Z方向位移

2.3撒放動(dòng)作 由于紅外光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)不能記錄運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作技術(shù)影像，因此本研究無(wú)法準(zhǔn)確判定固勢(shì)瞄 準(zhǔn)與撒放動(dòng)作之間的特征畫(huà)面，同理也不能準(zhǔn)確判定撒放瞬間畫(huà)面。因此，本研究反復(fù)觀察 研究運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作技術(shù)和紅外光點(diǎn)記錄數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，以弓上標(biāo)志點(diǎn)位移的突然變化作為撒 放時(shí)刻。

觀察拉弓臂勾弦手上的紅外光點(diǎn)檢測(cè)資料發(fā)現(xiàn)，拉弦手撒放過(guò)程中普遍存在短暫的向前，即 向拉弓動(dòng)作相反方向的移動(dòng)。其位移幅度平均為4.5 mm，最多為9.7 mm，最少為1.3 mm，經(jīng) 歷時(shí)間平均為50 ms。圖12中是本研究?jī)擅\(yùn)動(dòng)員撒放前后鉤弦手在前后方向的位移曲線。 從中可以看出，瞄準(zhǔn)階段鉤弦手平穩(wěn)持續(xù)地向后運(yùn)動(dòng)，但在撒放前后卻有短暫且明顯的向前 運(yùn)動(dòng)，之后才是撒放后手的向后運(yùn)動(dòng)。由于不能準(zhǔn)確判斷撒放時(shí)刻，因此我們也不能判定鉤 弦手的這種運(yùn)動(dòng)是撒放前特別忌諱的“松撒”錯(cuò)誤，還是撒放后“反向”運(yùn)動(dòng)。圖12拉弦手撒放前后在前后方向的位移

“松撒”不但會(huì)減少箭發(fā)射的能量，而且破壞了原先的瞄準(zhǔn)狀態(tài)，對(duì)箭命中環(huán)位造成不利影 響。但從對(duì)射箭動(dòng)作的不利影響來(lái)講，“反向”運(yùn)動(dòng)與“松撒”的不良影響的性質(zhì)是一樣的 ，只不過(guò)是在動(dòng)作的大小程度上有差異而已。因此“反向”運(yùn)動(dòng)與“松撒”是同類(lèi)性質(zhì)的不 良動(dòng)作，但它卻普遍存在，因此這一現(xiàn)象應(yīng)引起我們的重視 與研究。

3結(jié)論

1) 本研究應(yīng)用Qualisys紅外光點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)射箭技術(shù)中人、弓微小運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了細(xì)致的記錄 與描述。由于紅外光點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量采樣頻率及分辨率極高，測(cè)試誤差小，因此該測(cè)量手 段可作為射箭技術(shù)特別是運(yùn)動(dòng)員和弓穩(wěn)定性的測(cè)量與研究的理想手段。

2) 固勢(shì)階段影響弓的穩(wěn)定性的因素主要是平動(dòng)，它對(duì)箭的準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定影響。而轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì) 穩(wěn)定性的影響極小，幾乎可以忽略。

3) 受試運(yùn)動(dòng)員在撒放前后普遍出現(xiàn)“松撒”和“反向”運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。

4) 多數(shù)運(yùn)動(dòng)員在固勢(shì)階段很難做到人弓整體，持弓臂和身體的運(yùn)動(dòng)并不同步。

第5篇：系統(tǒng)生物學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)；教學(xué)；醫(yī)學(xué)院校；課程

生命系統(tǒng)高度復(fù)雜,成千上萬(wàn)的基因相互作用,形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),繼而完成特定的生物學(xué)過(guò)程。傳統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)從單個(gè)基因角度出發(fā),探索生命現(xiàn)象或者疾病致病機(jī)制,忽略了系統(tǒng)中各個(gè)層面的交互、支持、整合等作用,限制了生物學(xué)研究的發(fā)展。隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,海量組學(xué)數(shù)據(jù)(基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、表觀組、互作組等)的涌現(xiàn),以及生物信息整合分析技術(shù)的開(kāi)發(fā),計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)應(yīng)運(yùn)而生[1]。計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)是生物信息專(zhuān)業(yè)本科生基礎(chǔ)課程。自哈爾濱醫(yī)科大學(xué)2003年開(kāi)設(shè)生物信息專(zhuān)業(yè)以來(lái),計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)一直是該專(zhuān)業(yè)學(xué)生的主干課程,經(jīng)過(guò)多年的理論與實(shí)踐教學(xué),筆者將探討該課程相關(guān)內(nèi)容和教學(xué)方法,以期提高教學(xué)質(zhì)量。

1計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)課程簡(jiǎn)介

計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)是一門(mén)新學(xué)科,以生物信息學(xué)為基礎(chǔ),以計(jì)算為工具,從系統(tǒng)的角度解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)問(wèn)題。計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)研究流程首先是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得,其次是利用計(jì)算生物學(xué)建立生物模型。科學(xué)家把計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)分為“濕”的實(shí)驗(yàn)部分(實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究)和“干”的實(shí)驗(yàn)部分(計(jì)算機(jī)模擬和理論分析)。“干”和“濕”實(shí)驗(yàn)的完美整合才是真正的計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)[2]。計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)的核心是整合,包括三方面：將系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的構(gòu)成要素(基因、mRNA、蛋白質(zhì)、生物小分子等)整合在一起進(jìn)行研究；從基因到細(xì)胞、到組織、到個(gè)體的各個(gè)層次的整合；研究思路和方法的整合(水平型和垂直型整合)。計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)與其他學(xué)科密切相關(guān),如生物信息學(xué)、分子生物學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)[3]。計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)不僅僅滲透到醫(yī)藥領(lǐng)域,也已經(jīng)廣泛應(yīng)用到能源領(lǐng)域,工業(yè)生產(chǎn)、畜牧農(nóng)林業(yè)等等。

2教學(xué)現(xiàn)狀

計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)課程總學(xué)時(shí)數(shù)目是60學(xué)時(shí),包括42學(xué)時(shí)理論學(xué)時(shí)和18學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。一般開(kāi)設(shè)在本科三年級(jí)。該課程授課教師質(zhì)量?jī)?yōu),是從生物信息學(xué)方向畢業(yè)的博士,具有生物背景和數(shù)學(xué)背景,常年從事復(fù)雜疾病的系統(tǒng)生物學(xué)方面的研究。由于該課程在醫(yī)學(xué)院校開(kāi)設(shè),必然需要一些具備計(jì)算機(jī)和算法良好基礎(chǔ)的優(yōu)秀教師參與授課,這樣才能使得該課程具有良好的師資結(jié)構(gòu),保證好的授課效果。目前,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)有30余家生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)課程。不同背景的院校開(kāi)設(shè)該課程,側(cè)重點(diǎn)各有不同。工科院校側(cè)重算法的開(kāi)發(fā)和模型的建立。醫(yī)學(xué)院校側(cè)重生物學(xué)問(wèn)題和疾病機(jī)制的探索。

3教學(xué)內(nèi)容

目前沒(méi)有規(guī)范的、成熟的中文計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)課程教材,均是授課教師編寫(xiě)的講義。授課教師根據(jù)專(zhuān)業(yè)背景、專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)定位,緊跟專(zhuān)業(yè)前沿研究?jī)?nèi)容,制定教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃,包括理論課和實(shí)驗(yàn)課。教學(xué)大綱包括理論課每一個(gè)學(xué)時(shí)的授課內(nèi)容(掌握和熟悉的內(nèi)容)、教學(xué)基本要求、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)課需要明確實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、?shí)驗(yàn)程序、結(jié)果分析等。計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)制定以理論為基礎(chǔ),將理論應(yīng)用于時(shí)間,旨在提高學(xué)生動(dòng)手操作能力。

4教學(xué)模式

4.1理論與實(shí)踐結(jié)合

計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)課程依賴于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的內(nèi)容,例如:組學(xué)的知識(shí)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)知識(shí)點(diǎn)、概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)算機(jī)編程等。對(duì)于理論課,主要采用教師主導(dǎo)的傳統(tǒng)講授方法,運(yùn)用PPT等多媒體授課,以彌補(bǔ)書(shū)本教材抽象、呆板的缺點(diǎn)。在授課課件中需要利用大量圖片生動(dòng)、形象地展示當(dāng)前計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)研究領(lǐng)域的最新進(jìn)展。收集或制作動(dòng)畫(huà)、視頻教程在課堂上進(jìn)行演示。從數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)綜合、建立模型、干實(shí)驗(yàn)?zāi)M、系統(tǒng)分析模型、提煉假設(shè)和預(yù)測(cè),到最后的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。這是一個(gè)經(jīng)典的計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)分析流程。在理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,需要及時(shí)在實(shí)驗(yàn)課堂上進(jìn)行實(shí)踐。指導(dǎo)學(xué)生理解不同算法的基本原理,結(jié)合生物學(xué)問(wèn)題,深入淺出地闡明計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)精髓。由于實(shí)驗(yàn)課課時(shí)有限,需要引導(dǎo)學(xué)生課后積極思考、探索有意思的生物問(wèn)題,鼓勵(lì)學(xué)生自己實(shí)踐小課題,活學(xué)活用。鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué),拓展知識(shí)面,積極關(guān)注最新科研動(dòng)態(tài),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

4.2案例式授課

計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)課程的理論知識(shí)是枯燥的,計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)是一門(mén)多學(xué)科交叉的科學(xué),涉及的知識(shí)面廣而深。例如:計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)涉及到數(shù)學(xué)知識(shí),如貪婪算法、圖算法、組合模式匹配、聚類(lèi)和樹(shù)、隱馬氏模型、隨機(jī)化算法等[4]。又如,涉及廣泛的生物學(xué)知識(shí)點(diǎn),必須有分子生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備。如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,學(xué)會(huì)將不同的知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通的運(yùn)用起來(lái),是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。在授課過(guò)程中,針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的,需要采取不同的教學(xué)方法。因此,采取案例式方法授課,可以收到很好的教學(xué)效果。例如:在腫瘤系統(tǒng)生物學(xué)這部分知識(shí)點(diǎn)授課時(shí),以肺癌為例,整合突變、拷貝數(shù)、甲基化等多維度分子改變識(shí)別肺癌相關(guān)基因[5]。首先,學(xué)生需要了解肺癌這個(gè)疾病的背景知識(shí),了解不同分子改變的內(nèi)涵；其次,要獲得肺癌患者的數(shù)據(jù),需要到公共數(shù)據(jù)庫(kù),如TheCancerGenomeAtlas等,搜集不同分子改變數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理；然后,根據(jù)一定的生物學(xué)假設(shè),建立統(tǒng)計(jì)模型,應(yīng)用到肺癌數(shù)據(jù)上；最后,進(jìn)行癌基因的預(yù)測(cè)和驗(yàn)證。通過(guò)案例,引導(dǎo)學(xué)生思考,將不同的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行融合利用,收到良好的教學(xué)效果。

4.3科研教學(xué)一體化

計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)是一門(mén)新學(xué)科,知識(shí)處于不斷更新中。教師在授課過(guò)程中需要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)檢索文獻(xiàn)、閱讀前沿英文文獻(xiàn),重視學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。我院實(shí)行學(xué)業(yè)導(dǎo)師制,學(xué)生在大三年級(jí)進(jìn)入各位老師研究的課題組。那么,在授課過(guò)程中,授課教師需要注重引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用到解決科研問(wèn)題上,將科學(xué)研究和教學(xué)一體化,以科研促進(jìn)教學(xué),學(xué)以致用,讓學(xué)生感受到學(xué)到的知識(shí)的用處。這樣學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容會(huì)產(chǎn)生興趣,興趣是最好的老師,這將有助于學(xué)生創(chuàng)新思維的訓(xùn)練和科研時(shí)間能力的培養(yǎng)。

5結(jié)語(yǔ)

總之,計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)教學(xué)目的是從大數(shù)據(jù)中挖掘有用的生物信息,并整合起來(lái)從整體上認(rèn)識(shí)生物系統(tǒng)；用數(shù)學(xué)模型為生物系統(tǒng)建模,揭示生物機(jī)制和致病機(jī)制[6]。大數(shù)據(jù)時(shí)代下,精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展必然離不開(kāi)計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)。通過(guò)該課程的授課,培養(yǎng)復(fù)合型的學(xué)生,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、實(shí)踐操作能力和解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新能力。同時(shí),對(duì)我們?nèi)握n教師也提出了更高的要求。授課教師需要不斷提高自身素質(zhì),包括科研能力、教學(xué)水平等,積極和同專(zhuān)業(yè)的教師進(jìn)行交流,不斷地探索和完善計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)課程教學(xué),培養(yǎng)具有跨越數(shù)理科學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)、醫(yī)學(xué)等不同領(lǐng)域的優(yōu)秀生物信息學(xué)人才。

參考文獻(xiàn)

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第6篇：系統(tǒng)生物學(xué)研究范文

1、生物信息學(xué)(Bioinformatics)是研究生物信息的采集、處理、存儲(chǔ)、傳播，分析和解釋等各方面的學(xué)科，也是隨著生命科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的迅猛發(fā)展，生命科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合形成的一門(mén)新學(xué)科。它通過(guò)綜合利用生物學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)而揭示大量而復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)所賦有的生物學(xué)奧秘。

2、生物信息學(xué)的另一個(gè)挑戰(zhàn)是從蛋白質(zhì)的氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。這個(gè)難題已困擾理論生物學(xué)家達(dá)半個(gè)多世紀(jì)，如今找到問(wèn)題答案要求正變得日益迫切。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者W. Gilbert在1991年曾經(jīng)指出：“傳統(tǒng)生物學(xué)解決問(wèn)題的方式是實(shí)驗(yàn)的?，F(xiàn)在，基于全部基因都將知曉，并以電子可操作的方式駐留在數(shù)據(jù)庫(kù)中，新的生物學(xué)研究模式的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)是理論的。一個(gè)科學(xué)家將從理論推測(cè)出發(fā)，然后再回到實(shí)驗(yàn)中去，追蹤或驗(yàn)證這些理論假設(shè)”。

3、生物信息學(xué)的主要研究方向：基因組學(xué) - 蛋白質(zhì)組學(xué) - 系統(tǒng)生物學(xué) - 比較基因組學(xué)，1989年在美國(guó)舉辦生物化學(xué)系統(tǒng)論與生物數(shù)學(xué)的計(jì)算機(jī)模型國(guó)際會(huì)議，生物信息學(xué)發(fā)展到了計(jì)算生物學(xué)、計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)的時(shí)代。

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第7篇：系統(tǒng)生物學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：穴位敷貼療法；作用機(jī)理；中醫(yī)藥系統(tǒng)生物學(xué)；綜述

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2017.03.033

中圖分類(lèi)號(hào)：R245.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5304（2017）03-0134-03

Research Review of Functional Mechanism of Treatment by Way of Pasting TCM on Acupoints HE Yan-ping1， XIAO Xiao-qin1， DENG Gui-ming2， OUYANG Lin-qi2， CHEN Zhen2， ZHANG Zhi-guo2 （1. Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410208， China； 2. First Affiliated Hospital of Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410007， China）

Abstract： Treatment by way of pasting TCM on acupoints has a long history and the clinical efficacy is determined. In this article， based on the concept of TCM wholism and meridian theory， the mechanism of acupoint pasting therapy was expounded from the aspects of medicine effects on local stimulation of the body， meridian conduction， medicine transdermal absorption. Combining with the research hot spots of modern medicine transdermal delivery system， metabolomics， and efficacy material， this article proposed a new study mode of systems biology of TCM.

Key words： acupoint pasting therapy； mechanism of action； systems biology of TCM； review

穴位N敷療法最早見(jiàn)于《五十二病方》，是以中醫(yī)理論為基礎(chǔ)，以整體觀念和辨證論治為原則，根據(jù)經(jīng)絡(luò)學(xué)說(shuō)，選取一定的腧穴，并采用適當(dāng)?shù)乃幬镞M(jìn)行貼敷，通過(guò)經(jīng)絡(luò)刺激與藥物的作用，調(diào)理臟腑陰陽(yáng)，疏通經(jīng)絡(luò)氣血，從而達(dá)到預(yù)防和治療疾病目的的一種療法[1-3]。

穴位敷貼療法是中醫(yī)外治法的特色，目前在臨床上已經(jīng)廣泛應(yīng)用于內(nèi)、外、婦、兒等科急慢性疾病，療效肯定，尤其對(duì)肺系疾病如哮喘、慢性支氣管炎、過(guò)敏性鼻炎防治效果顯著[4-8]。

穴位敷貼療法作用機(jī)制非常復(fù)雜，在國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)中藥穴位給藥機(jī)制進(jìn)行的初步研究中，一般認(rèn)為是藥物透皮吸收和經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)人體調(diào)節(jié)的雙重效應(yīng)[9]。本文主要從以下3方面論述穴位貼敷療法作用

基金項(xiàng)目：國(guó)家中醫(yī)藥管理局中藥炮制學(xué)重點(diǎn)學(xué)科（2012年）；湖南省中醫(yī)藥管理局重點(diǎn)項(xiàng)目（201443）；湖南省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目（13A067）；張志國(guó)全國(guó)名老中醫(yī)藥專(zhuān)家傳承工作室建設(shè)項(xiàng)目（2016年）

通訊作者：肖小芹，E-mail：

機(jī)理，為今位貼敷療法的臨床應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)研究提供依據(jù)。

1 對(duì)機(jī)體的局部刺激

即相當(dāng)于藥物灸療法，使局部血管擴(kuò)張，促進(jìn)血液循環(huán)，并通過(guò)神經(jīng)反射，激發(fā)機(jī)體的調(diào)節(jié)作用?，F(xiàn)代研究表明，當(dāng)藥物作用人體穴位后，使該穴位的組織結(jié)構(gòu)、皮膚、神經(jīng)、血管、淋巴均發(fā)生一定的變化，某些中藥能刺激穴位使局部的溫度增高，毛細(xì)血管擴(kuò)張，有利于藥物成分通過(guò)皮膚穿過(guò)毛孔不斷地進(jìn)入淋巴液、血液，從而發(fā)揮其藥理作用。穴位敷貼還可能通過(guò)刺激機(jī)體局部以及藥物的吸收、代謝對(duì)機(jī)體的有關(guān)物理和化學(xué)感受器產(chǎn)生影響，直接反射性地調(diào)整大腦皮層和植物神經(jīng)系統(tǒng)的功能，通過(guò)細(xì)胞免疫和體液免疫增強(qiáng)抗病能力，從而達(dá)到防病治病的目的[10-11]。

但目前中藥藥效成分及經(jīng)絡(luò)調(diào)節(jié)機(jī)制尚未闡述清楚，尋找其他途徑的研究方法對(duì)于揭示中藥穴位貼敷給藥的機(jī)制更有意義。而從中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)和代謝組學(xué)探求中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)已經(jīng)成為當(dāng)今中醫(yī)藥界乃至整個(gè)藥學(xué)界關(guān)注焦點(diǎn)問(wèn)題[12]。劉莉等[13]通過(guò)超高效液相色譜結(jié)合高分辨率質(zhì)譜聯(lián)用（UPLC-Q-TOF- MS）技術(shù)研究中藥穴位貼敷治療豚鼠尿液代謝物圖譜，初步確認(rèn)部分哮喘發(fā)作潛在的生物標(biāo)志物和治療哮喘潛在的生物標(biāo)志物。該研究建立了基于豚鼠尿液的UPLC-Q-TOF-MS代謝組學(xué)研究方法，初步闡釋了中藥穴位敷貼治療哮喘的代謝組學(xué)機(jī)制和中醫(yī)穴位敷貼透皮給藥的內(nèi)涵。研究結(jié)果對(duì)用現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)解釋傳統(tǒng)中藥制劑理論有一定的啟發(fā)作用。

2 穴位刺激及經(jīng)絡(luò)傳導(dǎo)

研究表明經(jīng)絡(luò)和穴位不同于血管和血液，它可以使藥物直接到達(dá)相關(guān)臟腑發(fā)揮作用，而不是像血管和血液將藥物廣泛分布到全身[10]。各種病邪侵犯人體，臟腑功能受損，導(dǎo)致經(jīng)絡(luò)澀滯，郁而不通，氣血運(yùn)行不暢，引起各種疾病，此時(shí)可能在經(jīng)絡(luò)循行部位尤其在其所屬腧穴部位出現(xiàn)麻木、疼痛、紅腫、結(jié)節(jié)或特定敏感區(qū)及與經(jīng)絡(luò)相關(guān)臟腑的疾病等異常情況。用中藥貼敷相關(guān)穴位，激發(fā)經(jīng)氣，既有穴位刺激作用又通過(guò)經(jīng)絡(luò)傳導(dǎo)，使藥物充分發(fā)揮其功效。改善經(jīng)絡(luò)氣血的運(yùn)行，糾正臟腑的陰陽(yáng)失衡，對(duì)五臟六腑的生理功能和病理狀態(tài)具有良好的治療和調(diào)整作用，從而達(dá)到抗御病邪，保衛(wèi)機(jī)體的作用[14]。腧穴作為臟腑氣血匯聚之所，有其獨(dú)特的生理功能，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究還認(rèn)為，經(jīng)穴對(duì)藥物具有外敏感性和放大效應(yīng)，經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)是低電阻的運(yùn)行通道，因此，藥物貼敷于特殊經(jīng)穴，能迅速在相應(yīng)組織器官產(chǎn)生較強(qiáng)的藥理效應(yīng)，起到單相或雙相調(diào)節(jié)作用[11]。

3 透皮吸收

藥物貼敷于相應(yīng)穴位后，經(jīng)皮膚滲透吸收，進(jìn)而通過(guò)血液循環(huán)最終到達(dá)臟腑經(jīng)氣失調(diào)的病所，發(fā)揮藥物的“歸經(jīng)”和功能效應(yīng)，從而產(chǎn)生治療疾病的作用[15-17]。

中藥經(jīng)皮給藥系統(tǒng)（TDS）是將中藥或中藥提取物與適當(dāng)基質(zhì)和/或透皮吸收促進(jìn)劑混合后，敷貼于皮膚表面或相應(yīng)穴位以起到治療作用[18]。穴位貼敷與TDS概念不謀而合，因此對(duì)TDS和中藥體外透皮吸收的研究對(duì)揭示中藥穴位給藥機(jī)制具有重要意義。穴位敷貼具有經(jīng)皮給藥的優(yōu)點(diǎn)，不僅可以避免因口服給藥導(dǎo)致胃腸內(nèi)消化酶對(duì)藥物的分解作用和肝臟的首過(guò)效應(yīng)，還可以通過(guò)控制藥劑輸送的速率，產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的血藥濃度，降低藥物的毒副作用，減少給藥次數(shù)，經(jīng)濟(jì)安全，簡(jiǎn)便易行。故將中藥經(jīng)皮給藥與穴位功能結(jié)合起來(lái)研究其作用機(jī)理可以發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)的穴位敷貼給藥局限于丸、散、膏、糊等制劑，藥物的溶解率不高，且有效成分難以迅速充分透皮透穴吸收利用，限制了藥效發(fā)揮和進(jìn)一步研究應(yīng)用[19-20]。國(guó)內(nèi)外研究者從物理促滲、化學(xué)促滲劑促滲和劑型因素3方面進(jìn)行了中藥經(jīng)皮給藥促滲技術(shù)的研究[21-24]，取得了很好的效果。本課題組曾對(duì)咳喘穴位貼散進(jìn)行了質(zhì)量控制研究及劑型改進(jìn)，采用超臨界CO2萃取技術(shù)提取了咳喘穴位貼散配方藥物的有效部位[25]。在處方確定的基礎(chǔ)上優(yōu)選了基質(zhì)的配比組成，篩選了1%氮酮為貼片透皮促進(jìn)劑，對(duì)貼片的成型性進(jìn)行了研究，采用熱熔法制備了新型咳喘穴位貼片[26]；并進(jìn)行了貼片體外透皮吸收和釋放性研究以及2種劑型的體外透皮特性比較研究[27]。這些工作都表明利用現(xiàn)代科學(xué)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)可以進(jìn)一步促進(jìn)穴位敷貼藥物的滲透吸收，更好發(fā)揮其藥理作用，為穴位敷貼進(jìn)一步的研究與開(kāi)發(fā)利用提供了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

4 展望

中藥穴位敷貼療法以中醫(yī)整體觀念和經(jīng)絡(luò)學(xué)說(shuō)為指導(dǎo)，既有藥物本身的滲透吸收作用，又有藥物對(duì)穴位的刺激作用以及經(jīng)絡(luò)穴位的傳導(dǎo)功能，它們之間相互影響、相互作用、相互補(bǔ)充，共同發(fā)揮整體疊加治療作用。中藥通過(guò)多成分、多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)的整合效應(yīng)而發(fā)揮其綜合作用的優(yōu)勢(shì)。但傳統(tǒng)的中醫(yī)藥理論只對(duì)方藥效果給出直觀和取象比類(lèi)的說(shuō)明，沒(méi)有藥效物質(zhì)成分，也沒(méi)有揭示產(chǎn)生藥效的過(guò)程和機(jī)制，且中醫(yī)理論沒(méi)有指出疾病的病因病理的物質(zhì)基礎(chǔ)，有一定的局限性。近年來(lái)，中醫(yī)藥研究在國(guó)內(nèi)外得到空前的重視和發(fā)展，各種現(xiàn)代科學(xué)和高新技術(shù)介入傳統(tǒng)中醫(yī)藥研究開(kāi)發(fā)，給中醫(yī)藥帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。系統(tǒng)生物學(xué)在目前中醫(yī)藥方法學(xué)創(chuàng)新研究中最受關(guān)注，系統(tǒng)生物學(xué)以整體性研究為特征，以整合多種組學(xué)信息為手段，力圖實(shí)現(xiàn)從基因到細(xì)胞、組織、個(gè)體的各個(gè)層次的整合，是當(dāng)前復(fù)雜生命體系研究中比較公認(rèn)的思維方式和研究手段，中醫(yī)藥同樣是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其理論中最具特色的“整體觀”“辨證觀”“動(dòng)態(tài)觀”，與系統(tǒng)生物學(xué)的研究思路十分一致。因此，積極引入系統(tǒng)生物學(xué)的新思路、新方法，將可能成為推動(dòng)中醫(yī)藥的現(xiàn)代化探索一個(gè)突破口，也開(kāi)辟了系統(tǒng)生物學(xué)研究的一個(gè)新興領(lǐng)域――中醫(yī)藥系統(tǒng)生物學(xué)。因此，以中醫(yī)藥理論為指導(dǎo)，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)分析與生物信息學(xué)技術(shù)，基于中醫(yī)藥系統(tǒng)生物學(xué)模式進(jìn)行探索，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，從藥效物質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等方面研究中藥穴位敷貼療法治療疾病的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機(jī)制，將可能發(fā)現(xiàn)穴位敷貼藥物藥效作用的活性分子群、作用機(jī)理及可能作用靶點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)藥效物質(zhì)基礎(chǔ)與作用機(jī)制研究的一體化?；谂R床療效確切的咳喘穴位貼散，同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)敷貼進(jìn)行劑型和制作工藝的改革，借鑒現(xiàn)代透皮給藥的新技術(shù)、新方法，研制高效、新型的外用敷N藥物，將有更廣闊的市場(chǎng)前景。

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第8篇：系統(tǒng)生物學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞 合成生物學(xué)；醫(yī)藥；能源；實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào) R122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）121-0161-01

目前科學(xué)家已測(cè)定了包括人類(lèi)在內(nèi)的700多種生物的基因組，這表明生命科學(xué)進(jìn)入遺傳密碼的全面解析階段，在分子水平研究基因結(jié)構(gòu)和功能。這些成果為工程師創(chuàng)造新世界提供了有力的生物元器件。工程師可以用這些已知的功能，重新設(shè)計(jì)和構(gòu)建具有新功能的生命，甚至可以全合成新生命，這就是進(jìn)入21世紀(jì)新興的合成生物學(xué)。合成生物學(xué)是繼人類(lèi)基因組研究之后，生物領(lǐng)域的又一熱門(mén)學(xué)科，是整體系統(tǒng)論生物學(xué)思潮在工程學(xué)領(lǐng)域的

再現(xiàn)。

1 合成生物學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系

1.1 合成生物學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)

合成生物學(xué)的出現(xiàn)是與系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展密不可分的。從哲學(xué)思維上，二者都遵從系統(tǒng)論，生物系統(tǒng)的整體功能不可分割。系統(tǒng)生物學(xué)將在基因、蛋白質(zhì)、代謝物等多維分子水平獲得大量的細(xì)胞行為知識(shí)和建立生物網(wǎng)絡(luò)，為合成生物學(xué)提供理論和模型。合成生物學(xué)可為系統(tǒng)生物學(xué)的定量分析提供模式生物。

1.2 合成生物學(xué)與生物信息學(xué)、化學(xué)

如果把基因組測(cè)序看成閱讀和解碼遺傳信息的過(guò)程，那么合成生物學(xué)就是人工書(shū)寫(xiě)和編程過(guò)程，是測(cè)序的逆過(guò)程。這個(gè)過(guò)程對(duì)生物信息學(xué)提出了更大的挑戰(zhàn)，與所有的工程學(xué)一樣，合成生物的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過(guò)程中需要用新的算法進(jìn)行模擬和測(cè)試。合成生物的過(guò)程是以原料核酸的高速合成為基礎(chǔ)的，因此需要高效、低成本的化學(xué)合成技術(shù)提供支持。目前，常規(guī)化學(xué)方法合成一個(gè)堿基核苷酸商業(yè)化價(jià)格是2元左右，而新方法有望把成本降到更低。

1.3 合成生物學(xué)與基因工程

二者既有聯(lián)系，也有區(qū)別。就操作對(duì)象和主要技術(shù)手段而言，二者相同，都是以基因?yàn)閷?duì)象，都需要核酸酶和連接酶作為剪切和組裝的工具，也都需要載體來(lái)承載基因，進(jìn)行擴(kuò)大繁殖和保存。然而僅采用基因工程技術(shù)，只能在較小的范圍內(nèi)對(duì)已經(jīng)存在生命進(jìn)行改造，合成生物學(xué)研究將降低關(guān)鍵技術(shù)成本，解決基因操作的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，從而在工程領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。

2 醫(yī)藥與能源創(chuàng)新發(fā)展中的合成生物學(xué)技術(shù)

創(chuàng)新藥物的發(fā)現(xiàn)是整個(gè)新藥研究中最富創(chuàng)造性的環(huán)節(jié)。20世紀(jì)70年代之后，DNA重組技術(shù)、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué)及生物芯片技術(shù)的研究成果為新藥研究提供了指導(dǎo)性的理論知識(shí)和多樣化的實(shí)驗(yàn)手段，極大地促進(jìn)了新藥的研制和產(chǎn)業(yè)化。

2.1 DNA重組技術(shù)與創(chuàng)新藥物研究

DNA重組技術(shù)通過(guò)人為的基因拼接，構(gòu)建攜帶外源目的基因的表達(dá)系統(tǒng)，在宿主細(xì)胞中表達(dá)外源基因編碼的蛋白質(zhì)、多肽類(lèi)藥物。DNA重組技術(shù)為創(chuàng)新藥物的研究和產(chǎn)業(yè)化提供了全新的技術(shù)，開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代生物技術(shù)藥物的新階段。在微生物藥物的制備中，具有良好遺傳特性的高產(chǎn)菌株是產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。重組DNA技術(shù)已成功地應(yīng)用于構(gòu)建具有特定遺傳特性的高產(chǎn)菌株。如將放線菌紫紅素的合成基因?qū)胱霞t鏈霉菌，產(chǎn)生了新型抗生素二氫榴菌紫紅素；將紅霉素抗性基因轉(zhuǎn)入紅霉素產(chǎn)生菌，可構(gòu)建出耐自身產(chǎn)物抑制的高產(chǎn)菌株；將透明顫菌的血紅蛋白基因?qū)私鹈顾禺a(chǎn)生菌，工程菌可以在低溶氧條件下正常代謝，達(dá)到降低供氧能耗的目的。

2.2 蛋白質(zhì)組學(xué)與創(chuàng)新藥物研究

蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）是繼人類(lèi)基因組計(jì)劃之后又一個(gè)引人注目的新興學(xué)科。蛋白質(zhì)組學(xué)是從整體蛋白質(zhì)水平上，從更貼近生命活動(dòng)規(guī)律的角度去探討機(jī)體生理、病理現(xiàn)象及其本質(zhì)。人體細(xì)胞有3000～10000種以上的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量及其功能狀態(tài)在同一機(jī)體的不同細(xì)胞中是不相同的，即使是同一種細(xì)胞，在不同時(shí)期，其蛋白質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量也不盡相同。正常和病變狀態(tài)下細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)譜存在差異，服藥前后的蛋白質(zhì)譜也存在差異，通過(guò)定性和定量地分析蛋白質(zhì)譜的差異，可以探討疾病發(fā)生的可能機(jī)制，發(fā)現(xiàn)藥物作用的新靶點(diǎn)，從而為研發(fā)新藥，研究藥物作用機(jī)制以及指導(dǎo)臨床合理用藥提供重要的依據(jù)。

靶向藥物的研制是創(chuàng)新藥物研制的主流。據(jù)統(tǒng)計(jì)，已發(fā)展了多種類(lèi)型的功能或疾病靶標(biāo)，涉及：腫瘤、血液與造血、免疫調(diào)節(jié)、心腎系統(tǒng)、胃腸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)及泌尿系統(tǒng)等。據(jù)Drew報(bào)告（2000年），目前使用的、據(jù)認(rèn)為安全有效的多種疾藥的分子靶點(diǎn)483個(gè)，按生物化學(xué)分類(lèi)，其中受體45％，酶28％，激素與細(xì)胞因子11％，其他為離子通道、核多體等。在分子水平對(duì)疾病研究結(jié)果顯示，潛在的藥物靶點(diǎn)數(shù)目可能為5000～10000個(gè)，均可能作為研制藥物的作用靶點(diǎn)。

2.3 生物信息學(xué)與創(chuàng)新藥物研究

生物信息學(xué)是生物學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)等多學(xué)科交叉產(chǎn)生的嶄新學(xué)科。生物信息學(xué)借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息儲(chǔ)存和信息分析功能處理生物學(xué)領(lǐng)域、尤其是基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)研究領(lǐng)域中爆炸性增長(zhǎng)的海量數(shù)據(jù)。生物信息學(xué)的核心內(nèi)容至少包括基因組信息學(xué)、蛋白質(zhì)組信息學(xué)和代謝調(diào)控信息學(xué)三大部分?；蚪M信息學(xué)指對(duì)基因信息的獲取、處理、存儲(chǔ)和分析，目的是確定全部基因的確切位置，以及各DN段的功能。蛋白質(zhì)組信息學(xué)包括對(duì)有關(guān)細(xì)胞或組織中的全部蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成、功能、定位以及各蛋白質(zhì)問(wèn)的相互作用的信息進(jìn)行處理和分析，目的是確定各種蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和功能及相互作用。

2.4 生物芯片技術(shù)與創(chuàng)新藥物研究

生物芯片（biochip）是近年來(lái)生命科學(xué)、微電子學(xué)和生物信息學(xué)結(jié)合交叉領(lǐng)域的重大進(jìn)展。生物芯片分為DNA芯片、RNA芯片、蛋白質(zhì)芯片、抗體芯片、PCR芯片及藥物傳輸芯片等。生物芯片通過(guò)原位化學(xué)合成或機(jī)械點(diǎn)樣構(gòu)成高密度探針微陣列。比如DNA芯片可在1　cm2的玻璃或硅片襯底上，集中排列數(shù)萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)個(gè)DNA探針。從理論上講，十至數(shù)十個(gè)這樣的芯片就可以全面檢查一個(gè)人的基因，從而發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)異?；蚬δ墚惓５幕颉Ｉ镄酒饕糜诨蛐蛄袦y(cè)定，分析基因組突變和單核苷酸多態(tài)性突變位點(diǎn)，同時(shí)也用于測(cè)定特定基因的表達(dá)水平和比較同源基因的表達(dá)差異，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)、DNA及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速和大信息量的檢測(cè)。生物芯片技術(shù)的發(fā)展為疾病的臨床診斷和個(gè)性化治療開(kāi)辟了全新的途徑，同時(shí)為創(chuàng)新藥物的高通量篩選（high　throughput　screening，HTS）提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐平臺(tái)。

3 結(jié)束語(yǔ)

合成生物學(xué)為很多領(lǐng)域的研究提供新視角：生物學(xué)家用它來(lái)重建不同層次的研究對(duì)象，由此加深對(duì)生命活動(dòng)和生命過(guò)程的理解；化學(xué)家用它創(chuàng)造新分子化合物；物理學(xué)家用它來(lái)發(fā)現(xiàn)自然狀態(tài)下分子的運(yùn)動(dòng)行為；工程技術(shù)人員則用它進(jìn)行藥物、生物材料和生物能源等工程設(shè)計(jì)并簡(jiǎn)單、低廉、高效地制造，滿足人類(lèi)和社會(huì)發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]劉奪，杜瑾，趙廣榮等.合成生物學(xué)在醫(yī)藥及能源領(lǐng)域的應(yīng)用[J].化工學(xué)報(bào)，2011，62（9）：2391-2397.

[2]梁泉峰，王倩，祁慶生等.合成生物學(xué)與微生物遺傳物質(zhì)的重構(gòu)[J].遺傳，2011，33（10）：1102-1112.

第9篇：系統(tǒng)生物學(xué)研究范文

1990年啟動(dòng)的人類(lèi)基因組計(jì)劃把生物學(xué)由分子生物學(xué)時(shí)代推向了系統(tǒng)生物學(xué)時(shí)代,生物學(xué)由分解轉(zhuǎn)向整合。代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)之后,系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分。細(xì)胞內(nèi)的生命活動(dòng)大多發(fā)生在代謝物層面,如細(xì)胞信號(hào)釋放、能量傳遞、細(xì)胞間通信等,因此,代謝組學(xué)被認(rèn)為是“組學(xué)”研究的最終方向[1]。中醫(yī)藥學(xué)是有著幾千年歷史的古老科學(xué),中醫(yī)藥的現(xiàn)代化研究迫切要求將古老的中醫(yī)“語(yǔ)言”用現(xiàn)代科學(xué)加以闡釋,而近年來(lái)用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的還原論思想模式來(lái)衡量和改造中醫(yī)藥學(xué),卻出現(xiàn)了中醫(yī)藥學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)面前無(wú)法證明其科學(xué)性的尷尬局面[2]。代謝組學(xué)與中醫(yī)藥學(xué)都是用整體思維模式來(lái)研究機(jī)體的,因此,如果能尋找到有機(jī)的切合點(diǎn),將處于科學(xué)研究前沿的代謝組學(xué)與中醫(yī)藥學(xué)研究結(jié)合起來(lái),勢(shì)必能更好地推動(dòng)中醫(yī)藥現(xiàn)代化的進(jìn)展。筆者重點(diǎn)探討了代謝組學(xué)與中醫(yī)藥學(xué)的聯(lián)系及代謝組學(xué)在中醫(yī)藥現(xiàn)代研究中的應(yīng)用,以期拋磚引玉,為代謝組學(xué)應(yīng)用于中醫(yī)藥的現(xiàn)代化研究提供理論幫助。

1  代謝組學(xué)與中醫(yī)藥學(xué)理論體系的聯(lián)系

   

中醫(yī)藥學(xué)是有著數(shù)千年歷史的古老科學(xué),在歷代醫(yī)家不懈的醫(yī)療實(shí)踐中,形成了以整體觀念和辨證論治為特點(diǎn)的理論體系。所謂整體觀念,是關(guān)于人體自身的完整性及人與自然和社會(huì)環(huán)境統(tǒng)一性的認(rèn)識(shí),是整體思維方法在中醫(yī)理論中的體現(xiàn)。中醫(yī)藥學(xué)非常重視人體的統(tǒng)一性和完整性,認(rèn)為人體的每個(gè)局部都是整體的一部分,都具有整個(gè)生命的全部信息；另一方面注重人體與環(huán)境的統(tǒng)一性,認(rèn)為人的生命活動(dòng)與自然運(yùn)動(dòng)規(guī)律相統(tǒng)一。這種觀念貫穿于中醫(yī)學(xué)對(duì)人體的生理活動(dòng)和病理變化乃至疾病的診斷、預(yù)防和治療等各個(gè)方面的理性認(rèn)識(shí)之中。近年來(lái),中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究已經(jīng)成為學(xué)術(shù)科研上的焦點(diǎn)問(wèn)題,學(xué)者們力圖用現(xiàn)代科學(xué)方法論來(lái)衡量和改造中醫(yī)藥學(xué),卻出現(xiàn)了中醫(yī)藥學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)面前無(wú)法證明其科學(xué)性的尷尬局面[2]。這都是由于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的方法論與中醫(yī)藥學(xué)的方法論之間存在著明顯的鴻溝,中醫(yī)藥學(xué)研究用的是整體思辨的網(wǎng)狀思維模式,它注重把握事物之間的聯(lián)系,而不是事物本身,因而其知識(shí)結(jié)構(gòu)是綜合的、整體性的；同時(shí),中醫(yī)藥學(xué)善于把人與環(huán)境因素綜合地加以考慮,其思維呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。而現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究是還原分析的鏈?zhǔn)剿季S模式,它是建立在實(shí)驗(yàn)分析基礎(chǔ)上的,注重研究事物本身的特性,往往忽略了事物之間的聯(lián)系,其知識(shí)結(jié)構(gòu)是分析性的、局部的。然而,人體本身是一個(gè)復(fù)雜的整體,人體的復(fù)雜性及疾病的聯(lián)系性,與中醫(yī)的整體網(wǎng)狀思維模式接近現(xiàn)代醫(yī)學(xué),也正由一元化向多元化轉(zhuǎn)變,由單一性向系統(tǒng)型轉(zhuǎn)變。基因組計(jì)劃基本完成,標(biāo)志著生物學(xué)研究進(jìn)入了“后基因時(shí)代”,而系統(tǒng)生物學(xué)研究是后基因時(shí)代的最主要研究任務(wù)?；蚪M學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及代謝組學(xué)都是系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分,基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)分別從基因、mrna、蛋白質(zhì)層面探尋生命的活動(dòng),然而,代謝物是生命活動(dòng)的最終產(chǎn)物,代謝物的水平可以被看作是基因或環(huán)境發(fā)生變化時(shí)生物體作出的最終的應(yīng)答,正如oliver fiehn所認(rèn)為的“代謝物是基因型到表現(xiàn)型之間的橋梁”[3],“基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)告訴你可能發(fā)生什么,而代謝組學(xué)則告訴你已經(jīng)發(fā)生了什么”[4]。因此,代謝組學(xué)是系統(tǒng)生物學(xué)研究的終點(diǎn)。總之,代謝組學(xué)屬于全局系統(tǒng)生物學(xué)(global systems biology)研究方法,與中醫(yī)藥學(xué)的整體觀念相對(duì)應(yīng)；且代謝組學(xué)研究的目標(biāo)是代謝物,而“代謝物是基因型到表現(xiàn)型之間的橋梁”,其研究更接近表現(xiàn)型,由此,代謝組學(xué)用于中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

2  代謝組學(xué)與“證”的現(xiàn)代研究

辨證論治是中醫(yī)學(xué)認(rèn)識(shí)和治療疾病的基本思路,是中醫(yī)理論體系的基本特點(diǎn)之一?！白C”是辨證論治的起點(diǎn)和核心。所謂“證”,是指在致病因素作用下,機(jī)體內(nèi)外環(huán)境各系統(tǒng)之間相互關(guān)系發(fā)生紊亂所產(chǎn)生的綜合反應(yīng),是反映疾病處于某一階段病因、病性、病位、病勢(shì)等病理要素的綜合性診斷概念。因此,“證”的現(xiàn)代研究是中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究的核心任務(wù)。近年來(lái),學(xué)者們對(duì)“證”進(jìn)行了廣泛而深入的研究,主要集中在證候的標(biāo)準(zhǔn)化、客觀化、證候的本質(zhì)、計(jì)量診斷、證候的動(dòng)物模型等方面。其中證的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化是進(jìn)行“證”的其它方面研究的基礎(chǔ),如果對(duì)證候沒(méi)有一個(gè)客觀的尺度加以評(píng)價(jià),其它方面的研究也就無(wú)法進(jìn)行。每一個(gè)證候都有其外象(外候)與內(nèi)涵,證的標(biāo)準(zhǔn)化研究中,對(duì)其外候的研究主要是根據(jù)中醫(yī)文獻(xiàn)及臨床資料,并結(jié)合臨床流行病學(xué)研究,制訂某些證的診斷標(biāo)準(zhǔn),使辨證達(dá)到規(guī)范化,并將現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)指征結(jié)合到證的研究標(biāo)準(zhǔn)之中；但外候是用四診——望、聞、問(wèn)、切所獲得的信息進(jìn)行整理而得,很難量化,即使用流行病學(xué)方法加以分析,亦是靠專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)打分,最多亦只是半定量。這種診治的準(zhǔn)確性很大程度上依賴醫(yī)生的診療經(jīng)驗(yàn),無(wú)論在準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、敏感性等方面都更多地受到醫(yī)患雙方主觀因素的影響。因此,從證的內(nèi)涵方面去制定“證”的診斷標(biāo)準(zhǔn)十分有意義。近年來(lái),學(xué)者們致力于探索證候的高特異性和高靈敏性的指標(biāo),試圖建立證候?qū)嶒?yàn)診斷單個(gè)金指標(biāo),然而,由于證的整體性、動(dòng)態(tài)性和異病同證、同病異證等特征,不可能用單一指標(biāo)作定性、定量、定位的說(shuō)明。據(jù)此,證候客觀化研究采用綜合指標(biāo),精選非特異指標(biāo)進(jìn)行特異組合,建立能反映證本質(zhì)并能區(qū)別它證的定性、定量、定位綜合實(shí)驗(yàn)指標(biāo),輔助四診,確定證候診斷具有重要的意義。代謝組學(xué)正具備反映和解決這些問(wèn)題的“組”、“群”、“譜”集成的分析功能。它能夠通過(guò)檢測(cè)不同時(shí)間患者的尿液或血液,對(duì)這些代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析,從而確定不同的證所對(duì)應(yīng)的代謝組,使“證”可以得到客觀化的表述。另外,利用代謝組學(xué)方法,通過(guò)研究代謝物圖譜隨時(shí)間的變化,能夠幫助人們更好地理解疾病過(guò)程中“證”的變化與機(jī)體內(nèi)物質(zhì)的代謝途徑和代謝狀況的關(guān)系,還有助于疾病生物標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)和輔助診斷,使診斷、治療達(dá)到個(gè)體化。其準(zhǔn)確性依賴于儀器的性能,可以提高診治的科學(xué)化、定量化,避免了人為因素的誤診。

3  代謝組學(xué)與中醫(yī)藥療效的整體評(píng)價(jià)

既然疾病具有系統(tǒng)化、動(dòng)態(tài)化、整體化的特征,所以,在治療時(shí)應(yīng)隨疾病的進(jìn)程不同相應(yīng)地調(diào)整藥物劑量和種類(lèi)。因?yàn)榧膊“l(fā)生的不同階段需要不同的藥物組分發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,而以單一成分作用到單靶點(diǎn)的西藥對(duì)此束手無(wú)策。從這個(gè)意義上講,中藥沒(méi)有無(wú)效成分。所謂無(wú)效成分只是相對(duì)疾病的不同階段而言。因此,未來(lái)的若干年,復(fù)方藥或多組分藥將在疾病治療中擔(dān)當(dāng)重要角色。中藥及復(fù)方具有多種組分,其多效性、多靶點(diǎn)、多途徑發(fā)揮作用等特點(diǎn)又為其臨床療效評(píng)價(jià)帶來(lái)了很多難題。近年來(lái),對(duì)于中醫(yī)藥的臨床療效評(píng)價(jià),自覺(jué)不自覺(jué)地照搬西醫(yī)過(guò)去生物醫(yī)學(xué)模式的療效評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn),從單側(cè)面、單生物學(xué)因素著手,缺少系統(tǒng)地反映中醫(yī)個(gè)體診療特色和復(fù)合干預(yù)策略的療效評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)[5],這一點(diǎn)嚴(yán)重影響了中醫(yī)藥的質(zhì)量和水平及其可信度。另一方面,又無(wú)法有效地將可能存在的臨床療效優(yōu)勢(shì)客觀的表現(xiàn)出來(lái)。因此,中醫(yī)藥的臨床療效必須用系統(tǒng)方法學(xué)加以評(píng)價(jià),尋找客觀、系統(tǒng)的臨床療效評(píng)價(jià)方法是中醫(yī)藥現(xiàn)代研究中急需解決的重點(diǎn)問(wèn)題。

代謝組學(xué)的出現(xiàn)為中醫(yī)藥臨床療效評(píng)價(jià)提供了全新的思路和工具,中藥(尤其是復(fù)方)的整體性作用機(jī)制和療效在系統(tǒng)代謝組學(xué)的研究方法下將可能得到充分的展示和挖掘。疾病狀態(tài)可以引起機(jī)體內(nèi)代謝物的整體發(fā)生變化,成功的治療必須使代謝網(wǎng)絡(luò)中的缺陷部分正?；?同時(shí)又不得干擾其它維持健康所必須的代謝途徑的調(diào)控[6]。利用代謝組學(xué)方法,通過(guò)監(jiān)測(cè)分析尿液、血液、唾液及細(xì)胞和組織的提取液等一系列樣品的譜圖在用藥前后的整體變化,再結(jié)合模式識(shí)別方法,不僅可以客觀地評(píng)價(jià)藥物對(duì)于疾病的治療效果,還可以對(duì)人體功能活動(dòng)、生存質(zhì)量和影響健康等的重大事件加以評(píng)價(jià)。中藥及復(fù)方的臨床療效評(píng)價(jià)得以客觀化后,對(duì)于中醫(yī)藥學(xué)用循證醫(yī)學(xué)的方法進(jìn)行進(jìn)一步療效評(píng)價(jià)提供了可能性。另外,在中醫(yī)藥研究中要高度重視其對(duì)腸道菌群的影響?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),在正常情況下腸道菌群之間存在著復(fù)雜的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系,此種平衡不僅為腸道正常菌群的生存所需要,而且對(duì)其宿主的多種生理功能(尤其是代謝)乃至生命活動(dòng)亦至關(guān)重要,即腸道微生物群落實(shí)際上參與了人體的生理、病理和藥理(毒理)過(guò)程,形成了人類(lèi)代謝網(wǎng)絡(luò)中重要的組成部分。中醫(yī)從整體出發(fā)研究人體的平衡與失調(diào)問(wèn)題,并通過(guò)中藥使其恢復(fù)平衡,與腸道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境的平衡理論有異曲同工之處。中藥大多數(shù)給藥途徑是通過(guò)口服,經(jīng)過(guò)消化道在局部起作用或通過(guò)吸收在全身起作用。中醫(yī)藥的整體觀雖然與西醫(yī)相比具有其特殊性,但與現(xiàn)代微生態(tài)學(xué)具有一致性,因此,腸道菌群研究很可能會(huì)成為用代謝組學(xué)的方法來(lái)研究中醫(yī)藥的突破口。正如代謝組學(xué)鼻祖nicholson教授所提出,“在global systems biology的框架下,將人看作一個(gè)superorganism來(lái)進(jìn)行代謝組學(xué)研究的思想,把人與環(huán)境(地理的、社會(huì)的)、人與腸道菌群之間的相互作用加以綜合考慮,使我們能夠更全面、真實(shí)地反映人體疾病與代謝變化的關(guān)系,從而達(dá)到個(gè)性化醫(yī)療(personalized healthcare)的理想目標(biāo)”[7]。這種思想與傳統(tǒng)中醫(yī)藥強(qiáng)調(diào)人與社會(huì)環(huán)境的整體觀、四時(shí)和飲食對(duì)人的影響、辨證施治等思想是一致的。

4  代謝組學(xué)與中藥新藥研究

中藥的化學(xué)成分復(fù)雜,中藥及復(fù)方在治療疾病時(shí),主要是由于藥效組分在多靶點(diǎn)或多器官上發(fā)揮整體綜合調(diào)節(jié)作用,具有多因微效的特點(diǎn)。正由于中藥及復(fù)方的多組分和作用具有多效性、多靶點(diǎn)性、多途徑性等特點(diǎn),為其新藥開(kāi)發(fā)帶來(lái)了諸多的障礙,如中藥的質(zhì)量控制、發(fā)揮作用的物質(zhì)基礎(chǔ)、作用機(jī)理、安全性研究等都是中藥新藥研究亟待解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題[8]。

中藥材的質(zhì)量直接影響中藥飲片和中成藥的質(zhì)量,最終影響其臨床療效。中藥材的質(zhì)量好壞與其所含的化學(xué)成分直接相關(guān)。因此,對(duì)中藥組成成分的控制是中藥材質(zhì)量控制的著眼點(diǎn)。中藥的多種組分,其實(shí)質(zhì)就是其多種代謝產(chǎn)物的集合,其組成、含量和存在狀態(tài)等受到產(chǎn)地、氣候、采集季節(jié)及后處理等多方面因素的影響。代謝組學(xué)可以用于分析中藥中各種組分的類(lèi)型、含量和狀態(tài)隨各種因素的變化,可以定量地對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行控制。所以,代謝組學(xué)用于中藥栽培、采集、加工階段,符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(gmp)的質(zhì)量控制以及藥物監(jiān)督部門(mén)針對(duì)藥物質(zhì)量的控制,無(wú)疑是最佳方法。這種方法準(zhǔn)確、重復(fù)性好,而且不依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)[9]。對(duì)于中藥及復(fù)方的藥理作用機(jī)制的研究,代謝組學(xué)也具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。成功的疾病治療必須使代謝網(wǎng)絡(luò)中的缺陷部分正常化,同時(shí)又不得干擾其它維持健康所必須代謝途徑的調(diào)控。藥物的作用機(jī)制的研究就是研究藥物在這種調(diào)控作用中所起到的作用和如何起作用。通過(guò)認(rèn)識(shí)體液“代謝指紋圖譜”變化的原因,聯(lián)系基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的方法,可以尋找藥物作用的靶點(diǎn)或受體,從而發(fā)現(xiàn)藥物作用的機(jī)制。正如nicholson教授提出的proteo-metabonomics的概念,即將蛋白質(zhì)組學(xué)與代謝組學(xué)相結(jié)合,以便更全面、有效和準(zhǔn)確地尋找藥物作用的生物標(biāo)志物。在中藥及復(fù)方的安全性評(píng)價(jià)方面,代謝組學(xué)通過(guò)分析與毒性作用的靶位和作用機(jī)制密切相關(guān)的生物體液中的代謝產(chǎn)物譜隨時(shí)間的變化,可以確定毒性作用的靶器官和組織、毒性作用的過(guò)程和生物標(biāo)志物[10-11]。因此,代謝組學(xué)可以反映出毒性效應(yīng)的終點(diǎn)狀況,并且可以與生化和病理指標(biāo)聯(lián)系起來(lái)。所有的代謝物都有其特征nmr 譜峰,故代謝變化的指紋圖譜可以作為毒物檢測(cè)的定性依據(jù),以便從功能和安全性兩方面使藥物篩選更有效,為新藥臨床前安全性評(píng)價(jià)提供可靠的技術(shù)支持和保障。因此,代謝組學(xué)在毒物藥物學(xué)的研究中將發(fā)揮極其重要的作用。

5  結(jié)語(yǔ)

代謝組學(xué)是處于科學(xué)研究頂端的前沿性科學(xué),近些年中,其發(fā)展非常迅速。雖然由于技術(shù)和設(shè)備等的局限,我國(guó)在這方面的研究才剛起步,但其在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用已初步顯現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì),將其用于中醫(yī)藥學(xué)的研究,必將對(duì)中醫(yī)藥的現(xiàn)代化研究起到推波助瀾的作用。因此,引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,大力開(kāi)展代謝組學(xué)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的研究,對(duì)于推進(jìn)中醫(yī)藥現(xiàn)代化的進(jìn)程具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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