基因工程的核心工作精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇基因工程的核心工作范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵詞基因工程;教學(xué)改革;獨(dú)立學(xué)院

基因工程是通過人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)提取出來，在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割后，與載體DNA分子連接重組，再導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，使其在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯表達(dá)，創(chuàng)造出人們所需要的新品種的一種技術(shù)體系[1]。由于基因工程可以突破物種間的遺傳障礙，大跨度的超越物種間的不親和性，具有無限光明的應(yīng)用前景。因此，吸引人們進(jìn)行了廣泛的研究與探索，其結(jié)果迅速地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、輕工、化工、環(huán)境等各個(gè)領(lǐng)域[2-5]。目前，隨著基因工程的發(fā)展，急需大批的專業(yè)人才。因此，許多高校為滿足社會需求，新增了生物技術(shù)和生物工程專業(yè)，開設(shè)了基因工程課程，希望能為國家培養(yǎng)和輸送人才?；蚬こ堂嫦颡?dú)立學(xué)院生物技術(shù)和生物工程專業(yè)本科生已開設(shè)多年。在教學(xué)過程中，課程組教師針對該課程及獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)，對這門課程的教學(xué)進(jìn)行了探索，獲得了許多經(jīng)驗(yàn)。

1基因工程教學(xué)改革的必要性

基因工程是在分子水平上對基因進(jìn)行操作的復(fù)雜技術(shù)，其內(nèi)容涉及分子遺傳學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)及分子生物學(xué)等學(xué)科相關(guān)理論基礎(chǔ)及其實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段。課程內(nèi)容繁多、概念抽象、理論性和技術(shù)性強(qiáng)。同時(shí)基因工程發(fā)展非常迅速，相關(guān)知識可以說是日新月異。然而高等學(xué)校教學(xué)時(shí)間有限，獨(dú)立學(xué)院學(xué)生基礎(chǔ)知識相對薄弱學(xué)生雖思維敏捷，但強(qiáng)調(diào)個(gè)人喜好，并且學(xué)習(xí)的自主能力也較弱。因此，在有限的課時(shí)內(nèi)，讓他們理解和掌握基因工程相關(guān)的內(nèi)容確實(shí)有難度。而正處于農(nóng)業(yè)高等院校的生物技術(shù)和生物工程專業(yè)的大學(xué)生們，即將投身于生命科學(xué)社會實(shí)踐，展現(xiàn)他們的才能，如果他們對基因工程的基本理論和技術(shù)知之甚少，這種狀況與培養(yǎng)現(xiàn)今的人才培養(yǎng)目標(biāo)極不相稱，這些大學(xué)生在21世紀(jì)的生命科學(xué)時(shí)代中也難以勝任社會重負(fù)于他們的工作，更難以挑起生物高科技研究和開發(fā)的重?fù)?dān)。雖然在基因工程教學(xué)過程中，教師采取了許多辦法，如采用多媒體教學(xué)，使用Flash動(dòng)畫等將教學(xué)內(nèi)容直觀化，或通過討論、課程論文等激發(fā)學(xué)生對基因工程的學(xué)習(xí)自主性，但效果還是不理想。經(jīng)過多年的獨(dú)立學(xué)院基因工程教學(xué)，筆者發(fā)現(xiàn)目前的基因工程教學(xué)內(nèi)容體系和教學(xué)方法沒有充分體現(xiàn)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)，即沒有補(bǔ)償他們存在的某些缺陷，也沒有充分發(fā)揮獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的優(yōu)勢。為了使這些發(fā)展?jié)摿Υ蟮膶W(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)一步提高，能夠跟上學(xué)科的發(fā)展進(jìn)程，對現(xiàn)行基因工程課程教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革勢在必行。

2構(gòu)筑合理的教學(xué)內(nèi)容體系

2.1精簡內(nèi)容，突出重點(diǎn)

基因工程與分子遺傳學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)及細(xì)胞工程等課程有著緊密的聯(lián)系，所以學(xué)生在修完了這些課程后才開設(shè)基因工程課程。由于學(xué)生已具備這些課程相關(guān)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，所以基因工程教學(xué)內(nèi)容可精簡，避免與這些課程重復(fù)，留出充裕的時(shí)間詳細(xì)講解新的知識點(diǎn)，如細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)在微生物中講授過;基因表達(dá)與調(diào)控在分子遺傳學(xué)中涉及到;轉(zhuǎn)基因植物的培養(yǎng)再生與細(xì)胞工程內(nèi)容相關(guān)。這些重復(fù)的內(nèi)容可以在課前提醒學(xué)生復(fù)習(xí)，教學(xué)時(shí)通過提問的形式回顧，或以課外作業(yè)的形式進(jìn)行。對于獨(dú)立學(xué)院中那些基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生，可通過基因工程網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行知識的答疑。

2.2組織合理的教學(xué)內(nèi)容體系

基因工程課程教學(xué)內(nèi)容包括基因操作的基本原理、基本研究方法及應(yīng)用，內(nèi)容廣泛抽象。為使學(xué)生在短時(shí)間理解相關(guān)知識，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)具備較強(qiáng)的系統(tǒng)性和條理性，同時(shí)又能反映學(xué)科的科學(xué)性和先進(jìn)性。因此，構(gòu)建以基因工程操作技術(shù)為主線，以基因工程原理基礎(chǔ)知識及基因工程應(yīng)用基礎(chǔ)知識為基礎(chǔ)的理論教學(xué)體系十分重要。

基因工程原理基礎(chǔ)知識包括基因工程基本概念、基因的各種分析手段(包括PCR技術(shù)、分子雜交技術(shù)等)、分子克隆工具酶、克隆載體、目的基因與分子克隆載體的重組、重組體的轉(zhuǎn)化與篩選鑒定、外源基因的表達(dá)等內(nèi)容。這些是基因工程的核心內(nèi)容，因此每部分內(nèi)容的有關(guān)原理、實(shí)驗(yàn)技術(shù)及應(yīng)用等需詳細(xì)加以闡述。另外，針對一些抽象內(nèi)容，教師應(yīng)該使用多種教學(xué)方法，使其直觀生動(dòng)，讓學(xué)生易于理解、接受和掌握。同時(shí)，要發(fā)揮獨(dú)立學(xué)院學(xué)生綜合素質(zhì)高的特點(diǎn)，可要求學(xué)生個(gè)人或以班為單位制作Flash動(dòng)畫和視頻等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，挖掘潛能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感悟到對事業(yè)成功的向往，達(dá)到教學(xué)目的。

基因工程技術(shù)幾乎滲透至生命科學(xué)的各個(gè)方面，大大的推動(dòng)了生命科學(xué)理論研究的發(fā)展，且擴(kuò)展到人類生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)行業(yè)，例如植物、動(dòng)物、微生物、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、能源等。這部分內(nèi)容主要以學(xué)生為主體，通過討論、專題報(bào)告、實(shí)際案例和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的形式進(jìn)行。通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)讓學(xué)生感受科學(xué)發(fā)展與生產(chǎn)實(shí)踐息息相關(guān)，增強(qiáng)學(xué)生的科技意識及求知欲望。

2.3引進(jìn)新知識、新動(dòng)態(tài)

基因工程自誕生以來，發(fā)展迅猛，新成果層出不窮。在教學(xué)過程中引進(jìn)生命科學(xué)的最新科研成果及國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，使學(xué)生在有限的課時(shí)中盡量接受基因工程相關(guān)的新觀念、新技術(shù)和新成果。同時(shí)促使他們以發(fā)展的觀點(diǎn)看待科學(xué)研究問題，喚起他們探索未知領(lǐng)域的欲望，增強(qiáng)專業(yè)自信心。

2.4理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相配套

基因工程是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，其教學(xué)內(nèi)容除了理論知識外，還配套有基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)和教學(xué)實(shí)習(xí)。基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)主要是對學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本技能的操練，以班為單位進(jìn)行教學(xué)。在教學(xué)過程中，要求學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中的相關(guān)內(nèi)容、掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理、了解實(shí)驗(yàn)操作的基本過程及注意事項(xiàng)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，嚴(yán)格執(zhí)行操作程序，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和敢于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)課后，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程，寫出實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告，提高他們的歸納總結(jié)能力?；蚬こ探虒W(xué)實(shí)習(xí)是以重組體的構(gòu)建、轉(zhuǎn)化、篩選及檢測為主線的系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)體系。其內(nèi)容包括質(zhì)粒DNA的提取、目的基因及載體進(jìn)行限制性內(nèi)切酶的切割、目的片段與載體的體外連接、感受態(tài)細(xì)胞的制備、重組質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化、重組子的篩選以及鑒定。整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊密銜接，較為完備地將基因工程學(xué)的上游技術(shù)綜合為一體。實(shí)施教學(xué)時(shí)，學(xué)生在教師指導(dǎo)下，了解實(shí)驗(yàn)的整體設(shè)計(jì)思路和流程，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，書寫實(shí)驗(yàn)方案，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)施。通過這樣的過程培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力，加強(qiáng)學(xué)生對生物學(xué)文獻(xiàn)資料的查詢與消化能力，拓寬學(xué)生的知識面，并且實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)都可能直接影響最終結(jié)果，所以學(xué)生必須關(guān)注每個(gè)環(huán)節(jié)，才能順利完成在此過程中有助于學(xué)生樹立完整的科學(xué)研究概念，具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度。

3改進(jìn)教學(xué)方法

3.1傳統(tǒng)板書教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合

在基因工程教學(xué)中，傳統(tǒng)的板書教學(xué)必不可少。這是由于學(xué)生雖具備一定的生物學(xué)基礎(chǔ)，但知識比較凌亂，更無法很好的應(yīng)用于基因工程學(xué)習(xí)中。板書教學(xué)能夠很好的將這些知識系統(tǒng)而又精煉的展示出來，并且有助于老師控制講課的進(jìn)度，學(xué)生也可以詳細(xì)的記好筆記，增強(qiáng)對知識的記憶。但是傳統(tǒng)的板書教學(xué)呆板，所提供的信息量非常有限。對于基因工程這門課程，完全采取板書教學(xué)無法直觀生動(dòng)的將所有內(nèi)容演示。另外，板書教學(xué)中老師是主體，學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)的好壞只與老師有關(guān)而與自身毫無關(guān)聯(lián)，學(xué)習(xí)的積極性不高，無法達(dá)到教學(xué)目的。多媒體教學(xué)能綜合應(yīng)用影視、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫和文字等信息，可以使抽象的概念直觀化、復(fù)雜的問題簡明化、整體的過程動(dòng)態(tài)化。它可以使學(xué)習(xí)內(nèi)容圖文并茂、有聲有色、栩栩如生，便于學(xué)生理解記憶。但是課件是一頁頁地進(jìn)行顯示，單獨(dú)使用課件會降低課堂授課內(nèi)容的連續(xù)性及關(guān)聯(lián)性，使學(xué)生不易掌握每一次授課的線索及整體內(nèi)容。因此，在講課過程中很有必要將傳統(tǒng)板書教學(xué)與多媒體教學(xué)結(jié)合、教師傳授知識與學(xué)生自主學(xué)習(xí)結(jié)合，采取多種教學(xué)方法使課程教學(xué)更為生動(dòng)、豐富，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)和對基礎(chǔ)知識的消化、理解和升華。

3.2“研討式”教學(xué)

獨(dú)立學(xué)院學(xué)生感應(yīng)新事物的能力較高，他們查閱相關(guān)資料后，能夠就某些問題提出見解。因此，筆者設(shè)計(jì)一些討論題，供學(xué)生思考與討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性、自主性和創(chuàng)造性，讓學(xué)生真正成為課堂的主體。例如關(guān)于基因工程安全性的問題，是以討論課的形式進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生不但對現(xiàn)存的一些安全問題進(jìn)行了全面的闡述，而且還提出了自己的一些見解。針對一些不一致的觀點(diǎn)，可以進(jìn)行辯論，不僅使課堂氣氛非?；钴S，而且鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，使他們樹立了看待科學(xué)問題的批判意識。

課程組的老師都從事了與基因工程相關(guān)的研究工作，經(jīng)常將科學(xué)研究結(jié)果融入教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生對知識的感性認(rèn)識。鼓勵(lì)學(xué)生申請一些研究性課題和進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與研究工作。通過對科學(xué)研究的探索，培養(yǎng)學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)踐的能力，有助于他們樹立艱苦奮斗的精神。

3.3“總結(jié)歸納”式教學(xué)

每一章內(nèi)容結(jié)束后，要求學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和歸納，系統(tǒng)地梳理知識體系。另外，組織學(xué)生聽取一些專題報(bào)告會，以提高學(xué)生對學(xué)科前沿知識的了解。

基因工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心，教學(xué)效果的好壞直接影響高校生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的素質(zhì)，進(jìn)而影響高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。嘗試通過對基因工程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，使他們適應(yīng)21世紀(jì)生命科學(xué)時(shí)代的工作需求。

4參考文獻(xiàn)

[1] 吳乃虎.基因工程[M].北京:科學(xué)出版社，2000.

[2] 孫毅.現(xiàn)代生物技術(shù)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008， 18(21):113-114.

[3] 劉嬋嬋，時(shí)全義，劉均洪.植物基因工程對生物燃料生物質(zhì)特征的改進(jìn)[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2008，29(3):4-7.

篇(2)

【關(guān)鍵詞】美育教育；基因工程美育是審美教育的簡稱，美育教育是借助多種傳授知識的方式，使受教育者感受和鑒賞自然美、社會美和藝術(shù)美，使人具有正確的審美觀點(diǎn)，高尚的道德情操和創(chuàng)造美的能力。美育教育通過人們審美視察和審美實(shí)踐提高人們對于美的感受，使人們自愿地遵循美的藝術(shù)原則，發(fā)揮其創(chuàng)造能力，在審視美和創(chuàng)造美的過程陶冶人的情操，凈化人的心靈，豐富其精神生活[1]。

專業(yè)知識的應(yīng)用必須立足于社會，而生物工程人才要立足于社會必須具有一定的人文知識，一定的人文情操。美育教育是豐富精神生活，提升思想情操，凈化心靈的最有效的方式之一。美育教育以“隨風(fēng)潛入夜，潤物細(xì)無聲”的方式潛移默化的方式提升人們從更高的層面把握知識的內(nèi)在本質(zhì)的聯(lián)系，激發(fā)創(chuàng)造的靈感，升華受教育者的精神境界。

1基因工程專業(yè)對人才培養(yǎng)實(shí)施美育教育的必要性

1.1基因工程專業(yè)人才創(chuàng)新性素質(zhì)的培養(yǎng)需要美育教育

創(chuàng)新素質(zhì)是當(dāng)今素質(zhì)教育的核心內(nèi)容[2]，創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的成敗直接決定了整個(gè)民族將來科技的成敗。

美育教育在讓學(xué)生感知美，審視美和創(chuàng)造美的過程中，提升學(xué)生的創(chuàng)造力。美的藝術(shù)的創(chuàng)作過程的核心是創(chuàng)造美的過程。美育教育通過潛移默化的熏陶能提升學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)。

1.2基因工程專業(yè)人才思維能力的培養(yǎng)需要美育教育

邏輯思維和形象思維密切相關(guān)，從思維的發(fā)生學(xué)來說，形象思維是基礎(chǔ)，沒有形象思維也就沒有邏輯思維。有些人書讀得很多，人品也不錯(cuò)，可就是不會運(yùn)用，成為書呆子，這和平常缺乏美育教育，形象思維能力低，缺乏想象力有著直接的關(guān)系[3]。

1.3美育教育能促使基因工程專業(yè)的人才進(jìn)行創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)

美育由于沖破了狹隘的功利主義，并且是一種自由形態(tài)的教育，所以比較容易與其他教育相結(jié)合，并滲透到其他教育之中去?？鬃诱f：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。美育教育不僅讓受教育者掌握一定知識，而且從情感上產(chǎn)生愛好，從而心悅誠服地在行動(dòng)中發(fā)揮出最大的積極性與創(chuàng)造性。美育具有全方位的作用，能夠把其他教育帶動(dòng)起來形成一個(gè)有機(jī)體，讓學(xué)生掌握不同領(lǐng)域知識的精髓，積極主動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)。

1.4生物工程工科人才立足社會需要美育教育

在現(xiàn)代社會中，一個(gè)人不管干哪一行，如果不懂得美學(xué)和審美，就不可能真正做好工作，成為優(yōu)秀人才。1978年度諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者、美國哈佛大學(xué)教授格拉索在回答“如何才能造就好的科學(xué)家”的問題時(shí)說過：“往往許多物理問題的解決并不在物理范圍之內(nèi)，涉及多方面的學(xué)問可以提供廣闊的思路，如多看看小說，有空去看看動(dòng)物園也有好處，可以幫助提高想象力......”。生物工程人才在社會生產(chǎn)中要立于不敗之地，必須具有一定的美學(xué)情操，進(jìn)而激發(fā)創(chuàng)新精神。

2基因工程專業(yè)美育教育的目標(biāo)

2.1美育教育的目標(biāo)之一是提升學(xué)生的創(chuàng)造力

創(chuàng)造力對整個(gè)生物工程領(lǐng)域的發(fā)展非常重要。在當(dāng)今知識快速增長的時(shí)代，創(chuàng)造力成為科研領(lǐng)域的核心素質(zhì)。

2.2基因工程專業(yè)美育教育的目的是培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì)

基因工程專業(yè)人才在社會中的發(fā)展，必須要以較好的人文素質(zhì)為基礎(chǔ)。 美育是人文素質(zhì)培養(yǎng)的重要途徑和目標(biāo)。通過美育教育，讓基因工程專業(yè)的人才既具有專業(yè)知識，有具有人文知識背景是生物工程美育教育的目標(biāo)之一。曾說：“美育者，應(yīng)用美學(xué)之理論于教育，以陶養(yǎng)感情為目的者也?！盵4]

3基因工程專業(yè)美育教育的途徑

3.1開設(shè)美育的公選課程

生物工程的專業(yè)教育往往主僅僅注重核心專業(yè)課程，對美育類的課程較少重視?；蚬こ虒I(yè)的美育教育的拓展首先學(xué)校應(yīng)當(dāng)給選擇美育教育課程的學(xué)生一定的學(xué)分，鼓勵(lì)學(xué)生選擇美育教育的課程，例如音樂、美術(shù)、影視賞析等公選課程[5]。

3.2搭建美育教學(xué)和實(shí)踐的平臺

美育教育的有效開展必須要有一定的平臺。學(xué)校為開展美育教育可以建立校外美育教育的實(shí)習(xí)基地，比如在革命老區(qū)建立定點(diǎn)參觀基地。通過多種多樣的方式，陶冶學(xué)生的情操，建立審美意識，從而引導(dǎo)學(xué)生追尋美，創(chuàng)造美。

3.3在基因工程專業(yè)知識傳授中穿插美育教育

生物工程的專業(yè)知識為美育教育提供了很多很好的案例。例如DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)，其一對稱和優(yōu)美的線條展現(xiàn)了曲線美和對稱美。在海洋中發(fā)現(xiàn)了許多外形獨(dú)特，顏色多樣的微生物，這些微生物的菌落形態(tài)都體現(xiàn)了美。食用菌的形態(tài)也體現(xiàn)了美，羊肚菌、猴頭菌、靈芝等多姿的形態(tài)和絢麗的色澤都現(xiàn)了生物界的美。

生物知識也體現(xiàn)了神奇美?？股氐陌l(fā)現(xiàn)來自偶然，然而神奇的抗生素的發(fā)現(xiàn)拯救了無數(shù)的生命。嗜鐵或嗜硫細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)從側(cè)面驗(yàn)證了生命的多樣性。參考文獻(xiàn)

[1]劉穎. 論美育教育在現(xiàn)代教育中的地位。教育研究，2011，2：78-79

[2]鐘義信.實(shí)施創(chuàng)新教育.中國教育報(bào)，2006，7：8-6

[3]呂建秋. 美育在素質(zhì)教育中的地位與作用.民營科技，2010，4：67

篇(3)

關(guān)鍵詞：微課；翻轉(zhuǎn)課堂；《基因工程》

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）04-0189-02

基因工程已占據(jù)科學(xué)發(fā)展的核心位置，涉及面比較廣泛，包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等的各個(gè)領(lǐng)域，為科研工作的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。其中不乏學(xué)生對基因工程的疑惑，在《基因工程》教學(xué)中學(xué)生很難進(jìn)入深層次的思考，對一些抽象的問題捉摸不透或難以理解，其中最主要的原因在于《基因工程》課程較為枯燥、難度較高，涉及面比較廣泛。

2008年，美國教學(xué)設(shè)計(jì)師David Penrose首創(chuàng)了“微課（Micro- Lecture）”的概念。微課程簡稱微課，以微型教學(xué)題材為主要的教學(xué)方案，教師針對各個(gè)學(xué)科的重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)和教學(xué)主題、實(shí)驗(yàn)、任務(wù)等而設(shè)計(jì)開發(fā)的一種新型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻，具有一定的情景化模式。[1]。翻轉(zhuǎn)教學(xué)（Flipped classroom）模式是近年來一種新型的教學(xué)模式，是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)為一體的結(jié)合性網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂改變了傳統(tǒng)教學(xué)中的師生角色，以現(xiàn)代教育技術(shù)為依托，對教學(xué)的規(guī)劃和模式形式進(jìn)行了重新規(guī)劃，把知識傳授和知識內(nèi)化進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)了對傳統(tǒng)教學(xué)模式的突破[2]。課外接觸課程是學(xué)生對學(xué)習(xí)的新材料的補(bǔ)充（通常是閱讀文獻(xiàn)或觀看視頻講座），然后充分利用課堂時(shí)間把關(guān)鍵性問題解決掉，討論知識的內(nèi)化。翻轉(zhuǎn)課堂的主導(dǎo)性意義是從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)學(xué)習(xí)。主動(dòng)學(xué)習(xí)是激發(fā)學(xué)生的專注性和統(tǒng)一性，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的手腦并用，而不僅僅是“聽”，重點(diǎn)發(fā)揮學(xué)生在課堂教學(xué)過程中的學(xué)生角色。

高等教育翻轉(zhuǎn)課堂研究始于20世紀(jì)90年代，哈佛大學(xué)教授把學(xué)習(xí)分為知識內(nèi)化性教育和知識傳遞化教育兩個(gè)步驟，可通過課堂上的互助教學(xué)方法來進(jìn)行[3]。由Salmankha創(chuàng)立的可罕學(xué)院（Khan Academy）是實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的成功案例。現(xiàn)在教師可以充分利用免費(fèi)的可汗學(xué)院平臺教育實(shí)施，在翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行實(shí)踐性的教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)模式已經(jīng)被各個(gè)院校、各個(gè)學(xué)堂所應(yīng)用。翻轉(zhuǎn)課堂正改變著傳統(tǒng)教育教學(xué)模式。

1.微課和翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于《基因工程》教學(xué)的總體思路：根據(jù)總體教學(xué)目標(biāo)把課程分解成相應(yīng)的微單元。在微單元內(nèi)選取20個(gè)微課點(diǎn)（橢圓形內(nèi)為微課點(diǎn)）。以這些微課學(xué)習(xí)框架為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式流程。

2.微課和翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于《基因工程》教學(xué)的具體方案：根據(jù)基因工程各項(xiàng)類別數(shù)據(jù)研究表明，通過20個(gè)視頻輔助教學(xué)使學(xué)生確立基因工程概念和翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行輔助教學(xué)，了解基因工程的基本原理和基本步驟。微課內(nèi)容涵蓋基因工程的主要知識點(diǎn)。知識點(diǎn)的選擇注重前沿性、綜合性、實(shí)踐性、聯(lián)系性，內(nèi)容具有內(nèi)在邏輯聯(lián)系，提綱舉目，便于學(xué)生把握基因工程的知識精華，深刻理解基因工程的基本原理，把握重點(diǎn)，攻克難點(diǎn)。采用“微課”方式進(jìn)行“三位一體”翻轉(zhuǎn)教學(xué)，進(jìn)行知識全方面的普及。將“翻轉(zhuǎn)課堂”帶入到《基因工程》課程當(dāng)中，讓實(shí)際教學(xué)與翻轉(zhuǎn)教學(xué)進(jìn)行有效的結(jié)合，做到課前準(zhǔn)備、課上內(nèi)化和課后練習(xí)三位一體的關(guān)聯(lián)教學(xué)?！痘蚬こ獭肥菍⒔虒W(xué)研究和科研相結(jié)合的一門理論性較強(qiáng)的課程，領(lǐng)悟基因工程內(nèi)在的含義，掌握基本技術(shù)指導(dǎo)，是學(xué)習(xí)這門課程的必然要求。根據(jù)“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)理念，“三位一體”教學(xué)的具體實(shí)施方案如下。

（1）課前準(zhǔn)備階段。教師應(yīng)該把《基因工程》教學(xué)課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)突現(xiàn)出來，以確定微課的相關(guān)內(nèi)容和教育方式，完成微課設(shè)計(jì)。要充分考慮基因工程的相關(guān)問題和指導(dǎo)，采集“微課”資源并錄制。將重點(diǎn)理論知識采用微模式進(jìn)行展現(xiàn)，內(nèi)容簡單、清晰，盡量將抽象問題簡單化。

（2）課上內(nèi)化階段。課前準(zhǔn)備階段學(xué)生將疑難雜問標(biāo)記出來，課上進(jìn)行解決方案。解決問題的方式可以通過小組討論、教師提問等。通過這種方式可以讓學(xué)生積極參與其中，鍛煉了學(xué)生主動(dòng)思考問題和自我解決問題的能力，讓學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

3.微課和翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于《基因工程》教學(xué)的意義。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的知識普及，加上最近幾年來分子生物學(xué)的知識傳播，基因工程的研究已顯得十分重要。傳統(tǒng)的模式已不適應(yīng)基因工程最主要的教學(xué)需要了，因此需要尋找一種新的《基因工程》教學(xué)模式來填充傳統(tǒng)模式的不足，研究出適應(yīng)新形勢下的教學(xué)方案是非常必要的。

（1）有教學(xué)資源的共享化。有效的利用網(wǎng)絡(luò)資源可以讓翻轉(zhuǎn)課堂備有足夠的教學(xué)材料，這是翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢之一，讓學(xué)生能夠主動(dòng)去了解最新的信息，可以開拓學(xué)生的視野，緊跟學(xué)科的前沿動(dòng)態(tài)。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)具備了足夠豐富的教學(xué)資源和方案，如各個(gè)大學(xué)的公開課等教學(xué)機(jī)構(gòu)的教學(xué)視頻等。教師可以將這些網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行整理，為學(xué)生所用。

（2）培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。在傳統(tǒng)課程中，教學(xué)方式還是以教師講解為教育主體，學(xué)生的核心地位不明顯。翻轉(zhuǎn)課堂是利用課余時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行操作，學(xué)生利用教師提供的資料進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)和提問、問題的解決、任務(wù)的完成。這不僅提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，也為學(xué)生全方面發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)，并且以多角度、多方式進(jìn)行考核。

（3）教師進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)。在微課群構(gòu)建《基因工程》整體框架的基礎(chǔ)上，將不同學(xué)生反映的難點(diǎn)、學(xué)科進(jìn)展、新知識點(diǎn)、科研應(yīng)用等內(nèi)容逐步擴(kuò)充和更新，及時(shí)反映于每個(gè)微課群中。這樣既能有機(jī)整合必備知識，又能避免零散知識點(diǎn)的碎片化。在翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施過程中，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況合理地觀看視頻；在課堂上，教師有義務(wù)對學(xué)生進(jìn)行具體項(xiàng)目的指導(dǎo)。這些都有利于學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。

（4）增強(qiáng)學(xué)習(xí)互動(dòng)性。在翻轉(zhuǎn)課堂上，師生之間、生生之間有更多面對面的溝通活動(dòng)，這樣教師與學(xué)生共享彼此的見解、知識和思路，達(dá)到教學(xué)效果，也為學(xué)生培養(yǎng)良好的人際交往關(guān)系提供了機(jī)會。學(xué)生在課前要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識，即完成知識傳遞運(yùn)輸?shù)牟糠?。因此，課堂上的核心教學(xué)教師把課余時(shí)間的知識系統(tǒng)進(jìn)行知識內(nèi)化，把對知識點(diǎn)中易混淆、易誤解的部分進(jìn)行進(jìn)一步的討論和學(xué)習(xí)。采用“微課”方式進(jìn)行“三位一體”翻轉(zhuǎn)教學(xué)的宗旨在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)與課程的深度融合，促進(jìn)師生學(xué)習(xí)的互動(dòng)與配合，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。

（5）學(xué)生拓展提高實(shí)踐能力。將制作好的“微課”學(xué)習(xí)資源上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，可進(jìn)行在線討論和疑難的解決等信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，有利于進(jìn)行學(xué)生的交流和互動(dòng)。可通過學(xué)生觀看微視頻，組織學(xué)生參與在線答疑、討論等環(huán)節(jié)完成教師所布置的教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)知識或技能的相結(jié)合。這個(gè)過程是將傳統(tǒng)教學(xué)體系中教師把教學(xué)內(nèi)容放到課前學(xué)習(xí)并讓學(xué)生自主完成。相比傳統(tǒng)課堂，在翻轉(zhuǎn)課堂上學(xué)生有更多的時(shí)間自己動(dòng)手解決問題，自作能力得到訓(xùn)練。在教師、同學(xué)的共同配合下，學(xué)生可以多做練習(xí)，完成更多實(shí)際操作問題從而提高實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]Bently A M，Artavanis S，Tsakonas S，Stanford J S. Nanocourses：a short Course format as an educational tool in a biological sciences graduate curriculum [J]. CBE Life Sciense Educadition，2008，7（2）：175-183.

[2]Prince，M. Does active learning work？ A review of the research [J]. Journal of Engineering Education，2004，93（3）：223.

[3]Mazur，E，F(xiàn)arewell，lecture[J]. Science，2009，323（1）：50-51.

Study on Micro-Lecture and Flipped Classroom in Teaching of "Genetic Engineering"

ZHUANG Wen-zhuo

（Department of Cell Biology，School of Biology & Basic of Medical Science，Soochow University，Suzhou，Jiangsu 215123，China）

篇(4)

關(guān)鍵詞：生物工程專業(yè)；綜合實(shí)驗(yàn)課程；教學(xué)實(shí)踐

一、開設(shè)生物工程本科專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程的意義

學(xué)院根據(jù)教育部2012年出版的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》，以及教育部高等學(xué)校生物科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會的《生物工程專業(yè)規(guī)范》，將基因工程、生物分離工程、酶工程、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、發(fā)酵工程和生物工程設(shè)備等課程作為專業(yè)核心課程［3-4］。這些專業(yè)核心課程以理論教學(xué)為主，部分課程也開設(shè)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課。由于生物工程專業(yè)開設(shè)的課程較多，涉及領(lǐng)域較廣，致使核心課程的授課學(xué)時(shí)受到限制，相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程以基礎(chǔ)性或者驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主，涉及綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少［5-6］。實(shí)驗(yàn)課程采用常規(guī)教學(xué)模式，即學(xué)生課前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理、步驟方法等，實(shí)驗(yàn)員將實(shí)驗(yàn)所有藥品和試劑準(zhǔn)備好，授課過程中，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)教材的實(shí)驗(yàn)步驟“照單抓藥”式地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容［7］。這種教學(xué)模式有利于學(xué)生掌握基本操作技能與方法，突出單一知識點(diǎn)，但是調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性較差，不利于學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的全面理解與應(yīng)用，較難將所學(xué)知識全面融會貫通。為了達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)學(xué)院目前專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)現(xiàn)狀，針對生物工程專業(yè)開設(shè)了“生物工程綜合實(shí)驗(yàn)”課程。該課程符合廣東省部分生物工程類企業(yè)對基因工程、生物反應(yīng)器、分離純化等基本的操作技能要求，該課程將多門專業(yè)核心課程的基礎(chǔ)理論和操作技能有機(jī)地融為一體，促進(jìn)了學(xué)生對現(xiàn)代生物技術(shù)技能的理解和掌握，同時(shí)使學(xué)生具有了團(tuán)隊(duì)合作精神，獨(dú)立思考完成實(shí)驗(yàn)的能力，具備初步的科學(xué)研究思維意識和科研能力。

二、米曲霉蛋白酶基因的克隆表達(dá)、發(fā)酵、純化及其應(yīng)用的綜合實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)模式

綜合性實(shí)驗(yàn)是將基礎(chǔ)理論知識點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)操作基本技能進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，由多個(gè)具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的小實(shí)驗(yàn)組成，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中必須認(rèn)真做好每個(gè)小實(shí)驗(yàn)，然后將所有小實(shí)驗(yàn)結(jié)果有機(jī)串聯(lián)在一起，達(dá)到生產(chǎn)出具體產(chǎn)品或者解決具體問題的目的［8-9］。為了讓生物工程綜合實(shí)驗(yàn)課程達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)，盡量做到將專業(yè)核心課程的基本理論和基本操作技能有機(jī)融合，因此，選取了米曲霉蛋白酶基因的克隆表達(dá)、發(fā)酵、純化及其應(yīng)用作為綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容。由于蛋白酶是一類非常重要的工業(yè)用酶，占有全世界工業(yè)用酶至少60%以上份額，堿性蛋白酶又占總蛋白酶的一半以上，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工和皮革等行業(yè)；而當(dāng)前商品化的堿性蛋白酶主要來源于細(xì)菌，來源于真菌的較少，從真菌中開發(fā)蛋白酶也就引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。米曲霉是我國傳統(tǒng)發(fā)酵食品中重要微生物菌種，該菌產(chǎn)生的蛋白酶對大豆蛋白具有較強(qiáng)的水解作用，對大豆水解物中脫苦味和獨(dú)特風(fēng)味具有非常重要的作用［10］。

（一）生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K

生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要由表1中2.1的“米曲霉堿性蛋白酶基因的序列分析及表達(dá)引物的設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組成，該實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生利用BioEdit7.0序列軟件查看米曲霉堿性蛋白酶的基因序列及其編碼的氨基酸序列，利用GenBank數(shù)據(jù)庫的Blast程序?qū)Φ鞍酌富虻男蛄蟹治觯A(yù)測其信號肽、前導(dǎo)肽和成熟肽序列，利用Oligo7.0軟件對表達(dá)引物的設(shè)計(jì)，學(xué)會在引物上添加限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)及保護(hù)堿基，以便在下一步實(shí)驗(yàn)中獲得的PCR產(chǎn)物并順利酶切。

（二）基因工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K

基因工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K是整個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，主要由實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4的內(nèi)容組成，該部分主要是對目的基因的PCR擴(kuò)增、純化和酶切，然后將目的基因連接至提取出的質(zhì)粒上，獲得重組表達(dá)載體，通過電轉(zhuǎn)化將該載體整合到畢赤酵母基因組上，對畢赤酵母轉(zhuǎn)化子基因組的提取，采用基因組PCR技術(shù)鑒定目的基因整合結(jié)果，通過一系列的基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)，讓學(xué)生加深對基因工程基本理論的理解，以及對基因工程常規(guī)操作技術(shù)具有熟練的掌握。

（三）發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K

發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要是由實(shí)驗(yàn)5組成，利用基因工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K構(gòu)建的工程菌株，分別在三角瓶和發(fā)酵罐中進(jìn)行誘導(dǎo)表達(dá)。在三角瓶中發(fā)酵采用500mL三角瓶裝液量為100mL；而在發(fā)酵罐中，采用逐步擴(kuò)大培養(yǎng)方式，即用多個(gè)500mL三角瓶活化菌株后，接種到10L發(fā)酵罐中擴(kuò)大培養(yǎng)，再接種至100L發(fā)酵罐中進(jìn)行誘導(dǎo)表達(dá)。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K讓學(xué)生認(rèn)識到，采用不同的生物反應(yīng)器培養(yǎng)，菌株的生長、產(chǎn)酶能力等都具有顯著的差異，通過理解發(fā)酵曲線（pH曲線、溶氧曲線、溫度曲線、補(bǔ)料曲線和攪拌速率曲線等）來判斷發(fā)酵罐中菌體的生長情況。

（四）生物分離工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K

生物分離工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要由實(shí)驗(yàn)6和實(shí)驗(yàn)8組成。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K利用板框過濾技術(shù)或離心技術(shù)將菌體與發(fā)酵液進(jìn)行分離，對發(fā)酵液中的重組蛋白酶采用膜分離技術(shù)進(jìn)行濃縮，對濃縮后的發(fā)酵液采用硫酸銨鹽析、溶解透析獲得粗酶液。對大豆肽飲料采取等電點(diǎn)沉淀法去除未溶解的大豆分離蛋白，采用膜分離技術(shù)對其濃縮，提高大豆肽飲料中活性肽的含量。通過該實(shí)驗(yàn)?zāi)K讓學(xué)生理解生物產(chǎn)品分離中發(fā)酵液的預(yù)處理、沉淀分離、膜分離、生物產(chǎn)品的濃縮等原理及基本技能。

（五）酶工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K

酶工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K由實(shí)驗(yàn)7和實(shí)驗(yàn)8組成。該實(shí)驗(yàn)?zāi)K使學(xué)生認(rèn)識到采用基因工程技術(shù)和發(fā)酵技術(shù)獲得蛋白酶，是目前制備酶制劑的重要方式之一。通過對重組酶的基本酶學(xué)性質(zhì)的測定，獲得的最適合溫度、最適合pH等實(shí)驗(yàn)結(jié)果，指導(dǎo)對大豆分離蛋白的水解，并制備出活性肽飲料。讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中理解酶學(xué)性質(zhì)測定的重要性，以及了解蛋白酶在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

三、綜合實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)實(shí)踐

（一）課程安排

開設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)課程要求學(xué)生已完成微生物學(xué)、分子生物、生物化學(xué)、生物工程設(shè)備、基因工程等課程的學(xué)習(xí)，因此，該課程安排在大學(xué)三年級的第二學(xué)期，采用集中授課的方式，共計(jì)80學(xué)時(shí)，全天候進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確保實(shí)驗(yàn)的連貫性和完整性。

（二）實(shí)驗(yàn)分組情況

在實(shí)驗(yàn)課程中，常常由于學(xué)生分工不明確，試劑、藥品和設(shè)備等數(shù)量的不足導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程嘈雜、教學(xué)秩序混亂，因此，本課程將3~4名學(xué)生分為一個(gè)小組，將常規(guī)的設(shè)備、試劑和藥品（如移液槍、三角瓶、燒杯、瓊脂粉等）分配到每個(gè)小組，由小組支配使用管理，直到本課程實(shí)驗(yàn)全部完成后再歸還實(shí)驗(yàn)室。

（三）課堂的組織教學(xué)

本課程采用學(xué)院的自編教材《生物工程綜合大實(shí)驗(yàn)》，要求學(xué)生課前認(rèn)真預(yù)習(xí)，理解實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、注意事項(xiàng)等各個(gè)方面。每次實(shí)驗(yàn)之前，任課教師對本次實(shí)驗(yàn)的小實(shí)驗(yàn)組成、實(shí)驗(yàn)原理、小實(shí)驗(yàn)間的關(guān)聯(lián)，可能會出現(xiàn)的問題、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測等方面均要向?qū)W生詳細(xì)講授，使學(xué)生理解本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生根據(jù)自己對實(shí)驗(yàn)教材的預(yù)習(xí)情況，結(jié)合教師對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講授，小組內(nèi)學(xué)生之間相互討論，形成本小組的具體實(shí)驗(yàn)方案后，才能動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生是實(shí)驗(yàn)操作的主體，要求學(xué)生必須全程參與所有的實(shí)驗(yàn)操作，即每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)都由學(xué)生自己完成，如培養(yǎng)基的制備、各種試劑溶液的配制等。指導(dǎo)教師主要是指導(dǎo)和監(jiān)督學(xué)生動(dòng)手操作，及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作，對學(xué)生每一階段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)與分析，針對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)和現(xiàn)象要進(jìn)行重點(diǎn)講解分析，這對擴(kuò)展學(xué)生知識、提高學(xué)生解決實(shí)際問題，加深對基本理論知識的理解具有巨大的幫助作用。

（四）考核方法

實(shí)驗(yàn)成績是衡量評定學(xué)生學(xué)習(xí)情況的根本依據(jù)，合理的成績評定方式，對提高學(xué)生對課程的重視程度，增強(qiáng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提高學(xué)生的動(dòng)手操作技能具有重要的作用［11-12］。本課程的成績評定主要是由3部分組成（考勤和團(tuán)隊(duì)協(xié)作占10%、實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手能力占20%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告占70%）?！翱记诤蛨F(tuán)隊(duì)協(xié)作”部分由小組長牽頭，以及組員間相互監(jiān)督來評定組員的分?jǐn)?shù)。“實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手能力”由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程中的動(dòng)手操作能力評定分?jǐn)?shù)?！皩?shí)驗(yàn)報(bào)告”部分由實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式、科學(xué)術(shù)語表述、語句通順情況、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及對結(jié)果的分析等組成，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式參照學(xué)校學(xué)報(bào)論文的撰寫格式，讓學(xué)生初步掌握論文的寫作規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的表格、圖片等均要求提供原始數(shù)據(jù)和圖片，對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象必須要有合理的解釋和說明。

篇(5)

戊肝疫苗研制

基因工程疫苗是用基因工程方法或分子克隆技術(shù)，分離出病原的保護(hù)性抗原基因，將其轉(zhuǎn)入原核或真核系統(tǒng)使表達(dá)出該病原的保護(hù)性抗原，制成疫苗，或者將病原的毒力相關(guān)基因刪除掉，使成為不帶毒力相關(guān)基因的基因缺失苗。包括多肽或亞單位疫苗、顆粒載體疫苗、病毒活載體疫苗、細(xì)菌活載體疫苗、基因重配疫苗以及基因缺失疫苗如乙肝疫苗等。

2012年1月11日——一個(gè)原本并不特殊的日子，卻因一份捷報(bào)而注定要被載入史冊?？萍疾吭谶@一天宣布：由廈門大學(xué)和養(yǎng)生堂萬泰公司聯(lián)合研制的“重組戊型肝炎疫苗（大腸埃希菌）”已獲得國家一類新藥證書和生產(chǎn)文號，成為世界上第一個(gè)用于預(yù)防戊型肝炎的疫苗。

這是50年來，人類在經(jīng)受了10余次萬人以上的戊肝重大疫情后等來的一份捷報(bào)。

14年“磨”出世界第一

戊肝疫苗的成功研發(fā)，標(biāo)志著我國在生物制藥原始創(chuàng)新領(lǐng)域取得重大突破，它的面世讓中國在基因工程病毒疫苗的原始創(chuàng)新上實(shí)現(xiàn)了零的突破。11.3萬人、30余萬針次的研究顯示，該疫苗具有良好的安全性和保護(hù)性。

2月28日，疫苗研發(fā)團(tuán)隊(duì)的核心成員——廈門大學(xué)國家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術(shù)研究中心主任夏寧邵教授，在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)表示：“重組戊肝疫苗是迄今唯一使用大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)研制的病毒疫苗。它的成功研制扭轉(zhuǎn)了國際醫(yī)藥界中‘原核系統(tǒng)不能用于病毒疫苗研制’的傳統(tǒng)認(rèn)識?！?/p>

“傳統(tǒng)的疫苗研制方法主要有兩種途徑。一種是將病毒放在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行大量培養(yǎng)、滅活，再輔以佐劑，用這種方法制成的疫苗叫滅活疫苗；第二種是將病原體在體外反復(fù)傳代，去除其致病性，但保留其免疫原性，用這種方法制成的疫苗叫減毒活疫苗。而我們這次是采用的基因工程技術(shù)。” 夏寧邵告訴記者，“與傳統(tǒng)滅活疫苗和減毒活疫苗比較，基因工程疫苗的研發(fā)不依賴于病原體的培養(yǎng)，因此對于大量尚未建立成熟體外培養(yǎng)技術(shù)的病原體也能進(jìn)行疫苗的研制。在生產(chǎn)過程中，基因工程疫苗完全不涉及病原體，消除了由于病原體滅活不徹底或減毒不完全導(dǎo)致的安全性問題。不僅如此，基因工程疫苗的研發(fā)還可通過精心設(shè)計(jì)的純化過程實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程中伴隨的各類雜質(zhì)的高效清除和殘余成分的高度可控，降低了由于雜質(zhì)導(dǎo)致的各類接種副反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高了疫苗的安全性和耐受性，同時(shí)還能提高不同疫苗生產(chǎn)批次間的均一性?！?/p>

從1998年開始，時(shí)任國家試劑與疫苗中心主任、廈門大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院院長的夏寧邵便帶領(lǐng)著他的團(tuán)隊(duì)，著手進(jìn)行戊肝疫苗的研發(fā)。與所有的新藥研發(fā)一樣，重組戊肝疫苗的研發(fā)并非一路坦途。

歷經(jīng)14年艱苦研發(fā)，由廈門大學(xué)國家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術(shù)研究中心和企業(yè)的200余名科研人員組成的課題組，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域、應(yīng)用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域和應(yīng)用研究領(lǐng)域，取得了保護(hù)性抗原識別及結(jié)構(gòu)表征、病毒顆粒組裝機(jī)制等多項(xiàng)發(fā)現(xiàn)成果，并突破了原核表達(dá)類病毒顆粒、高效純化及體外自組裝等一系列關(guān)鍵技術(shù)障礙，創(chuàng)建出具有多項(xiàng)全球自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)體系。

夏寧邵告訴記者，該體系的關(guān)鍵技術(shù)已在14個(gè)主要國家申請了12項(xiàng)發(fā)明專利，對我國發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新疫苗并高起點(diǎn)地參與國際競爭具有深遠(yuǎn)意義?；谠擉w系關(guān)鍵技術(shù)，團(tuán)隊(duì)研制的另一個(gè)疫苗“人瘤病毒16/18型二價(jià)疫苗”（宮頸癌疫苗）已經(jīng)打破了美英技術(shù)封鎖成為全球第3個(gè)、國內(nèi)第1個(gè)獲準(zhǔn)進(jìn)行臨床試驗(yàn)的宮頸癌疫苗，目前已基本完成Ⅱ期臨床試驗(yàn)，初步結(jié)果顯示該疫苗安全并能刺激人體產(chǎn)生高滴度抗體。

夏寧邵說：“戊肝疫苗是國家工程的成果，也是產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的成果?！边@份30微克的戊肝疫苗，不僅見證著研發(fā)人員的辛勞，同時(shí)也記錄著我國重大科技專項(xiàng)自主創(chuàng)新的步伐：自2005年起，國家863計(jì)劃開始對戊肝疫苗項(xiàng)目進(jìn)行支持，有效地帶動(dòng)了地方、企業(yè)投入研發(fā)資金近5億元，其臨床研究也被列入“十一五”863計(jì)劃重大項(xiàng)目中，這為課題組在國內(nèi)外率先研制成功戊型肝炎疫苗提供了重要支撐。

談及疫苗研發(fā)的前景，夏寧邵顯得信心滿懷。他的信心來自于國家對這個(gè)產(chǎn)業(yè)的大力支持：2007年，國家將生物醫(yī)藥確定為“十二五”期間重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，尤其是用于應(yīng)對突發(fā)生物事件的疫苗及免疫佐劑等還被列入了公共安全領(lǐng)域生物安全保障方面的優(yōu)先發(fā)展主題。

現(xiàn)階段疫苗研發(fā)應(yīng)以集成創(chuàng)新為主

作為全國政協(xié)委員，中國食品藥品檢定研究院菌種室主任王國治一直關(guān)注著疫苗領(lǐng)域的發(fā)展。對夏寧邵團(tuán)隊(duì)所取得的成功，他難掩心中的喜悅和激動(dòng)：“我國能在世界上第一個(gè)研發(fā)出戊肝疫苗確實(shí)非常令人振奮！”

但就國內(nèi)疫苗研發(fā)的整體水平，王國治直言不諱：“我國在疫苗研發(fā)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究力量還比較薄弱，十個(gè)研發(fā)有九個(gè)都出不了結(jié)果。而國家又太過于強(qiáng)調(diào)疫苗研發(fā)的完全自主知識產(chǎn)權(quán)，這與我國目前的疫苗研發(fā)水平不相符合。”

“中國的疫苗研發(fā)，前期工作幾乎都是由大專院校的研究生在做，其可信度和創(chuàng)新性都不夠，后期工作也往往跟不上。多數(shù)人的研究都以仿制為主，盡管拿了專利，出了蛋白，但真正要作出成果卻很難，常常是實(shí)驗(yàn)完了，出來一大堆報(bào)廢產(chǎn)品?！蓖鯂握J(rèn)為，針對我國在疫苗領(lǐng)域現(xiàn)有的研發(fā)水平，“在引進(jìn)國外成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行整合創(chuàng)新、集成創(chuàng)新才是這個(gè)階段的重點(diǎn)?！?/p>

王國治在考察了發(fā)達(dá)國家的疫苗生產(chǎn)企業(yè)后發(fā)現(xiàn)：在疫苗研發(fā)上，中國缺的不是硬件，也不是錢，缺的是技術(shù)和管理規(guī)范。中國對疫苗生產(chǎn)企業(yè)的硬件要求比國外更嚴(yán)格，可在軟件方面比如管理規(guī)范上卻放得比較寬。而事實(shí)上，疫苗生產(chǎn)過程中，后期主要是規(guī)范性管理的問題。

在王國治看來，目前整個(gè)疫苗產(chǎn)業(yè)還缺少一種系統(tǒng)的協(xié)作。他認(rèn)為，“這與國家在疫苗研發(fā)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃上缺乏一種整體的頂層設(shè)計(jì)有關(guān)。”

王國治告訴記者，受多種因素制約，國家免疫規(guī)劃疫苗政府定價(jià)總體水平偏低，利潤空間較小，以一支重組蛋白類的乙肝疫苗為例，國家定價(jià)只有3塊多錢每人次，這在一定程度上影響了企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和進(jìn)行產(chǎn)品升級換代的積極性。而第二類疫苗為市場調(diào)節(jié)價(jià)格產(chǎn)品，流通環(huán)節(jié)較多，市場價(jià)格偏高。

“疫苗產(chǎn)業(yè)是關(guān)系國計(jì)民生的朝陽產(chǎn)業(yè)。”對此，王國治建議，國家在制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮產(chǎn)業(yè)自身的特點(diǎn)和不同的發(fā)展背景。在投入上，對與老百姓生命利益息息相關(guān)的和研發(fā)成本高、失敗風(fēng)險(xiǎn)大的一類疫苗，以及共患病的疫苗，國家應(yīng)當(dāng)加大扶持力度，而對具有良好發(fā)展前景和自主知識產(chǎn)權(quán)的二類疫苗，則應(yīng)當(dāng)以引導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)為主。

加大投入優(yōu)先發(fā)展疫苗產(chǎn)業(yè)

對疫苗產(chǎn)業(yè)的明天充滿同樣期待的，還有全球第一支甲流疫苗的生產(chǎn)企業(yè)——北京科興生物制品有限公司的總經(jīng)理尹衛(wèi)東。

在甲流肆虐的2009年，尹衛(wèi)東帶領(lǐng)著自己的員工在短短的87天中成功生產(chǎn)出全世界第一支甲流疫苗。在他看來，接種疫苗不但是保護(hù)自己的一種措施，同時(shí)也是保護(hù)他人的一種手段。

“然而目前，人們對接種疫苗的社會認(rèn)知度卻還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?！币l(wèi)東舉例說，為了減少老年人群因流感并發(fā)癥帶來的死亡，北京市政府每年都為60歲以上的老人免費(fèi)接種流感疫苗，然而卻只有約50%的老年人進(jìn)行了自愿接種。

“如果能讓老年人接種流感疫苗的百分比從現(xiàn)在的50%提高到80%，老年人因老年病和流感造成的死亡率就會有所降低，這樣，實(shí)現(xiàn)‘十二五’期間將我國人均壽命提高1歲的目標(biāo)就會立竿見影。”尹衛(wèi)東說，“但如果沒有疫苗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就提供不了這樣的服務(wù)。疫苗產(chǎn)業(yè)不僅具有技術(shù)高附加值的特性，而且還能節(jié)省資源和能源，對整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展具有保駕護(hù)航的作用，應(yīng)該得到優(yōu)先發(fā)展?！?/p>

篇(6)

生物育種方法的運(yùn)用是體現(xiàn)高考生物試題難度、區(qū)分度的良好命題素材。近年來高考對該知識點(diǎn)的考查發(fā)生了較大的變化。從命題的理念看，由傳統(tǒng)的雜交育種轉(zhuǎn)向太空育種（誘變育種）和生物工程（基因工程和細(xì)胞工程）育種；從命題素材看，由對某種方法的單一考查轉(zhuǎn)向?qū)Χ喾N育種方法的綜合考查；從能力要求看，由理解能力轉(zhuǎn)向綜合運(yùn)用和實(shí)驗(yàn)探究能力的考查?，F(xiàn)就如何根據(jù)育種的目的，選擇不同需求的育種方法及規(guī)范作答等作一探討。

一、根據(jù)目的，選擇育種方法

育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀（抗逆性好、生命力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良）的新品種，以便更好地為人類服務(wù)。從基因組成上看，目標(biāo)基因型可能是純合體，可防止后生性狀分離，便于制種和推廣；也可能是雜合體，即利用雜種優(yōu)勢的原理，如雜交水稻的培育、玉米的制種等。

例1 糧食是人類生存的基本條件，提高單位面積糧食的產(chǎn)量、質(zhì)量是解決糧食問題的主要途徑之一。

（1）為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，得到抗倒伏、抗銹病等優(yōu)良性狀，科學(xué)家往往采取多種育種方法來培育符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求的新品種。根據(jù)下面提供的材料，設(shè)計(jì)育種方案，以便最快得到所需品種。非生物材料：可自選。生物材料有：

A.水稻的高稈（顯性）抗銹病（顯性）純種

B.水稻的矮稈（隱性）不抗銹?。[性）純種

C.水稻的高稈（顯性）不抗銹?。[性）純種

①要得到能直接應(yīng)用于生產(chǎn)的具有抗倒伏、抗銹病等優(yōu)良性狀的品種，該品種應(yīng)是 。

②所選擇的生物材料： （填寫代表生物材料的字母）。

③育種過程中運(yùn)用的最常見的方法是 。

④預(yù)期產(chǎn)生這種結(jié)果（所需性狀類型）的概率是 。如果從播種到獲得種子需要一年，則獲得該品種植株至少需要 年。

（2）隨著科技的發(fā)展，許多新的育種方法已經(jīng)出現(xiàn)并投入使用。

①用普通小麥和黑麥培育的八倍體小黑麥的原理是 。

②航天育種是目前的一個(gè)熱門話題，如“神七”就搭載了萌發(fā)著的植物種子。那么利用這種方法是否一定能獲得人們所期望的理想性狀？為什么？ 。

③螟蟲是危害水稻的主要害蟲之一?？茖W(xué)家為了減少農(nóng)藥的使用，希望培育出具有抗螟蟲性狀的水稻新品種，最適合的育種方法是 ，其原理是 。

【解析】（1）①能直接應(yīng)用于生產(chǎn)的品種要保持優(yōu)良性狀，其自交后代不發(fā)生性狀分離，一般為純合子。②雜交育種的原理是基因重組，將兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀（抗倒伏、抗銹?。┙M合到一起，選擇A、B兩個(gè)親本可以達(dá)到這一目的。③最快的育種方法是單倍體育種，常用技術(shù)有雜交、花藥離體培養(yǎng)、人工誘導(dǎo)染色體加倍等。④親本雜交后的子代花藥離體培養(yǎng)、人工誘導(dǎo)染色體加倍后得到4種純合子，比例相同，因此抗倒伏抗銹病性狀的概率為1/4。親本雜交得到種子（子代）需要1年，子代花藥離體培養(yǎng)、人工誘導(dǎo)染色體加倍后，得到純合子需要1年。

（2） ①普通小麥為六倍體，黑麥為二倍體，兩者雜交得到的個(gè)體有4個(gè)染色體組，人工誘導(dǎo)染色體加倍后為八倍體，屬于染色體變異。②“神七”搭載萌發(fā)著的植物種子的主要目的是借助太空的紫外線誘導(dǎo)基因突變，由于基因突變是不定向的，所以不一定能獲得人們所期望的理想性狀。③抗蟲性狀的基因一般來自原核生物，運(yùn)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將抗蟲基因移接到植物體，屬于基因重組。

【答案】（1）①純合子（純種） ②A、B ③單倍體育種 ④1/4 2

（2）①染色體變異 ②不一定；因?yàn)榛蛲蛔兪遣欢ㄏ虻?③基因工程育種 基因重組

【方法規(guī)律】在解答“育種”類試題時(shí)，需要根據(jù)提供的材料選擇合適的親本及育種方法，分析育種過程中出現(xiàn)的問題，推測育種結(jié)果，并得出相關(guān)結(jié)論。

育種方法的選用要求：一般作物育種可以選用雜交育種和單倍體育種。如果檢測純合子，則用測交或自交；若既要檢測純合子又要分離純合子時(shí)，如果優(yōu)良性狀是顯性性狀則用連續(xù)自交，如果優(yōu)良性狀是隱性性狀則直接分離；已知多對性狀要獲得純合子，首選單倍體育種，然后才是自交。為了得到特殊性狀，可以選擇誘變育種或多倍體育種，如果將不同物種的性狀組合在一起，可以選用基因工程等。方法小結(jié)：

（1）若要培育隱性性狀個(gè)體，則可用自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。

（2）有些植物如小麥、水稻等，雜交實(shí)驗(yàn)較難操作，則選擇自交方法最簡便。

（3）若要快速獲得純種，則用單倍體育種方法。

（4）若實(shí)驗(yàn)植物為營養(yǎng)繁殖類如土豆、地瓜等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。

（5）若要培育之前沒有的性狀，則可用誘變育種。

（6）提高營養(yǎng)物質(zhì)含量可運(yùn)用多倍體育種。

（7）將兩個(gè)親本的不同優(yōu)良性狀集中在一起，可利用雜交育種（含植物細(xì)胞的雜交）。

（8）若要定向地改造生物性狀，則可用基因工程育種。

（9）在實(shí)際育種過程中，并非單一地運(yùn)用某種育種方式，而是根據(jù)需要選擇多種育種方式綜合運(yùn)用。

二、掌握策略，設(shè)計(jì)育種實(shí)驗(yàn)

例2 如圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子，誘變當(dāng)代獲得棕色（纖維顏色）新性狀，誘變1代獲得低酚（棉酚含量）新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對基因（A、a）控制，棉酚含量由另一對基因（B、b）控制，兩對基因獨(dú)立遺傳。

（1）兩個(gè)新性狀中，棕色是 性狀，低酚是 性狀。

（2）誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是 ，白色、高酚的棉花植株基因型是 。

（3）棕色棉抗蟲能力強(qiáng)，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域，從 的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請你利用該純合體作為一個(gè)親本，再從誘變1代中選擇另一個(gè)親本，設(shè)計(jì)一方案，盡快選育出抗蟲高產(chǎn)（棕色、低酚）的純合棉花新品種（用遺傳圖解和必要的文字表示）。

【解析】棕色、高酚自交后代是棕色、高酚和白色、高酚，因此棕色是顯性，親代白色、高酚自交后代是白色、低酚和白色、高酚，因此低酚是隱性。誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是AaBB，白色高酚的棉花植株基因型是aaBb，純合體后代不發(fā)生性狀分離，因此應(yīng)從不發(fā)生性狀分離（或全為棕色棉或沒有出現(xiàn)白色棉）的區(qū)域中選擇出純合棕色、高酚植株。育種時(shí)間短應(yīng)選擇單倍體育種方案。

【答案】（1）顯性 隱性 （2）AaBB aaBb （3）不發(fā)生性狀分離或全為棕色棉或沒有出現(xiàn)白色棉

【思維拓展】設(shè)計(jì)育種方案時(shí)，應(yīng)該注意是“動(dòng)物育種”還是“植物育種”。植物育種時(shí)，可以用連續(xù)自交的方法獲得純合子，這是由于植物中雌雄同體的物種較多。動(dòng)物只能選相同性狀的個(gè)體相互，待性狀分離后篩選，然后用測交方法檢測純合子，這是由于動(dòng)物大多是雌雄異體，不能“自交”。

育種年限的要求及計(jì)算方法：若需要獲得植株，則比獲得種子多一年，因?yàn)楂@得種子后，第二年才能獲得植株。若需要獲得跨年度的植物（如小麥），則比不跨年度的植物（如豌豆）要多一年。

生物工程技術(shù)育種的組合及其遺傳性：

（1）轉(zhuǎn)基因植物培育：基因工程+植物組織培養(yǎng)，具有兩親本的遺傳性。

（2）轉(zhuǎn)基因動(dòng)物培育：基因工程+動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)+胚胎移植，具有兩親本的遺傳性。

（3）核移植（克?。﹦?dòng)物培育：核移植+動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)+胚胎移植，具有兩親本的遺傳性。

（4）胚胎移植：有性生殖+動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)+胚胎移植，具有兩親本的遺傳性。

（5）植物體細(xì)胞雜交：酶工程+體細(xì)胞融合+植物組織培養(yǎng)，具有兩親本的遺傳性。

（6）試管嬰兒：體外受精+動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)+胚胎移植，具有兩親本的遺傳性。

注：異源多倍體具有兩親本的遺傳性；胚胎分割產(chǎn)生的后代遺傳性相同，相當(dāng)于無性繁殖。

例3 家蠶是二倍體生物，含56條染色體，ZZ為雄性，ZW為雌性。幼蠶體色中的有斑紋和無斑紋性狀分別由Ⅱ號染色體上的A和a基因控制。雄蠶由于吐絲多，絲的質(zhì)量好，更受蠶農(nóng)青睞，但在幼蠶階段，雌雄不易區(qū)分。于是，科學(xué)家采用下圖所示的方法培育出了“限性斑紋雌蠶”來解決這個(gè)問題。請回答：

（1）家蠶的一個(gè)染色體組含有 條染色體。

（2）圖中變異家蠶的“變異類型”屬于染色體變異中的 。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶所采用的育種方法是 。圖中的限性斑紋雌蠶的基因型為 。

（3）在生產(chǎn)中，可利用限性斑紋雌蠶和無斑紋雄蠶培育出根據(jù)體色辨別幼蠶性別的后代。請用遺傳圖解和適當(dāng)?shù)奈淖?，描述選育雄蠶的過程。

【解析】（1）家蠶是二倍體生物，其體細(xì)胞含56條染色體的二倍體生物，其生殖細(xì)胞含有28條染色體，因此一個(gè)染色體組有28條染色體。（2）由圖可知，該家蠶的變異屬于非同源染色體之間的易位，應(yīng)屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶所采用的育種方法為雜交育種。限性斑紋雌蠶的Ⅱ號染色體有2個(gè)a基因，W性染色體上有1個(gè)A基因，故基因型為aaZWA。（3）用限性斑紋雌蠶和無斑紋雄蠶雜交，其后代中無斑紋的都是雄蠶，有斑紋的都是雌蠶。

【答案】（1）28 （2）結(jié)構(gòu)變異 雜交育種 aaZWA （3）如圖所示

（文字說明：后代中有斑紋的均為雌蠶，應(yīng)淘汰；無斑紋的均為雄蠶，應(yīng)該保留）

【應(yīng)對策略】不同的育種方法所依據(jù)的原理不同，其適用的條件會有一定的差別。解答此類試題時(shí)，一定要認(rèn)真審題，明確試題要求，結(jié)合各種育種方法的特點(diǎn)及其適用條件進(jìn)行合理選擇。如：

（1）集中不同親本的優(yōu)良性狀選用雜交育種，集中優(yōu)良性狀且縮短育種年限選用單倍體育種。

（2）獲得較大果實(shí)或大型植株或提高營養(yǎng)物質(zhì)含量選用多倍體育種。

（3）提高變異頻率，改良或直接改變現(xiàn)有性狀，獲得當(dāng)前不存在的基因（性狀）選擇誘變育種。

（4）實(shí)現(xiàn)定向改變現(xiàn)有性狀選用基因工程育種。

三、規(guī)范審題，精準(zhǔn)解答育種類試題

例4 假設(shè)A、b代表玉米的優(yōu)良基因，這兩種基因是自由組合的。現(xiàn)有AABB，aabb兩個(gè)品種，為培育出優(yōu)良品種Aabb，可采用的方法如圖所示。有關(guān)敘述不正確的是（ ）

A.由品種AABB、aabb經(jīng)過①、②、③過程培育出新品種的育種方式稱為雜交育種

B.基因型為Aabb的植株經(jīng)過過程③，子代中AAbb與aabb的數(shù)量比是1：1

C.與過程“①②③”的育種方法相比，過程⑤⑥的優(yōu)勢是明顯縮短了育種年限

D.過程④在完成目的基因和運(yùn)載體結(jié)合時(shí)，必須用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體

【解析】首先規(guī)范審題，審出關(guān)鍵詞或關(guān)鍵語句。如本題題干中包含如下信息：兩種基因遺傳遵循自由組合定律；將不同品種優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上，應(yīng)用雜交手段，育種方式為雜交育種（①②③過程）；⑤⑥利用花粉培育新品種，為單倍體育種；利用物理因素獲取新品種（⑦過程）為誘變育種；利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲取新品種（④過程）為基因工程育種。

依據(jù)審出的信息，作出精準(zhǔn)判斷。選項(xiàng)A，對雜交育種本質(zhì)不理解會錯(cuò)選A項(xiàng)。選項(xiàng)B，題干確定親本基因型為Aabb，其自交（③過程）的后代基因型及比例為AAbb∶Aabb∶aabb=1∶2∶1，即AAbb∶aabb=1∶1。選項(xiàng)C，該選項(xiàng)是“⑤⑥”單倍體育種與“①②③”雜交育種相比較，單倍體育種大大縮短了育種年限，若不了解單倍體育種的優(yōu)勢會錯(cuò)選C項(xiàng)。選項(xiàng)D，運(yùn)載體不是酶，而是一種運(yùn)輸工具，所以D選項(xiàng)敘述錯(cuò)誤。

篇(7)

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；課程建設(shè)；教學(xué)改革；學(xué)分制

學(xué)分制既是一種教學(xué)管理制度，也是建立在學(xué)生學(xué)習(xí)自由基礎(chǔ)上的一種教育理念。學(xué)分制有完全學(xué)分制和學(xué)年學(xué)分制之分。目前，我國普通高等院校多數(shù)實(shí)行的并非完全意義上的學(xué)分制，而是學(xué)年學(xué)分制。隨著我國高校不斷推進(jìn)的教育體制改革，許多高等院校的教學(xué)管理模式由以往學(xué)年制向?qū)W分制轉(zhuǎn)變。與學(xué)年制相比，學(xué)分制下學(xué)生可根據(jù)自己的專業(yè)興趣自主選擇所修課程，因而較學(xué)年制有較大進(jìn)步。為此，臨沂大學(xué)自2008年開始全面實(shí)施學(xué)分制改革，推進(jìn)課程的小型化建設(shè)，并制訂相應(yīng)的本科培養(yǎng)方案。

一、生物技術(shù)系列課程組成及課程開設(shè)簡介

生物技術(shù)系列課程是臨沂大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院在生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)的專業(yè)方向課程，其系列課程主要包括《基因工程》、《發(fā)酵工程》、《細(xì)胞工程》、《酶工程與蛋白質(zhì)工程》及《生物技術(shù)大實(shí)驗(yàn)》等。通過系列課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握基因工程的基本原理和實(shí)驗(yàn)方法，掌握生物技術(shù)各項(xiàng)技術(shù)和成果在發(fā)酵菌種選育改良、細(xì)胞培養(yǎng)、酶制劑研發(fā)、蛋白質(zhì)改造等領(lǐng)域的應(yīng)用；熟悉現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)作物改良、新品種培育、疾病診斷和治療、新藥研發(fā)等領(lǐng)域的重大作用。通過綜合性的生物技術(shù)大實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力及實(shí)驗(yàn)操作技能，拓寬學(xué)生的知識面及專業(yè)技能，為以后的專業(yè)實(shí)踐學(xué)習(xí)及畢業(yè)后走向生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的工作崗位打下基礎(chǔ)。2004年，《生物技術(shù)導(dǎo)論》作為一門綜合性課程首先面向生物科學(xué)和生物技術(shù)兩個(gè)專業(yè)開設(shè)。后來隨著學(xué)科的發(fā)展、師資力量的壯大以及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的日益完善，2006年，生物技術(shù)專業(yè)的《生物技術(shù)導(dǎo)論》擴(kuò)展為《基因工程》、《細(xì)胞工程》、《發(fā)酵工程》和《酶工程與蛋白質(zhì)工程》四門課程，并開設(shè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，充分體現(xiàn)生物技術(shù)及其下游應(yīng)用特性。而生物科學(xué)專業(yè)繼續(xù)以《生物技術(shù)導(dǎo)論》的綜合形式開課，作為本專業(yè)的方向選修課。

二、學(xué)分制下生物技術(shù)導(dǎo)論系列課程的教學(xué)改革

1.教學(xué)內(nèi)容改革實(shí)踐。

①教學(xué)大綱的制定及授課學(xué)期的安排。由于生物技術(shù)系列課程具有涉及學(xué)科多、實(shí)用性較強(qiáng)、與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)，其基本理論和應(yīng)用研究一直是非?；钴S的領(lǐng)域。學(xué)分制下，教學(xué)大綱的制定應(yīng)結(jié)合專業(yè)特色，將課程小型化、精致化。因此在課程內(nèi)容選擇上，我們精益求精，在制定教學(xué)大綱前，生物技術(shù)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)共同討論，集體擬定教學(xué)大綱，充分結(jié)合專業(yè)的特點(diǎn)和定位，結(jié)合培養(yǎng)方案，既能體現(xiàn)學(xué)科特色，達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)，又避免內(nèi)容重復(fù)。生物技術(shù)專業(yè)的《基因工程》、《細(xì)胞工程》、《發(fā)酵工程》和《酶工程與蛋白質(zhì)工程》的理論教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱分別制定，為了突出實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，各門課程理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)行1∶1的學(xué)時(shí)設(shè)置，各32個(gè)學(xué)時(shí)（共3學(xué)分）。生物科學(xué)專業(yè)制定《生物技術(shù)導(dǎo)論》教學(xué)大綱，實(shí)行模塊化教學(xué)，實(shí)驗(yàn)方面開設(shè)綜合性的“生物技術(shù)大實(shí)驗(yàn)”，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，理論學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)。在學(xué)期安排上，生物技術(shù)專業(yè)在第四學(xué)期開設(shè)必修課《基因工程》及其實(shí)驗(yàn)，第五學(xué)期開設(shè)《細(xì)胞工程》、《發(fā)酵工程》和《酶工程與蛋白質(zhì)工程》等系列選修課程，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和學(xué)分情況進(jìn)行選課。對于生物科學(xué)專業(yè)，在第五學(xué)期開設(shè)《生物技術(shù)導(dǎo)論》和《生物技術(shù)大實(shí)驗(yàn)》，既能與前面學(xué)科銜接，又能為后面的考研、就業(yè)提供理論知識和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。②教材建設(shè)。教材建設(shè)必須以服務(wù)人才培養(yǎng)為目標(biāo)，以提高教材質(zhì)量為核心。學(xué)分制的實(shí)施和教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整，教材建設(shè)需走在前列。本課程在選擇教材時(shí)優(yōu)先使用近5年內(nèi)出版的“面向21世紀(jì)課程教材”和“國家‘十一五’規(guī)劃教材”。以這些教材為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，編制教學(xué)講義，實(shí)現(xiàn)立體化授課，同時(shí)指定幾本相關(guān)教材作為參考書，并利用專業(yè)網(wǎng)站進(jìn)行課外學(xué)習(xí)資源。

2.教學(xué)方式的改革實(shí)踐。

①采用多元的課堂教學(xué)形式，提高課堂教學(xué)效果。教學(xué)方法的選擇和組合，要同教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的特點(diǎn)及教師自身運(yùn)用教學(xué)的能力聯(lián)系在一起。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)形式主要是以教師單向授課為主，學(xué)生多為被動(dòng)聽課。為啟發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，應(yīng)根據(jù)生物技術(shù)系列課程的特點(diǎn)，選擇不同的教學(xué)方法。對于理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象的知識采用講解—教授式，如《基因工程》中基因工程操作的基本過程、目的基因的克隆和篩選等內(nèi)容，通過教師的精心編排，盡量使抽象問題具體化、繁雜內(nèi)容簡明化、同類問題規(guī)律化，便于學(xué)生理解和接受。而在講基因治療時(shí)，采用問題—探究式的教學(xué)方法，教師在課堂教學(xué)中穿插啟發(fā)性問題，運(yùn)用引趣、設(shè)疑、類比、聯(lián)想等方法能刺激引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與思考，也加強(qiáng)了師生之間的互動(dòng)。例如，在講基因治療的作用時(shí)，先舉一個(gè)乙肝病毒的例子，提示例子關(guān)鍵性，提出怎么辦，讓學(xué)生在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下，主動(dòng)積極獨(dú)立地思考，使學(xué)生分析問題和解決問題的能力得到較快提高。翻轉(zhuǎn)課堂是學(xué)生學(xué)習(xí)自主性和師生角色轉(zhuǎn)換的重要體現(xiàn)。在教學(xué)過程中，讓學(xué)生自由組合成學(xué)習(xí)小組，結(jié)合本組成員的興趣，自主選擇一個(gè)主題，調(diào)查研究，查閱文獻(xiàn)，在課堂教學(xué)期間走上講臺為大家講課，以此進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力及表達(dá)溝通能力，增加師生之間的理解互信。對于一些較容易理解的內(nèi)容，采用自學(xué)—輔導(dǎo)式教學(xué)方法，對于學(xué)生認(rèn)知前提較好的內(nèi)容，先由學(xué)生自己看教材，總結(jié)筆記，針對普遍問題和教學(xué)大綱要求講解，然后歸納總結(jié)，使學(xué)生閱讀教材的能力、邏輯思維能力、歸納總結(jié)能力等方面受到實(shí)際鍛煉，掌握自學(xué)方法，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。②充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段。生物技術(shù)系列課程內(nèi)容具有信息量大、抽象、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，如果使用傳統(tǒng)教學(xué)手段，學(xué)生很難深刻理解這些內(nèi)容。而使用媒體、影像資料等現(xiàn)代化教學(xué)手段，可以在有限時(shí)間內(nèi)提供給學(xué)生最大的知識信息量。如基因工程中限制性內(nèi)切酶、載體、重組DNA構(gòu)建、PCR的原理等內(nèi)容，比較抽象，學(xué)生理解比較困難，在講授的基礎(chǔ)上配以動(dòng)畫演示，把這些要素的應(yīng)用展示給大家，生動(dòng)直觀形象地加深學(xué)生的理解程度。③改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力。如科學(xué)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生反饋信息，調(diào)整實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法、改革試驗(yàn)考查方式，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高，著重考核學(xué)生分析解決問題的能力。在實(shí)驗(yàn)安排上主要分為3個(gè)層次：基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)與綜合型實(shí)驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)。通過基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，掌握基因工程最基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)及操作方法；掌握常規(guī)儀器設(shè)備原理及應(yīng)用，培養(yǎng)數(shù)據(jù)處理和表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。通過綜合實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生多實(shí)驗(yàn)方法手段綜合、多途徑信息獲取，以及科學(xué)分析推理的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰酮?dú)立操作、解決實(shí)際問題的能力。通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能在教師指導(dǎo)下正確的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，按自定實(shí)驗(yàn)方案操作、觀察，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，正確分析結(jié)論及解決實(shí)際問題。研究型實(shí)驗(yàn)是將最新研究成果引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。引入科研、教改成果，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與科研應(yīng)用項(xiàng)目密切聯(lián)系，充分體現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代相結(jié)合。如綜合型實(shí)驗(yàn)“大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備、轉(zhuǎn)化與篩選”中，將以前單一分散的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，按照其內(nèi)在聯(lián)系組合為綜合性實(shí)驗(yàn)，不但使學(xué)生學(xué)到了感受態(tài)細(xì)胞制備方法、LB培養(yǎng)基的制備、質(zhì)粒DNA的轉(zhuǎn)化與篩選等3種基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)，更重要的是使學(xué)生在掌握基本技術(shù)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對基本技術(shù)和方法綜合運(yùn)用的能力。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)中帶領(lǐng)學(xué)生親自操作發(fā)酵罐生產(chǎn)酸奶、米酒等產(chǎn)品，既掌握了發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)，還體驗(yàn)了生產(chǎn)產(chǎn)品的樂趣。細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生自己取材，進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，觀察植物是如何從一個(gè)愈傷發(fā)展成為一個(gè)完整的植株，體會植物細(xì)胞全能性的概念。

三、教學(xué)改革所取得的成效

在學(xué)分制指導(dǎo)下，通過對生物技術(shù)系列課程的教學(xué)改革，提高了學(xué)生選課的自主性，大大激發(fā)了學(xué)生對生物技術(shù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)興趣。在酸奶發(fā)酵和米酒發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生體會到生物技術(shù)并不是深不可測，在蛋白質(zhì)改造和基因工程藥物設(shè)計(jì)中，在顯微注射和動(dòng)物克隆原理和技術(shù)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生認(rèn)識到現(xiàn)代生物技術(shù)的博大精深。在實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生根據(jù)自己掌握的專業(yè)知識積極設(shè)計(jì)自己組內(nèi)的實(shí)驗(yàn)方案，并順利完成一種植物的組織培養(yǎng)、完成酸奶制作和米酒釀制，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生們在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的結(jié)尾都寫出了自己的實(shí)驗(yàn)心得，體會收獲的快樂。在教學(xué)互動(dòng)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生走上講臺，講授自己所撰寫的課程論文，通過此環(huán)節(jié)的鍛煉，學(xué)生的總結(jié)及自我表達(dá)能力得到了提高。在教學(xué)過程中我們還注重學(xué)生科研能力的訓(xùn)練，先后申請了如“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究鹽脅迫下納離子對小麥種子萌發(fā)和幼苗離子毒害效應(yīng)”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工藝的研究”、“玉米等主要農(nóng)作物的抗逆性研究”等多個(gè)國家級和校級大學(xué)生創(chuàng)新基金，實(shí)驗(yàn)“葉用芥菜和白菜型油菜之間體細(xì)胞雜交體的RAPD鑒定”參加第十二屆“挑戰(zhàn)杯”山東省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽并獲得三等獎(jiǎng)。目前生物技術(shù)導(dǎo)論申報(bào)校級特色課程，正在建設(shè)中。近幾年的教學(xué)實(shí)踐顯示，教學(xué)改革效果良好，并符合新世紀(jì)高等教育培養(yǎng)高素質(zhì)現(xiàn)代生物技術(shù)人才的需要。

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