基因工程的核心工作精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇基因工程的核心工作范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词基因工程;教学改革;独立学院

基因工程是通过人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，与载体DNA分子连接重组，再导入受体细胞内，使其在受体细胞内复制、转录和翻译表达，创造出人们所需要的新品种的一种技术体系[1]。由于基因工程可以突破物种间的遗传障碍，大跨度的超越物种间的不亲和性，具有无限光明的应用前景。因此，吸引人们进行了广泛的研究与探索，其结果迅速地应用于农业、医药、轻工、化工、环境等各个领域[2-5]。目前，随着基因工程的发展，急需大批的专业人才。因此，许多高校为满足社会需求，新增了生物技术和生物工程专业，开设了基因工程课程，希望能为国家培养和输送人才。基因工程面向独立学院生物技术和生物工程专业本科生已开设多年。在教学过程中，课程组教师针对该课程及独立学院学生的特点，对这门课程的教学进行了探索，获得了许多经验。

1基因工程教学改革的必要性

基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，其内容涉及分子遗传学、生物化学、细胞生物学、微生物学及分子生物学等学科相关理论基础及其实验技术手段。课程内容繁多、概念抽象、理论性和技术性强。同时基因工程发展非常迅速，相关知识可以说是日新月异。然而高等学校教学时间有限，独立学院学生基础知识相对薄弱学生虽思维敏捷，但强调个人喜好，并且学习的自主能力也较弱。因此，在有限的课时内，让他们理解和掌握基因工程相关的内容确实有难度。而正处于农业高等院校的生物技术和生物工程专业的大学生们，即将投身于生命科学社会实践，展现他们的才能，如果他们对基因工程的基本理论和技术知之甚少，这种状况与培养现今的人才培养目标极不相称，这些大学生在21世纪的生命科学时代中也难以胜任社会重负于他们的工作，更难以挑起生物高科技研究和开发的重担。虽然在基因工程教学过程中，教师采取了许多办法，如采用多媒体教学，使用Flash动画等将教学内容直观化，或通过讨论、课程论文等激发学生对基因工程的学习自主性，但效果还是不理想。经过多年的独立学院基因工程教学，笔者发现目前的基因工程教学内容体系和教学方法没有充分体现独立学院学生的特点，即没有补偿他们存在的某些缺陷，也没有充分发挥独立学院学生的优势。为了使这些发展潜力大的学生的综合素质进一步提高，能够跟上学科的发展进程，对现行基因工程课程教学内容和方法进行改革势在必行。

2构筑合理的教学内容体系

2.1精简内容，突出重点

基因工程与分子遗传学、生物化学、分子生物学、微生物学及细胞工程等课程有着紧密的联系，所以学生在修完了这些课程后才开设基因工程课程。由于学生已具备这些课程相关的理论和实践基础，所以基因工程教学内容可精简，避免与这些课程重复，留出充裕的时间详细讲解新的知识点，如细菌转化实验在微生物中讲授过;基因表达与调控在分子遗传学中涉及到;转基因植物的培养再生与细胞工程内容相关。这些重复的内容可以在课前提醒学生复习，教学时通过提问的形式回顾，或以课外作业的形式进行。对于独立学院中那些基础较薄弱的学生，可通过基因工程网络课程进行知识的答疑。

2.2组织合理的教学内容体系

基因工程课程教学内容包括基因操作的基本原理、基本研究方法及应用，内容广泛抽象。为使学生在短时间理解相关知识，教学内容应具备较强的系统性和条理性，同时又能反映学科的科学性和先进性。因此，构建以基因工程操作技术为主线，以基因工程原理基础知识及基因工程应用基础知识为基础的理论教学体系十分重要。

基因工程原理基础知识包括基因工程基本概念、基因的各种分析手段(包括PCR技术、分子杂交技术等)、分子克隆工具酶、克隆载体、目的基因与分子克隆载体的重组、重组体的转化与筛选鉴定、外源基因的表达等内容。这些是基因工程的核心内容，因此每部分内容的有关原理、实验技术及应用等需详细加以阐述。另外，针对一些抽象内容，教师应该使用多种教学方法，使其直观生动，让学生易于理解、接受和掌握。同时，要发挥独立学院学生综合素质高的特点，可要求学生个人或以班为单位制作Flash动画和视频等，充分调动学生主动学习的积极性，挖掘潜能，激发学生的学习兴趣，使学生在学习过程中感悟到对事业成功的向往，达到教学目的。

基因工程技术几乎渗透至生命科学的各个方面，大大的推动了生命科学理论研究的发展，且扩展到人类生产实践的各个行业，例如植物、动物、微生物、医药、环境保护、能源等。这部分内容主要以学生为主体，通过讨论、专题报告、实际案例和生产实习的形式进行。通过这些内容的学习让学生感受科学发展与生产实践息息相关，增强学生的科技意识及求知欲望。

2.3引进新知识、新动态

基因工程自诞生以来，发展迅猛，新成果层出不穷。在教学过程中引进生命科学的最新科研成果及国内外研究动态，使学生在有限的课时中尽量接受基因工程相关的新观念、新技术和新成果。同时促使他们以发展的观点看待科学研究问题，唤起他们探索未知领域的欲望，增强专业自信心。

2.4理论教学和实验教学相配套

基因工程是一门理论与实践相结合的课程，其教学内容除了理论知识外，还配套有基因工程实验技术和教学实习。基因工程实验技术主要是对学生实验基本技能的操练，以班为单位进行教学。在教学过程中，要求学生在每次实验前预习好实验指导中的相关内容、掌握实验目的和实验设计原理、了解实验操作的基本过程及注意事项。学生在实验过程中，严格执行操作程序，仔细观察实验中出现的现象，如实记录实验结果和数据，培养学生的动手能力和敢于发现问题、解决问题的能力。实验课后，要求学生根据实验过程，写出实验总结报告，提高他们的归纳总结能力。基因工程教学实习是以重组体的构建、转化、筛选及检测为主线的系统性的实验体系。其内容包括质粒DNA的提取、目的基因及载体进行限制性内切酶的切割、目的片段与载体的体外连接、感受态细胞的制备、重组质粒的转化、重组子的筛选以及鉴定。整个实验内容紧密衔接，较为完备地将基因工程学的上游技术综合为一体。实施教学时，学生在教师指导下，了解实验的整体设计思路和流程，查阅相关文献，书写实验方案，再进行实验实施。通过这样的过程培养学生应用知识的能力，加强学生对生物学文献资料的查询与消化能力，拓宽学生的知识面，并且实验的每个环节都可能直接影响最终结果，所以学生必须关注每个环节，才能顺利完成在此过程中有助于学生树立完整的科学研究概念，具备严谨的科学研究态度。

3改进教学方法

3.1传统板书教学与多媒体教学相结合

在基因工程教学中，传统的板书教学必不可少。这是由于学生虽具备一定的生物学基础，但知识比较凌乱，更无法很好的应用于基因工程学习中。板书教学能够很好的将这些知识系统而又精炼的展示出来，并且有助于老师控制讲课的进度，学生也可以详细的记好笔记，增强对知识的记忆。但是传统的板书教学呆板，所提供的信息量非常有限。对于基因工程这门课程，完全采取板书教学无法直观生动的将所有内容演示。另外，板书教学中老师是主体，学生认为学习的好坏只与老师有关而与自身毫无关联，学习的积极性不高，无法达到教学目的。多媒体教学能综合应用影视、图形、图像、声音、动画和文字等信息，可以使抽象的概念直观化、复杂的问题简明化、整体的过程动态化。它可以使学习内容图文并茂、有声有色、栩栩如生，便于学生理解记忆。但是课件是一页页地进行显示，单独使用课件会降低课堂授课内容的连续性及关联性，使学生不易掌握每一次授课的线索及整体内容。因此，在讲课过程中很有必要将传统板书教学与多媒体教学结合、教师传授知识与学生自主学习结合，采取多种教学方法使课程教学更为生动、丰富，促使学生自主学习和对基础知识的消化、理解和升华。

3.2“研讨式”教学

独立学院学生感应新事物的能力较高，他们查阅相关资料后，能够就某些问题提出见解。因此，笔者设计一些讨论题，供学生思考与讨论，充分调动学生的能动性、自主性和创造性，让学生真正成为课堂的主体。例如关于基因工程安全性的问题，是以讨论课的形式进行教学。学生不但对现存的一些安全问题进行了全面的阐述，而且还提出了自己的一些见解。针对一些不一致的观点，可以进行辩论，不仅使课堂气氛非常活跃，而且锻炼了学生的表达能力，使他们树立了看待科学问题的批判意识。

课程组的老师都从事了与基因工程相关的研究工作，经常将科学研究结果融入教学，增强学生对知识的感性认识。鼓励学生申请一些研究性课题和进入实验室参与研究工作。通过对科学研究的探索，培养学生将理论知识应用于实践的能力，有助于他们树立艰苦奋斗的精神。

3.3“总结归纳”式教学

每一章内容结束后，要求学生对教学内容进行总结和归纳，系统地梳理知识体系。另外，组织学生听取一些专题报告会，以提高学生对学科前沿知识的了解。

基因工程是现代生物技术的核心，教学效果的好坏直接影响高校生物技术专业学生的素质，进而影响高校人才培养目标的实现。尝试通过对基因工程教学内容和教学方法的改革，提高教学质量，促进学生综合素质的提高，使他们适应21世纪生命科学时代的工作需求。

4参考文献

[1] 吴乃虎.基因工程[M].北京:科学出版社，2000.

[2] 孙毅.现代生物技术与生态环境保护[J].科技情报开发与经济，2008， 18(21):113-114.

[3] 刘婵婵，时全义，刘均洪.植物基因工程对生物燃料生物质特征的改进[J].化学工业与工程技术，2008，29(3):4-7.

篇(2)

【关键词】美育教育；基因工程美育是审美教育的简称，美育教育是借助多种传授知识的方式，使受教育者感受和鉴赏自然美、社会美和艺术美，使人具有正确的审美观点，高尚的道德情操和创造美的能力。美育教育通过人们审美视察和审美实践提高人们对于美的感受，使人们自愿地遵循美的艺术原则，发挥其创造能力，在审视美和创造美的过程陶冶人的情操，净化人的心灵，丰富其精神生活[1]。

专业知识的应用必须立足于社会，而生物工程人才要立足于社会必须具有一定的人文知识，一定的人文情操。美育教育是丰富精神生活，提升思想情操，净化心灵的最有效的方式之一。美育教育以“随风潜入夜，润物细无声”的方式潜移默化的方式提升人们从更高的层面把握知识的内在本质的联系，激发创造的灵感，升华受教育者的精神境界。

1基因工程专业对人才培养实施美育教育的必要性

1.1基因工程专业人才创新性素质的培养需要美育教育

创新素质是当今素质教育的核心内容[2]，创新素质培养的成败直接决定了整个民族将来科技的成败。

美育教育在让学生感知美，审视美和创造美的过程中，提升学生的创造力。美的艺术的创作过程的核心是创造美的过程。美育教育通过潜移默化的熏陶能提升学生的创新素质。

1.2基因工程专业人才思维能力的培养需要美育教育

逻辑思维和形象思维密切相关，从思维的发生学来说，形象思维是基础，没有形象思维也就没有逻辑思维。有些人书读得很多，人品也不错，可就是不会运用，成为书呆子，这和平常缺乏美育教育，形象思维能力低，缺乏想象力有着直接的关系[3]。

1.3美育教育能促使基因工程专业的人才进行创新性的学习

美育由于冲破了狭隘的功利主义，并且是一种自由形态的教育，所以比较容易与其他教育相结合，并渗透到其他教育之中去。孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。美育教育不仅让受教育者掌握一定知识，而且从情感上产生爱好，从而心悦诚服地在行动中发挥出最大的积极性与创造性。美育具有全方位的作用，能够把其他教育带动起来形成一个有机体，让学生掌握不同领域知识的精髓，积极主动进行创新性的学习。

1.4生物工程工科人才立足社会需要美育教育

在现代社会中，一个人不管干哪一行，如果不懂得美学和审美，就不可能真正做好工作，成为优秀人才。1978年度诺贝尔奖金获得者、美国哈佛大学教授格拉索在回答“如何才能造就好的科学家”的问题时说过：“往往许多物理问题的解决并不在物理范围之内，涉及多方面的学问可以提供广阔的思路，如多看看小说，有空去看看动物园也有好处，可以帮助提高想象力......”。生物工程人才在社会生产中要立于不败之地，必须具有一定的美学情操，进而激发创新精神。

2基因工程专业美育教育的目标

2.1美育教育的目标之一是提升学生的创造力

创造力对整个生物工程领域的发展非常重要。在当今知识快速增长的时代，创造力成为科研领域的核心素质。

2.2基因工程专业美育教育的目的是培养学生的人文素质

基因工程专业人才在社会中的发展，必须要以较好的人文素质为基础。 美育是人文素质培养的重要途径和目标。通过美育教育，让基因工程专业的人才既具有专业知识，有具有人文知识背景是生物工程美育教育的目标之一。曾说：“美育者，应用美学之理论于教育，以陶养感情为目的者也。”[4]

3基因工程专业美育教育的途径

3.1开设美育的公选课程

生物工程的专业教育往往主仅仅注重核心专业课程，对美育类的课程较少重视。基因工程专业的美育教育的拓展首先学校应当给选择美育教育课程的学生一定的学分，鼓励学生选择美育教育的课程，例如音乐、美术、影视赏析等公选课程[5]。

3.2搭建美育教学和实践的平台

美育教育的有效开展必须要有一定的平台。学校为开展美育教育可以建立校外美育教育的实习基地，比如在革命老区建立定点参观基地。通过多种多样的方式，陶冶学生的情操，建立审美意识，从而引导学生追寻美，创造美。

3.3在基因工程专业知识传授中穿插美育教育

生物工程的专业知识为美育教育提供了很多很好的案例。例如DNA双螺旋的结构，其一对称和优美的线条展现了曲线美和对称美。在海洋中发现了许多外形独特，颜色多样的微生物，这些微生物的菌落形态都体现了美。食用菌的形态也体现了美，羊肚菌、猴头菌、灵芝等多姿的形态和绚丽的色泽都现了生物界的美。

生物知识也体现了神奇美。抗生素的发现来自偶然，然而神奇的抗生素的发现拯救了无数的生命。嗜铁或嗜硫细菌的发现从侧面验证了生命的多样性。参考文献

[1]刘颖. 论美育教育在现代教育中的地位。教育研究，2011，2：78-79

[2]钟义信.实施创新教育.中国教育报，2006，7：8-6

[3]吕建秋. 美育在素质教育中的地位与作用.民营科技，2010，4：67

篇(3)

关键词：微课；翻转课堂；《基因工程》

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0189-02

基因工程已占据科学发展的核心位置，涉及面比较广泛，包括基础医学、临床医学、生物化学等的各个领域，为科研工作的研究奠定了良好的基础。其中不乏学生对基因工程的疑惑，在《基因工程》教学中学生很难进入深层次的思考，对一些抽象的问题捉摸不透或难以理解，其中最主要的原因在于《基因工程》课程较为枯燥、难度较高，涉及面比较广泛。

2008年，美国教学设计师David Penrose首创了“微课（Micro- Lecture）”的概念。微课程简称微课，以微型教学题材为主要的教学方案，教师针对各个学科的重点、难点、疑点、考点和教学主题、实验、任务等而设计开发的一种新型的网络教学视频，具有一定的情景化模式。[1]。翻转教学（Flipped classroom）模式是近年来一种新型的教学模式，是以网络技术和多媒体技术为一体的结合性网络教学模式。翻转课堂改变了传统教学中的师生角色，以现代教育技术为依托，对教学的规划和模式形式进行了重新规划，把知识传授和知识内化进行相互转化，实现了对传统教学模式的突破[2]。课外接触课程是学生对学习的新材料的补充（通常是阅读文献或观看视频讲座），然后充分利用课堂时间把关键性问题解决掉，讨论知识的内化。翻转课堂的主导性意义是从被动学习转向主动学习。主动学习是激发学生的专注性和统一性，强调学习过程中学生的手脑并用，而不仅仅是“听”，重点发挥学生在课堂教学过程中的学生角色。

高等教育翻转课堂研究始于20世纪90年代，哈佛大学教授把学习分为知识内化性教育和知识传递化教育两个步骤，可通过课堂上的互助教学方法来进行[3]。由Salmankha创立的可罕学院（Khan Academy）是实施翻转课堂的成功案例。现在教师可以充分利用免费的可汗学院平台教育实施，在翻转课堂进行实践性的教学模式。翻转课堂的学习模式已经被各个院校、各个学堂所应用。翻转课堂正改变着传统教育教学模式。

1.微课和翻转课堂应用于《基因工程》教学的总体思路：根据总体教学目标把课程分解成相应的微单元。在微单元内选取20个微课点（椭圆形内为微课点）。以这些微课学习框架为基础，设计翻转课堂教学模式流程。

2.微课和翻转课堂应用于《基因工程》教学的具体方案：根据基因工程各项类别数据研究表明，通过20个视频辅助教学使学生确立基因工程概念和翻转课堂进行辅助教学，了解基因工程的基本原理和基本步骤。微课内容涵盖基因工程的主要知识点。知识点的选择注重前沿性、综合性、实践性、联系性，内容具有内在逻辑联系，提纲举目，便于学生把握基因工程的知识精华，深刻理解基因工程的基本原理，把握重点，攻克难点。采用“微课”方式进行“三位一体”翻转教学，进行知识全方面的普及。将“翻转课堂”带入到《基因工程》课程当中，让实际教学与翻转教学进行有效的结合，做到课前准备、课上内化和课后练习三位一体的关联教学。《基因工程》是将教学研究和科研相结合的一门理论性较强的课程，领悟基因工程内在的含义，掌握基本技术指导，是学习这门课程的必然要求。根据“翻转课堂”的教学理念，“三位一体”教学的具体实施方案如下。

（1）课前准备阶段。教师应该把《基因工程》教学课程中的重点和难点突现出来，以确定微课的相关内容和教育方式，完成微课设计。要充分考虑基因工程的相关问题和指导，采集“微课”资源并录制。将重点理论知识采用微模式进行展现，内容简单、清晰，尽量将抽象问题简单化。

（2）课上内化阶段。课前准备阶段学生将疑难杂问标记出来，课上进行解决方案。解决问题的方式可以通过小组讨论、教师提问等。通过这种方式可以让学生积极参与其中，锻炼了学生主动思考问题和自我解决问题的能力，让学生由被动学习转为主动学习。

3.微课和翻转课堂应用于《基因工程》教学的意义。随着网络技术的迅速发展和互联网的知识普及，加上最近几年来分子生物学的知识传播，基因工程的研究已显得十分重要。传统的模式已不适应基因工程最主要的教学需要了，因此需要寻找一种新的《基因工程》教学模式来填充传统模式的不足，研究出适应新形势下的教学方案是非常必要的。

（1）有教学资源的共享化。有效的利用网络资源可以让翻转课堂备有足够的教学材料，这是翻转课堂的优势之一，让学生能够主动去了解最新的信息，可以开拓学生的视野，紧跟学科的前沿动态。当前，网络上已经具备了足够丰富的教学资源和方案，如各个大学的公开课等教学机构的教学视频等。教师可以将这些网络资源进行整理，为学生所用。

（2）培养学生自主学习的能力。在传统课程中，教学方式还是以教师讲解为教育主体，学生的核心地位不明显。翻转课堂是利用课余时间让学生进行操作，学生利用教师提供的资料进行自主的学习和提问、问题的解决、任务的完成。这不仅提高了学生的自主学习能力，也为学生全方面发展奠定了良好基础，并且以多角度、多方式进行考核。

（3）教师进行个性化教学。在微课群构建《基因工程》整体框架的基础上，将不同学生反映的难点、学科进展、新知识点、科研应用等内容逐步扩充和更新，及时反映于每个微课群中。这样既能有机整合必备知识，又能避免零散知识点的碎片化。在翻转课堂实施过程中，学生可以根据自己的情况合理地观看视频；在课堂上，教师有义务对学生进行具体项目的指导。这些都有利于学生的个性化发展。

（4）增强学习互动性。在翻转课堂上，师生之间、生生之间有更多面对面的沟通活动，这样教师与学生共享彼此的见解、知识和思路，达到教学效果，也为学生培养良好的人际交往关系提供了机会。学生在课前要学习基础知识，即完成知识传递运输的部分。因此，课堂上的核心教学教师把课余时间的知识系统进行知识内化，把对知识点中易混淆、易误解的部分进行进一步的讨论和学习。采用“微课”方式进行“三位一体”翻转教学的宗旨在教学实践活动中实现了信息技术与课程的深度融合，促进师生学习的互动与配合，促进教学质量的提升。

（5）学生拓展提高实践能力。将制作好的“微课”学习资源上传到网络教学平台，可进行在线讨论和疑难的解决等信息化学习环境，有利于进行学生的交流和互动。可通过学生观看微视频，组织学生参与在线答疑、讨论等环节完成教师所布置的教学任务，实现知识或技能的相结合。这个过程是将传统教学体系中教师把教学内容放到课前学习并让学生自主完成。相比传统课堂，在翻转课堂上学生有更多的时间自己动手解决问题，自作能力得到训练。在教师、同学的共同配合下，学生可以多做练习，完成更多实际操作问题从而提高实践能力。

参考文献：

[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，Farewell，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)

关键词：生物工程专业；综合实验课程；教学实践

一、开设生物工程本科专业综合实验课程的意义

学院根据教育部2012年出版的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》，以及教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会的《生物工程专业规范》，将基因工程、生物分离工程、酶工程、微生物学、分子生物学、发酵工程和生物工程设备等课程作为专业核心课程［3-4］。这些专业核心课程以理论教学为主，部分课程也开设了相应的实验课。由于生物工程专业开设的课程较多，涉及领域较广，致使核心课程的授课学时受到限制，相关实验课程以基础性或者验证性的实验内容为主，涉及综合性实验项目较少［5-6］。实验课程采用常规教学模式，即学生课前预习实验原理、步骤方法等，实验员将实验所有药品和试剂准备好，授课过程中，学生按照实验教材的实验步骤“照单抓药”式地完成实验内容［7］。这种教学模式有利于学生掌握基本操作技能与方法，突出单一知识点，但是调动学生的积极性和主动性较差，不利于学生对所学内容的全面理解与应用，较难将所学知识全面融会贯通。为了达到培养应用型人才的培养目标，根据学院目前专业课程实验课程的开设现状，针对生物工程专业开设了“生物工程综合实验”课程。该课程符合广东省部分生物工程类企业对基因工程、生物反应器、分离纯化等基本的操作技能要求，该课程将多门专业核心课程的基础理论和操作技能有机地融为一体，促进了学生对现代生物技术技能的理解和掌握，同时使学生具有了团队合作精神，独立思考完成实验的能力，具备初步的科学研究思维意识和科研能力。

二、米曲霉蛋白酶基因的克隆表达、发酵、纯化及其应用的综合实验课程设计模式

综合性实验是将基础理论知识点与实验操作基本技能进行有机的结合，由多个具有内在关联的小实验组成，学生在实验过程中必须认真做好每个小实验，然后将所有小实验结果有机串联在一起，达到生产出具体产品或者解决具体问题的目的［8-9］。为了让生物工程综合实验课程达到人才培养目标，尽量做到将专业核心课程的基本理论和基本操作技能有机融合，因此，选取了米曲霉蛋白酶基因的克隆表达、发酵、纯化及其应用作为综合实验的教学内容。由于蛋白酶是一类非常重要的工业用酶，占有全世界工业用酶至少60%以上份额，碱性蛋白酶又占总蛋白酶的一半以上，被广泛应用于医药、食品、化工和皮革等行业；而当前商品化的碱性蛋白酶主要来源于细菌，来源于真菌的较少，从真菌中开发蛋白酶也就引起了国内外学者的关注。米曲霉是我国传统发酵食品中重要微生物菌种，该菌产生的蛋白酶对大豆蛋白具有较强的水解作用，对大豆水解物中脱苦味和独特风味具有非常重要的作用［10］。

（一）生物信息学实验模块

生物信息学实验模块主要由表1中2.1的“米曲霉碱性蛋白酶基因的序列分析及表达引物的设计”实验内容组成，该实验要求学生利用BioEdit7.0序列软件查看米曲霉碱性蛋白酶的基因序列及其编码的氨基酸序列，利用GenBank数据库的Blast程序对蛋白酶基因的序列分析，预测其信号肽、前导肽和成熟肽序列，利用Oligo7.0软件对表达引物的设计，学会在引物上添加限制性内切酶位点及保护碱基，以便在下一步实验中获得的PCR产物并顺利酶切。

（二）基因工程实验模块

基因工程实验模块是整个综合实验的重要组成部分，主要由实验2、实验3和实验4的内容组成，该部分主要是对目的基因的PCR扩增、纯化和酶切，然后将目的基因连接至提取出的质粒上，获得重组表达载体，通过电转化将该载体整合到毕赤酵母基因组上，对毕赤酵母转化子基因组的提取，采用基因组PCR技术鉴定目的基因整合结果，通过一系列的基因工程实验技术，让学生加深对基因工程基本理论的理解，以及对基因工程常规操作技术具有熟练的掌握。

（三）发酵工程实验模块

发酵工程实验模块主要是由实验5组成，利用基因工程实验模块构建的工程菌株，分别在三角瓶和发酵罐中进行诱导表达。在三角瓶中发酵采用500mL三角瓶装液量为100mL；而在发酵罐中，采用逐步扩大培养方式，即用多个500mL三角瓶活化菌株后，接种到10L发酵罐中扩大培养，再接种至100L发酵罐中进行诱导表达。本实验模块让学生认识到，采用不同的生物反应器培养，菌株的生长、产酶能力等都具有显著的差异，通过理解发酵曲线（pH曲线、溶氧曲线、温度曲线、补料曲线和搅拌速率曲线等）来判断发酵罐中菌体的生长情况。

（四）生物分离工程实验模块

生物分离工程实验模块主要由实验6和实验8组成。本实验模块利用板框过滤技术或离心技术将菌体与发酵液进行分离，对发酵液中的重组蛋白酶采用膜分离技术进行浓缩，对浓缩后的发酵液采用硫酸铵盐析、溶解透析获得粗酶液。对大豆肽饮料采取等电点沉淀法去除未溶解的大豆分离蛋白，采用膜分离技术对其浓缩，提高大豆肽饮料中活性肽的含量。通过该实验模块让学生理解生物产品分离中发酵液的预处理、沉淀分离、膜分离、生物产品的浓缩等原理及基本技能。

（五）酶工程实验模块

酶工程实验模块由实验7和实验8组成。该实验模块使学生认识到采用基因工程技术和发酵技术获得蛋白酶，是目前制备酶制剂的重要方式之一。通过对重组酶的基本酶学性质的测定，获得的最适合温度、最适合pH等实验结果，指导对大豆分离蛋白的水解，并制备出活性肽饮料。让学生从实验中理解酶学性质测定的重要性，以及了解蛋白酶在实际生产中的应用。

三、综合实验课程的教学实践

（一）课程安排

开设综合实验课程要求学生已完成微生物学、分子生物、生物化学、生物工程设备、基因工程等课程的学习，因此，该课程安排在大学三年级的第二学期，采用集中授课的方式，共计80学时，全天候进行实验，以确保实验的连贯性和完整性。

（二）实验分组情况

在实验课程中，常常由于学生分工不明确，试剂、药品和设备等数量的不足导致整个实验课程嘈杂、教学秩序混乱，因此，本课程将3~4名学生分为一个小组，将常规的设备、试剂和药品（如移液枪、三角瓶、烧杯、琼脂粉等）分配到每个小组，由小组支配使用管理，直到本课程实验全部完成后再归还实验室。

（三）课堂的组织教学

本课程采用学院的自编教材《生物工程综合大实验》，要求学生课前认真预习，理解实验原理、操作步骤、注意事项等各个方面。每次实验之前，任课教师对本次实验的小实验组成、实验原理、小实验间的关联，可能会出现的问题、实验结果的预测等方面均要向学生详细讲授，使学生理解本次实验内容。学生根据自己对实验教材的预习情况，结合教师对实验内容的讲授，小组内学生之间相互讨论，形成本小组的具体实验方案后，才能动手做实验。在实验过程中，学生是实验操作的主体，要求学生必须全程参与所有的实验操作，即每个实验环节都由学生自己完成，如培养基的制备、各种试剂溶液的配制等。指导教师主要是指导和监督学生动手操作，及时纠正学生的错误操作，对学生每一阶段的实验结果进行总结与分析，针对实验中出现的异常数据和现象要进行重点讲解分析，这对扩展学生知识、提高学生解决实际问题，加深对基本理论知识的理解具有巨大的帮助作用。

（四）考核方法

实验成绩是衡量评定学生学习情况的根本依据，合理的成绩评定方式，对提高学生对课程的重视程度，增强学生的积极性和主动性，提高学生的动手操作技能具有重要的作用［11-12］。本课程的成绩评定主要是由3部分组成（考勤和团队协作占10%、实验操作动手能力占20%、实验报告占70%）。“考勤和团队协作”部分由小组长牵头，以及组员间相互监督来评定组员的分数。“实验操作动手能力”由指导教师根据学生在整个实验课程中的动手操作能力评定分数。“实验报告”部分由实验报告的格式、科学术语表述、语句通顺情况、实验结果以及对结果的分析等组成，实验报告格式参照学校学报论文的撰写格式，让学生初步掌握论文的写作规范，实验结果中的表格、图片等均要求提供原始数据和图片，对实验中出现异常现象必须要有合理的解释和说明。

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术，分离出病原的保护性抗原基因，将其转入原核或真核系统使表达出该病原的保护性抗原，制成疫苗，或者将病原的毒力相关基因删除掉，使成为不带毒力相关基因的基因缺失苗。包括多肽或亚单位疫苗、颗粒载体疫苗、病毒活载体疫苗、细菌活载体疫苗、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——一个原本并不特殊的日子，却因一份捷报而注定要被载入史册。科技部在这一天宣布：由厦门大学和养生堂万泰公司联合研制的“重组戊型肝炎疫苗（大肠埃希菌）”已获得国家一类新药证书和生产文号，成为世界上第一个用于预防戊型肝炎的疫苗。

这是50年来，人类在经受了10余次万人以上的戊肝重大疫情后等来的一份捷报。

14年“磨”出世界第一

戊肝疫苗的成功研发，标志着我国在生物制药原始创新领域取得重大突破，它的面世让中国在基因工程病毒疫苗的原始创新上实现了零的突破。11.3万人、30余万针次的研究显示，该疫苗具有良好的安全性和保护性。

2月28日，疫苗研发团队的核心成员——厦门大学国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心主任夏宁邵教授，在接受科技日报记者采访时表示：“重组戊肝疫苗是迄今唯一使用大肠杆菌表达系统研制的病毒疫苗。它的成功研制扭转了国际医药界中‘原核系统不能用于病毒疫苗研制’的传统认识。”

“传统的疫苗研制方法主要有两种途径。一种是将病毒放在细胞内进行大量培养、灭活，再辅以佐剂，用这种方法制成的疫苗叫灭活疫苗；第二种是将病原体在体外反复传代，去除其致病性，但保留其免疫原性，用这种方法制成的疫苗叫减毒活疫苗。而我们这次是采用的基因工程技术。” 夏宁邵告诉记者，“与传统灭活疫苗和减毒活疫苗比较，基因工程疫苗的研发不依赖于病原体的培养，因此对于大量尚未建立成熟体外培养技术的病原体也能进行疫苗的研制。在生产过程中，基因工程疫苗完全不涉及病原体，消除了由于病原体灭活不彻底或减毒不完全导致的安全性问题。不仅如此，基因工程疫苗的研发还可通过精心设计的纯化过程实现对生产过程中伴随的各类杂质的高效清除和残余成分的高度可控，降低了由于杂质导致的各类接种副反应的风险，提高了疫苗的安全性和耐受性，同时还能提高不同疫苗生产批次间的均一性。”

从1998年开始，时任国家试剂与疫苗中心主任、厦门大学公共卫生学院院长的夏宁邵便带领着他的团队，着手进行戊肝疫苗的研发。与所有的新药研发一样，重组戊肝疫苗的研发并非一路坦途。

历经14年艰苦研发，由厦门大学国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心和企业的200余名科研人员组成的课题组，在基础研究领域、应用基础研究领域和应用研究领域，取得了保护性抗原识别及结构表征、病毒颗粒组装机制等多项发现成果，并突破了原核表达类病毒颗粒、高效纯化及体外自组装等一系列关键技术障碍，创建出具有多项全球自主知识产权的核心技术体系。

夏宁邵告诉记者，该体系的关键技术已在14个主要国家申请了12项发明专利，对我国发展具有自主知识产权的创新疫苗并高起点地参与国际竞争具有深远意义。基于该体系关键技术，团队研制的另一个疫苗“人瘤病毒16/18型二价疫苗”（宫颈癌疫苗）已经打破了美英技术封锁成为全球第3个、国内第1个获准进行临床试验的宫颈癌疫苗，目前已基本完成Ⅱ期临床试验，初步结果显示该疫苗安全并能刺激人体产生高滴度抗体。

夏宁邵说：“戊肝疫苗是国家工程的成果，也是产学研协同创新的成果。”这份30微克的戊肝疫苗，不仅见证着研发人员的辛劳，同时也记录着我国重大科技专项自主创新的步伐：自2005年起，国家863计划开始对戊肝疫苗项目进行支持，有效地带动了地方、企业投入研发资金近5亿元，其临床研究也被列入“十一五”863计划重大项目中，这为课题组在国内外率先研制成功戊型肝炎疫苗提供了重要支撑。

谈及疫苗研发的前景，夏宁邵显得信心满怀。他的信心来自于国家对这个产业的大力支持：2007年，国家将生物医药确定为“十二五”期间重点发展的战略性新兴产业，尤其是用于应对突发生物事件的疫苗及免疫佐剂等还被列入了公共安全领域生物安全保障方面的优先发展主题。

现阶段疫苗研发应以集成创新为主

作为全国政协委员，中国食品药品检定研究院菌种室主任王国治一直关注着疫苗领域的发展。对夏宁邵团队所取得的成功，他难掩心中的喜悦和激动：“我国能在世界上第一个研发出戊肝疫苗确实非常令人振奋！”

但就国内疫苗研发的整体水平，王国治直言不讳：“我国在疫苗研发领域的基础研究力量还比较薄弱，十个研发有九个都出不了结果。而国家又太过于强调疫苗研发的完全自主知识产权，这与我国目前的疫苗研发水平不相符合。”

“中国的疫苗研发，前期工作几乎都是由大专院校的研究生在做，其可信度和创新性都不够，后期工作也往往跟不上。多数人的研究都以仿制为主，尽管拿了专利，出了蛋白，但真正要作出成果却很难，常常是实验完了，出来一大堆报废产品。”王国治认为，针对我国在疫苗领域现有的研发水平，“在引进国外成熟技术的基础上进行整合创新、集成创新才是这个阶段的重点。”

王国治在考察了发达国家的疫苗生产企业后发现：在疫苗研发上，中国缺的不是硬件，也不是钱，缺的是技术和管理规范。中国对疫苗生产企业的硬件要求比国外更严格，可在软件方面比如管理规范上却放得比较宽。而事实上，疫苗生产过程中，后期主要是规范性管理的问题。

在王国治看来，目前整个疫苗产业还缺少一种系统的协作。他认为，“这与国家在疫苗研发领域和产业规划上缺乏一种整体的顶层设计有关。”

王国治告诉记者，受多种因素制约，国家免疫规划疫苗政府定价总体水平偏低，利润空间较小，以一支重组蛋白类的乙肝疫苗为例，国家定价只有3块多钱每人次，这在一定程度上影响了企业提高产品质量和进行产品升级换代的积极性。而第二类疫苗为市场调节价格产品，流通环节较多，市场价格偏高。

“疫苗产业是关系国计民生的朝阳产业。”对此，王国治建议，国家在制定产业发展策略时，应当充分考虑产业自身的特点和不同的发展背景。在投入上，对与老百姓生命利益息息相关的和研发成本高、失败风险大的一类疫苗，以及共患病的疫苗，国家应当加大扶持力度，而对具有良好发展前景和自主知识产权的二类疫苗，则应当以引导企业生产为主。

加大投入优先发展疫苗产业

对疫苗产业的明天充满同样期待的，还有全球第一支甲流疫苗的生产企业——北京科兴生物制品有限公司的总经理尹卫东。

在甲流肆虐的2009年，尹卫东带领着自己的员工在短短的87天中成功生产出全世界第一支甲流疫苗。在他看来，接种疫苗不但是保护自己的一种措施，同时也是保护他人的一种手段。

“然而目前，人们对接种疫苗的社会认知度却还远远不够。”尹卫东举例说，为了减少老年人群因流感并发症带来的死亡，北京市政府每年都为60岁以上的老人免费接种流感疫苗，然而却只有约50%的老年人进行了自愿接种。

“如果能让老年人接种流感疫苗的百分比从现在的50%提高到80%，老年人因老年病和流感造成的死亡率就会有所降低，这样，实现‘十二五’期间将我国人均寿命提高1岁的目标就会立竿见影。”尹卫东说，“但如果没有疫苗产业的发展就提供不了这样的服务。疫苗产业不仅具有技术高附加值的特性，而且还能节省资源和能源，对整个经济社会的发展具有保驾护航的作用，应该得到优先发展。”

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生物育种方法的运用是体现高考生物试题难度、区分度的良好命题素材。近年来高考对该知识点的考查发生了较大的变化。从命题的理念看，由传统的杂交育种转向太空育种（诱变育种）和生物工程（基因工程和细胞工程）育种；从命题素材看，由对某种方法的单一考查转向对多种育种方法的综合考查；从能力要求看，由理解能力转向综合运用和实验探究能力的考查。现就如何根据育种的目的，选择不同需求的育种方法及规范作答等作一探讨。

一、根据目的，选择育种方法

育种的根本目的是培育具有优良性状（抗逆性好、生命力强、产量高、品质优良）的新品种，以便更好地为人类服务。从基因组成上看，目标基因型可能是纯合体，可防止后生性状分离，便于制种和推广；也可能是杂合体，即利用杂种优势的原理，如杂交水稻的培育、玉米的制种等。

例1 粮食是人类生存的基本条件，提高单位面积粮食的产量、质量是解决粮食问题的主要途径之一。

（1）为提高农作物的产量，得到抗倒伏、抗锈病等优良性状，科学家往往采取多种育种方法来培育符合农业生产要求的新品种。根据下面提供的材料，设计育种方案，以便最快得到所需品种。非生物材料：可自选。生物材料有：

A.水稻的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种

B.水稻的矮秆（隐性）不抗锈病（隐性）纯种

C.水稻的高秆（显性）不抗锈病（隐性）纯种

①要得到能直接应用于生产的具有抗倒伏、抗锈病等优良性状的品种，该品种应是 。

②所选择的生物材料： （填写代表生物材料的字母）。

③育种过程中运用的最常见的方法是 。

④预期产生这种结果（所需性状类型）的概率是 。如果从播种到获得种子需要一年，则获得该品种植株至少需要 年。

（2）随着科技的发展，许多新的育种方法已经出现并投入使用。

①用普通小麦和黑麦培育的八倍体小黑麦的原理是 。

②航天育种是目前的一个热门话题，如“神七”就搭载了萌发着的植物种子。那么利用这种方法是否一定能获得人们所期望的理想性状？为什么？ 。

③螟虫是危害水稻的主要害虫之一。科学家为了减少农药的使用，希望培育出具有抗螟虫性状的水稻新品种，最适合的育种方法是 ，其原理是 。

【解析】（1）①能直接应用于生产的品种要保持优良性状，其自交后代不发生性状分离，一般为纯合子。②杂交育种的原理是基因重组，将两个品种的优良性状（抗倒伏、抗锈病）组合到一起，选择A、B两个亲本可以达到这一目的。③最快的育种方法是单倍体育种，常用技术有杂交、花药离体培养、人工诱导染色体加倍等。④亲本杂交后的子代花药离体培养、人工诱导染色体加倍后得到4种纯合子，比例相同，因此抗倒伏抗锈病性状的概率为1/4。亲本杂交得到种子（子代）需要1年，子代花药离体培养、人工诱导染色体加倍后，得到纯合子需要1年。

（2） ①普通小麦为六倍体，黑麦为二倍体，两者杂交得到的个体有4个染色体组，人工诱导染色体加倍后为八倍体，属于染色体变异。②“神七”搭载萌发着的植物种子的主要目的是借助太空的紫外线诱导基因突变，由于基因突变是不定向的，所以不一定能获得人们所期望的理想性状。③抗虫性状的基因一般来自原核生物，运用转基因技术将抗虫基因移接到植物体，属于基因重组。

【答案】（1）①纯合子（纯种） ②A、B ③单倍体育种 ④1/4 2

（2）①染色体变异 ②不一定；因为基因突变是不定向的 ③基因工程育种 基因重组

【方法规律】在解答“育种”类试题时，需要根据提供的材料选择合适的亲本及育种方法，分析育种过程中出现的问题，推测育种结果，并得出相关结论。

育种方法的选用要求：一般作物育种可以选用杂交育种和单倍体育种。如果检测纯合子，则用测交或自交；若既要检测纯合子又要分离纯合子时，如果优良性状是显性性状则用连续自交，如果优良性状是隐性性状则直接分离；已知多对性状要获得纯合子，首选单倍体育种，然后才是自交。为了得到特殊性状，可以选择诱变育种或多倍体育种，如果将不同物种的性状组合在一起，可以选用基因工程等。方法小结：

（1）若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，只要出现该性状即可。

（2）有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则选择自交方法最简便。

（3）若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。

（4）若实验植物为营养繁殖类如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。

（5）若要培育之前没有的性状，则可用诱变育种。

（6）提高营养物质含量可运用多倍体育种。

（7）将两个亲本的不同优良性状集中在一起，可利用杂交育种（含植物细胞的杂交）。

（8）若要定向地改造生物性状，则可用基因工程育种。

（9）在实际育种过程中，并非单一地运用某种育种方式，而是根据需要选择多种育种方式综合运用。

二、掌握策略，设计育种实验

例2 如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子，诱变当代获得棕色（纤维颜色）新性状，诱变1代获得低酚（棉酚含量）新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因（A、a）控制，棉酚含量由另一对基因（B、b）控制，两对基因独立遗传。

（1）两个新性状中，棕色是 性状，低酚是 性状。

（2）诱变当代中，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）棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从 的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产（棕色、低酚）的纯合棉花新品种（用遗传图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，因此棕色是显性，亲代白色、高酚自交后代是白色、低酚和白色、高酚，因此低酚是隐性。诱变当代中，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，纯合体后代不发生性状分离，因此应从不发生性状分离（或全为棕色棉或没有出现白色棉）的区域中选择出纯合棕色、高酚植株。育种时间短应选择单倍体育种方案。

【答案】（1）显性 隐性 （2）AaBB aaBb （3）不发生性状分离或全为棕色棉或没有出现白色棉

【思维拓展】设计育种方案时，应该注意是“动物育种”还是“植物育种”。植物育种时，可以用连续自交的方法获得纯合子，这是由于植物中雌雄同体的物种较多。动物只能选相同性状的个体相互，待性状分离后筛选，然后用测交方法检测纯合子，这是由于动物大多是雌雄异体，不能“自交”。

育种年限的要求及计算方法：若需要获得植株，则比获得种子多一年，因为获得种子后，第二年才能获得植株。若需要获得跨年度的植物（如小麦），则比不跨年度的植物（如豌豆）要多一年。

生物工程技术育种的组合及其遗传性：

（1）转基因植物培育：基因工程+植物组织培养，具有两亲本的遗传性。

（2）转基因动物培育：基因工程+动物细胞培养+胚胎移植，具有两亲本的遗传性。

（3）核移植（克隆）动物培育：核移植+动物细胞培养+胚胎移植，具有两亲本的遗传性。

（4）胚胎移植：有性生殖+动物细胞培养+胚胎移植，具有两亲本的遗传性。

（5）植物体细胞杂交：酶工程+体细胞融合+植物组织培养，具有两亲本的遗传性。

（6）试管婴儿：体外受精+动物细胞培养+胚胎移植，具有两亲本的遗传性。

注：异源多倍体具有两亲本的遗传性；胚胎分割产生的后代遗传性相同，相当于无性繁殖。

例3 家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的A和a基因控制。雄蚕由于吐丝多，丝的质量好，更受蚕农青睐，但在幼蚕阶段，雌雄不易区分。于是，科学家采用下图所示的方法培育出了“限性斑纹雌蚕”来解决这个问题。请回答：

（1）家蚕的一个染色体组含有 条染色体。

（2）图中变异家蚕的“变异类型”属于染色体变异中的 。由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕所采用的育种方法是 。图中的限性斑纹雌蚕的基因型为 。

（3）在生产中，可利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出根据体色辨别幼蚕性别的后代。请用遗传图解和适当的文字，描述选育雄蚕的过程。

【解析】（1）家蚕是二倍体生物，其体细胞含56条染色体的二倍体生物，其生殖细胞含有28条染色体，因此一个染色体组有28条染色体。（2）由图可知，该家蚕的变异属于非同源染色体之间的易位，应属于染色体结构变异。由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕所采用的育种方法为杂交育种。限性斑纹雌蚕的Ⅱ号染色体有2个a基因，W性染色体上有1个A基因，故基因型为aaZWA。（3）用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕杂交，其后代中无斑纹的都是雄蚕，有斑纹的都是雌蚕。

【答案】（1）28 （2）结构变异 杂交育种 aaZWA （3）如图所示

（文字说明：后代中有斑纹的均为雌蚕，应淘汰；无斑纹的均为雄蚕，应该保留）

【应对策略】不同的育种方法所依据的原理不同，其适用的条件会有一定的差别。解答此类试题时，一定要认真审题，明确试题要求，结合各种育种方法的特点及其适用条件进行合理选择。如：

（1）集中不同亲本的优良性状选用杂交育种，集中优良性状且缩短育种年限选用单倍体育种。

（2）获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量选用多倍体育种。

（3）提高变异频率，改良或直接改变现有性状，获得当前不存在的基因（性状）选择诱变育种。

（4）实现定向改变现有性状选用基因工程育种。

三、规范审题，精准解答育种类试题

例4 假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB，aabb两个品种，为培育出优良品种Aabb，可采用的方法如图所示。有关叙述不正确的是（ ）

A.由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方式称为杂交育种

B.基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是1：1

C.与过程“①②③”的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是明显缩短了育种年限

D.过程④在完成目的基因和运载体结合时，必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体

【解析】首先规范审题，审出关键词或关键语句。如本题题干中包含如下信息：两种基因遗传遵循自由组合定律；将不同品种优良性状集中到一个个体上，应用杂交手段，育种方式为杂交育种（①②③过程）；⑤⑥利用花粉培育新品种，为单倍体育种；利用物理因素获取新品种（⑦过程）为诱变育种；利用转基因技术获取新品种（④过程）为基因工程育种。

依据审出的信息，作出精准判断。选项A，对杂交育种本质不理解会错选A项。选项B，题干确定亲本基因型为Aabb，其自交（③过程）的后代基因型及比例为AAbb∶Aabb∶aabb=1∶2∶1，即AAbb∶aabb=1∶1。选项C，该选项是“⑤⑥”单倍体育种与“①②③”杂交育种相比较，单倍体育种大大缩短了育种年限，若不了解单倍体育种的优势会错选C项。选项D，运载体不是酶，而是一种运输工具，所以D选项叙述错误。

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关键词：生物技术；课程建设；教学改革；学分制

学分制既是一种教学管理制度，也是建立在学生学习自由基础上的一种教育理念。学分制有完全学分制和学年学分制之分。目前，我国普通高等院校多数实行的并非完全意义上的学分制，而是学年学分制。随着我国高校不断推进的教育体制改革，许多高等院校的教学管理模式由以往学年制向学分制转变。与学年制相比，学分制下学生可根据自己的专业兴趣自主选择所修课程，因而较学年制有较大进步。为此，临沂大学自2008年开始全面实施学分制改革，推进课程的小型化建设，并制订相应的本科培养方案。

一、生物技术系列课程组成及课程开设简介

生物技术系列课程是临沂大学生命科学学院在生物技术专业开设的专业方向课程，其系列课程主要包括《基因工程》、《发酵工程》、《细胞工程》、《酶工程与蛋白质工程》及《生物技术大实验》等。通过系列课程的学习，使学生掌握基因工程的基本原理和实验方法，掌握生物技术各项技术和成果在发酵菌种选育改良、细胞培养、酶制剂研发、蛋白质改造等领域的应用；熟悉现代生物技术在农作物改良、新品种培育、疾病诊断和治疗、新药研发等领域的重大作用。通过综合性的生物技术大实验的设置，培养学生的自主学习、自主设计和创新能力及实验操作技能，拓宽学生的知识面及专业技能，为以后的专业实践学习及毕业后走向生命科学相关专业的工作岗位打下基础。2004年，《生物技术导论》作为一门综合性课程首先面向生物科学和生物技术两个专业开设。后来随着学科的发展、师资力量的壮大以及实验室建设的日益完善，2006年，生物技术专业的《生物技术导论》扩展为《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》四门课程，并开设相应的实验，充分体现生物技术及其下游应用特性。而生物科学专业继续以《生物技术导论》的综合形式开课，作为本专业的方向选修课。

二、学分制下生物技术导论系列课程的教学改革

1.教学内容改革实践。

①教学大纲的制定及授课学期的安排。由于生物技术系列课程具有涉及学科多、实用性较强、与实践结合紧密的特点，其基本理论和应用研究一直是非常活跃的领域。学分制下，教学大纲的制定应结合专业特色，将课程小型化、精致化。因此在课程内容选择上，我们精益求精，在制定教学大纲前，生物技术系列课程教学团队共同讨论，集体拟定教学大纲，充分结合专业的特点和定位，结合培养方案，既能体现学科特色，达到培养目标，又避免内容重复。生物技术专业的《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》的理论教学大纲和实验教学大纲分别制定，为了突出实验技能训练，各门课程理论教学和实验教学实行1∶1的学时设置，各32个学时（共3学分）。生物科学专业制定《生物技术导论》教学大纲，实行模块化教学，实验方面开设综合性的“生物技术大实验”，根据教学内容，理论学时为48学时，实验学时32学时。在学期安排上，生物技术专业在第四学期开设必修课《基因工程》及其实验，第五学期开设《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》等系列选修课程，学生可以根据自己的兴趣和学分情况进行选课。对于生物科学专业，在第五学期开设《生物技术导论》和《生物技术大实验》，既能与前面学科衔接，又能为后面的考研、就业提供理论知识和实验技能训练。②教材建设。教材建设必须以服务人才培养为目标，以提高教材质量为核心。学分制的实施和教学计划的调整，教材建设需走在前列。本课程在选择教材时优先使用近5年内出版的“面向21世纪课程教材”和“国家‘十一五’规划教材”。以这些教材为基础，设计教学内容，编制教学讲义，实现立体化授课，同时指定几本相关教材作为参考书，并利用专业网站进行课外学习资源。

2.教学方式的改革实践。

①采用多元的课堂教学形式，提高课堂教学效果。教学方法的选择和组合，要同教学内容、学生的特点及教师自身运用教学的能力联系在一起。传统的课堂教学形式主要是以教师单向授课为主，学生多为被动听课。为启发和调动学生的学习积极性，应根据生物技术系列课程的特点，选择不同的教学方法。对于理论性强、内容抽象的知识采用讲解—教授式，如《基因工程》中基因工程操作的基本过程、目的基因的克隆和筛选等内容，通过教师的精心编排，尽量使抽象问题具体化、繁杂内容简明化、同类问题规律化，便于学生理解和接受。而在讲基因治疗时，采用问题—探究式的教学方法，教师在课堂教学中穿插启发性问题，运用引趣、设疑、类比、联想等方法能刺激引发学生的学习兴趣与思考，也加强了师生之间的互动。例如，在讲基因治疗的作用时，先举一个乙肝病毒的例子，提示例子关键性，提出怎么办，让学生在教师的启发诱导下，主动积极独立地思考，使学生分析问题和解决问题的能力得到较快提高。翻转课堂是学生学习自主性和师生角色转换的重要体现。在教学过程中，让学生自由组合成学习小组，结合本组成员的兴趣，自主选择一个主题，调查研究，查阅文献，在课堂教学期间走上讲台为大家讲课，以此进一步培养学生的自主学习能力及表达沟通能力，增加师生之间的理解互信。对于一些较容易理解的内容，采用自学—辅导式教学方法，对于学生认知前提较好的内容，先由学生自己看教材，总结笔记，针对普遍问题和教学大纲要求讲解，然后归纳总结，使学生阅读教材的能力、逻辑思维能力、归纳总结能力等方面受到实际锻炼，掌握自学方法，让学生自主学习。②充分利用现代化教学手段。生物技术系列课程内容具有信息量大、抽象、应用性强的特点，如果使用传统教学手段，学生很难深刻理解这些内容。而使用媒体、影像资料等现代化教学手段，可以在有限时间内提供给学生最大的知识信息量。如基因工程中限制性内切酶、载体、重组DNA构建、PCR的原理等内容，比较抽象，学生理解比较困难，在讲授的基础上配以动画演示，把这些要素的应用展示给大家，生动直观形象地加深学生的理解程度。③改革实验教学，强化学生动手能力。如科学安排实验内容，根据学生反馈信息，调整实验指导方法、改革试验考查方式，促进教学质量的提高，着重考核学生分析解决问题的能力。在实验安排上主要分为3个层次：基础型实验、设计与综合型实验和研究型实验。通过基本实验技能训练，掌握基因工程最基本的实验技术及操作方法；掌握常规仪器设备原理及应用，培养数据处理和表达实验结果的能力。通过综合实验培养学生多实验方法手段综合、多途径信息获取，以及科学分析推理的综合实验能力和独立操作、解决实际问题的能力。通过设计实验，使学生能在教师指导下正确的进行实验设计，按自定实验方案操作、观察，获得实验数据，正确分析结论及解决实际问题。研究型实验是将最新研究成果引入到实验教学中。引入科研、教改成果，使实验内容与科研应用项目密切联系，充分体现基础与前沿、经典与现代相结合。如综合型实验“大肠杆菌感受态细胞的制备、转化与筛选”中，将以前单一分散的三个实验，按照其内在联系组合为综合性实验，不但使学生学到了感受态细胞制备方法、LB培养基的制备、质粒DNA的转化与筛选等3种基本实验技术，更重要的是使学生在掌握基本技术的同时，培养学生对基本技术和方法综合运用的能力。发酵工程实验中带领学生亲自操作发酵罐生产酸奶、米酒等产品，既掌握了发酵罐的结构，还体验了生产产品的乐趣。细胞工程实验中让学生自己取材，进行植物组织培养，观察植物是如何从一个愈伤发展成为一个完整的植株，体会植物细胞全能性的概念。

三、教学改革所取得的成效

在学分制指导下，通过对生物技术系列课程的教学改革，提高了学生选课的自主性，大大激发了学生对生物技术相关课程的学习兴趣。在酸奶发酵和米酒发酵实验中，学生体会到生物技术并不是深不可测，在蛋白质改造和基因工程药物设计中，在显微注射和动物克隆原理和技术的学习中，学生认识到现代生物技术的博大精深。在实验课中，学生根据自己掌握的专业知识积极设计自己组内的实验方案，并顺利完成一种植物的组织培养、完成酸奶制作和米酒酿制，实验结束后，学生们在实验报告的结尾都写出了自己的实验心得，体会收获的快乐。在教学互动环节，鼓励学生走上讲台，讲授自己所撰写的课程论文，通过此环节的锻炼，学生的总结及自我表达能力得到了提高。在教学过程中我们还注重学生科研能力的训练，先后申请了如“创新实验设计探究盐胁迫下纳离子对小麦种子萌发和幼苗离子毒害效应”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工艺的研究”、“玉米等主要农作物的抗逆性研究”等多个国家级和校级大学生创新基金，实验“叶用芥菜和白菜型油菜之间体细胞杂交体的RAPD鉴定”参加第十二届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛并获得三等奖。目前生物技术导论申报校级特色课程，正在建设中。近几年的教学实践显示，教学改革效果良好，并符合新世纪高等教育培养高素质现代生物技术人才的需要。

参考文献：

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