時(shí)間：2024-02-21 15:46:33
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇基因工程基本原理，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：基因工程；教學(xué)改革；探索
中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）03-0119-02
基因工程又稱為基因拼接或者DNA重組技術(shù)，是將一種生物體（供體）的基因與載體在體外進(jìn)行拼接重組，然后轉(zhuǎn)入另一種生物體（受體）內(nèi)，使之按照人們的意愿穩(wěn)定遺傳并表達(dá)出新產(chǎn)物或新性狀的DNA體外操作程序。1972年美國(guó)人Berg在基因工程基礎(chǔ)研究方面做出了突出貢獻(xiàn)，被公認(rèn)為“基因工程之父”。1973年美國(guó)人Cohen等用核酸限制性內(nèi)切酶EcoRI，首次基因重組成功。近些年來，基因工程的新概念、新理論及新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，內(nèi)容也在不斷豐富與充實(shí)，已廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域[1，2]。21世紀(jì)以來，基因組學(xué)已進(jìn)入功能基因組學(xué)時(shí)代，對(duì)基因功能的研究是生物技術(shù)發(fā)展的新方向，體現(xiàn)了基因工程的重要價(jià)值所在。基因工程學(xué)作為當(dāng)代生命科學(xué)研究領(lǐng)域最具生命力、最引人關(guān)注的前沿學(xué)科之一，已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代分子生物學(xué)、技術(shù)學(xué)的核心內(nèi)容，其課程質(zhì)量的好壞直接關(guān)系學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。作者所在學(xué)院（浙江海洋學(xué)院海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院）于2007年新增了生物技術(shù)專業(yè)，同時(shí)開設(shè)了基因工程課程。為了不斷提高該課程的教學(xué)水平，筆者結(jié)合這幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及兄弟院校相關(guān)課程的授課經(jīng)驗(yàn)，努力充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，不斷更新教學(xué)手段，對(duì)基因工程課程的教學(xué)體系進(jìn)行了探索式改革。
一、教學(xué)內(nèi)容
1.不斷更新教學(xué)內(nèi)容，突出實(shí)用性。基因工程理論作為一種專業(yè)性很強(qiáng)的課程，需在學(xué)生有一定生物學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上教學(xué)。在浙江海洋學(xué)院本課程于大三下學(xué)期開課，在此之前學(xué)生已修完細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等生物學(xué)基礎(chǔ)課程，具備了較完整的理論知識(shí)體系，在此基礎(chǔ)上開展教學(xué)，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。基因工程作為一種技術(shù)性很強(qiáng)的課程，與上述生物學(xué)基礎(chǔ)課程關(guān)系密切，同時(shí)與酶工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程等學(xué)科緊密聯(lián)系，存在一定的內(nèi)容重復(fù)。在教學(xué)過程中，對(duì)于此類重復(fù)，或一筆帶過，點(diǎn)到為主，或采用實(shí)例對(duì)重要知識(shí)加以鞏固，盡量避免重復(fù)，突出課程特色。教材是提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，浙江海洋學(xué)院第一次即2010年選用的《基因工程》教材由高等教育出版社出版，孫明教授主編。該教材內(nèi)容全面翔實(shí)、章節(jié)清晰，對(duì)基因工程的原理、策略和技術(shù)方法均有系統(tǒng)介紹，具有很強(qiáng)的理論性和前瞻性。但是其內(nèi)容較多，很多內(nèi)容對(duì)于二本院校本科生來講過于深?yuàn)W、難以理解，學(xué)生也反映該教材較難，建議選其他較易理解的教材。結(jié)合該院校是二本院校的實(shí)際，筆者從2011年開始使用袁鶩洲主編，化學(xué)工業(yè)出版社出版的《基因工程》，屬普通高等教育規(guī)劃教材。本教材為國(guó)家精品課程教材，主要介紹了基因工程的基本概念、基本原理、常用基因工程操作技術(shù)以及基因工程與功能基因組學(xué)相結(jié)合的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展。主要內(nèi)容包括三大塊。一是基因工程的基本原理與基本技術(shù)，包括工具酶和克隆載體。表達(dá)載體及常用的基因表達(dá)系統(tǒng)，目的基因獲取、制備、擴(kuò)增、導(dǎo)入與鑒定的各種方法。二是基因工程在功能基因組學(xué)研究中的應(yīng)用，包括基因表達(dá)譜的研究技術(shù)，全基因組化學(xué)誘變、轉(zhuǎn)座子飽和誘變的技術(shù)，基因敲除與基因敲減的技術(shù)，GAL4/UAS過表達(dá)系統(tǒng)，酵母雙雜交及免疫共沉淀等蛋白質(zhì)相互作用研究的技術(shù)等。三是基因工程在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，包括轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的制備與應(yīng)用，基因治療的原理與策略以及基因工程藥物的研制與現(xiàn)狀等。該教材內(nèi)容清晰易懂，實(shí)例舉證充分，且涉及基因工程在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，在一定程度上可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。使用該教材3年來，目前感覺學(xué)生反映較好，適合該校學(xué)生使用。
2.引領(lǐng)學(xué)生了解前沿動(dòng)態(tài)。基因工程作為一門前沿學(xué)科，發(fā)展速度快，內(nèi)容日新月異。我們常用教材多側(cè)重原理、基礎(chǔ)等理論知識(shí)，且更新速度始終落后于基因工程技術(shù)本身的發(fā)展速度。現(xiàn)代學(xué)生思維活躍，求知欲強(qiáng)。為了充分滿足學(xué)生的求知欲和好奇心，在基因工程教學(xué)過程中，盡可能地添加一些新成果、新理論和新技術(shù)[3]，如：生物能源，基因工程疫苗的開發(fā)，基因治療等，并結(jié)合自己在國(guó)外實(shí)驗(yàn)室所學(xué)向同學(xué)們展示最新技術(shù)與相關(guān)研究進(jìn)展。基因工程的新技術(shù)多發(fā)表于Science、Nature、Cell等頂尖雜志，在教學(xué)過程中，對(duì)于發(fā)表的經(jīng)典新成果，嘗試讓學(xué)生自己閱讀、分段翻譯、小組討論，增加對(duì)新知識(shí)的了解[3]。一些重要的生命科學(xué)論壇，如：生物谷、丁香園、小木蟲等是生命科學(xué)領(lǐng)域研究人員交流學(xué)習(xí)的地方，而知識(shí)的碰撞最容易產(chǎn)生科學(xué)的火花。因此，鼓勵(lì)學(xué)生瀏覽這些論壇，并參與討論，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。另外，也鼓勵(lì)他們加入相關(guān)的QQ群，比如轉(zhuǎn)基因群、生物信息群，增加同業(yè)交流，為自己拓寬理論知識(shí)和解決實(shí)際技術(shù)問題，同時(shí)也為今后從事的相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二、教學(xué)手段和教學(xué)方法多元化
不像動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)可以直觀地看到實(shí)物，基因工程內(nèi)容抽象，多涉及細(xì)胞、分子等微觀內(nèi)容，且高新技術(shù)多，操作流程長(zhǎng)，如果僅僅采用文字和語(yǔ)言表述，難以講授明白，學(xué)生學(xué)起來也比較晦澀難懂[4]。因此，需要運(yùn)用多種教學(xué)方法，使概念、原理講得通俗易懂，學(xué)生理解起來就更容易。
1.多媒體教學(xué)的應(yīng)用。目前，大部分高校已廣泛采用多媒體教學(xué)。在基因工程多媒體教學(xué)過程中，改變?cè)瓉韱渭兊奈淖帧D片等內(nèi)容，不斷嘗試加入一些聲音、錄像、動(dòng)畫等信息，使課堂圖文并茂、有聲有色、栩栩如生，便于學(xué)生理解并強(qiáng)化記憶。如在講解“PCR反應(yīng)”一節(jié)中，自己錄取了PCR的準(zhǔn)備、操作以及電泳檢測(cè)等全套過程，老師講得省心，同學(xué)們聽得舒心，極大提高了基因工程課程的教學(xué)效果。
2.小組討論式教學(xué)。有價(jià)值的討論是促進(jìn)學(xué)生開動(dòng)腦筋、舉一反三、加深認(rèn)識(shí)的有效手段。在遇到抽象內(nèi)容時(shí)，講解完畢后，鼓勵(lì)學(xué)生分組討論，并選出一名組長(zhǎng)上講臺(tái)以PPT的形式匯報(bào)本小組的學(xué)習(xí)心得，組長(zhǎng)實(shí)行輪換制。下面的同學(xué)給匯報(bào)的小組分別從以下幾方面打分：匯報(bào)PPT的表現(xiàn)，制作PPT的質(zhì)量，所講內(nèi)容的條理性、創(chuàng)新性以及講解能力。通過此手段，極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如，可引導(dǎo)學(xué)生討論以下專題：①轉(zhuǎn)基因動(dòng)物；②中國(guó)的轉(zhuǎn)基因水稻；③基因工程產(chǎn)品的安全性；④基因治療。
三、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研項(xiàng)目與課程教學(xué)相結(jié)合
本校基因工程實(shí)驗(yàn)是在大三結(jié)束后的暑假短學(xué)期開展的，共16學(xué)時(shí)，這時(shí)學(xué)生已上完基因工程理論課，具備了實(shí)驗(yàn)操作的相關(guān)理論知識(shí)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容至關(guān)重要，是理論知識(shí)的綜合運(yùn)用。那么如何選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容呢？這一點(diǎn)比較關(guān)鍵。授課教師多具有博士學(xué)位，承擔(dān)著較高水平的科學(xué)研究工作。在基因工程教學(xué)過程中，嘗試將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教師的科研項(xiàng)目相結(jié)合，讓學(xué)生自主參與到科研項(xiàng)目的研究中。學(xué)生可根據(jù)教師的科研項(xiàng)目自主確定實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇，到實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、試劑的購(gòu)置、實(shí)驗(yàn)步驟的進(jìn)行等都由學(xué)生自主完成，老師在此過程中起指導(dǎo)作用。筆者將課題“曼氏無針烏賊微衛(wèi)星富集文庫(kù)的構(gòu)建”分解成幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)，包括PCR擴(kuò)增、瓊脂糖凝膠電泳、限制性內(nèi)切酶酶切反應(yīng)、載體連接、感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化、藍(lán)白斑篩選與鑒定、測(cè)序、序列分析和引物設(shè)計(jì)等，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行整個(gè)流程實(shí)驗(yàn)，使其知識(shí)更具有系統(tǒng)性、完整性。此外，還可鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)省級(jí)或校級(jí)的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，由筆者指導(dǎo)的“轉(zhuǎn)基因綠色熒光觀賞魚開發(fā)技術(shù)探索”以及“青魚β-actin基因的啟動(dòng)子功能初步檢驗(yàn)”分別獲得省級(jí)可喜獎(jiǎng)項(xiàng)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力及今后獨(dú)立從事科研的能力。
四、試探采用雙語(yǔ)教學(xué)
現(xiàn)代高素質(zhì)專業(yè)人才不僅要具備高水平的專業(yè)知識(shí)，還應(yīng)具備高水平的專業(yè)外語(yǔ)閱讀與寫作能力。為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，并擴(kuò)充學(xué)生的英語(yǔ)專業(yè)詞匯，培養(yǎng)英語(yǔ)思維模式，在基因工程教學(xué)過程匯總嘗試進(jìn)行雙語(yǔ)教學(xué)[5]。在教學(xué)上，以中文課件為主，主要的專業(yè)詞匯用英文標(biāo)注，時(shí)而用英文講解，盡量創(chuàng)造雙語(yǔ)教學(xué)環(huán)境。并且鼓勵(lì)學(xué)生借閱相關(guān)的英文教材，例如，在國(guó)際上使用廣泛，權(quán)威性和時(shí)代感強(qiáng)的英文教材《Principles of gene manipulation and genomics》（7th ed）作為教學(xué)參考書。
簡(jiǎn)而言之，經(jīng)過幾年的努力工作，浙江海洋學(xué)院在基因工程課程的教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行了優(yōu)化，改進(jìn)了教學(xué)方法與手段，培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)，拓展了他們的知識(shí)面，取得了不錯(cuò)的效果。然而，課程教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，目前還處于探索和實(shí)踐階段，必須堅(jiān)持不斷地探索、實(shí)踐、總結(jié)，最好建立一支教學(xué)團(tuán)隊(duì)，希望把基因工程課程教學(xué)改革工作開展得更有效果，為國(guó)家輸送更多高素質(zhì)的專業(yè)人才。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫明.基因工程[M].北京：高等教育出版社，2006：1-6.
[2]李立家，肖庚富.基因工程[M].北京：科學(xué)出版社，2004：1-8.
[3]張傳博，李莉，耿紅衛(wèi).基因工程課程教學(xué)改進(jìn)與實(shí)踐[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，（04）.
關(guān)鍵詞： 花色；基因工程；花色苷；植物色素
利用基因工程改良花色是花卉分子育種的重要手段，不再受植物親緣關(guān)系的限制，花色改良的效果通過目測(cè)和少量輔助手段即可判斷[1]。花色苷是植物次生代謝過程中產(chǎn)生的黃酮類物質(zhì)，它是花色素與糖以糖苷鍵結(jié)合而成的一類化合物，廣泛存在于植物各組織細(xì)胞的細(xì)胞液中，使植物呈現(xiàn)從紅、紫到藍(lán)等的不同顏色[2]。花色苷的生物合成途徑是被最為廣泛而深入研究的植物次生代謝途徑，特別在主要模式植物中，已經(jīng)有了清楚的認(rèn)識(shí)[3]。許多花色苷生物合成途徑中的關(guān)鍵酶基因和調(diào)節(jié)基因均已經(jīng)從不同植物中克隆到[3，4]。轉(zhuǎn)基因花卉主要用于觀賞，易被公眾接受，具有傳統(tǒng)育種手段難以比擬的優(yōu)越性，必將給花色改良帶來革命性的影響，已成為當(dāng)前花卉育種研究的熱點(diǎn)。
1 花色苷生物合成基因的分離和克隆
植物花色苷基因工程改良遵循一般植物基因工程規(guī)律，了解特定色素生物合成途徑、克隆關(guān)鍵酶的基因是植物花色基因工程改良理論依據(jù)和前提。首先是花色苷生物合成途徑基因的克隆，第1個(gè)被分離的花色苷合成酶基因是CHS基因，它是從歐芹（Petroselinum cnispum）懸浮細(xì)胞用差異雜交分離到的[5]；以后利用轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽、PCR擴(kuò)增、異源雜交、差異cDNA克隆、電子克隆、蛋白質(zhì)純化與差異篩選等方法分離克隆到了多個(gè)花色苷生物合成相關(guān)基因。花色苷的生物合成是從莽草酸代謝途徑合成苯丙氨酸和脂肪酸合成代謝合成丙二酰CoA開始，經(jīng)苯丙烷類途徑合成[6]。根據(jù)基因?qū)ㄉ丈锖铣傻淖饔每煞譃榻Y(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因[7]。結(jié)構(gòu)基因直接編碼花色苷生物合成途徑中的生物合成酶類，如PAL、4CL、CHS、CHI、F3H、DFR、F3′H、F3′5′H、ANS、3GT等基因；另一類是調(diào)節(jié)基因，它們調(diào)控花色苷生物合成基因的表達(dá)強(qiáng)度和模式，同時(shí)控制花色苷在時(shí)空上的變化，如AN1、AN2、JAFl3和AN11等[8]。
2 基因遺傳轉(zhuǎn)化的方法
基因轉(zhuǎn)化的主要方法有農(nóng)桿菌介導(dǎo)法[9]、基因槍法 [10]、花粉管導(dǎo)入法[11]、化學(xué)試劑誘導(dǎo)法[12]和電穿孔法[13]等。
農(nóng)桿菌介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)化方法是迄今最可靠、最有效的轉(zhuǎn)化方法。現(xiàn)在的轉(zhuǎn)基因再生植物中，80 %以上是用這種方法獲得的，主要有葉盤轉(zhuǎn)化法、整株感染法和原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化法[14]。
基因槍法又稱微彈轟擊法，是由康乃爾大學(xué)Sanford等[10]建立的基因?qū)敕椒ǎ浠驹硎抢脕喚贰⒕垡叶嫉恼掣阶饔脤⑼庠碊NA包被在微小的金粒或鎢粒表面，然后在高壓的作用下微粒被高速射入受體細(xì)胞或組織。
花粉管通道法最早由周光宇提出[11]，其基本原則是利用開花植物授粉后形成的花粉管通道使外源DNA 沿著花粉管進(jìn)入胚囊，轉(zhuǎn)化尚不具備正常細(xì)胞壁的卵、合子或早期胚胎細(xì)胞的方法。
化學(xué)誘導(dǎo)法[12]的主要原理就是聚乙二醇、多聚-L-鳥氨酸、磷酸鈣在pH值較高的條件下誘導(dǎo)原生質(zhì)體攝取外源DNA分子。
電穿孔法又稱電激法，首先由Neumann提出[13]，是在高壓電脈沖作用下，在新鮮分離的原生質(zhì)體的質(zhì)膜上形成可逆性的瞬間通道，從而發(fā)生外源DNA 的攝取。
此外，還有脂質(zhì)體轉(zhuǎn)化法、低能離子束法、病毒載體轉(zhuǎn)化法、轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)法和浸泡法等。
3 花色苷基因工程改良的基本策略
花色苷合成由多個(gè)代謝步驟、多基因決定，所以利用基因工程改造花色苷一個(gè)重要策略就是還原法，即欲修飾某個(gè)性狀時(shí)，先要明確決定該性狀的特異生化物質(zhì)，然后對(duì)形成該生化物質(zhì)的代謝途徑進(jìn)行基因工程操作。具體就是分析催化各反應(yīng)步驟的酶、編碼這些酶的基因及其表達(dá)調(diào)控[15]。多步驟的代謝途徑有限速步驟，而限速步驟對(duì)整個(gè)代謝途徑起著決定性作用，所以對(duì)限速步驟的遺傳操作往往是還原法的重要突破口。增強(qiáng)某種關(guān)鍵酶的表達(dá)，往往可使花色苷合成途徑朝生成其催化產(chǎn)物的方向進(jìn)行；而抑制該酶的表達(dá)，則會(huì)使反應(yīng)朝合成途徑的另一分支進(jìn)行，導(dǎo)致另一種產(chǎn)物的積累[16]。
3.1反義抑制法
利用基因工程技術(shù)進(jìn)行花色苷修飾的常用方法是反義抑制法，首先明確決定花色苷的特異生化物質(zhì)，然后分析該生化物質(zhì)代謝途徑中催化各反應(yīng)步驟的酶，克隆編碼這些酶的基因，反向轉(zhuǎn)入到目的植株中，外源DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物與內(nèi)源的互補(bǔ)mRNA結(jié)合，而抑制目的植株中這些生化物質(zhì)的合成[17]。利用該技術(shù)已在矮牽牛[17，18]、[19-21]等幾種觀賞植物中進(jìn)行成功了花色修飾。
3.2共抑制法
共抑制法，又稱正義抑制法，即正向?qū)?個(gè)或幾個(gè)內(nèi)源基因的額外拷貝，反而抑制該內(nèi)源基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA的積累， 進(jìn)而抑制該內(nèi)源基因的表達(dá)[22，23]。該技術(shù)在矮牽牛[24]、[19]、藍(lán)豬耳[25]等花卉的花色修飾方面已取得成功。
3.3導(dǎo)入調(diào)節(jié)基因
如果植物已具色素合成結(jié)構(gòu)基因，只是因?yàn)榻M織特異性或缺乏調(diào)節(jié)基因表達(dá)產(chǎn)物的激活而不表達(dá)時(shí)，導(dǎo)入調(diào)節(jié)基因并使之適當(dāng)表達(dá)可活化特定的結(jié)構(gòu)基因， 改變花色。如Quattrocchio 等[26]將系列花色苷合成的調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)入矮牽牛，獲得紅色的愈傷組織和粉紅色花色的轉(zhuǎn)化株。Kim[27]將玉米C1基因通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)入煙草，使株花瓣變狹長(zhǎng)，顏色顯著變淺。
3.4導(dǎo)入新的外源基因
Meyer等[28]首次將源自玉米的編碼DQR的A1基因?qū)氚珷颗０谆ㄍ蛔凅w中，產(chǎn)生了開磚紅色花的矮牽牛。1992年澳大利亞Calgene Pacific公司與日本Sundory公司合作向薔薇中導(dǎo)入F3′5′H基因獲得成功，同年該公司在矮牽牛中導(dǎo)入該基因獲得藍(lán)色矮牽牛[29]。此外，在花色基因工程操作中，也可以導(dǎo)入調(diào)節(jié)基因以增強(qiáng)或減弱原有代謝產(chǎn)物表達(dá)，或?qū)肫渌c花成色作用有關(guān)的基因，如pH基因、輔助色素基因、細(xì)胞形狀基因等，也可以同時(shí)導(dǎo)入與某種花色有關(guān)的多種基因。
4 植物花色苷基因工程改良的安全性
關(guān)鍵詞：基因工程；課堂教學(xué)；改進(jìn)；課件設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）03-0178-02
我國(guó)高等學(xué)校本科教育的學(xué)科分類中，生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、食品科學(xué)與工程、農(nóng)業(yè)工程等專業(yè)屬下的許多課程都與基因工程技術(shù)與應(yīng)用的迅速發(fā)展息息相關(guān)。因此，基因工程越來越多地進(jìn)入高校專業(yè)主干課程行列。基因工程的內(nèi)容繁雜難學(xué)，實(shí)踐性強(qiáng)[1]，而且迄今為止，很多大專院校由于條件所限，未能開設(shè)配套的實(shí)驗(yàn)課程。相關(guān)教材中，絕大部分內(nèi)容也集中于理論闡述。即使教學(xué)大綱是經(jīng)過反復(fù)推敲，依據(jù)基因工程教材重要知識(shí)點(diǎn)而制定的，授課內(nèi)容也嚴(yán)格按照教學(xué)大綱亦步亦趨，還有多媒體方法輔助講授，但是，傳統(tǒng)的“填鴨式”課堂教學(xué)方式仍然被普遍采用，難以達(dá)到教書育人的目的，也不符合現(xiàn)階段我國(guó)高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求，這使得教學(xué)效果從根本上無法保證。課堂教學(xué)是高校最基本的教育活動(dòng)，主要由教師和學(xué)生兩方面共同承擔(dān)完成[2]。首先，為人師者應(yīng)該從教師主體出發(fā)，增加教學(xué)投入[3]，努力探討和思索如何在現(xiàn)有條件下改進(jìn)和完善課堂教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。其次，應(yīng)最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，讓學(xué)生在課堂教學(xué)中能聽得懂，聽得進(jìn)。這樣，才能夠在有限而寶貴的課堂時(shí)間內(nèi)，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。本文作者在多年從事基因工程教學(xué)的基礎(chǔ)上，以基因工程中“大腸桿菌轉(zhuǎn)化”知識(shí)點(diǎn)為例，說明在基因工程教學(xué)中，尤其針對(duì)技術(shù)性、實(shí)驗(yàn)性教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合相關(guān)科研經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)課件設(shè)計(jì)的重要性。
基因工程基本操作是該課程重要的篇章之一。基因工程重組DNA操作主要由“切”、“接”、“轉(zhuǎn)”、“增”和“檢”構(gòu)成。其中“轉(zhuǎn)”是針對(duì)原核生物的轉(zhuǎn)化（Transformation）、真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)染（Transfection）和需病毒參與的轉(zhuǎn)導(dǎo)（Transduction）等活動(dòng)的統(tǒng)稱。作為基因工程七大支撐技術(shù)之一的基因轉(zhuǎn)移技術(shù)也是指“轉(zhuǎn)”操作。由此可見，“轉(zhuǎn)”為基因工程教學(xué)中的重要知識(shí)點(diǎn)之一。其中，轉(zhuǎn)化是外源DNA進(jìn)入受體細(xì)菌而獲得相應(yīng)遺傳性狀的現(xiàn)象，亦即DNA導(dǎo)入受體菌再擴(kuò)增或表達(dá)的過程。在具體章節(jié)詳細(xì)介紹原核細(xì)胞代表性基因工程實(shí)例時(shí)，也離不開大腸桿菌的“轉(zhuǎn)化”，實(shí)驗(yàn)室常用的大腸桿菌轉(zhuǎn)化方法有氯化鈣（Calcium Chloride，CaCl2）和電穿孔（Eletroporation，也叫電擊）等。CaCl2法創(chuàng)立于1972年，是適用于革蘭氏陰性細(xì)菌（如大腸桿菌等）的經(jīng)典轉(zhuǎn)化技術(shù)。它是指在低溫下，Ca2+能夠與細(xì)菌外膜磷脂形成液晶結(jié)構(gòu)，然后經(jīng)熱脈沖發(fā)生收縮作用，這樣細(xì)胞膜會(huì)出現(xiàn)空隙，從而使外源DNA進(jìn)入受體菌的過程，所以CaCl2法也被稱作熱激法或者熱脈沖法。此方法的關(guān)鍵影響因素是低溫和Ca2+，它不需要電轉(zhuǎn)化設(shè)備，在實(shí)際中最為廣泛使用。因此，常常在課堂教學(xué)中作為重點(diǎn)內(nèi)容來介紹。常用的教學(xué)方法在講授此章節(jié)內(nèi)容時(shí)，采用如圖1所示的PPT或者板書機(jī)械化流程來展示大腸桿菌的標(biāo)準(zhǔn)熱激法轉(zhuǎn)化過程。這樣的教學(xué)方式，備課簡(jiǎn)單，授課輕松，數(shù)分鐘即可完成。但常常會(huì)因?yàn)檎n堂上，講解理論知識(shí)的枯燥而難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而導(dǎo)致在短短的課堂時(shí)間里，學(xué)生的思考能力得不到鍛煉，更不用說如何牢固掌握專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)了。事實(shí)上，有很多大學(xué)生在中學(xué)生物學(xué)課程學(xué)習(xí)階段已經(jīng)接觸大腸桿菌熱激法轉(zhuǎn)化的基本知識(shí)了，但進(jìn)入大學(xué)階段的基因工程課程相同知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)時(shí)，已近徹底遺忘；甚至有學(xué)生，在大學(xué)其他課程如分子生物學(xué)等實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)或科研實(shí)踐活動(dòng)中還進(jìn)行過相關(guān)實(shí)驗(yàn)，但對(duì)轉(zhuǎn)化也只留下模糊印象。這些現(xiàn)象一方面可能受到學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)主動(dòng)性等的影響，但另一方面不能否認(rèn)與課堂教學(xué)質(zhì)量，尤其是主導(dǎo)課堂教學(xué)的教師采取的教學(xué)方法相關(guān)。因此，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)熱激轉(zhuǎn)化法流程的授學(xué)，我們認(rèn)真思考后，在利用教材講授理論知識(shí)的同時(shí)，還從該知識(shí)點(diǎn)出發(fā)，將理論知識(shí)與科研實(shí)際結(jié)合，即與科研中已運(yùn)用普遍的快速熱激轉(zhuǎn)化法聯(lián)系起來重新設(shè)計(jì)課件，如圖2所示。當(dāng)大腸桿菌標(biāo)準(zhǔn)熱激法轉(zhuǎn)化流程介紹完畢時(shí)，讓學(xué)生結(jié)合熱激法轉(zhuǎn)化的基本原理，思考教師提出的相關(guān)問題。經(jīng)過逐步的啟發(fā)和剖析，只有當(dāng)學(xué)生掌握了大腸桿菌轉(zhuǎn)化的知識(shí)要點(diǎn)時(shí)，才能認(rèn)識(shí)到標(biāo)準(zhǔn)熱激法的第3至第5的三個(gè)步驟均可以省略，快速熱激法在15分鐘內(nèi)即可完成。在這樣短暫的課堂授學(xué)過程中，創(chuàng)造出能發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性的課堂學(xué)習(xí)氛圍，不僅可以幫助學(xué)生理解知識(shí)要點(diǎn)，還增加了課堂上教師與學(xué)生的互動(dòng)，活躍了課堂氣氛，開啟了學(xué)生思考的閘門，拓展了學(xué)生思維的空間，鍛煉了學(xué)生思考、分析、解決問題的能力，從而取得良好的教學(xué)效果。
綜上所述，課堂教學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)教學(xué)質(zhì)量有著非常重要的影響。近年來，盡管有文獻(xiàn)提倡對(duì)基因工程教學(xué)設(shè)置獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課程或者讓學(xué)生提早進(jìn)入科研課題來加強(qiáng)對(duì)基因工程的學(xué)習(xí)。但現(xiàn)階段對(duì)大多數(shù)的高校而言，這恐怕不是一個(gè)容易實(shí)踐的提高教學(xué)質(zhì)量的方法。我們以上的改進(jìn)，僅為進(jìn)一步完善基因工程課堂教學(xué)起到拋磚引玉之效果。將來，在基因工程課程教學(xué)研究過程中，作為主導(dǎo)課堂教學(xué)的一方，應(yīng)更好地結(jié)合本校的實(shí)際，并融合教師自身多年的科研經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)努力探索，對(duì)更多的關(guān)鍵內(nèi)容、知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行更好的課堂課件設(shè)計(jì)，以化枯燥為有趣及深入淺出的啟發(fā)式授課方式等鍛煉學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1]王文鋒，武新勝等.醫(yī)學(xué)院校基因工程的課程改革[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2015，（5）：68-69.
[2]王志鵬，郭小玉.高校課堂教學(xué)質(zhì)量問題思辨[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2014，（10）：79-80.
[3]何旭明.教師教學(xué)投入影響學(xué)生學(xué)習(xí)投入的個(gè)案研究[J].教育學(xué)術(shù)月刊，2014，（7）93-99.
A Preliminary Study on the Improvement of the Classroom Teaching Design for Gene Engineering
in China's Colleges and Universities
―The Courseware Design for "Heat Shock Transformation of Escherichia Coli"
LU Shan，LIU ping，LI Tong-hui，GAO Yan-hong
（Life Science College of Nanjing Normal University，Nanjing，Jiangsu 210023，China）
【關(guān)鍵詞】《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》課程；教材；多媒體；實(shí)踐教學(xué)
生物技術(shù)已成為當(dāng)今高科技領(lǐng)域發(fā)展最具生命力、最引人注目的前沿學(xué)科之一。當(dāng)前以及未來數(shù)十年，利用現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)食品生產(chǎn)進(jìn)行技術(shù)改造升級(jí)，生產(chǎn)出新型的食品添加劑、保健食品甚至是全新的食品原料，將成為食品產(chǎn)業(yè)克服產(chǎn)品成本逐年增加、增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的必由之路。因此，要培養(yǎng)二十一世紀(jì)新型食品專業(yè)人才，學(xué)習(xí)和掌握生物技術(shù)的基本原理和技術(shù)是非常有必要的。我校于2009年對(duì)生命科學(xué)學(xué)院食品科學(xué)與工程系開設(shè)了《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》這門課程，立足于培養(yǎng)出不僅能夠?qū)⑹称房茖W(xué)與工程的理論和技術(shù)應(yīng)用于食品生產(chǎn)、食品安全與檢測(cè)，也能夠結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)的理論和技術(shù)，尤其是分子生物學(xué)的理論和技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的學(xué)習(xí)和工作中的名副其實(shí)的“復(fù)合型”人才。本人根據(jù)近幾年《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》理論教學(xué)和教材建設(shè)綜合優(yōu)化方案，從多媒體、教材以及實(shí)踐教學(xué)的角度優(yōu)化《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》教學(xué)。
一、教材編寫更貼近食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的知識(shí)水平
目前我國(guó)高校絕大多數(shù)的食品科學(xué)與工程專業(yè)都開設(shè)了《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》這門課程，也陸續(xù)有一些《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》教材的出版。但是作為一門比較新的課程，教材內(nèi)容上有許多需要改進(jìn)的地方。目前的《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》教材內(nèi)容大多都是從以往的《生物技術(shù)》該門課程的教材照搬而來，只是額外加入了一些生物技術(shù)在食品工業(yè)中具體應(yīng)用的實(shí)例，并沒有從頭到尾的針對(duì)食品行業(yè)來介紹生物技術(shù)的各種原理和技術(shù)。同時(shí)，食品科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》課程前，僅僅有必修的《生物化學(xué)》課程作為基礎(chǔ)，最重要的基礎(chǔ)課《分子生物學(xué)》僅為選修課。因此食品科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》這門課程，尤其是課程中的基因工程部分內(nèi)容的時(shí)候會(huì)顯得很吃力。
因此，對(duì)《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》課程教材進(jìn)行整理和修改顯得尤為必要。例如，現(xiàn)在已出版的《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》教材中都分別設(shè)有“酶工程及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用”和“發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用”這兩個(gè)章節(jié)，這兩章內(nèi)容與本專業(yè)的《酶工程》、《發(fā)酵工程》以及《發(fā)酵食品工藝學(xué)》三門內(nèi)容基本重復(fù)，可以考慮刪掉。針對(duì)食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生分子生物學(xué)基礎(chǔ)薄弱出發(fā)，在基因工程與食品工業(yè)章節(jié)中，多講授一些分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，以利于學(xué)生理解。同時(shí)，教材還應(yīng)在講授生物技術(shù)基本原理和技術(shù)的時(shí)候，多以食品工業(yè)中的具體應(yīng)用舉例，而不是在章節(jié)的末尾集中舉例，這樣能夠更利于加深學(xué)生的理解。
二、多媒體教學(xué)作為輔助，讓枯燥的課程鮮活起來
《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》大部分屬于理論講解，如果采用傳統(tǒng)的板書方式教學(xué)，學(xué)生對(duì)于課程中復(fù)雜的原理、繞口的概念和抽象的方法難免覺得枯燥乏味。在教學(xué)課程中采用計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)，讓學(xué)生以更直觀、生動(dòng)的方式了解食品生物技術(shù)的各項(xiàng)內(nèi)容。利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI，Computer Aided Instruction），在教學(xué)課件中添加生動(dòng)的圖片、動(dòng)畫、視頻，把傳統(tǒng)教學(xué)手段下很難表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容、知識(shí)重點(diǎn)、難點(diǎn)直觀的表達(dá)出來，從而使學(xué)習(xí)內(nèi)容變得容易理解和掌握。
例如，在第二章基因工程的內(nèi)容，通過多媒體課件以動(dòng)畫的形式輕松的理解轉(zhuǎn)錄、翻譯、PCR等原理，讓學(xué)生快速的理解并掌握。此外，定期給學(xué)生播放最近與視頻生物技術(shù)有關(guān)的國(guó)際論壇視頻（如TED），了解最新最尖端的生物技術(shù)、開闊學(xué)生們的眼界、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但如果單純采用多媒體教學(xué)又容易產(chǎn)生學(xué)生過于依賴多媒體課件從而不積極思考和記錄課堂筆記，教師和學(xué)生之間互動(dòng)減少以及課件放映速度快內(nèi)容多學(xué)生來不及思考等問題。因此在《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》中將多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)的板書教學(xué)相結(jié)合，既能夠抓住學(xué)生的注意力，也能夠以生動(dòng)的形勢(shì)促進(jìn)學(xué)生理解課程內(nèi)容。
三、增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
食品生物技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，無論多么晦澀的概念或是多么復(fù)雜的原理最終都要以實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的形式進(jìn)行應(yīng)用。然而目前我校《食品生物技術(shù)導(dǎo)論》課程并未開展任何的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。因此，作為主講教師可以通過讓學(xué)生親自參與到教師的科學(xué)研究試驗(yàn)中，讓學(xué)生進(jìn)一步的了解基因工程以及免疫檢測(cè)技術(shù)等等原理。并且在教學(xué)過程中將科研課題研究與學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合，開展我校獨(dú)具特色的開放實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室等實(shí)踐活動(dòng)。同時(shí)，可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀本院國(guó)家級(jí)、省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及我校的呼蘭校區(qū)的博士后工作站，讓學(xué)生了解與課程相關(guān)的超凈工作臺(tái)、PCR擴(kuò)增儀、電泳儀、凝膠成像儀、流式細(xì)胞儀、超低溫冰箱等高尖端儀器設(shè)備，或到一些食品企業(yè)（如哈肉聯(lián)）、藥品企業(yè)（如哈藥集團(tuán)）進(jìn)行實(shí)地參觀，使學(xué)生對(duì)食品生物技術(shù)這門學(xué)科產(chǎn)生更濃厚的興趣。這種以科研、實(shí)踐促進(jìn)教學(xué)，不僅能使學(xué)生接觸到本學(xué)科最前沿的內(nèi)容，而且能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引領(lǐng)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目之中，使學(xué)生參加課外科研活動(dòng)形成風(fēng)氣，為進(jìn)一步提高學(xué)生畢業(yè)論文質(zhì)量也起到積極的推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]陸兆新.現(xiàn)代食品生物技術(shù)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2002.
1 “基因工程制藥”實(shí)行雙語(yǔ)教學(xué)的必要性
“雙語(yǔ)教學(xué)（ bilingual teaching）”的定義就是在教學(xué)過程中，用兩種語(yǔ)言作為教學(xué)媒介語(yǔ)，學(xué)習(xí)和掌握學(xué)科專業(yè)知識(shí)。雙語(yǔ)教學(xué)一方面可以提高學(xué)生的英語(yǔ)水平，另外一方面可以培養(yǎng)學(xué)生利用英語(yǔ)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和提高解決專業(yè)問題的能力。如今的生物技術(shù)正迅速地改變著我們的生產(chǎn)和生活方式。“基因工程制藥”涵蓋了研發(fā)基因工程藥物的基本理論和相關(guān)研制技術(shù)比如免疫球蛋白，細(xì)胞因子和干擾素等新藥的原理、方法、技術(shù)路線。近年來，隨著人們健康觀念的變化，尤其國(guó)家先后出臺(tái)了《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》和《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》，加大了對(duì)生物技術(shù)創(chuàng)新和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持力度，我國(guó)的生物制藥行業(yè)發(fā)展保持快速增長(zhǎng)，但大多依靠國(guó)外進(jìn)口，缺乏自主產(chǎn)品。隨著分子生物學(xué)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，基因治療正在快速發(fā)展，在2011年，美國(guó)醫(yī)學(xué)界就首次提出了“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”的概念，2012年10月，?W盟批準(zhǔn)了西方發(fā)達(dá)國(guó)家第一個(gè)基因治療藥物uniQure公司的Glybera，2015年年初，奧巴馬提出了“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃”，引領(lǐng)了一個(gè)醫(yī)學(xué)新時(shí)代，促進(jìn)了基因工程制藥研究新藥的迅猛發(fā)展。作為醫(yī)藥行業(yè)的技術(shù)人員，只有與時(shí)俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新，跟上國(guó)際同行的步伐，相互切磋，才能更好地掌握基因工程藥物理論和新技術(shù)，為醫(yī)學(xué)新時(shí)代的生物藥的研究和發(fā)展做出貢獻(xiàn)，創(chuàng)新出自己的產(chǎn)品。基于以上，開展“基因工程制藥”雙語(yǔ)教學(xué)是必要的，有助于學(xué)生及時(shí)了解學(xué)科國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，更好地為醫(yī)藥行業(yè)服務(wù)。
2 “基因工程制藥”雙語(yǔ)教學(xué)實(shí)施方法和思路
2.1 提高雙語(yǔ)教學(xué)教師素質(zhì)的必要性和應(yīng)對(duì)措施
雙語(yǔ)教學(xué)除了要求學(xué)生掌握本專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)之外，同時(shí)學(xué)生的外語(yǔ)水平和用外語(yǔ)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的能力也要在雙語(yǔ)教學(xué)的教學(xué)過程中得到提高，這對(duì)任課教師有一定的要求。教師是雙語(yǔ)教學(xué)的主要實(shí)施者，實(shí)施雙語(yǔ)教學(xué)的教師要有深厚的專業(yè)知識(shí)，外語(yǔ)水平高，具有用外語(yǔ)解析專業(yè)知識(shí)的能力。目前，高職院校能進(jìn)行雙語(yǔ)教學(xué)的師資仍然有限，高職院校教師從總體上大致分為兩類，一是專業(yè)英語(yǔ)水平不錯(cuò)，能查閱國(guó)外專業(yè)文獻(xiàn)、科研能力較強(qiáng)，但利用英語(yǔ)交流表達(dá)上有所欠缺；二是英語(yǔ)專業(yè)的教師聽說讀寫能力水平較強(qiáng)，但專業(yè)知識(shí)不夠。教師的英語(yǔ)水平和學(xué)科知識(shí)等直接影響教學(xué)質(zhì)量，因此，提高高職院校雙語(yǔ)教學(xué)教師素質(zhì)是很有必要的。目前，提高雙語(yǔ)教學(xué)教師的主要措施就是學(xué)校選派有能力的教師參加國(guó)內(nèi)雙語(yǔ)教學(xué)研修班和赴國(guó)外求學(xué)。教師通過研修班的培訓(xùn)學(xué)習(xí)和國(guó)外相關(guān)課程學(xué)習(xí)，有助于提高教師的外語(yǔ)口頭表達(dá)能力、專業(yè)水平以及寫作能力，拓寬了教師的視野，提高了教師參與雙語(yǔ)教學(xué)改革的積極性，提高了雙語(yǔ)教學(xué)教師團(tuán)隊(duì)的師資水平，為培養(yǎng)國(guó)際性的人才提供了基本保證。
2.2 確立適度的教學(xué)模式
“基因工程制藥”課程目標(biāo)是使學(xué)生能夠掌握基因工程制藥研究體系的基本原理，掌握基因工程制藥操作的基本技能，了解基因工程制藥研究方向的熱點(diǎn)問題和發(fā)展趨勢(shì)。雙語(yǔ)教學(xué)的有效實(shí)施可以提高學(xué)生的外語(yǔ)水平，引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)及國(guó)外相關(guān)網(wǎng)站了解醫(yī)藥行業(yè)知識(shí)的最新進(jìn)展，成為與時(shí)俱進(jìn)的人才。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)貫徹本課程知識(shí)目標(biāo)，以制備基因工程藥物產(chǎn)品為主線，圍繞基因工程制藥的一般流程、基因工程制藥常用的載體、基因工程制藥常用的酶；基因工程制藥常用的技術(shù)五大模塊為體系進(jìn)行課程的整合與設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)常見的雙語(yǔ)教學(xué)模式一般有3種，分別是沉浸式教學(xué)、保持型教學(xué)和過渡型教學(xué)。針對(duì)我國(guó)高職學(xué)生英語(yǔ)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，對(duì)英語(yǔ)授課的接受能力普遍偏低的特點(diǎn)，高職院校一般采用過渡型雙語(yǔ)教學(xué)。課堂上合理安排兩種語(yǔ)言的教學(xué)比例是很重要的。教學(xué)資料PPT是英文，授課全部用中文這種形式化教學(xué)是不可取的。提倡比如基因治療、免疫球蛋白和干擾素等重點(diǎn)概念用英語(yǔ)講，配以中文解釋。知識(shí)簡(jiǎn)單的緒論和實(shí)驗(yàn)過程中簡(jiǎn)單的技術(shù)路線等章節(jié)用英語(yǔ)講，而在知識(shí)較難的基因工程藥物研發(fā)多用漢語(yǔ)教學(xué)。不論用英語(yǔ)還是漢語(yǔ)，都應(yīng)圍繞將語(yǔ)言作為載體傳授學(xué)科知識(shí)的基本點(diǎn)來開展雙語(yǔ)教學(xué)。
2.3 選擇合理的教材
合適的英語(yǔ)原版教材和參考書是雙語(yǔ)教學(xué)正常開展的前提。國(guó)外原版教材具有原汁原味，內(nèi)容豐富，圖文并茂，結(jié)構(gòu)鮮明，權(quán)威性強(qiáng)等特點(diǎn)。一些本科院校中文教材選定的是李元的《基因工程藥物》，原版教材選用的是Gene Cloning and DNA analysis（T.A.Brown），中文教材與原版教材內(nèi)容相符的章節(jié)用來作為雙語(yǔ)教學(xué)的內(nèi)容。但是國(guó)外原版教材費(fèi)用價(jià)格偏高、書中內(nèi)容信息量大、專業(yè)理論知識(shí)深和高職學(xué)生英語(yǔ)基礎(chǔ)偏弱，接受能力不強(qiáng)等都是實(shí)際情況。高職課程教學(xué)大綱重在培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力，高職院校選用國(guó)外原版教材顯然是不合適的。目前，完全適合高職院校的雙語(yǔ)教材還比較少。因此，高職院校相關(guān)學(xué)科教師可根據(jù)人才培養(yǎng)方案課程大綱和學(xué)生的外語(yǔ)水平和接受能力對(duì)國(guó)外原版教材進(jìn)行改編、整合，整合成體現(xiàn)高職教育特色和雙語(yǔ)教學(xué)目標(biāo)的教材。教師也可根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況編寫教材配套中文講義，方便學(xué)生理解，以期保證高職院校雙語(yǔ)教學(xué)的順利進(jìn)行。
2.4 運(yùn)用靈活恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法
有學(xué)習(xí)興趣就有學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是教師的首要任務(wù)。“基因工程制藥”課程理論性強(qiáng)、專業(yè)性強(qiáng)，枯燥乏味。因此，教師要想辦法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生以積極的心態(tài)對(duì)待雙語(yǔ)教學(xué)。比如在授課過程中，教師可以多介紹比如基因治療，精準(zhǔn)醫(yī)療這些前沿技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生意識(shí)到生命科學(xué)知識(shí)和新技術(shù)在不斷變更，喚起學(xué)生探索未知領(lǐng)域的欲望。在理論課授課中，開展雙語(yǔ)教學(xué)可以穿插“漢中有英，英中帶漢”的方式進(jìn)行，應(yīng)以漢語(yǔ)為主（70%）、英語(yǔ)為輔（30%），以此來緩解聽課疲勞。將重點(diǎn)概念比如基因治療，免疫球蛋白等用英語(yǔ)表述，漢語(yǔ)注釋，把握?y易深度，有層次性，在介紹治療腫瘤的基因藥物等這些新技術(shù)時(shí)，準(zhǔn)備豐富的多媒體課件和微課內(nèi)容（具有英文背景的），讓學(xué)生建立感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，教師應(yīng)積極地改進(jìn)教學(xué)方法，采用研討式、啟發(fā)式和辯論式等創(chuàng)造性教學(xué)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。“基因工程制藥”也是一門實(shí)驗(yàn)課程，在實(shí)驗(yàn)課程中可采用小組教學(xué)，在PCR克隆技術(shù)、質(zhì)粒DNA的轉(zhuǎn)化等簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)步驟可以用英文講授，實(shí)驗(yàn)結(jié)果用中文論述，學(xué)生在實(shí)踐操作過程中遇到問題可以及時(shí)與教師溝通，提高雙語(yǔ)教學(xué)質(zhì)量。
2.5 教學(xué)考核
雙語(yǔ)教學(xué)效果考核方式一般是平時(shí)成績(jī)和課程期末考試二者結(jié)合到一起進(jìn)行考核。平時(shí)成績(jī)可以結(jié)合課程進(jìn)度來布置作業(yè)，可以選取一個(gè)專題如Gene therapy、Insulin secreting gene engineering等，課后分組討論后查閱文獻(xiàn)，制作成PPT，鼓勵(lì)用英文演講，教師和同學(xué)共同進(jìn)行評(píng)分。學(xué)生在完成專題作業(yè)過程中通過NCBI、EMBL、中國(guó)生命科學(xué)論壇、生物秀等網(wǎng)站，了解生物技術(shù)在生物醫(yī)藥行業(yè)的最新進(jìn)展，同時(shí)，通過查閱外文文獻(xiàn)和國(guó)外網(wǎng)站，提高了學(xué)生的英語(yǔ)閱讀能力和增加了詞匯量，也提高了用英語(yǔ)解析專業(yè)知識(shí)的能力。同時(shí)，通過討論也能訓(xùn)練他們用英語(yǔ)思考問題的能力。課程期末考試，試卷題型一般包括名詞解釋、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題，論述題這幾種題型。由于高職院校學(xué)生英語(yǔ)基礎(chǔ)薄弱，出題形式全部用英文命題和用英文作答顯然是不合適的。應(yīng)采取中英文混合形式出題，名詞解釋和簡(jiǎn)答題用英文命題，選擇題、判斷題和論述題用中文出題。期末考試名詞解釋用英文作答，其它題型用中文作答，也可增加英譯漢和漢譯英題型。這種形式既能考核專業(yè)知識(shí)的掌握程度也能考核英語(yǔ)水平的閱讀和寫作能力，保證雙語(yǔ)教學(xué)學(xué)習(xí)和教學(xué)效果。
在新課標(biāo)教材《選修3?現(xiàn)代生物科技專題》的“基因工程”一章中，不同版本的教材都設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬操作。人教版為“重組DNA分子的模擬操作”，蘇教版為“模擬限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用過程”。筆者整合了不同版本的教材內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了一次有意義的教學(xué)實(shí)踐。
1 教學(xué)分析
在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的基因工程技術(shù)是由“分子工具”的突破開始的，因此基因工程專題根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律首先介紹了DNA重組技術(shù)的基本工具，涉及準(zhǔn)確切割DNA的“手術(shù)刀”、將DN段連接起來的“縫合線”、將體外重組的DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞的“運(yùn)輸工具”。但由于這三種“分子工具”非常微觀、抽象、復(fù)雜，所以成為教學(xué)的難點(diǎn)，而理解它們的結(jié)構(gòu)與功能基礎(chǔ)基因工程基本操作程序的學(xué)習(xí)是后續(xù)，因此這也是本專題的教學(xué)重點(diǎn)之一。為突破這個(gè)難點(diǎn)，并及時(shí)反饋學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的掌握情況，教師組織學(xué)生進(jìn)行“重組DNA分子的模擬操作”實(shí)驗(yàn)就具有重要的意義。
在模擬實(shí)驗(yàn)中，教師引導(dǎo)學(xué)生借助模型化方法，將DNA和“分子工具”放大，親自動(dòng)手對(duì)DNA分子進(jìn)行“剪切”和“拼接”，模擬制備重組DNA的過程。在體驗(yàn)建模的過程中，教師注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)科興趣。模擬活動(dòng)之后，教師組織學(xué)生討論，引導(dǎo)分析建模過程，從而提升學(xué)生的建模思維和建模能力。同時(shí)教師將重難點(diǎn)知識(shí)設(shè)計(jì)為相關(guān)的問題，引發(fā)學(xué)生的思考，讓其嘗試應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問題，從而突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，并及時(shí)反饋信息，為基因工程基本操作程序的教學(xué)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。這樣的建模活動(dòng)將實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、情感、態(tài)度與價(jià)值觀的進(jìn)一步提升。
2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
（1） 模擬制備重組DNA分子的操作過程；
（2） 分析制備重組DNA分子的模型，理解基因工程的基本原理；
（3） 體驗(yàn)制備重組DNA分子的過程，激發(fā)熱愛生物科學(xué)技術(shù)的情感。
3 實(shí)驗(yàn)原理
基因工程是指在體外通過人工“剪切”和“拼接”等方法，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞，并使重組基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生人類需要的基因產(chǎn)物的技術(shù)。因而，基因工程又稱為重組DNA技術(shù)。在體外重組DNA分子，至少需要三種工具，即“分子手術(shù)刀”――限制性核酸內(nèi)切酶、“分子縫合針”――DNA連接酶和“分子運(yùn)輸車”――基因載體。
4 材料用具
白色紙條（3 cm×30 cm）、紅色紙條（3 cm×10 cm）、剪刀、透明膠帶、深色膠帶（藍(lán)色或綠色）等。
5 實(shí)驗(yàn)步驟
將紅色紙條用透明膠帶首尾相連，粘成圓環(huán)形，代表細(xì)菌的質(zhì)粒（圖1）。白色紙條代表含有目的基因的DN段。
假設(shè)每組學(xué)生只有一種限制酶（EcoRI限制酶或AluⅠ限制酶）和一種DNA連接酶（E?coliDNA連接酶或T4DNA連接酶）。
（注：EcoRI限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G-A之間切割產(chǎn)生黏性末端；AluⅠ限制酶能識(shí)別AGCT序列并在G-C之間切割產(chǎn)生平口末端。E?coliDNA連接酶只能將雙鏈DN段互補(bǔ)的黏性末端之間連接起來，不能連接平末端，T4DNA連接酶既可以連接黏性末端，又可以連接平末端，但連接平末端的效率較低。）
從白色紙條的2條DNA鏈上分別找出所選的限制酶所識(shí)別的核苷酸序列，畫虛線表示中心軸線的位置，畫箭頭（“”和“”）標(biāo)注酶切位點(diǎn)，用剪刀正確地“切割”DNA，從而獲得目的基因。
用同樣的方法剪切質(zhì)粒（圖2和圖3）。
把白色紙條和紅色紙條上配對(duì)的黏性末端或平末端用深色膠帶粘在一起，使目的基因插入質(zhì)粒中，獲得重組DNA（圖4和圖5）。
6 注意事項(xiàng)
選擇一種限制性核酸內(nèi)切酶，一定要正確識(shí)別其特定序列，并且在識(shí)別的位點(diǎn)“切割”DNA分子。
選擇恰當(dāng)?shù)腄NA連接酶連接DNA分子形成重組DNA分子。圖4所示為先用EcoRI限制酶切割，再用E?coliDNA連接酶連接形成重組質(zhì)粒。圖5為先用AluⅠ限制酶切割后，再用T4DNA連接酶連接形成重組質(zhì)粒。
注意安全使用剪刀。
7 討論與體會(huì)
本模擬操作是一次非常有益的教學(xué)嘗試，它將微觀的過程直觀呈現(xiàn)出來，有利于學(xué)生深入理解基因工程的原理。
7.1 教學(xué)材料的改進(jìn)與準(zhǔn)備
不少教材選用的是兩種顏色（如綠色和粉紅色）的等寬硬紙板，然后讓學(xué)生在硬紙板上依次等距離寫上字母（字母要清晰、工整）。由于學(xué)生用筆所寫的字母根本不可能大小一致，所以堿基要實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)配對(duì)就比較難。因此，做出的紙帶也就缺乏科學(xué)性和可行性。為此做如下改進(jìn)：
將“硬紙板”改為“A4紙”，同時(shí)將“綠色和粉紅色”改為“白色和紅色”。因?yàn)橛布埌灞容^難打印，而A4紙打印非常方便。為了節(jié)約起見，含有目的基因的片段采用白色紙油印的方式，質(zhì)粒采用紅色紙打印。
重新設(shè)計(jì)DN段。不少教材中設(shè)計(jì)的DN段只有1個(gè)酶切位點(diǎn)，不能切割出兩端具有黏性末端的DN段，也不能被多種限制酶所識(shí)別切割，為此作如下改進(jìn)。教師需要預(yù)先將模擬的DN段放大成小二字號(hào)，另外在字母的外側(cè)各加上一條黑線代表DNA分子的基本骨架。用白色A4紙一頁(yè)（橫向）打印4條帶有目的基因的DNA分子，用紅色A4紙一頁(yè)（縱向）打印6條質(zhì)粒DNA分子（圖6），然后裁成等寬的紙條即可。這樣既可降低實(shí)驗(yàn)操作的難度，也減輕了學(xué)生的負(fù)擔(dān)。
改進(jìn)工具，將教材中的“透明膠帶”改為“深色的膠帶”，如“藍(lán)色或綠色膠帶”。當(dāng)教師把學(xué)生所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果用實(shí)物投影儀進(jìn)行投影時(shí)，若學(xué)生用“透明膠帶”，所粘貼的位置顯示不出來，學(xué)生所粘貼的位置是否正確也就很難看清楚，教學(xué)效果比較差。改用“藍(lán)色或綠色膠帶”后，投影效果就非常明顯了。
7.2 組織教學(xué)策略
教師可根據(jù)學(xué)生的情況，采用不同的方式實(shí)施上述實(shí)驗(yàn)。如果學(xué)生自學(xué)能力比較強(qiáng)，教師可將該實(shí)驗(yàn)任務(wù)課前交給學(xué)生，然后指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)后，課后合作完成；課上學(xué)生交流匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析模擬操作。如果學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力不是很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)可在學(xué)習(xí)基因工程操作的基本工具時(shí)同時(shí)進(jìn)行，學(xué)生邊做邊學(xué)。
教師依據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)的操作情況，可以提出以下問題供學(xué)生思考與討論：
解釋模型，把制備重組DNA分子的實(shí)際步驟和模擬實(shí)驗(yàn)中的各個(gè)步驟聯(lián)系起來，思考模型中各個(gè)術(shù)語(yǔ)所對(duì)應(yīng)的步驟或物體，完成表1。
用剪刀剪切目的基因和用限制性核酸內(nèi)切酶剪切有什么區(qū)別？（限制性核酸內(nèi)切酶能自己識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每條鏈定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。而模擬實(shí)驗(yàn)中的剪刀除了模擬剪切磷酸二酯鍵外，還剪切了DNA雙鏈堿基之間的氫鍵。）
在實(shí)驗(yàn)中，你所用的限制酶和DNA連接酶分別是什么？切割兩種DNA分子你使用了同一種限制性核酸內(nèi)切酶嗎？為什么？（學(xué)生根據(jù)所選擇的限制酶和DNA連接酶的實(shí)際情況填寫。切割兩種DNA分子需要使用同一種限制性核酸內(nèi)切酶，因?yàn)槭褂猛环N限制性內(nèi)切酶產(chǎn)生同樣的黏性末端，才能連接成重組DNA分子。）
DNA連接酶的作用是什么？檢查你所制作的重組DNA，DNA連接酶的作用是否表示正確？（DNA連接酶的作用是恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。檢查模型中DNA連接酶的作用是否表示正確，主要是要看膠帶粘貼的位置。）
7.3 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)
本實(shí)驗(yàn)注重實(shí)驗(yàn)操作過程的評(píng)價(jià)，小組之間可以相互比較，也可利用投影展示各組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，從以下幾方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。
7.3.1 是否正確“識(shí)別”特定的核苷酸序列
根據(jù)所選的限制性核酸內(nèi)切酶的特點(diǎn)，在含有目的基因的片段和質(zhì)粒上找出其特定的核苷酸序列，畫虛線表示中心軸線的位置，畫箭頭（“”和“”）標(biāo)注酶切位點(diǎn)。
7.3.2 是否完成對(duì)目的基因和質(zhì)粒的“切割”
用剪刀正確地“切割”DNA，從而獲得目的基因和質(zhì)粒片段。
7.3.3 是否進(jìn)行正確的“拼接”
檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果，主要看膠帶粘貼的位置，判斷DNA連接酶的作用是否表示正確。
為了檢驗(yàn)這一模擬實(shí)驗(yàn)的效果，可用兩個(gè)同等程度的班級(jí)進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，然后用同樣的習(xí)題進(jìn)行后測(cè)，比較實(shí)驗(yàn)班與對(duì)照班的正確率。
實(shí)踐證明，采用模擬實(shí)驗(yàn)的班級(jí)，對(duì)基因工程中限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用理解得更為深入，學(xué)習(xí)效果更好。
參考文獻(xiàn)：
1 分子生物技術(shù)概述
分子生物技術(shù)也稱之為生物工程，是現(xiàn)代生物技術(shù)的主要標(biāo)志，它是以基因重組技術(shù)和細(xì)胞融合技術(shù)為基礎(chǔ)，利用生物體(或者生物組織、細(xì)胞及其組分)的特性和功能，設(shè)計(jì)構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系，以及與工程原理相結(jié)合進(jìn)行生產(chǎn)加工，為社會(huì)提供商品和服務(wù)的一個(gè)綜合性技術(shù)體系，其內(nèi)容包括基因工程技術(shù)、細(xì)胞工程技術(shù)、DNA測(cè)序技術(shù)、DNA芯片技術(shù)、酶工程技術(shù)等。現(xiàn)代分子生物技術(shù)的誕生以70年代DNA重組技術(shù)和淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用為標(biāo)志，迄今已走過了30多年的發(fā)展歷程。實(shí)踐證明在解決人類面臨的糧食、健康、環(huán)境和能源等重大問題方面開辟了無限廣闊的前景，受到了各國(guó)政府和企業(yè)界的廣泛關(guān)注，是21世紀(jì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是分子生物技術(shù)最先登上的舞臺(tái)，也是目前現(xiàn)代分子生物技術(shù)應(yīng)用最廣泛、成效最顯著、發(fā)展最迅速、潛力也最大的一個(gè)領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)際上分子生物技術(shù)領(lǐng)域所取得研究成果的60%以上集中在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
2 分子生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要應(yīng)用
2.1 分子生物傳感器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
分子生物傳感器是利用一定的生物或化學(xué)固定技術(shù)，將生物識(shí)別元件(如酶、抗體、抗原、蛋白、核酸、受體、細(xì)胞、微生物、動(dòng)植物組織)固定在換能器上，當(dāng)待測(cè)物與生物識(shí)別元件發(fā)生特異性反應(yīng)后，通過換能器將所產(chǎn)生的反應(yīng)結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暂敵觥z測(cè)的電信號(hào)和光信號(hào)等，以此對(duì)待測(cè)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析，從而達(dá)到檢測(cè)分析的目的。分子生物傳感器可以廣泛地應(yīng)用于對(duì)體液中的微量蛋白、小分子有機(jī)物、核酸等多種物質(zhì)的檢測(cè)。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中，這些項(xiàng)目是臨床診斷和病情分析的重要依據(jù)。能夠在體內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)控的生物傳感器對(duì)于手術(shù)中或重癥監(jiān)護(hù)的病人都很有幫助。
2.2 分子生物納米技術(shù)在基因診斷中的應(yīng)用
基因診斷是利用分子雜交及熒光技術(shù)檢測(cè)DN段，已經(jīng)為基因診斷在臨床上的應(yīng)用帶來了巨大的發(fā)展前景。研究表明，利用納米技術(shù)，如利用金納米微粒結(jié)合雜交DN段，很容易進(jìn)入機(jī)體細(xì)胞核，并與核內(nèi)染色體組合，具有較高的特異性，可以克服目前基因診斷所面臨的一些困難和問題，進(jìn)一步提高了基因診斷在實(shí)驗(yàn)室中的地位。科學(xué)家通過超順磁性氧化鐵納米粒脂質(zhì)體對(duì)肝癌的研究，提高了直徑3 mm以下的腫瘤檢測(cè)率。結(jié)論表明，納米微粒對(duì)腫
瘤早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷具有重要意義。
2.3 分子生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)制藥中的應(yīng)用
分子生物技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向是醫(yī)學(xué)制藥的研究與開發(fā)。與傳統(tǒng)的化學(xué)合成制藥相比，它不僅具有針對(duì)性強(qiáng)、療效好、副作用較小的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)蛋白質(zhì)藥物改造、提高療效、降低毒性、提高穩(wěn)定性具有重要作用，并且能夠利用生物系統(tǒng)，將自然界中存在的含量極低的有效生物活性物質(zhì)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)以及建立起高效、快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便的分子診斷技術(shù)和開發(fā)出新藥，更重要的是可以預(yù)防和治療一些應(yīng)用傳統(tǒng)治療方法無法克服的疾病。目前這一領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：生產(chǎn)基因工程藥物；生產(chǎn)發(fā)酵工程藥物；生產(chǎn)核酸類藥物；利用生物系統(tǒng)加工天然藥物；從海洋生物中純化提取藥物。
2.4 分子納米技術(shù)在基因療法中的應(yīng)用
基因治療是臨床治療學(xué)上的重大發(fā)展，其基本原理是:質(zhì)粒DNA進(jìn)入目的細(xì)胞后，可以修復(fù)遺傳錯(cuò)誤，或可產(chǎn)生治療因子，如多肽、蛋白質(zhì)、抗原等，納米技術(shù)能使DNA通過主動(dòng)靶向作用定位于細(xì)胞。將質(zhì)粒DNA縮小到50～200nm，帶上負(fù)電荷進(jìn)入到細(xì)胞核，插入到細(xì)胞核DNA的確切部位，起到對(duì)癥治療效果。同時(shí)分子納米技術(shù)能夠快速有效地確定基因序列、基因和藥物的體內(nèi)走向、傳送和定位傳遞，使臨床診斷和治療過程效率得以提高。同時(shí)無機(jī)納米顆粒體積小，可在血管中隨血液循環(huán)，透過血管壁進(jìn)入各個(gè)臟器的細(xì)胞中，作為新型非病毒型基因載體能有效介導(dǎo)DNA的轉(zhuǎn)導(dǎo)，并使其在細(xì)胞內(nèi)高水平的表達(dá)，從而為基因表達(dá)、功能研究及基因治療提供了新的技術(shù)和手段。
2.5 分子生物芯片技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞： HCV 抗–HCV RNA ELISA RT-PCR
HCV檢測(cè)目前存在的主要問題有：1.由于HCV抗原結(jié)構(gòu)的特殊性，直接檢測(cè)血清中HCV抗原的技術(shù)問題還未徹底解決。2.抗體（抗－HCV）出現(xiàn)時(shí)間晚，從HCV感染后到抗體轉(zhuǎn)陽(yáng)的時(shí)間平均為50～70天，有的患者可延長(zhǎng)至6～9個(gè)月，檢測(cè)的“窗口期”較長(zhǎng)。3.病毒基因型復(fù)雜而且容易變異，使基因水平的檢測(cè)質(zhì)量不夠穩(wěn)定。隨著有關(guān)人員近年來的不斷努力和相關(guān)科學(xué)的迅猛發(fā)展，已經(jīng)在HCV檢測(cè)技術(shù)方面有了重要進(jìn)展。
1 第三代抗－HCV試劑的應(yīng)用
檢測(cè)丙型肝炎病毒抗體（抗HCV）仍是目前常用手段，這方面的檢測(cè)方法主要是第三代酶免疫測(cè)定法（EIA）或間接酶免疫法（ELISA），我國(guó)大多采用ELISA方法。
ELISA方法中包被抗原的組成和質(zhì)量是關(guān)鍵因素。第三代ELISA試劑比第一、第二代試劑有明顯的改進(jìn)，其包被的抗原為HCV核心抗原NS3、NS4和NS5。由于第一、第二代試劑的重組基因多肽抗原中仍有SOD多肽，所以都存在抗－SOD造成的假陽(yáng)性。而第三代HCV試劑，用中國(guó)北方地區(qū)HCV全基因序列，根據(jù)文獻(xiàn)開發(fā)的預(yù)測(cè)蛋白理化性質(zhì)及三級(jí)結(jié)構(gòu)和抗原決定簇的位點(diǎn)的序列軟件，完成了HCV全基因序列的親水性﹑親近性﹑移動(dòng)性分析，已預(yù)測(cè)到HCV抗原決定簇的位點(diǎn)。第三代試劑的特異性達(dá)到99%[4]。抗－HCV檢測(cè)可成為丙型肝炎病毒早期感染的檢測(cè)指標(biāo)[5]。
HCV感染通常是持續(xù)的終生感染。雖然第三代HCV抗體ELISA試劑增加了HCV Ns5區(qū)表達(dá)的蛋白作為抗原，提高了試劑敏感性，HCV感染的“窗口期”通常還需要平均40多天。因此，第三代ELISA試劑仍需要提高和改進(jìn)，例如在篩查試驗(yàn)的特異性方面，仍存在假陽(yáng)性結(jié)果。對(duì)強(qiáng)陽(yáng)性或弱陽(yáng)性樣本的檢測(cè)，國(guó)產(chǎn)試劑（主要廠家）的s/co值高于進(jìn)口試劑，但是無論對(duì)陽(yáng)性及陰性樣本檢測(cè)，國(guó)產(chǎn)試劑的CV值及特異性均明顯低于進(jìn)口試劑，以致出現(xiàn)更多的假陽(yáng)性結(jié)果。此外，丙肝抗體酶免試劑皆沒有灰區(qū)的設(shè)定，s/co比值較低（但大于1）的結(jié)果也報(bào)告陽(yáng)性，亦是假陽(yáng)性比較多的原因。[6]
2 丙型肝炎病毒抗原檢測(cè)方法的建立
多年來，專業(yè)人員一直探索能夠直接檢測(cè)HCV抗原，以達(dá)到縮短窗口期的目的。但是由于HCV抗原的特殊性和相關(guān)抗體制備中存在的困難，使這方面的進(jìn)展受到阻礙。
2.1 HCV核心抗原檢測(cè)
HCV核心抗原是HCV感染者體內(nèi)出現(xiàn)的早期感染指標(biāo)，幾乎與HCV RNA同時(shí)出現(xiàn)，核心抗原和HCV RNA的動(dòng)力學(xué)變化密切相關(guān)。
HCV核心抗原檢測(cè)用雙抗體夾心法定性或定量檢測(cè)血清樣品中的HCV核心抗原，其基本原理是：以基因工程核心抗原免疫小鼠后獲得的純抗HCV核心抗原單克隆抗體作為固相包被物，用與固相包被物有不同抗原決定簇的抗-HCV核心抗原單克隆抗體作為辣根過氧化物酶標(biāo)記物，與血清中的HCV核心抗原反應(yīng)，OPD顯色后進(jìn)行定性或定量測(cè)定。該方法不受被檢測(cè)樣品中抗-HCV的干擾，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。可用于HCV早期急性丙型肝炎診斷，抗-HCV陽(yáng)性感染者的病毒血癥分析以及HCV感染者治療前后病毒血癥追蹤分析[7]。
有報(bào)道，HCV-CAg檢測(cè)可以較HCV抗體檢出時(shí)間提早23～46d[8]，且EIA法較PCR法簡(jiǎn)便、快速，現(xiàn)有能力開展ELISA檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室無需增加特殊設(shè)備，均可檢測(cè)。其結(jié)果與RT-PCR方法的復(fù)合率為85.71%。因此，在不具備RNA檢測(cè)條件的實(shí)驗(yàn)室開展HCV-CAg檢測(cè)時(shí)很好的篩查方法。有報(bào)道，在對(duì)180例抗-HCV陰性患者的篩查中，檢出HCV－CAg陽(yáng)性2例，表明僅用抗－HCV檢測(cè)將有可能存在0.55%感染者漏診的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是對(duì)手術(shù)前丙肝病毒篩查的病例，它涉及到術(shù)中感染責(zé)任和用血安全等問題。丙肝核心抗原檢測(cè)在一定程度上降低了這些風(fēng)險(xiǎn)。因此,丙肝核心抗原檢測(cè)可作為HCV抗體檢測(cè)的補(bǔ)充試劑。
2.2 HCV抗原檢測(cè)
十幾年來，一些學(xué)者曾經(jīng)試圖建立血清中各種HCV抗原的檢測(cè)方法，但由于血液中HCV抗原含量太低，用常規(guī)方法無法檢測(cè)出。近年來，由于HCV單克隆抗體的研究成功，已有國(guó)內(nèi)外學(xué)者發(fā)表了肝組織及人體分泌物中HCV抗原檢測(cè)成功的報(bào)導(dǎo)。如果能加強(qiáng)對(duì)HCV中和抗體Wv、抗-HCV-IgM、抗-HCV核心抗體的研究[9]，進(jìn)一步開發(fā)對(duì)血清及肝組織內(nèi)HCV抗原的測(cè)定，可能會(huì)在丙肝的實(shí)驗(yàn)診斷方面取得更大進(jìn)展。
一、策略一：結(jié)合高考大綱構(gòu)建完整的知識(shí)體系
學(xué)科內(nèi)支撐學(xué)科體系的主要內(nèi)容是該學(xué)科內(nèi)的主干知識(shí)，也是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容。明確主干、掌握重點(diǎn)是我們教學(xué)的重中之重。比如細(xì)胞代謝、生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)，生物的遺傳和變異、生物與環(huán)境、生物工程、細(xì)胞工程等是高中生物學(xué)科的主干內(nèi)容，在復(fù)習(xí)備考中要高度重視，想辦法設(shè)計(jì)它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，并將它們逐個(gè)擊破，確保學(xué)生在考試中萬無一失。另外，在掌握主干知識(shí)的基礎(chǔ)上，盡最大努力打破章節(jié)之間的界限，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)從內(nèi)涵和外延上、結(jié)構(gòu)和功能上有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)學(xué)科內(nèi)部各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的相互聯(lián)系和綜合應(yīng)用，構(gòu)建完整的知識(shí)體系以及知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，提升學(xué)生對(duì)生物學(xué)科知識(shí)體系的深層理解，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的綜合能力以及在考試中理解和分析問題、解決問題的努力。例如，生物的遺傳和變異涉及到生物的遺傳規(guī)律、個(gè)體的生長(zhǎng)和發(fā)育、減數(shù)分裂、基因重組、基因突變、染色體變異以及基因工程等方面內(nèi)容，教師要對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行綜合講解、分析；當(dāng)然，還可以將知識(shí)再次擴(kuò)展、遷移。如將個(gè)體的生長(zhǎng)和發(fā)育、減數(shù)分裂的內(nèi)容遷移，與有絲分裂、細(xì)胞工程等內(nèi)容同步復(fù)習(xí)，這樣可再次擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合理解能力和多方面應(yīng)用的能力。
二、策略二：結(jié)合新教材，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力
生物學(xué)科是一門科學(xué)與實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的自然學(xué)科，所以，在近年高考中，注重對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋?dāng)然，這也是絕大多數(shù)學(xué)生失分最多的一項(xiàng)，由此可見，這是學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能掌握薄弱所致。這就要求我們?cè)谄綍r(shí)的復(fù)習(xí)中，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的強(qiáng)化訓(xùn)練，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α０凑铡缎抡n程標(biāo)準(zhǔn)》，我們的重點(diǎn)要是培養(yǎng)學(xué)生如何提出假設(shè)、怎樣設(shè)計(jì)方案和設(shè)置對(duì)照，如何依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理預(yù)測(cè)結(jié)果并得出結(jié)論的能力。所以，在備考復(fù)習(xí)中我們要對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行大量的專題訓(xùn)練，促使學(xué)生提高對(duì)實(shí)驗(yàn)題的解題規(guī)律與方法技巧。例如，在植物光合作用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合教材中的著名實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)相關(guān)問題，讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)原理的同時(shí)掌握具體的操作方法和技巧。
三、策略三：結(jié)合科學(xué)與社會(huì)的發(fā)展，關(guān)注生物科學(xué)，聯(lián)系社會(huì)生活
生物高考注重聯(lián)系聯(lián)系生活實(shí)踐，這是新課程、新高考命題的方向之一。所以，我們?cè)趥淇紡?fù)習(xí)中，要注重基礎(chǔ)、體現(xiàn)出學(xué)科本身的同時(shí)，也應(yīng)注重學(xué)科在社會(huì)生活上的應(yīng)用性，應(yīng)多多關(guān)注教材中與社會(huì)生產(chǎn)、生活聯(lián)系比較緊的知識(shí)點(diǎn)。另外，多關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問題，如環(huán)境問題、基因工程產(chǎn)物、傳染病和人類遺傳病問題等。這樣，一方面讓學(xué)生掌握了知識(shí)，另一方面使學(xué)生提高了科學(xué)素養(yǎng)。
四、策略四：加強(qiáng)信息轉(zhuǎn)化能力訓(xùn)練
結(jié)合多年高考學(xué)生失分情況分析，信息轉(zhuǎn)化是學(xué)生普遍較為薄弱的一面，這一方面已成為制約學(xué)生提高生物成績(jī)的瓶頸。因此，在平時(shí)的復(fù)習(xí)中，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的轉(zhuǎn)化信息的能力，特別是對(duì)圖文轉(zhuǎn)換、圖表轉(zhuǎn)換、文表轉(zhuǎn)化能力的培養(yǎng)。要讓學(xué)生學(xué)會(huì)從文字、圖表中提取信息、整理信息，并能用文字表達(dá)出來。如坐標(biāo)圖相關(guān)的題型，應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會(huì)“三看”，一看坐標(biāo)軸意義，二看曲線走向，三看特殊點(diǎn)。學(xué)生有了這種習(xí)慣和能力，在這種試題中就不會(huì)遺漏太多的信息。
五、策略五：精講多練，巧設(shè)問題，回歸課本，注重基礎(chǔ)
高考的原則是：“源于教材、深于教材”。在新課程考試中，高考生物試題越來越注重對(duì)教材基本概念、基本原理、基本過程、基本規(guī)律、基本方法等的考查。因此，我們有必要“回歸課本，注重基礎(chǔ)”。如在高考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題考查中，雖然或許是教材中從來沒有見過的實(shí)驗(yàn)，但是其實(shí)驗(yàn)原理和相關(guān)結(jié)論都來自于教材，相當(dāng)于“換瓶不換酒”，只要學(xué)生在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中明確原理，熟練操作，該題應(yīng)該會(huì)迎刃而解。可見，熟悉教材是根本，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，做題的絕招和方法離不開教材。
對(duì)于高三學(xué)生來說，復(fù)習(xí)的時(shí)間是有限的，學(xué)生不能浪費(fèi)時(shí)間，教師更不能浪費(fèi)學(xué)生的寶貴時(shí)間。因此，我們要對(duì)學(xué)生課堂精心設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生的練習(xí)、作業(yè)和試卷中的試題要進(jìn)行合理地篩選和科學(xué)地安排。要有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、鞏固、應(yīng)用，有利于提高學(xué)生的綜合能力，有利于開拓學(xué)生的思維，更要有利于調(diào)整學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)。所以，教師選擇習(xí)題時(shí)，應(yīng)以中、低難度題為主，對(duì)于過分強(qiáng)調(diào)技巧或過于綜合的難題應(yīng)予以刪除。在課堂上，教師要充分利用學(xué)生的寶貴時(shí)間，精講多練，以學(xué)生為主體，從而鞏固基礎(chǔ)，提高應(yīng)試能力。另外，在試題評(píng)析中，要重點(diǎn)分析本題考查的知識(shí)點(diǎn)、解題思路、注意事項(xiàng)以及審題的技巧，并注重解題規(guī)范性、表達(dá)的準(zhǔn)確性和嚴(yán)密性。
關(guān)鍵詞:土壤污染、生物修復(fù)、研究進(jìn)展
前言
土壤重金屬污染是指由于人類活動(dòng)將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。加之重金屬離子難移動(dòng)性，長(zhǎng)期滯留性和不可分解性的特點(diǎn)，對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，同時(shí)食物通過食物鏈最終進(jìn)入人體，嚴(yán)重危害人體健康，已成為不可忽視的環(huán)境問題。隨著我國(guó)人民生活水平的提高,生態(tài)環(huán)境保護(hù)日趨受到重視,國(guó)家對(duì)污染土壤治理和修復(fù)的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復(fù)問題,已成為土壤環(huán)境研究領(lǐng)域的重要課題。而生物修復(fù)技術(shù)是近20年發(fā)展起來的一項(xiàng)用于污染土壤治理的新技術(shù),同傳統(tǒng)處理技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢(shì)，例如其處理成本低,只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好,生化處理后污染物殘留量可達(dá)到很低水平;對(duì)環(huán)境影響小,無二次污染,最終產(chǎn)物CO2、H2O和脂肪酸對(duì)人體無害，可以就地處理,避免了集輸過程的二次污染,節(jié)省了處理費(fèi)用，因而該技術(shù)成為最有發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)前景的修復(fù)技術(shù)。
1.污染土壤生物修復(fù)的基本原理和特點(diǎn)
土壤生物修復(fù)的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構(gòu)建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì),使土壤恢復(fù)其天然功能。由于自然的生物修復(fù)過程一般較慢,難于實(shí)際應(yīng)用,因而生物修復(fù)技術(shù)是工程化在人為促進(jìn)條件下的生物修復(fù),利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機(jī)污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營(yíng)養(yǎng)添加等)來完成,也可接種經(jīng)特殊馴化與構(gòu)建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的種類
目前,微生物修復(fù)技術(shù)方法主要有3種:原位修復(fù)技術(shù)、異位修復(fù)技術(shù)和原位-異位修復(fù)技術(shù)。
2.1原位修復(fù)技術(shù)：
原位修復(fù)技術(shù)是在不破壞土壤基本結(jié)構(gòu)的情況下的微生物修復(fù)技術(shù)。有投菌法、生物培養(yǎng)法和生物通氣法等,主要用于被有機(jī)污染物污染的土壤修復(fù)。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同時(shí)投加微生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),通過微生物對(duì)污染物的降解和代謝達(dá)到去除污染物的目的。生物培養(yǎng)法是定期向土壤中投加過氧化氫和營(yíng)養(yǎng)物,過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體,以滿足土壤微生物代謝,將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上幾眼深井,安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī),將空氣強(qiáng)行排入土壤中,然后抽出,土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物也隨之去除。在通入空氣時(shí),加入一定量的氨氣,可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。
2.2異位修復(fù)技術(shù)：
異位修復(fù)處理污染土壤時(shí),需要對(duì)污染的土壤進(jìn)行大范圍的擾動(dòng),主要技術(shù)包括預(yù)制床技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、厭氧處理和常規(guī)的堆肥法。預(yù)制床技術(shù)是在平臺(tái)上鋪上砂子和石子,再鋪上15-30cm厚的污染土壤,加入營(yíng)養(yǎng)液和水,必要時(shí)加入表面活性劑,定期翻動(dòng)充氧,以滿足土壤微生物對(duì)氧的需要,處理過程中流出的滲濾液,即時(shí)回灌于土層,以徹底清除污染物。生物反應(yīng)器技術(shù)是把污染的土壤移到生物反應(yīng)器,加水混合成泥漿,調(diào)節(jié)適宣的pH值,同時(shí)加入一定量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和表面活性劑,底部鼓入空氣充氧,滿足微生物所需氧氣的同時(shí),使微生物與污染物充分接觸,加速污染物的降解,降解完成后,過濾脫水這種方法處理效果好、速度快,但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術(shù)適于高濃度有機(jī)污染的土壤處理,但處理?xiàng)l件難于控制。常規(guī)堆肥法是傳統(tǒng)堆肥和生物治理技術(shù)的結(jié)合,向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥,加入石灰調(diào)節(jié)pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化,是一種有機(jī)物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率,關(guān)鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機(jī)污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此,尋找高效污染物降解菌是生物修復(fù)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。
3.影響污染土壤生物修復(fù)的主要因子
3.1污染物的性質(zhì)：
重金屬污染物在土壤中常以多種形態(tài)貯存,不同的化學(xué)形態(tài)對(duì)植物的有效性不同。某種生物可能對(duì)某種單一重金屬具有較強(qiáng)的修復(fù)作用。此外,重金屬污染的方式(單一污染或復(fù)合污染)，污染物濃度的高低也是影響修復(fù)效果的重要因素。有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)不同,其在土壤中的降解差異也較大。
3.2環(huán)境因子：
了解和掌握土壤的水分、營(yíng)養(yǎng)等供給狀況,擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案,補(bǔ)充微生物和植物在對(duì)污染物修復(fù)過程中的養(yǎng)分和水分消耗,可提高生物修復(fù)的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學(xué)形態(tài)、生物可利用性及生物活性有密切關(guān)系,也是影響生物對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)效率的重要環(huán)境條件。
3.3生物體本身：
微生物的種類和活性直接影響修復(fù)的效果。由于微生物的生物體很小,吸收的金屬量較少,難以后續(xù)處理,限制了利用微生物進(jìn)行大面積現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的應(yīng)用，
植物體由于生物量大且易于后續(xù)處理,利用植物對(duì)金屬污染位點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)成為解決環(huán)境中重金屬污染問題的一個(gè)很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長(zhǎng)緩慢,且對(duì)重金屬存在選擇作用,不適于多種重金屬?gòu)?fù)合污染土壤的修復(fù)。因此,在選擇修復(fù)技術(shù)時(shí),應(yīng)根據(jù)污染物性質(zhì)、土壤條件、污染程度、預(yù)期修復(fù)目標(biāo)、時(shí)間限制、成本及修復(fù)技術(shù)的適用范圍等因素加以綜合考慮。
4.發(fā)展中存在的問題：
生物修復(fù)技術(shù)作為近20年發(fā)展起來的一項(xiàng)用于污染土壤治理的新技術(shù),雖取得很大進(jìn)步和成功,但處于實(shí)驗(yàn)室或模擬實(shí)驗(yàn)階段的研究結(jié)果較多,商業(yè)性應(yīng)用還待開發(fā)。此外,由于生物修復(fù)效果受到如共存的有毒物質(zhì)(Co-toxicants)(如重金屬)對(duì)生物降解作用的抑制；電子受體(營(yíng)養(yǎng)物)釋放的物理;物理因子(如低溫)引起的低反應(yīng)速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉(zhuǎn)化成有毒的代謝產(chǎn)物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學(xué)能力的微生物等因素制約。因此,目前經(jīng)生物修復(fù)處理的污染土壤,其污染物含量還不能完全達(dá)到指標(biāo)的濃度要求。
5.應(yīng)用前景及建議：
隨著生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的發(fā)展,土壤生物修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用將不斷深入并走向成熟,特別是微生物修復(fù)技術(shù)、植物生物修復(fù)技術(shù)和菌根技術(shù)的綜合運(yùn)用將為有毒、難降解、有機(jī)物污染土壤的修復(fù)帶來希望。為此,建議今后在生物修復(fù)技術(shù)的研究和開發(fā)方面加強(qiáng)做好以下幾項(xiàng)工作:
(1)進(jìn)一步深入研究植物超積累重金屬的機(jī)理,超積累效率與土壤中重金屬元素的價(jià)態(tài)、形態(tài)及環(huán)境因素的關(guān)系。(2)加強(qiáng)微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯(lián)合修復(fù)對(duì)污染物的修復(fù)作用與植物種類具有密切關(guān)系。
(3)應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)與基因工程技術(shù),使超積累植物的生物學(xué)性狀(個(gè)體大小、生物量、生長(zhǎng)速率、生長(zhǎng)周期等)進(jìn)一步改善與提高,培養(yǎng)篩選專一或廣譜性的微生物種群(類),并構(gòu)建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物與微生物對(duì)污染土壤生物修復(fù)的效率。
(4)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境,協(xié)調(diào)土著微生物和外來微生物的關(guān)系,使微生物的修復(fù)效果達(dá)到最佳，并充分發(fā)揮生物修復(fù)與其他修復(fù)技術(shù)(如化學(xué)修復(fù))的聯(lián)合修復(fù)作用。
(5)盡快建立生物修復(fù)過程中污染物的生態(tài)化學(xué)過程量化數(shù)學(xué)模型、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及安全評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)和管理指標(biāo)體系。
結(jié)論
綜上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)由于土壤重金屬來源復(fù)雜,土壤中重金屬不同形態(tài)、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產(chǎn)生各種復(fù)合污染物的復(fù)雜性增加了對(duì)土壤重金屬治理和修復(fù)難度,且重金屬對(duì)動(dòng)植物和人體的危害具有長(zhǎng)期性、潛在性和不可逆性,同時(shí)進(jìn)一步惡化了土壤條件，嚴(yán)重制約了我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的加速發(fā)展，所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發(fā)出更好的效率更高的修復(fù)治理技術(shù)，同時(shí)我們還不應(yīng)該忘記必須加強(qiáng)企業(yè)自身的環(huán)保意識(shí)，提高企業(yè)自我約束能力，始終將防治污染積極治理作為企業(yè)工作的頭等大事來抓，把企業(yè)對(duì)環(huán)境的污染程度降到最低限度，形成全社會(huì)都來重視土壤污染問題的良好環(huán)保氛圍，逐步改善我們的土壤生態(tài)環(huán)境。
參考文獻(xiàn)：
[1]錢暑強(qiáng),劉錚.污染土壤修復(fù)技術(shù)介紹[J].化工進(jìn)展,2000(4):10-12,20.
[2]陳玉成.土壤污染的生物修復(fù)[J].環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài),
1999，(2):7-11.
[3]李凱峰,溫青,石汕.污染土壤的生物修復(fù)[J].化學(xué)工程師,2002,93(6):52-53.
[4]楊國(guó)棟.污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)主要研究?jī)?nèi)容和方法
[5]張春桂,許華夏,姜晴楠.污染土壤生物恢復(fù)技術(shù)[J].生態(tài)學(xué)雜志,1997,18(4):52-58.
[6]李法云,臧樹良,羅義.污染土壤生物修復(fù)枝木研究[J].生態(tài)學(xué)雜志,2003,22(1):35-39.
[7]滕應(yīng),黃昌勇.重金屬污染土壤的微生物生態(tài)效應(yīng)及修復(fù)研究進(jìn)展[J].土壤與環(huán)境,2002,11(1):85-89.
[8]沈德中.污染環(huán)境的生物修復(fù)(第一版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001:14,311.
關(guān)鍵詞：生物教學(xué)；漢語(yǔ)功能；能力
一、背景
1.在2012年山西省高考理綜生物卷選修三中，有一答案要求學(xué)生寫“黏性末端”，據(jù)試卷抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)：全省有三分之二的學(xué)生寫不對(duì)“黏”字。
2.一次，我在高三教室欲尋一本漢語(yǔ)字典查一生物專用術(shù)語(yǔ)，讓我吃驚的是：全教室很難找到一本漢語(yǔ)字典，取而代之的是一本本厚厚的牛津英漢詞典。
以上反映了學(xué)生漢語(yǔ)應(yīng)用能力的問題和學(xué)生學(xué)習(xí)漢語(yǔ)的態(tài)度問題。長(zhǎng)期從事一線高三教學(xué)的我感受很深，學(xué)生重視英語(yǔ)，輕視漢語(yǔ)；重視理科，輕視文科，下面舉事例供大家了解。
二、事例
1.過不了字詞關(guān)
常見寫不出的有：探究酵母菌呼吸作用類型所用的溴麝香草酚藍(lán)水溶液中的“麝”；《月季的花藥離體培養(yǎng)》中提到的“焙花青―鉻釩法”中的“焙”和“鉻”；葉綠體中的類囊體，胞吞、胞吐中形成的囊泡中的“囊”；基因工程中“黏性末端”中的“黏”；噬菌體中的“噬”；用生長(zhǎng)素類似物處理扦插枝條中的沾蘸法中的“蘸”；有絲分裂中的紡“錘”絲。錯(cuò)寫的有：（注意括號(hào)中為錯(cuò)別字）探究生物組織蛋白質(zhì)中用到的雙縮“脲”試劑（尿）；低溫誘導(dǎo)染色體加倍用的改良“苯”酚品紅染液（笨）；誘發(fā)基因突變中的磷酸二“乙酯”（一脂）；氨基酸結(jié)構(gòu)中的“羧”基（羚），組成核酸的“嘌呤”堿基（膘吟）；“尿”嘧啶（脲）；蛋白質(zhì)中“肽”鍵（鈦）；細(xì)胞器中“液泡”（葉胞）；貓叫綜合“征”、21三體綜合“征”（癥）、鐮刀型細(xì)胞貧血“癥”（征）；“拮抗”作用（拮據(jù)）等。
2.過不了審題關(guān)
審題嚴(yán)謹(jǐn)是做好各類題型的前提保障，而審題又需要扎實(shí)的語(yǔ)言功底，利用生物學(xué)的基本原理、方法，需學(xué)生字斟句酌去審，審題是一種綜合能力的展示，學(xué)生常見的問題有：遺傳系譜圖中計(jì)算概率時(shí)常計(jì)算“色盲男孩”或“男孩色盲”的概率，即病名和性別順序不同計(jì)算的范圍是不同的；自交和自由，計(jì)算后代的基因頻率和基因型頻率是不同的，前者考慮基因型相同的個(gè)體之間的，而后者需考慮基因型相同和不同之間的；常考學(xué)生酵母菌代謝類型或異化作用是什么；染色體片段移接到同源或非同源染色體上引起的變異類型是不同的等。學(xué)生在做這類型文字之間具有一字或一詞差異的題時(shí)，往往不去認(rèn)真讀題，而是“跟著感覺走”，造成不應(yīng)有的失分。
以上事例若不是平時(shí)閱卷親眼所見，真不相信高中學(xué)生會(huì)在字詞方面犯這么多幼稚的問題，漢語(yǔ)水平的高低直接影響著生物課上的聽、說、讀、寫能力，因此，我認(rèn)為生物課上同時(shí)強(qiáng)化漢語(yǔ)學(xué)習(xí)勢(shì)在必行。
三、對(duì)策
生物課上除了要加強(qiáng)講解生物基本原理外，還應(yīng)從多方面、多角度強(qiáng)化學(xué)生的漢語(yǔ)能力。
1.讀懂能力
素質(zhì)教育尤其提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，而自主學(xué)習(xí)能力的提高要求學(xué)生應(yīng)該有較強(qiáng)的閱讀能力。我們培養(yǎng)學(xué)生的洞察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、善于思考能力的同時(shí)，更要提高學(xué)生獲取和應(yīng)用生物學(xué)知識(shí)的自學(xué)能力。在大力實(shí)施素質(zhì)教育的當(dāng)今時(shí)代，我們不僅要教學(xué)生“學(xué)會(huì)”，更重要的是讓學(xué)生“會(huì)學(xué)”，因此，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力不容忽視。而自學(xué)的首要能力是讀，讀懂文字、讀懂圖表、讀懂圖像。讀的時(shí)間是非常多的，課前預(yù)習(xí)是讀，讓學(xué)生養(yǎng)成一個(gè)節(jié)節(jié)預(yù)習(xí)的好習(xí)慣，把概念中的核心詞找出來，找出實(shí)驗(yàn)操作中的原理、關(guān)鍵步驟，找出書上圖表中的主要信息。這樣才能使學(xué)生對(duì)新學(xué)內(nèi)容有個(gè)大概的了解，提高學(xué)生聽課的目的性和聽課的效率，教師針對(duì)學(xué)生提出的問題講解也有了針對(duì)性；課堂上也讀，在教師指導(dǎo)和啟發(fā)下，對(duì)內(nèi)容有了進(jìn)一步的了解，課后還得讀，是對(duì)每節(jié)課內(nèi)容理解的提升。
閱讀能力的應(yīng)用不僅體現(xiàn)在語(yǔ)文、英語(yǔ)課上，綜合課上也體現(xiàn)得淋漓盡致。每年的高考理綜卷，對(duì)于學(xué)生來說，時(shí)間緊，材料、信息內(nèi)容新，信息量大，因此在有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)生能讀懂讀完大量信息必須有相當(dāng)水平的閱讀能力，讀懂讀完都不容易，更別說計(jì)算以及準(zhǔn)確表述，因此，閱讀訓(xùn)練應(yīng)從平時(shí)抓起。訓(xùn)練中尤其不能忽視材料題、信息題的復(fù)習(xí)。通過精選素材，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生閱讀能力、分析能力的培養(yǎng)，始終要求學(xué)生仔細(xì)逐字逐句讀所給的信息，找出關(guān)鍵詞，分析前因后果，經(jīng)過長(zhǎng)期的訓(xùn)練，學(xué)生的閱讀能力是會(huì)得到提高的。
2.口頭表述能力
課堂上一定得給學(xué)生“言”的機(jī)會(huì)。新的教學(xué)理念研究體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，大力鼓勵(lì)他們積極地參與到課堂教學(xué)上來。回答問題容易出現(xiàn)“濫竽充數(shù)”的情況，因此，我一般責(zé)任到人，單獨(dú)提問，看似簡(jiǎn)單的“單獨(dú)”辦法，但收效顯著。學(xué)生知道不能渾水摸魚，必須認(rèn)真思考，認(rèn)真回答，通過口頭表述了解到學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)到底理解了多少，理解到什么程度。同時(shí)口頭表述還能輔助記憶，尤其是一些專業(yè)術(shù)語(yǔ)，像前面提到的不順口的、偏怪的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，若口頭上重復(fù)多了，自然也就會(huì)脫口而出，想說錯(cuò)都不容易。另外，課堂上一些問題的分析、解決，只有教師的講解學(xué)生是不喜歡的，讓人人都有思考的權(quán)利和義務(wù)，將自己的所想展示給學(xué)生，并且不能怕犯錯(cuò)誤，有錯(cuò)誤也是正常的，這樣才能學(xué)到真正屬于自己的東西。
3.書面表達(dá)能力
即使你看懂、聽懂，口頭表達(dá)出來，但最終以書面形式展示自己的學(xué)習(xí)成果，這就要求要善于寫。俗話說：“好記性不如爛筆頭。”便于課后復(fù)習(xí)使用，尤其注意的是學(xué)生做作業(yè)時(shí)只做客觀題，不善于寫主觀題的答案，一定得強(qiáng)制他們?cè)诤诎迳蠈懀粌H會(huì)寫了生字偏詞，還使學(xué)生組織的內(nèi)容言簡(jiǎn)意賅。
總之，絕不能平時(shí)不訓(xùn)練，考時(shí)抱佛腳。只要我們把教學(xué)中遇到的問題認(rèn)真對(duì)待，從平常抓起、從點(diǎn)滴抓起，時(shí)時(shí)刻刻抓起，相信學(xué)生會(huì)在自主學(xué)習(xí)方面、審題能力方面、書寫表達(dá)能力方面，尤其錯(cuò)別字方面會(huì)有很大的提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]吳麗芳.注重圖表圖像教學(xué)，提高學(xué)生素養(yǎng).生物學(xué)教學(xué)，2005（12）.
關(guān)鍵詞：高中生物；教學(xué)水平；興趣；能力
一、高中生物教學(xué)的現(xiàn)狀
1.高中生物教學(xué)目標(biāo)
高中生物教學(xué)目標(biāo)主要包括知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和德育目標(biāo)三個(gè)方面。
知識(shí)目標(biāo)要求學(xué)生能夠掌握生物學(xué)科的基本原理，獲得生活活動(dòng)基本規(guī)律的知識(shí)。在知識(shí)目標(biāo)教學(xué)過程中要求學(xué)生對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)要達(dá)到了解、掌握、應(yīng)用和分析綜合四個(gè)層次。了解是指學(xué)生對(duì)教學(xué)大綱中要求的一些概念、原理等一些非重點(diǎn)內(nèi)容要有一定的了解，也是對(duì)知識(shí)的最低認(rèn)知水平。掌握是指學(xué)生在對(duì)知識(shí)點(diǎn)概念和原理理解的基礎(chǔ)上，對(duì)知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生的變通性能夠推理得到。應(yīng)用是指學(xué)生找到知識(shí)點(diǎn)與問題間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，舉一反三，將學(xué)習(xí)過的知識(shí)應(yīng)用到其他的情景中去。而教學(xué)的最高目標(biāo)是讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)具有分析綜合的能力，學(xué)生可以將以前學(xué)過的知識(shí)聯(lián)系到一起，利用生物學(xué)原理對(duì)生物現(xiàn)象進(jìn)行分析、推導(dǎo)。
能力目標(biāo)要求學(xué)生在對(duì)生物知識(shí)點(diǎn)熟練掌握運(yùn)用的基礎(chǔ)上，能夠?qū)⑸飳W(xué)原理應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中的生物現(xiàn)象中來，并在生物課程中培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手的能力。學(xué)生能力目標(biāo)的培養(yǎng)是以知識(shí)目標(biāo)為基礎(chǔ)的，只有達(dá)到知識(shí)目標(biāo)，學(xué)生才能利用所學(xué)到的知識(shí)將生物學(xué)原理合理地適用于生物現(xiàn)象的探討上。
德育目標(biāo)要求學(xué)生在進(jìn)行生物課程學(xué)習(xí)的過程中形成正確的關(guān)于自然與社會(huì)的認(rèn)識(shí)態(tài)度，養(yǎng)成良好的科學(xué)習(xí)慣，并具有一定的社會(huì)責(zé)任感和正確的價(jià)值觀。
2.高中生物教學(xué)內(nèi)容紛繁復(fù)雜
高中生物教學(xué)內(nèi)容主要分為必修和選修兩個(gè)部分，必修內(nèi)容主要包括：生命的物質(zhì)基礎(chǔ)、細(xì)胞、生物的新陳代謝、生物的活動(dòng)調(diào)節(jié)、生物的生殖和發(fā)育、遺傳與變異、生物的進(jìn)行。生物與環(huán)境、生物與環(huán)境保護(hù)。選修內(nèi)容主要包括人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)與免疫、光合作用與生物固氮、微生物與發(fā)酵工程、細(xì)胞與細(xì)胞工程、遺傳與基因工程、人與生物圈。教學(xué)內(nèi)容不但涉及面廣，而且內(nèi)容抽象，不易理解與掌握。
3.高中生物課程的教學(xué)現(xiàn)狀
高中教學(xué)主要以高考為目標(biāo)，學(xué)生在高中學(xué)習(xí)多是以在高考中取得好的成績(jī)?yōu)槟繕?biāo)。但是眾所周知，高中生物課程在高考考試體系中所占的分值并不多，而且，高考對(duì)高中生物的考試內(nèi)容也無非是對(duì)部分重點(diǎn)內(nèi)容的考查，這就對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)生物課程的態(tài)度產(chǎn)生了影響，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。然而在高考強(qiáng)大的壓力之下失去方向的又豈只有學(xué)生？為了高考整體成績(jī)的提升，生物課的任課教師也不得不以高考考試內(nèi)容為準(zhǔn)繩進(jìn)行生物課程的教學(xué)工作。就目前高中生物教學(xué)現(xiàn)狀而言，教師教是為了高考教，學(xué)生學(xué)也是為了高考學(xué)，這樣一來不但很難達(dá)到在教學(xué)大綱設(shè)定的教學(xué)知識(shí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，更別說能力目標(biāo)和德育目標(biāo)的達(dá)成了。整個(gè)高中生物教學(xué)課程在“高考”這個(gè)指揮棒下，偏離了它自身的目標(biāo)軌道，也走進(jìn)了“應(yīng)試教育”的梯隊(duì)。
二、提高高中生物教學(xué)水平的關(guān)鍵
1.提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮主觀能動(dòng)性
興趣是最好的老師。在高中生物教學(xué)中，只有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)生物學(xué)的興趣，才能讓學(xué)生積極學(xué)習(xí)課堂的教學(xué)內(nèi)容，這樣才能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。高中生物的教學(xué)內(nèi)容和現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系十分緊密，如遺傳與基因工程的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生知道為什么自己是單眼皮、為什么自己的體貌特征像爸爸多一些等，這些都是學(xué)生十分感興趣的。如通過生物與環(huán)境保護(hù)的學(xué)習(xí)，學(xué)生會(huì)了解環(huán)境與身體健康的關(guān)系。然而為什么學(xué)生對(duì)本身很感興趣的學(xué)科，在長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)過程中又失去了興趣了呢？，其主要原因是高中生物學(xué)習(xí)的內(nèi)容不同于小學(xué)課程中的自然課程，只學(xué)現(xiàn)象，只注意觀察現(xiàn)象就可以了，而是要探究生物學(xué)原理，而生物學(xué)原理比較深?yuàn)W，本身又比較抽象，所以學(xué)生對(duì)生物課程的興趣隨著難度的增加慢慢消失了。
2.加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)
在近幾年的高考中都有一部分對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的考查，然而在高考中取得好的成績(jī)只是高中生物教學(xué)內(nèi)容的一部分，教師還應(yīng)以教學(xué)大綱要求的教學(xué)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，其中能力目標(biāo)的培養(yǎng)主要通過實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)來實(shí)現(xiàn)。
