基因工程的核心工作

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基因工程的核心工作范文第1篇

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.

基因工程的核心工作范文第2篇

【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

基因工程的核心工作范文第3篇

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）

基因工程的核心工作范文第4篇

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。

基因工程的核心工作范文第5篇

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。”