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生物技术论文范文1
根据我国农业畜牧业的现有基础以及对动物生物技术的实际需求,国家应该集中各种力量,着重对生物技术开展基础性的研究,加大技术的投资力度,对一些利润高的技术产品进行重点投资,根据我国农业动物生物技术的现有基础和社会发展变化的主要形势,预计农业生物技术将在以下几个领域取得长足发展。
1.分子生物学技术
由于农业养殖日益呈现出规模化与集约化较高的特征,再加上人们对短期经济效益的集中追求,所以我国传统的畜禽品种资源将会遭遇越来越严重的破坏,其群体数量将日益降低,品种资源的破坏形势会日益加深,根据这种现实情况,未来农业动物生物技术将在以下分子生物领域进行发展:对我国固定的优良品种或基因进行挖掘与定位;为畜禽的遗传多样性进行保护的分子监测技术;我国固有畜禽品种的起源与进化的比较基因组学研究;保存动物遗传资源的生物技术研究。
2.分子育种技术
我国农业中的畜禽育种工作经过长时间的发展,逐渐由追求数量转向追求质量,育种方法也逐渐由数量遗传法转向分子育种与常规育种相结合的方法,所以分子育种技术的改进将是未来阶段我国农业动物生物技术的一个主攻方向,分子育种技术的研究将集中在标记辅助育种技术、数量性状主基因的检测和定位技术、动物功能和抗病基因的诊断技术以及试剂盒的研究,通过这些方面的技术研究提高动物产品的质量,实现其最大效益。
3.分子诊断技术
畜禽疫病是对我国畜牧业生产以及产品安全造成主要影响的关键因素,畜禽疾病的危害严重、流行面广,潜在危险性较大,一旦发生就会造成较大的经济损失,因此,利用免疫学、现代分子生物学以及病毒学的相关技术,对我国畜禽的重要疫病进行分子生物学研究是是农业动物生物技术的主要发展趋势之一,主要包括:重要畜禽疫病的分子诊断、监测、重要畜禽疫病病原的大分子结构与功能研究以及试剂盒的研发。
4.转基因动物技术转基因动物是一种将胚胎工程与分子生物学有机结合而研究出来的一种基因工程动物,这种技术是克隆技术的突破性进展,影响动物发育过程中的基因表达,能够促进遗传学与发育生物学以及相关学科的发展,是加快动物育种进程、提高育种效率,为濒危动物提供生存方式的有效方法。
二、结语
生物技术论文范文2
1苯丙氨酸解氨酶
苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanineammonia-lyase,PAL)是苯丙烷途径的第一个关键酶。PAL普遍存在于植物和某些真菌、细菌和藻类中,其功能是催化L-苯丙氨酸非氧化性脱氨生成反式肉桂酸(cinnamicacid,CA),而肉桂酸是苯丙烷类次生物质(如黄酮、香豆素、木质素及某些酚类)生物合成的通用前体,因此该酶在植物次生代谢中具有极其重要的位置[14]。多数被子植物中,PAL是一个多基因家族,在一组染色体中含有一到多个PAL基因。PAL亚基通常由小型基因家族编码(一般2~5个成员),这些基因家族又图1黄芩苷生物合成途径Fig.1Biosyntheticpathwayofbaicalin186可分成2或3个亚族,随植物不同而异。烟草(Nicoti-anatabacumL.)PAL由2~4个独立基因编码,而欧芹(Petroselinumcrispum)PAL至少包含4个编码基因[15],例外的是火炬松,仅有1个pal基因。Whetten等[16]采用多克隆抗体识别火炬松PAL亚基,获得cDNA,经PCR扩增后测定pal基因序列,发现其与水稻、豆、甘薯等被子植物的编码序列存在60%~62%同源性。欧芹中pal基因含有6个内含子,其上游含有一段富含CT的区段[17]。目前已在诸如马铃薯(SolanumtuberosumL.)、拟南芥、烟草、黄瓜(CucumissativusLinn.)和大麦(HordeumvulgareLinn.)等植物中,克隆到了编码PAL酶的cDN段或基因组序列,其它多种植物的pal基因已测序并在GenBank注册[18]。课题组也已分离获得粘毛黄芩的pal编码基因,并进行了相应的序列和表达分析,发现黄芩pal基因与其它植物pal基因具有很高的同源性,从而证实了该基因具有高度的遗传保守性[9]。
2查尔酮合成酶
包括黄芩苷在内的所有黄酮类化合物的直接通用前体物均是柚皮苷查尔酮,它是由1分子桂皮酰辅酶A与3分子丙二酸单酰辅酶A缩合而成,其中前者来自苯丙酸中间途径,后者经醋酸经乙酰辅酶A羧化酶催化生成。这个重要的缩合反应就是由查尔酮合成酶(Chal-conesynthase,CHS)催化完成的,这是黄酮类化合物合成中第1个关键酶,具有限速作用[19]。自从第1个荷兰芹的chs基因在1983年以来[20],迄今已从多种植物中克隆了chs基因,如高粱(Sorghumbicolor)[21]、兰花(OrchidBromheadiafinlay-soniana)[22]和拟南芥[23]等。chs基因在不同植物类群中保守性较高,一般都含有2个外显子和1个内含子,而金鱼草chs则含有2个内含子[24]。chs基因的外显子1和2分别编码60个和340个左右氨基酸残基,但在序列长度和核苷酸组成方面外显子2的保守性高于外显子1,而作为活性位点的4个保守氨基酸残基位于外显子2中。chs基因内含子的大小及序列差异都较大。不同物种中查尔酮合酶在氨基酸水平上的一致性很高,约79%~91%,说明其具有高度的遗传保守性[25]。chs基因启动子具有多个对环境感受的特异性元件,如接受激发子诱导的ACE元件(ACGTele-ment)[26-27]和H区(H-box)[28],富含AT元件区[29-30]、以及负调控的沉默子[31]和维持基因转录水平的P区[32]。大部分植物的CHS编码基因是一个多基因家族,如矮牵牛、大豆和豌豆等,特别是双子叶植物的chs家族基因数目较多,如菜豆中已发现8个chs基因[33],矮牵牛的chs基因家族包括8~10个成员[34]。虽然chs基因家族中数目较多,但各成员基因编码区的同源性较高。由于CHS在植物外源基因的表达、细胞的发育和分化、花色素的积累和抗菌、抗胁迫生理过程等起着重要的作用,因此chs基因家族的不同成员往往受植物不同发育时期和组织特异性调控,对不同外源刺激的敏感程度也不同,这个特点与黄酮类物质的功能多样性相适应[35]。该课题组基于黄芩chs家族,利用同源性克隆方法,克隆获得了粘毛黄芩chs基因,并从分子水平上验证了所选植物的chs可能起源于同一个祖先,也反映出黄酮化合物为聚类指标的进化生物学意义,从而说明作为类黄酮代谢关键酶的CHS蛋白在自然演化进程中的遗传保守性和功能稳定性[36-37]。chs基因具有显著的时空差异性表达模式,如组织和发育时期的特异性表达,在一些植物发育的早期阶段CHS在叶片中表达,而成熟植株中主要仅限于花组织中存在;chs基因接受诱导因子调控的特异性转录,在很多植物(如矮牵牛、菜豆等)中,外界刺激如胁迫、紫外线和病原体会诱导CHS的快速响应并表达,CHS的这种对外界刺激的敏感程度的差异特点与CHS编码序列上游启动子中含有的特异性顺式作用元件有关[38]。此外,笔者也发现粘毛黄芩chs基因受到外源甲基茉莉酸的时间依赖性地调控,并建立了其诱导差异表达谱[37]。在基因工程领域,对chs基因调控作用的研究主要集中于植物花色表型和抗逆性状的遗传改良,而这种改变实质上也是基于细胞和组织内黄酮化合物的含量调节,例如通过对chs基因的反义或共抑制操作培育颜色变异的转基因花卉[39],也可以正调节马铃薯中的chs基因增加花色素苷等黄酮类化合物的积累,从而改善其抗氧化能力[40],而基于烟草转化系统的研究证实黄芩chs基因在驱动黄酮化合物生物合成的过程中发挥了重要作用[41]。
3黄烷酮3-羟化酶
黄烷酮3-羟化酶(flavanone3-hydroxylase,F3H)是黄烷酮分支点的一个核心酶,其作用是催化5,7,4-黄烷酮C3位的羟化,生成二氢山奈素(dihydrokaempferol,DHK),而该物质则是合成黄烷酮和花色素的重要中间产物[42]。因此F3H也是黄酮化合物生物合成途径中的关键酶,是控制黄酮合成与花青素苷积累的分流节点,被认为是整个类黄酮代谢途径的中枢。1991年,人们首次获得f3h基因序列,是从金鱼草中克隆出来[43]。目前已经在拟南芥[44]、苜蓿[45]和玉米(Zeamays)[46]中被陆续分离鉴定,且是以单拷贝形式存在,但在甘蓝型油菜和紫苏中则是以多基因家族形式存在,分别含有5~7个和2~3个成员。在这些植物中,f3h基因一般具有3个外显子和2个内含子[45]。笔者首次克隆了粘毛黄芩的f3h基因,通过系统进化树分析,从分子水平上验证了所选植物的f3h可能起源于同一个祖先,也反映出植物间的植物黄酮醇类化合物的含量与植物间亲缘关系有一定关系。f3h基因在一些植物中是独立表达的,如矮牵牛中的f3h基因,而在大多数的情况下,f3h则是和其上游的chs、chi(查尔酮异构酶)基因以及下游的dfr(二氢黄酮醇还原酶)基因协同表达的,这在拟南芥和金鱼草中都有相关的报道。此外,矮牵牛和金鱼草中f3h基因突变失活则可在阻断花色素的合成通路,获得白花的矮牵牛或金鱼草[43,47]。近期研究表明,通过调控f3h基因的表达能够有效改变植物花卉或种皮的颜色,基于该基因的遗传操作已成为花卉育种研究的重要手段[44,48];而旨在高产黄酮和异黄酮的药物代谢工程领域,通过反义抑制f3h基因阻断花青素合成途径能够使通用前体柚皮苷更多地流向黄酮和异黄酮,从而获得促进目标产物的积累,该方式证明F3H是黄酮代谢工程的重要靶点[49]。由此可见,f3h是黄酮生物合成途径上关键的限速基因,其催化反应是黄酮合成调控的的重要步骤。
4小结
生物技术论文范文3
1需要培养建设一支高素质的教师队伍高校教师的业务水平如何决定培养学生能力的高低。通过教师攻读在职学位、到高校进修,开展各方面的交流活动,教研室所有教师都要参与实验、实习、课程设计、大学生科技创新等实践教学环节,不断提高教师的业务素质和工作能力,将成为人才培养的保障。
2需要建立科学合理的实践教学计划根据具体培养要求,在培养计划中建立一个基本完整的实践教学模式。按照实践教学目标体系,整合实践项目和内容。在学生入学后的不同学习阶段,分别在各个实验室进行学习,按照循序渐进的教学原则,设置各个课程的验证型,综合型实验,另设置基础和专业课的实习和实训,虽然这些课程都有专门的培养方案和教学安排,但如何科学安排好各个课程的衔接,还需深入研究。
3需要研究实践教学体系的组成按照专业实践能力培养的自身规律性,首先针对本专业的培养目标,体现理论教学与实践教学相互联系,建立符合实际、具有科学性和操作性的实践教学体系,分别包括了实践教学基础训练(课程教学实验、专业教学实验)、实践教学的依托训练(毕业实习、科研训练)、实践教学核心训练(各种设计性实验、毕业论文实验)、实践教学补充训练(社会实践),这四个训练贯穿整个学程,构成培训学生基本能力、综合能力和创新能力的平台。教学实践环节可分为四大类进行:认知实践:结合基础阶段所学理论,激发学生对本专业后续课程的求知欲望,为学习专业基础课和专业课提供感性认识;课程实践:选择一些专业主干课程,根据每门课程的授课内容和教学进度,安排学生实习,加深学生对授课内容的理解;专业实践:使学生系统参与专业课的具体实践,培养应用与创新能力,团队协作和交流能力。落实到各个专业课程的实践中;综合实践:按本科培养方案的要求,撰写毕业论文,组织答辩。实验考核的效果能够反映平时实验课的成绩,考试的目的是为了促进学习,从而进一步保证实践教学质量的不断提高。
4改革实习环节,以社会实践为补充,充实第二课堂内容学生要能够综合运用所学知识了解实际问题、能够独立分析和解决实际问题的最好途径是实习。生物技术专业的课程包括教学综合实习、专业实习和社会实践三个方面。实践性较强的课程都加强了课程教学综合实习。按照专业培养目标的要求,有计划有组织地参与社会活动,了解现实社会、认识当今的国情、增强年轻人的学习使命感和社会责任意识,在实践中进一步完善知识体系,使学生增强适应社会的能力。第二课堂在培养学生综合素质等方面发挥着重要的作用,如组织课题组活动,参与大学生科技创新项目,到实践基地参观实习。在教学实践环节中实验考核的效果能够反映学生对待实验课的态度,进一步保证实践教学质量的不断提高。
生物技术论文范文4
获得足够多的微生物种类和数量是有效筛选产油微生物的前提。那么,从外界环境中高效分离纯化微生物显得非常重要,但有同学不能有效地进行实施。就分离产油真菌而言,透气性好、富含有机质的偏酸性土壤中真菌较多,而有的学生却随意从校园一角采土样进行菌株分离,影响分离所得微生物种类和数量;也有学生在分离过程中,选用的培养基中不添加抗生素(如链霉素或氯霉素等)和孟加拉红,致使细菌、放线菌和真菌交织生长在一起,不利于后续菌株纯化。此外,还有学生在筛选到菌株后,仅从菌落形态方面简单判断后就将类似菌株丢弃,人为地降低了所得微生物的丰度。
2产油菌株筛选
学生通过查阅文献不难发现产油微生物筛选常用的方法是脂肪粒计数法。该方法是使用70%苏丹黑乙醇溶液将细胞内的脂肪粒氧化成蓝黑色,细胞质经过0.5%蕃红复染后成红色,显微镜下统计脂肪粒数而进行初筛[4]。但有学生在实验前期没有筛选到产油微生物,了解得知学生初筛时间存在问题。初筛时间过早,会造成一些油脂积累缓慢的微生物漏筛,但菌株培养时间过长也会造成产油优势菌株细胞内的脂肪粒重叠而产生误差。
3产油菌株鉴定
当前微生物一般采用多相分类鉴定。为了保证毕业论文质量,开阔学生视野,要求学生同时利用形态学观察与生理生化特征等经典方法和现代分子生物学手段对所分离得到的产油微生物进行分类鉴定。经典鉴定方法中,产油霉菌以形态特征为主要指标,产油酵母则形态特征和生理生化指标兼用;分子生物学方法采用通用引物ITS1和ITS4扩增其ITS1-5.8S-ITS4保守序列,后扩增产物送上海生工生物工程有限公司进行纯化测序;测序结果提交到NCBIGenBank中Blast,获得同源性较高菌株ITS序列,先利用ClustalX进行多重比对,再用Mega5.0构建NJ系统进化树,综合形态和生理生化特征,确定产油菌株的分类地位。4期马博:生物技术专业本科毕业论文实验的探索与实践111实践证明,经典鉴定方法繁琐耗时,而分子生物学方法简单便捷,但实验技能要求较高,其关键步骤是高质量基因组制备和PCR扩增条件优化。微生物基因组质量好坏直接影响后续PCR扩增实验。虽然多数学生提取的基因组能够满足PCR扩增要求,但琼脂糖凝胶电泳的结果显示都存在不同程度的弥散拖尾现象,表明制备的基因组有降解或含有RNA、多糖及蛋白质等杂质。那么,基因组DNA提取过程中应该注意哪些呢?一是在水浴保温期间,摇动不能太剧烈,以防基因组DNA断裂;二是用等体积氯仿/异戊醇抽提时,上清液应无色,且EP管中的有机相与水相交界处无明显的杂质,否则应重复抽提。另外,还应在DNA提取溶液中加入1μg/LRNase,以除去RNA,提高基因组质量。PCR扩增实验精微,需要格外细心。如微量移液器的使用方法和PCR体系中各种药品的添加顺序都会对实验结果产生重要影响,应及时对学生进行指导。此外,退火温度是PCR扩增实验关键反应条件之一。退火温度过低会导致PCR产物杂带过度,退火温度过高又扩增不到目的片段。指导教师详细讲解PCR扩增实验原理之后,学生掌握了PCR扩增实验方法和注意事项。通过多次实验,最终确定了所使用引物的退火温度,产油霉菌和产油酵母分别为56℃和54℃。
4结论
生物技术论文范文5
1选取合适的教材
发酵工程优秀教材很多,像《微生物工程工艺原理》、《微生物工程》、《发酵工艺原理与技术》、《生物工艺学》、《现代工业发酵调控学》、《发酵工艺学》等,我们在前些年的教学过程中也选用了多个版本的《微生物工程》,结合我校生物技术专业学生的知识体系和培养方向,目前我们选用全国高等学校发酵工程专用教材、教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材华南理工大学姚汝华教授编写的《微生物工程工艺原理》,此书按照发酵工艺操作单元的先后顺序排布各章,脉络清晰,系统性好,该书在难易程度上很适合我们的学生,但是该书侧重于发酵机制的讲授,发酵工艺和设备没有涉及。因此,在前期教学积累的基础上,我们授课团队正在努力编写一本适合于我们自己的教材,增添发酵工艺及设备,以及基因工程产品的发酵工艺。同时为提高学习的广度和深度,为学生推荐了《发酵工艺原理》、《发酵设备》、《发酵工程实验技术》等参考书。
2开展发酵工程实验,提高学生综合素质
发酵工程是利用工业微生物的特定性状和功能,通过发酵过程来生产目的产物或将生物直接用于工业化生产的技术体系,是建立在发酵工业基础上,与化学工程紧密结合的一门学科,它是连接生命科学研究与应用的桥梁[7]。在基因工程和细胞工程的应用中,要想把定向改造的物种转化成产品,也需用到发酵工程技术。发酵工程实验开展的场所是发酵罐,这是发酵工业独有的特点,同时有一套严密的工艺流程让发酵原料通过菌种吸收转化成我们所需要的发酵产品,发酵周期长,步骤繁多。通过发酵工程实验课程的学习,培养学生实际动手操作能力,让学生亲自动手操作发酵罐,开展发酵罐空消和实消操作,以及常规发酵产品如酒精、柠檬酸、青霉素的发酵,使学生真正的达到学以致用,同时又锻炼了学生的自主性、创作性和责任心。师范院校的理科学生,普遍缺乏工艺概念,但他们又非常渴望了解真正的生产过程。我们针对发酵工程的主要内容,组织学生到啤酒厂、白酒厂、制药企业开展生产实习,使学生亲自到白酒、啤酒和药物的生产线上了解工艺流程,切切实实的把课堂上学到的理论知识与生产工艺联系起来,学生反映收获很大。总之,发酵工程实验集成度较高,牵涉到生物化学、微生物学、分析化学、有机化学、发酵工艺学、化学原理等学科的实验内容,有别于普通实验课程的是工厂生产实习,真正做到理论实践相结合,最终达到学以致用的培养目的。
3改进教学方法,切实提高学生创新能力
教学方法的改革,首先取决于教师本身的学术水平和综合素质的提高,教学方法改革服从人才素质培养,以大面积提高教学质量为目标,和教学内容的改革密不可分。生动、丰富的教材,有价值的有说服力的理论,以培养学生学习和实践的态度、思维以及能力的开放式教学,无疑会激发学生的学习兴趣。从某种意义上说教学的目的是教会学生“学会学习”,“授人以鱼,不如授人以渔”。
3.1案例教学
发酵工程是一门实验实践极强的学科,知识的归纳和总结是建立于具体的发酵机制和工艺案例的基础上。在授课过程中,典型的案例不仅使课堂生动形象,而且使学生容易理解和记忆,触类旁通,达到知识迁移的目的。例如在讲青霉素的发酵这部分内容时,通过详细讲解青霉素的发现,引出伟大的科学家弗莱明,进而讲解青霉素发酵的发酵机制、过程控制、提取及纯化相关内容,学生被激起兴趣,学起来也容易接受。学习之后,可以引导学生进行讨论,如抗生素的种类、我们生小病的时候用到了哪些抗生素、抗生素对能治疗那些疾病、滥用抗生素有何危害等等问题,使学生从思想上真正理解“抗生素是一把双刃剑”,从而在以后的生活中学以致用,进而影响身边的人及下一代合理利用抗生素,为社会进步做出贡献。
3.2启发、讨论式教学
讲课的过程中首先讲授难点、重点,善于提出问题,让学生跟着老师的思路走,随着一个又一个的问题启发学生思考、归纳、总结。比如在讲授发酵过程的控制这部分内容开始时,引入酸奶的发酵。酸奶在生活中很普遍,同学们也不陌生,有的同学家做过酸奶,因此对酸奶的发酵还有一点常识,接受起来更容易一些。首先提出问题,酸奶发酵的原料和菌种从哪里来?酸奶发酵是好氧发酵还是厌氧发酵?发酵多长时间合适,夏天和冬天发酵时间一样吗?通过这些问题,启发学生思考讨论,最终引出酸奶的发酵工艺及注意事项,随后在实验课时让每位同学亲自动手做一款自己喜欢的酸奶,巩固和吸收理论学习。
3.3比较归纳教学法
比较式教学法通过对不同知识点的对比分析,找到其相同和不同处,在比较的过程中对知识点归纳概括,有助于从本质上理解和记忆知识。比如在讲授培养基的制备过程中,让学生比较种子培养基与发酵培养基的相同点和不同点,说出两种培养基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在讲培养基的灭菌时,在讲述了分批灭菌和三种常见的连续灭菌流程连消塔——喷淋冷却流程、喷射加热——真空冷却流程、薄板热交换器连续灭菌流程之后,让学生对分批灭菌和连续灭菌进行对比总结,学生就容易理清楚,弄懂复杂的内容。
4优化考试模式,重在平时学习的思考与探讨
在发酵工程实验及理论教学考核方法中,一是包括到课情况。在开课之前详细向学生讲述发酵工程课程在生物技术专业的应用及其重要性,课程的讲授和考核方式,通过到课率来约束学生学习及实验的自觉性。二是考核内容和考核方式多样化,加强课堂考核、作业考核,平时考核与期末考核成绩的比例由原来的3∶7加大到6∶4,综合反映发酵工程课程实践性强的特色。三是实践教学实施“以考促训,以赛促练”,强化技能培养,规定技能考试不过关,不允许参加理论考试。四是在教学中注重因材施教和个性化培养。
5小结
生物技术论文范文6
摘 要: 毕业论文是高等学校本科教学的重要环节,考查本科生专业理论知识和基本操作技能的综合运用能力,其质量是高校办学水
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[2]曹运长,文红波,乔新惠.提高生物技术专业本科毕业论文质量初探[J].西北医学教育,2015,23(1):33-35.
[3]张巨峰,罗霞.对指导生物技术专业本科毕业设计(论文)的一点体会[J].中国科教创新导刊,2010(10):164.