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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
由于篇幅限制,本文下面着重介绍聚合物纳米药物。迄今为止,用于纳米药物输送的载体主要是聚合物[12]。因为聚合物主要有以下优点:分子量大,由于EPR效应,作为载体能使药物在病灶部位停留较长时间,延长疗效。可通过调节聚合物物理化学性能和自身降解而达到缓释或控释药物的目的。易功能化,可把一些具有靶向作用或控释功能的组分键合在聚合物粒子表面。可调控的生物降解性,避免药物释放后聚合物载体材料在人体器官聚积,产生毒副作用。(1)聚合物键合药物。聚合物键合药物又称为聚合物前药,它们的生物活性取决于键合的小分子药物是否能够在病变区被及时释放出来。传统的小分子化疗药物在给药过程中遇到许多问题,如在水中溶解性和稳定性较差、体内迅速清除、毒副作用大等。聚合物键合药物采用化学桥联稳定药物分子,将小分子药物以可降解的化学键键合到聚合物骨架上,可以有效避免纳米颗粒在体内循环过程中不必要的药物泄露,而通过不同的化学键的选择,特别是那些对病变局部环境敏感的化学键,比如pH和酶敏感化学键,可以实现在肿瘤组织或肿瘤细胞内的可控释放,这使得其相对于通过物理相互作用包载型的纳米药物更加具有优势。常见的聚合物骨架包括聚乙二醇(PEG)、聚谷氨酸(PGA)、聚N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)。Duncan等研发了一系列HPMA抗肿瘤键合药物,目前正在进行临床I、II期研究。化疗药物是以Gly-Phe-Leu-Gly键合到聚合物骨架上。通过细胞内溶酶体的酶解作用,键合的抗肿瘤药物可以被有效地释放出来,达到了细胞内给药的要求[13]。再比如将galactose键合到聚合物骨架上可以有效地增加这些纳米药物的肝靶向性[14]。(2)聚合物-蛋白质结合体:聚乙二醇和多糖经常用于制备蛋白质高分子共价结合体。获FDA批准可在临床上使用的聚合物-蛋白质结合体大多数是由聚乙二醇制备的(PEGylation)。PEGylation可增加蛋白质的水溶性和稳定性,又可降低其相应的免疫原和抗原性,从而延长药物在体内的循环半衰期[15,16]。如罗氏公司生产的PEGasys(PeginterferonAlfa-2a)可以使干扰素在血清中的半衰期提高50-70倍[17]。高分子蛋白质结合体的制备方法有:带有功能基团的高分子链与蛋白质活性部位直接连接;将与蛋白质具有特异结合作用的分子首先与高分子以共价键结合,而后实现高分子与蛋白质的特异性结合。目前关注的热点之一是对于具有治疗作用的蛋白质和催化功能的酶等生物特异性蛋白质,与高分子结合后如何保持其生物功能的问题。(3)RNA纳米颗粒:在药物开发史上,化学药物和蛋白质药物已出现,RNA药物或以RNA为目标的药物将是药物开发的第三个里程碑。RNA是由腺嘌呤(A)、尿嘧啶(U)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)构成的一种核糖核酸高分子.与Watson-Crick的DNA碱基配对(A-T,G-C)的双螺旋链的结构不同,RNA的二级结构里经常出现一些非传统的碱基配对如环环相互作用。通过底端向上的“自组装”技术,包括模板法和非模板法,RNA分子可以构建种类繁多的和具有生物功能的纳米结构。RNA纳米治疗剂的独特之处在于,其支架、配体和治疗剂都是由RNA组成,由于其均匀的纳米级尺寸、良好的生物相容性、低毒性和目标特异性,使其有利于在活的机体内应用而不会在正常器官内积累[18],为癌症的治疗提供了参考意见。郭培宣等人于1986年构建phi29DNA组装马达,是至今所能构建最强大的生物马达。1987年郭等人[19,20]报道了phi29噬菌体中由pRNA(packagingribonucleicacid,简称pRNA)驱动的纳米马达。该纳米马达的功能是包裹DNA并将DNA运送到病毒衣壳中,ATP为这种RNA马达提供能量。随后,郭的研究团队证明pRNA分子可以经过改造构建成二聚体、三聚体和六聚体的纳米颗粒,从而开创了RNA纳米技术[21,22]。利用此技术,该团队研发了一系列多功能RNA纳米治疗剂,可用于靶向治疗肿瘤,且不会损伤正常组织。例如[23-26],利用重新改变结构的RN段携带多达4个治疗和诊断模块构建出了超稳定的X形RNA纳米颗粒。这些RNA纳米颗粒可纳入沉默基因的小干扰RNA,调控基因表达的micro-RNA,靶向癌细胞的核酸适体,或是能够催化化学反应的核酶[27]。(4)固体聚合物纳米粒子。其制备方法包括单体聚合成聚合物纳米粒子和聚合物后分散自组装形成固体纳米粒子。常见聚合物载体有聚氰基丙烯酸烷酯、聚乳酸、聚(乳酸-乙醇酸),以及天然大分子如壳聚糖和白蛋白等。药物通过物理吸附或化学键合方法引入载体。Abraxane是第一个获FDA批准的聚合纳米粒子药物,用于乳腺癌、肺癌和胰腺癌的治疗,由白蛋白纳米粒子和键合的paclitaxel组成,尺寸约130nm[28]。聚合纳米粒子作为药物载体除需具备生物相容性和生物降解性之外,单分散性要好。将纳米粒子表面接枝PEG可有效增强分散性和在体内的循环稳定性。此外,研发多功能纳米粒子以便提高靶向性也是当今研究的一个热点。(5)聚合物纳米胶束。常见小分子表面活性剂形成的胶束稳定性较差,不适于药物运输。而聚合物纳米胶束,具有载药量高、载药范围广、稳定性好,体内滞留时间长等优点[29,30]。常用于难溶性药物、大分子药物及基因治疗药物的载体,还可实现靶向给药,具有广泛的应用前景。聚合物纳米胶束通常是由具有亲水部分和疏水部分的两亲嵌段共聚物在水中自组装形成的纳米级大小的核-壳型胶束,尺寸大约20-100nm。其中亲水部分多由PEG组成,疏水部分多由聚乳酸、聚环氧丙烷、聚氨基酸组成。目前至少有6种聚合物纳米胶束抗肿瘤药物进行临床研究。纳米药物是具有巨大发展前景的新型药物,其在医药领域的发展必将引起疾病诊断和治疗的革命。目前,纳米医药技术的基础理论及纳米药物的制备工艺等还很不完善。基础理论方面,人们对纳米药物在体内的行为,包括组织分布、药代动力学和药效,以及它们与载体的化学结构和物理性能之间的相互关系,都缺乏深入和系统的研究;从制备工艺来讲,制备工艺要求操作方便、成本低、易于工业化放大生产,产品性能要稳定。因此,纳米技术在医药领域中的研究还需做大量的工作。其未来发展方向是增强载药量、提高靶向作用及控释能力、降低超敏反应[31]。
2纳米生物医用材料
纳米生物医用材料是纳米材料与生物医用材料的交叉,在人类康复工程中发挥重要作用。纳米生物医用材料将解决临床对伤口敷料、人造皮肤、人造血管和组织工程支架、高性能组织修复、器官替换的迫切需求[32-34],而且已显示出巨大的潜在应用价值。材料支架在组织工程中起着重要作用[35]。模仿天然的细胞外基质结构而制成的纳米纤维生物可降解材料已开始应用于组织工程的修复和再生。由于软骨再生能力有限,软骨组织工程领域的发展具有重要意义,特别是在治疗老龄化社会日益流行的大关节骨关节炎方面[36]。嵇伟平等采用塑性变形和化学处理方法在Ti6A14V合金上制得一种新型多孔纳米晶体,通过体外实验研究了成骨细胞在纳米Ti6A14V合金表面的黏附情况。结果表明,与普通钛合金相比,纳米表面钛合金早期就能使成骨细胞伪足伸展良好,促进成骨细胞紧密贴壁和早期融合,与细胞黏附相关的Integrinβ1的表达也高于普通钛合金,为将纳米技术应用到人工关节等植入器械领域提供了新的方向[37]。还可以将纳米骨材料[38]植入体内填充各类型的骨缺损,其网状结构可生长出很多新生的骨细胞,所有填的纳米骨材料,最后会降解消失,骨缺损部能完全被新生骨取代。目前医用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合骨充填材料已投入市场,对骨缺损的恢复具有较好的作用。纳米技术与生物医学的结合,为医学界提供了全新的思路,在医学领域的应用已取得一定成果。但目前大多数研究还处于动物实验阶段,仍需大量临床试验予以证实,纳米材料应用的生物安全性也有待进一步提高。这就要求生物医学研究者与纳米材料的研究人员合作需进一步加强,制造出更先进的生物医用纳米材料。
3纳米诊断学
纳米诊断学是纳米生物技术在分子诊断中的应用,对于发展个性化治疗具有重要意义。目前纳米生物技术在临床诊断方面的研究主要集中在纳米生物传感器[39,40]和成像技术[41,42]、使用制造纳米机器人在细胞水平上进行维修,生物标志物的提取及测定等[43,44]领域,以疾病的早期诊断和提高疗效为目标。
3.1体外生物分子检测
超灵敏的生物分子检测方法可以服务于临床诊断[45,46]。由于待测分子含量很少,因此,对方法的检测灵敏度有很高要求。纳米材料特有的性质可以极大地提高分子检测的灵敏度和简便性[47,48],人们研究了各种各样的超微量生物分子检测的信号放大方法[49,50]。丁良等[51]利用纳米晶体中阳离子交换反应释放的阳离子来诱导荧光染料,用于痕量生物分子的检测,取得良好效果。实验表明基于ZnS纳米簇的阳离子交换放大器的检测性能优于酶联免疫吸附测定法(ELISA),检测限低1000倍。标志着利用便携式床旁检测设备检测生物标记物成为可能。
3.2体内诊断
3.2.1注射PEG-Glu-GNPs后肿瘤的轮廓很容易与周围组织区别开来,这种复杂的探针可以实现体内疾病的早期诊断,大大有助于癌症或癌转移的早期发现[52]。另外开发体内神经递质参与脑化学的监测是一项具有挑战性的工作,有助于进一步理解生物分子在病理和生理上的作用。Liu等[53]报道了一种新型的封装有金纳米颗粒的玻璃毛细管来感应大脑多巴胺,结果表明,全氟磺酸改进Au/GCNE可成功用于监测麻醉大鼠纹状体的多巴胺。Kempen等用光学显微镜和扫描电镜定位、观察金纳米粒子聚集的脑肿瘤模型,发现纳米颗粒仅在含有脑肿瘤细胞的区域内聚集,在正常脑组织周围没有发现[54]。3.2.2量子点(半导体纳米晶体)量子点是以CdSe为核、CdS或ZnS为壳的核-壳型纳米体,具有优良的光谱性能。水溶性的量子点在生物化学等研究领域显示了极其广阔的应用前景。它的细胞毒性低,可用于活细胞及体内非同位素标记的生物分子的超灵敏检测。李朝辉等[55]利用反相微乳液技术,以CdTe量子点为核,SiO2为壳,一步制备了表面带有氨基和磷酸基团的核壳型量子点荧光纳米颗粒.该颗粒水溶性好,大小均匀,有效改善了CdTe量子点的不稳定性,成功实现了对肝实质细胞的识别。由于量子点技术有其独特的标记特点,它必将成为今后生物分子检测的尖端技术,为DNA检测(DNA芯片)、蛋白质检测(蛋白质芯片)和探索蛋白质-蛋白质之间(抗原-抗体、配体-受体、酶-底物)反应原理提供更先进的方法。同时也将极大推动生物显像技术和生物制药技术的迅猛发展,给疾病的诊断和治疗带来巨大进步。3.2.3纳米磁性颗粒较大尺度的磁性纳米颗粒呈现铁磁性,在交变磁场的作用下可通过磁滞现象产热,用于癌症的靶向热疗[56]。而粒径小于20nm的磁性纳米颗粒通常显现出超顺磁性,可被广泛应用于临床诊断领域。目前在临床诊断方面较为成熟、发展较快的应用主要包括:磁共振成像、生物分离、细胞筛选等。(1)磁共振成像(MRI)作为一项新的医学影像诊断技术,近年来发展十分迅速,所提供的特有信息对诊断疾病具有很大的潜在优越性。利用超顺磁性氧化铁磁性纳米颗粒在生物体组织内的特异性分布,有助于提高该部位肿瘤与正常组织的MRI对比度,因而作为造影增强剂被应用于MRI,进行肿瘤及其他疾病的诊断[57]。(2)生物分离。因磁性纳米颗粒具有易操控性、比表面积大等优点,使功能化的磁性纳米颗粒的应用具有很大的吸引力[58]。当前磁分离的研究涉及生物领域的多个方面,如血液中金属离子的去除,蛋白质、核酸等的富集、固定化酶的回收与重复等[59]。Yan课题组[60]利用磁性氧化铁粒子作为载体固定蛋白酶A,并利用其能够与乙肝病毒表面抗原抗体发生特异性结合的性质,达到测定乙肝病毒的目的。(3)细胞筛选。当组织或血液中仅有微量癌细胞的时候,通过特定的技术就可以精确地检测到,从而实现对疾病的早期诊断和治疗,必将为病人获得宝贵的治疗时间,提高治愈率。所以细胞筛选具有重要的意义。免疫磁珠细胞筛选法可在几分钟内从复杂的细胞混合物中分离出很高纯度的细胞。Mousavi等[61]等开发了一种新型的与金纳米条结合的微流控芯片,利用高效免疫磁珠法捕捉人血中极少量的细胞,可以达到简单而有效的检测高纯度目标细胞的目的。可以预见,在未来,更加精确的细胞筛选技术将是一个非常热门的研究方向[62]。虽然功能化的磁性纳米材料已经有了广泛的应用,但如何设计更简单的制备过程和更新颖的功能化方式以使材料本身具有更好的分散性和使用寿命,仍是研究者们探索的方向.3.2.4纳米生物传感器在癌症研究领域,利用纳米技术制成的传感器可望使各种癌症的早期诊断成为现实[63]。纳米传感器灵敏度很高,在进行血液检测时,当传感器中预置的某种癌细胞抗体遇到相应的抗原时,传感器中的电流会发生变化,通过这种电流变化可以判断血液中癌细胞的种类和浓度。目前越来越多的风险投资正在涌入这一领域,但这一技术在实用中还有一些技术难题需要解决。今后可能会有多种纳米传感器集成在一起被置入人体,以用来早期检测各种疾病。3.2.5生物芯片生物芯片是基因生物学与纳米技术相结合的产物,它不同于半导体芯片,它是在很小的几何尺度的表面积上,装配一种或集成多种生物活性分子,仅用微量生理或生物采样,即可同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和DNA的特性,以及它们之间的相互作用,获得生命微观活动的规律。具有集成、并行和快速检测的优点,生物芯片技术已经成为21世纪生物医学工程的前沿科技。基于纳米结构阵列的蛋白质芯片和微流控芯片技术在诊断学和生物传感技术方面的应用具有巨大的潜力[64]。Ali等[65]制备的基于氧化镍纳米棒的微流控生物芯片,采用电化学检测法来测定人体血液中的总胆固醇浓度,线性范围为1.5-10.3mmol/L,灵敏度高达0.12mA•mmol-1•cm-2。DNA芯片技术可以快速分析大量的基因信息,从而使生物医学工作者可以研究并收集基因表达和变异信息,还可用于监测不同的人体细胞和组织基因表达,以检测癌症或其它疾病所对应的基因的变化。3.2.6纳米机器人纳米技术与分子生物学的结合将开创分子仿生学新领域。“纳米机器人”是根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。以色列科学家研发出一种“胶囊相机”,将摄像头内置入比普通感冒药稍大的胶囊内,以大约每秒14张照片的频率拍摄消化道内的情况,并同时传回外置的图像接收器,可进行人体消化道肿瘤监测。还可将纳米机器人注入人体血管内,进行全身健康检查,疏通脑血管中的血栓,清除心脏动脉脂肪沉积物,用于动脉粥样硬化的治疗;可吞噬病毒,杀死癌细胞;可将纳米机器人以插入导管的方式引入到尿道或胆道里内,直接到达结石所在的部位,并且直接把结石击碎,进行肾结石、胆结石的治疗;还可进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA,把正常的DNA安装在基因中,这样可以从根本上治愈遗传缺陷或病毒,使机体正常运行。未来发展趋势是当机器人医生发现可疑病变组织后,立即能伸出“手”来取样进行活检。纳米机器人在体内的生物传感与智能配送生物活化剂有很大潜力[66]。
4纳米材料和纳米生物技术的安全性问题
随着纳米技术的迅速发展,不可避免地导致含有纳米颗粒的工业废水的排放[67],纳米材料的潜在的免疫毒性机制所引起的不良反应还没有得到足够的重视[68]。纳米颗粒可直接穿透人体皮肤引发多种炎症;可穿透细胞膜,将异物带入细胞内部,对人体脑组织、免疫与生殖系统等方面造成损害等。如二氧化钛容易在饮用水中聚集,从而污染环境、影响健康。接触二氧化钛纳米微粒后,人体肺部将可能出现炎症。银纳米颗粒目前已被大量使用。研究表明,即使它在环境中的聚集量很低,也会对水中无脊椎动物造成伤害。碳纳米管是工业和实验所需的材料,注射了碳纳米管的老鼠会产生动脉粥状化、线粒体脱氧核糖核酸损伤等反应。当摄入量较大时,对肌肉细胞也有毒性,会对人体健康有不利影响。但尽管纳米生物技术的应用有一定安全性的问题,它的应用也会越来越广泛,同时这也为纳米技术将来的发展指明了方向——如何提高其安全性问题是研究的目标之一。
5发展前景
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.