時(shí)間：2022-12-23 03:42:36
序論：在您撰寫基因工程論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
改革教學(xué)手段與方法，增強(qiáng)教學(xué)效果
1加強(qiáng)課堂交流與互動
基因工程的傳統(tǒng)教學(xué)模式基本上是老師講、學(xué)生聽，學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況也是上課抄筆記、考前背筆記、考后全忘光，在整個授課過程中學(xué)生只是被動的接受知識，不主動思考，教學(xué)效果差。長期下來學(xué)生思維遲鈍，無學(xué)習(xí)的積極性。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，筆者改革了教學(xué)方法。在教學(xué)方法上，課堂討論式教學(xué)法是對傳統(tǒng)講授教學(xué)的有效補(bǔ)充，教師對本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)設(shè)計(jì)一定的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考和交流，學(xué)生首先獨(dú)立思考問題，再進(jìn)行小組討論、大組匯報(bào)交流，學(xué)生在思考、分析、實(shí)踐和交流這一過程中自覺地接受新知、探索疑難、總結(jié)規(guī)律，獲得了學(xué)習(xí)的主動權(quán)，充分調(diào)動了課堂中教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生以及學(xué)生自我反思等多向信息交流方式，在交流中完成教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，使學(xué)生的思維能力得到提升，創(chuàng)新精神得到體現(xiàn)。這種教學(xué)方法徹底改變“灌輸式”教學(xué)中學(xué)生完全處于被動受教的地位，教學(xué)效果良好，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
2現(xiàn)代教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合
基因工程知識信息量大，直觀性強(qiáng)，傳統(tǒng)的教學(xué)手段無法讓學(xué)生直接體會某些原理及具體實(shí)驗(yàn)操作，從而加大了學(xué)習(xí)和理解的難度。使用多媒體、影像資料等現(xiàn)代化教學(xué)手段，可以在有限的時(shí)間內(nèi)提供給學(xué)生較大的知識信息量，同時(shí)還能激發(fā)學(xué)生興趣、加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解。因此，筆者制作了適合甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的多媒體課件，該課件圖片、動畫、影像較多，直觀地表現(xiàn)出基因工程的原理、技術(shù)等。在授課過程中將傳統(tǒng)的教師講授、學(xué)生討論及現(xiàn)代多媒體課件教學(xué)手段相結(jié)合，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教學(xué)效果顯著。
以科研促教學(xué)，提高授課質(zhì)量
1科研融入課堂教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
授課教師在授課過程中，應(yīng)立足生命學(xué)科發(fā)展的特點(diǎn)，充分發(fā)揮自身科研優(yōu)勢，結(jié)合授課內(nèi)容將科研工作內(nèi)容融入到課堂教學(xué)，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)方法改進(jìn)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生真正感受到學(xué)以致用。例如在給學(xué)生講述“目的基因的轉(zhuǎn)化”、“轉(zhuǎn)基因植物表達(dá)檢測”等章節(jié)內(nèi)容時(shí)結(jié)合自己的研究課題“應(yīng)用擬南芥K+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因（AtHKT1）提高馬鈴薯耐鹽性的研究”講述具體的方法、操作過程中遇見的問題及解決方法，使學(xué)生認(rèn)識到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展與基因工程密切相關(guān)，將枯燥、抽象的理論融于實(shí)踐，擴(kuò)大了學(xué)生的視野，收到較好的學(xué)習(xí)效果。另外，還可以介紹以往學(xué)生的研究課題，增強(qiáng)學(xué)生對科研工作的信心，使其認(rèn)識到自己完全有能力、有條件進(jìn)行科學(xué)研究，也應(yīng)該在研究中做出自己的貢獻(xiàn)，大大激發(fā)其學(xué)習(xí)的熱情。
很多人在寫論文的時(shí)候不知道為什么要寫參考文獻(xiàn)，認(rèn)為論文的內(nèi)容才是最重要的，對參考文獻(xiàn)也不是特別重視，參考文獻(xiàn)的寫作對論文來說是有很大的影響的，可以通過它來看出論文的學(xué)術(shù)研究價(jià)值。下面是千里馬小編收集的基因工程論文參考文獻(xiàn)，希望可以給大家?guī)韼椭?/p>
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關(guān)鍵詞:基因;應(yīng)用
基因在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,但其中的道理未必廣為人知。那么所謂基因到底是什么呢?它是控制生物性狀的基本單位,記錄著生物生殖繁衍的遺傳信息。并且通過修改基因能改變一個有機(jī)體的部分或全部特征。它的作用主要是以轉(zhuǎn)基因技術(shù)和基因克隆技為核心。通過它們改良動植物的品種,從而大大提高經(jīng)濟(jì)效益。那么下面我們就談?wù)勊鼈兪窃鯓訛槿祟惙?wù)的呢?
一、轉(zhuǎn)基因技術(shù)
轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是按照人們預(yù)先設(shè)計(jì)的生物藍(lán)圖,把所需要的基因從一種生物的細(xì)胞提取出來,在體外進(jìn)行“外科手術(shù)”,然后把所需要的基因?qū)肓硪环N生物的細(xì)胞中,從而有目的地改造生物的遺傳特性,創(chuàng)造出符合人類需要的新品種。轉(zhuǎn)基因技術(shù)能培養(yǎng)出多種快速生長的轉(zhuǎn)基因魚、轉(zhuǎn)基因羊、產(chǎn)奶量高的轉(zhuǎn)基因牛等,還能培育出抗旱、抗?jié)?、抗鹽堿、抗枯萎病和抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物,還培育出抗蟲作物,科學(xué)家將殺蟲基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)后,植物體內(nèi)就能合成霉素蛋白,產(chǎn)生這種霉素蛋白基因的作物有煙草、馬鈴薯、番茄、棉花和水稻等,其中效益最大的是抗蟲棉。
二、基因克隆技術(shù)
“多莉的誕生”意味著人類可以利用動物的一個組織細(xì)胞,像翻錄磁帶或復(fù)印文件一樣,大量生產(chǎn)出相同的生命體。利用它可以拯救瀕臨滅跡的物種,或是復(fù)制一些優(yōu)良品種等等。然而在進(jìn)一步細(xì)想克隆,卻也著實(shí)讓人深慮。首先,若是無節(jié)制地“復(fù)制”某種物種,就會打破自然界的生態(tài)平衡,破壞優(yōu)勝劣汰的自然法則,給自然界帶來了混亂。其次,從理論上說“克隆”哺乳動物的成功,即為“克隆”人類準(zhǔn)備了前提條件,再經(jīng)過技術(shù)的不斷改善,毫無疑問,不久以后就能“克隆”出人。對此杭州大學(xué)生命科學(xué)院院長、浙江省生物工程學(xué)會副理事長黃純農(nóng)教授認(rèn)為,不必過分擔(dān)心。他說,當(dāng)前“克隆”技術(shù)還有完善的過程,暫時(shí)達(dá)不到大量“復(fù)制”人的地步。再者各地已相繼制定了法令,為“克隆”人進(jìn)行限制。當(dāng)然,“克隆”技術(shù)的產(chǎn)生,歸根到底是利大于弊,它將被廣泛應(yīng)用于人類,前景燦爛,方興未艾?？茖W(xué)的進(jìn)步和人的觀念的變化,是無法阻止的。
三、應(yīng)用基因技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
論文摘要基因工程在植物花色改良中正發(fā)揮著越來越來重要的作用，綜述了植物花色苷基因工程所采用的方法和策略，包括花色苷生物合成基因的分離克隆、基因的遺傳轉(zhuǎn)化和基因工程改良的基本策略。
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]?；ㄉ盏纳锖铣赏緩绞潜蛔顬閺V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[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個被分離的花色苷合成酶基因是CHS基因，它是從歐芹（Petroselinumcnispum）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花色苷生物合成相關(guān)基因?；ㄉ盏纳锖铣墒菑拿Р菟岽x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?，F(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?，其基本原理是利用亞精胺、聚乙二醇的粘附作用將外源DNA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
花色苷合成由多個代謝步驟、多基因決定，所以利用基因工程改造花色苷一個重要策略就是還原法，即欲修飾某個性狀時(shí)，先要明確決定該性狀的特異生化物質(zhì)，然后對形成該生化物質(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，而限速步驟對整個代謝途徑起著決定性作用，所以對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)?個或幾個內(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，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CalgenePacific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
植物花素屬次生代謝產(chǎn)物，與植物防御系統(tǒng)相關(guān)。因此，基因工程改良花色可能妨礙植物的生存。同時(shí)，無法預(yù)測外源基因在轉(zhuǎn)基因植株遺傳背景中會產(chǎn)生的作用和后果[1]，在環(huán)境安全性方面存在潛在的威脅，如轉(zhuǎn)基因花卉雜草化、產(chǎn)生對人類有害的代謝物、因基因漂流而污染環(huán)境、給傳統(tǒng)的傳粉者帶來困惑等。
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（一）調(diào)整實(shí)驗(yàn)課與理論課的設(shè)置
根據(jù)課程的需要，申請加大了試驗(yàn)課的課時(shí)數(shù)，加開了基因組DNA提取和RNA提取及RT-PCR試驗(yàn)和體外重組轉(zhuǎn)化試驗(yàn)，使學(xué)生完全接觸到了分子生物學(xué)中的基本操作技術(shù)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)就可以獨(dú)立的進(jìn)行相關(guān)的研究。為了使理論緊密聯(lián)系實(shí)踐，加深對基因工程技術(shù)的深刻理解，我們根據(jù)基因工程課程內(nèi)容，每一單元授課完畢后安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課。調(diào)整后的課程安排對同學(xué)們加深技術(shù)理解起到了重要輔助作用。比如質(zhì)粒載體講完后安排了質(zhì)粒提取和酶切實(shí)驗(yàn)。核酸提取技術(shù)講完后安排了大分子DNA提取和RNA提取實(shí)驗(yàn)等。每講授完一門基因工程常用技術(shù)即設(shè)置一個獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)。這樣理論緊密聯(lián)系實(shí)踐的課程設(shè)置，極大加深了學(xué)生對課堂授課內(nèi)容的印象，學(xué)習(xí)興趣日漸濃厚，實(shí)驗(yàn)課動手操作的主動性較初始明顯增強(qiáng)。此外，前期基因工程教學(xué)中由于時(shí)間限制，往往分大組實(shí)驗(yàn)，不能保證每個學(xué)生都能參與試驗(yàn)，課時(shí)調(diào)整后，加了實(shí)驗(yàn)考核環(huán)節(jié)，要求每個實(shí)驗(yàn)學(xué)生必須親自操作，從而保證每個人都能掌握基本的操作技能，同時(shí)加深理解理論課內(nèi)容，這在后期的課程結(jié)課考試時(shí)學(xué)生對理論知識尤其與試驗(yàn)相關(guān)的部分內(nèi)容的掌握方面效果非常明顯。
（二）設(shè)立綜合大實(shí)驗(yàn)
為了使學(xué)生能夠更清晰的了解和掌握基因工程的基本路線，依據(jù)基因工程的基本操作步驟，在學(xué)生畢業(yè)前的第六學(xué)期，開設(shè)了以重組體的構(gòu)建、轉(zhuǎn)化、篩選和檢測以及誘導(dǎo)表達(dá)為主線的基因工程綜合大實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生整體實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)中包括目的基因的分離、質(zhì)粒提取，酶切、目的基因片段的回收等實(shí)驗(yàn)操作。通過這一連續(xù)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能夠掌握基因工程的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)，且對基因工程基本操作路線有了整體的認(rèn)識和把握。這一整套試驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生對出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和解決的能力，且能加深理論知識的掌握。根據(jù)理論知識調(diào)整試驗(yàn)的體系，可以加深理論知識的理解同時(shí)，提高了實(shí)驗(yàn)的成功率。根據(jù)學(xué)生的反饋，綜合大實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)過程培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和分析問題解決問題的能力，提高了學(xué)生對基因工程課程的熱情和興趣;很多學(xué)生因?yàn)樵谠撜n程教學(xué)中對基因工程相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚興趣，在課外參加了相關(guān)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目取得了預(yù)期的教學(xué)效果。
二、理論內(nèi)容及講課方法的改革
（一）教學(xué)內(nèi)容的改革
由于生命科學(xué)領(lǐng)域功能基因組時(shí)代的研究成果日新月異,基因工程技術(shù)處速發(fā)展的前沿，因此在講授基因工程主要理論內(nèi)容的基礎(chǔ)上，關(guān)注生命科學(xué)領(lǐng)域的最新研究成果及國內(nèi)外研究動態(tài)，貫穿于相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容中。比如基因芯片、基因表達(dá)等內(nèi)容；當(dāng)前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里應(yīng)用基因敲除進(jìn)行一些疑難雜癥的疾病治療；RNAi技術(shù)進(jìn)行功能鑒定等，從而使學(xué)生能學(xué)習(xí)課程的同時(shí)了解基因工程當(dāng)前的研究成果和應(yīng)用狀況，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。此外，通過與實(shí)際案例相結(jié)合將基因工程的整個過程融于教學(xué)中。如觀賞園藝因?yàn)槠涔τ弥饕糜谟^賞而不涉及大家所關(guān)注的對人體健康及倫理學(xué)的影響，其中花期調(diào)控是一些觀賞植物的主要育種方向。而利用基因工程實(shí)現(xiàn)花期調(diào)控的第一步是克隆控制花期的目的基因。在得到目的基因后進(jìn)行載體的選擇和構(gòu)建，連接轉(zhuǎn)化、表達(dá)分析等。
（二）教學(xué)方法和手段的改革
基因工程的一些概念抽象，難懂，全英文教學(xué)并不利于學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)。而全中文形式的教學(xué)不利用學(xué)生的學(xué)術(shù)交流，因此教學(xué)模式采用中文為主的授課形式，同時(shí)對一些專業(yè)術(shù)語附加英語對照，從而使學(xué)生理解專業(yè)內(nèi)容的同時(shí)，掌握大量基因工程中的專業(yè)術(shù)語，如，基因工程（Geneticengineering）、載體(vector)、限制與修飾體系(restrictionandmodification)重組(recombinant)、反轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR)等。對學(xué)生閱讀相關(guān)專業(yè)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，有效地把握科研動態(tài)，開展科學(xué)研究與技術(shù)創(chuàng)新具有很大的幫助。在課程學(xué)習(xí)中鼓勵學(xué)生關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域的研究并提交課程報(bào)告，參與課程教學(xué)。這種教學(xué)方式使學(xué)生在有限的課時(shí)中接受基因工程相關(guān)的新觀念，而且推動學(xué)生利用課后時(shí)間檢索和自學(xué)一些基因工程的新技術(shù)、新成果，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣與能動性。
基因工程的發(fā)展促使它成為生命科學(xué)研究的核心學(xué)科。一般高校都將基因工程這門課作為專業(yè)必修課在大三的第二學(xué)期開設(shè)，其先修課程為生物化學(xué)、遺傳學(xué)以及分子生物學(xué)等?；蚬こ痰恼n程內(nèi)容具有兩個特點(diǎn):一是教學(xué)內(nèi)容與其他學(xué)科緊密相連?；蚬こ滩粌H與生物化學(xué)等基礎(chǔ)課程的內(nèi)容相互聯(lián)系、交叉重疊，同時(shí)又與細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程、微生物工程等應(yīng)用性課程相互呼應(yīng)與銜接。二是內(nèi)容涵蓋面廣，更新發(fā)展快。隨著人類基因組計(jì)劃的完成，生命科學(xué)的研究已經(jīng)由基因組時(shí)代進(jìn)入到后基因組時(shí)代，單純的基因測序以及基因工程技術(shù)已經(jīng)不能滿足人類對生命信息的探索與追求。后基因組時(shí)代到來的標(biāo)志就是功能基因組學(xué)研究的興起。功能基因組學(xué)研究涉及轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組以及代謝組等多個方面，多學(xué)科的交叉研究使其發(fā)展迅速。綜上兩個特點(diǎn)，為了避免課程知識上的教學(xué)重復(fù)，同時(shí)又能在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)將基礎(chǔ)知識與最新、最前沿的研究信息最大程度地傳授給學(xué)生，筆者對課程的教學(xué)內(nèi)容及其對應(yīng)的教學(xué)課時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。以往的基因工程教學(xué)內(nèi)容共有11章32學(xué)時(shí)，可歸納為4個部分:第1章，基因工程學(xué)發(fā)展歷史概述、基因工程的基本概念(4課時(shí));第2、3章，基因工程的基本原理及技術(shù)，主要圍繞基因工程的基本構(gòu)件載體和工具酶(12課時(shí));第4～10章，基因工程實(shí)施的三大步驟，包括DNA體外重組、重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞后擴(kuò)增和表達(dá)以及基因工程后處理(12課時(shí));第11章，基因工程的應(yīng)用與前景(4課時(shí))。筆者在此基礎(chǔ)上對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)合理的取舍與增加，做到突出重點(diǎn)，加強(qiáng)基本概念和原理的理解，通過列舉實(shí)際應(yīng)用研究來介紹相關(guān)的技術(shù)與方法。同時(shí)整合課時(shí)分布，在原有的32課時(shí)中拿出8課時(shí)介紹功能基因組學(xué)研究的知識。其內(nèi)容主要圍繞克隆與表達(dá)后的目的產(chǎn)物(蛋白質(zhì))的提取、分離、純化與鑒定的方法、原理以及技術(shù)。調(diào)整后的課程安排如表1。通過此番改革教學(xué)內(nèi)容，一方面可以開拓學(xué)生的視野，幫助學(xué)生了解基因工程以及功能基因組學(xué)的理論知識和實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域;另一方面也可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)基因工程的積極性與主動性。
2教學(xué)手段與方法的改良
傳統(tǒng)的基因工程教學(xué)方法在水產(chǎn)類高等學(xué)校中多以板書結(jié)合多媒體的方法來講解概念、原理以及性質(zhì)等內(nèi)容，其過程相對機(jī)械、枯燥，使得學(xué)生難以理解所學(xué)內(nèi)容。對此，筆者通過多媒體教學(xué)與自制模型演示相結(jié)合的方法取代原有的傳統(tǒng)教學(xué)。由于基因工程的很多內(nèi)容相對抽象，僅僅通過教學(xué)技術(shù)具有圖文聲像隨意組合、靈活多變的特點(diǎn)，為學(xué)生創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)情境。通過功能強(qiáng)大的各種計(jì)算機(jī)軟件把一些很難理解的內(nèi)容做成動畫影片，化難為易、化靜為動、變抽象為形象，使學(xué)生對上課產(chǎn)生興趣，促進(jìn)學(xué)生對知識學(xué)習(xí)的渴望。同時(shí)，利用自制的模型講解課程中的重點(diǎn)以及難點(diǎn)。例如:在介紹限制酶的切割位點(diǎn)時(shí)，讓學(xué)生手持模型，分別角色扮演限制酶和基因序列，在排列位置的互換中了解3種切口的方式以及位置。這樣的教學(xué)方法不僅形象，也讓學(xué)生在互動中快速、深刻地記憶知識要點(diǎn)。另外，通過當(dāng)下研究的前沿話題為例，先提出一個問題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用其他課程所學(xué)過的或者自身所積累的知識來聯(lián)想、分析、討論，自己設(shè)計(jì)解答此問題的方法或?qū)嶒?yàn)流程。然后老師再參與其中，在討論和修改方法以及實(shí)驗(yàn)流程的過程中，引出所要講授的新的概念和知識要點(diǎn)。例如介紹表達(dá)物質(zhì)(蛋白質(zhì))的鑒定時(shí)，老師會先提出問題:基因克隆表達(dá)出的物質(zhì)是什么?這些物質(zhì)是由什么組成的?鑒定這些物質(zhì)可以使用什么方法?然后引導(dǎo)學(xué)生回顧生物學(xué)中心法則，得出基因表達(dá)物質(zhì)為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是由氨基酸組成等所學(xué)過的知識，由此學(xué)生可歸納出氨基酸測序法等鑒定蛋白質(zhì)的方法。最后老師再在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充出WesternBlot法、生物質(zhì)譜技術(shù)等新的鑒定方法。這樣的講課方式讓學(xué)生回到課堂上的主角位置，在復(fù)習(xí)了以往的知識要點(diǎn)的同時(shí)也加深了學(xué)生對新知識的理解與記憶，在一定程度上啟發(fā)了學(xué)生如何去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。此外，基因工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在講授理論課的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)課的安排也是非常重要的。設(shè)計(jì)好與理論課相配套的實(shí)驗(yàn)課程，可以使學(xué)生加深對基因工程學(xué)理論的學(xué)習(xí)和理解，達(dá)到理論和實(shí)踐相結(jié)合的目的。對此，各大高校均在基因工程實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行了改革創(chuàng)新，但有一點(diǎn)總被忽略，那就是實(shí)驗(yàn)研究對象。目前，國內(nèi)大多數(shù)高?；蚬こ虒?shí)驗(yàn)課所使用的研究對象均為果蠅等無脊椎模式生物。這種情況對于普通高校而言是可行的，但是對于擁有特色學(xué)科的水產(chǎn)類高校而言，研究對象也應(yīng)具有其專業(yè)特點(diǎn)。所以本實(shí)驗(yàn)課所使用的研究對象是斑馬魚這種海洋模式生物。研究對象的改變雖微不足道，但是能讓學(xué)生更好地理解自己所學(xué)專業(yè)的特色，在實(shí)踐操作中加深對所屬專業(yè)的熱愛。
3成績考核
中國傳統(tǒng)的應(yīng)試教育產(chǎn)生了“高分決定一切”的迂腐思想。隨著國家教育體系改革的不斷推進(jìn)，學(xué)生對于專業(yè)知識的掌握與否，已經(jīng)不能僅從一張考卷成績的高低來反映，考核成績的結(jié)構(gòu)應(yīng)向多元化的方向發(fā)展。基因工程的最終考核成績主要包括兩部分:平時(shí)成績占40%，其中課堂出勤率10%、課堂討論10%、課堂小考10%以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告10%;期末考試成績占60%。這樣的考核體系改變了過去注重結(jié)果忽略過程的做法，讓學(xué)生在平時(shí)將知識一點(diǎn)一滴地積累起來。同時(shí)，也讓授課教師能夠及時(shí)得到教學(xué)效果的反饋信息，進(jìn)一步提高教學(xué)水平。
4結(jié)語
1.1管材選擇及連接方式
根據(jù)本工程特點(diǎn)，輸水管材采用PE管材，管徑壁厚比SDR13.6，最大內(nèi)壓力1.25MPa。根據(jù)該管材的特性及類似工程的使用情況，該類型完全符合本工程的設(shè)計(jì)需要，采用管徑壁厚比SDR13.6，最大內(nèi)壓力1.25MPa的PE管做為本工程的輸水管管材。PE管的連接方式采用熱熔對接。采用重力輸水方式，在水庫常年運(yùn)行水位下，輸水管作用水頭為70m。循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)要求水頭不小于20m，經(jīng)計(jì)算De450、De500的管徑均滿足設(shè)計(jì)要求，以投資較少的原則，本工程選取De450的PE100管道。
1.2輸水管結(jié)構(gòu)復(fù)核
通過計(jì)算確定管徑后，要進(jìn)行詳細(xì)的輸水管結(jié)構(gòu)復(fù)核。1)采用《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ101－2004)，可得水錘壓力的計(jì)算公式:P=vaga=1rwg(1k+cEpdien槡)式中:Ep為管材的彈性模量，可取900MPa(20℃);c為管端固定度，可取值0.75～0.10。本設(shè)計(jì)取0.8;k為水的體積模量，取2200MPa;rw為水的重力密度，取10kN/m3;v為取平均流速，即1.30m/s;g為重力加速度，取9.81m/s2。計(jì)算結(jié)果:因?yàn)楣艿罉?biāo)準(zhǔn)尺寸比SDR取13.6，所以di/en=(dn－2en)/en=13.6－2=11.6。2)設(shè)計(jì)管道內(nèi)壓力P設(shè)計(jì)的計(jì)算采用《埋地聚乙烯烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ101－2004)，公式如下:P=γh式中:P為管道的內(nèi)水壓力;γ為水的容重，一般取9.81kN/m3;h為測壓管水頭;測壓管水頭最大值為hmax=校核洪水位－管道末端高程－管道總水頭損失，由以上材料值校核洪水位為173.53m，管道末端高程為97.31m，DN450的總水頭損失為35.46，所以hmax為40.76m。pmax=9.81×40.63=0.400MPa，管道設(shè)計(jì)壓力等于管道內(nèi)最大瞬時(shí)壓力與水錘壓力之和，P設(shè)計(jì)=pmax+p水錘=0.793≤1.2MPa。本次所選管材滿足最大管道內(nèi)壓力。3)聚乙烯管道的結(jié)構(gòu)計(jì)算。根據(jù)《埋地聚乙烯烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ101－2004)可知，聚乙烯管道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)采用下列極限計(jì)算表達(dá)式:γ0S≤R式中:γ0為管道的重要性系數(shù);S為設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力作用下，作用效應(yīng)的組合值;R為管道結(jié)構(gòu)的抗力強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，是管道在水溫20℃，50年長期承受內(nèi)水壓力下環(huán)向抗拉強(qiáng)度的最低保證值，由廠家提供。環(huán)向抗力強(qiáng)度應(yīng)滿足下列公式:γ0σθ≤γotfσθ=γQFwdD02t式中:σθ為設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力作用下管壁環(huán)向應(yīng)力設(shè)計(jì)值;γot為聚乙烯管材抗力分項(xiàng)系數(shù);Fwd為管道設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力的標(biāo)準(zhǔn)值，N/mm2，應(yīng)采取管道工作壓力的1.5倍計(jì)算;D0為管道的計(jì)算直徑;t為管道的計(jì)算厚度為33，mm;γQ為設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力的作用分項(xiàng)系數(shù)，γQ=1.2。計(jì)算結(jié)果:Fwd應(yīng)采取管道工作壓力的1.5倍計(jì)算，管道的工作壓力為0.400MPa，則Fwd=0.600MPaf為管材環(huán)向長期抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，按下列數(shù)值確定:對PE80級管，f=8N/mm2;對PE100級管，f=10N/mm2;取不利條件下(即40℃)時(shí)γot=0.71，采用PE100級管γotf=7.1γ0σθ=1.1×4.53=4.98＜γotf=7.1滿足要求。聚乙烯管材抗力分項(xiàng)系數(shù)γot可根據(jù)不同水溫溫度確定，見表2。
1.3首部設(shè)計(jì)
輸水管起點(diǎn)為白河水庫發(fā)電站廢棄的1#機(jī)組的閘閥，發(fā)電隧洞為DN1200mm的混凝土管，長68m，進(jìn)口高程為159.15m，出口高程為157.85m，后接調(diào)壓井，調(diào)壓井井徑130cm，出口為直徑1m的混凝土管，高程為161.05，接DN1000閘閥控制，變徑D1000×1600至發(fā)電機(jī)組。本次設(shè)計(jì)為拆除1#發(fā)電機(jī)組，變徑改成DN1000×DN450的直徑，后接21m的鋼管，穿墻過一干渠，建閥門井控制，一干渠的正常水位161.30m，考慮0.05m的超高，管道的底部高程為161.35m。
1.4輸水管配套建筑物
輸水管首起白河水庫發(fā)電站1#機(jī)組的閘閥，末端至某化工集團(tuán)循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)，全程約10.1km。由于輸水距離較長，在管路上設(shè)置檢修、控制裝置，主要包括安全檢修用的檢修閥、排空閥、排氣閥等，以及用于控制流量的流量計(jì)等，均放在井內(nèi)。為保證管道輸水的安全運(yùn)行，在輸水管道的隆起點(diǎn)(局部高點(diǎn))以及管線豎向布置平緩段，每間隔800～1000m左右設(shè)進(jìn)排氣閥一處，本工程共設(shè)置的檢修井17座，每座閥井內(nèi)設(shè)置1臺排氣閥和1臺蝶閥。在輸水管段的低處(局部低點(diǎn))設(shè)泄水閥，以滿足管道排水和管道檢修排水需要，本工程共設(shè)置泄水閥9處，每處設(shè)1座泄水閥井。
2結(jié)語
