基因工程基本原理精選(九篇)

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第1篇：基因工程基本原理范文

關鍵詞：電力工程；超概預算；原因；控制

中圖分類號：TM7 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）20-0112-02

在電力工程體系中，成本概預算問題十分重要，其直接影響著電力工程的實施價值與社會地位，且該項工程具有復雜性的特點，其涉及的范圍也比較廣，任何因素的波動，都會對電力工程的經濟效益構成威脅，極易導致超概預算問題的發生，制約著企業在電力工程建設上的經濟效益。在電力工程項目執行過程中，導致成本超概預算問題發生的原因很多，為從本質上緩解超概預算問題，必須從超概預算的原因著手，采取一系列的措施來應對此項問題，以將工程成本控制在一定范圍內，繼而全面提高電力工程成本控制水平。

1 電力工程成本超概預算發生的主要原因

1.1 概預算編制問題

電力工程建設需要一定的材料支撐，材料是構成整個電力工程系統的重要元素，且這些材料價格會跟隨市場環境產生波動，工程概算書與開支數額很難一致，特別是一些主打性材料發生價格波動，就會產生極大的價格差額，就容易滋生超概預算問題。

1.2 設計變更問題

對于電力工程而言，工程建設之前需要開展工程設計工作，但是由于設計師未深入到施工基地的環境中進行探查與勘測，盲目的開展設計工作，制定設計方案，但是，在后期電力工程建設之中，由于受到多種因素的影響，不得不進行設計變更，勢必會對工程成本形成威脅，進而引發諸多的超概預算問題，成為當前需要注意的重要問題。一旦發生設計變更問題，部分工程量則需要變更，在此過程中會耗費一定的人力、物力、財力等，最終會產生額外的費用，進而超出前期的概預算額度[1]。

1.3 工程審計問題

在電力工程項目執行過程中，若審計不到位，會對工程成本形成威脅，成為當前需要注意的問題[2]。在審計時，若安排不科學，審計的時間過于集中，會大大加重審計人員的審計任務，審計工作無法定時、保質保量的完成，嚴禁草草了事，這樣會嚴重威脅工程審計效果，進而影響工程取費的基本標準。在電力工程成本部分審計時，為了盡快完成審計工作，上級部門時常會從下級部門抽調非專業性的審計人員，運用此種方式，會讓整個審計工作流于形式，進而會對工程審計質量構成影響。在審計工程結算部分時，很難在控制質量的條件下實現對工程概算、設計、施工階段等的全面審計，會讓成本控制工作變得更為艱難。

2 電力工程成本超概預算問題的控制措施

2.1 優化工程概預算編制體系

為降低電力工程成本超概預算問題的發生概率，前期必須要必須做好工程概預算編制工作，這成為工程造價控制的一項重要內容[3]。為及時克服浪費、保守等問題，設計者應及時與概預算人員展開密切聯系，充分結合設計的相關任務書來進行投資與估算，實施技術經濟比較，在控制質量的條件下實現對電力工程成本的合理化控制，實現對概預算人員的素質教育。首先，應加強對概預算人員的業務培訓，定期開展學習與進修活動，以求在后續成本超概預算上獲取更高的經濟價值；其次，應及時拓寬概預算人員的知識面，設定更為規范性的管理辦法、編制策略、工程標準、材料價格區間等，且在機械設備、材料價格計算上都要充分符合國家政策與法律規定，要求工作人員還要具備足夠的建筑工程學知識、電氣工程知識、機電設備金屬結構、材料交通運輸知識等，以求達到更為理想、科學的超概預算控制效果。新時期，開展工程概預算編制工作時，應充分結合工程概算定額問題，意識到材料價格、機械設備價格等與定額間所形成的影響與問題，為做好材料價格區間的預測，要及時把握當前的宏觀調控政策，了解市場行情的實際變化趨勢等，進而把握好市場的發展走勢，科學編制超概預算方案，這會對工程成本達到一定的控制效果。

2.2 完善電力工程設計工作

對于電力工程成本控制而言，設計工作很是關鍵，其是控制成本的重要前提。因此，為降低成本超概預算問題的發生概率，應及時完善與優化工程設計工作，降低工程設計風險，防止發生設計變更問題，以避免產生額外的支出。為應對當前問題，應加強對工程設計的管控，制定科學、有效的設計方案，及時處理好設計招投標問題，將技術性因素與經濟性因素考慮其中，以達到理想的超概預算效果。選擇設計方案時，應貨比三家，畝喔黿嵌瘸齜⑹迪侄約際蹙濟的把握，優化設計整個環節，以求最大程度上降低工程造價，進而防止超概預算問題的發生[4]。此外，為防止設計方案變更，前期應加強對設計方案的價值評估與審核，實施設計方案會審工作，對設計方案中所存在的不足與缺陷進行優化設計，以求最大程度上控制成本。為強化對設計方案的控制，還應全面推行整個限額設計方案，及時約束與規范設計人員的經濟行為，在控制電力工程質量的基礎上，將整個設計方案限定在一定范圍內。在設計額度控制上，應充分結合工程項目的實況來合理分配投資額。限額設計的實施，不可一味的節約投資資源，還要遵循科學、規范、實際的理念，對整個工程進行科學而高效的設計，以求最大程度上控制設計成本。

2.3 科學規范招標過程

實施電力工程招投標工作時，主要涉及到設備與材料采購招投標、施工招投標兩個部分，建設方運用招投標的方式來選擇合適的材料供應商或施工方，進而可滿足項目的投資需求，還可實現對項目質量進度的管控，利于促進電力工程的高效運行。實施招標工作時，必須要遵循公平、公正的基本原則。招標工作開展之前，必須要對施工方、材料供應商等的資質進行嚴格審查[5]，還要開展實地考察工作，以防止違規投標、轉包等情況的發生，這會對項目成本控制構成嚴重威脅。相較于一般建筑安裝工程，電網建設對施工人員的專業技術與技能要求很高，同時，對安裝精度的要求也十分高，若在施工時出現小的失誤或操作差錯，會引發電網安全事故。

2.4 加大審計力度

為實現對電力工程成本的科學性控制，降低超概預算問題的發生概率，應加大對電力工程運行的審計力度，對工程項目資源實施動態化跟蹤與管理，立足于工程項目的前期、中期與后期，這是處理超概預算問題的一種有效途徑。項目實施的初期階段，應對設備類型、概算、投資估算與設計方案等進行全方位的審查；項目實施中期，也就是施工階段，應對材料采購、進度款撥付情況與設備購置等過程進行跟蹤式審查與管理，以求為后期工程成本審計提供重要依據與條件。審計電網工程時，應強化對工程量的審核，結合前期的工程量清單、合同資料等對工程量施工情況進行比對，保證工程量核算的精準性與科學性。在結算審計工作實施時，要對審核分項、項目單價、取費流程等的科學性進行審查。為保證審計工作質量，還要充分結合工程項目的實際情況、工作量等因素，來增設審計人員，還要加大對審計人員綜合素養的定期培訓，及時對工作人員的審計能力進行全面考核與測試，通過考核者才可擔任審計職務，以便提高審計質量與審計效率，為電力工程成本控制工作提供條件。

3 結束語

綜上所述，為保證供電企業的經濟效益，必須從起初的電力工程建設方面著手，采取一系列的手段來控制工程成本，實現對工程成本資源的高效利用，成為當前需要注意的一項關鍵性問題。電力工程成本概預算控制工作具有系統性與復雜性，其存在于電力工程運行的各個環節，可見，加強對每個階段概預算的控制很是關鍵。新時期，為降低供電企業的經濟損失，將有限的資源發揮出更大的經濟價值，應強化對工程建設成本的科學性控制，優化概預算編制體系，重視設計部分控制，科學控制招標過程與審計工作，以求最大程度上提高企業經濟效益水平。

參考文獻：

[1]吳保恒.電力工程成本超概預算原因及控制措施[J].通訊世界，

2014，24：246-247.

[2]莎莎.淺談電力工程成本超概預算原因及控制措施[J].經營管理者，2015，16：313.

[3]焦鋼.電力工程成本超概預算的原因及其控制措施[J].廣東科技，2014，16：48+47.

[4]洪苗.電力工程成本超概預算原因及解決措施[J].經營管理者，

第2篇：基因工程基本原理范文

關鍵詞：基因工程；教學改革；探索

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）03-0119-02

基因工程又稱為基因拼接或者DNA重組技術，是將一種生物體（供體）的基因與載體在體外進行拼接重組，然后轉入另一種生物體（受體）內，使之按照人們的意愿穩定遺傳并表達出新產物或新性狀的DNA體外操作程序。1972年美國人Berg在基因工程基礎研究方面做出了突出貢獻，被公認為“基因工程之父”。1973年美國人Cohen等用核酸限制性內切酶EcoRI，首次基因重組成功。近些年來，基因工程的新概念、新理論及新技術不斷涌現，內容也在不斷豐富與充實，已廣泛應用于生命科學的各個領域[1，2]。21世紀以來，基因組學已進入功能基因組學時代，對基因功能的研究是生物技術發展的新方向，體現了基因工程的重要價值所在。基因工程學作為當代生命科學研究領域最具生命力、最引人關注的前沿學科之一，已經發展成為現代分子生物學、技術學的核心內容，其課程質量的好壞直接關系學生的專業素質和創新能力的培養。作者所在學院（浙江海洋學院海洋科學與技術學院）于2007年新增了生物技術專業，同時開設了基因工程課程。為了不斷提高該課程的教學水平，筆者結合這幾年的教學經驗以及兄弟院校相關課程的授課經驗，努力充實教學內容，不斷更新教學手段，對基因工程課程的教學體系進行了探索式改革。

一、教學內容

1.不斷更新教學內容，突出實用性。基因工程理論作為一種專業性很強的課程，需在學生有一定生物學知識的基礎上教學。在浙江海洋學院本課程于大三下學期開課，在此之前學生已修完細胞生物學、分子生物學、遺傳學等生物學基礎課程，具備了較完整的理論知識體系，在此基礎上開展教學，有利于學生對知識的理解和掌握。基因工程作為一種技術性很強的課程，與上述生物學基礎課程關系密切，同時與酶工程、蛋白質工程、細胞工程等學科緊密聯系，存在一定的內容重復。在教學過程中，對于此類重復，或一筆帶過，點到為主，或采用實例對重要知識加以鞏固，盡量避免重復，突出課程特色。教材是提高教學質量的重要環節，浙江海洋學院第一次即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。該教材內容全面翔實、章節清晰，對基因工程的原理、策略和技術方法均有系統介紹，具有很強的理論性和前瞻性。但是其內容較多，很多內容對于二本院校本科生來講過于深奧、難以理解，學生也反映該教材較難，建議選其他較易理解的教材。結合該院校是二本院校的實際，筆者從2011年開始使用袁鶩洲主編，化學工業出版社出版的《基因工程》，屬普通高等教育規劃教材。本教材為國家精品課程教材，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以及基因工程與功能基因組學相結合的技術應用進展。主要內容包括三大塊。一是基因工程的基本原理與基本技術，包括工具酶和克隆載體。表達載體及常用的基因表達系統，目的基因獲取、制備、擴增、導入與鑒定的各種方法。二是基因工程在功能基因組學研究中的應用，包括基因表達譜的研究技術，全基因組化學誘變、轉座子飽和誘變的技術，基因敲除與基因敲減的技術，GAL4/UAS過表達系統，酵母雙雜交及免疫共沉淀等蛋白質相互作用研究的技術等。三是基因工程在工農業生產中的應用，包括轉基因植物、轉基因動物的制備與應用，基因治療的原理與策略以及基因工程藥物的研制與現狀等。該教材內容清晰易懂，實例舉證充分，且涉及基因工程在實際生產中的應用，在一定程度上可以提高學生的學習興趣。使用該教材3年來，目前感覺學生反映較好，適合該校學生使用。

2.引領學生了解前沿動態。基因工程作為一門前沿學科，發展速度快，內容日新月異。我們常用教材多側重原理、基礎等理論知識，且更新速度始終落后于基因工程技術本身的發展速度。現代學生思維活躍，求知欲強。為了充分滿足學生的求知欲和好奇心，在基因工程教學過程中，盡可能地添加一些新成果、新理論和新技術[3]，如：生物能源，基因工程疫苗的開發，基因治療等，并結合自己在國外實驗室所學向同學們展示最新技術與相關研究進展。基因工程的新技術多發表于Science、Nature、Cell等頂尖雜志，在教學過程中，對于發表的經典新成果，嘗試讓學生自己閱讀、分段翻譯、小組討論，增加對新知識的了解[3]。一些重要的生命科學論壇，如：生物谷、丁香園、小木蟲等是生命科學領域研究人員交流學習的地方，而知識的碰撞最容易產生科學的火花。因此，鼓勵學生瀏覽這些論壇，并參與討論，增強學習興趣。另外，也鼓勵他們加入相關的QQ群，比如轉基因群、生物信息群，增加同業交流，為自己拓寬理論知識和解決實際技術問題，同時也為今后從事的相關工作打下堅實基礎。

二、教學手段和教學方法多元化

不像動物學、植物學可以直觀地看到實物，基因工程內容抽象，多涉及細胞、分子等微觀內容，且高新技術多，操作流程長，如果僅僅采用文字和語言表述，難以講授明白，學生學起來也比較晦澀難懂[4]。因此，需要運用多種教學方法，使概念、原理講得通俗易懂，學生理解起來就更容易。

1.多媒體教學的應用。目前，大部分高校已廣泛采用多媒體教學。在基因工程多媒體教學過程中，改變原來單純的文字、圖片等內容，不斷嘗試加入一些聲音、錄像、動畫等信息，使課堂圖文并茂、有聲有色、栩栩如生，便于學生理解并強化記憶。如在講解“PCR反應”一節中，自己錄取了PCR的準備、操作以及電泳檢測等全套過程，老師講得省心，同學們聽得舒心，極大提高了基因工程課程的教學效果。

2.小組討論式教學。有價值的討論是促進學生開動腦筋、舉一反三、加深認識的有效手段。在遇到抽象內容時，講解完畢后，鼓勵學生分組討論，并選出一名組長上講臺以PPT的形式匯報本小組的學習心得，組長實行輪換制。下面的同學給匯報的小組分別從以下幾方面打分：匯報PPT的表現，制作PPT的質量，所講內容的條理性、創新性以及講解能力。通過此手段，極大調動了學生的學習積極性。例如，可引導學生討論以下專題：①轉基因動物；②中國的轉基因水稻；③基因工程產品的安全性；④基因治療。

三、改革實驗教學、科研項目與課程教學相結合

本校基因工程實驗是在大三結束后的暑假短學期開展的，共16學時，這時學生已上完基因工程理論課，具備了實驗操作的相關理論知識。實驗內容至關重要，是理論知識的綜合運用。那么如何選擇實驗內容呢？這一點比較關鍵。授課教師多具有博士學位，承擔著較高水平的科學研究工作。在基因工程教學過程中，嘗試將實驗內容和教師的科研項目相結合，讓學生自主參與到科研項目的研究中。學生可根據教師的科研項目自主確定實驗課程內容，從實驗內容的選擇，到實驗方案的設計、試劑的購置、實驗步驟的進行等都由學生自主完成，老師在此過程中起指導作用。筆者將課題“曼氏無針烏賊微衛星富集文庫的構建”分解成幾個小實驗，包括PCR擴增、瓊脂糖凝膠電泳、限制性內切酶酶切反應、載體連接、感受態細胞的制備及轉化、藍白斑篩選與鑒定、測序、序列分析和引物設計等，指導學生進行整個流程實驗，使其知識更具有系統性、完整性。此外，還可鼓勵學生申報省級或校級的大學生創新項目，由筆者指導的“轉基因綠色熒光觀賞魚開發技術探索”以及“青魚β-actin基因的啟動子功能初步檢驗”分別獲得省級可喜獎項，這個實驗培養了學生的創新能力及今后獨立從事科研的能力。

四、試探采用雙語教學

現代高素質專業人才不僅要具備高水平的專業知識，還應具備高水平的專業外語閱讀與寫作能力。為適應學科發展趨勢，并擴充學生的英語專業詞匯，培養英語思維模式，在基因工程教學過程匯總嘗試進行雙語教學[5]。在教學上，以中文課件為主，主要的專業詞匯用英文標注，時而用英文講解，盡量創造雙語教學環境。并且鼓勵學生借閱相關的英文教材，例如，在國際上使用廣泛，權威性和時代感強的英文教材《Principles of gene manipulation and genomics》（7th ed）作為教學參考書。

簡而言之，經過幾年的努力工作，浙江海洋學院在基因工程課程的教學內容方面進行了優化，改進了教學方法與手段，培養了實驗設計能力和創新意識，拓展了他們的知識面，取得了不錯的效果。然而，課程教學改革是一項系統工程，目前還處于探索和實踐階段，必須堅持不斷地探索、實踐、總結，最好建立一支教學團隊，希望把基因工程課程教學改革工作開展得更有效果，為國家輸送更多高素質的專業人才。

參考文獻：

[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：科學出版社，2004：1-8.

[3]張傳博，李莉，耿紅衛.基因工程課程教學改進與實踐[J].安徽農業科學，2013，（04）.

第3篇：基因工程基本原理范文

關鍵詞： 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生的黃酮類物質，它是花色素與糖以糖苷鍵結合而成的一類化合物，廣泛存在于植物各組織細胞的細胞液中，使植物呈現從紅、紫到藍等的不同顏色[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，已經有了清楚的認識[3]。許多花色苷生物合成途徑中的關鍵酶基因和調節基因均已經從不同植物中克隆到[3，4]。轉基因花卉主要用于觀賞，易被公眾接受，具有傳統育種手段難以比擬的優越性，必將給花色改良帶來革命性的影響，已成為當前花卉育種研究的熱點。 

 

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律，了解特定色素生物合成途徑、克隆關鍵酶的基因是植物花色基因工程改良理論依據和前提。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（Petroselinum cnispum）懸浮細胞用差異雜交分離到的[5]；以后利用轉座子標簽、PCR擴增、異源雜交、差異cDNA克隆、電子克隆、蛋白質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，經苯丙烷類途徑合成[6]。根據基因對花色苷生物合成的作用可分為結構基因和調節基因[7]。結構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；另一類是調節基因，它們調控花色苷生物合成基因的表達強度和模式，同時控制花色苷在時空上的變化，如AN1、AN2、JAFl3和AN11等[8]。 

 

2 基因遺傳轉化的方法 

 

基因轉化的主要方法有農桿菌介導法[9]、基因槍法 [10]、花粉管導入法[11]、化學試劑誘導法[12]和電穿孔法[13]等。 

農桿菌介導的基因轉化方法是迄今最可靠、最有效的轉化方法。現在的轉基因再生植物中，80 %以上是用這種方法獲得的，主要有葉盤轉化法、整株感染法和原生質體轉化法[14]。 

基因槍法又稱微彈轟擊法，是由康乃爾大學Sanford等[10]建立的基因導入方法，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 沿著花粉管進入胚囊，轉化尚不具備正常細胞壁的卵、合子或早期胚胎細胞的方法。 

化學誘導法[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原生質體攝取外源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體的質膜上形成可逆性的瞬間通道，從而發生外源DNA 的攝取。 

此外，還有脂質體轉化法、低能離子束法、病毒載體轉化法、轉座子介導法和浸泡法等。 

 

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，先要明確決定該性狀的特異生化物質，然后對形成該生化物質的代謝途徑進行基因工程操作。具體就是分析催化各反應步驟的酶、編碼這些酶的基因及其表達調控[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。增強某種關鍵酶的表達，往往可使花色苷合成途徑朝生成其催化產物的方向進行；而抑制該酶的表達，則會使反應朝合成途徑的另一分支進行，導致另一種產物的積累[16]。 

3.1反義抑制法 

利用基因工程技術進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，然后分析該生化物質代謝途徑中催化各反應步驟的酶，克隆編碼這些酶的基因，反向轉入到目的植株中，外源DNA轉錄產物與內源的互補mRNA結合，而抑制目的植株中這些生化物質的合成[17]。利用該技術已在矮牽牛[17，18]、[19-21]等幾種觀賞植物中進行成功了花色修飾。 

3.2共抑制法 

共抑制法，又稱正義抑制法，即正向導入1個或幾個內源基因的額外拷貝，反而抑制該內源基因轉錄產物mRNA的積累， 進而抑制該內源基因的表達[22，23]。該技術在矮牽牛[24]、[19]、藍豬耳[25]等花卉的花色修飾方面已取得成功。 

3.3導入調節基因 

如果植物已具色素合成結構基因，只是因為組織特異性或缺乏調節基因表達產物的激活而不表達時，導入調節基因并使之適當表達可活化特定的結構基因， 改變花色。如Quattrocchio 等[26]將系列花色苷合成的調節基因轉入矮牽牛，獲得紅色的愈傷組織和粉紅色花色的轉化株。Kim[27]將玉米C1基因通過農桿菌介導轉入煙草，使株花瓣變狹長，顏色顯著變淺。 

3.4導入新的外源基因 

Meyer等[28]首次將源自玉米的編碼DQR的A1基因導入矮牽牛白花突變體中，產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入F3′5′H基因獲得成功，同年該公司在矮牽牛中導入該基因獲得藍色矮牽牛[29]。此外，在花色基因工程操作中，也可以導入調節基因以增強或減弱原有代謝產物表達，或導入其他與花成色作用有關的基因，如pH基因、輔助色素基因、細胞形狀基因等，也可以同時導入與某種花色有關的多種基因。

4 植物花色苷基因工程改良的安全性 

第4篇：基因工程基本原理范文

關鍵詞：基因工程；課堂教學；改進；課件設計

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）03-0178-02

我國高等學校本科教育的學科分類中，生物學、生物醫學工程、食品科學與工程、農業工程等專業屬下的許多課程都與基因工程技術與應用的迅速發展息息相關。因此，基因工程越來越多地進入高校專業主干課程行列。基因工程的內容繁雜難學，實踐性強[1]，而且迄今為止，很多大專院校由于條件所限，未能開設配套的實驗課程。相關教材中，絕大部分內容也集中于理論闡述。即使教學大綱是經過反復推敲，依據基因工程教材重要知識點而制定的，授課內容也嚴格按照教學大綱亦步亦趨，還有多媒體方法輔助講授，但是，傳統的“填鴨式”課堂教學方式仍然被普遍采用，難以達到教書育人的目的，也不符合現階段我國高等教育培養創新型人才的要求，這使得教學效果從根本上無法保證。課堂教學是高校最基本的教育活動，主要由教師和學生兩方面共同承擔完成[2]。首先，為人師者應該從教師主體出發，增加教學投入[3]，努力探討和思索如何在現有條件下改進和完善課堂教學，提高教學質量。其次，應最大限度地調動學生學習的積極性和主動性，讓學生在課堂教學中能聽得懂，聽得進。這樣，才能夠在有限而寶貴的課堂時間內，啟發學生的創造性思維。本文作者在多年從事基因工程教學的基礎上，以基因工程中“大腸桿菌轉化”知識點為例，說明在基因工程教學中，尤其針對技術性、實驗性教學內容，結合相關科研經驗，改進課件設計的重要性。

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”、“增”和“檢”構成。其中“轉”是針對原核生物的轉化（Transformation）、真核細胞的轉染（Transfection）和需病毒參與的轉導（Transduction）等活動的統稱。作為基因工程七大支撐技術之一的基因轉移技術也是指“轉”操作。由此可見，“轉”為基因工程教學中的重要知識點之一。其中，轉化是外源DNA進入受體細菌而獲得相應遺傳性狀的現象，亦即DNA導入受體菌再擴增或表達的過程。在具體章節詳細介紹原核細胞代表性基因工程實例時，也離不開大腸桿菌的“轉化”，實驗室常用的大腸桿菌轉化方法有氯化鈣（Calcium Chloride，CaCl2）和電穿孔（Eletroporation，也叫電擊）等。CaCl2法創立于1972年，是適用于革蘭氏陰性細菌（如大腸桿菌等）的經典轉化技術。它是指在低溫下，Ca2+能夠與細菌外膜磷脂形成液晶結構，然后經熱脈沖發生收縮作用，這樣細胞膜會出現空隙，從而使外源DNA進入受體菌的過程，所以CaCl2法也被稱作熱激法或者熱脈沖法。此方法的關鍵影響因素是低溫和Ca2+，它不需要電轉化設備，在實際中最為廣泛使用。因此，常常在課堂教學中作為重點內容來介紹。常用的教學方法在講授此章節內容時，采用如圖1所示的PPT或者板書機械化流程來展示大腸桿菌的標準熱激法轉化過程。這樣的教學方式，備課簡單，授課輕松，數分鐘即可完成。但常常會因為課堂上，講解理論知識的枯燥而難以激發學生的學習興趣，從而導致在短短的課堂時間里，學生的思考能力得不到鍛煉，更不用說如何牢固掌握專業的基礎知識了。事實上，有很多大學生在中學生物學課程學習階段已經接觸大腸桿菌熱激法轉化的基本知識了，但進入大學階段的基因工程課程相同知識點學習時，已近徹底遺忘；甚至有學生，在大學其他課程如分子生物學等實驗環節或科研實踐活動中還進行過相關實驗，但對轉化也只留下模糊印象。這些現象一方面可能受到學生個體學習主動性等的影響，但另一方面不能否認與課堂教學質量，尤其是主導課堂教學的教師采取的教學方法相關。因此，針對標準熱激轉化法流程的授學，我們認真思考后，在利用教材講授理論知識的同時，還從該知識點出發，將理論知識與科研實際結合，即與科研中已運用普遍的快速熱激轉化法聯系起來重新設計課件，如圖2所示。當大腸桿菌標準熱激法轉化流程介紹完畢時，讓學生結合熱激法轉化的基本原理，思考教師提出的相關問題。經過逐步的啟發和剖析，只有當學生掌握了大腸桿菌轉化的知識要點時，才能認識到標準熱激法的第3至第5的三個步驟均可以省略，快速熱激法在15分鐘內即可完成。在這樣短暫的課堂授學過程中，創造出能發揮學生主觀能動性的課堂學習氛圍，不僅可以幫助學生理解知識要點，還增加了課堂上教師與學生的互動，活躍了課堂氣氛，開啟了學生思考的閘門，拓展了學生思維的空間，鍛煉了學生思考、分析、解決問題的能力，從而取得良好的教學效果。

綜上所述，課堂教學設計對教學質量有著非常重要的影響。近年來，盡管有文獻提倡對基因工程教學設置獨立的實驗課程或者讓學生提早進入科研課題來加強對基因工程的學習。但現階段對大多數的高校而言，這恐怕不是一個容易實踐的提高教學質量的方法。我們以上的改進，僅為進一步完善基因工程課堂教學起到拋磚引玉之效果。將來，在基因工程課程教學研究過程中，作為主導課堂教學的一方，應更好地結合本校的實際，并融合教師自身多年的科研經驗，繼續努力探索，對更多的關鍵內容、知識點進行更好的課堂課件設計，以化枯燥為有趣及深入淺出的啟發式授課方式等鍛煉學生的思維，培養學生的創造能力，提高課堂教學的質量。

參考文獻：

[1]王文鋒，武新勝等.醫學院校基因工程的課程改革[J].中國高等醫學教育，2015，（5）：68-69.

[2]王志鵬，郭小玉.高校課堂教學質量問題思辨[J].當代教育理論與實踐，2014，（10）：79-80.

[3]何旭明.教師教學投入影響學生學習投入的個案研究[J].教育學術月刊，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）

第5篇：基因工程基本原理范文

【關鍵詞】《食品生物技術導論》課程；教材；多媒體；實踐教學

生物技術已成為當今高科技領域發展最具生命力、最引人注目的前沿學科之一。當前以及未來數十年，利用現代生物技術對食品生產進行技術改造升級，生產出新型的食品添加劑、保健食品甚至是全新的食品原料，將成為食品產業克服產品成本逐年增加、增強核心競爭力和轉變經濟增長方式的必由之路。因此，要培養二十一世紀新型食品專業人才，學習和掌握生物技術的基本原理和技術是非常有必要的。我校于2009年對生命科學學院食品科學與工程系開設了《食品生物技術導論》這門課程，立足于培養出不僅能夠將食品科學與工程的理論和技術應用于食品生產、食品安全與檢測，也能夠結合現代生物技術的理論和技術，尤其是分子生物學的理論和技術應用于實際的學習和工作中的名副其實的“復合型”人才。本人根據近幾年《食品生物技術導論》教學經驗，提出《食品生物技術導論》理論教學和教材建設綜合優化方案，從多媒體、教材以及實踐教學的角度優化《食品生物技術導論》教學。

一、教材編寫更貼近食品科學與工程專業學生的知識水平

目前我國高校絕大多數的食品科學與工程專業都開設了《食品生物技術導論》這門課程，也陸續有一些《食品生物技術導論》教材的出版。但是作為一門比較新的課程，教材內容上有許多需要改進的地方。目前的《食品生物技術導論》教材內容大多都是從以往的《生物技術》該門課程的教材照搬而來，只是額外加入了一些生物技術在食品工業中具體應用的實例，并沒有從頭到尾的針對食品行業來介紹生物技術的各種原理和技術。同時，食品科學與工程專業的學生在學習《食品生物技術導論》課程前，僅僅有必修的《生物化學》課程作為基礎，最重要的基礎課《分子生物學》僅為選修課。因此食品科學與工程專業的學生在學習《食品生物技術導論》這門課程，尤其是課程中的基因工程部分內容的時候會顯得很吃力。

因此，對《食品生物技術導論》課程教材進行整理和修改顯得尤為必要。例如，現在已出版的《食品生物技術導論》教材中都分別設有“酶工程及其在食品工業中的應用”和“發酵工程在食品工業中的應用”這兩個章節，這兩章內容與本專業的《酶工程》、《發酵工程》以及《發酵食品工藝學》三門內容基本重復，可以考慮刪掉。針對食品科學與工程專業學生分子生物學基礎薄弱出發，在基因工程與食品工業章節中，多講授一些分子生物學的基礎知識，以利于學生理解。同時，教材還應在講授生物技術基本原理和技術的時候，多以食品工業中的具體應用舉例，而不是在章節的末尾集中舉例，這樣能夠更利于加深學生的理解。

二、多媒體教學作為輔助，讓枯燥的課程鮮活起來

《食品生物技術導論》大部分屬于理論講解，如果采用傳統的板書方式教學，學生對于課程中復雜的原理、繞口的概念和抽象的方法難免覺得枯燥乏味。在教學課程中采用計算機多媒體教學，讓學生以更直觀、生動的方式了解食品生物技術的各項內容。利用計算機輔助教學（CAI，Computer Aided Instruction），在教學課件中添加生動的圖片、動畫、視頻，把傳統教學手段下很難表達的教學內容、知識重點、難點直觀的表達出來，從而使學習內容變得容易理解和掌握。

例如，在第二章基因工程的內容，通過多媒體課件以動畫的形式輕松的理解轉錄、翻譯、PCR等原理，讓學生快速的理解并掌握。此外，定期給學生播放最近與視頻生物技術有關的國際論壇視頻（如TED），了解最新最尖端的生物技術、開闊學生們的眼界、激發學生的學習興趣。但如果單純采用多媒體教學又容易產生學生過于依賴多媒體課件從而不積極思考和記錄課堂筆記，教師和學生之間互動減少以及課件放映速度快內容多學生來不及思考等問題。因此在《食品生物技術導論》中將多媒體教學和傳統的板書教學相結合，既能夠抓住學生的注意力，也能夠以生動的形勢促進學生理解課程內容。

三、增加實踐教學內容

食品生物技術是一門實踐性很強的學科，無論多么晦澀的概念或是多么復雜的原理最終都要以實驗實踐的形式進行應用。然而目前我校《食品生物技術導論》課程并未開展任何的實驗教學內容。因此，作為主講教師可以通過讓學生親自參與到教師的科學研究試驗中，讓學生進一步的了解基因工程以及免疫檢測技術等等原理。并且在教學過程中將科研課題研究與學生的教學實踐相結合，開展我校獨具特色的開放實驗室、創新實驗室等實踐活動。同時，可以帶領學生參觀本院國家級、省級重點實驗室以及我校的呼蘭校區的博士后工作站，讓學生了解與課程相關的超凈工作臺、PCR擴增儀、電泳儀、凝膠成像儀、流式細胞儀、超低溫冰箱等高尖端儀器設備，或到一些食品企業（如哈肉聯）、藥品企業（如哈藥集團）進行實地參觀，使學生對食品生物技術這門學科產生更濃厚的興趣。這種以科研、實踐促進教學，不僅能使學生接觸到本學科最前沿的內容，而且能提高學生的學習興趣，并引領學生參與教師的科研項目之中，使學生參加課外科研活動形成風氣，為進一步提高學生畢業論文質量也起到積極的推動作用。

參考文獻：

[1]陸兆新.現代食品生物技術[M].北京:中國農業出版社，2002.

第6篇：基因工程基本原理范文

1 “基因工程制藥”實行雙語教學的必要性

“雙語教學（ bilingual teaching）”的定義就是在教學過程中，用兩種語言作為教學媒介語，學習和掌握學科專業知識。雙語教學一方面可以提高學生的英語水平，另外一方面可以培養學生利用英語學習專業知識和提高解決專業問題的能力。如今的生物技術正迅速地改變著我們的生產和生活方式。“基因工程制藥”涵蓋了研發基因工程藥物的基本理論和相關研制技術比如免疫球蛋白，細胞因子和干擾素等新藥的原理、方法、技術路線。近年來，隨著人們健康觀念的變化，尤其國家先后出臺了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》和《促進生物產業加快發展的若干政策》，加大了對生物技術創新和生物產業發展的支持力度，我國的生物制藥行業發展保持快速增長，但大多依靠國外進口，缺乏自主產品。隨著分子生物學突飛猛進的發展，基因治療正在快速發展，在2011年，美國醫學界就首次提出了“精準醫學”的概念，2012年10月，?W盟批準了西方發達國家第一個基因治療藥物uniQure公司的Glybera，2015年年初，奧巴馬提出了“精準醫學計劃”，引領了一個醫學新時代，促進了基因工程制藥研究新藥的迅猛發展。作為醫藥行業的技術人員，只有與時俱進，不斷創新，跟上國際同行的步伐，相互切磋，才能更好地掌握基因工程藥物理論和新技術，為醫學新時代的生物藥的研究和發展做出貢獻，創新出自己的產品。基于以上，開展“基因工程制藥”雙語教學是必要的，有助于學生及時了解學科國際發展趨勢，更好地為醫藥行業服務。

2 “基因工程制藥”雙語教學實施方法和思路

2.1 提高雙語教學教師素質的必要性和應對措施

雙語教學除了要求學生掌握本專業相關的基礎知識之外，同時學生的外語水平和用外語學習專業知識的能力也要在雙語教學的教學過程中得到提高，這對任課教師有一定的要求。教師是雙語教學的主要實施者，實施雙語教學的教師要有深厚的專業知識，外語水平高，具有用外語解析專業知識的能力。目前，高職院校能進行雙語教學的師資仍然有限，高職院校教師從總體上大致分為兩類，一是專業英語水平不錯，能查閱國外專業文獻、科研能力較強，但利用英語交流表達上有所欠缺；二是英語專業的教師聽說讀寫能力水平較強，但專業知識不夠。教師的英語水平和學科知識等直接影響教學質量，因此，提高高職院校雙語教學教師素質是很有必要的。目前，提高雙語教學教師的主要措施就是學校選派有能力的教師參加國內雙語教學研修班和赴國外求學。教師通過研修班的培訓學習和國外相關課程學習，有助于提高教師的外語口頭表達能力、專業水平以及寫作能力，拓寬了教師的視野，提高了教師參與雙語教學改革的積極性，提高了雙語教學教師團隊的師資水平，為培養國際性的人才提供了基本保證。

2.2 確立適度的教學模式

“基因工程制藥”課程目標是使學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問題和發展趨勢。雙語教學的有效實施可以提高學生的外語水平，引導學生自己動手查閱國內外文獻及國外相關網站了解醫藥行業知識的最新進展，成為與時俱進的人才。在教學過程中，教師應貫徹本課程知識目標，以制備基因工程藥物產品為主線，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五大模塊為體系進行課程的整合與設計。國內常見的雙語教學模式一般有3種，分別是沉浸式教學、保持型教學和過渡型教學。針對我國高職學生英語基礎相對薄弱，對英語授課的接受能力普遍偏低的特點，高職院校一般采用過渡型雙語教學。課堂上合理安排兩種語言的教學比例是很重要的。教學資料PPT是英文，授課全部用中文這種形式化教學是不可取的。提倡比如基因治療、免疫球蛋白和干擾素等重點概念用英語講，配以中文解釋。知識簡單的緒論和實驗過程中簡單的技術路線等章節用英語講，而在知識較難的基因工程藥物研發多用漢語教學。不論用英語還是漢語，都應圍繞將語言作為載體傳授學科知識的基本點來開展雙語教學。

2.3 選擇合理的教材

合適的英語原版教材和參考書是雙語教學正常開展的前提。國外原版教材具有原汁原味，內容豐富，圖文并茂，結構鮮明，權威性強等特點。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容相符的章節用來作為雙語教學的內容。但是國外原版教材費用價格偏高、書中內容信息量大、專業理論知識深和高職學生英語基礎偏弱，接受能力不強等都是實際情況。高職課程教學大綱重在培養學生技術應用能力，高職院校選用國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教材還比較少。因此，高職院校相關學科教師可根據人才培養方案課程大綱和學生的外語水平和接受能力對國外原版教材進行改編、整合，整合成體現高職教育特色和雙語教學目標的教材。教師也可根據學生實際情況編寫教材配套中文講義，方便學生理解，以期保證高職院校雙語教學的順利進行。

2.4 運用靈活恰當的教學方法

有學習興趣就有學習動力，培養學生學習興趣是教師的首要任務。“基因工程制藥”課程理論性強、專業性強，枯燥乏味。因此，教師要想辦法提高學生的學習興趣，讓學生以積極的心態對待雙語教學。比如在授課過程中，教師可以多介紹比如基因治療，精準醫療這些前沿技術在醫藥領域的實際應用，讓學生意識到生命科學知識和新技術在不斷變更，喚起學生探索未知領域的欲望。在理論課授課中，開展雙語教學可以穿插“漢中有英，英中帶漢”的方式進行，應以漢語為主（70%）、英語為輔（30%），以此來緩解聽課疲勞。將重點概念比如基因治療，免疫球蛋白等用英語表述，漢語注釋，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時，準備豐富的多媒體課件和微課內容（具有英文背景的），讓學生建立感性認識。同時，教師應積極地改進教學方法，采用研討式、啟發式和辯論式等創造性教學法激發學生的學習興趣。“基因工程制藥”也是一門實驗課程，在實驗課程中可采用小組教學，在PCR克隆技術、質粒DNA的轉化等簡單實驗中，實驗步驟可以用英文講授，實驗結果用中文論述，學生在實踐操作過程中遇到問題可以及時與教師溝通，提高雙語教學質量。

2.5 教學考核

雙語教學效果考核方式一般是平時成績和課程期末考試二者結合到一起進行考核。平時成績可以結合課程進度來布置作業，可以選取一個專題如Gene therapy、Insulin secreting gene engineering等，課后分組討論后查閱文獻，制作成PPT，鼓勵用英文演講，教師和同學共同進行評分。學生在完成專題作業過程中通過NCBI、EMBL、中國生命科學論壇、生物秀等網站，了解生物技術在生物醫藥行業的最新進展，同時，通過查閱外文文獻和國外網站，提高了學生的英語閱讀能力和增加了詞匯量，也提高了用英語解析專業知識的能力。同時，通過討論也能訓練他們用英語思考問題的能力。課程期末考試，試卷題型一般包括名詞解釋、選擇題、判斷題、簡答題，論述題這幾種題型。由于高職院校學生英語基礎薄弱，出題形式全部用英文命題和用英文作答顯然是不合適的。應采取中英文混合形式出題，名詞解釋和簡答題用英文命題，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知識的掌握程度也能考核英語水平的閱讀和寫作能力，保證雙語教學學習和教學效果。

第7篇：基因工程基本原理范文

在新課標教材《選修3?現代生物科技專題》的“基因工程”一章中，不同版本的教材都設計了一個模擬操作。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容，指導學生進行了一次有意義的教學實踐。

1 教學分析

在DNA分子水平上進行設計和施工的基因工程技術是由“分子工具”的突破開始的，因此基因工程專題根據學生的認知規律首先介紹了DNA重組技術的基本工具，涉及準確切割DNA的“手術刀”、將DN段連接起來的“縫合線”、將體外重組的DNA導入受體細胞的“運輸工具”。但由于這三種“分子工具”非常微觀、抽象、復雜，所以成為教學的難點，而理解它們的結構與功能基礎基因工程基本操作程序的學習是后續，因此這也是本專題的教學重點之一。為突破這個難點，并及時反饋學生對重點知識的掌握情況，教師組織學生進行“重組DNA分子的模擬操作”實驗就具有重要的意義。

在模擬實驗中，教師引導學生借助模型化方法，將DNA和“分子工具”放大，親自動手對DNA分子進行“剪切”和“拼接”，模擬制備重組DNA的過程。在體驗建模的過程中，教師注重激發學生的學科興趣。模擬活動之后，教師組織學生討論，引導分析建模過程，從而提升學生的建模思維和建模能力。同時教師將重難點知識設計為相關的問題，引發學生的思考，讓其嘗試應用所學知識解決問題，從而突出重點、突破難點，并及時反饋信息，為基因工程基本操作程序的教學設計提供依據。這樣的建模活動將實現學生知識、能力、情感、態度與價值觀的進一步提升。

2 實驗目的

（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） 體驗制備重組DNA分子的過程，激發熱愛生物科學技術的情感。

3 實驗原理

基因工程是指在體外通過人工“剪切”和“拼接”等方法，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞，并使重組基因在受體細胞中表達，產生人類需要的基因產物的技術。因而，基因工程又稱為重組DNA技術。在體外重組DNA分子，至少需要三種工具，即“分子手術刀”――限制性核酸內切酶、“分子縫合針”――DNA連接酶和“分子運輸車”――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（藍色或綠色）等。

5 實驗步驟

將紅色紙條用透明膠帶首尾相連，粘成圓環形，代表細菌的質粒（圖1）。白色紙條代表含有目的基因的DN段。

假設每組學生只有一種限制酶（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限制酶能識別GAATTC序列，并在G-A之間切割產生黏性末端；AluⅠ限制酶能識別AGCT序列并在G-C之間切割產生平口末端。E?coliDNA連接酶只能將雙鏈DN段互補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別的核苷酸序列，畫虛線表示中心軸線的位置，畫箭頭（“”和“”）標注酶切位點，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粒（圖2和圖3）。

把白色紙條和紅色紙條上配對的黏性末端或平末端用深色膠帶粘在一起，使目的基因插入質粒中，獲得重組DNA（圖4和圖5）。

6 注意事項

選擇一種限制性核酸內切酶，一定要正確識別其特定序列，并且在識別的位點“切割”DNA分子。

選擇恰當的DNA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粒。

注意安全使用剪刀。

7 討論與體會

本模擬操作是一次非常有益的教學嘗試，它將微觀的過程直觀呈現出來，有利于學生深入理解基因工程的原理。

7.1 教學材料的改進與準備

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）。由于學生用筆所寫的字母根本不可能大小一致，所以堿基要實現互補配對就比較難。因此，做出的紙帶也就缺乏科學性和可行性。為此做如下改進：

將“硬紙板”改為“A4紙”，同時將“綠色和粉紅色”改為“白色和紅色”。因為硬紙板比較難打印，而A4紙打印非常方便。為了節約起見，含有目的基因的片段采用白色紙油印的方式，質粒采用紅色紙打印。

重新設計DN段。不少教材中設計的DN段只有1個酶切位點，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別切割，為此作如下改進。教師需要預先將模擬的DN段放大成小二字號，另外在字母的外側各加上一條黑線代表DNA分子的基本骨架。用白色A4紙一頁（橫向）打印4條帶有目的基因的DNA分子，用紅色A4紙一頁（縱向）打印6條質粒DNA分子（圖6），然后裁成等寬的紙條即可。這樣既可降低實驗操作的難度，也減輕了學生的負擔。

改進工具，將教材中的“透明膠帶”改為“深色的膠帶”，如“藍色或綠色膠帶”。當教師把學生所得的實驗結果用實物投影儀進行投影時，若學生用“透明膠帶”，所粘貼的位置顯示不出來，學生所粘貼的位置是否正確也就很難看清楚，教學效果比較差。改用“藍色或綠色膠帶”后，投影效果就非常明顯了。

7.2 組織教學策略

教師可根據學生的情況，采用不同的方式實施上述實驗。如果學生自學能力比較強，教師可將該實驗任務課前交給學生，然后指導學生閱讀教材和實驗指導后，課后合作完成；課上學生交流匯報實驗結果，分析模擬操作。如果學生主動學習能力不是很強，實驗可在學習基因工程操作的基本工具時同時進行，學生邊做邊學。

教師依據模擬實驗的操作情況，可以提出以下問題供學生思考與討論：

解釋模型，把制備重組DNA分子的實際步驟和模擬實驗中的各個步驟聯系起來，思考模型中各個術語所對應的步驟或物體，完成表1。

用剪刀剪切目的基因和用限制性核酸內切酶剪切有什么區別？（限制性核酸內切酶能自己識別雙鏈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核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。而模擬實驗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。）

在實驗中，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切酶嗎？為什么？（學生根據所選擇的限制酶和DNA連接酶的實際情況填寫。切割兩種DNA分子需要使用同一種限制性核酸內切酶，因為使用同一種限制性內切酶產生同樣的黏性末端，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被限制酶切開的兩個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 實驗評價

本實驗注重實驗操作過程的評價，小組之間可以相互比較，也可利用投影展示各組實驗的結果，從以下幾方面進行評價。

7.3.1 是否正確“識別”特定的核苷酸序列

根據所選的限制性核酸內切酶的特點，在含有目的基因的片段和質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“”）標注酶切位點。

7.3.2 是否完成對目的基因和質粒的“切割”

用剪刀正確地“切割”DNA，從而獲得目的基因和質粒片段。

7.3.3 是否進行正確的“拼接”

檢查實驗結果，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。

為了檢驗這一模擬實驗的效果，可用兩個同等程度的班級進行對照實驗，然后用同樣的習題進行后測，比較實驗班與對照班的正確率。

實踐證明，采用模擬實驗的班級，對基因工程中限制性核酸內切酶和DNA連接酶的作用理解得更為深入，學習效果更好。

參考文獻：

第8篇：基因工程基本原理范文

1　分子生物技術概述

分子生物技術也稱之為生物工程，是現代生物技術的主要標志，它是以基因重組技術和細胞融合技術為基礎，利用生物體(或者生物組織、細胞及其組分)的特性和功能，設計構建具有預期性狀的新物種或新品系，以及與工程原理相結合進行生產加工，為社會提供商品和服務的一個綜合性技術體系，其內容包括基因工程技術、細胞工程技術、DNA測序技術、DNA芯片技術、酶工程技術等。現代分子生物技術的誕生以70年代DNA重組技術和淋巴細胞雜交瘤技術的發明和應用為標志，迄今已走過了30多年的發展歷程。實踐證明在解決人類面臨的糧食、健康、環境和能源等重大問題方面開辟了無限廣闊的前景，受到了各國政府和企業界的廣泛關注，是21世紀高新技術產業的先導。醫學領域是分子生物技術最先登上的舞臺，也是目前現代分子生物技術應用最廣泛、成效最顯著、發展最迅速、潛力也最大的一個領域。據統計，國際上分子生物技術領域所取得研究成果的60%以上集中在醫學領域。

2　分子生物技術在醫學領域的重要應用

2.1　分子生物傳感器在醫學中的應用

分子生物傳感器是利用一定的生物或化學固定技術，將生物識別元件(如酶、抗體、抗原、蛋白、核酸、受體、細胞、微生物、動植物組織)固定在換能器上，當待測物與生物識別元件發生特異性反應后，通過換能器將所產生的反應結果轉變為可以輸出、檢測的電信號和光信號等，以此對待測物質進行定性和定量分析，從而達到檢測分析的目的。分子生物傳感器可以廣泛地應用于對體液中的微量蛋白、小分子有機物、核酸等多種物質的檢測。在現代醫學檢驗中，這些項目是臨床診斷和病情分析的重要依據。能夠在體內實時監控的生物傳感器對于手術中或重癥監護的病人都很有幫助。

2.2　分子生物納米技術在基因診斷中的應用

基因診斷是利用分子雜交及熒光技術檢測DN段，已經為基因診斷在臨床上的應用帶來了巨大的發展前景。研究表明，利用納米技術，如利用金納米微粒結合雜交DN段，很容易進入機體細胞核，并與核內染色體組合，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，進一步提高了基因診斷在實驗室中的地位。科學家通過超順磁性氧化鐵納米粒脂質體對肝癌的研究，提高了直徑3 mm以下的腫瘤檢測率。結論表明，納米微粒對腫

瘤早期發現、早期診斷具有重要意義。

2.3　分子生物技術在醫學制藥中的應用

分子生物技術發展的一個重要方向是醫學制藥的研究與開發。與傳統的化學合成制藥相比，它不僅具有針對性強、療效好、副作用較小的優點，同時對蛋白質藥物改造、提高療效、降低毒性、提高穩定性具有重要作用，并且能夠利用生物系統，將自然界中存在的含量極低的有效生物活性物質進行大規模生產以及建立起高效、快速、準確、簡便的分子診斷技術和開發出新藥，更重要的是可以預防和治療一些應用傳統治療方法無法克服的疾病。目前這一領域的應用主要包括以下幾個方面：生產基因工程藥物；生產發酵工程藥物；生產核酸類藥物；利用生物系統加工天然藥物；從海洋生物中純化提取藥物。

2.4　分子納米技術在基因療法中的應用

基因治療是臨床治療學上的重大發展，其基本原理是:質粒DNA進入目的細胞后，可以修復遺傳錯誤，或可產生治療因子，如多肽、蛋白質、抗原等，納米技術能使DNA通過主動靶向作用定位于細胞。將質粒DNA縮小到50～200nm，帶上負電荷進入到細胞核，插入到細胞核DNA的確切部位，起到對癥治療效果。同時分子納米技術能夠快速有效地確定基因序列、基因和藥物的體內走向、傳送和定位傳遞，使臨床診斷和治療過程效率得以提高。同時無機納米顆粒體積小，可在血管中隨血液循環，透過血管壁進入各個臟器的細胞中，作為新型非病毒型基因載體能有效介導DNA的轉導，并使其在細胞內高水平的表達，從而為基因表達、功能研究及基因治療提供了新的技術和手段。

2.5　分子生物芯片技術在醫學檢驗中的應用

第9篇：基因工程基本原理范文

關鍵詞：  HCV  抗–HCV  RNA  ELISA  RT-PCR

        HCV檢測目前存在的主要問題有：1.由于HCV抗原結構的特殊性，直接檢測血清中HCV抗原的技術問題還未徹底解決。2.抗體（抗－HCV）出現時間晚，從HCV感染后到抗體轉陽的時間平均為50～70天，有的患者可延長至6～9個月，檢測的“窗口期”較長。3.病毒基因型復雜而且容易變異，使基因水平的檢測質量不夠穩定。隨著有關人員近年來的不斷努力和相關科學的迅猛發展，已經在HCV檢測技術方面有了重要進展。

        1  第三代抗－HCV試劑的應用

        檢測丙型肝炎病毒抗體（抗HCV）仍是目前常用手段，這方面的檢測方法主要是第三代酶免疫測定法（EIA）或間接酶免疫法（ELISA），我國大多采用ELISA方法。

        ELISA方法中包被抗原的組成和質量是關鍵因素。第三代ELISA試劑比第一、第二代試劑有明顯的改進，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造成的假陽性。而第三代HCV試劑，用中國北方地區HCV全基因序列，根據文獻開發的預測蛋白理化性質及三級結構和抗原決定簇的位點的序列軟件，完成了HCV全基因序列的親水性﹑親近性﹑移動性分析，已預測到HCV抗原決定簇的位點。第三代試劑的特異性達到99%[4]。抗－HCV檢測可成為丙型肝炎病毒早期感染的檢測指標[5]。

        HCV感染通常是持續的終生感染。雖然第三代HCV抗體ELISA試劑增加了HCV Ns5區表達的蛋白作為抗原，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，例如在篩查試驗的特異性方面，仍存在假陽性結果。對強陽性或弱陽性樣本的檢測，國產試劑（主要廠家）的s/co值高于進口試劑，但是無論對陽性及陰性樣本檢測，國產試劑的CV值及特異性均明顯低于進口試劑，以致出現更多的假陽性結果。此外，丙肝抗體酶免試劑皆沒有灰區的設定，s/co比值較低（但大于1）的結果也報告陽性，亦是假陽性比較多的原因。[6]

        2  丙型肝炎病毒抗原檢測方法的建立

        多年來，專業人員一直探索能夠直接檢測HCV抗原，以達到縮短窗口期的目的。但是由于HCV抗原的特殊性和相關抗體制備中存在的困難，使這方面的進展受到阻礙。

        2.1 HCV核心抗原檢測

        HCV核心抗原是HCV感染者體內出現的早期感染指標，幾乎與HCV  RNA同時出現，核心抗原和HCV RNA的動力學變化密切相關。

        HCV核心抗原檢測用雙抗體夾心法定性或定量檢測血清樣品中的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記物，與血清中的HCV核心抗原反應，OPD顯色后進行定性或定量測定。該方法不受被檢測樣品中抗-HCV的干擾，檢測結果準確可靠。可用于HCV早期急性丙型肝炎診斷，抗-HCV陽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]。

        有報道，HCV-CAg檢測可以較HCV抗體檢出時間提早23～46d[8]，且EIA法較PCR法簡便、快速，現有能力開展ELISA檢測的實驗室無需增加特殊設備，均可檢測。其結果與RT-PCR方法的復合率為85.71%。因此，在不具備RNA檢測條件的實驗室開展HCV-CAg檢測時很好的篩查方法。有報道，在對180例抗-HCV陰性患者的篩查中，檢出HCV－CAg陽性2例，表明僅用抗－HCV檢測將有可能存在0.55%感染者漏診的風險，尤其是對手術前丙肝病毒篩查的病例，它涉及到術中感染責任和用血安全等問題。丙肝核心抗原檢測在一定程度上降低了這些風險。因此,丙肝核心抗原檢測可作為HCV抗體檢測的補充試劑。

        2.2 HCV抗原檢測

        十幾年來，一些學者曾經試圖建立血清中各種HCV抗原的檢測方法，但由于血液中HCV抗原含量太低，用常規方法無法檢測出。近年來，由于HCV單克隆抗體的研究成功，已有國內外學者發表了肝組織及人體分泌物中HCV抗原檢測成功的報導。如果能加強對HCV中和抗體Wv、抗-HCV-IgM、抗-HCV核心抗體的研究[9]，進一步開發對血清及肝組織內HCV抗原的測定，可能會在丙肝的實驗診斷方面取得更大進展。