時(shí)間：2022-06-04 22:12:33
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇基因工程論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
摘要:基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上已經(jīng)被十分廣泛地應(yīng)用。基因技術(shù)的突破,使科學(xué)家們得以傳統(tǒng)育種專家難以想象的方式,改良動植物,大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。
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(gè)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)场⒖果}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(gè)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。科學(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)
從前面可以看出,基因技術(shù)的突破,是科學(xué)家得以用傳統(tǒng)育種專家難以想象的方式改良動植物品種,其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。第一,可降低生產(chǎn)成本。一個(gè)品種的基因加入另一種基因,會使該品種特性發(fā)生變化,具備原品種所不具備的因子,從而增強(qiáng)了抗病、抗雜草或抗蟲害能力。由此可減少植物農(nóng)藥和除草劑的用量,降低種植成本。并且動物死亡率明顯降低,從而提高養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。第二,可提高動植物產(chǎn)量。一種動植物的基因改良后,更容易適應(yīng)環(huán)境,能更有效抵御各種災(zāi)害的襲擊,并使產(chǎn)量更高。第三,轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以使開發(fā)動植物的時(shí)間大為縮短。利用傳統(tǒng)的育種方法,需要七、八年時(shí)間才能培育出一個(gè)新的品種,而基因工程技術(shù)培育出一種全新的動植物品種,時(shí)間可縮短一半。因此,有專家認(rèn)為,不出多少年,轉(zhuǎn)基因技術(shù)將改變世界。第四,轉(zhuǎn)基因技術(shù)還可根據(jù)人們的需要,賦予農(nóng)作物新的特性。例如可以使農(nóng)作物自己釋放出殺蟲劑,可以使農(nóng)作物在旱地或鹽堿地上生長,或者生產(chǎn)出營養(yǎng)更為豐富的食品。科學(xué)家還利用轉(zhuǎn)基因技術(shù),開發(fā)能夠生產(chǎn)防病的疫苗和食品的農(nóng)作物。:
總之,基因技術(shù)雖然說是有利,也有弊,但是畢竟利大于弊,因此被廣泛應(yīng)用。并且科學(xué)家們還在繼續(xù)深入研究它,努力更好地、更多地、更快地為人民服務(wù)。我們大家也要爭取加入其中啊。
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1 材料選取與情境設(shè)置
1.1 材料選取關(guān)注生產(chǎn)生活實(shí)際
統(tǒng)計(jì)2009～2013年高考福建理綜卷生物選考題的材料背景和情景來源，整理成表1。
選修模塊關(guān)注生產(chǎn)生活實(shí)際，重視學(xué)生對現(xiàn)代生物科技的理解。2009年～2013年高考福建省理綜卷生物選考題聯(lián)系生產(chǎn)生活，與生物科技進(jìn)展密切相關(guān)。背景材料來源廣泛，涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療健康、畜牧養(yǎng)殖等方面，充分體現(xiàn)選考題材料聯(lián)系實(shí)際的特點(diǎn)。選考題以轉(zhuǎn)基因抗病香蕉、重組人紅細(xì)胞生成素、產(chǎn)前基因診斷、癌癥基因治療、豬克隆技術(shù)為情境，在考查考生現(xiàn)代生物科技知識的同時(shí)，引導(dǎo)考生關(guān)注生物技術(shù)在實(shí)踐上的應(yīng)用，提高其生物科學(xué)素養(yǎng)。
新課程高考背景材料不再單一地來源于中學(xué)教材上的內(nèi)容，而是從大學(xué)教材、科技進(jìn)展、科技論文等處獲取豐富的材料信息，呈現(xiàn)全新的試題背景。近五年來，高考福建省理綜卷生物選考題背景材料大都來自公開發(fā)表的生物科技論文。例如，2010年試題材料選自“紅細(xì)胞生成素（EPO）在中國倉鼠卵巢細(xì)胞（CHO）中穩(wěn)定表達(dá)”；2012年試題材料選自“Let-7a表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)建及其對肺癌A549細(xì)胞k-Ras蛋白表達(dá)的抑制作用”；2013年試題材料選自“豬體細(xì)胞克隆胚胎體外發(fā)育過程中的凋亡規(guī)律”。以科技論文作為命題素材保證了試題的科學(xué)性、權(quán)威性和公平性，不僅體現(xiàn)高考能力立意，同時(shí)還提高了命題效率和命題質(zhì)量。
1.2 情境設(shè)置圖文結(jié)合
如何使背景材料清晰表達(dá)且不失科學(xué)性，符合高考紙筆測試要求，是試題命制的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。2009年～2013年高考福建省生物選考題均以“文字+圖示”的方式呈現(xiàn)生物科技復(fù)雜的過程，所采用的圖示為技術(shù)路線圖或過程圖，充分反映出《現(xiàn)代生物科技專題》模塊工程技術(shù)的特色。選修模塊3所涉及的情境注重工程技術(shù)和操作流程，所需設(shè)備、材料較多，操作過程較為繁瑣，有時(shí)一項(xiàng)研究會涵蓋基因工程、細(xì)胞工程和胚胎工程等工程領(lǐng)域，若單純以文字的形式呈現(xiàn)背景材料無疑會增加考生閱讀負(fù)擔(dān)，影響考生正常應(yīng)試思維，降低考試信度。若試題將大量的有效信息蘊(yùn)含于圖示中，可以保證提供充分、清晰明了的試題信息。
2 知識分布與能力要求
2009～2013高考福建理綜卷生物選考題重視考查考生將所學(xué)現(xiàn)代生物科技知識應(yīng)用于解決實(shí)際問題的能力。現(xiàn)將2009～2013年選考題知識分布與能力要求整理成表2。
2.1 強(qiáng)調(diào)主干知識的考查
統(tǒng)計(jì)2009年～2013年選考題分值比例發(fā)現(xiàn)，近五年來，選考題關(guān)注考生對生物學(xué)核心概念的掌握，并且基因工程知識占選考題總分的60%，細(xì)胞工程占24%，胚胎工程占12%。高考試題表現(xiàn)為側(cè)重考查基因工程，兼顧考查細(xì)胞工程、胚胎工程的命題特征。
選修模塊3包含五大專題：基因工程、細(xì)胞工程、胚胎工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題、生態(tài)工程，近五年選考題只涉及到基因工程、細(xì)胞工程和胚胎工程。基因工程、細(xì)胞工程和胚胎工程是《現(xiàn)代生物科技專題》的基礎(chǔ)和重點(diǎn)，在現(xiàn)代生物科技中發(fā)揮著重要作用，是進(jìn)一步開展現(xiàn)代生物科技研究的前提。其中，構(gòu)建表達(dá)載體、PCR擴(kuò)增技術(shù)等知識在基因工程的考查中占了較大比例。構(gòu)建表達(dá)載體和PCR技術(shù)是基因工程的核心，應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，以這兩者為重點(diǎn)進(jìn)行考查，反映出選考題強(qiáng)調(diào)主干知識考查的特點(diǎn)。值得注意的是《現(xiàn)代生物科技專題》中所介紹的生物科技有些需要在必修模塊知識的基礎(chǔ)上展開。因此，選考題的知識考查有時(shí)會涉及必修模塊內(nèi)容。例如，2011年選考題對電泳帶譜圖的分析涉及必修模塊2的電泳知識。
2.2 能力要求逐年提高
《普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》對高考生物提出了四種能力的考查要求：理解能力、實(shí)驗(yàn)與探究能力、獲取信息能力和綜合運(yùn)用能力。總體上看，近五年選考題注重考查理解能力、獲取信息能力，能力要求較為簡單，能力考查層級不高。但從縱向來看，選考題能力要求逐年提高。
例如，2012年選考題第（3）小題：“肺癌細(xì)胞增殖受到抑制，可能是由于細(xì)胞中 （RASmRNA/RAS蛋白）含量減少引起的”。該小題重點(diǎn)考查理解能力和獲取信息能力，需要考生在理解基因工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上，“能從課外材料中提取有效的生物學(xué)信息，解決生物學(xué)問題”，獲取信息能力層級較高。
再如，2013年選考題第（2）小題：“從基因組數(shù)據(jù)庫中查詢Bcl-2 mRNA的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列設(shè)計(jì)合成 用于PCR擴(kuò)增，PCR過程第一輪循環(huán)的模板是 。”該小題重點(diǎn)考查理解能力，試題背景材料和題中所涉及基因工程知識的廣度、深度較往年均有所提高，要求考生能深入理解基因工程的具體原理及過程。
根據(jù)裘伯川等對理解能力在理科綜合能力中所處關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，理解能力是構(gòu)建理科綜合能力的核心，同時(shí)也是解決問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵因素。分析近五年高考福建生物卷選考試題，不難發(fā)現(xiàn)每一道試題都涉及理解能力的應(yīng)用。獲取信息能力是學(xué)生自主學(xué)習(xí)和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，對培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、獲得終身學(xué)習(xí)能力具有重要意義。選考題材料來源新穎多樣、信息呈現(xiàn)簡潔直觀有助于獲取信息能力的考查，試題重視考查考生在新情境下，利用已有生物學(xué)知識發(fā)現(xiàn)、鑒別并運(yùn)用獲得的信息解決實(shí)際問題的能力。
3 問題設(shè)計(jì)與難度控制
3.1 問題設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)、靈活
問題設(shè)計(jì)是高考命題的關(guān)鍵一環(huán)，基于能力立意的問題設(shè)計(jì)應(yīng)有助于考生啟發(fā)思維，促進(jìn)問題的解決。現(xiàn)從問題結(jié)構(gòu)、問題表述和問題內(nèi)容三方面，總結(jié)近五年高考福建生物卷選考題問題設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：
① 選考題圍繞考查的知識內(nèi)容，以填空題的形式將試題情境引伸出5個(gè)具體的小問題，每個(gè)問題分值均為2分。
② 選考題在保證客觀嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那疤嵯拢朴谶\(yùn)用文字提示表述問題，體現(xiàn)問題設(shè)計(jì)的靈活性。例如，2011年選考題第（3）題：“據(jù)此判斷胎兒為 （正常/患者/攜帶者）”；2012年選考題第（2）題：“MstⅡ是一種 酶”。這類問題表述限定了作答方向，問題指向明確。③ 問題內(nèi)容與背景材料、知識考查密切相關(guān)。選考題或圍繞新情境下的問題核心，延伸出多個(gè)知識點(diǎn)設(shè)計(jì)問題，考查考生對知識的理解能力；或通過隱藏生物技術(shù)流程中的部分操作步驟設(shè)計(jì)問題，考查考生獲取信息能力。
3.2 難度控制相對合理
關(guān)鍵詞：地方性高校；基因工程實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力培養(yǎng)；教學(xué)改革與探索
作者簡介：王忠華（1972-），男，浙江開化人，浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院，教授；斯越秀（1979-），女，浙江諸暨人，浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院，講師。（浙江 寧波 315100）
基金項(xiàng)目：本文系教育部雙語示范課程和浙江省新世紀(jì)教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：zc2010085）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）04-0136-02
隨著分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展，基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)已廣泛滲透到現(xiàn)代生命科學(xué)的各個(gè)分支領(lǐng)域，成為生物技術(shù)和生物工程等專業(yè)的核心技術(shù)。[1-3]通過“基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)”的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解基因工程的四大要素，知曉從自然界的生物中克隆所需目的基因的基本思路和策略，啟發(fā)學(xué)生的思維，讓學(xué)生熟悉從最基礎(chǔ)的核酸、質(zhì)粒的提取，到基因分離方法的確定、基因的克隆、鑒定、表達(dá)以及最終能獲得目的基因的表達(dá)產(chǎn)物的整個(gè)過程；使學(xué)生對基因工程有一個(gè)全方位的、比較系統(tǒng)的認(rèn)識。[4，5]通過一系列實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力，提高其基本操作技能，使學(xué)生具備從事基因工程教學(xué)和科研的基本能力。
一、目前基因工程實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的問題
雖然基因工程實(shí)驗(yàn)課程的主要內(nèi)容具有綜合設(shè)計(jì)性和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，并且與農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境、能源和食品等行業(yè)緊密結(jié)合，發(fā)展空間廣闊。但目前基因工程實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)也存在諸多問題。
1.貼近行業(yè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目缺乏系統(tǒng)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)
基因工程實(shí)驗(yàn)盡管開設(shè)時(shí)間較長，但實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目注重基本技能訓(xùn)練，與行業(yè)結(jié)合不夠，不能適應(yīng)生物技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求；創(chuàng)新性項(xiàng)目成點(diǎn)狀分布，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的系統(tǒng)培養(yǎng)。因此有必要增加一些研究性、行業(yè)相關(guān)性的項(xiàng)目，并根據(jù)學(xué)生需要開展不同層次、可供選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，真正實(shí)現(xiàn)以生為本的教學(xué)理念。
2.教學(xué)方法不能充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性
傳統(tǒng)的基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本模式是教師依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，安排每次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)前，教師先把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作步驟完整地講一遍，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)，然后讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)只需“依樣畫葫蘆”，機(jī)械模仿、重復(fù)操作，該教學(xué)模式使學(xué)生始終處于被動地位，學(xué)生的主體作用和積極性都得不到充分發(fā)揮，難以激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和分析問題、解決問題的興趣和激情。不能從主動探索中獲得失敗的經(jīng)驗(yàn)和成功的體會，從而使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的主動性，抑制了個(gè)性發(fā)展，甚至泯滅了獨(dú)立思考的意識和創(chuàng)新精神。[6，7]
根據(jù)上述問題，結(jié)合基因工程面向行業(yè)的特點(diǎn)和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要，確立了綜合技能、工程應(yīng)用能力和學(xué)科研究能力三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)（見表1）。
表1 基因工程實(shí)驗(yàn)的能力培養(yǎng)層次及培養(yǎng)途徑
能力層次 具體能力描述 擬培養(yǎng)途徑
學(xué)科研究能力 利用基因工程技術(shù)進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)；培育轉(zhuǎn)基因新產(chǎn)品；開拓新產(chǎn)品、新工藝；利用基因技術(shù)分析解決問題能力；創(chuàng)造性思維能力 開放創(chuàng)新性項(xiàng)目訓(xùn)練
工程應(yīng)用能力 核酸與蛋白質(zhì)提取工藝參數(shù)優(yōu)化能力；基因工程產(chǎn)品產(chǎn)量與品質(zhì)參數(shù)優(yōu)化能力 工程性項(xiàng)目訓(xùn)練
綜合技能 核酸分離純化能力；PCR操作技能；質(zhì)粒連接、轉(zhuǎn)化與篩選技能；基因及其表達(dá)產(chǎn)物檢測技能 綜合性項(xiàng)目訓(xùn)練
圍繞不同能力的培養(yǎng)目標(biāo)，本文從項(xiàng)目設(shè)計(jì)、教學(xué)方法與考核方式改革三個(gè)方面對基因工程實(shí)驗(yàn)改革進(jìn)行了探索與實(shí)踐，同時(shí)對改革的初步成效與存在的問題進(jìn)行了總結(jié)與討論，以期為同類研究提供參考。
二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)
為了實(shí)現(xiàn)上述不同層次的能力目標(biāo)，根據(jù)以能力培養(yǎng)為主線的《基因工程》三級訓(xùn)練體系魚骨圖（見圖1），設(shè)置了三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中綜合技能訓(xùn)練以原有的項(xiàng)目為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化；而工程能力訓(xùn)練和開放創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目則為本課題的改革重點(diǎn)。項(xiàng)目主要來自教師科研和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，擬設(shè)置的項(xiàng)目詳見表2。
表2 部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一覽表
項(xiàng)目類型 項(xiàng)目名稱 備注
綜合技能
訓(xùn)練 質(zhì)粒DNA的提取、酶切及其產(chǎn)物的凝膠電泳 原有
DNA酶切產(chǎn)物的純化、重組質(zhì)粒的連接 原有
大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備、轉(zhuǎn)化及篩選 原有
質(zhì)粒DNA的分離和鑒定 原有
PCR擴(kuò)增技術(shù)及其擴(kuò)增產(chǎn)物的檢測 原有
工程能力
訓(xùn)練 溶藻弧菌外膜蛋白OmpU的克隆與原核表達(dá) 新增
堿性磷酸單酯酶基因的定位、克隆與表達(dá) 新增
富鋅功能水稻品種特性改良 新增
明膠植物源替代物關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化 新增
開放創(chuàng)新能力
訓(xùn)練 葡萄不同品種的ISSR分析 新增
轉(zhuǎn)抗螟蟲基因藺草新種質(zhì)的培育 新增
浙貝母分子身份的鑒定 新增
富鋅水稻分子指紋圖譜分析 新增
根據(jù)不同行業(yè)現(xiàn)狀，教師先擬定了一些具有行業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用前景的目標(biāo)蛋白或產(chǎn)物（如外膜蛋白、堿性磷酸單酯酶和白介素等）布置給學(xué)生，并將實(shí)驗(yàn)方法和重要參數(shù)告訴學(xué)生，然后要求學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)和資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并提交，指導(dǎo)教師審核通過后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與討論，形成總結(jié)性材料。以生物制藥行業(yè)外膜蛋白（Outer membrane protein，簡稱Omp）為例，其免疫保護(hù)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于滅活全菌疫苗，有望作為高效疫苗的重要成分，通過生物工程技術(shù)大量生產(chǎn)應(yīng)用于海水養(yǎng)殖動物疾病的防治。由此可將“溶藻弧菌外膜蛋白OmpU的克隆與原核表達(dá)”作為設(shè)計(jì)應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。涉及的重要參數(shù)有DNA分離純化參數(shù)、PCR擴(kuò)增體系和程序參數(shù)、不同載體構(gòu)建參數(shù)和不同表達(dá)產(chǎn)物檢測技術(shù)參數(shù)等。通過這個(gè)層次的訓(xùn)練，讓學(xué)生用學(xué)到的基因操作技術(shù)（核酸提取技術(shù)、引物設(shè)計(jì)技術(shù)、載體構(gòu)建技術(shù)、基因檢測技術(shù)、表達(dá)產(chǎn)物檢測等）去解決具體的行業(yè)問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和行業(yè)應(yīng)用能力。
開放創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目圍繞教師科研、大學(xué)生新苗人才計(jì)劃、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、學(xué)科競賽等進(jìn)行，如特色經(jīng)濟(jì)和藥用植物（藺草、葡萄、浙貝母等）及海洋生物（中華鱉等）的分子身份與種質(zhì)資源鑒定、綠色熒光蛋白在生物醫(yī)藥與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用等。主要是采用基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)解決當(dāng)前生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的科學(xué)問題，使學(xué)生在掌握先進(jìn)的、應(yīng)用性強(qiáng)的專業(yè)綜合技能的同時(shí)，提高自己的科研能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力。
三、教學(xué)方法改革
對于綜合技能訓(xùn)練項(xiàng)目，采取虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)戰(zhàn)操作相結(jié)合的形式，要求學(xué)生全程參與實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生必須在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)習(xí)，然后反復(fù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)（購置相關(guān)軟件），最后進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行班級討論，最后由教師進(jìn)行相應(yīng)的點(diǎn)評，使學(xué)生了解出現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因及解決辦法。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法既有利于提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的興趣，使學(xué)生牢固掌握基因工程操作的基本過程與技能，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，又有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，進(jìn)而提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。
對于工程能力訓(xùn)練和開放創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，采用“自主設(shè)計(jì)式、開放式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)法。即要求3～5位學(xué)生組成課題小組，確定小組感興趣的課題，或根據(jù)教師提出的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并提出申請和實(shí)驗(yàn)預(yù)約，經(jīng)教師審批后，利用開放實(shí)驗(yàn)時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，最后遞交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并書寫實(shí)驗(yàn)總結(jié)或論文。鼓勵(lì)學(xué)生從行業(yè)調(diào)查入手，自行選題、自行查閱文獻(xiàn)、自行擬就實(shí)驗(yàn)方案、自行備齊所需試劑并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。允許學(xué)生分多次來實(shí)驗(yàn)室完成同一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，允許學(xué)生對同一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采取不同的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如核酸提取可采用酸法，也可采用堿法、SDS法、CTAB法等。同一種方法還可在不同提取條件下進(jìn)行，如水浴溫度、水浴時(shí)間、離心轉(zhuǎn)速、離心時(shí)間等。自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)突出了學(xué)生的主體地位，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與激情，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
四、考核方式改革
為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，適應(yīng)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的需要，必須建立和完善一套以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重心的既重過程又重結(jié)果的實(shí)驗(yàn)課程考核新模式。
在對綜合技能訓(xùn)練項(xiàng)目進(jìn)行考核時(shí)，采用全程性評價(jià)，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的評價(jià)可培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和過程環(huán)節(jié)及實(shí)驗(yàn)操作考試可提高學(xué)生的動手能力和專業(yè)技能，而實(shí)驗(yàn)筆試環(huán)節(jié)主要考察學(xué)生對專業(yè)知識的掌握情況，為學(xué)生開展創(chuàng)新性活動奠定了堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。
對于工程能力和開放創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的評價(jià)，主要是從查閱資料和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)參與環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和總結(jié)環(huán)節(jié)等方面來考核，重在提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，如口頭表達(dá)能力、專業(yè)操作技能、文字組織能力和組織協(xié)調(diào)能力等。對于有創(chuàng)新部分的學(xué)生要給予加分與獎勵(lì)。這種全方位的成績評定方法既能反映學(xué)生的實(shí)際水平和能力，又能調(diào)動和提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，對提高學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題、提高實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力都有積極的意義。
五、改革實(shí)施初步成效與物化成果
本改革以浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院生物技術(shù)和生物工程專業(yè)2009級、2010級學(xué)生為課程改革實(shí)施對象，直接受益學(xué)生數(shù)為200人/年。由于本改革能緊密圍繞學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，采用以學(xué)生為主體、教師主導(dǎo)的教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容實(shí)用且能緊跟專業(yè)前沿，因此，較好地培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、動手能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。
近兩年來，生物技術(shù)、生物工程專業(yè)學(xué)生參加課程組教師相關(guān)科研項(xiàng)目的有50多人次；完成相關(guān)校級創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新基金項(xiàng)目或校科研基金項(xiàng)目近10項(xiàng)；獲浙江省科技廳“新苗計(jì)劃”資助項(xiàng)目2項(xiàng)；獲浙江省“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽二等獎1項(xiàng)；獲浙江省大學(xué)生生命科學(xué)競賽優(yōu)勝項(xiàng)目1項(xiàng)；學(xué)生在校期間公開發(fā)表與課程相關(guān)學(xué)術(shù)論文8篇。
通過對畢業(yè)生綜合表現(xiàn)的跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在所進(jìn)行的畢業(yè)實(shí)習(xí)中，表現(xiàn)出較強(qiáng)的基因工程操作能力、實(shí)驗(yàn)組織能力和設(shè)計(jì)能力，一定的創(chuàng)新精神和良好的合作精神，受到了用人單位的一致好評。考研學(xué)生在復(fù)試中，較強(qiáng)的基因工程實(shí)驗(yàn)技能受到了浙江大學(xué)、廈門大學(xué)等院校教師的肯定。
六、存在的問題及解決辦法
課程組全體成員清醒地認(rèn)識到課程教學(xué)改革與推廣是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，它需要教師著眼于現(xiàn)實(shí)建設(shè)、著眼于未來發(fā)展，不斷更新內(nèi)容，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，使項(xiàng)目始終保持可持續(xù)的高水平的發(fā)展。項(xiàng)目的后階段任務(wù)與計(jì)劃如下：
首先，繼續(xù)完善教材建設(shè)。通過學(xué)生的試用，提出相關(guān)的修改意見，對基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)教程進(jìn)行修訂，以更好地滿足學(xué)生發(fā)展的需要。并根據(jù)教材適用對象進(jìn)行推廣，增加輻射面。
其次，在已有項(xiàng)目的基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建立相對穩(wěn)定的自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫及操作規(guī)范。
再次，完善開放式的管理制度與全程式參與的考核辦法。
最后，加強(qiáng)與兄弟院校的交流與學(xué)習(xí)，增加輻射面，提升示范作用。
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關(guān)鍵詞：基因工程；雙語教學(xué)；教學(xué)質(zhì)量
中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）09-0157-02
隨著經(jīng)濟(jì)全球化，我國經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展與國際聯(lián)系越來越密切，需要一批具有國際視野和國際競爭力的人才，以應(yīng)對經(jīng)濟(jì)全球化和科技革命的挑戰(zhàn)。由此，培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化的人才成為高校教育的重要議題。教育部明確要求本科教育要創(chuàng)造條件使用英語等外語進(jìn)行公共課和專業(yè)課教學(xué)。尤其是對高新技術(shù)領(lǐng)域的生物技術(shù)、信息技術(shù)等專業(yè)更需要使用外語教學(xué)[1]。
基因工程是生物技術(shù)專業(yè)一門重要的專業(yè)課程。它涉及面廣，應(yīng)用性強(qiáng)，發(fā)展迅速，既是生物技術(shù)理論研究的核心，又是一門應(yīng)用性極強(qiáng)的學(xué)科，對生命科學(xué)的發(fā)展起著巨大的推動作用。因此，對生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說，該學(xué)科知識的掌握程度直接影響其專業(yè)素質(zhì)。為使學(xué)生更好的理解基因工程相關(guān)知識，了解該學(xué)科的新動態(tài)，我們開展了基因工程雙語教學(xué)，并對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教材選用等進(jìn)行了探討。
一、《基因工程》雙語教學(xué)的必要性
基因工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心內(nèi)容。它的快速發(fā)展大大推動了科學(xué)理論研究的發(fā)展，而且其應(yīng)用幾乎可涉及人類生存所必需的各個(gè)行業(yè)[2]。目前，英語是當(dāng)今國際交流的通用語言。基因工程相關(guān)的權(quán)威論文和著作主要以英文發(fā)表。學(xué)術(shù)交流會上，專家主要采用英文作學(xué)術(shù)報(bào)告，相互交流也以英文為主。
二、提高《基因工程》雙語教學(xué)質(zhì)量的方法
（一）加強(qiáng)雙語教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)
雙語教學(xué)不僅要使學(xué)生扎實(shí)的掌握本專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)知識，還要提高學(xué)生的外語水平，引導(dǎo)學(xué)生用外語思維思考問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生用外語學(xué)習(xí)專業(yè)知識的能力。這對任課老師提出了更高的要求。不僅要求教師具有精深的專業(yè)知識，而且必須具備較深厚的外語基礎(chǔ)，有較強(qiáng)的讀、寫、聽、說能力，能用英語進(jìn)行日常交流，用外語表述專業(yè)知識、解析專業(yè)詞匯。因此，作為雙語教學(xué)的主要實(shí)踐者，教師的英語水平、學(xué)科知識等直接影響教學(xué)質(zhì)量。
（二）選擇合適的原版教材
教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的知識載體，是進(jìn)行教學(xué)的基本工具，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證。雙語教學(xué)的教材更是一個(gè)非常關(guān)鍵的教學(xué)資源，教材的選擇直接關(guān)系教學(xué)的質(zhì)量和效果。目前國內(nèi)出版的《基因工程》教材版本很多，但均為中文教材，無國內(nèi)自編的《基因工程》雙語教材。我們認(rèn)為基因工程雙語教學(xué)教材以英文原版教材為好。為實(shí)現(xiàn)基因工程雙語教學(xué)的目的，我們采用了由Sandy Primrose等主編的《Principles of Gene Manipulation》國外優(yōu)秀生命科學(xué)教材。該書的英文影印版和中文版均由高等教育出版社出版，特點(diǎn)是內(nèi)容豐富先進(jìn)，圖文并茂，在國際上使用廣泛，具有權(quán)威性和時(shí)代感。但國外教材內(nèi)容廣泛，知識的的系統(tǒng)性和邏輯性不強(qiáng)，對理論論述也不夠詳細(xì)。一些基礎(chǔ)不好的學(xué)生學(xué)習(xí)起來會很吃力。因此在教學(xué)過程中，我們配套選用一本中文教材，還將一些國內(nèi)教材列為教學(xué)參考書。
（三）把握好雙語教學(xué)中的中、英文講述比例，做到循序漸進(jìn)
目前，高校雙語教學(xué)一般采用三種方式:①全外語教學(xué)，即使用外語原版教材，外語講解、板書、答疑，也常要求學(xué)生用外語提問、外語作業(yè)、外語考試；②使用外語原版教材，教師用漢語和外語講課；③使用外語原版教材，中文授課模式[4]。
基因工程雙語教學(xué)的首要目的是學(xué)生應(yīng)該掌握基因工程專業(yè)知識，其次才是對專業(yè)英語詞匯聽、說、讀、寫及專業(yè)英語表達(dá)內(nèi)容的理解能力。基因工程雙語教學(xué)對象為生物技術(shù)專業(yè)三年級的學(xué)生。由于該專業(yè)學(xué)生的英語水平參差不齊，閱讀英語教材和聽英語授課的能力相對有限，掌握的專業(yè)詞匯較少，很難理解英語專業(yè)書籍，若采用全英文授課，很多學(xué)生很難理解課程內(nèi)容。因此，在教學(xué)內(nèi)容上，我們采用英文教學(xué)和中文教學(xué)相結(jié)合的方式。教學(xué)內(nèi)容在用英語講述后，再用中文加以補(bǔ)充說明。對于一些較難理解的內(nèi)容，常采用中文教學(xué)，再用英語進(jìn)行相應(yīng)表達(dá)。我們在基因工程雙語教學(xué)過程中，遵循由淺入深、由少到多、由慢到速度適中的用英語解釋專業(yè)知識。先充實(shí)學(xué)生的專業(yè)詞匯，逐步提高學(xué)生閱讀能力，再采取中英文講授相結(jié)合的方法，加強(qiáng)學(xué)生對英文教學(xué)內(nèi)容的理解能力。
（四）教學(xué)手段多樣化
基因工程是分子水平上對基因進(jìn)行操作的復(fù)雜技術(shù)。其內(nèi)容涉及分子遺傳學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)及分子生物學(xué)等學(xué)科相關(guān)理論基礎(chǔ)及其實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段。課程內(nèi)容繁多、概念抽象、理論性和技術(shù)性強(qiáng)。對一些基礎(chǔ)不好的學(xué)生來說，其教學(xué)內(nèi)容比較難理解。在雙語教學(xué)過程中，有些英文基礎(chǔ)不好的學(xué)生，看不懂英文原版教材，也聽不懂教師的英文講課，學(xué)習(xí)的積極性和主動性不高，這些將嚴(yán)重影響教學(xué)效果。因此在基因工程雙語教學(xué)中，教師應(yīng)盡量使用常見的詞匯將復(fù)雜的句子簡化，使教學(xué)內(nèi)容簡單易懂。在每一章節(jié)授課之前，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容。多媒體課件應(yīng)圖文并茂、形象生動。課件中多采用示意圖、照片、動畫和短片，使教學(xué)內(nèi)容更直觀、形象，便于學(xué)生理解所學(xué)內(nèi)容。針對某些教學(xué)內(nèi)容，老師可以設(shè)計(jì)一些討論題，由學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，進(jìn)行歸納總結(jié)后，在課堂上用英文進(jìn)行討論。這樣既可調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自主性，又可讓學(xué)生熟悉相關(guān)的專業(yè)英語詞匯和表達(dá)，學(xué)會用外語去理解和掌握專業(yè)知識，用外語去思考問題、解決問題，從而提高學(xué)生的外語應(yīng)用能力。一定時(shí)間后，要求學(xué)習(xí)小組上交全英文的學(xué)結(jié)報(bào)告。通過這種方式，讓學(xué)生互相幫助，互相學(xué)習(xí)，共同提高。每一章節(jié)教學(xué)內(nèi)容完成后，要求學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和歸納。利用課外時(shí)間，我們會組織學(xué)生聽取一些英文專題報(bào)告會，以提高學(xué)生對本學(xué)科前沿知識的了解。
（五）考核內(nèi)容和方式靈活化
每章教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，我們都會設(shè)計(jì)一些討論題或設(shè)計(jì)題提供給學(xué)生，他們查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料后，以作業(yè)的形式遞交或是集中討論。設(shè)計(jì)報(bào)告和討論稿以及學(xué)生在討論中的表現(xiàn)及其平時(shí)在課堂上的發(fā)言次數(shù)、質(zhì)量和水平都計(jì)入成績，以此來鼓勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高他們的語言表達(dá)能力和應(yīng)用知識的能力，鍛煉英文寫作能力。
總之，雙語教學(xué)是培養(yǎng)具有國際視野的高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要途徑，同時(shí)也是一項(xiàng)長期、循序漸進(jìn)的工作[5]。隨著我國生物技術(shù)研究及其產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，需要更多能夠適應(yīng)國際需求的人才。基因工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心。與此相關(guān)的技術(shù)和研究結(jié)果常以英文展示。探索基因工程雙語教學(xué)的模式，對教學(xué)質(zhì)量的提高以及生物技術(shù)專業(yè)本科生綜合素質(zhì)的提高都具有重要的意義。
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【摘要】 根據(jù)生物制藥的學(xué)科特點(diǎn)及人才培養(yǎng)需要，構(gòu)建了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)－綜合性實(shí)驗(yàn)－開放、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，形成了層次清晰的實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)模式，其中跨課程綜合性實(shí)驗(yàn)與科研課題設(shè)計(jì)是教學(xué)改革的特色項(xiàng)目。通過該教學(xué)模式的實(shí)踐，學(xué)生的創(chuàng)新意識、科研素質(zhì)與實(shí)踐能力顯著提高，并且在該教學(xué)改革的進(jìn)一步拓展方面進(jìn)行了深入探討。
【關(guān)鍵詞】 生物制藥；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新思維；科研素質(zhì)
Abstract:A validatingcomprehensiveopen and innovative experimentation teaching system and a cultivation mode of layerdistinctive experimentation skills have been constructed according to the features of the biological pharmacy discipline and the needs of the talented personnel cultivation. In which， intercurriculum comprehensive experimentation and the scientific research task design are the featured items of teaching reform. The innovative consciousness and scientific diathesis have been evidently enhanced through the practice of this teaching mode while the development of the teaching reform has been discussed at the same time.with the actualities in the authors university.
Key words:biological pharmacy; experimentation teaching; innovative thinking， scientific research diathesis
一、實(shí)施背景
生物科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，而生物制藥作為其中應(yīng)用導(dǎo)向較強(qiáng)的領(lǐng)域之一，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位更是舉足輕重。通過合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系培養(yǎng)適合社會與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的人才，是生物制藥人才培養(yǎng)的重點(diǎn)內(nèi)容［1，2］。基于高校全面實(shí)施素質(zhì)教育后對創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力培養(yǎng)的注重，針對我國生物制藥產(chǎn)業(yè)源頭創(chuàng)新能力薄弱、基礎(chǔ)研究落后的客觀現(xiàn)實(shí)，我們以學(xué)院總體人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，深化教學(xué)改革，重新構(gòu)建了生物制藥本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，其根本目的是突出應(yīng)用理論與技能的系統(tǒng)訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)與科研素質(zhì)的塑造。
二、總體思路
根據(jù)專業(yè)課程設(shè)置和人才培養(yǎng)需要，更新了實(shí)驗(yàn)課程體系，確定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總體思路與規(guī)劃。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)成三個(gè)層次：第一層次以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，主要在專業(yè)基礎(chǔ)課中開設(shè)，確保學(xué)生掌握本專業(yè)的基本實(shí)驗(yàn)技能；第二層次以跨課程的綜合性實(shí)驗(yàn)為主，融合各門專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，重在培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)完整的知識結(jié)構(gòu)和能夠融會貫通地運(yùn)用各種實(shí)驗(yàn)技能的能力；第三層次以開放性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為主，并要求學(xué)生獨(dú)立完成科研課題設(shè)計(jì)，主要在選修課及課余時(shí)間進(jìn)行，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立科研能力與創(chuàng)新素質(zhì)。最終形成夯實(shí)基礎(chǔ)知識技能－形成綜合應(yīng)用能力－拓展科研創(chuàng)新素質(zhì)的多層次實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)模式。其中跨課程綜合性實(shí)驗(yàn)及開放創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是教學(xué)改革的重點(diǎn)內(nèi)容與特色項(xiàng)目。
三、具體內(nèi)容
1.跨課程的基因工程綜合性實(shí)驗(yàn)
通過將相關(guān)專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的整合和重構(gòu)，從生物制藥首屆學(xué)生（03級）開始，即開設(shè)了跨課程的基因工程綜合性實(shí)驗(yàn)。
在實(shí)驗(yàn)總體設(shè)計(jì)上，以完整的基因工程藥物開發(fā)流程為主線，整合了《基因工程》、《發(fā)酵工藝原理》和《生物技術(shù)藥物藥劑與藥代動力學(xué)》的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并將教學(xué)內(nèi)容分成不同模塊，指定負(fù)責(zé)教師自編實(shí)驗(yàn)教材；從知識點(diǎn)上涵蓋了基因工程上游技術(shù)（包括基因的定位、篩選、克隆、表達(dá)、活性及功能的鑒定和分析）與下游技術(shù)（包括發(fā)酵、提取、純化、鑒定分析、凍干等技術(shù)）以及藥效、藥理、毒理和安全性評價(jià)的基本技能，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性與連貫性；在實(shí)驗(yàn)題材上，將來自生物制藥研究所的T細(xì)胞受體基因治療藥物及重組白介素－18蛋白藥物等成熟研究成果應(yīng)用于教學(xué)，并以其研究過程為例，講解了生物制藥的研究與開發(fā)流程，提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)術(shù)層次，并推動了科研與教學(xué)相互促進(jìn)；在師資力量方面，由來自理、工、醫(yī)學(xué)等不同背景的教師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，以發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢；在實(shí)驗(yàn)設(shè)備方面，充分整合了現(xiàn)有教學(xué)資源，并將新購置的流式細(xì)胞儀、蛋白層析系統(tǒng)、毛細(xì)管電泳等先進(jìn)儀器以不同的方式應(yīng)用于教學(xué)，進(jìn)一步提高了教學(xué)水平，開闊了學(xué)生的視野；從考核方式上，首先要求學(xué)生嚴(yán)格按照學(xué)術(shù)論文的格式撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，鍛煉了學(xué)生的科研素養(yǎng)，同時(shí)以知識競賽的形式考查了實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識與技能，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)鞏固了教學(xué)效果，整個(gè)教學(xué)氣氛生動活潑，效果明顯。
2.科研課題設(shè)計(jì)
由于選修課具有前瞻性較強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容與靈活機(jī)動的教學(xué)形式，目前在選修課《腫瘤生物學(xué)》與《抗體工程》開設(shè)了科研課題設(shè)計(jì)。目的是通過全新的教學(xué)模式拓展創(chuàng)新思維，使學(xué)生具備獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和科研課題的能力，整個(gè)過程由學(xué)院實(shí)行的本科生導(dǎo)師制加以管理與實(shí)施。
具體流程如下：首先是準(zhǔn)備階段。主要是由學(xué)生分組自行完成指定教學(xué)內(nèi)容的備課與講授，目的是為課題設(shè)計(jì)奠定必要的理論基礎(chǔ)，并由全體本科生導(dǎo)師組成評議組對學(xué)生講課情況做出現(xiàn)場分析和點(diǎn)評。第二階段為選題與標(biāo)書撰寫。在大膽假設(shè)、科學(xué)論證的原則下，學(xué)生提出各自的課題，并與導(dǎo)師討論課題的可行性。定題后，分別完成資料的調(diào)研，研究方案的制定，并嚴(yán)格按照國家自然基金申請書為模板撰寫課題計(jì)劃書，最終提交研究方案。第三階段為課題評定階段。由教師對學(xué)生提交的研究計(jì)劃進(jìn)行點(diǎn)評與修改，指導(dǎo)學(xué)生最終完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。根據(jù)理論課的授課情況和最終計(jì)劃書的水準(zhǔn)評定學(xué)生的成績。對于兼具創(chuàng)新性與可行性的研究計(jì)劃，可作為畢業(yè)論文及學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃的藍(lán)本。
3.開放、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)
主要面向三、四年級本科生。目的是充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源，為學(xué)生創(chuàng)造良好的創(chuàng)新實(shí)踐平臺。學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心與研究所的場地及設(shè)備現(xiàn)已全面向?qū)W生開放，并設(shè)立了專門的本科生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中心。在課題立項(xiàng)方面，首先鼓勵(lì)學(xué)生總結(jié)所學(xué)知識技能，凝練自己感興趣的題目，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行教學(xué)大綱以外的、有一定深度的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。此外，鼓勵(lì)教師積極申報(bào)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這些專職教師通常活躍在教學(xué)的第一線，對教學(xué)重點(diǎn)及學(xué)生的具體知識水平有深入了解，能夠設(shè)計(jì)出即合乎學(xué)生實(shí)際，又能拓展思維的課題，具有更強(qiáng)的合理性和可行性，然后通過宣傳招募的方式吸收學(xué)生積極參與。
四、主要成果
目前基因工程綜合性實(shí)驗(yàn)共設(shè)128個(gè)學(xué)時(shí)。經(jīng)過03級與04級的實(shí)踐，獲得了初步的經(jīng)驗(yàn)，鍛煉了師資隊(duì)伍，并根據(jù)教學(xué)需要自編了兩版實(shí)驗(yàn)教材。擬經(jīng)過三輪教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行規(guī)范，成為學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)的骨干課程與特色項(xiàng)目。在03級綜合性實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束之后，我們分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)管理、教學(xué)效果幾方面，設(shè)置了二十項(xiàng)指標(biāo)，在全體學(xué)生中進(jìn)行了匿名問卷調(diào)查。結(jié)果顯示，各項(xiàng)指標(biāo)的滿意率均在90 %以上。學(xué)生普遍反應(yīng)；通過綜合性實(shí)驗(yàn)，其專業(yè)知識、實(shí)驗(yàn)技能與科學(xué)思維都有顯著的提高。
在科研課題設(shè)計(jì)方面，03級本科生共完成科研課題設(shè)計(jì)22項(xiàng)。研究方向涵蓋了基因工程抗體、RNA干擾、重組細(xì)胞因子、抑癌基因等腫瘤治療的前沿領(lǐng)域，學(xué)生的創(chuàng)新思維得到了充分拓展。此外，通過獨(dú)立完成課題設(shè)計(jì)，還培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度，并使其對課題申報(bào)的整個(gè)過程有了一定認(rèn)識。
在開放性實(shí)驗(yàn)方面，結(jié)合學(xué)院實(shí)際情況，制定了完善的生科院實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)施細(xì)則。教師申請并組織完成開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3項(xiàng)，學(xué)生參與17人次；
接受了以上教學(xué)模式的嚴(yán)格訓(xùn)練后，學(xué)生的創(chuàng)新意識、科研素質(zhì)、實(shí)踐能力顯著增強(qiáng)，03級本科生進(jìn)入實(shí)習(xí)后，獲得了實(shí)習(xí)基地的一致好評，已成為各基地研發(fā)、生產(chǎn)的骨干力量。以本教學(xué)模式為重要組成部分的教改項(xiàng)目于2007年獲得廣東藥學(xué)院教學(xué)成果二等獎。
五、發(fā)展思路與規(guī)劃
本教學(xué)模式經(jīng)歷了兩年的探索、實(shí)踐與總結(jié)。在對實(shí)際教學(xué)效果、教師反饋意見進(jìn)行深入調(diào)查的基礎(chǔ)上，對該模式不斷加以完善，并制定了下一階段的發(fā)展思路與具體措施。
在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)層次，將開設(shè)競爭性實(shí)驗(yàn)。目的是加快教學(xué)內(nèi)容更新，減少現(xiàn)有教材中已顯陳舊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，同時(shí)根據(jù)學(xué)院專業(yè)特色及教師專長，增加具有本院特色、切合人才培養(yǎng)需要的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。具體方案是：各門專業(yè)課在開設(shè)必修的基本實(shí)驗(yàn)、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，確保學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí)，設(shè)置一定比例的機(jī)動實(shí)驗(yàn)課時(shí)，由各門課程任課教師自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自編實(shí)驗(yàn)講義。首先經(jīng)過試講與預(yù)實(shí)驗(yàn)并由全體任課教師評審，然后向?qū)W生公布各門課程的候選實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)或書面申請方式選擇感興趣的實(shí)驗(yàn)。最終根據(jù)學(xué)生選課結(jié)果，確定開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
在綜合性實(shí)驗(yàn)層次，在保證現(xiàn)有基因工程綜合性實(shí)驗(yàn)高質(zhì)量實(shí)施的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高學(xué)生對生物科學(xué)上下游技術(shù)認(rèn)識的連貫性和綜合運(yùn)用能力，擬合并《分子生物學(xué)》、《生物信息學(xué)》為一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，并論證《細(xì)胞生物學(xué)》、《現(xiàn)代遺傳學(xué)》、《細(xì)胞分子免疫學(xué)》三門課程合并為綜合性實(shí)驗(yàn)的可行性。最終實(shí)現(xiàn)如下綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系：通過三年級上學(xué)期的分子生物學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)克隆獲得目的基因，在下學(xué)期的基因工程綜合性實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行基因表達(dá)產(chǎn)物的活性、產(chǎn)量的檢測，發(fā)酵體系的建立、發(fā)酵工藝的優(yōu)化、提取純化工藝、藥代藥效學(xué)檢測。從而將生物技術(shù)與生物制藥（基因藥物、蛋白藥物）整個(gè)過程融會貫通，形成系統(tǒng)、開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。
在開放、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)方面，將人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要緊密銜接。針對我國生物制藥產(chǎn)業(yè)下游技術(shù)瓶頸，以開放性實(shí)驗(yàn)為平臺提高對下游技術(shù)的培養(yǎng)力度。擬以學(xué)院籌建的核酸蛋白分離純化中心為基礎(chǔ)，大力拓展與企業(yè)的合作交流，吸引來自企業(yè)的師資力量與橫向課題，將部分課題研究內(nèi)容以開放性實(shí)驗(yàn)的方式由學(xué)生自主設(shè)計(jì)完成，并劃撥部分橫向課題經(jīng)費(fèi)作為開放性實(shí)驗(yàn)基金來源，以進(jìn)一步推動產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。在吸引企業(yè)力量豐富教學(xué)資源的同時(shí)，主動的調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，使人才培養(yǎng)符合社會發(fā)展需要，將生物技術(shù)人才的培養(yǎng)基地與新產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)轉(zhuǎn)化平臺相互融合，最終成為教育與技術(shù)創(chuàng)新的孵化器［3，4］。
【參考文獻(xiàn)】
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【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代生物技術(shù)，育種，應(yīng)用
現(xiàn)代生物技術(shù)即生物工程，是以分子遺傳學(xué)為核心的現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)，它采用先進(jìn)的科學(xué)原理和工程技術(shù)手段，按照人們預(yù)先的設(shè)計(jì)，對生物材料進(jìn)行加工、改造和模擬生物及其功能，為人類生產(chǎn)有益的生物制品、培育優(yōu)良生物品種或提供社會服務(wù)的新興技術(shù)領(lǐng)域。生物工程的內(nèi)容比較廣泛，我的論文主要從細(xì)胞工程、基因工程和作物誘變育種等幾個(gè)方面闡述現(xiàn)代生物技術(shù)在育種中的應(yīng)用：
一、細(xì)胞工程育種
細(xì)胞工程育種是指用細(xì)胞融合的方法獲得雜種細(xì)胞，這種細(xì)胞具有高度分化的能力。對于高度分化的植物細(xì)胞仍有發(fā)育成完整植株的能力，保持著細(xì)胞的全能性。根據(jù)這個(gè)原理近幾年發(fā)展起來一項(xiàng)無性繁殖的新技術(shù)――植物組織培養(yǎng)技術(shù)。
組織培養(yǎng)技術(shù)的具體過程是在無菌條件下，將植物器官或組織（如芽、莖尖、根尖或花藥）的一部分切下來，放在適當(dāng)?shù)娜斯づ囵B(yǎng)基上培養(yǎng)。這些器官或組織就會進(jìn)行細(xì)胞分裂，形成愈傷組織。在適當(dāng)?shù)墓庹铡囟群鸵欢ǖ臓I養(yǎng)物質(zhì)與激素等條件下，愈傷組織開始分化，產(chǎn)生出植株各種組織和器官，進(jìn)而發(fā)育成一棵完整的植株。它的特點(diǎn)是取材少，周期短，繁殖率高，且便于自動化管理。這種技術(shù)在花卉方面已經(jīng)廣泛應(yīng)用并取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
二、基因工程育種
基因工程育種主要指轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種，是采用生物工程技術(shù)將一種生物基因嵌入另一種生物中。到目前為止，植物基因工程已經(jīng)在很多方面有了深入的發(fā)展，下面介紹幾種基因工程育種的方法。
（一）品質(zhì)育種。
品質(zhì)育種主要是以小麥、水稻、玉米等谷類作物為材料加以培育的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)谷類作物籽粒蛋白質(zhì)所含氨基酸不夠平衡，人體及飼養(yǎng)業(yè)所必需的賴氨酸、色氨酸、蛋氨酸等均較缺乏，所含蛋白質(zhì)的數(shù)量及質(zhì)量已不能適應(yīng)日益增加的需要及食品加工業(yè)發(fā)展的要求。經(jīng)過科學(xué)家們的精心研究，目前已經(jīng)培育出來的有高產(chǎn)作物、促進(jìn)健康的食品、生物改良新飼料、含抗疾病物質(zhì)農(nóng)作物、特種轉(zhuǎn)基因棉花和玉米等。
（二）抗性育種。
生物技術(shù)在農(nóng)作物育種和抗病抗逆方面的作用在進(jìn)行作物品種改良時(shí)，主要是是通過增強(qiáng)作物對害蟲或環(huán)境條件（例如干早或土壤鹽漬）的抵抗力、或是通過開發(fā)更高產(chǎn)的植物來增加作物的產(chǎn)量。目前已經(jīng)培育的抗性作物有抗蟲作物、抗病毒作物、抗鹽堿作物、抗旱作物、抗寒作物等。
（三）固氮育種。
有些細(xì)菌具有固定游離氮的能力，特別是生長在豆科植物根部的根瘤菌能有效地將游離氮轉(zhuǎn)變可被作物直接吸收利用的氮。后來發(fā)現(xiàn)有近百種固氮微生物能通過固氮酶完成的。所以人們正致力于把其基因轉(zhuǎn)移到其它作物上去，并分離出一些有利于硝鹽吸收和利用的基因，這將大大提高肥料的吸收和利用。
三、誘變育種
人工誘變是指利用物理因素（如X射線、γ射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物基因突變。用這種方法可以提高突變率，創(chuàng)造人類需要的變異類型，創(chuàng)造人類需要的變異類型，從中選擇、培育出優(yōu)良的生物品種。
我國在農(nóng)作物誘變育種方面也取得了可喜的成果，培育出了數(shù)百個(gè)農(nóng)作物新品種。這些新品種具有抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用。例如四倍體葡萄、四倍體番茄、含糖量高的三倍體無子西瓜和甜菜等。
另外還有一種太空育種，也叫空間誘變育種，就是將農(nóng)作物種子或試管種苗送到太空，利用太空特殊的、地面無法模擬的環(huán)境如使種子產(chǎn)生變異，再返回地面選育新種子、新材料，培育新品種的作物育種新技術(shù)。太空育種具有有益的變異多、變幅大、穩(wěn)定快，以及高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟、抗病力強(qiáng)等特點(diǎn)。
四、DNA分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)
DNA分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)，是通過利用與目標(biāo)性狀緊密連鎖的DNA分子標(biāo)記對目標(biāo)性狀進(jìn)行間接選擇的現(xiàn)代育種技術(shù)。該技術(shù)對目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)移，不僅可在早代進(jìn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定的選擇，而且可克服再度利用隱性基因時(shí)識別難的問題，從而加速育種進(jìn)程，提高育種效率。與常規(guī)育種相比，該技術(shù)可提高育種效率2-3倍。由于其明顯的優(yōu)越性，該技術(shù)已引起了發(fā)達(dá)國家的高度重視。技術(shù)的關(guān)鍵是與重要農(nóng)藝性狀緊密連鎖的DNA分子標(biāo)記的鑒定。
總之，現(xiàn)代生物技術(shù)取得的進(jìn)展，促進(jìn)了作物育種的進(jìn)程。在育種過程中需要分子生物學(xué)家和育種工作者兩者緊密結(jié)合，作到優(yōu)勢互補(bǔ)。分子生物學(xué)家需要育種工作者提供更新、更好的作物品種作受體，同時(shí)育種工作者需要分子生物學(xué)家提供從其他種的動、植物（如細(xì)菌、微生物等） 中克隆本品種中沒有的抗病、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)等優(yōu)良性狀基因，來改良作物品種。從事常規(guī)育種的科技工作者也可將轉(zhuǎn)基因作物中的優(yōu)良性狀基因，通過雜交手段轉(zhuǎn)育到當(dāng)?shù)刎S產(chǎn)的主栽品種中，培育適合當(dāng)?shù)氐呢S產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物新品種并應(yīng)用于生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)：
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1發(fā)揮學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性
強(qiáng)調(diào)以學(xué)生自身活動為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。在老師給定研究目的和基本實(shí)驗(yàn)材料的情況下,學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,與老師對設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)技術(shù)方案等進(jìn)行討論和修改,最終形成具有自我特色的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。整個(gè)教學(xué)過程中更注重讓學(xué)生自己去思考、去調(diào)查分析、去發(fā)現(xiàn)并解決問題;注重讓學(xué)生發(fā)展自主性、創(chuàng)新性的思維,使其具有開拓式的發(fā)展。
2綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)課程的基本內(nèi)容
學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)具體方案并在老師的引導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)上,綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)以產(chǎn)淀粉酶基因工程菌的構(gòu)建、目的產(chǎn)物淀粉酶的生產(chǎn)、產(chǎn)物(淀粉酶)分離純化及其淀粉酶酶學(xué)特性分析為主線,綜合利用多種實(shí)驗(yàn)技術(shù),力爭使學(xué)生得到多方面的綜合訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋了基因工程、發(fā)酵工程、生物分離工程、酶工程及生物信息學(xué)等專業(yè)知識及實(shí)驗(yàn)技術(shù)。由于綜合實(shí)驗(yàn)是一個(gè)連續(xù)的過程,前一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的結(jié)果與產(chǎn)物是后一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的材料,前后內(nèi)容緊密銜接,環(huán)環(huán)相扣,每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)都可能直接影響到最終的結(jié)果,從而增加了實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)連續(xù)性與完整性,使學(xué)生對每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)間的邏輯聯(lián)系性更加關(guān)注,具有更深的印象。綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)課程突出生物工程實(shí)驗(yàn)的綜合性與現(xiàn)代性,使學(xué)生能更加系統(tǒng)全面地掌握原理,實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)儀器。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容涉及相關(guān)原理技術(shù)如表1所示。
3綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改革
3.1轉(zhuǎn)變“學(xué)生為輔,老師為主”的教學(xué)方式首先,根據(jù)老師提出的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)自行查閱文獻(xiàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線。其次,學(xué)生與老師對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)技術(shù)方案進(jìn)行討論和修改。然后,以開題報(bào)告的形式,對實(shí)驗(yàn)方案的可行進(jìn)行論證,學(xué)生在老師指導(dǎo)下再次修改和完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。最后,明確實(shí)驗(yàn)方案和各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所涉及的技術(shù)手段,學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段。實(shí)驗(yàn)過程中,每天詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟和原始數(shù)據(jù),整理和分析數(shù)據(jù),繪制圖表及圖表的規(guī)范化。實(shí)驗(yàn)結(jié)束,以PPT演講形式匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并按照科技論文的形式撰寫實(shí)驗(yàn)小論文。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生成為教學(xué)主體,經(jīng)過這種系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施過程有了系統(tǒng)連貫的認(rèn)識,科研思維能力得到鍛煉,查閱文獻(xiàn)、分析數(shù)據(jù)、撰寫論文等科研基本技能和協(xié)調(diào)配合能力都得到了訓(xùn)練。
3.2轉(zhuǎn)變“看為主做為輔”的教學(xué)方式實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作,溶液的配制、培養(yǎng)基的制備滅菌、電泳試劑的配制、緩沖液的配制、PCR引物的設(shè)計(jì)、基因序列的分析、微生物的培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)所需儀器的調(diào)試等均由學(xué)生自主完成。例如,讓學(xué)生自己計(jì)算溶劑和溶質(zhì)的量,稱量溶解并裝瓶標(biāo)記;利用軟件設(shè)計(jì)PCR擴(kuò)增引物,應(yīng)用生物信息學(xué)對DNA序列進(jìn)行比對、分析;實(shí)驗(yàn)前對儀器進(jìn)行外觀檢測、性能調(diào)試和試用;正確使用一些復(fù)雜的精密儀器設(shè)備(如發(fā)酵罐),準(zhǔn)確地采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。學(xué)生親自完成這些之前均由老師準(zhǔn)備的工作,一方面培養(yǎng)了學(xué)生扎實(shí)的基本功;另一方面有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施過程有一系統(tǒng)完整的認(rèn)識。
4完善綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)結(jié)果的考核方式
改革實(shí)驗(yàn)結(jié)果的考察方式,變傳統(tǒng)的以記憶為主的考核為實(shí)際知識運(yùn)用能力的考核。首先,考察學(xué)生查閱文獻(xiàn)和閱讀文獻(xiàn)的能力。考察學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案過程中,是否能通過查閱文獻(xiàn),提出新穎的實(shí)驗(yàn)方案或更好的實(shí)驗(yàn)技術(shù),并能正確理解文獻(xiàn)內(nèi)容;在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中遇到問題時(shí),是否能利用文獻(xiàn)分析和解決問題;在撰寫實(shí)驗(yàn)小論文時(shí),能否恰當(dāng)引用文獻(xiàn)分析或支持實(shí)驗(yàn)結(jié)果。將這些作為學(xué)生是否真正掌握綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的原理指標(biāo)之一,也考察了學(xué)生獲取和學(xué)習(xí)新知識的能力。其次,考察學(xué)生對專業(yè)知識和實(shí)驗(yàn)技能的掌握程度,主要是對學(xué)生專業(yè)理論知識理解、應(yīng)用能力和實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行考察。學(xué)生只有具備扎實(shí)的理論知識,全面地掌握各咱實(shí)驗(yàn)技能、正確使用儀器設(shè)備(特別是復(fù)雜精密的儀器)、準(zhǔn)確地采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),才能順利的完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。這些反映了學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識的掌握程度和融會貫通能力。
然后,考察學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、歸納、整理能力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠、完整,對于實(shí)驗(yàn)結(jié)論有著重大影響。在數(shù)據(jù)采集、整理、分析、歸納,以及圖表繪制過程中,可以增強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果的邏輯分析能力及做出正確合理結(jié)論的能力。最后,考察學(xué)生學(xué)術(shù)交流能力。在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論中,學(xué)生之間、師生之間互相交流,一起討論實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象、結(jié)果及實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)的問題,使大家對其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和進(jìn)展有一個(gè)了解。一方面在討論中學(xué)生可以獲取一些成功經(jīng)驗(yàn)或避免出現(xiàn)錯(cuò)識;另一方面這也是一種競爭,可以督促學(xué)生更加積極、努力地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
作者：秦秀林單位：廣西大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
面對病蟲災(zāi)害造成的巨大損失，認(rèn)清上述問題的嚴(yán)重性后，在全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，森林資源保護(hù)學(xué)者提出了“有害生物持續(xù)治理(SustainablePestManagement)”、“森林保健(ForestHealthProtection)”等思想。意義在于著重強(qiáng)調(diào)提高森林自身的調(diào)控能力和抵抗力。提出有害生物的綜合治理(IntegratedPest·Man·agement，IPM)應(yīng)逐漸向有害生物的生態(tài)治理(EcologicalPestMan·agement，EPM)發(fā)展，這是一個(gè)策略轉(zhuǎn)移的根本方向。
對于現(xiàn)有的、具有一定生態(tài)系統(tǒng)性的人工林，采取改造提高其自我調(diào)控病蟲災(zāi)害的能力，運(yùn)用對環(huán)境和其它有益物種的生存和發(fā)展影響較小的各種措施，將有害生物控制在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益可接受(或允許)的低密度，并在時(shí)空上達(dá)到持續(xù)控制的效果。對于現(xiàn)有的、不具有生態(tài)系統(tǒng)性的人工林，采取以基因工程為主的技術(shù)措施，培育適應(yīng)立地生態(tài)環(huán)境的抗性樹種，逐漸取代現(xiàn)有弱抗性或抗性衰退、喪失的樹種。對于將有的人工林，采取生態(tài)控制的策略，從造林開始就將病蟲災(zāi)害的自我控制作為和高質(zhì)高產(chǎn)同等重要的目標(biāo)，以期得到自組織的人工林生態(tài)系統(tǒng)，將有害生物控制在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益町接受(或允許)的低密度，并在時(shí)空上達(dá)到持續(xù)控制的效果。對于將有的樹木個(gè)體簡單集合的人工林，采取以基因工程為主的技術(shù)措施，創(chuàng)造抗性樹種，并根據(jù)其抗性衰退、喪失的速度，或有害生物對抗性樹種適應(yīng)性進(jìn)化的速度和周期，持續(xù)地培育適應(yīng)立地生態(tài)環(huán)境的抗性樹種。
因此，森林及樹木病蟲災(zāi)害的生態(tài)控制技術(shù)和遺傳(基因)控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)我國森林保護(hù)策略轉(zhuǎn)移和扭轉(zhuǎn)被動局面的關(guān)鍵技術(shù)。
傳統(tǒng)觀念中，森林保護(hù)是林木遺傳育種學(xué)者培育出良種、造林學(xué)者進(jìn)行造林之后才提到日程上的工作，林木育種學(xué)者并沒有把持續(xù)抗性作為和產(chǎn)量、質(zhì)量同等重要的目標(biāo)進(jìn)行育種，造林學(xué)者也沒有把病蟲災(zāi)害的自我調(diào)控作為和產(chǎn)量、質(zhì)量同等重要的目標(biāo)進(jìn)行造林。可以說，現(xiàn)在進(jìn)行保護(hù)的森林幾乎沒有任何抵抗病蟲害的機(jī)制存在，一旦病蟲災(zāi)害大發(fā)生、大流行，森防工作者使出渾身解數(shù)也難以使樹木死里逃生。因此，在未來，森林保護(hù)學(xué)應(yīng)是林木遺傳育種學(xué)和造林學(xué)的指導(dǎo)學(xué)科。只有這樣，才能真正將病蟲災(zāi)害的生態(tài)防御策略和基因防御策略貫徹到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，從根本上防治病蟲害。
生態(tài)控制的原理在于系統(tǒng)生態(tài)學(xué)。一個(gè)平稀的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，物種之間協(xié)同進(jìn)化，不同種的有機(jī)體或亞系統(tǒng)協(xié)調(diào)共生、互惠互利，和諧高效利用系統(tǒng)的能量，系統(tǒng)中的所有生物都占領(lǐng)著一切可利用的生態(tài)位、攝取一切可利用的能量，從而形成最佳的物流與能流利用狀態(tài)，使整個(gè)系統(tǒng)表現(xiàn)出高效和諧的持續(xù)發(fā)展。在這種協(xié)同進(jìn)化過程中，物種常表現(xiàn)出抗逆性和變異性，這些抗逆性和變異性的基礎(chǔ)來源于物種基因的調(diào)控表達(dá)和變異。因此，自然森林生態(tài)系統(tǒng)中各種組分形成的各級結(jié)構(gòu)具有自我協(xié)調(diào)、自我組織、自我維持的穩(wěn)生機(jī)制，這種機(jī)制構(gòu)造了系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能，從而起到對病蟲災(zāi)害的可持續(xù)控制。遺傳控制得以實(shí)施的基礎(chǔ)是以基因工程為主導(dǎo)的現(xiàn)代育種技術(shù)。從林木或其它動植物體內(nèi)定位到抗病、抗蟲基因，并將其克隆、轉(zhuǎn)入到林木體內(nèi)，表達(dá)出對特定或大多數(shù)病蟲害的持續(xù)高抗性。目前，涉及遺傳轉(zhuǎn)化的樹種已達(dá)9科19屬近30種。一些重要的樹種如楊樹、歐洲落葉松等已獲得了轉(zhuǎn)基因植株。在報(bào)導(dǎo)的林木基因工程的目的基因中，抗性基因的種類最為豐富，包括了抗蟲基因、抗病基因、抗鹽基因、抗寒基因以及抗除草劑基因。
對林木病害的遺傳控制應(yīng)該考慮兩個(gè)方面，這是由于具有兩種不同的林木病害類型。對于病原主導(dǎo)性病害，寄主一般體現(xiàn)為寡(或單)基因控制的垂直抗性，相應(yīng)的病原致病基因也是寡(或單)基因，這樣便于克隆抗性基因以抑制致病基因的表達(dá)；對于寄主主導(dǎo)性病害，寄主則往往體現(xiàn)為多基因控制的水平抗性，病原的致病性也往往是多個(gè)基因的表達(dá)，因此不利于克隆特定的抗病基因以表達(dá)抗性。寄主主導(dǎo)性的病害是由不良環(huán)境因素(逆境)造成樹木生長勢下降而誘發(fā)產(chǎn)生的，因此，這類病害又稱作生態(tài)性病害。例如楊樹潰瘍病、爛皮病，它們一般是在環(huán)境脅迫引致樹皮膨脹度低于80%時(shí)才能夠發(fā)生。因此，如何提高樹木生長勢，增加抵抗逆境脅迫能力是防治樹木生態(tài)性病害的根本。在抵抗這類病害的基因工程中，應(yīng)轉(zhuǎn)入能夠提高樹勢、強(qiáng)固細(xì)胞壁的抗?jié)B透脅迫基因。
生態(tài)性病害的病原主要是一些具腐生性弱寄生性病原真菌，廣泛地存在于自然界中及潛伏侵染于樹木體內(nèi)。生態(tài)逆境是這類病害的主要誘因，當(dāng)逆境生態(tài)因子導(dǎo)致樹木生長勢下降至某一個(gè)閾值時(shí)，病原一寄主復(fù)合體開始病理過程，使寄主細(xì)胞、組織發(fā)生病變，表現(xiàn)出枯梢、枝干潰瘍或腐爛等癥狀，影響樹木的生長，嚴(yán)重時(shí)造成樹木的死亡。生態(tài)性病害由于病原菌具有潛伏侵染的特性、可長期潛伏在樹木體內(nèi)，因此具有隱蔽性；由于氣候生態(tài)逆境是其主要誘引，因此具有突發(fā)性。
這類病害在北美、歐洲以及東北亞分布廣泛，各國在經(jīng)歷了化學(xué)防治的失敗后，目前的研究都集中在抗性育種和集約栽培上，試圖通過提高抗逆性和抗病性以及提高樹勢來最終達(dá)到控制病害的目的。
生態(tài)性病害由于具有隱蔽性和突發(fā)性，因此，控制的根本途徑是生態(tài)控制技術(shù)。對于客觀上具有或可能出現(xiàn)一定演替過程、形成一定自組織性而具有一定程度自我調(diào)控病蟲災(zāi)害的功能的人工林生態(tài)系統(tǒng)，其病蟲災(zāi)害生態(tài)控制的研究趨勢是：從喬、灌、草及農(nóng)作物多植物種合理配置人手，提高系統(tǒng)內(nèi)的生物多樣性，改造現(xiàn)有林和營造混交林，為系統(tǒng)的演替過程構(gòu)建初始可啟動狀態(tài)，使其伴隨演替過程逐步最大程度地實(shí)現(xiàn)自組織性，從而形成一定程度的抗逆補(bǔ)償功能和自我調(diào)控病蟲災(zāi)害功能。同時(shí)輔助以環(huán)境允許的人為措施，將病蟲災(zāi)害控制在允許水平。對于城市綠化樹木和干旱及半干旱地域的造林樹木，客觀上很難或不可能形成一定自組織性的人工林生態(tài)系統(tǒng)，其生態(tài)性病害生態(tài)控制的研究趨勢是：通過樹木根系和根際土壤生態(tài)環(huán)境的改造，使其形成及促進(jìn)根系的發(fā)育和發(fā)達(dá)、水分和養(yǎng)分的持續(xù)有效利用、病菌侵染預(yù)防和侵入后的抑制功能等，從而保健樹木、提高樹勢、增強(qiáng)樹木的抗逆性和抗病性，達(dá)到持續(xù)、有效控制病害的目的。
1.生物技術(shù)引領(lǐng)世界新科技革命正在加速形成
生物技術(shù)是在分子生物學(xué)基礎(chǔ)上建立的、為創(chuàng)建新的生物類型或新生物機(jī)能的實(shí)用技術(shù)。具體而言，生物技術(shù)包括植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動物生物技術(shù)、農(nóng)作物的分子育種技術(shù)、納米生物技術(shù)、重要疾病的生物治療等。隨著人類基因組測序、人類染色體破譯、水稻基因組測序、破譯老鼠基因組、轉(zhuǎn)基因動植物研究、干細(xì)胞研究、生物技術(shù)在病毒檢測及疫苗研制中的應(yīng)用、克隆技術(shù)等國際生物技術(shù)領(lǐng)域取得了一系列突破性進(jìn)展。生物技術(shù)在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、食品、化工等行業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球生物藥品市場規(guī)模1997年為150億美元，2000年為300億美元，2008年將達(dá)到800多億美元。在農(nóng)業(yè)方面，盡管人們對轉(zhuǎn)基因食品存有疑慮，但從1996年商業(yè)種植轉(zhuǎn)基因作物以來，全球轉(zhuǎn)基因作物的種植面積仍然增長了30多倍，2001年已達(dá)5260萬公頃。據(jù)分析家預(yù)測，轉(zhuǎn)基因食品的銷售額2010年將達(dá)到250億美元。生物經(jīng)濟(jì)的另一基礎(chǔ)是人類基因。由于繪出了人類基因組圖譜，基因藥物可以使幾千種基因病癥預(yù)防、緩解和治愈的可能性大大提高，因此有人說，一條基因就能形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)。到2020年，利用基因重組技術(shù)研制的新藥可能會達(dá)到3000種。
生物技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代科技研究和開發(fā)的重點(diǎn)，生物技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，其增長速度大致是在25%~30%，是整個(gè)經(jīng)濟(jì)增長平均數(shù)的8~10倍左右。生物技術(shù)引領(lǐng)的新科技革命正在加速形成，生物科技的重大突破正在迅速孕育，將催生新的產(chǎn)業(yè)革命。歷史經(jīng)驗(yàn)證明，這一時(shí)期是發(fā)展中國家把握歷史契機(jī)，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。這也正是是我國生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，為我國發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢、實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展提供了歷史性機(jī)遇。
2.中國必須抓住世界生物科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的機(jī)遇，將生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)培育成為我國高技術(shù)領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)
生物產(chǎn)業(yè)作為21世紀(jì)新興戰(zhàn)略高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，已成為世界各國競爭的制高點(diǎn)。中國政府高度重視生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2009年6月，國務(wù)院常務(wù)會議討論并原則通過《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》。會議認(rèn)為，必須抓住世界生物科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的機(jī)遇，將生物產(chǎn)業(yè)培育成為我國高技術(shù)領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)。以生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物能源、生物制造和生物環(huán)保產(chǎn)業(yè)為重點(diǎn)，大力發(fā)展現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)。《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》的頒布，標(biāo)志著我國生物產(chǎn)業(yè)已步入快速發(fā)展期。
中國生物產(chǎn)業(yè)規(guī)模近年來不斷擴(kuò)大。首先，生物醫(yī)藥穩(wěn)步增長，經(jīng)濟(jì)效益大幅增加。2000-2008年全國醫(yī)藥工業(yè)產(chǎn)品銷售收入年均增長達(dá)20.45%。2008年生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)抗風(fēng)險(xiǎn)能力表現(xiàn)突出，繼續(xù)保持高速發(fā)展態(tài)勢，全年醫(yī)藥工業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值8666億元，同比2007年增長25.52%。中國生物產(chǎn)業(yè)總規(guī)模超過萬億元，生物產(chǎn)業(yè)正在成為中國高技術(shù)領(lǐng)域新的增長點(diǎn)。生物技術(shù)是中國與發(fā)達(dá)國家差距相對較小的高技術(shù)領(lǐng)域，中國具有發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和巨大市場需求，大力發(fā)展包括基因技術(shù)在內(nèi)的現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)，是培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)、提升中國產(chǎn)業(yè)國際分工地位和保障國家長遠(yuǎn)發(fā)展的需要。
3.河南省生物產(chǎn)業(yè)地方特色突出和發(fā)展優(yōu)勢明顯
河南省生物質(zhì)資源非常豐富，生物及新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)比較雄厚，在部分領(lǐng)域居于國內(nèi)領(lǐng)先水平。在國際化、產(chǎn)業(yè)化、集聚化的總體要求之下迅速做大做強(qiáng)河南生物及新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)，將其打造為帶動河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新興支柱產(chǎn)業(yè)，對推動河南省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。
河南省生物資源豐富，糧食年產(chǎn)量突破1000億斤，擁有植物3830余種，動物418種，中藥材資源豐富，藥用植物1963種，擁有焦作四大懷藥、新鄉(xiāng)金銀花、濟(jì)源冬凌草、南陽山茱萸等特色地道中藥材享譽(yù)海內(nèi)外。初步測算，2008年我省生物及新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已經(jīng)超過600億元，其中全省醫(yī)藥制造業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值和增加值分別達(dá)到484億元和150億元，同比增長35%和27%，分別高于全國平均增幅10個(gè)和9.9個(gè)百分點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)利潤47億元，同比增長27%，是全國增長最快的省份之一。我省醫(yī)藥制造業(yè)總產(chǎn)值已從2000年居全國第14位，2005年全國第9位，躍升至2008年的全國第5位、中部六省第1位。以生物醫(yī)藥為代表的生物及新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我省高技術(shù)產(chǎn)業(yè)中所占比重最大，帶動河南高技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。
根據(jù)《河南省生物及新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)（2009-2020年）發(fā)展規(guī)劃》，河南省重點(diǎn)發(fā)展生物制藥、生物農(nóng)業(yè)、生物化工、生物能源和生物技術(shù)研發(fā)服務(wù)業(yè)、醫(yī)藥研發(fā)外包服務(wù)等。緊緊抓住生物科技革命和產(chǎn)業(yè)革命機(jī)遇，充分發(fā)揮我省生物資源、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)等優(yōu)勢，堅(jiān)持走特色化、產(chǎn)業(yè)化、集聚化、國際化的發(fā)展道路，鞏固和加強(qiáng)生物農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢地位，加快推進(jìn)生物醫(yī)藥轉(zhuǎn)型升級，把生物化工作為實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展的突破口，力爭通過10年左右的努力，將生物及新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)培育成為我省的新興支柱產(chǎn)業(yè)，主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)躋身全國前3位，使我省成為自主創(chuàng)新能力強(qiáng)、具有國際先進(jìn)水平的生物農(nóng)業(yè)基地，成為國際知名、國內(nèi)一流的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)基地，成為全國規(guī)模最大、具有國際競爭力的的生物化工基地。
二、生物技術(shù)特色專業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容
根據(jù)《教育部財(cái)政部關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見》（教高〔2007〕1號）和《高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目管理暫行辦法》（教高〔2007〕14號）的規(guī)劃，建設(shè)高等學(xué)校特色專業(yè)是優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，辦出專業(yè)特色的重要措施。充分認(rèn)識生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的急需，高度重視生物技術(shù)特色專業(yè)的建設(shè)工作，大力加強(qiáng)課程體系和教材建設(shè)，改革人才培養(yǎng)方案，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，緊密結(jié)合國家、區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要推進(jìn)生物技術(shù)專業(yè)建設(shè)，切實(shí)為同類型高校生物技術(shù)及相關(guān)專業(yè)和本校的專業(yè)建設(shè)和改革起到示范和帶動作用。
1.修訂、完善人才培養(yǎng)方案，整合課程內(nèi)容，優(yōu)化課程體系
（1）根據(jù)對社會發(fā)展、學(xué)科發(fā)展和人才需求的分析，以現(xiàn)代教育思想和教學(xué)觀念為指導(dǎo)，通過廣泛調(diào)研，圍繞如何提高生物技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生從事科研、開發(fā)、生產(chǎn)管理工作等綜合素質(zhì)，提出修改完善人才培養(yǎng)方案的思路。（2）強(qiáng)化生命科學(xué)基礎(chǔ)理論知識的傳授，調(diào)整理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)比例，適當(dāng)增設(shè)拓展生命科學(xué)研究方法、促進(jìn)實(shí)踐能力提高的課程，增加生命科學(xué)學(xué)科前沿知識介紹，拓寬知識面，提高人文綜合素質(zhì)，使人才培養(yǎng)方案和人才培養(yǎng)模式進(jìn)一步科學(xué)、合理。加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)。根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)，增設(shè)了基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程工藝原理等專業(yè)基礎(chǔ)課，從而使學(xué)生較系統(tǒng)的掌握本專業(yè)所必須的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識和技能，符合“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、廣適應(yīng)”的新型人才培養(yǎng)模式。要求本專業(yè)畢業(yè)的本科生有較扎實(shí)的生物學(xué)基礎(chǔ)，掌握生物技術(shù)的基本原理和一定的實(shí)驗(yàn)技能，了解國內(nèi)外生物技術(shù)研究及發(fā)展動向，能適應(yīng)生物技術(shù)教學(xué)、科研、開發(fā)及管理等崗位的工作。（3）根據(jù)教育教學(xué)改革和人才市場對生物科學(xué)類人才的需求，整合相關(guān)課程內(nèi)容、調(diào)整知識結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)專業(yè)知識內(nèi)容的銜接，將學(xué)科新知識、新理論、新技術(shù)和新方法充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中，修訂和完善課程教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、教學(xué)實(shí)綱及生產(chǎn)（教育）實(shí)綱。增設(shè)選修課，拓寬專業(yè)口徑，以適應(yīng)市場需求。選修課有生物制藥工藝學(xué)、天然產(chǎn)物制備技術(shù)、環(huán)境生物技術(shù)、基因工程育種、生物工業(yè)下游技術(shù)等。針對不同的專業(yè)方向，使學(xué)生系統(tǒng)掌握好專業(yè)基礎(chǔ)知識后，通過多選課拓寬專業(yè)基礎(chǔ)，淡化專業(yè)意識，不斷提高自身素質(zhì)與能力。（4）針對生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)，構(gòu)建“基礎(chǔ)扎實(shí)，知識結(jié)構(gòu)合理完善，實(shí)踐能力和業(yè)務(wù)技能明顯提高，科學(xué)精神、人文精神、創(chuàng)新精神整體發(fā)展，具有優(yōu)勢市場競爭力”的生物技術(shù)類人才培養(yǎng)模式。根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生的不同學(xué)習(xí)階段，有計(jì)劃、有重點(diǎn)的吸納所有從事專業(yè)教學(xué)的教師、相關(guān)職能部門人員、生產(chǎn)實(shí)踐和教學(xué)實(shí)習(xí)單位骨干等共同參與到人才培養(yǎng)工作中。對理論課程體系和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行合理規(guī)劃，通過學(xué)科專業(yè)概論、入學(xué)教育、本科生導(dǎo)師制、學(xué)科專業(yè)專題講座等環(huán)節(jié)，強(qiáng)化專業(yè)思想，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論和實(shí)踐技能訓(xùn)練，構(gòu)建具有鮮明城市特色的生物技術(shù)類人才培養(yǎng)體系。
2.改革教學(xué)方法和教學(xué)手段
（1）提高課堂教學(xué)效率，引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。根據(jù)課程性質(zhì)和教學(xué)內(nèi)容積極開展多媒體輔助教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息以及對信息進(jìn)行分析、加工和綜合概括的能力。（2）積極倡導(dǎo)并嘗試體驗(yàn)式教學(xué)、探究式教學(xué)等教學(xué)方法，通過研究性學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等多種形式，組織學(xué)生積極開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐，開展社會實(shí)踐調(diào)查，參與科學(xué)研究，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。（3）改革課程考核方式，根據(jù)不同的課程性質(zhì)采用不同的考核方式，采取理論筆試、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)際操作、課程論文、課程討論答辯等多種考核方式，全面促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高。（4）定期開展學(xué)術(shù)報(bào)告、學(xué)生讀書論壇、演講比賽、實(shí)驗(yàn)技能大賽等系列活動，拓展學(xué)生的知識面、提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。
3.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，形成一支了解社會需求、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、熱愛教學(xué)工作的教學(xué)團(tuán)隊(duì)
（1）積極完善梯隊(duì)結(jié)構(gòu)，科學(xué)合理的配置教師資源，建立健全師資培訓(xùn)制度，加大中青年學(xué)術(shù)帶頭人和骨干教師的培養(yǎng)力度，鼓勵(lì)和支持中青年教師攻讀博士學(xué)位，進(jìn)一步加強(qiáng)師德建設(shè)，全面提高教師隊(duì)伍的整體素質(zhì)，以保證專業(yè)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。（2）完善生物技術(shù)系活動制度，通過活動提升教師的業(yè)務(wù)能力和教學(xué)研究能力；加強(qiáng)對教學(xué)內(nèi)容和方法手段的研究，形成人人參與教學(xué)研究的氛圍。（3）建立專業(yè)課教師的“傳”、“幫”、“帶”制度，通過老教師的指導(dǎo)，扶持青年教師盡快走上教學(xué)和科研軌道。通過建設(shè)，形成學(xué)科齊全、發(fā)展均衡、優(yōu)勢互補(bǔ)，具有較強(qiáng)學(xué)術(shù)競爭力的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
4.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)
（1）依托鄭州大學(xué)生物基因工程技術(shù)中心的籌建，結(jié)合本專業(yè)較強(qiáng)的科研實(shí)力，加強(qiáng)生物技術(shù)專業(yè)類人才的實(shí)踐能力培養(yǎng)。（2）增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)，提高實(shí)驗(yàn)課效率，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。（3）建設(shè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能實(shí)訓(xùn)平臺及實(shí)踐技能實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室，2年級選擇優(yōu)秀學(xué)生提前進(jìn)入各個(gè)科研實(shí)驗(yàn)室，加強(qiáng)科研、生產(chǎn)實(shí)踐鍛煉及課堂教學(xué)基本技能訓(xùn)練，提高生物技術(shù)專業(yè)的科研、實(shí)踐操作能力。（4）充分利用鄭州市的動植物資源及規(guī)模化的生物技術(shù)企業(yè)，建立1~3個(gè)專業(yè)課程實(shí)習(xí)基地。通過課程實(shí)習(xí)，訓(xùn)練學(xué)生的基本技能和知識運(yùn)用能力。（5）借助重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)中心及學(xué)院較強(qiáng)的科研勢力，為本科生搭建參與科研活動的平臺。建立本科生優(yōu)秀論文評選制度，通過本科生畢業(yè)論文、“挑戰(zhàn)杯”、創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競賽等開展優(yōu)秀論文評選活動，激發(fā)學(xué)生參與科研活動的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
三、生物技術(shù)特色專業(yè)的建設(shè)
1.立足前瞻性，緊緊把握生命科學(xué)前沿，搶占國際競爭的制高點(diǎn)
人類基因組計(jì)劃對生物產(chǎn)業(yè)帶來巨大推動作用，國際生物技術(shù)領(lǐng)域取得了一系列突破性進(jìn)展，研究成果主要方面包括：人類基因組測序、人類染色體破譯、水稻基因組測序、破譯老鼠基因組、轉(zhuǎn)基因動植物研究、干細(xì)胞研究、生物技術(shù)在病毒檢測及疫苗研制中的應(yīng)用、克隆技術(shù)。因此，生物技術(shù)在醫(yī)療保健、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、輕化工、食品等重要領(lǐng)域?qū)Ω纳迫祟惤】蹬c生存環(huán)境、提高農(nóng)牧業(yè)和工業(yè)產(chǎn)量與質(zhì)量都開始發(fā)揮越來越重要的作用。近年來，生物技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代科技研究和開發(fā)的重點(diǎn)，生物技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。生物技術(shù)引領(lǐng)的新科技革命正在加速形成，生物科技的重大突破正在迅速孕育，將催生新的產(chǎn)業(yè)革命。歷史經(jīng)驗(yàn)證明，這一時(shí)期是發(fā)展中國家把握歷史契機(jī)，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。這也正是是我國生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，為我國發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢、實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展提供了歷史性機(jī)遇。
2.突出先進(jìn)性，發(fā)揮優(yōu)勢，服務(wù)國家和地方經(jīng)濟(jì)技術(shù)建設(shè)與發(fā)展
河南省生物質(zhì)資源非常豐富、中藥材資源豐富、生物及新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)比較雄厚，在部分領(lǐng)域居于國內(nèi)領(lǐng)先水平。以生物醫(yī)藥為代表的生物及新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我省高技術(shù)產(chǎn)業(yè)中所占比重最大，帶動河南高技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。力爭將生物及新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)培育成為我省的新興支柱產(chǎn)業(yè)，主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)躋身全國前3位，使我省成為自主創(chuàng)新能力強(qiáng)、具有國際先進(jìn)水平的生物農(nóng)業(yè)基地，成為國際知名、國內(nèi)一流的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)基地，成為全國規(guī)模最大、具有國際競爭力的的生物化工基地。廣泛與省內(nèi)科研機(jī)構(gòu)科研聯(lián)合，創(chuàng)建一批生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地，克服造成產(chǎn)學(xué)研脫節(jié)，創(chuàng)造有利于科技復(fù)合型人才培養(yǎng)的新機(jī)制，滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展高水平科研領(lǐng)軍人才、以及具備管理、技術(shù)和營銷背景的復(fù)合型人才的急需。
3.發(fā)揮示范性，抓住機(jī)遇，形成特色，培養(yǎng)生物高技術(shù)產(chǎn)業(yè)急需人才
關(guān)鍵詞：甘藍(lán)型油菜；遺傳轉(zhuǎn)化；PCR檢測
中圖分類號：Q785 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-0432（2010）-09-0041-2
甘藍(lán)型油菜（Brassica napus L.）屬于十字花科蕓苔屬植物，是全世界較為重要的一種油料栽培作物。它作為重要的食用油來源及工業(yè)原料，在2000年度我國油菜籽進(jìn)口量一度創(chuàng)下385.5萬噸的歷史最高紀(jì)錄。擴(kuò)大油菜種植面積，提高油菜產(chǎn)量已成為我國油菜生產(chǎn)的當(dāng)務(wù)之急。但是，土壤的鹽漬化已經(jīng)使油菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重阻礙，而油菜整個(gè)生長發(fā)育期中對鹽脅迫都很敏感。因此，培育耐鹽油菜品種是解決油菜生產(chǎn)的重要途徑。
IrrE基因是耐輻射奇球菌(Deinococcus radiodurans，DR)基因組中的一個(gè)突變基因(又命名為PprI)，是一個(gè)能夠促進(jìn)細(xì)胞體內(nèi)RecA、PprA等直接參與DNA損傷修復(fù)基因表達(dá)的開關(guān)基因[1,2]。該基因表達(dá)的IrrE蛋白是DNA修復(fù)及保護(hù)途經(jīng)的總開關(guān)，該基因在大腸桿菌（E.coli.）中為組成性表達(dá)，大腸桿菌能忍受 0.65 mol.L-1 NaCl脅迫，并能正常生長[3]。
為了增強(qiáng)油菜的鹽耐受性，我們以來源于耐輻射異常球菌的IrrE基因?yàn)橥庠椿颍杂筒讼屡咻S為轉(zhuǎn)化材料，采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化方法，對甘藍(lán)型油菜進(jìn)行轉(zhuǎn)化，獲得轉(zhuǎn)IrrE基因的油菜。通過PCR技術(shù)進(jìn)行陽性苗的分子鑒定，熒光實(shí)時(shí)定量PCR檢測其轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)，結(jié)果表明IrrE基因已經(jīng)成功導(dǎo)入甘藍(lán)型油菜并在其中進(jìn)行mRNA水平的轉(zhuǎn)錄。
1 材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.1.1 材料 轉(zhuǎn)IrrE基因的大腸桿菌（Escherichia coli）IrrE-DH5α和農(nóng)桿菌（Agrobacterium tumefaciens）IrrE-EHA105菌株由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物生物技術(shù)研究中心微生物實(shí)驗(yàn)室提供。甘藍(lán)型油菜（Brassica napus）84100-18（玻里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系）由四川大學(xué)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供，在本實(shí)驗(yàn)室溫室中栽種。
1.1.2 主要試劑 TaqDNA聚合酶，反轉(zhuǎn)錄試劑盒等均購自于均購自TaKaRa 公司，引物由上海生物工程公司合成，無DNA的RNA提取試劑盒購自于上海華舜生物有限公司，Cab由北京普博欣生物科技有限責(zé)任公司提供，kan由Bio BASIC INC 提供，利福平由成都錦華藥業(yè)有限責(zé)任公司提供。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)油菜的遺傳轉(zhuǎn)化 選取籽粒飽滿的油菜種子用無菌水浸泡10min，再用75%酒精消毒1min，用無菌水沖洗2-3次，在用1%的升汞消毒12min，用無菌水沖洗2-3次，接種于無激素的MS培養(yǎng)基上。光照培養(yǎng)5d，剪下油菜苗的子葉和生長點(diǎn)，取緊接生長點(diǎn)的約0.5cm長的下胚軸，置于預(yù)培養(yǎng)基（含6-BA 2.0mg/L、2，4-D 1.0mg/L、AgNO3 2.5 mg/L、AS 100uM）上預(yù)培養(yǎng)培養(yǎng)2天。
在50ml LB培養(yǎng)基（含Rif 40mg/L、str 20mg/L、Kan 50mg/L）中加入0.1 ml IrrE-EHA105菌液，220rpm，28℃振蕩培養(yǎng)過夜；室溫下5000g，10min，棄上清液，菌體用MS液體培養(yǎng)基（含AS100uM）懸浮，再220rpm，28℃振蕩培養(yǎng)1hr，使菌液的OD600=0.5左右。將經(jīng)過預(yù)培養(yǎng)2天的下胚軸在農(nóng)桿菌液中浸泡1 min ，之后棄去菌液，用無菌濾紙吸干，接種于覆蓋有滅菌濾紙的預(yù)培養(yǎng)基上，23℃暗培養(yǎng)2d。共培養(yǎng)2天后的下胚軸接種至篩選培養(yǎng)基（6-BA 2.0mg/L、AgNO3 2.5mg/L、Kan 10mg/L、Cab 500mg/L）上篩選培養(yǎng)，每兩周轉(zhuǎn)繼一次，經(jīng)過4輪篩選培養(yǎng)，再生出小苗。再生小苗長有三片真葉時(shí)將其從愈傷組織上將其剪下，接種至含NAA 0.15mg/L和Cef 250mg/L的1/2MS培養(yǎng)基中生根。
1.2.2 轉(zhuǎn)基因植株的PCR檢測 采用CTAB法，分別從轉(zhuǎn)基因植株和非轉(zhuǎn)基因植株葉片中提取總DNA，用質(zhì)粒提取試劑盒提取質(zhì)粒DNA。以pMD-18質(zhì)粒上的目的片段為陽性對照，以未轉(zhuǎn)化油菜的總DNA為陰性對照，對轉(zhuǎn)化油菜的DNA樣品進(jìn)行PCR 擴(kuò)增檢驗(yàn)。目的基因IrrE的PCR檢測所用一對的引物，其序列分別為5’CAACGTCATCCTCATCAACTC（P1），5’TCCACCTCCGCCTTCATTT（P2）擴(kuò)增片段大小為398bp，引物由上海生工公司合成。反應(yīng)程序：94℃變性2min后進(jìn)入循環(huán)，94℃ 30s、56℃ 30s、72℃ 30s，35個(gè)循環(huán)，72℃延伸10min，PCR擴(kuò)增產(chǎn)物用0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測。
1.2.3 實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測 取陽性油菜和陰性對照油菜的幼嫩葉片0.1g，采用上海華舜生物技術(shù)有限公司柱式小量DNA-free植（葉）總RNA抽提試劑盒提取葉片總RNA，在以mRNA為模板進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。反轉(zhuǎn)錄采用TaKaRa的反轉(zhuǎn)錄酶及Oligo（dT）18，反轉(zhuǎn)錄出mRNA的cDNA第一鏈，作為定量PCR的樣品模板。以含IrrE基因和b-actin基因的質(zhì)粒DNA作為定量PCR的標(biāo)準(zhǔn)品，紫外分光光度檢測質(zhì)粒A260吸光值，根據(jù)質(zhì)粒分子量計(jì)算質(zhì)粒濃度（拷貝/ul），將標(biāo)準(zhǔn)品梯度稀釋（108、107、106、105、104、103、102coples/ul）作為模板進(jìn)行實(shí)時(shí)定量PCR反應(yīng)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。用IrrE及b-actin引物進(jìn)行反應(yīng)，IrrE上游引物序列：5’-ACGCTGGCCCAAGCACAGAAA-3’，下游引物序列：5’- CGTCCACCTCCGCCTTCATTTT-3’；B-actin上游引物序列：5’ ACTGTGCCAATCTACGAGGGTT-3’，下游引物序列：5’-TCTTACAATTTCCCGCTCTGCT-3’。25ul反應(yīng)體系包括：2 x Mix 12.5ul（包括反應(yīng)緩沖液、dNTP、MgCl、SYBR Green、Taq酶），上下引物各0.5ul，稀釋的重組質(zhì)粒DNA或反轉(zhuǎn)錄的模板DNA 1ul。定量PCR反應(yīng)程序?yàn)椋?4℃變性2min后進(jìn)入循環(huán)，94℃ 15s，58℃ 15s，72℃ 20s，72℃采集熒光，40個(gè)循環(huán)，72℃徹底延伸5min，95℃徹底變性1min，55℃延伸1min，55℃開始做溶解曲線分析，每30s增加一個(gè)循環(huán)，共81個(gè)循環(huán)。
2 結(jié)果
2.1 轉(zhuǎn)基因油菜植株的獲得
油菜下胚軸外植體經(jīng)過EHA105浸染和共培養(yǎng)后，在篩選培養(yǎng)基上先形成愈傷組織（如圖1A），再在愈傷組織上分化出再生小苗（如圖1B），再生小苗在含有卡那霉素的篩選培養(yǎng)時(shí)，非轉(zhuǎn)基因小苗在會形成白化苗；將長勢良好的再生小苗接種于生根培養(yǎng)基進(jìn)行生根培養(yǎng)（如圖1C），在生根培養(yǎng)基中，再生小苗長出不同的側(cè)根。
2.2 轉(zhuǎn)基因油菜的PCR檢測
用引物P1、P2對轉(zhuǎn)基因植株葉片DNA進(jìn)行三次重復(fù)PCR擴(kuò)增。在相同的植株中都得到了預(yù)期分子量398bp的條帶，與陽性對照擴(kuò)增出的條帶完全相同，而未轉(zhuǎn)化的油菜DNA則未擴(kuò)增出相應(yīng)的條帶（如圖2），說明外源目的基因IrrE已經(jīng)插入到油菜基因組中。
2.3 油菜RNA質(zhì)量檢測
實(shí)驗(yàn)取5µl提取的樣品在1%的瓊脂糖凝膠上進(jìn)行快速電泳檢測（如圖3），檢測結(jié)果表明該RNA樣品可以進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。
2.3 IrrE基因的實(shí)時(shí)熒光定量檢測
用b-actin和IrrE的引物對反轉(zhuǎn)錄cDNA樣品進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR擴(kuò)增檢測，b-actin基因作為內(nèi)參，IrrE基因在不同的陽性株系中都有表達(dá)，且不同的株系表達(dá)量不同（如圖），表明了IrrE基因已經(jīng)在mRNA水平的轉(zhuǎn)錄。
3 討論
隨著分子生物學(xué)的技術(shù)進(jìn)步，目前已使基因的定位、克隆、轉(zhuǎn)移成為現(xiàn)實(shí)，植物耐鹽的分子生物學(xué)和植物耐鹽基因工程在提高農(nóng)作物耐鹽能力方面正起著越來越重要的作用。植物基因工程是在基因水平上來改造植物的遺傳物質(zhì)，更具有科學(xué)性和精確性，同時(shí)育種速度也大大加快；能定向改造植物的遺傳性狀，提高了育種的目的性與可操作性。至世界上第一株轉(zhuǎn)基因煙草問世以來，基因工程技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)得到快速發(fā)展，目前已經(jīng)有35科120多種植物轉(zhuǎn)基因獲得成功[4]。目前用于植物基因工程的轉(zhuǎn)基因方法很多，如：基因槍法、電穿孔法、顯微注射法、激光法、超聲波、PEG法、脂質(zhì)體法和農(nóng)桿菌介導(dǎo)法以及花粉管通道法[5]等。本實(shí)驗(yàn)用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，將IrrE轉(zhuǎn)入甘藍(lán)型油菜。通過PCR技術(shù)進(jìn)行陽性苗的分子鑒定，熒光實(shí)時(shí)定量PCR檢測其轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)，結(jié)果表明IrrE基因已經(jīng)成功導(dǎo)入甘藍(lán)型油菜并在其中進(jìn)行mRNA水平的轉(zhuǎn)錄。
參考文獻(xiàn)
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[3] 潘婕.轉(zhuǎn)抗輻射總體調(diào)控基因IrrE大腸桿菌的耐鹽性及轉(zhuǎn)錄譜分析[D].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院生物技術(shù)研究所博士論文.
徐崇元（以下簡稱徐）北京大學(xué)生物系教授
記者：能不能生產(chǎn)出既高產(chǎn)又抗病蟲害的農(nóng)作物新品種？能不能吃上口味好、品質(zhì)更加優(yōu)良的黃瓜、西紅柿？隨著轉(zhuǎn)基因食品的出現(xiàn)，這些昔日的幻想正在變成現(xiàn)實(shí)。轉(zhuǎn)基因食品擺上西方人餐桌已經(jīng)五年了，一直平安無事，可是近來我們發(fā)現(xiàn)有關(guān)轉(zhuǎn)基因食品是否安全的爭論多了起來。爭論是從英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“實(shí)驗(yàn)鼠”吃了轉(zhuǎn)基因土豆以后，免疫功能受到損害開始的，那么轉(zhuǎn)基因食品到底能不能吃？請先介紹一下什么是轉(zhuǎn)基因食品。
凡：轉(zhuǎn)基因食品又叫做基因改良食品或基因食品，是利用基因工程技術(shù)將一種微生物、動物或植物的基因植入另一種微生物、動物或植物中，接受的一方由此而獲得了一種它所不能自然擁有的品質(zhì)。
記者：三位專家對英國科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)結(jié)論有什么看法？
凡：以前，媒體把轉(zhuǎn)基因食品當(dāng)做一個(gè)高科技的產(chǎn)品來正面宣傳，對它可能出現(xiàn)的負(fù)面影響很少提及。其實(shí)科技的發(fā)展是一把雙刃劍，它總會帶來這樣或那樣的問題。比如汽車，它方便了人們的出行，但同時(shí)也造成了污染。基因工程技術(shù)，一方面能解決困擾人類的不少重大問題，如資源短缺、環(huán)境污染、效益衰減等，顯示出巨大的作用，同時(shí)也存在潛在的威脅。英國科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)到底是否準(zhǔn)確暫且不論，它至少給我們傳達(dá)了一個(gè)信息，就是要重視轉(zhuǎn)基因食品的安全性。
我聽說過英國的這個(gè)實(shí)驗(yàn)。但轉(zhuǎn)基因食品是一個(gè)很廣泛的概念，是代表目前出現(xiàn)的一個(gè)新的生物技術(shù)領(lǐng)域。英國的實(shí)驗(yàn)只是無數(shù)試驗(yàn)中的一個(gè)，不能以偏概全。目前對轉(zhuǎn)基因食品我們是個(gè)案分析，即具體問題具體分析，不能一概而論。在美國，目前對轉(zhuǎn)基因食品研究搞得比較多，還沒有發(fā)現(xiàn)類似的問題。
記者：不知你們吃過轉(zhuǎn)基因食品沒有？
凡： 我沒有吃過，但如果有，我會吃。實(shí)際上，也只有通過國家嚴(yán)格檢測的轉(zhuǎn)基因食品才允許上市，所以肯定是安全的。
寧：我見過耐儲藏番茄，也就是西紅柿，顏色很綠，很好看。我覺得跟原來比只是改變了屬性，其他沒有改變，是安全的，如果放到我面前，我想我是敢吃的。
記者：從1983年起，在一些發(fā)達(dá)國家，陸續(xù)開始出現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品，在美國、加拿大等國家轉(zhuǎn)基因食品的商品化程度已經(jīng)很高了，不知現(xiàn)在已經(jīng)擴(kuò)大到了什么范圍？
凡：從農(nóng)產(chǎn)品來講可以分為五類：一是轉(zhuǎn)基因植物，如水稻、小麥、大豆、玉米、甜菜等；還有轉(zhuǎn)基因微生物，分為植物用微生物和獸物微生物（就是疫苗）；還有一類轉(zhuǎn)基因動物，例如轉(zhuǎn)基因豬、轉(zhuǎn)基因羊、轉(zhuǎn)基因雞、轉(zhuǎn)基因魚等。
記者：據(jù)我了解、李健凡研究員正在研究轉(zhuǎn)基因雞，從雞蛋里提取寶貴的珍稀藥物。聽起來，這個(gè)過程還真有些奇妙。
凡：在國外，各種轉(zhuǎn)基因動物正陸續(xù)問世，像轉(zhuǎn)基因牛、羊、雞、兔子、老鼠等等，發(fā)展很快。一是做藥物試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀６翘岣邉游锏纳L性能。比如，美國推出了一種轉(zhuǎn)基因虹鱒魚，它比普通虹鱒魚的生長速度要快十倍。這樣的試驗(yàn)我國也正在進(jìn)行。三是用于器官移植，比如，在豬的身上移植進(jìn)入的基因，把它變成轉(zhuǎn)基因豬。由于豬的器官與我們?nèi)说钠鞴俅笮∠嗨疲园艳D(zhuǎn)基因豬的器官再移植到人身上不但比較適合，而且可能會最大限度地消除排斥反應(yīng)。四是做生物反應(yīng)器，可以從中得到珍貴的動物藥物蛋白。
記者：人們吃了轉(zhuǎn)基因食品，短期沒有影響，長期又如何呢？再就是公眾比較關(guān)注它對生態(tài)環(huán)境的影響。
寧：應(yīng)該說，跟常規(guī)方法培育出的食品比較，轉(zhuǎn)基因食品更為安全，因?yàn)閮烧叨际菍r(nóng)產(chǎn)品生長發(fā)育性狀的一些修飾，增加進(jìn)新的、好的因素，減掉不好的因素。但是也存在一個(gè)新食品的長遠(yuǎn)影響還不清楚的問題，所以我們要嚴(yán)格監(jiān)控它。對轉(zhuǎn)基因食品安全的評價(jià)分幾個(gè)檔次，包括從所需要的DN斷的載體開始檢測，即從分子層次做出檢測；接著對轉(zhuǎn)基因動植物進(jìn)行檢測；然后還要看它們對環(huán)境有沒有影響，如它們的花粉傳播會不會污染其他生物。變成食品以后上市之前，還要進(jìn)行最后的檢驗(yàn)。
記者：有人說，轉(zhuǎn)基因食品的出現(xiàn)違反了自然界發(fā)展的客觀規(guī)律，有可能產(chǎn)生不良的后果。我想問，科學(xué)家能不能控制轉(zhuǎn)基因動植物變異的方向呢？
凡：現(xiàn)在的科學(xué)研究，正是要篩選出轉(zhuǎn)基因生物中有益的變異性狀，把它固定下來；對不好的變異就堅(jiān)決淘汰掉。
寧：實(shí)際上也沒有某些人想得那么可怕。在美國則開始做轉(zhuǎn)基因研究的時(shí)候，研究人員甚至穿著太空服，戒備森嚴(yán)，后來慢慢覺得并沒那么可怕。實(shí)際上，轉(zhuǎn)基因食品在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)研究很長時(shí)間了，做過大量的安全實(shí)驗(yàn)，而且明確規(guī)定：進(jìn)行商品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因動植物，必須建立在嚴(yán)格管理的基礎(chǔ)上，必須有科學(xué)根據(jù)，經(jīng)過嚴(yán)格的檢測才能生產(chǎn)和出售。
記者：對轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行的安全是檢查包括哪幾方面呢？
寧：舉一個(gè)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉做例子。大致說來有三個(gè)步驟：一、檢查受體棉花的安全性，看它對環(huán)境和人是否會產(chǎn)生不利影響；二、檢查基因的操作等級，包括棉花花粉會不會轉(zhuǎn)移到其他農(nóng)作物上，會不會產(chǎn)生對環(huán)境有害的物質(zhì)；三、最后評價(jià)成品轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的安全等級。
記者：您怎樣看轉(zhuǎn)基因食品的安全性？
徐：前不久，幾位從事生物科學(xué)研究的英國專家曾跟我們交流過這個(gè)問題。我們問起他們對使用轉(zhuǎn)基因馬鈴薯飼喂老鼠所得結(jié)果的看法，他們的回答是，這個(gè)實(shí)驗(yàn)到目前為止沒有正式發(fā)表任何科學(xué)論文，所有材料都是一些人私下向電視臺等新聞媒體透露的，所以無法確定它的科學(xué)性。可見，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的有效性還存在爭議，在英國許多嚴(yán)肅的科學(xué)家對此大多持懷疑態(tài)度。
記者：轉(zhuǎn)基因食品對人來說到底有沒有可能造成不良影響呢？
徐：這要看轉(zhuǎn)進(jìn)去的基因?qū)θ梭w有利還是有害。舉個(gè)例子，如果轉(zhuǎn)進(jìn)去的基因是一種有毒的蛋白，可能是針對某種昆蟲的，如抗蟲棉。那種毒對高等動物、哺乳動物都是無害的，只對鱗翅類昆蟲有毒，這樣對我們?nèi)祟惥褪前踩摹Ｈ绻戕D(zhuǎn)進(jìn)去的基因表達(dá)的是一種廣譜性的毒素，那可能會對其他生物造成危害。比如轉(zhuǎn)進(jìn)一種神經(jīng)毒素，就可能對另一些生物的神經(jīng)系統(tǒng)造成危害。這個(gè)問題涉及的面較廣，要特別注意，對具體的轉(zhuǎn)基因食品是否安全，要個(gè)案分析。這包括：一、用嚴(yán)格的科學(xué)手段來保證它不會對人類產(chǎn)生大的影響；二、對非目標(biāo)生物不能造成危害。比如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，除了對蟲子外，它不會對其他生物形成毒性攻擊。再比如轉(zhuǎn)基因魚，如果轉(zhuǎn)進(jìn)去的生長素基因不是鯉魚、草魚基因，而是人類近緣物種的基因，這個(gè)生長素就可能影響到人類自身的生長。短期影響可能看不出來，長期的影響則難以預(yù)料。所以當(dāng)前我們對轉(zhuǎn)進(jìn)魚體內(nèi)的基因，就嚴(yán)格控制在“魚”的范圍，對人則不會有影響。
記者：對生態(tài)環(huán)境會有什么影響呢？
徐：對環(huán)境的影響也可能存在。人們最擔(dān)心的是轉(zhuǎn)基因微生物，因?yàn)槲⑸锿ㄟ^雜交或別的途徑，很容易和其他微生物交換遺傳物質(zhì)，就容易造成一些潛在的、不易察覺的危害。例如，利用抗生素基因和外緣基因連在一起，轉(zhuǎn)到受體生物中，抗生素基因就容易擴(kuò)散到別的微生物中，使別的微生物產(chǎn)生抵抗抗生素的能力，從而造成病害流行。把耐除草劑的轉(zhuǎn)基因油菜籽和雜草一起培育，結(jié)果產(chǎn)生了耐除草劑的雜草，使得雜草瘋長，很難除掉，這表明，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)生的基因有可能轉(zhuǎn)移到自然界中去，必須引起重視。
記者：不可否認(rèn)，任何一項(xiàng)技術(shù)都是有利有弊的。人類已經(jīng)有了濫用原子能的教訓(xùn)，今后不應(yīng)該再重蹈覆轍。請您介紹一下我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究的現(xiàn)狀。
寧：我國轉(zhuǎn)基因植物研究發(fā)展比較快，像抗蟲基因工程，其中抗蟲棉的研究就相當(dāng)成功。另外，轉(zhuǎn)基因西紅柿也大大改善了原有西紅柿的生長發(fā)育和耐儲藏品質(zhì)；還有抗病基因工程，如抗病害馬鈴薯、耐鹽堿的苜蓿、煙草等。再有用植物表達(dá)疫苗的反應(yīng)器研究，通過這項(xiàng)研究，今后我們就能吃到帶有某種疫苗的黃瓜、西紅柿、面包，并從中獲得足夠的免疫功能，人們的生活質(zhì)量將大大提高。
[論文] 家禽腫瘤和病毒感染性疾病的治療一直是困惑禽病防治的難題之一。至今仍未有一類藥物能特異性地有效殺滅家禽病毒性病原，干擾和抑制其病原的復(fù)制。據(jù)報(bào)道，中藥制劑對某些病毒性禽病具有較好的治療作用，但其作用機(jī)理不盡祥析。細(xì)胞因子干擾素（Interferon，IFN）的出現(xiàn)及其臨床試驗(yàn)證明，該類細(xì)胞因子在病毒性禽病和禽腫瘤的治療上極具臨床應(yīng)用前景。1957年Isaacs和Lindenmann首先發(fā)現(xiàn)了病毒干擾現(xiàn)象，即病毒感染的細(xì)胞能產(chǎn)生一種因子。作用于其他細(xì)胞干擾病毒的復(fù)制，因而命名為干擾素。目前已知干擾素并不能直接殺傷病毒，而是誘導(dǎo)宿主細(xì)胞產(chǎn)生數(shù)種酶，干擾病毒的基因轉(zhuǎn)錄或病毒蛋白組分的翻譯。根據(jù)產(chǎn)生干擾素細(xì)胞的來源不同、理化性質(zhì)和生物學(xué)活性的差異；可分為α-干擾素（Interferon α，IFN一α）、β-干擾素（IFN-β）、γ-干擾素（IFN-γ）。
家禽是否存在干擾素及是否存在有類似于哺乳動物的各類干擾素，一直是近年來有爭議的問題。1994年。Sckellick等克隆到雞胚成纖維細(xì)胞干擾素基因。該cDNA編碼區(qū)全長579bp。編碼162個(gè)氨基酸。前31個(gè)為信號肽。成熟的IFN含有131個(gè)氨基酸，分子量為14.5KU。其DNA與哺乳動物Ⅰ型IFN只有43%的序列同源性，與IFN－Ⅴ的同源性為31%。1997年Lamdrecht等根據(jù)Sckellick發(fā)展的干擾素序列設(shè)計(jì)引物，通過PCR擴(kuò)增得到絲裂原刺激的雞脾淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的干擾素基因，在大腸桿菌及真核細(xì)胞內(nèi)表達(dá)可產(chǎn)生具有生活活性的IFN。
1干擾素的產(chǎn)生
IFN－α和IFN－β有許多相似之處：①兩種IFN基因來自同一個(gè)祖先基因（commonancester gene）；②由產(chǎn)生；③結(jié)合相同的受體并發(fā)揮相似的生物學(xué)作用。IFN-α/β以往稱為Ⅰ型IFN，主要由白細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等在細(xì)菌、DNA或RNA病毒、多聚肌苷酸、多聚胞苷酸（polyI-C）、多核苷酸等刺激物誘導(dǎo)下產(chǎn)生。IFN-γ主要由活化的T細(xì)胞產(chǎn)生，在小鼠。由ThI亞群產(chǎn)生。當(dāng)抗原、PHA或ConA刺激后、T細(xì)胞分泌IFN-γ，通常與白細(xì)胞介素-2（IL－2）的產(chǎn)生相一致、目前認(rèn)為巨噬細(xì)胞活化因子（MAF）的主要活性存在于IFN-γ中。此外，活性NK細(xì)胞亦可產(chǎn)生IFN－γ。
2干擾素的分子結(jié)構(gòu)和基因
IFN-α和IFN－β基因位于人9號染色體和小鼠的4號染色體。并連鎖在一起。IFN-α基因至少有20個(gè)，成串排列在一個(gè)區(qū)域,元內(nèi)含子。同一種屬IFN-α不同基國產(chǎn)物其氨基酸同源性≥80%。人和小鼠IFN-β基因只有一個(gè)，無內(nèi)含子，與IFN－α基因連鎖在一起。IFN-β與IFN-α氨基酸組成的26%-30%同源性。IFN－α由兩個(gè)亞族組成，分別稱為IFN－α1和IFN－α2，其中IFN-α1至少由20個(gè)有功能的基因成員。目前只有90%左右的同源性，IFN－α2亞族有5－6個(gè)基因成員，目前只發(fā)現(xiàn)l個(gè)有功能的基因，其余是假基因。人和小鼠IFN－γ在DNA水平上，有65%左右的分子由143個(gè)氨基酸組成，糖蛋白以同源雙體存在，分子量為40Kda，其生物學(xué)作用有嚴(yán)格的種屬特異性。
3干擾素的受體
一般認(rèn)為，IFN-α和IFN-β結(jié)構(gòu)相同的受體，IFN-α/βR基因定位于21號染色體。受體的親和力Kd在10-9—10-10M之間。受體膜外結(jié)構(gòu)屬細(xì)胞因子受體中干擾素受體素族。IFN－α/β受體分布相當(dāng)廣泛。包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞；多形核白細(xì)胞、B細(xì)胞、T細(xì)胞、血小板、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等。IFN－γR基因定位于第6號染色體小鼠在第10號染色體，IFN－γ受體分布廣泛。受體陽性細(xì)胞每個(gè)細(xì)胞約表達(dá)100—1000個(gè)受體。親和力Kd在10-9—5×10-10M。裸肽分子量50Kda，糖基化后90Kda，其N末端與IFN－α/β受體有一定的同源性，具有種屬特異性。目前認(rèn)為。IFN-γR可能存在著第2條鏈。
4 干擾素的生物學(xué)作用
4.1 INF-α/β的生物學(xué)作用
4.1.1 抗病毒作用：IFN-α/β具有廣譜抗病毒作用。其作用機(jī)理是：①通過抑制某些病毒的吸附、脫殼和最初的病毒核酸轉(zhuǎn)錄，病毒蛋白合成以及成熟病毒的釋放等不同環(huán)節(jié)；②通過NK、巨噬細(xì)胞和CTL殺傷病毒感染相細(xì)胞。
4.1.2 抑制某些細(xì)胞的生長（cytostaic）：如抑制成纖維細(xì)胞，上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和造血細(xì)胞的增殖，其機(jī)制可能通過使細(xì)胞停留在GO/CI期，降低DNA合成，下調(diào)C-MYC、C-FOS等細(xì)胞原癌基因轉(zhuǎn)錄水平。下調(diào)某些生長因子受體表達(dá)，如EGF、R、胰島素-IR和M-CSFR等。
4.1.3 免疫調(diào)節(jié)作用；促進(jìn)大多數(shù)細(xì)胞MHCI類抗原的表達(dá)，活化NK細(xì)胞和CTL。
4.1.4 抑制和殺傷腫瘤細(xì)胞；IF－Nα/β殺傷腫瘤細(xì)胞主要是通過促進(jìn)機(jī)體免疫功能，提高巨噬細(xì)胞、NK和CTL的殺傷水平。
4.2 IFN-γ的生物學(xué)作用
4.2.1 誘導(dǎo)單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、皮膚成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和星狀細(xì)胞等MHCIT類抗原的表達(dá)，使其參與抗原提呈和特異性免疫的識別過程。此外，IFN-γ克上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞Ⅰ-CAM-1（CD54）表達(dá)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞FcrR表達(dá)，協(xié)同誘導(dǎo)并促進(jìn)巨噬細(xì)胞殺傷病原微生物。
4.2.2 促進(jìn)LPS體外刺激小鼠B促進(jìn)T細(xì)胞IL－2R表達(dá)。
4.2.3 協(xié)同IL-2誘導(dǎo)LAK活性，促進(jìn)T細(xì)胞IL-2R表達(dá)。
4.2.4 誘導(dǎo)急性期蛋白合成，誘導(dǎo)髓樣細(xì)胞分化。
5 干擾素抑制病毒復(fù)制的作用機(jī)理
有很多類型的細(xì)胞在被某些病毒感染幾小時(shí)內(nèi)就能產(chǎn)生干擾素，幾天內(nèi)就能達(dá)到高濃度，能在初次免疫反應(yīng)尚未形成之前。發(fā)揮兔疫作用。干擾素有宿主細(xì)胞的基因編碼。病毒感染細(xì)胞后、病毒遺傳物質(zhì)和宿主細(xì)胞核糖體作用。使靶細(xì)胞產(chǎn)生干擾素的編碼基因去抑制，產(chǎn)干擾素。干擾素細(xì)胞內(nèi)釋放出來可保護(hù)與其接后的其他細(xì)胞下受感染。干擾素對未感染細(xì)胞的作用是通過對它們的DNA去抑制作用而實(shí)現(xiàn)的。由于這種去抑制作用，未感染細(xì)胞產(chǎn)生一種稱作翻譯——抑制——蛋白質(zhì)（TIP）的物質(zhì)，它可以阻止病毒RNA侵占細(xì)胞核糖體，因此抑制病毒的復(fù)制。病毒進(jìn)入細(xì)胞病毒RNA附著于宿主細(xì)胞核糖體使形成干擾素mRNA的宿主細(xì)胞DNA順反子去抑制干擾素mRNA刺激干擾素產(chǎn)生干擾素進(jìn)入細(xì)胞使形成翻譯抑制蛋白質(zhì)。mRNA的細(xì)胞DNA順反子去抑制TIP形成并結(jié)合到核糖體TIP阻止病毒RNA結(jié)合到核糖體
6 干擾素的臨床作用
IFN是第一個(gè)應(yīng)用于臨床的基因工程產(chǎn)品；目前IFN－α、IFN-β、IFN－γ都有基因工程產(chǎn)物，40多個(gè)國家使用干擾素制劑。治療30多種疾病、但主要是用于臨床腫瘤和病毒性感染等治療。與之相類似。IFN在家禽腫瘤和病毒性疾病的臨床治療上也有極其廣泛的應(yīng)用前景，（見表1）主要表現(xiàn)在以下兩方面：
6.1 治療病毒性感染
6.2 抗腫瘤：IFN抗腫瘤的機(jī)理是：①抑制腫瘤細(xì)胞增殖；②誘導(dǎo)CTL、NK等殺傷細(xì)胞。并協(xié)間IL-2增強(qiáng)LAK活性；③誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞表達(dá)MHCI類抗原，增加對殺傷細(xì)胞的敏感性。
表1：干擾素在家禽病毒感染及腫瘤疾病治療上的應(yīng)用
腫
瘤
性
疾
病
疾病
馬立克氏病
白血病
網(wǎng)狀內(nèi)皮組織增殖病
火雞淋巴細(xì)胞增殖病
病因不明的腫瘤病
病
毒
性
疾
病
喉氣管炎
雞新城疫
腦脊髓炎
流感
腺病毒感染
雞痘
病毒性腸炎感染
呼腸孤病毒感染
傳染性法氏囊病
傳染性支氣管炎
傳染小病毒感染
