現代生物技術與生物工程導論精選(九篇)

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第1篇：現代生物技術與生物工程導論范文

摘要：現代生物技術的深入研究和廣泛應用已經深深影響了醫學、農學和一些應用學科的發展進程，但同時也帶來了引起人類過敏或中毒、生態環境破壞及一些相關的社會問題。作為現代生物技術的重要產品，獸用基因工程生物制品的安全性問題是高校生物技術專業生物安全課程中的重要教學內容和難點之一。本文通過對相關文獻資料的分析和教學實踐，對目前師范大學高校在獸用基因工程生物制品的安全性一章的教學內容和方法展開討論。

關鍵詞：基因工程；生物制品；安全性；教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）24-0173-03

重組DNA技術的研究和高通量測序技術的發展有力推動了眾多生物學理論問題的解決，并且在實際應用中取得了引人注目的成就。生物制品是以微生物、細胞、動物或人源組織和體液等為原料，應用傳統技術或現代生物技術制成，用于動物或人類疾病的預防、治療和診斷[1]。與傳統生物制品相比，基因工程技術的應用使得生物制品在動物疾病防治過程中更有針對性，并且在一定程度上簡化了研制過程。因此近年來基因工程在生物制品研發中的應用越來越廣泛。獸用生物制品一詞，在不同國家有不同的含義。我國所指的獸用生物制品，是用微生物（細菌、病毒、衣原體、鉤端螺旋體等）、微生物代謝產品、原蟲、動物血液或組織等，經過加工制成用以預防、治療或診斷動物特定傳染病或其他有關疾病的免疫制劑。獸用基因工程生物制品是指利用重組DNA技術生產的獸用免疫制劑。由于其研發和制作過程均涉及基因重組技術，故其生物安全性和潛在危險不可避免地擺在人們面前[2]。獸用基因工程生物制品的安全性這一章內容較為復雜，涉及多個生命科學前沿學科，知識更新速度快、內容抽象[3]；有關生物安全防護方面也一直受到國家和社會重點監控和高度關注，因此具備該方面理論基礎十分必要。但是考慮到生物安全學課程的整體安排，此章內容如何才能在計劃的二個課時之內高質量完成呢？本文將從合理組織教學內容、改進教學方法兩方面入手，對提高該章節教學質量展開詳細的探討。

一、教學內容安排

獸用基因工程生物制品的安全性這一章節內容可大致分為兩部分：一是圍繞基因工程生物制品學展開，包括其定義、分類、研制過程和應用等側重于有關工程技術的理論知識；二是以安全性問題為出發點的產品質量評價、生產管理和控制規范，及結合已有知識體系對國內外的標準進行比較分析和評判。然而在有限的課時內，全面講述如此眾多內容幾乎不可能，因此，課程內容的取舍就顯得異常重要。研究近年來使用較為普遍的生物安全學教材[4][5][6]后發現，該章節內容一般分為四個模塊展開：獸用基因工程生物制品概況、獸用基因工程生物制品的安全性、獸用基因工程生物制品的安全性概況和獸用基因工程生物制品的安全管理。而其中獸用基因工程生物制品的安全性這部分內容涉及基因工程核心技術，既是重點，又是難點，所以在教學前需要學生利用課余時間對基因工程的相關內容進行復習和拓展性學習。而其余部分內容可在教學過程中直接介紹、講解或組織學生自行討論。下表僅就重要講解和討論內容做出安排。

二、教學方法探討

獸用基因工程生物制品的安全性是生物安全學課程中的難點所在，涉及內容十分廣泛。教師需要合理安排教學內容、分配教學時間、綜合應用多種教學方法使教學活動形象生動、條理清晰、重點突出，充分調動學生的學習主動性及課堂參與度，以期在較短時間內獲得良好的課堂效果，幫助學生充分理解并掌握教學內容。在獸用基因工程生物制品的安全性這一章的教學中，綜合考慮學生的知識背景和學校的教具設備等多方面問題，可以應用以下幾種教學方法，使課堂更加充實以更好地完成教學目標[7]。

1.參與式教學。學生在前期的專業課程中已經學習過細胞生物學、基因工程、細胞工程等一些基礎課程[8]和生物安全學的主要研究內容如生物安全性評價、生物安全控制措施、生物安全管理體系等，所以在此章教學過程中與此相關的內容可以通過學生的自學或者小組討論解決，提高學生的參與度和積極性。以學生為主體、教師為主導的參與式教學特別適用于難度不大、邏輯性較強的教學內容，可以通過學生小組或個人展示匯報、課堂或課下討論等多種方式進行，能夠充分調動學生學習的積極性，解決內容多與課時緊之間的突出矛盾，有利于培養學生獨立思考能力和學習能力，同時也有利于提高學生的文獻檢索、協同合作及語言表達等能力。就本章節而言，獸用基因工程生物制品的發展歷史并不久遠且脈絡清晰，分類依據明確，簡單易懂，適合學生自學。而獸用基因工程生物制品在養殖業中的應用越來越廣泛，先進的生物技術在獸用基因工程生物制品的研究與生產中得到了廣泛和充分的應用[4]。正因如此，這部分的內容較為繁多，與生產實踐的聯系也最為密切，可以通過個人或小組匯報展示的方式進行教學，不僅可以使內容更加全面，而且能使學生切身體會到生物技術的實用性，進一步意識到生物安全的重要性。

2.多媒體教學。基因工程技術迅速發展，生物制品更新極快，本章內容十分豐富，但是從課程總體安排來講時間有限，為了達到在較短時間內高效完成教學任務的目的，充分應用多媒體教學成為了必然選擇。多媒體教學可以形象、直觀、生動地展示教學內容，改善教學效果，提高教學效率。靈活恰當地應用多媒體課件、錄像等模擬和再現基因工程生物制品的研制過程與各國對基因工程生物制品采取的安全管理等，有利于使抽象、枯燥的熱菪蝸蠡、具體化，加深學生的形象化理解與記憶，從而突破教學難點，節省課堂時間[9]。另外，建設課程網盤及網絡論壇，上傳課件、習題及補充知識等，使得學生更快速的獲得大量有用信息，也更有利于學生與教師、學生與學生之間的溝通交流，解決課程中遇到的問題，教師可以隨時掌握學生的學習動態，據此靈活調整教學方案，更有針對性。

3.小組研討法。基于大學教育課堂人數眾多的普遍特點，教師在教學過程中無法充分顧及到每個學生的學習狀態，可能會引發學生對教學內容接受度低、課堂效率低下等問題，而小組研討則能解決此類問題。本章節中獸用基因工程生物制品的安全性部分，既可以從受體細胞、基因操作等方面入手，利用基因工程和分子生物學實驗的基礎知識，展開對其安全性的討論；也可以聯系生物工程下游技術的相關知識，評價轉基因生物制品的工業化生產可能會導致的潛在危害；還可以讓學生們尋找新的切入點并展開討論[10][11]。

讓每一位學生都參與到課堂中來，有充分的時間和機會闡述自己的意見與獨到見解，小組成員共同合作完成問題的解決，不僅有利于培養學生獨立思考的習慣和提高學生的合作能力，而且能夠增強學生對獸用基因工程生物制品安全隱患的預見能力。

4.案例式教學法。自從19世紀70年代哈佛法學院在大學課程中開始使用案例式教學以來，這一有效教學方法得到了廣泛應用。生物制品安全學是一門實踐性極強的學科，使用案例式教學具有很好的前提。雖然在有限課堂教學時間內，對所有內容進行案例式教學的可能性不大，但可以選擇部分內容進行案例式教學[12]，如基因工程亞單位疫苗的制備、血漿蛋白的分離純化、抗毒素的研制等有代表性的生物制品。

5.對比歸納法。對比歸納可以讓教學內容化繁為簡。生物制品教學中有很多相似知識，如生物制品和生物藥品，抗血清和多克隆抗體，血清和血漿，免疫調節劑和生物反應調節劑，等等。也有很多相反知識，如滅活疫苗和減毒活疫苗，單克隆抗體和多克隆抗體，類毒素和抗毒素，人工主動免疫和人工被動免疫，等等。通過對不同事物的比較，尋求同中之異或異中之同，分別加以歸納總結，有利于學生學習和理解。最重要的是對各種不同類型生物制品的優缺點和工藝技術路線進行分析比較、總結，找出規律，有利于學生深入理解[12]。

三、小結

通過教學實踐發現，以上安排的教學內容和計劃相比傳統教學具有如下優越性：①內容全面，涵蓋了教材中的基本知識點，并能進一步拓展延伸；②形式多樣，采用多媒體和小組討論等教學方式，充分調動學生的積極性和學習興趣；③影響深遠，有利于培養學生獨立思考和團隊協作能力。此外，在教學環節中教師要能精準把握教學的節奏和進度，并根據教學反饋即時調整，否則無法在如此短的時間內完成該章教學任務。為取得理想的教學效果，各校必須結合我國生命科學教育現狀和各個生命科學院校課程設置的實際情況靈活選用以上方法，不能生搬硬套。S著現代基因工程技術的快速發展和教學硬件設施的逐步完善，要及時對教學內容進行補充和調整，對教學方法進行改進和創新，緊隨學科前沿，探索更適合的教學方案[13]。

參考文獻：

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[3]李曉薇.基因工程教學改革的思考[J].才智.2016，（6）：120.

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[5]鄭濤.生物安全學[M].北京：科學出版社.2014.

[6]譚萬忠，彭于發.生物安全學導論[M].北京：科學出版社.2015.

[7]崔曉華.《獸用生物制品技術》實驗課教學改革與實踐[J].畜牧與飼料科學.2015，（8）：71-72

[8]呂立堂，劉洋.本科生《基因工程》課程教學改革與建設[J].教育文化論壇.2016，（4）：60-63.

[9]殷紅英，楊柳，魏子晴.高校非生物類專業生物學教學方法的探索[J].科技視界，2012，（12）：16-17.

[10]俞路，章世元.獸用基因工程制品生物安全性探討[J].上海畜牧獸醫通訊，2007，（5）：58-59.

[11]范書才.獸用基因工程生物制品的安全性問題[J].中國獸藥雜志，2000，34（6）：39-42.