生物技术实践精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇生物技术实践，期待它们能激发您的灵感。

篇1

例1植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：

（1）分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中葡萄糖苷酶可将分解成。

（2）在含纤维素的培养基中加入刚果红（CR）时，CR可与纤维素形成色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的。

（3）为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基（成分见下表）：

酵母膏无机盐淀粉纤维素粉琼脂CR溶液水培养基甲++++-++培养基乙+++-+++注：“+”表示有，“-”表示无。

据表判断，培养基甲（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是

；

培养基乙（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是。

【解析】（1）纤维素是一种由葡萄糖分子首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中的某些微生物分解利用，纤维素可以被纤维素酶分解为纤维二糖，再被葡萄糖苷酶分解成葡萄糖。（2）刚果红与纤维素可形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。（3）分离和鉴别纤维素分解菌的培养基为固体培养基，且需以纤维素作为唯一碳源。

【答案】（1）纤维二糖葡萄糖（2）红透明圈（3）不能液体培养基不能用于分离单菌落不能培养基中没有纤维素，不会形成CR-纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

【知识链接】1.培养基的配制：培养基的成分有碳源、氮源、水、无机盐和特殊营养物质；培养基按功能可分为选择培养基和鉴别培养基；配制培养基时要求目的明确、营养协调、pH适宜。

2.无菌技术包括消毒和灭菌，两者的区别为：

项目消毒灭菌概念使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子常用方法煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌适用对象操作空间、液体、双手等接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等3.纯化大肠杆菌：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。微生物的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，两者的区别为：

（1）两种接种方法的作用不完全相同：平板划线法和稀释涂布平板法都能使细菌纯化，但平板划线法不易分离出单个菌落，不能计数；稀释涂布平板法能使单菌落分离，便于计数。

（2）稀释涂布平板法的缺点：稀释涂布平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。

（3）平板划线法纯化大肠杆菌时不同阶段灼烧接种环的目的不同：①第一次操作：杀死接种环上原有的微生物；②每次画线之前：杀死上次画线后接种环上残留的菌种，使下次画线的菌种直接来源于上次画线的末端；③画线结束后：杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。

4.筛选菌株：人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时抑制或阻止其他微生物的生长。菌株筛选原理的比较：

土壤中分解尿素的细菌分解纤维素的微生物①选择培养基的成分：尿素作为唯一的氮源

②鉴定方法：在培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，pH升高，说明细菌能分解尿素①选择培养基的成分：纤维素作为唯一的碳源

②鉴定方法：刚果红染色法，即刚果红与纤维素可形成红色复合物，当纤维素被分解后，培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈5.统计菌落数目的方法：①显微镜直接计数法：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量；②间接计数法（活菌计数法）：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中大约含有多少活菌。计算公式：每克样品中的菌株数=（C÷V）×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（mL），M代表稀释倍数。为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。

考点二、传统发酵技术的应用

例2泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”，查阅资料得到下图。

（1）制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是。乳酸菌发酵第一阶段的产物有。

（2）据下图，与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者；pH值呈下降趋势，原因是。

（3）该小组得到一株“优选”乳酸菌（亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍），拟参照资料的实验方案和食盐浓度（4%～10%），探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表，并推测实验结论。

【解析】（1）制作泡菜的原理是乳酸菌在无氧条件下发酵产生乳酸，泡菜坛用水密封，目的是为乳酸菌发酵提供无氧环境。乳酸菌发酵第一阶段的产物有丙酮酸和[H]（少量能量）。（2）据图可知，第3天亚硝酸盐含量最高，第8天亚硝酸盐含量最低，而亚硝酸盐对人体健康有害，因此，第8天后的泡菜更适于食用。乳酸菌发酵产生乳酸，随着发酵的进行乳酸含量越来越多，pH值呈下降趋势。（3）该实验的目的是比较食盐浓度在4%～10%内普通乳酸菌与“优选”乳酸菌发酵效果的优劣，并确定其发酵的适宜条件，因此该实验的自变量是适宜的食盐浓度，因变量是亚硝酸盐含量，而“优选”乳酸菌亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍，因此，推测“优选”乳酸菌组在制作泡菜过程中亚硝酸盐含量低于普通乳酸菌组。

【答案】（1）防止氧气进入坛内，影响乳酸菌发酵（为乳酸菌发酵提供无氧环境）丙酮酸和[H]（少量能量）（2）亚硝酸盐含量较低乳酸菌发酵产生大量乳酸

（3）实验结果记录表：

时间（天）1234567亚硝酸盐含量（mg/kg）食

盐

浓

度4%普通乳酸菌组优选乳酸菌组6%普通乳酸菌组优选乳酸菌组8%普通乳酸菌组优选乳酸菌组10%普通乳酸菌组优选乳酸菌组实验结论预测：“优选”乳酸菌组在制作泡菜过程中亚硝酸盐含量低于普通乳酸菌组。

【知识链接】果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作比较：

比较

项目果酒的制作果醋的制作腐乳的制作泡菜的制作所需

菌类酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌菌种代

谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型异养需氧型异养厌氧型发酵

条件前期需氧，后期厌氧一直需氧一直需氧厌氧适宜

温度18℃～25℃30℃～35℃15℃～18℃室温原理酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，将豆腐中的蛋白质和脂肪分解为小分子有机物乳酸菌将葡萄糖分解为乳酸制作

流程挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵果酒挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵果醋豆腐长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制原料选择处理与泡菜盐水混合加调料装坛发酵为成品测定亚硝酸盐含量注意

事项葡萄不要洗得太干净，葡萄入瓶先进行有氧呼吸，再进行无氧呼吸要不断通入空气，创造有氧条件一般选含水量为70%的豆腐，卤汤中盐和酒（12%）的用量要严格控制，以防止杂菌污染严格控制无氧条件考点三、植物组织培养

例3育种工作者常采用花药培养的方法，使花粉粒发育为单倍体植株。下面是采用水稻的花药进行培养过程的流程：选取水稻花药对花蕾消毒接种和培养植物体。请回答下列问题：

（1）选取的水稻花药应为期，此时细胞核由细胞中央移向细胞一侧，花药培养成功率最高。

（2）通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是花粉通过阶段发育为植株；另一种是在诱导培养基上先形成，再将其诱导分化成植株。

（3）试管苗形成过程中，必须从培养基中获得和小分子有机物质等营养物质。要促进花粉细胞的分裂和生长，培养基中应有和两类植物激素。

（4）若接种过花药的培养基被污染，则可能的原因有哪些？

（至少写出两条）。

【解析】（1）一般选取单核期的花药进行培养。选择单核期以前的花药接种，因其质地幼嫩，极易破碎；而选择单核期以后的花药接种，又因其花瓣已有些松动，故会给材料消毒带来困难。（2）花药离体培养有两条途径：一是脱分化形成愈伤组织，二是脱分化形成胚状体。（3）试管苗形成过程中，必须从培养基中获得无机盐或矿质元素和小分子有机物质等营养物质。要促进花粉细胞的分裂和生长，培养基中应有生长素和细胞分裂素两类植物激素。（4）若接种过花药的培养基被污染，则可能的原因有培养基灭菌不彻底、花蕾消毒不彻底、接种时操作不规范等。

【答案】（1）单核（2）胚状体愈伤组织（3）无机盐或矿质元素生长素细胞分裂素（4）①培养基灭菌不彻底；②花蕾消毒不彻底；③接种时操作不规范等

【知识链接】1.植物组织培养的理论依据和基本过程：植物组织培养的基本原理是植物细胞的全能性，包括脱分化和再分化两个过程。满足的基本条件有：①植物组织或细胞处于离体状态；②外部环境条件适宜，如温度、pH、光照、无菌操作等；③完全的营养条件：离体的植物细胞失去了植物的自养能力，所以需要为其提供水、有机营养、矿质营养、维生素等营养物质和植物激素。

2.组织培养技术与月季花药离体培养技术的比较：

项目组织培养技术月季花药离体培养技术理论依据植物细胞的全能性基本过程脱分化再分化外植体的

细胞类型体细胞生殖细胞取材部位未开花植株的茎上部新生的侧枝花粉发育过程中的单核期花药消毒消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液，清洗液是无菌水操作流程制备培养基外植体消毒接种培养移栽栽培选材消毒接种和培养筛选和诱导移栽栽培选育影响因素选材、营养、激素、pH、温度、光照等培养结果正常植株单倍体植株生殖方式无性生殖有性生殖可育性可育高度不育，秋水仙素处理后可育3.植物激素在组织培养中的重要作用：生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。其作用及特点为：在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。此外，两者的使用顺序不同，结果不同；用量比例不同，结果也不同。具体如下：

激素使用实验结果使用顺利先使用生长素后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但不分化先使用细胞分裂素后使用生长素细胞既分裂又分化生长素和细胞分裂素同时使用分化频率提高生长素和细

胞分裂素用

量的比例该比值较高时促进根的分化，抑制芽的形成该比值较低时促进芽的分化，抑制根的形成该比值适中时促进愈伤组织生长4.植物花药培养中“四分体”与动物减数分裂过程中“四分体”的区别：被子植物花粉发育过程中的“四分体”是指由一个小孢子母细胞经过减数分裂产生的连在一起的四个单倍体细胞，即“四分体”中的“四”指的是四个小孢子细胞；减数分裂中的“四分体”是指在联会状态下的一对同源染色体，因其含有四条染色单体，所以称为“四分体”，即“四分体”中的“四”指的是四条染色单体。

考点四、植物有效成分的提取

例4回答与胡萝卜素有关的问题：

（1）胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是（填“α-胡萝卜素”“β-胡萝卜素”或“γ-胡萝卜素”），该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为。胡萝卜素是（填“挥发性”或“非挥发性”）物质。

（2）工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，（填“需要”或“不需要”）将新鲜的岩藻干燥。

（3）现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是。

【解析】（1）胡萝卜素的化学分子式中包含多个碳碳双键，根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为α、β、γ三类，β-胡萝卜素是其中最主要的组成成分；一分子的β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官中被氧化成两分子的维生素A；由于饮食中缺乏维生素A或因某些消化系统疾病影响维生素A的吸收，致使视网膜杆状细胞没有合成视紫红质的原料而造成夜盲症（暂时性夜盲症可由补充维生素A得以痊愈）。（2）提取胡萝卜素时，由于新鲜的岩藻中具有大量的水分，故需要进行干燥。（3）乙酸乙酯属于水不溶性有机溶剂，与水不互溶，但能够溶解胡萝卜素；乙醇为水溶性有机溶剂，因萃取时能与水互溶而影响萃取效果，所以不用乙醇作为萃取剂。

【答案】（1）β-胡萝卜素维生素A夜盲症非挥发性（2）需要（3）乙酸乙酯萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇为水溶性有机溶剂

【知识链接】1.植物有效成分提取方法的比较：

提取方法方法步骤原理优点局限性适用范围水蒸气

蒸馏法①水蒸气蒸馏

②分离油层

③除水过滤利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来简单易行，便于分离水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油压榨法①石灰水浸泡、漂洗

②压榨、过滤、静置

③再次过滤通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油生产成本低，易保持原料原有的结构和功能分离较为困难，出油率相对较低适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取有机溶

剂萃取

法①粉碎、干燥

②萃取、过滤

③浓缩使芳香油溶解在有机溶剂中，通过蒸发溶剂获得芳香油出油率高，易分离使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中2.依据植物有效成分的特性选择提取方法：提取挥发性较强的植物有效成分用蒸馏法；提取易溶于有机溶剂的植物有效成分用有机溶剂萃取法；提取原料中含量较高的植物有效成分用压榨法。

3.物质分离的方法：分离油水混合物可以采用分液的方法；除去压榨液中的固体物和残渣通常采用过滤的方法；除去液体中质量较小的固体残留物通常采用离心的方法；除去芳香油中的残留水分常采用加入无水硫酸钠后过滤的方法；除去不易挥发的植物有效成分中的有机溶剂常采用蒸馏法。

4.鉴定胡萝卜素常采用纸层析法。

【同步训练】

1.近年来，纪录片《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮，其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作美味食品的过程。请分析回答下列问题：

（1）在果醋制作时，运用醋酸菌在供应和糖源充足时，将糖分解成醋酸；在糖源不充足时，也可以利用酒精生成醋酸，请写出该过程的化学反应式：。

（2）腐乳制作的流程是：让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤汤装瓶密封腌制。用盐腌制时，应注意控制；配制卤汤时，要使卤汤中酒的含量控制在%左右。

（3）制作泡菜的原理是。

蔬菜在腌制过程中，会产生亚硝酸盐。在条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成色产物。

2.某植物园中种植的有、玫瑰等花卉，还有葡萄、橘子等水果，其中玫瑰、橘子都可以作为植物芳香油提取的原料。请回答下列问题：

（1）植物芳香油的提取方法有、压榨法和等。具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。

（2）玫瑰精油适合用提取，其理由是玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定的特点。蒸馏时收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，而是。经冷凝管冷却后，混合物又会重新分出层和水层。如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会减少，原因是。

（3）橘皮精油的提取原料是橘皮，但橘皮易焦糊，宜采用法提取橘皮精油，其中将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，其目的是。

3.下图是植物组织培养过程示意图。请回答有关问题：

外植体①愈伤组织②长出丛芽③生根④移栽成活

（1）外植体若是茎段组织，则在配制MS固体培养基时，（填“必须”或“不必”）添加植物激素。

（2）外植体若是月季的花药，则图中的①过程（填“需要”或“不需要”）光照，而经②③④过程培养出的植物一般称为植株。该植株产生的途径除图中所示外，还可以是花粉通过阶段发育而来。

（3）外植体若是的根尖组织，则在正常环境下培养成的新植株叶片的颜色是，该过程体现了植物细胞具有的特点。

（4）植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂和分化的关键性激素，在植物组织培养过程中：

①若先使用细胞分裂素，后使用生长素，实验结果是细胞。

②当同时使用这两种激素时，生长素用量与细胞分裂素用量的比值（填“高”“低”或“适中”）时，可促进愈伤组织的形成。

4.尿素是一种重要的农业肥料，但若不经细菌的分解，就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多，某同学试从土壤中筛选出能高效降解尿素的细菌（目的菌），下表是该同学配制的培养基成分。

KH2PO4Na2HPO4MgSO4・7H2O葡萄糖（NH4）2SO4琼脂蒸馏水1.4g2.1g0.2g10.0g1.0g15.0g定容到

篇2

2011年《现代生物技术概论》被选为校级精品课程，在精品课程建设实践中，形成具有各自专业背景知识的教学团队。教学团队由教授、博士、硕士等组成，通过定期开展教学研讨、听课、评课等活动，加强教学队伍建设，促进了整体教学水平的提高。在校级教学类项目比赛中，团队多人次获得教学、教案、课件比赛中的好成绩。教学团队根据教材大纲和学生的培养目标，建设适用的教材。2007级以前的生物教育学生使用的是杨玉珍和汪琛颖主编的面向21世纪课程教材《现代生物技术概论》。2010年招生调整，开始本科招生，停止专科招生，原编教材已不适应该专业的学科发展。结合生物科学专业特点，教学团队的杨玉珍主编及团队多位教师参编了一部新教材《现代生物技术概论》，由华中科技大学出版社出版发行，该教材更好地体现了前沿性和科学性，教学团队拟定2011级生物科学专业采用此教材，以满足人才培养目标的需要。

教学内容体系的合理整合

考虑该专业学生已从其他相关课程中学习过酶、微生物发酵、蛋白质等方面的知识内容，该课程的基因工程部分教学内容是生物技术的基本原理、基本研究方法，内容抽象，难以理解，并且很好地体现了学科的科学性与先进性，故在教学中给予较多的学时分配和课堂讲授，同时发酵工程、酶工程、蛋白质工程等内容弱化课题讲授。另外，讲授生物技术在各行业的应用内容时，通过具体的实例以及多样的教学方法、教学手段的采用，使抽象概念化的教学显得多彩有趣。主次分明的教学内容设计，加上多样教学方式的采用，空洞乏味的知识内容不再难以理解，与生产生活息息相关的实践同时也增强了学生的求知欲望，获得了较好的教学效果。

结合学科发展前沿，充实教学内容

篇3

[关键词]高中生物 生物技术实践 模块

高中生物教材的每一版本都设置了“生物技术实践”选修模块，这种专门开设以“技术实践”为主题的课程，目的在于培养学生的科学素养，提升学生的实践与探究能力。可以说，高中生物学设计“生物技术实践”模块，在教学史上是前所未有的，其意义也十分重大。

一、设计“生物技术实践”模块的意义

进入新世纪，以生命科学为主题的生物学已成为全球关注的热点。从“生物技术实践”模块设计内容来看，有的注重提升学生理解科学知识的能力；有的突出科学探究的过程，渗透科学探究的方法；有的让学生了解生物学对社会的影响；等等。可见，设计这一模块对增进学生对生物科学与技术对社会影响的理解有重要意义。与此同时，高中生物教材设计“生物技术实践”模块，让学生从不同角度及时了解比较前沿的生物学发展趋势，能全面提升学生的科学素养，还能满足学生多样化的发展需求，拓展学生的生物科技视野，提高学生的实践与探究能力。高中毕业生面临着将来的就业与科学研究的方向选择，“生物技术实践”的设置则能满足那些有志于在生物科学研究领域，特别是在生物技术领域进一步发展的学生的需要，很好地培养了这些学生设计实验、动手操作、收集证据等科学探究的能力，为他们将来进一步的学习与深造奠定坚实的基础。

二、“生物技术实践”模块的主要特点

1.基础性、实践性与综合性。“生物技术实践”模块凸显基础性，让学生便于自主实践与探究。基础性，即生物科学的所有知识和理论都来源于学生的观察和实验，其中蕴含的科学理论比较简单，学生易于理解与掌握；实践性，即偏重于学生的动手实践，特别注重生物学习中的实践过程，重视实验和其他实践活动的开展；综合性，即涉及的生物学知识面比较广。例如，“进行微生物的分离和培养”“测定某种微生物的数量”等实践活动，活动内容比较简单，所涉及的理知识也很浅显，便于学生自主实践。而对于“探讨酶在食品制造和洗涤等方面的应用”“研究从生物材料中提取某些特定成分”“运用发酵食品加工的基本方法”等实践活动，其内容涉及“微生物学”“生物化学”“生物技术”等多个学科领域，具有一定的综合性。

2.时代性、选择性和多样性。“生物技术实践”模块充分体现了时代性、选择性和多样性。时代性，即关注现代生物技术的迅猛发展，选取部分具有代表性的生物科学和生物技术中的前沿核心学科、核心技术。比如，“尝试制备和应用固相化酶”“尝试植物的组织培养”等现代生物技术。选择性与多样性，即模块的内容标准涉及生物科学与技术的许多学科，活动层次也较为分明，考虑到学生的兴趣爱好、能力差异、个性发展和将来深造的专业选择，充分体现模块内容的选择性和多样性。

三、“生物技术实践”模块的教学建议

在高中生物教学中，教师要从“生物技术实践”模块的教学目标出发，突出学生的主体地位，让学生自主进行实践与探究活动，从而开阔学生的科学视野，促进学生更好地探究生物学知识，提升学生的综合能力与科学素养。

1.让学生自主设计实验、动手操作、收集实验数据、总结实验结果，提升学生的科学探究能力。一方面，教师要给学生提供充分的实践活动时间，适度补充相应的资料或引导学生自己搜集相应的资料，帮助学生较为系统地完成有关生物实践活动。例如，收集微生物学的知识，了解微生物学实验的安全操作技能、技术要求（即微生物学实验的无菌操作技术），感知微生物的利用等，这是学生探究的支点，也是设计本模块的初衷。另一方面，教师要放手让学生自主完成本模块的每项学习任务，组织引导学生进行探究性学习活动，提升学生自主探究的质量。

篇4

由于生物信息学发展日新月异，各种数据库和软件的更新换代非常频繁，而国内相关教材更新较慢，课堂内容涵盖的知识面和知识点相对减缩，而且一些前沿的数据和先进软件没有讲授，这些对学生的发展和生物信息知识的合理运用极为不利，同时制约了生物信息学教学的发展。生物信息学是一门崭新的交叉学科，综合利用计算机学、生物学和数学等诸多学科。而目前能胜任生物信息学教学任务的老师十分匮乏，教授该学科的教师多为生物学老师，而大多数生物学老师对计算机和数学的研究相对较少，不能够完全胜任生物信息学的教学任务。可见，该学科的师资力量很薄弱。传统教学方法没能丰富学生的生物信息学知识，没能进行实践教学，并且没有深入分析教学不足，也没有进一步研究教学改革方案，致使生物信息学的教学成果很不理想;另外，生物信息学的基本技术没有充分运用到生物技术试验当中，生物信息学技术对于科研的作用没有得到体现，导致生物信息学的教学成果不理想。

2生物信息学教学改革与实践

2．1教学设备和方式改革

2．1．1更新和完善多媒体教学。在现有设备的基础上，充分发动学生自带计算机，同时向学校申请采购计算机用于教学，在教学区域安装网络信号发射器，不断进行改进和完善，这样学生可以在教学过程中进行实践。在生物信息学实践教学中，能够充分利用网络交互的特点，实现理论和实践的相互转化。自行开发制作一套丰富的多媒体课件，使抽象的生物信息学知识可以更加形象地展现出来，进一步提高学生的学习兴趣和对知识的理解程度。此外，还可以利用网上教学平台将教学内容、最新分析软件等传递给学生，学生也可以通过网络将实践报告、意见和建议等反馈给教师，教师和学生利用计算机共同完成生物信息学理论知识和实践的操作。

2．1．2实行英文教学。在国内大学生物信息学教育中运用英文教学是十分必要的。生物信息学英文教学能够与国内外知名大学接轨，使课程教学进一步规范化。部分课程教学的规范化能够引导其他课程教学。目前，生物信息学英语教学的学科知识目标、语言目标和思维目标都已确定。教材和教学课件全部选用英文，并采用全英文授课方式。生物信息学已经是一个全球化的学科，运用英文教学的宗旨是使学生能够更恰当地接受最新的生物信息学知识。

2．2培养和引进人才

教师教学水平的高低对于教学效果的影响十分明显。因此，应支持和鼓励年轻教师到国内外知名高校学习和进修，提高自身的知识素质与技能;同时提供丰厚条件引进生物信息学高层次人才，这样不但丰富了师资力量，而且还能够指导年轻老师进一步学习。另外，应加强学科建设及与兄弟学科的相互合作交流，使该课程组教师的教学和科研成果得到进一步深化。

2．3教学内容改革

普通教学内容包括数据库检索、引物设计、测序及结果分析、基因识别及基因组分析，核酸序列分析，蛋白质序列分析和分子进化与系统发育分析。生物信息学日新月异，这些基础内容和数据库时刻发生着变化，因此运用信息检索技术已成为教学改革的重要内容之一。改革后的生物信息学除了包含经典生物信息课程，还把现代生物信息检索技术列入教学内容，并作为生物信息学教学的重中之重。运用最新检索工具和软件，并配有大量检索实例，指导学生搜索相关信息，这种方法增强了学生对综合知识的运用能力。

3结语

篇5

关键词生物技术专业;实践教学;改革

2002年经重庆市教委批准，重庆文理学院设立生物技术专业，几年来，生物技术专业以培养德、智、体全面发展的高素质应用型人才为目标，以深化实践教学改革、合理设置实验课程体系、优化师资队伍结构、改善实践教学条件为措施进行专业建设，使生物技术实践教学的软硬件条件得到了较大改善。在实验设置和内容方面也进行了一系列的改革，构建了“以专业实验技术为龙头、基础实验技术为基础、模块实验技术为补充”新的实践教学体系。

1生物技术专业实践教学体系建设的原则

长期以来，国内各高校的生物技术专业因成立背景不同，办学特色不同，在实践教学各个环节设置方面各有偏重。近些年来情况有了一些变化，随着生物技术产业对人才要求的不断提高，各校交流的加强，对生物技术专业的内涵及外延有了较为一致的认识。从2005年开始，按照“国内领先和国际先进”生物技术专业的实验课程建设要求，结合重庆文理学院具体情况，对生物技术专业实践教学进行了改革，在课程优化目标方面，主要考虑以下3个方面:

(1)就业市场对人才的要求。生物技术是一种高新技术，可以应用于农业、工业、食品、医药、微生物等领域，市场需求范围广。这要求以通才教育为基础，培养厚基础、高素质、能力强的应用型人才，形成核心竞争力。唯有如此，才能使学生在就业市场上展现出较强的竞争优势。因此，应该培养基础扎实、知识面广、技术过硬的应用型人才。

(2)结合学科理论和实践的发展趋势。生物技术是生命科学中发展最为活跃的领域，高新技术不断被发现，为生物学以及其他学科的发展提供了重要的理论依据和研究手段。同时，生物技术也是一门实践性很强的学科，要求学生具有较为扎实的生物科学基本理论、基本知识和较系统的生物技术理论与实验技能，了解生物技术领域的前沿和发展动态，具有较强的创新意识与实践能力。因此，应将最新生物技术科研成果和学术前沿发展趋势引入到教学当中，使学生了解和掌握最新的生物技术，并提高其解决科学难题的能力。

(3)学生自主意识和主观能动性。生物技术实验教学是重要的实践教学环节，它不仅仅是对理论的验证，还是培养学生动手能力、应变能力、创新能力及科学思维的重要手段[1]。生物技术实验教学的改革与探索，重在发挥学生在实验教学中的主体地位，充分尊重学生的兴趣和特长，重视学生的个性发展，促使学生养成自我约束、主动学习、不断进步的优良学风[2]。实验课堂应改变由教师“抱着学生走”的实验方式，以学生为中心，在实验中留给学生较多的独立思考的空间，有利于学生拓宽思路，使学生产生压力，并将压力转变为动力，最终提高学生的动手能力和分析能力。

综合以上各个方面，高等教育应当以学生的个人发展为出发点，形成专业的培养目标，并围绕这一目标进行课程建设和改革。为了实现这一目标，要求学生通过对基础知识体系的学习，形成自我学习的能力。

2生物技术专业实验建设的框架

生物技术是生命科学的前沿和尖端学科，发展日新月异，新技术、新设备、新成果层出不穷，只有不断更新知识，才能紧跟前沿[3]。生物技术专业无论是设备投入还是实验耗材相对较高，要求高校必须加大投入，才能确保实验教学的质量，而加强实验教学的关键是要有一个功能齐全、设备先进的实验室[4]。

首先，围绕专业培养目标，以实践性教学环节为中心，对专业人才知识和技能结构进行整体分析和设计，使课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计等主要实践教学环节形成4大模块，使这些模块既分工明确、各有侧重，又相互联系，有机地组成一个不可分割、相互渗透的整体。与理论教学相互配合，以基本技能为基础，专业技能为重点，突出知识的联系性和综合性特点，注重技术应用和创新能力的培养，构建相对完善的具有专业特色的实践教学体系。

其次，结合学科优势，打造创新性综合实验体系。综合实验体系除贯穿基本技能训练体系以外，根据重庆文理学院的专业特色，开设一些具显示度的、切合实验室规模的、包含完整生物制药环节的综合性大实验。充分培养学生的综合实验技能，并与课程理论体系配套，为学生提供初步技能实训的机会。实验规模的生产装置与布局反映了现代生物技术的特点，并充分利用重庆文理学院现有的生物教学中心技术优势，在实验内涵上体现多学科的交叉与应用，反映科研、生产、工艺一体化研究的思想。

最后，依托重庆文理学院建设重点学科的背景，创建柔性技能型实践平台。生物技术专业实验室的建设体现了教学与科研的充分结合。利用学科资源，校级重点实验室、重庆市生物工程中心都直接参与本科实践教学。开设植物组织培养、水产动物良种选育、基因工程、酶工程4个方面的设计型、研究型开放实验，供学生选做。学生依据自身的个性特点可选择感兴趣的实验，实验的内容也根据学科的发展不断调整、提炼最新的研究成果，体现出整个实验系统适应学科发展及个性培养的柔性。通过研究设计型实验环节，让学生体会生物材料的多样性，感受现代生物技术在科学研究和生产实践中的应用，对专业有一个更全面和深刻的认识。

3构建多层次的实践教学体系

实验教学体系是生物技术实践教学体系的重要部分。实验教学体系建设包括实验教学内容、实验教学方法和手段、实验教学队伍和实验室装备等的建设。其中教学内容是实验教学的基本依据，是学生获得实验技能的根本[5]。实践教学内容与体系是围绕着生物技术专业的培养目标制定和建立的，注重学生动手能力、创新能力、实践能力的培养。设立基础实验技术系列、专业实验技术系列和模块实验技术系列3大类别实验课程，明确本专业基本技能点、专业技能点和行业综合技能点要求。以实验技能性质分类为主线，整合实验课程，使学生明确每项技能的训练目标。

基础实验技术系列涵盖生物学和实验技术的核心，是学生必须掌握的基本训练环节，这一层次也称为基础核心实验。专业技术实验系列涵盖生物技术大实验以及发酵工程、植物组织培养、生物技术制药等方面的设计研究型实验，实验内容提前公布，学生可以结合自己的兴趣进行选择，专业技术实验系列中学生可部分或全部完成从实验方案设计、实验准备直至实验结果获取的全过程，培养学生的综合实验能力。在学生进行上述2个层次专业实验技能训练的同时，对一部分较为优秀的同学安排创新实验环节的训练，创新实验反映学科发展方向及研究热点并带有探索性，参加创新实验的学生可以提前进入实验室，并可以免修部分相关的综合实验。

实践教学体系的实施从2005年开始，学院对教学计划及实验室管理模式也进行相应的调整。在教学计划方面，集中时间安排综合性实验，并建立了互动的实验教学信息化平台，开发出集管理、预习、信息反馈为一体的实验管理信息系统，挂在校园网上供学生实验选题、预习、实验室准备、管理之用等。

4实验教学改革的实施效果

实践教学的改革是个永恒的主题，生物技术专业在近几年的改革实践中虽然已取得明显的成效。

首先，实验课教学更趋合理。实验教学改革实施过程中，实验教学内容的改革主要遵循创新性、系统性、连贯性、综合性的原则，从直观性、验证性和巩固性实验向创新能力培养的实验过渡的原则。在实验内容的选择上，适当减少验证性实验内容，增加定量分析试验和大实验，引入学生自主性实验。在实验内容的顺序安排上由浅到深，相互渗透，循序渐进。实验内容调整后的特点实验内容更加符合生物技术专业需求，内容的分布更趋合理，实验内容的改革有利于学生实验能力、实验效果的提高和创新精神的培养，使学生可以掌握更多的实验技术和方法。

其次，培养了学生的科学素养和创新意识。专业技术实验和创新实验环节得到了大大加强，综合性实验由原来的2个增加至10个。开设创新性开放实验机制，有兴趣的学生随时都可以申请开放实验项目，进入实验室进行实验研究。使学生从被动学习逐步转向主动学习，从被动接受教学到主动去探索寻求科学实践知识。许多学生不满足于实验、实习课程的学习，自发组织各种科技兴趣小组，在老师的指导下，从大二开始就介入教师的科研项目，结合教师的科研项目开展课外科技立项活动。通过这种训练方式，学生的动手能力、综合问题的分析能力得到了有效的提高。

再次，将科技前沿融入到实验教学环节。通过大纲的制定、教材的编写以及课程的合理安排，明确了教学思路，学生易于接受、反映良好。通过理论教学和实践教学的有机结合，丰富了课堂教学内容，加深了学生对生物技术理论课程知识的系统理解，提高了学习积极性，激发了求知欲和探索精神，培养了创新思维方法和能力，为他们将来从事科研工作、开发利用资源生产生化产品提供了思路、奠定了理论基础。同时，还将科学发展的前沿和热点渗透到本科实验教学中，部分实验内容直接来源于最新的科研成果，提高自身素质和教学水平。

最后，增强了学生专业学习积极性和主动性。本科学生到科研实验室后，从课题的选择到实验的设计等过程都以学生为主，教师仅做必要的指导，在进行课题研究的时候，专业理论在课题研究中得到应用，让学生专业学习不再枯燥与抽象，特别是课题研究一步步取得进展，解决了一个个难题，让学生获得成功感，学生学习的效能感得到了加强，这些都促使学生学生学习方式从“要我学”到“我要学”，从被动接受到主动探索新知的转变[6]。

5参考文献

[1] 张敏，王邕，梁锦添，等.改革生物技术实验教学，培养学生综合实验能力[J].广西大学学报:哲学社会科学版，2008，30(增刊):77-78.

[2] 李文鑫，陈学敏.立足实践，着力创新[J].中国高等教育，2007(1):37-39.

[3] 韩新才.高校生物技术专业教学方法改革探索与实践[J].广东化工，2008(1):l18-120.

[4] 邹长军，吴雁，兰贵红，等.生物工程专业实验教学环节的改革与实践[J].实验室科学，2007(6):1-2.