基因工程论文范例(3篇)

基因工程论文范文篇1

【关键词】基因工程实验教学改革与探索

【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2015）06-0247-01

基因工程方法和技术随着分子生物学的迅猛发展，已渗透到现代生命科学的各个分支领域[1]，基因工程技术是生物技术和生物工程领域的主导型技术，熟练掌握该技术已经成为现代生物科学工作者的首要任务之一[2]。基因工程是从分子水平对生命复杂现象的认识和操作的一门新兴学科，该课程内容繁多，概念抽象，理论性和技术性强，是一门实验操作性很强的课程[3]。基因工程实验是加强学生感性认识、提高学生的学习兴趣、培养理论与实践相结合、提高科学思维能力和独立操作能力不可或缺的教学环节[4]。笔者针对在过去两年的实验教学中所存在的问题进行了总结，对在教学中存在的薄弱环节进行优化，将实验教学和科研及毕业论文相结合，并在教学方法上进行改进，经过几年的教学实践，取得了良好的教学成果。

一、基因工程实验教学中存在的问题分析

近年来，随着分子生物学技术的发展，基因工程已经作为生物技术和生物工程专业的一门专业基础课程在各类高校陆续开设，该课程的开设大大促进了相关专业人才的培养，但在整体上还存在以下不足。

1.实验教学内容陈旧

基因工程实验主要包括生物体总DNA的提取、载体构建、凝胶电泳、遗传转化等，课程每周开设一次，这样的安排对于提高学生的实验操作技能具有一定的帮助，但是基因工程实验是一个连贯的操作程序，传统的教学安排打破了这种连贯程序，这使得学生很难对其有整体印象，且基因工程实验中的很多操作技术都是以分子生物学为基础，这两门课程一般都是分开开设的，由不同的教师承担，这种现象导致实验课内容有很多重复，这种重复不仅浪费师资力量，实验耗材等，也严重的降低了学生的学习积极性。

2.实验教学方法单一

传统的实验课普遍存在实验分散的弊病，任课教师为了节省教学时间且避免学生操作实验时造成试剂浪费，教师在课前便准备实验所需试剂；在实验课堂上由教师讲授和演示，学生仅仅是模仿的进行验证性实验。这种传统的教学模式，难以激发学生学习的积极主动性，制约着高素质人才的培养[5]。

3.考核方式不合理

由于基因工程实验结果都是不可见的结果，因此对于该课程的考核一般根据思考题、实验报告给予成绩，该实验课成绩的评定存在一定随意性，在这种体制下，学生的学习积极性很难提高，实验过程中往往是被动的接受状态。

二、基因工程实验教学体系的改革与完善

1.优化课程设置

针对基因工程实验的内容多，连续性强等特点，重新制定教学大纲，将课时量适当增加，把原本单个的小实验改为综合型的大实验，实验时间安排在周末或独立的一到两周连续的时间内完成，且去除验证性、演示性实验，改为自主性和创新性实验，这不仅能提高学生对该课程的积极性，还有助于提高学生的自主创新能力。

2.改革实验教学内容

为消除课程间的重复，可将基础实验内容进行整合，不同专业的学生实验进行细化，在分子生物学的基础上，使原本单个独立的实验连贯起来，形成系列大实验。由于上游目的基因的分离、酶切、连接和载体构建等实验在分子生物学实验中都有所接触，因此将实验重点放在下游操作上，根据不同专业的就业需求，生物技术专业侧重于下游植物的遗传转化与鉴定等方面的实验，而生物工程专业侧重于外源基因的遗传转化及其蛋白表达纯化等方面的实验。通过外源基因在植物或微生物细胞中的表达，让学生了解从基因水平到蛋白表达水平的整个过程，同时检测报告基因或外源蛋白表达，形成了整个表达体系。不仅使学生体验了基因工程的整个操作流程，又能提高学生的科研积极性。

3.试验教学方法改革

3.1采取开放式教学

为了锻炼学生的科研思维和意识，使学生具有设计实验的能力，将课程改为开放式教学。任课教师只对实验的大框架、实验目标等进行讲解，让学生以分组形式写出实验计划。经指导老师认可后方可开始实验，这样不仅培养学生的自学能力，加强学生对生物学文献资料的查阅能力，还有助于学生充分发挥主观能动性及创新思维。实验过程中要求学生重视每个细节上的操作，避免交叉污染，指导老师巡回检查并指导学生操作，遇到个别问题，针对问题，单独指导，真正做到因材施教，同时要求学生做好实验记录，并对实验结果进行合理的分析解释，以培养学生严谨的科研态度[6]。

3.2采取科研、毕业论文与实验相结合的教学模式

为了充分调动学生的科研积极性，可将该课程与老师的科研或学生的毕业论文相结合，依托生命科学学院的省级重点实验室较好的科研条件及近年来参与的科研课题，让学生自行选择基因，在老师的指导下去设计实施实验，并最终获得自行选定的基因的表达产物，并对外源基因的表达产物进行进一步的分析，这不仅提高学生的实验积极性，也能避免反复实验过程中的试剂浪费，同时又达到了系统训练学生的目的。

4.考核方式改革

为提高实验教学效果，必须建立一套以创新能力培养为重心的既重过程又重结果的实验课程考核新模式[7]。将考核分为实验前的自主学习能力评价，实验设计创新能力评价，实验操作过程中对实验技能和动手能力评价以及最终的实验总结分析能力评价等四方面，考核不仅仅局限于对知识点的考核，更需要学生将掌握的理论知识融会贯通到实验过程中，并能解决在实验过程中遇到的问题，通过这种多元化的课程考核体系，既能反映学生的实际水平和能力，又能调动和提高学生学习的积极主动性，对提高学生运用理论知识解决实际问题、提高实际操作能力和创新能力都有积极的意义。

三、结语

通过在基因工程实验教学中的改革实践，不仅增强了学生的自主能动性，也让学生获得了类似科研实践过程的训练和体验，提高了学生从事科研工作的基本能力，也为本科毕业论文的写作打下坚实的基础。总之，实验教学改革是一项系统工程，需要不断的探索、实践，作为教师，我们要不断总结经验教训，逐步完善教学方法，从而培养出高素质的创新型人才。

参考文献：

[1]朱旭芬.基因工程实验指导[M].高等教育出版社，2010年4月第2版。

[2]梁桂英，王春晓.开放实验教学提高学生创新能力[J].高师理科学刊，2007，27（1）：91-93.

[3]王桂华，唐彦君，余丽芸，曹宁.基因工程实验的改革与实践[J].安徽农学通报，2009，15（9）：230-231.

[4]刘晓灿，陈燕珍，林万华等.基因工程实验教学改革的探索与实践[J].教育探索与实践，2005，8：45.

[5]秦红霞，王萍兰，徐玲玲，李同建等.基因工程实验教学改革与探索.安徽农业科学，2010，38（7）：3813-3814.

基因工程论文范文

关键词基因工程;教学改革;独立学院

基因工程是通过人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,与载体dna分子连接重组,再导入受体细胞内,使其在受体细胞内复制、转录和翻译表达,创造出人们所需要的新品种的一种技术体系[1]。由于基因工程可以突破物种间的遗传障碍,大跨度的超越物种间的不亲和性,具有无限光明的应用前景。因此,吸引人们进行了广泛的研究与探索,其结果迅速地应用于农业、医药、轻工、化工、环境等各个领域[2-5]。目前,随着基因工程的发展,急需大批的专业人才。因此,许多高校为满足社会需求,新增了生物技术和生物工程专业,开设了基因工程课程,希望能为国家培养和输送人才。基因工程面向独立学院生物技术和生物工程专业本科生已开设多年。在教学过程中,课程组教师针对该课程及独立学院学生的特点,对这门课程的教学进行了探索,获得了许多经验。

1基因工程教学改革的必要性

基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,其内容涉及分子遗传学、生物化学、细胞生物学、微生物学及分子生物学等学科相关理论基础及其实验技术手段。课程内容繁多、概念抽象、理论性和技术性强。同时基因工程发展非常迅速,相关知识可以说是日新月异。然而高等学校教学时间有限,独立学院学生基础知识相对薄弱学生虽思维敏捷,但强调个人喜好,并且学习的自主能力也较弱。因此,在有限的课时内,让他们理解和掌握基因工程相关的内容确实有难度。而正处于农业高等院校的生物技术和生物工程专业的大学生们,即将投身于生命科学社会实践,展现他们的才能,如果他们对基因工程的基本理论和技术知之甚少,这种状况与培养现今的人才培养目标极不相称,这些大学生在21世纪的生命科学时代中也难以胜任社会重负于他们的工作,更难以挑起生物高科技研究和开发的重担。虽然在基因工程教学过程中,教师采取了许多办法,如采用多媒体教学,使用flash动画等将教学内容直观化,或通过讨论、课程论文等激发学生对基因工程的学习自主性,但效果还是不理想。经过多年的独立学院基因工程教学,笔者发现目前的基因工程教学内容体系和教学方法没有充分体现独立学院学生的特点,即没有补偿他们存在的某些缺陷,也没有充分发挥独立学院学生的优势。为了使这些发展潜力大的学生的综合素质进一步提高,能够跟上学科的发展进程,对现行基因工程课程教学内容和方法进行改革势在必行。

2构筑合理的教学内容体系

2.1精简内容,突出重点

基因工程与分子遗传学、生物化学、分子生物学、微生物学及细胞工程等课程有着紧密的联系,所以学生在修完了这些课程后才开设基因工程课程。由于学生已具备这些课程相关的理论和实践基础,所以基因工程教学内容可精简,避免与这些课程重复,留出充裕的时间详细讲解新的知识点,如细菌转化实验在微生物中讲授过;基因表达与调控在分子遗传学中涉及到;转基因植物的培养再生与细胞工程内容相关。这些重复的内容可以在课前提醒学生复习,教学时通过提问的形式回顾,或以课外作业的形式进行。对于独立学院中那些基础较薄弱的学生,可通过基因工程网络课程进行知识的答疑。

2.2组织合理的教学内容体系

基因工程课程教学内容包括基因操作的基本原理、基本研究方法及应用,内容广泛抽象。为使学生在短时间理解相关知识,教学内容应具备较强的系统性和条理性,同时又能反映学科的科学性和先进性。因此,构建以基因工程操作技术为主线,以基因工程原理基础知识及基因工程应用基础知识为基础的理论教学体系十分重要。

基因工程原理基础知识包括基因工程基本概念、基因的各种分析手段(包括pcr技术、分子杂交技术等)、分子克隆工具酶、克隆载体、目的基因与分子克隆载体的重组、重组体的转化与筛选鉴定、外源基因的表达等内容。这些是基因工程的核心内容,因此每部分内容的有关原理、实验技术及应用等需详细加以阐述。另外,针对一些抽象内容,教师应该使用多种教学方法,使其直观生动,让学生易于理解、接受和掌握。同时,要发挥独立学院学生综合素质高的特点,可要求学生个人或以班为单位制作flash动画和视频等,充分调动学生主动学习的积极性,挖掘潜能,激发学生的学习兴趣,使学生在学习过程中感悟到对事业成功的向往,达到教学目的。

基因工程技术几乎渗透至生命科学的各个方面,大大的推动了生命科学理论研究的发展,且扩展到人类生产实践的各个行业,例如植物、动物、微生物、医药、环境保护、能源等。这部分内容主要以学生为主体,通过讨论、专题报告、实际案例和生产实习的形式进行。通过这些内容的学习让学生感受科学发展与生产实践息息相关,增强学生的科技意识及求知欲望。

2.3引进新知识、新动态

基因工程自诞生以来,发展迅猛,新成果层出不穷。在教学过程中引进生命科学的最新科研成果及国内外研究动态,使学生在有限的课时中尽量接受基因工程相关的新观念、新技术和新成果。同时促使他们以发展的观点看待科学研究问题,唤起他们探索未知领域的欲望,增强专业自信心。

2.4理论教学和实验教学相配套

基因工程是一门理论与实践相结合的课程,其教学内容除了理论知识外,还配套有基因工程实验技术和教学实习。基因工程实验技术主要是对学生实验基本技能的操练,以班为单位进行教学。在教学过程中,要求学生在每次实验前预习好实验指导中的相关内容、掌握实验目的和实验设计原理、了解实验操作的基本过程及注意事项。学生在实验过程中,严格执行操作程序,仔细观察实验中出现的现象,如实记录实验结果和数据,培养学生的动手能力和敢于发现问题、解决问题的能力。实验课后,要求学生根据实验过程,写出实验总结报告,提高他们的归纳总结能力。基因工程教学实习是以重组体的构建、转化、筛选及检测为主线的系统性的实验体系。其内容包括质粒dna的提取、目的基因及载体进行限制性内切酶的切割、目的片段与载体的体外连接、感受态细胞的制备、重组质粒的转化、重组子的筛选以及鉴定。整个实验内容紧密衔接,较为完备地将基因工程学的上游技术综合为一体。实施教学时,学生在教师指导下,了解实验的整体设计思路和流程,查阅相关文献,书写实验方案,再进行实验实施。通过这样的过程培养学生应用知识的能力,加强学生对生物学文献资料的查询与消化能力,拓宽学生的知识面,并且实验的每个环节都可能直接影响最终结果,所以学生必须关注每个环节,才能顺利完成在此过程中有助于学生树立完整的科学研究概念,具备严谨的科学研究态度。

3改进教学方法

3.1传统板书教学与多媒体教学相结合

在基因工程教学中,传统的板书教学必不可少。这是由于学生虽具备一定的生物学基础,但知识比较凌乱,更无法很好的应用于基因工程学习中。板书教学能够很好的将这些知识系统而又精炼的展示出来,并且有助于老师控制讲课的进度,学生也可以详细的记好笔记,增强对知识的记忆。但是传统的板书教学呆板,所提供的信息量非常有限。对于基因工程这门课程,完全采取板书教学无法直观生动的将所有内容演示。另外,板书教学中老师是主体,学生认为学习的好坏只与老师有关而与自身毫无关联,学习的积极性不高,无法达到教学目的。多媒体教学能综合应用影视、图形、图像、声音、动画和文字等信息,可以使抽象的概念直观化、复杂的问题简明化、整体的过程动态化。它可以使学习内容图文并茂、有声有色、栩栩如生,便于学生理解记忆。但是课件是一页页地进行显示,单独使用课件会降低课堂授课内容的连续性及关联性,使学生不易掌握每一次授课的线索及整体内容。因此,在讲课过程中很有必要将传统板书教学与多媒体教学结合、教师传授知识与学生自主学习结合,采取多种教学方法使课程教学更为生动、丰富,促使学生自主学习和对基础知识的消化、理解和升华。

3.2“研讨式”教学

独立学院学生感应新事物的能力较高,他们查阅相关资料后,能够就某些问题提出见解。因此,笔者设计一些讨论题,供学生思考与讨论,充分调动学生的能动性、自主性和创造性,让学生真正成为课堂的主体。例如关于基因工程安全性的问题,是以讨论课的形式进行教学。学生不但对现存的一些安全问题进行了全面的阐述,而且还提出了自己的一些见解。针对一些不一致的观点,可以进行辩论,不仅使课堂气氛非常活跃,而且锻炼了学生的表达能力,使他们树立了看待科学问题的批判意识。

课程组的老师都从事了与基因工程相关的研究工作,经常将科学研究结果融入教学,增强学生对知识的感性认识。鼓励学生申请一些研究性课题和进入实验室参与研究工作。通过对科学研究的探索,培养学生将理论知识应用于实践的能力,有助于他们树立艰苦奋斗的精神。

3.3“总结归纳”式教学

每一章内容结束后,要求学生对教学内容进行总结和归纳,系统地梳理知识体系。另外,组织学生听取一些专题报告会,以提高学生对学科前沿知识的了解。

基因工程是现代生物技术的核心,教学效果的好坏直接影响高校生物技术专业学生的素质,进而影响高校人才培养目标的实现。尝试通过对基因工程教学内容和教学方法的改革,提高教学质量,促进学生综合素质的提高,使他们适应21世纪生命科学时代的工作需求。

4参考文献

[1]吴乃虎.基因工程[m].北京:科学出版社,2000.

[2]孙毅.现代生物技术与生态环境保护[j].科技情报开发与经济,2008,18(21):113-114.

[3]刘婵婵,时全义,刘均洪.植物基因工程对生物燃料生物质特征的改进[j].化学工业与工程技术,2008,29(3):4-7.

基因工程论文范文

关键字：钻孔桩桥梁软土桩基承载力

中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：

1.引言

天津市滨海地区多为海积平原和海积冲积平原，其地质条件较差，土层厚度大且承载能力较小，属于典型的滨海软土地区。笔者多年在该地区从事桥梁设计、施工工作，在工作中搜集了大量的工程实测数据，经过对试桩桩端承载力与理论计算结果的认真比较分析，发现两者存在较大差异。因此对滨海软土地区的钻孔桩端承力进行了进一步研究。由于钻孔灌注桩桩底沉淀土的存在，造成桩基端承力大大减小，目前设计计算中虽对此情况已经予以考虑，但实测工程数据表明，目前对其考虑仍显不足。为减少工程隐患，本论文对此进行研究分析并给出了解决方法，希望对广大工程技术人员的工作起到指导借鉴作用。

桩基础是桥梁工程的重要组成部分，有着悠久的使用历史，并且目前仍被广泛采用。桩基础根据受力条件分为摩擦桩基础和端承桩基础。滨海软土地区土层具有厚度大、承载力低的特点，故在滨海软土地区桥梁工程多采用钻孔灌注桩基础，从其受力角度来看，多为摩擦桩基础。桩基础作为将桥梁荷载传递到地基上的重要受力构件，是桥梁设计施工的重要组成部分。桩基础的承载能力直接影响到桥梁的安全性、耐久性，因此对桩基础进行试验研究具有极高的工程应用价值。

2.目前桥梁桩基端承力计算方法

目前对公路桥梁桩基承载力的计算，在设计中多按照《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63—2007（以下简称规范）的相关规定进行计算。在该规范中对于钻孔灌注桩（摩擦桩）单桩轴向受压容许值计算公式如下：

（1）

通过公式（1）可知，钻孔灌注桩（摩擦桩）桩端承载力容许值计算公式如下：

（2）

式中—摩擦桩单桩轴向受压承载力容

许值（）；

—桩身周长（）；

—土的层数；

—承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚

度（）；

—与对应的各土层与桩侧的摩阻力标准

值（）；

—桩端截面面积（）；

—桩端处土的承载力容许值（）；

—摩擦桩单桩轴向受压时桩端承载

力容许值（）；

—修正系数；

—桩端处土的承载力基本容许值

（）；

—容许承载力随深度的修正系数；

—桩端以上各土层的加权平均容重

（）；

—桩端的埋置深度（）；

—清底系数。

清底系数取值规范中规定如下：

清底系数值表1

注：1.、为桩端沉渣厚度和桩的直径。

2.时，；

时，，且。

下面以京沈高速公路桥梁桩基础为例，说明钻孔灌注桩桩端承载力计算公式的计算过程。

该桩基现场实测桩径为0.84，桩长为38.4，根据地质勘察资料，桩端处为黏土层，桩端处土的承载力基本容许值，桩端以上各土层的加权平均容重18，计算该桩基桩端承载力如下：

根据规范及地质勘察资料，得：

（取规范最小值）

将上面各数据代入公式（2）中，得：

该桩基实测桩基端承力容许值为277，而理论计算值为500.6，据此分析该桩基端承力容许值理论计算值是实测值1.81倍，若采用此理论计算端承力值容易造成工程隐患。

3.工程实测桩基端承力数据介绍

笔者多年从事天津滨海软土地区桥梁工程的设计和施工工作，通过天津滨海软土地区诸多桥梁工程的桩基静载试验，得到了大量的单桩静载试验实测数据。现对部分工程桩的端承力实测数据归纳如表2所示。

桩基端承力试验成果表表2

4.实测数据与计算数据对比分析

根据桩基试验实测数据对桩基端承力容许值进行计算，即采用表2中实测数据和公式（2）对桩基端承力容许值进行计算，计算结果如表3所示。

桩基端承力理论与实测结果对比表表3

通过表3可以看出，公路桥梁钻孔灌注桩（摩擦桩）理论计算的桩基端承力容许值大大超过了桩基端承力实际容许值，这会造成钻孔灌注桩的实际承载力小于理论计算承载力，容易给工程安全留下隐患。

钻孔灌注桩端承力远小于桩端原状土承载力的主要原因是由于目前采用的钻孔工艺及清孔方法会导致桩底泥浆沉渣层的存在，桩底混凝土不是与桩底原状土紧密接触，而是其间夹有回淤泥浆层，使原状土的力学性能得不到发挥，造成桩基端承力大大减小，虽然目前理论计算对该因素已经予以考虑，但通过表3不难得出，目前理论公式清底系数的取值仍然是偏大的。为了使桩端承载力理论计算值更好的与实测值相符，下面利用实测数据对清底系数予以修正。

首先，根据公式2可以得出，清底系数可通过下式表示：

（3）

式中各符号意义同上。

为了使桩端承载力理论计算值与实测值相符，只需令理论计算端承力容许值等于实测端承力容许值便可求得两者相符时的清底系数。因此，利用表3可以得到修正后清底系数如表4所示。

清底系数修正后取值表表4

试桩编号1234

修正后清底系数0.3870.4240.1910.161

试桩编号5678

修正后清底系数0.2370.2520.3440.281

通过表4可以看出，钻孔灌注桩桩端承载力的发挥程度离散性较大，其大小除与桩端土层有关外，很大程度上受桩底清底情况的影响。收集上述实测数据的桩基作为数据采集桩，桩基的施工质量是偏优的，但仍远远达不到理论计算值，可见理论计算中采用清底系数明显偏大，根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》GB/T50283—1999规定，采用数理统计方法，对清底系数取值进行分析可得，清底系数取值为0.131是符合工程可靠度的。

综上所述，按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63—2007进行设计时，桩基清底系数取值在0.10～0.15之间是更符合实际的，目前桩基清底系数取值偏大。

5.结论

滨海软土地区钻孔灌注桩端承力由于沉淀土的影响会大大降低。

目前对滨海软土地区钻孔灌注桩端承力的取值偏大，易造成工程隐患。

滨海软土地区钻孔灌注桩端承力计算中应对清底系数予以减小，以使理论计算更好的实际相符。

钻孔灌注桩桩端沉渣对桩基端承力有显著影响，应从施工工艺和施工措施上尽可能减小桩端沉渣厚度。

参考文献

1．《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63—2007人民交通出版社2007年12月实施

2．《京沈高速公路桥梁工程钻孔桩静载试验报告》京沈高速公路项目经理部

3．《京沪高速公路新僻线钻孔桩静载试验报告》京沪高速公路项目经理部

4．《唐津高速公路津塘互通式立交桥静载试验报告》唐津高速公路项目经理部

5．《津滨高速公路胡家园立交桥静载试验报告》津滨高速公路项目经理部

作者简介：

吉禹霏：硕士学历，工程师职称，目前从事桥梁设计