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關(guān)鍵詞: 植物細胞工程 應(yīng)用教學(xué) 教學(xué)改革植物細胞工程學(xué)是應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理與方法,在植物細胞水平上對植物進行的操作技術(shù),實質(zhì)為植物組織培養(yǎng)及這些技術(shù)的應(yīng)用。植物細胞工程是一門現(xiàn)代生物科學(xué)理論和工程技術(shù)相結(jié)合的綜合性學(xué)科[1,2]。本課程圍繞細胞工程的主要原理與基本技術(shù)進行現(xiàn)代教學(xué),是實踐性和應(yīng)用性很強的專業(yè)課。學(xué)生對植物細胞工程基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)、實踐動手能力的獲得和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)與教師教育教學(xué)關(guān)系密切。通過細胞工程的學(xué)習(xí),學(xué)生在系統(tǒng)掌握本課程的理論、方法和技術(shù)等基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上,結(jié)合最新研究動態(tài),使學(xué)生可以全面地了解本課程[3]。高校細胞工程課程教師怎樣通過啟發(fā)、引導(dǎo)式的教學(xué)方法提高教學(xué)質(zhì)量,達到教學(xué)、科研和生產(chǎn)開發(fā)各方面的要求。
1.理論教學(xué)改革
突出重、難點,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。植物細胞工程各章節(jié)的邏輯性不強、理論表述較少,而應(yīng)用技術(shù)細節(jié)則比較多,如果力求每個技術(shù)環(huán)節(jié)都面面俱到則可能效果不好,因此在教學(xué)過程中應(yīng)采取抓重點放次要的原則,精選教學(xué)內(nèi)容[4]。參考華中農(nóng)大的全國教學(xué)精品課程對本課程進行指導(dǎo)和修正。教材的選用上,確定高等教育出版社出版的柳俊教授主編的《植物細胞工程》為教學(xué)參考書[5],本書系統(tǒng)地介紹了植物組織細胞培養(yǎng)技術(shù),既說明了操作方法,又論述了理論原理,比較適合于本科生的學(xué)習(xí),同時注重培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)。生物技術(shù)各領(lǐng)域的新成果日新月異,對教師而言不僅要傳授給學(xué)生這個領(lǐng)域的基本原理、方法和技術(shù),而且要把最新研究進展融入到教學(xué)中。這樣能使學(xué)生系統(tǒng)地了解和掌握細胞工程的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景。
2.改革教學(xué)方法
靈活使用多種教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,發(fā)揮其主觀能動性。興趣是最好的老師,帶著興趣學(xué)習(xí),可以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,對教學(xué)效果的強化無疑是大有裨益的。在課前或者課后利用多媒體播放一個課程短片引出本節(jié)課或下節(jié)課的問題,讓學(xué)生帶著問題聽課,在課程中尋找答案。細胞工程是一門應(yīng)用性和技術(shù)性很強的學(xué)科。在理論教學(xué)過程中需要很多圖表進行講解,技術(shù)中的很多操作環(huán)節(jié),如無菌操作、植物細胞培養(yǎng)等操作嚴(yán)格規(guī)范,傳統(tǒng)的板書教學(xué)難以保證教學(xué)效果[6,7]。在教學(xué)過程中利用多媒體,可以很直觀地觀察操作過程,豐富學(xué)生的感官認(rèn)識,有利于操作技能的掌握和深刻理解深奧的理論知識。運用多媒體教學(xué)時,還應(yīng)該注重師生互動,積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),關(guān)注學(xué)生情感,建設(shè)和諧課堂,拉近學(xué)生與教師之間的距離[7]。另外,教學(xué)和科研相結(jié)合可以提高教學(xué)工作的效率,強化教學(xué)效果[8]。學(xué)生親自參加教師的科研項目,可以掌握最新科學(xué)研究的基本方法、開拓科研思路認(rèn)識。明確科學(xué)研究是一項嚴(yán)謹(jǐn)和艱苦的工作的科研觀點,同時學(xué)生從教師身上學(xué)到實事求是的科研作風(fēng)。了解進行科學(xué)研究自身應(yīng)具備的素質(zhì),有思想準(zhǔn)備和實際行動為今后有想法從事科研工作奠定基礎(chǔ)[9]。
充分利用各種學(xué)習(xí)資源,提高學(xué)生的能力與素質(zhì)。隨著全國各高校的校園網(wǎng)絡(luò)平臺功能的發(fā)展日臻完善。教學(xué)管理系統(tǒng)、課件系統(tǒng)和課外作業(yè)在線提交系統(tǒng)的開通,給學(xué)生和教師提供了更多的交流途徑。學(xué)生可根據(jù)個人興趣和需要,到課件平臺系統(tǒng)中觀看或下載由任課講師上傳的復(fù)習(xí)資料和多媒體視頻,該途徑是對課堂教學(xué)時間短、內(nèi)容多的一個有力補充,也為一些感興趣的同學(xué)進行自學(xué)提供了幫助。與此同時,可以建立細胞工程課程討論群,在群里學(xué)生自由提問、自由表達對教學(xué)的意見和建議,這些均極大地方便了學(xué)生對課程的學(xué)習(xí),同時方便了教師對課程的教學(xué)改革[4]。
3.開放性實驗教學(xué)模式的探索
一方面,實驗教學(xué)是生命類學(xué)科教學(xué)中的重要組成部分,對教學(xué)起到舉足輕重的作用。其質(zhì)量高低直接決定整個課程的成敗。另一方面,由于就業(yè)競爭壓力的增加,對學(xué)生的綜合素質(zhì)特別是動手能力的要求越來越高。要求任課教師關(guān)注實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),真正培養(yǎng)一批技術(shù)上過關(guān),操作上過硬,經(jīng)得住用人單位考驗的應(yīng)用型人才[10]。
以往傳統(tǒng)的實驗教學(xué)都是教師根據(jù)教學(xué)大綱設(shè)定一個個單獨的實驗(普遍是驗證性的實驗),內(nèi)容完全是理論內(nèi)容的重復(fù)和驗證。課程的方式大都由教師準(zhǔn)備實驗器材和實際,教師先講授整個實驗過程,并要求學(xué)生在規(guī)定的時間和規(guī)定的步驟,按部就班地完成。表面上看學(xué)生在這個過程中動手完成了整個實驗過程,鍛煉了動手操作能力,但從深層次上挖掘,學(xué)生沒有動腦思考實驗,而是被動接受,缺乏設(shè)計性和創(chuàng)造性[11]??梢試L試給定幾個實驗題目,根據(jù)學(xué)生的興趣確定實驗題目,進而由學(xué)生初步制訂實驗方案,教師給予指導(dǎo)和糾正。
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關(guān)鍵詞:生物工程導(dǎo)論;中醫(yī)藥院校;教學(xué)
生物工程導(dǎo)論是一門生物工程專業(yè)基礎(chǔ)理論課,屬于生命科學(xué)的前沿學(xué)科。開設(shè)對于讓學(xué)生認(rèn)識專業(yè)、了解專業(yè)、重視專業(yè)、熱愛專業(yè)有重要的意義。中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)開設(shè)生物工程導(dǎo)論課程的宗旨不僅僅是引導(dǎo)學(xué)生全面而系統(tǒng)地了解專業(yè)全貌,進一步拓展學(xué)習(xí)的知識面,增強學(xué)生對所學(xué)專業(yè)的興趣;還引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中思考生物工程與中醫(yī)藥的聯(lián)系,如何使現(xiàn)代的生物工程技術(shù)與古老的傳統(tǒng)中醫(yī)藥結(jié)合起來,從而促進中醫(yī)藥的發(fā)展,培養(yǎng)中醫(yī)藥背景的生物工程復(fù)合型人才[1]。本文就中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)生物工程導(dǎo)論教學(xué)方法進行初步探討。
一根據(jù)中醫(yī)藥院校特點優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
生物工程導(dǎo)論的學(xué)習(xí)旨在使學(xué)生對生物工程的發(fā)展有一個總體認(rèn)識,初步了解和掌握生物工程的知識體系。生物工程導(dǎo)論在我校生物工程專業(yè)屬于專業(yè)必修課,共有36學(xué)時,主要是介紹基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等五大工程及其在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用。但由于學(xué)時有限,生物工程專業(yè)在高年級會開設(shè)基因工程、細胞工程等對應(yīng)的專業(yè)課。因此,教師在授課過程中應(yīng)針對專業(yè)特性進行教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化,減少具體深入的理論性知識的講授,增加生物技術(shù)在中醫(yī)藥開發(fā)、研究中的應(yīng)用,授課內(nèi)容應(yīng)難易適宜、詳略得當(dāng),從而達到普及生物工程技術(shù)的基本知識,完善學(xué)生的知識體系的教學(xué)目的[2]。由于生物工程導(dǎo)論中涉及的內(nèi)容非常豐富,涵蓋了生物相關(guān)的方方面面,因此,生物工程導(dǎo)論這門課的內(nèi)容必將與其它課程的內(nèi)容存在或多或少的重復(fù)。如基因工程中的核酸、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)與功能等內(nèi)容可能在分子生物學(xué)中已經(jīng)有過講述;細胞工程中動物細胞培養(yǎng)、植物細胞的全能性等內(nèi)容與先導(dǎo)課程細胞生物學(xué)課程有所重復(fù);發(fā)酵工程中菌種的選育和保藏等內(nèi)容與同學(xué)期開設(shè)的工業(yè)微生物學(xué)重復(fù)較多。為了避免相同內(nèi)容的重復(fù)授課,避免學(xué)生形成對相同課程內(nèi)容的疲倦性,同時結(jié)合有限的授課學(xué)時,故針對相關(guān)內(nèi)容進行有側(cè)重的講解。如基因工程摘除與分子生物學(xué)重復(fù)的內(nèi)容,細胞工程摘除與細胞生物學(xué)所講授的,重點講述植物組織培養(yǎng)在中藥材生產(chǎn)中的應(yīng)用、細胞融合、單克隆抗體、干細胞工程等與醫(yī)藥相關(guān)的部分內(nèi)容。我們根據(jù)中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)特點和培養(yǎng)要求,選取“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材,即由科學(xué)出版社出版的,宋思揚、樓士林主編的《生物技術(shù)概論(第四版)》為教材。按在過去三年的教學(xué)中,我們在學(xué)時數(shù)不變的前提下,根據(jù)需要和教學(xué)實際,對教材內(nèi)容有所取舍,進行適當(dāng)調(diào)整,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。具體調(diào)整方案為:第一章生物技術(shù)總論及第2-6章基因工程、蛋白質(zhì)工程等五大工程各4學(xué)時,共計22學(xué)時,在有限的學(xué)時里讓學(xué)生對生物工程的五大工程有所了解,講述的過程中舍去在生物化學(xué)和分子生物學(xué)等相關(guān)課程中已經(jīng)詳細講述的內(nèi)容,避免基礎(chǔ)知識的重復(fù)介紹,把重點放在各個工程產(chǎn)生的由來及發(fā)展上,對具體的復(fù)雜的技術(shù)理論僅做一般了解。剩余14學(xué)時著重以實例的形式講述生物技術(shù)在中醫(yī)藥中的應(yīng)用,如:細胞懸浮培養(yǎng)、毛狀根培養(yǎng)等技術(shù)在中藥材生產(chǎn)中的應(yīng)用、單克隆抗體在現(xiàn)代腫瘤治療中的應(yīng)用,傳統(tǒng)紅曲等發(fā)酵類中藥的現(xiàn)代制備工藝等,讓學(xué)生能接觸到生物工程,了解到生物工程的廣泛內(nèi)涵,增加其專業(yè)的歸屬感,培養(yǎng)學(xué)生的中醫(yī)藥思維。
二充分利用豐富教學(xué)資源
在生物工程導(dǎo)論教學(xué)過程中,我們把學(xué)生需要掌握的重點、難點與學(xué)生自身興趣點結(jié)合起來,理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學(xué)生參與課堂的積極性。生物工程導(dǎo)論課程理論點多面廣,很多內(nèi)容又相對深奧抽象,學(xué)生難于理解,加之該學(xué)科發(fā)展更新快,學(xué)生要想在有限的課堂教學(xué)中全面的、系統(tǒng)的掌握生物化學(xué)知識困難重重。適當(dāng)運用多媒體教學(xué),充分利用國內(nèi)外的圖片、影像資料,借助色彩明快、富于變化的圖片資料和短小精干的動畫等,對大學(xué)生擴大、拓寬知識面,加強學(xué)科間的橫向聯(lián)系,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性具有重要現(xiàn)實意義。如在講述PCR反應(yīng)原理時,我給同學(xué)們播放美國Bio-Rad公司的PCR之歌,歌曲內(nèi)容包括了PCR技術(shù)發(fā)明的背景、發(fā)明人、PCR原理及過程、PCR技術(shù)的用途等,在短短的三分鐘內(nèi)不僅吸引了學(xué)生的興趣,不僅活躍了教學(xué)氣氛,降低了學(xué)習(xí)的難度,而且可以啟迪思維,加深學(xué)生對重點、難點的理解和把握。在網(wǎng)絡(luò)資源日益發(fā)達的今天,網(wǎng)絡(luò)資源在教學(xué)工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。學(xué)生學(xué)習(xí)的知識的途徑不再是單一的教材,網(wǎng)絡(luò)也成為向?qū)W生輸送知識的一條重要窗口。在生物工程導(dǎo)論的教學(xué)中,我們應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位,引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究學(xué)習(xí)。我們在教學(xué)中,積極向?qū)W生推薦相關(guān)專業(yè)網(wǎng)站等,配合課堂教學(xué),幫助學(xué)生全面了解生物工程相關(guān)知識的大體框架,擴展視野,充實自我,也為將來進一步學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程打下基礎(chǔ)。
三增加背景知識,激發(fā)學(xué)生的求知欲
課堂教學(xué)是以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為主體的復(fù)雜過程,提高課堂教學(xué)效果是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。作為一名教師,要講好每一堂課,需要針對該學(xué)科的特點,在學(xué)生的接受能力的范圍內(nèi),靈活地采用不同的教學(xué)方法[3-4]。在生物工程導(dǎo)論教學(xué)過程中,我們除了強調(diào)將教學(xué)大綱要求掌握的知識點與學(xué)生興趣點結(jié)合,基礎(chǔ)知識與生產(chǎn)應(yīng)用相結(jié)合,還著重增加一系列背景知識,如經(jīng)典技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明過程,有卓越貢獻的科學(xué)家的傳奇故事等,進一步激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,避免整堂課進行填鴨式“枯燥”理論的學(xué)習(xí)。例如,在講述限制性內(nèi)切酶時,我列出了一個由限制性內(nèi)切酶的發(fā)明人—瑞士微生物遺傳學(xué)家阿爾伯的女兒西爾維婭講述的國王與仆人的故事,在故事中引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶的作用及其限制修飾的基本原理。在介紹到一些重要的實驗技術(shù)時,對該技術(shù)的發(fā)明者及該領(lǐng)域的一些著名專家給予一定的介紹,吸引學(xué)生學(xué)習(xí)該技術(shù)的興趣。例如,在講解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析時,我會給學(xué)生介紹我國著名的結(jié)構(gòu)生物學(xué)家施一公教授及其部分研究成果,以引起學(xué)生探究神秘的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的興趣。
四聯(lián)系生物工程應(yīng)用實例,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
21世紀(jì)以來,隨著生物技術(shù)的飛速發(fā)展,許多生物技術(shù)成果已在現(xiàn)實生活中得到了廣泛應(yīng)用,將這些真實的事例向?qū)W生講解,說明生物工程技術(shù)改變我們現(xiàn)實生活的巨大潛力,從而進一步提高學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)的興趣。如在講述單克隆抗體時,我會進一步講述單克隆抗體藥物在抗腫瘤和自身免疫系統(tǒng)缺陷治療領(lǐng)域的應(yīng)用,并以貝伐珠單抗等常用單克隆抗體藥物為例介紹單抗藥物的分子機理及市場趨勢,讓學(xué)生真實了解到生物技術(shù)為人民健康和企業(yè)發(fā)展帶來的巨大利益。類似的實例還有很多,例如高通量測序技術(shù)在胎兒產(chǎn)前診斷中的應(yīng)用、CRISPR/Cas9技術(shù)在基因治療中的應(yīng)用潛力、人參、丹參毛狀根的大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)等,通過這些案例的講解,學(xué)生既增強了理論知識的理解,也增強了理論與實踐相結(jié)合的觀念,對其建立專業(yè)的認(rèn)知的樹立專業(yè)的歸屬感具有重大幫助。
五科研反哺教學(xué),課堂融入科研成果
教學(xué)和科研是推動高校發(fā)展的兩翼,也是人才培養(yǎng)的兩大支柱。只有教學(xué)與科研有機結(jié)合,有效地實施科研反哺教學(xué),才能使教學(xué)與科研共同提高,從而建立良好的教學(xué)環(huán)境,培養(yǎng)造就出創(chuàng)新能力強、適應(yīng)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)科技人才[5]。生物工程領(lǐng)域的許多基本原理和理論均與實際生產(chǎn)聯(lián)系十分密切,在教學(xué)過程中就注意將書本上的理論知識與一些實際科研問題聯(lián)系起來,在部分相關(guān)章節(jié)的講述中結(jié)合目前教師所在的課題組已取得的部分科研成果,這樣有利于發(fā)現(xiàn)學(xué)生興趣,為進一步鼓勵引導(dǎo)學(xué)生及早進入教師研究室參與教師的科研活動,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)。例如,在講述高通量測序在藥用植物中研究的應(yīng)用時,我以課題組前期發(fā)表的相關(guān)論文為例,為學(xué)習(xí)詳細闡述高通量測序在河南道地藥材地黃、山茱萸次生代謝生物合成中的作用。所選用的文章涉及了RNA提取、RNA質(zhì)量控制、轉(zhuǎn)錄組測序、生物信息學(xué)分析等方面的內(nèi)容,通過對文章的詳細講述,不僅回顧了之前章節(jié)核酸的性質(zhì)的部分內(nèi)容,又結(jié)合了正在講述的高通量測序,還進一步對后續(xù)章節(jié)中的生物信息學(xué)分析有了初步的印象,使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容有一個整體的觀念,也啟發(fā)學(xué)生如何探索科研的思路。通過上述的探索在教學(xué)中的應(yīng)用,培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣、增強了其專業(yè)的認(rèn)同感,學(xué)習(xí)效果也得到了普遍的提高。
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關(guān)鍵詞 動物生物技術(shù);課程建設(shè);教學(xué)改革
中圖分類號 G642;G420 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)01-0326-02
21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)。生物技術(shù)是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷史中最悠久、對人類社會具有重大貢獻的學(xué)科之一。隨著分子生物學(xué)前沿學(xué)科的不斷進步,生物技術(shù)也得到了突飛猛進的發(fā)展。動物生物技術(shù)是一門現(xiàn)代生物科學(xué)理論和技術(shù)相結(jié)合的綜合性學(xué)科,主要涉及動物基因工程、動物細胞工程、動物胚胎工程等幾大領(lǐng)域,在諸多行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用,如農(nóng)業(yè)、食品業(yè)、醫(yī)學(xué)行業(yè)等[1]。生物技術(shù)這門學(xué)科在各大高校中都占有很重要的地位,可見該門學(xué)科的重要性,因此學(xué)好生物技術(shù)這門學(xué)科對今后的就業(yè)至關(guān)重要。筆者在介紹生物技術(shù)的概念的基礎(chǔ)上,總結(jié)了動物生物技術(shù)課程的建設(shè)與改革措施,以期為學(xué)生的就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)[1]。
1 生物技術(shù)的概念
生物技術(shù)是指在現(xiàn)代生命科學(xué)的基礎(chǔ)上,利用各種先進的技術(shù)手段和其他類科學(xué)的原理和技術(shù)來對生物體或生物原料等進行加工或改造等,目的是生產(chǎn)出人類所需的產(chǎn)品。先進的工程技術(shù)包括基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程和蛋白質(zhì)工程等新技術(shù)。對生物體的改造是指按照人類的需要,改造或加工生物包括植物、動物、微生物等,使其能夠生產(chǎn)出對人類有利的產(chǎn)品[1-2]。
2 教學(xué)現(xiàn)狀與分析
內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)自1996年開始招生,2006年成為品牌專業(yè),經(jīng)過了16年的專業(yè)建設(shè),首先于2003級生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生中開設(shè)36學(xué)時的動物胚胎工程課程(專業(yè)選修課),隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展,36學(xué)時的理論講授明顯不足,于2005級學(xué)生中更改教學(xué)大綱,內(nèi)容上增加了動物組織、細胞的培養(yǎng)技術(shù)、基因工程技術(shù)等,理論教學(xué)增加到54學(xué)時,并增加18學(xué)時實驗教學(xué),課程性質(zhì)首次轉(zhuǎn)為專業(yè)必修課,并創(chuàng)新性地更名為動物生物技術(shù),當(dāng)時整個生物領(lǐng)域還未出現(xiàn)命名為動物生物技術(shù)的課程,直到2009年5月1日,科學(xué)出版社出版了普通高等教育十一五規(guī)劃教材《動物生物技術(shù)》,至此這一新課程有了正式出版的教材可參考。筆者調(diào)查了部分農(nóng)林院校生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)的主干課程,主要有11門(動物學(xué),植物學(xué),微生物學(xué),生物化學(xué),遺傳學(xué),細胞生物學(xué),分子生物學(xué),基因工程,細胞工程,發(fā)酵工程和酶工程),在調(diào)查的農(nóng)林院校中(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué),西北農(nóng)林科技大學(xué),山東農(nóng)業(yè)大學(xué),湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),吉林農(nóng)業(yè)大學(xué),東北林業(yè)大學(xué),青島農(nóng)業(yè)大學(xué),江西農(nóng)業(yè)大學(xué),福建農(nóng)業(yè)大學(xué),華中農(nóng)業(yè)大學(xué),華南農(nóng)業(yè)大學(xué),云南農(nóng)業(yè)大學(xué)),都開設(shè)《細胞工程》課程,目前只有內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)與《細胞工程》相近課程《動物生物技術(shù)》和《植物生物技術(shù)》課程。
3 動物生物技術(shù)課程建設(shè)與改革
3.1 教學(xué)思想與目標(biāo)改革
落實科學(xué)發(fā)展觀,逐步樹立“以學(xué)生為中心”、“一切為了學(xué)生”的意識。教師要改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念[3],正確處理傳授知識與提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力之間的關(guān)系,使學(xué)生在學(xué)習(xí)一些課程基礎(chǔ)知識的情況下,掌握一種主動學(xué)習(xí)課程相關(guān)知識的能力,成為富有知識和具有學(xué)習(xí)知識能力的復(fù)合型人才。
3.2 師資隊伍建設(shè)
組建教學(xué)團隊,將教學(xué)內(nèi)容分為不同的教學(xué)模塊,打破傳統(tǒng)的一人一課的教學(xué)模式,每一模塊由具有相應(yīng)專業(yè)背景的教師承擔(dān),業(yè)務(wù)上要精益求精,力爭緊跟各教學(xué)內(nèi)容的學(xué)科前沿。定期開展教學(xué)研討,督導(dǎo)組專家聽課、評課,同時不定期開展自評和互評及學(xué)生評教,以促進整體教學(xué)水平的提高。
3.3 教材建設(shè)與改革
根據(jù)調(diào)研,筆者選用了科學(xué)出版社出版的普通高等教育十一五規(guī)劃教材――蔣思文教授主編的《動物生物技術(shù)》作為教材,該書比較全面系統(tǒng)地介紹了動物生物技術(shù)的概況、基本原理、技術(shù)方法和最新發(fā)展。同時,由于課時的限制,在教學(xué)過程中,不可能做到面面俱到,且課程知識更新速度較快,一些最新熱點在教材中沒有體現(xiàn)的,自行編寫部分講義,以文本形式拷貝給學(xué)生,并推薦其閱讀中外文的優(yōu)秀參考書。
3.4 課程內(nèi)容改革
動物生物技術(shù)屬于多學(xué)科交叉課程,也是各國科研工作者研究的熱點領(lǐng)域,大量的研究成果層出不窮,也在不斷地更新和充實著這一新興學(xué)科的知識。無論是教師的教,還是學(xué)生的學(xué)都具有一定的難度,這就要求在授課內(nèi)容的選擇上,既要注意授課內(nèi)容的完整性,又要保證實用性和先進性,同時做好與其他課程交叉內(nèi)容的增、減和銜接。在課程內(nèi)容上,首先介紹緒論,動物胚胎工程技術(shù)概述,體外受精,胚胎移植,性別控制,胚胎分割,嵌合體;其次,介紹分子生物學(xué)及基因工程基礎(chǔ);最后重點介紹細胞核移植技術(shù)、干細胞技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動物生物反應(yīng)器、動物細胞培養(yǎng)技術(shù),動物細胞融合技術(shù),雜交瘤技術(shù)和單克隆抗體技術(shù)。通過精心的安排,使學(xué)生能在有限的時間內(nèi),全面系統(tǒng)地了解動物生物技術(shù)課程體系的基本內(nèi)容。
3.5 教學(xué)方法改革
3.5.1 利用重大科研成果,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高其學(xué)習(xí)的主動性。如美國科學(xué)家馬里奧?卡佩基、奧利弗?史密斯和英國科學(xué)家馬丁?埃文斯,利用“基因靶向”技術(shù)讓小鼠體內(nèi)的特定基因失去活性,培養(yǎng)出研究價值極高的“基因敲除”小鼠,為人類遺傳病研究提供了藥物試驗的動物模型。有了這些動物模型后,人類就能更有效地找到治療各種遺傳病的新療法,徹底攻克遺傳病就為時不遠了,這一成果使得他們一起獲得2007年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。羅伯特?杰弗里?愛德華茲爵士,英國生理學(xué)家,生殖醫(yī)學(xué)的先驅(qū)者,因創(chuàng)建了“體外受精技術(shù)”,被授予2010年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。一門課程的講授,不但要使學(xué)生掌握和了解課程相關(guān)的一些基礎(chǔ)知識,更重要的是要教會學(xué)生如何通過有效途徑盡可能的獲取更多的、更豐富的相關(guān)知識,特別是對于像動物生物技術(shù)這樣一門新興的學(xué)科領(lǐng)域,許多知識都處于動態(tài)更新和完善的過程中[1]。
3.5.2 跟蹤學(xué)科科研動態(tài),開拓學(xué)生視野,培養(yǎng)創(chuàng)新思維。本科生的課堂教學(xué)過程不僅僅是傳授書本知識,更重要的是啟發(fā)學(xué)生的開拓性思維能力和創(chuàng)新意識,培養(yǎng)和提高其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力[3-5]。因此,在應(yīng)用范圍廣、知識更新快的動物生物技術(shù)教學(xué)過程中,介紹學(xué)科研究的新動態(tài)和新進展,有意識地拓寬學(xué)生視野,打開學(xué)生思路,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維是十分必要的。例如誘導(dǎo)多能干細胞(Induced pluripotent stem cell,IPS cell),由日本的2位科學(xué)家于2006年發(fā)表于世界頂級雜志《Cell》上。通俗地講,就是通過某種方法,把高度分化的成體細胞去分化,使之成為多能干細胞,重新獲得分化成多種細胞的能力。IPS技術(shù)是干細胞研究領(lǐng)域的一項重大突破,它回避了歷來已久的倫理爭議,解決了干細胞移植醫(yī)學(xué)上的免疫排斥問題,使干細胞向臨床應(yīng)用又邁進了一大步,該成果的研究者獲得了2012年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。隨著IPS技術(shù)的不斷發(fā)展以及技術(shù)水平的不斷更新,它在生命科學(xué)基礎(chǔ)研究和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)勢也已日趨明顯[6]。
3.5.3 創(chuàng)新教學(xué)形式,提高教學(xué)效果。在課堂教學(xué)過程中,要認(rèn)真傾聽學(xué)生意見,像朋友一樣對待學(xué)生,拉進教師與學(xué)生的距離,讓學(xué)生感受課堂文化,使其融入其中,積極思考,成為課堂的主體。同時可適當(dāng)增加專題討論會,通過學(xué)生準(zhǔn)備ppt演講等形式,一改以往整節(jié)課教師講、學(xué)生記,缺乏溝通的模式,使學(xué)生處于主動學(xué)習(xí)的狀態(tài)[7]。
3.5.4 優(yōu)化多媒體教學(xué),引入現(xiàn)代信息技術(shù)。利用有限的課時,著重講授課程的重點、難點、關(guān)鍵點、知識點間的聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生自覺地去思考,對于容易掌握的部分課程內(nèi)容可安排學(xué)生自學(xué)。利用計算機和Internet等手段,從國外引進和下載原版圖書和動感圖像,進行多媒體教學(xué),可以有效提高教學(xué)組織效率,充實教學(xué)內(nèi)容。不僅可以多層次、多角度地向?qū)W生提供豐富多彩的教學(xué)信息,還可以提供更加生動形象的人機交互界面,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[8]。例如,細胞融合,精卵受精,細胞核移植等內(nèi)容。在多媒體教學(xué)中,堅持適度運用原則和有機結(jié)合原則,留出足夠的時間給學(xué)生理解、思考,且結(jié)合使用板書、實物等各種教學(xué)媒體,取長補短,將教學(xué)內(nèi)容化繁為簡,增強教學(xué)的生動性和創(chuàng)造性,使學(xué)生喜歡學(xué)習(xí)[2]。
3.6 考核方法改革
首先,改變以往的考核方法,將重視課本上的知識轉(zhuǎn)變成重視實踐、將重視成績轉(zhuǎn)變成重視課堂教學(xué),今后不以單一的考試成績?yōu)榭偝煽?,而要加上一定比例的實踐考核成績,讓教師、學(xué)生都能重視實踐;其次,增減考核方式的多樣性,以平時成績、實驗成績、期中成績和期末考試等作為綜合考查學(xué)生學(xué)習(xí)成績的考核體系,即20%平時成績、20%實驗成績、20%期中成績和40%期末成績[9]。
4 結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,動物生物技術(shù)方面的研究也會更加深入,因此各個高校要建設(shè)好動物生物技術(shù)專業(yè)已迫在眉睫。課程組立足于內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院自身特色,通過分析生物工程、生物技術(shù)、制藥工程3個專業(yè)之間的內(nèi)在聯(lián)系,準(zhǔn)確把握動物生物技術(shù)課程的教學(xué)地位,注重該門課程特點,圍繞課程內(nèi)容,加強教學(xué)建設(shè),創(chuàng)新教學(xué)形式及考核體系,逐步完善優(yōu)化動物生物技術(shù)多媒體教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量,達到人才培養(yǎng)的目的和要求[10]。
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【關(guān)鍵詞】植物組織培養(yǎng) 教學(xué)內(nèi)容 改革 考核制度 實踐
【中圖分類號】H191 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)09(a)-0037-02
Teaching Reformation of “Technology of Plant Tissue Culture”
Li ShengLi WeiZhang ZhenWei XiaohongLi Chaozhou
Sun PingWu JilingWang Jianping
Lab. of Plant Cell Engineering in College of Life Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou, China 730070
Abstract: the teaching reformation of “Technology of Plant Tissue Culture” was proposed, focusing on teaching content, teaching method, exam mode, experimental teaching and practice, so as to guarantee our teaching quality and enhance teaching effects.
Keywords: Plant tissue culture; teaching content; reformation; exam mode; practice
植物組織培養(yǎng)是一項以細胞全能性為理論基礎(chǔ)的無性繁殖技術(shù)。自1902年德國植物生理學(xué)家Harbelandt 提出細胞全能性理論以來,特別是近40多年,植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到了迅速發(fā)展,已滲透到生物學(xué)科的各個領(lǐng)域,并廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和醫(yī)藥業(yè),產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益,成為當(dāng)代生物科學(xué)中最有生命力的學(xué)科之一。
本課程主要介紹植物組織培養(yǎng)的基本原理、設(shè)備、方法和應(yīng)用,以實用為目的,使學(xué)生在了解基本原理的基礎(chǔ)上,重點掌握實際操作技術(shù)。通過學(xué)習(xí),學(xué)生將掌握植物組織培養(yǎng)的基本理論,開展離體培養(yǎng)克隆植物的基本技能。有興趣的學(xué)生還可以應(yīng)用該技術(shù)開展研究性學(xué)習(xí),進行課題探究活動。
《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》是我院生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課程之一,為了保證教學(xué)質(zhì)量,進一步提高教學(xué)效果,培養(yǎng)合格的應(yīng)用性人才,我們對植物組織培養(yǎng)技術(shù)課教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、手段以及考核試驗、實習(xí)等提出改革設(shè)想。
1 教學(xué)內(nèi)容的改革
1.1 注重知識的拓展
在面向開放式教學(xué)改革方面,首先在理論教學(xué)中,在講授課本的基礎(chǔ)上,安排學(xué)生閱讀該課程相關(guān)的科技期刊和專業(yè)文獻,寫出綜述論文;在教學(xué)內(nèi)容方面,所講授的內(nèi)容要有深度。首先,要善于抓住本學(xué)科的本質(zhì)―細胞全能性及其實現(xiàn);其次,要善于挖掘?qū)W科內(nèi)容之間、問題與問題之間的內(nèi)在聯(lián)系,使教師所講授的內(nèi)容形成結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、完整統(tǒng)一的邏輯體系。教師的講課要有新內(nèi)容,要有獨到的見解,要不斷充實教學(xué)中的信息量,包括學(xué)科的最新成果、教師的科學(xué)思想和創(chuàng)見、學(xué)科的前景、存在的問題等。從而拓寬學(xué)生的視野,提高教學(xué)水平。
1.2 注重知識的更新性
教學(xué)內(nèi)容決定了學(xué)生的基本知識結(jié)構(gòu)和基本能力的形成,教學(xué)內(nèi)容是否新穎,對提高教學(xué)質(zhì)量具有重大影響。
為使教學(xué)內(nèi)容更豐富,更有深度,能在講解學(xué)科原理、結(jié)構(gòu)、概念的同時,指出探索學(xué)科發(fā)展的方法論,指出尚未解決的問題,介紹研究方法。教師對本門學(xué)科過去的歷史、現(xiàn)有的內(nèi)容必須十分熟悉,這是前提,但僅有這個前提還遠遠不夠,教師必須對教學(xué)內(nèi)容進行創(chuàng)新,必須跟蹤學(xué)科發(fā)展,及時掌握學(xué)科的最新發(fā)展動向和在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢,站在學(xué)科發(fā)展的前沿,對本學(xué)科發(fā)展的前瞻性內(nèi)容能準(zhǔn)確地把握[1]。
植物組織培養(yǎng)研究的內(nèi)容非常廣,發(fā)展的速度極其驚人,就傳授植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)知識已經(jīng)遠遠不能滿足教學(xué)的需要。對于本專業(yè)課教師來講,跳出書本的框框,站在世界現(xiàn)代科技發(fā)展的前沿,掌握組織培養(yǎng)領(lǐng)域發(fā)展的最新動態(tài),并及時把這些動態(tài)、研究成果以及有待攻關(guān)的重大課題在教學(xué)內(nèi)容中反映出來,引導(dǎo)學(xué)生去探索未來發(fā)展新知識的學(xué)習(xí),幫助學(xué)生學(xué)會預(yù)測、預(yù)見和構(gòu)想未來事物的發(fā)展變化,從而發(fā)展學(xué)生的發(fā)散性思維能力,不斷增強學(xué)生的自覺性和創(chuàng)造性。
2 教學(xué)方法及手段的改革
再燦爛的教學(xué)內(nèi)容,如果不結(jié)合科學(xué)的教學(xué)過程,也僅僅是閃爍而已,絕不會發(fā)光。而掌握著整個教學(xué)過程主動權(quán)的教師,如果采用靈活多樣的教學(xué)方法和教學(xué)手段,則可以有效的提高教學(xué)效果。
2.1 注入研討式教學(xué)理念
為了適應(yīng)知識經(jīng)濟時代對具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才的需求和國內(nèi)外高校改革的發(fā)展趨勢,近年來我國教育界開始探索一種創(chuàng)新性的教育體制,試圖在教育理論、課程的內(nèi)容體系、教學(xué)方法等方面有所變革。研討式教學(xué)作為現(xiàn)代教學(xué)改革探索中的成果之一,應(yīng)用于植物組織培養(yǎng)技術(shù)的教學(xué)體系中,具有深遠的意義。所謂研討式即研究討論式,它通過教師教學(xué)示范與布置任務(wù)―學(xué)生查找資料、撰寫講稿 ―小組討論―學(xué)生講課、師生共議―總結(jié)五個步驟,將研究與討論貫穿于教學(xué)的全過程[2]。在該課程中采用這種教學(xué)模式的基本出發(fā)點和主要歸宿是“在實踐中培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力,即自學(xué)能力、思維能力、寫作能力、語言表達能力、研究與創(chuàng)新能力”,從而“提高學(xué)生的綜合素質(zhì)”[3]。
2.2 多媒體技術(shù)輔助教學(xué)
植物組織培養(yǎng)技術(shù)實驗中的許多實際操作環(huán)節(jié),如無菌操作、接種技術(shù)等都有嚴(yán)格的操作規(guī)范,在傳統(tǒng)組培實驗教學(xué)中,教師演示操作的教學(xué)方法卻難以保證授課效果,經(jīng)常導(dǎo)致學(xué)生在操作時手忙腳亂,達不到規(guī)范操作的要求,應(yīng)用多媒體輔助教學(xué),可以更加直觀地觀察操作環(huán)節(jié),有利于學(xué)生掌握操作技能,培植學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性[4]。
2.3 組織學(xué)生查閱相關(guān)文獻和作專題報告
針對植物組織培養(yǎng)領(lǐng)域的研究熱點,給學(xué)生提供信息,指導(dǎo)他們走進圖書館,查找有關(guān)的資料、撰寫相關(guān)的綜述在課堂上作專題報告。這種做法不僅使學(xué)生了解了該領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)和最新科技成果,對課堂講授也是很好的補充,而且鍛煉了查找資料、總結(jié)資料和學(xué)術(shù)論文寫作的能力。
3 實驗教學(xué)改革,提高學(xué)生創(chuàng)新能力
3.1 改變傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式,變部分過程性實驗為全部過程性實驗
傳統(tǒng)的實驗課基本上是實驗員準(zhǔn)備試驗用具,配制實驗試劑,上課時教師講解實驗原理、實驗方法,然后學(xué)生按教師的方法進行操作,最后寫出實驗報告。學(xué)生只是完成了全部實驗過程的部分步驟,是部分過程性實驗。在我們的實驗中,實驗所需藥品由學(xué)生自己計劃,試劑需要量由自己計算,然后自己配制,實驗自主性高,訓(xùn)練了學(xué)生統(tǒng)籌安排實驗,分析問題和解決問題的能力[5]。
3.2 盡可能進行設(shè)計性實驗,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
增加設(shè)計性、綜合性實驗項目,以培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新能力為目的,按照“先易后難,先簡單后復(fù)雜,先基本技能后綜合技能,循序漸進”的原則來安排實驗內(nèi)容。大致分為基本技能、單項技能、綜合技能三個方面實驗內(nèi)容,兼顧了各種器官的離體培養(yǎng)。除部分基本技能項目外,單項技能與綜合技能項目都是在教師明確實驗?zāi)康募白⒁馐马椇?由學(xué)生自選外植體材料、自主性設(shè)計培養(yǎng)基配方進行實驗,并做好組培成本與效益分析,以項目教學(xué)法的形式開展實驗活動[6]。
4 考核方法的改革
考試制度是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一項制度[7]?!爸参锝M織培養(yǎng)技術(shù)”課具有很強的實踐性和應(yīng)用性。在教學(xué)上不僅要求學(xué)生掌握其基本理論和基礎(chǔ)知識,而且還要求學(xué)生掌握實踐操作技能,并具備良好的科研態(tài)度。因此有必要建立知識與技能相結(jié)合的考核制度。
筆者認(rèn)為除了進行理論知識的考試外,還需進行實踐技能和科研素質(zhì)的考核。主要應(yīng)從以下方面擬定考核辦法。
4.1 理論知識方面
4.1.1 了解植物組織培養(yǎng)的發(fā)展概況及在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用;
4.1.2 理解植物組織培養(yǎng)的基本原理;
4.1.3 了解植物組織培養(yǎng)實驗室或商業(yè)性種苗生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計與構(gòu)建。熟悉培養(yǎng)室常用儀器、設(shè)備及用具,并掌握其使用方法、熟知組織培養(yǎng)實驗室常用藥品,并掌握其性質(zhì)、用途及配置方法;
4.1.4 了解植物組織培養(yǎng)中如洗滌、滅菌、培養(yǎng)基配制、無菌操作等技術(shù)環(huán)節(jié),并掌握其操作規(guī)程,會熟練操作;
4.1.5 了解影響植物組織培養(yǎng)的環(huán)境條件;
4.1.6 掌握植物組織器官培養(yǎng)的基本技術(shù);
4.1.7 掌握植物組培快繁及脫毒苗培育技術(shù);
4.1.8 了解重要植物(20-30種)組培快繁與脫毒技術(shù)及組培苗工廠化生產(chǎn)與經(jīng)營原理。
4.2 實驗技能指標(biāo)
4.2.1 植物組織培養(yǎng)實驗室規(guī)劃設(shè)計與實驗室工作能力;
4.2.2 植物組織培養(yǎng)基本技術(shù)操作能力;
4.2.3 器官培養(yǎng)等不同組織培養(yǎng)方法應(yīng)用能力;
4.2.4 資料收集、試驗方法選擇、試驗設(shè)計與實驗分析能力;
5與生產(chǎn)、科研結(jié)合,理論聯(lián)系實際
“教學(xué)工作科研化,科研工作教學(xué)化”是當(dāng)今高校教學(xué)與科研積極互動的集中表現(xiàn)[8]。在植物組織培養(yǎng)實驗教學(xué)中,鼓勵大學(xué)生申報有關(guān)植物組織培養(yǎng)技術(shù)方面的科研訓(xùn)練計劃項目,通過項目的實施,使學(xué)生更加深刻地體會到理論與實踐的結(jié)合,在實驗中對理論的應(yīng)用。組織學(xué)生到專業(yè)化的或綜合性的組培工廠去參觀考察,作為植物組織培養(yǎng)技術(shù)課程教學(xué)的一項重要內(nèi)容,使學(xué)生感受組培技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和市場化的廣闊前景,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生的知識面得到拓展,聯(lián)系實踐來學(xué)習(xí)理論。
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1.1課程體系設(shè)置重理輕工生物工程涉及的技術(shù)范疇屬于生物工程技術(shù)與化學(xué)工程技術(shù),廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、輕工、食品、化工等領(lǐng)域,生物工程專業(yè)是理工管結(jié)合的工科專業(yè)[3].生物工程主要是解決生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化過程中的問題,生物工程師不僅需要懂一些生物學(xué)方面的知識及其相關(guān)的數(shù)理化基礎(chǔ)知識,還要精通工程技術(shù)方面的知識,例如工程數(shù)學(xué)、電工學(xué)、工程制圖與CAD、化工原理,生物工程設(shè)備、生物分離工程、生物工程工廠工藝設(shè)計等.應(yīng)用型本科院校為了發(fā)揮以前辦學(xué)的優(yōu)勢條件,課程設(shè)置偏向理科,生物學(xué)方面的課程設(shè)置較多,工程課程相對較少.
1.2實踐環(huán)節(jié)過程控制薄弱生物工程專業(yè)應(yīng)用型人才大多充實到生產(chǎn)、經(jīng)營、管理第一線崗位,能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā),要求具有扎實的專業(yè)知識和很強的實踐能力.在本科教學(xué)階段要注意適度拓寬專業(yè)面,強調(diào)工程實踐,重視學(xué)生實踐能力的培養(yǎng).生物工程專業(yè)的實踐環(huán)節(jié)包括實驗課、課程設(shè)計、見習(xí)、畢業(yè)論文(設(shè)計)和畢業(yè)實習(xí)等,其中化學(xué)實驗、生物化學(xué)實驗、微生物學(xué)實驗等主要是讓學(xué)生掌握常規(guī)儀器的使用、設(shè)備維護保養(yǎng)等基本技能,化工原理實驗、發(fā)酵工程實驗、課程設(shè)計等主要是提升學(xué)生的工程素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力,見習(xí)、畢業(yè)論文和畢業(yè)實習(xí)等主要是加深學(xué)生對社會、企業(yè)的認(rèn)知,掌握生產(chǎn)工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備及檢測等知識.但目前偏遠省份生物工程領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)較少,生產(chǎn)見習(xí)、畢業(yè)實習(xí)成了走馬觀花,見習(xí)中見到的重要環(huán)節(jié)、核心生產(chǎn)車間很少,實習(xí)中真正參與生產(chǎn)的時間短、動手機會少,收效甚微.
1.3基礎(chǔ)理論教學(xué)求全求深且重復(fù)交叉應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的工程專業(yè)主要培養(yǎng)應(yīng)用型人才,基礎(chǔ)理論知識應(yīng)該“以應(yīng)用為目的,以夠用為度”,但長期以來各門課程都追求完善的教學(xué)體系,形成了大而全的課程格局,課本越寫越厚、內(nèi)容越寫越多,這與培養(yǎng)目標(biāo)不相適應(yīng)[4].而且許多課程之間有內(nèi)容交叉、重復(fù)現(xiàn)象,如有機化學(xué)與生物化學(xué)、生物化學(xué)與微生物、微生物與遺傳、生物化學(xué)與分子生物學(xué)之間就有很多知識點重復(fù),很多知識點在幾門課程里都要講授.而為了解決內(nèi)容多學(xué)時少的矛盾,授課教師把其它課程涉及到的一些內(nèi)容省略不講了,結(jié)果可能幾門課程都沒有講解同一內(nèi)容,這樣學(xué)生學(xué)到的知識就有了重復(fù)或者欠缺.
2生物工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)課程體系構(gòu)建思路
生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)是大力培養(yǎng)掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等基礎(chǔ)理論和基本技能,能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計生產(chǎn)管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才[5].課程體系的構(gòu)建必須圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo),以學(xué)生畢業(yè)后的職業(yè)方向為依據(jù),優(yōu)化課程體系,重視專業(yè)基礎(chǔ)和實踐教學(xué),強調(diào)個性教育,提升學(xué)生的能力素質(zhì),實現(xiàn)學(xué)生由學(xué)校到社會的無縫鏈接.
2.1夯實專業(yè)基礎(chǔ)按照“寬口徑、厚基礎(chǔ)”的培養(yǎng)思路,課程體系要保證專業(yè)課程的學(xué)分比重,適當(dāng)增加工程類課程的比例[6],加強對學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,使學(xué)生具有牢固的工程學(xué)基礎(chǔ)知識,以適應(yīng)大規(guī)模現(xiàn)代化生產(chǎn)中的工程設(shè)計、參數(shù)檢測、過程控制、產(chǎn)品的下游處理等工作,滿足企業(yè)崗位的需要.專業(yè)課程設(shè)置要注重系統(tǒng)性,在教學(xué)過程中,要協(xié)調(diào)各門課程之間的教學(xué),妥善解決交叉重復(fù)內(nèi)容的授課問題,讓學(xué)生在有限的時間內(nèi)學(xué)有所用、合理夠用.在夯實學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識的同時,可將專業(yè)教育和應(yīng)用能力及開發(fā)研究能力的培養(yǎng)結(jié)合起來,培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會發(fā)展和解決實際問題的能力.
2.2重視實踐教學(xué)實踐教學(xué)一直是應(yīng)用型本科院校的短板,生物工程專業(yè)課程設(shè)置中,要增加實踐教學(xué)的比重,按由易到難、從校內(nèi)走向校外的步驟組織實踐教學(xué),構(gòu)建由實驗課程、專業(yè)見習(xí)、畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)實習(xí)等組成的實踐教學(xué)體系,將有關(guān)實驗內(nèi)容分散到各階段的教學(xué)中,逐步規(guī)范學(xué)生的實驗操作,提高實踐技能,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力和創(chuàng)新思維.實踐證明,這種實踐教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)新精神,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、分析問題和解決問題的能力,同時還可以促進教師對教學(xué)理念和教學(xué)方法的更新[7].
2.3凸顯自身特色應(yīng)用型本科院校都有各自的發(fā)展軌跡,其專業(yè)設(shè)置經(jīng)過長期的發(fā)展;學(xué)校在所地區(qū)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)特色也各不相同,因此,生物工程專業(yè)課程設(shè)置既要發(fā)揮學(xué)校師資力量、實驗條件、學(xué)科發(fā)展的綜合優(yōu)勢,又要適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展和社會市場的需求,使課程設(shè)置具有鮮明的特色.在制訂課程體系時,專業(yè)方向課開設(shè)應(yīng)凸現(xiàn)個性化教育,這是提升專業(yè)內(nèi)涵的主要手段.比如開設(shè)生化生產(chǎn)工藝學(xué)、代謝工程、環(huán)境生物技術(shù)、計算機輔助生物過程設(shè)計、生物制藥工藝學(xué)、藥劑學(xué)、食品發(fā)酵工程、酶工程、企業(yè)管理等課程.這些課程分別涉及環(huán)境、制藥、輕工、食品、管理、生物等多個方向,對專業(yè)知識范圍進行拓寬,也增強學(xué)生的興趣和適應(yīng)就業(yè)的需求.
3生物工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)課程體系的構(gòu)建
生物工程專業(yè)是建立在生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等多學(xué)科基礎(chǔ)上的復(fù)合型專業(yè).課程設(shè)置必須以人才培養(yǎng)目標(biāo)為總攬,堅持知識、能力、素質(zhì)和個性協(xié)調(diào)發(fā)展的原則,強調(diào)知識的整體性、系統(tǒng)性和綜合應(yīng)用,強調(diào)學(xué)生的人文素質(zhì)、工程素質(zhì)和動手能力的培養(yǎng),構(gòu)建培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型生物工程人才的課程體系.
3.1構(gòu)建符合培養(yǎng)目標(biāo)的課程體系培養(yǎng)滿足市場需求的應(yīng)用型生物工程人才,需結(jié)合自身實際,充分發(fā)揮課堂教學(xué)、實驗實訓(xùn)和校園文化活動三個培養(yǎng)平臺,按照公共能力、專業(yè)能力和發(fā)展能力三個模塊對生物工程專業(yè)進行課程構(gòu)建,每個模塊又由幾部分組成,具體的課程體系可設(shè)置為:
3.1.1公共能力培養(yǎng)課程公共能力包括價值判斷、交流溝通、身心調(diào)適和信息處理等能力.價值判斷能力培養(yǎng)課程包括思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、中國近現(xiàn)代史綱要、思想和中國特色社會主義理論、基本原理、形勢與政策、思想政治理論課實踐等;交流溝通能力培養(yǎng)課程包括大學(xué)英語、大學(xué)語文等;身心調(diào)適能力培養(yǎng)課程包括基礎(chǔ)體育、健康運動項目訓(xùn)練、職業(yè)生涯設(shè)計與創(chuàng)業(yè)就業(yè)指導(dǎo)、國防教育與軍事訓(xùn)練、勞動技能訓(xùn)練等;信息處理能力培養(yǎng)課程包括大學(xué)計算機、計算機操作訓(xùn)練等.各個模塊還要開設(shè)相應(yīng)的素質(zhì)拓展活動項目和選修課程.
3.1.2專業(yè)能力培養(yǎng)課程專業(yè)能力包括自然科學(xué)與工程學(xué)基礎(chǔ)、生物學(xué)知識、生物工程工藝研發(fā)、專業(yè)綜合實踐等能力.自然科學(xué)與工程學(xué)基礎(chǔ)知識培養(yǎng)課程包含高等數(shù)學(xué)、無機分析化學(xué)及實驗、有機化學(xué)及實驗、物理化學(xué)及實驗、電工學(xué)、工程制圖與CAD、化工原理及實驗、工程數(shù)學(xué)等;生物學(xué)知識培養(yǎng)課程包含生物化學(xué)及實驗、微生物學(xué)及實驗、分子生物學(xué)及實驗、基因工程及實驗、細胞生物學(xué)及實驗等;生物工程工藝研發(fā)能力培養(yǎng)課程包括發(fā)酵工程、酶工程、生物分離工程、生物工程綜合實驗、生物分離工程實驗及其他方向課程等;專業(yè)綜合實踐能力培養(yǎng)課程包括專業(yè)認(rèn)知實習(xí)、專業(yè)技能測試、企業(yè)家講座、社會實踐調(diào)查、產(chǎn)品設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)論文(設(shè)計)等.
3.1.3發(fā)展能力培養(yǎng)課程發(fā)展能力培養(yǎng)課程須根據(jù)學(xué)校的教學(xué)特色和學(xué)生的發(fā)展需要進行開設(shè),不同專業(yè)方向的課程設(shè)置有所不同.例如,發(fā)酵方向設(shè)置生物工程設(shè)備、生物工程工廠工藝設(shè)計概論、發(fā)酵工藝學(xué)及實驗、發(fā)酵過程控制與檢測、生物制品質(zhì)量監(jiān)控等.生物制藥方向設(shè)置藥物化學(xué)、藥物分析、藥劑學(xué)、藥理學(xué)、生物制藥工藝學(xué)、生物技術(shù)制藥、生物藥物分離與檢測技術(shù)等;食品方向食品營養(yǎng)學(xué)、食品工程原理、食品分析、食品機械與設(shè)備、食品工藝學(xué)等.以上課程又分為理論教學(xué)、實驗實訓(xùn)、綜合實踐三種不同的課程類別.這些課程緊緊圍繞工程素質(zhì)的培養(yǎng)分層次、分年級循序漸進地開設(shè).
3.2加強實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)管理和過程控制根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),充分發(fā)揮校內(nèi)實驗、實訓(xùn)平臺和校外實習(xí)基地作用,構(gòu)建由實驗課程、課程設(shè)計、專業(yè)見習(xí)、畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)實習(xí)組成的“分階段、多層次”的實踐教學(xué)體系,并制定相應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn).第一層次:基本技能實驗,包括無機分析化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗、生物化學(xué)實驗、物理化學(xué)實驗、化工原理實驗、微生物學(xué)實驗等.通過這些實驗課程讓學(xué)生掌握常用儀器設(shè)備的基本操作、使用技能、維護保養(yǎng),學(xué)會生物大分子和微生物的分離純化、定量測定、性質(zhì)鑒定等.重點是基本操作技能和規(guī)范化訓(xùn)練,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng).第二層次:專業(yè)綜合實驗,包括生物工程綜合實驗、生物分離工程實驗、發(fā)酵工藝學(xué)實驗、發(fā)酵過程控制與檢測、生物制品質(zhì)量監(jiān)控、藥學(xué)綜合實驗、食品工藝學(xué)綜合實驗等.生物工程專業(yè)的實驗教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該專門化,具有特性,以區(qū)別于生物技術(shù)和化學(xué)制藥工程等鄰近專業(yè)[8],但又要兼顧到不同專業(yè)方向的需要.通過這些實驗要求學(xué)生學(xué)會利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)某種產(chǎn)品,掌握發(fā)酵原料的成分分析、原料制備、發(fā)酵過程控制與檢測、成品處理等,進一步鞏固提高學(xué)生的實驗技巧、獨立思考和分析問題、解決問題的能力.第三層次:應(yīng)用研究實踐,包括創(chuàng)新性實驗、見習(xí)、產(chǎn)品設(shè)計、畢業(yè)論文(設(shè)計)、畢業(yè)實習(xí)等.通過見習(xí)使學(xué)生了解工廠的生產(chǎn)流程;通過產(chǎn)品設(shè)計讓學(xué)生能夠選擇合適的方法、技術(shù)設(shè)計某種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,并生產(chǎn)出產(chǎn)品,如“啤酒生產(chǎn)”、“抗生素生產(chǎn)”、“特色酸奶的生產(chǎn)”等;通過畢業(yè)論文使學(xué)生獨立查閱文獻,制定實驗方案,完成實驗,進行數(shù)據(jù)處理和分析,培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力和創(chuàng)新意識.畢業(yè)實習(xí)使學(xué)生了解經(jīng)濟發(fā)展和企業(yè)改革的實際情況,參與各類生物制品的研制、生產(chǎn)和質(zhì)控過程,掌握一般的生物工程產(chǎn)品的工藝設(shè)計、過程,為今后的工作打下基礎(chǔ).所有這些環(huán)節(jié)都與培養(yǎng)學(xué)生的動腦動手能力、掌握各種專業(yè)技能是分不開的,任何一個環(huán)節(jié)都是非常重要的,只有加強各個環(huán)節(jié)的考核,才能為社會輸送技術(shù)過硬的應(yīng)用型人才.
【關(guān)鍵詞】 植物育種學(xué);課程教學(xué);創(chuàng)新能力培養(yǎng)
植物育種學(xué)是研究植物新品種選育和繁育的原理及方法的一門科學(xué)。它既是植物科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的主干專業(yè)課程,同時也是生物科學(xué)、植物保護、農(nóng)學(xué)等多個其他專業(yè)學(xué)生選修課程。其教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于植物種質(zhì)資源、品種改良理論、育種方法和手段、良種繁育、種子產(chǎn)業(yè)化等,是一門理論與實踐緊密結(jié)合的典型課程。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)具備植物新品種選育與良種繁育的基本專業(yè)知識與分析能力,并能在植物保護、資源環(huán)境、區(qū)域發(fā)展等相關(guān)領(lǐng)域的研究、實踐以及行政管理中加以應(yīng)用。但是在實際教學(xué)過程中,往往因為缺少完善的能夠涵蓋課程理論知識的綜合實驗體系,以及書本理論知識與實踐環(huán)節(jié)的脫節(jié),導(dǎo)致學(xué)生對教材的理論知識停留在簡單的認(rèn)知水平上,對實踐操作也只是停留在簡單的驗證性實驗水平上,不能滿足既定教學(xué)目標(biāo)的需要。本文結(jié)合植物育種學(xué)課程教學(xué)改革實踐,針對植物育種學(xué)課程特點,探討該課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革,推進實驗教學(xué)體系的設(shè)計與完善,將實踐環(huán)節(jié)融入學(xué)習(xí)過程中,使學(xué)生對理論知識的掌握程度提高到實踐這一層面,并且能在教學(xué)過程中主動有效地落實學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
一、植物育種學(xué)課程特點
植物育種學(xué)作為植物科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的主干專業(yè)課程,直接指導(dǎo)植物的育種工作,在創(chuàng)新型植物學(xué)高層次人才培養(yǎng)中具有重要地位,課程有著其自身鮮明的特點。
1、多學(xué)科基礎(chǔ)的綜合性課程
植物育種學(xué)的知識理論體系建立于現(xiàn)代遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物進化論等多學(xué)科理論基礎(chǔ)之上,該課程綜合運用多學(xué)科的相關(guān)理論與技術(shù),對植物的遺傳性進行改良,是一門涉及多門學(xué)科的綜合性應(yīng)用類課程。其主要教學(xué)內(nèi)容包括植物種質(zhì)資源調(diào)查、引種馴化、選擇育種、人工創(chuàng)造變異育種和現(xiàn)代育種(包括細胞育種和分子育種)途徑以及采用這些途徑選育新品種的理論、方法、技術(shù)等。由此可見植物育種學(xué)涉及的學(xué)科基礎(chǔ)十分寬廣,牽涉的知識點很多,除了以現(xiàn)代遺傳學(xué)、生物進化論為理論基礎(chǔ)外,還需運用植物學(xué)、植物生理學(xué)、植物病理學(xué)、生物化學(xué)、田間試驗與生物統(tǒng)計、種子學(xué)、昆蟲學(xué)、氣象學(xué)、土壤學(xué)、栽培學(xué)等其它相關(guān)課程的基本理論知識,采用各種先進的技術(shù),有針對性、有預(yù)見性地選育植物新品種,綜合性極強。因此,教學(xué)中應(yīng)注意與其他課程的關(guān)聯(lián)銜接,建立合理的知識體系。
2、緊密聯(lián)系實際的實踐性課程
植物育種學(xué)課程內(nèi)容打破了草本與木本之界限,將農(nóng)作物、果樹、蔬菜、觀賞植物揉為一體,揭示其內(nèi)在的遺傳改良的共同本質(zhì)及其育種的規(guī)律,真正實現(xiàn)不同專業(yè)育種學(xué)課程的實質(zhì)性融合,改變了以前專業(yè)劃分過細,學(xué)生在全面掌握植物育種的原理和方法方面存在的局限性。其應(yīng)用前景極廣,不僅包括具體的各種類型的植物新品種選育與良種繁育,還能在土壤肥料、植保、資源環(huán)境、區(qū)域發(fā)展等相關(guān)領(lǐng)域的研究、實踐中加以應(yīng)用。因此,課程理論教學(xué)與生產(chǎn)實踐相結(jié)合是本課程的重要特點。理論教學(xué)注重在講透植物育種學(xué)基本概念內(nèi)涵、育種原則與原理的基礎(chǔ)上,緊跟學(xué)科發(fā)展動態(tài),結(jié)合生產(chǎn)實際重點講述傳統(tǒng)育種方法、現(xiàn)代生物技術(shù)育種、良種繁育和育種程序等,讓學(xué)生在理論聯(lián)系實踐教學(xué)中對理論知識進行深化,并使新品種由生產(chǎn)資料迅速轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力。
3、知識理論更新快的前沿性課程
近年來,隨著水稻、玉米等作物基因組測序計劃的完成,植物育種理論和技術(shù)也發(fā)生了重大變革,以分子標(biāo)記輔助育種、轉(zhuǎn)基因育種為代表的現(xiàn)代植物分子育種技術(shù)逐漸成為植物遺傳改良的重要手段\[1\]。植物育種學(xué)課程主要內(nèi)容包括育種基礎(chǔ)、傳統(tǒng)育種方法、現(xiàn)代生物技術(shù)育種、良種繁育和育種程序四大模塊。根據(jù)近些年國內(nèi)外植物育種的進展,在常規(guī)育種的基礎(chǔ)上,著重講優(yōu)勢雜交育種、誘變育種、倍性育種、生物技術(shù)育種等。在現(xiàn)代生物技術(shù)育種方面,隨著分子水平的進一步發(fā)展,育種技術(shù)增加了許多新內(nèi)容,如細胞工程、基因工程等,育種途徑也進行了大膽而科學(xué)的創(chuàng)新,如離體培養(yǎng)育種、分子育種等近年來取得了豐富的研究新成果。因此,了解植物分子育種技術(shù)的最新發(fā)展動向,對提高專業(yè)人才素養(yǎng)、學(xué)科的科學(xué)發(fā)展都是非常必要的。在教學(xué)過程中要盡可能補充近年來發(fā)展的新知識,包括新理論、新方法、新技術(shù)和新成果等,將研究成果和發(fā)展動態(tài)及時向同學(xué)介紹,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
二、對植物育種學(xué)教學(xué)改革研究的探索
1、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
實際教學(xué)中,我們以掌握理論實質(zhì)為前提,以基礎(chǔ)知識為主體,力求做到“少而精”,由淺入深,循序漸進,既注意層次分明,又注意知識的連貫性及實用性,課程體系中適當(dāng)補充少量關(guān)于植物生理學(xué)、植物栽培學(xué)、生物技術(shù)等方面的內(nèi)容,注重與相關(guān)課程內(nèi)容的銜接,從而使學(xué)生較好把握教材內(nèi)容,奠定堅實的理論基礎(chǔ)。
增加一些國內(nèi)外植物體細胞胚誘導(dǎo)、植株再生和人工種子技術(shù)等不斷發(fā)展的新技術(shù),將植物育種學(xué)的最新研究進展與教改教研成果引入正常的教學(xué),開闊學(xué)生知識視野,豐富學(xué)生的知識體系,使課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性與先進性、經(jīng)典與現(xiàn)代得到正確的處理\[2\]。
2、多元整合教學(xué)方式
教學(xué)中采用多種教學(xué)方式,利用不同教學(xué)方式在互動中使學(xué)生掌握知識,培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)。以傳統(tǒng)的講授型教學(xué)轉(zhuǎn)為研究型教學(xué),將課堂主體由教師轉(zhuǎn)為學(xué)生,在教師有目的、有計劃的啟發(fā)、引導(dǎo)下,強調(diào)學(xué)生之間、師生之間的相互研究、探討環(huán)節(jié),更易于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與創(chuàng)造性,也有助于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考與創(chuàng)新的能力。此外,教師可有計劃的對一些關(guān)鍵性理論或有不同思路的技術(shù)進行專題討論,調(diào)動學(xué)生的積極性與參與性。而那些必須要掌握的關(guān)鍵知識點,則可以采取問題式教學(xué)方式,通過課堂提問、課后設(shè)問、課前答疑的方式,加強學(xué)生對基本概念的理解與記憶??傊诰唧w課程教學(xué)過程中,對教學(xué)方式多元整合,針對不同情況靈活采用,以達到最佳教學(xué)效果。
由于植物育種學(xué)知識點多,尤其是現(xiàn)代分子育種技術(shù)更為抽象,借助多媒體教學(xué)手段,增加圖表和動畫演示,可以將抽象的概念直觀展現(xiàn)在學(xué)生面前,使復(fù)雜問題簡單化,冗長問題明朗化,基本上能夠做到讓學(xué)生從整體上把握教材內(nèi)容,融會貫通地領(lǐng)會植物育種學(xué)的基本原理、基本規(guī)律及研究方法,而且同時采用多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)方式,不僅可以使學(xué)生增長知識,還能使課堂氣氛變得活躍起來,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。
3、完善實驗體系
實驗教學(xué)是植物育種學(xué)必不可少的組成部分,對于鞏固學(xué)生所學(xué)的理論知識,訓(xùn)練學(xué)生基本實驗技能,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)有著重要作用,也是決定和影響教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的重要因素。驗證性實驗強調(diào)對理論課知識的驗證、鞏固,側(cè)重于基本知識、基本原理、基本技能的訓(xùn)練,而創(chuàng)新型實驗的設(shè)立則是為培養(yǎng)適應(yīng)新世紀(jì)我國現(xiàn)代化建設(shè)需要的具有創(chuàng)新精神、實踐能力的高素質(zhì)人才的需要。因此,為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,在植物育種學(xué)實驗課中應(yīng)減少驗證性實驗, 增加創(chuàng)新性實驗,為學(xué)生提供更大的創(chuàng)新能力培養(yǎng)的空間\[3\]。
通過對實驗教學(xué)課程結(jié)構(gòu)實施優(yōu)化、對實驗項目進行科學(xué)重組,既強調(diào)多技能的綜合訓(xùn)練,也強調(diào)實驗的連續(xù)性和內(nèi)在相關(guān)性,大幅度增加研究性和創(chuàng)新性實驗,增加以現(xiàn)代生物技術(shù)進行育種的實驗項目,使三性實驗比例加大至60%以上,從而培養(yǎng)學(xué)生的獨立研究能力和創(chuàng)新能力。
4、增強實踐環(huán)節(jié)
在具體實踐過程中,教師結(jié)合自身科研項目,積極引導(dǎo)學(xué)生參與到課題研究中,讓學(xué)生在參與科研工作過程中,以分散實驗的方式進行各項研究性和創(chuàng)新性實驗。對于一些需要較長時間的研究性、創(chuàng)新性實驗,可與學(xué)生的課外研究實驗結(jié)合,以學(xué)生研究性學(xué)習(xí)項目或創(chuàng)新實踐項目形式進行,對其開放實驗室, 培養(yǎng)學(xué)生對植物育種學(xué)的興趣。即以參加教師科研課題培養(yǎng)學(xué)生實際操作動手能力,以學(xué)生創(chuàng)新性研究項目培養(yǎng)學(xué)生獨立設(shè)計完成實驗的綜合能力,通過以上各類研究性實驗及科研項目,引導(dǎo)學(xué)生接觸現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的前沿,使學(xué)生掌握更多更好的綜合技能,充分發(fā)揮自己對研究和創(chuàng)新的主動性與積極性,開拓、培養(yǎng)他們的自主創(chuàng)新能力。教師在學(xué)生選題過程中給予指導(dǎo)、審定,但具體實驗方法、實驗設(shè)計、實驗數(shù)據(jù)的獲取和分析等由學(xué)生自主完成,教師不再干涉,讓學(xué)生在實驗過程中充分發(fā)揮自己的聰明才智,切實培養(yǎng)學(xué)生自主、創(chuàng)新能力。
加強課程教學(xué)實習(xí)基地建設(shè)。與實習(xí)基地簽訂實習(xí)基地協(xié)議,構(gòu)建相對穩(wěn)定的實踐教學(xué)基地網(wǎng)絡(luò)體系。具體實踐環(huán)節(jié)時間隨不同植物花期而定,做到與生產(chǎn)實踐牢牢掛鉤,進一步充分發(fā)揮教學(xué)實習(xí)基地在人才培養(yǎng)中的作用,貫穿“學(xué)―研―產(chǎn)”一體化發(fā)展思路。
三、結(jié)語
通過上述措施初步建立理論課―實驗課―教學(xué)實習(xí)三環(huán)節(jié)結(jié)合的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)體系,使學(xué)生加深對植物育種教學(xué)內(nèi)容的感性認(rèn)識,增強對植物育種的興趣,通過知識理解―技能掌握―創(chuàng)新訓(xùn)練的鏈接,達到靈活運用植物遺傳育種理論綜合分析和解決生產(chǎn)實際問題能力的目的。通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié),加強學(xué)生對植物育種基本原理的理解和領(lǐng)悟能力,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題的洞察能力、獲取知識信息的學(xué)習(xí)能力、分析解決問題的動手能力和闡述研究結(jié)果的表達能力,從而將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)落于實處。
【注 釋】
\[l\] 黎裕,王建康,邱麗娟等. 中國作物分子育種現(xiàn)狀與發(fā)展前景\[J\].作物學(xué)報, 2010.09.1425-1430.
關(guān)鍵詞:高校;獨立學(xué)院;特色專業(yè)建設(shè);人才培養(yǎng)
中圖分類號:G640 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)03-0146-03
特色是高等學(xué)校的生命線,特別是作為民辦獨立學(xué)院的我校,只有走特色發(fā)展之路,才能適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展、高等教育發(fā)展和中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)的需要。專業(yè)建設(shè)是高校最重要的教學(xué)基本建設(shè),決定著人才培養(yǎng)的格局與辦學(xué)水平,是提高教學(xué)質(zhì)量和科研水平的關(guān)鍵,也是一項長期戰(zhàn)略任務(wù),對高校的改革與發(fā)展具有深遠的影響[1,2]。特色專業(yè)是高校的一面旗幟,特色專業(yè)建設(shè)也是高校特色發(fā)展的重要組成部分[3]。高校的特色專業(yè)可以概括為:充分體現(xiàn)學(xué)校辦學(xué)定位,在教育目標(biāo)、師資隊伍、課程體系、教學(xué)條件和培養(yǎng)質(zhì)量等方面,具有較高的辦學(xué)水平和鮮明的辦學(xué)特色,獲得社會認(rèn)同并具有較高社會聲譽的專業(yè)[4,5]。因此,在準(zhǔn)確定位的前提下,我校特色專業(yè)建設(shè)的目標(biāo)是“以質(zhì)量求生存,以特色求發(fā)展”,同時堅持“科學(xué)、創(chuàng)新、示范”的建設(shè)原則,不斷增強特色專業(yè)建設(shè)的質(zhì)量和水平,并以特色專業(yè)輻射和帶動其他學(xué)科專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展,促進我校、院整體辦學(xué)水平的不斷提高。本文對新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院特色專業(yè)建設(shè)進行了探討,以期為我校、院專業(yè)建設(shè)提供參考。
一、我院專業(yè)設(shè)置概況
我院現(xiàn)有生物技術(shù)、生物工程和生物醫(yī)學(xué)工程三個本科專業(yè)。生物技術(shù)是由多學(xué)科交叉形成的綜合性新興學(xué)科,具有基礎(chǔ)性強、涵蓋范圍廣、涉及領(lǐng)域?qū)挼忍攸c,是21世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域的核心科學(xué)技術(shù),更是我國中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要中優(yōu)先發(fā)展的學(xué)科之一。生物醫(yī)學(xué)工程是綜合生命科學(xué)與工程技術(shù)的理論、方法和手段,依靠理、工、醫(yī)緊密結(jié)合,促使理工學(xué)科與醫(yī)學(xué)相互滲透、相互交叉的一門新興學(xué)科,也是本世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ膶W(xué)科之一。生物工程是運用生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的基本原理,并與機械、電子、材料、醫(yī)學(xué)等多學(xué)科相互交叉、滲透、融合而發(fā)展起來的新興工程技術(shù)學(xué)科。我院于2005年設(shè)置生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程,2008年又增加了生物工程專業(yè),現(xiàn)有學(xué)生300余名。
二、我院特色專業(yè)建設(shè)優(yōu)勢
我校是河南省唯一一所西醫(yī)類獨立學(xué)院,醫(yī)學(xué)專業(yè)已經(jīng)具有了良好的社會聲譽,這一特色優(yōu)勢為我院的生物技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程和生物工程三個醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)醫(yī)藥特色建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。同時,我省開設(shè)生物技術(shù)和生物工程的二本及三本院校,如河南大學(xué)、河南師范大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)等,專業(yè)大多是涉農(nóng)方向,而開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的院校還不多,這就為我院建設(shè)醫(yī)學(xué)特色生物技術(shù)、生物工程和生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)提供了寬松的外部環(huán)境。另外,新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院已經(jīng)積累了豐富的專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗,生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程均為省級特色專業(yè),這些經(jīng)驗是我院特色專業(yè)建設(shè)的有力支撐。
三、我院特色專業(yè)建設(shè)目標(biāo)
特色專業(yè)建設(shè)要有明確的目標(biāo),才能保證各項建設(shè)工作的有序開展。根據(jù)發(fā)展規(guī)劃和準(zhǔn)確定位,同時兼顧科學(xué)性、創(chuàng)新性、前瞻性和示范性等原則[6],我院特色專業(yè)的建設(shè)目標(biāo)確定為適應(yīng)社會發(fā)展對人才的需求,發(fā)揮已有的醫(yī)學(xué)專業(yè)優(yōu)勢,辦出醫(yī)學(xué)特色,使我院專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)緊密結(jié)合中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)、高等教育發(fā)展和國家經(jīng)濟社會發(fā)展需要,同時為我校其他專業(yè)建設(shè)和改革起到示范和帶動作用。
四、我院特色專業(yè)建設(shè)模式
1.構(gòu)建具有生物基礎(chǔ)和醫(yī)藥特色的人才培養(yǎng)方案。人才培養(yǎng)方案是實施人才培養(yǎng)的指導(dǎo)性文件,是開展各項教學(xué)活動的基礎(chǔ),是組織實施教育教學(xué)活動的依據(jù),對人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的導(dǎo)向作用[4,5]。以我校人才培養(yǎng)方案修訂工作為契機,改革課程和時間教學(xué)體系,構(gòu)建了具有生物基礎(chǔ)和醫(yī)藥特色的生物技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程和生物工程人才培養(yǎng)方案,為我院特色專業(yè)建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)。(1)凸顯生物科學(xué)與醫(yī)藥融合的課程體系。結(jié)合教學(xué)實踐對課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容進行改革,科學(xué)合理安排必修、選修課程。對于生物技術(shù)、生物工程專業(yè),課程設(shè)置以生物科學(xué)為基礎(chǔ),將細胞生物學(xué)、微生物學(xué)、細胞工程、基因工程、酶工程和發(fā)酵工程等列為專業(yè)必修課;選修課程多設(shè)置醫(yī)藥相關(guān)課程,如生物技術(shù)制藥、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)、醫(yī)學(xué)免疫學(xué)等。這樣既可以保證學(xué)生的理論知識、實踐能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的要求,又可以充分利用我校已有的優(yōu)質(zhì)醫(yī)學(xué)教育教學(xué)資源,體現(xiàn)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)、藥學(xué)的緊密結(jié)合,辦出生物技術(shù)、生物工程專業(yè)的醫(yī)藥特色。在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程設(shè)置中,將專業(yè)基礎(chǔ)課分成醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)、電子學(xué)基礎(chǔ)和醫(yī)學(xué)儀器三大部分,注重教學(xué)內(nèi)容的更新,打破不同學(xué)科課程間的壁壘,把理、工、醫(yī)多學(xué)科的交叉與相互滲透反映到教學(xué)內(nèi)容中。優(yōu)化教學(xué)方法與形式,采取靈活多樣的指導(dǎo)、啟發(fā)、討論式教學(xué)。如:充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的作用,開展網(wǎng)絡(luò)教育。新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院和我省多數(shù)高校都已經(jīng)加大了網(wǎng)絡(luò)示范課程的建設(shè)力度,一批精品課程及優(yōu)秀教育教學(xué)資源正在通過網(wǎng)絡(luò)為廣大學(xué)生服務(wù)。借此平臺,學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能動性極大提高,師生互動溝通的靈活性和及時性得到了有效保證,同時解惑答疑之余探討科研及教學(xué)管理的積極性空前高漲,教育教學(xué)效果明顯改善。因此,我校、院也于今年啟動了網(wǎng)絡(luò)示范課程建設(shè),課程平臺已搭建完成,一大批優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源也已上傳網(wǎng)絡(luò)供師生共享,如細胞工程網(wǎng)絡(luò)示范課程,有效促進了我院的教育教學(xué)效果和特色專業(yè)建設(shè)。(2)強化生物基礎(chǔ)與醫(yī)藥特色的實踐教學(xué)體系。實踐性強是我院各專業(yè)的典型特點,為提高學(xué)生動手能力,培養(yǎng)出創(chuàng)新性應(yīng)用型專業(yè)人才,突出實踐性教學(xué)也是我院專業(yè)建設(shè)的主要特色。第一,強化實驗室教學(xué),整合實驗教學(xué)內(nèi)容,將其分為基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實驗兩個層次和幾個系列,避免了實驗內(nèi)容的交叉重復(fù),使其更加系統(tǒng)和符合客觀規(guī)律,知識結(jié)構(gòu)更加合理。第二,以指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)為基礎(chǔ),設(shè)立科技活動小組,嘗試開放實驗室,讓學(xué)生參加教師科研項目,同時舉辦實驗技能競賽等活動。第三,不斷加強、擴充校外實踐教學(xué)基地與實習(xí)基地建設(shè),尤其是以雙贏實習(xí)基地為平臺創(chuàng)新生產(chǎn)實習(xí)教學(xué),如:加強我院生物技術(shù)、生物工程專業(yè)的野外經(jīng)濟動植物實習(xí)和生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的金工實習(xí)及與“駝人集團”的合作等。通過強化實踐教學(xué)體系,全面培養(yǎng)和提高了學(xué)生的觀察能力、動手能力、實踐能力以及思維能力、綜合分析能力和解決問題能力。
2.深化改革,探索“多樣化、實用型”的人才培養(yǎng)模式。人才培養(yǎng)模式是高校為學(xué)生構(gòu)建的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu),以及實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)的方式,它從根本上規(guī)定了人才特征,集中地體現(xiàn)了教育思想和專業(yè)的人才培養(yǎng)水平[6]。作為三本院校,我院特色專業(yè)建設(shè)始終重視人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新,把“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強實踐、重創(chuàng)新、高素質(zhì)”作為人才培養(yǎng)的基本原則,把“滿足學(xué)生考研、就業(yè)和用人單位需要”作為教育教學(xué)工作的出發(fā)點和落腳點,不斷激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)精神、創(chuàng)造品質(zhì)和創(chuàng)新意識,構(gòu)建“多樣化、實用型”的人才培養(yǎng)模式。
3.加強教師隊伍建設(shè)?!爸涡Ed業(yè),人才為先;治教興學(xué),惟在得人”。高素質(zhì)教師隊伍是特色專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)和根本保障,近年來我院狠抓教師隊伍建設(shè),在人才聘任和引進方面向特色專業(yè)傾斜,在人員配備方面向特色專業(yè)靠攏,在人才培養(yǎng)和培訓(xùn)方面向特色專業(yè)側(cè)重,收到了良好的效果。同時,我院充分利用新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院的優(yōu)良師資和各種有利條件,對專職教師進行理論及實踐教學(xué)能力的培養(yǎng),使他們不僅具備較強的專業(yè)理論素養(yǎng),在實踐操作技能教學(xué)方面也成為能工巧匠,切實提高教師隊伍的專業(yè)素質(zhì)。
培育高校專業(yè)建設(shè)的鮮明特色,不僅是全面提高人才培養(yǎng)工作過程中的一項必要工作,而且是打造學(xué)校核心競爭能力的重要途徑[7]。面對競爭日益激烈的外部環(huán)境和人才培養(yǎng)工作的新形勢、新要求,我校應(yīng)以自身專業(yè)、資源為基礎(chǔ),以市場為導(dǎo)向,優(yōu)化學(xué)科配置,構(gòu)建完善的人才培養(yǎng)體系,打造具有三全學(xué)院特色的品牌專業(yè),從根本上提升我校的核心競爭力!
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關(guān)鍵詞: 《發(fā)酵技術(shù)》 互聯(lián)網(wǎng)+教育 教學(xué)改革
《發(fā)酵技術(shù)》主要介紹發(fā)酵生產(chǎn)的基本原理、工藝流程和過程控制,在學(xué)科上跨越生物學(xué)、基因工程、細胞工程、酶工程、化學(xué)工程等領(lǐng)域。該課程內(nèi)容多,涉及面廣,重點、疑難點多,實踐性強[1],旨在讓學(xué)生理解發(fā)酵過程中的工程問題與生物學(xué)現(xiàn)象,熟悉發(fā)酵過程的工藝流程,對發(fā)酵工業(yè)控制的特點及共性有初步認(rèn)識,進一步對有關(guān)交叉學(xué)科的前沿技術(shù)在發(fā)酵工程中的應(yīng)用有一定的了解,為學(xué)生從事相關(guān)方面的生產(chǎn)和研究打下基礎(chǔ)。
此外,在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下,學(xué)生已經(jīng)不再滿足于教師滿堂解讀,學(xué)生獲得信息的途徑和手段更多樣化,更喜歡“興趣學(xué)習(xí)”和“速食學(xué)習(xí)”。為了充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高《發(fā)酵技術(shù)》課程學(xué)習(xí)和分析的領(lǐng)悟能力,探討一種適合地方應(yīng)用型高效課程教學(xué)向慕課發(fā)展的模式,利用基于“互聯(lián)網(wǎng)+”思維對《發(fā)酵技術(shù)》課程的教學(xué)活動進行優(yōu)化,充分利用網(wǎng)絡(luò)教育資源改進教學(xué)模式、創(chuàng)新教學(xué)方法、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)交流平臺,促進教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的交流互動,促使學(xué)習(xí)效果最優(yōu)化。
1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
慕課(Massive open online course,MOOCs),即大規(guī)模在線開放課程,是一種新型的網(wǎng)絡(luò)化在線學(xué)習(xí)模式,2008年在美國誕生,2012年出現(xiàn)暴發(fā)式的增長,形成慕課的三大平臺edX、Coursera、Udacity,因此2012年被《紐約時報》稱為“慕課元年”。微課(Micro-lecture)是“微型視頻網(wǎng)絡(luò)課程”的簡稱,是美國學(xué)者最早在2008年提出的,現(xiàn)在微課概念被定義為按照新課程及教學(xué)實踐內(nèi)容,將教學(xué)中某單個知識點(一般是重點、難點)刻錄成5min~10min的視頻,教師通過這個視頻的載體展示精彩教學(xué)活動的過程[2]。慕課和微課緊密相連,慕課是一門課程下的所有微課的集合群,而微課借助慕課的平臺,實現(xiàn)各微課資源的共享和開放。慕課、微課的出現(xiàn)是信息時展的產(chǎn)物,隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益進步、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展,慕課、微課必然會深入大學(xué)各專業(yè)的課程教學(xué),將給傳統(tǒng)的大學(xué)教育帶來巨大的沖擊和挑戰(zhàn)[3]。
近年來,慕課平臺(MOOC,簡稱“慕課”)被紛紛推出,如英國推出“未來學(xué)習(xí)”,法國推出“數(shù)字大學(xué)”,我國的清華大學(xué)、兩岸五大交通大學(xué)也進行慕課建設(shè)并形成一定的規(guī)模。利用慕課在線教學(xué),擴大受眾范圍,實現(xiàn)在線雙向互動,以提高能力為導(dǎo)向,促進教學(xué)改革,提高教學(xué)質(zhì)量,此種教學(xué)模式已成為當(dāng)前世界教育發(fā)展的大趨勢。對高等教育的發(fā)展而言,慕課的出現(xiàn)引發(fā)了教學(xué)理念和教學(xué)方法的重大變革;盡管人們對慕課的教學(xué)形式和教學(xué)效果還存在各種認(rèn)知差異,但不得不承認(rèn):慕課已經(jīng)開始觸動傳統(tǒng)高等教育的根基。在新的教育背景下,要完善我國高等教育的慕課體系,一個重要的基礎(chǔ)是加強高校微課的研究和建設(shè)。
2.教學(xué)方法改革
“名?!薄ⅰ懊麕煛?、“名課”途徑是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的特點和優(yōu)勢,由于受限于師資、生源、物力、財力等條件,對于地方本科院校,最實際的是采用課堂教學(xué)與慕課相結(jié)合的教學(xué)模式,利用其他重點高校的“發(fā)酵工程”慕課課程或精品課程,如江南大學(xué)“發(fā)酵工程原理與技術(shù)”精品課程、華東理工大學(xué)“發(fā)酵工程”精品課全民終身學(xué)習(xí)課程平臺等,嫁接慕課的核心環(huán)節(jié)――微課視頻、在線討論,進行本校該課程的“慕課化”管理,無需大量資金投入和網(wǎng)站維護,效率高、成本低。
具體教學(xué)設(shè)計上可采用慕課網(wǎng)站視頻預(yù)習(xí)――課堂教學(xué)與討論――課后慕課視頻復(fù)習(xí)與測驗――微信群與QQ群師生在線討論與反饋的模式。如學(xué)習(xí)“啤酒發(fā)酵――發(fā)酵罐”這一節(jié),學(xué)生可在慕課網(wǎng)站視頻中預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)啤酒發(fā)酵罐的各大種類、特點、用途,而對于難點問題如“好氧發(fā)酵罐發(fā)酵液的流變特性”內(nèi)容可以帶著疑問到課堂上聽教師講解,并進行溝通、討論、互動,如對該部分內(nèi)容還不理解,可以課后再次觀看慕課視頻,進行復(fù)習(xí)、答疑、補缺、查漏,直到徹底理解,通過慕課網(wǎng)站的該節(jié)內(nèi)容的測試為止。
高校教師可以采用新型的社交網(wǎng)站,如微信群與QQ群進行在線答疑,同樣行使了教師主導(dǎo)、師生互動,開放性、集體性、及時性的慕課課程功能。同時,利用現(xiàn)代信息技術(shù),也能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的收集與分析,如分析哪個論題是最受關(guān)注的、最興趣的,哪個內(nèi)容是學(xué)生最難掌握的、最易搞混的等。通過這些分析,教師可以及時調(diào)整教學(xué)方式和內(nèi)容,滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,提高教學(xué)質(zhì)量。
“慕課化”管理后,課程教學(xué)管理將由教師主導(dǎo)轉(zhuǎn)變成學(xué)生參與的互動模式,教師和學(xué)生將在地位上趨于共同主導(dǎo)的地位,進而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。
3.教學(xué)效果評價
高校微課已經(jīng)存在并在教學(xué)過程中起了一定的積極作用,高校微課比賽已在全國逐步開展,這說明高校微課受到教學(xué)者和學(xué)習(xí)者的歡迎。那么,如何評價高校微課的教學(xué)效果呢?通過查閱實施課程教學(xué)改革前后最近幾學(xué)年“發(fā)酵技術(shù)”課程的教學(xué)檔案,包括學(xué)生的期末理論成績、實踐成績、學(xué)生對教師的評價分、教師對學(xué)生評價分?jǐn)?shù),統(tǒng)計其平均分值(滿分均為100分),并進行獨立性t檢驗,對比課程教學(xué)改革效果。
對于學(xué)生而言,集體性、開放性的互動學(xué)習(xí)更多的是對學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和挑戰(zhàn),學(xué)生由原來課堂被動式的聽講轉(zhuǎn)變成自主、積極學(xué)習(xí),師生、同伴間的課內(nèi)外互動空間無限增大,在這一過程中,學(xué)生自主性強,教師引導(dǎo)、督促得好,學(xué)校信息化資源豐富、完善,其教學(xué)效果就好,反之則不然。因此,慕課、微課應(yīng)用于本課程的教學(xué)改革還是一個任重而道遠的過程,需要學(xué)校政策的支持、教師的積極推進應(yīng)用和學(xué)生的積極理解參與,這樣才能發(fā)揮出慕課、微課這一新型教學(xué)模式的優(yōu)勢。
參考文獻:
[1]安登第,曾獻春,張瑞,等.發(fā)酵工程課程的立體化教學(xué)探索與實踐[J].微生物學(xué)通報,2014,41(7):1443-1447.
1.幾種育種方法的比較
育種方法原理處理方法優(yōu)缺點實例適用范圍
雜交育種通過基因重組,把兩個親本的性狀結(jié)合在同一后代中。
①選擇顯性性狀:雜交自交選種自交;②選擇隱性性狀:雜交自交選種。方法簡單,但育種周期長,需連續(xù)自交才能選育出優(yōu)良性狀。高稈抗病與矮稈感病小麥雜交產(chǎn)生矮稈抗病品種進行有性生殖的生物
誘變育種用人工方法誘發(fā)基因突變,產(chǎn)生新性狀,創(chuàng)造新品種或新類型。
用物理因素如X射線、紫外線、激光等或化學(xué)因素如亞硝酸、硫酸二乙酯來處理生物。
能提高變異頻率,大幅度改良某些性狀,突變后有利變異少,盲目性大,處理材料較多。
高產(chǎn)青霉素菌株的育成
所有生物
單倍體育種誘導(dǎo)配子直接發(fā)育成植株,再用秋水仙素加倍成純合子?;ㄋ庪x體培養(yǎng)能明顯縮短育種年限,但技術(shù)復(fù)雜。
抗病毒植株的育成進行有性生殖的生物
多倍體育種抑制細胞分裂過程中紡錘體的形成,復(fù)制后的染色體不分離,導(dǎo)致染色體加倍。用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗植物器官大,產(chǎn)量高,營養(yǎng)豐富。但結(jié)實率低,發(fā)育延遲。三倍體西瓜、八倍體小黑麥
植物
基因工程育種把一種生物的個別基因?qū)肓硪环N生物的細胞中,定向地改造生物的遺傳性狀。提取目的基因目的基因與運載體結(jié)合導(dǎo)入受體細胞基因表達篩選出符合要求的新品種??梢园凑杖藗兊囊庠付ㄏ蚋脑焐锏倪z傳性狀,但操作技術(shù)復(fù)雜。抗蟲棉的培育所有生物
細胞工程育種細胞的全能性植物體細胞雜交克服遠緣雜交不親和的障礙,但不能按照人們的要求表現(xiàn)親本的優(yōu)良性狀。
番茄-馬鈴薯植物
2.育種方案的選擇
選擇育種方法要根據(jù)具體育種目標(biāo)要求、材料特點、技術(shù)水平和經(jīng)濟因素等進行綜合考慮和科學(xué)決策。
(1)若要將兩個親本的不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上,可利用雜交育種或單倍體育種,如要快速育種時,則應(yīng)選擇單倍體育種。
(2)要求大幅度改良某一品種,使之出現(xiàn)新的性狀,可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。
(3)要求提高營養(yǎng)物質(zhì)的含量,可選用多倍體育種。
(4)要定向改造生物性狀,獲得種間或?qū)匍g雜種植株,可考慮細胞工程育種和基因工程育種,如培育各種用于生物制藥的工程菌。
在所有育種方法中,最簡捷、常規(guī)的育種方法是雜交育種。雜交育種選擇的時間是從F2代開始,原因是從F2代開始發(fā)生性狀分離,選育后代是否連續(xù)自交,取決于所選優(yōu)良性狀為顯性還是隱性。
3.育種中的篩選
(1)在雜交育種中,對優(yōu)良性狀的篩選
在雜交育種中,依據(jù)生物體直接表現(xiàn)出的性狀進行篩選,如莖的高矮、花的顏色、種子的形狀等;對未能直接表現(xiàn)出的性狀如抗藥性,可先用病菌感染,然后依據(jù)生物是否具有相應(yīng)的抗性加以篩選。
(2)在單倍體育種中,對所培育品種的篩選
在單倍體育種中,涉及對花粉或植物個體的篩選,但在實際操作中,由于對花粉的篩選難度較大,通常先將花粉培育成單倍體植株,再經(jīng)秋水仙素處理獲得純合子,依據(jù)其表現(xiàn)型進行篩選。
(3)在基因工程中,對目的基因的篩選
在培養(yǎng)基中加入可檢測標(biāo)記基因是否表達的物質(zhì),再根據(jù)受體細胞表現(xiàn)出的性狀加以選擇。如標(biāo)記基因為抗四環(huán)素基因,在培養(yǎng)基中加入四環(huán)素,如受體細胞能正常生長,說明其含有具有目的基因的質(zhì)粒或重組質(zhì)粒。有時還要考慮目的基因的導(dǎo)入對標(biāo)記基因的影響。
(4)在細胞工程中,對雜種細胞的篩選
對雜種細胞的篩選,常采用以下方法:①利用雙親細胞的特性,篩選出雜種細胞;②利用或人為地制造不同細胞生長、分化或物理特性上的差異,篩選出雜種細胞;③用兩種不同的熒光染料,分別對兩親本細胞進行標(biāo)記,然后選擇含有兩種不同顏色的細胞,即為所需雜種細胞。
二、考題解讀
1.考查雜交育種
例1.(2011年四川理綜卷-31)小麥的染色體數(shù)為42條。下圖表示小麥的三個純種品系的部分染色體及基因組成:Ⅰ、Ⅱ表示染色體,A為矮稈基因,B為抗矮黃病基因,E為抗條斑病基因,均為顯性。乙品系和丙品系由普通小麥與近緣種偃麥草雜交后,經(jīng)多代選育而來(圖中黑色部分是來自偃麥草的染色體片段)。
(1)乙、丙品系在培育過程中發(fā)生了染色體的變異。該現(xiàn)象如在自然條件下發(fā)生,可為提供原材料。
(2)甲和乙雜交所得到的F1自交,所有染色體正常聯(lián)會,則基因A與a可隨的分開而分離。F1自交所得F2中有種基因型,其中僅表現(xiàn)抗矮黃病的基因型有種。
(3)甲和丙雜交所得到的F1自交,減數(shù)分裂中Ⅰ甲與Ⅰ丙因差異較大不能正常配對,而其他染色體正常配對,可觀察到個四分體;該減數(shù)分裂正常完成,可生產(chǎn)種基因型的配子,配子中最多含有條染色體。
(4)讓(2)中F1與(3)中F1雜交,若各種配子的形成機會和可育性相等,產(chǎn)生的種子均發(fā)育正常,則后代植株同時表現(xiàn)三種性狀的幾率為。
解析:觀察圖可知乙、丙品系發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異,變異能為生物進化提供原材料?;駻、a是位于同源染色體上的等位基因,因此隨同源染色體的分開而分離。甲植株無Bb基因,基因型可表示為:AA_ _,乙植株基因型為aaBB,雜交所得F1基因型為AaB_,可看作AaBb思考,因此F2基因型有9種,僅表現(xiàn)抗矮黃病的基因型有2種:aaBB、aaBb。小麥含有42條染色體,除去不能配對的兩條,還有40條能兩兩配對,因此可觀察到20個四分體。由于I甲與I丙 不能配對,因此在減數(shù)第一次分裂時,I甲與I丙 可能分開,也可能不分開,最后的配子中可能含I甲,可能含I丙,可能都含,可能都不含,因此能產(chǎn)生四種基因型的配子。最多含有22條染色體。(2)中F1的基因型:Aa B_,(3)中F1基因型可看成:AaE_,考慮B基因后代出現(xiàn)抗矮黃病性狀的幾率為1/2,考慮A和E后代出現(xiàn)矮稈、抗條斑病性狀的概率為3/8,因此同時出現(xiàn)三種性狀的概率為3/16。
答案:(1)結(jié)構(gòu) 生物進化 (2)同源染色體 9 2 (3)20 4 22 (4)3/16
2.考查誘變育種
例2.(2010年安徽理綜卷-31)如圖所示,科研小組用60Co照射棉花種子。誘變當(dāng)代獲得棕色(纖維顏色)新性狀,誘變Ⅰ代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對基因(A、a)控制,棉酚含量由另一對基因(B、b)控制,兩對基因獨立遺傳。
(1)兩個新性狀中,棕色是性狀,低酚是性狀。
(2)誘變當(dāng)代中,棕色、高酚的棉花植株基因型是,白色、高酚的棉花植株基因型是。
(3)棕色棉抗蟲能力強,低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種,研究人員將誘變Ⅰ代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代種植在一個單獨的區(qū)域,從的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請你利用該純合體作為一個親本,再從誘變Ⅰ代中選擇另一個親本,設(shè)計一方案,盡快選育出抗蟲高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。
解析:本題主要考查誘變育種。由棕色自交后代出現(xiàn)有白色個體可知棕色是顯性;由高酚自交后代出現(xiàn)有低酚個體可知低酚為隱性。由于誘變當(dāng)代中,棕色、高酚自交后代出現(xiàn)了棕色和白色,說明棕色為雜合,而后代全部為高酚,說明高酚為純合顯性,因而棕色、高酚的基因型為AaBB;由于白色為隱性,因此基因型為aa,高酚自交后代出現(xiàn)了低酚,說明高酚為雜合,因而白色、高酚的基因型為aaBb。棕色、高酚都為顯性性狀,只有其自交后代不發(fā)生性狀分離的才為純合體;盡快獲得純合新品種的方法是單倍體育種,可選具有需要性狀的個體雜交,再用花藥進行離體培養(yǎng),用秋水仙素加倍染色體,最后選出符合要求的性狀即可。
答案:(1)顯性 隱性 表現(xiàn)型為棕色、低酚
(2)AaBB aaBb
(3)不發(fā)生性狀分離或全為棕色棉或沒有出現(xiàn)白色棉
3.考查基因工程育種
例3.(2011年北京理綜卷-31)TDNA可能隨機插入植物基因組內(nèi),導(dǎo)致入基因發(fā)生突變。用此方法誘導(dǎo)擬南芥產(chǎn)生突變體的過程如下:種植野生型擬南芥,待植物形成花蕾時,將地上部分浸入農(nóng)桿菌(其中的TDNA上帶有抗除草劑基因)懸浮液中以實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。在適宜條件下培養(yǎng),收獲種子(稱為T1代)。
(1)為促進植株側(cè)枝發(fā)育以形成更多的花蕾,需要去除,因為后者產(chǎn)生的會抑制側(cè)芽的生長。
(2)為篩選出已轉(zhuǎn)化的個體,需將T1代播種在含的培養(yǎng)基上生長,成熟后自交,收獲種子(稱為T2代)。
(3)為篩選出具有抗鹽性狀的突變體,需將T2代播種在含的培養(yǎng)基上,獲得所需個體。
(4)經(jīng)過多代種植獲得能穩(wěn)定遺傳的抗鹽突變體。為確定抗鹽性狀是否由單基因突變引起,需將該突變體與植株進行雜交,再自交 代后統(tǒng)計性狀分離比。
(5)若上述TDNA的插入造成了基因功能喪失,從該突變體的表現(xiàn)型可以推測野生型基因的存在導(dǎo)致植物的抗鹽性。
(6)根據(jù)TDNA的已知序列,利用PCR技術(shù)可以擴增出入的基因片段。其過程是:提取植株的DNA,用限制酶處理后,再用將獲得的DN段連接成環(huán)(如上圖)以此為模板,從圖中A、B、C、D四種單鏈DN斷中選取作為引物進行擴增,得到的片斷將用于獲取該基因的全序列信息。
解析:本題綜合考查植物激素調(diào)節(jié)及基因工程育種等知識。具有頂端優(yōu)勢的植物,頂芽產(chǎn)生的生長素會在側(cè)芽處積累,抑制側(cè)芽生長,要促進側(cè)芽生長,則必須除去頂芽;已轉(zhuǎn)化的個體含有抗除草劑基因,所以可在含有一定濃度的除草劑的培養(yǎng)基上播種T1代種子,能生長的即為已轉(zhuǎn)化的;為了篩選出具有抗鹽性狀的突變植株,培養(yǎng)基中應(yīng)加入一定濃度的鹽來營造高鹽環(huán)境進行選擇;單基因突變引起的變異,其遺傳符合基因分離定律,可用變異株與野生型植株雜交,將獲得的子代進行自交,統(tǒng)計自交后代性狀分離比進行判斷;由題中“抗鹽基因的突變體”可知,野生型是不抗鹽的,因此,野生型基因會導(dǎo)致植物抗鹽性降低;要檢測入的DN段,應(yīng)從突變植株中提取植株的DNA,能將DN段連接起來的酶是DNA連接酶,DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?,圖中箭頭是復(fù)制方向,根據(jù)堿基互補配對原則可知,入的基因片段兩條鏈的DNA合成方向分別和B鏈、C鏈的DNA合成方向一致,所以可作為引物的應(yīng)是B、C片段。
答案:(1)頂芽 生長素 (2)(一定濃度的)除草劑 (3)(一定濃度的)鹽 (4)野生型 1 (5)降低 (6)突變體 DNA連接酶 B、C
三、跟蹤訓(xùn)練
1.下列關(guān)于植物育種和生長的敘述,其中不正確的一組是( )
①誘變育種能較快選育出新的優(yōu)良品種
②誘變育種可定向地變異出所需要的優(yōu)良品種
③穗小粒少的小麥種到后一定會長成穗大粒多的小麥
④植物在扦插時使用一定濃度的生長素類似物可以促進生根
⑤利用雜交育種的方法可在后代中選育出具有新性狀的個體
⑥利用雜種優(yōu)勢可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量
A.②③⑤ B.①⑤⑥
C.③④⑥ D.①②④
2.用純合的二倍體水稻品種高稈抗銹病(DDTT)和矮稈不抗銹病(ddtt)進行育種時,一種方法是雜交得到F1,F(xiàn)1再自交得到F2;另一種方法是用F1的花藥進行離體培養(yǎng),再用秋水仙素處理幼苗得到相應(yīng)植株。下列敘述正確的是( )
A.前一種方法所得的F2中重組類型、純合子各占5/8、1/4
B.后一種方法所得到的植株中可用于生產(chǎn)的類型比例為2/3
C.前一種方法的原理是基因重組,細胞學(xué)基礎(chǔ)是非同源染色體自由組合
D.后一種方法的原理是染色體變異,但光學(xué)顯微鏡下無法確認(rèn)
3.讓植株①②雜交得到③,再將③分別作如圖所示處理。有關(guān)分析正確的是( )
A.由③到⑦的過程中發(fā)生了等位基因的分離
B.獲得④和⑧植株的育種原理基本上相同
C.圖中兩次使用秋水仙素的作用是不同的
D.由③至④過程中產(chǎn)生的變異都有利于生產(chǎn)
4.繁殖和培育三倍體動物是當(dāng)今科學(xué)家研究的一個熱點。研究中發(fā)現(xiàn)某三倍體運動的初級卵母細胞中由一個著絲粒相連的兩條染色單體所攜帶的基因不完全相同,其原因一定不是( )
A.復(fù)制出現(xiàn)差錯 B.發(fā)生過交叉互換
C.發(fā)生基因突變 D.發(fā)生了自由組合
5.下列關(guān)于育種的敘述,錯誤的是( )
A.多倍體較二倍體莖稈粗壯,果實種子較大
B.雜交育種能產(chǎn)生新基因
C.人工誘變育種能提高變異頻率
D.用單倍體育種能明顯縮短育種年限
6.某農(nóng)科所通過如下圖所示的育種過程培育成了高品質(zhì)的糯小麥。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.該育種過程中運用的遺傳學(xué)原理是基因突變
B.a過程提高突變率,從而明顯縮短了育種年限
C.a過程需要使用秋水仙素,只作用于萌發(fā)的種子
D.b過程需要通過自交來提高純合率
7.下列有關(guān)育種的敘述中,錯誤的是( )
A.用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種不一定是純合子
B.通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗,篩選培育抗病毒新品種
C.誘變育種可提高突變頻率,加速新基因的產(chǎn)生,從而加速育種進程
D.為了避免對三倍體無子西瓜年年制種,可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖
8.采用下圖所示的方法獲得純合高蔓抗病番茄植株(兩對相對性狀獨立遺傳)。下列敘述錯誤的是( )
A.過程①的自交代數(shù)越多,純合高蔓抗病植株的比例越高
B.過程②可以任取一植株的適宜農(nóng)藥作培養(yǎng)材料
C.過程③利用了植物體細胞雜交技術(shù)
D.圖中④篩選過程可改變抗病基因頻率
9.獲得無子西瓜、青霉素高產(chǎn)菌株、矮稈抗病小麥的方法分別是( )
①誘變育種 ②雜交育種 ③單倍體育種 ④多倍體育種
A.①②④ B.④①②
C.②①③ D.①④③
10.現(xiàn)有甲、乙兩種植物(均為二倍體純種),其中甲種植物的光合作用能力高于乙種植物,但乙種植物很適宜在鹽堿地種植,且相關(guān)性狀均為核基因控制。要利用甲、乙兩種植物的優(yōu)勢,培育出高產(chǎn)、耐鹽的植株,有多種生物技術(shù)手段可以利用。下列所采用的技術(shù)手段中,不可行的是( )
A.利用植物體細胞雜交技術(shù),可獲得滿足要求的四倍體雜種目的植株
B.將乙種植物耐鹽基因?qū)爰追N植物的受精卵中,可培育出目的植株
C.兩種植物雜交后,得到的F1再利用單倍體育種技術(shù),可較快獲得純種的目的植株
D.誘導(dǎo)兩種植物的花粉融合,并培育成幼苗,幼苗用秋水仙素處理,可培育出目的植株
11.下圖表示用某種農(nóng)作物①和②兩個品種分別培育出④⑤⑥三個品種的過程,相關(guān)敘述正確的是( )
A.由①和②培育⑤所采用的方法I和Ⅱ分別是雜交和測交
B.由③培育出④的常用方法Ⅲ是花藥離體培養(yǎng)
C.由③培育出⑥的常用方法Ⅳ是用物理的或化學(xué)的方法進行誘變處理
D.圖中培育出⑤所依據(jù)的原理是基因突變和基因重組
12.農(nóng)作物育種上,采用的方法有誘變育種、雜交育種、多倍體育種、單倍體育種,它們的理論依據(jù)依次是( )
①基因突變 ②基因交換 ③基因重組 ④染色體變異
A.①③④④ B.①③④②
C.①②③④ D.①④②③
13.現(xiàn)代生物技術(shù)利用突變和基因重組的原理,來改變生物的遺傳性狀,以達到人們所期望的目的。下列有關(guān)敘述錯誤的是( )
A.轉(zhuǎn)基因技術(shù)導(dǎo)致基因重組,可產(chǎn)生定向的變異
B.體細胞雜交技術(shù)克服了遠緣雜交的不親和性,可培育新品種
C.人工誘變沒有改變突變的本質(zhì),但可使生物發(fā)生定向變異
D.現(xiàn)代生物技術(shù)和人工選擇的綜合利用,使生物性狀更符合人類需求
14.下列關(guān)于無子西瓜與無子番茄的說法正確的是( )
A.利用無子西瓜與無子番茄所在的植株枝條進行扦插,新植株仍然能夠結(jié)出無子果實
B.無子西瓜與無子番茄由于沒有種子,需要年年重新育種
C.無子西瓜與無子番茄的發(fā)育都離不開生長素的作用
D.無子西瓜與無子番茄培育的基本原理相同
15.下圖中,甲、乙表示水稻兩個品種,A、a和B、b分別表示位于兩對同源染色體上兩對等位基因,①~⑧表示培育水稻新品種的過程,則下列說法錯誤的是( )
A.①②過程簡便,但培育周期長
B.②和⑦的變異都發(fā)生于有絲分裂間期
C.③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)
D.⑤與⑧過程的育種原理不相同
16.用二倍體西瓜為親本,培育“三倍體無子西瓜”過程中,下列說法正確的是( )
A.第一年的植株中,可存在2、3、4、5個染色體組
B.第二年的植株中沒有同源染色體
C.第一年結(jié)的西瓜其種皮、胚、胚乳的染色體組數(shù)不同,均是當(dāng)年雜交的結(jié)果
D.第二年的植株中用三倍體做母本,與二倍體的父本產(chǎn)生的受精后,得到不育的三倍體西瓜
17.下列關(guān)于生物育種的敘述,正確的是( )
A.三倍體植物不能由受精卵發(fā)育而來
B.用物理因素誘變處理可提高突變率
C.誘變育種和雜交育種均可形成新的基因
D.誘變獲得的突變體多數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀
18.下列各項培育植物新品種的過程中,肯定沒有形成愈傷組織的是( )
A.通過植物體細胞雜交培育白菜―甘藍雜種植株
B.通過多倍體育種培育無子西瓜
C.通過單倍體育種培育優(yōu)質(zhì)小麥
D.通過基因工程培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花
19.采用基因工程的方法培育抗蟲棉,下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是( )
①將毒素蛋白注射到棉花受精卵中
②將編碼毒素蛋白的DNA序列注射到棉花受精卵中
③將編碼毒素蛋白的DNA序列,與質(zhì)粒重組,導(dǎo)入細菌,用該細菌感染棉花的體細胞,再進行組織培養(yǎng)
④將編碼毒素蛋白的DNA序列與細菌質(zhì)粒重組,注射到棉花的子房并進入受精卵
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
20.通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗除草劑玉米時,若要檢測轉(zhuǎn)基因玉米植株是否具有抗除草劑特性,正確的方法是( )
A.用分子雜交技術(shù)檢測玉米染色體上是否含有抗除草劑基因
B.用DNA探針檢測玉米細胞是否含有相應(yīng)的mRNA
C.噴灑一定的除草劑
D.通過載體上的標(biāo)記基因加以檢測
21.育種一直是遺傳學(xué)家研究的重要課題。下圖是五種不同育種方法的圖解,請據(jù)圖回答:
(1)上述過程(填寫字母)所利用的原理,是生物進化的根本原因。
(2)上述育種過程中,哪兩個過程所使用的方法相同?(填寫字母),具體使用的方法可能有:
(3)科學(xué)家培育出了抗旱的陸地棉新品種,而海島棉從來沒有出現(xiàn)過抗旱類型,有人打算也培養(yǎng)出抗旱的海島棉品種,但是用海島棉與抗旱的陸地棉進行了多次雜交,始終得不到子代,原因是 。
22.為了快速培育抗某種除草劑的水稻,育種工作者綜合應(yīng)用了多種育種方法,過程如下。請回答問題:
(1)從對該種除草劑敏感的二倍體水稻植株上取花藥離體培養(yǎng),誘導(dǎo)成幼苗。
(2)用γ射線照射上述幼苗,目的是;然后用該除草劑噴灑其幼葉,結(jié)果大部分葉片變黃,僅有個別幼葉的小片組織保持綠色,表明這部分組織具有。
(3)取該部分綠色組織再進行組織培養(yǎng),誘導(dǎo)植株再生后,用秋水仙素處理幼苗,使染色體,獲得,移栽到大田后,在苗期噴灑該除草劑鑒定其抗性。
(4)對抗性的遺傳基礎(chǔ)做進一步研究,可以選用抗性植株與雜交,如果,表明抗性是隱性性狀。F1自交,若F2的性狀分離比為15(敏感)∶1(抗性),初步推測。
23.甲磺酸乙酯(EMS)能使鳥嘌呤(G)的N位置上帶有乙基而成為7乙基鳥嘌呤,這種鳥嘌呤不與胞嘧啶(C)配對而與胸腺嘧啶(T)配對,從而使DNA序列中G―C對轉(zhuǎn)換成A―T對。育種專家為獲得更多的變異水稻親本類型,常先將水稻種子用EMS溶液浸泡,再在大田種植,通過選育可獲得株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株。請回答下列問題:
(1)下圖表示水稻一個基因片段的部分堿基序列。若用EMS溶液浸泡處理水稻種子后,該DNA序列中所有鳥嘌呤(G)的N位置上均帶有了乙基而成為7乙基鳥嘌呤。請在答題卡相應(yīng)方框的空白處,繪出經(jīng)過一次DNA復(fù)制后所形成的兩個DNA分子(片段)的堿基序列。
(2)水稻矮稈是一種優(yōu)良性狀。某純種高稈水稻種子經(jīng)EMS溶液浸泡處理后仍表現(xiàn)為高稈,但其自交后代中出現(xiàn)了一定數(shù)量的矮稈植株。請簡述該矮稈植株形成的過程。
(3)某水稻品種經(jīng)處理后光反應(yīng)酶的活性顯著提高,這可能與相關(guān)基因突變有關(guān)。在葉肉細胞內(nèi)控制光反應(yīng)酶的相關(guān)基因可能分布于(填細胞結(jié)構(gòu)名稱)中。
(4)已知水稻的穗形受兩對等位基因(Sd1和sd1、Sd2和sd2)共同控制,兩對基因獨立遺傳,并表現(xiàn)為基因互作的累加效應(yīng),即:基因型為Sd1Sd2的植株表現(xiàn)為大穗,基因型為sd1sd1Sd2、Sd1sd2sd2的植株均表現(xiàn)為中穗,而基因型為sd1sd1sd2sd2的植株則表現(xiàn)為小穗。某小穗水稻種子經(jīng)EMS處理后,表現(xiàn)為大穗。為了獲得穩(wěn)定遺傳的大穗品種,下一步應(yīng)該采取的方法可以是。
(5)實驗表明,某些水稻種子經(jīng)甲磺酸乙酯(EMS)處理后,DNA序列中部分G―C堿基對轉(zhuǎn)換成A―T堿基對,但性狀沒有發(fā)生改變,其可能的原因有(至少寫出兩點)。
參考答案:1.A 2.C 3.A 4.D 5.B 6.D 7.B 8.C 9.B 10.C 11.B 12.A 13.C 14.C 15.B 16.A 17.B 18.B 19.C 20.C
21.(1)E(基因突變)
(2)C、F 秋水仙素處理(秋水仙素處理、低溫處理)其萌發(fā)和種子或幼苗
(3)陸地棉和海島棉是兩個物種,存在生殖隔離
22.(1)單倍體
(2)誘發(fā)基因突變 抗該除草劑的能力(含抗除草劑基因)
(3)數(shù)目加倍 純合二倍體(可育植株)
(4)(純合)敏感型植株 F1都是敏感型 該抗性植株中有兩個基因發(fā)生了突變(該性狀是由兩對等位基因控制的)
23.(1)
(2)高稈基因經(jīng)處理發(fā)生(隱性)突變,自交后代(或F1)因性狀分離出現(xiàn)矮稈
(3)細胞核、葉綠體