生物分离

生物分离（精选11篇）

生物分离 篇1

生物工程学科的内涵是利用生物体系, 应用生物学、化学和工程技术相结合的方法, 按照人类的需要改造和设计生物的结构与功能, 以便更经济、更有效、大规模地为人类提供所需各种产品的技术, 是生物技术成果走向工业化的关键技术[1]。而生物分离工程是生物技术的重要组成部分, 它的根本任务是设计并优化分离过程, 提高分离效率, 降低过程成本[2]。

生物分离工程是大学本科生物工程的专业必修课, 是一门实践性很强的学科。通过本课程的学习, 学生应该了解国内外各种分离技术的应用与研究现状及开发趋势, 掌握各种分离技术的原理、方法和常用分离设备的操作, 懂得如何结合基本理论和具体的样品特性去选择合适的分离方法, 并设计合理的分离过程, 既满足产品纯度、回收率等要求, 又能提高经济和社会效益。随着生物技术产业的迅猛发展, 该课程的学习及灵活应用日益重要。为了提高教学质量和学习效果, 有必要对该课程的教学内容、方法和形式作一定的改革和创新, 从而提高学生的理论水平和实践能力。

1 教学内容的改革

生物分离工程课程具有内容多、所关联的课程多、更新快、实践强、学时少、理解难等特点, 被学生普遍反映不好掌握。课程的开设应该在学生已掌握了普通化学、微生物学、生物化学、化工原理等课程内容后。然该课程中有些部分与其它课程有重复, 比如, 核酸电泳在基因工程课程中已有安排, 细胞破碎在生物化学课程中有涉及部分, 萃取、干燥等内容已在化工原理课程有安排, 只是侧重点有所不同, 而其它新的分离技术发展极为迅速, 课本往往跟不上技术的发展速度。例如, 在普通高等教育“九五”国家级重点教材《生化分离工程》中, 各类萃取技术是重点内容, 色谱分离技术和电泳技术只是简单地介绍了一下原理[3], 在普通高等教育“十五”国家级规划教材《生物分离工程》第二版中, 将亲和色谱单独列为一章, 突出了色谱方法作为亲和分离纯化技术主体的重要地位[2], 而随着现代生物技术的发展, 蛋白、肽类药物越来越受到关注, 与此同时, 各种色谱分离技术和电泳技术以及相应的样品处理方法在该行业中扮演着极其重要的角色, 没有这些分离技术的发展, 也就没有现代生物技术产业的发展, 因此, 为了适应社会的需求, 除了这些教材, 我们还借鉴了李校堃等主编的《药物蛋白质分离纯化技术》、J E.科林根等著, 李慎涛等译的《精编蛋白质科学实验指南》等的部分内容, 并查阅了大量相关技术的最新文献, 把这些技术作为重点内容来讲解。

总的说来, 本课程的讲解应与其它课程相互协调, 一方面为节约时间, 让学生复习已学知识点, 课堂上只讲解重点、难点。另一方面注重联系学科的前沿和热点, 查阅大量课外资料, 讲述较先进的科学技术, 跟踪国际上最新进展, 力求在教学内容上反映出最先进的科研成果, 同时兼顾教学要求、主要内容、相关科研领域、前沿进展等, 将生物分离工程的最新研究成果引入到教学中, 不仅使学生可以更新知识, 拓宽视野, 而且让学生明白本课程与生物技术产业、制药产业等的关系, 了解社会需求, 激发学生的学习热情和对专业的热爱。比如, 通过该课程的学习, 学生了解了制药行业抗生素类药物和蛋白类药物的一般提纯工艺的差异, 也了解了生物分离工程在化工、食品、化妆品、保健品、纯净水、环境等各个领域的作用, 使他们对就业前景也感到信心倍增。

2 教学方法的改革

传统的传授型教学模式是“以教学为中心、以课堂为中心、以教材为中心”, 这样的方式枯燥乏味, 学生对所用的仪器连最表观的概念都没有, 听课效果差, 听完课对所学知识仍然一知半解。本课程可以采用多种教学方法相结合, 调动学生的积极性。如, 对于基本理论, 可以在课堂上以板书、PPT、动画形式呈现给学生, 使枯燥的内容变得饶有兴趣, 以激发学生的学习兴趣, 活跃课堂气氛, 使抽象的教学内容变得丰富和生动;而对于实际应用, 尤其是需要特定仪器的一些分离技术, 如色谱分离法, 电泳分离法等, 可以采用现场教学的方式, 老师一边操作一边讲解, 使学生不仅对其原理有更深刻的理解, 而且对所用仪器及其基本操作、注意事项有所了解, 还能了解针对不同的分离方法, 样品所采用的前处理、试剂配制及操作条件等应该注意的问题, 并能初步认识和判断可能碰到的一些简单的问题, 如在凝胶过滤色谱中出现拖尾峰、前置峰, 该怎样从众多影响因素中一一排除, 最后确定影响因素, 优化操作条件, 达到预期分离效果。如果没有条件现场教学, 也可以采用录制的方式, 将老师操作和讲解过程录制下来, 然后在课堂上放录像给学生看, 使学生对该分离技术有最直观的印象。

3 实验教学模式的改革

实验教学是培养工程专业人才必不可少的实践环节, 使学生加深对理论知识的理解, 也培养学生实际工作的能力[4]。实验教学的目的不仅是要让学生学会操作, 还应注重培养学生分析问题、解决问题的能力。以往的实验课, 一般都是由老师先在黑板上写出实验目的、实验原理、实验原料、操作步骤, 并逐一讲解, 而学生按部就班, 根本不需要思考, 最后所交的实验报告大同小异, 学生把老师讲的内容抄一遍, 这对于培养学生的动手能力和创新能力极其不利。我们可以在实验条件允许的范围内, 设定一个分离对象, 让学生根据分离对象的各种性质, 实验室的实验材料、仪器, 自己设计实验过程, 包括从样品前处理到得到产品, 然后由老师指导修订实验方案, 完成实验内容, 最后对比不同分离过程的结果, 让学生对所用方法、流程及其结果进行讨论, 这样可以使学生对所学习的知识融会贯通, 既了解和熟悉了科研过程, 又培养了学生独立开展科学研究工作的能力。当然, 开展这种综合实验的基础就是, 学生已经掌握了相关的理论知识和基本的实验操作, 因此在开展综合实验前还是需要采用传统的实验教学方式来进行。

在我们的课程教学过程中, 以发酵液中的放线菌素D、组氨酸标记的重组蛋白和小鼠Ig G1单抗等为例, 讲解了它们的分离、纯化的过程设计及其依据, 使学生了解纯化方案设计的方法, 并更好地掌握各种分离方法的原理。在实验教学过程中, 我们利用有限的资源, 让学生分组自行设计超氧化物歧化酶的提取流程并进行实验, 实验结束后讨论其结果, 对比流程的优缺点。这种方式既培养了学生的独立思考能力, 也使他们的团队协作能力得到了提高。

4 培养学生查阅文献的能力

学生要完成前述的综合实验, 就必须学会学习的方法, 了解获得知识的途径, 能利用各种有效的方式和途径去获取知识, 查阅文献就是其中很重要的一点。因此, 在教学中需要向学生推荐学校图书馆可以查阅的电子书籍、期刊、数据库, 教他们学会利用这些资源, 查阅实验过程中分离对象的性质, 根据性质确定分离方法, 针对特定的分离方法, 样品的处理和分离过程应该遵循的原则和不同于其他方法的注意点。例如, 在讲解不同的细胞破碎方法时, 在课堂上, 我就以高压匀浆法为例, 教学生如何应用中国知网、Science Online、Springer等数据库查阅文献, 并且如何又快又准地把握文章的精髓, 抓住文章的重点;课后给学生布置了作业, 让他们查阅文献, 针对某一特定的对象, 对比任意两种细胞破碎方法的工艺流程、工艺成败关键点、以及破碎的实际效果等;从作业的完成情况来看, 学生对中文文献的查阅完成得还不错, 但是对英文文献的把握情况不甚理想, 主要问题在于:第一, 掌握的专业词汇量太少, 第二, 用中文的思路去考虑英文的内容, 不能准确地理解文章内容。

因此, 为了使学生能够查到相应的英文文献并更好地阅读文献, 在课件中我将每项技术的名称和一些图表用英文标识, 并在教学中有意识地讲解, 加以重复, 使学生在听课的过程中不知不觉地增加了专业词汇量, 解读图表的能力也得到了提高。

除此之外, 还要教他们学会利用图书馆以外的资源, 如Google学术搜索, 一些专业期刊的网站等, 查阅前沿知识, 了解发展动向, 学习先进技术。

5 结语

通过该课程的教学, 学生对传统的分离方法和现代生物分离技术有了系统的认识, 掌握了各种分离技术的原理和方法。其次, 通过讲解现代生物分离技术和各个行业的联系, 以及相关技术的前沿进展, 增强了学生对专业的兴趣和对未来就业的信心, 使一些准备考研的学生明确了方向。当然, 在教学改革的过程中还存在一些问题, 比如教学资源有限, 教学经费不足, 但我们坚信, 在我们全体老师的共同努力下, 我们会将生物分离工程课程的教学与社会生产实践逐步实现有效的链接, 使我们的学生毕业后能更好地适应社会需求。

摘要：生物分离工程是生物工程专业的一门核心课程。结合课程教学实践, 就课程内容建设、教学方法、实验教学环节和培养学生查阅文献的能力四个方面进行总结, 对该课程的教学提出了一些体会, 力求切实提高教学质量, 以期形成生物工程专业生物分离工程独特的教学体系。

关键词：生物分离工程,课程建设,教学改革

参考文献

[1]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物工程专业规范[J].高校生物学教学研究 (电子版) , 2012, 2 (2) :3-10.

[2]孙彦.生物分离工程.2版[M].北京:化学工业出版社, 2005:1-11, 312-361.

[3]严希康.生化分离工程[M].北京:化学工业出版社, 2001:131-332.

[4]廖春丽, 朱涛, 杨海波, 等.生物工程下游技术理论教学和实践教学相结合的探索[J].实验室科学, 2011, 14 (01) :40-42.

生物分离 篇2

姜浩

化工1010 1001011010

摘要：超临界流体萃取(SFE)技术开辟了分离工业的新领域，是一种新型的分离技术。本文对超临界萃取的基本原理进行了阐述，介绍了超临界萃取的特点及其在天然香料工业、食品和天然中草药等方面的应用和研究进展，并对今后的发展趋势进行了展望。关键词：超临界萃取

应用

展望

Abstract: Supercritical fluid extraction is a new kind of separation technology.This paper reviewed about its characteristic and the development of application in natural perfume, food, natural herbal medicine and other fields, and prospect of its development in the future Keywords: Supercritical fluid extraction Application Advance

超临界萃取技术也叫做超临界流体萃取技术。超临界流体(Supercritical Fluid)是指处于超过物质本身的临界温度和临界压力状态的流体。这种状态下的流体具有与气体相当的高渗透能力和低粘度，又兼有与液体相近的密度和对物质优良的溶解能力[1]。

超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction简称SEE)以超临界状态下的流体作为溶剂，利用该状态下流体所具有的 y 渗透能力和 y 溶解能力萃取分离混合物的过程超临界流体的溶解能力随体系参数(温度和压力)而发生连续性变化，因而通过改变操作条件，稍微提y温度或降低压力，便可方便地调节组分的溶解度和萃取的选择性

超临界溶剂包括 CO2，NO2，SO2，N2 低链烃等，而 CO2 是最常用的超临界萃取介质，这是因为它的临界温度(31.1)接近室温，临界压力(7.3AmPa)较低，萃取可以在接近室温下进行，对热敏性食品原料、生理活性物质、酶及蛋自质等无破坏作用，同时又安全、无毒、无臭，因而广泛应用于食品、医药、化妆品等领域中；具有广泛的适应性。由于超临界状态流体溶解度特异增大的现象，因而理论上超临界流体萃取技术可作为一种通用高效的分离技术而应用。

1.超临界萃取技术概述 1.1.原理及特点

超临界流体处于临界温度和临界压力以上，兼具气体和液体的双重性质和优点，粘度小，接近于气体，而密度又接近于液体，扩散系数为液体的10～100倍，具有良好的溶解特性和传质特性[4]。

由于在超临界状态下的压力太高以及内部相平衡模拟体系等原因，所以超临界流体的基础理论研究还处于发展阶段，尚未形成系统的理论。对于计算超临界物质的状态参数，通常用的是Redich和Kwong的RK—EOS方程，同时后人又进行了一些改进，如Soave的SRK—EOS方程，Peng和Robinso的PR—EOS方程。Brenneche对SCF相平衡作了系统的应用分析，提出将SCF作为密相气体或膨胀液体处理的模型，并指出状态方程对临界点和临界区计算的局限性，尤其对于不对称混合物组成的物系，难以找到适应性比较好的混合规则。近年来许多研究者对SCF密度、极性、溶解度、相平衡和溶剂相互作用等，利用分子动力学和蒙特卡罗等计算机模拟方法作了大量工作，但仍难以满足要求。寻求新的和准确的模型方程和计算方法是预测SCF相行为和进行SCF反应研究的保证[5]。1.2.超临界下反应动力学和反应选择性

超临界状态下反应动力学通常利用过渡状态原理，许多学者利用它描述了超临界反应速率常数和压力、活化体积等因素的关系。Troe及其合作者、Yoshimura和Kimura在很宽的流体密度范围内研究了简单反应的动力学和热力学。Troe及其合作者公式化了扩散(笼效应)对表观速率常数的影响，并用范德瓦尔斯簇的形成解释了他们的试验结果。Yoshimura和Kimura在超临界CO2流体中很宽的密度范围内研究了2-甲基-2-亚硝基丙烷的分解动力学，发现速率常数随密度增加而减小，但是在中等密度范围内，密度的依赖性很小[6-7]。

超临界状态下压力和粘度可以影响某些反应的选择性或某些分解反应的途径，同时超临界流体的溶剂效应可以影响异构化反应的机理，对某些反应的中间态起到稳定或促进作用[8]。Hrnjez的工作表明，SCF可以改变化学反应的立体选择性和配位选择性，并认为是由于压力引起的溶剂极性变化所致。Kimura研究了SCF的性质对超临界反应平衡的影响。Peck的研究认为对可逆反应，极性超临界溶剂有利于反应朝极性化合物的方向移动[7]。

2.超临界革取技术的应用

［］2.1.临界流体萃取技术在天然香料工业中的应用8

20世纪80年代以来国外的工业装置儿乎都是以天然香料分离提取为对象。传统的提取方法部分不稳定的香气成分受热变质，但在超临界条件卜，可以将整个分离过程在常温卜进行，萃取物的主要成分一精油和特征的星味成分同时被抽出，并且CO2无毒、无残留现象[9-11]。从洗涤用品、化妆品中的添加剂到香水，使得植物芳香成分在精细日用化工中是不可或缺的一部分。何春茂[9]等人用超临界CO2对桂花、茉莉花进行了萃取研究，考察萃取时间、温度、压力对浸膏得率和质量的影}响。桂花萃取最佳工艺条件为：压力12-16MPa，温度308-318 K，时间1.5-2h，浸膏得率0.251%；茉莉花萃取最佳工艺条件为：压力12-15MPa，温度308-323K，时间1-1.5h，浸膏得率为0.240%。

由于液体CO2的极性较小，对果汁中的醇、酮、酯等有机物的溶解能力较强。因此，液体CO2同样可作为蔬菜特有香味的抽提剂。具称所得产物富含含氧成分，香气风味俱佳。而且SFE-CO2法还有望成为一种果汁脱苦的方法。柯于家[10-11]等用0.1L超临界CO2萃取装置萃取生姜、芫姜籽、砂仁和八角等辛香料精油的工艺、组成成分等方面的内容，并且与传统的水汽蒸馏法进行了比较。超临界CO2萃取法萃取辛香料精油能提取更多的有效成分，油收率比水汽法提高3倍左右。并对辛香料精油的中试、工业化试验的情况，用25L.200L超临界CO2萃取装置萃取辛香料精油的工艺、组成成分、物性指标等方面的内容进行了研究。张忠义[12]等用超临界CO2流体萃取技术和分子蒸馏对大蒜化学成分进行萃取与分离，用气相色谱-质谱联用技术测定其化学成分；从超临界CO2萃取物中鉴定出16种成分，经分子蒸馏后，得到4种主要成分。2.2.食品方面的应用

伴随着人类利会的进步，饮食文化的内涵不断丰富，人们对食品提出了营养性、方便性功能性等更多的要求，同时还越来越强调其安全性。我国食品工业应用超临界萃取技术己逐步由实验室研究走向产业化，集中用在脱咖啡因、啤酒花有效成分萃取、植物油脂的萃取、色素的分离等方面。2.2.1.脱咖啡因

超临界流体萃取技术得到较旱大规模的工业化应用的是天然咖啡豆的脱咖啡因。咖啡因是一种较强的中枢神经系统兴奋剂，富含十咖啡豆和茶叶中，许多人饮用咖啡或茶时，不喜欢咖啡因含量过高，而且从植物中脱卜的咖啡因可做药用。已常作为药物中的掺合剂，因此咖啡豆和茶叶脱咖啡因的研究应运而生。韩佳宾[13]、江和源[14]等通过正交实验确定了超临界流体脱除茶叶中咖啡因的最佳工艺参数。结果表明，茶样形态对咖啡因脱除影响极大，60日磨碎茶样的咖啡因脱除率可达85.63%，咖啡因含量<0.5%；含水率对茶叶中咖啡因的脱除率影响也较大，含水率为35%-50%时较适宜。正交实验中，咖啡因脱除率的影响因子主次顺序为压力>温度>动态循环时间>夹带剂用量，而对儿茶素来说，夹带剂的影响较为明显。2.2.2.啤酒花有效成分萃取

啤酒花中对酿酒有用的部分是挥发油和软树脂中的律草酮又称α-酸。挥发油赋予啤酒特有的香气，而α-酸在麦芽汁煮沸过程中将异构化为异α-酸，这是造成啤酒苦味的重要物质。用超临界二氧化碳萃取啤酒花，α-酸的萃取率可达95%以上。萃取物为黄绿色的带芳香味的膏状物。张侃[15]、黄亚东[16]等对啤酒花的超临界CO2萃取物的组分进行了分析，气相色谱图表明了超临界CO2和液态CO2萃取物的异同；并对超临界CO2萃取物进行酿酒试验，结果表明超临界CO2萃取物不仅增加啤酒香味，还能改善日味。2.2.3.植物油脂的萃取

超临界二氧化碳萃取对植物油脂的应用比较广泛成熟，吕维忠[17]等研究了大豆粗磷脂的超临界CO2提纯工艺，探讨萃取压力、萃取温度、萃取时间对萃取率的影响。通过正交试验得到优化工艺条件为:萃取压20MPa，萃取温度50度，萃取时间5h。银建中[18]等建立了一套超临界流体萃取实验装置，就大豆和花生两种植物油超临界流体萃取进行了较为详细的实验研究。在探讨了压力、温度、颗粒度、空隙率以及时间等对萃取率的影响之后，获得了指导实际生产的最佳工艺参数条件。2.2.4.色素的分离

超临界CO2还可以分离天然色素，随着合成色素的不安全性日益受到人们的重视，世界各国合成色素的种类日趋减少。天然色素不仅使用安全，而且常有一定的营养价值，深受消费者喜爱。孙庆杰等[19]采用超临界CO2萃取技术从番茄加工副产品番茄皮中提取出番茄红素。研究了不同的压力、温度、流量和萃取时间对萃取率的影响。当萃取压力在15-25MPa，温度40-50度，流量20kg/h，萃取1-2h，既可将番茄皮中90%以上的番茄红素萃取出来。姜炜[20]介绍超临界二氧化碳萃取技术提纯辣椒红色素的工作原理及工艺流程。工艺流程通过改变萃取压力、萃取温度、萃取时间和流速等参数确定了最佳工艺条件，在此条件下，得到的辣椒红色素的色价达150以上，且杂质含量符合国家标准[21-22]。2.3.在中药研究与开发中的应用

在医药工业中，中药研制与开发中，必须组遵循 “三效”(速效、高效、长效)，：“一小”(剂量小、副作用小、毒性小)，“五方便”(生产、运输、储藏、携带、使用方便)为目的原则。而超临界流体萃取技术很大程度上避免了传统提药制药过程中的缺陷，提取物中不存在有害健康的残留溶剂，同时具有操作条件温和与不致使生物活性物质失活变性的优点，而且对环境保护也具有十分重要的作用，已为我国的中药现代化、国际化提供了一条全新的途径[23]。

根据中医辩证论治理论，重要复方中有效成分是彼此制约、协同发挥作用的，SEF-CO2不是简单地纯化某组分，而是将有效成分进行选择性分离，更有利十重要复方优势的发挥[23]。

除了从动植物中提取有效成分，还包括药用成分分析及粗品的浓缩精制等[23]。杨林等研究萃取丹参素的最佳工艺条件。且通过正交设计，用超临界CO2流体萃取，优化出合理工艺条件，并与传统溶剂提取工艺相对照。使得超临界CO2流体萃取率为传统工艺萃取率的1.1倍。邓永智[24-26]等采用自制的CO2超临界流体萃取系统提取了银杏叶中聚戊烯醇酷考察了温度、压力、流速及时间等因素对提取效率的影响，确定了最佳的超临界流体提取条件[24]。实验结果表明，CO:超临界流体提取银杏叶中聚戊烯醇酷的最佳压力、温度、流速、时间分别为25MPa，65 度，8mL/min，6h。采用本方法萃取的提取物经过硅胶色谱柱纯化及高效液相色谱分析，与溶剂提取法相比较，提取效率比较好。

其他将中草药各类成分的超临界萃取分类如下：林秀仙等对百南红豆杉、杨苏蓓对五味子中的木脂素、张虹对川芍的有效成分提取、史庆龙等萃取黄山药中的薯祯皂素、姚渭溪等提取灵芝内有效成分及脱除有害成分[25]。

3.SFE的前景与展望

自20世纪70年代以来，超临界流体技术已经取得长足的进展。超临界流体技术正以其独特的优点受到关注，并在萃取、化学反应、材料制备等方面得到广泛的应用。超临界萃取技术早己实现工业化，目前的趋势是向大规模、高附加值和套装工艺方向发展。在国内外，超临界流体技术还广泛用于高分子聚合、有机反应、酶催化反应、材料制备等方面，目前各类报道颇多，但产业化的技术却为数不多，有望在不久的将来能形成规模生产，得到实际应用。超临界流体技术以绿色、环保而受到人们的关注，它为绿色化学提供了全新的反应体系，相信超临界流体技术必将得到迅速发展，应用也将有广阔的前景[27]。

参考文献：

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生物分离 篇3

着重对“分解纤维素的微生物的分离”的实验进行改进，同时引导学生对实验进行深层探究，并且探讨如何用分解纤维素的微生物解决生活中的现实问题。

分解纤维素实验改进深层探究现实问题课题源于（人教版）普通高中课程标准实验教科书《生物》选修1生物技术实践专题2：微生物的培养与应用课题3：分解纤维素的微生物的分离。本节实验课以目前社会生活中的热点问题“环境污染”作为切入点和结尾的升华，有利于培养学生理论联系实际和关注现实生活的思想。通过对实验的全方位改进，让学生在理想的实验结果中体会实验的原理和方法。同时通过班级间的协作，让学生对实验有一个整体的掌握，也增强了同学们的合作意识。

一、教学准备

1.实验材料和用具

土壤（花盆土、庭院土和花园土）、纤维素酶、无菌水、恒温震荡培养箱、高压蒸汽灭菌锅、微量移液器、一次性吸液枪头、涂布器、培养皿、酒精灯、培养基、烧杯、玻璃棒、天平、试管、锥形瓶、滤纸、质量浓度为1mg∕mL的CR溶液、质量浓度为10mg∕mL的CR溶液、物质的量浓度为1mol∕L的NaCl溶液。

2.实验条件的探索

首先，是培养时间，实验最初我培养2天就进行染色，发现透明圈不明显，经过天数梯度的培养实验之后，我发现培养3至5天效果最佳；其次，是染色和漂洗的时间，通过进行大量的预实验，我发现染色和漂洗各10分效果最好；再次，是微生物的培养温度，一些资料显示30℃即可，可是实践后发现该温度条件下培养相同的天数，染色处理后透明圈较小，后来通过多次摸索，发现35～37℃之间培养效果最好；最后，是鉴别培养基的配方，我去掉了其中的土豆汁，因为有土豆汁不但其他微生物可以形成菌落，而且分解纤维素的微生物由于淀粉的存在，分解了部分淀粉而不只是分解纤维素，不易在菌落周围形成明显的透明圈。利用改进后的实验条件进行操作，我们得到了非常理想的实验结果。

二、实验的改进与创新

1.材料的多元化

本次实验学生们通过从不同场所取材（如花盆土、庭院土、花园土等），切实感受到分解纤维素的微生物的分布广泛，同时还可以感受不同的环境中该微生物分布的不同，体会生物和环境的相互适应的特点。

2.实验教学形式的改进

实验教学是实现《标准》中“倡导探究性学习”的良好途径。本实验就多次采用了探究性学习方式。如设计对照实验探究培养基是否有选择作用、是否污染和如何解决环境问题等。在探究的基础上进行操作，使学生更容易体会对照原则和实验严谨性的重要性。

3.实验的延伸应用

环境污染问题已引起社会的普遍关注，实验课开始时，我利用秸秆燃烧引发的环境问题引入课题；结尾时，引导学生探讨怎样利用获得的分解纤维素的微生物来解决一些生活中的实际问题。同时结合本节课所学内容，由学生设计实验方案以获得能分解某种污染物的微生物，再应用其治理环境，达到学以致用的目的。

4.课时安排

由于本实验的周期较长，学生很难在一节课对整个实验过程有个连贯的认识。因此，我采用了实验接力的方式，利用班级间的合作，让每一个班级的同学都能尽量在一节课中体会和操作实验的每一个步骤。前一个班级要为后一个班级准备好选择培养和刚果红染色所需的培养基。我们还组织了一些实验操作能力较强的同学事先做好一些培养基，这样即使前一个班级制备的培养基出现污染，后续班级的同学也有备用材料以进行实验操作。

三、教学过程

（一）创设情境引入主题

教师播放视频“秸秆燃烧的危害”，并提出问题：

1.视频中我们可以体会到秸秆燃烧的危害，我们怎样做可以无污染的降解这些秸秆呢？

2.我们回想一下，秸秆的主要成分应该有什么？

通过视频引入，激发学生兴趣，同时培养学生的环保意识。

（二）生物兴趣小组的代表介绍如何选取土样

学生代表通过图片说明土样来源，同时阐述实验组和对照组的设置。展示三处土样的实验结果，由同学们分析结果并确定本节实验所需的土样。

（三）选择培养基的设计及检测1.选择培养基的设计

通过问题串引出选择培养基。

（1）同学们思考为什么花盆土浸出液组和纤维素酶溶液组效果最接近？

（2）为什么花盆土富含纤维素分解菌？

（3）那是不是花盆土中的微生物都能分解纤维素呢？

（4）我们怎样能将分解纤维素的微生物从中分离出来呢？

（5）同学们能设计一个可筛选出纤维素分解菌的培养基么？

教师引导学生设计选择培养基，汇总、完善同学们的想法，最终确定培养基的成分。

2.设计对照实验探究所用培养基是否被污染和是否具有选择作用

教师引导，学生探讨，确定对照组为不接种的空白培养基和牛肉膏蛋白胨培养基。

（四）刚果红染色法筛选分解纤维素的微生物

教师介绍刚果红染色原理和两种染色方法，学生进行操作、展示，师生共同分析实验结果。

（五）实验的延伸应用

教师创设情境，引导学生围绕纤维素分解菌的实际应用各抒己见，同时通过图片，让学生运用所学内容探究解决其他一些环境污染问题的方法。通过实际应用，不但可以激发学生的学习兴趣，还能培养学生理论联系实践的能力，并增强环保意识。

四、教学体会与反思

1.多一份创意，少一份随意

情境创设来源于现实生活，但需要高度浓缩和提炼，克服创设的随意性，必要时可以适当进行加工处理，使其更符合课堂教学的实际需要。如本节课的引入和结尾都是源于生活的创意。

2.多一点兴趣，少一点枯燥

兴趣是最好的老师，学生只有当他对一件事感兴趣时，才会自觉主动地去学习，也才会乐学。生物学是一门实验科学，通过实验操作，可以化抽象为具体，从而引发学生的兴趣。

3.多一些探究，少一些接受

只有亲历探究、亲身实践，学生的生物能力才能得以切实提高。同时，探究实验的目的并不在于得到全班学生统一的结果，重在使学生真正参与探究过程，在实践中获得具体的经验体会。比如，本课中设置问题，学生探究设计实验和解决生活中实际问题，有助于学生领悟科学的探究方法和培养严谨的科学态度。

生物分离 篇4

在我对当前几届学生的授课过程中发现现有的传统理论授课模式无法满足现在学生的学习现状, 也不能很好的调动学生的学习积极性, 课堂上无论教师如何强调课堂纪律, 仍有许多学生开小差, 或者讲话, 或者玩手机。学生自我强烈要求学习的意识淡薄, 自主学习能力差, 是改革须待解决的问题。

2 建构主义理论的内容及建构主义的教学理论和学习理论

建构主义理论的内容很丰富, 其核心是以学生为中心, 强调培养学习者的主动“建构”能力。理论认为, 存在人们对世界的理解和赋予意义却是由每个人自己决定的, 人的知识是由个体主动建构的, 而不是由他人传递的。每个人都是以自己的经验为基础来建构现实, 由于个体的经验以及对经验的信念不同, 因而对外部世界的理解也各不相同, 所以建构主义学习理论更关注如何以原有的经验、心理结构和信念来建构知识, 强调学习的主动性、社会性和情景性。可以说, 它较好地揭示了人类学习过程的认知规律, 阐明了学习如何发生、意义如何建构、概念如何形成以及理想的学习环境等内容。因此, 建构主义理论强调如下。

首先, 学生是学习的主体, 是认知和信息加工、处理的主体, 是知识意义的主动建构者, 且这种建构是发生在与他人交往的环境中, 是社会互动的结果。

其次, 它强调情景的重要性, 认为学生的学习是与真实的或类似于真实的情景联系起来的, 是对真实情景的体验。学生只有在真实的社会文化背景下, 才能真正有效的建构知识。

第三, 建构主义理论强调知识建构的特殊性, 认为学生的学习是在自己已有经验的基础上, 在特定的情景下, 以特定的方式建构。这种建构是学生之间、师生之间的协作交流, 是学生和教学内容与教学媒体之间相互作用的结果。

第四, 建构主义强调学生的学习目标应由学生自己来设定, 鼓励学生从自己的学习需要出发, 对初始目标进行分解、转化、整合、不断建构自己的学习目标, 并且, 通过学生的自我分析和元认知, 来实现自我测试和自我检查, 以诊断目标达成情况以及如何调整学习策略尽快实现目标。

建构主义教学理论强调以学生为中心, 不仅要学生由外部刺激的被动接受转变为对信息进行处理、加工的主体, 成为学习知识、创造知识的主动者, 而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动学习、创造的帮助者、促进者。在建构主义理论指导下, 学校要更新教育教学观念, 改变培养目标、评价方式和调整课程设置, 教师在教学过程中要采用新的教学模式、新的教学方法和新的教学设计, 以建构主义理论为宗旨, 最终达到关键技能的培养目标。

建构主义学习理论认为, 学习是在一定的情境之中, 借助他人的帮助, 即通过人际协作, 利用必要的学习资料, 构建自己知识结构的过程。这种学习理论强调以学生为中心, 不仅要学生由外部刺激的被动接受转变为对信息进行处理、加工的主体, 成为学习知识、创造知识的主动者, 而且要求教师由知识的传授者、灌输者转变为学生主动学习、创造的帮助者、促进者。提倡的学习方法是在教师指导下、以学生为中心的学习。

3 课程授课模式的探索和改革

在以上理论的指导下, 对生物分离技术课程按照以工作过程为导向的模式和建构主义教学模式指导改革课程授课模式并改革学生学习效果评价模式, 才能解决目前学生的学习现状, 最大化调动学生学习积极性, 最终提高教学质量, 提升教学内涵建设。

首先建立以工作过程为导向的课程授课模式: (1) 通过市场调研:调研了江苏奥赛康药业有限公司、南京同凯生物技术公司等生物技术公司, 以及部分毕业后从事相关工作的毕业生, 确定生物分离技术课程的典型工作任务, 包括确定学习领域。 (2) 根据学习领域, 确定教学大纲及工作过程并根据情况实施。

然后课程教学模式探索中及教学结束后, 建立建构主义模式指导下的学习评价方式如下。

(1) 建立以学生出勤、课堂参与、小组成员合作情况、平时作业及实验报告五项共同构成的过程评价。

(2) 建立以读书报告 (读与工作任务相关的书或相关文献) , 课程实验期末考核两项构成的, 其中对课程实验期末考核进行改革, 侧重于考核学生分析解决问题的能力。改革传统的闭卷考试的方式, 采用论文或几个论述题的方式进行。

(3) 通过以上的过程评价和课程期末评价, 按照5∶5的方式最终得出课程学习结果评价。

4 结语

通过以上授课模式的探索, 确定了生物分离技术课程的典型工作任务和学习领域, 确定了教学大纲及工作过程, 并在课程实验课中进行实施。学生提交了平时作业, 实验报告, 也进行了课程实验期末考核, 从学生的平时作业、实验报告、课程实验期末考核情况, 反馈出学生的学习积极性有了很大提高, 课堂利用率提高了, 学生的主动学习和参与性有了很大提高, 成为学习知识、创造知识的主动者, 而且教师也在一定程度上由知识的传授者、灌输者转变为学生主动学习、创造的帮助者、促进者。学生对所学理论知识能灵活运用了, 实践操作技能也得到很大锻炼和提高。

参考文献

[1]周平儒.基于建构主义学习理论的教学模式[J].雅安教育学院学报, 2001, 15 (2) :48.

[2]聂淼.建构主义理论对高职生英语教学的指导意义[J].课程.教材.教法, 2004, 4:15～16.

[3]欧阳平凯, 胡永红.生物分离原理及技术[M].北京:化学工业出版社, 2007.

高一生物基因的分离定律教案 篇5

教学目标 1．知识目标

（1）理解应用孟德尔对相对性状及其解释和验证。（2）理解并应用基因的分离定律及在实践上的应用。

（3）知道基因型、表现型及与环境的关系。2．能力目标

（1）通过分离定律到实践的应用，从遗传现象上升为对分离定律的认识，训练学生演绎、归纳的思维能力。

（2）通过遗传习题的训练，使学生掌握应用分离定律解答遗传问题的技能技巧。

（3）了解一般的科学研究方法：试验结果——假说——试验验证——理论。

（4）理解基因型和表现型的关系，初步掌握在遗传学中运用符号说明遗传规律的形式化方法。

3．情感目标

（1）孟德尔从小喜欢自然科学，进行了整整8年的研究试验，通过科学家的事迹，对学生进行热爱科学、献身科学的教育。

（2）通过分离定律在实践中的应用，对学生进行科学价值观的教育。教学建议

（一）对“基因分离定律在实践中应用”的分析

1．育种中的应用：杂交育种中，人们可以有目的地选育符合要求的具有遗传稳定性的优良品种。选择适宜的亲本杂交，后代的优良性状如是隐性，则是纯合体，能稳定遗传，即可选择作为优良品种；如是显性，则有可能为杂合体，后代要发生性状分离，必须通过连续相交，淘汰不合要求的类型，直到不再发生性状分离为止。

2．医学实践中的应用：医学实践中，对有关遗传病的基因型和发病概率做出科学的推断，从而防止或减少某些遗传病的出现。人类的某些单基因遗传病可能是由显性基因或隐性基因的。如白化病、先天性白痴等是由一个隐性基因控制的，与之对应的等位基因是正常基因。如果两个均携带有该隐性基因的杂合体的夫妇，其后代就可能出现隐性纯合体的病患者。遗传病家谱调查发现，近亲结婚时，夫妇均是携带有隐性致病的概率明显提高，因此，我国婚姻法明令禁止近亲结婚。

对“基因型与表现型的相互关系”的分析

1．生物个体的基因型在很大程度上决定了生物个体的表现型，即：基因型是性状表现的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式。

2．生物体在整个发育过程中，各种性状的表现，不仅受到内在基因型的控制，还要受到环境条件的影响。例如，相同基因型的绿豆种子，在有光条件下，发育成绿色豆芽，而在无光条件下则发育成白色豆芽。

许多事实证明，在不同条件下，同种基因型的个体，可以有不同的表现型。因此，表现型是基因型与环境条件相互作用的结果。教学建议

（二）对分离现象的解释

孟德尔认为，生物的性状是由遗传因子（推测，后来被证实，即为基因）控制的。①显性性状由显性基因控制，常用大写英文字母（如D，R表示；隐性性状由隐性基因控制，常用小写英文字母（如d，r）表示。②在生物的体细胞中，控制性状的基因都是成对存在的。如纯种高茎豌豆的体细胞中含成对的DD；纯种矮茎豌豆的体细胞中含成对的dd；而

杂种豌豆的体细胞中含成对的Dd等。根据上述观点，我们可作出如下图解，对豌豆一对相对性状的遗传试验作出解释。

值得一提的是，孟德尔推测的基因（遗传因子）的存在状况，正好与减数分裂过程中的染色体状况成对应关系。即体细胞中成对的基因正好位于成对的同源染色体上，进行减数分裂时，同源染色体必然带着上面的基因一起分离，故在生殖细胞中基因是成单存在。结合以上图解，亲代高茎（DD）只形成含D基因的配子，矮茎（dd）只形成含d基因的配子，雌雄配子相互结合得 是Dd，由于D对d有显性作用，故

只表现出高茎性状。

（Dd）产生配子时，D与d随同源染色体的分开而分离，必然形成含D和d的两种配子，每一种又有雌雄之别。所以在受精作用形成 时有四种组合方式，但只形成三种基因组合；DD、Dd和dd，并且其数量比接近1：2：1，而性状表现则只有高茎（DD、Dd）和矮茎（dd）两种类型，数量比接近3：1。

为了验证对分离现象解释的合理性，孟德尔又做了下列的实验加以验证，即让隐性纯合体杂交。孟德尔推测，如果上述对分离现象的解释是正确的话，让类型杂交，与

与亲代隐性 应产生含D和d两种基因型的配子，且数目相等；而亲代隐性类型只产生一种含d基因的配子（如下图所示一对相对性状测交实验的分析图解）。在它们的后代中，应该是一半数目为高茎，另一半数目为矮茎，即两种性状的数量比接近1：1。

孟德尔用于一代高茎豌豆（Dd）与矮茎豌豆（dd）杂交，在所得到的的64株后代中，高茎30株，矮茎34株，即分离比接近1：1。孟德尔的这个实验，证实了不同类型的配子。在遗传学上将这类试验命名为测交，即用来测定

（Dd）能形成两种 的基因组合。测交试验证实了对分离现象的解释是正确的。关于基因分离定律的教学手段的建议

一．如何激发学生的学习兴趣

教材中基因的分离规律是孟德尔以豌豆做为实验材料总结出来的，而基因的分离规律教学安排却在每年的3月下旬，学生对豌豆的高茎、矮茎和花的结构等知识缺乏感性认识，学起来枯燥无味。为了解决这一矛盾，可在学校的温室中种植具有相对性状的豌豆，待3月下旬学习时，学生亲自到温室中观察豌豆的相对性状，增加感性认识，激发兴趣。

二．如何培养学生初步的科学分析能力

学习了孟德尔的一对相对性状的遗传实验后，为了进一步激发学生的学习兴趣，贴近生活实际，教师可安排各班学生调查统计人类的相对性状情况。例如，让某班统计周围人群中的有耳垂和无耳垂情况。此班共56人，要求每生统计20人，但不能重复，统计对象为邻居和亲属。举例说明如下：某班学生统计出如下结果：有耳垂和无耳垂总数分别是891人和229人，有耳垂和无耳垂之比约为4：1。注意此比例既不是3：1，也不是1∶1，约为4∶1，这不符合孟德尔的典型杂交比例。为了引导学生分析并深入研究这个比例，教师可将学生分成若干小组，让学生查找有关的资料，看哪个小组能最先找出合理的解释（允许小组间交流）。学生通过查找资料、到医院去询问大夫，经过相互讨论并经老师点拨，最后有7个小组得出正确的结论：因孟德尔一对相对性状的杂交实验是显性纯合体和隐性纯合体杂交，得到代，代自交得到 代，代分离比为3∶1；

代测交后代的表现型的比为1∶1。

而人群中有耳垂的基因型为：AA、Aa，无耳垂的基因型为aa。适龄男女青年婚配，从基因型上看，组合方式有：①AA×Aa ②AA×Aa ③AA×aa ④Aa×Aa ⑤Aa×aa ⑥aa×aa等共6种，不符合孟德尔关于一对相对性状的杂交实验过程。另外，由于被统计人群的数量还比较小，不可能出现3∶1或1∶1的分离比。教学建议

（三）关于“细胞质遗传”的分析

1．细胞质遗传与细胞核遗传的比较

细胞核遗传：生物的大多数性状是受染色体上的DNA控制的，染色体上的DNA存在细胞核内，受细胞核内DNA控制的遗传叫细胞核遗传。

细胞质遗传：细胞质中DNA所控制的遗传叫细胞质遗传。

2．细胞质遗传的主要特点有二

（1）特点一

细胞质遗传都表现为母系遗传。例如，用具有一对相对性状差别的亲本杂交，不论正交或反交，或反交，总表现出母本的性状，这种遗传方式叫母系遗传，该细胞核遗传则不论正交式总是表现出显性亲本的性状。例如，课文中讲的豌豆杂交实验中，不论是高茎

都是高茎豌豆，则呈3高1矮的比。豌豆作母本，还是矮茎豌豆作母本，细胞质遗传为什么会显示母系遗传？这从精子和卵细胞的体积大小就可以知道；卵细胞体积大，含有大量的细胞质，而精子，特别是它进入卵细胞的部分——头部，含有细胞质则极少。这就是说，受精卵细胞质几乎全部是卵细胞中的细胞质，因此，细胞质遗传总是表现为母系遗传。

（2）特点二

杂交后代性状都不出现一定的分离比例。其原因是：细胞进行分裂时，细胞质中的遗传物质不像细胞核中染色体和DNA分子那样进行有规律的分离，而是随机地分配到子细胞中去。

为什么细胞质也表现有遗传现象呢？在“细胞”一章中已经讲过，细胞质中的一些细胞器（叶绿体、线粒体）中都含有遗传物质DNA，这些遗传物质当然对一定的性状具有控制作用，这种遗传物质叫做细胞质基因。遗传实验中相关的概念

两性花：同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊，这样的花称为两性花。

单性花：一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊，这样的花称为单性花。

自花传粉：两性花的花粉，落在同一朵花的雌蕊柱头上的过程，叫自花传粉。

异花传粉：两朵花之间的传粉过程，叫异花传粉。

母本：接受花粉的植株叫做母本（♀）。

父本：供应花粉的植株叫做父本（♂）。

闭花传粉：花在未开放前，因雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着，雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上，称之为闭花传粉。

雄蕊：包括花药和花丝两部分，花药中有花粉。花药成熟后，花粉散发出来。

雌蕊：由柱头、花柱、子房三部分组成。子房发育成果实，子房中的胚珠发育成种子；胚珠中受精卵发育成胚，受精极核发育成胚乳。

去雄：在花未成熟前，拔开花瓣除去末成熟花的全部雄蕊，叫做去雄。

相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。如豌豆植株种子形状：圆滑与皱缩；子叶颜色：黄色与绿色；花的位置：叶腋与茎顶；但，狗的白毛与猫的黑毛不是相对性状，因为它们分别为两种动物；豌豆子叶黄色与豆荚绿色，虽为同一生物，但不是同一种性状，所以也不是相对性状。

正交与反交：这是一对相对的概念，如以高茎豌豆作母本，矮茎豌豆作父本为“正交”，则以高茎豌豆作父本、矮茎豌豆作母本为“反交”。

显性性状与隐性性状：在杂种子一代中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎、圆粒等；把子一代中未显现出来的性状，叫做隐性性状，如矮茎、皱粒等。

性状分离：在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象，在遗传学上叫做性状分离。

等位基因：在遗传学上，把位于一对同源染色体的相同位置上，控制着相对性状的基因叫等位基因。如D和d就是一对等位基因纯合体：由相同基因的配子结合成的合于发育成的个体，叫做纯合子。纯合体能稳定地遗传。

杂合体：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体，叫做杂合子。杂合体不能稳定地遗传。

基因型：与表现型有关的基因组成。如豌豆的高茎基因型是Dd和DD，矮茎的基因型是dd等。基因型又有纯合体和杂合体之分。

表现型：生物个体表现出来的性状，也即是生物个体表现出的某种形态、结构或生理方面的特征，如豌豆的高茎、矮茎等。关于概率在遗传分析中的应用

在对遗传学问题进行分析时，常常采用棋盘法或分枝法，这两种方法的主要依据都是概率中的两个定理——乘法定理和加法定理。

（1）加法定理。当一个事件出现时，另一个事件就被排除，这样的两个事件为互斥事件或交互事件。这种互斥事件出现的概率是它们各自概率的和。例如：肤色正常(A)对白化(a)是显性。一对夫妇的基因型都是Aa，他们的孩子的基因型可是： ,概率都是。然而这些基因型都是互斥事件，一个孩子是AA，就不可能同时又是其他。所以一个孩子表现型正常的概率是。

（2）乘法定理。当一个事件的发生不影响另一事件的发生时，这样的两个独立事件同或相继出现的概率是它们各自出现概率的乘积。例如，生男孩和生女孩的概率都分别是，由于第一胎不论生男还是生女都不会影响第二胎所生孩子的性别，因此属于两个独立事件。第一胎生女孩的概率是，第二胎生女孩的概率也是，那么两胎都生女孩的概率是。

如何计算遗传题中某性状或某基因型出现的几率

主要依据数学中概率的两个定理：乘法定理和加法定理。

如下题：让YyRr基因型豌豆自交，问后代中出现YYRR的豌豆几率是多少?黄皱豌豆出现的概率是多少?

我们知道，后代中YY出现不影响RR的出现，属独立事件，符合乘法定理。我们可先将Yy、Rr这两对基因分别考虑。若只考虑一对等位基因Rr自交时RR出现的概率，就是分离规律了。前面知道，分离规律

自交产生的

中，显性纯合体占 的1/4。同理，Rr自交产生的后代中RR出现的概率也是1/4。Yy自交后代中YY也占1/4，则二者同时出现的概率即为，(单对计算出概率后相乘法)完全符合自由组合规律中“双显性”纯合体所占的比例1/16。

黄皱豌豆有两种基因型，出现的概率是

可先求出YYrr和Yyrr分别出现的概率，YYrr，Yyrr出现的概率是

。由于是YYrr就不，可能是Yyrr, 属互斥事件，符合加法定律，则二者同时出现的概率为

所以自由组合实验中黄皱豌豆出现的比例占3/16。教学设计方案

【教学重点、难点、疑点及解决办法】 1．教学重点：

基因分离定律的实质。2．教学难点：

对分离现象的解释。3．教学疑点：

（1）相对性状

（2）杂交方法 4．解决方法：

（1）运用减数分裂过程图说明第一次减数分裂时等位基因随同源染色体的分开而分离。

（2）用染色体遗传图解来说明试验过程。

（3）着重讲清并理解等位基因的概念及等位基因的独立性。

（1）生物的每一个性状都是由控制性状的基因决定的，基因在体细胞中是成对的，在配子中是成单的。

（2）强调两种配子。

（3）自交，雌雄配子的结合是随机的，因而

中会出现四种组合：DD、Dd、Dd 杂合体中等位基因随同源染色体的分开而分离，因而形成1：1的D和d和dd，表现型之比为3：1。

（1）相对性状是同种生物同一性状的不同表现类型，解释概念，举例说明，并口头测试。

（2）杂交、回交、正交、反交、自交、测交等，用挂图说明何为去雄、授粉，具体如何操作。

【教学过程】

（一）明确目标

出示本节课的教学目标

1．学习孟德尔的科学精神，研究方法和特点（B：识记）。

2．一对相对性状遗传试验结果及对分离现象的解释（D：应用）。

3．练习规范地做遗传图解（D：应用）。

（二）重点、难点的学习与目标完成过程

引言：在上节课的学习中，我们知道了基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。那么基因在传种接代中有什么样的传递规律，得先了解遗传学奠基人孟德尔。

讲述：介绍孟德尔简历，豌豆杂交试验，揭示遗传学的经典定律——基因的分离定律和基因的自由组合定律。35年后三位植物学家分别用不同植物证实了孟德尔的发现后，被埋没的真理重新展现光辉。

孟德尔的研究方法：杂交实验法。此方法是研究遗传规律的基本方法。

什么是杂交试验法？显示《人工异花传粉示意图》，对着图讲解父本、母本，如何去雄，如何传粉、受精，受精卵是第二代的起点，发育成胚直到豌豆种子。

孟德尔选用的实验材料——豌豆。自花传粉，也是闭花受粉。试验结果可靠又易于分析，这是他研究的特点，也是他研究成功的原因之一。基因的分离规律

讲述：由高茎豌豆和矮茎豌豆引出相对性状的概念。相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。此概念有三个要点：

同种生物——豌豆

同一性状——茎的高度

不同表现类型——高茎1.5－2.0m，矮茎0.3m左右。

提问：豌豆种子的圆滑和皱缩是不是相对性状？为什么？

学生答出：是。具备相对性状概念包含的三个要点：同一种生物——豌豆；同一性状——种子的形状；不同类型——圆滑和皱缩。

讲述：交待在遗传图解中常用符号：

P——亲本 ♀——母本 ♂——父本 ×——杂交 × ——目交（自花传粉，同种类型相交）——杂种子一代

——杂种第二代

（三）总结

孟德尔揭示的分离定律奠定了遗传的基础，是经典的遗传定律。对于认识植物、动物、微生物及人类遗传现象有普遍的指导意义。基因的分离定律是以后要学习的基因自由组合定律和基因连锁交换定律的基础。

（四）布置作业

1．用纯合的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交得。那么，自花受粉得

，再自花受粉得 中矮茎豌豆所占的比例是（）

A．1/8 B．3/8 C．1/6 D．1/4

2．狗的卷毛是由于一个显性基因控制的，直毛是由于它的隐性等位基因控制。有两只卷毛狗交配，产生出一只卷毛雄狗，你用什么方法，判定这只卷毛雄狗是纯合体还是杂合体。

3．课本第况再复习题

三、3。

（五）板书设计

6．基因分离定律在实践中的应用

（1）在农业育种中的应用

第一、杂交优势利用，仅限第一代。

第二、选显性性状类型，需连续种植选择，直到不发生性状分离。

第三、选隐性性状类型。杂合于自交一旦出现即可选择。

（2）人类遗传病中的应用

对遗传病的基因和发病概率做出科学的推断。如白化病。

7．基因分离定律的例题分析

例1．由因求果题。

生物分离 篇6

【关键词】高中生物 实验提取与分离完善的策略

【中图分类号】G633.91【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）05-0182-01

生物是一门多实验学科的课程，它大量的学科知识都来源于实验，对于高中阶段的学生来说，生物课中的实验研究就显得尤为重要了。我们要在生物教材中不断的学习与探索，让学生既能学到学科知识，又能学到实验方法。本文就对绿叶中色素的提取与分离中的实验进行适量的探讨与完善，使实验更简单，学生更容易接受。[1]

一、“绿叶中色素的提取与分离”实验研究的必然性

“绿叶中色素的提取与分离”是高中生物实验课的课程中最为重要的一课。我们在学习光合作用的这一课时，按照其生物课教学目标的指示，想要进行良好的光合作用，就必须掌握并学习好叶绿素的提取与分离技术，因为在进行光合作用普光的时候，叶绿体是光合作用开展的主要场所，它也是光合作用在进行光照的过程中最为重要的组成部分，所以，我们在高中生物课的教学目标指引下，如若要熟练的掌握好“叶绿体中色素的提取与分离”才能更好的完全理解进行光合作用，色素的类别、色彩以及提取的作用，从而进一步掌握自我对光合作用的理解。[2]

二、“绿叶中色素的提取和分离”的实验探讨与完善的策略

（一）材料的完善与装置的改进

1.改善实验材料

将原有的实验材料赤根菜换成为竹叶菜。原因是竹叶菜的色度较为浓绿，菜叶片比较薄，它的含水量较少，黑褐色变化的过程不太明显，其次选择它的原因是竹叶菜的色素量较高，在不停的研制后液体量可变得非常浓稠，而且它是绿色植物中一种常见的植物，所以在选取过程中材料容易找到。[3]

2.改进滤纸条

将原已准备好的滤纸晒程干燥状态，在将滤纸条的长宽度进行调整。然后在滤纸条的末端剪去两个角，再在该角处1.5cm地方，用彩笔做记号。

3.改进层析装置

教材中所使用的层析装置是试管。试管的入口较小，它能有效的减少层析液体的挥发，但由于试管内部空间狭小，导致滤纸条容易贴在试管壁上，从而导致实验容易失败。针对这一点现将层析装置改为简单的层析瓶。这样才能使滤纸条不贴在试管壁上。[4]

（二）实验过程的改进

1.过滤网的改进： 由于单层纱布的透光性好，所以在过滤时选择单身纱布较好，这样既可以是叶绿素更好的进行光合作用，又可以避免叶绿素直接与空气接触，防止叶绿素被挥发和损坏。

2.叶绿素色度的分层：使用已经准备好的滤纸条，用彩笔画出滤液的高度，在标记滤液高度的时候要均匀的摇晃液体，使色度层次清晰可见，等首次划线部分完全干之后再重复前面的方法才能重新画2至3次，让色素的颜色变深，以至于可以保证分层之后的色度清晰可见，效果最好。在把分好层的绿叶素色度，根据上述装置的改进，笔者觉得在使用烧制器皿方面用烧杯的方法最好，我们可以依照烧杯的高度研制备用的滤纸条，让滤纸条的长度高于烧杯1厘米，再将其高出的部分折成直角样子，然后用透明的胶带放在培育的皿杯中。在将分层装置底层层析液体隔开烧杯内壁，在放置过程中尤其小心不要随意摆动装有液体层的烧杯，要阻止滤纸条碰触到烧杯内层壁上的层析液体。且分层的时候，滤液中线也不要沾到分层中的液体，不然会导致色度会溶进分层的液体中，从而导致叶绿素中的色素度的色度量变少，严重的结果将会使得叶绿素分层失败。[5]

以上装置的改进与实验的阐述，教师可以依照指导学生的实际情况后得出的结果，再对课本中的其他实验进行相似的改进与探究。教师也要在教授实验的时候，注重培养学生的观察能力；分析事物的能力、控制事物的变因以及能正确的传达、预测推理能力。将实验中将要出现的情况进行假设实验结果的分析能力。

三、结语

综上所述， 在新课程标准的改革之下，高中生物课的教学目标不再只是要学生掌握生物课本中的知识了，而更多的是，高中阶段的学生在学习课本知识的同时，要掌握并熟练运用生物实验室的器材进行自我的实验操作。因此，教师在上高中的生物实验课时，不仅要善于培养与伐善学生对生物实验课潜在的能力，也要开展好并实施好传统生物的实验课。对于实验操作的经验上来说，要把实验性与探究性作为实验课研究的主要目的，要将自己多年的实验经验，以最简便的方式和最通俗易懂的语言传递给学生。让学生在进行实验课操作的时候能更好的让他们自己发现探究意识的趣味性和动手能力的重要性，从而提升学生自我解决问题的能力和在试验操作中既能与知识完美的结合。[1]

参考文献：

[1]张姝.谈科学过程技能在高中生物探究性实验教学中的培养——以“绿叶中色素的提取和分离”为例[J].山东教育学院学报，2010，02：83-85.

[2]赵艳玲. 新课程下高中生物探究实验存在的问题及实验教学的策略研究[D].东北师范大学，2008.

[3]张梦瑶. 浅析高中生物“绿叶中色素的提取和分离”的实验完善[J]. 亚太教育，2015，34：38.

[4]苏晶晶，韩琳，陈德来. “绿叶中色素的提取和分离”实 验材料的选择[J].中学生物教学，2015，（ 08） ： 63.

《生物分离技术》理论课教学体会 篇7

我校是海洋类高校, 我院是以水产养殖学、水生生物学、海洋生物学为主要特色的多学科专业学院, 所设生物技术本科专业也主要服务于海洋和水产类行业, 坚持理论与实践相结合, 并以应用为主, 专业学生对如何将生物分离技术应用于工农业生产较感兴趣, 而生物分离涉及的诸多理论问题及公式推导对其没有太大吸引力。且由于条件所限, 目前该课程尚未开设实验课。因此从办学方向、专业设置、课程特点、学生兴趣及实际条件综合考虑, 笔者在前人基础上对该课程的教材选择、课件制作、考核导向等方面做了调整, 充分利用现有的教学资源, 尽量改变过去陈旧的教学方法, 坚持与时俱进, 最大限度地提高教学效果, 培养学生的独立思考和创新能力, 努力做到学以致用, 使学生获得最大的收获。

一、教材的选用

教材是学生学习入门的主要材料, 也是对该选修课是否感兴趣的第一印象, 在如今生物分离专业课书目泛滥的时代, 选一本好的教材绝非易事。内容既要能把握课程精髓, 又不至于繁冗深奥, 吓跑读者;既要浅显易懂, 又不至于缺乏生动案例, 索然无味;既要切合教学大纲, 又不过于陈旧, 缺乏新知识;既要结构合理, 逻辑清楚, 又要涵盖一定量课后习题;此外还需考虑教材成本、教学课时以及与课件的一致性。笔者查找翻阅近几年出版的生物分离相关中文著作, 大致分为如下几类:第一类是专业介绍特定分离方法的专著, 第二类是介绍各种工厂化分离设备, 第三类是介绍特定种类活性物质的分离, 上述三类均可作为专业参考书, 第四类著作是生物分离的方法介绍, 也是教材的选择范围, 光这一类就有几十部, 其中又分为普通高等教育规划教材和高职高专类, 前者一般是国内相关领域的专家主编, 书中往往公式推导较多, 课后少有习题, 章节后少有归纳, 对于非数理专业出身的普通高校学生来说接受难度大, 笔者一开始也沿习使用该类教材, 但学生至多只对书中文字部分所述了解大概, 而对各种微积分或工程数学推导的公式毫无专研兴趣, 事实上这些公式超出了本科学生的难度要求, 且实用性小, 对此观点一些同行老教师也表示认同。相比之下后者高职高专类教材反而更切合教学实际, 这类教材导向性强, 书本结构专为课程设计, 内容言简意赅, 叙述客观, 后附习题案例, 有些甚至还是国家或省部级精品课程的使用教材。因此在教材选择时应从以上诸方面全面考虑。

二、课件的制作

多媒体课件是教师课堂讲授的辅助工具, 课件的出现解决了以往教师课堂吃粉笔灰, 学生忙于记笔记的千篇一律现象, 在传递课堂信息、提升学生兴趣、提高讲课效率等方面具有重要作用。但课件的形式又多种多样, 有些直接是教科书的翻版, 只是把原先写在黑板上的字通过投影显示出来, 上课时教师直接朗读, 学生当然没有兴趣;而有的课件制作时集文字、图形、声音、动画、视频等各种信息于一体, 课堂讲授自然形象生动, 激发学生学习的积极性和主动性亦不在话下。因此课件的制作水平与其说展现教师的专业知识, 不如说反映其教学态度。《生物分离技术》是一门偏实验技能的课程, 学生自然希望在课堂上了解更多有关生物分离各种方法的实验设计、仪器使用、工业化流程, 而这些内容仅凭教师的口授很难讲清, 书本描述也不直观, 这就得依靠多媒体课件高速准确、直观清晰、存储量大、动静结合等特点[1], 为学生提供一目了然的视觉效果。这要求教师备课时需收集大量素材, 作为讲课时的实例。有时甚至需要其亲自动手拍摄实验过程并剪接制作, 这就对教师的专业研究方向提出了要求。笔者在生物分离制备海洋天然产物方面具有多年的研究经历, 比较过许多生物分离方法, 备课时部分案例直接出自以往实验结果, 感觉这样的素材既适合学生的专业方向, 又易于讲清讲透。

三、导向性考核

考核的目的是检验和评价学生的学习效果, 同时可进一步凝练巩固所学知识。可是学生往往一到考前就四处打听出题范围, 最好有现成的模拟题练练, 或者对一些重要知识点不管是否理解, 一味死记硬背, 以备在试卷大题中用到。这是应试教育的通病。《生物分离技术》作为一门选修课, 考核采用平时考勤、作业、期末分组专题讨论的这一考查课常用考核方式, 受到学生欢迎。该考核方式关键在于如何在让学生掌握课程基本知识点的前提下提高其自我动手能力和创新意识。这就要求老师首先在每次课前布置预习、课堂提问检验、课后布置作业。其次是提早布置期末专题讨论的主题或范围, 要求学生自己选题, 通过图书馆或网上数据库查找相关资料, 写成综述形式, 并通过多媒体方式做公开报告, 作为期末考核的依据。虽然这样的考核方式不如笔试简洁明快, 甚至会因评价角度不同引来学生异议, 从教学角度看来, 这是对学生素质的综合锻炼, 培养了学生的自学能力、制作课件和口头表达能力、团队合作能力, 有利于师生间交流与合作, 形成了一个“学习共同体”[2]。

四、结论与展望

总之, 上好一门课要做很多的工作, 文中所述选好教材、备好课件、设置考核方式只是教师在备课时要做的一部分, 而且效果如何还需结合课堂讲授, 教师也可以建立网络教学平台供学生学习交流[3]。此外, 为了更直观地了解生物分离技术所用到的仪器耗材, 笔者曾尝试将部分便携式实验材料在课堂上向学生做逐一介绍, 课程结束时安排学生参观院公共实验室中生物分离用到的大型实验设备。通过这种课堂教学的延伸, 提高了学生的学习积极性、主动性, 激发了学生对该专业课的兴趣, 使专业理论与实践相结合、学生学习与思考相结合, 将“教师为主导, 学生为主体”的教学理念融入实际教学过程, 是综合学科知识体系、思维和学习能力以及创新精神培养的有益尝试。

摘要：结合该课程教学实践, 介绍了《生物分离技术》理论课的一些教学体会, 从教材选择、课件制作、考核导向等方面对备课提了一些建议, 最后对开设第二课程做了展望。

关键词：生物分离技术,教材选择,课件制作,考核导向

参考文献

[1]李华.生物分离工程课程的教学体会[J].化工高等教育, 2007, (4) :34-36.

[2]贾睿, 蔡春尔, 霍元子, 何培民.讨论式教学在分子生物学教学中的应用[J].中国校外教育, 2011, (2) :110-110.

生物分离 篇8

1 生物分离工程课程主要内容和特点

生物分离工程课程主要包括细胞的分离与破碎、初级分离、膜分离、萃取、吸附分离技术和理论、液相色谱、亲和色谱、电泳、结晶、干燥等, 有些内容对学生来说是初次涉及, 如分离技术、吸附技术、结晶、干燥;而有些内容被涵盖在其他课程之中, 如液相色谱和亲和色谱在仪器分析中有重要讲解, 电泳在生物化学中有重要讲述。

生物分离工程课程是一门多学科交叉、发展性和比较前沿的学科, 是一门含有现代生物科学和工程的科学技术。生物分离技术不同于传统的化工分离过程, 近年来在国内外大受重视, 发展非常迅速, 许多适合生物活性物质的新型分离纯化技术也不断产生, 被广泛地应用到工业、农业、医药等各个领域[3,4,5]。它所涉及的相关课程和知识较多, 如物理、化学、微生物、高等数学、计算机等, 基础性和实践性都很强。它所涉及的基础理论、基本知识较多、较散, 各知识点间相互联系不是很紧密, 内容相对比较抽象, 若单纯地讲授理论知识学生很难理解。

2 教学改革

2.1 拓展教学内容, 激发学习兴趣

一是生物分离工程课程的教学, 应与该领域的前沿科技与时俱进, 及时、快速、准确地更新地教学内容, 将最新的科技新闻传播给学生们, 以自由讨论的形式, 在课堂上与学生进行广泛的交流与沟通, 与学生们产生共鸣, 从而提高学生学习生物分离工程的兴趣。二是针对目前在生物分离技术领域研究热点的新型分离技术, 尤其是该课程课本上涉及较少的生物分离技术, 从发展背景、产生过程、基本原理、工艺过程以及应用领域等方面, 多角度地将这些新型分离技术引入该课程中, 激发学生们的科研与创新意识[6];三是从数据对比为出发点, 阐明国内外生物分离技术领域发展的现状与差距, 指出现阶段我国在生物分离技术领域所面临的机遇与挑战, 进而以工业化生产中的一些热点及代表性产品的案例, 描述生物分离技术在其制备过程中起到的重要作用。这种将感性与理性相结合的教学方式, 可避免空泛地谈理论, 让学生能够快速地掌握该课程的基本理论。

2.2 改革实验教学方法

实验课程的目的是使学生较好地掌握相应的实验技能, 实验课要让每个学生尽可能多动手, 这样才能达到较熟练的程度。该课程可采取分组轮流的方法让学生参与实验准备工作, 这样他们在实验前就需要自己考虑需要什么、怎样准备等, 这对学生以后从事科学研究和教学等很有帮助。同时, 可进行开放式实验教学尝试的教学形式, 学生根据自己的情况进行实验, 因材施教, 鼓励他们参加科技创新大赛, 自立课题, 自己设计实验, 自己作可行性分析。以学生做, 教师指导为主。充分体现学生的主体作用, 使学生能积极主动地走进实验课堂。在指导实验方面, 其不同于理论课讲授, 要求在较短的时间内, 发挥教师主导作用, 通过精讲突出重点, 在课前布置教学预习内容, 课上通过提问启发思维, 介绍新技术进展, 扩大知识面, 将教师示范和学生自己实验相结合, 活跃课堂气氛, 充分调动学生的积极性。

2.3 改革考核方式, 建立多样化考核模式

成绩考核是教学过程中的一个重要环节, 是促进学生学习和教师评定学生成绩、进行教学评价, 取得教学反馈信息的主要方法[7]。可采用多样式的评价体系来对学生进行考核, 提高平日成绩所占比重, 从而综合体现学生对知识的掌握, 达到能力培养的目的[8]。最终考核成绩由平时成绩和期末考试共同组成, 即包括课堂小测验成绩、平时作业成绩、小论文成绩和期末卷面成绩。课堂小测验占15%, 主要针对近期所学的重点内容, 在课堂上布置一些小题目, 以检测学生对近期讲课内容的理解程度;平时作业占15%, 主要设置一些思考性较强的问题, 考查学生对当堂课内容的掌握程度;小论文占30%, 课题自由选择, 以体现所学的生物分离技术为目的, 多角度考查学生文献检索、归纳总结、应用知识以及分析问题与解决问题的能力。期末考试占40%, 主要考查学生对该门课程知识框架的掌握与理解程度。

3 教学体会

3.1 不断改进多媒体课件, 采用板书加多媒体的形式授课

多媒体集文字、图形、声音、动画等各种信息于一体, 能提供理想的教学环境。多媒体课件可使课堂讲授形象生动, 提高学生学习生物分离工程的兴趣, 激发学习的积极性和主动性[9]。目前, 湖南农业大学在授课上, 多采用多媒体方式, 但若单纯地采用课件的形式, 速度过快, 不利于学生对知识的理解和渗透, 可尽量采用板书加多媒体的形式。多媒体不仅限于文字, 要尽可能多采用动画, 如flash、avi等;另外, 多媒体形式不仅局限于powerpoint, 要丰富多媒体形式, 激发学生的学习兴趣。板书的书写和讲解过程可以增加学生的理解时间, 不致于出现“满堂灌”的现象。

3.2 采用灵活多样的教学方式

在有效的上课时间内, 要让学生理解所学的基础理论和分离技术并非易事。在教授的过程中, 要尽量采用启发式教学, 从传统的教师传道授业解惑, 到现在的双向交流、师生互动, 使学生和教师的思维同步, 要在设问、思考、学生回答以及教师解答和进一步讲述中完成讲解, 这样就可针对学生的难点疑问进行重点讲解, 还能够活跃课堂气氛, 增加学生的学习兴趣。总之, 教师要走出只从书本上单纯的以自我为中心的讲解, 要与学生进行互动, 以提高教学效果。

3.3 培养学生的自学能力

本科生的教育, 远不同于中学教育, 学生主要是学会学习方法, 获得知识的途径, 这就要求学生能利用各种有效的方式和途径去获取知识, 查阅文献就是其中很重要的一点。当今学校图书馆的发展非常迅速, 不仅可以到图书馆去索寻书籍、期刊, 而且在图书馆网站上还购买了许多数据库, 如中国期刊网、中国硕博士论文库、超星图书馆, 还有西文资源, 如Springer Link、Elsevier等, 学生可以借助强大的网络去寻找各种资料, 查阅前沿知识, 以开阔学生的视野。

4 结语

在多年的生物分离工程课程教学中, 笔者不断进行课程改革, 力求培养学生的综合实践能力, 取得了一些成绩, 但还存在一些问题, 如:实验所需低耗材料如药品等消耗多、用量大;指导教师和实验室人员工作量大;实验室开放程度不够等。这些问题在一定程度上影响了教学质量的提高, 需要在今后的课程建设与教学改革中, 进一步丰富实验内容, 提高实验结果的直观性, 促使教学改革进一步得到深化。总之, 要不断总结经验, 改革创新, 选择合适的方法和手段, 利用各种途径激发学生的学习积极性, 为其将来从事相关专业打下良好的基础。

参考文献

[1]周加祥, 刘铮.生物分离技术与过程研究进展[J].化工进展, 2000, 19 (6) :38-41.

[2]梅乐和, 姚善泾, 林东强, 等.生物分离过程研究的新趋势——高效集成化[J].化学工程, 1999, 27 (5) :38-41.

[3]邹玉红, 吕英海, 李桂江, 等.生物工程专业产学研一体化实践基地的构建[J].陕西教育, 2009 (7) :7-15.

[4]曹学君, 赵延斌, 童望宇, 等.生物分离工程精品课程建设推动教学质量跃上新台阶[J].化工高等教育, 2006, 88 (2) :32-34.

[5]孙彦.生物分离工程[M].北京:化学工业出版社, 2002.

[6]周涛, 谭军, 叶红齐, 等.化学反应工程课程教学内容和课程体系改革[J].化工高等教育, 2006, 89 (3) :26-28.

[7]李金龙, 贾丽华, 隋国哲, 等.化学反应工程教学改革探讨[J].高师理科学刊, 2005, 25 (3) :105-107.

[8]周红梅, 张茂润.教学方法及手段的改进对培养学生工程设计能力影响的探讨[J].淮南师范学院学报, 2006, 8 (3) :107-108.

生物分离 篇9

生物分离工程是生物工程专业本科生的一门专业必修课程,是一门理论与实践相结合并极具应用性的课程［3］。生物分离工程的学习要求学生既具备生物工程专业知识,如先修课程生物化学、微生物学、酶工程及发酵工程等,又兼有一定的工程科学和自然科学基础,如化工原理、基础化学等。此外,我校生物工程专业学生来源较广,兼收文理科学生,部分学生理工科及数学基础相对薄弱。因此,生物分离工程课程的讲授具有一定难度,使用传统的教学方法难以达到较好的教学效果,迫切需要对该课程的教学内容和教学方法进行一定的改革和创新。为此,笔者结合本校生物工程专业学生特点以及本专业对于学生的培养要求,对生物分离工程的课程教学改革进行了一些探索和实践,并总结了以下一些经验心得。

1 合理安排教学内容

国内生物工程专业使用较多的教材包括谭天伟的 《生物分离技术》,孙彦的 《生物分离工程》,欧阳平凯院士的 《生物分离原理及技术》,俞俊棠等人的 《生物工艺学》,严希康的 《生化分离技术》等。这些教材均较详尽的介绍了生物分离工程领域常用的一些分离单元,涵盖的内容广且繁杂,知识点多,要想在一个学期有限的课时中将这些内容面面俱到地传授给学生,并让学生消化吸收基本是不可能完成的。因此,我们将这些独立成章节的分离单元进行了分类,将其划分为三类: ( 1) 在本专业化工原理课程中已经涉及到的单元操作,如离心沉降、过滤、萃取、干燥等; ( 2) 在生物工程其他专业课程中已经接触过的单元操作,如等电点沉淀、膜分离、凝胶电泳等; ( 3) 学生之前未接触过的单元操作,如吸附分离、层析分离、亲和层析等。在此基础上,我们对以上几类章节的教学安排进行了梳理,相应调整了教学的侧重点。对于在化工原理课程中已经接触过的单元操作,讲授的过程中侧重于其在生物分离领域中的应用,让学生课前复习已学知识,掌握其分离原理,在课堂上则结合生物分离领域的实例讲解其重点难点,便于学生充分理解该技术在生物产品的分离过程中与在化工分离中的差异。对于在生物化学和其他专业课中讲解过的单元操作,则然学生课前自学并整理其关键内容,在课堂上教学的同时组织学生进行一定的讨论,并让学生自主查阅一些文献,探索这些技术的前沿发展趋势及演变出来的新的分离技术。而对于学生之前从未接触过的分离技术,则进行了全面且系统的讲解。通过这样的划分,避免了知识的重复灌输,将节省下来的大量时间用于课程重点难点的讲解和新兴前沿技术的讨论,并且通过让学生复习讨论已学知识的方式,增加了学生在课堂上的参与度,改变了传统的以教师为授课中心的模式,提高了学生的学习兴趣。

2 教学方法的改革

2. 1 增强学生的课堂参与度

本科教学是大学的立校之本,而课堂教学又是本科教学最重要最核心最本质的部分,是人才培养的主阵地。相对国外高等院校的本科教学课堂而言,国内高校学生课堂参与度普遍不高,对于知识的获取主要以被动接受为主,缺乏主动思考和探求知识的积极性。生物分离工程是一门应用性极强的学科,该课程的教学应与该领域的前沿科技与时俱进,教师应及时更新教学内容,将最新的科技动态传递给学生们［4］。因此,在本课程的改革中,我们调整了传统的以讲授为主的教学模式,引入讨论式教学模式,除了平时课堂的讨论外,还在整个课程中穿插了几次讨论课,以学生自由讨论、教师辅助引导的形式,在课堂上组织学生进行广泛的交流与沟通,从而提高学生学习生物分离工程的兴趣和自主探求知识的能力。例如,针对目前研究热点的新型分离技术,尤其是该课程课本上涉及较少的生物分离技术,分组组织学生利用课余时间查阅文献和相关资料,从该技术发展背景、产生过程、基本原理、工艺过程以及应用领域等方面,多角度地讨论这些新型分离技术,更加深入地了解新兴技术的发展,激发学生们主动学习的兴趣,并培养其科研与创新意识。

2. 2 合理利用多媒体教学资源

近年来,多媒体教学已深入大学课堂,很多专业课程的教学都引入了多媒体课件。多媒体集文字、图形、声音、动画等各种信息于一体,能提供理想的教学环境,并使课堂讲授形象生动,提高学生的学习兴趣。但是,多媒体课件虽省却了教师书写板书的时间也容易造成课堂教学节奏过快,知识点批量呈现的问题。因此,在合理使用多媒体课件的基础上,仍应结合板书形式,将课程中关键的知识点、难点内容、公式推导等以板书的形式呈现,这样便于调整课堂节奏,帮助学生跟上课程。

生物分离工程的课程涉及到较多的分离单元操作,对于这些分离技术,有一些技术学生在实验课程中有所接触,比如离心分离、萃取等; 而较多分离技术是学生尚未实际接触过的。因此,在教学课件的设计中可将生物工程相关企业的分离单元流程制作成图片、Flash动画、影音资料等形式,让学生能更加直观、感性地认识这些分离技术,了解分离设备等。同时,也拍摄一些教师实验教学的视频内容用于理论教学的辅助用途,比如凝胶电泳操作过程等。这些教学材料在课堂上起到了吸引学生注意力的作用,比单纯枯燥的文字描述更能激发学生的学习兴趣。

3 培养学生的自学能力

大学课堂对学生的培养不应该局限于知识的传承,还应该注重学生各方面能力的综合发展,而学习的能力就是其中至为关键的一种。大学课程相对于中学课程而言都有内容多、学时少、课程难的特点,学生的学习如果只局限于课堂上的45 分钟往往难以达到良好的学习效果,或者只能达到 “知其然,而不知其所以然”的境界。大学生应该掌握多种获取知识的途径,查阅文献和书籍就是其中的一种较为有效的途径。在生物分离工程的课程中,也应采取各种方法来培养学生的自学能力,并在课堂上鼓励学生拓展课程、书本以外的知识。例如,在第一次的绪论课上,可以给学生介绍课程学习相关的参考书籍和科研期刊,简单介绍一些查阅和搜集文献的方法和途径,鼓励学生积极利用学校的图书馆资源等。在课程的学习过程中,也可以布置查阅文献、撰写小论文的作业,增加课堂讨论,鼓励学生发言,交流学习心得,让学习成为一种习惯而不是任务。

4 结语

牛腐蹄病病原微生物的分离鉴定 篇10

1 材料与方法

1.1 材料

MDBK细胞, 购自中国兽药监察所细胞室;SPF小白鼠, 购自河北医科大学。

1.2 病料的采集及处理

无菌采集病牛蹄部的脓汁, 一部分作细菌分离, 涂片、革兰染色、镜检, 另一部分按比例加入双抗, 15 000r/min离心20min, 取上清液备用。

1.3 细菌的分离

将患病牛的脓汁分别接种于血液琼脂培养基和普通琼脂培养基, 37℃培养24h。

1.4 分离菌的鉴定

1.4.1 动物试验

在培养基上选择单个菌落接种于普通斜面培养基进行纯培养, 勾取纯培养物接种于肉汤培养基培养24h, 肉汤浑浊时接种小白鼠3只, 每只腹腔注射0.2mL。

1.4.2 运动力检查

勾取纯培养的细菌涂于加入1滴生理盐水的载玻片上, 加盖玻片, 在油镜下观察细菌的运动性。

1.4.3 生化试验

对分离到的菌株分别进行触酶试验、糖发酵试验、硝酸盐还原试验、V-P试验、凝固酶试验等。

1.4.4 药敏试验

采用纸片扩散法进行试验。

1.5 病毒的分离

将离心好的上清液接种MDBK细胞, 37℃吸附1h, 弃去接种液, 加入维持液, 37℃培养, 逐日观察细胞病变, 当80%的细胞出现病变时收毒传代。

1.6 分离株生物学特性的鉴定

病毒组织培养半数感染量 (TCID50) 的测定:将F3代毒用Hank's液稀释成浓度为1×10-11×10-7, 吸取每个稀释度的病毒液20μL加于96孔板内已长满单层的MDBK细胞中, 每个稀释度的病毒液接种12个孔, 37℃静置培养, 逐日观察。

1.7 分离株理化特性的鉴定

1.7.1 氯仿敏感试验

向病毒液内加入分析纯的氯仿, 使其终浓度为4.8% (对照病毒液各加入同等剂量的Hank's液) , 置4℃震荡混合10min, 500r/min离心5min, 然后吸取液体层测定毒力。对照做同样处理。

1.7.2 耐酸性敏感试验

将病毒悬液3 000r/min离心20min, 取上清液等量分装于4个小瓶中, 用0.1mol/LHCl将2个小瓶中的病毒液pH值分别调至3.0和5.0, 并在另2个小瓶中的病毒液内加入相同于用酸量的Hank's液作为对照。置室温感作2h, 再用56g/L的NaHCO3将pH值调回至7.2左右, 测定毒力。对照做同样处理。

2 结果

2.1 细菌的分离和检测结果

2.1.1 分离结果

在普通培养基和血液培养基上均长出圆形、隆起、光滑、灰白色、不透明的小菌落, 涂片、镜检可见革兰阳性球菌。

2.1.2 动物试验结果

2只小白鼠在36小时左右死亡, 剩余1只精神沉郁, 但几天之后转为正常, 估计已耐过。对死亡小白鼠进行剖检, 其症状为肝脏肿大, 腹腔内有胶胨样物质, 胸腔内有腹水。取死亡小鼠的肝脏、脾脏、肾脏、心脏、肺脏做涂片, 均可见和接种菌形状一致的革兰阳性球菌。

勾取死亡动物的上述5种组织接种于普通琼脂培养基, 24h之后观察, 可见圆形、隆起、光滑、灰白色、不透明的小菌落。涂片、镜检发现与注入小鼠体内的细菌外形一致。

2.1.3 运动性检查结果

分离细菌无运动性。

2.1.4 生化试验结果见表1。

2.1.5 药敏试验结果见表2。

mm

注:抑菌圈直径≤8mm为不敏感, 8~12mm为较敏感, ≥12mm为敏感。

2.2 病毒的分离和检测结果

2.2.1 分离结果

将病料接种于MDBK细胞, 46小时左右使细胞圆缩并脱落

2.2.2 TCID50的测定和计算结果

经计算该病毒的TCID50为1×10-5.749/0.1mL。

2.2.3 理化特

该病毒经氯仿、pH 3.0、pH 5.0处理后, 其TCID50与对照组相比均低2个效价。

3 讨论

(1) 在病牛腿部所采的脓汁中分离出1株革兰阳性球菌, 经动物试验证明该分离菌有很强的毒力, 为该病例的主要致病菌。该分离菌生化试验结果与微球菌的一致, 因此该分离菌应属于微球菌属。以前的研究结果表明, 引起动物腐蹄病的主要病原是坏死杆菌, 与本试验结果有所不同。笔者认为微球菌是引起该牛场发生腐蹄病的主要病原菌。微球菌一般不致病, 但在机体抵抗力较低时可引起软组织脓肿等。该牛场的卫生管理水平和饲料品质等较差, 致使牛抵抗力较低, 在细菌侵入时无法抵抗, 使其在体内大量增殖, 最终导致牛发病。而用于动物试验的小白鼠生长在正常环境中, 接种分离菌后使小白鼠死亡, 故该菌可能是微球菌的1株变异株。

(2) 药敏试验结果表明, 该菌对强力霉素、多利平、头孢喹啉钠、呋喃妥因、头孢喹啉等药物敏感, 故可将上述药物作为治疗本病的首选药物。

生物分离 篇11

学生通过对该课程的学习，能针对不同的产品的特性，运用所学的相关知识，设计合理的提取或精制的工艺路线，并能从理论上解释生产实际中的各种现象，提高学生分析和解决问题的能力。因此该课程的教学直接影响了学生的专业素质。

1. 生物分离技术主要内容和课程特点

生物分离技术课程内容主要包括原材料的预处理、萃取技术、吸附与离子交换、膜分离技术、浓缩与干燥技术、细胞的分离与破碎、结晶、干燥等。因本课程开设在大二下学期，所以有些内容对学生来说是初次涉及，如细胞的分离与破碎、结晶、干燥;而有些内容被涵盖在其他课程之中，如液相色谱和亲和色谱在仪器分析中已有讲解，吸附技术在发酵原理也有重要讲述。

生物分离技术不同于传统的化工分离过程，近年来在国内外大受重视，发展非常迅速，许多适合生物活性物质的新型分离纯化技术也不断产生，被广泛地应用到工业、农业、医药等各个领域[1,2]。它所涉及的相关课程和知识较多，包含的基础理论、基本知识较散，各知识点间相互联系不是很紧密，内容相对比较抽象。若单纯地讲授理论知识，则学生很难理解。

2. 明确课程定位，改革教学内容

生物分离技术是在生物化学、发酵技术基础、微生物学、化工原理等学科的基础上发展而来，是生物工程专业的必修课程。鉴于生物分离技术在现代生物技术产业领域的重要作用，首先明确该课程在专业培养计划中的定位和核心任务：培养学生理论联系实际，提高学生将分离技术的基本原理与基础理论应用于生物产业下游领域的能力。在教学计划中，将其作为专业必修课安排在第4学期进行讲授。此时，学生已修完了生物化学、发酵技术基础、微生物学等相关课程，为本课程的学习奠定了扎实的基础知识。

围绕各专业核心能力和岗位需求，将内容进行统筹整合，形成单元模块，使技术理论和实践有机结合，缩短了理论与应用实践之间的距离，有效实现学以致用的培养目标。本课程在教材内容上，将整本书的内容整合为三个项目，每一项目包含几种分离技术知识，并在具体讲解之后用具体案例让学生自己动手实践。例如，项目一：质粒DNA的分离纯化，以质粒DNA的分离提取为背景，将分离提取过程中涉及的分离技术，如生物材料的预处理、固液分离技术、细胞破碎技术、沉淀技术、干燥技术融入到这个项目中去讲解(见图1)。在学生掌握了理论知识后再让其动手实践，这样既加深了学生对知识的理解，又培养了他们动手实践的能力。

3. 改革教学手段，拓展学生知识结构

就生物技术专业的学生而言，生化分离技术这门课程涵盖了大量基础理论，传统以教材为主的板书教学方式，效率较低，易使学生产生疲劳，不利于调动学生课堂学习的积极性。在讲授大纲基本知识点的同时，加大授课容量以开阔学生视野。为增加教学信息量，丰富信息资源，我们除了采用多媒体技术进行辅助教学外，还借助于网络技术的高速发展和普及，合理运用因特网等现代信息技术进行视频教学，在讲授各种分离技术原理的同时，补充相应的仪器、设备图片等，使互联网成为拓展学生知识面的一个有效平台[3]。

4. 强化实践教学，培养学生动手能力

生物分离课程是一门实践性很强的学科，有些内容较为枯燥，因此如何调动学生的积极性，使学生始终保持很高的学习热情也至关重要。开设实验课程的目的之一是如何在实训环节充分锻炼学生的动手能力和创新能力，这同时也是该课程的最终教学目标。目的之二是可以使学生较好掌握相应的实验技能，为以后进入相关的工作岗位打下坚实基础。在实验课上，要让每个学生尽可能多动手，这样才能达到较熟练的程度。具体改革方法：一是强调预习。采取分组轮流让学生参与实验准备工作，使他们在实验前考虑到需要什么，怎样准备，这对学生以后从事科学研究和教学等工作很有帮助;二是加强实验过程中的指导，启发学生思考、分析并加以解决，以培养学生的探究创新意识。摒弃之前的老师做学生看的做法，突出以学生做主，教师指导为辅。充分体现学生的主体作用，使学生能积极主动地走进实验课堂;三是规范示范操作，提高学生实验技能。良好的科学作风和熟练而又规范的操作，是一个实验成功的关键。在实验过程课程组老师注重对学生基本技能的培养，使学生养成正规的操作习惯，有效提高了实验课的教学质量;四是注重实验过程与结果分析。实验结束后，教师带领学生针对实验结果进行深入分析，以小组为单位进行讨论，使学生每做一次实验都有提高，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。实验完成后布置相关的思考题，要求学生在实验报告中除了对实验数据进行处理和实验过程与结果描述外，特别注重实验过程与结果的分析、对思考题的回答，以及对相关理论知识的学习体会[4,5]。

5. 改革考核方式，建立多样化考核模式

成绩考核是教学过程中的一个重要环节，是促进学生学习和教师评定学生成绩、进行教学评价，取得教学反馈信息的主要方法。可采用多样式的评价体系来对学生进行考核，提高平时成绩所占比重，从而综合体现学生对知识的掌握，达到能力培养的目的[6,7]。最终考核成绩由平时成绩、实验成绩和期末考试共同组成，即包括课堂小测验成绩、平时作业成绩、实验报告成绩和期末卷面成绩。课堂小测验占10%，主要针对近期所学的重点内容，在课堂上布置一些小题目，以检测学生对近期讲课内容的理解程度;平时作业占20%，主要设置一些思考性较强的问题，考查学生对当堂课内容的掌握程度;实验成绩30%，以实验的结果、实验中的表现，以及实验报告册的完成为评定标准，培养学生动手能力、分析问题与解决问题的能力。期末考试占40%，主要考查学生对该门课程知识框架的掌握与理解程度。

6. 教学体会

6.1 培养和激发学生的学习兴趣

初上这门课程时，由于教学经验不足，注重详细地讲解教材内容，教材中的内容绝不遗漏，但发现满堂灌的教学，学生学习被动，上课易疲劳，课堂教学效果差。通过几轮教学，总结经验后发现培养学生对课程的学习兴趣，是学生能否学好这门课程的关键。因此在该课程的绪论中首先说明生物分离技术在生物技术中的重要地位，讲述国内外生物分离技术的差别，目前我国生物分离技术的现状，以及我国目前生物分离技术所面临的巨大商机等，并列举生活中的实例说明。这样学生很快认识到这门课程并非空泛的理论，而是一门实践性及实验性很强的课程[8]。

6.2 采用灵活多样的教学方式

在有效的上课时间内，要让学生理解所学的基础理论和分离技术并非易事。在教授的过程中，要尽量采用启发式教学，师生互动，使学生和教师的思维同步，要在设问、思考、学生回答以及教师解答和进一步讲述中完成讲解。这样就可针对学生的难点疑问进行重点讲解，还能够活跃课堂气氛，提高学生的学习兴趣。总之，教师要走出只从书本上单纯的以自我为中心的讲解，要与学生进行互动，以增强教学效果[5]。

6.3 加强与培养学生的自学能力

在当今的信息社会里，由于知识的快速更新，因此培养学生自学能力至关重要。在大学阶段，学生主要是学会学习方法，获得知识的途径，这就要求学生能利用各种有效的方式和途径去获取知识，查阅文献就是其中很重要的一点。当今时代是信息高速发展的网络时代，同时也带动了学校图书馆的发展，现在不仅可以到图书馆去索寻书籍、期刊，而且在图书馆网站上还购买了许多数据库，如中国知网、万方数据库、中国期刊网、中国硕博士论文库等。学生可以借助强大的网络去寻找各种资料，查阅前沿知识，以开阔学生的视野[7]。

7. 结语

本课程通过合理安排教学内容、精心选择教材、多媒体技术应用，多层次实训教学等环节的积极探索，丰富了教学手段，优化了教学质量，锻炼了学生分析问题、解决问题的能力，教学实践中取得了良好的效果。同时，我们也不断总结经验，改革创新，利用各种途径调动学生的学习积极性，选择更合适的方法和手段，为其将来从事相关专业打下良好的基础。

参考文献

[1]邹玉红, 吕英海, 李桂江, 等.生物工程专业产学研一体化实践基地的构建[J].陕西教育, 2009 (7) :7-15.

[2]曹学君, 赵延斌, 童望字, 等.生物分离工程精品课程建设推动教学质量跃上新台阶.化工高等教育, 2006, 88 (2) :32-34.

[3]赵世光, 杨超英, 薛正莲, 等.生化分离技术课程教学改革的探索与实践[J].安徽农学通报, 2009, 15 (23) , 181-182.

[4]任平国, 徐启红.《生物分离纯化技术》课程教学改革与实践[J].科技博览, 2009, 20-22.

[5]丁新丽.生物分离与纯化技术课程的实践教学改革初探[J].安徽农业科学, 2012, 40 (8) :5061-5062.

[6]周红梅, 张茂润.教学方法及手段的改进对培养学生工程设计能力影响的探讨[J].淮南师范学院学报, 2006, 8 (3) :107-108.

[7]刘爱玲, 粟挺.生物分离工程课程的教学改革与体会[J].现代农业科学, 2010, 17:29-30.