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基因工程藥物的應用范文第1篇

關鍵詞 橢圓標準方程；相位差；弱相互作用軌道圖；紅外線軌道方程

中圖分類號 04 文獻標識碼A 文章編號2095―6363（2017）03―0022―02

1概述

本文繼續對參考文獻中所列筆者之系列文章進行深入研究，給出了三合一量子軌道方程的解題步驟和說明。另外，對原子光譜軌道化，做了初步探討，同時，概述了三合一量子軌道方程和偏微分方程的規范統一性，為量子力學的研究發展，又提供了較為堅實有力的線索。

2三合一量子軌道方程的解題步驟及說明

這里F1、F2中的（tlx/uw±），確定為（90°x/2w±），x=0-π。見參考文獻[3]，而2π≈6.28。考慮2π/能級7，相似于2π/h，而此處的缺口正是動量矩與其倒數h/2 n之差。因此，x=λ/2，y=A（振幅）是一致的。故x/y=低能級/高能級。又兩個x及兩個y是一致的，統一的。所以，分兩個步驟計算，是方便可行的。另外，電子或其他粒子的頻率v=1/T，即它在一秒之內振動多少周期，與它的軌道在一秒之內轉多少圈是一致的。故，上述解題步驟是正確的。

以下幾點說明：

1）這是以y軸為焦點的橢圓標準方程，這是和λ-T圖相一致的。可以看出，如果受到電離作用，產生圓形軌道，那么，二者疊加起來就是螺螄形的軌道。參見泡利不相容原理模型。

2）軌道上半周，方向指向90°，高能級。而低能級的動量矩用了倒數，即n2π/h（見參考文獻）。這樣符合降頻的實際，由于升頻方程和降頻方程存在速度差，因此，低能級落后高能級90°相位。

3）筆者在設計三合一升、降頻波動方程，和三合一量子軌道方程，及泡利不相容原理模型時，即考慮到F1和F2都是半波，相互之間存在著此消彼漲，此漲彼消的情況。即二者相差90°的相位差。因此，看此橢圓軌道圖時，要規定，x從小到大時，代表負半周，低能級，即-y。此即代表外系統的能量在增長，軌道趨圓。±y靠近x軸。+y向下構成倒金字塔，-y向上構成正金字塔。這一點，用直角三角形就可構出。相反地，當x從大到小時，代表正半周，高能級，即+y。此即代表核的作用力在增長，軌道狹長。這一點，我們從軌道圖形就可看出。這櫻就與實際情況相一致了。還有，因為x與y相差90°相位差，所以，當x增加，y減少時，y的指向是與x軸的指向相一致的，指向右方。這就是電子電離的方向。另外，必須強調一點，即，三合一量子軌道方程形式不可顛倒，不等式的方向不能顛倒，F1始終大于F2，如果情況發生改變，那要重新確定F1和F2。即，一般情況下，x≤y。

4）以上是微觀領域。如果在宏觀領域，即經典力學范疇，由于各向同性的原因，因此，除了作相應的

2.2基因工程在醫學方面的應用

現今，基因工程在醫學方面的應用最為活躍，其在新藥物研制、疾病診斷以及治療方面都有著不可忽視的作用。以基因工程藥物為主導的基因工程的應用產業在全球發展迅速、前景良好開闊，目前利用基因工程生產的藥物主要包括疫苗、抗體、激素、寡核苷酸藥物等，已經被用來治療和預防各種疾病。例如基因工程乙型肝炎疫苗。基因工程藥物能改善傳統化學藥物供應不足、副作用較大、缺乏安全性等問題。其次基因工程在疾病診斷應用領域也不斷拓寬。基因診斷技術是20世紀70年代簡悅威在貧血臨床治療中取得的研究成果，基因診斷常用的方法有DNA分子雜交、檢測基因的缺失等。例如一些遺傳病癥通常就與基因的突變有關，在臨床上，就可以通過基因診斷技術對遺傳病癥或者癌癥等進行檢測。并且隨著多聚酶鏈式反應技術發明，基因診斷方法也越來越簡單方便，不采用DNA分子雜交方法，直接從擴增的DNA分子做酶切分析，甚至有些不需要做酶切分析而直接根據擴增的長度來達到疾病診斷的目的。

2.3基因工程在環保方面的應用

隨著工業經濟的發展，我國國內環境狀況嚴峻，石油污染、水污染、農藥污染、氣候變暖等問題已經成為了社會日益關注的焦點。例如美國通過采取DNA重組技術將降解芳烴、萜烴、多環芳烴、脂肪烴的4種菌體基因有效鏈接起來，并轉移到某一種菌體中從而產生同時降解這4種有機物的超級細菌從而達到清楚油污染的作用。基因工程技術同樣可以用于降解農藥，轉基因作物的出現有利于減少農藥對環境的不利影響，并根據中科院研究所研制出為了降解農藥并帶有自殺控制功能的一種細菌即“環境安全型基因工程菌”，其在完成降解農藥的目的任務后能夠“自殺”，從而消除基因工程菌本身對環境的影響。總之，基因工程由于其自身高技術、基本不污染環境或少污染環境的特點，對于建設生態環境以及消除環境污染有著積極重大意義。

基因工程藥物的應用范文第2篇

【關鍵詞】生物制藥 技術 研究

中圖分類號：R9文獻標識碼：B文章編號：1005-0515（2011）3-249-02

Pharmaceutical Biotechnology Progress

【Abstract】Biotechnology drugs are the current and future important areas of drug development, including biotechnology, genetic engineering, application of drugs is a very important area. Biotechnology will be biotech drugs pharmaceutical technology innovation and development have an important influence and role. Snatch scientific high ground that gave birth to science growing point, the strategic focus shifted to achieve pharmaceutical research, will be the way of the development of the pharmaceutical industry.

【Keywords】Biopharmaceutical technology study

生物制藥是指借助生物工程來合成制備有藥物活性的蛋白質產品并應用于制藥工業部分的技術和過程。目前,生物制藥產業已經成為世紀最具前途的產業之一, 是生物工程應用研發中最活躍和進展最快的領域。世界上許多國家都把生物技術產業作為優先發展的戰略性產業之一,不斷加大對生物制藥產業的政策扶持與資金投入。

1 全球新藥研發現狀

1.1 科技發展成為強大動力

科技發展是醫藥行業快速成長的強大動力。隨著現代生活方式和疾病發生情況的改變, 研發工作有了相應調整,生物技術、納米技術和計算機技術等在醫藥產品研發和醫藥產業中的應用日益顯著, 以高通量篩選技術為基礎, 綜合采用計算機處理、新型分析手段、先進設備和快捷的信息技術己經使新藥先導物質的發現時間大大縮短。研發和技術創新日趨全球化, 傳統的研發、生產、銷售模式仍將繼續, 但電子商務、企業客戶管理和信息技術的交流融通持續帶來醫療市場的革命, 對醫藥營銷模式影響深遠。

1.2 藥品消費變化使新藥研發更具挑戰性

全球經濟發展不均衡導致藥品消費不均衡, 目前全球藥品消費有85％以上集中于美、歐、日等幾個發達國家和地區。隨著發展中國家經濟的發展, 其用藥水平將隨之提高, 這為藥品市場日后增長提供了機會, 但各國政府為增進人民健康福利, 勢必大力推廣價格相對便宜的非專利藥物, 或者對于專利藥物采取不甚嚴格的專利保護手段, 這對制藥企業的研發來說將是一大挑戰。

2 生物工程制藥研究進展

生物醫藥領域涵蓋化學制藥、生物工程制藥、生物技術制藥、生物醫藥工程、醫療儀器等方面。近年來, 美、英、法、日等國一些生物技術公司和制藥公司在基因工程、重組疫苗、單克隆抗體、診斷試劑、生物芯片、人造器官、新型給藥系統、新型醫療器械等領域進行了大量積極的研究, 已取得顯著進展。天然植物藥的研究越來越受到重視, 新的用藥選擇極大地推動著植物藥的發展。

2.1 基因工程

基因工程又稱遺傳工程, 即重組DNA 技術的實際應用。它是把在體外重新組合的DNA 引入到適當的細胞中進行復制和表達。利用基因工程細菌等表達人類一些重要基因片段, 可產生具有生理活性的肽類和蛋白質類藥物。這一技術可以大量廉價生產以前不敢想象的醫藥產品[1]。應用基因工程技術改造產生新的雜合抗生素, 為微生物藥物提供了一個新的來源。

現代重組DNA 技術特別是基因顯微注射技術的發展,奠定了轉基因動、植物發展的基礎。轉基因動、植物將發展成為生物藥品的新一代藥廠, 具有光明的前景和廣闊的市場。

此外，1990 年以來利用轉基因植物生產基因工程疫苗的研究得到了迅速發展。利用轉基因植物生產基因工程疫苗, 是將抗原基因導入植物, 讓其在植物中表達, 人或動物攝入該植物或其中的抗原蛋白質, 以產生對某抗原的免疫應答。轉基因植物生產疫苗的研究主要集中在煙草、馬鈴薯、蕃茄、香蕉等植物。

2.2 細胞工程

細胞工程是在細胞水平上的生物工程。細胞工程是在對細胞結構的深入認識和細胞遺傳學的研究基礎上發展起來的。DNA 分子的雙螺旋結構弄清了許多遺傳學原理, 還是從分子水平上揭示結構同機能關系的一個極好例證。這奠定了細胞培養和細胞融合技術的理論基礎[2]。人們認識到培養的動、植物細胞可以通過無性繁殖擴大群體數量同時保持本身遺傳性狀一致; 融合細胞通過容納2 種親本細胞的基因載體-染色體而具有親本雙方的優良性狀。通過細胞融合技術發展起來的單克隆抗體技術取得了重大成就, 該技術被譽為免疫學中的“革命”。細胞培養技術亦取得了豐碩成果。細胞工程同基因工程結合, 前景尤為廣闊。現在應用較廣泛的有單克隆抗體技術、植物細胞培養生產次生代謝產物、動物細胞培養。另外, 細胞培養技術也是基因工程中利用轉基因動、植物生產蛋白質類藥物的基礎技術之一。

2.3 微生物工程

微生物工程也稱發酵工程, 它在原有發酵技術的基礎上又采用了新技術使工藝水平大大提高。所采用的新技術主要應用于3 個方面[3]: 工藝改進、新藥研制和菌種改造。工藝改進主要依賴于計算機理論及技術的發展。新藥研制則得益于醫學研究中對疾病機理的深入了解。菌種改造主要利用基因工程原理及技術。正是由于采用其它學科的理論和新技術成果, 使得微生物工程成為一高新技術。

現酵工程不但生產酒精類飲料、醋酸和面包, 而且生產胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫療保健藥物, 生產天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農用生產資料, 在化學工業上生產氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細胞蛋白等。

近年來, 隨著基礎生命科學的發展和各種新生物技術的應用, 由微生物產生的具有除抗感染、抗腫瘤作用以外的其它活性物質的報道越來越多, 如酶抑制劑、免疫調節劑、受體頡頏劑和抗氧化劑等, 其生物活性超過了傳統抗生素所包括的范圍。

2.4 酶工程

酶工程就是利用酶的催化作用進行物質轉化,生產人們所需產品的技術, 是將酶學理論與化工技術結合起來的一項高新技術。酶工程技術的應用范圍大致有[4]：對生物寶庫中存在天然酶的開發和生產；自然酶的分離純化及鑒定技術；酶的固定化技術；固定化酶和固定化細胞技術；酶反應器的研制和應用；與其它生物技術領域的交叉和滲透。

酶工程對醫藥、醫療方面貢獻巨大。現在, 菠蘿蛋白酶、纖維素酶、淀粉酶、胃蛋白酶等十幾種可以進行食物轉化的酶都已進入食品和藥物中, 以解除許多有胃分泌功能障礙患者的痛苦, 此外還有抗腫瘤的L-天冬酰胺酶、白喉毒素, 用于治療炎癥的胰凝乳蛋白酶, 降血壓的激肽釋放酶, 溶解血凝塊的尿激酶等。另外, 新型青霉素產品及青霉素酶抑制劑等也都是酶工程在醫藥醫療領域的成功應用實例。

2.5 蛋白質工程

蛋白質工程也稱“第二代基因工程”。蛋白質工程主要包括通過基因工程技術了解蛋白質的DNA編碼序列、蛋白質的分離純化、蛋白質的序列分析和結構功能分析、蛋白質結晶和蛋白質的力學分析、蛋白質的DNA 突變改造等過程[5]。蛋白質工程為改造蛋白質的結構和功能找到了新途徑, 推動了蛋白質和酶的研究, 為工業和醫藥用蛋白質(包括酶) 的實用化開拓了美妙前景。

第二代基因工程藥物是根據內源性多肽蛋白的生理活性, 應用基因工程技術大量生產這些極為稀有的物質, 以超正常濃度劑量供給人體, 以激發它們的天然活性作為其治療疾病的藥理基礎, 生物制藥作為生物工程研究開發和應用中最活躍、進展最快的領域, 被公認為是21 世紀最有前途的產業之一。生物技術是令人矚目的高新技術, 為人類解決疾病防治、人口膨脹等一系列問題帶來了希望。目前生物新技術的研究取得重大突破, 產生大量有益于人類健康的生物醫藥產品。可以預測, 申報、臨床試驗、使用的生物技術新藥將會越來越多, 生物工程制藥產業不僅將成為利潤豐富的支柱產業, 也將為人類健康提供更多更好的保障。

參考文獻

[1] 唐玲；邱家學；談我國制藥企業的藥品研發問題[J]. 國際醫藥衛生導報 2005年13期.

[2] 慕金超；曹可；淺談現代生物制藥技術的現狀和發展[J]. 科技創新導報 2007年31期.

[3] 李充璧；王利平；生物技術制藥現狀與發展趨勢[J]. 肇慶學院學報 2008年05期.

基因工程藥物的應用范文第3篇

關鍵詞：課堂 生活 基因工程 復習

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：C 文章編號：1672-1578（2016）11-0153-01

在高三生物一輪復習中，當復習到《基因工程》一節內容時，為了最大限度地調動學生的學習興趣和體現學生學習的主體地位，經過反復思考及大量有關《基因工程》視頻的篩選，最后，筆者決定采用通過問題，引導學生觀看視頻的方法來進行備課。

筆者針對本節課的課前準備、課堂教學及課后反思做了總結，以期能拋磚引玉。

1 課前準備

學案、課件（課件中已嵌入所需的全部視頻文件）。

學案中的知識梳理部分主要有以下幾個方面內容：

（1）基因工程的概念；（2）基因工程的操作工具；（3）基因工程的基本操作程序；（4）基因工程的應用。

課件中對本節內容的視頻文件已設置了相關問題，具體相關內容如下表：

課堂時間分配預期：視頻總長度約15分鐘，再配合設計的問題，學生思考、回答問題的時間和需要視頻重放的時間，大約要25分鐘左右。還有5分鐘左右讓學生總結、消化本節課的主要內容和對本節課進行小結。

2 課堂教學

本課引入后，便復習了基因的相關知識，這一部分的復習相當順利，可見學生對此部分知識已經掌握。

接下來提出相關問題后便播放轉基因棉花的視頻，因為此視頻中的問題涉及基因工程的基本操作程序，而課前學生又做了學案，復習了相關知識點，故在教學過程中無太大難度。但是有個別問題考查的是學生的能力，如第3問：如何把蘇云金芽孢桿菌中的殺蟲蛋白質基因轉移到土壤農桿菌中？是考查學生對已掌握知識的靈活運用能力。從課堂反饋的效果來看，大部分學生對此問題不會作答。還有第5問：目的基因已導入棉花細胞得到的轉基因棉花為什么不抗蟲？這個問題的答案就在視頻中，但由于視頻中說話不清楚，及學生不能主動地將問題與所學過的知識（目的基因的檢測與鑒定）產生聯系，所以大部分學生仍不能回答此問題。

轉移耐藥基因這段視頻首先提到了腫瘤的化學藥物治療中，腫瘤能產生耐藥。化學藥物能夠殺死正常的體細胞，而殺不死腫瘤細胞。科學家就想辦法讓正常的細胞也能耐藥，這就用到了基因工程的相關知識。由于有前面知識的鋪墊，這個問題經過同學們的討論也有了一個結果。

基因工程乙肝疫苗這段視頻在這里除了完成基因工程的應用教學外，還有一個目的是完成情感態度價值觀的教育目標。同時又對前面的知識點進行回顧。

課堂教學所需時間和預期的時間分配大致相同。

3 課后反思

平時應注重培養學生快速從文字、圖形、影像、聲音等中獲取所需信息的能力。

引導學生正確使用生物學術語回答問題。如本節課涉及的生物學名詞有：限制性核酸內切酶（簡稱“限制酶”）、DNA連接酶（E?coli DNA連接酶、T4DNA連接酶）、質粒、目的基因等等。

每個視頻所附的問題應打印出來，最好能做到每人一份。這樣在觀看視頻時就不會忘記問題了。

基因工程藥物的應用范文第4篇

關鍵詞 ：生物制藥 研究 發展

引言

生物制藥是我國科學研究過程中產生的一種先進的技術，生物制藥的研究需要耗費大量的資金，當前生物藥品的開發費用是十分驚人的，我國的生物制藥技術在發展過程中也面臨了較大的經費問題，從當前我國生物工程藥物行業發展來看，我國的多項生物技術在實驗研究的階段與國際水平接近，甚至有一些技術已經領先了國際水平，比如肝細胞生長因子、人源性堿性成纖維細胞生長因子等產品都是具有我國自主知識產權，盡管我國在生物制藥工程實踐過程中的發展十分快速，但是在臨床試驗過程中還存在一些不足，因此使得我國生物制藥產業的上游產業和下游產業之間出現脫節的現象，生物制藥工程的產業化發展水平不足，明顯落后于國際的先進水平。

一、 快速基因測序技術的進展

快速基因測序技術是基因工程發展過程中的一種重要技術，快速基因測序技術的發展以及應用，使得基因的診斷工具變得越來越專一、快速，使得當前我國基因相關疾病的檢測研究進入到一個全新的階段。比如通過當前的研究得到，hMLHI基因與30%繼發性腫瘤相關，P53基因涉及到近一半的腫瘤，這些研究成果對于我國生物制藥工程的發展有很強的指導作用。再比如在具體的研究過程中發現有些疾病，如腫瘤與心臟病是多基因性的疾病，因此不能采用一種藥物針對一種疾病的方式進行治療，而應該要根據個體的基因差異選擇特殊的手段進行治療。近10年以來，基因診斷所占的比重越來越大，在今后10年內，生物技術的研究和應用對于各種疾病的治療將會發揮更重要的作用，有助于創造出更多有效地藥物。

基因工程作為生物藥物發展過程中的重要技術，在很多方面都有廣泛的應用，尤其是在遺傳工程方面，近年來所取得的突破越來越多。當前我國已開展的微生物基因組工作計劃超過40項，依照目前的發展趨勢，在未來的一段時間內，這些研究成果將會促進微生物領域的快速發展，對新藥的研究以及醫藥工業的發展產生積極的促進作用。

二、 手性化合物的生物合成技術

手性化合物的生物合成技術是手性藥物發展過程中取得突破的關鍵技術之一，手性藥物及其中間體市場和相應技術的迅速發展使得相關產業也得到了快速發展，近年來，國際上的手性技術公司也變得越來越多，一些規模巨大的企業也開始對手性技術研究進行更多的投入，比如酶拆分、酶消旋等生物技術的應用，使得更為獨特、毒副作用更小的新型手性藥物變得越來越普遍。在當前的研究過程中，已知的聚酮類化合物超過10000個，其中作為治療藥用途的化合物全球年銷售額十分巨大，已經超過100億美元，具有十分廣闊的前景。比如我們常見的抗生素，如紅霉素、四環素、阿霉素、雷帕霉素等，其中大多數的聚酮合成酶基因已被克隆。在抗生素發酵過程中有一個十分嚴重的問題，即供氧，供養是一個抗生素生產過程中的一個限制因素，經過研究，該問題也得到了有效地解決，有美國科學家曾試驗，將與氧傳遞有關的透明顫菌血紅蛋白基因克隆進天藍色鏈霉素中，使得供養不足的時候，仍然可以確保放線紫紅素的產量，這一技術的應用，表明工程菌發酵過程中在合成抗生素時對氧的敏感性有了很大程度的降低，血紅蛋白基因工程的研究和應用對于抗生素及其相關產業的發展有十分重要的促進作用。

三、 DNA芯片技術

DNA芯片技術也是一種前沿的科學技術，當前在生物醫學、分子生物學等領域中都有廣泛的應用，國際上也已經有相關公司對該技術進行應用，取得了很大的進步，我國在該領域的研究已經經過了幾十年的探索與發展，當前我國已經可以實現利用基因技術對惡性腫瘤進行治療，而且我國在該領域中的研究也取得了很多前所未有的成就，已經步入世界發展的現金行列。就當前我國的形勢而言，基因療法、轉基因技術研究和一些基因工程治癌藥物已經開始進入到臨床試驗或者應用的階段，我國還對酶法生產D_苯甘氨酸和D一對羥苯甘氨酸技術進行研究和反洗，對于我國抗生素工業的發展有十分重要的促進作用。

四、 基因組科學的建立與基因操作技術

生物制藥技術與基因是分不開的，我國當前的研究過程中，基因組科學的建立與基因操作技術已經取得了很大的進步，基因操作技術也越來越成熟，這使得基因治療與基因測序技術有可能逐漸實現商業化發展。基因治療對于一些惡性的疾病有很好的治療效果，比如對于腫痛、肝炎、艾滋病、老年癡呆、囊性纖維變性、血友病、風濕性關節炎等，都有很好的效果，基因治療所帶來的社會收益也是十分巨大的，當前美國對于基因治療的研究相對較多，美國已有30多個基因治療公司，在今后的發展過程中，基因治療將會成為一個十分龐大的市場。

五、 生物技術藥物的發展趨勢

生物技術藥物作為一種先進的科學技術產物，對人類的健康以及人類的發展有十分重要的意義，當前世界各國也都認識到這一點，開始加強對這方面的投入，在今后的十年中，生物技術藥物對當代的各種嚴重的疾病將會產生更好的效果，而且會在前沿性的醫學領域中形成一派新的局面。生物學的發展不僅依賴于生物科學以及生物技術，與相關的領域的發展和走向也有重要的聯系，生物技術的快速發展使得人們對未來的生物技術領域的走向很難做出預測，但是可以肯定的是，基因組圖譜、克隆技術、遺傳修改技術、生物醫學工程等方面的發展十分迅速，生物技術還可以繼續改進預防和治療疾病的療法，這些全新的療法可以使得人體形成一個保護屏障，對各種病原體進行封鎖，對人體形成一個更加全面的保護系統，確保人類的健康發展。

結語

生物技術的應用使得生物技術及其相關領域都得到了快速的發展，通過對各種生物技術的研究和分析，可以拓寬發明新藥的空間，增加發明新藥的機遇與速度，使得各種新藥的臨床試驗效果更穩定，從而為人類的健康保駕護航。

參考文獻

[1] 黃際薇，張云輝，林海中.生化制藥的研究進展[J].中國藥業，2003（24）

基因工程藥物的應用范文第5篇

關鍵詞：基因工程；四步教學法；建議

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）03-0158-03

一、《基因工程》的重要性

生物學已經進入到以《基因工程》操作為代表的分子操作的時代，所以《基因工程》知識是每個本科生所必須掌握的，是當代大學生的標志。同時，《基因工程》是對大學里面所學各種生物學知識的融會貫通和綜合運用，如微生物學、生物化學、分子生物學、生理學……等相關知識。《基因工程》知識的學習，對于本科生進行研究生入學考試有重要作用。大學教育已經成為普及教育，而研究生教育發展為精英教育，所以研究生入學成為很多大學生選擇的方向。研究生招生規模也在擴大。研究生學習基本上都采用分子操作手段進行研究，這使得大學生對于《基因工程》的知識必須掌握。對于本科生的就業也有重要作用。社會上有很多行業要求掌握《基因工程》知識。①醫藥工業，有大部分的藥物通過《基因工程》手段生產，如干擾素、白介素、生長因子、腫瘤壞因子、人生長激素等等，運用基因工程手段生產是藥物發展的一個方向。②酶制劑工業，現在有很多酶制劑工業，如無錫酶制劑廠（現被杰能科技公司收購），很多國外酶制劑公司入駐中國，酶試劑工業大部分應用《基因工程》方法生產。③高校產業，現在主要的科研力量在高校，所以科研中有大部分投入，大量的設備、試劑、耗材……，幾乎現在所有的科研活動都深入到《基因工程》領域，所以相關知識的學習顯得非常重要。我們在《基因工程》的教學過程中，建立了“四步教學法”，經過五屆學生的實踐教學實驗，取得了良好效果，產生了很好的反響。在此對“四步教學法”作以介紹，希望對《基因工程》教學能夠提供一些借鑒意義。

二、《基因工程》“四步教學法”

“四步教學法”過程：第一步、課堂講授環節，先在課堂上講授全面知識，使學生對于基本知識有個大概了解；第二步、實驗環節，在上實驗時將主要內容再講述一遍，使學生加深對重點知識的了解，同時回顧課堂上所學知識、增加對知識的理解深度；加強學生在實驗中的動手能力，使學生將課堂上所學知識運用到實踐中去；第三步、復習階段環節，在考試前，將全部知識點給學生寫出來，讓學生按照知識點將《基因工程》知識再復習一遍，學生為了考試，將所有知識進行通盤學習和掌握；對所學知識進行又一遍的理解，很類似“反芻”過程，可以增進對《基因工程》知識的消化吸收；第四步、考試環節，考試中將主要知識出在試卷中，使學生將所學的知識再系統學習一遍。學生在放假期間對掌握不全面的知識進行深入了解，有針對性地進行研究生入學考試的復習。

第一步，課堂講解環節，這個環節重點在老師的講解，其實也是教學過程的重要環節，采用下面幾個方法增加學生對知識的理解和掌握。

1.增加課堂教學趣味性：①講述《基因工程》中的發現故事，使學生了解PCR的發明過程：對PCR的發明過程作了繪聲繪色的描述：Kerry Mullis開車飛馳在101國道上，窗外樹影婆娑，橡樹花的芬芳撲面而來。他思考著基因工程操作實驗，在腦海中看到DNA分子雙鏈纏繞在一起，又看到DNA聚合酶連接到雙鏈上，開始復制……接著又有一對DNA分子合成……忽然間，想到面臨著巨大的發現，他停下車把這個思想記錄下來……經過推廣應用，在1993年獲得了諾貝爾獎金。②對操作中用到的物質性質進行夸張以加深學生印象：EB作為強誘變劑，對它的誘變性進行夸張，如“有可能產生巨大的突變，從而使人退化變成猴子”的故事。③讓學生體會科學的魅力、認識科學的美妙，在講解M13噬菌體時，它的特性是以+DNA鏈為模板復制得到-DNA，成為復制雙鏈DNA；而到200個拷貝時，+DNA鏈被特異蛋白質所連接，只能以-DNA鏈為模板合成+DNA鏈，而后組裝M13噬菌體，并釋放到菌體外。可以用離心方法分離得到上清中的+DNA鏈，沉淀中的復制雙鏈DNA。④在學習λ-DNA體外包裝時，獲取體外包裝蛋白，選取D-、E-突變體時，用42℃篩選不能生長者為D-、E-突變體，是因為這些噬菌體不能生長，可以讓學生認識科學的魅力和美麗。

2.將科研過程中遇到的問題加入課堂內容，以增加學生學習知識的興趣，并加強所學知識的親近感。學生們見到書本上的東西，覺得離他們太遙遠，所以將科研中的內容結合課本知識講解，使他們覺得所學知識就是他們工作中用到的知識：熱激誘導過程、定點誘變問題。在PCR擴增時，從同事那里取來擴增基因的模板，人家說稀釋200倍再作為模板，這樣擴增了二周也沒有擴增出來基因。后來發現，由于模板不足，而不能擴增出基因，到后來將所有模板加入進行PCR擴增，得到了基因。

3.加強知識與實際工作相結合，加強學生學習的真實性。在講解Taq酶時，講解它所產生的巨大的產值，與學校和企業的產值相比，讓學生對此有深刻了解。利用實際生活中的例子，如兩個酶制劑廠，所用酶菌種全部來自日本，說“生命”完全控制在別人手中，別人不給就不能生產，可以加強學生的責任感，加強學習的動力。另外，在廣州一家工廠生產醬油，是我國科學家利用《基因工程》方法提高產量而占領市場，讓學生增加自豪感，提高學習動力。講解pUC18/19名稱的來歷是，plasmid of University of CaliforniaI（加利福尼亞大學），希望學生能夠刻苦學習而有所成就，能夠發明相同的東西而命名。

4.加強知識與考研相結合原則，這個時期學生最關心考研，所以將考研中可能遇到的知識點在課堂上指出來。同時將在考研中學生所面對的一些常識問題指出來，引起學生重視而不出現失誤。考研是學生“迷茫”時期，讓學生知道要根據自己的能力選擇合適學校，有一些同學報考競爭很激烈的學校，因為沒有考上而轉回本校，成為自費學生，每年交好多學費，加大了學生的經濟負擔；有的學生則沒有學校可上，白白浪費一年的時間。

第二步，實驗環節，這個環節是學生加深理解書本知識的環節，對于學生來說，也是很有意思的動手操作環節。由于《基因工程》課程的特點和知識的系統性，以及實驗的完整性。實驗必須集中在課程學完之后統一進行，將課堂所學內容系統地實驗一遍，這也是“四步教學法”得以實施的原因。也只有將所有有關知識學完之后，學生才能在實驗中作好操作。增加學生對內容的理解，相當于對理論知識又學習了一遍。這時將實驗原理進一步講解，是對《基因工程》重點內容的又一次理解。實驗之前先學好原理，所以在《基因工程》中要注重原理的講授。《基因工程》實驗每一步都要注意，“高手（好的棋手）下棋要看三步”，不能在用的時候沒有了試劑或緩沖液、再不就是少了實驗過程中所需要的工具酶，任何一個環節少了都做不好實驗。如果學校條件允許，可以安排教學實習環節。安排一些較深的《基因工程》實驗內容，進行實戰性的實驗。是課堂實驗的延伸，是對學生《基因工程》知識的全面檢驗。將科研中的一些初級問題放入教學實習中，讓學生對科學研究有感性認識。實驗環節中所作的是一些常規性實驗，學生往往不太專注。根據我們的經驗，安排了這個教學實習環節后，學生對于《基因工程》知識掌握的深度和強度都有了很大提高，也增加了學生對科學研究的興趣，加強了學習主動性和積極性。比如，我們讓學生進行陽性轉化子的篩選工作，提取出來的質粒雙酶切之后沒有見到電泳條帶，學生就上網上查找生物學網站進行查詢；后來發現DNA回收柱時，DNA回收率過低是原因。這樣不僅加深了對知識的理解，同時進行了科研的訓練。

第三步，復習環節，這個環節重點是讓學生復習所學知識。考試不是目的，掌握知識才是目的，老師將知識點給學生寫出來，讓學生知道哪一部分是重點內容，避免學到了細枝末節東西，而沒有掌握主要知識。讓學生在較短時間內將課堂所學知識復習幾篇，達到了然于胸的效果。在學生復習過程中，安排好答疑，老師天天在辦公室，學生有問題隨時可以解答。

第四步，考試環節，這個環節很重要。在2個小時的考試時間里是學生效率最高的時候，這2個小時是他們在課堂下學習一個星期、甚至比一個月學到的東西還要多，也是學生綜合運用所學知識的時間。將他們在課堂上所學的零散、細碎的、不系統的知識，進行綜合、系統、連貫的處理。其實相當于“反芻”、消化吸收、合成的一個全過程。大多有心的學生也會在考試完了之后，對一些不太了解的內容重新學習，從而進一步深入學習了知識。

三、考試后分析

在考試后，積極分析學生成績，發現學習中的問題，讓學生感覺到老師的關心。從成績中可以看出，生物科學兩個班學生學習效果不同。一個班的成績出現兩極分化現象，而另一個班的成績則比較平均，這與兩個班學生的學習氛圍不同有關，前一個班學習氣氛比較活躍、愛玩，所以愛學習的學生成績更好，而不愛學習的學生見到別的學生玩，他們也跟著玩，所以成績只會更差。后一個班的學生學習氛比較死，全班都在學，沒有人玩，所以大家都在學，學習差的學生也跟著學好了，只是沒有前一個班里的學習尖子多。前面那個班平均成績只比后面班里學生的平均成績少5分。總體上生物科學專業的學生成績比較好，在上課過程中，常見到生物科學專業的學生到課率比較高，而生物技術專業學生的到課率則較低。在教學方式上，內容比較有針對性，不能面面俱到，因為在學習過程中要掌握重點知識，在教學中必須突出重點。

四、基因工程教學建議

1.上課時間的安排，首先，《基因工程》是21世紀大學生所必備的生物學知識，要學好這門課就必須安排好上課時間。根據多年教學實踐，安排在大四已經不太合適，因為很多學生在大四考研、四、六級英語，造成學生到課率較低的情況。大四后一學期要進行畢業實習、研究生面試、找工作、畢業論文等等事情，更不可能安排在后一學期。將課程安排在前一學期，由于學生要準備研究生入學考試，對于非研究生入學考試課目不放在心上，雖然也知道這門課很重要，但是畢竟研究生入學更重要，上課時常常沒有全神貫注學習，所以說并不能達到教學的目的。但是，這門課又需要很多基礎課作為前備知識，所以安排在大三上比較合適；如果過早，學生又沒有相應的知識基礎。有幾方面原因：①學生已經有了《基因工程》所需要的基礎知識：如分子生物學、生物化學、微生物學；②方便學生考研或找工作，在大學四年級上學期，大部分學生要考研，學生大部分時間花費在考研課目里面，如果這門《基因工程》不是應試課目，學生到課率受到影響，學到知識也比較少。在三年級中，又有上學期和下學期之分，由于學好這門課必須有很多相關學科知識的積累，所以在大三下學期上《基因工程》會有較好的效果。同時，作為基因工程這門課要求所學知識很牢固，是很多知識的綜合運用，在大腦疲憊時，思維能力受到影響，所以建議在非必須時，可以不用連三節的課時安排方法。

2.加強教書育人并重性，老師不僅僅是教書，同時還有育人的責任。在學生面對困難時給他們信心，比如學生在做感受態細胞制備的實驗時，好多學生不能用肉眼看到所提取的感受態細胞，便失去了信心。可以給學生講“有志者，事競成，破釜沉舟，百二秦關終屬楚；苦心人，天不負，臥心嘗膽，三千越甲可吞吳”的故事，鼓勵學生在任何情況下都不要失去信心，堅強意志。學生學到的不僅僅是自然科學知識，同時還有做人的道理。使他們在遇到挫折時有百折不回的意志，當然這也不是一朝一夕的工夫，但是作為教師，應該抓住所有的時機對學生進行教育。

3.關于多媒體教學問題，現在對于多媒體教學有一種不正常的認識，認為所有課程只要采用多媒體教學就先進、就好。對于這個問題不能一概而論，原則應該是：該用就用，不該用就不用，凡是能夠達到提高教學質量，達到教學目的的就用，影響教學效果的就不用。對于《基因工程》這門必修課程來說，就不適合。學生常常反應說多媒體教學太快、無法記筆記；在課堂上看著好，下去后全部忘記了，學習效果并不好；老師們在課下準備好幾個小時的幻燈片，學生不可能一下子就記錄下來。相反，老師在黑板上板書過程，學生們有一個學習認識的過程；學生有時間記筆記。當然，對于課程中有一些圖片，用多媒體展示還是要生動、形象，可以提高學生學習興趣，而這些時候還是應該用多媒體教學的。

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