基于学院归属感培养的大学新生教育体系初探——以南京工业大学生物与制药工程学院为例

学院归属感的培养可以帮助大学新生更快更好地适应大学生活学习,是大学教育尤其是新生教育的基础和开端。基于学院归属感培养的新生教育体系在学生学风建设方面取得明显效果,但在新生教育全员化路径、新生主体地位的体现上仍有待探索和提升。

“真实情境”下人才培养模式的探索——以南京工业大学创新型生物工程人才培养模式为例

生物工程的飞速发展需要创新型人才,同时人才培养需要创新性培养模式。南京工业大学生物与制药工程学院针对目前国内生物工程专业人才培养方面教学方法单一、实验模块单调及缺乏实习基地的主要问题,利用自身条件和优势,提出生物化学产品工程“真实情境”下的创新型人才培养模式,在教学、科研及产学研结合上均取得了显著成效,获得了国内外专家、学者的高度评价,为现代生物工程专业技术人才培养提供了一条可以借鉴的创新途径。

新工科背景下“生物反应工程”教学改革探索

“生物反应工程”课程不仅具有强大的理论基础,而且具备实践性。新工科发展战略有助于将生物反应工程教育与产业需求深度对接,培养适应未来社会发展需求的创新型人才。在“新工科”教育背景下,为提高学生解决复杂工程问题的能力,对“生物反应工程”课程进行改革探索。在现有教学现状的基础上,将生物反应工程与工程知识、产教融合和科教融合相结合,进一步提高学生在工程计算、工程设计和工程实践方面的能力,培养学生的科研和创新思维能力。通过对成绩考核、目标评价和教学满意度问卷调查等多方面评估,结果反映教改效果良好。

思政元素融入生物工程专业实验教学的探索

南京工业大学生物工程专业立足本专业实验教学课程,通过分解思想政治教育课程教学目标,分析思政元素的内容与合理的切入点,将思政元素融入实验教学设计中,使教师在课堂教授知识的过程中,引导学生践行社会主义核心价值观。再通过对比实验教学效果、学生表现和教学目标,进一步分析思政元素对实验教学的促进作用与合理融入实验教学的方式,持续改进,初步形成生物工程专业实验教学课程思政体系。通过调查分析学生教学,生物工程专业实验教学课程思政的实施取得了良好的效果。

依托合成生物学竞赛培养创新人才的探索与实践

培养具有科研创新实践能力的人才是高校人才培养使命的重要体现。随着科教融合理念的发展,学科竞赛已成为创新型人才培养的重要支撑。本文基于合成生物学领域的顶级国际性赛事国际基因工程机器大赛(iGEM)和国内赛事合成生物学竞赛-创新赛(SynBio)对于大学生主观能动性和创造力的要求,结合南京工业大学iGEM团队连续五年的参赛历程,探索了以高水平竞赛为依托的拔尖创新人才培养模式,提出了将竞赛、科研和教学三者相结合,通过建立以兴趣为导向、学生为主体的学习模式,以创新为核心、实践为基础的科研训练,以学科交叉为特色、团队协作为基石的教育平台,促进拔尖创新人才培养的质量不断提升。

交叉学科视角下生物工程研究生培养研究

学科交叉是当前科学技术发展的重大特征,是新兴学科产生的原动力,对培养高层次复合型人才具有十分重要的意义。生物工程学科由于其研究对象的特殊性,在理论、方法上涉及生物学、工程学、化学化工等学科领域,显示出多学科交叉的特点。文章从交叉学科的视角出发,介绍生物工程交叉学科研究生培养的现状与面临问题,结合国内外实践提出了交叉学科研究生培养的对策,希望为我国高校生物工程等相关专业交叉学科研究生培养提供思路。

经济发展新格局下建设生物制造产业科技创新平台的路径与对策——基于北欧两国经验的比较

为有效借鉴国外先进经验,在比较北欧国家瑞典和丹麦与中国生物制造产业发展异同点的基础上,系统分析两国围绕建设生物制造产业科创平台应对资源与环境可持续发展压力的创新举措。基于瑞典重点发展以生物质能为代表的森林生物技术中心、Testa中心和丹麦诺和诺德基金会建立生物可持续研究中心来发展生物制造产业技术的成功经验,提出加大政府引导力度、扩大资金投入、增强企业主体地位、探索创新运行管理模式、集聚国际优势团队打造成果转化长效机制等建设生物制造产业科创平台的路径与对策,以促进我国从生物制造大国向强国转变。

本研一体化生物化学实验教学体系构建

实验生物化学是生物类相关专业本科生及研究生的专业核心课程。在分析了实验生物化学教学中存在问题的基础上,采取了多项举措,如设计验证性—综合性—探索性的梯度式实验课程内容,强化课前预习与课后巩固,采取混合式、案例式等教学方式,构建闭环反馈的多元化课程评价体系等对课程内容、教学过程、教学方式以及评价体系进行了重构和优化,提高了教学效果。

课程思政融入高校通识教育课程生命科学与生物技术概论的探索与实践

生命科学与生物技术概论是一门前沿性通识课程。将课程思政融入生物技术类通识教育课程的教学过程中,融合改革创新、爱国主义、工匠精神和文化自信等思政元素,培养具有理想信念、科学精神和敬业精神的生命科学工作者。首先,探讨生命科学与生物技术概论开展课程思政的可行性;然后,深度分析和挖掘课程思政有机融入课程;接着,以具体的教学案例来展示思政融入课程教学的过程;最后采用线上线下相结合、翻转课堂、理论与实验结合等不同的教学方式进行教学,既丰富教学内容,又调动学生学习的积极性和兴趣。课程思政有机融入生命科学与生物技术概论课程,以润物无声的方式引导学生,让课程思政更具生命力。

膜生物反应器在医疗废水处理中的应用

医院作为社会公共卫生体系的重要组成部分,其日常运营中产生的污水问题日益凸显。医疗废水作为一类特殊类型的废水,不仅含有高浓度的有机物、悬浮物,还携带大量的病原体,如细菌、病毒、寄生虫卵等,对环境和公众健康构成潜在威胁,所以必须确保医疗废水得到有效处理。在医疗废水处理领域,膜生物反应器凭借其卓越的处理效果、占地面积小、操作简便等优点,逐渐受到广泛关注。通过深入研究膜生物反应器在医疗废水处理中的工艺优化、运行参数调控、膜污染控制等关键问题,可以进一步提升其处理效率和稳定性,为医疗废水的高效、安全处理提供有力支持。基于此,分析膜生物反应器在医疗废水处理中的应用。

依托“卓越计划”的工科(生物制药类)大学生专业素质拓展研究

依托卓越计划的创新校企合作模式,分析企业和社会对工科大学生的知识技能、品质素养等的需求,同时在结合高校人才培养模式和课程设置体系的基础上,研究如何更科学有效的拓展工科大学生的专业素质。

微生物菌剂对生活污水净化效果探索

生活污水净化未达标排放对水生态、居民生活质量造成负面影响,使用微生物菌剂净化生活污水展现出理想的效果。微生物菌剂有着高活性、高浓度以及高吸附性等特点,将其应用至生活污水处理中,能够显著增加处理系统中微生物菌群的数量,从而确保处理后的污水达标排放,同时深度脱除污水中的污染物和臭味。本次研究中对微生物菌剂净化生活污水进行分析,将NH4+-N、COD去除率作为观察指标,判断微生物菌剂去除NH4+-N、COD的效果,以此对微生物菌剂净化生活污水的实际效果进行分析。

生物表面活性剂及其复配体系在三次采油中的应用

表面活性剂具有良好的驱油效果,是应用最广泛的化学驱油剂之一,但在应用中存在不足:表面活性剂在地层中的降解和吸附损失较大,导致使用成本高;表面活性剂在高温高盐条件下会失去活性。与不可降解的化学表面活性剂相比,生物表面活性剂因具有低毒或无毒、可生物降解、表面活性优异、环境相容性及稳定性好等优点,在三次采油中有良好的应用潜力。本文首先对生物表面活性剂进行分类并简述常用生物表面活性剂的性能;其次详细阐述了单一生物表面活性剂、多种生物表面活性剂、生物表面活性剂与化学表面活性剂复配、生物表面活性剂与纳米材料复配驱油在三次采油应用方面的研究进展;最后对生物表面活性剂在三次采油中的发展趋势进行展望。

木质纤维素生物转化的技术研究和应用前景

随着工业化进程的发展,不可再生能源的消耗以及环境的污染问题是面临的严峻挑战。因此,可再生生物质资源的开发得到了广泛关注。木质纤维素是一种丰富的可再生生物质资源,可用于生物化学品和生物燃料的生产。然而,其复杂的结构阻碍了木质纤维素生物转化的最终效率。有效的预处理技术以及合适的转化宿主为木质纤维素的生物转化提供了帮助。此外,选择合适的木质纤维素转化工艺更有利于目标产物的合成,其中包括单独水解和发酵、同步糖化和发酵以及统合生物加工过程。在这些工艺中,通过统合生物加工过程构建的微生物共培养系统被认为是高效生产生物化学品和生物燃料的潜在策略。进一步,将共培养体系与合成生物学和代谢工程相结合,为未来构建高效稳定的木质纤维素生物转化体系提供了理论指导。

金属离子对Trichoderma longibrachiatum UN32石斛碱型生物碱产量的影响

石斛碱是传统植物金钗石斛(Dendrobium nobile)的特征药用活性成分,结构上属于石斛型生物碱(dendrobine-type total alkaloids,DTTAs)。石斛碱的积累受周期和环境的影响,仅从植物中获取难以满足需求。该研究的对象Trichoderma longibrachiatum UN32是实验室前期通过复合诱变获得的产DTTAs的正突变株。为提高UN32的生物碱产量,使产物表达水平趋于稳定,该研究从UN32发酵培养基中无机盐的添加量出发,利用响应面法确定金属离子的最优配比。根据Plackett-Burman法设计筛选出对响应结果影响程度最显著的3个因素分别为Zn^(2+)、Cu^(2+)、Fe^(2+),其最佳添加时间和添加浓度分别是Cu^(2+)0.5 mmol/L(第6天)、Fe^(2+)0.4 mmol/L(第6天)和Zn^(2+)0.7 mmol/L(第3天)。响应面统计的结果显示,当模型响应值生物碱量达最大值时,Cu^(2+)、Zn^(2+)和Fe^(2+)的浓度分别为0.54、0.69、0.39 mmol/L,此时生物碱产量达到(317.36±6.48)μg,比初始培养基提高了72.68%。综上,金属离子及其不同组合对菌株UN32生物碱的积累具有促进作用,该方法具有较好的开发价值和应用前景。

微生物电合成技术转化二氧化碳研究进展

为了实现碳中和绿色经济,人们利用生物炼制技术对二氧化碳(CO_(2))进行转化利用。其中,微生物电合成(MES)是通过电能驱动生物催化剂将CO_(2)转化为化学品的新兴技术。目前MES仍存在微生物固碳效率低、电子传递机制未明确、产品合成速率低、反应器元件适用性差等问题,这成为其规模化应用的限制因素。本文基于阴极微生物获得电子的途径,系统综述了电极、H_(2)、甲酸、CO以及其他电子供体在MES系统内的电子供给机制。通过合成生物学改造电活性微生物的导电纳米线,优化微生物相关氢化酶、甲酸脱氢酶和CO脱氢酶的表达是提高电子传递效率的有效方法。进一步通过阴极修饰,强化微生物-电极间电子传递速率、提高生物相容性,提供更多的还原力有利于高附加值产物的生成。除了增强阴极的电子传递效率,构建具有高效气液固传质和电子传递的反应器、降低阳极电解水电位和调控微生物活性等也被证明是提高MES性能的重要策略。未来需要进一步解析微生物电子传递机制,利用合成生物群落的方式强化MES的性能,并构建更加高效的电极界面,兼顾电子传递速率、底物传质和生物相容性。反应装置放大方面,可通过多种方式的结合来提升电子传递和气体传质,并将产物的分离也融合在一起,推动该技术的进一步发展,为“双碳”目标的实现提供新思路。

微生物发酵法合成虾青素的研究进展

虾青素是一种高附加值的抗氧化萜类物质,具有很强的抗氧化活性,同时还具有抗癌、预防炎症、护眼等诸多功效。随着合成生物学技术的不断发展,利用微生物发酵法合成虾青素是实现虾青素工业化生产最有效的途径之一,也更能满足消费者对天然化合物的需求。目前,生产虾青素的微生物包括细菌、真菌、藻类等。本文系统介绍了虾青素的结构性质和生产方法,重点讲述了虾青素天然合成以及外源构建的合成路径,总结了不同微生物如雨生红球藻、酵母和大肠杆菌生产虾青素的最新进展,分析了利用基因工程和发酵过程调控手段提高虾青素产量的方法。未来,通过代谢工程等手段(如虾青素合成基因过表达、使用高强度启动子、代谢途径优化等)可提高虾青素产量,以进一步增加虾青素在食品、医疗、化妆品和饲料等产业的应用。

解磷生物炭基肥料制备的优化及其对葡萄生长及土壤质量的影响

以解磷菌株X P18为对象,通过优化炭基微生物肥料制备工艺,制备具有高菌活性的解磷炭基微生物肥料。同时,以“女皇”葡萄作为试验对象,分别设计了空白(CK)、生物炭、炭基肥和液体肥4个处理组,通过测定土壤理化性质、采收期葡萄品质等指标,考察了炭基微生物肥料对葡萄品质以及土壤理化性质的影响。结果表明:在菌液与添加生物炭质量比为3.0∶1.0,吸附时间为6 h,吸附时转速为100 r/min,保护剂为质量分数4%的海藻糖时,制备出的炭基微生物肥料活菌数最多。同时,果园实验表明:与CK组相比,炭基微生物肥料显著提高了土壤有效磷的质量分数,可达221.81%,并且碱解氮、有机质和速效钾含量均有不同程度的提高,分别达到了质量分数8.30%、20.61%和39.54%,并且土壤培肥效果较好。炭基肥组处理的葡萄果形参数、可溶性固形物和可溶性糖较空白组分别提升了6.64%、8.81%和14.95%,总酸度降低了23.18%,固酸比显著增加,达40.67%。由此说明:施用解磷生物炭基肥料能更好地增加土壤养分的释放,从而促进葡萄更好的生长和土壤质量的提升。

生物基增塑剂异山梨醇二己酸酯的一步酶法合成

以甲苯为溶剂,在4A分子筛存在下,固定化脂肪酶(Novozym 435)催化异山梨醇与正己酸酯化反应制备了异山梨醇二己酸酯。通过单因素实验选择4个因素(反应时间、反应温度、酶添加量、4A分子筛用量)进行了响应面实验分析。结果表明,在甲苯10 mL、异山梨醇3 mmol、n(异山梨醇)∶n(正己酸)=1∶6、反应时间43 h、反应温度40℃、Novozym 435添加量0.10 g、4A分子筛用量为2.00 g的最优条件下,异山梨醇二己酸酯的产率达到了93.77%。

转鼓式固态生物反应器的研究进展

固态发酵是指微生物在含水量极低的固体物料上进行生长、代谢,以获得初生代谢产物和次生代谢产物。固态反应器因其各种工艺参数的在线监测与自动控制,在食品发酵、生物制药、饲料生产等领域有着越来越广泛的用途。根据罐温、溶氧、pH等工艺参数而采用不同的控制模式。在固态发酵过程中,由于微生物生长环境、物料、传质等诸多因素的差异,设计反应器并实现智能化、程序化是有待解决的关键性共同问题。主要对转鼓式生物固态反应器的应用、特征进行分析并对一些目前存在的弊端提出疑问。