以学生工程思维和工程能力培养为导向的生物反应工程课程教学改革

生物反应工程是生物工程专业的核心课程,其内容主要包括生物学层面的生物反应规律和设备工程学层面的生物反应器操作、设计与放大等,具有理论性、工程性、实践应用性、学科交叉性强的鲜明特点。该课程涉及众多的反应动力学模拟和设备计算公式,较为晦涩难懂,教学过程普遍存在教师“讲不透”、学生“跟不上”的现象。针对这一现象,本文在梳理生物反应工程课程特点的基础上,从明确分层递进的教学目标、强化工程导向的教学内容、彰显工程案例的引导作用等三个方面进行课程教学改革,较好地达成了学生知识、能力和素质等三个方面的课程教学目标,发挥了该课程在引导和培养学生工程思维能力方面的支撑作用。本研究可为生物工程及其他工科专业的专业核心课程教学改革提供一定启示和借鉴。

新工科背景下地方高校传统工科专业建设路径探索——以广东海洋大学生物工程专业为例

新工科建设是我国高等工程教育内涵发展的内在需要和改革方向。对于地方高校传统工科专业而言,如何破解现实的条件约束困境,推动工科人才培养模式的改造升级和迭代创新,成为其新工科建设过程中迫切需要解决的问题。文章在深入分析我国新工科建设理论内涵和实践探索的基础上,以广东海洋大学生物工程专业为例,通过构建课程新结构,完善人才培养新模式,植入教学新理念,探索了新工科建设和工程教育专业认证背景下人才培养模式的改造升级和迭代创新,为地方高校探索生物工程专业的新工科建设路径提供启示和借鉴。

新工科背景下“基因工程”线上线下混合式教学的探索与设计

“基因工程”作为新工科背景下生物工程专业的核心课程,存在知识点抽象、教学模式单一、课堂氛围沉闷等不足之处。为满足“基因工程”教学的内在需求,达到变被动为主动,实现创新人才培养的教学改革势在必行。线上线下混合式教学是一种创新型的教学模式,有利于激发学生的积极性和主动性,提升其实际应用能力。本文基于“基因工程”的课程概况及教学现状,探索课程改革及建设思路,优化混合式课程设计方案,丰富教学方式并增强学习趣味性,切实达到提高教学质量的目的,为新工科背景下多元混合式教学改革提供借鉴与参考。

新工科背景下基因工程课程教学与思政教育深度融合的教学建构

课程思政是新工科背景下高校人才培养和思想政治教育同向同行、协同育人的新理念,不仅凸显了学科知识内在的丰富意义,还蕴含着协助构建学生正确三观的内涵。本文旨在深入挖掘基因工程课程思政教育中存在的问题,阐明新工科生物工程类专业开展课程思政的难点。通过构建学生-教师二位一体协同、互动育人模式,阐明基因工程课程思政教育的实践路径;梳理基因工程课程中的思政元素,并将其融入课程教学中,初步实现“智育”与“德育”同向同行;关注基因工程教学模式的创新和优化,采用多媒体、翻转课堂等多元化的教学方式,激发学生主动学习热情,提高生物工程类专业课开展课程思政的教学效果。通过科学建构基因工程课程教学与思政教育深度融合的实践路径与教学设计,为当前新工科专业的教学改革提供有益参考。

发酵乳杆菌C6全细胞催化剂的制备及产D-塔格糖催化条件优化

以L-阿拉伯糖异构酶产生菌发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)C6为全细胞催化剂,对其发酵制备工艺以及生物转化D-塔格糖的催化反应条件和细胞透性化学处理方式进行优化。结果表明,菌株C6以最优培养基配方(葡萄糖10 g/L,酵母浸粉20 g/L,蛋白胨20 g/L,无水乙酸钠10 g/L,MgSO_(4)·7H_(2)O 0.4 g/L,MnSO_(4)·2H_(2)O 0.05 g/L,K_(2)HPO_(4)0.4 g/L,L-阿拉伯糖3 g/L,ZnSO_(4)·7H_(2)O 0.04 g/L,生物素100μg/L,焦磷酸硫胺素400μg/L)在最优发酵条件(发酵温度37℃、初始pH值7.5、装液量70 mL/150 mL、接种量1%)下培养24 h,生物量(OD_(600 nm)值=1.25)和L-阿拉伯糖异构酶酶活(107.81 U/mL)较优化前分别提高了92.31%和116.44%;全细胞催化剂在优化的催化反应条件(反应温度60℃、反应pH值7.5、Mn^(2+)10 mmol/L、底物浓度0.5 mol/L、底物加入体积2 mL,反应时间24 h)及细胞透性处理(20%丙酮处理60 min)方式下,D-塔格糖产率达45.07%。

脂肽产生菌解淀粉芽孢杆菌HY2-1的发酵条件优化

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)HY2-1系前期筛选到的产芬原素和表面活性素等脂肽类物质的海洋微生物。为提高菌株HY2-1脂肽类抑菌活性,以菌株抑菌圈直径为响应值,通过单因素和响应面试验设计对菌株HY2-1的发酵培养基碳氮源及发酵条件进行优化。结果表明,菌株HY2-1发酵培养基最佳碳氮源为可溶性淀粉80 g/L,酵母浸粉和蛋白胨(1∶1)10 g/L,最佳发酵条件为:装液量50 mL/250 mL,发酵时间48 h,接种量1%,转速200 r/min,在此条件下其发酵液对指状青霉的抑菌圈直径为(18.6±0.1)mm,较优化前(14.7±0.5)mm提高26.5%;该研究通过发酵培养基碳氮源及发酵条件优化,对提高菌株HY2-1脂肽抑菌活性效果显著。

一株产紫杉醇的南方红豆杉内生菌的分离与鉴定

以南方红豆杉植株为材料,采用组织块法从中开展内生菌的分离筛选,并借助薄层层析和高效液相色谱对内生菌的发酵产物进行分析,最终获得1株具有产紫杉醇能力的内生菌。根据菌株形态学观察以及18S rRNA序列分析,结果表明该菌株属于间座壳属(Diaporthe sp.),间座壳属内生菌产紫杉醇尚属首次报道。

甜菜碱促进脱氮假单胞菌合成维生素B12

采用摇瓶发酵并分批补料的培养方式,考察了甜菜碱在起始培养基中的浓度及补加浓度对脱氮假单胞菌合成维生素B12水平及其合成途径中δ-氨基乙酰丙酸合酶酶活力的影响。结果表明,添加适当浓度的甜菜碱可提高δ-氨基乙酰丙酸合酶的酶活力,促进维生素B12的合成。

热带假丝酵母SG-1产单细胞蛋白的发酵培养基优化

本试验以甜高粱秸秆汁为主要的发酵原料,应用二次正交旋转组合试验设计方法对热带假丝酵母SG-1产单细胞蛋白的发酵培养基进行优化。结果显示,热带假丝酵母SG-1产单细胞蛋白的较佳发酵培养基组成为:甜高粱秸秆汁220 mL/L、工业葡萄糖37.5 g/L、工业蛋白胨37.5 g/L、MgSO4.7H2O 3.75 g/L、KH2PO43.75 g/L。该优化条件下单细胞蛋白产量达15.38 g/L,比初始发酵培养基(甜高粱秸秆汁120 mL/L、工业葡萄糖20 g/L、工业蛋白胨20 g/L、MgSO4.7H2O 2.0 g/L、KH2PO42.0 g/L)单细胞蛋白产量(10.77 g/L)提高了42.80%。

Zn^2＋、Co^2＋和DMBI对脱氮假单胞杆菌发酵生产VB12的影响

考察了Zn2+、Co2+和DMBI(5,6-二甲基苯并咪唑)对脱氮假单胞杆菌(Pseudomonas denitrificans)生物合成VB12的影响。结果表明:在发酵培养基中添加一定量的Co2+和DMBI能显著提高VB12的生物合成量,而添加Zn2+能提高发酵液中ALA(δ-氨基乙酰丙酸)和PBG(胆色素原)的合成量,从而促进VB12的合成。在此基础上,利用DPS数据处理系统(Data Processing System)的二次回归旋转中心组合实验对Zn2+、Co2+和DMBI 3个因素进行优化,确定了ZnSO4.7H2O、CoCl2.6H2O、DMBI在发酵培养基中的最佳浓度分别为141.11、222.68和77.33 mg/L,经过优化后发酵液中(发酵96 h)VB12的浓度由69.36 mg/L提高到了78.23 mg/L。

制药工程专业递进式实践教学体系的构建与探究

实践教学是高等学校本科教学工作的重要环节,它对提高学生的创新精神和实践能力具有重要的作用。以江西农业大学的制药工程专业为例,通过"以校内实训基地为依托的课程实践教学→以教师科研项目为载体的毕业论文实习→以省内制药企业为基地的生产实习"等三个层次,递进地构建与江西省制药产业发展相衔接的实践教学体系,以培养制药工程专业学生的创新素质和实践能力,并服务于地方产业。

生物统计学教学改革初探

生物统计学作为一门实用性很强的工具学科,是高等农业院校生物学各专业的专业基础课。因此,为了提高生物统计学的教学质量,针对传统教学中存在的不足,作者对生物统计学课程进行了教学改革初探。

“三位一体”创新创业实践体系的构建与开展——以江西农业大学生物工程专业为例

创新创业教育是高校倡导大学生勇于创新、敢于创业的重要举措,是提高大学生自主创新能力的重要途径。引导大学生树立创新创业意识,掌握创新创业知识与技能,成为新时期高校培养应用型人才的关键落脚点。生物工程作为高新技术专业,更应注重大学生创新创业能力的培养,提高学生的社会竞争力,为创新型国家的建设贡献力量。以江西农业大学生物工程专业为例,构建并开展了“三位一体”的创新创业实践活动,为工科专业培养创新创业人才提供借鉴和参考。

创新制药工程及生物工程等工科专业的实践教学体系——以培养学生应用统计软件主动设计试验的能力为目标

制药工程及生物工程专业作为实践性和应用性很强的工科学科,学生能否熟练掌握并主动运用科学严谨的方法进行试验设计和数据分析,是检验实践教学效果好与坏的重要标志。基于这两个工科专业的多年实践教学经验,我们提出了以统计软件构建与理论教学相衔接的实践教学体系,既在整个实践教学过程中以统计软件主导学生独立设计、实施试验并对实验结果进行统计分析,一方面达到加深学生理解课堂理论知识点的目的,另一方面希望培养学生应用统计软件独立进行试验设计和实验数据统计分析的综合能力,最终使学生的实践能力和科研素质得到提高。

如何提升地方农业院校在区域农业经济发展中的科技协同创新作用

如何发挥高校在"科学技术前沿和社会发展重大问题、行业产业经济发展的核心共性问题、区域发展的重大需求以及我国社会主义文化建设的迫切需求"等方面的作用,是当前各高校在科技协同创新大背景下必须思考的论题。本文从学科结构调整和科技创新平台建设、协同创新项目组织与申报、科技协同创新机制改革等角度,就如何提升江西地方性农业高等院校江西农业大学在我省农业经济发展中的科技协同创新作用进行了论述。

稻草还田配施化肥与腐秆菌剂下的土壤微生物及有机碳组分特征

通过田间试验,研究了稻草还田配施化肥与腐秆菌剂对早稻土壤微生物、酶活性及有机碳组分和产量的影响。结果表明:稻草还田配施化肥与菌剂可以有效地提高土壤细菌、真菌、放线菌数量,增强蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶的活性。与稻草不还田施肥(F)和不施肥(CK)相比,稻草还田配施化肥与菌剂(SFM),提高了土壤不同形态有机碳含量和碳库管理指数,其中活性有机碳、碳库管理指数分别提高了10.33%～28.88%、12.85%～30%;并且因为有利于早稻分蘖,产量增加3.56%～23.29%。可见,稻草还田配施化肥与菌剂,不仅可以提高产量,而且对改善稻田土壤肥力也有重要的作用。

链霉菌702对水稻种子萌发、幼苗生长及土壤微生物的影响

土壤微生物及其代谢产物往往会对作物生长产生影响。以春光1号水稻为供试种子,链霉菌702及其代谢产物为供试菌和抗生素,通过盆栽试验研究链霉菌702及其代谢产物农抗702对水稻种子萌发、秧苗素质和土壤微生物区系影响。结果表明,低浓度农抗702促进水稻种子萌发、胚根和芽的生长,根系活力提高,但含糖量下降;种子中的淀粉酶活性、蛋白质含量随农抗702浓度的升高先升后降。施加链霉菌702菌剂后土壤细菌和霉菌数量均有所减少,放线菌数量增加,硝化细菌和亚硝化细菌减少,好气性纤维素分解菌增加,土壤微生物不同生理类群的变化,加速了土壤养分循环,增强了水稻的养分吸收,从而促进水稻生长。

产胞外多糖菌株的筛选及其对土壤团聚体的影响

采用菌落拉丝法与多糖产量相结合的方法,从江西农业大学校园及周边土壤中筛选到一株产胞外多糖(EPS)较高的芽孢杆菌DT-10,该菌株在发酵培养基中EPS产量可达1 300.64 mg/L。基于形态学、生理生化测定及16S r DNA序列、gyr B基因和pyc A基因的测定和系统发育树分析结果,最终判断确定该菌株为蜡样芽孢杆菌类群(Bacillus cereus group)中的新种。将其应用于土壤中后发现,供试菌株及其所产胞外多糖对水稳性团聚体形成有明显的促进作用(P<0.05),说明多糖在土壤团聚体形成中具有重要地位。

三江镇腌菜中降解亚硝酸盐乳酸菌的筛选和初步鉴定

为筛选具有较强降解亚硝酸盐能力的乳酸菌,本实验经过初筛和复筛从三江镇雪里蕻腌菜中筛选出降解亚硝酸盐能力相对较强的乳酸菌菌株。筛选结果显示菌株对亚硝酸盐最强降解能力达到68h平均降解量32.66μg/mL。采用十六烷基三甲基溴化铵法(CTAB)法提取降解亚硝酸盐能力最强的乳酸菌11号菌株的基因组,测序后进行Blast同源性比较,其与Lactobacillus fermentum strain PL9005的同源性达到98%,并选取同源性较高的菌株构建系统发育进化树,初步鉴定该菌株为Lactobacillus fermentum。

红曲霉JR发酵动力学模型的建立

对红曲霉JR摇瓶分批补料发酵产红曲色素的发酵动力学进行研究,并通过Origin 7.5软件分析得出菌体生长、产物合成与基质消耗的动力学模型。将模型预测值与实验值进行比较,结果表明:所建立模型能较好地反映红曲霉JR分批补料发酵过程。