科学史视角下的“基因工程”课程思政探索与实践

课程思政是新时期高校思想政治教育的重要途径之一。科学史记载了科学知识从产生到持续发展的过程,蕴含着丰富的育人价值,能够为专业课的课程思政教学提供新的视角和思路。本文从科学史丰富的育人价值中选择科学精神、科学思维、科学兴趣和科学伦理4个方面的素材;依托"基因工程"课程内容,对有关诺贝尔奖的科学史进行梳理;然后,以4个方面的素材为育人载体,深挖其中蕴含的思政元素,通过实施课程思政教学,帮助学生达成课程思政目标;最后,综合运用问卷和深度访谈相结合的方式评价教学效果。借此引领学生树立正确的价值观,提高思想政治水平,以期为生物学专业的课程思政体系建设提供参考。     

某猪场猪瘟典型病例综合诊断及病毒E2基因分析

2018年7月,山东省某育肥猪场猪群突然发病并出现大量死亡,病猪临床表现高热、皮肤潮红并布满点状出血。为查明发病原因,对病猪进行病理剖检并采样,经实验室综合检测,初步诊断为猪瘟病毒感染。对检测到的CSFV E2基因进行了分子测序及核酸序列同源性对比,最终确诊为2.1d亚型猪瘟病毒感染。结果显示,本实验室分离到的CSFV(命名为SDXT2018)与21株参考毒株的E2基因核苷酸序列同源性为81.3%～96.2%。与21株参考毒株中同源性最高的是2.1d亚型的JQ001834,同源性达96.2%;与2.3亚型的经典毒株HQ148061的同源性最低,为81.3%。结果说明,我国猪瘟病毒流行毒株的变异趋势越发严峻,以致于常规疫苗免疫的猪场有可能爆发典型猪瘟疫情,这对养猪业构成了严重威胁。因此,亟待人们开展病毒遗传变异趋势的研究,并针对病毒抗原特性研制、生产高效疫苗。     

光照下菜豆叶片抗氰呼吸与光合作用关系的分析北大核心CSCD

为了进一步了解光照下植物呼吸作用的内在机理以及呼吸作用和光合作用的关系,该文研究了在光照下菜豆(Phaseolus vulgaris)叶片抗氰呼吸与光合作用的关系。研究发现,将黑暗下生长的菜豆幼苗叶片转到光照下10 h,总呼吸、抗氰呼吸以及抗氰呼吸在总呼吸中的比例均逐步上升;光照也导致了叶片叶绿体光合放氧和CO2固定的出现及其速率的增加,但光合放氧和CO2固定速率的增加均滞后于抗氰呼吸的增加。将黑暗下生长的叶片转到光照下之前用抗氰呼吸的抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)处理叶片,发现用SHAM处理并没有导致叶片在光照下光合放氧和CO2固定速率的明显变化,这也提示了黑暗下生长的叶片转至光照的过程中,抗氰呼吸和光合作用没有产生偶联。进一步研究发现,在黑暗中对叶片施加短时间的光照能够增加抗氰呼吸在总呼吸中的比例,但短时间的光照对叶片光合CO2固定速率没有影响。这些结果表明了光照对抗氰呼吸的诱导可以不依赖于光合作用,光照可能是作为一种直接的信号去诱导抗氰呼吸。     

长期运动对幼龄大鼠下丘脑脑源性神经营养因子表达的影响

目的：探讨下丘脑脑源性神经营养因子（BDNF）与幼龄大鼠长期运动中摄食调节活动的关系。方法：3周龄断乳SD大鼠随机分为运动组（E）和对照组（C）,运动组进行9周的游泳运动（每天1次,每周6 d）,运动时间由开始每次30 min逐渐增加到每次90 min。12周龄时用ELISA法测试血清BDNF含量,RT-PCR和Western blot方法检测下丘脑中BDNF mRNA、pro-BDNF和BDFN蛋白表达水平。结果：与C组比较,E组大鼠在运动第1周、第9周以及整个实验期间摄食量无变化。12周龄时与C组相比,E组血清BDNF含量和下丘脑BDNF mRNA表达水平无变化,但下丘脑pro-BDNF和BDNF蛋白表达水平升高（P〈0.05）。结论：长期运动使幼龄大鼠下丘脑BDNF和pro-BDNF蛋白表达水平同时升高。     

班氏跳小蜂对寄主龄期选择的研究

班氏跳小蜂Aenasiusbam bawalei Hayat是扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley的优势种寄生蜂。本文研究了在限制选择和自由选择的条件下,扶桑绵粉蚧的2龄若虫、3龄若虫和雌成虫对该蜂的寄生率、发育历期、子代性比和个体大小的影响。结果表明:在两种选择条件下,班氏跳小蜂对扶桑绵粉蚧3龄若虫的寄生率显著高于对雌成虫和2龄若虫的寄生率,但寄生粉蚧雌成虫的子代雌雄性比显著高于寄生3龄若虫或2龄若虫的性比;在两种选择条件下,雌蜂在寄主三种虫龄(态)上的发育历期差异不显著,但是雄蜂在粉蚧雌成虫中的发育历期显著长于寄生2龄若虫或3龄若虫的发育历期;在两种选择条件下,寄生于粉蚧雌成虫的子代雌蜂和雄蜂的个体都是最大,其后足胫节长度显著长于寄生于2龄若虫或3龄若虫的子代胫节的长度。     

水稻基因组上一个Ds切离及其双位点插入行为的分子鉴定

玉米转座元件Ac/Ds是hAT转座子家族的成员, 导入水稻基因组后具有转座活性, 尽管转座机制还不完全清楚, 但它们通常经保守的非复制型“剪切-粘贴”过程转座。研究表明, 在Ac编码的转座酶作用下, Ds从原位点切离后常优先重新插入到连锁位点。文章利用TAIL-PCR技术从水稻一个Ds插入突变体及其回复突变体中分离Ds侧翼序列, 结合生物信息学分析方法, 对Ds在突变体上插入位点、回复突变体内切离足迹和重新插入位点进行了分子鉴定。结果显示, 突变体中Ds从3号染色体切离后, 在原插入位点残留了8 bp足迹序列(CATCATGA), 引起Ds标记基因外显子和内含子数目增加, 从而影响基因结构。切离后的Ds重新插入回复突变体第2和第6号染色体上, 分别编码烟草胺氨基转移酶和衰老相关蛋白的2个基因的编码区。因此, 典型的“剪切-粘贴”机制不能完全解释Ds的转座行为, Ds转座存在“剪切-复制-粘贴”的特点。     

脲酶／硝化抑制剂对土壤有效态氮、微生物量氮和小麦氮吸收的影响

研究了脲酶抑制剂(NBPT)、硝化抑制剂(DCD)及二者组合在草甸棕壤上施用对尿素态N转化及土壤总有效态N、微生物量N的影响．结果表明,尿素配施NBPT、DCD及抑制剂组合能够增加尿素水解后土壤NH4^+含量2％-53％。显著降低了氧化态N的浓度,抑制了土壤中铵态N的氧化,增加土壤总有效N34％-44％,小麦吸N量增加0．26％-6．79％。其中以脲酶抑制剂与硝化抑制剂组合的效果最明显．抑制剂施用增加了微生物在小麦生长初期对有效态N固持,有利于后期土壤有效态N的矿化．     

有机物消耗对珠江口沉积物反硝化和厌氧氨氧化过程的影响

反硝化及厌氧氨氧化是两个主要的氮汇途径, 能有效地将生态系统中的固定氮转化为N₂ 或N₂O 释放到大气中。利用微宇宙与中宇宙模拟实验, 本研究系统地分析了有机物的种类、可利用性和浓度大小对珠江口沉积物反硝化和厌氧氨氧化过程的影响。研究结果表明: 有机物的消耗能显著提高反硝化的活性, 不同种类的有机物表现出不同的活性, 简单的小分子有机物活性最高, 复杂有机物次之, 惰性有机物则难以被利用。然而, 有机物对厌氧氨氧化过程的促进并不显著, 这主要与其自养型的代谢方式有关。中宇宙实验室进一步表明, 有机物的消耗不但给反硝化过程提供了能源, 而且由于有机物分解消耗氧气,为反硝化过程的发生提供了必要的环境条件。在有机物负荷状态下, 反硝化过程在珠江口沉积物的脱氮过程中发挥主导作用。总之, 沉积物中微生物脱氮是依赖有机物消耗的过程, 表现出强烈的碳氮代谢耦合。     

施用缓释尿素对潮棕壤线虫营养类群产生的影响

本试验在中国科学院沈阳生态实验站(41°31′N,123°24′E)进行。该站位于下辽河平原,属于暖温带半湿润大陆性气候,年平均气温7～8℃,年降雨量650～700mm,≥10℃活动积温3300～3400℃,无霜期147～164d。供试土壤为潮棕壤,全氮0.69g·kg^-1,有机质15.52g·kg^-1,全磷0.67g·kg^-1,速效磷11.20mg·kg^-1,速效钾90.10mg·kg^-1,pH 6.7。     

烟草叶片再生体系的建立及低能铁离子注入烟草叶片的同工酶分析

以烟草幼嫩叶片为外植体,建立了其有效再生体系。利用10％甘油作保护剂对叶片进行预处理,提高了注入后叶片的存活率。对低能铁离子注入叶片后,无菌培养过程中表面形态和过氧化物同工酶谱变化的分析表明,二者具有相关性。酶谱的变化反映了注入造成的损伤在修复过程中细胞的生理生化变化,为进一步揭示低能离子注入的作用机理提供了基础。