新工科背景下生物反应工程课程的多元化教学模式 改革与探索

生物反应工程作为一门理论性与应用性都很强的专业课程,在生物工程等相关专业的课程设置中处于桥梁和纽带地位,对新型应用型工科人才的培养发挥着重要的作用。但由于该课程中公式等抽象理论知识过多,导致学生学习效率十分低下。因此,为了适应新工科教育背景下对创新型人才培养的需求,提高学生的学习兴趣和积极性,并培养学生的自主学习等创新能力,教学团队在课程教学中通过引入虚拟仿真技术、开展微课教学、采用案例式教学模式、利用科研平台等多元化方式,对该课程的教学模式、方法和手段尝试改革和探索,取得了一定的教学效果,并就此进行了一些探讨,以期能为相关课程的教学改革提供一些思路和启示。     

“互联网+”发酵工程实操与虚拟仿真中试实验室平台的建设与探索

发酵工程是理工科高校生物工程学科领域的核心课程之一,是一门应用性、实践性极强的专业课程。该课程传统的实践模式已无法满足当前高校对大学生工程素质教育的需求。随着信息技术、自控技术的飞速发展,多层次、跨学科的“互联网+”教学已成为现今高等教育人才培养的新模式。本文中的发酵工程实操与虚拟仿真中试实验室平台以工程学为技术手段,通过“互联网+”将虚拟现实(virtual reality,VR)技术、信息自动化控制技术、数据库与发酵过程控制有机地结合在一起,构建一个“虚实”结合的“多维”工程中试实验室平台,并以此作为抓手开展食品发酵技能训练课程工程素质教育教学的创新与探索。初步建设成果与前期教学效果表明,该实验室平台的建设对发酵工程及相关专业学生的实践动手能力有明显的提高,为后期建设积累了宝贵的经验及大量有价值的工程实训数据。     

云芝糖肽的液体发酵培养基的研究

通过液体发酵的摇瓶实验,考察碳源、氮源、碳氮比和乙醇浓度对云芝糖肽的产率影响,确定葡萄糖和玉米淀粉为适宜碳源,蛋白胨和黄豆饼粉为适宜氮源,合适的碳氮比为20∶1,适宜的乙醇体积分数为1.5%。采用以上的培养基进行70 L发酵罐进行扩大实验和10 t工业生产规模试验。发酵周期32 h,最终生物量达到13.0 g/L,云芝糖肽产率平均为2.21 g/L,与摇瓶发酵水平相当。此外工业实验还确定了云芝液体发酵的pH值、残糖浓度以及菌丝体形态等终点指标。     

玉米黄尾球跳甲的发生与防治

调查研究玉米黄尾球跳甲Sphaeroderma apicaleBaly的自然种群动态、自然种群生命表并对其药剂防治策略进行探讨。结果表明:玉米黄尾球跳甲在湖北宜昌1年发生1~2代,以成虫和蛹越冬。越冬代成虫4月中旬始现于田边的杂草,5月上旬迁入大田。百株成虫高峰出现在6月15日和8月7日;性比为0.491;卵始现于5月19日,产卵高峰出现在6月18日;平均卵量123.5粒,单雌最大卵量212粒;6月22日出现最高百株幼虫量。自然种群增长指数(I)为16.20。在发生盛期、高峰期、盛末期,玉米黄尾球跳甲被异角短胸姬小蜂Hemiptarsenus variconisGirault的寄生率分别为14.6,33.6和77.0%。马.辛硫磷1 000倍液和毒死蜱1 000倍液是防治玉米黄尾球跳甲比较理想的农药,校正防治效果分别为76.3%和66.5%;卵和1、2龄幼虫对化学药剂敏感性高,3龄幼虫对化学药剂敏感性低。结合以上的研究,提出玉米黄尾球跳甲的防治策略。     

纳豆激酶液态发酵条件的研究

考察纳豆杆菌在7.5 L发酵罐中分批发酵产纳豆激酶的条件,纳豆激酶酶活采用四肽底物测定。结果表明:纳豆杆菌生长和产酶的适宜条件不一致。发酵过程中发酵罐搅拌转速控制为500 r/min不变,0～12 h时控制pH为8.0、温度为37℃;12～36 h调整pH为7.0、温度为30℃;16 h时补加外源C源,连续发酵36 h。该过程中发酵液中比酶活最高达到3 232 U/mL,与摇瓶发酵相比,比酶活提高了58%。     

人源双歧杆菌的分离纯化及鉴定

利用改良的乳酸细菌（MRS）培养基从健康人群的粪便中进行双歧杆菌的分离筛选。结果表明：在添加有5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷（X-Gal）的MRS培养基上双歧杆菌的菌落呈典型的乳白色并带有蓝色,其他菌株的菌落呈白色或深蓝色。实验共分离出10株疑似菌株,经生理生化试验和Biolog自动微生物分析系统鉴定,结果发现其中4株为双歧杆菌,这4株菌中有3株为两歧双歧杆菌,1株为长双歧杆菌。和传统MBS培养基相比较,改良MRS培养基能显著提高筛选效率。     

研究生课程“酶工程”多元化教学改革的探索与思考

酶工程作为一门理论与实践相结合的专业课程,在生物工程专业研究生的课程设置中处于桥梁和纽带地位,对专业型人才的培养发挥着重要的作用。为了适应我国研究生专业学位教育发展的客观需求,提升酶工程课程的实践教学效果,并进一步提高学生的学习兴趣和积极性,培养研究生的应用型创新能力,我们通过在课程教学中引入虚拟仿真技术,开展案例式教学模式探索,并利用"互联网+"技术等多元化方式对该课程的教学模式、方法和手段进行尝试改革和探索,取得了一定的教学效果。本文就此进行了一些探讨,以期能为相关课程的教学改革提供一些思路和启示。     

不同温度、土壤含水量及日光照时数对棉露尾甲虫(Haptoncus luteolus (Erichson))生长发育的影响

在5,10,15,20,30 ℃等5种温度、10%,20%,30%等3种土壤含水量和8,12,16 h等3种日光照时数共45个处理组合条件下,以丝瓜花作为饲料研究了3个因素对棉露尾甲生长发育的联合作用。结果表明：适合于卵生长发育的处理组合为25~35 ℃、10~15%和12~16 h,其中最佳处理组合为30 ℃、10%和12 h,在此组合条件下,卵发育历期为0.8 d,孵化率为93.3%;适合于幼虫及蛹生长发育的处理组合为：25~30 ℃、10~15%和12~16 h,其中最佳处理组合分别为30 ℃、10%、12 h和30 ℃、10%、8 h,在此组合条件下,幼虫历期、存活率和蛹历期、羽化率分别为5.0 d、85.7%和2.2 d、83.3%。在三元二次回归模型中,卵、幼虫、蛹和整个未成熟期（卵至蛹的历期）发育进度最快时的处理组合分别为27.5 ℃、10%、8 h,30 ℃、20%、12 h,32.5 ℃、10%、16 h和30 ℃、10%、16 h;此时理论最短历期分别为0.8、4.4、1.4 d和7.3 d。     

温度对传粉甲虫——棉露尾甲生长发育、存活及繁殖的影响

在光照周期为 12 L:12 D、土壤含水量为 15 %的 5种恒温条件下 (15℃、2 0℃、2 5℃、30℃和 35℃ ) ,以丝瓜花为饲料研究了棉露尾甲未成熟期 (卵期、幼虫期和蛹期 )的生长发育和存活情况 ;同时 ,在同样的光照和温度、棉球保湿的条件下 ,研究了温度对成虫寿命及繁殖的影响情况。结果表明 ,未成熟期各虫态发育速率随温度呈抛物线变化 ,30℃时发育速率最大 ;15℃时卵孵化率最高 ,2 0～ 30℃时 ,幼虫存活率、蛹羽化率显著高于低温 (15℃ )和高温 (30℃ ) ,平均分别可达 96 .3%和 93.2 % ,低温和高温对其有明显的抑制作用 ;成虫寿命同温度之间呈负的线性关系 ,雌虫寿命普遍长于雄虫 ,30℃时雌虫的产卵期最长 ,繁殖力最大 ,最高可达 14 6粒 /雌 ,产卵期和产卵量与温度之间呈抛物线关系     

脐血造血细胞体外保存及扩增的研究

研究了脐血造血细胞在4℃冰箱保存过程中单核细胞活力、造血性能的变化以及细胞因子种类、组合、不同培养基添加成分对造血细胞扩增的影响。研究表明脐血在4℃冰箱保存应不超过3d;细胞因子组合SCF IL-6 FL TPO扩增CFU—C的效果最佳;培养基体系中添加脐血混合血浆对扩增CFU—C作用明显,脐血混合血浆的最佳浓度为25％。