“蛋白质与酶工程”教学的课程思政探索与实践

蛋白质与酶工程是生物技术专业的核心、必修课程,在专业人才培养体系中具有重要地位。文中以教育部颁布的《高等学校课程思政建设指导纲要》为依据、结合专业及课程特色,科学设定教学目标,深入挖掘课程思政教育元素,从融入内容、方法路径及评价等方面进行了课程思政教学改革的探索和实践。通过精心开展教学设计,利用对分课堂、以学生为中心,从讲故事、谈生活、说案例、议热点、读文献、做训练入手,激发并培养学生的科学精神、公民品格、全球视野、生态文明、法治意识、家国情怀和文化自信素养,促进课程思政教育有机融入教学全过程,实现课程育人目标的同时推动教学卓越。     

糖尿病特殊医学用途配方食品研究

根据糖尿病患者营养需求特点综述了糖尿病特殊医学用途配方食品各营养素的配方设计、工艺研究以及稳定性研究等方面的研究进展。     

基于灰狼优化算法的蛋白质二级结构分类

针对传统方法在蛋白质二级结构分类中精度低的问题,介绍了一种基于灰狼优化算法的卷积神经网络图像分类算法.首先,选取卷积神经网络模型中所需优化的参数,并且初始化灰狼优化算法的迭代次数、灰狼数量、搜索边界和空间维数;其次,计算优化参数的个体适应度函数,对个体适应度进行排序,确定历史最优解、优解和次优解,更新灰狼的位置;最后,利用经过参数优化的卷积神经网络模型对蛋白质二级结构进行分类.从蛋白质数据库中获得蛋白质二级结构3D模型,转化为多角度拍摄的2D图像作为数据集进行实验.选取残差网络、AlexNet和VGG16三种模型,分别得到92.6％、87.3％和88.9％的准确率,在同数据集下,使用传统方法中的支持向量机和贝叶斯分类器进行对比实验,得到67.0％和53.0％的准确率.实验结果表明,在蛋白质二级结构分类中,与传统方法相比较,基于灰狼优化算法的卷积神经网络精度更高.     

黄山典型植被类型土壤真菌群落特征及其影响因素

黄山地势高差明显,植被类型多样,生态系统保存完整,是研究森林生态系统土壤真菌群落的天然实验室。本研究采集黄山典型植被下土壤样本,利用Illumina NovaSeq高通量测序技术分析土壤真菌群落结构,结合土壤理化性质探讨不同植被类型影响真菌群落组成的潜在因素。结果共检测到13个真菌门,优势真菌门依次为：担子菌门Basidiomycota,获得38目,202属,相对丰度介于7.30%-90.71%,在常绿落叶阔叶混交林、山地矮林及落叶阔叶林中出现高值,局部呈现先增后减的单峰变化格局;子囊菌门Ascomycota有56目,393属,相对丰度介于4.69%-53.07%,随着典型植被类型变化无明显变化规律;被孢霉门Mortierellomycota获得1目和2属,相对丰度介于2.88%-29.92%,随着典型植被类型变化呈现U型变化模式;5种植被类型土壤中共检测到34个不同分类单元的真菌指示类群,落叶阔叶林土壤真菌指示类群最为丰富,占67%;pH显著影响土壤真菌α多样性（Pearson,P<0.001）,是黄山土壤真菌群落变异的主控因子（Monte Corlo 检验,P<0.01）。     

不同碳氮源对花脸香蘑胞外酶活性的影响

以花脸香蘑Lepista sordida为材料,研究其分别在9种碳源和11种氮源液体培养条件下不同阶段pH值和葡萄糖浓度的变化,以及不同碳氮源对其所分泌的木质素过氧化物酶、羧甲基纤维素酶、锰过氧化物酶和漆酶活性的影响。结果表明,pH值在不同碳源培养后期变化显著（P<0.05）,而在不同氮源培养阶段无明显变化（P>0.05）,葡萄糖浓度和菌丝量在不同碳氮源中也无显著差异（P<0.05）。不同碳源和氮源培养基对花脸香蘑木质素过氧化物酶、羧甲基纤维素酶、锰过氧化物酶和漆酶活性均具有影响（P<0.05）。木糖和米糠有利于花脸香蘑分泌羧甲基纤维素酶（P<0.05）,红糖和牛肉浸膏有利于其分泌漆酶（P<0.05）,白砂糖和豆粉有利于其分泌锰过氧化物酶（P<0.05）,木糖和尿素有利于其分泌木质素过氧化物酶（P<0.05）。本研究为选择合适培养基以提高花脸香蘑生物转化效率提供了理论基础。     

红色诺卡菌固体培养基配方的优化

应用响应面优化设计法优化固体培养基配方,增大红色诺卡菌的固体培养细胞生物量。首先用Plackett-Burman法从现有培养基组分中找到影响红色诺卡菌细胞生物量的关键因素,再通过最陡爬坡法确定细胞生物量最大的配方,用作中心组合设计(Central Composite Design, CCD)实验的基础起始值,拟合数学模型方程,最后找到最优组分的组合。优化的配方转移至企业实施放大实验,对结果进行验证和比较。试验结果表明,培养基各组分中影响红色诺卡菌细胞生物量的关键因素为蛋白胨、NaCl、牛肉膏;最优固体培养基配方:蛋白胨42 g/L、牛肉膏8 g/L、NaCl 1.2 g/L、甘油10 mL/L、Na_2HPO_4·12H_2O 0.3 g/L、琼脂20 g/L。在细胞生物量方面最优固体培养基配方比原配方高104%。响应面优化设计可用于提高红色诺卡菌细胞生物量固体培养基的优化,也为红色诺卡菌培养条件、液体发酵的优化研究提供参考。     

双斑蟋营养成分分析及评价

由于具有较好的营养价值以及较高的食物转化效率,食用昆虫特别是蟋蟀受到普遍关注。在双斑蟋（Gryllus bimaculatus,GB）营养成分测定的基础上,对比家蟋（Acheta domesticus,AD）和黑蟋（Gryllus testaceus,GT）的营养及含量,分析评价了双斑蟋的使用价值。结果显示：双斑蟋水分含量71.0%、粗蛋白含量58.60%（干重）、粗脂肪含量28.90%（干重）、粗纤维含量7.23%（干重）、灰分4.93%（干重）;蛋白含量与黑蟋相当而高于家蟋,粗脂肪和灰分含量要高于家蟋和黑蟋;双斑蟋含有17种氨基酸,总氨基酸含量51.03%（干重）,必需氨基酸含量24.76%（干重）、占总氨基酸的48.3%,氨基酸含量低于其他两种蟋蟀;双斑蟋中常量元素含量最高的为钾（6 416 mg/kg,干重）、含量最低的是钙（92 mg/kg,干重）,微量元素中锌含量较高（241 mg/kg,干重）;双斑蟋油脂中不饱和脂肪酸的相对含量为65.33%,以亚油酸（37.05%）和油酸（25.86%）为主、饱和脂肪酸以棕榈酸（25.44%）和硬脂酸（8.74%）为主。双斑蟋的脂肪酸组成、含量与家蟋相近,而与黑蟋的脂肪酸组成差别较大,三种蟋蟀中含量最高的饱和脂肪酸为棕榈酸,而含量最高的不饱和酸为亚油酸。结果表明,双斑蟋的必需氨基酸组成符合FAO/WHO推荐的氨基酸构成比例的蛋白条件,具有较高的营养价值和食用价值。     

pH值对微生物燃料电池处理生物废弃物的影响

以生物废弃物为底物,采用双室微生物燃料电池对生物废弃物进行处理,研究阳极液初始pH值对生物废弃物CODcr、TOC去除率的影响,以及对微生物燃料电池产电性能影响。实验结果表明,当阳极液pH值为6时,CODcr去除率达72.1%,TOC的去除率达44.5%,其输出电压最大为1.27 V,平均电压797 mV,最大功率密度达到136.6 mW/m2。     

生物化学教学中采用案例教学法之案例设计与分析

案例教学法是被普遍采用的一种教学方式,将其应用于生物化学教学中,并用图解的形式给出案例的归纳与分析,使抽象难懂、错综复杂、生涩冷僻的教学内容变得直观明了。加深了学生对教学内容的理解,增强了课堂教学的趣味性与学生学习的主动性,同时提高了学生分析问题和解决问题的能力。