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发酵论文开题报告

2023-03-11 13:24 来源:学术参考网 作者:未知

发酵论文开题报告

  药学毕业论文开题报告篇3
  题 目 名 称: 番泻叶对小鼠尿量的影响

  研究现状:

  一、普鲁兰酶

  普鲁兰酶(Pullulanase,EC.3. 2. 1. 41)是一种能够专一性切开支链淀粉分支点中的α-1.6糖苷键,从而剪下整个侧枝,形成直链淀粉的脱支酶。普鲁兰酶还可以分解普鲁兰多糖,普鲁兰酶来源于微生物,R-酶则来源于植物。普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气气杆菌Aerobacter. aerogenes}(典型菌为肺炎克雷伯氏杆Klebsiella.pneumoniae)发酵获得,他们报道了该酶良好的酶学性能。之后,各国的科研人员经过广泛深入研究,从不同的地区、微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。

  在淀粉加工工业中,α淀粉酶最为常用,它的功能是水解淀粉的α-1,4糖苷键,单独用它时,产物中含有大量分支结构的糊精,其中就含有大量的α-1,6糖苷键。假如不把淀粉的α-1,6糖苷键彻底分解的话,势必会造成很大的浪费。自然界中,存在有能分解淀粉的α-1,6糖苷键的酶,通称为解支酶。如寡α-1,6葡萄糖苷酶( E.C3.2.1.68, Oligo-l,6-glucosidase ),普鲁兰酶(E.C3.2.1.41Pullulanase ),异淀粉酶( E.C3.2.1.68, Isoamylose ),支链淀粉一6-葡聚糖酶( E.C3.2.1.69,Amylopectin-6-gluanohydrase ),其中普鲁兰酶要求的底物分子结构最小,故而可以将最小单位的支链分解,导致可以最大限度的利用淀粉,所以在淀粉加工工业中有着重要的用途和良好的市场前景。故而许多国家都争相开发,但是到现在为止,只有丹麦的NOVO公司具有普鲁兰酶的生产能力。我国只有向其进口,但是其价格昂贵,限制了普鲁兰酶在我国的应用。其实,我国早在七十年代就开发普鲁兰酶的产生菌,但是该菌的酶学性质不适合生产,至今我国在普鲁兰酶的国产化方面还没有报道。

  在淀粉的加工行业上,对普鲁兰酶的酶学性质的要求是耐酸耐热,其原因是因为通常使用外加酶化法,由于所用酶类的限制,普鲁兰酶的添加可以在两步反应的任何一步,但必须满足上述的反应的条件。因此所开发的普鲁兰酶的酶学性质必须满足现有的酶法水解制糖的条件,也就是耐酸耐热。

  二、普鲁兰酶的研究现状

  1.产普鲁兰酶的微生物

  普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气杆菌(Aerobacter

  aerogenes)发酵获得。他们报道了该酶的良好性能之后,各国的科研人员经过广泛深入的研究,从不同的地区的微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。但是迄今为止,尽管发现许多微生物能够产普鲁兰酶,但是由于当今工业生产条件(酸性,温度),大多数微生物所产的普鲁兰酶并无商业价值。以下便介绍一下普鲁兰酶的生产菌种。

  1.1蜡状芽抱杆菌覃状变种(Bacillus cereus Var.mycodes)

  由日本的ToshiyukiTakasaki于1975年发现。该菌同时产生两种淀粉酶:β-淀粉酶和普鲁兰酶。最佳作用条件为pH6~6.5,温度50℃,最大转化率(淀粉水解产生麦芽糖)大约为95%.酶学研究中发现,此酶在pH5,温度60℃依然保持大部分活性,该菌的营养细胞呈棒杆状,聚集成长短不等紊乱链状,无运动性,格兰氏阳性,产芽抱时细胞无明显膨胀。该菌最适生长温度30℃~37℃ ,最高生长温度在41℃~45℃,可以利用葡萄糖,甘露糖,麦芽糖,海藻糖,淀粉和糖原。

  1.2嗜酸性分解普鲁兰多糖芽抱杆菌(BaciIluS.Acidopullulyticus)

  上世纪八十年代初,丹麦Novo公司获得此菌,此菌所生产的普鲁兰酶耐热

  (60℃),耐酸(pH4.5)。该公司经过投入巨资开发研究,1983年Nov。公司在日本和欧洲市场同时商业化销售,商品名Prornozyme。如今,它是应用最广,产量最大的普鲁兰酶。Bacillus.Acidopullrrlyticus呈棒状,深层发酵几小时后,可观察到类原生质体的膨胀细胞,较稳定,饱子呈圆柱体或椭圆体。格兰氏反应阳性,37℃生长良好,45℃以上和pI-1高于6.5以上不长,在以普鲁兰糖为碳源的培养基((pH4.8 ~5.2)上生长良好。

  1.3枯草芽饱杆菌(Bacillus subtilis)

  1986年,日本的Yushiyuki Takasaki报道了一株能产生耐热耐酸普鲁兰酶的菌种,被命名为Bacillus subtilis TU。此菌种所产生的酶为普鲁兰酶和淀粉酶的混合物,可水解淀粉为麦芽三糖和麦芽搪.水解普鲁兰糖为麦芽三糖,其中普鲁兰酶最佳作用pH为7.0~7.5,但在pH5.0时亦有约50%的酶活,此普鲁兰酶最佳作用温度60℃。

  1.4耐热产硫梭菌(Clostridum Themosulfurogenes)

  1987年.德国的E.madi等报道了一株能同时产a淀粉酶、普鲁兰酶和葡萄糖淀粉酶的菌种:耐热产硫梭菌。该菌种所产普鲁兰酶有较广的温度适应范围(40℃~85℃),在pH4.5~6.0有较高的活性,在如此广的范围内都有较强活力无疑将扩大该普鲁兰酶的应用领域.

  1.5 Bacillusnaganoensis,Bacillus deramificans,Bacillus.Acidopullulyticus

  上世纪九十年代,Deweer发现了普鲁兰酶产生菌Bacillus naganoensis;Tomimura筛选出Bacillus deramifrcans。这两株菌所产的普鲁兰酶的酶学性质与Bacillus. Acidopullulyticus的酶学性质相似。这两株菌都是中度嗜酸菌,在pH6.5以上就不生长,温度超过45℃以上同样也不生长。这两株普鲁兰酶产生菌的发现,进一步拓宽了普鲁兰酶的应用。

  1.6产普鲁兰酶的高温菌菌种

  自上世纪八十年代以来,人们逐渐意识到在通常的自然条件下,很难筛选得到极端耐热的普鲁兰酶生产菌种,于是各国的科学家便把目光转移到温泉嗜高温细菌的筛选,而且现在已经取得较多的成果。Bacillus如vorcaldarius所产普鲁兰酶的最适温度和pH分别是75~85℃, pH6.3, Thermotoga maritime的最适温度和pH分别是90℃, pH6.0, Thermurs caldopHilus的最适温度和pH分别是75℃,pH5.5, Fenidobacterion pernnavoran最适温度和pH分别是80~85℃, pH6.0o

  2.普鲁兰酶的分子结构

  至今为止,许多普鲁兰酶的基因己经被克隆,但是还没有见到任何有关普鲁兰酶结构的报道,但是在根据序列相似性对糖普键水解酶的分类,普鲁兰酶属于第13家族,α淀粉酶家族,这个家族中包含了30多种酶,可以分为水解酶,转移酶。异构酶三大类。这些酶能够水解和合成α~1.4,α~1.6,α~1.2,α~1.3,α~1.5,α~1.1糖苷键。其中很多酶的结构已经被报道,它们都采取了(β/α)8的结构,通过生物信息学的研究,这个家族的蛋白都有一个共同的结构,酶的活性中心都是(β/α)8折叠筒的结构,命名为结构域A。第13家族的大多数酶还具有结构域B,它是位于(β/α)8折叠筒中,第三个β片层与第三个α螺旋之间的一段序列,其特点是结构和长度差异较大,推测其功能是与底物的结合有关。在紧接着(β/α)8折叠筒后,还有C结构域,紧接C结构域,部分家族成员还有结构域D。

  3.普鲁兰酶的应用

  普鲁兰酶,在食品工业中是一种用途广泛的酶制剂和加工助剂。它能专一性分解淀粉中的支链淀粉和糖原分子及其衍生的低聚糖分支中的α~l, 6糖苷键,使分支结构断裂,形成长短不一的直链淀粉。因此,将该酶与 其它 淀粉酶配合使用时,可使淀粉糖化完全。近年来,普鲁兰酶己作为淀粉酶类中的一个新酶种,应用于淀粉为原料的食品等工业部门,在食品工业中有如下几方面的作用:

  3.1单独使用普鲁兰酶,使支链淀粉变为直链淀粉

  直链淀粉具有凝结成块,易形成结构稳定的凝胶的特性,因此,可作为强韧的食品包装薄膜。这种薄膜对氧和油脂有良好的隔绝性,又因涂布开展性好,故适合于作为食品的保护层。它还适合于淀粉软糖制造,也可用作果酱增稠剂,用于装油脂含量高的食品,以防止油的渗出以及肉食品加工。近年来在食品工业中提倡使用可被生物降解的薄膜,直链淀粉在这些方面具有较大的发展前途。豆类直链淀粉含量较高,因此绿豆淀粉制成的粉丝韧性比其它淀粉好,如果用普鲁兰酶处理谷物淀粉,再制成直链淀粉后,可以制成高质量的粉丝。一般谷物淀粉中,直链淀粉含量仅占20%,支链淀粉含量约为80%。工业上每生产1吨直链淀粉就有4吨副产品的支链淀粉。美国虽然通过遗传育种的方法.得到含直链淀粉60%玉米新品种,但不大适于大量生产。国外已采用普鲁兰酶改变淀粉结构,可使支链淀粉变为直链淀粉。据报道,采用此法收率可达100%.制造直链淀粉的方法为,先采用普鲁兰酶分解经液化的分支部分,使其转变为直链淀粉,并以丁醇或缓慢冷却法沉淀淀粉。再回收含少量水分的晶型沉淀物,最后通过低温喷雾干燥法制成粉状的直链淀粉。

  3.2普鲁兰酶与β~淀粉酶配合使用生产麦芽搪

  饴糖是我国传统的淀粉糖产品,其中所含部分麦芽糖,广泛用于糖果、糕点等食品工业。目前生产方法是以α~淀粉酶进行液化,再用β~淀粉酶水解支链淀粉,这样只能水解侧链部分。接近交叉地位的α~1.6糖苷键时,水解反应停止。但如果使用普鲁兰酶共同水解,便能使分支断裂,提高淀粉酶水解程度,降低了β极限糊精的含量,大大提高了麦芽糖的产率,有利于生产麦芽搪浆。目前对加普鲁兰酶进行糖化己作了较大规模的试验。

  试验条件为。每批投料量约为900公斤碎米,粉浆浓度为15~16Be°数皮用量1.5%(对碎米计),β~淀粉酶活性2,000单位/克以上,pH5.8;普鲁兰酶活性45,000~55,0 00单位/克,系由产气气杆菌生产,每批用量为1公斤。试验结果表明,加入普鲁兰酶糖化的试验糖与对照糖品相比,还原糖平均增加14.8,麦芽糖含量平均增加了45.6,糊精含量平均减少了26.7高浓度麦芽糖浆较之高浓度葡萄搪浆,具有不易结晶,吸湿性小的特点,所以高浓度麦芽糖浆在食品工业中有着广泛的用途。采用普鲁兰酶与p一淀粉酶配合使用,成本低廉,麦芽糖收率达到70%左右,其至更高。

  3.3用于啤酒外加酶法糖化

  啤酒生产中麦芽,既是酿造啤酒的主要原料,也为酿造过程提供了丰富的酶源。在啤酒酿造的糖化过程中,麦芽中分解淀粉的主要酶是α~淀粉酶、β~淀粉酶和分解淀粉α~1. 6糖瞥键的R一酶(植物普鲁兰酶或植物茁霉多糖酶)。β~淀粉酶与另两种淀粉酶协同作用,可使淀粉分解成麦芽糖(也包括少量的麦芽三糖和极少量的葡萄糖)和低分子糊精。使麦芽汁有比较理想的糖类组成。在工业生产中为了节约麦芽用量,采用所谓外加酶法糖化,即在减少麦芽用量的前提下,增加淀粉质辅助原料的比率,并加入适当种类的酶制剂进行搪化。要使大麦及其它辅助原料糖化完全,需要外加a一淀粉酶和分解α~1.6糖苷键的普鲁兰酶制剂等。单独使用a一淀粉酶时产生麦芽糖和麦芽三搪是很不完全的。假如分解淀粉α~1.6糖苷键的酶活性不足,淀粉分解就不完全,其结果是可发酵性糖含量低,制成的啤酒发酵度达不到要求。若采用能分解α~1.4和α~1.6糖苷键的糖化型淀粉酶,则其反应产物为葡萄糖,容易使酒味淡薄。采用普鲁兰酶与α~淀粉酶协同,效果良好,其分解产物主要是麦芽糖和少量的麦芽多糖。采用外加酶法糖化时,加入酶制剂的用量为:淀粉酶6~7单位/克大麦及大米:蛋白酶,60-80单位/克,并配合以菠萝蛋白酶10ppm,普鲁兰酶50单位/克大麦。以上三种酶制剂均添加于糖化或酒化开始。

  总之,普鲁兰酶无论作为酶制剂和食品工业的加工助剂均有广阔的发展前途。

  研究目的和意义:

  酶制剂工业是上世纪七十年代就己经形成的一个重要的产业,目前世界酶制剂总产值达100亿美元,我国的产值约为100亿人民币,并且随着其应用领域的不断扩大以及新酶种的开发,这一市场正在迅猛发展。但是全球酶制剂产业几乎被几家外国公司所垄断,其中丹麦的NOVO公司几乎占全球总销售额的一半。本研究对普鲁兰酶的开发,对酶制剂产业的发展有重要的意义。

  其次我国自从七十年代开始便对普鲁兰酶进行研究开发,但是所开发得到的普鲁兰酶,既不耐热也不耐酸,这就使其在工业化应用中受到了局限。为了改变我国对进口产品的依赖,填补我国这一领域的空白,寻找一条国产化的道路,本研究的目的是利用自然微生物资源,普鲁兰酶,提高我国淀粉原料的利用率,从而提高整个淀粉加工行业的生产率,这对我国淀粉加工产业的意义是不言而喻的。

  研究内容(内容、结构框架以及重点、难点):

  一.普鲁兰酶产生菌的筛选

  (1)样品的采集;

  (2)菌种初筛;

  (3)菌种复筛;

  (4)菌种保藏方法;

  (5)酶活力测定方法的建立。

  二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究

  (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响;

  (2)初始PH对发酵产酶的影响;

  (3)接种量对发酵产酶的影响;

  (4)发酵温度对产酶的影响;

  (5)金属离子对产酶的影响。

  重点或关键技术:

  (1)纯菌株的分离;

  (2)菌株的鉴定方法的选择。

  研究方法、手段:

  一.普鲁兰酶产生菌的筛选

  (1)样品的采集:选择适合产生的地点(面粉厂.菜地.果园等)采集土样

  (2)菌种初筛:在采集的土样用无菌水稀释后,在含有淀粉类的培养基中做平板涂步, 37℃培养48h后,用碘液进行显色反应,将有淀粉酶产生的菌落接于斜面中保存。

  (3)菌种复筛:将前期分离的能产生淀粉酶的菌株涂步于普鲁兰糖平板上,37℃培养48h后用95%乙醇进行透明圈实验。有透明圈产生说明菌株产生普鲁兰酶,将产生透明圈的菌落挑于斜面培养基培养。

  (4)菌种保藏方法: 采用4℃低温保藏。

  (5)酶活力测定方法的建立:采用发酵培养液经过离心后利用DNS显色法 520nm测定吸光值,测定标准葡萄糖标准曲线,利用标准曲线计算普鲁兰酶酶活大小。

  二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究

  (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响:采用不同碳源,氮源培养基培养一段时间,测定酶活力。(其他条件相同:接种量,装瓶量,初始PH值,转速,培养时间。)

  (2)初始PH对发酵产酶的影响:采用相同发酵培养基,在不同初始PH下接种等量种子液。在相同条件下培养,测定发酵液的酶活。(其他条件相同:接种量,装瓶量,转速,最佳培养温度,最佳培养时间。)

  (3)接种量对发酵产酶的影响:在发酵培养基中分别接入2%,4%,6%,8%,

  10%,14%,18%的种子培养液于最佳碳源,氮源,最佳初始PH的培养基中,在相同条件下培养,分别检测酶活。(采用以上确定的最佳碳源,氮源,最佳初始PH。)

  (4)发酵温度对产酶的影响:采用相同培养基,在不同温度下(25℃,30℃,35℃,40℃,45℃)培养一定时间,测定酶活力。

  (5)金属离子对产酶的影响:在基础培养基中加入少量不同金属离子,发酵后测酶活。(金属离子有: 锰离子,钙离子,锌离子,镁离子,铁离子,铜离子。)

  研究进度

  :完成项目总体进度30%,样品土样的采集及前期的准备工作,菌株的初筛,包括(样品土样原液的涂步培养及摇床培养,产支链淀粉酶菌株的挑选及斜面培养)。

  :完成项目总体进度50%,菌株的复筛,包括(产普鲁兰酶菌株的筛选及斜面培养),葡萄糖标准曲线的测定,酶活测定方法的建立,并以酶活大小对菌株进行再次筛选。

  :完成项目总体进度80%,产酶条件的研究。包括:碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。并通过各中单因素试验确定发酵培养基的最佳碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。

  2009、4—2009、5 :完成项目总体进度100%,课题总结,撰写论文。

  文献综述(包括:国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等)

  自从1961年Bender H.等人在研究一株产气气杆菌Aerobacter aerogenes(典型菌为肺炎克雷伯氏杆菌Klebsiella.pneumoniae)时首次发现普鲁兰酶后,国际上对产生这种酶的微生物进行了广泛研究,发现许多微生物可以产生此酶,并筛选出一些适用于工业化生产的优良菌株。随着该酶的应用发展,对耐热性普鲁兰酶的研究也逐渐增多,已成功克隆并表达了该酶的基因。国内1976年开始对一株产气气杆菌(Aerobacteraerogenes 10016)的普鲁兰酶进行研究,对该菌株的产酶条件、酶的分离提取及酶学性质作了报道,并研究了该酶的食品级提取技术。此外,陈朝银、刘涛等人从云南温泉水样中筛选到一株产普鲁兰酶高温栖热菌菌株,通过诱导等实验将该酶的酶活从0.069u/mL提高到170u/mL,酶产量提高了近2500倍左右,酶的最适作用温度及pH分别是75℃和4.5,具有一定的耐热和耐酸特性。

  陈金全等从温泉水样中筛选到一株产耐热耐酸普鲁兰酶的野生菌株,并根据形态、生理生化特征、细胞化学组分分析及16SrDNA序列比对、基因组DNA的G+C摩尔百分含量、同源性比对等实验,鉴定其为脂环酸芽抱杆菌属(Alicyclobacillus)的一个新种,所产酶最适作用温度为60℃,最适pH值4.0,具有较好的耐热耐酸特性。杨云娟等利用毕赤酵母成功构建了普鲁兰酶表达量较高的基因工程菌,摇瓶发酵酶活可达350.8U/mL,最佳发酵条件下产量可达504.5-510.1U/mL .酶的最适作用温度为600C,最适pH值4.5,具有较好的耐热耐酸性。目前我国仍没有具备独立生产普鲁兰酶能力的厂商,要实现低成本、国产化的生产,还有很长的路要走。

  技术应用于耐热脱支酶的研究,使耐热异淀粉酶的研究有了很大发展。Coleman等人将嗜热厌氧菌T. brockii普鲁兰酶基因克隆到B.subtilis中得到的克隆子分泌的普鲁兰酶数量高于出发菌株,Okada等人将Bacillus Steanther, onhiu:中编码热稳定异淀粉酶的基因克隆到B.subtilu:中,得到的转化菌株其异淀粉酶能在60 ℃稳定15分钟。Burchadf将。ostridium thermosulf urogenes DSM38%的嗜热异淀粉酶基因克隆并在E.coli中表达,所得酶的最适pH和最适温度与出发菌相同,而且在高温下仍能保持活性.Antranikiam等人将Pyrococcus舟riousous的异淀粉酶基因克隆到E.coli中并分离得到了酶蛋白。尽管如此,目前尚未有已将转基因的耐热性异淀粉酶工程菌应用到工业生产中的报道。众所周知,利用物理和化学诱变剂单独或复合处理微生物细胞是选育高产变种菌株行之有效的经典方法,它在为培育多种抗生素、氨基酸、核苷酸激酶(尤其是蛋白酶和淀粉酶)的高产变种菌株方面曾经起过极为重要的作用,至今仍然是方便易行和行之有效的方法之一。

  主要参考文献:

  [1][美]惠斯特勒等编王雏文等译.淀粉的化学与工艺学[M].北京:中国食品出版社,1988

  [2]张树政.酶制剂工业[M]. 北京: 科学出版社,1998

  [3]邬显章.酶的工业生产技术[M]. 吉林: 吉林科学技术出版社,1988

  [4]Taniguchi H, Sakano Y, Ohnishi M, Okada G(1985) Pullulanase[J].TanpakushitsuKakusan Koso. Ju1;30(8):989-992. Japanese

  [5] Jensen, B. F., and B. E. Norman. 1984. Bacillus acidopullulyticus pullulanase[J].:application and regulatory aspects for use in the food industry. Process Biochem.19:351-369

  [6]Tomimura E, Zeman NW, Frankiewicz JR, Teague WM. [J]. Description of Bacillus

  naganoensis sp. nov.Int J Syst Bacteriol. I 990 Apr; 40(2):123-125

  [7]吴燕萍,等. 微生物法生产普鲁兰酶的研究[J]. 生物学技术, 2003,8(6):14-17

  [8]金其荣,等. 普鲁兰酶初步研究[J]. 微生物学通报, 2001,28(1):39-43

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  [10]唐宝英等.耐酸耐热普鲁兰酶菌株的筛选及发酵条件的研究[J].微生物学通报,2001 28(1):39-43

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开题报告是由选题者把自己所选的课题的概况(即"开题报告内容"),向有关专家、学者、科技人员进行陈述,下面是一篇关于制糖工程论文开题报告模板,供大家阅读参考!

论文题目: 酰基含量对结冷胶流变和凝胶性能的影响

一、选题背景

结冷胶是一种经微生物通风发酵得到的新型天然食用胶。最初于 1978 年发现,1988年日本批准结冷胶可应用于食品中,随后,美国和欧洲等国家也批准其作为凝胶剂、稳定剂和增稠剂在食品中使用。结冷胶的分子骨架由葡萄糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸组成,分子量约为 0.2~2×106Da,能形成双螺旋结构。结冷胶生产菌是通过复杂的菌种筛选得到的能够生产亲水性胶体的目的菌。结冷胶能够形成澄清透明的凝胶,且具有较好的热稳定性,与其他多糖凝胶相比,其凝胶强度不依赖于 pH。结冷胶的优良性质使其在食品、医药和化工等领域得到了广泛应用。结冷胶还具有良好的复配性,不仅高、低酰基可以复配,还可与其他多糖凝胶复配,通过复配胶之间的优势互补作用,进一步扩大了其应用范围。

二、研究目的和意义

本课题是“十二五”国家科技支撑计划(2011BAD23B04);国家高技术发展计划(863)项目(2012AA021505);国家自然科学基金项目(No.31171640);无锡市科技支撑计划(CLE01N1208);无锡市中小企业创新基金(CBE01G1344)等项目研究的重要组成部分。结冷胶具有重要的商业价值,它生产周期短,理化性质稳定且安全无毒,优越的性能使其得到了广泛的研究和应用[61]。本实验室于1995年率先开始研究结冷胶的生产发酵技术;1996年,结冷胶在我国批准可作为增稠剂、稳定剂使用,近年来国内对结冷胶的需求量增长迅速,主要用于悬浮饮料、果冻和软糖等方面,结冷胶分离纯化等后提取过程较难操作,导致生产成本和市场价格偏高,同时其用法和用量,以及其他物质对结冷胶的影响等问题,在使用时仍不能准确把握[62]。目前国内主要侧重于低酰基结冷胶性质和应用研究,大部分低酰基结冷胶已达到美国Kelco公司水平[63]。对高酰基结冷胶性质的研究是其应用于食品、医药和化工等行业的必要理论基础,但高酰基结冷胶的粘度更大,其生产工艺也更为复杂。酰基含量介于高酰基和低酰基结冷胶之间的结冷胶,具有较高酰基结冷胶更低的凝胶转变温度和较低酰基结冷胶更高的粘度,其独特的性质使其可以适用于更多的领域,弥补高酰基结冷胶和低酰基结冷胶在应用上的局限性,但由于酰基含量测定方法的限制,部分脱酰基结冷胶的研究和生产也停滞不前。国内外对结冷胶的研究涉及其微观结构、流变学和凝胶性质、外加物质的.影响以及应用等方面,对结冷胶的性质已经有了一定的了解。本文主要侧重于结冷胶的侧链——酰基的研究,建立酰基含量测定更为精确的HPLC方法,以期为高酰基结冷胶的品质提供有效的监测手段。然后,结合HPLC方法对部分脱酰基结冷胶的制备条件进行了初步摸索,得到一系列不同酰基含量的结冷胶,对其中的几种样品进行流变学和凝胶性质研究,了解酰基对结冷胶性质的影响,这不仅可以增加结冷胶的种类,扩大结冷胶的应用范围,也为其应用提供一定的理论基础,同时,对复配胶的凝胶转变温度进行初步探索,研究酰基含量相同的结冷胶和复配胶之间的性质差异。

三、本文研究涉及的主要理论

Morris等还研究了两种酰基分别对结冷胶性质的影响,通过控制脱酰基条件,得到了甘油酰基含量相近而乙酰基含量不同的两种结冷胶。并研究了两种结冷胶动态模量随温度的变化,发现总酰基含量较高的样品其凝胶转变温度较高,乙酰基含量低的样品在温度转变曲线上表现出明显的热滞现象,而乙酰基含量高的样品则没有热滞性,说明乙酰基含量高的样品其凝胶网络稳定性相对较差,位于双螺旋边缘的乙酰基对双螺旋的聚集起到一定的阻碍作用。那么,高酰基结冷胶更稳定的性质可能只是甘油酰基的作用。除了高酰基和低酰基结冷胶外,部分脱酰基的结冷胶具有其独特性质,若能控制反应条件得到这样的结冷胶,可以增加结冷胶种类,按照应用需求选择不同酰基含量的结冷胶,也能让结冷胶适用于更多领域。Chang等利用不同的碱和反应条件,制备了不同甘油酰基和乙酰基的一系列结冷胶,KOH浓度为0.03~0.3 g·g-1结冷胶,在25~36℃反应2~18 h,或在100℃反应5 min,观察不同反应条件对结冷胶酰基含量的影响。发现在低温下,长时间反应,对甘油酰基含量影响较小,而乙酰基基本可全部脱去,在100℃高温下,则很容易除去甘油酰基。除了用KOH作为反应物外,作者还同时加入了NaCl、KCl和CaCl2等在高温下进行脱酰基反应,盐的加入对酰基起到一定保护作用,酰基含量变动相对较小。Sworn等除用强碱KOH进行脱酰基反应外,还利用Na3PO4和Na2CO3等弱碱进行反应,弱碱提供较温和的反应环境,酰基含量更容易控制。弱碱处理会减少总酰基含量,同时对甘油酰基有更强烈的作用,增加乙酰基/甘油酰基比例,强碱处理也会增加乙酰基的比例,但作用较弱碱更弱。酰基含量的准确测定是结冷胶研究的重要基础,不仅可以更好的研究两种酰基分别对结冷胶性质的影响,两种酰基的总含量及比例也是监测高酰基结冷胶产品品质的重要指标之一。多糖中酰基含量的测定常用比色法和滴定法,比色法利用碱性羟胺与乙酰基生成游离的乙酰羟肟酸,再与Fe3+和发生显色反应,根据吸光度来测定酰基含量;滴定法主要利用反应式1-1的原理,以酚酞为指示剂,通过测定脱酰基过程消耗的碱的体积,根据公式计算酰基含量。Cheetham等曾用HPLC方法,将黄原胶上的丙酮酰基和乙酰基游离下来,分别测定含量。

结冷胶在食品中主要用作增稠剂和稳定剂,其在低浓度时形成的“弱凝胶”网络,可悬浮牛奶中的可可颗粒,形成巧克力牛奶饮品,此性质使其也可用于冰激凌、酸奶等产品。结冷胶可用于食品保护膜,防止在烹炸过程中食品吸收过多的油。此外,碱处理后的结冷胶还可作为凝胶剂、乳化剂、润滑剂以及悬浮材料等用于食品和生物技术行业。2011年美国国家有机项目已批准结冷胶用于有机食品和饮料。在化工领域,结冷胶凝胶澄清透明以及在高温下的稳定性,使其用于防晒露及护发素等护理产品,同时也可用于提高纸张的强度。结冷胶在医药领域可以作为药物赋形剂用于药物的传递,也可以作为人类组织再生三维支架的主要架构物质。结冷胶也可以替代琼脂作为植物和微生物培养基,不仅能够经受长时间的高温灭菌,且澄清透明的凝胶特性也可以更好的观察培养物的生长状态。由于结冷胶具有独特优良的性质,使其具有良好的应用前景,为其实际应用而进行的理论基础研究也尤为重要。

四、本文研究的主要内容及研究框架

(一)本文研究的主要内容

本文以结冷胶以及其侧链酰基为主要研究对象,建立两种酰基含量的测定方法,对不同酰基含量结冷胶的制备条件进行初步摸索,研究酰基对结冷胶流变学和凝胶性质的影响,并对复配胶的凝胶转变温度进行初步探索,主要研究内容有以下四点:

1. 探索能够准确测定结冷胶上甘油酰基和乙酰基含量的HPLC方法,并对该方法进行准确性、重复性、稳定性等方面的验证。

2. 探索不同酰基含量结冷胶的制备条件,控制不同的反应条件,制备得到一系列酰基含量不同的结冷胶。

3. 对一系列不同酰基含量的结冷胶进行流变学性质和凝胶性能的研究,以期得到不同酰基含量结冷胶的性质差异,以及酰基对结冷胶性质的影响。

4. 配制与部分脱酰基结冷胶酰基含量相同的复配胶,并对其凝胶转变温度进行初步探索,以期发现部分脱酰基结冷胶和复配胶的性质差异。

(二)本文研究框架

本文研究框架可简单表示为:

五、写作提纲

摘要 3-5

Abstract 5-6

第一章 绪论 9-19

1.1 概述 9

1.2 结冷胶的结构 9-11

1.2.1 结冷胶的分子结构 9-10

1.2.2 结冷胶的固态结构 10-11

1.3 结冷胶的凝胶性质 11-12

1.4 结冷胶的流变学性质 12-15

1.4.1 结冷胶的稳态流变学性质 12-13

1.4.2 结冷胶的动态流变学性质 13-15

1.4.3 复配胶的流变学性质 15

1.5 酰基对结冷胶性质的影响 15-17

1.6 结冷胶的应用 17

1.7 课题来源及立题意义 17-18

1.8 研究内容 18-19

第二章 材料与方法 19-25

2.1 材料 19-20

2.1.1 主要试剂 19-20

2.1.2 主要仪器 20

2.2 实验方法 20-21

2.2.1 溶液的配制 20-21

2.2.2 HPLC混合标准溶液的配制 21

2.2.3 结冷胶脱酰基的处理方法 21

2.3 分析方法 21-25

2.3.1 结冷胶样品水分和灰分含量测定 21

2.3.2 结冷胶样品离子含量测定 21

2.3.3 HPLC分析样品预处理 21-22

2.3.4 HPLC检测条件 22

2.3.5 其他方法测定酰基含量 22-23

2.3.6 流变学测定方法 23

2.3.7 凝胶性能测定方法—压缩模式 23-25

第三章 结果与讨论 25-46

3.1 结冷胶样品成分分析 25

3.1.1 样品中水分和灰分含量测定结果 25

3.1.2 离子含量测定结果 25

3.2 结冷胶酰基含量的测定 25-29

3.2.1 HPLC色谱条件的选择 25-26

3.2.2 HPLC方法的考察 26-28

3.2.3 结冷胶产品酰基含量的测定结果 28-29

3.2.4 HPLC方法与其他方法的比较 29

3.2.5 小结 29

3.3 部分脱酰基结冷胶制备条件的探索 29-31

3.4 五种结冷胶样品的流变学性质 31-41

3.4.1 线性粘弹性区域确定 31-32

3.4.2 未加离子样品流变学性质 32-36

3.4.3 加入钾离子的样品流变学性质 36-41

3.4.4 小结 41

3.5 五种结冷胶样品的凝胶性质 41-42

3.6 复配结冷胶样品凝胶转变温度初探 42-46

3.6.1 未加入离子的复配结冷胶样品流变学性质 42-43

3.6.2 加入钾离子的复配结冷胶样品流变学性质 43-44

3.6.3 小结 44-46

主要结论与展望 46-48

主要结论 46-47

展望 47-48

致谢 48-49

参考文献 49-53

六、本文研究进展(略)

七、参考文献

1. 詹晓北, 王卫平, 朱莉. 食用胶的生产、性能与应用[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2003. 20-36.

2. O'Neill M A, Selvendran R R, Morris V J. Structure of the acidic extracellular gelling polysaccharideproduced by Pseudomonas elodea[J]. Carbohydrate Research, 1983, 124(1): 123-133.

3. Jansson P. E., Lindberg B, Sandford P A. Structural studies of gellan gum, an extracellularpolysaccharide elaborated by Pseudomonas elodea[J]. Carbohydrate Research, 1983, 124(1): 135-139.

4. Morris E R., Nishinari K, Rinaudo M. Gelation of gellan–A review[J]. Food Hydrocolloids, 2012,28(2): 373-411.

5. Kuo M S, Mort A J, Dell A. Identification and location of L-glycerate, an unusual acyl substituent ingellan gum[J]. Carbohydrate Research, 1986. 156: 173-187.

6. 张晨, 谈俊, 朱莉, 等. 糖醇对结冷胶凝胶质构的影响[J]. 食品科学, 2014. 35(9): 48-52.

7. Kang K S, Veeder G T, Mirrasoul P J, et al. Agar-like polysaccharide produced by a Pseudomonasspecies: production and basic properties[J]. Applied and Environmental Microbiology, 1982. 43(5):1086-1091.

8. Grasdalen H, Smidsr d O. Gelation of gellan gum[J]. Carbohydrate Polymers, 1987, 7(5): 371-393.

9. 詹晓北. 结冷胶[J]. 中国食品添加剂, 1999, 2: 66-69.

10. 孟岳成, 邱蓉. 高酰基结冷胶 (HA) 特性的研究进展[J]. 中国食品添加剂, 2008(5): 45-49.

11. Chandrasekaran R, Puigjaner L C, Joyce K L, et al. Cation interactions in gellan: an X-ray study of thepotassium salt[J]. Carbohydrate Research, 1988, 181: 23-40.

12. Arnott S, Scott W E, Rees D A, et al. I-Carrageenan: molecular structure and packing ofpolysaccharide double helices in oriented fibres of divalent cation salts[J]. Journal of MolecularBiology, 1974, 90(2): 253-267.

13. Chandrasekaran, R., Radha A, and Thailambal V G. Roles of potassium ions, acetyl and L-glycerylgroups in native gellan double helix: an X-ray study[J]. Carbohydrate Research, 1992, 224: 1-17.

14. Morris E R, Gothard M G E, Hember M W N, et al. Conformational and rheological transitions ofwelan, rhamsan and acylated gellan[J]. Carbohydrate Polymers, 1996, 30(2): 165-175.

15. 李海军, 颜震, 朱希强, 等. 结冷胶的研究进展[J]. 食品与药品, 2006, 7(12A): 3-8.

猪粪发酵方法以及研究现状?

未发酵猪粪,施入土壤中会发酵,产生热量、有害气体,有烂种子、烧根、烧苗现象,而且发酵时间长,产生肥害反而影响农作物生长,没有发酵腐熟的农家有机肥,施入土壤病虫害较多,动物粪便里、农作物秸秆、下脚料里含有病菌、虫卵、病毒,如果直接施入土壤,会在土壤中漫延、滋生、孵化,危害农作物生长,爆发病虫害疫情。

猪粪有机肥

肥料成分多,少许的土壤蓬松效果。

特点

猪粪有机肥是由猪粪发酵而来。虽然主要成分为猪粪,但是需要产品经过水分调节,并且加入能吸附味道的木屑等辅料。

虽然也会根据制作方式不同而有所差异,猪饲料大多都是高营养饲料和粗饲料,因此一般来说肥料成分比牛粪有机肥多,比鸡粪发酵有机肥少。而土壤蓬松效果比牛粪有机肥低,比鸡粪有机肥高,刚好介于两者之间。

使用方法和注意事项

粪便发酵有机肥,含有较多的氮和磷。相反的纤维含量较少,土壤蓬松效果较低,因此适合持续释放有机物,部分整地完成的农田,要避免施肥量以避免肥料过多,同时要调整基肥的用量。

大量添加木屑等辅料,可以为土壤提供蓬松的效果。

发酵原理

腐熟的猪粪有机肥一般需要两个阶段,即第一次高温堆肥腐熟发酵阶段和第二次陈化阶段。不稳定的有机物通过腐熟过程,通过微生物作用下,转化成稳定的腐殖质。其温度变化可以界定是否腐熟。

第二阶段:温度初见降低,氧气吸收率降低,臭味完全消失。相对于第一次堆肥腐熟来说,不能没有第二次堆肥,因为二次堆肥可以降解难降解的有机物,嗜温微生物菌落重新建立,从而有助于有机肥腐熟、减少植物毒性物质和抑制病原菌。

第一阶段:通过配比原料基质,肥堆高氧吸收,产生高温,可降解挥发性固体大量减少,臭味逐渐降低,肥堆颜色逐渐变化,需保持良好的曝气和水分控制。

温度升高阶段:有机肥腐熟温度上升到45℃,主要以放线菌、真菌和细菌为主,主要分解糖类和淀粉。甚至有源生物动物和动物参与。高温阶段:腐熟温度达到45℃以上,嗜温微生物被抑制,嗜热主导。可溶解的有机物继续被氧化分解,复杂的有机物(纤维素、半纤维素、蛋白质、木质素)也开始被分解。50℃左右(嗜热真菌和放线菌);60℃左右(嗜热细菌和放线菌);70℃左右(大多微生物已经不能适应)。最佳腐熟温度为55℃,这是因为大多微生物在该温度最活跃,最易分解有机物,病菌、虫卵、杂草种子大多数会被杀死。降温降低阶段:嗜温微生物又开始大量繁殖,占据优势,对残余难分解的有机物作进一步分解。此时微生物活性下降,堆肥腐熟需氧量降低,温度下降,肥堆逐渐趋于稳定。

有机肥发酵方法

厌氧发酵:在缺氧或无氧条件下,主要利用厌氧微生物进行的堆肥化过程。最终产物除腐殖质类有机物、二氧化碳和甲烷外,还有氨、硫化氢和其他有机酸等还原性物质。工艺简单、不需进行通风,但反应速率缓慢,堆肥化周期较长。

好氧发酵:在人工控制和一定碳氮比例(C/N)、水分、温度和通风的情况下,通过微生物将有机质转化为稳定的腐殖质的过程,这类堆肥无臭无蝇,反而有淡淡的泥土味。

有机肥发酵工艺

静态条垛堆肥:无需翻堆,能够确保堆体有效的达到高温和病原菌体灭活,缩短堆肥周期。

动态条垛堆肥:通过人工或机械定期翻堆,来确保堆体好氧状态。

反应器堆肥:在一个容器或几个容器进行,能够有效的控制温度,水分,从而监控堆肥发酵程度。

论文的开题报告该怎么写?

1、本课题研究的现状。

2、本课题研究的内容。

3、本课题研究的意义。

选题意义和目的一般作为开题报告里面的第一块内容,是阐述你所研究的这个选题有没有专研究价值或者说讨论价值的。

写开题报告的目的,其实就是要请导师来评判我们这个选题有没有研究价值、这个研究方法有没有可能奏效、这个论证逻辑有没有明显缺陷。

写意义的时候根据你的选题来决定形式,可以分现实意义和理论意义,也可以不细分,把目的和意义和在一起写,总之突出你观点的新颖和重要性即可。

论文种类

1、专题型

这是分析前人研究成果的基础上,以直接论述的形式发表见解,从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。

2、论辩型

这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解,凭借充分的论据,着重揭露其不足或错误之处,通过论辩形式来发表见解的一种论文。

3、综述型

这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上,加以介绍或评论,从而发表自己见解的一种论文。

4、综合型

这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。

植物保护专业本科毕业论文设计开题报告

植物保护专业本科毕业论文(设计)开题报告

紧张又充实的大学生活即将结束,大学生们马上就要开始最难熬的毕业设计阶段,而我们做毕业设计之前要先写好开题报告,快来参考开题报告是怎么写的吧!以下是我整理的植物保护专业本科毕业论文(设计)开题报告,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

毕业论文题目:

菌寄生真菌纤细齿梗孢蛋白酶基因的克隆与表达

姓名: xx 学号: xxxx

年级: xxx 专业: 植物保护

指导教师:姓名 xxx 职称 教授

学科 植物病理

山东农业大学教务处

20XX年x月x日

一、选题依据(拟开展研究项目的研究目的、意义)

菌寄生(Mycoparasitism)是发生在菌寄生真菌与寄主真菌之间的一种寄生方式,是自然界普遍存在的一种真菌与真菌之间的相互作用。一直以来,生物间相互作用及信号传导的分子机制,是当今生命科学研究的热门。利用菌寄生真菌与寄主真菌作为研究的模式系统来揭示生物相互之间的相互作用机制有重要理论和实践意义。李多川(Li,1996)先生发现纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)和串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme)的菌寄生关系以来,我们实验室试图通过研究纤细齿梗孢和串珠镰刀菌,来建立菌寄生真菌与寄主真菌相互作用机制研究的模式系统,从而揭示菌寄生真菌与寄主真菌之间相互作用的分子机制。纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)是串珠镰刀菌的一种重寄生真菌,该菌是一种接触性活体重寄生菌,离体试验发现其分生孢子只有在串珠镰刀菌细胞壁提取物刺激下才能萌发。这说明两者之间的重寄生关系是建立在二者识别与互作的分子机制上的(Li,2004)。在纤细齿梗孢和串珠镰刀菌相互作用过程中,几丁质酶、蛋白酶等细胞壁裂解酶可能起到重要作用。其中,蛋白酶在木霉属菌寄生真菌中的功能已经得到初步证明,而纤细齿梗孢的蛋白酶的研究还未见报道。因此,克隆纤细齿梗孢蛋白酶编码基因对于从分子水平上研究重寄生真菌和寄主识别和互作机制有着重要的意义。

二、文献综述内容(在充分收集研究主题相关资料的基础上,分析国内外研究现状,提出问题,找到研究主题的切入点,附主要参考文献)

纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)是李多川教授分离得到的一种活体营养接触型菌寄生真菌[1~3],其寄主包括Fusarium moniliformeAlternaria alternata等。近年来,我们实验室一直在努力以其为基础研究菌寄生真菌与寄主真菌之间的相互作用的分子机制。经过多年的研究,人们渐渐认识到真菌细胞壁蛋白在细胞与外界的相互作用过程中扮演着重要的角色。细胞壁蛋白研究已经成为生物间相互识别机制研究的热点。鉴于以上原因,我们实验室成功分离纯化了纤细齿梗孢的寄主之一Alternaria alternata菌丝细胞壁上的一种特异性糖蛋白——凝集素,并初步证明其在A.alternaria和O.tenellum孢子吸附过程中起到识别因子的作用[4]。近年来,菌寄生真菌细胞壁裂解蛋白酶在菌寄生过程中的作用被人们逐渐重视起来。克隆和表达菌寄生真菌的蛋白酶编码基因变得很有意义。本研究试图以菌寄生真菌纤细齿梗孢(Olpitrichumtenellum)作为研究材料克隆了其蛋白酶基因。根据氨基酸的保守序列设计兼并引物,然后采用RT-PCR和RACE是一个较为快速、简单和高效的方法。本实验根据同源保守序列设计兼并引物,通过RT-PCR及RACE-PCR的方法,克隆了O.tenellum蛋白酶的编码基因的全长cDNA序列,并对该基因进行了序列分析,为后续试验打下了基础。

由于Olpitrichum tenellum在离开寄主的人工培养基中很难生长,纯化其蛋白酶变得非常困难。因此,我们需要使用外源蛋白表达系统得到蛋白,进一步研究其性质,从而搞清楚其在重寄生过程中的作用。在过去的几十年间,随着DNA重组技术的不断发展,通过构建遗传工程菌株,人们可以较容易地使各种各样的天然酶的基因在微生物系统中高效表达,从而在很大程度上摆脱对天然酶源的依赖。

基因工程的表达系统有原核表达系统和真核表达系统两大类。在原核表达系统中,大肠杆菌表达系统是目前了解最深入,实际应用最为广泛的表达系统。与其他表达系统相比,大肠杆菌表达系统具有遗传背景清楚、目标基因表达水平高、培养周期短、抗污染能力强等特点。在基因表达技术中占有重要的地位,是分子生物学研究和生物技术产业化发展进程中的重要工具[5]。

Pichia pastoris基因表达系统经过十几年发展,已基本成为较完善的外源基因表达系统,具有易于高密度发酵,表达基因在宿主基因组中稳定整合,能使产物有效分泌并适当糖基化,培养方便经济等特点。利用强效可调控启动子AOX1,已高效表达了HBsAg、TNF、EGF、破伤风毒素C片段、基因工程抗体等多种外源基因[6],证实该系统是高效、实用、简便,能提高表达量并保持产物生物学活性的外源基因表达系统。P.pastoris表达系统在生物工程领域将发挥越来越重要的作用,促进更多外源基因在该系统的高效表达,提供更为广泛的基因工程产品[7]。

我们已经分离到O.tenellum蛋白酶的编码基因,本研究中将该基因的去掉信号肽序列的正确阅读框融合于原核表达载体pET-22b(+)和毕赤酵母表达载体pPIC9K上,分别转化E.coli BL21及Pichia pastoris GSxx5,以期在这些菌株中有效表达该基因的编码产物,从而为以后功能研究打下基础。

1 李多川.1998.菌寄生真菌分子生物学研究进展.吉林农业大学学报,20:37~65.

2 21.李多川.1998.菌寄生真菌分子生物学研究进展.微生物学通报,25:345~347.

3 .李多川,沈崇尧.1997.菌寄生菌物与寄主菌物相互作用的研究进展.西北农业学报,6:94~98.

4 张成省,李多川,孔凡玉.2005.Alternaria alternata菌丝细胞壁凝集素的纯化与特性研究.植物病理学报,35(2):141~147.

5 .xx.何诚,朱运松.1998.甲醇营养型酵母表达系统的研究进展.生物工程进展,18:7~xx.

6 彭毅,杨希才,康良仪.2000.影响甲醇酵母外源蛋白表达的因素.生物技术通报,4:33~36.

7 韩雪清,刘湘涛,尹双.2003.毕赤酵母表达系统.微生物学杂志,3:35~40.

三、研究方案(主要研究内容、目标,研究方法、进度):

1、研究内容:

本课题选择纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)做为研究对象,通过RT-PCR及RACE技术分离克隆了其丝氨酸蛋白酶基因,并进行原核及真核表达,并对其的性质进行了研究,为进一步的研究工作打下基础。

2、研究的目标:

克隆了纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)的丝氨酸蛋白酶基因,进行原核及真核表达,并对其的性质进行了研究。

3、研究方法:

将纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)接种到LB培养基上,培养14个小时后,收集菌丝,然后采用总Trizol法提取RNA。再从GenBank数据库中搜索到大量的蛋白酶氨基酸序列,并根据同源性进行分类,分别设计兼并引物。再通过RT-PCR、3’-RACE、5’-RACE获得全长cDNA、DNA克隆,并将其连接到载体上,然后采用电击法将将重组质粒转入到全长cDNA、DNA克隆中,通过透析纯化蛋白酶,最后研究其特性。

四、研究进度:

20xx年5月23日~20xx年5月29日 整理收集资料,并跟着研究生学习基本实验技术。

20xx年5月30日~20xx年6月18日 提取RNA,设计引物、全长cDNA、DNA克隆 。

20xx年6月19日~20xx年7月15日 转化大肠杆菌、毕赤酵母表达,获得纯纯产物,并研究其特性。

20xx年3月~20xx年6月 对实验结果不理想的实验重做,整理实验数据,完成毕业论文,并准备毕业答辩。

五、技术路线:

收集菌丝

总RNA提取

同源序列 设计引物

特性研究

RT-PCR、

3’-RACE、5’-RACE

纯化表达产物

全长cDNA、DNA克隆 转化大肠杆菌、毕赤酵母

四、进程计划(各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度)

20xx年5月23日~20xx年5月29日 整理收集资料,并跟着研究生学习基本实验技术。完成实验的1%。

20xx年5月30日~20xx年6月18日 提取RNA,设计引物、全长cDNA、DNA克隆。完成实验的50%。

20xx年6月19日~20xx年7月15日 转化大肠杆菌、毕赤酵母表达,获得纯纯产物,并研究其特性。完成实验的95%。

20xx年3月~20xx年6月 对实验结果不理想的实验重做,整理实验数据,完成毕业论文,并准备毕业答辩。完成100%。

五、导师对文献综述的评语

签字:

20xx年xx月xx日

六、专业意见

专业主任签字:

20xx 年 月 日

七、学院意见

学院(章): 负责人签字:

20xx年xx月xx日

摘要:

针对目前浙江农林大学植物保护研究法实验教学方法、内容及手段等方面存在的一系列问题,提出了相关改革对策:优化实验课程内容,整合实验模块,学生自行设计实验方案等教学方法和手段的改革,以及课程考核方式和时间安排的调整,旨在培养学生的科研兴趣及创新能力。

关键词:

植物保护论文

目前,国内外很多农业院校的植物保护专业均开设了昆虫研究法和植病研究法课程。为优化本科培养方案,浙江农林大学通过调整教学大纲,将植病研究法、昆虫研究法和农药研究法合并成一门植物保护研究法课程。植物保护研究法是植物保护专业重要的专业限选课程之一,是植物保护研究的重要组成部分,也是培养和提高学生专业实验技能和学习兴趣的重要课程,是一门专业性、实践性很强的实验学科。通过这门课程的教学,能使学生掌握植物保护研究的基本方法及基本原理,培养植物保护研究常规操作能力,以及查阅资料、设计实验方案和实际操作能力,提高学生的逻辑思维、整理资料、总结归纳和论文撰写的能力。笔者分析了浙江农林大学植物保护研究法实验教学中存在的问题,提出教学改革内容,并总结了改革成效。

1.实验教学存在的问题

1.1传统实验教学的弊端传统实验教学的主要特征是“灌输式”“填鸭式”,学生在2个小时的实验过程中就是简单地按照实验指导书和实验大纲中的实验方法和步骤依葫芦画瓢,实验完成后,又按照统一的模式填写实验报告。在整个实验过程中,学生无需独立思考和分析,更谈不上发挥创新能力了。因此,很难让学生对实验产生兴趣,培养学生的创造性思维就更无从谈起了。虽然这种传统实验模式简明、清晰,有利于学生对相关结论的认可、理解和记忆,也有利于教师对整个教学过程的控制,教师和学生很轻松愉快地就能完成实验教学任务。学生走上工作岗位后,传统实验教学的弊端立即显现。学生缺乏设计实验的能力,在实验过程中缺乏发现问题、分析问题和解决问题的能力,实验后缺乏正确分析实验结果的能力。因此,传统的实验教学模式急需改革。

1.2实验教学内容系统性不强植物保护研究法是植物保护专业本科学生的一门专业课程,其涉及的内容有昆虫研究法、植病研究法和农药研究法。在以往的实验课程中,只是简单地把这3门课的实验合在一起上,并没有把内容紧密联系在一起,如昆虫实验时,指导教师一般是教授昆虫学科的教师;而在进行植病实验时,则由讲授植病学科的教师指导。这样的实验模式难以使植物病虫害系统联系起来,学生学习专业知识不够系统和深入,容易造成理解上的片面性和孤立性,不利于掌握该专业的系统知识和技能。

1.3实验考核不科学以往实验课程成绩评定的主要依据是实验报告,而每次实验课结束后,学生递交的实验报告只是把实验大纲(包括实验口的、原理、仪器与试剂、内容及方法)原文不动地抄一遍,实验结果更是千篇一律,这样实验就变成了预演过程,学生在实验中缺乏思考,不利于培养发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,背离了实验课教学的初衷。同时,还会导致每位学生的实验成绩差异微乎其微,不具有良好的区分度。

2.教学改革内容

2.1重视教学环节在以往的实验课程中,实验教学所需要的实验用具和材料大多数都是实验教辅人员提前准备,导致他们的工作量非常大。让学生参与实验材料的准备和管理,一方面提高了教辅人员的工作效率;另一方面可以让学生对实验过程有全面了解,获得整个科研实践过程的训练,从而养成好的实验习惯,在未来的科研工作中做到计划周密、有条不紊地安排和实施实验计划。同时,在实验教学过程中,必须教育学生认真操作、仔细观察、实事求是地记录实验结果,并对实验进行科学分析。一日_发现弄虚作假的学生,一定要严厉批评,同时帮助他们分析失败的原因,找出解决的方法,有条件的情况下,让其重新做实验,让学生充分意识到科学研究允许失败,但是不能有半l从虚假。2.2提高学生的实践能力实践教学是培养和训练学生实践操作能力,独立分析问题、解决问题能力的重要手段,尤其对于学生创新能力的培养,具有其独特的地位和作用。该项口分别以某种农作物病虫害为主轴展开一系列的实践性实验教学,要求学生自主设计实验和执行各项实验内容,指导教师负责答疑和提供技术帮助。学生通过自己分组、调查、取样、鉴定、查阅资料、讨论制订实验方案和动手实验等一系列步骤,不仅可以很好地将课堂上所学的理论知识与实践相结合,而且还有助于提高自学能力、实践能力和团队协作能力,进一步培养科学思维和创新能力。2.3优化实验教学内容结构将整个实验课程设置成一个综合性的大实验:分别以某个农作物上的病虫害发生规律及防治措施贯穿整个课程。将口前昆虫研究法的昆虫标本的采集与制作、昆虫人工饲养技术、昆虫生态学研究方法、昆虫生理生化研究方法、昆虫分子生物学研究方法和害虫综合治理研究方法5个实验和植病研究法的植物病害调查、植物病原菌分离与鉴定技术、植物病原菌分子生物学鉴定技术、植物病原真菌遗传转化技术和植物病害综合治理技术5个实验合并成1个综合性大实验,将植物病虫害研究以故事的形式紧密地整合在一起,让学生将课堂知识与田间实际应用有机地联系在一起,加深对理论知识的理解,提高学习兴趣。整个实验就是以具体的作物病虫害发生为时间轴,具有很强的连贯性和系统性,学生只有认真完成每一个实验,才能很好地保证后续实验的顺利进行,有助于增强学生的责任感和团队合作精神,同时也改变了学生实验报告千篇一律的`现象。2.4改革成绩评定方式实验课成绩一方面是对学生实验完成好坏的肯定,另一方面也对学生起到了一定的督促作用。为了做到对学生的全面评价,实验成绩除实验报告和考勤成绩外,应将实验过程中学生的学习主动性、动手操作能力、实验结果记录规范性量化纳入成绩考核。在实验过程中,教师应主动观察并记录每个学生的实际动手、操作能力,量化后按一定比例记入总成绩,对那些既有独立操作能力,又有创新意识的学生,适当给予创新学分。实验过程中,学生是否遵守实验室规则、是否具有团队合作精神,实验结束后,学生是否打扫卫生、是否清洗实验器材等,这些看似小问题,但也体现着一个人的品质和素养,做得好的学生也可以适当加分。

3.改革成效

3.1提高学生的专业技能及其对专业知识重要性的认识学生能在同一时间完成植病研究法、昆虫研究法和农药研究法3门实验课程,体现了实验课程很强的连贯性和系统性。学生在实践过程中将这3门课程的相关内容紧密、有机地联系起来,对植物病虫害防治有了更深入的认识,同时也提高了学生的专业技能及其对专业知识重要性的认识。在实验的过程中,强调把学生的动手能力放在首位,让学生更多地参与到实验中,切身体会到所学专业的意义。

3.2培养学生发现、提出、分析和解决问题的能力植物保护研究法实验教学模式具有系统化和整体化特点,同时涉及昆虫研究法、植病研究法、农药研究法等相关学科课程。在实验过程中,学生在对病虫害的认知及其防治等问题的处理上始终处于主体地位,在独立思考、查找资料、咨询专业教师、综合分析之后,拟定出具体的处理方案,能够融会贯通地掌握植物保护学科的理论知识和基本实践技能。

3.3提高指导教师的业务水平新的实验教学模式综合运用了3门相关课程的理论知识,加强了课程的综合实践环节,因此指导教师自身的知识面、操作技术、实践应用和协调能力都需要提升。所以,这种实验教学模式促使教师在教学过程中同学生一起不断学习,丰富专业理论知识,完善专业实践体系,提高发现、提出、分析和解决问题的能力,了解和掌握学科及相关学科的发展动态、研究的新进展、出现的新技术,从而提高了指导教师的业务水平。

4.结语

植物保护研究法在植物保护专业2013级和2014级本科生实验课程教学中进行了实践,通过问卷调查,95%的学生认为在实验过程中有较多的动手机会,激发了自己对实验的兴趣,提高了自己分析和解决问题的能力。因此,认为该教学方法可以发挥学生的主观能动性、拓展学生的科研思路、激发学生的创新创造力和提高学生的独立应用实践能力,具有良好的教学效果。

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