蛋白质工程
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蛋白质工程范文第1篇
1 基因定点诱变的原理和方法
基因定点诱变技术是蛋白质工程研究中的一种重要方法，其实质是利用化学合成寡核苷酸和基因重组技术相结合的方法，按照预定设计，对已知基因的特定碱基进行定点增删或转换，最终改变对应的氨基酸序列和蛋白质结构。最具代表性的定点诱变方法有以下三种。
1.1 寡核苷酸介导的定点诱变
利用人工合成的寡核苷酸可以制造任何部位的突变，而不受限制酶切点的限制（图1）。如果希望改变某个DNA的某个特定碱基，可以先合成一条突变碱基位于中间的寡核苷酸，一般长度约15～20 bp。这条寡核苷酸链除了突变碱基外，其余的序列与野生型DNA分子中的相应序列完全一致。然后将合成的寡核苷酸与由单链噬菌体做载体所携带的DNA克隆互补链混合，进行分子杂交。这段配对的寡核苷酸可以做为引物，在DNA聚合酶作用下合成完整的互补链，再用DNA连接酶连接起来。将此双链DNA导入大肠杆菌中，经扩增就可以得到大量可稳定遗传的的突变DNA克隆。
1.2 盒式定点诱变
盒式定点诱变是利用一段人工合成的含有突变序列的寡核苷酸片段，取代野生型基因中相应序列。其中，合成的DN段称为“盒”。通常的做法是：先制备好含有正常目的基因的重组质粒，然后在目的基因需要突变的部位附近找两个限制酶位点，利用合适的限制酶将二者之间的DNA序列切掉，而由一段人工合成含有突变碱基的双链DN段通过DNA连接酶连接取代，从而达到基因定点突变的目的。此法的缺点在于突变区段的两侧需存在一对限制酶位点，限制了该方法的广泛应用。
1.3 PCR介导的定点诱变
任何基因，只要知道两端及需要变异部位的序列，就可用PCR诱变去改造该基因序列。由于方法简便易行，结果准确高效，因此PCR介导的定点诱变已成为最常用的方法。
PCR定点诱变有两种情况。① 变异部位位于基因的末端。这种情况只需在人工合成5'端或3'端引物时引入变异碱基，便可使PCR产物（目的基因）的末端引入变异。② 变异部位位于基因的中间。这种情况需要借助重组PCR方法，可在DNA任意部位产生定点诱变（图2）。首先在需要诱变的位置合成含有变异碱基的互补引物（引物b和c），然后分别与3'引物（引物a）和5'引物（引物d）进行PCR，这样便可得到两个PCR产物分别含有变异碱基，由于二者中间有一段序列彼此互补重叠，在重叠部位经重组PCR就能得到基因的中间含变异碱基PCR产物。重组PCR不仅可在基因任意位点引入变异，还可在不同基因片段之间发生重组连接。
2 化学合成法的局限性
DNA的化学法合成不需要模板，在蛋白质改造中可以依据研究人员设计的核苷酸序列直接合成基因。那么为什么不都用化学方法直接合成突变基因呢？这是由于化学法合成DNA的缺陷造成的。首先，化学合成的是单链，这个问题可通过合成互补链退火来部分解决。其次，在化学合成中不能保证前一步产物能100%延长到下一步的产物，随着长度的延长，产物合成率下降，而且这些非全长的序列需除去以免影响后续应用。最后，在寡核苷酸的合成中也会出现大量的错误，而且出错误率随长度增加而增加。对于较长的基因往往需要分成若干小的片段进行合成，然后经拼接才能得到完整的基因，这使得基因制备难度加大，并且费用相对比较昂贵，从而导致化学合成法的应用具有一定的局限性。
从上述可以看到，定点突变技术在蛋白质工程中具有重要应用价值。自1982年Zoller和Smith发表寡核苷酸介导的定点突变方法以来，通过不断发展和创新，定点突变技术已经成为研究蛋白质结构和功能之间的复杂关系的有力工具，也是实验室中改造、优化基因常用的手段，其应用领域非常广泛，在研究蛋白质相互作用位点的结构、改造酶的活性或者动力学特性，提高蛋白的抗原性或稳定性，改造启动子或DNA作用元件，以及药物研发、基因治疗等方面都有非常重要的应用。
参考文献：
[1] 胡美浩.定点突变及非定点突变技术的新进展.生物工程进展[J]，1993，13（6）：1-4.
[2] 谭开秀，刘承杰.基因体外定点突变技术的研究进展.前卫医药杂志[J]，2000，17（4）：256-257.
蛋白质工程范文第2篇
1.分值分布
2.难度分析
与新课标卷Ⅰ相比，新课标卷Ⅱ难度稍大些。与2014年试题相比，两卷的难度均有所降低。
3.试题特点
（1）命题立足考纲，紧扣教材，突出对教材基础知识的考查，无偏题、怪题，同时考查考生获取信息能力以及分析和综合能力。
（2）题目考查情景多数来源于教材，紧紧围绕高中生物教材的主干知识、核心知识，注重考查基础知识和基本技能。
4.考点分析
（1）选择题：
新课标卷Ⅰ：生物体的组成结构及生物分子的组成元素，植物生长素的合成、运输和作用，内环境的相关知识，群落演替，生物性状的表达，人类遗传病的遗传规律。
新课标卷Ⅱ：呼吸作用对离子运输的影响、酶、胞吐的实例、生态系统、免疫调节和染色体变异。
（2）非选择题：
新课标卷Ⅰ：29题考查学生对光合作用原理的理解；30题考查学生对神经―体液调节原理的理解；31题考查学生对种群数量变化原理的理解；32题考查学生对基因频率应用的理解；39题考查微生物培养的相关知识；40题考查基因工程相关内容，并与必修内容有交叉。涉及的知识点有：元素种类、基因表达、细胞结构、植物激素、蛋白质结构、光合作用、内环境稳态、呼吸作用、群落演替、伴性遗传与常染色体遗传、神经―体液调节、种群数量变化、能量流动特点、基因频率与随机等。
新课标卷Ⅱ：29题以基因为载体考查植物的激素调节，主要是考查乙烯的相关作用以及表格信息的分析能力；30题考查动物激素调节的特点，结合甲状腺激素考查其作用；31题考查种群、群落及生态系统的功能部分内容；32题考查遗传规律；39题考查胡萝卜素的相关知识及提取；40题考查蛋白质工程，同时涉及中心法则相关内容。涉及的知识点有：物质运输、细胞生命历程、胞吐、生态系统、免疫调节、染色体变异、基因表达、动物生命活动的调节、种群、群落、生态系统、遗传基本规律、从生物材料中提取特定成分、蛋白质工程等。
下面结合部分试题分析2015年高考的命题特点、解题方法技巧和应对策略。
二、试题评析
1.试题紧密结合教材，重视对基础知识的考查
例1 （2015年全国新课标卷Ⅰ，2）下列关于植物生长素的叙述，错误的是（ ）
A.植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素
B.成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输
C.幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同
D.豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生长素浓度的影响
【答案】C
【试题解读】本题以生长素作为切入点，综合考查生长素的合成、运输、作用及与其他激素的关系，重视对教材基础知识的考查。我们可以从必修3教材第48页有关生长素的产生、运输和分布部分内容直接找到依据“色氨酸经过一系列反应可以转变成生长素”，“在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输”判断A、B两项正确。“幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同”这一句，我们可以从教材中找出答案，根据必修3教材第50页“幼嫩的细胞对生长素敏感，老细胞则比较迟钝”，进而判断C项错误。D项则可在必修3教材第54页直接找到答案，也是正确的。即无论是正确选项还是错误选项都可以在教材中找到答案，如果平时复习过程中能够认真研读教材，真正理解教材基础知识，这道题应该比较容易答对。
例2 （2015年全国新课标卷Ⅱ，39）回答与胡萝卜素有关的问题：
（1）胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是（填“α胡萝卜素”“β胡萝卜素”或“γ胡萝卜素”），该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为。胡萝卜素是（填“挥发性”或“非挥发性”）物质。
（2）工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，（填“需要”或“不需要”）将新鲜的岩藻干燥。
（3）现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是 。
【答案】（1）β胡萝卜素 维生素A（VA） 夜盲症 非挥发性 （2）需要 （3）乙酸乙酯 萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇为水溶性有机溶剂
【试题解读】本题以胡萝卜素的提取作为核心考点，考查胡萝卜素的性质、萃取的注意事项等。考查内容完全是教材上的基础知识，体现回归教材的特点，只要相关知识记忆牢固就可以拿满分。当然在实际学习过程中，平时能够把学案认真做完，这样的题目基本不会失分。
2.除了对教材正文部分认真学习外，还要注意课本中小字部分所包含的小信息及小知识点
例3 （2015年全国新课标卷Ⅱ，2）端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是（ ）
A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶
C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
D.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长
【答案】C
【试题解读】本题以端粒酶作为切入点，考查对细胞分类的认识、对逆转录的理解和细胞衰老的原因。背景材料源于必修1教材第122页小字部分的端粒学说及端粒概念，由端粒学说中端粒的概念（每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒）入手，直接找到正确答案是C项。本题也可以使用排除法逐项排除。大肠杆菌是原核生物，没有染色体，可确定A项错误。依据题意“端粒酶以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链”，可知此处端粒酶的作用相当于逆转录酶，因为是利用RNA合成DNA，可确定B项错误。D项也可以直接从必修1教材第122页小字部分判断其是错误的。这道题一方面考查学生对教材的把握程度，另一方面考查学生对题目信息的综合分析能力以及提取信息的能力。
3.核心知识点要能灵活运用
例4 （2015年全国新课标卷Ⅰ，29）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%。
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%。
D组（对照组）：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题：
（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量（填“高于”“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要，这些反应发生的部位是叶绿体的。
（2）A、B、C三组处理相比，随着的增加，使光下产生的能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。
【答案】（1）高于 C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光照 基质 （2）光照和黑暗交替频率 ATP和[H]
【试题解读】本题考查细胞代谢中的光合作用的知识，在新课标卷Ⅰ中已有几年没以大题形式出现过。这道题主要通过对光合作用中光反应与暗反应的关系来考查学生对光合作用知识点的掌握和能否灵活、熟练应用相关知识点。在这道题中，我们首先要注意叙述实验中的关键语句“各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s”，特别是“每组处理的总时间均为135s”，能够把握住这句话，第一小问就很容易解决，比较单位光照时间内C组与D组合成有机物的量，当然是C组合成有机物的量多，因为C组只用了D组一半的光照时间，就合成了D组光合作用产物的相对含量的94%，所以C组合成的有机物的量多，从而可以确定光合作用有些反应不需要光照。这个问题依据三碳化合物的还原，也可以进行判断，因为只要有[H]和ATP，三碳化合物还原就可以进行。对比ABC组光照和黑暗时间可以判断随光照和黑暗交替频率的增加，光反应过程产生的ATP和[H]的利用率逐渐提高。本题主要是考查考生对光合作用的过程是否真正理解，同时也考查学生对生物问题的综合分析能力。
4.注重选修与必修的结合
例5 （2015年全国新课标卷Ⅰ，39）已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题：
（1）显微观察时，微生物A菌体中的油脂通常可用染色。微生物A产生的油脂不易挥发，可选用（填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”）从菌体中提取。
（2）为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以为碳源的固体培养基进行培养。
（3）若要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用直接计数；若要测定其活菌数量，可选用法进行计数。
（4）为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在35℃、40℃、45℃温度下降解10g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg，则上述三个温度中，℃条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕℃设计后续实验。
【答案】（1）苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ） 萃取法 （2）油脂 （3）血细胞计数板 稀释涂布平板 （4）45 40
【试题解读】本题以生物柴油的生产为主线，考查的内容涉及必修1的脂肪的鉴定、实验探究影响酶活性的因素和选修1的从生物材料中提取某些特定的成分、微生物的分离和培养等内容。试题设计内容基础，打破选修与必修的界限，将必修、选修有机结合进行考查。从知识点来看，考查内容都是教材基础知识，无偏难的知识点。
例6 （2015年全国新课标卷Ⅱ，40）已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰基因或合成基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即。
（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过和，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定。
【答案】（1）氨基酸序列（或结构） （2）P P1 DNA和RNA（或遗传物质） DNARNA、RNADNA、RNA蛋白质（或转录、逆转录、翻译） （3）设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能
蛋白质工程范文第3篇
有些企业为了节省开支，不安排员工体检，甚至雇佣患有传染病的工人加工生产食品，导致食品存在病原体，危害消费者的健康，食品运输和储存的管理问题。在食品进入市场的过程中，包装、储藏和运输出现问题，会造成食品污染。有些食品因检测的技术和方法不当，样品检测过于单一，食品净化不彻底，也使食品的质量得不到保证。
现代生物技术及其在食品安全管理中的应用
1.现代生物技术生物技术又称为生物工程，主要是以现代生物科学为基础，运用现代科技手段并根据生物的某些特性，按照一定的流程进行改造以达到预期目的的一种新型技术。现代生物技术主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程五个领域，这些技术在食品安全管理领域具有广阔的发展前景。其中基因工程是现代生物技术的核心和基础，它几乎贯穿于细胞工程、酶工程、蛋白质工程等其他领域，并对这些领域的技术具有指导作用。（1）基因工程：又称为分子克隆技术、DNA重组技术，是以现代分子生物学技术为基础的一种新兴生物学技术，在分子水平上将异源基因与载体DNA在生物体外进行剪切、拼装和重组，并通过微生物质粒、噬菌体等作为载体，将重组后的DNA转入受体细胞，从而获得符合人类需要的产品或创造出新特性。（2）细胞工程：是一种运用细胞生物学技术，有计划有条理地改良遗传物质的生物技术，主要包括细胞培养、细胞移植、细胞融合、细胞重组等技术，与基因工程有许多相似点。应用细胞工程进行育种和培养获得新的遗传物质，往往比普通的遗传物质具有更高的抗性和更多的营养成分。（3）酶工程：是指利用酶、细胞器等具有的特异催化功能对酶进行改造，借助给定的技术手段生产出人类所需要的产品，主要包括酶的固定化技术、酶的修饰化技术和细胞固定化技术等。酶工程在食品添加剂、食物保鲜等方面具有广泛的应用前景。在食品中添加一种或几种酶，根据检测结果可评价食品的质量，操作简捷，可行度高。（4）蛋白质工程：是一种在基因工程的基础上，融合蛋白质晶体学、蛋白质化学等科学而达到人类需求的新型技术。由于它是以基因工程为基础的，所以也称为“第二代基因工程”。2.现代生物技术在食品安全管理中的应用现代生物技术运用于食品生产已有很长时间，它被广泛用于辅助生产发酵类食品，如酸奶、面包等。现代生物技术具有灵敏度高、定位准确、迅速等独到的优点，它在食品安全检测、安全管理控制领域扮演了非常重要的角色。随着现代生物技术的快速发展，许多创新性的技术不断被研发出来，对食品功能性的开发具有非常重要的作用。同时，现代生物技术在食品安全管理中也有举足轻重的地位。换言之，在食品安全管理系统中引入生物技术，可使管理工作事半功倍。食品安全管理主要分为食品安全检测管理和食品加工管理。在食品安全检测方面，目前广泛采用的生物技术有分离培养法、免疫学培养法、分子生物技术、生物芯片和生物传感技术等。以生物芯片为例，它是食品检验中快捷的技术，根据食品的安全情况建立安全检测监控体系，找出食源性疾病的阈值，建立食品安全管理预警和反应系统。生物芯片在食品安全管理中具有很大的潜力，如对食品中毒素的检验和残留药物的检测等，生物芯片都可提供有力的保障措施。生物工程技术在食品加工管理中主要应用基因工程、细胞工程、酶工程等技术。以基因工程为例，它应用于食品安全管理体系，具有几个特点：一是优化食品的生物资源和品质。应用基因工程技术可改良动植物的品种，比如，可培养抗病虫、抗病毒的植物或耐干旱耐潮湿的植物，这为制作食品消除了很多安全隐患。目前，市场上许多转基因食品以其独有的性质广受消费者欢迎。同时，基因工程还可改善食品的品质，比如，可改良奶牛的生长激素，既增加牛乳的产量还提高牛乳的质量；可改良猪的生长激素，控制猪的总质量与其瘦肉的比例。二是改进食品中的菌类。不良菌种不仅给食品带来危害，而且还会使整个食品安全管理系统瘫痪。原因是：一旦用不良菌种发酵，食品的质量就会下降。食品安全管理的目标就是保障食品的安全性，用不良菌种而使食品质量受损，从客观上直接给食品安全管理带来了危险。而基因工程可改良菌种、提高食品发酵的安全性，从而改善食品安全管理系统。1994年美国Calgene公司研制的转基因番茄上市，这是第一个通过食品安全管理的转基因植物食品。在我国，转基因水稻、玉米、小麦和各种水果也都通过了食品安全管理系统检测，并在全国范围广泛采纳。
蛋白质工程范文第4篇
关键词：生物技术；课程建设；教学改革；学分制
学分制既是一种教学管理制度，也是建立在学生学习自由基础上的一种教育理念。学分制有完全学分制和学年学分制之分。目前，我国普通高等院校多数实行的并非完全意义上的学分制，而是学年学分制。随着我国高校不断推进的教育体制改革，许多高等院校的教学管理模式由以往学年制向学分制转变。与学年制相比，学分制下学生可根据自己的专业兴趣自主选择所修课程，因而较学年制有较大进步。为此，临沂大学自2008年开始全面实施学分制改革，推进课程的小型化建设，并制订相应的本科培养方案。
一、生物技术系列课程组成及课程开设简介
生物技术系列课程是临沂大学生命科学学院在生物技术专业开设的专业方向课程，其系列课程主要包括《基因工程》、《发酵工程》、《细胞工程》、《酶工程与蛋白质工程》及《生物技术大实验》等。通过系列课程的学习，使学生掌握基因工程的基本原理和实验方法，掌握生物技术各项技术和成果在发酵菌种选育改良、细胞培养、酶制剂研发、蛋白质改造等领域的应用；熟悉现代生物技术在农作物改良、新品种培育、疾病诊断和治疗、新药研发等领域的重大作用。通过综合性的生物技术大实验的设置，培养学生的自主学习、自主设计和创新能力及实验操作技能，拓宽学生的知识面及专业技能，为以后的专业实践学习及毕业后走向生命科学相关专业的工作岗位打下基础。2004年，《生物技术导论》作为一门综合性课程首先面向生物科学和生物技术两个专业开设。后来随着学科的发展、师资力量的壮大以及实验室建设的日益完善，2006年，生物技术专业的《生物技术导论》扩展为《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》四门课程，并开设相应的实验，充分体现生物技术及其下游应用特性。而生物科学专业继续以《生物技术导论》的综合形式开课，作为本专业的方向选修课。
二、学分制下生物技术导论系列课程的教学改革
1.教学内容改革实践。
①教学大纲的制定及授课学期的安排。由于生物技术系列课程具有涉及学科多、实用性较强、与实践结合紧密的特点，其基本理论和应用研究一直是非常活跃的领域。学分制下，教学大纲的制定应结合专业特色，将课程小型化、精致化。因此在课程内容选择上，我们精益求精，在制定教学大纲前，生物技术系列课程教学团队共同讨论，集体拟定教学大纲，充分结合专业的特点和定位，结合培养方案，既能体现学科特色，达到培养目标，又避免内容重复。生物技术专业的《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》的理论教学大纲和实验教学大纲分别制定，为了突出实验技能训练，各门课程理论教学和实验教学实行1∶1的学时设置，各32个学时（共3学分）。生物科学专业制定《生物技术导论》教学大纲，实行模块化教学，实验方面开设综合性的“生物技术大实验”，根据教学内容，理论学时为48学时，实验学时32学时。在学期安排上，生物技术专业在第四学期开设必修课《基因工程》及其实验，第五学期开设《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》等系列选修课程，学生可以根据自己的兴趣和学分情况进行选课。对于生物科学专业，在第五学期开设《生物技术导论》和《生物技术大实验》，既能与前面学科衔接，又能为后面的考研、就业提供理论知识和实验技能训练。②教材建设。教材建设必须以服务人才培养为目标，以提高教材质量为核心。学分制的实施和教学计划的调整，教材建设需走在前列。本课程在选择教材时优先使用近5年内出版的“面向21世纪课程教材”和“国家‘十一五’规划教材”。以这些教材为基础，设计教学内容，编制教学讲义，实现立体化授课，同时指定几本相关教材作为参考书，并利用专业网站进行课外学习资源。
2.教学方式的改革实践。
①采用多元的课堂教学形式，提高课堂教学效果。教学方法的选择和组合，要同教学内容、学生的特点及教师自身运用教学的能力联系在一起。传统的课堂教学形式主要是以教师单向授课为主，学生多为被动听课。为启发和调动学生的学习积极性，应根据生物技术系列课程的特点，选择不同的教学方法。对于理论性强、内容抽象的知识采用讲解—教授式，如《基因工程》中基因工程操作的基本过程、目的基因的克隆和筛选等内容，通过教师的精心编排，尽量使抽象问题具体化、繁杂内容简明化、同类问题规律化，便于学生理解和接受。而在讲基因治疗时，采用问题—探究式的教学方法，教师在课堂教学中穿插启发性问题，运用引趣、设疑、类比、联想等方法能刺激引发学生的学习兴趣与思考，也加强了师生之间的互动。例如，在讲基因治疗的作用时，先举一个乙肝病毒的例子，提示例子关键性，提出怎么办，让学生在教师的启发诱导下，主动积极独立地思考，使学生分析问题和解决问题的能力得到较快提高。翻转课堂是学生学习自主性和师生角色转换的重要体现。在教学过程中，让学生自由组合成学习小组，结合本组成员的兴趣，自主选择一个主题，调查研究，查阅文献，在课堂教学期间走上讲台为大家讲课，以此进一步培养学生的自主学习能力及表达沟通能力，增加师生之间的理解互信。对于一些较容易理解的内容，采用自学—辅导式教学方法，对于学生认知前提较好的内容，先由学生自己看教材，总结笔记，针对普遍问题和教学大纲要求讲解，然后归纳总结，使学生阅读教材的能力、逻辑思维能力、归纳总结能力等方面受到实际锻炼，掌握自学方法，让学生自主学习。②充分利用现代化教学手段。生物技术系列课程内容具有信息量大、抽象、应用性强的特点，如果使用传统教学手段，学生很难深刻理解这些内容。而使用媒体、影像资料等现代化教学手段，可以在有限时间内提供给学生最大的知识信息量。如基因工程中限制性内切酶、载体、重组DNA构建、PCR的原理等内容，比较抽象，学生理解比较困难，在讲授的基础上配以动画演示，把这些要素的应用展示给大家，生动直观形象地加深学生的理解程度。③改革实验教学，强化学生动手能力。如科学安排实验内容，根据学生反馈信息，调整实验指导方法、改革试验考查方式，促进教学质量的提高，着重考核学生分析解决问题的能力。在实验安排上主要分为3个层次：基础型实验、设计与综合型实验和研究型实验。通过基本实验技能训练，掌握基因工程最基本的实验技术及操作方法；掌握常规仪器设备原理及应用，培养数据处理和表达实验结果的能力。通过综合实验培养学生多实验方法手段综合、多途径信息获取，以及科学分析推理的综合实验能力和独立操作、解决实际问题的能力。通过设计实验，使学生能在教师指导下正确的进行实验设计，按自定实验方案操作、观察，获得实验数据，正确分析结论及解决实际问题。研究型实验是将最新研究成果引入到实验教学中。引入科研、教改成果，使实验内容与科研应用项目密切联系，充分体现基础与前沿、经典与现代相结合。如综合型实验“大肠杆菌感受态细胞的制备、转化与筛选”中，将以前单一分散的三个实验，按照其内在联系组合为综合性实验，不但使学生学到了感受态细胞制备方法、LB培养基的制备、质粒DNA的转化与筛选等3种基本实验技术，更重要的是使学生在掌握基本技术的同时，培养学生对基本技术和方法综合运用的能力。发酵工程实验中带领学生亲自操作发酵罐生产酸奶、米酒等产品，既掌握了发酵罐的结构，还体验了生产产品的乐趣。细胞工程实验中让学生自己取材，进行植物组织培养，观察植物是如何从一个愈伤发展成为一个完整的植株，体会植物细胞全能性的概念。
三、教学改革所取得的成效
在学分制指导下，通过对生物技术系列课程的教学改革，提高了学生选课的自主性，大大激发了学生对生物技术相关课程的学习兴趣。在酸奶发酵和米酒发酵实验中，学生体会到生物技术并不是深不可测，在蛋白质改造和基因工程药物设计中，在显微注射和动物克隆原理和技术的学习中，学生认识到现代生物技术的博大精深。在实验课中，学生根据自己掌握的专业知识积极设计自己组内的实验方案，并顺利完成一种植物的组织培养、完成酸奶制作和米酒酿制，实验结束后，学生们在实验报告的结尾都写出了自己的实验心得，体会收获的快乐。在教学互动环节，鼓励学生走上讲台，讲授自己所撰写的课程论文，通过此环节的锻炼，学生的总结及自我表达能力得到了提高。在教学过程中我们还注重学生科研能力的训练，先后申请了如“创新实验设计探究盐胁迫下纳离子对小麦种子萌发和幼苗离子毒害效应”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工艺的研究”、“玉米等主要农作物的抗逆性研究”等多个国家级和校级大学生创新基金，实验“叶用芥菜和白菜型油菜之间体细胞杂交体的RAPD鉴定”参加第十二届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛并获得三等奖。目前生物技术导论申报校级特色课程，正在建设中。近几年的教学实践显示，教学改革效果良好，并符合新世纪高等教育培养高素质现代生物技术人才的需要。
参考文献：
[1]江天肃，张洪波，杨军，等.关于完全学分制的思考[J].现代教育科学，2009，（6）：6-8.
[2]戴小珍，王兰，李红《.生物技术导论》课程特色教学模式的探索[J].课程教育研究，2012，（10）：166.
蛋白质工程范文第5篇
【关键词】 蛋白质错误折叠 疾病 致病机理
细胞是生命体的基本单位，蛋白质是细胞的支柱。为了保证细胞的正常生活及功能，生物体已经发展出一套完整的体系来帮助新合成的蛋白正确折叠：
1 蛋白质的折叠控制
细胞从以下三个层次进行调控防止错误蛋白质的产生，即复制、翻译及翻译后等环节。
1.1 复制环节
DNA的复制因其复制机制的复杂性而具有高度的精确性和准确性，DNA可能被内源或外源的因素损伤，但是机体可以通过碱基删除和核苷删除过程分别对由内源和外源因素引起的DNA损伤进行修复，从而保证了模板的正确性。
1.2 翻译环节
翻译过程非常复杂，需要200种以上的生物大分子，包括核糖体、mRNA、tRNA、氨酰tRNA合成酶和各种可溶性的蛋白质因子，它是中心法则中的核心步骤。因为翻译过程的复杂调控其出错率很低，实验结果也证实了这一点，氨基酸导入的错误率仅为万分之一。
1.3 翻译后环节
翻译后产生的新生多肽链如何进行正确折叠？多余的多肽链又如何清除？发生错误的多肽链如何处理，重新折叠还是直接清除？细胞通过两种方式应对这种情况。
（1）分子伴侣。分子伴侣是一类相互之间有关系的蛋白，它们的功能是帮助不能自发折叠的蛋白质在体内进行正确的非共价的组装，并且不是组装完成的结构在发挥其正常的生物功能时的组成部分。包括：Hsp60（GroEL）家族、Hsp60（DnaK）家族、Hsp60（Hsp100）家族等，它们都具有ATP依赖性，可以与大量的非天然蛋白质作用，帮助蛋白质折叠、装配和调整。这些分子伴侣非常保守，存在于所有的细胞中。它们是筒型的复合物，由两个粘在一起的环（由7到10个亚基组成）形成很大的可识别并结合去折叠蛋白质的内表面。
除了分子伴侣以外，细胞内还有一些调节酶可以帮助蛋白质折叠，如：肽基脯氨酰基顺反异构酶（PPIase）和蛋白质二硫键异构酶（PDIase），前者在细胞中的基本作用是通过非共价键方式，稳定扭曲的酰胺过度态，而催化肽基脯氨酰的顺式与反式旋转体的相互转变。而后者主要催化含有二硫键的膜蛋白或分泌蛋白的正确折叠。
（2）蛋白酶系。如果蛋白质发生错误折叠，则细胞先会进行检测，可以更正的蛋白在分子伴侣的帮助下重新进行折叠，而不可更正的蛋白在蛋白酶系的作用下降解，其中机理目前还不太清楚。但是人们对降解错误折叠蛋白的酶已经理解得比较清楚了。原核生物中这样的的酶主要包括：Clp白酶系中的ClpAP和ClpXP以及HslUV（ClpYQ）。其中结合位点与多肽链结合并使其去折叠，在ATP的参与下将去折叠的多肽链转移到水解位点，一旦多肽链进入到水解位点就快速被降解不再需要ATP的参与。在真核细胞中，多余或错误折叠的蛋白质主要通过泛肽化过程降解。
2 与蛋白质错误折叠有关的疾病
如果以上的调节失败，细胞将会产生错误折叠的蛋白，在某些病理条件下，这些错误折叠的蛋白会形成病理性的聚合，从而导致细胞功能的异常，严重的话甚至会导致疾病。这些疾病可分为两大类，一类是蛋白传染字引起的疾病（Prion Diseases），如：人的纹状体脊髓变性病。另一类淀粉样蛋白病（Amyloid Diseases），主要有：阿尔兹默氏综合症、帕金森氏综合症、海绵样脑部病变及某些癌症等。下表是错误折叠的蛋白导致的淀粉样蛋白疾病及其相关蛋白（表1）：
3 错误折叠蛋白可能的致病机理
错误折叠的蛋白导致的疾病主要出现在脑组织中，对神经系统造成极大危害，关于这方面疾病的可能的致病机理主要有：
（1）获得性毒性假说。这种假说认为，蛋白质的错误折叠和聚集使其获得了神经毒性，因为人们发现错误折叠的蛋白质在体外聚集可引起神经元的凋亡。原因是可能有：蛋白质在细胞外的聚集有可能作用于细胞表面受体，激活信号传导途径而凋亡；细胞内聚集的蛋白可引起纤维聚集因子的再生而损害细胞；Aβ和PrP作用于离子通道可引起膜破裂和去极化，打破离子动态平衡，改变细胞信号传导的调节，使细胞受损；蛋白质聚集可引起超氧负荷，产生自由基，引起蛋白质和脂质过氧化及胞内钙浓度增加，线粒体功能失常而致细胞死亡。
（2）炎症假说。这一假说认为，蛋白质聚集物可刺激脑组织的慢性炎症反应，使神经元死亡和突触改变。例如：星形细胞增生，小胶质细胞激活和炎症反应蛋白聚集在大多数神经退行性脑组织中出现。离体研究表明错误折叠和聚集的蛋白质能刺激小胶质细胞和星形细胞释放炎性物质。但是最近也有报道称在这些疾病中炎症反应有益。
4 结语
总之，蛋白质错误折叠与蛋白质功能和蛋白质积聚问题已开始受到人们的关注，进一步研究这些疾病的致病机理有助于深入了解疾病本身及发展相应的预防和治疗手段，而且能在当前的基因工程和蛋白质工程中提供新的思路，甚至有助于发现隐藏在生物进化后面的原始驱动力。
参考文献：
[1]周筠梅.蛋白质的错误折叠与疾病.生物化学与生物物理进展，2000，27（6）579.
[2]胡红雨，许根俊.蛋白质的结构转换.生物化学与生物物理进展，1999年No.1.
蛋白质工程范文第6篇
【关键词】生物制药；现状；发展
生物制药研发是建立在基因工程、蛋白质工程、抗体工程、细胞工程等现代工程的基础上，其基本原理是对微生物DNA进行重组，从而提高药性和营养价值，降低副作用的药物。生物制药是生物学、医学、药学的综合体。生物制药产业具有高投资、高风险、高回报等特点，造成其产业门槛较高，想要促进我国制药产业的进步，必然需要全面认识到其发展现状及其问题，从而不断优化产业结构和制药技术。
一、生物制药产业的发展现状
根据中国药科大学的谭淑华教授所说可知，以全球生物技术药物品种为整体，美国是全球药物品种的63%，欧洲是全球药品的25%，日本占7%。随着生物制药技术的不断发展，生物技术药物在制药产业中的市场股份持续增加，我国生物制药产业也越来越重视生物制药技术的研发。
生物制药技术是高科技新兴产业，经过几十年的努力，我国生物制药技术研发在干扰素、疫苗、生长因子等方面取得一定成就，并且运用到生物制药产业生产中，而对于肿瘤、心血管疫病等药物研究方面也取得一定成就。我国要清楚的认识到生物制药技术是处于发展初级阶段，随着我国政府对生物科学技术的大力支持，我国生物制药技术不断发展，在未来的5～10年内，我国获得SFDA批准上市的生物技术药物达到20多种，并且其中部分新药走入国际市场，形成以克隆抗体为核心的生物制药产业生产链，增加我国在全球生物技术药品研发的影响力，缩短与先进发达国家的差距。
二、我国生物制药产业发展存在的问题
我国生物制药产业近几十年来虽然取得一定的成就，具有很大的发展潜力，但是由于发、展并不成熟，其生产链存在一定的漏洞，阻碍我国生物制药产业更好、更快的发展。一是我国生制药技术发展仍不成熟，生物技术药品创新能力较弱；二是市场投入并不乐观，我国研发的新型生物技术药品的市场投入并不顺利，在全球生物技术药品中的成分更是微乎其微；三是我国制药生技术研发与国际脱节；四是生物药品生产结构不合理等。
三、我国生物制药产业的发展建议
我国生物制药技术在未来的几十年内会为我国农业、医疗保健等行业带来天翻地覆的变革，为生物制药产业提供广阔的市场空间，逐渐增加我国生物制药产业在全球市场的影响力。
1.优化生产方式
我国的医疗发展具有悠久的历史，为我国生物制药产业提供丰富的药物资源，我国中医疗效在国际上都具有很大影响力，为我国生物制药产业走进国际市场打下基础。我国生制药产业面临全球生物制药技术日新月异的特点，必须建立具有自身特点的生物制药产业经营方式。例如中草药生产模式，利用天然无污染的纯植物药物资源，研究其发酵、酶化等过程将其有效成分进行提取，并将现代生物技术运用到相关产业，扩大具有中国特色生物制药产业的市场规模。
2.产业化的发展趋势
随着我国生物制药产业的发展，其新药的研发必然成为其研发的重点。我国政府与高校应该加重对生物制药技术人才的培育，并为其建立先进的生物制药研发中心和工作岗位，并将其研发中心与制药企业相结合，建立其相辅相成的关系，有利于新药的研发与市场推广，然后企业之间强强联合，建立技术、生产同盟，相互之间取长补短，在各自擅长的领域中发挥自己的优势，以最低的成本获取最高的利润，增加各自的竞争实力，创建双赢的局面。例如将技术含量较高的生制药技术研发转接给具有技术实力的小型制药企业，降低新药开发成本的同时，也在缩短研发周期，从而加快技术转化生产力的周期，促进生物制药产业的产业化。再加上国家政府的大力扶持，通过宏观调控的手段和财力、物力、人力的支持，必然会加快我国生物制药产业的发展步伐。
3.扩大生物制药产业的市场规模
生物制药产业是生物技术、医疗技术等多种技术向融合的现代产业，其发展不仅仅依赖生物技术的研发，与相关领域技术的研发也影响其发展前进的步伐，例如信息技术、图像处理技术等新型技术。计算机模拟技术与生物分子技术的结合，有利于生物技术新药品的研发，并且利用模拟系统，可以更好的研发新药的效用，大大降低新药研发的成本，因此新技术与生物技术的结合有助于缩短生物制药产业新药的研发周期，提高新药的功效和安全性能。生物技术与信息技术相结合，有助于生物制药产业的飞速发展。
4.研发模式的创新和重点突破
传统的生物技术药品的研发模式已经落后于时代，不再适用于生物制药产业的发展。现今的研发模式已经从传统的范范合成，普遍筛选的简单研发模式转化为具有针对性、重点性的先导化合物的筛选、优化、评估等先进研发模式。将药物
近几年我国生物制药技术的不断进步，我国生物制药产业逐渐与国际生物制药市场接轨，我国在未来十年生物制药技术研发的计划中以人源治疗单克隆抗体、反义药物、基因治疗药物、可溶性蛋白质工程药物、核酸药物、细胞治疗等领域作为重点研发对象。例如借助蛋白质工程技术研发新药；反义寡核苷酸药物的研发；结合基因工程技术的先进性，研发新药物；发现新药物的研发方向和资源；据调查市场上抗体药物中人源抗体药物占据20%，但是临床药物实验却占据50%，因此人源抗体具有很大的市场开发潜力等。
结束语：
综上所述，生物制药产业是21世纪的新兴产业，其具有很大的发展潜力。随着各个相关领域技术的进步和我国政府的大力支持，我国生物制药产业必然会取得更大的成就。在未来的发展过程中重视生产方式和研发模式的优化创新，顺应产业化的发展趋势，扩大生物制药产业的市场空间和新药研发的重点突破等方面的改进，为我国生物制药产业的发展创建良好的生存空间，挖掘生物制药产业的发展潜力，缩短与先进国家生物制药技术的差距，争取将我国生物制药产业与国际接轨，增强我国生物制药产业综合实力。
参考文献：
[1]楚玲，郭万宝.关于我国生物制药产业现状及发展前景的探讨[J].科学与财富.2011（8）
[2]杨延云，朱超.我国生物制药产业的发展现状与趋势[J].广州化工.2012（9）
蛋白质工程范文第7篇
基因工程的发展促使它成为生命科学研究的核心学科。一般高校都将基因工程这门课作为专业必修课在大三的第二学期开设，其先修课程为生物化学、遗传学以及分子生物学等。基因工程的课程内容具有两个特点:一是教学内容与其他学科紧密相连。基因工程不仅与生物化学等基础课程的内容相互联系、交叉重叠，同时又与细胞工程、蛋白质工程、微生物工程等应用性课程相互呼应与衔接。二是内容涵盖面广，更新发展快。随着人类基因组计划的完成，生命科学的研究已经由基因组时代进入到后基因组时代，单纯的基因测序以及基因工程技术已经不能满足人类对生命信息的探索与追求。后基因组时代到来的标志就是功能基因组学研究的兴起。功能基因组学研究涉及转录组、蛋白质组以及代谢组等多个方面，多学科的交叉研究使其发展迅速。综上两个特点，为了避免课程知识上的教学重复，同时又能在有限的教学课时内将基础知识与最新、最前沿的研究信息最大程度地传授给学生，笔者对课程的教学内容及其对应的教学课时进行适当的调整。以往的基因工程教学内容共有11章32学时，可归纳为4个部分:第1章，基因工程学发展历史概述、基因工程的基本概念(4课时);第2、3章，基因工程的基本原理及技术，主要围绕基因工程的基本构件载体和工具酶(12课时);第4～10章，基因工程实施的三大步骤，包括DNA体外重组、重组DNA导入宿主细胞后扩增和表达以及基因工程后处理(12课时);第11章，基因工程的应用与前景(4课时)。笔者在此基础上对教学内容进行了适当合理的取舍与增加，做到突出重点，加强基本概念和原理的理解，通过列举实际应用研究来介绍相关的技术与方法。同时整合课时分布，在原有的32课时中拿出8课时介绍功能基因组学研究的知识。其内容主要围绕克隆与表达后的目的产物(蛋白质)的提取、分离、纯化与鉴定的方法、原理以及技术。调整后的课程安排如表1。通过此番改革教学内容，一方面可以开拓学生的视野，帮助学生了解基因工程以及功能基因组学的理论知识和实际应用领域;另一方面也可以激发学生学习基因工程的积极性与主动性。
2教学手段与方法的改良
传统的基因工程教学方法在水产类高等学校中多以板书结合多媒体的方法来讲解概念、原理以及性质等内容，其过程相对机械、枯燥，使得学生难以理解所学内容。对此，笔者通过多媒体教学与自制模型演示相结合的方法取代原有的传统教学。由于基因工程的很多内容相对抽象，仅仅通过教学技术具有图文声像随意组合、灵活多变的特点，为学生创造了良好的学习情境。通过功能强大的各种计算机软件把一些很难理解的内容做成动画影片，化难为易、化静为动、变抽象为形象，使学生对上课产生兴趣，促进学生对知识学习的渴望。同时，利用自制的模型讲解课程中的重点以及难点。例如:在介绍限制酶的切割位点时，让学生手持模型，分别角色扮演限制酶和基因序列，在排列位置的互换中了解3种切口的方式以及位置。这样的教学方法不仅形象，也让学生在互动中快速、深刻地记忆知识要点。另外，通过当下研究的前沿话题为例，先提出一个问题，引导学生运用其他课程所学过的或者自身所积累的知识来联想、分析、讨论，自己设计解答此问题的方法或实验流程。然后老师再参与其中，在讨论和修改方法以及实验流程的过程中，引出所要讲授的新的概念和知识要点。例如介绍表达物质(蛋白质)的鉴定时，老师会先提出问题:基因克隆表达出的物质是什么?这些物质是由什么组成的?鉴定这些物质可以使用什么方法?然后引导学生回顾生物学中心法则，得出基因表达物质为蛋白质，蛋白质是由氨基酸组成等所学过的知识，由此学生可归纳出氨基酸测序法等鉴定蛋白质的方法。最后老师再在此基础上补充出WesternBlot法、生物质谱技术等新的鉴定方法。这样的讲课方式让学生回到课堂上的主角位置，在复习了以往的知识要点的同时也加深了学生对新知识的理解与记忆，在一定程度上启发了学生如何去发现问题和解决问题。此外，基因工程是一门实践性很强的课程，在讲授理论课的同时，实验课的安排也是非常重要的。设计好与理论课相配套的实验课程，可以使学生加深对基因工程学理论的学习和理解，达到理论和实践相结合的目的。对此，各大高校均在基因工程实验课上进行了改革创新，但有一点总被忽略，那就是实验研究对象。目前，国内大多数高校基因工程实验课所使用的研究对象均为果蝇等无脊椎模式生物。这种情况对于普通高校而言是可行的，但是对于拥有特色学科的水产类高校而言，研究对象也应具有其专业特点。所以本实验课所使用的研究对象是斑马鱼这种海洋模式生物。研究对象的改变虽微不足道，但是能让学生更好地理解自己所学专业的特色，在实践操作中加深对所属专业的热爱。
3成绩考核
中国传统的应试教育产生了“高分决定一切”的迂腐思想。随着国家教育体系改革的不断推进，学生对于专业知识的掌握与否，已经不能仅从一张考卷成绩的高低来反映，考核成绩的结构应向多元化的方向发展。基因工程的最终考核成绩主要包括两部分:平时成绩占40%，其中课堂出勤率10%、课堂讨论10%、课堂小考10%以及实验报告10%;期末考试成绩占60%。这样的考核体系改变了过去注重结果忽略过程的做法，让学生在平时将知识一点一滴地积累起来。同时，也让授课教师能够及时得到教学效果的反馈信息，进一步提高教学水平。
4结语
蛋白质工程范文第8篇
关键字：建筑设计 协同系统 模型 通用平台 计算机
中图分类号：TU2文献标识码： A
一、工程概况
上海桂林生物科技工业园位于徐汇区桂平路333号，东起桂平路，西至规划的桂江路，南邻规划的东兰路，北至漕宝路，漕宝路以北即为漕河泾高新技术开发区，基地面积为47100 m2。工程为都市型工业园区，总建筑面积138375m2，其中地上建筑面积为120375m2，地下建筑面积为18000m2，拟建设蛋白质大楼、产业大楼、孵化单元、会议培训中心、综合办公大楼、综合商业楼及配套设施等。该工程以蛋白质工程为主要产业方向，全面提升蛋白质工程在食品工业、日用品工业、化妆品、医学和生物医药、生物芯片等应用领域的科研、生产水平，推动我国的蛋白质工程产业化发展。如下图为上海桂林生物科技工业园俯瞰效果图：
图1：上海桂林生物科技工业园俯瞰效果图
为保证上海桂林生物科学工业园建筑设计质量，在建筑设计中决定建立建筑设计协同模型，通过通用平台，协同各个设计师及设计工种，提高设计质量，实现工程项目设计综合效益。
二、基于计算机的协同工作在设计领域中的应用现状
基于计算机的协同工作在设计领域中的应用主要包括三个方面，分别为共享零件库、虚拟环境及冲突控制、修改传播及设计历史管理。其中虚拟协同环境中，为跨区域用户交流提供了交流平台，设计师在设计过程中进行协商及意图表达等方面发挥着重要作用，设计历史管理主要包括版本冲突分析、版本建模及版本修改，这些功能在建筑设计应用中十分广泛。在建筑工程领域应用基于计算机的协同作业方式，有学者提出工程数据库维护方案，平行推动建筑设计、建筑施工及结算作业，进一步提高建筑工程效率；为解决远程协同设计数据共享及数据更新问题，提出应用基于Web技术及数据库技术，应用虚拟设计室，提高建筑设计协同效率。本文在综合应用前人研究的基础上，结合上海桂林生物科技工业园进行建筑设计协同系统模型及通用平台实现进行研究。
三、建筑设计协同工作逻辑模型
（一）建筑设计行业特点
在设计上海桂林生物科技工业园工程项目时，进行建筑设计协同工作，应充分分析建筑设计行业特点。上海桂林生物科技工业园其功能性要求较强，不同建筑功能其知识体系相对较为独立，但却共同服务于整个工程，有些工程设计互为条件，存在着制约性，匹配性要求较高，为此，在研发建筑设计协同系统模型及通用平台时，应保证数据平台的有效沟通；在建筑中多应用AutoCAD，并应用CAD数据库，文件存储是由DWG/DXT形式保存，为此，要求建筑设计协同系统及通用平台应能够支持CAD数据库，提高资源管理及利用水平；其通用平台应考虑建筑设计图纸表达方式及特点，保证建筑设计信息全面完整。
（二）协同工作过程研究
上海桂林生物科技工业园建筑设计工作是围绕着上海桂林生物科技工业园项目进行的具有高度连续性的协作过程，参与到建筑设计中的组织结构相对比较庞大。在进行项目设计工作过程中，通常按照一定的区域，将其划分为多个区块（按照有利于施工作业要求），在每个区块中再进行工种设计安排，其设计过程常常是先进行建筑设计，在建筑设计的基础上进行结构设计，然后是水暖电设计，为满足各个工种设计要求，各个工种在设计中要求其他工种进行修改，从而实现建筑设计优化。在研究中，将建筑工程设计协同模式分为三种类型，分别为服从式、争夺式及混合式，其设计过程中，设计要求主要经过可完全满足、不能满足下矛盾激化、协商后消除矛盾三个阶段。
在上海桂林生物科技工业园建筑设计初期，其设计协同与处理的空间较大，主要以交流服从式为主，整体设计工作在上海桂林生物科技工业园性规划原则及功能目标的基础上进行，并进行初步设计优化，完成初步总体方案设计工作。随着建筑设计深入，其设计修改受到较大约束，设计矛盾逐渐激化，设计协作进入到争夺式，在设计过程中为实现设计目标，通过设计师协同进行处理，从而消除矛盾，提高了上海桂林生物科技工业园建筑设计质量。
（三）建筑协同设计工作流驱动机制
建筑协同设计工作流驱动机制，是一种建立于一定约束条件、事件驱动、约束触发及决策推动的过程模型。具体如下图所示：
图2：建立于约束体系的事件驱动约束触发的决策推动设计过程模型示意图
在上图中，S代表的是设计状态，E代表的是设计状态改变后所引起事件，设计状态改变，指的是对设计对象参数的改变。在建筑设计中，一旦改变建筑设计状态，则会引起其他结构设计次生改变，并引起其他相应设计改变，直至设计重新满足规范要求，并完成整个设计工程。
如在上海桂林生物科技工业园设计过程中，需要对其设计高度或设计层高进行调整，则需要研究改变其设计高度或设计层高后，建筑其他因素的变化，通过建筑协同设计工作流驱动机制，综合调整，以保障建筑设计质量，
四、建筑设计协同工作局部模型研究
（一）协同资源控制模式研究
在进行上海桂林生物科技工业园建筑设计时，对协同资源控制模式进行了研究。检录式与直接式属于协同资源控制的主要方式。其中检录式控制模式，指的是在用户获取及提交文件时，进行版本核对，用户只能通过服务器下载最新版本，用户在本地进行修改，在提交修改时由服务器进行检查，实现协同作业。直接式指的是允许用户对服务器版本直接进行修改。为更好实现建筑设计协同交流平台，在上海桂林生物科技工业园设计中选择检录式资源控制模式，并对检录式方式进行扩展，支持用户通过多个文件对其设计意图的表达，在这种模型下，实现对协同资源的横向管理。
（二）建立于设计变更对象的数据仓库模式
考虑到上海桂林生物科技工业园设计图纸表达的更多的是图形信息，其设计信息需要向施工人员进行设计要求说明。为此，在建筑设计协同系统中以几何图元为基础，并对设计修改数据进行分析，系统提供专业表述单元。为进行AutoCAD系统图形识别，在系统中采取句柄对文件图元进行标识，保证数据库内文件唯一性。在工程设计中，一旦进行设计变更，其设计修改可能会对一个或多个构件造成影响。
如在设计中改变上海桂林生物科技工业园窗体，除了要改变其尺寸以外，还需要改变墙体相关尺寸。每个设计变更，需要记录设计变更CAD实体句柄、用户为设计变更的名称及备注、文档、其他索引信息及存储对象句柄。在建筑设计协同系统中，其数据仓库采取客户/服务器架构，客户端属于常规建筑设计应用的PC机，服务器端主要职能在于数据仓库维护。
（三）协同工作对象模式
如下图，为建筑设计协同系统中以变更对象及数据仓库为核心的整体对象模型示意图：
图3：协同系统中以变更对象及数据仓库为核心的整体对象模型示意图
在图中，描述了设计历史载体，如数据库、音频、视频、附加文件等不同种类文件对象，这些对象共同构成了建筑设计协同系统数据仓库。在用户需求的基础上，从数据仓库中进行所需数据提取，完成建筑设计协同。
应用计算机网络技术、数据仓库技术、多媒体技术等多项技术，实现了建筑设计协同系统的历史管理及协同过程控制，支持多种设计协作方式，在上海桂林生物科技工业园设计工作中，通过建筑设计协同及通用平台，有效提高了建筑设计交流及协作水平，提高了建筑设计质量，更实现了建筑设计与后期工程施工的综合效益。
五、结语
随着建筑工程功能化要求日益复杂，提高建筑设计质量成为了建筑工程发展的现实要求。在分析基于计算机的协同工作在设计领域中的应用现状基础上，对建筑设计协同工作逻辑模型及建筑设计协同工作局部模型进行了研究与分析。结合上海桂林生物科技工业园设计工程，对建筑设计协同系统模型设计及通用平台的实现进行了研究。实践证明，加强建筑设计协同设计，加强交流与沟通，在提高建筑设计质量，实现建筑工程综合效益等方面发挥着重要的现实意义。
参考文献：
[1]王博. 基于Agent的建筑设计协同工作机制研究[D].东北石油大学,2013.
[2]刘喜文. 多组织企业信息协同服务系统模型研究[D].西华大学,2011.
[3]陶志杰. 协同通信系统中频率与时间同步技术的研究[D].电子科技大学,2012.