生物技术发展论文模板(10篇)

时间:2023-01-14 09:44:17

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇生物技术发展论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

生物技术发展论文

篇1

为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。

1.发展特点

表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。

1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石

海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的与会者:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答:分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明,海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究,对今后的发展将有重要影。

1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面

目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。

表1近期IMBC大会研讨的主要内容

表2近期IMBC大会和《MarineBiotechnology》学报论文统计表

1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面

利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用与发展。

1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题

其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。

2.重点发展领域

当前,国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面:

2.1发育与生殖生物学基础

弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。

2.2基因组学与基因转移

随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容,海洋生物的基因组研究,特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。

2.3病原生物学与免疫

随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。

2.4生物活性及其产物

海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。

2.5海洋环境生物技术

该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。

3.前沿领域的最新研究进展

3.1发育与生殖调控

应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1],研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用[1],对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1],建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2],进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定[2],应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖[2],建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选[2],建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统[2],通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3],研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定[4]。

3.2功能基因克隆

建立了牙鲆肝脏和脾脏mRNA的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1];将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤作用[2];构建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501AcD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞EST中分离出596个cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的ß一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4];鉴定和克隆出的基因包括:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。

3.3基因转移

分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体[1]。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1],建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值[2];研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害[3];应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3];在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2];在转基因研究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3]。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4]。

3.4分子标记技术与遗传多样性

研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1]。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1];利用寄生性原生动物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究[2];研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷Gobioid苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3];弄清了一种深水鱼类(Gonostomagracile)线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3];用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4]。

3.5DNA疫苗及疾病防治

构建了抗鱼类坏死病毒的DNA疫苗[1];开展了虹鳟IHNVDNA疫苗构建及防病的研究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2];建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3];研究了LatrunculinB毒素在红海绵体内的免疫定位[4]。

3.6生物活性物质

从海藻中分离出新的抗氧化剂[1],建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1];从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用,从海洋植物Zosteramarina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2];发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3];从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4];从一?趾Q笙妇蟹掷氪炕鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4]。

3.7生物修复、极端微生物及防附着

研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类[1],研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1];研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1];用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2];从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2];建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用,研究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉作用[3];分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4]。

篇2

2制定发展战略、明确战略目标、选择发展模式总体战略

我国的生物技术及产业发展应改变以往跟踪为主的战略,实施积极创新为主集成应用的战略方针。基于目前我国生物技术及产业发展的实际状况、水平和能力,在未来10~15年内,我国宜采取“立足创新、集成应用、需求导向、重点突破”的发展战略。

关于集成应用,主要是指把现有的已成熟的先进技术(不管这些技术源自何处)组合集成起来运用于生物技术的研究开发和产品生产。充分借助和合理利用现代科学技术所取得的成就,对于我国生物技术产业以及其他高技术产业的发展都十分重要。

1)战略目标

21世纪初我国生物技术及产业的发展目标应定位在:努力提高生物技术在我国国民经济和社会发展中的贡献率,增强我国生物技术的创新能力和国际竞争能力;争取在21世纪初的10年内,使我国生物技术的整体水平跻身于世界先进行列,生物技术新兴产业发展成为我国的支柱产业之一。

2)发展模式

我们认为,在未来10~15年内,我国的生物技术及产业发展宜采取“政府引导,企业为主,官、产、学、研、资相结合”的发展模式。

众所周知,产、学、研的结合是促进科技进步,加速科技长入经济,提高研究开发效率的良好方式。结合现阶段我国实际情况,为保障生物技术及产业得以迅速发展,政府的作用十分重要。政府应该对全局研究开发及产业化的发展方向、目标、策略和措施进行系统的规划和设计,对各类各层次不同机构的研究开发工作给予重要的引导;对于一些重要的领域,国家应给予一定的资金支持,可以更加有效地引导企业界、金融界以及地方政府的资金和支持,各方面力量形成的合力将加速国家目标的实现。

高技术是基于多种学科的综合技术,而高技术产业则必须加上科学的经营管理和营销策略。发展高技术产业只有以企业为主,才能有效地将分离的科学与技术、科技与产业、产品与市场紧密地有机地联系在一起。同时生物技术产业的发展需要技术资本和金融资本的联合运作。没有一个良好的资本市场,生物技术产业将难以迅速发展。

3主要对策

1)健全和完善管理体制、加强整体协调、形成优势集成

总体而言,我国目前尚没有全国性统管生物技术研究开发及产业化的组织管理机构,缺乏全局性的战略部署。目前国家各类科研计划虽然都在不同程度上注重基础性创新性研究,但在具体实施和操作过程中,往往倾向于选择短期能产生效益的研究项目,导致创新的源头匮乏。更为严重的是,各类计划之间缺乏必要的沟通与协调,各部门、地方自成一体、封闭运行,导致科研力量分散,形不成合力,而且造成低水平重复。

现阶段我国正处在从计划经济向市场经济过渡的转轨期。发展我国的生物技术及其产业,必须结合我国具体国情,同时运用计划和市场两种资源配置的调节手段,采取“两弹一星”+利益捆绑的新机制,盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量,使各方面的优势系统有效地集成;必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力;必须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此,建议国家适时成立全国性的组织管理机构,对全国生物技术及产业发展进行总体规划和协调指导,从而做到整体协调,避免多头指挥和政出多门,实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。

2)进行战略布局,形成产业聚集区

国外生物技术及其产业发展的经验表明,在一些地理、交通、信息、政策等环境较好的地域,容易形成生物技术研究开发和产业的“聚集区”。这种“聚集”促进了不同研究开发领域的交流与合作,不仅加速了生物技术研发及产业的发展,同时通过“聚集”进一步吸引人才、技术和资金,起到了“聚集”带动“聚集”的作用,形成了良性发展的循环。根据目前我国生物技术及产业发展情况,结合现有国家级高技术产业开发区,可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的上海、北京、广东(深圳)、长春等地作为生物技术产业化基地,给予更为优惠的财政和税收扶持政策。集中力量有选择地发展3~5个生物技术产业聚集区(如以北京为中心的京津冀聚集区、以上海为中心的江浙沪聚集区、以深圳为中心的粤港聚集区、以长春为中心的长沈大聚集区等),发挥生物技术产业发展的聚集效应,尽快形成较大的生物技术产业规模。对上述生物技术产业聚集区,国家应积极发挥引导作用,充分调动地方和企业界的积极性,以国家重大项目为纽带,促进优势互补的联合与协作,逐步形成既有合作(包括跨国和跨地区合作)又有竞争的社会化的生物技术研发与生产的格局。

3)选择部分重点产品,目标定位国际市场

对于某些我国有较好基础、接近或达到国际先进水平或是我国有资源优势的技术领域,例如转基因动物反应器、转基因植物、功能基因组、生物芯片、组织工程、中药等领域,应选择部分重大项目,目标瞄准国际市场,通过运用优势集成、整体设计、分段实施的操作方式,加大协同攻关力度,尽快将一批拥有自主知识产权的生物技术和产品推向国际市场,增强并确立我国生物技术及产业的国际竞争能力和地位。

4)建立国家生物技术重大项目孵化器

我国科技成果转化难、转化率低制约了高科技产业的发展,影响了科技作为第一生产力作用的发挥,已成为普遍关注的问题。生物技术因其自身的综合性、多学科特点,生物技术转化更具有特殊性。在目前我国资本市场尚不完善的条件下,孵化器的作用尤为重要。孵化器的作用是,通过与研究开发机构建立广泛联系,并有力地引导企业介入,密切生物技术上下游的结合,有效地使单一技术的突破尽快孵化为成熟配套的技术和工艺,向产业进行技术转移和辐射,从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。为此,应在已有的工作基础上,择优建立数个生物技术国家重大项目孵化器,结合具有自主知识产权、独特性的生物技术重大项目和重大产业工程的实施,力争在5~10年内开发出一批具有自主知识产权和国际竞争力的重大生物技术产品,同时走出一条生物技术成果转化的成功之路。

5)加强生物技术产业相关技术及装备的产业化及国际化

我国在生物技术及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂等支撑技术与装备方面十分落后,主要依靠国外进口。在国外,生物技术的支撑技术与装备本身就是一个巨大的产业,其产值占生物技术产业总产值的20%以上。生物技术的支撑技术与装备具有两大特点,一是涉及多学科、多技术领域的交叉;二是绝大多数生产经营专用仪器、装备的公司都拥有国际市场,只有占有国际市场才能在国际竞争中生存和发展。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。因此,对重要的生物技术仪器、设备和装备,应采取“桑塔纳”模式,走与国外大公司合资合作的发展道路。第一步通过合资合作,引进建设组装线或生产线,这样一方面可以迅速提高技术水平和管理水平,另一方面可以与外国公司共同参与国际竞争;第二步加速引进技术的消化吸收,逐步加大国产化比重,同时加强新型号、新设备的研制开发,进而逐步增强参与国际竞争的能力。在此方面,应注意避免自己闭门造车、封闭发展,所开发的产品性能不稳定,测出的数据不可靠,别人不用,自己也不用的尴尬局面。

6)大力发展生物技术中介组织

国外成功经验表明,中介组织在高技术产业发展过程中发挥了重要作用,中介组织是创新体系的重要组成部分。我国应大力发展从事生物技术信息咨询、技术评估(包括生物安全评估)、专利(特别是国外专利)、投融资等方面的中介机构。

我们认为,应尽快组建生物技术产业协会。组建生物技术产业协会有利于信息沟通和协作,有利于规范市场和公平竞争,亦可避免不必要的重复,有利于逐步形成社会化发展的格局。协会组成以企业法人和高级主管为主,吸纳大学和研究机构的技术、管理、营销专家参加。政府主管部门可以通过协会进行全局性组织协调工作。

7)充分利用和合理保护我国丰富的生物资源

我国国土辽阔,特殊的地理、气候、人口、人文、历史以及多民族等原因,使我国具有丰富的动物、植物、微生物及人类遗传资源,包括历史悠久的中医药宝库,为我国在生物技术领域的研究开发提供了得天独厚的有利条件。但从目前情况看,我国在生物资源的保护和利用方面还存在着明显的不足。大量的生物资源没有得到有效的保护和利用,甚至一些重要的资源流失严重。例如,我国虽有丰富的微生物资源,但由于资金和管理上的一些因素,导致研究、保藏和开发工作都处于非常困难的境地,至今没有一个明确的主管部门,也没有一部微生物资源管理的法规。因此,建议国家有关部门象重视人类遗传资源一样高度重视对所有生物资源的保护和利用。一方面应抓紧制定和完善有关各类生物资源管理的法规和规章制度;另一方面应尽快建立健全国家生物资源的保藏及服务体系,其中包括细胞库、菌种库、毒种库、种质库、信息库等。此项工作可在相关计划的基础上,给予专项经费支持。虽然需要花费一定的资金,但这是一项具有战略意义的基础性工作,因此必将起到事半功倍的效果。

8)加强国际合作,建立战略联盟

中国改革开放实践证明,不开放就没有出路。高技术需要在合作和竞争中求发展。一方面是在合作中竞争,另一方面又要在竞争中合作。国际上,企业间的联合与建立战略伙伴关系越来越成为一种重要的发展趋势。我国在发展生物技术及产业的过程中,必须加强与国外政府间和民间的合作与交流。此外,还应利用国内巨大市场的吸引力,积极与某些大型跨国公司建立战略伙伴关系,在国内合作建立合资企业,合作开发新产品,合作开拓国际市场。

发展我国生物技术及产业要充分重视利用海外资源,特别是信息及人才资源。在这方面,即使是十分发达的美国也不例外,十分重视利用国外的信息,并吸引别国的优秀人才为其服务。我国除应采取相关措施积极吸引海外留学生和科学家回国为国效力外,还应选择重大技术领域,在国外建立联合工作站。863计划生物领域在“八五”、“九五”期间已试行,效果良好。实践表明这是实现技术跨越的有效途径。国家应积极引导支持有条件的科研机构和企业,特别是企业在国外建立研究开发机构,这样将会大大提高信息采集、技术引进、智力引进、人才培养和国际合作与交流乃至产品出口的效率。

篇3

1.2根据防治对象及条件选择适宜的生物农药剂型使生物农药发挥其最佳功效的重要因素是生物农药的剂型和使用技术。使用生物农药进行病虫害的防治时,为了达到最佳的效果需要根据具体的时间进行剂型的选择。常注意的条件是防治对象、气象条件和使用时间。

1.3依据不同的防治对象确定适宜的防治时期病虫害发生时,使用生物农药进行防治时,需要注意有害生物的类型和特点,调查病虫害发生的情况,使用适合的生物农药和农药最佳的使用方法。了解害虫所处的发育阶段,对防治是十分必要的。为了使生物农药的效果得到充分的发挥,使用药剂的时间最好是低龄幼虫期。

1.4参照当地气候条件选择最佳的使用时间环境因素对生物农药的使用效果具有很大的影响。生物农药的作用发挥需要一定的时间,这是因为生物农药从喷洒于植物到害虫取食或接住菌体需要一定的时间,而且害虫取食到发挥作用也需要一定的时间。这个时期非常容易受到环境因素的影响,在各种因素中具有重要影响的因素是温度、湿度、光照和风。

1.5选择适宜的喷雾器械实施生物农药进行病虫害防治时,需要选择适合的喷雾器械。根据调查显示,现在使用的植保器械的效率都较低。常见的植保器械的喷施方法都会造成农药的大量浪费。而且天气的因素同样也会造成生物农药的浪费,如雾滴大的时候,会使农药造成损失。生物农药具有的特点决定其生产的成本较高,在病虫害防治时需要选择喷施效率高、雾化程度好、节省农药的植保器械。常见的有弥雾器、雾化程度高的电动喷雾器等。

2生物农药使用中的5方面注意事项

2.1注意熟悉生物农药的生物特性生物农药具有生物特性,常见的生物特性有药剂的适用范围、作用途径、成效成分和作用机理等。

2.2注意掌握科学使用的方法施用的方法正确是保证生物药剂发挥高效果的因素之一,所以进行病虫害防治时实施生物农药要注意:要进行均匀的喷洒才能起到良好效果;生物农药作用缓慢,宜在害虫低龄幼虫期使用;生物农药贮藏的地点要求阴凉、干燥,避免受潮。

2.3注意掌握用药时间生物农药容易受到外部环境的影响,在田间施用湿度越大,药的效果越好,这是因为潮湿环境易于生物农药中细菌的芽孢生长。一般来说,喷药的最佳时间是早晚,特别是粉剂农药的药效更佳。

篇4

引言

生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。

一、生物制药技术

目前生物制药主要集中在以下几个方向:

1.1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。

1.2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。

1.3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。

1.4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。

基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。

二、生物制药发展分析

未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。

生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。

除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。

各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。

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生物工程的内容十分丰富,有限的课时内不能面面俱到地进行较为深入的讲授。因此,教师在教学内容的安排上,既要保证突出重点内容,又要兼顾知识内容的全面性。此外,还需要引入一些学科前沿成果,以跟踪迅速发展的生物技术的进步。我们对于课程教学内容的安排,特别注意了以下几个问题。

1.组建课程模块,合理安排教学内容。以生物技术的应用发展为导向,将本课程的教学内容划分成三部分:①绪论,介绍生物工程沿革及前沿。②生物技术基础,详细讲述基因重组技术、蛋白质和酶工程、细胞工程的基本原理,技术路线及特点,旨在帮助学生建立牢固的理论基础、掌握相关技术的应用方法。③生物技术的工程化应用及发展,重点介绍发酵工程、生物医药工程和环境生物工程,通过多个与人类生存和发展密切相关的案例的教学,培养学生综合知识的能力、融汇创新的能力。

2.让学生了解生物工程学科的全貌。课程的绪论部分分别从生物工程的沿革、生物工程的原理及特点、生物技术的应用及前沿发展、生物技术及其产业所发挥的巨大的社会和经济影响力等角度进行讲授,帮助学生标绘出一副生物工程的全貌图:从基础理论的研究突破、生物技术的应用发展、到渗透至各国民经济主要领域中产生的巨大影响,期间产生的反作用又促进生物学基础理论的研究突破。这个过程周而复始地推动着社会的变革与进步。

3.宽泛基础知识面,强调理论联系实际。生物工程是一个具有丰富学术内容的领域,而本课程课时有限,不能详尽地涉猎各个知识点,因此,如何设置课程内容就成了影响教学效果的主要因素。本课程对基础知识的教授强调的是“宽泛”而非“深入”,要求课程设置的基础知识教学能够满足学生理解生物技术的基本原理即可,而对于生物技术的实践应用则给予了重点关注。课程坚持理论联系实际,运用综合性案例,让学生了解从基本原理出发到实践应用的过程,学习综合应用所学知识解决问题的方法,培养科学思维方式。

4.以生物技术的应用为导向设置教学内容,跟踪学科前沿。在对课程的基本原理讲授后,根据学生的工程专业教育背景和将来作为社会工作者的特点,我们引导学生学习工程化应用方法,这是更为重要的教学环节。这部分教学内容占据了整个教学内容的相当大的比重。如,微生物发酵工程、细胞培养技术使生物技术产品实现产业化;生物医药工程中集中了生物技术研究的前沿方向和热点,各种生物技术在此融合;环境生物工程致力于建立人类与环境的和谐关系,以实现社会的可持续发展。本课程分别选择这些领域中的主要内容作为重点讲授部分,如转基因动物制药、单克隆抗体技术应用、固定化酶技术及酶法分析、环境污染的生物治理等,安排了较多的教学时间,以使学生更好地了解生物技术的新进展。

二、教学方法探讨

生物工程学是生命科学与工程技术结合所形成的一门综合性学科,基于研究对象(核酸、蛋白质)及层次(分子、细胞、个体)不同构建了不同的生物技术分支领域,同时基于应用领域的不同也形成了各自富有特点的应用技术,如生物医药领域中蛋白类药物的生物构建和生产、环境治理与保护中微生物的生物转化过程技术等。由于教学内容覆盖面广,为了提高教学效果,本课程在教学方法上进行了以下几个方面的探索。

(一)以生物技术原理为主线贯穿教学活动

本课程的教学活动以生物工程的原理为主线展开,形成了基因工程、蛋白质和酶工程、细胞工程、发酵工程等章节,以使学生在较短的时间内掌握各种生物技术的原理和应用方法。同时,通过对生物技术应用较为深入的生物医药工程、环境生物工程等内容的安排,培养学生根据应用对象的特点和要求综合应用所学理论知识的能力。

(二)理论联系实际,引入案例教学

发酵工程是将生物技术产业化的重要环节,包含了从菌种培养到制备合格产品的过程。[5]菌种决定着发酵生产工艺方法,发酵工程中高产菌种常常是采用生物技术方法构建的。发酵过程调控是基于微生物的生命代谢过程,培养条件的变化可以影响代谢途径。发酵产物的提取纯化是依据待分离目标物质的特性及待分离目的产物和杂质之间物性的差异来进行的,是决定生产成本高低的关键因素。如果只是按照发酵工程的过程来讲解技术基础及过程应用技术,涉及知识点多,知识点之间的相关性较弱,这对于刚开始接受专业课程教育的本科三年级同学来说,接受起来有一定的难度。而以具体物质的发酵生产为例进行分析,更为形象化,也容易被学生理解和接受。授课时,我们以红霉素的生产为例,分析了工程菌的构建方法与高密度发酵技术的应用,基于组分分离要求的分离纯化工艺方法的建立等,并将自己多年科研的成果结合至授课内容中。仅就红霉素的提取纯化而言,工程菌的引入及发酵调控技术的成熟,使红霉素发酵单位由原来的3000u/mL~5000u/mL大幅度提高至8000u/mL~10000u/mL,使得新分离技术的应用成为现实。目标产物的分离工艺由传统的“板框过滤-溶剂萃取-经过中间体盐的结晶纯化”发展为“微滤膜过滤-(纳滤膜浓缩)-层析分离-结晶纯化”新的分离工艺。该工艺利用层析操作的高分离效率实现了活性组分红霉素A与杂质组分红霉素B、红霉素C的分离;通过结晶过程中关键因素的调节,如结晶体系的组成及组成物的浓度变化、pH、温度、搅拌等,实现对产品粒度和晶形的控制,从而获得纯度高、药理活性强的产品。案例的分析过程加强了学生们的工程概念,如发酵产物的提取往往会涉及结构相似组分的分离,其分离方法的选择需兼顾分离效率高、分离条件温和的要求;微生物发酵是纯种培养过程,工程设备必须满足无菌操作的基本要求,发酵罐需要具备良好的混合能力,较高的传质、传热速率,且不能对菌体产生剪切破化;药物的晶形和粒度与药物的生理活性相关,现代药物质量控制指标除了纯度和杂质含量要求外,还有晶体的晶形粒度等结构指标要求;发酵产品的经济成本和社会成本概念等等。实现一个抗生素药物的现代化工业生产需要融合现代基因工程、细胞工程、化学工程的知识。

(三)课堂讲授与专题案例的调研相结合

本课程通过典型实例的剖析,加强了学生对基本原理的理解,并传授了生物技术的应用方法。我们时时跟踪生物技术领域的发展,对授课案例进行更新,以使教学内容紧密联系生物工程的新发展、新成果,体现该领域新技术、新水平,使学生感受到科学技术发展的巨大魅力,激发学习热情。但是,本课程的教学课时有限,课堂上不可能对生物技术各领域均充分展开。为了弥补这一局限,本课程在教学上设置了“专题调研+课堂谈论”环节,把生物工程应用专题案例的调研工作,以作业形式布置给学生去完成,并通过课堂讨论及提交论文的方式加以考查。[6]专题论文的完成及交流以小组为单位进行,教师组织学生组成学习小组,要求各学习小组在给定领域范围内对感兴趣的专题进行调研和论文的撰写。教师在组织学习小组之时,就将学习小组两两结对,要求各小组在完成本组专题调研的同时,对结对小组的课题也进行相应调研,并作为主审方在课堂上对结对组的专题内容设置提问,引导课堂讨论,而其他同学则可以对自己感兴趣的专题自由发表观点。

本课程要求,小论文要按照《华东理工大学学报》的稿件规范撰写,这也是对本科生撰写科学论文的训练,是专业素质培养的一部分。这种“专题调研+课堂谈论”教学模式,能让学生自动参与多专题的调研学习,达到巩固基础知识、拓宽知识面、深化专业认知的目的,同时能够较全面地训练和检验学生专业文献查阅、分析材料、归纳总结及思辨应对的能力。实践表明,这样的学习方式效果突出。学生李晓阳在听课小结中写道:“分组演讲、课程论文,每小组七八个人,不仅可以让我们自己动手获取知识,锻炼了动手能力,还能够培养我们团结协作的能力。只有分工合作才能把这项工作做好。”学生闫天一在小结中写道:“老师讲到了我国生物发酵工业发展的现状,虽然我国(抗生素)产量居世界之首,但生产效率比较低、产品附加值低、污染严重,主要以半成品(原料药)为主,这些都深深触动了我。在化学制药领域,我们仍是以仿制药为主。在21世纪,我想我们大学生的责任就是让中国不仅是世界的工厂,也要成为研发的中心。”

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主管单位:农业部

主办单位:中国农业科学院茶叶研究所;中国农业科学院生物技术研究所

出版周期:月刊

出版地址:浙江省杭州市

种:中文

本:大16开

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发行范围:国内外统一发行

创刊时间:2011

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2009, 192pp.

Hardcover

ISBN: 9783527324354

WileyBlackwell

Alexandra C.Gruber著

本书通过对生物技术企业和投资者进行采访和大量的实例研究,概括了目前生物技术基金发展的趋势,明确指出了由于不同的背景和预期,在企业家和投资者之间存在的巨大的鸿沟,在竞争环境下,双方应当采取何种态度,来克服存在的偏见以获得成功。

目前出现了两种相反的趋势:一是私营企业和风险投资变得越来越繁荣,并且生物技术企业的产品线也变得更加强大;一是生物技术创新企业获得的风险投资的数量还是很少。

基于新兴企业普遍的金融模式,并且考虑到生物技术发展的复杂性,本书作者在研究中设计了一系列的调查问题,比如生物技术领域是否和像IT或者工业产品的公司经历同样的发展阶段,有着同样的金融投资类型?是否所有的生物技术企业遵循同样的金融模型?早期和后期的金融模型分别是什么样的。对于现有的融资渠道,企业和投资者所认为最重要的优点和缺点分别是什么?

访谈是针对三组对象展开的,包括企业、风险投资商和其他投资者。通过这样的实验,得到了很好的结论,从而使新的企业和投资者之间能够更好的相互了解,使企业更加成功。

对于企业家来说,年轻的科学家最好能够在他们学术生涯的早期就发展一些企业的思维,比如说通过一些关于企业的讲座,或者建立由大学参股的生物技术公司。在这个方面,一些国家已经走在了前列,有很多国家已经建立了类似的机构,比如生物技术孵化中心、技术转移办公室等等,来支持创立新兴企业。

本书作者Alexandra Carina Gruber, 1971年出生于奥地利,1997年毕业于维也纳大学制药学专业,随后在制药公司工作长达12年,并且担任过包括市场推广和商务发展在内的各种职务,积累了丰富的经验。同时还在维也纳经济和管理大学和明尼苏达大学获得MBA学位,并在多瑙河大学及英属哥伦比亚大学学习金融,本书是在作者硕士论文基础上形成的,对生物技术企业家和风险投资家都有非常重要的参考价值。

吴林寰,硕士

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1.1专业结构与布局

“生物技术及应用专业”隶属新余学院医学与生命科学学院,由生物教研室负责具体组织并落实各项教学工作。为配合江西省生物技术快速发展的趋势,支持新余市生物技术发展,该专业于2003年正式设立,招生规模逐年增加,从最初的20人发展到最多时的72人。截至2011年7月.已有300个生物技术及应用专业的学生毕业。生源质量不断提高,专业建设走上了健康发展的轨道,呈现出良好的发展前景。为加快“生物技术及应用专业”建设发展,改变传统的“小本科型”人才培养方法,积极探索高职高专人才培养之路,生物教研室于2004年底在全校率先开展校企合作的人才培养模式改革探索,并分别于2007年成功申报校级课题“基于网络环境的高职高专《普通生物学》教改探索研究”;2008年成功申报江西省教育改革课题“高职高专生物类专业综合野外实习改革与实践”,并成功申报新余高专科研创新团队和《药用植物学》研究中心;2010年成功申报江西省教改课题“基于鄱阳湖生态经济区建设环境下的生物技术及应用专业课程体系改革研究”和江西省教育科学“十二五”规划课题“高职高专毕业生就业指导研究——以生物技术及应用专业为例”。目前,该专业已按人才培养模式改革思路开展了“生物技术及应用专业”实践教学基地建设等工作。

1.2培养方案

为使专业人才培养目标适应鄱阳湖生态经济区建设市场的需求,我们在新余市、省内外开展了“生物行业从业调研”工作,涉及生物医药、食品、环保和饲料等多个领域。在调研结果的基础上。制订了生物技术应用型人才培养方案,并请生物行业教育专家、生物行业技术专家对人才培养方案进行审定。生物技术应用型人才培养方案有别于传统的“小本科”型培养方案.在人才培养目标上.它更面向生产第一线。在培养规格上。突出强调了知识、能力与素质三者结合,以能力为主,突出了生物技术的知识与能力。在培养时间安排上.采用在校培养和在企业顶岗培养的方式,提高实践教学的比重。

2课程建设

2.1教学内容与课程体系改革

按照鄱阳湖生态经济区建设环境下的应用型人才培养要求,以培养职业能力为主线,以“必须、够用、实用”为原则,按照生物行业标准和生物技术岗位(群)能力,合理设计、优化重组教学内容,构建了理论、实践与素质教学课程体系。根据鄱阳湖生态经济区建设环境下的生物技术应用型人才培养目标的规格与要求,现已对部分专业课程进行改革,如《解剖生理学》改革为《生理学》;增加了生物技术类课程,如《酶工程》、《发酵工程》。《生物化学》课程已开始探索项目式教学方式,《普通生物学》课程已开始探索创新式教学方式等。目前,生物技术及应用专业课程使用多媒体教学的比例达60%。

2.2教材建设与选用

根据专业特点选用符合教学大纲要求、教育部推荐的优秀高职高专教材,以及国家“十五”、“十一五”规划教材,采用优秀教材比例大于80%。在教材建设上,现已按理论教材、实验教材与实践教材三类开展教材建设工作,正在积极编写校本教材(主要是实践教材),努力形成具有实践性强、操作性强的高职高专特色教材。目前我们已初步开展实践教材的编写准备工作,包括《普通生物学实验指导》、《生物化学实验指导》、《生理学》实验手册、《遗传学》实验手册、《发酵工程》实验手册、《酶工程》实验手册、《生态学》实验手册等。此外,该专业教师积极参与科学出版社组织的生命科学类系列教材的编写工作,并承担了《细胞生物学考研精解》、《基础生物化学》、《动物生物学》、《动物生物学实验》等教材的编撰工作。

2.3教学方法与手段改革

在常用教学方法的基础上,采用启发思维式教学方法和开放式教学方法.并积极采用双语教学。在理论教学中,尽量启发学生的思维,对问题进行发散式思考,扩大了学生的视野,拓宽了学生的知识面。试行开放式创新教学体制,在教师指导下,将部分实验教学时间用于课外的实践活动,使学生的综合素质得到锻炼和提高的机会。其中,《生态学》和《环境生态学》课程由博士毕业的教师担任.采用“双语教学”授课。

3实践教学

伴随着该专业的迅猛发展,学校加大了对教学基础设施的建设力度.尤其是进一步完善了实践教学条件。能满足实验教学的正常要求,每年购买实验耗材能满足正常实验教学与服务社会的需要。

3.1实习

按照教学计划的安排,积极与实践教学基地合作开展生产实习、毕业实习等工作。随着该专业的发展,学校将进一步加大校外实践教学基地的建设力度,以满足该专业未来教学的需要。通过实地参观、实习等实践活动,学生对理论知识的应用有了更深入的了解。

3.2实践教学内容与体系

本着突出职业能力的人才培养原则,突出了实践教学的重要作用。我们探索与完善了实践教学体系,尤其加大了集中实践教学的比重。实践教学学时占总教学计划学时比例从过去的20.5%提高到3O.2%。为配合应用型人才培养模式改革的实施,我们加大了校外实践教学基地建设步伐,分别与新余市食品药品监督管理局等17家单位联合建立了实践教学基地并签订了校企合作协议。

3.3开展综合性、设计性实验

充分发挥生命科学的特点。让学生走出实验室,走进大自然。如带领学生在国家林科院自然保护区野外考察种子植物的形态特征.到橘子园进行果树嫁接实验,去湿地公园观察湿地生态系统的组成和湿地生态系统的作用等。同时开展了水体富营养化程度的评价、水污染环境调查、土壤环境污染调查等设计性实验。

3.4开放实验室

针对原来实验室只有实验时才开放的问题,我们将根据实验需要将其改建成“开放式”实验室,最大限度地提高实验设备的利用效率,提高学生的实验热情。

4构建多模块立体式实践教学体系,在实践中培养生物技术应用型人才

通过深化教学改革,优化教学体系,创新管理运行机制,建设满足现代教学需要的高素质的教学师资队伍,满足新时期实施素质教育和培养应用型人才的需要。

4.1创建生命科学实验教学中心平台

改革原有的依附于理论教学的单一实验教学模式,重新合理定位实验教学;整合实验室。优化资源配置,创建生命科学实验教学中心平台。

4.1.1教师参与实验教学,促进科研成果转化紧密依托

学科带头人的力量,改进实验教学方法,转变教学观念,摒弃计划性、封闭式实验教学模式,建立以学生为中心的实验教学模式,形成自主性、合作性、研究式的学习方式。促进高水平的科研项目转化为实验教学内容,积极开设一些高水平的、紧跟学科前沿的综合性、设计性、开放性实验,且将每个实验分为基本部分和提高部分,丰富和充实教学基地的实验项目,并鼓励学生在现有实验项目下进行大胆创新.开拓新的实验项目或课题,形成一系列多层次、递进式的教学实验内容。同时针对不同层次学生的要求,进行分层次培养,既避免了传统实验教学“一刀切”的缺陷,使得能力较强的学生的创新潜能得以充分发挥,又使得能力较弱的学生也不会因为完不成实验任务而气馁,更好地发展每个学生的个性和特长脚。

4.1.2开放实验教学中心.鼓励学生自主创新生命科学

实验教学中心先进的科研仪器设备、雄厚的科研力量、稳定的科研方向和充足的科研经费为实验基地的开放创造了条件,为学有余力的学生提供了发挥自主创新潜能的舞台。中心建成后,以新余学院局域网为支撑、教务管理系统为平台.实现开放式实验教学管理网络化.所有基地仪器设备、开放式课题、科研人员研究方向全部在网上公布,对学生全面开放,学生可以随时登录实验平台网页,浏览和下载网络教学课件和多媒体影象资料。学生可在网上预约实验.根据自己感兴趣的方向,申请自己的开放式创新实验课题和指导教师。同时,提倡学生自带课题进入实验教学中心,鼓励大胆创新。学生可组成科研小组,提出科研思路,自行选题,自行确定研究内容及设计实验方法和技术路线.撰写正式格式标书,由专家审核、论证其可行性。如果方案得到专家认可,可申请指导教师和专项经费资助.遵照实验中心的管理规定,按照正式科研程序,自由地进行实验工作,并将其实验结果进行总结汇报。写出论文,力争公开发表。通过“开放式”实验教学中心,让学生进行自主创新实验.不仅可使学生初步建立科研思路.进行科研工作的整体体验,培养了科研团队协作精神,并在初次的研究实践中学习到了文献检索、资料收集的方法和学术规范的意识,培养了学生的创新意识和科研能力.提高了发现问题、分析问题和解决问题的能力.调动了学生参与科研的积极性、主动性,使优秀者脱颖而出,对培养生物技术应用型人才起到极大的促进作用。

4.1.3提供毕业实习基地,提高毕业论文质量目前大多数学生的毕业论文是属于综述性的论文。没有原创性试验数据。生命科学实验教学中D不仅是教学、科研的主阵地,同时也为毕业生提供了良好的毕业实习基地。学生进人实验中心实习后,老师给出基本课题并启发学生在原有的基础上对课题进行补充,为学生留有思考创新的余地。

4.2强化毕业专题实践.注重创新能力培养

4.2.1重视毕业实践,加强“模拟实践”环节毕业实践是学生学习深入与升华的重要过程,因此新余学院非常重视毕业实践环节。在学生毕业时间前.组织学生进行为期二周的强化训练,将大学阶段所学专业课程引导学生进行“串烧式”回顾与总结,并根据学生的实践单位性质将学生进行分组,每组配备一位指导教师对学生进行“模拟实践”。

4.2.2调整教学计划,提前并延长毕业实践时间我校根据实际况进行了教学计划的调整.将毕业实习、毕业论文(设计)提前1学期进行。一是避开学生频繁参加各类人才交流会的时段,学生可安心进行毕业实践、毕业论文的撰写;二是学生有充足的时间为毕业论文(设计)的撰写做准备,写出质量较高的毕业论文。

4.3开展课外科技实践活动积极挖掘开发创新性实践教学的有效载体。扎实培养创新人才。为更加有效地实现应用型人才的培养.我们积极挖掘开发创新性实践教学的有效载体.形成以“挑战杯”学生科技作品展为龙头,以“创新创业大赛”为主体的课外科技实践活动体系,并在一系列的科技实践活动过程中,充分发挥学生独立思考、探索和渴望解决问题的主动性,激发学生学习、研究、实践的兴趣.培养学生的创新意识和创新能力。如分别于2008年新余高专学生创新创业大赛和2009年新余市大学生创新创业大赛上荣获二等奖和三等奖。

4.4结合科研、面向社会,加强实践基地建设,培养应用型人才

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中图分类号:G642.3文献标识码:A文章编号:1002-4107(2014)06-0033-02

为适应经济全球化的要求,更好地应对国际金融危机的冲击,中国政府大力推动经济增长由主要依靠增加物质资源消耗向主要依靠科技进步、劳动者素质提高和管理创新转变。这也对高层次人才培养模式改变和结构调整提出了更高要求,部分高校应用学科结构体系仍与行业产业发展需求存在较大差距[1]。进入21世纪,生物技术飞速发展,技术研究手段不断更新,酶工程作为生物技术、生物工程、食品科学与工程专业的专业基础课,是联系基础课与专业课的重要桥梁。为满足生物产业行业产业发展需求,酶工程教学结构体系亟待调整,以培养掌握现代生物技术体系下酶工程的理论知识和应用技术,具备研究创新能力及相关领域自主学习能力的应用型本科人才,体现教学与科研相结合的人才培养模式。

一、构建现代生物技术背景下的酶工程课程体系

应用型本科人才的规格特点要求必须围绕应用型本科人才知识、能力、素质和谐发展的目标要求,以能力培养为重心,构建相对独立、内在统一的人才培养体系。通过改革和探索,构建起能敏锐地反映社会需求,实基础、强能力、高素质、多样化的人才培养模式[2]。

酶工程学科发展迅速,需要不断地更新所使用的教材,才能让学生掌握新的、前沿的酶学知识。传统的酶工程教学主要围绕酶的生产、分离纯化和应用等进行,酶的修饰、酶的人工模拟、酶的固定化等内容只做概略介绍。本次教改后,选用了普通高等教育“十一五”国家级规划教材《酶工程》作为主要参考教材,同时参考国内外其他优秀教材,如《Fundamentals of Enzymology》、《酶学》(陈石根)、《酶工程》(罗贵民)等,对酶的修饰、人工模拟、固定化等详细地介绍了具体的方法、实例;引入酶的非水相催化、酶分子定向进化及核酶的研究及应用等新内容。在教学中融入一些文献资料补充扩展教学内容,使教学内容更加丰富,关注酶学的应用与研究前沿。

二、运用理论联系实践的酶工程教学方式

酶工程是一门理论联系实践很强,又很抽象的学科。根据这一特点,在教学方法改革中,充分体现理论联系实践,调动学生的积极性。突出教与学的密切结合、教学与研究的密切结合、课内与课外的密切结合[3]。

(一)理论课增加互动

在介绍理论知识时,从身边教师科研中的一些酶学案例开始或先提出学生感兴趣的问题,例如在介绍酶分子修饰前,先让学生查阅哪些酶作为药物使用具有较好的疗效,同时天然的药用酶在临床使用时有哪些不良反应、如何解决等。引导学生积极思考,调动学生的积极性,使学生由“被动地学”变成“主动地要学”;同时启发他们多提问题,多查阅相关文献,并组织分组讨论等。这样的授课方式不仅能增强师生之间的“互动”,还能培养学生独立思考、分析解决问题的能力。

(二)实验课与理论课密切配合

整合、更新酶工程实验课内容,充分体现酶工程现有技术手段,如卷心菜中过氧化物酶热稳定性测定的实验涵盖了细胞的破碎、酶的分离提取、酶活力测定的原理、酶残余活力测定、热稳定性测定等多个知识点及相关实验技术,进一步巩固基本理论知识,训练学生基本操作技能。通过开设综合性、设计性实验,让学生熟悉酶学研究的基本思路、方法和手段,锻炼学生开展酶学研究的能力。

(三)增设开放实验室项目与创新创业课题

传统观念中,只有研究生阶段才能进入实验室,参加科研活动。在黑龙江大学面向全体探索以创新意识培养为主旨的创业教育模式的背景下[4],积极申报开放实验室项目酶学研究课题,鼓励学生申报酶技术相关的创新创业项目,吸纳学有余力或有志于科研的学生进入到实验室,将酶工程专业实践教学与创新创业教育相对接,缩短学生学习理论知识与实践的距离,形成了良好的专业知识指导实践,实践促进专业知识学习的良性循环,学生逐步完成“我应该学”到“我要学”的这一转变过程。同时锻炼了学生独立设计实验方案、实施等从事科研的基本能力,激发其科研热情及学习潜力,培养其创新意识,锻造其坚忍不拔的科研精神。

三、注重多媒体辅助教学手段的应用

生物技术飞速发展,面对日新月异的新技术、新成果,如何提高有限的教学时间效率,增大课堂容量,是酶工程课程的重大挑战之一。

(一)采用多媒体辅助教学

酶工程内容具有抽象性、复杂性。在教学中,借助文字、图像、动画和声音相结合的方法来传递信息,是解决授课抽象难懂的一种快捷、有效的教学手段。在课件制作中,精心策划和组织文本,做到层次分明,重点突出,文字精练。合理使用图片、动画等资料,适时、适度,使教学内容直观、形象,学生能够愉快地接受知识,增强对知识的理解和记忆。在课堂上,也邀请学生作5-10min的幻灯片汇报,内容可以是其开放实验室的研究成果、综合设计试验结果,也可以是国外酶学研究论文。引导学生积极参与学习,而非被动接受知识。

(二)充分利用校园网资源,发展网络教学

在网络教学资源库中,上传教师的教案、教学周历、课件、教师授课的录像等教学文件,使学生在课下仍然可以自学酶工程课程;同时链接相关网站,方便学生直接查阅酶工程的最新研究状况。

四、考核方式以理论为本,突出实践及动态学习能力

为了改变以往学生突击学习应付考试的状况,课程加大考试改革力度,取消“一张卷定终身”的做法。酶工程课程成绩由四部分组成:期末笔试55分,实践教学20分,读书工程15分(开课时布置要读的科目、文献等),课堂专题讨论10分。笔试试卷题型多样,引入综合题、设计题,引导学生全面掌握酶学基本理论和概念,不猜题,不死记硬背。读书工程、课堂专题讨论培养学生查阅科研论文,总结归纳,得出结论的能力。实践教学体现了学生对酶学手段的掌握程度。四部分体现了学生基本理论知识掌握程度,酶技术及研究手段的掌握,酶学研究与应用领域的动态学习及动向捕捉能力,衡量了学生在从课本到理论前沿,从理论到实践的学习过程中的表现。引导学生以课本为本,理论联系实践,关注酶学前沿和知识更新。

五、加强双语课程建设

在全球经济一体化,酶工程学科发展迅速的背景下,学生走向工作岗位时,要面临适应日新月异技术发展的考验。学生应该熟悉酶工程专业英语,能够熟练阅读仪器的英文操作界面及说明书;具备获取国际最新酶工程技术信息内容的英文材料是学生重要的基本素质。培养受教育者形成“双语、双文、双能”的素养[5]。

为实现上述培养目标,采取以下主要措施。

第一,在中文教材的基础上,选择英文教材如《Fundamentals of Enzymology》等为参考,同时查阅国内外酶工程最新研究成果,经过整理,不断为学生提供与中文教材章节相匹配的英文参考资料,作为学生双语课程学习的阅读资料,在教学过程中逐渐完善酶工程英文教学内容。

第二,在课件等辅助手段的建设上,专业术语要清晰、明了。酶工程双语课程教学课件以英文为主,针对学生的英文接受能力,课堂讲授时可以使用中文将主要知识点、概念表述清晰,以便学生能够准确把握知识点,同时介绍英文术语和英文定义,要求学生掌握英文术语,了解英文定义。

第三,搜集整理国内外权威期刊、书籍上的文章,从教师搜集整理,逐步过渡到学生能够自行查阅资料,下载所需内容。从教师提纲挈领总结文献研究内容及研究意义,逐步过渡到大多数学生能够对所获得资料进行点评。整理积累能够体现酶工程技术发展趋势或先进实验室或机构的研究内容,逐步消化吸收,成为后续课堂教学内容。

第四,在教学方式上,结合学生实际情况,不断调整中英文教学比例。学期初,选择难度适中的英文参考文献和教材,同时与学生在本课程双语教学方面进行沟通,明确教学目标,动员学生学习新知识,调动他们攻克难关的积极性。帮助学生逐渐适应英文教学环境,在教学过程中逐渐增加英语教学内容,调整双语教学速度,增加课件中的英文比例。

通过对酶工程课程教学内容的梳理,改革后的酶工程课程体系融入新的酶学分支,以适应现代生物技术发展;通过教学方法、考核方式上的改革,使学生掌握现代酶学技术研究手段,扩展了学生国际化视野,培养学生学习国内外酶学前沿知识的能力及创新能力,体现教学和科研相结合的人才培养模式。本课程的改革与实践获得了学生普遍好评,在历届评教过程中均名列前茅。在考核、评价体系中引导学生不但学习酶工程知识和技能,同时培养学生相互学习、自我完善及追求卓越的思想、情感、意志和品质[6]。

参考文献:

[1]袁贵仁.把提高质量作为高等教育改革发展的核心任务[J].中国高等教育,2010,(11).

[2]钱国英,王刚,徐立清.本科应用型人才的特点及其培养体系的构建[J].中国大学教学,2005,(9).

[3]刘智运.创新人才的培养目标、培养模式和实施要点[J].中国大学教学,2011,(1).

[4]张政文,田刚健.面向全体 探索以创新意识培养为主旨的创业教育模式[J].中国高等教育,2010,(12).

[5]吴平.五年来的双语教学研究综述[J].中国大学教学,2007,(2).

[6]陈吉宁.大学不在“大”而在“学”[J].清华大学教育研究,2012,(3).

篇10

一、生物技术给农业发展带来机遇

广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。

生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。

生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)能获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。

生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。

生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。

在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。

生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。

同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。

二、利用生物技术发展农业应注意克服的问题

从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。

生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。