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          生物技術論文

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          生物技術論文

          生物技術論文:農業生產生物技術論文

          一、生物技術在農業生產中具體應用及存在問題

          1、生物技術在農業生產中具體應用

          現代生物技術是一門集多項頂尖技術與工程原理、信息科學等為一體的綜合性學科。一般來說現代生物技術主要包括以下七項技術:基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術、生物芯片技術。上述七項技術彼此之間是相互聯系,相互滲透的。其中基因工程是核心技術,它能帶動其他技術的發展。因此本研究以基因工程在農業中具體應用為例進行系統研究。

          (1)基因工程在植物遺傳改良中的應用

          我國基因工程在植物遺傳改良中的應用現狀主要包括抗逆作物育種、品質改良育種和固氮育種等。例如在轉基因水稻新品種培育、轉基因玉米新品種培育和轉基因棉花的研究與產業化等方面都取得了較好的成績。在我國每年植物因病毒、細菌及真菌、害蟲、雜草、旱寒鹽、高溫等因素給糧食作物、園藝作物及經濟作物造成了巨大的損失。隨著我國現代農業生物技術的發展,以上問題也正在一步步解決之中。目前我國已相續培育并成功推廣種植了一些轉基因抗病毒作物、轉基因抗細菌及真菌作物、轉基因抗蟲作物、抗除草劑作物、抗鹽堿作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高溫作物等。例如在抗鹽堿作物方面,劉巖、玉慧中等將抗逆基因mtlD和gutD基因轉入植物,獲得了煙草、玉米、水稻等植物的耐鹽堿轉基因株系;在抗旱作物方面,我國科學家把美洲擬碟抗凍蛋白基因轉入番茄,得到轉基因抗寒番茄。此外我國還成功培育了煙草、馬鈴薯、黃瓜、番茄等抗病毒作物和將Bt殺蟲劑晶體蛋白基因與豇豆胰蛋白酶抑制劑基因復合在一起的雙價抗蟲棉。在抗逆作物的培育和推廣方面,可以說我國處于世界經驗豐富地位。

          (2)基因工程在利用農作物生產食品中的應用

          利用基因工程技術作用于農作物生產食品和食品添加劑主要包括三方面:改進食品原料的品質、改善果蔬采收后的貯藏保鮮性能和開發新型功能性食品。利用基因工程技術可對植物的蛋白質、油脂、淀粉、糖類、維生素等品質性狀進行改良,也可延長果實儲存期和改良食品風味。

          2、生物技術在農業生產應用中存在的問題

          (1)生物技術研究方面存在的問題

          首先,基礎研究比較薄弱。其主要原因:一是由于基礎研究的直接性和可見性成果不是很顯著,所以很多科研人員不愿意扎深根認真從事基礎理論的研究;二是由于絕大多數人都沒有認識到基礎研究的重要性、基礎性和長遠性,所以我國在基礎研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我國在基礎研究方面無論是其重視程度還是資金投入和相關政策體制都存在很多問題。其次,應用研究還很欠缺。一方面是由于基礎理論研究的薄弱決定了基礎應用研究的緩慢發展。同時基礎應用研究自身也存在很多問題。比如在植物基因工程育種方面存在如下問題:分離植物目的基因困難,導入外源基因的過程及其控制較為復雜。還有基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術和生物芯片等現代生物技術各分支領域的結合度不高。第三,某些前沿領域的研究相對滯后。雖然我國在轉基因抗蟲棉、轉基因水稻及家蠶基因方面處于國際經驗豐富地位,也參與了一些國際重大的基因組破譯計劃。但是我國所真正擁有自主知識產權保護的專項領域還是比較少的。這主要是由于我國的生物技術前沿領域研究較美歐等發達國家相對滯后。比如說在生物固氮領域研究得不夠深入,影響轉基因效率的各種因素、植物光合作用機理等重大問題的研究尚未突破,特別是生物技術與信息技術、神經科學等學科的交叉綜合研究還沒有引起足夠的重視。

          (2)生物技術應用所導致的一些問題

          首先,對生態的負面影響。現代生物技術的發展和廣泛應用,為我們解決了許多重大的環保問題,同時也研發出了不少的新型高效環保產品。但是不可否認,由于其技術本身的發展歷程和科學技術在大自然面前的卑微,生物技術的應用也可能引發一些新的環境問題。此外隨著全球未來人口數量的繼續增加,利用抗逆作物轉基因品種擴大農業耕地面積的同時,氮素等農業資源的使用量也隨之加大,造成氮素等礦質營養物質生物化學循環的改變,對水體的富營養化可能具有潛在的促進效應,產生不利于人類和動植物生存和可持續發展的不利后果。可見,生物技術在農業生產中的應用也可能引起降低生物多樣性程度、改變土壤結構、污染環境等導致生態失衡的一系列問題。其次,對食物安全的影響。轉基因食品的安全性問題是潛在性的。主要表現在三方面:一是轉基因食品的毒性問題。在這方面,目前只有一些相關的試驗報道,尚無人體的研究報告。研究者用轉基因食物喂養大鼠,結果有的試驗顯示大鼠的免疫系統受到破壞,有的試驗顯示對大鼠沒有影響。二是轉基因食品的過敏反應問題。假如供體基因的作物具有使某一部分人產生過敏的過敏源,那么將此作物的基因轉移到其他作物,這種轉基因作物便具有引發過敏的能力。三是轉基因食品中的標記基因對抗生素的抵抗作用問題。在這方面,相關研究顯示可能性是比較小的,但是我們也不容忽視。

          (3)人才緊缺

          根據孟弘等人在《對我國生物技術人才問題的幾點思考》一文中介紹據2012年統計,我國設生物科學、生物技術和生物工程三大專業的高校已從2011年的978所上升至1058所,招生人數在2011年就超過8萬人。目前估計我國生物專業在校生總人數不低于45萬,每年畢業的人數5—7萬。估計到2020年,我國培養的生物專業大學畢業生總數不少于40萬,我國生物技術發展已經具有了很好的技術人才儲備。可知我國生物技術方面人才的儲備還是很充足。可是仍然存在以下問題:一方面人才培養的速度遠遠跟不上人才的需求量;另一方面從國外引進的農業生物技術高端人才更是稀缺。還有我們國家派出到國外學習借鑒的人才也顯得不足。同時在我國,培養既懂科研技術,也知道生產和市場動向的復合型人才體系尚未建立。此外食品安全評估體系人才的培養方案和模式的構建尚未提上議事日程。再者雖然我國生物技術人才的儲備已經很充足了,但是這些從高校培養出來的生物技術人才其畢業后從事農業生物技術方面工作的人占整個生物技術領域的比重比較小。

          二、改進生物技術在農業生產應用中采取的措施

          1、加強農業生物技術的研究

          (1)加強生物技術的基礎研究

          由于現代生物技術涉及的領域廣、范圍寬。所以,針對我國在農業生物技術基礎理論研究方面的薄弱,我們應該繼續加強分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫生物學、人體生理學、動物生理學、植物生理學、微生物生理學、生物化學、生物物理學、遺傳學等生物科學基礎理論的研究,同時也要加強與生物技術緊密相關的化學、化學工程學、數學、微電子技術、計算機科學等基礎理論的研究。

          (2)注重生物技術的應用研究

          在生物技術領域,基礎理論研究的目的是為了更好的服務于基礎應用的研究。所以我們必須將基礎理論的研究與基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術和生物芯片等現代生物技術的基礎應用研究相結合,進行緊密而系統的研究。進而將這些基礎理論與基礎應用的研究同計算機科學、信息科學和微電子技術等相結合而后應用于生物技術育種、生物飼料、基因工程疫苗和功能性食品的開發等農業生物技術重大領域的研發。從基因組測序的研究轉向基因功能探測和蛋白質功能探測的研究。例如,在生物固氮方面,在我國農區的布局上,氮含量高的區域實行豆、禾、經濟作物間套輪作,可緩解和排除氨阻遏的障礙,發揮根瘤菌的固氮作用,實現兩種作物互惠和高產;在有條件的草地發展一定面積的豆、禾、牧草混播種植制度。

          2、采取措施避免應用生物技術所導致的負面影響

          (1)現代性與傳統性相結合

          除了加強生物技術本身的研究、完善相關體制與法規、加大人才培養和資金投入以解決生物技術在農業生產應用中所帶來的一些不良后果、環境問題等,我們還應該把農業生物技術的應用與生態學相結合,把生物技術育種與傳統育種相結合,把生物技術作物種植、養殖與傳統作物種植、養殖相結合。做到充分利用現代高科技術的同時,又順應大自然本身的發展規律。

          (2)建立健全轉基因食品安全評估體系

          針對轉基因食品對我們人體健康的影響是潛在的和隱性的,我國應建立健全轉基因食品安全評估體系。為此,我們要確立科學客觀的評價原則,既不能以偏概全,夸大威脅,也不能漠然視之,回避轉基因產品可能存在的潛在危險。應投專款、定專人,將安全性問題設立為一項重要課題。從食品安全、生態安全著手,實事求是地個案評估,作出科學的評價,盡快制訂和完善國家生物安全管理的法律、法規體系。使轉基因食品的安全評估落到實處,使老百姓對轉基因食品買得放心、用得安心。一方面我們要科學合理地應用生物技術,建立健全相應的法律、法規體系和管理機構,加強轉基因生物的進出口管理。另一方面我們要加強、擴大科普宣傳,提高全民對轉基因食品的安全意識。

          3、加大人才的培養

          我們不僅要加強農業生物技術研發人才的培養,以彌補我國農業生物技術科研力量的薄弱。同時我們還要在有機會的科研院所、生物技術公司派出一部分科研人員到國外學習、借鑒。對沒有機會的科研院所、生物技術公司,也要爭取創造機會選派有關人員到國外學習和借鑒。當然我們還需要從國外引進農業生物技術方面的高端人才。特別是注意培養既懂科研技術,也知道生產和市場動向的復合型人才。還有食品安全評估體系人才的培養也是其重要的一方面。此外相關機構部門應該出臺一系列鼓勵、支持的政策和措施,以便更多的生物技術人才更好地為農業生物技術效力和服務。

          作者:張建學 單位:安平縣農牧局

          生物技術論文:教學模式醫學院校生物技術論文

          1醫學院校生物技術專業開設臨床醫學課程的必要性

          1997年教育部正式批準,在高等院校設立生物技術專業,并于1998年頒布了《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》,規范了生物技術專業的培養目標、主要課程和學制。專業課程包括微生物學、細胞生物學、遺傳學、生物化學、分子主要生物學及基因工程、細胞工程、微生物工程和生物化學工程,涵蓋了生命科學和生命工程的基本知識和技能,并以此構成了生物技術專業課程的基本框架。醫學院校是醫學生物技術人才培養的重要基地,臨床醫學也是醫學生物技術應用的主戰場,醫學生物技術與臨床醫學相互依存、相互促進,缺少基礎醫學與臨床醫學專業知識和技能的生物技術專業畢業生,在未來的實際工作中不能很好地滿足醫藥領域的科研及創新要求。這就提示我們,在醫學院校生物技術專業開設臨床醫學課程,有著迫切需要和實際意義。我校生物技術專業自招生之初就開設了臨床醫學課程。生物技術專業有了臨床醫學的指引,人才培養基礎更加扎實,方向更加明確。同時,具有一定臨床醫學知識的生物醫學人才,能夠更好地將自身優勢輻射到傳統醫學專業上,為臨床醫學的發展提供新視野,開拓新思路,注入新的活力。醫學生物技術已經在臨床醫學的發展中發揮了革命性的作用,如基因工程藥物和疫苗、單抗導向藥物、人工血液代用品等已廣泛應用于癌癥、傳染性疾病和一些遺傳性疾病治療。同時,許多臨床新問題、老難題,也越來越多地依賴于生物技術的發展,相關疾病的基因定位、組織工程、干細胞研究方面也都取得了重要成果。顯然,醫學院校生物技術專業開設臨床醫學課程既是生物技術學科發展的需要,也是臨床醫學發展的需要。

          2醫學院校生物技術專業臨床醫學教學現狀和問題

          2.1課程體系和教學內容照搬臨床醫學專業本科教育

          課程體系和教學內容是培養目標的直接反映,是培養人才素質、提高教學質量的核心環節。生物技術專業臨床醫學課程體系和教學內容,應該緊貼生物技術專業實際需求,有針對性地進行設置。然而,目前大部分醫學院校生物技術專業臨床醫學課程體系和教學內容照搬臨床醫學專業本科教育,將內科、外科、專科教學內容按照病因、臨床表現、病理、診斷、治療、預防等毫無取舍地灌輸給學生,呈現教師教學無特色、無重點、無思路,學生學習無方向、無興趣的狀態。這與學科設置初衷和社會人才需求脫節,不能培養學生的自主學習能力及創新能力,沒有達到預期效果。

          2.2課程目標不明確,考核要求不嚴格

          目前大多數醫學院校對生物技術專業臨床醫學教學不夠重視,沒有真正意識到臨床醫學對該專業學生今后發展的重要意義。醫學院校生物技術專業臨床醫學課程目標應該是:使學生具有一定臨床思維,了解臨床醫學前沿和需要,并能在醫學發展和臨床需求中找到生物技術的落腳點、發力點,運用所掌握的生物技術理論知識和技能,從事相關領域的科學研究、技術開發,最終為醫學問題的解決開辟新思路、提供新方法。但是目前醫學院校對于生物技術專業臨床醫學課程目標認識比較模糊,在教學過程中需要學生掌握哪些內容、掌握到什么程度沒有一個明確的標準。考核過程較為敷衍,甚至沒有考核,使臨床醫學課程開設存在“雞肋化”的危險。

          3醫學院校生物技術專業臨床醫學教學內容

          醫學院校生物技術專業人才培養,在強調基本素質共性的基礎上,應該有不同的培養類型和專業方向。醫學生物技術專業臨床醫學教學內容必須體現職業生涯發展目標,尊重學生多樣性選擇。目前的教學內容和課程體系不能符合專業發展和人才培養需要,不能適應現代醫學發展需要,不能考慮到多樣化、個性化、專業化,因此有必要對醫學院校生物技術專業臨床醫學教學內容進行改革。

          3.1緊貼實際,重點突出

          臨床醫學是醫學生物技術的出發點和落腳點,在課程設置上除了要整體介紹臨床醫學概況外,重點是要篩選出能夠體現生物技術學科發展價值以及與生物技術知識有交集的內容,體現出醫學生物技術特色和資源優勢,如臨床診斷的新方法,基因診斷、基因治療技術在腫瘤及其他疾病中的應用等;而疾病的臨床表現、物理診斷及常規治療方法等內容應該淡化。這樣才會貼近生物技術專業實際,更好地激發學生學習熱情,避免浪費學生有限的精力。

          3.2以臨床問題為向導,以臨床難點為突破

          醫學生物技術發展動力就是臨床問題。醫學生物技術的發展已為我們解決了一個又一個醫學難題,開辟了新思路,提供了新方法,已有很多成熟的、新興的生物技術應用于臨床實踐。因此,應將目前臨床上亟待解決的問題和需要突破的難點貫穿在教學中,引起學生的思考和學習興趣,從而更好地把生物技術和臨床醫學結合起來。

          3.3著眼前沿,廣泛涉獵

          生物技術專業臨床醫學教學內容需要不斷更新和發展。臨床醫學的最前沿往往與生物技術的發展密不可分,因此要把臨床醫學中近期的焦點和熱點引入教學中,讓學生體會醫學生物技術對現代醫學發展的重要性,增強榮譽感和使命感。同時,臨床醫學不斷進展的案例也是很好的教學事例,讓學生了解前輩們是如何發現問題、分析問題、解決問題,并推動醫學科學向前發展的。但也要照顧到醫學發展的冷門分支,給學生拾遺補缺的機會,在大家忽視的老問題上做出新文章。

          4醫學院校生物技術專業臨床醫學教學模式

          生物技術專業臨床醫學教學模式應該有別于臨床醫學專業,要更加突出多樣性、靈活性和自主性,較大限度調動學生積極性,將課程的作用發揮到較大化。

          4.1課堂教學與課外教學相結合,選修和必修相結合

          壓縮課堂教學時數,將教學主戰場放在課外,把更多的時間交給學生進行自主學習。增加選修課數量,鼓勵學生選擇自己感興趣的方向進行探索。生物技術專業將來不從事臨床醫療工作,對臨床醫學知識的學習應該是有重點和有取舍的,這個選擇權不應掌握在教師手中,而應留給學生。讓學生在課外通過文獻查閱、學術會議、網絡交流等多種形式,學習對未來職業發展有幫助的醫學知識。

          4.2大師進講堂,將導師范圍擴展至臨床學科

          師資隊伍建設是實踐教學體系改革的關鍵。目前生物技術專業臨床醫學師資結構中,中級職稱教師比例偏高,真正的大師偏少。應該把臨床醫學的“大腕”請進講堂,因為生物技術專業的導師往往更重視具體的新技術、新方法,而對臨床醫學前沿需求知之甚少,缺少宏觀思路和頂層設計。這些可由臨床導師很好地補充,他們扎根臨床數十年,對疾病的發生發展、治療的難點要點有更、深入的認識。要鼓勵學生參與到臨床導師的科研課題及科技創新活動中,使其不僅對原有理論知識和技術有更清晰的認識,還鍛煉了臨床科研思維能力;使學生能更地把握現代醫學發展的脈搏,找到自己感興趣、能鉆研、有出路的研究方向,對未來職業發展進行合理的規劃。

          4.3啟發為主,傳授為輔

          生物技術專業學生將來主要從事科研工作,應該是臨床醫生的益友良師。其臨床醫學教學不應以傳授方式為主,而應采取引導、啟發的方式,加入討論及案例教學,讓學生自己思考問題,用專業特長來分析問題、解決問題。強化學生創新思維和綜合能力培養,在教學環節中啟發學生自主學習和自由學習。在教學方法和教學手段改革中,堅持理論聯系實際、基礎聯系臨床的教學理念,強調教學過程的“四結合”:密切結合科研,密切結合臨床,密切結合實踐,密切結合新進展。

          4.4考核評價與教學目的相統一

          考核指標的科學性、合理性是教學目標能否實現的關鍵。長期以來,各醫學院校生物技術專業臨床醫學課程多采用以試卷考試為主的考核評價體系,無法體現該專業注重分析、注重實踐和注重創新的特點,不利于學生創新意識和實踐能力的培養。對于生物技術專業而言,臨床醫學課程考核應采用多種方式,如討論、綜述撰寫、案例分析、參加和完成導師科研課題等,考核內容應重思維、輕內容,重分析、輕解決。這將有利于提高學生學習興趣,激發創新思維。總之,醫學科學是一門傳統的學科,生物技術是一門新興的學科,在生物技術專業開設臨床醫學課程,是在傳統學科與新興學科之間架起了互相溝通的橋梁,高質量的臨床醫學教學必將推動生物技術專業學生整體水平的提升。兩者有機結合,將有利于培養接地氣、思路清晰、視野開闊、能力出眾的醫學生物技術專業人才。

          作者:黃罡 劉軼永 邢茂迎 邱福建 張瀟海 單位:第二軍醫大學第三附屬醫院

          生物技術論文:環境監測現代生物技術論文

          1PCR技術

          PCR技術是一種將特異性DN段在體外合成方法,也是聚合酶鏈式反應。通過PCR技術,環境中的有害生物,包括病毒,病原菌等都可以被監測到。過程主要包括分析與監測PCR擴增產物、PCR擴增靶序列、提取模板核酸等。不僅如此,環境中的特異性種群也都可以通過PCR進行監測,甚至基因表達都可以以之來測定。同時,PCR也可以用來對環境中基因工程菌株進行跟蹤監測。

          2生物發光監測技術

          大自然非常神奇,各種各樣的生物都有。而在其中有些昆蟲會發出亮光,比如螢火蟲。其實不止螢火蟲等昆蟲,包括真菌、細菌等在內的許多生物也都可以發出亮光。這些細菌天生對土壤中的重金屬敏感,會根據重金屬的多少而發出強弱程度不同的光。只需要通過判斷其放射熒光的強度便可以對其所處環境的污染程度完成監測。較之常規監測方法,生物發光監測技術具有監測方便、快速、特異性強、靈敏度高等特點。

          3生物酶技術

          3.1處理功效高

          生物酶技術利用微生物和酶結合,極大地提高了其處理污染的效率,較之通常的化學和生物方法,生物酶技術可對有機物進行快速降解,速度得到極大提升,是傳統方法的百倍。將生物酶技術應用到污染物之后,可迅速祛除污染物的臭味,同時也能對水質進行凈化處理,甚而降低COD、BOD5、氨、氮等的含量。這也是有些洗衣粉品牌在廣告語中強調酶含量的原因所在。

          3.2適應性更廣

          生物酶技術通過微生物和酶的結合,大幅度增加了微生物對環境的適應性,使得微生物可以在多種生存條件下得以生存并逐漸適應多種溫度和pH值范圍。如此一來,微生物便可以在低氧環境中也能有效發揮作用。

          3.3更有針對性

          生物酶技術現在擁有多個研究配方,甚至多達四十多種。可在不同領域、不同用途和不同的污染環境中廣泛使用;即使碰上處理不了的,也可根據具體治理對象的具體情況,專門研發出針對性的、具效力的配方。

          3.4治理成本低

          生物酶技術產品投入資本小,但治理效果卻十分顯著。無需花高價購買地皮建廠,也不必購置大型儀器,在綜合治理成本上有著明顯優勢,非常值得采用。

          3.5純綠色環保

          當今環保意識已逐漸滲透到每個人們的心中,綠色產品成為人們普遍關注的焦點。而生物酶技術產品由純天然菌種和酶復合后生成,在它的成分內既無轉基因,也不包含任何的化學物質,也自不會給環境造成二次污染,是一種生物技術在環境保護應用上非常值得大力推廣的環測方法。

          4生物芯片技術

          生物芯片技術起源于速測試試條發明后的次年,亦即1995年,通過這項技術,數以萬計的基因的表達情形都可以被自動且迅速地監測出來。依照固定于芯片上的探針種類的不同,生物芯片可分為基因芯片、蛋白芯片、細胞芯片以及組織芯片等。近日,國外的一個博學生物學家通過不斷研究,發明了一種新的,獨特的,可提供更多基因信息的組織芯片和細胞芯片。較之基因芯片或蛋白芯片,組織芯片可提供的信息更為龐雜,對于環境監測而言更為有用。因此許多環境科學家逐漸意識到了生物芯片技術的強大,并將之引入到環境科學研究中來。在科學技術較為發達的西方國家,他們基因學研究的新趨向便是基于生物芯片技術的環境基因學。作為科學技術稍顯落后的我國,在生物芯片研究上成果并不那么突出。好在國家自然基金委與科技部都對這項新興技術予以大力支持,并將之列入了前沿課題項目中,相信在不久的將來,我國的生物芯片技術也會取得非常成就。

          5生物傳感器技術

          電子科技技術研發的不斷深入、以及生物技術的研究的持續發力,使得生物傳感技術應運而生,并獲得人們的逐漸認可。它的特點在于高度集成化、微型化和自動化,能夠快而有效地幫助環境監測進行有害物質分析。不僅常被用于環境監測,在食品工業與生物醫藥領域也都應用廣泛。生物傳感器通常由轉換器和敏感材料(分子識別單元)倆個部分構成,其特點為:測定速度快、成本低、且操作簡便。相信在未來會被廣泛應用于環境監測中去,會大有所為。

          6結語

          近年來,現代生物技術在環境監測中的應用逐步增多,盡管受限于其方法和生物材料的來源,存在一定的問題,但都會在未來逐一被解決。筆者堅信現代生物技術在未來將對環境監測以及其他應用方面起到不可替代的作用,也將給我國的環境保護貢獻力量。

          作者:李菁華 單位:貴州省黔南州環境保護監測站

          生物技術論文:植物病蟲害防治生物技術論文

          1生物技術在防治中的應用

          在研究生物技術的工作中,其中有項工程叫作基因工程,它的應用也十分重要,在防治植物病蟲害的過程中應用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生長中對病害不是主動免疫的,而是需要適當的媒介進行誘導,那么這個起誘導作用的媒介就是CP基因,它能夠有效的增強植物對病蟲害的抵御能力。CP基因的應用能夠有效的減少植物在生長過程中可能會出現的病害,它能增強植物在生長中對病害的免疫功能。RP基因是可以對病毒進行復制的復制酶基因,病害為了能夠對植物產生影響,需要不斷的組合,而復制酶則是利用編碼對病毒進行一個新的組合,統稱為“聚合酶”。它能夠快速的融合病毒的DNA,并且能夠補全植物在生長中所缺失的復制酶基因,因此,病毒復制能出來就會受到影響,使病毒能夠不影響到植物的生長。Sat-RNA是一種低分子,它需要在植物生長中產生了病毒才能實現復制,植物生長中沒產生病毒使其不能實現復制,它在復制的過程中會影響病毒之間的復制,從而降低病毒成長率。Sat-RNA在防治植物病蟲害的過程中具有一定的積極作用,研究中應當給予重視。

          2生物技術在防治蟲害中的應用分析

          生物需要維持正常的新陳代謝就需要含有一定的基因,而蛋白酶抑制劑則是大多數生物體會含有的一種基因,它能夠有效的抵御外界各種蛋白水解酶,因此,蛋白酶抑制劑能有較好的能力防治生物體內造成的破壞。近幾年來,國家科學技術不斷提高,生物技術也隨之快速發展,使得更多的學者和研究人員對蛋白酶抑制劑研究越來越廣,尤其是在抵御病蟲害這方面做得更加的突出。在生物的正常情況下,蛋白酶抑制劑能夠有效的破壞病蟲體內的氨基酸,從而使得病蟲因缺少氨基酸而無法進行正常的生長和生活,直至病蟲死亡。這種殺死病蟲害的方式已經得到廣泛的使用。它能夠有效保障農作物的生長,提高農作物抵御病害的能力。

          3生物技術在防治草害中的應用分析

          植物自身抵抗除草劑的能力很低下,但是生物技術能夠將對除草劑具有良好抗性的基因轉移到植物中,這樣使植物能夠更好的生長。這些對除草劑有良好抗性的基因中包括上面所介紹的酶基因,能夠有效的分解除草劑,通過這些基因之間的作用來達到抗草害的作用。生物技術的應用能夠有效的殺死草害,使得植物能夠健康成長。如今,科學技術的不斷進步,也使得人們對環保的意識也不斷增加,因此,在生物技術的研究中應當更注重對環境的保護,不能一味的研究而忽略環保。

          4依靠生物技術培養出抗病、抗蟲的新品種

          農作物在生長的過程中會出現許多的病狀,比如:病害和蟲害等,最主要的就是病害和蟲害,這2個是導致農作物產量下降的主要因素。近幾年來,使用生物技術來培育抗病、抗蟲的植物是一個新的趨勢,它是按照有關病蟲害的要求,將能夠防治病蟲害的基因,經過生物技術來進行移植,移植到植物中,使得植物能有健康的成長,并且在生長的過程中不斷的繁殖出新的抗體,能夠有效的防治病蟲害的破壞,使產量上升,帶來經濟效益和社會效益。

          5總結

          科學的快速發展也使得對植物病蟲害的防治得到了提升,生物技術的發展能夠有效的提升學者和研究人員在植物與病菌之間更深一步的研究,更加化的了解不同種類的植物對于不同細菌分子的抗性,從而研究出更好的基因,通過不斷地改良和研究來提升生物技術的成長。這也將更加利于提升植物在生長過程中對病蟲害的防治,使得植物健康的生長。本文探討了基因在防治過程中對植物所產生的作用,同時也對現代生物技術防治病蟲害的有效性進行了研究,期待生物技術能有更加發展,提升防治病蟲害的防治技術。

          作者:竇寶峰 單位:衡水市桃城區農牧局

          生物技術論文:專利保護生物技術論文

          1我國生物技術專利保護狀況

          我國生物技術專利保護主要體現在以下幾個方面(1)保護動植物品種,根據專利法當中的規定可以得出,不論是針對傳統生物學的培育方式還是其他類型的飼養動植物新品種等,或者是直接通過現代化的雜交及基因工程來直接獲得的植物新品種,都不可授予其專利。(2)遺傳物質及微生物菌種,這種生物技術是可以授予相應的專利,同時也可嚴格按照當代生物學的分類方式來證明微生物菌種既不屬于植物,同時也不屬于動物方面的品種。而且在專利法也明確規定,微生物菌種可以授予其相應的專利,并以此來促使其獲得相應的專利法保護。(3)生物制品,這主要是指一些微生物或者是微生物的代謝成分,動物或者人的血液加工而成,主要用于預防、治療以及診斷相應的傳染病或其他的疾病的免疫制劑。專利法就針對這些生物制品明確指出可以獲得專利權的保護。

          2我國生物技術專利保護當中存在的問題

          2.1法律存在矛盾沖突,不夠系統規范

          很多西方發達國家都對生物技術的保護制定了專門的法律規定,但是在我國仍然沒有一部較為完善的生物技術知識產權保護方面的規定,所以在整個法律規定當中就很容易出現重復性的矛盾沖突和各種不確定性的因素等。而且這其中多數規定都是通過國務院部門的規章條例形式來出現的,所以在法律效力方面存在一定的限制。在其真正的效力位階上仍然低于法律的效力,所以就很不利于國家生物遺傳的資源保護。這對于我國這樣的農業大國來說在植物品種權方面就必須要給予其充分的重視,所以就必須要制定一套完善的、系統化的法律制度。

          2.2法律空白,立法不夠嚴謹

          由于我國在專利法方面的基礎較為薄弱,因此通常都是借鑒西方發達國家的法律經驗來進行,所以這就很容易出現一種脫離我國國情,照搬照抄他國的情況。這就很容易導致我國農業科技的發展處于一種停滯的狀態,從而直接導致科研人員出現嚴重流失的情況。而且在人力資源增長的速度也變得越來越快,結果最終導致農業科技方面的人力資源在我國全國的科技資源方面的比重開始急劇下降,這主要都是由于立法不嚴謹所導致的。不但在這種立法上面不嚴謹,同時在很多新技術方面也存在較多的法律空白。

          2.3法律條文可操作性低

          我國大多數的法律效力都是體系在成文法當中,而且在真正借鑒西方國家經驗的過程中,也都只是引進了相應的原則性的規定,并沒有在這個基礎上做出相似的規定,因此在法律真正的適用過程當中,其只是相對引進了相應的原則性的規定,并沒有做出一些比較具體化的規定,因此就有大多數的規定明顯缺乏相應的可操作性。而且在我國也沒有做出一些細化的規定,比如在公共秩序和道德之間的條款,這些都在實踐當中難以把握,嚴重缺乏相應的可操作性。

          3改進生物技術專利保護的對策

          3.1完善專利權條件

          針對生物技術專利保護方面的問題,就必須要嚴格的根據生物技術的科研發展水平來采取相應的對策。這就要求其必須要具有以下幾種特性(1)新穎性,這主要也是針對生物技術的發明創造當中所具有的新穎性進行有效的審查,并以此來制定新穎性的審查標準。對于物質之間的組合主要也是為了能夠區別其和天然物質之間的特性,并促使其具備新穎性。(2)創造性,這主要是將近期技術和目前已有的技術來進行對比分析,并以此來發現和找出其中的實質特點以及顯著的進步等。(3)實用性,在我國專利法當中明確規定,衡量一項技術的實用性主要是找出此項發明的實用性,并以此來判斷其是否能夠真正進行制造和使用,并能夠通過此來產生相應的積極性效果。

          3.2拓展生物技術專利保護范圍由于我國的專利法的發展經歷了多年的發展歷程,因此同時囊括了多個范圍的專利性保護,比如在微生物方法及產品獲得相應的專利權就充分的說明其大大的拓展了專利所保護的范

          圍,這種形式相對于發達國家來說明顯處于一種首慢半拍的狀態。而且通過國際專利制度發展史也直接表明,在某一個技術領域當中,專利技術越完善,那么其在這個技術領域當中就具有的的專利控制權也能夠因此促進相應的領域產業迅速發展,所以就需要拓展生物技術專利保護范圍。

          3.3構建生物技術專利保護機制

          這就必須要給予科研機構相應的創新性的動力和目標,并以此來杜絕其科研和生產之間出現嚴重脫節的情況。而且在改革開放之后,市場經濟的發展體制開始改變,在生物技術方面就更應該構建相應的生物技術專利保護機制,這樣才能真正促進知識經濟的發展,從而有效的提升生物技術專利的分配效率,最終促進生物技術產業化的發展進程。

          4結語

          綜上所述,生物技術專利保護研究必須要正視其在法律方面欠缺的問題,要嚴謹立法,構建一套完善的生物技術專利法規,這樣才能真正促進生物技術產業的穩定發展。

          作者:舒霏霏 單位:國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心

          生物技術論文:生物技術環境保護論文

          一生物技術在環境保護中的應用

          1運用生物技術處理廢水

          1.1活性污泥法

          微生物類型非常多,不一樣的微生物它們的特性是不一樣的,按照它們自身的特點可以分成很多的去污措施。利用微生物的喜氧性使水和污濁物分開,這種微生物可稱為有生命的去污劑。接下來介紹具體的去污措施。在受污染的水里面有很多化合物,此類物質是很多生物的食品。將大量含有氧氣的空氣注入被污染的水中,水中的各種微小生物迅速地得以繁衍,與那些被污染了的有機化合物一起漂浮于水面,其中喜氧性微生物將水中溶化了的有機化合物作為食物,不斷地繁衍增多,水中被污染的有機化合物消除,將處理后的水與漂浮物分開。

          1.2生物保護膜法

          這也是利用微生物喜氧性進行污水處理的一種方法。具體做法如下:首先要進行微生物保護膜的掛膜。在生物濾池中投放濾料,使那些喜氧性的細菌和大量的真菌粘附在過濾性的材料表面,形成一層帶粘性、薄膜狀的微生物混合群體。在生物濾池中微生物保護膜與水充分接觸,溶于水中的被污染的有機化合物被微生物保護膜吸住,變成了他們的食物,被污染的水得到處理。此措施在當前階段的應用非常普遍。

          1.3天然微生物處理法

          大自然里面有許多的微生物,通過它們來治理污水效果非常好。人們可以建立大小合適的生物塘,把土地合理的的處理,在其附近布置圍堤等,借助里面的微生物來實現污水處理的意義。主要是利用菌藻的共同作用處理污水中的有機污染物。在生物塘中各種菌藻通過光合作用提供大量的氧氣,用以溶解有機污染物,這些被溶解的有機物成為好氧微生物的食物,從而達到污水的凈化。生物塘污水處理系統具有建設投資和運轉費用低、維護和維修簡單、便于操作、能有效去除污水中的有機物和病原體、無需污泥處理等優點。

          1.4厭氧生物處理法這是利用

          一些微生物的代謝過程,不需要氧氣就能將水中的有機底物降解進而轉化為甲烷、二氧化碳的有機污水處理方法。這種處理方法分為酸性消化和堿性消化兩階段。在及時階段,在產酸菌分泌的外酶作用下,大分子有機物變成簡單的有機酸和醇類、醛類氨、二氧化碳等;第二階段酸性消化的代謝產物在甲烷細菌作用下進一步分解成甲烷、二氧化碳等構成的生物氣體。這種廢水處理能耗少,是一種低成本的廢水處理技術。它是一種將廢水處理與能源回收利用相結合的技術,十分適合廢水濃度高,環境污染嚴重的部門使用。

          2生物技術應用于廢氣凈化處理

          現在較為常用的廢氣凈化方法主要有:利用微生物進行過濾法、利用微生物對某些廢氣的吸附法,還有微生物洗滌法。通過微生物開展的廢氣處理工作和之前的處理措施比對來看,它的優點是所需的資金較少,而且不存在危險,不會生成垃圾。它指的是結合廢氣的特征和微生物自身的獨特性,借助吸收以及過濾等步驟開展的處理工作。吸附法主要是含有胺、酚、乙醛等污染氣體通過微生物時,它們會將氣體吸附,凈化效果非常好。而過濾措施指的是當有氣味的氣體經過生物體的時候,它們就對這些氣體分解。

          3生物技術應用于固體廢棄物處理

          所謂的固體廢物具體的說是在開展生產工作時生成的廢棄物質,以及生活產生的廢棄物質和水凈化生成的污泥等。當前我們常用的處理措施有三種,分別是積聚,深埋以及焚燒。對于及時種來講,它是最早使用的措施,當前已經不再使用了,這個措施的缺點是它的占地規模很大,由于很多的廢棄物制聚集到一起,也會生成難聞的氣味。對于第二種來講,它指的是先確定一個場地,然后挖掘出坑洞,將廢棄物制放到洞里面,再在上面蓋上一層土,這時在封閉的區域之中,物質就會發生各種反應。除了蓋上土之外也可以在上面開展建筑工作或是種植植被等。對于焚燒來講,它具體指的是將廢棄物品加以高溫,不過此措施在開展的時候非常耗費資金,而且面對后續的污染現象。我們可以將廢棄物質中的有機物獲取出,將其變為肥料,這樣不但能夠節省資金,還能夠再次使用,不論對于生態亦或是農業發展來講都是很有幫助的。

          4生物技術應用于環境污染修復

          所謂的微生物修復具體的說是通過微生物自身的代謝活動把生態中的有毒成分去除的一種科技,當前常用的措施有三種,分別是增加透氣數,補給營養,添加生物群。通過微生物本身獨特的生命活動治理環境,把自然界中的有毒成分去除。在之前的很長一段時間內,我們國家在利用該項技術的時候都是參考國外的案例和工藝等來進行的。在經過長久的發展滯后,獲取了很多成就,不過卻很少涉及理論方面的內容。最近幾年,該項技術的發展速度加快,此時的修復內容也增加了很多。除了之前使用的修復技術之外,目前還使用了植物以及真菌修復等措施。能夠利用生物修復科技的區域非常廣,結合具體的處理環境可以分成很多種,比如土地生物修復、堆積物生物修復、用水生物修復和大海生物修復等;而按照參加者的具體狀態又可以分成自然界生物修復和人為生物修復,人為生物修復又包括原位置生物修復、移動位置生物修復和運用器械幫助生物修復。

          二結束語

          目前生物科技被大量的應用到環境保護中。它不但能夠監測并且治理環境,還能夠經由微生物來清理環境,把廢棄物質經由微生物變成寶貴的資源。除此之外,它還可以改善生態氛圍。當前常用的的措施有、生物固態氮代替化學肥料、使用微生物農藥殺蟲、開發生物資源。

          作者:胡志冉單位:赤峰市環境監測中心站

          生物技術論文:園藝植物實驗教學生物技術論文

          一、園藝植物生物技術開放式實驗教學模式

          1.實驗內容開放園藝植物生物技術實驗教學本著豐富實驗教學內容、革新實驗教學方式的核心原則,以培養學生創新能力為最基本的目標,提出以下園藝植物生物技術開放式實驗教學模式。實驗性質由驗證性實驗過度為綜合性、設計性實驗。傳統教學中驗證性實驗占總實驗學時的80%以上,采用開放性實驗教學,驗證性實驗壓縮到20%以內,增加了綜合性、設計性實驗內容。

          2.實驗場地開放實驗場地是制約學生開展創新性實驗的主要原因。以部級植物生產類實驗教學中心為平臺,采用開放式實驗室運行機制,結合學科點開放實驗室,為學生自主選擇和設計實驗提供了良好的條件。實驗室配2~3名研究生協助管理,儀器設備采用預約登記制度,使用前須經專人培訓合格后才能使用。實驗耗材按實驗計劃,由實驗室統一提供。

          3.實驗時間開放以3~4人為一個實驗小組,以小組為單位安排實驗時間,實驗室一次可以同時安排6個小組開展實驗。實驗時間由以前固定時間,改為課程理論授課3周開始至學期末前1周結束。學生可以根據自己的課程安排,合理選擇實驗時間。實驗室時間采用預約制,由實驗室管理人員統一安排。上班時間由實驗室管理人員負責實驗室,節假日和晚上由研究生協助管理實驗室,為學生開展開放實驗提供充足的時間。

          二、開放式實驗教學取得的效果

          1.實驗教學方式開放,激發學生興趣在大多數同學印象中園藝植物生物技術實驗教學以實驗方法、手段、技術為主要內容,這些內容過于抽象,通過授課形式講授或單獨的驗證性實驗,學生理解效果很差,很難達到掌握實驗內容的目的。任何研究都是從好奇和懷疑開始的,通過典型的生物技術實例,如柑橘細胞融合獲得原生質體雜種、植物遺傳轉化獲得轉基因植株,人類基因組測序及園藝植物基因組測序的不斷完成,生物信息學預測基因的功能分析等,這些實例在網絡上的介紹與視頻非常多,通過網站瀏覽和視頻觀看,讓同學們真正了解生物技術的神秘與貼近生活的兩個方面,將抽象的概念轉化為切實可行的操作行動。

          2.實驗時間及空間開放,提高動手能力實驗室的開放,即儀器設備和時間概念上的開放,在一定程度上可以解決實驗人數多、實驗室及儀器設備嚴重不足的問題。例如,生物分子實驗室的定量PCR儀、PCR儀、離心機、核酸儀、電泳儀、紫外投射儀等,實驗時間一旦開放,學生可以用充裕的時間來把實驗獨立完成,不會被課程所限制。通過開放實驗室,本科生可以在課余時間多次進入實驗室。同時,研究生可以一對一或一對三的帶領本科生進行實驗,開展相關的擴展實驗內容,開闊視野,提高動手能力,還可以更好地參與教師的科研項目,增加教師和學生的交流機會。

          3.實驗內容開放,自主設計試驗在教學內容上打破原有的實驗課程結構體系,優化實驗內容組合與創新,注重設計性、綜合性實驗,充分利用網絡資源、視頻資源及生物公司的廣告資源,提高學生的技術應用能力和創新能力的培養,促進學生在學習能力、創新能力和社交能力等綜合能力的培養。根據專業培養目標和實驗條件,突出實用性,根據學校實驗條件提出以下實驗內容進行選擇與優化。通過開放實驗教學內容,學生打破傳統的擬定學時的驗證實驗內容,充分利用學生的自主性進行大量的設計性、綜合性實驗教學。學生在學校提供的實驗條件的前提下,自選實驗內容,自定實驗步驟,自選儀器設備,自己處理和分析實驗結果、實驗數據,給學生提供了創新思維的自由空間。這將有利于激發學生的自覺性和主動性,有利于培養學生的創新能力。自覺接受現代教育技術新的成果,把信息技術與學科有機的融合在一起,為學生創設良好的學習情景,突出雙向性、參與性、互動性。在實驗操作環節,鼓勵學生獨立完成操作,獨立分析結果,發現問題。

          4.實驗結果靈活,革新考核與評價體系通過綜合性、設計性實驗,學生將與老師的課堂交流轉變為通過面對面、QQ、微信等其他平臺,對實驗進展隨時進行分析、討論及總結,并且學生通過查閱相應的資料,得出科學合理的實驗結果。開放式綜合性、設計性實驗,實驗結果的不確定性也避免了同學之間相互抄襲、模仿。因此,既增加了學生動手操作的機會,又有利于學生系統的掌握園藝植物生物技術的實驗方法和技能及分析與解決問題的能力。開放式實驗教學除在以上方面進行開放外,同時也革新了實驗教學的考核與評價體系,與以往實驗成績包括實驗課堂成績與實驗報告成績之外,在實驗教學方面補充了實驗設計、實驗準備工作、結果分析與討論的考核內容,形成了實驗方案撰寫(20%)+實驗前的準備(20%)+實驗過程(30%)+實驗結果分析(30%)的實驗教學考核體系,評價方式分為優、良好、中等、合格,不及格五種不同的方式。

          5.園藝植物生物技術開放式實驗教學展望通過開放式實驗教學能夠很好的避免學生被動實驗的客觀現象,充分激發學生積極的動手能力,并通過實驗結果分析和與老師的面對面溝通改變以往實驗教學中動手不動腦的現象,更能誘導學生正確、客觀的認識生物技術,并且培養其探索生物技術領域新趨勢的科研興趣。因此,開放式實驗教學非常適合于本科生園藝植物生物技術的實踐教學,對人才培養來說至關重要。

          作者:毛娟陳佰鴻楊宏羽李作進單位:甘肅農業大學園藝學院

          生物技術論文:玉米育種生物技術論文

          一、基因工程育種技術途徑

          例如植物的抗蟲、抗病、抗倒、高產、品質等都可以通過轉基因技術得以改變。尤其是現代的高科技技術蓬勃發展,轉基因技術有著發展的良好環境,相對于其它育種途徑,轉基因技術可以培育出更多更好的植物品種。另外,所培育的新品種有很好地適用外界環境的能力,能突破不同植株的差異化,使得植株的性能大幅度提高。1983年研究成功后,轉基因作物從1996年的170萬公頃直接增長至2003年的6770萬公頃,有5大洲18個國家的700萬戶農戶種植,其中轉基因大豆已占全部大豆種植的55%,玉米占11%,棉花占21%,油菜占16%。當前,玉米的遺傳工程研究大多數體現在以下三個方面:一是培育抗病蟲害的轉基因玉米;二是培育抗除草劑的轉基因玉米;三是培育抗旱抗澇、抗寒等轉基因玉米。一般來說,玉米轉基因技術主要有:載體轉化技術指的是玉米通過農桿菌質粒介導的轉化系統進行基因的轉換。DNA直接導入轉化技術包括基因槍法、PEG法、電擊法、超聲波法等。種質轉化技術包括花粉管通道法、子房注射法等。

          二、分子標記輔助育種技術途徑

          分子標記技術在我國的發展尤其迅速,被大范圍的應用到玉米自交系的遺傳多樣性分析當中,對于玉米群體優劣的劃分、玉米的抗病抗逆性能、玉米雄性不育系等多方面的研究有著非常重要的意義。另外,在深入進行玉米遺傳多樣性的研究上,可以為玉米種質資源收集、親本的選擇、玉米種類的劃分、基因組建等多方面提供必要的技術和數據支持。與此同時,分子標記技術的應用,可以幫助基因在改善玉米的雜種優勢預測方面的科研工作有所突破,避免由于玉米的先天遺傳方面的不足帶來的低產效應,給玉米的品種的培育提供了更為品質的品種資源。在實際的玉米自交系遺傳變異研究中,分子標記可以更好地進行雜種優勢群的劃分。相對于玉米自交系純度,分子標記育種技術的方法可以更為、簡單易操作,保障玉米自交系純度質量。指紋圖譜是分子標記技術在玉米育種上的顯著應用,可以通過指紋圖譜建立植物品種的匯總。同時,分子標記技術可以更為的區分先天遺傳差異較小的植株,使得培育的技術更為,并且分子技術培育被廣泛應用于植物新品種保護領域。目前,我國在玉米新品種保護方面也已經取得不小的成就,逐步建立起自交系和雜交種的DNA指紋圖譜數據庫。數據庫的好處是更為方便鑒定植物基因類型,尤其是一些并未有被記錄在指紋圖譜中的品種分類。作為結果,分子標記技術可以為更好地監測玉米育種群體的遺傳多樣性提供必要的數據支持,也為育種專家如何選擇品質的雜交組合提供理論依據。

          三、結語

          綜上所述,生物技術的應用與發展為玉米育種帶來了新的生機與活力,通過生物技術的應用可以培育出更品質的玉米品種,對玉米常規育種技術來說是很好的補充。同時,生物技術在玉米育種中的應用勢必會帶來育種水平的提高和突破,能協調好常規育種同生物技術兩者的相互關系。只有兩者相互結合,相輔相成,才能促進玉米育種在原有的基礎上培育出更多的品種。這就要求一定要實現常規育種和生物技術的統一,拓寬玉米育種的新途徑,為我國的農業生產奠定堅實的基礎。

          作者:劉敏

          生物技術論文:PBL教學法生物技術論文

          一、教學改革

          1.PBL問題設計教師根據教學大綱要求對選定的內容編寫PBL提綱,設計若干問題,提出教學的總體要求及預期目標。PBL教學是通過問題引導學生主動學習,故問題的設計是教學中的關鍵環節,因此教師在各章教學過程中按照大綱要求設計了若干問題。例如,基因工程制藥PBL教學問題:讓學生通過舉例詳細說明基因工程制藥工藝過程,并根據各自生產實例回答以下問題:目的基因的獲得方法及原理?將目的DN段與載體重組的原理及方法?構建基因工程菌或工程細胞的原理及方法?重組工程菌的發酵工藝及特點?同時請學生進一步思考:如何提高目的基因的表達水平,實現高效表達的措施有哪些?請談談基因工程藥物的質量控制與化學藥物的區別?常做哪些項目分析?再例如講到轉基因技術制藥,請同學們結合目前轉基因技術的應用,探討轉基因產品的安全性并進一步思考轉基因技術在制藥領域的應用前景?完成課程講授后PBL問題:思考針對嚴重危害人類健康疾病的惡性腫瘤、SARS等,請運用所學知識開發相關的預防、治療藥物或診斷試劑,并闡明原理及方法?

          2.PBL教學方法在教學時,采用個人查閱資料、小組討論、學生代表發言、教師引導總結的方法。首先對學生進行隨機分組,每組4~6人,以小組為單位選定一個內容,如基因工程制藥這章,每組各選定一個基因工程藥物,各組成員在組長的組織下先查閱相關資料,再結合所提問題進行思考,然后在組內展開討論,形成報告,并做成PowerPoint演示文稿由小組成員向所有同學陳述自己小組的成果。教師及其他同學可針對不清楚的地方進行提問,對有意見不一致的問題可展開討論。由教師進行總結歸納知識體系,針對其中重點難點做進一步精講,并注意將教材中相關知識點縱橫聯系起來,對仍有未理解的問題,留給學生課后進一步探討解決,并給予指導。成績評定在PBL教學中,教師根據各組學生的介紹及在課堂討論中的表現,對每位同學分別評定成績,并作為平時成績計入期末總成績中。

          二、實施效果當采用PBL教學

          激發了學生的學習興趣,調動了學生學習的能動性。以往學生課堂上只注重聽教師講授知識,記好筆記,很少提問,課堂氣氛較呆板,采用PBL教學后,課堂氣氛活躍,學生提問明顯增多且思維活躍,有的是針對所學的知識難點,有的是對擴展的知識,并且會針對某些熱點問題與同學與教師展開討論,學生的學習不局限于大綱的內容,對知識涉獵更寬更深更新。采用結合PBL模式的教學方法與傳統教學比較,學生成績有了一定提高,平均分較上一年度提高了3.7分。特別是主觀題回答中,有些問題在教材中沒有直接答案,需要運用所學知識進行分析總結,采用將PBL和LBL結合的教學方法的學生得分率明顯高于未實施PBL教學的學生。

          三、討論

          1.1PBL教學法應用在教學中的優點采用PBL教學法極大的調動了學生的學習興趣和積極性,使學生變被動學習為主動學習;以問題為切入點的學習,讓學生帶著問題學習,培養了學生分析問題處理問題的能力;以小組為單位的學習,鍛煉了學生的團隊合作意識;通過在講臺上介紹,與同學之間的討論辯論,鍛煉了學生的口頭表達能力,提高了學生的綜合素質。同時PBL教學法的運用對提高教師自身的素質及教學技巧具有促進作用,要求教師不但對本專業本課程內容熟悉掌握,還應當扎實掌握相關學科知識,并要具備提出問題解決問題的能力、靈活運用知識的能力、嚴密的邏輯思維能力,還要善于調動學生積極性、寓教于樂、控制課程節奏等技巧,故對教師有了更高的要求,對教師也是一種鍛煉。

          2.存在問題在教學過程中我們也發現存在一些問題,由于本課程開設在藥學本科大四上學期,到課程后期小部分學生會由于雙選會、考研等原因需要花費較多精力和時間,而PBL教學中學生需要在課外消耗很多時間搜集各種資料,進而影響學生的其他安排,導致部分學生未能很好的參與到PBL教學中來。在今后的教學中預備通過進一步調整教學方案及進度,改革成績評定方式,調整學生成績評定標準,提高平時成績比例等,以更好的促進學生參與到本課程學習中。

          作者:王俊王芳張開蓮單位:瀘州醫學院藥學院

          生物技術論文:DNA計算機生物技術論文

          一、生物技術已經或者正在改變的事情

          1.新型藥物研發

          藥到病除,多少年來,僅存留在人們的耳邊,也是前輩們的一個夢想,雖然現代醫藥日新月異,但是仍然有大量疾病缺少真正有效的手段,根本做不到真正的“藥到病除”,耳熟能詳的艾滋病等許多病毒性疾病、中風、心血管等退行性病變,以及許多遺傳性疾病,仍然是現代醫學的難題,醫藥的真正發展不是改頭換面,而是要“藥到病除”。甚至有一些現代的經典的藥物,也在與微生物的斗爭中,疲于應付。面對不斷變異的細菌,使得藥物的研發能力出現疲軟狀態,只能在功效上畫蛇添足,生物技術的充分應用,讓藥性更加個性化,相信在未來,靶向性藥物,納米藥物將成為藥物研究過程中重要的載體,而與傳統的藥物結合,共同構成真正強有力的治療工具,我們很是期待!

          2.組織工程與器官移植

          生物工程主要包括基因工程、蛋白質(酶)工程、發酵工程及細胞工程這四大工程。這些生物組織都隨著干細胞的技術快速發展,已經不同程度地出現新的組織形態,比如,人類目前已經能對某些細胞的分化方向進行人工控制,使得人類對組織工程和器官移植期待得到空前的提高。生物技術已經挽救了不少絕癥患者,當然,目前的技術離應用還有很長的距離,但是新的技術,如三維組織培養,定向分化技術使得人類能夠在體外復制出一些簡單的組織.對于復雜的組織和器官,相應隨著技術的不斷發展,仍然有可能成為現實。

          3.生物酶學工程

          細菌是人類的朋友,生命力非常頑強,微生物的生命力能夠在極端環境下生存,如強酸,強堿,高溫,極低溫,強輻射,高重金屬等條件下很好地生存,如果通過生物酶學工程,改變組織結構,通過人工的誘變措施,“制造”出許多具有特殊能力的菌種,通過器官移植,為人類造福。這些微生物能夠將許多“無用”的物質轉化為有價值的產品,從而在生物冶金,生物煉油,生物清除垃圾,為新能源奠定一定的基礎;也能將許多人類難以轉化的產品進行輕易轉化,如某些酶可以將纖維素直接轉化為糖,能夠高效率產生一些難以得到的生物制品。并且在制藥,藥理調制中得以大現身手,在食品工業中也廣泛應用。

          4.分子育種與生態農業

          農業是關系到民生問題,是國家層面的戰略問題,最近幾年,全球正面臨糧食的危機,如何能夠讓糧食增產,提高糧食品質是擺在科研專家面前的難題,同時,如何開發高產,高營養,抗病蟲害,抗惡劣環境的優良作物,成為全球的關注的焦點。通過資料分析,目前在育種方面有兩種模式,分別是傳統育種模式與分子育種模式。其中分子育種模式正處于初級階段,不過從科研成果來看,逐步顯示出巨大的優勢,并且不斷被民眾接受。最主要的是轉基因作物,目前轉基因作物在全球不斷擴散,部分也逐步成為主流產品。任何改變都需要過程,需要很多的產品配合,某一種人類需求變為現實,其它產品跟不上的話,也是對新技術的一種傷害,所以,在推出一種新的技術產物的時候,希望我們可以有相關產品作為協助,避免一種恐慌,生命是需要延續,更需要維護。

          二、生物技術將要改變的事情

          1.新型生物環保技術

          環境污染已成為人類發展的重要障礙,也是一個國際議題,確實是人類面臨的一個重大問題,同時也是一個國家能否實現可持續發展的重要環節。現在看來,生物技術的推廣和應用,通過生物技術在其它方面取得的成績,生物科技在環境保護方面可能會扮演一些重要的角色。我們希望新的技術可以對現有的污染起到改善作用,同時不希望產生一種新的污染問題。讓環境污染不再是傳統的粉塵污染這么簡單,把包括粉塵、重金屬等無機物、有機物、環境激素等對生態體系的破壞降到低,通過生物科技,在生態修復,有機物降解,粉塵凈化,水中磷清除等方面都有不俗的表現,從而可以對氣候變暖等問題上起到一定的緩解作用。

          2.生物能源

          能源問題是一個人類生存的問題,雖然祖先給我們留下很多我們享用的能源,但是傳統的能源終究有枯竭的24小時,需要我們在利用傳統能源的基礎上,利用新的技術為后人留下一定的能源保障,或者我們可以開發新型能源,讓新型的、低污染、可再生的、清潔能源成為人類的希望。生物能源不僅僅是利用可再生的生物質,如拮桿,一些高含油量的作物(如油桐),生產柴油,乙醇等能源;同時生物技術還能在其它能源上起到重要的作用,如太陽能的高效利用,沼氣能源的利用等等。相信,隨著生物技術的發展,這些替代能源不久就可以成為我們的財富,而這些能源的產生都不會離開生物技術這個載體,它可能會扮演一些重要的角色。

          3.智能機器人與DNA計算機

          因為切割的DNA并不能直接進入到細菌等宿主細胞中,需要通過合適載體才可能轉入到宿主細胞中,并隨宿主細胞繁殖而復制。科技的發展,帶來了計算機的應用與普及.而生物科學在計算機領域有巨大的應用,如DNA計算機,神經網絡計算,高智能的機器人。象DNA計算機,在未來十年,有可能成為現實,高智能機器人,在20年后,有望走到大量的用戶家庭中,成為家庭成員的一分子。這些新的技術將大大改變人類的生活方式。另外高性能的計算機,還能實現許多現在不能實現的功能,如虛擬世界的模擬,全球環境氣候變化的模擬與預測等。

          4.人工生命的延續

          微生物的進化速度超越了人類的想象,各類病毒,細菌迅速變異已給人類和動物帶來致命的危脅.而人類自身仍在加劇這些危脅,因為人類現在可以人工合成一些簡單的生命.相信,未來十年,或二十年,會合成一些較為復雜的低等微生物,那么,這些新的技術會不會成為人類生命的延續呢?人工生命是福是禍,只有等到出現以后,我們才知道這一切。現實總要來的,總要去面對的,我們為這個現實的實現努力吧!

          三、結語

          新型理論是總是基于現有的基本模型,從多方位進行詮釋,引領新的時代潮流,生物技術發展同樣如此,人體是系統性的結構模型,從宏觀的整體,到細胞,到分子信號間的相互作用體系,都將被重構。已經成為現實的生物產物,面臨前所未有的考驗,有些邊緣理論不僅影響到生物科學的本身,還會帶來一系列的技術上的革新,生命科學與生物技術日益受到世界各國的普遍關注和重視。生物技術產業顯示出強勁發展勢頭,成為當今高技術產業發展最快的領域之一,將會影響到我們的生活的方方面面.

          作者:牟天一單位:東北育才學校高中部

          生物技術論文:環境保護生物技術論文

          一生物技術在環境保護中的應用現狀

          1生物技術在環境監測中的應用

          1.1生物芯片和生物傳感器應用于環境監測

          生物芯片、生物傳感器是利用固定在載體上的生物大分子與檢測對象間的特異性地相互作用的原理做成的檢測模塊。載體上的生物大分子與檢測對象相互作用的過程中發生的物理或化學變化現象轉化成生物電信號,檢測系統將電子信號放大,可得到與生物轉感器或生物芯片相互作用的環境物質的相關信息。這類檢測方法靈敏度高、針對性強、檢測速率快,目前已有產品成功應用于環境監測領域,諸如生物需氧量生物傳感器、微生物毒性生物傳感器等。

          1.2生物免疫檢驗

          生物免疫檢驗是利用檢驗系統的免疫自我識別功能,對環境毒性物質進行抗原或抗體的特異反應而檢測環境毒性物質。該方法靈敏度高、針對性強、操作方便、成本低,目前已廣泛應用到環境污染物的實時監控領域。

          1.3Ames實驗

          1975年美國加利福尼亞大學Ames教授建立Ames實驗。該實驗廣泛應用于食品、化妝品的致突變性。方法適用于測試樣品中的混合污染物,反映的是多種污染物的綜合致突變效應,是一種較好的環境潛在突變物的預警手段。

          2生物技術在廢氣治理中的應用

          隨著現代工業的發展,不可避免的會產生大量有機廢氣,如不經過處理直接排入大氣層中,會產生嚴重的空氣污染,最終危害人們的健康。有機廢氣的處理方法有物理法、化學法、生物法等,生物法是基于“雙膜理論”發展而來的新技術,與傳統有機廢氣處理方法相比,具有成本低、效率高、安全性好和無二次污染等優點,因此,應用生物處理技術凈化有機廢氣逐步成為應用越來越廣泛的有機廢氣治理新技術。生物法治理廢氣工藝有很多種,比如生物濾池法、生物滴濾法、生物洗滌法、生物吸附法等。生物法理有機廢氣包括氣液轉化階段、生物吸附吸收階段和生物降解階段三個階段。諸如,美國有公司利用微生物分解有機物的能力處理工業性惡臭氣體,取得了滿意的除臭效果,且無二次污染產生,德國的科學家利用生物濾池法處理含硫化氫氣體,90%以上硫化氫得以去除。有機廢氣生物處理技術是一項新興的新方法,不但成本低、能耗少,而且處理效率高。但是,應用生物方法處理有機廢氣也存在著不足之處。比如,生物法在處理低濃度有機廢氣時效果良好,處理高濃度有機廢氣的治理效果欠佳,生物過濾法所用填料的比表面積、孔隙率等直接影響有機廢氣的處理效果,高比表面積、高孔隙率的填料方面的研究和產品還很少,有待更深入的研究。

          3生物技術在污水凈化中的應用

          3.1生物強化處理法

          為了提高常規活性污泥法的效能,通過提高系統微生物濃度或者投加生物強化材料成為生物治理技術發展的一個主要方向。主要強化方法有:(1)高濃度活性污泥法。通過培養顆粒污泥等方法,提高生物系統中污泥濃度,延長齡泥,從而促進對難分解物質的處理,提升污染物降解效能。高濃度活性污泥系統中有效微生物的數量是常規活性污泥法的3~5倍,從而大大降低了污泥負荷,提高系統污染物處理效果。日本有科學家采用該方法處理難分解的聚乙烯醇廢水,取得顯著效果。(2)化學生物絮凝法。它是20世紀80年代興起的一種強化生物處理技術。是在常規活性污泥中加入氯化鐵、聚合氯化鋁、硫酸鐵等混凝劑,形成生物鐵或鋁絮凝體活性污泥。這種污泥呈顆粒狀,沉降性能好,可避免污泥膨脹現象,同時通過周期性排泥,除磷效果好。(3)生物活性炭法,該方法是美國杜邦公司在1972年提出的一種生物強化處理方法,用于處理化工廢水,取得了很好的效果。該方法借助活性炭優良的吸附能力以及微生物氧化能力的協同增效作用,提升污染物去除效能。中國的張旭等利用生物活性炭工藝處理石油類污染地下水,發現該技術對石油類污染物的平均去除率為45.4%,同時提升了系統的脫氮效果。

          3.2固定化微生物法

          固定化微生物技術是20世紀70年展起來的。這種技術通過將微生物固載到一定的填料或載體上,提升系統中有效微生物的數量,同時可富集污泥齡較長的微生物,并且固、液分離效果好,減少占地面積,縮短水力停留時間。實踐證明,固定化微生物技術的容積負荷可達常規活性污泥法的3~7倍,同時可取得50%以上的的脫氮效果。敬一兵等利用海藻酸鈉與戊二醛進行交聯作為微生物固定化載體處理味精廢水,系統的COD去除率在70%以上,總氮去除率在60%以上。王增長等人利用聚集交聯固定化細胞技術,將篩選的脫色菌固定在活性污泥絮體上,投加到“厭氧-好氧-生物濾池”系統中處理印染廢水,發現處理后出水色度極低,可實現廢水回用。固定化微生物技術可增加生物系統中的微生物濃度,提高污染物去除效率,是現有污水處理廠擴容、提升處理能力的一個切實可行的方法。

          3.3投加特種菌法

          投菌法就是篩選出對特定污染物有較強降解功能的微生物,直接或者放大培養后投加到生物系統中,可以使生物反應器中的特定細菌處于狀態,以提高特種污染物的處理效率。該方法對于毒性或者難降解廢水處理效果好,經濟成本低,但對于常規廢水經濟成本偏高。例如,中科院微生物研究所從上海石化廠分離出能夠去除硫氰酸鈉的混合菌種處理硫氰酸鈉廢水,可使得兩段生化工藝的硫氰酸鈉的去除負荷提高2~4倍,出水水質也得到了顯著提升。

          3.4序批式活性污泥法

          序批式活性污泥法(SBR法)是按照進水、反應、沉淀、排放和閑置五個階段周期運行,間歇進出水。SBR法將厭氧、好氧、沉淀等設施集成在一個反應器中,通過控制時間程序而完成連續式設施所達到的效果,一般會設計2套以上交替運行。該方法運行靈活,可以隨時調整反應階段,例如把反應段與進水段同時進行,也可以在進水期的同時曝氣,各階段運行時間亦可隨時調整。例如,余宗蓮等采用SBR工藝處理生物制藥廢水,在不額外投加氮、磷等營養物質情況下,當進水COD在3500mg/L以下、水力停留時間16h時,出水COD可以穩定在350mg/L以下。更重要的是,在處理過程中可根據水質水量的變化,靈活調整反應階段,特別適應于水質水量變化較大的工業廢水或分散式污水的處理。

          3.5廢水生物除磷脫氮技術

          水體中氮、磷等營養元素過量時會造成藻類的大規模爆發,形成富營養化水體,導致水體功能下降,喪失原有生態功能。研究表明氮、磷等營養物質的過量是造成水體富營養化的關鍵因子,因此,研究廢水中氮、磷的處理技術顯得非常必要。生物脫氮技術主要是借助硝化細菌和反硝化細菌通過硝化和反硝化過程實現。朱淑琴等基于間歇式活性污泥法,通過硝化-反硝化過程脫氮,發現在硝化段停留時間7h,氨氮去除率達90%以上,反硝化階段,以甲醇作為碳源,6h后反硝化率達95%以上。山西汾西礦業集團焦化廠采用A2/O工藝處理焦化廢水,發現水解酸化可以改善碳源的生化性,NH+4-N去除率高于60%,COD去除率高于70%,產水可用作熄焦及洗煤補充水加以回用。生物除磷是利用聚磷菌在厭氧條件下釋放磷,好氧條件下過量吸收磷來除去污水中磷的方法。目前,應用于工程實踐的生物除磷技術有多個系統:Phostrip工藝、Phoredox工藝、Bardenpho系統、A/O系統、UCT工藝、改良氧化溝、SBR工藝等,這些工藝均有一定的除磷功能。

          4生物技術在城市固體廢棄物處理中的應用

          城市規模擴大和經濟發展導致生活垃圾快速增長和資源能源需求短缺,已成為世界各國城市發展普遍面臨的棘手問題。發達國家從20世紀60-70年代開始重視對城市生活垃圾污染防治的研究,逐步形成了填埋、堆肥、焚燒和熱解相結合的綜合處理模式,80-90年代開始,德國、日本、美國、英國、新加坡等國家逐步引入“避免和減少垃圾產生”的減量化觀念,從垃圾處理處置的末端治理向源頭減量與循環利用方向轉變。進入21世紀,隨著科學技術的進步和人類環境意識的加強,過去的垃圾成了城市礦產資源,各國開始探尋城市發展中資源能源化解決方案。城市城市固體廢棄物中有機物占40%以上,是寶貴的可利用資源。如通過生物技術將其轉化為能源或者有機肥料,可以實現城市生活垃圾的資源化利用。因此,基于生物技術處理城市固體廢棄物,從而獲得能源或者品質有機肥是城市固體廢棄物無害化、減量化、資源化的有效途徑。由于我國城市固體廢棄物資源能源化處理起步較晚,國外的一些成熟處理技術不能在國內直接應用,加上資金、技術等方面的短缺,需要加大在生活垃圾資源能源化方面的科研投入力度,同時跳出僅僅回收能源的思想束縛,尋求適合我國國情的其它功能化應用(如作為吸附材料或工農業原料)將更有意義。

          二生物技術在其他領域中的應用

          生物技術除了可應用在廢水處理、廢氣凈化、固體廢棄物的處置以及環境污染的快速監測等領域,還可以應用在污泥處理與處置、農業環境保護以及場地修復等領域。由于農藥、化肥等的大量使用已引起土壤、地下水、水系和海洋的嚴重污染,世界各個國家都積極制定了各類環境修復計劃,其中生物修復技術得到了很高的重視。例如,歐洲的德國、丹麥、荷蘭等國家非常重視生物修復技術,他們利用微生物分解有毒有害物質,把生物修復技術作為治理大面積區域污染的一種有價值的方法。美國也在積極推進生物修復技術的研究和應用,美國能源部組建了“生物修復行動委員會”來推進生物修復技術的研究和工程實施。

          三展望

          生物技術以其成本低、產出高、無二次污染等諸多優點,在環境保護中已獲得了廣泛的應用,并取得了明顯的經濟效益、環境效益和社會效益。雖然生物技術還存在不如化學技術快速、效率高、條件要求高等不足,但是隨著現代生物技術的快速發展,以及經濟快速發展導致的資源短缺、環境狀況惡化情況的加劇,生物技術的環境保護功能顯得越來越重要。可以推測,現代生物技術的迅猛發展及其在環保領域的廣泛應用必將成為解決資源短缺、能源危機以及環境問題的有力手段,在環境保護領域得到更高的重視和推廣。

          作者:吳志強康長安顧自強單位:江西省環境監測中心站大氣監測室上饒市環境監測站水質監測室

          生物技術論文:實踐教學體系生物技術論文

          一、優化課程設置體系

          構建科學合理的醫藥院校生物技術專業人才培養模式。首先必須調整和優化生物技術專業人才培養方案,突出醫藥院校生物技術專業醫藥應用型的特點。具體來說,在2013年新版培養方案中,我們優化了課程設置體系,適當減少了專業基礎課程的學時,同時強化和突出了專業課程和畢業實習環節。根據我校的實際情況,我校生物技術專業的主干學科定位為生物學和基礎醫學。公共基礎課由語言、法律、經濟、管理等人文社科類課程和數、理、化、計算機等自然科學基礎課程組成。主要專業課程有人體解剖學、物理化學、無機化學、有機化學、生物化學、微生物學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、免疫學、生理學、藥理學、基因工程、酶工程、微生物工程、細胞工程、蛋白質工程、生物信息學等。在教材的選用上,原則上采用高等教育出版社、人民衛生出版社等出版的近期教材。在專業課程的整合方面,使其相互銜接,盡量避免重復,使學生系統而深入地掌握專業知識,以適應不同醫藥生物技術相關領域的需求。同時在一些條件較好的課程建設中,比如生物化學、細胞生物學等課程中,我們也加強了雙語課程的教學和精品課程的建設。

          二、強化實踐教學體系

          對生物技術專業應用型人才來說,具有較高的技術應用能力非常重要。實驗、見習和實習等實踐教學體系是生物技術專業技術應用型人才培養的重要手段。針對我校的實際,圍繞生物技術專業技術應用型人才的培養目標,我們構建了分類設計、分層施教的選修與必修相結合的實踐教學體系。具體來說,桂林醫學院生物技術專業實踐教學體系分為如下幾方面:一是課程實驗(見習)教學。課程實驗(見習)教學安排在各門課程學習期間,通過實驗室教學和校外企業參觀,使理論與實踐相結合,達到掌握實驗技能的目的。為保障學生在課堂實驗教學中有更多的動手機會,強化實踐動手能力培養,在新的人才培養方案修訂中,我們適當增加了各類課程的實驗(見習)學時,加大了實踐課程的比例。必修課程中理論課與實踐課學時的比例:2010年培養方案中從1554∶755(2.1∶1)調整為2013年新版培養方案的1700∶1061(1.6∶1)。二是畢業實習,主要到生物、醫藥及生物制品研究機構、高等院校、疾病預防控制中心等相關企業和部門進行專題研究,在指導教師的指導下完成畢業論文。三是第二課堂,在2013年新版培養方案中,我們增加了早期接觸專業、早期接觸科研和早期接觸社會實踐的“三早”實踐教學方案。此外,第二課堂也包括勞動教育、舉辦專業知識講座和演講等。四是其他實踐,包括入學教育、軍事訓練、畢業教育及就業指導。

          三、完善教學方法和手段

          當前,一些傳統的教學方法和手段已經不能滿足培養應用型生物技術專業人才的需要,不能滿足培養學生分析問題、解決問題能力的需要,也不能滿足學生創造力培養的需要。因此,我們特別強調重視學生在教學活動中的主體地位,鼓勵新的教學方法和手段的嘗試,以充分調動學生的積極性、主動性和創造性。根據不同的教學目標、教學內容、教學對象,因材施教,采用啟發式、討論式、現場教學等教學方法,為學生自主學習創造更好的條件,培養學生分析問題、解決問題和創造思維的能力。為激發學生學習的興趣,在教學中,我們注重使用多媒體技術等先進的教學手段,合理運用因特網來進行教學。同時加強品質教學資源如教學課件的共享,提高教學水平。為保障生物技術專業技術應用型人才培養目標的順利實現,我們還采取引進、培養、聘請等途徑加強師資隊伍建設,尤其是加強具有醫藥生物技術領域企業工作經歷的教師的培養和引進。

          四、改革課程成績評價體系

          為滿足應用型人才培養的要求,就必須深化生物技術專業考試制度改革,改革課程成績評價體系。我校生物技術專業的教學質量評價體系分為:

          (1)形成性考核,包括課程平時考核、課程期中考核和課程實驗考核。課程平時考核主要考核學生在整個課程學習過程中的表現情況(含學習行為、動手操作、平時作業、課堂提問等);課程期中考核主要考查學生對課程前半部分知識的掌握情況;課程實驗考核主要在期末以筆試、實驗操作等形式進行,主要考核學生對實驗原理的理解、實驗操作的能力及實驗報告的撰寫情況等。

          (2)終結性考核,每門課程結束時或期末,采用閉卷或開卷筆試的形式進行考試,教師根據課程的性質和要求選擇考試方式,對于專業基礎課程和一些與學生能力和素質培養影響較大的核心課程,可以采取閉卷考試的方式,對于選修課程和其他非核心課程可以采取開卷考試、課程論文等方式進行考核。

          五、總結

          總之,醫藥院校開設生物技術專業是當今迅猛發展的生物醫藥產業的需要。為培養高素質的應用型醫藥生物技術人才,還需要在人才培養模式上進一步研究和探索。

          作者:鄒先瓊廖錦鋒劉永明單位:桂林醫學院

          生物技術論文:厭氧生物技術論文

          一影響厭氧生物技術在工業中應用的幾個因素

          厭氧生物的生存受到諸多因素的限制,為此,想要利用厭氧生物進行工業廢水處理就需要為其營造一個良好的繁殖環境。廢水厭氧硝化過程中,不同的微生物群的生理作用是聯合完成的,為此就要對各種因素進行綜合考慮,以保障的技術效果。下面就以下因素來分析影響厭氧生物技術效果的幾點因素。

          1溫度要保障

          厭氧生物的生存,溫度是主要前提。一般而言,甲烷菌適宜生存的溫度為50℃~60℃,如果將溫度控制在35℃或者53℃左右,厭氧生物的硝化作用將十分顯著,而40℃~45℃時,硝化率將明顯降低。通過區分適宜溫度,可以將厭氧生物的硝化分為三類,分別為:常溫硝化、中溫硝化以及高溫硝化。

          2pH值

          適宜的pH值是保障厭氧生物生存的另外一個因素,厭氧生物的硝化作用離不開pH值的輔助。例如,甲烷菌的繁殖需要保障酸堿適中,pH值大約保持在7.0~7.2之間,產酸菌的pH值應控制在4.5~8.0之間。在利用厭氧生物技術處理污水時,厭氧體系相當于pH值的緩存體,為此繁衍酸菌和甲烷菌會在一個處理器中完成,那么該環境下的pH值就應該控制在6.8~7.2之間。

          3氧化還原

          電位嚴格的無氧環境是保障產甲烷菌正常活動的基本因素,也是保障其繁殖的重要條件。研究人員可以借助濃度與電位之間的關系,分析判斷厭氧反應器中的氧氣濃度。一般情況下,最適合產甲烷菌的氧化還原電位的范圍是-150mv~-400mv,最適合非產甲烷菌的氧化還原電位的范圍是-100mv~100mv。

          4有機負荷據研究調查

          有機負荷將會直接影響厭氧生物的厭氧硝化率,它對處理器的產氣量和工作效率都將起到決定性作用。在一定范圍內,厭氧生物處理器的有機負荷與產氣率成相反趨勢變化,而與其容量則呈正相關。

          5F/M比相對于好氧生物而言

          厭氧生物技術處理方式下的有機負荷更高,通常情況下可以保持在5kgCOD/m?d~10kgCOD/m?d之間,有時甚至能夠達到50kgCOD/m?d~80kgCOD/m?d之間。想要選擇較高或較低負荷啟動設備運行時,一定要考慮該反應器此時擁有的生理量的高低。

          6有毒物質

          一些有毒物質的存在會直接影響到厭氧生物的生存,例如:重金屬、硫酸鹽以及氨氮等。一旦厭氧消化過程中摻入硫酸鹽,其很容易被還原為硫化合物,這將抑制產甲烷過程。如果此時在反應器中加入金屬鹽類,很容易使這些有害物質的毒害作用得到緩沖。

          二將厭氧生物技術應用于處理

          工業廢水的發展前景近年來,隨著研究人員對于厭氧生物技術的不斷完善,對于厭氧生物技術在工業廢水領域的應用也越發成熟。較為典型的研究成果有:厭氧濾池、升流式厭氧污泥床以及厭氧膨脹顆粒污泥床等。這些技術雖然較過去而言已經有了很大進步,但還存在一定的不足有待完善。綜合微生物和化學的角度,厭氧處理只是一個預處理過程,它要在完成水處理的前提下,去除殘留的有機物質。因此,在高濃度有機廢水處理過程中經常采用厭氧生物技術為主要處理方式。未來的工業廢水處理手段也應主要采用厭氧生物技術來支持,以好氧生物處理技術為其輔助路線。為此,以后的發展過程中,相關人員可以考慮對以下幾個方面進行研究。

          1由于相對于好氧生物處理方法而言

          厭氧生物技術的能源耗用量較小、成本費用較低,加之污泥量少、易于處置等優勢,將會成為提升城市工業廢水處理率的最主要途徑。但是,由于厭氧物質對于有毒物的高敏感性,產甲烷菌的繁殖過程將很容易受到硫化物、重金屬的破壞。為此,以后的研究中,為提高其效用,需要將工業上的其他污水處理技術與現有的技術進行結合,以構成一個綜合處理循環系統,例如:好氧—厭氧—濕池等。

          2由于受到環境以及其它制約因素的限制

          單獨使用厭氧技術處理工業廢水的方式還沒有被廣泛投入使用。對厭氧出水的后續處理過程進行改進,將是解決這一問題的不錯辦法。例如,厭氧技術+酸化+好養技術的使用,它能夠在前半段去除大多數COD(循環過程中的能源消耗能由此而大幅度降低),后半段的出水量可以采取不同規定下的排放標準。

          三結語

          綜上所述,我國的工業廢水處理體系還存在一定的缺陷,厭氧生物技術具有能耗低、成本低、污染小等優點,該技術的使用能夠很好地對相關關系進行處理。未來,隨著相關研究的不斷深入,對于厭氧技術和好氧技術的結合研究將會成為研究人員探討的重點,要知道它們應該是一個相輔相成的有機整體。工業廢水的有效處理,單一的技術是難以完成的,只有兩種技術結合使用才能實現較大的經濟效益,若果能將其進一步改良和完善,終將探索出一條能效高、耗能低、符合可持續發展戰略的治理污水的途徑。

          作者:劉翱飛單位:煤炭工業鄭州設計研究院股份有限公司

          生物技術論文:反思性教學生物技術論文

          1反思性教學的內涵

          因為明確反思性教學的內涵是搞好任何專業學科反思性教學的必要條件,所以在探討民族地區本科院校生物技術專業基因工程反思性教學的意義與策略之前,我們先對反思性教學的內涵進行初步的分析。關于反思性教學的內涵,目前在我國教育界的學者們尚缺乏統一的認識。例如,熊川武認為,教學反思是教學主體借助行動研究,不斷地探究與解決自身和教學的目的、教學工具等方面的問題,將“學會教學”與“學會學習”結合起來,努力提升教學實踐的合理性,使自己成為學者型教師的過程;而王俊英和張志泉則認為,反思性教學是教學主體借助反思,從自身發展,教學目的、內容、方法策略等方面不斷思考學與教的效率問題,將“學會教學”與“學會學習”結合起來,使自己成為高效的教學主體或學習主體的過程。仔細比較上述觀點,不難得出如下結論:及時、前一觀點強調反思性教學的主要措施是行動研究法,通過反思性教學要達到三個目的:一是解決教學中出現的問題,二是不斷提升教學實踐的合理性,三是把教學主體自己培養成學者型教師;而后一觀點則認為反思性教學的主要手段是教學主體的自我反思,通過反思性教學要達到的目的主要是不斷提高教學或學習的效率。第二、兩種觀點都主張在實施反思性教學的過程中,要將“學會教學”與“學會學習”結合起來進行。

          筆者認為,對于及時個結論,前一觀點對反思性教學的要求過高,與實際的教育教學情況有所偏離,因而可操作性不強,因為通過調查發現現實情況是:(1)無論在中小學還是在大學,尤其是地處民族地區的中小學和大學,借助行動研究開展反思性教學的教師并不普遍;(2)較為合理的教學實踐不一定能切實有效地提高教學效率,而看似不甚合理的教學實踐卻能有效提高教學效率;(3)在中小學教師中,由于工作的繁忙,精力有限,真正的學者型教師極少,更何況僅通過解決教學問題使自己成為學者型教師的要求與實際目標的達成相去甚遠。而后一觀點則過于簡單,對反思性教學的要求太低,所以雖具有很強的操作性,但對于教育教學的可持續發展缺乏足夠的推動力,因為這對于中小學教師尚可,但對于高校教師,如果只要求借助個人的反思來實施反思性教學,而不開展行動研究,勢必很難成為學者型教師。對于第二個結論,無疑是科學合理的,因為不會學習的教師怎么能教育學生“學會學習”?同理,不能不斷“學會教學”的教師又怎能不斷提高教學效率?所以,筆者認為作為教師,自己會學習是教會學生“學會學習”和不斷“學會教學”的前提。總之,在實施反思性教學的過程中“,學會教學”與“學會學習”二者是辯證統一、相輔相成的。通過上述討論,筆者認為反思性教學的內涵應是:教學主體根據培養對象的層次要求,結合自身實際,借助反思或行動研究等途徑,將“學會教學”與“學會學習”結合起來,考察研究過去自己所經歷的教育教學實踐活動或事件,以不斷提高教與學的效率,并逐步提升符合自身教育教學工作發展需要的自我完善的過程。

          2在民族地區本科院校生物技術專業基因工程課程教學中實施反思性教學的意義

          首先,民族地區本科院校的大多數學生,在錄取時錄取分數與全國的發達地區相比分數較低,可見其理科基礎與全國發達地區有一定的差距;其次,前面已提及,在民族地區本科院校,基因工程課程通常設置于大四上學期,但因調查表明大多數學生此時所掌握的與基因工程關聯的學科知識不甚牢固,或尚未接觸到其他與基因工程關聯的學科知識;第三,通過筆者對報考民族地區本科院校生物技術專業多位學生的訪談發現,他們中大多數在錄取時是調劑到該專業的,其他在錄取時雖直接填報該專業,但對選擇報讀該專業的目標和意義尚存模糊之處。所以,在民族地區本科院校生物技術專業,要讓學生牢固掌握較為龐雜的基因工程知識,深刻理解抽象的基因工程概念,以取得較大規模的基因工程課程教學效益,在教學中逐步、習慣地實施反思性教學,有著極為現實而深遠的意義。

          2.1反思性教學有利于不斷提高基因工程課程教學效益

          調查表明,民族地區本科院校學生在基因工程課程學習的過程中,隨著教學的深入,面對基因工程抽象的概念和理論、龐雜的內容,以及程序繁瑣的實驗技術,普遍會產生枯燥、煩惱、厭學等情緒。針對這些情況,教師如能、認真地觀察學生,并及時與他們進行有效的溝通,以發現問題的癥結所在,在此基礎上進行深刻的反省回顧,包括對在教學過程中所依據的教學理論是否正確、采用的教學方法是否有效、在傳授知識的過程中是否融入基因工程的近期研究進展以激發學生的學習興趣,以及教學語言和行為是否合理等,自我展開逐項分析;之后,立即提出并實施改進問題的新的方法或手段,將能獲得事半功倍的效果。對于教師,促使自己會教,越教越喜教,越教越嫻熟;而對于學生,促使他們會學,越學越想學,越學越得心應手。于是,師生皆大歡喜,從而大幅度提高基因工程課程的教學效益。

          2.2反思性教學有利于促進基因工程教師專業的持續穩定發展

          基因工程課程是生物技術專業的核心課程之一,所以它占有極其重要的地位。作為基因工程教師,深刻認識到這一點,為追求更好的教學效果,應與時俱進,自覺、主動在自己的專業信念、專業知識和專業能力等專業素質上,不斷成長并追求成熟,及時更新、演進和完善。實際上,通過反思也為基因工程教師的專業發展創造了繼續教育的機會。現代社會是一個終身教育的社會,教師的角色和作用現已發生了根本改變。教師不僅是知識的傳授者,學生學習活動的組織者、引導著、合作者和促進者,還必須通過較系統的自我研究,及時發現自己知識、能力或技能等方面的缺點或不足之處:是基因工程某個模塊理論知識、某方面實驗技能的問題?還是教育理論、心理學基礎、教育教學策略和技能技巧方面的問題?亦或是雙語語言教學、創新研究、學術水平方面的問題?等等。當教師體驗到這些困難、麻煩或不能馬上解決的問題時,便自然而然地產生了不安全和不確定的感覺。于是,教師不得不在在行動中或行動后回頭分析自身的經驗。這樣,經過反思,發現了問題立刻彌補:要么及時通過自學專業教育教學理論或專業知識,要么脫產進修,要么出國深造等。總之,通過反思性教學,既能促使基因工程教師自覺檢討教學中存在的問題,并及時提出改進措施,從而使其教學行為更為睿智和成熟,基因工程教學質量和創新教育水平,又能有效、快速、持續地提高基因工程教師的專業素養。

          3在民族地區本科院校生物技術專業基因工程課程教學中實施反思性教學的策略

          基因工程課程體系錯綜復雜,涉及面很廣,而它又是生物技術專業的核心課程或主干課程之一,與生物技術專業其他核心課程,如生物化學、分子生物學、分子遺傳學、細胞生物學、發酵工程原理、微生物學和普通生物學等聯系極為緊密,是學習這些課程的基礎。所以,筆者認為,基因工程教師要在基因工程課程教學中真正地實施反思性教學,發揮反思性教學的價值,必須明確反思性教學的目的,養成自覺反思的習慣,并熟練掌握反思性教學的方法。

          3.1明確反思性教學的目的

          反思性教學的目的有兩個:一是為了發展,二是為了專業引領。首先,實施反思性教學是為了實現教師和學生的發展。因為基因工程課程的“繁”和“難”,所以基因工程教師往往因難于梳理而不安,學生常常因難于理解而煩躁。通過反思性教學既要求基因工程教師教學生“學會學習”基因工程,樂于學習基因工程,使學生成為善于學習的發展的學生;又要求基因工程教師“學會教學”基因工程,熱愛教學基因工程,使基因工程教師自身獲得進一步的發展,直至成為學者型的教師。其次,實施反思性教學是為了對基因工程教師進行專業引領。通過專業人員參與的專業引領的反思活動,使基因工程教師明確如何運用自己所掌握的基因工程專業基礎理論和前沿理論知識、教育教學理論知識和心理學理論知識來指導自己的基因工程教學實踐,有助于提高其反思、獨立教學和獨立研究的能力,促進其專業水平的發展和反思性教學質量的進一步提高。

          3.2養成自覺反思的習慣

          正因為促使教師通過其職業生涯的不同階段成長的機制是反思和更新,所以養成自覺反思的行為習慣是教師逐漸走向成熟的關鍵。基因工程教師通過地反思自己的教學行為,亦即從對教學前、教學中和教學后等各環節進行回顧和評價,總結自己的成功與教訓,并及時“充電”,將努力學到的先進教育教學理論和前沿基因工程專業知識,整合到教學實踐中去改進教學行為,不斷完成自己的教育觀念的更新并加以提升,養成自覺反思的行為習慣。

          3.3熟練掌握反思性教學的方法

          筆者多年的教學實踐證明,通過反思性教學能有效提高民族地區本科院校生物技術專業基因工程課程教學質量的方法,主要有兩種:內反思與外反思。

          3.3.1內反思

          內反思也叫內省、自我反省或自我剖析,亦即基因工程教師通過回憶自己的專業成長經歷,了解自己的知識結構、認知特性、常用的教學方法、成功的教學案例與經驗教訓,明確自己的優勢和需要加強之所在,以科學制定自我專業發展計劃或改進措施。如自己所掌握的物理、化學、數學和計算機等知識程度是否需要完善或加強,以及當把這些知識熟練、精準、融會貫通地運用于基因工程教學實踐后,學生的反應情況:他們是否深刻理解抽象的基因工程基本概念和原理?是否明白基因工程的知識和研究方法與生物技術專業其他核心課程的聯系?又如,對于基因工程課程知識體系的傳授,按知識聯系所組成的模塊開展教學和不按模塊進行教學,哪種方式效果更好?再如,如何才能采用現代化多媒體手段,結合課程實驗和相應的課程實踐更有效激發學生的學習興趣?等等。

          3.3.2外反思

          外反思亦稱為外省,就是通過聽同行或相關課程授課教師的授課、與學生對話、請他人觀評自己的教學錄像和開展行動研究等,對照自己的教學行為,從外界環境反觀、審視自己的過程。首先,通過聽同行或相關課程授課教師的授課后,進行深刻思考,不但可以獲得啟發或借鑒,找到自己的不足,而且還可以在今后教會學生將基因工程的學習與其他相關課程的學習聯系起來,大大提高學習效率。如在基因工程課程中將供體、載體、受體和工具沒等概念和知識點學好后,在學到分子生物學和分子遺傳學等課程時,遇到相應的內容可以進行差異化學習,即對于已經熟悉、共同的部分一掠而過,只注意理解有差別的地方就可以了。這樣,可以節約很多時間去學習與思考其他未學過的內容。其次,通過對與學生在課堂或課后的對話的反思,可以理清他們學習中的很多問題:為什么畏懼學習基因工程課程?是生物化學基礎的原因嗎?若是,是哪方面的基礎較薄弱?如何快速幫助他們把這些基礎補起來?再次,通過請同行或其他專業人員、學生等一起觀評自己的教學錄像細節,對他們的評價作深刻的反思,可以很快找到自己在教學中所采用的教學技能或教學策略及理論依據是否靈活與適當。,通過行動研究,基因工程教師選取自己認為在教學中難于處理的、較薄弱的章節完成“計劃——行動——觀察——反思”四個環節,自己作自我診斷、教師群體共同診斷或教研、科研人員共同參與會診,能及時找到問題的癥結所在,從而極大地幫助基因工程教師提高教學的應變能力、自我監控能力、總結評價能力和理論思維品質。

          作者:肖國學單位:黔南民族師范學院生命科學系

          生物技術論文:本科專業生物技術論文

          1設置生物技術專業的必要性

          1.1內蒙古自治區在十二五期間大力發展高新生物產業,生物產業形成了生物原料藥、動物疫苗、生物農藥、生物飼料、發酵制品、中蒙藥等系列產品。(1)生物醫藥產業。重點發展生物制藥和生物疫苗,提高甘草、黃芪、麻黃、鎖陽、蓯蓉、沙棘等道地沙生中蒙藥材活性成分提取技術產業化種植水平,建設綠色中蒙藥材種植基地。以重大動物疫病和人畜共患疾病的防治、生物物種安全和食品安全保障為重點,開發方便快捷的檢測技術、新型診斷試劑、高端疫苗等相關產品,建立完善獸用疫苗產業鏈。(2)生物農牧產業。以基因工程、分子育種、航天搭載等技術手段為支撐,圍繞內蒙古新增100億斤糧食工程,加強對玉米、小麥、大豆、馬鈴薯、向日葵等大宗農作物優良品種研究開發,推進農作物品種改良,加強對脫毒種薯、大粒抗逆性蕎麥、品質雜交燕麥及品質林木草種子研究推廣,培育形成大宗農作物育種產業鏈。(3)生物制造產業。以開發生物資源、培養生物基材料、生物化工產品為重點,加強現代生物發酵技術研發及產業化,大力推進酶工程、發酵工程技術和裝備創新,培育形成以玉米和畜產品加工副產品為原料的生物基材料、生物基化學品等生物制造產業鏈。(4)生物能源產業。在包頭市、呼和浩特市、鄂爾多斯市和赤峰市等周邊地區,建設非糧油料作物和高油微藻、油脂原料等生物質原料產業化基地;建設生物質柴油及生物質燃料乙醇等液體燃料產業示范基地;支持發展生物質發電產業,開展以沙生灌木林等燃值高的速生能源植物為原料及農林廢棄物直燃和氣化發電示范工程。

          1.2生物技術專業的設置是學院自身發展的迫切需要

          生物技術及應用專業是自治區品牌專業,擁有自治區教學團隊,建立了完善的課程、專業及校內外實習實訓體系,形成了優良的教風與學風,是學院重點建設的專業之一。專業建設取得的成就和發展優勢,為進一步培養生物技術應用型高級專門人才提供了有力的保障,設立生物技術本科專業,不僅可以大大提高人才培養層次,滿足人才發展的需要,更是專業本身發展得內在需要,將帶動學院食品生物技術專業和園藝生物技術專業的大力提升,進一步促進我院應用技術水平和科研能力的提高,所以設置生物技術本科專業對我院的學科發展具有積極的意義。

          2設置生物技術專業的可行性

          2.1扎實的辦學基礎

          生物技術專業以自治區生物制藥基地為依托,結合食品藥品發酵行業的生產設計、產品后期處理以及生物制藥現代化生產手段,以培養滿足自治區地方經濟需要的應用型高級專門人才。生物技術專業從籌辦以來,一直受到學院的大力支持,首先是引進高學歷人才,現有碩士及以上學歷教師14名。2006年承擔中央職業教育專項資金《生物技術及應用(生物制藥技術)實訓基地》項目,累計投入專項經費400萬元,建立了完整的校內實驗室。學院設置食品生物技術專業和應用化工專業,為生物技術專業在食品發酵和化工原理上的實踐提供了保障,學生在掌握本專業知識的前提下,可以同時進行相關專業知識的學習實踐,拓寬就業渠道。

          2.2開設生物技術專業所具備的條件

          生物技術及應用專業是內蒙古自治區級品牌專業,生物技術及應用教學團隊是內蒙古自治區級教學團隊。(1)專業師資情況。生物技術專業有專任教師14人,具有碩士及以上學歷的教師13名(其中博士4名);副高以上職稱教師5人,占36%;40歲以下教師占60%,以中青年骨干教師為主,老中青結合。團隊的職稱、學歷、年齡、學緣結構合理。(2)教學、科研情況。專業教師主持自治區精品課程2門,院級精品課程3門,主持呼和浩特市科技局重大科研項目2項,科研經費達到150多萬元。(3)校內實習基地準備情況。加強學生的實踐操作能力和培養學生在生產過程中解決問題的思維方式,生物技術專業建立了生物化學等10個基礎實驗室,建立了細胞及分子生物學等6個專業實驗室,建立了發酵工程實訓室、食用菌栽培技術實訓室、凝乳酶生產實訓室、啤酒生產實訓室、花青素提取實訓室5個專業綜合實訓室,校內實驗實訓面積達2000多平米。

          3結語

          綜上所述,設置生物技術本科專業是地區經濟和社會發展及專業本身發展的必然趨勢,是行業人才實際需求的結果,因此在現有生物技術及應用專業的基礎上設置生物技術本科專業是必要的,也是可行的。

          作者:范文斌劉義單位:呼和浩特職業學院生物化學工程學院

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