生物技术的现代概念范文
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篇1
【关键词】现代生物技术 生物学 教学思考
【基金项目】毕节学院科学研究基金(院科合字G2012011号)。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)06-0148-01
现代生物技术是建立在分子生物学基础之上的生物科学与工程科学相结合的一门学科,是根据人们的需求和意愿来创新的生物机能和生物类型,实现造福和改造人类。随着DNA重组技术、基因组计划、干细胞的成功运用,逐渐发展成了系统生物学工程与合成生物学工程,不断使生物技术涉及到环境、农业、工业、医药、海洋、空间等诸多科学领域中,可能会在进一步的细胞计算机、细胞制药,乃至生物太阳能和环境保护方面均起到至关重要的作用。所以,现代生物技术在生物科学专业中属于专业核心课程,这些课程的教学计划、教学大纲在整个的教学过程中起到主导作用和地位。该课程也是一门综合型和应用型很强的学科,可以通过实践教学来巩固专业理论知识,从而提高学生的实践和创新能力,尤其是对于应用型人才的培养更为需要。
贵州工程应用技术学院生物科学一直都开设了现代生物技术理论课程,但由于缺乏实践创新,导致大部分同学在生物技术的理论与实践联系不紧密,致使不能提高学生的学习兴趣,在生物信息时代,生物技术在不断的日新月异,面对新的理论知识和时间技术的发展,现代生物技术的教学内容也在不断的更新,加上现代生物技术已经涉及到人们生活的方方面面,因此,在一定的教学时数下,根据教学内容,制定适合学生的教学方法、提高学生的积极性及教学效率,使得学生能理论联系实际,把学到的知识得以应用,这就需要教师不断的对教学手段与方法进行探索。根据现代生物技术课程的更新快、综合性强、涉及范围广等特点,加之课程标准的要求,我们从掌握基础、应用到实践中的原则出发,对现代生物技术的教学已进行了思考,并加以实施。
1.教学指导思想
作为应用型人才培养为目的的学校而言,我们的教学必须实现“高效、实用、先进”。近年来,全球教育均把培养学生的职业能力作为教育的重点。大学生应该是高素质、高能力的人才,但是,由于受到学校培养教育模式单一的影响,造就了他们理论知识不能联系实际,解决问题能力差,造就很多学生一毕业就失业。要解决上述问题,这就需要我们必须因地制宜、因材施教,让我们的教学手段方法适应社会,让学生成为应用型人才。
2.精选教学内容
《现代生物技术概论》所选用的是高等教育出版社,宋思扬主编教材,其余多种教材为辅,教学的对象是已经具备生物科学基础学科知识和实验技能的大四学生,他们对于生物前言知识和热点话题都有着强烈的求知欲望[1-4]。怎样才能激发学生的学习兴趣,这就要求教师根据教学大纲和实际情况,对学习内容进行调整,讲授可以分为:(1)介绍生物技术的概念、发展历程、与其他相关学科之间的关系,着重介绍现代生物技术的应用以及怎样推动社会的发展,激发学生对本学科的兴趣,时刻关注生物技术的新成果和动态。(2)上游工程:包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、组织工程、胚胎工程以及转基因工程。在这一部分的授课过程中着重强调研究思路及方法,怎样利用这些技术去解决实际问题,带动学生积极思考,为学生不断创新奠定基础。以细胞工程为例,在学生掌握了基本的理论基础和概念的情况下,多多结合新的研究成果、新技术新方法来介绍细胞工程在动植物、环境、医学等领域的应用、局限及展望。(3)下游工程:酶工程、发酵工程、生化工程、生物制药以及生物医学工程等,是加工应用阶段,通过下游工程实现了产品的企业化、商品化,我们可以通过校企合作的方式,让学生理论联系实际,走出校门,进入到企业、工厂,医院等地方认识与现代生物技术相关的产品和技术,让学生亲身体会到生物技术无处不在,这样不但能激发学生的求知欲,而且也能提高学生学习的主观能动性。
3.现代生物技术教学的几点思考
3.1教学新理念的形成
教师应该在掌握学科前沿和动态的情况下,尽可能的将所讲知识进行模块化,如将现代生物技术在食品、动植物、医药、环保等应用以及安全性等问题进行分化,先让学生自己到生活中去寻找和感受生物技术的应用,在查阅相关文献、对有疑问的问题进行探讨,提出各自的意见和观点,最后在由老师解疑答惑,这样学生不仅学会了独立思考,而且也提高自己解决问题和分析问题的能力。
3.2优化教学内容
在教学的过程中,教材虽是教学的基础,但体现教师专业水平关键还在于课程标准。对于不同的现代生物技术教材,内容侧重点也完全不一样。上课时大致需按指定教材上,但实际上一本教材不能完整体现出全部内容。那么,在教学内容设计上,教师可以选择教材上没有的相关内容(图片、视频、双语等)来提高学生的观赏性,把抽象的难理解的教学内容进行认识,不仅加深理解和记忆,也能够拓宽学生的知识面。
3.3教学方法与手段的多样化
在教学中,教师除用板书、多媒体等传统教学手段方法外,更多应该实现产学研有机结合,在实践中引导学生学习,通过一些探究性实验项目、创新性试验项目来培养学生的创新思维,对已有掌握的知识进行再次深入研究,让学生敢于质疑、敢于假设、不断提出自己的见解。一定让学生不断的通过实验来完善理论知识。
3.4考试成绩计算多样化
对于课程学习的评价进行多元化考核:平时作业、上课回答问题、期末考试、实践教学、出勤率来综合评定。在试卷命题时题型一定多样化、灵活化,一定与实际生活相联系,能达到理论联系实际、举一反三,体现出学生具有自我解决问题的能力。
参考文献:
[1]宋思扬.生物技术概论(第四版)[M].高等教育出版社. 2014
[2]吕虎,华萍.现代生物技术导论(第二版)[M].科学出版社.2016
[3]王永芬.生物技术综合实训教程[M].化学工业出版社.2011
[4]马越.现代生物技术概论-(第二版)[M].中国轻工业.2015
篇2
【关键词】《食品生物技术导论》课程;教材;多媒体;实践教学
生物技术已成为当今高科技领域发展最具生命力、最引人注目的前沿学科之一。当前以及未来数十年,利用现代生物技术对食品生产进行技术改造升级,生产出新型的食品添加剂、保健食品甚至是全新的食品原料,将成为食品产业克服产品成本逐年增加、增强核心竞争力和转变经济增长方式的必由之路。因此,要培养二十一世纪新型食品专业人才,学习和掌握生物技术的基本原理和技术是非常有必要的。我校于2009年对生命科学学院食品科学与工程系开设了《食品生物技术导论》这门课程,立足于培养出不仅能够将食品科学与工程的理论和技术应用于食品生产、食品安全与检测,也能够结合现代生物技术的理论和技术,尤其是分子生物学的理论和技术应用于实际的学习和工作中的名副其实的“复合型”人才。本人根据近几年《食品生物技术导论》教学经验,提出《食品生物技术导论》理论教学和教材建设综合优化方案,从多媒体、教材以及实践教学的角度优化《食品生物技术导论》教学。
一、教材编写更贴近食品科学与工程专业学生的知识水平
目前我国高校绝大多数的食品科学与工程专业都开设了《食品生物技术导论》这门课程,也陆续有一些《食品生物技术导论》教材的出版。但是作为一门比较新的课程,教材内容上有许多需要改进的地方。目前的《食品生物技术导论》教材内容大多都是从以往的《生物技术》该门课程的教材照搬而来,只是额外加入了一些生物技术在食品工业中具体应用的实例,并没有从头到尾的针对食品行业来介绍生物技术的各种原理和技术。同时,食品科学与工程专业的学生在学习《食品生物技术导论》课程前,仅仅有必修的《生物化学》课程作为基础,最重要的基础课《分子生物学》仅为选修课。因此食品科学与工程专业的学生在学习《食品生物技术导论》这门课程,尤其是课程中的基因工程部分内容的时候会显得很吃力。
因此,对《食品生物技术导论》课程教材进行整理和修改显得尤为必要。例如,现在已出版的《食品生物技术导论》教材中都分别设有“酶工程及其在食品工业中的应用”和“发酵工程在食品工业中的应用”这两个章节,这两章内容与本专业的《酶工程》、《发酵工程》以及《发酵食品工艺学》三门内容基本重复,可以考虑删掉。针对食品科学与工程专业学生分子生物学基础薄弱出发,在基因工程与食品工业章节中,多讲授一些分子生物学的基础知识,以利于学生理解。同时,教材还应在讲授生物技术基本原理和技术的时候,多以食品工业中的具体应用举例,而不是在章节的末尾集中举例,这样能够更利于加深学生的理解。
二、多媒体教学作为辅助,让枯燥的课程鲜活起来
《食品生物技术导论》大部分属于理论讲解,如果采用传统的板书方式教学,学生对于课程中复杂的原理、绕口的概念和抽象的方法难免觉得枯燥乏味。在教学课程中采用计算机多媒体教学,让学生以更直观、生动的方式了解食品生物技术的各项内容。利用计算机辅助教学(CAI,Computer Aided Instruction),在教学课件中添加生动的图片、动画、视频,把传统教学手段下很难表达的教学内容、知识重点、难点直观的表达出来,从而使学习内容变得容易理解和掌握。
例如,在第二章基因工程的内容,通过多媒体课件以动画的形式轻松的理解转录、翻译、PCR等原理,让学生快速的理解并掌握。此外,定期给学生播放最近与视频生物技术有关的国际论坛视频(如TED),了解最新最尖端的生物技术、开阔学生们的眼界、激发学生的学习兴趣。但如果单纯采用多媒体教学又容易产生学生过于依赖多媒体课件从而不积极思考和记录课堂笔记,教师和学生之间互动减少以及课件放映速度快内容多学生来不及思考等问题。因此在《食品生物技术导论》中将多媒体教学和传统的板书教学相结合,既能够抓住学生的注意力,也能够以生动的形势促进学生理解课程内容。
三、增加实践教学内容
食品生物技术是一门实践性很强的学科,无论多么晦涩的概念或是多么复杂的原理最终都要以实验实践的形式进行应用。然而目前我校《食品生物技术导论》课程并未开展任何的实验教学内容。因此,作为主讲教师可以通过让学生亲自参与到教师的科学研究试验中,让学生进一步的了解基因工程以及免疫检测技术等等原理。并且在教学过程中将科研课题研究与学生的教学实践相结合,开展我校独具特色的开放实验室、创新实验室等实践活动。同时,可以带领学生参观本院国家级、省级重点实验室以及我校的呼兰校区的博士后工作站,让学生了解与课程相关的超净工作台、PCR扩增仪、电泳仪、凝胶成像仪、流式细胞仪、超低温冰箱等高尖端仪器设备,或到一些食品企业(如哈肉联)、药品企业(如哈药集团)进行实地参观,使学生对食品生物技术这门学科产生更浓厚的兴趣。这种以科研、实践促进教学,不仅能使学生接触到本学科最前沿的内容,而且能提高学生的学习兴趣,并引领学生参与教师的科研项目之中,使学生参加课外科研活动形成风气,为进一步提高学生毕业论文质量也起到积极的推动作用。
参考文献:
[1]陆兆新.现代食品生物技术[M].北京:中国农业出版社,2002.
篇3
[关键词]生物技术;农业水污染;问题;对策
近年来,伴随着我国经济的快速发展,生态环境受到严重威胁。农业水污染作为我国发展面临的主要问题,受到我国专业人士的广泛关注,农业水污染来源广泛,如工业废水、生活污水以及江河湖泊的水华等。传统水污染的治理措施主要以物理和化学方法为主,虽取得一定成效但是由于自身的因素易对周围环境造成破坏且运行成本高而未能广泛使用,生物技术作为一种新型技术,可以依靠动植物和微生物作为反应器对污水进行加工处理,但是由于技术成熟性,生物技术在农业水污染治理中仍然存在很多问题有待于解决。
1对生物技术的解读
生物技术,是指人们利用现存的生物进行体内物质和能量运动原理生产出对人体及环境有益的物质。通常来说,生物技术是指利用微生物、动植物的生理活动对被污染的物质进行加工、处理和修饰,最后生产出对环境有益的物质。20世纪80年代,国际合作及发展组织就对生物技术有了明确的定义,随着生物技术科学领域的不断发展,现代生物技术作为一种新型的科学技术已经被世界广泛接受和使用,现代生物技术主用包括基因工程、酶工程以及细胞工程。经过不断地摸索和探究,人们发现利用生物的生理特征可以有效治理农业水污染,如降解能力、吸附能力,这样既可以节省成本又可以获得高水平的污水处理效果,但由于目前生物技术仍处于初级水平,并不能很好地控制生物在外界因素影响下仍能高效地进行污水净化处理,因此生物技术在农业水污染治理中仍然存在许多问题有待于进一步优化。
2生物技术治理农业水污染的现状
2.1生物技术治理农业水污染中的政府支持力度
生物技术作为一种新型污水处理技术受到世界各国的广泛重视,我国作为人口最多的国家,农业水体污染可以追溯到每位居民的饮食住行,因此加强生物技术的研究势在必行。农业水污染的主要物质有氮磷的富营养化、农药的降解、悬浮物、硫化物和重金属等,由于农业污水的有机物含量高,易造成水体腐败,对周边的农作物造成直接影响,导致农作物成熟不良、抗逆性差且易发生病害。目前水体污染引起政府的高度重视,2000多家的农药制造企业已有500多家生物农药制造企业,各级政府积极实施政策和方针,如2013年,浙江省通过建立水源地水质自动检测系统为农业水体的净化提供了有力保障。
2.2生物技术治理农业水污染中的市场使用现状
农业水污染生物技术的应用不仅是国内市场发展战略的趋势,更是世界市场农业发展的重要战略目标。我国拥有辽阔的土地面积,农业生产技术相对先进,但面临的农业水污染问题如不能尽快解决,将给我国农业发展和农业市场经济带来空前的灾难;农业水污染生物技术作为生物技术的重要研究内容,在经济全球化的背景下应加快生物技术的研究工作,加强市场与农业水污染生物技术的联系,使生物技术存在的缺陷和问题能够尽快解决。2011年,英国、法国等多个国家共同建立生物信息科技园、生物风险基金等,向全世界展示了生物技术商业化的发展趋势,随着农业水污染生物技术的推广,生物技术商业化也出现了相应的问题,如是否建立更多的生物技术商业区,如何处理农业水污染生物技术出现的问题成为世界生物学界关注的焦点。
3生物技术治理农业水污染中存在的问题及原因分析
伴随着农业水污染生物技术的应用,农业水污染的问题得到了有效解决,但是由于农业水污染生物技术仍处于初级阶段,目前还存在许多问题有待于进一步优化,
3.1生物技术治理农业水污染中存在的问题
3.1.1无法替代部分农药与分解
传统的农药主要含汞剂和砷剂为主,这类农药可以在植物体内积累,并且产生有害毒素,扰乱植物的成熟期,部分药物还含有尼古丁、生物碱、赤霉素等,这些农药在今天很难被生物技术所代替,并且由于农药的复杂性,部分微生物也无法对其进行分解。传统农药的专一性不高,因此常常会对周围的植物产生毒害作用,因此必须加强生物技术的研制工作,将遗留下来的农药进行分解,使农业水污染的情况有所改善。
3.1.2无法满足部分生物依赖的生存环境
农业水污染的主要来源是农业生产生活中产生的污染物造成的污染,如农药、化肥、粪便等,这类污染物不易被降解,久而久之就会对生态环境造成严重的破坏,水体造成严重污染,这使得部分微生物的生存造成威胁,此外,外部坏境的改变也使得微生物无法满足赖以生存的生物圈,因此,农业水污染生物技术面临着无法使部分微生物正常存活的困难,这也是生物技术发展面临的主要困难之一。
3.2生物技术治理农业水污染中存在问题的原因分析
生物技术作为一种新型生物科学技术,目前被应用到各个领域,我国作为一个农业大国,在农业水污染生物技术方面尚未成熟,主要原因有:
(1)起步时间晚,我国生物技术相对于其他发达国家发展缓慢。
(2)内容缺乏,目前生物技术主要以水生藻类、微生物为主,这类生物易被环境干扰。
(3)缺乏合理的规划,在农业水污染控制方面以治理为主,忽视了预防的重要性。农业水污染问题关系到每位居民,在经济快速发展的时代里,我们应该珍惜我们的家园,爱护我们的环境。
4结语
随着经济的发展、资源的浪费,农业水污染成为世界人民关注的热点话题,本文首先分析了当前农业水污染生物技术的现状,接着从生物技术的替代与分解、生存环境和规划问题三个方面,探究了农业水污染生物技术在实际应用中存在的问题,最后理性的对全文进行总结。
[参考文献]
[1]刘成家.农业水污染治理环节中的生物技术应用问题研究[D].浙江农林大学,2014.
篇4
Abstract: Development prospect of biotechnology is broad. According to the forecast, in 2020, biotechnology has accounted for 26 in 56 important technologies which are closely related to human social development. Biological industry development has become a driving force, which promotes the new industrial revolution, its influence is more profound than the first three science and technology revolution, therefore, studying biology industry competition ability is of great significance to promote the development of China's bioindustry.
关键词: 生物产业;竞争力;战略
Key words: biological industry;competitiveness;strategy
中图分类号:F062.9 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)21-0006-02
0 引言
生物技术产业,包括生物农业、环境、技术产业和医药等,这是一个逐渐发展起来的巨大的产业群,生物技术是其基础。目前,医药领域是生物技术的主要应用领域,以世界为范围来看,生物技术成果在医药开发的应用率高达70%。生物技术产业作为一种新的产业,替代了信息产业,在世界经济体系中处于主导地位。生物科学和技术最近几年以及现在正努力取得的成就,是证明21世纪成为一个生物技术时代的有力证据。
1 生物技术产业竞争力
笔者以为,生物产业竞争力指的是该产业归属地的相对优势和市场竞争的绝对优势相结合,是以国际产业竞争力内涵以及生物技术产业的技术特点为出发点来看的,它是在排除了贸易壁垒这一假设条件之后的国际自由贸易条件下,一个国家的生物产业凭借其具有比较优势的高生产力,面向国际市场,根据包括生产性消费的消费者以及购买者的需要,对其提供更具针对性的的生物技术的服务和产品,并且具有持续盈利的能力。这个定义由以下两个部分组成:生物产业的生产能力和盈利能力(市场力)。根据竞争范围的不同,生物产业竞争力可以分为产业国际和国内区域两种竞争力,而本文所研究的是其国际竞争力。以下五个基本含义构成了生物产业竞争力的概念:①指的是此市场有开放性和竞争性两个特性;②它的竞争力本质上是一种较量,是一个国家与其它国家生物产业工作效率(生产率)的比较;③它的竞争力体现在两个方面,一是指提高市场占有率和令消费者满意,这是消费者价值的体现;二是指企业自己盈利和发展的实现;④竞争力具有非偶然性和持续性两个特征;⑤它的决定因素有多个方面。
2 我国生物产业发展面临的机遇和挑战
篇5
关键词: 信息技术; 现代教育理论; 生物技术教学
To make innovation on life technology teaching by using information technology
Yanli
Physician Training School, Jinzhou District, Dalian, Liaoning, 116100
Abstract:Based on the information technology teaching means under the background of teachers to provide modern information technology of the different kinds of media (such as projection, video booth, web, etc) as a platform, using the modern educational theory to guide teaching practice, aiming to improve the students' ability to the future society for the teaching goal.
Key Words: Information Technology; Modern Educational Theory; Life Technology Teaching
传统教学是指教师用传统教学媒体(如语言、板书、教材、实物、挂图等), 依据教学进度,把课本内容依次讲解给全班的学生听,强调书本知识的传承。
基于信息技术背景下的教学是指教师以现代信息技术提供的多种媒体(如投影、视频展台、web等)为平台,运用现代教育理论指导教学实践,以全面提高学生适应未来社会能力为目标进行的教学。
《生物课程标准》别提出:生物技术的迅猛发展已经显现出巨大的社会效益和经济效益,并正在越来越多地影响人类的生活和社会发展。认识和理解有关生物技术在现代社会中的作用十分重要。并强调教师应从生活中的生物技术着手,通过各种实验和实践活动,丰富学生对生物技术的感性认识;以多种方式向学生提供丰富的信息,帮助学生理解生物技术的作用。
生物新课程对生物教学提出了新的要求。初中的生物课程都遵从了“提高生物科学素养”、“面向全体学生”、“倡导探究性学习”的相同理念,这样的要求单纯的利用传统教学是无法实现的,只有与信息技术良好结合才能够实现教学目标。尤其是“面向全体学生”、“倡导探究性学习”这两项要求,对传统教学提出了挑战,教师必须改变自己的教学方式和教学理念,并应用多媒体才能达到这样的要求。
多媒体教学的优点很多,如:
一.创设情境激发学习兴趣
多媒体的特点是图、文、声、像并茂,向学生提供形式多样、功能各异的感性材料,形象生动的画面、标准逼真的情景朗读、悦耳的音乐背景、妙趣横生的益智游戏,使学生产生如见其人,如闻其声,如临其境的感觉。它能激发学生学习兴趣,把他们带入宽松愉悦的学习环境中,让学生主动探索与进取。
例如,在年级第册第课,利用动画讲解食品制造中的发酵现象,
用课件展示发酵原理反应式:
再如,在疾病防治中讲解《青霉素的作用》,如果是利用挂图的讲解,学生理解比较困难,教师也讲解的吃力,但利用FLASH动画就可以展示这样一个合成的动态过程,使学生易于理解和掌握。
用flash演示小实验《青霉素的作用》
实验证明了青霉素能抑制细菌的生长,所以它能帮助我们抵御细菌的感染。
二.刺激感官机能提高记忆效果
人类获得知识的记忆保持比率中,视觉和听觉所占比例远远超过其他感官,而视觉和听觉结合并用能达到最佳学习效果。也就是音像结合能刺激多个感官,又能引起有效注意,有利于记忆力的培养和情感激。
例如,讲解食品保存中,用PowerPoint课件展示通过收集资料总结的各种保存食物的方法。
⑴脱水法⑵晒制烟熏法⑶渗透法⑷腌制法⑸巴斯德消毒法
⑹真空包装法
在讲解利用生物技术进行环境保护时,用PowerPoint课件展示污水处理厂如何进行污水净化。
三.增大教学容量提高教学效率
在信息化的时代,除了要求学生掌握书本知识外,还要求学生学到更多课外知识。运用多媒体教学有助于实现课堂教学的大容量、多信息、高效率。课堂上教师只需轻松点动鼠标,就能在短时间内直观、形象地演示教学理论的发展过程,揭示概念,使教学内容主线明确,理论分析深刻到位,基础知识的讲解更为详尽,课堂练习量和内容更为广泛有趣,新知识的巩固更为扎实。在演示过程中,教师还可控制演示速度或停顿,既可作为新知识的讲解,又可根据班级情况抽出更多时间和精力来提供讨论对象,启发学生主动质疑,引导他们观察思考。在这种和谐宽松的教学环境中,学生的求知欲望增强了,并且参与意识和探索精神得到了发展,使课堂教学过程出现生动活、轻松高效的局面,教学效率显著提高。
例如,在讲解
生物学课件的制作需要大量的素材,收集素材的途径主要有三个方面。1、网络下载,初中教材上的图片就是好的素材;搜索科技教学图片;2、收集旧教材相关课件素材,由于网络上有关新教材的课件一般都需要;3、自己拍摄或学生提供。
举例说出克隆技术的应用。举例说出转基因技术的应用。关注生物技术的发展对人类未来的影响。收集和交流有关转基因生物的资料。有条件的地方进行实地调查。
1997年2月,克隆绵羊“多利”诞生的标志着人类可以利用动物身上的一个体细胞,产生出与这个动物完全相同的生命体,打破了千古不变的自然规律。
教师应充分重视信息化课程资源的利用,包括各种生物教学软件、网络上的生物科学教育资源等。计算机多媒体以其极强的交互性和模拟功能显示出它在生物教学中的重要作用。生物教师应该在教学中充分利用各种教学软件,包括教师自制的教学软件,提高教学效率。伴随网络的发展,互联网传递着越来越多地生物信息,如动植物的图片、课件、动植物的趣闻、最新生物科学进展等。这些信息也应在生物教学中得到充分利用。
篇6
【关键词】生物制药;开发;展望
【中图分类号】R195 【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851(2014)2-0494-01
生物技术药物产业中涵盖了药学、生物学以及医学等先进的技术,其对很多基础学科进行突破,例如分子遗传学、生物物理等,并以此作为坚实的后盾。目前机会所有行业与领域都在广泛的应用生物技术药品,例如日化产品以及医药等,特别是在改造传统制药工业以及新药的开发与研制过程中都开始更加广泛的应用此生物技术药品,于是生物制药产业逐渐发展变成一个发展最快、较为活跃的产业。生物制药产业的未来进展能够帮助人类治疗许多现在不能治疗的疾病,解决营养不良等问题,延长人们的生存寿命,提升其生命质量。
一 生物药物的概述
生物药物是指以生物体、生物组织、细胞、体液等为原料,综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。
生物药物的特点是药理活性高、毒副作用小,营养价值高。生物药物主要有蛋白质、核酸、糖类、脂类等。这些物质的组成单元为氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等,对人体不仅无害而且还是重要的营养物质。生物药物的阵营很庞大,发展也很快。
二 生物制药的开发现状
(一)生物制药现在的主要研究方向
(1)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。美国每年有中风患者60 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,溶栓活性酶(Activase 重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。
(2)肿瘤:在全世界肿瘤死亡率居首位,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,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。
(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。如Genentech 公司研究一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白E 用于治疗哮喘,已进入Ⅱ期临床;Cetor’s 公司研制一种TNF-α 抗体用于治疗风湿性关节炎,有效率达80%。Chiron 公司的β- 干扰素用于治疗多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病,如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞,再将细胞注入人体,使工程细胞产生全程胰岛素供应。
(二)我国现代生物制药的开发现状
现代生物技术医药产业化进程:我国自80 年代开始进行现代生物技术药品的研究和开发,虽然起步较晚,基础较差,但一开始就受到党和国家的高度重视,并列为“863”计划和国家重点攻关项目的主要内容,经过十多年的努力,特别是近五年来,现代生物技术医药产业有了突破性的进展,到1998 年7 月底我国已有十四种现代生物技术药品和疫苗投入生产,据初步统计,1997 年的工业总产值约20 亿。目前我国已有近200 多个现代生物技术制药企业,其中约30家生产企业已具有不同规模的生产能力,陆续投入生产。
(三)我国生物制药目前的发展方向
目前,我国为了发展具有科技优势和自主创新特点的生物制药产品,需要重点研究和开发以下几个领域:(1)中草药及其有效生物活性成分的发酵生产;(2)改造抗生素工艺技术;(3)人源化的单克隆抗体的研究和开发;(4)核酸类药物研究;(5)血液替代品的研究与开发;(6)基因芯片(DNA 芯片)技术;(7)拓展人类基因组的研究成果;(8)发展氨基酸工业化的研究和开发甾醇激素;(9)开发活性蛋白与多肽类药物以及治疗性抗体。
三 生物制药的未来展望
随着现代生物技术的迅猛发展,运用基因组学、蛋白质组学、生物信息学等现代生化与分子生物学技术,结合基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、生物芯片等常用技术,在将一些疾病的发病机理的认识清楚的基础上,针对生物制药研究中存在的问题,展开综合研究是生物制药发展的趋势。
同时,生物制药的发展不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,同时也依赖于很多相关领域的技术进步,一些新技术的出现对于新药物的开发有着很大的推动作用:例如计算机模拟和分子图像处理技术相结合可以提高设计具有特定功能特性的分子的能力,这一技术很可能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。
随着人类基因组计划的成功完成,人类遗传结构的秘密正逐步被人类所了解。这些遗传信息必定是宝贵的医药资源,是生物制药研究的重要依据,对以后生物制药发展的有着重大的意义和深远的影响。
总而言之,在多个学科的共同努力下,借助于高新技术能够有效的拓展新药的开发空间,为新药的发明创造更多机遇,提高开发速度。由于这些技术与方法能够有效的找到可以更快鉴定药物作用的靶,从而找到更多先进的新型先导物化学实体,于是为新药的发明提供更为便利的条件。
参考文献
[1]靳,李洋,李乾.我国生物制药研究进展及展望[J]. 现代生物医学进展,2012,01(07):67-68 .
篇7
关键词:食品;检测;生物;技术;应用
中图分类号:G718 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2016)07-0279-01
随着食品安全问题与人们食品安全诉求矛盾日益增强,做好食品检测工作是妥善解决社会发展矛盾的有效措施。由于我国食品安全检测技术起步较晚,现目前技术成熟度较低,加之食品安全问题日益繁杂,倘若仅仅采取传统的化学、物理等检测手段便不能够契合现代食品检测需求。生物技术在食品检测中,具有灵敏度高、识别功能强、成本低廉、选择性高等特点。因此,在食品检测中,生物技术开始占有一席之地且得到广泛的关注,尤其在人们普遍关注的转基因食品检测中,生物技术发挥出来较强的优越性,此外对于致病微生物的检测,生物技术也具有不可估量的优势。于兹,下文将重点探究几种在食品检测中常用的生物技术。
1. DNA探针技术的应用
1.1 DNA探针技术概念简介。DNA探针技术在食品检测中,主要是利用DNA抑或RNA碱基序列的互补性,将已知DNA用同位素法进行标记,然后做成DNA探针,并寻找可以匹配的待测微生物的DNA或RNA从而结合成杂交分子链。然后通过显微镜观测,被标记的DNA探针是否与待测微生物结合成了分子杂交链以此判断是否存在某种微生物。随着DNA探针技术不断改进与发展,现目前已经成为较为成熟的食品检测技术,并且在市场上得到了较为广泛的使用。现目前,DNA探针技术主要用于微生物检测,对某些致病源检测效果极佳。譬如利用DNA探针技术可以成功且高效的检测食品中的大肠杆菌、李斯特氏菌、沙门氏菌、志贺氏菌等。
1.2 DNA探针技术的应用。上文我们首先简要探究了DNA有关概念,接下来我们将进一步探究DNA探针技术在食品检测中的具体应用。DNA探针技术的核心是构建DNA探针,但是构建探针的方法我们不能按部就班、一层不变的进行,因为微生物特性各不相同。不同的微生物所适用的探针不仅具有特殊的碱基序列,同时其特异性也需要着重考虑。因此构建DNA探针时,必须结合待测微生物特异性,并将具有特异性的DNA保守基因序列作为目标DNA。而DNA探针则应该以目标DNA作为模版,利用互补法构建配对的碱基序列。一般而言,决定微生物特异性DNA的关键因素是生理特征、生化特征。因此工作人员要抓住待测食品微生物的特异性,采取合理的措施构建具有实效性的DNA探针。
2.PCR 及其改进技术在食品检测中的应用
2.1 传统PCR技术简介。PRC技术有被称之为聚合酶链反应技术,该技术的机理是运用酶促反应对DNA进行体外扩增。此技术主要是依赖于DNA聚合酶较强的促进作用,使得DNA能够有效连接碱基序列从而复制具有特异性的DNA碱基序列片段。传统的PCR技术在食品检测中,主要用于对病源微生物的检测。该技术滥觞于1985年,在1992得到实际运用。但是直到近几年该技术在食品检测中才得到较为广泛的运用,现目前利用传统的PCR技术,我们已经可以成功且高效的检测出小肠耶尔森氏菌、 单增李氏菌、金黄色葡萄球菌、肠出血性大肠杆菌0157等病原体。除此之外,PCR技术通过有关实验证实其还可以用于检测转基因食品。由此可见PCR技术不仅能够有效检测一般致病源同时还能有效检测转基因食品。
但是从今年来的实践效果来看,传统PCR技术也存在诸多缺陷:譬如:传统PCR技术在食品检测中偏向于定性检测,而对于定量检测则显得比价乏力;同时利用传统PCR技术检测微生物时,在存在部分衰老或者死亡微生物的情况下,检测结果会出现假阳性特征,这就很容易对检测结果造成极大的干扰。
2.2 革新的PCR 技术 在食品检测中的应用。正如上文所述,传统PCR 技术 在食品检测中虽然有较为明显的效果,但也存在诸多可以矫治革新的问题。鉴于此,下文将进一步说明改革的PCR 技术 在食品检测中的具体应用。
2.2.1 定量PCR 技术的应用。所谓定量PCR 技术 ,顾名思义即指的是不仅要检测食品微生物类型及致病源,同时还能够检测微生物数学量。定量PCR 技术 是在传统PCR技术上进行改进的新型技术,它主要是在传统PCR技术基础上,在原有的检测体系中加入了荧光基团。而加入荧光基团的作用一则是监控检测反应速率,二来则是通过荧光信号计量,以此成功完成微生物的定量检测。鉴于此该技术具有上述优点因此在实际检测中,我们通常是利用该技术检测病原微生物数量、转基因食品、掺假量等。
2.2.2 巢式PCR 技术的应用。所谓巢式PCR技术其基础仍然是传统PCR技术,巢式PCR技术的工作机理是,在传统PCR技术基础上同时加入两队引物,一对负责利用DNA聚合酶促使DNA扩增反应进行,另一对引物的作用则是利用酶合反应过程对病原微生物进行检测。
3.生物芯片技术及其在食品检测中的作用
生物芯片技术是上个世纪90年代初的新兴技术,该技术自研发以来在各界都得到较为广泛的运用,现目前在食品检测中也得到了有效的应用。生物芯片技术的工作机理是利用微电子技术与微加工技术在固格体芯片上构建起待测病原微生物的有关化学机构以供分析。利用生物芯片技术就可以直观的观测病原微生物的化学结构,以此精确、快速的判断并分析该微生物的细胞、DNA、RNA、蛋白质等有关信息。现目前生物芯片技术在食品检测中具有十分重要的作用,因为该技术不仅充分认识到了病原微生物的基因序列的保守性,同时也兼顾了各个菌种的差异性。不难看出,在食品检测中使用生物芯片技术,能够极大的提高检测数据的精确度。同样的,生物芯片技术不仅对病原微生物检测有作用,该技术在转基因食品检测中也具有较好的效果。生物芯片技术不仅能够有效检测出食品是否含有转基因同时也能够分析出食品转基因类型。
4.胶体金免疫层析技术在食品检测中的应用
根据实际情况来看,胶体金免疫层析技术普遍运用于医学领域,该技术在食品检测领域的使用仍处于起步阶段,但是就近几年的发展状况而言,该技术在食品检测中的运用前景是十分可观的。 胶体金免疫层析技术能够对病原微生物进行定性分析也可以进行定量分析,因此使用该方法进行食品检测,能够有效提升检测数据的精确性。 胶体金免疫层析技术能够检测的有害微生物有:霍乱弧菌、金黄色葡萄球菌、布氏杆菌等。
5.结束语
综上所述, 生物技术在食品检测中发挥着巨大作用,DNA探针法、PCR技术、生物芯片技术、胶体金免疫层析技术等在食品有害微生物及转基因食品检测中都有着十分显著的效果。我们期待生物学家们可以研发更加高效的生物检测技术,从而为人们赖以生活的食品提供安全和营养的可靠保障。
参考文献:
[1] 张奇志. DNA 探针和PCR技术在食品检测中的应用[J]. 广东农工商职业技术学院学报, 2007
[2] 卿柳庭, 等. 核酸探针和PCR 技术在食品检验中的应用[J]. 动物医学进展, 2000
篇8
关键词 细胞工程 教学改革 生物技术
中图分类号:G642 文献标识码:A
细胞工程是理论与实践结合的综合性很高的一门学科,是应用细胞生物学和分子生物学的原理方法,在细胞水平上研究、改造生命遗传物质,以获得具有目的性状的细胞系或生物体的理论和技术的学科,它既是现代生物技术的重要组成部分,也是现代生物学研究的重要技术手段和工具,在高校生命科学及相关学科的课程设置中占有重要地位。①
在食品学科和食品生物技术专业上,细胞工程应具有有别于生物学科的教学内容和应用实例。结合食品生物技术专业的教学目的和现有教材,在课程内容上进行调整,注重其在食品生物技术上的特色和应用,并保持教学内容系统性与完整性,保证授课内容的全面、趣味、实用。站在现代科学发展的前沿,掌握生物工程领域科技发展的最新动态,及时把这些动态、研究成果以及有待攻关的技术和课题融入教学内容,激发学生学习探索新知识的兴趣,提高学生的综合能力。为此,本文对该课程的改革进行了如下的探讨。
1 对教学内容的改革
1.1 精选教学内容
教学内容是教学的核心,是教师给学生传授的知识和技能,灌输的思想和观点,培养的习惯和行为等的总和。随着对教学改革的开展,教学内容具体为教学过程中同师生发生交互作用、服务于教学目的达成的动态生成的素材及信息。
对于细胞工程来讲,涵盖了植物细胞工程和动物细胞工程两部分内容,在通常的专业设置上,各学校会根据自己的研究和应用领域,侧重于植物细胞工程或者动物细胞工程。在教学内容上,通常在植物细胞工程中会涉及植物组织和细胞培养、快速繁殖、原生质体培养、单倍体育种等内容;在动物细胞工程中会涉及动物的细胞培养、组织培养、单抗的生产、转基因动物的获得等内容。②
在食品学科和食品生物技术领域,植物细胞工程和动物细胞工程的知识都要涉及,简单来说植物细胞工程为食品来源提供基础研究手段,动物细胞工程可以为食品的功能性、安全性提供研究方法。植物细胞工程可以为学科建设和学生的知识体系提供包括组织培养、细胞培养、转基因技术等在内的知识,这些内容会应用在植物有用次生代谢物的生产方面,忽略传统生物学科中的人工种子、单倍体育种等偏重于生物学和农学的内容;动物细胞工程中的组织和细胞培养,不仅可以提供食品中功能成分研究的体系,还是一种重要的研究手段和生产方式。所以,本研究从植物细胞工程和动物细胞工程两方面选择在食品学科和食品生物技术中有理论和应用价值的内容,对细胞工程原理的教学内容进行更新。
结合以上所述食品学科特点和细胞工程学科特点,本课程主要围绕以下几个方面展开:一是细胞工程基础,包括基本概念,主要研究内容,细胞培养的基本设施、条件、方法和技术等;二是植物细胞工程, 包括植物组织培养、脱毒与快繁、原生质体融合、转基因技术等;三是动物细胞工程,包括动物细胞培养、细胞融合、细胞重组与克隆、转基因动物与生物反应器等;四是细胞工程的实践与应用,包括细胞工程及其相关技术的发展现状与应用进展,及其产业化发展前景等。把最新的科技发展成果融化到教学内容中,提高教学内容先进性、科学性;精选整合教学内容,注重理论并联系在食品生物技术中的研究和应用。
1.2 补充教学内容
在食品生物技术中,需要补充通常的生物技术中不会涉及的内容,如在植物组织和细胞培养生产有用的次生代谢物部分,通常来讲会涉及像黄酮类、萜类等有药用功效的次生代谢物,而对于食品生物技术专业来讲,选择一些色素类、香料类物质的次生代谢,可能应用在食品工业上的物质更符合专业特点。在动物细胞工程中,转基因动物内容的设置需要淡化,对于本专业来讲,动物细胞和组织培养在食品的安全性和功能性的检测上的作用和意义则显得更为重要。
1.3 开展细胞工程在食品生物技术中的应用讨论
面对近年来层出不穷的食品安全环节出现的问题,作为生物技术专业的重要课程之一,细胞工程应该提供学生发现、分析、解决该问题的思维方式,如对膨胀素在西瓜早熟过程中的作用、某些食品成分的安全性问题。在细胞工程课程中,学生能够了解细胞融合、杂交育种和转基因技术的差异,可以在他们的知识层面开展一些针对性的分析和讨论。提高社会民众的素质,应该至少从专业的学生做起,让他们具有分析问题、解决问题的能力。
2 对实验教学环节的改革
实验教学是对理论学习的有效验证和补充、延伸,在改革理论教学的同时,实验教学应当同步调整。细胞工程学是一门实验性很强的学科,某种意义上讲,细胞工程仍然是一种方法和技术,而且与其它生物技术课程交叉性很强。③在细胞工程的实验教学过程中,选取代表性的,能够体现细胞工程特点和技术的内容进行开展。④⑤如在植物细胞工程的组织培养环节,通常的生物技术课程会选择烟草等模式植物进行再生,虽然说烟草作为模式植物在通常的研究过程中具有普遍性,但是在食品生物技术专业,应该就具有食品特色材料进行展开,比如胡萝卜、番茄等的组织和细胞培养,在培养技术和过程上具有普遍性,从材料上和应用性上比较贴近食品。
改变通常的实验教学内容零散、断续和不相关的特点,在植物细胞工程部分,整个实验内容自成体系,每个实验环环相扣,而这一系列实验要求学生掌握基本的操作技能,对细胞工程的理论知识和实验技能有个系统的、完整的认识。例如,在植物细胞工程中的无菌苗繁育、快速繁殖、愈伤组织的诱导、细胞培养等,这一系列的实验,可以在老师指导下,由学生分组、选择自己的材料来完成,由此学生不仅可以掌握实验技能,还能更好地理解和应用所学知识,真正地将理论和实践联系起来。
3 改革教学方法
3.1 采用启发式、探究式教学方法
作为综合技术课程,细胞工程的各章节逻辑性不强,理论表述较少,应用技术细节较多,给欠缺基础知识的学生在理解、记忆课本内容时带来较大的难度。因此,在教学过程中,要大力提倡启发式、问题探究式、讨论式、训练与实践式教学方法,鼓励学生大胆质疑、自由探索,最大限度地发挥学生学习的主动性、积极性和创造性。⑥在讲授细胞重组与克隆过程中,只讲解细胞重组和克隆相关原理,而克隆的最新进展则由学生在查阅资料后,对其做讲解和归纳总结,由教师和其他学生给予评价和修正;并在介绍各种技术后,通过自主查阅文献,学生会发现更多自己更感兴趣的应用。
3.2 应用现代教学手段,提高教学质量
细胞工程是一个基础性和实践性很强的学科,课程的信息量大,内容基本是微观水平,传统的教学模式无法为学生呈现如此大量的课程内容,而且也很容易引起学生对课程的懈怠,降低学习兴趣,影响教学效果。为了提高教学效果,以计算机为工具,通过多媒体、教学录像、网络资源等现代化教学手段,不仅可以向学生提供丰富多彩的教学信息,还可以提供更加美观的人机交互界面,充分调动学生的情绪、情感、注意力和兴趣。使那些抽象的、在普通条件下难以观察到的、生长周期长的过程直观而形象地展示出来,有利于培养学生独立灵活地分析问题、解决问题的能力,提高教学质量,同时激发学生的学习兴趣。⑦
3.3 给予学生思考空间,提高学生提问能力
在我们的教学过程中,常常会发现学生在听讲,但是却没有深入思考,其中的一个表现就是没有提出问题。究其原因,在教师方面,没有留给学生思考的空间,没有诱导他们去思考;在学生方面,习惯于接受固定的、不需要质疑的知识,而在教学过程中的没有质疑、没有问题,某种程度上体现教学环节上的缺失,影响整体的教学效果。而提问、讨论的环节,无疑会帮助学生对知识理解得更加清晰,而且还可以提高学生的综合能力。对于食品生物技术专业来讲,知识跨越了食品和生物两个学科,简单的知识在日常生活中可见,复杂的生物学问题在科研中探讨,所以从这个角度来讲,在本专业中开展提问、讨论的教学方式是可行的,可以通过多重方式来诱导和实现。
4 结语
在细胞工程的课程改革中,我们的目标是调整为符合食品生物技术专业设置的教学目标的教学内容,采用能够现代化的教学手段,充分激发学生的学习热情,能够提升学生发现问题、思考问题、解决问题的能力,培养出掌握专业理论和专业技能、综合素质高、能力强的人才。本文对细胞工程教学的改革尝试,从教学内容、教学手段、实验教学等角度进行的思考和尝试,应用在教学过程中,并在此过程中进一步进行调整和补充,希望对食品生物技术专业的教学效果提升和知识体系建设有所启发和帮助。
课题项目:中国农业大学教学研究项目,项目编号201246
注释
① 王蒂.细胞工程学.中国农业出版社,2003.
② 赵会敏.生物技术专业动物细胞工程课程的改革与思考.广西大学学报(哲学社会科学版),2011.33(6):172-173.
③ 刘清波,黄红梅,赵燕.农业院校细胞工程实验教学改革探析.现代农业科技,2010(15):27-28.
④ 李艳红.细胞生物学和细胞工程实验教学的几点体会.实验室研究与探索,2004.23(7):51-52,66.
篇9
【关键词】免疫学;教学改革;教学与科研结合
随着生物技术的不断发展,以基因工程产品、抗体工程产品和细胞工程产品等现代生物技术为主要代表的生物制药产业是发展最快的高技术产业之一。我校开设生物制药、生物技术专业,进而成立生命科学与生物制药学院已有十年,取得了一定的成绩,但也暴露出在教学过程中与专业切合度不够,学生学习兴趣有待提高的局面,尤其免疫学在内容上具有很强的内在联系和严谨的逻辑性,使得大多数初次接触免疫学的生物专业学生不容易理解和掌握,学生常反映听不太懂。近些年我们通过一系列的教学改革,取得不错的成绩并积累了一定的经验,现将教学中的一些措施归纳如下。
一、讲好绪论,通览免疫学全貌
免疫学本科教学中一直以“老师难教”、“学生难学”为著称的课程,讲好绪论,提高学生学习兴趣至关重要。免疫学教学改革的首要任务就是解放思想,树立新的教育观念以学生的全面发展为目标,以学生的创新与实践能力培养为重点,全面推进素质教育。在此思想指导下,授课教师重新定位了教学目的,提出“理论结合实践,教与学并重,让学生在掌握免疫学基本概念、基本理论以及常用实验技术的基础上,能够创新性地提出问题,并能独立地分析和解决问题,为生物医药的相关课程奠定基础”。授课教师在第一堂课就设计了思考题――你将来想从事什么工作,你认为免疫学与你将从事的工作有什么联系。这个问题引起了强烈的反响。多数学生认为今后将从事的药物开发、生物试剂开发、营养师等工作与免疫密切相关,学好免疫学将有重要的帮助。
二、调整教学内容,与生物学、药学紧密结合
根据生物本科专业的特点和培养要求,授课教师对教学内容进行了合理的安排和调整。例如:着重介绍免疫应答等基础免疫的内容,临床免疫则选取与生物专业相关性较高的肿瘤免疫,免疫缺陷等内容讲授; 根据知识的关联性,将固有免疫应答细胞与固有免疫应答,T、B细胞与适应性免疫应答结合介绍。此外,还补充了理论研究和实验技术的新进展。如:除了造血干细胞,还为学生介绍干细胞分类、成体干细胞“可塑性”、胚胎干细胞克隆等。同时,利用本院研究所的软硬件支持,给学生开设目前应用广泛的流式细胞术等实验技术。经过精心安排和组织,免疫学的教学内容既突出了重点、难点,又保持了时代性、先进性和前沿性。
三、利用多种教学手段,加强讨论式、启发式教学,提高学生学习兴趣
现代教育理念认为,真正的教育应当是以人为本的教育,把人作为发展的主体、发展的动力,把发掘人的潜能、开发人的聪明才智作为出发点和落脚点。结合近年来发生的社会普遍关注的重要事件,如SARS、禽流感的流行等,教师还进一步强调了免疫学的重要性和实用性,大大提高了学生的学习兴趣和动力。教学过程中,注重充分发挥教师和学生的主观能动性,开展了多种形式的互动教学。例如,将学生分组,按照“自学―自制P盯并讲课―教师点评”的方式学习细胞免疫应答。
学生不仅在课前认真预习了相关章节的内容,还查阅了书籍和网络,并制作了精美的PPT。经过教师对知识点、PPT制作及授课技巧的点评,学生普遍反映既扎实地掌握了知识,又学到了其它东西,对自己综合能力的提高有较大的帮助。
又如:在学习抗原分类、补体激活途径及抗原提呈等知识时,让学生对异同点进行比较和讨论,让学生通过自己的思考牢固地掌握知识。还利用现代化的教学手段,通过声音、图像、动画等多种形式,将抗原抗体反应、补体激活、T 细胞杀伤靶细胞等抽象的概念和知识点形象、直观地讲述出来,既吸引了学生的注意力,又促进了知识的理解,更为学生想象力和抽象理解能力的发展提供了帮助。
四、改革实验教学内容,适应专业发展需要
免疫学实验是通过实验教学环节,促进学生对课堂理论知识的理解,在动手操作专业基本技能训练之中培养学生严谨的科学态度、分析问题和解决问题的能力与创新思维。免疫学实验教学的质量直接影响学生对免疫学基本理论的理解与掌握,也间接影响学生将免疫学知识运用到工作实践的能力与水平,实验教学是培养学生创新能力的重要环节。以往开设的经典免疫学实验多为单个验证性实验,如E花环沉淀这些实验很大程度上落后于迅速发展的现代免疫学理论和技术,在方法和水平上都显陈旧,不利于学生科研思维和创新能力的培养。授课教师经过讨论和设计,将淋巴细胞分离培养、ELISA 法测定IL-2、免疫组化SP法测定肿瘤组织VEGF以及流式细胞术检测T细胞亚群等实验有机结合,开设了免疫学综合性实验,让学生了解科学研究的基本过程,培养他们的科研设计能力。借鉴生物技术专业开设跨课程基因工程综合性大实验的成功经验,授课教师还设计将生物信息学、分子生物学、免疫学联合起来开设“单抗制备”的综合性大实验,让学生能够真正地运用所学的知识及实验技能。
篇10
关键词:克隆人; 技术; 华而不实
Abstract: In modern society, “human cloning” is a popular term. There is deeply flashy and without substance behind human cloning. How to treat the technology of human cloning? We ought to create what social environment for the better development of biotechnology. We only need calmness, solidness and order.
Key Words: human cloning;technology; flashy and without substance.
引言
作为科技哲学的学习与工作者,我们一直关注着生命科学和生物技术的发展与进步。我们总感觉到生物技术的发展与人类的社会生活状况及健康关怀密切相关。由于现代生物技术的发展还不能给我们更多的经验事实来显示它对社会的巨大作用,人们对它的认识只能在很大程度上处于理论推测和美好展望阶段。作为生物技术领域之一的克隆技术,它对人类社会生活的影响可能是很深远的,但是这些年来我们对它的认识也多半停留在观念与假想阶段。
关于“克隆人”问题,自1997年以来,不仅是一个科技热点,而且作为一个社会热点为人们所广泛关注。“克隆人”真的要呼之欲出了吗?“克隆人”有没有实现的可能?有没有意义?对此,人们已经发表了很多并非毫无道理的言论。早在1997年第6期的《自然辩证法研究》上就发表了邱仁宗先生(国际人类基因组组织伦理委员会委员)的“克隆技术及其伦理学含义”的文章和一组九篇关于“克隆人”问题的笔谈,后来又陆续发表多篇与之相关的论文。这充分反映了我们科技哲学界对此问题的密切关注。
如今五年多过去了,我们本来不想再去凑那个热闹而对这个似乎老生常谈的话题再议论一番。但是事至今日,只要你打开网络、电视和广播,翻开报纸和杂志,总会有关于“克隆人”的新闻、言论不断涌现。现在非常明确的是,“克隆人”的问题并没有终结,它也许是一个常谈常新的话题。从1998年的锡德(Richard Seed)到2001年的扎沃斯(Panos Zavos)、安蒂诺里(Severino Antinori)、布瓦瑟利耶(Brigitte Bossilier)等被媒体称为“科学狂人”的人物,一直要试图完成“克隆人”的“伟业”来显示人类智慧的伟大和对自然界限的克服,就必然有人去评议“克隆人”。对此,我们有疑义和困惑,也有自以为是的一些新认识。我们带着并非反科学与反技术的态度,通过对“克隆人”技术层面和社会层面问题的描述与思考,我们不得不说“克隆人”热是华而不实的学风与社会盲从的产物,是在当今技术时代人们对技术高度崇拜、技术狂热幻想与对技术现象思维高度敏感性相结合的产物。在此,我们同时初步分析了在现代市场经济条件下,发展生物学和生物技术应持的心态和适宜的社会环境。
1 动物体细胞克隆技术的不完善性
在此,我们有必要重述一下事情的来源。在1997年2月27日出版的《自然》第385卷上,英国罗斯林研究所的威尔莫特(IWilmut)博士及其同事发表了题为“从胚胎和成年哺乳动物细胞繁衍的后代”(Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells)的研究论文,宣布了一例采用成年母绵羊乳腺上皮细胞作为细胞核供体,另一只母羊的去核卵母细胞为受体,经过细胞核移植后,植入第三只母羊的子宫发育成为一只与核供体母羊遗传性状完全一样的小羔羊,名为“多莉”(Dolly)。其实,威尔莫特的论文包括两项实验结果:一是用绵羊胚胎细胞核移植获得了七只小羔羊;二是用绵羊的乳腺上皮细胞核移植获得了一只羔羊,而实验所用的重组卵子数量是277个。利用胚胎核移植克隆出羔羊七个,具有一定的重复性,是可信的。在此之前已经有别的生物学工作者在小鼠、猪、牛、羊等哺乳动物身上,已有不同批次的成功试验来证明。所以说用胚胎核移植克隆哺乳动物的技术是可行的。〔1〕 但是,用成年动物的体细胞核移植的成功率是如此之低!我们试想,如果没有“多莉”的出生,有“成功率”这个概念吗?这只能说明体细胞克隆技术远远没有达到成熟的地步,甚至其可行性也有让人怀疑的地方。
不但我们这样想,而且有思维能力的人都会这样去想,如果能用体细胞克隆出第一个“多莉”,则应该能克隆出第二个以至于更多的“多莉”来。必须强调的是,科学事实应该是可复核和可以重现的,能重复实验是科学研究的基本规范。实验性科学成果,只有在取得多次或大量的重复后,才能被科学界认可。在科学史上,物理学家韦伯曾宣称发现了引力波,但是由于没有被别的科学工作者重新发现而始终没有被承认。让我们吃惊的是,这个发表在《自然》杂志上的自然科学成果被学术界、新闻界、政界、一般公众如此迅速地接受了。我们不禁要问:这到底是《自然》杂志世界学术权威性的深远影响呢?还是人们“正因为是不可能的,所以我们才相信”的潜意识心理在作怪?我们不禁还要问:只有一例“多莉”羊的诞生能充分证明已经高度分化的哺乳动物的体细胞在适当的条件下可以去分化、重新获得遗传的全能性吗?这是一例判决性试验吗?我们能在没有更多的科学事实面前、不假思索地就认为这是生物学史上划时代的一场革命吗?我们所有断言的理由充分吗?
对这些疑问的答案我们不得而知。我们只知道自然界中有些界限是不容易或不能突破的;我们只知道科学与技术不完全是一回事;我们只知道成熟的技术是达至目的的有效手段;我们只知道没有切实可行的克隆技术是不能实现“克隆人”的梦想;我们还知道如今五年多过去了,“克隆人”没有诞生,一切一切的喧哗随着时间的推移而烟消云散了,留下的只是一片片虚无!
2 “克隆人”部分社会层面问题的不实性
(1) “克隆人”的风险性
被媒体誉为“克隆羊之父”的威尔莫特在美国《科学》杂志上发表文章也指出了克隆技术的不完善性,例如克隆动物的大多数在胚胎阶段就失败了,成功率很低,并且产下的动物胎儿不是死胎就是有畸形。这样极不成熟的技术,如果随意应用于人身上不是失败就是极不安全的,使当事人或“克隆人”冒着巨大的生命风险或健康风险。“我们相信在细胞核克隆上的科学争论仍不能澄清时,试图去克隆人类是危险的和不负责的。”〔2〕并且在移植操作过程中,一旦细胞核受到任何机械性损伤,就有可能发育出有缺陷的后代。与其这样,又何必去克隆人呢?对人类的繁育来讲,克隆技术是不是有些画蛇添足呢?
(2) “克隆人”的不必要性
现代人类社会是人丁兴旺,世界各国(特别是发展中国家)都还在为控制人口数量的持续增长而努力,根本没有必要去复制人。尽管有人说这项技术可以帮助不育或失去孩子的家庭解除痛苦,提供一种新的生育行为选择权。但是这样的家庭在数量上又有多少呢?有必要花费大量的社会资金、资源和智力为极少数人的特殊需要服务吗?这样的研究目的充分而正当吗?况且现在不是已经有比较成熟的“试管婴儿”等辅助生育技术来解决不育问题吗?为什么要寄希望予一项尚不成熟甚或不可能的技术呢?
(3) 尊重女权的社会心理的抵制
依照动物克隆的技术操作程序,培养“克隆人”,既需要妇女提供卵细胞,以便为了获得去核的空卵,还必须借助于妇女的子宫来孕育克隆胚胎。因为人们也许永远无法去制造或合成生命原点之一的卵子,同时人们也不可能在短时期内模拟出人体子宫那样的适合生命孕育的精致环境。不但在女权主义者看来,就是我们一般人看来,在整个将要施行的“克隆人”技术操作过程中,妇女始终处于一种“工具”的地位。如果充分考虑到妇女的心理因素并尊重女权而不能随意增加其非正常排卵、怀孕和分娩的风险与痛苦,则“克隆人”是缺乏广泛的社会支持基础的。“克隆人”要比正常的生育复杂得多,也并不充满诗情画意。人们似乎在做着一项背着石头上山这样的事情。
(4) 社会属性的不可复制性
众人皆知,人是生物属性和社会属性的统一。人之所以为人,更主要的是由于其具有的社会属性,因为“人是一切社会关系的总和”。现在我们大都明白了已不可能克隆出诸如“希特勒”、“爱因斯坦”那样的人物了。每个人都有其所处的特定的生活环境,其人生际遇与所处的家庭环境、教育环境和社会环境是紧密相联的。“克隆人”的神话迎合了部分人渴望与众不同并成为天才人物的某种期待心理。但是理智的人们,一定不要被卷入遗传决定论的漩涡。那不过是个不切合实际的梦幻!
总之,基于技术层面和社会层面的理由与现实来看,“克隆人”真的是华而不实的!
3 两点启示
在“克隆人”研究与争论热后进行一番冷静地思考,将有利于人们正确地理解现代生物技术及其价值,同时也会有益于生物学、生物技术的健康发展和人类社会的进步。
(1)重树科学精神,调整研究心态
通过对这几年“克隆人”热的思考,可以看出:世界范围内的生命科学(医学)界,似乎有一种比较普遍的浮躁情结。例如,昨天你宣布克隆出个绵羊,今天我就声称克隆出个猴,明天他又计划去克隆出人来,并且和大众媒体紧密配合。这其实是人们在市场经济条件下科学精神缺失、功利心切和“争第一”思想的一种表现。这不能仅仅责怪生物学(医学)工作者,这也是社会环境使然。我们的市场经济社会是重结果、重实效而不重过程的。但是作为生物科学工作者,还是要树立科学精神,实事求是,勇于实践和创新。不去做一些华而不实的研究工作,而是要踏踏实实地做好基础性研究工作,在知识储备充分的情况下再去及时地实现技术上的转化,从而造福于人类。记得我国生物学家、中科院院士邹承鲁先生曾说过:“要成为一个有成就的科学家,需要奉献出他的全部时间和全部精力,他没有‘第二职业’,他也没有过多的兼职,过多的抛头露面。”这对于那些频频上媒体和约见记者以及被记者约见的科学工作者来说终归是一种善意的劝告吧!
我们以为,动物体细胞克隆的低成功率本身就是一项很重要的基础性研究课题,关键之处也许还是我们对生命的本质和运动的机理了解得太少、太少了。如果弄不清这些最基本的生命机理而总是在做“克隆”,仍不可避免失败的结局。还有,动物界的“克隆”和植物界的“克隆”的内涵是一样的吗?现在所有的动物(人)克隆技术均需要借助去核的卵细胞,并要移植到子宫中去孕育,离不开雌性动物,能说是真正意义上的无性繁殖吗?这里面的深层次原因是什么?生物学家们弄清楚了吗?
我们深信,生物技术(包括克隆技术)的进步肯定还是要取决于基础研究的深入发展。没有对生命的本质及其运动机理进行长期的研究而获得的更多知识,是不可能对生命个体进行正确操纵或改变的,有的只是对生命个体的伤害。在这里,智慧与耐心缺一不可。必须进一步强调没有深厚的基础则不会有高水平的科研成果。这些道理也需要政府科技决策与管理部门和社会公众明知。
(2)正确认识生物技术,创造良好社会发展环境
新闻媒体以少有的阵势介绍或炒作了克隆技术,并且以克隆人的技术幻想,让莫明其妙的惊喜、忧虑和恐慌充满我们的社会,造成了许多人对克隆技术的误解。这是不利于克隆技术和其它生物技术的健康发展。其实,对科学技术的评价应该建立在对科学技术的正确理解基础之上。
新闻媒体对促进公众理解科学技术、塑造公众的科学态度的作用是广泛和深远的。媒体要以科学的态度来宣传科技成果、传播科学知识、弘扬科学精神,对一些还不成熟的科学概念不要夸大、炒作。同时,我们也殷切地希望生命科学工作者在面对公众对生物技术的误解时,绝对不应该保持沉默,而是要担负起普及生命科学知识的重任,把提高与普及结合起来,为促进公众理解科学做出自己应有的贡献。只有这样才能给生物技术的发展创造出一个良好的社会环境。
我们以为,认识生命的终极目的是为了更好地善待生命,而不是伤害生命,善待生命也就是善待我们人类自己。生命是充满神秘的,这种神秘在给生物学家们提出难题的同时,也使生物学领域成为最能激起人类去竭尽智力的重要领域之一。但是,“科学不是可以不劳而获的——诚然;在科学上除了汗流满面是没有其他获致的方法的;热情也罢,幻想也罢,以整个身心去渴求也罢,都不能代替劳动。”〔3〕
在生命科学领域,我们也许更需要的只是平静的心情,热情、扎实而有秩序的工作。这是一项伟大的事业,需要踏实、勤奋和充满智慧的人们来完成,也需要我们这些普通人实事求是地为之呐喊助威!
参考文献
〔1〕钱凯先. 克隆风云[M].杭州:浙江大学出版社,1999. 1,121.