生物学和生物技术的区别范文
时间:2023-12-07 18:01:36
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关键词:生物技术专业;发展现状;趋势分析;策略探究
中图分类号:G632.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)37-0099-02
生物技术专业是一个内容广泛、综合交叉各个学科而成的一项学科。新时期大学中生物技术专业对于我们的日常生活和工作中的重要意义可谓是不言而喻、有目共睹。生物技术将生物产品进行深入剖析和研究,从生物体不同层次上发挥生物产品的功能,极大地提高了生物产品的内在价值,为人类的物质生活提高了更加高质量的产品。例如,我们生活中的保健食品、生物抗癌药品、转基因产品等为我们的日常生活带来了很多帮助和方便,提高了生活质量。对于大学的生物技术专业来说,它涉及的范围很广,需要我们掌握的知识也有很多。生物技术专业不仅有效包括了细胞生物学、普通生物学、基因工程、生态学、分子生物学、微生物学等多种方面,这些方面与我们的生活可谓是息息相关,需要我们进行进一步的分析探讨。生物技术专业的研究现状具体如下。
一、大学生物技术专业的广阔发展前景
在当今年代,生物技术专业热潮席卷全球,它的内在价值被广泛认知,已成为21世纪自然科学的前沿学科。在近几十年,世界格局发生了重大的变化,生命科学异军突起迅速发展。在基因工程、细胞等一系列探索成为我们学校发展的主要线索和主要方向的时候,需要更多的生物技术专业人员投入到科研项目当中。生物技术所创造的价值已经远远超过人们的想象,每一个新的发现和技术革新,都将带动大规模的产业变革,因此,社会急需大量的优质高层次生物技术人才,以持续推动社会生产力的不断提高和发展。同时,生物技术专业发展也面临着许多新的挑战。然而,目前生物技术专业高层次、综合型科研人才仍然稀少,许多科研成果距离生产实践还有很长的距离,这也就需要生物技术专业培养更多的应用型人才。总之,生物技术的飞速发展为生物技术专业的发展带来了巨大的生机。因此,大学的生物专业人才具有极为广阔的发展前景和应用价值。
二、大学生物技术专业出现的问题
虽然,生物技术专业前景极为广阔,给我们日常生活带来许多好处,然而,许多高校对生物专业的深入研究仍然不够透彻、明晰,仍然有许多问题有待于我们去解决。在生物技术课程设计中仍存在不足,许多课程和教材没有进行知识更新,无法跟上时代快速发展的步伐。课程的整体框架仍停留在20年以前的状态,创新性课程少,实用性课程也少。实验课程虽然基本满足学生的需要,但留给学生独立运作的机会还很少,束缚了学生的创新意识和思想等。同时,学生普遍的感觉是专业知识陈旧,内容缺乏与时代相对应的新颖性和先进性。而且,生物技术所涉及的具体内容、应用以及生活实际的一些具体方案与我们的期望值和预期值仍然有着较大的差距,需要我们进行进一步的分析、研究、讨论。
三、生物技术专业发展趋势
既然大学生物技术专业与我们的生活息息相关,现根据我个人的一些观点,对生物技术专业的发展趋势进行简单的解析。
1.生物技术专业的市场导向。生物技术专业的重要现实意义是不容否认的,这就决定了生物技术在现代社会的发展趋势。从基础科学方面,它可以有效地帮助人们清晰的感受到自然生命和生物的存在,加深人们的理解。在人们的日常生活中,生物技术能有效地帮助人们治疗一些疾病,方便人们的生活,例如器官移植等先进的技术的有效推广给人们生活带来了不可思议的惊人的好处,这就是生物技术的魅力所在。再如,人们研究的抗倒伏、抗旱等新的品种,不仅有效提高了人们的生活质量,更有效地减轻了人们的负担。毕竟,生物技术存在并能够得到广泛推广的根本原因在于它能够为人类造福。生物技术与工程学科专业的区别在于不仅应用于工厂生产,而且在于生物本身的潜力开放,从基础的营养价值到功能性活性成分分析,再到食用或药用价值开发,日新月异的新技术不断涌现,为生物技术专业发展带来了新的机遇和挑战。这就需要不断学习和认识现代生物技术发展的动向和潮流,加快脚步跟上甚至超越前沿,才能获取主动,从而形成主动性市场导向而不是被动顺从。综上所述,大学高校中的生物技术专业的发展方向是通过进一步的科学研究,给人们的生活水平带来质的飞跃,这也是高校生物学专业设置教学目标和教学内容的重要方向。
2.生物技术专业的就业方向。随着生物技术的逐步普及,人们的生活也越来越离不开生物技术专业方面的人才,因此,这就为生物技术专业的高校学生提供了优越的就业机会和发展前景。随着社会生产力的不断发展提高,对生物技术行业的需求,国家从宏观层面上更加重视高等学校生物技术的专业水平,要求不断提高,对专业教学自然要有更高的要求,将有更多的高校开设此专业,对专业教育工作者的需求自然会增加。从事专业教学工作,不仅需要扎实的专业知识、技能,也要有能力应付这个瞬息万变的社会。同时在就业方向上,大城市与小城市、经济发展迅速地方和经济发展缓慢的地方相比,有着巨大的区别,对于生物技术专业人才来说,地区性差异造成的发展空间差异是必然的。先进性技术的发展是以经济实力和实际需求程度为基础。据统计数据显示,现在就业的生物技术的毕业生,超过80%的人选择到北京、上海和各大省会城市工作,认为留在大城市对本专业及个人以后的发展都能提供更多的机会。生物技术专业学生的就业目前主要在自主择业、公务员和考取硕士研究生等三个方向,这也是学生本人的意愿。有的学生已经厌倦了大学生活,急于进入社会工作,以期锻炼自我,实现自我价值;有的学生采取稳妥的方式,考取公务员、村官或教师等途经,实现就业。但不管从哪个方向迈出就业这一步,都需要付出艰辛的劳动和努力,这也是所有生物技术专业学生所面临的问题,由于缺乏社会经验,导致就业后跳槽频繁,甚至灰心丧气。因此,面对这样的生存挑战,只有从主观上加深学生的专业技术技能和人际社会经验,从客观上耐心寻机,才会寻求到新的发展机会。
生物技术专业具有良好的发展前景,它与信息科学等专业同样具有发展迅猛、日新月异的特性。对于生物技术专业的大学生,机遇与挑战并存,生物技术专业着重培养具备丰富实践经验、掌握扎实的基本知识、遇事有分析问题、解决问题的能力的综合素质的人才,谁能够真正掌握先进的科学知识和科研技能,谁就将领导生物技术的导向。正所谓,术业有专攻,人们对于生物技术专业的人才要求是十分严格的,这就需要学生在大学期间积累大量的知识和经验,通过量的积累,从而达到质的飞跃。在就业中的方向选择将一直是生物技术专业人才需要考虑的根本性问题,这也就需要学生在进入大学之初,就能够规划好自己未来发展之路,这样才能成为最后的成功者。因此,这就需要学生具有全力以赴的精神和毅力,为生物学更好的造福人类做出自己的贡献。
参考文献:
[1]李美玲.大学生物专业发展前景探讨[J].中国人民论坛,2002,(1).
[2]王方华.对于大学生物的专题研究[M].北京师范大学出版社,1989.
[3]张.大学生物学专业的就业问题[J].中国人民论坛,2003.
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关键字 蛋白质组;蛋白质组学;研究技术;分离技术
中图分类号 Q-0 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)107-0135-02
0 引言
近几年基因组学的不断发展与壮大,推动了生物学技术的快速发展,使得我国在生物技术方面的研究走向成熟,大部分的病毒和原核生物等简单生物的基因组工作已经完成,而且高等生物的基因组工作也取得了很大的进步,人类的基因组研究已经顺利完成。随着科技的不断发展,在生物学界产生了许多新的技术,新的基因组研究手段与方法,可以实现对数以万计的基因表达进行检测。但是,这仅仅在生物功能的静态分析上取得了很大的进步,却依然不能达到对基因组学研究的目的。正因如此,越来越多的专家将研究矛头指向了蛋白质组的研究。只有研究基因编码和翻译的蛋白质,才能真正的了解到生物的活动特征。
1 蛋白质组概念和蛋白质组学研究的范围
在20世纪90年代根据蛋白质和基因组的技术提出了蛋白质组的概念,蛋白质组指的是一组基因或者细胞所有的蛋白质表达的情况,与基因组类似,但是与基因组不同的是,蛋白质组更注重于对研究体代谢的一系列动态过程进行研究。从蛋白质组的名称上可以了解到,蛋白质组不是针对于单一的蛋白质进行研究,而是把一组蛋白质的整体作为研究对象,最后分析出每个蛋白质的表达信息。蛋白质组学是由于蛋白质组的出现而兴起的一门生物技术学科,蛋白质组学,即一个基因组,一个细胞或组织,一种生物在一定时间,一定条件下所表达的全部蛋白组成,存在形式,活动方式及时空动态。目前蛋白质组学主要研究生理、病理或不同发育阶段下蛋白质的表达情况,对表达存在差异的蛋白质进行进一步研究,分析蛋白质之间的相互作用,蛋白质的组成结构,以及蛋白质的翻译和定位情况等。
2 蛋白质组研究的主流技术
蛋白质组研究的进展与蛋白质组研究技术的发展是不可分开的,二者之间起到相互促进的作用。随着科学的进步,对于使用生物技术进行研究的结果要求越来越高,对数据要求也越来越精确,所以蛋白质组研究的技术也在不断创新与更新,目前针对于蛋白质的分离来说,蛋白质组研究的主流技术包括双向凝胶电泳技术、差异凝胶电泳技术、质谱技术以及多维液相色谱技术等。
2.1双向凝胶电泳技术
传统的双向凝胶电泳技术由1975年建立,采用双向凝胶电泳技术进行蛋白质组分离大大的提高了分辨率,因此,在蛋白质组研究技术中一直被广泛采用。其产生双向的原理是:第一向为等电聚焦,使得带有不同电荷量的蛋白质产生电泳分离,第二向为SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,使得具有不同分子量的蛋白质产生电泳分离。
随着技术的提高,双向凝胶电泳技术也进行了完善,目前所使用的双向凝胶电泳技术中第一向利用固相pH梯度等电聚焦电泳技术来达到蛋白质组分离的效果,这样可以在保证在高分辨率的前提下,提高重复性,而且可以获得蛋白质具有的分子量多少以及其等电点信息,但是,这种方法难以实现对于极大蛋白质、极小蛋白质、极碱性蛋白质和疏水性蛋白质进行有效分离分析与研究。
2.2差异凝胶电泳技术
差异凝胶电泳技术是在双向凝胶电泳技术上发展起来的,差异凝胶电泳技术在一定程度上弥补了双向凝胶电泳技术的不足,不但提高了蛋白质组的分离效率,而且降低了劳动强度,最重要的是提高了电泳的灵敏程度。差异凝胶电泳技术的原理是对两份不同的蛋白质组研究样品做不同的标记,然后放在同一环境下进行凝胶电泳,可以直观的观察到正常的基因组和癌变的基因组的凝胶电泳结果的区别,继而可以对两种不同的蛋白质表达结果进行进一步分析与研究。
2.3质谱技术
采用质谱技术对蛋白质组进行分离的原理是:首先将蛋白质组研究样品的分子进行离子化,然后根据不同离子的质荷比不同来确定其分子量,最后实现对其进行分离。在进行蛋白质组样品分子进行离子化的时候,需要保证分子的完整性,尽量不要形成碎片离子。质谱技术通过与其他高端技术的配合,可以实现对多肽的序列进行测量。
2.4多维液相色谱技术
多维液相色谱技术是蛋白质组研究过程中最常用的色谱分离技术之一,主要是通过多种色谱分离技术的联合使用来达到多维的效果,由于科学技术的更新速度比较快,而且生物技术研究的数据量越来越多,蛋白质组研究的样品复杂程度越来越高,所以实现蛋白质组自动化分离成为必然趋势,目前,蛋白质组自动化分离系统已经形成,就是将多维液相色谱技术与串联质谱技术联合使用便可以达到快速、高效、精确的蛋白质组自动化分离。但是,这种蛋白质组分离技术依然存在一定的不足,譬如,不能实现将分子量过小的蛋白质进行分离以及不能对蛋白质的差异表达进行分析等。
3 蛋白质组生物信息学
近几年来,蛋白质组研究技术已经得到了生物信息学的高度重视,甚至大部分国家政府已经大力支持蛋白质组的研究,蛋白质组的研究为生物学和医学做出了很大的贡献,蛋白质组研究技术的发展推动了我国生物学与医学的快速发展,同时生物信息学的发展也为蛋白质组的研究工作提供有力的保证,生物信息学是在生命科学、计算机技术与严密、精确的数学科学计算上发展的交叉型学科,通过对生命科学样本的研究,以及运用数学分析与计算,利用计算机技术手段实现将得到的数据和结论信息进行收集、加工和存储。
4 结论
由于生物学科学技术的提高,蛋白质组学得到了广泛的重视,同时也受到了许多政府的大力支持,成为了基因组计划研究的核心,蛋白质领域的建立为生物学家进行蛋白质结构的研究提供了新的角度与新的研究理念。蛋白质组技术的发展,对一些细菌蛋白质的研究和对分析疾病的产生原因与治疗起着深远的影响与重要的意义。
参考文献
[1]成海平,钱小红.蛋白质组研究的技术体系及其进展[J].生物化学与生物物理进展,2000(27):584-588.
[2]解建勋,蒲小平,李玉珍,李长龄.蛋白质组分析技术进展[J].生物物理学报,2001(1):119-126.
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对于学生而言,生物学的基础知识在初中和高中阶段已有较多的接触,生物学经典理论的提出和学科发展中重要的科学家的介绍大家耳熟能详。在《生物技术概论》的教学过程中,简单重复以上内容已经不能调动学生的学习积极性。而这些经典的理论知识还需要进行深入学习,这就需要教师转变教学方式。首先,引经据典,对理论的发展历程做详细地讲解,提高学生的学习兴趣。其次,经典的生物学理论大多为西方学者提出,因此在教学过程中,通过引用原始英文文献、利用双语教学的方式,锻炼学生的英语听、写、译能力。例如,1953年,Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型,开启了分子生物学研究的新时代,二人也因此获得了1962年诺贝尔医学奖,这是高中生物学课程讲授的内容。但在DNA双螺旋结构提出之前,有几位科学家提出了DNA结构的研究方法和结构模型,也正是这些研究成果成就了Watson和Crick的伟大贡献。Wilkins和Franklin提供的DNA晶体X射线衍射图片对二人的研究有很大的帮助,“MOLECULARSTRUC-TUREOFNUCLEICACIDS—AStructureforDeoxyri-boseNucleicAcid”是Watson和Crick于1953年在《Na-ture》发表的通讯文章,第二段有这样的描述:“AstructurefornucleicacidhasalreadybeenproposedbyPaulingandCorey(1).Theykindlymadetheirmanuscriptavailabletousinadvanceofpublication.Theirmodelconsistsofthreeintertwinedchains,withthephosphatesnearthefivreaxis,andthebasesontheout-side.Inouropinion,thisstructureisunsatisfactoryfortworeasons...”意思是说Pauling和Corey在他们之前已建立了核酸的三螺旋结构模型,而Pauling是当时研究蛋白质结构的权威,Watson和Crick的发文是向权威的挑战。当然,这归功于他们认真的实验工作和深厚的科学功底,因此,对于经典理论的阐释,采用双语教学的方法,结合经典文献,一方面能让学生接触一些专业词汇,提高他们的英语水平;另一方面能吸引学生上课的注意力,提高学习兴趣,在教学中起到事半功倍的效果。
二、提问式教学和反馈式教学相结合
(一)提问式教学
提问式教学是指在课堂教学过程中以教师提问为授课主线,通过激发学生的学习兴趣,最终达到课堂教学的目的。提问式教学法的理论基础有主体性教育理论和建构主义教学论[2]。主体性教育的目的是培养被教育者的自主性、能动性和创造性,而建构主义特别强调主体在认知过程中的建构作用,二者的相同点是培养被教育者的主动性和创造性,不同的是,前者教师起主导作用,后者教师起组织者、帮助者或促进者的作用。《生物技术概论》涵盖了生命科学的各个领域,每章内容的侧重点都有较大的区别。因此,在进行提问式教学中,首先要围绕章节的重点提出问题,以检查学生对基本内容的理解,同时,让学生带着问题投入到课程学习中去;其次,在课堂结束前提出问题,一是让学生回顾课堂上学习的内容,理出一条学习的主线,二是让学生在课余时间通过主动式学习解答问题,从而促进学生与课程内容的交互作用。
(二)反馈式教学
反馈式教学与提问式教学相辅相成,其包括课堂反馈式教学和作业反馈式教学等方面的内容。正确实施反馈式教学,可及时发现教学过程中存在的问题,了解学生的学习状态,培养学生的自学能力。课堂反馈式教学是指教师采用一定的教学方法和手段在课堂上获得学生学习状况的反馈,从而根据反馈结果进行教学上的调整[3]。《生物技术概论》课程浓缩了多学科的基础知识,教师在课堂上往往需要在短时间内向学生灌输大量的内容,这就造成学生对知识的理解和掌握不够,从而降低了他们对课程内容的兴趣。因此,在课堂教学中,教师应充分尊重学生的主体地位[4],允许学生随时打断教学、提出问题并展开讨论,增加教师与学生的互动。或者在讲授课程重点的基础上,教师通过反问或其他方式检查学生学习掌握的信息,培养学生对问题的思考能力,并通过信息反馈,对学生不清楚的理论知识做更深入地讲解,改善课堂的授课效果。作业反馈式教学注重培养学生的自学能力,同时,又可以检测和反馈学生对课堂教学知识的吸收情况。在作业反馈式教学中,应注意以下几方面的问题:首先,作业应围绕课堂讲授的重点内容,结合具体案例或实际设题,减少名词解释等常规问题,避免与教科书章节问题重复。因为结合具体案例或实际设置的题目,往往没有标准答案,这样既可以促进学生认真思考和分析问题,又可以避免学生相互抄袭。其次,作业应作为课程考核的一部分,这样可以引起学生对作业的重视。再次,教师应对学生的作业进行认真批改,一方面能发现学生学习中存在的问题,以便于在后面的教学中进行解释;另一方面,教师的认真批改会影响学生的行为规范,提高他们的综合素质。
三、加强多学科交叉内容教学
(一)提升学生信息技术素养
对学生进行信息技术培养,可以培养学生的信息意识与合作交流能力,但最主要的目的是培养学生的信息获取能力、信息判断能力、信息处理能力及信息利用能力[5]。《生物技术概论》课程介绍了生命科学领域的研究热点,这些热点往往是学生最感兴趣的,但课程教材的内容又不能及时反映热点问题的最新进展,因此,在课堂教学过程中,我们可以通过信息检索的方式跟踪热点问题的最新进展。以清洁能源为例,通过百度、Google或图书馆信息检索等方式,风能、太阳能、生物质能等关键词映入眼帘。与我们生物相关的是生物质能,这些生物质能又包括生物质降解和转化、生物制氢和生物成因气等,每一个关键词背后都有大量的文献和最新报道,这样我们就可以进一步了解自己感兴趣的方向。同时,针对不同章节的研究热点,教师可以设置一些问题,让学生利用信息检索的方式,收集、分析和汇总有价值的网络资源。
(二)加强与工科专业知识的融合
发酵工程是生物技术的重要组成部分,发酵工程的规模化应用离不开化学、化学工程学、电气工程、微电子技术和计算机科学等学科的理论知识。以维生素B2发酵生产为例,湖北广济药业股份有限公司是世界最大的维生素B2生产厂家,公司维生素B2高产菌株工业化大生产技术处于国际领先水平,与之配套的也是先进的仪器设备,因此在产品发酵过程中需要集成不同专业领域的人才,如空压机和发酵罐电机的维护需要具备电气专业基础,发酵过程的控制需要结合微生物学、微电子技术和计算机科学的理论知识,发酵产物的分离纯化又要依据其化学性质并结合化学工程的手段完成。因此,维生素B2的发酵生产是一个大的系统工程,与不同的工科专业结合必不可少。在课堂教学工程中,通过维生素B2发酵工艺介绍和发酵过程中相关仪器设备的图片展示,可以让学生有更加直观地认识和理解,同时,让学生体会到多学科交叉的重要性。
(三)提高对生物知识产权保护的意识
作为一项高新技术,生物技术领域的发明范围十分广泛。生物知识产权包括生物遗传资源知识产权、生物仪器知识产权、生物产品开发工艺知识产权和生物基产品知识产权等四个方面。作为生物技术专业的教师,培养学生借助已有的生物遗传资源,利用生物仪器,研究新的开发工艺,制造新产品的意识,培养他们正确利用和保护生物知识产权,是课程教学的目的之一。以我国生物医药企业知识产权现状为例,据文献报道,生物技术成果的60%~70%应用于生物医药领域,生物医药企业知识产权工作的源头是技术创新,培养自主创新能力是保证企业在市场中具有持续竞争力的重要手段[6]。2010年,我国生物医药大中型企业共有1754家,其中具有研发能力的仅有102家,这说明我国大部分的生物医药企业没有进行研发活动或自主创新[7],使得他们只能花费巨资购买国外生物医药企业的技术和产品专利。2010年,我国生物医药产业技术引进或购买的经费支出为19.92亿元就说明了这一问题。因此,提升我国生物医药产业自主知识产权能力是保证企业核心竞争力的重要体现。我国地广物博,生物资源丰富,必须采取切实有效的措施保护生物遗传资源,建立和完善生物遗传资源知识产权制度;国家生物仪器重大专项的实施也说明了政府对科研院所和企业自主创新的支持。所以,对于生物技术业的学生,在《生物技术概论》课程中熏陶生物知识产权的内容,是课程改革的一个重要方面。
四、增加生物应用案例教学
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教育家陶行知先生曾说:“没有生活做中心的教育是死教育,没有生活做中心的学校是死学校,没有生活做中心的书本是死书本。”而在《高中生物课程标准》中也充分体现了这一思想,其基本理念之一就是“注重与现实生活的联系”,也就是要将教学生活化。在各个版本的新教材编写中,编者都努力体现了这一理念,因此一线教师更应该将教学生活化贯穿于教学的全过程,使课堂教学立足于现实生活,让教学内容更加贴近生活实际,激发学生的求知欲,提高学生学以致用的能力。现联系笔者近年的教学实践,浅谈几点如何实现生物教学生活化的策略。
1 走进生活,重视教学素材的积累
过去很多教师认为教学靠一本教材、一本教参就够了,但是想做到生物教学的生活化,就要求教师要真正走进生活,同时注意做好教学素材的积累。在生活中获取教学素材的途径有很多,例如网络、图书馆、电视节目、报纸杂志等,这些媒体都为教师提供了丰富的素材。教师要做一个有心人,将看到的与教学相关的素材及时记录下来,并根据使用的目的经常整理。例如,在电脑中建立专门的教学素材库,按模块、章、节的层次对收集到的教学素材进行整理分类,以便在备课时可以信手拈来,方便使用。
“聚沙成塔、集腋成裘”,教师只有在平时重视教学素材的收集和整理,才能把一堂课上得更加生动精彩、贴近生活。
2 构建生活化的生物课堂
2.1 创设生活情境,激发学生学习兴趣
生物在我们的生活中无处不在,结合笔者几年的教学工作以及学生的教学反馈,学生反映最多的就是希望教师能在课堂上多联系生活中的一些事例。因此,教师如果能创设出生活化的教学情境展示给学生,把生活中的一些问题引入到课堂上,将学生生活与生物学习之间联系起来,必然会使学生产生强烈的学习兴趣和求知欲望,不知不觉地进入生物学习的世界。
例如,在进行“物质跨膜运输的实例”的教学时,可以创设这样的教学情景:吃比较咸的食物如咸菜或带盐味的瓜子等的时候,你的口腔和唇的黏膜为什么会感觉干涩?在做凉拌黄瓜的时候,只是加入糖、盐等调味品,并没有加入水,可是过了一段时间为什么碗里会出现很多水?为什么把萎蔫的青菜放入水中后会变硬挺?通过这些生活中常见的现象引发学生的思考,使学生产生一探究竟的心理,从而激发出学生探究细胞吸水和失水原理的兴趣和主动性。
2.2 用来源于生活的比喻,将抽象的知识变具体
捷克著名教育家夸美纽斯在《大教学论》中写道:“一切知识都是从感官开始的。”高中生物知识有许多比较抽象、深奥,学生在学习时往往觉得比较枯燥乏味。对于这些知识,教师可以从学生的生活中选择适当的已知生活体验,形成巧妙的比喻,使抽象的知识形象化、枯燥的知识趣味化,降低了知识难度,同时也活跃了课堂气氛。
例如,在上“细胞的能量“通货”――ATP”这节课时,学生不能很好地区别ATP、糖类、脂肪和蛋白质等能源物质,为了让学生更容易理解,教师可以将ATP比喻为货币,因为ATP是直接的能源物质,能被直接利用,就像货币在生活中可以直接流通使用;糖类和脂肪储存着大量能量,又不能被直接利用,可将其比喻为存折,在生活中存折不能直接流通;将蛋白质比作房子、汽车等固定资产,―般情况下不兑换成货币使用。通过这些比喻,使学生能够清晰地区别出这些不同的能源物质,并在脑海中留下深刻印象。
2.3 学以致用,让理论回归生活
长期以来,教学大都侧重于学生解题能力的训练,往往忽略了对学生解决生活中实际问题能力的培养。如果学生不能将所学的知识合理地应用于生活实践,那么教学明显是失败的。因此,在新课程改革的背景下,高中生物教学应该回归生活,拉近教学内容与学生生活世界的距离,让学生能真正做到学以致用。
例如,在讲完“细胞呼吸”之后,教师可以请学生思考一些生活中与细胞呼吸有关的问题:制作创可贴的材料为什么要尽可能透气?花盆里的土壤板结后,为什么要及时松土?为什么要提倡慢跑等有氧运动,而人在剧烈运动后为何经常会出现肌肉酸胀乏力?学生对这些与自身生活密切相关的问题很感兴趣,教师通过引导学生对这些问题进行分析,不仅加深了学生对知识的理解和应用,也培养了学生理论联系实际的能力。
2.4 融入社会,重视与生物相关职业的介绍
在现代社会中,生物学已经渗入到社会的许多领域,与生物学有关的职业也越来越多。《高中生物课程标准》中明确指出要“注意帮助学生了解相关的职业和学习方向,为他们进一步学习和步入社会做准备”。而人教版的高中生物新教材中也专门设计了“与生物学有关的职业”栏目,介绍了医院里的检验师、育种工作者、景观设计师等各种职业的具体情况。
教师在教学中可以引导学生在学习基础知识的同时,了解相关的职业信息,明确所学知识在该职业中的应用,提高学生学习生物学的兴趣,同时也让学生尽早地了解与生物学有关的各种职业,使教学更加贴近学生的生活。
例如,在“杂交育种与诱变育种”一节的教学中,教师可以结合所学育种知识对“育种工作者”这一职业的主要任务和工作方式等进行介绍,既让学生对该职业有了更深入的了解,又巩固了所学的新知识。
3 拓展兴趣,开发贴近生活的生物校本课程
为保障和促进课程对不同地区、学校和学生的要求,《基础教育课程改革纲要》中提出要实行国家、地方和学校三级课程管理,在保证实施国家课程的基础上,学校可开发或选用适合本校特点的课程。在开发生物校本课程时,教师应该注意贴近学生的现实生活,让学生学习一些在生活中有实用价值而在教材中未提及的知识,并了解目前生物科学在现代社会各领域发挥的作用,从而激发学生学习生物的热情,进一步提高学生的生物科学素养。
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关键词:转基因作物;可专利性;相关问题
1转基因作物的可专利性分析
我国《专利法》第25条第1款明确规定:对科学发现不授予专利权。一般而言,发现是对自然现象、本质规律的揭示,而发明则是这些本质规律的具体运用。但生物技术是建立在大量的发现之上的,并始终也不能逃脱对活的或具有活性的生物或生物物质的利用,对于转基因作物而言就更是如此。那么,转基因作物究竟是发现还是发明呢?这是它要取得专利保护所必须界定的前提条件。发明与发现之间的界限并不明确,Buckley在Reynoldsv.HerbertSumithCo,Ltd.一案中分析了两者之间的区别:“发现增加了人类知识的总量,但它仅是以揭示以往未发现或未搞清楚的现象或物质来达到上述目的,发明也增加了人类知识的总量,但它并不单纯依靠揭示某些现象或物质,还必须包括行为的创意,以及导致一种新产品、新成果或新方法或对现有产品、成果或方法的重新组合行为。”
在考虑转基因植物是不是自然产品这个问题时,应该注意到一种新的转基因植物必须有人工干预这个前提。转基因植物并不是简单的自然产品,如果没有育种者的干预它们是不会出现的。显然,利用现代生物技术,可以对植物进行修饰、改造来生产一种与以往自然界的产物完全不同的、达到一定预期目标的转基因植物。利用现代生物技术制造出来的转基因植物不是自然产品,而是人类智慧的产物。现在大多数国家已经明确接受由野生微生物纯化得到的菌株是可专利的主题物。
一些学者认为转基因植物仅仅是发现,不能成为专利客体,因为原始的生物体和基因序列从根本上讲是自然存在的。也就是说,如果“创造者”仅仅是从自然界中提取已经存在的生物体,并按其客观存在的顺序组合起来,就意味着“创造者”并未向公众公开或提供任何东西。这些学者将转基因植物看成天然产物,如果将转基因作物认定为天然产物,那么它就仅仅是自然产生的生物体,是发现而不是发明,因而也就不受专利保护。但是,转基因植物本身就是经基因修饰或重组的生物体,分割开来看,原始的生物体和基因序列的确是客观存在的,但经基因修饰或重组技术介入后,两者就发生了变化。依据专利法,即使是从生物体分离纯化得到的化合物或微生物,不会因为它的生物学起源而妨碍它们的可专利性,所体现的原则就是人工制造的产物可以得到专利法的保护。此外,作为生命体,微生物与植物之间的区别就是植物的分类学等级比微生物高,不同于生命体与非生命体那样有实质性的差别。既然微生物是可专利的,那么转基因植物也能成为可专利主题。
如前所述,经基因修饰或重组会产生3种情况,即基因序列的重新排序、插入其他的基因序列以及删除特定的基因序列。这3种方式都会导致原始生物体基因序列的变更,也许变更后的基因序列在自然界仍然存在,但一旦这种特定的基因序列与原始的生物体结合起来,就会使原始生物体具备某些新的特征。因而转基因植物不是一种天然的产物,也不是一种单纯的科学发现,而是“人类利用自己的技术和能力从现有的物质中创造出来的新发明,或者至少是某些人类利用其技术或能力的新方式……”,应当获得专利保护。
1.1新颖性
我国《专利法》第22条明确规定:“新颖性,是指在申请日以前没有同样的发明或者实用新型在国内外出版物上公开发表过,在国外公开使用过或者以其他方式为公众所知,也没有同样的发明或实用新型由他人向专利局提出过申请并且记载在申请日以后公布的专利申请文件中”。新颖性是获得专利最基本的条件。根据中国《专利法》对新颖性的定义,一项发明是否具有新颖性,与现有技术的内容有关。中国《专利法》所要求的新颖性是绝对新颖性。
在此所述的绝对新颖性要求,一般不会对植物的可专利性构成严重障碍。利用转基因技术,可以很容易地创造出带有某种新性状的转基因植物。如在美国,很少对转基因植物的新颖性提出反对意见。利用现代转基因技术,培育一种具有新性状植物,创造出一种全新的植物并不困难。所以说,新颖性要求是很容易满足的。
1.2 创造性
根据中国《专利法》第22条第3款,创造性是指同申请日以前已有的技术相比,该发明有突出的实质性特点和显著的进步。《审查指南》中对发明的实质性特点,解释为发明对于现有技术、对所属技术领域的技术人员来说,是非显而易见的;发明有显著的进步,是指发明与最接近的现有技术相比能够产生有益的技术效果。一般来说,我们以发明对该领域所做的技术贡献来判断创造性。
当审查员分析转基因植物发明所具有的一种新颖性质时,如颜色的改变、糖含量的增加,有可能发生因缺乏创造性驳回申请的情况。因为对一个普通的育种者来说,这些特征是显而易见的。但是,即使这些新的表现型是显而易见的,如果育种者所用的遗传材料并不是为公众所知道的,那么利用该遗传材料而获得的新性状就不是显而易见的,那就可以认为利用这种遗传材料创造的转基因植物具有创造性。对创造性进行分析的另一个因素是,是否有经过他人的努力而未能取得被提出权利要求的表现型的尝试。如果一个育种者获得了他人试验过但没有成功的结果,那么就可以认为具有创造性。
对于新颖性和创造性,随着植物生物技术和分子生物学的迅猛发展,克服发明缺乏新颖性和创造性变得容易了。但是,当未来转基因技术发展到更高阶段时,把某一个特定的基因转到植物中制造出新的转基因植物没有什么难度时,再申请专利就会面临达不到创造性的问题。
1.3 实用性和可再现性
按照中国《专利法》第22条第3款的规定,实用性是指发明的客体必须能够在产业上制造或者使用,并且能够产生积极效果。按照《审查指南》的解释,所谓产业,,包括工业、农业、林业、水产业、畜牧业等等。关于产业的解释实际上与《欧洲专利公约》的产业应用性的解释范围相当。
转基因植物的实用性,实际上是一个容易达到的要求。一种带有某种新型性状的转基因植物,如生产一种有用的化合物或具有抗虫性、观赏性等,都可以认为其具有实用性。在《审查指南》对实用性的解释里,还有再现性这一个重要的内容,尤其是在生物技术发明里面。能否重复专利申请中的技术是判断是否授权的一个重要标准。再现性,即技术方案的可重复性,是指所属技术领域的技术人员,根据公开的技术内容,能够重复实施专利申请中为达到其目的所采用的技术方案。
对于用传统育种方法得到的植物品种,因为育种的结果是不可预测的,所以不具有再现性。那么对于转基因植物产品,一般来说不存在取得专利的再现。只要制造新的技术方案是非生物学的方法并且是可重复的,对这种制造产品的方法的专利保护就是可能的。现在看来,新的制造方法已经普及,转基因技术能被准确地描述,并可以被该技术领域里的技术人员重复实现。
当一项转基因植物发明的专利申请中含有产品权利要求和方法权利要求时,作为一个结果,如果其满足新颖性、创造性和实用性,并且技术方案可以得到重复实施,那么产品权利要求和方法权利要求可以被同时允许。
理论上讲,利用植物生物技术制造的某种转基因植物是可以重复的。制备片段以及载体、重组载体的技术可以明确,,假定说明书中公开充分并且可以使用,那么该技术领域普通技术人员应该能制备出相应的和重组载体以备插入植物基因组中。在创造转基因植物过程中,导入外源遗传信息的阶段中不会出现技术问题,在外源基因导入到植物基因组后,会出现重组载体与植物基因组整合的位点不确定的问题。这个问题是在构建的重组载体和植物基因组之间整合时产生的。产生这些问题的原因是,含有外源片段和强启动子的重组载体迅速进入植物细胞核,然后随机地整合到植物基因组的不同位点上,于是就形成了在每个被转入外源片段的植物细胞核中,片断插入的位点上是不同的。从基因组的水平上来看,由此发育而成的转基因植物个体就是各个不同的新植物。但是从整体的表现性状来看,它们又是一样的。即利用具体的解决方案,一个专业技术人员可以获得相同表现型的转基因植物,但它们的基因组结构不一定是与发明者得到的相同。也就是说利用同一种方法,可以得到基因组水平不同的转基因植物。虽然得到的是一种带有相同外源但基因组结构不同的转基因植物,它们对外界的表现型仍然是相同的,即得到的是同样性状的植物,因此应该认为具有再现性。
2转基因作物专利的相关问题
(1)人类干预的水平问题。授予专利所要求的人类干预,并不要求发明直接控制导致产生最终生命体的所有自然过程,但需要有一个控制因素。也就是说,人类必须能够有效、明确地控制生命体的变化过程。此外,对于转基因作物而言,人类干预不能仅仅是将原始生物体的DN断或另外的DN断进行简单的排列、集合。转基因作物之所以可以商业化,是因为相对于现有生物体,它具有特有的优点,而其优点对于现有生物体而言就是产生了新的、具有吸引力的影响,而对于DN断的简单排列、集合是不可能取得这种效果的。人类对原始生物体的干预必须表现为对其DN断利用特殊的方法,有选择地进行创造性的重新组合。因此,判断转基因作物的人类干预水平,应注意判别人类的干预与生物体的自然反应过程相比较是否起着决定性作用。人类在干预过程中对于生物体的自然产生过程是否具备一个控制因素,另外,必须注意对生物体的DN断是否进行了有选择的创造性的重新组合,而不是简单的排列、集合。
(2)专利类型的选择问题。生物技术的发明一般分为两类,即产品发明或方法发明。对于转基因作物而言,选择何种类型的专利保护是至关重要的。因为对于生物体或生物物质适用产品专利与适用创造它们的方法专利之间有着明显的区别:产品专利的保护性更强,无论产品是如何制造出来的都予以专利保护,而方法专利仅对采用该种方法获得的产品予以垄断权。然而,方法专利对于转基因作物发明的专利权人而言几乎是无效的,因为一旦经修饰或重组的基因序列被公开以后,就可以轻而易举地通过反向工程反推出无数种方法来得出相同的转基因作物产品。而且转基因作物不同于其他一般技术产品的发明,生物产品本身是有生命的,能够生长繁殖。其他人并不一定需要使用发明人的方法,而只要得到该发明的生物产品,即能大量繁殖出具有同样特性的生物个体,从而毫不费力就窃取了专利权人的劳动成果。从使用者的角度而言,关注的是转基因作物本身,而不是获得它的方法,因此对转基因作物适用方法专利显然是不合适的,选择产品专利才能有效地保护发明者的利益。
参考文献:
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【关键词】细胞培养 生物制药 应用
随着生命科学理论和技术的飞速发展,细胞培养技术的地位和作用日益成熟,动物细胞培养的研究取得了可观的效果,并且有着无限的应用发展前景。主要的发展目标包括:开发生长密度高、目标产品分泌量大的细胞系;研制性能优良、吸附与解离容易、重复利用的微载体;开展规模化的生物反应器、检测系统、细胞培养与产物分离耦合系统等;设计新型培养基促进生物制品安全;研究三维细胞的培养条件[1]。
生物制药即运用生物化学、医学、微生物学等原理和方法,利用生物机体、组织、细胞、体液等生产具有预防、诊断和治疗功能的药物制品。有关研究者采用基因重组技术或其他创新生物技术生产治疗性药物,主要产品有基因工程药物、抗体工程药物、疫苗等几类。这些产品的开发研制及生产过程都离不开细胞培养技术。
1 疫苗生产
疫苗免疫是最有效的预防感染性疾病的措施之一。疫苗免疫是指利用病毒性制剂、细菌性制剂及类毒素等人工主动免疫制剂,通过作用于机体的免疫防御系统起到免疫应答作用。传统的流感疫苗生产多采用鸡胚培养,但当面临高致病性流感全球大流行、微生物感染、内毒素残余量多等问题时,传统的鸡胚生产方法可能难以满足疫苗市场的需求。随着细胞培养技术的完善及其优点的体现积极推进使用细胞培养技术替代鸡胚培养技术生产流感疫苗,未来将会越来越多依靠细胞培养技术获得理想的疫苗。与此同时也存在一些缺陷,尤其是哺乳动物细胞培养的病毒疫苗特别适合于工业的发展,应用微载体大规模培养细胞生产流感疫苗,使得流感病毒适应传代细胞(如VERO细胞),该细胞不仅培养条件要求不高而且遗传性状稳定,对多种病毒的感染敏感[2],如利用生物反应器大规模进行病毒繁殖,可实现流感疫苗的规模化生产。MDCK细胞系是被公认为最适于生产甲、乙型流感病毒疫苗的细胞系,对流感病毒增殖快、感染效率高,且不易变异[3]。其中典型代表,如巴斯德公司利用1000L反应器微载体培养Vero细胞生产人用狂犬病疫苗和脊髓灰质炎疫苗。由此可见,利用细胞培养疫苗已成为目前疫苗研制的重要应用方向。
2 单克隆抗体制备
单克隆抗体是由单一B淋巴细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原表位的抗体。研究Hb在帕金森病中的发病机制,李旭颖等[4]制备抗Hb单克隆抗体,由重组人Hb作为抗原免疫小鼠,并将其细胞融合及细胞培养制备成杂交瘤,经过筛选获得抗人Hb单克隆抗体杂交瘤株,体内诱生法制备腹水经过酶联免疫吸附试验等方法进而获得特异性抗Hb单克隆抗体。张培等[5]制备乙型脑炎病毒的单克隆抗体通过动物免疫、细胞融合、克隆和筛选等方法,应用ELISA等免疫学方法进行特异性和亚型的鉴定,为快速检测方法的建立奠定了基础。单克隆抗体药物研发已经被列入863计划和国家重点项目,国内已经有2个治疗性单抗产品准备生产,3个治疗性产品处于临床试验阶段,多个抗体药物处于临床研究阶段,已经批准的治疗性单抗有31个,目前国内正在进行临床前研究的抗体药物有:抗CEA嵌合抗体;抗破伤风抗体及抗乙型脑炎等[6]。
3 药物筛选
药物筛选是从天然或合成的化合物中筛选出高效的新药或先导化合物。生物活性和药理作用检测所筛选出的高效的新药或先导化合物,并根据检测结果评价某一物质的药用前景,是新药研究的最初过程和关键步骤。体外二维和应用球状聚集体、细胞片层、脱细胞基质进行三维培养肝细胞的具体技术是进行药物毒性检测的重要途径[7]。Kostadinava等建立了一种长时间的三维肝细胞共培养体系,比单层培养肝细胞能更好地检测体内药物导致的毒性。细胞水平的药物筛选更接近人体生理状态,外界环境干扰少,准确率高,是细胞水平药物筛选模型的核心技术高内涵筛选。高内涵药物筛选主要在微阵列多孔板上完成,通过在微孔板上进行细胞培养,施加药物刺激进行实验操作和数据的采集和分析。HCS技术可完成各种对于细胞生理现象本质的研究,Talyor等[8]提出高内涵概念,HCS模型主要建立在细胞水平,通过观察样品对固定或动态细胞的多个功能的作用,涉及各种不同的靶点,从多个角度分析样品的作用,最终确定样品的活性和可能的毒性。近年来发展起来的微流控芯片技术有可能成为细胞水平药物筛选的理想选择。Ye等[9]构建了一套用于细胞水平药物筛选研究的集成化微流控芯片系统,它可以将细胞种植、培养、标记、加药、梯度稀释等操作通过微通道网络流体控制技术集成到一张芯片完成,保持了细胞结构的完整性,可全面记录细胞对药物刺激的各种反应。
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关键词:生物技术企业 资本运营
在社会主义市场经济条件下,一切社会资源、生产要素都可以以资本形式加入社会经济活动中,通过各种方式实现增值。所谓资本运营就是企业遵循资本运动规律,以资本最大限度增值为目的,对各种可支配的资源和生产要素进行运筹和优化配置的一种经营活动。
企业成长与资本运营
早在20世纪50年代末,国外学者就提出了企业具有生命特征的论点,到了20世纪70年代这种论点即得到更多学者的关注并被进一步强化。上世纪80年代,美国学者伊查克•艾迪斯(Ichak Adizes)首次把企业生命作为研究对象,并对企业生命周期作了系统的研究。他在《企业生命周期》(Corporate Life Cycle)一书中认为,企业与自然界的动植物一样,不仅具有相似的生命周期现象,而且主要都是通过灵活性和可控性之间的关系表现出来。我国著名经济学家蒋一苇在其《企业本位论》中,也曾提出“企业是一个能动的有机体”性质。国外的学者将企业具有生命特征的观点建立于生物学基础之上,企业生命周期理论将企业生命周期分为幼稚期、成长期、成熟期和衰退期,企业成长表达了企业由小到大,由弱变强、由低级到高级的动态特征。
企业成长是企业的普遍追求,其动因可以从对资本本质属性的认识中得到结论。不管资本以何种形式出现或其来源于何处,资本的本质属性表现在追求增值。纵观国内外经济学家对企业本质的研究,企业盈利这一区别于其他组织的突出特征从根本上来源于资本要增值的本质属性。因此,从这个角度而言,不管是何种类型的企业,企业成长之所以成为企业普遍追求的目标,其根本原因可以追溯到资本要求增值所产生的内在驱动力。
企业因资本而生,没有资本便没有企业,任何企业都是由一定的资本投入所形成的。企业作为资本的存在形式和载体,其成长受资本驱动并与资本运动融合在一起。资本的本性与企业成长的一致性表现为:资本增值的需要是无止境的,企业成长也是无止境的;企业成长受到资本运动规律的制约,企业成长规律体现资本的内在要求。
虽然资本增值是资本的本质属性,但资本增值需要借助一定的方式和手段才能实现。企业通过资本运营或者说资本经营,将要素资源聚合在一起进行资源转化,并将资源转化为商品,通过在市场上出售实现资本的增值。因此将资本运营放在企业成长的支持作用上来理解,正是资本运营实现了企业的成长。
按照企业成长所依赖的支撑来源于企业内部还是外部,企业成长可分为企业内部化成长与企业外部化成长。企业内部化成长是指企业依赖自身盈利的再投入及在此基础上通过企业内部其他因素条件的改善而实现的企业成长,其主要特点是在不改变企业产权、股权结构前提下进行的。企业内部化成长通过内部运用型资本运营实现,即通过在生产经营过程中合理有效地运用资本,不断地开发新产品,采用新技术,加速资本周转,提高资本效率,增加资本积累来实现企业成长。企业外部化成长是与企业内部化成长相对应的一种成长途径,是指企业成长的实现是依赖企业合并及其他企业外部化行为的支撑而实现的企业成长,其主要特点是以企业股权结构的变动和产权结构的变动为基本标志,是在旧的股权结构被打破而形成新的股权、产权结构的基础上的成长。企业外部化成长通过外部交易型资本运营实现,主要通过资本市场对资本进行买卖,实现资本增值,包括股票的发行与交易、企业产权交易以及企业部分资产的买卖等方式实现企业成长。
内部运用型资本运营曾经是企业成长的唯一途径,外部交易型资本运营的出现拓展了企业成长的方式和支撑,形成了企业成长二元方式的格局,将企业成长推向一个新的速度和更高的基础。
生物技术企业成长的产业背景
产业经济学对战略产业的定义是指能够在未来成为主导产业或支柱产业的新兴产业,从生物技术产业的特征来看,它具备了“战略产业”的条件。首先,其产业链条长,具备强的渗透性和带动性。生物技术在医药、农业、工业、能源、环境、海洋等领域的应用不仅改造了传统产业并且培育了一批新兴产业。其次,其市场需求规模巨大,具有高成长潜力。此外,其能源要求低,污染少,具有知识经济和循环经济的双重特征。
美国生物技术是全球生物技术的主流,其生物技术产业是世界生物技术产业的引领。美国已经将生物与医药产业作为新的经济生长点,2002年销售额/产值、每年R&D投入、公司数、雇员、上市公司数、股市资本等方面都占有绝对优势(见表1),并把每年4月21~28日定为“生物科技周”,已形成波士顿、华盛顿、北卡罗来纳研究三角园、旧金山、圣迭戈5大生物技术区
世界许多其他国家也不约而同地把生物技术产业作为新的经济生长点来培育,加速抢占“生物经济”制高点。欧盟第六个科研计划框架中,把“生命科学、有利于人类健康的基因组技术和生物技术”确定为7个优先发展领域之一,并将45%的研究开发经费用于生物技术及其相关领域。2002年,日本提出“生物产业立国”的口号,力争把生物技术产业建成仅次于汽车产业和信息产业的支柱产业,并计划五年内将生物研发预算占全部政府科研预算的比例由13%提高到50%,试图在生物经济时代再创辉煌。
生物技术企业的资本运营特点
同类企业的集合形成产业,生物技术产业的发展依赖于生物技术企业成长的支撑,生物技术企业的成长对生物技术产业的发展具有直接而深刻的影响。资本运营是生物技术企业超常规成长的重要手段,然而作为典型的高新技术企业,与传统企业相比,生物技术企业资本运营活动具有自身的特点。
依据企业成长不同阶段选择资本运营策略
依据企业生命周期理论,生物技术企业的生命周期大致可以分为五个阶段,即种子阶段、起步阶段、成长阶段、扩张阶段、成熟阶段。种子阶段的特点是企业刚组建或正筹建,无成型产品,仅有实验室结果、样品、专利或其他可转化的技术。起步阶段特点是企业已有初级阶段产品,且有框架式经营计划,管理团队不完善。成长阶段特点是企业的产品和服务进入开发阶段,并拥有少量客户,本阶段末期,企业完成产品定型,开始实施市场开拓计划。扩张阶段特点是企业开始批量生产产品和服务,收入增长较快,逐渐形成经济规模,占有一定市场份额。成熟阶段特点是企业盈利,并进入发展的良性循环阶段。
从生物技术企业成长阶段的特征分析可看出,处于种子阶段、起步阶段和成长阶段的企业由于规模小,生产经营的不确定性,面临的风险大,资本的筹集是这一时期资本运营的重点。处于扩张阶段和成熟阶段的生物技术企业,由于在生产、销售和服务等方面具备了一定市场竞争力,抵御风险的能力大大增强,虽然在这个阶段生物技术企业仍然有融资的需求,但其融资条件已大为改善,此时资本运营的重点应在于资本的扩张,也就是通过资本结构优化,盘活存量资本,实现企业的规模生产,并注重持续的技术研发投入。
重视无形资本运营
无形资本是有形资本的对称,它作为资本的一种形态,具备资本的一般属性,如流动性、盈利性,但无形资本具有远比有形资本强大的价值增值能力。无形资本可以带动企业有形资本增值,提高资本利润率,达到“无中生有”的目的。高新技术产业包括生物技术产业,其特点就是无形资本远远大于有形资本,属于知识技术密集型产业,产品附加值高。生物技术企业无形资本中最重要的是知识资产,先进技术和产品是推动生物技术企业成长的核心竞争要素,直接关系到企业的前途和命脉,因此生物技术企业无形资本的价值相当高。如全球最大生物技术公司美国的Amgen,其资产评估总值为150亿美元,而其有形资产仅为25亿美元。面对激烈市场竞争,生物技术企业应注重无形技术和技术创新的能力,加大无形资本的投入力度,并加快无形资本的管理创新,把无形资本运营当作企业成长的有效途径。
我国生物技术企业资本运营亟待解决的问题
解决资金短缺,加大研发投入。据“生物产业发展战略”课题组对全国1182家生物技术企业的调查,资金短缺是当前中国生物技术企业成长的首要制约因素。资金短缺直接导致中国生物技术企业研发投入严重不足。以生物医药企业为例,中国生物医药研究开发投入仅占销售收入的2.7%,远低于发达国家15%以上的水平,甚至低于美国工业平均4%的研究开发强度。
形成产业集聚,提升龙头企业竞争力。我国的生物技术应用历史久远,企业数量众多,据不完全统计,目前我国生物技术企业有700余家,但规模普遍较小,高技术含量低,缺乏龙头企业带动产业发展和国际竞争力的提高。通过资本运营,形成具有国际竞争力的特大型龙头企业,增强其技术创新功能,突破国外发达国家的技术壁垒,提高产业集中度,带动中小企业发展。这是实施生物经济强国战略的本质要求,也是抢占国际生物技术制高点的有力措施。
推进全球化战略,培育具有自主知识产权的产品。虽然我国在生物技术研究领域具有较强实力,与世界先进水平差距较小,但到目前为止,我国真正拥有自主知识产权的生物技术只有3项,大多数企业上市销售的产品都存在侵犯知识产权问题,我国90%以上的生物医药产品为仿制品,随时面临被国外企业的危险。面对如此严峻的形势,我国生物技术企业应充分开发和利用全球的科技知识和人才资源,包括对国外生物技术企业实施海外并购,放眼未来,面向世界,加强与国外科研机构的联系,建立国际水准的科技信息平台,加强区域合作,构建生物技术国际研究网络。
总之,资本运营是生物技术企业实现超常规发展的必然要求,生物技术企业应该依据自身的特点和产业发展的战略目标,选择与其成长相匹配的资本运营策略,实现快速成长。
参考文献:
1.曹洪军.资本运营新论[M].经济管理出版社,2004
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关键词高级生物化学教学理论创新实践
在工科院校中,“高级生物化学”是微生物学、发酵工程和生化与分子生物学专业研究生的重要基础课程,是连接“生物化学”和“分子生物学”的桥梁。它既是本科“生物化学”课程的提高和深华,又是研究生阶段“分子遗传学”、“分子生物学”等课程的基础。课程的目的是强化和拓宽研究生生物化学的基本理论知识,多角度地认识生物化学的基本原理和现象,并在此基础上强化生物化学的实验理论、技能和分析能力,为研究生研究实验设计的合理性奠定基础。在工科院校中,“高级生物化学”课程主要涉及蛋白质结构功能、蛋白质稳定性、蛋白质合成与运输、基因与基因组学、蛋白质组学、代谢组学等章节的内容。近年来,生物化学领域的新进展、新发现层出不穷,高级生物化学成为生命科学领域极其活跃的带头学科。对于一些应用型的工科院校,高级生物化学课程将蛋白质化学和组学相关的基础理论及前沿进展传授给学生,培养善于理论学习,长于工程实践,勇于集成创新的应用型生物技术人才。
1教材中英文结合
目前高级生物化学学科发展迅速,新知识新技术不断更新换代。目前唯一的高级生物化学教材是李关荣主编的高等学校规划教材《高级生物化学》,①内容涉及蛋白质结构、功能、寻靶、基因与染色体、基因技术、生物膜与跨膜转运、生物信息转导、基因表达调控、代谢调节策略等,偏重理论知识的讲授。相对高级生物化学,生物化学课程的教材则很多,包括王镜岩主编的《生物化学》②(高等教育出版社,2002年出版),于晓虹主编的《生物化学》③(浙江大学出版社,2012年出版,面向21世纪精品课程教材,全国高等医药教育规划教材),刘国琴主编的《生物化学》④(中国农业大学出版社,2011年出版)等。王镜岩主编的《生物化学》内容全面,讲解细致,一直作为本科教学的典范,在本科院校的生物化学课程中广泛采用,但作为工科院校的研究生教材,该教材一来与本科教学重复,二来内容过于基础,缺乏前沿性。于晓虹主编的《生物化学》,内容着重阐述人体基础生物化学知识,为远程专升本教材,内容与本科教材有所区别,编写着重符合这专升本学生的需要,不适合作为研究生的教材。刘国琴主编的《生物化学》是面向生物学专业本科生编写的理科教材,内容包括三部分:首先,重点讨论了蛋白质、核酸、酶、糖类和脂质等生物大分子的结构、功能以及结构与功能之间的关系,同时介绍了这些生物大分子的重要生物化学性质及相关分离、分析技术的基本原理和应用特点;其次,对糖类、脂质、氨基酸、核苷酸的分解代谢和合成代谢及其代谢调节进行了系统、概要介绍;最后,主要以原核生物为例讨论了从DNA到RNA再到蛋白质的遗传信息流的分子机制。该教材内容上和王镜岩主编的《生物化学》有相似之处,适合选作生物学专业和生物技术专业教材,也适合生命科学相关学科,如医药、食品、农林等领域本科生使用。除了以上教材,DavidHames编著,王学敏等翻译的《生物化学》⑤(第3版•中译版)全书共13章,分别是:细胞结构与成像、氨基酸与蛋白质、酶、抗体、生物膜与细胞信号、DNA的结构与复制、RNA合成与加工、蛋白质合成、重组DNA技术、糖代谢、脂质代谢、呼吸和能量、氮代谢。该书属于精要速览系列丛书,是国外畅销教材,该书结构新颖,视角独特,重点明确,脉络分明,图表简明清晰,适合作为工科院校研究生教材。同时,由于研究生教学对于英语的阅读能力也具有较高要求,因此还可配合英文版作为课外阅读教材,也便于双语教学和国外客座教授的讲学。
2教学模式以启发式引导为主线
高级生物化学是一门抽象的学科,因此在教学中加入形象生动的flas,使学生对生物化学相关蛋白质、核酸等结构与功能的关系、分子作用机理等概念的理解更为深入;同时通过大量生物化学相关小电影的优美画面引起学生对该课程的浓厚兴趣。在课堂教学导入部分采用老师提问学生回答,通过案例进行启发教学的模式,在此环节,提问可引发学生自主思考,通过学生的各种答案教师引出需要讲授的内容,该方法可大大调动学生的学习积极性。在整个课堂教学中,摒弃传统的以教为主的模式,把学放在首位,对特定原理的学习采用探究式教学的方法。在老师讲解基础知识的基础上,引入课堂讨论环节,议题与生物化学基本理论和概念充分结合,与本学科的发展与应用紧密联系,通过对前沿问题的讨论可激发学生的兴趣并发挥主观能动性,为进一步的深入学习奠定良好的基础。在课堂讨论环节,老师可安排讨论的题目供学生选择,也可由学生根据兴趣自由选题,然后公开宣讲,老师和同学既是听众,也是讨论的参与者,通过提问、讨论和解决问题,拓宽学生的眼界和思路。老师应及时对讨论过程进行点评,一方面充分肯定学生显示的创造性思维能力,一方面对思维中的不足进行纠正。课堂讨论环节可培养学生创新创造、分析解决问题的能力,同时也促使老师自我知识不断丰富和补充。与此同时,将学术报告引进课堂,每个班级的生物化学课程均邀请1~2位国内外生物化学领域的知名专家为研究生做学术报告。这些多样的学术报告,既让研究生了解了生物化学学科的前沿进展,又让学生有了学术交流的机会,还可培养学生的科研思维和科学精神。
3充分利用网络资源
高级生物化学的发展日新月异,互联网累积了海量的生物信息资源,将对我们的教学工作起到非常重要的作用。在高级生物化学课程的教学中强调互联网资源运用的重要性,通过学生网络应用的亲身体验唤起学生的求知欲,在课堂教学过程中,对常用数据库进行介绍,提高学生信息收集和辨别的技巧和能力。例如,目前大多数的蛋白质序列结构和功能方面的信息都可以直接从网络公共数据库中得到,其中最常用的核苷酸序列数据库包括GenBank、EMBL、DDBJ等,这些数据库中还同时包括了大量与序列直接相关的注释信息,方便学生从中获得需要的知识。另外,蛋白分析专家系统ExpertProteinAnalysisSystem可为用户提供大量蛋白质信息资源。因此,在高级生物化学的教学中首先详细介绍一些数据库的使用方法,再通过具体举例使同学掌握基本的查询方法和结果分析方法,并通过布置课后作业,使学生通过自己的实践更好地掌握数据库的运用方法。
4开放式实践教学贯穿始终
高级生物化学的理论知识相对比较抽象,对于初涉该专业的研究生而言较难理解,在理论教学中穿插大量实例是达到良好教学效果的必由之路。首先在教学过程中加入教师亲身经历的实验事例,例如根据工科院校背景重点讲解酶制剂的分子改造实例,使学生通过实例学习更好地掌握该课程的精髓,提高分析解决实际问题的能力。在实践教学方面,由于在本科阶段生物化学课程的讲授中已按排了生物化学基本单元操作实验,如蛋白质的两性反应和等电点的测定、凝胶过滤层析测定蛋白质的相对分子质量、总含氮量的测定—微量凯氏定氮法、紫外分光光度法测定核酸含量、糖化型淀粉酶活力的测定及、酶作用的专一性、酶的激活和抑制、碘乙酸抑制糖酵解、底物浓度对酶活性的影响—蔗糖酶米氏常数的测定、蛋白酶活力的测定、酵母蔗糖酶的纯化及其酶性质的研究等。因此在高级生物化学的实践教学中,不再安排单独的实验单元操作,而采取开放式实践教学模式,即选定相关学院生物化学方面相关老师所在的实验室作为开放实验室,对有兴趣的学生进行时间、空间、内容和方法均开放的培训,通过一些小实验的自我设计和验证激发学生的学习热情,以达到更好的教学效果。同时通过开放性实验,使研究生对于整个实验的设计和操作更为理解,可为研究生进一步的课题选择奠定基础。
5结语
高级生物化学是生物工程相关专业硕士研究生的一门基础课程,为培养生物技术专业人才的创新性和综合能力奠定理论基础。该课程涉及生物化学的抽象理论,同时和实践常识相关里,对于培养学生的创新性和开拓精神是非常有帮助的。通过对教材、教学模式等方面的改革,可在教学过程中把最新的信息、方法向学生展示,从而开拓学生的视野;还可以通过互动教学,充分调动学生积极性,培养了学生的综合能力。同时通过实验内容将理论知识变为感性知识,充分提高学生的学习兴趣。
注释
①李关荣.高级生物化学[M].重庆:西南师范大学出版社,2010.②王镜岩.生物化学.北京:高等教育出版社,2002.
③于晓虹.生物化学.浙江:浙江大学出版社,2012.
④刘国琴.生物化学.北京:中国农业大学出版社,2011.
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【摘要】
【目的】 建立阳春砂不同栽培品种的dna分子鉴别方法,为阳春砂的优良品种选育提供依据。【方法】以阳春砂栽培种长果、圆果、“春选”及海南砂为材料,用相应引物对26s rdna d1?d3区和matk基因进行聚合酶链反应(pcr)扩增和测序,对测序结果进行分析,寻找差异位点,并根据序列构建系统发生树。【结果】测序得到的26s rdna d1?d3序列为739 bp,阳春砂与海南砂在该区域存在4个碱基位点的差异。长果阳春砂与圆果阳春砂序列相同,但它们与“春选”阳春砂存在1个碱基位点的差异,根据26s rdna d1?d3序列建立的系统发生树揭示了“春选”阳春砂与另外2个栽培品种间的区别。测序得到的matk序列为824 bp,阳春砂3个栽培品种的matk序列相同,与海南砂存在1个碱基位点差异。【结论】从分子水平上可鉴别阳春砂的3个栽培品种,“春选”品种比长果(或圆果)品种与海南砂有着更近的亲缘关系。
【关键词】 阳春砂 基因序列分析 分子鉴定
abstract∶objectiveto establish a molecular identification method for three cultivars of amomum villosum lour. (avl), thus to provide scientific evidence for the identification, selection and breeding of avl. methodsthe fragments of 26s rdna d1?d3 region and matk gene of three cultivars of avl and amomum longiligulare t?l?wu were amplified by polymerase chain reaction (pcr) and with corresponding primers, and then their sequences were analyzed, and phylogenetic tree was constructed based on the sequences. resultswe obtained 739 bp in 26s rdna d1?d3 sequence. differences in 4 basic sites of 739 bp were shown between avl and amomum longiligulare t?l?wu. the two cultivars of avl, changguo and yuanguo, had the same sequence, but there was a difference in one basic site of changguo and yuanguo from chunxuan. the phylogenetic tree based on 26s rdna d1?d3 sequence revealed the difference between chunxuan and the other two cultivars of avl. we also obtained 824 bp in matk gene sequence. the three cultivars of avl showed the consistent sequence, but there was a difference in one basic site of three cultivars of avl from amomum longiligulare t?l?wu. conclusionwe can identify the three cultivars of avl through the sequence differences at the molecular level, and chunxuan has a closer genetic relationship with amomum longiligulare t?l?wu.
key words: amomum villosum lour.;sequence analysis;molecular identification;
砂仁为我国“四大南药”之一,来源于姜科植物阳春砂amomum villosum lour.、绿壳砂amomum villosum lour?var?xanthioides t?l?wu et senjen或海南砂amomum longiligulare t?l?wu的干燥成果果实[1]。中国药典收载的入药砂仁的3种药材中以阳春砂的品质最好,为市场的主流产品[2]。本课题组在阳春砂道地产区广东阳春市进行了阳春砂的种质资源调查,发现当地药农在长期的生产实践中将阳春砂栽培品种主要归纳为长果型和圆果型,除此之外,还有在阳春市砂仁试验示范场种植的选育品种“春选”阳春砂。初步研究显示“春选”和长果、圆果阳春砂在生物学性状上有显著差异[3]。为了筛选优质性状,选育优良品种,从根本上提高阳春砂的产量和质量,需要对阳春砂不同栽培品种进行分子水平上的鉴别。
随着分子生物学技术的发展,植物dna序列由于进化速率上的差异而被广泛应用于不同物种种间及种内的鉴别。植物26s rdna上主要包含d1至d12共12个高变异的扩展区(expansion segment,es),这些扩展区的进化速率是保守区域的6?4至10?2倍,在系统发生的研究中有较大应用潜力[4]。目前,26s rdna序列已被用于植物系统发生分析[5-6]、dna条形码[7]等研究。matk基因是叶绿体基因组中进化速率较快的基因之一,可用于科内、属内、甚至种间的植物鉴别[8]。
本研究对道地产区3个阳春砂栽培品种和同为豆蔻属amonum的对照品种海南砂的26s rdna d1?d3区和matk基因序列进行分析,以期在分子生物学水平上为阳春砂的品种鉴定和良种选育提供依据。现报道如下。
1 材料与方法
1.1 实验材料阳春砂栽培种长果和“春选”采自阳春市砂仁试验示范场,圆果采自阳春市春湾,上述品种分别于2007年11月和2008年3月引种栽培于广州中医药大学大学城校区药王山。海南砂采自广州中医药大学三元里校区药圃。经广州中医药大学中药学院徐鸿华教授鉴定分别为姜科植物阳春砂(amomum villosum lour.)和海南砂(amomum longiligulare t?l?wu)。采集上述不同砂仁品种的叶片,保存于-70 ℃超低温冰箱备用。
1.2 药品和试剂三羟甲基氨基甲烷(tris)购自saland?chem international inc.,十六烷基三甲基溴化铵(ctab)和聚乙烯吡咯烷酮(pvp)购自上海伯奥生物技术公司,乙二胺四乙酸二钠(edta)购自天津福晨化学试剂厂,β?巯基乙醇、goldview染料购自广州鼎国生物技术公司,聚合酶链反应(pcr)试剂、dna markers购自大连宝生物技术公司,硅胶膜型pcr产物纯化试剂盒购自北京赛百盛基因技术公司,引物由上海生工生物工程技术公司合成。
ctab提取液配制[9]:30 g/l ctab、100 mmol/l tris?hcl(ph 8?0)、20 mmol/l edta、1?4 mol/l nacl、10 g/l pvp、体积分数0?2%β?巯基乙醇(使用前加入)。
1.3 dna提取参照段中岗等[9]的ctab方法3。
1.4 琼脂糖凝胶电泳检测取5 μl dna溶液与10倍loading buffer约1 μl混匀后上样,电泳条件为1倍tae电泳缓冲液,100 g/l琼脂糖凝胶,100 v恒压电泳20 min,goldview染色。凝胶成像系统拍照记录。
1.5 pcr扩增用于扩增26s rdna d1?d3区的上游引物为duan 5(5??tagtaacggcgagcgaac?3?),下游引物为duan 6(5??ggcatagttcaccat ctttc?3?)[7]。根据genbank中已公布的阳春砂matk全长序列(登记号:af478824)设计用于matk扩增的引物,上游引物为kf(5??ctcacaatttacaatctagtcattc?3?)。下游引物为kr(5??gaggatccactatgatagtgagaa?3?)。pcr反应体系总体积为20 μl,其中10倍ex taq buffer 2 μl、10 μmol/l三磷酸碱基脱氧核苷酸(dntp)1?5 μl,用灭菌蒸馏水补足体积。扩增程序为94 ℃预变性2 min,94 ℃变性30 s,55 ℃退火30 s,72 ℃ 延伸 60 s(26s rdna d1?d3)或 90 s(matk),30个循环(26s rdna d1?d3)或32个循环(matk)后72 ℃延伸5 min,4 ℃保存。pcr扩增产物用pcr产物纯化试剂盒回收后,送广州英骏生物技术公司采用上下游引物进行双向测序。
1.6 序列分析采用dnaman软件分别对长果、“春选”和圆果阳春砂及海南砂的上下游引物测序结果进行比对和拼接,分别获得上述品种的26s rdna d1?d3区和matk基因序列。进行blastn(nucleotide blast)比对,确定所获序列。将不同品种的26s rdna d1?d3区、matk基因序列进行多重序列比对,寻找碱基差异位点。用dnaman软件构建基于26s rdna d1?d3区的不同品种系统发生树。
1.7 序列提交采用sequin软件向genbank提交26s rdna d1?d3区和matk序列,获得相应的序列登记号。
2 结果与分析
2.1 dna提取结果见图1,dna样品在凝胶电泳上都得到了清晰、迁移率低的条带,没有太大程度的降解,浓度约为120~180 ng/μl。
26s rdna d1?d3区prc扩增与序列分析对26s rdna d1?d3区的pcr扩增获得约750 bp的片段(图2)。对各样品的pcr产物测序结果进行处理,通过dnaman软件进行序列拼接,分别获得了阳春砂3个栽培品种与海南砂的以“gaaccggg”为始端和以“gaaagatg”为末端的739 bp的26s rdna d1?d3区序列。blastn同源性搜索结果显示,阳春砂3个栽培品种和海南砂的739 bp 26s rdna d1?d3序列与同科的生姜的序列(af205522)最高相似性为94%。采用sequin软件向genbank提交了阳春砂3个栽培品种和海南砂的26s rdna d1?d3序列,获得了相应的序列登记号:gq331042(长果阳春砂)、gq331044(“春选”阳春砂)、gq331043(圆果阳春砂)以及gq331045(海南砂)。
不同品种的26s rdna d1?d3序列多重比对结果见图3。阳春砂和海南砂的26s rdna d1?d3序列出现多处碱基差异,阳春砂3个栽培品种与海南砂在第377位、第420位和第448位处均显示为碱基t与碱基c的差异,在第387位处,长果、圆果阳春砂显示为碱基a,而“春选”阳春砂则与海南砂一致,显示为碱基c。
根据阳春砂3个栽培品种与海南砂的26s rdna d1?d3序列,采用dnaman软件构建系统发生树(图4),结果显示,长果阳春砂和圆果阳春砂聚在一起,再与“春选”聚为一支,揭示了“春选”与另外2个阳春砂栽培品种在遗传上的明显区别。
2.3 matk基因的pcr扩增与序列分析对matk基因的pcr扩增得到约880 bp的片段(图5)。pcr产物测序得到以“ctacatat”为始端和以“tctaaaaa”为末端的824 bp的matk基因序列。经ncbi的blastn同源性搜索,阳春砂和海南砂的824 bp matk序列分别与genbank上公布的阳春砂和海南砂matk序列(分别为fj972786和fj972784)达到100%的相似性。向genbank提交序列,获得登记号gq404377(阳春砂)和gq404378(海南砂)。阳春砂3个栽培品种的matk序列完全一致,与海南砂存在一个碱基差异(图6)。
3 讨论
近年来dna序列分析应用于物种的鉴定和分子育种等方面日趋广泛,尤其是2002年dna条形码技术提出以来,不少学者与研究人员都致力于寻找一段标准dna序列作为标记来实现快速、准确和自动化的物种鉴定[7,10]。庞启华等[11]利用部分matk基因序列中的18个核苷酸替换位点对高良姜及其混淆品进行鉴定。selvaraj等[12]通过研究认为matk基因是鉴别姜科植物的较好的候选dna条形码。段中岗等[7]也提出以26s d1?d3区与matk基因作为被子植物类中药材的标准dna条形码。
本研究结果显示阳春砂3个栽培品种的26s rdna d1?d3序列均在469 bp处出现杂合碱基,为了消除实验中的个体差异,保证序列差异的可靠性,我们以阳春砂各栽培品种的3个样品和海南砂的2个样品进行多次正反向测序和序列比对,最终每个品种确定为长739 bp的唯一序列。本研究利用26s rdna d1?d3序列对阳春砂和海南砂的有效鉴别检验了该方法的可靠性。通过第387位处的碱基位点差异,使阳春砂的“春选”品种和长果、圆果品种得以区分,这与本课题组已发现的“春选”与长果、圆果品种存在生物学性状差异[3]的事实一致。据本课题组对阳春市砂仁栽培品种的实地调查,“春选”可能是砂仁试验示范场对阳春砂与海南砂人工杂交所获得的后代,但没有相关的实验记录证明。本研究的结果表明,在26s rdna d1?d3区序列第387位的差异位点处,“春选”与海南砂的碱基相同,而与长果、圆果不同,这一结果说明“春选”比长果(或圆果)阳春砂与海南砂具有更近的亲缘关系。阳春砂栽培种长果与圆果在果型等性状特征上具有较明显的差别[3],但在26s rdna d1?d3区的dna序列上未找到碱基差异,表明这2个农家品种的分化时间并不长久。本课题组也曾参考文献[13]的方法,对its1?5?8s?its2序列进行分析,未找到能区别阳春砂3个栽培品种的碱基位点。
在本实验获得的824 bp的matk基因部分序列中,存在海南砂与阳春砂的差异位点,但阳春砂各个栽培品种间则不存在序列差异,表明matk基因在阳春砂的3个栽培品种间具有高度的保守性,不适用于阳春砂栽培品种间的鉴别。26s rdna d1?d3区序列比matk基因序列提供了更多的碱基差异信息,并且差异位点相对集中,因此对阳春砂的分子鉴定更具有意义。
【参考文献】
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篇10
关键词: 高职 职业 制药 教材 基础化学 教学内容
高职《制药》专业,要求学生掌握制药技术的基本原理和实验方法,具备将生物技术和制药技术结合起来进行初步科学研究的能力和具有独立设计和改进实验方案的能力,具有现代生物制药企业管理和产品营销方面的基本知识,了解生物制品、制药等相关企业的生产工艺和流程,使毕业生有较宽的就业机会和较强的竞争力。除了学习专业知识外,还包括相关类课程的见习、实验操作(物化学及生物化学实验、分子生物学及分子生物学实验、药理学及药理学实验、药剂学及药剂学实验)和实习等。
高等职业教育以培养学生就业和职业能力为向导,突出学生综合能力。制药及相关专业在教材的编排和组织上,体现注重实践、突出应用,以金典实验教学为线索实施教学,有一定的可取性。但在具体实施过程中,出现下列问题:
1、《制药》高职教材改革上希望打破原有的单纯理论框架,改为以应用为主线,辅以理论教学。基础化学现在普片开设《有机化学》和《无机及分析化学》,而原有的《物理化学》、《化工原理》等课程停止开设。在教材和教学内容的组织上,主要框架定在典型实验上,围绕这些实验展开理论教程。学生在知识的掌握上不连贯,对实验原理的理解上有难度,会出现一知半解。实验做完了,学生不知道为什么这么作,只能按部就班的操作。
2、教材采用的典型实验为主线教学,单从课程上看是可行的,但毕竟《有机化学》和《无机及分析化学》是基础课,是为专业课程的学习打基础的。这些实验有些跟后续课程联系比较紧,有些联系并不大。制药专业是工科类专业,《物理化学》和《化工原理》所涉及的内容对本专业是必要的。仅仅通过《有机化学》和《无机及分析化学》若干个典型的实验来完成整个专业基础化学的学习是不够的。
3、实验和实训是不同的,实验的目的是为了理论课的需要,是一种教学手段,不能等同于实训,实训是一种实践性教学,专业性更强,两者有很大的区别。通过实验训练可以提高学生的动手能力,但是有局限性。把实验等同实训,夸大了实验的功能。加大学生动手能力的培养,单靠实验训练是不够的。
4、学生在课堂上的学习主要还是理论学习,很多实践性的知识应该在实践过程成中掌握,所以,教学的重点还是应该放在理论教学上。高职学生应该具备较强的动手能力,但没有理论作为支撑,那是办不到的。我们在强调对实践性教学的过程中,不能削弱理论课的教学。
针对教学过程中出现的的问题,在教材和教学内容的安排上,作如下调整:
1、制药专业属于工科类专业,主干课程包括生物化学及生物化学实验、分子生物学及分子生物学实验、药理学及药理学实验、药剂学及药剂学实验、生物技术制药、生物制药工艺学、发酵工程、药品与生物制品检验。从专业上看,基础化学部分应该基础上应该包括《有机化学》、《无机及分析化学》、《物流化学》、《化工原理》等内容。
2、化学基础课的课程设置上,不应该是保留几门而去掉几门,应该是统一成一门作为基础课程,内容上以满足专业需求为原则,要揉进《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》、《物理化学》,《化工原理》等课程内容。化学基础部分可以统一成一门《化学基础》。这样,教材体系上是完整的,学生学习起来有连贯性。课程的难度可以适当降低,但整个化学基础部分的主要内容应该包括。可以舍去一些计算、解题技巧等内容,但课程的完整性还应该具备。真真做到宽基础,重实训,教学学时可以压缩,内容难度可以降低,但知识面还是应该广。
3、将《物理化学》、《化工原理》等课程内容适时穿插到到化学基础课程的教学中。特比是实验教学上。例如:《有机化学》化学经典实验之一的“升华”中可以补充《物理化学》中的物质的相图,这样不光对实验教学有帮助,对后续课程的理解也是很有必要的,食品药品干燥中常使用的“冷冻干燥”,有了相图的概念,理解起来就容易了,如果没有相图的概念,要说清楚“冷冻干燥”还真不容易。又如有机化学实验“蒸馏”、“精馏”等也需要《物理化学》的相关知识,是不能省略的。在实验课上,应该适当补充《物理化学》和《化工原理》的相关内容。
参考文献:
[1]黄运瑞.制药工程专业无机及分析化学教学探析.《南阳师范学院学报》,2012年09期.
[2]沙鸥,刘英红,马卫兴.现代教育新技术在无机及分析化学实验教学中的应用[A].中国化学会第27届学术年会第17分会场摘要集[C],2010年.