生物技术范文

导语：如何才能写好一篇生物技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

英文名称：Biotechnology

主管单位：

主办单位：黑龙江省科学院应用微生物研究所;黑龙江省微生物学会;黑龙江省生物工程学会

出版周期：双月刊

出版地址：黑龙江省哈尔滨市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1004-311X

国内刊号：23-1319/Q

邮发代号：14-225

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1991

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

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篇2

在电影《生化危机》中，小小的“T病毒”从发生到传播再到毁灭世界，让观众惊呼这是“一个病毒引发的血案”。失控的生物真的可以毁灭世界吗？电影中的T病毒是一种变异的新型RNA病毒，只要一个生物被T病毒所感染，其本身的新陈代谢速度就会迅速加快，一旦生物体的新陈代谢以不正常的方式迅速增进，那么就会陆续出现电影中的症状直至变成丧尸。这样的艺术创作让电影充满了科幻色彩，而现实生活中一种病毒往往只能感染单一或少数生物，当病毒摧毁一定量的生物时，也会因为减少宿主的数量而降低传播速度，最终融入生物圈的平衡中，况且人类面对病毒的能动性是极大的，诸如天花、SARS、H1N1等曾疯狂地在世界各地肆虐的病毒，而今都已销声匿迹，人类甚至已经研制出了预防这些病毒的疫苗。我曾经一度觉得这一系列的电影是骇人的恐怖片，而现在我不再担心哪一天身边的生物会变成丧尸，因为，真实的世界中没有坐享利益的Umbrella公司，只有科学的大伞为我们挡风遮雨。一年之前，我选择了生物技术专业，而今，我在夏意正浓的绿城感受生命的魅力。

生物技术专业在我国起步较晚，算得上是新兴专业。比尔·盖茨曾说：“下一个首富可能是生物技术的投资者。”由此可以看出生物技术是一个金砖专业。同时生物技术也是一个“烧钱”专业，因为生物技术的科研经费是一笔巨大的支出，而且研究生物还得要有一些运气，要知道，一个偶然的发现就可以决定你的一生。前不久微生物学的第一节课，老师给我们的作业是查找青霉素的由来。1928年，弗莱明在检查培养皿时发现在培养皿中的葡萄球菌由于被污染而长了一大团霉，有意思的是霉团周围的葡萄球菌都被杀死了，只有在离霉团较远的地方才有葡萄球菌生长。经过一系列试验和研究，弗莱明认为这种霉菌的分泌物可能成为一种可以全身应用的抗菌药物，于是青霉素被发现了。“让你们查资料了解青霉素的由来不是重点，主要是想让你们知道生物的实验是充满偶然性的，一个不起眼的东西就可能改变世界。”微生物学老师如是说。

博大精深的“副科专业”

高中阶段，大多数省份的理综卷中，生物占的戏份较少。这就使得很多同学对生物的关注度不够，甚至把它抛弃成“副科”。到了大学，我才发现，生物技术竟然也可以如此博大精深。我们不仅仅要掌握普通生物学、遗传学、微生物学等生物专业必备知识，还要懂得分子生物学、细胞生物学、基因工程等生物技术知识，它对于数理化的基本理论要求也不低，尤其是化学专业课的学习更是占据了学习的大部分时间，大一的有机化学就让众多同学头痛不已，名副其实的“四大名补（补考）”之一。曾经有高中同学问我大学一年学了些什么，我打趣说：“数理化生都要学。”同学笑言：“你是在复读吗？”平常看到其他专业的朋友空荡荡的课表，再想想自己一周的课程中不是在教室上课就是在实验室泡着，有过埋怨，但是想要学好生物技术就必须耐得住寂寞。

从种群到个体，从宏观到微观，从一个细胞窥探整个生命。课堂上，我知道了生物体的结构组成，系统的进化，单个细胞的分子物质以及这其中涵盖的各种化学成分和它们的作用原理……高中时代，也许你只知道细胞的呼吸作用分为有氧和无氧呼吸，光合作用分为光反应和暗反应；只会用两个“光呼”简图和那几个背得滚瓜烂熟的方程式去计算某种植物夜间放出的二氧化碳、白天积累的葡萄糖；偶尔一个净光合或呼吸作用的变量都能把你搞得晕头转向。可到了大学课堂，细胞呼吸分为糖酵解、柠檬酸循环、电子传递链和氧化磷酸化，光合作用分为光合原初反应、电子传递和光合磷酸化、二氧化碳的固定和还原，每一步的具体情况和概念图同样得铭记于心。就拿呼吸作用第一步葡萄糖分解为丙酮酸来说，大学阶段称之为糖酵解，其中包括9个反应，前4个是将己糖转变为2个丙酮酸，消耗2分子ATP，后5个反应是由2分子丙糖形成2分子丙酮酸……当每个学期期考的时候啃下一本生物技术专业的大部头，除了掌握扎实的专业素养，心中的自豪感更是无以名状！

在生物技术的世界里，“实践是检验真理的唯一标准”这句话是王道。专业课老师一再强调，实验是生物学的灵魂。当我第一次在实验课上穿上白大褂时，为科学求真的使命感便油然而生。从最简单的观察洋葱表皮切片到如今我申请的省级创新实验课题，生物实验的世界里总能带给我无限的惊喜。有过在第一次解剖动物时不能直视手术刀的惊恐；有过因染色不成功而一再地制作切片观察的沮丧；还有过为得到一条清晰的条带而重复地在无菌操作台和离心机间走动，直到提取到高纯度RNA的喜悦……生化实验课上，用血清蛋白做醋酸纤维薄膜电泳实验，因为误把过期的血清用于离心，使得在薄膜上的样品不纯，导致电泳后染色结果与预期大相径庭，全班同学看着自己辛辛苦苦做了一下午的实验打了水漂，虽然心情糟糕，可是却没有一个人伪造实验结果，大家都原封不动地将实验薄膜贴在报告纸上，写下失败原因，再重新开始。在实验室里，我见过师兄师姐倒掉了上千个平板才筛到一个满意的菌种，那份成功的喜悦唯有他们知道；我也看到很多人放弃午休只为多看几篇外国文献，为实验思路做指导。实验室的生活在常人看来再枯燥无味不过了，可科学殿堂的大门也只为这些在实验室努力追梦的人敞开。

运用广泛的潜力股

生物技术可以运用到生物制药、酶工程、基因工程、细胞工程、胚胎工程等领域，在工业、农业、医疗等行业也进展得突飞猛进。大家熟悉的克隆羊多利，就是将要克隆的羊的体细胞核移植到受体母羊的去核卵细胞中，接着进行细胞体外培养，然后再将胚胎移植到同期的母羊子宫中，由此孕育出世界上第一只克隆羊。这些都是细胞移植、细胞培养、胚胎移植等生物技术的结合。以前价格昂贵的胰岛素、青霉素等药物，如今，运用生物技术量产，它们都已走入寻常百姓家。

篇3

1、生物技术专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。

2、无机化学、有机化学、分析化学、植物学、动物学、生物化学、微生物学、药理学、药物分析学、遗传学、分子生物学、细胞生物学、免疫学、植物组织培养、生化分离技术、基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等。

3、主干学科：生物学、医学、农学。

4、核心知识领域：生命的化学分子基础，细胞的结构、功能与重大生命活动，生物体的结构与功 能及生物多样性，微生物的特征与代谢，生物的遗传与进化，生物与环境，生物技术的原理与应用。

（来源：文章屋网 ）

篇4

潘岳怒了！这位国家环保总局副局长的血性再一次淋漓尽致地展现出来。

他说，他已经“忍无可忍”。他说，忍无可忍，不是我个人忍无可忍，而是中国国情忍无可忍，我们的国情是什么呢？由于污染，三亿农民喝不到洁净的水，四亿城镇居民呼吸不到清新的空气。我们的能耗是发达国家的6-8倍，污染排放是发达国家的30倍，而我们的劳动生产率仅是发达国家的1/30，中国国情根本就不可能承受这种重化工业无序的扩张……

生存还是毁灭

人们从来没有像今天这样高度关注环境保护问题，人们也从来没有像今天这样面临着环境的艰难抉择。为什么？中国的环境状况已经到了一个必须改变发展路径的临界点了。

“生存还是毁灭，这是一个值得思考的问题。”莎翁经典剧目《哈姆雷特》里的这句名言，如今已是污染严重地区和企业领导不得不踌躇深思的一句话了。

经济发展和环境保护这对矛盾，一直以来就是个两难选择。牺牲暂时的经济发展速度，促使经济增长方式和产业结构彻底转型，中国正在进行着一场关于转变增长方式的革命。

2007年1月10日，国家环保总局宣布启动“区域限批”政策。所谓区域限批是指如果一家企业或一个地区，出现严重环保违规事件，环保部门有权暂停这一企业或这一地区所有新建项目的审批。与此同时，一些地区以及一些大的电力集团出现在首发名单中，“区域限批”刮起又一次环保风暴。此次风暴不知道能吹醒多少背离科学发展观、只顾创造“污染GDP”的所谓数字英雄，但这次环保解决方案的出台以及相关治理的力度之大，还是让一些所谓相关的 “利益人”难以接受，甚至发出反对的声音。面对中国环保事业举步维艰的现状，潘岳的愤怒自在情理之中。

总理表示：“减少污染排放，是我们应该承担的责任。” 最近，我们也看到国务院成立了节能减排的领导小组，由总理亲自出任组长，可见中国对于环境保护的相关工作进入到了高度重视、 狠抓落实的阶段。

口号好喊事难办，重视容易落实难。中国没有经历过大工业时展的阵痛，也缺乏相关的经验，所以在环境保护及生态发展等问题上只能是摸着石头过河，对于中国企业来说，也许已经认识到了改善环境和生态的紧迫性和重要性，但“如何做”成了关键？每个企业都有自己的实际情况和现实问题，解决方案也不尽相同，只有人们的意识提高了，大部分企业都参与其中了，国家以及全球的环境问题才可能真正得以改善。那么找到共通性的路径或许能够给企业提供一些借鉴和帮助。

小菌种带来大效益

诺维信生物公司是诺维信在原有酶制剂业务以外开辟的业务领域，致力于运用绿色清洁的生物技术解决环境中存在的问题。自2003 年进入中国后，诺维信生物公司不断推动生物增效技术在中国工业领域的应用，已经在市政污水、石化、造纸、食品等工业废水中积累了大量成功案例。

废水、废气、噪声、固废是四大污染源控制领域。其中废水和废气，在污染当中最为严重。通常我们在清洁和除油的过程中，因为使用的是化学方法，往往造成新的二次污染。比如，在清堵或者清洗的时候往往用到烧碱，于是通堵和清洗之后又造成了水源的新污染。而采用生物增效技术，因为生物制剂的中性特点，所以不会造成二次污染，而且效果也更为持久。还比如除臭，大到垃圾处理站，小到卫生间、垃圾桶，一般采取的都是掩盖或转移的方式，而利用生物技术，就可以彻底分解臭源。

日常生活中，老百姓经常会面临着购买的水果、蔬菜被化学农药污染的困惑和担心。大家知道，如果长期使用化学农药，尤其是高毒农药，不仅会严重破坏土壤生态平衡，毒害环境，甚至威胁生命，同时导致抗药性害虫大量增加，而这一后果又刺激用药量的大幅提高，从而加剧了蔬菜瓜果中农药的残留。《2006-2007年中国生物农药市场分析及投资咨询报告》指出：我国农药污染是世界上最严重的国家之一，食品中农药检出率高达90％以上。而2007年5月18日晚”焦点访谈”节目披露，送检的19种农药中九成不合格，其中有些含有国家明令禁止的高毒农药。因此追求安全、无毒副作用、对环境友好的生物解决途径以替代化学农药就成了必然趋势，比如目前蜚声国内外的真菌杀虫剂就是利用昆虫体内一种寄生菌――金龟子绿僵菌的寄生作用穿透虫体，并在虫体内发育使虫体致死。由于其致病力强,对人、畜、农作物无毒,无残毒、菌剂易生产,持效期长等优点,具有广阔的应用前景。

那么到底什么是生物增效技术呢？生物增效技术是通过添加具有某种特定分解代谢活性的微生物菌株来促进原生细菌种群作用的方法。它能够提高自然微生物对处理过程波动的反应能力，或降解废水中难以处理成分的能力，获得更好的处理效果。通俗讲法就是：为了提高废水处理系统的处理能力，而向该系统中投加从自然界中筛选的优势菌群，并通过组合复配技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质，促进系统内生物处理效率的方法。

生物增效技术使用简单，投资少，环保，大约20%的欧美国家在其污水处理厂使用过该项技术。生物增效技术除使用从自然界筛选的菌株以外，人们也运用诱变等驯化技术制备生物制剂。其生物制剂的使用范围逐渐扩大。

诺维信生物公司致力于用生物技术解决环境保护中存在的问题。诺维信微生物制剂的应用领域相当广泛，包括工业、市政废水处理；公共设施及家居清洁；水产养殖、农林园艺等。但总体来讲，国内对通过生物增效技术带来的产品的应用还不是很普遍。

环境友好引领生物时代

生物增效技术在国内的应用还处于推广阶段，诺维信中国生物增效技术是引进诺维信美国生物公司的成熟技术，具备使用简单、环境友好，又能提高对CODcr、氨氮等污染因子的消减能力，而其对已运转的污水系统又不需要加大固定资产投资，经济合理，很适合当前国内环境保护工作的形势，尤其是国家“十一五”期间对CODcr 总量排放消减10%的目标实施，更应该鼓励发展该项污染治理技术。诺维信生物公司作为该项技术的倡导者和推动者，在中国也在不断做着努力。

2006年诺维信生物公司在解决上海富国皮革废水处理厂曝气池泡沫时就充分体现了其环境友好性。该厂发现曝气池泡沫问题很严重，不仅感官差， 而且直接影响到系统的处理效果。通常的处理方法是使用消泡剂或水力进行消泡， 两种方法都有可操作性差、使用成本高的缺点，而且使用消泡剂还可能增加新的污染。通过诺维信分析推测，原因是皮革加工过程中的油脂所致，于是诺维信使用针对油脂去除的微生物，得到了显著的效果，厂方非常满意。实际上通过生物增效技术的使用，不仅泡沫问题得到了解决，剩余污泥中油质含量也大幅减少，不仅使得污泥脱水絮凝剂添加量减少，而且更容易脱水。

诺维信通过生物增效技术为企业提供满意服务的例子非常多，被服务的企业也确实感受到了生物增效技术的能量和好处，那为什么好的技术和产品在中国的应用却不尽如人意呢？诺维信沈阳生物公司技术人员认为，中国的生物增效技术应用尚处于初级阶段，客户对其作用认识不足，另外相关产品和技术推广宣传力度有限以及产品价格等因素都会影响该技术的普及应用。人们普遍认为生物产品的价格远比普通的化学产品要高，对此诺维信公司表示，这其中很大程度上与多数品牌生物制品依赖进口不无关联。为摆脱进口产品供货周期长且价格较高对技术普及带来的制约，该公司正在筹备于今年四季度上马真菌杀虫剂等项目，明年微生物肥料的生产也将落户诺维信沈阳的生产基地，配合新项目的生产大楼已拔地而起。进口生物产品的本地化生产将会满足更多的客户需求，同时对中国的环境保护必将产生积极意义。另外，诺维信内部刚刚了一则最新消息，三期发酵项目已得到其丹麦总部批准，预计将于2009年在沈阳试车生产。而诺维信沈阳生物公司已从目前的区域性公司定位成诺维信全球战略性微生物产品生产基地之一。而不久以后发酵项目的落成，将会提供品种更加丰富的环保产品，也将会加速生物技术在中国的应用与普及。毋庸置疑，生物技术及其产品的不断进步将给我们的生态环境、相关生产企业甚至普通百姓的生活带来革命性的影响。

最近有媒体报道，一些大的VC目前最看好的行业正是具有美好前景，又符合全球的环境发展战略的生物技术行业，或许，一个生物增效技术和产品时代来临了。

增效技术提供增值服务

一个好的技术和好的产品，未必和成功划等号，加上一个好的服务，才是根本。这一点，诺维信深有体会。诺维信生物公司除提供最为先进的产品外，也提供高水平的技术服务，以确保产品经过正确使用取得应有的效果。诺维信生物公司的现场技术代表和技术服务工程师根据对其系统的全面调研向客户提出建议。为帮助客户获得废水处理的最大效率，技术支持工程师适时提出系统优化建议、定制剂量和监控建议以及系统性能监控现场支持。

诺维信生物公司的李承勇经历过这样一个案例。青岛某日资宠物食品企业，因为氨氮指标不合格，找了不少环保公司花了很多钱进行改善。最后获得的解决方案是：扩大系统，增加设施。这需要很高的投入。后来他们听说用生物的方法不但能解决问题，还可以不用扩建设备从而减少投资，于是找到了诺维信，但他们对诺维信介绍的产品半信半疑。李承勇清晰地记得本来他推荐客户买两箱硝化菌，这样10天就可以见效，但对方只肯买一箱先试试，而一箱只能保证5天的用量。结果第3天企业方就打电话问怎么没有效果，经过沟通，诺维信发现其中一个系统参数没有调整好，经过专业指导，调整后的氨氮的指标在第5天马上就降了下来。一箱硝化菌卖价是1万多元，两箱就能见效，而其他的解决方案需要至少100万的投资，另外，还需要日常的运行投入。诺维信的方法减少了一次性的设备投资，也没有了场地的限制，接下来的事情我们不难判断，这个企业开始持续地购买诺维信的这类产品，确定了与诺维信生物技术方面的长期合作和服务。

诺维信不仅仅卖产品，更重要的是它提供的是全面有力的技术支持和服务，这也是诺维信取得成功的一个很根本的原因。诺维信的理念就是不但要自己遵循三重底线的原则，同时还帮助供应商以及企业客户能够有好的经济效益，具有社会责任，并且环境友好。李承勇表示：国内有些生物企业，由于发展参差不齐，造成了企业对生物技术和产品的负面影响和不信任。所以企业首先还是要有一个优质的产品，然后要有过硬的技术和创新贴心的服务。重要的不是卖产品，而是通过自己的产品帮助企业客户也不断的发展。

责任和创新造就诺维信DNA

有人说，生物制剂的产品属性本身就是环保的和可持续发展的，所以诺维信的社会责任感以及对环境的友好理所当然，这也是产品自然属性导致的结果，未必跟公司发展目标和理念本身有关系。

当记者把这个问题抛出来的时候，诺维信中国一位早期的员工坦言说，责任感不是一天练成的。按照她的话讲，对社会、对环境、对公司、对客户负责已成为诺维信人的一种习惯，这种习惯的培养是一点一滴的渐变过程。在中国创业初期，公司有时不得不采用行政命令方式来解决中国员工的意愿与公司某些政策间的分歧甚至误解，但随着对公司文化理解的加深，亲历公司信奉的价值观及理念给相关的行业所带来的益处及对中国的环保进程所起到的积极推动作用，员工们已经完全理解并融入了公司的文化，现在员工们都在自觉自愿地遵守公司的制度，奉行公司的价值观，以身为诺维信人感到骄傲。西方企业在其工业发展史上是走过弯路有过教训的，所以更能在制定公司发展战略时考虑到对整个社会和环境的责任，以及对子孙后代的影响。因而诺维信公司固守可持续发展的理念就不难理解了，诺维信公司的三重底线（社会、环境和经济责任）无需刻意宣传早就深深地植入诺维信人的骨髓里了，这种意识会经常闪现在诺维信人不经意的谈话、动作以及下意识里面。另外，这些理念和和文化，正在悄然影响着诺维信的合作伙伴和客户，并使诺维信结交了更多的朋友，同时也为诺维信的发展提供了更好、更多的机会。诺维信坚持的科学求实观，也能让客户真正受益。为了求证一个数据，有时不得不投入大量的人力、物力、财力反复进行研究和实验，用他们的话说，赔钱也得做，客户至上的概念在此得到了充分的诠释。

篇5

铁皮石斛苗期与石斛属有些品种在形态特征上有相似性，特别是涉及到种内遗传差异时，利用传统的鉴别方法往往不易区分。RAPD［12］、AFLP［13－14］、SSR［15］、ISSR［16－17］等分子标记技术目前被广泛用于铁皮石斛不同野生居群、不同栽培群体的遗传多样性及亲缘关系的研究。采用RAPD技术进行基因组DNA多态性分析，能从石斛属内26个种当中方便快捷地鉴别出铁皮石斛［12］。Ding等［18］利用SRAP标记分析铁皮石斛9个居群共84份材料的遗传多样性，并进行聚类分析，结果表明原位保存是保证铁皮石斛遗传多样性的首选方法;采用RAPD和ISSR分析9个铁皮石斛自然居群，表明居群间的遗传差异明显，具有丰富的遗传多样性，并且ISSR的多样性检测优于RAPD［19］。谢明璐等［15］利用开发的SSR标记成功对铁皮石斛种质纯度进行鉴定。金波等［20］将扩增获得的铁皮石斛特异RAPD分子标记片段，经克隆、测序，重新设计一对特异性引物转化成稳定的SCAR标记，能特异性地在铁皮石斛中扩增出300bp的片段，实现铁皮石斛的快速有效鉴定。Hou等［21］利用15个新的三核苷酸微卫星标记能够简便快捷地对铁皮石斛进行遗传多样性鉴定和分析。建立DNA指纹图谱，有利于鉴定和筛选铁皮石斛优良品种。虞泓等［22］用AFLP技术对石斛属内4个品种和1个外类群种进行基因组DNA多态性分析，构建了药用石斛的DNA分子指纹图谱。为更准确地进行铁皮石斛种质鉴定、遗传图谱构建、基因定位和遗传多样性的分析，赵瑞强等［23］采用正交设计和单因素相结合的方法构建和优化铁皮石斛SCoT-PCR反应体系，在32份铁皮石斛材料的遗传多样性验证中表现出良好的稳定性和重复性。基因芯片从遗传的角度鉴别铁皮石斛品种真伪，进一步推动了铁皮石斛的遗传分析和鉴别。Sze等［24］利用5SrDNA的基因间隔区的不同，建立了高通量鉴定商业石斛(枫斗石斛)的基因芯片，可以对铁皮石斛与其他种类的石斛进行有效区分。基因芯片与中药化学成分指纹图谱等的鉴定相结合，能确定铁皮石斛药用价值的优劣，发挥最佳作用［25］。

2组织培养

铁皮石斛种子自然状态下萌发率极低，利用组织培养进行铁皮石斛人工快繁是解决铁皮石斛野生资源短缺的有效途径，已有大量石斛组织培养条件的研究报道，目前铁皮石斛试管苗已进入商品化生产。2.1外植体铁皮石斛组织培养外植体来源广泛，一般采用野生铁皮石斛种子［26－29］、根尖［30－31］、茎段［32－34］、腋芽［35］等作为外植体。应用最早和最广泛的外植体是无菌种子，在离体培养条件下，种子萌发后形成原球茎，原球茎可以直接发育形成幼苗，也可以诱导原球茎产生大量愈伤组织，由愈伤组织再分化发育成幼苗［36－37］。唐桂香等［26］以成熟的铁皮石斛种子为材料，以1/2MS为基本培养基并添加20%马铃薯液，种胚萌发率达到79.35%，并能成功诱导出原球茎。杜刚等［27］以铁皮石斛种子为外植体，通过组织培养获得大量种苗。秦廷豪等［31］用铁皮石斛茎段、带顶芽的茎段和根蔸3类外植体在MS培养基上进行诱导培养，发现仅根蔸能诱导出原球茎。王丽萍等［32］和李泽生等［34］分别以MS和1/2MS为基本培养基，选用铁皮石斛幼嫩茎段为外植体能够高效诱导出原球茎。张红梅等［33］以铁皮石斛茎段为外植体材料，经历芽诱导、丛生芽增殖和生根培养3个阶段，获得大量的试管苗，芽诱导率达到86.7%。2.2基本培养基选择合适的培养基是组织培养最关键的一步，针对培养目的、培养途径、培养阶段的不同，所使用的培养基也不同。铁皮石斛组织培养采用的基本培养基包括MS，1/2MS，N6以及相应的改良培养基等［37］。最适培养基的选择主要根据不同外植体来源和不同生长阶段决定。以铁皮石斛种胚作为培养材料，研究发现未经改良的N6培养基对胚的萌发和生长最好，以茎尖作为培养材料，N6培养基诱导愈伤组织能力明显不如MS［38－39］。以铁皮石斛茎段为材料诱导丛生芽，1/2MS诱导的效果最好，生成的苗粗壮［40］。鲍腾飞等［41］的研究表明1/2MS最有利于铁皮石斛类原球茎的生长增殖。王春等［42］以1/2MS+1.0mg·L－1BA+0.5mg·L－1NAA培养基诱导铁皮石斛原球茎，诱导率达到58%。铁皮石斛不同生长阶段的最适培养基也有较大差异。1/2MS、MS和Kc等培养基都适合原球茎的增殖，而B5和1/2MS较适宜铁皮石斛的壮苗培养［43］。2.3培养条件除基本培养基之外，包括外源激素、附加物、蔗糖、pH值、温度和光照等培养条件对不同阶段铁皮石斛生长分化均有影响。铁皮石斛组织培养中常使用的外源激素主要是生长素类(如IAA、IBA、NAA)和细胞分裂素类(如BA、ZT和KT)［44］。苏钛等［45］的研究表明，BA相对于其他激素对铁皮石斛原球茎诱导效果最好，以2.0mg·L－1BA诱导率最高。洪森荣等［46］探讨6－BA和2，4－D对铁皮石斛原球茎增殖和分化的影响时发现，添加1mg·L－16－BA和0.1mg·L－12，4－D对原球茎增殖效果较好。唐桂香等［26］的研究表明，0.5mg·L－1NAA对铁皮石斛的生根效果最好。李璐等［47］比较了6－BA和TDZ对铁皮石斛花芽诱导的影响，结果表明，0.2mg·L－1TDZ最适宜诱导其开花。宋顺等［48］以MS为基本培养基，发现添加0.5mg·L－16－BA和1.5mg·L－1NAA最适合铁皮石斛原球茎诱导，其诱导率为95%;而添加1mg·L－16－BA和1mg·L－1NAA最适合原球茎增殖;添加5mg·L－16－BA+1mg·L－1NAA最适合原球茎分化，其分化率达80%;而在根诱导的培养基中添加1.5mg·L－1IBA+100g·L－1香蕉泥，其生根率能达到100%。一些有机添加物对铁皮石斛种子萌发、芽增殖、组培苗壮苗具有一定的促进作用，已报道的有马铃薯泥［49－50］、香蕉泥［49］、苹果汁［51］等，使用浓度一般在10%～20%。培养基的pH值、温度、光照强度和时间均对铁皮石斛生长有明显的影响。陈青青等［52］研究表明，pH对铁皮石斛的苗鲜重和生根率影响显著，以pH值5.4为宜，其原因可能是pH影响细胞的透性、代谢和培养物的生长与分化，在25℃、光照强度为1500lx时，最适宜铁皮石斛生长。鲍顺淑等［53］的研究表明，在人工光型密闭式植物工厂的可控环境条件下，在光照强度和CO2浓度一定时，光照时间控制在12h/d，铁皮石斛组培苗的净光合速率和叶绿素含量较高，干重和腋芽数增加较多，表现出良好的生长与繁殖能力。

3诱变育种

铁皮石斛生长相对缓慢，一般2～3年才能采收，对现有品种进行遗传改良，培育生长迅速、药用有效成分含量高的新品种是提高产量及质量的有效途径。诱变育种突变频率高，诱发变异较易稳定，可有效改良作物性状，缩短育种年限［54］。物理及化学诱变是常采用的方法，辐射诱变结合组织培养，能加速变异性状的稳定和新品种的育成。詹忠根等［55］利用137Csγ射线辐照铁皮石斛种胚原球茎，针对形态变异的试管苗，采用流式细胞分析DNA的倍性变化，结果发现大部分外部形态发生改变的植株其细胞内DNA的倍性发生了改变。洪萨丽等［56］利用60Co-γ辐照霍山石斛原球茎，研究诱变对石斛生长和生物碱积累的影响，结果表明适当剂量的60Co-γ辐照处理可促进POD、SOD、CAT和PAL酶活性，抑制PPO酶活性，从而能促进石斛原球茎生长，提高悬浮培养原球茎生物碱含量。张青华等［57］采用0.09%秋水仙碱处理24h诱导铁皮石斛丛生芽变异率达到48%，对叶、气孔、染色体的检测，证明变异芽为四倍体或嵌合体。2.5g·L－1植酸能促进石斛多糖的合成，还能促进石斛对碳、氮、磷的吸收［58］。太空诱变育种在中药材品种培育和改良中应用广泛，目前已有数十个审(认)定的中药材品种是通过太空诱变获得的。经航天诱变的仙斛1号铁皮石斛已经通过浙江省非主要农作物品种审定委员会认定。太空诱变技术在有效创造特异突变基因资源和培育作物新品种方面已经显示出重要的作用，成为空间生命科学研究的重要组成部分［59］。利用太空诱变培育突破性优良品种方面具有的独特优势，使今后获得更多优良铁皮石斛新品种成为可能。

4基因工程

4.1基因克隆铁皮石斛的药用有效成分为生物碱、石斛多糖等植物次生代谢产物，这些次生代谢产物需要经过复杂的代谢途径最终合成，并受代谢的关键酶与限速酶调控，如转移酶、合成酶、环化酶等。对关键酶基因进行克隆和分析，是研究铁皮石斛药用有效成分代谢途径及相关分子机制的重点，也是培养优质铁皮石斛新品种的基础。樊洪泓［60］克隆了石斛生物碱合成途径中的关键基因法呢基焦磷酸合酶基因(FPS)的片段，并进行序列分析。为研究铁皮石斛多糖合成与蔗糖合成酶活性关系及表达调控，孟衡玲等［61］成功克隆了铁皮石斛蔗糖合成酶基因(DOSS1)并对其表达分析。曾淑华等［62］对克隆的铁皮石斛磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(pepc)进行表达分析发现，pepc基因在F型铁皮石斛中的表达量为H型的5.55倍。植物凝集素如甘露糖结合凝集素与植物抗病虫害密切相关。铁皮石斛在自然条件下很少发生病虫害，为探究其病虫害抗性与兰科植物凝集素之间的内在关系，Chen等［63］提取铁皮石斛叶片的RNA，根据兰科植物凝集素保守序列区设计引物，通过RACE技术克隆得到全长768bp的铁皮石斛甘露糖结合凝集素基因(DOA)，包含1个498bp的开放阅读框，其编码的165个氨基酸为凝集素前体。半定量RT-PCR分析表明，DOA基因是一个组成型表达基因，在根、茎、叶中均有表达，在茎中表达量最高，可能与铁皮石斛茎的病虫害抗性密切相关。铁皮石斛自然状态下种子萌发需要真菌共生，生长阶段也常伴有共生真菌。钙依赖蛋白激酶(calcium-dependentproteinkinases，CDPKs)以及促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase，MAPK)及其级联途径在从枝菌根、根瘤菌－宿主植物共生体系中起重要调控作用。张岗等［64－65］从小菇真菌(Mycenasp．)侵染的铁皮石斛根中分别克隆了一个受菌根真菌诱导的铁皮石斛钙依赖蛋白激酶基因(DoCPK1)和促分裂原活化蛋白激酶基因(DoMPK1)，在小菇真菌侵染30d的石斛根中，DoCPK1和DoMPK1基因表达均显著上调，分别达到对照根中的5.16倍和7.91倍，表明DoCPK1和DoMPK1基因参与小菇真菌和铁皮石斛菌根早期互作，可能在该共生体系中起作用。4.2遗传转化目前，铁皮石斛的遗传转化最常用的方法是农杆菌介导法和基因枪法。根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)介导遗传转化关键时期为共培养阶段。Yu等［66］构建了含β－葡萄糖苷酸酶基因(GUS)的表达载体，以潮霉素磷酸转移酶基因(Hpt)筛选标记，将类原球茎与农杆菌在无抗生素的培养基上共培养3d，光照16h·d－1，再转移至添加50mg·L－1羧苄青霉素的培养基上继续培养3～4周，之后在含200mg·L－1卡拉霉素的培养基上选择培养6～8周得到转基因植株。GUS组织化学检测和Southern杂交证明GUS基因成功表达。基因枪法在石斛转基因中应用更多。Kuchnle等［67］采用微粒轰击法将Nos-NPTII基因和番木瓜病毒(PRV)外壳蛋白基因(CP)一起导入杂种石斛的原球茎。经过卡那霉素选择培养，PCR分析表明，13株抗性植株带有NosNPT基因，其中有1株带有PRVCP基因。Chia等［68］成功将荧光素酶基因(Luc)通过基因枪法导入石斛类原球茎并获得再生植株。Yu等［66］进一步发展了一个高频再生、高效而稳定表达的转化体系。以潮霉素磷酸转移酶基因HPT为筛选标记，50mg·L－1浓度下就能完全抑制非转化的杂种石斛原球茎生长。杨雪飞等［71］利用基因枪法将来源于大麦(HordeumvulgareL．)的抗旱耐盐基因lea3导入铁皮石斛的类原球茎中，经PPT筛选和生根壮苗培养获得转化植株。对转化植株进行除草剂PPT叶片涂抹检测和lea3基因的PCR检测，结果表明lea3基因已整合到6个株系7株铁皮石斛转化植株基因组中，转化频率为1.05%。与对照相比，获得的转lea3基因植株的耐盐胁迫能力明显增强。铁皮石斛转基因植株的遗传特性可以稳定表达，这为利用转基因技术进行铁皮石斛优良新品种培育奠定了基础。

5展望

篇6

1.1基因工程

基因工程是基于分子遗传学的理论建立的,又叫做DNA重组技术。对于来源不同的基因,基因工程根据预先设计的蓝图,借助于分子及微生物学,按照现代化的方式,实现杂种DNA分子的体外构建,通过活细胞的有效导入,完成生物遗传特性的全新转变,从而达到获得新品种的目的。在现代生物技术发展中,基因工程是关键组成,食品的包装、保藏等多个环节,都可以将该技术应用其中,实现包装材料的改变,达到降低食品生产成本的目的。同时,将基因工程应用于食品贮藏中,既是一种贮运方式的创新,也能获得食物贮藏期的有效延长。以延熟番茄为例,该种食物的生产就应用到了转基因技术,以调控乙烯合成途径这一办法来使乙烯的合成得到有效抑制,达到番茄延迟成熟、贮藏期延长的效果。

1.2细胞工程

细胞工程中涉及多项生物学理论,既包括现代细胞生物学,也包括发育、遗传学,更对分子生物学方法进行了运用。作为一种生物工程技术,细胞工程基于人们的需求,按照预先的设计,实施细胞层次的遗传操作,对细胞内含物进行重组,对细胞结构进行重组,从而实现生物功能以及生物结构的科学转变。通俗来讲,细胞工程主要是完成新物种的快速繁殖,在实现这一目标的过程中,有效应用了组织培养、细胞培养等生物学办法,引入了基因移植技术、核质移植技术等多项技术。作为一种科学研究办法,生物工程的多个领域都可以看到细胞工程的渗入。在食品工业发展中,细胞工程更是得到了广泛的科学利用。

1.3酶工程

在生物技术中,酶工程也是不可缺少的一种技术,主要实现的是物质转化。就酶本身而言,是具有一定催化作用的,在生物反应器内,利用酶的这一作用,就可以实现物质的转化。

1.4发酵工程

在生物技术组成中,发酵工程同样是不可缺少的。在发酵工程中,借助现代工程技术办法,通过对微生物特定功能的科学利用,实现对某一生产环节的有效控制,或是就此产生一种新的需求物质。

2生物技术在食品工业中的应用分析

2.1肉类食品中的生物技术

在肉类食品生产中,通过生物技术的科学应用,既可以施行对肉类食物资源的有效改造,又能够实现对肉类传统加工工艺的创新,从而使肉制品功能得到进一步增加、肉类加工深度得到更大提升,推动肉类生产的产业化发展。

2.2果蔬保鲜中的生物技术

现阶段,在果蔬保鲜技术中应用较为广泛的就是化学杀菌剂以及冷藏的处理方式了,然而,这样做也存在着很大的弊端。一方面,使用化学杀菌剂,果蔬中的残留会对食用者的健康造成一定威胁;另一方面,化学杀菌剂的长期使用,植物病原菌也会出现抗药性。鉴于此,需要用另一种果蔬保鲜处理方式来取代现在应用较为广泛的化学杀菌剂,而且,新的果蔬保鲜处理还最好是对人体健康没有毒害威胁的,同时又具有高效防腐效用的,生物保鲜技术就能够很好的满足这一要求,国内外都加强了对这一保鲜技术的研究。据相关研究显示,茄子保鲜中应用木霉发酵液能达到极好的保鲜效果。实验发现,在20℃至25℃的贮藏温度范围内,茄子果实如果被木霉发酵液处理,可以保鲜贮藏长达20天。

2.3饮品中的生物技术

在饮品生产中应用生物技术,不仅可以使饮品的风味得到有效改变,也会使饮品品质发生变化,对于产品质量的提升发挥着良好的效果。因此,在饮品产业发展中,生物技术的应用是非常广的。据相关研究发现,在南瓜汁乳酸发酵饮料生产中,以5%的乳酸菌接种量1:1.75的南瓜浆和水配比,分别向里添加7%以及0.05%的蔗糖、蛋白糖,给以40℃以及8小时的发酵条件,由此得到的饮品,不仅可以保持稳定的外观,还有着酸甜适中的独特口感,深受大众欢迎。

2.4食品添加剂中的生物技术

当前,科技术发展日新月异,在食品添加剂生产中,生物技术发挥着无可替代的作用,成为新型生产技术。在各种食品添加剂生产中,如何更好利用生物技术,成为国际研究热点。国内这方面的研究,也取得了一定成绩。比如在牛奶生产中,尤其是在双乙酸奶味香精生产中,可利用双乙酸乳酸乳杆菌进行发酵。向发酵液中,添加一定量的CuS04,可增加双乙酸活性,而添加一定量的0.1%柠檬酸钠,可抑制双乙酸还原酶。因此,制备的奶味香料,具有双乙酸的纯正奶油香味。

2.5食品包装中的生物技术

现阶段,在食品工业发展中,食品包装也更多的应用到了生物技术。而且,在包装食品毒理检测以及食品的防腐方面,生物技术应用也取得了效果。

2.6食品检测中的生物技术

评价食品品质、开展食品质量监督、实施食品生产监控、加强食品研究等,在食品检验的多个环节,生物技术检测都得到了较好的应用。尤其是在食品卫生检测环节,生物技术的应用为提升食品质量做出了重要贡献。比如,对于蔬菜食品,可以通过免疫分析、活体生物分析等生物技术办法来检测药物残留。同时,在药物残留检测环节,利用生物芯片技术也能获得准确的结论。再如,对于食品中是否含有病毒污染的检测,通过核酸聚合酶连锁反应这一生物技术,可以在短时间内扩增DNA和RN断,从而获得需要的检测数量。除此之外,将基因工程应用于食品检测,通过DNA指纹技术,食品原料是否掺假就可以准确的鉴定出来。而且,通过DNA指纹技术,也能判断出牛奶饮品中是否含有微量毒素。

3生物技术应用于食品工业的前景展望

在高新技术中,生物技术虽然兴起没有多长时间,但却在社会生产发展的多个领域得到了越来越广泛的应用。对于全球性重点关注的问题,如能源问题、污染问题、粮食问题等,都可以通过生物技术的应用得到科学的解决。可以说,生物技术出现而带来的种种经济、社会效益是无法预估的。而随着生物技术的继续发展,将其运用于食品工业,也必然会出现更加广阔的发展空间。

4结语

篇7

【关键字】固定化微生物技术；载体材料；制备方法

固化微生物技术是20世纪70年代末发展起来的一项现代生物、环境等领域中的新兴技术。该技术是运用物理或者化学等方法，将游离的细胞或酶与固态的非溶性载体相结合，将其限制于有限的空间区域内，使其不溶于水但保持活性，并可反复和连续的使用。它主要包括固定化酶技术和固定化微生物技术。

固定化微生物技术与传统的活性污泥法相比，存在着明显的优势，主要体现在：（1）生产工艺连续化和自动化；（2）污泥产量少，减轻了后期处理污泥的负担，降低工程投资成本和造价；（3）生物密度高，有利于降解有毒有害物质；（4）耐受能力强且易于回收再利用，大多数载体材料市场价格低廉；（5）固液分离效果好，可纯化和保持高效菌种；（6）不会造成环境二次污染；（7）微生物被固定后，细胞内相当于一个反应器，酶系保存完整。

1 固定化载体材料

1.1 固定化材料的性能要求

固定化小球载体材料的选择是固定化微生物技术中的关键步骤之一。其要求成本低廉、易于制成各种形状、抗冲击能力强、性质稳定、对固定的微生物无毒、在常温下固化快、传质性能好、寿命长、小球的基质具有通透性，单位体积的载体固定的微生物的数量多等。

1.2 固定化材料的种类

固定化材质分为三大类：（1）有机高分子载体，分为天然高分子载体材料和合成有机高分子载体材料。其中天然高分子载体材料包括琼脂、角又莱胶、海藻酸钠、无烟煤、卡拉胶、海藻酸钙、葡萄糖、纤维素、明胶、胶原蛋白等，合成有机高分子载体材料包括离子交换树脂、塑料、聚丙烯酰铵、聚乙烯醇、光硬化树脂、聚丙烯酸凝胶等。天然高分子材料具有无毒性、传质性好、固定化微生物密度高等特点，但是其强度低、抗微生物分解能力较差。可以通过交联剂对其进行稳定化处理。而有机高分子材料抗微生物分解性能好、强度高、性质稳定、对微生物无毒且价格低廉，因而具有很高的利用价值。但其载体聚合物网络的形成条件比较剧烈，对微生物活性有较大影响。（2）无机载体材料，包括多孔陶珠、红砖碎粒、砂粒、活性炭、玻璃、硅藻土等，无机载体材料具有对微生物无毒，耐酸耐碱，寿命长，机械强度大等优点。（3）复合载体材料，是将无机载体与有机载体材料相结合，以改进材料的性能。例如Lin等[1]利用海藻酸钙凝胶联合包埋固定黄孢原毛平革菌和粉沫活性炭，用于降解五氯酚（PCP）。实验表明：复合固定化体系比单独固定化体系更加有效地降解PCP，突出了出复合载体材料的优越性。

1.3 比较固定材料性能的实验

熊振胡等人[2]采用包埋法分别以海藻酸钠和PVA作为固定化蛋白核小藻菌微生物的载体，将制成的小球用于城市污水的脱氮除磷试验中，实验表明PVA作为城市污水脱氮除磷的固定化载体更为适合。

杨雪梅，张兰英等[3]选用硅胶、活性炭、大孔树脂三种载体，采用物理吸附法固定蛋白酶，三种固定小球分别对含高浓度蛋白质的淀粉黄浆废水进行水解实验。结果表明，活性炭对蛋白酶的固定率可达到61 .95 %，大孔树脂37 .85 % ，硅胶20 .31 %。所以活性炭对蛋白酶的固定效果最好。

2 固定化有机载体的制备方法

2.1 吸附法

吸附法是应用物理吸附或离子吸附将细胞固定在载体表面或内部，制成非水溶性小球。此方法操作简单，对细胞的活性影响较小，但该法固定的微生物量一定，重复性和稳定性较差，同时载体与微生物的结合强度也不够牢固，容易脱落。往往需要引入亲水和疏水配位体制成载体衍生物。

2.2 包埋法

包埋法是通过沉淀作用、离子网络作用、聚合作用或者改变温度、PH、溶剂使细胞截留在不溶于水的多聚体化合物网络空间中。同时也可保证底物的渗入和产物的渗出。包埋法可分为沉淀包埋法、离子网络包埋法、高分子合成包埋法。该方法操作简单，固定的微生物活性高，制成的小球强度高。此法已在多种废水中做过实验研究[4-5]。

2.3 交联法

交联法是使用双功能或多功能的基团与细胞进行分子间进行交联，连接成网状结构。此法细胞间的结合强度高，物理和化学稳定性强，但是在交联过程中酶的中心构造可能受到影响，且交联剂的价格昂贵，故不常用。

2.4 共价结合法

共价结合法是利用固相支持物表面的反应基团与细胞表面功能团形成共价化学键，形成固定化微生物[6]。

2.5 聚集-交联法

聚凝剂直接与细胞表面的反应基团发生反应形成聚集体，再加入一定量的交联剂进行交联，使彼此联成立体网状结构。此方法微生物浓度高，处理效果较好[6]。

2.6 无载体固定法

在形成微生物适宜的生存环境的过程中，絮凝颗粒形成，有利于微生物之间信息的的传递[7]，从而利用微生物之间的代谢协调作用来实现固定。该方法是一种新概念，与其他固定化方法比较，具有操作简单，扩散阻力小，传质效果好，固定过程中对细胞颗粒的整体活性影响较小等优势。将在污水处理中得到广泛的应用[8]。

以上各种制备固定化微生物的方法都有其各自的优点，目前根据实际的情况包埋与吸附法应用的最为广泛，研究的也最多。固定化有机载体的制备主要采用包埋法。交联法由于自身的原因没有推广，有待开发廉价的交联剂。聚合-交联法较其他单一固定化方法有巨大的潜力与优势，必将在今后的环境保护中得到进一步的应用。无载体固定法因方法简单在污水领域有一定的应用。

3 对固定化微生物技术的展望

近年来，固定化微生物技术以其显著的优势引起了人们普遍的关注。但将其从实验室走向实际的废水处理中还存在一定的难度，还有许多问题需要解决，主要有以下5个方面：（1）固定化微生物技术筛选的为单一的优势菌种，具有专一性，但生活中的废水是一个复杂的体系，单一的固定化微生物小球可能无法解决实际问题；（2）目前载体的成本较高、使用寿命短；（3）固定化载体内微生物的浓度无法精确测定，缺乏最佳控制的动力学处理法及运行管理方式；（4）对无机材料与复合材料研究不够，主要集中在有机方面；（5）反应器的设计不合理导致的运行管理费用高。但是随着专家学者对此项技术的不断深入的研究，此上的各类问题将一一解决，固定化微生物技术必将在废水、废气、矿物、土壤中发挥越来越重要的作用。

参考文献：

[1]LIN J E，WANG HY，HICKEY R F. Use of coimmobilized biological systems to degrade toxic organic compounds[J].biotechnol and bioengin，1991，38：273-279.

[2]熊振湖，孔翠珍，刘青春 不同载体固定化藻菌共生系统的脱氮除磷.天津城市建设学院.2005.

[3]杨雪梅，张兰英，张蕾，于宏兵，张玉玲.固定化酶在高浓度有机废水处理中的应用.吉林大学学报.2005.

[4]周定，侯文华，固定化微生物在含酚废水中的应用[J] 环境科学，1990，11（1）；2-5.

[5]葛文准，荣文辉.固定化微生物处理氨氮废水[J].上海环境科学.1995，14（4）；10-13.

[6]陶慧敏，杨绍宾，张广积.固定化细胞技术在矿业领域中的应用[J].2010.

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2011年《现代生物技术概论》被选为校级精品课程，在精品课程建设实践中，形成具有各自专业背景知识的教学团队。教学团队由教授、博士、硕士等组成，通过定期开展教学研讨、听课、评课等活动，加强教学队伍建设，促进了整体教学水平的提高。在校级教学类项目比赛中，团队多人次获得教学、教案、课件比赛中的好成绩。教学团队根据教材大纲和学生的培养目标，建设适用的教材。2007级以前的生物教育学生使用的是杨玉珍和汪琛颖主编的面向21世纪课程教材《现代生物技术概论》。2010年招生调整，开始本科招生，停止专科招生，原编教材已不适应该专业的学科发展。结合生物科学专业特点，教学团队的杨玉珍主编及团队多位教师参编了一部新教材《现代生物技术概论》，由华中科技大学出版社出版发行，该教材更好地体现了前沿性和科学性，教学团队拟定2011级生物科学专业采用此教材，以满足人才培养目标的需要。

教学内容体系的合理整合

考虑该专业学生已从其他相关课程中学习过酶、微生物发酵、蛋白质等方面的知识内容，该课程的基因工程部分教学内容是生物技术的基本原理、基本研究方法，内容抽象，难以理解，并且很好地体现了学科的科学性与先进性，故在教学中给予较多的学时分配和课堂讲授，同时发酵工程、酶工程、蛋白质工程等内容弱化课题讲授。另外，讲授生物技术在各行业的应用内容时，通过具体的实例以及多样的教学方法、教学手段的采用，使抽象概念化的教学显得多彩有趣。主次分明的教学内容设计，加上多样教学方式的采用，空洞乏味的知识内容不再难以理解，与生产生活息息相关的实践同时也增强了学生的求知欲望，获得了较好的教学效果。

结合学科发展前沿，充实教学内容

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1．1实验条件有限，成本高生物技术药物实验所消耗的材料和试剂价格较为昂贵，实验经费相对紧张，且课程实验对教学设备、场地、师资等实验条件的要求也较高，基本的实验训练开展受到诸多限制。许多仪器如电泳仪、离心机等往往属于教学科研共用，为避免学员违反操作规程或操作疏忽而造成的仪器损坏，教学过程中，采用在老师指导下小组分配使用的模式，甚至由老师固定人员代为操作，使大部分学员对该仪器的认识仍停留在抽象和模糊的状态。这些因素间接影响实验教学的效果，不利于培养学员发现问题和解决问题的能力，产生资金投入与人才培养之间的矛盾。1．2实验技能复杂繁多，不易开展设计性实验设计性实验要求学员在理解实验原理的前提下，能够灵活运用实验技能，具有消化知识后在不同情境下举一反三的能力。而生物技术药物实验处理过程比较复杂，对专业化程度要求高，且相关技术和方法发展更新快，即使研究生也需一定时间的专业培训和准备，才能独立完成相关实验。仅仅经历少量验证性实验的本科生，一般都难以在实验设计层面做出合理有效的改进，也无法保证实验的可靠性。

2虚拟实验室的必要性

如何在现有条件下克服上述困难，是当前迫切需要解决的问题。随着计算机技术和网络技术的不断发展，虚拟实验室已经成为当前实验教学发展的一个重要方向，是解决教育资源相对短缺，帮助学员更好地理解和掌握重点和难点知识，提高技能培训质量的有效手段［1］。将虚拟实验技术引入生物技术药物的实验教学，以计算机辅助教学来补充常规实验教学，就显得非常必要。2．1突破时间和空间的限制，降低实验成本虚拟实验室基于网络，具有良好的开放性，实现资源共享。师生可随时随地介入，进行交流，不受时间、空间和实验次数的限制，给学生提供一个全新的学习环境。而且，鉴于生物技术药物的特殊性，完整地完成某些实验一般需要数天，许多耗时步骤需老师提前准备，学员只是完成其中的关键操作，如在虚拟实验室中，学员可以独立完成整个实验，提高实验课的上课效率，达到全程体验的目标。虚拟实验室利用软件全程模拟仿真实验，降低学员对真实实验材料和设备的依赖性，节省大量的实验经费。同时，在技术更新而设备实物暂时无法跟进的情况下，可以通过软件设计使虚拟仪器不断补充，以较小的成本保持实验课程的先进性、全面性、完整性。2．2避免传统实验可能的风险生物技术药物实验操作中，不可避免的涉及到部分有毒试剂，如蛋白质电泳实验的必需试剂聚丙烯酰胺，直接接触皮肤或由呼吸道吸入后具有神经毒性。另外，学员对一些仪器操作也经验不足、注意力不集中，失误时有发生，容易损坏仪器设备。这些因素都可能对实验室安全和学生健康产生威胁，有的甚至造成不可逆的严重损害。仅采用示教或者视频的方式来取代实验规避风险，学生没有切身体会，无法获得感性认识。通过虚拟实验室中的模拟操作，在关键位点设置危险提示和后果场景，可反复加深学员的印象，培养良好实验习惯，从而避免其在实践时手忙脚乱，造成安全隐患。同时，采用虚拟实验室，也能降低传统实验教学中大量废弃试剂排放所造成的环境污染［2］。2．3给实验课的预习和复习工作提供了学习平台生物技术药物实验步骤复杂，牵涉的知识点较多，需要学生通过预习来理解实验原理，熟练实验方法。传统通过精读讲义和说明书的预习方式，有些专业表述晦涩难懂，效果欠佳，往往需要老师在实验前再次强调。虚拟实验室可让学员在实验之前有针对性地体验整个操作过程，为下一步进入实验室的实际操作奠定基础。实验完成后，由于受到主客观条件的限制，一般难以重复实验，实验室过程中的疑点往往得不到验证。虚拟实验室可以让学员进行多次的模拟实验，甚至实现根据学员的意愿调节实验进程，从而使学生看到传统实验条件下容易忽略的细节，加深在实验的过程中对知识的理解，是较好的巩固与复习的材料。2．4宽松的实验环境易于激发学习兴趣虚拟实验室将图片、音频、视频和动画等融合在一起，再造逼真的实验场景，使学员沉浸其中，从而产生身临其境的感受，以第一人称视点对实验场景中的“自己”完全控制，通过鼠标、键盘等下达不同的动作指令并接受反馈信息，完成人机交互，使操作者产生与现实中同样的体验。虚拟实验室的这种“沉浸感”和交互性特点使用户真正成为实验的参与者，而不是旁观者。类似于游戏的操作营造一种生动活泼、轻松愉快的教学氛围，充分调动了学员学习的兴趣，大大提高了学习积极性。2．5提供学员参与实验设计的可能在虚拟实验室中，学员除了熟悉实验流程和操作技能外，更关注实验的整体设计思路，根据实验过程中产生的疑惑在虚拟平台上探讨教学实验中条件微调情况下实验结果的预测，帮助学员更好的理解。在此基础上，可以设置一些超出常规实验范畴的课题，让学生通过个性化的实验设计，进行研究性学习，使不同水平的学生都能发展自己的实验设计能力，有助于学生的思维能力和创新能力的培养。

3生物技术药物虚拟实验室开发的注意事项

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例如植物的抗虫、抗病、抗倒、高产、优质等都可以通过转基因技术得以改变。尤其是现代的高科技技术蓬勃发展，转基因技术有着发展的良好环境，相对于其它育种途径，转基因技术可以培育出更多更好的植物品种。另外，所培育的新品种有很好地适用外界环境的能力，能突破不同植株的差异化，使得植株的性能大幅度提高。1983年研究成功后，转基因作物从1996年的170万公顷直接增长至2003年的6770万公顷，有5大洲18个国家的700万户农户种植，其中转基因大豆已占全部大豆种植的55%，玉米占11%，棉花占21%，油菜占16%。当前，玉米的遗传工程研究大多数体现在以下三个方面：一是培育抗病虫害的转基因玉米；二是培育抗除草剂的转基因玉米；三是培育抗旱抗涝、抗寒等转基因玉米。一般来说，玉米转基因技术主要有：载体转化技术指的是玉米通过农杆菌质粒介导的转化系统进行基因的转换。DNA直接导入转化技术包括基因枪法、PEG法、电击法、超声波法等。种质转化技术包括花粉管通道法、子房注射法等。

二、分子标记辅助育种技术途径

分子标记技术在我国的发展尤其迅速，被大范围的应用到玉米自交系的遗传多样性分析当中，对于玉米群体优劣的划分、玉米的抗病抗逆性能、玉米雄性不育系等多方面的研究有着非常重要的意义。另外，在深入进行玉米遗传多样性的研究上，可以为玉米种质资源收集、亲本的选择、玉米种类的划分、基因组建等多方面提供必要的技术和数据支持。与此同时，分子标记技术的应用，可以帮助基因在改善玉米的杂种优势预测方面的科研工作有所突破，避免由于玉米的先天遗传方面的不足带来的低产效应，给玉米的品种的培育提供了更为优质的品种资源。在实际的玉米自交系遗传变异研究中，分子标记可以更好地进行杂种优势群的划分。相对于玉米自交系纯度，分子标记育种技术的方法可以更为精确、简单易操作，保证玉米自交系纯度质量。指纹图谱是分子标记技术在玉米育种上的显著应用，可以通过指纹图谱建立植物品种的汇总。同时，分子标记技术可以更为精确的区分先天遗传差异较小的植株，使得培育的技术更为精确，并且分子技术培育被广泛应用于植物新品种保护领域。目前，我国在玉米新品种保护方面也已经取得不小的成就，逐步建立起自交系和杂交种的DNA指纹图谱数据库。数据库的好处是更为方便鉴定植物基因类型，尤其是一些并未有被记录在指纹图谱中的品种分类。作为结果，分子标记技术可以为更好地监测玉米育种群体的遗传多样性提供必要的数据支持，也为育种专家如何选择优质的杂交组合提供理论依据。

三、结语