生物技术概念范文

导语：如何才能写好一篇生物技术概念，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

一、先交叉还是先交换

同源染色体中的非姐妹染色单体之间，是先交叉后互换片断，还是先互换片断再交叉？有的版本描述的是先交叉后交换，有的是先交换后交叉。其实，在减数第一次分裂的偶线期，同源染色体开始联会，出现联会复合体。通常，联会复合体出现在偶线期，成熟于粗线期，消失于双线期。在粗线期，染色体进一步缩短变粗，同源染色体配对完毕，在非姐妹染色单体之间可能发生交换。在双线期，染色体继续变短变粗，两条同源染色体彼此分开，在非姐妹染色单体之间可见交叉，交叉的出现是发生交换的有形结果。可以说，遗传物质的交换是染色单体交叉出现的原因，交叉是交换产生的结果。之所以出现先交叉后交换的描述，是参考了较早版本的大学教科书。随着显微技术和染色技术的不断发展，染色体的行为在显微镜下变得越来越清晰了，不会再出现先交叉再交换的描述了。

二、着丝粒与着丝点

在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，是着丝点一分为二，还是着丝粒一分为二呢？纺锤丝牵引的是着丝点还是着丝粒呢？有的版本是着丝点，有的是着丝粒，只是在同一个版本出现一个概念，不会两个概念同时出现。其实，在外形上每条染色体都有一个着丝粒和被着丝粒分开的两条臂：短臂（p）和长臂（q）。着丝粒是一种高度有序的整合结构，在染色体上的着丝粒位置是恒定的，因而着丝粒的位置直接关系到染色体的形态特征。在细胞分裂时，纺锤丝附着在着丝粒区域，即通常所称的动粒（原来称着丝点）部分。在有丝分裂或减数第二次分裂中，在前期，作为一种特化结构的动粒在每一条染色体的着丝粒两侧形成，动粒与动粒微管相连；在中期，动粒微管为染色体定位，使着丝粒排列在两个纺锤体极中间的平面（赤道板）上；在后期，与姐妹染色单体相连的着丝粒分离，产生两个子染色体，同时动粒微管逐渐缩短，特化结构动粒也消失。动粒是一个动态结构，在一定的分裂期出现。因此，目前在描述上多为纺锤体牵引着丝粒区域，含两条染色单体的染色体的着丝粒一分为二，着丝粒彼此分开。

三、有氧呼吸中，1mol葡萄糖究竟产生多少ATP

在细胞有氧呼吸中，1mol葡萄糖究竟产生多少ATP？有的版本是36或38个ATP，还有的是32个ATP，有的概括性地描述为大量的能量。出现这样的差异，主要是参照不同年代的大学教科书造成的。其实，究竟产生多少ATP，关键涉及氧化磷酸化作用中的P/O比。过去认为P/O比是3或2，但随着电子传递链和氧化磷酸化作用机制研究的不断深入，P/O比是非整数已被普遍接受，而且P/O比在不同物种中不再是一个固定值了，而是随着物种的不同而有所变化。比如，对于大肠杆菌、酵母菌来说，1mol葡萄糖产生28或29.8个ATP；对于牛来说，1mol葡萄糖产生32或34.2个ATP；人产生ATP的数量尚在研究中[1]。因此，在高中教材中，要么针对某一物种具体指出多少个ATP，要么采取概括性的描述，而不能采取既不针对某一物种又具体提出多少个ATP的描述。

四、卵母细胞与卵泡细胞之间是透明带还是卵黄膜

在哺乳动物卵子发生过程中，卵母细胞和卵泡细胞之间的结构是透明带还是卵黄膜呢？有的版本是透明带，有的既有透明带又有卵黄膜。其实，在哺乳动物卵子发生过程中，卵母细胞与卵泡细胞之间存在间隙连接和桥粒连接两类结构。间隙连接具有促进细胞间的通讯和物质传递的作用。卵泡发育开始时，卵泡细胞和卵母细胞之间的间隙很小。随着卵泡的发育，卵母细胞与卵泡细胞之间的间隙中充满一些致密物质，在哺乳动物就是透明带，其他动物称为卵黄膜。在大多数哺乳动物中，透明带是由卵母细胞分泌形成的。

五、光能利用率与光合作用效率

在光合作用内容中，有的版本提及光能利用率，有的提及光合作用效率，在实际教学中，常常引起歧义，究竟两者有什么区别和联系呢？光能利用率是指植物光合作用积累的有机物中所含的能量占照射在同一地面上太阳辐射能的百分比。一般是以单位土地面积上植物总干物质所含的能量，除以同一时期同一土地面积上所接受的太阳总辐射能。光合作用效率是指植物将照射到植物上的光能转化为化学能的效率。植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量与光合作用中吸收的光能的比值，是由植物叶片吸收光能的能力及将吸收了的光能转化为化学能的能力决定的。因此，提升光合作用效率，将会有利于提高光能利用率。

六、女性一生所能生成的卵细胞数量是否自出生时就已经确定了

多年来，学界观点一直认为，女性一生所能生成的卵细胞数量自出生时已经确定，因此有的版本的教科书把数量也具体列出来。然而，美国哈佛大学研究员Tilly和同事却提出新理论，年轻女性卵巢内存在少量能够分化形成卵细胞的“干细胞”。2004年，他们发现，在小鼠中，为了保持卵子的供给，有太多的卵母细胞在每个月经周期中死掉。他们提出，新的卵子一定来自于别处――一种未经确认的干细胞。2009年，Tilly的成熟动物能够产生新的卵母细胞的想法从中国科学家那里得到了佐证。上海交通大学的生物学家吴际和同事报告说，他们从成熟的小鼠卵巢中分离出雌性生殖干细胞[2]。但是类似的卵干细胞是否存在于人体卵巢中，尚没有搞清。2012年，Tilly及其同事在《自然―医学》杂志上报告，他们改进了吴际的细胞采集方法，并在人体卵巢组织中找到了类似的细胞[3]。这些被Tilly称为卵原细胞干细胞（OSCs）的细胞极为罕见――大约每1万枚卵巢细胞中只有一枚。OSCs在实验室中生长迅速，并且在某些条件下能够自然形成在外观和分子结构上类似于卵母细胞的细胞。因此，女性一生所能生成的卵细胞数量是动态的，并不是出生时就已经确定了。

就同一个主题，不同版本的教科书的编写出现差异，这是正常的。因为可以从不同的角度用不同的活动或不同的资料来组织教材内容，阐述同一个概念或者理论，这正是一个课程标准多个版本的具体体现。但是，在教科书具体编写过程中，由于各个编写组参考不同的资料，可能导致不同版本教科书中同一内容的阐述上出现诸如上述的差异，给一线教师的教学带来麻烦，因此，在教科书编写中，编写组一定要多方参考资料，进行比较，科学地选取材料和组织材料，使教科书的科学性得到进一步提高。

参考文献

[1] 殷宁.氧化磷酸化作用中的P/O比释疑.生物学教学，2011（4）.

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【关键词】 生物与健康产业 概念 内涵

1 产业概念

以现代生物技术生产的产品及所形成的产业是国际上新兴的产业，涉及现代生物技术本身所形成的产品、利用现代生物技术改造传统产业培育的新产品，涉及传统生物产业与现代生物产业的内涵差别、产业规模等诸多因素，至今国际上有关生物产业的定义尚无明确界定[1]。国家发改委在《生物产业发展“十一五”规划》的研究编制过程中，将生物产业定义为“将现代生物技术和生命科学应用于生产以及应用于经济社会各相关领域，为社会提供商品和服务的统称，主要包括生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等新兴产业领域”[2]。

生物与健康产业密切相关且互为交融。健康产业主要包括医疗保健服务业和医疗保健相关产业。医疗保健服务业由向公众和个人提供预防、治疗、护理、康复等医疗保健服务的卫生机构和医疗保障组织组成。医疗保健相关产业包括老年护理、健康管理、医疗旅游、美容养生等延伸性保健服务，以及为医疗保健服务提品和支持的产业。

我国广州、宁波等市根据区域产业特点与经济社会发展需求，将生物与健康确立战略性新兴产业加以培育，为此，有必要探讨生物与健康产业的概念与内涵，依此调查产业的发展规模、水平、结构等基本情况，及时为各部门制定政策、开展宏观调控提供依据。

2 产业构成

目前，国内外关于生物与健康产业内涵的理论研究成果不多[3]，我国相关的产业分类指导和统计管理等制度出台相对滞后，导致国家的生物产业产值通过参考国内外材料估算的方法获得[4]，数据准确性差，甚至不能反映其中的核心产业生物医药产业的情况，国家亟须建立一套相关的政策体系。

2.1 国家产业政策

在产业构成上，2011年11月，国家科技部《“十二五”生物技术发展规划》，明确指出我国现阶段重点发展的生物技术产业包括生物医药、生物农业、生物制造、生物能源和生物环保五大领域[5]。2012年12月，国务院《生物产业发展规划》，提出大力发展生物医药、生物医学工程、生物农业、生物制造、生物能源、生物环保、生物服务七个重点领域[6]。然而上述文件对各领域的概念与内涵并无明确阐述。2012年9月，国家发改委《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录（公开征求意见稿）》，其中生物产业包括生物医药、医疗器械、生物农业、生物制造、生物服务、海洋生物六个小类和23个条目，初步勾画了生物产业作为我国战略性新兴产业的基本组成。

2.2 产业内涵探索

全面准确的产业统计需要对产业内各领域进行细分与测算。2008年，国家发改委着手建立生物产业运行监测系统。2008年7月，该委召开“建立我国生物产业统计体系研究课题”讨论会，总结生物产业统计试点工作，提出生物产业统计体系主要包括生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保和生物服务六大块内容，讨论完善我国生物产业统计体系。2012年初，国家发改委、工信部等部门召开联席会议，提交了《战略性新兴产业重点产品和服务统计目录》与《战略性新兴产业行业分类统计目录》，对战略性新兴产业统计调查方法研究进行论证，提出认真做好生物产业等战略性新兴产业发展形势的监测和分析，加强信息引导，采取多种形式利用数据资源，促进战略性新兴产业健康发展。然而，由于生物与健康产业涉及的技术领域非常广泛，同时贯穿产业活动中研发、生产、流通和服务等多个环节，随着技术创新、产业分化和产业融合的不断发展，该产业的子产业关联性强、产业边界模糊等特征日益凸显，对产业的分类和统计标准设计要求较高，相关的指导和管理政策一直未能出台。

3 国内部分省市相关政策

在国家尚未出台统一的生物与健康产业相关分类和统计办法的情况下，国内各省市纷纷结合区域情况开展相关尝试性工作，在为区域产业发展提供决策依据的同时，也为国家相关政策的制定提供了参考。2011年12月，黑龙江开展全省生物产业统计工作，将生物产业分为生物医药、生物农业、生物制造、生物能源、生物环保五大领域，然而关于各领域的定义与具体范畴未见，由科技管理部门负责推进。2010年，南宁市发改委委托南宁市统计局和广西社科院开展生物产业统计体系与产业指标课题研究并于2011年3月通过了成果评审，界定了生物产业的统计范畴，提出了生物产业指标体系及具体统计方法，但具体内容未见。至2012年初，已有云南、四川等十多个省市初步设立了新兴产业统计指标监测体系，对生物产业等新兴产业进行统计，其中以云南省、江苏省无锡市、浙江省宁波市对生物与健康产业的界定较为详尽。

3.1 云南省跨越一、二、三产业统计生物产业

云南省实施“生物经济强省”战略，2007年4月，省发改委《云南省生物产业发展规划纲要（2006-2020）》，提出“生物产业（烟草产业除外）指的是从事生物产品研究开发、生产和生物技术服务的产业，包括：生物医药、生物农业、生物制造（轻工、化工）、生物能源、生物服务业等。”2010年10月，云南省政府发展生物产业办公室《云南省生物产业统计报表制度（试行）》，将生物产业界定为“指以生命科学理论和生物技术为基础，结合信息学、系统科学、工程控制等理论和技术手段，通过对生物体开展研究并制造产品，或改造动物、植物、微生物并使其具有所期望的品质特性，为社会提供商品和服务的行业的统称，包括生物农业、生物林业、生物医药、生物能源、生物制造、生物环保、生物服务等领域。”该制度以《国民经济行业分类（GB/T4754-2002）》为依据设置云南省生物产业统计指标及口径范围，对生物产业的农业生产、工业生产、产品销售和利税等情况进行统计，指标体系涵盖一、二、三产业。该制度将烟草产业纳入生物农业统计范畴，因为云南省是我国最重要、规模最大的烤烟和卷烟生产基地，烟草种植业、卷烟工业是该省农业和工业的重要组成部分。烟草产业是该省最具比较优势、最有特色的产业之一，是省财政的主要支柱，所创税收自1988年起一直位居全省各产业之首，最高年份占全省70%。此外，烟草产业还促进了其他相关产业的发展，是该省的重要产业。2011年，云南省生物产业总产值达4100亿元，成为全省重要的支柱产业。但是，关于产值的具体构成未见报道。

3.2 江苏省无锡市分十大领域统计生物产业

2012年1月，无锡市统计局、发改委《无锡市新兴产业统计监测制度（试行）》，对该市物联网、节能环保、生物产业等十大新兴产业开展统计监测，该制度将生物产业界定为“包括生物技术产业和新医药产业。生物技术产业：主要是生物能源、生物工业、生物农业、生物环保等新兴产业领域。新医药产业：是指以新技术、新工艺、新剂型、新装备等的开发应用为特征，是蕴含巨大经济社会效益、最具广阔发展前景的新兴产业，主要包括生物技术药、中药、小分子药物和医疗器械、生物试剂、医用材料等。”在该制度的统计分类目录中，将生物产业分为生物医药制造、生物药品制造、中药制造、医疗器械和医用材料制造、生物工业产品制造、生物农业产品制造、生物环保产品制造、生物能源产品制造、药用包装材料、其他十大领域，统计生物产业的总产值、新产品产值、主营业务收入和从业人员数。但是，对于各领域的具体统计范畴及其与《国民经济行业分类》的关联未见，由市科技局与市农业委员会负责核定相关企业名录并组织统计工作。无锡市发改委公布的新兴产业发展数据显示，2012年1～10月该市生物技术和新医药产业总产值（营业收入）为252.75亿元，同比增长9.1%。

3.3 浙江省宁波市采用汇总系数统计生命健康产业

2013年3月26日，宁波市统计局、市加快培育和发展战略性新兴产业工作领导小组办公室《宁波市战略性新兴产业统计分类目录（试行）》，以《国民经济行业分类（GB/T4754-2011）》为依据，根据具体类别与相关战略性新兴产业的关联度确定不同的统计汇总系数，对该市节能环保、生命健康、新能源、海洋高技术等八个战略性新兴产业进行统计。其中，生命健康产业包括生物制品制造产业、生物工程设备制造产业、生物技术应用产业三个子产业，下分十个领域。

4 生物与健康产业概念与内涵

在我国现行的生物与健康产业统计体系下，本文以国家产业政策为基础，参考国内各省市产业界定方法，将生物与健康产业界定如下：

4.1 产业概念

生物与健康产业是指以生命科学理论和生物技术为基础向社会提供商品和服务的行业的统称，包括生物医药、生物农业、生物能源、生物环保、生物制造、生物医学工程、生物技术服务、健康服务产业领域。

4.2 产业构成

（1）生物医药产业：是指以现代生命科学理论为基础，与医药产业结合，利用生物体及其细胞、亚细胞和分子的组成部分或以其作为作用对象，结合工程学、信息学等手段开展研究及制造产品或改造动物、植物、微生物等，并使其具有所期望的品质、特性，进而为社会提供商品和服务手段的综合性技术体系，其内涵包括生物医药产品研制、规模化生产和流通、服务等。该产业主要包括化学药品原料制造、化学药品制剂制造、中药饮片加工、中成药制造、生物及生化制品的制造、卫生材料及医药用品制造、医疗仪器设备及器械制造以及制药专用设备制造[2]。

（2）生物农业产业：是指运用基因工程、发酵工程、酶工程以及分子育种等生物技术培育动植物新品种，以及生产农业投入品如生物农药、兽药与疫苗、生物肥料以及生物农用材料所形成的产业。该产业包括农业生物种业、生物饲料、生物农药、生物肥料、生物疫苗等重点领域[7]。

（3）生物能源产业：生物能源是指由生物质转变而成的能源，是从能源作物、林业废弃物和有机废料等生物质中产生的能源，包括来自树木的木材能源和来自非木材的农业作物的农业能源，其中储存着可用于产生电能、热能、液体燃料及气体燃料的化学能源。我国生物能源主要指利用淀粉、糖、动植物油脂以及木质纤维素为原料生产燃料乙醇、生物柴油、沼气以及生物质发电等[2]。

（4）生物环保产业：目前国际上尚无统一的界定，一般认为凡是与生物技术结合，充分利用生物的特殊功能进行生物净化、生物修复、生物转化和生物催化，从污染治理、清洁生产、能源开发到可再生资源利用，多层面、全方位地为解决工业和生活污染、农业和农村面源污染、荒漠化和海水污染等提供相关产品和服务的行业，均属于生物环保产业研究和应用的范畴，也是其发展的趋势和方向[2]。

（5）生物制造产业：包括采用微生物细胞、生物酶，以及基因工程、合成生物学和细胞融合为代表的现代生物技术及以发酵和酶转化为代表的近代生物技术成果形成的生物制造业，是以现代生物技术为基础大规模生产人类所需基础化学品与原料等的一种工业方式，广泛应用于化工、食品、制药、造纸、纺织、采矿、能源以及环境保护等许多重要领域[2]。

（6）生物医学工程产业：是指运用综合工程学、生物学和医学的理论和方法，提供生物医学材料制品、（生物）人工器官、医学影像和诊断设备、医学电子仪器和监护装置、现代医学治疗设备、医学信息技术、康复工程技术和装置、组织工程等产品研制、规模化生产和流通、服务的产业。

（7）生物技术服务业：是指以现代生物技术与其他要素为支撑，通过生物技术的研究、创新、应用、转化、转移、扩散，形成完整的生物技术产业链的服务活动的总和，是一种创造和传播生物技术知识，提供、应用生物技术知识服务的产业体系[2]。

（8）健康服务业：是指以现代或传统医学技术为主要支撑，以医疗服务、健康理疗、康复调理、生殖护理、健康管理为主体的，为人类健康服务的综合性体系。

参考文献：

[1]李学勇.中国生物产业调研报告[M].北京：中央文献出版社，2004.

[2]北京生物产业发展报告编辑委员会.启航2009北京生物产业发展报告[M].北京：科学出版社，2009.

[3]伍业锋，刘建平.生物产业的界定及统计制度方法初探[J].统计与决策，2011，（20）：35.

[4]龙九尊.专家呼吁建立战略性新兴产业统计体系[N].科学时报，2010-9-13（B1）.

[5]科学技术部.“十二五”生物技术发展规划（国科发社〔2011〕 588号）[Z].北京：2011.

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本节是对上一章“日常生活中的生物技术”的延续，同时又是对它的升华；突出了教材注意密切联系技术与社会，而且注重知识现代化的特点，使内容充满了21世纪的时代气息。本课主要让学生了解现代生物技术在实际生活中的应用，基于本课的特点，同时结合八年级学生的特点，我主要采取讨论、辩论、分析、总结等活泼多样的教学方式，让学生参与到教学中。通过学生调查、搜集、分析资料等方式，注重培养学生合作调查、自主分析、整理信息的能力。在完成对高新生物技术知识的认识与理解的同时，重视提高学生的学习兴趣和各种能力。

二、教学分析

（一）教学目标

1.知识目标

（1）举例说出转基因技术的应用。

（2）举例说出克隆技术的应用。

（3）关注转基因技术和克隆技术对人类生活的影响。

2.能力目标

（1）培养学生讨论、交流的能力。

（2）培养学生将所学知识运用到实际生活中的能力。

（3）培养学生实事求是的科学态度。

3.情感态度与价值观目标

（1）增强学生团结合作精神。

（2）能正确理解和对待现代生物技术产物对人类生活产生的影响。

（二）教学重、难点

1.教学重点

（1）基因工程及转基因技术的应用。

（2）细胞工程及克隆技术的应用。

2.教学难点

（1）转基因抗虫烟草培育过程。

（2）多利羊的克隆过程。

三、课时计划

1课时

课前准备

教师准备

多媒体课件

学生准备

搜集、整理相关资料

四、教学流程

（一）导入新课

教师：生物技术是当今国际上重要的技术，生物技术将为人类所面临的环境、资源、人口、能源、粮食等危机和压力提供最有希望的解决途径。那么今天我们就一起进入第二十一章“现代生物技术”的学习。

教师：通过上一章的学习，你知道的生物技术都有那些？

学生：发酵工程、基因工程和细胞工程等。

教师：同学们回答得很好，21世纪是生物科学的世纪，生物技术的发展与研究都已经进入到一个快速发展的阶段，各种高新研究成果不断涌现。今天我们就来具体认识和了解一些现代生物技术及其在生活中的应用。

（二）新课教学

1.基因工程和转基因技术

教师：请同学们看多媒体展示的“小鼠变大鼠”的图片，这种变化可不是自然状态下形成的，而是人为地采用了某种现代生物技术，这种技术就是我们要了解的基因工程和转基因技术。

教师：多媒体展示“巨型小鼠”，并讲解其产生的过程和原因

教师：多媒体演示转基因抗虫烟草培育过程

学生：根据多媒体演示总结转基因抗虫烟草培育过程

教师：根据这两个运用基因工程中转基因技术的事例请同学们回答以下几个问题：什么是基因？什么是基因工程和转基因技术？

师生共同讨论、交流，总结。

学生：基因――具有遗传效应的DN段

基因工程――按照人的意愿，运用人工方法，对生物的基因组成进行“移花接木“式改造的重组技术。

转基因技术――将外源基因直接导入动植物体或它们的受精卵内，并能在细胞中发挥作用的技术。

教师：基因工程和转基因技术主要是在分子水平对DNA进行定向改造，达到人们想要的动植物个体。虽然这种技术听起来挺复杂，但它们离我们的日常生活却很近。

教师：同学们能否根据你的课前调查举例说明。

学生：超市中的转基因食品，各种不同的转基因动物、转基因植物，还有转基因微生物等。

教师：非常好，导入外源基因的生物称为转基因生物，包括转基因植物、转基因动物和转基因微生物。转基因食品就是用转基因生物生产和加工的食品。

教师：现代生物技术除了能在分子水平对生物进行改造，同时还能在细胞水平对生物进行改造，下面我们就共同了解在细胞水平对生物进行改造的技术――细胞工程和克隆技术。

教师：多媒体展示细胞工程和克隆技术的概念。

细胞工程――在细胞水平上，有计划地改造细胞的遗传结构，培育人类所需要的动植物新品种等的技术。

克隆――不经过受精作用而获得新个体的方法。

教师：多媒体演示，讲解“克隆羊多利的诞生”。同时提出：在三只母羊中谁是多利真正的母亲？

学生：讨论、交流，得出：母羊A提供的是乳腺细胞的细胞核，所以它是多利真正的母亲。

教师：多利羊的克隆成功，意味着人类可以利用动物身上的一个体细胞培育出与这一动物几乎相同的生命体。那么，同学们认为多利羊的诞生对人类社会会产生什么影响？

学生：交流、讨论。

学生：多利羊的诞生标志着克隆技术的飞跃发展，但任何生物技术在造福人类的同时决不能超过法律、道德的底线。

教师：非常好，请同学们阅读课本14页最后两个段落，了解克隆技术发展的历史以及现代克隆技术在生活中的广泛应用。

教师：在了解了基因工程和转基因技术以及细胞工程和克隆技术之后，它们之间的区别在哪呢？

学生：讨论、交流。

学生：细胞工程是在细胞水平按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质从而获得产品的技术。

基因工程是在分子水平对DNA的定向改造。

五、课堂小结

1.举例说明基因工程和转基因计划

2.举例说明细胞工程和克隆技术

3.比较基因工程与细胞工程的区别

六、板书设计

第一节 现代生物技术的应用

1.基因工程和转基因技术

（1）概念：

（2）举例：巨型小鼠，转基因抗虫烟草

（3）应用：农业等

2.细胞工程和克隆技术

（1）概念：

（2）举例：克隆羊多利

（3）应用：医药，濒危动物保护等

七、课堂练习

1.产生克隆羊多利的融合细胞的细胞核来自（ ）

A.乳腺细胞 B.神经细胞 C.生殖细胞 D.其他细胞

2.我国已经培育出“青虫不吃的青菜”。你能利用所学到的知识设计这种青菜的培育过程吗？

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关键词　本硕连读　创新能力　实践　改革

中图分类号：G643 文献标识码：A

二十一世纪是生命科学的世纪，随着生物技术产业化的迅猛发展，日益激烈的国际竞争对高素质生物产业创新型人才有强烈的需求。然而我国的生物技术领域的高端研究和生物技术产业还落后于发达国家，并且社会尚未形成良好的自主生物技术产业平台和应用型生物技术人才培养平台。西安理工大学研究生院针对生物技术专业本硕连读培养模式进行了深入细致的改革，旨在培养掌握较为广泛的生物科学基本知识和实验技术，具有良好的工程学基础，德智体等方面全面发展的理工结合、生物工程上下游结合、产学研结合的生物技术专业创新型人才。

1　提升对生物技术专业本硕连读培养规律的认识

生物技术专业本硕连读的培养目标是培养在生物高新技术领域从事研发与产业化工作的创新型人才。一切问题的提出和解决源于实践，高水平的实践教学是学生掌握理论的重要手段，是培养具有创新能力、独立动手能力、提出问题和解决科学问题的有效载体①。

进入21世纪以来，在发展迅速、具有国际通用性、可比性强的生命科学领域对复合创新型生物学人才的竞争日趋激烈，我国高等生物学教育要想在培养创新型人才的竞争中取得成功，必须加强基础理论教学、强化科研能力训练、重视实践能力培养、鼓励创新，拓展学生个性发展空间，培养一批基础知识扎实，创新意识强，动手能力突出，团队精神兼备的优秀人才。通过对生物技术专业本硕连读培养模式的深入改革，进行深入持久的教学革新，以探索出一条培养生物高新技术领域从事研发与产业化工作的创新型人才的有效途径。

2　准确定位生物技术专业本硕连读的培养目标

根据学校建设以工为主、多学科协调发展、特色鲜明的国内一流教学研究型大学的奋斗目标，“治学严谨、管理严格、教育质量高”的教学传统，学校依托生物技术专业理工复合特点，确立了生物技术专业本硕连读人才的应用型、复合型培养理念，以“统一基础、分段实施、分流培养、本硕贯通”培养生物技术专业本硕连读创新人才。注重培养具有扎实的现代生命科学理论基础与工程基础知识、熟练的实验操作技能、知识面宽广的高级专业人才，这和传统生物学理科相比有较强的数学、物理、工程基础和应用能力，和传统生物类工科相比有较强的生物学基础和现代生物学专业知识，充分体现了生物技术上下游的结合。并且在培养过程中强化研究型、应用型教学，以科研促进学习，注重能力培养，培养创新型人才。

3　深化课程改革，构建新型生物技术专业本硕连读教学体系

为实现以上培养目标，必须在教学内容、教学方法、管理体制、培养方向等诸多环节进行深入和持续的改革，构建“规范化、分层次、综合型、开放式”的理论教学与实验教学体系，融合科研与教学内容，实施多种形式的实践教学模式，拓展学生个性发展空间。

3.1　优化课程设置

设置课程体系必须坚持学科交叉融合、文理工渗透，而每门课程体系中，突出重点内容，精简陈旧的内容与重复内容、削枝强干，留给学生自我学习的空间，并通过国内外优秀教材选用和特色教材建设，实现教学内容的整合、集成和充实，不断将学科发展的前沿性课题融入教学。

学校将专业基础课分为必修课、指导性选修课和其他选修课模块，即植物生物学、动物生物学、微生物学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、遗传学、现代生物技术等必修课，以及生物学思想及概念、生理学、生物统计等指导性选修课和生物学前沿、发育生物学、生物进化等其他选修课程，既及时地将生命科学及生物技术的最新进展介绍给大家，充分激发学生学习生命科学及生物技术的积极性，也为学生打下坚实的理论基础。

3.2　深化课程体系与内容的改革

根据“加强基础，突出素质，注重能力，引导创新”的原则，构建生物产业技术实训平台课程、把握核心课程、放开选修课程，增加高水平的前沿理论及技术研讨课程，加强前沿学科和边缘交叉性学科知识的融合，将新兴学科知识引入课程体系，不断对教材进行修订，如普通生物学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、遗传学、现代生物技术、动物生物学、植物生物学等，努力将一些新概念和新技术及时体现在教材中。

3.3　加强实践教学，构建优化实验教学体系

培养具有创新精神和实践能力强的高素质人才，必须在现有三个层次递进式教学模式的基础上，减少验证性、重复性实验，增加综合性和设计性实验教学内容，删除繁复、陈旧的实验内容，增加应用性强的实验内容。通过实验内容的合理安排，使不同层次实验内容融会贯通，形成科学性强、联系性紧密的模块式实验教学体系②。同时重点利用综合实习、选修实习及毕业实习等阶段以自愿选择的方式，在小型生物产业平台上对学生进行生物产业专向应用性技术的强化培训。

（1）增加实践教学与理论教学的学时比，加强实践技能与科学思维训练。生物技术专业本硕连读设置的实验课为7～10门（5门选修课），理论教学的学时数与必修课的实践教学学时（包括课内实验、综合实习、科研训练）之比为1：1.5，实验课独立开设。以提高学生实验动手能力、实践创新能力，同时增强学生理论与实践结合的能力，使学生知识、能力和素质得到协调发展。

（2）加强综合与创新实验的比例，有利于综合能力的培养。生物技术专业本硕连读实验教学分为基础生物学实验、专业实验、综合实习、生产实践、毕业论文等5个层次，各层次相互衔接、内容递进，实验项目的设置突出综合性和创新性，分阶段提高学生的专业技能和创新能力。

基础生物学实验以基本技能训练为主线，引入现代技术方法改进验证性实验，培养基本实验技能，同时综合型、设计型实验比例不低于35%；专业实验主要培养学生专业综合能力，综合型、设计型实验比例为50～70％；综合创新能力训练，是通过综合实习环节，围绕现代生物科学的前沿进展，全部设置综合型、设计型实验实习内容，学生可自选项目进行实验，培养学生独立分析问题和解决问题的能力；生产实践是在第7学期，把学生派到相关生物技术企业，在研发或生物技术产业化相关岗位上进行顶岗实习；在毕业论文环节中，学生自愿选择学科，依托教师的科研项目，设立毕业论文题目。

在整个的实践教学体系中，各个层次实验教学内容合理安排，加大综合型、设计型实验比例，引导鼓励学生的创新思维，培养学生独立设计实验的能力，并以学生为主体，教师为主导，尽可能把静态的内容转变为动态的实验，注重实验过程与实验结果的有机联系，提高学生分析问题和解决问题的能力。

（3）融会贯通实验课与理论课内容，提高教学水平和效率。在实验教学方面，将必修和选修相结合，将现代生物技术作为全体学生的必修实验模块；动物生理、植物生理、微生物、环境生物学及生态学的实验内容设为学生的选修实验模块。进一步加强学生基础实验能力，在更大程度上满足了个性化培养的需求，同时还将实验教学与理论教学之间合理衔接，实验课与理论课内容融会贯通，有效地避免生物类课程多年形成的“繁、窄、旧”甚至重复的现象，使学生创新能力的培养和科研训练有了较强的时间保证。

4　加强双师型“三高”师资队伍建设，提高人才培养水平

生物技术专业本硕连读培养体系以师资队伍建设为关键，以教育质量为生命线，兼顾优势，求特色、求发展。在师资队伍建设过程中，以培养中青年学科带头人和“双师型”教师为重点，引进与培养相结合，形成激励竞争机制，已经建立一支政治思想过硬、业务素质精良、具有创新能力和诚信人格品质的高学历、高职称、高水平、结构合理的高素质教师队伍，造就一批教育教学能力强、学识素养高、精通现代生物技术的高素质、复合型教师队伍。通过高效的管理体制和运行机制，确保人才培养方案的实施和人才培养目标的实现；加强教学建设和管理，突出教师教学、科研和产业化能力训练，以高素质的教师队伍，确保人才培养质量。

5　完善配套制度，加强科学有效的集约型管理

为保证生物技术专业本硕连读培养体系的顺利实施，学校制定了与之配套的教育管理办法，如培养过程中对本硕连读生实行双向流动、分流淘汰、自由选择专业方向的管理机制；依托生物技术的学科和研究优势，本硕贯通，并制定专门的奖学金条例、本硕连读条例、导师制条例等，为创新型人才的培养提供可靠的保障；加强实施课程教学质量评价制度和教育质量过程监控；革新选课管理办法、完善教学数据库；深化研究生开展集中开题、学位论文盲审工作制度等。

西安理工大学研究生院通过对生物技术专业本硕连读培养模式进行了一系列深入细致的改革措施，深入研究生物技术专业本硕连读的培养规律和培养目标、针对培养目标优化和平衡课程设置、革新生物技术专业本硕连读教学体系、完善配套制度等，着力提升生物技术专业本硕连读创新型人才的培养水平。

注释

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【关键字】现代生物技术；成就；主导；新兴产业

随着现代生物技术的不断发展，其必将是新世纪的主导生物应用技术，也必将会带动一系列相关的有发展潜力的新兴产业的发展。生物技术对我们人类的生产生活各方面都将会产生深刻的影响，这已成为众所周知的事实。在高中生物教学中融合现代生物技术符合大纲教学要求，对提高学生效率作用显著。

一、开展专题教学，提高学生积极性

商定专题和分组讨论成为如今教学默认的主要形式，而将现代生物技术的基本内容以专题的形式进行讨论研究也符合生物教学的目标，比如将什么是基因工程、基因工程如何诞生、基因工程相应的原理及技术、基因工程如何应用以及蛋白质工程这一系列就能就作为一个讨论专题。这样来讲课，不仅这几项在内容上有所相连，而且是一个循序渐进的过程，符合一般事物的认知过程，也符合学生由易到难学习的过程，所以，在高中生物教学的过程中，也应该吸取经验，采用专题研究讨论的形式进行教学活动。当然在有些特定的专题讲座进行中，还要注意对学生的启发式教学，就是要通过各种方式激发学生能够积极思考，善于动手动脑，并且主动进行探索相关问题的能力，还要注意如何能够提高他们自主判断能力和思维的活跃性。当老师对学生以讨论的形式进行教学时，在选好内容后，自己或者让学生自主找出一个适当的主题分组进行讨论。在进行讨论之前，教师要适当布置一些课前需要预习的课文和需要查阅的资料，必要时可以跟学生指出讨论话题的大体框架、应该如何进行讨论等，并准备好在教学过程中需要用到的一应材料；在分组讨论过程中，教师要适时适当地对学生做出引导，使学生的讨论紧紧围绕主题，并且向能够解决问题的方向发展；在讨论结束后，还要由每组组长经组员讨论商议后作出总结。

二、更新教学内容，拓宽学生知识面

在21世纪，随着现代生物技术的飞速发展，并在各个领域的广泛应用，教师在运用现代生物技术进行生物教学时，要与时俱进，根据外界的发展不断更新教学内容，不断补充新的科研进展和研究成果，对教学手段进行创新并能根据最新科研成果增设新的研究课题。这就需要教师在生物教学中要能够积极组织和引导学生翻阅相关资料，学生也可以自己通过互联网技术或者最新的学术期刊进行相关内容的查阅，如应用最广泛的中国学术期刊网、万方数据库和一些文献期刊或者相关的搜索引擎等，以便于自己能够了解现代生物技术新兴课题、研究现状和最新的研究成果。另一些市场上出售的教学光盘和教学软件，学生也可以适当采用。例如，在遗传基因工程相关专题的教学中，教师就可以根据讨论内容给学生一些相关网站网址、专题主页等方面的提示，让学生能够自己或者成组去互联网上搜索有关这方面的素材，既能更好的理解这个专题的内容，又能增强学生的主动动手和思考能力。又如，老师可以利用周边的有利条件，带领学生对某些现代生物技术操作过程进行参观，或者进入准许进入的现代生物技术研究室和生产车间，让他们能够亲身感受一下现代生物技术是如何研究及应用的，或者带学生进入转基因农场进行实地调研，然后给学生制定相应的问题进行思考并在可能的前提下对学生提出的疑问进行解答，从而丰富学生的知识。高中生物教学内容很多已经深入到分子水平，对于这部分知识的教学，难度更大，学生理解起来也更加困难，在没有实际模型的帮助下，学生很难具体的想象出相关分子结构的形态，这给学生的学习带来了很大困难。对此，教师需要网络技术，从互联网上搜索资料为学生直观地展示相关分子结构的形态，帮助学生进行知识的深入理解掌握。

三、运用科学技术，培养学生研究能力

为了适应现代生物科技的要求，教师在进行教学活动时要更加注重对现代生物先进性的教授，即在讲授生物的基本概念和基本原理时要充分体现出现代生物的先进性。如讲述在光合作用的概念时，除了对光合作用的产物要详细讲解，更要注重能够与当时一些最新的科研技术和成果相联系，不光要讲述课本基础知识，更要对相关的课题进行联系，这样就要运用到现代的科学技术了。当然，生物教学并不是仅限于本学科知识，更要考虑到社会和经济发展的实际需要，生物技术的发展能够结合社会发展背景，紧密联系当下最受关注的实际问题，如资源问题、环境问题、人口问题、粮食问题、人口日益增长与其他问题之间的矛盾等，这才是在教学中应该不断深入并引导学生进行思考、研究的重中之重。培养学生的研究能力不能仅仅依靠课本知识，学生应该在老师带领下多做实验，并培养自己在实验过程中的动手操作和思索探究能力，运用不同的讲授方法设立特定研究栏目，如设立专门的生物科学史研究专项。要善于运用质疑的方式激发学生怀疑和思考的精神，如在学习《生态环境的保护》时，老师可以对学生进行提问：地膜覆盖的利弊以及是否应该去除地膜覆盖。教师也可以通过对一些著名生物学家获得科研成果的实例对学生进行启发，激发学生的积极性。21世纪是科技飞速发展的时代，在这样一个对人才有着强烈渴求的时代，对高中的生物教学提出了要求。科学技术作为第一生产力，在面向世界化的国际竞争中，只有发展好科学技术才能培养更多的适应社会发展的人才，为国家做出贡献。

【参考文献】

[1]石进德.高中生物新课程课堂教学有效性探索[J].福建基础教育研究2011年02期

[2]王建业.提升生物课堂教学质量的4个要点——关键点、着力点、支撑点、增长点[J].中学生物教学2007年06期

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关键词：多媒体；初中生物；生物技术；现实生活

多媒体教学在实际的教学中，能够充分调动学生的积极性，激发他们的学习兴趣，运用多媒体进行教学已经成为一种趋势，将知识直观地呈现在学生面前，比阅读枯燥乏味的文字更有新引力。初中生学习生物技术在现实生活中的应用，不仅仅是了解生物技术的本质，主要是学习运用了生物学的哪种原理，从而加深对初中生物的认识。

一、根据教学内容巧设教学材料

多媒体课件的制作自由度极高，因此教师可根据教学内容的多变，灵活制作各式各样的演示文稿，为学生带来清晰直观的教学体验。合理的教学材料能够调动学生学习的主观能动性，激发学生学习兴趣，将与教学内容相符的图片和视频插入其中，从多方面展现初中生物技术知识。在设计教学材料时，教师可适当利用互联网资源，从中获取音频和视频资料，结合教学内容，对教学材料进行适当的调整，使初中生在教学过程中能够全面学习生物技术方面的知识，提高知识的应用能力。例如，嫁接是农业中使用最广泛的生物技术。教师可以让学生看一些嫁接过程的视频，或者植物嫁接处的图片帮助学生理解嫁接的含义；嫁接在农业中的应用还主要体现在果树上，通过对优良树种的嫁接大大缩短培育时间，使果子尽快成熟，促进果树的生长。这方面的教学可通过动画来实现，简短的动画能将果树嫁接后的快速生长过程演示给学生，嫁接技术的应用为农业的发展打开了新的纪元。嫁接除了农业中应用广泛，在我们的日常生活中也经常见到。教师可通过演示文稿为学生举例说明，比如盆景，进一步提高学生对嫁接技术应用的认识。

二、通过多媒体演示实验引出知识

生物技术的研究是通过大量的实验证明得出的结果，通过多媒体演示实验进行教学能使学生了解到生物技术的原理，帮助学生形成生物学概念，获得学习生物知识的一些方法和技能。在学生观看演示实验时，教师可引导学生进行学习、观察和记录，提升学生的科学素养。在演示实验教学前，教师可先让学生看一些关于实验中所应用的生物技术的相关材料，从而对实验内容有一定的了解，通过多媒体教学引导学生按照科学探究的方法，学习生物技术在生活中的应用，提升他们对生物技术的认识。以益生菌的发酵演示实验为例，益生菌的发酵在酿酒文化中应用广泛，教师可结合课内和课外教学，在演示文稿的准备阶段，将课本中的发酵知识插入到演示实验之前进行教学，随后将用显微镜观察到的霉菌和酵母菌的结构图用多媒体展示给学生，通过霉菌的结构引导学生分析霉菌生存所需要的条件，然后将实验演示视频播放给学生，学习酿酒的原理和过程，进而了解生物技术在现实生活中的应用。演示实验结束后，教师还可以进行知识拓展，比如在视频后加一个提问气泡：生活中还有哪些是建立在发酵的生物技术基础之上的？让学生联系生活发挥想象，生活中蒸馒头用的酵母粉、平时喝的酸奶都是生物技术的应用。

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近几年，食品安全问题逐渐成为百姓议论的热点话题，我们常常会听到哪个地方的食物又有问题，哪个地方的百姓因食物中毒住院等一系列关系食品安全问题的新闻。因此，食品安全检测工作逐渐手受到了大家重视。但是，传统的食品检测措施早已不能满足现代化的社会发展需求。生物技术的出现让食品检测走向了新的起点，目前食品检测中常用的生物技术有PCR技术、生物芯片技术、基因探测技术、生物传感技术和免疫学检测技术。

1.生物技术的基础概念

这里所说的生物技术主要是指，通过利用生物有机体或相应部位组织来开发新产品和新工艺的一种技术体系，也可以说是为了实现某一目的而开发的技术理念。食品领域中的生物技术主要就是运用在食品加工过程中。

2.生物技术在食品检测领域中的应用

2.1.PCR技术

经笔者多年工作经验来理解，可以把PCR检测技术大致分为以下几步。2.1.1通过运用化学的方式来对目标单位进行DNA取样。2.1.2.根据检测需要设计并合成引物。2.1.3.开展PCR检测扩增。2.1.4.克隆并筛选PCR的产物，并对扩增产物进行染色和电泳，让其可以在紫外光的照射下清晰看到扩增产物的特别区域DNA缎带，并以此来鉴定DNA，并逐渐对DNA的序列进行分析。PCR检测技术主要应用于转基因的识破当中，检测食品当中是否含有外源基因和异常DNA。

2.2.生物芯片技术

生物芯片技术综合了多层次和多方面的技术，是一种新型检测技术。在传统的食品检测过程当中，常用的食品毒理研究必须经过长时间、大量的动物研究才能进行模糊的判断，这在毒理研究特性和毒物代谢方面起到了无可替代的效果。但是，这种检测方式不仅会消耗大量动物，而且还比较费时间。此外，在以往的动物实验过程中，部分毒物剂量也远远超出了人体所能承受的水平，所以，这种检测实验方式并不能反映出食品毒性的真正情况。而生物芯片技术的出现推动食品毒理研究走向了新的时代，可以说是一场学术上的革命。生物芯片技术能同时对数以万计各基因进行全面的分析，还可以向新型食品的研究提供较为完整的技术参数。通过对单个或多个混合物体的有害成分进行深度的分析，能确定该化学物质在低剂量条件的下的毒理特性，从而在此基础上推断出最低的化学限量。

2.3.基因探针法

基因探针法是科学技术含量较高的新型检测技术。核酸杂交就是该技术的核心技术依据，其原理就是两条碱基互补的DNA链在适当的环境下按照比例形成配对，并最终合成杂交的DNA分子。目前，基因探针技术作为现代分子技术的一种技术方式应用于食品微生物检测当中，能通过自己的技术优势来弥补传统检测工作中的漏洞。基因探针技术在克服了传统检测难题的同时，其操作的便捷性和高灵活性，可以让食品检测的结果更加精确。

2.4.生物传感技术

目前，生物传感技术作为最新型的食品检测技术之一，是一种把生活新单元作为敏感元件，并结合转换性元件，对食品物质进行高度的选择，其自身的优势、高速反应和低廉的成本让该技术在食品检测领域当中占了主要地位。生物传感技术能在短时间内，准确检测出食品中的污染物，并可以进行当场检测，具有很高的透明性和说服力。例如，对食品的新鲜度进行检测，使用生物传感技术可以让评价角度从主观变为客观，其定性主要由扩展性为基础。

2.5.免疫学检测

食品免疫学检测是非常重要的一项检测工作。从学术的角度来分，可以把免疫学检测分为三种类型，即荧光免疫技术、酶免疫技术、放射免疫技术，此外，这三种免疫学技术已逐渐运用到食品检测领域当中。通过在食品检测领域中运用免疫学检测技术，能准确检测出食品当中的细菌、病毒、真菌和各种毒素的含量，另外，对食品的蛋白质、激素和药物残留量也能精确的检测，检测的速度不但快速而且操作流程非常简便，并且还具有很高的灵敏性。

3.结语

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关键词：高职院校图书馆 生物化学工程 特色文献资源 开放获取

一、生物化学工程及发展简述

1．生物化学工程及发展简述

生物化学工程简称生化工程或生物化工，是生物化学反应的工程应用，是应用化学工程的原理和方法，将生物技术的实验室成果经过工艺及工程进行工业开发的学科。它既可视为化学工业的一个分支，又可认为是生物工程的一个组成部分。生化工程是一项重要的化学工业技术，是生物技术产业化的关键，也是化学化工技术的主要前沿领域。生物化学工程和生物医学工程是最初的生物工程学概念，基因重组、发酵工程、细胞工程、生化工程等在21世纪整合而形成了系统生物工程。发展生物经济正在成为许多国家应对金融危机的战略措施。生物技术是我国需求最迫切、技术与国外差距较小的领域之一，我国将把生物技术作为当前科技发展的重点，把生物产业作为新兴产业培育的重点，把生物经济作为引领新经济发展的重点。在我国的“十二五”科技战略规划研究中，生物技术和产业化将是“十二五”布局的重点，突出加强生物技术在农业、工业、人口与健康领域的应用，努力使我国成为生物技术强国和生物产业大国。［1］

2．食品生物技术及发展简述

食品生物技术是生物技术在食品原料生产、加工和制造中应用的一个学科。它包括食品发酵和酿造等最古老的生物技术加工过程，也包括应用现代生物技术改良食品原料加工品质的基因、生产高质量的农产品、制造食品添加剂、植物和动物细胞的培养，以及与食品加工和制造相关的其他生物技术。生物技术在食品工业中的应用以及最新的研究状况表明，食品生物技术作为一项高新技术，将为食品工业的发展起着重要的推动作用。展望21世纪基因食品的发展，未来生物技术不仅有助于实现食品的多样化，而且有助于生产特定需求的营养保健食品。［2］在与环境协调的粮食生产方式方面，生物技术将降低农用化学品的使用量，并使农作物更好地适应特定的自然地理环境。目前人们之所以对于转基因生物技术的发展存在争议（如对人类健康、环境及社会经济的影响等），主要原因在于公众对目前的基因食品管理体系不够信任，科学家与公众也缺乏必要的沟通。因此，政府应采取积极措施，随时公开基因食品的研究成果，以博取信任的方式与公众进行沟通。

3．生物制药技术及发展简述

生物制药技术是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等综合利用微生物学、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、治疗和诊断的生物药物制品的技术。生物制药现状：生物药物的阵营很庞大，发展也很快。目前全世界的医药品已有一半是生物合成的，特别是合成分子结构复杂的药物时，它不仅比化学合成法简便，而且有更高的经济效益。我国的生物医药“十二五规划”确定了生物医药发展的重点，［3］包括基因药物、蛋白药物、单克隆抗体药物、治疗性疫苗、小分子化学药物等。同时，国家将拿出100多亿元来支持重大新药创制。将从100多个新药中遴选出10多个，作为重大新药创制重点支持对象，这些原创新药可能成为打入欧美市场的先锋。在这些新药品种中，生物药和化学药居多，其中疫苗、单克隆抗体、蛋白质药物、抗癌药物等均有。

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作者：关延飞 单位：黑龙江农垦玖阳生物质能源开发有限公司

进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质，一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造，将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后，菌体密度提高，大大提高了处理效率，尤其是对难降解有毒物质有明显优势。生物强化处理技术为了提高废水处理的效果，而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有：高浓度活性污泥法，以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理，加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果。生物———铁法，是在普通活性污泥中加入无机盐，多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉)，形成生物铁絮凝体活性污泥，具有高浓度活性污泥法的特点，主要用来提高除磷效果。生物———活性炭法，综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力，使二者产生协同增效作用。在该系统中，每g活性炭去除1～3gCOD，分解废水毒性能力明显增强，同时提高脱氮水平。生物反应器技术将成为废水处理反应器的主要发展方向其技术发展的总趋势是在活性污泥中加入载体,发展既有固定载体又有流动载体,既有好氧又有厌氧固定膜的反应器,最大限度的增加反应体系中的生物量和生物类群,最高水平地发挥微生物降解污染物的生物活性,同时兼顾便于管理和降低运行费用。高质量传感器,信息传输与数据处理等构成的自动化控制系统,将在多种反应器中发挥作用,提高生物处理的效率,节约大量的人力,简化操作程序。

利用生物技术实施资源化战略采用生物技术方法建立无害化生产工艺过程,实现废水循环利用,同时将部分无毒有机污染物转化为副产品,开发利用废物生产甲烷,氢气和燃料乙醇的多层次生物技术,增加由生物发酵处理有机废物的资源化工程的种类和产品,充分实现废物资源化。建立各种生物监测手段在水资源污染的控制方面，除了继续采取相应的措施进行控制以外，还应加强生物监测水平，加强监测的力度，使生物监测技术得到大范围的推广，促进生物技术大水环境污染中的应用空间。利用微生物进行生态环境修复生态工程的建设关系到整个生态系统的发展，关系到生态平衡的和谐发展，所以生物工程建设是一项很重要的项目。那么生态工程是一项很大的体系，其中包含了很多方面的建设，比如说对于污水处理，对土地环境的改善还有固体废弃物等方面都有所涉猎。那么对于这些方面的建设在处理的方法和技术上是很重要的。近些年来，人们越来越认识到生态系统工程建设的重要性，而且随着科学技术的发展，一些新的技术被应用到污染物的处理上来，微生物制剂就是其中的新技术，这种新技术对于在处理环境污染方面培养一种具有抗性很强的生物制剂。超级工程菌的构建就是这方面的一种，它是从环境当中进行一定的筛选然后分离出来的菌种，但是这种菌种对于污染物在降解方面的酶活性水平有一定的限制，所以需要进行进一步的改良，因此就使得现阶段的工作目标主要是将这种菌种进行改良，使其在降解度上有所提高。这样培育出来的工程菌在对污染物进行降解方面有着很好的效果，并且繁殖的速度非常快，而且絮凝性能特别好，对于一些难以降解的污染物有着很强的降解功能。

随着微生物降解污染物巨大潜能的挖掘和动力学特性的解明，环境生物技术必将在污染防治和水环境生态建设中发挥更大的作用。随着细胞融合、基因工程、分子生物技术等技术的发展，环境生物技术得到了进一步的开发，研究领域不断扩大，已成为一种经济效益和环境效益俱佳的解决环境污染问题的有效手段之一。同时，随着人们环境意识和生态概念的不断加强，市场对生物技术，生物产品的需要明显增多，政府也更加重视生物技术的发展，环境生物技术本身也将更加成熟，还原我国一个清澈的水资源环境已指日可待。

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【关键词】生物技术；计算机；应用

【中图分类号】Q50 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01―0046-01

进入二十一世纪以来，由于研究的深入，对知识的进一步认识和了解，许多学科之间都有了一些交叉，尤其是一些新兴学科之间的相互交叉，广泛渗透更是对科学的发展起了很大的促进作用，人们进一步提升对自然界的认识，对人类本身也有了进一步的了解。随着科学技术的不断发展，尤其是计算机技术的飞速发展，计算机在其中的应用范围也日益扩大，计算机和药学两者互相影响、互相渗透、互相结合，密不可分。

1、生物技术与信息技术的关系

信息技术和生物技术都是高新技术，二者在新经济中并非此消彼长的关系，而是相辅相成，共同推进21世纪经济的快速发展。信息技术为生物技术的发展提供强有力的计算工具。在现代生物技术发展过程中，计算机与高性能的计算技术发挥了巨大的推动作用。如今，人们越来越清醒地认识到，超级计算机在创造新品种的药物、治愈疾病以及最终使我们能够修复人类基因缺陷等方面是至关重要的，高性能计算可以为人类作出更大的贡献。生物技术推动超级计算机产业的发展。随着人类基因组计划各项任务的完成，有关核酸、蛋白质的序列和结构数据呈指数增长。面对如此巨大而复杂的数据，只有运用计算机进行数据管理、控制误差、加速分析过程，使得人类最终能够从中受益。然而要完成这些过程，并非一般的计算机力所能及，而需要具有超级计算能力的计算机。因此，生物技术的发展将对信息技术提出更高的需求，从而推动信息产业的发展。生物技术将从根本上突破计算机的物理极限。运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，来阐明和理解大量基因组研究获得数据中所包含的生物学意义，生物学和信息学交叉、结合，从而形成了一个新的学科。生物信息学或信息生物学，它的进步所带来的效益是不可估量的。

2、计算机在生物技术中的应用分析

生物医学工程运用现代自然科学和技术科学的原理和方法，从工程学的角度研究人体的结构、功能及其相互关系以及其他生命现象。其目的是解决医学问题，即研究和开发为防病、治病以及人体功能辅助等医学应用的装置和系统。用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成份、结构和功能，以及人体各种正常生理功能和病理状态之问的差异，这些内容形成了这个学科的基础部分。而防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备则形成这个学科的应用部分。

2.1 计算机技术在生物信息学中的应用

生物信息学在今后的无论是生物医药科研还是开发中都具有广泛而关键的应用价值；而且，由于生物信息学是生物科学与计算科学、物理学、化学和计算机网络技术等密切结合的交叉性学科，使其具有非常强的专业性，这就使得专业的生物医药科研或开发机构自身难以胜任它们所必需的生物信息学业务，残酷的市场竞争及其所带来的市场高度专业化分工的趋势，使得专业的生物医药开发机构不可能在自身内部解决对生物信息学服务的迫切需求，学术界内的生物医药科研机构也是如此，而这种需求，仅靠那些高度分支化和学术化的分散的生物信息学科研机构是远远不能满足的。可见，在生命科学的新世纪，生物信息学综合服务将是一个非常重要的也是一个极具挑战性的领域。

2.2 计算机在微生物学中细菌生化反应上的应用

细菌学的计量检验是医学检验现代化的种重要手段。此检验技术是通过收集已确证的统计资料，并将系列生化反应试验的反应结果数值化，按照一定的数学模型进行多元分析，利计算机的运算速度和记忆能力，检验标本作出规范化的定量鉴定。实现这一计量鉴定，我采用了计算机辅助编码捡索系统（CAIS）菌科细菌系列生化反应机辅检索程序（CAE-15）、（eAE-I）输入微机。通过各项生化反应结果及增补试验结果所得的编码数经过人工查询，从计算机编程的“缩码检索手册”中直接查找指定编码的细菌概率分布和相应的补充试验。计算机在微生物中的应用，不仅节约了时间和人力，而且鉴定结果准确可靠，避免主观误。

2.3 计算机在破译遗传密码和管理基因数据方面的应用

计算机在破译遗传密码和管理基因数据方面的潜力，在加利福尼亚大学圣迭分校的生物化学教授杜利特尔及其同事的工作中得以体现。他们在年进行的工作中只通过分析计算机打印输出的数据就获得了一个重要的生物学发现。杜利特尔教授的研究小组比较了两个由计算机打印输出的蛋白质序列，发现一种与癌症发生有关的序列和一种与细胞生长有关的序列完全一样，揭示出癌基因引起了细胞的不正常生长。这一发现在没有进行过任何一实验的情况下就获得了。

2.4 计算机在创造生物的虚拟环境方面的应用

计算机还正被用于创造一个虚拟的生物环境，以便对复杂的生物网络和生态系统进行模拟。这种虚拟环境创造不同的情境，帮助研究人员产生新的假说，并在实验室里被用于检测新的农业和制药产品以及医学活体实验。在虚拟世界里，生物学家敲敲键盘就可以产生新的合成分，而在实验室经常需要几年时间才可能合成一个真正的分子。有了三维的计算机模型，研究人员可以在屏幕上将各种基因和分子进行组合，然后观察它们的相互作用情况。年，宾夕法尼亚州立大学和位于加利福尼亚拉霍亚的斯克里普斯临床研究所的研究人员，通过使用最先进的计算机首次设计了一种极有价值的合成分子。这种被命名为的化合物是在计算机屏幕上构想出来的，几家生物技术实验室正在进行该化合物的批量生产。科学家们打算通过使用新的信息时代的计算技术造出多种多样的新分子。

2.5 计算机在生物医学工程中的具体应用

生物医学工程运用现代自然科学和技术科学的原理和方法，从工程学的角度研究人体的结构、功能及其相互关系以及其他生命现象。其目的是解决医学问题，即研究和开发为防病、治病以及人体功能辅助等医学应用的装置和系统。用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成份、结构和功能，以及人体各种正常生理功能和病理状态之间的差异，这些内容形成了这个学科的基础部分。而防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备则形成这个学科的应用部分。

3、发展前景

计算机在生物医学工程中应用的例子还很多，并且发挥着越来越重要的作用，同时对计算机技术水平的要求也越来越高。比如在生物医学信号处理方面，普通的计算机已经很难胜任实时处理的能力，使人们转向研究处理速度更快的专门处理器件DSP芯片。在人工智能方面，往往还需要功耗更低、存储更大的微计算机。因此，生物医学工程在利用计算机的同时也促进了计算机的发展。二十一世纪是生物技术的世纪，信息生物学是自然科学中发展最迅速、最具活力和生气的领域，并且为人类带来了很大的便利与贡献。不难看出，生物计算机研制成功以后，又会带来一次革命，它将会给人类带来更多的福祉，世人将以期盼的心情等待它的出现。随着科技的发展，随着生物技术的发展，它将越来越离不开计算机。不但如此，计算机和生物技术更越来越紧密结合。将更快地促进两者的发展。

参考文献

[1]张宜，汤韧.计算机单机及局域网在药学领域应用发展回顾及现状[J].武汉总医院杂志，2005，13（4）：12