现代生物技术的特点范文

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[关键词]现代生物技术；企业管理；发展方向

[中图分类号] Q33；F426 [文献标识码] C [文章编号] 2095-0616（2013）13-164-03

The management characteristics and domestic future development trend on the modern biological technology

TAO Jing

Shanghai Newsummit Biopharma Co.，Ltd，Shanghai 201203，China

[Abstract] The modern biological technology is a special emerging technology.It has the common characteristics of all the high technology，and some differet characteristics from other high technology.This paper is to analyze and studey the characteristics of modern biological technology，which is of great significance to explore the management of modern biological technology law.Viewing from the modern biological technology characteristics and industry characteristics，this paper is to analyze and summerize the management characteristics of modern biotechnology，raise the ideas and approaches which to be applied to the domestic enterprises at the present stage of the development.

[Key words] Modern biological technology；Enterprise management；Development direction

现代生物制药行业是一个多元化的行业。现代生物制药技术，对于传统的遗传学，分子病理学，生物物理学等技术和观念都是一个非常大的突破。现代生物制药技术是应用现代生物工程在生物药品制造当中一些最先进的技术。比如应用基因工程技术，采用组织培养及无性繁殖进行处理DNA的技术，从而能够达到对于某种疾病具有特殊的临床疗效[1]。目前，我国正处在发展援助技术跨越式发展的关键阶段，但现代生物制药技术，刚刚开始不久。因此，如何正确合理的管理好现代生物技术，是国家尝试不断探讨的问题。在现代生物技术管理面临着许多需要解决的问题，但这些问题的有效解决将有力地推动生物技术向着健康有序的方向发展。

1 现代生物制药技术的现状

现代生物制药是目前要求最为尖端的技术，所有的专家学者都采用最新的技术方法，这均深入涉及到目前各个学科研究的最前沿技术。随着研究领域的不断深化生物制药设计的研究方向和研究范围，现代生物制药技术通过生物高新技术不断发展的运行模式，在逐渐巨大变化着制药行业。结合目前国内的现代生物制药产业情况来看，其获得的社会各界关注程度愈加激烈，与此同时，生物技术产业的产业格局也在不断变化。随着研究的深入和发展的技术，严格的投资要求，需要大量的资金，需要不断研究和发展资金。一些调查结果表明，在这种大规模的资金投入的前提下，其经济效益也十分可观，在国内拥有丰富的基金投资也是现代生物制药发展的保障。

目前，我国的生物技术公司和外企大型制药公司社会地位不同。我国的现代生物技术制药产业主要目的是推动现代生物技术的商业化进程。目前，同时在现代生物技术管理研究的开始阶段，这与现代生物技术产业蓬勃发展的现状很对称。近几年，对技术创新管理等技术的发展，选择，评价，预测的关键问题的研究尚属空白[2]。但在产业层面，虽然作出了归纳分析了生物技术产业集群发展的研究，但还没有深入到理论层面的研究群体发展的特殊规律。

2 生物制药的行业的管理特征

2.1 高度的不确定性

科学基础存在巨大的不确定性和高复杂性。现代生物技术是建立在以分子生物学为核心的现代生命科学的系统上，因为涉及到众多学科和基础学科，应用最新科技的支持，在技术上的不确定性大大增加。发展面临的特殊困难的外国市场。DNA重组打破了物种之间的边界，因此受到不同国家的法律，思想，舆论，心理学，伦理学，宗教和消费习惯等多种因素的影响，有些产品甚至是目前难以进入某些特定市场。宏观环境的不确定性很高。现代生物技术的研究与应用直接与包括人类的一切生物安全性，和进化相关的遗传，同时接收等因素的社会观念，伦理道德，法律法规的影响。

2.2 开发周期漫长

现代生物制药产品的发展阶段多，开发周期十分漫长。而其目的是为了能够保障发研发的产品能够在达到相关药品规定的技术标准范围内的基础上，确保产品的稳定性和安全性。从而使现代生物技术，减少了由于显示开发周期特别长的主导性的技术进步。以基因工程药物制造为例，临床使用之前有许多研究阶段，需要8～15年的开发周期[3]，整个过程是非常耗时，需要的周期非常长。

2.3 高投入、高风险与高回报并存

高基金投入就一定有高风险存在的，因为在生物制药研究时，需要进行大量的试验，所以为了发展，就必须提高生产投资。因为制药产品直接作用到人们的身体，所以为了确保其安全性，现代生物制药企业无疑需要借助先进技术的同时，进行充分而严谨的多环节实验。正是由于反复的实验，所以制药研制周期非常长，总的投入资金量也非常大。一般来说，研究和开发周期都在5～8年，因此具有挑战性的研究和开发[4]。而这些环节包括：初期、中期、后期实验阶段，然后才是批量生产，最后，生产的药品还得能经受得起药品市场的充分肯定。以上的种种，极大的提高了现代生物制药行业的投资风险、市场运营风险，当然，有投入就会回报，一旦取得成功，利润也非常客观。

2.4 知识产权管理存在特殊性

现代生物制药技术产品的阶段非常多，每个阶段的时间都需要数年，所以总的开发时间非常长，所以其专利保护时期往往在大规模投放生产以前就消耗的所剩无几了。再者，现代生物制药领域还存在一个弊端，很多技术属于“公共技术”，可以为全人类无偿使用，不允许申请专利，得不到保护。在知识产权方面的这些特定的现代生物技术，把握好将企业参与现代生物技术的竞争提供了很好的机会，要充分利用。

2.5 对研发人才有特殊要求

现代生物技术的核心是基因工程，这就决定了现代生物技术领域的研究和开发人才除了具有高智能化和创新的精神，也要有丰富的实际操作技能和实验室工作经验，一般研究生只有毕业后，有5年以上实验室工作经验可以完成独立的至少一个产品的一些环节的研究开发工作。但美国生物技术企业的发展经验，进一步证明，只有拥有大量的博士和博士后人才，能够满足企业研究现代生物技术真正的需要发展[5]。

3 我国未来正确管理现代生物技术的方向

3.1 充分发挥我国的基因资源优势

我国是世界公认的基因资源大国，拥有众多独特的，具有巨大的产业价值基因[6]。正是由于此种巨大优势，所以我们未来开发现代生物制药技术上，应该去选择那些生物技术研究水平发达国家所缺少的基因项目。因为，生物制药企业的研究基础还是基因，如果没有丰富的基因资源，那么企业的技术优势和雄厚的资金都较难体现。而我国现代生物制药企业完全可以借助基因优势快速发展，并赶超外企。

3.2 挖掘和发挥自身特色

归纳起来，我国企业有3个方面在现代生物技术的自身特色可供使用：首先，是我国的生物制药技术很滞后，所以相对来说外企的生物制药产品已经再研发时间上遥遥领先，正是由于此种原因，其大部分生物制药产品的基础专利已经过期，而新产品的更新速度又太慢，连接不上。这就给我国生物制药企业提供了一个绝好的机会，我们完全可以采用其过期的基础专利技术，应用其他工艺或手段进行制作同类药物，不但节约大量科技经费、时间，而且还少走了不少弯路，降低了市场的不确定性风险；其次，还是因为我们的生物制药企业发展缓慢，所以可以站着巨人的肩膀，很轻松很自由的借助更多更先进的生物技术研究成果投放使用；最后，落实好技术的同时还要抓好企业管理。我们可以充分借助同行外企的近20余年的现代生物制药企业管理经验[7]，经过修订和改进，我们还可以借鉴使用，因此迅速提高我国企业管理现代生物技术在短期水平，避免无谓的失误和曲折的道路。

3.3 注重情景思维和期权思维

充分利用现代生物技术发展阶段的众多的特点，利用期权在投资决策思想，将现代生物技术作为创造了一系列的实物期权在发展现代生物技术的早期阶段，最好通过只投资研究和发展投资保留选项，并选择多条技术路线进行研发，在保留足够的选择的前提下，没有成熟的技术可能会阻碍进一步的研究和开发。

3.4 充分结合国内巨大市场

我国企业发展现代生物技术首先需要致力于占有我国市场，有利于我国现代生物技术企业的起步和发展。在我国市场中，发展现代生物技术产品具有很强的宏观性和不确定性，加上我国生物制药企业的市场渠道开发不足，很难于同行外企进行竞争。然而，我们也应该看到国内市场的巨大优势，并充分结合使用。这包括：首先，我国消费者和政府十分看重和支持本国的现代生物制药产品；其次，我国内地的生物制药市场由于地域不同，表现出强烈的差异性以及多元性；最后，我国现代生物制药企业生产的产品成本低，价格上优势极其明显。在工作中，只要充分结合以上3点来落实市场开发调研工作，即便同行外企的竞争能力再强，也很难与本国的现代生物制药企业进行竞争。综上，也就是通过利用国内的优势市场环境，来充分发展国内生物制药企业的策略。

3.5 培养先进的人才队伍

现代生物制药企业需要培养大量高水准的先进人才队伍。首先，要采取完善的人才发展战略方针，做好企业人才的长期可持续发展策略。一方面通过招收优秀大学生、研究生，或者与大学院校合作进行定向培养企业需要的专门人才；另一方面，还要强化企业技术骨干的技术水平。通过组织学习，出国考察等帮助他们壮大自己的学识水平以及工作能力。

4 结语

总之，目前情况下我国已经具备了能够在未来新形势下能够发展壮大的现代生物制药企业，相信通过不断提升现代生物制药技术能够做到让医疗药物行业也能相应的得以发展。自从我国加入世界贸易组织以后，现代生物制药企业尽管存在种种局限，然而其发展的速度是可喜的，其潜力也是巨大的，只要着眼于我们未来的生物药物国家制造开发制造药物的发展特点，将其优势充分彰显，是完全可以达成对于生物技术产业深化科研改革和促进的。

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关键词：生物技术；食品检验；检测应用；过程方法

现代社会，科学技术突飞猛进，食品处理与加工技术不断创新，食品安全检测检验面临着新形势与新任务，必须采取行之有效的技术方法准确掌握食品安全状况，杜绝食品问题，以免对人民群众的身体健康造成不良影响，保障经济社会持续健康稳定发展。本文就此展开探讨。

1现代生物技术的起源及其重要性

生物技术涵盖了生物学、化学、信息科学等多学科知识，重点在于探究发现生物的遗传与变异。生物技术有助于研发更高品质、更具应用价值的生物类产品，满足人类经济社会快速发展下的物质需求。生物技术最早起源于经典遗传学，早期科学家在特定试验条件下，发现了遗传物质的分离与结合。之后，经过几代科研人员的共同努力，逐渐认识了“基因”，使现代生物技术的实践应用成为可能。有观点认为，生物技术将成为现代生物学与化学的重点研究与发展方向[1]。当前，食品安全问题备受社会关注，农药残留与添加剂超标等问题频频发生。因此，应用生物技术强化食品检验具有深刻的现实意义[1]。

2食品检验中常用的生物检测技术

2.1生物酶技术

生物酶技术是食品检验工作常用的现代技术方法之一，具有显著的免疫分析技术特征，检测效率高，数据准确率高，可真实反映食品安全现状。在实际操作中，生物酶技术通过提取食品检验样品，对其中含有的化学成分进行精准分析与识别，极大程度上降低检验误差。

2.2分子生物技术

分子生物技术在食品检验中的应用重点在于检验病原微生物，有效研判食品中的微生物与寄生虫含量，进而对食品的污染程度做出判断。同时，在分子生物技术的支持下，可精准掌握部分微生物的基因变化状况，分析基因序列特点。随着食品检验要求的不断提高，分子生物技术的应用深度持续提高[2]。

2.3生物传感器技术

生物传感器技术主要依托于特定仪器设备，检测分析食品中所包含的抗原、抗体及其他大分子物质的含量，通过特定仪器设备将食品中待测目标物相关信息转换成为可直观识别的信息，进而完成对待测目标物的检测。应用生物传感技术进行检测，可掌握食品中致病菌的类型与含量，蛋白质与糖分的品质等。

2.4生物芯片

生物芯片技术主要利用生物芯片检测仪器，获取生物分子信号，获知食品分子状况，进而得出相应的检验结果。生物芯片技术检测效率较高，可在短时间内完成更多检测任务，检验数据可信度高，是当前和未来一段时间内最为可靠的检验技术之一[3]。

3食品检验中现代生物技术的应用

3.1检验有害微生物

众所周知，当前食品种类呈出多样化发展趋势，各类新型食品纷纷问世，对食品安全检验提出了挑战与考验。加之食品从生产到出厂流通再到批发零售，最终流向消费终端进入消费者手中，流程环节较多，可能受到的污染较多，容易滋生致病菌与有害微生物，带有致病菌与有害微生物的食品一旦被食用，将严重影响人们的身体健康。因此，在食品检验中，必须强化现代生物技术的运用，有效检验食品中的有害微生物，并出具相应的检验检测数据报告，只有满足要求才能进入市场流通。

3.2检验残留农药

长期以来，国家高度重视食品农药残留，相继制定了一系列减少与控制农药残留的方针政策，取得了令人瞩目的成就。但是农药是使农作物正常生长的重要物质，对于提高作物产量与品质，减少病虫害的发生具有关键作用。通过现代生物技术检验食品残留农药，依旧是生物技术应用中的一项重大课题。当前，我国已经制定了符合我国国情的农药残留检测标准，通过生物酶技术与传感技术的有效运用，准确检测农药残留指标，杜绝农药残留超标的食品流向市场，确保食品安全[4]。

3.3检验转基因食品

在现代基因技术的支持下，转基因食品开始进入人们的日常生活。转基因技术利用基因遗传原理，对食品原材料的基因片段进行改造，然后将其加工成食品。转基因食品的安全性至今仍存在较大争议，但大部分人对转基因食品持谨慎态度，部分质量低劣的转基因产品，对人体造成的伤害是不可逆转的。因此，必须通过现代生物技术对转基因食品进行专项检验，准确识别转基因食品的安全系数，有效掌握转基因食品构成，并在食品包装上做出明确标识，全面体现转基因食品特征，保障食品市场健康有序。

4现代生物技术在食品检验中的应用趋势

4.1高效化

在科学技术不断发展和进步的时代背景下，食品检验技术会呈现出新的发展趋势，现代生物技术也会表现出明显的高效化特征。高效化集中表现为操作流程更加简单，食品检测时间缩短，能在短时间内完成检测任务，并准确获取相关数据资料，提高食品检测效率。

4.2多样化

随着人们对食品质量要求的提高，在食品检测中，现代生物技术呈现出多样化特征，能够用于食品检测的现代生物技术种类越来越多。在具体检测过程中，单一的现代生物技术，已无法满足食品检测需要，而是需要应用多种多样的检测技术。因此，有必要综合应用多种检测技术，对食品进行详细、全面的多样化检测，以准确把握食品安全状况，保障食品安全与可靠[5]。

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[关键词] 生物技术；体育运动

一、前言

自人类进入21世纪，生命科学在各门自然基础学科中，起到举足轻重的作用。其中，现代生物技术的快速发展又使生命科学进入了一个崭新的阶段，无论是在提升人类身体健康素质，尤其是在医疗工程建设，减少疾病发生，尤其在改善人类身体质量方面，都取得了战略性进展和重大成就。而在人体生命科学取得长足进步与发展的同时，也给竞技体育的发展带来契机与影响。正是在这样的发展趋势上，现代生物技术对体育界的渗透与影响，已经成为不少学者专家的重要研究领域。2012年7月在英国格拉斯哥举行的2012国际体育科学、教育与运动医学大会上，现代生物技术与竞技体育发展再次成为人们关注的热点话题。本文通过查阅资料文献，立足前人研究成果，对现代生物技术与竞技体育的结合发展进行讨论，为体育竞技与现代生物技术的结合提出新思路。

二、生物技术的发展新趋势

1、作为生物技术的重点研究领域，分子生物学自上世纪50年代DNA螺旋结构被揭示以后，迅速发展，并且随着分子生物学的发展，现代生物技术也迎来新机遇。其中以现代生物技术为发展基础而创立的生物技术工程也频频取得捷报。而作为生物技术工程的核心，基因工程则是人类生命探索的重要途径。

2、现代生物技术则在多个学科领域相互交叉发展，不断渗透。现代生物技术对体育科学的研究发展已成为一个重要领域。学者们大量运用生物科学技术中的理论，在氧化应激，自由基，细胞凋谢等理论上知道运动实践取得重要成果。

3、在现代生物技术对运动员身体技能和运动状态的影响评价中。作者指出在人们全面认识运动引起机体产生适应性变化的基因调节机制的前提下，通过现代生物技术方法对运动员疲劳，运动训练的适应性及其免疫功能进行基因转录水平上的诊断，可以较早地了解运动员在技能上的变化，从而调整训练方式，以此刺激运动员的潜力，取得好成绩。由此可见体育科学已经成为现代生物技术科学研究的新领域。

三、现代竞技体育发展新方向

1、随着现代竞技体育与人类的物质精神紧密结合，各国对于竞技体育发展的需要也不断增强。在运动成绩的构成系统中，有人的身体，心理，技术等竞技因素，还有营养，膳食，休息，恢复等生活性因素，更有工具，仪器设备，运动服装等技术性因素，而在这种种因素背后，无不牵涉对现代生物科学技术的依赖。而原始的竞技体育发展模式无法适应新的需要，借助科学技术尤其是现代生物科学技术发展的新模式已是必然选择。

2、现代竞技体育发展从单一的运动员赛场较量，逐步发展成为场外教练，其身后竞技团队之间的较量。这种新的较量模式，最为显著的特点则体现在各自竞技团队对现代生物技术的运用。运动营养补剂的研发一直是竞技体育研究的一个热点。而竞技运动员使用国际奥委会非禁用的营养素和特殊保健品作为提高运动强度和体力恢复的手段已十分普遍。随着基因工程的发展，在营养补剂的研究中，利用人类基因组的研究成果，可以设计出更加有效的补剂配方，更好地发挥营养补剂的生物活性，提升运动能力，促进运动疲劳的恢复以及保证运动员的身体健康。对蛋白质的研究有助于了解到运动对蛋白质三维结构和功能的影响，采用人工手段干预蛋白质的结构和功能达到提高运动能力的目的。而转基因技术可以改造营养物质，使之更符合运动项目特点，实现运动营养药物的创新。此外，生物技术芯片已经开发运用于监测运动员心理情感，身体变化，这方便教练团队及时了解运动员的身心变化，增进教练员对运动员的了解以及替运动员提出高效的训练方式。这些高科技含量的“个性化”设计无疑增添了运动员获胜的筹码。纵观近年国际赛事，运动员身后团队的科技较量亦成为一大亮点。

四、现代生物技术对竞技体育的影响

1、科学技术是一把双刃剑，再给竞技体育带来发展新机遇时，也同时带来新的问题。现代生物技术一方面在兴奋剂检测上取得重大成就，专用于检测兴奋剂的检测生物芯片研制成功，并且我国已经开发出兴奋剂检测生物芯片。这是一种蛋白芯片，可同时对9种刺激剂和麻醉剂进行检测。经过对1 300多例运动员的实际尿样检测表明。该蛋白芯片与经典的气质联用方法的符合率达到100%。但与气质联用方法相比蛋白芯片具有通量高、速度快、成本低和操作简单的优势，可以满足大型运动会对运动员进行大规模筛查的需要。另一方面，在现代生物技术研究上，科学家发现了一些与运动相关的基因，它们有的与有氧运动能力相关，有的关系到运动速度能力，还有的则与肌肉力量产生联系。有越来越多证据表明，世界顶级运动员都或多或少携带有一些特殊的“增强表现”的基因。对于动机不纯者，现代生物技术的发展将会给他们提供另一条直达名利的更加有效的捷径.运动员在接受基因治疗后，获得基因改变后的“功能性”强化，这将违背竞技体育的出发点。

2、现代生物技术也给竞技体育带来伦理性问题。竞技体育本身是为了最大限度地发挥个人和集体在体格、体能、心理和运动能力等方面的潜力，以取得优异运动成绩而进行的科学、系统的训练和竞赛。这是自奥林匹克运动以来人们对竞技体育的共识。然而，随着生物技术发展，通过对运动员的基因治疗，进行所谓的“基因培优”，通过对体细胞和生殖细胞的基因改进，是运动员有更佳表现。那么这些运动员与普通运动员竞技是产生的争议则远远不是停留在公平层次，而是对人伦扭曲的争辩。他们由于国家等政治因素的干预而成为“非自然人”，如果准许其参加比赛，则是对自然人的公平假设将不复存在。如果将他们禁赛，对于基因改变的”运动员”来讲，这是一种歧视，由于非自身意愿改变基因，种种事端将会引发一系列的伦理问题。

五、实现现代生物技术与竞技体育发展新思路

1、加强现代生物技术新进展与竞技体育研究成果有机结合现代生物技术的进展是非常迅速的，并在各国家的发展极不平衡，不同国家在此领域的研究由于人财物等综合因素的影响处于不同地位，像 HGP 和克隆技术等，因此我们必须关注它的进展，特别是其成果可能运用于与体育相关的领域的发展状况，并加强在此领域的研究，只有这样，我们才能站在一个更高的角度，来看待现代生物技术对竞技体育的作用，并能像兴奋剂那样，反对兴奋剂，或反增强基因型运动员等有充足的技术和思想准备。

2、加强对生物技术利用的监管以及对竞技体育项目的管理，一方面从立法和国际条约规定下手，增强对生物技术滥用的打击力度，加强国际间合作交流。对于竞技体育的规则进行严格管理，牢牢把握竞技体育的精神，反对一切形式的违反竞技体育精神的行为。

六、结语

21世纪，现代生物技术与竞技体育的结合发展将会更进一步实现。尽管结合发展中存在争议与分歧，但是它在运动医学领域中为运动员的科学选材，个性化训练计划的制定，运动心理过程中身体机能和状态的评价，运动性疲劳的诊断，运动员营养补剂，运动性疾病的诊断与防治，运动员的心理品格测定及干预等带来革命性的突破。此外，它将会对解决体育中的众多难题提供更科学的方法途径。

参考文献：

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摘 要：本文对人教版高中生物学必修教材和选修教材中的生物技术内容呈现内容方向和呈现途径进行了简要的分析。

关键词：高中生物学教材；生物技术；内容简析

在课程改革的大背景下，有关生物技术的内容被大量引入高中生物学的教科书中，但是很多生物学教师并没有对这部分内容给予足够的重视，对选修教材内容的开设也明显不足，因此要加强生物技术的教学，对教材中生物技术内容呈现进行分析是十分必要的。

“生命科学本身就与医学、农学有着不可分割的联系，它既是这些应用学科的基础，也能从应用学科中获取基础研究的源泉活水，为理论研究提出重大的研究课题。21世纪，生命科学技术对社会影响最大的领域，将出现保护人类健康、促进农业生产发展、恢复生态环境等方面。”[1]可见，生物技术与我们的日常生活息息相关，并能提高学生的生物科学素养，应引起足够的重视。

1.生物技术的概念

“生物技术的概念有广义和狭义之分。广义的生物技术是指人类以经验科学为基础，改造生物物种及其功能的技术。狭义的生物技术，指人类以现代生物学、生物化学等，特别是以分子生物学为基础，在细胞水平和分子水平直接改造生物物种及其功能的新兴生物技术。”[2]《高中生物课程标准》对生物技术的理解，没有将生物技术局限于“高新”技术，而是广义上的[3]。

本文对教材中“生物技术”内容的分类方式参考了2006年国际经济合作及发展组织改编的生物技术产业调查中对于生物技术的分类，即：“①基于DNA的生物技术；②基于生物化学/免疫化学的生物技术；③基于生物处理的生物技术；④环境生物技术；⑤仿生生物学技术这五个方向”[4]。据此，将人教版高中生物必修及选修教材中的生物技术内容汇总于表1。

从表2可以看出，教材中有关生物技术的内容总体方向均衡，但是不同教材的侧重点显著不同。从生物技术方向的纵向看，教材对于①、②、③、④四个方向上均有呈现，而且每个方向出现的次数基本均衡。另外，在必修教材和选修教材中均没有出现⑤仿生生物技术的内容。从呈现内容的横向分析，教材之间差异显著，每册都有其方向的侧重点。

例如，教材将必修1《分子与细胞》分为六章，分别为走近细胞、组成细胞的分子、细胞的基本结构、细胞的物质输入和输出、细胞的能量供应和利用、细胞生命历程。在这本教材中生物技术有关的内容：方向①基于DNA的生物技术出现了7次，方向②基于生物化学/免疫化学的生物技术出现了5次，方向③基于生物处理的生物技术出现了7次。在必修2《遗传与进化》中生物技术内容方向的侧重点也是在方向①基于DNA的生物技术上，出现了10次，但是方向②基于生物化学/免疫化学的生物技术仅出现了1次，并且在这两本教材中均没有出现方向④环境生物技术的内容。在必修3《稳态与环境》中有关环境生物技术的内容达到15次，这与必修3教材中包含的内容：植物的激素调节、动物生命活动的调节、人体的内环境与稳态、种群和群落、生态系统以及生态环境的保护等内容有关。

选修教材分了三个模块，分别为《生物技术实践》、《生物科学与社会》、《现代生物科技专题》，三个模块中选修1更注重“培养学生设计实验、动手操作、收集证据等科学探究的能力，增进学生对生物技术应用的了解”，所以有关环境生物技术方面就没有体现。选修2主要是围绕生物科学技术在工业、农业、医疗保健和环境保护等方面的应用，较全面地介绍了生物科技对社会发展所起的作用，因此在4个内容方向上均有呈现。选修3以专题形式介绍了现代科学技术中的一些重要领域的研究热点、发展趋势和应用前景，为以后学习生命科学打下基础，所以本模块涉及内容多而且全面。

2.2 呈现途径

必修教材中生物技术内容的呈现途径有5种：正文，探究实验，思考练习，延伸阅读及整个章节。（见表3）由于选修教材是以专题形式出现，有关生物技术的内容在整章中的各个部分均有体现，因此对选修教材不作具体分析。

从表3中可以看出，除必修1没有以探究实验的方式呈现之外，其余两册均有各种方式进行呈现。必修1以延伸阅读为呈现的主要方式；必修2以正文作为主要的呈现途径；必修3中正文、思考练习、延伸阅读都是主体方式。总体看，延伸阅读在各册中使用最为频繁，对于探究实验还没有作为主要的呈现途径，三册中仅有3个探究内容。

3.结语

随着国际上对生物技术的重视程度不断提高，我国普通高中对于生物学教育从过去单纯的科学教育逐步走向科学与技术相结合的教育模式转变。在国内伴随着课程改革，生物技术教育逐渐受到重视，但是必修教材中对于高中生掌握生物技术的要求还较低，在呈现方式上以延伸阅读为主要途径，仍有较大的提升发展空间。教师应该关注高中生物学必修教材中的生物技术内容及呈现特点，重视选修教材中生物技术内容的教学，以利于培养学生的科学素养和技术素养。

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生物技术的应用领域介绍

农业：一方面，现代生物学技术将使农业科技上升到分子水平，人类可以根据需求从不同种类的动植物中，将它们的优良基因重新组合，培育新的品种，为此人类生产食物的能力将空前提高。另一方面。由于现代生物学从分子水平认识生命的本原，因此不仅在农业内部不同生命体的种属界限被打破，而且导致农业与其他产业间的围墙逐渐被拆除。

医药：医药生物技术一直是生物技术中发展最快、最活跃的领域，也是各国生物技术研究开发的重中之重，是生物技术产业最为成熟，竞争最为激烈的领域。近年来，基因组学、生物信息学、转基因技术、干细胞和克隆技术、生物芯片技术等一系列新兴技术的发展。为促进医药产业的发展提供了新的途径和思路。医药生物技术正在成为整个医药产业发展最重要的技术推动力。目前60％以上的生物技术成果集中应用于医药工业，用以开发特色新药或对传统医药进行改良，由此正在引发医药工业的重大变革。

化工：近年来各国对利用生物技术生产塑料和燃料的研究力度都在加大。对于塑料生产厂家而言。用植物这样的可再生资源来取代以石油为基础的原料，发展前景极为诱人。树脂生产厂家不再依靠化石燃料的有限供应，降解型的生物聚合物可以变成肥料，不仅节省了填埋场所占的土地面积，而且更有利于环境保护和工业的可持续发展。从玉米、高粱或其他植物获取的淀粉和糖，是目前正在开发的几种生物化学新工艺的基础原料。

能源：地球上亿年积累的化石能源――石油、天然气、煤等。仅能支撑30。年的大规模开采就将面临枯竭。如果按现有的开采技术和连续不断地日夜消耗这些化石燃料的速度推算，煤、天然气和石油的有效年限分别是100―120年、30-50年和18-30年。显然21世纪所面临的严重危机之一是能源问题。利用现代科技发展生物能源，是解决未来能源问题的一条重要出路。生物能源是指从生物质得到的能源，是通过绿色植物、藻类和光合细菌的光合作用，捕获太阳能，经代谢转换，储存于生物质中的能量，是太阳能的有机储存，是可再生能源的重要组成部分。它是人类最早利用的能源，生物能源是一种可再生的清洁能源，开发和使用生物能源，符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。

大力发展我国生物技术与产业发展的驱动力分析

高度重视生物技术的基础研究，形成以企业为主导的创新联盟

鉴于生物技术自身技术创新的需求特点，发现其对基础研究的依赖非常大。因此，需要高度重视生物技术的基础研究，重视政府在支持研发活动中的关键作用。从支持生物技术发展的国外经验来看，欧洲的举措效果显著，这主要得益于欧洲技术平台的重要作用。欧洲技术平台是2003年欧盟委员会提出的，旨在增强欧洲组织和实施技术创新的能力，实现欧洲在战略技术领域保持或获得世界领先地位。该平台是由欧洲战略技术领域的企业、高校、科研机构、政府部门和专家组成的创新联盟，负责制定欧盟在高技术领域的研发战略目标、战略重点、战略措施及行动计划。2010年6月，欧盟启动了低碳技术欧洲产业行动计划，而各低碳技术领域发展路线图和三年实施计划的制定均由各领域的欧洲技术平台(TP)起草制定。经过9年的发展。欧洲技术平台已经在欧洲的低碳产业行动中发挥了核心的作用。

建议我国政府部门应该高度重视生物技术的基础研究，并加快形成以企业为主导、官产学研资用配套的创新联盟，共同推动该产业的发展。在技术研发过程中，一定要平衡好政府和企业的角色和位置，可以采取政府前期资助研发一企业提高研发竞争力一再投资于技术的基础研发的周期形式。

高度重视不同阶段的特点，实施灵活的融资投入机制

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【关键词】现代生物技术；环境检测；应用

1引言

现阶段，我国常见现代生物技术包括生物传感器技术、生物酶技术以及生物芯片技术等，这些监测技术具有较强的特异性、灵敏性和准确性，操作简单快速，因此在目前的环境检测工作中都发挥了十分重要的作用，大大提高了环境检测的质量和水平，加强对其分析研究有着十分重要的意义。

2现代生物技术的基本简介

现代生物技术其主要包含有分子生物学、微生物学、系统生物学以及免疫学等多种理论，而且与化学、计算机以及微电子等多种学科相互结合，综合性较强，因而，具有十分广泛的应用领域。现代生物技术主要的研究对象是生物，主要的研究目的是为了实现对资源的有效开发和利用，操作过程简单快捷，能够有效地减少资源浪费和环境污染。现代生物技术所开发的产品具有较高的纯度和较高的安全性，产品质量可靠，最大程度地满足了人们的使用需求，实现了连续化的操作，有利于建立资源节约型、环境友好型的生态环境。现代生物技术目前主要在农业生物技术、植物生物技术、医学生物技术以及环境生物技术等领域实现了广泛的应用。

3环境检测中常用的几种现代生物技术

3.1生物传感技术

生物传感器的技术基础是固定化酶技术，能够将识别与感知的信息转化成电子信号，并通过电子信号装置对其进行控制，最后被检测的物质可以通过电子器件检测出来，然后将其转化成已被检测的电子信号。目前生物传感技术是环境检测中应用最多的技术。

3.2基因探针与PCR技术

基因探针技术中的非放射性核酸探针可以应用于环境检测中，主要应用于环境中细菌或病毒的检测，且非放射性核酸探针对病毒及细菌的检测还十分灵敏，核酸杂交技术应用于环境微生物的监测中不仅更加安全可靠，还十分快速有效，目前核酸探针及PCR技术已经广泛应用于水环境中如大肠杆菌、志贺氏菌等微生物的检测。

3.3酶免疫检测技术

酶免疫监测技术是利用抗原和抗体的特异性反应而研发的，该技术将酶进行标记，然后再将标记过的酶与待检测的抗原进行检测，根据其出现的免疫学特征反应通过比对确定待检测病毒或细菌的种类。酶联免疫吸附检测技术是目前应用最为广泛的一种酶免疫检测技术，其主要应用于水质检测中。3.4生物芯片技术生物芯片技术是利用微电子技术研发的一种微加工技术，可以将作为探针的分析固定与于固定相表面，然后根据构建的生物化学分析系统进行分析，从而实现对蛋白质、细胞等生物学组成成分进行快速准确的检测，其主要应用于水污染中的化学物质毒性的检测。

4在环境检测中现代生物技术的具体应用

4.1生物传感技术的应用

数字科技和生物技术的快速发展，各个学科也都实现了不断的进步与发展，并且在发展过程中实现了学科的相互交叉和融合。生物传感技术因其具有高度集成化、微型化以及自动化的特点，因此在环境检测中实现了广泛的应用。生物传感器能够实现生物反应与电信号的转换，为环境检测提供了大量快速有效的分析手段，实现了食品工业以及环境检测的技术革命。生物传感技术的应用理论基础是实现传染物与生物层之间专一的固定化作用，作用原理就是通过被测对象与生物组之间的相互作用，然后利用电子元器件将对被测对象的监测转化为比较容易被识别的电子信号，最终再通过电子信号设备和装置对电子信号进行识别和分析，实现对监测对象的有效控制。生物传感技术具有测定速度快、操作简单、反应灵敏准确、成本低等优点，因此在未来的环境检测中一定会实现更加广泛的应用和推广。

4.2基因探针和PCR技术的应用

不同的微生物病原体具有不同的致病剂量，因此确定水样中病原体的数量和种类提高检测的准确度显得异常重要水体污染问题已引起了人们的极大关注，确定自然水体或污水水样中受病原体或化学类污染物污染的程度和快速确定污染源是一个难点问题。饮用水样品中只有不到1%的微生物可经实验室培养。因此，用传统培养方法研究微生物群落，不能反映环境的真实情况。DNA损伤评价污染物遗传毒性的一个很有价值的生物指标，PCR技术的应用使得在分子水平分析DNA损伤之一DNA突变有了很大的进展，提供了一种在分子水平上分析环境生物DNA损伤和检测病原体的简便方法，该方法克服了传统方法的缺陷，更利于提高环境检测的效率和准确性。PCR有许多不同种类，如实时定量PCR，多重PCR等，用PCR得到的母的片段可用于微生物检测。目前已有将PCR技术用于饮用水中大肠杆菌的检测；用于制备基因工程中的目的片段；用于DNA杂交技术中DNA探针的制备；用于环境生物多态性的分析。DNA探针是用生物素、荧光素等物质进行标记的能够与待测基因进行特异性互补产生杂交信号的DN段。荧光探针、寡聚核苷酸探针等已被应用于监测水中的大肠杆菌，取得了很好的结果。为了更灵敏、快速的检测水中大肠杆菌，目前DNA探针技术多于PCR技术结合使用。PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性一退火一延伸三个基本反应步骤构成：（1）模板DNA的变性模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；（2）模板DNA与引物的退火（复性）模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；（3）引物的延伸DNA模板一引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链重复循环变性———退火———延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2~4min，2~3h就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。到达平台期（Plateau）所需循环次数取决于样品中模板的拷贝。PCR技术在环境检测中的基本原理见图。

4.3生物酶技术的具体应用

目前，我国的环境检测工作中另一个应用比较广泛的现代生物技术就是生物酶技术。①生物酶技术的处理功效高。生物酶技术的作用原理是将微生物与酶进行有效的结合，能够快速有效地进行污染物的降解，从而增强环境检测过程中的污染处理功效。②生物酶技术在环境检测中的适应性更加广泛。生物酶技术有效地降低了微生物的生存要求，为微生物创造了更加适宜的温度和pH条件，大大增加了微生物的作用效果。③生物酶技术与其他方法相比更具有针对性。生物酶技术目前被广泛地应用于不同的领域和不同的环境，因此，在使用时可以充分地根据实际情况进行选择，从而采取更具有针对性和效力的方案进行监测。④生物酶技术的污染治理成本也较低。生物酶技术的应用不需要引进庞大的设备和装置，大大降低了治理成本和投资成本，并且具有显著的治理效果。在此，主要就生物酶技术在处理水污染中的具体应用进行了简要的分析。某城市生活污水处理厂各构筑物内滞留污水总水量约为1.5万t；外观呈现黑色，并散发臭味。经环保部门对滞留污水进行采样监测，监测数据如表1。从表1可知，滞留污水中的COD、NH3-N、硫化物等均超标，最高超标达10倍以上。该滞留污水中混有大量制革废水及化工废水。制革废水由强碱性的浸灰脱毛废水和弱酸性的鞣革废水组成，前者含有高浓度的氯化物、硫化物、表面活性剂、防腐剂、油脂、蛋白质及SS等污染物；后者含有高浓度的鞣料、化学助剂及染料等。制革混合废水呈碱性、有毒性、难降解物质含量高，外观污浊，气味难闻。而对滞留污水投加高效复合生物酶药剂进行应急处置后，高效复合生物酶对于滞留污水中的污染物进行高效催化降解，逐步改善滞留污水的水质状况。投加高效复合生物酶药剂后，一周即可使其中的污染物降解30～50%。由表2可以看出，高效复合生物酶对滞留污水的应急处置有明显的效果。投加高效复合生物酶药剂一周后，经相关环保部门对污水进行采样监测，监测结果见表2。

4.4生物芯片技术的具体应用

在进行环境检测时应用生物芯片技术时能够有效地提高环境检测的质量和水平，使得我国环境检测技术得到进一步的发展。生物芯片技术可以自动、快速、准确地监测出不同基因的表达情况和环境因素对基因的影响作用。生物芯片技术目前所采用的载体主要有组织芯片、蛋白质芯片以及基因芯片等，生物芯片技术通过对细胞基因组的详细分析，准确筛选DNA的多态性变化和突变过程，从而确定出环境污染对生物基因水平的影响，实现对污染的科学监测。随着生物芯片技术的不断发展，其在环境检测过程中逐渐成为新的研究方向和研究概念，未来具有更加广泛的应用前景。

5结语

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现代生物技术在食品工业中应用前景展望

大力开发食品添加剂新品种。随着经济的迅速发展有关食品添加剂的研究也越来越多，目前主要集中在天然食品添加剂的研究、食品添加剂制备中的生物高新技术研究和食品添加剂的检测技术研究等。根据国际上对食品添加剂的要求，一是用生物法代替化学法合成的食品添加剂，迫切需要开发的有保鲜剂、香精香料、防腐剂、天然色素；二是大力开发功能性食品添加剂，如具有免疫调节，延缓衰老，抗疲劳，耐缺氧，抗辐射，调节血脂，调节肠胃功能性组分。

发展微生物的保健食品。保健食品开发的过程中微生物工程有着十分重要的作用，利用微生物生产食品具有独特的特点，繁殖过程快，在一定条件下可大规模生产，要求营养物质简单。如酱油、食醋、酒与双歧杆菌料、酵母片剂、发酵乳制品等微生物t疗保健品一样，有着巨大的发展潜力。食用菌不仅营养丰富，还含有许多保健品功能成分，应大力发展食用菌保健食品。

新生物资源的开发及利用。新生物资源包括一些未开发的植物、动物及微生物等，对中国而言，传统中药材是一个宝库，很多中药本身就是食品，这方面日本已十分先进，尤其是确定重要的品种规范，种植规范，成份的稳定性以及动物临床试验的验证，以制造出能够被世界广泛接受的功能食品。另外，海洋生物尤其是海洋藻类也是一个十分重要的生物资源。研究表明，大部分微藻含有生物活性物质，并且可安全食用。中国可使用的生物资源十分丰富，其中很多品种尚未开发，而其中一部分还具有十分优良的遗传特性，如果采用现代生物技术，相信中国食品工业尤其是功能食品工业会有长足的发展，并在世界食品工业占据重要地位。

未来的食品产业发展

昆虫食品。食用昆虫产品从营养滋补、药用需求、休闲需求以及保健需求四个方面对昆虫食品的市场潜力进行了深入细致的分析，提出了发挥食用昆虫产品内在价值优势，抓住行业竞争环境宽松的机遇，努力采取措施跨越发展制约因素是促进昆虫食品市场开发的有效措施。从现在的蚂蚁食品、蚕蛹食品、蚯蚓食品、蜜蜂食品、天蛾食品等功能来看，它已成为一座微型的营养宝库，具有抗风湿、抗癌、护肝、平喘、解痉、补肾、健脾、活血化瘀、祛风散寒等多种药理功效，在西方国家昆虫食品已成为贵宾席上的美味佳肴，中国在不久的将来也将会涌现出一些品种各异的昆虫食品。

变态食品。变态食品是指在形态上与常用食物发生了很大变化的食品。如由原来的固态食品，现在加工成液态食品，或者把食品制成日常用品等模样的形式。日本生产的粉沫酒，加入适量水即可饮用。其色泽、风味与液态酒一样。美国最新研制的一种“空气食品”它是含有人体必需营养的一种悬浮颗粒。将其按一定比例调配好，装入一种特制的容器中，食用时将嘴对准容器的喷口，用手轻轻一按开关，马上就会有一股“风”喷入人的口中，人吸食后饥饿感立即消失，同时产生一种进食美味佳肴的愉悦感受。目前，我国这种食品还很少，但变态食品必将是我国未来食品的一种更有创意、更新型的一种食品。

合成食品。合成食品是利用遗传变异微生物或固定基酶创造出来的食物，与天然食品没有什么区别，还可利用变异的真菌和酵母菌把人们不爱吃的食物变成美食家所乐道的食品。如人们可以像处理合成纤维一样，把真菌生产出的菌丝按照某种纹理结构纺织、编结、成型。这样就可以制成某种特殊的食品。

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人类社会的发展离不开对自然资源的需求和对环境的影响,因此自然环境与人类社会的发展步伐之间存在着相互制约的紧密联系。近年来日益突出的自然资源紧张和环境污染严重的问题严重影响了社会经济的进一步发展,社会各界都在寻求解决环境问题的新技术,现代化的生物技术为人类提供了崭新的途径,本文将对生物技术解决环境问题时发挥的重要作用予以讨论。

关键词:

生物工程；环境保护；技术应用

1前言

生物工程是近年来一门崭新的学科领域,该学科的研究内容是生命科学,但是由于其学科的综合性强,能够推广至很多领域的产品研发和新技术的应用。生物工程也在不同的需求中得到飞速的发展,培养了一批相关技术人才,在人类对环境保护的概念日益增强的今天,逐步应用于环境保护的工作中,由于其具有高效绿色环保的特点,因此在环境保护领域有着巨大的潜在应用价值。

2我国自然环境面临的问题

我国从解放后,经济逐步复苏,国家对工业生产也投入了许多资金和人力,使得我国的经济在解放后出现了快速增长,在改革开放后,我国经济增长再一次迈上了新台阶,经济增长速度飞快,无论是从工业生产还是居民消费水平,都取得了令人瞩目的成就,然而这一切的发展却给自然环境带来了十分严重的影响。在解放初期,由于工业水平比较落后,使用的机器设备都十分落后,技术水平也很难达到发达国家的标准,我国的工业生产都属于高能耗的生产模式,大量的生产造成我国自然资源的大量开采和浪费,随后的发展中,技术能力逐渐开始赶上发达国家,但是对自然环境保护的意识仍然没有在人们心中扎根,经济发展还是在原有的模式下进行,无论是工业生产还是农业生产,对环境的影响进一步恶化,自然资源被人为破坏,很多独特的稀有资源都面临枯竭,自然环境开始给人类敲响了警钟,这种无节制的开发和破坏最终将会影响社会发展节奏。因此我国开始倡导可持续发展的战略目标,将经济发展和环境保护相结合,达到共同发展的目的,在保障工农业生产所必须的资源,大力加强对环境污染的治理工作,并积极寻找可替代能源,发展清洁能源,保护人类赖以生存的自然环境,也为社会的长远发展提供保障。

3当前生物工程技术的特点

中国现有的环境污染情况由于历史遗留问题较多,再加上现代化生产和生活的排放,对环境保护的治理工作一直是重点和难点。现代化生物工程的发展为环境保护工作提供了一条崭新的途径,也由于近些年生物工程技术在环境污染治理方面取得了很多成绩使它受到了广泛的关注。生物工程技术通过使用生物制剂将污染物从环境中分解,清除,整个过程不存在二次污染,且处理效果较好,具有十分重要的应用价值,而且从环境系统的角度看,通过生物工程技术引入的生物制剂,对环境的影响也小,通过对整个生态环境失衡的调平,达到环境保护的效果,因此其环保功效显而易见。生物工程技术的灵活度高,能够根据不同污染物的特点,结合基因工程的先进技术有针对性的开展治理工作,并且从实践上现实了可持续发展的环境保护概念,逐渐在环境保护和污染物治理领域表现出卓越的优势,受到环境保护领域工作的高度关注。

4生物工程技术在环境保护领域的应用

可以看出生物工程技术具有诸多优点,使得生物工程技术在环保领域受到广泛的欢迎,其主要的污染治理成绩表现在以下几个方面:

(1)工业和生活废水的整治。水是人类的生命之源,一直以来都是人类无法替代的宝贵自然资源,然而由于生产和生活污水的污染,使得人类赖以生存的水源都出现了不同程度的污染,这个问题迫在眉睫,因为如果缺少了干净的水资源,人类将无法从事正常的生活和生产活动,更严重的会影响到人类的生存。对污水的治理问题一直都是环境保护的重点问题,然而其他物理置换或者多层过滤等方法,无法彻底清除污水中的有害物质,还容易造成水体的二次污染,随着清洁的水资源越来越少,环境保护领域向生物工程技术投入了研究,并获得了良好的效果,通过使用生物工程的相关技术,利用生物制剂将污水中的污染物分解代谢成为对人体和自然环境没有威胁的清洁水,可以在不引入二次污染的同时达到较好的净水效果。废水问题是困扰现在人们的重点问题,如果有效处理废水呢？利用现代生物技术可以达到有效成果。根据现代化城市对污水排放要求的提高,生物工程领域也发展了新型技术已达到排放标准,并推动污水处理产业的发展。

(2)空气的净化。实际上利用生物工程将空气净化的方法已经早已应用,现在已经成为比较成熟的技术在空气净化领域广泛使用,由于这种方法对资金要求低,环保性能高,净化效果好,在未来也存在着巨大的市场潜力。

(3)对固体垃圾的处理。固体垃圾也是环境污染的一种难以处理的问题,原有的方法通过掩埋等处理时间长,或者对环境造成二次污染,因此迫切需要寻找新的方法,生物工程技术的应用解决了这些问题,可以通过生物分解代谢,有效将固体垃圾进行处理,还能够反复使用,减少垃圾处理的成本,其处理后的垃圾变废为宝,能够作为农业生产中的绿色肥料,使整个环境污染的处理过程循环成为一个环保过程,产生一定的经济收益,是现如今最优的污染处理方法。

(4)利用生物技术维护环境。将生物工程技术延伸到对环境的维护领域也是一项重要的应用,可以利用生物工程技术整治各种污染物的方法将自然环境净化,在现有基础上提升自然环境质量,在治理污染的同时防止污染的发生,从根本上解决环境污染的问题。

5结论

通过上述内容的分析,可以看出生物技术在环境污染整治和维护的领域能够发挥重要的作用,可以将环境保护技术从现有的防御转为提前维护,保证自然环境与人类发展的和谐统一,避免因人类社会的发展需求对环境造成的恶劣影响。加强对生物工程的研发力度,促进相关污染处理技术的发展,能够为人类的可持续发展提供更强大的保护。

参考文献

[1]郭艳霞.论生物技术在环境保护中的应用.科技与创新,2015,21.

[2]刘彪.探究生物技术在环境保护中的应用及前景.房地产导刊,2015,9.

[3]杨宇蒿,王碧文.现代生物技术在环境保护中的应用研究进展之我见.经贸实践,2015,4.

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关键词：生物技术；课程建设；教学改革；学分制

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）12-0116-02

学分制既是一种教学管理制度，也是建立在学生学习自由基础上的一种教育理念。学分制有完全学分制和学年学分制之分。目前，我国普通高等院校多数实行的并非完全意义上的学分制，而是学年学分制。随着我国高校不断推进的教育体制改革，许多高等院校的教学管理模式由以往学年制向学分制转变。与学年制相比，学分制下学生可根据自己的专业兴趣自主选择所修课程，因而较学年制有较大进步。为此，临沂大学自2008年开始全面实施学分制改革，推进课程的小型化建设，并制订相应的本科培养方案。

一、生物技术系列课程组成及课程开设简介

生物技术系列课程是临沂大学生命科学学院在生物技术专业开设的专业方向课程，其系列课程主要包括《基因工程》、《发酵工程》、《细胞工程》、《酶工程与蛋白质工程》及《生物技术大实验》等。通过系列课程的学习，使学生掌握基因工程的基本原理和实验方法，掌握生物技术各项技术和成果在发酵菌种选育改良、细胞培养、酶制剂研发、蛋白质改造等领域的应用；熟悉现代生物技术在农作物改良、新品种培育、疾病诊断和治疗、新药研发等领域的重大作用。通过综合性的生物技术大实验的设置，培养学生的自主学习、自主设计和创新能力及实验操作技能，拓宽学生的知识面及专业技能，为以后的专业实践学习及毕业后走向生命科学相关专业的工作岗位打下基础。2004年，《生物技术导论》作为一门综合性课程首先面向生物科学和生物技术两个专业开设。后来随着学科的发展、师资力量的壮大以及实验室建设的日益完善，2006年，生物技术专业的《生物技术导论》扩展为《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》四门课程，并开设相应的实验，充分体现生物技术及其下游应用特性。而生物科学专业继续以《生物技术导论》的综合形式开课，作为本专业的方向选修课。

二、学分制下生物技术导论系列课程的教学改革

1.教学内容改革实践。①教学大纲的制定及授课学期的安排。由于生物技术系列课程具有涉及学科多、实用性较强、与实践结合紧密的特点，其基本理论和应用研究一直是非常活跃的领域。学分制下，教学大纲的制定应结合专业特色，将课程小型化、精致化。因此在课程内容选择上，我们精益求精，在制定教学大纲前，生物技术系列课程教学团队共同讨论，集体拟定教学大纲，充分结合专业的特点和定位，结合培养方案，既能体现学科特色，达到培养目标，又避免内容重复。生物技术专业的《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》的理论教学大纲和实验教学大纲分别制定，为了突出实验技能训练，各门课程理论教学和实验教学实行1∶1的学时设置，各32个学时（共3学分）。生物科学专业制定《生物技术导论》教学大纲，实行模块化教学，实验方面开设综合性的“生物技术大实验”，根据教学内容，理论学时为48学时，实验学时32学时。在学期安排上，生物技术专业在第四学期开设必修课《基因工程》及其实验，第五学期开设《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》等系列选修课程，学生可以根据自己的兴趣和学分情况进行选课。对于生物科学专业，在第五学期开设《生物技术导论》和《生物技术大实验》，既能与前面学科衔接，又能为后面的考研、就业提供理论知识和实验技能训练。②教材建设。教材建设必须以服务人才培养为目标，以提高教材质量为核心。学分制的实施和教学计划的调整，教材建设需走在前列。本课程在选择教材时优先使用近5年内出版的“面向21世纪课程教材”和“国家‘十一五’规划教材”。以这些教材为基础，设计教学内容，编制教学讲义，实现立体化授课，同时指定几本相关教材作为参考书，并利用专业网站进行课外学习资源。

2.教学方式的改革实践。①采用多元的课堂教学形式，提高课堂教学效果。教学方法的选择和组合，要同教学内容、学生的特点及教师自身运用教学的能力联系在一起。传统的课堂教学形式主要是以教师单向授课为主，学生多为被动听课。为启发和调动学生的学习积极性，应根据生物技术系列课程的特点，选择不同的教学方法。对于理论性强、内容抽象的知识采用讲解―教授式，如《基因工程》中基因工程操作的基本过程、目的基因的克隆和筛选等内容，通过教师的精心编排，尽量使抽象问题具体化、繁杂内容简明化、同类问题规律化，便于学生理解和接受。而在讲基因治疗时，采用问题―探究式的教学方法，教师在课堂教学中穿插启发性问题，运用引趣、设疑、类比、联想等方法能刺激引发学生的学习兴趣与思考，也加强了师生之间的互动。例如，在讲基因治疗的作用时，先举一个乙肝病毒的例子，提示例子关键性，提出怎么办，让学生在教师的启发诱导下，主动积极独立地思考，使学生分析问题和解决问题的能力得到较快提高。翻转课堂是学生学习自主性和师生角色转换的重要体现。在教学过程中，让学生自由组合成学习小组，结合本组成员的兴趣，自主选择一个主题，调查研究，查阅文献，在课堂教学期间走上讲台为大家讲课，以此进一步培养学生的自主学习能力及表达沟通能力，增加师生之间的理解互信。对于一些较容易理解的内容，采用自学―辅导式教学方法，对于学生认知前提较好的内容，先由学生自己看教材，总结笔记，针对普遍问题和教学大纲要求讲解，然后归纳总结，使学生阅读教材的能力、逻辑思维能力、归纳总结能力等方面受到实际锻炼，掌握自学方法，让学生自主学习。②充分利用现代化教学手段。生物技术系列课程内容具有信息量大、抽象、应用性强的特点，如果使用传统教学手段，学生很难深刻理解这些内容。而使用媒体、影像资料等现代化教学手段，可以在有限时间内提供给学生最大的知识信息量。如基因工程中限制性内切酶、载体、重组DNA构建、PCR的原理等内容，比较抽象，学生理解比较困难，在讲授的基础上配以动画演示，把这些要素的应用展示给大家，生动直观形象地加深学生的理解程度。③改革实验教学，强化学生动手能力。如科学安排实验内容，根据学生反馈信息，调整实验指导方法、改革试验考查方式，促进教学质量的提高，着重考核学生分析解决问题的能力。在实验安排上主要分为3个层次：基础型实验、设计与综合型实验和研究型实验。通过基本实验技能训练，掌握基因工程最基本的实验技术及操作方法；掌握常规仪器设备原理及应用，培养数据处理和表达实验结果的能力。通过综合实验培养学生多实验方法手段综合、多途径信息获取，以及科学分析推理的综合实验能力和独立操作、解决实际问题的能力。通过设计实验，使学生能在教师指导下正确的进行实验设计，按自定实验方案操作、观察，获得实验数据，正确分析结论及解决实际问题。研究型实验是将最新研究成果引入到实验教学中。引入科研、教改成果，使实验内容与科研应用项目密切联系，充分体现基础与前沿、经典与现代相结合。如综合型实验“大肠杆菌感受态细胞的制备、转化与筛选”中，将以前单一分散的三个实验，按照其内在联系组合为综合性实验，不但使学生学到了感受态细胞制备方法、LB培养基的制备、质粒DNA的转化与筛选等3种基本实验技术，更重要的是使学生在掌握基本技术的同时，培养学生对基本技术和方法综合运用的能力。发酵工程实验中带领学生亲自操作发酵罐生产酸奶、米酒等产品，既掌握了发酵罐的结构，还体验了生产产品的乐趣。细胞工程实验中让学生自己取材，进行植物组织培养，观察植物是如何从一个愈伤发展成为一个完整的植株，体会植物细胞全能性的概念。

三、教学改革所取得的成效

在学分制指导下，通过对生物技术系列课程的教学改革，提高了学生选课的自主性，大大激发了学生对生物技术相关课程的学习兴趣。在酸奶发酵和米酒发酵实验中，学生体会到生物技术并不是深不可测，在蛋白质改造和基因工程药物设计中，在显微注射和动物克隆原理和技术的学习中，学生认识到现代生物技术的博大精深。在实验课中，学生根据自己掌握的专业知识积极设计自己组内的实验方案，并顺利完成一种植物的组织培养、完成酸奶制作和米酒酿制，实验结束后，学生们在实验报告的结尾都写出了自己的实验心得，体会收获的快乐。在教学互动环节，鼓励学生走上讲台，讲授自己所撰写的课程论文，通过此环节的锻炼，学生的总结及自我表达能力得到了提高。在教学过程中我们还注重学生科研能力的训练，先后申请了如“创新实验设计探究盐胁迫下纳离子对小麦种子萌发和幼苗离子毒害效应”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工艺的研究”、“玉米等主要农作物的抗逆性研究”等多个国家级和校级大学生创新基金，实验“叶用芥菜和白菜型油菜之间体细胞杂交体的RAPD鉴定”参加第十二届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛并获得三等奖。目前生物技术导论申报校级特色课程，正在建设中。近几年的教学实践显示，教学改革效果良好，并符合新世纪高等教育培养高素质现代生物技术人才的需要。

参考文献：

[1]江天肃，张洪波，杨军，等.关于完全学分制的思考[J].现代教育科学，2009，（6）：6-8.

[2]戴小珍，王兰，李红.《生物技术导论》课程特色教学模式的探索[J].课程教育研究，2012，（10）：166.

篇10

关键词：生物技术石油化工应用

中图分类号：F406文献标识码： A 文章编号：

一生物技术与石油化工

生物技术又称生物工程，是在古老的微生物发酵工艺学基础上发展起来的一门新兴综合学科，它很早就与石油关系密切。

早在20世纪20年代，石油工作者就提出将微生物用于石油回收。50年代生物技术逐渐由石油向石油化工领域延伸，许多化工产品的生物生产技术和工艺相继出现。60年代，石油微生物学兴起，以石油为原料生产单细胞蛋白的工业化成为可能。70年代，生物分子生物学的突破，出现了生物催化剂固定化技术，与此同时，美国、欧洲及原苏联等都先后进行了微生物采油应用研究和实施。80年代，DNA重组技术和细胞融合技术的崛起，生物化学反应工程应运而生，为人们在石油化工领域开发精细化工产品提供了重要手段和工具。90年代，节能与环保成为人们关注的两大课题，能源与资源的合理利用，使得生物技术在石油化工领域的应用更加活跃。

面对21世纪石油与石油化工技术的挑战，清洁过程的开发，“绿色化学”产品的生产，生物脱硫技术正引起人们极大的关注。随着生物技术的发展，温和条件的合成反应将会继续受到重视，生物催化剂将大力推广，生物能源的替代，具有光、声、电、磁等高性能生物化工材料的应用，都将为石油化工技术注入新的活力，新的生物石油化工技术必将兴起。

二生物技术在石油化工中的应用

1生物技术在石油勘探中的应用

随着微生物培养技术及菌种数测定方法的不断改进，利用微生物勘探石油的技术得到迅速发展。根据直接探测油气的有关理论，地下烃类的向上渗透使地表和地球化学环境发生了变化。从生物圈角度来看，无论是根植于地下较高等植物，或是散布于其间的低等生物，都会发生变异，用现代生物分析检测手段(如微生物微量元素分析、毒素分析、DNA的PCR扩增技术检测)检测这种变异，再经过适当的数据处理，就可能达到预测油气藏的目的。现代石油工业根据石油的生物标志特征可以研究判断石油的生成相和油源。我国石油工作者就是利用生物标志特征判断出柴达木盆地西部剖面油砂和沥青的前身原油是成熟原油，它具有水体相对较深的湖相有机质形态，其源岩应该是侏罗系的。随着生物技术在石油勘探领域应用的拓宽与深化，生物与石油相关规律的研究将会取得更大的成果，有可能在深山密林、深海谷底、冰川、南北极等尚未开发的环境区域，探测到更多的油气矿藏，大大提高石油的储采比，增加石油储备。

2生物技术在石油开采中的应用

生物技术特别是微生物采油技术，已经引起石油工程技术人员的空前关注，目前在国内外开展的微生物采油先导性矿物试验已初见成效。利用微生物提高原油的采收率技术(Microbial Enhanced Oil Recovery简称MEOR)来开发我国丰富的资源，已成为生物技术发展的主导方向之一。微生物采油就是利用微生物代谢产生的聚合物、表面活性剂、二氧化碳及有机溶剂等物质进行有效的驱油。微生物采油技术与其它采油技术相比，具有适应范围广、工艺简单、投资少、见效快、无污染等特点，是目前开采油藏中剩余油和利用枯竭油藏最好的廉价方法，并且更符合环保要求。微生物采油技术起源于美国，发展至今已成为国内外发展迅速的一项提高原油采收率的技术，也是二十一世纪的一项高新生物技术。

其经历了：1930年～1965年的起步与探索，1965年～1980年的迅速发展，1980年～1990年的深入研究和矿场应用见效，1990年至今的现代微生物采油技术的发展等四个阶段。现代微生物采油技术的发展阶段主要是现代生物技术在微生物采油上的应用阶段。美国应用现代生物技术重组微生物菌体，构建基因工程菌，使微生物菌种具有较高的性能，大大促进和发展了生物技术在微生物采油中的应用。现代生物技术，特别是分子生物学技术的快速发展，使采油微生物研究已经进入了分子水平。分子生物学技术的发展，对微生物采油机理的研究产生了很大影响。PCR(Polymerase Chain Reaction)技术、DNA芯片技术等是研究微生物群落新颖的分子生物学工具。一1PCR与DNA芯片技术结合，可以对微生物采油菌种的油藏适应性、地下运移能力、增殖和增采能力进行准确可靠的认证，可以对油田地层中存在的微生物群落进行详细调查，并以此对具有微生物采油作用的菌加以利用，对有害菌进行有效防治，进而研究微生物的驱油增产机理，为调整各项技术工艺，优化方案设计和把握实验进程提供可靠依据。微生物提高原油采收率的真正成功或突破的关键在于“超级菌”的组建，因此，构建目的基因，培养较强竞争力的基因工程菌(Gene Engineering Microbe，简称GEM)是现代微生物采油技术的主要目标之一。利用基因工程，可针对性地培养有利菌株，拓宽微生物采油的菌种资源。

3生物技术在石油化工中的应用

① 微生物氧化烃类生产有机酸

微生物氧化烃类生产有机酸主要有二羧酸和一元酸。二羧酸主要有已二酸和癸二酸。一元酸主要有柠檬酸、琥珀酸。此外烷烃经氧化还可生产谷氨酸、富马酸、水杨酸等。

a. 酶催化丙烯腈生产丙烯酰胺

丙烯酰胺大部分以40％～50％的水溶液销售，低温下会析出胺的结晶。常规生产丙烯酰胺有硫酸水和法和铜催化水和法两种，前者工艺过程复杂，后者因反应中会生成加成反应而含有少量加成反应物。用酶催化丙烯腈生产丙烯酰胺，是将丙烯腈、原料水与固定化生物催化剂一起进行水和反应，反应后分离出废生物催化剂。得到产品丙烯酰胺。酶催化丙烯腈生产丙烯酰胺，产品纯度高，选择性好，丙烯腈转化率达99．9％以上。

70年代，日本日东化学公司使用Rhodococ—cus SP．N一774生物酶，经十年努力，成功开发了最初的生物催化生产丙烯酰胺的工艺，80年代中期建成规模为400t／a的工业化装置。其后日本京都大学发现了代号为B一23、J一1的生物酶并对工艺加以改进。90年代初，日本使用生物酶生产丙烯酰胺的能力已上升到1．5万t／a。

b. 烃类发酵生产二元羧酸

中长链二元羧酸是合成纤维、工程塑料、涂料、高档油等重要的石油化工原料，通常是通过化学方法制取。以石油馏分为原料发酵生产二元羧酸的研究已有近40年的历史。20世纪70年代初，日本矿业生物科学研究院(简称日本矿业)以正构石蜡为原料，微生物发酵氧化代替尿素加成法，生产相同链长的二元羧酸，80年代工业化，在世界上首先建成了150t／a的长链二元羧酸生产发酵装置。90年代初由发酵法生产的十三碳二元酸(“巴西羧酸”)，规模已达200t／a，终止了传统的由菜籽油、蓖麻油裂解合成的历史，是石油发酵在石油化工领域工业化最早的例子L2j。日本矿业选用Candida trpicalis 1098酵母菌生产二元羧酸，日本三井石化公司则用拟球酵母Torutopsis生产长链二元羧酸。研究表明，酵母菌、细菌、丝状真菌都有不同程度氧化正构烷烃生成二元羧酸的能力，而假丝酵母、毕赤式酵母尤其是正构烷烃发酵生产二元羧酸的高产微生物。据报导l31，我国郑州大学等单位承担的“九五”国产科技攻关计划“十二碳二元酸合成尼龙1212工业生产试验研究”，最近已通过鉴定。该研究合成的长链高性能工程塑料尼龙1212所用原料，即是以石油轻蜡发酵生产的十二碳二元酸，这充分显示了生物技术在石油化工领域的成功应用。

②在其它石油化工方面的应用

生物技术在其它石油化工方面的应用主要有：由烯烃类制备环氧乙烷和环氧氧丙烷，以石油为原料生产单细胞蛋白，加氧酶在石油化工的开发利用，柴油生物脱硫研究与开发，石油微生物的脱氮的研究，生物法生产丙烯酰胺、1，3——丙二酸等。

结束语

随着社会发展和科学技术的进步，生物技术正逐步扩大到石油和石油化工行业，以更加有效的、经济的生物化学过程代替传统的化工过程。生物技术在石油化工中的应用，将为石油化工技术注入新的活力，新的生物石油化工技术必将兴起。

参考文献

① 黄惠娟.李潇. 生物石油技术研究应用[期刊论文]-内蒙古石油化工2009,35(7)

② 金花. 生物技术在石油化工领域的应用[期刊论文]-石油化工2003,32(5)

③ 黄永红.宋考平.薛建华. 生物技术的发展趋势及其在石油工业中的应用[期刊论文]-大庆