时间:2023-08-16 17:30:15
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物技术及应用,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:生物技术;动植物;发展;问题;对策
追溯我国生物技术的发展使要从1953年开始,这一年发现了DNA双螺旋结构,也是因为这个发现,我国的生物技术才能迎来发展的时代。而在20年后,DNA重组我国在生物技术上的研究提高了一个层次。现阶段,生物技术的发展已经逐渐成熟,成为我国各行各业中不能缺少的一种技术,而且影响的深度更深,影响范围更广。毋容置疑,当今的时代属于生物技术,尽管生物技术的发展为我国带来很多的利益,但是在无形中也带来的一些问题。
一、生物技术应用发展情况
1.1生物技术在动物上的应用与发展
人们在动物上运用生物技术的主要目的是:促进动物生长、提高畜产品质量、改善畜产品品质、生产药用蛋白;动物抗病育种;建立诊断和治疗人类疾病的动物模型,生产可用于人体器官移植的动物器官等,并取得了巨大的成就。研究人员利用鼠类基因能获得经遗传改良的绵羊,这种绵羊产毛量能比普通绵羊提高6%。科学家们利用生物技术得到的转基因猪中有20%的血红蛋白与人体内的血红蛋白相同,这种血红蛋白从转基因猪中分离后能在室温下储荐6-12个月,比储存人体全血的时间要长,在不远的将来有可能成为人血的代用品。与此同时,从转基因羊、转基因牛生产人血代用品的研究也取得了明显进展。
1.2生物技术在植物上应用与发展
植物生物技术研究起源于50年代,80年代中后期发展迅猛,至今已有35个科的120种植物成功地进行了转基因,有40多种的植物种类获准进行田间试验。与转基因动物相比,转基因植物取得的成就更为可观,2014年全世界有20个国家种植了转基因植物,美国是转基因植物种植大户,利用生物技术可以将有价值的目的基因(来源于病毒、细茵、动物、植物、微生物、水生生物)导入植物内,使其性状(产量、质量、花期、花色等)抗逆性(抗病毒、抗病虫、抗除草剂等)发生变化,从而培养出理想中的转基因植物。全球种植的商品化转基因植物主要是大豆、玉米、棉花、油菜、马铃薯、南瓜、小麦、番茄、烟草等。美国1999年种植的大豆中55%是转基因大豆、玉米中约有40%是转基因玉米。我国将生物技术应用到农业尚处于起始阶段,但研究的总体水平并不低。据统计,目前我国正在研究的转基因植物种类达47种,涉及各类基因103个,正在中试的项目有48项,批准环境释放的有49项。已有6种转基因植物被批准进行商品化生产。目前进入商品化生产的主要是转基因抗虫棉,种植面积达10多万亩。
在植物上利用生物技术已取得了骄人的成果。利用生物技术可获得高产、优质、抗逆性强的水稻。我国已获得单产12t/hm2,超级稻、日本培育出高赖氨酸含量以及富含铁元素的水稻、美国科学家从马铃薯中获得了一种抗虫基因、经转基因后的水稻能抗害虫进食、英国研究人员利用生物技术培育出耐盐水稻、国际水稻所科技人员研究出耐淹水稻,转基因抗旱水稻的研究工作也在进行中,利用生物技术培育抗稻瘟病、水稻白叶枯病的研究工作也取得了重要突破。
二、生物技术带来的问题
1、食品安全问题
食品问题一直都是人们关心的问题,而且食品专家也一直都在探讨,在食品上使用生物技术而引起的过敏反应也存在,很多的人认为转基因食品里加入了生物技术,食用转基因食品对人的身体是有助的,因此开始大量的使用转基因食品,但是这种观点是错误的,尽管转基因食品中加入了生物技术,但是还是存在安全问题,而且还是不容易被发现的问题,具有一定的潜伏期,如果被人们食用,对人的健康非常不利。
2、生态环境安全问题
生物技术在食品上,容易引起食品安全问题,而生物技术带来的环境问题,比食品安全更严重,而且更加复杂。因为基因属于移动的,而且基因可以在动物后者是植物身上,相互影响,这样就会造成一些问题例如:部分物种会出现灭绝,动植物之间是处在一个生物链之中,一个动物灭绝,那么这个食物链就出现断裂,随之生态环境失衡。国际的一些组织就认为生物技术会带来基因污染,因此强烈抵抗在环境中使用生物技术。
3、地区政治经济平衡问题
世界上要经济发达的国家,也有经济相对落后的发展中国家,而生物技术的出现,就使发达国家与发展中的国家之间的差距拉大。很多发达使用生物技术并且把该技术作为一个垄断的技术,从而使原本就存息的贫富差距加大。如果一个地区长期属于经济发展不平衡状态,那么这个地区的社会将出现动荡。
三、解决问题的对策
1、加大对生物技术的研究,不仅仅是国家,规模较大的企业也可以开展生物技术相关的研究,而且研究的机构最好可以与国家以及企业相结合,如果科研机构单独的开展研究,会面对一些例如资金之类的压力,如果可以与政府或者是企业合作,一方面保证了研究的资金以及技术,另一方面,能够将研究的成果共享。在当今的时代,只有掌握了高超的生物技术才能能够在时代中生存,而且还可以利用生物技术去解决一些人类无法解决的问题。
2、法律支持,国家自从支持发展生物技术以后,就不断的颁布法律,支持技术的研究以及应用。以科委为首就相继颁布了《基因工程安全观管理法》以及《农业生物基因工程安全管理实施办法》可以只有这两个法律是不够。而且也不能只用这一个部门支持生物技术,卫生部、免疫部以及环保部门等等,都要一起联合制定支持生物技术发展的法律法规,将生物技术的研究规范化,而且也能保证有具体的管理制度。
3、生物技术研究有几个环节,首先要开展实验,然后通过试验、再次进行环境释放、最后在开始生产,在这几个环节中,要严格的监控,特别是在投入到市场之后,更要根据市场的风险研究成果。市场上的每一种生物产品都要有具体的标识,从而让消费者通过对标识的认识选择合适的产品。
4、提高生物技术产品的检测水平,摆脱依赖别国代为检测的困境。普及和提高消费者对生物技术的认识水平,树立保护国家安全、国家利益和公众利益的观念。
四、结束语
生物技术企业不断发展壮大。由于生物技术前景广阔,发展潜力巨大。我国从事生物技术产品开发的企业,如雨后春笋,不断涌现。另外,生物技术产业格局从治病为主向治病、保健、提高生活质量的健康产业过渡。兼并重组愈演愈烈,大企业愈来愈大,协作型竞争已经成为当今生物技术产业的主流;因此要加大生物技术的研究。
参考文献:
[1] Clive James. 2011年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势[J]. 中国生物工程杂志. 2012(01)
此生物高聚物广泛分布于自然界,已证实其于脊椎动物的软组织(如关节、滑液、皮肤、眼玻璃体、脐带、鸡冠),海藻,软体动物,培育的真核生物细胞系及一些原核生物中存在。HA是脊椎动物细胞外基质的主要组成成分,是人眼玻璃体(0.1 mg/mL)和关节滑液(3~4 rag/mL)的首要成分。人体内含HA最多的组织是皮肤,约为7~8 g,约占成人体内HA总量的50%。胎儿在发育的特定阶段,被厚的HA层包裹,脐带中含有丰富的HA(4 rag/mL)。鸡冠作为特殊的皮肤段,其中HA的含量最高可达7.5 mmL,这使其成为工业提取HA的首选资源。
脊椎动物体内的HA具有多种不同的功能:皮肤中,保持水分;软骨中,联于蛋白聚糖,调节水和离子浓度,维系软骨组织的物理特性和细胞一底物间的相互作用。HA的生物效能与HA受体的结合有关,可诱导细胞增殖速率、细胞移动及血管形成的改变。在炎症、纤维化以及癌症等疾病过程中,发现过量的HA。有直接的证据证明,HA参与癌症的转移。
本文分析评价HA及其衍生物的生产工艺、理化特性和己确定或潜在的应用。1 HA的生产
HA的工业生产,主要有两种方法:从动物组织提取(如牛眼和鸡冠):微生物大规模发酵。上述两种方法将在下面讨论。此外,最近的文献中报道了由新型的基因改造的微生物生产HA以及化学一酶法合成方法生产HA。
1.1传统的提取工艺
传统的HA生产是用溶剂从动物组织提取物中提取,然后由氯化十六烷基吡啶(CPC)沉淀得到。
最早1968年由Swann报道,生产工艺如下:(1)机械切片,获得小块的鸡冠; (2)乙醇洗涤(鸡冠1 kg中加入4L乙醇),重复多次,直至乙醇液不显浑浊; (3)用水/氯仿的混台液提取(鸡冠2.5kg中加入10 L水及0.5 L氯仿),搅拌至鸡冠溶胀: (4)过滤,滤液中加入氯化钠,氯仿提取; (5)离心,蛋白酶(链霉蛋白酶)酶解。
替代的方法:动物组织粗提取物经由表氯醇,三乙醇胺(ECTEOLA)色谱法提纯后,CPC分级分离。另外,在CPC(1%)沉淀前后,有报道用乙醇(1:3水//,醇)多次乙醇沉淀。在这些方法中,HA沉淀后,用灭菌滤器过滤,最终配制成医疗器械和医药产品。HA纯化的收率超过90%(按糖醛酸计)。
然而,由于收集鸡冠,以及生产过程中提取纯化耗时耗力,导致HA价格昂贵。事实上,由于动物组织的HA复合于蛋白聚糖,且往往与HA降解酶共存,导致分离高纯度、高相对分子质量的HA较困难。而且,由动物组织提取的HA在医药上的应用面临跨物种病毒和其他外来剂污染的风险。因此,从上世纪80年代开始,微生物发酵法生产HA正逐步取代从动物组织中提取HA。
1.2 HA的生物技术生产
已知的可合成HA的细菌是A和C群链球菌(Streptococci),革兰阳性菌如马链球菌(Steptococcusequi,一种马病原体),类马链球菌(Streptococcusequisimilis,可以在不同种动物间传染),化脓性链球菌(Streptococcus pyogenes,人类病原体),链球菌(Streptococcus uber~,牛病原体)。这些B增;血性细菌在琼脂培养时,在细菌群周围出现黏稠半透明层,这可归因于HA的合成。
DeAngelis等人1998年报道出血性巴斯德菌(Pasteurellamultocida,一种革兰阴性病原菌)可以在其荚膜中制造HA。无论是链球菌还是巴斯德菌,HA荚膜均是一种毒性因子,可保护细菌,使免疫系统无法识别。此荚膜也可以保护细菌抵抗白细胞释放的活性氧化物。最后,HA英膜利用CD44介导的组织应答,帮助细菌通过上皮层。因此,HA荚膜在微生物致病性上,起到很大的作用。
兽疫链球菌(Streptococcus zooepidemicus)和出血性巴斯德菌通过特殊的与膜结合的糖基转移酶(HA合酶)作用于活性底物(核苷酸糖类)生成HA。近期,有研究者用出血性巴斯德菌HA合酶通过酶化学(chemoenzymatic)法合成HA,其中也涉及了获得确定的HA的可能性。目前工业生产工艺是基于诱变的链球菌发酵。
在细菌发酵生产HA的过程中,约5%~10%的碳被代谢。在兽疫链球菌发酵的生产中,通过~3CNMR研究表明,组成HA的D一葡糖醛酸和N一乙酰氨基葡糖分别由6,磷酸葡糖和6一磷酸果糖衍生而来。
合成1 mol HA--糖,需消耗5 mol核苷三磷酸(3ATP和2UTP),2 tool葡萄糖和1mol乙酰辅酶A;同时产生2mol还原当量物(NADH)。由于在HA的生产过程中要消耗ATP生成NADH,所以ATP的水平以及细胞内的NADH在生物合成中起到关键作用。除了合成HA,也可生成组成细菌细胞壁的3种主要成分:肽聚糖、磷壁酸和细胞壁多糖抗原,这三种物质占细胞干重的20%。
1.2.1参与HA合成的酶HA合酶是合成HA的关键酶。自从1993年发现A群链球菌HA合酶的第一个基因编码,在其他菌类及真核细胞中,许多其他类似的HA合酶基因被确定。
1.2.2链球菌发酵链球菌是不形成孢子和非游动的细菌,光学显微镜下,呈现小球形或卵球形,外部环绕大范围的荚膜。通常情况下,HA荚膜是细胞体直径的1~3倍。从20世纪80年代初通过c群链球菌,特别是马链球菌马亚种和兽疫亚种发酵开始,HA已实现商业化生产。基于HA溶液的高黏度,发酵超过5~7 g/L的产物不实际。通常,多糖按消耗碳源计的收率约为0.05~0.1 g/g,多糖的Mr平均为(1-2)×10。报道的最大Mr是5.9×10。重要的发酵工艺。
1.3 HA的分离与提纯
HA在生物医学上的广泛应用,归结于下述特性:(1)高吸湿性;(2)黏弹性;(3)良好的生物相容性(4)非免疫原性; (5)降解产物安全。
1.HA保水性与其亲水的化学性质有关。由于分子链中羧基的存在,生理pH下(HApKa=2.9),HA是高分子电解质;有水存在下,HA分子可溶胀1000倍形成水舍物。
2.HA的黏弹性是指HA水溶液的流变学行为,表现为凝胶的弹性及流体的黏性。HA溶液表现假塑性,在高切变速率下,溶液的黏度降低。HA医学应用基于切变表现稀薄行为,流变性与Mr、浓度以及环境条件如DH有关。
3.作为人体许多组织的组成物质,HA具有高的生物相容性,这是在生物医学领域应用必须具有的属性。
4.HA分子在所有物种和所有组织中具有相同的结构,因此免疫系统从不对其“警戒”。
5.HA在体内降解主要通过透明质酸酶催化水解,降解产物安全。皮肤中HA的半衰期约为24 h,服内HA的半衰期约为24,36 h,软骨中为1-3周,玻璃体中为70dt。
由于以上的突出优点,HA的开发及其商业化程度日趋加强。HA主要用于骨关节炎的治疗、化妆品、眼科学、美容医学、外科和创伤愈合、局部给药和组织工程学中。
2.2市售制剂中的HA:线性、衍生物及交联物。
应用于已述领域时,HA为原始的线性结构。然而,为了其他的目的,需要对HA进行化学修饰。通常对HA做衍生化(线性链的修饰)或交联处理(在HA链之间形成共价键,从而形成HA的三维网状结构)。
修饰HA是为了降低体内HA的高转化率。例如。如果皮下注射线性HA,降解迅速而不能有效的发挥其功能。相反,修饰后的HA,不易受化学和酶解的影响,因此在体内作用时间较久,效果更好。修饰HA,尤其是交联处理,也可以改善HA某些特定的力学特性。
HA的化学修饰一般涉及其分子结构中的羟基或羧基。
HA的衍生化策略包括酯化及硫酸化。硫酸化发生在HA链的羟基位置,得到的产物具有类肝素的活性(与硫酸化的程度有关)。酯化过程涉及分子链上的羧基,羧基转化为酯后,导致产物疏水性增加。因此,随着HA修饰程度的增加其水溶性降低,从而使其在体内环境下更稳定。在所有HA衍生物中,HA的苄酯衍生物具有更好的市场。
过去的10年中,多种方法可制得交联HA,许多交联HA产品上市。交联的方法包括:双一碳二亚胺交联,碳二亚胺[R1-N》N―R,如EDC:l一乙基(3,3一二甲氨基丙基础二亚胺)]和辅助活化剂(co-activators,如,N一羟基硫代琥珀酰亚胺,sulfo-NHS,或1,羟基苯并三唑HOBt)介导的多价酰肼交联,二硫化物交联,由碳二亚胺和一种辅助活化剂介导的自交联,甲基吡啶碘(CMPI)介导的自交联,光致交联,上述的交联过程均涉及HA链中的羧基。其他的交联方式涉及HA链中的羟基,包括二乙烯基砜交联和双环氧化物(di-epoxide)交联。
2.3线性HA的应用
线性HA主要用于化妆品、眼科以及促进伤口愈合。化妆品中,由于HA的亲水性,其作为保水性物质,目前主要的化妆品品牌中均含有HA。
HA在药物局部给药系统应用中受到关注。如,Solaraze,处方为含有双氯芬酸(3%)的HA凝胶(25%),临床用于治疗局部光线性角化病。与对照或其他给药系统比较,HA可明显提高双氯芬酸对角质层的渗透性,并能提高表皮中药物的滞留及定位。
HA有助于皮肤炎症及伤口的愈合。如Jaloplast Cream(Fidia,Italy)就是一种以HA为主要成分(0.2%w/w)的产品,涂抹于伤口(擦伤、皮肤移植、外科手术、一和二度烧伤、血管变形和溃疡、褥疮)表面,促使伤口更快结痂愈合。
整形外科生物再生(bio―revitalization),是指HA皮下给药,抵抗皮肤衰老。面部HA皮下给药后,可以修正面部线条,平复皱纹。面部小剂量注射HA,可以帮助皮肤恢复和保持弹性,显得健康。经常用于眉线、鱼尾纹及嘴角纹。注射HA后,可以使皮肤更光滑、细密、有光泽。
眼科手术中,HA溶液用于保护眼组织,可以在眼科手术时提供足够的空间。这主要利用了HA的黏弹性。高黏的HA溶液固定后(静态),可以维持眼科手术空间。高剪切率下HA黏度较低,可使其更易注射。HA的高弹性可以保护眼组织不受外科器械及植入物的伤害。
常用产品为Healon,来自美国雅培医疗光学公司。该产品是一种含透明质酸钠(1%,w/w,pH 7.0-7.5)的黏弹性生理溶液,辅助用于白内障摘除、人工晶状体植入、角膜移植、青光眼滤过术及视网膜附件手术。
Viseaot(黏弹性的眼内注射液,Cilco,USA),主要含透明质酸钠(30 mg/mL),硫酸软骨素钠(40 mg/mL)及缓冲体系。主要用于自内障摘除及人工晶状体植入。
眼科中,线性HA在许多洗眼液处方中作为活性成分。如,意大利Sift公司生产的Hyalistil,含有0.2%透明质酸钠,可以稳定泪膜,保湿和角膜。可以有效提高佩戴隐形眼镜的舒适性。HA的吸湿性和黏弹性是其作用的基础。美国雅培医疗光学公司产的Blink Contacts是一种含0.15%(w/w)HA的滴眼液,可以增加隐形眼镜的舒适性。
泌尿外科应用,膀胱内缓慢输入线性HA溶液被用来治疗间质性膀胱炎、复发性尿路感染和出血性膀胱炎。HA是膀胱上皮的保护屏障,炎症导致GAG层损坏,可能增加细菌黏附及感染的可能性。目前临床关于HA治疗上述病症的资料较少。
2.4交联HA的应用
交联HA主要用于美容医学,骨关节炎(OA)治疗以及组织工程。
最近十年,交联HA在美容医学上的应用逐渐兴起。HA作为皮下填充物,在非手术软组织填充中反响较好。皮下注射HA可平滑皱纹,增加软组织体积(如唇部、)。根据美国美容整形外科学会统计,2008年使用的皮肤填充产品中,85%含有HA。因为巨大的临床商业价值,几乎每家美容器械公司均生产含HA的皮下填充产品。
交联及线性HA可用来治疗OA。HA是关节滑液的组成成分,关节炎症时,关节滑液中HA的浓度降低。关节内注射HA溶液,对炎症有治疗作用。有研究表明,HA可以抑制软骨变性,保护关节软组织表面,使滑液的流变学特性正常并能降低痛感。1997年,FDA批准Synvisc上市,其主要成分为Hylan GF-20,一种交联的HA衍生物。Hyalgan(Fidia),Orthovisc(Anika)以及synovial(IBSA)是市场上广泛应用的以线性HA为基础的治疗OA的产品。
为防止术后粘连,建议使用交联HA。例如,意大利Fidia公司的ACP(AutoCrosslinked Polymer,白交联聚合物,HA分子链上的羟基和羧基可以形成分子内或分子间的酯键),在动物模型及I临床试验中,可有效的减少腹腔手术后的粘连。美国Genzyme Biosurgery公司生产的Seprafilm为一种粘连屏障(隔膜),由HA和羧甲基纤维素(CMC)制得。据推测,该产品中的HA可能部分衍生化,部分交联。临床表明,该产品可有效降低腹腔手术后粘连的发生频率及粘连程度。
2.5 HA衍生物的应用
HA的酯在此类高分子中利用最多,尤其是在组织工程中。HYAFF(Fidia Advanced Biopolymers,Italy)为HA苄酯。HYAFF,11(完全酯化的HA衍生物)医学上应用广泛,如组织修复、药物控释、神经再生、创伤敷裹。它可以作为皮肤和软骨再生的支架。医学上应用的几种形式:薄膜、喷雾、海绵、管及微球。LaserskintlHyalograff cAutograft,Hyaffj基础的商品。Laserskin是直径40-500m的HYAFF。11的微球,成功用于治疗烧伤及皮肤病灶。Hyalograft C Autograft为3D的HYAFF一1 l,已成功用于治疗软骨缺失。3结语
由于科学上的关注及其在化妆品和生物医学领域应用的多样性,HA成为重要的生物高分子。因此,其在许多跨学科领域的研究不断深入。一方面在于改进生物技术生产工艺,另一方面在于发展新型的HA制剂/基于HA的新原料。市场需求促进了研究的进行。从代谢工程方面进行开放的科学讨论,讨论也涉及新的生物转化工艺,目标是为了生产出特定M的生物高分子。许多文献报道也指出,Mr与HA的不同生物功能密切相关。对于HA理化和生物现象的全面认识,我们还相差甚远;还需进行更深入的研究来完全发现HA的价值。
关键词 现代生物技术;农业领域;应用;发展趋势
中图分类号 S144 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)19-0307-01
随着农业革命、手工业革命、工业革命、商品国际化革命、信息产业化革命的推进,许多科学家们预言21世纪必将产生一次生物技术革命,而这一革命的主战场就是农业。现代生物技术可有效提高农作物产量、改善农作物的营养品质。因此,现代生物技术必然会成为未来农业发展的重要趋势。
1 现代生物技术在农业领域的应用
1.1 基因工程在农业领域的应用
基因工程即利用分子生物学和微生物学技术,设计好不同来源的基因顺序,在体外成功构建杂交DNA分子后导入受体细胞,使受体细胞表现出人们需要的表现型,产生出人们需要的物质。在农业领域应用基因工程技术,获得的农作物优质、高产、抗性强,还可获得畜、禽新品种及具有特殊作用的动、植物。例如,经过7年的努力攻关,2011年胜利突破了大面积示范(即6.67 hm2示范)平均产量为13 500 kg/hm2的超级杂交稻第3期目标,达到了13 899 kg/hm2 [1];运用转基因技术将相应的基因导入油菜中有望培育出转基因抗病油菜新品种[2];运用基因工程技术可将抗除草剂基因导入农作物中,使农作物能够不受除草剂的影响,目前已生产出多种抗除草剂作物品种,应用广泛[3]。
1.2 细胞工程在农业领域的应用
细胞工程是指在体外培养细胞,以改变细胞某些生物学特性为目的将不同作物或动物进行细胞杂交,使植物或动物个体繁殖速度加快,以获得优良品种或新品种及某些具有特殊作用的物质的一门技术[4]。细胞工程技术在植物快速繁殖、植物新品种选育等方面发挥着重要作用。目前植物体细胞杂交应用较多,如可以将马铃薯细胞和番茄细胞进行杂交,可获得上结番茄下结马铃薯的“番茄马铃薯”;将豆科植物与向日葵进行细胞杂交,可培育出具有高营养价值的“向日豆”[5]。
1.3 发酵工程在农业领域的应用
发酵工程即利用微生物具有的特殊作用生产出对人类生产有用的产品,或直接将微生物应用到工业生产过程的一门新的技术。发酵工程主要可应用在农业领域的2个方面,一是生产传统的发酵产品,如果酒、茯砖茶、食醋等;二是生产一些食品添加剂。如茯砖茶的制作过程中就运用到了发酵工程技术,通过调控渥堆时间、使用接种剂、发酵剂等方法可以改进茯砖茶的加工工艺,进而可生产出“金花”饱满、品质优良的茯砖茶。
1.4 酶工程在农业领域的应用
酶工程,简单来说就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质。酶工程可应用在农业领域中的制酒、制酱等方面。例如,随着我国粮食的不断增产,一些地区出现了粗粮过剩的问题,需要解决粗粮的淀粉利用。解决办法之一是生产葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,难以在市场上应用。最有效的办法还是运用酶工程技术的手段,将葡萄糖转变为甜度大的果糖,果糖不仅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度还高50%以上。
2 微生物肥料在农业领域的应用
2.1 微生物肥料的特点
微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在农业生产中应用该种肥料可获得特定的肥料效应[6]。生物肥料的定义分为2个方面,从狭义上讲,生物肥料就是指微生物肥料,是由具有特殊作用的大量有益微生物发酵产生的,活性高。施入该种肥料能够产生活性物质,能够增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性质,使作物的生长环境变得更好,使作物生长更优、产量更高。从广义上讲,生物肥料泛指各种具有特定肥效的生物制剂,包括特定的活的生物体、生物体的代谢物或基质的转化物等,此种生物体不限定,既可以是微生物,也可以是动、植物组织和细胞[7-8]。
2.2 生物肥料的应用优势
微生物肥料具有其他化肥和农药没有的优势,可有效改善土壤的理化性质,提高土壤肥力。目前微生物肥料已应用在绿色有机食品生产、农业生态环境保护以及高产、优质、高效农业的持续发展中,并发挥着极其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身无毒害作用,对环境几乎无污染;同时,施用量一般不大,在其生产过程中所消耗的能量也很少,因而可节约农民的施肥成本。此外,微生物肥料还可改善土壤的理化性质,减少土壤营养流失和富营养化的产生,实现土壤的可持续化利用。
2.3 微生物肥料的应用前景
目前,微生物肥料在农业领域方面的应用已越来越广泛,也得到了农民以及社会的逐步认可。国内外都在积极发展绿色农业和绿色食品,微生物肥料作为一种保护生态环境、维护人类健康的理想肥料在农业生产中的应用必将越来越广泛、越来越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更
稳定地发挥其生态作用是未来研究的方向[11-12]。
3 参考文献
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[10] 葛诚.微生物肥料生产应用基础[M].北京:中国农业科技出版社,2000.
关键词 微生物技术 理论教学 实践教学
中图分类号:G424 文献标识码:A
微生物学是生命科学的一个重要分支,是微生物技术及应用专业的主要技术基础课。本课程主要教学任务是使学生掌握微生物学在微生物技术及应用领域发展中的作用,微生物的主要类群,微生物的生长规律及控制,噬菌体的危害与防治,菌种的退化、复壮和保藏,了解微生物的生态,污染食品的微生物来源、途径以及其危害,熟悉微生物学的实验检测方法和手段。以增强学生的理论知识和实践动手能力,以适应当前市场对高技能人才的需求。那么,教师如何教得好,学生怎样学得好,并能合理评价教学成果,充分体现高职高专教育特色,突出实用性,是我们需要思考的问题。包头轻工职业技术学院微生物技术及应用专业在1988年便成立,为自治区乃至全国培养出大量的微生物技术及应用专业人才,本专业紧密联系自治区的产业特色,被评为自治区品牌专业。为了达到企业对高职微生物技术及应用专业的用人需求,对本课程从理论教学、实践教学、考核标准和教材建设等方面进行教学探讨,从而使高职生达到掌握理论知识,提高实践技能、培养创新思维能力、强化职业素质的目的。
1 理论教学方面
根据高职教育的特点,理论的教学应根据学生要求掌握技能的需求,结合相关企业的所用知识进行讲解,使抽象的理论易于让学生理解和掌握,并能为就业做铺垫,为企业工作需要做基础。对于实践性较强教学内容,则要突出操作的步骤,保证学生进行课外学习的需要。在内容方面的取舍上,需紧密联系生产实际,并侧重反映生产与实践中的实际主要技术环节和存在问题,做到有的放矢,实用强,科学合理。
教学要切实应用媒体进行辅助教学,将课堂教学内容由死板变为图文声像兼备的有吸引力的变化过程,增加教学信息量,增强新颖度,激发学生学习能动性,提高学生的创新思维能力,提高了教学效率。微生物是一类肉眼很难观察到的微小生物,在显微镜下才能看清楚其形态。因此,在对微生物的形态做介绍时,利用多媒体技术可直观形象地让学生认知感受,加深印象。
另外,教师除了要向学生教授本专业知识,还要教会学生查阅有关专业知识,拓展知识面,引导学生进行分析和讨论,提出解决问题的办法。在教学过程中,重视增加师学间互动性,提高学生的积极性和参与度,这对高职学生自主学习能力的培养非常有利,也加快学生熟悉新岗位的工作环境有很大的帮助。
2 实践教学方面
搞好微生物学实验课教学对加深学生对微生物学理论知识的理解,培养学生的实验技能,提高学生独立操作的能力及分析问题和解决问题的能力是一个重要环节。我们把教学计划实训课时提高,压缩减了与实践要求较远的理论知识,将有关理论知识整合到实训内容当中。调整后突出实验和实训课,以强化技能训练为主安排实验课程,加强学生微生物基础操作技能的练习,这样保证科高职微生物技术及应用专业的学生毕业后能迅速胜任相关岗位的工作。同时,按照实验教学内容的特点,将课程教学分成几个模块进行,统一安排重点实验实训,培养并增强实践能力。
对实验教学进行调整改革,首先将学生进行分组,一般4~5人一小组,由老师参与,引导学生一起促成教学内容设计,每个小组成员都与组员互相配合,一起完成实验教学项目。小组间对实验结果进行评价,再由老师进行最后点评,总结本次实验项目的实验重点难点和疑难问题。在实验时,都按企业的标准执行,要求学生按章办事,强化学生的职业能力的培养,以提高学生综合素养。
3 考核标准方面
融教学做于一体的典型的高职教学过程必须有与之相配套的课程考核办法。因此,在教学做的基础上实行有效的评价机制,构建“教学做评”四位一体的教学模式,更能促进培养目标的真正实现。为了实现既定的学生培养目标,我校在微生物技术及应用课程教学上实行理论、技能、职业素养“三元化”的综合评价机制,突出了技能教学在教学计划中应有的地位和职业素养养成的重视,从而保证学生对实践技能的培养效果和快速适应企业工作的要求。首先,提高理论课程平时成绩的比例,避免期末考试成绩为主的死板评价方法,平时技能和职业素养表现均作为考核项目。其次,课程考核以职业技能考核为重点,即以能力和技能考核为主进行评定,转变过去凭死记硬背的考核形式,真正检阅学生的实践学习能力。另外,考核形式实行多元化。实践调查报告,实验设计方案等都可以作为考核方式应用到教学考核当中,从而保证考核的科学合理性。
4 教材建设方面
高职微生物技术及应用专业教学应着重讲解在实际生产中的实际问题,结合微生物技术岗位的需要,重点培养学生的实际操作能力,教学内容根据生产实际进行内容增减,增强实用性,以操作技能为侧重点进行教学内容的设定和安排。我们根据各专业方向的不同,编写了切合本校学生实际的,能够体现工学结合特色的《食品微生物》、《乳品微生物》和《生物化学与微生物学》等教材正在我校所设专业内部进行初试,并根据教学中出现的实际教学及实践问题进行灵活调整,不断进行改进和优化,形成行之有效的特色教材。
总之,为了培养面向生产一线所需的高技能人才,微生物技术及应用专业课程教学需要准确定位,并在理论教学、实践教学、考核标准和教材建设方面进行不断实践和探索,形成实用的教改理论,使高职生达到掌握理论知识,提高实践技能、培养创新思维能力、强化职业素质的目的,为高职教育更好地服务。
参考文献
关键词:环境保护;环境污染;生物技术;应用
中图分类号:X321 文献标识码:A
当前,我国的环境状况令人堪忧,利用高新技术,加大对环境的保护与治理力度,是环保工作所要解决的重要课题。生物技术作为一种高新技术,生物技术以其实用性和环保性的特征,正在越来越多地被应用于环境保护工作之中,已经引起世界各国的普遍重视,并且发展比较迅速。为此,本文主要分析探讨生物技术在环境保护的应用。
1生物技术的内容与特点
生物技术以现代生命科学为基础,利用先进的科学技术为手段,通过微生物、动植物体等对物质原料进行加工,以提品来为社会服务的技术。生物技术具有以下特点:生产原料简单,以现有的生物为对象,注重再生资源的利用;安全、可操作性比较高。常温常压下可以连续操作,既节约资源,又减少污染;生物技术具有其他常规技术和传统方法所不具备的特殊功能,用于处理和解决一些比较复杂的问题。生物技术以其独有的特点引起越来越多的关注,并被广泛应用于各个领域。
2生物技术在环境保护中的应用现状
生物技术应用于环境保护领域又被叫作环境生物技术,它是通过直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能,建立降低或消除污染物产生的生产工艺,或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统。生物技术在环保领域中的应用主要包括直接消除环境污染和间接保护生态环境2种方式,具体采用哪种方式,具体要根据污染的方式和污染的程度来定。以下我们就生物技术在环境保护中的具体应用进行探讨。
2.1 生物技术在废水的净化与处理中的应用
废水生物处理技术是通过利用微生物的生命活动过程来对废水中的污染物进行转移和转化,从而实现对废水净化和处理的一种重要方法。它具有吸附性好、沉降性好和降解能力强、生态环保等特点。目前在废水的生物处理技术中,国内外普遍采用的工艺的主要有活性污泥法、生物膜法、生物强化技术法、自然生物处理法和厌氧生物处理法等。
2.2 生物技术在控制和废气净化处理中的应用
利用生物技术控制和处理废气,将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质,从而净化空气,是一项空气污染控制的新技术。由于生物净化技术在废气处理领域应用时间比较短,各项技术还不够成熟完善,因此在大气污染治理领域不能广泛应用。目前相对成熟的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等,所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。
2.3 生物技术在固体废弃物处理中的应用
固体废弃物污染是农村和城市污染中主要的污染,通常来源于工农业生产、城市生活垃圾及污水处理的剩余污泥等。如何处理好这些固体垃圾是解决当前环境污染问题的一件十分重要的大事。当前对固体废弃物的处理通常有物理、化学、生物等技术手段。固体废弃物生物处理技术通过利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化可以使有机固体废物转化为可以再利用的资源,这是当前固化废物资源化的最为有效的技术方法。固体废弃物生物处理技术在目前应用比较广泛的主要有:堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、废纤维饲料化、生物浸出等。
2.4生物技术在环境监测与评价中的应用
随着生物技术的不断发展,生物技术如今已经被广泛应用于环境监测与环境评价中。当前国内外关于生物技术在环境监测方面的应用实例主要有:生物酶技术、金标免疫速测技术、PCR技术、生物发光检测技术、生物芯片技术和生物传感器等,其中生物芯片技术和生物传感器应用最为广泛。尤其是以生物传感器为核心的环境生物监测技术,可在线在位迅速地提供环境质量参数,成为环境质量预报和报警中的重要组成部分。 生物监测和生物评价不仅是环境质量现状监测和评价的一种手段,在环境质量的评价中,生物评价也是不可忽视的。在这方面,我国华东师大吴自荣等同志研究提出的关于上海苏州河水质发光细菌测试和评价方法具有深远的意义。
2.5 生物技术在环境污染修复中的应用
生物修复技术是一个比较新型的技术,近年来生物修复内涵逐渐扩大,包括真菌修复、植物修复及无机污染物的生物修复等技术。生物修复技术具有广阔的应用前景,但也存在一定的局限性,目前生物技术修复主要运用于土壤污染的修复,其他污染的修复尚不能采用生物修复技术。因此,为了扩大生物修复技术的修复范围,在环境污染的修复过程中我们常常将生物修复技术与其他化学或物理方法结合使用,以取得最佳效果。
在环境保护工作中,环境生物技术作为一种技术手段,具有高效性,它无论是对环境污染的治理、修复,还是环境检测都发挥了巨大的作用,鉴于环境生物的技术的重大作用,我们应该大力发展环境生物技术,不断提高环境生物技术水平。
3如何发展环境生物技术的若干对策
我们从当前生物技术在环境保护工作中的具体应用可以得知,生物技术在减轻或消除环境污染和生态破坏等方面具有比较深远的前景。因此,我们应该不断开发和应用环境生物技术,从而提高环境保护的水平。
3.1制定实施环境生物技术的发展规划。
我们应该深刻了解我国的环境生物技术水平,从我国的实际情况出发,以国家环境保护“十一五“计划为蓝本,制定发展规划,确定具体步骤,逐步缩小我国与世界其他国家环境生物技术发展水平的距离。
3.2加大投资,加强环境生物技术的研究
政府应该加大对环境生物技术的投入,重点支持那些意义大、效益好、见效快的环境生物技术的研究、开发和应用项目。我们应尽快把国家的、地方的、科学院的、大专院校的环境科研力量组织起来,分工协作,重点攻关,使环境生物技术,由传统的生物技术逐渐向新兴的现代生物技术转变。
3.3加快环境生物技术人才的培养
人才的培养,对于环境保护工作至关重要。我们应该采取多种方式加快对环境生物技术人才的培养。如各个高校增设环境生物技术专业,加大环境生物技术教育;培养研究生,派技术专家出国进修,与国外合作研究等。
3.4加强环境生物技术信息交流
当今世界,信息对于技术的发展提高最为重要。我国应该借助网络这种方便快捷的平台,尽快建立健全我国环境生物技术信息的交流网络,以收集交流国内外有关的图书、报刊、专题报告、会议文集和一些内部资料,并出版专业和普及型的刊物、通讯,及时反映研究开发和应用环境生物技术的动态,普及有关知识。
4结语
生物技术以其独特的优点在环境保护领域被广泛应用,并取得了很好的经济效益和社会效益。我国作为环境污染比较严重的国家,应该构建一个有利于生物技术在环保中应用的良好环境,大力推进生物技术在环境保护中的应用,解决我国目前日益严重的环境问题,并为环保市场提供高品质环境保护高技术。
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[4]林海. 现代生物技术在环境保护中的应用[J]. 中国高新技术企业. 2010(19).
关键词:农业种植;生物技术;应用
1生物技术的应用现状
将生物技术广泛推广到农业种植中具有十分重要的意义,所以一定要加大对生物技术的应用。如今,经济以及社会的不断发展对生物技术的完善以及发展发挥了巨大的推进作用[1]。我国人口众多,幅员辽阔,农业种植占据着非常重要的地位,同时也存在着很大的发展空间。如今,我国加大了对农业种植的推广与应用,相关政策更加完善,支持力度不断增大,为农业种植创造了非常有利的发展条件。近年来,我国的农作物产量不断增加,其质量也得到了较大程度地提升,种类也不断增多,进而提升了我国的竞争力以及综合国力。但是,就目前的情况来说,虽然我国的农业种植得到了较大发展,但是与发达国家相比仍然存在着不小的差距,而发达国家的生物技术也领先于我国。虽然我国生物技术的应用时间较晚,但是我国加大了对生物技术的推广以及支持,使我国的生物技术得到了较大发展并获得了不小的成果,甚至在某些方面已经达到了先进水平[2]。
2农业种植中生物技术应用的意义
2.1提升农业产品的产量
我国是世界上人口最多的国家,虽然我国的土地面积较大,但是实际的农业种植面积却十分有限,不能满足人们日益增长的需求;所以,提升农业种植技术水平具有十分重要的意义。在农业种植中应用生物技术不仅能够提高农作物的生产质量,而且能够较为显著地提高农作物的生产产量,满足人们对粮食日益增长的需求,为我国的稳定发展奠定坚实的基础[3]。
2.2提升农作物的质量
随着现今我国经济以及社会生产力的不断发展,人们对粮食作物提出了越来越高的要求,农业作物不仅要满足人们对于营养的需求,而且必须保证农作物的安全以及产品质量,最重要的是要提高农产品的食用安全性。所以,在农业种植中应用生物技术不仅可以满足日益增长的营养需求,同时也能提升农作物的产品质量以及食用的安全[4]。
2.3防治病虫害
病虫害对农业种植的影响非常大,其会对农作物的产量以及质量造成十分不利的影响。所以,在农业种植中加强对生物技术的应用就可以对病虫害进行有效地控制,进而提升农作物的产量及质量;同时,生物技术也可以显著提升农作物的存活率。由于生物技术是通过应用转基因的方法进行病虫害的防治,进而能够有效地提高农作物的食用安全。
3农业种植中生物技术的应用
3.1转基因技术的应用
所谓的转基因技术,就是指使用人工技术将生物的遗传基因进行相应地剪切、加工和改造,再将其注入到需要改变基因的生物中,达到改变生物遗传特性的一种技术。这种技术主要在于对需要基因的提取,对多生物的细胞进行相应地检测。转基因技术不会受到生物种类的限制,具有广阔的发展前景。
3.2分子育种技术的应用
我国是世界上人口最多的国家,而且还在不断增长,所以一定要提高粮食的产量,以满足日益增长的需求。但是,由于我国的耕地面积有限,所以想要在有限的土地中种植更高产量的粮食作物,就要加强对生物技术的发展以及应用。其中,分子育种技术就能够有效地提高农作物的产量,如袁隆平的杂交水稻就是运用了分子育种技术,这对我国的粮食产量的提高起到了非常重要的作用。生物技术中的转基因技术有可能会对人们造成影响,但是尚未明确。所以,分子育种技术就得到了非常快的发展,与以前传统的育种技术相比,分子育种技术更能够满足市场需求,同时也能有效地提高农作物的安全性及质量。所以,推广及应用分子育种技术具有非常重要的现实意义[5]。
3.3组织培养技术的应用
随着我国经济的不断发展,社会生产力的不断提高,人民生活水平也得到了较大的提高。所以,现如今人们对于粮食作物的要求不仅仅停留在温饱上,而是更加开始重视食品的质量以及食用的安全性。生物技术的应用就很好地提高了食品的质量以及营养价值,同时在食用的安全性方面也有较明显的提升。组织培养技术能够保留并提高作物的营养价值,同时提高其抗病的能力,满足了人们的需求。其主要是以植物细胞的全能性为基础,使植物组织能够顺利地在无菌环境中生长,并且可以加快植物的生长速度,保证作物的品质及安全,对于农业的发展和产品的安全具有极为重要的作用[6]。
4结语
现如今,生物技术能够有效地提高农作物的产量,提高农作物的生长速度及抵抗力,从而改善我国农业的发展现状。所以,大力推广生物技术在农业种植中的应用,能够为我国农业的健康可持续发展奠定基础。
参考文献
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一、课程教学内容安排
生物工程的内容十分丰富,有限的课时内不能面面俱到地进行较为深入的讲授。因此,教师在教学内容的安排上,既要保证突出重点内容,又要兼顾知识内容的全面性。此外,还需要引入一些学科前沿成果,以跟踪迅速发展的生物技术的进步。我们对于课程教学内容的安排,特别注意了以下几个问题。
1.组建课程模块,合理安排教学内容。以生物技术的应用发展为导向,将本课程的教学内容划分成三部分:①绪论,介绍生物工程沿革及前沿。②生物技术基础,详细讲述基因重组技术、蛋白质和酶工程、细胞工程的基本原理,技术路线及特点,旨在帮助学生建立牢固的理论基础、掌握相关技术的应用方法。③生物技术的工程化应用及发展,重点介绍发酵工程、生物医药工程和环境生物工程,通过多个与人类生存和发展密切相关的案例的教学,培养学生综合知识的能力、融汇创新的能力。
2.让学生了解生物工程学科的全貌。课程的绪论部分分别从生物工程的沿革、生物工程的原理及特点、生物技术的应用及前沿发展、生物技术及其产业所发挥的巨大的社会和经济影响力等角度进行讲授,帮助学生标绘出一副生物工程的全貌图:从基础理论的研究突破、生物技术的应用发展、到渗透至各国民经济主要领域中产生的巨大影响,期间产生的反作用又促进生物学基础理论的研究突破。这个过程周而复始地推动着社会的变革与进步。
3.宽泛基础知识面,强调理论联系实际。生物工程是一个具有丰富学术内容的领域,而本课程课时有限,不能详尽地涉猎各个知识点,因此,如何设置课程内容就成了影响教学效果的主要因素。本课程对基础知识的教授强调的是“宽泛”而非“深入”,要求课程设置的基础知识教学能够满足学生理解生物技术的基本原理即可,而对于生物技术的实践应用则给予了重点关注。课程坚持理论联系实际,运用综合性案例,让学生了解从基本原理出发到实践应用的过程,学习综合应用所学知识解决问题的方法,培养科学思维方式。
4.以生物技术的应用为导向设置教学内容,跟踪学科前沿。在对课程的基本原理讲授后,根据学生的工程专业教育背景和将来作为社会工作者的特点,我们引导学生学习工程化应用方法,这是更为重要的教学环节。这部分教学内容占据了整个教学内容的相当大的比重。如,微生物发酵工程、细胞培养技术使生物技术产品实现产业化;生物医药工程中集中了生物技术研究的前沿方向和热点,各种生物技术在此融合;环境生物工程致力于建立人类与环境的和谐关系,以实现社会的可持续发展。本课程分别选择这些领域中的主要内容作为重点讲授部分,如转基因动物制药、单克隆抗体技术应用、固定化酶技术及酶法分析、环境污染的生物治理等,安排了较多的教学时间,以使学生更好地了解生物技术的新进展。
二、教学方法探讨
生物工程学是生命科学与工程技术结合所形成的一门综合性学科,基于研究对象(核酸、蛋白质)及层次(分子、细胞、个体)不同构建了不同的生物技术分支领域,同时基于应用领域的不同也形成了各自富有特点的应用技术,如生物医药领域中蛋白类药物的生物构建和生产、环境治理与保护中微生物的生物转化过程技术等。由于教学内容覆盖面广,为了提高教学效果,本课程在教学方法上进行了以下几个方面的探索。
(一)以生物技术原理为主线贯穿教学活动
本课程的教学活动以生物工程的原理为主线展开,形成了基因工程、蛋白质和酶工程、细胞工程、发酵工程等章节,以使学生在较短的时间内掌握各种生物技术的原理和应用方法。同时,通过对生物技术应用较为深入的生物医药工程、环境生物工程等内容的安排,培养学生根据应用对象的特点和要求综合应用所学理论知识的能力。
(二)理论联系实际,引入案例教学
发酵工程是将生物技术产业化的重要环节,包含了从菌种培养到制备合格产品的过程。[5]菌种决定着发酵生产工艺方法,发酵工程中高产菌种常常是采用生物技术方法构建的。发酵过程调控是基于微生物的生命代谢过程,培养条件的变化可以影响代谢途径。发酵产物的提取纯化是依据待分离目标物质的特性及待分离目的产物和杂质之间物性的差异来进行的,是决定生产成本高低的关键因素。如果只是按照发酵工程的过程来讲解技术基础及过程应用技术,涉及知识点多,知识点之间的相关性较弱,这对于刚开始接受专业课程教育的本科三年级同学来说,接受起来有一定的难度。而以具体物质的发酵生产为例进行分析,更为形象化,也容易被学生理解和接受。授课时,我们以红霉素的生产为例,分析了工程菌的构建方法与高密度发酵技术的应用,基于组分分离要求的分离纯化工艺方法的建立等,并将自己多年科研的成果结合至授课内容中。仅就红霉素的提取纯化而言,工程菌的引入及发酵调控技术的成熟,使红霉素发酵单位由原来的3000u/mL~5000u/mL大幅度提高至8000u/mL~10000u/mL,使得新分离技术的应用成为现实。目标产物的分离工艺由传统的“板框过滤-溶剂萃取-经过中间体盐的结晶纯化”发展为“微滤膜过滤-(纳滤膜浓缩)-层析分离-结晶纯化”新的分离工艺。该工艺利用层析操作的高分离效率实现了活性组分红霉素A与杂质组分红霉素B、红霉素C的分离;通过结晶过程中关键因素的调节,如结晶体系的组成及组成物的浓度变化、pH、温度、搅拌等,实现对产品粒度和晶形的控制,从而获得纯度高、药理活性强的产品。案例的分析过程加强了学生们的工程概念,如发酵产物的提取往往会涉及结构相似组分的分离,其分离方法的选择需兼顾分离效率高、分离条件温和的要求;微生物发酵是纯种培养过程,工程设备必须满足无菌操作的基本要求,发酵罐需要具备良好的混合能力,较高的传质、传热速率,且不能对菌体产生剪切破化;药物的晶形和粒度与药物的生理活性相关,现代药物质量控制指标除了纯度和杂质含量要求外,还有晶体的晶形粒度等结构指标要求;发酵产品的经济成本和社会成本概念等等。实现一个抗生素药物的现代化工业生产需要融合现代基因工程、细胞工程、化学工程的知识。
(三)课堂讲授与专题案例的调研相结合
本课程通过典型实例的剖析,加强了学生对基本原理的理解,并传授了生物技术的应用方法。我们时时跟踪生物技术领域的发展,对授课案例进行更新,以使教学内容紧密联系生物工程的新发展、新成果,体现该领域新技术、新水平,使学生感受到科学技术发展的巨大魅力,激发学习热情。但是,本课程的教学课时有限,课堂上不可能对生物技术各领域均充分展开。为了弥补这一局限,本课程在教学上设置了“专题调研+课堂谈论”环节,把生物工程应用专题案例的调研工作,以作业形式布置给学生去完成,并通过课堂讨论及提交论文的方式加以考查。[6]专题论文的完成及交流以小组为单位进行,教师组织学生组成学习小组,要求各学习小组在给定领域范围内对感兴趣的专题进行调研和论文的撰写。教师在组织学习小组之时,就将学习小组两两结对,要求各小组在完成本组专题调研的同时,对结对小组的课题也进行相应调研,并作为主审方在课堂上对结对组的专题内容设置提问,引导课堂讨论,而其他同学则可以对自己感兴趣的专题自由发表观点。
本课程要求,小论文要按照《华东理工大学学报》的稿件规范撰写,这也是对本科生撰写科学论文的训练,是专业素质培养的一部分。这种“专题调研+课堂谈论”教学模式,能让学生自动参与多专题的调研学习,达到巩固基础知识、拓宽知识面、深化专业认知的目的,同时能够较全面地训练和检验学生专业文献查阅、分析材料、归纳总结及思辨应对的能力。实践表明,这样的学习方式效果突出。学生李晓阳在听课小结中写道:“分组演讲、课程论文,每小组七八个人,不仅可以让我们自己动手获取知识,锻炼了动手能力,还能够培养我们团结协作的能力。只有分工合作才能把这项工作做好。”学生闫天一在小结中写道:“老师讲到了我国生物发酵工业发展的现状,虽然我国(抗生素)产量居世界之首,但生产效率比较低、产品附加值低、污染严重,主要以半成品(原料药)为主,这些都深深触动了我。在化学制药领域,我们仍是以仿制药为主。在21世纪,我想我们大学生的责任就是让中国不仅是世界的工厂,也要成为研发的中心。”
三、结束语
1、适应知识农业发展需要,创新农业科研教育组织
为提升农业科技水平,策划农业科技发展方向与目标,加强科技计划的管理与考核,“农委会”于1986年成立任务编组的“农业研究发展小组”,于1993年改组,确定该小组的主要任务:(1)农业科技发展政策及法规的拟定;(2)计划的规划、评审及预算编列;(3)计划的推动、管理、成果检讨与绩效的考评;(4)人才培养及国际合作的规划、推动与管理;(5)科技会议的筹划及其结论与建议事项的推动;(6)与相关“部、会”、学术及研究机构有关农业科技计划的协调与联系。随后又改组为任务编组的“农委会”农业科技研究发展委员会。这一时期台湾农业科技集中在“农委会”农粮处主管,部分科技项目由“农委会”有关业务处室管理。此外,“国科会”生物处主管台湾地区农业生物科技的基础研究。
为了适应知识农业发展的需要,“农委会”着手研究调整农业试验研究机构,于2000年把拟成立“农业部”作为工作重点来抓,研究设置“农艺研究署”,从事全台湾农业科技研发工作。
为了迎接生物科技新纪元的到来,“中研院”设立生物农业科学所,台湾大学成立生物技术中心,中兴大学成立农业生物技术研究所。民间企业于1998年投资12亿元新台币成立了花卉生物技术公司,投资六亿元新台币成立家畜疫苗公司。近几年还先后把屏东技术学院和嘉义技术学院扩大为屏东科技大学和嘉义科技大学。
各有关农业科技的研究机构的分工是,“中央”研究院主要从事学术及基础方面的研究工作;大专院校则以教学及训练人才为主,研究工作为其业务的一部分;公营事业机构研究所及财团法人或类似组织的研究所从事专业性特定项目的研究工作;而原省属的试验研究机构为从事台湾地区全面性的试验研究工作的主干。有关农业科技研究发展对于基础研究、应用研究、技术发展与商品化及应用,依上、中、下游各层次负责推动。
2、应对国际农业科技发展趋势,加快高新技术创新步伐
1992年“农委会”农业研究发展小组依据《台湾科学技术发展12年长程计划及6年中程计划》、《农业综合调整方案》有关农业科技发展目标,以及历次“行政院”科技顾问会议农业组顾问建议事项,确定生物技术、生物防治、种苗繁殖、栽培渔业、动物用生物制剂等五个领域的研究发展重点,加以推动实施。其湾“农渔牧产业自动化”十年计划,约投入经费25亿元新台币。
从1997年7月至2000年6月,台湾“农委会”按照台湾地区“跨世纪农业建设方案”中的有关“发展政策导向的产业科技”要求,在重点产业科技、加强生物技术的研发与应用、整合农业科技研究群及区域推广体系、加速农业自动化与信息科技应用等方面研究取得一批成果。
2000年夏季,台湾“农委会”研究拟定“迈进二十一世纪农业新方案”,做为2001年至2004年农业政策蓝本。该方案提出了“发展农业知识经济,厚植农业竞争得基”策略,明确了新世纪初台湾地区农业知识经济的发展重点。2001年台湾农政机关用于扶持农业知识经济发展的经费预算为450.01亿元新台币,2002—2004年约需195.18亿元新台币用于支持农业知识经济发展。
2001年“农委会”制定台湾地区农业各领域科技发展中程纲要,包括11个研究领域,分别是作物科技领域、林业科技领域、渔业科技领域、畜牧业科技领域、农业环保科技领域、农产品加工科技领域、农业自动化科技领域、农业共通性科技领域、农业生物技术领域、林业防灾科技领域,“农委会”计划从2000—2004年度,共投入241.56224亿元新台币用于支持农业科技研究。
从上述分析可以看出,二十一世纪前十年台湾地区农业科技发展方向主要是:(1)在生产方面:建立高科技、高效率的农业生产体系,提高国产农产品的市场竞争力,突出加强生物技术的研发与运用,创造台湾地区农业的新绿色革命:加速农业自动化与信息科技应用,提升产业竞争力。(2)在生活方面:生产卫生、安全、高品质且多样化的农产品,提升国民生活品质质,重点发展高品质且多样化的农产品,满足消费大众需求;结合民间力量发展食品科技,带动产业发展。(3)在生态方面:减轻农业生产对环境的冲击,强化农业支持生态环境维护的功能,重点改进动植物生产、检疫防疫技术与体系,保护国内农业生产环境;加强农业资源保护利用,维护自然生态环境。
3、大力推动农业生物技术的研发与应用
鉴于农业生物技术将成为21世纪世界产业发展趋势,为了加快台湾生物技术的研究创新及其应用技术的发展,突破台湾农业发展与产业结构调整的瓶颈,提升传统农业的技术能力,近十几年台湾在生物技术产业发展方面,不断增加研发经费、人力和设备投入。
1995年8月台湾“行政院”第2443次会议通过《加强生物技术产业推动方案》,并于1997年修订方案内容,确定将农业与医药领域的生物技术,作为台湾全力发展的重点科技。“农委会”为落实“行政院”《加强生物技术产业推动方案》,1996年优先执行了花卉种苗、动物用疫苗及生物农药三个推动计划。
1997年3月,台湾“国科会”委员会选定农业生物技术为台湾四个“国家型”科技计划之一。同年10月,成立台湾农业生物技术“国家型”专案计划规划工作小组。1998年1月,聘任该计划个案咨询委员会委员。1998年2月,台湾农业生物技术“国家型”计划的目标、规划重点提交“国科会”委员会审定通过,推动执行,课题申请通过率为45.2%。1998年7月,公布1999年度第一期三年的课题补助金额,共有42项课题列入该“国家型”计划。其主要研究目标是:(1)整合台湾农业生物技术产业研发既有人力、物力与技术资源,落实产业应用,使农业生物技术在台湾得以生根并茁壮发展;(2)加强本土性的具有产业发展潜力的农业生物技术产品,以提升台湾生物技术产品的国际竞争力;(3)建立台湾研发与应用体系,确保台湾农业生物技术产业的永续发展,尽快提升台湾的农业生物技术水平;(4)整合以产业发展为导向的尖端农业生物技术研究,把台湾建成为亚太地区农业生物技术产业研发与营运中心,促进台湾加入WTO后的农业发展。
该科技计划的重点研究领域是:(1)、花卉及观赏植物领域,(2)植物保护领域,(3)水产养殖领域,(4)动物用疫苗领域,(5)农产品保鲜利用领域,(6)农业环境保护领域,(7)保健及药用植物领域。
4、加快农业科技管理创新
“农委会”为加强农业技术发展规划及本会农业科技研究发展计划的执行、管制与运作,设立农业科技审议委员会,该委员会的任务是:农业科技研究发展方向规划的咨询,农业各产业技术发展政策、制度、法规、策略及重大方案审议之咨询,农业科研计划资源分配审议的咨询,农业科研计划成果检讨审议的咨询,其它农业科技发展事项的咨询。委员会下设农业、林业、渔业、畜牧及生物技术五个技术领域审议小组,各技审小组的任务是:对“农委会”个别产业技术发展规划及审议的咨询,“农委会”科研计划审查及管理考核咨询,“农委会”科研计划与业界合作事项协调及审议的咨询,“农委会”有关科研计划事项的咨询。
为加强农业科技研究发展计划执行绩效评估,促使农业科技研究经费有效运用,“农委会”2001年3月6日成立农业科技绩效评估委员会,该评委会的任务是:以农、林、渔、牧及生物技术等领域科技研究计划为对象,评估过去该领域的研究计划执行绩效;评估农、林、渔牧及生物技术等领域科技研究成果所建立的技术,对提升台湾地区农业产业竞争力的效益。评委会设委员23—25人,由“农委会”主任委员遴聘学养优异、经验丰富,对产业科技、经济充分了解的相关产、官、学、研界专家兼任。评委会在对各领域专业技术进行评估时,得视需要聘请该领域的相关专家若干位参与绩效评估。此外,还在台湾地区农业生物科技“国家型”计划中设立了咨询委员会,在台湾地区农业科技中程发展纲要各领域聘请评审委员会。
二、注重农业科技投入,扶持技术创新
从下表可以看出,台湾地区农业科研经费投入常年维持在较高的水平。
台湾地区农业科技经费投入
年度经费年度经费
199621.135200145.04193
199715.3857200249.51840
199816.6880200355.26226
200029.79313200461.94672
注:2000—2004年为中程科技纲要需求估计数
1996年度(1995年7月1日—1996年6月30日)台湾地区农业科研经费为21.135亿元新台币(下同),其中农业基础研究(含农艺学、园艺学、农业化学、畜牧兽医、森林及水土保持、渔业科学及农业工程)的经费投入为3.9450亿元新台币,其经费主要来源是“国科会”和“中研院”,共执行537个研究课题,参加研究人员1206人。同年度的农业应用研究与技术发展(含农作物科技、林业科技、渔业科技、畜牧科技、食品科技等)的经费投入为17.19亿元,执行197项整合性研究发展计划,参与研究人员5142人。
在研究成果方面,共有952篇研究、72本专著、934项技术报告发表,完成55项技术创新和923项技术服务,实现技术转移18项,取得专利权6项、著作权3项。从1996年度的农业应用研究与技术发展的经费投入结构看,应用研究占70%(12.172亿元),应用基础研究占3%(0.439亿元),商品化开发研究和技术发展占18%(3.077亿元),其他研究占9%(1.504亿元)。
1997年度台湾地区农业科技应用研究与技术发展经费投入为15.3857亿元。1998年度台湾地区农业科技应用研究与技术发展经费投入为16.6880亿元。从1998年度台湾地区农业科技各领域经费投入结构看:重点产业及资源保育利用研究发展的经费为10.94648亿元,农业生物技术领域经费2.12078亿元,食品加工科技经费投入为1.79738亿元,遥测技术及精准农业科技经费投入为0.44965亿元,农牧渔产业自动化科技经费投入为2.60亿元,其中重点产业领域内部经费投入结构为:作物育种及生产技术研究2.822亿元,农业生物遗传资源研究利用0.8亿元,动植物防检疫与病虫害防治研究1.25755亿元,渔业生产科技研究发展0.805亿元,畜牧生物科技研究发展1.46606亿元,农业废弃物利用及公害防治技术研究0.44431亿元,水土森林资源保育利用及水利科技研究0.95641亿元,农业经济、农产运销技术与农民辅导研究0.52亿元,农业科技人才培育、国际合作及计划管理0.6亿元,农业资导系统建立研究与利用1.07515亿元。
“农业生物科技国家型计划”经费,包括台湾地区“国科会”、“农委会”、“中研院”、“环保署”和财团法人台湾农业生物技术中心五部分的研发投入,预估1998至2001年度,总额达到8亿元新台币。各年度分别为0.2亿元、2.11亿元、2.6亿元和3.1亿元。
三、加强农业科技推广,促进技术成果转化
1、制定农业技术成果转化政策法规
主要包括《“行政院”加强生物技术产业推动方案》、《“农委会”农业科技计划产学合作实施要点》、《“农委会”科技计划已有成果拟进行产学合作加速商品化的项目一览表》、《“农委会”科学技术研究发展成果归属及运用办法》、《“农委会”主管计划研究成果技术转移执行要点》等法规。
《“行政院”加强生物技术产业推动方案》提出台湾地区生物技术发展策略是加强研究发展与其成果移转、扩散及应用,整合产、官、学、研的研究发展体系,成立“国家型”计划,畅通研究、发展、生产三者之间的渠道,以加强生物技术产业发展。其中与农业相关的主要内容有:修订生物性农药开发相关法令规范;推动农业生物技术国家型计划以花卉种苗、水产养殖、动物用疫苗、生物性农药、保鲜技术等方向为重点,并落实于产业发展;加强花卉新品种智能财产权保护,并纳入植物种苗法新品种命名及权利登记范围的花卉种类,加强花卉新品种权利保护,以提高育种研发意愿,推动花卉种苗产业发展。
“农委会”为提高农业科技研发绩效,鼓励民间产业界积极参与农业科技研究与开发应用,以加速落实研发成果于产业发展,于2001年4月3日制定了《农业科技计划产学合作实施要点》。“农委会”的经费支持主要用于人事费、研究设备费、包括杂支、材料、仪器设备维护等其它研究有关费用、管理费和必要的技术移转费用。
《“农委会”主管计划研究成果技术转移执行要点》提出,移转研究成果的技术或智能财产权给予厂商时,应以该成果作价取得价款。技术成果移转作价原则以“农委会”资助研究总经费乘下列百分比收取之:(1)参与开发的合作厂商收取5%,未参与开发的厂商收取10—15%。(2)技术成果最终使用者若为供个别农家使用则收取5%,供农企业使用则收取10—15%。
2、推动农业科技推广方面的研究
台湾地区各年度的农业科研课题均包括与农业技术推广和成果转化方面有关的研究课题。从2001年度台湾地区“农委会”主管科技计划研究重点内容看,与推广相关的研究主要有,在农业政策方面,设有《农产运销制度、法规、批发、零售、渠道与市场的规划及评估研究》在健全组织及人力资源,提升农业经验管理效益方面,设有《农民组织功能研究》、《农业推广体系研究》、《农村建设规划研究》、《农业人力资源研究》、《农民福利制度研究》、《农业金融结构研究》;在农业生物技术产业方面,设有《推动花卉种苗、生物性农药、动物用疫苗及水产养殖生物技术产业发展研究》;在农产运销电子化方面,设有《推动产销与网络商城信息整合研究》、《农业自动化与电子化推动配合措施研究》、《农产运销自动化及电子化研究》等。
从1999年度台湾地区“农委会”主管农业科技计划实施结果看,安排与农业技术推广相关的研究课题主要有,《现有农业网站与农业推广网络系统评估》、《农业知识信息推广体系研究》、《农业推广远距离教学系统的规划》、《农业知识创新的传播研究》、《作物基因转移技术的开发应用研究》、《生物技术在植物病虫害诊断与防治上应用研究》、《生物性农药的生物技术应用开发研究》、《生物肥料的生物技术应用开发研究》、《应用生物技术加强花卉种苗产业发展研究》、《加强推动动物疫苗产业发展研究》、《农产品服务业自动化计划配合措施研究》、《加强食品工业技术及管理的辅导》、《灵芝和樟芝菌种发酵培养技术开发研究》。
【参考文献】
1996年、1997年、1998年“中华民国”科学技术年鉴,“行政院国家”科学委员会编印
“农委会”九十年度委外办理之科技计划研究重点、汇整单位及汇整人一览表
关键词:我国;现代生物技术;发展趋势
1现代生物技术在农业中的应用
现代生物技术在农业方面有着极广的应用。典型的成功事例诸如袁隆平教授培育的杂交水稻,他是利用生物基因重组将高产水稻和抗病水稻的优点集于一身。当前应用较为广泛的转基因技术,极大的提高了粮食的产量,尤其是我国较为稀缺的蔬菜的产量产量有了显著的提升。现代生物技术在农业中的应用也极大的丰富了农业种类,诸如新培育出的太空辣椒、转基因黄金大米等一系列新物种。这些新物种的形成在很大程度上改变了大自然生存法则,也加速了物种之间基因的交流。另外,生物技术对于农业最伟大的想法是将植物的基因植入到动物体内,实现动物的光合作用,彻底解决人类的温饱问题,但是这种设想还是停留在最初阶段,但是随着科学技术的发展,很可能在某一天转换为现实。最后,农业是我国生物技术未来发展的一大趋势,对于提高粮食产量,促进物种间基因交流有着十分深刻的现实意义。
2现代生物技术在工业中的应用
生物技术和工业看似没有联系,但是实际联系较为广泛。现代生物技术在工业中最广泛的使用就是制药生产线,通过生产线的纽带将生物技术和工业紧密联系在一起。其次;生物发电也是生物技术在未来发展的一大趋势,生物质能发电已经成为今天电厂供电组成系统中的一部分,但是,生物发电迄今为止还是停留在理论阶段,并没有真正的试验成功。但是随着生物技术的不断发展和对重大难题的不断突破,终有一天生物发电也将变为现实。
3现代生物技术在医疗行业中的应用
生物技术在医疗方面的应用最广,生活中也最为常见。从之前胰岛素蛋白的生成,到现阶段抗青素的制造,无一离不开生物技术而存在。在现代的医疗行业发展中,生物技术的存在极大的推动了现代医学的发展,例如;先进的神经中枢替代技术,采用生物电位差原理有效的将人体的神经中枢替代,而正确的传达神经信号,在人体出现神经中枢受损或者神经中枢疾病时,医生完全可以借助现代生物技术用电位差原理将人体神经中枢有效代替,从而使患者身体康复。生物技术在医疗行业中更为先进但也饱受争议的就是克隆技术,克隆技术的存在使世界上生物不用实现繁衍而产生下一代,克隆羊多利就是很好的一个证明。现在在医学上克隆人体心脏,种植人体耳朵、人工受孕、DNA鉴定等,这种先进的生物技术打破了传统的医疗体系,为我国医学的发展打开了新的一扇门。
4现代生物技术在军事中的应用
生物技术在军事中的应用较为广泛,从古老的帝国时代的造船是模仿鱼的姿态,并将其体态扩大,建造出了无坚不摧的战舰。现代高科技的雷达技术,是蝙蝠回声定位技术的重要应用,对于世界各个国家的国防做出了重要贡献。为了减少水的阻力,核潜艇设计借鉴了鱼儿流线型的身姿,从而可以潜居世界海底。美国日本的千里眼监控,则借鉴了苍蝇的眼睛结构设计。世界各国的军事技术都离不开生物技术而存在,并且生物技术的存在极大的推动了世界军事的前进步伐,为军事发展做出了重要贡献。但是,生物技术在军事运用上也具有其两面性。尤其是在战争中,生物技术的运用将对人体和世界和平产生极大的威胁,诸如细菌武器的应用。这种极端的生物技术在军事上的发明,有效的增强了国家的战斗力,但是这种有悖于道德的生物技术在军事上的运用,将对人类乃是世界环境产生极大的危害,甚至是破坏生态环境。因此,生物技术在军事运用上要发挥其优点回避其缺点,从而真正的将生物技术运用到军事领域上来保卫世界和平而不是灭绝性的杀害。
结束语
现代生物技术有着较高的技术优势,对我国社会进步有着重要影响。现代生物技术的发展趋势受到社会各界的普遍关注。并且,现代生物技术对我国的农业、工业、医疗、军事等行业都有着重要影响。分析我国现代生物技术的发展趋势对生物技术的发展与我国社会的进步都有着重要意义。
参考文献:
[1]赵锦芳,龙聪平,赵萌,王金华.应用型本科院校生物技术专业实践教学体系的改革与探索[J].科教文汇(下旬刊).2015(08).
关键词:乳制品加工 生物技术
随着近年来市场经济体制改革和市场进程的日益深化,食品加工和风险已经受到了社会各界的强烈关注。尤其是我国加入世界贸易组织之后,如何通过生物技术的引入,提高乳制品企业的市场竞争力,提高乳制品生产加工技术与质量,完成企业和国际的接轨,早已成为各企业关注的重要课题之一。
1、生物技术的含义
生物技术就是利用先进的工程学技术、生物体系和先进的生物学,进而促进生物特性的改变达到物质的转化,以满足人们对各种产品的生产需求。我们可将生物技术分为以下三个阶段:传统的生物技术阶段、近代生物技术阶段以及现代生物技术阶段。传统的生物技术阶段主要以酿醋、酿酒和酱油的酿造等为主;而近现代的生物技术则是以生物标本和发酵技术等为主的;而新型的发酵工程、基因工程、现代生物的反应工程、酶工程、生化工程和细胞工程等等,均属于现代生物技术的阶段。乳制品行业的各方面均有用到现代的生物技术,例如良种牧草和乳牛的选育、乳产品成分的改善、饲料生产和乳品质检、提高产奶量等均与现代生物技术密不可分。
2、在乳制品的加工中应用生物技术的重要意义
2.1 生物技术的应用,有利于提高企业乳制品质量
通过将生物技术引入到乳制品加工企业,有效的提高了我国的乳制品质量,增加了乳制品的产量。生物技术的合理运用,实现了企业在可允许的范围内提高产品质量和产量的目的。通常为了提高乳牛产奶量,可能会向乳牛注射某类激素比如牛生长激素(BST)这一新的生物技术的应用。
2.2 生物技术的应用,可增强乳免疫功能
生物技术在入职品的加工和使用中,可提高产奶质量,提高乳制品免疫功能。为了使乳制品企业在市场竞争中取得广阔的市场,占据有利的竞争优势,企业应当以SWOT分析为基础,细分乳制品市场,并从中寻找突破口。利用生物技术,对细分的市场实行乳制品的质量改进措施,提高某方面产品的市场竞争力。举例如下,婴儿的乳制品市场,婴儿尚未有完全的免疫系统,在婴儿的乳制品中有目的的引入生物技术,对婴儿的乳制品免疫功能加以改进,有利于乳制品质量和产量的提高,使乳制品企业生产出适宜于婴儿食用的乳品,增强乳制品企业的市场竞争能力,减少企业的生产销售阻力,使企业更容易趋避利害关系,更有利于企业社会使命的的完成。
2.3 生物技术的应用,可增强乳免疫功能
竞争力的概念是于二十世纪九十年代末期进入我国的,并深受社会各界的重视。目前公认的竞争力战略研究的权威应为麦可.波特,他提出了有关竞争分析方法与技巧,并特别强调了竞争力应以企业产品的差异化能力与成本领导能力为本。但企业的核心竞争能力体现在不同方面:成本、产品差异等。乳制品企业同样应当考虑自身的核心竞争能力,尤其是生物技术的应用,增进了乳制品企业和国际间的联系,有利于产品质量的提高、强化企业核心竞争力。
3、生物技术在乳制品加工中的具体应用
3.1 生物技术的引入,加快乳蛋白生物的活性肽的开发
生物技术的引入有利于改进乳制品的产量与质量,及乳蛋白生物活性肽。乳制品的重要原料是乳蛋白,而乳制品的生产则依靠蛋白酶,该领域如此受重视的原因,就是其具有多种生物活性肽,经过水解乳蛋白,可获取大量的生物活性肽。
3.2 增强乳制品免疫功能
婴儿正处于发育期间,身体机能尚未发育完全,急需要母乳的保护。但在生物技术取得巨大突破的同时,新的乳粉的开发,并增添了免疫球蛋白,可有效的抑制并杀死肠道病原菌,增强婴儿的免疫功能。生物技术的引入为乳制品行业创造了一个全新的发展空间。
3.3 生物技术的引用,可降低乳制品中苯丙氨酸含量
将生物技术引入到乳制品企业的加工过程中,可有效降低乳制品中的苯丙氨酸含量,降低乳制品产生的副作用。在乳制品企业的生产发展过程中,不但要满足公众对乳制品的强烈需求,而且企业所生产加工出来的产品也必须符合各项国际指标,使其有利于消费者身心健康的发展。苯丙酮尿症属于先天性的代谢异常病症之一,这种病症形成的主要原因就是酪氨酸不足,苯丙氨酸羟化酶阻碍了苯丙氨酸的转化,致使大量的苯丙氨酸积存到血液中,大约在正常状态的10倍,损伤了大量的细胞,影响婴儿的智力发育。人体健康可能会受苯丙氨酸影响,尤其会对8个月到8周岁的儿童中枢神经造成难以恢复的损害。
4、结语
总之,为了提高企业的乳制品质量,优化企业的乳制品加工环境,提高企业的市场竞争能力,企业在乳制品的生产加工过程中应科学合理的引入:乳蛋白的生物活性肽、固定性技术、ATP生物荧光技术、利用乳脂肪修饰和降低乳制品中苯丙氨酸等的生物技术应用,极大的促进了乳制品企业的发展。因此,乳制品企业在以后的学习和研究过程中,应根据相关数据和定性对其进行分析,并使该技术的作用得到更加充分的发挥。
参考文献
[1]方辉.生物技术在乳制品工业中的新进展.饮料,2001.
【关键词】现代生物技术 生物学 教学思考
【基金项目】毕节学院科学研究基金(院科合字G2012011号)。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)06-0148-01
现代生物技术是建立在分子生物学基础之上的生物科学与工程科学相结合的一门学科,是根据人们的需求和意愿来创新的生物机能和生物类型,实现造福和改造人类。随着DNA重组技术、基因组计划、干细胞的成功运用,逐渐发展成了系统生物学工程与合成生物学工程,不断使生物技术涉及到环境、农业、工业、医药、海洋、空间等诸多科学领域中,可能会在进一步的细胞计算机、细胞制药,乃至生物太阳能和环境保护方面均起到至关重要的作用。所以,现代生物技术在生物科学专业中属于专业核心课程,这些课程的教学计划、教学大纲在整个的教学过程中起到主导作用和地位。该课程也是一门综合型和应用型很强的学科,可以通过实践教学来巩固专业理论知识,从而提高学生的实践和创新能力,尤其是对于应用型人才的培养更为需要。
贵州工程应用技术学院生物科学一直都开设了现代生物技术理论课程,但由于缺乏实践创新,导致大部分同学在生物技术的理论与实践联系不紧密,致使不能提高学生的学习兴趣,在生物信息时代,生物技术在不断的日新月异,面对新的理论知识和时间技术的发展,现代生物技术的教学内容也在不断的更新,加上现代生物技术已经涉及到人们生活的方方面面,因此,在一定的教学时数下,根据教学内容,制定适合学生的教学方法、提高学生的积极性及教学效率,使得学生能理论联系实际,把学到的知识得以应用,这就需要教师不断的对教学手段与方法进行探索。根据现代生物技术课程的更新快、综合性强、涉及范围广等特点,加之课程标准的要求,我们从掌握基础、应用到实践中的原则出发,对现代生物技术的教学已进行了思考,并加以实施。
1.教学指导思想
作为应用型人才培养为目的的学校而言,我们的教学必须实现“高效、实用、先进”。近年来,全球教育均把培养学生的职业能力作为教育的重点。大学生应该是高素质、高能力的人才,但是,由于受到学校培养教育模式单一的影响,造就了他们理论知识不能联系实际,解决问题能力差,造就很多学生一毕业就失业。要解决上述问题,这就需要我们必须因地制宜、因材施教,让我们的教学手段方法适应社会,让学生成为应用型人才。
2.精选教学内容
《现代生物技术概论》所选用的是高等教育出版社,宋思扬主编教材,其余多种教材为辅,教学的对象是已经具备生物科学基础学科知识和实验技能的大四学生,他们对于生物前言知识和热点话题都有着强烈的求知欲望[1-4]。怎样才能激发学生的学习兴趣,这就要求教师根据教学大纲和实际情况,对学习内容进行调整,讲授可以分为:(1)介绍生物技术的概念、发展历程、与其他相关学科之间的关系,着重介绍现代生物技术的应用以及怎样推动社会的发展,激发学生对本学科的兴趣,时刻关注生物技术的新成果和动态。(2)上游工程:包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、组织工程、胚胎工程以及转基因工程。在这一部分的授课过程中着重强调研究思路及方法,怎样利用这些技术去解决实际问题,带动学生积极思考,为学生不断创新奠定基础。以细胞工程为例,在学生掌握了基本的理论基础和概念的情况下,多多结合新的研究成果、新技术新方法来介绍细胞工程在动植物、环境、医学等领域的应用、局限及展望。(3)下游工程:酶工程、发酵工程、生化工程、生物制药以及生物医学工程等,是加工应用阶段,通过下游工程实现了产品的企业化、商品化,我们可以通过校企合作的方式,让学生理论联系实际,走出校门,进入到企业、工厂,医院等地方认识与现代生物技术相关的产品和技术,让学生亲身体会到生物技术无处不在,这样不但能激发学生的求知欲,而且也能提高学生学习的主观能动性。
3.现代生物技术教学的几点思考
3.1教学新理念的形成
教师应该在掌握学科前沿和动态的情况下,尽可能的将所讲知识进行模块化,如将现代生物技术在食品、动植物、医药、环保等应用以及安全性等问题进行分化,先让学生自己到生活中去寻找和感受生物技术的应用,在查阅相关文献、对有疑问的问题进行探讨,提出各自的意见和观点,最后在由老师解疑答惑,这样学生不仅学会了独立思考,而且也提高自己解决问题和分析问题的能力。
3.2优化教学内容
在教学的过程中,教材虽是教学的基础,但体现教师专业水平关键还在于课程标准。对于不同的现代生物技术教材,内容侧重点也完全不一样。上课时大致需按指定教材上,但实际上一本教材不能完整体现出全部内容。那么,在教学内容设计上,教师可以选择教材上没有的相关内容(图片、视频、双语等)来提高学生的观赏性,把抽象的难理解的教学内容进行认识,不仅加深理解和记忆,也能够拓宽学生的知识面。
3.3教学方法与手段的多样化
在教学中,教师除用板书、多媒体等传统教学手段方法外,更多应该实现产学研有机结合,在实践中引导学生学习,通过一些探究性实验项目、创新性试验项目来培养学生的创新思维,对已有掌握的知识进行再次深入研究,让学生敢于质疑、敢于假设、不断提出自己的见解。一定让学生不断的通过实验来完善理论知识。
3.4考试成绩计算多样化
对于课程学习的评价进行多元化考核:平时作业、上课回答问题、期末考试、实践教学、出勤率来综合评定。在试卷命题时题型一定多样化、灵活化,一定与实际生活相联系,能达到理论联系实际、举一反三,体现出学生具有自我解决问题的能力。
参考文献:
[1]宋思扬.生物技术概论(第四版)[M].高等教育出版社. 2014
[2]吕虎,华萍.现代生物技术导论(第二版)[M].科学出版社.2016
[3]王永芬.生物技术综合实训教程[M].化学工业出版社.2011
[4]马越.现代生物技术概论-(第二版)[M].中国轻工业.2015
目前,专科和高职院校主要是针对免疫技术相关教学,课程的研究主要集中在医学、药学、护理专业,如广东岭南职业技术学院生物制药专业、郑州铁路职业技术学院护理专业、四川、黔东南民族职业技术学院基础医学部、辽东学院医学院免疫微生物教研室、郑州牧业工程高等专科学校动物医学系、江西科技师范学院药学专业等都有关于提高免疫学课程教学质量的相关研究。而关于生物技术专业的免疫学相关课程的研究只有几所本科院校有研究,如江南大学、新疆大学等。上述提及的单位只是对如何提高某些课程如《免疫学基础》的教学质量方面进行了研究,仅是提出了一些教学方法,如任务引领式教学法、多媒体计算机辅助教学法、小组学习法等,而没有从行业对人才的需求出发,在专业教学方面做出调整,以适应新形势下人才培养的挑战。
2武汉职业技术学院生物技术及应用专业免疫方向人才培养短板分析
该院生物技术专业在免疫技术方向主要针对抗体的生产,在相关课程的教学、开发方面还存在一定程度的欠缺,使得培养出的学生不能胜任对抗体生产有较高要求的岗位,限制了学生的发展,也限制了该专业在当前发展契机下的快速发展。该院在免疫技术相关课程的教学、开发的欠缺有如下原因:①该院生物技术级应用专业于2012年由微生物技术及应用专业更名而得。而此前的人才培养还主要偏向于微生物技术应用,对免疫技术的要求不高,相关的免疫技术课程开设力度不大,只有《分子生物学》、《免疫技术》两门课程。基础课程的薄弱,造成该院在免疫技术领域的人才培养力度欠缺。②此前该专业在已有的免疫技术相关课程体系不够完整,与当前的免疫技术对人才的需求脱节。导致生物技术专业毕业生在免疫技术方面的专业知识和技能较差。免疫技术相关企业招聘该校的学生后,仍要花费人力物力培训基础技术。因此,为了提升该院生物技术及应用专业在免疫领域的教学质量,培养出具备免疫技术相关技能、满足企业需求的毕业生,该专业应积极采取措施,走出人才培养困境。
3该院在免疫技术方向人才培养改革的应对措施
笔者自2013年7月到2014年7月,深入武汉某生物科技有限公司实习一年。该公司主要进行抗体的生产,是利用免疫技术进行生产的企业。该公司已经连续三年从武汉职业技术学院生物技术及应用专业招聘毕业生,是该院的深入合作企业。笔者在长达一年的实习过程中,了解了目前免疫技术领域的最新技术,掌握目前免疫技术领域发展的动态。更关键的是可以深入了解免疫技术企业对人才的需求点,并把这些重要信息反馈到学院,学院借鉴这些重要信息,使生物技术及应用专业在免疫技术领域的课程设置、课程开发、课程教学等方面与现阶段的需求相结合并得到提升,从而培养出具备免疫技术相关技能的合格人才。
4重构该院生物技术及应用专业免疫方向课程群
笔者通过一年的企业实习,对抗体行业的整体情况有所了解,对抗体行业对人才的需求规格认识深刻。并对抗体行业所需要的技术进行归类,然后重构目前免疫技术方向课程群,以期培养出抗体行业所需的人才。
4.1抗体市场的发展亟需高职生物技术专业培养掌握免疫相关技能的人才不考虑多克隆抗体在科研应用市场的营销额,仅就单克隆抗体药物在医药市场的销售来看,2000-2013年,全球单克隆抗体药物市场的复合增长率高达32%。抗体市场的规模逐年扩大,将吸引更多的人才加入这个行列。高职生物技术专业应抓住行业发展的机遇,积极推进专业建设,培养合格人才以迎合市场人才需求。
4.2积极适应行业需求,采取措施,力求改进人才培养现状该院目前具有培养抗体行业所需人才的课程群及技能培养基础。通过以上的企业实习及行业调查,不难看出,抗体生产企业需要掌握更多技能的人才。该院生物技术应用专业免疫方向必须要在现有的基础上做出改进,才能满足企业的需求。
4.3重新建构免疫方向课程群抗体行业所需的技能点必须通过拓宽免疫技术理论基础并强化技能点培养才能达到。因此,需要增设相关课程。