時間:2023-08-16 17:30:15
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物技術及應用,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:生物技術;動植物;發展;問題;對策
追溯我國生物技術的發展使要從1953年開始,這一年發現了DNA雙螺旋結構,也是因為這個發現,我國的生物技術才能迎來發展的時代。而在20年后,DNA重組我國在生物技術上的研究提高了一個層次?,F階段,生物技術的發展已經逐漸成熟,成為我國各行各業中不能缺少的一種技術,而且影響的深度更深,影響范圍更廣。毋容置疑,當今的時代屬于生物技術,盡管生物技術的發展為我國帶來很多的利益,但是在無形中也帶來的一些問題。
一、生物技術應用發展情況
1.1生物技術在動物上的應用與發展
人們在動物上運用生物技術的主要目的是:促進動物生長、提高畜產品質量、改善畜產品品質、生產藥用蛋白;動物抗病育種;建立診斷和治療人類疾病的動物模型,生產可用于人體器官移植的動物器官等,并取得了巨大的成就。研究人員利用鼠類基因能獲得經遺傳改良的綿羊,這種綿羊產毛量能比普通綿羊提高6%。科學家們利用生物技術得到的轉基因豬中有20%的血紅蛋白與人體內的血紅蛋白相同,這種血紅蛋白從轉基因豬中分離后能在室溫下儲薦6-12個月,比儲存人體全血的時間要長,在不遠的將來有可能成為人血的代用品。與此同時,從轉基因羊、轉基因牛生產人血代用品的研究也取得了明顯進展。
1.2生物技術在植物上應用與發展
植物生物技術研究起源于50年代,80年代中后期發展迅猛,至今已有35個科的120種植物成功地進行了轉基因,有40多種的植物種類獲準進行田間試驗。與轉基因動物相比,轉基因植物取得的成就更為可觀,2014年全世界有20個國家種植了轉基因植物,美國是轉基因植物種植大戶,利用生物技術可以將有價值的目的基因(來源于病毒、細茵、動物、植物、微生物、水生生物)導入植物內,使其性狀(產量、質量、花期、花色等)抗逆性(抗病毒、抗病蟲、抗除草劑等)發生變化,從而培養出理想中的轉基因植物。全球種植的商品化轉基因植物主要是大豆、玉米、棉花、油菜、馬鈴薯、南瓜、小麥、番茄、煙草等。美國1999年種植的大豆中55%是轉基因大豆、玉米中約有40%是轉基因玉米。我國將生物技術應用到農業尚處于起始階段,但研究的總體水平并不低。據統計,目前我國正在研究的轉基因植物種類達47種,涉及各類基因103個,正在中試的項目有48項,批準環境釋放的有49項。已有6種轉基因植物被批準進行商品化生產。目前進入商品化生產的主要是轉基因抗蟲棉,種植面積達10多萬畝。
在植物上利用生物技術已取得了驕人的成果。利用生物技術可獲得高產、優質、抗逆性強的水稻。我國已獲得單產12t/hm2,超級稻、日本培育出高賴氨酸含量以及富含鐵元素的水稻、美國科學家從馬鈴薯中獲得了一種抗蟲基因、經轉基因后的水稻能抗害蟲進食、英國研究人員利用生物技術培育出耐鹽水稻、國際水稻所科技人員研究出耐淹水稻,轉基因抗旱水稻的研究工作也在進行中,利用生物技術培育抗稻瘟病、水稻白葉枯病的研究工作也取得了重要突破。
二、生物技術帶來的問題
1、食品安全問題
食品問題一直都是人們關心的問題,而且食品專家也一直都在探討,在食品上使用生物技術而引起的過敏反應也存在,很多的人認為轉基因食品里加入了生物技術,食用轉基因食品對人的身體是有助的,因此開始大量的使用轉基因食品,但是這種觀點是錯誤的,盡管轉基因食品中加入了生物技術,但是還是存在安全問題,而且還是不容易被發現的問題,具有一定的潛伏期,如果被人們食用,對人的健康非常不利。
2、生態環境安全問題
生物技術在食品上,容易引起食品安全問題,而生物技術帶來的環境問題,比食品安全更嚴重,而且更加復雜。因為基因屬于移動的,而且基因可以在動物后者是植物身上,相互影響,這樣就會造成一些問題例如:部分物種會出現滅絕,動植物之間是處在一個生物鏈之中,一個動物滅絕,那么這個食物鏈就出現斷裂,隨之生態環境失衡。國際的一些組織就認為生物技術會帶來基因污染,因此強烈抵抗在環境中使用生物技術。
3、地區政治經濟平衡問題
世界上要經濟發達的國家,也有經濟相對落后的發展中國家,而生物技術的出現,就使發達國家與發展中的國家之間的差距拉大。很多發達使用生物技術并且把該技術作為一個壟斷的技術,從而使原本就存息的貧富差距加大。如果一個地區長期屬于經濟發展不平衡狀態,那么這個地區的社會將出現動蕩。
三、解決問題的對策
1、加大對生物技術的研究,不僅僅是國家,規模較大的企業也可以開展生物技術相關的研究,而且研究的機構最好可以與國家以及企業相結合,如果科研機構單獨的開展研究,會面對一些例如資金之類的壓力,如果可以與政府或者是企業合作,一方面保證了研究的資金以及技術,另一方面,能夠將研究的成果共享。在當今的時代,只有掌握了高超的生物技術才能能夠在時代中生存,而且還可以利用生物技術去解決一些人類無法解決的問題。
2、法律支持,國家自從支持發展生物技術以后,就不斷的頒布法律,支持技術的研究以及應用。以科委為首就相繼頒布了《基因工程安全觀管理法》以及《農業生物基因工程安全管理實施辦法》可以只有這兩個法律是不夠。而且也不能只用這一個部門支持生物技術,衛生部、免疫部以及環保部門等等,都要一起聯合制定支持生物技術發展的法律法規,將生物技術的研究規范化,而且也能保證有具體的管理制度。
3、生物技術研究有幾個環節,首先要開展實驗,然后通過試驗、再次進行環境釋放、最后在開始生產,在這幾個環節中,要嚴格的監控,特別是在投入到市場之后,更要根據市場的風險研究成果。市場上的每一種生物產品都要有具體的標識,從而讓消費者通過對標識的認識選擇合適的產品。
4、提高生物技術產品的檢測水平,擺脫依賴別國代為檢測的困境。普及和提高消費者對生物技術的認識水平,樹立保護國家安全、國家利益和公眾利益的觀念。
四、結束語
生物技術企業不斷發展壯大。由于生物技術前景廣闊,發展潛力巨大。我國從事生物技術產品開發的企業,如雨后春筍,不斷涌現。另外,生物技術產業格局從治病為主向治病、保健、提高生活質量的健康產業過渡。兼并重組愈演愈烈,大企業愈來愈大,協作型競爭已經成為當今生物技術產業的主流;因此要加大生物技術的研究。
參考文獻:
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此生物高聚物廣泛分布于自然界,已證實其于脊椎動物的軟組織(如關節、滑液、皮膚、眼玻璃體、臍帶、雞冠),海藻,軟體動物,培育的真核生物細胞系及一些原核生物中存在。HA是脊椎動物細胞外基質的主要組成成分,是人眼玻璃體(0.1 mg/mL)和關節滑液(3~4 rag/mL)的首要成分。人體內含HA最多的組織是皮膚,約為7~8 g,約占成人體內HA總量的50%。胎兒在發育的特定階段,被厚的HA層包裹,臍帶中含有豐富的HA(4 rag/mL)。雞冠作為特殊的皮膚段,其中HA的含量最高可達7.5 mmL,這使其成為工業提取HA的首選資源。
脊椎動物體內的HA具有多種不同的功能:皮膚中,保持水分;軟骨中,聯于蛋白聚糖,調節水和離子濃度,維系軟骨組織的物理特性和細胞一底物間的相互作用。HA的生物效能與HA受體的結合有關,可誘導細胞增殖速率、細胞移動及血管形成的改變。在炎癥、纖維化以及癌癥等疾病過程中,發現過量的HA。有直接的證據證明,HA參與癌癥的轉移。
本文分析評價HA及其衍生物的生產工藝、理化特性和己確定或潛在的應用。1 HA的生產
HA的工業生產,主要有兩種方法:從動物組織提取(如牛眼和雞冠):微生物大規模發酵。上述兩種方法將在下面討論。此外,最近的文獻中報道了由新型的基因改造的微生物生產HA以及化學一酶法合成方法生產HA。
1.1傳統的提取工藝
傳統的HA生產是用溶劑從動物組織提取物中提取,然后由氯化十六烷基吡啶(CPC)沉淀得到。
最早1968年由Swann報道,生產工藝如下:(1)機械切片,獲得小塊的雞冠; (2)乙醇洗滌(雞冠1 kg中加入4L乙醇),重復多次,直至乙醇液不顯渾濁; (3)用水/氯仿的混臺液提取(雞冠2.5kg中加入10 L水及0.5 L氯仿),攪拌至雞冠溶脹: (4)過濾,濾液中加入氯化鈉,氯仿提取; (5)離心,蛋白酶(鏈霉蛋白酶)酶解。
替代的方法:動物組織粗提取物經由表氯醇,三乙醇胺(ECTEOLA)色譜法提純后,CPC分級分離。另外,在CPC(1%)沉淀前后,有報道用乙醇(1:3水//,醇)多次乙醇沉淀。在這些方法中,HA沉淀后,用滅菌濾器過濾,最終配制成醫療器械和醫藥產品。HA純化的收率超過90%(按糖醛酸計)。
然而,由于收集雞冠,以及生產過程中提取純化耗時耗力,導致HA價格昂貴。事實上,由于動物組織的HA復合于蛋白聚糖,且往往與HA降解酶共存,導致分離高純度、高相對分子質量的HA較困難。而且,由動物組織提取的HA在醫藥上的應用面臨跨物種病毒和其他外來劑污染的風險。因此,從上世紀80年代開始,微生物發酵法生產HA正逐步取代從動物組織中提取HA。
1.2 HA的生物技術生產
已知的可合成HA的細菌是A和C群鏈球菌(Streptococci),革蘭陽性菌如馬鏈球菌(Steptococcusequi,一種馬病原體),類馬鏈球菌(Streptococcusequisimilis,可以在不同種動物間傳染),化膿性鏈球菌(Streptococcus pyogenes,人類病原體),鏈球菌(Streptococcus uber~,牛病原體)。這些B增;血性細菌在瓊脂培養時,在細菌群周圍出現黏稠半透明層,這可歸因于HA的合成。
DeAngelis等人1998年報道出血性巴斯德菌(Pasteurellamultocida,一種革蘭陰性病原菌)可以在其莢膜中制造HA。無論是鏈球菌還是巴斯德菌,HA莢膜均是一種毒性因子,可保護細菌,使免疫系統無法識別。此莢膜也可以保護細菌抵抗白細胞釋放的活性氧化物。最后,HA英膜利用CD44介導的組織應答,幫助細菌通過上皮層。因此,HA莢膜在微生物致病性上,起到很大的作用。
獸疫鏈球菌(Streptococcus zooepidemicus)和出血性巴斯德菌通過特殊的與膜結合的糖基轉移酶(HA合酶)作用于活性底物(核苷酸糖類)生成HA。近期,有研究者用出血性巴斯德菌HA合酶通過酶化學(chemoenzymatic)法合成HA,其中也涉及了獲得確定的HA的可能性。目前工業生產工藝是基于誘變的鏈球菌發酵。
在細菌發酵生產HA的過程中,約5%~10%的碳被代謝。在獸疫鏈球菌發酵的生產中,通過~3CNMR研究表明,組成HA的D一葡糖醛酸和N一乙酰氨基葡糖分別由6,磷酸葡糖和6一磷酸果糖衍生而來。
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乙酰輔酶A;同時產生2mol還原當量物(NADH)。由于在HA的生產過程中要消耗ATP生成NADH,所以ATP的水平以及細胞內的NADH在生物合成中起到關鍵作用。除了合成HA,也可生成組成細菌細胞壁的3種主要成分:肽聚糖、磷壁酸和細胞壁多糖抗原,這三種物質占細胞干重的20%。
1.2.1參與HA合成的酶HA合酶是合成HA的關鍵酶。自從1993年發現A群鏈球菌HA合酶的第一個基因編碼,在其他菌類及真核細胞中,許多其他類似的HA合酶基因被確定。
1.2.2鏈球菌發酵鏈球菌是不形成孢子和非游動的細菌,光學顯微鏡下,呈現小球形或卵球形,外部環繞大范圍的莢膜。通常情況下,HA莢膜是細胞體直徑的1~3倍。從20世紀80年代初通過c群鏈球菌,特別是馬鏈球菌馬亞種和獸疫亞種發酵開始,HA已實現商業化生產?;贖A溶液的高黏度,發酵超過5~7 g/L的產物不實際。通常,多糖按消耗碳源計的收率約為0.05~0.1 g/g,多糖的Mr平均為(1-2)×10。報道的最大Mr是5.9×10。重要的發酵工藝。
1.3 HA的分離與提純
HA在生物醫學上的廣泛應用,歸結于下述特性:(1)高吸濕性;(2)黏彈性;(3)良好的生物相容性(4)非免疫原性; (5)降解產物安全。
1.HA保水性與其親水的化學性質有關。由于分子鏈中羧基的存在,生理pH下(HApKa=2.9),HA是高分子電解質;有水存在下,HA分子可溶脹1000倍形成水舍物。
2.HA的黏彈性是指HA水溶液的流變學行為,表現為凝膠的彈性及流體的黏性。HA溶液表現假塑性,在高切變速率下,溶液的黏度降低。HA醫學應用基于切變表現稀薄行為,流變性與Mr、濃度以及環境條件如DH有關。
3.作為人體許多組織的組成物質,HA具有高的生物相容性,這是在生物醫學領域應用必須具有的屬性。
4.HA分子在所有物種和所有組織中具有相同的結構,因此免疫系統從不對其“警戒”。
5.HA在體內降解主要通過透明質酸酶催化水解,降解產物安全。皮膚中HA的半衰期約為24 h,服內HA的半衰期約為24,36 h,軟骨中為1-3周,玻璃體中為70dt。
由于以上的突出優點,HA的開發及其商業化程度日趨加強。HA主要用于骨關節炎的治療、化妝品、眼科學、美容醫學、外科和創傷愈合、局部給藥和組織工程學中。
2.2市售制劑中的HA:線性、衍生物及交聯物。
應用于已述領域時,HA為原始的線性結構。然而,為了其他的目的,需要對HA進行化學修飾。通常對HA做衍生化(線性鏈的修飾)或交聯處理(在HA鏈之間形成共價鍵,從而形成HA的三維網狀結構)。
修飾HA是為了降低體內HA的高轉化率。例如。如果皮下注射線性HA,降解迅速而不能有效的發揮其功能。相反,修飾后的HA,不易受化學和酶解的影響,因此在體內作用時間較久,效果更好。修飾HA,尤其是交聯處理,也可以改善HA某些特定的力學特性。
HA的化學修飾一般涉及其分子結構中的羥基或羧基。
HA的衍生化策略包括酯化及硫酸化。硫酸化發生在HA鏈的羥基位置,得到的產物具有類肝素的活性(與硫酸化的程度有關)。酯化過程涉及分子鏈上的羧基,羧基轉化為酯后,導致產物疏水性增加。因此,隨著HA修飾程度的增加其水溶性降低,從而使其在體內環境下更穩定。在所有HA衍生物中,HA的芐酯衍生物具有更好的市場。
過去的10年中,多種方法可制得交聯HA,許多交聯HA產品上市。交聯的方法包括:雙一碳二亞胺交聯,碳二亞胺[R1-N》N―R,如EDC:l一乙基(3,3一二甲氨基丙基礎二亞胺)]和輔助活化劑(co-activators,如,N一羥基硫代琥珀酰亞胺,sulfo-NHS,或1,羥基苯并三唑HOBt)介導的多價酰肼交聯,二硫化物交聯,由碳二亞胺和一種輔助活化劑介導的自交聯,甲基吡啶碘(CMPI)介導的自交聯,光致交聯,上述的交聯過程均涉及HA鏈中的羧基。其他的交聯方式涉及HA鏈中的羥基,包括二乙烯基砜交聯和雙環氧化物(di-epoxide)交聯。
2.3線性HA的應用
線性HA主要用于化妝品、眼科以及促進傷口愈合?;瘖y品中,由于HA的親水性,其作為保水性物質,目前主要的化妝品品牌中均含有HA。
HA在藥物局部給藥系統應用中受到關注。如,Solaraze,處方為含有雙氯芬酸(3%)的HA凝膠(25%),臨床用于治療局部光線性角化病。與對照或其他給藥系統比較,HA可明顯提高雙氯芬酸對角質層的滲透性,并能提高表皮中藥物的滯留及定位。
HA有助于皮膚炎癥及傷口的愈合。如Jaloplast Cream(Fidia,Italy)就是一種以HA為主要成分(0.2%w/w)的產品,涂抹于傷口(擦傷、皮膚移植、外科手術、一和二度燒傷、血管變形和潰瘍、褥瘡)表面,促使傷口更快結痂愈合。
整形外科生物再生(bio―revitalization),是指HA皮下給藥,抵抗皮膚衰老。面部HA皮下給藥后,可以修正面部線條,平復皺紋。面部小劑量注射HA,可以幫助皮膚恢復和保持彈性,顯得健康。經常用于眉線、魚尾紋及嘴角紋。注射HA后,可以使皮膚更光滑、細密、有光澤。
眼科手術中,HA溶液用于保護眼組織,可以在眼科手術時提供足夠的空間。這主要利用了HA的黏彈性。高黏的HA溶液固定后(靜態),可以維持眼科手術空間。高剪切率下HA黏度較低,可使其更易注射。HA的高彈性可以保護眼組織不受外科器械及植入物的傷害。
常用產品為Healon,來自美國雅培醫療光學公司。該產品是一種含透明質酸鈉(1%,w/w,pH 7.0-7.5)的黏彈性生理溶液,輔助用于白內障摘除、人工晶狀體植入、角膜移植、青光眼濾過術及視網膜附件手術。
Viseaot(黏彈性的眼內注射液,Cilco,USA),主要含透明質酸鈉(30 mg/mL),硫酸軟骨素鈉(40 mg/mL)及緩沖體系。主要用于自內障摘除及人工晶狀體植入。
眼科中,線性HA在許多洗眼液處方中作為活性成分。如,意大利Sift公司生產的Hyalistil,含有0.2%透明質酸鈉,可以穩定淚膜,保濕和角膜??梢杂行岣吲宕麟[形眼鏡的舒適性。HA的吸濕性和黏彈性是其作用的基礎。美國雅培醫療光學公司產的Blink Contacts是一種含0.15%(w/w)HA的滴眼液,可以增加隱形眼鏡的舒適性。
泌尿外科應用,膀胱內緩慢輸入線性HA溶液被用來治療間質性膀胱炎、復發性尿路感染和出血性膀胱炎。HA是膀胱上皮的保護屏障,炎癥導致GAG層損壞,可能增加細菌黏附及感染的可能性。目前臨床關于HA治療上述病癥的資料較少。
2.4交聯HA的應用
交聯HA主要用于美容醫學,骨關節炎(OA)治療以及組織工程。
最近十年,交聯HA在美容醫學上的應用逐漸興起。HA作為皮下填充物,在非手術軟組織填充中反響較好。皮下注射HA可平滑皺紋,增加軟組織體積(如唇部、)。根據美國美容整形外科學會統計,2008年使用的皮膚填充產品中,85%含有HA。因為巨大的臨床商業價值,幾乎每家美容器械公司均生產含HA的皮下填充產品。
交聯及線性HA可用來治療OA。HA是關節滑液的組成成分,關節炎癥時,關節滑液中HA的濃度降低。關節內注射HA溶液,對炎癥有治療作用。有研究表明,HA可以抑制軟骨變性,保護關節軟組織表面,使滑液的流變學特性正常并能降低痛感。1997年,FDA批準Synvisc上市,其主要成分為Hylan GF-20,一種交聯的HA衍生物。Hyalgan(Fidia),Orthovisc(Anika)以及synovial(IBSA)是市場上廣泛應用的以線性HA為基礎的治療OA的產品。
為防止術后粘連,建議使用交聯HA。例如,意大利Fidia公司的ACP(AutoCrosslinked Polymer,白交聯聚合物,HA分子鏈上的羥基和羧基可以形成分子內或分子間的酯鍵),在動物模型及I臨床試驗中,可有效的減少腹腔手術后的粘連。美國Genzyme Biosurgery公司生產的Seprafilm為一種粘連屏障(隔膜),由HA和羧甲基纖維素(CMC)制得。據推測,該產品中的HA可能部分衍生化,部分交聯。臨床表明,該產品可有效降低腹腔手術后粘連的發生頻率及粘連程度。
2.5 HA衍生物的應用
HA的酯在此類高分子中利用最多,尤其是在組織工程中。HYAFF(Fidia Advanced Biopolymers,Italy)為HA芐酯。HYAFF,11(完全酯化的HA衍生物)醫學上應用廣泛,如組織修復、藥物控釋、神經再生、創傷敷裹。它可以作為皮膚和軟骨再生的支架。醫學上應用的幾種形式:薄膜、噴霧、海綿、管及微球。LaserskintlHyalograff cAutograft,Hyaffj基礎的商品。Laserskin是直徑40-500m的HYAFF。11的微球,成功用于治療燒傷及皮膚病灶。Hyalograft C Autograft為3D的HYAFF一1 l,已成功用于治療軟骨缺失。3結語
由于科學上的關注及其在化妝品和生物醫學領域應用的多樣性,HA成為重要的生物高分子。因此,其在許多跨學科領域的研究不斷深入。一方面在于改進生物技術生產工藝,另一方面在于發展新型的HA制劑/基于HA的新原料。市場需求促進了研究的進行。從代謝工程方面進行開放的科學討論,討論也涉及新的生物轉化工藝,目標是為了生產出特定M的生物高分子。許多文獻報道也指出,Mr與HA的不同生物功能密切相關。對于HA理化和生物現象的全面認識,我們還相差甚遠;還需進行更深入的研究來完全發現HA的價值。
關鍵詞 現代生物技術;農業領域;應用;發展趨勢
中圖分類號 S144 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)19-0307-01
隨著農業革命、手工業革命、工業革命、商品國際化革命、信息產業化革命的推進,許多科學家們預言21世紀必將產生一次生物技術革命,而這一革命的主戰場就是農業?,F代生物技術可有效提高農作物產量、改善農作物的營養品質。因此,現代生物技術必然會成為未來農業發展的重要趨勢。
1 現代生物技術在農業領域的應用
1.1 基因工程在農業領域的應用
基因工程即利用分子生物學和微生物學技術,設計好不同來源的基因順序,在體外成功構建雜交DNA分子后導入受體細胞,使受體細胞表現出人們需要的表現型,產生出人們需要的物質。在農業領域應用基因工程技術,獲得的農作物優質、高產、抗性強,還可獲得畜、禽新品種及具有特殊作用的動、植物。例如,經過7年的努力攻關,2011年勝利突破了大面積示范(即6.67 hm2示范)平均產量為13 500 kg/hm2的超級雜交稻第3期目標,達到了13 899 kg/hm2 [1];運用轉基因技術將相應的基因導入油菜中有望培育出轉基因抗病油菜新品種[2];運用基因工程技術可將抗除草劑基因導入農作物中,使農作物能夠不受除草劑的影響,目前已生產出多種抗除草劑作物品種,應用廣泛[3]。
1.2 細胞工程在農業領域的應用
細胞工程是指在體外培養細胞,以改變細胞某些生物學特性為目的將不同作物或動物進行細胞雜交,使植物或動物個體繁殖速度加快,以獲得優良品種或新品種及某些具有特殊作用的物質的一門技術[4]。細胞工程技術在植物快速繁殖、植物新品種選育等方面發揮著重要作用。目前植物體細胞雜交應用較多,如可以將馬鈴薯細胞和番茄細胞進行雜交,可獲得上結番茄下結馬鈴薯的“番茄馬鈴薯”;將豆科植物與向日葵進行細胞雜交,可培育出具有高營養價值的“向日豆”[5]。
1.3 發酵工程在農業領域的應用
發酵工程即利用微生物具有的特殊作用生產出對人類生產有用的產品,或直接將微生物應用到工業生產過程的一門新的技術。發酵工程主要可應用在農業領域的2個方面,一是生產傳統的發酵產品,如果酒、茯磚茶、食醋等;二是生產一些食品添加劑。如茯磚茶的制作過程中就運用到了發酵工程技術,通過調控渥堆時間、使用接種劑、發酵劑等方法可以改進茯磚茶的加工工藝,進而可生產出“金花”飽滿、品質優良的茯磚茶。
1.4 酶工程在農業領域的應用
酶工程,簡單來說就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段將相應的原料轉化成有用物質。酶工程可應用在農業領域中的制酒、制醬等方面。例如,隨著我國糧食的不斷增產,一些地區出現了粗糧過剩的問題,需要解決粗糧的淀粉利用。解決辦法之一是生產葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,難以在市場上應用。最有效的辦法還是運用酶工程技術的手段,將葡萄糖轉變為甜度大的果糖,果糖不僅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度還高50%以上。
2 微生物肥料在農業領域的應用
2.1 微生物肥料的特點
微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在農業生產中應用該種肥料可獲得特定的肥料效應[6]。生物肥料的定義分為2個方面,從狹義上講,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發酵產生的,活性高。施入該種肥料能夠產生活性物質,能夠增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性質,使作物的生長環境變得更好,使作物生長更優、產量更高。從廣義上講,生物肥料泛指各種具有特定肥效的生物制劑,包括特定的活的生物體、生物體的代謝物或基質的轉化物等,此種生物體不限定,既可以是微生物,也可以是動、植物組織和細胞[7-8]。
2.2 生物肥料的應用優勢
微生物肥料具有其他化肥和農藥沒有的優勢,可有效改善土壤的理化性質,提高土壤肥力。目前微生物肥料已應用在綠色有機食品生產、農業生態環境保護以及高產、優質、高效農業的持續發展中,并發揮著極其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身無毒害作用,對環境幾乎無污染;同時,施用量一般不大,在其生產過程中所消耗的能量也很少,因而可節約農民的施肥成本。此外,微生物肥料還可改善土壤的理化性質,減少土壤營養流失和富營養化的產生,實現土壤的可持續化利用。
2.3 微生物肥料的應用前景
目前,微生物肥料在農業領域方面的應用已越來越廣泛,也得到了農民以及社會的逐步認可。國內外都在積極發展綠色農業和綠色食品,微生物肥料作為一種保護生態環境、維護人類健康的理想肥料在農業生產中的應用必將越來越廣泛、越來越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更
穩定地發揮其生態作用是未來研究的方向[11-12]。
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關鍵詞 微生物技術 理論教學 實踐教學
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
微生物學是生命科學的一個重要分支,是微生物技術及應用專業的主要技術基礎課。本課程主要教學任務是使學生掌握微生物學在微生物技術及應用領域發展中的作用,微生物的主要類群,微生物的生長規律及控制,噬菌體的危害與防治,菌種的退化、復壯和保藏,了解微生物的生態,污染食品的微生物來源、途徑以及其危害,熟悉微生物學的實驗檢測方法和手段。以增強學生的理論知識和實踐動手能力,以適應當前市場對高技能人才的需求。那么,教師如何教得好,學生怎樣學得好,并能合理評價教學成果,充分體現高職高專教育特色,突出實用性,是我們需要思考的問題。包頭輕工職業技術學院微生物技術及應用專業在1988年便成立,為自治區乃至全國培養出大量的微生物技術及應用專業人才,本專業緊密聯系自治區的產業特色,被評為自治區品牌專業。為了達到企業對高職微生物技術及應用專業的用人需求,對本課程從理論教學、實踐教學、考核標準和教材建設等方面進行教學探討,從而使高職生達到掌握理論知識,提高實踐技能、培養創新思維能力、強化職業素質的目的。
1 理論教學方面
根據高職教育的特點,理論的教學應根據學生要求掌握技能的需求,結合相關企業的所用知識進行講解,使抽象的理論易于讓學生理解和掌握,并能為就業做鋪墊,為企業工作需要做基礎。對于實踐性較強教學內容,則要突出操作的步驟,保證學生進行課外學習的需要。在內容方面的取舍上,需緊密聯系生產實際,并側重反映生產與實踐中的實際主要技術環節和存在問題,做到有的放矢,實用強,科學合理。
教學要切實應用媒體進行輔助教學,將課堂教學內容由死板變為圖文聲像兼備的有吸引力的變化過程,增加教學信息量,增強新穎度,激發學生學習能動性,提高學生的創新思維能力,提高了教學效率。微生物是一類肉眼很難觀察到的微小生物,在顯微鏡下才能看清楚其形態。因此,在對微生物的形態做介紹時,利用多媒體技術可直觀形象地讓學生認知感受,加深印象。
另外,教師除了要向學生教授本專業知識,還要教會學生查閱有關專業知識,拓展知識面,引導學生進行分析和討論,提出解決問題的辦法。在教學過程中,重視增加師學間互動性,提高學生的積極性和參與度,這對高職學生自主學習能力的培養非常有利,也加快學生熟悉新崗位的工作環境有很大的幫助。
2 實踐教學方面
搞好微生物學實驗課教學對加深學生對微生物學理論知識的理解,培養學生的實驗技能,提高學生獨立操作的能力及分析問題和解決問題的能力是一個重要環節。我們把教學計劃實訓課時提高,壓縮減了與實踐要求較遠的理論知識,將有關理論知識整合到實訓內容當中。調整后突出實驗和實訓課,以強化技能訓練為主安排實驗課程,加強學生微生物基礎操作技能的練習,這樣保證科高職微生物技術及應用專業的學生畢業后能迅速勝任相關崗位的工作。同時,按照實驗教學內容的特點,將課程教學分成幾個模塊進行,統一安排重點實驗實訓,培養并增強實踐能力。
對實驗教學進行調整改革,首先將學生進行分組,一般4~5人一小組,由老師參與,引導學生一起促成教學內容設計,每個小組成員都與組員互相配合,一起完成實驗教學項目。小組間對實驗結果進行評價,再由老師進行最后點評,總結本次實驗項目的實驗重點難點和疑難問題。在實驗時,都按企業的標準執行,要求學生按章辦事,強化學生的職業能力的培養,以提高學生綜合素養。
3 考核標準方面
融教學做于一體的典型的高職教學過程必須有與之相配套的課程考核辦法。因此,在教學做的基礎上實行有效的評價機制,構建“教學做評”四位一體的教學模式,更能促進培養目標的真正實現。為了實現既定的學生培養目標,我校在微生物技術及應用課程教學上實行理論、技能、職業素養“三元化”的綜合評價機制,突出了技能教學在教學計劃中應有的地位和職業素養養成的重視,從而保證學生對實踐技能的培養效果和快速適應企業工作的要求。首先,提高理論課程平時成績的比例,避免期末考試成績為主的死板評價方法,平時技能和職業素養表現均作為考核項目。其次,課程考核以職業技能考核為重點,即以能力和技能考核為主進行評定,轉變過去憑死記硬背的考核形式,真正檢閱學生的實踐學習能力。另外,考核形式實行多元化。實踐調查報告,實驗設計方案等都可以作為考核方式應用到教學考核當中,從而保證考核的科學合理性。
4 教材建設方面
高職微生物技術及應用專業教學應著重講解在實際生產中的實際問題,結合微生物技術崗位的需要,重點培養學生的實際操作能力,教學內容根據生產實際進行內容增減,增強實用性,以操作技能為側重點進行教學內容的設定和安排。我們根據各專業方向的不同,編寫了切合本校學生實際的,能夠體現工學結合特色的《食品微生物》、《乳品微生物》和《生物化學與微生物學》等教材正在我校所設專業內部進行初試,并根據教學中出現的實際教學及實踐問題進行靈活調整,不斷進行改進和優化,形成行之有效的特色教材。
總之,為了培養面向生產一線所需的高技能人才,微生物技術及應用專業課程教學需要準確定位,并在理論教學、實踐教學、考核標準和教材建設方面進行不斷實踐和探索,形成實用的教改理論,使高職生達到掌握理論知識,提高實踐技能、培養創新思維能力、強化職業素質的目的,為高職教育更好地服務。
參考文獻
關鍵詞:環境保護;環境污染;生物技術;應用
中圖分類號:X321 文獻標識碼:A
當前,我國的環境狀況令人堪憂,利用高新技術,加大對環境的保護與治理力度,是環保工作所要解決的重要課題。生物技術作為一種高新技術,生物技術以其實用性和環保性的特征,正在越來越多地被應用于環境保護工作之中,已經引起世界各國的普遍重視,并且發展比較迅速。為此,本文主要分析探討生物技術在環境保護的應用。
1生物技術的內容與特點
生物技術以現代生命科學為基礎,利用先進的科學技術為手段,通過微生物、動植物體等對物質原料進行加工,以提品來為社會服務的技術。生物技術具有以下特點:生產原料簡單,以現有的生物為對象,注重再生資源的利用;安全、可操作性比較高。常溫常壓下可以連續操作,既節約資源,又減少污染;生物技術具有其他常規技術和傳統方法所不具備的特殊功能,用于處理和解決一些比較復雜的問題。生物技術以其獨有的特點引起越來越多的關注,并被廣泛應用于各個領域。
2生物技術在環境保護中的應用現狀
生物技術應用于環境保護領域又被叫作環境生物技術,它是通過直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些機能,建立降低或消除污染物產生的生產工藝,或者能夠高效凈化環境污染以及同時生產有用物質的人工技術系統。生物技術在環保領域中的應用主要包括直接消除環境污染和間接保護生態環境2種方式,具體采用哪種方式,具體要根據污染的方式和污染的程度來定。以下我們就生物技術在環境保護中的具體應用進行探討。
2.1 生物技術在廢水的凈化與處理中的應用
廢水生物處理技術是通過利用微生物的生命活動過程來對廢水中的污染物進行轉移和轉化,從而實現對廢水凈化和處理的一種重要方法。它具有吸附性好、沉降性好和降解能力強、生態環保等特點。目前在廢水的生物處理技術中,國內外普遍采用的工藝的主要有活性污泥法、生物膜法、生物強化技術法、自然生物處理法和厭氧生物處理法等。
2.2 生物技術在控制和廢氣凈化處理中的應用
利用生物技術控制和處理廢氣,將廢氣中的有機污染物或惡臭物質降解或轉化為無害或低害類物質,從而凈化空氣,是一項空氣污染控制的新技術。由于生物凈化技術在廢氣處理領域應用時間比較短,各項技術還不夠成熟完善,因此在大氣污染治理領域不能廣泛應用。目前相對成熟的方法主要有生物過濾、生物洗滌和生物吸附法等,所采用的生物反應器為生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。
2.3 生物技術在固體廢棄物處理中的應用
固體廢棄物污染是農村和城市污染中主要的污染,通常來源于工農業生產、城市生活垃圾及污水處理的剩余污泥等。如何處理好這些固體垃圾是解決當前環境污染問題的一件十分重要的大事。當前對固體廢棄物的處理通常有物理、化學、生物等技術手段。固體廢棄物生物處理技術通過利用微生物對有機固體廢物的分解作用使其無害化可以使有機固體廢物轉化為可以再利用的資源,這是當前固化廢物資源化的最為有效的技術方法。固體廢棄物生物處理技術在目前應用比較廣泛的主要有:堆肥化、沼氣化、廢纖維素糖化、廢纖維飼料化、生物浸出等。
2.4生物技術在環境監測與評價中的應用
隨著生物技術的不斷發展,生物技術如今已經被廣泛應用于環境監測與環境評價中。當前國內外關于生物技術在環境監測方面的應用實例主要有:生物酶技術、金標免疫速測技術、PCR技術、生物發光檢測技術、生物芯片技術和生物傳感器等,其中生物芯片技術和生物傳感器應用最為廣泛。尤其是以生物傳感器為核心的環境生物監測技術,可在線在位迅速地提供環境質量參數,成為環境質量預報和報警中的重要組成部分。 生物監測和生物評價不僅是環境質量現狀監測和評價的一種手段,在環境質量的評價中,生物評價也是不可忽視的。在這方面,我國華東師大吳自榮等同志研究提出的關于上海蘇州河水質發光細菌測試和評價方法具有深遠的意義。
2.5 生物技術在環境污染修復中的應用
生物修復技術是一個比較新型的技術,近年來生物修復內涵逐漸擴大,包括真菌修復、植物修復及無機污染物的生物修復等技術。生物修復技術具有廣闊的應用前景,但也存在一定的局限性,目前生物技術修復主要運用于土壤污染的修復,其他污染的修復尚不能采用生物修復技術。因此,為了擴大生物修復技術的修復范圍,在環境污染的修復過程中我們常常將生物修復技術與其他化學或物理方法結合使用,以取得最佳效果。
在環境保護工作中,環境生物技術作為一種技術手段,具有高效性,它無論是對環境污染的治理、修復,還是環境檢測都發揮了巨大的作用,鑒于環境生物的技術的重大作用,我們應該大力發展環境生物技術,不斷提高環境生物技術水平。
3如何發展環境生物技術的若干對策
我們從當前生物技術在環境保護工作中的具體應用可以得知,生物技術在減輕或消除環境污染和生態破壞等方面具有比較深遠的前景。因此,我們應該不斷開發和應用環境生物技術,從而提高環境保護的水平。
3.1制定實施環境生物技術的發展規劃。
我們應該深刻了解我國的環境生物技術水平,從我國的實際情況出發,以國家環境保護“十一五“計劃為藍本,制定發展規劃,確定具體步驟,逐步縮小我國與世界其他國家環境生物技術發展水平的距離。
3.2加大投資,加強環境生物技術的研究
政府應該加大對環境生物技術的投入,重點支持那些意義大、效益好、見效快的環境生物技術的研究、開發和應用項目。我們應盡快把國家的、地方的、科學院的、大專院校的環境科研力量組織起來,分工協作,重點攻關,使環境生物技術,由傳統的生物技術逐漸向新興的現代生物技術轉變。
3.3加快環境生物技術人才的培養
人才的培養,對于環境保護工作至關重要。我們應該采取多種方式加快對環境生物技術人才的培養。如各個高校增設環境生物技術專業,加大環境生物技術教育;培養研究生,派技術專家出國進修,與國外合作研究等。
3.4加強環境生物技術信息交流
當今世界,信息對于技術的發展提高最為重要。我國應該借助網絡這種方便快捷的平臺,盡快建立健全我國環境生物技術信息的交流網絡,以收集交流國內外有關的圖書、報刊、專題報告、會議文集和一些內部資料,并出版專業和普及型的刊物、通訊,及時反映研究開發和應用環境生物技術的動態,普及有關知識。
4結語
生物技術以其獨特的優點在環境保護領域被廣泛應用,并取得了很好的經濟效益和社會效益。我國作為環境污染比較嚴重的國家,應該構建一個有利于生物技術在環保中應用的良好環境,大力推進生物技術在環境保護中的應用,解決我國目前日益嚴重的環境問題,并為環保市場提供高品質環境保護高技術。
參考文獻:
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關鍵詞:農業種植;生物技術;應用
1生物技術的應用現狀
將生物技術廣泛推廣到農業種植中具有十分重要的意義,所以一定要加大對生物技術的應用。如今,經濟以及社會的不斷發展對生物技術的完善以及發展發揮了巨大的推進作用[1]。我國人口眾多,幅員遼闊,農業種植占據著非常重要的地位,同時也存在著很大的發展空間。如今,我國加大了對農業種植的推廣與應用,相關政策更加完善,支持力度不斷增大,為農業種植創造了非常有利的發展條件。近年來,我國的農作物產量不斷增加,其質量也得到了較大程度地提升,種類也不斷增多,進而提升了我國的競爭力以及綜合國力。但是,就目前的情況來說,雖然我國的農業種植得到了較大發展,但是與發達國家相比仍然存在著不小的差距,而發達國家的生物技術也領先于我國。雖然我國生物技術的應用時間較晚,但是我國加大了對生物技術的推廣以及支持,使我國的生物技術得到了較大發展并獲得了不小的成果,甚至在某些方面已經達到了先進水平[2]。
2農業種植中生物技術應用的意義
2.1提升農業產品的產量
我國是世界上人口最多的國家,雖然我國的土地面積較大,但是實際的農業種植面積卻十分有限,不能滿足人們日益增長的需求;所以,提升農業種植技術水平具有十分重要的意義。在農業種植中應用生物技術不僅能夠提高農作物的生產質量,而且能夠較為顯著地提高農作物的生產產量,滿足人們對糧食日益增長的需求,為我國的穩定發展奠定堅實的基礎[3]。
2.2提升農作物的質量
隨著現今我國經濟以及社會生產力的不斷發展,人們對糧食作物提出了越來越高的要求,農業作物不僅要滿足人們對于營養的需求,而且必須保證農作物的安全以及產品質量,最重要的是要提高農產品的食用安全性。所以,在農業種植中應用生物技術不僅可以滿足日益增長的營養需求,同時也能提升農作物的產品質量以及食用的安全[4]。
2.3防治病蟲害
病蟲害對農業種植的影響非常大,其會對農作物的產量以及質量造成十分不利的影響。所以,在農業種植中加強對生物技術的應用就可以對病蟲害進行有效地控制,進而提升農作物的產量及質量;同時,生物技術也可以顯著提升農作物的存活率。由于生物技術是通過應用轉基因的方法進行病蟲害的防治,進而能夠有效地提高農作物的食用安全。
3農業種植中生物技術的應用
3.1轉基因技術的應用
所謂的轉基因技術,就是指使用人工技術將生物的遺傳基因進行相應地剪切、加工和改造,再將其注入到需要改變基因的生物中,達到改變生物遺傳特性的一種技術。這種技術主要在于對需要基因的提取,對多生物的細胞進行相應地檢測。轉基因技術不會受到生物種類的限制,具有廣闊的發展前景。
3.2分子育種技術的應用
我國是世界上人口最多的國家,而且還在不斷增長,所以一定要提高糧食的產量,以滿足日益增長的需求。但是,由于我國的耕地面積有限,所以想要在有限的土地中種植更高產量的糧食作物,就要加強對生物技術的發展以及應用。其中,分子育種技術就能夠有效地提高農作物的產量,如袁隆平的雜交水稻就是運用了分子育種技術,這對我國的糧食產量的提高起到了非常重要的作用。生物技術中的轉基因技術有可能會對人們造成影響,但是尚未明確。所以,分子育種技術就得到了非??斓陌l展,與以前傳統的育種技術相比,分子育種技術更能夠滿足市場需求,同時也能有效地提高農作物的安全性及質量。所以,推廣及應用分子育種技術具有非常重要的現實意義[5]。
3.3組織培養技術的應用
隨著我國經濟的不斷發展,社會生產力的不斷提高,人民生活水平也得到了較大的提高。所以,現如今人們對于糧食作物的要求不僅僅停留在溫飽上,而是更加開始重視食品的質量以及食用的安全性。生物技術的應用就很好地提高了食品的質量以及營養價值,同時在食用的安全性方面也有較明顯的提升。組織培養技術能夠保留并提高作物的營養價值,同時提高其抗病的能力,滿足了人們的需求。其主要是以植物細胞的全能性為基礎,使植物組織能夠順利地在無菌環境中生長,并且可以加快植物的生長速度,保證作物的品質及安全,對于農業的發展和產品的安全具有極為重要的作用[6]。
4結語
現如今,生物技術能夠有效地提高農作物的產量,提高農作物的生長速度及抵抗力,從而改善我國農業的發展現狀。所以,大力推廣生物技術在農業種植中的應用,能夠為我國農業的健康可持續發展奠定基礎。
參考文獻
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一、課程教學內容安排
生物工程的內容十分豐富,有限的課時內不能面面俱到地進行較為深入的講授。因此,教師在教學內容的安排上,既要保證突出重點內容,又要兼顧知識內容的全面性。此外,還需要引入一些學科前沿成果,以跟蹤迅速發展的生物技術的進步。我們對于課程教學內容的安排,特別注意了以下幾個問題。
1.組建課程模塊,合理安排教學內容。以生物技術的應用發展為導向,將本課程的教學內容劃分成三部分:①緒論,介紹生物工程沿革及前沿。②生物技術基礎,詳細講述基因重組技術、蛋白質和酶工程、細胞工程的基本原理,技術路線及特點,旨在幫助學生建立牢固的理論基礎、掌握相關技術的應用方法。③生物技術的工程化應用及發展,重點介紹發酵工程、生物醫藥工程和環境生物工程,通過多個與人類生存和發展密切相關的案例的教學,培養學生綜合知識的能力、融匯創新的能力。
2.讓學生了解生物工程學科的全貌。課程的緒論部分分別從生物工程的沿革、生物工程的原理及特點、生物技術的應用及前沿發展、生物技術及其產業所發揮的巨大的社會和經濟影響力等角度進行講授,幫助學生標繪出一副生物工程的全貌圖:從基礎理論的研究突破、生物技術的應用發展、到滲透至各國民經濟主要領域中產生的巨大影響,期間產生的反作用又促進生物學基礎理論的研究突破。這個過程周而復始地推動著社會的變革與進步。
3.寬泛基礎知識面,強調理論聯系實際。生物工程是一個具有豐富學術內容的領域,而本課程課時有限,不能詳盡地涉獵各個知識點,因此,如何設置課程內容就成了影響教學效果的主要因素。本課程對基礎知識的教授強調的是“寬泛”而非“深入”,要求課程設置的基礎知識教學能夠滿足學生理解生物技術的基本原理即可,而對于生物技術的實踐應用則給予了重點關注。課程堅持理論聯系實際,運用綜合性案例,讓學生了解從基本原理出發到實踐應用的過程,學習綜合應用所學知識解決問題的方法,培養科學思維方式。
4.以生物技術的應用為導向設置教學內容,跟蹤學科前沿。在對課程的基本原理講授后,根據學生的工程專業教育背景和將來作為社會工作者的特點,我們引導學生學習工程化應用方法,這是更為重要的教學環節。這部分教學內容占據了整個教學內容的相當大的比重。如,微生物發酵工程、細胞培養技術使生物技術產品實現產業化;生物醫藥工程中集中了生物技術研究的前沿方向和熱點,各種生物技術在此融合;環境生物工程致力于建立人類與環境的和諧關系,以實現社會的可持續發展。本課程分別選擇這些領域中的主要內容作為重點講授部分,如轉基因動物制藥、單克隆抗體技術應用、固定化酶技術及酶法分析、環境污染的生物治理等,安排了較多的教學時間,以使學生更好地了解生物技術的新進展。
二、教學方法探討
生物工程學是生命科學與工程技術結合所形成的一門綜合性學科,基于研究對象(核酸、蛋白質)及層次(分子、細胞、個體)不同構建了不同的生物技術分支領域,同時基于應用領域的不同也形成了各自富有特點的應用技術,如生物醫藥領域中蛋白類藥物的生物構建和生產、環境治理與保護中微生物的生物轉化過程技術等。由于教學內容覆蓋面廣,為了提高教學效果,本課程在教學方法上進行了以下幾個方面的探索。
(一)以生物技術原理為主線貫穿教學活動
本課程的教學活動以生物工程的原理為主線展開,形成了基因工程、蛋白質和酶工程、細胞工程、發酵工程等章節,以使學生在較短的時間內掌握各種生物技術的原理和應用方法。同時,通過對生物技術應用較為深入的生物醫藥工程、環境生物工程等內容的安排,培養學生根據應用對象的特點和要求綜合應用所學理論知識的能力。
(二)理論聯系實際,引入案例教學
發酵工程是將生物技術產業化的重要環節,包含了從菌種培養到制備合格產品的過程。[5]菌種決定著發酵生產工藝方法,發酵工程中高產菌種常常是采用生物技術方法構建的。發酵過程調控是基于微生物的生命代謝過程,培養條件的變化可以影響代謝途徑。發酵產物的提取純化是依據待分離目標物質的特性及待分離目的產物和雜質之間物性的差異來進行的,是決定生產成本高低的關鍵因素。如果只是按照發酵工程的過程來講解技術基礎及過程應用技術,涉及知識點多,知識點之間的相關性較弱,這對于剛開始接受專業課程教育的本科三年級同學來說,接受起來有一定的難度。而以具體物質的發酵生產為例進行分析,更為形象化,也容易被學生理解和接受。授課時,我們以紅霉素的生產為例,分析了工程菌的構建方法與高密度發酵技術的應用,基于組分分離要求的分離純化工藝方法的建立等,并將自己多年科研的成果結合至授課內容中。僅就紅霉素的提取純化而言,工程菌的引入及發酵調控技術的成熟,使紅霉素發酵單位由原來的3000u/mL~5000u/mL大幅度提高至8000u/mL~10000u/mL,使得新分離技術的應用成為現實。目標產物的分離工藝由傳統的“板框過濾-溶劑萃?。涍^中間體鹽的結晶純化”發展為“微濾膜過濾-(納濾膜濃縮)-層析分離-結晶純化”新的分離工藝。該工藝利用層析操作的高分離效率實現了活性組分紅霉素A與雜質組分紅霉素B、紅霉素C的分離;通過結晶過程中關鍵因素的調節,如結晶體系的組成及組成物的濃度變化、pH、溫度、攪拌等,實現對產品粒度和晶形的控制,從而獲得純度高、藥理活性強的產品。案例的分析過程加強了學生們的工程概念,如發酵產物的提取往往會涉及結構相似組分的分離,其分離方法的選擇需兼顧分離效率高、分離條件溫和的要求;微生物發酵是純種培養過程,工程設備必須滿足無菌操作的基本要求,發酵罐需要具備良好的混合能力,較高的傳質、傳熱速率,且不能對菌體產生剪切破化;藥物的晶形和粒度與藥物的生理活性相關,現代藥物質量控制指標除了純度和雜質含量要求外,還有晶體的晶形粒度等結構指標要求;發酵產品的經濟成本和社會成本概念等等。實現一個抗生素藥物的現代化工業生產需要融合現代基因工程、細胞工程、化學工程的知識。
(三)課堂講授與專題案例的調研相結合
本課程通過典型實例的剖析,加強了學生對基本原理的理解,并傳授了生物技術的應用方法。我們時時跟蹤生物技術領域的發展,對授課案例進行更新,以使教學內容緊密聯系生物工程的新發展、新成果,體現該領域新技術、新水平,使學生感受到科學技術發展的巨大魅力,激發學習熱情。但是,本課程的教學課時有限,課堂上不可能對生物技術各領域均充分展開。為了彌補這一局限,本課程在教學上設置了“專題調研+課堂談論”環節,把生物工程應用專題案例的調研工作,以作業形式布置給學生去完成,并通過課堂討論及提交論文的方式加以考查。[6]專題論文的完成及交流以小組為單位進行,教師組織學生組成學習小組,要求各學習小組在給定領域范圍內對感興趣的專題進行調研和論文的撰寫。教師在組織學習小組之時,就將學習小組兩兩結對,要求各小組在完成本組專題調研的同時,對結對小組的課題也進行相應調研,并作為主審方在課堂上對結對組的專題內容設置提問,引導課堂討論,而其他同學則可以對自己感興趣的專題自由發表觀點。
本課程要求,小論文要按照《華東理工大學學報》的稿件規范撰寫,這也是對本科生撰寫科學論文的訓練,是專業素質培養的一部分。這種“專題調研+課堂談論”教學模式,能讓學生自動參與多專題的調研學習,達到鞏固基礎知識、拓寬知識面、深化專業認知的目的,同時能夠較全面地訓練和檢驗學生專業文獻查閱、分析材料、歸納總結及思辨應對的能力。實踐表明,這樣的學習方式效果突出。學生李曉陽在聽課小結中寫道:“分組演講、課程論文,每小組七八個人,不僅可以讓我們自己動手獲取知識,鍛煉了動手能力,還能夠培養我們團結協作的能力。只有分工合作才能把這項工作做好?!睂W生閆天一在小結中寫道:“老師講到了我國生物發酵工業發展的現狀,雖然我國(抗生素)產量居世界之首,但生產效率比較低、產品附加值低、污染嚴重,主要以半成品(原料藥)為主,這些都深深觸動了我。在化學制藥領域,我們仍是以仿制藥為主。在21世紀,我想我們大學生的責任就是讓中國不僅是世界的工廠,也要成為研發的中心。”
三、結束語
1、適應知識農業發展需要,創新農業科研教育組織
為提升農業科技水平,策劃農業科技發展方向與目標,加強科技計劃的管理與考核,“農委會”于1986年成立任務編組的“農業研究發展小組”,于1993年改組,確定該小組的主要任務:(1)農業科技發展政策及法規的擬定;(2)計劃的規劃、評審及預算編列;(3)計劃的推動、管理、成果檢討與績效的考評;(4)人才培養及國際合作的規劃、推動與管理;(5)科技會議的籌劃及其結論與建議事項的推動;(6)與相關“部、會”、學術及研究機構有關農業科技計劃的協調與聯系。隨后又改組為任務編組的“農委會”農業科技研究發展委員會。這一時期臺灣農業科技集中在“農委會”農糧處主管,部分科技項目由“農委會”有關業務處室管理。此外,“國科會”生物處主管臺灣地區農業生物科技的基礎研究。
為了適應知識農業發展的需要,“農委會”著手研究調整農業試驗研究機構,于2000年把擬成立“農業部”作為工作重點來抓,研究設置“農藝研究署”,從事全臺灣農業科技研發工作。
為了迎接生物科技新紀元的到來,“中研院”設立生物農業科學所,臺灣大學成立生物技術中心,中興大學成立農業生物技術研究所。民間企業于1998年投資12億元新臺幣成立了花卉生物技術公司,投資六億元新臺幣成立家畜疫苗公司。近幾年還先后把屏東技術學院和嘉義技術學院擴大為屏東科技大學和嘉義科技大學。
各有關農業科技的研究機構的分工是,“中央”研究院主要從事學術及基礎方面的研究工作;大專院校則以教學及訓練人才為主,研究工作為其業務的一部分;公營事業機構研究所及財團法人或類似組織的研究所從事專業性特定項目的研究工作;而原省屬的試驗研究機構為從事臺灣地區全面性的試驗研究工作的主干。有關農業科技研究發展對于基礎研究、應用研究、技術發展與商品化及應用,依上、中、下游各層次負責推動。
2、應對國際農業科技發展趨勢,加快高新技術創新步伐
1992年“農委會”農業研究發展小組依據《臺灣科學技術發展12年長程計劃及6年中程計劃》、《農業綜合調整方案》有關農業科技發展目標,以及歷次“行政院”科技顧問會議農業組顧問建議事項,確定生物技術、生物防治、種苗繁殖、栽培漁業、動物用生物制劑等五個領域的研究發展重點,加以推動實施。其灣“農漁牧產業自動化”十年計劃,約投入經費25億元新臺幣。
從1997年7月至2000年6月,臺灣“農委會”按照臺灣地區“跨世紀農業建設方案”中的有關“發展政策導向的產業科技”要求,在重點產業科技、加強生物技術的研發與應用、整合農業科技研究群及區域推廣體系、加速農業自動化與信息科技應用等方面研究取得一批成果。
2000年夏季,臺灣“農委會”研究擬定“邁進二十一世紀農業新方案”,做為2001年至2004年農業政策藍本。該方案提出了“發展農業知識經濟,厚植農業競爭得基”策略,明確了新世紀初臺灣地區農業知識經濟的發展重點。2001年臺灣農政機關用于扶持農業知識經濟發展的經費預算為450.01億元新臺幣,2002—2004年約需195.18億元新臺幣用于支持農業知識經濟發展。
2001年“農委會”制定臺灣地區農業各領域科技發展中程綱要,包括11個研究領域,分別是作物科技領域、林業科技領域、漁業科技領域、畜牧業科技領域、農業環??萍碱I域、農產品加工科技領域、農業自動化科技領域、農業共通性科技領域、農業生物技術領域、林業防災科技領域,“農委會”計劃從2000—2004年度,共投入241.56224億元新臺幣用于支持農業科技研究。
從上述分析可以看出,二十一世紀前十年臺灣地區農業科技發展方向主要是:(1)在生產方面:建立高科技、高效率的農業生產體系,提高國產農產品的市場競爭力,突出加強生物技術的研發與運用,創造臺灣地區農業的新綠色革命:加速農業自動化與信息科技應用,提升產業競爭力。(2)在生活方面:生產衛生、安全、高品質且多樣化的農產品,提升國民生活品質質,重點發展高品質且多樣化的農產品,滿足消費大眾需求;結合民間力量發展食品科技,帶動產業發展。(3)在生態方面:減輕農業生產對環境的沖擊,強化農業支持生態環境維護的功能,重點改進動植物生產、檢疫防疫技術與體系,保護國內農業生產環境;加強農業資源保護利用,維護自然生態環境。
3、大力推動農業生物技術的研發與應用
鑒于農業生物技術將成為21世紀世界產業發展趨勢,為了加快臺灣生物技術的研究創新及其應用技術的發展,突破臺灣農業發展與產業結構調整的瓶頸,提升傳統農業的技術能力,近十幾年臺灣在生物技術產業發展方面,不斷增加研發經費、人力和設備投入。
1995年8月臺灣“行政院”第2443次會議通過《加強生物技術產業推動方案》,并于1997年修訂方案內容,確定將農業與醫藥領域的生物技術,作為臺灣全力發展的重點科技?!稗r委會”為落實“行政院”《加強生物技術產業推動方案》,1996年優先執行了花卉種苗、動物用疫苗及生物農藥三個推動計劃。
1997年3月,臺灣“國科會”委員會選定農業生物技術為臺灣四個“國家型”科技計劃之一。同年10月,成立臺灣農業生物技術“國家型”專案計劃規劃工作小組。1998年1月,聘任該計劃個案咨詢委員會委員。1998年2月,臺灣農業生物技術“國家型”計劃的目標、規劃重點提交“國科會”委員會審定通過,推動執行,課題申請通過率為45.2%。1998年7月,公布1999年度第一期三年的課題補助金額,共有42項課題列入該“國家型”計劃。其主要研究目標是:(1)整合臺灣農業生物技術產業研發既有人力、物力與技術資源,落實產業應用,使農業生物技術在臺灣得以生根并茁壯發展;(2)加強本土性的具有產業發展潛力的農業生物技術產品,以提升臺灣生物技術產品的國際競爭力;(3)建立臺灣研發與應用體系,確保臺灣農業生物技術產業的永續發展,盡快提升臺灣的農業生物技術水平;(4)整合以產業發展為導向的尖端農業生物技術研究,把臺灣建成為亞太地區農業生物技術產業研發與營運中心,促進臺灣加入WTO后的農業發展。
該科技計劃的重點研究領域是:(1)、花卉及觀賞植物領域,(2)植物保護領域,(3)水產養殖領域,(4)動物用疫苗領域,(5)農產品保鮮利用領域,(6)農業環境保護領域,(7)保健及藥用植物領域。
4、加快農業科技管理創新
“農委會”為加強農業技術發展規劃及本會農業科技研究發展計劃的執行、管制與運作,設立農業科技審議委員會,該委員會的任務是:農業科技研究發展方向規劃的咨詢,農業各產業技術發展政策、制度、法規、策略及重大方案審議之咨詢,農業科研計劃資源分配審議的咨詢,農業科研計劃成果檢討審議的咨詢,其它農業科技發展事項的咨詢。委員會下設農業、林業、漁業、畜牧及生物技術五個技術領域審議小組,各技審小組的任務是:對“農委會”個別產業技術發展規劃及審議的咨詢,“農委會”科研計劃審查及管理考核咨詢,“農委會”科研計劃與業界合作事項協調及審議的咨詢,“農委會”有關科研計劃事項的咨詢。
為加強農業科技研究發展計劃執行績效評估,促使農業科技研究經費有效運用,“農委會”2001年3月6日成立農業科技績效評估委員會,該評委會的任務是:以農、林、漁、牧及生物技術等領域科技研究計劃為對象,評估過去該領域的研究計劃執行績效;評估農、林、漁牧及生物技術等領域科技研究成果所建立的技術,對提升臺灣地區農業產業競爭力的效益。評委會設委員23—25人,由“農委會”主任委員遴聘學養優異、經驗豐富,對產業科技、經濟充分了解的相關產、官、學、研界專家兼任。評委會在對各領域專業技術進行評估時,得視需要聘請該領域的相關專家若干位參與績效評估。此外,還在臺灣地區農業生物科技“國家型”計劃中設立了咨詢委員會,在臺灣地區農業科技中程發展綱要各領域聘請評審委員會。
二、注重農業科技投入,扶持技術創新
從下表可以看出,臺灣地區農業科研經費投入常年維持在較高的水平。
臺灣地區農業科技經費投入
年度經費年度經費
199621.135200145.04193
199715.3857200249.51840
199816.6880200355.26226
200029.79313200461.94672
注:2000—2004年為中程科技綱要需求估計數
1996年度(1995年7月1日—1996年6月30日)臺灣地區農業科研經費為21.135億元新臺幣(下同),其中農業基礎研究(含農藝學、園藝學、農業化學、畜牧獸醫、森林及水土保持、漁業科學及農業工程)的經費投入為3.9450億元新臺幣,其經費主要來源是“國科會”和“中研院”,共執行537個研究課題,參加研究人員1206人。同年度的農業應用研究與技術發展(含農作物科技、林業科技、漁業科技、畜牧科技、食品科技等)的經費投入為17.19億元,執行197項整合性研究發展計劃,參與研究人員5142人。
在研究成果方面,共有952篇研究、72本專著、934項技術報告發表,完成55項技術創新和923項技術服務,實現技術轉移18項,取得專利權6項、著作權3項。從1996年度的農業應用研究與技術發展的經費投入結構看,應用研究占70%(12.172億元),應用基礎研究占3%(0.439億元),商品化開發研究和技術發展占18%(3.077億元),其他研究占9%(1.504億元)。
1997年度臺灣地區農業科技應用研究與技術發展經費投入為15.3857億元。1998年度臺灣地區農業科技應用研究與技術發展經費投入為16.6880億元。從1998年度臺灣地區農業科技各領域經費投入結構看:重點產業及資源保育利用研究發展的經費為10.94648億元,農業生物技術領域經費2.12078億元,食品加工科技經費投入為1.79738億元,遙測技術及精準農業科技經費投入為0.44965億元,農牧漁產業自動化科技經費投入為2.60億元,其中重點產業領域內部經費投入結構為:作物育種及生產技術研究2.822億元,農業生物遺傳資源研究利用0.8億元,動植物防檢疫與病蟲害防治研究1.25755億元,漁業生產科技研究發展0.805億元,畜牧生物科技研究發展1.46606億元,農業廢棄物利用及公害防治技術研究0.44431億元,水土森林資源保育利用及水利科技研究0.95641億元,農業經濟、農產運銷技術與農民輔導研究0.52億元,農業科技人才培育、國際合作及計劃管理0.6億元,農業資導系統建立研究與利用1.07515億元。
“農業生物科技國家型計劃”經費,包括臺灣地區“國科會”、“農委會”、“中研院”、“環保署”和財團法人臺灣農業生物技術中心五部分的研發投入,預估1998至2001年度,總額達到8億元新臺幣。各年度分別為0.2億元、2.11億元、2.6億元和3.1億元。
三、加強農業科技推廣,促進技術成果轉化
1、制定農業技術成果轉化政策法規
主要包括《“行政院”加強生物技術產業推動方案》、《“農委會”農業科技計劃產學合作實施要點》、《“農委會”科技計劃已有成果擬進行產學合作加速商品化的項目一覽表》、《“農委會”科學技術研究發展成果歸屬及運用辦法》、《“農委會”主管計劃研究成果技術轉移執行要點》等法規。
《“行政院”加強生物技術產業推動方案》提出臺灣地區生物技術發展策略是加強研究發展與其成果移轉、擴散及應用,整合產、官、學、研的研究發展體系,成立“國家型”計劃,暢通研究、發展、生產三者之間的渠道,以加強生物技術產業發展。其中與農業相關的主要內容有:修訂生物性農藥開發相關法令規范;推動農業生物技術國家型計劃以花卉種苗、水產養殖、動物用疫苗、生物性農藥、保鮮技術等方向為重點,并落實于產業發展;加強花卉新品種智能財產權保護,并納入植物種苗法新品種命名及權利登記范圍的花卉種類,加強花卉新品種權利保護,以提高育種研發意愿,推動花卉種苗產業發展。
“農委會”為提高農業科技研發績效,鼓勵民間產業界積極參與農業科技研究與開發應用,以加速落實研發成果于產業發展,于2001年4月3日制定了《農業科技計劃產學合作實施要點》?!稗r委會”的經費支持主要用于人事費、研究設備費、包括雜支、材料、儀器設備維護等其它研究有關費用、管理費和必要的技術移轉費用。
《“農委會”主管計劃研究成果技術轉移執行要點》提出,移轉研究成果的技術或智能財產權給予廠商時,應以該成果作價取得價款。技術成果移轉作價原則以“農委會”資助研究總經費乘下列百分比收取之:(1)參與開發的合作廠商收取5%,未參與開發的廠商收取10—15%。(2)技術成果最終使用者若為供個別農家使用則收取5%,供農企業使用則收取10—15%。
2、推動農業科技推廣方面的研究
臺灣地區各年度的農業科研課題均包括與農業技術推廣和成果轉化方面有關的研究課題。從2001年度臺灣地區“農委會”主管科技計劃研究重點內容看,與推廣相關的研究主要有,在農業政策方面,設有《農產運銷制度、法規、批發、零售、渠道與市場的規劃及評估研究》在健全組織及人力資源,提升農業經驗管理效益方面,設有《農民組織功能研究》、《農業推廣體系研究》、《農村建設規劃研究》、《農業人力資源研究》、《農民福利制度研究》、《農業金融結構研究》;在農業生物技術產業方面,設有《推動花卉種苗、生物性農藥、動物用疫苗及水產養殖生物技術產業發展研究》;在農產運銷電子化方面,設有《推動產銷與網絡商城信息整合研究》、《農業自動化與電子化推動配合措施研究》、《農產運銷自動化及電子化研究》等。
從1999年度臺灣地區“農委會”主管農業科技計劃實施結果看,安排與農業技術推廣相關的研究課題主要有,《現有農業網站與農業推廣網絡系統評估》、《農業知識信息推廣體系研究》、《農業推廣遠距離教學系統的規劃》、《農業知識創新的傳播研究》、《作物基因轉移技術的開發應用研究》、《生物技術在植物病蟲害診斷與防治上應用研究》、《生物性農藥的生物技術應用開發研究》、《生物肥料的生物技術應用開發研究》、《應用生物技術加強花卉種苗產業發展研究》、《加強推動動物疫苗產業發展研究》、《農產品服務業自動化計劃配合措施研究》、《加強食品工業技術及管理的輔導》、《靈芝和樟芝菌種發酵培養技術開發研究》。
【參考文獻】
1996年、1997年、1998年“中華民國”科學技術年鑒,“行政院國家”科學委員會編印
“農委會”九十年度委外辦理之科技計劃研究重點、匯整單位及匯整人一覽表
關鍵詞:我國;現代生物技術;發展趨勢
1現代生物技術在農業中的應用
現代生物技術在農業方面有著極廣的應用。典型的成功事例諸如袁隆平教授培育的雜交水稻,他是利用生物基因重組將高產水稻和抗病水稻的優點集于一身。當前應用較為廣泛的轉基因技術,極大的提高了糧食的產量,尤其是我國較為稀缺的蔬菜的產量產量有了顯著的提升。現代生物技術在農業中的應用也極大的豐富了農業種類,諸如新培育出的太空辣椒、轉基因黃金大米等一系列新物種。這些新物種的形成在很大程度上改變了大自然生存法則,也加速了物種之間基因的交流。另外,生物技術對于農業最偉大的想法是將植物的基因植入到動物體內,實現動物的光合作用,徹底解決人類的溫飽問題,但是這種設想還是停留在最初階段,但是隨著科學技術的發展,很可能在某一天轉換為現實。最后,農業是我國生物技術未來發展的一大趨勢,對于提高糧食產量,促進物種間基因交流有著十分深刻的現實意義。
2現代生物技術在工業中的應用
生物技術和工業看似沒有聯系,但是實際聯系較為廣泛。現代生物技術在工業中最廣泛的使用就是制藥生產線,通過生產線的紐帶將生物技術和工業緊密聯系在一起。其次;生物發電也是生物技術在未來發展的一大趨勢,生物質能發電已經成為今天電廠供電組成系統中的一部分,但是,生物發電迄今為止還是停留在理論階段,并沒有真正的試驗成功。但是隨著生物技術的不斷發展和對重大難題的不斷突破,終有一天生物發電也將變為現實。
3現代生物技術在醫療行業中的應用
生物技術在醫療方面的應用最廣,生活中也最為常見。從之前胰島素蛋白的生成,到現階段抗青素的制造,無一離不開生物技術而存在。在現代的醫療行業發展中,生物技術的存在極大的推動了現代醫學的發展,例如;先進的神經中樞替代技術,采用生物電位差原理有效的將人體的神經中樞替代,而正確的傳達神經信號,在人體出現神經中樞受損或者神經中樞疾病時,醫生完全可以借助現代生物技術用電位差原理將人體神經中樞有效代替,從而使患者身體康復。生物技術在醫療行業中更為先進但也飽受爭議的就是克隆技術,克隆技術的存在使世界上生物不用實現繁衍而產生下一代,克隆羊多利就是很好的一個證明。現在在醫學上克隆人體心臟,種植人體耳朵、人工受孕、DNA鑒定等,這種先進的生物技術打破了傳統的醫療體系,為我國醫學的發展打開了新的一扇門。
4現代生物技術在軍事中的應用
生物技術在軍事中的應用較為廣泛,從古老的帝國時代的造船是模仿魚的姿態,并將其體態擴大,建造出了無堅不摧的戰艦?,F代高科技的雷達技術,是蝙蝠回聲定位技術的重要應用,對于世界各個國家的國防做出了重要貢獻。為了減少水的阻力,核潛艇設計借鑒了魚兒流線型的身姿,從而可以潛居世界海底。美國日本的千里眼監控,則借鑒了蒼蠅的眼睛結構設計。世界各國的軍事技術都離不開生物技術而存在,并且生物技術的存在極大的推動了世界軍事的前進步伐,為軍事發展做出了重要貢獻。但是,生物技術在軍事運用上也具有其兩面性。尤其是在戰爭中,生物技術的運用將對人體和世界和平產生極大的威脅,諸如細菌武器的應用。這種極端的生物技術在軍事上的發明,有效的增強了國家的戰斗力,但是這種有悖于道德的生物技術在軍事上的運用,將對人類乃是世界環境產生極大的危害,甚至是破壞生態環境。因此,生物技術在軍事運用上要發揮其優點回避其缺點,從而真正的將生物技術運用到軍事領域上來保衛世界和平而不是滅絕性的殺害。
結束語
現代生物技術有著較高的技術優勢,對我國社會進步有著重要影響。現代生物技術的發展趨勢受到社會各界的普遍關注。并且,現代生物技術對我國的農業、工業、醫療、軍事等行業都有著重要影響。分析我國現代生物技術的發展趨勢對生物技術的發展與我國社會的進步都有著重要意義。
參考文獻:
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關鍵詞:乳制品加工 生物技術
隨著近年來市場經濟體制改革和市場進程的日益深化,食品加工和風險已經受到了社會各界的強烈關注。尤其是我國加入世界貿易組織之后,如何通過生物技術的引入,提高乳制品企業的市場競爭力,提高乳制品生產加工技術與質量,完成企業和國際的接軌,早已成為各企業關注的重要課題之一。
1、生物技術的含義
生物技術就是利用先進的工程學技術、生物體系和先進的生物學,進而促進生物特性的改變達到物質的轉化,以滿足人們對各種產品的生產需求。我們可將生物技術分為以下三個階段:傳統的生物技術階段、近代生物技術階段以及現代生物技術階段。傳統的生物技術階段主要以釀醋、釀酒和醬油的釀造等為主;而近現代的生物技術則是以生物標本和發酵技術等為主的;而新型的發酵工程、基因工程、現代生物的反應工程、酶工程、生化工程和細胞工程等等,均屬于現代生物技術的階段。乳制品行業的各方面均有用到現代的生物技術,例如良種牧草和乳牛的選育、乳產品成分的改善、飼料生產和乳品質檢、提高產奶量等均與現代生物技術密不可分。
2、在乳制品的加工中應用生物技術的重要意義
2.1 生物技術的應用,有利于提高企業乳制品質量
通過將生物技術引入到乳制品加工企業,有效的提高了我國的乳制品質量,增加了乳制品的產量。生物技術的合理運用,實現了企業在可允許的范圍內提高產品質量和產量的目的。通常為了提高乳牛產奶量,可能會向乳牛注射某類激素比如牛生長激素(BST)這一新的生物技術的應用。
2.2 生物技術的應用,可增強乳免疫功能
生物技術在入職品的加工和使用中,可提高產奶質量,提高乳制品免疫功能。為了使乳制品企業在市場競爭中取得廣闊的市場,占據有利的競爭優勢,企業應當以SWOT分析為基礎,細分乳制品市場,并從中尋找突破口。利用生物技術,對細分的市場實行乳制品的質量改進措施,提高某方面產品的市場競爭力。舉例如下,嬰兒的乳制品市場,嬰兒尚未有完全的免疫系統,在嬰兒的乳制品中有目的的引入生物技術,對嬰兒的乳制品免疫功能加以改進,有利于乳制品質量和產量的提高,使乳制品企業生產出適宜于嬰兒食用的乳品,增強乳制品企業的市場競爭能力,減少企業的生產銷售阻力,使企業更容易趨避利害關系,更有利于企業社會使命的的完成。
2.3 生物技術的應用,可增強乳免疫功能
競爭力的概念是于二十世紀九十年代末期進入我國的,并深受社會各界的重視。目前公認的競爭力戰略研究的權威應為麥可.波特,他提出了有關競爭分析方法與技巧,并特別強調了競爭力應以企業產品的差異化能力與成本領導能力為本。但企業的核心競爭能力體現在不同方面:成本、產品差異等。乳制品企業同樣應當考慮自身的核心競爭能力,尤其是生物技術的應用,增進了乳制品企業和國際間的聯系,有利于產品質量的提高、強化企業核心競爭力。
3、生物技術在乳制品加工中的具體應用
3.1 生物技術的引入,加快乳蛋白生物的活性肽的開發
生物技術的引入有利于改進乳制品的產量與質量,及乳蛋白生物活性肽。乳制品的重要原料是乳蛋白,而乳制品的生產則依靠蛋白酶,該領域如此受重視的原因,就是其具有多種生物活性肽,經過水解乳蛋白,可獲取大量的生物活性肽。
3.2 增強乳制品免疫功能
嬰兒正處于發育期間,身體機能尚未發育完全,急需要母乳的保護。但在生物技術取得巨大突破的同時,新的乳粉的開發,并增添了免疫球蛋白,可有效的抑制并殺死腸道病原菌,增強嬰兒的免疫功能。生物技術的引入為乳制品行業創造了一個全新的發展空間。
3.3 生物技術的引用,可降低乳制品中苯丙氨酸含量
將生物技術引入到乳制品企業的加工過程中,可有效降低乳制品中的苯丙氨酸含量,降低乳制品產生的副作用。在乳制品企業的生產發展過程中,不但要滿足公眾對乳制品的強烈需求,而且企業所生產加工出來的產品也必須符合各項國際指標,使其有利于消費者身心健康的發展。苯丙酮尿癥屬于先天性的代謝異常病癥之一,這種病癥形成的主要原因就是酪氨酸不足,苯丙氨酸羥化酶阻礙了苯丙氨酸的轉化,致使大量的苯丙氨酸積存到血液中,大約在正常狀態的10倍,損傷了大量的細胞,影響嬰兒的智力發育。人體健康可能會受苯丙氨酸影響,尤其會對8個月到8周歲的兒童中樞神經造成難以恢復的損害。
4、結語
總之,為了提高企業的乳制品質量,優化企業的乳制品加工環境,提高企業的市場競爭能力,企業在乳制品的生產加工過程中應科學合理的引入:乳蛋白的生物活性肽、固定性技術、ATP生物熒光技術、利用乳脂肪修飾和降低乳制品中苯丙氨酸等的生物技術應用,極大的促進了乳制品企業的發展。因此,乳制品企業在以后的學習和研究過程中,應根據相關數據和定性對其進行分析,并使該技術的作用得到更加充分的發揮。
參考文獻
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【關鍵詞】現代生物技術 生物學 教學思考
【基金項目】畢節學院科學研究基金(院科合字G2012011號)。
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)06-0148-01
現代生物技術是建立在分子生物學基礎之上的生物科學與工程科學相結合的一門學科,是根據人們的需求和意愿來創新的生物機能和生物類型,實現造福和改造人類。隨著DNA重組技術、基因組計劃、干細胞的成功運用,逐漸發展成了系統生物學工程與合成生物學工程,不斷使生物技術涉及到環境、農業、工業、醫藥、海洋、空間等諸多科學領域中,可能會在進一步的細胞計算機、細胞制藥,乃至生物太陽能和環境保護方面均起到至關重要的作用。所以,現代生物技術在生物科學專業中屬于專業核心課程,這些課程的教學計劃、教學大綱在整個的教學過程中起到主導作用和地位。該課程也是一門綜合型和應用型很強的學科,可以通過實踐教學來鞏固專業理論知識,從而提高學生的實踐和創新能力,尤其是對于應用型人才的培養更為需要。
貴州工程應用技術學院生物科學一直都開設了現代生物技術理論課程,但由于缺乏實踐創新,導致大部分同學在生物技術的理論與實踐聯系不緊密,致使不能提高學生的學習興趣,在生物信息時代,生物技術在不斷的日新月異,面對新的理論知識和時間技術的發展,現代生物技術的教學內容也在不斷的更新,加上現代生物技術已經涉及到人們生活的方方面面,因此,在一定的教學時數下,根據教學內容,制定適合學生的教學方法、提高學生的積極性及教學效率,使得學生能理論聯系實際,把學到的知識得以應用,這就需要教師不斷的對教學手段與方法進行探索。根據現代生物技術課程的更新快、綜合性強、涉及范圍廣等特點,加之課程標準的要求,我們從掌握基礎、應用到實踐中的原則出發,對現代生物技術的教學已進行了思考,并加以實施。
1.教學指導思想
作為應用型人才培養為目的的學校而言,我們的教學必須實現“高效、實用、先進”。近年來,全球教育均把培養學生的職業能力作為教育的重點。大學生應該是高素質、高能力的人才,但是,由于受到學校培養教育模式單一的影響,造就了他們理論知識不能聯系實際,解決問題能力差,造就很多學生一畢業就失業。要解決上述問題,這就需要我們必須因地制宜、因材施教,讓我們的教學手段方法適應社會,讓學生成為應用型人才。
2.精選教學內容
《現代生物技術概論》所選用的是高等教育出版社,宋思揚主編教材,其余多種教材為輔,教學的對象是已經具備生物科學基礎學科知識和實驗技能的大四學生,他們對于生物前言知識和熱點話題都有著強烈的求知欲望[1-4]。怎樣才能激發學生的學習興趣,這就要求教師根據教學大綱和實際情況,對學習內容進行調整,講授可以分為:(1)介紹生物技術的概念、發展歷程、與其他相關學科之間的關系,著重介紹現代生物技術的應用以及怎樣推動社會的發展,激發學生對本學科的興趣,時刻關注生物技術的新成果和動態。(2)上游工程:包括基因工程、細胞工程、蛋白質工程、組織工程、胚胎工程以及轉基因工程。在這一部分的授課過程中著重強調研究思路及方法,怎樣利用這些技術去解決實際問題,帶動學生積極思考,為學生不斷創新奠定基礎。以細胞工程為例,在學生掌握了基本的理論基礎和概念的情況下,多多結合新的研究成果、新技術新方法來介紹細胞工程在動植物、環境、醫學等領域的應用、局限及展望。(3)下游工程:酶工程、發酵工程、生化工程、生物制藥以及生物醫學工程等,是加工應用階段,通過下游工程實現了產品的企業化、商品化,我們可以通過校企合作的方式,讓學生理論聯系實際,走出校門,進入到企業、工廠,醫院等地方認識與現代生物技術相關的產品和技術,讓學生親身體會到生物技術無處不在,這樣不但能激發學生的求知欲,而且也能提高學生學習的主觀能動性。
3.現代生物技術教學的幾點思考
3.1教學新理念的形成
教師應該在掌握學科前沿和動態的情況下,盡可能的將所講知識進行模塊化,如將現代生物技術在食品、動植物、醫藥、環保等應用以及安全性等問題進行分化,先讓學生自己到生活中去尋找和感受生物技術的應用,在查閱相關文獻、對有疑問的問題進行探討,提出各自的意見和觀點,最后在由老師解疑答惑,這樣學生不僅學會了獨立思考,而且也提高自己解決問題和分析問題的能力。
3.2優化教學內容
在教學的過程中,教材雖是教學的基礎,但體現教師專業水平關鍵還在于課程標準。對于不同的現代生物技術教材,內容側重點也完全不一樣。上課時大致需按指定教材上,但實際上一本教材不能完整體現出全部內容。那么,在教學內容設計上,教師可以選擇教材上沒有的相關內容(圖片、視頻、雙語等)來提高學生的觀賞性,把抽象的難理解的教學內容進行認識,不僅加深理解和記憶,也能夠拓寬學生的知識面。
3.3教學方法與手段的多樣化
在教學中,教師除用板書、多媒體等傳統教學手段方法外,更多應該實現產學研有機結合,在實踐中引導學生學習,通過一些探究性實驗項目、創新性試驗項目來培養學生的創新思維,對已有掌握的知識進行再次深入研究,讓學生敢于質疑、敢于假設、不斷提出自己的見解。一定讓學生不斷的通過實驗來完善理論知識。
3.4考試成績計算多樣化
對于課程學習的評價進行多元化考核:平時作業、上課回答問題、期末考試、實踐教學、出勤率來綜合評定。在試卷命題時題型一定多樣化、靈活化,一定與實際生活相聯系,能達到理論聯系實際、舉一反三,體現出學生具有自我解決問題的能力。
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[4]馬越.現代生物技術概論-(第二版)[M].中國輕工業.2015
目前,??坪透呗氃盒V饕轻槍γ庖呒夹g相關教學,課程的研究主要集中在醫學、藥學、護理專業,如廣東嶺南職業技術學院生物制藥專業、鄭州鐵路職業技術學院護理專業、四川、黔東南民族職業技術學院基礎醫學部、遼東學院醫學院免疫微生物教研室、鄭州牧業工程高等??茖W校動物醫學系、江西科技師范學院藥學專業等都有關于提高免疫學課程教學質量的相關研究。而關于生物技術專業的免疫學相關課程的研究只有幾所本科院校有研究,如江南大學、新疆大學等。上述提及的單位只是對如何提高某些課程如《免疫學基礎》的教學質量方面進行了研究,僅是提出了一些教學方法,如任務引領式教學法、多媒體計算機輔助教學法、小組學習法等,而沒有從行業對人才的需求出發,在專業教學方面做出調整,以適應新形勢下人才培養的挑戰。
2武漢職業技術學院生物技術及應用專業免疫方向人才培養短板分析
該院生物技術專業在免疫技術方向主要針對抗體的生產,在相關課程的教學、開發方面還存在一定程度的欠缺,使得培養出的學生不能勝任對抗體生產有較高要求的崗位,限制了學生的發展,也限制了該專業在當前發展契機下的快速發展。該院在免疫技術相關課程的教學、開發的欠缺有如下原因:①該院生物技術級應用專業于2012年由微生物技術及應用專業更名而得。而此前的人才培養還主要偏向于微生物技術應用,對免疫技術的要求不高,相關的免疫技術課程開設力度不大,只有《分子生物學》、《免疫技術》兩門課程?;A課程的薄弱,造成該院在免疫技術領域的人才培養力度欠缺。②此前該專業在已有的免疫技術相關課程體系不夠完整,與當前的免疫技術對人才的需求脫節。導致生物技術專業畢業生在免疫技術方面的專業知識和技能較差。免疫技術相關企業招聘該校的學生后,仍要花費人力物力培訓基礎技術。因此,為了提升該院生物技術及應用專業在免疫領域的教學質量,培養出具備免疫技術相關技能、滿足企業需求的畢業生,該專業應積極采取措施,走出人才培養困境。
3該院在免疫技術方向人才培養改革的應對措施
筆者自2013年7月到2014年7月,深入武漢某生物科技有限公司實習一年。該公司主要進行抗體的生產,是利用免疫技術進行生產的企業。該公司已經連續三年從武漢職業技術學院生物技術及應用專業招聘畢業生,是該院的深入合作企業。筆者在長達一年的實習過程中,了解了目前免疫技術領域的最新技術,掌握目前免疫技術領域發展的動態。更關鍵的是可以深入了解免疫技術企業對人才的需求點,并把這些重要信息反饋到學院,學院借鑒這些重要信息,使生物技術及應用專業在免疫技術領域的課程設置、課程開發、課程教學等方面與現階段的需求相結合并得到提升,從而培養出具備免疫技術相關技能的合格人才。
4重構該院生物技術及應用專業免疫方向課程群
筆者通過一年的企業實習,對抗體行業的整體情況有所了解,對抗體行業對人才的需求規格認識深刻。并對抗體行業所需要的技術進行歸類,然后重構目前免疫技術方向課程群,以期培養出抗體行業所需的人才。
4.1抗體市場的發展亟需高職生物技術專業培養掌握免疫相關技能的人才不考慮多克隆抗體在科研應用市場的營銷額,僅就單克隆抗體藥物在醫藥市場的銷售來看,2000-2013年,全球單克隆抗體藥物市場的復合增長率高達32%??贵w市場的規模逐年擴大,將吸引更多的人才加入這個行列。高職生物技術專業應抓住行業發展的機遇,積極推進專業建設,培養合格人才以迎合市場人才需求。
4.2積極適應行業需求,采取措施,力求改進人才培養現狀該院目前具有培養抗體行業所需人才的課程群及技能培養基礎。通過以上的企業實習及行業調查,不難看出,抗體生產企業需要掌握更多技能的人才。該院生物技術應用專業免疫方向必須要在現有的基礎上做出改進,才能滿足企業的需求。
4.3重新建構免疫方向課程群抗體行業所需的技能點必須通過拓寬免疫技術理論基礎并強化技能點培養才能達到。因此,需要增設相關課程。