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生物技术论文:农业生产生物技术论文
一、生物技术在农业生产中具体应用及存在问题
1、生物技术在农业生产中具体应用
现代生物技术是一门集多项顶尖技术与工程原理、信息科学等为一体的综合性学科。一般来说现代生物技术主要包括以下七项技术:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术、生物芯片技术。上述七项技术彼此之间是相互联系,相互渗透的。其中基因工程是核心技术,它能带动其他技术的发展。因此本研究以基因工程在农业中具体应用为例进行系统研究。
(1)基因工程在植物遗传改良中的应用
我国基因工程在植物遗传改良中的应用现状主要包括抗逆作物育种、品质改良育种和固氮育种等。例如在转基因水稻新品种培育、转基因玉米新品种培育和转基因棉花的研究与产业化等方面都取得了较好的成绩。在我国每年植物因病毒、细菌及真菌、害虫、杂草、旱寒盐、高温等因素给粮食作物、园艺作物及经济作物造成了巨大的损失。随着我国现代农业生物技术的发展,以上问题也正在一步步解决之中。目前我国已相续培育并成功推广种植了一些转基因抗病毒作物、转基因抗细菌及真菌作物、转基因抗虫作物、抗除草剂作物、抗盐碱作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高温作物等。例如在抗盐碱作物方面,刘岩、玉慧中等将抗逆基因mtlD和gutD基因转入植物,获得了烟草、玉米、水稻等植物的耐盐碱转基因株系;在抗旱作物方面,我国科学家把美洲拟碟抗冻蛋白基因转入番茄,得到转基因抗寒番茄。此外我国还成功培育了烟草、马铃薯、黄瓜、番茄等抗病毒作物和将Bt杀虫剂晶体蛋白基因与豇豆胰蛋白酶抑制剂基因复合在一起的双价抗虫棉。在抗逆作物的培育和推广方面,可以说我国处于世界经验丰富地位。
(2)基因工程在利用农作物生产食品中的应用
利用基因工程技术作用于农作物生产食品和食品添加剂主要包括三方面:改进食品原料的品质、改善果蔬采收后的贮藏保鲜性能和开发新型功能性食品。利用基因工程技术可对植物的蛋白质、油脂、淀粉、糖类、维生素等品质性状进行改良,也可延长果实储存期和改良食品风味。
2、生物技术在农业生产应用中存在的问题
(1)生物技术研究方面存在的问题
首先,基础研究比较薄弱。其主要原因:一是由于基础研究的直接性和可见性成果不是很显著,所以很多科研人员不愿意扎深根认真从事基础理论的研究;二是由于绝大多数人都没有认识到基础研究的重要性、基础性和长远性,所以我国在基础研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我国在基础研究方面无论是其重视程度还是资金投入和相关政策体制都存在很多问题。其次,应用研究还很欠缺。一方面是由于基础理论研究的薄弱决定了基础应用研究的缓慢发展。同时基础应用研究自身也存在很多问题。比如在植物基因工程育种方面存在如下问题:分离植物目的基因困难,导入外源基因的过程及其控制较为复杂。还有基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术各分支领域的结合度不高。第三,某些前沿领域的研究相对滞后。虽然我国在转基因抗虫棉、转基因水稻及家蚕基因方面处于国际经验丰富地位,也参与了一些国际重大的基因组破译计划。但是我国所真正拥有自主知识产权保护的专项领域还是比较少的。这主要是由于我国的生物技术前沿领域研究较美欧等发达国家相对滞后。比如说在生物固氮领域研究得不够深入,影响转基因效率的各种因素、植物光合作用机理等重大问题的研究尚未突破,特别是生物技术与信息技术、神经科学等学科的交叉综合研究还没有引起足够的重视。
(2)生物技术应用所导致的一些问题
首先,对生态的负面影响。现代生物技术的发展和广泛应用,为我们解决了许多重大的环保问题,同时也研发出了不少的新型高效环保产品。但是不可否认,由于其技术本身的发展历程和科学技术在大自然面前的卑微,生物技术的应用也可能引发一些新的环境问题。此外随着全球未来人口数量的继续增加,利用抗逆作物转基因品种扩大农业耕地面积的同时,氮素等农业资源的使用量也随之加大,造成氮素等矿质营养物质生物化学循环的改变,对水体的富营养化可能具有潜在的促进效应,产生不利于人类和动植物生存和可持续发展的不利后果。可见,生物技术在农业生产中的应用也可能引起降低生物多样性程度、改变土壤结构、污染环境等导致生态失衡的一系列问题。其次,对食物安全的影响。转基因食品的安全性问题是潜在性的。主要表现在三方面:一是转基因食品的毒性问题。在这方面,目前只有一些相关的试验报道,尚无人体的研究报告。研究者用转基因食物喂养大鼠,结果有的试验显示大鼠的免疫系统受到破坏,有的试验显示对大鼠没有影响。二是转基因食品的过敏反应问题。假如供体基因的作物具有使某一部分人产生过敏的过敏源,那么将此作物的基因转移到其他作物,这种转基因作物便具有引发过敏的能力。三是转基因食品中的标记基因对抗生素的抵抗作用问题。在这方面,相关研究显示可能性是比较小的,但是我们也不容忽视。
(3)人才紧缺
根据孟弘等人在《对我国生物技术人才问题的几点思考》一文中介绍据2012年统计,我国设生物科学、生物技术和生物工程三大专业的高校已从2011年的978所上升至1058所,招生人数在2011年就超过8万人。目前估计我国生物专业在校生总人数不低于45万,每年毕业的人数5—7万。估计到2020年,我国培养的生物专业大学毕业生总数不少于40万,我国生物技术发展已经具有了很好的技术人才储备。可知我国生物技术方面人才的储备还是很充足。可是仍然存在以下问题:一方面人才培养的速度远远跟不上人才的需求量;另一方面从国外引进的农业生物技术高端人才更是稀缺。还有我们国家派出到国外学习借鉴的人才也显得不足。同时在我国,培养既懂科研技术,也知道生产和市场动向的复合型人才体系尚未建立。此外食品安全评估体系人才的培养方案和模式的构建尚未提上议事日程。再者虽然我国生物技术人才的储备已经很充足了,但是这些从高校培养出来的生物技术人才其毕业后从事农业生物技术方面工作的人占整个生物技术领域的比重比较小。
二、改进生物技术在农业生产应用中采取的措施
1、加强农业生物技术的研究
(1)加强生物技术的基础研究
由于现代生物技术涉及的领域广、范围宽。所以,针对我国在农业生物技术基础理论研究方面的薄弱,我们应该继续加强分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫生物学、人体生理学、动物生理学、植物生理学、微生物生理学、生物化学、生物物理学、遗传学等生物科学基础理论的研究,同时也要加强与生物技术紧密相关的化学、化学工程学、数学、微电子技术、计算机科学等基础理论的研究。
(2)注重生物技术的应用研究
在生物技术领域,基础理论研究的目的是为了更好的服务于基础应用的研究。所以我们必须将基础理论的研究与基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术的基础应用研究相结合,进行紧密而系统的研究。进而将这些基础理论与基础应用的研究同计算机科学、信息科学和微电子技术等相结合而后应用于生物技术育种、生物饲料、基因工程疫苗和功能性食品的开发等农业生物技术重大领域的研发。从基因组测序的研究转向基因功能探测和蛋白质功能探测的研究。例如,在生物固氮方面,在我国农区的布局上,氮含量高的区域实行豆、禾、经济作物间套轮作,可缓解和排除氨阻遏的障碍,发挥根瘤菌的固氮作用,实现两种作物互惠和高产;在有条件的草地发展一定面积的豆、禾、牧草混播种植制度。
2、采取措施避免应用生物技术所导致的负面影响
(1)现代性与传统性相结合
除了加强生物技术本身的研究、完善相关体制与法规、加大人才培养和资金投入以解决生物技术在农业生产应用中所带来的一些不良后果、环境问题等,我们还应该把农业生物技术的应用与生态学相结合,把生物技术育种与传统育种相结合,把生物技术作物种植、养殖与传统作物种植、养殖相结合。做到充分利用现代高科技术的同时,又顺应大自然本身的发展规律。
(2)建立健全转基因食品安全评估体系
针对转基因食品对我们人体健康的影响是潜在的和隐性的,我国应建立健全转基因食品安全评估体系。为此,我们要确立科学客观的评价原则,既不能以偏概全,夸大威胁,也不能漠然视之,回避转基因产品可能存在的潜在危险。应投专款、定专人,将安全性问题设立为一项重要课题。从食品安全、生态安全着手,实事求是地个案评估,作出科学的评价,尽快制订和完善国家生物安全管理的法律、法规体系。使转基因食品的安全评估落到实处,使老百姓对转基因食品买得放心、用得安心。一方面我们要科学合理地应用生物技术,建立健全相应的法律、法规体系和管理机构,加强转基因生物的进出口管理。另一方面我们要加强、扩大科普宣传,提高全民对转基因食品的安全意识。
3、加大人才的培养
我们不仅要加强农业生物技术研发人才的培养,以弥补我国农业生物技术科研力量的薄弱。同时我们还要在有机会的科研院所、生物技术公司派出一部分科研人员到国外学习、借鉴。对没有机会的科研院所、生物技术公司,也要争取创造机会选派有关人员到国外学习和借鉴。当然我们还需要从国外引进农业生物技术方面的高端人才。特别是注意培养既懂科研技术,也知道生产和市场动向的复合型人才。还有食品安全评估体系人才的培养也是其重要的一方面。此外相关机构部门应该出台一系列鼓励、支持的政策和措施,以便更多的生物技术人才更好地为农业生物技术效力和服务。
作者:张建学 单位:安平县农牧局
生物技术论文:教学模式医学院校生物技术论文
1医学院校生物技术专业开设临床医学课程的必要性
1997年教育部正式批准,在高等院校设立生物技术专业,并于1998年颁布了《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》,规范了生物技术专业的培养目标、主要课程和学制。专业课程包括微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子主要生物学及基因工程、细胞工程、微生物工程和生物化学工程,涵盖了生命科学和生命工程的基本知识和技能,并以此构成了生物技术专业课程的基本框架。医学院校是医学生物技术人才培养的重要基地,临床医学也是医学生物技术应用的主战场,医学生物技术与临床医学相互依存、相互促进,缺少基础医学与临床医学专业知识和技能的生物技术专业毕业生,在未来的实际工作中不能很好地满足医药领域的科研及创新要求。这就提示我们,在医学院校生物技术专业开设临床医学课程,有着迫切需要和实际意义。我校生物技术专业自招生之初就开设了临床医学课程。生物技术专业有了临床医学的指引,人才培养基础更加扎实,方向更加明确。同时,具有一定临床医学知识的生物医学人才,能够更好地将自身优势辐射到传统医学专业上,为临床医学的发展提供新视野,开拓新思路,注入新的活力。医学生物技术已经在临床医学的发展中发挥了革命性的作用,如基因工程药物和疫苗、单抗导向药物、人工血液代用品等已广泛应用于癌症、传染性疾病和一些遗传性疾病治疗。同时,许多临床新问题、老难题,也越来越多地依赖于生物技术的发展,相关疾病的基因定位、组织工程、干细胞研究方面也都取得了重要成果。显然,医学院校生物技术专业开设临床医学课程既是生物技术学科发展的需要,也是临床医学发展的需要。
2医学院校生物技术专业临床医学教学现状和问题
2.1课程体系和教学内容照搬临床医学专业本科教育
课程体系和教学内容是培养目标的直接反映,是培养人才素质、提高教学质量的核心环节。生物技术专业临床医学课程体系和教学内容,应该紧贴生物技术专业实际需求,有针对性地进行设置。然而,目前大部分医学院校生物技术专业临床医学课程体系和教学内容照搬临床医学专业本科教育,将内科、外科、专科教学内容按照病因、临床表现、病理、诊断、治疗、预防等毫无取舍地灌输给学生,呈现教师教学无特色、无重点、无思路,学生学习无方向、无兴趣的状态。这与学科设置初衷和社会人才需求脱节,不能培养学生的自主学习能力及创新能力,没有达到预期效果。
2.2课程目标不明确,考核要求不严格
目前大多数医学院校对生物技术专业临床医学教学不够重视,没有真正意识到临床医学对该专业学生今后发展的重要意义。医学院校生物技术专业临床医学课程目标应该是:使学生具有一定临床思维,了解临床医学前沿和需要,并能在医学发展和临床需求中找到生物技术的落脚点、发力点,运用所掌握的生物技术理论知识和技能,从事相关领域的科学研究、技术开发,最终为医学问题的解决开辟新思路、提供新方法。但是目前医学院校对于生物技术专业临床医学课程目标认识比较模糊,在教学过程中需要学生掌握哪些内容、掌握到什么程度没有一个明确的标准。考核过程较为敷衍,甚至没有考核,使临床医学课程开设存在“鸡肋化”的危险。
3医学院校生物技术专业临床医学教学内容
医学院校生物技术专业人才培养,在强调基本素质共性的基础上,应该有不同的培养类型和专业方向。医学生物技术专业临床医学教学内容必须体现职业生涯发展目标,尊重学生多样性选择。目前的教学内容和课程体系不能符合专业发展和人才培养需要,不能适应现代医学发展需要,不能考虑到多样化、个性化、专业化,因此有必要对医学院校生物技术专业临床医学教学内容进行改革。
3.1紧贴实际,重点突出
临床医学是医学生物技术的出发点和落脚点,在课程设置上除了要整体介绍临床医学概况外,重点是要筛选出能够体现生物技术学科发展价值以及与生物技术知识有交集的内容,体现出医学生物技术特色和资源优势,如临床诊断的新方法,基因诊断、基因治疗技术在肿瘤及其他疾病中的应用等;而疾病的临床表现、物理诊断及常规治疗方法等内容应该淡化。这样才会贴近生物技术专业实际,更好地激发学生学习热情,避免浪费学生有限的精力。
3.2以临床问题为向导,以临床难点为突破
医学生物技术发展动力就是临床问题。医学生物技术的发展已为我们解决了一个又一个医学难题,开辟了新思路,提供了新方法,已有很多成熟的、新兴的生物技术应用于临床实践。因此,应将目前临床上亟待解决的问题和需要突破的难点贯穿在教学中,引起学生的思考和学习兴趣,从而更好地把生物技术和临床医学结合起来。
3.3着眼前沿,广泛涉猎
生物技术专业临床医学教学内容需要不断更新和发展。临床医学的最前沿往往与生物技术的发展密不可分,因此要把临床医学中近期的焦点和热点引入教学中,让学生体会医学生物技术对现代医学发展的重要性,增强荣誉感和使命感。同时,临床医学不断进展的案例也是很好的教学事例,让学生了解前辈们是如何发现问题、分析问题、解决问题,并推动医学科学向前发展的。但也要照顾到医学发展的冷门分支,给学生拾遗补缺的机会,在大家忽视的老问题上做出新文章。
4医学院校生物技术专业临床医学教学模式
生物技术专业临床医学教学模式应该有别于临床医学专业,要更加突出多样性、灵活性和自主性,较大限度调动学生积极性,将课程的作用发挥到较大化。
4.1课堂教学与课外教学相结合,选修和必修相结合
压缩课堂教学时数,将教学主战场放在课外,把更多的时间交给学生进行自主学习。增加选修课数量,鼓励学生选择自己感兴趣的方向进行探索。生物技术专业将来不从事临床医疗工作,对临床医学知识的学习应该是有重点和有取舍的,这个选择权不应掌握在教师手中,而应留给学生。让学生在课外通过文献查阅、学术会议、网络交流等多种形式,学习对未来职业发展有帮助的医学知识。
4.2大师进讲堂,将导师范围扩展至临床学科
师资队伍建设是实践教学体系改革的关键。目前生物技术专业临床医学师资结构中,中级职称教师比例偏高,真正的大师偏少。应该把临床医学的“大腕”请进讲堂,因为生物技术专业的导师往往更重视具体的新技术、新方法,而对临床医学前沿需求知之甚少,缺少宏观思路和顶层设计。这些可由临床导师很好地补充,他们扎根临床数十年,对疾病的发生发展、治疗的难点要点有更、深入的认识。要鼓励学生参与到临床导师的科研课题及科技创新活动中,使其不仅对原有理论知识和技术有更清晰的认识,还锻炼了临床科研思维能力;使学生能更地把握现代医学发展的脉搏,找到自己感兴趣、能钻研、有出路的研究方向,对未来职业发展进行合理的规划。
4.3启发为主,传授为辅
生物技术专业学生将来主要从事科研工作,应该是临床医生的益友良师。其临床医学教学不应以传授方式为主,而应采取引导、启发的方式,加入讨论及案例教学,让学生自己思考问题,用专业特长来分析问题、解决问题。强化学生创新思维和综合能力培养,在教学环节中启发学生自主学习和自由学习。在教学方法和教学手段改革中,坚持理论联系实际、基础联系临床的教学理念,强调教学过程的“四结合”:密切结合科研,密切结合临床,密切结合实践,密切结合新进展。
4.4考核评价与教学目的相统一
考核指标的科学性、合理性是教学目标能否实现的关键。长期以来,各医学院校生物技术专业临床医学课程多采用以试卷考试为主的考核评价体系,无法体现该专业注重分析、注重实践和注重创新的特点,不利于学生创新意识和实践能力的培养。对于生物技术专业而言,临床医学课程考核应采用多种方式,如讨论、综述撰写、案例分析、参加和完成导师科研课题等,考核内容应重思维、轻内容,重分析、轻解决。这将有利于提高学生学习兴趣,激发创新思维。总之,医学科学是一门传统的学科,生物技术是一门新兴的学科,在生物技术专业开设临床医学课程,是在传统学科与新兴学科之间架起了互相沟通的桥梁,高质量的临床医学教学必将推动生物技术专业学生整体水平的提升。两者有机结合,将有利于培养接地气、思路清晰、视野开阔、能力出众的医学生物技术专业人才。
作者:黄罡 刘轶永 邢茂迎 邱福建 张潇海 单位:第二军医大学第三附属医院
生物技术论文:环境监测现代生物技术论文
1PCR技术
PCR技术是一种将特异性DN段在体外合成方法,也是聚合酶链式反应。通过PCR技术,环境中的有害生物,包括病毒,病原菌等都可以被监测到。过程主要包括分析与监测PCR扩增产物、PCR扩增靶序列、提取模板核酸等。不仅如此,环境中的特异性种群也都可以通过PCR进行监测,甚至基因表达都可以以之来测定。同时,PCR也可以用来对环境中基因工程菌株进行跟踪监测。
2生物发光监测技术
大自然非常神奇,各种各样的生物都有。而在其中有些昆虫会发出亮光,比如萤火虫。其实不止萤火虫等昆虫,包括真菌、细菌等在内的许多生物也都可以发出亮光。这些细菌天生对土壤中的重金属敏感,会根据重金属的多少而发出强弱程度不同的光。只需要通过判断其放射荧光的强度便可以对其所处环境的污染程度完成监测。较之常规监测方法,生物发光监测技术具有监测方便、快速、特异性强、灵敏度高等特点。
3生物酶技术
3.1处理功效高
生物酶技术利用微生物和酶结合,极大地提高了其处理污染的效率,较之通常的化学和生物方法,生物酶技术可对有机物进行快速降解,速度得到极大提升,是传统方法的百倍。将生物酶技术应用到污染物之后,可迅速祛除污染物的臭味,同时也能对水质进行净化处理,甚而降低COD、BOD5、氨、氮等的含量。这也是有些洗衣粉品牌在广告语中强调酶含量的原因所在。
3.2适应性更广
生物酶技术通过微生物和酶的结合,大幅度增加了微生物对环境的适应性,使得微生物可以在多种生存条件下得以生存并逐渐适应多种温度和pH值范围。如此一来,微生物便可以在低氧环境中也能有效发挥作用。
3.3更有针对性
生物酶技术现在拥有多个研究配方,甚至多达四十多种。可在不同领域、不同用途和不同的污染环境中广泛使用;即使碰上处理不了的,也可根据具体治理对象的具体情况,专门研发出针对性的、具效力的配方。
3.4治理成本低
生物酶技术产品投入资本小,但治理效果却十分显著。无需花高价购买地皮建厂,也不必购置大型仪器,在综合治理成本上有着明显优势,非常值得采用。
3.5纯绿色环保
当今环保意识已逐渐渗透到每个人们的心中,绿色产品成为人们普遍关注的焦点。而生物酶技术产品由纯天然菌种和酶复合后生成,在它的成分内既无转基因,也不包含任何的化学物质,也自不会给环境造成二次污染,是一种生物技术在环境保护应用上非常值得大力推广的环测方法。
4生物芯片技术
生物芯片技术起源于速测试试条发明后的次年,亦即1995年,通过这项技术,数以万计的基因的表达情形都可以被自动且迅速地监测出来。依照固定于芯片上的探针种类的不同,生物芯片可分为基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片以及组织芯片等。近日,国外的一个博学生物学家通过不断研究,发明了一种新的,独特的,可提供更多基因信息的组织芯片和细胞芯片。较之基因芯片或蛋白芯片,组织芯片可提供的信息更为庞杂,对于环境监测而言更为有用。因此许多环境科学家逐渐意识到了生物芯片技术的强大,并将之引入到环境科学研究中来。在科学技术较为发达的西方国家,他们基因学研究的新趋向便是基于生物芯片技术的环境基因学。作为科学技术稍显落后的我国,在生物芯片研究上成果并不那么突出。好在国家自然基金委与科技部都对这项新兴技术予以大力支持,并将之列入了前沿课题项目中,相信在不久的将来,我国的生物芯片技术也会取得非常成就。
5生物传感器技术
电子科技技术研发的不断深入、以及生物技术的研究的持续发力,使得生物传感技术应运而生,并获得人们的逐渐认可。它的特点在于高度集成化、微型化和自动化,能够快而有效地帮助环境监测进行有害物质分析。不仅常被用于环境监测,在食品工业与生物医药领域也都应用广泛。生物传感器通常由转换器和敏感材料(分子识别单元)俩个部分构成,其特点为:测定速度快、成本低、且操作简便。相信在未来会被广泛应用于环境监测中去,会大有所为。
6结语
近年来,现代生物技术在环境监测中的应用逐步增多,尽管受限于其方法和生物材料的来源,存在一定的问题,但都会在未来逐一被解决。笔者坚信现代生物技术在未来将对环境监测以及其他应用方面起到不可替代的作用,也将给我国的环境保护贡献力量。
作者:李菁华 单位:贵州省黔南州环境保护监测站
生物技术论文:植物病虫害防治生物技术论文
1生物技术在防治中的应用
在研究生物技术的工作中,其中有项工程叫作基因工程,它的应用也十分重要,在防治植物病虫害的过程中应用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生长中对病害不是主动免疫的,而是需要适当的媒介进行诱导,那么这个起诱导作用的媒介就是CP基因,它能够有效的增强植物对病虫害的抵御能力。CP基因的应用能够有效的减少植物在生长过程中可能会出现的病害,它能增强植物在生长中对病害的免疫功能。RP基因是可以对病毒进行复制的复制酶基因,病害为了能够对植物产生影响,需要不断的组合,而复制酶则是利用编码对病毒进行一个新的组合,统称为“聚合酶”。它能够快速的融合病毒的DNA,并且能够补全植物在生长中所缺失的复制酶基因,因此,病毒复制能出来就会受到影响,使病毒能够不影响到植物的生长。Sat-RNA是一种低分子,它需要在植物生长中产生了病毒才能实现复制,植物生长中没产生病毒使其不能实现复制,它在复制的过程中会影响病毒之间的复制,从而降低病毒成长率。Sat-RNA在防治植物病虫害的过程中具有一定的积极作用,研究中应当给予重视。
2生物技术在防治虫害中的应用分析
生物需要维持正常的新陈代谢就需要含有一定的基因,而蛋白酶抑制剂则是大多数生物体会含有的一种基因,它能够有效的抵御外界各种蛋白水解酶,因此,蛋白酶抑制剂能有较好的能力防治生物体内造成的破坏。近几年来,国家科学技术不断提高,生物技术也随之快速发展,使得更多的学者和研究人员对蛋白酶抑制剂研究越来越广,尤其是在抵御病虫害这方面做得更加的突出。在生物的正常情况下,蛋白酶抑制剂能够有效的破坏病虫体内的氨基酸,从而使得病虫因缺少氨基酸而无法进行正常的生长和生活,直至病虫死亡。这种杀死病虫害的方式已经得到广泛的使用。它能够有效保障农作物的生长,提高农作物抵御病害的能力。
3生物技术在防治草害中的应用分析
植物自身抵抗除草剂的能力很低下,但是生物技术能够将对除草剂具有良好抗性的基因转移到植物中,这样使植物能够更好的生长。这些对除草剂有良好抗性的基因中包括上面所介绍的酶基因,能够有效的分解除草剂,通过这些基因之间的作用来达到抗草害的作用。生物技术的应用能够有效的杀死草害,使得植物能够健康成长。如今,科学技术的不断进步,也使得人们对环保的意识也不断增加,因此,在生物技术的研究中应当更注重对环境的保护,不能一味的研究而忽略环保。
4依靠生物技术培养出抗病、抗虫的新品种
农作物在生长的过程中会出现许多的病状,比如:病害和虫害等,最主要的就是病害和虫害,这2个是导致农作物产量下降的主要因素。近几年来,使用生物技术来培育抗病、抗虫的植物是一个新的趋势,它是按照有关病虫害的要求,将能够防治病虫害的基因,经过生物技术来进行移植,移植到植物中,使得植物能有健康的成长,并且在生长的过程中不断的繁殖出新的抗体,能够有效的防治病虫害的破坏,使产量上升,带来经济效益和社会效益。
5总结
科学的快速发展也使得对植物病虫害的防治得到了提升,生物技术的发展能够有效的提升学者和研究人员在植物与病菌之间更深一步的研究,更加化的了解不同种类的植物对于不同细菌分子的抗性,从而研究出更好的基因,通过不断地改良和研究来提升生物技术的成长。这也将更加利于提升植物在生长过程中对病虫害的防治,使得植物健康的生长。本文探讨了基因在防治过程中对植物所产生的作用,同时也对现代生物技术防治病虫害的有效性进行了研究,期待生物技术能有更加发展,提升防治病虫害的防治技术。
作者:窦宝峰 单位:衡水市桃城区农牧局
生物技术论文:专利保护生物技术论文
1我国生物技术专利保护状况
我国生物技术专利保护主要体现在以下几个方面(1)保护动植物品种,根据专利法当中的规定可以得出,不论是针对传统生物学的培育方式还是其他类型的饲养动植物新品种等,或者是直接通过现代化的杂交及基因工程来直接获得的植物新品种,都不可授予其专利。(2)遗传物质及微生物菌种,这种生物技术是可以授予相应的专利,同时也可严格按照当代生物学的分类方式来证明微生物菌种既不属于植物,同时也不属于动物方面的品种。而且在专利法也明确规定,微生物菌种可以授予其相应的专利,并以此来促使其获得相应的专利法保护。(3)生物制品,这主要是指一些微生物或者是微生物的代谢成分,动物或者人的血液加工而成,主要用于预防、治疗以及诊断相应的传染病或其他的疾病的免疫制剂。专利法就针对这些生物制品明确指出可以获得专利权的保护。
2我国生物技术专利保护当中存在的问题
2.1法律存在矛盾冲突,不够系统规范
很多西方发达国家都对生物技术的保护制定了专门的法律规定,但是在我国仍然没有一部较为完善的生物技术知识产权保护方面的规定,所以在整个法律规定当中就很容易出现重复性的矛盾冲突和各种不确定性的因素等。而且这其中多数规定都是通过国务院部门的规章条例形式来出现的,所以在法律效力方面存在一定的限制。在其真正的效力位阶上仍然低于法律的效力,所以就很不利于国家生物遗传的资源保护。这对于我国这样的农业大国来说在植物品种权方面就必须要给予其充分的重视,所以就必须要制定一套完善的、系统化的法律制度。
2.2法律空白,立法不够严谨
由于我国在专利法方面的基础较为薄弱,因此通常都是借鉴西方发达国家的法律经验来进行,所以这就很容易出现一种脱离我国国情,照搬照抄他国的情况。这就很容易导致我国农业科技的发展处于一种停滞的状态,从而直接导致科研人员出现严重流失的情况。而且在人力资源增长的速度也变得越来越快,结果最终导致农业科技方面的人力资源在我国全国的科技资源方面的比重开始急剧下降,这主要都是由于立法不严谨所导致的。不但在这种立法上面不严谨,同时在很多新技术方面也存在较多的法律空白。
2.3法律条文可操作性低
我国大多数的法律效力都是体系在成文法当中,而且在真正借鉴西方国家经验的过程中,也都只是引进了相应的原则性的规定,并没有在这个基础上做出相似的规定,因此在法律真正的适用过程当中,其只是相对引进了相应的原则性的规定,并没有做出一些比较具体化的规定,因此就有大多数的规定明显缺乏相应的可操作性。而且在我国也没有做出一些细化的规定,比如在公共秩序和道德之间的条款,这些都在实践当中难以把握,严重缺乏相应的可操作性。
3改进生物技术专利保护的对策
3.1完善专利权条件
针对生物技术专利保护方面的问题,就必须要严格的根据生物技术的科研发展水平来采取相应的对策。这就要求其必须要具有以下几种特性(1)新颖性,这主要也是针对生物技术的发明创造当中所具有的新颖性进行有效的审查,并以此来制定新颖性的审查标准。对于物质之间的组合主要也是为了能够区别其和天然物质之间的特性,并促使其具备新颖性。(2)创造性,这主要是将近期技术和目前已有的技术来进行对比分析,并以此来发现和找出其中的实质特点以及显著的进步等。(3)实用性,在我国专利法当中明确规定,衡量一项技术的实用性主要是找出此项发明的实用性,并以此来判断其是否能够真正进行制造和使用,并能够通过此来产生相应的积极性效果。
3.2拓展生物技术专利保护范围由于我国的专利法的发展经历了多年的发展历程,因此同时囊括了多个范围的专利性保护,比如在微生物方法及产品获得相应的专利权就充分的说明其大大的拓展了专利所保护的范
围,这种形式相对于发达国家来说明显处于一种首慢半拍的状态。而且通过国际专利制度发展史也直接表明,在某一个技术领域当中,专利技术越完善,那么其在这个技术领域当中就具有的的专利控制权也能够因此促进相应的领域产业迅速发展,所以就需要拓展生物技术专利保护范围。
3.3构建生物技术专利保护机制
这就必须要给予科研机构相应的创新性的动力和目标,并以此来杜绝其科研和生产之间出现严重脱节的情况。而且在改革开放之后,市场经济的发展体制开始改变,在生物技术方面就更应该构建相应的生物技术专利保护机制,这样才能真正促进知识经济的发展,从而有效的提升生物技术专利的分配效率,最终促进生物技术产业化的发展进程。
4结语
综上所述,生物技术专利保护研究必须要正视其在法律方面欠缺的问题,要严谨立法,构建一套完善的生物技术专利法规,这样才能真正促进生物技术产业的稳定发展。
作者:舒霏霏 单位:国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心
生物技术论文:生物技术环境保护论文
一生物技术在环境保护中的应用
1运用生物技术处理废水
1.1活性污泥法
微生物类型非常多,不一样的微生物它们的特性是不一样的,按照它们自身的特点可以分成很多的去污措施。利用微生物的喜氧性使水和污浊物分开,这种微生物可称为有生命的去污剂。接下来介绍具体的去污措施。在受污染的水里面有很多化合物,此类物质是很多生物的食品。将大量含有氧气的空气注入被污染的水中,水中的各种微小生物迅速地得以繁衍,与那些被污染了的有机化合物一起漂浮于水面,其中喜氧性微生物将水中溶化了的有机化合物作为食物,不断地繁衍增多,水中被污染的有机化合物消除,将处理后的水与漂浮物分开。
1.2生物保护膜法
这也是利用微生物喜氧性进行污水处理的一种方法。具体做法如下:首先要进行微生物保护膜的挂膜。在生物滤池中投放滤料,使那些喜氧性的细菌和大量的真菌粘附在过滤性的材料表面,形成一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体。在生物滤池中微生物保护膜与水充分接触,溶于水中的被污染的有机化合物被微生物保护膜吸住,变成了他们的食物,被污染的水得到处理。此措施在当前阶段的应用非常普遍。
1.3天然微生物处理法
大自然里面有许多的微生物,通过它们来治理污水效果非常好。人们可以建立大小合适的生物塘,把土地合理的的处理,在其附近布置围堤等,借助里面的微生物来实现污水处理的意义。主要是利用菌藻的共同作用处理污水中的有机污染物。在生物塘中各种菌藻通过光合作用提供大量的氧气,用以溶解有机污染物,这些被溶解的有机物成为好氧微生物的食物,从而达到污水的净化。生物塘污水处理系统具有建设投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。
1.4厌氧生物处理法这是利用
一些微生物的代谢过程,不需要氧气就能将水中的有机底物降解进而转化为甲烷、二氧化碳的有机污水处理方法。这种处理方法分为酸性消化和碱性消化两阶段。在及时阶段,在产酸菌分泌的外酶作用下,大分子有机物变成简单的有机酸和醇类、醛类氨、二氧化碳等;第二阶段酸性消化的代谢产物在甲烷细菌作用下进一步分解成甲烷、二氧化碳等构成的生物气体。这种废水处理能耗少,是一种低成本的废水处理技术。它是一种将废水处理与能源回收利用相结合的技术,十分适合废水浓度高,环境污染严重的部门使用。
2生物技术应用于废气净化处理
现在较为常用的废气净化方法主要有:利用微生物进行过滤法、利用微生物对某些废气的吸附法,还有微生物洗涤法。通过微生物开展的废气处理工作和之前的处理措施比对来看,它的优点是所需的资金较少,而且不存在危险,不会生成垃圾。它指的是结合废气的特征和微生物自身的独特性,借助吸收以及过滤等步骤开展的处理工作。吸附法主要是含有胺、酚、乙醛等污染气体通过微生物时,它们会将气体吸附,净化效果非常好。而过滤措施指的是当有气味的气体经过生物体的时候,它们就对这些气体分解。
3生物技术应用于固体废弃物处理
所谓的固体废物具体的说是在开展生产工作时生成的废弃物质,以及生活产生的废弃物质和水净化生成的污泥等。当前我们常用的处理措施有三种,分别是积聚,深埋以及焚烧。对于及时种来讲,它是最早使用的措施,当前已经不再使用了,这个措施的缺点是它的占地规模很大,由于很多的废弃物制聚集到一起,也会生成难闻的气味。对于第二种来讲,它指的是先确定一个场地,然后挖掘出坑洞,将废弃物制放到洞里面,再在上面盖上一层土,这时在封闭的区域之中,物质就会发生各种反应。除了盖上土之外也可以在上面开展建筑工作或是种植植被等。对于焚烧来讲,它具体指的是将废弃物品加以高温,不过此措施在开展的时候非常耗费资金,而且面对后续的污染现象。我们可以将废弃物质中的有机物获取出,将其变为肥料,这样不但能够节省资金,还能够再次使用,不论对于生态亦或是农业发展来讲都是很有帮助的。
4生物技术应用于环境污染修复
所谓的微生物修复具体的说是通过微生物自身的代谢活动把生态中的有毒成分去除的一种科技,当前常用的措施有三种,分别是增加透气数,补给营养,添加生物群。通过微生物本身独特的生命活动治理环境,把自然界中的有毒成分去除。在之前的很长一段时间内,我们国家在利用该项技术的时候都是参考国外的案例和工艺等来进行的。在经过长久的发展滞后,获取了很多成就,不过却很少涉及理论方面的内容。最近几年,该项技术的发展速度加快,此时的修复内容也增加了很多。除了之前使用的修复技术之外,目前还使用了植物以及真菌修复等措施。能够利用生物修复科技的区域非常广,结合具体的处理环境可以分成很多种,比如土地生物修复、堆积物生物修复、用水生物修复和大海生物修复等;而按照参加者的具体状态又可以分成自然界生物修复和人为生物修复,人为生物修复又包括原位置生物修复、移动位置生物修复和运用器械帮助生物修复。
二结束语
目前生物科技被大量的应用到环境保护中。它不但能够监测并且治理环境,还能够经由微生物来清理环境,把废弃物质经由微生物变成宝贵的资源。除此之外,它还可以改善生态氛围。当前常用的的措施有、生物固态氮代替化学肥料、使用微生物农药杀虫、开发生物资源。
作者:胡志冉单位:赤峰市环境监测中心站
生物技术论文:园艺植物实验教学生物技术论文
一、园艺植物生物技术开放式实验教学模式
1.实验内容开放园艺植物生物技术实验教学本着丰富实验教学内容、革新实验教学方式的核心原则,以培养学生创新能力为最基本的目标,提出以下园艺植物生物技术开放式实验教学模式。实验性质由验证性实验过度为综合性、设计性实验。传统教学中验证性实验占总实验学时的80%以上,采用开放性实验教学,验证性实验压缩到20%以内,增加了综合性、设计性实验内容。
2.实验场地开放实验场地是制约学生开展创新性实验的主要原因。以部级植物生产类实验教学中心为平台,采用开放式实验室运行机制,结合学科点开放实验室,为学生自主选择和设计实验提供了良好的条件。实验室配2~3名研究生协助管理,仪器设备采用预约登记制度,使用前须经专人培训合格后才能使用。实验耗材按实验计划,由实验室统一提供。
3.实验时间开放以3~4人为一个实验小组,以小组为单位安排实验时间,实验室一次可以同时安排6个小组开展实验。实验时间由以前固定时间,改为课程理论授课3周开始至学期末前1周结束。学生可以根据自己的课程安排,合理选择实验时间。实验室时间采用预约制,由实验室管理人员统一安排。上班时间由实验室管理人员负责实验室,节假日和晚上由研究生协助管理实验室,为学生开展开放实验提供充足的时间。
二、开放式实验教学取得的效果
1.实验教学方式开放,激发学生兴趣在大多数同学印象中园艺植物生物技术实验教学以实验方法、手段、技术为主要内容,这些内容过于抽象,通过授课形式讲授或单独的验证性实验,学生理解效果很差,很难达到掌握实验内容的目的。任何研究都是从好奇和怀疑开始的,通过典型的生物技术实例,如柑橘细胞融合获得原生质体杂种、植物遗传转化获得转基因植株,人类基因组测序及园艺植物基因组测序的不断完成,生物信息学预测基因的功能分析等,这些实例在网络上的介绍与视频非常多,通过网站浏览和视频观看,让同学们真正了解生物技术的神秘与贴近生活的两个方面,将抽象的概念转化为切实可行的操作行动。
2.实验时间及空间开放,提高动手能力实验室的开放,即仪器设备和时间概念上的开放,在一定程度上可以解决实验人数多、实验室及仪器设备严重不足的问题。例如,生物分子实验室的定量PCR仪、PCR仪、离心机、核酸仪、电泳仪、紫外投射仪等,实验时间一旦开放,学生可以用充裕的时间来把实验独立完成,不会被课程所限制。通过开放实验室,本科生可以在课余时间多次进入实验室。同时,研究生可以一对一或一对三的带领本科生进行实验,开展相关的扩展实验内容,开阔视野,提高动手能力,还可以更好地参与教师的科研项目,增加教师和学生的交流机会。
3.实验内容开放,自主设计试验在教学内容上打破原有的实验课程结构体系,优化实验内容组合与创新,注重设计性、综合性实验,充分利用网络资源、视频资源及生物公司的广告资源,提高学生的技术应用能力和创新能力的培养,促进学生在学习能力、创新能力和社交能力等综合能力的培养。根据专业培养目标和实验条件,突出实用性,根据学校实验条件提出以下实验内容进行选择与优化。通过开放实验教学内容,学生打破传统的拟定学时的验证实验内容,充分利用学生的自主性进行大量的设计性、综合性实验教学。学生在学校提供的实验条件的前提下,自选实验内容,自定实验步骤,自选仪器设备,自己处理和分析实验结果、实验数据,给学生提供了创新思维的自由空间。这将有利于激发学生的自觉性和主动性,有利于培养学生的创新能力。自觉接受现代教育技术新的成果,把信息技术与学科有机的融合在一起,为学生创设良好的学习情景,突出双向性、参与性、互动性。在实验操作环节,鼓励学生独立完成操作,独立分析结果,发现问题。
4.实验结果灵活,革新考核与评价体系通过综合性、设计性实验,学生将与老师的课堂交流转变为通过面对面、QQ、微信等其他平台,对实验进展随时进行分析、讨论及总结,并且学生通过查阅相应的资料,得出科学合理的实验结果。开放式综合性、设计性实验,实验结果的不确定性也避免了同学之间相互抄袭、模仿。因此,既增加了学生动手操作的机会,又有利于学生系统的掌握园艺植物生物技术的实验方法和技能及分析与解决问题的能力。开放式实验教学除在以上方面进行开放外,同时也革新了实验教学的考核与评价体系,与以往实验成绩包括实验课堂成绩与实验报告成绩之外,在实验教学方面补充了实验设计、实验准备工作、结果分析与讨论的考核内容,形成了实验方案撰写(20%)+实验前的准备(20%)+实验过程(30%)+实验结果分析(30%)的实验教学考核体系,评价方式分为优、良好、中等、合格,不及格五种不同的方式。
5.园艺植物生物技术开放式实验教学展望通过开放式实验教学能够很好的避免学生被动实验的客观现象,充分激发学生积极的动手能力,并通过实验结果分析和与老师的面对面沟通改变以往实验教学中动手不动脑的现象,更能诱导学生正确、客观的认识生物技术,并且培养其探索生物技术领域新趋势的科研兴趣。因此,开放式实验教学非常适合于本科生园艺植物生物技术的实践教学,对人才培养来说至关重要。
作者:毛娟陈佰鸿杨宏羽李作进单位:甘肃农业大学园艺学院
生物技术论文:玉米育种生物技术论文
一、基因工程育种技术途径
例如植物的抗虫、抗病、抗倒、高产、品质等都可以通过转基因技术得以改变。尤其是现代的高科技技术蓬勃发展,转基因技术有着发展的良好环境,相对于其它育种途径,转基因技术可以培育出更多更好的植物品种。另外,所培育的新品种有很好地适用外界环境的能力,能突破不同植株的差异化,使得植株的性能大幅度提高。1983年研究成功后,转基因作物从1996年的170万公顷直接增长至2003年的6770万公顷,有5大洲18个国家的700万户农户种植,其中转基因大豆已占全部大豆种植的55%,玉米占11%,棉花占21%,油菜占16%。当前,玉米的遗传工程研究大多数体现在以下三个方面:一是培育抗病虫害的转基因玉米;二是培育抗除草剂的转基因玉米;三是培育抗旱抗涝、抗寒等转基因玉米。一般来说,玉米转基因技术主要有:载体转化技术指的是玉米通过农杆菌质粒介导的转化系统进行基因的转换。DNA直接导入转化技术包括基因枪法、PEG法、电击法、超声波法等。种质转化技术包括花粉管通道法、子房注射法等。
二、分子标记辅助育种技术途径
分子标记技术在我国的发展尤其迅速,被大范围的应用到玉米自交系的遗传多样性分析当中,对于玉米群体优劣的划分、玉米的抗病抗逆性能、玉米雄性不育系等多方面的研究有着非常重要的意义。另外,在深入进行玉米遗传多样性的研究上,可以为玉米种质资源收集、亲本的选择、玉米种类的划分、基因组建等多方面提供必要的技术和数据支持。与此同时,分子标记技术的应用,可以帮助基因在改善玉米的杂种优势预测方面的科研工作有所突破,避免由于玉米的先天遗传方面的不足带来的低产效应,给玉米的品种的培育提供了更为品质的品种资源。在实际的玉米自交系遗传变异研究中,分子标记可以更好地进行杂种优势群的划分。相对于玉米自交系纯度,分子标记育种技术的方法可以更为、简单易操作,保障玉米自交系纯度质量。指纹图谱是分子标记技术在玉米育种上的显著应用,可以通过指纹图谱建立植物品种的汇总。同时,分子标记技术可以更为的区分先天遗传差异较小的植株,使得培育的技术更为,并且分子技术培育被广泛应用于植物新品种保护领域。目前,我国在玉米新品种保护方面也已经取得不小的成就,逐步建立起自交系和杂交种的DNA指纹图谱数据库。数据库的好处是更为方便鉴定植物基因类型,尤其是一些并未有被记录在指纹图谱中的品种分类。作为结果,分子标记技术可以为更好地监测玉米育种群体的遗传多样性提供必要的数据支持,也为育种专家如何选择品质的杂交组合提供理论依据。
三、结语
综上所述,生物技术的应用与发展为玉米育种带来了新的生机与活力,通过生物技术的应用可以培育出更品质的玉米品种,对玉米常规育种技术来说是很好的补充。同时,生物技术在玉米育种中的应用势必会带来育种水平的提高和突破,能协调好常规育种同生物技术两者的相互关系。只有两者相互结合,相辅相成,才能促进玉米育种在原有的基础上培育出更多的品种。这就要求一定要实现常规育种和生物技术的统一,拓宽玉米育种的新途径,为我国的农业生产奠定坚实的基础。
作者:刘敏
生物技术论文:PBL教学法生物技术论文
一、教学改革
1.PBL问题设计教师根据教学大纲要求对选定的内容编写PBL提纲,设计若干问题,提出教学的总体要求及预期目标。PBL教学是通过问题引导学生主动学习,故问题的设计是教学中的关键环节,因此教师在各章教学过程中按照大纲要求设计了若干问题。例如,基因工程制药PBL教学问题:让学生通过举例详细说明基因工程制药工艺过程,并根据各自生产实例回答以下问题:目的基因的获得方法及原理?将目的DN段与载体重组的原理及方法?构建基因工程菌或工程细胞的原理及方法?重组工程菌的发酵工艺及特点?同时请学生进一步思考:如何提高目的基因的表达水平,实现高效表达的措施有哪些?请谈谈基因工程药物的质量控制与化学药物的区别?常做哪些项目分析?再例如讲到转基因技术制药,请同学们结合目前转基因技术的应用,探讨转基因产品的安全性并进一步思考转基因技术在制药领域的应用前景?完成课程讲授后PBL问题:思考针对严重危害人类健康疾病的恶性肿瘤、SARS等,请运用所学知识开发相关的预防、治疗药物或诊断试剂,并阐明原理及方法?
2.PBL教学方法在教学时,采用个人查阅资料、小组讨论、学生代表发言、教师引导总结的方法。首先对学生进行随机分组,每组4~6人,以小组为单位选定一个内容,如基因工程制药这章,每组各选定一个基因工程药物,各组成员在组长的组织下先查阅相关资料,再结合所提问题进行思考,然后在组内展开讨论,形成报告,并做成PowerPoint演示文稿由小组成员向所有同学陈述自己小组的成果。教师及其他同学可针对不清楚的地方进行提问,对有意见不一致的问题可展开讨论。由教师进行总结归纳知识体系,针对其中重点难点做进一步精讲,并注意将教材中相关知识点纵横联系起来,对仍有未理解的问题,留给学生课后进一步探讨解决,并给予指导。成绩评定在PBL教学中,教师根据各组学生的介绍及在课堂讨论中的表现,对每位同学分别评定成绩,并作为平时成绩计入期末总成绩中。
二、实施效果当采用PBL教学
激发了学生的学习兴趣,调动了学生学习的能动性。以往学生课堂上只注重听教师讲授知识,记好笔记,很少提问,课堂气氛较呆板,采用PBL教学后,课堂气氛活跃,学生提问明显增多且思维活跃,有的是针对所学的知识难点,有的是对扩展的知识,并且会针对某些热点问题与同学与教师展开讨论,学生的学习不局限于大纲的内容,对知识涉猎更宽更深更新。采用结合PBL模式的教学方法与传统教学比较,学生成绩有了一定提高,平均分较上一年度提高了3.7分。特别是主观题回答中,有些问题在教材中没有直接答案,需要运用所学知识进行分析总结,采用将PBL和LBL结合的教学方法的学生得分率明显高于未实施PBL教学的学生。
三、讨论
1.1PBL教学法应用在教学中的优点采用PBL教学法极大的调动了学生的学习兴趣和积极性,使学生变被动学习为主动学习;以问题为切入点的学习,让学生带着问题学习,培养了学生分析问题处理问题的能力;以小组为单位的学习,锻炼了学生的团队合作意识;通过在讲台上介绍,与同学之间的讨论辩论,锻炼了学生的口头表达能力,提高了学生的综合素质。同时PBL教学法的运用对提高教师自身的素质及教学技巧具有促进作用,要求教师不但对本专业本课程内容熟悉掌握,还应当扎实掌握相关学科知识,并要具备提出问题解决问题的能力、灵活运用知识的能力、严密的逻辑思维能力,还要善于调动学生积极性、寓教于乐、控制课程节奏等技巧,故对教师有了更高的要求,对教师也是一种锻炼。
2.存在问题在教学过程中我们也发现存在一些问题,由于本课程开设在药学本科大四上学期,到课程后期小部分学生会由于双选会、考研等原因需要花费较多精力和时间,而PBL教学中学生需要在课外消耗很多时间搜集各种资料,进而影响学生的其他安排,导致部分学生未能很好的参与到PBL教学中来。在今后的教学中预备通过进一步调整教学方案及进度,改革成绩评定方式,调整学生成绩评定标准,提高平时成绩比例等,以更好的促进学生参与到本课程学习中。
作者:王俊王芳张开莲单位:泸州医学院药学院
生物技术论文:DNA计算机生物技术论文
一、生物技术已经或者正在改变的事情
1.新型药物研发
药到病除,多少年来,仅存留在人们的耳边,也是前辈们的一个梦想,虽然现代医药日新月异,但是仍然有大量疾病缺少真正有效的手段,根本做不到真正的“药到病除”,耳熟能详的艾滋病等许多病毒性疾病、中风、心血管等退行性病变,以及许多遗传性疾病,仍然是现代医学的难题,医药的真正发展不是改头换面,而是要“药到病除”。甚至有一些现代的经典的药物,也在与微生物的斗争中,疲于应付。面对不断变异的细菌,使得药物的研发能力出现疲软状态,只能在功效上画蛇添足,生物技术的充分应用,让药性更加个性化,相信在未来,靶向性药物,纳米药物将成为药物研究过程中重要的载体,而与传统的药物结合,共同构成真正强有力的治疗工具,我们很是期待!
2.组织工程与器官移植
生物工程主要包括基因工程、蛋白质(酶)工程、发酵工程及细胞工程这四大工程。这些生物组织都随着干细胞的技术快速发展,已经不同程度地出现新的组织形态,比如,人类目前已经能对某些细胞的分化方向进行人工控制,使得人类对组织工程和器官移植期待得到空前的提高。生物技术已经挽救了不少绝症患者,当然,目前的技术离应用还有很长的距离,但是新的技术,如三维组织培养,定向分化技术使得人类能够在体外复制出一些简单的组织.对于复杂的组织和器官,相应随着技术的不断发展,仍然有可能成为现实。
3.生物酶学工程
细菌是人类的朋友,生命力非常顽强,微生物的生命力能够在极端环境下生存,如强酸,强碱,高温,极低温,强辐射,高重金属等条件下很好地生存,如果通过生物酶学工程,改变组织结构,通过人工的诱变措施,“制造”出许多具有特殊能力的菌种,通过器官移植,为人类造福。这些微生物能够将许多“无用”的物质转化为有价值的产品,从而在生物冶金,生物炼油,生物清除垃圾,为新能源奠定一定的基础;也能将许多人类难以转化的产品进行轻易转化,如某些酶可以将纤维素直接转化为糖,能够高效率产生一些难以得到的生物制品。并且在制药,药理调制中得以大现身手,在食品工业中也广泛应用。
4.分子育种与生态农业
农业是关系到民生问题,是国家层面的战略问题,最近几年,全球正面临粮食的危机,如何能够让粮食增产,提高粮食品质是摆在科研专家面前的难题,同时,如何开发高产,高营养,抗病虫害,抗恶劣环境的优良作物,成为全球的关注的焦点。通过资料分析,目前在育种方面有两种模式,分别是传统育种模式与分子育种模式。其中分子育种模式正处于初级阶段,不过从科研成果来看,逐步显示出巨大的优势,并且不断被民众接受。最主要的是转基因作物,目前转基因作物在全球不断扩散,部分也逐步成为主流产品。任何改变都需要过程,需要很多的产品配合,某一种人类需求变为现实,其它产品跟不上的话,也是对新技术的一种伤害,所以,在推出一种新的技术产物的时候,希望我们可以有相关产品作为协助,避免一种恐慌,生命是需要延续,更需要维护。
二、生物技术将要改变的事情
1.新型生物环保技术
环境污染已成为人类发展的重要障碍,也是一个国际议题,确实是人类面临的一个重大问题,同时也是一个国家能否实现可持续发展的重要环节。现在看来,生物技术的推广和应用,通过生物技术在其它方面取得的成绩,生物科技在环境保护方面可能会扮演一些重要的角色。我们希望新的技术可以对现有的污染起到改善作用,同时不希望产生一种新的污染问题。让环境污染不再是传统的粉尘污染这么简单,把包括粉尘、重金属等无机物、有机物、环境激素等对生态体系的破坏降到低,通过生物科技,在生态修复,有机物降解,粉尘净化,水中磷清除等方面都有不俗的表现,从而可以对气候变暖等问题上起到一定的缓解作用。
2.生物能源
能源问题是一个人类生存的问题,虽然祖先给我们留下很多我们享用的能源,但是传统的能源终究有枯竭的24小时,需要我们在利用传统能源的基础上,利用新的技术为后人留下一定的能源保障,或者我们可以开发新型能源,让新型的、低污染、可再生的、清洁能源成为人类的希望。生物能源不仅仅是利用可再生的生物质,如拮杆,一些高含油量的作物(如油桐),生产柴油,乙醇等能源;同时生物技术还能在其它能源上起到重要的作用,如太阳能的高效利用,沼气能源的利用等等。相信,随着生物技术的发展,这些替代能源不久就可以成为我们的财富,而这些能源的产生都不会离开生物技术这个载体,它可能会扮演一些重要的角色。
3.智能机器人与DNA计算机
因为切割的DNA并不能直接进入到细菌等宿主细胞中,需要通过合适载体才可能转入到宿主细胞中,并随宿主细胞繁殖而复制。科技的发展,带来了计算机的应用与普及.而生物科学在计算机领域有巨大的应用,如DNA计算机,神经网络计算,高智能的机器人。象DNA计算机,在未来十年,有可能成为现实,高智能机器人,在20年后,有望走到大量的用户家庭中,成为家庭成员的一分子。这些新的技术将大大改变人类的生活方式。另外高性能的计算机,还能实现许多现在不能实现的功能,如虚拟世界的模拟,全球环境气候变化的模拟与预测等。
4.人工生命的延续
微生物的进化速度超越了人类的想象,各类病毒,细菌迅速变异已给人类和动物带来致命的危胁.而人类自身仍在加剧这些危胁,因为人类现在可以人工合成一些简单的生命.相信,未来十年,或二十年,会合成一些较为复杂的低等微生物,那么,这些新的技术会不会成为人类生命的延续呢?人工生命是福是祸,只有等到出现以后,我们才知道这一切。现实总要来的,总要去面对的,我们为这个现实的实现努力吧!
三、结语
新型理论是总是基于现有的基本模型,从多方位进行诠释,引领新的时代潮流,生物技术发展同样如此,人体是系统性的结构模型,从宏观的整体,到细胞,到分子信号间的相互作用体系,都将被重构。已经成为现实的生物产物,面临前所未有的考验,有些边缘理论不仅影响到生物科学的本身,还会带来一系列的技术上的革新,生命科学与生物技术日益受到世界各国的普遍关注和重视。生物技术产业显示出强劲发展势头,成为当今高技术产业发展最快的领域之一,将会影响到我们的生活的方方面面.
作者:牟天一单位:东北育才学校高中部
生物技术论文:环境保护生物技术论文
一生物技术在环境保护中的应用现状
1生物技术在环境监测中的应用
1.1生物芯片和生物传感器应用于环境监测
生物芯片、生物传感器是利用固定在载体上的生物大分子与检测对象间的特异性地相互作用的原理做成的检测模块。载体上的生物大分子与检测对象相互作用的过程中发生的物理或化学变化现象转化成生物电信号,检测系统将电子信号放大,可得到与生物转感器或生物芯片相互作用的环境物质的相关信息。这类检测方法灵敏度高、针对性强、检测速率快,目前已有产品成功应用于环境监测领域,诸如生物需氧量生物传感器、微生物毒性生物传感器等。
1.2生物免疫检验
生物免疫检验是利用检验系统的免疫自我识别功能,对环境毒性物质进行抗原或抗体的特异反应而检测环境毒性物质。该方法灵敏度高、针对性强、操作方便、成本低,目前已广泛应用到环境污染物的实时监控领域。
1.3Ames实验
1975年美国加利福尼亚大学Ames教授建立Ames实验。该实验广泛应用于食品、化妆品的致突变性。方法适用于测试样品中的混合污染物,反映的是多种污染物的综合致突变效应,是一种较好的环境潜在突变物的预警手段。
2生物技术在废气治理中的应用
随着现代工业的发展,不可避免的会产生大量有机废气,如不经过处理直接排入大气层中,会产生严重的空气污染,最终危害人们的健康。有机废气的处理方法有物理法、化学法、生物法等,生物法是基于“双膜理论”发展而来的新技术,与传统有机废气处理方法相比,具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点,因此,应用生物处理技术净化有机废气逐步成为应用越来越广泛的有机废气治理新技术。生物法治理废气工艺有很多种,比如生物滤池法、生物滴滤法、生物洗涤法、生物吸附法等。生物法理有机废气包括气液转化阶段、生物吸附吸收阶段和生物降解阶段三个阶段。诸如,美国有公司利用微生物分解有机物的能力处理工业性恶臭气体,取得了满意的除臭效果,且无二次污染产生,德国的科学家利用生物滤池法处理含硫化氢气体,90%以上硫化氢得以去除。有机废气生物处理技术是一项新兴的新方法,不但成本低、能耗少,而且处理效率高。但是,应用生物方法处理有机废气也存在着不足之处。比如,生物法在处理低浓度有机废气时效果良好,处理高浓度有机废气的治理效果欠佳,生物过滤法所用填料的比表面积、孔隙率等直接影响有机废气的处理效果,高比表面积、高孔隙率的填料方面的研究和产品还很少,有待更深入的研究。
3生物技术在污水净化中的应用
3.1生物强化处理法
为了提高常规活性污泥法的效能,通过提高系统微生物浓度或者投加生物强化材料成为生物治理技术发展的一个主要方向。主要强化方法有:(1)高浓度活性污泥法。通过培养颗粒污泥等方法,提高生物系统中污泥浓度,延长龄泥,从而促进对难分解物质的处理,提升污染物降解效能。高浓度活性污泥系统中有效微生物的数量是常规活性污泥法的3~5倍,从而大大降低了污泥负荷,提高系统污染物处理效果。日本有科学家采用该方法处理难分解的聚乙烯醇废水,取得显著效果。(2)化学生物絮凝法。它是20世纪80年代兴起的一种强化生物处理技术。是在常规活性污泥中加入氯化铁、聚合氯化铝、硫酸铁等混凝剂,形成生物铁或铝絮凝体活性污泥。这种污泥呈颗粒状,沉降性能好,可避免污泥膨胀现象,同时通过周期性排泥,除磷效果好。(3)生物活性炭法,该方法是美国杜邦公司在1972年提出的一种生物强化处理方法,用于处理化工废水,取得了很好的效果。该方法借助活性炭优良的吸附能力以及微生物氧化能力的协同增效作用,提升污染物去除效能。中国的张旭等利用生物活性炭工艺处理石油类污染地下水,发现该技术对石油类污染物的平均去除率为45.4%,同时提升了系统的脱氮效果。
3.2固定化微生物法
固定化微生物技术是20世纪70年展起来的。这种技术通过将微生物固载到一定的填料或载体上,提升系统中有效微生物的数量,同时可富集污泥龄较长的微生物,并且固、液分离效果好,减少占地面积,缩短水力停留时间。实践证明,固定化微生物技术的容积负荷可达常规活性污泥法的3~7倍,同时可取得50%以上的的脱氮效果。敬一兵等利用海藻酸钠与戊二醛进行交联作为微生物固定化载体处理味精废水,系统的COD去除率在70%以上,总氮去除率在60%以上。王增长等人利用聚集交联固定化细胞技术,将筛选的脱色菌固定在活性污泥絮体上,投加到“厌氧-好氧-生物滤池”系统中处理印染废水,发现处理后出水色度极低,可实现废水回用。固定化微生物技术可增加生物系统中的微生物浓度,提高污染物去除效率,是现有污水处理厂扩容、提升处理能力的一个切实可行的方法。
3.3投加特种菌法
投菌法就是筛选出对特定污染物有较强降解功能的微生物,直接或者放大培养后投加到生物系统中,可以使生物反应器中的特定细菌处于状态,以提高特种污染物的处理效率。该方法对于毒性或者难降解废水处理效果好,经济成本低,但对于常规废水经济成本偏高。例如,中科院微生物研究所从上海石化厂分离出能够去除硫氰酸钠的混合菌种处理硫氰酸钠废水,可使得两段生化工艺的硫氰酸钠的去除负荷提高2~4倍,出水水质也得到了显著提升。
3.4序批式活性污泥法
序批式活性污泥法(SBR法)是按照进水、反应、沉淀、排放和闲置五个阶段周期运行,间歇进出水。SBR法将厌氧、好氧、沉淀等设施集成在一个反应器中,通过控制时间程序而完成连续式设施所达到的效果,一般会设计2套以上交替运行。该方法运行灵活,可以随时调整反应阶段,例如把反应段与进水段同时进行,也可以在进水期的同时曝气,各阶段运行时间亦可随时调整。例如,余宗莲等采用SBR工艺处理生物制药废水,在不额外投加氮、磷等营养物质情况下,当进水COD在3500mg/L以下、水力停留时间16h时,出水COD可以稳定在350mg/L以下。更重要的是,在处理过程中可根据水质水量的变化,灵活调整反应阶段,特别适应于水质水量变化较大的工业废水或分散式污水的处理。
3.5废水生物除磷脱氮技术
水体中氮、磷等营养元素过量时会造成藻类的大规模爆发,形成富营养化水体,导致水体功能下降,丧失原有生态功能。研究表明氮、磷等营养物质的过量是造成水体富营养化的关键因子,因此,研究废水中氮、磷的处理技术显得非常必要。生物脱氮技术主要是借助硝化细菌和反硝化细菌通过硝化和反硝化过程实现。朱淑琴等基于间歇式活性污泥法,通过硝化-反硝化过程脱氮,发现在硝化段停留时间7h,氨氮去除率达90%以上,反硝化阶段,以甲醇作为碳源,6h后反硝化率达95%以上。山西汾西矿业集团焦化厂采用A2/O工艺处理焦化废水,发现水解酸化可以改善碳源的生化性,NH+4-N去除率高于60%,COD去除率高于70%,产水可用作熄焦及洗煤补充水加以回用。生物除磷是利用聚磷菌在厌氧条件下释放磷,好氧条件下过量吸收磷来除去污水中磷的方法。目前,应用于工程实践的生物除磷技术有多个系统:Phostrip工艺、Phoredox工艺、Bardenpho系统、A/O系统、UCT工艺、改良氧化沟、SBR工艺等,这些工艺均有一定的除磷功能。
4生物技术在城市固体废弃物处理中的应用
城市规模扩大和经济发展导致生活垃圾快速增长和资源能源需求短缺,已成为世界各国城市发展普遍面临的棘手问题。发达国家从20世纪60-70年代开始重视对城市生活垃圾污染防治的研究,逐步形成了填埋、堆肥、焚烧和热解相结合的综合处理模式,80-90年代开始,德国、日本、美国、英国、新加坡等国家逐步引入“避免和减少垃圾产生”的减量化观念,从垃圾处理处置的末端治理向源头减量与循环利用方向转变。进入21世纪,随着科学技术的进步和人类环境意识的加强,过去的垃圾成了城市矿产资源,各国开始探寻城市发展中资源能源化解决方案。城市城市固体废弃物中有机物占40%以上,是宝贵的可利用资源。如通过生物技术将其转化为能源或者有机肥料,可以实现城市生活垃圾的资源化利用。因此,基于生物技术处理城市固体废弃物,从而获得能源或者品质有机肥是城市固体废弃物无害化、减量化、资源化的有效途径。由于我国城市固体废弃物资源能源化处理起步较晚,国外的一些成熟处理技术不能在国内直接应用,加上资金、技术等方面的短缺,需要加大在生活垃圾资源能源化方面的科研投入力度,同时跳出仅仅回收能源的思想束缚,寻求适合我国国情的其它功能化应用(如作为吸附材料或工农业原料)将更有意义。
二生物技术在其他领域中的应用
生物技术除了可应用在废水处理、废气净化、固体废弃物的处置以及环境污染的快速监测等领域,还可以应用在污泥处理与处置、农业环境保护以及场地修复等领域。由于农药、化肥等的大量使用已引起土壤、地下水、水系和海洋的严重污染,世界各个国家都积极制定了各类环境修复计划,其中生物修复技术得到了很高的重视。例如,欧洲的德国、丹麦、荷兰等国家非常重视生物修复技术,他们利用微生物分解有毒有害物质,把生物修复技术作为治理大面积区域污染的一种有价值的方法。美国也在积极推进生物修复技术的研究和应用,美国能源部组建了“生物修复行动委员会”来推进生物修复技术的研究和工程实施。
三展望
生物技术以其成本低、产出高、无二次污染等诸多优点,在环境保护中已获得了广泛的应用,并取得了明显的经济效益、环境效益和社会效益。虽然生物技术还存在不如化学技术快速、效率高、条件要求高等不足,但是随着现代生物技术的快速发展,以及经济快速发展导致的资源短缺、环境状况恶化情况的加剧,生物技术的环境保护功能显得越来越重要。可以推测,现代生物技术的迅猛发展及其在环保领域的广泛应用必将成为解决资源短缺、能源危机以及环境问题的有力手段,在环境保护领域得到更高的重视和推广。
作者:吴志强康长安顾自强单位:江西省环境监测中心站大气监测室上饶市环境监测站水质监测室
生物技术论文:实践教学体系生物技术论文
一、优化课程设置体系
构建科学合理的医药院校生物技术专业人才培养模式。首先必须调整和优化生物技术专业人才培养方案,突出医药院校生物技术专业医药应用型的特点。具体来说,在2013年新版培养方案中,我们优化了课程设置体系,适当减少了专业基础课程的学时,同时强化和突出了专业课程和毕业实习环节。根据我校的实际情况,我校生物技术专业的主干学科定位为生物学和基础医学。公共基础课由语言、法律、经济、管理等人文社科类课程和数、理、化、计算机等自然科学基础课程组成。主要专业课程有人体解剖学、物理化学、无机化学、有机化学、生物化学、微生物学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、免疫学、生理学、药理学、基因工程、酶工程、微生物工程、细胞工程、蛋白质工程、生物信息学等。在教材的选用上,原则上采用高等教育出版社、人民卫生出版社等出版的近期教材。在专业课程的整合方面,使其相互衔接,尽量避免重复,使学生系统而深入地掌握专业知识,以适应不同医药生物技术相关领域的需求。同时在一些条件较好的课程建设中,比如生物化学、细胞生物学等课程中,我们也加强了双语课程的教学和精品课程的建设。
二、强化实践教学体系
对生物技术专业应用型人才来说,具有较高的技术应用能力非常重要。实验、见习和实习等实践教学体系是生物技术专业技术应用型人才培养的重要手段。针对我校的实际,围绕生物技术专业技术应用型人才的培养目标,我们构建了分类设计、分层施教的选修与必修相结合的实践教学体系。具体来说,桂林医学院生物技术专业实践教学体系分为如下几方面:一是课程实验(见习)教学。课程实验(见习)教学安排在各门课程学习期间,通过实验室教学和校外企业参观,使理论与实践相结合,达到掌握实验技能的目的。为保障学生在课堂实验教学中有更多的动手机会,强化实践动手能力培养,在新的人才培养方案修订中,我们适当增加了各类课程的实验(见习)学时,加大了实践课程的比例。必修课程中理论课与实践课学时的比例:2010年培养方案中从1554∶755(2.1∶1)调整为2013年新版培养方案的1700∶1061(1.6∶1)。二是毕业实习,主要到生物、医药及生物制品研究机构、高等院校、疾病预防控制中心等相关企业和部门进行专题研究,在指导教师的指导下完成毕业论文。三是第二课堂,在2013年新版培养方案中,我们增加了早期接触专业、早期接触科研和早期接触社会实践的“三早”实践教学方案。此外,第二课堂也包括劳动教育、举办专业知识讲座和演讲等。四是其他实践,包括入学教育、军事训练、毕业教育及就业指导。
三、完善教学方法和手段
当前,一些传统的教学方法和手段已经不能满足培养应用型生物技术专业人才的需要,不能满足培养学生分析问题、解决问题能力的需要,也不能满足学生创造力培养的需要。因此,我们特别强调重视学生在教学活动中的主体地位,鼓励新的教学方法和手段的尝试,以充分调动学生的积极性、主动性和创造性。根据不同的教学目标、教学内容、教学对象,因材施教,采用启发式、讨论式、现场教学等教学方法,为学生自主学习创造更好的条件,培养学生分析问题、解决问题和创造思维的能力。为激发学生学习的兴趣,在教学中,我们注重使用多媒体技术等先进的教学手段,合理运用因特网来进行教学。同时加强品质教学资源如教学课件的共享,提高教学水平。为保障生物技术专业技术应用型人才培养目标的顺利实现,我们还采取引进、培养、聘请等途径加强师资队伍建设,尤其是加强具有医药生物技术领域企业工作经历的教师的培养和引进。
四、改革课程成绩评价体系
为满足应用型人才培养的要求,就必须深化生物技术专业考试制度改革,改革课程成绩评价体系。我校生物技术专业的教学质量评价体系分为:
(1)形成性考核,包括课程平时考核、课程期中考核和课程实验考核。课程平时考核主要考核学生在整个课程学习过程中的表现情况(含学习行为、动手操作、平时作业、课堂提问等);课程期中考核主要考查学生对课程前半部分知识的掌握情况;课程实验考核主要在期末以笔试、实验操作等形式进行,主要考核学生对实验原理的理解、实验操作的能力及实验报告的撰写情况等。
(2)终结性考核,每门课程结束时或期末,采用闭卷或开卷笔试的形式进行考试,教师根据课程的性质和要求选择考试方式,对于专业基础课程和一些与学生能力和素质培养影响较大的核心课程,可以采取闭卷考试的方式,对于选修课程和其他非核心课程可以采取开卷考试、课程论文等方式进行考核。
五、总结
总之,医药院校开设生物技术专业是当今迅猛发展的生物医药产业的需要。为培养高素质的应用型医药生物技术人才,还需要在人才培养模式上进一步研究和探索。
作者:邹先琼廖锦锋刘永明单位:桂林医学院
生物技术论文:厌氧生物技术论文
一影响厌氧生物技术在工业中应用的几个因素
厌氧生物的生存受到诸多因素的限制,为此,想要利用厌氧生物进行工业废水处理就需要为其营造一个良好的繁殖环境。废水厌氧硝化过程中,不同的微生物群的生理作用是联合完成的,为此就要对各种因素进行综合考虑,以保障的技术效果。下面就以下因素来分析影响厌氧生物技术效果的几点因素。
1温度要保障
厌氧生物的生存,温度是主要前提。一般而言,甲烷菌适宜生存的温度为50℃~60℃,如果将温度控制在35℃或者53℃左右,厌氧生物的硝化作用将十分显著,而40℃~45℃时,硝化率将明显降低。通过区分适宜温度,可以将厌氧生物的硝化分为三类,分别为:常温硝化、中温硝化以及高温硝化。
2pH值
适宜的pH值是保障厌氧生物生存的另外一个因素,厌氧生物的硝化作用离不开pH值的辅助。例如,甲烷菌的繁殖需要保障酸碱适中,pH值大约保持在7.0~7.2之间,产酸菌的pH值应控制在4.5~8.0之间。在利用厌氧生物技术处理污水时,厌氧体系相当于pH值的缓存体,为此繁衍酸菌和甲烷菌会在一个处理器中完成,那么该环境下的pH值就应该控制在6.8~7.2之间。
3氧化还原
电位严格的无氧环境是保障产甲烷菌正常活动的基本因素,也是保障其繁殖的重要条件。研究人员可以借助浓度与电位之间的关系,分析判断厌氧反应器中的氧气浓度。一般情况下,最适合产甲烷菌的氧化还原电位的范围是-150mv~-400mv,最适合非产甲烷菌的氧化还原电位的范围是-100mv~100mv。
4有机负荷据研究调查
有机负荷将会直接影响厌氧生物的厌氧硝化率,它对处理器的产气量和工作效率都将起到决定性作用。在一定范围内,厌氧生物处理器的有机负荷与产气率成相反趋势变化,而与其容量则呈正相关。
5F/M比相对于好氧生物而言
厌氧生物技术处理方式下的有机负荷更高,通常情况下可以保持在5kgCOD/m•d~10kgCOD/m•d之间,有时甚至能够达到50kgCOD/m•d~80kgCOD/m•d之间。想要选择较高或较低负荷启动设备运行时,一定要考虑该反应器此时拥有的生理量的高低。
6有毒物质
一些有毒物质的存在会直接影响到厌氧生物的生存,例如:重金属、硫酸盐以及氨氮等。一旦厌氧消化过程中掺入硫酸盐,其很容易被还原为硫化合物,这将抑制产甲烷过程。如果此时在反应器中加入金属盐类,很容易使这些有害物质的毒害作用得到缓冲。
二将厌氧生物技术应用于处理
工业废水的发展前景近年来,随着研究人员对于厌氧生物技术的不断完善,对于厌氧生物技术在工业废水领域的应用也越发成熟。较为典型的研究成果有:厌氧滤池、升流式厌氧污泥床以及厌氧膨胀颗粒污泥床等。这些技术虽然较过去而言已经有了很大进步,但还存在一定的不足有待完善。综合微生物和化学的角度,厌氧处理只是一个预处理过程,它要在完成水处理的前提下,去除残留的有机物质。因此,在高浓度有机废水处理过程中经常采用厌氧生物技术为主要处理方式。未来的工业废水处理手段也应主要采用厌氧生物技术来支持,以好氧生物处理技术为其辅助路线。为此,以后的发展过程中,相关人员可以考虑对以下几个方面进行研究。
1由于相对于好氧生物处理方法而言
厌氧生物技术的能源耗用量较小、成本费用较低,加之污泥量少、易于处置等优势,将会成为提升城市工业废水处理率的最主要途径。但是,由于厌氧物质对于有毒物的高敏感性,产甲烷菌的繁殖过程将很容易受到硫化物、重金属的破坏。为此,以后的研究中,为提高其效用,需要将工业上的其他污水处理技术与现有的技术进行结合,以构成一个综合处理循环系统,例如:好氧—厌氧—湿池等。
2由于受到环境以及其它制约因素的限制
单独使用厌氧技术处理工业废水的方式还没有被广泛投入使用。对厌氧出水的后续处理过程进行改进,将是解决这一问题的不错办法。例如,厌氧技术+酸化+好养技术的使用,它能够在前半段去除大多数COD(循环过程中的能源消耗能由此而大幅度降低),后半段的出水量可以采取不同规定下的排放标准。
三结语
综上所述,我国的工业废水处理体系还存在一定的缺陷,厌氧生物技术具有能耗低、成本低、污染小等优点,该技术的使用能够很好地对相关关系进行处理。未来,随着相关研究的不断深入,对于厌氧技术和好氧技术的结合研究将会成为研究人员探讨的重点,要知道它们应该是一个相辅相成的有机整体。工业废水的有效处理,单一的技术是难以完成的,只有两种技术结合使用才能实现较大的经济效益,若果能将其进一步改良和完善,终将探索出一条能效高、耗能低、符合可持续发展战略的治理污水的途径。
作者:刘翱飞单位:煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司
生物技术论文:反思性教学生物技术论文
1反思性教学的内涵
因为明确反思性教学的内涵是搞好任何专业学科反思性教学的必要条件,所以在探讨民族地区本科院校生物技术专业基因工程反思性教学的意义与策略之前,我们先对反思性教学的内涵进行初步的分析。关于反思性教学的内涵,目前在我国教育界的学者们尚缺乏统一的认识。例如,熊川武认为,教学反思是教学主体借助行动研究,不断地探究与解决自身和教学的目的、教学工具等方面的问题,将“学会教学”与“学会学习”结合起来,努力提升教学实践的合理性,使自己成为学者型教师的过程;而王俊英和张志泉则认为,反思性教学是教学主体借助反思,从自身发展,教学目的、内容、方法策略等方面不断思考学与教的效率问题,将“学会教学”与“学会学习”结合起来,使自己成为高效的教学主体或学习主体的过程。仔细比较上述观点,不难得出如下结论:及时、前一观点强调反思性教学的主要措施是行动研究法,通过反思性教学要达到三个目的:一是解决教学中出现的问题,二是不断提升教学实践的合理性,三是把教学主体自己培养成学者型教师;而后一观点则认为反思性教学的主要手段是教学主体的自我反思,通过反思性教学要达到的目的主要是不断提高教学或学习的效率。第二、两种观点都主张在实施反思性教学的过程中,要将“学会教学”与“学会学习”结合起来进行。
笔者认为,对于及时个结论,前一观点对反思性教学的要求过高,与实际的教育教学情况有所偏离,因而可操作性不强,因为通过调查发现现实情况是:(1)无论在中小学还是在大学,尤其是地处民族地区的中小学和大学,借助行动研究开展反思性教学的教师并不普遍;(2)较为合理的教学实践不一定能切实有效地提高教学效率,而看似不甚合理的教学实践却能有效提高教学效率;(3)在中小学教师中,由于工作的繁忙,精力有限,真正的学者型教师极少,更何况仅通过解决教学问题使自己成为学者型教师的要求与实际目标的达成相去甚远。而后一观点则过于简单,对反思性教学的要求太低,所以虽具有很强的操作性,但对于教育教学的可持续发展缺乏足够的推动力,因为这对于中小学教师尚可,但对于高校教师,如果只要求借助个人的反思来实施反思性教学,而不开展行动研究,势必很难成为学者型教师。对于第二个结论,无疑是科学合理的,因为不会学习的教师怎么能教育学生“学会学习”?同理,不能不断“学会教学”的教师又怎能不断提高教学效率?所以,笔者认为作为教师,自己会学习是教会学生“学会学习”和不断“学会教学”的前提。总之,在实施反思性教学的过程中“,学会教学”与“学会学习”二者是辩证统一、相辅相成的。通过上述讨论,笔者认为反思性教学的内涵应是:教学主体根据培养对象的层次要求,结合自身实际,借助反思或行动研究等途径,将“学会教学”与“学会学习”结合起来,考察研究过去自己所经历的教育教学实践活动或事件,以不断提高教与学的效率,并逐步提升符合自身教育教学工作发展需要的自我完善的过程。
2在民族地区本科院校生物技术专业基因工程课程教学中实施反思性教学的意义
首先,民族地区本科院校的大多数学生,在录取时录取分数与全国的发达地区相比分数较低,可见其理科基础与全国发达地区有一定的差距;其次,前面已提及,在民族地区本科院校,基因工程课程通常设置于大四上学期,但因调查表明大多数学生此时所掌握的与基因工程关联的学科知识不甚牢固,或尚未接触到其他与基因工程关联的学科知识;第三,通过笔者对报考民族地区本科院校生物技术专业多位学生的访谈发现,他们中大多数在录取时是调剂到该专业的,其他在录取时虽直接填报该专业,但对选择报读该专业的目标和意义尚存模糊之处。所以,在民族地区本科院校生物技术专业,要让学生牢固掌握较为庞杂的基因工程知识,深刻理解抽象的基因工程概念,以取得较大规模的基因工程课程教学效益,在教学中逐步、习惯地实施反思性教学,有着极为现实而深远的意义。
2.1反思性教学有利于不断提高基因工程课程教学效益
调查表明,民族地区本科院校学生在基因工程课程学习的过程中,随着教学的深入,面对基因工程抽象的概念和理论、庞杂的内容,以及程序繁琐的实验技术,普遍会产生枯燥、烦恼、厌学等情绪。针对这些情况,教师如能、认真地观察学生,并及时与他们进行有效的沟通,以发现问题的症结所在,在此基础上进行深刻的反省回顾,包括对在教学过程中所依据的教学理论是否正确、采用的教学方法是否有效、在传授知识的过程中是否融入基因工程的近期研究进展以激发学生的学习兴趣,以及教学语言和行为是否合理等,自我展开逐项分析;之后,立即提出并实施改进问题的新的方法或手段,将能获得事半功倍的效果。对于教师,促使自己会教,越教越喜教,越教越娴熟;而对于学生,促使他们会学,越学越想学,越学越得心应手。于是,师生皆大欢喜,从而大幅度提高基因工程课程的教学效益。
2.2反思性教学有利于促进基因工程教师专业的持续稳定发展
基因工程课程是生物技术专业的核心课程之一,所以它占有极其重要的地位。作为基因工程教师,深刻认识到这一点,为追求更好的教学效果,应与时俱进,自觉、主动在自己的专业信念、专业知识和专业能力等专业素质上,不断成长并追求成熟,及时更新、演进和完善。实际上,通过反思也为基因工程教师的专业发展创造了继续教育的机会。现代社会是一个终身教育的社会,教师的角色和作用现已发生了根本改变。教师不仅是知识的传授者,学生学习活动的组织者、引导着、合作者和促进者,还必须通过较系统的自我研究,及时发现自己知识、能力或技能等方面的缺点或不足之处:是基因工程某个模块理论知识、某方面实验技能的问题?还是教育理论、心理学基础、教育教学策略和技能技巧方面的问题?亦或是双语语言教学、创新研究、学术水平方面的问题?等等。当教师体验到这些困难、麻烦或不能马上解决的问题时,便自然而然地产生了不安全和不确定的感觉。于是,教师不得不在在行动中或行动后回头分析自身的经验。这样,经过反思,发现了问题立刻弥补:要么及时通过自学专业教育教学理论或专业知识,要么脱产进修,要么出国深造等。总之,通过反思性教学,既能促使基因工程教师自觉检讨教学中存在的问题,并及时提出改进措施,从而使其教学行为更为睿智和成熟,基因工程教学质量和创新教育水平,又能有效、快速、持续地提高基因工程教师的专业素养。
3在民族地区本科院校生物技术专业基因工程课程教学中实施反思性教学的策略
基因工程课程体系错综复杂,涉及面很广,而它又是生物技术专业的核心课程或主干课程之一,与生物技术专业其他核心课程,如生物化学、分子生物学、分子遗传学、细胞生物学、发酵工程原理、微生物学和普通生物学等联系极为紧密,是学习这些课程的基础。所以,笔者认为,基因工程教师要在基因工程课程教学中真正地实施反思性教学,发挥反思性教学的价值,必须明确反思性教学的目的,养成自觉反思的习惯,并熟练掌握反思性教学的方法。
3.1明确反思性教学的目的
反思性教学的目的有两个:一是为了发展,二是为了专业引领。首先,实施反思性教学是为了实现教师和学生的发展。因为基因工程课程的“繁”和“难”,所以基因工程教师往往因难于梳理而不安,学生常常因难于理解而烦躁。通过反思性教学既要求基因工程教师教学生“学会学习”基因工程,乐于学习基因工程,使学生成为善于学习的发展的学生;又要求基因工程教师“学会教学”基因工程,热爱教学基因工程,使基因工程教师自身获得进一步的发展,直至成为学者型的教师。其次,实施反思性教学是为了对基因工程教师进行专业引领。通过专业人员参与的专业引领的反思活动,使基因工程教师明确如何运用自己所掌握的基因工程专业基础理论和前沿理论知识、教育教学理论知识和心理学理论知识来指导自己的基因工程教学实践,有助于提高其反思、独立教学和独立研究的能力,促进其专业水平的发展和反思性教学质量的进一步提高。
3.2养成自觉反思的习惯
正因为促使教师通过其职业生涯的不同阶段成长的机制是反思和更新,所以养成自觉反思的行为习惯是教师逐渐走向成熟的关键。基因工程教师通过地反思自己的教学行为,亦即从对教学前、教学中和教学后等各环节进行回顾和评价,总结自己的成功与教训,并及时“充电”,将努力学到的先进教育教学理论和前沿基因工程专业知识,整合到教学实践中去改进教学行为,不断完成自己的教育观念的更新并加以提升,养成自觉反思的行为习惯。
3.3熟练掌握反思性教学的方法
笔者多年的教学实践证明,通过反思性教学能有效提高民族地区本科院校生物技术专业基因工程课程教学质量的方法,主要有两种:内反思与外反思。
3.3.1内反思
内反思也叫内省、自我反省或自我剖析,亦即基因工程教师通过回忆自己的专业成长经历,了解自己的知识结构、认知特性、常用的教学方法、成功的教学案例与经验教训,明确自己的优势和需要加强之所在,以科学制定自我专业发展计划或改进措施。如自己所掌握的物理、化学、数学和计算机等知识程度是否需要完善或加强,以及当把这些知识熟练、精准、融会贯通地运用于基因工程教学实践后,学生的反应情况:他们是否深刻理解抽象的基因工程基本概念和原理?是否明白基因工程的知识和研究方法与生物技术专业其他核心课程的联系?又如,对于基因工程课程知识体系的传授,按知识联系所组成的模块开展教学和不按模块进行教学,哪种方式效果更好?再如,如何才能采用现代化多媒体手段,结合课程实验和相应的课程实践更有效激发学生的学习兴趣?等等。
3.3.2外反思
外反思亦称为外省,就是通过听同行或相关课程授课教师的授课、与学生对话、请他人观评自己的教学录像和开展行动研究等,对照自己的教学行为,从外界环境反观、审视自己的过程。首先,通过听同行或相关课程授课教师的授课后,进行深刻思考,不但可以获得启发或借鉴,找到自己的不足,而且还可以在今后教会学生将基因工程的学习与其他相关课程的学习联系起来,大大提高学习效率。如在基因工程课程中将供体、载体、受体和工具没等概念和知识点学好后,在学到分子生物学和分子遗传学等课程时,遇到相应的内容可以进行差异化学习,即对于已经熟悉、共同的部分一掠而过,只注意理解有差别的地方就可以了。这样,可以节约很多时间去学习与思考其他未学过的内容。其次,通过对与学生在课堂或课后的对话的反思,可以理清他们学习中的很多问题:为什么畏惧学习基因工程课程?是生物化学基础的原因吗?若是,是哪方面的基础较薄弱?如何快速帮助他们把这些基础补起来?再次,通过请同行或其他专业人员、学生等一起观评自己的教学录像细节,对他们的评价作深刻的反思,可以很快找到自己在教学中所采用的教学技能或教学策略及理论依据是否灵活与适当。,通过行动研究,基因工程教师选取自己认为在教学中难于处理的、较薄弱的章节完成“计划——行动——观察——反思”四个环节,自己作自我诊断、教师群体共同诊断或教研、科研人员共同参与会诊,能及时找到问题的症结所在,从而极大地帮助基因工程教师提高教学的应变能力、自我监控能力、总结评价能力和理论思维品质。
作者:肖国学单位:黔南民族师范学院生命科学系
生物技术论文:本科专业生物技术论文
1设置生物技术专业的必要性
1.1内蒙古自治区在十二五期间大力发展高新生物产业,生物产业形成了生物原料药、动物疫苗、生物农药、生物饲料、发酵制品、中蒙药等系列产品。(1)生物医药产业。重点发展生物制药和生物疫苗,提高甘草、黄芪、麻黄、锁阳、苁蓉、沙棘等道地沙生中蒙药材活性成分提取技术产业化种植水平,建设绿色中蒙药材种植基地。以重大动物疫病和人畜共患疾病的防治、生物物种安全和食品安全保障为重点,开发方便快捷的检测技术、新型诊断试剂、高端疫苗等相关产品,建立完善兽用疫苗产业链。(2)生物农牧产业。以基因工程、分子育种、航天搭载等技术手段为支撑,围绕内蒙古新增100亿斤粮食工程,加强对玉米、小麦、大豆、马铃薯、向日葵等大宗农作物优良品种研究开发,推进农作物品种改良,加强对脱毒种薯、大粒抗逆性荞麦、品质杂交燕麦及品质林木草种子研究推广,培育形成大宗农作物育种产业链。(3)生物制造产业。以开发生物资源、培养生物基材料、生物化工产品为重点,加强现代生物发酵技术研发及产业化,大力推进酶工程、发酵工程技术和装备创新,培育形成以玉米和畜产品加工副产品为原料的生物基材料、生物基化学品等生物制造产业链。(4)生物能源产业。在包头市、呼和浩特市、鄂尔多斯市和赤峰市等周边地区,建设非粮油料作物和高油微藻、油脂原料等生物质原料产业化基地;建设生物质柴油及生物质燃料乙醇等液体燃料产业示范基地;支持发展生物质发电产业,开展以沙生灌木林等燃值高的速生能源植物为原料及农林废弃物直燃和气化发电示范工程。
1.2生物技术专业的设置是学院自身发展的迫切需要
生物技术及应用专业是自治区品牌专业,拥有自治区教学团队,建立了完善的课程、专业及校内外实习实训体系,形成了优良的教风与学风,是学院重点建设的专业之一。专业建设取得的成就和发展优势,为进一步培养生物技术应用型高级专门人才提供了有力的保障,设立生物技术本科专业,不仅可以大大提高人才培养层次,满足人才发展的需要,更是专业本身发展得内在需要,将带动学院食品生物技术专业和园艺生物技术专业的大力提升,进一步促进我院应用技术水平和科研能力的提高,所以设置生物技术本科专业对我院的学科发展具有积极的意义。
2设置生物技术专业的可行性
2.1扎实的办学基础
生物技术专业以自治区生物制药基地为依托,结合食品药品发酵行业的生产设计、产品后期处理以及生物制药现代化生产手段,以培养满足自治区地方经济需要的应用型高级专门人才。生物技术专业从筹办以来,一直受到学院的大力支持,首先是引进高学历人才,现有硕士及以上学历教师14名。2006年承担中央职业教育专项资金《生物技术及应用(生物制药技术)实训基地》项目,累计投入专项经费400万元,建立了完整的校内实验室。学院设置食品生物技术专业和应用化工专业,为生物技术专业在食品发酵和化工原理上的实践提供了保障,学生在掌握本专业知识的前提下,可以同时进行相关专业知识的学习实践,拓宽就业渠道。
2.2开设生物技术专业所具备的条件
生物技术及应用专业是内蒙古自治区级品牌专业,生物技术及应用教学团队是内蒙古自治区级教学团队。(1)专业师资情况。生物技术专业有专任教师14人,具有硕士及以上学历的教师13名(其中博士4名);副高以上职称教师5人,占36%;40岁以下教师占60%,以中青年骨干教师为主,老中青结合。团队的职称、学历、年龄、学缘结构合理。(2)教学、科研情况。专业教师主持自治区精品课程2门,院级精品课程3门,主持呼和浩特市科技局重大科研项目2项,科研经费达到150多万元。(3)校内实习基地准备情况。加强学生的实践操作能力和培养学生在生产过程中解决问题的思维方式,生物技术专业建立了生物化学等10个基础实验室,建立了细胞及分子生物学等6个专业实验室,建立了发酵工程实训室、食用菌栽培技术实训室、凝乳酶生产实训室、啤酒生产实训室、花青素提取实训室5个专业综合实训室,校内实验实训面积达2000多平米。
3结语
综上所述,设置生物技术本科专业是地区经济和社会发展及专业本身发展的必然趋势,是行业人才实际需求的结果,因此在现有生物技术及应用专业的基础上设置生物技术本科专业是必要的,也是可行的。
作者:范文斌刘义单位:呼和浩特职业学院生物化学工程学院