生物技術(shù)和生物工程區(qū)別范文
時(shí)間:2024-04-17 18:09:45
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篇1
Abstract: With the rapid development of the marine industry, marine pollution of the marine environment has become increasingly serious. The traditional physical and chemical methods have been difficult to meet the governance needs for dealing with these marine pollution, and biotechnology is increasingly used in ship pollution prevention and control due to high efficiency, safe, inexpensive, non-toxic superior characteristics, so this paper focuses on the application of modern biotechnology in the marine pollution prevention and protection of the marine environment.
關(guān)鍵詞: 現(xiàn)代生物工程技術(shù);船舶防污染;生物技術(shù)應(yīng)用
Key words: modern biotechnology;marine pollution;biotechnology application
中圖分類(lèi)號(hào):Q819 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2013)26-0109-03
1 現(xiàn)代生物工程技術(shù)概述
現(xiàn)代生物工程技術(shù)是一項(xiàng)以DNA分子技術(shù)作為應(yīng)用基礎(chǔ),在生物的個(gè)體、細(xì)胞甚至分子層面上運(yùn)用生物技術(shù)手段,嚴(yán)格遵循要達(dá)到的目的,以生物學(xué)知識(shí)為應(yīng)用基礎(chǔ)對(duì)生物進(jìn)行設(shè)計(jì)和操作,實(shí)現(xiàn)其預(yù)期額目的和作用的現(xiàn)代科學(xué)方法,主要包括微生物工程、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程等諸多系列的生物高新技術(shù)。
生物工程技術(shù)作為一門(mén)具有綜合性和應(yīng)用性的學(xué)科最早可以追溯到上世紀(jì)70年代,直到90年,現(xiàn)代生物工程技術(shù)才真正產(chǎn)生,通過(guò)發(fā)揮其獨(dú)特作用漸漸造福人類(lèi)。生物工程技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)的主導(dǎo)技術(shù),隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展,其所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)作用也不斷顯現(xiàn),正越來(lái)越受到世界各國(guó)的普遍重視,生物工程技術(shù)將為解決人類(lèi)面臨的環(huán)境、資源、人口、能源、糧食危機(jī)提供技術(shù)保障和支持。
現(xiàn)代生物工程技術(shù)不僅在作物改良研究、醫(yī)藥、食品工程中起著重要作用,而且能有效控制日益嚴(yán)重的污染問(wèn)題,在環(huán)境和生物監(jiān)測(cè)中起著重要的作用,比如在處理海洋污染中常用的生物技術(shù)通常涉及分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生殖生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)等學(xué)科,可以通過(guò)研究這些學(xué)科來(lái)實(shí)現(xiàn)生物工程技術(shù)在船舶防污染中的應(yīng)用。
運(yùn)用現(xiàn)代生物工程技術(shù)處理污染問(wèn)題與運(yùn)用傳統(tǒng)方法相比,生物控制方法明顯具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),生物工程技術(shù)通常情況下是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過(guò)程,同時(shí)反應(yīng)過(guò)程所需要的反應(yīng)條件通常是常溫、常壓和近乎中性的條件,所以一般情況下這些生物處理技術(shù)都是能夠?qū)崿F(xiàn)的,并且還不會(huì)因?yàn)闂l件苛刻而影響其他反應(yīng)的正常運(yùn)行,這與物理化學(xué)處理方法技術(shù)需要高溫高壓的反應(yīng)條件相比,大大簡(jiǎn)化了程序和反應(yīng)過(guò)程,同時(shí)所需的設(shè)備也簡(jiǎn)單便于操作,整體工藝穩(wěn)定安全等優(yōu)點(diǎn)。
2 船舶航運(yùn)對(duì)海洋造成的污染
海洋在人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展史上具有重要的地位,海洋生態(tài)環(huán)境是人類(lèi)生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)之一,同時(shí)隨著海上貨運(yùn)量的逐年增加不可避免的在船舶運(yùn)輸中產(chǎn)生了一系列的污染海洋環(huán)境的問(wèn)題,使海洋的生物資源遭受?chē)?yán)重破壞,甚至危害到了人類(lèi)的健康和生存。
隨著船舶事業(yè)的蓬勃發(fā)展,無(wú)數(shù)的船舶在海洋上航行越來(lái)越頻繁,隨之而來(lái)的是與日俱增的船舶和各種有害物質(zhì)品種進(jìn)入海洋,使海洋生態(tài)環(huán)境受到不同程度的破壞,從一定程度上造成了海洋污染。在一般情況下,帶來(lái)物質(zhì)污染可分為油性污染物和非油性污染物。
2.1 油性污染物 一般情況下,船舶帶給海洋的油性污染物主要是船舶在營(yíng)運(yùn)作業(yè)期間向海洋中排放的油性混合物和船舶在遭受海難事故中產(chǎn)生的溢油問(wèn)題,這兩類(lèi)問(wèn)題都不同程度的造成了海洋中有毒污染物的增加,對(duì)海洋的生態(tài)環(huán)境改變具有直接作用,因此需要慎重對(duì)待和分析。
船舶在營(yíng)運(yùn)期間向海洋中排放的油性混合物主要有:油船的壓載水、洗艙水、船舶機(jī)爐艙的含油艙底水和分油機(jī)排出的油渣。其中油船壓載水是指油船在卸貨后空載返航時(shí),為保持船舶有一定的吃水和穩(wěn)性而注入貨油艙的海水或淡水;油船洗艙水是指油船在進(jìn)塢修船、通過(guò)運(yùn)河和狹窄航道或換裝不同品種油料時(shí),為清洗貨油艙所用的清洗水;船舶艙底水是指船舶動(dòng)力裝置運(yùn)轉(zhuǎn)期間,由于燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)等的滲漏,船舶檢修時(shí)漏入艙底的油料,擦洗機(jī)器的破布棉紗等,當(dāng)混入機(jī)爐艙艙底水中,未經(jīng)處理排放時(shí)將造成可觀的污染;分油機(jī)排出的油渣是指主副機(jī)鍋爐燒用的燃油所產(chǎn)生的渣料。
船舶由于海上事故原因所產(chǎn)生的事故性溢油主要有船舶因觸礁、碰撞、擱淺和失火等意外事故所造成的油船貨油艙、貨船燃油艙等破損的大量溢油,這類(lèi)污染的特點(diǎn)是:常常發(fā)生在近岸或港灣內(nèi),往往在短時(shí)間內(nèi)把大量石油類(lèi)突然傾瀉海中,對(duì)海洋生物資源,沿岸居民的生活環(huán)境和港灣設(shè)施危害甚大。[1]
2.2 非油性污染物 船舶所產(chǎn)生的非油性污染物主要指散裝運(yùn)載含有有害物質(zhì)的液體或固體貨物所產(chǎn)生的貨艙洗艙水和艙底水,船舶生活污水和各種垃圾。
船舶在運(yùn)輸中產(chǎn)生有害洗艙水、壓載水和艙底水的原因是隨著油氣運(yùn)輸船和化學(xué)制品運(yùn)輸船的數(shù)量越來(lái)越多,噸位越來(lái)越大,船舶所運(yùn)載的含有害物質(zhì)貨物產(chǎn)生的貨艙洗艙水和艙底水排放時(shí)約含0.6%運(yùn)輸量的有害殘液,船舶從一港駁入的壓載水可能帶有有害生物到另一港排放時(shí)將給當(dāng)?shù)氐暮I飵?lái)危害,這些有害殘液或壓載水排放時(shí)將危害海洋生物和人類(lèi)健康。
船舶所產(chǎn)生的生活污水主要包括盥洗水、糞便及廁所沖洗水、廚房和醫(yī)務(wù)室排出水及運(yùn)送動(dòng)物艙內(nèi)的清洗水等,這些污水帶有大量的細(xì)菌和傳染病毒,對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡也具有重要影響。
船舶運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾主要來(lái)自運(yùn)輸貨物而產(chǎn)生的包扎和墊艙材料、船舶維修保養(yǎng)而產(chǎn)生的廢棄物,比如油漆、鐵銹、廢紙、玻璃及纖維、生活食品廢料及食品包裝等,這些垃圾排放入海也將造成污染。[1]
3 船舶防污染的傳統(tǒng)方法
對(duì)于處理船舶所帶來(lái)的污染問(wèn)題,傳統(tǒng)意義上一般采取化學(xué)和物理兩種方法,按照所使用方法的原理來(lái)分主要分為化學(xué)分離法和物理分離法以及其他方法,下面簡(jiǎn)單介紹以下這三類(lèi)方法。
3.1 化學(xué)分離法 化學(xué)分離法按照所使用方法的不同主要分為兩類(lèi):沉淀法和電浮分離法,這兩類(lèi)方法使用條件不同,但是所達(dá)到的效果則相似。
沉淀法是利用使油污沉淀或上浮的原理,通過(guò)向含油污水中投放絮凝劑或聚集劑而達(dá)到油水分離的一種方法,其中所使用的兩種沉淀劑又有細(xì)微的區(qū)別,絮凝劑可使油凝聚成凝膠體而沉淀,而聚集劑則使油凝聚成膠體使其上浮。
電浮分離法的原理是把含油污水引進(jìn)裝有電極的艙柜中,利用電解產(chǎn)生的氣泡在上浮過(guò)程中附著油滴而加以分離、從而實(shí)現(xiàn)油水分離的方法。[1]
3.2 物理分離法 物理分離法按照分離原理不同,可以分為以下幾類(lèi):
3.2.1 重力分離法 重力分離法是利用油和水的密度差,使水中油滴克服水流阻力上浮與水分離的一種方法,這種方法的主要影響因素是油粒直徑、油和水的密度、溫度,其中一般認(rèn)為油粒直徑小于50um的情況下這類(lèi)方法就不再起作用,比如重力分離法就很難分離乳化油,另外重力分離法如按其作用方式的不同,還可分為機(jī)械分離、靜置分離和離心分離三種。
3.2.2 過(guò)濾分離法 過(guò)濾分離法的原理是讓油污水通過(guò)多孔性介質(zhì)濾料層時(shí),油污水中的油粒及其它懸浮物被濾料層截留,而水可以通過(guò)濾層排出,這類(lèi)方法的特點(diǎn)主要有:一是油水分離的過(guò)程主要靠濾料層阻截作用,將油粒及其它懸浮物截留在濾料表面;二是具有很大表面積的濾料對(duì)油粒及其它懸浮物的物理吸附作用和對(duì)微粒的接觸媒介作用,增加了油粒碰撞機(jī)會(huì),使小油粒更容易聚合成大油粒而被截留。
3.2.3 聚結(jié)分離法 聚結(jié)分離法的主要原理是運(yùn)用潤(rùn)濕理論和碰撞聚結(jié)理論,當(dāng)微小油粒通過(guò)多孔材料時(shí),讓這些細(xì)小微?;ハ嗯鲎泊偈褂土>酆显龃髲亩细『头蛛x,這類(lèi)方法最大的特點(diǎn)是精細(xì)化,但是在使用聚結(jié)分離法時(shí)影響粗?;潭鹊囊蛩刂饕芯劢Y(jié)元件的材料選擇和材料充填的高度密度等,決定聚結(jié)分離程度的關(guān)鍵是材料和油粒之間的相互作用,也就是說(shuō)只有材料和油發(fā)生潤(rùn)濕,聚結(jié)才能發(fā)生。
3.2.4 吸附分離法 吸附分離方法的原理是用多孔性固體吸附材料作為濾器,當(dāng)污水通過(guò)濾器時(shí)微小油粒被吸附在固體表面上,從而使油水分離,這類(lèi)方法的特點(diǎn)是由于分子間普遍存在著引力,所以這類(lèi)吸附方法沒(méi)有選擇性,并且可以吸附多層粒子。
3.2.5 氣浮分離法 氣浮分離法的原理就是通過(guò)產(chǎn)生氣泡將污水中的細(xì)微油粒吸附上浮,從而達(dá)到油水分離的目的。[1]
3.3 其他分離方法 在實(shí)際操作中,除了常用化學(xué)分離法和物理分離法之外,經(jīng)過(guò)方法創(chuàng)新,還有其他的一些分離方法,這些分離方法主要有:電解分離法、凝聚分離法、活性污泥法(生物化學(xué)法)、超濾膜過(guò)濾法、反滲透法。
4 生物工程技術(shù)在船舶防污染中的應(yīng)用
以上部分主要列舉出了一些傳統(tǒng)的物理法和化學(xué)法在船舶防污染中的應(yīng)用,雖然化學(xué)法處理污染的效果好,但因其操作條件差,腐蝕性高,還存在著二次污染又不能滿足環(huán)保的要求,物理法也存在著一定缺陷,因而可以考慮在船舶防污染中應(yīng)用生物工程技術(shù),在船舶防污染中引進(jìn)生物工程技術(shù)的原理是由于被污染過(guò)的海洋污水中存在著許多成分復(fù)雜的有毒物質(zhì),而運(yùn)用生物技術(shù)中的微生物自身的降解作用可以降解海洋污水中的有毒物質(zhì),將其轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì),從而使污水得到凈化。
將生物技術(shù)運(yùn)用到船舶防污染中,可以有效保護(hù)海洋環(huán)境,目前,在該領(lǐng)域得到應(yīng)用的生物工程技術(shù)主要包括生物修復(fù)、防生物附著、生態(tài)毒理、環(huán)境適應(yīng)和共生等,具體而言主要有以下幾個(gè)應(yīng)用方面:
4.1 處理油污染 船舶帶給海洋的油性污染物都不同程度的造成了海洋中污染物的增加,對(duì)海洋的生態(tài)環(huán)境具有嚴(yán)重的破壞作用,生物工程技術(shù)在處理這類(lèi)污染過(guò)程中采取的原理是運(yùn)用微生物的生物降解將石油中的大分子降解為小分子,最后完全氧化為二氧化碳和水,這種方法具有高效、經(jīng)濟(jì)、安全、無(wú)二次污染的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),對(duì)于海洋環(huán)境沒(méi)有副作用。
4.2 處理有害防污漆污染 為了防止船底生物附著造成污染,減小船舶航行的阻力,節(jié)省燃料,提高船舶運(yùn)營(yíng)效率,運(yùn)用生物工程技術(shù)的原理就是利用海洋生物的自身防污損機(jī)理,確保海洋生物污染預(yù)防機(jī)制正常運(yùn)行,加大對(duì)有益微生物的篩選,從而提取和分離防污活性物質(zhì),制備天然生物防污劑用于海洋附著生物的防除。[4]
4.3 防治海洋大氣污染 一般情況下,船舶運(yùn)輸過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生一定量的廢煙廢氣,故而會(huì)向海洋大氣中注入硫氧化物、氮氧化物和烴類(lèi)污染物等有害氣體,這些氣體會(huì)對(duì)海洋大氣造成嚴(yán)重污染,也會(huì)對(duì)動(dòng)植物及人類(lèi)造成極大危害,故而可以運(yùn)用生物技術(shù)來(lái)處理海洋大氣污染,大氣污染的生物技術(shù)治理原理是利用微生物的生化作用,首先將大氣污染物進(jìn)行分解然后轉(zhuǎn)化為無(wú)害或少害物質(zhì),從而達(dá)到治理的目的。[4]
參考文獻(xiàn):
[1]佚名.船舶防污染技術(shù)技術(shù)[EB/OL].百度文庫(kù).
[2]段怡萍.現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用和前景[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊,2005(5).
篇2
[關(guān)鍵詞]生物分離;知識(shí)網(wǎng)絡(luò);教學(xué)改革
[中圖分類(lèi)號(hào)]G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1005-4634(2012)03-0062-03
0 引言
隨著生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展,利用生物工程手段改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),大力發(fā)展工業(yè)生物技術(shù),實(shí)現(xiàn)低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前沿之一。由于產(chǎn)品分離純化是生物產(chǎn)品加工的重要環(huán)節(jié),其過(guò)程、質(zhì)量和成本往往決定整個(gè)生物加工過(guò)程的成敗。因此,生物分離在整個(gè)生物產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中占據(jù)重要地位,生物分離工程課程是生物工程、制藥工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,該課程相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備也為學(xué)生以后繼續(xù)從事科學(xué)研究或工廠實(shí)踐夯實(shí)了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
生物分離工程課程是一門(mén)理論和實(shí)踐密切結(jié)合的多學(xué)科交叉課程,知識(shí)面涉及物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、化工及微生物等學(xué)科,內(nèi)容相對(duì)分散,不僅包括生物工程產(chǎn)物的分離、提取、精制的基本原理和相關(guān)基礎(chǔ)理論,也包括大量的分離單元操作及其工業(yè)實(shí)際應(yīng)用。知識(shí)點(diǎn)涉及細(xì)胞破碎與分離、初級(jí)分離、膜分離、萃取、吸附、層析、電泳、結(jié)晶、干燥及蛋白體外復(fù)性等方面。筆者在教學(xué)過(guò)程中,深切感覺(jué)知識(shí)點(diǎn)分散對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)、理解和復(fù)習(xí)的難度。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)是人們?cè)趯W(xué)習(xí)和實(shí)踐中所獲得的知識(shí)通過(guò)一定的方式聯(lián)系起來(lái)所構(gòu)成的開(kāi)放性知識(shí)體系。如果在授課過(guò)程中能夠?qū)⒅R(shí)點(diǎn)歸納總結(jié)比較,由點(diǎn)到線,再到面成體,構(gòu)建相關(guān)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并將其靈活應(yīng)用到課堂教學(xué)中,可收到較好的效果。
1 抓住本質(zhì)化繁為簡(jiǎn),重點(diǎn)內(nèi)容主線貫穿
把厚書(shū)讀薄,抓住本質(zhì),化繁為簡(jiǎn),以簡(jiǎn)明扼要的文字或圖表將所學(xué)內(nèi)容凝練出來(lái),是學(xué)習(xí)繁多知識(shí)的一種有效方法。例如色譜技術(shù)是現(xiàn)代生物分離技術(shù)的核心,色譜又分為凝膠過(guò)濾色譜、離子交換色譜、反相色譜、疏水色譜及親和色譜等。授課過(guò)程中,學(xué)生普遍反映該章節(jié)內(nèi)容分類(lèi)繁多,不易理解和掌握。因此在理論課程講解過(guò)程中,重點(diǎn)突出色譜分離的本質(zhì)——根據(jù)混合物中的溶質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間分配行為的差別而進(jìn)行分離的方法。抓住這一本質(zhì),上述色譜分類(lèi)就是基于溶質(zhì)分子和固定相之間的相互作用機(jī)理不同,而關(guān)鍵在于選用的固定相。一般而言,應(yīng)用于生物產(chǎn)品分離純化的固定相色譜介質(zhì)共同特點(diǎn)是都具有良好的親水性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。而凝膠過(guò)濾色譜主要就是采用微孔凝膠介質(zhì)為固定相,如Sepha-rose,主要起篩分作用,是根據(jù)溶質(zhì)相對(duì)分子量的差別進(jìn)行分離的一種方法;如果對(duì)凝膠介質(zhì)活化并鍵合一定量的陰陽(yáng)離子,就成為離子交換介質(zhì),如Sepharose-DEAE,主要是根據(jù)溶質(zhì)與固定相間靜電作用力的差別進(jìn)行分離,即離子交換色譜;如果對(duì)介質(zhì)表面偶聯(lián)疏水基團(tuán)就成為疏水介質(zhì),如Phe-nyl Sepharose,主要是根據(jù)蛋白分子與介質(zhì)間弱疏水作用的差別而進(jìn)行分離,即疏水色譜,是生物大分子常用的分離純化方法;如果將介質(zhì)表面完全非極性化,如ODS-C18介質(zhì),就是反相色譜,主要根據(jù)溶質(zhì)問(wèn)極性差別進(jìn)行分離分析,常用于非極性小分子(分子量小于5000)的分析和純化;如果將介質(zhì)表面活化并偶聯(lián)一定的親和配基,即親和色譜,如BSA-Sepharose介質(zhì),主要是根據(jù)生物物質(zhì)間的特異性親和作用而實(shí)現(xiàn)分離。由此可見(jiàn),色譜分離的核心在于選用的介質(zhì),而決定分離原理的主要因素是介質(zhì)表面的基團(tuán),據(jù)此可將上述內(nèi)容歸納總結(jié)如圖1所示。通過(guò)這樣的一個(gè)圖,在相應(yīng)色譜章節(jié)課程講授過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生從本質(zhì)出發(fā)理解不同色譜分離過(guò)程的區(qū)別和聯(lián)系,不僅使學(xué)生加深了對(duì)色譜分離原理的理解,更為關(guān)鍵的是,學(xué)生對(duì)色譜分離的本質(zhì)、分類(lèi)、各種色譜方法的區(qū)別和聯(lián)系均可熟練掌握。
再如,生物分離過(guò)程的一般流程如圖2所示,該圖概括了生物分離課程中涉及到的所有分離操作,因此在課程的講解過(guò)程中應(yīng)以其為主線,在各章引言、生物產(chǎn)品分離示例的課程講授中重點(diǎn)突出此圖,并在全部課程結(jié)束后重新復(fù)習(xí)該流程圖。通過(guò)這樣反復(fù)強(qiáng)調(diào),可化繁為簡(jiǎn),學(xué)生對(duì)各分離操作在生物產(chǎn)品分離中的地位一目了然,有利于學(xué)生加深對(duì)各個(gè)單元操作的認(rèn)識(shí),深入理解各分離操作在生物產(chǎn)品分離工藝中的作用和相互關(guān)系,從而扎實(shí)地掌握各分離操作并能夠靈活運(yùn)用。
2 以因素為切入點(diǎn),注重分離過(guò)程的提煉總結(jié)
雖然生物分離過(guò)程涉及內(nèi)容繁多,但在分離工藝中一些單因素對(duì)分離的影響存在相通之處。如果以每一個(gè)因素為切入點(diǎn),將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)歸納提煉總結(jié),可使分散的知識(shí)點(diǎn)構(gòu)建成網(wǎng),從而使知識(shí)體系立體化,加深學(xué)生對(duì)生物分離操作的理解。例如,生物產(chǎn)品如蛋白質(zhì)、有機(jī)酸及核酸等都是兩性物質(zhì),在不同的pH條件下兩性物質(zhì)的帶電性質(zhì)會(huì)有所不同。而帶電性質(zhì)會(huì)影響其分離特性,因此pH控制在這些兩性物質(zhì)分離中起著非常重要的作用,在課堂上應(yīng)有意引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)和提煉。在初級(jí)分離沉淀分級(jí)中,控制pH在目的產(chǎn)物等電點(diǎn)附近可使其溶解度降低,便于沉淀析出;有機(jī)溶劑萃取分離過(guò)程中,控制體系pH可使目的產(chǎn)物保持分子或離子狀態(tài),可調(diào)節(jié)其在水相或有機(jī)相的分配,從而實(shí)現(xiàn)萃取或反萃?。浑x子交換吸附過(guò)程中,決定分離的主要因素是目的組分與介質(zhì)間的靜電引力,控制pH可改變目的產(chǎn)物的電離狀態(tài),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)選擇性的吸附或洗脫;親和色譜分離過(guò)程中,如果靜電引力在親和作用中占據(jù)主導(dǎo)地位,pH控制在親和吸附或洗脫過(guò)程中也具有重要意義。課堂上引導(dǎo)學(xué)生以pH對(duì)生物分離的影響為導(dǎo)向,歸納總結(jié)成表,如表1所示,就形成了清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
再如,表面活性劑在生物分離中也有廣泛的應(yīng)用。細(xì)胞破碎中,采用表面活性劑處理細(xì)胞,可增大細(xì)胞壁通透性,便于細(xì)胞破碎;初級(jí)分離中,加入表面活性劑利用表面吸附的原理對(duì)溶劑進(jìn)行分級(jí)分離;膜分離過(guò)程中用表面活性劑作為清洗劑對(duì)污染膜進(jìn)行清洗;液膜萃取過(guò)程中加入表面活性劑穩(wěn)定液膜,反膠團(tuán)萃取中加入表面活性劑形成反膠團(tuán)溶解生物物質(zhì);SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳中加入表面活性劑使蛋白變性并消除其電荷差異,從而使其遷移率只與蛋白分子量有關(guān)。與之類(lèi)似,過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)等在生物分離中的應(yīng)用有超聲波破碎、超聲波萃取、微波萃取、超臨界萃取、超臨界色譜等,以一個(gè)因素為切入點(diǎn),將整個(gè)生物分離課程的內(nèi)容提煉總結(jié),并在課堂上及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考,并以課堂提問(wèn)和課后思考題的形式啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考和查閱相關(guān)資料,由點(diǎn)到線再到面成體,構(gòu)建相應(yīng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和知識(shí)融會(huì)貫通能力。
3 加強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)橫向比較和聯(lián)系
由于生物分離過(guò)程涉及分離操作較多,為加深同學(xué)們對(duì)所學(xué)概念的理解,課堂教學(xué)中可將各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行橫向聯(lián)系和比較。如色譜和吸附這兩個(gè)概念,色譜主要根據(jù)溶質(zhì)和固定相之間各種相互作用——分子大小、靜電引力、疏水性、特異性識(shí)別等的不同實(shí)現(xiàn)分離純化;吸附是根據(jù)范德華力或靜電引力實(shí)現(xiàn)從液體或氣體中回收有用目的產(chǎn)物的過(guò)程。在分離單元操作過(guò)程中,色譜和吸附是兩個(gè)互相并列的概念;但在色譜分離技術(shù)中,吸附色譜是根據(jù)固定相與溶質(zhì)問(wèn)吸附作用力不同的色譜操作,其本質(zhì)是吸附原理在色譜上的應(yīng)用,是和凝膠過(guò)濾色譜、疏水色譜等并列的概念。在實(shí)際講課過(guò)程中,這兩個(gè)概念學(xué)生非常容易混淆。類(lèi)似的離子交換吸附和色譜也存在相似的區(qū)別和聯(lián)系。
在同一章節(jié)相關(guān)的易混淆知識(shí)點(diǎn)也可以橫向聯(lián)系和比較,例如疏水色譜和反相色譜,都是根據(jù)目的組分疏水作用的差別進(jìn)行分離純化,但又有所不同。疏水色譜固定相表面偶聯(lián)弱疏水性基團(tuán),疏水作用較弱,洗脫時(shí)主要采用降低離子強(qiáng)度、調(diào)節(jié)pH或者加入表面活性劑等方法降低疏水作用,可直接應(yīng)用于鹽析后蛋白分離純化;而反相色譜固定相表面完全被非極性基團(tuán)覆蓋,表現(xiàn)強(qiáng)烈的疏水性,洗脫時(shí)主要采用降低流動(dòng)相極性的梯度洗脫法,但應(yīng)用于生物活性物質(zhì)分離時(shí)存在使目的蛋白變性的危險(xiǎn)。在講授各自章節(jié)時(shí)將相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)橫向聯(lián)系,比較其異同,通過(guò)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建使得各知識(shí)點(diǎn)不再孤立分散,可以使學(xué)生總攬全局,加深學(xué)生對(duì)生物分離過(guò)程的理解,并提高學(xué)生的知識(shí)遷移能力。
4 重視考試的導(dǎo)向作用
考試的目的是為了鑒定教師的教學(xué)水平和學(xué)生的知識(shí)掌握情況,考試大綱和試題對(duì)于師生教學(xué)過(guò)程具有重要的導(dǎo)向作用。由此可見(jiàn),考試僅僅是學(xué)習(xí)過(guò)程的一個(gè)階段,考試中反饋出的信息有助于下一步更好的教和學(xué)的過(guò)程??荚嚱Y(jié)束決不意味著該門(mén)課程學(xué)習(xí)的結(jié)束,這一點(diǎn)對(duì)于當(dāng)前大學(xué)教學(xué)而言尤其重要。因此,筆者在生物分離工程的教學(xué)實(shí)踐中,積極拓展多種考試方式,采取了隨機(jī)小考、課后小論文考察和期末考試相結(jié)合的方式。在課堂上隨機(jī)小考,提問(wèn)學(xué)生并引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)提煉構(gòu)建相關(guān)知識(shí)網(wǎng)絡(luò),知識(shí)點(diǎn)的消化吸收主要在課堂上完成;由于課堂時(shí)間有限,一門(mén)課程的學(xué)習(xí)不僅僅是課堂的45分鐘,在課后集中選取一些具體的生物產(chǎn)品分離課題,安排學(xué)生主動(dòng)去查閱相關(guān)知識(shí),充分利用學(xué)校的圖書(shū)館資源,在課余時(shí)間完成知識(shí)面的拓展;期末考試試題的命制要靈活,重視知識(shí)點(diǎn)的比較、聯(lián)系和總結(jié),如前文所述,讓學(xué)生列舉pH控制、表面活性劑或者過(guò)程強(qiáng)化在生物分離中的應(yīng)用。通過(guò)這三種考核方式,以課堂教學(xué)為基礎(chǔ),以課余時(shí)間為拓展,以期末考試為導(dǎo)向,學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力大大提高,不僅學(xué)習(xí)了知識(shí),更重要的是提高了素質(zhì),這也是教育的根本目的所在。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,由于生物分離工程內(nèi)容較多,構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)可以將各知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系比較,可以抓住本質(zhì)化繁為簡(jiǎn),將所學(xué)知識(shí)串成一條線,突出各因素在分離操作中的作用,將不同單元操作相互比較并聯(lián)系起來(lái),并以考試為導(dǎo)向,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,有助于加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和認(rèn)識(shí),從而真正做到學(xué)有所用。通過(guò)這一教學(xué)實(shí)踐,鄭州大學(xué)生物工程系2008級(jí)生物工程班學(xué)生的生物分離工程理論課程平均成績(jī)?yōu)?9.4分,其中90分以上的占25.7%,不及格學(xué)生占1.4%。在鄭州大學(xué)組織的網(wǎng)上教評(píng)中,筆者的評(píng)教成績(jī)均在90分以上,為優(yōu)秀等級(jí)。下一步應(yīng)繼續(xù)完善,探求更加符合當(dāng)代教學(xué)特點(diǎn)的生物分離工程教學(xué)模式。
參考文獻(xiàn)
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篇3
【關(guān)鍵詞】生物技術(shù) 糧油食品工業(yè)
生物技術(shù)又可稱之為生物工程,主要包括分子生物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生理學(xué)、免疫學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)等多種學(xué)科,并和計(jì)算機(jī)、化學(xué)等學(xué)科內(nèi)容相互滲透成為一個(gè)比較綜合的學(xué)科,主要包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程等技術(shù),其中基因工程是其主要的核心技術(shù),該種技術(shù)主要應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、植物、醫(yī)學(xué)、食品、動(dòng)物等領(lǐng)域。應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)可以按照人們的意愿創(chuàng)造出人們想要的物種,或者是具有全新的功能,或者是改造原有的功能使其更好的滿足人們的需求。
一、生物技術(shù)在糧食生產(chǎn)中的應(yīng)用
生物技術(shù)在糧食生產(chǎn)中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面:可以利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得產(chǎn)量更高,并有一定的抵御蟲(chóng)害的作物品種,獲得營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高的作物品種,此外,還可以利用細(xì)胞工程技術(shù)對(duì)植物進(jìn)行無(wú)性繁殖,從而獲得高產(chǎn)量的作物,利用生物技術(shù)可以制造出無(wú)毒生物農(nóng)藥從生產(chǎn)出更多的綠色產(chǎn)品。生物技術(shù)培育出的作物主要有三代,第一代是通過(guò)培育轉(zhuǎn)基因作物可以提高農(nóng)作物抗蟲(chóng)害的能力,目前種植面積比較多的是抗除草劑的農(nóng)作物。第二代是通過(guò)轉(zhuǎn)基因來(lái)提高農(nóng)作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值為主要特征。第三代是通過(guò)轉(zhuǎn)基因作物提高食品的免疫功能,即可以利用轉(zhuǎn)基因的作物來(lái)生產(chǎn)一些具有新功能的食品以及藥物。
二、生物技術(shù)在糧油加工中的應(yīng)用
我國(guó)的糧油加工產(chǎn)品主要以初級(jí)產(chǎn)品為主,而在食品的精深加工方面比較落后,資源的深層次利用率比較低,而利用生物技術(shù)可以將產(chǎn)品原料加工成產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,通過(guò)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的二次開(kāi)發(fā)以此形成新的產(chǎn)品。利用生物技術(shù)可以快速的提高糧油加工的能力并提升水平,使我國(guó)的糧油加工生產(chǎn)能力能夠得到跨越式的發(fā)展。
三、生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用
生物技術(shù)已經(jīng)滲透到了食品加工的各個(gè)方面,利用基因工程可以有效的改良發(fā)酵工業(yè)中的微生物菌種,對(duì)食品加工原料進(jìn)行改造,提高氨基酸在食品加工中的含量,此外,利用基因工程還可以改進(jìn)其生產(chǎn)工藝,進(jìn)一步提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。利用蛋白質(zhì)工程可以創(chuàng)造出人類(lèi)需求的不同功能的蛋白質(zhì)新產(chǎn)品,可以更改酶的特性。在食品工程中酶技術(shù)的應(yīng)用比較成熟,在糧油食品加工中應(yīng)用比較廣泛的是酶制劑的應(yīng)用,主要有釀造酶、蛋白酶、果品酶等。這些酶主要應(yīng)用在果蔬加工,乳制品加工等方面。
四、生物技術(shù)與食品安全
生物技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用主要是轉(zhuǎn)基因食品安全問(wèn)題。任何物種在進(jìn)化過(guò)程中都會(huì)經(jīng)歷自然選擇或者是人工選擇,他們能夠幸存的物種都是這兩種選擇的結(jié)果,不過(guò)是自然選擇還是人工選擇其實(shí)質(zhì)都是遺傳變異選擇,在物種進(jìn)化中遺傳是基礎(chǔ),變異一定會(huì)存在。任何物種都是在遺傳的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)進(jìn)化發(fā)展而來(lái)的,對(duì)遺傳變異進(jìn)行人工選擇就是常規(guī)育種,而轉(zhuǎn)基因育種在本質(zhì)上和常規(guī)育種并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別,轉(zhuǎn)基因的食品安全問(wèn)題和其它新出現(xiàn)的技術(shù)一樣,只是在人類(lèi)科學(xué)進(jìn)步進(jìn)程中新出現(xiàn)的科學(xué)問(wèn)題而已,應(yīng)該對(duì)以抱有正確的態(tài)度,深入的對(duì)其進(jìn)行研究和探討。轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為發(fā)展最快的新技術(shù),正對(duì)人們生活的各個(gè)方面產(chǎn)生巨大的影響。
五、生物技術(shù)與食品安全檢測(cè)
食品安全越來(lái)越受到人們的關(guān)注,日常食品安全已成為人們生活的焦點(diǎn),為了讓人們吃到更為安全的食品,對(duì)食品安全檢測(cè)技術(shù)的研究已經(jīng)提上日程,而生物技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用,發(fā)揮了較大的推動(dòng)作用,并取得了不錯(cuò)的效果。在當(dāng)前的食品安全檢測(cè)中比較廣泛應(yīng)用的生物技術(shù)有生物芯片、免疫技術(shù)等生物技術(shù),通過(guò)這些生物技術(shù)的應(yīng)用使得食品安全的檢測(cè)更加方便快捷而且靈敏度也比較高,人們對(duì)食品安全也更加放心。
六、糧油深加工生物技術(shù)的進(jìn)展
在糧油深加工方面,美國(guó)主要利用酶以及發(fā)酵工程來(lái)進(jìn)行糧油資源的開(kāi)發(fā),同時(shí)還利用基因工程等生物技術(shù)來(lái)改良農(nóng)作物的性能,改善農(nóng)作物所含的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。生物技術(shù)在糧油加工中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面,首先是利用生物技術(shù)進(jìn)一步提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,并為農(nóng)作物的生產(chǎn)尋找更好地的農(nóng)業(yè)技術(shù)。通過(guò)新的生物技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步改良農(nóng)作物的品種,另外,還有利用農(nóng)作物、農(nóng)業(yè)廢棄物和加工副產(chǎn)物生產(chǎn)工業(yè)制品,包括生物能源、生物材料等。
七、結(jié)語(yǔ)
生物技術(shù)在食品糧油領(lǐng)域,在食品生產(chǎn)、糧油食品加工以及副產(chǎn)品利用等方面都有重要的應(yīng)用,隨著基因組技術(shù)在農(nóng)作物的成功實(shí)施以及深入開(kāi)展,新一輪的農(nóng)業(yè)技術(shù)革命將會(huì)展開(kāi)。為此,要認(rèn)識(shí)在糧油食品安全領(lǐng)域生物技術(shù)應(yīng)用的重要性,并不斷在糧油食品加工中引入生物技術(shù),以更好的促進(jìn)糧油食品加工行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
篇4
生物專(zhuān)業(yè)現(xiàn)狀分析改革措施一、對(duì)生物專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)
生物技術(shù)是應(yīng)用生命科學(xué)研究成果,以人們意志設(shè)計(jì),對(duì)生物或生物的成分進(jìn)行改造和利用的技術(shù)?,F(xiàn)代生物技術(shù)綜合基因工程、分子生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、胚胎學(xué)、免疫學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、物理學(xué)、信息學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科技術(shù),可用于研究生命活動(dòng)的規(guī)律和提品為社會(huì)服務(wù)等。當(dāng)今,越來(lái)越多的國(guó)家把教育的目標(biāo)放在改善和提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)上,以期適應(yīng)社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展。要提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),生物學(xué)教育意義重大。隨著生物學(xué)的發(fā)展,生物被越來(lái)越多的學(xué)生所認(rèn)識(shí)。近些年來(lái),以基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展迅猛,并日益影響和改變著人們的生產(chǎn)和生活方式。
二、生物教學(xué)與發(fā)展現(xiàn)狀
在1991年公布的《普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄》中,與生物有關(guān)的科目有生物化學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué);到1998年,調(diào)整生物學(xué)科,設(shè)置生物科學(xué)、生物技術(shù)專(zhuān)業(yè);再到2012年的重新調(diào)整為生物科學(xué)、生物技術(shù)、生物信息學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物工程。1998年之前,全國(guó)生物類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科招生規(guī)模較為穩(wěn)定。自2001年之后,生物學(xué)科的發(fā)展帶動(dòng)了生物類(lèi)專(zhuān)業(yè)的招生人數(shù),由于擴(kuò)招帶來(lái)了一系列問(wèn)題,2005年招生趨于平穩(wěn)。生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)近年來(lái)就業(yè)率持續(xù)走低,目前面臨的主要問(wèn)題有:
1.師資隊(duì)伍不足、教學(xué)資源欠缺、教學(xué)質(zhì)量下滑。在2002年全國(guó)性大學(xué)擴(kuò)招后,生物專(zhuān)業(yè)也不例外,招生規(guī)模訊速擴(kuò)大,隨之出現(xiàn)一系列問(wèn)題。教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富,學(xué)術(shù)水平較高的教師隊(duì)伍短缺,高校對(duì)教師的評(píng)價(jià)體系重科研、輕教學(xué)也使得師資隊(duì)伍不穩(wěn)定;教學(xué)資源欠缺,特別是直接用于本科教學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備與資金嚴(yán)重不足,影響了教學(xué)質(zhì)量。這些都對(duì)高校的教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生了不良影響。在這種情況下,保證教學(xué)質(zhì)量已經(jīng)成為目前高校生物學(xué)教學(xué)面臨的一個(gè)重大問(wèn)題。
2.高校對(duì)于生物專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)定位不明確。目前,許多高校都設(shè)置了生物專(zhuān)業(yè),但對(duì)其專(zhuān)業(yè)定位和培養(yǎng)目標(biāo)卻不明確。創(chuàng)新型人才、研究型人才和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)有何區(qū)別、如何定位專(zhuān)業(yè)發(fā)、培養(yǎng)目標(biāo)和在新形勢(shì)下如何適應(yīng),都是高校生物教學(xué)不可回避的問(wèn)題。
3.本科生與研究生培養(yǎng)銜接問(wèn)題。生物專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)與研究生的培養(yǎng)之間的銜接有很大問(wèn)題,不利于學(xué)生的繼續(xù)深造,使得學(xué)生的就業(yè)壓力增大,而且不利于生物專(zhuān)業(yè)高級(jí)人才的培養(yǎng)。
4.教學(xué)內(nèi)容急需更新。目前,生命科學(xué)的發(fā)展日新月異,知識(shí)急速膨脹,新技術(shù)、新理念不斷涌現(xiàn),而目前的培養(yǎng)方案中專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)分和學(xué)時(shí)都是十分有限的,并呈壓縮的趨勢(shì);另外,在這種情況下,哪些內(nèi)容是專(zhuān)業(yè)教學(xué)的核心內(nèi)容?隨著科學(xué)的進(jìn)展,學(xué)科的知識(shí)體系在不斷變化,在這種情況下教學(xué)內(nèi)容應(yīng)如何更新,已經(jīng)成為高校生物學(xué)教育教學(xué)工作中的亟待研究和解決的課題。
三、改革措施
1.觀念的改變。教改成功的關(guān)鍵是改變教師的觀念。教改首先是改變?nèi)说挠^念和認(rèn)識(shí),然后才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的教學(xué)改革。對(duì)于參與高校教學(xué)改革的人來(lái)說(shuō),接受有關(guān)的教學(xué)理論,了解新的教學(xué)觀念是十分必要的。生物學(xué)的研究方法和思維方法,是構(gòu)成這門(mén)科學(xué)的重要組成部分,是生物學(xué)最精彩的內(nèi)容之一。如果我們?cè)诮虒W(xué)中只告訴學(xué)生生物學(xué)的結(jié)論(科學(xué)中靜態(tài)的部分),而不讓學(xué)生了解科學(xué)研究的思路和接受科學(xué)方法訓(xùn)練(科學(xué)中動(dòng)態(tài)的部分),學(xué)生就很難真正地認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)和它的全貌。我們也很難實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)具有良好科學(xué)素質(zhì)、具有創(chuàng)新能力的高水平人才的目標(biāo)。
2.應(yīng)用教學(xué)輔助設(shè)備,激發(fā)學(xué)生興趣。興趣是最好的老師,也是學(xué)習(xí)的動(dòng)力。教學(xué)方法的靈活多樣,不斷整體優(yōu)化教學(xué)方法,用符合教育規(guī)律的科學(xué)方法及教學(xué)手段,秉承“授之以魚(yú),不如授之以漁”的教學(xué)理念,完善教與學(xué)的有機(jī)統(tǒng)一,達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)活動(dòng)中,以多媒體技術(shù)作為現(xiàn)代教學(xué)手段,可以將文字、圖形、聲音、動(dòng)畫(huà)等多種資源整合優(yōu)化。由于其豐富多彩的畫(huà)面的切換使學(xué)生置身于教學(xué)中,激發(fā)了學(xué)生的好奇心,使教學(xué)表現(xiàn)的內(nèi)容更充實(shí),更形象生動(dòng),更具吸引力。通過(guò)這些形象生動(dòng)的圖畫(huà)和視頻內(nèi)容,學(xué)生對(duì)這門(mén)課程產(chǎn)生了濃厚的興趣,不但容易掌握和鞏固新內(nèi)容,也激發(fā)了學(xué)生的求知欲望,讓學(xué)生感受到生物技術(shù)與日常生活、實(shí)際應(yīng)用是息息相關(guān)的一門(mén)學(xué)科。
3.教與學(xué)結(jié)合,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性。生物技術(shù)概論內(nèi)容涵蓋面廣泛,但教學(xué)時(shí)數(shù)有限;在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi),將所有內(nèi)容都進(jìn)行精講是不現(xiàn)實(shí)的。因此,根據(jù)教學(xué)大綱要求,教師可安排一些內(nèi)容讓學(xué)生課后自學(xué)。同時(shí),輔以某種形式進(jìn)行,多可以分成小組形式進(jìn)行討論,或者以正反兩方的形式組織辯論,或者以小組形式選派代表闡述自己的觀點(diǎn)等,通過(guò)這種教學(xué)方式,學(xué)生的獨(dú)立思考、創(chuàng)新能力得到培養(yǎng),并且充分發(fā)揮了其團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定了基礎(chǔ)。
4.多樣化的考核方式。現(xiàn)如今,許多高校生物專(zhuān)業(yè)只憑借期末考試進(jìn)行考核,忽略了生物專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)性與操作性。為此,各高校應(yīng)該實(shí)施綜合考核方案,將平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)相結(jié)合。將課堂討論、辯論、回答問(wèn)題等都作為平時(shí)成績(jī),同時(shí)根據(jù)平時(shí)章節(jié)安排、布置了一些相關(guān)的論文開(kāi)闊學(xué)生視野。這種考核方式的變革,在增加學(xué)習(xí)興趣的前提下,加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)。
5.確定人才培養(yǎng)目標(biāo)。目前,雖然許多高校提出了“厚基礎(chǔ),寬口徑”的本科生的培養(yǎng)目標(biāo),但實(shí)際上對(duì)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生的培養(yǎng)目標(biāo)還是不明確的,這就要求教育者要用更寬廣的眼界,切實(shí)把握好生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo),落實(shí)人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展理念。在處理人才培養(yǎng)與社會(huì)需求的關(guān)系上,注重培養(yǎng)“有知識(shí)、有技術(shù)、懂業(yè)務(wù)、會(huì)管理、會(huì)開(kāi)發(fā),并有市場(chǎng)意識(shí)與競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)”的“復(fù)合型”人才;在理論與實(shí)踐關(guān)系上,加強(qiáng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)課試驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作能力、結(jié)果分析與整理能力、文獻(xiàn)查詢與消化能力、生物產(chǎn)品的研發(fā)能力,努力將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、學(xué)位論文和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。
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篇5
關(guān)鍵詞 生物技術(shù) 創(chuàng)新型 創(chuàng)業(yè)型 人才培養(yǎng)
中圖分類(lèi)號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
21世紀(jì)是生物的世紀(jì),我國(guó)目前無(wú)論是生物技術(shù)的研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人才,存在嚴(yán)重不足。在用人單位求賢若渴的同時(shí),大量生物技術(shù)畢業(yè)生卻不能找到合適的崗位,校園里以傳統(tǒng)教學(xué)方法培養(yǎng)出來(lái)的應(yīng)試人才不能滿足企業(yè)對(duì)人才的要求。隨著國(guó)家高等教育改革的不斷深化和當(dāng)今社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求,高等院校培養(yǎng)人才的目標(biāo)和模式也面臨挑戰(zhàn)。生物技術(shù)是應(yīng)用型學(xué)科,與日常生活及生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系密切,因此,如何培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新意識(shí),要在本科培養(yǎng)計(jì)劃中扮演重要角色,同時(shí)要提供良好的條件和各種實(shí)踐平臺(tái),讓學(xué)生多接觸社會(huì),了解社會(huì),為日后的創(chuàng)業(yè)撒下種子。近年來(lái),我們結(jié)合湖北省“戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”,對(duì)生物技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的培養(yǎng)模式進(jìn)行了探索與實(shí)踐,并取得一定的經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)總結(jié)如下,供相關(guān)同行參考。
1 明確的目標(biāo)定位
江漢大學(xué)生命科學(xué)院生物技術(shù)自成立以來(lái)就以服務(wù)武漢,立足湖北,面向全國(guó)為己任,并圍繞“武漢國(guó)家生物產(chǎn)業(yè)基地”的建立和發(fā)展需求,培養(yǎng)符合武漢及周邊地區(qū)生物技術(shù)企業(yè)要求的應(yīng)用型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。近年,我院生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)成功申報(bào)了“湖北省戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”,更明確了“創(chuàng)新型”,“創(chuàng)業(yè)型”作為我院生物技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
2 彈性的學(xué)分制教學(xué)
科學(xué)合理的課程體系是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo),構(gòu)建學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和綜合素質(zhì)的前提和保障。根據(jù)國(guó)家高等教育發(fā)展的趨勢(shì)和要求,經(jīng)湖北省教育廳批準(zhǔn),學(xué)校于2011年開(kāi)始實(shí)行學(xué)分制改革,我們同步參考國(guó)家對(duì)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方針,結(jié)合本學(xué)院學(xué)科發(fā)展的特點(diǎn),采用彈性學(xué)分制原則,學(xué)生按要求修滿學(xué)分即可申請(qǐng)畢業(yè),學(xué)習(xí)年限在3~5年彈性變動(dòng)。同時(shí),對(duì)以往教學(xué)計(jì)劃中的理論課程進(jìn)行了優(yōu)化和整合,注重引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身情況和特點(diǎn),主動(dòng)設(shè)計(jì)和選擇主攻方向,給學(xué)生更大的自主選擇空間。在專(zhuān)業(yè)課中,主干課程作為專(zhuān)業(yè)必修課程學(xué)分占全部學(xué)分的26%;專(zhuān)業(yè)選修課學(xué)分占總學(xué)分的22%,并根據(jù)學(xué)院師資隊(duì)伍及科研特色,將設(shè)置的專(zhuān)業(yè)選修課分為生物農(nóng)業(yè)技術(shù)、生物技術(shù)制品兩個(gè)方向的模塊課程供學(xué)生自主選擇,同時(shí)保證每個(gè)模塊中供學(xué)生選擇的課程科目學(xué)分兩倍于學(xué)分要求,每門(mén)課程選課人數(shù)超過(guò)專(zhuān)業(yè)人數(shù)1/3即開(kāi)課。
3 過(guò)硬的教學(xué)質(zhì)量
教學(xué)質(zhì)量是人才培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié),我們每年都會(huì)結(jié)合學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)和學(xué)院特色,全面修訂教學(xué)大綱,更新和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。其別注意課程內(nèi)容整合,明確每門(mén)課程的講授內(nèi)容和范圍;同時(shí)注意相關(guān)課程之間內(nèi)容的銜接,授課教師間的定期備課交流,避免出現(xiàn)一些學(xué)科交叉知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)學(xué)習(xí);每年要求教師修改講授內(nèi)容,努力做到當(dāng)年學(xué)科新知識(shí)及前沿動(dòng)態(tài)在課堂教學(xué)內(nèi)容上有所體現(xiàn)。在課堂教學(xué)方法改革中,鼓勵(lì)教師進(jìn)行各種形式的探索,如“研討式”“PBL式”等各種不同形式的教學(xué)方法被廣泛用于課堂教學(xué)中,改變了過(guò)去傳統(tǒng)的“填鴨式”“滿堂灌”的教學(xué)方法。在很多專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)中,改變了期末考定成績(jī)的傳統(tǒng)方式,小組討論,辯論賽,口試,專(zhuān)業(yè)綜述寫(xiě)作,外文翻譯等不同環(huán)節(jié)被引入最后成績(jī)?cè)u(píng)定中,并占有一定比重;同時(shí)在期末考試中嘗試開(kāi)卷考試,注重考查學(xué)生根據(jù)已經(jīng)掌握的知識(shí)及使用參考資料,發(fā)現(xiàn),分析,并解決一些專(zhuān)業(yè)問(wèn)題,同時(shí)提出自己的想法和設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn),而不是簡(jiǎn)單地考幾個(gè)需要死記硬背的知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)近幾年的實(shí)踐,學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和興趣被充分調(diào)動(dòng),課堂氣氛活躍,對(duì)所學(xué)知識(shí)的把握能力也更強(qiáng),在學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,分析問(wèn)題,想辦法解決問(wèn)題也成為一種學(xué)習(xí)習(xí)慣。
4 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行整合和更新,制打破傳統(tǒng)割裂式教學(xué),起用模塊式實(shí)驗(yàn)教學(xué),構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,把教學(xué)實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)。注重各門(mén)相關(guān)學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)之間的交叉滲透、而且有利于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的綜合利用,進(jìn)而推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室管理體制的進(jìn)一步完善。其中基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)160多學(xué)時(shí),包括微生物學(xué),生物化學(xué),遺傳學(xué)等傳統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)包括2個(gè),共140學(xué)時(shí):一個(gè)為80學(xué)時(shí)的生物技術(shù)大實(shí)驗(yàn),涵蓋了生物信息學(xué),基因工程,分子生物學(xué),免疫學(xué),等理學(xué)科目的知識(shí),內(nèi)容豐富,集眾多學(xué)科知識(shí)交叉融合;一個(gè)為生物工程類(lèi)大實(shí)驗(yàn),共60學(xué)時(shí),集合發(fā)酵工程,微生物遺傳與育種,生物技術(shù)中下游技術(shù),化工原理,生物制品工藝學(xué)等工科類(lèi)學(xué)科知識(shí)。通過(guò)這2個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生學(xué)會(huì)通過(guò)利用不同學(xué)科知識(shí)和實(shí)驗(yàn)的融合來(lái)完成某個(gè)具體實(shí)驗(yàn)任務(wù),培養(yǎng)其對(duì)所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作能力的融會(huì)貫通能力;同時(shí),學(xué)生可以通過(guò)第一個(gè)生物技術(shù)大實(shí)驗(yàn)體會(huì)類(lèi)似企業(yè)和科研院校進(jìn)行研發(fā)工作的過(guò)程,通過(guò)工程類(lèi)實(shí)驗(yàn),初步了解生產(chǎn)和研發(fā)部門(mén)工作的區(qū)別。研究性實(shí)驗(yàn)是以學(xué)院教師科研方向?yàn)橐劳?,學(xué)生根據(jù)自己研究興趣,選擇相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,在教師指導(dǎo)下,完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),綜合實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)三種不同層次和培養(yǎng)目的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)設(shè),使實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)現(xiàn)既對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技能的全面培養(yǎng),又尊重其個(gè)性特點(diǎn)發(fā)展的目標(biāo)。
5 增加實(shí)踐環(huán)節(jié)比重
開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)不僅有助于學(xué)生加深對(duì)本專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解,更重要的是可以讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,在實(shí)踐中應(yīng)用和進(jìn)一步把握專(zhuān)業(yè)技能,同時(shí),開(kāi)闊視野,了解在校園里學(xué)到的知識(shí)如何運(yùn)用于生產(chǎn)中,為將來(lái)勝任本職工作打下基礎(chǔ)。我們整個(gè)實(shí)踐部分環(huán)節(jié)占總學(xué)分的30%。實(shí)踐環(huán)節(jié)分為必修和選修兩種,必修為集中性訓(xùn)練,包括以下幾個(gè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié):(1)野外實(shí)習(xí),學(xué)生到野外實(shí)習(xí)基地兩周,學(xué)習(xí)辨認(rèn)各種植物和動(dòng)物及制作標(biāo)本,熟練使用植物檢索表和動(dòng)物圖鑒,初步學(xué)會(huì)撰寫(xiě)調(diào)查報(bào)告;(2)科研訓(xùn)練,以教師科研團(tuán)隊(duì)為依托,學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)室和導(dǎo)師,課余時(shí)間分組進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,以小組為單位申報(bào)科學(xué)研究項(xiàng)目,完成開(kāi)題,實(shí)驗(yàn)及答辯。旨在開(kāi)闊科研視野,提高科研興趣;同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力,創(chuàng)新性意識(shí)、分析和解決問(wèn)題的能力;(3)專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí):分校內(nèi)基地和校外基地分別進(jìn)行,校內(nèi)實(shí)習(xí)基地安排學(xué)生進(jìn)行啤酒發(fā)酵、食用菌栽培、肥肝鵝養(yǎng)殖、試管苗的繁育等。校外實(shí)習(xí)基地安排學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)、頂崗實(shí)習(xí)、崗位技能訓(xùn)練等。培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)、良好的職業(yè)道德和素質(zhì)。(4)生產(chǎn)實(shí)習(xí):在校外實(shí)習(xí)基地進(jìn)行。生物制藥方向?qū)嵙?xí)要求學(xué)生進(jìn)入相關(guān)企業(yè),熟悉部分生物制品的典型工藝流程和主要設(shè)備、參與主要工序的操作過(guò)程;生物農(nóng)業(yè)方向要求學(xué)生能通過(guò)實(shí)習(xí)期間的學(xué)習(xí)和實(shí)踐,熟悉動(dòng)植物種苗的繁育技術(shù)、參與現(xiàn)代化、集約化、標(biāo)準(zhǔn)化的都市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。(5)畢業(yè)實(shí)習(xí):畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)論文相結(jié)合,在校外、內(nèi)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行。培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和技能獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的工作能力、同時(shí)也是對(duì)本科四年所學(xué)習(xí)的知識(shí)和培養(yǎng)能力的一種綜合檢驗(yàn)。此外對(duì)于有余力的學(xué)生還設(shè)置了課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐,學(xué)生通過(guò)參加開(kāi)放性實(shí)驗(yàn),學(xué)生科研創(chuàng)新項(xiàng)目,學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,教師科研項(xiàng)目等方式也可以獲得一定選修學(xué)分。通過(guò)這一系列實(shí)踐活動(dòng),使學(xué)生逐步了解自己所學(xué)知識(shí)和技能在社會(huì)上該如何找切入點(diǎn),同時(shí)也培養(yǎng)了他們良好的溝通協(xié)調(diào)能力和團(tuán)隊(duì)精神。
6 加強(qiáng)院企合作辦學(xué)
鑒于畢業(yè)生就業(yè)基本選擇武漢地區(qū)相關(guān)企業(yè),學(xué)院教師科研項(xiàng)目也與相關(guān)企業(yè)保持密切的合作關(guān)系,學(xué)院與多家企業(yè)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系。邀請(qǐng)企業(yè)中的工程師和專(zhuān)家共同開(kāi)發(fā)和承擔(dān)與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)的新課程,如GMP質(zhì)量管理、食品衛(wèi)生檢驗(yàn)、農(nóng)作物新品種選育與種子生產(chǎn)等,供學(xué)生選擇學(xué)習(xí);經(jīng)常邀請(qǐng)企業(yè)家到學(xué)院進(jìn)行相關(guān)講座和交流,從企業(yè)的角度給予學(xué)生專(zhuān)業(yè)導(dǎo)引;院企雙方積極共建實(shí)習(xí)實(shí)踐基地,讓學(xué)生有機(jī)會(huì)到企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐、企業(yè)科研和崗位技能訓(xùn)練;通過(guò)與企業(yè)的深度合作,使學(xué)生能深入了解企業(yè)文化及對(duì)人才的需求,更加明確自己的發(fā)展方向,在學(xué)校和企業(yè)提供各種學(xué)習(xí),實(shí)踐機(jī)會(huì)中快速成長(zhǎng),將自己培養(yǎng)成符合企業(yè)要求的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。
綜上所述,地方本科院校培養(yǎng)的生物技術(shù)人才,應(yīng)該在自己辦學(xué)背景的條件下,充分發(fā)揮自己的特色,在本科四年的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識(shí),使培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生不僅擁有扎實(shí)的學(xué)科知識(shí),很強(qiáng)的動(dòng)手能力和綜合素質(zhì),同時(shí)還具備一定創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)熱情。
本文受湖北省教育廳教學(xué)研究項(xiàng)目《生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)體系的探索與實(shí)踐》(2011248)項(xiàng)目資助
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篇6
【關(guān)鍵詞】 現(xiàn)代生物技術(shù),;,,中藥化學(xué)
摘要:目的探討現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)研究中的應(yīng)用。方法分析現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)成分產(chǎn)生途徑、化學(xué)反應(yīng)、合成和生產(chǎn)三個(gè)方面的應(yīng)用。結(jié)果現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)研究過(guò)程中比傳統(tǒng)研究方法更具有優(yōu)勢(shì),為中藥化學(xué)研究開(kāi)辟一條嶄新的途徑。結(jié)論中藥化學(xué)研究應(yīng)當(dāng)充分吸收和利用現(xiàn)代生物技術(shù)。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代生物技術(shù) ; 中藥化學(xué)
中藥是我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)用以防治疾病的重要武器,其產(chǎn)生功效的物質(zhì)基礎(chǔ)是中藥所含的化學(xué)成分。中藥化學(xué)的研究在中醫(yī)藥學(xué)的現(xiàn)代化、國(guó)際化及中藥產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中具有極為重要的作用[1]。其研究過(guò)程中通常要結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)理論和成果,應(yīng)用當(dāng)代最新技術(shù)和方法來(lái)進(jìn)行?,F(xiàn)代生物技術(shù)是以生物體系(個(gè)體、組織、細(xì)胞、細(xì)胞器、基因)和生物工程原理來(lái)生產(chǎn)生物產(chǎn)品,培育新的生物品種或提供社會(huì)服務(wù)的綜合性生物科學(xué)技術(shù),在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)藥等領(lǐng)域?,F(xiàn)代生物技術(shù)將是推動(dòng)中藥現(xiàn)代化的強(qiáng)有力的重要技術(shù)之一[2],并且在中藥現(xiàn)代化研究中得到應(yīng)用?,F(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)研究中也有應(yīng)用,但這方面研究大多分散在其他研究當(dāng)中,尚未見(jiàn)到報(bào)道對(duì)這方面有系統(tǒng)的分析,而且研究中藥化學(xué)的人通常從化學(xué)角度入手,很少涉及到生物技術(shù)。本文就現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)研究中的應(yīng)用進(jìn)行一個(gè)比較全面系統(tǒng)的分析。
1 現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)成分產(chǎn)生途徑研究中的應(yīng)用
中藥化學(xué)成分大多是藥用植物在生長(zhǎng)時(shí)期進(jìn)行的一系列新陳代謝過(guò)程中形成和積累的,絕大部分是代謝次生產(chǎn)物,它們的產(chǎn)生往往有幾種到幾十種酶的參與,合成途徑非常復(fù)雜。中藥化學(xué)成分產(chǎn)生途徑的研究要借助于酶工程、基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)來(lái)研究中藥化學(xué)成分生物合成途徑。研究中藥化學(xué)成分的生物合成途徑不僅可以有助于這些化學(xué)成分的仿生合成,而且還可以人為地對(duì)這些化學(xué)成分的合成進(jìn)行生物調(diào)控,有利于定向合成所需要的化學(xué)成分,是整個(gè)中藥化學(xué)研究的基礎(chǔ)。國(guó)際上這方面的研究已經(jīng)逐步深入。Heide等在遼寧紫草的細(xì)胞培養(yǎng)中,研究了與紫草寧生物合成相關(guān)的酶類(lèi),初步確定了紫草寧生物合成的關(guān)鍵酶是對(duì)羥基苯甲酸牦牛兒基轉(zhuǎn)移酶(Phydroxybenzoate geranytransferase) [3]。Okada等[4]分離出了某種黃連細(xì)胞中的編碼(S)四氫小檗堿氧化酶的基因,并進(jìn)行序列分析。國(guó)內(nèi)這方面的研究起步較晚,但也取得一些成果。中國(guó)科學(xué)院植物研究所葉和春研究員課題組已克隆出青蒿素生物合成途徑中四個(gè)關(guān)鍵酶基因,構(gòu)建了不同啟動(dòng)子下的Cad和PP基因植物表達(dá)載體,通過(guò)液氮凍融法等技術(shù)建立了二元載體系統(tǒng)[5]。利用基因技術(shù)研究紅豆杉屬植物中抗癌化合物紫杉醇產(chǎn)生途徑中關(guān)鍵酶環(huán)化酶已經(jīng)取得應(yīng)用。吲哚生物堿合成過(guò)程的關(guān)鍵酶異胡豆苷合成酶(SSS),它催化次番木鱉苷和色胺縮合反應(yīng)生成異胡豆苷。在萜類(lèi)化合物(如倍半萜合成酶和二萜合成酶)和苯丙基類(lèi)化合物(如查耳酮合成酶)的基因工程研究也取得了一定的進(jìn)展。
2 現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用
中藥化學(xué)反應(yīng)非常復(fù)雜,廣泛存在于藥用動(dòng)植物的生長(zhǎng)采收階段、炮制加工、中藥制劑、臨床調(diào)劑煎煮等中藥產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)。中藥化學(xué)研究的很重要方面就是研究其化學(xué)反應(yīng)?,F(xiàn)代生物技術(shù)在此方面的應(yīng)用,給中藥化學(xué)反應(yīng)的研究開(kāi)辟一條捷徑。
2.1 羥基化反應(yīng)羥基化發(fā)應(yīng)是中藥化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)重要類(lèi)型,在中藥化學(xué)成分生物合成途徑中的乙酸丙二酸途徑(acetatemalonate pathway ,AAMA途徑 )和甲戊二羥酸途徑(mevalonic acid pathway, MVA途徑)中都存在羥基化反應(yīng)。傳統(tǒng)羥基化反應(yīng)需要大量的反應(yīng)步驟和催化劑,過(guò)程復(fù)雜,大規(guī)模生產(chǎn)成本高?,F(xiàn)在利用現(xiàn)代生物技術(shù),就可以避免上述問(wèn)題。通過(guò)培養(yǎng)具有部位特異和立體特異性羥基化烯丙位C=C雙鍵的能力以及區(qū)別底物的不同對(duì)映體并選擇性地對(duì)其中之一進(jìn)行羥基化的能力的植物細(xì)胞培養(yǎng)物,在分子中的不同部位進(jìn)行立體選擇性氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化外源底物,從而實(shí)現(xiàn)羥基化。例如長(zhǎng)春花(Catharanthus roseus)的細(xì)胞懸浮培養(yǎng)物可將香葉醇、橙花醇以及左旋和右旋香芹酮通過(guò)其戊基側(cè)鏈羥基化為一系列的單羥基化異構(gòu)體,再轉(zhuǎn)化為抗真菌代謝物5,3羥基新二羥基香芹醇[6]。
2.2 還原反應(yīng)中藥化學(xué)成分的變化通常都存在還原反應(yīng)。常見(jiàn)的包括羰基還原反應(yīng)、C-C雙鍵的還原反應(yīng)、硝基還原反應(yīng)等方面?,F(xiàn)代生物技術(shù)在這些方面有著廣泛的應(yīng)用。利用細(xì)胞培養(yǎng)可以將醛和酮轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的醇,羰基發(fā)生還原反應(yīng);C=C雙鍵加成其他成分,發(fā)生C=C雙鍵還原反應(yīng);硝基被還原,發(fā)生硝基還原反應(yīng)。例如長(zhǎng)春花細(xì)胞懸浮培養(yǎng)得到的全細(xì)胞,通過(guò)其過(guò)氧化物酶胞外分泌到培養(yǎng)基中,可以使進(jìn)攻羰基表面發(fā)生還原反應(yīng),使羥基化合物在具羥基基團(tuán)的部位具有活性[6];眼蟲(chóng)Astasia longa細(xì)胞培養(yǎng)物能夠產(chǎn)生2種烯酮(enone)還原酶,可以還原香芹酮的C=C 雙鍵,該反應(yīng)具有部位特異[6];北洋金花(Datura innoxiu)、長(zhǎng)春花以及Myrophyllum屬植物細(xì)胞培養(yǎng)物都能夠?qū)NT(2,4,6trinitrotoluene)經(jīng)過(guò)硝基還原反應(yīng)生成ADNT(2,4,6aminodinitrotoluene) [7,8]。
2.3 糖基化反應(yīng) 糖基是中草藥的重要生物活性物質(zhì)之一,由其衍生的苷類(lèi)化合物,常為中草藥的有效成分。糖基化反應(yīng)可以使不溶于水的化合物轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄曰衔铮S多中藥成分的理化性質(zhì)與生物活性發(fā)生較大的變化,因此具有很重要的意義。糖基化反應(yīng)利用傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)或化學(xué)合成很難做到,不過(guò)利用現(xiàn)代生物技術(shù)就可以比較容易完成。例如:丁酸具有體外抑制腫瘤生長(zhǎng)和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化的作用,但是其在哺乳動(dòng)物系統(tǒng)中半衰期很短,人們通過(guò)懸浮培養(yǎng)的灰葉煙草Nicotianaplumbaginiofia細(xì)胞糖基化得到其糖苷,半衰期大大增加,可以開(kāi)發(fā)為抗癌新藥。
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2.4 氧化和環(huán)氧化反應(yīng) 中藥化學(xué)成分在自然條件或人為條件下,經(jīng)常會(huì)發(fā)生氧化或環(huán)氧化反應(yīng),這些反應(yīng)有一些具有利用價(jià)值,通常被利用的如醇類(lèi)成分被氧化成醛或酮,繼而被氧化成酸;含有酚羥基成分的物質(zhì),被氧化縮合;環(huán)氧化反應(yīng)可以用于具有細(xì)胞毒性的倍半萜烯的結(jié)構(gòu)修飾?,F(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用,可以人為地調(diào)節(jié)和控制以上的反應(yīng)。例如:利用細(xì)胞培養(yǎng),可以將醇轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的醛和酮;莪術(shù)Curcuma zedoaria細(xì)胞懸浮培養(yǎng)物可以完成大根香葉酮(germacrone)的環(huán)氧化反應(yīng);Pras等[9]研究發(fā)現(xiàn),在Mucuna prllFICIIS的細(xì)胞培養(yǎng)物中由酚氧化酶催化可以生成一個(gè)非常重要的藥用化合物7,8二羥基一 N二n丙基2氨基四氫化萘(7,8dihydroxyNdinpropyl2aminotetralin) 。
3 現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)成分合成和生產(chǎn)中的應(yīng)用
中藥所含有的化學(xué)成分,通常含量都不高,而且含有大量的非藥用部分和雜質(zhì)成分,給中藥化學(xué)成分的提取和分離帶來(lái)很大的難度,有的中藥生長(zhǎng)時(shí)期很長(zhǎng),產(chǎn)量很低。隨著人類(lèi)需求的急劇增加,單靠傳統(tǒng)的從野生或種植的中藥材中提取,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要,因此需要對(duì)中藥化學(xué)成分進(jìn)行人工合成,或者通過(guò)人工技術(shù)提高其純度和產(chǎn)量。中藥活性成分一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常有多個(gè)不對(duì)稱碳原子,利用化學(xué)合成來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾存在著得出率低、反應(yīng)專(zhuān)一性差、副產(chǎn)物多等缺點(diǎn),既費(fèi)事費(fèi)力又效果不佳。近年來(lái),以微生物為反應(yīng)器進(jìn)行中藥活性成分的生物轉(zhuǎn)化和生物合成,有望為這類(lèi)中藥活性成分的獲得提供新的途徑。中國(guó)藥科大學(xué)研究人員利用微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)成功地在嗎啡類(lèi)似物蒂巴因的14位碳原子上定向引人了羥基,使其鎮(zhèn)痛活性提高了100倍以上[10]。有些中藥化學(xué)成分在植物體內(nèi)的含量非常少,化學(xué)合成和半合成也不太理想,可以通過(guò)現(xiàn)代生物技術(shù)的控制,生產(chǎn)這類(lèi)有效物質(zhì)?,F(xiàn)在已經(jīng)研究成功的有利用細(xì)胞懸浮技術(shù)培養(yǎng)具有抗癌活性但生長(zhǎng)期漫長(zhǎng)且含量極低的紅豆杉的活性成分紫杉醇、紫草的有效成分紫草寧色素、三白草的活性成分金絲桃苷、具有抗腫瘤作用的長(zhǎng)春花的活性成分長(zhǎng)春堿和長(zhǎng)春新堿等,利用固定化細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)一些有效成分如黃酮、葸醌、各種色素和生物堿等[11],利用毛狀根培養(yǎng)長(zhǎng)春花、煙草、紫草、人參、曼陀羅、顛茄、丹參、黃芪、甘草和青蒿等40多種植物的有效成分[12]。 綜上所述,現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)研究過(guò)程中比傳統(tǒng)研究方法更具有優(yōu)勢(shì),為中藥化學(xué)研究開(kāi)辟了一條嶄新的途徑。在中藥化學(xué)研究中應(yīng)當(dāng)充分吸收和利用現(xiàn)代生物技術(shù)。
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篇7
關(guān)鍵詞:生物技術(shù)企業(yè) 資本運(yùn)營(yíng)
在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,一切社會(huì)資源、生產(chǎn)要素都可以以資本形式加入社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,通過(guò)各種方式實(shí)現(xiàn)增值。所謂資本運(yùn)營(yíng)就是企業(yè)遵循資本運(yùn)動(dòng)規(guī)律,以資本最大限度增值為目的,對(duì)各種可支配的資源和生產(chǎn)要素進(jìn)行運(yùn)籌和優(yōu)化配置的一種經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。
企業(yè)成長(zhǎng)與資本運(yùn)營(yíng)
早在20世紀(jì)50年代末,國(guó)外學(xué)者就提出了企業(yè)具有生命特征的論點(diǎn),到了20世紀(jì)70年代這種論點(diǎn)即得到更多學(xué)者的關(guān)注并被進(jìn)一步強(qiáng)化。上世紀(jì)80年代,美國(guó)學(xué)者伊查克•艾迪斯(Ichak Adizes)首次把企業(yè)生命作為研究對(duì)象,并對(duì)企業(yè)生命周期作了系統(tǒng)的研究。他在《企業(yè)生命周期》(Corporate Life Cycle)一書(shū)中認(rèn)為,企業(yè)與自然界的動(dòng)植物一樣,不僅具有相似的生命周期現(xiàn)象,而且主要都是通過(guò)靈活性和可控性之間的關(guān)系表現(xiàn)出來(lái)。我國(guó)著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家蔣一葦在其《企業(yè)本位論》中,也曾提出“企業(yè)是一個(gè)能動(dòng)的有機(jī)體”性質(zhì)。國(guó)外的學(xué)者將企業(yè)具有生命特征的觀點(diǎn)建立于生物學(xué)基礎(chǔ)之上,企業(yè)生命周期理論將企業(yè)生命周期分為幼稚期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期,企業(yè)成長(zhǎng)表達(dá)了企業(yè)由小到大,由弱變強(qiáng)、由低級(jí)到高級(jí)的動(dòng)態(tài)特征。
企業(yè)成長(zhǎng)是企業(yè)的普遍追求,其動(dòng)因可以從對(duì)資本本質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)中得到結(jié)論。不管資本以何種形式出現(xiàn)或其來(lái)源于何處,資本的本質(zhì)屬性表現(xiàn)在追求增值。縱觀國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)學(xué)家對(duì)企業(yè)本質(zhì)的研究,企業(yè)盈利這一區(qū)別于其他組織的突出特征從根本上來(lái)源于資本要增值的本質(zhì)屬性。因此,從這個(gè)角度而言,不管是何種類(lèi)型的企業(yè),企業(yè)成長(zhǎng)之所以成為企業(yè)普遍追求的目標(biāo),其根本原因可以追溯到資本要求增值所產(chǎn)生的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。
企業(yè)因資本而生,沒(méi)有資本便沒(méi)有企業(yè),任何企業(yè)都是由一定的資本投入所形成的。企業(yè)作為資本的存在形式和載體,其成長(zhǎng)受資本驅(qū)動(dòng)并與資本運(yùn)動(dòng)融合在一起。資本的本性與企業(yè)成長(zhǎng)的一致性表現(xiàn)為:資本增值的需要是無(wú)止境的,企業(yè)成長(zhǎng)也是無(wú)止境的;企業(yè)成長(zhǎng)受到資本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的制約,企業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律體現(xiàn)資本的內(nèi)在要求。
雖然資本增值是資本的本質(zhì)屬性,但資本增值需要借助一定的方式和手段才能實(shí)現(xiàn)。企業(yè)通過(guò)資本運(yùn)營(yíng)或者說(shuō)資本經(jīng)營(yíng),將要素資源聚合在一起進(jìn)行資源轉(zhuǎn)化,并將資源轉(zhuǎn)化為商品,通過(guò)在市場(chǎng)上出售實(shí)現(xiàn)資本的增值。因此將資本運(yùn)營(yíng)放在企業(yè)成長(zhǎng)的支持作用上來(lái)理解,正是資本運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的成長(zhǎng)。
按照企業(yè)成長(zhǎng)所依賴的支撐來(lái)源于企業(yè)內(nèi)部還是外部,企業(yè)成長(zhǎng)可分為企業(yè)內(nèi)部化成長(zhǎng)與企業(yè)外部化成長(zhǎng)。企業(yè)內(nèi)部化成長(zhǎng)是指企業(yè)依賴自身盈利的再投入及在此基礎(chǔ)上通過(guò)企業(yè)內(nèi)部其他因素條件的改善而實(shí)現(xiàn)的企業(yè)成長(zhǎng),其主要特點(diǎn)是在不改變企業(yè)產(chǎn)權(quán)、股權(quán)結(jié)構(gòu)前提下進(jìn)行的。企業(yè)內(nèi)部化成長(zhǎng)通過(guò)內(nèi)部運(yùn)用型資本運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn),即通過(guò)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中合理有效地運(yùn)用資本,不斷地開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,采用新技術(shù),加速資本周轉(zhuǎn),提高資本效率,增加資本積累來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)成長(zhǎng)。企業(yè)外部化成長(zhǎng)是與企業(yè)內(nèi)部化成長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的一種成長(zhǎng)途徑,是指企業(yè)成長(zhǎng)的實(shí)現(xiàn)是依賴企業(yè)合并及其他企業(yè)外部化行為的支撐而實(shí)現(xiàn)的企業(yè)成長(zhǎng),其主要特點(diǎn)是以企業(yè)股權(quán)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)和產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)為基本標(biāo)志,是在舊的股權(quán)結(jié)構(gòu)被打破而形成新的股權(quán)、產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的成長(zhǎng)。企業(yè)外部化成長(zhǎng)通過(guò)外部交易型資本運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn),主要通過(guò)資本市場(chǎng)對(duì)資本進(jìn)行買(mǎi)賣(mài),實(shí)現(xiàn)資本增值,包括股票的發(fā)行與交易、企業(yè)產(chǎn)權(quán)交易以及企業(yè)部分資產(chǎn)的買(mǎi)賣(mài)等方式實(shí)現(xiàn)企業(yè)成長(zhǎng)。
內(nèi)部運(yùn)用型資本運(yùn)營(yíng)曾經(jīng)是企業(yè)成長(zhǎng)的唯一途徑,外部交易型資本運(yùn)營(yíng)的出現(xiàn)拓展了企業(yè)成長(zhǎng)的方式和支撐,形成了企業(yè)成長(zhǎng)二元方式的格局,將企業(yè)成長(zhǎng)推向一個(gè)新的速度和更高的基礎(chǔ)。
生物技術(shù)企業(yè)成長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)背景
產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)對(duì)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的定義是指能夠在未來(lái)成為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)或支柱產(chǎn)業(yè)的新興產(chǎn)業(yè),從生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的特征來(lái)看,它具備了“戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)”的條件。首先,其產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng),具備強(qiáng)的滲透性和帶動(dòng)性。生物技術(shù)在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、能源、環(huán)境、海洋等領(lǐng)域的應(yīng)用不僅改造了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)并且培育了一批新興產(chǎn)業(yè)。其次,其市場(chǎng)需求規(guī)模巨大,具有高成長(zhǎng)潛力。此外,其能源要求低,污染少,具有知識(shí)經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的雙重特征。
美國(guó)生物技術(shù)是全球生物技術(shù)的主流,其生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)是世界生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)。美國(guó)已經(jīng)將生物與醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)生長(zhǎng)點(diǎn),2002年銷(xiāo)售額/產(chǎn)值、每年R&D投入、公司數(shù)、雇員、上市公司數(shù)、股市資本等方面都占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(見(jiàn)表1),并把每年4月21~28日定為“生物科技周”,已形成波士頓、華盛頓、北卡羅來(lái)納研究三角園、舊金山、圣迭戈5大生物技術(shù)區(qū)
世界許多其他國(guó)家也不約而同地把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)生長(zhǎng)點(diǎn)來(lái)培育,加速搶占“生物經(jīng)濟(jì)”制高點(diǎn)。歐盟第六個(gè)科研計(jì)劃框架中,把“生命科學(xué)、有利于人類(lèi)健康的基因組技術(shù)和生物技術(shù)”確定為7個(gè)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域之一,并將45%的研究開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)用于生物技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域。2002年,日本提出“生物產(chǎn)業(yè)立國(guó)”的口號(hào),力爭(zhēng)把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)建成僅次于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè),并計(jì)劃五年內(nèi)將生物研發(fā)預(yù)算占全部政府科研預(yù)算的比例由13%提高到50%,試圖在生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代再創(chuàng)輝煌。
生物技術(shù)企業(yè)的資本運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)
同類(lèi)企業(yè)的集合形成產(chǎn)業(yè),生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展依賴于生物技術(shù)企業(yè)成長(zhǎng)的支撐,生物技術(shù)企業(yè)的成長(zhǎng)對(duì)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有直接而深刻的影響。資本運(yùn)營(yíng)是生物技術(shù)企業(yè)超常規(guī)成長(zhǎng)的重要手段,然而作為典型的高新技術(shù)企業(yè),與傳統(tǒng)企業(yè)相比,生物技術(shù)企業(yè)資本運(yùn)營(yíng)活動(dòng)具有自身的特點(diǎn)。
依據(jù)企業(yè)成長(zhǎng)不同階段選擇資本運(yùn)營(yíng)策略
依據(jù)企業(yè)生命周期理論,生物技術(shù)企業(yè)的生命周期大致可以分為五個(gè)階段,即種子階段、起步階段、成長(zhǎng)階段、擴(kuò)張階段、成熟階段。種子階段的特點(diǎn)是企業(yè)剛組建或正籌建,無(wú)成型產(chǎn)品,僅有實(shí)驗(yàn)室結(jié)果、樣品、專(zhuān)利或其他可轉(zhuǎn)化的技術(shù)。起步階段特點(diǎn)是企業(yè)已有初級(jí)階段產(chǎn)品,且有框架式經(jīng)營(yíng)計(jì)劃,管理團(tuán)隊(duì)不完善。成長(zhǎng)階段特點(diǎn)是企業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)入開(kāi)發(fā)階段,并擁有少量客戶,本階段末期,企業(yè)完成產(chǎn)品定型,開(kāi)始實(shí)施市場(chǎng)開(kāi)拓計(jì)劃。擴(kuò)張階段特點(diǎn)是企業(yè)開(kāi)始批量生產(chǎn)產(chǎn)品和服務(wù),收入增長(zhǎng)較快,逐漸形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模,占有一定市場(chǎng)份額。成熟階段特點(diǎn)是企業(yè)盈利,并進(jìn)入發(fā)展的良性循環(huán)階段。
從生物技術(shù)企業(yè)成長(zhǎng)階段的特征分析可看出,處于種子階段、起步階段和成長(zhǎng)階段的企業(yè)由于規(guī)模小,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的不確定性,面臨的風(fēng)險(xiǎn)大,資本的籌集是這一時(shí)期資本運(yùn)營(yíng)的重點(diǎn)。處于擴(kuò)張階段和成熟階段的生物技術(shù)企業(yè),由于在生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)等方面具備了一定市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力大大增強(qiáng),雖然在這個(gè)階段生物技術(shù)企業(yè)仍然有融資的需求,但其融資條件已大為改善,此時(shí)資本運(yùn)營(yíng)的重點(diǎn)應(yīng)在于資本的擴(kuò)張,也就是通過(guò)資本結(jié)構(gòu)優(yōu)化,盤(pán)活存量資本,實(shí)現(xiàn)企業(yè)的規(guī)模生產(chǎn),并注重持續(xù)的技術(shù)研發(fā)投入。
重視無(wú)形資本運(yùn)營(yíng)
無(wú)形資本是有形資本的對(duì)稱,它作為資本的一種形態(tài),具備資本的一般屬性,如流動(dòng)性、盈利性,但無(wú)形資本具有遠(yuǎn)比有形資本強(qiáng)大的價(jià)值增值能力。無(wú)形資本可以帶動(dòng)企業(yè)有形資本增值,提高資本利潤(rùn)率,達(dá)到“無(wú)中生有”的目的。高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)包括生物技術(shù)產(chǎn)業(yè),其特點(diǎn)就是無(wú)形資本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有形資本,屬于知識(shí)技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),產(chǎn)品附加值高。生物技術(shù)企業(yè)無(wú)形資本中最重要的是知識(shí)資產(chǎn),先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品是推動(dòng)生物技術(shù)企業(yè)成長(zhǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)要素,直接關(guān)系到企業(yè)的前途和命脈,因此生物技術(shù)企業(yè)無(wú)形資本的價(jià)值相當(dāng)高。如全球最大生物技術(shù)公司美國(guó)的Amgen,其資產(chǎn)評(píng)估總值為150億美元,而其有形資產(chǎn)僅為25億美元。面對(duì)激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),生物技術(shù)企業(yè)應(yīng)注重?zé)o形技術(shù)和技術(shù)創(chuàng)新的能力,加大無(wú)形資本的投入力度,并加快無(wú)形資本的管理創(chuàng)新,把無(wú)形資本運(yùn)營(yíng)當(dāng)作企業(yè)成長(zhǎng)的有效途徑。
我國(guó)生物技術(shù)企業(yè)資本運(yùn)營(yíng)亟待解決的問(wèn)題
解決資金短缺,加大研發(fā)投入。據(jù)“生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”課題組對(duì)全國(guó)1182家生物技術(shù)企業(yè)的調(diào)查,資金短缺是當(dāng)前中國(guó)生物技術(shù)企業(yè)成長(zhǎng)的首要制約因素。資金短缺直接導(dǎo)致中國(guó)生物技術(shù)企業(yè)研發(fā)投入嚴(yán)重不足。以生物醫(yī)藥企業(yè)為例,中國(guó)生物醫(yī)藥研究開(kāi)發(fā)投入僅占銷(xiāo)售收入的2.7%,遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家15%以上的水平,甚至低于美國(guó)工業(yè)平均4%的研究開(kāi)發(fā)強(qiáng)度。
形成產(chǎn)業(yè)集聚,提升龍頭企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)的生物技術(shù)應(yīng)用歷史久遠(yuǎn),企業(yè)數(shù)量眾多,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)生物技術(shù)企業(yè)有700余家,但規(guī)模普遍較小,高技術(shù)含量低,缺乏龍頭企業(yè)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的提高。通過(guò)資本運(yùn)營(yíng),形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的特大型龍頭企業(yè),增強(qiáng)其技術(shù)創(chuàng)新功能,突破國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)壁壘,提高產(chǎn)業(yè)集中度,帶動(dòng)中小企業(yè)發(fā)展。這是實(shí)施生物經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的本質(zhì)要求,也是搶占國(guó)際生物技術(shù)制高點(diǎn)的有力措施。
推進(jìn)全球化戰(zhàn)略,培育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。雖然我國(guó)在生物技術(shù)研究領(lǐng)域具有較強(qiáng)實(shí)力,與世界先進(jìn)水平差距較小,但到目前為止,我國(guó)真正擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物技術(shù)只有3項(xiàng),大多數(shù)企業(yè)上市銷(xiāo)售的產(chǎn)品都存在侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題,我國(guó)90%以上的生物醫(yī)藥產(chǎn)品為仿制品,隨時(shí)面臨被國(guó)外企業(yè)的危險(xiǎn)。面對(duì)如此嚴(yán)峻的形勢(shì),我國(guó)生物技術(shù)企業(yè)應(yīng)充分開(kāi)發(fā)和利用全球的科技知識(shí)和人才資源,包括對(duì)國(guó)外生物技術(shù)企業(yè)實(shí)施海外并購(gòu),放眼未來(lái),面向世界,加強(qiáng)與國(guó)外科研機(jī)構(gòu)的聯(lián)系,建立國(guó)際水準(zhǔn)的科技信息平臺(tái),加強(qiáng)區(qū)域合作,構(gòu)建生物技術(shù)國(guó)際研究網(wǎng)絡(luò)。
總之,資本運(yùn)營(yíng)是生物技術(shù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)超常規(guī)發(fā)展的必然要求,生物技術(shù)企業(yè)應(yīng)該依據(jù)自身的特點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo),選擇與其成長(zhǎng)相匹配的資本運(yùn)營(yíng)策略,實(shí)現(xiàn)快速成長(zhǎng)。
參考文獻(xiàn):
1.曹洪軍.資本運(yùn)營(yíng)新論[M].經(jīng)濟(jì)管理出版社,2004
篇8
[關(guān)鍵詞]生命科學(xué)、本質(zhì)、發(fā)展、應(yīng)用、社會(huì)、生活
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)29-0132-01
一、對(duì)生命科學(xué)的認(rèn)識(shí)和思考
現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,極大地推進(jìn)了人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步,而生命科學(xué)領(lǐng)域更是尤為突出,生命科學(xué)的進(jìn)展給我們的生活帶來(lái)了天翻地覆的變化。生命科學(xué)與生物技術(shù)早已成為當(dāng)今最為活躍的科技領(lǐng)域之一,人類(lèi)對(duì)生命活動(dòng)基本規(guī)律的認(rèn)知水平達(dá)到前所未有的程度,其地位和作為是不言而喻的,它是當(dāng)今在全球范圍內(nèi)最受關(guān)注的基礎(chǔ)自然科學(xué)。
大千?生命世界,數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的不同物種雖然在形態(tài)結(jié)構(gòu)和行為活動(dòng)上表現(xiàn)得千差萬(wàn)別,但生物世界中最本質(zhì)的東西卻是高度一致的。構(gòu)成生命的化學(xué)元素和生命大分子在化學(xué)組成都是由C、H、O、N、P、S等化學(xué)元素和4種核苷酸、20種氨基酸、糖類(lèi)、脂肪等基礎(chǔ)生物大分子組成,這些成分是生命構(gòu)建和一切生命活動(dòng)得以進(jìn)行的基礎(chǔ);所有生物體都能夠進(jìn)行新陳代謝,并在新陳代謝過(guò)程中不斷的生長(zhǎng);所有生物體都能夠進(jìn)行繁殖產(chǎn)生后代,由于受基因控制和基因改變的影響,生命的繁殖表現(xiàn)出高度的遺傳和變異特性。
細(xì)胞是生命存在的最基本形式,是一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ),被稱為生命的基本結(jié)構(gòu)單位和功能單位。
從宏觀角度看,地球上的生物構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),在這個(gè)系統(tǒng)中,生物之間相互依賴、相互制約。生命科學(xué)是一門(mén)歷史悠久的學(xué)科。在人類(lèi)文明的初期,人們就注意到了生命與非生命的區(qū)別,并對(duì)生物進(jìn)行觀察、描述,收集整理了大量的材料。17世紀(jì)前,由于科學(xué)技術(shù)水平的限制和神學(xué)對(duì)人們思想的影響,古老的生物學(xué)始終停留在觀察和描述階段。直至20世紀(jì)以來(lái)伴隨物理化學(xué)等有關(guān)學(xué)科的發(fā)展生命科學(xué)的一些基本概念和理論建立起來(lái)了。20世紀(jì)后半葉,隨著分子生物學(xué)的興起,生命科學(xué)的發(fā)展獲得了前所未有的速度,一方面?zhèn)鹘y(tǒng)生物學(xué)的學(xué)科分支進(jìn)一步深化、細(xì)化,另一方面學(xué)科間的交叉進(jìn)一步加強(qiáng)。20世紀(jì)70年代以后,以生物工程、克隆技術(shù)、PRC技術(shù)等為主要內(nèi)容的現(xiàn)代生物技術(shù)取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展
二、生命科學(xué)與社會(huì)發(fā)展
生命科學(xué)是一門(mén)神圣的學(xué)科,社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)生命科學(xué)。
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:1929-1943年,青霉素的發(fā)現(xiàn),拯救了二戰(zhàn)后期幾百萬(wàn)人的生命,抗生素的廣泛使用。
遺傳學(xué)領(lǐng)域:1953年,沃森和克里克首次提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),揭開(kāi)了遺傳的神秘面紗。
生命科學(xué)領(lǐng)域:1997年2月,首例哺乳動(dòng)物――克隆綿羊“多莉”的誕生;農(nóng)業(yè)領(lǐng)域:轉(zhuǎn)基因棉的研制成功,害蟲(chóng)防治的突破發(fā)展。
環(huán)境領(lǐng)域:“超級(jí)菌”的研制成功,極大程度上解決了海上石油污染的問(wèn)題。
目前,社會(huì)上出現(xiàn)了很多種復(fù)雜的疾病,例如糖尿病、心臟病等,光靠有限的醫(yī)學(xué)藥物是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,好多人因此丟失了生命,基因工程的出現(xiàn)給醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了曙光,科學(xué)家們利用基因工程生產(chǎn)出某些特殊的基因和世界上難找的蛋白質(zhì),比如說(shuō),科學(xué)家利用轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)胰島素基因的大腸桿菌來(lái)生產(chǎn)人們所需要的大量胰島素,大大縮短了胰島素的生產(chǎn)周期,治愈了更多的胰島素病人?;蚬こ踢€生產(chǎn)出了大量的基因產(chǎn)品,如人的生長(zhǎng)激素、干擾素、白細(xì)胞介素-2等,對(duì)人類(lèi)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
三、生命科學(xué)與我們的生活
進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代,生命科學(xué)更使勢(shì)不可擋,雄居影響當(dāng)代人生活的四大科學(xué)之首,目前,生命科學(xué)已經(jīng)成為21世紀(jì)當(dāng)之無(wú)愧的帶頭學(xué)科。國(guó)際核心期刊生物學(xué)占著越來(lái)越多的比例,世界優(yōu)秀科技成果評(píng)選總不會(huì)離開(kāi)生物學(xué)的最新成果,無(wú)論從這些還是從對(duì)人類(lèi)生活及思想的影響來(lái)看,生命科學(xué)都是當(dāng)今世界科學(xué)研究的核心,最為炙手可熱的領(lǐng)域
以下一些生活中的案例來(lái)說(shuō)明生命科學(xué)對(duì)我們生活的影響:
在山東,醫(yī)學(xué)專(zhuān)家為60歲的劉為榮換了心臟。我國(guó)自上世紀(jì)80年代末開(kāi)始做心臟移植手術(shù)以來(lái),劉為榮是年齡最大的“換心人”,現(xiàn)在他像正常人一樣安排起居。
在上海,上海生物制品研究所生產(chǎn)出第一批高質(zhì)量的新流感裂解疫苗。流感裂解疫苗不僅接種保護(hù)效果好,而且臨床副反應(yīng)極少,適合各種年齡段的人群接種,最受市場(chǎng)青睞。
在日本,東京齒科醫(yī)科大學(xué)和大日本印刷公司借助特殊的印刷技術(shù),成功培育出與人體血管原來(lái)形狀相同的毛細(xì)血管,有望用于治療心肌梗塞。
在美國(guó),其國(guó)家人類(lèi)基因研究所宣布,他們已繪制成功首張狗基因測(cè)序草圖,顯示狗與人類(lèi)的基因數(shù)量大致相同。這一成果有助于人類(lèi)對(duì)與基因相關(guān)的疑難病癥的研究。
在新加坡,科研人員發(fā)現(xiàn)經(jīng)高溫和超聲波加工處理后的動(dòng)物骨骼植入人體后,可能不會(huì)發(fā)生感染或排斥反應(yīng),這為異體骨骼移植帶來(lái)了新希望。
在韓國(guó),研究人員首次培育成功轉(zhuǎn)基因熒光雞,使轉(zhuǎn)基因雞蛋在食品、制藥等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用進(jìn)了一步。
以上這些告訴我們,生命科學(xué)就是為我們的生活服務(wù)的,它的出現(xiàn)和發(fā)展就是為了使我們的生活更加美好。
篇9
【關(guān)鍵詞】案例教學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程工程倫理
一、案例教學(xué)法簡(jiǎn)述
案例教學(xué)法顧名思義,是基于案例分析的一種教學(xué)方法,最早起源于二十世紀(jì)初的哈佛大學(xué)[1],如今被廣泛的應(yīng)用在金融、法律、心理學(xué)、和建筑等工程學(xué)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的教學(xué)中。通常采用的方式是教師設(shè)計(jì)或根據(jù)真實(shí)事例展示一個(gè)從不同的出發(fā)點(diǎn)考慮會(huì)帶來(lái)爭(zhēng)議的困境(一個(gè)案例),然后將學(xué)生置于決策者的角色,通過(guò)學(xué)生的個(gè)人思辯和開(kāi)展團(tuán)隊(duì)討論,引導(dǎo)他們得到解決方案。案例方法與其他教學(xué)方法截然不同的是,案例教學(xué)法要求教師不再一味的灌輸給學(xué)生知識(shí)或者對(duì)問(wèn)題的見(jiàn)解,教師的主要任務(wù)是引導(dǎo)和激勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)每個(gè)案例中問(wèn)題的解決方案并為自己的方案辯護(hù),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性。案例教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn),因?yàn)榘咐从诂F(xiàn)實(shí)事例,為抽象的概念和理論提供了應(yīng)用的實(shí)體平臺(tái)。學(xué)生通過(guò)整理和分析案例中提供的數(shù)據(jù),快速檢索相關(guān)理論,得出結(jié)論并提出各自的解決方案,再通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作和集體討論探索不同的解決方案并權(quán)衡每個(gè)解決方案的利弊。這整個(gè)過(guò)程強(qiáng)化了學(xué)生理論知識(shí)的同時(shí),鍛煉了學(xué)生調(diào)研的能力(主要指搜集和分析數(shù)據(jù)來(lái)支持自己的觀點(diǎn))、評(píng)估和審辨對(duì)立觀點(diǎn)的能力、公正的從多角度考慮問(wèn)題的能力、合成不同角度的信息經(jīng)過(guò)權(quán)衡得到折衷解決方案的能力[2]。最終對(duì)問(wèn)題解決方案的提出更是給學(xué)生帶來(lái)學(xué)習(xí)的正向反饋,促進(jìn)學(xué)習(xí)過(guò)程的良性循環(huán)。為了達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果,案例教學(xué)法的實(shí)施其實(shí)對(duì)教師提出了更高的要求,需要任課教師對(duì)每個(gè)案例做深刻的分析,在案例的選取、展示方式、引導(dǎo)案例分析的走向上都要做好充分的準(zhǔn)備工作。
篇10
關(guān)鍵詞:生物技術(shù);Bt抗蟲(chóng)棉;經(jīng)濟(jì)效益
一、研究背景
生物技術(shù)是70年代新崛起的一門(mén)橫跨微生物、遺傳、生化、免疫、發(fā)酵技術(shù)等的邊緣學(xué)科,融合現(xiàn)代新技術(shù),并通過(guò)技術(shù)手段利用生物質(zhì)或生物過(guò)程,生產(chǎn)有用物的一門(mén)綜合性科學(xué)體系。國(guó)內(nèi)外科學(xué)家紛紛預(yù)言,現(xiàn)代生物工程比原子能、電子計(jì)算機(jī)更加重要,是21世紀(jì)發(fā)展最迅速的高新朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè),它的發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平,是現(xiàn)代高科技的核心技術(shù)。
農(nóng)業(yè)是生物技術(shù)應(yīng)用最廣闊的領(lǐng)域之一,隨著分子生物學(xué),分子遺傳學(xué)等學(xué)科的發(fā)展,基因工程正在與常規(guī)技術(shù)以及其它新興學(xué)科相聯(lián)結(jié),當(dāng)前,基因工程在國(guó)際上已成為生物技術(shù)的前沿學(xué)科。在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)可以培育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病蟲(chóng)、抗逆的農(nóng)作物,以及畜禽、林木、魚(yú)類(lèi)等新品種;可以進(jìn)行再生能源的利用,解決能源短缺問(wèn)題;可以擴(kuò)大食物、飼料、藥品來(lái)源,滿足人類(lèi)日益增長(zhǎng)的需要;可以進(jìn)行無(wú)廢物的良性循環(huán),減少環(huán)境污染,充分利用各種資源;也可以利用快速繁殖動(dòng)植物的方法,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。在農(nóng)業(yè)中,轉(zhuǎn)基因植物的研究開(kāi)發(fā)最為突出,1983年轉(zhuǎn)基因植物問(wèn)世,1994年耐儲(chǔ)藏番茄最先獲準(zhǔn)上市,1996~1999年全世界轉(zhuǎn)基因作物生產(chǎn)面積由170萬(wàn)公頃增加到3990萬(wàn)公頃(張敏恒,2000),四年間增長(zhǎng)了23倍。預(yù)計(jì)到2000年,農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品的銷(xiāo)售額將增長(zhǎng)到110~150億美元,占傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)的10%~15%。在轉(zhuǎn)基因植物領(lǐng)域,我國(guó)已批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、轉(zhuǎn)基因耐儲(chǔ)藏番茄等6件轉(zhuǎn)基因植物商品化,其中5件是我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的,現(xiàn)在已成為全球轉(zhuǎn)基因作物推廣面積最大的國(guó)家之一(科技部生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究組,2000)。
生物病蟲(chóng)害,尤其是棉鈴蟲(chóng)等鱗翅目害蟲(chóng)啃蛀棉桿,蠶食棉葉,鉆蛀棉桃,對(duì)棉花危害極大,1991~1994年在北方棉區(qū)和長(zhǎng)江流域棉區(qū)每年造成高達(dá)60億元以上的經(jīng)濟(jì)損失(賈士榮,1996),多年來(lái)依靠甚至無(wú)節(jié)制的濫用化學(xué)殺蟲(chóng)劑已經(jīng)造成了一系列的負(fù)面效應(yīng),生態(tài)環(huán)境遭到威脅,害蟲(chóng)抗藥性連年激增,人畜中毒現(xiàn)象頻繁發(fā)生,這些都使我國(guó)植棉業(yè)產(chǎn)量大幅度下降,并嚴(yán)重影響到紡織業(yè)及出口創(chuàng)匯的穩(wěn)定發(fā)展。自從美國(guó)的艾格瑞斯特(Agracetus)公司首次成功獲得帶有外源標(biāo)記基因的基因工程棉花以后,分子水平的棉花育種就快速發(fā)展起來(lái),利用現(xiàn)代基因工程技術(shù)在棉株中導(dǎo)入抗蟲(chóng)性毒素而選育成的抗蟲(chóng)棉,因其所具有抗蟲(chóng)性的遺傳穩(wěn)定性和連續(xù)性,被認(rèn)為是害蟲(chóng)管理最經(jīng)濟(jì)、最有效的防治方法。轉(zhuǎn)基因棉花是生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的典型,美國(guó)孟山都(Monsanto)公司、中國(guó)農(nóng)科院生物技術(shù)研究所和棉花所等分別成功研制出轉(zhuǎn)蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis,簡(jiǎn)稱Bt)毒素基因棉保鈴新棉33B、GK系列和中棉系列,在中國(guó)獲得農(nóng)業(yè)部門(mén)的基因安全性檢驗(yàn)后以商業(yè)運(yùn)作的模式在生產(chǎn)領(lǐng)域得到迅速推廣,在科學(xué)研究領(lǐng)域亦突破常規(guī)育種所難以超越的目的性轉(zhuǎn)移目標(biāo)形狀低成功率等難題,得到政府、科學(xué)研究人員及廣大植棉戶的關(guān)注和期待。[kycipp1]
美國(guó)在生產(chǎn)上應(yīng)用抗蟲(chóng)棉最早的國(guó)家,1999年,美國(guó)孟山都公司的33B棉在中國(guó)的主栽省——河北的植棉面積已達(dá)10萬(wàn)公頃左右。國(guó)內(nèi)在轉(zhuǎn)Bt抗蟲(chóng)棉方面的研究也已達(dá)到世界先進(jìn)水平(賈士榮,2000),1996年中國(guó)農(nóng)科院生物技術(shù)研究所的郭三堆等科研人員,在國(guó)際上首次構(gòu)建成了雙價(jià)殺蟲(chóng)基因:GFMCry1A和CPTI,并將抗蟲(chóng)基因分別導(dǎo)入我國(guó)一些主栽品種和一些新品系,篩選、培育出適合當(dāng)?shù)胤N植的高抗性的棉花品種(郭恒敏,1998),截止1999年底,雙價(jià)棉已在河北、安徽、山東、山西等地進(jìn)入大面積商品化生產(chǎn)和推廣。
本文試圖通過(guò)實(shí)證分析相關(guān)抗蟲(chóng)棉品種和常規(guī)棉品種的差別,闡明并具體評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)Bt基因棉品種的經(jīng)濟(jì)效益,分析農(nóng)戶采用Bt抗蟲(chóng)棉與非抗蟲(chóng)棉生產(chǎn)的成本和收益差異,以該項(xiàng)技術(shù)采用之后對(duì)農(nóng)民收入所產(chǎn)生的影響。本文是農(nóng)業(yè)政策研究中心“生物技術(shù)政策研究項(xiàng)目”系列論文之一。本文分為四個(gè)部分,第二部分對(duì)樣本選擇和樣本情況做簡(jiǎn)要的描述。第三部分分析Bt與非Bt的抗蟲(chóng)棉生產(chǎn)成本和效益的差異。最后部分對(duì)本項(xiàng)研究做總結(jié)并提出一些政策意見(jiàn)。
二、調(diào)查樣本和品種概況
(一)樣本選擇對(duì)地點(diǎn)選擇和農(nóng)戶選擇有明確的目的性,主要標(biāo)準(zhǔn)是能夠明確區(qū)別在相似的生產(chǎn)條件情況下,Bt基因抗蟲(chóng)棉與作為對(duì)照的常規(guī)棉種植情況。在我國(guó)棉區(qū)分布中,以黃淮海棉區(qū)的棉花播種面積為最大,其中又以冀魯豫棉區(qū)最大,曾占全國(guó)棉花總產(chǎn)的50%左右,是我國(guó)棉區(qū)種植比較集中且占經(jīng)濟(jì)作物比重較高的植棉大區(qū)。河北和山東是傳統(tǒng)的植棉大省,也是棉鈴蟲(chóng)爆發(fā)的重災(zāi)區(qū),在這兩個(gè)省,轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉33B和GK系列種植較集中,面積比較大,并且河北是中國(guó)最早被允許進(jìn)行轉(zhuǎn)基因棉花品種商業(yè)化運(yùn)作和種植的地區(qū)。
作為以上原因的實(shí)施,本研究對(duì)河北省和山東省等地的10個(gè)自然村的282戶植棉農(nóng)戶,采取隨機(jī)抽樣的方式,調(diào)查了他們的棉花種植情況。見(jiàn)表1,調(diào)查樣本均為植棉大區(qū),棉花種植面積占農(nóng)作物總面積的比例達(dá)到了40%,農(nóng)戶的種植規(guī)模(每戶為0.4公頃)大于全國(guó)平均水平。棉農(nóng)以種植業(yè)作為其收入的主要來(lái)源,農(nóng)民全年人均收入為2086元左右,農(nóng)民家庭生活并不富裕。有的地方如辛集農(nóng)民收入和耕地面積較大,但棉花面積較小。棉花近幾年的產(chǎn)量和收入波動(dòng)較大,比較利益下降,農(nóng)民植棉的積極性受挫,也是棉花收入和面積減少的原因。深州和夏津的棉花面積較大,但農(nóng)民收入?yún)s較低,也說(shuō)明了目前棉花種植情況。
(二)品種概述本文以常規(guī)棉中比例較大的9418
品種作為對(duì)照重點(diǎn)說(shuō)明,在我們的調(diào)查點(diǎn),其樣本數(shù)占調(diào)查總數(shù)的10%。9418品種是中國(guó)農(nóng)科院棉花研究所最近幾年培育出的春棉品種,其特點(diǎn)是早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì),高逆抗性,適應(yīng)性廣高抗枯萎兼抗黃萎病,是春棉的主打品種。轉(zhuǎn)Bt基因棉選取了在河北有廣泛種植面積的33B、SGK321和在山東有代表性的GK-12,它們所占比例分別為64%,14%和28%。33B于1995年引入河北省,經(jīng)過(guò)點(diǎn)區(qū)示范其主要特點(diǎn)是抗蟲(chóng)性強(qiáng),據(jù)稱整個(gè)棉花生育期基本不打藥,在干旱貧瘠含鹽量較高的土壤上,生長(zhǎng)健壯,易成早衰,適應(yīng)冀中南區(qū)域種植。SGK321在1999年在河北推廣,是將毒素基因構(gòu)建、導(dǎo)入主栽品種石遠(yuǎn)321中,是我國(guó)育成的第一個(gè)雙價(jià)轉(zhuǎn)基因棉,屬于抗蟲(chóng)棉的第二代產(chǎn)品,是唯一的通過(guò)農(nóng)業(yè)部安全檢測(cè)的雙基因生產(chǎn)的品系,其特點(diǎn)是適合于直播、地膜覆蓋、間作套種等多種種植形式,具有較強(qiáng)的分枝優(yōu)勢(shì)和較大的單株增產(chǎn)潛力,花朵大,毒蛋白基因表達(dá)性好,早熟不早衰,適合在黃河流域種植,種植密度比33B每畝可減少55株左右。GK-12將抗蟲(chóng)的Bt基因加強(qiáng)為高抗蟲(chóng)的Bt基因后導(dǎo)入陸地棉泗棉三號(hào)中,多年選育而成,其特點(diǎn)是抗蟲(chóng)性特強(qiáng),抗旱、耐澇、中需肥,生育后期缺鉀,易感紅葉莖枯病,適宜春播或套種。
三、經(jīng)濟(jì)效益分析
(一)棉花生產(chǎn)的成本分析
抗蟲(chóng)棉和對(duì)照品種成本情況如表2所示。可以看出抗蟲(chóng)棉品種的總成本低于常規(guī)棉品種的總成本,這主要表現(xiàn)在農(nóng)藥和用工的成本,后者比前者高得多,說(shuō)明了它具有的省藥、省工的優(yōu)越性。常規(guī)棉9418生產(chǎn)成本略高于其它常規(guī)棉品種的平均水平,它比Bt抗蟲(chóng)棉每公頃成本高3225元(或高29%),比非Bt的抗蟲(chóng)棉的每公頃成本高726元(或高6%)。三種Bt抗蟲(chóng)棉成本費(fèi)用基本接近。
1.農(nóng)藥費(fèi)用成本差異
抗蟲(chóng)棉品種比常規(guī)品種的最大優(yōu)勢(shì)在于其節(jié)藥效用,從表2中可以看出抗蟲(chóng)棉用藥量和施藥成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)棉。
常規(guī)棉的施藥量是Bt抗蟲(chóng)棉和非Bt的抗蟲(chóng)棉的6倍左右,非Bt的抗蟲(chóng)棉的施藥量比Bt抗蟲(chóng)棉要高。常規(guī)棉品種9418每公頃費(fèi)用比33B、SGK321和GK-12分別多1753元、1866元和1660元,比Bt抗蟲(chóng)棉品種農(nóng)藥費(fèi)用高7倍!SGK321的每公頃棉花生產(chǎn)農(nóng)藥數(shù)量和成本最低,分別是常規(guī)棉品種的1/16和1/14,說(shuō)明該品種中轉(zhuǎn)基因蛋白毒素表達(dá)效果好,抗性高。研究表明轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉除對(duì)棉鈴蟲(chóng)、紅鈴蟲(chóng)、小地老虎等鱗翅目害蟲(chóng)有顯著抑制、毒殺作用以外,還通過(guò)影響生物群落的演變,間接對(duì)其他類(lèi)害蟲(chóng)有限制作用。值得一題的是,根據(jù)崔金杰等(1998)的研究,抗蟲(chóng)棉對(duì)捕食性昆蟲(chóng)和害蟲(chóng)天敵并無(wú)多大毒害作用,棉鈴蟲(chóng)等農(nóng)田害蟲(chóng)種類(lèi)的減少大大降低了它們對(duì)棉花的危害,蟲(chóng)口基數(shù)的下降,也為控制來(lái)年或更遠(yuǎn)時(shí)期內(nèi)蟲(chóng)害的不利影響打下了良好的基礎(chǔ),棉農(nóng)用于農(nóng)藥費(fèi)用的支出和施藥數(shù)量也會(huì)隨之減少,對(duì)農(nóng)民收入持續(xù)增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展起到了良好的保障作用。
棉花生長(zhǎng)的不同時(shí)期,農(nóng)民的施藥是不同的。為了表明棉花生長(zhǎng)的不同時(shí)期農(nóng)藥施用的情況,我們把棉花生長(zhǎng)分為四個(gè)時(shí)期,即拌種期、苗期、中期和后期。由于拌種期的農(nóng)藥用量很少,與其它三個(gè)時(shí)期比較很微小,故這里只對(duì)其它三個(gè)時(shí)期進(jìn)行分析,表3反映了不同品種不同時(shí)期的農(nóng)民施藥情況,常規(guī)棉品種在各個(gè)時(shí)期的用藥遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于抗蟲(chóng)棉。在不同時(shí)期用藥程度上,Bt抗蟲(chóng)棉在苗期和中期的用藥量普遍多于它們?cè)诤笃诘挠昧浚R?guī)棉表現(xiàn)在中后期的用量比苗期多。
期中,SGK321用藥量最少,只有用藥量最多的常規(guī)棉品種9418藥量的1/3,常規(guī)棉和非Bt的抗蟲(chóng)棉的用藥量和用藥成本大于Bt抗蟲(chóng)棉,分別多用藥3.3公斤和2公斤。中期是施藥量和施藥成本最多的時(shí)期,Bt抗蟲(chóng)棉表現(xiàn)出了極大的節(jié)藥優(yōu)勢(shì),常規(guī)棉的施藥數(shù)量和施藥成本分別是Bt抗蟲(chóng)棉的7倍和9倍。SGK321仍然是節(jié)藥最多的品種,比常規(guī)棉品種9418少施藥36公斤,少花費(fèi)農(nóng)藥成本924元。說(shuō)明在病蟲(chóng)害發(fā)生最嚴(yán)重的中期,它對(duì)害蟲(chóng)的防治效果好。
后期的農(nóng)藥施用較少,一方面是病蟲(chóng)害的危害減少,另一方面是植株的自身抵抗力增強(qiáng),減少了病蟲(chóng)害的威脅。但一個(gè)值得注意的現(xiàn)象是施藥量減少了,但施藥成本卻沒(méi)有多大的降低,可能是因?yàn)槭┯迷诤笃诘霓r(nóng)藥價(jià)格較貴,農(nóng)民因?yàn)閷?duì)棉花最后的產(chǎn)量寄于厚望,舍得化錢(qián)購(gòu)買(mǎi)質(zhì)量好,價(jià)格高的農(nóng)藥來(lái)保障病蟲(chóng)害危害的降低和收成的提高。SGK321仍是施藥數(shù)量和成本最少的品種,而常規(guī)棉仍然是農(nóng)藥數(shù)量和成本用的最多的品種,藥量和成本分別是Bt抗蟲(chóng)棉的12倍和15倍。
雖然抗蟲(chóng)棉的種植總體上對(duì)農(nóng)藥起了相當(dāng)大的替代作用,但各時(shí)期的農(nóng)民施藥仍然偏多,效果不是十分令人滿意,主要是因?yàn)槊缙诳瓜x(chóng)棉對(duì)棉鈴蟲(chóng)等鱗翅目幼蟲(chóng)抗性較強(qiáng),有明顯的致死作用,刺吸性害蟲(chóng)如紅蜘蛛、蚜蟲(chóng)等數(shù)量加大上升為主要害蟲(chóng)。但生長(zhǎng)緩慢造成后期既要進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)又要進(jìn)行生殖生長(zhǎng),棉株負(fù)擔(dān)過(guò)重、組織老化,影響了轉(zhuǎn)基因棉毒蛋白的表達(dá)。另一個(gè)原因可能是高溫、高濕等生態(tài)環(huán)境對(duì)毒性基因的控制作用的限制也使棉花后期抗性下降(崔金杰等,1998)。
2.肥料費(fèi)用成本差異
從表2可以看出,Bt抗蟲(chóng)棉用肥數(shù)量較多,非Bt的抗蟲(chóng)棉用肥最少,而常規(guī)棉介于前兩者之間。Bt抗蟲(chóng)棉用肥較多說(shuō)明其植株生長(zhǎng)旺盛,本身的后繼營(yíng)養(yǎng)跟不上生長(zhǎng)的需要,需要大量自然界肥源作保證。
3.種子費(fèi)用差異
抗蟲(chóng)棉種子用量顯著低于常規(guī)棉,僅是常規(guī)棉的1/6~1/2(表2),主要是因?yàn)榉N子供應(yīng)商對(duì)實(shí)際的產(chǎn)出以及考慮到棉花生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)光線、植株葉片伸展程度的需要,而對(duì)棉花生產(chǎn)實(shí)行的嚴(yán)格數(shù)量管理。Bt抗蟲(chóng)棉種子使用量的節(jié)省,可以充分發(fā)揮棉花的生長(zhǎng)勢(shì),增進(jìn)了棉花的根系吸收營(yíng)養(yǎng),表現(xiàn)生長(zhǎng)更強(qiáng)壯。Bt抗蟲(chóng)棉的種子成本高于常規(guī)棉種子成本,前者比后者每公頃高172元,主要的原因是Bt抗蟲(chóng)棉中的Bt基因包含著IPR(知識(shí)產(chǎn)權(quán))的價(jià)格。非Bt的抗蟲(chóng)棉種子成本是常規(guī)棉2倍,主要的原因是統(tǒng)稱為抗蟲(chóng)棉的種子都是較早時(shí)期種植的,那時(shí)的Bt抗蟲(chóng)棉還未大面積推廣,其價(jià)格偏高。33B的種子成本高的主要原因是種子價(jià)格高。孟山都公司的種子在中國(guó)成功的進(jìn)行了5年的商業(yè)運(yùn)作,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一銷(xiāo)價(jià)、統(tǒng)一供種、統(tǒng)一收購(gòu),零售價(jià)是42元/公斤,其中IPR價(jià)占42%。SGK321的價(jià)格與33B相近,欲于爭(zhēng)奪河北種子市場(chǎng),與外資公司競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。GK-12在山東采取了較低的價(jià)格,以便及早占領(lǐng)山東這塊大市場(chǎng)。常規(guī)棉的種子價(jià)格每公斤只有3元左右,這也是它們競(jìng)爭(zhēng)種子市場(chǎng)、吸引農(nóng)民的資本。
4.棉花用工及成本差異
抗蟲(chóng)棉與常規(guī)棉勞動(dòng)用工每公頃相差120個(gè)工日。在農(nóng)藥用工中,常規(guī)棉的用工數(shù)量是抗蟲(chóng)棉的6倍。在所有調(diào)查樣本中,SGK321的用工和農(nóng)藥用工成本最低,一方面說(shuō)明植株自身的毒蛋白表達(dá)強(qiáng)烈,對(duì)害蟲(chóng)有極大殺傷作用,另一方面說(shuō)明其植株健壯、抽枝齊整。
(二)單產(chǎn)(籽棉)的差異
從總體上看,Bt抗蟲(chóng)棉的單產(chǎn)略低于以9418品種為代表的常規(guī)棉,但差異不大。這是棉農(nóng)忍受著棉鈴蟲(chóng)的危害,依然不改初衷種植常規(guī)棉的主要原因,也是生物技術(shù)研究者仍然需艱苦探索的方向和目標(biāo),說(shuō)明轉(zhuǎn)基因技術(shù)遠(yuǎn)未成熟,預(yù)示著還有更大的潛力和發(fā)展空間。SGK321的單位面積產(chǎn)量為僅為2814公斤(表4),據(jù)說(shuō)是由于播種時(shí),種子沒(méi)有及時(shí)到位,推遲了播種期以及部分棉農(nóng)使用了種子公司陳年的棉種,苗期遇到了冷空氣的影響以及出現(xiàn)出芽不整齊甚至不出芽的情況,造成部分棉農(nóng)毀種,毀種平均花費(fèi)100元/畝,雖采取一定措施但仍未達(dá)到滿意效果,造成最后的收獲產(chǎn)量下降。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所研究人員介紹,該品種一般畝產(chǎn)應(yīng)達(dá)到3750~4500公斤。表4還顯示了作者調(diào)查樣本中,抗蟲(chóng)棉和常規(guī)棉品種的單產(chǎn)穩(wěn)定性狀。其中33B差距較大,最高產(chǎn)量比最低產(chǎn)量高出近3.5倍,栽培差距較大,但標(biāo)準(zhǔn)差相對(duì)較低。GK系列產(chǎn)品高、低相差兩倍多,表現(xiàn)出在一定程度上的穩(wěn)定性。而9418品種高、低相差兩倍,在形狀表現(xiàn)上較穩(wěn)定,據(jù)全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心報(bào)道,1999年山東、河北是棉鈴蟲(chóng)中等發(fā)生年,也在一定程度上減少了害蟲(chóng)對(duì)常規(guī)棉的危害。
(三)價(jià)格及銷(xiāo)售渠道的差異
由于國(guó)家逐步放開(kāi)棉花收購(gòu)市場(chǎng),棉花銷(xiāo)售正由指令性的計(jì)劃方式開(kāi)始逐步轉(zhuǎn)向指導(dǎo)性的市場(chǎng)調(diào)節(jié)。因河北省棉麻公司的改革很微弱,使得其繼續(xù)壟斷著皮棉交易,所以皮棉市場(chǎng)銷(xiāo)售份額很小。在山東表現(xiàn)卻不同,皮棉市場(chǎng)結(jié)構(gòu)多樣化。
在皮棉和籽棉收購(gòu)價(jià)上,調(diào)查中的各個(gè)品種基本一致??瓜x(chóng)棉和常規(guī)棉的籽棉價(jià)和皮棉價(jià)都分別在3.3元/公斤左右和8.4元/公斤左右。棉麻公司的收購(gòu)價(jià)格主要是依據(jù)棉花的出絨率、色澤等指標(biāo)確定,棉花價(jià)格并沒(méi)有表現(xiàn)出在品種上的明顯差異。但是由于一些抗蟲(chóng)棉的棉籽(33B等)被種子公司回收,所以價(jià)格稍高些,這也使得Bt抗蟲(chóng)棉的籽棉價(jià)格稍高于其他棉花品種。
(四)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)差異
主要以
棉花生產(chǎn)純收益、每公斤主產(chǎn)品成本和每公斤物質(zhì)成本來(lái)體現(xiàn)品種經(jīng)濟(jì)效益差別。生產(chǎn)純收益情況是反映農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)狀況的最基本和最直接的量化依據(jù),農(nóng)民通過(guò)選擇所種植的棉種來(lái)追求棉花生產(chǎn)的利潤(rùn)最大化,在品種間不存在價(jià)格差異的情況下,主要反映在每公斤棉花產(chǎn)品的總成本上。
單位面積(公頃)主要品種經(jīng)濟(jì)效益如表5所示,從中可以看出Bt抗蟲(chóng)棉的純收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非Bt的抗蟲(chóng)棉和常規(guī)棉,這主要是因?yàn)锽t抗蟲(chóng)棉的抗性作用,農(nóng)民的農(nóng)藥成本和用工成本大大降低,說(shuō)明種植轉(zhuǎn)基因品種棉花給棉農(nóng)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上極大利益。值得一提的是SGK321,由于上述提到的原因,客觀的影響造成產(chǎn)量較低,表現(xiàn)純收益較小,但仍比常規(guī)棉和非Bt的抗蟲(chóng)棉高很多。
由于常規(guī)棉的用工成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗蟲(chóng)棉,實(shí)際上對(duì)這兩省棉花的勞動(dòng)力機(jī)會(huì)成本較高的農(nóng)戶,種植常規(guī)棉已經(jīng)無(wú)利可圖,因?yàn)榧兪找嬉呀?jīng)是負(fù)值。常規(guī)棉純收益低的原因主要是農(nóng)藥費(fèi)用大用工較多,由此也說(shuō)明棉農(nóng)種植抗蟲(chóng)棉不但省工省藥,更重要的是純收入得到了較大幅度的提高。
常規(guī)棉和非Bt的抗蟲(chóng)棉(除SGK321外)每公斤棉花成本和物質(zhì)費(fèi)用成本均高于Bt抗蟲(chóng)棉,每生產(chǎn)1公斤棉花,常規(guī)棉和非Bt的抗蟲(chóng)棉比Bt抗蟲(chóng)棉所花費(fèi)的成本要多出0.84元和1.6元,所花費(fèi)的物質(zhì)成本要多出0.5元和0.8元。
四、總結(jié)
1、通過(guò)對(duì)Bt抗蟲(chóng)棉品種和常規(guī)棉品種的實(shí)證分析,得出結(jié)果是:Bt抗蟲(chóng)棉品種在節(jié)約生產(chǎn)成本和提高收益上,要優(yōu)于常規(guī)棉。種植Bt抗蟲(chóng)棉有利于增加農(nóng)民的純收益。農(nóng)民在Bt抗蟲(chóng)棉上的農(nóng)藥用工和農(nóng)藥成本,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于常規(guī)棉品種,在棉花的生長(zhǎng)季的施藥次數(shù)、施藥數(shù)量和施藥成本也都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)棉。