時間：2023-08-16 17:29:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物技術的現代概念，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：園藝植物生物技術；課程建設；創新與優化
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）27-0144-02
一、引言
高等學校教育課程體系建設是提高本科教學水平以及本科生素質的有效手段。對于園藝植物生物技術課程而言，動手實驗能力是進行課程體系建設必須具備的一項基本技能，良好的動手實驗能力可以培養學生的創新性思維，有效提高課程質量。在這樣的建設背景下，如何使學生在基本的教學大綱、教案設計以及課程開發與創新等方面掌握更多的理論知識，著實增強學生自身的動手實踐能力，培養完善的課程體系機制是當前進行課程建設的關鍵所在。
二、《園藝植物生物技術》基本課程建設解讀
1.園藝植物生物技術課程的開設背景。園藝植物是農作物的重要組成部分，在現實生活中，我們可以通過研究園藝植物的機理組成、基因結構、育種方法以及培育手段等對園藝植物進行系統的研究和控制，從而形成一套普遍的物種培育方法，為我國園藝行業的發展做出應有的貢獻。另外，通過探索園藝植物生物技術在基因工程、細胞工程等領域的具體應用，深入研究園藝植物生物的病毒脫除與檢測方法。通過掌握基本的病毒脫除技術有利于減少病毒對人體的侵害，減少農業化學物品的使用，實現安全生產與技術運用相結合。
2.生物技術發展簡述。一般來說，生物技術指的是利用基因技術、細胞工程技術、發酵技術、微生物技術以及現代生物技術制造產品的過程以及所有技術的總和。現代生物技術起源于20世紀70年代，而園藝植物生物技術是現代生物技術的一個細小分支，由傳統園藝學與現代生物技術交融而來，主要以園藝植物為建設素材，以生物技術為創造和改良對象。
3.課程體系建設創新的必要性。基因工程和細胞工程是園藝植物生物課程學習的主要內容。目前，園藝植物生物技術的發展步伐正在不斷加快，隨著植物生物技術的不斷更新，課程建設體系的不斷發展與完善，要想達到理想的教學目標，在教學建設中教學任務就顯得尤為重要。因此，如何按照現有的學校應用型人才規劃機制，培養一批專業技能高、實踐能力強的高素質人才，著力打造綜合性的課程培養體系，探索更加優化完善的教育教學模式是文章主要的研究方向和研究重點。
三、《園藝植物生物技術》整體課程設計
1.教學內容介紹。進入21世紀以來，園藝植物生物技術得到了廣泛的應用與發展。作為農林院校園藝基礎專業的重要基礎課程，在一些新型課程設計上，例如分子生物學、植物基因工程等，課程體系和課程內容要根據具體的培養目標做出相應的改變和調整。目前，高校的園藝課程內容主要包括園藝植物細胞工程培養，園藝植物基因克隆技術，園藝植物組織培養與發展，園藝植物病毒脫除與檢測，園藝植物基因分離與克隆以及園藝植物遺傳轉化載體的構建等。
2.教學目標。整體來講，《園藝植物生物技術》是將現代生物技術與園藝植物研究有效結合的重要載體。學習本門課程要求學生在具體實踐基礎上，充分了解園藝植物生物技術的相關概念、研究內容、研究途徑；理解園藝植物生物技術的基本發展原理；掌握園藝植物生物技術的相關操作方法并能應用于社會實踐，著實提高運用現代生物技術進行園藝植物育種的能力。具體看來，學習本門課程的具體目標是加深學生對現代生物技術的理解；能夠利用園藝植物生物技術所學知識，設計一些小實驗解決遇到的生產或育種等問題，為從事生物學領域的相關研究奠定良好的理論與技術基礎。
3.課程整體開發與系統應用。（1）基礎課程建設。《園藝植物生物技術》課程是一門復雜的綜合性課程，需要充足的課程時間加以學習，但是大多數學校分配的授課時間卻是極其有限的。根據國家教學培養方案以及新型教育培養計劃的發展要求，我校充分結合本專業學生的具體學習情況，經過不斷地實驗嘗試，結合往常豐富的教學經驗，將本門課程的學習時間調整為40學時，其中課堂講授教學為24學時，實驗課為16學時。在具體的教W實踐中，由于植物遺傳因子的轉化與植物基因工程需要學生進行動手實踐且該課程學習周期長、操作難度大，如果只采用教師課堂講授的方法，那么課程本身的實踐性就得不到有效發揮，將會影響學生對課程的具體理解和整體的教學效果，因此，學校采用教授與實驗相結合的教學模式。另外，學校還設立了專門的文獻搜集和實踐討論課程，旨在讓學生們及時掌握植物生物技術發展的最新動態。（2）教學大綱的演變與完善。學校的課程指導大綱是課程教學的主要建設依據。為了更好地實現學校的教育發展目標，我們對學校的教學大綱進行了一次次的改良與完善，由之前注重理論課程設計到現在的實踐導向性研究，著實增加學生田間作業的機會和對相關前沿文獻的閱讀與討論，旨在讓學生更好地掌握現代植物生物技術。
四、課程教學過程中的優化策略
生物安全的范疇就是現代生物技術的研究、開發、應用以及轉基因生物的跨國越境轉移可能會對生物多樣性、生態環境和人體健康產生潛在的不利影響，特別是各類轉基因活生物體釋放到環境中可能對生物多樣性構成潛在風險與威脅。
生物安全一般是指由現代生物技術開發和應用對生態環境和人體健康造成的潛在威脅，及對其所采取的一系列有效預防和控制措施。基于生物技術發展有可能帶來的不利影響，人們提出了生物安全的概念。
生物安全問題引起國際上的廣泛注意是在上世紀80年代中期，1985年由UNEP、WHO、UNIDO及FAO聯合組成了一個非正式的關于生物技術安全的特設工作小組，開始關注生物安全問題。
（來源：文章屋網 ）
食品科學技術的發展不僅刺激了農業生產，調整農業產業結構，提高農副產品附加值，增加農民收入，也對食品安全、健康的發展與可持續發展戰略提供了契合的機會。本文從原料供應、生產、產品運輸到消費相關食品鏈等方面各進行了研究和分析，闡述了食品科學技術由傳統技術向新型技術，由資源消耗型向高效利用型的轉變過程，以及促進經濟、社會、環境的協調發展。
現代生物技術在食品工業中應用前景展望
大力開發食品添加劑新品種。隨著經濟的迅速發展有關食品添加劑的研究也越來越多，目前主要集中在天然食品添加劑的研究、食品添加劑制備中的生物高新技術研究和食品添加劑的檢測技術研究等。根據國際上對食品添加劑的要求，一是用生物法代替化學法合成的食品添加劑，迫切需要開發的有保鮮劑、香精香料、防腐劑、天然色素；二是大力開發功能性食品添加劑，如具有免疫調節，延緩衰老，抗疲勞，耐缺氧，抗輻射，調節血脂，調節腸胃功能性組分。
發展微生物的保健食品。保健食品開發的過程中微生物工程有著十分重要的作用，利用微生物生產食品具有獨特的特點，繁殖過程快，在一定條件下可大規模生產，要求營養物質簡單。如醬油、食醋、酒與雙歧桿菌料、酵母片劑、發酵乳制品等微生物t療保健品一樣，有著巨大的發展潛力。食用菌不僅營養豐富，還含有許多保健品功能成分，應大力發展食用菌保健食品。
新生物資源的開發及利用。新生物資源包括一些未開發的植物、動物及微生物等，對中國而言，傳統中藥材是一個寶庫，很多中藥本身就是食品，這方面日本已十分先進，尤其是確定重要的品種規范，種植規范，成份的穩定性以及動物臨床試驗的驗證，以制造出能夠被世界廣泛接受的功能食品。另外，海洋生物尤其是海洋藻類也是一個十分重要的生物資源。研究表明，大部分微藻含有生物活性物質，并且可安全食用。中國可使用的生物資源十分豐富，其中很多品種尚未開發，而其中一部分還具有十分優良的遺傳特性，如果采用現代生物技術，相信中國食品工業尤其是功能食品工業會有長足的發展，并在世界食品工業占據重要地位。
未來的食品產業發展
昆蟲食品。食用昆蟲產品從營養滋補、藥用需求、休閑需求以及保健需求四個方面對昆蟲食品的市場潛力進行了深入細致的分析，提出了發揮食用昆蟲產品內在價值優勢，抓住行業競爭環境寬松的機遇，努力采取措施跨越發展制約因素是促進昆蟲食品市場開發的有效措施。從現在的螞蟻食品、蠶蛹食品、蚯蚓食品、蜜蜂食品、天蛾食品等功能來看，它已成為一座微型的營養寶庫，具有抗風濕、抗癌、護肝、平喘、解痙、補腎、健脾、活血化瘀、祛風散寒等多種藥理功效，在西方國家昆蟲食品已成為貴賓席上的美味佳肴，中國在不久的將來也將會涌現出一些品種各異的昆蟲食品。
變態食品。變態食品是指在形態上與常用食物發生了很大變化的食品。如由原來的固態食品，現在加工成液態食品，或者把食品制成日常用品等模樣的形式。日本生產的粉沫酒，加入適量水即可飲用。其色澤、風味與液態酒一樣。美國最新研制的一種“空氣食品”它是含有人體必需營養的一種懸浮顆粒。將其按一定比例調配好，裝入一種特制的容器中，食用時將嘴對準容器的噴口，用手輕輕一按開關，馬上就會有一股“風”噴入人的口中，人吸食后饑餓感立即消失，同時產生一種進食美味佳肴的愉悅感受。目前，我國這種食品還很少，但變態食品必將是我國未來食品的一種更有創意、更新型的一種食品。
合成食品。合成食品是利用遺傳變異微生物或固定基酶創造出來的食物，與天然食品沒有什么區別，還可利用變異的真菌和酵母菌把人們不愛吃的食物變成美食家所樂道的食品。如人們可以像處理合成纖維一樣，把真菌生產出的菌絲按照某種紋理結構紡織、編結、成型。這樣就可以制成某種特殊的食品。
森林蔬菜食品。當今社會，隨著保健觀念的深入人心和生活水平的不斷提高，人們對食品安全越來越重視，健康消費已無處不在，無公害食品潮流撲面而來，尤其是對天然食品的要求，無污染、安全、優質、營養豐富的森林食品越來越被人們認可，而森林蔬菜正是具備這些特點的首選食品，所以應大力開發利用森林蔬菜。這類食品是指用野生的蔬菜加工成的食品，森林蔬菜生長在空氣清新、光照柔和、水分充足、土壤肥沃的山野，不受廢水、廢氣、農藥、化肥、飄塵等有害物質的污染，也沒有在加工過程中加入化學元素、化學添加劑，其營養成分高于一般蔬菜。
21世紀的食品工業將是一個繼續快速發展的行業，是生物技術的光輝世紀，食品行業隨著現代生物技術的變革是必然的趨勢。食品工業將成為現代生物技術應用最廣闊、最活躍、最富有挑戰性的領域，隨著現代生物技術在食品領域的廣泛應用，食品工業將不再是傳統農業食品的概念，工業食品將在人們日常生活中占據重要的地位。我們要充分利用世界生物技術迅猛的鍥機，重視食品生物技術的研究，利用現代生物技術，促進我國食品工業的改革，實現我國食品工業的健康有序地發展。
記者：生物技術領域是最具活力的高科技領域。 從20世紀70年代，以DNA重組技術成功為標志的生物技術誕生后，生物技術不斷被應用到健康、植物及環境等領域。我國作為人口眾多的發展中大國，是一個對生物技術產品有著多種潛在需求的巨大市場，市場前景非常廣闊，我國目前生物技術發展現狀及前景如何？
王宏廣：經過近20多年的快速發展，我國生物技術正在實現從跟蹤仿制到自主創新，從實驗室探索到產業化，從單項技術突破到整體協調發展的根本性轉變。總體水平在發展中國家中居于領先地位，少數領域已經進入國際先進行列。
生物技術現在已經廣泛應用于農業、醫藥、輕化工、環保、能源等重要領域，對提高人民健康水平，提高農牧業和工業產量與質量，改善環境正發揮著越來越重要的作用，孕育著巨大的經濟潛力。中國被公認為是全球最大的生物產品潛在市場，具有集中力量辦大事的制度優勢，也有資源、人才和潛在市場的等優勢。據不完全統計，我國擁有動植物、微生物約26萬種，是生物資源最豐富的國家之一。在20世紀的最后20年里，我國生物產業迅速崛起，涉及現代生物技術的企業約500家，從業人員近5萬人，其中涉及醫藥生物技術的企業300多家，涉及農業生物技術的200多家。北京、上海、廣州、深圳等地已建立及正在籌建中的生物技術園區20多個。改革開放以來，我國相繼開展了分子遺傳學、基因工程、細胞融合、酶工程等新學科新技術的研究。據不完全統計，去年我國用于這一領域的研發投入較之1999年增加了3倍。目前分布在全國各地的299家科技園區中，有100多個均有生物技術研發的項目。我國未來5-10年，生物技術發展的重點領域是基礎生物學、醫藥生物技術、農業生物技術、環境生物技術、生物多樣性、生物安全等。
隨著科學技術的發展,生物技術緊隨信息技術之后,掀起了科技發展的新，成為社會發展的發動機。有預測認為，到2020年我國生物產業的市場總額將達2萬億人民幣，有望成為支柱產業。
記者：我國生物技術研發水平在發展中國家中居于領先地位，少數領域已經進入國際先進行列，那么，其產業化程度如何，是否同樣處于領先水平？
王宏廣：需要澄清一個概念，人們通常認為的生物技術產業，多數是指現代生物技術產業，也就是生物醫藥產業，這一產業正在迅速崛起，總體規模還不大，而傳統生物技術產業已經為經濟發展、人民健康、社會進步做出了巨大貢獻。從這個意義上說，生物技術產業并不是一個完全新興的產業，它是一個既傳統又年輕的產業。
說他傳統，是因為生物技術已經過一個漫長的發展過程，在這一過程中，許多生物技術已發展成熟，融入到我們的日常生活中，使得我們容易“視而不見”，如疫苗、抗生素、維生素、啤酒、味精、醬油、醋等都是生物技術產品。如今，傳統生物技術產業在我國早已成為一個具有4000多億元產值的產業。說他年輕，是因為近一、二十年來，現代生物技術與信息技術的結合，使人類在基因工程、細胞工程、發酵工程等方面取得了新的突破，從而展現了醫療、農業等領域發生革命性變化的前景。
總體來說，我國生物技術產業初具規模，而且發展迅速。2005年我國生物產業實現工業增加什已達2000億元人民幣（包括傳統生物產業及現代生物產業），其中現代生物產業的產值達600多億元，已擁有生物技術企業270家，共批準了30多種基因工程藥物和疫苗；農業生物技術的發展也帶來了巨額的經濟效益，僅轉基因抗蟲棉每年為農民至少增收50多億元；工業生物技術產品中僅氨基酸的年銷售額已逾100億元，發酵有機酸以檸檬酸產業為主，其產量占世界總產量的1/3，出口量一直居世界第一；天然藥物的市場容量近400億元；保健品等生物產品市場前景非常廣闊；其他如生物能源、生物材料、組織器官工程等都將給人類的生活帶來巨大的變化，產生巨大的經濟效益。特別是組織器官工程、基因組研究和后基因組研究等新興領域，目前大多還處于研究階段，產業化的程度還不是很高，沒有表現出巨大的經濟效益，但是由這些技術所帶來的變化，將徹底改變人類社會的生活和生存方式，蘊含著巨大的經濟效益，具有廣闊的發展前景。
應該說，我國生物產業總體上與發達國家有很大差距，技術產業化程度、產業規模等與發達國家間存在較大差距，但在基因組學、蛋白質組學及干細胞等生物科學前沿領域，我國有著較強研究能力，為生物技術及產業化發展奠定一定的基礎。我們預計到2010年，我國生物技術研究開發水平達到或接近國際先進水平，在若干重要領域達到國際領先水平，生物產業工業增加值將達到4000億元以上；到2020年，力爭進入生物技術強國行列，生物產業增加值達到2萬億元。
加速發展，我國生物技術與產業有望用15-20年的時間內躋身世界前列。
記者：我國農業生物技術成就十分顯著，特別是我國首創的雜交水稻技術已經推廣到20多個國家，累計增產糧食3500多億公斤，在此基礎上，我國的超級雜交稻研究又取得了新的突破，每公頃產量突破了12噸，國際上提出的超級稻指標首先在我國實現。是不是可以說，農業生物技術推動第二次“綠色革命”提供了技術可能？
王宏廣：農業生物技術將推動第二次“綠色革命”我提出已經五年了，并且專門請教了第一次“綠色革命”之父諾曼布勒格等五位諾貝爾獎獲得者。農業生物技術將創造動植物新品種，創造新肥料（生物肥料）、新農藥（生物農藥）、新地膜（可降解地膜）、新食品與飼料添加劑，全面提升農業綜合生產力，推動第二次綠色革命。第二次綠色革命將比第一次綠色革命對農業的推動力更大，影響面更廣，作用時間更長，效果更持久。
全球轉基因植物的應用面積在生物安全的激烈爭論中迅速發展，而各國對轉基因植物研究的支持力度從來就沒有減少過。據國際農業生物技術應用服務機構(ISAAA)的統計，2005年全球近20個國家種植轉基因作物，種植面積已經超過1.2億公頃，近9年增長了50倍。我國轉基因棉花已經占棉花種植面積的64%，每年可為農民增收70多億元。轉基因水稻、玉米的研究工作已經完成，具備了產業化的條件。轉基因大豆、油菜、草、林木的研究也取得了重要進展。400多個農作物品種進入了安全性評價階段。我國有15億畝不能很好利用的鹽堿地，大力發展抗鹽堿的植物，至少可增加1億畝耕地，種植纖維、能源等植物，能夠有效地減輕能源、木材短缺的壓力。
另外，胚胎移植技術、克隆技術的應用將加速動物品種的更新換代，培育出超級豬、轉基因魚、高產奶牛等新品種。我國生物肥料、生物農藥不斷取得突破，已經進入邊研究邊產業化階段，能夠部分替代化學肥料和化學農藥，不僅能減少環境與食物污染，而且能降低生產成本，增加農民收入。
可降解生物地膜的生產技術已經成熟，在石油價格高位運行的情況下，完全可以替代化學塑料，不但能從根本上解決農田“白色”污染問題，而且能夠大量節約進口地膜原料的費用。
記者：在醫學領域，我國生物醫藥正在成為新的經濟增長點，生物醫藥技術將推動第四次醫學革命，人均壽命將進一步提高，可能使人人都變成壽星，生活質量也進一步提高，它為醫藥生物技術為提高人民健康水平發揮了重要作用。
王宏廣：是的，醫藥生物技術將從疾病預防、疾病診斷、藥物研制、生物治療、器官移植等方面，推進第四次醫學科技革命，全面提高人民健康水平，延長人類壽命。
我國是世界上疫苗生產與使用量最多的國家，人均壽命已經從1949年的37歲提高到2003年的72.8歲，疫苗在預防重大傳染病，增加平均壽命中發揮了不可替代的重要作用。目前，我國預防瘧疾、霍亂等疾病的疫苗已經進入應用階段，SARS疫苗、預防性艾滋病疫苗、治療性乙肝疫苗等已進入臨床研究階段，疫苗的研制與應用將大幅度提高對重大傳染性疾病的預防能力。
我國生物藥研發與制造能力大幅度提高，正在形成化學藥、中藥、生物藥三足鼎立的藥物新格局。全球已能生產針對200多種疾病的500多種生物藥物，使3.25億人受益，近700個生物藥正在臨床試驗階段。截至2005年底，我國已經生產使用30多種生物藥，還有150余種生物藥已經進入臨床試驗階段，其中一類新藥占1/3左右。生物制藥正在成為新興產業。
目前，世界上已經有骨、軟骨、皮膚、肌腱等近20種組織（器官）工程產品進入臨床試驗或應用階段，基因治療、細胞治療將使一些疑難病、遺傳病得到根除，生物芯片、基因診斷、免疫診斷等高新技術將帶來病原檢測與疾病診斷技術的革命性變化。以再生醫學、基因治療為代表的第四次醫學革命逐步形成。
記者：有人說，生物能源的興起，會使生物柴油逐步取代石油，生物技術在緩解能源短缺形勢方面有著不可估量的作用。
王宏廣：的確，全球生物質能的儲量為18000億噸，相當于640億噸石油。我國生物質能至少有相當于3個大慶的能源產出量。發展生物質能，有效利用部分生物質能，至少能夠形成1個"綠色大慶"，有效地緩解能源短缺的壓力。利用荒地、南方草地、鹽堿地等發展生物質能，不會與人爭糧、與糧爭地。目前，我國利用以陳化糧、高粱、甘蔗、甘薯生產燃料酒精的技術已基本成熟，在石油價格45美元以上時，已經能夠做到不需要國家補貼，只要在稅收政策上給予支持，就能進行規模化生產。我國生物柴油生產工藝也已取得重大突破，生產成本明顯下降，有望在近期實現產業化，而國外燃料酒精、生物柴油已經進入產業化階段。在當前石油價格高位運行的情況，我國石油資源短缺的形勢下，發展生物質能已經是一個戰略的選擇。
記者：世紀之交網絡經濟全面崛起，其中一個重要的原因就是網絡技術帶來了傳統產業的革命性變化，生物技術也會帶來傳統產業的變化嗎？或者說，把基因、細胞、蛋白質等與農業聯系起來很自然，把這些名詞與工業聯系起來卻比較難，您能談談生物技術對工業的影響嗎？
王宏廣：我國已經進入高速工業化的階段，已經成為世界重要的制造業基地，但是資源過度消耗，大量廢物、廢水、廢氣的排放，導致越來越嚴重的資源與環境問題，必須轉變經濟增長方式，利用現代工業生物技術，能夠有效地改造傳統產業，提高經濟效益，減少環境污染。
工業生物技術將推動化學工業的第三次技術革命。一是利用生物催化替代化學催化，將使紡織、造紙、皮革、化工等領域大幅度減少化學廢物產出量、提高產品純度，走出一條低資源消耗、低污染物排放、高效益的新型工業化道路。化學工業中將廣泛使用生物催化劑，可以進一步提高效益，大幅度減少廢物產出量、提高產品純度；紡織工業中采用生物技術，可減少紡織品在染色和修整過程中毒性副產物的產生；造紙工業中采用生物工藝，可顯著降低制備紙漿過程中毒性副產物的排出量。二是用生物質為原料替代部分化石原料，可改變化學工業對石油產品的依賴。我國化工材料的市場需求額高達5000多億元以上，發展生物化工能夠形成千億元的生物化工產業。還可以利用玉米和大豆等生產"綠色塑料"，減少石油用量。三是利用生物技術可以研發新型食品添加劑、保鮮劑，進一步提高食品的質量。而發展功能食品，加速第四代食品產業的形成，創造新的就業機會；飼料生物技術產品將逐步替代傳統的添加劑，加速飼料工業與發達國家飼料標準的接軌。
生物資源的深度開發還將培育一批新的生物產業。一是培育具有特殊用途的植物，如纖維植物、油脂植物等新品種，為工業、精細化工提供重要的原料和制劑等；二是大規模篩選和提取微生物活性物質。研制100種以上抗腫瘤、抗真菌、抗病毒、酶抑制劑，新型人用、畜用和農用抗菌素等微生物藥物，開發和生產治療及診斷類生物制品，并實現產業化。
海洋生物產業逐步興起，促進海洋經濟的發展。一是發展海洋藥物，形成一批海洋藥物及保健品；二是從海洋生物中克隆一批重要的功能基因；三是海洋生物材料、海洋生物酶的研究與應用。
記者：美國著名未來學家保羅先生預言：“推動社會發展的代表科學將由信息科學轉為生物科學。” 顯然，21世紀是生物技術、生物經濟的世紀，如果誰擁有生物經濟的優勢，誰就擁有綜合國力的優勢，生物經濟已經成為新的經濟增長點。是否可以說， 以生物經濟為主體的第四次浪潮，將像以往三次浪潮一樣，對經濟發展和人類進步產生巨大的推動作用？
王宏廣： 進入21世紀以來，科學技術日新月異，信息技術方興未艾，新材料、新能源、航空航天技術等高新技術不斷取得重大突破，而生命科學、生物技術則以更加迅猛的速度發展，以生物技術為主導的新科技革命正在加速形成，生物經濟已經成為網絡經濟之后的一個新的經濟增長點，生物經濟正在推動第四次產業革命浪潮的加速形成，對經濟發展和人類進步產生巨大的推動作用 ，主要表現在以下幾個方面：
一是形成新的經濟生長點，使經濟發展上一個新臺階。人類在食物、住宅、汽車等基本需求滿足之后，進一步的追求必然是健康、環境，以及精神享受。生物技術產業正是順應了這一歷史潮流，將促進健康產業、環境保護產業、綠色經濟、循環經濟的發展，大幅度促進經濟增長。
二是推動醫學史上的第四次革命，提高人類健康水平。現代生物技術使疾病診斷、治療和預防手段產生革命性的變化，使醫療技術發生質的飛躍，使人類更健康、更長壽。生物技術將推進自公共衛生制度建立、與麻醉術、疫苗和抗生素應用之后的醫學史上的第四次技術革命。
三是推動第二次綠色革命，改善人類膳食水平。轉基因技術、組織培養技術、動物胚胎移植與克隆技術，以及生物肥料、生物農藥、新型飼料添加劑的應用，將大幅度地減少化學農藥、化學肥料對農田、環境污染，推動種植業和養殖業變革。
四是創造新的生物品種，改善生態環境。植物抗旱、抗鹽基因的發現與應用，將有可能有效改變10億畝干旱地區的生態環境，使5億畝不毛之地、鹽堿地變為良田。用于廢氣、廢水、廢渣處理的基因工程極端微生物的應用，可降解生物塑料產品的產業化推廣，將會解決工業排放、白色垃圾等環保難題，有效改善生態環境。
五是發展綠色能源，緩解能源短缺壓力。全球生物質能量的儲量為18000億噸，相當于640億噸石油。生物能源將會使作物秸稈等廢棄的有機物成為能源，緩解化石能源不足的危機，為石油短缺國家解決能源危機問題找到一個較為經濟的途徑。利用“綠金”代替“黑金”，開發生物乙醇、生物柴油、生物發電、生物氫等生物質能將部分替代日漸枯竭的化石燃料，已經成為許多國家的能源戰略。
六是沖擊傳統倫理觀念。基因身份證將個人的病癥、性格等方面的信息貯存在身份證上，必然會影響人的隱私權。干細胞、組織工程、器官移植技術的應用，將對人傳統倫理觀念產生強烈沖擊。
七是生物安全將成為保障國家安全的關鍵。必須認識到生物技術是一柄雙刃劍。SARS之后，越來越多的人認識到，生物戰將徹底改變傳統戰爭的方式與后果，沒有對生物戰劑、生物恐怖的防御與應對能力，就不能從根本上保障國家安全。
生物技術：
生物技術是對經濟、社會可持續發展和人與自然協調發展具有重大帶動作用的高新技術。生物技術的本質是獲得、理解和使用包含在生活性生物體遺傳材料里的信息，使其具有生產價值。從這一意義上說，生物技術包括遺傳控制特性信息的發現和使用，并結合當前的技術能力來改變這些特性的表現形式，或培育出某些特性被增強的生物體，以減少自然環境對人類的限制。根據目前生物技術的發展現狀，通常可分為傳統生物技術和現代生物技術。現代生物技術是在分子生物學基礎上發展起來的，包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程，其中基因工程技術是核心。
生物產業：
生物技術產業包括傳統生物技術產業和現代生物技術產業。現代生物技術產業包括基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程。現代生物技術產業主要是醫藥生物技術、農業生物技術、工業生物技術，如天然藥物、保健品、環保產業、生物能源、生物材料和組織器官工程等。生物技術產業的發展將最終解決世界人口、糧食、環境、健康、能源和海洋等影響二十一世紀人類生存的重大問題。
生物經濟：
生物經濟是以生命科學與生物技術研究開發與應用為基礎的、建立在生物技術產品和產業之上的經濟，是一個與農業經濟、工業經濟、信息經濟相對應的新的經濟形態。
中國生物技術發展中心簡介：
中國生物技術發展中心是1983年11月3日經國務院批準成立的機構，直屬國家科學技術部。
摘要：生物技術是21世紀高新技術的核心,將關乎到一個國家的未來。隨著分子生物學的高速發展及新技術、新理論的出現給生物技術的教學帶來了巨大的挑戰。數字化游戲模擬教學將有助于提高學生興趣、動機及學習效果。在生物技術教學中引入數字化游戲化模擬將有助于學生更好地理解生物技術，以期學生能更好地面對生物技術所帶了的機遇和挑戰。
關鍵詞：生物技術；數字化游戲模擬；實驗
在當今社會發展中，經濟的發展依賴于知識、信息和高水平的技術。科學和技術的發展將對我們下一代產生很深遠的影響。從社會整體來看，科學技術帶給我們可持續經濟繁榮，提高人類生活水平。隨著科學和技術的高速發展，尤其是生物技術的快速發展已經產生了相當大的影響和關注。在我國高中和高校普及生物技術科學，一方面是為了培養下一代科學家、工程師和技工，培養創造性人才有助于推動經濟增長及增強國際競爭力；另一方面，今天的學生將成為明天的公民，理解科學和技術有助于在社會科學重大問題上做出明智的抉擇，例如從全球變暖到個人醫療等方面。生物技術教學的引入也是職業教育發展和研究的一次機會，這也反映了經濟、社會和環境發展的需要。大部分高中和高校學生對生物技術學習的興趣不高，其中部分原因在于我國中小學有限的生物科學知識普及導致學生對科學技術缺乏興趣和積極性；此外目前生物教學中大部分還是采用概念記憶，學生被動地聽講及執行“食譜式”實驗操作，而不是激發學生的天生好奇心及將科學技術與生活有機結合。生物技術是一門應用性很強的學科，在生物技術教學中將生物技術和“現實世界中的問題”相結合將更能激發學生學習的興趣。許多科學家在基于認知基礎上尋找一種新的方法進行科學、技術教育。在這種教學方法中，教師可以通過讓學生參與調查的方式來激發學生學習興趣，幫助學生理解科學概念和科學技術。
一數字化游戲模擬教學的提出
數字化教學不是新的想法，在教學中整合模擬練習是很有效的方法，例如軍事訓練中，飛行員落地培訓課中結合飛行模擬器的教學效果被證實非常有效果[2]。美國國家教育技術計劃部聲明美國教育體制所面臨的挑戰是如何將科學的學習和現代技術有機結合起來，并創造出引人入勝、個性化的學習經驗這些科學和技術的學習能將反映到學生的日常生活和其未來設想的實現。相對于傳統的課題教學，這需要以學生為中心，為他們在多方面提供靈活的教學方法來資助掌控學習[13]。近幾年，越來越多的研究表明計算機游戲可以為教學提供強有力的學習環境，且游戲化教學策略引入課堂來提升學生內在的學習動機[12;7;4]。各種各樣的想法應運而生，如何將游戲或游戲化元素整合到課堂教學或是在線學習中。2011年美國國家研究委員會對教學中計算機模擬和游戲化應用進行了可行性分析，表明“模擬和游戲化教學”在中學和本科生教學中具有提高科學知識學習的巨大潛能[10]。戈登委員會（GordonCommissions）關于未來教育報告中指出數字化游戲和模擬具有很大的潛力整合教學和評估，這種整合對教育領域的最優發展是必要的[5]。數字化游戲模擬使學習者能夠觀察到科學現象并與之互動，這樣有助于對科學現象形成科學地、正確地解釋[6]。“數字化游戲模擬”可以激發學習者的挑戰，并根據每個學習者的需要和興趣進行快速反饋和制定指令。對于生物科學邊緣學科的專業或是對生物技術不感興趣的學生來說，被動式教學方法很難取得效果。傳統生物技術教學中，實驗課的開設是生物技術理論課的重要支撐。一般來說，生物技術實驗課的開設需要較大的實驗場地，實驗費用較高，花費時間較長，有些實驗會因安全性問題受限。隨著生物技術的高速發展，一些新技術和新理論層出不窮，掌握這些新技術和理論對于生物科學專業人士是必備的。然而，一些最新的設備和耗材的價格往往令人望而卻步，使得一般的學校幾乎無法提供這些現代化的儀器、設備，如第二代基因測序儀、LTQ-orbitrap系列質譜儀等等。即使一些高校擁有這些最新的設備、儀器，但由于儀器維護、使用費高也不能用于教學。將生物實驗數字化游戲模擬后不僅節約成本、安全而且還能大大提高學生對生物技術學習的興趣和動力，生物實驗數字化游戲模擬將很大程度提高教學效果[1]。因此擬在生物技術概論教學過程中引入數字化游戲模擬生物技術實驗來提高學生積極參與性和學習興趣，進而提高教學效果。將生物技術與現實生活結合起來，例如在基因工程教學過程中利用互動3-D動畫引入“犯罪偵破”，學生通過學習的基因工程的知識參與游戲故事中，進而通過犯罪現場采集血液，PCR和凝膠實驗來確定犯罪人。
二生物技術實驗數字化游戲模擬
目前生物科學或生物技術數字化游戲模擬較成功的網站：Labster網站，EteRNA網站和Phlyo網站。截止到目前為止Labster網站已經制作29個數字化游戲模擬實驗，包括細胞培養實驗(cellculturebasicslab),血糖實驗(室bloodsugarlab),生物電路實驗室(biologicalcircuitlab),合成生物學實驗室(syntheticbiologylab),減速分離實驗(meiosislab),(基因表達實驗室)geneexpressionlab,(細胞呼吸實驗室)cellualrrespirationlab,(蛋白質合成實驗室)proteinsynthesislab,(海洋生態生物學實驗室)ecology-marinebiologylab,進化實驗室(evolutionlab),有絲分裂實驗室(mitosislab),光合實驗室(photosynthesislab),富營養化生態實驗室(ecology-eutrophicantionlab),酶動力學實驗室(enzymekineticslab),發酵實驗(fermentationlab),介紹性實驗室(introductorylab),動物遺傳實驗室(animalgeneticslab),基因調控實驗室(generegulationlab),醫學遺傳實驗室(medicalgenenticslab),分子克隆實驗室(molecularcloninglab),第二代測序實驗室(nextgenerationsequencinglab),犯罪現場調查實驗(CSIlab),細胞遺傳實驗室(cytogeneticslab),細菌分離實驗室(bacterialisolationlab),顯微實驗室(microscopylab)和(高效液相色譜實驗室)HPLClab（）。游戲化模擬生物技術實驗還不斷地在更新，例如正在制作的植物轉基因實驗室(planttranscriptomicslab),流動注射分析實驗室(flowinjectionanalyisislab),抗體實驗室(antibodieslab)等。例如CSIlab中學生通過一個神秘的謀殺案的調查、分析來學習聚合酶鏈式反應（PCR）和凝膠電泳。CSIlab中設置科學問題，引導學生尋找線索，科學分析，最終提供確鑿的證據來指控犯罪嫌疑人。在CSIlab中，首選在犯罪現場收集謀殺者遺留下的血跡來獲得DNA，之后學生可以將血樣帶到虛擬實驗室進行提取、純化DNA，PCR擴增，凝膠電泳。在游戲化模擬實驗中不僅可模仿真實實驗室的PCR操作，還可在實驗過程中伴隨著回答科學問題來檢查學生對內容的理解。在CSIlab中也提供了DNA，PCR，DNA圖譜及小串聯重復序列的背景知識。更重要的是如果學生指認無辜的人為犯罪嫌疑人的話，在游戲化模擬期間將會收到一份重要虛擬報紙式文章來認定學生在實驗過程中不堅持科學的方法。Labster團隊制作數字化游戲模擬生物技術實驗提供一個身臨其境的實驗室環境和3D動畫視覺，其中并伴隨著科學問題的回答。學生通過選擇答案的方式回答科學問題，直到選擇到正確的答案才可以繼續下一步，隨后數字化游戲模擬生物技術實驗給出答案正確的原因。這種即時反饋可激發學生反思實驗操作過程，提高對潛在理論知識的理解。此外，為了增強學生對不可見分子事件的理解，3D動畫展示了微觀分子發生過程。生物科學教學中數字化游戲模擬不僅僅用于學生的課堂教育，最近有團隊開了“公民科學”游戲，例如：Foldit，EteRNA和Phlyo，其不僅教給公民科學現象，同時也幫助研究人員開發新的科學有效的理論或軟件。盡管這些科學游戲模擬的主要目的不是為了教育，而是鼓勵公民參與科學過程。但這些“公民科學”數字化游戲仍需要應用教育的策略來傳授給玩家基本知識，使他們能更好地發揮[11]。
三數字化游戲模擬實驗效果及前景
相對于傳統的教學，數字化游戲模擬可以顯著地提高教學結果和學校的動機。Malasetal（2016）建立“Gamifiede-learningdesignmodel(GED)”并通過收集的數據、問卷調查及應用游戲化系統學習學生的測試表明數字化游戲學習可以提高學生的參與性，行為能力及學習動機，進而促進學習效果[9]。Makranskyetal.,(2015)在哥本哈根大學對一年級本科生進行了細胞遺傳學數字化游戲模擬實驗教學。該課程三小時，其中包括30分鐘的預測試—根據基礎知識，動機和自我效率對學生進行評估；而后學生參與數字化游戲模擬實驗室教學2小時，最后30分鐘進行測試。該研究表明從預測試到測試學生的知識，動機和自我效率有著明顯的提高，其中在動機和自我效率方面最差的學生的收獲最大，而低，中和高成績的學生獲得了相似的正相關增長[8]。Bondeetal.,(2014)報道對丹麥技術大學91個學生進行測試，在生命科學教學中引入了CSIlab，測試結果顯示與講座式教學相比，數字化游戲模擬實驗結合講座與數字化游戲模擬實驗教學相結合的教學效果有明顯提高（Studentst-test,t(89)=-4.37,P<0.0005;**t(90)=-7.49,P<0.0005）[1]。Drace（2013）在本科生微生物概論教學中引入數字化游戲模擬實驗，教學氛圍三個階段：第一階段時訓練計劃，學習學習一些基本技術和和微生物學技能；第二階段是訓練、發展技能，如給予每個實驗中一個虛擬的病原體，來確定未知細菌。并通過紙片擴散法研究其抗抗生素潛力；第三個階段時應用微生物學技能階段，即學生可以利用微生物凈化水質、發酵食品及微生物燃料產能。學生對數字化游戲實驗方式反應是積極的，匿名調查表明學生積極并非常有興趣地參與實驗。學生喜歡數字化游戲實驗中互動，并能將學習的技能和知識很好的結合起來[3]。總體來說，這種數字化游戲模擬教學方式僅少數教育部門應用到生物技術教學中，原因可能大部分教育機構仍然更注重知識的傳授及資源和條件的限制。在今后生物技術教育中引入數字化游戲模擬是非常有潛力的教學方式，學生可以反復模擬練習，節約實驗室空間、無限昂貴的實驗設備及避免真實實驗操作過程中的危險。未來期望更多的研究者和公司合作研發、評估更多的生物技術數字化游戲模擬用于生命科學的教育中。
作者：甄艷 鄭秀化 單位：南京林業大學 林木遺傳與生物技術省部共建教育部重點實驗室
關鍵詞：環境污染；治理；新技術；探討
中圖分類號：X5 文獻標識碼：A文章編號：
世界經濟的發展和科學技術水平的提高使人們的生活水平和生活質量也隨之提高，但是資源匱乏和環境污染也成為了人們不能逃避的問題。1987年，聯合國提出了可持續發展的概念。自此各國開始重視經濟發展和環境問題的協調發展。自然、社會、人三者的協調發展也深入人心。對環境污染的治理也逐漸發展成為一項專門的工程。環境污染治理工程的管理是治理環境污染的重要方面，它既是一項獨立具體的管理工作，又有自己本身的特殊性質。 生物技術作為一項有效的環境污染治理措施受到越來越多的關注，其在環境污染治理、生物修復技術方面都得到了廣泛的應用并取得了一定效果。隨著技術的進步，對難以生物降解的有機物可利用微生物的共代謝作用進行污染物降解；還可利用微生物誘變育種、原生質體融合和基因工程創建高效工程菌應用于環境污染治理等，這些都是環境污染生物治理的有效手段。環境污染的治理和控制將隨著新理論、新方法的運用而日臻完善。
1 現代生物技術的概況
現代生物技術是應用現代生物科學及工程原理，利用生命有機體來發展新產品或新工藝的一種技術體系。目前生物技術應用到農業醫藥衛生、食品工業和化學工業的發展，并在解決人類面臨的糧食危機、環境污染和能源危機中起到了重要作用。因此，在世界各國均重視高技術發展的當代，生物技術最被人們看好，被列為優先發展的領域，已成為21世紀最重要的技術支柱之一。
生物技術在環境污染治理中，具有效率高、成本低、無二次污染等顯著優點，它在對環境保護領域中一直起巨大作用，污染治理提供了條十分有效的途徑。應用生物技術對解決目前日益嚴重的氣體污染、固體污染有著無可比擬的作用，它還能在生態修復中發揮巨大的功效。目前利用生物技術治理環境污染，與化學、物理等其他技術比較，環境生物技術具有效率高、成本低、反應條件以及無二次污染等顯著優點，能有效的遏制生態惡化趨勢，促進自然資源的可持續利用。生物技術是最安全和最徹底消除污染的方法，同時還可以增強自然環境的自我凈化能力；是有機廢物資源化的首選技術，將有機污染物轉化為沼氣、酒精、有機材料、蛋白等；能改造傳統生產工藝，實現清潔生產過程的生態化或無廢化。
2 生物技術在環境保護中的應用
2.1 生物技術在廢水處理中的應用
利用生物技術，將利用在自然條件下生長、繁殖的微生物處理廢水的技術，稱為自然生物處理法，該法是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化作用從而使廢水得到凈化的處理方法，該技術被認為是一種經濟有效的污水處理手段，它不但融合了生物自身的特點，如吸附性好、沉降性好和降解能力強等，而且符合生態學及可持續發展的觀點。隨著科學技術的進步、污染狀況的加劇，環境標準的不斷提高，使廢水生物處理技術取得了很大進展，如吸附-降解生物處理技術、厭氧折流板反應器生物處理技術、間歇式活性污泥法生物處理技術、LINDE生物處理技術、升流式厭氧污泥床生物處理技術、廢水生物脫氮除磷技術等都得到了充分開發[1]。
2.2 生物技術在廢氣凈化處理中的應用
目前采用的方法有生物過濾、生物洗滌和生物吸附法等。生物技術法與傳統有機廢氣處理方法比較，具有成本低、效率高、安全性好和無二次污染等技術優點，國內外運用現代生物技術對廢氣凈化處理得到了較為理想的效果。美國學者利用微生物代謝凈化工業性惡臭氣體效果顯著，而且不產生二次異臭；德國研究者利用生物膜過濾處理含硫化氫的氣體，硫化氫除去率達90%以上。魏在山等利用生物膜填料塔對橡膠再生脫硫過程所產生的低濃度有機廢氣處理試驗結果表明：生物膜填料塔處理工業有機廢氣是可行的，當運行條件控制適當時，凈化效率可保持在90%以上，能夠實現達標排放，且投資省，運行費用低。
2.3 生物技術在固體廢棄物處理中的應用
目前，國內外固體廢棄物常規處理方法主要有固積、掩埋、焚燒，其缺點是建設投資和運行費用高，在處理的過程中有同時對空氣、土壤都有不同程度的污染。固體廢棄物進行“無害化、資源化、減量化”處理，使其成為可用于農田的土壤改良肥料，以達到變廢為寶的目的。經過生物技術處理的城市生活垃圾可作為作物生長的優質有機肥料，實現城市生活垃圾的部分資源化有利于生態環境的良性循環。近年來，國外采用機械快速堆肥工藝，發展用蚯蚓床處理有機垃圾和糞便、處理城市垃圾，不僅可以將城市有機廢棄物轉變為肥效高且無臭味的蚯蚓糞土而且還能獲得大量蚯蚓作醫藥原料，加上蚯蚓體內蛋白質含量與魚類相當，是畜禽和水產養殖業的優良飼料，可以收到一舉數得之效果。
2.4 生物技術在環境污染修復中的應用
生物修復是指在不破壞自然生態系統，維持其原貌的前提下，有效地利用自然凈化能力并強化其分解污染物的能力，使其得以修復。該法是利用生物的生命代謝活動減少存在于環境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化，從而使污染了的環境能夠部分或完全恢復到原初狀態的過程，它包含有植物修復和微生物修復兩種。
生物修復技術是80年代以來產生和發展的清除和治理環境污染的生物工程技術，生物特有的分解有毒有害物質的能力，去除污染環境如土壤中的污染物，達到治埋環境污染的目的。生物修復技術最成功的例子是應用投加營養和高效降解菌對油輪泄漏造成的污染進行處理，取得非常明顯的效果，使得近百公里海岸的環境質量得到明顯改善。此后該技術被不斷擴大應用于環境中其他污染類型的治理。國外對生物修復技術非常重視，研究證明采用微生物分解有毒有害物質的生物修復技術是治理大面積污染區域的一種有價值的、可行的、有效的和優越的方法。隨著生物技術的發展，生物修復的內涵也不斷豐富，近年來還研發了真菌修復、植物修復以及無機污染物的生物修復等技術。生物修復的種類也日益增多，可分為土壤生物修復、地下水生物修復、沉積物生物修復和海洋生物修復等。
2.5利用生物技術處理塑料、橡膠制品、醫療廢物、危險廢物等難處理的污染物
傳統的生物處理技術是將自然生長的生物或微生物群體加以馴化、繁殖后再加以利用。它的代謝過程復雜,能量利用率較低,處理速度不太快。因此需要有較好的技術來加以改進。還有許多的廢物不能完全處理好,采用新的技術和生物種類來進行處理、適當加大生物用量和添加流程步驟是改進廢物處理技術的關鍵所在。基因工程就是通過基因分離和重組技術,將人類需要的目的基因片段轉移到受體生物細胞中并表達出來,使受體生物具有該目的基因表達后顯現出來的特殊性狀。達到改進生物物種的目的。利用基因工程構建的高效菌種來治理污染,尤其是除草劑、殺蟲劑和塑料、橡膠制品等人工合成物質的污染,是現代環境生物技術發展的熱點之一,更是未來環境生物技術發展的趨勢所在。
3 結束語
在我國過去幾十年的經濟發展中，由于忽視了發展中的環境保護，目前環境狀況十分嚴峻。近年來雖采取了大量控制措施，但環境質量下降的趨勢仍在繼續，我國成為世界上環境污染最為嚴重的國家之一。近年來，隨著細胞融合技術、基因工程技術、分子生物技術等的發展，環境生物技術得到了進一步的發展。由現代生物技術和環境工程技術相結合的環境生物技術已在環境治理上發揮著重要的作用。生物技術產生、發展及演變與一系列的環境污染問題有著密切的聯系。因此生物技術在環境領域的應用有著深遠的發展前景，特別是對于尋求用低成本解決環境問題的發展中國家具有極大潛力。
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關鍵詞：生物技術；課程建設；教學改革；學分制
學分制既是一種教學管理制度，也是建立在學生學習自由基礎上的一種教育理念。學分制有完全學分制和學年學分制之分。目前，我國普通高等院校多數實行的并非完全意義上的學分制，而是學年學分制。隨著我國高校不斷推進的教育體制改革，許多高等院校的教學管理模式由以往學年制向學分制轉變。與學年制相比，學分制下學生可根據自己的專業興趣自主選擇所修課程，因而較學年制有較大進步。為此，臨沂大學自2008年開始全面實施學分制改革，推進課程的小型化建設，并制訂相應的本科培養方案。
一、生物技術系列課程組成及課程開設簡介
生物技術系列課程是臨沂大學生命科學學院在生物技術專業開設的專業方向課程，其系列課程主要包括《基因工程》、《發酵工程》、《細胞工程》、《酶工程與蛋白質工程》及《生物技術大實驗》等。通過系列課程的學習，使學生掌握基因工程的基本原理和實驗方法，掌握生物技術各項技術和成果在發酵菌種選育改良、細胞培養、酶制劑研發、蛋白質改造等領域的應用；熟悉現代生物技術在農作物改良、新品種培育、疾病診斷和治療、新藥研發等領域的重大作用。通過綜合性的生物技術大實驗的設置，培養學生的自主學習、自主設計和創新能力及實驗操作技能，拓寬學生的知識面及專業技能，為以后的專業實踐學習及畢業后走向生命科學相關專業的工作崗位打下基礎。2004年，《生物技術導論》作為一門綜合性課程首先面向生物科學和生物技術兩個專業開設。后來隨著學科的發展、師資力量的壯大以及實驗室建設的日益完善，2006年，生物技術專業的《生物技術導論》擴展為《基因工程》、《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》四門課程，并開設相應的實驗，充分體現生物技術及其下游應用特性。而生物科學專業繼續以《生物技術導論》的綜合形式開課，作為本專業的方向選修課。
二、學分制下生物技術導論系列課程的教學改革
1.教學內容改革實踐。
①教學大綱的制定及授課學期的安排。由于生物技術系列課程具有涉及學科多、實用性較強、與實踐結合緊密的特點，其基本理論和應用研究一直是非常活躍的領域。學分制下，教學大綱的制定應結合專業特色，將課程小型化、精致化。因此在課程內容選擇上，我們精益求精，在制定教學大綱前，生物技術系列課程教學團隊共同討論，集體擬定教學大綱，充分結合專業的特點和定位，結合培養方案，既能體現學科特色，達到培養目標，又避免內容重復。生物技術專業的《基因工程》、《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》的理論教學大綱和實驗教學大綱分別制定，為了突出實驗技能訓練，各門課程理論教學和實驗教學實行1∶1的學時設置，各32個學時（共3學分）。生物科學專業制定《生物技術導論》教學大綱，實行模塊化教學，實驗方面開設綜合性的“生物技術大實驗”，根據教學內容，理論學時為48學時，實驗學時32學時。在學期安排上，生物技術專業在第四學期開設必修課《基因工程》及其實驗，第五學期開設《細胞工程》、《發酵工程》和《酶工程與蛋白質工程》等系列選修課程，學生可以根據自己的興趣和學分情況進行選課。對于生物科學專業，在第五學期開設《生物技術導論》和《生物技術大實驗》，既能與前面學科銜接，又能為后面的考研、就業提供理論知識和實驗技能訓練。②教材建設。教材建設必須以服務人才培養為目標，以提高教材質量為核心。學分制的實施和教學計劃的調整，教材建設需走在前列。本課程在選擇教材時優先使用近5年內出版的“面向21世紀課程教材”和“國家‘十一五’規劃教材”。以這些教材為基礎，設計教學內容，編制教學講義，實現立體化授課，同時指定幾本相關教材作為參考書，并利用專業網站進行課外學習資源。
2.教學方式的改革實踐。
①采用多元的課堂教學形式，提高課堂教學效果。教學方法的選擇和組合，要同教學內容、學生的特點及教師自身運用教學的能力聯系在一起。傳統的課堂教學形式主要是以教師單向授課為主，學生多為被動聽課。為啟發和調動學生的學習積極性，應根據生物技術系列課程的特點，選擇不同的教學方法。對于理論性強、內容抽象的知識采用講解—教授式，如《基因工程》中基因工程操作的基本過程、目的基因的克隆和篩選等內容，通過教師的精心編排，盡量使抽象問題具體化、繁雜內容簡明化、同類問題規律化，便于學生理解和接受。而在講基因治療時，采用問題—探究式的教學方法，教師在課堂教學中穿插啟發性問題，運用引趣、設疑、類比、聯想等方法能刺激引發學生的學習興趣與思考，也加強了師生之間的互動。例如，在講基因治療的作用時，先舉一個乙肝病毒的例子，提示例子關鍵性，提出怎么辦，讓學生在教師的啟發誘導下，主動積極獨立地思考，使學生分析問題和解決問題的能力得到較快提高。翻轉課堂是學生學習自主性和師生角色轉換的重要體現。在教學過程中，讓學生自由組合成學習小組，結合本組成員的興趣，自主選擇一個主題，調查研究，查閱文獻，在課堂教學期間走上講臺為大家講課，以此進一步培養學生的自主學習能力及表達溝通能力，增加師生之間的理解互信。對于一些較容易理解的內容，采用自學—輔導式教學方法，對于學生認知前提較好的內容，先由學生自己看教材，總結筆記，針對普遍問題和教學大綱要求講解，然后歸納總結，使學生閱讀教材的能力、邏輯思維能力、歸納總結能力等方面受到實際鍛煉，掌握自學方法，讓學生自主學習。②充分利用現代化教學手段。生物技術系列課程內容具有信息量大、抽象、應用性強的特點，如果使用傳統教學手段，學生很難深刻理解這些內容。而使用媒體、影像資料等現代化教學手段，可以在有限時間內提供給學生最大的知識信息量。如基因工程中限制性內切酶、載體、重組DNA構建、PCR的原理等內容，比較抽象，學生理解比較困難，在講授的基礎上配以動畫演示，把這些要素的應用展示給大家，生動直觀形象地加深學生的理解程度。③改革實驗教學，強化學生動手能力。如科學安排實驗內容，根據學生反饋信息，調整實驗指導方法、改革試驗考查方式，促進教學質量的提高，著重考核學生分析解決問題的能力。在實驗安排上主要分為3個層次：基礎型實驗、設計與綜合型實驗和研究型實驗。通過基本實驗技能訓練，掌握基因工程最基本的實驗技術及操作方法；掌握常規儀器設備原理及應用，培養數據處理和表達實驗結果的能力。通過綜合實驗培養學生多實驗方法手段綜合、多途徑信息獲取，以及科學分析推理的綜合實驗能力和獨立操作、解決實際問題的能力。通過設計實驗，使學生能在教師指導下正確的進行實驗設計，按自定實驗方案操作、觀察，獲得實驗數據，正確分析結論及解決實際問題。研究型實驗是將最新研究成果引入到實驗教學中。引入科研、教改成果，使實驗內容與科研應用項目密切聯系，充分體現基礎與前沿、經典與現代相結合。如綜合型實驗“大腸桿菌感受態細胞的制備、轉化與篩選”中，將以前單一分散的三個實驗，按照其內在聯系組合為綜合性實驗，不但使學生學到了感受態細胞制備方法、LB培養基的制備、質粒DNA的轉化與篩選等3種基本實驗技術，更重要的是使學生在掌握基本技術的同時，培養學生對基本技術和方法綜合運用的能力。發酵工程實驗中帶領學生親自操作發酵罐生產酸奶、米酒等產品，既掌握了發酵罐的結構，還體驗了生產產品的樂趣。細胞工程實驗中讓學生自己取材，進行植物組織培養，觀察植物是如何從一個愈傷發展成為一個完整的植株，體會植物細胞全能性的概念。
三、教學改革所取得的成效
在學分制指導下，通過對生物技術系列課程的教學改革，提高了學生選課的自主性，大大激發了學生對生物技術相關課程的學習興趣。在酸奶發酵和米酒發酵實驗中，學生體會到生物技術并不是深不可測，在蛋白質改造和基因工程藥物設計中，在顯微注射和動物克隆原理和技術的學習中，學生認識到現代生物技術的博大精深。在實驗課中，學生根據自己掌握的專業知識積極設計自己組內的實驗方案，并順利完成一種植物的組織培養、完成酸奶制作和米酒釀制，實驗結束后，學生們在實驗報告的結尾都寫出了自己的實驗心得，體會收獲的快樂。在教學互動環節，鼓勵學生走上講臺，講授自己所撰寫的課程論文，通過此環節的鍛煉，學生的總結及自我表達能力得到了提高。在教學過程中我們還注重學生科研能力的訓練，先后申請了如“創新實驗設計探究鹽脅迫下納離子對小麥種子萌發和幼苗離子毒害效應”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工藝的研究”、“玉米等主要農作物的抗逆性研究”等多個國家級和校級大學生創新基金，實驗“葉用芥菜和白菜型油菜之間體細胞雜交體的RAPD鑒定”參加第十二屆“挑戰杯”山東省大學生課外學術科技作品競賽并獲得三等獎。目前生物技術導論申報校級特色課程，正在建設中。近幾年的教學實踐顯示，教學改革效果良好，并符合新世紀高等教育培養高素質現代生物技術人才的需要。
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在電影《生化危機》中，小小的T病毒從發生到傳播再到毀滅世界，讓觀眾驚呼這是“一個病毒引發的血案”。失控的生物真的可以毀滅世界嗎？電影中的T病毒是一種變異的新型RNA病毒，只要一個生物被T病毒所感染，其本身的新陳代謝速度就會迅速加快。一旦生物體的新陳代謝以不正常的方式迅速增進，那么就會陸續出現電影中的癥狀直至變成喪尸。這樣的藝術創作讓電影充滿了科幻色彩，而現實生活中一種病毒往往只能感染單一或少數生物。當病毒摧毀一定量的生物時，病毒也會因為減少宿主的數量而降低傳播速度，最終融入生物圈的平衡中，況且人類面對病毒的能動性是極大的，諸如天花、SARS、H1N1等曾瘋狂地在世界各地肆虐的病毒，而今都已銷聲匿跡，人類甚至已經研制出了預防這些病毒的疫苗。我曾經一度覺得這一系列的電影是駭人的恐怖片，而現在我不再擔心哪一天身邊的生物會變成喪尸，因為真實的世界中沒有坐享利益的Umbrella公司，只有科學的大傘為我們擋風遮雨。一年之前，我選擇了生物技術專業，而今，我在夏意正濃的綠城感受著生命的魅力。
生物技術專業在我國起步較晚，算得上是新興專業。比爾?蓋茨曾說：“下一個首富可能是生物技術的投資者。”由此可以看出，生物技術是一個金磚專業。同時，生物技術也是一個“燒錢”專業，因為生物技術的科研經費是一筆巨大的支出，而且研究生物還得要有一些運氣，要知道，一個偶然的發現就可以決定你的一生。前不久，微生物學的第一節課，老師給我們的作業是查找青霉素的由來。1928年，弗萊明在檢查培養皿時發現在培養皿中的葡萄球菌由于被污染而長了一大團霉，有意思的是霉團周圍的葡萄球菌都被殺死了，只有在離霉團較遠的地方才有葡萄球菌生長。經過一系列試驗和研究，弗萊明認為這種霉菌的分泌物可能成為一種可以全身應用的抗菌藥物，于是青霉素被發現了。“讓你們查資料了解青霉素的由來不是重點，主要是想讓你們知道生物的實驗是充滿偶然性的，一個不起眼的東西就可能改變世界。”微生物學老師如是說。
高中階段，大多數省份的理綜卷中，生物占的戲份較少。這就使得很多同學對生物的關注度不夠，甚至把它拋棄成“副科”。到了大學我才發現，生物技術竟然也可以如此博大精深。我們不僅僅要掌握普通生物學、遺傳學、微生物學等生物專業的必備知識，還要懂得分子生物學、細胞生物學、基因工程等生物技術知識。它對于數理化的基本理論要求也不低，尤其是化學專業課的學習更是占據了學習的大部分時間。大一的有機化學就讓眾多同學頭痛不已，是名副其實的“四大名補（補考）”之一。曾經有高中同學問我大學一年學了些什么，我打趣地說：“數理化生都要學。”同學笑言：“你是在復讀嗎？”平常看到其他專業的朋友空蕩蕩的課表，再想想自己一周的課程中不是在教室上課就是在實驗室泡著，有過埋怨，但是想要學好生物技術就必須耐得住寂寞。
從種群到個體，從宏觀到微觀，從一個細胞窺探整個生命。課堂上，我知道了生物體的結構組成，系統的進化，單個細胞的分子物質以及這其中涵蓋的各種化學成分和它們的作用原理……高中時代，也許你只知道細胞的呼吸作用分為有氧呼吸和無氧呼吸，光合作用分為光反應和暗反應；你只會用兩個“光呼”簡圖和那幾個背得滾瓜爛熟的方程式去計算某種植物夜間放出的二氧化碳、白天積累的葡萄糖；偶爾一個凈光合或呼吸作用的變量都能把你搞得暈頭轉向。可到了大學課堂，細胞呼吸分為糖酵解、檸檬酸循環、電子傳遞鏈和氧化磷酸化，光合作用分為光合原初反應、電子傳遞和光合磷酸化、二氧化碳的固定和還原，每一步的具體情況和概念圖同樣得銘記于心。就拿呼吸作用第一步葡萄糖分解為丙酮酸來說，大學階段稱之為糖酵解，其中包括9個反應，前4個反應是將己糖轉變為2個丙酮酸，消耗2分子ATP，后5個反應是由2分子丙糖形成2分子丙酮酸……每次提前學習下一個生物技術專業的課程時，除了掌握扎實的專業素養，我心中的自豪感更是無以名狀。
在生物技術的世界里，“實踐是檢驗真理的唯一標準”這句話是王道。專業課老師一再強調，實驗是生物學的靈魂。當我第一次在實驗課上穿上白大褂時，為科學求真的使命感便油然而生。從最簡單的觀察洋蔥表皮切片到如今我申請的省級創新實驗課題，生物實驗的世界里總能帶給我無限的驚喜。有過在第一次解剖動物時不能直視手術刀的驚恐；有過因染色不成功而一再地制作切片觀察的沮喪；還有過為得到一條清晰的條帶而重復地在無菌操作臺和離心機間走動，直到提取到高純度RNA的喜悅……生化實驗課上，用血清蛋白做醋酸纖維薄膜電泳實驗，因為誤把過期的血清用于離心，使得在薄膜上的樣品不純，導致電泳后染色結果與預期大相徑庭，全班同學看著自己辛辛苦苦做了一下午的實驗打了水漂，雖然心情糟糕，可是沒有一個人偽造實驗結果，大家都原封不動地將實驗薄膜貼在報告紙上，寫下失敗原因，再重新開始。在實驗室里，我見過師兄師姐倒掉了上千個平板才篩到一個滿意的菌種，那份成功的喜悅唯有他們知道；我也看到很多人放棄午休只為多看幾篇外國文獻，為實驗思路提供指導。實驗室的生活在常人看來再枯燥無味不過了，可科學殿堂的大門也只為這些在實驗室努力追夢的人敞開。
生物技術可以運用到生物制藥、酶工程、基因工程、細胞工程、胚胎工程等領域，在工業、農業、醫療等行業也是突飛猛進。大家熟悉的克隆羊多利，就是將要克隆的羊的體細胞核移植到受體母羊的去核卵細胞中，接著進行細胞體外培養，然后再將胚胎移植到同期的母羊子宮中，由此孕育出世界上第一只克隆羊。這些都是細胞移植、細胞培養、胚胎移植等生物技術的結合。以前價格昂貴的胰島素、青霉素等藥物，如今，運用生物技術量產，它們都已進入尋常百姓家。
由于國內的生物技術相對國外還有很大的差距，所以在高校的生物專業中一直有這樣一句話“要么出國，要么賭博（讀博）”。玩笑歸玩笑，但是如果你立志要在生物技術行業有一番作為，在科學的道路上無怨無悔地走下去，成為高級的科研人才或者出國看看國外的月亮圓不圓，都是不錯的選擇。
國內生物技術專業被評為國家級特色專業的有上海交通大學、武漢大學、華中科技大學、中山大學等重點院校和濱州學院、云南農業大學等一些二本院校。在就業方面，生物技術專業一度因為國內起步晚而被各大排行榜置于榜末。其實，聽老師和畢業的學長學姐們介紹，生物技術專業的前景在國內還是被看好的。在人們日益關注食品安全的今天，綠色健康的食品依托于生物技術和現代農業知識的結合；在醫療衛生行業中，越來越多的人在研究疑難雜癥的解決辦法時向生物技術專業的人才拋來橄欖枝；生物上市公司的股價看漲，正是生物行業潛力無限的體現。
（責任編校？筑周峰）
關鍵詞： 高職院校 藥用微生物 學習能力 項目操作能力 探討
現代高職院校為了適應社會發展的需要，為了培訓企業崗位所需要的人才，使學生學有所需，學有所用，對專業基礎課，專業課，實行了新型的課改教學，使之更適合企業的需要。
在課改教學中，藥用微生物技術課的教學目的是使學生學習完這門課后，學生在理論水平上，和項目實踐操作技術上都達到中級技工對藥用微生物技術的要求標準，成為一名合格的藥物檢驗工，為企業所需。
根據課改教學的目標、要求，我們擬定了一套培養學生適應并掌握課改教材，掌握項目引領目標的新型教學手段，掌握項目實訓操作技術，提高學生學習能力、理解能力、創新能力、操作能力的教學手段和方法。下面就是我們總結的課改教學方法，供大家討論。
一、選用合適的實用的課改教材
現在各種版本、各個出版社的藥用微生物的課改教材，種類繁多，各有其特點，我校是高職院校，在選用教材時要根據本校學生的學習基礎，學習能力，企業對學生的能力要求來選定教材，合適的教材對提高學生的學習能力大有幫助。在選用教材時，我們認為應從下列幾個方面著手。
1.選用的教材涵蓋的理論基礎知識要廣、泛而簡單明了，教學重點、難點要突出，易學易懂，總結性，歸納性，針對性較強的教材。
2.選用的教材，每章節前面都應有本節教學目標，明確規定同學在學習這節內容需要重點掌握的內容，一般了解、理解的概念及內容，要了解的應用性、拓展性的知識，這樣的教材使學生對本節的重點，要掌握的概念、結構、特點、應用性知識一目了然，增加同學們在學習過程中的目標性，針對性，減少以往在學習過程中學完一節、一章后不知道要掌握什么內容的盲目性。
3.選用的教材，在每學完一節后，有目標檢測題，題的形式多樣，可以有選擇題（單選和多選），名詞解釋題、填空題、問答題，前三項題型都是比較細致。我們應而泛地、有針對性地幫助同學了解、掌握基本理論知識，如概念、特點、區別等，使學生對學到的知識消化、吸收、強化，而問答題，可以在學完一章內容后，選擇性地做，可增加學生的學習能力、歸納能力、分析問題和解決問題的能力。
二、教學內容切合專業的需要
在高職院校的教學工作中，我們特別強調對理論知識要精挑細選，不同的專業，對微生物這門課的需求不一樣，要盡量選擇和專業相關連的專業基礎知識。
對于生物制藥專業，主要是普通細菌、病原性細菌、霉菌、放線菌和藥用真菌形態、結構、特點、應用知識的學習，并了解細菌，病毒的致病性、干擾素、抗體、免疫疫苗等相關醫學知識。我們還根據高職生的學習能力，理解水平，專業特點和綜合素質能力的特點，選擇一些拓展性強、應用性強，先進的技術手段，使學生認識到微生物技術在生物高新技術中的應用。如檸檬酸，谷氨酸的生產原理，基因工作的基本操作步驟，原理及其特點，基因工程藥品，轉基因食品，糖尿病、痛風、高脂癥、脂肪肝的病理及癥狀，微生物在有機廢水處理，探礦、探油方面的應用。這樣的教學內容，強調了理論學習的重點，加深了學生對重點的掌握和理解，拓展了其知識面，提高了其理論知識方面的素質，做到了有的放矢，將專業基礎課的理論知識和專業課內容有機地結合起來，并且拓展了相關連的應用性知識。
三、項目操作技能的培訓
藥用微生物技術是一門理論和實驗實訓結合緊密的一門應用性學科，在重視理論基礎知識學習的同時，還要重視項目操作技術的培訓，二者有機結合，才能真正地學好這門課，我們認為可從下列兩方面培訓學生的操作技能。
（一）平時實驗實訓
在平時的實驗實訓中要著重培養學生的基本操作技能。在實驗中發現，學生在很多操作重點和細節上，不能完全領會老師的示范操作，步驟混亂，操作不得要領，不注意操作步驟的嚴謹性，不在乎安全性，導致實驗結果失敗的情況常有發生，而且不會分析失敗的原因。因此，我們在課改教學中采用下列較為有效的方法有助于提高學生的操作技能。
1.實驗前播放相關實驗視頻，使學生對整個實驗用的材料、儀器、正確的操作步驟、實驗可能出現的結果，有一個大概的了解。
2.在實驗課堂上，教師再簡短講解實驗的原理、目的、材料、操作要領、要點。教師自己再實操一遍實驗中的重點步驟，如接種、移液的方法，高溫高壓滅菌鍋的使用步驟，等等，使學生對實驗操作步驟和重點有深入而客觀的認識，操作起來更加容易。
3.學生邊自己動手，教師在旁邊觀察每個學生的操作狀態，及時糾正學生在操作過程中出現的錯誤。
4.結果分析。在學生做完每個實驗后，要求其書寫實驗報告，報告要切合實際，要對結果進行分析、總結，如結果有失敗，要對失敗的原因加以分析，以避免下次的錯誤，使學生對實驗及操作程序有更加深刻的認識。
（二）專題實驗培訓周
在平時實驗實訓后，還要專門用一周來培訓學生在應用性方面的操作技能，培訓的內容是：①藥品或食品中細菌菌落總數的測定；②藥品、食品中大腸菌群的測定，③空氣、水中微生物種類的測定。
這三門實訓項目是在有基本的微生物操作技能后才能開展的拓展性、應用性的綜合大實驗，是以中華人民共和國國家標準作為準則，可以幫助同學提高創新思維，提高綜合技能素質，提高實驗操作的熟練度，達到學生考核中級藥物檢驗工的要求。
通過這樣的教學和實驗手段，學生的理論基礎水平學習能力和實操水平都大大提高了，既掌握了重點要求的理論基礎知識內容，又了解了拓展性的應用性知識，還初步學會了對問題的研究，項目實驗實訓的操作技術得到了很大的提高。學生的實踐能力、理論水平、發現問題、分析問題、解決問題的能力加強了，學習的自信心增強了，勇于挑戰的創新精神得到了發揮，觀察力、想象力、獨立思考力得到了加強。在勞動局組織的技工證考核中同學們達到了98%的合格證。這種新型的教學手段受到了同學、企業的好評，就業率大大增加了，符合了社會、企業的需求。
參考文獻：
［1］藥用微生物學.中國醫藥科技出版社，2007.
［2］微生物.中國醫藥科技出版社，2007.
一、生物技術應用引發的生物安全問題
生物技術可以分為以下幾種主要技術:基因技術、細胞技術、酶技術、發酵技術和蛋白質技術。其中，基因技術是現代生物技術的核心，其他生物技術都是以基因技術為底座發展起來的[1](P.5)。基于此，本文探討的生物技術主要是指基因技術，簡單來講，基因技術就是指重組DNA技術。(DAVID NAIOU:BIOTECHNOLOGY＆NANOTECHNOLOGY－Regulation under environmental，health，and safety laws，OXFORDUNIVERSITY PRESS，p.5(2009)．)
20世紀80年代以來，隨著人類大規模地開發生物資源，生物安全問題日益突出。生物安全問題有廣義與狹義之分，廣義的生物安全是指在一定的時間與空間范圍內，由于自然或人類活動引起外來物種遷移，外來物種在定居、建群、繁衍、擴展的一連串過程中造成的對本土物種和生態系統的威脅、危害，使之衰退，甚至退化和滅絕;或者由于人為造成環境的劇烈變化，導致生態環境的破碎化、邊緣化和退化，從而對生物多樣性產生影響和威脅;或者任意盜用和掠奪生物資源，砍伐和捕撈過度，嚴重時會導致物種瀕危或滅絕;或由于在科學研究、開發、生產和應用中造成對人類健康、生存環境和社會生活的有害影響。而狹義的生物安全問題主要是指通過基因工程技術所產生的轉基因生物體及其產品的安全性問題，包括轉基因生物體及其產品可能引起的生態環境問題、人體健康問題以及社會經濟問題等。本文探討的正是這種狹義的生物安全問題，即基因工程技術引起的生物安全。
轉基因生物對人類健康、對自然生態環境和生物多樣性等都會存在一些潛在的威脅，具體來講，主要體現在以下幾個方面:
第一，轉基因生物對人類健康的安全性帶來威脅。概括起來主要是:(1)毒性問題。人們對基因活動方式的了解還很不透徹，沒有十足的把握能夠有效控制基因調整后的結果，因此，人們普遍擔心基因的突變演化可能導致有毒物質的產生。(2)過敏性反應問題。轉基因作物因為引入外源性目的基因后，會使轉基因生物帶上新的遺傳密碼而產生一種新的蛋白質，這些新的蛋白質可能引起食用者或接觸者出現過敏反應。(3)抗藥性問題。抗生素抗性基因可能被轉入人畜消化系統中的細菌體內，使其對抗生素藥物的治療產生抗性。(4)有益成分問題。有研究發現，外來基因會以一種人們目前還不了解的方式破壞食物中的有益成分，導致營養質量的下降。(5)免疫力問題。轉基因生物及其產品可能降低動物乃至人類的免疫能力，從而對動物及人類的健康安全甚至生存能力產生影響[1](P.54)。
第二，轉基因生物對自然生態環境存在潛在的風險。
轉基因生物對環境的影響可能是直接的，也可能是間接的;可以是馬上出現也可能是延遲出現的。這種風險具體體現在轉基因生物的“基因污染”可能造成的生態風險。“基因污染”即基因工程作物中的轉基因能通過花粉(風媒或蟲媒)所進行的有性生殖過程擴散到其他同類作物上，在遺傳學上稱為“基因漂散”(gene flow)。而這種人工組合的基因通過轉基因作物或家養動物擴散到其他栽培作物或自然野生物種并成為后者基因的一部分，在環境生物學上則稱為“基因污染”。（注：南寧政務信息網:“淺析基因污染的概念及應對措施”，2005年6月1日。）例如，利用基因技術種植抗干旱、抗伏倒、高產量的玉米或者是抗干旱、抗蟲害的棉花，但是由于沒有對特殊基因物質進行有效的控制，其通過風媒或蟲媒散播了，結果在玉米或棉花旁邊長出了抗伏倒、抗干旱、抗蟲害、高產量的雜草。這種雜草比其他植物在自然中散播和存活的時間長，因為轉基因技術賦予了這種雜草與其他植物競爭的優勢并可以侵占其他植物的領地[2](P.106)。（注：DAVID NAIOU:BIOTECHNOLOGY＆NANOTECHNOLOGY－Regulation under environmental，health，and safety laws，OXFORD UNI-VERSITY PRESS，p.34(2009)．）這不僅增加了除草的難度，也給對農作物野生近緣種的利用造成困難或使其成為不可能。不僅如此，受基因漂散過程影響的植物，其從轉基因中獲得的性狀因為是未經過自然選擇過程的，其結果將會打破自然界的生態平衡，影響整個地球的生態系統。所以，“基因污染”對地球生態系統具有潛在危險，忽視這種危險，可能將重蹈工業革命對環境大規模破壞的覆轍，招致一場不可收拾的災難。與其他形式的環境污染不同，植物和微生物的生長和繁殖可能使基因污染成為一種蔓延性的災難，而更為可怕的是，基因污染是不可逆轉的。從美國的“星聯玉米事件”，加拿大的“轉基因油菜超級雜草”，到墨西哥的“玉米基因污染事件”越來越多的事實表明“基因污染”的威脅不容忽視。（注：人民網轉基因專題:“基因污染威脅中國生物安全”，2004年10月20日。）
第三，轉基因技術對生物多樣性的影響。主要體現在如下方面:
1.物種的引進和馴養問題。引進物種的原因可能是有意識的，有時也可能是偶然的錯誤。無意識的引進往往對生態環境造成很大的損害。物種的混雜使某些物種會損害當地的物種，改變生態系統和食物鏈。例如，滇池到20世紀80年代大部分水生植物相繼消亡，存30余種，禍害就是一種外來的名叫鳳眼蓮的植物，它嚴重破壞了滇池水生系統的結構和功能，導致大量水生植物死亡。（注：參見“國家漁政部門表示我國欲建外來物種預警機http//www．legalinfo．gov．cn/gb/special/2003－01/15/content_10032．htm．）此外，有意識的引進物種行為也并不全都會結有益之果。有選擇的馴養物種，也會破壞生物多樣性，以法國為例，在19世紀，法國可以生產2 000多種蘋果，但是后來由于農民有意識地選擇市場更樂于接受的品種，今天法國的蘋果品種只有10余種;此外，栽培與推廣單一的高產品種，人工林品種單一化都影響到生物多樣性的質和量，而生物多樣性的減少，使得人們無法從中培養和馴化更好的生物品種，這必然會影響到人類未來的食物結構[3]。由此可見，物種的馴養和引進會影響生態平衡，改變生物多樣性，從而影響人類的生存。
2.轉基因品種的大量繁衍和克隆物種的危害。轉基因技術大量的被應用于農業、醫藥和工業。在自然界種植轉基因作物可能給野生生物帶來災難性的影響，而且移植的基因可以越過性別障礙，并將遺傳特征轉給一種臨近的生物，因此，風險是廣泛存在的。如通過基因改良培育活的有機體，在環境中能夠潛在繁殖，一旦基因改良體成為一種嚴重的害蟲，要將其消除將十分困難。然而，更另人擔憂的是克隆技術。可以預見，自然界原有的優勝劣汰和進化過程將會因為這種技術的出現而受到影響，生態系統的自然演變因而增添了更多的干擾因素。毫無疑問，克隆技術增加了影響生物多樣性的可能方式。轉基因技術和克隆技術的進步，使得人類選擇性繁衍物種的能力得到增強的同時，意味著生物界自我循環的能力將受到更大威脅。
在農業領域，如果對植物品種授予專利，為了實現壟斷權，專利權人會對其研發的植物進行全面的控制，這將斷絕他人改良植株的機會，因此，有可能導致植物基因退化，從而影響生物多樣性。另外，大面積的單一種植使得整個農業建立在僅僅幾十個物種的基因基礎上;單一物種的次生林破壞了天然林豐富的遺傳基因;選擇多產的植物或家養動物取代利潤較低的更接近野生的品種。這些生產方式勢必會導致遺傳基因的貧瘠，長期下去，也會嚴重影響人類自身的食物結構和發展需要。再者，利用基因技術恢復已經喪失的生物基因并將其重新引入環境，也有可能破壞生態平衡。在工業領域，大規模工業化帶來的污染使得物種多樣性的破壞加速，在科技發達的時代，城市化、人炸、沙漠化、濕地干涸等等因素甚至直接帶來了物種的消失[4]。
目前，生物技術的應用對人類和環境影響的中期和短期影響已經越來越明顯。但是生物技術的應用對人類和生態環境的長期影響還不具有確定性，特別是，生物多樣性問題一直以來被不確定性嚴重困擾著。今天，我們僅僅粗略掌握了物種消失的速度，到下個世紀物種可能消失多少是不得而知的。物種的消失不同于其他的環境損害，因為一個物種消失后就永遠消失了。而且生物多樣性的大規模滅絕如果在目前得不到控制，將不僅使目前一半以上的物種遭到滅絕，而且使整個生物圈缺乏物種的時間至少達500萬年，相當于人類出現以來的20倍時間[5](P.62)。
二、風險預防原則指導下生物技術專利的慎重保護
伴隨著生物技術的發展以及人類對生物技術重要作用的認識，生物技術的法律保護問題越來越引起國際社會，特別是生物技術發展水平比較高的國家的關注。20世紀60年代至70年代末，國際社會通過了《保護植物新品種國際公約》和《國際承認用于專利程序的微生物保存布達佩斯公約》，以及歐洲國家締結的具有重要影響的《歐洲專利公約》，這些立法對許多國家產生了很大影響。在這種影響下，國際生物技術保護形成了兩類保護模式。第一類，雙軌制保護，即專門法和專利法保護兩種模式。第二類，單一制保護，即或采取專門法或采取專利法保護模式。
雖然形成了上述保護模式，但是，生物技術的專利保護問題一直以來都是國際社會有爭議的問題之一，也是WTO烏拉圭回合談判過程中的一項議題，不僅發達國家與發展中國家存在巨大分歧，而且發達國家之間也存在許多爭議。各國對生物技術專利保護的差異，不僅和各國專利制度的歷史、經濟政策以及技術發展特別是生物技術發展的水平相適應，也反映了各國對生物技術專利的接受程度。
目前，我國對生物技術的專利保護完全達到WTO《與貿易有關的知識產權協議》的要求，而且對可授予專利的生物技術的范圍也是比較寬泛的，基本上和發達國家一致。但是，我國專利法忽視了生物技術對生態環境的影響，忽視了生物安全問題;另外，我國專利法也沒有將對生態環境的影響作為專利審查的內容和標準，這不符合可持續發展戰略和環境保護一體化的要求。實際上，對生物技術可能給生態環境帶來的損害，有關部門已經予以了重視，例如，我國農業部頒布實施的《植物新品種保護條例實施細則》規定:對危害公共利益、生態環境的新品種不授予品種權。這一規定實際上就是將對生態環境帶來損害的生物技術排除在法律保護之外。這一點，部門立法反倒走在了前面。
筆者認為，我國對生物技術進行專利保護時應當采取慎重的態度，應該在風險預防原則的指導下對其決定是否予以保護，這不僅將對維護生物安全具有重要意義，同時，也可以作為限制外國生物技術專利的合法、有效的手段。
風險預防原則(precautionary principle)在理論上對其有不同的解釋，一種解釋是:“風險預防原則也稱風險防范原則、防備原則、謹慎原則，是指如果對某種活動可能導致對環境有害的后果存在著很大的懷疑(strong sus-picion)最好在該后果發生之前不太遲的時候采取行動[6](P.89)。國內學者都按《里約宣言》的規定，將其解釋為:“為了保護環境，各國應按照本國的能力，廣泛適用預防措施，遇有嚴重或不可逆轉損害的威脅時，不得以缺乏科學充分確實證據為理由，延遲采取符合成本效益的措施防止環境惡化。”以上解釋都表明這樣一個基本精神:當遇有嚴重或不可逆轉的威脅時，不得以缺乏科學上的證據為由，推遲或拒絕采取行動保護環境。
風險預防原則立法興起于20世界80年代，其最初是德國在20世紀60年代提出的，隨后被一系列保護海洋的國際文件所采納。風險預防原則在國際環境法律文件中，例如，《生物多樣性公約》以及《卡塔赫拉生物安全議定書》中都得到了肯定。同時，該原則在其他一些國家和地區也明確得到了承認，例如，非洲《關于生物技術安全示范法》中明確規定了嚴格的事先預防原則。（注：Edited by LUC BODIGUEL and MICHAEL CARDWELL:The Regulation of Genetically Modified Organisms:Comparative Approaches，OXFORD university press，p.2(2001)．）
促使風險預防原則進入現代環境法的一個重要原因，是包括生態危機在內“環境風險”等問題的出現。科學技術的迅猛發展，一方面為人類解決環境或生物安全提供了有力的技術支持;另一方面，也帶來了新的不確定性，如有毒化學品、轉基因產品釋放等導致的環境風險和生物風險。對這類風險目前在科學上沒有一個清楚、確定的認識，如果因此拒絕采取任何預防性措施，一旦危害后果出現，則不可逆轉。為了應對這些以不確定性為特征的環境風險或生物風險，遵循“風險預防原則”無疑是決策者的理智選擇。尤其在生物安全方面，由于現代生物技術、轉基因生物體等所導致的生態不安全風險很難得到科學確定性的證明，因而對生態風險更需要適用“風險預防原則”，采取防御性的措施和行動[6](P.89)。
在風險預防原則進入現代環境法以前，如果一種活動或者物質在被證明是危險之前則被假定是安全的，而風險預防原則轉變了這種假定，當一種活動或物質不能證明是安全的以前，則被假定是危險的。風險防范原則在環境保護中的運用改變了原來環境法在面臨不確定性時采取等待態度的做法，這反映了生態環境保護理念的轉變。
我國引入風險預防原則決定于是否對生物技術予以專利保護具有必要性。如前所述，生物技術對人類健康、對自然生態環境和生物多樣性等都會存在一些潛在的威脅，一旦這些威脅轉化為現實，其后果往往非常嚴重，甚至是不可逆轉的。為了防止這些威脅而導致的生物安全問題的出現，我國有必要引入風險預防原則。正如歐盟委員會一直堅持，由于科學證據無法充分證明部分創新性技術的安全性，因此該新技術即具有風險;因此，決策者在制定政策決定時，除應考慮該風險所可能引起之疑慮外，還應通過預防性措施將該風險消除或降至可接受的程度之內;這種不待相關科學知識之發展而先行采取措施的決定，即屬“預防性策略”[7](P.89)。
除去必要性考慮之外，我國引入風險預防原則還取決于對生物技術予以專利保護是否可行。對于生物技術的安全問題，《與貿易有關的知識產權協議》第27條賦予成員國自行采取措施對威脅公共健康、生命或環境的發明可以拒絕授予專利的權利，也賦予了成員國以國內法控制生物技術風險的責任。根據該規定，從我國的國情出發，為維護我國利益，面對生物技術可能引發的生物安全，我國完全有權利將可能損害生態環境的生物技術排除在專利保護之外。
引入風險預防原則對生物技術予以專利保護的具體做法是:(1)修改現行專利法補充規定對可能造成環境損害的生物技術專利不授予專利權。(2)修改專利法補充關于“對已經授予專利權的生物技術規定可以通過無效宣告程序宣告其無效”的規定。在專利法中引入風險預防原則對于維護生態安全具有重要意義，環境問題的解決僅僅依靠環境法是不能完成的，在專利法中引入風險預防原則對于維護生態安全具有重要意義，通過各個法律部門的相互合作與協調，這樣才能夠實現經濟效益、社會效益和環境效益的協調發展。
注釋:
[1]劉長秋等著:《基因技術法研究》，法律出版社2005年版。
[2]唐安幫主編《中國知識產權保護前言問題與WTO知識產權協議》，法律出版社2004年版。
[3]張金屯著:“論生物多樣性保護與可持續發展”，載《經濟地理》1999年19卷第2期。
[4]汪惠敏:“科技和法律在生物多樣性保護中的互動關系”，載《生物法律》2004年第2期。
[5]唐雙娥著:《環境法風險防范原則研究－法律與科學的對話》，高等教育出版社2004年版。
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1 材料選取與情境設置
1.1 材料選取關注生產生活實際
統計2009～2013年高考福建理綜卷生物選考題的材料背景和情景來源，整理成表1。
選修模塊關注生產生活實際，重視學生對現代生物科技的理解。2009年～2013年高考福建省理綜卷生物選考題聯系生產生活，與生物科技進展密切相關。背景材料來源廣泛，涉及農業生產、醫療健康、畜牧養殖等方面，充分體現選考題材料聯系實際的特點。選考題以轉基因抗病香蕉、重組人紅細胞生成素、產前基因診斷、癌癥基因治療、豬克隆技術為情境，在考查考生現代生物科技知識的同時，引導考生關注生物技術在實踐上的應用，提高其生物科學素養。
新課程高考背景材料不再單一地來源于中學教材上的內容，而是從大學教材、科技進展、科技論文等處獲取豐富的材料信息，呈現全新的試題背景。近五年來，高考福建省理綜卷生物選考題背景材料大都來自公開發表的生物科技論文。例如，2010年試題材料選自“紅細胞生成素（EPO）在中國倉鼠卵巢細胞（CHO）中穩定表達”；2012年試題材料選自“Let-7a表達質粒的構建及其對肺癌A549細胞k-Ras蛋白表達的抑制作用”；2013年試題材料選自“豬體細胞克隆胚胎體外發育過程中的凋亡規律”。以科技論文作為命題素材保證了試題的科學性、權威性和公平性，不僅體現高考能力立意，同時還提高了命題效率和命題質量。
1.2 情境設置圖文結合
如何使背景材料清晰表達且不失科學性，符合高考紙筆測試要求，是試題命制的一個關注點。2009年～2013年高考福建省生物選考題均以“文字+圖示”的方式呈現生物科技復雜的過程，所采用的圖示為技術路線圖或過程圖，充分反映出《現代生物科技專題》模塊工程技術的特色。選修模塊3所涉及的情境注重工程技術和操作流程，所需設備、材料較多，操作過程較為繁瑣，有時一項研究會涵蓋基因工程、細胞工程和胚胎工程等工程領域，若單純以文字的形式呈現背景材料無疑會增加考生閱讀負擔，影響考生正常應試思維，降低考試信度。若試題將大量的有效信息蘊含于圖示中，可以保證提供充分、清晰明了的試題信息。
2 知識分布與能力要求
2009～2013高考福建理綜卷生物選考題重視考查考生將所學現代生物科技知識應用于解決實際問題的能力。現將2009～2013年選考題知識分布與能力要求整理成表2。
2.1 強調主干知識的考查
統計2009年～2013年選考題分值比例發現，近五年來，選考題關注考生對生物學核心概念的掌握，并且基因工程知識占選考題總分的60%，細胞工程占24%，胚胎工程占12%。高考試題表現為側重考查基因工程，兼顧考查細胞工程、胚胎工程的命題特征。
選修模塊3包含五大專題：基因工程、細胞工程、胚胎工程、生物技術的安全性和倫理問題、生態工程，近五年選考題只涉及到基因工程、細胞工程和胚胎工程。基因工程、細胞工程和胚胎工程是《現代生物科技專題》的基礎和重點，在現代生物科技中發揮著重要作用，是進一步開展現代生物科技研究的前提。其中，構建表達載體、PCR擴增技術等知識在基因工程的考查中占了較大比例。構建表達載體和PCR技術是基因工程的核心，應用也相當廣泛，以這兩者為重點進行考查，反映出選考題強調主干知識考查的特點。值得注意的是《現代生物科技專題》中所介紹的生物科技有些需要在必修模塊知識的基礎上展開。因此，選考題的知識考查有時會涉及必修模塊內容。例如，2011年選考題對電泳帶譜圖的分析涉及必修模塊2的電泳知識。
2.2 能力要求逐年提高
《普通高等學校招生全國統一考試大綱》對高考生物提出了四種能力的考查要求：理解能力、實驗與探究能力、獲取信息能力和綜合運用能力。總體上看，近五年選考題注重考查理解能力、獲取信息能力，能力要求較為簡單，能力考查層級不高。但從縱向來看，選考題能力要求逐年提高。
例如，2012年選考題第（3）小題：“肺癌細胞增殖受到抑制，可能是由于細胞中 （RASmRNA/RAS蛋白）含量減少引起的”。該小題重點考查理解能力和獲取信息能力，需要考生在理解基因工程應用的基礎上，“能從課外材料中提取有效的生物學信息，解決生物學問題”，獲取信息能力層級較高。
再如，2013年選考題第（2）小題：“從基因組數據庫中查詢Bcl-2 mRNA的核苷酸序列，以便根據這一序列設計合成 用于PCR擴增，PCR過程第一輪循環的模板是 。”該小題重點考查理解能力，試題背景材料和題中所涉及基因工程知識的廣度、深度較往年均有所提高，要求考生能深入理解基因工程的具體原理及過程。
根據裘伯川等對理解能力在理科綜合能力中所處關系的研究發現，理解能力是構建理科綜合能力的核心，同時也是解決問題的基礎和關鍵因素。分析近五年高考福建生物卷選考試題，不難發現每一道試題都涉及理解能力的應用。獲取信息能力是學生自主學習和可持續發展的基礎，對培養學生的信息素養、獲得終身學習能力具有重要意義。選考題材料來源新穎多樣、信息呈現簡潔直觀有助于獲取信息能力的考查，試題重視考查考生在新情境下，利用已有生物學知識發現、鑒別并運用獲得的信息解決實際問題的能力。
3 問題設計與難度控制
3.1 問題設計嚴謹、靈活
問題設計是高考命題的關鍵一環，基于能力立意的問題設計應有助于考生啟發思維，促進問題的解決。現從問題結構、問題表述和問題內容三方面，總結近五年高考福建生物卷選考題問題設計的特點：
① 選考題圍繞考查的知識內容，以填空題的形式將試題情境引伸出5個具體的小問題，每個問題分值均為2分。
② 選考題在保證客觀嚴謹的前提下，善于運用文字提示表述問題，體現問題設計的靈活性。例如，2011年選考題第（3）題：“據此判斷胎兒為 （正常/患者/攜帶者）”；2012年選考題第（2）題：“MstⅡ是一種 酶”。這類問題表述限定了作答方向，問題指向明確。③ 問題內容與背景材料、知識考查密切相關。選考題或圍繞新情境下的問題核心，延伸出多個知識點設計問題，考查考生對知識的理解能力；或通過隱藏生物技術流程中的部分操作步驟設計問題，考查考生獲取信息能力。
3.2 難度控制相對合理
[關鍵詞] 林業育種 作用 發展前景
[中圖分類號] S722.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2016）06-0124-01
前言：森林一向有“地球之肺”的稱號，森林在地球環境中的重要性由此可見一斑。對于我國來說，森林資源和林業同樣具有重大意義，一方面，林業是我國農業的重要組成部分，每年都創造大量的產值，另一方面，林業的發展好壞對我國生態環境的整體質量有很大影響，同時也影響著生態平衡。這一點往往被人忽視，卻是林業對我國最重大也是最有價值的意義。從我國整體生態環境的大概念來看，林業所具有的調節和維護功能甚至比它巨大的經濟效益還要重要。鑒于此，對林業育種提升重視程度，加大研究力度就十分重要了。
1 林業育種的重要作用和其對林業發展的重要意義
1.1 林業育種的重要意義
進入經濟發展的快速期以來，我國取得了舉世矚目的偉大成就。但不應忽視的是，在快速進行城市化、工業化、和現代化的背景下，我們飆升的GDP之后，是不斷惡化的環境和不斷減少的植被面積。有數據表明，建國以來，我國的森林面積已減少了11.5%，而且總體仍呈衰退趨勢。在這樣的情況下，我們應當采取的林業發展策略，不僅僅是要減緩阻止森林資源的破壞，更要提升整個林業的發展質量。而提升林業發展質量，最主要的就是進行合理的林業育種。品性優良的樹苗是好的林業發展的基礎和根本支撐點。由此可見，林業育種不僅對于農業具有重要的意義，對于我國現在逐步踐行的“可持續發展”和“生態文明建設”的發展戰略也有一定的作用。
1.2 優秀的林業育種對林業的發展的重要意義
林業所依靠的根基，是森林生態系統，而森林生態系統，是所有生態系統中組成最復雜，受影響因素最廣泛的一個，同時也是對整個生態環境影響最大的一個。所以，林業也就成了人類最難以管控的農業發展模式。具體的來說，林業雖然具有更好的自愈能力和對災害的抵抗力，但容易遭受的災害卻也更多，干旱、水澇、蟲害，這些都是林業的大敵。此外，由于林業具有農業發展模式中最強的獨立性，所以其產量提高也十分困難。人類若想從客觀的環境條件上影響林業的發展質量，其投入遠大于產出。所以，如果想要大幅度的提升林業發展水平，對樹苗進行擇優篩選培養，開展合理的林業育種，是最具效率和實用意義的方法。尤其是我國目前林業育種的水平還比較落后，如果能夠結合最新的生物技術，將其與傳統的育種方法相結合，配合使用，我國的林業發展必能跨上一個嶄新的臺階。
2 我國林業育種的發展前景
2.1 新的生物技術在林業育種的應用前景
近年來，生物技術發展可謂神速。可以預見，生物技術的出現，將極大的改變人們的固有觀念和生產生活方式。生物技術，也將使生物育種發生翻天覆地的改變。生物技術具體來說，就是通過相關的生物體系，使用現代的生物學原理，通過處理經過加工或者自然的底物和實驗原材料，實現既定目標的學科。現代生物技術在林業育種中的主要應用手段主要有：基因工程、細胞工程、組織培養這三個方向。基因工程可以通過裁剪拼接基因的方式將各種優良性狀轉移到選定的育種目標細胞中，達到快速積累優良性狀的作用，甚至可以跨物種的轉移性狀，突破親本不雜交的限制，這一點是傳統育種方式比不了的。細胞工程，則是通過在細胞級別進行改造和制定培養。而組織培養，則是利用植物細胞的全能性，通過無性生殖的方式培育大量幼苗。這種方式，可以在短時間內，準確而大量的培養我們想要獲得的具有優良品性的樹苗。綜上所述，新的生物技術將為林業育種工作帶來了光明的發展前景。
2.2 新的生物技術與傳統育種相結合是未來林業育種的主要模式
新的生物技術雖然具有育種周期短，性狀指向性高，育種目的明確等獨有的優勢。但傳統的育種方式和篩選方法仍然具有成本低，風險小，穩定性極高的特點。因此，新的生物技術與傳統的育種方式不是取代與淘汰的關系，亦不是競爭的關系，而是互補和互相彌補的關系。生物技術與傳統育種的結合使用，可以使育種結構變得更加合理，形成高低搭配，遠近結合的層次。更有利于林業育種的產物具有更優良的品性，抗性，和穩定性。由此可見，將新的生物技術和傳統的育種方式結合起來，兩者互相促進，互相彌補，才是在新科技時代下，林業育種所應該采取的正確發展模式，也是未來林業育種的理想發展方向。
3 結語
林業育種對于林業的整體發展，有著決定性的作用，而林業，不僅具有極高的經濟價值，對于整個生態也起著調節中樞的作用。我國近年來經濟發展雖然很快，但卻導致了森林面積和森林資源的不斷減少，加之我國森林資源總量雖然較大，人均水平卻十分低下。因此，我們必須注重提升林業的發展質量。而要提升林業發展質量，就必須將林業育種水平提高。隨著科技進步和技術革新，現代生物科技引領下的林業育種工作，具有著十分光明的發展前景。相信我國的林業育種水平，將得到跨越式的提高。
參考文獻
[1]李云蜆，秦飛，楊學民，等農林業轉基因抗蟲性育種的研究應用情況概述[J]江蘇林業科技，2001，28（2）：46-48.
