生物技術概述精選(九篇)

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第1篇：生物技術概述范文

李武軍（重慶市墊江中學校 重慶 408300）

摘要：生物入侵是人類全球化進程的負效應之一，并且對入侵地的生物多樣性，生態(tài)系統(tǒng)功能和經濟發(fā)展都造成了巨大的危害。生物入侵已經引起了生態(tài)學家們高度關注，生物入侵的機制是其中重要的科學問題，對于預防外來生物入侵和恢復已經被入侵的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性都具有重要的意義。本文主要介紹了目前占主導地位的幾種生物入侵機制。

關鍵詞：生物入侵 入侵機制 生態(tài)位

生物入侵是指物種由自然分布區(qū)擴展到一個新地區(qū)，在新區(qū)域中，該物種可維持自身種群的穩(wěn)定性，并對入侵地造成生態(tài)災難的過程[1][2][3]。據統(tǒng)計分析，生物入侵已成為造成生物多樣性喪失的三大主因之一[4]，其對生態(tài)系統(tǒng)中所有物種賴以生存的自然平衡造成了長期威脅[3]，我國幾種主要入侵物種所造成的經濟損失就高達574億元[5]，另外，生物入侵還會造成全球動植物區(qū)系的均勻化趨勢[6]。生物入侵的“十數定律”表明，在眾多的外來種中只有極少數會成為入侵種，究竟為什么會造成這種現象呢？這引起了生態(tài)學家的注意。圍繞這個問題研究人員針對不同種進行了大量的研究，提出了外來物種成功入侵的若干機制。目前，對外來入侵植物的研究大致可分三類：外來種本身生物學特性、被入侵生境的敏感性與二者的相互作用?，F分別從這三個方面對外來種入侵機制研究加以概述。

1． 入侵植物本身生物學特性

外來植物入侵能力與其自身性狀之間的關系是入侵生態(tài)學的基本問題之一。研究表明入侵植物一般都具有較高的光合利用效率、水分及養(yǎng)分利用效率和對環(huán)境脅迫的忍耐能力，且r-策略種群往往具有更高的入侵擴散能力。在對入侵和本地懸鉤子屬（Rubus Linn.）植物光合特性的比較中發(fā)現，入侵種具有較高的光合能力和較低的比葉面積，這就保證了其較高的光合利用效率和較低的構建成本[7]。對南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)、互花米草(Spartina alternifora)等植物的研究也得出了相似的結論[8][9]。通過對鴨跖草科入侵植物 Tradescantia fluminensis 和 Commelina benghalensis 與本土植物 T. Blossfeldiana 和 C. pacteosa 在不同水分和營養(yǎng)梯度下特性的比較表明入侵植物具有較高的水分營養(yǎng)利用效率[10]。入侵植物還具有較強的適應可塑性和抗逆性，王俊峰等比較了光強對入侵植物和本土植物生物量分配、葉片形態(tài)和相對生長速率的影響，結果表明不同的光強下入侵植物的適應可塑性很大

[11]。對惡性入侵雜草空心蓮子草（Altemantheraera philoxeroides）的研究發(fā)現在不同程度的水分脅迫下，該植物均能靠POD活性來消除過氧化物的危害[12]。很多入侵植物都可進行無性繁殖，即其營養(yǎng)體的一個片斷就可成長為一個新個體，這對入侵初期入侵種的建群起到了至關重要的作用；在有性繁殖方面入侵種具有花期長，種子多和幼苗生長強壯等特點[13]。

植物入侵成功除了具有一些基本的生物學特性以外，有的外來種還具有一些特有的入侵機制。如李紹文等發(fā)現三芒草可產生他感物質抑制土壤中的固氮細菌，從而改變土壤氮資源，影響其他植物的生長[14]。對朱砂根、矢車菊等植物的研究還發(fā)現其自身的細菌和菌根真菌對成功入侵有極大的貢獻[15][16]。

2． 被入侵生境的敏感性

生物入侵的成功不僅與物種本身生物學特性密切相關，也與被入侵生境的特性和群落對入侵物種的敏感性有關[3]。一般來說，任何群落都有被入侵的可能性，但不同群落物種組成、功能群、營養(yǎng)結構、不同營養(yǎng)級之間相互作用的強度等，都會影響群落的入侵抗性[17][18]。通過對被入侵生境特性的研究，研究者們提出了一系列假說。

2.1 多樣性阻抗假說 1958年Elton在其經典著作“The Ecology of Invasion by Animals

and Plants”中提出物種多樣性低的群落比多樣性高的群落更容易被外來植物入侵，此即經典的多樣性阻抗假說[1]。該假說的理論依據是多樣性低的群落資源利用效率比較低，這也就為外來種的侵入提供了生存空間，所以這樣的群落敏感性也就更高，更容易被入侵[19]。有關該假說的研究出現了許多有爭議性的結論。對加州一年生草地的調查研究發(fā)現，物種豐富的地區(qū)更容易被外來生物入侵[20]。Levine等在綜述之前的研究工作時也發(fā)現在空間圖式和加入入侵者的試驗中，多樣性高的群落更容易被入侵[21]，這些觀點與Elton的觀點恰恰相反。Naeem等認為以觀察為基礎的研究存在一個很大的缺陷，即對與生物入侵和物種多樣性同時發(fā)生作用的外部因子（如干擾、氣候、土壤肥力、光照等）缺乏控制，所以他們的研究結論不能夠真正反駁Elton的觀點。他在對外來植物屋根草（Crepis tectorum）入侵性與物種多樣性之間關系的控制試驗中發(fā)現物種多樣性與入侵性呈顯著負相關，這與Elton的觀點是一致的[22]。Hooper等對Elton的假說做出了一些修正，他認為群落物種功能群多樣性越高，外來物種入侵成功的機率也就越小。這是因為功能群多樣性豐富的群落對有限資源利用的就越徹底，留給潛在的入侵種獲得資源的機會也就相對越少[23]。通過對惡性雜草空心蓮子草入侵性的控制試驗發(fā)現，物種功能群多樣性與該植物入侵性具有顯著負相關，且獨立于功能群之外的物種多樣性與空心蓮子草的入侵性沒有明顯相關性[18]。

2.2 干擾假說 干擾可能會促進生物入侵[24][25]。這里的干擾包括人為干擾和自然干擾，干擾會打亂物種間的相互作用，形成新的空缺生態(tài)位，從而降低本地群落對入侵的抗性[26]。Smith等對一個以C4植物為主的草原進行了15年的試驗，發(fā)現火燒和放牧都會對本土植物和外來植物的豐富度產生影響，火燒促進了外來植物的入侵，放牧卻減少了入侵[27]。另外，全球變化也會引起氣候帶的重新配置，這必然會引起物種和群落分布區(qū)域的進一步改變，這也會增加入侵機率[28]。該假說一直以來受到公認，但是缺乏試驗驗證。

2.3 生態(tài)位機遇假說 Shea等提出資源、天敵和物理環(huán)境3個因素共同決定了物種的入侵性。一個物種對這些因素的時空變化的反應如何，也就決定了它的入侵能力[29]。這里生態(tài)位機遇可以定義為某一特定群落提供給一個外來種在低密度下獲得正增長率的潛力。它可以是由資源、天敵和物理環(huán)境及時空變化的任意組合。生態(tài)位機遇越低，群落對入侵的敏感性也就越弱。同樣，該假說目前也很缺乏試驗驗證。

3． 入侵植物與入侵生境的互作關系

入侵植物與入侵地生境的互作關系是入侵生態(tài)學機制研究的一個重要方面，對入侵植物成功入侵具決定性作用。

3.1 天敵逃逸假說 該假說認為，外來植物進入一個新的分布區(qū)后，由于缺乏專食性天敵（包括植食性動物、有害細菌、真菌等），從而導致該物種在數量和空間分布上的擴張[1]，天敵逃逸假說一直以來是生物防治的理論基礎。該假說的成立必須基于以下論點：在原產地該植物具有專食性天敵，而入侵地則沒有；入侵地廣食性天敵更喜食本土植物；外來植物可利用天敵的作用來調節(jié)自身種群的生長[3]。針對該假說，研究者們進行了一系列野外觀察的或者受控的試驗驗證。Wolfe等對多年生植物白玉草（Silene latifolia )在歐洲（本土區(qū)）和北美（入侵地）的四種廣食性天敵和兩種專食性天敵的控制作用做出比較。結果表明，在入侵地，各類天敵的作用均遠遠小于本土區(qū)[30]。原產地土壤病原菌也是植物的重要天敵之一，對入侵植物矢車菊（Centaurea maculosa）原產地土壤微生物和入侵地土壤微生物的比較研究表明，在個體水平上，原產地的土壤微生物滅菌培養(yǎng)的矢車菊生物量增加了166％，而滅菌的入侵地土壤培養(yǎng)的矢車菊生物量則下降了24％；在種群水平上，滅菌的原產地土壤培養(yǎng)的矢車菊生物量增加了31％－900％，而滅菌的入侵地土壤培養(yǎng)的矢車菊生物量則只增加了-24％－148％（生物量增加出現負值說明土壤微生物與植物具協(xié)同作用）；這說明原產地土壤微生物對植物的控制比入侵地要明顯強[31]。

3.2 入侵進化假說 基于天敵逃逸假說的基礎，入侵進化假說認為，外來生物進入新生

境后，其種群由于逃逸了原產地天敵的控制，從而失去了對天敵的抗性，這樣外來生物就可以在缺乏天敵抗性的狀態(tài)下重新配置資源，從而在表型甚至是遺傳上出現有利于種群擴張的快速變化[32][33][34]。目前，已有很多研究者對該假說進行了驗證。

Siemann等對美國東南部的入侵植物中國烏桕（Sapium sebiferum ）的研究發(fā)現，在入侵地該植物種群要比原產地種群個體更大而且繁殖力更強，但抗病性能較差[35]。Jakobs等調查了入侵植物加拿大一枝黃花（Solidago gigantean）46個歐洲種群和45個北美種群（兩地帶在氣候和緯度上無明顯差異）發(fā)現入侵種群的平均種群大小、密度和總生物量比原產地高[36]。但是，Bossdorf 等對蔥芥（Alliaria petiolata ）的研究結果卻不支持該假說，他們認為入侵生境中物種間競爭較少時，自然選擇將傾向于選擇競爭力較弱的基因型，另外在長期的進化過程中，入侵種還可能通過拒食、延遲發(fā)育和毒性來減少天敵的傷害，從而實現成功入侵[37]，該理論被稱為“新防衛(wèi)假說”。

3.3 種間競爭和他感作用假說 研究證明，成功的入侵種在新棲息地環(huán)境條件下的競爭能力經常高于處于相似生態(tài)位的本土種，這種情況下可以通過排擠本地種獲得入侵的成功，在植物競爭中，他感作用具有重要的地位。Callaway等的研究發(fā)現入侵北美的雜草 Centaurea diffusa 的生長和養(yǎng)分吸收能力在其原發(fā)地受與其共存的物種的分泌物質所抑制；而在新棲息地，Centaurea diffusa 的分泌物質卻抑制了類似植物的生長[38]。黃紅娟對入侵中國的惡性雜草薇甘菊（ Mikania micrantha ）的他感作用研究也表明，四種不同生境的外來植物提取液均會對本土種產生較大抑制作用，但是四種生境中薇甘菊的他感作用會有差別

[39]。目前，關于外來植物他感作用的生態(tài)學過程了解的還比較少。

總而言之，外來種的入侵機制是一個十分復雜的問題，每一種理論都具有應用的局限性，往往在解釋某種生物的入侵時，需要對幾個理論進行合理的糅合。

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第2篇：生物技術概述范文

1存在問題

微生物實驗教學不僅是培養(yǎng)生物技術專業(yè)人才的重要實踐教學環(huán)節(jié)，而且也是培養(yǎng)微生物相關學科(食品、醫(yī)藥、環(huán)境、檢驗檢疫等)學生實驗技能，提高其創(chuàng)新實踐能力的關鍵環(huán)節(jié).結合微生物相關工作的實際需要，分析我校生物基礎實驗教學中心生物技術專業(yè)的微生物學實驗教學存在以下問題.

1．1實驗教學資源不足

近年來，以省級基礎實驗教學示范中心建設和新校區(qū)建設為契機，我院實驗室環(huán)境建設得到不斷改善，中心現有各類實驗室面積達3000m2余，儀器設備1000余臺(套)，總價值1000余萬元.各實驗室寬敞明亮，實驗室布局集中、合理，能滿足全院生物類實驗課的排課需要.但是，在實驗教學過程中還存在部分基礎設備(比如天平、高壓滅菌鍋等)、藥品耗材臺套數不充足的問題.大量的學生人數和教學內容與有限的藥品耗材臺套數和實驗課時之間存在諸多矛盾.因此，在想保證微生物實驗教學與理論教學進度相銜接的情況下，又受實驗教學資源的限制.在實驗過程中存在至少兩個小組學生公用一套完整的基本設備及藥品耗材，在有限的實驗教學資源和實驗學時下，大多數學生都未能親自參與動手操作，到學期末還是不能掌握相關的基本技能.

1．2教學模式陳舊，不能突顯學生主觀能動性

以往的微生物學實驗教學多為實驗教師把實驗目的、原理、內容、材料與方全部板書在黑板上，學生對照黑板和依賴實驗講義按部就班地按照老師的要求進行實驗操作，使實驗教學成為了老師單向灌輸、學生被動接受的教學程序，學生缺乏動腦、動手、分析和解決問題的主動能動性，這在一定程度上大大泯滅了學生的創(chuàng)造性思維，束縛了學生的洞察力.此外，實驗前期的準備多數都由實驗教師自己親臨親為，學生們對有些實驗過程幾乎完全不了解，進而造成了學生缺乏獨立自主的實驗能力.

1．3教學內容陳舊、實用性不強

目前，我院生物技術專業(yè)微生物學實驗教學內容與生物科學專業(yè)相比，并無明顯差異.實驗教學的順序基本上是根據理論教學內容的順序安排，前后實驗內容相對比較孤立，銜接不夠，連貫性不強.選用的實驗項目以基礎驗證性實驗為主，綜合性設計性和研究創(chuàng)新性實驗項目相對較少，這對學生思維興趣、動手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高均有一定的局限性，不利于學生對知識系統(tǒng)化學習和整體性的把握，學生對對所學的知識難以融會貫通［12］.

1．4考核方式太過單一

實驗課的考核是衡量實驗教學質量一個不可或缺的重要環(huán)節(jié)，若無行之有效的考核機制，教學改革也可能流于形式，達不到預期的理想效果.以前，我院生物基礎實驗中心對實驗考核方式太過單一，以期末筆試成績(占60%)、實驗報告成績(占30%)和平時考勤成績(占10%)作為評定最終實驗成績的依據，沒有突出體現學生操作技能，造成學生偏重理論，不重視操作技能訓練，實驗時不愿意多動手操作，實驗結束后不能夠認真分析總結，長期這樣不利于學生基本技能的培養(yǎng)，不利于學生的主動學習.因此調整實驗考試方式十分重要.基于以上問題和不足，對我院生物技術專業(yè)微生物學實驗教學改革和探索勢在必行.

2微生物實踐教學的改革探索

2．1優(yōu)化管理，應對資源不足

我院生物基礎實驗中心以“加強建設、規(guī)范管理、提高質量”為工作思路，堅持制度建設與規(guī)范管理相結合，目標考核與過程管理相結合，強化實踐教學，提高學生實踐能力，努力把實踐教學質量提高到了一定的水平.優(yōu)化管理，最大限度的實現資源共享，擠出大量資金添加了真正不足的實驗儀器設備，做到臺套數充足，基礎實驗力真做到了學生1人一組，綜合實驗3人一組，建立一門課一學期完整的實驗臺套數，大型儀器資源共享，小型儀器耗材開學第一次實驗就分組落實，裝箱鎖柜，責任到學生，課結束后統(tǒng)一歸還，損壞照價賠償，優(yōu)化管理，保證實驗教學順利有序開展.同時，加強學科帶頭人和實驗教學團隊的建設，組織教師到實驗教學改革執(zhí)行優(yōu)良的實驗教學中心去交流和學習，形成理論與實驗教學互通的隊伍結構.

2．2整合教學內容，改革教學方法

根據專業(yè)建設目標，依托已有學科基礎和優(yōu)勢，我院生物技術專業(yè)定位在“偏應用微生物方向”為特色的人才培養(yǎng).為此，生物技術專業(yè)微生物學實驗內容應根據學院培養(yǎng)學生的目標、實驗條件、社會對生物技術專業(yè)微生物相關崗位技術知識點、技能點精心選擇實驗項目(力求知識性、綜合性、應用性為一體)，從整體上強調基礎性和系統(tǒng)性，突出實用性、實踐性，職業(yè)性、強化學生的職業(yè)訓練.基于以上理念，近兩年來，我院為了適應整個實踐教學體系充分體現綜合性與創(chuàng)新性的發(fā)展要求，對生物技術專業(yè)微生物學實驗教學大綱與教學計劃區(qū)別于生物科學專業(yè)，并在基礎上進一步修訂與完善，在實驗對象、實驗材料的選擇上盡量選擇常見的、應用性強的以及學生感興趣的實驗課題(藥品或食品中有害或有益微生物的檢測、分離純化及鑒定等)，讓學生可從簡單的驗證性實驗向綜合性實驗發(fā)展，將微生物實驗的基本技術(顯微技術、無菌操場技術、分離純化技術)有機結合起來，這樣使微生物實驗既增強了實驗的綜合性，也增強了實驗的系統(tǒng)性，實驗課不再是理論課的依附，而是從知識結構、技術技能、創(chuàng)新能力等方面培養(yǎng)了學生綜合能力.同時，在微生物實驗教學過程，組織更新實驗項目和教學內容，實現實驗教學內容的系統(tǒng)性、科學性與先進性，利用興趣提升學生學習能動性，使學生在實驗過程中找到樂趣，寓教于樂，從而達到學以致用.加強了實驗教學的開放性與互動性，如鼓勵學生課余時間利用實驗室條件開展自主性、研究性實驗.例如學生完成的自主開放實驗“酸奶乳酸菌的分離純化及乳酸飲料的制作”、“水中大腸菌群的檢測及水質狀況評價”、“食用菌的菌種分離純化及栽培”等成果已被納入面向全院開設的專業(yè)選修課《生物實驗基本操作規(guī)范及安全》中，進一步擴大了校級選修課《生命科學導論》課程的影響，為學生今后進一步深造，為學校進行創(chuàng)新型、應用型人才培養(yǎng)工作奠定了堅實的基礎.

2．3以學生為中心，重視實驗過程

通過對相關企業(yè)對生物技術專業(yè)微生物相關崗位需要的能力調查［13］結果表明，企業(yè)需要的崗位能力除對無菌操作技術、細菌常規(guī)分離、純化及檢驗、質控等外，實驗前期的準備工作和實驗后期的處理工作、微生物安全常識、自我防護知識、團隊合作精神等也是企業(yè)重視的能力.但在目前傳統(tǒng)的實驗中，實驗前的準備大部分均由實驗教師自己完成，這很容易造成學生被動地學習，對整個檢驗過程不能全面地了解.因此，現在整個實驗過程中我院均以學生為中心，鼓勵學生參與實驗的課前準備，如通過土壤微生物分離、純化及活菌計數的整個流程，使學生不但學到了培養(yǎng)細菌(牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基)、放線菌(高氏一號培養(yǎng)基)、霉菌(馬鈴薯培養(yǎng)基)三大培養(yǎng)基的制備，且掌握了基本的滅菌技術(高壓蒸氣滅菌、火焰滅菌、紫外消毒滅菌)、無菌操作技術、分離純化技術、革蘭氏染色技術、鑒定技術及平板菌落計數計數等基本實驗技能.實驗絕大部分過程都讓學生參與準備，獨立操作，自己完成.通過訓練，不然培養(yǎng)了學生發(fā)現問題、解決問題的方法能力及相互協(xié)作能力，也使學生增加了責任感，提高了實驗效率和效果.同時，我院力促科研資源全面向本科生開放，以本實驗教學中心為基地，以分子生物學與生化藥學重點實驗室、生態(tài)中心重點實驗室、竹原纖維中心等已有科研平臺為依托，以項目研究為載體，培養(yǎng)學生的科學思維、科學研究能力和創(chuàng)新精神.學校還專門設立了綿陽師范學院本科生創(chuàng)新實驗項目，我院不少同學獲得了經費資助.近兩年，大二以上年級的本科生70%以上均參加了科研創(chuàng)新項目.

2．4以實踐技能訓練為根本，革新實驗考核方式

合理的成績評定有利于學生平時更認真地掌握實驗操作，從而鞏固和提高學生動手的能力［14］.以往，我院實驗課終成績以理論考核為主，實驗報告為輔，理論考試和實驗報告雖在一定程度上可反映學生接受知識的情況，但不能以此作為唯一的考核標準.學生對實驗方案設計、實驗操作的熟練程度、實驗報告撰寫與結果分析能力、實驗習慣以及團隊合作精神與組織能力等方面也是評價學生實驗成績的重要依據.近兩年來，為了使生物技術專業(yè)學生對微生物實驗課有足夠的重視，進一步加強學生基本操作技能訓練和提高實驗課質量，實行“實驗考勤綜合操作加筆試”的綜合評定考核方法，選擇既有代表性、又有較嚴格的操作要求的實驗進行技能操作考試，讓每個學生獨立完成.因此，我院現將課程考核分為以下四部分:①理論考核(40%).微生物學實驗必須掌握的基本理論知識及技能理論知識.②綜合設計實驗考核(20%).綜合設計實驗項目，學生以小組為單位，在組長的帶領下，查閱相關資料，每組撰寫實驗方案，安排時間進度，準備所需一切儀器設備，獨立完成，直至完成結果的報告.教師根據整個過程的表現給予評分，重點關注的是學生掌握知識的水平及團隊精神與合作能力.③操作技能考核(30%).將學生必須掌握的操作技能歸納為若干小項目，做到技能操作標準化.在學生充分練習熟悉的基礎上，考核時由學生隨意抽簽決定考核內容，教師一對一進行操作技能的現場考核，現場打分.操作技能考核也可與學生第二課堂活動結合起來，開展操作技能競賽活動.④平時成績考核(10%).主要是對學生平時上課時的綜合評定，包括考勤、回答問題積極性、態(tài)度、實驗習慣及實驗報告等.

3結語

第3篇：生物技術概述范文

《改變我們生活的生物技術》觀后感

看了“科學講堂線上公益活動”系列專題講座，由孫萬儒老爺爺講的《改變我們生活的生物技術》。

聽了老爺爺對生物技術的講解后，我突然對生物技術充滿興趣，現在這個時代，生物科技的運用已滲透到了與人類密切相關的健康、農業(yè)、工業(yè)和環(huán)境等領域，具有廣闊的前景。生物產品逐步多樣化，日?；?，已經走進了千家萬戶。但同時由于生物的前沿性、廣泛性、發(fā)展快等特性，并不為多數人認識和理解，人們往往對生物的認知僅僅停留在表面，或者說把生物看得過于神秘。

舉個最簡單的例子，克隆，其實就是利用生物技術制造出另一個基因完全一樣的個體，人們將克隆技術與其他科技成果結合，可以根據需要培育出優(yōu)質、高產的糧食、蔬菜新品種;也可以培育大量品質優(yōu)良的家畜，大大提高飼養(yǎng)效率?？寺〖夹g還可以挽救一些瀕危物種，讓一些瀕臨滅絕的動物免遭厄運，從而調節(jié)大自然的生態(tài)平衡。人們利用克隆技術能夠培植人體的皮膚進行植皮手術;能夠“制造”出人的了耳朵、軟骨、肝臟和心臟等人體“配件”，一旦病人需要，就能重新“裝配”……

奇妙的克隆技術正向人類展示它誘人的前景?？催^老爺爺的講座后，我的啟發(fā)是，任何事物都有它的兩面性，是不能單純的用“好”、”壞“來簡單的描述的。如果把克隆人體的某些器官作為人類疾病的治療用，恐怕沒有多少人會反對，如果是為了優(yōu)化一些物種而進行克隆，也算不上是壞事。如果有傷人類倫理、文明或者是危害人類而進行克隆，那可就不是一件好事了。

第4篇：生物技術概述范文

Exploration on Teaching Reform of

Molecular Biology Course in Biotechnology

ZHANG Tiejun， CHEN Xinmei， OUYANG Yongchang*

（School of Life Science， Guangzhou Medical University， Guangzhou， Guangdong 511436）

Abstract Molecular biology is an important basic course for students majoring in biotechnology. Due to update the theory of molecular biology knowledge quickly， the development of experimental technology， fast， and the content is more abstract， from the rational use of teaching methods， to promote discussion， to carry out small class teaching， the use of cyber source， enhance the ability of autonomous learning， establish evaluation system， and optimize the experimental teaching system and other aspects of teaching reform， in order to improve the specialty of biological technology molecular biology teaching effect， cultivate unity of knowledge， ability and quality， application of compound bio technology professionals.

Keywords biotechnology； molecular biology； teaching reform

生物技術專業(yè)培養(yǎng)具備生命科學的基本理論和較系統(tǒng)的生物技術的基本理論、基本知識、基本技能，具有良好科學素養(yǎng)及創(chuàng)業(yè)精神，能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作，能在科研機構、高等學院和相關企業(yè)等單位中從事科學研究、教學、管理及商業(yè)服務的高級專門人才。

分子生物學是從分子水平上研究生命現象、生命本質及其規(guī)律的的科學，主要研究核酸、蛋白質等生物大分子的形態(tài)、結構特征及其重要性、規(guī)律性和相互關系的科學，是21世紀最具活力的生命科學之一。[1]目前，分子生物學是生物技術專業(yè)學生一門重要的專業(yè)必修課。因此，確定合理、科學的教學改革方案，優(yōu)化、重組教學內容，精心設計教學方法和教學手段，對保證生物技術專業(yè)分子生物學課程教學質量具有重要意義。[2]

1 分子生物學教學現狀

（1）分子生物學是生物技術專業(yè)的一門主要課程，教學單位往往會根據教師上課需求以及市場需求來選擇教材，然而，卻有可能忽略了對學生的接受能力以及理解程度的考慮。部分分子生物學教材內容高深莫測、專業(yè)詞匯多且與實際聯系不夠緊密，造成學生在學習過程中困難重重，嚴重降低了學生對該學科學習的積極性。

（2）教學條件限制。在分子生物學課堂中，使用多媒體設備等教學手段對提高學生的學習積極性以及學習效果有明顯的促進作用。然而，部分教學單位由于教育資源分布不均勻，難以利用先進的教學手段。

（3）分子生物學課程所涉及的知識?c以及生物學過程，大多數是看不見摸不著的微觀世界，學生在學習的過程中難以直觀感受。

（4）理論知識更新快，實驗技術發(fā)展快。分子生物學作為生命科學的前沿學科，其發(fā)展日新月異，這也對教學提出了更高的要求。授課老師需及時接納最新知識，充分備課。

2 分子生物學教學改革的主要措施

2.1 PBL教學法的合理運用

PBL（problem-based learning，問題式學習）教學法于1969 年由美國Barrows教授創(chuàng)立，并引入高等教育，很快在高校中廣泛應用。是一種以問題為導向，以學生為中心的教學方法。其主要流程是：老師提出問題，學生作為主體進行分組討論，學生解決問題。[3]在PBL教學過程中，學生是主體，老師則主要起到輔導的作用。分子生物學課程內容復雜，用傳統(tǒng)的教學方式不易調動學生的學習積極性，而且課堂效率不高。在課堂中適當引入PBL教學法，可改善教師唱獨角戲，學生被動接受的狀況。

在進行PBL教學前的備課過程中，任課老師應查閱大量的文獻，充分考慮在討論案例過程中可能出現的問題，內容涉及分子生物學以及其他學科如生物化學、細胞生物學等。在課堂上，教師應寓教于樂，充分調動學生積極性，控制好課堂節(jié)奏，同時應根據教學大綱的安排，強調學習過程中應掌握的知識要點。[4]

在分子生物學的教學過程中，PBL教學可分為四個階段：（1）提出問題。開展PBL教學的時間不宜在課程開始的階段，而應在課程中后期，學生具有一定的分子生物學基礎后再開展。PBL教學討論的主要題目應該是分子生物學教學過程中的重點或者難點，并且結合生活實際的討論內容。教師在這個過程中是組織者的身份。（2）人員組成。為調動學生參與的積極性，同時考慮到團隊的高效性，將每個班級分成4～6組，每組包括4～6 名同學。分組結束后，要求各組成員選拔出該組的組長并選定擬解決的問題，然后進行人員的分工，明確每個成員應完成的內容和時間節(jié)點。老師負責全程把控，掌握教學的整體節(jié)奏與進展，及時了解各組的情況，包括進程、主要觀點、存在問題、后續(xù)進展等。鼓勵各組結合自己的研究、思考提出自己的想法。對成效較好的小組，給予肯定和表揚；對存在問題較多或進展較慢的小組有針對性的指導，幫助小組找到解決問題的核心路徑。（3）成果展示。學生展示自己的研究成果，并開展充分討論。主講老師在學生討論完畢后，對學生的成果、討論的主題、各組的亮點、學生關注點較集中或爭議較大的問題、學生未掌握到的知識點、研究時未關注的部分、下一步學習或研究中需要改進的研究方法進行總結、歸納，并提出改進意見。[5]（4）考核評分?？己嗽u分是對PBL學生成果的集中體現，評分體系主要包括三部分：一是課件制作，占比30%，評價標準主要是內容正確、重點突出、課件美觀、清晰易懂，能綜合運用圖片、音頻、視頻、動畫等表達自己的觀點；二是課件展示，占比40%，準備充分、邏輯正確、條理分明、落落大分，能清晰的闡述自己的研究成果、觀點等；三是課堂討論：占比30%，主動思考，積極參與，能夠拋出富有啟發(fā)意義的論點，回答問題時中肯全面。

2.2 提倡分組討論，開展小班教學

在討論課開始前2周，老師將要討論的內容告知學生。以小組為單位進行學習，各小組成員間可以進行分工協(xié)作，分頭尋找資料、討論并匯總；課堂上以小組形式提出問題，介紹小組觀點、結論，老師也會對該小組的匯報進行點評；課后以小組為單位進行復習，增強學習效果。小組學習活動的意義既體現個人的價值和責任，更強調成員間彼此賦予信心和力量，通過體驗團隊的智慧和協(xié)作，培養(yǎng)了學生間可貴的團隊合作精神。

分子生物學的課堂提倡小班教學。一方面，可以增加師生間互動的頻率。由于分子生物學課程所涉及的知識點以及生物學過程，大多數是看不見摸不著的微觀世界，學生在學習的過程中難以直觀感受，這就增加了學生學習該課程的難度。小班教學有助于老師關注每一個學生對相關知識的把握；另一方面，小班教學易于實施多種教學形式，靈活掌握教學要求和進度，便于及時調整教學內容。

2.3 利用網絡資源，提升自主學習能力

自主學習強調的學生作為知識的主動構造者自己進行學習的意愿和能力，反映了教學向個性化、創(chuàng)新化、自主化、多元化過渡的趨勢。分子生物學作為前沿科學，信息量大、更新快，要積極利用互聯網信息資源，提升學生學習和借鑒優(yōu)秀研究成果、自主學習的能力。教師要由照著教材講變成開放式、啟發(fā)式教學，最大限度調動學生學習的積極性、思考的主動性、課堂的參與性。鼓勵學生自主學習，主動去學習和研究當前科研的最前沿知識，在研究的過程中敢于提出自己不同的看法，培養(yǎng)學生探索創(chuàng)新精神。[6]讓學生由被動受教變成自主學習，主動參與到課堂學習中，形成教學工作“教”與“學”相輔相成、相互促進。教師要積極拓展教學內容的外延，主動介紹國內外優(yōu)秀的生物網站、資源庫、期刊、論壇等，鼓勵學生積極開展課外閱讀，豐富學科專業(yè)知識、前沿信息、專業(yè)詞匯等知識，激發(fā)學生探索新知識的熱情，也不斷培養(yǎng)學生自主學習、發(fā)現問題、解決問題的能力。[7]

2.4 建立形成性評價體系

“形成性評價”的概念是由斯克里文 1967 年所著《評價方法論》 中首先提出來的，與傳統(tǒng)的“終結性評價”不同，它是對學生的學習過程進行的評價，旨在確認學生的潛力，改進和發(fā)展學生的學習。因此，形成性評價方式更能體現出學生的學習效果。[8]分子生物學課程的目的在于培養(yǎng)學生形成良好的分子生物學學習習慣和實驗習慣，提高他們的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。期中或期末考試不能全面真實地反映出學生的真實學習情況，采取形成性評價的方式顯得更加科學和必要。具體如下：一是平時成績，占課程總成績60%，包括課堂考勤，占總成績5%、課堂作業(yè)，占總成績10%、課堂提問，占總成績5%、PBL討論會，占總成績10%、實驗考評，占總成績30%。二是期末考試，占課程總成績40%。由于形成性評價是強調過程的評價方式，引導學生重視平時的學習情況，大大減少了學生考前突擊的可能，也更能真實地反映出學生的真實水平。

2.5 優(yōu)化實驗教學體系

分子生物學實驗技術是生物技術專業(yè)學生必須掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被廣泛應用于生命科學的研究當中。[9]通過對學生實驗技能的培養(yǎng)，一方面有利于將理論教學與實踐教學相結合，豐富教學內容，提升教學的實踐性、實用性、綜合性，便于學生理解和掌握；另一方面，在提升學生綜合素質、學習興趣、創(chuàng)新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此，增加分子生物學實驗學時數，開展綜合實驗也是課程改進的一個重要方向。在實驗教學中，教師要結合分子生物學快速發(fā)展的特點，選取與教學內容相適應的操作性、設計性實驗，并做好不同實驗之間的關聯與銜接，建立實驗的邏輯體系。一是分組分工，輔助實驗老師提前做好實驗準備工，并提前觀察、發(fā)現問題及時記錄。二是教師針對前期準備工作中發(fā)現的問題有針對性的闡述，并對實驗流程、操作方法、各環(huán)節(jié)中注意事?進行講解與演示，指導學生開展實驗。三是講解與演示結束后，學生動手實驗，教師應注意注意觀察過程和細節(jié)，對共性問題，要及時統(tǒng)一糾正，對個別同學的個性問題，要個別指導。既確保操作的準確性、嚴謹性，也要保證實驗質量，通過實驗檢驗教學情況。

3 結語

生物技術專業(yè)應用人才培養(yǎng)是一個綜合性、系統(tǒng)性的工程，涉及到教育環(huán)節(jié)的方方面面。課程教學是其重要的一環(huán)，分子生物學課程教師要積極發(fā)揮作用，不斷提升專業(yè)能力、教學能力，教學理念與時俱進、教學手段豐富靈活，激發(fā)學生學習的主動性、創(chuàng)造性，提升學習內容掌握能力及應用效果，為國家培養(yǎng)知識、能力、素質協(xié)調統(tǒng)一的應用性、復合型人才。

第5篇：生物技術概述范文

關鍵詞生物技術專業(yè);實踐教學;改革

2002年經重慶市教委批準，重慶文理學院設立生物技術專業(yè)，幾年來，生物技術專業(yè)以培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的高素質應用型人才為目標，以深化實踐教學改革、合理設置實驗課程體系、優(yōu)化師資隊伍結構、改善實踐教學條件為措施進行專業(yè)建設，使生物技術實踐教學的軟硬件條件得到了較大改善。在實驗設置和內容方面也進行了一系列的改革，構建了“以專業(yè)實驗技術為龍頭、基礎實驗技術為基礎、模塊實驗技術為補充”新的實踐教學體系。

1生物技術專業(yè)實踐教學體系建設的原則

長期以來，國內各高校的生物技術專業(yè)因成立背景不同，辦學特色不同，在實踐教學各個環(huán)節(jié)設置方面各有偏重。近些年來情況有了一些變化，隨著生物技術產業(yè)對人才要求的不斷提高，各校交流的加強，對生物技術專業(yè)的內涵及外延有了較為一致的認識。從2005年開始，按照“國內領先和國際先進”生物技術專業(yè)的實驗課程建設要求，結合重慶文理學院具體情況，對生物技術專業(yè)實踐教學進行了改革，在課程優(yōu)化目標方面，主要考慮以下3個方面:

(1)就業(yè)市場對人才的要求。生物技術是一種高新技術，可以應用于農業(yè)、工業(yè)、食品、醫(yī)藥、微生物等領域，市場需求范圍廣。這要求以通才教育為基礎，培養(yǎng)厚基礎、高素質、能力強的應用型人才，形成核心競爭力。唯有如此，才能使學生在就業(yè)市場上展現出較強的競爭優(yōu)勢。因此，應該培養(yǎng)基礎扎實、知識面廣、技術過硬的應用型人才。

(2)結合學科理論和實踐的發(fā)展趨勢。生物技術是生命科學中發(fā)展最為活躍的領域，高新技術不斷被發(fā)現，為生物學以及其他學科的發(fā)展提供了重要的理論依據和研究手段。同時，生物技術也是一門實踐性很強的學科，要求學生具有較為扎實的生物科學基本理論、基本知識和較系統(tǒng)的生物技術理論與實驗技能，了解生物技術領域的前沿和發(fā)展動態(tài)，具有較強的創(chuàng)新意識與實踐能力。因此，應將最新生物技術科研成果和學術前沿發(fā)展趨勢引入到教學當中，使學生了解和掌握最新的生物技術，并提高其解決科學難題的能力。

(3)學生自主意識和主觀能動性。生物技術實驗教學是重要的實踐教學環(huán)節(jié)，它不僅僅是對理論的驗證，還是培養(yǎng)學生動手能力、應變能力、創(chuàng)新能力及科學思維的重要手段[1]。生物技術實驗教學的改革與探索，重在發(fā)揮學生在實驗教學中的主體地位，充分尊重學生的興趣和特長，重視學生的個性發(fā)展，促使學生養(yǎng)成自我約束、主動學習、不斷進步的優(yōu)良學風[2]。實驗課堂應改變由教師“抱著學生走”的實驗方式，以學生為中心，在實驗中留給學生較多的獨立思考的空間，有利于學生拓寬思路，使學生產生壓力，并將壓力轉變?yōu)閯恿?，最終提高學生的動手能力和分析能力。

綜合以上各個方面，高等教育應當以學生的個人發(fā)展為出發(fā)點，形成專業(yè)的培養(yǎng)目標，并圍繞這一目標進行課程建設和改革。為了實現這一目標，要求學生通過對基礎知識體系的學習，形成自我學習的能力。

2生物技術專業(yè)實驗建設的框架

生物技術是生命科學的前沿和尖端學科，發(fā)展日新月異，新技術、新設備、新成果層出不窮，只有不斷更新知識，才能緊跟前沿[3]。生物技術專業(yè)無論是設備投入還是實驗耗材相對較高，要求高校必須加大投入，才能確保實驗教學的質量，而加強實驗教學的關鍵是要有一個功能齊全、設備先進的實驗室[4]。

首先，圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標，以實踐性教學環(huán)節(jié)為中心，對專業(yè)人才知識和技能結構進行整體分析和設計，使課程實驗、課程設計、生產實習、畢業(yè)設計等主要實踐教學環(huán)節(jié)形成4大模塊，使這些模塊既分工明確、各有側重，又相互聯系，有機地組成一個不可分割、相互滲透的整體。與理論教學相互配合，以基本技能為基礎，專業(yè)技能為重點，突出知識的聯系性和綜合性特點，注重技術應用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，構建相對完善的具有專業(yè)特色的實踐教學體系。

其次，結合學科優(yōu)勢，打造創(chuàng)新性綜合實驗體系。綜合實驗體系除貫穿基本技能訓練體系以外，根據重慶文理學院的專業(yè)特色，開設一些具顯示度的、切合實驗室規(guī)模的、包含完整生物制藥環(huán)節(jié)的綜合性大實驗。充分培養(yǎng)學生的綜合實驗技能，并與課程理論體系配套，為學生提供初步技能實訓的機會。實驗規(guī)模的生產裝置與布局反映了現代生物技術的特點，并充分利用重慶文理學院現有的生物教學中心技術優(yōu)勢，在實驗內涵上體現多學科的交叉與應用，反映科研、生產、工藝一體化研究的思想。

最后，依托重慶文理學院建設重點學科的背景，創(chuàng)建柔性技能型實踐平臺。生物技術專業(yè)實驗室的建設體現了教學與科研的充分結合。利用學科資源，校級重點實驗室、重慶市生物工程中心都直接參與本科實踐教學。開設植物組織培養(yǎng)、水產動物良種選育、基因工程、酶工程4個方面的設計型、研究型開放實驗，供學生選做。學生依據自身的個性特點可選擇感興趣的實驗，實驗的內容也根據學科的發(fā)展不斷調整、提煉最新的研究成果，體現出整個實驗系統(tǒng)適應學科發(fā)展及個性培養(yǎng)的柔性。通過研究設計型實驗環(huán)節(jié)，讓學生體會生物材料的多樣性，感受現代生物技術在科學研究和生產實踐中的應用，對專業(yè)有一個更全面和深刻的認識。

3構建多層次的實踐教學體系

實驗教學體系是生物技術實踐教學體系的重要部分。實驗教學體系建設包括實驗教學內容、實驗教學方法和手段、實驗教學隊伍和實驗室裝備等的建設。其中教學內容是實驗教學的基本依據，是學生獲得實驗技能的根本[5]。實踐教學內容與體系是圍繞著生物技術專業(yè)的培養(yǎng)目標制定和建立的，注重學生動手能力、創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)。設立基礎實驗技術系列、專業(yè)實驗技術系列和模塊實驗技術系列3大類別實驗課程，明確本專業(yè)基本技能點、專業(yè)技能點和行業(yè)綜合技能點要求。以實驗技能性質分類為主線，整合實驗課程，使學生明確每項技能的訓練目標。

基礎實驗技術系列涵蓋生物學和實驗技術的核心，是學生必須掌握的基本訓練環(huán)節(jié)，這一層次也稱為基礎核心實驗。專業(yè)技術實驗系列涵蓋生物技術大實驗以及發(fā)酵工程、植物組織培養(yǎng)、生物技術制藥等方面的設計研究型實驗，實驗內容提前公布，學生可以結合自己的興趣進行選擇，專業(yè)技術實驗系列中學生可部分或全部完成從實驗方案設計、實驗準備直至實驗結果獲取的全過程，培養(yǎng)學生的綜合實驗能力。在學生進行上述2個層次專業(yè)實驗技能訓練的同時，對一部分較為優(yōu)秀的同學安排創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)的訓練，創(chuàng)新實驗反映學科發(fā)展方向及研究熱點并帶有探索性，參加創(chuàng)新實驗的學生可以提前進入實驗室，并可以免修部分相關的綜合實驗。

實踐教學體系的實施從2005年開始，學院對教學計劃及實驗室管理模式也進行相應的調整。在教學計劃方面，集中時間安排綜合性實驗，并建立了互動的實驗教學信息化平臺，開發(fā)出集管理、預習、信息反饋為一體的實驗管理信息系統(tǒng)，掛在校園網上供學生實驗選題、預習、實驗室準備、管理之用等。

4實驗教學改革的實施效果

實踐教學的改革是個永恒的主題，生物技術專業(yè)在近幾年的改革實踐中雖然已取得明顯的成效。

首先，實驗課教學更趨合理。實驗教學改革實施過程中，實驗教學內容的改革主要遵循創(chuàng)新性、系統(tǒng)性、連貫性、綜合性的原則，從直觀性、驗證性和鞏固性實驗向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗過渡的原則。在實驗內容的選擇上，適當減少驗證性實驗內容，增加定量分析試驗和大實驗，引入學生自主性實驗。在實驗內容的順序安排上由淺到深，相互滲透，循序漸進。實驗內容調整后的特點實驗內容更加符合生物技術專業(yè)需求，內容的分布更趨合理，實驗內容的改革有利于學生實驗能力、實驗效果的提高和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，使學生可以掌握更多的實驗技術和方法。

其次，培養(yǎng)了學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。專業(yè)技術實驗和創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)得到了大大加強，綜合性實驗由原來的2個增加至10個。開設創(chuàng)新性開放實驗機制，有興趣的學生隨時都可以申請開放實驗項目，進入實驗室進行實驗研究。使學生從被動學習逐步轉向主動學習，從被動接受教學到主動去探索尋求科學實踐知識。許多學生不滿足于實驗、實習課程的學習，自發(fā)組織各種科技興趣小組，在老師的指導下，從大二開始就介入教師的科研項目，結合教師的科研項目開展課外科技立項活動。通過這種訓練方式，學生的動手能力、綜合問題的分析能力得到了有效的提高。

再次，將科技前沿融入到實驗教學環(huán)節(jié)。通過大綱的制定、教材的編寫以及課程的合理安排，明確了教學思路，學生易于接受、反映良好。通過理論教學和實踐教學的有機結合，豐富了課堂教學內容，加深了學生對生物技術理論課程知識的系統(tǒng)理解，提高了學習積極性，激發(fā)了求知欲和探索精神，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維方法和能力，為他們將來從事科研工作、開發(fā)利用資源生產生化產品提供了思路、奠定了理論基礎。同時，還將科學發(fā)展的前沿和熱點滲透到本科實驗教學中，部分實驗內容直接來源于最新的科研成果，提高自身素質和教學水平。

最后，增強了學生專業(yè)學習積極性和主動性。本科學生到科研實驗室后，從課題的選擇到實驗的設計等過程都以學生為主，教師僅做必要的指導，在進行課題研究的時候，專業(yè)理論在課題研究中得到應用，讓學生專業(yè)學習不再枯燥與抽象，特別是課題研究一步步取得進展，解決了一個個難題，讓學生獲得成功感，學生學習的效能感得到了加強，這些都促使學生學生學習方式從“要我學”到“我要學”，從被動接受到主動探索新知的轉變[6]。

5參考文獻

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[4] 鄒長軍，吳雁，蘭貴紅，等.生物工程專業(yè)實驗教學環(huán)節(jié)的改革與實踐[J].實驗室科學，2007(6):1-2.

第6篇：生物技術概述范文

世界能源統(tǒng)計資料說明：植物是一種能源巨大而且可恢復性能源，在地球上，每年綠色生物量的增加約為1070億t，其中800億t分布在森林中，180億t分布在草原及荒原上，90億t分布在田野、沼澤及荒漠中，他們所擁有的能量值為1.75×1021J，相當于400億t石油。據專家估計，現在地球上植物生物總儲存量為18000多億t，相當于6400億t石油，這是一項巨大的可進一步開發(fā)的能源資源?，F在正在研究開發(fā)并已取得初步成效的基因工程成果是將真菌淀粉生產酒精，即進一步法生產酒精；將木質素解聚酶基因和纖維素酶基因克隆移到酵母內，使之可直接利用稻草、草皮等做原料生產酒精作為替代能源。在英國每年就有600萬t秸稈，研究人員利用遺傳工程細菌“嗜熱脂肪芽孢桿菌”分解半纖維素（這是一種酵母不能分解的糖），已將30％的纖維物質轉化成乙醇。專家們在評審這些研究成果時指出，不可小看這一點點能源開發(fā)研究進展，其意義是深遠的，因為生物質現存量是巨大的，他們特別談到，隨著生物技術的不斷完善，常見的植物廢棄物轉化成能源的效率必然會進一步提高，其開發(fā)潛力是巨大的，包括小麥、玉米、甜菜等秸稈以及稻殼等植物廢棄物（垃圾）都可以轉化成能源。

2運用生物技術培育高能源作物

光合作用機制的揭示是分子生物學取得的新成果，研究表明，綠色植物利用太陽能把吸收的水和CO2同化為碳水化合物，把太陽能轉變成能夠儲存的化學能。一般植物把太陽能轉化成化學能的效率很低，平均值約為0.1％。而根據分子生物學研究的結果，轉換率可達5.2％，這個看似小小的數字差卻預示著光合轉化太陽能的巨大潛力。培育轉化能力強的作物必須以光合機制的研究為基礎。植物生理學研究表明植物在弱光和中度光照條件下太陽能的轉化率較高，強光下轉化效率較低。其作用機制是強光下不能發(fā)揮最大轉化效率的原因是光量子捕獲系統(tǒng)（葉綠素和光合系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ）與光合電子傳遞系統(tǒng)之間能力的不平衡。根據揭示的這一機理，在適當時機增加酶的活性，或減少前葉綠素的量就能調整系統(tǒng)的不平衡性，提高強光下的光合效率。生命科學的酶工程學者正在為此進行探索并已取得了重要進展。研究表明，C4植物（如玉米、甘蔗、高粱等作物）的光合能力高于C3植物（如小麥、水稻、大豆、棉花等作物），玉米等C4作物在CO2濃度極低時也能進行光合作用。因此，利用現代生物技術的細胞工程、酶工程、基因工程來吸收C4植物的優(yōu)良生物特性培育高效的能量作物，并給小麥、水稻等C3作物增加新的固氮機能，將會極大地提高植物轉換太陽能的效率，為獲取更多的新能源奠定物質基礎。

3利用基因工程改良微生物

以催化H2的釋放氫氣是效率高且無毒無害的燃料。氫氣在燃燒過程中會釋放出能量，而形成的廢物只有水，不會造成任何環(huán)境污染，因而被普遍認為是理想的清潔能源資源。目前已經發(fā)現許多能代謝分子態(tài)氫的細菌和藻類。還從分子水平上找到了與能代謝分子態(tài)氫有直接關系的酶，這就是氫化酶（綠藻）、固化酶（藍藻和光合細菌），他們均能催化氫氣的釋放。生物的這種作用機制，是由其結構基礎決定的，這就是功能基因。當今世界基因組測序工作的國際科技界的公關行動，對功能基因的快速開發(fā)創(chuàng)造了極好的條件。研究者認為，生物體的生理特性（如產氫化酶的綠藻、能產固定酶的藍藻和光合細菌）必然會有其功能基因存在起支配作用。一旦我們找到了這種功能基因并成功分離出，再利用當代已相當成熟的基因重組技術就可以大批量培育能生產出優(yōu)質能源氫的新物種，這個目標的實現是相當誘人的，而且是可以實現的。正是基于這種指導思想，生命科學工作者借助于當代新開發(fā)出的高新技術———基因工程，利用微生物來完成水的分解反應。這些在水中生長的微生物在光照條件下，會不斷地實施水的分解過程產生氫氣，然后用容器將氫氣收集起來，供作能源。近幾十年來人們已經查明有16種綠藻和3種紅藻有生產氫氣的能力。還發(fā)現有4種類型的細菌具有生產氫氣的能力。藻類產氫氣的機制主要是通過自身產生的脫氫酶，利用大自然豐富的水源和無償的太陽能來生產的。4種類型細菌產氫有以下幾種機制：一是依靠發(fā)酵過程生長的嚴格厭氧細菌；二是能在通氣條件下發(fā)酵和呼吸的兼性厭氧細菌；三是能進行厭氧呼吸的嚴格厭氧細菌；四是光合細菌。前3種都能夠利用有機物，從而獲得生命活動所需要的能量，他們均屬于“化能厭氧菌”。光合細菌則是利用太陽能提供的能量，被稱為“自養(yǎng)細菌”。近年來，科學家們發(fā)現了30種化能異養(yǎng)菌可以發(fā)酵糖類、醇類、有機酸等產生氫氣。在光合細菌中已發(fā)現13種紫色硫細菌和紫色非硫細菌能生產氫氣。專家在評審能產氫機制被揭示的研究成果時指出，產氫機制的揭示，可以此為依據，發(fā)現并分離出功能基因，再以基因重組技術改良微生物，以大幅度地提高微生物生產氫氣的能力，氫氣生產原料是水，未來，當水運用生物工程技術變成燃料時，能源危機將不存在。

4運用基因重組技術培育出能產油的植物

第7篇：生物技術概述范文

由于每個專業(yè)開設的課程較多，所以相應的所開設的課程的課時數就會減少。如何在有限的課時內達到教學目標的要求是非常關鍵的。我們通過精選和編排實驗內容、合理有效地利用有限的教學課時來提高教學效果，從而達到教學目標的要求。針對生物專業(yè)，在實驗內容編排上遵循以下幾點：（1）保持實驗課程自身的獨立性和系統(tǒng)性；（2）設置對生物專業(yè)學生的實驗基本技能訓練有很大幫助的實驗內容（如稱量、標準溶液的配置、酸堿滴定管的使用和粗食鹽的提純等）；（3）根據生物專業(yè)精選實驗教學材料，例如分析測試的對象應以選擇生物大分子或生物小分子為主題，既對學生的基本技能進行了訓練，也闡明了生命體系中某一現象的基本化學原理。最大化地利用有限的教學課時達到最好的教學效果。

2采用多種手段，激發(fā)學生學習興趣

針對過去教學方法單一的問題，首先采用現代化教學手段來增加課堂趣味性，通過觀看多媒體課件如天平的使用、酸堿滴定的操作、移液管的使用、容量瓶的使用和分光光度計的使用等，既可規(guī)范學生實驗操作并節(jié)省課堂時間，還可增加課堂的趣味性以及充分調動學生學習的積極性。其次是在基本操作訓練的基礎上，多開設一些趣味性實驗，如獼猴桃、西紅柿中維生素C的測定；農作物中鈣、鎂、鐵的測定等。這些實驗內容既與他們所學的專業(yè)有一定的聯系，又能激發(fā)學生的學習興趣。實驗教學中還可以讓學生自己準備實驗材料，使學生積極主動參與實驗，培養(yǎng)其獨立完成實驗的能力。除此以外，還可以多開設一些綜合設計性實驗，從產品制備—分離提純—產品純度檢驗—產品養(yǎng)分含量分析到提交實驗報告，題目可由老師設定，也可鼓勵學生自選，讓學生自己查資料、設計試驗方案和步驟、確定試驗用品、正確處理數據、合理表達結果等過程，從中享受科研的樂趣，激發(fā)學生的學習興趣與熱情，使學生分析、解決問題的綜合能力得到進一步提高。

3改革實驗考試方式

考試是檢驗教學效果的重要手段，也是引起學生對實驗課足夠重視的最有效方法，更是促進學生認真做好實驗、提高分析和解決問題的能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效措施。但是過去的考核方式不科學，實驗成績不能全面反映學生實驗能力的高低，導致學生產生一些錯誤的傾向。為了使學生的實驗成績能客觀正確地評價學生對實驗基本知識、基本技能的掌握程度，我們改革了考試的方式和學生成績的評定辦法。如實驗課成績=平時成績（占總成績的60％）+基本操作技能考試（占總成績的40％）。平時成績包括課前預習、課堂基本操作、課堂提問、實驗報告、實驗結果的準確性、實驗態(tài)度、實驗室衛(wèi)生、考勤等方面?；静僮骷寄芸荚囀侵笇W期結束后，把本學期所學的基本實驗操作進行編號，學生進入實驗室隨機抽取編號，當場進行操作考試，老師根據學生進行實驗基本操作的規(guī)范性、步驟的熟練程度和結果的準確性現場打分。這種方法對加強學生課前預習、注意思考問題和重視規(guī)范操作均起到了較好的促進作用，避免了教師的憑印象打分，評分較為客觀正確，并且充分允許學生在實驗中的偶然失誤，使成績評定更具科學性和合理性［2］。

4結論

第8篇：生物技術概述范文

1納米孔生物技術的改進

從嵌入溶血素蛋白通道對血脂的試驗研究開始，研究者們在過去10年中開發(fā)和探索了多種類型的納米孔。α-溶血素是一種能天然性地連接到細胞膜中繼而導致細胞溶解的蛋白質，它第一個被用來做成生物納米孔模型。模型中，一層生物膜將溶液分為2個區(qū)域，α-溶血素蛋白嵌入生物膜中形成納米孔。當DNA分子穿過納米孔時阻斷電流會發(fā)生變化，這時靈敏電子元件就能檢測電流的變化。但是，由于4種堿基的理化性質比較接近，所以讀取序列實際上比想象的困難得多。此外，有效減少電子噪聲仍舊是個挑戰(zhàn)，通過降低DNA的位移速率可以部分減少噪聲。最近出現了新形式的仿生納米孔，其中包括絲蛋白毛孔[1]和仿生核孔復合物[2]?？缈仔纬傻膫入姌O使通過納米孔轉運的生物分子的電子檢測成為可能[3]。采用等離子體減薄[4]和離子束雕刻技術[5]得到的超薄納米孔也被開發(fā)出來。通過耦合到納米孔上的掃描探針顯微鏡[6]和硅納米線晶體管[7]，證實了這種使用靜電效應和場效應的替代檢測方式的可行性。石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，目前已經成為制作超薄納米孔膜材料[8]的首選。石墨烯的帶電特性、韌度、原子厚度以及其電子抗?jié)B性能，使得其成為納米孔DNA序列測序的熱點材料。石墨烯薄片膜[9]和自對準碳素電擊[10]形成方面的新進展，促進了碳納米結構與納米孔技術的整合。對進入納米孔分子的自動捕捉可實現分子結構和動力學的檢測分析。這項改進技術已經應用于對孔泡附近的擴散現象研究，這也是未來生物研究的基礎。對金屬孔上離子轉運的研究，例如金表面的納米孔[11]，可以作為一種方法用于創(chuàng)建種選擇性納米孔系統(tǒng)[12]，這一系統(tǒng)也是研究者感興趣的生物分子檢測系統(tǒng)。

2納米孔在生物技術上的應用

迄今為止，DNA是納米孔研究中最常見的聚合物，脂質嵌入式離子通道檢測DNA是這項研究開創(chuàng)性的示范。最近，固態(tài)納米孔已用于檢測核小體亞結構的不同[13]以及RNA聚合酶催化DNA轉錄的關鍵部分，為了解染色體的結構和轉錄研究創(chuàng)造了新機遇。生物納米孔在富含鳥嘌呤的G-四鏈體檢測方面的應用，對基因組學和表觀遺傳學的發(fā)展起著重要的推動作用[14]。脫堿基位點也可以用納米孔動態(tài)檢測，通過阻斷含離子載體的電解質溶液，高壓輔助下的蛋白質易位以及使用配體修飾納米孔蛋白的不同都得到了論證[15]。某些蛋白質在轉運時發(fā)生“解壓”，轉運過程便可用于成為測量解壓動力學。許多這種蛋白質的解壓行為已經得到了研究，納米孔可作為無需標記的高效力譜儀[16]動態(tài)使用。重要的神經傳導物也得到了動態(tài)實時區(qū)分，以期用于研究大腦對藥物的化學反應[17]。與其檢測技術相比，納米孔更具發(fā)展前景，其高效、快速且價格低廉，準確度和檢測性能良好。其他納米孔結構為生物領域提供了多種新研究和技術。大型固態(tài)納米孔可以用來動態(tài)地捕獲釋放的細菌，為動態(tài)捕獲單細胞提供了更快速低廉的方法。使用脂肽包被的固態(tài)納米孔，可以探測到DNA與鄰近孔膜的相互作用[18]。熱反應聚合物的提出推進了智能納米孔的發(fā)展，智能納米孔可以作為動態(tài)響應溫度的裝置，電解質刷組成的生物納米孔可控制孔附近的鹽電導。DNA測序納米孔的研究也取得了進展，一項最新的分子動力學研究顯示，運用DNA聚合酶作為棘輪，通過控制石墨烯納米孔上DNA單鏈的轉運，可獲得核苷酸序列的高精讀數。使用溶血素中的鏈霉親和素可選擇性固定DNA鏈，可高分辨率區(qū)分孔上不同幾何位置的核酸。P-n半導體結可放慢DNA易位的速度，移位過程中這種半導體結可以動態(tài)控制電壓。運用新型的基于CMSO的放大器，可實現亞微秒時間內的電流檢測。關于DNA測序的理論研究，為解決上述提到的離子電流測定速度的限制問題提出了可行性的建議和方法。模擬顯示，石墨烯碳納米帶上的納米孔可以利用孔隙邊緣的電流密度，從而產生較高的分辨率。垂直于納米通道放置的石墨烯碳納米帶上的電導變化，也被建議作為DNA堿基易位測序設備。

3結語

第9篇：生物技術概述范文

【關鍵詞】教學改革 理論教學 實驗教學 考核方式

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2012）15－0003－02

近年來，生物技術發(fā)展突飛猛進，生物技術產業(yè)成為當前新經濟的主要推動力。生物工程下游技術是實現生物技術產業(yè)化的關鍵，因此其基本理論和應用研究一直是生物技術研究領域中最為關注的內容。生物工程下游技術作為生物技術專業(yè)本科必修課程，是闡述現有和新興的生物技術產品的提取、分離、純化、精制加工等技術的科學原理、方法、規(guī)律及發(fā)展趨勢的一門學科。作為地方應用型本科院校，本著立足于地方、服務于地企的方針，針對生物技術專業(yè)的特色，我們開設了生物工程下游技術課程，并作為專業(yè)主干課。該課程與工程學技術內容結合較多，在充分結合實踐教學的基礎上，能夠使學生全方面了解并掌握生物工程下游技術的基本理論和關鍵工藝技術，鍛煉獨立設計提取純化方案及進行研發(fā)的能力。本文根據生物工程下游技術課程的特點，結合教學過程中的體會，探討了課程的教學內容、教學模式以及考核方式，以進一步提高課程的教學質量。

一 生物工程下游技術課程特點

生物工程下游技術即從微生物菌體發(fā)酵、動植物細胞組織培養(yǎng)的或酶反應等各種生物工業(yè)生產過程獲得的生物原料，經提取分離、加工并精制目的成分，最終使其成為產品的技術，是生物技術產業(yè)化的必經之路。生物工程下游技術課程內容多與工業(yè)應用相結合，主要研究的是物質分離的方法原理及相關儀器設備，涉及物理、化學、生物化學、發(fā)酵工程、生物工程與設備等多門學科，更多地體現了理論基礎知識與實際應用的結合，適合于理工科專業(yè)生物技術/生物工程專業(yè)學生學習。

二 教學體會

生物工程下游技術是我校生物技術專業(yè)的專業(yè)課程，涉及工程學內容較多，理科學生因缺乏工科背景知識，對本課程知識點的理解和掌握難度很大。為了使學生對下游技術中涉及的名詞、術語等更易理解，同時調動學生學習的積極性，達到最佳的教學效果，在理論教學過程中運用了多種教學方法（如啟發(fā)式、研討式、分析式等），并結合多種教學手段（如板書、幻燈、影音等）進行日常的教學活動。多方法、多手段的配合，起到了一定的效果。然而，生物工程下游技術是在物理學、無機化學、有機化學、物理化學、生物化學、微生物學、化工原理等先修課程的基礎上開設的專業(yè)課程，學生對這些課程內容掌握的扎實程度在一定范圍內影響了對本課程知識的掌握。

實驗教學是本課程的重要組成部分，對于幫助學生理解基礎理論知識、分析和解決問題、提高理論聯系實際的能力具有積極的意義。但由于多種原因，實踐教學沒有充分發(fā)揮作用，卻加大了理論教學的難度。

三 教學改革

1．優(yōu)化教學內容

教學內容是制定教學計劃的主體部分，也是最關鍵的環(huán)節(jié)，其集成了對學生知識和技能的傳授、思想和觀點的灌輸以及習慣和行為的培養(yǎng)。教學內容與教學效果相關聯，直接影響著學生建立有效學習知識的體系。

第一，選擇優(yōu)秀教材。教材是落實新課程的標準，實現教學設計、體現教學內容的重要載體，也是教師進行教學的主要依據。選擇知識體系完整、內容系統(tǒng)前沿的教材，才能確保教學質量。根據生物工程下游技術的課程特點，也結合我校學生的專業(yè)基礎知識背景，我們采用了1999年由中國輕工業(yè)出版社出版、毛忠貴編著的《生物工業(yè)下游技術》。該教材是普通高等教育“九五”國家級重點教材，該教材以生物工業(yè)下游技術一般的工藝流程為主線，逐個單元操作為知識點，闡明了各單元技術的理論基礎及操作要點，涵蓋了發(fā)酵液放罐后分離、提取、純化和精制等一系列內容。其內容體系完整清晰，知識點簡明扼要，特別適合做為我們缺乏工科背景的學生學習的主要參考教材。此外，為了更好地對課程內容加以理解，并及時掌握本領域的最新動態(tài)，我們還指定了《生物工藝原理》、《生化分離工程》、《發(fā)酵工程設備》等作為參考資料，提供了國內外知名大學的相關課程視頻供大家研習，以開闊視野，拓寬知識面。

第二，精心制定大綱。教學大綱是課程教學的綱要，是進行教學的主要依據，也是檢查和評定學生學業(yè)成績和衡量教師教學質量的重要標準。本課程研究組本著“牢基礎，強實踐”的培養(yǎng)方針，制定了適合應用型人才培養(yǎng)模式的課程教學大綱，既突出了基本原理和方法的重要性，又體現了理論聯系實際的必要性，更是把行業(yè)研究的最新動態(tài)引入了課堂。在理論教學大綱設定的同時，兼顧了實踐教學的作用，理論教學大綱與實踐教學大綱同時編排，相互支撐。如在進行離子交換理論課程教學的過程中，安排相應的實驗課程，根據理論課程的知識，由學生自行設計實驗方案，并完成實驗報告，在理論教學過程中大家共同討論分析結果，充分發(fā)揮學生的自主能動性，將知識掌握得更為牢靠。

2．改進教學模式

教的質量最終體現在學的質量上。教育教學質量最終應該用人才培養(yǎng)質量來檢驗。也即，教學質量的檢驗目標是以人才培養(yǎng)質量為核心，教育教學的思路就是以學生為主體、以優(yōu)化學習過程為目的。教學過程的教學模式直接與這一檢驗目標相關聯。教學不是簡單的教師的教和學生的學，而是要以學生輕松掌握知識技能為目的的全方位的教學。教師對教學資料熟悉于心是基本要求，還要善于在恰當環(huán)節(jié)增加有趣、熱點、實用性強的知識。教學模式具體運用中主要的問題是教學過程中的師生配合以及學生對理論知識的實際運用。

傳統(tǒng)的教學過程中師生難以成為學習共同體，究其原因，是教師沒有更好地了解學生到底想要學到什么，學到什么更有用，沒有讓教與學真正融為一體。因此，針對生物工程下游技術課程實際應用性極強的特點，在理論課程開課前，帶領學生到相應的工廠進行參觀和見習，注重引導學生觀察單

元操作設備，講述基本操作流程，讓學生看著設備聽課程，增強學生的感官認識，并要求寫出見習報告。根據學生實際的掌握程度，理論聯系實際有側重地講授理論知識，再結合實驗課程，加大對操作技術的掌握熟練程度。

3．改革考核方式

考核是對學生學習效果的檢驗手段，更是教師進行教學反思的主要依據。在例行的教學過程中，理論知識和實驗操作的考核獨立進行記分，理論知識考核的方式是平時成績（30%）和期末考核（70%）相結合的方法，而實驗操作考試的方式是實驗理論（40%）和實際操作（60%）相結合的方法。

上述這種理論和實驗單獨考核的機制對評估學生的能力顯然是不適合的。因此，要針對本課程特點和具體情況，對考核方式進行改革，即將理論知識和實驗操作的考核結合起來，側重考核學生實際動手操作能力。具體措施如下：（1）理論知識成績占60%，以期末閉卷考試的方式完成，測試內容側重于應用，貼近于實際，更要體現出學生對基礎知識掌握的扎實程度。（2）實驗操作成績占20%，主要是針對實驗教學部分的內容進行考核。實驗成績主要參考學生實驗后實驗報告完成情況、實驗的具體操作能力等進行綜合評分。（3）平時成績占20%，主要是參考平時學生的出勤、作業(yè)完成情況、課上表現等。

生物工程下游技術課程在我校生物技術專業(yè)的教學改革，提高了學生對課程學習的興趣，帶動了學生學習方式的轉變，收到了較好的教學效果。相信通過教學改革的進一步深入，一定能克服現有教學過程中的種種不足，逐步達到課堂理論和社會實踐的有效結合，培養(yǎng)出高素質的應用型人才。

參考文獻

［1］劉國詮.生物工程下游技術（第2版）［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2011

［2］毛忠貴.生物工業(yè)下游技術［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1999

［3］廖春麗、朱濤、楊海波、王福梅.生物工程下游技術理論教學和實踐教學相結合的探索［J］.實驗室科學，2011（1）：40～42