現代生物技術的核心大全11篇

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二、現代信息技術與初中生物教學整合模式的構建原則

1.主體性構建原則

在生物教學中應充分發揮學生的主體作用，調動學生的主動性、獨立性和創造性。

2.開放性構建原則

打破傳統教學模式的封閉性，生物教學內容應緊密聯系生活、社會和科技發展的實際。

3.實用性構建原則

新課程理念下的生物教學模式應成為教育理論和教學實踐、生物課程和生物教學之間的橋梁。

4.探究性構建原則

生物教學中通過情境―探究―概括―應用的思維過程去發現規律，探究生物學知識的生成，改變學生的學習方式。

5.多樣性構建原則

教學模式的構建不應是唯一的、固定的，可根據生物課的課型、內容和特點進行多元化。

三、現代信息技術與初中生物教學整合的兩種模式

1.基于課件的探究式整合模式的構建

信息技術在生物教學中的運用使學習暫時落后的學生得到幫助，鼓起勇氣，發揮長處，穩步前進；使學習成績好的學生能力得到培養，發揮優勢，突飛猛進；使學生形成多樣化、個性化的學習行為。在課件的設計上“以學生為中心”，在課件結構上采用模塊化，變“線性結構”為“非線性結構”，將課件設計成學生學習的資料庫，并注意增強課件的交流性及其界面的人性化，使課件能根據教學需要而隨意調用。同時，考慮各類學生的接受能力和反饋情況，重視反饋練習的安排，使學生所學內容及時得到鞏固。

（1）研究方法

恰到好處地利用課件創設情境，從而充分調動學生參與探究的興趣和積極性。第一，強調設計的探究式的學習情境應該是真實、自然的。第二，情境的設置必須有可探究性。一方面，情境設置的復雜程度應適度，另一方面，設置的情境應具有新穎性，能激發學生的積極思維，激發學生探究的欲望。第三，創設的探究情境應具有發散性，即學生由此生成的問題或解答時具有多元性。學生在探究活動中問題的自主生成居于探究式教學中心位置，教師應鼓勵、支持、幫助學生學會自主發現和生成問題，進而樹立學生的主體地位。

（2）實施過程

以教師為主導、學生為主體，以課件形式整合于教學，創設情境，拋出問題，引導學生主動探究，完善教學。

（3）評價

采用課件媒體配合教學，不但可以大大提高信息傳遞的容量和速度，而且可以從多方位、多角度給學生以新奇的感官刺激，最大限度抓住學生的注意力，使學生主動參與，課堂學習氣氛活躍，教學效果良好。

優點：以問題為核心是探究式整合模式的核心思想，教師把知識轉化成問題，學生圍繞問題展開知識構建，靈活地掌握知識，提高了自主學習能力為終身學習、工作奠定了基礎。

不足：多媒體課件是教師在課前制作的，程序性強，課堂上不能做到即時修改。

因此，要做到因材、因人施教，必須結合必要的板書，對一些重、難點突出并解釋。這樣才能在教學的過程中即時根據學生的反應，把問題講得清楚明白。因此在利用該模式進行教學時，應善于揚長避短，更好地發揮該模式的優點，以提高教學效益。

2.基于資源庫的導學式整合模式的構建

蘇霍姆林斯基說：“每一個孩子都是獨一無二的。”學生在情緒、興趣、注意、思維諸多方面存在著各種差異，個體的差異對學習的影響非常重要。如在傳統班集體教學中，同一個教師、同樣的教材、同樣的教學過程，學生的學習效果卻有著相當的差距。現代教育理念認為，最好的學習是自主的、個性化的探索性學習。信息技術的發展為個性化學習提供了良好的技術支持。利用信息技術這個開放的平臺，在教學目標確定后，整合不同的任務來實現目標，從而使每一位同學都可以采用不同的方法、工具來完成同一任務。利用信息技術的多媒體特征，可以將文字、圖形、聲音、動畫等信息組合起來，鏈接成一個網狀結構，實現對同一內容的多種描述，這樣許多生命現象、生命活動規律就可以以文字、插圖、音像資料等不同的形式表現出來。學生對哪種形式感興趣，就利用哪種形式去整體感知、進入情境，學習生物學知識。建立一個信息交流的立體網絡，可為師生多向信息傳遞提供一個平臺，增強學生與學生、學生與教師、教師與教師之間的互動，使教學兼有單向、雙向和多向交流的多重色彩，并能兼顧每個學生客觀上存在的能力和知識方面的差異，分層教學，形成多元化、個性化學習行為，極大地引發學生的學習興趣，調動學生的積極性，提高學生的參與度，激發創新思維，真正實現“寓教于樂”，促進學習方式的轉變，幫助學生從“學會”轉向“會學”，使學習真正成為終身行為和自覺行動。

參考文獻：

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一、現代信息技術與高中生物教學整合的優點

1、1對教師的影響

1、1、1教師備課方面的影響。生物學科是一門自然學科，在隨著科技的進步過程中，高中生物的一些知識可能和當地的生產、生活實際有聯系，為了讓學生能夠學得更好老師在備課時可以利用互聯網查找到更多的文字、圖片、音頻、視頻等資料，創設情境，激發學生的學習興趣，豐富課程內容。比如在講到遺傳學的基礎--減數分裂的過程中，可以通過下載或制作的視頻展示出細胞減數分裂的過程，將抽象的過程形象化，降低學生學習的難度同時為學習遺傳學定律打下基礎.在講到“呼吸作用”時，可以找一些與制作葡萄酒、制作酸奶有關的圖片和視頻，讓學生有興趣學習，學生通過學習可以自己制作，最后能夠感到學習是可以解決生活實際問題的，學習是快樂的。

1、1、2教師教學過程的影響。傳統的教學是學生座在教室里，老師站在講臺上，老師講學生聽的形式進行的。現代信息技術的應用應該打破這種模式，提供交互式的平臺，老師對應一個終端，學生各自一個終端.老師通過終端可以傳預習資料，指導學生預習，收集學生出現的問題，在學生預習完成的基礎上，教師和學生坐在每人一臺電腦的教室里，老師依據學生的預習情況和知識的難易程度，安排好上課的內容和活動。對于一些較難的知識點，比如“減數分裂”的過程、圖像判斷、數軸曲線等，學生在預習時就會出現很多問題，所以像這種知識點，老師在課前應該依據學生的問題認真備課，達到課上系統地解決學生的問題。展示自己的課件、內容、課堂練習給每個學生的電腦同時可以控制學生的電腦，學生的學習問題和做課堂練習的結果也可以即時的反饋給老師，這樣在課上老師可以了解到每個學生上課的學習情況，發現每個學生的優點，正確而有客觀的評價學生。在上課時，學生對于一些名詞有問題，老師可以 組織學生通過網絡搜索相關信息同時組織討論，訓練學生的搜集、整理信息的能力和表達能力。比如對于“埃博拉”病毒的知識是書上沒有的，但是學生很感興趣。如果有交互式平臺，學生在課上就可以馬上搜索了解，從而培養學生的生物學意識，激發學生的學習興趣。

1、1、3對學生的評價的影響。傳統評價觀過分注重學生成績，勿視了學生在教育活動中體現和培養的創新精神，實踐能力、心理素質、行為習慣等綜合素質的評價和學生全面發展的評價。

1、1、4對于教師教研的影響。生物教學是一門實驗性的課程，部分的偏遠地區一方面由于硬件不足，缺少實驗設施，學生很少有動手實驗的機會，另一方面由于師資分布的不均勻，老師自己可能自己也有疑惑所以很少開設實驗課。如果城市和偏遠地區的老師能夠依靠網絡隨時進行教學交流，教學演示，教學比賽，教學合作，這將有利于教學資源的均衡化。

1、2對于學生的影響

1、2、1對于學生學習方式的影響。傳統的學習，多數學生是通過簡單的自學，或者沒有自學這個過程，光靠老師在課上40分鐘的講解和自己做作業來進行學習。但是隨著科學的進步，借助一些先進的信息技術，學生能夠通過網絡隨時隨地向自己的課任老師進行提問來解決問題，或者也可以通過網絡搜索自己的疑問，甚至可以通過網絡向其他老師提問最終達到解決問題、學習新知識的目的。這種學習方式就打破了課堂的限制和一個老師對多個學生的模式，能夠讓每個學生都享受教學資源。同時也能夠通過網絡讓老師了解學生的學習情況和方法，理解學生的個性特點并督促、指導學生的學習。

1、2、2對于學生的測評方式的影響。傳統的學生的測評方式主要是通過紙質的考試來量化學生的學習情況，但是考試的方式一方面取決于學生對基礎知識的認識、識記、理解、應用能力，另一方面還取決于學生的學習興趣、考試時的心理狀態，還可能學生感興趣的點與老師認為重點地知識點不是同一個，所以單憑一次紙質的測評是不能客觀而全面的評價我們的學生，也不利于學生的終身發展。如果合理的利用現代信息技術組織測評，比如除了量化的測試以外。老師還可以依據學生的興趣，布置一些真正鍛煉學生，發現學生能力，激發學生創造力的形式多樣的測試，同時通過網絡平臺給學生一個展示的機會，讓更多的人給與意見以便學生更好的成長。

二、實施現代信息技術的缺點

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目前，新一輪課改正在全國范圍內展開。作為一名新教材的執行者，通過對新教材進行學習，我深刻認識到此次課改的及時性。此次英語課改的重點是：要改變應試教育中過分強調語法和詞匯的講解與傳授，取而代之的是交際英語對學生實際語言能力的培養。人文性與工具性的統一是此次英語課程標準修訂的最大亮點。

面對圍繞新課程標準編寫的新教材，很多教師認為知識簡單了，課堂上卻無所適從，學生的學習情況往往也只是浮在表面，口語表達和測試效果很差。通過新課程標準的培訓、學習，大部分教師轉變了理念，但心理上仍期待具體的模式和操作方法。其實任何一種教學方法和思想都有其產生和發展的土壤，機械地模仿和移植其效果必將差強人意。正所謂學無定法，教亦無定法。

英語作為一門語言學科，一個重要的目的就是培養學生的語言技能。下面就如何培養和提高學生的語言技能，提出幾點自己的拙見與同行共勉。

一、利用神秘感，體驗成就感，激發學生的學習興趣

我任教學校的七年級學生，以前從未接觸過英語，一開始面對英語總有一種好奇，充滿了神秘感。從心理學上講，這種好奇與神秘感并不是興趣，而是人與生俱來的一種天性，但它卻是興趣產生的原基物。對于一個英語初學者來說，在這種好奇心的推動下，急于想知道什么是英語？英語怎么說？如何用英語來描述身邊的事物，表達自己的愿望等。并且由于年齡特點，他們喜歡豐富多彩的活動形式。新教材（冀教版）的設計充分注意到了這些特點：版面采用了大量的圖畫，取材也大都來源于現實身邊；而且一改以往從字母教起的固定套路，第一課就滿足了新同學及老師之間如何用英語打招呼的需求；然后從同學們最熟悉的文具、顏色、服裝、食物、動物、上學、購物、天氣等逐漸切入；知識結構采用反復出現，逐步滲透，螺旋上升的方式，很自然地遵循了知識的形成和記憶規律；加之，新教材大量采用活動和歌曲的形式，從而豐富和活躍了學生們的學習生活。教者若充分把握這些特點，精心設計，就能使學生將陌生、抽象的英語變成現實和具體的語言，使他們在簡單的操作、運用中獲得成就感，逐步形成穩定的情感體驗、長久的學習興趣和積極的學習態度。

另外，新教材倡導跳出文本，講究資源共享。教者還可以充分利用身邊的有效資源調動學生的興趣和積極性。例如：教師可以要求學生平時收集一些英語方面的漫畫、剪報、說明書、包裝紙等，也可以根據課堂需要，或在一些特定的節日，要求學生準備一些自己的卡通、玩具，或動手制作賀卡等。另外，多媒體的利用也是一把“利劍”。興趣是最好的老師。這樣經過長期培養，學生就會利用興趣這種原動力，自信地參加語言活動，從而鍛煉和提高自己的語言技能。

二、注意把握好基礎知識與培養綜合語言運用能力的關系

新教材采用的是話題式編寫體意，偏重于交際口語。而口語恰恰就是實際語言能力的一個側面反映。口語靈活，也不規范，但并不是說語言基礎不重要了，不需要了。語言知識是表情達意的必須手段，是語言學習的中心，是英語教學的立足點。語言學習的最終目標是交際，而要具備交際能力必須先獲得語言能力。離開了語言基礎知識的傳授，培養語言運用能力只能是一句空話。另一方面，學生成就感的獲得在一定程度上不僅取決于學生獲得知識的質量和參與語言活動的能力，而且需要一定的語言知識和技能作支撐。

例如：1、語音Pronunciation，就需要天天練，但并不是簡單地把48個國際音標反復重復，而是要利用“復讀”原理，融合到具體的“Drill”和“Games”中，同時結合聽說訓練，這樣才能習得純正的發音。2、語法Grammar，，按新教材要求不單獨、具體、分類教，但每節課都有，可以采用小課堂加以介紹、歸納和練習。有這樣一個比喻說得很妙：“語法是藥品，不是食品。”　3、詞匯Vocabulary，它是構成句子和文章的基本單元，可以通過較直觀的實物、生動的圖畫、形體語言、教科書等介紹，利用《活動手冊》，句型操練、填補游戲、猜謎、默寫等活動復習。

三、創設有意義的情景，倡導學生體驗和參與

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根據有關專家的看法，現代農業生物技術的最新發展趨勢表現為：

研究成果商品化產業化進程加速。目前，農業生物技術作為一項高新技術產業在發達國家業已形成，并處于一個高速發展時期。有關專家預測，本世紀生物技術產品在國際貿易中的份額將達到10％以上，而現代農業生物技術又將占相當的比重。世界銀行下屬機構預測世界范圍內轉基因作物產業的交易額為2000年20億美元，2005年60億美元，2010年200億美元；國際農業生物技術應用機構（ISAAA）的預測則分別為30億美元、80億美元和280億美元。

研究方式集約化、規模化明顯。在政府以及公共機構對現代農業生物技術進行投資研究的同時，眾多私有企業也開始注意到這一領域將是繼計算機和網絡技術之后的又一個潛力巨大的經濟增長點，私人公司已逐步成為農業生物技術的研究主體。以美國為例，民營機構1992年對這一領域的投資為5．95億美元，而1999年則達到15億美元。與此同時，世界范圍內出現了生物技術企業領域的兼并和收購狂潮，并購金額從1997年的12．37億美元陡然升至1999年的138億美元。一些資產過百億美元的巨型跨國公司由此形成，過去分散的研究基地也隨之向集中化規模化發展。

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1.生物技術概論：生物技術概論生物技術是現代生物學發展及其與相關學科交差融和的產物，以DNA重組為核心的生物技術基因工程，融合了其他相關技術，涉及的領域有細胞工程、生化工程以及微生物工程等。運用生物科學技術可以利用生物體來生產制造產品。盡管生物技術在七十年代才被正式提出，但是遠古時代的神農氏卻早已將植物應用到醫藥上面。雖然那時沒有生物技術的概念，但生物技術卻已經滲透到人們的日常生活之中。

一直以來，我國都把生物技術作為重要的科研項目，以促進生物技術產業的快速發展。與此同時，國家和政府都花費大量心血投入到生物技術當中。因此，我國在生物技術產業方面取得了巨大的效益，更值得驕傲的是能夠獲得產品的知識產權。通過轉基因工程將某些具有內在聯系的新基因組合在一起，使新表達系統能夠運用更廣泛。利用新基因生產的數十種藥物已經成功地應用到醫藥產業之中。轉基因雜交水稻、棉花、番茄等等轉基因技術嫻熟，已經進入市場，實現了生物技術產業生產的目的。

動植物新品種、基因治療和蛋白質以糧食增產和藥物產業發展為核心目的，并通過深入的研究開發，為高技術生物產業的誕生打下了堅實的基礎，并推動了我國轉基因發展的前進腳步。

2.生物基因工程行業發展現狀：首先，隨著生物工程技術的迅速發展、不斷地成熟和完善，涉及的產業領域也越來越廣。自我國生物技術發展以來，通過轉基因生產的產品銷售產值呈不斷上漲的趨勢。從80年代到2000年，平均每年增長33.58%。

其次，生物技術產業取得了重大成就。隨著科學技術地不斷進步，技術對人類的影響也日益重要。生物信息學、轉基因技術、克隆技術、基因治療與細胞治療等生物技術，不僅有利于改進產品，對人類生命安全也起著重要作用。

最后，生物技術企業持續斷發展并逐步壯大。科學技術在產業生產中無疑是最核心的有利武器，而生物技術的發展趨勢良好，而具有更廣闊的發展空間。很多企業便抓住契機，開始從事生物技術產品的研究和開發。生物技術的企業規模不斷壯大，企業之間的競爭也越來越激烈，從容觀上促使企業改進生產技術。從而推動生物技術地不斷發展。

3.生物技術產業發展存在的不足：首先，我國生物技術的發展受儀器和設備的限制，技術還不夠完善，而且缺乏獨立研發和開拓市場的能力，無法僅依靠自主的能力開發新產品而獲得知識產權。而發達國家不僅科學技術發達，而且有充足的設備及所需的產業生產條件。目前，我國最重要的問題是如何提高企業的產業化能了。我國只有將研發成果轉變成實際的生產力，才能從本質上提高產業化的能力。

其次，投入過少，無法提高更廣闊的投入渠道。生物技術產業是新興的高收益產業，但存在著各種風險。要取得高收益，必須高投入。所以，首要的問題是解決資金不足的問題。國家在投資生物技術生產的同時需要確保銀行貸款的可行性以及降低市場風險，為企業提供更多的資金渠道，同時政府應該為其提供優惠政策。目前，我國生物技術企業資本融通渠道只有五種，而且在某種程度上打擊了創業者的積極性。

最后，缺乏產業化技術人才，研發成果和產品不能互通。任何產業的發展都離不開技術人才，但是生物技術生產培養人才周期長，且優秀的人才大多選擇在國外發展，造成國內人才的匱乏。因此，實驗室很難生產出優質產品。

4.針對生物技術產業發展的現狀提出的策略：首先，健全和完善管理體制。必須依據其自身的發展狀況和其他各種因素綜合考慮而建立相關制度和體制，還應運用國家對企業的優惠政策，進行內部調整，從而使企業得到最優的發展狀態。在我國生物技術企業缺乏人才、設備和技術的情況下，借用政府和市場的調節方法，增強企業內部的凝聚力，使個方面的優勢條件有效地結合，形成一個整體。此外，還應組織國家管理監督機構，在企業的生產運行中起督促的作用，并對企業的運營模式，提出合理的建議，并協助企業制定管理體制。

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一、前言

我國的生化工程學科是在20世紀80年代初開始建立的，20多年來我國經歷了將化工技術用生物技術和融合生物技術知識發展生化工程的2個階段。[1]生物技術服務的領域主要包括醫藥、農業、食品、化工、冶金、能源等方面。在與人類健康有關的重要領域，已能設計和制造臟器、診斷試劑以及治療藥物；在農業上，能夠制造獸藥，培養植物細胞、利用基因工程和細胞工程技術獲得抗病毒、抗蟲、抗除萎劑、抗凍、抗旱、抗鹽、保鮮、高蛋白、高養分的植物新品種和良種家禽、家畜；在化工方面，生產氨基酸、生物大分子及基本有機化工產品，如乙醇、丁醇、丙酮等，利用基因工程技術和細胞融合得到高產工程菌，為化工生產提供高效、低成本的新途徑；另外在“三廢”處理、低品位金屬提取、生物能源、煤的氣化和液化等方面都有不同進展。這些技術的豐富交叉引起了世界各國的強烈興趣，生物技術商品化的競爭已經到來。

二、生物技術定義

所謂生物技術，即為應用生命科學研究成果，以人們意志設計，對生物或生物的成分進行改造和利用的技術。現代生物技術綜合分子生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、胚胎學、免疫學、化學、物理學、信息學、計算機等多學科技術，可用于研究生命活動的規律和提品為社會服務等。20世紀30年代生物技術以發酵產品為主干，40年代抗生素工業成為生物技術產業的支柱產業，50年代氨基酸發酵和60年代酶制劑工程相繼出現，到70年代DNA重組技術使生物技術得到了突飛猛進的發展，并與信息技術、材料技術及能源技術共同構成了人類新的技術革命的基礎。[2]

生物技術是現代生物學發展及其與相關學科交差融和的產物，其核心是以DNA重組技術為中心的基因工程，還包括微生物工程、生化工程、細胞工程及生物制品等領域。

三、生物技術的發展現狀

近些年來，以基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程為代表的現代生物技術發展迅猛，并日益影響和改變著人們的生產和生活方式。所謂生物技術（Biotechnology）是指“用活的生物體（或生物體的物質）來改進產品、改良植物和動物，或為特殊用途而培養微生物的技術”。生物工程則是生物技術的統稱，是指運用生物化學、分子生物學、微生物學、遺傳學等原理與生化工程相結合，來改造或重新創造設計細胞的遺傳物質、培育出新品種，以工業規模利用現有生物體系，以生物化學過程來制造工業產品。簡言之，就是將活的生物體、生命體系或生命過程產業化的過程。

鑒于世界上技術先進，經濟發達國家對生物技術的高度重視，面對世界新技術革命的挑戰，我國“863”高科技發展計劃把發展生物技術放在首位，結合我國國情，以解決發展我國農業、醫藥中存在的關鍵技術為重點，確定了三個主題：一是高產優質抗逆的動植物新品種、二是新型藥物、疫苗和基因治療、三是蛋白質工程。

四、生物技術的發展趨勢

（一）生物技術在農業中的發展趨勢

充分利用我國豐富的和特有的遺傳資源，分離克隆有自主知識產權的基因和基因工程品種已刻不容緩，以期在以“基因”為核心的生物技術產業中取得主動。實現單基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的轉移。重視轉基因植物的環境安全性評估，借鑒國外的成功經驗，防止轉基因植物危害的發生與蔓延。隨著基因組時代向后基因組時代的過渡，研究重心已經從揭示生命的所有遺傳信息轉移到整體水平上對生物功能的研究。因此，在整體水平上研究細胞內蛋白質的組成及其活動規律的蛋白質學的發展和成熟，必將與基因組研究互相補充，給農業生物技術帶來革命性改變。建立一支專門的農業生物技術隊伍，尤其是基因工程專業隊伍，杜絕一哄而上，避免人財物的無謂浪費，把有限的資金用在刀刃上。

（二）生物技術在環境中的發展趨勢

在污染的處理過程中，傳統的物理或化學處理方法常伴隨二次污染，且運行費用高，處理問題單一而微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性，并可將其作為代謝底物降解和轉化因此，生物處理具有效果好、運行費用低、無二次污染等優勢，是保障可持續發展的一項最有力的技術措施。[3]

生物技術的發展趨勢將朝著傳統技術的改良、與其他污染處理手段相結合和與現代高新技術相結合等方向發展，研究高效快速的工藝流程。

（三）生物技術在工業中的發展趨勢

工業生物技術的新崛起有兩個巨大的推動力，即社會強烈需求和生物技術的進步。人類社會發展迫切需要解決的問題是資源、能源、人口、環境問題.隨著生物技術突破性進展，使得人類可以設計和構建新一代的工業生物技術，可高效快速地將各類可再生生物質資源轉化為新的資源和能源。工業生物技術在生物能源、生物材料以及生物質資源化方面發揮著重要作用。其中生物能源、生物材料、生物質資源化等都是現在以及將來發展的重中之重。

四、結語

生物技術是2l世紀改變人們生活方式最重要的科技手段。發展生物技術，實現產業化，將為國民經濟培育新的增長點。大力發展生物技術和生物技術產業，需要有高水平的專業技術人才，只有高水平的專業技術人才才能掌握現代生物技術，為實現和發展生物技術產業作出應有的貢獻。

參考文獻：

[1]歐陽藩.生物技術發展現狀及發展戰略[J].現代化工，2004（6）：1-7.

[2]瞿禮嘉，顧紅雅，胡蘋等.現代生物技術導論[M].北京：高等教育出版社，1998.

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一、引言

1917年匈牙利工程師K.Ereky首次使用“生物技術”這一名詞時，其原意是指用甜菜作為飼料進行大規模養豬，即把生物原料轉變成產品。

1982年國際經濟合作及發展組織提出的生物技術定義為：“生物技術是應用自然科學及工程學原理，依靠生物作用劑的作用將物料加工以提供提品為社會服務的技術”。這里所謂的“生物作用劑”是指酶，整體細胞或生物體，一般也稱生物催化劑。1997年加拿大提出的定義：“生物技術是指自然或人工狀態下，直接或間接地將科學和工程學方法應用魚有機體的活體或部分組織，以實現對生產和服務過程進行創新或改進現狀的目的”。2001年美國認為：生物技術是應用分子和生物細胞的工藝來解決問題、進行研究、生產產品并提供服務。

總之，生物技術是一門多學科、綜合性的技術科學，最終目的是建立生產過程或為社會服務。其中涉及到的學科包括生物學、化學、工程學、醫學、藥學和農學等。

二、生物技術在食品工業的應用

應用于食品工業的主要生物技術包括基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程4個方面內容。

基因工程又稱為DNA重組技術，是以分子遺傳學為理論基礎，以分子生物學和微生物學的現代方法為手段，將不同來源的基因按預先設計的藍圖，在體外構建雜種DNA分子，然后導入活細胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產新產品。它是現代生物技術的核心內容，可以將此技術應用于食品包裝、食品保藏、貯運等中，以改變包裝材料，降低生產成本；延長食物的貯藏期，改變傳統的貯運方式。如通過轉基因技術生產的延熟番茄，主要通過乙烯合成途徑調控，抑制乙烯合成，從而達到延遲成熟、耐貯藏的目的。

細胞工程是指應用現代細胞生物學、發育生物學、遺傳學和分子生物學的理論與方法，按照人們的需要和設計，在細胞水平上的遺傳操作，重組細胞的結構和內含物，以改變生物的結構和功能，即通過細胞融合、核質移植、染色體或基因移植以及組織和細胞培養等方法，快速繁殖和培養出人們所需要的新物種的生物工程技術。細胞工程作為科學研究的一種手段，已經滲入到生物工程的各個方面，成為必不可少的配套技術。在食品等領域中，細胞工程正在為人類做出巨大的貢獻。羅自生等報道，在搖床轉速160r/min、pH為4.5、溫度為25℃時，固定化醋酸桿菌細胞能有效地脫除柑桔汁中由檸堿所引起的苦味，并且固定化細胞的熱穩定性比游離細胞好。

酶工程是生物技術的一個重要組成部分，指在一定的生物反應器內，利用酶的催化作用，進行物質轉化的技術，可應用于食品生產過程中物質的轉化，如纖維素酶在果汁生產、蔬菜汁生產、速溶茶生產、醬油釀造、制酒等食品工業中應用。

發酵工程是生物工程技術的重要組成部分，是生物技術產業的重要環節，是通過現代工程技術手段，利用微生物的某種特定功能，產生有用的物質或使微生物直接參與控制某些生產過程的技術。人們熟知的利用酵母菌發酵制造啤酒、果酒、工業酒精；利用乳酸菌發酵制造奶酪和酸牛奶等都是這方面的例子。隨著科學技術的進步，發酵技術也有了很大的發展，并且已經進入能夠人為控制和改造微生物，使這些微生物為人類生產產品的現酵工程階段。現酵工程作為現代生物技術的一個重要組成部分，具有廣闊的應用前景。

三、當今中國的前沿生物技術

在納米藥物載體、納米生物材料、納米生物傳感器等的研究和應用方面取得了重要的進展。多項高靶向、緩解納米以藥制劑進入臨床研究。3項納米藥物制劑完成臨床前研究，已經申報臨床批件的納米藥物制劑。自主研發了多項納米生物材料產品，主要包括膽道支架、骨修復用納米生物材料、心血管修復用納米生物材料等。在納米生物器件研發方面也取得了重大突破。

DNA受損細胞自我清除的內在機理研究取得種重要進展；在抗病毒天然免疫信號轉導分子機制領域取得重要原創新突破；在神經營養因子和受體復合物結構研究方面取得重要進展；高發及突發傳染病重要病原微生物蛋白質三維結構研究取得重大突破。

癌癥基因組研究發現多個潛在的藥物靶點；全基因組功能區DNA甲基化監測方法大幅度降低成本；開發出新一代磷酸化多肽高選擇性富集技術；蛋白質相互作用技術研究取得重大進展；建立了先進的時間分辨免疫學檢測技術平臺及抗體制備平臺技術。

開發蛋白質鑒定軟件性能達到世界先進水平。中國科學院計算機技術研究所對一系列質譜數據分析和蛋白質及其修飾鑒定核心算法研究，實現了多種蛋白質庫檢索關鍵技術，在此基礎上開發了穩定可靠的蛋白質鑒定軟件PFind單機版和并行版。

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現代生物技術的迅猛發展,成就非凡,推動著科學的進步,促進著經濟的發展,改變著人類的生活與思維,影響著人類社會的發展進程。現代生物技術的成果越來越廣泛地應用于醫藥、食品、能源、化工、輕工和環境保護等諸多領域。生物技術是21世紀高新技術革命的核心內容,具有巨大的經濟效益及潛在的生產力。專家預測,到2010～2020年,生物技術產業將逐步成為世界經濟體系的支柱產業之一。生物技術是以生命科學為基礎,利用生物機體、生物系統創造新物種,并與工程原理相結合加工生產生物制品的綜合性科學技術。現代生物技術則包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等領域。在我國的食品工業中,生物技術工業化產品占有相當大的比重;近年,酒類和新型發酵產品以及釀造產品的產值占食品工業總產值的17%。現代生物技術在食品發酵領域中有廣闊市場和發展前景,本文主要闡述現代生物技術在食品發酵生產中的應用。

一、基因工程技術在食品發酵生產中的應用

基因工程技術是現代生物技術的核心內容,采用類似工程設計的方法,按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進行剪切、組合、拼接,再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞,進行無性繁殖,并使目的基因在受體細胞中高速表達,產生出人類所需要的產品或組建成新的生物類型。

發酵工業的關鍵是優良菌株的獲取,除選用常用的誘變、雜交和原生質體融合等傳統方法外,還可與基因工程結合,進行改造生產菌種。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。將優良酶基因轉入面包酵母菌中后,其含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖的含量比普通面包酵母顯著提高,面包加工中產生二氧化碳氣體量提高,應用改良后的酵母菌種可生產出膨潤松軟的面包。

(二)改良釀酒酵母菌的性能

利用基因工程技術培育出新的釀酒酵母菌株,用以改進傳統的釀酒工藝,并使之多樣化。采用基因工程技術將大麥中的淀粉酶基因轉入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉發酵,使生產流程縮短,工序簡化,革新啤酒生產工藝。目前,已成功地選育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜殺啤酒酵母菌株,提高生香物質含量的啤酒酵母菌株。

(三)改良乳酸菌發酵劑的性能

乳酸菌是一類能代謝產生乳酸,降低發酵產品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達系統分為組成型表達和受控表達兩種類型,其中受控表達系統包括糖誘導系統、Nisin誘導系統、pH誘導系統和噬菌體衍生系統。相對于乳酸乳球菌和嗜熱鏈球菌而言,德氏乳桿菌的基因研究比較缺乏,但是已經發現質粒pN42和PJBL2用于構建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發現乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復制的轉座子,第二種方法是依賴于克隆的基因組DN斷和染色體上的同源部位的重組整合而獲得。通過基因工程得到的乳酸菌發酵劑具有優良的發酵性能,產雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。

二、細胞工程技術在食品發酵生產中的應用

細胞工程是生物工程主要組成之一,出現于20世紀70年代末至80年代初,是在細胞水平上改變細胞的遺傳特性或通過大規模細胞培養以獲得人們所需物質的技術過程。細胞工程主要有細胞培養、細胞融合及細胞代謝物的生產等。細胞融合是在外力(誘導劑或促融劑)作用下,使兩個或兩個以上的異源(種、屬間)細胞或原生質體相互接觸,從而發生膜融合、胞質融合和核融合并形成雜種細胞的現象。細胞融合技術是一種改良微生物發酵菌種的有效方法,主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產物的產量、使菌種獲得新的性狀、合成新產物等。與基因工程技術結合,使對遺傳物質進一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應用細胞融合技術使產生氨基酸的短桿菌雜交,獲得比原產量高3倍的賴氨酸產生菌和蘇氨酸高產新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交,分離子后代中個別菌株具有糖化和發酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術獲得了優良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前,微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間,不斷培育出用于各種領域的新菌種。

三、酶工程技術在食品發酵生產中的應用

酶是活細胞產生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊生物催化劑。酶工程是現代生物技術的一個重要組成部分,酶工程又稱酶反應技術,是在一定的生物反應器內,利用生物酶作為催化劑,使某些物質定向轉化的工藝技術,包括酶的研制與生產,酶和細胞或細胞器的固定化技術,酶分子的修飾改造,以及生物傳感器等。酶工程技術在發酵生產中主要用于兩個方面,一是用酶技術處理發酵原料,有利于發酵過程的進行。如啤酒釀制過程,主要原料麥芽的質量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時,會造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白質降解不足,從而減慢發酵速度,影響啤酒的風味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑,可補充麥芽中酶活力不足的缺陷,提高麥汁的可發酵度和麥汁糖化的組分,縮短糖化時間,減少麥皮中色素、單寧等不良雜質在糖化過程中浸出,從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發酵菌種的代謝產物,縮短發酵過程,促進發酵風味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風味的主要因素,是判斷啤酒成熟的主要指標。當啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時,就會產生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的,一般在啤酒發酵后期還原雙乙酰需要約5～10d的時間。崔進梅等報道,發酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可縮短發酵周期,減少雙乙酰含量。

四、小結

在食品發酵生產中應用生物技術可以提高發酵劑的性能,縮短發酵周期,豐富發酵制品的種類。不僅提高了產品檔次和附加值,生產出符合不同消費者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工業的發展。隨著生化技術的日益發展,相信會開發出更多物美價廉的發酵制品,使生物加工技術在食品發酵工業中的應用更加廣泛。

參考文獻

[1]趙志華,岳田利等.現代生物技術在乳品工業中的應用研究[J].生物技術通報.2006,04:78-80.

[2]王春榮,王興國等.現代生物技術與食品工業[J].山東食品科技.2004,07:31.

篇（9）

現代生物技術的迅猛發展，成就非凡，推動著科學的進步，促進著經濟的發展，改變著人類的生活與思維，影響著人類社會的發展進程。現代生物技術的成果越來越廣泛地應用于醫藥、食品、能源、化工、輕工和環境保護等諸多領域。生物技術是21世紀高新技術革命的核心內容，具有巨大的經濟效益及潛在的生產力。專家預測，到2010～2020年，生物技術產業將逐步成為世界經濟體系的支柱產業之一。生物技術是以生命科學為基礎，利用生物機體、生物系統創造新物種，并與工程原理相結合加工生產生物制品的綜合性科學技術。現代生物技術則包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等領域。在我國的食品工業中，生物技術工業化產品占有相當大的比重;近年，酒類和新型發酵產品以及釀造產品的產值占食品工業總產值的17%。現代生物技術在食品發酵領域中有廣闊市場和發展前景，本文主要闡述現代生物技術在食品發酵生產中的應用。

一、基因工程技術在食品發酵生產中的應用

基因工程技術是現代生物技術的核心內容，采用類似工程設計的方法，按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進行剪切、組合、拼接，再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞，進行無性繁殖，并使目的基因在受體細胞中高速表達，產生出人類所需要的產品或組建成新的生物類型。

發酵工業的關鍵是優良菌株的獲取，除選用常用的誘變、雜交和原生質體融合等傳統方法外，還可與基因工程結合，進行改造生產菌種。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。將優良酶基因轉入面包酵母菌中后，其含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖的含量比普通面包酵母顯著提高，面包加工中產生二氧化碳氣體量提高，應用改良后的酵母菌種可生產出膨潤松軟的面包。

(二)改良釀酒酵母菌的性能

利用基因工程技術培育出新的釀酒酵母菌株，用以改進傳統的釀酒工藝，并使之多樣化。采用基因工程技術將大麥中的淀粉酶基因轉入啤酒酵母中后，即可直接利用淀粉發酵，使生產流程縮短，工序簡化，革新啤酒生產工藝。目前，已成功地選育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜殺啤酒酵母菌株，提高生香物質含量的啤酒酵母菌株。

(三) 改良乳酸菌發酵劑的性能

乳酸菌是一類能代謝產生乳酸，降低發酵產品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達系統分為組成型表達和受控表達兩種類型，其中受控表達系統包括糖誘導系統、Nisin誘導系統、pH 誘導系統和噬菌體衍生系統。相對于乳酸乳球菌和嗜熱鏈球菌而言，德氏乳桿菌的基因研究比較缺乏，但是已經發現質粒pN42和PJBL2用于構建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發現乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復制的轉座子，第二種方法是依賴于克隆的基因組DNA 片斷和染色體上的同源部位的重組整合而獲得。通過基因工程得到的乳酸菌發酵劑具有優良的發酵性能，產雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。

二、細胞工程技術在食品發酵生產中的應用

細胞工程是生物工程主要組成之一，出現于20世紀70年代末至80 年代初，是在細胞水平上改變細胞的遺傳特性或通過大規模細胞培養以獲得人們所需物質的技術過程。細胞工程主要有細胞培養、細胞融合及細胞代謝物的生產等。細胞融合是在外力(誘導劑或促融劑)作用下，使兩個或兩個以上的異源(種、屬間) 細胞或原生質體相互接觸，從而發生膜融合、胞質融合和核融合并形成雜種細胞的現象。細胞融合技術是一種改良微生物發酵菌種的有效方法，主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產物的產量、使菌種獲得新的性狀、合成新產物等。與基因工程技術結合，使對遺傳物質進一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應用細胞融合技術使產生氨基酸的短桿菌雜交，獲得比原產量高3倍的賴氨酸產生菌和蘇氨酸高產新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交，分離子后代中個別菌株具有糖化和發酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術獲得了優良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前，微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間，不斷培育出用于各種領域的新菌種。

三、酶工程技術在食品發酵生產中的應用

酶是活細胞產生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊生物催化劑。酶工程是現代生物技術的一個重要組成部分，酶工程又稱酶反應技術，是在一定的生物反應器內，利用生物酶作為催化劑，使某些物質定向轉化的工藝技術，包括酶的研制與生產，酶和細胞或細胞器的固定化技術，酶分子的修飾改造，以及生物傳感器等。酶工程技術在發酵生產中主要用于兩個方面，一是用酶技術處理發酵原料，有利于發酵過程的進行。如啤酒釀制過程，主要原料麥芽的質量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時，會造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足，使糖化不充分、蛋白質降解不足，從而減慢發酵速度，影響啤酒的風味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑，可補充麥芽中酶活力不足的缺陷，提高麥汁的可發酵度和麥汁糖化的組分，縮短糖化時間，減少麥皮中色素、單寧等不良雜質在糖化過程中浸出，從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發酵菌種的代謝產物，縮短發酵過程，促進發酵風味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風味的主要因素，是判斷啤酒成熟的主要指標。當啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時，就會產生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的，一般在啤酒發酵后期還原雙乙酰需要約5～10d 的時間。崔進梅等報道，發酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮，可縮短發酵周期，減少雙乙酰含量。

四、小結

在食品發酵生產中應用生物技術可以提高發酵劑的性能，縮短發酵周期，豐富發酵制品的種類。不僅提高了產品檔次和附加值，生產出符合不同消費者需要的保健制品，而且在有利于加速食品加工業的發展。隨著生化技術的日益發展，相信會開發出更多物美價廉的發酵制品，使生物加工技術在食品發酵工業中的應用更加廣泛。

參考文獻

[1]趙志華，岳田利等.現代生物技術在乳品工業中的應用研究[J].生物技術通報.2006，04:78-80.

[2]王春榮，王興國等.現代生物技術與食品工業[J].山東食品科技.2004，07:31.

篇（10）

現代生物技術發展趨勢

基因操作技術日新月異，不斷完善；轉基因植物和動物技術有重大突破；人類基因組研究促進了有重要價值新基因的分離、克隆以及開發應用；新技術、新方法通過商業渠道，出售專項技術或全套試劑，方興未艾。全世界每年授予的1萬多項專利技術中，有近l／3出自生物技術。

現代生物技術的基本特征是科學化、集約化、商品化、環保化和國際化，實現產業的社會、經濟和生態效益三統一。生物技術的研究、開發及其產業化發展將會引起世界產業結構的重大變化。

一、技術的進一步完善與發展

1.基因操作技術。為了生物技術的自身發展，以及推動其產業化進程，基因操作技術在不斷的完善與發展，其中包括基因合成、擴增技術、基因修飾技術、基因克隆技術、基因轉移技術和蛋白質工程等；新型表達載體或體系的研究中，轉基因植物和動物的相關技術有突破，動物乳腺反應器等新型的生物反應器在開發中；基因工程下游技術的發展，推動了技術集成和規模化生產；同時，作物育種和動植物品種改造相關聯的分子標記技術進一步推廣，以基因治療為核心的生物治療和診斷技術不斷完善和發展。英國克隆綿羊的成功使動物“克隆”技術出現了始料不及的突破，甚至引起世界恐慌，如何應用體細胞核移植是當今世界各國不得不高度重視的重大問題。

2.基因組學技術。人類基因組計劃是當代自然科學一項偉大的科學工程，進展甚速， 2003年完成人體全基因組遺傳圖、物理圖、轉錄圖的制作以及全部序列（30億堿基對）的測定。人體內總數約為8～10萬個的基因將全部定位，它們的分離、克隆以及結構與功能的研究全面展開。包括水稻基因組在內的模式生物基因組的研究也是該項計劃的組成部分。與此相適應的是，在DNA重組技術的基礎上進一步發展起基因組研究的系統技術（有人稱之“基因組學技術”），它融會了現代分子生物學、細胞生物學、分子遺傳學以及數學、物理學、計算機科學、信息科學等學科的理論和方法。正在成長中的基因組學及其系統技術將對21世紀生物技術的發展起著積極推動作用。具有重要的生物學功能的新基因以及疾病相關基因的分離和克隆，可直接用于基因工程產品的生產、基因治療或人類疾病發生機理的研究，并為創新藥物研制提供基礎。同時，以水稻基因組研究為核心發展起來的農作物重要性狀相關基因的分離、克隆以及結構與功能的研究將對農作物育種以及整個農業生產帶來革命性變化。

3.生物信息學技術。生物信息學是由生物學與數學、物理學、化學、計算機科學等諸多學科交叉發展而成的一門嶄新的學科。其研究內容主要包括生物體遺傳信息的“解讀”，生物大分子（蛋白質、核酸、多糖等）的結構模擬和分子設計，以及基于蛋白質和核酸結構基礎上的藥物設計；與此同時，要進行生物信息的收集、貯存、管理，創建生物信息分析的新技術、新方法，并開展相應的應用研究。它不僅對認識生物起源、遺傳、發育與進化的本質有科學意義，而且可為新基因的發現、為人類疾病的診斷和預防開辟全新的途徑，為動植物的物種改良提供堅實的理論基礎。

二、醫藥生物技術產業化進程突飛猛進

醫藥領域的生物技術的研究和開發一直處于領先地位，其產業化的進程甚快，已有近50種基因工程藥物、疫苗和其他生物制劑產品投放市場。銷售最好的是促紅細胞生成素（EPO）、粒細胞集落刺激因子（G－CSF）、生長激素、胰島素和溶栓藥t-PA等基因工程產品，EPO、G－CSF等產品在美國的年銷售額，每種可達十幾億美元以上。美國從事生物技術藥物研究、開發及產業化的公司約1300家，其中較大的生物制藥公司225家，工業投資達350億美元；日本約有800家公司從事生物技術藥物的研究與開發及產業化，已有14種產品投放市場。基因工程疫苗以乙肝病毒疫苗為主要產品，目前還注意發展針對艾滋病、腫瘤等治療用疫苗；單克隆抗體是生物技術藥物中數量最多的產品；基因治療由遺傳病轉向以腫瘤、心血管病和艾滋病等重大疾病為重點。

國際上普遍把醫藥領域作為發展生物技術產業的突破口，這是由醫藥生物技術在創新性及其經濟效益上的巨大潛力所決定的。發展基因工程藥物、疫苗以及開創全新的基因療法和診斷技術乃是主要方向，并且它是新藥研究和創制的重要支柱技術。生物技術藥物是一種高附加值產品，一個藥物的年銷售額就可能超過一個大型鋼鐵企業，所以，醫藥生物技術產業仍將是現代產業發展中最為活躍的領域，同時也是國際間知識產權競爭的主要領域。21世紀，它將成為國民經濟新的重要支柱。

三、農業生物技術市場大有進展，前景誘人

世界上進入田間試驗的轉基因植物已增至1500種，美國FDA相繼通過了棉花、玉米、西紅柿、馬鈴薯、大豆、南瓜等經生物技術改造的農作物品種安全性檢查，并頒發商品化許可證。Calgene研制的可長期貯存的轉基因西紅柿已投放市場，美國和澳大利亞已批準抗蟲轉基因棉花進入大田推廣應用。分別由 Ecogen和Crop Genetics研制的幾種生物殺蟲劑早在1994年已獲美國環境保護委員會批準。此外，農用生長激素、疫苗等產品開發也都取得可喜的成績。生物技術在培育高產、優質、抗病蟲、抗逆性能好的農作物、畜禽、魚類新品種中顯示出很大的潛力，其對未來農業發展至關重要。

鑒于世界性的糧食短缺，各國政府都已開始重點支持生物技術在農業中的應用。目前，國際水稻基因組圖譜和擬南芥菜基因組圖譜等研究已獲得重大突破，以植物基因組圖譜為基礎的農作物重要性狀基因的分離和克隆研究正在蓬勃興起。基因轉化已經在水稻、玉米、棉花、馬鈴薯、油菜、大豆和煙草等主要作物中獲得了成功。許多重要生產性狀，如抗病、抗蟲、抗逆、產量、品質及采后保鮮等都得到了明顯改善，大大提高了現代農業的技術含量和技術附加值。特別是分子標記輔助育種技術將會對21世紀農作物常規育種帶來革命性的突破。生物技術在農業中的應用將作為21世紀農業發展的主要生長點。

四、生物技術為治理環境污染提供了新途徑

在環境污染日趨嚴重的今天，世界各國已普遍接受“可持續發展”這個概念，并圍繞它制定和實施本國的環境保護及其相關的產業政策。可持續發展要求在保持經濟高速發展的同時，必須保護好人類賴以生存的環境。傳統的污染防治技術和手段，已遠遠不能滿足人類對生存環境的質量要求。生物技術是環境保護的理想和武器，在處理環境污染物方面具有高速度、高效率、低消耗、低成本、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優點，應用生物技術治理環境污染，已受到各國政府的高度重視。21世紀，生物技術將成為環境保護的關鍵技術之一。

五、經濟強國在生物技術發展領域競爭激烈

作為21世紀高新技術的核心，生物技術必將在最終解決人類糧食、健康和生存環境等重大問題上發揮獨特的作用。世界各主要經濟強國都把生物技術確定為21世紀經濟和科技發展的關鍵技術。美國在生物技術研究與開發方面一直處于領先地位，但近年來歐洲和日本等發達國家對其霸主地位提出了挑戰。部分發展中國家也十分重視生物技術的發展。

為加緊研究發展對策，美國國家科學和技術委員會從1992年起接連發表了題為《二十一世紀生物技術》、《二十一世紀生物技術：實現諾言》和《二十一世紀生物技術：新的方向》等發展戰略報告和藍皮書，指出生物技術在經歷了第一次浪潮（醫藥和保健領域）后，在繼續重視和推動第一次浪潮向縱深發展的基礎上，迎來了第二次浪潮，即重點發展：（1）農業生物技術；（2）環境生物技術；（3）生物制造和生物處理工藝及能源研究；（4）海洋生物技術研究。為此，除繼續重視醫藥生物技術外，政府將加大在農業、環保等其他領域的研究與開發力度，并在稅收、經費、專利保護期等方面制定了特殊優惠政策，以加快生物技術的研究和發展。

歐洲和日本等國紛紛制定21世紀生物技術發展戰略。日本雖然起步較晚，但發展迅速，不僅引起西歐諸國的恐慌，也造成美國的嚴重不安。歐盟為協調和促進各成員國生物技術的研究和開發，從整體上與美、日等發達國家抗衡，專門成立了生物技術委員會，把生物技術作為未來科技發展的重點。韓國聲稱要在所有高技術領域全面發展，計劃21世紀爭取進入世界十大科技先進國家之列。印度政府專門成立了生物技術部，全面協調生物技術的研究、開發與產業化。

中國現代生物技術的發展與對策

自20世紀70年代末80年代初開始、特別是在863計劃把現代生物技術作為關鍵領域以來，我國政府高度重視這一技術的研究、開發和利用。十余年來，已經在農林牧漁、醫藥衛生等許多方面取得了令人矚目的成就，并產生了顯著的經濟效益和社會效益。

一、我國生物技術產業化的成績

兩系法水稻雜交優勢利用是我國的首創，取得了舉世矚目的成就。兩系法品種間和亞種間雜交稻的累計示范試種面積已近 1000萬畝（截至 1997年底），一般增產10％～15％，為進一步大規模的推廣應用創造了條件。

抗蟲棉研究完成了五種抗蟲基因的分離和克隆，獲得了一批適用于我國長江流域和華北棉區大面積應用的轉基因棉花株系，進入一定規模的試種示范；抗病小麥生物技術育種有所創新；農業重組微生物的應用，效果突出；轉基因動物研究培育出來的生長激素轉基因豬和轉基因鯉魚、鯽魚新品種，正在中試開發。我國水稻基因組研究已取得突破性進展，在物理圖譜方面居世界領先地位。

醫藥生物技術產品的研究、開發和產業化已初具規模。我國研制的哺乳動物細胞基因工程乙肝疫苗于1992年獲國家批準投放市場，它已逐步替代傳統的血源疫苗。幾年來，我國城鎮嬰兒的乙肝帶毒率有大幅度下降；包括我國創制的一類新藥――重組人alb型干擾素在內，已有七種高技術藥物先后經國家批準，投放市場，其中國家一類新藥兩種；G－CSF等十幾種基因工程多肽藥物正在臨床Ⅰ、Ⅱ期試驗；還有幾十種產品處于中試開發或實驗室階段工作。B型血友病IX因子基因治療在國際上屬首例報導；應用皰疹病毒胸苷激酶基因治療惡性腦膠質細胞瘤工作已完成臨床Ⅰ期試驗。

863計劃實施十余年來，初具規模的我國生物技術產業，已開始對國民經濟和社會發展產生影響。就其學術水平和開發水平，在亞洲地區名列前茅，而且，與發展中國家相比，也處于領先地位。然而，與發達國家相比，隨著他們步伐的加快和投資量的加大，我國在整體研究和開發水平，尤其是產業化的程度上仍有相當大的差距。

二、經濟和社會發展對現代生物技術的需求

發展生物技術對于解決我國13億人口的吃飯和醫療保障問題，減輕環境壓力具有十分重要的現實意義和深遠的戰略意義。

1.不斷滿足日益增長的糧食需要。

預計到2010年我國人口有可能超過14億，根據人口增長趨勢和當前的土地消耗率估計，到2010年我國人均擁有土地將少于0.07公頃。今后每年食物總供給與總需求的缺口大致為：糧食2200～2500萬噸，為保證人民基本生活水平逐年有所提高和滿足我國人民對糧食的需求，從現在開始到2015年，我國糧食總產量每5年必須增加 1000億斤。如何大幅度提高糧食產量是我國農業生產面臨的重要問題。

為滿足我國日益增長的糧食需求，保持農業生產可持續發展，必須加大高科技投入。應用現代生物技術培育高產、優質、抗病蟲和抗逆的農作物新品種，大幅度提高農作物產量和品質，提高常規育種的效率，逐步實現定向育種；設計和生產新一代高效、低毒、無污染，兼有防病殺蟲功能的微生物農藥，減少病、蟲對農作物造成的危害，間接提高農作物產量，大大減輕環境污染。

2.有效控制人口，提高全民族健康素質。

我國雖然是發展中國家，但疾病病種卻同時具有發展中國家和發達國家的特征，導致死亡率最高的是心腦血管病、惡性腫瘤、病毒性傳染病等疾病。我國僅肝炎病毒帶毒者就達2億人。心腦血管疾病、腫瘤和糖尿病患者數千萬人，以呆傻為主的遺傳病患者3000萬人；另外，過去已經控制的傳染病如肺結核等的發病率呈回升趨勢，性病和艾滋病的蔓延令人擔憂；血液制品污染狀況嚴重，已不能滿足人民健康和國防的需要。它們嚴重影響我國人民自身健康和勞動能力，也是我國經濟發展中的負擔和障礙。與此同時，我國的人口壓力越來越大，已成為制約國民經濟發展的重要因素。因此，有效地控制人口增長，提高全民族的素質已成為關系國計民生的大事。

當前，隨著國際競爭的日益加劇，我國傳統醫藥行業亟待更新改造，如何設計和生產新一代具有我國自己知識產權的新藥，已刻不容緩。生物技術產業的發展能大幅度減輕國家在衛生保健方面的負擔，對提高人民的健康水平、增強我國醫藥市場的競爭能力和國民經濟實力具有重要的推動作用。

3.大力治理污染，保護生存環境。

我國的環境污染問題十分突出。近年來，總體環境質量在下降，大氣污染物如二氧化硫、飄塵等的排放量仍在上升，廢水排放已超過400億噸／年，工業固體廢棄物6200萬噸/年，其中100萬噸直接排入河流。采用堿法造紙技術及濫用化學藥品、特別是殺蟲劑造成了大規模的水體和土壤污染，此外，有 60億噸未經處理的工業廢棄物堆放在室外，占地數萬公頃以上。總之，我國生態環境破壞嚴重，其治理和恢復已迫在眉睫。生物技術是解決環境污染如水污染（包括江河污染、工業廢水污染、生活廢水污染）、空氣污染（包括石油、煤廢氣污染）和農用塑料造成的“白色”污染等諸多問題的有效手段之一。

三、我國生物技術產業化面臨的挑戰

開發一個生物技術新型藥物，要經歷一個較長的周期，且耗資巨大；即使是形成了產品，對其療效和副作用仍有很大考驗，存在著很大風險；在農業上，要真正培育出高產、優質和抗逆性能好、有推廣價值的新品種，過程是很艱難的。在當前激烈的國際競爭中，我們面臨的風險和挑戰更多：

1.專利和知識產權的威脅。目前研制和開發的醫藥產品，有大部分是引進國外已有或正在開發的產品，屬于仿制和拷貝之列，處理不當有可能發生國際糾紛；

2.基礎研究整體力量薄弱，潛在的、擁有我國自己知識產權的候選產品數量少，制約著我國生物技術及其產品的開發，以及在國際上的競爭能力；

3.國內產品開發存在嚴重的分散狀況，低水平重復的產品多，不能形成規模化生產；

4.下游工程技術和工藝的研究力量薄弱，產品開發能力低；

5.國家在實施對外開放政策的同時，目前尚缺乏在現有狀況下如何保護我國民族生物技術產業成長的相應政策和措施。

綜上所述，現代生物技術是典型的高新技術，其研究的最終目標是生產商業產品，即實現產業化。現代生物技術產業是技術密集型產業，需要高深專業知識，更需要善于市場開發；需要高的資金投入，還需要科學的經營管理。現代生物技術產業具有高風險、高回報的特點，要改變過去單一的國家投入機制，建立由中央、地方、企業、投資者共同參與的風險投資機制。為把握戰略機遇期大力發展我國生物技術產業化，提出如下建議：

在定位于現有863計劃的基礎上，以大幅度提高我國生物技術領域整體研究水平和開發能力為目標，使我國生物技術總體水平到2010年躋身于發達國家行列，某些方面處于世界領先地位。在農業、醫藥和環保等重要應用領域，形成具有相當規模的新興產業。

篇（11）

在生命科學技術蓬勃發展的今天，人類如何利用它為社會發展做貢獻和造福已成為社會生產工作重點，也是現代化制藥企業發展的核心關鍵。新世紀，面對肆虐的疾病，是否能夠剔除僥幸心理還是一種坦然的態度面對自然界中存在的一切風險已成為人類得以生存和發展的關鍵。而在近幾十年來，生物技術一直伴隨著人類文明的發展而發展，為人類生命健康默默無聞的服務著。就現階段的社會發展分析而言，生物技術無論是在過去還是在現在，都隨時的為人類發展創造著基礎和必然財富，成為人類生活中必不可缺少的技術項目之一。時至今日，生物制藥的迅猛發展為臨床醫學發展注入了強大的生命力，在疾病治療方面也取得了極大的效果。

一、生物技術概述

生物技術興起于上個世紀中期，是一門綜合性很強的技術學科。生物技術在目前的社會發展中，主要是通過結合先進的科學技術和生物理論為基礎來改變動植物體內的細胞與DNA，從而進行人工加工和提取的過程。生物技術的應用為人類社會的發展和醫療事業的開展注入了新的活力，同時也為傳統醫療技術的應用提出了新挑戰。傳統的生物技術本僅是一個加工的過程和服務行業，然而伴隨著各種科學技術的不斷發展，其逐步趨于培養新物種、開發新產品和探索新技術的過程。植物基因作為當前生物技術的重要環節，是醫療人員在工作中以植物作為主要的研究對象，從而利用植物細胞對相關的基因進行改造，從而提高動植物抵抗力，使其能夠在惡劣的環境中得以正常良好生長。

1、生物技術制藥技術的原理

生物制藥技術是利用先進的科學技術和理論知識來對各種微生物和微元素進行辨析和處理，從而提取出能夠預防和治療疾病的成分。制藥技術在目前社會發展中發揮著不可替代的重要作用，與人類的生存與發展息息相關，發揮著不可忽視的重要作用與意義。伴隨著國民經濟的發展與人民生活水平的提高，人們對各種藥物需求不斷增加，提高藥品質量和藥品的藥效已成為人類追求的主要重點。在制藥工作中，利用生物技術制藥已成為一種新技術，是提高工程施工措施和技術方式的主要途徑和方法。隨著近年來社會科學技術的不斷發展，以基因工程、微生物技術等多個方面為基礎的綜合性制藥措施和原理已成為現代化企業發展的核心觀念，隨著當前各種病菌的不斷變化和各種病狀的變動，傳統的醫療措施逐步無法滿足當前各種病癥的需求，因此在當前的制藥工作中不斷的對各種生物技術進行引進和利用，從而保障各類病菌能夠得到合理科學的解決。

2、生物制藥在我國的發展現狀

一直以來，生物技術就屬于一種高新技術產業，也是一種新型的社會科學技術之一，在當前的社會發展中，生物技術的應用與普及已成為社會發展的必然結果與趨勢。生物技術歸根究底，就是一種微生物技術，是通過在工作中對各種微生物進行分析和研究的過程。在生物工程應用與發展的過程中說白了就是采用先進的科學技術和設備對微生物的生活習性、生理機制等多個方面進行研究與分析。生物技術的發展歷程從最初到現在經歷了只有短短的幾十年，然而在這幾十年的發展中其幾乎是一種跨越式發展模式，同時其也離不開信息技術與計算機技術的大力支持與配合。就目前社會發展現狀分析而言，科學技術與信息技術是生物技術得以前進與應用的重要基礎。

就我國的生物技術分析而言，由于起步晚、起點低，同時還受到我國近現代國情與其他因素的制約與影響，使得其中還存在著較多的問題與難點。在我國的生物技術發展與應用中，更是只有短短的二十多年歷史，與歐美發達國家根本無法比擬，但就這短短的二十多年來，由于我國政府的大力支持，使得生物技術在應用中取得了良好的成績，以基因工程藥物為核心的研制、開發和產業化已經頗具規模。目前，隨著各種環境因素的不斷惡化，各種自然條件和氣候因素也在不斷的變化之中，使得當前各種病菌發生其遷移性的變化，造成人類健康的嚴重威脅，在這種背景之下，藥品的開發和研制已成為當前保證人們健康的重要手段和不可忽視的手段。

與世界先進國家的生物醫藥產業相比，我國生物醫藥產業還處于比較落后的狀態，但是國家和地方政府都在不斷加大對該產業的發展力度，從政策和資金等各方面不斷加大投入。當前，我國已將生物制藥作為經濟發展的重點建設行業和高新技術的支柱產業來發展。當前一些科技發達或經濟發達地區正在不斷建立國家級生物制藥產業基地，并初步形成了初具規模的生物醫藥產業集群，這對我國的生物醫藥產業發展起到了很好的帶動作用。總體而言，中國生物制藥產業未來充滿希望，前景看好，中國的生物制藥產業將呈繼續增長態勢。

二、生物制藥的前景與分析

生物制藥產業呈現集群式發展。產業集群發展具有明顯的發展優勢，能夠極大地促進產業的快速發展。生物制藥產業作為高科技產業，不僅需要在基礎設施、上下游配套產業等方面的支持，還需要同教育培訓、專業服務、技術轉移中心等相關服務組合在一起，方能發揮高效作用優勢。當前，我國在生物技術產業迅猛發展的浪潮推動下，經過多年的發展和市場競爭，加上政府不失時機地加以引導，我國生物技術、人才、資金密集的區域，已逐步形成了生物醫藥產業聚集區，由此形成了比較完善的生物醫藥產業鏈和產業集群。這些產業集群對于促進生物制藥產業的發展具有重要的作用，使得生物制藥整體產業鏈得到優化，在生產效率方面得到大幅提升。我國生物制藥產業以后仍會朝著這一方面快速發展，政府也將會加大投資力度、重點建設產業集群區，在基礎設施、配套服務業、研究開發、服務創新、教育培訓和風險投資等方面進行發展和創新，為生物制藥產業集群發展提供良好的發展環境。

生物醫藥技術向產業化推進。將生物醫藥技術從科研轉向產業化生產是科研的重要目的，只有將技術轉化為生產力，才能使得社會生活水平得到提升。我國生物醫藥技術當前很大一部分還停留在科研方面，并沒有有效地轉換為生產力，這不僅浪費了很多的資源，也使得我國的生產實踐跟不上研發，造成了生產的滯后狀況。生物醫藥技術向產業化推進要求企業通過委托外包策略，建立技術同盟，形成優勢互補，使得自身能夠專注于自身專長方面，從而能夠降低生產成本、提高競爭優勢。