生物技術與運用范文

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生物技術與運用

篇1

關鍵詞:生物學;教學裝備;轉變;學科角色

中圖分類號:G633.91文獻標志碼:A文章編號:1008-3561(2015)35-0096-01

作者簡介:李豫靖(1981-),河北遷安人,中學二級教師,從事生物教學與研究

如今的生物教學和傳統教學相比較,發生了翻天覆地的變化。主要體現在生物學科角色的轉變:休息科———副科———學科———探究性學科,以及教學技術裝備的不斷變化給生物課堂帶來的影響等,現闡述如下。

一、“休息科”:白紙黑字

從前,上生物課就是放松和休息,簡單說就是“休息科”的代名詞。從教材上看,也非常符合“休息科”的模式,每頁都是白紙黑字,教材上寫什么,老師就講什么,學生就勾什么,學生下課就背什么,背的內容就是考試內容。只要學生認真背,得高分輕而易舉。學習生物僅三個“教學設備”:一支粉筆、一塊黑板和一張嘴。教材內容簡單,教師教法單一。這樣學習生物學的優點是學生背了就會了,缺點是考完試就忘了,和沒有學過生物這門課一樣。

二、“副科”:掛圖、投影、錄像

后來,生物教材發生了很大變化,由三十二開紙變成了十六開,課本上不再只是白紙黑字,而是配了許多黑白圖片和小實驗,如:綠色開花植物、家兔、人體血液循環、植物的雙受精、花的結構等。教材內容比以前豐富了不少,但學生仍認為生物學是“副科”。為了提高課堂效率,學校購置了許多與教材內容配套的彩色掛圖,以便于教師應用于課堂,既吸引了學生的注意,又幫助學生理解了難點內容。電教設備最常用的是投影儀和電視機。在教學“血液循環”時,可以使用投影儀,教師用粗碳素筆寫好幾十張投影片,幫助學生理解心臟結構、血液循環路線。學校條件好一些的用電視機播放錄像,比如講“青春期”時,老師“羞”于講、學生聽了會臉紅,便可以用錄像把教學內容科學地呈現出來,比教師講解來得更形象、生動。這在一定程度上增強了學生對知識的理解和學習的興趣,更為教師的教學提供了方便。這樣學習生物學的優點是教學更加形象生動,易于學生理解和學習,缺點是當時理解不代表真正掌握了知識。

三、“學科”:多媒體技術

隨著社會的發展,人們對生物學科的認識更進了一步。現在的初中生物學什么?學生會回答:生物學是研究生物的形態特征、生理特點、進化等方面知識的基礎學科。在新課改的召喚下,生物教學更加重視直觀教學和動手操作,強調問題所處情境與學生的協作能力,倡導課堂上以學生為主體。教材不再是枯燥的白紙黑字,取而代之的是彩色圖片;課堂上不再是教師的一味講解,而是學生主動學習;教材不再只是簡單提出需要學生掌握的知識,而是設計了許多探究性實驗,要求學生動腦動手。這一切改變,都要求教師要充分準備、積極備課,想方設法將知識點變靜為動、化虛為實、變抽象為直觀。這時,多媒體的運用便應運而生。多媒體將圖、文、聲、像等素材按照一定的順序串連在一起,為課堂教學服務。目前課堂上應用最普遍的是CAI課件,它不僅彌補了投影、掛圖靜止不動的不足,也彌補了電視錄像講解不詳細、速度快的缺點。就拿“血液循環”一課來說,如果想讓學生敘述血液循環的路徑,以前就算教師講三遍,再讓學生對照掛圖重復一下,很多學生仍然說不出子丑寅卯。而現在,通過PPT課件和FLASH動畫來展示,心臟結構、血液循環路線清晰可見,做到了將難點問題簡單化,使學生更能深入地認識事物本質,突破教學重難點。另外,當前網絡普及率也很高,為教學帶來了很多實惠。比如教學“光合作用的原料”時,需要讓學生理解光合作用中釋放的氧是來源于水而不是二氧化碳,這個實驗需要用到氧的放射性同位素,所用的實驗設備較復雜,在初中生物實驗室里無法做。傳統教學中是利用靜態掛圖和教師講解來實現的,也即“講解實驗”,教學效果很不理想。現在,可以利用網絡資源,從教育資源庫中提取用計算機模擬的美國科學家普賓與卡門的實驗,展示的光合作用的過程是動態的,更好地模擬了水的光解和氧的產生過程,學生更易理解和接受,教學效果非常理想。

四、“探究性學科”:數字傳感器

數字傳感器,是一種非常先進的儀器,用于輔助生物教學,可以使教學如虎添翼。比如教學“植物的呼吸作用”時,有三個傳感器:氧氣、二氧化碳、溫度。往電腦上一插,數據出來將實驗前后一對比,難以理解的教學內容全然呈現,學生頓時了然于心,再也不必像傳統教學中教師苦口婆心地啰唆講解了。整個實驗過程,簡單易行,學生完全可以自己動手操作。可見,生物實驗再也不是神秘之舉,而變成了學生探究知識、展示自己的舞臺。

五、結束語

隨著經濟社會水平的迅速提高,現代教育技術裝備也促進了生物教學的不斷發展。在生物課堂教學中利用現代教育技術,可以更好地提高學生的學習興趣,使學生對知識的理解和記憶更強,拓寬了學生的思維,培養了學生的創新能力和探究能力,提高了學生的學習效率和綜合素質。

參考文獻:

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關鍵詞:生物教學 多媒體 優勢

初中生物本身就是一門解釋世界生命奇觀和本質的自然科學。單憑干巴巴的文字敘述,無法讓學生深切感知生命的動態和內含的魅力。隨著多媒體在我國各級各類教學中迅速普及和素質教育的開展,多媒體教學在生物這門學科上展示出常規教學不能及的優勢。多媒體教學就是將文字、圖像、圖形、動畫以及音頻和視頻等信息,有機結合并展示出來,為學生打開了充滿活力的生命世界, 提高了學生的學習興趣,促進了教學質量的提高, 為建立在課堂上培養學生觀察、記憶、分析、綜合、創新等能力并舉的模式奠定基礎。因此,在生物教學中多媒體在各個方面都表現出前所未有的優勢。

優勢一:直觀性強,可見度高

首先,利用多媒體教學,就可以將教師從網絡等媒體中搜集的圖像、動畫、聲音等資料在課堂中多樣化、動態化展示,通過技術處理,還可使圖形更準確清晰,并能擴大觀察范圍,提高觀察效果,解決了許多以往難以直接進行觀察的問題。如講尿的形成一節,整個顯示過程形象逼真,給同學以直觀的感受,使不易理解的教學難點輕松自如地解決。通過多媒體的幫助,大部分的同學能自己概括出尿液的整個形成過程,并能準確判斷尿液中如果出現紅細胞或者是大分子蛋白質的原因。從而激發學生的求知欲望,學生的觀察、分析和理解能力也就自然提高。

其次,初中生物學習中,有相當一部分內容都需要學生去觀察,然而枯燥的課本既無法提起學生的興趣,有的知識圖形又不能讓學生清楚地去觀察,從而就會引發學生對知識理解的不到位。然而,利用多媒體把這些內容制成課件、錄像等形式,增大了觀察的可見度,學生觀察起來就顯得相當容易。例如,在學習“傳粉、受精”一部分內容的時候,只憑教師的解說和書上的圖例是無法讓學生有深切領悟的,而且在生活中也無法看得到。這時,教師就可以將傳粉受精的過程制成動畫,讓學生掌握起來就達到事半功倍的效果。

優勢二: 容量大,節省時間和空間

常規教學手段中,教師的大量板書和學生的大量記錄,浪費了許多寶貴的時間,因而課堂始終停留在課本知識本位的講解上,在有限的時間內根本無法補充更多能夠讓學生擴展知識面的信息,但是多媒體在生物課堂的應用就可以在同一屏幕容納多個畫面,或將多個畫面在很短時間內快速展示,同時還可以將一些以往由于耗時太多、花費過高而無法演示的實驗在課件中設計并展示。如講血液這一部分內容時,在演示實驗中觀察血液中加入抗凝劑后的分層情況時,需要較長時間一般幾小時才能出現結果,即使出現結果,也往往不明顯。為了配合學生對現象的觀察,在進行實驗操作后,可用放像機將最后的結果和現象放給學生看。這樣不僅節約了課堂教學時間,而且結果也非常明顯。學生一看便認出:哪一層是血漿,哪一層是血細胞。在此試驗完成的基礎上,教師就可以利用節省出來的時間進行一些其他血液知識的講解,可以聯系生活實際講出一些例子,進一步加深學生對知識的掌握。再如,在講昆蟲一章中,可以利用多媒體課件展示多組昆蟲圖片,并播放《動物世界》錄像片段,這些最直接的感官刺激使學生在短時間內即可觀察出昆蟲與其他動物的區別,明確昆蟲的主要特征,并以濃厚的興趣進行更深入的學習。這樣同傳統教學相比,大大節約了時間和空間,使教學內容更充實,形式更多樣,有利于拓寬學生的知識面,擴展學生的思維空間,提高學習效率。

優勢三:能促進知識理解,提高學生興趣

多媒體課件可以多層次、多角度地將書本知識反映在教學中,使生物科學真正成為動態的生命科學,使課堂氛圍更輕松,更真實,更互動。例如,教師可以根據教學的需要,在課件中設置生動的動畫和優美的音樂,可以全方位地展現生命現象,將學生帶入一個寫實的世界。以《生物進化》一節中關于長頸鹿進化問題的教學為例,可利用多媒體播放相應場景,使學生看到在自然條件下長頸鹿進化的必然過程,引發了學生求知的強大興趣。在多媒體課件中還可以設置形象、直觀的問題情境,如我曾在講蒸騰作用一課時,就利用了多媒體來組織教學。課的開始,先用放像機放一段電視劇《少年特工》里小隊員在山頂用塑料袋在樹枝上取水的片斷,配以導語來問:為什么帶葉的樹枝會有這種“吐水”現象?瞬間,學生被深深地帶進了思考的海洋,為下面的教學做了不能不解釋的鋪墊。頓時讓一節課變得緊張有序,學生在耳濡目染中以極大的興趣將這節課的知識牢牢記在心間。

優勢四:便于對知識的概括和總結

知識具有連貫性和整體性,傳統教學中的總結和鞏固方法往往過于死板,利用多媒體教學,可以豐富和深化課堂教學內容,能用一張幻燈片以圖表、表格、動畫和錄像等的有機結合使一節課內容完整展現出來,在此基礎上,教師引導學生比較、概括和總結,根據所獲信息得出知識要點、難點,顯得輕而易舉。例如,在講《人的生殖》,這節時,總結生殖過程時利用多媒體的這些方法,讓學生一目了然,簡明易懂,一節課的內容化難為簡。與此同時,教師還有時間設置巧妙的習題,補充課外信息,能夠更大限度的對知識進行總結和鞏固。

總之,生物課程中那些抽象的或者是沒有條件看到或接觸到的內容,使用多媒體不僅能使生物知識具體化、形象化,還能加速和改善理解,還可以提高學生的興趣和注意力,大大提高了知識接受的效率。

參考文獻:

[1]孫永建.多媒體技術對生物教學過程的優化策略.中小學實驗與裝備,2005(1)

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關鍵詞:信息技術;高中生物;圖形建構;思路整合

1、信息技術在圖形建構教學思路整合中的作用

在生物教材中往往大量呈現各種的生物圖解,在試題中圖形題也是一個十分重要的題型,如何幫助學生能更好的理解和辨析生物圖解,提高辨圖的解題能力,是每位教師在教學中必須突破的瓶頸。

因此,在高中生物教學中,嘗試在信息技術(課件)的幫助下,讓學生能根據知識要點自主的構建出圖形,先由概念文段演變為圖形,再把圖形由淺變深,由深結合多個知識點而變廣,這樣,經過一步步的拓展,使學生能夠通過圖形建構把所學知識點聯系和貫通起來,構建出屬于自己的知識網絡系統,增強了學生對生物圖解的理解與辨析能力,提高了學生辨圖和解答圖形題的能力。

在學生自主建構圖形的過程中,是需要信息技術協助的。尤其是使用Powerpoint中“自定義動畫”的功能,能生動、形象地展示圖解的演變過程,使教學思路與學生構建形成統一的整體,對教學起了很重要的輔助作用。

2、信息技術與圖形建構教學思路的整合過程

2.1 總體思路整合

根據教學考綱要求,精心編制教學內容,形成清晰的教學思路。在圖形建構的教學中,嘗試讓學生能根據知識要點自主的構建出圖形,先由概念文段演變為圖形,再把圖形由淺變深,由深結合多個知識點而變廣,經過一步步的拓展,使學生能夠通過圖形建構把所學知識點聯系和貫通起來,構建出屬于自己的知識網絡系統。因此,在課件PPT的制作上,與教學思路整合進行編制。

2.2 概念演變為簡圖

首先,根據考綱要求明確本節的復習要點,通過課件演示投影在屏幕上,讓學生了解應該掌握的知識點。在引入概念時,在課件演示投影中直接呈現該概念文段。教師引導設問,指導學生抓住概念中的要點,并指導學生根據概念的要點畫出簡單圖示,課件演示投影中呈現,如圖1。簡圖把抽象的文段文字演變為更為直觀形象的圖解,使學生更易理解和識記。

2.3 簡圖演變為詳圖

在得到概念的簡圖后,進一步進行分析,如研究碳元素在無機環境和生物群落中往返循環的過程。在課件演示投影中呈現,教師引導學生回顧“碳循環”的知識要點。學生一一回顧要點后,教師提出問題:能否根據“碳循環”的要點,把概念簡圖演變為“碳循環”簡圖?給予學生足夠思考的時間,讓學生自主構建圖示,再在課件演示投影中呈現,如圖2。在碳循環簡圖中已包括碳循環過程的基礎知識要點,更便于學生在構建圖解的基礎上識記知識點。

在“碳循環”簡圖中,有一個缺陷是不能呈現出碳元素在生物群落中的傳遞,因此教師提問:是否能進一步完善該圖?教師引導學生根據碳循環簡圖進一步進行思考。根據思考的要點,讓學生自主的完善和構建碳循環的詳圖,課件動畫功能逐步演示呈現,如圖3。

2.4 詳圖再演變為廣圖

課件演示投影中呈現,P95賽達伯格湖能量流動圖解、P101碳循環模式圖,引導學生觀察課本圖解,物質循環和能量流動是生態系統的兩個重要功能,能否把碳循環詳圖進行進一步的拓展?學生經過初步分析和討論后,對兩副課本圖解有一定的辨析能力,為學生自主建構圖形墊下基礎。根據能量流動和物質循環的圖解和要點,指導學生嘗試把兩個功能的圖解進行整合。課件演示投影中呈現,用實線代表物質循環,用虛線代表能量流動,把生態系統的四個成分:無機環境、生產者、消費者和分解者聯系起來,課件動畫功能逐步演示呈現,如圖4。

圖形構建整合后,引導學生進行分析構建的圖形,如觀察圖中實線與虛線的變化:(1)在物質與能量進入生物群落和在生物群落中傳遞過程中,實線與虛線是平列進行的,說明物質循環和能量流動在該過程中同時進行、相互依存;(2)能量在生物群落中最終以熱能形式散失,熱能不再被生產者所利用,能量流動呈現單方向流動;而物質碳元素返回大氣,能再度被生產者所用,物質循環呈現循環流動。通過構建圖示,使學生對物質循環和能量流動兩者的聯系與區別有清晰的認識。

2.5信息技術輔助突破教學重難點 在信息技術的輔助下,通過一步步加深和拓展的構件圖形,像搭積木似的,由基礎概念和要點最終演變出深而廣的整合圖解。學生通過自主的一步步構建圖形,把各個知識要點聯系貫穿起來,能增強識記要點和理解圖示的能力,充分突破了教學的重難點。在這一圖形建構的教學中,信息技術PPT是起了十分重要的作用的。

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關鍵詞:我國;現代生物技術;發展趨勢

1現代生物技術在農業中的應用

現代生物技術在農業方面有著極廣的應用。典型的成功事例諸如袁隆平教授培育的雜交水稻,他是利用生物基因重組將高產水稻和抗病水稻的優點集于一身。當前應用較為廣泛的轉基因技術,極大的提高了糧食的產量,尤其是我國較為稀缺的蔬菜的產量產量有了顯著的提升。現代生物技術在農業中的應用也極大的豐富了農業種類,諸如新培育出的太空辣椒、轉基因黃金大米等一系列新物種。這些新物種的形成在很大程度上改變了大自然生存法則,也加速了物種之間基因的交流。另外,生物技術對于農業最偉大的想法是將植物的基因植入到動物體內,實現動物的光合作用,徹底解決人類的溫飽問題,但是這種設想還是停留在最初階段,但是隨著科學技術的發展,很可能在某一天轉換為現實。最后,農業是我國生物技術未來發展的一大趨勢,對于提高糧食產量,促進物種間基因交流有著十分深刻的現實意義。

2現代生物技術在工業中的應用

生物技術和工業看似沒有聯系,但是實際聯系較為廣泛。現代生物技術在工業中最廣泛的使用就是制藥生產線,通過生產線的紐帶將生物技術和工業緊密聯系在一起。其次;生物發電也是生物技術在未來發展的一大趨勢,生物質能發電已經成為今天電廠供電組成系統中的一部分,但是,生物發電迄今為止還是停留在理論階段,并沒有真正的試驗成功。但是隨著生物技術的不斷發展和對重大難題的不斷突破,終有一天生物發電也將變為現實。

3現代生物技術在醫療行業中的應用

生物技術在醫療方面的應用最廣,生活中也最為常見。從之前胰島素蛋白的生成,到現階段抗青素的制造,無一離不開生物技術而存在。在現代的醫療行業發展中,生物技術的存在極大的推動了現代醫學的發展,例如;先進的神經中樞替代技術,采用生物電位差原理有效的將人體的神經中樞替代,而正確的傳達神經信號,在人體出現神經中樞受損或者神經中樞疾病時,醫生完全可以借助現代生物技術用電位差原理將人體神經中樞有效代替,從而使患者身體康復。生物技術在醫療行業中更為先進但也飽受爭議的就是克隆技術,克隆技術的存在使世界上生物不用實現繁衍而產生下一代,克隆羊多利就是很好的一個證明。現在在醫學上克隆人體心臟,種植人體耳朵、人工受孕、DNA鑒定等,這種先進的生物技術打破了傳統的醫療體系,為我國醫學的發展打開了新的一扇門。

4現代生物技術在軍事中的應用

生物技術在軍事中的應用較為廣泛,從古老的帝國時代的造船是模仿魚的姿態,并將其體態擴大,建造出了無堅不摧的戰艦。現代高科技的雷達技術,是蝙蝠回聲定位技術的重要應用,對于世界各個國家的國防做出了重要貢獻。為了減少水的阻力,核潛艇設計借鑒了魚兒流線型的身姿,從而可以潛居世界海底。美國日本的千里眼監控,則借鑒了蒼蠅的眼睛結構設計。世界各國的軍事技術都離不開生物技術而存在,并且生物技術的存在極大的推動了世界軍事的前進步伐,為軍事發展做出了重要貢獻。但是,生物技術在軍事運用上也具有其兩面性。尤其是在戰爭中,生物技術的運用將對人體和世界和平產生極大的威脅,諸如細菌武器的應用。這種極端的生物技術在軍事上的發明,有效的增強了國家的戰斗力,但是這種有悖于道德的生物技術在軍事上的運用,將對人類乃是世界環境產生極大的危害,甚至是破壞生態環境。因此,生物技術在軍事運用上要發揮其優點回避其缺點,從而真正的將生物技術運用到軍事領域上來保衛世界和平而不是滅絕性的殺害。

結束語

現代生物技術有著較高的技術優勢,對我國社會進步有著重要影響。現代生物技術的發展趨勢受到社會各界的普遍關注。并且,現代生物技術對我國的農業、工業、醫療、軍事等行業都有著重要影響。分析我國現代生物技術的發展趨勢對生物技術的發展與我國社會的進步都有著重要意義。

參考文獻:

[1]趙錦芳,龍聰平,趙萌,王金華.應用型本科院校生物技術專業實踐教學體系的改革與探索[J].科教文匯(下旬刊).2015(08).

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關鍵詞:環境生物技術 污染治理 環境保護 發展前景

中圖分類號:X505 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)004-093-02

1 前言

環境污染問題是當前世界所面臨的四大難題之一,我國也將環保作為基本國策之一,主要應用于環境污染治理的環境生物技術也得到了與時俱進的發展。生物技術作為高新技術之一已經具有悠久的歷史,而由環境工程技術與現代生物技術相互結合所形成的新興學科即環境生物技術只是在上世紀末期才在歐美發達區域萌芽,但其能在短時期內得到飛速的發展,成為了兼具環境效益、經濟效益并能有效解決當前復雜環境污染問題的方式之一。環境生物技術的核心是微生物學的過程,其主要研究內容有:污染物微生物的降解技術、環境污染的監控技術、環境友好材料生物的合成技術、污染場地生物的監測技術以及固體廢物的強化處理技術等,因此環境生物技術是現代生物技術在環境污染治理、監控以及監測等環節之中的重要應用手段。筆者主要從污染水、廢氣與固體廢棄物的處理與凈化、生物監測技術以及化學農藥污染清除等方面論述環境生物技術研究進展,并探討其在相關方面的發展前景。

2 環境生物技術的研究進展

2.1 污水的凈化處理

現代污水凈化處理技術便是運用微生物的新陳代謝功能將污水凈化,目前主要有生物膜法、活性污泥法、厭氧生物處理法以及自然生物處理法等。污水之中的有毒成分十分復雜,其包括各種氰化物、酚類、有機磷、有機酸、重金屬、醇及醛等,微生物通過自身的活動可以促使污水之中的有毒物轉化為有益的無毒物,從而有效清除污水的毒害作用。固定化細胞與固定化酶技術是生物凈化污水的酶工程技術,微生物細胞是固定化酶反應器,運用制備固定化酶的方式把微生物細胞加以固定則可催化一系列生化反應;固定化酶則可通過化學鍵合法或者物理吸附法將水溶性酶與固態的不溶性載體相互融合,使酶成為保持催化活性但不溶于水的衍生物,因此固定化細胞與固定化酶可有效地對廢水之中的無機金屬毒物及有機污染物進行凈化處理。我國運用固定化細胞技術來降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉的凈化技術取得進展,對于 (LAS)100mg/L的污水降解率及酶活性保存率均處于90%以上。除此之外,美國從土壤中分離的厭氧菌能夠有效地將毒性較強的化合物轉化為乙醇及醋酸鹽等化工原料,還利用氰化物細菌來進收集水中的銅、鋅等重金屬,使水凈化之后得到循環利用。

2.2 廢氣的凈化處理

氣態污染物的生物凈化主要先有氣相到液相的轉換過程,再在液相中利用微生物對其進行吸附降解,而其纏上的代謝物則溶入液相、析出至空氣中或者成為細胞代謝能源或者細胞物質。近期來,生物技術對廢氣的凈化處理方法有將煤的物理選煤技術之一的浮選法與微生物處理技術相互結合,進而將黃鐵礦與煤進行分離而實現脫硫的目的。荷蘭與德國運用生物膜過濾器凈化含硫化氫的廢氣,控制率高達90%以上;捷克斯洛伐克于上世紀末在其北部的煤礦中用氧化亞鐵硫桿菌脫褐煤中硫,平均能夠脫去23.4%的有機硫以及78.5%的無機硫;美國運用CB1菌株能夠成功地脫離18%-47%的有機硫,都是生物技術研究進展中廢氣凈化處理的成功實例。

2.3 固體廢棄物生物處理技術

固體廢棄物主要來源于城市生活、農業生產以及污水處理后的剩余污泥。目前為止,固體廢棄物生物處理方式主要有掩埋、囤積、焚燒以及利用生物技術等,其中生物技術能夠將固體廢棄物進行資源化、無害化以及減量化的處理,培養微生物使廢渣轉化為含氨基酸及蛋白質的有益物質,從而使其變為有利于農田的改良土壤肥料。除此之外,微生物堆肥是一種可分為厭氧發酵法與需氧性堆制法的堆肥方法,厭氧發酵法包括高溫生物發酵法以及沼氣發酵法,主要是利用厭氧微生物造肥使得固體廢棄物無害化;需氧性堆制法是在通氣的條件下依靠需氧性微生物活動的高溫堆肥方式,例如設置堆肥工廠對城市垃圾廢料進行集中處理并使其在高溫環境之中進行發酵。

2.4 生物監測技術

傳統的環境生物技術的監測方法主要有:利用發光細菌快速地監測環境有毒有害物質、Ames實驗監測物質的致癌性及突變性、通過水中藻類生物種類數量的測定來進行物質的酶性監測以及水質監測以及利用糞便污染指數及細菌總數來對水質進行監測等。上述生物監測技術在檢驗的標準以及操作模式上已逐漸成熟,而隨著環境生物技術的不斷發展與進步,多種分子工具也被運用到生物的監測技術之中,主要有核酸探針、生物芯片與生物傳感器、生物免疫檢驗、病毒監測、PCR以及單細胞電泳等,這些監測方法具有靈敏、快速、試驗周期短以及特異性較強的優點,因此被廣泛應用于環境生物的監測技術之中。

3 環境生物技術的發展前景

3.1 完善環境污染治理

環境生物技術處理污染物的產物多數穩定持效、無毒無害,并且有效地避免了污染物的多次轉移,使得污染的資源得以重新利用并強化環境的自凈能力,因此環境生物技術以其效率高、速度快、成本低、消耗少以及無二次污染的優點成為了當今世界環保應用中最為廣泛及重要的技術。環境生物技術在污染治理方面的完善在初步階段已取得發展,但在深入工程階段還存在較大的進步空間,活性污泥法與生物膜法相互結合、厭氧與好癢工藝技術相結合的污水處理技術,無害無毒化的生產工藝以及完善高效的自動化系統是今后環境生物技術在污染治理方面的主要發展方向。除此之外,高活性脫硫菌種的研制與培養、微生物脫硫技術對廢氣處理的運用還需配合清潔生產技術的研究,并考慮到充分利用微生物降解產物的有效途徑,從而為人類生活提供更多能源。

3.2 加強生物檢測手段

隨著科技的發展進步,環境生物污染的檢測應向更全面、更快捷及更靈敏的方向發展,分子生物技術可以分析污染的來源、探索環境污染物質的轉化及降解規律以及檢測污染致突變的原因,其將在研制開發生物傳感器方面發揮強大的作用。生物傳感器可以有效地滿足對環境實際情況實施連續自動的需求,并可判斷環境污染發展的趨勢,從而盡早地采取預防措施。

3.3 與其它技術相結合

環境生物技術與其他科學技術之間的相互結合可有效地提升處理效率及增強處理效果,與此同時,電子計算機的使用也能為生物技術處理工藝實現自動化,還可有助于數學模擬研究的發展。例如將聲、光、電與生物處理技術相結合對有毒有害高濃度難降解的有機廢水進行處理可以取得良好效果,電化學的高級氧化、光催化氧化以及輻射分解等都是生物技術與其他技術之間相互整合開發的新型處理技術,而這些工藝與設備組合的模塊化轉變是環境生物技術發展的新方向。

4 結語

綜上所述,環境生物技術在自然界環境中發揮強大的凈化功能的同時,還對改善現時環境污染難題以及提升世界整體環境質量水平起到了不可或缺的作用。隨著當前世界經濟不斷的發展以及環境污染治理的需求,環境生物技術的成果已逐漸地滲透進產業化與商品化的發展之中,各國對生物技術在環境領域內的運用開展了規模巨大的科研活動,并成功地研究開發了諸多環境生物技術及其產品,并被廣泛地應用于各項環境污染治理問題之中。環境生物技術具有非常廣闊的市場前景,在未來的社會發展中將發揮出愈來愈重要的作用。

參考文獻:

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生物技術可以幫助培育養殖優良的品種,培育的品種具有較強的適應性和生產價值。飼養中對飼料要求不高,且抗病能力強,擁有較好的發展空間和飼養前景。基因資源在生物技術的幫助下可以實現改良和延續。利用生物技術對傳統的優勢品種進行分析與基因采樣,可以幫助對優良品種的優勢加以量化分析,促進優勢資源得以廣泛的應用。如利用雜交改善當地的禽畜品種,利用外地資源和本地資源的優勢結合來改善地方品種,一方面,改善了地方品種的生產劣勢,另一方面,促進了地方品種優勢的保留。

2開發飼料資源

畜牧業中飼料對于生產十分重要,生物技術的接入可以通過微觀量化分析來對飼料的成分和作用進行分析,為飼料的改良和應用提供重要的技術支持。生物技術在飼料領域的應用還可以幫助改善飼料中的營養成分,如,發酵飼料的應用。生物技術改變了傳統的飼料來源,使其降低成本,更可以幫助禽畜提高自身的抵抗力和適應性,以此降低發病率。如,在一些國家已經開始對飼料植物進行技術改良,使之蛋白成分得到改善,對飼料植物的基因進行調整,從而使得飼料植物中的營養價值得到改善,使之更加適應某種禽畜。同時,也可在飼料生產中添加微生物,使得禽畜增加自身的免疫力,促進其自身抗體的形成,保護禽畜不受某種或者多種病毒的侵擾,從而降低禽畜的發病率。同時,應當關注的是全世界范圍的蛋白飼料缺乏問題,而生物技術可以利用微生物發酵技術獲得單細胞蛋白,從而解決青飼料蛋白不足的問題,提高飼料的應用效率。

3動物育種

動物育種中廣泛的應用生物技術,包括轉基因、克隆技術、DNA技術、胚胎技術等。運用現代的生物技術可以達到分子級別的培育效果,改善傳統的人工育種方式,針對性強,縮短了培育周期。加快了對品種優選、培育的時間,也提高了育種的質量。如生物技術可以將特殊的基因進行提取,利用一個基因或者基因簇的插入進行生物遺傳性再造,從而改變品種的某個特性,并完成表達、完成對種群的改造和品種優化。然后利用相關生物技術進行診斷和檢測,分辨遺傳改造的效果,對達到預期的小組進行保留,提高整個育種過程的準確性和速度,為畜牧業生產能力提高做出貢獻。

4禽畜生產

運用相關的生物技術對禽畜原有的生長要素進行干預,對其內部環境進行改善,使得禽畜機體代謝達到一個相對平衡的狀態,并向著人們需要的方向發展。如,生物技術合成的生長素可以改善禽畜自然的生長軌跡,促進禽畜在某個時期的生長速度和水平,降低禽畜采食量,并保證禽畜具備較強的抗病能力,而不會出現不良后果。

5獸醫臨床診斷

禽畜的疫病本身也是一種生物感染,因此利用生物技術對其進行診斷和控制是較為有效的。運用生物技術培育各種疫苗就是重要的應用方式。多種生物技術制劑和疫苗可以幫助針對性的控制疫病的出現和擴散,在生物技術的幫助下,疫苗也更加有效與方便。同時,利用生物技術也可幫助更快的診斷疫病的感染源,如限制酶分析、免疫印跡分析等都可更好、更快的診斷病源,且幫助指導采用針對性的措施控制病情。

6結束語

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【關鍵詞】生物技術 農業種植 運用

生物技術,就是針對生物機體或生物部分器官、組織以及細胞利用先進的生物工程原理,對生物體進行改造,從而促進人類所需產品的生產。生物技術是一門對生物體進行改造和利用的技術,生物技術涉及到生物學、生物化學、遺傳學、細胞學等學科知識,對于人類發展具有極高的研究價值。生物技術在農業種植 中的應用,能夠有效提升農作物產量,促進農作物產品質量的改善,對于我國農業發展具有非常大的幫助作用。

一、生物技術在農業種植中運用的意義

(一)促進了我國農作物產量的提升。由于我國人口數量較大,土地耕種面積不足,使得糧食產量問題成為制約我國經濟發展的重要因素。隨著我國生物技術的發展和利用,有效促進了我 國農作物產量問題,改善了我國農村居民的經濟收入狀況,促進 了我國市場經濟的快速發展。目前,我國生物技術在水稻種植領域的應用效果最為明顯,實現了水稻產業的倍數增長,有效地提升了我國水稻年產量,緩解了我國糧食壓力,加快了我國農業生 產力的提升速度 。

(二)促進了我國農產品質量的提升。隨著我國市場經濟的快速發展,我國城市居民的生活質量水平也得到了顯著的提升,居民消費觀念的不斷轉變,使得居民消費方向由數量消費逐漸演變為質量消費,強調農業產品數量的同時,更加強調農業產品的營養價值和食用安全性。生物技術在農業種植領域的利用,有效提升了我國農產品綜合質量,解決了我國農業產品優質和高產的矛盾,提高了我國農產品的市場競爭力。

(三)促進了我國農作物的抗蟲性和抗病性。病蟲害影響農作物產量的重要因素是病蟲害問題,造成了農作物產量的快速下降,造成了農作物的大量死亡,因此,提高我國農業作物產量,促進我國農業產業發展的重要工作便是對病蟲害問題的解決。通過先進的生物技術,我國部分轉基因作物已經成功具有良好抗蟲性和抗藥性,確保了我國農作物產量的穩步提升。如新型轉基因馬鈴薯的成功研制,使得馬鈴薯作物在受到馬鈴薯甲蟲的侵害時,能夠自身分泌水晶蛋白這一物質, 從而對甲蟲進行毒害,避免病蟲害問題對作物產量的影響。同時,農作物抗蟲性和抗藥性的提升,有效地降低了農藥及殺蟲劑的用量,降低了農藥和殺蟲劑殘留物對農產品質量的影響,降低了農藥和殺蟲劑對水資源的污染, 提高農產品產量的同時,確保了環境保護 工作的有效開展。

(四)促進了農作物對土壤養分的利用效率。農作物的生產離不開養分的有效供給,作物缺少必要的生長元素,就會造成作物生長效率的降低,導致農作物產量的降低。為確保農作物產量,氮、磷、鉀肥的使用在農業生產過程中是必不可少的,就相關數據顯示,農作物種植過程中作物能源的來源 50%依靠肥料。由于肥料的過度使用,導致溫度氣體的大量排放,加劇了地球溫室效應。同時,農業生產過程中肥料的大肆應用,是導致水體富營養化的罪魁禍首。生物技術的應用,有效提升了農作物對土壤養分 的利用效率,降低了農作物對肥料的依賴,從而有效降低了種植過程中肥料的使用,降低了肥料對環境的危害。如部分轉基因作物,能夠通過根部相關結果加強對營養元素的固定和收集,提高了對土壤養分的應用,促進了植物的快速生長。同時,通過對特定真菌的研究和應用,加速了種植區域內土壤養分的生成,提高 了土壤中養分含量,有效減少了對人造肥料的應用,減少了人造肥料對環境的破壞。

二、生物技術在農業種植中的運用

隨著生物技術的發展和進步,逐漸被運用到農業種植領域, 目前在農業種植中運用的生物技術主要包括以下幾種:

(一)轉基因技術。

轉基因技術是對基因進行改造和重新組合,然后再導入到生物體內,其核心技術是提取目的基因。在當前農業種植領域,轉基因技術是運用得最為廣泛的一種生物技術,對農業種植具有重要的作用,它能夠將某一作物的優良基因轉移到另一種作物當中,進而提高農產品質量和產量。當前,在農業種植領域,經常被提取使用的植物目的基因有蘇云金桿菌抗蟲基因、種子貯藏蛋白基 因、植物抗病基因等。這些基因具有良好的性能,通過提取使用更好的促進農作物的生長,提高產量和產品質量。總之,在農業種植領域,通過利用轉基因技術,能夠改良農作物的品種,提高農作物的產品質量,取得良好的經濟社會效益。伴隨著科學技術的進步和科研工作的不斷深入,轉基因技術也會取得新的發展。在農業種植的應用范圍也必將擴大,將在農業種植中發揮更大的作用。調查顯示,目前轉基因類植物的種植面積在不斷的擴大,有調查研究指出,目前在全球所有的農業種植當中,采用轉基因技術的種植面積已經達到了全球耕地面積的16%, 并且種植面積呈進一步擴大趨勢。此外,在農業種植領域,還有一項技術值得提及的,那就是雜交育種技術該技術是一項極為常見的生物種植技術,與轉基因技術相比而言,其操作更為簡單,并且該技術的推廣也更早,在農業種植實踐中已經取得良好的效果。目前,在農業種植中雜交技術已經取得了豐富的經驗,相信隨著研究的深入和技術的進步,該技術會取得更大的進展,會在農業種植當中發揮更大的作用。

(二)組織培養技術。

組織培養技術的運用,主要是建立在細胞全能性的基礎上, 通過人工誘導的方式,使植物組織在無菌狀態能夠良好發育,最終發育成為完整的植株。在農業種植中,通過利用組織培養技術,具有以下幾個方面的顯著特點:它不僅能夠使得植物繁殖的速度加快,還能夠在有限的時間內,培育出更多的優良植物品種。還能夠有效地防止病毒對作物幼苗的侵害,保證種苗無病毒,進而有利于推廣良種經濟作物的種植。所以,今后在農業種植中值得進一步推廣和運用,為了達到更好的運用效果,在農業種植的時候,需要注意以下幾個問題:在植物組織培育中,要保證適宜的溫度、光照、溫度等條件, 培養基組成、PH值、滲透壓等化學條件也應該滿足條件,為組織培養創造良好的條件。另外,在進行初代培養外植體的時候。要做好褐變處理工作。有時候外植體接種后,表面會出現褐變現象,這種現象的出現會影響整個外植體的培養,因此,必須做好處理工作,保證組織培養的質量。

(三)生物農藥的制作。

生物農藥也是伴隨著生物技術的運用而出現的,它是利用生物新陳代謝的產物。作為農藥制品的有效成分,改變傳統的通過化學手段制作農藥的方法,既能夠達到殺蟲保護農作物的目的,還避免對周圍環境造成損害,有利于環境保護。此外,生物農藥的運用,還具有良好的使用效果,能夠提高植株的耐藥性。因此, 在農藥的制作上,采用生物技術具有良好的效果,對農業種植的影響也是深遠的。在基因工程藥品當中,許多藥品是從生物組織中提取材料生產的,但是材料提取困難,因而藥品的價格也比較昂貴。而微生物能夠迅速生長,并且容易控制,適用于大規模工業化生產。因此,在生物制藥實踐中,可以將生物合成相應藥物成分的基因導入到微生物細胞當中,使其產生相應的藥物,這樣不僅能夠解決材料來源困難的問題,還能夠進行大規模生產,有利于降低生產成本。總而言之,在農業種植中運用生物技術的重要作用是不言而喻的。今后在實際工作中,應該加強生物技術研究,進行相關試驗,使其在農業種植中得到更好的運用,推動農業的可持續發展 。

參考文獻:

[1]李舒平,李坤,夏英杰.淺議生物技術在農業領域中的應用[J].農業與技術,2012,32(1).

篇8

現如今,我國的環境惡化和生態破壞問題日益突出,環境保護工作的開展必須要得到更多領域的關注和幫助。由于全國各地霧霾天氣現象的頻頻出現,以及水資源整體上受到嚴重的污染,所以要求國家和政府的環保工作在實施力度方面有待于進一步的加大和加強。環保工程在實施過程中生物技術的運用,從整體上能夠在幫助獲取較佳治理效果情況的同時,最大限度的幫助治理工程獲取較好的經濟效益和生態效益。相比較其他的治理方式在整個環保工程治理中產生的各項后遺癥問題而言,生物技術治理方式并不會對生態環境造成其他附加的任何污染問題,以此,這一種治理方式不失為一種理想化的環保技術手段。縱觀國內外生物技術在環境治理工作上的應用情況來開,其發展前景極可以說是為廣闊的,而這一項技術,對于科學有效的提升我國環境保護和生態平衡的工作水平,大力改善廣大居民的生活工作和學習環境能夠帶來極大的助推力。

2生物技術在環保工程工作中的作用

生物技術的基礎便是DNA分子技術,此技術主要組成為:微生物、細胞及基因工程。近些年來,生物技術在醫學、農作物等相關研究中均得到了充分應用,與此同時在環保工程、生物監測等領域也發揮了極佳的效果。將生物技術應用于環保工程中的作用主要為這么幾點:

2.1采用生物處理技術對生活垃圾和工業廢物廢水進行無公害處理,將能夠有效的促使廢物和垃圾的內部分子結構發生化學變化,對與出現各種易于降解的各種產物合理進行合理的回收運用,能夠合理的改善廢物垃圾對于生態環境的污染程度。并以此達到合理有效的降低環境污染的防治目的。在此同時,對于經過生物技術處理過的一些產物,還可以對其進行各種形式的轉化處理工序,從而更加提升廢物的可利用效率。

2.2污染物在經過生物處理后,其最終轉化而成的物質多為氦氣、CO2等,其穩定性較強。整個處理活動采用的是直接處理法,轉移次數得以減少,重復污染的可能性也得以降低。所以在生物技術的應用中,對于環境污染的治理具有極強的安全、科學性。

3生物技術在環保工程中的運用

3.1生物修復污染土壤。土壤污染最主要的形式就是重金屬污染,這種污染方式能夠長久持效的造成土壤利用功能的喪失,因此,需要我們采用生物先處理技術對土壤的生長機能修復。這種修復工作主要就是合理科學的利用生物轉基因形式將重金屬元素進行凈化處理,從而大大的降低其毒性力量。由于生物的作用,在土壤中,重金屬的具體化學形態得到了改變,毒性降低,因此不能在土壤中進行移動擴散,生物的吸收以及代謝使重金屬得到了消減以及凈化和固定。同時在污染土壤的生物修復過程中,使得土壤有機質的含量增加,微生物變得更有活性,土壤的生態結構得到改善,能夠抵抗外部因素的侵蝕,防止水土流失,沙漠化的發生。

3.2生物凈化污水。被污染后的水中具有比較多的有毒物質,比如重金屬以及氰化物還有有機酸和有機汞等。我們使用生物技術對水污染進行治理,主要的原理是:微生物自身具有一定的生命活動,在它們的活動中能夠對有毒物質轉化,這樣有毒的物質不再有毒,最終將污水進行了凈化。近些年來,利用生物技術對污水進行處理的主要手段有固定化細胞技術以及固定化酶技術等。固定化酶主要運用的是化學鍵合法,它能夠把水溶性酶與不溶性載體結合起來,最終使酶成為一種衍生物,這種衍生物具有一定的催化活性,但是不能和水相溶。

3.3環保工程工作開展中的生物過濾法。生物過濾法主要是指將所收集好的廢氣通過長滿微生物的填料,其氣味物質被完全吸收及氧化分解,廢氣中的臭氣得到處理。由于填料中的微生物在此活動中負責物質轉換任務,因此其生長便需要吸收充足的養分,相應的填料也許具有大量的有機成分。另外,為了確保微生物的高活性,還需給予其一個適宜的生存環境,如適宜濕度、氧氣、充足的營養等。另外,關于填料的選取也應注意這么幾點:填料中能夠容許多種微生物生長,且營養配比較為合理,吸水性極佳,無異味。另外,填料還需做到容易獲取且價格低廉,養護較為簡便。較為常見的填料包括:干樹皮、甘草、塑料、纖維性泥炭等。

3.4生物技術在環境監測工程中的應用。今天,在國內外,環保領域中的生物技術得到了十分良好的快速健康發展,由于這一技術所具有的快速、準確、高效等一系列額的特點使得其在環保領域的各個工作中都得到了廣泛的發展應用。同樣的,這一先進而又實用的技術也被應用在在環境保護監測工作當中。在這方面比較廣泛應用的生物技術形式主要是:運用細菌總數、糞便污染指菌對水質進行檢測;運用發光細菌對環境毒物進行監測;運用藻類生長測量對水質霉性進行監測。在對石油污染土壤監測分析中,運用核酸雜交法能夠對一些烴降解基因進行檢測。

篇9

隨著生物技術不斷的發展和進步,生物技術在農業種植中得到廣泛應用,主要包括以下幾個方面:

1.1轉基因技術

利用轉基因技術提取植物中的目的基因,并將其轉移到另一農作物上,不僅可以促進農作物的生長,也可以提高農產品產量、質量,因此,轉基因技術應用在農業種植中具有重要作用,其可以有效促進農業的可持續發展。隨著我國對生物技術的不斷研究,轉基因技術將會得到進一步發展,并且轉基因技術的應用規模也會逐漸擴大,據資料表明,當前轉基因類植物的種植范圍正在不斷擴大,在我國農業種植中,利用轉基因技術種植的植物面積呈進一步擴大的趨勢。除此之外,在農業種植中生物技術最為突出的則屬于雜交育種技術,雜交育種技術與轉基因技術相比,其操作更為簡單,在農業種植實踐中,雜交育種技術已取得了良好的效果。

1.2組織培養技術

組織培養主要工作原理是在細胞全能性的基礎上利用人工誘導的組織培養技術,這就要求植物細胞需要處于無菌的狀態下,才能確保植物細胞得到良好的發育,最終生長成完整的植株。將組織培養技術應用到農業種植中,既可以加快植物繁殖的速度,也可以在固定的時間內培育出滿足符合當地農作物生長優良品種,同時還能夠有效防止病毒對農作物幼苗的侵害,因此,針對組織培養技術對農作物生長的有利條件,在今后的農業種植中,應大力推廣和運用組織培養技術,但是,組織培養技術在農業種植中,應注意以下幾點:在植物組織培育中,培育植物的陽光溫度、濕度等應滿足植物組織培育的條件,并且培養基組成結構、pH值等化學條件也應符合標準要求,有效控制外界因素對植物組織培育的影響,為植物組織培養發育提供優質的條件,并且在初代培養外植體過程中應做好外植體褐變處理工作,由于外植體在接種過程中容易發生褐變現象,然而,褐變現象的出現將會影響植物外植體的培育,所以,做好褐變處理工作,以保證植物培養工作順利進行。

1.3生物農藥制作技術

隨著生物技術的出現,生物農藥在農業種植中也得到了應用,其主要是將生物新陳代謝的產物來制作農藥的方法,以達到殺蟲保護農作物的目的,利用生物技術制作農藥,不僅可以有效防止農藥對環境造成的危害,也可以保護環境,因此,生物農藥的應用具有重要作用。所以,在生物農藥制作上,應采用生物技術進行生物農藥的開發,由于基因工程中的許多藥品都是從生物組織中提取的材料,但是,該工程的提取比較困難,并且藥品的價格也非常昂貴,然而,微生物可以適用于大規模工業化生產。所以,為了加快生物農藥的制作,在生物制藥實踐中,應在微生物細胞中導入生物的基因,使生物基因產生相應的藥物,采用這樣的制作模式,不僅能有效解決材料來源困難的問題,也可以進行大規模工業化生產,同時也可以降低生物農藥制作的成本,因此,生物技術在生物農藥制作中發揮著重要作用。

2結語

篇10

近20年來,我國生物技術取得了長足的發展,培養了一支約2萬人的從事生物技術研究、開發、生產和管理的科技隊伍,其中有一批留學海外學成回國的中青年生物技術專家;建立了相當數量的研究開發機構及產業化基地;初步形成了醫藥生物技術、農業生物技術、輕化工生物技術、海洋生物技術等門類齊全的生物技術研究、開發、生產的體系。作出了一批具有較高水平的生物技術研究開發成果,開發出一批生物技術產品并投放市場。繼1996~1997年第一個基因工程產品上市的之后,預計在2003~2005年我國將出現生物技術產品上市的第二個。由此可見,與其它高技術領域相比,我國的生物技術總體水平及產業化程度與國際先進水平的差距明顯縮小。在我國重要的高技術領域中,從目前基礎條件、資源優勢和發展態勢來看,生物技術最有希望取得創新性進展,最具參與國際市場競爭的潛力。因此,建議國家將發展生物技術及其產業作為21世紀加速發展我國高技術產業、提高國際競爭能力的“突破口”。把握有利時機,進一步把發展生物技術及其產業放在突出的戰略地位,力爭在21世紀的前10年內使我國生物技術及產業躋身于世界先進行列。

2制定發展戰略、明確戰略目標、選擇發展模式總體戰略

我國的生物技術及產業發展應改變以往跟蹤為主的戰略,實施積極創新為主集成應用的戰略方針。基于目前我國生物技術及產業發展的實際狀況、水平和能力,在未來10~15年內,我國宜采取“立足創新、集成應用、需求導向、重點突破”的發展戰略。

關于集成應用,主要是指把現有的已成熟的先進技術(不管這些技術源自何處)組合集成起來運用于生物技術的研究開發和產品生產。充分借助和合理利用現代科學技術所取得的成就,對于我國生物技術產業以及其他高技術產業的發展都十分重要。

1)戰略目標

21世紀初我國生物技術及產業的發展目標應定位在:努力提高生物技術在我國國民經濟和社會發展中的貢獻率,增強我國生物技術的創新能力和國際競爭能力;爭取在21世紀初的10年內,使我國生物技術的整體水平躋身于世界先進行列,生物技術新興產業發展成為我國的支柱產業之一。

2)發展模式

我們認為,在未來10~15年內,我國的生物技術及產業發展宜采取“政府引導,企業為主,官、產、學、研、資相結合”的發展模式。

眾所周知,產、學、研的結合是促進科技進步,加速科技長入經濟,提高研究開發效率的良好方式。結合現階段我國實際情況,為保障生物技術及產業得以迅速發展,政府的作用十分重要。政府應該對全局研究開發及產業化的發展方向、目標、策略和措施進行系統的規劃和設計,對各類各層次不同機構的研究開發工作給予重要的引導;對于一些重要的領域,國家應給予一定的資金支持,可以更加有效地引導企業界、金融界以及地方政府的資金和支持,各方面力量形成的合力將加速國家目標的實現。

高技術是基于多種學科的綜合技術,而高技術產業則必須加上科學的經營管理和營銷策略。發展高技術產業只有以企業為主,才能有效地將分離的科學與技術、科技與產業、產品與市場緊密地有機地聯系在一起。同時生物技術產業的發展需要技術資本和金融資本的聯合運作。沒有一個良好的資本市場,生物技術產業將難以迅速發展。

3主要對策

1)健全和完善管理體制、加強整體協調、形成優勢集成

總體而言,我國目前尚沒有全國性統管生物技術研究開發及產業化的組織管理機構,缺乏全局性的戰略部署。目前國家各類科研計劃雖然都在不同程度上注重基礎性創新性研究,但在具體實施和操作過程中,往往傾向于選擇短期能產生效益的研究項目,導致創新的源頭匱乏。更為嚴重的是,各類計劃之間缺乏必要的溝通與協調,各部門、地方自成一體、封閉運行,導致科研力量分散,形不成合力,而且造成低水平重復。現階段我國正處在從計劃經濟向市場經濟過渡的轉軌期。發展我國的生物技術及其產業,必須結合我國具體國情,同時運用計劃和市場兩種資源配置的調節手段,采取“兩彈一星”+利益捆綁的新機制,盤活我國技術、設備與設施、人才等方面的存量,使各方面的優勢系統有效地集成;必須同時調動國家、地方和企業以及科技人員的內動力和凝聚力;必須下決心解決部門地方條塊分割、低水平重復的頑癥。為此,建議國家適時成立全國性的組織管理機構,對全國生物技術及產業發展進行總體規劃和協調指導,從而做到整體協調,避免多頭指揮和政出多門,實現決策、協調和實施系統的統一、簡便和高效。

2)進行戰略布局,形成產業聚集區

國外生物技術及其產業發展的經驗表明,在一些地理、交通、信息、政策等環境較好的地域,容易形成生物技術研究開發和產業的“聚集區”。這種“聚集”促進了不同研究開發領域的交流與合作,不僅加速了生物技術研發及產業的發展,同時通過“聚集”進一步吸引人才、技術和資金,起到了“聚集”帶動“聚集”的作用,形成了良性發展的循環。根據目前我國生物技術及產業發展情況,結合現有國家級高技術產業開發區,可選擇技術力量比較雄厚、投資環境好并已有一定生物技術產業基礎的上海、北京、廣東(深圳)、長春等地作為生物技術產業化基地,給予更為優惠的財政和稅收扶持政策。集中力量有選擇地發展3~5個生物技術產業聚集區(如以北京為中心的京津冀聚集區、以上海為中心的江浙滬聚集區、以深圳為中心的粵港聚集區、以長春為中心的長沈大聚集區等),發揮生物技術產業發展的聚集效應,盡快形成較大的生物技術產業規模。對上述生物技術產業聚集區,國家應積極發揮引導作用,充分調動地方和企業界的積極性,以國家重大項目為紐帶,促進優勢互補的聯合與協作,逐步形成既有合作(包括跨國和跨地區合作)又有競爭的社會化的生物技術研發與生產的格局。

3)選擇部分重點產品,目標定位國際市場

對于某些我國有較好基礎、接近或達到國際先進水平或是我國有資源優勢的技術領域,例如轉基因動物反應器、轉基因植物、功能基因組、生物芯片、組織工程、中藥等領域,應選擇部分重大項目,目標瞄準國際市場,通過運用優勢集成、整體設計、分段實施的操作方式,加大協同攻關力度,盡快將一批擁有自主知識產權的生物技術和產品推向國際市場,增強并確立我國生物技術及產業的國際競爭能力和地位。

4)建立國家生物技術重大項目孵化器

我國科技成果轉化難、轉化率低制約了高科技產業的發展,影響了科技作為第一生產力作用的發揮,已成為普遍關注的問題。生物技術因其自身的綜合性、多學科特點,生物技術轉化更具有特殊性。在目前我國資本市場尚不完善的條件下,孵化器的作用尤為重要。孵化器的作用是,通過與研究開發機構建立廣泛聯系,并有力地引導企業介入,密切生物技術上下游的結合,有效地使單一技術的突破盡快孵化為成熟配套的技術和工藝,向產業進行技術轉移和輻射,從而加速具有商業前景的技術和產品盡快形成商品化和產業化。為此,應在已有的工作基礎上,擇優建立數個生物技術國家重大項目孵化器,結合具有自主知識產權、獨特性的生物技術重大項目和重大產業工程的實施,力爭在5~10年內開發出一批具有自主知識產權和國際競爭力的重大生物技術產品,同時走出一條生物技術成果轉化的成功之路。

5)加強生物技術產業相關技術及裝備的產業化及國際化

我國在生物技術及產業發展所需的重要儀器、設備、試劑等支撐技術與裝備方面十分落后,主要依靠國外進口。在國外,生物技術的支撐技術與裝備本身就是一個巨大的產業,其產值占生物技術產業總產值的20%以上。生物技術的支撐技術與裝備具有兩大特點,一是涉及多學科、多技術領域的交叉;二是絕大多數生產經營專用儀器、裝備的公司都擁有國際市場,只有占有國際市場才能在國際競爭中生存和發展。目前我國尚不具備自主研制和生產并占有國際市場的能力。因此,對重要的生物技術儀器、設備和裝備,應采取“桑塔納”模式,走與國外大公司合資合作的發展道路。第一步通過合資合作,引進建設組裝線或生產線,這樣一方面可以迅速提高技術水平和管理水平,另一方面可以與外國公司共同參與國際競爭;第二步加速引進技術的消化吸收,逐步加大國產化比重,同時加強新型號、新設備的研制開發,進而逐步增強參與國際競爭的能力。在此方面,應注意避免自己閉門造車、封閉發展,所開發的產品性能不穩定,測出的數據不可靠,別人不用,自己也不用的尷尬局面。6)大力發展生物技術中介組織

國外成功經驗表明,中介組織在高技術產業發展過程中發揮了重要作用,中介組織是創新體系的重要組成部分。我國應大力發展從事生物技術信息咨詢、技術評估(包括生物安全評估)、專利(特別是國外專利)、投融資等方面的中介機構。

我們認為,應盡快組建生物技術產業協會。組建生物技術產業協會有利于信息溝通和協作,有利于規范市場和公平競爭,亦可避免不必要的重復,有利于逐步形成社會化發展的格局。協會組成以企業法人和高級主管為主,吸納大學和研究機構的技術、管理、營銷專家參加。政府主管部門可以通過協會進行全局性組織協調工作。

7)充分利用和合理保護我國豐富的生物資源

我國國土遼闊,特殊的地理、氣候、人口、人文、歷史以及多民族等原因,使我國具有豐富的動物、植物、微生物及人類遺傳資源,包括歷史悠久的中醫藥寶庫,為我國在生物技術領域的研究開發提供了得天獨厚的有利條件。但從目前情況看,我國在生物資源的保護和利用方面還存在著明顯的不足。大量的生物資源沒有得到有效的保護和利用,甚至一些重要的資源流失嚴重。例如,我國雖有豐富的微生物資源,但由于資金和管理上的一些因素,導致研究、保藏和開發工作都處于非常困難的境地,至今沒有一個明確的主管部門,也沒有一部微生物資源管理的法規。因此,建議國家有關部門象重視人類遺傳資源一樣高度重視對所有生物資源的保護和利用。一方面應抓緊制定和完善有關各類生物資源管理的法規和規章制度;另一方面應盡快建立健全國家生物資源的保藏及服務體系,其中包括細胞庫、菌種庫、毒種庫、種質庫、信息庫等。此項工作可在相關計劃的基礎上,給予專項經費支持。雖然需要花費一定的資金,但這是一項具有戰略意義的基礎性工作,因此必將起到事半功倍的效果。

8)加強國際合作,建立戰略聯盟

中國改革開放實踐證明,不開放就沒有出路。高技術需要在合作和競爭中求發展。一方面是在合作中競爭,另一方面又要在競爭中合作。國際上,企業間的聯合與建立戰略伙伴關系越來越成為一種重要的發展趨勢。我國在發展生物技術及產業的過程中,必須加強與國外政府間和民間的合作與交流。此外,還應利用國內巨大市場的吸引力,積極與某些大型跨國公司建立戰略伙伴關系,在國內合作建立合資企業,合作開發新產品,合作開拓國際市場。

發展我國生物技術及產業要充分重視利用海外資源,特別是信息及人才資源。在這方面,即使是十分發達的美國也不例外,十分重視利用國外的信息,并吸引別國的優秀人才為其服務。我國除應采取相關措施積極吸引海外留學生和科學家回國為國效力外,還應選擇重大技術領域,在國外建立聯合工作站。863計劃生物領域在“八五”、“九五”期間已試行,效果良好。實踐表明這是實現技術跨越的有效途徑。國家應積極引導支持有條件的科研機構和企業,特別是企業在國外建立研究開發機構,這樣將會大大提高信息采集、技術引進、智力引進、人才培養和國際合作與交流乃至產品出口的效率。