時(shí)間：2023-05-05 08:47:51
導(dǎo)語(yǔ)：在生物技術(shù)發(fā)展論文的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；倫理問(wèn)題；思考
中圖分類(lèi)號(hào)：Q81 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1009-0118（2012）07-0199-01
21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，生物技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類(lèi)和社會(huì)的影響深遠(yuǎn)。而生物技術(shù)引發(fā)的倫理問(wèn)題，已成為世界的焦點(diǎn)議題。如何合理的應(yīng)用生物技術(shù)造福人類(lèi)和社會(huì)，是眾多學(xué)者和科學(xué)家急需解決的問(wèn)題。
一、現(xiàn)代生物技術(shù)研究的新進(jìn)展
進(jìn)入21世紀(jì)，生物技術(shù)正處于發(fā)展成熟階段，生物技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們生活中許多與生物無(wú)關(guān)的角落。生物技術(shù)的發(fā)展至今已經(jīng)揭示了許多生命現(xiàn)象的本質(zhì)及其規(guī)律，但生命現(xiàn)象極其復(fù)雜，目前仍有許多課題有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因食品、人類(lèi)基因組計(jì)劃、組織工程等研究和實(shí)際應(yīng)用等領(lǐng)域取得了成果。
（一）克隆技術(shù)。克隆原意是無(wú)性繁殖，即由同一個(gè)祖先細(xì)胞分裂繁殖而形成的純細(xì)胞系，該細(xì)胞系中每個(gè)細(xì)胞的基因都是相同的?？寺〖夹g(shù)首先用于動(dòng)物，動(dòng)物克隆就是通過(guò)無(wú)性繁殖方式，由動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)生的遺傳形狀相同的動(dòng)物個(gè)體。克隆羊多莉是首例克隆成功的動(dòng)物。動(dòng)物克隆為我們進(jìn)一步揭示生命的奧妙及人類(lèi)的自我認(rèn)識(shí)展現(xiàn)了全新的視野。
（二）胚胎干細(xì)胞。干細(xì)胞是生物體在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起“主干”作用的高度未分化細(xì)胞，它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潛能。干細(xì)胞分為三大類(lèi)：全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和專(zhuān)能干細(xì)胞。全能干細(xì)胞之所以全能，是指它可以分化成人體全部細(xì)胞類(lèi)型，進(jìn)而構(gòu)建心、肝、腎、肺等多種組織和器官，最終發(fā)育成一個(gè)完整的個(gè)體。全能干細(xì)胞再進(jìn)一步分裂、分化中又形成了各種多能干細(xì)胞。多能干細(xì)胞具有分化為多種細(xì)胞組織的潛能，但是卻失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力。
（三）轉(zhuǎn)基因食品。轉(zhuǎn)基因食品是利用生物技術(shù)將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其他物種中去，從而改造生物的遺傳物質(zhì)，使其在性質(zhì)、消費(fèi)品質(zhì)等方面向人類(lèi)所需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變。以轉(zhuǎn)基因生物為直接食品或以這種生物為原料，加工出來(lái)的食品都被稱為轉(zhuǎn)基因食品。轉(zhuǎn)基因食品在歐美應(yīng)進(jìn)入人們的日常生活中。有資料表明，在歐洲，玉米鉆心蟲(chóng)每年要?dú)?000萬(wàn)噸玉米，占世界玉米總產(chǎn)量的7%，但是如果把分離出來(lái)的抗鉆心蟲(chóng)基因植入玉米中去，就可培育出抗蟲(chóng)害的玉米，這種玉米就是轉(zhuǎn)基因食品。
二、現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展引發(fā)的倫理問(wèn)題
（一）關(guān)于克隆人的爭(zhēng)議。從“多莉”羊的克隆成功，待幾年來(lái)其他克隆動(dòng)物的嘗試，克隆技術(shù)正不斷發(fā)展。目前科學(xué)界把對(duì)人體的克隆分為治療性克隆和生殖性克隆?？茖W(xué)界和倫理界對(duì)治療性克隆普遍支持。但生殖性克隆，即克隆完整的人則遭到很大的抵制?？寺∪私o倫理道德方面帶來(lái)了巨大的沖擊，對(duì)現(xiàn)有的社會(huì)關(guān)系、家庭結(jié)構(gòu)造成了巨大的沖擊。另外，克隆人的身份難以認(rèn)定，使人倫關(guān)系發(fā)生模糊、混亂乃至顛倒，進(jìn)而沖擊傳統(tǒng)的家庭觀以及權(quán)利與義務(wù)觀。
（二）胚盤(pán)干細(xì)胞研究中的生命倫理問(wèn)題。由于胚盤(pán)干細(xì)胞的制備是離不開(kāi)人類(lèi)卵子、胚盤(pán)以及克隆技術(shù)的，而卵子與胚盤(pán)在一些不同的國(guó)家和宗教界被視為是生命的起源，與活著的嬰兒沒(méi)有什么不同，所以在許多國(guó)家是被嚴(yán)格禁止的。堅(jiān)持認(rèn)為可以用人類(lèi)胚胎做實(shí)驗(yàn)的人認(rèn)為：1、早期胚胎僅是一團(tuán)細(xì)胞，尚難稱其為人的一條生命，從胚泡內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)成人的胚胎干細(xì)胞，并沒(méi)有殺死細(xì)胞，只是改變細(xì)胞的命運(yùn)；2、培養(yǎng)胚盤(pán)干細(xì)胞是用于治療現(xiàn)在還無(wú)法治愈的組織壞死性疾病，讓病人恢復(fù)健康，完全是合乎人類(lèi)倫理道德。
（三）轉(zhuǎn)基因食品的潛在危險(xiǎn)。對(duì)轉(zhuǎn)基因食品發(fā)展有兩種態(tài)度：支持者極力宣傳其帶給人類(lèi)充足的糧食和新型抗病蟲(chóng)策略；反對(duì)者則強(qiáng)調(diào)人為地用基因技術(shù)改變神武，會(huì)給人體健康和環(huán)境帶來(lái)危害?；虮磉_(dá)調(diào)控是個(gè)復(fù)雜的生命現(xiàn)象。目前，人類(lèi)對(duì)基因的活動(dòng)實(shí)施了解還不夠透徹，還沒(méi)有十足的把握控制基因中組后的結(jié)果。1993年英國(guó)的一份報(bào)告列出了一些人們對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品應(yīng)用的來(lái)努力方面的主要擔(dān)憂：1、人類(lèi)基因轉(zhuǎn)入食品動(dòng)物，如將人類(lèi)基因因子與凝血的蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)入綿羊中；2、某些宗教團(tuán)體禁止食用的動(dòng)物基因轉(zhuǎn)入他們通常食用的動(dòng)物中，這可能觸怒猶太人和穆斯林，列入將豬的基因轉(zhuǎn)入綿羊；3、動(dòng)物基因轉(zhuǎn)入植物中，可能會(huì)引起一些素食者的特別關(guān)注。
三、現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展存在的倫理問(wèn)題對(duì)策
現(xiàn)代生物技術(shù)的飛速發(fā)展，引發(fā)諸多倫理問(wèn)題，發(fā)人深思。為了促進(jìn)生物技術(shù)的和諧發(fā)展，應(yīng)采取相應(yīng)對(duì)策和措施?？茖W(xué)預(yù)言，21世紀(jì)是生物技術(shù)發(fā)展的黃金時(shí)期，全國(guó)普及大眾倫理學(xué)知識(shí)尤為重要，設(shè)置倫理學(xué)咨詢機(jī)構(gòu)，利用各種媒體宣傳倫理學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)大眾的倫理學(xué)意識(shí)，提高全民族的整體倫理水平。同時(shí)，我們還應(yīng)改變傳統(tǒng)倫理觀念，發(fā)展中國(guó)特色的生命倫理學(xué)?？傮w上，生命倫理學(xué)應(yīng)和國(guó)際生命倫理學(xué)保持一致，但又要保持中國(guó)的特色。另外，培養(yǎng)生命倫理專(zhuān)業(yè)人才，解決人才匱乏的局面。生命倫理學(xué)的發(fā)展任道重遠(yuǎn)，生命倫理學(xué)人才匱乏問(wèn)題需要解決，設(shè)置生命倫理學(xué)專(zhuān)業(yè)，加快專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)模勢(shì)在必行，特別應(yīng)注重研究生、博士生的培養(yǎng)。
四、結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)代生物技術(shù)的高速發(fā)展再給人類(lèi)和社會(huì)帶來(lái)積極影響的同時(shí)，必然會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。其中，導(dǎo)致的倫理問(wèn)題尤其受人們的重視。我們應(yīng)該正確看待這些問(wèn)題的發(fā)生，并應(yīng)用學(xué)習(xí)的科學(xué)知識(shí)盡力將其引導(dǎo)到好的方面發(fā)展。因此，我們?nèi)蔚蓝剡h(yuǎn)，希望通過(guò)我們的努力使現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用給人類(lèi)帶來(lái)更多的實(shí)惠。
參考文獻(xiàn)：
［1］傅繼梁.基因組研究引發(fā)的倫理思考［J］.科學(xué),2002,54(3)：30-31.
加速發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)使中華民族重回世界先進(jìn)民族之林
生物經(jīng)濟(jì)與網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)比較，具有資源依賴性強(qiáng)、技術(shù)通用性強(qiáng)、市場(chǎng)壟斷程度低等特點(diǎn)，為廣大資源豐富的發(fā)展中國(guó)家提供了一次難得的、實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展的機(jī)遇。我國(guó)是一個(gè)生物資源總量豐富，生物產(chǎn)品市場(chǎng)潛力大的發(fā)展中國(guó)家，加速發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)，是我國(guó)解決實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)目標(biāo)面臨的糧食安全、能源安全、環(huán)境安全、生物安全等重大問(wèn)題，提高人民健康水平的必然選擇。
我國(guó)明確提出轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式已經(jīng)有10多年了，但是直到2004年我國(guó)GDP占世界的4%，鋼鐵、水泥、煤炭等資源的消耗量卻占世界總消費(fèi)量的30%-40%，傳統(tǒng)的增長(zhǎng)方式?jīng)]有得到根本性轉(zhuǎn)變。其主要原因之一是缺乏新技術(shù)，難以培育新的產(chǎn)業(yè)，調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)只能停留在口頭上、文件上。要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)翻兩番的宏偉目標(biāo)，調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，必須依靠新技術(shù)，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，發(fā)展新經(jīng)濟(jì)。比較而言，信息技術(shù)能夠大幅度提高信息傳播的速度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，但從根本上解決提高人民健康水平、保障糧食安全、改善生態(tài)環(huán)境、緩解能源壓力、保障生物安全等重大問(wèn)題，生物技術(shù)則更具有根本性的作用。我國(guó)資源浪費(fèi)嚴(yán)重，需要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，提高資源利用率，但生物經(jīng)濟(jì)是一個(gè)嶄新的概念，缺乏社會(huì)的廣泛認(rèn)同與支持，生物產(chǎn)業(yè)正處在起步階段，生物技術(shù)則是我國(guó)需求最迫切、影響范圍最廣、技術(shù)差距最小的領(lǐng)域，《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》已經(jīng)明確把生物技術(shù)作為我國(guó)未來(lái)高科技迎頭趕上的重點(diǎn)。我國(guó)生物技術(shù)、生物經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)迎來(lái)了難得的發(fā)展機(jī)遇。
經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民健康、社會(huì)和諧不但對(duì)發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)有迫切的需求，而且我國(guó)具有社會(huì)主義制度有利于集中力量辦大事、生物資源豐富、優(yōu)秀人才輩出、企業(yè)初具規(guī)模、市場(chǎng)潛力巨大等發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，只要我國(guó)采取像抓兩彈一星、神舟載人飛船那樣的重大措施，我國(guó)完全可能成為生物技術(shù)強(qiáng)國(guó)，生物產(chǎn)業(yè)大國(guó)。為此，建議實(shí)施“生物經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”，抓好六項(xiàng)措施。
1、實(shí)施“生物經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”。建議像當(dāng)年抓“兩彈一星”那樣抓“生物經(jīng)濟(jì)”，把“生物經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”作為當(dāng)前和今后20年經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的戰(zhàn)略重點(diǎn)來(lái)抓。“生物經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)”的具體目標(biāo)是：實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)強(qiáng)國(guó)，生物產(chǎn)業(yè)大國(guó)的目標(biāo)，使我國(guó)在生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代再創(chuàng)輝煌，加速實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的宏偉目標(biāo)。基本設(shè)想分“三步走”：第一步為技術(shù)積累階段，2010年前完成；第二步為產(chǎn)業(yè)崛起階段，2015年前后完成；第三步為持續(xù)發(fā)展階段，從2020年開(kāi)始持續(xù)快速發(fā)展，力爭(zhēng)到2020年生物產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到25000-30000億元，占當(dāng)時(shí)GDP的7%-8%，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。
2、落實(shí)“人才強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略，把“招攬尖子人才回國(guó)行動(dòng)”作為重點(diǎn)，加速造就一支世界一流的生物技術(shù)研發(fā)隊(duì)伍。據(jù)專(zhuān)家統(tǒng)計(jì)，全球生物技術(shù)領(lǐng)域高水平學(xué)術(shù)論文中有40%%以上是華人主持或參與完成的。華人已經(jīng)成為世界生物科學(xué)領(lǐng)域最活躍力量之一。我國(guó)約有8萬(wàn)留學(xué)人員在海外從事生物技術(shù)相關(guān)研究，其中約2000人已經(jīng)學(xué)有所成，進(jìn)入國(guó)際生物技術(shù)最前沿的領(lǐng)域，這些人才已經(jīng)形成了“生物技術(shù)海外兵團(tuán)”。初步估算，拿出修20公里高速公路的經(jīng)費(fèi)，就能吸引高水平的2000名優(yōu)秀人才回國(guó)工作，造就一支世界一流的生物技術(shù)隊(duì)伍，不僅能夠大幅度提高我國(guó)生物技術(shù)研究開(kāi)發(fā)能力，更重要的是能大大縮小我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。因此，建議有關(guān)部門(mén)盡快研究制定一些特殊的政策，把招攬尖子人才回國(guó)，作為生物技術(shù)、生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展的突破口?？萍疾?、北京市等有關(guān)部門(mén)共同創(chuàng)辦的北京生命科學(xué)研究所在招聘尖子人才方面已經(jīng)積累了一些經(jīng)驗(yàn)，實(shí)踐證明是可行的。
3、把“加速生物技術(shù)自主創(chuàng)新，推動(dòng)新科技革命”作為未來(lái)科技工作的重點(diǎn)，加速我國(guó)成為生物技術(shù)強(qiáng)國(guó)、生物產(chǎn)業(yè)大國(guó)。我國(guó)生物技術(shù)總體上還處在技術(shù)積累階段，要按照小平同志“發(fā)展高科技，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”的要求，切實(shí)改變重論文輕開(kāi)發(fā)產(chǎn)品、重學(xué)術(shù)水平輕市場(chǎng)前景、重科研院所力量輕企業(yè)研發(fā)力量、重項(xiàng)目支持輕基地建設(shè)、重單項(xiàng)技術(shù)突破輕系統(tǒng)技術(shù)組裝等問(wèn)題，瞄準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步對(duì)技術(shù)的重大需求，集中力量，切實(shí)解決一批制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的瓶頸問(wèn)題。立足于培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)、立足于大幅度提高國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力。提高自主創(chuàng)新能力，加速我國(guó)生物技術(shù)由跟蹤模仿向自主創(chuàng)新轉(zhuǎn)變，由重論文向論文、專(zhuān)利、產(chǎn)品協(xié)同發(fā)展轉(zhuǎn)變，由技術(shù)積累階段向產(chǎn)業(yè)崛起階段轉(zhuǎn)變。建議在國(guó)家科學(xué)與技術(shù)中長(zhǎng)期規(guī)劃和“十一五”科技計(jì)劃中把生物技術(shù)作為重中之重，在經(jīng)費(fèi)、人才、基地、項(xiàng)目等方面給予重點(diǎn)支持。
4、把“發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)、培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)”作為未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，加速我國(guó)成為生物產(chǎn)業(yè)大國(guó)。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中長(zhǎng)期規(guī)劃及“十一五”計(jì)劃中把生物產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)來(lái)培育，出臺(tái)專(zhuān)門(mén)的政策，安排專(zhuān)門(mén)的基金，把發(fā)展抗鹽堿轉(zhuǎn)基因植物增加1億畝可耕地，發(fā)展生物能源再造1個(gè)綠色大慶，發(fā)展生物材料培育千億的生物材料產(chǎn)業(yè)、發(fā)展生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)等作為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，優(yōu)先支持。同時(shí)，對(duì)我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上有優(yōu)勢(shì)的生物產(chǎn)品，如疫苗、維生素、青霉素、氨基酸、味精、啤酒、醬油、醋等，在技術(shù)、人才、資金、進(jìn)出口等方面給予重點(diǎn)支持。加速發(fā)展我國(guó)完全能夠培育一批國(guó)際一流的生物技術(shù)企業(yè)。
論文摘要：隨著世界人口的增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)將經(jīng)歷具有重大意義的革新。毫無(wú)疑問(wèn)，生物技術(shù)作為科學(xué)和技術(shù)在這場(chǎng)變革中將起到關(guān)鍵性的作用。原則上講，生物技術(shù)本身有能力幫助人們提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和保護(hù)環(huán)境，但在實(shí)踐中，生物技術(shù)作為環(huán)境保護(hù)的人其作用相對(duì)來(lái)說(shuō)是微乎其微的。人們對(duì)它在環(huán)境保護(hù)以及促進(jìn)人類(lèi)進(jìn)步中的作用仍將拭目以待。
一、生物技術(shù)給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇
廣義上講，生物技術(shù)是利用有機(jī)體、死細(xì)胞、活細(xì)胞以及細(xì)胞內(nèi)含物，采用特殊的過(guò)程生產(chǎn)出特殊的產(chǎn)品應(yīng)作到農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥以及環(huán)境修復(fù)治理中，尤其是70年代基因工程的出現(xiàn)，它能改變、取代物種的基因。
生物技術(shù)在農(nóng)作物中已有廣泛的應(yīng)用。最初通過(guò)遺傳工程獲得而進(jìn)入市場(chǎng)的作物是：玉米、大豆和棉花。它們經(jīng)轉(zhuǎn)基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲(chóng)的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細(xì)菌獲得基因，經(jīng)遺傳改良后具有防蟲(chóng)害的能力。利用Bt細(xì)菌獲得經(jīng)遺傳改良的作物的潛力是相當(dāng)大的。例如：美國(guó)有200萬(wàn)hm2的Bt棉花，澳大利亞有40萬(wàn)hm2，兩者各相當(dāng)于2.5億美元價(jià)值。如果將Bt玉米引種在美國(guó)1000萬(wàn)hm2的土地上，只要增產(chǎn)5%，就意味著能增加3.5億美元收入。這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步促進(jìn)了Bt制劑控制蟲(chóng)害在商業(yè)上的應(yīng)用。除此之外，還有許多經(jīng)轉(zhuǎn)入特定基因的玉米品種，這些品種能同時(shí)抗除草劑和一些蟲(chóng)害。
生物技術(shù)在畜牧業(yè)上應(yīng)用所獲得的益處與在農(nóng)作物上相似。一方面，生物技術(shù)有助于提高畜禽的生命力以及消滅競(jìng)爭(zhēng)者。促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)的物質(zhì)有生長(zhǎng)激素以及促進(jìn)其生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)劑，這些物質(zhì)可由基因工程而獲得。如利用鼠類(lèi)基因（該基因能促進(jìn)角蛋白的形成）能獲得了經(jīng)遺傳改良的綿羊，這種綿羊比普通棉羊產(chǎn)毛量能提高6%左右。另一方面，生物技術(shù)在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量的同時(shí)，有助于提高畜牧業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展水平。例如，通過(guò)控制飼料作物體內(nèi)碳水化合物含量可提高畜牧業(yè)生產(chǎn)力；利用基因調(diào)控技術(shù)可以提高包括豆科作物在內(nèi)一些作物的蛋白質(zhì)含量，減少飼料作物中難消化的木質(zhì)素含量等。達(dá)比等人已生產(chǎn)出一種轉(zhuǎn)基因三葉草，可應(yīng)用于澳大利亞綿羊牧場(chǎng)。該基因來(lái)自向日葵，經(jīng)轉(zhuǎn)基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)經(jīng)食物鏈進(jìn)入綿羊體內(nèi)，進(jìn)而能提高產(chǎn)毛量。
生物技術(shù)給人類(lèi)帶來(lái)的益處也包括在生態(tài)和環(huán)境兩個(gè)方面。利用生物技術(shù)提高現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力可以減低農(nóng)業(yè)向原始的、自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)張的要求，因此，它有助于有人類(lèi)保存、保護(hù)地球上僅有的自然生態(tài)系統(tǒng)及其資源，有助于人們未來(lái)再利用其中的基因資源開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品。
生物技術(shù)已用于生產(chǎn)抗蟲(chóng)害、抗除草劑作物。正如前面所述，一些轉(zhuǎn)基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲(chóng)害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)到轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，這種馬鈴薯能產(chǎn)生水晶蛋白，而水晶蛋白對(duì)科倫那多馬鈴薯甲蟲(chóng)有毒害作用。這些轉(zhuǎn)基因作物能減少殺蟲(chóng)劑的用量，降低殺蟲(chóng)劑及其殘留物對(duì)食物鏈、水體造成污染，從而有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
在許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，土壤氮素可利用量是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提高的一個(gè)重要因子。而一高科技農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)使用人造氮肥是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的。制造氮肥要利用大量能源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，英聯(lián)邦農(nóng)場(chǎng)平均投入的能源大約有50%來(lái)自肥料。由施用肥料而產(chǎn)生的溫度氣體（二氧氣化碳、氮氧化合物等）不可避免地促進(jìn)地球氣候變暖。除此之外，農(nóng)業(yè)土壤的氮素流失是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因。
生物技術(shù)的利用能為這些問(wèn)題的解決提供潛在的、真正有價(jià)值的幫助。
同樣，人們可以利用真菌來(lái)提高土壤養(yǎng)分的有效性。溫萊指出：特定的真菌類(lèi)能促進(jìn)土壤養(yǎng)分的釋放，從而促進(jìn)作物生長(zhǎng)；真菌也能通過(guò)分解有機(jī)物質(zhì)（例如纖維素等）釋放出糖類(lèi)，促進(jìn)固氮菌的生長(zhǎng)。進(jìn)一步提高土壤養(yǎng)分有效性的可能，包括獲得轉(zhuǎn)基因細(xì)菌和真菌，以進(jìn)一步增強(qiáng)它們制造養(yǎng)分和釋放土壤養(yǎng)分的能力。轉(zhuǎn)基因作物的最終目標(biāo)是使作物本身能夠自行固氮，避免、減少使用人造肥料，從而減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。這在目前尚不可能，但在將來(lái)卻有望實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。
二、利用生物技術(shù)發(fā)展農(nóng)業(yè)應(yīng)注意克服的問(wèn)題
從經(jīng)濟(jì)角度上講，生物技術(shù)帶來(lái)的不利并不明顯，然而，它會(huì)引起發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家貧富差距進(jìn)一步擴(kuò)大。因?yàn)椋锛夹g(shù)公司主要集中在發(fā)達(dá)國(guó)家，發(fā)達(dá)國(guó)家可以通過(guò)輸出生物技術(shù)產(chǎn)品而獲得利潤(rùn)。與此同時(shí)，發(fā)展中國(guó)家由于技術(shù)、及其產(chǎn)品還遠(yuǎn)沒(méi)有被廣泛接受。
生物技術(shù)可能引起生產(chǎn)方式和人類(lèi)健康的退變。這種情獎(jiǎng)品可能會(huì)隨著需要特定處理的轉(zhuǎn)基因作物的出現(xiàn)而產(chǎn)生，特別是抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)。農(nóng)民必須從同一公司購(gòu)買(mǎi)種子和除草劑，否則除草劑起不了作用。同樣的問(wèn)題也可能在需人造肥料的轉(zhuǎn)基因作物上出現(xiàn)，這些轉(zhuǎn)基因作物會(huì)取代傳統(tǒng)的依靠有機(jī)肥的作物，后者在發(fā)展中國(guó)家是很普遍的，并且也有利于環(huán)境保護(hù)。生物技術(shù)在食品上的應(yīng)用對(duì)發(fā)展中國(guó)家的農(nóng)民也會(huì)造成許多困難。生物技術(shù)也會(huì)對(duì)人類(lèi)的健康制造麻煩。近年來(lái)在英國(guó)已有這方面的報(bào)道。特別是當(dāng)能引發(fā)人體過(guò)敏反應(yīng)的基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物時(shí)，例如，堅(jiān)果能引發(fā)人體過(guò)敏反應(yīng)，若它的基因被導(dǎo)入其他作物，則有可能其他作物也會(huì)引起人體過(guò)敏。為了預(yù)防起見(jiàn)，轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品必須經(jīng)免疫測(cè)定篩選后才能利用。
生物技術(shù)也可能引發(fā)環(huán)境問(wèn)題。人們利用生物技術(shù)生產(chǎn)出抗旱、耐鹽、抗病蟲(chóng)害作物同時(shí)，也導(dǎo)致生物多樣性遭受?chē)?yán)重破壞，甚至導(dǎo)致一些物種滅絕。這一結(jié)果是由于生物技術(shù)促進(jìn)農(nóng)作物向它原本不適應(yīng)的地域擴(kuò)張而造成的。生物技術(shù)同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農(nóng)業(yè)，尤其是耕作農(nóng)業(yè)的擴(kuò)張會(huì)增加除草劑、殺蟲(chóng)劑、人造肥料的使用，農(nóng)業(yè)中不斷投入的能源促進(jìn)全球變暖。與此同時(shí)，氮素生物化學(xué)循環(huán)的改變也加劇了水體的富營(yíng)養(yǎng)化，直接影響人類(lèi)和動(dòng)植物的生存。
【關(guān)鍵詞】生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革
【中圖分類(lèi)號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）02-0173-02
生物技術(shù)是一門(mén)涉及領(lǐng)域?qū)挕⒑w范圍廣、基礎(chǔ)性強(qiáng)的新興學(xué)科，是現(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展并與相關(guān)學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物。它包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程等領(lǐng)域。
對(duì)于生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，掌握生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)技能則顯得尤為重要。生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)是應(yīng)用性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，因而實(shí)驗(yàn)教學(xué)在生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)活動(dòng)中非常關(guān)鍵。生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它不僅僅是對(duì)理論的驗(yàn)證，也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、應(yīng)變能力、創(chuàng)新能力及科學(xué)思維的重要手段。其核心是培養(yǎng)出符合生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)要求的、基礎(chǔ)知識(shí)面寬，掌握生物技術(shù)基本實(shí)驗(yàn)技能、具備創(chuàng)新能力的人才。
為了在生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方法，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、提出問(wèn)題、思考和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，以滿足社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型、綜合型人才與日俱增的需求， 我們?cè)谏锛夹g(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中針對(duì)如何增強(qiáng)學(xué)生的求知欲，提高教學(xué)質(zhì)量方面作了認(rèn)真的探索，包括課程內(nèi)容更新與整合、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度的建立與健全、教學(xué)管理的完善和考核方式改革等方面做了一些探索性工作，并取得了較好的效果。
一、實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的精心更新與整合
近幾年生物科技發(fā)展迅速，取得了令人矚目的成績(jī)，新技術(shù)、新方法層出不窮?，F(xiàn)代生物技術(shù)創(chuàng)新作用是體現(xiàn)在科學(xué)研究的進(jìn)步之中，因此，緊跟當(dāng)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展前沿，更新教學(xué)內(nèi)容是目前生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)改革的緊迫任務(wù)。
原有實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容過(guò)于零散，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間彼此聯(lián)系較少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容孤立，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中依賴教師過(guò)多，通常是按照教師的要求完成一些特定的內(nèi)容和步驟。所以，學(xué)生學(xué)習(xí)后掌握和印象并不深，也就更談不上實(shí)際應(yīng)用的熟練度了。為了改善實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的諸多不利，提高教學(xué)質(zhì)量和成效， 提高學(xué)生的基本技能和創(chuàng)新能力，我們根據(jù)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、任務(wù)和特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室具體條件及學(xué)生實(shí)際情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了多次選擇和調(diào)整，形成了比較穩(wěn)定的內(nèi)容體系。
二、增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
以前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏創(chuàng)新性、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中若給予學(xué)生適度的發(fā)揮空間，則可能會(huì)彌補(bǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的不足。綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)在前，結(jié)論在后。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)所要得出的結(jié)論是學(xué)生親手實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。更新教學(xué)內(nèi)容后共增加了近50%新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，并增加了較多的綜合性、應(yīng)用性和研究性的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，大大減少了早期以驗(yàn)證、單一、經(jīng)典為主要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)任務(wù)及實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_的情況下，完全由自己查閱資料，先提出實(shí)驗(yàn)方案，自己先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，擬出所需實(shí)驗(yàn)器材，并對(duì)所設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行理論解釋?zhuān)缓笤谥笇?dǎo)教師與學(xué)生共同討論的基礎(chǔ)上，確定實(shí)驗(yàn)方案。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中，我們鼓勵(lì)學(xué)生勇于探索，反對(duì)互相抄襲。在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，我們?cè)试S學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不盡如人意，甚至失敗，但強(qiáng)調(diào)對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行解釋和論證。
設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生拓寬思路，打破過(guò)去墨守成規(guī)的實(shí)驗(yàn)方法，徹底改變?cè)趯?shí)驗(yàn)中由老師“抱著學(xué)生走”的現(xiàn)象。沒(méi)有了現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)方案，給學(xué)生一定的壓力，也促進(jìn)學(xué)生將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)力，極大地提高了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果。
三、吸收學(xué)生參與教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研工作
培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的不應(yīng)僅僅是對(duì)相應(yīng)理論的驗(yàn)證，還包括對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力等能力的培養(yǎng)，以培養(yǎng)出更多全面發(fā)展的人才。
以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作包括試劑的配制、實(shí)驗(yàn)樣品的準(zhǔn)備、預(yù)處理、所需儀器的調(diào)試等，都是由教師準(zhǔn)備。而學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作一無(wú)所知，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室有種無(wú)從下手、不知所措的感覺(jué)。這種教學(xué)方式不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生的動(dòng)手能力也得不到很好的培養(yǎng)。因此我們大膽改革，吸收一些優(yōu)秀的本科學(xué)生作助教，讓學(xué)生自己動(dòng)手配制試劑、調(diào)試儀器等。這樣，學(xué)生就能夠主動(dòng)地去思考實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)一些關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)步驟事先也能做到心中有數(shù)。
四、建立健全實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度
目前，大多數(shù)院校生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室是半封閉、半開(kāi)放式的，即實(shí)驗(yàn)課時(shí)間開(kāi)放，非實(shí)驗(yàn)課時(shí)間不開(kāi)放。這種半開(kāi)半閉式的狀況目前已不能滿足學(xué)生的需求。我們采取的方法是面向全體學(xué)生進(jìn)行開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這樣不僅增加了學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室接觸各種先進(jìn)儀器設(shè)備的機(jī)會(huì)，而且讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，自己做實(shí)驗(yàn)，教師只作場(chǎng)外指導(dǎo)，讓他們完全在一種充滿好奇和興趣的氣氛中，開(kāi)動(dòng)腦筋，設(shè)計(jì)方案，尋找最佳實(shí)驗(yàn)條件，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為學(xué)生進(jìn)入實(shí)際工作崗位打下實(shí)際操作和實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室除了給學(xué)生提供更多的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)的同時(shí)，也提高了現(xiàn)有儀器設(shè)備的利用率。
五、完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理
學(xué)生普遍對(duì)實(shí)驗(yàn)課有濃厚興趣，但實(shí)際的學(xué)習(xí)效果不能令人滿意。觀察發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)前缺乏預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程只是簡(jiǎn)單重復(fù)，實(shí)驗(yàn)后又缺乏進(jìn)一步思考和總結(jié)，沒(méi)有知識(shí)的深化過(guò)程.學(xué)生這種被動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，使教學(xué)質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。針對(duì)這些情況，我們采取以下措施：
1.重視實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 在實(shí)驗(yàn)前指導(dǎo)教師只給出實(shí)驗(yàn)題目和要求，讓學(xué)生充分預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，查閱有關(guān)資料，開(kāi)拓思路，發(fā)揮自主性和創(chuàng)造性，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并寫(xiě)出包括實(shí)驗(yàn)操作程序、實(shí)驗(yàn)材料及預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)習(xí)報(bào)告。教師認(rèn)真批閱修改預(yù)習(xí)報(bào)告后，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的全部準(zhǔn)備工作。這樣不僅解除了學(xué)生的依賴心理，而且增加了實(shí)際操作鍛煉的機(jī)會(huì)，可使他們進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)的原理、方法和步驟，做到心中有數(shù)，從而降低實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作錯(cuò)誤。
2.學(xué)生獨(dú)立操作，教師適時(shí)啟發(fā) 學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中必須成為一個(gè)實(shí)踐者和探索者，是實(shí)驗(yàn)的主體，所以在實(shí)驗(yàn)中必須加強(qiáng)學(xué)生的主體意識(shí)。學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)結(jié)果，自己設(shè)計(jì)和安排達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，教師必須糾正學(xué)生不規(guī)范的操作，學(xué)生正確熟練地掌握各種常規(guī)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，為以后學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。
3.認(rèn)真批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，也是對(duì)實(shí)驗(yàn)課質(zhì)量高低的檢驗(yàn).通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批改，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察分析問(wèn)題的能力。
六、改革考核方式
采用平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、考試成績(jī)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)考核方式，平時(shí)成績(jī)包括預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、安全衛(wèi)生等內(nèi)容，占30%；實(shí)驗(yàn)報(bào)告占30%；考試成績(jī)包括口試、規(guī)定操作等內(nèi)容，占40%。口試內(nèi)容主要涉及實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)、現(xiàn)象分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。以上實(shí)驗(yàn)考核方式的改革，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性，改善學(xué)風(fēng)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)基本素質(zhì).與此同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的科學(xué)研究的訓(xùn)練過(guò)程，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)能力，我們將自主設(shè)計(jì)和探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，要求學(xué)生以論文的形式寫(xiě)出。指導(dǎo)他們?nèi)绾问占Y料，分析歸納實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，正確表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，最終我們以學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際表現(xiàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的掌握和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得，以及最終論文的表述等給予成績(jī)?cè)u(píng)定。實(shí)踐表明，通過(guò)此項(xiàng)訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表述及寫(xiě)作能力大大提高，為畢業(yè)論文的實(shí)踐打下了良好的基礎(chǔ)。
七、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中存在的問(wèn)題及建議
雖然實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果優(yōu)良，但也因?yàn)槲覀兊慕虒W(xué)計(jì)劃安排的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)及學(xué)生的時(shí)間投入不足，多數(shù)實(shí)驗(yàn)只能在規(guī)定的上課時(shí)間來(lái)做，完成后多數(shù)學(xué)生只對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程有一定了解，實(shí)驗(yàn)技能掌握不夠熟練，印象不深刻，自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及訓(xùn)練不夠，這樣在以后實(shí)際應(yīng)用和科研訓(xùn)練中還可能存在諸多問(wèn)題。
為保證學(xué)生能有充足的時(shí)間、場(chǎng)地和儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)造性，建議今后能采取集中實(shí)驗(yàn)的方式，最大限度地為學(xué)生提供模擬科學(xué)研究的真實(shí)環(huán)境。進(jìn)行生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)研究和改革是對(duì)學(xué)生科研能力、工作態(tài)度和科技創(chuàng)新能力進(jìn)行檢驗(yàn)和培養(yǎng)的良好途徑。
相關(guān)教學(xué)設(shè)備儀器不能完全滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，如PCR儀、微量加樣器（俗稱加樣槍?zhuān)┑?，不能保證每組1臺(tái)套，只能分組、分批進(jìn)行操作。
隨著應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變以及21世紀(jì)對(duì)綜合型人才的需求，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)將是生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的中心任務(wù)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由單一驗(yàn)證型向綜合型、設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn)發(fā)展勢(shì)在必行。只有老師深入實(shí)驗(yàn)室，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法，探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)新途徑，使生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正適應(yīng)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的需要，進(jìn)而使實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得理想效果，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型、綜合型人才的目的。
參考文獻(xiàn)：
[1]柴柯，吳進(jìn)怡.論生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù). 2007，5（4）：59～61.
[2]陳軍，萬(wàn)平，李新國(guó)，王全喜.綜合性生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程體系改革探索.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28（11）：132～125.
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論文關(guān)鍵詞：阿拉伯半乳糖蛋白(AGPs)，香蕉，懸浮細(xì)胞
香蕉離體細(xì)胞胚性的恢復(fù)和保持是決定其再生能力的關(guān)鍵，也是香蕉生物技術(shù)育種的重要前提。但是，胚性反應(yīng)低、周期長(zhǎng)、胚性易丟失等問(wèn)題一直制約著香蕉高效胚性懸浮細(xì)胞再生體系的建立及其在生物技術(shù)育種中的應(yīng)用。因此，如何有效地促使香蕉離體細(xì)胞胚性的恢復(fù)并有效地保持，成為香蕉生物技術(shù)發(fā)展的核心問(wèn)題。
AGPs（Arabinogalactan-proteins，阿拉伯半乳糖蛋白）具有細(xì)胞間信號(hào)的作用。研究表明小論文，從不同植物中分離獲得的AGPs對(duì)于細(xì)胞的胚性恢復(fù)具有相似的生理功能。Letarte 等發(fā)現(xiàn)采用阿拉伯膠可以代替看護(hù)培養(yǎng)（共培養(yǎng)）促進(jìn)小麥（Triticum aestivum L.）小孢子母細(xì)胞發(fā)育成完整的植物[1]；Egertsdoter 和 Von Aronld從挪威云杉（Picea abies）種子中提取的AGPs可以促進(jìn)挪威云杉懸浮細(xì)胞的體胚發(fā)育[2]。從胡蘿卜（Daucuscarota）種子中分離的AGPs可以促進(jìn)胡蘿卜懸浮細(xì)胞的體胚發(fā)生[3,4]。Kreuger 等研究發(fā)現(xiàn)從胡蘿卜種子中獲得的AGPs可以促進(jìn)仙客來(lái)（Cyclamen persicum）在培養(yǎng)過(guò)程中胚性細(xì)胞團(tuán)的增加，認(rèn)為AGPs的活性沒(méi)有品種特異性[5]。這些實(shí)驗(yàn)都表明，從不同的植物材料獲得的AGPs具有促進(jìn)其它植物體胚發(fā)生的能力，AGPs在很多植物細(xì)胞胚性的保持上具有重要的作用。李佳等的研究發(fā)現(xiàn)大蕉（Musa paradisiaca Linn. cv. Da JiaoABB）的非胚性懸浮細(xì)胞與貢蕉[Musa acuminata cv. Mas （AA）]的胚性懸浮細(xì)胞懸浮培養(yǎng)液的AGPs含量差別很大[6]。
?GlcY-試劑是一種與AGPs特異性結(jié)合的化學(xué)試劑，具有生物活性，在進(jìn)行AGPs功能的研究時(shí)通常采用添加?GlcY-試劑的方法進(jìn)行。在菊芋（Cichorium）胚性懸浮細(xì)胞的研究中，發(fā)現(xiàn)添加?GlcY-試劑會(huì)導(dǎo)致菊芋懸浮細(xì)胞的胚性喪失[7]。本文對(duì)具有胚性和不具備胚性的香蕉懸浮細(xì)胞的液體培養(yǎng)基中的AGPs含量進(jìn)行了測(cè)定，并通過(guò)對(duì)胚性懸浮細(xì)胞的培養(yǎng)基中添加?GlcY-試劑的方法，研究AGPs在香蕉胚性的保持上所起的作用。
1材料與方法
1.1 材料
貢蕉[Musa acuminata cv. Mas （AA）]，龍牙蕉‘過(guò)山香’品種（Musa AAB Silk cv. ‘Guoshanxiang’），大蕉[Musa paradisiaca Linn. cv. Da Jiao（ABB）]，香芽蕉‘威廉斯’品種（Musa AAA cv. Williams）的未成熟雄花序小論文，取自廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所建立的“國(guó)家果樹(shù)種質(zhì)-廣州荔枝香蕉圃”。
參照魏岳榮等 [8]、李哲等 [9] 的方法，以貢蕉、大蕉、香芽蕉‘威廉斯’的未成熟雄花為外植體建立均質(zhì)的細(xì)胞懸浮系。龍牙蕉‘過(guò)山香’的胚性細(xì)胞懸浮系（ECS）的建立參照魏岳榮等的方法進(jìn)行[10]。細(xì)胞懸浮系保持在M2液體培養(yǎng)基[11]中。懸浮培養(yǎng)保持在持續(xù)110 rpm 的旋轉(zhuǎn)搖床，28±1 ℃、黑暗條件下進(jìn)行。
1.2香蕉懸浮細(xì)胞體胚發(fā)生能力的檢驗(yàn)
將懸浮細(xì)胞直接接種到M3培養(yǎng)基[11]，計(jì)算體胚發(fā)生頻率作為衡量懸浮細(xì)胞胚性的標(biāo)準(zhǔn)。誘導(dǎo)體細(xì)胞胚的發(fā)生M3培養(yǎng)基組成為：SH培養(yǎng)基[12]中的大量元素和微量元素及其鐵鹽+ MS維生素[13]+ 4.5 μmol/L 生物素 + 680μmol/L 谷氨酰胺+ 2 μmol/L脯氨酸 + 100mg/L 麥芽水解物 + 1.1 μmol/L NAA + 0.2 μmol/L 玉米素 + 0.5 μmol/L 激動(dòng)素 + 0.7μmol/L 2-二甲基丙烯嘌呤+ 29 mmol/L 乳糖 + 130mmol/L 蔗糖 + 2 g/L Gelrite。具體方法參照魏岳榮的方法進(jìn)行[8],體胚誘導(dǎo)頻率=體胚總數(shù)/ml PCV ECS。
1.3 香蕉懸浮細(xì)胞培養(yǎng)液中的AGPs的含量測(cè)定
?GlcY-試劑的制備參照Yariv等的方法[14]進(jìn)行；懸浮細(xì)胞液體培養(yǎng)基中的AGPs濃度通過(guò)火箭瓊脂糖免疫電泳方法進(jìn)行測(cè)定[15]。
1.4 ?GlcY-試劑對(duì)香蕉懸浮細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)和體胚發(fā)生能力的影響
將?GlcY-試劑按0、5、10、20、40 、60 μM的濃度加入到M2液體懸浮培養(yǎng)基中，龍牙蕉‘過(guò)山香’胚性懸浮細(xì)胞按照1.5%濃度分別接種到上述含有不同濃度?GlcY-試劑的培養(yǎng)基中。15 d后計(jì)算懸浮細(xì)胞的PCV（packed cell volume，細(xì)胞密實(shí)體積），并在顯微鏡視野下統(tǒng)計(jì)胚性和非胚性細(xì)胞（ECS/NECS）的比例。
將?GlcY-試劑按照下列濃度加入到M3培養(yǎng)基中: 0、5、10、20、40 μM、60 μM，將接種繼代7-10 d的大顆粒龍牙蕉‘過(guò)山香’品種品種懸浮細(xì)胞用于進(jìn)行體胚誘導(dǎo)，30 d后統(tǒng)計(jì)體胚發(fā)生率和細(xì)胞總體積，體胚誘導(dǎo)頻率=體胚總數(shù)/ml PCV ECS。
2結(jié)果與分析
2.1不同基因型香蕉懸浮細(xì)胞培養(yǎng)液中的AGPs的含量與體胚發(fā)生的關(guān)系
表1不同基因型香蕉懸浮細(xì)胞的體胚發(fā)生能力與培養(yǎng)基中AGPs含量測(cè)定
Table 1 Quantification of thefrequency of somatic embryogenesis and AGPs content in liquid medium of cellsuspensions of different genotype of banana
不同基因類(lèi)型香蕉
Different genotype of banana
AGPs含量（μg/mL）
AGPs content（μg/mL）
體胚發(fā)生頻率（105體胚/mL PCV ECS)
Frequency of somatic embryogenesis （ 105 embryos/mL PCV ECS)
龍牙蕉‘過(guò)山香’Musa AAB Silk cv. ‘Guoshanxiang’
56±2.1
3.7±0.7
大蕉Musa paradisiaca Linn.cv.Da Jiao（ABB)
48±1.9
2.6±0.5
貢蕉Musa acuminata cv. Mas （AA)
36±1.5
關(guān)鍵詞：項(xiàng)目型；生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)模式
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）02-0249-02
生物技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，要求學(xué)生掌握較系統(tǒng)的生物技術(shù)理論與實(shí)驗(yàn)技能，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力，能從事與生物技術(shù)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)管理的應(yīng)用型高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才。為此，高校在培養(yǎng)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生方面，尤其需要其實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式體現(xiàn)重點(diǎn)培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力的特點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，科技發(fā)展日趨加快，更加注重學(xué)生是否具有創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力以及實(shí)際操作能力。隨著對(duì)于學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力培養(yǎng)要求的提高，目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究不斷深入，發(fā)展了很多的模式如開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)、“討論―探究―實(shí)驗(yàn)”的“三位一體”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)等模式，有力促進(jìn)了在教學(xué)環(huán)節(jié)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的發(fā)展。而生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有其專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，其實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多，涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)果其影響因素比較多，存在很多不存定性。生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為單位，按照教學(xué)計(jì)劃采用固定學(xué)時(shí)、以單個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)單元為模塊、內(nèi)容以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為主體的教學(xué)模式，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單，相互融合較少。隨著教育觀念和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新、課程改革的需要，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革，適應(yīng)新時(shí)代對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的要求。在堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)材料充分利用、實(shí)驗(yàn)課時(shí)充分利用、實(shí)驗(yàn)儀器充分利用三個(gè)充分利用的原則下，打破了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排，不斷創(chuàng)新與實(shí)踐，適應(yīng)時(shí)展和社會(huì)發(fā)展對(duì)于應(yīng)用性人才的需要。
為此，本研究提出突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式（如演示性試驗(yàn)和分組方式等），嘗試引入科研項(xiàng)目管理的理念融入生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如何課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)立相關(guān)的科研項(xiàng)目，組織學(xué)生以項(xiàng)目小組的方式主動(dòng)承擔(dān)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，嘗試以項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索與研究。
一、項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)
目前大多數(shù)的高校實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)實(shí)行的是“課前預(yù)習(xí)―課堂實(shí)驗(yàn)―課后學(xué)生完成報(bào)告教師評(píng)閱”的三段串行模式，在本質(zhì)上是和應(yīng)試教育相適應(yīng)的。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式很大程度上限制了實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模性和擴(kuò)展性。項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在綜合某門(mén)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，擬定包含多個(gè)課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的科研項(xiàng)目，仿照實(shí)施科研項(xiàng)目管理與實(shí)施，在指導(dǎo)教師的幫助下，以項(xiàng)目課題小組為實(shí)驗(yàn)設(shè)施的單位，充分利用已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、方法、技能在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成綜合性的研究課題，從而解決一定的科學(xué)性項(xiàng)目問(wèn)題。整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程強(qiáng)調(diào)學(xué)生個(gè)性化思維的發(fā)揮，從而成為課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的主宰，主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)體系，形成網(wǎng)絡(luò)化的知識(shí)思考體系，具備綜合分析與解決問(wèn)題的能力，為形成以后解決具體實(shí)踐問(wèn)題和養(yǎng)成舉一反三思考能力奠定基礎(chǔ)。
二、項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇
項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇宗旨是達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，其選擇內(nèi)容的全過(guò)程要注重綜合項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)性和可行性，一般具體而言要注意以下幾個(gè)方面：首先體現(xiàn)該項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的前沿性，對(duì)當(dāng)前該有關(guān)的科學(xué)研究技術(shù)發(fā)展的前沿進(jìn)行選擇性研究，通過(guò)文獻(xiàn)查閱與綜合分析找到合適的研究性項(xiàng)目課題，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣和積極性；其次體現(xiàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的實(shí)用性和可行性，把實(shí)施的項(xiàng)目能夠與社會(huì)實(shí)踐生產(chǎn)或生活聯(lián)系起來(lái)，體現(xiàn)項(xiàng)目的社會(huì)價(jià)值，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性；最后要考慮項(xiàng)目的實(shí)施難度，既要保持其項(xiàng)目的前沿性，也要保證項(xiàng)目實(shí)施對(duì)于這些學(xué)生目前的知識(shí)體系及掌握技能水平的可行性，不至于使學(xué)生難于上手，形成畏難情緒。當(dāng)然在項(xiàng)目實(shí)施之前，應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的基本項(xiàng)目實(shí)施能力，一般具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)上要求教師首先教會(huì)學(xué)生文獻(xiàn)資料的查找方法及途徑，指導(dǎo)項(xiàng)目組的學(xué)生利用學(xué)校的各種資源進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，接著指導(dǎo)學(xué)生將所查文獻(xiàn)資料進(jìn)行進(jìn)行分析與綜合，提出研究目標(biāo)，提出自己的具體項(xiàng)目實(shí)施方案。
三、項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織實(shí)施
為了確保項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有效實(shí)施，其中重點(diǎn)應(yīng)該加強(qiáng)管控項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的監(jiān)管，尤其是注重對(duì)科學(xué)研究方法和實(shí)施能力的訓(xùn)練培養(yǎng)。為保證項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的有效性，在具體實(shí)施的全過(guò)程中檢查課題完成質(zhì)量和進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)，在固定的時(shí)間內(nèi)召開(kāi)以小組討論為主題的會(huì)議，督促各個(gè)項(xiàng)目小組進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。在會(huì)議中重點(diǎn)與項(xiàng)目組成員討論解決實(shí)驗(yàn)中遇到的具體問(wèn)題，最后要求學(xué)生按照規(guī)定完成研究性報(bào)告，并且以類(lèi)似學(xué)術(shù)匯報(bào)的方式參加答辯。
一般以班級(jí)為單位分成不同的項(xiàng)目小組，從中選出組長(zhǎng)，擔(dān)當(dāng)項(xiàng)目小組的負(fù)責(zé)人，領(lǐng)導(dǎo)其他成員組織項(xiàng)目的實(shí)施、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析以及研究性報(bào)告的撰寫(xiě)等。以小組團(tuán)隊(duì)協(xié)作方式進(jìn)行，要充分體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性，進(jìn)行項(xiàng)目的自我管理、自我完善，保證項(xiàng)目完成的質(zhì)量。項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)有別于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其教學(xué)的組織方式一般可采取兩種模式：其一是在教學(xué)計(jì)劃時(shí)間，由整個(gè)班級(jí)的學(xué)生在同一時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，只是不同組進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究；其二是不固定實(shí)驗(yàn)實(shí)施的時(shí)間，采用利用開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室管理方法提供全天候的實(shí)驗(yàn)實(shí)施條件，這樣讓學(xué)生利用碎片時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
這樣的項(xiàng)目性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式類(lèi)似于提前引入研究生培養(yǎng)的一些理念，使學(xué)生由知識(shí)的被動(dòng)灌輸者成為知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者，主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)全過(guò)程?？梢允沟脤W(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)施中參與項(xiàng)目立題、文獻(xiàn)資料查詢（開(kāi)題）、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)（材料與設(shè)備準(zhǔn)備等）、具體實(shí)施、結(jié)果分析、總結(jié)性報(bào)告撰寫(xiě)一系列過(guò)程，這樣就類(lèi)似于研究生畢業(yè)論文的全過(guò)程。讓學(xué)生在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)處于一種專(zhuān)業(yè)科研的氛圍之中，在學(xué)生滿懷興趣的探索過(guò)程中，學(xué)習(xí)了科研的方法，經(jīng)歷了科研的訓(xùn)練，培養(yǎng)了科學(xué)的精神，具備了基本的科研實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
四、項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)方式
教學(xué)模式發(fā)生了改變，理所當(dāng)然其考核的方式也應(yīng)該發(fā)生相應(yīng)的變化，才能真正評(píng)價(jià)其教學(xué)對(duì)于學(xué)生培養(yǎng)能力的效果。很多觀點(diǎn)一般認(rèn)為，目前高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考查應(yīng)該不要只限于對(duì)于學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)閱，而是要重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的操作過(guò)程和分析與解決問(wèn)題能力。具體考核方式主要從以下幾個(gè)方面予以考核：其一是創(chuàng)新思維能力，具體表現(xiàn)在如何找到可以研究的項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)，這就要學(xué)生具有文獻(xiàn)查閱、總結(jié)和歸納等能力。其二是實(shí)施項(xiàng)目能力，這是重點(diǎn)考察的地方和環(huán)節(jié)，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的思維、動(dòng)手及合作等能力。其三是要考慮學(xué)生的協(xié)作能力，首先在進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)要求學(xué)生進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)相結(jié)合的方式，最后綜合老師的成績(jī)予以評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。最后，由參與項(xiàng)目實(shí)施管理的指導(dǎo)教師綜合每個(gè)學(xué)生自評(píng)與互評(píng)的情況、平常表現(xiàn)等方面綜合確定學(xué)生的成績(jī)。
五、項(xiàng)目型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的效果評(píng)價(jià)
從收回的150份調(diào)查問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果中看出，89.85%的學(xué)生認(rèn)為有必要進(jìn)行生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革；98.61%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)施的項(xiàng)目性教學(xué)模式培養(yǎng)了其科研項(xiàng)目思維能力，尤其是實(shí)施過(guò)程中的文獻(xiàn)資料的查閱與分析，項(xiàng)目的選題與分析，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的興趣和積極性，同時(shí)也提高了解決科學(xué)問(wèn)題的能力和提出意見(jiàn)的信心；98.18%的學(xué)生認(rèn)為提高了實(shí)踐知識(shí)的學(xué)習(xí)效率，90.22%的學(xué)生認(rèn)為通過(guò)自己主動(dòng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目與實(shí)施增強(qiáng)了學(xué)習(xí)主動(dòng)性；85.82%的學(xué)生認(rèn)為通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施增強(qiáng)了所學(xué)知識(shí)的理論與實(shí)踐聯(lián)系的能力；97.59%的學(xué)生認(rèn)為通過(guò)項(xiàng)目性試驗(yàn)教學(xué)增強(qiáng)了和同學(xué)之間交流，提高了項(xiàng)目實(shí)施與科技論文的寫(xiě)作水平。
總之，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才是高等院校的主要任務(wù)。對(duì)于生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革將不斷進(jìn)行，我們會(huì)認(rèn)真總結(jié)這次教學(xué)改革的成果，吸取教訓(xùn)，采納學(xué)生的中肯意見(jiàn)，更好地培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、思維和素質(zhì)全面發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】園藝植物 育種 教學(xué)方法 改革
【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1006-9682（2012）10-0039-02
《園藝植物育種學(xué)》是高等農(nóng)林院校園藝專(zhuān)業(yè)最主要的專(zhuān)業(yè)課程之一。它的任務(wù)是通過(guò)教學(xué)使學(xué)生掌握?qǐng)@藝植物育種學(xué)的原理和方法，著重培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)園藝植物的發(fā)展方向，選擇合適的育種途徑實(shí)現(xiàn)育種目標(biāo)，為園藝生產(chǎn)所需的優(yōu)良品種提供保障。我?！秷@藝植物育種學(xué)》是1998年立項(xiàng)的石河子大學(xué)首批一類(lèi)課程，目前為自治區(qū)精品課程。多年來(lái)，課程組為配合石河子大學(xué)本科教學(xué)質(zhì)量和改革工程，緊緊把握時(shí)代步伐，本著知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育相融，充分發(fā)揮學(xué)生與教師雙主體作用的原則，在課程教學(xué)上進(jìn)行了一些有益的嘗試和探索，并取得了一定的成效。現(xiàn)歸納總結(jié)如下：
一、精選教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)多種教學(xué)形式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
我們對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選的原則是保留本課程最基本的概念、原理、方法與技術(shù)，摒棄陳舊落后的內(nèi)容，使精選的教學(xué)內(nèi)容在反映作物育種學(xué)的基本框架的同時(shí)更突出反映本學(xué)科最新的研究成果與發(fā)現(xiàn)。在各章盡可能補(bǔ)充近年來(lái)發(fā)展的新知識(shí)，包括新理論、新方法、新技術(shù)和新成果等。目前，生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如對(duì)于細(xì)胞工程育種、分子標(biāo)記輔助育種、基因工程育種等也要安排一定的教學(xué)時(shí)數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)地介紹。
園藝植物育種學(xué)課程涵蓋了果樹(shù)育種、蔬菜育種和花卉育種的內(nèi)容，專(zhuān)業(yè)輻射內(nèi)容非常廣泛。由此，本課程組采用增加授課教師人數(shù)，并由具有不同專(zhuān)長(zhǎng)的教師授課的辦法，有利于最新專(zhuān)業(yè)知識(shí)的補(bǔ)充，并克服了單個(gè)教師上課備課工作量大、專(zhuān)業(yè)知識(shí)面狹窄的困難。此外，對(duì)于部分章節(jié)增開(kāi)教授專(zhuān)題，給學(xué)生補(bǔ)充最新的知識(shí)。本課程共擬訂了新疆特色果樹(shù)種質(zhì)資源研究與利用、新疆加工番茄雜種優(yōu)勢(shì)育種、葡萄雜交育種研究、草莓細(xì)胞工程育種、甜瓜抗病育種研究、分子標(biāo)記輔助育種6個(gè)教授專(zhuān)題，可根據(jù)教學(xué)的需要和教師的情況，從中選擇開(kāi)出3～5個(gè)，每個(gè)專(zhuān)題2～3學(xué)時(shí)。通過(guò)教授專(zhuān)題，使教學(xué)方式多樣化，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
使用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，可使抽象的理論具體化、形象化，便于學(xué)生理解和記憶，學(xué)生感知鮮明，印象深刻，就會(huì)學(xué)得快、記得牢。2001年課程組主講教師向?qū)W校申請(qǐng)開(kāi)始了CAI的教學(xué)立項(xiàng)研究，在課程教學(xué)中主要采用多媒體課件進(jìn)行授課，充分利用多媒體手段引入動(dòng)畫(huà)和視頻文件，將情景引入了課堂，案例由語(yǔ)言文字的描述變成了活生生的圖像，使教學(xué)更直觀、更生動(dòng)，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如，當(dāng)講到不同的育種途徑時(shí)，可以展示果樹(shù)、蔬菜、花卉等的育種實(shí)例圖片，可以化抽象為具體，吸引學(xué)生去看、去聽(tīng)，獨(dú)立主動(dòng)地接受信息。此外，鼓勵(lì)學(xué)生自己制作課件進(jìn)行比較，這樣大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)使教學(xué)效果和教學(xué)效率得到了進(jìn)一步地提升。
二、以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力為重點(diǎn)，加強(qiáng)課程討論，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，能否激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、自覺(jué)性，調(diào)動(dòng)他們內(nèi)在的學(xué)習(xí)潛力，是教學(xué)活動(dòng)成敗的關(guān)鍵。能力體系為本位強(qiáng)調(diào)的是“學(xué)生自我學(xué)習(xí)”，教師在教學(xué)過(guò)程中，已不再是全部知識(shí)的灌輸者，而是以組織者、管理者和指導(dǎo)者身份出現(xiàn)，學(xué)生掌握的各項(xiàng)新理論、新技能，是在教師的指導(dǎo)和啟發(fā)下，學(xué)生獨(dú)立完成的，在此過(guò)程中，學(xué)生有充分發(fā)揮的余地，自然會(huì)有意想不到的收獲。如何引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中大膽的提出疑問(wèn)，如何鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)多方面的思維來(lái)解決問(wèn)題，是促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力提高的重要因素。
在教學(xué)中，我們改變以往“滿堂灌”、“填鴨式”的教學(xué)方式，對(duì)于精選的內(nèi)容，要求學(xué)生自學(xué)，教師適當(dāng)加以指導(dǎo)。為了進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生自學(xué)的積極性，培養(yǎng)自學(xué)能力，還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生撰寫(xiě)“小論文”，學(xué)生自己選定論文題目、查資料、設(shè)計(jì)方案，獨(dú)立地進(jìn)行探索、研究和總結(jié)。如學(xué)生所寫(xiě)的“生物技術(shù)的雙重作用”、“生物技術(shù)與人類(lèi)的未來(lái)”、“世界主要園藝植物的育種目標(biāo)”等文章，既反映了現(xiàn)代園藝植物育種的新發(fā)展，又注入了自己獨(dú)特的見(jiàn)解。特別是有些文章觀點(diǎn)新穎、思路開(kāi)闊、想象豐富、信息量大，將知識(shí)性和科幻性有機(jī)地融為一體。同時(shí)教師篩選優(yōu)秀的讀書(shū)報(bào)告，組織交流。首先由報(bào)告人介紹所寫(xiě)內(nèi)容，再由老師和學(xué)生提問(wèn)，報(bào)告人進(jìn)行答辯。通過(guò)這種形式，教師和學(xué)生可以就某個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討，學(xué)生可以了解育種學(xué)的不同研究方向與領(lǐng)域，拓寬知識(shí)面，口頭表達(dá)能力和應(yīng)變能力也能得到培養(yǎng)。通過(guò)這種活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生收集、分析、組織信息與應(yīng)用科技的能力，表達(dá)想法與解決問(wèn)題的能力，形成一個(gè)由知識(shí)、能力、方法、應(yīng)用、創(chuàng)新不斷提高和完善的過(guò)程。
三、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
由于育種學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課，所以在掌握基本概念和理論的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)就顯得尤為重要。根據(jù)幾年的教學(xué)體會(huì)并借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為首先應(yīng)從增加實(shí)踐性教學(xué)時(shí)數(shù)入手，改變現(xiàn)行的半年實(shí)習(xí)為全年實(shí)習(xí)。實(shí)踐教學(xué)中堅(jiān)持產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的思想，充分發(fā)揮“三個(gè)平臺(tái)，兩個(gè)空間”即實(shí)驗(yàn)、教學(xué)實(shí)習(xí)、畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，室內(nèi)與室外教學(xué)實(shí)踐的作用，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，為后續(xù)課程的實(shí)施提供堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)技能保障。為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)學(xué)生智力，提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，我們?cè)陂_(kāi)設(shè)基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合項(xiàng)目的訓(xùn)練。例如，設(shè)計(jì)了十字花科植物雜交育種、園藝植物引種計(jì)劃的制定、無(wú)性繁殖園藝植物的有性雜交育種、有性繁殖園藝植物的育種計(jì)劃等設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生自愿分組選擇一種作物（大白菜、番茄、葡萄、草莓、蘋(píng)果等）為育種對(duì)象，設(shè)計(jì)一個(gè)大型綜合實(shí)驗(yàn)。21世紀(jì)是生物科學(xué)的世紀(jì)，生物技術(shù)發(fā)展異常迅猛，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛。通過(guò)生物技術(shù)育種一章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)相關(guān)理論有了感性認(rèn)識(shí)，為了加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解并培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，我們特意開(kāi)設(shè)了“生物技術(shù)育種方法”的綜合性實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容包括：園藝植物基因組DNA的提?。画傊悄z電泳檢測(cè)DNA技術(shù)；RAPD分子標(biāo)記；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化方法；園藝植物組織培養(yǎng)等。通過(guò)這一綜合實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生更好地理解了先進(jìn)的生物技術(shù)——育種技術(shù)，并為今后將其應(yīng)用于實(shí)踐奠定了基礎(chǔ)。
為了提升學(xué)生的科研能力，課程組的所有老師均積極組織、動(dòng)員學(xué)生參加石河子大學(xué)大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃（SRP）項(xiàng)目，這些項(xiàng)目的立題均結(jié)合了教師所從事的育種學(xué)科研工作，如蕓薹屬雜交育種、新疆加工番茄的雜交育種、特色新疆果樹(shù)優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)系選育、特色資源引種、新疆特殊資源的分子育種等。這些SRP項(xiàng)目的開(kāi)展使學(xué)生實(shí)實(shí)在在地走進(jìn)了科學(xué)研究。
四、改革考試方法，科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。
專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)成績(jī)與教學(xué)效果難以評(píng)定是一個(gè)多年未決的問(wèn)題。理論教學(xué)內(nèi)容的考核評(píng)分相對(duì)于實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的考核評(píng)分要客觀些，但仍存在隨意性，也沒(méi)有一套完整、規(guī)范的考核評(píng)分體系，不同教師出題的范圍與難度差異很大，考試成績(jī)沒(méi)有可比性，不能反映學(xué)生掌握理論知識(shí)的程度與分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及授課教師的教學(xué)效果。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的考核評(píng)分隨意性更大，多以學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)課的次數(shù)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)評(píng)定學(xué)生的成績(jī)，這不能反映學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能的程度及實(shí)際動(dòng)手能力。
為此，課程組結(jié)合其他國(guó)內(nèi)外院校的考評(píng)方案提出以下考核體系，即對(duì)學(xué)生成績(jī)的考核應(yīng)一改過(guò)去一份試卷定高低的簡(jiǎn)單方式。采取理論考試與現(xiàn)場(chǎng)操作和平時(shí)成績(jī)（作業(yè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)報(bào)告）及課程論文相結(jié)合的考試制度。在評(píng)分上實(shí)行平時(shí)成績(jī)占10%，實(shí)踐成績(jī)占20%，理論考試占70%，全面測(cè)試學(xué)生掌握作物育種有關(guān)知識(shí)的程度和應(yīng)用能力，以反映和檢驗(yàn)教學(xué)效果?？己诉^(guò)程中，經(jīng)典內(nèi)容用試題庫(kù)考試評(píng)定成績(jī)；進(jìn)展內(nèi)容用課程論文評(píng)定成績(jī)；實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容用參加實(shí)驗(yàn)課的次數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合來(lái)評(píng)分。平時(shí)作業(yè)要求學(xué)生在教學(xué)的各階段自己查閱資料，寫(xiě)出專(zhuān)題報(bào)告或完成專(zhuān)門(mén)的課外作業(yè)，以考查學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)際能力。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞 微生物；環(huán)境保護(hù)；作用原理；發(fā)展前景
中圖分類(lèi)號(hào) Q939.99；X505 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）12-0177-02
Abstract Modern microbial technology plays a crucial role in environmental microbial detection and governance. In this paper，the application of microorganism in the fields of air pollution control，industrial waste water treatment，pesticide residues control and environmental purification was elaborated，its action principle and development prospects in environmental protection were expounded，so as to provide references for application and development of microorganism in environmental protection.
Key words microorganism；environmental protection；action principle；development prospects
微生物是指?jìng)€(gè)體難以或無(wú)法用肉眼觀察的一切微小生物的總稱，包括細(xì)菌、病毒、真菌、少數(shù)藻類(lèi)以及一些小型的原生生物[1]。微生物個(gè)體微小、種類(lèi)繁多，涵蓋了眾多有益和有害的生物種類(lèi)，由于其體積微小、體表面積大、吸收多、轉(zhuǎn)化快、自身生長(zhǎng)繁殖迅速，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品安全、醫(yī)藥醫(yī)學(xué)、工農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域[2]。
由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，人民生活水平快速提高，各個(gè)領(lǐng)域間的技術(shù)發(fā)展也是飛奔猛進(jìn)，人們?cè)谏a(chǎn)、生活中對(duì)化工產(chǎn)品的需求量越來(lái)越大，但是隨之而來(lái)的環(huán)境問(wèn)題卻一直困擾著人們。
目前，我國(guó)的環(huán)境保護(hù)工作進(jìn)入“以環(huán)境優(yōu)化促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)”[3]的階段，而利用微生物進(jìn)行環(huán)境治理是便捷、高效、無(wú)污染的措施。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微生物技術(shù)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越明顯，利用微生物進(jìn)行環(huán)境治理已經(jīng)不斷深入和完善。實(shí)踐表明，微生物技術(shù)將成為環(huán)境保護(hù)的重要手段。各國(guó)都在大力研發(fā)微生物技術(shù)，今后微生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中將占據(jù)更高的市場(chǎng)。
1 微生物在大氣污染治理中的應(yīng)用
隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，人口激增，進(jìn)而帶來(lái)的是一系列的大氣污染問(wèn)題，從而引起各種危害，如臭氧層被破壞、酸雨發(fā)生越發(fā)頻繁、溫室效應(yīng)等。F主要從4個(gè)方面介紹微生物在大氣污染治理中的應(yīng)用，包括NOx的微生物凈化技術(shù)、微生物煙氣脫硫技術(shù)、微生物除臭技術(shù)、二氧化碳的微生物固定技術(shù)[4]。
1.1 NOx的微生物凈化技術(shù)
NOx的微生物凈化技術(shù)原理是利用脫氮菌在外加氮源的環(huán)境下，將大氣中有害氣體NOx還原成無(wú)害氣體N2，在進(jìn)行還原的同時(shí)，脫氮菌利用NOx作為氮源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行自身增殖，如此循環(huán)還原，從而達(dá)到多次凈化的作用[5]。愛(ài)德荷國(guó)家工程的實(shí)驗(yàn)室研究人員利用脫氮菌進(jìn)行脫氮，已經(jīng)將氮凈化率提高到99%[6]。該方法能有效去除廢氣中的NOx，因其工藝流程簡(jiǎn)單、能源消耗低、凈化效率高、無(wú)二次污染、能進(jìn)行循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，可以推廣用于其他工業(yè)有害氣體的治理，從而達(dá)到有害氣體的再利用。現(xiàn)在，各國(guó)的科學(xué)家正在研究將NOx的微生物凈化技術(shù)與細(xì)胞固定化技術(shù)相結(jié)合，從而尋找對(duì)有害氣體NOx進(jìn)行凈化的更便捷、易操作的方法。
1.2 微生物煙氣脫硫技術(shù)
現(xiàn)階段，對(duì)煙氣中的SOx、H2S的治理有2個(gè)方法：一種方法是利用化學(xué)反應(yīng)原理，將SOx、H2S轉(zhuǎn)變成H2SO4；另一種方法便是利用氧化亞鐵硫桿菌的特性，吸收大氣污染中的SOx，同時(shí)利用吸收液中的微生物使Fe2+和Fe3+進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。由于Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性，是良好的氧化劑，所以Fe3+的濃度越高，氧化性越強(qiáng)，脫硫的速度也就越快[7]。同時(shí)，反應(yīng)生成的Fe2+又可以作為氧化亞鐵硫桿菌的營(yíng)養(yǎng)源物質(zhì)，轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物Fe3+，再次加快SO2的消化、吸收。研究表明，現(xiàn)在的氧化亞鐵硫桿菌的脫硫率已經(jīng)達(dá)到95%以上[8]，并且脫硫技術(shù)可以運(yùn)用于煤炭中硫的去除、工業(yè)硫化氫氣體的凈化。
1.3 微生物除臭技術(shù)
由于工業(yè)氣體污染包含多種污染成分，其中還夾雜著部分固體顆粒，產(chǎn)生臭氣，故科學(xué)家研究出微生物除臭技術(shù)，用于處理工業(yè)污染引起的臭氣。微生物除臭技術(shù)[9]是先將臭氣溶于水中，然后運(yùn)用微生物的體表面積大、細(xì)胞膜和細(xì)胞壁可以吸附溶于水中的臭氣的特性，將臭氣分解為可溶性物質(zhì)，使工業(yè)污染中的臭氣被消除；同時(shí)，微生物利用臭氣中的成分作為自己的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行自身的生長(zhǎng)繁殖，增加了微生物的數(shù)量，加快除臭環(huán)節(jié)的進(jìn)行。此技術(shù)凈化效率高、成本低，是可以推行的工業(yè)除臭技術(shù)。德國(guó)、荷蘭等國(guó)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)了生物臭氣處理裝置，除臭效率可達(dá)1萬(wàn)～15萬(wàn)m3/h[10]。
1.4 二氧化碳的微生物固定技術(shù)
二氧化碳污染是最常見(jiàn)的氣體污染，可利用物理、化學(xué)技術(shù)進(jìn)行去除，但微生物的各種條件更為優(yōu)越，能在進(jìn)行污染物治理的同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身的生長(zhǎng)繁殖，故使用微生物進(jìn)行碳的固定，產(chǎn)生許多有利的物質(zhì)，如有機(jī)酸、多糖、維生素、氨基酸等。常見(jiàn)的固碳微生物有螺旋藻、小球藻、真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌等進(jìn)行固定作用，分解二氧化碳[11]。
2 微生物在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用
微生物對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行處理的方法是利用其生化反應(yīng)，通過(guò)酶催化對(duì)工業(yè)廢水起到轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用，從而使工業(yè)廢水得到凈化、循環(huán)利用。微生物技術(shù)處理工業(yè)廢水主要是進(jìn)行有機(jī)物的降解、重金屬離子的處理及其他物質(zhì)的除雜。
2.1 廢水中有機(jī)物的降解
微生物降解污水中的有機(jī)物是利用微生物的新陳代謝過(guò)程中需要進(jìn)行物質(zhì)間的吸收利用，產(chǎn)生容易分解的代謝物，周而復(fù)始，使污水中的有機(jī)物被分解完全[12]。
20世紀(jì)70年代微生物絮凝劑已經(jīng)問(wèn)世，其來(lái)源為微生物，來(lái)源廣泛，安全性高，是自然的新型水處理劑[13]，現(xiàn)已經(jīng)應(yīng)用于高濃度、難治理的農(nóng)藥廢水中。高效微生物的研究應(yīng)用是解決農(nóng)藥廢水實(shí)現(xiàn)高效、快捷處理的關(guān)鍵[14]，可以利用EM菌、小球綠藻、芽孢桿菌等對(duì)農(nóng)藥殘留的有機(jī)磷、硫等物質(zhì)進(jìn)行消化吸收。經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的研究，降解率已經(jīng)從72.3%[15]升高至99.7%[16]，同時(shí)，中國(guó)科學(xué)院與中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所從污泥中分離出假單細(xì)胞，其在18 h內(nèi)能將1 000 mg/L甲胺磷降解75%左右[17]。
2.2 含重金屬離子的處理
微生物治理重金屬離子主要是靠真菌，由于真菌生長(zhǎng)速度快、菌絲綿長(zhǎng)、附著力強(qiáng)，利用靜電吸附作用和霉菌體內(nèi)的催化轉(zhuǎn)化作用及絡(luò)合作用，使重金屬被吸附消化[18]，而且微生物的代謝產(chǎn)物可以自行分解，具有成本低、效率高的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)有研究表明，已經(jīng)利用微生物從廢水中分離、凈化、回收銅、汞、鉻等重金屬，多次凈化率高達(dá)99.9%[19]。
另外，1998年Kuhn[20]利用海藻酸鈉固定生支動(dòng)膠菌除去溶液中95.9%的Cd2+。至此，科學(xué)家開(kāi)始利用各種生物技術(shù)與現(xiàn)代科技技術(shù)相互結(jié)合，除去了廢水中99%的重金屬離子，實(shí)現(xiàn)了廢水再利用，達(dá)到了凈化水質(zhì)的效果。
2.3 廢水中其他物質(zhì)的去除
廢水中除了有機(jī)雜質(zhì)、重金屬外，還有其他有色顆粒存在。目前，對(duì)有色廢水的處理是采用微生物絮凝劑進(jìn)行脫色，該處理劑是利用生物分解性，將細(xì)菌、真菌等微生物發(fā)酵、提取、精制而成。研究表明，它克服了無(wú)機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑本身固有的缺陷，現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)了微生物絮凝劑NOC-1對(duì)發(fā)酵后的有色廢水、造紙堿性黑液等進(jìn)行脫色，發(fā)現(xiàn)其脫色效果顯著，可使廢水變?yōu)榍宄骸⑼该鱗21]。
3 微生物在環(huán)境凈化中的應(yīng)用
19世紀(jì)末，經(jīng)濟(jì)日益增長(zhǎng)，環(huán)境問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)重，隨著微生物治理方法的出現(xiàn)，標(biāo)志著人類(lèi)利用微生物進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的工程開(kāi)始，經(jīng)過(guò)上百年的研究，微生物已經(jīng)在治理環(huán)境中被廣泛應(yīng)用。
3.1 廢棄物的降解、轉(zhuǎn)化
微生物由于代謝類(lèi)型的多樣化，幾乎能降解環(huán)境中的各種天然物質(zhì)，尤其是有機(jī)化合物?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)普遍采用微生物技術(shù)降解轉(zhuǎn)化石油、農(nóng)藥、重金屬、多氯聯(lián)苯（PCB）等未能被利用的污染物。大量研究發(fā)現(xiàn)，采用紅色諾卡氏菌與釀酒酵母結(jié)合，能夠完全降解毒性極其穩(wěn)定的多氯聯(lián)苯[23]。日本環(huán)境科學(xué)與民間企業(yè)共同研究發(fā)現(xiàn)一種可以分解PCB的微生物，分解率可達(dá)64.5%[24]。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所篩選出高效降解RDX的棒狀桿菌、降解TNT的芽孢桿菌，其降解率高達(dá)90%以上。故微生物是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)后盾。
3.2 環(huán)境監(jiān)控
微生物無(wú)處不在，現(xiàn)在已經(jīng)利用微生物的特性進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控：用糞便污染指示菌（大腸桿菌、克雷伯氏菌）檢測(cè)水質(zhì)[25]；用鼠傷寒沙門(mén)氏菌檢驗(yàn)物質(zhì)的突變性及致癌性[26]；用熒光細(xì)菌的靈敏性快速檢測(cè)環(huán)境中的毒物[27]。
3.3 固體廢物堆肥處理
固體廢物中水分充足，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分，有大量的微生物群存在，在一定溫度下，只要有適宜的條件，微生物便會(huì)大量繁殖，并進(jìn)行生物分解，從而引發(fā)堆肥發(fā)酵，發(fā)酵后的堆肥可以為作物提供生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分。最近研究發(fā)現(xiàn)，白腐真菌對(duì)含苯的有毒物質(zhì)具有很強(qiáng)的耐受、降解能力，有利于進(jìn)行堆肥的處理[27]。
3.4 活性污垢處理廢水
活性污垢是指經(jīng)過(guò)人工培養(yǎng)，含有有機(jī)物和細(xì)菌的污水，經(jīng)過(guò)微生物的不斷生長(zhǎng)代謝，產(chǎn)生絮狀、有很強(qiáng)吸附能力的微生物團(tuán)?；钚晕酃高m用于工業(yè)廢水、造紙、合成纖維廢水等的處理，可實(shí)現(xiàn)廢水凈化與循環(huán)利用，從而提高物質(zhì)的再利用率[28]。
4 微生物在其他污染治理中的應(yīng)用
微生物除了應(yīng)用于大氣、廢水的污染治理外，還可以應(yīng)用于其他方面的治理，例如生活垃圾、農(nóng)藥、土壤等處理。生活垃圾主要是白色污染，這需要運(yùn)用微生物的分解原理，對(duì)塑料袋進(jìn)行分解；農(nóng)藥殘留主要是多余的有機(jī)磷、硫，引起藻類(lèi)的瘋狂增長(zhǎng)，而導(dǎo)致赤潮、藍(lán)藻水華等危害，近年發(fā)現(xiàn)可以利用EM菌抑制藍(lán)藻的生長(zhǎng)，同時(shí)控制水中氮的含量；土壤中微生物的利用方面，主要是利用根瘤菌起到固氮的作用，將空氣中的氮轉(zhuǎn)化為植物光合作用所需的物質(zhì)，從而進(jìn)行生命的正?；顒?dòng)；后期，開(kāi)始利用嗜熱及嗜溫細(xì)菌、硝化細(xì)菌、蛋白及果膠水解微生物、固氮微生物和纖維素分解微生物對(duì)固體廢物進(jìn)行堆肥處理，讓微生物快速分解并進(jìn)行自身的生長(zhǎng)，從而提高土壤肥力，利于作物生長(zhǎng)[22]。
5 微生物在環(huán)境保護(hù)中的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)的發(fā)展，人類(lèi)越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)，微生物環(huán)境保護(hù)的作用越來(lái)越重要，其體現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益引發(fā)企業(yè)、科學(xué)界的關(guān)注。微生物在環(huán)境保護(hù)中的發(fā)展呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)。
5.1 綜合利用
為使物質(zhì)資源得到充分利用并減少能源消耗，微生物污染治理趨向綜合利用。根據(jù)各微生物的固有特性，如微生物菌體、微生物體內(nèi)酶等將生活垃圾、固體廢棄物制成沼氣池發(fā)電，產(chǎn)生能源供人類(lèi)使用。當(dāng)前的微生物技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，由于其經(jīng)濟(jì)高、投資少、重利用率高的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家青睞的城市垃圾處理途徑。目前，世界各國(guó)有200多座垃圾沼氣田處于運(yùn)營(yíng)階段，不僅收獲了電力資源，還獲取了肥力資源。
5.2 從治理到預(yù)防
早期工農(nóng)業(yè)因追求經(jīng)濟(jì)效益而忽略環(huán)境治理，現(xiàn)在世界各國(guó)已經(jīng)高度重視環(huán)境保護(hù)，正在研發(fā)各種環(huán)境保護(hù)技術(shù)措施，同時(shí)時(shí)刻關(guān)注重要的世界性環(huán)境問(wèn)題，采取相應(yīng)的方法防患于未然。微生物環(huán)保技術(shù)是首選的環(huán)境治理方案。現(xiàn)階段各國(guó)正在研發(fā)微生物農(nóng)藥用以代替化學(xué)農(nóng)藥，從而減少化學(xué)農(nóng)藥帶來(lái)的污染，如分解快、毒性低的微生物殺蟲(chóng)劑等。
5.3 完善微生物環(huán)境保護(hù)技術(shù)
目前，對(duì)微生物技術(shù)的研究都應(yīng)放在基礎(chǔ)研究與應(yīng)用相結(jié)合上，大規(guī)模推廣微生物技術(shù)，構(gòu)建生物反應(yīng)器，優(yōu)化運(yùn)行條件，研究新方法，高效地進(jìn)行環(huán)境保護(hù)與污染治理。
5.4 開(kāi)發(fā)微生物資源
微生物具有種類(lèi)繁多、資源豐富、繁殖快、生存條件要求低的特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)階段國(guó)際社會(huì)對(duì)微生物的重視情況，各國(guó)應(yīng)該繼續(xù)開(kāi)發(fā)微生物資源，使其應(yīng)用于更多的領(lǐng)域。繼續(xù)尋找新物種，如耐熱性菌、抗耐性強(qiáng)的菌種、在特殊環(huán)境下仍可以生存的菌落，使之更多地用在環(huán)境保護(hù)上。同時(shí)，由于微生物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以從分子水平對(duì)微生物進(jìn)行深入研究，運(yùn)用基因工程及生物技術(shù)，讓微生物技術(shù)更好地服務(wù)于人類(lèi)[29]。
6 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，微生物在環(huán)境治理過(guò)程中起著重要的作用，應(yīng)該對(duì)微生物進(jìn)行更深入的研究，將其可利用率提高到最大化。目前，我國(guó)的微生物應(yīng)用已經(jīng)取得很大的成功，然而進(jìn)一步的研究仍需要科技、經(jīng)濟(jì)的持續(xù)投入。大力開(kāi)展以微生物技術(shù)為主體的環(huán)境保護(hù)技術(shù)研究，將推進(jìn)微生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，通過(guò)微生物技術(shù)的不斷發(fā)展，滿足國(guó)內(nèi)需求，并占領(lǐng)國(guó)外市場(chǎng)。
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為了適應(yīng)這種快速發(fā)展的形勢(shì),美國(guó)、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家先后制定了國(guó)家發(fā)展計(jì)劃,把海洋生物技術(shù)研究確定為21世紀(jì)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。1996年,中國(guó)也不失時(shí)機(jī)地將海洋生物技術(shù)納入國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃),為今后的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。不言而喻,迄今海洋生物技術(shù)不僅成為海洋科學(xué)與生物技術(shù)交叉發(fā)展起來(lái)的全新研究領(lǐng)域,同時(shí),也是21世紀(jì)世界各國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容并將顯示出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭和巨大應(yīng)用潛力。
1.發(fā)展特點(diǎn)
表1和表2列出的資料大體反映了當(dāng)前海洋生物技術(shù)研究發(fā)展的主要特點(diǎn)。
1.1加強(qiáng)基礎(chǔ)生物學(xué)研究是促進(jìn)海洋生物技術(shù)研究發(fā)展的重要基石
海洋生物技術(shù)涉及到海洋生物的分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生殖生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué),乃至生物多樣性和海洋生態(tài)學(xué)等廣泛內(nèi)容,為了使其發(fā)展有一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),研究者非常重視相關(guān)的基礎(chǔ)研究。在《IMBC 2000》會(huì)議期間,當(dāng)本文作者詢問(wèn)一位資深的與會(huì)者:本次會(huì)議的主要進(jìn)步是什么?他毫不猶豫的回答:分子生物學(xué)水平的研究成果增多了。事實(shí)確實(shí)如此。近期的研究成果統(tǒng)計(jì)表明,海洋生物技術(shù)的基礎(chǔ)研究更側(cè)重于分子水平的研究,如基因表達(dá)、分子克隆、基因組學(xué)、分子標(biāo)記、海洋生物分子、物質(zhì)活性及其化合物等。這些具有導(dǎo)向性的基礎(chǔ)研究,對(duì)今后的發(fā)展將有重要影。
1.2推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是海洋生物技術(shù)應(yīng)用的主要方面
目前,應(yīng)用海洋生物技術(shù)推動(dòng)海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要聚焦在水產(chǎn)養(yǎng)殖和海洋天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)兩個(gè)方面,這也是海洋生物技術(shù)研究發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。充滿活力的原因所在。在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面,提高重要養(yǎng)殖種類(lèi)的繁殖、發(fā)育、生長(zhǎng)和健康狀況,特別是在培育品種的優(yōu)良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進(jìn)步,如轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因魚(yú)的培育、貝類(lèi)多倍體育苗、魚(yú)類(lèi)和甲殼類(lèi)性別控制、疾病檢測(cè)與防治、DNA疫苗和營(yíng)養(yǎng)增強(qiáng)等;在海洋天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)方面,利用生物技術(shù)的最新原理和方法開(kāi)發(fā)分離海洋生物的活性物質(zhì)、測(cè)定分子組成和結(jié)構(gòu)及生物合成方式、檢驗(yàn)生物活性等,已明顯地促進(jìn)了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學(xué)品的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)。
表1 近期IMBC大會(huì)研討的主要內(nèi)容
表2 近期IMBC大會(huì)和《Marine Biotechnology》學(xué)報(bào)論文統(tǒng)計(jì)表
1.3保證海洋環(huán)境可持續(xù)利用是海洋生物技術(shù)研究應(yīng)用的另一個(gè)重要方面
利用生物技術(shù)保護(hù)海洋環(huán)境、治理污染,使海洋生態(tài)系統(tǒng)生物生產(chǎn)過(guò)程更加有效是一個(gè)相對(duì)比較新的應(yīng)用發(fā)展領(lǐng)域,因此,無(wú)論是從技術(shù)開(kāi)發(fā),還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看,它都有巨大的潛力有待挖掘出來(lái)。目前已涉及到的研究主要包括生物修復(fù)(如生物降解和富集、固定有毒物質(zhì)技術(shù)等)、防生物附著、生態(tài)毒理、環(huán)境適應(yīng)和共生等。有關(guān)國(guó)家把“生物修復(fù)”作為海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)及其產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要生物工程手段,美國(guó)和加拿大聯(lián)合制定了海洋環(huán)境生物修復(fù)計(jì)劃,推動(dòng)該技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。
1.4與海洋生物技術(shù)發(fā)展有關(guān)的海洋政策始終是公眾關(guān)注的問(wèn)題
其中海洋生物技術(shù)的發(fā)展策略、海洋生物技術(shù)的專(zhuān)利保護(hù)、海洋生物技術(shù)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的重要性、轉(zhuǎn)基因種類(lèi)的安全性及控制問(wèn)題、海洋生物技術(shù)與生物多樣性關(guān)系以及海洋環(huán)境保護(hù)等方面的政策、法規(guī)的制定與實(shí)施倍受關(guān)注。
2. 重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域
當(dāng)前,國(guó)際海洋生物技術(shù)的重點(diǎn)研究發(fā)展領(lǐng)域主要包括如下幾個(gè)方面:
2.1發(fā)育與生殖生物學(xué)基礎(chǔ)
弄清海洋生物胚胎發(fā)育、變態(tài)、成熟及繁殖各個(gè)環(huán)節(jié)的生理過(guò)程及其分子調(diào)控機(jī)理,不僅對(duì)于闡明海洋生物生長(zhǎng)、發(fā)育與生殖的分子調(diào)控規(guī)律具有重要科學(xué)意義,而且對(duì)于應(yīng)用生物技術(shù)手段,促進(jìn)某種生物的生長(zhǎng)發(fā)育及調(diào)控其生殖活動(dòng),提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重要應(yīng)用價(jià)值。因此,這方面的研究是近年來(lái)海洋生物技術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。主要包括:生長(zhǎng)激素、生長(zhǎng)因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長(zhǎng)一催乳激素、滲透壓調(diào)節(jié)激素、生殖抑制因子、卵母細(xì)胞最后成熟誘導(dǎo)因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調(diào)節(jié)因子的基因鑒定、克隆及表達(dá)分析,以及魚(yú)類(lèi)胚胎于細(xì)胞培養(yǎng)及定向分化等。
2.2基因組學(xué)與基因轉(zhuǎn)移
隨著全球性基因組計(jì)劃尤其是人類(lèi)基因組計(jì)劃的實(shí)施,各種生物
的結(jié)構(gòu)基因組和功能基因組研究成為生命科學(xué)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容,海洋生物的基因組研究,特別是功能基因組學(xué)研究自然成為海洋生物學(xué)工作者研究的新熱點(diǎn)。目前的研究重點(diǎn)是對(duì)有代表性的海洋生物(包括魚(yú)、蝦、貝及病原微生物和病毒)基因組進(jìn)行全序列測(cè)定,同時(shí)進(jìn)行特定功能基因,如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎(chǔ)上,基因轉(zhuǎn)移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長(zhǎng)和抗逆優(yōu)良品種的有效技術(shù)手段,已成為該領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)研究發(fā)展的重點(diǎn)。近幾年研究重點(diǎn)集中在目標(biāo)基因篩選,如抗病基因、胰島素樣生長(zhǎng)因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標(biāo)基因;大批量、高效轉(zhuǎn)基因方法也是基因轉(zhuǎn)移研究的重點(diǎn)方面,除傳統(tǒng)的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外,目前已發(fā)展了逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)法,電穿孔法,轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)法及胚胎細(xì)胞介導(dǎo)法等。 2.3病原生物學(xué)與免疫
隨著海洋環(huán)境逐漸惡化和海水養(yǎng)殖的規(guī)?；l(fā)展,病害問(wèn)題已成為制約世界海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸因子之一。開(kāi)展病原生物(如細(xì)菌、病毒等)致病機(jī)理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究,是研制有效防治技術(shù)的基礎(chǔ);同時(shí),開(kāi)展海水養(yǎng)殖生物分子免疫學(xué)和免疫遺傳學(xué)的研究,弄清海水魚(yú)、蝦、貝類(lèi)的免疫機(jī)制對(duì)于培育抗病養(yǎng)殖品種、有效防治養(yǎng)殖病害的發(fā)生具有重要意義。因此,病原生物學(xué)與免疫已成為當(dāng)前海洋生物技術(shù)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一,重點(diǎn)是病原微生物致病相關(guān)基因、海洋生物抗病相關(guān)基因的篩選、克隆,海洋無(wú)脊椎動(dòng)物細(xì)胞系的建立、海洋生物免疫機(jī)制的探討、DNA疫苗研制等。
? 2.4生物活性及其產(chǎn)物
海洋生物活性物質(zhì)的分離與利用是當(dāng)今海洋生物技術(shù)的又一研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)人研究表明,各種海洋生物中都廣泛存在獨(dú)特的化合物,用來(lái)保護(hù)自己生存于海洋中。來(lái)自不同海洋生物的活性物質(zhì)在生物醫(yī)學(xué)及疾病防治上顯示出巨大的應(yīng)用潛力,如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外,有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財(cái)?shù)蜖I(yíng)養(yǎng)的功能,研究開(kāi)發(fā)利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無(wú)法得到的新的天然產(chǎn)物,因而,對(duì)極端生物研究也成為近年來(lái)海洋生物技術(shù)研究的重點(diǎn)方面。這一領(lǐng)域的研究重點(diǎn)包括抗腫瘤藥物、工業(yè)酶及其它特殊用途酶類(lèi)、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質(zhì)、抗生殖藥物、免疫增強(qiáng)物質(zhì)、抗氧化劑及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等。
2.5海洋環(huán)境生物技術(shù)
該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)是海洋生物修復(fù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。生物修復(fù)技術(shù)是比生物降解含義更為廣泛,又以生物降解為重點(diǎn)的海洋環(huán)境生物技術(shù)。其方法包括利用活有機(jī)體、或其制作產(chǎn)品降解污染物,減少毒性或轉(zhuǎn)化為無(wú)毒產(chǎn)品,富集和固定有毒物質(zhì)(包括重金屬等),大尺度的生物修復(fù)還包括生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)調(diào)控等。應(yīng)用領(lǐng)域包括水產(chǎn)規(guī)?；B(yǎng)殖和工廠化養(yǎng)殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物(水)處理等。目前,微生物對(duì)環(huán)境反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)制、降解過(guò)程的生化機(jī)理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與其它生物之間的共生關(guān)系和互利機(jī)制,抗附著物質(zhì)的分離純化等是該領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。
3.前沿領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展
3.1發(fā)育與生殖調(diào)控
應(yīng)用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素調(diào)控甲殼類(lèi)動(dòng)物成熟和繁殖的技術(shù)[1],研究了甲狀腺激素在金紹生長(zhǎng)和發(fā)育中的調(diào)控作用,發(fā)現(xiàn)甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高,在肌肉中最低,而在肝、腎和鰓中表達(dá)水平中等,表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1],對(duì)海鞘的同源框(Homeobox)基因進(jìn)行了鑒定,分離到30個(gè)同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干細(xì)胞系并通過(guò)細(xì)胞移植獲得了嵌合體青鳉[1],建立了虹鱒原始生殖細(xì)胞培養(yǎng)物并分離出Vasa基因[2],進(jìn)行斑節(jié)對(duì)蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2],應(yīng)用受體介導(dǎo)法篩選GnRH類(lèi)似物,用于魚(yú)類(lèi)繁殖[2],建立了海綿細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),用于進(jìn)行藥物篩選[2],建立了將海膽胚胎作為研究基因表達(dá)的模式系統(tǒng)[2],通過(guò)基因轉(zhuǎn)移開(kāi)展了海膽胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖轉(zhuǎn)移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達(dá)[3],建立了通過(guò)細(xì)胞周期蛋白依賴的激酶活性測(cè)定海水魚(yú)苗細(xì)胞增殖速率的方法[3],研究了幾丁質(zhì)酶基因在斑節(jié)對(duì)蝦蛻皮過(guò)程中的表達(dá)[4],從海參分離出同源框基因,并進(jìn)行了序列的測(cè)定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝臟和脾臟mRN A的表達(dá)序列標(biāo)志,從深海一種耐壓細(xì)菌中分離到壓力調(diào)節(jié)的操縱子,從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因,從挪威對(duì)蝦中分離到性腺抑制激素基因[1];將DNA微陣列技術(shù)在海綿細(xì)胞培養(yǎng)上進(jìn)行了應(yīng)用,構(gòu)建了班節(jié)對(duì)蝦遺傳連鎖圖譜,建立了海洋紅藻EST,從海星卵母細(xì)胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基,初步表明硬骨頭魚(yú)類(lèi)IGF-I原E一肽具有抗腫瘤作用[2];構(gòu)建了海洋酵母De—baryomyces hansenii的質(zhì)粒載體,從鯉魚(yú)血清中分離純化出蛋白酶抑制劑,從蘭蟹血細(xì)胞中分離到一種抗菌肽樣物質(zhì),從紅鮑分離到一種肌動(dòng)蛋白啟動(dòng)子,發(fā)現(xiàn)依賴于細(xì)胞周期的激酶活性可用作海洋魚(yú)類(lèi)苗種細(xì)胞增殖的標(biāo)記,克隆和定序了鰻魚(yú)細(xì)胞色素P4501A cD-NA,通過(guò)基因轉(zhuǎn)移方法分析了鰻細(xì)胞色素P450IAI基因的啟動(dòng)子區(qū)域,分離和克隆了鰻細(xì)胞色素P450IAI基因,建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態(tài)性EST標(biāo)記,構(gòu)建了黃蓋鰈EST數(shù)據(jù)庫(kù)并鑒定出了一些新基因,建立了班節(jié)對(duì)蝦一些組織特異的EST標(biāo)志,從經(jīng)Hirame Rhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細(xì)胞 EST中分離出596個(gè) cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚(yú)類(lèi)的?一肌動(dòng)蛋白基因,從金鯛cDNA文庫(kù)中分離出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鱒基因組中發(fā)現(xiàn)了TC1樣轉(zhuǎn)座子元件[4];鑒定和克隆出的基因包括:南美白對(duì)蝦抗菌肽基因、牡蠣變應(yīng)原(allergen)基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類(lèi)真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH(促性腺激素)受體cDNA、鮑肌動(dòng)蛋白基因、藍(lán)細(xì)菌丙酮酸激酶基因、鯉魚(yú)視紫紅質(zhì)基因調(diào)節(jié)系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因轉(zhuǎn)移
分離克隆了大馬哈魚(yú)IGF基因及其啟動(dòng)子,并構(gòu)建了大馬哈魚(yú)IGF(胰島素樣生長(zhǎng)因子)基因表達(dá)載體[1]。通過(guò)核定位信號(hào)因子提高了外源基因轉(zhuǎn)移到斑馬魚(yú)卵的整合率[1],建立了快速生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因羅非魚(yú)品系并進(jìn)行了安全性評(píng)價(jià);對(duì)轉(zhuǎn)基因羅非魚(yú)進(jìn)行了三倍體誘導(dǎo),發(fā)現(xiàn)三倍體轉(zhuǎn)基因羅非魚(yú)盡管生長(zhǎng)不如轉(zhuǎn)基因二倍體快,但優(yōu)于未轉(zhuǎn)基因的二倍體魚(yú),同時(shí),轉(zhuǎn)基因三倍體雌魚(yú)是完全不育的,因而具有推廣價(jià)值[2];研究了超聲處理促進(jìn)外源DNA與金鯛結(jié)合的技術(shù)方法,將GFP作為細(xì)胞和生物中轉(zhuǎn)基因表達(dá)的指示劑;表明轉(zhuǎn)基因溝鯰比對(duì)照組生長(zhǎng)快33%,且轉(zhuǎn)基因魚(yú)逃避敵害的能力較差,因而可以釋放到自然界中,而不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成大的危害[3];應(yīng)用GFP作為遺傳標(biāo)記研究了斑馬魚(yú)轉(zhuǎn)基因的條件優(yōu)化和表達(dá)效率[3];在抗病基因工程育種方面,構(gòu)建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達(dá)載體并進(jìn)行了基因轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)[2];在轉(zhuǎn)基因研究的種類(lèi)上,目前已從經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)逐步擴(kuò)展到養(yǎng)殖蝦、貝類(lèi)及某些觀賞魚(yú)類(lèi)[2.3]。通過(guò)基因槍法將外源基因轉(zhuǎn)到虹鱒肌肉中獲得了穩(wěn)定表達(dá)[4]。
3.4分子標(biāo)記技術(shù)與遺傳多樣性
研究了將魚(yú)類(lèi)基因內(nèi)含子作為遺傳多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)的可行性,應(yīng)用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對(duì)蝦消化酶基因的多態(tài)性[1];利用寄生性原生動(dòng)
物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區(qū)序列作標(biāo)記檢測(cè)環(huán)境水體中這些病原生物的污染程度,應(yīng)用18S和5.8 S核糖體RNA基因之間的第一個(gè)內(nèi)部間隔區(qū)(ITC—1)序列作標(biāo)記進(jìn)行甲殼類(lèi)生物種間和種內(nèi)遺傳多樣性研究[2];研究了斑節(jié)對(duì)蝦三個(gè)種群的線粒體DNA多態(tài)性,用PCR技術(shù)鑒定了夏威夷苗的種類(lèi)特異性。通過(guò)測(cè)定內(nèi)含子序列揭示了南美白對(duì)蝦的種內(nèi)遺傳多樣性,采用同功酶、微衛(wèi)星DNA及RAPD標(biāo)記對(duì)褐鱒不同種群的遺傳變異進(jìn)行了評(píng)價(jià),在平魚(yú)鑒定并分離出12種微衛(wèi)星DNA,在美國(guó)加州魷魚(yú)上發(fā)現(xiàn)了高度可變的微衛(wèi)星DNA[3];弄清了一種深水魚(yú)類(lèi)線粒體基因組的結(jié)構(gòu),并發(fā)現(xiàn)了硬骨魚(yú)類(lèi) tRNA基因重組的首個(gè)實(shí)例,測(cè)定了具有重要商業(yè)價(jià)值的海水輪蟲(chóng)的衛(wèi)星DNA序列,用RAPD技術(shù)在大鯪鲆和鰨魚(yú)篩選到微衛(wèi)星重復(fù)片段,從多毛環(huán)節(jié)動(dòng)物上分離出高度多態(tài)性的微衛(wèi)星DNA,用RAPD技術(shù)研究了泰國(guó)東部泥蟹的遺傳多樣性[3];用AFLP方法分析了母性遺傳物質(zhì)在雌核發(fā)育條紋鱸基因組中的貢獻(xiàn)[4]。 3.5 DNA疫苗及疾病防治
構(gòu)建了抗魚(yú)類(lèi)壞死病毒的 DNA疫苗[1];開(kāi)展了虹鱒IHNV DNA疫苗構(gòu)建及防病的研究,表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒,誘導(dǎo)了非特異性免疫保護(hù)反應(yīng),證明DNA免疫途徑在魚(yú)類(lèi)上的可行性,從虹鱒細(xì)胞系中鑒定出經(jīng)干擾素可誘導(dǎo)的蛋白激酶[2];建立了養(yǎng)殖對(duì)蝦病毒病原檢測(cè)的ELISA試劑盒,用PCR等分子生物學(xué)技術(shù)鑒定了蝦類(lèi)的病毒性病原,將魚(yú)類(lèi)的非特異性免疫指標(biāo)用于海洋環(huán)境監(jiān)控,研究了抗病基因轉(zhuǎn)移提高鯛科魚(yú)類(lèi)抗病力的可行性,研究了蛤類(lèi)唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了測(cè)定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3];研究了Latrunculin B毒素在紅海綿體內(nèi)的免疫定位[4]。
3.6生物活性物質(zhì)
從海藻中分離出新的抗氧化劑[1],建立了大量生產(chǎn)生物活性化合物的海藻細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù),建立了通過(guò)海綿細(xì)胞體外培養(yǎng)制備抗腫瘤化合物的方法[1];從不同生物(如對(duì)蝦和細(xì)菌)中鑒定分離出抗微生物肽及其基因,從魚(yú)類(lèi)水解產(chǎn)物中分離出可用作微生物生長(zhǎng)底物的活性物質(zhì),海洋生物中存在的抗附著活性物質(zhì),用血管生成抑制劑作為抗受孕劑,從蟹和蝦體內(nèi)提取免疫激活劑,從海洋藻類(lèi)和藍(lán)細(xì)菌中純化光細(xì)菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表現(xiàn)出批精細(xì)胞形成的作用,從海洋植物Zostera marina分離出一種無(wú)毒的抗附著活性化合物,從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物,開(kāi)發(fā)了珊瑚變態(tài)天然誘導(dǎo)劑,從海膽中分離出一種抗氧化的新藥,在海洋雙鞭毛藻類(lèi)植物中鑒定出長(zhǎng)碳鏈高度不飽和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來(lái)源[2];發(fā)現(xiàn)海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉(zhuǎn)移酶,從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑,從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶,從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質(zhì),建立了開(kāi)放式海綿養(yǎng)殖系統(tǒng),為生物活性物質(zhì)的大量制備提供了充足的海綿原料[3];從蝦肌水解產(chǎn)物中分離到抗氧化肽物質(zhì)[4];從一? 趾Q笙婦?蟹擲氪炕?鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。
3.7生物修復(fù)、極端微生物及防附著
研究了轉(zhuǎn)重金屬硫蛋白基因藻類(lèi)對(duì)海水環(huán)境中重金屬的吸附能力,表明明顯大于野生藻類(lèi)[1],研究了石油降解微生物在修復(fù)被石油污染的海水環(huán)境上的可療性及應(yīng)用潛力[1];研究了海洋磁細(xì)菌在去除和回收海水環(huán)境中重金屬上的應(yīng)用潛力[1];用Bacillus清除養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)污水中的氮,用分子技術(shù)篩選作為海水養(yǎng)殖餌料的微藻,開(kāi)發(fā)了六價(jià)鉻在生物修復(fù)上的應(yīng)用潛力,分離出耐冷的癸烷降解細(xì)菌,研究了海洋環(huán)境中多芳香化烴的微生物降解技術(shù)[2];從噬鹽細(xì)菌分離出滲透壓調(diào)節(jié)基因,并生產(chǎn)了重組Ectoine(滲透壓調(diào)節(jié)因子),從2650米的深海分離到一種耐高溫的細(xì)菌,這種細(xì)菌可用來(lái)分離耐高溫和熱穩(wěn)定的酶,在耐高溫的archaea發(fā)現(xiàn)了D型氨基酸和無(wú)氧氨酸消旋酶,測(cè)定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析進(jìn)行了特定功能基因的篩選,從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細(xì)菌,并從這些細(xì)菌中分離到多種冷適應(yīng)的酶[2];建立了一種測(cè)定藤壺附著誘導(dǎo)物質(zhì)的簡(jiǎn)單方法,研究了Chlorophyta和共生細(xì)菌之間附著所必需的形態(tài)上相互作用,研究了珊瑚抗附著物質(zhì)(dterpene)類(lèi)似物的抗附著和麻醉作用[3];分析了海岸環(huán)境中污著的起始過(guò)程,并對(duì)沉積物和附著物的影響進(jìn)行了檢測(cè)[4]。
4.展望與建議