现代生物技术的核心大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇现代生物技术的核心范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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二、现代信息技术与初中生物教学整合模式的构建原则

1.主体性构建原则

在生物教学中应充分发挥学生的主体作用，调动学生的主动性、独立性和创造性。

2.开放性构建原则

打破传统教学模式的封闭性，生物教学内容应紧密联系生活、社会和科技发展的实际。

3.实用性构建原则

新课程理念下的生物教学模式应成为教育理论和教学实践、生物课程和生物教学之间的桥梁。

4.探究性构建原则

生物教学中通过情境―探究―概括―应用的思维过程去发现规律，探究生物学知识的生成，改变学生的学习方式。

5.多样性构建原则

教学模式的构建不应是唯一的、固定的，可根据生物课的课型、内容和特点进行多元化。

三、现代信息技术与初中生物教学整合的两种模式

1.基于课件的探究式整合模式的构建

信息技术在生物教学中的运用使学习暂时落后的学生得到帮助，鼓起勇气，发挥长处，稳步前进；使学习成绩好的学生能力得到培养，发挥优势，突飞猛进；使学生形成多样化、个性化的学习行为。在课件的设计上“以学生为中心”，在课件结构上采用模块化，变“线性结构”为“非线性结构”，将课件设计成学生学习的资料库，并注意增强课件的交流性及其界面的人性化，使课件能根据教学需要而随意调用。同时，考虑各类学生的接受能力和反馈情况，重视反馈练习的安排，使学生所学内容及时得到巩固。

（1）研究方法

恰到好处地利用课件创设情境，从而充分调动学生参与探究的兴趣和积极性。第一，强调设计的探究式的学习情境应该是真实、自然的。第二，情境的设置必须有可探究性。一方面，情境设置的复杂程度应适度，另一方面，设置的情境应具有新颖性，能激发学生的积极思维，激发学生探究的欲望。第三，创设的探究情境应具有发散性，即学生由此生成的问题或解答时具有多元性。学生在探究活动中问题的自主生成居于探究式教学中心位置，教师应鼓励、支持、帮助学生学会自主发现和生成问题，进而树立学生的主体地位。

（2）实施过程

以教师为主导、学生为主体，以课件形式整合于教学，创设情境，抛出问题，引导学生主动探究，完善教学。

（3）评价

采用课件媒体配合教学，不但可以大大提高信息传递的容量和速度，而且可以从多方位、多角度给学生以新奇的感官刺激，最大限度抓住学生的注意力，使学生主动参与，课堂学习气氛活跃，教学效果良好。

优点：以问题为核心是探究式整合模式的核心思想，教师把知识转化成问题，学生围绕问题展开知识构建，灵活地掌握知识，提高了自主学习能力为终身学习、工作奠定了基础。

不足：多媒体课件是教师在课前制作的，程序性强，课堂上不能做到即时修改。

因此，要做到因材、因人施教，必须结合必要的板书，对一些重、难点突出并解释。这样才能在教学的过程中即时根据学生的反应，把问题讲得清楚明白。因此在利用该模式进行教学时，应善于扬长避短，更好地发挥该模式的优点，以提高教学效益。

2.基于资源库的导学式整合模式的构建

苏霍姆林斯基说：“每一个孩子都是独一无二的。”学生在情绪、兴趣、注意、思维诸多方面存在着各种差异，个体的差异对学习的影响非常重要。如在传统班集体教学中，同一个教师、同样的教材、同样的教学过程，学生的学习效果却有着相当的差距。现代教育理念认为，最好的学习是自主的、个性化的探索性学习。信息技术的发展为个性化学习提供了良好的技术支持。利用信息技术这个开放的平台，在教学目标确定后，整合不同的任务来实现目标，从而使每一位同学都可以采用不同的方法、工具来完成同一任务。利用信息技术的多媒体特征，可以将文字、图形、声音、动画等信息组合起来，链接成一个网状结构，实现对同一内容的多种描述，这样许多生命现象、生命活动规律就可以以文字、插图、音像资料等不同的形式表现出来。学生对哪种形式感兴趣，就利用哪种形式去整体感知、进入情境，学习生物学知识。建立一个信息交流的立体网络，可为师生多向信息传递提供一个平台，增强学生与学生、学生与教师、教师与教师之间的互动，使教学兼有单向、双向和多向交流的多重色彩，并能兼顾每个学生客观上存在的能力和知识方面的差异，分层教学，形成多元化、个性化学习行为，极大地引发学生的学习兴趣，调动学生的积极性，提高学生的参与度，激发创新思维，真正实现“寓教于乐”，促进学习方式的转变，帮助学生从“学会”转向“会学”，使学习真正成为终身行为和自觉行动。

参考文献：

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一、现代信息技术与高中生物教学整合的优点

1、1对教师的影响

1、1、1教师备课方面的影响。生物学科是一门自然学科，在随着科技的进步过程中，高中生物的一些知识可能和当地的生产、生活实际有联系，为了让学生能够学得更好老师在备课时可以利用互联网查找到更多的文字、图片、音频、视频等资料，创设情境，激发学生的学习兴趣，丰富课程内容。比如在讲到遗传学的基础--减数分裂的过程中，可以通过下载或制作的视频展示出细胞减数分裂的过程，将抽象的过程形象化，降低学生学习的难度同时为学习遗传学定律打下基础.在讲到“呼吸作用”时，可以找一些与制作葡萄酒、制作酸奶有关的图片和视频，让学生有兴趣学习，学生通过学习可以自己制作，最后能够感到学习是可以解决生活实际问题的，学习是快乐的。

1、1、2教师教学过程的影响。传统的教学是学生座在教室里，老师站在讲台上，老师讲学生听的形式进行的。现代信息技术的应用应该打破这种模式，提供交互式的平台，老师对应一个终端，学生各自一个终端.老师通过终端可以传预习资料，指导学生预习，收集学生出现的问题，在学生预习完成的基础上，教师和学生坐在每人一台电脑的教室里，老师依据学生的预习情况和知识的难易程度，安排好上课的内容和活动。对于一些较难的知识点，比如“减数分裂”的过程、图像判断、数轴曲线等，学生在预习时就会出现很多问题，所以像这种知识点，老师在课前应该依据学生的问题认真备课，达到课上系统地解决学生的问题。展示自己的课件、内容、课堂练习给每个学生的电脑同时可以控制学生的电脑，学生的学习问题和做课堂练习的结果也可以即时的反馈给老师，这样在课上老师可以了解到每个学生上课的学习情况，发现每个学生的优点，正确而有客观的评价学生。在上课时，学生对于一些名词有问题，老师可以 组织学生通过网络搜索相关信息同时组织讨论，训练学生的搜集、整理信息的能力和表达能力。比如对于“埃博拉”病毒的知识是书上没有的，但是学生很感兴趣。如果有交互式平台，学生在课上就可以马上搜索了解，从而培养学生的生物学意识，激发学生的学习兴趣。

1、1、3对学生的评价的影响。传统评价观过分注重学生成绩，勿视了学生在教育活动中体现和培养的创新精神，实践能力、心理素质、行为习惯等综合素质的评价和学生全面发展的评价。

1、1、4对于教师教研的影响。生物教学是一门实验性的课程，部分的偏远地区一方面由于硬件不足，缺少实验设施，学生很少有动手实验的机会，另一方面由于师资分布的不均匀，老师自己可能自己也有疑惑所以很少开设实验课。如果城市和偏远地区的老师能够依靠网络随时进行教学交流，教学演示，教学比赛，教学合作，这将有利于教学资源的均衡化。

1、2对于学生的影响

1、2、1对于学生学习方式的影响。传统的学习，多数学生是通过简单的自学，或者没有自学这个过程，光靠老师在课上40分钟的讲解和自己做作业来进行学习。但是随着科学的进步，借助一些先进的信息技术，学生能够通过网络随时随地向自己的课任老师进行提问来解决问题，或者也可以通过网络搜索自己的疑问，甚至可以通过网络向其他老师提问最终达到解决问题、学习新知识的目的。这种学习方式就打破了课堂的限制和一个老师对多个学生的模式，能够让每个学生都享受教学资源。同时也能够通过网络让老师了解学生的学习情况和方法，理解学生的个性特点并督促、指导学生的学习。

1、2、2对于学生的测评方式的影响。传统的学生的测评方式主要是通过纸质的考试来量化学生的学习情况，但是考试的方式一方面取决于学生对基础知识的认识、识记、理解、应用能力，另一方面还取决于学生的学习兴趣、考试时的心理状态，还可能学生感兴趣的点与老师认为重点地知识点不是同一个，所以单凭一次纸质的测评是不能客观而全面的评价我们的学生，也不利于学生的终身发展。如果合理的利用现代信息技术组织测评，比如除了量化的测试以外。老师还可以依据学生的兴趣，布置一些真正锻炼学生，发现学生能力，激发学生创造力的形式多样的测试，同时通过网络平台给学生一个展示的机会，让更多的人给与意见以便学生更好的成长。

二、实施现代信息技术的缺点

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目前，新一轮课改正在全国范围内展开。作为一名新教材的执行者，通过对新教材进行学习，我深刻认识到此次课改的及时性。此次英语课改的重点是：要改变应试教育中过分强调语法和词汇的讲解与传授，取而代之的是交际英语对学生实际语言能力的培养。人文性与工具性的统一是此次英语课程标准修订的最大亮点。

面对围绕新课程标准编写的新教材，很多教师认为知识简单了，课堂上却无所适从，学生的学习情况往往也只是浮在表面，口语表达和测试效果很差。通过新课程标准的培训、学习，大部分教师转变了理念，但心理上仍期待具体的模式和操作方法。其实任何一种教学方法和思想都有其产生和发展的土壤，机械地模仿和移植其效果必将差强人意。正所谓学无定法，教亦无定法。

英语作为一门语言学科，一个重要的目的就是培养学生的语言技能。下面就如何培养和提高学生的语言技能，提出几点自己的拙见与同行共勉。

一、利用神秘感，体验成就感，激发学生的学习兴趣

我任教学校的七年级学生，以前从未接触过英语，一开始面对英语总有一种好奇，充满了神秘感。从心理学上讲，这种好奇与神秘感并不是兴趣，而是人与生俱来的一种天性，但它却是兴趣产生的原基物。对于一个英语初学者来说，在这种好奇心的推动下，急于想知道什么是英语？英语怎么说？如何用英语来描述身边的事物，表达自己的愿望等。并且由于年龄特点，他们喜欢丰富多彩的活动形式。新教材（冀教版）的设计充分注意到了这些特点：版面采用了大量的图画，取材也大都来源于现实身边；而且一改以往从字母教起的固定套路，第一课就满足了新同学及老师之间如何用英语打招呼的需求；然后从同学们最熟悉的文具、颜色、服装、食物、动物、上学、购物、天气等逐渐切入；知识结构采用反复出现，逐步渗透，螺旋上升的方式，很自然地遵循了知识的形成和记忆规律；加之，新教材大量采用活动和歌曲的形式，从而丰富和活跃了学生们的学习生活。教者若充分把握这些特点，精心设计，就能使学生将陌生、抽象的英语变成现实和具体的语言，使他们在简单的操作、运用中获得成就感，逐步形成稳定的情感体验、长久的学习兴趣和积极的学习态度。

另外，新教材倡导跳出文本，讲究资源共享。教者还可以充分利用身边的有效资源调动学生的兴趣和积极性。例如：教师可以要求学生平时收集一些英语方面的漫画、剪报、说明书、包装纸等，也可以根据课堂需要，或在一些特定的节日，要求学生准备一些自己的卡通、玩具，或动手制作贺卡等。另外，多媒体的利用也是一把“利剑”。兴趣是最好的老师。这样经过长期培养，学生就会利用兴趣这种原动力，自信地参加语言活动，从而锻炼和提高自己的语言技能。

二、注意把握好基础知识与培养综合语言运用能力的关系

新教材采用的是话题式编写体意，偏重于交际口语。而口语恰恰就是实际语言能力的一个侧面反映。口语灵活，也不规范，但并不是说语言基础不重要了，不需要了。语言知识是表情达意的必须手段，是语言学习的中心，是英语教学的立足点。语言学习的最终目标是交际，而要具备交际能力必须先获得语言能力。离开了语言基础知识的传授，培养语言运用能力只能是一句空话。另一方面，学生成就感的获得在一定程度上不仅取决于学生获得知识的质量和参与语言活动的能力，而且需要一定的语言知识和技能作支撑。

例如：1、语音Pronunciation，就需要天天练，但并不是简单地把48个国际音标反复重复，而是要利用“复读”原理，融合到具体的“Drill”和“Games”中，同时结合听说训练，这样才能习得纯正的发音。2、语法Grammar，，按新教材要求不单独、具体、分类教，但每节课都有，可以采用小课堂加以介绍、归纳和练习。有这样一个比喻说得很妙：“语法是药品，不是食品。”　3、词汇Vocabulary，它是构成句子和文章的基本单元，可以通过较直观的实物、生动的图画、形体语言、教科书等介绍，利用《活动手册》，句型操练、填补游戏、猜谜、默写等活动复习。

三、创设有意义的情景，倡导学生体验和参与

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根据有关专家的看法，现代农业生物技术的最新发展趋势表现为：

研究成果商品化产业化进程加速。目前，农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成，并处于一个高速发展时期。有关专家预测，本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10％以上，而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元，2005年60亿美元，2010年200亿美元；国际农业生物技术应用机构（ISAAA）的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。

研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时，众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点，私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例，民营机构1992年对这一领域的投资为5．95亿美元，而1999年则达到15亿美元。与此同时，世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮，并购金额从1997年的12．37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成，过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。

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1.生物技术概论：生物技术概论生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物，以DNA重组为核心的生物技术基因工程，融合了其他相关技术，涉及的领域有细胞工程、生化工程以及微生物工程等。运用生物科学技术可以利用生物体来生产制造产品。尽管生物技术在七十年代才被正式提出，但是远古时代的神农氏却早已将植物应用到医药上面。虽然那时没有生物技术的概念，但生物技术却已经渗透到人们的日常生活之中。

一直以来，我国都把生物技术作为重要的科研项目，以促进生物技术产业的快速发展。与此同时，国家和政府都花费大量心血投入到生物技术当中。因此，我国在生物技术产业方面取得了巨大的效益，更值得骄傲的是能够获得产品的知识产权。通过转基因工程将某些具有内在联系的新基因组合在一起，使新表达系统能够运用更广泛。利用新基因生产的数十种药物已经成功地应用到医药产业之中。转基因杂交水稻、棉花、番茄等等转基因技术娴熟，已经进入市场，实现了生物技术产业生产的目的。

动植物新品种、基因治疗和蛋白质以粮食增产和药物产业发展为核心目的，并通过深入的研究开发，为高技术生物产业的诞生打下了坚实的基础，并推动了我国转基因发展的前进脚步。

2.生物基因工程行业发展现状：首先，随着生物工程技术的迅速发展、不断地成熟和完善，涉及的产业领域也越来越广。自我国生物技术发展以来，通过转基因生产的产品销售产值呈不断上涨的趋势。从80年代到2000年，平均每年增长33.58%。

其次，生物技术产业取得了重大成就。随着科学技术地不断进步，技术对人类的影响也日益重要。生物信息学、转基因技术、克隆技术、基因治疗与细胞治疗等生物技术，不仅有利于改进产品，对人类生命安全也起着重要作用。

最后，生物技术企业持续断发展并逐步壮大。科学技术在产业生产中无疑是最核心的有利武器，而生物技术的发展趋势良好，而具有更广阔的发展空间。很多企业便抓住契机，开始从事生物技术产品的研究和开发。生物技术的企业规模不断壮大，企业之间的竞争也越来越激烈，从容观上促使企业改进生产技术。从而推动生物技术地不断发展。

3.生物技术产业发展存在的不足：首先，我国生物技术的发展受仪器和设备的限制，技术还不够完善，而且缺乏独立研发和开拓市场的能力，无法仅依靠自主的能力开发新产品而获得知识产权。而发达国家不仅科学技术发达，而且有充足的设备及所需的产业生产条件。目前，我国最重要的问题是如何提高企业的产业化能了。我国只有将研发成果转变成实际的生产力，才能从本质上提高产业化的能力。

其次，投入过少，无法提高更广阔的投入渠道。生物技术产业是新兴的高收益产业，但存在着各种风险。要取得高收益，必须高投入。所以，首要的问题是解决资金不足的问题。国家在投资生物技术生产的同时需要确保银行贷款的可行性以及降低市场风险，为企业提供更多的资金渠道，同时政府应该为其提供优惠政策。目前，我国生物技术企业资本融通渠道只有五种，而且在某种程度上打击了创业者的积极性。

最后，缺乏产业化技术人才，研发成果和产品不能互通。任何产业的发展都离不开技术人才，但是生物技术生产培养人才周期长，且优秀的人才大多选择在国外发展，造成国内人才的匮乏。因此，实验室很难生产出优质产品。

4.针对生物技术产业发展的现状提出的策略：首先，健全和完善管理体制。必须依据其自身的发展状况和其他各种因素综合考虑而建立相关制度和体制，还应运用国家对企业的优惠政策，进行内部调整，从而使企业得到最优的发展状态。在我国生物技术企业缺乏人才、设备和技术的情况下，借用政府和市场的调节方法，增强企业内部的凝聚力，使个方面的优势条件有效地结合，形成一个整体。此外，还应组织国家管理监督机构，在企业的生产运行中起督促的作用，并对企业的运营模式，提出合理的建议，并协助企业制定管理体制。

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一、前言

我国的生化工程学科是在20世纪80年代初开始建立的，20多年来我国经历了将化工技术用生物技术和融合生物技术知识发展生化工程的2个阶段。[1]生物技术服务的领域主要包括医药、农业、食品、化工、冶金、能源等方面。在与人类健康有关的重要领域，已能设计和制造脏器、诊断试剂以及治疗药物；在农业上，能够制造兽药，培养植物细胞、利用基因工程和细胞工程技术获得抗病毒、抗虫、抗除萎剂、抗冻、抗旱、抗盐、保鲜、高蛋白、高养分的植物新品种和良种家禽、家畜；在化工方面，生产氨基酸、生物大分子及基本有机化工产品，如乙醇、丁醇、丙酮等，利用基因工程技术和细胞融合得到高产工程菌，为化工生产提供高效、低成本的新途径；另外在“三废”处理、低品位金属提取、生物能源、煤的气化和液化等方面都有不同进展。这些技术的丰富交叉引起了世界各国的强烈兴趣，生物技术商品化的竞争已经到来。

二、生物技术定义

所谓生物技术，即为应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提品为社会服务等。20世纪30年代生物技术以发酵产品为主干，40年代抗生素工业成为生物技术产业的支柱产业，50年代氨基酸发酵和60年代酶制剂工程相继出现，到70年代DNA重组技术使生物技术得到了突飞猛进的发展，并与信息技术、材料技术及能源技术共同构成了人类新的技术革命的基础。[2]

生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物，其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程，还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。

三、生物技术的发展现状

近些年来，以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛，并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术（Biotechnology）是指“用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品、改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术”。生物工程则是生物技术的统称，是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合，来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种，以工业规模利用现有生物体系，以生物化学过程来制造工业产品。简言之，就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。

鉴于世界上技术先进，经济发达国家对生物技术的高度重视，面对世界新技术革命的挑战，我国“863”高科技发展计划把发展生物技术放在首位，结合我国国情，以解决发展我国农业、医药中存在的关键技术为重点，确定了三个主题：一是高产优质抗逆的动植物新品种、二是新型药物、疫苗和基因治疗、三是蛋白质工程。

四、生物技术的发展趋势

（一）生物技术在农业中的发展趋势

充分利用我国丰富的和特有的遗传资源，分离克隆有自主知识产权的基因和基因工程品种已刻不容缓，以期在以“基因”为核心的生物技术产业中取得主动。实现单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转移。重视转基因植物的环境安全性评估，借鉴国外的成功经验，防止转基因植物危害的发生与蔓延。随着基因组时代向后基因组时代的过渡，研究重心已经从揭示生命的所有遗传信息转移到整体水平上对生物功能的研究。因此，在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律的蛋白质学的发展和成熟，必将与基因组研究互相补充，给农业生物技术带来革命性改变。建立一支专门的农业生物技术队伍，尤其是基因工程专业队伍，杜绝一哄而上，避免人财物的无谓浪费，把有限的资金用在刀刃上。

（二）生物技术在环境中的发展趋势

在污染的处理过程中，传统的物理或化学处理方法常伴随二次污染，且运行费用高，处理问题单一而微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性，并可将其作为代谢底物降解和转化因此，生物处理具有效果好、运行费用低、无二次污染等优势，是保障可持续发展的一项最有力的技术措施。[3]

生物技术的发展趋势将朝着传统技术的改良、与其他污染处理手段相结合和与现代高新技术相结合等方向发展，研究高效快速的工艺流程。

（三）生物技术在工业中的发展趋势

工业生物技术的新崛起有两个巨大的推动力，即社会强烈需求和生物技术的进步。人类社会发展迫切需要解决的问题是资源、能源、人口、环境问题.随着生物技术突破性进展，使得人类可以设计和构建新一代的工业生物技术，可高效快速地将各类可再生生物质资源转化为新的资源和能源。工业生物技术在生物能源、生物材料以及生物质资源化方面发挥着重要作用。其中生物能源、生物材料、生物质资源化等都是现在以及将来发展的重中之重。

四、结语

生物技术是2l世纪改变人们生活方式最重要的科技手段。发展生物技术，实现产业化，将为国民经济培育新的增长点。大力发展生物技术和生物技术产业，需要有高水平的专业技术人才，只有高水平的专业技术人才才能掌握现代生物技术，为实现和发展生物技术产业作出应有的贡献。

参考文献：

[1]欧阳藩.生物技术发展现状及发展战略[J].现代化工，2004（6）：1-7.

[2]瞿礼嘉，顾红雅，胡苹等.现代生物技术导论[M].北京：高等教育出版社，1998.

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一、引言

1917年匈牙利工程师K.Ereky首次使用“生物技术”这一名词时，其原意是指用甜菜作为饲料进行大规模养猪，即把生物原料转变成产品。

1982年国际经济合作及发展组织提出的生物技术定义为：“生物技术是应用自然科学及工程学原理，依靠生物作用剂的作用将物料加工以提供提品为社会服务的技术”。这里所谓的“生物作用剂”是指酶，整体细胞或生物体，一般也称生物催化剂。1997年加拿大提出的定义：“生物技术是指自然或人工状态下，直接或间接地将科学和工程学方法应用鱼有机体的活体或部分组织，以实现对生产和服务过程进行创新或改进现状的目的”。2001年美国认为：生物技术是应用分子和生物细胞的工艺来解决问题、进行研究、生产产品并提供服务。

总之，生物技术是一门多学科、综合性的技术科学，最终目的是建立生产过程或为社会服务。其中涉及到的学科包括生物学、化学、工程学、医学、药学和农学等。

二、生物技术在食品工业的应用

应用于食品工业的主要生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程4个方面内容。

基因工程又称为DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。它是现代生物技术的核心内容，可以将此技术应用于食品包装、食品保藏、贮运等中，以改变包装材料，降低生产成本；延长食物的贮藏期，改变传统的贮运方式。如通过转基因技术生产的延熟番茄，主要通过乙烯合成途径调控，抑制乙烯合成，从而达到延迟成熟、耐贮藏的目的。

细胞工程是指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法，按照人们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞的结构和内含物，以改变生物的结构和功能，即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。细胞工程作为科学研究的一种手段，已经渗入到生物工程的各个方面，成为必不可少的配套技术。在食品等领域中，细胞工程正在为人类做出巨大的贡献。罗自生等报道，在摇床转速160r/min、pH为4.5、温度为25℃时，固定化醋酸杆菌细胞能有效地脱除柑桔汁中由柠碱所引起的苦味，并且固定化细胞的热稳定性比游离细胞好。

酶工程是生物技术的一个重要组成部分，指在一定的生物反应器内，利用酶的催化作用，进行物质转化的技术，可应用于食品生产过程中物质的转化，如纤维素酶在果汁生产、蔬菜汁生产、速溶茶生产、酱油酿造、制酒等食品工业中应用。

发酵工程是生物工程技术的重要组成部分，是生物技术产业的重要环节，是通过现代工程技术手段，利用微生物的某种特定功能，产生有用的物质或使微生物直接参与控制某些生产过程的技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精；利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现酵工程阶段。现酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。

三、当今中国的前沿生物技术

在纳米药物载体、纳米生物材料、纳米生物传感器等的研究和应用方面取得了重要的进展。多项高靶向、缓解纳米以药制剂进入临床研究。3项纳米药物制剂完成临床前研究，已经申报临床批件的纳米药物制剂。自主研发了多项纳米生物材料产品，主要包括胆道支架、骨修复用纳米生物材料、心血管修复用纳米生物材料等。在纳米生物器件研发方面也取得了重大突破。

DNA受损细胞自我清除的内在机理研究取得种重要进展；在抗病毒天然免疫信号转导分子机制领域取得重要原创新突破；在神经营养因子和受体复合物结构研究方面取得重要进展；高发及突发传染病重要病原微生物蛋白质三维结构研究取得重大突破。

癌症基因组研究发现多个潜在的药物靶点；全基因组功能区DNA甲基化监测方法大幅度降低成本；开发出新一代磷酸化多肽高选择性富集技术；蛋白质相互作用技术研究取得重大进展；建立了先进的时间分辨免疫学检测技术平台及抗体制备平台技术。

开发蛋白质鉴定软件性能达到世界先进水平。中国科学院计算机技术研究所对一系列质谱数据分析和蛋白质及其修饰鉴定核心算法研究，实现了多种蛋白质库检索关键技术，在此基础上开发了稳定可靠的蛋白质鉴定软件PFind单机版和并行版。

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现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(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。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三)改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DN断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考文献

[1]赵志华,岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[J].生物技术通报.2006,04:78-80.

[2]王春荣,王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004,07:31.

篇（9）

现代生物技术的迅猛发展，成就非凡，推动着科学的进步，促进着经济的发展，改变着人类的生活与思维，影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容，具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测，到2010～2020年，生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础，利用生物机体、生物系统创造新物种，并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中，生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年，酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景，本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容，采用类似工程设计的方法，按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接，再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞，进行无性繁殖，并使目的基因在受体细胞中高速表达，产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取，除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外，还可与基因工程结合，进行改造生产菌种。

(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。将优良酶基因转入面包酵母菌中后，其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高，面包加工中产生二氧化碳气体量提高，应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株，用以改进传统的酿酒工艺，并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后，即可直接利用淀粉发酵，使生产流程缩短，工序简化，革新啤酒生产工艺。目前，已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株，提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三) 改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸，降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型，其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH 诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言，德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏，但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子，第二种方法是依赖于克隆的基因组DNA 片断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能，产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一，出现于20世纪70年代末至80 年代初，是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下，使两个或两个以上的异源(种、属间) 细胞或原生质体相互接触，从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法，主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合，使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交，获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交，分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前，微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间，不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分，酶工程又称酶反应技术，是在一定的生物反应器内，利用生物酶作为催化剂，使某些物质定向转化的工艺技术，包括酶的研制与生产，酶和细胞或细胞器的固定化技术，酶分子的修饰改造，以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面，一是用酶技术处理发酵原料，有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程，主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时，会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足，使糖化不充分、蛋白质降解不足，从而减慢发酵速度，影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂，可补充麦芽中酶活力不足的缺陷，提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分，缩短糖化时间，减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出，从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物，缩短发酵过程，促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素，是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时，就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的，一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d 的时间。崔进梅等报道，发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮，可缩短发酵周期，减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能，缩短发酵周期，丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值，生产出符合不同消费者需要的保健制品，而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展，相信会开发出更多物美价廉的发酵制品，使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考文献

[1]赵志华，岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[J].生物技术通报.2006，04:78-80.

[2]王春荣，王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004，07:31.

篇（10）

现代生物技术发展趋势

基因操作技术日新月异，不断完善；转基因植物和动物技术有重大突破；人类基因组研究促进了有重要价值新基因的分离、克隆以及开发应用；新技术、新方法通过商业渠道，出售专项技术或全套试剂，方兴未艾。全世界每年授予的1万多项专利技术中，有近l／3出自生物技术。

现代生物技术的基本特征是科学化、集约化、商品化、环保化和国际化，实现产业的社会、经济和生态效益三统一。生物技术的研究、开发及其产业化发展将会引起世界产业结构的重大变化。

一、技术的进一步完善与发展

1.基因操作技术。为了生物技术的自身发展，以及推动其产业化进程，基因操作技术在不断的完善与发展，其中包括基因合成、扩增技术、基因修饰技术、基因克隆技术、基因转移技术和蛋白质工程等；新型表达载体或体系的研究中，转基因植物和动物的相关技术有突破，动物乳腺反应器等新型的生物反应器在开发中；基因工程下游技术的发展，推动了技术集成和规模化生产；同时，作物育种和动植物品种改造相关联的分子标记技术进一步推广，以基因治疗为核心的生物治疗和诊断技术不断完善和发展。英国克隆绵羊的成功使动物“克隆”技术出现了始料不及的突破，甚至引起世界恐慌，如何应用体细胞核移植是当今世界各国不得不高度重视的重大问题。

2.基因组学技术。人类基因组计划是当代自然科学一项伟大的科学工程，进展甚速， 2003年完成人体全基因组遗传图、物理图、转录图的制作以及全部序列（30亿碱基对）的测定。人体内总数约为8～10万个的基因将全部定位，它们的分离、克隆以及结构与功能的研究全面展开。包括水稻基因组在内的模式生物基因组的研究也是该项计划的组成部分。与此相适应的是，在DNA重组技术的基础上进一步发展起基因组研究的系统技术（有人称之“基因组学技术”），它融会了现代分子生物学、细胞生物学、分子遗传学以及数学、物理学、计算机科学、信息科学等学科的理论和方法。正在成长中的基因组学及其系统技术将对21世纪生物技术的发展起着积极推动作用。具有重要的生物学功能的新基因以及疾病相关基因的分离和克隆，可直接用于基因工程产品的生产、基因治疗或人类疾病发生机理的研究，并为创新药物研制提供基础。同时，以水稻基因组研究为核心发展起来的农作物重要性状相关基因的分离、克隆以及结构与功能的研究将对农作物育种以及整个农业生产带来革命性变化。

3.生物信息学技术。生物信息学是由生物学与数学、物理学、化学、计算机科学等诸多学科交叉发展而成的一门崭新的学科。其研究内容主要包括生物体遗传信息的“解读”，生物大分子（蛋白质、核酸、多糖等）的结构模拟和分子设计，以及基于蛋白质和核酸结构基础上的药物设计；与此同时，要进行生物信息的收集、贮存、管理，创建生物信息分析的新技术、新方法，并开展相应的应用研究。它不仅对认识生物起源、遗传、发育与进化的本质有科学意义，而且可为新基因的发现、为人类疾病的诊断和预防开辟全新的途径，为动植物的物种改良提供坚实的理论基础。

二、医药生物技术产业化进程突飞猛进

医药领域的生物技术的研究和开发一直处于领先地位，其产业化的进程甚快，已有近50种基因工程药物、疫苗和其他生物制剂产品投放市场。销售最好的是促红细胞生成素（EPO）、粒细胞集落刺激因子（G－CSF）、生长激素、胰岛素和溶栓药t-PA等基因工程产品，EPO、G－CSF等产品在美国的年销售额，每种可达十几亿美元以上。美国从事生物技术药物研究、开发及产业化的公司约1300家，其中较大的生物制药公司225家，工业投资达350亿美元；日本约有800家公司从事生物技术药物的研究与开发及产业化，已有14种产品投放市场。基因工程疫苗以乙肝病毒疫苗为主要产品，目前还注意发展针对艾滋病、肿瘤等治疗用疫苗；单克隆抗体是生物技术药物中数量最多的产品；基因治疗由遗传病转向以肿瘤、心血管病和艾滋病等重大疾病为重点。

国际上普遍把医药领域作为发展生物技术产业的突破口，这是由医药生物技术在创新性及其经济效益上的巨大潜力所决定的。发展基因工程药物、疫苗以及开创全新的基因疗法和诊断技术乃是主要方向，并且它是新药研究和创制的重要支柱技术。生物技术药物是一种高附加值产品，一个药物的年销售额就可能超过一个大型钢铁企业，所以，医药生物技术产业仍将是现代产业发展中最为活跃的领域，同时也是国际间知识产权竞争的主要领域。21世纪，它将成为国民经济新的重要支柱。

三、农业生物技术市场大有进展，前景诱人

世界上进入田间试验的转基因植物已增至1500种，美国FDA相继通过了棉花、玉米、西红柿、马铃薯、大豆、南瓜等经生物技术改造的农作物品种安全性检查，并颁发商品化许可证。Calgene研制的可长期贮存的转基因西红柿已投放市场，美国和澳大利亚已批准抗虫转基因棉花进入大田推广应用。分别由 Ecogen和Crop Genetics研制的几种生物杀虫剂早在1994年已获美国环境保护委员会批准。此外，农用生长激素、疫苗等产品开发也都取得可喜的成绩。生物技术在培育高产、优质、抗病虫、抗逆性能好的农作物、畜禽、鱼类新品种中显示出很大的潜力，其对未来农业发展至关重要。

鉴于世界性的粮食短缺，各国政府都已开始重点支持生物技术在农业中的应用。目前，国际水稻基因组图谱和拟南芥菜基因组图谱等研究已获得重大突破，以植物基因组图谱为基础的农作物重要性状基因的分离和克隆研究正在蓬勃兴起。基因转化已经在水稻、玉米、棉花、马铃薯、油菜、大豆和烟草等主要作物中获得了成功。许多重要生产性状，如抗病、抗虫、抗逆、产量、品质及采后保鲜等都得到了明显改善，大大提高了现代农业的技术含量和技术附加值。特别是分子标记辅助育种技术将会对21世纪农作物常规育种带来革命性的突破。生物技术在农业中的应用将作为21世纪农业发展的主要生长点。

四、生物技术为治理环境污染提供了新途径

在环境污染日趋严重的今天，世界各国已普遍接受“可持续发展”这个概念，并围绕它制定和实施本国的环境保护及其相关的产业政策。可持续发展要求在保持经济高速发展的同时，必须保护好人类赖以生存的环境。传统的污染防治技术和手段，已远远不能满足人类对生存环境的质量要求。生物技术是环境保护的理想和武器，在处理环境污染物方面具有高速度、高效率、低消耗、低成本、反应条件温和以及无二次污染等显著优点，应用生物技术治理环境污染，已受到各国政府的高度重视。21世纪，生物技术将成为环境保护的关键技术之一。

五、经济强国在生物技术发展领域竞争激烈

作为21世纪高新技术的核心，生物技术必将在最终解决人类粮食、健康和生存环境等重大问题上发挥独特的作用。世界各主要经济强国都把生物技术确定为21世纪经济和科技发展的关键技术。美国在生物技术研究与开发方面一直处于领先地位，但近年来欧洲和日本等发达国家对其霸主地位提出了挑战。部分发展中国家也十分重视生物技术的发展。

为加紧研究发展对策，美国国家科学和技术委员会从1992年起接连发表了题为《二十一世纪生物技术》、《二十一世纪生物技术：实现诺言》和《二十一世纪生物技术：新的方向》等发展战略报告和蓝皮书，指出生物技术在经历了第一次浪潮（医药和保健领域）后，在继续重视和推动第一次浪潮向纵深发展的基础上，迎来了第二次浪潮，即重点发展：（1）农业生物技术；（2）环境生物技术；（3）生物制造和生物处理工艺及能源研究；（4）海洋生物技术研究。为此，除继续重视医药生物技术外，政府将加大在农业、环保等其他领域的研究与开发力度，并在税收、经费、专利保护期等方面制定了特殊优惠政策，以加快生物技术的研究和发展。

欧洲和日本等国纷纷制定21世纪生物技术发展战略。日本虽然起步较晚，但发展迅速，不仅引起西欧诸国的恐慌，也造成美国的严重不安。欧盟为协调和促进各成员国生物技术的研究和开发，从整体上与美、日等发达国家抗衡，专门成立了生物技术委员会，把生物技术作为未来科技发展的重点。韩国声称要在所有高技术领域全面发展，计划21世纪争取进入世界十大科技先进国家之列。印度政府专门成立了生物技术部，全面协调生物技术的研究、开发与产业化。

中国现代生物技术的发展与对策

自20世纪70年代末80年代初开始、特别是在863计划把现代生物技术作为关键领域以来，我国政府高度重视这一技术的研究、开发和利用。十余年来，已经在农林牧渔、医药卫生等许多方面取得了令人瞩目的成就，并产生了显著的经济效益和社会效益。

一、我国生物技术产业化的成绩

两系法水稻杂交优势利用是我国的首创，取得了举世瞩目的成就。两系法品种间和亚种间杂交稻的累计示范试种面积已近 1000万亩（截至 1997年底），一般增产10％～15％，为进一步大规模的推广应用创造了条件。

抗虫棉研究完成了五种抗虫基因的分离和克隆，获得了一批适用于我国长江流域和华北棉区大面积应用的转基因棉花株系，进入一定规模的试种示范；抗病小麦生物技术育种有所创新；农业重组微生物的应用，效果突出；转基因动物研究培育出来的生长激素转基因猪和转基因鲤鱼、鲫鱼新品种，正在中试开发。我国水稻基因组研究已取得突破性进展，在物理图谱方面居世界领先地位。

医药生物技术产品的研究、开发和产业化已初具规模。我国研制的哺乳动物细胞基因工程乙肝疫苗于1992年获国家批准投放市场，它已逐步替代传统的血源疫苗。几年来，我国城镇婴儿的乙肝带毒率有大幅度下降；包括我国创制的一类新药――重组人alb型干扰素在内，已有七种高技术药物先后经国家批准，投放市场，其中国家一类新药两种；G－CSF等十几种基因工程多肽药物正在临床Ⅰ、Ⅱ期试验；还有几十种产品处于中试开发或实验室阶段工作。B型血友病IX因子基因治疗在国际上属首例报导；应用疱疹病毒胸苷激酶基因治疗恶性脑胶质细胞瘤工作已完成临床Ⅰ期试验。

863计划实施十余年来，初具规模的我国生物技术产业，已开始对国民经济和社会发展产生影响。就其学术水平和开发水平，在亚洲地区名列前茅，而且，与发展中国家相比，也处于领先地位。然而，与发达国家相比，随着他们步伐的加快和投资量的加大，我国在整体研究和开发水平，尤其是产业化的程度上仍有相当大的差距。

二、经济和社会发展对现代生物技术的需求

发展生物技术对于解决我国13亿人口的吃饭和医疗保障问题，减轻环境压力具有十分重要的现实意义和深远的战略意义。

1.不断满足日益增长的粮食需要。

预计到2010年我国人口有可能超过14亿，根据人口增长趋势和当前的土地消耗率估计，到2010年我国人均拥有土地将少于0.07公顷。今后每年食物总供给与总需求的缺口大致为：粮食2200～2500万吨，为保证人民基本生活水平逐年有所提高和满足我国人民对粮食的需求，从现在开始到2015年，我国粮食总产量每5年必须增加 1000亿斤。如何大幅度提高粮食产量是我国农业生产面临的重要问题。

为满足我国日益增长的粮食需求，保持农业生产可持续发展，必须加大高科技投入。应用现代生物技术培育高产、优质、抗病虫和抗逆的农作物新品种，大幅度提高农作物产量和品质，提高常规育种的效率，逐步实现定向育种；设计和生产新一代高效、低毒、无污染，兼有防病杀虫功能的微生物农药，减少病、虫对农作物造成的危害，间接提高农作物产量，大大减轻环境污染。

2.有效控制人口，提高全民族健康素质。

我国虽然是发展中国家，但疾病病种却同时具有发展中国家和发达国家的特征，导致死亡率最高的是心脑血管病、恶性肿瘤、病毒性传染病等疾病。我国仅肝炎病毒带毒者就达2亿人。心脑血管疾病、肿瘤和糖尿病患者数千万人，以呆傻为主的遗传病患者3000万人；另外，过去已经控制的传染病如肺结核等的发病率呈回升趋势，性病和艾滋病的蔓延令人担忧；血液制品污染状况严重，已不能满足人民健康和国防的需要。它们严重影响我国人民自身健康和劳动能力，也是我国经济发展中的负担和障碍。与此同时，我国的人口压力越来越大，已成为制约国民经济发展的重要因素。因此，有效地控制人口增长，提高全民族的素质已成为关系国计民生的大事。

当前，随着国际竞争的日益加剧，我国传统医药行业亟待更新改造，如何设计和生产新一代具有我国自己知识产权的新药，已刻不容缓。生物技术产业的发展能大幅度减轻国家在卫生保健方面的负担，对提高人民的健康水平、增强我国医药市场的竞争能力和国民经济实力具有重要的推动作用。

3.大力治理污染，保护生存环境。

我国的环境污染问题十分突出。近年来，总体环境质量在下降，大气污染物如二氧化硫、飘尘等的排放量仍在上升，废水排放已超过400亿吨／年，工业固体废弃物6200万吨/年，其中100万吨直接排入河流。采用碱法造纸技术及滥用化学药品、特别是杀虫剂造成了大规模的水体和土壤污染，此外，有 60亿吨未经处理的工业废弃物堆放在室外，占地数万公顷以上。总之，我国生态环境破坏严重，其治理和恢复已迫在眉睫。生物技术是解决环境污染如水污染（包括江河污染、工业废水污染、生活废水污染）、空气污染（包括石油、煤废气污染）和农用塑料造成的“白色”污染等诸多问题的有效手段之一。

三、我国生物技术产业化面临的挑战

开发一个生物技术新型药物，要经历一个较长的周期，且耗资巨大；即使是形成了产品，对其疗效和副作用仍有很大考验，存在着很大风险；在农业上，要真正培育出高产、优质和抗逆性能好、有推广价值的新品种，过程是很艰难的。在当前激烈的国际竞争中，我们面临的风险和挑战更多：

1.专利和知识产权的威胁。目前研制和开发的医药产品，有大部分是引进国外已有或正在开发的产品，属于仿制和拷贝之列，处理不当有可能发生国际纠纷；

2.基础研究整体力量薄弱，潜在的、拥有我国自己知识产权的候选产品数量少，制约着我国生物技术及其产品的开发，以及在国际上的竞争能力；

3.国内产品开发存在严重的分散状况，低水平重复的产品多，不能形成规模化生产；

4.下游工程技术和工艺的研究力量薄弱，产品开发能力低；

5.国家在实施对外开放政策的同时，目前尚缺乏在现有状况下如何保护我国民族生物技术产业成长的相应政策和措施。

综上所述，现代生物技术是典型的高新技术，其研究的最终目标是生产商业产品，即实现产业化。现代生物技术产业是技术密集型产业，需要高深专业知识，更需要善于市场开发；需要高的资金投入，还需要科学的经营管理。现代生物技术产业具有高风险、高回报的特点，要改变过去单一的国家投入机制，建立由中央、地方、企业、投资者共同参与的风险投资机制。为把握战略机遇期大力发展我国生物技术产业化，提出如下建议：

在定位于现有863计划的基础上，以大幅度提高我国生物技术领域整体研究水平和开发能力为目标，使我国生物技术总体水平到2010年跻身于发达国家行列，某些方面处于世界领先地位。在农业、医药和环保等重要应用领域，形成具有相当规模的新兴产业。

篇（11）

在生命科学技术蓬勃发展的今天，人类如何利用它为社会发展做贡献和造福已成为社会生产工作重点，也是现代化制药企业发展的核心关键。新世纪，面对肆虐的疾病，是否能够剔除侥幸心理还是一种坦然的态度面对自然界中存在的一切风险已成为人类得以生存和发展的关键。而在近几十年来，生物技术一直伴随着人类文明的发展而发展，为人类生命健康默默无闻的服务着。就现阶段的社会发展分析而言，生物技术无论是在过去还是在现在，都随时的为人类发展创造着基础和必然财富，成为人类生活中必不可缺少的技术项目之一。时至今日，生物制药的迅猛发展为临床医学发展注入了强大的生命力，在疾病治疗方面也取得了极大的效果。

一、生物技术概述

生物技术兴起于上个世纪中期，是一门综合性很强的技术学科。生物技术在目前的社会发展中，主要是通过结合先进的科学技术和生物理论为基础来改变动植物体内的细胞与DNA，从而进行人工加工和提取的过程。生物技术的应用为人类社会的发展和医疗事业的开展注入了新的活力，同时也为传统医疗技术的应用提出了新挑战。传统的生物技术本仅是一个加工的过程和服务行业，然而伴随着各种科学技术的不断发展，其逐步趋于培养新物种、开发新产品和探索新技术的过程。植物基因作为当前生物技术的重要环节，是医疗人员在工作中以植物作为主要的研究对象，从而利用植物细胞对相关的基因进行改造，从而提高动植物抵抗力，使其能够在恶劣的环境中得以正常良好生长。

1、生物技术制药技术的原理

生物制药技术是利用先进的科学技术和理论知识来对各种微生物和微元素进行辨析和处理，从而提取出能够预防和治疗疾病的成分。制药技术在目前社会发展中发挥着不可替代的重要作用，与人类的生存与发展息息相关，发挥着不可忽视的重要作用与意义。伴随着国民经济的发展与人民生活水平的提高，人们对各种药物需求不断增加，提高药品质量和药品的药效已成为人类追求的主要重点。在制药工作中，利用生物技术制药已成为一种新技术，是提高工程施工措施和技术方式的主要途径和方法。随着近年来社会科学技术的不断发展，以基因工程、微生物技术等多个方面为基础的综合性制药措施和原理已成为现代化企业发展的核心观念，随着当前各种病菌的不断变化和各种病状的变动，传统的医疗措施逐步无法满足当前各种病症的需求，因此在当前的制药工作中不断的对各种生物技术进行引进和利用，从而保障各类病菌能够得到合理科学的解决。

2、生物制药在我国的发展现状

一直以来，生物技术就属于一种高新技术产业，也是一种新型的社会科学技术之一，在当前的社会发展中，生物技术的应用与普及已成为社会发展的必然结果与趋势。生物技术归根究底，就是一种微生物技术，是通过在工作中对各种微生物进行分析和研究的过程。在生物工程应用与发展的过程中说白了就是采用先进的科学技术和设备对微生物的生活习性、生理机制等多个方面进行研究与分析。生物技术的发展历程从最初到现在经历了只有短短的几十年，然而在这几十年的发展中其几乎是一种跨越式发展模式，同时其也离不开信息技术与计算机技术的大力支持与配合。就目前社会发展现状分析而言，科学技术与信息技术是生物技术得以前进与应用的重要基础。

就我国的生物技术分析而言，由于起步晚、起点低，同时还受到我国近现代国情与其他因素的制约与影响，使得其中还存在着较多的问题与难点。在我国的生物技术发展与应用中，更是只有短短的二十多年历史，与欧美发达国家根本无法比拟，但就这短短的二十多年来，由于我国政府的大力支持，使得生物技术在应用中取得了良好的成绩，以基因工程药物为核心的研制、开发和产业化已经颇具规模。目前，随着各种环境因素的不断恶化，各种自然条件和气候因素也在不断的变化之中，使得当前各种病菌发生其迁移性的变化，造成人类健康的严重威胁，在这种背景之下，药品的开发和研制已成为当前保证人们健康的重要手段和不可忽视的手段。

与世界先进国家的生物医药产业相比，我国生物医药产业还处于比较落后的状态，但是国家和地方政府都在不断加大对该产业的发展力度，从政策和资金等各方面不断加大投入。当前，我国已将生物制药作为经济发展的重点建设行业和高新技术的支柱产业来发展。当前一些科技发达或经济发达地区正在不断建立国家级生物制药产业基地，并初步形成了初具规模的生物医药产业集群，这对我国的生物医药产业发展起到了很好的带动作用。总体而言，中国生物制药产业未来充满希望，前景看好，中国的生物制药产业将呈继续增长态势。

二、生物制药的前景与分析

生物制药产业呈现集群式发展。产业集群发展具有明显的发展优势，能够极大地促进产业的快速发展。生物制药产业作为高科技产业，不仅需要在基础设施、上下游配套产业等方面的支持，还需要同教育培训、专业服务、技术转移中心等相关服务组合在一起，方能发挥高效作用优势。当前，我国在生物技术产业迅猛发展的浪潮推动下，经过多年的发展和市场竞争，加上政府不失时机地加以引导，我国生物技术、人才、资金密集的区域，已逐步形成了生物医药产业聚集区，由此形成了比较完善的生物医药产业链和产业集群。这些产业集群对于促进生物制药产业的发展具有重要的作用，使得生物制药整体产业链得到优化，在生产效率方面得到大幅提升。我国生物制药产业以后仍会朝着这一方面快速发展，政府也将会加大投资力度、重点建设产业集群区，在基础设施、配套服务业、研究开发、服务创新、教育培训和风险投资等方面进行发展和创新，为生物制药产业集群发展提供良好的发展环境。

生物医药技术向产业化推进。将生物医药技术从科研转向产业化生产是科研的重要目的，只有将技术转化为生产力，才能使得社会生活水平得到提升。我国生物医药技术当前很大一部分还停留在科研方面，并没有有效地转换为生产力，这不仅浪费了很多的资源，也使得我国的生产实践跟不上研发，造成了生产的滞后状况。生物医药技术向产业化推进要求企业通过委托外包策略，建立技术同盟，形成优势互补，使得自身能够专注于自身专长方面，从而能够降低生产成本、提高竞争优势。