植物生物技術概念精選(九篇)

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第1篇：植物生物技術概念范文

1.實驗內(nèi)容開放園藝植物生物技術實驗教學本著豐富實驗教學內(nèi)容、革新實驗教學方式的核心原則，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為最基本的目標，提出以下園藝植物生物技術開放式實驗教學模式。實驗性質(zhì)由驗證性實驗過度為綜合性、設計性實驗。傳統(tǒng)教學中驗證性實驗占總實驗學時的80%以上，采用開放性實驗教學，驗證性實驗壓縮到20%以內(nèi)，增加了綜合性、設計性實驗內(nèi)容。

2.實驗場地開放實驗場地是制約學生開展創(chuàng)新性實驗的主要原因。以國家級植物生產(chǎn)類實驗教學中心為平臺，采用開放式實驗室運行機制，結合學科點開放實驗室，為學生自主選擇和設計實驗提供了良好的條件。實驗室配2～3名研究生協(xié)助管理，儀器設備采用預約登記制度，使用前須經(jīng)專人培訓合格后才能使用。實驗耗材按實驗計劃，由實驗室統(tǒng)一提供。

3.實驗時間開放以3～4人為一個實驗小組，以小組為單位安排實驗時間，實驗室一次可以同時安排6個小組開展實驗。實驗時間由以前固定時間，改為課程理論授課3周開始至學期末前1周結束。學生可以根據(jù)自己的課程安排，合理選擇實驗時間。實驗室時間采用預約制，由實驗室管理人員統(tǒng)一安排。上班時間由實驗室管理人員負責實驗室，節(jié)假日和晚上由研究生協(xié)助管理實驗室，為學生開展開放實驗提供充足的時間。

二、開放式實驗教學取得的效果

1.實驗教學方式開放，激發(fā)學生興趣在大多數(shù)同學印象中園藝植物生物技術實驗教學以實驗方法、手段、技術為主要內(nèi)容，這些內(nèi)容過于抽象，通過授課形式講授或單獨的驗證性實驗，學生理解效果很差，很難達到掌握實驗內(nèi)容的目的。任何研究都是從好奇和懷疑開始的，通過典型的生物技術實例，如柑橘細胞融合獲得原生質(zhì)體雜種、植物遺傳轉(zhuǎn)化獲得轉(zhuǎn)基因植株，人類基因組測序及園藝植物基因組測序的不斷完成，生物信息學預測基因的功能分析等，這些實例在網(wǎng)絡上的介紹與視頻非常多，通過網(wǎng)站瀏覽和視頻觀看，讓同學們真正了解生物技術的神秘與貼近生活的兩個方面，將抽象的概念轉(zhuǎn)化為切實可行的操作行動。

2.實驗時間及空間開放，提高動手能力實驗室的開放，即儀器設備和時間概念上的開放，在一定程度上可以解決實驗人數(shù)多、實驗室及儀器設備嚴重不足的問題。例如，生物分子實驗室的定量PCR儀、PCR儀、離心機、核酸儀、電泳儀、紫外投射儀等，實驗時間一旦開放，學生可以用充裕的時間來把實驗獨立完成，不會被課程所限制。通過開放實驗室，本科生可以在課余時間多次進入實驗室。同時，研究生可以一對一或一對三的帶領本科生進行實驗，開展相關的擴展實驗內(nèi)容，開闊視野，提高動手能力，還可以更好地參與教師的科研項目，增加教師和學生的交流機會。

3.實驗內(nèi)容開放，自主設計試驗在教學內(nèi)容上打破原有的實驗課程結構體系，優(yōu)化實驗內(nèi)容組合與創(chuàng)新，注重設計性、綜合性實驗，充分利用網(wǎng)絡資源、視頻資源及生物公司的廣告資源，提高學生的技術應用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，促進學生在學習能力、創(chuàng)新能力和社交能力等綜合能力的培養(yǎng)。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和實驗條件，突出實用性，根據(jù)學校實驗條件提出以下實驗內(nèi)容進行選擇與優(yōu)化。通過開放實驗教學內(nèi)容，學生打破傳統(tǒng)的擬定學時的驗證實驗內(nèi)容，充分利用學生的自主性進行大量的設計性、綜合性實驗教學。學生在學校提供的實驗條件的前提下，自選實驗內(nèi)容，自定實驗步驟，自選儀器設備，自己處理和分析實驗結果、實驗數(shù)據(jù)，給學生提供了創(chuàng)新思維的自由空間。這將有利于激發(fā)學生的自覺性和主動性，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。自覺接受現(xiàn)代教育技術新的成果，把信息技術與學科有機的融合在一起，為學生創(chuàng)設良好的學習情景，突出雙向性、參與性、互動性。在實驗操作環(huán)節(jié)，鼓勵學生獨立完成操作，獨立分析結果，發(fā)現(xiàn)問題。

4.實驗結果靈活，革新考核與評價體系通過綜合性、設計性實驗，學生將與老師的課堂交流轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^面對面、QQ、微信等其他平臺，對實驗進展隨時進行分析、討論及總結，并且學生通過查閱相應的資料，最后得出科學合理的實驗結果。開放式綜合性、設計性實驗，實驗結果的不確定性也避免了同學之間相互抄襲、模仿。因此，既增加了學生動手操作的機會，又有利于學生系統(tǒng)的掌握園藝植物生物技術的實驗方法和技能及分析與解決問題的能力。開放式實驗教學除在以上方面進行開放外，同時也革新了實驗教學的考核與評價體系，與以往實驗成績包括實驗課堂成績與實驗報告成績之外，在實驗教學方面補充了實驗設計、實驗準備工作、結果分析與討論的考核內(nèi)容，形成了實驗方案撰寫(20%)+實驗前的準備(20%)+實驗過程(30%)+實驗結果分析(30%)的實驗教學考核體系，評價方式分為優(yōu)、良好、中等、合格，不及格五種不同的方式。

第2篇：植物生物技術概念范文

關鍵詞　植物遺傳資源；保護與利用；市場化機制；國際制度

1 前言

隨著生物技術的迅猛發(fā)展，利用植物遺傳資源有目的地改良植物的性狀與品質(zhì)，為人類解決糧食、健康和環(huán)境等 21 世紀重大問題提供了誘人的前景。長期以來，人們對植物遺傳資源的保護與利用，主要作為技術、生態(tài)和倫理問題而得到廣泛、深入的研究，但有關經(jīng)濟政策與制度方面的探討則至今仍相當滯后。隨著植物物種資源的不斷減少和因生物技術迅猛發(fā)展對遺傳資源需求的不斷增加，作為“人類自然遺產(chǎn)”的植物遺傳資源已逐步由公共物品轉(zhuǎn)變?yōu)橄∪蔽锲贰Ｅc此同時，由于植物遺傳資源分布和生物技術開發(fā)與應用水平存在明顯的國際差異，尤其是缺少相應的市場化機制以及現(xiàn)有國際多邊體系的失效，以致使物種資源相對貧乏的西方發(fā)達國家使用了地球上大部分植物遺傳資源，而植物遺傳資源豐富的發(fā)展中國家卻受技術、資金等制約大都仍處于植物基因材料無償提供者的位置。在此背景下，如何以聯(lián)合國《生物多樣性公約》所確立的遺傳資源效益公平分享為目標，利用市場化保護與利用機制，建立公正、有效的國際多邊體系與制度，提高各國尤其是發(fā)展中國家保護植物遺傳資源的積極性，以保證全球植物物種資源的安全，實現(xiàn)人類對植物遺傳資源的可持續(xù)利用，近年來已引起有關國際組織和經(jīng)濟學家的廣泛關注。本文在探討植物遺傳資源市場化保護與利用機制的基礎上，以現(xiàn)有國際多邊體系為出發(fā)點，提出未來國際制度安排的可能選擇。

2 植物遺傳資源保護與利用的市場化機制

2.1 經(jīng)濟價值概念與市場化界限

遺傳多樣性作為生物多樣性的核心部分，是物種多樣性和生態(tài)多樣性的重要來源與基礎。與一般物品不同，植物遺傳資源作為一種經(jīng)濟資源有自身獨特的特點。它不僅具有遺傳信息的多樣性和代際共存性，而且以其稀缺性和功能不可替代性為主要特征。但人們在認識與確定植物遺傳資源的經(jīng)濟價值時，所涉及的概念不是一般意義上的“遺傳信息的多樣性”，而是“遺傳信息的功能和稀缺性”。因為在通常情況下遺傳信息的功能很少體現(xiàn)在某一單一基因，而是大多表現(xiàn)為含有多基因組合的遺傳功能，所以“遺傳編碼功能 "(genetically coded function) 被經(jīng)濟學家認為是評價植物遺傳資源經(jīng)濟價值和研究其市場化保護與利用機制的基礎[1]。隨著生物技術的發(fā)展，植物遺傳資源對當今藥業(yè)工業(yè)和從長遠來看對農(nóng)業(yè)更有實際意義的將是“遺傳編碼信息 "（genetically coded information，下簡稱 GCI）[2]。雖然植物遺傳資源對解決農(nóng)業(yè)、健康和環(huán)境等問題將起十分重要的作用，但由于人類目前認識上的局限，尤其依靠現(xiàn)有的基因辨認與測序技術，一種植物物種及其遺傳編碼信息的經(jīng)濟價值又是很難明確量化的。根據(jù) Munasinghe[3] 和 Von Braun[2]等人的研究，植物物種與遺傳資源的理論經(jīng)濟價值可借助下圖（資料來源：文獻 2 和 3）所示來分類與評價。

值得注意的是，圖 1 在構劃出植物遺傳資源的經(jīng)濟價值及其細分的同時，也顯示出植物遺傳資源作為經(jīng)濟資源的市場化可能與界限。如果將市場化機制作為植物遺傳資源分配的手段，其作用與意義在圖中將從左到右遞減（參見文獻 2）。同時，植物遺傳資源的縮減可能在某種程度上會造成在上圖中所示的“可利用價值”與“不可利用價值”之間的沖突，如果植物遺傳資源的開發(fā)與利用對后者產(chǎn)生負面效應。這種效應不僅關系到遺傳編碼信息市場化交換方案的設計，而且涉及到植物遺傳資源市場化后將可能對資源保護產(chǎn)生的消極影響。因此，如何消除因遺傳資源市場化對保護在經(jīng)濟上沒有利用價值的植物遺傳資源的不利影響，將是制度安排中需要注意的問題。

2.2 供求趨勢與保護效應內(nèi)部化

從全球范圍內(nèi)看，植物遺傳資源與遺傳編碼信息的供給，大致可分為兩個方面：一是保存在各國及國際農(nóng)業(yè)與生物研究機構的基因庫里的“離位”樣本材料 (ex-situ accessions)；二是以發(fā)展中國家為主的原產(chǎn)地栽培植物及其野生近緣，即所謂的“原位”樣本材料 (in-situ accessions)。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計，至 1996 年，全世界保存在基因庫內(nèi)的植物遺傳資源共達 200 多萬樣本材料，其中大約有 60 萬樣本材料屬于國際農(nóng)業(yè)研究機構并在聯(lián)合國糧農(nóng)組織的監(jiān)管之下[4]。

在過去的幾十年里，植物遺傳資源和 GCI“原位”樣本材料的供給因野生植物和原產(chǎn)地栽培作物的不斷破壞而明顯減少，而其原因又是十分復雜的。除了自然力的影響和人類活動的干擾，長期以來植物遺傳資源被視為可自由獲取、非排它性和非競爭性的公共物品，沒有形成相應的市場化體系和與此相聯(lián)系的保護制度與組織的失效，從而造成植物遺傳資源利用上的掠奪性行為和保護上的積極性下降[5]。

在植物遺傳資源供給減少的同時，隨著生物技術尤其是基因辨認與測序技術的迅速發(fā)展及其信息體系的日趨完善，將使 GCI 獲取與保存的邊際成本不斷下降，其結果是部分地減輕了因物種多樣性破壞而引起的 GCI 供給短缺程度。因此，在其它條件不變的情況下，未來植物遺傳資源市場化交換價格的上升幅度可能比預計的要小。另一方面，植物遺傳資源的需求卻因生物工程技術在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境等領域應用的進一步擴大將呈急增的趨勢?？梢灶A見，在短期內(nèi)，隨著生物技術的發(fā)展，植物遺傳資源的經(jīng)濟價值將因多樣化需求而提高。但從長遠看，尤其隨著轉(zhuǎn)基因技術的進一步成熟，將有可能使原生植物物種對植物與農(nóng)作物育種的重要性呈現(xiàn)不斷下降的趨勢。

第3篇：植物生物技術概念范文

對生物技術的一個普遍接受的定義為“對基因、細胞、器官、胚胎、微生物、動植物等生命體進行研究開發(fā)運用的技術活動”。就本文的生物技術研究（非農(nóng)學意義，而是社會――經(jīng)濟意義上的）來說，對生物技術的一切研究都必定是建立在對生物技術如何具體運用于中國本土社會發(fā)展的研究之上的，是和中國人民的生活息息相關的。如果生物技術只是停留在實驗室階段，尚未能獨立地成為一種社會――經(jīng)濟事業(yè)的話，也就沒有生物經(jīng)濟這個概念了。所以，生物經(jīng)濟這個概念是指生物技術與實驗室外的社會接壤后發(fā)生的經(jīng)濟――社會事實。如果沒有產(chǎn)業(yè)化的運作，沒有它運作的動力與目的，生物技術本身并不能直接衍生出生物經(jīng)濟。我們就該關注什么樣的生物技術能夠被傳播運用，又是怎樣成為經(jīng)濟因子的，亦即生物技術作為一種社會事實和社會事業(yè)的運作的動力和目的。

實驗室里的生物技術，一個人可能一輩子也與此無干。要使技術與經(jīng)濟生活連接的前提必須是，在一定范圍內(nèi)為人所需要并要獲取，必須有一個共享的范圍，這個范圍較大，技術的（經(jīng)濟）價值一般就較高。生物技術的傳播與共享永遠只是一個不斷克服局限的努力，但局限是永遠存在的，先天的利益不公正已經(jīng)包含其中。所以我們來研究生物技術，更重要的是研究它怎么逸出實驗室，飄落到社會經(jīng)濟生活土壤中，結出生物經(jīng)濟這朵花來的，而這朵花的粉與蜜又是為誰所擁有和采摘的。

2生物技術的物質(zhì)層面與社會層面

第一個層面，物質(zhì)層面亦即事實層面。生物技術其實是生物經(jīng)濟的潛在形式，是它的質(zhì)料。就象轉(zhuǎn)基因大米種出來就是為了進入市場賣掉，但并不是所有的都賣掉了，有的也許是農(nóng)民自己吃了，這時候它就不是生物經(jīng)濟成分；決定轉(zhuǎn)基因大米進入市場的是米業(yè)制度、米市行情和機遇，當然前提是你必須是用轉(zhuǎn)基因大米種子種出來的大米。借用邏輯學老祖宗亞里斯多德的一對哲學范疇來說，質(zhì)料只是潛能，從潛能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實存在，還需要目的因和動力因，質(zhì)料和形式這一對范疇是被亞里斯多德用來解釋事物發(fā)生的原因的，形式本身可以劃分為形式因、動力因和目的因，再加上質(zhì)料因，便是亞氏著名的四因說，一切事物的發(fā)生離不開這四因。在他看來，作為潛能的質(zhì)料從理論上講是在先的；但實際上，現(xiàn)實性是在先的，因為如果潛能在先的話，那么很可能一切的東西都可能存在，卻還沒有存在。就生物技術來說，它出不了實驗室，進入不了生產(chǎn)體系，沒有生產(chǎn)運作的目的和動力，就不會是生物經(jīng)濟的因素。所以，生物技術的第一個層面的含義就是劃定了生物技術的質(zhì)料，從定義的角度來說，就是規(guī)定了事物的屬性。如果我們把生物技術與生物經(jīng)濟聯(lián)系起來看，那么生物技術的這一層面的屬性便不足以揭示出生物技術的種差，比如已能作為生物經(jīng)濟因子和不能、尚未作為生物經(jīng)濟因子的區(qū)別。

第二個層面，社會層面。生物技術必須具有社會――經(jīng)濟價值，才能進入市場完成使命，所以生物經(jīng)濟意義下的生物技術必然是社會性的存在。在生物經(jīng)濟概念下來看生物技術，就會重視價值觀視角的引入。作為生物經(jīng)濟因子的生物技術與否的兩者之不同就在于前者是有價值標準與衡量級別的，這個標準在一個共同的范圍內(nèi)是有效的，尤其在技術的實用性、對經(jīng)濟的促動性等方面；然而這種效應也是有邊界的，它受制于我們所處的社會，所以才有一個社會里的生物技術創(chuàng)造出來的生物經(jīng)濟價值不同于另一個的社會的現(xiàn)象。生物技術的價值說到底是一種價值觀，是我們?nèi)嗽谡f這種技術而非那種具有價值，任何價值都不是孤立懸置的存在，主客體之間任何一方的缺失都會導致價值的消失。

3生物技術價值的有效性及其邊界

生物技術價值是一種價值觀，但它不是個別的價值觀，而是一種普遍的社會價值關系的體現(xiàn)，在這個意義上，生物科技及經(jīng)濟行業(yè)是一種社會存在和社會事業(yè)。生物技術價值的主體當然是人，而人在其現(xiàn)實性上是一切社會關系的總和。在實際生活中，生物技術事業(yè)應該以國家和民族為價值主體，生物經(jīng)濟價值就必須服從國家民族共享的價值觀念體系，并且生物經(jīng)濟價值評價標準也應該以社會價值觀體系為邊界。目前生物技術界是眾所注目的朝陽領域，被視為解決中國“三農(nóng)”問題的重要途徑，社會上對這個新生事物有贊揚也有疑慮。中國生物科技事業(yè)是伴隨著中國政治、經(jīng)濟、社會的深刻變革而發(fā)展起來的，改革的目標和歸屬是富民強國，“國”是社會主義中國，“民”是最廣大的中國人民，中國生物科技事業(yè)在根本上不得違背這個共同的利益原則，不得無視這個價值主體，這是它的使命，也是它的發(fā)展源泉和合法性所在。當前，新一界政府對經(jīng)濟建設利國利民的強調(diào)，對“和諧社會”的不懈追求，對“三農(nóng)”問題前所未有的重視，都是深化改革、進一步推進社會主義現(xiàn)代化建設的表征。

4對“新型農(nóng)業(yè)體系”理論的一點看法

第4篇：植物生物技術概念范文

摘 要：本文對人教版高中生物學必修教材和選修教材中的生物技術內(nèi)容呈現(xiàn)內(nèi)容方向和呈現(xiàn)途徑進行了簡要的分析。

關鍵詞：高中生物學教材；生物技術；內(nèi)容簡析

在課程改革的大背景下，有關生物技術的內(nèi)容被大量引入高中生物學的教科書中，但是很多生物學教師并沒有對這部分內(nèi)容給予足夠的重視，對選修教材內(nèi)容的開設也明顯不足，因此要加強生物技術的教學，對教材中生物技術內(nèi)容呈現(xiàn)進行分析是十分必要的。

“生命科學本身就與醫(yī)學、農(nóng)學有著不可分割的聯(lián)系，它既是這些應用學科的基礎，也能從應用學科中獲取基礎研究的源泉活水，為理論研究提出重大的研究課題。21世紀，生命科學技術對社會影響最大的領域，將出現(xiàn)保護人類健康、促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展、恢復生態(tài)環(huán)境等方面?！盵1]可見，生物技術與我們的日常生活息息相關，并能提高學生的生物科學素養(yǎng)，應引起足夠的重視。

1.生物技術的概念

“生物技術的概念有廣義和狹義之分。廣義的生物技術是指人類以經(jīng)驗科學為基礎，改造生物物種及其功能的技術。狹義的生物技術，指人類以現(xiàn)代生物學、生物化學等，特別是以分子生物學為基礎，在細胞水平和分子水平直接改造生物物種及其功能的新興生物技術?！盵2]《高中生物課程標準》對生物技術的理解，沒有將生物技術局限于“高新”技術，而是廣義上的[3]。

本文對教材中“生物技術”內(nèi)容的分類方式參考了2006年國際經(jīng)濟合作及發(fā)展組織改編的生物技術產(chǎn)業(yè)調(diào)查中對于生物技術的分類，即：“①基于DNA的生物技術；②基于生物化學/免疫化學的生物技術；③基于生物處理的生物技術；④環(huán)境生物技術；⑤仿生生物學技術這五個方向”[4]。據(jù)此，將人教版高中生物必修及選修教材中的生物技術內(nèi)容匯總于表1。

從表2可以看出，教材中有關生物技術的內(nèi)容總體方向均衡，但是不同教材的側(cè)重點顯著不同。從生物技術方向的縱向看，教材對于①、②、③、④四個方向上均有呈現(xiàn)，而且每個方向出現(xiàn)的次數(shù)基本均衡。另外，在必修教材和選修教材中均沒有出現(xiàn)⑤仿生生物技術的內(nèi)容。從呈現(xiàn)內(nèi)容的橫向分析，教材之間差異顯著，每冊都有其方向的側(cè)重點。

例如，教材將必修1《分子與細胞》分為六章，分別為走近細胞、組成細胞的分子、細胞的基本結構、細胞的物質(zhì)輸入和輸出、細胞的能量供應和利用、細胞生命歷程。在這本教材中生物技術有關的內(nèi)容：方向①基于DNA的生物技術出現(xiàn)了7次，方向②基于生物化學/免疫化學的生物技術出現(xiàn)了5次，方向③基于生物處理的生物技術出現(xiàn)了7次。在必修2《遺傳與進化》中生物技術內(nèi)容方向的側(cè)重點也是在方向①基于DNA的生物技術上，出現(xiàn)了10次，但是方向②基于生物化學/免疫化學的生物技術僅出現(xiàn)了1次，并且在這兩本教材中均沒有出現(xiàn)方向④環(huán)境生物技術的內(nèi)容。在必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中有關環(huán)境生物技術的內(nèi)容達到15次，這與必修3教材中包含的內(nèi)容：植物的激素調(diào)節(jié)、動物生命活動的調(diào)節(jié)、人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)、種群和群落、生態(tài)系統(tǒng)以及生態(tài)環(huán)境的保護等內(nèi)容有關。

選修教材分了三個模塊，分別為《生物技術實踐》、《生物科學與社會》、《現(xiàn)代生物科技專題》，三個模塊中選修1更注重“培養(yǎng)學生設計實驗、動手操作、收集證據(jù)等科學探究的能力，增進學生對生物技術應用的了解”，所以有關環(huán)境生物技術方面就沒有體現(xiàn)。選修2主要是圍繞生物科學技術在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療保健和環(huán)境保護等方面的應用，較全面地介紹了生物科技對社會發(fā)展所起的作用，因此在4個內(nèi)容方向上均有呈現(xiàn)。選修3以專題形式介紹了現(xiàn)代科學技術中的一些重要領域的研究熱點、發(fā)展趨勢和應用前景，為以后學習生命科學打下基礎，所以本模塊涉及內(nèi)容多而且全面。

2.2 呈現(xiàn)途徑

必修教材中生物技術內(nèi)容的呈現(xiàn)途徑有5種：正文，探究實驗，思考練習，延伸閱讀及整個章節(jié)。（見表3）由于選修教材是以專題形式出現(xiàn)，有關生物技術的內(nèi)容在整章中的各個部分均有體現(xiàn)，因此對選修教材不作具體分析。

從表3中可以看出，除必修1沒有以探究實驗的方式呈現(xiàn)之外，其余兩冊均有各種方式進行呈現(xiàn)。必修1以延伸閱讀為呈現(xiàn)的主要方式；必修2以正文作為主要的呈現(xiàn)途徑；必修3中正文、思考練習、延伸閱讀都是主體方式。總體看，延伸閱讀在各冊中使用最為頻繁，對于探究實驗還沒有作為主要的呈現(xiàn)途徑，三冊中僅有3個探究內(nèi)容。

3.結語

隨著國際上對生物技術的重視程度不斷提高，我國普通高中對于生物學教育從過去單純的科學教育逐步走向科學與技術相結合的教育模式轉(zhuǎn)變。在國內(nèi)伴隨著課程改革，生物技術教育逐漸受到重視，但是必修教材中對于高中生掌握生物技術的要求還較低，在呈現(xiàn)方式上以延伸閱讀為主要途徑，仍有較大的提升發(fā)展空間。教師應該關注高中生物學必修教材中的生物技術內(nèi)容及呈現(xiàn)特點，重視選修教材中生物技術內(nèi)容的教學，以利于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和技術素養(yǎng)。

參考文獻：

[1] 劉恩山.基礎教育新課程師資培訓指導?初中生物[M].北京：北京師范大學出版社，2003：36

[2] 余自強.生物課程論[M].北京：教育科學出版社，2006：323

第5篇：植物生物技術概念范文

關鍵詞：生物技術；課程建設；教學改革；學分制

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）12-0116-02

學分制既是一種教學管理制度，也是建立在學生學習自由基礎上的一種教育理念。學分制有完全學分制和學年學分制之分。目前，我國普通高等院校多數(shù)實行的并非完全意義上的學分制，而是學年學分制。隨著我國高校不斷推進的教育體制改革，許多高等院校的教學管理模式由以往學年制向?qū)W分制轉(zhuǎn)變。與學年制相比，學分制下學生可根據(jù)自己的專業(yè)興趣自主選擇所修課程，因而較學年制有較大進步。為此，臨沂大學自2008年開始全面實施學分制改革，推進課程的小型化建設，并制訂相應的本科培養(yǎng)方案。

一、生物技術系列課程組成及課程開設簡介

生物技術系列課程是臨沂大學生命科學學院在生物技術專業(yè)開設的專業(yè)方向課程，其系列課程主要包括《基因工程》、《發(fā)酵工程》、《細胞工程》、《酶工程與蛋白質(zhì)工程》及《生物技術大實驗》等。通過系列課程的學習，使學生掌握基因工程的基本原理和實驗方法，掌握生物技術各項技術和成果在發(fā)酵菌種選育改良、細胞培養(yǎng)、酶制劑研發(fā)、蛋白質(zhì)改造等領域的應用；熟悉現(xiàn)代生物技術在農(nóng)作物改良、新品種培育、疾病診斷和治療、新藥研發(fā)等領域的重大作用。通過綜合性的生物技術大實驗的設置，培養(yǎng)學生的自主學習、自主設計和創(chuàng)新能力及實驗操作技能，拓寬學生的知識面及專業(yè)技能，為以后的專業(yè)實踐學習及畢業(yè)后走向生命科學相關專業(yè)的工作崗位打下基礎。2004年，《生物技術導論》作為一門綜合性課程首先面向生物科學和生物技術兩個專業(yè)開設。后來隨著學科的發(fā)展、師資力量的壯大以及實驗室建設的日益完善，2006年，生物技術專業(yè)的《生物技術導論》擴展為《基因工程》、《細胞工程》、《發(fā)酵工程》和《酶工程與蛋白質(zhì)工程》四門課程，并開設相應的實驗，充分體現(xiàn)生物技術及其下游應用特性。而生物科學專業(yè)繼續(xù)以《生物技術導論》的綜合形式開課，作為本專業(yè)的方向選修課。

二、學分制下生物技術導論系列課程的教學改革

1.教學內(nèi)容改革實踐。①教學大綱的制定及授課學期的安排。由于生物技術系列課程具有涉及學科多、實用性較強、與實踐結合緊密的特點，其基本理論和應用研究一直是非?；钴S的領域。學分制下，教學大綱的制定應結合專業(yè)特色，將課程小型化、精致化。因此在課程內(nèi)容選擇上，我們精益求精，在制定教學大綱前，生物技術系列課程教學團隊共同討論，集體擬定教學大綱，充分結合專業(yè)的特點和定位，結合培養(yǎng)方案，既能體現(xiàn)學科特色，達到培養(yǎng)目標，又避免內(nèi)容重復。生物技術專業(yè)的《基因工程》、《細胞工程》、《發(fā)酵工程》和《酶工程與蛋白質(zhì)工程》的理論教學大綱和實驗教學大綱分別制定，為了突出實驗技能訓練，各門課程理論教學和實驗教學實行1∶1的學時設置，各32個學時（共3學分）。生物科學專業(yè)制定《生物技術導論》教學大綱，實行模塊化教學，實驗方面開設綜合性的“生物技術大實驗”，根據(jù)教學內(nèi)容，理論學時為48學時，實驗學時32學時。在學期安排上，生物技術專業(yè)在第四學期開設必修課《基因工程》及其實驗，第五學期開設《細胞工程》、《發(fā)酵工程》和《酶工程與蛋白質(zhì)工程》等系列選修課程，學生可以根據(jù)自己的興趣和學分情況進行選課。對于生物科學專業(yè)，在第五學期開設《生物技術導論》和《生物技術大實驗》，既能與前面學科銜接，又能為后面的考研、就業(yè)提供理論知識和實驗技能訓練。②教材建設。教材建設必須以服務人才培養(yǎng)為目標，以提高教材質(zhì)量為核心。學分制的實施和教學計劃的調(diào)整，教材建設需走在前列。本課程在選擇教材時優(yōu)先使用近5年內(nèi)出版的“面向21世紀課程教材”和“國家‘十一五’規(guī)劃教材”。以這些教材為基礎，設計教學內(nèi)容，編制教學講義，實現(xiàn)立體化授課，同時指定幾本相關教材作為參考書，并利用專業(yè)網(wǎng)站進行課外學習資源。

2.教學方式的改革實踐。①采用多元的課堂教學形式，提高課堂教學效果。教學方法的選擇和組合，要同教學內(nèi)容、學生的特點及教師自身運用教學的能力聯(lián)系在一起。傳統(tǒng)的課堂教學形式主要是以教師單向授課為主，學生多為被動聽課。為啟發(fā)和調(diào)動學生的學習積極性，應根據(jù)生物技術系列課程的特點，選擇不同的教學方法。對于理論性強、內(nèi)容抽象的知識采用講解―教授式，如《基因工程》中基因工程操作的基本過程、目的基因的克隆和篩選等內(nèi)容，通過教師的精心編排，盡量使抽象問題具體化、繁雜內(nèi)容簡明化、同類問題規(guī)律化，便于學生理解和接受。而在講基因治療時，采用問題―探究式的教學方法，教師在課堂教學中穿插啟發(fā)性問題，運用引趣、設疑、類比、聯(lián)想等方法能刺激引發(fā)學生的學習興趣與思考，也加強了師生之間的互動。例如，在講基因治療的作用時，先舉一個乙肝病毒的例子，提示例子關鍵性，提出怎么辦，讓學生在教師的啟發(fā)誘導下，主動積極獨立地思考，使學生分析問題和解決問題的能力得到較快提高。翻轉(zhuǎn)課堂是學生學習自主性和師生角色轉(zhuǎn)換的重要體現(xiàn)。在教學過程中，讓學生自由組合成學習小組，結合本組成員的興趣，自主選擇一個主題，調(diào)查研究，查閱文獻，在課堂教學期間走上講臺為大家講課，以此進一步培養(yǎng)學生的自主學習能力及表達溝通能力，增加師生之間的理解互信。對于一些較容易理解的內(nèi)容，采用自學―輔導式教學方法，對于學生認知前提較好的內(nèi)容，先由學生自己看教材，總結筆記，針對普遍問題和教學大綱要求講解，然后歸納總結，使學生閱讀教材的能力、邏輯思維能力、歸納總結能力等方面受到實際鍛煉，掌握自學方法，讓學生自主學習。②充分利用現(xiàn)代化教學手段。生物技術系列課程內(nèi)容具有信息量大、抽象、應用性強的特點，如果使用傳統(tǒng)教學手段，學生很難深刻理解這些內(nèi)容。而使用媒體、影像資料等現(xiàn)代化教學手段，可以在有限時間內(nèi)提供給學生最大的知識信息量。如基因工程中限制性內(nèi)切酶、載體、重組DNA構建、PCR的原理等內(nèi)容，比較抽象，學生理解比較困難，在講授的基礎上配以動畫演示，把這些要素的應用展示給大家，生動直觀形象地加深學生的理解程度。③改革實驗教學，強化學生動手能力。如科學安排實驗內(nèi)容，根據(jù)學生反饋信息，調(diào)整實驗指導方法、改革試驗考查方式，促進教學質(zhì)量的提高，著重考核學生分析解決問題的能力。在實驗安排上主要分為3個層次：基礎型實驗、設計與綜合型實驗和研究型實驗。通過基本實驗技能訓練，掌握基因工程最基本的實驗技術及操作方法；掌握常規(guī)儀器設備原理及應用，培養(yǎng)數(shù)據(jù)處理和表達實驗結果的能力。通過綜合實驗培養(yǎng)學生多實驗方法手段綜合、多途徑信息獲取，以及科學分析推理的綜合實驗能力和獨立操作、解決實際問題的能力。通過設計實驗，使學生能在教師指導下正確的進行實驗設計，按自定實驗方案操作、觀察，獲得實驗數(shù)據(jù)，正確分析結論及解決實際問題。研究型實驗是將最新研究成果引入到實驗教學中。引入科研、教改成果，使實驗內(nèi)容與科研應用項目密切聯(lián)系，充分體現(xiàn)基礎與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代相結合。如綜合型實驗“大腸桿菌感受態(tài)細胞的制備、轉(zhuǎn)化與篩選”中，將以前單一分散的三個實驗，按照其內(nèi)在聯(lián)系組合為綜合性實驗，不但使學生學到了感受態(tài)細胞制備方法、LB培養(yǎng)基的制備、質(zhì)粒DNA的轉(zhuǎn)化與篩選等3種基本實驗技術，更重要的是使學生在掌握基本技術的同時，培養(yǎng)學生對基本技術和方法綜合運用的能力。發(fā)酵工程實驗中帶領學生親自操作發(fā)酵罐生產(chǎn)酸奶、米酒等產(chǎn)品，既掌握了發(fā)酵罐的結構，還體驗了生產(chǎn)產(chǎn)品的樂趣。細胞工程實驗中讓學生自己取材，進行植物組織培養(yǎng)，觀察植物是如何從一個愈傷發(fā)展成為一個完整的植株，體會植物細胞全能性的概念。

三、教學改革所取得的成效

在學分制指導下，通過對生物技術系列課程的教學改革，提高了學生選課的自主性，大大激發(fā)了學生對生物技術相關課程的學習興趣。在酸奶發(fā)酵和米酒發(fā)酵實驗中，學生體會到生物技術并不是深不可測，在蛋白質(zhì)改造和基因工程藥物設計中，在顯微注射和動物克隆原理和技術的學習中，學生認識到現(xiàn)代生物技術的博大精深。在實驗課中，學生根據(jù)自己掌握的專業(yè)知識積極設計自己組內(nèi)的實驗方案，并順利完成一種植物的組織培養(yǎng)、完成酸奶制作和米酒釀制，實驗結束后，學生們在實驗報告的結尾都寫出了自己的實驗心得，體會收獲的快樂。在教學互動環(huán)節(jié)，鼓勵學生走上講臺，講授自己所撰寫的課程論文，通過此環(huán)節(jié)的鍛煉，學生的總結及自我表達能力得到了提高。在教學過程中我們還注重學生科研能力的訓練，先后申請了如“創(chuàng)新實驗設計探究鹽脅迫下納離子對小麥種子萌發(fā)和幼苗離子毒害效應”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工藝的研究”、“玉米等主要農(nóng)作物的抗逆性研究”等多個國家級和校級大學生創(chuàng)新基金，實驗“葉用芥菜和白菜型油菜之間體細胞雜交體的RAPD鑒定”參加第十二屆“挑戰(zhàn)杯”山東省大學生課外學術科技作品競賽并獲得三等獎。目前生物技術導論申報校級特色課程，正在建設中。近幾年的教學實踐顯示，教學改革效果良好，并符合新世紀高等教育培養(yǎng)高素質(zhì)現(xiàn)代生物技術人才的需要。

參考文獻：

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[2]戴小珍，王蘭，李紅.《生物技術導論》課程特色教學模式的探索[J].課程教育研究，2012，（10）：166.

第6篇：植物生物技術概念范文

現(xiàn)代生物技術亦即生物工程，是以生命科學為基礎，利用生物（或其組織、細胞等）的特性和功能，設計、構建具有預期性能的新物質(zhì)或新品系，以及與工程原理相結合，加工生產(chǎn)產(chǎn)品或提供服務的綜合性技術，它是以DNA 分子技術為基礎，包括微生物工程，細胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技術的總稱.它雖誕生于20 世紀70 年代初，起步較晚，但其發(fā)展迅猛，且潛力巨大。為解決人類生存與發(fā)展所面臨的糧食、健康、環(huán)境和能源等一系列重大問題開辟了廣闊的前景，因而倍受各國政府和企業(yè)界的歡迎，并將其與信息、新材料和新能源技術并列為影響國計民生的四大科學技術支柱，是21 世紀高新技術產(chǎn)業(yè)的先導。

現(xiàn)代生物技術是一把雙刃劍，以基因工程為代表的現(xiàn)代生物技術的迅速崛起，在給人類解決環(huán)境與發(fā)展的矛盾帶來新希望的同時，不僅對人類賴以生存的自然環(huán)境產(chǎn)生了巨大的威脅，且迅速滲透到政治、經(jīng)濟等各個領域，給國家或地區(qū)生態(tài)安全造成災難性的影響。特別是在對其危害性認識不足或被人類濫用時，其潛在危險更難以預料，因而倍受世界的關注與憂慮。

一、現(xiàn)代生物技術及其在環(huán)境中的應用和發(fā)展

以現(xiàn)代生物技術手段治理環(huán)境，保護環(huán)境，就是利用生物過程處理物質(zhì)包括廢棄物在內(nèi)的有毒有害物質(zhì)?，F(xiàn)代生物技術對于解決土壤以及水污染和處理垃圾等環(huán)保問題是一種經(jīng)濟效益和環(huán)境效益俱佳的有效手段之一。

與傳統(tǒng)方法比較，生物技術治理方法具有許多優(yōu)點。一是生物技術處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結構，降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動產(chǎn)生的環(huán)境污染減輕到最小程度，這樣既做到一勞永逸，不留下長期污染問題，同時也對垃圾廢棄物進行了資源化。二是生物技術是以酶促反應為基礎的生物化學過程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì)，其反應過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進行的，所以大多數(shù)生物治理技術可以就地實施，而且不影響其他作業(yè)的正常進行，與常常需要高溫高壓的化工過程比較，反應條件大大簡化，設備簡單，成本低廉，效果好，過程穩(wěn)定，操作簡便等優(yōu)點。三是利用發(fā)酵工程技術處理污染物質(zhì)的最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無毒無害的穩(wěn)定的物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮氣和甲烷氣體等，常常是一步到位，避免污染物的多次轉(zhuǎn)移，因此生物技術又是一種消除污染的既安全又徹底的手段。生物技術作為一種高新技術，自從上個世紀80 年代以來，便受到世界各國以及各大民間機構的高度重視，發(fā)展十分迅速，廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理、有毒有害物質(zhì)的無害化處理等各個方面。

1.生物技術在環(huán)境監(jiān)測的應用

1.1 生物傳感器和生物芯片

生物感傳器和生物芯片是利用固定在載玻片、硅片、塑料片、尼龍膜等載體上的生物大分子（如DNA等）的分子雜交原理制成的辨認元件來監(jiān)測目標的。通過檢測信號系統(tǒng)將生物分子辨認過程中的物理或化學變化現(xiàn)象轉(zhuǎn)化成生物電信號，再通過電子信號放大并由計算機軟件處理，可以得到與生物轉(zhuǎn)感器和生物芯片相對應的環(huán)境物質(zhì)的監(jiān)測結果。近年來，利用生物傳感器（biosensors）監(jiān)測環(huán)境中的污染物，特別是現(xiàn)場監(jiān)測，日益為人們所青睞。生物傳感器由分子識別單元（敏感材料）和轉(zhuǎn)換部分（換能器）構成，以分子識別部分去識別被測目標。根據(jù)敏感材料的不同相應地分為酶傳感器、微生物傳感器、細胞傳感器和免疫傳感器。由生物傳感器與生物芯片構成的檢測系統(tǒng)具有特異性、選擇性、高靈敏度和速度快的特點。目前，生物傳感器已達到商業(yè)化應用水平的有BOD生物傳感器、氨生物傳感器、亞硝酸鹽生物傳感器、乙醇生物傳感器和甲烷生物傳感器等。使用生物傳感器具有成本低、易制作、使用方便、測定快、省時等優(yōu)點，在環(huán)境監(jiān)測應用中有著誘人的前景。

1.2 單細胞凝膠電泳

單細胞凝膠電泳是在細胞水平上檢測核酸損傷的方法，比經(jīng)典的染色體畸變實驗、微核實驗、姊妹染色體交換實驗更靈敏。單細胞凝膠電泳是埋在瓊脂糖凝膠中的細胞在中性或堿性條件下裂解與解旋后，帶負電的核酸片斷在電場中向陽極移動，在熒光下可觀察到受損傷的核酸便形成形似夜空中的彗星圖像。該實驗對檢測低濃度遺傳毒物具有很高的靈敏性，被廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測。

1.3 DNA分析技術

目前在一些環(huán)境污染源分析中，采用辨認微生物DNA分子結構的方式，取代以往采用生物染色或是原子示蹤技術，分析和辨認污染源的構成和污染物的來源。如利用特定菌種 +，- 序列設計特定性的核酸熒光探針，分析環(huán)境中存在的特異性污染物. DNA分析方法常在多種環(huán)境污染物聯(lián)合作用分析中得到應用，用來判斷環(huán)境中污染物的種群和數(shù)量（濃度）、來源。

通過制備特定菌種DNA 序列的特定的核酸熒光探針來檢測環(huán)境中的特異性污染物質(zhì)，以此分析和辨認污染源的構成和污染物的來源。

1.4 生物免疫檢驗

生物免疫檢驗是利用特定的生物的抗原或抗體的反應，檢驗分析環(huán)境物質(zhì)的生物毒性。通過生物抗原體在環(huán)境中的特種變異來監(jiān)測環(huán)境物質(zhì)對環(huán)境的毒性影響和預測等，并建立防治的一般性方法；利用免疫分析的效感性、特異性、快速及應用的實效性、經(jīng)濟性等特點，逐步取代傳統(tǒng)的環(huán)境化學分析方法和技術。該方法具有靈敏、特異、快捷、實用和經(jīng)濟等優(yōu)點，而被廣泛應用于環(huán)境污染物的監(jiān)控。應用酶聯(lián)免疫技術檢測分析環(huán)境中的農(nóng)藥及其代謝物是90 年代的一項新技術。目前，國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等農(nóng)藥以及多氯聯(lián)苯、二惡英、抗菌素等污染物的酶聯(lián)免疫分析方法，其中用于現(xiàn)場快速分析的酶免疫試劑盒已商品化。

1.5 Ames 實驗

該試驗為微生物致突變試驗，不僅可以測定環(huán)境中化學污染物的致突變，而且可以推測該環(huán)境污染物潛在的致癌性。Ames 實驗是1975 年美國加利福尼亞大學Ames 教授發(fā)現(xiàn)鼠傷寒沙門氏菌組氨酸營養(yǎng)缺陷型菌株具有發(fā)生回交致突變的性能，后來Ames 教授發(fā)明了利用鼠傷寒沙門氏菌致突變性來檢測物質(zhì)致突變的方法。該方法經(jīng)過數(shù)次修改已日趨完善，具有試驗周期短、靈敏度高、待測物用量少，一次可同時利用千萬計的細菌個體探測，易于操作，結果明確并能直接反映環(huán)境中多種污染物的聯(lián)合效應等優(yōu)點，是一種較好的環(huán)境潛在突變物的預警手段。

2.生物技術在污染治理中的應用

2.1 生物膜技術

生物膜處理污染物是以大量好氣性特定的微生物族群組成的生物膜為凈化主體的水處理方法，根據(jù)介質(zhì)與廢水的不同接觸方式有各種不同的處理裝置與方法。由于生物膜法具有生物密度高且易于培養(yǎng)特定微生物族群、耐污能力強、動能消耗小，且不存在污泥回流和膨脹問題、運行管理方便等諸多特點，而被廣泛運用在處理化工、食品、石油、印染、醫(yī)藥等行業(yè)的工業(yè)污水處理上。

2.2 基因工程技術

在處理污染物的過程中，針對特定的污染物種類，利用基因工程技術 （包括基因重組、原生質(zhì)融合、克隆技術等）培養(yǎng)、馴化特定新型的高效工程菌應用于污染物處理。中科院武漢病毒研究所和成都生物研究所等科研單位聯(lián)合攻關，已分離到數(shù)十種對污水具有高效降解和凈化的菌株，反復對不同工業(yè)污染源和環(huán)境化學污染物的凈化進行了分離、鑒定、特點和凈化效率的深入研究，并結合環(huán)境工程技術進行了工藝設計研究與推廣，已成功地將控制聯(lián)苯代謝的基因轉(zhuǎn)移到“666”降解菌細胞中并得到了表達；將分離的SB1 菌運用于處理聚乙烯醇退漿液時，廢水凈化效果達到國家標準；篩選的染料脫色菌對印染廢水中的各種色素物質(zhì)除去率達95 %，凈化效率十分顯著。如美國采用基因工程培育的 “超級石油菌”，幾小時內(nèi)就可以降解自然菌需要 1年時間降解的水上浮油。目前普遍在工業(yè)中采用的如用基因工程微生物處理原煤脫硫，工業(yè)廢水中生物脫硫、脫酚；農(nóng)作物秸稈還田秸稈分解菌的篩選和培育等。又如有人把4 種假單胞菌的基因組入到同一菌種中，創(chuàng)造了有超常降解石油能力的超級菌，幾小時內(nèi)能降解浮油中的三分之二的烴類，而用自然菌則需一年多時間。Chakabrty 等將OCT 質(zhì)粒和抗汞MER 同時轉(zhuǎn)入惡臭假單胞菌中，使其既能降解烷烴又可在含汞50 - 70mg/ L 的環(huán)境中生長，并能降解有機汞。美國科學家把一種細菌中具有分解除草劑2，4 - D 的基因轉(zhuǎn)移到另一生長速度快的細菌體內(nèi)，使得這種菌明顯加快2，4 - D 的降解速度。目前，通過生物技術，已培育出可降解石油及其衍生物如樟腦等、農(nóng)藥類如六六六、化工污染物尼龍低聚體和重金屬如汞等的細菌。同時，轉(zhuǎn)基因植物，特別是能超量吸收和累積重金屬的超量累積植物（ hyperaccumulator），也是當前研究開發(fā)的熱點。應用植物修復不但可達到凈化環(huán)境，美化環(huán)境，還可以通過采集進行處理和再利用。

2.3 發(fā)酵工程技術

在處理環(huán)境廢棄物的過程中，根據(jù)不同的環(huán)境廢棄物，選擇不同的生物菌群，配合適當?shù)沫h(huán)境條件，進行發(fā)酵處理，變廢為寶，實現(xiàn)廢物資源化。如利用微生物種群處理生活垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物進行的堆肥、漚肥處理；利用農(nóng)業(yè)廢棄物進行沼氣發(fā)酵，參與沼氣發(fā)酵的微生物都屬于嫌氣性有機營養(yǎng)細菌，如奧氏甲烷桿菌，甲烷八聯(lián)球菌等等。中國科學院成都生物研究所經(jīng)過多年的研究，分離、篩選、優(yōu)化了一批高效基因工程菌以及微生物處理固體廢棄物的新工藝、新技術，如城市有機垃圾處理技術，有機垃圾高速發(fā)酵處理技術，飲食垃圾發(fā)酵處理技術等。在城市垃圾生物技術處理方面目前有一種生物處理方法是先經(jīng)過篩選，回收可再生資源后，引入具有特定功能的微生物（主要是一些能高效降解有機物質(zhì)如纖維素、脂肪、蛋白質(zhì)的微生物）進行好氧處理或厭氧發(fā)酵，加速發(fā)酵過程，同時還可以收集所產(chǎn)生的沼氣。

二、現(xiàn)代生物技術與生態(tài)安全

生態(tài)安全（ecological safety）是指一個生態(tài)系統(tǒng)的結構是否受到破壞，功能是否受到損害。生態(tài)安全的顯著特性是生態(tài)系統(tǒng)所提供服務的數(shù)量和質(zhì)量的狀態(tài)，其包含兩重含義，一是生態(tài)系統(tǒng)自身是否安全；二是生態(tài)系統(tǒng)對人類是否安全，即生態(tài)系統(tǒng)所提供的服務是否滿足人類生存需要。生態(tài)安全是在環(huán)境與安全的交叉域上出現(xiàn)的一個新概念。它蘊含著：①與人類生存、發(fā)展息息相關的生態(tài)環(huán)境及自然資源免遭污染與破壞，或處于未面臨污染破壞威脅的良好狀態(tài)； ②因環(huán)境污染和生態(tài)破壞（包括可再生資源的耗竭）而對人群健康、經(jīng)濟發(fā)展、國家及全球構成的威脅。生態(tài)安全的提出不僅反映了人類對由環(huán)境問題引起的安全問題以及安全問題所涉及的環(huán)境問題的深切關注，而且拓展了環(huán)境觀和安全觀的內(nèi)涵。進入20 世紀90 年代以來，世界各國進一步認清了環(huán)境與發(fā)展的辯證關系，生態(tài)安全也擴展到經(jīng)濟、政治等眾多領域。它不僅是指對當代人群健康和后代人的健康成長的危害，更主要的是指因環(huán)境污染與生態(tài)破壞而導致對世界和平與發(fā)展，對國家安全、經(jīng)濟安全，甚至對整個人類的生存和發(fā)展的不利影響。這種廣義而綜合的生態(tài)安全觀正逐步為人們所理解和重視.

生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)平衡系統(tǒng)，有一定演替規(guī)律。生物技術的應用往往要引入新的或高密度生物群體，這對受納系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)可能產(chǎn)生影響，其中有一部分是負面的憑目前的生物技術發(fā)展水平，還不能準確預測基因工程生物體及其代謝產(chǎn)物的表現(xiàn)形態(tài)和潛在危害，也難以提出針對性的防范措施?，F(xiàn)代生物技術對生態(tài)系統(tǒng)的危害體現(xiàn)在下面幾個方面：

1.對生物多樣性的影響

由于轉(zhuǎn)基因技術已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的界、門的局限，可以使動植物、微生物甚至人類的基因進行相互轉(zhuǎn)移，使轉(zhuǎn)基因生物具有普通物種不具備的優(yōu)勢特征。若釋放到環(huán)境，會改變物種間的競爭關系，破壞原有自然生態(tài)平衡，導致生物多樣性的喪失。當這些轉(zhuǎn)基因通過基因流逐漸在野生種群中定居后，就使得作物的野生親緣種具有了獲得選擇優(yōu)勢的潛在可能性. 這樣作物本身及其野生親緣種就有可能成為雜草. 轉(zhuǎn)基因作物對土壤生物多樣性的影響最實質(zhì)的問題就是轉(zhuǎn)基因作物所造成的生態(tài)入侵問題。所謂生態(tài)入侵就是指外源生物引入本地區(qū)，種群迅速蔓延失控，造成其它土著種類瀕臨滅絕，并伴有其它嚴重危害的現(xiàn)象。生態(tài)入侵是一種不可逆的現(xiàn)象，它的危害除改變物種多樣性，更為嚴重的是導致整個生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。例如，轉(zhuǎn)基因生物釋放后，與野生種導致外源基因的擴散，改變物種原來基因組成，造成物質(zhì)資源的混亂，某些野生品種因不具備競爭力而滅亡，最終威脅物種遺傳多樣性； 同時轉(zhuǎn)基因個體經(jīng)人們定向改造，往往生長更快或抗病力、抗逆性增強，比其它物種更具適應性和競爭力，一旦釋放到自然環(huán)境，就會破壞原有的種群生態(tài)平衡，改變生物群落的結構，影響生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)。

2.基因污染

從細菌、動物或植物的一個物種中提取到一種基因通過各種方法轉(zhuǎn)移并整合到其它一個物種中去，這就是重組DNA 技術，也就是轉(zhuǎn)基因技術。轉(zhuǎn)基因生物中的外源基因通過例如花粉的傳播（基因流）等途徑又被轉(zhuǎn)移到另外的生物體中，就會造成自然界基因庫的污染，這種現(xiàn)象稱為基因污染?；蛭廴景l(fā)生的途徑很多，可以由花粉通過風媒或蟲媒進行傳播，或者種子通過動物或在裝卸、運輸過程中無意擴散而傳播。因此，基因污染往往不會僅局限于最初發(fā)生的地區(qū)，而會對環(huán)境造成蔓延性的災難。野生植物通過抗除草劑基因受粉，也就完成了抗除草劑的基因改良，可能會變成“超級雜草”。這樣非目標性的基因改良人類很難控制，其后果也很難預測。

3.產(chǎn)生有害生物，危害生物群落

轉(zhuǎn)基因生物引入后可能會干擾生態(tài)系統(tǒng)的種群結構，如給蚜蟲喂飼料轉(zhuǎn)基因馬鈴薯后，天敵瓢蟲死亡較早，生殖率降低38 %，不能孵化率高出3 倍，導致蚜蟲大量繁殖而變得更為猖獗。轉(zhuǎn)基因生物引入環(huán)境后可能加速有害生物進化，產(chǎn)生更加有害的生物。如Bt 抗蟲基因就有這種潛在可能性。同時有害生物中原先一些次要種可能上升成為主要種，改變生物種群物種的地位。并且，基因工程是一門新技術，目前的科學水平還不能精確地預測轉(zhuǎn)基因生物可能產(chǎn)生的所有表現(xiàn)型效應，轉(zhuǎn)基因生物在某些環(huán)境下可能具有良好的表現(xiàn)型效應，一旦被引入另一環(huán)境中可能產(chǎn)生不同表現(xiàn)型而對環(huán)境不利。如百慕大草（Cynodon dactylon）在一些地區(qū)是重要的草皮草和飼料，而在美國的許多地方卻是最不受歡迎的雜草之一。

三、中國的生物技術與生態(tài)安全

對中國這樣的人口大國來說，人口- 資源- 環(huán)境- 經(jīng)濟-社會的矛盾尤為尖銳，生存問題尤顯重要。利用現(xiàn)代生物技術，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量，對解決我國生存與發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展意義深遠。但是，我國生物技術的研究和應用還很落后，還得依靠國外的技術與產(chǎn)品，這就使得我國面臨經(jīng)濟安全和生物安全的雙重威脅。加入WTO 后，有更多的跨國公司涌入中國市場，推銷其生物技術與產(chǎn)品，在滿足研發(fā)和消費需求的同時，勢必對我國的資源、環(huán)境、生態(tài)及社會經(jīng)濟的安全構成巨大的威脅和挑戰(zhàn)。我國的環(huán)境問題已相當嚴重，人口眾多和資源短缺，急需利用現(xiàn)代生物技術來防治環(huán)境污染和生態(tài)破壞，在保障環(huán)境安全的同時，綜合高效地利用資源，以促進我國的可持續(xù)發(fā)展。因此，現(xiàn)代生物技術所帶來的環(huán)境安全問題亟待引起高度重視和廣泛關注。

四、對策

現(xiàn)代生物技術對人類環(huán)境已造成和存在潛在的災害性影響，已經(jīng)引起了世界各國政府、專家、普通民眾和環(huán)保組織的關注。盡管如此，人們對現(xiàn)代生物技術與環(huán)境安全的機理、危害性、嚴重性等認識還不夠。要避免現(xiàn)代生物技術造成環(huán)境生態(tài)災難，應采取如下措施：

1.在加強生物技術研究、開發(fā)與應用的同時，重視跟蹤研究和環(huán)境風險評測。風險的出現(xiàn)有長期滯后性，對轉(zhuǎn)基因生物的環(huán)境安全問題必須進行長期、系統(tǒng)地研究，對生物技術進行評測，積極防范環(huán)境生態(tài)風險，防患于未然。利用科學手段評估生物技術的生態(tài)風險，目前看來，評估的研究多集中在：（1）轉(zhuǎn)基因逃逸所造成的基因生物與其野生系緣種間基因的流動； （2）轉(zhuǎn)基因生物釋放引起的生態(tài)入侵這兩個問題上.對于轉(zhuǎn)基因微生物進行風險評估，首先要考慮的是轉(zhuǎn)基因微生物中插入哪些DNA，該DNA 的來源，功能及插入位置，其次是基因轉(zhuǎn)移問題以及轉(zhuǎn)基因微生物的適合度（包括它在環(huán)境中的適應能力，繁殖能力，競爭能力等），第三是要避免轉(zhuǎn)基因微生物對非目標生物造成危害，最后要考慮其對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)的影響，以及它對生物多樣性可能造成了破壞。

2.建立有效的約束監(jiān)督機制，加強如生物技術的研究、應用的立法，特別是加強生物技術環(huán)境生態(tài)風險的研究與評測方面的立法與監(jiān)督.為預防和控制現(xiàn)代生物技術可能產(chǎn)生的各種風險，保護全球生物多樣性和人類健康，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和《生物多樣性公約》秘書處從1994 年開始組織制定“生物安全議定書”，并于1999 年6 月5 日正式簽署實施。2000 年8 月，中國政府也正式簽署了《〈生物多樣性公約〉的卡塔赫納生物安全議定書》，并由國家環(huán)?？偩譅款^編制了《中國國家生物安全框架》，提出了我國生物安全管理體制、法規(guī)建設和能力建設方案。同時，各國政府也普遍認識到現(xiàn)代生物技術的潛在危害，并開始制定和完善相關法規(guī)。美國、歐盟、加拿大先后制定了有關法規(guī)，建立相應的管理機制；印度、埃及、印尼、巴西、智利等也都了管理法規(guī)。

3.加強宣傳與教育，樹立環(huán)境安全觀。加強現(xiàn)代生物技術的宣傳與教育，將生物技術的有關信息向公眾公開，特別是其可能存在的環(huán)境風險，讓公眾廣泛參與，進行監(jiān)督與約束；幫助公眾樹立正確的環(huán)境意識和環(huán)境安全觀，重視和防范轉(zhuǎn)基因生物的環(huán)境風險，樹立基因資源觀和防范環(huán)境風險意識。

4.積極推動建立公正、公平、合理的國際政治和經(jīng)濟新秩序。由于現(xiàn)代生物技術發(fā)展的不平衡以及不合理的國際政治、經(jīng)濟舊秩序，使得在國際貿(mào)易與交往中，發(fā)展中國家與發(fā)達國家之間的發(fā)展嚴重失衡，有可能形成新的環(huán)境殖民主義和霸權主義。廣大發(fā)展中國家只有團結起來，加強自身資源的開發(fā)與保護，并積極推動建立新的國際政治、經(jīng)濟新秩序，才能徹底地扭轉(zhuǎn)這種局面。

總之，生物技術將成為21世紀高新技術中一項重要的技術，發(fā)展也會非常迅速。在發(fā)展現(xiàn)在生物技術的同時，重視生態(tài)安全也是重要的。

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第7篇：植物生物技術概念范文

關鍵詞：植物組織培養(yǎng)；教學改革；辦學特色

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0042-02

植物組織培養(yǎng)是一門理論和實踐緊密相連的課程，作為植物生物技術的重要組成部分，目前已經(jīng)廣泛滲透到生物科學的各個領域。它不僅在生物學基礎研究理論的研究方面，而且在植物脫毒快繁、新品種的選育和藥用植物工廠化生產(chǎn)等實踐應用方面，都發(fā)揮著極為重要的作用[1-3]。作為一門應用性很強的課程，如何向?qū)W生講授好這一課程是一個難中難的問題。對于生物技術專業(yè)的畢業(yè)生來說，掌握好組織培養(yǎng)技術對于其今后的就業(yè)以及人生的職業(yè)規(guī)劃，都有著舉足輕重的作用。尤其是在高校畢業(yè)生就業(yè)困難的特殊時期。鑒于此，本文從教學內(nèi)容、教學方式、教學手段和教學環(huán)節(jié)等方面進行了不斷的改革和探索，以期能提高植物組織培養(yǎng)的教學質(zhì)量，培養(yǎng)出合格的高素質(zhì)創(chuàng)新型生物技術專業(yè)技術人才。

一、適當調(diào)整教學內(nèi)容，優(yōu)化植物組織培養(yǎng)的課程體系

植物組織培養(yǎng)課程涉及內(nèi)容廣，實踐應用性強。因此，建設一門內(nèi)容布局合理，資源高效、實用性強的植物組織培養(yǎng)課程體系是非常必須的。這樣如何在有限的學時內(nèi)做到內(nèi)容得當，重點突出的授課，顯得尤為重要。首先課程內(nèi)容的開設必須以教學大綱為依據(jù)，基礎理論既要體現(xiàn)本課程的完整性與系統(tǒng)性，又要注重課程的前沿性。但在內(nèi)容設置方面需要與相近課程銜接，既要避免相近課程間內(nèi)容重復，又要做到為后續(xù)課程服務，使學生從總體上能夠把握該課程。其次，要特別突出其應用性強的特色，尤其是社會對組培技術的需求。這樣不僅能拓寬學生就業(yè)渠道，而且使學科服務社會的功能更加明顯。此外，還應增加案例分析。利用植物組織培養(yǎng)應用領域的成功事例，讓學生切身感受到學以致用，增加學生的學習熱情和開拓學生的眼界。基于上述考慮，課程內(nèi)容設置主要包括以下幾方面：（1）講授植物組織培養(yǎng)基本操作技術。內(nèi)容包括植物組織培養(yǎng)實驗室的構建、主要儀器設備的使用、培養(yǎng)基種類及制備、外植體的消毒滅菌及無菌操作技術。這一部分是從事植物組織培養(yǎng)的必備技能。（2）講授植物各種離體器官、組織和細胞的培養(yǎng)方法，重點內(nèi)容是愈傷組織的形態(tài)建成、體細胞胚胎發(fā)生、離體快繁和植物離體培養(yǎng)常見問題及預防技術等。此外，對植物組培的基礎理論，如植物細胞全能性、分化和脫分化機理做必要的闡述。而且對植物干細胞的最新研究進展做簡要介紹，以便使同學了解組培技術在生物學基礎理論研究方面的應用，做好本課程與細胞生物學、分子生物學的銜接。而對植物細胞培養(yǎng)除了講授原理外，著重突出其技術和應用知識講授以突顯工科特色。（3）考慮到植物組培在實踐中的應用，講授植物組織培養(yǎng)工廠化生產(chǎn)方面的內(nèi)容。對組培項目設計與實施、工廠化育苗及工廠化生產(chǎn)的技術、經(jīng)營與管理知識進行講解。而且為了加深感受，在后續(xù)的工程教育課程中開設實地考察當?shù)亟M培工廠內(nèi)容。做到課程間的互相協(xié)調(diào)，促進教學效果。

二、教學模式多樣化

作為一門技術性很強的課程，植物組織培養(yǎng)就有很強的科學性、實踐性和靈活性。特別是在科技日益發(fā)展的今天，單一的傳統(tǒng)板書教學模式會使學生感到乏味。因此，為了提高課堂教學效果，也為了激發(fā)學生的學習熱情，在實際教學中，根據(jù)教學內(nèi)容的特點采用板書、專題討論、多媒體展示等多種教學方法相結合的教學模式。

（一）多媒體輔助教學

多媒體技術與傳統(tǒng)教學整合是一種高效率、高層次的全新教學模式。它不僅可以創(chuàng)設生動情境，模擬現(xiàn)實情景，而且能擴展教學內(nèi)容，開闊學生視野，充分調(diào)動學生認識與主觀能動性，讓學生真正成為學習的主人[4]。在植物組織培養(yǎng)課程講授中，不時地會出現(xiàn)一些抽象的內(nèi)容，如胚狀體、愈傷組織的形態(tài)，植物形態(tài)發(fā)生過程以及個別儀器設備（如光照培養(yǎng)箱、倒置顯微鏡、高溫蒸汽滅菌鍋等）的使用等內(nèi)容，這時傳統(tǒng)的教學講解并不一定能起到理想的效果，而借助多媒體展示相關的圖片、flas就可以圖文并茂，起到生動形象的效果。而通過一些與組織相關的科教光盤，這樣就能更好地展示植物組織培養(yǎng)技術的應用前景。因此，二者的有機結合，可以起到事半功倍的教學效果。

（二）專題討論

由于植物組織培養(yǎng)具有很強的實踐性和應用性，因此在介紹植物組織培養(yǎng)技術的同時，不可避免要闡述其在各領域應用。這時通過階段性的系統(tǒng)學習之后，以專題討論的形式進行課堂教學，利用PBL教學法（problem-based learning，PBL）進行教學。即以問題為基礎，以學生為中心，培養(yǎng)學生自學能力，發(fā)展學生綜合思考能力和解決實際問題能力的教學方法[5]。從而起到很好的教學效果。如在學習完植物離體快繁后，通過植物離體快繁專題討論課，讓學生先從各自感興趣的方面查閱文獻，最后在課堂就該主題展開討論。這樣就可以讓學生自己成為學習的主宰者，加深對相關知識的了解，從而全面掌握所學知識。

（三）理論教學和實驗教學相結合

作為一門技術性課程，單一的理論講解并不能使學生完全掌握。因此，在理論教學課程中穿插必要的實驗教學，讓學生把課堂知識從抽象到具體，在實驗教學中消化課堂教學內(nèi)容。做到二者的有機結合，相互促進。如在介紹愈傷組織的概念及其形態(tài)發(fā)生時，課堂的講授過于抽象兒不利于學生理解，但是及時的實驗輔助教學，卻會使學生從實體上去理解相關內(nèi)容。因此在課堂教學中，不能局限于單一的教學模式，而是要根據(jù)不同的教學內(nèi)容，采用多種教學手段的有機結合，這樣就能極大地提高課堂教學效果，并充分調(diào)動學生的學習能動性。

三、引導大學生科技創(chuàng)新

創(chuàng)新教育是當今高等教育改革的首要任務。這不僅是全面貫徹國家教育方針的需要，同樣也是迎接知識經(jīng)濟挑戰(zhàn)的需要。植物組織培養(yǎng)作為一門實踐性和應用性很強的課程，如何在教學中去培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和實踐精神，是一個重中之重的難題?；谝陨峡紤]，在課程的講授中，引導學生利用所學知識，利用植物組織培養(yǎng)開放實驗室平臺，并且結合“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽及內(nèi)蒙古科技大學“李保衛(wèi)創(chuàng)新基金”等項目，就植物組織培養(yǎng)的應用領域開創(chuàng)探索性工作。

四、改革考核方式

高校教育不是考分教育，單一的以考試不能全面反映學生的綜合表現(xiàn)。因此，任課教師對植物組織培養(yǎng)課程的考核進行改革，學生成績的評定采取考試成績（60%）+實驗成績（30%）+作業(yè)（10%）的多種形式結合的考核方式。俗話說，沒有規(guī)矩，不成方圓。因此必備的考試形式還是不可缺少，而且這也是檢驗學生學習狀況，檢驗老師教學效果的最直接的方式。但是這不是檢驗學生的唯一標準。同樣，在日常教學過程中，根據(jù)不同教學內(nèi)容的特點給同學留些具有拓展性的思考題，通過這種方式培養(yǎng)學生自主學習和查閱文獻的能力。故而在成績評定時會加以考慮。而實驗技能的好壞這是檢驗學生動手能力的唯一標準。因此，最終的課程成績通過對這些不同方面的考核來綜合評定。

作為地方工科院校，本校歷來堅持“厚基礎、寬口徑、淡化專業(yè)方向”的培養(yǎng)模式，形成了為生產(chǎn)一線培養(yǎng)“上手快、留得住、后勁足”的工程應用型人才的辦學特色。生物技術專業(yè)作為學校的新專業(yè)，須秉承學校的辦學宗旨。因此植物組織培養(yǎng)課程的教學改革也是以本校的培養(yǎng)模式為依據(jù)，以辦學特色為目標，進而不斷優(yōu)化課程體系，培養(yǎng)成具有工科特色和地方特色的生物技術專業(yè)人才。

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第8篇：植物生物技術概念范文

【關鍵詞】生物修復；金屬污染；石油污染；污染治理

隨著人口的迅猛增長、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，人類對化學品的依賴程度不斷提高，化學品在生產(chǎn)、儲存、運輸、裝卸和處置的過程中都會有大量有毒有害物質(zhì)釋放到空氣、土壤和水體中，使得土壤、水體及空氣中有毒有害化學物質(zhì)的污染加重，這已經(jīng)成為世界各國面臨的主要環(huán)境問題。尋找一種高效、經(jīng)濟、持久且對環(huán)境擾動小的治理方法成為目前關注的焦點。

在二十世紀50年代末和60年代初，在Cornell大學任教的Martin.Alexander與他的學生展開了農(nóng)藥在土壤中可降解性的研究，為后來生物技術在環(huán)境保護中的應用打下了基礎[1]。但人類利用生物修復技術處理現(xiàn)場僅有30年的歷史，首次記錄實際使用生物修復是在1972年，于美國賓夕法尼亞洲的Ambler清除管線泄漏的汽油[2]。最初生物修復的應用范圍僅限于試驗階段，直到1989年，?？诉d油輪在阿拉斯加泄油事件為生物修復技術的大規(guī)模應用提供了機會，同時生物修復技術也得到了廣泛認可。1991年，第一屆原位生物修復國際研討會在美國的圣地亞哥舉行，各國學者在會上對生物修復工作中的經(jīng)驗進行了交流和總結，進一步促進了生物修復技術的推廣和應用[3]。2002年10月Science專門刊登環(huán)境微生物技術的研究特輯[4]。可以預料，生物修復將是21世紀初環(huán)境生物技術的主攻方向之一。

1.生物修復技術的概念

生物修復（bioremediation），是指利用生物的生命代謝活動減小存在于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化，從而使污染了的環(huán)境能夠部分或完全恢復到原初狀態(tài)的過程。生物修復方法是利用土著的、引入的微生物的代謝作用進行消除或富積有毒有害物質(zhì)的生物學過程。應用環(huán)境生物修復技術處理污染物時，最終產(chǎn)物大都是無害的、穩(wěn)定的物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮氣等，而且這種處理方法能一步到位，避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移。總體而言，生物修復技術是一類低耗、高效和環(huán)境安全的環(huán)境生物技術。

大體上，可以將生物修復分為原位生物修復和異位生物修復。原位生物修復（就地生物修復）即污染土壤或水體不經(jīng)過搬運或運輸，而是通過投加微生物、營養(yǎng)鹽、電子受體等方法進行原位生物降解。異位生物修復即利用物理化學方法將受污染物質(zhì)搬離原地進行集中生物降解，通常對于污染嚴重的土壤與水體多采用該技術。

2.生物修復技術的研究與應用

2.1生物修復技術在金屬污染中的應用

隨著電鍍、制革、印染、化工等工業(yè)的發(fā)展，重金屬的使用越來越廣泛，伴隨而來的重金屬污染的問題也日趨嚴重。環(huán)境中的痕量重金屬如鉛、鉻、鎘等可通過食物鏈最終在生物體內(nèi)累積，對人的神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟、骨骼具有毒害作用，甚至產(chǎn)生三致（致癌、致畸、致突變）作用，極大地危害了人類健康；而鎳不僅被認為是致癌物質(zhì)，還會通過基因遺傳影響后代。因此，有效地去除重金屬污染也成為當前一個十分迫切的任務。

傳統(tǒng)的處理重金屬的物理化學方法很多，如化學沉淀法、離子交換法、電解法、反滲透法、萃取法、活性炭吸附法、膜分離法等[5-6]。它們各有優(yōu)點，但不同程度地存在著投資大、能耗高、操作困難、易產(chǎn)生二次污染等缺點，特別是在處理低含量重金屬污染時，其操作費用和原材料成本相對過高。隨著生物技術的發(fā)展，20世紀80年代人們逐漸將低含量重金屬污染治理的研究重點轉(zhuǎn)向了生物修復技術。

重金屬污染土壤生物修復技術，是利用生物作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬毒性，該技術主要通過2種途徑來達到凈化作用。①通過生物作用改變重金屬在土壤中的化學形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性；②通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。生物修復技術主要包括微生物修復和植物修復2種類型。

微生物法去除環(huán)境中的重金屬主要是利用微生物改變金屬原子、金屬離子的形態(tài)使其沉淀，以達到去除有毒重金屬的目的；或者利用微生物改變金屬離子的價態(tài)使金屬溶于液體中，從而易于從土壤中濾除。此外，還發(fā)現(xiàn)海藻、酵母菌等對金屬具有較強的生物吸附能力。Hap等[7]發(fā)現(xiàn)從工業(yè)廢水中分離出的Enterobacter cloacae，Klebsiella spp.微生物可以適應環(huán)境中高濃度的鎘、鉛、鉻，而且細胞繁殖過程中對鎘的去除率達63%～70%。Donmez和Aksu[8]分離出的Candida spp.酵母菌對環(huán)境中鎳、銅的去除率分別為57%～71%、52%～68%，但是去除率受到介質(zhì)中起初金屬濃度、pH值（最適宜pH值為3～5）的影響。

植物修復技術是利用植物對某種污染物具有特殊的吸收富集能力，將環(huán)境中的污染物轉(zhuǎn)移到植物體內(nèi)或?qū)⑽廴疚锝到饫茫瑢χ参镞M行回收處理，達到去除污染與修復生態(tài)的目的。植物修復的機理通常包括植物固定、植物揮發(fā)和植物吸收3種方式，其中植物吸收技術是目前應用最多、最有發(fā)展前景的土壤重金屬污染植物修復技術。植物修復具有成本低、可提高土壤肥力、避免二次污染以及對環(huán)境擾動小等優(yōu)點，被廣泛應用于土壤重金屬污染治理中。

2.2生物修復技術在石油污染中的應用

隨著工業(yè)化進程的不斷加快，全球?qū)τ谑偷男枨罅恳搽S之增加。然而石油在開采與運輸過程中由于泄漏對土壤、水體等環(huán)境造成的污染也越來越嚴重。石油中含有多種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和烯烴等復雜烴類化合物，其中多環(huán)芳香烴（PAHs）還被認為是一種致癌、致誘變物質(zhì)[9-10]。1989年3月，美國?？松尽巴郀柕滤埂碧栍洼喸诎⒗辜又萃踝訛硵R淺，泄漏5萬噸原油。沿海1300公里區(qū)域受到污染，當?shù)仵q魚和鯡魚近于滅絕，數(shù)十家企業(yè)破產(chǎn)或瀕臨倒閉；1991年1月，海灣戰(zhàn)爭期間，伊拉克軍隊撤出科威特前點燃科威特境內(nèi)油井，多達150萬噸石油泄漏，污染沙特阿拉伯西北部沿海500公里區(qū)域；2010年4月，位于美國南部墨西哥灣的“深水地平線”鉆井平臺發(fā)生爆炸，事故造成的原油泄漏形成了一條長達100多公里的污染帶，造成嚴重污染。

石油泄漏過程中不僅破壞了海洋等生態(tài)環(huán)境，而且通過土壤、植物等進入食物鏈直接危害到了人類健康。美國國家環(huán)保局已將l6種PAHs確定為污染環(huán)境的優(yōu)先去除污染物。與傳統(tǒng)的去除PAHs的物理化學方法相比，生物修復方法不是將污染物從一種環(huán)境物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種環(huán)境物質(zhì)，而是將污染物降解或者固定，從而減少了二次污染，節(jié)省了投資，因此得到廣泛應用。

石油污染的生物修復研究，萌芽自20世紀70年代，到了90年代顯著增加，尤其是2000年以后，其研究方向更為多元化[11]。1984年，針對美國密蘇里州西部石油運輸泄漏事件，采用了添加氮磷營養(yǎng)物質(zhì)、人工曝氣的方法進行原位生物修復，經(jīng)過32個月的運行。苯、甲苯和二甲苯的濃度從20mg/L～30mg/L降低到0.05mg/L～0.1mg/L。均得到了良好的處理效果。1989年，利用生物修復的方法修復受石油污染的阿拉斯加海灘是生物修復技術大規(guī)模應用的最成功的例子。在我國，石油污染土壤、地下水的生物修復技術還處于研究階段。秦煜民、隋智慧等[12]人在對遼河石油污染土壤的生物修復可行性研究中分離出微球菌、黃桿菌、假單胞菌和無色桿菌4種可以降解石油中碳氫化合物的菌種，當H2O2和油酸鈉的用量分別為8850mg/L和166mg/L時，24h內(nèi)生物除油率可達48%。張旭等[13]人取淄河灘含石油土壤。通過加入富集細菌、翻耕調(diào)濕、加菌和翻濕相結合3種生物修復室內(nèi)模擬實驗，發(fā)現(xiàn)石油半衰期由自然土壤的990d減少到346d；在翻耕和調(diào)節(jié)土壤含水率的條件下。石油半衰期由對照樣的173d減少為90d；在綜合生物治理條件下，石油半衰期縮短為42d。

石油污染生物修復技術目前的主要研究方向包括：添加輔助營養(yǎng)物質(zhì)或輔助乳化劑、石油污染降解過程的生物標記研究、菌株具體降解途徑、工程示范研究，但由于石油污染成分復雜，不同微生物可利用的石油底物不同，降解途徑也不同，因此傳統(tǒng)的石油污染生物修復研究存在效率不高、難以維持等問題。

3.生物修復技術的應用前景展望

生物修復技術是20世紀90年代迅速發(fā)展起來的一項污染環(huán)境治理技術，實踐證明，采用生物技術修復污染環(huán)境與傳統(tǒng)的物理化學技術相比可以節(jié)省大量投資、可以就地進行、對周圍環(huán)境的影響較小、可以最大限度地去除環(huán)境中的污染物。

生物修復是目前環(huán)境工程領域應用廣泛、較為重要的一項技術，是一種環(huán)境友好替代技術，從經(jīng)濟和環(huán)境的發(fā)展角度來看具有很大的誘惑力，在國內(nèi)外受到日益廣泛的重視。我國關于生物修復的研究起步較晚，目前尚處于小試與中試階段，還需進一步發(fā)展。

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第9篇：植物生物技術概念范文

關鍵詞：基因工程 生物技術 林木培養(yǎng) 林業(yè)

林業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)，在維護生態(tài)平衡、改善生態(tài)環(huán)境和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中有著不可忽視的重要意義。培育林木新品種是林業(yè)工作中的主要內(nèi)容，是林業(yè)發(fā)展中不容忽視的重點?；蚬こ套鳛楝F(xiàn)代化技術發(fā)展中的一項新內(nèi)容，其發(fā)展為林業(yè)工作進展開辟了一條經(jīng)濟、合理、高效的途徑?；蚬こ淌侵赴言隗w外插入病毒、質(zhì)?；蚱渌d體分子的核酸分子（目的基因）導入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類需要的基因產(chǎn)物?；蚬こ虒W誕生于上個世紀七十年代，在近半個世紀的發(fā)展中取得了輝煌的成就，并還在迅速的發(fā)展之中，成為當今生命科學研究領域和生物技術領域中最具生命力和最引人注目的前沿學科。植物基因工程在目前社會中已經(jīng)被應用在各個生產(chǎn)領域中，由于其具有巨大的實用性和發(fā)展?jié)摿Χ找媸艿饺藗冎匾暋?/p>

1、基因工程的概念和特點

基因工程是由傳統(tǒng)生物技術結合現(xiàn)代化科學技術發(fā)展而形成的一種現(xiàn)代化生物技術分支學科。傳統(tǒng)的生物技術的原始應用可以追索久遠，但是現(xiàn)代的生物技術主要是指在近三四十年的實踐中產(chǎn)生的微生物學、遺傳學、生物化學等，這些學科在計算機技術、信息技術的指引下逐步形成了現(xiàn)代化高新技術，以基因工程為主的現(xiàn)代化高新生物技術最受人們關注。在林業(yè)工程中采用基因工程對林木新品種進行培育和愛良，是林業(yè)工業(yè)生產(chǎn)中減少環(huán)境污染，提高林業(yè)效率的主要手段，基因工程在林業(yè)技術加工和能源轉(zhuǎn)換等方面都具有著重要的意義，同時也擁有廣闊的發(fā)展前景。

2、轉(zhuǎn)基因的方法

2.1以生物載體如農(nóng)桿菌和反轉(zhuǎn)錄病毒等為介導的基因轉(zhuǎn)移據(jù)統(tǒng)計，迄今獲得的60多種植物的基因植株，80%以上為農(nóng)桿菌介導的轉(zhuǎn)化。

2.2 以非生物載體如脂質(zhì)體為載體的轉(zhuǎn)移脂質(zhì)體是由磷脂組成的膜狀結構，將DNA分子包裝在脂質(zhì)體內(nèi)可以避免外部DNA降解酶的降解作用，同時還有提高DNA局部濃度的效果。

3、植物轉(zhuǎn)化細胞的篩選和轉(zhuǎn)基因植物細胞的組織培養(yǎng)

植物細胞經(jīng)過目的基因轉(zhuǎn)移處理后，只有少數(shù)細胞被轉(zhuǎn)化，需將轉(zhuǎn)化細胞與未轉(zhuǎn)化細胞區(qū)分開來，并淘汰未轉(zhuǎn)化的細胞，然后利用植物細胞的全能性在適當?shù)沫h(huán)境條件下使轉(zhuǎn)化細胞發(fā)育為轉(zhuǎn)基因植株。目前，轉(zhuǎn)化細胞與未轉(zhuǎn)化細胞的區(qū)分及未轉(zhuǎn)化細胞的淘汰常采用抗生素抗性基因和抗除草劑基因，即篩選標記基因和篩選試劑。為了實現(xiàn)有效的轉(zhuǎn)化，必須依據(jù)轉(zhuǎn)化材料和轉(zhuǎn)移方法選擇合適的抗性基因和篩選試劑。目前目的基因載體轉(zhuǎn)移的實施方法是葉盤法，是將植物的葉片或其他的一些組織切割成段、或切成0.8～2.0 cm2的圓盤或方片，切割處即造成損傷口，將他們浸入土壤農(nóng)桿菌培養(yǎng)液內(nèi)幾分鐘，然后將組織表面多余的菌液吸去，把這些侵染過的組織放在合適的固體培養(yǎng)基的表面上培養(yǎng)，經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)后，在這些組織的傷口附近會出現(xiàn)許多愈傷組織。再經(jīng)過誘導的方法，在愈傷組織中會分化出芽點，并長出有根有莖的植株，最后將它們移植到土壤中去，此即為轉(zhuǎn)基因植株。這種方法已在多種雙子葉植物中使用。

4、目的基因的表達和鑒定

大多數(shù)轉(zhuǎn)基因植物的外源基因的表達都相當?shù)?，現(xiàn)在認為這是由于外源基因插入的位點效應引起的；另外，外源基因的表達會受到植物體自身的同源基因或先前轉(zhuǎn)入的外源基因中的同源序列的影響而常表現(xiàn)為外源基因失活。目的基因在其轉(zhuǎn)化后獲得的轉(zhuǎn)基因植物中能否有效表達，轉(zhuǎn)基因植物能否表現(xiàn)出特定的遺傳性狀，并穩(wěn)定地遺傳給后代，可借助植株的表型、PCR方法鑒定和篩選轉(zhuǎn)化植株，或取植物細胞或愈傷組織的提取物檢測外源基因表達的生成物來鑒定。目前有一類用來顯示外源基因?qū)伺c否的基因稱為報告基因。

5、基因工程在林木培育上已取得的進展及今后的發(fā)展方向

5.1抗蟲基因工程方面

蟲害是林業(yè)生產(chǎn)的大敵，采用化學方法防治害蟲，不僅增加營林成本，而且嚴重污染環(huán)境，不利于維護生態(tài)平衡；而采用生物方法進行防治，則受氣象因子影響較大，效果不甚穩(wěn)定。采用常規(guī)育種手段對林木抗蟲性進行改良，不僅周期長，而且抗性資源少，限制了林木的抗性育種。運用基因工程技術培育抗性品種則成為最有效的生物防治之一，我國研究人員在此方面做出了不少成績。

5.2耐鹽堿基因工程方面

目前林木抗旱、耐鹽堿基因工程研究報道不少，但是這些科研成果在研究的過程中主要是針對植物對于干旱地區(qū)和氣候反應的研究，而沒有針對植物內(nèi)部存在的問題進行深入的研究，這種復雜多元化的反應系統(tǒng)受到基因工程控制方式和生理機理也并不明確，這就為日后研究工作的開展帶來了難題。我國開始了這方面研究的嘗試，在植物抗旱、耐鹽等方面進行了較多的實驗，但是其中的問題還較為明顯，不曾得到根本的解決。這是因為植物的抗旱、耐鹽機制十分復雜，涉及到一系列形態(tài)和代謝過程的變化，轉(zhuǎn)移單個基因往往只能獲得部分抗性，要獲得可以在干旱地區(qū)、海灘種植及可用海水澆灌的林木，需要進行多基因的轉(zhuǎn)化研究；采用先進的轉(zhuǎn)基因技術，以增加外援基因的表達效率；嘗試進行轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子基因的轉(zhuǎn)化。

5.3、國際方面

基因工程作為上個世紀人類科技事業(yè)最偉大的成就之一，不僅正在推動著世界經(jīng)濟和社會的發(fā)展，也對整個國際科技戰(zhàn)略發(fā)展格局產(chǎn)生了深遠的影響。因此許多國家把發(fā)展基因工程作為重要國策，以期在國際競爭中長期占據(jù)有利地位。