时间:2023-09-18 17:05:03
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇生物技术的现代概念范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
对生物技术的一个普遍接受的定义为“对基因、细胞、器官、胚胎、微生物、动植物等生命体进行研究开发运用的技术活动”。就本文的生物技术研究(非农学意义,而是社会――经济意义上的)来说,对生物技术的一切研究都必定是建立在对生物技术如何具体运用于中国本土社会发展的研究之上的,是和中国人民的生活息息相关的。如果生物技术只是停留在实验室阶段,尚未能独立地成为一种社会――经济事业的话,也就没有生物经济这个概念了。所以,生物经济这个概念是指生物技术与实验室外的社会接壤后发生的经济――社会事实。如果没有产业化的运作,没有它运作的动力与目的,生物技术本身并不能直接衍生出生物经济。我们就该关注什么样的生物技术能够被传播运用,又是怎样成为经济因子的,亦即生物技术作为一种社会事实和社会事业的运作的动力和目的。
实验室里的生物技术,一个人可能一辈子也与此无干。要使技术与经济生活连接的前提必须是,在一定范围内为人所需要并要获取,必须有一个共享的范围,这个范围较大,技术的(经济)价值一般就较高。生物技术的传播与共享永远只是一个不断克服局限的努力,但局限是永远存在的,先天的利益不公正已经包含其中。所以我们来研究生物技术,更重要的是研究它怎么逸出实验室,飘落到社会经济生活土壤中,结出生物经济这朵花来的,而这朵花的粉与蜜又是为谁所拥有和采摘的。
2生物技术的物质层面与社会层面
第一个层面,物质层面亦即事实层面。生物技术其实是生物经济的潜在形式,是它的质料。就象转基因大米种出来就是为了进入市场卖掉,但并不是所有的都卖掉了,有的也许是农民自己吃了,这时候它就不是生物经济成分;决定转基因大米进入市场的是米业制度、米市行情和机遇,当然前提是你必须是用转基因大米种子种出来的大米。借用逻辑学老祖宗亚里斯多德的一对哲学范畴来说,质料只是潜能,从潜能转化为现实存在,还需要目的因和动力因,质料和形式这一对范畴是被亚里斯多德用来解释事物发生的原因的,形式本身可以划分为形式因、动力因和目的因,再加上质料因,便是亚氏著名的四因说,一切事物的发生离不开这四因。在他看来,作为潜能的质料从理论上讲是在先的;但实际上,现实性是在先的,因为如果潜能在先的话,那么很可能一切的东西都可能存在,却还没有存在。就生物技术来说,它出不了实验室,进入不了生产体系,没有生产运作的目的和动力,就不会是生物经济的因素。所以,生物技术的第一个层面的含义就是划定了生物技术的质料,从定义的角度来说,就是规定了事物的属性。如果我们把生物技术与生物经济联系起来看,那么生物技术的这一层面的属性便不足以揭示出生物技术的种差,比如已能作为生物经济因子和不能、尚未作为生物经济因子的区别。
第二个层面,社会层面。生物技术必须具有社会――经济价值,才能进入市场完成使命,所以生物经济意义下的生物技术必然是社会性的存在。在生物经济概念下来看生物技术,就会重视价值观视角的引入。作为生物经济因子的生物技术与否的两者之不同就在于前者是有价值标准与衡量级别的,这个标准在一个共同的范围内是有效的,尤其在技术的实用性、对经济的促动性等方面;然而这种效应也是有边界的,它受制于我们所处的社会,所以才有一个社会里的生物技术创造出来的生物经济价值不同于另一个的社会的现象。生物技术的价值说到底是一种价值观,是我们人在说这种技术而非那种具有价值,任何价值都不是孤立悬置的存在,主客体之间任何一方的缺失都会导致价值的消失。
3生物技术价值的有效性及其边界
生物技术价值是一种价值观,但它不是个别的价值观,而是一种普遍的社会价值关系的体现,在这个意义上,生物科技及经济行业是一种社会存在和社会事业。生物技术价值的主体当然是人,而人在其现实性上是一切社会关系的总和。在实际生活中,生物技术事业应该以国家和民族为价值主体,生物经济价值就必须服从国家民族共享的价值观念体系,并且生物经济价值评价标准也应该以社会价值观体系为边界。目前生物技术界是众所注目的朝阳领域,被视为解决中国“三农”问题的重要途径,社会上对这个新生事物有赞扬也有疑虑。中国生物科技事业是伴随着中国政治、经济、社会的深刻变革而发展起来的,改革的目标和归属是富民强国,“国”是社会主义中国,“民”是最广大的中国人民,中国生物科技事业在根本上不得违背这个共同的利益原则,不得无视这个价值主体,这是它的使命,也是它的发展源泉和合法性所在。当前,新一界政府对经济建设利国利民的强调,对“和谐社会”的不懈追求,对“三农”问题前所未有的重视,都是深化改革、进一步推进社会主义现代化建设的表征。
4对“新型农业体系”理论的一点看法
关键词:乳制品加工 生物技术
随着近年来市场经济体制改革和市场进程的日益深化,食品加工和风险已经受到了社会各界的强烈关注。尤其是我国加入世界贸易组织之后,如何通过生物技术的引入,提高乳制品企业的市场竞争力,提高乳制品生产加工技术与质量,完成企业和国际的接轨,早已成为各企业关注的重要课题之一。
1、生物技术的含义
生物技术就是利用先进的工程学技术、生物体系和先进的生物学,进而促进生物特性的改变达到物质的转化,以满足人们对各种产品的生产需求。我们可将生物技术分为以下三个阶段:传统的生物技术阶段、近代生物技术阶段以及现代生物技术阶段。传统的生物技术阶段主要以酿醋、酿酒和酱油的酿造等为主;而近现代的生物技术则是以生物标本和发酵技术等为主的;而新型的发酵工程、基因工程、现代生物的反应工程、酶工程、生化工程和细胞工程等等,均属于现代生物技术的阶段。乳制品行业的各方面均有用到现代的生物技术,例如良种牧草和乳牛的选育、乳产品成分的改善、饲料生产和乳品质检、提高产奶量等均与现代生物技术密不可分。
2、在乳制品的加工中应用生物技术的重要意义
2.1 生物技术的应用,有利于提高企业乳制品质量
通过将生物技术引入到乳制品加工企业,有效的提高了我国的乳制品质量,增加了乳制品的产量。生物技术的合理运用,实现了企业在可允许的范围内提高产品质量和产量的目的。通常为了提高乳牛产奶量,可能会向乳牛注射某类激素比如牛生长激素(BST)这一新的生物技术的应用。
2.2 生物技术的应用,可增强乳免疫功能
生物技术在入职品的加工和使用中,可提高产奶质量,提高乳制品免疫功能。为了使乳制品企业在市场竞争中取得广阔的市场,占据有利的竞争优势,企业应当以SWOT分析为基础,细分乳制品市场,并从中寻找突破口。利用生物技术,对细分的市场实行乳制品的质量改进措施,提高某方面产品的市场竞争力。举例如下,婴儿的乳制品市场,婴儿尚未有完全的免疫系统,在婴儿的乳制品中有目的的引入生物技术,对婴儿的乳制品免疫功能加以改进,有利于乳制品质量和产量的提高,使乳制品企业生产出适宜于婴儿食用的乳品,增强乳制品企业的市场竞争能力,减少企业的生产销售阻力,使企业更容易趋避利害关系,更有利于企业社会使命的的完成。
2.3 生物技术的应用,可增强乳免疫功能
竞争力的概念是于二十世纪九十年代末期进入我国的,并深受社会各界的重视。目前公认的竞争力战略研究的权威应为麦可.波特,他提出了有关竞争分析方法与技巧,并特别强调了竞争力应以企业产品的差异化能力与成本领导能力为本。但企业的核心竞争能力体现在不同方面:成本、产品差异等。乳制品企业同样应当考虑自身的核心竞争能力,尤其是生物技术的应用,增进了乳制品企业和国际间的联系,有利于产品质量的提高、强化企业核心竞争力。
3、生物技术在乳制品加工中的具体应用
3.1 生物技术的引入,加快乳蛋白生物的活性肽的开发
生物技术的引入有利于改进乳制品的产量与质量,及乳蛋白生物活性肽。乳制品的重要原料是乳蛋白,而乳制品的生产则依靠蛋白酶,该领域如此受重视的原因,就是其具有多种生物活性肽,经过水解乳蛋白,可获取大量的生物活性肽。
3.2 增强乳制品免疫功能
婴儿正处于发育期间,身体机能尚未发育完全,急需要母乳的保护。但在生物技术取得巨大突破的同时,新的乳粉的开发,并增添了免疫球蛋白,可有效的抑制并杀死肠道病原菌,增强婴儿的免疫功能。生物技术的引入为乳制品行业创造了一个全新的发展空间。
3.3 生物技术的引用,可降低乳制品中苯丙氨酸含量
将生物技术引入到乳制品企业的加工过程中,可有效降低乳制品中的苯丙氨酸含量,降低乳制品产生的副作用。在乳制品企业的生产发展过程中,不但要满足公众对乳制品的强烈需求,而且企业所生产加工出来的产品也必须符合各项国际指标,使其有利于消费者身心健康的发展。苯丙酮尿症属于先天性的代谢异常病症之一,这种病症形成的主要原因就是酪氨酸不足,苯丙氨酸羟化酶阻碍了苯丙氨酸的转化,致使大量的苯丙氨酸积存到血液中,大约在正常状态的10倍,损伤了大量的细胞,影响婴儿的智力发育。人体健康可能会受苯丙氨酸影响,尤其会对8个月到8周岁的儿童中枢神经造成难以恢复的损害。
4、结语
总之,为了提高企业的乳制品质量,优化企业的乳制品加工环境,提高企业的市场竞争能力,企业在乳制品的生产加工过程中应科学合理的引入:乳蛋白的生物活性肽、固定性技术、ATP生物荧光技术、利用乳脂肪修饰和降低乳制品中苯丙氨酸等的生物技术应用,极大的促进了乳制品企业的发展。因此,乳制品企业在以后的学习和研究过程中,应根据相关数据和定性对其进行分析,并使该技术的作用得到更加充分的发挥。
参考文献
[1]方辉.生物技术在乳制品工业中的新进展.饮料,2001.
关键词 发酵技术 酒酿 教学设计
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
1 教材分析
“源远流长的发酵技术”是苏教版生物学教材八年级下册第九单元第二十三章“日常生活中的生物技术”的第一节,是学生学习现代生物技术的基础,对理解现代生物技术以及利用现代生物技术解决人类所面临的健康、资源、环境等问题非常重要。本节的知识并不复杂,而且与日常生活联系密切,易激发学生的学习兴趣,促进学生有意义的学习。通过利用发酵技术制作食品,学生锻炼各种能力,并能充分体会科学与技术在人类生活中的应用。
2 教学目标
2.1 知识目标
说出发酵现象产生的原因;尝试利用发酵技术制作食品;举例说出发酵技术在日常生活中的应用。
2.2 能力目标
通过尝试制作酒酿、酸奶等食品的活动,提高动手实践能力;通过小组收集资料、讨论交流,提高收集资料的能力、合作学习能力和语言表述能力。
2.3 情感、态度与价值观目标
通过小组活动,形成实事求是的科学态度和互助合作的精神;通过了解发酵技术在日常生活中的应用,体会到生物技术的价值。
3 教学过程
3.1 实物展示,引入新课
教师展示酒酿、酸奶、泡菜、果酒、醋、馒头、面包等食品,并提出问题:人们的日常生活离不开各种利用生物技术做的食品或用品。你们知道这些常见食品的生产与哪种生物技术有关吗?
教师在学生回答的基础上引入本节的课题,并指出早在4000多年前,我国古代劳动人民就利用发酵技术酿酒,后来又会制醋、制酱等。
设计意图:看到平时生活中常见食品,学生的学习兴趣和积极性立刻被调动起来,争着回答问题。学生初步感受到发酵技术与人们的日常生活息息相关。教师顺利引入新课。向学生介绍我国发酵技术的生产史是对学生进行爱国主义情感教育的良好契机。
3.2 回忆旧知,理解新知
教师出示酵母菌图片,联系学生已经学过的内容,提出问题:酵母菌属于哪类生物?并由此推测发酵现象由哪种生物引起?之后,教师让学生尝试描述什么是发酵现象和发酵技术。教师在学生讲述的基础上给予评价,并明确发酵现象和发酵技术的概念。然后引导学生了解酒酿的制作、水果放久有酒味、果酒暴露在空气中变酸以及酸奶的制作分别与哪种微生物的发酵有关。接着提出问题:“你们想知道甜美的酒酿是怎样制作出来的吗?想不想自己也来尝试做一份呢?”这样过渡到下一环节的教学。
设计意图:酵母菌是学生较为熟悉的一种微生物,学生曾经学习过酵母菌结构和生殖方面的知识。教师以酵母菌作为学习发酵现象产生原因的切入点,再去引导理解发酵现象和发酵技术的定义,从而促进学生的理解。
3.3 自学互动,实践操作
关于尝试利用发酵技术制作食品的教学,笔者先让学生自学阅读课本上“酿制酒酿”的实验器材和指导,思考有关问题。然后以6人为1个学习小组,通过组员间的讨论先尝试设计该实验。之后,各小组派代表汇报交流本组讨论的问题和讨论结果,以及尚未得出结果的问题,进行组间讨论交流。在生生互动的基础上,教师进行补充讲解,并与学生一起归纳酿制酒酿的操作要点。教师需使学生清楚以下几点事项:
① 什么是酒曲?(通过出示文字资料让学生弄清酒曲中灰霉菌和酵母菌两种微生物的作用)
② 酿制酒酿的条件:要有好的酒曲;因为酒酿要在25~30℃发酵,所以制作酒酿要选择适宜的季节或冬天的暖气房、恒温室。
③ 操作要点:
将糯米蒸熟的目的:杀死微生物。
用冷开水冲洗糯米的目的:降温,减少杂菌混入。
将酒曲碾碎,均匀搅拌在糯米中的目的:让酒曲和米饭混合均匀。
在糯米中间挖一个小洞的目的:与空气充分接触。
各种器具在使用前必须认真清洗干净的目的:防止污染。
酿制酒酿的温度应保持在25~30℃的目的:最适合酵母菌生长繁殖。
在弄清上述要点后,学生利用提供的器材制作酒酿:① 以小组为单位,组员间分工合作;② 认真按照步骤操作,特别注意操作要点。
2 d后,各组交流实验结果,在确认酒酿制作成功的情况下,品尝自制的酒酿,并利用显微镜观察在酿制酒酿过程中发挥作用的微生物,思考这些微生物在酿制酒酿过程中发挥的作用。若酒酿制作失败,教师需引导学生分析失败的原因。
设计意图:学生通过自学、独立思考、组内交流,提出自己的观点,再进行生生之间的探讨。这样能激活学生的思维,使学生积极成为学习的参与者。再通过师生互动,学生能深刻领悟酒酿制作的要点。明确了操作要点后,学生再动手实践,避免盲目性,从而达到较好的实验效果。
3.4 搜集资料,汇报交流
各小组以精练的语言汇报课前搜集的有关“现酵技术及产品”的资料(图文资料以课件形式展示)。这样可以使学生深刻认识到发酵技术和人们日常生活是息息相关。教师引导学生构建现酵技术的概念以及对各种发酵产品进行归类:
化工产品:酒精、柠檬酸、乳酸、香料等。
医药产品:抗生素(青霉素、红霉素等)、维生素、乙肝疫苗等。
食品和饮料:酱制品、酒类、饮料等。
然后教师结合实例(如青霉素或乙肝疫苗的生产),让学生了解发酵技术的新进展,即能够利用改造过的微生物新品种来生产人类需要的发酵产品。
设计意图:通过课前查阅资料,学生可以了解课本以外的知识,丰富知识面,同时还能培养自己收集、整理资料的能力。课上的交流汇报则有助于锻炼学生的语言表述能力。
3.5 知识梳理、构建框架
请学生谈一谈本节课的收获,然后教师结合板书引导学生回顾并梳理本节课主要的学习内容,引导学生主动建构出自己的知识框架。
3.6 课外延伸、继续探究
① 学生阅读课外探究中的内容,了解酸奶制作相关的事项。
② 美味可口的泡菜是家庭中常见的食品,泡菜又是如何制作出来的?建议学生向会做泡菜的人询问、或通过网络、书籍等渠道查询,了解泡菜制作的相关事项,探究泡菜的制作方法。
设计意图:要求学生二选其一,尝试制作酸奶或泡菜,使学生的能力在继续探究活动中得以提升。
【关键词】实验教学生物技术制药
生物技术制药是一门集生物学、医学、药学基础理论和先进技术为一体综合性学科,同工业生产联系紧密。自1971年世界第一家生物技术制药公司(Cetus)成立至今,现代生物技术制药已走完了近四十年的路程,已有近百种生物技术药品陆续完成临床试验,投产上市。二十一世纪又将是生物技术制药蓬勃发展的重要历史时期。但是,同生物技术制药产业形成巨大反差的是生物技术制药的基本知识普及较差,教学活动相对滞后。虽然国内已有数十家高校开展生物技术制药课程,普及相关的基本知识,培养生物技术制药专业人才,但是教学效果并不十分令人满意。造成上述问题的主要原因是由生物技术制药学科本身的特点所造成的。生物技术制药是一门综合应用学科,实验技术所占比重较大。而相关技术,像分子生物学、免疫学、药物化学等基本技术已在上述学科教学中有所涉及。这就造成相应的实验技术在生物技术制药教学中的脱节。学生相关的基本技术已经了解,但是同生物技术制药的具体内容联系不上,更无法谈到后期的产业化应用。所以,在生物技术制药教学中应该重视实验教学,在实验教学中应该重视同药物生产的联系。为了实现上述目标,我们可从如下方面着手。
1理论教学中强调相应实验方法的基本原理、影响因素及注意事项
生物技术制药是一门应用学科,所以在理论教学中也要体现“实用”这个原则。生物技术制药主要分为基因工程制药、抗体制药、酶工程制药以及后期的发酵工艺和纯化工艺。由于是一门产业化的综合工程,所以涵盖内容多、涉及面广,每个分支工程都可以作为一门独立学科。在实际的教学中,对于刚刚入门的大学本科药学专业学生,让他们在较短时间内掌握一门制药工艺的基础理论和基本技术不切实际。所以在实际教学中,我们可以从浩如烟海的基础理论中精选出同各种主要工艺密切联系的实验方法作为教学重点,结合多媒体手段主要阐述相应方法的基本原理、影响因素及注意事项。比如讲述基因工程制药的基础知识时,我们可以重点讲述基因工程制药的基本原理、影响因素及注意事项。其基本原理可以用分、切、接、转、筛这五个字进行概括,简单明了、便于记忆。同时结合动态的flash课件加深学生的感官印象,便于理解。学生会在短时间内对基因工程制药的基本原理有一个简明的概念。当讲述基因工程制药的影响因素和注意事项时,我们可以联系平时药物的生产过程。比如阐述诱导程序对基因工程药物产量的影响时,我们可以介绍工业生产中采用高热气体瞬时升温,这样可以避免大量热休克蛋白的产生,利于提高目标蛋白的产量和后期纯化。同时结合常人洗澡时,高温造成体内热休克蛋白增加这一事实加深学生的理解。这样既可以使学生从浩如烟海的枯燥理论知识中摆脱出来,增加学生的学习兴趣,还可以为后期的实验教学做好铺垫,一举两得。
2实验教学前预习已往的实验技术
预习是诸多教学中的基本环节,生物技术制药实验教学中的预习尤其重要。由于生物技术制药所涉及的很多技术,比如分子克隆操作、杂交瘤制备、细菌发酵培养等都是分子生物学、免疫学或者细胞生物学的基本技术,所以在生物技术制药的实验教学中其基本原理和基本技术将不会赘述。但是很多学生对其相关内容掌握不够,这就造成在讲述生物技术制药实验时,学生对以往知识未免生疏,而对新知识又疏于理解。所以在进行生物技术制药的实验教学前,应该对以往学过的相关技术的基本内容进行简要复习,巩固学生对相关知识的理解,同时也起到导课的作用,利于后续药物生产相关实验教学的开展。比如当讲授发酵工艺这一部分时,我们可以预先复习一下细菌的基本特性、生长周期、生长代谢特点等一系列微生物学知识,这样既引起学生的共鸣、复习以往知识,还可以很自然的过渡到发酵工艺学教学部分,讲述发酵工艺学的基本原理以及诸多对细菌发酵的影响因素。可见预习对生物技术制药的实验教学至关重要。
3重点学习同各种制药工艺密切相关的实验技术
同理论内容一样,生物技术制药涉及的实验内容同样庞大。在平时的实验教学中同样需要精挑细选,重点突出。介绍每一分支的制药工艺时,精选1到2个主干的实验技术,这样既为学生理清生物技术制药实验教学的脉络,还可以使绝大部分学生在有限的教学时间内对生物技术制药的实验操作有一基本了解,达到教学目的。而素质较好的学生还可以此实验教学为主干,继续进行扩充学习。
4注意各种实验在生物技术制药中的横向联系,相互结合
实验教学的最终目的是为了加强对相关知识的理解,从而更好的应用于实践。而实际的生物制药往往是众多生物制药技术的有机结合,单独的一门技术无法完成从药物生产到后期的鉴定这一综合过程[4]。这就需要我们在掌握各种实验技术的基础之上,了解各项技术的适用范围、优势和劣势,从而能够在实际的药物生产过程中将各项技术有机结合、灵活应用。这一概念我们在实验教学之初就应灌输给学生,使他们在掌握知识过程中有针对性的思考,去发现问题、解决问题,加深对知识的理解。比如进行生物药物纯化工艺的实验教学时,我们重点介绍各种纯化技术的原理、适用条件以及操作技术,同时提醒学生高质量的纯化效果需要各种纯化技术的有机结合。常规实验教学完成之后,我们将会增加各种纯化技术的结合应用这一部分。让学生合理应用已经学过的各种纯化技术设计实验,分离相同的目标蛋白。最后对比不同设计方案的纯化效果,组织学生进行讨论。这样既能培养学生的动手能力和统筹能力,又能加强学生对相关纯化技术的理解和应用,使其在未来工作中更有竞争力。可见各种实验技术的相互结合是生物技术制药从实验教学到实际应用的一个重要环节,是培养学生实际动手能力的一个必备手段。
总之,生物技术实验在生物技术制药教学中占有十分重要的地位,通过突出理论教学中的实验内容、预习已知的实验技术、重点学习制药工艺密切相关的实验、以及加强各种实验技术在生物技术制药中的相互结合等多种方法,可以达到培养基础牢、素质高、能力强的生物制药专业人才的目的。
参考文献
[1]彭俊文,蒋铭敏.生物技术药物的研究开发与产业化现状及前景[J].生物技术通讯,2004,15(2):201-203.
[2]金晶,许东晖,梅雪婷,许实波.生物技术制药教学的改进[J].药学教育.2006,22(4):36-38.
关键词:高职院校图书馆 生物化学工程 特色文献资源 开放获取
一、生物化学工程及发展简述
1.生物化学工程及发展简述
生物化学工程简称生化工程或生物化工,是生物化学反应的工程应用,是应用化学工程的原理和方法,将生物技术的实验室成果经过工艺及工程进行工业开发的学科。它既可视为化学工业的一个分支,又可认为是生物工程的一个组成部分。生化工程是一项重要的化学工业技术,是生物技术产业化的关键,也是化学化工技术的主要前沿领域。生物化学工程和生物医学工程是最初的生物工程学概念,基因重组、发酵工程、细胞工程、生化工程等在21世纪整合而形成了系统生物工程。发展生物经济正在成为许多国家应对金融危机的战略措施。生物技术是我国需求最迫切、技术与国外差距较小的领域之一,我国将把生物技术作为当前科技发展的重点,把生物产业作为新兴产业培育的重点,把生物经济作为引领新经济发展的重点。在我国的“十二五”科技战略规划研究中,生物技术和产业化将是“十二五”布局的重点,突出加强生物技术在农业、工业、人口与健康领域的应用,努力使我国成为生物技术强国和生物产业大国。[1]
2.食品生物技术及发展简述
食品生物技术是生物技术在食品原料生产、加工和制造中应用的一个学科。它包括食品发酵和酿造等最古老的生物技术加工过程,也包括应用现代生物技术改良食品原料加工品质的基因、生产高质量的农产品、制造食品添加剂、植物和动物细胞的培养,以及与食品加工和制造相关的其他生物技术。生物技术在食品工业中的应用以及最新的研究状况表明,食品生物技术作为一项高新技术,将为食品工业的发展起着重要的推动作用。展望21世纪基因食品的发展,未来生物技术不仅有助于实现食品的多样化,而且有助于生产特定需求的营养保健食品。[2]在与环境协调的粮食生产方式方面,生物技术将降低农用化学品的使用量,并使农作物更好地适应特定的自然地理环境。目前人们之所以对于转基因生物技术的发展存在争议(如对人类健康、环境及社会经济的影响等),主要原因在于公众对目前的基因食品管理体系不够信任,科学家与公众也缺乏必要的沟通。因此,政府应采取积极措施,随时公开基因食品的研究成果,以博取信任的方式与公众进行沟通。
3.生物制药技术及发展简述
生物制药技术是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的生物药物制品的技术。生物制药现状:生物药物的阵营很庞大,发展也很快。目前全世界的医药品已有一半是生物合成的,特别是合成分子结构复杂的药物时,它不仅比化学合成法简便,而且有更高的经济效益。我国的生物医药“十二五规划”确定了生物医药发展的重点,[3]包括基因药物、蛋白药物、单克隆抗体药物、治疗性疫苗、小分子化学药物等。同时,国家将拿出100多亿元来支持重大新药创制。将从100多个新药中遴选出10多个,作为重大新药创制重点支持对象,这些原创新药可能成为打入欧美市场的先锋。在这些新药品种中,生物药和化学药居多,其中疫苗、单克隆抗体、蛋白质药物、抗癌药物等均有。
生物经济是以生命科学与生物技术研究开发与应用为基础的、建立在生物技术产品和产业之上的经济形态,是在农业经济、工业经济、信息经济充分发展基础上产生的一种新的经济形态。生物经济的概念最早是在2000年5月由美国管理咨询专家斯坦?戴维斯和克里斯托弗?迈耶[1]提出,但其作为一种新的经济形态出现则要更早一些,它是伴随着现代生物技术而产生和发展起来的。现代生物技术从诞生开始就显现出其巨大的应用价值和商业前景,并被迅速、广泛地运用于农业、医药、能源和环境保护等领域,这直接促成了生物经济产业的发展。近年来,随着以基因组研究为代表的生物科技新理论和新技术的飞速发展,以及这些技术运用深度和范围的扩大,未来生物经济将表现出以下几个发展趋势:
1.1 生物技术相关产业飞速发展,生物经济时代即将到来
生物经济时代来临的明显特征是与生物技术产业及其相关产业的飞速发展。近10年来,全球生物产业的销售额约每5年翻一番,许多国家生物产业销售额年增长率高达25%~30%,约是全球经济增长率的10倍。2005年,全球公开上市的生物技术公司的营业收入达到631亿美元,生物技术产业已经成为新的经济增长点[2]。目前,全球生物药品销售额达到600多亿美元,在整个医药工业的比重从1995年的不及4%迅速上升到11%;全球转基因农作物种植面积达到9 000万公顷,10年间增长了50倍。全球范围内正在研制的2 000多种生物药物中,有80%已进入临床试验,6 000多例转基因动植物经批准正在试验。因此,美国《时代》周刊于2000年5月22日撰文指出,我们现在正处在信息经济时代的中期,从开始到完成它大约将持续75~80年的时间,到2020年代结束。接着,人们将迎来下一个经济时代:生物经济时代,生物经济将产生10倍于信息经济的规模[1]。
1.2 生物技术运用的深度和广度不断扩大,生物经济的范围和影响日益增大
随着生物技术在越来越多的行业中发挥着越来越主要的作用,生物经济的范围和影响日益增大。目前,生物技术的应用已遍及农业食品、医药卫生、化工环保、资源能源、海洋开发等各个领域,显示了它对解决人类所面临的食物、健康、资源、能源、环境等重大问题所产生的巨大作用与潜力。而未来还将在如下领域发挥巨大作用:①农业生物技术将推动“第2次”绿色革命,为消除世界“粮食鸿沟”提供技术可能;②医药生物技术推动第4次医学革命,人均寿命将进一步提高;③工业生物技术将推进“绿色制造”,发展绿色GDP;④能源生物技术将使生物可再生能源替代化石能源,缓解能源短缺压力;⑤环境生物技术将为“再造秀美山川”提供技术支撑,促进循环经济发展;⑥海洋生物产业逐渐兴起,促进海洋经济的发展;⑦生物技术将在保障国家安全、防御生物恐怖威胁中发挥不可替代的作用。
2 世界各国生物经济的政策选择
鉴于生物经济有巨大的发展潜力,世界各国政府都高度重视本国生物经济的发展,越来越明确了生物经济产业在国家经济和社会发展中的重要作用及潜力,纷纷确立生物经济的战略地位,并制定了一系列的优惠政策,来推动生物经济的发展。
2.1 确立生物经济的战略地位,列入未来重要发展规划
日本成立了以首相为首的生物技术战略理事会,并于2005年颁布了生物技术战略大纲,详细阐述了具体的重点战略和实施计划,其中还包括一些已经列入政府重点开发项目的具体计划,如国立癌症中心及国立循环器官疾病中心,旨在提高在检测解析仪器的研发以及生物信息学领域的国际竞争力,针对相关疾病开展蛋白质组研究计划。印度是亚洲高科技产业取得迅速发展的国家,在软件产业获得飞速发展的同时,已深刻地认识到生物经济产生的巨大潜力,并把生物经济作为未来高科技产业发展的重要支点。2005年3月,印度政府公布了《国家生物技术发展战略》草案,提出了未来10年印度生物技术及产业发展的国家目标和政策措施。在人力资源开发、基础设施建设、发展生物技术产业及贸易、生物技术园及孵化器、法规建设和科学普及等方面提出了战略目标和具体的政策措施。
2.2 设立高规格全局性的领导和协调机构
日本在制造业中崛起,在信息时代相对比较落后,因此政府决定在生物经济时代再创辉煌,提出了“生物产业立国”战略,并将生物技术产业作为日本的四大新兴产业,同时成立了以首相为首的“生物技术战略理事会”;印度政府成立了世界第1个生物技术部;马来西亚建立了生物技术与产业联合会,由副总统担任主席;泰国政府成立了“国家生物技术委员会”,由总理担任委员会主席;美国白宫和国会成立了专门生物技术委员会来领导和协调全国的生物技术产业,委员会制定生物科技发展宏观战略和规划,同时负责跟踪生物技术的发展,并研究制定相应的财政预算、管理法规以及税收政策来促进生物技术的发展。
2.3 加大对生物经济的资金支持
生物经济作为现代高科技产业,具有高投入、高收益、高风险的明显特征。无论是前期的技术研发,还是产品生产和市场推广都需要极大的投入资金。为了解决生物经济产业高密度的资金需求,世界各国纷纷采取了各种举措,来建立多元化的投融资渠道,加大对生物经济的资金支持。最主要的措施是加大对基础研究的资金支持以及建立较为完善的风险投资制度。
2.3.1 加大对技术基础研究的支持力度
生物经济作为一种高度技术依赖型经济,生命科学和生物技术基础研究是维系其发展的基本动力。欧美国家在生物经济的发展中都不遗余力地加大对基础科学的研究,使得他们在生物经济领域始终保持着领先地位。美国是世界生物经济第1强国,同时也是世界生命科学研发的第1强国。对基础研究强有力的支持保证了美国在这一领域的领先地位。2003年,美国生命科学与生物技术研发经费已高达380亿美元,同年美国总统布什还提出了“生物盾牌计划”,拨款60亿美元支持生物反恐研究。美国在生命科学领域的研发投入已经占据了其基础研究总投入的49%。其它发达国家为了在生物经济浪潮中获得先机,也纷纷加大了对生物技术基础研究的投入,欧盟科技发展第6个框架计划将46%的研发经费用于生物技术及其相关领域。2001年,德国生物科技产业的科研经费为12.28亿欧元,大于其销售额,比2000年增加了71%。2004年,联邦教研部对生物技术的项目经费增加了14.5%。随着这项投资的增加,德国基因研究的经费仅次于美国[3]。而亚洲各国尽管对生物技术的研究起步较晚,近年来对其的研究投入也在大幅增加。例如,日本政府于2002年开始逐步加强了对生物技术方面的研究投入,并计划今后5年内将科研预算增加1倍,达到8 800亿日元。印度政府长期以来一直注重加大对生物技术研发的资金支持,2002-2003年度的研究预算为23.56亿卢比,在随后5年的预算计划中,联邦政府研究经费投入将达到208亿卢比[4]。加大基础研发的另一重要举措是吸引和增加社会资本的投入。美国政府采取了一系列优惠政策来刺激社会投资,如减免高技术产品投资税、高技术公司公司税、财产税、工商税等。目前,以大公司为代表的民间高技术研究投资总额已经超过了政府资助,在生物技术产业发展中发挥着越来越重要的作用。
2.3.2 构建顺畅的融资渠道
由于生物经济产业具有很强的风险性,这在很大程度上阻碍了社会资本对其进行投资。为了扩大生物产业的融资渠道,鼓励风险投资已经成为各国通行的重要举措。(1)政府引导和鼓励风险投资进入生物经济领域。在风险投资最为发达的美国,政府通过各种政策积极引导资金投入生物产业。2003年,美国生物科技投资占美国风险投资总额的12.5%;2004年,这一比例增至13.5%,明显呈现出快速增长的态势[3]。美国风险投资对生物产业的高投入,极大地促进了美国生物产业的高速发展。2002年,印度最大的风险投资商ICICI风险资金管 理 公 司 宣 布 成 立 生 物 技 术 孵 化 基 金,资 金3 200万美元,现在已完成多项投资[4]。(2)政府投资设立科技创新基金。1998年,英国财政部建立了3个用于支持生物技术等高技术中小企业的风险资本基金,这些基金提供的资本为2.4亿英镑。印度政府正在筹建一个10亿卢比的生物技术投资促进基金,由工业发展银行、生物技术部、发展银行和生物技术联盟有限公司等共同参与组建。德国联邦教研部和联邦经济技术部于2001年联合推出“面向小型技术企业的投资”计划(BTU),筹集了30亿欧元,用以满足小型技术企业创业初期的特殊需要[5]。
2.4 制定和完善一系列保护和鼓励生物经济发展的法律和政策
2.4.1 税收优惠
美国各州采取多种税收优惠手段来刺激生物经济的发展:销售和使用税减免或延期,减免或允许企业延期支付购买R&D及生产资料产生的消费税或使用税,鼓励企业增加R&D投入;投资税收信贷,生物企业投资现代 化 生 产 线 时 的 税 收 可 以 抵 扣 购 买 计 算 机 等R&D设备时的消费税和财产税;资本所得税减免,投资者在售卖股票后继续投资生物企业上市公司至少一年,部分州允许投资者缓交投资所得税;R&D税收信贷,允许企业将其R&D费用的一定比例用于税收抵扣[6]。英国政府新出台了税制改革。为了鼓励风险投资,英国政府对小型高技术企业的投资减免了20%的公司税;同时还引入针对中小企业的研究开发税务信贷,年研究开发投入超过5万英镑以上的企业可以享受150%的研究开发费用免税;对研究开发投入很大但没有盈利的新企业,其研究开发投入的80%可以作为信贷累积减免税收,等企业盈利后再从利润中扣除[7]。
高中生物学教材《现代生物科技专题》是一个选修模块,适于进一步学习生物科学类专业的高中生学习。本模块的内容包括:基因工程、克隆技术、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程共五个部分。
一、本模块的教学意义
1.进一步开拓教师及学生的视野
生物科学发展最为辉煌的时期是20世纪,到了20世纪50年代以后,随着各个学科的相互交叉、相互渗透,生物科学融入了数理科学并引进运用了一些先进的仪器设备,从而取得了突飞猛进的发展。其中遗传物质dna双螺旋结构的阐明被认为是20世纪自然科学的重大突破之一。通过这部分选修内容的学习,其中涉及到许多现代生物科学的理论研究成果,特别是与生物技术发展相关的理论基础。例如,基因工程操作必须理解dna的理化性质、dna在体内复制和体外扩增原理、基因重组、遗传信息的流动和基因表达的机制。通过这些原理的学习,不仅体现理科选修模块的教学意义,更加可以让学生进一步了解现代生物科技领域的一些研究热点和发展趋势,从而开拓的学生及教师的视野。
2.增强科技意识,激发热爱生物科学的情感
随着生命科学基础研究的深入,必然与应用科学相结合。例如,“人类基因组计划”的实施和深入发展将有可能从更深层次上了解人体生长、发育、正常生理活动以及各种疾病的病因和发病机理,并为医学提供防治策略、途径和方法。“水稻基因组计划”的顺利开展,对21世纪农业的发展,解决粮食问题,将产生巨大的影响。通过本模块的学习,学生将进一步通过宏观和微观的视角认识到科学与技术之间的关系,从而激发研究生物科学的动力,基于探索生命奥秘和热爱生物科学的情感,为以后的学习目的和学习阶段做出适宜的规划。
二、本模块的教学策略建议
1.宏观把握教材内容之间的联系
“选修3 现代生物科技专题”模块的课程定位是“以专题形式介绍现代生物科学技术一些重要领域的研究热点、发展趋势和应用前景,以开拓学生的视野、增强学生的科技意识,为学生进一步学习生物科学类专业奠定基础”。从而“选修3现代生物科技专题”模块共选择了五个专题,分别是基因工程、细胞工程、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题及生态工程,还编写了14个小节的内容。五个专题中,前三个专题重点是关注技术理性,后两个专题则责众与安全伦理等人性化问题。本模块的教学内容的联系主要应从以下几个方面把握:分子水平到细胞水平、细胞水平到个体水平、个体水平到生态系统水平及关注技术到关注伦理。理清本模块前后知识点的联系,在实际教学中建构合宜的知识体系,从而达到好地教学效果,提高教学效率。
2.设计教学活动,强化必修和选修部分的联系
由于选修部分没有安排学生亲手实验和亲手探究等活动,但是在实际教学过程中应尽量设计一些让学生参与的教学活动,从而强化学生活动的设计意识,做到尽可能多的为学生创造更多的学习和实践机会。如充分利用互联网的资源,锻炼学生自主搜索和整合信息的能力;利用教材中的一些小栏目如问题谈论,设计一些题目开展话题交流,辩论会等活动。在学生活动的过程中,可以锻炼学生的思维和解决问题的能力。选修和必修作为学生学习的共同内容本身有许多的内在联系。一旦将二者割裂开来,一方面不利于科学和技术的有机联系,另一方面也不符合学生的认知规律和学习特点。必修部分的概念和原理是理解选修部分技术流程的关键,运用必修部分的知识可以进一步加深对现代生物科技的理解和把握;加强必修与选修的综合和联系,可以让学生深刻理解科学和技术的有机联系,一方面科学发展离不开科学实验,而科学实验需要一定的技术条件,因此科学离不开技术的支持,另一方面技术改进离不开科学的指导和引领,科学在促进着技术的发展,两者互相联系、互相促进;从学生的认知规律和学习特点来说,加强两部分的融合,可以使学生的学习融会贯通,提高学生知识综合能力,促进知识的内化过程。
3.注重学生批判性思维的养成
任何新的技术往往都是一把“双刃剑”,生物技术作为人类文明发展的标志之一自然也不例外,所以说生物技术有利有弊。转基因技术和克隆技术在带来安全性问题的同时,也会带来一系列的伦理道德等问题。由此,在《课程标准》中除了重点介绍生物技术在推进社会发展中的积极作用以外,还要说明可能带来的负面影响。在“生物技术的安全性和伦理问题”这部分的教学中,应注意培养学生独立思考问题的能力,从而提高学生的生物科学素养。
三、 结语