導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇生物技術論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1溫度要保證

厭氧生物的生存，溫度是主要前提。一般而言，甲烷菌適宜生存的溫度為50℃～60℃，如果將溫度控制在35℃或者53℃左右，厭氧生物的硝化作用將十分顯著，而40℃～45℃時，硝化率將明顯降低。通過區分適宜溫度，可以將厭氧生物的硝化分為三類，分別為：常溫硝化、中溫硝化以及高溫硝化。

2pH值

適宜的pH值是保證厭氧生物生存的另外一個因素，厭氧生物的硝化作用離不開pH值的輔助。例如，甲烷菌的繁殖需要保證酸堿適中，pH值大約保持在7.0～7.2之間，產酸菌的pH值應控制在4.5～8.0之間。在利用厭氧生物技術處理污水時，厭氧體系相當于pH值的緩存體，為此繁衍酸菌和甲烷菌會在一個處理器中完成，那么該環境下的pH值就應該控制在6.8～7.2之間。

3氧化還原

電位嚴格的無氧環境是保證產甲烷菌正常活動的基本因素，也是保證其繁殖的重要條件。研究人員可以借助濃度與電位之間的關系，分析判斷厭氧反應器中的氧氣濃度。一般情況下，最適合產甲烷菌的氧化還原電位的范圍是-150mv～-400mv，最適合非產甲烷菌的氧化還原電位的范圍是-100mv～100mv。

4有機負荷據研究調查

有機負荷將會直接影響厭氧生物的厭氧硝化率，它對處理器的產氣量和工作效率都將起到決定性作用。在一定范圍內，厭氧生物處理器的有機負荷與產氣率成相反趨勢變化，而與其容量則呈正相關。

5F/M比相對于好氧生物而言

厭氧生物技術處理方式下的有機負荷更高，通常情況下可以保持在5kgCOD/m•d～10kgCOD/m•d之間，有時甚至能夠達到50kgCOD/m•d～80kgCOD/m•d之間。想要選擇較高或較低負荷啟動設備運行時，一定要考慮該反應器此時擁有的生理量的高低。

6有毒物質

一些有毒物質的存在會直接影響到厭氧生物的生存，例如：重金屬、硫酸鹽以及氨氮等。一旦厭氧消化過程中摻入硫酸鹽，其很容易被還原為硫化合物，這將抑制產甲烷過程。如果此時在反應器中加入金屬鹽類，很容易使這些有害物質的毒害作用得到緩沖。

二將厭氧生物技術應用于處理

工業廢水的發展前景近年來，隨著研究人員對于厭氧生物技術的不斷完善，對于厭氧生物技術在工業廢水領域的應用也越發成熟。較為典型的研究成果有：厭氧濾池、升流式厭氧污泥床以及厭氧膨脹顆粒污泥床等。這些技術雖然較過去而言已經有了很大進步，但還存在一定的不足有待完善。綜合微生物和化學的角度，厭氧處理只是一個預處理過程，它要在完成水處理的前提下，去除殘留的有機物質。因此，在高濃度有機廢水處理過程中經常采用厭氧生物技術為主要處理方式。未來的工業廢水處理手段也應主要采用厭氧生物技術來支持，以好氧生物處理技術為其輔助路線。為此，以后的發展過程中，相關人員可以考慮對以下幾個方面進行研究。

1由于相對于好氧生物處理方法而言

厭氧生物技術的能源耗用量較小、成本費用較低，加之污泥量少、易于處置等優勢，將會成為提升城市工業廢水處理率的最主要途徑。但是，由于厭氧物質對于有毒物的高敏感性，產甲烷菌的繁殖過程將很容易受到硫化物、重金屬的破壞。為此，以后的研究中，為提高其效用，需要將工業上的其他污水處理技術與現有的技術進行結合，以構成一個綜合處理循環系統，例如：好氧—厭氧—濕池等。

2由于受到環境以及其它制約因素的限制

單獨使用厭氧技術處理工業廢水的方式還沒有被廣泛投入使用。對厭氧出水的后續處理過程進行改進，將是解決這一問題的不錯辦法。例如，厭氧技術+酸化+好養技術的使用，它能夠在前半段去除大多數COD（循環過程中的能源消耗能由此而大幅度降低），后半段的出水量可以采取不同規定下的排放標準。

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2.加強我國生物轉基因安全管理體系的建議

首先在科學研究領域的普及程度上，國際、政府以及相關部門以及科研機構一定要對轉基因技術的研發有一個科學的認識，轉基因技術不僅僅是一個科研的項目，更重要的是一種關乎著人民生活質量提高、生態環境改善以及經濟持續快速健康發展的生物轉基因技術，當前社會需要的是具有高素質科研能力強的人才，以應對發達國家對我國轉基因技術市場的搶占，并且較強科研發知識的普及，營造一個好的氛圍，以滿足現在我國轉基因技術安全性問題帶來的挑戰這樣的缺口和對這方面需要加強的這方面的需求。其次，國家要加強研發資金的投入，組織多部門的共同協助，并且多個學科一起努力協作去幫助完成科研開發研制生物轉基因技術領域的發展，可以聘請國外專門的科研人才來校做培訓，并加強現有研發人才的專業素養的提升能力，幫助生物轉基因技術更安全。第三，國家要加強對法規體系和安全監管的健全和加強，為科技的研發建設起一個專門的科研場所，這個科研機構可以由幾個部門共同承辦，也可由政府協助建設，可以讓科研相關學科定期定時的去專門的研發機構進行培訓，解決最突出的安全問題；在組織領導機構中上可以由政府出資建立研發資金的投入體系，組織多部門的領導，這樣強有力組織領導機構的建立，可以為研發資金問題有更大投入，從而分擔資金上的壓力。第四，在安全管理上政府一定要有針對性的，選好一個突破口，積極的并由專門的組織部門進行管理，同時由一個或多個協助管理主要負責生物轉基因技術的安全管理問題，積極而有效的策略去推進生物轉基因技術的安全性與管理方面的加強；另外，在轉基因技術逐漸產業化成規模的同時，加快我們本山的轉基因作物的研發快速推進，以便在有安全問題時能夠為其及時應對，對我國的生物科學技術以及轉基因技術、生態安全等綜合國力的提升與增強意義都是重大的。

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生物技術及應用專業的培養目標，是培養具有從事生物技術應用必備的專業理論知識和較熟練的綜合職業技能，適應食用菌、組培苗、發酵產品等生產、基地建設、經營管理、技術服務及相關專業第一線需要的高技能人才。實訓基地是培養高技能人才的必要場所，實訓基地建設是實現專業培養目標的必要條件。通過實訓，培養學生的職業技能，提高學生的實際動手能力。

（二）實訓基地建設有利于提升學生就業競爭力，提高就業率

高職院校要保證就業率，就必須提高畢業生的“含金量”，讓其成為用人單位心目中的合適人選。建立實訓基地，讓學生親身實踐無疑是提高其自身“含金量”最有效的方法。在參與實踐的過程中，學生能將平時所學的理論知識與實際聯系，同時，在實踐中體現自身的價值，使學生的學習動機和方向更加明確，從而不斷提高自身職業素質，提升就業競爭力。

（三）實訓基地建設有利于培養“雙師型”教師，提高教學水平

實訓基地建設有利于培養“雙師型”教師，提高教學水平。教師通過到實訓基地鍛煉，來提高自身的技術水平和動手能力，同時，教師在生產、管理第一線有利于獲取各種最新的技術方法和管理理念，將這些新知識應用于教學，既可以保證知識的更新，又能激發學生的興趣。

二、高職生物技術及應用實訓基地的建設與實踐

（一）校內實訓基地建設

1.加強實驗室建設，改善實驗室條件。生物技術及應用專業重視和改善實驗條件，加強實驗室基本設施的建設，形成完善的實驗教學規章制度和科學的運行機制。在學院的大力支持下，投入大量資金，對生物基礎實驗室、生物類專業實訓室，重新裝修并添置了不少儀器設備，大大加強了實驗室建設。有足夠的實驗室承擔專業基礎與專業課的實驗實訓項目，可用于該專業的教學實驗設備數量（800元以上）共610件，總價值237萬元，生均10031元。實驗開出率達100%。生物類基礎實驗室2005年8月通過了廣西教育廳基礎實驗室合格評估。

2.加強校內實訓基地建設，走“產學研結合”發展之路。廣西農業職業技術學院現有校內實訓基地5個：生物技術中心、生物技術實訓基地（園藝方向）、食品生物技術實訓基地、食用菌生產實訓場、廣西現代農業技術展示中心。主干課程“植物細胞工程”“發酵工藝學”“食用菌栽培”均有實力雄厚的校內實訓基地。生物技術實訓基地、食品生物技術實訓基地，被批準為自治區示范性高等職業教育實訓基地。

生物技術中心是一個集科研、生產、教學、技術推廣為一體的現代生物技術綜合開發中心。該中心初步形成了布局合理化、教職工知識結構專業化、生產科研管理科學化、生產經營規模化和教學實踐化的產學研基地，成功開發果樹類、經濟作物類、藥用植物類、觀賞植物類等數十個品種，享有較高聲譽。由專業教師擔任生物技術中心主任，教師在生物技術中心開展科學研究，承擔“優質網紋甜瓜組織培養技術研究”等6項科研課題。生物技術中心按教學計劃安排學生實習，使其在取得較好的經濟效益的同時，提高了教師的業務素質和學生的實踐操作技能。

3.加強能力本位實踐教學，提高學生綜合能力。為了培養學生的實踐能力和綜合能力，我們非常注重以能力為本位的教學，開展各種形式的實踐教學。（1）加強課內實踐活動。主干課程理論和實訓的比例為1∶1，做到理論與實踐的結合。模擬生產實踐活動，如食用菌課教師帶領學生栽培各種食用菌，由學生自行制種、栽培、銷售，既掌握了技能，又獲得一定的經濟效益。（2）改驗證性實驗為探索性實驗，提高學生動手能力。根據課程的特點，學生在教師指導下，進行探索性實驗。例如，在植物組織培養中，培養基不同，植物生長效果也不同。教師在教學中并不直接將這些實驗技巧或方法告訴學生，而是指導學生根據所學的理論知識進行探索性實驗，最后通過實驗和分析得出最佳的方案或結果。（3）利用科研資源豐富實踐教學，培養學生創新能力。在生物中心承擔的科研項目中，有豐富的實驗材料供學生進行實踐教學活動。例如，在植物脫毒培養和試管苗增殖培養實驗中，讓學生參與香蕉、生姜的脫毒與工廠化試管苗快繁培養等項目，對提高學生的知識應用能力和科研創新能力起到了很好的作用。

4.健全實踐教學管理規章制度。建立了一整套完整的實驗、實訓大綱和實習指導書。制定各門課程實踐技能考核辦法，加強學生實踐技能考核。理論教學和實驗教學由學校組織實施，生產實習和專業實踐與合作辦學單位共同組織實施。實訓環節的成績由指導實習的企業參與評定。

（二）校外實訓基地建設

1.開展校企合作，實現雙方共贏。實訓基地建設離不開企業的參與。校企合作、工學交替是高職教育發展的必由之路。生物技術及應用專業通過簽訂合作辦學協議，共建立了15個穩定的校外實訓基地。如桂林萊茵生物應用技術有限公司、廣西北生集團海玉農業開發有限責任公司、南寧市良風江食用菌生產示范基地等。這些實訓基地實力雄厚，足以承擔本專業的實訓任務。我們每年都會派遣學生到企業進行實踐，不少學生在實習期間就被企業選中留用。

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隨著經濟社會的發展和生活水平的提高，畜禽養殖發展迅速，畜禽養殖呈現出規模化等特點，污染問題越來越突出。畜禽糞便尿未經處理直接排放，影響周邊環境衛生和群眾生活，養殖場（大戶）與周邊群眾因污染而引發的糾紛不斷。此外,在城鎮污水處理管網覆蓋不到的區域，生活污水基本上采用傳統化糞池處理或直接排放。傳統化糞池僅將糞便尿和污水過濾沉淀，其固化物在池底分解，上層的水化物進入管道流出。污水在進入化糞池時，細菌會對污物進行無氧分解，并使固體廢物體積減小，再經過沉淀后排出，水質污染程度就會降低，但是達不到污染排放標準要求。而且在化糞池里有大量的沼氣產生，存在安全隱患，一旦發生泄漏將危害周圍群眾的身體健康。

2工程原理

中小型沼氣生物凈化工程處理生活污水或養殖場糞便尿污染物技術，其原理是在嚴格的厭氧環境條件下，利用厭氧微生物的分解代謝和兼氧生物過濾凈化技術，對高濃度糞便尿和生活污水進行處理，把復雜的有機物分解成簡單溶解性有機物和無機物，隨后，這些具有溶解性的低分子有機物進入厭氧微生物細胞內，由胞內酶分解為易揮發的乙酸、丙酸等脂肪酸和乙醇等醇類，在甲烷菌作用下，利用乙酸等生成甲烷，從而達到降解有機物的目的。目前，厭氧-好氧活性污泥法已廣泛用于生活污水和養殖場糞便尿治污處理，自2000年以來，玉溪市結合“三湖”農村面源污染綜合治理，已引進示范推廣了100余座生物凈化公廁。

3工藝流程

根據農村或養殖場的地理、環境、氣候等實際情況，結合排污管網鋪設，設計建設造價低廉、靠重力流動、無能耗運行、易管理、回收利用率高的沼氣生物凈化工程。采取“糞便尿污水-沼氣-作物”模式，利用沼氣厭氧發酵技術和兼氧生物過濾凈化技術，對生活污水或畜禽糞尿進行處理和循環利用，其工藝流程如下：在總結、調研玉溪市生物凈化公廁建設成果的基礎上，綜合考慮養殖場污染物和生活污水排放實際和治理效果，依據厭氧-好氧活性污泥法治污原理，采用“預處理-厭氧處理-兼性濾池”工藝方式處理高濃度污染物。其中，厭氧處理為主體工程，采用50～100m3的中小型沼氣池替代生物凈化公廁中的厭氧池，厭氧池建成多格式，故稱之為中小型沼氣生物凈化工程。預處理池容積4～6m3，利用自然沉降沉淀入池污染物中的固態無機雜質。高濃度污染物在小型沼氣池中經過多級厭氧發酵后，進入填充有格柵、軟填料、活性炭、海綿等填料的10～15m3兼性濾池進行過濾脫色，之后流入好氧塘進行適當好氧處理，使其充分接觸氧氣，進一步降解有機物，實現達標排放的目的。氧化塘又可作為貯液池，農田用肥時抽到田間。養殖場糞便尿或生活污水經過該工程處理后，污染物中的固體有機物大部分被分解，難以降解的，形成活性污泥沉淀池底。厭氧池、生物濾池、好氧塘的污泥定期進行清掏存放，經自然干化脫水后作為有機肥利用或出售。正常運行后，視情況隔2～5年清掏一次污泥。

4生物技術特點

要確保中小型沼氣生物凈化工程建池質量，應注意以下幾點：1）預處理池、厭氧池及兼性濾池底層處理。地基夯實后，用100～200mm厚卵石墊層，200mm厚C20混凝土現澆。2）厭氧池施工嚴格執行GB/T4752-2002《戶用沼氣池施工操作規程》，采用C20混凝土整體澆灌，混凝土攪拌均勻，不間斷連續操作，用振動器振動搗實，避免池體出現蜂窩麻面現象，若遇池坑地下水位高，開挖集水坑抽排積水和淤泥。3）密封層施工采用四層抹面法處理，選用經省、部級鑒定的優質新型密封材料進行密封處理，確保池內光滑、密實、防腐、耐久性好。4）工程完工后，待混凝土強度達到設計強度的85%時，嚴格按照GB/T4751-2002《戶用沼氣池質量檢查驗收標準》進行試水、試壓驗收，合格后方可投入運行使用。5）池內正常工作氣壓≤9kPa，最大工作氣壓≤10kPa，正常產氣率0.3m3/d。6）使用、維修沼氣管路及設備時，要嚴格防火、防爆和防止窒息事故的發生，清掏污泥沉渣時，嚴禁人員進入厭氧池內，可采用出料裝置清除池底的沉渣和污泥。

5污水處理結果

工程竣工投入正常運行3個月后，2006年玉溪市環境監測站對江川縣大街鎮陸家嘴生物凈化公廁進出口水質連續3d取樣測定，檢測結果見表1。監測結果顯示，利用厭氧發酵工藝處理高濃度人畜禽糞便尿污染物是可行的。該工程凈化系統出口水質對糞便尿中主要污染物懸浮物（SS）去除率平均達100%，化學耗氧量（CODcr）去除率平均達99.4%，5d生物耗氧量（BOD5）去除率平均達99.2%，氨氮（NH3-N）去除率平均達64.7%，總氮（TN）去除率平均達65.8%；總磷（TP）去除率平均達74.5%，大幅度地減少了各類污染物的含量。

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2.食品檢測中主要的生物檢測技術

2.1聚合酶鏈式反應技術在轉基因檢測上，聚合酶鏈式反應技術已得到了有效運用。聚合酶鏈反應簡稱為PCR，PCR技術主要通過三個階段對食品進行安全檢測，即變性、復性以及延伸。對DNA模板進行建立，將寡核苷酸作為引物，通過聚合酶作用，沿DNA模板順序以半保留復制的方式延伸而完成DNA分子復制就是PCR技術的基本原理。在依靠多次的增容以及擴展以后，PCR會變成符合食品檢測需求的檢測物。該技術由于具備諸多應用優勢，因此之后也被合理運用到了各大領域中，尤其是在食品安全檢測工作上，該技術已顯示出了較好的運用前景。但與此同時，聚合酶鏈式反應技術也存在著一些不足之處，比如食品中假若有已死亡的細菌存在，那么便會顯示為假陽性，針對制毒微生物所產生的毒素，該技術也無法進行全面檢測。

2.2生物傳感器技術在對生物傳感器分子識別原件進行選取時，需使其具有較好的選擇性。在和待測物的特異性進行結合以后，依靠對應的信號轉換器，分子識別原件所產生的光、熱等復合物可促使其進行轉化，變為能夠輸出的的電信號以及光信號，并可將其進行放大然后輸出，最后得到檢測結果。一般而言，生物傳感器具有許多優越性，例如操作簡便、敏感性高、反應速度快等，相比于傳統性質的食品檢測方法，此種檢測方法更具科學合理性。另外，運用生物傳感器技術，可使安全可靠的食品檢測系統得到建立完善。運用此技術，可使檢測所用時間得到縮短。倘若要對牛奶以及熱狗等食品中的葡萄糖球菌腸毒素進行檢測，就可促使其靈敏度得到明顯提高，并有效地控制好檢查時間。但對當前的實際情況進行分析可知，受計算機技術、生物材料等因素的影響，在食品檢測方面，生物傳感器的商業化程度仍舊不高。

2.3酶技術在對食品中的殘余農藥以及微生物污染進行檢測時，我們主要可運用到酶檢測方法，而這也是較為常見的一類食品檢測方法。與此同時，在食品安全檢測領域里，酶聯免疫分析檢測技術已得到了廣泛運用。該技術對酶學以及免疫方法進行了結合，并具有較高的準確性以及靈敏性。在對蔬菜和水果當中的菌劑噻菌靈進行檢測時，酶聯免疫分析檢測技術已顯示出了較好的敏感性。當前，美國化學會已將此方法納入到了農藥殘留檢測法當中，而在我國，該檢測方法也得到了廣泛運用，并取得了較好的效果。

2.4生物芯片檢測技術隨著全球化經濟的發展以及各國貿易的加強，進出口食品也在不斷增多。所以，為了對進出口食品進行有效檢測，就需運用到高質量、高安全的食品檢測技術以及安全監控體系。作為一類高新生物檢測技術，生物芯片檢測技術在進出口食品安全檢測工作中已得到了有效運用。該技術主要對光導原位合成進行了運用，可將大量的生物大分子按照一定順序進行固化。針對已經通過標記的待測生物樣品，該技術可對其中靶分子進行雜交，并運用特定設備對雜交信號的強度進行快速檢測，在對檢測儀器進行選取時，可優先選用電荷偶聯攝影像機，或是運用激光共聚焦完成掃描，進而統計出樣品中靶分子的數量。針對食品的安全狀態，運用生物芯片技術，我們可進行深入了解。另外，在進出口食品監管管理工作中，快速反應系統以及預警系統的建立完善都離不開生物芯片檢測技術。

2.5免疫法當前，在食品生物檢測技術中，免疫法具有最高的靈敏度。另外，該技術還具有容易操作、再現性好、科學可靠等優點，并在食品安全檢測工作中得到了有效運用。免疫法可對蛋白質進行檢測，蛋白質之間的物理性質以及化學性質差別較小，而運用免疫法則可進行有效區分。

2.6基因探針技術當前，基因探針技術主要分為兩種，即同相雜交以及異相雜交。在對食品安全進行檢測時，大腸桿菌檢測是一項重要內容。對大腸桿菌進行分析可知，其具有p一葡糖苷酸酶的特性，在進行檢測時，可對以B一葡糖苷酸酶為目標的DNA探針進行制作，使食品檢測工作的效率得到提升，并對傳統食品安全檢測工作中的問題進行有效解決。

3.食品檢測生物技術的具體運用

3.1檢測食品的品質和成分針對食品的成分以及品質，生物感應器是最為常見的檢測方法。在早期，所使用的生物感應器主要為葡萄糖感應器，可對食品的含糖量進行有效檢測，并得到了廣泛運用。例如，在對魚類新鮮度進行檢測時，日本已使生物傳感器實現了商品化。另外，針對食品中含有的香味物質，在進行檢測時還可運用到生物技術。具體的操作方法是：將蛋白和需進行檢測的某種氣味進行結合，使其成為敏感材料。對于人類身體健康以及生態環境，轉基因食品會帶來一定負面影響。所以，對轉基因食品進行檢測就變得尤為重要。當前，主要的檢測技術有蛋白質檢測、酶活性檢測以及有酸檢測三種。

3.2檢測食品中的有害微生物對科學有效的食品檢測技術進行運用，可使微生物的傳播得到較好控制。對于人類健康，食品中的微生物會帶來一定危害，并嚴重降低食品質量。因具有諸多優勢，在微生物的檢測工作中，生物檢測技術已取得了較好效果。當前，在對食品微生物進行檢測時，常用的生物技術主要有酶聯免疫技術、生物傳感技術以及合酶鏈式反應技術。

3.3檢測食品中的殘余農藥）隨著時代的發展，如何對食品中的殘余農藥進行有效檢測和分析已受到了人們的高度關注。倘若食品中殘留農藥，人民群眾的生命安全就會受到嚴重危害。當前，在食品殘余農藥檢測方面，主要運用的生物技術有酶技術以及生物傳感器。

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生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是：玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因，經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如：美國有200萬hm2的Bt棉花，澳大利亞有40萬hm2，兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上，只要增產5%，就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。除此之外，還有許多經轉入特定基因的玉米品種，這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。

生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面，生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑，這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因（該基因能促進角蛋白的形成）能獲得了經遺傳改良的綿羊，這種綿羊比普通棉羊產毛量能提高6%左右。另一方面，生物技術在提高農作物產量、質量的同時，有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如，通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力；利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量，減少飼料作物中難消化的木質素含量等。達比等人已生產出一種轉基因三葉草，可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵，經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質，該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內，進而能提高產毛量。

生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求，因此，它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源，有助于人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。

生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述，一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯，這種馬鈴薯能產生水晶蛋白，而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量，降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染，從而有利于保護生態環境。

在許多農業生產區，土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的。制造氮肥要利用大量能源，據統計，英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體（二氧氣化碳、氮氧化合物等）不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外，農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。

生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。

同樣，人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。溫萊指出：特定的真菌類能促進土壤養分的釋放，從而促進作物生長；真菌也能通過分解有機物質（例如纖維素等）釋放出糖類，促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養分有效性的可能，包括獲得轉基因細菌和真菌，以進一步增強它們制造養分和釋放土壤養分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮，避免、減少使用人造肥料，從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能，但在將來卻有望實現這個目標。

二、生物技術帶來的不利

從經濟角度上講，生物技術帶來的不利并不明顯，然而，它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為，生物技術公司主要集中在發達國家，發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時，發展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。

生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生，特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑，否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現，這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物，后者在發展中國家是很普遍的，并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時，例如，堅果能引發人體過敏反應，若它的基因被導入其他作物，則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見，轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。

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2農業種植領域中生物技術的應用

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

2.1轉基因技術轉基因技術應用到農業種植領域中，即通過將某一農作物的優良基因轉移到另一農作物上，以達到提高農產品產量、產品質量的目的。轉基因技術的工作原理是通過對某一農作物的基因進行改造，并重新組合，最終將其導入到生物體內，其中，目的基因的提取是轉基因技術的核心，據調查了解，當前農業種植中應用最多的生物技術則屬于轉基因技術，轉基因技術對農業種植具有十分重要的意義，在農業種植領域中，常用的基因有種子貯藏蛋白質基因、蘇云金桿菌抗蟲基因等，由于植物中提取的目的基因具有良好的性能，因此，利用轉基因技術提取植物中的目的基因，并將其轉移到另一農作物上，不僅可以促進農作物的生長，也可以提高農產品產量、質量，因此，轉基因技術應用在農業種植中具有重要作用，其可以有效促進農業的可持續發展。隨著我國對生物技術的不斷研究，轉基因技術將會得到進一步發展，并且轉基因技術的應用規模也會逐漸擴大，據資料表明，當前轉基因類植物的種植范圍正在不斷擴大，在我國農業種植中，利用轉基因技術種植的植物面積呈進一步擴大的趨勢。除此之外，在農業種植中生物技術最為突出的則屬于雜交育種技術，雜交育種技術與轉基因技術相比，其操作更為簡單，在農業種植實踐中，雜交育種技術已取得了良好的效果。

2.2組織培養技術組織培養主要工作原理是在細胞全能性的基礎上利用人工誘導的組織培養技術，這就要求植物細胞需要處于無菌的狀態下，才能確保植物細胞得到良好的發育，最終生長成完整的植株。將組織培養技術應用到農業種植中，既可以加快植物繁殖的速度，也可以在固定的時間內培育出滿足符合當地農作物生長優良品種，同時還能夠有效防止病毒對農作物幼苗的侵害，因此，針對組織培養技術對農作物生長的有利條件，在今后的農業種植中，應大力推廣和運用組織培養技術，但是，組織培養技術在農業種植中，應注意以下幾點：在植物組織培育中，培育植物的陽光溫度、濕度等應滿足植物組織培育的條件，并且培養基組成結構、pH值等化學條件也應符合標準要求，有效控制外界因素對植物組織培育的影響，為植物組織培養發育提供優質的條件，并且在初代培養外植體過程中應做好外植體褐變處理工作，由于外植體在接種過程中容易發生褐變現象，然而，褐變現象的出現將會影響植物外植體的培育，所以，做好褐變處理工作，以保證植物培養工作順利進行。

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2制作一套生動的媒體課件

媒體課件的使用是課程教學中必不可少的手段，特別是在實驗課程中，需要展示大量的實驗儀器、實驗操作過程等，媒體課件生動直觀的優勢就更加明顯［3］。我們根據實驗內容的安排和教學的需要，總結了生物技術藥物研發的10個實驗操作技術，并拍攝制作了實驗操作視頻，包括聚合酶鏈式反應、目的基因與載體的酶切和連接、陽性克隆的篩選、工程菌的培養和擴增、包涵體的預處理、蛋白的親和層析純化、聚丙烯酰胺凝膠電泳、蛋白印跡雜交、考馬斯亮藍染色、蛋白定量等。實驗操作視頻可以利用多角度、特寫放大等技術展現每一項實驗操作的關鍵點，讓學生準確看到操作的細節，解決了教師實地操作示范時無法保證每個學生都能有最佳觀察位置的空間不足。同時，有些實驗操作中需要等待數分鐘甚至數小時，在有限的實驗課時中無法展示全部的實驗過程，實驗操作視頻可以將漫長的等待時間剪輯去除，彌補了實驗操作長時間等待的時間不足。在視頻課件的制作過程中，我們首先根據內容安排撰寫了拍攝腳本，然后召集實踐經驗豐富、實驗操作嫻熟的老師進行了多次論證和修訂，確保了實驗內容的科學性、實驗操作的規范性、解說語言的簡潔性和視頻拍攝的技術性。每一項實驗技術視頻的拍攝之前，負責操作演示的老師都要經過至少2次的預實驗，確保視頻拍攝的順利進行。視頻拍攝時，我們根據拍攝腳本設計實驗場景、準備所需儀器設備，對于需要學生掌握的步驟和容易出現錯誤的步驟，從多個角度反復拍攝演示過程，確保后期剪輯制作時有足夠的素材。通過一系列精心的設計和實施，我們完成制作了實驗操作視頻媒體課件。在實驗教學的過程中，學生首先在教師的講解下觀看實驗操作視頻，再到實驗室觀看教師的操作示范，并自己動手操作。我們通過對比發現，與沒有使用實驗操作視頻媒體課件輔助教學相比，使用后，學生出現基本操作錯誤的概率大大降低、更容易得到預期的實驗結果，學生提出的問題更加側重對實驗過程和結果的深層次思考，而不是一些淺顯的實驗操作技術。實驗操作視頻媒體課件的應用提高了學生的學習興趣，增強了實驗課程的教學效果。

3培養一支專業的教學團隊

實踐課程與理論課程教學過程的一個顯著差別在于，理論課的授課通常是以老師個體為單位完成的，而實驗課的授課則需要多個老師的協作配合。我們根據以往實踐課程的經驗，以20名學生為1組，每組配備由3名老師組成的教學團隊，3名老師分別負責授課的準備和實施、實驗操作過程的管理和指導、儀器設備和試劑耗材的保障。通過這樣的設計和安排，所有老師既分工明確、各司其職，又相互協作、通力配合，保證了實驗課的課前準備、課中實施和課后收尾工作的順利進行。授課老師主要負責授課的準備和實施，是實驗課程的負責人。實驗課的講授不同于理論課的講授過程，因為實驗課更注重操作技術，所以授課老師在課前應該搜集大量的圖片、動畫、視頻等生動特色的教學資源，并根據課程標準的要求，設計教學過程、撰寫教案、制作課件，組織所有參與教學的老師進行集體預實驗，充分了解實驗的全部過程。在課中，講授實驗內容，與其他老師一起分工負責指導學生的實驗操作、解決學生的問題。指導老師主要負責實驗操作過程的管理和指導。實驗課的最大特點是在實驗操作過程中，學生要在實驗室中“活動”起來，因此必須通過預先的統籌安排維護實驗過程的秩序井然。例如，對于低溫離心機、細胞超生破碎儀、微孔板檢測儀等需要共用的儀器設備，可以通過調整不同學生實驗步驟的順序，達到錯峰使用的目的。這就需要指導老師在課前明確實驗操作過程中每一個步驟的時間節點、安排好其他老師的指導崗位，確保在課中每個操作步驟、每個共用儀器設備都有老師指導。保障老師主要負責儀器設備和試劑耗材的保障。實驗課進行的過程雖然只有幾個學時，但各種試劑的配制、耗材的準備、儀器設備的調試往往需要花費老師幾天的時間。保障老師根據教學過程的設計和實驗操作的需要，在課前制定詳細的實驗準備和保障手冊，包括使用哪些儀器設備、哪些可以共用、哪些預先放在學生的實驗臺面上、配制哪些試劑、配制量是多少、哪些需要分裝等問題，大到蛋白純化儀器，小到卷筒紙，每一個細枝末節都在手冊中詳細注明。根據此手冊進行準備和保障，既規范、高效，又不會遺漏。

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近10年來，由于海洋在沿海國家可持續發展中的戰略地位日益突出，以及人類對海洋環境特殊性和海洋生物多樣性特征的認識不斷深入，海洋生物資源多層面的開發利用極大地促進了海洋生物技術研究與應用的迅速發展。1989年首屆國際海洋生物技術大會（以下簡稱MPS大會）在日本召開時僅有幾十人參加，而1997年第四屆IMBC大會在意大利召開時參加入數達1000多人。現在IMBC會議已成為全球海洋生物技術發展的重要標志，出現了火紅的局面。《IMBC2000》在澳大利亞剛剛開過，《IMBC2003》的籌備工作在日本已經開始，以色列為了舉辦們《IMBC2006》早早作了宣傳，并爭到了舉辦權。每3年一屆的IMBC不僅吸引了眾多高水平的專家學者前往展示與交流研究成果，探討新的研究發展方向，同時也極大地推動了區域海洋生物技術研究的發展進程。在各大洲，先后成立了區域性學術交流組織，如亞太海洋生物技術學會、歐洲海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會等。各國還組建了一批研究中心，其中比較著名的為美國馬里蘭大學海洋生物技術中心、加州大學圣地亞哥分校海洋生物技術和環境中心，康州大學海洋生物技術中心，挪威貝爾根大學海洋分子生物學國際研究中心和日本海洋生物技術研究所等。這些學術組織或研究中心不斷舉辦各種專題研討會或工作組會議研究討論富有區域特色的海洋生物技術問題。1998年在歐洲海洋生物技術學會、日本海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會的支持下，原《海洋生物技術雜志》與《分子海洋生物學和生物技術》合刊為《海洋生物技術》學報（以下簡稱MBT），現在它已成為一份具有權威性的國際刊物。海洋生物技術作為一個新的學科領域已明確被定義為“海洋生命的分子生物學如細胞生物學及其它的技術應用”。

為了適應這種快速發展的形勢，美國、日本、澳大利亞等發達國家先后制定了國家發展計劃，把海洋生物技術研究確定為21世紀優先發展領域。1996年，中國也不失時機地將海洋生物技術納入國家高技術研究發展計劃（863計劃），為今后的發展打下了基礎。不言而喻，迄今海洋生物技術不僅成為海洋科學與生物技術交叉發展起來的全新研究領域，同時，也是21世紀世界各國科學技術發展的重要內容并將顯示出強勁的發展勢頭和巨大應用潛力。

1．發展特點

表1和表2列出的資料大體反映了當前海洋生物技術研究發展的主要特點。

1.1加強基礎生物學研究是促進海洋生物技術研究發展的重要基石

海洋生物技術涉及到海洋生物的分子生物學、細胞生物學、發育生物學、生殖生物學、遺傳學、生物化學、微生物學，乃至生物多樣性和海洋生態學等廣泛內容，為了使其發展有一個堅實的基礎，研究者非常重視相關的基礎研究。在《IMBC2000》會議期間，當本文作者詢問一位資深的與會者：本次會議的主要進步是什么？他毫不猶豫的回答：分子生物學水平的研究成果增多了。事實確實如此。近期的研究成果統計表明，海洋生物技術的基礎研究更側重于分子水平的研究，如基因表達、分子克隆、基因組學、分子標記、海洋生物分子、物質活性及其化合物等。這些具有導向性的基礎研究，對今后的發展將有重要影。

1.2推動傳統產業是海洋生物技術應用的主要方面

目前，應用海洋生物技術推動海洋產業發展主要聚焦在水產養殖和海洋天然產物開發兩個方面，這也是海洋生物技術研究發展勢頭強勁。充滿活力的原因所在。在水產養殖方面，提高重要養殖種類的繁殖、發育、生長和健康狀況，特別是在培育品種的優良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進步，如轉生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲殼類性別控制、疾病檢測與防治、DNA疫苗和營養增強等；在海洋天然產物開發方面，利用生物技術的最新原理和方法開發分離海洋生物的活性物質、測定分子組成和結構及生物合成方式、檢驗生物活性等，已明顯地促進了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學品的產業化開發。

表1近期IMBC大會研討的主要內容

表2近期IMBC大會和《MarineBiotechnology》學報論文統計表

1.3保證海洋環境可持續利用是海洋生物技術研究應用的另一個重要方面

利用生物技術保護海洋環境、治理污染，使海洋生態系統生物生產過程更加有效是一個相對比較新的應用發展領域，因此，無論是從技術開發，還是產業發展的角度看，它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到的研究主要包括生物修復（如生物降解和富集、固定有毒物質技術等）、防生物附著、生態毒理、環境適應和共生等。有關國家把“生物修復”作為海洋生態環境保護及其產業可持續發展的重要生物工程手段，美國和加拿大聯合制定了海洋環境生物修復計劃，推動該技術的應用與發展。

1.4與海洋生物技術發展有關的海洋政策始終是公眾關注的問題

其中海洋生物技術的發展策略、海洋生物技術的專利保護、海洋生物技術對水產養殖發展的重要性、轉基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術與生物多樣性關系以及海洋環境保護等方面的政策、法規的制定與實施倍受關注。

2.重點發展領域

當前，國際海洋生物技術的重點研究發展領域主要包括如下幾個方面：

2.1發育與生殖生物學基礎

弄清海洋生物胚胎發育、變態、成熟及繁殖各個環節的生理過程及其分子調控機理，不僅對于闡明海洋生物生長、發育與生殖的分子調控規律具有重要科學意義，而且對于應用生物技術手段，促進某種生物的生長發育及調控其生殖活動，提高水產養殖的質量和產量具有重要應用價值。因此，這方面的研究是近年來海洋生物技術領域的研究重點之一。主要包括：生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長一催乳激素、滲透壓調節激素、生殖抑制因子、卵母細胞最后成熟誘導因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調節因子的基因鑒定、克隆及表達分析，以及魚類胚胎于細胞培養及定向分化等。

2.2基因組學與基因轉移

隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實施，各種生物的結構基因組和功能基因組研究成為生命科學的重點研究內容，海洋生物的基因組研究，特別是功能基因組學研究自然成為海洋生物學工作者研究的新熱點。目前的研究重點是對有代表性的海洋生物（包括魚、蝦、貝及病原微生物和病毒）基因組進行全序列測定，同時進行特定功能基因，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。在此基礎上，基因轉移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長和抗逆優良品種的有效技術手段，已成為該領域應用技術研究發展的重點。近幾年研究重點集中在目標基因篩選，如抗病基因、胰島素樣生長因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標基因；大批量、高效轉基因方法也是基因轉移研究的重點方面，除傳統的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外，目前已發展了逆轉錄病毒介導法，電穿孔法，轉座子介導法及胚胎細胞介導法等。

2.3病原生物學與免疫

隨著海洋環境逐漸惡化和海水養殖的規模化發展，病害問題已成為制約世界海水養殖業發展的瓶頸因子之一。開展病原生物（如細菌、病毒等）致病機理、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的基礎；同時，開展海水養殖生物分子免疫學和免疫遺傳學的研究，弄清海水魚、蝦、貝類的免疫機制對于培育抗病養殖品種、有效防治養殖病害的發生具有重要意義。因此，病原生物學與免疫已成為當前海洋生物技術的重點研究領域之一，重點是病原微生物致病相關基因、海洋生物抗病相關基因的篩選、克隆，海洋無脊椎動物細胞系的建立、海洋生物免疫機制的探討、DNA疫苗研制等。

2.4生物活性及其產物

海洋生物活性物質的分離與利用是當今海洋生物技術的又一研究熱點。現人研究表明，各種海洋生物中都廣泛存在獨特的化合物，用來保護自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質在生物醫學及疾病防治上顯示出巨大的應用潛力，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、耐高鹽和財低營養的功能，研究開發利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產物，因而，對極端生物研究也成為近年來海洋生物技術研究的重點方面。這一領域的研究重點包括抗腫瘤藥物、工業酶及其它特殊用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質、抗生殖藥物、免疫增強物質、抗氧化劑及產業化生產等。

2.5海洋環境生物技術

該領域的研究重點是海洋生物修復技術的開發與應用。生物修復技術是比生物降解含義更為廣泛，又以生物降解為重點的海洋環境生物技術。其方法包括利用活有機體、或其制作產品降解污染物，減少毒性或轉化為無毒產品，富集和固定有毒物質（包括重金屬等），大尺度的生物修復還包括生態系統中的生態調控等。應用領域包括水產規模化養殖和工廠化養殖、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，微生物對環境反應的動力學機制、降解過程的生化機理、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系和互利機制，抗附著物質的分離純化等是該領域的重要研究內容。

3.前沿領域的最新研究進展

3.1發育與生殖調控

應用GIH（性腺抑制激素）和GSH（性腺刺激激素）等激素調控甲殼類動物成熟和繁殖的技術[1]，研究了甲狀腺激素在金紹生長和發育中的調控作用，發現甲狀腺激素受體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]，對海鞘的同源框（Homeobox）基因進行了鑒定，分離到30個同源框基因[1]，建立了青鳉的同源框（Homeobox）基因[1]，建立了青鳉胚胎干細胞系并通過細胞移植獲得了嵌合體青鳉[1]，建立了虹鱒原始生殖細胞培養物并分離出Vasa基因[2]，進行斑節對蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2]，應用受體介導法篩選GnRH類似物，用于魚類繁殖[2]，建立了海綿細胞培養技術，用于進行藥物篩選[2]，建立了將海膽胚胎作為研究基因表達的模式系統[2]，通過基因轉移開展了海膽胚胎工程的研究[2]，研究了人葡糖轉移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達［3］，建立了通過細胞周期蛋白依賴的激酶活性測定海水魚苗細胞增殖速率的方法[3]，研究了幾丁質酶基因在斑節對蝦蛻皮過程中的表達［4］，從海參分離出同源框基因，并進行了序列的測定[4]。

3.2功能基因克隆

建立了牙鲆肝臟和脾臟mRNA的表達序列標志，從深海一種耐壓細菌中分離到壓力調節的操縱子，從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因，從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1]；將DNA微陣列技術在海綿細胞培養上進行了應用，構建了班節對蝦遺傳連鎖圖譜，建立了海洋紅藻EST，從海星卵母細胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基，初步表明硬骨頭魚類IGF－I原E一肽具有抗腫瘤作用[2]；構建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的質粒載體，從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑，從蘭蟹血細胞中分離到一種抗菌肽樣物質，從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子，發現依賴于細胞周期的激酶活性可用作海洋魚類苗種細胞增殖的標記，克隆和定序了鰻魚細胞色素P4501AcD－NA，通過基因轉移方法分析了鰻細胞色素P450IAI基因的啟動子區域，分離和克隆了鰻細胞色素P450IAI基因，建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態性EST標記，構建了黃蓋鰈EST數據庫并鑒定出了一些新基因，建立了班節對蝦一些組織特異的EST標志，從經HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細胞EST中分離出596個cDNA克隆[3]；用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚類的ß一肌動蛋白基因，從金鯛cDNA文庫中分離出多肽延伸因子EF－2CDNA克隆，在湖鱒基因組中發現了TC1樣轉座子元件[4]；鑒定和克隆出的基因包括：南美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應原（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、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH（促性腺激素）受體cDNA、鮑肌動蛋白基因、藍細菌丙酮酸激酶基因、鯉魚視紫紅質基因調節系列以及牙鲆溶菌酶基因等［1—4］。

3.3基因轉移

分離克隆了大馬哈魚IGF基因及其啟動子，并構建了大馬哈魚IGF（胰島素樣生長因子）基因表達載體[1]。通過核定位信號因子提高了外源基因轉移到斑馬魚卵的整合率[1]，建立了快速生長的轉基因羅非魚品系并進行了安全性評價；對轉基因羅非魚進行了三倍體誘導，發現三倍體轉基因羅非魚盡管生長不如轉基因二倍體快，但優于未轉基因的二倍體魚，同時，轉基因三倍體雌魚是完全不育的，因而具有推廣價值[2]；研究了超聲處理促進外源DNA與金鯛結合的技術方法，將GFP作為細胞和生物中轉基因表達的指示劑；表明轉基因溝鯰比對照組生長快33％，且轉基因魚逃避敵害的能力較差，因而可以釋放到自然界中，而不會對生態環境造成大的危害[3]；應用GFP作為遺傳標記研究了斑馬魚轉基因的條件優化和表達效率[3]；在抗病基因工程育種方面，構建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達載體并進行了基因轉移實驗[2]；在轉基因研究的種類上，目前已從經濟養殖魚類逐步擴展到養殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉到虹鱒肌肉中獲得了穩定表達[4]。

3.4分子標記技術與遺傳多樣性

研究了將魚類基因內含子作為遺傳多樣性評價指標的可行性，應用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]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態性[1]；利用寄生性原生動物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區序列作標記檢測環境水體中這些病原生物的污染程度，應用18S和5.8S核糖體RNA基因之間的第一個內部間隔區(ITC—1)序列作標記進行甲殼類生物種間和種內遺傳多樣性研究[2]；研究了斑節對蝦三個種群的線粒體DNA多態性，用PCR技術鑒定了夏威夷Gobioid苗的種類特異性。通過測定內含子序列揭示了南美白對蝦的種內遺傳多樣性，采用同功酶、微衛星DNA及RAPD標記對褐鱒不同種群的遺傳變異進行了評價，在平魚鑒定并分離出12種微衛星DNA，在美國加州魷魚上發現了高度可變的微衛星DNA[3]；弄清了一種深水魚類（Gonostomagracile）線粒體基因組的結構，并發現了硬骨魚類tRNA基因重組的首個實例，測定了具有重要商業價值的海水輪蟲的衛星DNA序列，用RAPD技術在大鯪鲆和鰨魚篩選到微衛星重復片段，從多毛環節動物上分離出高度多態性的微衛星DNA，用RAPD技術研究了泰國東部泥蟹的遺傳多樣性[3]；用AFLP方法分析了母性遺傳物質在雌核發育條紋鱸基因組中的貢獻[4]。

3.5DNA疫苗及疾病防治

構建了抗魚類壞死病毒的DNA疫苗[1]；開展了虹鱒IHNVDNA疫苗構建及防病的研究，表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒，誘導了非特異性免疫保護反應，證明DNA免疫途徑在魚類上的可行性，從虹鱒細胞系中鑒定出經干擾素可誘導的蛋白激酶[2]；建立了養殖對蝦病毒病原檢測的ELISA試劑盒，用PCR等分子生物學技術鑒定了蝦類的病毒性病原，將魚類的非特異性免疫指標用于海洋環境監控，研究了抗病基因轉移提高鯛科魚類抗病力的可行性，研究了蛤類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]；建立了測定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3]；研究了LatrunculinB毒素在紅海綿體內的免疫定位[4]。

3.6生物活性物質

從海藻中分離出新的抗氧化劑[1]，建立了大量生產生物活性化合物的海藻細胞和組織培養技術，建立了通過海綿細胞體外培養制備抗腫瘤化合物的方法[1]；從不同生物（如對蝦和細菌）中鑒定分離出抗微生物肽及其基因，從魚類水解產物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質，海洋生物中存在的抗附著活性物質，用血管生成抑制劑作為抗受孕劑，從蟹和蝦體內提取免疫激活劑，從海洋藻類和藍細菌中純化光細菌致死化合物，海星抽提物在小鼠上表現出批精細胞形成的作用，從海洋植物Zosteramarina分離出一種無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，開發了珊瑚變態天然誘導劑，從海膽中分離出一種抗氧化的新藥，在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長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源[2]；發現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，建立了開放式海綿養殖系統，為生物活性物質的大量制備提供了充足的海綿原料[3]；從蝦肌水解產物中分離到抗氧化肽物質[4]；從一種海洋細菌中分離純化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。

3.7生物修復、極端微生物及防附著

研究了轉重金屬硫蛋白基因藻類對海水環境中重金屬的吸附能力，表明明顯大于野生藻類[1]，研究了石油降解微生物在修復被石油污染的海水環境上的可療性及應用潛力[1]；研究了海洋磁細菌在去除和回收海水環境中重金屬上的應用潛力[1]；用Bacillus清除養魚場污水中的氮，用分子技術篩選作為海水養殖餌料的微藻，開發了六價鉻在生物修復上的應用潛力，分離出耐冷的癸烷降解細菌，研究了海洋環境中多芳香化烴的微生物降解技術[2]；從噬鹽細菌分離出滲透壓調節基因，并生產了重組Ectoine（滲透壓調節因子），從2650米的深海分離到一種耐高溫的細菌，這種細菌可用來分離耐高溫和熱穩定的酶，在耐高溫的archaea發現了D型氨基酸和無氧氨酸消旋酶，測定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列，借助于CROSS／BLAST分析進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多種噬冷細菌，并從這些細菌中分離到多種冷適應的酶[2]；建立了一種測定藤壺附著誘導物質的簡單方法，研究了Chlorophyta和共生細菌之間附著所必需的形態上相互作用，研究了珊瑚抗附著物質（dterpene）類似物的抗附著和麻醉作用[3]；分析了海岸環境中污著的起始過程，并對沉積物和附著物的影響進行了檢測[4]。

篇10

1.生物制藥現狀

目前生物制藥主要集中在以下幾個方向：

1腫瘤在全世界腫瘤死亡率居首位，美國每年診斷為腫瘤的患者為100萬，死于腫瘤者達54.7萬。用于腫瘤的治療費用1020億美元。腫瘤是多機制的復雜疾病，目前仍用早期診斷、放療、化療等綜合手段治療。今后10年抗腫瘤生物藥物會急劇增加。如應用基因工程抗體抑制腫瘤，應用導向IL-2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤，應用基因治療法治療腫瘤(如應用γ-干擾素基因治療骨髓瘤)。基質金屬蛋白酶抑制劑(TNMPs)可抑制腫瘤血管生長，阻止腫瘤生長與轉移。這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑，已有3種化合物進入臨床試驗。

2神經退化性疾病老年癡呆癥、帕金森氏病、腦中風及脊椎外傷的生物技術藥物治療，胰島素生長因子rhIGF-1已進入Ⅲ期臨床。神經生長因子(NGF)和BDNF(腦源神經營養因子)用于治療末稍神經炎，肌萎縮硬化癥，均已進入Ⅲ期臨床。

美國每年有中風患者60萬，死于中風的人數達15萬。中風癥的有效防治藥物不多，尤其是可治療不可逆腦損傷的藥物更少，Cerestal已證明對中風患者的腦力能有明顯改善和穩定作用，現已進入Ⅲ期臨床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重組tPA)用于中風患者治療，可以消除癥狀30%。

3自身免疫性疾病許多炎癥由自身免疫缺陷引起，如哮喘、風濕性關節炎、多發性硬化癥、紅斑狼瘡等。風濕性關節炎患者多于4000萬，每年醫療費達上千億美元，一些制藥公司正在積極攻克這類疾病。如Genentech公司研究一種人源化單克隆抗體免疫球蛋白E用于治療哮喘，已進入Ⅱ期臨床;Cetor′s公司研制一種TNF-α抗體用于治療風濕性關節炎，有效率達80%。Chiron公司的β-干擾素用于治療多發性硬化病。還有的公司在應用基因療法治療糖尿病，如將胰島素基因導入患者的皮膚細胞，再將細胞注入人體，使工程細胞產生全程胰島素供應。

4冠心病美國有100萬人死于冠心病，每年治療費用高于1170億美元。今后10年，防治冠心病的藥物將是制藥工業的重要增長點。Centocor′sReopro公司應用單克隆抗體治療冠心病的心絞痛和恢復心臟功能取得成功，這標志著一種新型冠心病治療藥物的延生。

基因組科學的建立與基因操作技術的日益成熟，使基因治療與基因測序技術的商業化成為可能，正在達到未來治療學的新高度。轉基因技術用于構造轉基因植物和轉基因動物，已逐漸進入產業階段，用轉基因綿羊生產蛋白酶抑制劑ATT，用于治療肺氣腫和囊性纖維變性，已進入Ⅱ，Ⅲ期臨床。大量的研究成果表明轉基因動、植物將成為未來制藥工業的另一個重要發展領域。

2.生物制藥展望

今后10年生物技術將對當代重大疾病治療劑創造更多的有效藥物，并在所有前沿性的醫學領域形成新領域。目前熱門的藥物生物技術如下：

表1熱門藥物生物技術

疫苗62組織纖溶酶原激活劑4

基因治療28凝血因子3

白介素11集落細胞刺激因子3

干擾素10促紅細胞生成素2

生長因子10SOD1

重組可溶性受體6其他56

反義藥物6總數284

生物學的革命不僅依賴于生物科學和生物技術的自身發展，而且依賴于很多相關領域的技術走向，例如微機電系統、材料科學、圖像處理、傳感器和信息技術等。盡管生物技術的高速發展使人們難以作出準確的預測，但是基因組圖譜、克隆技術、遺傳修改技術、生物醫學工程、疾病療法和藥物開發方面的進展正在加快。

除了遺傳學之外，生物技術還可以繼續改進預防和治療疾病的療法。這些新療法可以封鎖病原體進入人體并進行傳播的能力，使病原體變得更加脆弱并且使人的免疫功能對新的病原體作出反應。這些方法可以克服病原體對抗生素的耐受性越來越強的不良趨勢，對感染形成新的攻勢。

除了解決傳統的細菌和病毒問題之外，人們正在開發解決化學不平衡和化學成分積累的新療法。例如，正在開發之中的抗體可以攻擊體內的可卡因，將來可以用于治療成癮問題。這種方法不僅有助于改善癮君子的狀況，而且對于解決全球性非法貿易問題具有重大影響。

各種新技術的出現有助于新藥物的開發。計算機模擬和分子圖像處理技術(例如原子力顯微鏡、質量分光儀和掃描探測顯微鏡)相結合可以繼續提高設計具有特定功能特性的分子的能力，成為藥物研究和藥物設計的得力工具。藥物與使用該藥物的生物系統相互作用的模擬在理解藥效和藥物安全方面會成為越來越有用的工具。例如，美國食品藥物管理局(FDA)在藥物審批的過程中利用DennisNoble的虛擬心臟模擬系統了解心臟藥物的機理和臨床試驗觀測結果的意義。這種方法到2015年可能會成為心臟等系統臨床藥物試驗的主流方法，而復雜系統(例如大腦)的藥物臨床試驗需要對這些系統的功能和生物學進行更為深入的研究。

到下世紀初生物技術藥物的種類數目尚不會超過一般藥物的總數，但生物技術制藥公司總數將超過前10年的6倍。目前主要生物技術公司多分布在美國，如Amgen,Geneticsinstitute,Genzyme,Genentech和Chiron，還有Biogen也發展較快。1987年尚沒有一種重組DNA藥物進入世界藥品銷售額排名前列表，但到1996年已有多種生物工程藥物榜上有名。經上市的生物技術藥物主要含3大類，即重組治療蛋白質、重組疫苗和診斷或治療用的單克隆抗體。