發布時間：2023-03-23 15:16:35
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的生物技術論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
1創新實驗———用新儀器，打破成規
由于目前中學實驗室建設不完善，選修1實施中的部分實驗需要一定的資金支持，因為有的實驗所需藥品價格不菲。如通過PCR技術DNA多聚酶鏈式反應、擴增DN段、檢測泡菜亞硝酸鹽含量的比色儀和植物組織培養要求較高的實驗條件。下面對新課程中要求實驗用房及儀器配備做個簡單介紹。(1)組織培養室的配置標準的組織培養室包括:洗滌室(區)、制備室(區)、滅菌室(區)、儲放室(區)、操作室(區)、培養室(區)、觀察室(區)、藥品室(區)。這個區室劃分比較細，學校可以根據實際情況進行合并。通常培養實驗室主要有:準備室、無菌操作室、培養室、細胞學實驗室(可選)。(2)自動基因擴增儀自動基因擴增儀是依據聚合酶鏈式反應(PCR:polymerasechainreaction)原理研制的一種全自動基因體外擴增裝置，在生物工程、遺傳工程等高科技領域有重要的使用價值。中學專用自動基因擴增儀是根據生物新課標要求，結合中學教學特點研制而成的。(3)電泳儀及電泳槽電泳儀和電泳槽是分子生物學的重要工具，是對PCR擴增片段進行瓊脂糖凝膠電泳檢測分析不可缺少的儀器。其主要特點是采用微電腦智能控制;液晶屏顯示，同時顯示電壓、電流、定時時間;具有記憶功能;自動過壓、欠壓保護;自動空載無輸出保護;自動過載、短路保護;輸出定時、計時功能。(4)分光光度計分光光度計已經成為現代分子生物實驗室常規儀器，常用于核酸、蛋白定量以及細菌生長濃度的定量測量。分光光度計采用一個可以產生多個波長的光源，通過系列分光裝置，從而產生特定波長的光源，光源透過測試的樣品后，部分光源被吸收，計算樣品的吸光值，從而轉化成樣品的濃度。樣品的吸光值與樣品的濃度成正比。比色杯，是分光光度計的重要配件。一般測試核酸和紫外定量蛋白，均采用石英杯或者玻璃杯，但是不適合比色法測定。
2操作嚴要求———認真鉆研，勇于創新
我國生物技術專利保護主要體現在以下幾個方面(1)保護動植物品種,根據專利法當中的規定可以得出,不論是針對傳統生物學的培育方式還是其他類型的飼養動植物新品種等,或者是直接通過現代化的雜交及基因工程來直接獲得的植物新品種,都不可授予其專利。(2)遺傳物質及微生物菌種,這種生物技術是可以授予相應的專利,同時也可嚴格按照當代生物學的分類方式來證明微生物菌種既不屬于植物,同時也不屬于動物方面的品種。而且在專利法也明確規定,微生物菌種可以授予其相應的專利,并以此來促使其獲得相應的專利法保護。(3)生物制品,這主要是指一些微生物或者是微生物的代謝成分,動物或者人的血液加工而成,主要用于預防、治療以及診斷相應的傳染病或其他的疾病的免疫制劑。專利法就針對這些生物制品明確指出可以獲得專利權的保護。
2我國生物技術專利保護當中存在的問題
2.1法律存在矛盾沖突,不夠系統規范
很多西方發達國家都對生物技術的保護制定了專門的法律規定,但是在我國仍然沒有一部較為完善的生物技術知識產權保護方面的規定,所以在整個法律規定當中就很容易出現重復性的矛盾沖突和各種不確定性的因素等。而且這其中多數規定都是通過國務院部門的規章條例形式來出現的,所以在法律效力方面存在一定的限制。在其真正的效力位階上仍然低于法律的效力,所以就很不利于國家生物遺傳的資源保護。這對于我國這樣的農業大國來說在植物品種權方面就必須要給予其充分的重視,所以就必須要制定一套完善的、系統化的法律制度。
2.2法律空白,立法不夠嚴謹
由于我國在專利法方面的基礎較為薄弱,因此通常都是借鑒西方發達國家的法律經驗來進行,所以這就很容易出現一種脫離我國國情,照搬照抄他國的情況。這就很容易導致我國農業科技的發展處于一種停滯的狀態,從而直接導致科研人員出現嚴重流失的情況。而且在人力資源增長的速度也變得越來越快,結果最終導致農業科技方面的人力資源在我國全國的科技資源方面的比重開始急劇下降,這主要都是由于立法不嚴謹所導致的。不但在這種立法上面不嚴謹,同時在很多新技術方面也存在較多的法律空白。
2.3法律條文可操作性低
我國大多數的法律效力都是體系在成文法當中,而且在真正借鑒西方國家經驗的過程中,也都只是引進了相應的原則性的規定,并沒有在這個基礎上做出相似的規定,因此在法律真正的適用過程當中,其只是相對引進了相應的原則性的規定,并沒有做出一些比較具體化的規定,因此就有大多數的規定明顯缺乏相應的可操作性。而且在我國也沒有做出一些細化的規定,比如在公共秩序和道德之間的條款,這些都在實踐當中難以把握,嚴重缺乏相應的可操作性。
3改進生物技術專利保護的對策
3.1完善專利權條件
針對生物技術專利保護方面的問題,就必須要嚴格的根據生物技術的科研發展水平來采取相應的對策。這就要求其必須要具有以下幾種特性(1)新穎性,這主要也是針對生物技術的發明創造當中所具有的新穎性進行有效的審查,并以此來制定新穎性的審查標準。對于物質之間的組合主要也是為了能夠區別其和天然物質之間的特性,并促使其具備新穎性。(2)創造性,這主要是將最新技術和目前已有的技術來進行對比分析,并以此來發現和找出其中的實質特點以及顯著的進步等。(3)實用性,在我國專利法當中明確規定,衡量一項技術的實用性主要是找出此項發明的實用性,并以此來判斷其是否能夠真正進行制造和使用,并能夠通過此來產生相應的積極性效果。
3.2拓展生物技術專利保護范圍由于我國的專利法的發展經歷了多年的發展歷程,因此同時囊括了多個范圍的專利性保護,比如在微生物方法及產品獲得相應的專利權就充分的說明其大大的拓展了專利所保護的范
圍,這種形式相對于發達國家來說明顯處于一種首慢半拍的狀態。而且通過國際專利制度發展史也直接表明,在某一個技術領域當中,專利技術越完善,那么其在這個技術領域當中就具有的絕對的專利控制權也能夠因此促進相應的領域產業迅速發展,所以就需要拓展生物技術專利保護范圍。
3.3構建生物技術專利保護機制
這就必須要給予科研機構相應的創新性的動力和目標,并以此來杜絕其科研和生產之間出現嚴重脫節的情況。而且在改革開放之后,市場經濟的發展體制開始改變,在生物技術方面就更應該構建相應的生物技術專利保護機制,這樣才能真正促進知識經濟的發展,從而有效的提升生物技術專利的分配效率,最終促進生物技術產業化的發展進程。
4結語
關鍵詞：新建地方本科院校；生物技術；本科畢業論文；分析研究
引言
商洛學院2006年經教育部批準升格為本科院校，設有10個二級學院和2個教學部，共開辦31個本科專業，面向27個省市（區）招生。其中生物技術本科專業設在生物醫藥與食品工程學院，2010年至2015年共畢業生物技術本科生215人，共完成215篇畢業論文。畢業論文（設計）是高校人才培養方案中的必備的實踐教學環節，具有其它教學環節所不能替代的實踐性和綜合性作用[1]。但目前，地方本科院校由于生源、選題、師資、實驗條件、管理規范等方面的制約，畢業論文（設計）工作在不同程度上均存在一定問題，制約了應用性人才培養質量的提高。為扎實有效地做好該項工作，我們對商洛學院2010-2015屆生物技術專業215名的畢業論文進行了調查分析，以期及時發現論文管理中存在的問題，為有針對性地提出改進措施提供必要的參考依據。
1資料與方法
1.1研究對象
商洛學院生物醫藥與食品工程學院2010-2015屆生物技術專業215名本科生畢業論文作為研究對象。
1.2研究方法
查閱文獻及管理文件，對2010-2015屆生物技術專業本科畢業論文的題目內容、選題來源、指導教師職稱與數量、論文成績等方面進行整理和分類。運用描述性統計、歸納、綜合等分析方法，客觀全面地分析研究結果。
2研究結果與分析
2.1畢業論文課題來源情況與分析
第一，表1顯示，歷年來，該院生物技術專業畢業論文中實踐研究類占絕對優勢，平均每年在95%左右，此消彼長下，理論研究類則相對較少。第二，畢業論文課題類型包括指導教師科研課題、有關單位委托課題、教師擬定課題、學生學術課題（含大學生創新創業訓練計劃項目、挑戰杯等）、學生自擬課題等。由圖1可知，近六年來，該學院生物技術專業畢業論文課題來源變化較大，其中指導教師科研課題占比從2010年的74.3%逐年下降至2015年的34.3%，有關單位委托課題、學生學術課題與自擬課題所占比例逐年增長，說明畢業畢業論文課題來源更加多元，分布更加均勻合理。同時，畢業論文的優秀率從2010年的5.7%攀升至2015年的17.1%。學院近幾年加大學生自主學習、自主思考、自主創新能力的培養，大學生創新項目獲得省級、國家級立項屢創新高，2015年國家級立項達到8項。同時，教師教育教學理念和教學方式也逐步從過往的“填鴨式”向“互動式”“研討式”“問題驅動式”轉變，以上舉措大大增強了學生自主創新的信心，激發了學生的創新意識和熱情，提高了學生自主創新的能力和水平。
2.2畢業論文指導教師與論文質量情況分析
對表2進行分析，可以得出以下幾方面：第一，2010-2015年間，生物技術專業畢業論文生師比穩定在2:1-3:1之間，畢業論文優秀率呈逐年上升趨勢，2012-2015年，畢業論文優秀率平均水平在13.1%，較前兩年提升了50%左右。分析原因在于：近幾年來，學院引進了一批高學歷專業人才，師資力量顯著增強，且對教師科研工作和畢業論文工作均給予高度重視，對指導學生創新創業、學科競賽等都給予科研和教學量的認可。同時，學院加大了對基礎實驗、實訓條件的投入，改善和提高了實驗室整體運行能力，激發了師生開展教學科研的積極性，項目數量也逐年增加，指導教師在教學科研能力和畢業論文指導水平上均有明顯提高。第二，該院生物技術專業指導畢業論文的老師中有教授職稱的占總數的10%左右，比副教授和講師職稱的老師所占比例少近五倍，反映出本專業教師中教授職稱人數相對較少；副教授職稱和講師職稱的教師是畢業論文的主力軍，占全體指導教師的80%以上，這與理論上（副教授比例最高，教師和講師相對低）的數據分布略有差距，但對畢業論文質量影響不大；查閱副教授和講師指導的學生論文發現，不存在指導人數差異極大的現象，本院畢業論文指導教師分配人數較為合理。第三，同2012、2013、2015年相比，14年論文優秀率下降，原因分析：①該屆畢業生開題時間較晚（2014年3月），導致所選的課題預備和實施時間均不充裕，從而影響最終論文質量。②與其它各年相比，2014年論文中來源于教師科研項目的論題占比為31.7%，為歷年最低。該類畢業論文課題一般情況下采用教師定題、學生選題之后由老師布置任務、安排進度、定期檢查的程序和方法，學生習慣于聽從老師的指導安排，即使開展拓展性的實踐訓練也是在很有限的程度和范圍內由教師有計劃有步驟地安排進行。但是，由于學校新專業增長快、招生人數多，指導教師人均指導學生數較多（當年師生比1:6），顯然對學生進行畢業論文方面的系統輔導就沒有充裕的時間和精力，也是導致論文優秀率下降的因素之一。
2.3其它問題分析
圖2可以看出，該院生物技術專業畢業論文選題范圍較廣，選題占比分布較為均勻。課題內容主要涉及植物生理、分子生物學與基因工程、微生物學、地方生物資源的開發利用、組織培養、病蟲害防治、動植物資源野外調查等方面的研究，基本覆蓋了生物技術專業的主干課程與方向。其中占比前三位的課題植物生理、分子生物學與基因工程、微生物學是該專業對所學理論知識的進一步延伸，應用性強、適用性好，通過此類課題的實施，加深了學生對專業知識的掌握；部分課題，例如資源調查與開發，充分體現了地方性和應用性特征，為地方產業和生產實踐提供了基礎數據和參考依據，也讓學生了解產業和行業的發展背景為今后走上相關工作崗位奠定了一定基礎。表3可以看出，從畢業論文過程管理來看，這六年在管理上一個重要的變化是在后幾年中加強了畢業論文的中期檢查工作，同時加大了實驗室的開放力度。在此情況下，畢業論文在學校完成的數量隨之明顯增加，同時意味著學生投入實驗與指導教師交流溝通的實際時間增多，因此畢業論文優秀率也得到提升。
3存在問題與建議
3.1存在問題
目前，新建地方本科院校學生基礎普遍較弱、自學能力較差，大多數專業學生前三學年以理論學習為主，有限的課程設計、課程實習等實踐教學一般也由教師按計劃進行，學生習慣于聽從教師指導安排。學生在進行畢業論文（設計）前很少主動對論文總體思路、方案設計、寫作規范等知識進行學習。因此，學生在從理論性課堂學習進入實踐性畢業論文（設計）研究的轉換過程中面臨一定困難。另一方面，近年來多數地方本科院校專業數量和招生人數增長較快，指導教師教學任務較重，指導學生人數較多，課題數量有限，在一定程度上造成畢業論文（設計）題目陳舊、重復率高等實際情況的存在，制約了畢業論文（設計）質量的進一步提升。
3.2建議
3.2.1嚴把開題關第一，加強前期指導。學校在第一、二學年安排開設相應的論文輔導課，講授思想道德教育時包含學術研究的基本道德規范。每學期二級學院依據教學大綱就課程設計論文、大學生創新、畢業論文訓練等安排專題輔導和相關方面的學術講座，并要求一定比例學生參加。組織學生觀摩上一級畢業論文答辯，啟發學生的科學創新思維[2]，鼓勵學生在校期間參與教師科研課題，取得的具有創新意義的成果（論文、專利），經學校認定后可替代畢業論文（設計）環節學分。這一方法既能充分調動各方積極性培養學生創新能力，又可鼓勵學生高效利用前七個學期，增加第八學期的靈活性。同時，成功范例也將對其他學生起到激勵和示范作用[3]。第二，提前選題時間。一般情況下，本科畢業論文（設計）均安排在第八學期進行，而這一學期是畢業生考研面試、就業的關鍵時期，為避免此段時間學生就業的沖擊和教師指導過于集中，畢業論文啟動工作宜安排在第六學期末著手進行，到第七學期開始前完成選題。這樣做既能在大三學期結束的假期實習中讓學生有較長的時間進行主動思考，完成選題、查閱文獻、收集材料等畢業論文準備工作，又能激發學生對畢業論文的寫作興趣。同時可以緩解學生第八學期時間沖突的壓力，使學生有機會有針對性地結合教學實踐立題，融入到真實的培養綜合實踐能力的社會活動環境中，提高其分析和解決實際問題的能力，最終增強畢業論文的現實意義。第三，加強選題管理。首先，為確保選題質量，備選題目數量應大于參加畢業論文的學生數。其次，地方本科院校以培養應用性人才為辦學目標，選題既要與專業知識相匹配，又要起到培養學生應用所學知識解決實際問題的能力，同時盡可能體現地方院校的辦學特色。鼓勵優先選擇密切聯系生產實際、難易適中并具有一定創新性的課題，對于難度較大或低級重復勞動性題目應及時調整。最終，選題類型以實驗研究解決科學技術問題為主導方向，同時允許調查報告、文獻綜述、工廠設計多樣化形式存在。3.2.2加強中期檢查對畢業論文（設計）的中期檢查是承上啟下的一個重要環節，學院應每年4月份前組織學術委員會在中期檢查中對學生的開題報告、實驗室預約單、實驗記錄、教師指導等環節進行逐項檢查，并要求學生提交畢業論文（設計）中期檢查表。中期檢查工作堅持做到不走形式，發現問題，提出批評，糾正偏誤，對于典型突出問題院分管領導主抓，動員協調各方力量，盡早解決。對于畢業論文（設計）中期檢查發現未按規定要求完成預期任務的情況，院內做出通報批評，由指導教師與輔導員聯合督查，加強指導，最終使學生趕上進度，順利完成該項工作。3.2.3全面答辯，把好論文質量關所有參加答辯的學生在答辯前一周都要進行資格審查，審查內容如下：①論文復制比檢測。對于檢測結果過高的論文需要重新修改，直至符合標準。②審查論文撰寫規范。畢業論文撰寫（語言文字、邏輯格式、排版等）應符合學校相關要求。③實行預答辯。每名學生必須參加指導教師組織的預答辯，導師模擬正式答辯提出問題，著重就學生論文初稿、制作的PPT質量、語言表達等方面提出意見和建議，并最終決定其是否具有參加正式答辯的資格。④院內統一確定論文評閱教師，實行指導教師、評閱教師負責制，真正起到提高畢業論文質量的作用。3.2.4跟進相關制度第一，創新畢業論文學分制度。鼓勵學生在校期間參與教師科研課題，主持大學生創新、創業項目，取得的具有創新意義的成果（論文、專利），經學校認定后可替代畢業論文（設計）環節學分。第二，加大實驗室開放力度。學校應每年逐步加大對基礎實驗、實訓條件的投入，持續改善提高實驗室整體運行能力，并且逐年統計每個實驗室運營率，對實驗室開放率設定要求，保障畢業論文（設計）順利實施的可持續性。第三，畢業論文指導工作認定。學校對指導學生創新創業、學科競賽等教學活動給予科研和教學量化的認可。同時，該項工作納入個人年終考評和職稱晉升考核必須項目中。第四，設立畢業論文專項基金。對公開、獲得優秀論文的學生與其指導教師進行適當的物質和精神獎勵，充分調動師生的積極性和主動性，不斷提高優秀畢業論文比率。
4結語
目前，影響本科生畢業論文（設計）質量的因素也有很多，但只要我們從管理制度入手，規范過程監督，加強質量監控，除了把好“選題關”和“實驗關”外，還必須把好“撰寫關”和“評審關”[4]，做好畢業論文的選題、開題、實施、答辯等各環節的質量監控。當然，適時補充出臺更加合理的激勵制度（例如在校期間通過申報參加大學生創新等實踐項目和教師科研，公開發表學術論文也可納入創新學分或算入畢業論文（設計）學分之中）以及加大實驗室開放力度等也是提高該項工作成效的有力措施。
參考文獻：
[1]熊小琴.關于提高本科畢業論文質量的探討[J].楚雄師范學院學報，2011，26（3）：53-56.
[2]魏育新，陳蕊麗.如何提高公安院校本科生畢業論文質量[J].求實，2012，（1）：269-270.
[3]韓濁清.關于提高經管類本科畢業論文教學質量的思考[J].高等教育研究，2012，29（1）：42-45.
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?趾Q笙婦蟹擲氪炕鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。
3.7生物修復、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]。
4．展望與建議
現如今，我國的環境惡化和生態破壞問題日益突出，環境保護工作的開展必須要得到更多領域的關注和幫助。由于全國各地霧霾天氣現象的頻頻出現，以及水資源整體上受到嚴重的污染，所以要求國家和政府的環保工作在實施力度方面有待于進一步的加大和加強。環保工程在實施過程中生物技術的運用，從整體上能夠在幫助獲取較佳治理效果情況的同時，最大限度的幫助治理工程獲取較好的經濟效益和生態效益。相比較其他的治理方式在整個環保工程治理中產生的各項后遺癥問題而言，生物技術治理方式并不會對生態環境造成其他附加的任何污染問題，以此，這一種治理方式不失為一種理想化的環保技術手段。縱觀國內外生物技術在環境治理工作上的應用情況來開，其發展前景極可以說是為廣闊的，而這一項技術，對于科學有效的提升我國環境保護和生態平衡的工作水平，大力改善廣大居民的生活工作和學習環境能夠帶來極大的助推力。
2生物技術在環保工程工作中的作用
生物技術的基礎便是DNA分子技術，此技術主要組成為:微生物、細胞及基因工程。近些年來，生物技術在醫學、農作物等相關研究中均得到了充分應用，與此同時在環保工程、生物監測等領域也發揮了極佳的效果。將生物技術應用于環保工程中的作用主要為這么幾點：
2.1采用生物處理技術對生活垃圾和工業廢物廢水進行無公害處理，將能夠有效的促使廢物和垃圾的內部分子結構發生化學變化，對與出現各種易于降解的各種產物合理進行合理的回收運用，能夠合理的改善廢物垃圾對于生態環境的污染程度。并以此達到合理有效的降低環境污染的防治目的。在此同時，對于經過生物技術處理過的一些產物，還可以對其進行各種形式的轉化處理工序，從而更加提升廢物的可利用效率。
2.2污染物在經過生物處理后，其最終轉化而成的物質多為氦氣、CO2等，其穩定性較強。整個處理活動采用的是直接處理法，轉移次數得以減少，重復污染的可能性也得以降低。所以在生物技術的應用中，對于環境污染的治理具有極強的安全、科學性。
3生物技術在環保工程中的運用
3.1生物修復污染土壤。土壤污染最主要的形式就是重金屬污染，這種污染方式能夠長久持效的造成土壤利用功能的喪失，因此，需要我們采用生物先處理技術對土壤的生長機能修復。這種修復工作主要就是合理科學的利用生物轉基因形式將重金屬元素進行凈化處理，從而大大的降低其毒性力量。由于生物的作用，在土壤中，重金屬的具體化學形態得到了改變，毒性降低，因此不能在土壤中進行移動擴散，生物的吸收以及代謝使重金屬得到了消減以及凈化和固定。同時在污染土壤的生物修復過程中，使得土壤有機質的含量增加，微生物變得更有活性，土壤的生態結構得到改善，能夠抵抗外部因素的侵蝕，防止水土流失，沙漠化的發生。
3.2生物凈化污水。被污染后的水中具有比較多的有毒物質，比如重金屬以及氰化物還有有機酸和有機汞等。我們使用生物技術對水污染進行治理，主要的原理是：微生物自身具有一定的生命活動，在它們的活動中能夠對有毒物質轉化，這樣有毒的物質不再有毒，最終將污水進行了凈化。近些年來，利用生物技術對污水進行處理的主要手段有固定化細胞技術以及固定化酶技術等。固定化酶主要運用的是化學鍵合法，它能夠把水溶性酶與不溶性載體結合起來，最終使酶成為一種衍生物，這種衍生物具有一定的催化活性，但是不能和水相溶。
3.3環保工程工作開展中的生物過濾法。生物過濾法主要是指將所收集好的廢氣通過長滿微生物的填料，其氣味物質被完全吸收及氧化分解，廢氣中的臭氣得到處理。由于填料中的微生物在此活動中負責物質轉換任務，因此其生長便需要吸收充足的養分，相應的填料也許具有大量的有機成分。另外，為了確保微生物的高活性，還需給予其一個適宜的生存環境，如適宜濕度、氧氣、充足的營養等。另外，關于填料的選取也應注意這么幾點:填料中能夠容許多種微生物生長，且營養配比較為合理，吸水性極佳，無異味。另外，填料還需做到容易獲取且價格低廉，養護較為簡便。較為常見的填料包括:干樹皮、甘草、塑料、纖維性泥炭等。
3.4生物技術在環境監測工程中的應用。今天，在國內外，環保領域中的生物技術得到了十分良好的快速健康發展，由于這一技術所具有的快速、準確、高效等一系列額的特點使得其在環保領域的各個工作中都得到了廣泛的發展應用。同樣的，這一先進而又實用的技術也被應用在在環境保護監測工作當中。在這方面比較廣泛應用的生物技術形式主要是:運用細菌總數、糞便污染指菌對水質進行檢測;運用發光細菌對環境毒物進行監測;運用藻類生長測量對水質霉性進行監測。在對石油污染土壤監測分析中，運用核酸雜交法能夠對一些烴降解基因進行檢測。
1.實驗內容開放園藝植物生物技術實驗教學本著豐富實驗教學內容、革新實驗教學方式的核心原則，以培養學生創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。實驗性質由驗證性實驗過度為綜合性、設計性實驗。傳統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，增加了綜合性、設計性實驗內容。
2.實驗場地開放實驗場地是制約學生開展創新性實驗的主要原因。以國家級植物生產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名研究生協助管理，儀器設備采用預約登記制度，使用前須經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一安排。上班時間由實驗室管理人員負責實驗室，節假日和晚上由研究生協助管理實驗室，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，激發學生興趣在大多數同學印象中園藝植物生物技術實驗教學以實驗方法、手段、技術為主要內容，這些內容過于抽象，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體雜種、植物遺傳轉化獲得轉基因植株，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，這些實例在網絡上的介紹與視頻非常多，通過網站瀏覽和視頻觀看，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.實驗內容開放，自主設計試驗在教學內容上打破原有的實驗課程結構體系，優化實驗內容組合與創新，注重設計性、綜合性實驗，充分利用網絡資源、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新能力的培養，促進學生在學習能力、創新能力和社交能力等綜合能力的培養。根據專業培養目標和實驗條件，突出實用性，根據學校實驗條件提出以下實驗內容進行選擇與優化。通過開放實驗教學內容，學生打破傳統的擬定學時的驗證實驗內容，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、實驗數據，給學生提供了創新思維的自由空間。這將有利于激發學生的自覺性和主動性，有利于培養學生的創新能力。自覺接受現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。在實驗操作環節，鼓勵學生獨立完成操作，獨立分析結果，發現問題。
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變為通過面對面、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、良好、中等、合格，不及格五種不同的方式。
選用光導原位合成方式及微量點樣方式進行生物芯片技術的應用。這種技術具有高通量、微型化及自動化的特點，生物芯片上大量高度集成的分子微陣列具有較高的密集型，可以通過較少的時間進行大規模生物分子分析，確保工作人員可以及時快捷地進行生物信息樣品的獲得，這種技術相比傳統檢測方式，其具有極高的效率。繼大規模集成電路后生物芯片將成為重要的科學技術革命。按照不同芯片上的固定探針，可以將生物芯片分為不同的種類，如基因芯片、蛋白質芯片等。按照生物芯片技術的工作原理，也可以將其分為不同的類型，如元件型微陣列芯片等。現階段在環境監測中的水質控制、病原細菌瞬時檢測等方面生物芯片技術已經得到了廣泛地應用。目前生物芯片已經可以對公共飲用水內的微生物改變進行實時監測，RhodeIsland大學研發出可以對水中的沙門氏菌與大腸桿菌進行瞬時監測的一種生物芯片技術。細菌檢測與鑒定系統的建立可以通過DNA芯片進行，這種方式可以對細菌的種類、濃度進行及時監測，并通過將大量的寡核苷酸探針增添到芯片上可以增強本系統的精準度、擴展其檢測范圍及提高其鑒定能力。
2環境監測中生物傳感技術的應用
隨著科學技術的不斷進步及生物技術的快速發展，作為一個逐漸形成的新型科技領域，生物傳感器是一種具有特殊性的化學傳感器，是通過結合生物感應元件的專一性和一個能夠產生和待測物濃度成比例的信號傳導器的分析裝置。生物傳感技術的工作原理主要取決于生物敏感元件和待測物質之間的作用，利用這種方式，可以將待測對象沖電子組分內檢測出來并進行可測量電子信號的轉變。生物傳感技術具有以下幾個特點：第一，產生的生物學反應具有特異性及多樣性，因此可以進行全部生物物質檢測傳感器的制作；第二，這種技術相比其他生物技術，操作過程中無需進行試劑的添加，因此具有操作簡單、快捷及精確的特點，同時還可以進行多次應用；第三，這種技術可以進行不間斷地分析及聯機工作。環境監測水體內的BOD、有機磷、酶及NO3-。通過生物傳感技術進行BOD測定儀的制作，這件儀器可以對水中BOD含量進行直接測量。溶液、有機介質內的酶類化合物的件檢測可以通過酶電極安培傳感器進行準確檢測，生物催化劑可以通過不同的NO3-還原酶進行制作，水中NO3-含量的測定可以利用電流測量的生物傳感裝置進行測定。在環境監測中生物傳感技術也要進行大氣內二氧化碳、二氧化硫等含量與濃度進行分析。點位傳感器的制作可通過自養微生物與氧電極進行有效制作，起到多種離子、與揮發性酸的抗干擾作用，并對大氣環境內二氧化碳含量進行不間斷自動在線分析，這種技術具有較高的靈敏度。安培型生物傳感器的制作主要硫桿菌屬與氧電極進行有效制作，這種設備可以進行酸雨酸霧樣品內二氧化硫含量的檢測，微生物傳感器主要通過多孔氣體滲透膜、固定化硝化細菌及氧電極合成，可以對樣品內亞硝酸鈉含量進行測定。
3結束語
關鍵詞:生物技術;基因工程;細胞工程
現代生物技術的迅猛發展,成就非凡,推動著科學的進步,促進著經濟的發展,改變著人類的生活與思維,影響著人類社會的發展進程。現代生物技術的成果越來越廣泛地應用于醫藥、食品、能源、化工、輕工和環境保護等諸多領域。生物技術是21世紀高新技術革命的核心內容,具有巨大的經濟效益及潛在的生產力。專家預測,到2010～2020年,生物技術產業將逐步成為世界經濟體系的支柱產業之一。生物技術是以生命科學為基礎,利用生物機體、生物系統創造新物種,并與工程原理相結合加工生產生物制品的綜合性科學技術。現代生物技術則包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等領域。在我國的食品工業中,生物技術工業化產品占有相當大的比重;近年,酒類和新型發酵產品以及釀造產品的產值占食品工業總產值的17%。現代生物技術在食品發酵領域中有廣闊市場和發展前景,本文主要闡述現代生物技術在食品發酵生產中的應用。
一、基因工程技術在食品發酵生產中的應用
基因工程技術是現代生物技術的核心內容,采用類似工程設計的方法,按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進行剪切、組合、拼接,再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞,進行無性繁殖,并使目的基因在受體細胞中高速表達,產生出人類所需要的產品或組建成新的生物類型。
發酵工業的關鍵是優良菌株的獲取,除選用常用的誘變、雜交和原生質體融合等傳統方法外,還可與基因工程結合,進行改造生產菌種。
(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。將優良酶基因轉入面包酵母菌中后,其含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖的含量比普通面包酵母顯著提高,面包加工中產生二氧化碳氣體量提高,應用改良后的酵母菌種可生產出膨潤松軟的面包。
(二)改良釀酒酵母菌的性能
利用基因工程技術培育出新的釀酒酵母菌株,用以改進傳統的釀酒工藝,并使之多樣化。采用基因工程技術將大麥中的淀粉酶基因轉入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉發酵,使生產流程縮短,工序簡化,革新啤酒生產工藝。目前,已成功地選育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜殺啤酒酵母菌株,提高生香物質含量的啤酒酵母菌株。
(三)改良乳酸菌發酵劑的性能
乳酸菌是一類能代謝產生乳酸,降低發酵產品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達系統分為組成型表達和受控表達兩種類型,其中受控表達系統包括糖誘導系統、Nisin誘導系統、pH誘導系統和噬菌體衍生系統。相對于乳酸乳球菌和嗜熱鏈球菌而言,德氏乳桿菌的基因研究比較缺乏,但是已經發現質粒pN42和PJBL2用于構建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發現乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復制的轉座子,第二種方法是依賴于克隆的基因組DN斷和染色體上的同源部位的重組整合而獲得。通過基因工程得到的乳酸菌發酵劑具有優良的發酵性能,產雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。
二、細胞工程技術在食品發酵生產中的應用
細胞工程是生物工程主要組成之一,出現于20世紀70年代末至80年代初,是在細胞水平上改變細胞的遺傳特性或通過大規模細胞培養以獲得人們所需物質的技術過程。細胞工程主要有細胞培養、細胞融合及細胞代謝物的生產等。細胞融合是在外力(誘導劑或促融劑)作用下,使兩個或兩個以上的異源(種、屬間)細胞或原生質體相互接觸,從而發生膜融合、胞質融合和核融合并形成雜種細胞的現象。細胞融合技術是一種改良微生物發酵菌種的有效方法,主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產物的產量、使菌種獲得新的性狀、合成新產物等。與基因工程技術結合,使對遺傳物質進一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應用細胞融合技術使產生氨基酸的短桿菌雜交,獲得比原產量高3倍的賴氨酸產生菌和蘇氨酸高產新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交,分離子后代中個別菌株具有糖化和發酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術獲得了優良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前,微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間,不斷培育出用于各種領域的新菌種。
三、酶工程技術在食品發酵生產中的應用
酶是活細胞產生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊生物催化劑。酶工程是現代生物技術的一個重要組成部分,酶工程又稱酶反應技術,是在一定的生物反應器內,利用生物酶作為催化劑,使某些物質定向轉化的工藝技術,包括酶的研制與生產,酶和細胞或細胞器的固定化技術,酶分子的修飾改造,以及生物傳感器等。酶工程技術在發酵生產中主要用于兩個方面,一是用酶技術處理發酵原料,有利于發酵過程的進行。如啤酒釀制過程,主要原料麥芽的質量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時,會造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白質降解不足,從而減慢發酵速度,影響啤酒的風味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑,可補充麥芽中酶活力不足的缺陷,提高麥汁的可發酵度和麥汁糖化的組分,縮短糖化時間,減少麥皮中色素、單寧等不良雜質在糖化過程中浸出,從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發酵菌種的代謝產物,縮短發酵過程,促進發酵風味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風味的主要因素,是判斷啤酒成熟的主要指標。當啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時,就會產生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的,一般在啤酒發酵后期還原雙乙酰需要約5～10d的時間。崔進梅等報道,發酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可縮短發酵周期,減少雙乙酰含量。
四、小結
在食品發酵生產中應用生物技術可以提高發酵劑的性能,縮短發酵周期,豐富發酵制品的種類。不僅提高了產品檔次和附加值,生產出符合不同消費者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工業的發展。隨著生化技術的日益發展,相信會開發出更多物美價廉的發酵制品,使生物加工技術在食品發酵工業中的應用更加廣泛。
參考文獻
[1]趙志華,岳田利等.現代生物技術在乳品工業中的應用研究[J].生物技術通報.2006,04:78-80.
[2]王春榮,王興國等.現代生物技術與食品工業[J].山東食品科技.2004,07:31.
[3]徐成勇,郭本恒等.酸奶發酵劑和乳酸菌生物技術育種[J].中國生物工程雜志.2004,(7):27.
