前言:我们精心挑选了数篇优质生物技术发展论文文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
近10年来,由于海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益突出,以及人类对海洋环境特殊性和海洋生物多样性特征的认识不断深入,海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术研究与应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术大会(以下简称MPS大会)在日本召开时仅有几十人参加,而1997年第四届IMBC大会在意大利召开时参加入数达1000多人。现在IMBC会议已成为全球海洋生物技术发展的重要标志,出现了火红的局面。《IMBC2000》在澳大利亚刚刚开过,《IMBC2003》的筹备工作在日本已经开始,以色列为了举办们《IMBC2006》早早作了宣传,并争到了举办权。每3年一届的IMBC不仅吸引了众多高水平的专家学者前往展示与交流研究成果,探讨新的研究发展方向,同时也极大地推动了区域海洋生物技术研究的发展进程。在各大洲,先后成立了区域性学术交流组织,如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批研究中心,其中比较著名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心,康州大学海洋生物技术中心,挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际研究中心和日本海洋生物技术研究所等。这些学术组织或研究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议研究讨论富有区域特色的海洋生物技术问题。1998年在欧洲海洋生物技术学会、日本海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会的支持下,原《海洋生物技术杂志》与《分子海洋生物学和生物技术》合刊为《海洋生物技术》学报(以下简称MBT),现在它已成为一份具有权威性的国际刊物。海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“海洋生命的分子生物学如细胞生物学及其它的技术应用”。
为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。
1.发展特点
表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。
1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石
海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的与会者:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答:分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明,海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究,对今后的发展将有重要影。
1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面
目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。
表1近期IMBC大会研讨的主要内容
表2近期IMBC大会和《MarineBiotechnology》学报论文统计表
1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面
利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用与发展。
1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题
其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。
2.重点发展领域
当前,国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面:
2.1发育与生殖生物学基础
弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。
2.2基因组学与基因转移
随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容,海洋生物的基因组研究,特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。
2.3病原生物学与免疫
随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其产物
海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。
2.5海洋环境生物技术
该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。
3.前沿领域的最新研究进展
3.1发育与生殖调控
应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1],研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用[1],对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1],建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2],进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定[2],应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖[2],建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选[2],建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统[2],通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3],研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝脏和脾脏mRNA的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1];将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤作用[2];构建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501AcD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞EST中分离出596个cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的ß一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4];鉴定和克隆出的基因包括:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因转移
分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体[1]。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1],建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值[2];研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害[3];应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3];在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2];在转基因研究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3]。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4]。
3.4分子标记技术与遗传多样性
研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1]。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1];利用寄生性原生动物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究[2];研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷Gobioid苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3];弄清了一种深水鱼类(Gonostomagracile)线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3];用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4]。
3.5DNA疫苗及疾病防治
构建了抗鱼类坏死病毒的DNA疫苗[1];开展了虹鳟IHNVDNA疫苗构建及防病的研究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2];建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3];研究了LatrunculinB毒素在红海绵体内的免疫定位[4]。
3.6生物活性物质
从海藻中分离出新的抗氧化剂[1],建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1];从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用,从海洋植物Zosteramarina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2];发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3];从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4];从一?趾Q笙妇蟹掷氪炕鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4]。
3.7生物修复、极端微生物及防附着
研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类[1],研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1];研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1];用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2];从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2];建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用,研究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉作用[3];分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4]。
4.展望与建议
农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。
根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为:
——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。
——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。
据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。
论文关键词:生物技术;伦理问题;思考
21世纪是生命科学的世纪,生物技术的发展对人类和社会的影响深远。而生物技术引发的伦理问题,已成为世界的焦点议题。如何合理的应用生物技术造福人类和社会,是众多学者和科学家急需解决的问题。
一、现代生物技术研究的新进展
进入21世纪,生物技术正处于发展成熟阶段,生物技术的应用已经渗透到我们生活中许多与生物无关的角落。生物技术的发展至今已经揭示了许多生命现象的本质及其规律,但生命现象极其复杂,目前仍有许多课题有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干细胞、转基因食品、人类基因组计划、组织工程等研究和实际应用等领域取得了成果。
(一)克隆技术。克隆原意是无性繁殖,即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系,该细胞系中每个细胞的基因都是相同的。克隆技术首先用于动物,动物克隆就是通过无性繁殖方式,由动物细胞产生的遗传形状相同的动物个体。克隆羊多莉是首例克隆成功的动物。动物克隆为我们进一步揭示生命的奥妙及人类的自我认识展现了全新的视野。
(二)胚胎干细胞。干细胞是生物体在生长发育过程中起“主干”作用的高度未分化细胞,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞分为三大类:全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。全能干细胞之所以全能,是指它可以分化成人体全部细胞类型,进而构建心、肝、肾、肺等多种组织和器官,最终发育成一个完整的个体。全能干细胞再进一步分裂、分化中又形成了各种多能干细胞。多能干细胞具有分化为多种细胞组织的潜能,但是却失去了发育成完整个体的能力。
(三)转基因食品。转基因食品是利用生物技术将某些生物的基因转移到其他物种中去,从而改造生物的遗传物质,使其在性质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或以这种生物为原料,加工出来的食品都被称为转基因食品。转基因食品在欧美应进入人们的日常生活中。有资料表明,在欧洲,玉米钻心虫每年要毁坏4000万吨玉米,占世界玉米总产量的7%,但是如果把分离出来的抗钻心虫基因植入玉米中去,就可培育出抗虫害的玉米,这种玉米就是转基因食品。
二、现代技术发展引发的伦理问题
(一)关于克隆人的争议。从“多莉”羊的克隆成功,待几年来其他克隆动物的尝试,克隆技术正不断发展。目前科学界把对人体的克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆。科学界和伦理界对治疗性克隆普遍支持。但生殖性克隆,即克隆完整的人则遭到很大的抵制。克隆人给伦理道德方面带来了巨大的冲击,对现有的社会关系、家庭结构造成了巨大的冲击。另外,克隆人的身份难以认定,使人伦关系发生模糊、混乱乃至颠倒,进而冲击传统的家庭观以及权利与义务观。
(二)胚盘干细胞研究中的生命伦理问题。由于胚盘干细胞的制备是离不开人类卵子、胚盘以及克隆技术的,而卵子与胚盘在一些不同的国家和宗教界被视为是生命的起源,与活着的婴儿没有什么不同,所以在许多国家是被严格禁止的。坚持认为可以用人类胚胎做实验的人认为:1、早期胚胎仅是一团细胞,尚难称其为人的一条生命,从胚泡内细胞培养成人的胚胎干细胞,并没有杀死细胞,只是改变细胞的命运;2、培养胚盘干细胞是用于治疗现在还无法治愈的组织坏死性疾病,让病人恢复健康,完全是合乎人类伦理道德。
(三)转基因食品的潜在危险。对转基因食品发展有两种态度:支持者极力宣传其带给人类充足的粮食和新型抗病虫策略;反对者则强调人为地用基因技术改变神武,会给人体健康和环境带来危害。基因表达调控是个复杂的生命现象。目前,人类对基因的活动实施了解还不够透彻,还没有十足的把握控制基因中组后的结果。1993年英国的一份报告列出了一些人们对于转基因食品应用的来努力方面的主要担忧:1、人类基因转入食品动物,如将人类基因因子与凝血的蛋白质的基因转入绵羊中;2、某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常食用的动物中,这可能触怒犹太人和穆斯林,列入将猪的基因转入绵羊;3、动物基因转入植物中,可能会引起一些素食者的特别关注。
三、现代生物技术发展存在的伦理问题对策
现代生物技术的飞速发展,引发诸多伦理问题,发人深思。为了促进生物技术的和谐发展,应采取相应对策和措施。科学预言,21世纪是生物技术发展的黄金时期,全国普及大众伦理学知识尤为重要,设置伦理学咨询机构,利用各种媒体宣传伦理学知识,增强大众的伦理学意识,提高全民族的整体伦理水平。同时,我们还应改变传统伦理观念,发展中国特色的生命伦理学。总体上,生命伦理学应和国际生命伦理学保持一致,但又要保持中国的特色。另外,培养生命伦理专业人才,解决人才匮乏的局面。生命伦理学的发展任道重远,生命伦理学人才匮乏问题需要解决,设置生命伦理学专业,加快专业人才培养规模势在必行,特别应注重研究生、博士生的培养。
关键词:生物制药技术
引言
生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。
一、生物制药技术
目前生物制药主要集中在以下几个方向:
1.1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。
1.2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。
1.3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。
1.4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。
基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。
二、生物制药发展分析
未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。
生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。
除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。
各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。
药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。
关键词:生物技术产业发展问题对策
一、生物技术概论
生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物,其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程,还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。生物技术,可视为一种运用生物体来制造产品的科学与技术,虽然生物技术这项专有名词是在七十年代才开始正式出现,但生物技术应用却可追溯至远古时代。例如,神农氏尝百草是中国历史上利用植物在医药应用上的最早记载,足见生物技术观念与应用早已存在人类日常生活之中。
为加快生物技术产业的发展,我国始终把生物技术列为国家重大科技计划,政府大幅度增加了研发投入,同时鼓励国家加大科技投入,取得了较好的效果,获得了一批具有知识产权的新基因,新表达系统、生物工程、药物进入了创制阶段,建立了一系列关键平台技术,动植物转基因技术已经成熟,杂交水稻大面积推广,抗基因的棉花、番茄已经进入了商业化的发展,有数十种基因药物已经进入了实用化阶段。
另外,通过对高产、优质、抗逆的动植物新品种,新型药物、疫苗和基因治疗,蛋白质工程三大主题的研究开发,以增产粮食为战略重点和发展生物技术药物产业为突破口,为生物高技术产业的形成奠定了良好的基础,并在遗传工程农作物的培育方面走在世界前列。
二、生物技术产业发展现状
首先,生物技术生产发展快速,涉足领域不断深入。我国生物技术起源于80年代,到2000年销售产值已经达到200亿元人民币,平均增长33.58%。同时,生物技术产业涉及的领域是非常广泛的。并且还再继续扩展深入。
其次,生物技术产业取得了重大成就。世界上出现了一批影响未来的重大技术:人类基因组学或蛋白质组学、干细胞技术与组织工程、生物信息学、转基因技术、克隆技术、生物芯片或蛋白芯片或组织芯片、基因治疗与细胞治疗、反义核酸技术、单抗技术等对现代生命科学及生物技术产业产生了巨大的影响。
最后,生物技术企业不断发展壮大。由于生物技术前景广阔,发展潜力巨大。我国从事生物技术产品开发的企业,如雨后春笋,不断涌现。另外,生物技术产业格局从治病为主向治病、保健、提高生活质量的健康产业过渡。兼并重组愈演愈烈,大企业愈来愈大,协作型竞争已经成为当今生物技术产业的主流;、生物技术产业发展存在的问题
首先,自主知识产权过少,产业化能力很低。目前,我国在生物技术产业及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂主要依靠国外进口。生物技术产业的技术与装备还相当欠缺。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。我国的生物技术产业和其他的发达国家的生物技术产业比较起来,我们的技术还很低,并且很多的研究成果都还是在实验室,还没有走出转化为现实生产力的大门。如何加快将开发研究出来的生物技术成果转化为现实的生产力,提高产业化能力,是当前我国生物技术产业要充分重视的一个大问题。
其次,投入严重不足,并且投入渠道单一。生物技术产业是资金密集型产业,是高投入、高风险和高回报的产业,因此,资金短缺是首先要解决的问题。在国家加大生产技术投资力度的同时,还要充分利用银行贷款以及尚待健全的风险资金市场,寻找各种资金渠道。政府应制定优惠政策,鼓励企业参与生物技术的研究与开发。目前,我国企业资本融通渠道只有创业者个人出资,上市公司、民营企业投资,政府的风险投资,国家科技部的中小企业担保基金,中小企业科技创新基金五种。其中上市公司、民营企业的投资因为上面所说的缺乏对无形资产的认识和认可,导致他们常常希望在所投资的企业中依靠他们所提供的有形资本来控股,严重地打击了创业者的积极性。
最后,产业化人才缺乏,研发与产业化脱节。生物技术产业的发展同样离不开人才。由于研究开发人员培养周期长,大量优秀的科研人员滞留在国外,国内缺乏优秀人才,尤其缺少技术兼经营型人才。此外,我国现有生物技术人才偏重于理论研究,产业化人才相对缺乏,在我国生物技术产业发展中,常出现实验室里的科研成果难以产业化,或产业化成本很高而无经济价值。
四、生物技术产业发展的对策
首先,健全和完善管理体制。发展我国的生物技术产业,必须结合我国具体国情,同时运用政府和市场两种资源配置的调节手段,盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量,使各方面的优势系统有效地集成。必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力,须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此,建议国家适时成立全国性的组织管理机构,对全国生物技术产业及产业发展进行总体规划和协调指导,从而做到整体协调、避免多头指挥和政出多门,实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。
其次,进行战略布局调整,加强企业队伍建设。根据目前我国生物技术产业及产业发展情况,结合现有国家级高技术产业开发区,可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的地方作为生物技术产业化基地,给予更为优惠的财政和税收扶持政策。培养专门的企业人才,成立专门的开发生产企业或机构。就生物技术来说,我国已经有了很大成绩,但是在研究、开发、生产、销售四个环节中,研究和开发环节还存在很大的缺陷。因此需要下力气建立一只强大的研究,开发队伍。
再次,以市场为主导,重点突破。努力开拓生物技术产品市场,开发和生产符合生物技术市场需求的产品。生物技术市场对生物技术产品的需求将会极大的促进生物技术产业的迅速发展。世界生物技术都在迅猛发展,但是不同的国家有不同的研究重点和方向。就以我们中国来说,中国的生物技术最有权威的是植物细胞工程育种、植物快繁和脱毒苗生产等植物生物技术上。发挥我国的优势,保持技术的最前沿,可以大大的促进生物技术产业发展的领域。
最后,加大政府投资,完善建立产业政策扶持
通过与研究开发机构建立广泛联系,并有力地引导企业介入,密切生物技术产业上下游的结合,有效地使单一技术向产业进行技术转移和辐射,从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。政府要制定一系列保护和鼓励生物技术发展的政策和法律。通过制定法律加强合作研究、鼓励发明创新和促进技术转移。还可以通过融资渠道来实现对生物技术产业的扶持,其中包括拨款或资助,大公司出资、成立基金会、贷款、风险投资等。政府直接投资的变化是调整研发投入结构,提高民用研究与发展投入,特别是民用高技术开发投入,以提高经济竞争力。投入的重点是风险大、民间投资有困难的重大长期研究课题。另外,政府对生物技术产业的扶持还有一个非常重要的方面,就是促进合作研究开发。政府可以将国有研发成果下放,鼓励产、学、研合作。
参考文献:
[1]林桂芸关于我国生物技术产业化发展的问题与对策[J];成都大学学报(自然科学版);2003年03期
关键词:生物技术产业发展问题对策
一、生物技术概论
生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物,其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程,还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。生物技术,可视为一种运用生物体来制造产品的科学与技术,虽然生物技术这项专有名词是在七十年代才开始正式出现,但生物技术应用却可追溯至远古时代。例如,神农氏尝百草是中国历史上利用植物在医药应用上的最早记载,足见生物技术观念与应用早已存在人类日常生活之中。
为加快生物技术产业的发展,我国始终把生物技术列为国家重大科技计划,政府大幅度增加了研发投入,同时鼓励国家加大科技投入,取得了较好的效果,获得了一批具有知识产权的新基因,新表达系统、生物工程、药物进入了创制阶段,建立了一系列关键平台技术,动植物转基因技术已经成熟,杂交水稻大面积推广,抗基因的棉花、番茄已经进入了商业化的发展,有数十种基因药物已经进入了实用化阶段。
另外,通过对高产、优质、抗逆的动植物新品种,新型药物、疫苗和基因治疗,蛋白质工程三大主题的研究开发,以增产粮食为战略重点和发展生物技术药物产业为突破口,为生物高技术产业的形成奠定了良好的基础,并在遗传工程农作物的培育方面走在世界前列。
二、生物技术产业发展现状
首先,生物技术生产发展快速,涉足领域不断深入。我国生物技术起源于80年代,到2000年销售产值已经达到200亿元人民币,平均增长33.58%。同时,生物技术产业涉及的领域是非常广泛的。并且还再继续扩展深入。
其次,生物技术产业取得了重大成就。世界上出现了一批影响未来的重大技术:人类基因组学或蛋白质组学、干细胞技术与组织工程、生物信息学、转基因技术、克隆技术、生物芯片或蛋白芯片或组织芯片、基因治疗与细胞治疗、反义核酸技术、单抗技术等对现代生命科学及生物技术产业产生了巨大的影响。
最后,生物技术企业不断发展壮大。由于生物技术前景广阔,发展潜力巨大。我国从事生物技术产品开发的企业,如雨后春笋,不断涌现。另外,生物技术产业格局从治病为主向治病、保健、提高生活质量的健康产业过渡。兼并重组愈演愈烈,大企业愈来愈大,协作型竞争已经成为当今生物技术产业的主流;三、生物技术产业发展存在的问题
首先,自主知识产权过少,产业化能力很低。目前,我国在生物技术产业及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂主要依靠国外进口。生物技术产业的技术与装备还相当欠缺。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。我国的生物技术产业和其他的发达国家的生物技术产业比较起来,我们的技术还很低,并且很多的研究成果都还是在实验室,还没有走出转化为现实生产力的大门。如何加快将开发研究出来的生物技术成果转化为现实的生产力,提高产业化能力,是当前我国生物技术产业要充分重视的一个大问题。
其次,投入严重不足,并且投入渠道单一。生物技术产业是资金密集型产业,是高投入、高风险和高回报的产业,因此,资金短缺是首先要解决的问题。在国家加大生产技术投资力度的同时,还要充分利用银行贷款以及尚待健全的风险资金市场,寻找各种资金渠道。政府应制定优惠政策,鼓励企业参与生物技术的研究与开发。目前,我国企业资本融通渠道只有创业者个人出资,上市公司、民营企业投资,政府的风险投资,国家科技部的中小企业担保基金,中小企业科技创新基金五种。其中上市公司、民营企业的投资因为上面所说的缺乏对无形资产的认识和认可,导致他们常常希望在所投资的企业中依靠他们所提供的有形资本来控股,严重地打击了创业者的积极性。
最后,产业化人才缺乏,研发与产业化脱节。生物技术产业的发展同样离不开人才。由于研究开发人员培养周期长,大量优秀的科研人员滞留在国外,国内缺乏优秀人才,尤其缺少技术兼经营型人才。此外,我国现有生物技术人才偏重于理论研究,产业化人才相对缺乏,在我国生物技术产业发展中,常出现实验室里的科研成果难以产业化,或产业化成本很高而无经济价值。
四、生物技术产业发展的对策
首先,健全和完善管理体制。发展我国的生物技术产业,必须结合我国具体国情,同时运用政府和市场两种资源配置的调节手段,盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量,使各方面的优势系统有效地集成。必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力,须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此,建议国家适时成立全国性的组织管理机构,对全国生物技术产业及产业发展进行总体规划和协调指导,从而做到整体协调、避免多头指挥和政出多门,实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。
其次,进行战略布局调整,加强企业队伍建设。根据目前我国生物技术产业及产业发展情况,结合现有国家级高技术产业开发区,可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的地方作为生物技术产业化基地,给予更为优惠的财政和税收扶持政策。培养专门的企业人才,成立专门的开发生产企业或机构。就生物技术来说,我国已经有了很大成绩,但是在研究、开发、生产、销售四个环节中,研究和开发环节还存在很大的缺陷。因此需要下力气建立一只强大的研究,开发队伍。
再次,以市场为主导,重点突破。努力开拓生物技术产品市场,开发和生产符合生物技术市场需求的产品。生物技术市场对生物技术产品的需求将会极大的促进生物技术产业的迅速发展。世界生物技术都在迅猛发展,但是不同的国家有不同的研究重点和方向。就以我们中国来说,中国的生物技术最有权威的是植物细胞工程育种、植物快繁和脱毒苗生产等植物生物技术上。发挥我国的优势,保持技术的最前沿,可以大大的促进生物技术产业发展的领域。
最后,加大政府投资,完善建立产业政策扶持
通过与研究开发机构建立广泛联系,并有力地引导企业介入,密切生物技术产业上下游的结合,有效地使单一技术向产业进行技术转移和辐射,从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。政府要制定一系列保护和鼓励生物技术发展的政策和法律。通过制定法律加强合作研究、鼓励发明创新和促进技术转移。还可以通过融资渠道来实现对生物技术产业的扶持,其中包括拨款或资助,大公司出资、成立基金会、贷款、风险投资等。政府直接投资的变化是调整研发投入结构,提高民用研究与发展投入,特别是民用高技术开发投入,以提高经济竞争力。投入的重点是风险大、民间投资有困难的重大长期研究课题。另外,政府对生物技术产业的扶持还有一个非常重要的方面,就是促进合作研究开发。政府可以将国有研发成果下放,鼓励产、学、研合作。
参考文献:
[1]林桂芸关于我国生物技术产业化发展的问题与对策[J];成都大学学报(自然科学版);2003年03期
Biotech Funding Trends
2009, 192pp.
Hardcover
ISBN: 9783527324354
WileyBlackwell
Alexandra C.Gruber著
本书通过对生物技术企业和投资者进行采访和大量的实例研究,概括了目前生物技术基金发展的趋势,明确指出了由于不同的背景和预期,在企业家和投资者之间存在的巨大的鸿沟,在竞争环境下,双方应当采取何种态度,来克服存在的偏见以获得成功。
目前出现了两种相反的趋势:一是私营企业和风险投资变得越来越繁荣,并且生物技术企业的产品线也变得更加强大;一是生物技术创新企业获得的风险投资的数量还是很少。
基于新兴企业普遍的金融模式,并且考虑到生物技术发展的复杂性,本书作者在研究中设计了一系列的调查问题,比如生物技术领域是否和像IT或者工业产品的公司经历同样的发展阶段,有着同样的金融投资类型?是否所有的生物技术企业遵循同样的金融模型?早期和后期的金融模型分别是什么样的。对于现有的融资渠道,企业和投资者所认为最重要的优点和缺点分别是什么?
访谈是针对三组对象展开的,包括企业、风险投资商和其他投资者。通过这样的实验,得到了很好的结论,从而使新的企业和投资者之间能够更好的相互了解,使企业更加成功。
对于企业家来说,年轻的科学家最好能够在他们学术生涯的早期就发展一些企业的思维,比如说通过一些关于企业的讲座,或者建立由大学参股的生物技术公司。在这个方面,一些国家已经走在了前列,有很多国家已经建立了类似的机构,比如生物技术孵化中心、技术转移办公室等等,来支持创立新兴企业。
本书作者Alexandra Carina Gruber, 1971年出生于奥地利,1997年毕业于维也纳大学制药学专业,随后在制药公司工作长达12年,并且担任过包括市场推广和商务发展在内的各种职务,积累了丰富的经验。同时还在维也纳经济和管理大学和明尼苏达大学获得MBA学位,并在多瑙河大学及英属哥伦比亚大学学习金融,本书是在作者硕士论文基础上形成的,对生物技术企业家和风险投资家都有非常重要的参考价值。
吴林寰,硕士
(中国科学院微生物研究所)
工业技术论文3100字(一):绿色化学工业技术在化学工程与工艺中的应用论文
摘要:在当前国内化工技术迅速提升的背景下,化工产品的增多会满足人们日常的需求,但是化工产品的生产过程,也会产生较大的污染危害。给社会公众带来较大的环境污染破坏,因而,近几年国内出现了一系列的绿色化工技术,对当前的化工产品生产带来一定的冲击,有效地减少了化工产品生产过程给外界环境带来的破坏和污染。
关键词:化学工艺;绿色化工;技术应用要点
0引言
近年,社会公众的环保意识逐步地提升,国家也大力地倡导在社会中发展绿色经济,建立友好型的工艺技术。在这种背景下,绿色的化工技术就被研发出来,其中绿色技术更多的是指在传统的化工产品生产期间,减少对外界环境的污染,降低资源的消耗,实现技术的可持续发展。
1绿色化工技术的重要性分析
化工企业在生产化工产品期间,应用绿色技术来避免生产过程给外界环境带来的破坏和污染。尽量地去降低能耗,使用节能环保的材料,这样才能够使公司在激烈的化工市场中,获得独特的竞争优势。从原材料运输到工厂,然后再将原材料运输到生产线上,在各作业环节加强控制,使化工产品的生产走向环保化。利用零污染、低耗能的技术,来减少污染物的排放,进而全面提高化工企业内部的制造技术水平。在印刷和药物的生产领域中,都会应用一些绿色化工技术,此时该技术就为国内的化工行业指明了未来的发展方向。
2绿色化工技术在化学工程中的应用分析
2.1合理地选择催化剂
在化工产品的生产领域中,使用大量的催化剂(如图1所示)会显著地提高化学反应的效率,进而加快化工产品生产的速度,可以明显提高整个化工产品的经济效益。因而,化工企业应该根据实际的化学反应状况,以及根据生产出来的化工产品特性,来选择催化剂。此外,还要避免化工产品所形成的副产物被随意地丢弃、排放,而造成化工产品的副产物危害到外界的环境。此时,要重点去管控好催化剂的使用,应用一些无毒无害催化剂。在此基础之上,还要加强对各废弃物排放管控,应该结合实际的要求,来选择催化剂材料,选择毒性不大,而且危害程度较低的材料,才能够保证化工产品的生产绿色化。
2.2应用没有污染的化工原材料
科学地选择化工材料是降低化工污染的一个有效的方法,通常情况下,社会公众都会认为化学合成物大多都是化工原料,并且认为大多数的化合物都有毒性,会对人体产生较大危害。随着近年国内科技技术的飞速发展,一些化工原料被研制出来,有些化工原料是从农作物和植物中提取出来,它可以替代化学的合成物,来充当化学产品的制剂。因而,选择危害较小、绿色环保材料,从源头上去抑制化工的污染。在生产期间,确保化学制剂使用合规,避免使用那些毒害较大、污染较大的化学药品。
2.3科学选择化学反应
在化工产品生产期间,要求能够使用一些高效的化学反应,才能够提高化学反应效率。通常化学反应都会产生副产物,而对外界环境带来污染破坏。此时,公司要综合考量化学反应经济性和环保性,来实现降低污染的目的,这也是当前绿色技术的一个重要组成和应用的目的。公司综合考虑经济成本、经济效益和污染问题,应用合理的化学反应方法,来实现控制化工污染的目的。
3绿色化工技术的应用分析
3.1应用清洁的生产技术
化工企业应用比较清洁的技术,能够有效地减少生产过程的污染,例如,通过一定的处理设备,来降低化工产品的粉尘、废气,对废弃物进行回收利用,这样会实现资源的高效使用,也能够减少固体垃圾的产生。当这些化工的污染物进入到地下水和土壤中,会扩大污染的范围。有些工厂内部有大量的悬浮颗粒物的粉尘,这些粉尘就会形成粉尘污染,空气中的固体离子增多,当吸入到人体内部会直接导致心肺病的产生。因而,要科学地处置生产现场的粉尘和废弃物,来实现环保生产的目的。
3.2应用生物技术
将新型生物技术运用到化学制品的制造中,例如可以运用基因工程技术、生物技术和细胞工程技术,利用生物体内部所产生的生物酶,来作为化学反应的催化剂。将生物化工的合成技术作为当前化工产品的一个主流技术,可以实现绿色生产的目的。生物技术中的膜技术是仿生学的一个重要技术组成,它也可以实现再生资源的循环利用,来形成化学品。绿色的生物技术需要从动植物内部提取相应的原料,例如,煤炭、石油等都是由生物经过数万年的生物化学反应,而形成的能源原料。在当前的一些化学反应中,会使用生物酶作为催化剂,这种催化剂的催化效率显著地要高于化学试剂的效率,这样生物酶作为催化剂,可以实现环保生产、无污染生产的目的。并且化学的反应比较温和,形成的副产物对外界环境危害较小。
3.3利用友好型的环保产品
在化工生产过程中,产生的污染物会直接影响到人们的日常生活。因而,在使用环保产品期间,要尽量地避免使用那些高污染的产品。汽车在行驶中可以燃烧生物柴油、生物汽油,这些生物材料的生产制造不会对外界产生较大的污染。同时,生物酒精汽油燃烧时对外界的环境破坏力度较小,有些化石燃料内部有大量的硫化物,在燃烧之后,会产生二氧化硫,会直接危害到大气的平衡,以及会给国内的大气带来破坏。社会公众平时会使用一些塑料的产品,塑料的包装袋,这些塑料袋的使用会给人们的生活带来便捷。当人们使用完了之后,就会将这些塑料袋随意丢弃,塑料袋难以分解,分解时间会长达数百年,会给社会环境带来极大的影响,也会形成大量的固体废弃垃圾。因而,需要对现有的化工技术进行转型升级,生产一些环保型的乙醇汽油,可降解分解的塑料,供为大众使用。例如,化工产品生产单位将其经营的重心转移到绿色产品生产上,大量的使用农作物植物,作为原料的提取材料。在生产期间,可以使用甘蔗来提取乙醇,作为稀有的原料物质。
3.4清洁生产技术的应用
当前国内的清洁生产技术已经被应用到金属冶炼,海水淡化等各个行业中,应用的清洁技术生产的有害物质不多,而且清洁技术会直接将废弃物排放控制在环保的要求标准内。在海水淡化工程中,应用环保清洁的方法,来在海水中去提纯淡水。淡水是人们基本的生活用品,社会对于淡水需求量较大,然而国内淡水资源却偏少,这是利用海水淡化技术,为人们提供丰富的淡水资源。在生产淡水期间,利用环保型的化学制剂,来提纯淡水、蒸馏淡水,这种化学试剂的危害都较小。
3.5优化改善现有的化工工艺流程
在化工产品生产期间,企业要转变现有的生产方式,改变过去仅仅依靠一个装置给各个设备供热的模式,可以给厂房的顶层安装太阳能电池板,来利用太阳能为化工生产线提供电力来源。此时,化工产品的生产单位也可以购置余热的收集装置,利用该装置,可以将生产线上的各类热收集。然后,对这些能量进行转化,进一步地转化为电能,来为生产线进行循环的使用。
在生产化工产品期间,也可以利用电机驱动的方式,来作为生产线的电力来源。应用变频的电动机,会降低电能消耗,有些电机在开机时浪费的能源较多,此时应用变频电机控制电机中的频率,来减少电力能源的浪费消耗,也能够使整个生产线变得更加稳定。在生产环节中,会产生许多化工副产物,这些副产物对外界环境有一定的污染。但是通过将这些副产物的回收利用,可以提高公司的经济效益。
4结语
近年,随着国家大力地倡导生态文明的建设,化工企业要响应国家的号召,来引入绿色化工技术,降低化工产品生产过程对外界环境的污染,提高化工的产品生产经济效益,提高原材料利用水平。
工业技术毕业论文范文模板(二):利用外资对我国工业技术进步的影响研究论文
摘要:随着社会经济的不断发展,尤其是在加入WTO之后,我国经济也快速融入经济全球化大环境。经济发展速度、规模与科技水平息息相关,是实现经济全球化的根本动力。目前,外商投资模式在经济发展中占据重要地位,投资规模不断扩大,对工业技术水平的提高与进步产生巨大影响,也对工业技术自主研发产生一定程度上的制约。因此,要重视对外商投资问题的研究,明确技术目标,结合我国发展实际,构建更显科学与有效的发展策略,加快我国工业技术发展进程。
关键词:外资;工业技术;影响
一、前言
对于经济增长,技术进步是源泉与动力,是衡量一个地区竞争力的重要尺度。技术进步主要涉及本国技术能力以及技术获取。前者以技术开发与创新为主要任务,后者是通过从国外直接引进先进技术、引进外资获取等方式来提高本国的技术水平。立足工业技术领域,外资获取是当前重要形式,对我国工业技术发展产生深远影响,因此,需要进行全面与深入的分析,在根本上实现真正意义上的技术进步。
二、结合社会发展全面分析我国吸引外资的主要原因
在社会经济不断发展进步中,各个行业发展迅速,很多行业都出台了大量优惠政策,以求吸引更多外商投资。具体来讲,吸引外资的主要原因涉及如下几个方面。
(一)国内市场优势突出,潜力巨大
对于我国而言,人口众多,工业化进程发展速度较快。在这种情况下,我国急需国外先进技术的支持,借以实现工业技术水平的大力提升。另外,对外商而言,欧美市场相对饱和,行业竞争异常激烈,因此,需要更具潜力的市场,具备较大的容量,呈现多层化特征。
(二)劳动力优势巨大,原材料成本较低,有利于外商产品竞争力的增强
在我国,劳动力成本相对较低,原材料价格具有明显优势,为外商企业成本的降低创造有利的条件,有利于全球竞争力的提升。也就是说,在我国,劳动力与原材料竞争力更具优势。
(三)工业制造整体水平较高,消化吸收先进工艺的能力较强
对于我国制造业而言,整体能力较强,拥有大量技术能力强、熟悉制造工艺的工程技术人员,学习与掌握能力突出,能够较快理解与掌握引进的生产线的制造工艺,加快技术向生产力的转化。
三、探讨利用外资对我国工业技术产生的影响
(一)多种外资类型对我国工业技术产生差异化影响
依托贸易与技术合作,我国逐步进入外商价值增值链与经营网络之中。尽管外商拥有资金技术以及管理等方面的优势,而技术是增强竞争力的根本保障。基于此,外商投资技术的应用与我国工业技术水平息息相关,需要综合考虑研发能力与产业架构。首先,对于外商投资,其应用的水平如果高于我国技术水平,但是,立足其母公司发展,尚不属于最为先进的技术。这种情况下,投资的目的是规避贸易壁垒,谋求与占领更加广泛的市场。从实际情况分析,我国工业技术研发水平虽然发展迅速,但较之世界先进水平仍有距离,同时,市场进入壁垒不高。因此,跨国公司在资金、营销等领域优势突出,极易获取竞争优势。其次,以母公司技术为主导,产品销往国际市场,主要体现为高新技术产业。在全球一体化与信息化的发展中,产品周期较短。立足现代社会,信息技术发展迅速,这种趋势的进一步发展促使我围一些行业的产业结构发生很大变化。
(二)正视核心技术的作用,加快技术革新
基于此,跨国公司在我国投资价值主要体现在我国的比较优势。借助这种技术模式,虽然引进了现代化的自动生产线,能够实现“干中学”的目的,同时,我国的制造技术水平突飞猛进,但是,无法获取核心技术。核心零部件,产品的核心生产过程仍在其母国生产,只把技术含量低的零部件、产品的最终成品组装放在我国进行。鉴于技术进步速度的加快,一旦忽视核心技术的掌握,将永远陷入创新追赶之中。一旦跨国公司撤走,会导致技术的滞后,不利于我国整体技术水平的提高,对我国的技术进步具有一定的抑制作用。
四、如何提升我国工业技术进步水平
技术的发展是积累与渐进的过程,因此,要制定科学发展战略,遵循“学习、合作、竞争”的基本原则。要增强主动性,用于面对挑战,积极进行学习、合作、交流与竞争。具体来讲,首先,要关注外商全球战略计划,在其转移的一般制造业和硬件产品的加工中进行合作学习,达到提升自己的目的。其次,融入外商技術开发项目,借助合作,增强能力。再次,积极创新,开发出拥有自主知识产权的核心技术,参与竞争。基于此,加快我国技术发展,最大化发挥效用,提升我国工业技术水平。
关键词:生物技术石油化工应用
中图分类号:F406文献标识码: A 文章编号:
一生物技术与石油化工
生物技术又称生物工程,是在古老的微生物发酵工艺学基础上发展起来的一门新兴综合学科,它很早就与石油关系密切。
早在20世纪20年代,石油工作者就提出将微生物用于石油回收。50年代生物技术逐渐由石油向石油化工领域延伸,许多化工产品的生物生产技术和工艺相继出现。60年代,石油微生物学兴起,以石油为原料生产单细胞蛋白的工业化成为可能。70年代,生物分子生物学的突破,出现了生物催化剂固定化技术,与此同时,美国、欧洲及原苏联等都先后进行了微生物采油应用研究和实施。80年代,DNA重组技术和细胞融合技术的崛起,生物化学反应工程应运而生,为人们在石油化工领域开发精细化工产品提供了重要手段和工具。90年代,节能与环保成为人们关注的两大课题,能源与资源的合理利用,使得生物技术在石油化工领域的应用更加活跃。
面对21世纪石油与石油化工技术的挑战,清洁过程的开发,“绿色化学”产品的生产,生物脱硫技术正引起人们极大的关注。随着生物技术的发展,温和条件的合成反应将会继续受到重视,生物催化剂将大力推广,生物能源的替代,具有光、声、电、磁等高性能生物化工材料的应用,都将为石油化工技术注入新的活力,新的生物石油化工技术必将兴起。
二生物技术在石油化工中的应用
1生物技术在石油勘探中的应用
随着微生物培养技术及菌种数测定方法的不断改进,利用微生物勘探石油的技术得到迅速发展。根据直接探测油气的有关理论,地下烃类的向上渗透使地表和地球化学环境发生了变化。从生物圈角度来看,无论是根植于地下较高等植物,或是散布于其间的低等生物,都会发生变异,用现代生物分析检测手段(如微生物微量元素分析、毒素分析、DNA的PCR扩增技术检测)检测这种变异,再经过适当的数据处理,就可能达到预测油气藏的目的。现代石油工业根据石油的生物标志特征可以研究判断石油的生成相和油源。我国石油工作者就是利用生物标志特征判断出柴达木盆地西部剖面油砂和沥青的前身原油是成熟原油,它具有水体相对较深的湖相有机质形态,其源岩应该是侏罗系的。随着生物技术在石油勘探领域应用的拓宽与深化,生物与石油相关规律的研究将会取得更大的成果,有可能在深山密林、深海谷底、冰川、南北极等尚未开发的环境区域,探测到更多的油气矿藏,大大提高石油的储采比,增加石油储备。
2生物技术在石油开采中的应用
生物技术特别是微生物采油技术,已经引起石油工程技术人员的空前关注,目前在国内外开展的微生物采油先导性矿物试验已初见成效。利用微生物提高原油的采收率技术(Microbial Enhanced Oil Recovery简称MEOR)来开发我国丰富的资源,已成为生物技术发展的主导方向之一。微生物采油就是利用微生物代谢产生的聚合物、表面活性剂、二氧化碳及有机溶剂等物质进行有效的驱油。微生物采油技术与其它采油技术相比,具有适应范围广、工艺简单、投资少、见效快、无污染等特点,是目前开采油藏中剩余油和利用枯竭油藏最好的廉价方法,并且更符合环保要求。微生物采油技术起源于美国,发展至今已成为国内外发展迅速的一项提高原油采收率的技术,也是二十一世纪的一项高新生物技术。
其经历了:1930年~1965年的起步与探索,1965年~1980年的迅速发展,1980年~1990年的深入研究和矿场应用见效,1990年至今的现代微生物采油技术的发展等四个阶段。现代微生物采油技术的发展阶段主要是现代生物技术在微生物采油上的应用阶段。美国应用现代生物技术重组微生物菌体,构建基因工程菌,使微生物菌种具有较高的性能,大大促进和发展了生物技术在微生物采油中的应用。现代生物技术,特别是分子生物学技术的快速发展,使采油微生物研究已经进入了分子水平。分子生物学技术的发展,对微生物采油机理的研究产生了很大影响。PCR(Polymerase Chain Reaction)技术、DNA芯片技术等是研究微生物群落新颖的分子生物学工具。一1PCR与DNA芯片技术结合,可以对微生物采油菌种的油藏适应性、地下运移能力、增殖和增采能力进行准确可靠的认证,可以对油田地层中存在的微生物群落进行详细调查,并以此对具有微生物采油作用的菌加以利用,对有害菌进行有效防治,进而研究微生物的驱油增产机理,为调整各项技术工艺,优化方案设计和把握实验进程提供可靠依据。微生物提高原油采收率的真正成功或突破的关键在于“超级菌”的组建,因此,构建目的基因,培养较强竞争力的基因工程菌(Gene Engineering Microbe,简称GEM)是现代微生物采油技术的主要目标之一。利用基因工程,可针对性地培养有利菌株,拓宽微生物采油的菌种资源。
3生物技术在石油化工中的应用
① 微生物氧化烃类生产有机酸
微生物氧化烃类生产有机酸主要有二羧酸和一元酸。二羧酸主要有已二酸和癸二酸。一元酸主要有柠檬酸、琥珀酸。此外烷烃经氧化还可生产谷氨酸、富马酸、水杨酸等。
a. 酶催化丙烯腈生产丙烯酰胺
丙烯酰胺大部分以40%~50%的水溶液销售,低温下会析出胺的结晶。常规生产丙烯酰胺有硫酸水和法和铜催化水和法两种,前者工艺过程复杂,后者因反应中会生成加成反应而含有少量加成反应物。用酶催化丙烯腈生产丙烯酰胺,是将丙烯腈、原料水与固定化生物催化剂一起进行水和反应,反应后分离出废生物催化剂。得到产品丙烯酰胺。酶催化丙烯腈生产丙烯酰胺,产品纯度高,选择性好,丙烯腈转化率达99.9%以上。
70年代,日本日东化学公司使用Rhodococ—cus SP.N一774生物酶,经十年努力,成功开发了最初的生物催化生产丙烯酰胺的工艺,80年代中期建成规模为400t/a的工业化装置。其后日本京都大学发现了代号为B一23、J一1的生物酶并对工艺加以改进。90年代初,日本使用生物酶生产丙烯酰胺的能力已上升到1.5万t/a。
b. 烃类发酵生产二元羧酸
中长链二元羧酸是合成纤维、工程塑料、涂料、高档油等重要的石油化工原料,通常是通过化学方法制取。以石油馏分为原料发酵生产二元羧酸的研究已有近40年的历史。20世纪70年代初,日本矿业生物科学研究院(简称日本矿业)以正构石蜡为原料,微生物发酵氧化代替尿素加成法,生产相同链长的二元羧酸,80年代工业化,在世界上首先建成了150t/a的长链二元羧酸生产发酵装置。90年代初由发酵法生产的十三碳二元酸(“巴西羧酸”),规模已达200t/a,终止了传统的由菜籽油、蓖麻油裂解合成的历史,是石油发酵在石油化工领域工业化最早的例子L2j。日本矿业选用Candida trpicalis 1098酵母菌生产二元羧酸,日本三井石化公司则用拟球酵母Torutopsis生产长链二元羧酸。研究表明,酵母菌、细菌、丝状真菌都有不同程度氧化正构烷烃生成二元羧酸的能力,而假丝酵母、毕赤式酵母尤其是正构烷烃发酵生产二元羧酸的高产微生物。据报导l31,我国郑州大学等单位承担的“九五”国产科技攻关计划“十二碳二元酸合成尼龙1212工业生产试验研究”,最近已通过鉴定。该研究合成的长链高性能工程塑料尼龙1212所用原料,即是以石油轻蜡发酵生产的十二碳二元酸,这充分显示了生物技术在石油化工领域的成功应用。
②在其它石油化工方面的应用
生物技术在其它石油化工方面的应用主要有:由烯烃类制备环氧乙烷和环氧氧丙烷,以石油为原料生产单细胞蛋白,加氧酶在石油化工的开发利用,柴油生物脱硫研究与开发,石油微生物的脱氮的研究,生物法生产丙烯酰胺、1,3——丙二酸等。
结束语
随着社会发展和科学技术的进步,生物技术正逐步扩大到石油和石油化工行业,以更加有效的、经济的生物化学过程代替传统的化工过程。生物技术在石油化工中的应用,将为石油化工技术注入新的活力,新的生物石油化工技术必将兴起。
参考文献
① 黄惠娟.李潇. 生物石油技术研究应用[期刊论文]-内蒙古石油化工2009,35(7)
② 金花. 生物技术在石油化工领域的应用[期刊论文]-石油化工2003,32(5)
③ 黄永红.宋考平.薛建华. 生物技术的发展趋势及其在石油工业中的应用[期刊论文]-大庆
论文摘要:随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。
一、生物技术给农业发展带来机遇
广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。
生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。
生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)能获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。
生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。
生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。
在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。
生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。
同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。
二、利用生物技术发展农业应注意克服的问题
从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。
生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。
生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。新晨
论文摘要:随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。
一、生物技术给农业发展带来机遇
广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。
生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。
生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)能获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。
生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。
生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。
在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。
生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。
同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。
二、利用生物技术发展农业应注意克服的问题
从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。
生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。
生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。
中国沼气学会作为我国沼气领域学术交流的平台、政府和企事业单位间沟通的桥梁,为了进一步推动我国沼气科学技术的进步,加快新技术与新成果的转化,促进沼气事业又好又快的健康持续发展,在有关部门的支持下,拟于2011年9月组织召开“2011年中国沼气学会学术年会暨第八届理事会第二次会议”。现将有关事宜通知如下:
一、会议主题
拓展沼气技术发展领域,实现资源化高值利用。
二、组织形式
1.主办单位:
中国沼气学会
云南师范大学
2.承办单位:
云南师范大学太阳能研究所
教育部可再生能源材料先进技术与制备重点实验室
教育部生物能源持续开发利用工程研究中心
云南省农村能源工程重点实验室
云南省生物质能与环境生物技术重点实验室
云南省沼气工程技术研究中心
3.协办单位:
农业部科技发展中心
中国能源研究会农村能源专业委员会
4.媒体支持:
云南师范大学学报
《中国沼气》杂志社
中国沼气网
三、会议内容
1.交流近年来沼气领域的基础与应用研究成果;
2.交流沼气领域的前沿技术研究和最新进展情况;
3.介绍沼气工程示范与产业发展等方面的成果;
4.研讨未来沼气技术与产业的发展方向;
5.开中国沼气学会第八届理事会第二次会议。
四、会议时间
2011年9月26―28日,9月26日全天报到。
五、会议地点
本次会议将在云南省昆明市召开,具体地点见会议第二轮通知。
六、会议费用
1.本次会议收取注册费1000元/人,主要用于论文集及会议资料编印、会议室和设备租用等。其中,中国沼气学会会员代表800元/人,在校学生400元/人;
2.会议统一安排食宿,费用自理;
3.会议期间还将分三条线路,组织参观考察腾冲、大理和西双版纳的大中型沼气示范工程建设情况,相关费用将在第二轮通知中说明。
七、论文征集
本次活动将广泛征集沼气技术和产业化领域的最新研究成果及推广应用的学术论文或综述文章,并通过形式审查后,由《云南师范大学学报》收录及出版(具体要求见附件)。热诚欢迎沼气领域的会员以及专家、学者、企业家和学生踊跃参会、投稿交流。
八、联系方式
1,中国沼气学会秘书处
联系人:王素平、刘耕
电话:010-59199381、59199382 传真:010-59199383 邮箱:
2.云南师范大学云南省沼气工程技术研究中心
联系人:张无敌、徐锐、陈玉保
电话:13508714255、13888083229、13888821945 邮箱:
二一一年六月二十一日
附件:2011中国沼气学会学术年会论文征集
一、论文主要议题
1.沼气建设与节能减排(政策措施、资源评价、国际经验);
2.厌氧发酵生化代谢机理(微生物生境、厌氧消化基础理论);
3.农村户用沼气技术及其产业化(新型池、新工艺、新材料等);
4.大中型沼气工程(装置及工艺流程、废弃物处理、技术经济评价);
5.沼气及其综合利用(沼气工业化利用如发电、提纯等,发酵残留物综合利用)。
二、征文要求
1.与会者提交未公开发表过的论文(限5000字以内),按《云南师范大学学报》(自然科学版)格式要求;
2.论文需按A4纸排版,页边距上下为2.54厘米、左右为3.17厘米,以便于统一装订会议论文摘要集;
3.论文均应用Office2000以上软件排版,并通过电子邮箱发送至:ynbioggas@163,com云南省沼气工程技术研究中心;
一、台湾“国家型”科技计划的形成及发展脉络
上世纪50年代以后的台湾在经济建设方面积极奉行对发达国家产业的跟进政策,形成了50年代“进口替代”、60年代“出口导向”、70年代“重化工业”这样明显的产业发展阶段,基本形成了台湾的外向型产业体系。由于70年代的两次能源危机,作为台湾出口市场的发达国家经济停滞,台湾的经济也备受冲击。从1981年起,台湾制定和实施了十年经济建设计划,其目标是以科技升级为前导,带动经济结构调整和产业升级,也相继通过几次全台科技会议提出了推动能源、材料、信息、自动化、生物技术等“重点科技”并制定“国家科学技术发展十年长期规划”及“六年中期规划”等,试图从战略和政策层次强调以科学技术发展来推动产业升级,但实施效果却并不理想。其中的主要原因是,在台湾这种以中小企业为主的地方,企业规模小、技术开发能力弱,如果政府不给予足够政策引导和资金支持,企业在产业调整中往往是跟着市场随波逐流。所以,这一时期台湾行政当局也陆续采取了规划建立科技园区、推动科技专项计划、策略性工业发展政策和《促进产业升级条列》的制定等四项措施,力图提升企业在产业创新领域的活力。这些政策和规划层面的措施促成了台湾70年代以后的一轮产业结构快速调整,推动了台湾重化工产业的成长,显示出政策因素在台湾科技发展和产业结构调整中发挥的作用。但是,在台湾的产业结构中,超过九成的厂商为中小企业,而在中小企业中大部分的厂商没有研发部门,产业技术也基本遵循的是“面向出口”的消化吸收国外技术的跟随模式,呈现出政府与企业间创新投资不均衡、企业的研发投入强度小等问题,使台湾的产业调整和升级再次遇到发展瓶颈。
到20世纪的80、90年代,世界范围的高技术革命逐渐向产业界延伸,各国政府为了适应第三次技术革命的发展趋势,推动高新技术的应用和产业化,纷纷加强对科技的扶持和引导性资金投入以体现国家意志。以美国的“战略防御倡议”为标志,欧盟提出“尤里卡计划”、中国实施“863计划”等高度综合性的科技发展计划,各国政府对高技术的投入及对产业化的支持渐显成效。台湾行政当局也逐渐认识到,只有改善社会整体的创新环境才能够满足社会发展的需求并实现台湾产业从“代工制造”到“高值化制造”的根本转变,修正了以往以产业发展引导科技发展的政策,提出“科技导向”的经济发展战略,并开始创新体系的构建,相继提出了“科技岛”构想、建设“亚太高科技制造中心”、“亚太研究重镇”和“科技化社会”等目标。
为了发挥台湾的竞争优势并解决重大社会经济问题的需要,整合研发各阶段的优势,推动官、产、学、研整体的创新机制建设,台湾“?政院国家科学委员会”(以下简称“国科会”)于1996年提出设立“国家型”科技计划并拟定了《“国家型”科技计划推动要点》。该文件对台湾实施“国家型”科技计划的目的、批准条件,组织机构的构成及任务、经费编列及管理考核等进行了相应的规划。该“要点”对设立“国家型”科技计划提出了一些基本要求,即:必须有长期而明确的目标、能开发出创新技术,对产业发展或社会福利有重大贡献;具有跨部门、跨领域的且需要政府引导投入并给予长期支持;具有国际性、前瞻性,能够整合产业的上中下游以及官产学研资源并进行良好的分工合作,促进产业投资。在1998至2001年间,台湾“国科会”共批准设立了6个“国家型”科技计划,即:“防灾”、“农业生物技术”、“电信”、“制药与生物技术”、“基因组医学”和“数字典藏”,随后又设立了“系统芯片”、“纳米”和“能源”等计划。
二、各“国家型”科技计划的执行情况概要
台湾的“国家型”科技计划从1998年开始设立至今已有十五年,“国科会”前后共批准设立了十个“国家型”科技计划。其间,有些计划在执行过程中因研究环境的变化、承担实施机构的调整以及研究成果的应用和产业化等因素的影响,发生了计划的更名、合并或终止等情况,目前尚有七个“国家型”科技计划仍在继续执行之中。截至目前,台湾推动的“国家型”科技计划的名称、执行期限、预算及主要实施目标见下表:
计划名称 执行期限 总预算
(亿元) 计划实施主要目标
防灾计划(一期) 1998-2001
(四年) 10.4 结合学术研究与防灾专业机构,整合利用研究成果应用于防灾技术;加强政府各部门防灾有关基础及应用研究;建立防灾决策支持系统、建立维护防灾资讯系统;防灾救灾法规的修订及防灾救灾体系的运行检查和调整;扩大和提升相关国际合作范围及层次。
防灾计划(二期) 2002-2006
(五年) 30.7 协调政府有关部门系统开展防灾有关的上、中、下游科技研发工作,推动研发成果转化为实际防灾运用技术。防灾计划于2006年终止执行。
电信计划(一期) 1998-2003
(五年) 128.4 开展以3G为主的无线通讯技术研发,以宽带网络基础建设、提高宽带网络服务和宽带应用为主,建设试验网络,成为宽带网络重点技术的综合测试平台。
电信计划(二期) 2004-2008
(五年) 133.5 以无线通讯、宽带网络、应用服务三大领域技术为重点开展研究,配合产业推动、人才培养,推动台湾电信产业技术的提升与产业结构调整。“电信”计划于2009年后转为“网络通讯”计划。
网络通讯计划 2009-2013
(五年) 41.4(注) 以电信应用有关通讯技术(包括通讯、信息与综合应用服务技术)研发为主轴,同时完善发展这些技术所需的法规环境;开展接入技术、通信软件及平台技术、应用服务技术及法规环境研究等。
农业生物技术计划(一期) 1998-2001
(四年) 7.9 开发本土农业生物技术产品的有关技术(涉及的领域包括:花卉与观赏植物、植物保护、水产养殖、畜产/动物用疫苗、农产品保鲜利用、环境保护及保健/药用植物等),建设相关科技资源及研发与应用体系。
农业生物技术计划(二期) 2002-2004(三年) 19.9 整合农业技术上、中、下的人力、物力和科技资源,加强本土具有产业开发潜力的研究,落实产业应用,提高生物技术产品的国际竞争力。
农业生物技术计划(三期) 2005-2008(四年) 25.72 推动兰花等花卉的产销体系、中草药及保健食品产业化体系、优良猪鸡生产体系、生物反应器生产相关技术开发、基因改性生物(GMO)评估技术及产业认证等15项产业化建设,实现商品化。
制药与生物技术计划(一期) 2000-2002(三年) 10.6 以本地抗癌天然药物的研发为主,从上游的化学药物研究(包括合成、天然化合物)、生化药物(包括重组蛋白、抗体)及生物医学芯片;中游的药物毒理、制剂、GMP生产及临床实验;下游的药物市场开拓(GMP量产)等。该计划从第二期更名为“生物技术与制药”计划。
生物与制药技术计划(二期) 2003-2006(四年) 75.9 重点是在一期计划范围内加强相关资源的整合并增加开展小分子和蛋白药物的研发。
制药与生物技术计划(三期) 2007-2010(四年) 33.96 在整合第1、2期计划成果的基础上,以癌症药物、糖尿病药物、心血管药物及神经药物的4大类药物为目标,开展上、中、下游的综合研发。
基因组医学计划(一期) 2002-2004(三年) 72.7 以基因组相关基础研究为主,开展疾病预防、诊断与治疗,特别针对台湾常见病,结合基础研究、动物模型与测试、临床实验、技术转让等开展研发,完成基因药物开发,促进产业技术应用。
基因组医学计划(二期) 2006-2010(五年) 76.16 以癌症、糖尿病、心血管疾病、神经性疾病和传染病相关研究为主轴,整合各部门的药物研发资源,促进上游研发成果的产业化应用,建设及运营相关核心设施,开发具有产业化潜力的技术,提供技术支持,辅助生物制药业者投入基因组相关研发应用。
数字档案计划(一期) 2002-2006(五年) 27.8 将台湾重要文物藏品进行数字化,以实现文物的数字化典藏。
数字学习计划(一期) 2003-2007(五年) 40.1 整合数字化学习平台,发展整体数字化学习。
数字典藏与数字化学习计划 2008-2012(四年) 36.78 本计划是2007年由“数字典藏”与“数字化学习”两个计划合并而成。计划主要目标:以“以典藏多样台湾,深化数字化学习”为目标,推动数字典藏、数字技术研发与整合、数字核心平台、相关学术研究和社会应用推广、推动数字典藏与数字化学习的产业发展、数字化教育网络、语文数字化教学、海外推展及国际合作等。
系统芯片计划(一期) 2002-2005(四年) 76.7 发展具有知识产权的整合电子设计自动化软件,重点在于建立平台,将系统封装技术应用于实际产品,根整合产学研力量,将台湾建设成全球系统芯片设计中心。
系统芯片计划(二期) 2006-2010(五年) 101.36 建立丰富的知识产权,整合电子设计自动化软件,提供优良的设计环境,加速由系统封装向系统芯片制造转变,创新性产品开发、先进技术的整合及人才环境的全球化。
纳米计划(一期) 2003-2008(六年) 231.9 提升纳米技术研究的原创性,建立纳米技术平台,加速纳米技术产业化,建立国际级纳米共同实验室,加速培育纳米人才,开创以技术创新、知识产权创造为核心的高附加值知识型产业。
纳米计划(二期) 2009-2014(五年) 62.2(注) 开展纳米前瞻研究,支持纳米电子/光电、纳米仪器研发、能源与环境技术、纳米生物技术、纳米材料与传统产业技术应用,使研究成果转化为产业竞争力,推动纳米科技产业化。
能源计划 2003-2007(五年) 303.22 提升能源自主与安全、减少温室气体排放、开场能源产业、提升能源使用效率、改善能源使用结构
注:仅为2009-2010年两年的预算。
三、台湾实施“国家型”科技计划的一些特点
台湾各“国家型”科技计划涉及的领域相对单一,主要为经济产业、生物技术及民生科技三个领域,而2009年设立的能源计划则比较综合,涉及的领域相对较广。从计划实施十五年的变化来看,台湾行政部门在推动和执行“国家型”科技计划时,也采取的是一种“摸着石头过河”的思路,根据计划执行环境、研发方向和目标取向的变化,对计划实施的领域选择、名称、主管机关、承担机构、执行期限、研究重点及投入等都在不断进行调整。总体看来,有以下一些特点:
1.经济产业类计划的领域选择。在经济产业类计划中(含网络通讯、系统芯片、纳米及能源计划),均被认为是推动台湾经济发展所需的重要技术,并且是促进台湾产业转型的关键技术。由于从代工产业发展而来的台湾企业在计算机、半导体、芯片制造、电讯和网络等信息技术领域有着雄厚的产业基础,它也是台湾制造业的优势领域,研发水平也不低,因此在经济产业类项目中列入网络通讯(原电信科技)项目不足为奇,而系统芯片则是在上述领域拓展智能化所必需的技术。因此,网络通讯、系统芯片计划都可以看成是为信息技术产业升级提供支持。纳米技术及其产业在全世界也属于新兴产业,其产业化尚不成熟。台湾在纳米领域原本没有多少基础研究的优势,但看重的是纳米技术将对人类生活产生全面的影响,有可能引发一场技术革命和产业创新浪潮,因此将纳米技术列为“国家型”科技计划之一。纳米计划以人才培养及核心科研设施建设为主,以推动纳米学术研究及产业化为目标,以期抢占技术先机,获得产业竞争的先发优势。由于经济产业类计划大都涉及到台湾产业的强势领域,因此计划的投入相对较高。这一方面是因为相关产业基础雄厚,研发人才和研发基础完善,需要较多的投入才能满足业界的需要,同时这些计划也被寄予了推动台湾产业转型、实现研究成果产业化的较高期望。
2.生物技术类计划的领域选择。在生物技术类计划中(含农业生物技术、生物技术与制药及基因组医学计划),涉及前沿的分子生物技术,并与民生与健康产业息息相关。由于台湾在农业技术领域有一定的研究传统和基础,精准农业及其相关技术较为发达,将农业生物技术列入“国家型”科技计划可以在既有的农业技术优势的基础上,利用生物技术改造传统农业,能够促进精准农业的产业化发展并有助于提高台湾农产品的竞争力。而生物制药及基因组医学在台湾并无太大的基础研究优势和技术应用基础,将其列入“国家型”科技计划的考虑也是期望通过加大对生物制药及基因组医学研究的投入,从而在台湾创造出新的产业或者推动现有传统产业的升级改造。同样,这两项计划的内容也可能基本限于开展前瞻性的研究,离推动相关产业发展的目标尚有不小的距离。但从这些计划的实施过程的变化中可以看出,涉及农业的研究比例在逐渐下降,计划项目的投入近年来在逐渐向纯生物技术研究领域倾斜。
3.在民生类计划中(含防灾、数字典藏与数字化学习计划),与社会安全、教育和社会文化密切相关。“防灾”科技计划是台湾最早开始实施的“国家型”科技计划之一。由于台湾地处亚热带地区,台风频繁且台湾属于世界上有感地震最频发的地区之一,有73%的土地和人口处于易遭受地震、洪水及干旱等自然灾害之中,在世界上也属于易受自然灾害损害的地区之一。因此,将防台风(含气象、防洪与泥石流研究)、防震(地震及地震工程研究)及体系建设(防灾救灾体系、社会经济和防灾救灾信息),促进科研成果的应用等列入防灾科技计划之中开展重点研究,该计划与推动产业化发展关系不大。数字典藏与数字化学习是唯一一项涉及文化教育领域的“国家型”科技计划,主要为适应知识社会发展趋势及数字化时代的需求,平衡社会与经济发展的需要,在知识经济产业化方面进行探索,为文化教育领域的发展提供支持。民生类计划的投入在整个“国家型”科技计划中所占的比例原本就不高,而且在实施过程中还出现了计划的“关、停、并、转”现象,研究领域逐步缩减并且单一化,目前仅有“数字典藏与数字化学习”一个计划尚在执行中。这种现象可以理解为,这类计划被认为与推动产业升级和提升台湾经济作用有限,与设立、实施“国家型”科技计划的初衷联系不紧密,因此逐渐被边缘化。
4.能源“国家型”科技计划是台湾“国科会”推动的第十个“国家型”科技计划,其涵盖的领域相当广泛,其性质也比较特殊。由于能源技术是近百年来全球技术开发的焦点,属于相当成熟的技术范畴,因此需要开展基础研发的技术和进行产业化拓展的空间并不太大。由于台湾常规能源缺乏,99%的能源需要进口,而风力、太阳能和潮汐能等可再生能源技术的发展和应用在台湾反倒有一定的空间。因此,能源“国家型”科技计划把重点放在了节能减碳、能源技术(重点在可再生能源技术)及能源技术综合利用、政策规划与人才培养等方面,研究课题涉及的范围广,首期计划(五年)的预算就达到300多亿元。由此看来,能源“国家型”科技计划不能看着是一项单纯的经济产业类计划,它与社会发展和民生都密切相关。
关键词: 生物技术专业 目标定位 教学改革 综合院校
21世纪生物产业成为继信息产业之后世界经济中又一个新的主导产业,生命科学及生物技术的重大突破正在迅速孕育和催生新的产业革命。近年来,高等院校尤其综合性大学纷纷设置生物技术专业以适应经济和社会发展对生物产业人才的需求,但是,在专业设置上存在着明显的“生源需求导向”,在人才培养目标的定位上是“模糊的复合型”,在教学上倾向于重理论轻实践。上述问题的存在制约了生物技术专业整体的建设与发展。尤其随着经济社会的发展和高等教育的大众化,高等教育的目标也发生了一定的变化。因此,综合院校生物技术专业培养目标的定位和教学改革是一个值得深入探讨的课题。
1.综合院校生物技术专业教学改革的思路和目标
近年来,我国综合院校生物技术专业在教学上更多地沿袭了学历教育的教学方法,始终未能彻底摆脱学科型教学模式的束缚,成为传统本科教育的“翻版”。因此,积极探索符合综合院校生物技术专业人才培养目标的教学改革已成为当务之急。
1.1课程体系开发的思路和目标
课程体系建设中,要改变传统的“学科本位”课程观,按照“厚基础、宽口径、广知识、强实践”的培养目标,向“多元整合型”方向发展,形成一种“多元整合”的课程观。主要改革思路是:注重生物技术与产业化管理相结合,增强课程设置的灵活性,形成模块化、弹性化的课程体系,适应行业和社会对应用人才规格多变的需求。要改变传统生物技术专业的专业课程设置方式,开设以上游应用技术为背景的模块化专业课程,如生物制药技术、食品生物技术、农业生物技术、基因工程药物等;同时,增设以“下游工程”为背景的营销、物流、管理等经济管理类模块化专业课程。模块化专业课程的设置,能够让学生以行业需要为主线,将所学的知识串联起来,构建相对系统的理论知识和实践技能。另外,还需开设关于生物技术前沿的讲座及与生物技术相关的法规、知识产权等弹性化课程,以适应日新月异的生物技术及其相关产业管理的需要。
1.2实践教学建设的思路和目标
要改变传统重理论轻实践的教学思路,使生物技术教育向实践应用方向发展,实践教学建设就要紧紧围绕生物技术产业对“双料人才”培养的要求,按照认知实习模块、基本技能训练模块、技能强化综合训练三个模块的特点,构建由实验实习、专业实验实习、社会实践系列所组成的新的实践教学内容体系,并制定相应的评价标准。具体可重点考虑以下实践教学环节:(1)生物技术产品的生产、分析检测;(2)生物技术应用性科学试验与技术推广工作;(3)生物技术产品的市场调查及前景预测;(4)生物技术产品的营销和物流管理;(5)生物技术企业的生产运作管理、信息与技术资源管理与质量管理,等等。
1.3注重教师综合能力发展和引导
教师在教学中要加强对学生引导作用,专业教师在教学中的角色首先是学生将来从事本专业岗位的“榜样”,然后才是教育者,而只有“复合型”教师才能够胜任生物技术专业的教学工作。学校应该重视专业教师的全面发展,努力加强“复合型”师资队伍建设。鼓励教师参加教师“岗位”技术培训和进修,保证知识技能的不断更新;鼓励教师参加与岗位相对应的技术等级和技术水平考试;鼓励教师参与应用型课题的开发与研究,加强与企业的联系与合作。“复合型”队伍的建设是专业建设的重中之重,学校应把“复合型”师资建设作为一项长期性工作来抓。教师自己也要抛弃过去的简单理论教学的短期行为,努力提高自身综合素质,加强理论和应用的结合。这样教学才能有特色,教育质量才能有保证,培养出来的毕业生才能得到社会的认可和欢迎,才是综合院校生物技术专业长远的生存和发展之道。
2.生物技术专业培养目标的定位
2.1人才层次定位
随着社会经济发展,社会对生物技术专业人才的需求是有层次和类别之分的。传统学科型教育在人才层次定位方面有自身的特点,学科型高等教育以学科建设和发展作为专业改革和建设的出发点,培养目标突出“学术型”人才层次。但由于社会经济的发展和高等教育的大众化,这一目标要有改变,要以需求为导向设置专业,围绕地方或行业经济发展的需求开展专业教学建设,培养目标突出“理论﹢应用型”人才层次。综合院校生物技术专业培养的人才必须适应时展的要求,紧密依托行业或企业,满足社会对应用型人才的需求。因此,综合院校生物技术专业人才层次定位应立足于培养高素质的理论应用型专门人才,这既不同于研究生阶段培养的“学术型”人才,又不同于高等、中等职业教育培养的“操作型”人才。对于有兴趣、能力,愿意以后从事生物技术研究相关工作的学生,要培养他们成为“学术型”人才,除了具备理论应用型专门人才知识体系,还要把握生物技术研究前沿和总体进展。
2.2知识结构和素质能力定位
我国生物技术产业面临的主要问题是“重研究、轻应用”,不能形成“科研—商业化”的良性循环[1]。造成这一问题的主要原因就是企业管理、市场营销等方面的人才大多不懂生物技术,同时专业的“学术型”人才又不懂市场开发。据权威人士估计,我国在生物技术领域中,“上游开发”仅比国际水平落后3—5年,而“下游工程”却至少相差15年以上[2]。改变这一状况,需要大批既熟悉生物科技知识,又熟悉产业化诸多环节的复合型“双料人才”。因此,学生在学习公共基础课和专业基础课的基础上,还应学习法律、企业管理、市场调查与预测、市场营销、物流管理、电子商务等工商管理专业类的知识,让在校学生具有复合型人才所需的知识结构。综合院校生物技术专业学生素质能力定位的依据是人才层次的定位。为了适应“上下游工程人才”培养的需要,学生应具有良好的职业道德素质、广博的知识素质、较强的能力素质和健康的身心素质;了解、掌握生物技术及应用专业的知识与技能;具备外语、计算机、法律、管理和经济应用文写作基础;具有较强的市场经济意识、社会适应能力和职业转换能力;具有较强的组织能力、协调能力和团队合作精神。
2.3职业取向定位
有些综合院校生物技术专业的职业定位只针对某一单独的岗位,例如食品发酵领域。随着社会人才总量的不断增加,企业对人才的要求越来越高,相关企业对人才的需求主要为高层次生产或管理人员;对于一线操作任务,出于自身经济利益考虑,企业多由高职或中职生来完成,对本科毕业生的需求有限[5]。因此,职业取向定位的狭窄性,给学生的就业方向造成了一定的模糊性:在生物技能工作岗位竞争不过高职生和研究生,在企业经营管理工作岗位又没有明显优势。为了使培养出来的人才有较强的适应性和就业灵活度,职业取向定位必须有明确的行业依托,即根据行业特点和要求,针对相关岗位确定职业岗位,例如,可以与农业、食品、药品、发酵、园艺、环保等行业或领域相结合。这种面向职业岗位的人才定位,既可避免人才培养目标上的“模糊不清”及“重理论带来的不适用”等不足,又能够培养出真正满足不同行业不同岗位需要的应用型人才,并能够让学生以行业需要为主线,将所学的知识串联起来,构建相对系统的理论知识和实践技能。另外,还需开设与生物技术相关的法规、知识产权等弹性化课程,以适应日新月异的生物技术产业管理的需要。
3.南通大学生物技术专业培养目标定位和教学改革的实践
南通大学生物技术专业自设立以来,经过近几年的改革与发展,通过不断探索专业培养目标定位和深化教学改革,生物技术专业课程建设走向了健康发展的轨道,现已成为定位较准确、特色较鲜明的专业。
3.1培养目标
根据对南通市,以及长三角地区的生物技术及相关行业人才需求情况调研,结合我校的专业优势和条件,我们对生物技术专业的人才培养目标在人才层次、知识结构、素质能力和职业取向等方面都进行了准确的定位,并在教学实践中形成了鲜明的专业特色。具体而言,我校目前生物技术专业的人才培养目标为:符合南通市,以及长三角地区生物技术及相关产业需要、具备基本从业道德和职业素养、掌握现代生化技术及产业化科学原理、工艺过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物化工、生物发酵、生物制药、药物分析、环境治理及保护、食品加工及制造等相关领域从事开发、生产、检测、营销、运输、仓储、配送、管理或科研辅助等工作的理论应用型专门人才。近年来,我校生物技术专业总体质量和综合素质都得到了明显的提高,学生的从业单位反响良好,初步树立了生物技术专业在本行业中的名声。
3.2教学改革实践
根据专业培养目标定位,在教学改革实践中,既要考虑知识的衔接及其先后程序,又要符合教学规律、循序渐进规律、因材施教规律、学生身心发展规律等;既要通过教学内容、课程体系和实践实习的改革,将知识传授、能力培养、素质教育融为一体,又要加强师资队伍建设,打造一支高质量的专兼结合、校企互通的能工巧匠型教学团队。
3.2.1教学内容和课程体系改革
生物技术专业的教学内容和课程体系改革必须体现职业生涯发展目标,要尊重学生基本学习权益,给学生提供多种选择方向,使学生获得个性发展与工作岗位需要相一致的职业能力,为学生的职业生涯发展奠定基础。因此,我们将教学内容和课程体系分成三大部分:职业基本素质课程、专业基础课程和专业拓展课程,其中,专业拓展课程是我们今后课程体系改革的重点。在专业拓展课程的设置上,结合我校为综合性院校的优势,我们鼓励学生选修以企业管理、市场调查与预测、市场营销、电子商务、物流概论和经济法等经济专业为主的其他学院的课程,或要求辅修取得这些与生物技术应用相关专业的第二学位,完善生物技术专业职业岗位的知识体系。
3.2.2实践教学改革
目前,无论是教师还是学生都明显存在着重理论、轻实践的教学倾向。为此,我校生物技术专业在加强实验室硬件建设的同时,从实验的内容、方法和管理改革入手,强化实验的考核、认知实习和顶岗实习,确保实践教学的质量。
首先,增加投入,改善实践条件。尤其近几年来,我们利用生物学作为学校申博的支撑学科优势,积极争取国家和学校资金,来改善生物技术实验室的设备。我校现有的生物技术专业实验室存设备齐全,基本能够满足与生物科学相关实践实验教学的需要。
其次,借助外部资源,实行资源共享。生物技术专业属于高投入专业,实验设备等各项投资大,尤其是代表上游生物技术发展的基因工程领域学科的实验仪器特别昂贵,在现有办学体制下,对于一个地方教学研究型高等院校,短期内通过筹资方式解决实验室经费不足问题是不可能实现的。因此,我们在仪器购置和实验课程的设置方面并没有简单照搬研究型院校的实验室建设模式,而是整合学校内部及外部资源,实现资源共享。例如,有些大型精密仪器使用就是借助医学院实验室;与生物技术相关工程设备借助机械学院,借助校企合作平台,采用“共建共管共用”的运行机制,不断开辟新的校外实训基地并长效运作,现在我们已经与南通百奥制药有限公司,南通伊士生物工程有限公司,海门联海生物和江苏赛奥等生物工程有限公司等多家知名企业签订了校企合作协议。
最后,合理调整实践教学计划。综合院校生物技术专业重点应突出理论应用技能培养,达到这一目的,应保证有一定时间参加社会实践和实习,并能在生产实践中得以应用。为此,我们建立了实践见习,科研导师,毕业实践教学体系。实践教学在大二就开始,通过前一年年在校学习基本理论知识及基本操作技能,适时到实践实习基地进行短期训练,大三时学生在前两年学校理论学习基础上,选择导师,参加导师的科研工作。在辅助导师的科研工作中提高学生操作技能,培养学生对生物技术专业的兴趣。大四的毕业实践,是我们实践教学的一个重要环节,老师提供研究课题,学生根据自己的兴趣选择毕业论文研究课题,通过老师和学生的双向选择,大大提高了毕业实践的效率。在长达半年多的实践中,学生切实提高了实际操作能力。这些实践练习,有效缩短了由学生转化为职业人的时间,使我校毕业生大多能较快进入状态,受到了用人单位的普遍欢迎。
4.展望
近年来,生物科学和生物技术获得了突飞猛进的发展,国际上很多重大成果的出现,都与生物技术密切相关。国内的生物技术产业也正处于一个快速发展的起飞阶段,要使科研成果以最快的速度转换为生产力,我国迫切需要大批既熟悉生物科技知识,又熟悉产业化诸多环节的复合型人才。虽然我国生命科学学科目前每年有四五万名毕业生,但是由于生物学科仍然采用传统意义的学科分科和专业分支,教育模式和知识结构并没有相应更新。“下游工程人才”培养的缺位,已成为制约生物技术产业发展的瓶颈,这就要求综合院校生物技术专业应重新审视和准确定位人才培养目标,与时俱进地进行教学改革,让在校学生能够向复合型人才靠拢,以便更好地适应生物技术及其产业对新类型、新能力人才的需要。
参考文献:
关键词:新建地方本科院校;生物技术专业;教学改革;素质教育
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)08-0057-02
新建地方本科院校大都是由地方师范高等专科学校合并而成,其培养的毕业生大都从事中小学的教学、销售、初级技术员工作,已经不能满足我国工业化和城镇化高速发展形势下对高级专业人才供不应求的需求。生物技术专业是一门实践性很强的学科,其研究方向为生物学研究与应用技术,传统生物技术包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程,现代生物技术发展到高通量组学芯片技术、基因与基因组人工设计与合成生物学等系统生物技术。普通高校生物技术专业要求学生掌握较系统的生物技术理论与实验技能,能从事与生物技术相关的生物制药、销售和管理等工作。因此,普通高校需要在实验教学中重点培养学生的实践动手能力。
一、新建地方本科院校转型期的特点
转型期新建地方本科院校具有三个显著特点。
1.培养地方性应用型人才。新建地方本科院校应立足地方人才需求,根据自身办学领域和优势专业,制定相应的人才培养目标,转型应以培养地方性应用型人才为导向。
2.办学经费严重不足。新建地方本科院校办学经费获取途径较少,主要来源于各级政府财政专项拨款、社会和企业捐赠以及申报的各类科研经费,与综合类重点高校相比劣势明显。办学经费受限,严重限制了新建地方本科院校转型发展深度,限制了学生的专业培养水平。
3.发展空间受限。新建本科院校一般位于地理位置相对较偏远的地市级中小城市,远离以经济、政治、文化为中心的省会城市,对高层次专业技术人才的吸引力不够,从而使得新建地方本科院校师资力量和水平提高受限。另外,由于新建地方本科院校偏离繁华城市,外地和本地学生均不愿意报考,导致其生源受限。此外,新建地方本科院校办学基础硬件和软件设施较差,对高层次专业技术人才的吸引力不够,也限制了新建地方本科院校的发展。
二、新建地方本科院校生物技术专业人才培养存在的问题
新建地方本科院校由于其办学历史、地理位置、办学定位及学科发展等差异,其专业发展层次和水平也存在较大差别,在专业技术人才培养方面产生了许多问题,阻碍了专业技术人才培养水平和新建地方本科高校转型发展的深度。现以南阳师范学院生物技术专业为例,剖析其在生物技术专业技术人才培养方面存在的问题,其问题主要体现在以下几方面。
1.专业课程设置不够合理。新建地方本科院校生命科学与技术学院生物技术专业在专业课程设置方面不合理,偏重理论学习轻实践实习,导致学生专业学习兴趣不浓厚,学生专业技能掌握不够好,毕业生就业形式不乐观。如今高校招生和毕业生就业率挂钩,就业率低使招生数量减少,也使得生物技术专业招生计划不稳定。学生进校后,生物技术专业转学的学生也不少,导致学生数量达不到招生计划。由于生物技术专业实践实习课程偏少,学生专业素养表现出眼高、手低的趋势,这也是生物技术专业毕业生就业率不高的一个重要因素。还有50%的学生通过上研究生缓解就业压力。
2.理论教学与实践教学严重脱节。生物技术专业本科毕业生就业方向多为生物制药公司或者仪器销售,要求学生能够较熟练的掌握相关基本技能。生物技术专业教学过程中理论教学与实践教学严重脱节,包括理论教学与实践教学时间错开、教师重理论教学轻实践教学、实践教学课时严重偏少等,从而降低了生物技术专业毕业生的就业竞争力。
3.教师考核方式不利于教学转型与教师的上课热情。目前,普通高校对教师教学效果的考核还是以课堂与学生互动情况、教案和课件准备等为标准,对教师职称评定考核以申请多少科研课题、获得何种科研奖励、发表多少学术论文为标准。教师考核方式的单一模式化让很多本来有激情的年轻教师不得不花费大量的时间和精力制作“标准化”的课件和教案,不能与学生就生物技术专业国际研究前沿和热点问题展开深入的探讨和分析。单一的教师考核方式,不仅严重降低了年轻教师的教学主观能动性和继续提高自身专业技术水平的积极性,还严重抑制了年轻教师的上课热情。
4.学生专业兴趣不高阻碍教学改革的深入。新建地方本科院生源大部分来源于本地区,且生源层次较低,以致学生专业学习兴趣不高。学生专业兴趣的缺失严重影响了学生的学习热情,只能被动的适应高校转型期的专业教学改革。因此,要实现新建地方本科院校转型与生物技术专业改革的双赢,首要要提高学生的专业兴趣,进而提高学生的专业素养,培养出高素质的地方性应用型专业技术人才。
三、新建地方本科院校转型与生物技术专业教学改革对策分析
1.新建地方本科院校转型对策。新建地方本科院校要站在生存与发展的战略高度,基于地方社会经济发展现状与趋势,提升服务地方社会经济发展的能力。地方高校要充分认识到高校转型与专业教学改革对学校发展的重要性,解放思想,明确办学定位,强化高校服务地方社会经济发展的使命感,从地方社会经济发展需求出发,提升专业技术人才培养水平。地方高校应坚决避免专业技术人才培养与地方需求脱节的弊端,应积极适应地方需求,提升自身在地方政府社会经济发展决策中的重要性。鉴于此,地方高校应积极响应国家和地方政府提出的转型发展统筹规划,做到以下几个要求:一是进一步明确应用型本科定位;二是从企业引进高层次专业技术人员,推动“双师型”教师结构队伍建设;三是优化应用型专业设置和专业课程结构,推动应用型专业教学改革;四是积极与地方企业合作,形成校企合作的双赢局面和良性循环。2.生物技术专业教学改革对策分析。合理选择教材并及时更新教学内容。有研究表明,课堂教学知识与身边所见所闻越贴近,学生越容易接受,越容易学以致用。地方院校学生主要来源于本地区,大多数毕业生选择在本地方与所学专业有关联的企业工作。因此,需要根据地方企业对生物技术专业人才的需求,合理选择教材,增加实践教学课时。地方高校应彻底改变重理论教学轻实践教学、重闭卷理论考试轻动手设计操作能力、重课堂学习轻企业实践等弊端,建议采取理论教学、实践教学、企业实践三者并举的新教学模式,强化实践课学习,培养和提高学生的动手能力和实际操作能力,达到地方性应用型人才的标准。
加快师资队伍建设与应用型转型。决定新建地方本科院校能否成功转型的一个重要指标就是师资队伍建设及应用型转型。教师是学生获取知识的主要途径,如果教师本身思想没解放,依旧照本宣科,学生接受的必然也是陈旧的知识体系,不利于高校转型与专业教学改革最终受体(学生)的理论水平与专业技能水平的提高。加速师资结构调整,注重教师队伍老—中—青搭配,从企业引进高层次专业技术人才补充到教师队伍,派遣优秀青年教师到相关企业进行实践锻炼,通过培训等方式提高教师队伍业务水平,培养一批既有深厚理论素养又有实践操作能力的“双师型”教师队伍。
积极改善专业实践教学条件。地方高校应充分意识到实践教学对生物技术专业人才培养的重要性,多途径增加学生实践学习的机会。学校应积极与地方相关企业开展校企合作,了解企业专业理论与技术需求,派遣优秀青年教师带领学生到相关企业进行实践学习。同时,地方企业也应积极配合地方高校专业教学改革,为地方高校提供和建立学生专业实习基地,给学生提供更多更直接的专业技能锻炼机会。
改革教师评价机制。提高教师的上课热情与教学效果,需要从两个方面着手:一是教师本身要不断完善自身性格,提高自身专业修养,培养自身职业道德素养和社会责任感,以教书育人为己任,提升教学水平;二是地方高校要改革教师评价机制,尤其要改革教师职称评审中重课题、论文和课件、教案的纯理论式的评价标准,把教学效果、学生实践能力、学生就业指导等加入到教师评价标准体系,从评价机制上激发教师转型的积极性。
四、结语
总的来说,新建地方本科院校以培养“应用型技术人才”的转型是国家对现代教育体系改革做出的尝试性改革,是我国高等教育从应试教育向素质教育转型的必然结果。新建地方本科院校转型期特点决定了其教学改革方法的多样性、持续性和广度。目前我国地方院校的专业教育存在着不少的问题,要解决这些问题,首先政府要为学校转型创造良好的条件,且学校自身也要积极响应转型发展;其次要合理选择教材并及时更新教学内容,加快师资结构与教师队伍的转型,积极改善实践教学条件,改革对教师的评价方式,从各个维度来加速专业教学的转型,促进专业教学质量的提高。
参考文献:
[1]侯俊华,汤作华.提升地方高校核心竞争力的研究[J].中国高等教育,2007,(8):81-82.
[2]舒锦宏.地方高校实践教学模式研究[J].中国电力教育,2009,(6):125-136.
[3]赵明洲,汪华君.地方高校转型期采矿工程专业人才培养存在的问题及对策研究[J].教育教学论坛,2015,1(3):193-194.