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【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代生物技術(shù);農(nóng)業(yè);影響
一、現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用的重要意義
農(nóng)業(yè)是生物技術(shù)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。由于現(xiàn)代生物技術(shù)可以培育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病蟲、抗逆的農(nóng)作物以及畜禽、林木、魚類等新品種;可以進行再生能源的利用,解決能源短缺問題;可以擴大食飼料、藥品等來源,滿足人類日益增長的需要;可以進行無廢物的良性循環(huán),減少環(huán)境污染,充分利用各種資源等。因此現(xiàn)代生物技術(shù)越來越受到各國政府和企業(yè)界所關(guān)注,被認為是新世紀農(nóng)業(yè)科技的先導(dǎo)部分?,F(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展為我國解決農(nóng)村,農(nóng)業(yè),農(nóng)民問題提供了良好的契機。
二、現(xiàn)代生物技術(shù)的利與弊
(一)生物技術(shù)給生態(tài)帶來的益處
利用生物技術(shù)提高現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力可以減低農(nóng)業(yè)向原始的、自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源開發(fā)新的產(chǎn)品。
(二)生物技術(shù)給環(huán)境帶來的益處
1、降低污染。生物技術(shù)已用于生產(chǎn)抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產(chǎn)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(zhuǎn)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(tài)環(huán)境。
2、人造氮肥。在許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū),土壤氮素可利用量是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提高的一個重要因子。而一高科技農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)使用人造氮肥是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的。制造氮肥要利用大量能源,據(jù)統(tǒng)計,英聯(lián)邦農(nóng)場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產(chǎn)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。
3、固氮。除此之外,農(nóng)業(yè)土壤的氮素流失是水體富營養(yǎng)化的主要原因。生物技術(shù)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(yǎng)分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進土壤養(yǎng)分的釋放,從而促進作物生長;真菌也能通過分解有機物質(zhì)(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。轉(zhuǎn)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(tài)環(huán)境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現(xiàn)這個目標。
三、現(xiàn)代生物技術(shù)的影響
(一)經(jīng)濟角度來說。從經(jīng)濟角度上講,生物技術(shù)帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發(fā)達國家與發(fā)展中國家貧富差距進一步擴大。因為,生物技術(shù)公司主要集中在發(fā)達國家,發(fā)達國家可以通過輸出生物技術(shù)產(chǎn)品而獲得利潤。
(二)對人體健康方面。與此同時,發(fā)展中國家由于技術(shù)、及其產(chǎn)品還遠沒有被廣泛接受。生物技術(shù)可能引起生產(chǎn)方式和人類健康的退變。這種情況可能會隨著需要特定處理的轉(zhuǎn)基因作物的出現(xiàn)而產(chǎn)生,特別是抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)。農(nóng)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。生物技術(shù)在食品上的應(yīng)用對發(fā)展中國家的農(nóng)民也會造成許多困難。生物技術(shù)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(fā)人體過敏反應(yīng)的基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物時,例如,堅果能引發(fā)人體過敏反應(yīng),若它的基因被導(dǎo)入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預(yù)防起見,轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品必須經(jīng)免疫測定篩選后才能利用。
(三)對生態(tài)環(huán)境。生物技術(shù)也可能引發(fā)環(huán)境問題。人們利用生物技術(shù)生產(chǎn)出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時,也導(dǎo)致生物多樣性遭受嚴重破壞,這一結(jié)果是由于生物技術(shù)促進農(nóng)作物向它原本不適應(yīng)的地域擴張而造成的。生物技術(shù)同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。另一個令人擔心的是:轉(zhuǎn)基因植物、動物、微生物脫離當?shù)剞r(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)所造成的危害。許多有意或無意的動植物引起當?shù)貒乐氐纳鷳B(tài)問題。最明顯的例子是澳洲引進的兔子。至于轉(zhuǎn)基因作物脫離當?shù)剞r(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)后有可能引發(fā):第一,轉(zhuǎn)基因作物使自生作物成為嚴重的雜草問題;第二,轉(zhuǎn)基因作物通過雜交后產(chǎn)生雜種;第三,轉(zhuǎn)基因作物影響食物安全。任何一種轉(zhuǎn)基因作物都存在對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生沖擊的可能性。
(四)綜合展望。未來20年,隨著世界人口的增長,農(nóng)業(yè)將經(jīng)歷具有重大意義的革新。毫無疑問,生物技術(shù)作為科學(xué)和技術(shù)在這場變革中將起到關(guān)鍵性的作用。原則上講,生物技術(shù)本身有能力幫助人們提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和保護環(huán)境,但在實踐中,生物技術(shù)作為環(huán)境保護的人其作用相對來說是微乎其微的。人們對它在環(huán)境保護以及促進人類進步中的作用仍將拭目以待。
四、結(jié)論
現(xiàn)代生物技術(shù)就是一把雙刃劍,有它好的一面,也有它不好的一面,對當代農(nóng)業(yè)也有重要的意義?,F(xiàn)代生物技術(shù)不僅從生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟等各個方面對我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)生積極的影響并造福社會同時也會在經(jīng)濟、環(huán)境等方面或多或少地產(chǎn)生消極影響,尤其現(xiàn)在盛行的轉(zhuǎn)基因作物,對我們?nèi)祟惿眢w健康的影響也是非常的大??偟膩碚f,現(xiàn)代生物技術(shù)對當代農(nóng)業(yè)做出的貢獻不能磨滅也不容忽視,值得一說的是在開發(fā)新技術(shù)研究新產(chǎn)品的同時更要考慮好它與環(huán)境的和諧的發(fā)展。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)工程;技術(shù)創(chuàng)新;可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展
中圖分類號:S2 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20150732013
前 言
現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)發(fā)展已經(jīng)不同于以往,現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅將農(nóng)業(yè)發(fā)展局限在種地種菜等方面,而已經(jīng)在各個領(lǐng)域上有了自己的科研成果,以生命科學(xué)生物技術(shù)為代表的農(nóng)業(yè)高新技術(shù),對農(nóng)業(yè)和整個國民經(jīng)濟的發(fā)展都至關(guān)重要。除此之外,將高新技術(shù)和農(nóng)業(yè)工程相結(jié)合,就會推進整個農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化,將高新技術(shù)引入還可以增加整體結(jié)構(gòu)的信息化。為我國農(nóng)業(yè)工程的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
1 農(nóng)業(yè)工程現(xiàn)在的發(fā)展現(xiàn)狀
在改革開放以來,我國通過變革經(jīng)濟體制,由計劃經(jīng)濟轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鼋?jīng)濟,在此經(jīng)濟背景下,我國社會主義事業(yè)得到了較大的發(fā)展。因此這就為我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了較為廣闊的發(fā)展前景,并且獲得了較大的生產(chǎn)要素支持,極利于我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。并且我國農(nóng)業(yè)也取得了極為顯著的成就。但是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中,任然存在有較大的問題:我國的農(nóng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為單一,并且我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展是依托于人力資源的投入的,而不是科學(xué)技術(shù),因此我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率較低,最終致使我國農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)總值較低。再加上我國的農(nóng)業(yè)人口占據(jù)著總?cè)丝跀?shù)的較大比重,所以,我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀中還存在有人均比例較低的現(xiàn)象。諸多的問題都亟待解決,需要我國促使農(nóng)用工程的發(fā)展。農(nóng)業(yè)工程對于我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展來說,是與我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化相結(jié)合的一項技術(shù),只有在農(nóng)業(yè)工程技術(shù)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上,才能夠促進農(nóng)業(yè)的較大進步。但是農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展對于我國農(nóng)業(yè)來說,還不具備有成熟的因素,因此也遺留有較大的問題。我國農(nóng)業(yè)工程技術(shù)的普及率較低,絕大部分農(nóng)業(yè)人口任然堅持傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù),僅有少部分的農(nóng)業(yè)人口采用著農(nóng)業(yè)工程技術(shù);我國農(nóng)業(yè)工程中,相關(guān)產(chǎn)業(yè)的科技裝備水平較低,機械化程度較差,并且很難適應(yīng)我國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)發(fā)展;我國的農(nóng)業(yè)工程發(fā)展中,對于農(nóng)業(yè)機械、設(shè)備、技術(shù)的管理能力較差。很難促進我國農(nóng)業(yè)工程水平的進一步提高。
2 農(nóng)業(yè)工程的創(chuàng)新技術(shù)的具體應(yīng)用
若想促進我國農(nóng)業(yè)工程技術(shù)的發(fā)展,最為重要的任務(wù)就是要確保農(nóng)用工程的創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。在農(nóng)業(yè)工程技術(shù)發(fā)展的當前階段中,生物技術(shù)獲得了較高水平的提高。比如我國的生物技術(shù)發(fā)展中,已經(jīng)培育出生產(chǎn)率較大的稻米品種,比如水稻Q優(yōu)2號,這類型的水稻產(chǎn)值較大,抗病性較強,并且能夠抵制不良天氣狀況和種植環(huán)境,是一類較為優(yōu)質(zhì)的雜交水稻類型。此外,在生物技術(shù)的應(yīng)用中,我國還極大地開發(fā)出有機農(nóng)業(yè)產(chǎn)品,有機類型的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品相對于傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品來說,更加的綠色、環(huán)保,其內(nèi)含的有害物質(zhì)較低,因此有機農(nóng)產(chǎn)品得到了很多人的喜愛,所以得到了較大范圍的推廣;我國農(nóng)業(yè)工程技術(shù)的發(fā)展,還有賴于其機械化的生產(chǎn)技術(shù)。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展中,加入機械化的生產(chǎn)設(shè)備,比如大型收割機、農(nóng)用拖拉機等生產(chǎn)設(shè)備的投入使用,才能夠促使我國的農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)中獲得較大的技術(shù)支持,能夠進行大規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),并且減少人力資源的投入。在很大程度上來說,機械化設(shè)備的應(yīng)用,能夠促使我國農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率得到極大的提高,并且生產(chǎn)總值增加,為我國經(jīng)濟帶來更多助力。農(nóng)業(yè)工程創(chuàng)新技術(shù)中還包括有灌溉技術(shù)的改革:我國水資源的總量相對于我國的農(nóng)業(yè)需求來說,極為短缺。而傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)很大程度上浪費了較多的水資源,因此滴灌和噴灌技術(shù)的投入使用,能夠促使農(nóng)用灌溉水利用率得到提高,降低了水資源的浪費現(xiàn)狀。
3 農(nóng)業(yè)工程與創(chuàng)新技術(shù)結(jié)合的益處
在很大程度上來說,我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展并不符合時代的要求,各類資源的投入較大,因此資源浪費現(xiàn)象較為嚴重,此外環(huán)境破壞程度較大。而農(nóng)業(yè)工程的投入則能夠較大限度的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)階段的破壞狀況,而創(chuàng)新技術(shù)與農(nóng)業(yè)工程的結(jié)合,可以進一步促進我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。將創(chuàng)新技術(shù)與農(nóng)業(yè)工程相結(jié)合,可以在一定程度上解決我國農(nóng)業(yè)土地緊缺的問題。比如現(xiàn)階段的無土栽培技術(shù)的創(chuàng)新使用,就意味著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展能夠脫離大面積的土壤種植,利用營養(yǎng)液等物質(zhì)進行各類型農(nóng)作物的生產(chǎn)。而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中,化學(xué)物質(zhì)投入使用較多,因此土壤污染現(xiàn)象較為嚴重,與此同時地下水也受到了影響,因此無土栽培能夠避免我國土壤的進一步污染,降低地下水的受污染情況;我國農(nóng)業(yè)工程與創(chuàng)新技術(shù)的結(jié)合,也是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的迫切需求。在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代的發(fā)展中,急需要各類先進的科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,以及機械化設(shè)備的投入。但是僅僅是資源的利用并不能夠促使我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進步,因此只有在創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,才能夠使得我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展日新月異,綜合應(yīng)用工程、生物、信息、管理學(xué)的原理和技術(shù),促使我國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程加快。最終,農(nóng)業(yè)工程與創(chuàng)新技術(shù)的結(jié)合,是促進我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟不斷發(fā)展的基礎(chǔ)。而在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的前提下,也能夠促使我國的整體經(jīng)濟獲得更大的進步。
4 農(nóng)業(yè)工程的可持續(xù)發(fā)展的利與弊
4.1 農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的利處
我國現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)發(fā)展處于一個資源極大浪費,環(huán)境污染極為嚴重的時期,因此在農(nóng)業(yè)發(fā)展中提倡可持續(xù)發(fā)展是必要的;農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,屬于我國社會主義對新農(nóng)村建設(shè)的必經(jīng)之路。在農(nóng)業(yè)中進行可持續(xù)的發(fā)展,在很大程度上來說,能夠為農(nóng)村的發(fā)展節(jié)省出更多的有利資源,比如人力資源。在勞動力剩余的前提下,農(nóng)村就能夠利用這部分勞動力進行其他產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn),比如開放旅游業(yè)、加工業(yè)等,這樣就能夠促使我國新農(nóng)村的建設(shè)不斷進步;農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,還有利于我國傳統(tǒng)的粗放農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化為集約化發(fā)展。較大程度的提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,減少資源的浪費,利用適宜的農(nóng)業(yè)資源生產(chǎn)出更多的農(nóng)產(chǎn)品。因此我國農(nóng)業(yè)能夠向集約型生產(chǎn)發(fā)展。
4.2 農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的弊處
農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展除了為農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來極大的益處外,還存在有較多的弊端。我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)階段,任然是傳統(tǒng)粗放的農(nóng)業(yè)方式占據(jù)著主導(dǎo)地位,因此要想進行可持續(xù)發(fā)展,還存在有較大的阻礙。而一旦進行可持續(xù)發(fā)展,我國的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者以及農(nóng)村經(jīng)濟,都會受到較大的影響,不利于我國農(nóng)村的和諧建設(shè)。因此,我國農(nóng)業(yè)要進行可持續(xù)發(fā)展,必須確保我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景以及基礎(chǔ)適用于可持續(xù)的發(fā)展,最終才能夠使得農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展向有利方向發(fā)展。
5 結(jié) 語
我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀已經(jīng)不能夠滿足于我國人口的需求,因此要想獲得較大的突破,就需要在農(nóng)業(yè)工程中進行技術(shù)的創(chuàng)新。而要想創(chuàng)建農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,則需要進行可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。但是農(nóng)業(yè)工程技術(shù)的創(chuàng)新以及可持續(xù)發(fā)展,都需要我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展具備有充足的前提準備,才能夠確保我國農(nóng)業(yè)不斷進步和發(fā)展。
參考文獻
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生物化學(xué)課程是生命科學(xué)領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)學(xué)科和前沿學(xué)科,是生物工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。教學(xué)中主要闡明生物大分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與功能,物質(zhì)代謝和能量代謝的基本規(guī)律及其與輕工發(fā)酵生產(chǎn)的關(guān)系,以及與生命活動有重要關(guān)系的酶類、維生素的結(jié)構(gòu)和功能,讓學(xué)生明確生命所需能源及物質(zhì)的來源和利用情況,以及生物體內(nèi)物質(zhì)、能量代謝的調(diào)節(jié)規(guī)律。我結(jié)合已有的教學(xué)經(jīng)驗,略談幾點在高職生物化學(xué)教學(xué)中滲透綠色理念的對策,意在起到一定的參考意義。
二、高職院校實施綠色生物化學(xué)教學(xué)的對策
1、使用多媒體教學(xué)
生物化學(xué)知識覆蓋面廣,內(nèi)容繁多,用傳統(tǒng)的板書教學(xué)方法很難在有限的學(xué)時內(nèi)完成全部課程的講授。我們不僅要教會學(xué)生書本上的基本知識,還要讓他們對生物化學(xué)取得的一些重大進展有所了解,從而使他們拓寬視野,開闊思路。因此,為了有效增加課堂容量,節(jié)約教師寫板書的時間,多媒體課件的開發(fā)與應(yīng)用非常必要。比如在生物化學(xué)的天然態(tài)生物化學(xué)部分,涉及到許多生物大分子的結(jié)構(gòu),我們在黑板上可以容易的寫出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式,但是蛋白質(zhì)的二級、三級以及四級結(jié)構(gòu),只有通過多媒體才能很好的展示在學(xué)生面前,增加他們的感情認識,從而更好地理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,使學(xué)生對蛋白質(zhì)形成更深刻的認識。在生物化學(xué)的動態(tài)生物化學(xué)部分,有關(guān)生物大分子在體內(nèi)的代謝變化,尤其是核酸以及蛋白質(zhì)的生物合成過程,用文字及圖片很難講清楚這樣一個動態(tài)的過程,而通過多媒體動畫就很容易做到。此外,教師還可以利用多媒體引入有關(guān)生物化學(xué)進展的一些文章、產(chǎn)品、相關(guān)的企業(yè)及人物等,為學(xué)生介紹生物化學(xué)綠色產(chǎn)品,比如微生物農(nóng)藥。丙烯酰胺,等,以此引導(dǎo)學(xué)生多認識生化綠色環(huán)保產(chǎn)品,樹立綠色生化意識。
2、尊重學(xué)生的課堂主體性
在生物化學(xué)課程教學(xué)過程中雖然以教師講授為主,但同時也強調(diào)學(xué)生更多的參與其中,使學(xué)生深刻意識到綠色化學(xué)生物的存在。學(xué)生參與課堂可以采取多種形式。比如每個教學(xué)單元的課前復(fù)習(xí),教師可采取提問的方式,這樣可以督促學(xué)生課后復(fù)習(xí)課堂上講授的重點內(nèi)容。課后思考題的完成,可以使學(xué)生在更廣泛的范圍內(nèi)學(xué)習(xí)生物化學(xué)知識,從而開拓他們的視野。課堂上,也可以對涉及到的學(xué)生以前學(xué)過的知識、日常生活中接觸到的生物化學(xué)常識等與學(xué)生展開討論。針對某一熱點問題,開設(shè)專門的討論課。比如人類基因組計劃,討論其研究歷史、研究成果、我國在其中的貢獻、未來的發(fā)展方向等;討論轉(zhuǎn)基因食品的安全性,克隆人類胚胎的利與弊,當年諾貝爾與生物化學(xué)有關(guān)的獲獎?wù)叩闹饕暙I等,這些話題都可以潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的綠色生化理念。同時,針對某一方面內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生寫出研究進展的綜述,擇優(yōu)在討論課上進行演講。比如蛋白質(zhì)這一章,可以讓學(xué)生對其感興趣的某一蛋白質(zhì)寫出研究進展的綜述。學(xué)生通過大量資料的查閱,可以接觸到更廣泛的生物化學(xué)知識,拓寬視野,提高興趣,通過課堂演講可以活躍思維、鍛煉表達能力等。
3、重視實驗教學(xué)
生物化學(xué)是一門實驗性學(xué)科,書本上的理論知識都來自于科學(xué)實驗。因此,通過實驗可以讓學(xué)生更好的理解理論知識,也更能讓學(xué)生的綠色生化意識付諸于實踐。在實驗學(xué)時有限的情況下,我們可以安排生物大分子的提取、純化及含量測定等主要內(nèi)容,基本涵蓋離心、層析、電泳、比色等主要生物化學(xué)實驗技術(shù),以此鍛煉學(xué)生的動手能力。此外,為了培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維,教師還可設(shè)計綜合性實驗,提高學(xué)生對多種實驗技術(shù)的綜合運用能力。比如從螺旋藻中分離純化藻膽蛋白,首先利用凍融法破碎細胞,然后用硫酸銨分級沉淀,通過多種層析技術(shù)(包括分子篩層析、離子交換層析和羥基磷灰石柱層析),獲得高純度藻膽蛋白,用分光光度法測定其含量,變性電泳測定其亞基分子量等等。根據(jù)綠色生化的要求,教師要督促學(xué)生回收可以再次利用的試劑和實驗材料,比如實驗中用到的氯仿、乙醇等有機試劑,學(xué)生不能隨意倒在下水道中,可以在結(jié)束實驗課后集中到統(tǒng)一的收集瓶中,以供下次再次利用,這樣的行為養(yǎng)成可以使學(xué)生鞏固綠色生化思維方式。
三、結(jié)束語
21世紀是一個低碳時代,教師在生物化學(xué)教學(xué)中應(yīng)該滲透綠色理念,要幫助學(xué)生理清概念、理順脈絡(luò)、闡述規(guī)律,領(lǐng)會現(xiàn)代生物技術(shù)實驗原理,獲得既有一定深度和廣度,又有一定歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展前景的“立體知識”。
作者:丁堅 單位:蘇州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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關(guān)鍵詞生物倫理學(xué)轉(zhuǎn)基因技術(shù)基因檢測人體器官移植
中圖分類號G633.91文獻標志碼B
據(jù)中國新聞網(wǎng)等多家媒體報道,2017年高考,山西某地首次對艾滋病感染者設(shè)立了單獨的高考考場,這是對艾滋病感染者的特殊關(guān)懷還是歧視?這個舉措引起了網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于倫理學(xué)的討論。倫理學(xué)的討論實際上早已存在。例如克隆羊“多莉”僅僅活了7歲,克隆人到底可不可行?對轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物應(yīng)該采取“無罪推定”還是“有罪推定”?利用生物芯片進行基因檢測非常迅速,能否導(dǎo)致歧視“基因缺陷”者?生命科學(xué)的迅猛發(fā)展讓許多過去的不可能變成了可能,同時許許多多的新事物、新概念也不斷的沖擊著傳統(tǒng)的倫理道德觀念,引出了許許多多的令人意想不到的倫理學(xué)、社會學(xué)、心理學(xué)和法學(xué)的一系列難題。
1生物倫理學(xué)的概念與功能
20世紀后期,生物倫理學(xué)作為一個生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、倫理學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)和法學(xué)之間相互交叉的學(xué)科誕生了,“生物倫理學(xué)”一詞由B.P.波特于1969年提出,由“生物學(xué)”(生命科學(xué))和“埃托斯”(行為、品德)兩詞組合而成,通常定義為面對生物學(xué)和遺傳學(xué)突飛猛進造成的種種情況,用以“指導(dǎo)人類行動”的全部行為法則。人們希望能以嶄新的倫理道德觀念去解決因生物高新技術(shù)發(fā)展所帶來的難題,在倫理道德、科學(xué)技術(shù)和立法三個方面作出正確反應(yīng)。歐洲制定了《生物倫理公約》(現(xiàn)名《在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域保護人權(quán)和人的尊嚴協(xié)定:人權(quán)與生物醫(yī)學(xué)協(xié)定》)其初衷是在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域保護人的尊嚴、基本權(quán)力和自由。生物倫理學(xué)研究對生物科學(xué)的研究方向有重要決定作用。
2中學(xué)生物教學(xué)需要生物倫理教育
新的生物課程標準要求更多地反映生命科學(xué)技術(shù)的最新進展,如HIV、器官移植、基因工程都在必修內(nèi)容中涉及?;蛟\斷、基因治療、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等等都已經(jīng)滲透到高中選修內(nèi)容中,學(xué)生對這些知識了解不多,且已有認知未必符合現(xiàn)代的生物倫理學(xué)的普遍看法。
我國部分初中生物新教材已經(jīng)開始滲透生物倫理學(xué)觀點,如北師大“新世紀”(版)初中《生物學(xué)》教材中的生命倫理教育。高中教師應(yīng)當引導(dǎo)學(xué)生多角度理性客觀分析新技術(shù)帶來的利弊。避免學(xué)生片面看待新進展,同時拓展學(xué)生視野,避免學(xué)生唯教材傾向。
3生物倫理學(xué)在中學(xué)生物教學(xué)的滲透
3.1基因工程
有關(guān)轉(zhuǎn)基因作物的安全性引發(fā)了諸多爭議,主要體現(xiàn)在環(huán)境安全性和食品安全性兩個方面。關(guān)于環(huán)境安全性,如轉(zhuǎn)基因作物本身可能變成野生種類或者侵入新的生態(tài)區(qū)域演變成環(huán)境雜草;某些基因如抗除草劑基因通過花粉傳播或者近緣種雜交產(chǎn)生超級雜草;可能對非目標生物造成危害,影響生物多樣性等。關(guān)于食品安全性,如有毒物質(zhì)的產(chǎn)生和過敏蛋白的產(chǎn)生;營養(yǎng)成分的改變等。轉(zhuǎn)基因作物的贊同者則認為這些問題都可以得到克服。如加強各個階段、多環(huán)節(jié)評估審核安全性,在有風(fēng)險時及時阻止其研究或商業(yè)生產(chǎn);轉(zhuǎn)基因作物本身生命力并不像人們想象的那樣頑強,花粉遠距離傳播或和當?shù)刂参镫s交非常困難。
現(xiàn)有的例子也部分說明人類有能力控制可能存在的風(fēng)險。如美國內(nèi)布達拉斯加大學(xué)的一個研究組將巴西堅果中富含甲硫氨酸的蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)移到大豆細胞,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)基因大豆對人皮膚有刺激作用,于是就不再試種這種轉(zhuǎn)基因大豆。1999年,康乃爾大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)Bt毒蛋白基因玉米的花粉可使黑麥金斑蝶的幼蟲死亡,但是科學(xué)家認為該實驗并不嚴謹,因為蝶也屬于鱗翅目昆蟲,也在殺蟲范圍內(nèi)。
在嚴格的監(jiān)管體系下,轉(zhuǎn)基因食物本無需擔心風(fēng)險?,F(xiàn)在我國在保護消費者法規(guī)中規(guī)定了消費者對消費產(chǎn)品有知情權(quán),要求轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品必須加以標注。但由于科普和宣傳機構(gòu)的宣傳不到位,公眾談“轉(zhuǎn)基因”色變,對轉(zhuǎn)基因食物擔憂最明顯的是大豆油是否由轉(zhuǎn)基因大豆制成,是否有轉(zhuǎn)基因成分。如圣女果、小西紅柿、彩椒、小南瓜等市面上不常見到的蔬菜、水果也被一些人誤認為是轉(zhuǎn)基因而受到排斥。轉(zhuǎn)基因技術(shù)來給公眾帶來的恐慌其實也是生命倫理和生態(tài)倫理方面的擔憂,轉(zhuǎn)基因生物實質(zhì)上對物種基因庫造成了干預(yù)或者改造,是對人與自然、人與其他物種關(guān)系的沖擊。要綜合考慮保護生態(tài)環(huán)境和人類健康與發(fā)展經(jīng)濟,既要尊重自然界的穩(wěn)定和有序,也要考慮到人類的整體利益。例如,富含維生素A的“黃金大米”對解決貧困地區(qū)兒童維生素A缺乏具有重要意義。
3.2克隆人與克隆人胚胎
中學(xué)生對克隆動物很感興趣,高中人教版教材在必修一、選修三中提到了克隆的概念和克隆羊“多莉”,提到“鯉鯽移核魚”,經(jīng)常有學(xué)生由此談到克隆人。從技術(shù)和原理上看,克隆動物能做成的,克隆人應(yīng)該也能做到的。那么教師怎樣正確引導(dǎo)學(xué)生對待克隆人呢?教師需要提高認識,清楚克隆人、克隆人胚胎中的倫理之爭。2000年之后,不斷有組織宣布克隆人即將出生或者已經(jīng)出生,但是都沒有下文??梢哉J為克隆人的出生還需要一定時間,但一些階段性成果已經(jīng)獲得。2001年11月,美國先進細胞技術(shù)公司宣布他們已經(jīng)成功克隆出了人類胚胎。
支持克隆人研究的觀點認為:“無論以什么方式企圖阻止科學(xué)進步都是一種可怕的錯誤”。人的倫理道德觀念是逐漸形成的并不斷發(fā)展變化的,克隆人的出現(xiàn)順應(yīng)了社會的發(fā)展。克隆人技術(shù)將使器官移植中供體來源不足的問題得到解決。而反對克隆人研究的觀點則認為克隆人會扭曲了人類倫理,將改變現(xiàn)有的人倫關(guān)系,并將在克隆人生活作為人的權(quán)利保障、法律民事行為能力和權(quán)利能力、人類基因組的保持等方面提出了挑戰(zhàn)??茖W(xué)家確實對克隆技術(shù)的著床率低、流產(chǎn)率高、畸形率高、某些克隆動物出現(xiàn)的染色體端??s短并容易夭折等異常提出了疑問。
在國外相關(guān)部門決策中,美國總統(tǒng)克林頓曾經(jīng)下令:禁止生物科學(xué)研究機構(gòu)用公共撥款研制克隆人,要求國會通過立法禁止克隆人。德國、英國、WHO、歐盟等已經(jīng)通過立法禁止克隆人研究。如澳大利亞立法規(guī)定克隆人的研究者將可能判處15年徒刑。中國政府則表示:對生殖性克隆人不贊成、不支持、不允許。宗教團體如天主教也態(tài)度鮮明的反對克隆人研究。
但是絕大多數(shù)國家都明確表示支持治療性克隆研究。希望胚胎干細胞能治愈某些無法治療的疾病或者替代患者損壞的組織。2005年2月18日,聯(lián)合國大會法律委員會通過一項政治宣言《聯(lián)合國關(guān)于人的克隆宣言》:要求各國禁止有違人類尊嚴的任何形式的克隆人。但是對該宣言,中國投了反對票。中科院研究員張鐘寧表示,我國明確反對用胚胎克隆一個完整的人,而支持胚胎研究并從胚胎中提取干細胞用以治療多種疾病。
3.3人類基因組計劃與基因檢測、基因治療
在吉林省現(xiàn)行生物教材中只介紹了基因治療和基因檢測的簡單而抽象的原理。教師在給學(xué)生介紹了教材上相關(guān)知識后,有必要對人類基因組、基因治療、基因檢測的應(yīng)用和前景進行簡要介紹。
人類基因組計劃(HGP)是美國科學(xué)家、諾貝爾獎獲得者達爾貝科1986年提出的。是繼曼哈頓計劃、阿波羅計劃之后的第三大科學(xué)計劃。研究的目的就是基因治療。人類基因組計劃的完成將大大促進從根本上了解各種遺傳病、癌癥、心血管病以及神經(jīng)病和精神病的病因、發(fā)病機制、診斷和防治途徑。如果能設(shè)法導(dǎo)入正常的基因并使之發(fā)揮作用就可以從根本上治愈病人。借助人類基因組計劃,可以預(yù)測、監(jiān)控疾病。
人類基因組計劃的研究有基因?qū)@葌惱頎幷??;驒z測和基因治療在倫理上也引發(fā)了很多爭議?;驒z測會使個人自由權(quán)和隱私權(quán)受到侵害,并有可能被保險公司、政府組織、工作單位利用,歧視“基因不良分子”“先天存在基因缺陷者”。美國已經(jīng)有些公司利用個人咨詢決定是否雇傭就業(yè)申請者。在市場需求下,也許將來會出現(xiàn)專門盜竊或出售個人基因資訊的行為??茖W(xué)家相信基因治療的思路是正確的,將從遺傳上根本解決某些疾病。教材上只是展望了基因治療的技術(shù)發(fā)展。但是基因治療現(xiàn)在還沒有完全成功的案例。也有著倫理學(xué)的爭論。例如,基因治療是否使致病基因繼續(xù)在人群中保存,是否影響了人種的進化;基因治療是否會導(dǎo)致出現(xiàn)某些異?,F(xiàn)象;使用的運載體是否安全等問題。甚至?xí)粫型ㄟ^基因治療來提高智商或改造人種?因此,1985年美國就制定了有關(guān)基因治療的國家準則,確定了安全值指標,并確定了相關(guān)規(guī)定。
3.4人體器官移植
高中生物教材中多處提到了器官移植。用正常的器官置換喪失功能的器官,以重建其生理功能的技術(shù)即人體器官移植,如心臟、腎臟、甚至大腦移植等。人體器官移植已經(jīng)成為當今世界醫(yī)學(xué)高科技的象征。器官移植不僅延長了患者的生命,也是他們新生命活動的開始。
人體器官移植也存在倫理上的沖突。符合要求的器官只能來源于腦死亡者如車禍腦死亡、植物人等。腦死亡后短時間內(nèi)心臟、腎臟、肝臟、胰臟等器官功能維持正常。世界上一些國家對腦死亡概念立了法極大地促進了器官移植的開展。中國腦死亡的概念尚沒有被公眾所接受,更沒有腦死亡法規(guī),供體器官幾乎全部來源于尸體,是中國器官移植手術(shù)發(fā)展緩慢和難以大規(guī)模開展的主要原因。中國人認為,“身體發(fā)膚,受之父母,不敢毀傷,孝之始也”。真正愿意死后捐獻自己器官的人很少(擔心自己向未死亡時器官被摘去、捐獻器官時遺體被切碎、看病時醫(yī)生不積極治療、捐獻的器官被人用錢買走等)。一些醫(yī)院在沒有法律依據(jù)及征得病人或其家屬的同意下取走腦死亡者的器官,傷害了活著的人的感情。某些落后國家出現(xiàn)了窮人出賣腎臟等供富人移植的現(xiàn)象。這些人與人之間器官的買賣引發(fā)了倫理學(xué)上進一步的思考。
3.5艾滋病
截至2016年3月31日,全國報告現(xiàn)因艾滋病死亡188152例,現(xiàn)存活HIV感染者353003例,AIDS病人248669例。艾滋病從被發(fā)現(xiàn)到被人們熟知不到40年時間,從最初的由“愛”滋生,到現(xiàn)在普遍了解其病因為“HIV”感染導(dǎo)致的免疫缺陷病。在高中生物教學(xué)中從必修一第一節(jié)內(nèi)容提及HIV和AIDS到必修三關(guān)于艾滋病患病機理的分析多處涉及。在高中生物課堂上,教師既要讓學(xué)生了解產(chǎn)生和傳播機理,更要讓學(xué)生“以醫(yī)學(xué)人道主義寬恕和諒解HIV/AIDS人群過去的行為和錯誤”,以倫理學(xué)中的“道德寬容”正確對待HIV的攜帶者和艾滋病患者,尊重相關(guān)人群的基本權(quán)利,促進社會和諧發(fā)展。
3.6其他生物倫理學(xué)熱點
生物倫理學(xué)在課堂的教學(xué)中如果能有所體現(xiàn),能夠促進學(xué)生思考生物學(xué)研究對人類帶來的利與弊,能促進學(xué)生正確理解生命與自然、理解科學(xué)、技術(shù)與社會之間的關(guān)系、培養(yǎng)積極的人文氣質(zhì)和科學(xué)素質(zhì),并主動宣傳正確面對生物學(xué)新技術(shù)。這也符合培育當前的教育改革——從生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等方面發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)理念。
作者:孟安華
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