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第1篇：生物技術概述范文

李武軍（重慶市墊江中學校 重慶 408300）

摘要：生物入侵是人類全球化進程的負效應之一，并且對入侵地的生物多樣性，生態(tài)系統(tǒng)功能和經(jīng)濟發(fā)展都造成了巨大的危害。生物入侵已經(jīng)引起了生態(tài)學家們高度關注，生物入侵的機制是其中重要的科學問題，對于預防外來生物入侵和恢復已經(jīng)被入侵的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性都具有重要的意義。本文主要介紹了目前占主導地位的幾種生物入侵機制。

關鍵詞：生物入侵 入侵機制 生態(tài)位

生物入侵是指物種由自然分布區(qū)擴展到一個新地區(qū)，在新區(qū)域中，該物種可維持自身種群的穩(wěn)定性，并對入侵地造成生態(tài)災難的過程[1][2][3]。據(jù)統(tǒng)計分析，生物入侵已成為造成生物多樣性喪失的三大主因之一[4]，其對生態(tài)系統(tǒng)中所有物種賴以生存的自然平衡造成了長期威脅[3]，我國幾種主要入侵物種所造成的經(jīng)濟損失就高達574億元[5]，另外，生物入侵還會造成全球動植物區(qū)系的均勻化趨勢[6]。生物入侵的“十數(shù)定律”表明，在眾多的外來種中只有極少數(shù)會成為入侵種，究竟為什么會造成這種現(xiàn)象呢？這引起了生態(tài)學家的注意。圍繞這個問題研究人員針對不同種進行了大量的研究，提出了外來物種成功入侵的若干機制。目前，對外來入侵植物的研究大致可分三類：外來種本身生物學特性、被入侵生境的敏感性與二者的相互作用?，F(xiàn)分別從這三個方面對外來種入侵機制研究加以概述。

1． 入侵植物本身生物學特性

外來植物入侵能力與其自身性狀之間的關系是入侵生態(tài)學的基本問題之一。研究表明入侵植物一般都具有較高的光合利用效率、水分及養(yǎng)分利用效率和對環(huán)境脅迫的忍耐能力，且r-策略種群往往具有更高的入侵擴散能力。在對入侵和本地懸鉤子屬（Rubus Linn.）植物光合特性的比較中發(fā)現(xiàn)，入侵種具有較高的光合能力和較低的比葉面積，這就保證了其較高的光合利用效率和較低的構建成本[7]。對南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)、互花米草(Spartina alternifora)等植物的研究也得出了相似的結論[8][9]。通過對鴨跖草科入侵植物 Tradescantia fluminensis 和 Commelina benghalensis 與本土植物 T. Blossfeldiana 和 C. pacteosa 在不同水分和營養(yǎng)梯度下特性的比較表明入侵植物具有較高的水分營養(yǎng)利用效率[10]。入侵植物還具有較強的適應可塑性和抗逆性，王俊峰等比較了光強對入侵植物和本土植物生物量分配、葉片形態(tài)和相對生長速率的影響，結果表明不同的光強下入侵植物的適應可塑性很大

[11]。對惡性入侵雜草空心蓮子草（Altemantheraera philoxeroides）的研究發(fā)現(xiàn)在不同程度的水分脅迫下，該植物均能靠POD活性來消除過氧化物的危害[12]。很多入侵植物都可進行無性繁殖，即其營養(yǎng)體的一個片斷就可成長為一個新個體，這對入侵初期入侵種的建群起到了至關重要的作用；在有性繁殖方面入侵種具有花期長，種子多和幼苗生長強壯等特點[13]。

植物入侵成功除了具有一些基本的生物學特性以外，有的外來種還具有一些特有的入侵機制。如李紹文等發(fā)現(xiàn)三芒草可產(chǎn)生他感物質抑制土壤中的固氮細菌，從而改變土壤氮資源，影響其他植物的生長[14]。對朱砂根、矢車菊等植物的研究還發(fā)現(xiàn)其自身的細菌和菌根真菌對成功入侵有極大的貢獻[15][16]。

2． 被入侵生境的敏感性

生物入侵的成功不僅與物種本身生物學特性密切相關，也與被入侵生境的特性和群落對入侵物種的敏感性有關[3]。一般來說，任何群落都有被入侵的可能性，但不同群落物種組成、功能群、營養(yǎng)結構、不同營養(yǎng)級之間相互作用的強度等，都會影響群落的入侵抗性[17][18]。通過對被入侵生境特性的研究，研究者們提出了一系列假說。

2.1 多樣性阻抗假說 1958年Elton在其經(jīng)典著作“The Ecology of Invasion by Animals

and Plants”中提出物種多樣性低的群落比多樣性高的群落更容易被外來植物入侵，此即經(jīng)典的多樣性阻抗假說[1]。該假說的理論依據(jù)是多樣性低的群落資源利用效率比較低，這也就為外來種的侵入提供了生存空間，所以這樣的群落敏感性也就更高，更容易被入侵[19]。有關該假說的研究出現(xiàn)了許多有爭議性的結論。對加州一年生草地的調查研究發(fā)現(xiàn)，物種豐富的地區(qū)更容易被外來生物入侵[20]。Levine等在綜述之前的研究工作時也發(fā)現(xiàn)在空間圖式和加入入侵者的試驗中，多樣性高的群落更容易被入侵[21]，這些觀點與Elton的觀點恰恰相反。Naeem等認為以觀察為基礎的研究存在一個很大的缺陷，即對與生物入侵和物種多樣性同時發(fā)生作用的外部因子（如干擾、氣候、土壤肥力、光照等）缺乏控制，所以他們的研究結論不能夠真正反駁Elton的觀點。他在對外來植物屋根草（Crepis tectorum）入侵性與物種多樣性之間關系的控制試驗中發(fā)現(xiàn)物種多樣性與入侵性呈顯著負相關，這與Elton的觀點是一致的[22]。Hooper等對Elton的假說做出了一些修正，他認為群落物種功能群多樣性越高，外來物種入侵成功的機率也就越小。這是因為功能群多樣性豐富的群落對有限資源利用的就越徹底，留給潛在的入侵種獲得資源的機會也就相對越少[23]。通過對惡性雜草空心蓮子草入侵性的控制試驗發(fā)現(xiàn)，物種功能群多樣性與該植物入侵性具有顯著負相關，且獨立于功能群之外的物種多樣性與空心蓮子草的入侵性沒有明顯相關性[18]。

2.2 干擾假說 干擾可能會促進生物入侵[24][25]。這里的干擾包括人為干擾和自然干擾，干擾會打亂物種間的相互作用，形成新的空缺生態(tài)位，從而降低本地群落對入侵的抗性[26]。Smith等對一個以C4植物為主的草原進行了15年的試驗，發(fā)現(xiàn)火燒和放牧都會對本土植物和外來植物的豐富度產(chǎn)生影響，火燒促進了外來植物的入侵，放牧卻減少了入侵[27]。另外，全球變化也會引起氣候帶的重新配置，這必然會引起物種和群落分布區(qū)域的進一步改變，這也會增加入侵機率[28]。該假說一直以來受到公認，但是缺乏試驗驗證。

2.3 生態(tài)位機遇假說 Shea等提出資源、天敵和物理環(huán)境3個因素共同決定了物種的入侵性。一個物種對這些因素的時空變化的反應如何，也就決定了它的入侵能力[29]。這里生態(tài)位機遇可以定義為某一特定群落提供給一個外來種在低密度下獲得正增長率的潛力。它可以是由資源、天敵和物理環(huán)境及時空變化的任意組合。生態(tài)位機遇越低，群落對入侵的敏感性也就越弱。同樣，該假說目前也很缺乏試驗驗證。

3． 入侵植物與入侵生境的互作關系

入侵植物與入侵地生境的互作關系是入侵生態(tài)學機制研究的一個重要方面，對入侵植物成功入侵具決定性作用。

3.1 天敵逃逸假說 該假說認為，外來植物進入一個新的分布區(qū)后，由于缺乏專食性天敵（包括植食性動物、有害細菌、真菌等），從而導致該物種在數(shù)量和空間分布上的擴張[1]，天敵逃逸假說一直以來是生物防治的理論基礎。該假說的成立必須基于以下論點：在原產(chǎn)地該植物具有專食性天敵，而入侵地則沒有；入侵地廣食性天敵更喜食本土植物；外來植物可利用天敵的作用來調節(jié)自身種群的生長[3]。針對該假說，研究者們進行了一系列野外觀察的或者受控的試驗驗證。Wolfe等對多年生植物白玉草（Silene latifolia )在歐洲（本土區(qū)）和北美（入侵地）的四種廣食性天敵和兩種專食性天敵的控制作用做出比較。結果表明，在入侵地，各類天敵的作用均遠遠小于本土區(qū)[30]。原產(chǎn)地土壤病原菌也是植物的重要天敵之一，對入侵植物矢車菊（Centaurea maculosa）原產(chǎn)地土壤微生物和入侵地土壤微生物的比較研究表明，在個體水平上，原產(chǎn)地的土壤微生物滅菌培養(yǎng)的矢車菊生物量增加了166％，而滅菌的入侵地土壤培養(yǎng)的矢車菊生物量則下降了24％；在種群水平上，滅菌的原產(chǎn)地土壤培養(yǎng)的矢車菊生物量增加了31％－900％，而滅菌的入侵地土壤培養(yǎng)的矢車菊生物量則只增加了-24％－148％（生物量增加出現(xiàn)負值說明土壤微生物與植物具協(xié)同作用）；這說明原產(chǎn)地土壤微生物對植物的控制比入侵地要明顯強[31]。

3.2 入侵進化假說 基于天敵逃逸假說的基礎，入侵進化假說認為，外來生物進入新生

境后，其種群由于逃逸了原產(chǎn)地天敵的控制，從而失去了對天敵的抗性，這樣外來生物就可以在缺乏天敵抗性的狀態(tài)下重新配置資源，從而在表型甚至是遺傳上出現(xiàn)有利于種群擴張的快速變化[32][33][34]。目前，已有很多研究者對該假說進行了驗證。

Siemann等對美國東南部的入侵植物中國烏桕（Sapium sebiferum ）的研究發(fā)現(xiàn)，在入侵地該植物種群要比原產(chǎn)地種群個體更大而且繁殖力更強，但抗病性能較差[35]。Jakobs等調查了入侵植物加拿大一枝黃花（Solidago gigantean）46個歐洲種群和45個北美種群（兩地帶在氣候和緯度上無明顯差異）發(fā)現(xiàn)入侵種群的平均種群大小、密度和總生物量比原產(chǎn)地高[36]。但是，Bossdorf 等對蔥芥（Alliaria petiolata ）的研究結果卻不支持該假說，他們認為入侵生境中物種間競爭較少時，自然選擇將傾向于選擇競爭力較弱的基因型，另外在長期的進化過程中，入侵種還可能通過拒食、延遲發(fā)育和毒性來減少天敵的傷害，從而實現(xiàn)成功入侵[37]，該理論被稱為“新防衛(wèi)假說”。

3.3 種間競爭和他感作用假說 研究證明，成功的入侵種在新棲息地環(huán)境條件下的競爭能力經(jīng)常高于處于相似生態(tài)位的本土種，這種情況下可以通過排擠本地種獲得入侵的成功，在植物競爭中，他感作用具有重要的地位。Callaway等的研究發(fā)現(xiàn)入侵北美的雜草 Centaurea diffusa 的生長和養(yǎng)分吸收能力在其原發(fā)地受與其共存的物種的分泌物質所抑制；而在新棲息地，Centaurea diffusa 的分泌物質卻抑制了類似植物的生長[38]。黃紅娟對入侵中國的惡性雜草薇甘菊（ Mikania micrantha ）的他感作用研究也表明，四種不同生境的外來植物提取液均會對本土種產(chǎn)生較大抑制作用，但是四種生境中薇甘菊的他感作用會有差別

[39]。目前，關于外來植物他感作用的生態(tài)學過程了解的還比較少。

總而言之，外來種的入侵機制是一個十分復雜的問題，每一種理論都具有應用的局限性，往往在解釋某種生物的入侵時，需要對幾個理論進行合理的糅合。

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第2篇：生物技術概述范文

1存在問題

微生物實驗教學不僅是培養(yǎng)生物技術專業(yè)人才的重要實踐教學環(huán)節(jié)，而且也是培養(yǎng)微生物相關學科(食品、醫(yī)藥、環(huán)境、檢驗檢疫等)學生實驗技能，提高其創(chuàng)新實踐能力的關鍵環(huán)節(jié).結合微生物相關工作的實際需要，分析我校生物基礎實驗教學中心生物技術專業(yè)的微生物學實驗教學存在以下問題.

1．1實驗教學資源不足

近年來，以省級基礎實驗教學示范中心建設和新校區(qū)建設為契機，我院實驗室環(huán)境建設得到不斷改善，中心現(xiàn)有各類實驗室面積達3000m2余，儀器設備1000余臺(套)，總價值1000余萬元.各實驗室寬敞明亮，實驗室布局集中、合理，能滿足全院生物類實驗課的排課需要.但是，在實驗教學過程中還存在部分基礎設備(比如天平、高壓滅菌鍋等)、藥品耗材臺套數(shù)不充足的問題.大量的學生人數(shù)和教學內容與有限的藥品耗材臺套數(shù)和實驗課時之間存在諸多矛盾.因此，在想保證微生物實驗教學與理論教學進度相銜接的情況下，又受實驗教學資源的限制.在實驗過程中存在至少兩個小組學生公用一套完整的基本設備及藥品耗材，在有限的實驗教學資源和實驗學時下，大多數(shù)學生都未能親自參與動手操作，到學期末還是不能掌握相關的基本技能.

1．2教學模式陳舊，不能突顯學生主觀能動性

以往的微生物學實驗教學多為實驗教師把實驗目的、原理、內容、材料與方全部板書在黑板上，學生對照黑板和依賴實驗講義按部就班地按照老師的要求進行實驗操作，使實驗教學成為了老師單向灌輸、學生被動接受的教學程序，學生缺乏動腦、動手、分析和解決問題的主動能動性，這在一定程度上大大泯滅了學生的創(chuàng)造性思維，束縛了學生的洞察力.此外，實驗前期的準備多數(shù)都由實驗教師自己親臨親為，學生們對有些實驗過程幾乎完全不了解，進而造成了學生缺乏獨立自主的實驗能力.

1．3教學內容陳舊、實用性不強

目前，我院生物技術專業(yè)微生物學實驗教學內容與生物科學專業(yè)相比，并無明顯差異.實驗教學的順序基本上是根據(jù)理論教學內容的順序安排，前后實驗內容相對比較孤立，銜接不夠，連貫性不強.選用的實驗項目以基礎驗證性實驗為主，綜合性設計性和研究創(chuàng)新性實驗項目相對較少，這對學生思維興趣、動手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高均有一定的局限性，不利于學生對知識系統(tǒng)化學習和整體性的把握，學生對對所學的知識難以融會貫通［12］.

1．4考核方式太過單一

實驗課的考核是衡量實驗教學質量一個不可或缺的重要環(huán)節(jié)，若無行之有效的考核機制，教學改革也可能流于形式，達不到預期的理想效果.以前，我院生物基礎實驗中心對實驗考核方式太過單一，以期末筆試成績(占60%)、實驗報告成績(占30%)和平時考勤成績(占10%)作為評定最終實驗成績的依據(jù)，沒有突出體現(xiàn)學生操作技能，造成學生偏重理論，不重視操作技能訓練，實驗時不愿意多動手操作，實驗結束后不能夠認真分析總結，長期這樣不利于學生基本技能的培養(yǎng)，不利于學生的主動學習.因此調整實驗考試方式十分重要.基于以上問題和不足，對我院生物技術專業(yè)微生物學實驗教學改革和探索勢在必行.

2微生物實踐教學的改革探索

2．1優(yōu)化管理，應對資源不足

我院生物基礎實驗中心以“加強建設、規(guī)范管理、提高質量”為工作思路，堅持制度建設與規(guī)范管理相結合，目標考核與過程管理相結合，強化實踐教學，提高學生實踐能力，努力把實踐教學質量提高到了一定的水平.優(yōu)化管理，最大限度的實現(xiàn)資源共享，擠出大量資金添加了真正不足的實驗儀器設備，做到臺套數(shù)充足，基礎實驗力真做到了學生1人一組，綜合實驗3人一組，建立一門課一學期完整的實驗臺套數(shù)，大型儀器資源共享，小型儀器耗材開學第一次實驗就分組落實，裝箱鎖柜，責任到學生，課結束后統(tǒng)一歸還，損壞照價賠償，優(yōu)化管理，保證實驗教學順利有序開展.同時，加強學科帶頭人和實驗教學團隊的建設，組織教師到實驗教學改革執(zhí)行優(yōu)良的實驗教學中心去交流和學習，形成理論與實驗教學互通的隊伍結構.

2．2整合教學內容，改革教學方法

根據(jù)專業(yè)建設目標，依托已有學科基礎和優(yōu)勢，我院生物技術專業(yè)定位在“偏應用微生物方向”為特色的人才培養(yǎng).為此，生物技術專業(yè)微生物學實驗內容應根據(jù)學院培養(yǎng)學生的目標、實驗條件、社會對生物技術專業(yè)微生物相關崗位技術知識點、技能點精心選擇實驗項目(力求知識性、綜合性、應用性為一體)，從整體上強調基礎性和系統(tǒng)性，突出實用性、實踐性，職業(yè)性、強化學生的職業(yè)訓練.基于以上理念，近兩年來，我院為了適應整個實踐教學體系充分體現(xiàn)綜合性與創(chuàng)新性的發(fā)展要求，對生物技術專業(yè)微生物學實驗教學大綱與教學計劃區(qū)別于生物科學專業(yè)，并在基礎上進一步修訂與完善，在實驗對象、實驗材料的選擇上盡量選擇常見的、應用性強的以及學生感興趣的實驗課題(藥品或食品中有害或有益微生物的檢測、分離純化及鑒定等)，讓學生可從簡單的驗證性實驗向綜合性實驗發(fā)展，將微生物實驗的基本技術(顯微技術、無菌操場技術、分離純化技術)有機結合起來，這樣使微生物實驗既增強了實驗的綜合性，也增強了實驗的系統(tǒng)性，實驗課不再是理論課的依附，而是從知識結構、技術技能、創(chuàng)新能力等方面培養(yǎng)了學生綜合能力.同時，在微生物實驗教學過程，組織更新實驗項目和教學內容，實現(xiàn)實驗教學內容的系統(tǒng)性、科學性與先進性，利用興趣提升學生學習能動性，使學生在實驗過程中找到樂趣，寓教于樂，從而達到學以致用.加強了實驗教學的開放性與互動性，如鼓勵學生課余時間利用實驗室條件開展自主性、研究性實驗.例如學生完成的自主開放實驗“酸奶乳酸菌的分離純化及乳酸飲料的制作”、“水中大腸菌群的檢測及水質狀況評價”、“食用菌的菌種分離純化及栽培”等成果已被納入面向全院開設的專業(yè)選修課《生物實驗基本操作規(guī)范及安全》中，進一步擴大了校級選修課《生命科學導論》課程的影響，為學生今后進一步深造，為學校進行創(chuàng)新型、應用型人才培養(yǎng)工作奠定了堅實的基礎.

2．3以學生為中心，重視實驗過程

通過對相關企業(yè)對生物技術專業(yè)微生物相關崗位需要的能力調查［13］結果表明，企業(yè)需要的崗位能力除對無菌操作技術、細菌常規(guī)分離、純化及檢驗、質控等外，實驗前期的準備工作和實驗后期的處理工作、微生物安全常識、自我防護知識、團隊合作精神等也是企業(yè)重視的能力.但在目前傳統(tǒng)的實驗中，實驗前的準備大部分均由實驗教師自己完成，這很容易造成學生被動地學習，對整個檢驗過程不能全面地了解.因此，現(xiàn)在整個實驗過程中我院均以學生為中心，鼓勵學生參與實驗的課前準備，如通過土壤微生物分離、純化及活菌計數(shù)的整個流程，使學生不但學到了培養(yǎng)細菌(牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基)、放線菌(高氏一號培養(yǎng)基)、霉菌(馬鈴薯培養(yǎng)基)三大培養(yǎng)基的制備，且掌握了基本的滅菌技術(高壓蒸氣滅菌、火焰滅菌、紫外消毒滅菌)、無菌操作技術、分離純化技術、革蘭氏染色技術、鑒定技術及平板菌落計數(shù)計數(shù)等基本實驗技能.實驗絕大部分過程都讓學生參與準備，獨立操作，自己完成.通過訓練，不然培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的方法能力及相互協(xié)作能力，也使學生增加了責任感，提高了實驗效率和效果.同時，我院力促科研資源全面向本科生開放，以本實驗教學中心為基地，以分子生物學與生化藥學重點實驗室、生態(tài)中心重點實驗室、竹原纖維中心等已有科研平臺為依托，以項目研究為載體，培養(yǎng)學生的科學思維、科學研究能力和創(chuàng)新精神.學校還專門設立了綿陽師范學院本科生創(chuàng)新實驗項目，我院不少同學獲得了經(jīng)費資助.近兩年，大二以上年級的本科生70%以上均參加了科研創(chuàng)新項目.

2．4以實踐技能訓練為根本，革新實驗考核方式

合理的成績評定有利于學生平時更認真地掌握實驗操作，從而鞏固和提高學生動手的能力［14］.以往，我院實驗課終成績以理論考核為主，實驗報告為輔，理論考試和實驗報告雖在一定程度上可反映學生接受知識的情況，但不能以此作為唯一的考核標準.學生對實驗方案設計、實驗操作的熟練程度、實驗報告撰寫與結果分析能力、實驗習慣以及團隊合作精神與組織能力等方面也是評價學生實驗成績的重要依據(jù).近兩年來，為了使生物技術專業(yè)學生對微生物實驗課有足夠的重視，進一步加強學生基本操作技能訓練和提高實驗課質量，實行“實驗考勤綜合操作加筆試”的綜合評定考核方法，選擇既有代表性、又有較嚴格的操作要求的實驗進行技能操作考試，讓每個學生獨立完成.因此，我院現(xiàn)將課程考核分為以下四部分:①理論考核(40%).微生物學實驗必須掌握的基本理論知識及技能理論知識.②綜合設計實驗考核(20%).綜合設計實驗項目，學生以小組為單位，在組長的帶領下，查閱相關資料，每組撰寫實驗方案，安排時間進度，準備所需一切儀器設備，獨立完成，直至完成結果的報告.教師根據(jù)整個過程的表現(xiàn)給予評分，重點關注的是學生掌握知識的水平及團隊精神與合作能力.③操作技能考核(30%).將學生必須掌握的操作技能歸納為若干小項目，做到技能操作標準化.在學生充分練習熟悉的基礎上，考核時由學生隨意抽簽決定考核內容，教師一對一進行操作技能的現(xiàn)場考核，現(xiàn)場打分.操作技能考核也可與學生第二課堂活動結合起來，開展操作技能競賽活動.④平時成績考核(10%).主要是對學生平時上課時的綜合評定，包括考勤、回答問題積極性、態(tài)度、實驗習慣及實驗報告等.

3結語

第3篇：生物技術概述范文

《改變我們生活的生物技術》觀后感

看了“科學講堂線上公益活動”系列專題講座，由孫萬儒老爺爺講的《改變我們生活的生物技術》。

聽了老爺爺對生物技術的講解后，我突然對生物技術充滿興趣，現(xiàn)在這個時代，生物科技的運用已滲透到了與人類密切相關的健康、農(nóng)業(yè)、工業(yè)和環(huán)境等領域，具有廣闊的前景。生物產(chǎn)品逐步多樣化，日?；?，已經(jīng)走進了千家萬戶。但同時由于生物的前沿性、廣泛性、發(fā)展快等特性，并不為多數(shù)人認識和理解，人們往往對生物的認知僅僅停留在表面，或者說把生物看得過于神秘。

舉個最簡單的例子，克隆，其實就是利用生物技術制造出另一個基因完全一樣的個體，人們將克隆技術與其他科技成果結合，可以根據(jù)需要培育出優(yōu)質、高產(chǎn)的糧食、蔬菜新品種;也可以培育大量品質優(yōu)良的家畜，大大提高飼養(yǎng)效率。克隆技術還可以挽救一些瀕危物種，讓一些瀕臨滅絕的動物免遭厄運，從而調節(jié)大自然的生態(tài)平衡。人們利用克隆技術能夠培植人體的皮膚進行植皮手術;能夠“制造”出人的了耳朵、軟骨、肝臟和心臟等人體“配件”，一旦病人需要，就能重新“裝配”……

奇妙的克隆技術正向人類展示它誘人的前景?？催^老爺爺?shù)闹v座后，我的啟發(fā)是，任何事物都有它的兩面性，是不能單純的用“好”、”壞“來簡單的描述的。如果把克隆人體的某些器官作為人類疾病的治療用，恐怕沒有多少人會反對，如果是為了優(yōu)化一些物種而進行克隆，也算不上是壞事。如果有傷人類倫理、文明或者是危害人類而進行克隆，那可就不是一件好事了。

第4篇：生物技術概述范文

Exploration on Teaching Reform of

Molecular Biology Course in Biotechnology

ZHANG Tiejun， CHEN Xinmei， OUYANG Yongchang*

（School of Life Science， Guangzhou Medical University， Guangzhou， Guangdong 511436）

Abstract Molecular biology is an important basic course for students majoring in biotechnology. Due to update the theory of molecular biology knowledge quickly， the development of experimental technology， fast， and the content is more abstract， from the rational use of teaching methods， to promote discussion， to carry out small class teaching， the use of cyber source， enhance the ability of autonomous learning， establish evaluation system， and optimize the experimental teaching system and other aspects of teaching reform， in order to improve the specialty of biological technology molecular biology teaching effect， cultivate unity of knowledge， ability and quality， application of compound bio technology professionals.

Keywords biotechnology； molecular biology； teaching reform

生物技術專業(yè)培養(yǎng)具備生命科學的基本理論和較系統(tǒng)的生物技術的基本理論、基本知識、基本技能，具有良好科學素養(yǎng)及創(chuàng)業(yè)精神，能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作，能在科研機構、高等學院和相關企業(yè)等單位中從事科學研究、教學、管理及商業(yè)服務的高級專門人才。

分子生物學是從分子水平上研究生命現(xiàn)象、生命本質及其規(guī)律的的科學，主要研究核酸、蛋白質等生物大分子的形態(tài)、結構特征及其重要性、規(guī)律性和相互關系的科學，是21世紀最具活力的生命科學之一。[1]目前，分子生物學是生物技術專業(yè)學生一門重要的專業(yè)必修課。因此，確定合理、科學的教學改革方案，優(yōu)化、重組教學內容，精心設計教學方法和教學手段，對保證生物技術專業(yè)分子生物學課程教學質量具有重要意義。[2]

1 分子生物學教學現(xiàn)狀

（1）分子生物學是生物技術專業(yè)的一門主要課程，教學單位往往會根據(jù)教師上課需求以及市場需求來選擇教材，然而，卻有可能忽略了對學生的接受能力以及理解程度的考慮。部分分子生物學教材內容高深莫測、專業(yè)詞匯多且與實際聯(lián)系不夠緊密，造成學生在學習過程中困難重重，嚴重降低了學生對該學科學習的積極性。

（2）教學條件限制。在分子生物學課堂中，使用多媒體設備等教學手段對提高學生的學習積極性以及學習效果有明顯的促進作用。然而，部分教學單位由于教育資源分布不均勻，難以利用先進的教學手段。

（3）分子生物學課程所涉及的知識?c以及生物學過程，大多數(shù)是看不見摸不著的微觀世界，學生在學習的過程中難以直觀感受。

（4）理論知識更新快，實驗技術發(fā)展快。分子生物學作為生命科學的前沿學科，其發(fā)展日新月異，這也對教學提出了更高的要求。授課老師需及時接納最新知識，充分備課。

2 分子生物學教學改革的主要措施

2.1 PBL教學法的合理運用

PBL（problem-based learning，問題式學習）教學法于1969 年由美國Barrows教授創(chuàng)立，并引入高等教育，很快在高校中廣泛應用。是一種以問題為導向，以學生為中心的教學方法。其主要流程是：老師提出問題，學生作為主體進行分組討論，學生解決問題。[3]在PBL教學過程中，學生是主體，老師則主要起到輔導的作用。分子生物學課程內容復雜，用傳統(tǒng)的教學方式不易調動學生的學習積極性，而且課堂效率不高。在課堂中適當引入PBL教學法，可改善教師唱獨角戲，學生被動接受的狀況。

在進行PBL教學前的備課過程中，任課老師應查閱大量的文獻，充分考慮在討論案例過程中可能出現(xiàn)的問題，內容涉及分子生物學以及其他學科如生物化學、細胞生物學等。在課堂上，教師應寓教于樂，充分調動學生積極性，控制好課堂節(jié)奏，同時應根據(jù)教學大綱的安排，強調學習過程中應掌握的知識要點。[4]

在分子生物學的教學過程中，PBL教學可分為四個階段：（1）提出問題。開展PBL教學的時間不宜在課程開始的階段，而應在課程中后期，學生具有一定的分子生物學基礎后再開展。PBL教學討論的主要題目應該是分子生物學教學過程中的重點或者難點，并且結合生活實際的討論內容。教師在這個過程中是組織者的身份。（2）人員組成。為調動學生參與的積極性，同時考慮到團隊的高效性，將每個班級分成4～6組，每組包括4～6 名同學。分組結束后，要求各組成員選拔出該組的組長并選定擬解決的問題，然后進行人員的分工，明確每個成員應完成的內容和時間節(jié)點。老師負責全程把控，掌握教學的整體節(jié)奏與進展，及時了解各組的情況，包括進程、主要觀點、存在問題、后續(xù)進展等。鼓勵各組結合自己的研究、思考提出自己的想法。對成效較好的小組，給予肯定和表揚；對存在問題較多或進展較慢的小組有針對性的指導，幫助小組找到解決問題的核心路徑。（3）成果展示。學生展示自己的研究成果，并開展充分討論。主講老師在學生討論完畢后，對學生的成果、討論的主題、各組的亮點、學生關注點較集中或爭議較大的問題、學生未掌握到的知識點、研究時未關注的部分、下一步學習或研究中需要改進的研究方法進行總結、歸納，并提出改進意見。[5]（4）考核評分?？己嗽u分是對PBL學生成果的集中體現(xiàn)，評分體系主要包括三部分：一是課件制作，占比30%，評價標準主要是內容正確、重點突出、課件美觀、清晰易懂，能綜合運用圖片、音頻、視頻、動畫等表達自己的觀點；二是課件展示，占比40%，準備充分、邏輯正確、條理分明、落落大分，能清晰的闡述自己的研究成果、觀點等；三是課堂討論：占比30%，主動思考，積極參與，能夠拋出富有啟發(fā)意義的論點，回答問題時中肯全面。

2.2 提倡分組討論，開展小班教學

在討論課開始前2周，老師將要討論的內容告知學生。以小組為單位進行學習，各小組成員間可以進行分工協(xié)作，分頭尋找資料、討論并匯總；課堂上以小組形式提出問題，介紹小組觀點、結論，老師也會對該小組的匯報進行點評；課后以小組為單位進行復習，增強學習效果。小組學習活動的意義既體現(xiàn)個人的價值和責任，更強調成員間彼此賦予信心和力量，通過體驗團隊的智慧和協(xié)作，培養(yǎng)了學生間可貴的團隊合作精神。

分子生物學的課堂提倡小班教學。一方面，可以增加師生間互動的頻率。由于分子生物學課程所涉及的知識點以及生物學過程，大多數(shù)是看不見摸不著的微觀世界，學生在學習的過程中難以直觀感受，這就增加了學生學習該課程的難度。小班教學有助于老師關注每一個學生對相關知識的把握；另一方面，小班教學易于實施多種教學形式，靈活掌握教學要求和進度，便于及時調整教學內容。

2.3 利用網(wǎng)絡資源，提升自主學習能力

自主學習強調的學生作為知識的主動構造者自己進行學習的意愿和能力，反映了教學向個性化、創(chuàng)新化、自主化、多元化過渡的趨勢。分子生物學作為前沿科學，信息量大、更新快，要積極利用互聯(lián)網(wǎng)信息資源，提升學生學習和借鑒優(yōu)秀研究成果、自主學習的能力。教師要由照著教材講變成開放式、啟發(fā)式教學，最大限度調動學生學習的積極性、思考的主動性、課堂的參與性。鼓勵學生自主學習，主動去學習和研究當前科研的最前沿知識，在研究的過程中敢于提出自己不同的看法，培養(yǎng)學生探索創(chuàng)新精神。[6]讓學生由被動受教變成自主學習，主動參與到課堂學習中，形成教學工作“教”與“學”相輔相成、相互促進。教師要積極拓展教學內容的外延，主動介紹國內外優(yōu)秀的生物網(wǎng)站、資源庫、期刊、論壇等，鼓勵學生積極開展課外閱讀，豐富學科專業(yè)知識、前沿信息、專業(yè)詞匯等知識，激發(fā)學生探索新知識的熱情，也不斷培養(yǎng)學生自主學習、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。[7]

2.4 建立形成性評價體系

“形成性評價”的概念是由斯克里文 1967 年所著《評價方法論》 中首先提出來的，與傳統(tǒng)的“終結性評價”不同，它是對學生的學習過程進行的評價，旨在確認學生的潛力，改進和發(fā)展學生的學習。因此，形成性評價方式更能體現(xiàn)出學生的學習效果。[8]分子生物學課程的目的在于培養(yǎng)學生形成良好的分子生物學學習習慣和實驗習慣，提高他們的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。期中或期末考試不能全面真實地反映出學生的真實學習情況，采取形成性評價的方式顯得更加科學和必要。具體如下：一是平時成績，占課程總成績60%，包括課堂考勤，占總成績5%、課堂作業(yè)，占總成績10%、課堂提問，占總成績5%、PBL討論會，占總成績10%、實驗考評，占總成績30%。二是期末考試，占課程總成績40%。由于形成性評價是強調過程的評價方式，引導學生重視平時的學習情況，大大減少了學生考前突擊的可能，也更能真實地反映出學生的真實水平。

2.5 優(yōu)化實驗教學體系

分子生物學實驗技術是生物技術專業(yè)學生必須掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被廣泛應用于生命科學的研究當中。[9]通過對學生實驗技能的培養(yǎng)，一方面有利于將理論教學與實踐教學相結合，豐富教學內容，提升教學的實踐性、實用性、綜合性，便于學生理解和掌握；另一方面，在提升學生綜合素質、學習興趣、創(chuàng)新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此，增加分子生物學實驗學時數(shù)，開展綜合實驗也是課程改進的一個重要方向。在實驗教學中，教師要結合分子生物學快速發(fā)展的特點，選取與教學內容相適應的操作性、設計性實驗，并做好不同實驗之間的關聯(lián)與銜接，建立實驗的邏輯體系。一是分組分工，輔助實驗老師提前做好實驗準備工，并提前觀察、發(fā)現(xiàn)問題及時記錄。二是教師針對前期準備工作中發(fā)現(xiàn)的問題有針對性的闡述，并對實驗流程、操作方法、各環(huán)節(jié)中注意事?進行講解與演示，指導學生開展實驗。三是講解與演示結束后，學生動手實驗，教師應注意注意觀察過程和細節(jié)，對共性問題，要及時統(tǒng)一糾正，對個別同學的個性問題，要個別指導。既確保操作的準確性、嚴謹性，也要保證實驗質量，通過實驗檢驗教學情況。

3 結語

生物技術專業(yè)應用人才培養(yǎng)是一個綜合性、系統(tǒng)性的工程，涉及到教育環(huán)節(jié)的方方面面。課程教學是其重要的一環(huán)，分子生物學課程教師要積極發(fā)揮作用，不斷提升專業(yè)能力、教學能力，教學理念與時俱進、教學手段豐富靈活，激發(fā)學生學習的主動性、創(chuàng)造性，提升學習內容掌握能力及應用效果，為國家培養(yǎng)知識、能力、素質協(xié)調統(tǒng)一的應用性、復合型人才。

第5篇：生物技術概述范文

關鍵詞：課程改革；微生物技術綜合實驗；前沿

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）52-0043-02

21世紀對人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)，如何培養(yǎng)具有綜合素質的創(chuàng)新型、復合型人才是當今高等院校面臨的問題。中山大學堅持貫徹以“培養(yǎng)具有國際視野、滿足國家與社會需求的高素質復合型拔尖創(chuàng)新人才”為目標，提倡“人心向學”，對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提出了新的思路。從2012年開始，學校開始執(zhí)行大類招生政策，堅持以“厚基礎，寬口徑”為原則，這是針對我國現(xiàn)行高等教育的弊端實行的深層次的教學改革。大類招生勢必涉及到各個學院專業(yè)的課程體系設置、教學方式、人才培養(yǎng)模式的改革。其實早在1998年教育部就頒布了新修訂的專業(yè)目錄和《關于普通高等院校修訂本科專業(yè)教學計劃的原則意見》，指出：“教學計劃修訂的核心是調整學生的知識、能力、素質結構，淡化專業(yè)意識，拓寬基礎，加強素質和能力培養(yǎng)?！睂嶒灲虒W是培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新型、復合型人才的重要組成部分，在學校教學培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用。這就需要我們對實驗教學進行大膽改革和創(chuàng)新。微生物學是當前生命科學中發(fā)展最為迅速、影響最廣泛的學科之一。近年來微生物學實驗技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，使微生物研究者得以在分子水平上深入探索微生物的生命活動規(guī)律。《微生物技術綜合實驗》是生命科學學院為生物技術、生物技術與應用、逸仙班開設的專業(yè)選修課，是繼《微生物學實驗》后的一門對于學生的知識、能力和綜合素質的培養(yǎng)與提高起著至關重要的作用的課程。

本課程改革的目的是讓學生真正感受到微生物學工作者從事微生物學工作的氛圍，同時與一些微生物學熱點研究或實際應用相結合，開展創(chuàng)新性微生物學實驗與研究。通過本課程的學習，學生經(jīng)過嚴格的訓練，能規(guī)范地掌握現(xiàn)代微生物技術，熟悉現(xiàn)代儀器的基本使用；在培養(yǎng)學生掌握實驗的基本操作、基本技能和基本知識的同時，努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。為實現(xiàn)這一目標，在課程內容安排上采用保留少量經(jīng)典的驗證性實驗內容外，主要將基本操作融入綜合實驗中，增加綜合性實驗，在實驗內容方面更注重微生物技術在科研、生產(chǎn)中的應用。課程內容方面分為三個層次：驗證性實驗、綜合實驗與自己設計實驗，強調實驗的綜合性、探索性、研究性和連貫性。在綜合性實驗中，引入本系教師的科研成果，目的在于通過實驗，增加培養(yǎng)學生獨立解決實際問題的機會，以提升學生的科研素質與創(chuàng)新意識。同時提出具體的科學問題，引導學生設計解決問題的方案，并通過實驗驗證相關解決方案。將整個微生物學實驗課程按幾個主題分成若干個實驗教學模塊，每個模塊由若干次實驗課組成，相互關聯(lián)，前后銜接，共同組成一個研究性的實驗。實驗項目的安排體現(xiàn)了橫向縱向四結合：①使傳統(tǒng)和前沿有機結合。②依賴培養(yǎng)技術和不依賴培養(yǎng)技術相結合。③形態(tài)鑒定和分子鑒定相結合。④單個菌落和微生物群落研究相結合。傳統(tǒng)和前沿有機結合：在實驗內容安排上貫穿兩條主線，即有傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵工程實驗，發(fā)酵工程實驗由一個小個實驗結合在一起，包括菌種的選擇、發(fā)酵條件的優(yōu)化，而不依賴于培養(yǎng)技術的分子研究，如變性梯度凝膠電泳DGGE（denaturing gradient gel electrophoresis）、16srDNA分子鑒定等代表前沿生物技術的實驗。生物技術研究手段層出不窮，各種技術手段各有其利弊，對同一個對象，用不同手段來研究，讓同學們開闊了研究思路。例如，依賴培養(yǎng)技術和不依賴培養(yǎng)技術相結合：傳統(tǒng)的微生物需要在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，進行形態(tài)觀察或分子鑒定，而DGGE技術則是不依賴于培養(yǎng)的技術，學生直接從土壤中提取樣品DNA，進行DGGE電泳，用SYBR染料染色檢測。形態(tài)鑒定和分子鑒定相結合：對稀有放線菌進行傳統(tǒng)培養(yǎng)，用埋片法進行形態(tài)觀察，同時對鑒定的放線菌提取DNA，進行16srDNA分子鑒定，使學生了解兩種手段的差別和優(yōu)勢。同時觀摩DNA測序過程，對測序結果進行BLast，并用mega軟件學習構建進化樹。單個菌落的16srDNA分子鑒定和微生物群落研究相結合：對放線菌的形態(tài)和分子鑒定只是對單個菌的研究。而DGGE研究則是對整個微生物群落的研究，可以讓學生建立微生物個體與群體差異的概念，加深對微生物群落概念的理解，通過課程學習讓學生建立縱向和橫向的知識結構。生物技術綜合實驗中微生物發(fā)酵實驗也是重要的部分，實驗項目為菌株產(chǎn)蛋白酶發(fā)酵條件優(yōu)化。由學生自己進行菌種的選擇，發(fā)酵條件的優(yōu)化采用單因子實驗法和正交實驗法，發(fā)酵產(chǎn)物進行蛋白酶活性測定。“工欲善其事，必先利其器。”學院配置的多媒體數(shù)碼顯微鏡互動系統(tǒng)應用，為本課程觀察放線菌和真菌的形態(tài)結構提供設備保障。先進的交互手段，使得教師通過講臺上的計算機，就可以看到每個學生所觀察到的顯微鏡畫面，能及時發(fā)現(xiàn)問題并指導學生。學生還可應用數(shù)碼顯微鏡將觀察結果直觀呈現(xiàn)在電腦屏幕上，并且可以在自己的計算機上清晰地看到講課的PPT和示范，可用顯微鏡的示教指針與教師交流討論。學生對學習的興趣和課堂效率都顯著提高。由于變性梯度凝膠電泳DGGE實驗以及微生物發(fā)酵的特殊性，不可能人手一套實驗儀器，教學視頻和模擬實驗的應用尤為重要。在變性梯度凝膠電泳DGGE實驗課堂上，應用http：//learn.genetics.utah.edu/美國猶他大學的虛擬PCR virtual lab技術和虛擬電泳技術，該制作圖像精美、直觀，實驗步驟清晰，使枯燥的實驗生動地展現(xiàn)在學生面前，更加有利于學生理解、記憶。加深學生對實驗內容的理解并提高他們對實驗的興趣。微生物發(fā)酵實驗，實驗步驟煩瑣，牢記每個步驟尤為重要，而教師的講課未必能使每個同學掌握，所以我們自己錄制相關的教學視頻和多媒體課件，可隨時再現(xiàn)操作過程。將教學中的抽象內容具體化、形象化，從而有利于學生對知識的理解、掌握，使其實驗的積極性和主動性都能得到提高。

隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術與電子通訊技術的迅速發(fā)展和應用，人類已經(jīng)進入了現(xiàn)代化的信息社會，因特網(wǎng)是世界上最大的知識庫、資源庫，它擁有最豐富的信息資源，而且這些知識庫與資源庫都是按照符合人類聯(lián)想思維特點的超文本結構組織起來的，因而適合學生進行自主學習。信息社會需要有高度的創(chuàng)造性，并且有很強的自學能力和信息檢索、獲取及處理能力的創(chuàng)新型人才。為培養(yǎng)學生獲取、分析、處理微生物基因組信息的能力，教師指導學生上網(wǎng)查詢基因組信息的方法，對16s核糖體RNA測序結果在物學國際綜合網(wǎng)站NCBI上blast程序與公開數(shù)據(jù)庫進行相似性序列比較，找出最相似序列。指導學生學會簡單的生物軟件。學會用mega軟件構建進化樹。近幾年來，由于學校對實驗室建設的高度重視和大力支持，學院中心實驗室添置了凝膠成像系統(tǒng)多媒體數(shù)碼顯微鏡、全自動自控發(fā)酵罐、液相色譜分析儀、變性梯度凝膠電泳儀器，為微生物技術綜合實驗的順利進行創(chuàng)造了硬件條件，使實驗教學改革上一個新的臺階。

參考文獻：

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[3]曹理想，譚紅銘，周世寧，生物技術專業(yè)微生物遺傳學教學改革初探[J].微生物學通報，2004，31，（6）：120-122.

第6篇：生物技術概述范文

世界能源統(tǒng)計資料說明：植物是一種能源巨大而且可恢復性能源，在地球上，每年綠色生物量的增加約為1070億t，其中800億t分布在森林中，180億t分布在草原及荒原上，90億t分布在田野、沼澤及荒漠中，他們所擁有的能量值為1.75×1021J，相當于400億t石油。據(jù)專家估計，現(xiàn)在地球上植物生物總儲存量為18000多億t，相當于6400億t石油，這是一項巨大的可進一步開發(fā)的能源資源?，F(xiàn)在正在研究開發(fā)并已取得初步成效的基因工程成果是將真菌淀粉生產(chǎn)酒精，即進一步法生產(chǎn)酒精；將木質素解聚酶基因和纖維素酶基因克隆移到酵母內，使之可直接利用稻草、草皮等做原料生產(chǎn)酒精作為替代能源。在英國每年就有600萬t秸稈，研究人員利用遺傳工程細菌“嗜熱脂肪芽孢桿菌”分解半纖維素（這是一種酵母不能分解的糖），已將30％的纖維物質轉化成乙醇。專家們在評審這些研究成果時指出，不可小看這一點點能源開發(fā)研究進展，其意義是深遠的，因為生物質現(xiàn)存量是巨大的，他們特別談到，隨著生物技術的不斷完善，常見的植物廢棄物轉化成能源的效率必然會進一步提高，其開發(fā)潛力是巨大的，包括小麥、玉米、甜菜等秸稈以及稻殼等植物廢棄物（垃圾）都可以轉化成能源。

2運用生物技術培育高能源作物

光合作用機制的揭示是分子生物學取得的新成果，研究表明，綠色植物利用太陽能把吸收的水和CO2同化為碳水化合物，把太陽能轉變成能夠儲存的化學能。一般植物把太陽能轉化成化學能的效率很低，平均值約為0.1％。而根據(jù)分子生物學研究的結果，轉換率可達5.2％，這個看似小小的數(shù)字差卻預示著光合轉化太陽能的巨大潛力。培育轉化能力強的作物必須以光合機制的研究為基礎。植物生理學研究表明植物在弱光和中度光照條件下太陽能的轉化率較高，強光下轉化效率較低。其作用機制是強光下不能發(fā)揮最大轉化效率的原因是光量子捕獲系統(tǒng)（葉綠素和光合系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ）與光合電子傳遞系統(tǒng)之間能力的不平衡。根據(jù)揭示的這一機理，在適當時機增加酶的活性，或減少前葉綠素的量就能調整系統(tǒng)的不平衡性，提高強光下的光合效率。生命科學的酶工程學者正在為此進行探索并已取得了重要進展。研究表明，C4植物（如玉米、甘蔗、高粱等作物）的光合能力高于C3植物（如小麥、水稻、大豆、棉花等作物），玉米等C4作物在CO2濃度極低時也能進行光合作用。因此，利用現(xiàn)代生物技術的細胞工程、酶工程、基因工程來吸收C4植物的優(yōu)良生物特性培育高效的能量作物，并給小麥、水稻等C3作物增加新的固氮機能，將會極大地提高植物轉換太陽能的效率，為獲取更多的新能源奠定物質基礎。

3利用基因工程改良微生物

以催化H2的釋放氫氣是效率高且無毒無害的燃料。氫氣在燃燒過程中會釋放出能量，而形成的廢物只有水，不會造成任何環(huán)境污染，因而被普遍認為是理想的清潔能源資源。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多能代謝分子態(tài)氫的細菌和藻類。還從分子水平上找到了與能代謝分子態(tài)氫有直接關系的酶，這就是氫化酶（綠藻）、固化酶（藍藻和光合細菌），他們均能催化氫氣的釋放。生物的這種作用機制，是由其結構基礎決定的，這就是功能基因。當今世界基因組測序工作的國際科技界的公關行動，對功能基因的快速開發(fā)創(chuàng)造了極好的條件。研究者認為，生物體的生理特性（如產(chǎn)氫化酶的綠藻、能產(chǎn)固定酶的藍藻和光合細菌）必然會有其功能基因存在起支配作用。一旦我們找到了這種功能基因并成功分離出，再利用當代已相當成熟的基因重組技術就可以大批量培育能生產(chǎn)出優(yōu)質能源氫的新物種，這個目標的實現(xiàn)是相當誘人的，而且是可以實現(xiàn)的。正是基于這種指導思想，生命科學工作者借助于當代新開發(fā)出的高新技術———基因工程，利用微生物來完成水的分解反應。這些在水中生長的微生物在光照條件下，會不斷地實施水的分解過程產(chǎn)生氫氣，然后用容器將氫氣收集起來，供作能源。近幾十年來人們已經(jīng)查明有16種綠藻和3種紅藻有生產(chǎn)氫氣的能力。還發(fā)現(xiàn)有4種類型的細菌具有生產(chǎn)氫氣的能力。藻類產(chǎn)氫氣的機制主要是通過自身產(chǎn)生的脫氫酶，利用大自然豐富的水源和無償?shù)奶柲軄砩a(chǎn)的。4種類型細菌產(chǎn)氫有以下幾種機制：一是依靠發(fā)酵過程生長的嚴格厭氧細菌；二是能在通氣條件下發(fā)酵和呼吸的兼性厭氧細菌；三是能進行厭氧呼吸的嚴格厭氧細菌；四是光合細菌。前3種都能夠利用有機物，從而獲得生命活動所需要的能量，他們均屬于“化能厭氧菌”。光合細菌則是利用太陽能提供的能量，被稱為“自養(yǎng)細菌”。近年來，科學家們發(fā)現(xiàn)了30種化能異養(yǎng)菌可以發(fā)酵糖類、醇類、有機酸等產(chǎn)生氫氣。在光合細菌中已發(fā)現(xiàn)13種紫色硫細菌和紫色非硫細菌能生產(chǎn)氫氣。專家在評審能產(chǎn)氫機制被揭示的研究成果時指出，產(chǎn)氫機制的揭示，可以此為依據(jù)，發(fā)現(xiàn)并分離出功能基因，再以基因重組技術改良微生物，以大幅度地提高微生物生產(chǎn)氫氣的能力，氫氣生產(chǎn)原料是水，未來，當水運用生物工程技術變成燃料時，能源危機將不存在。

4運用基因重組技術培育出能產(chǎn)油的植物

第7篇：生物技術概述范文

食品添加劑在食品中的使用越來越廣泛,也是社會關注的食品衛(wèi)生安全熱點之一。近年來,衛(wèi)生監(jiān)督部門對食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)、以及食品企業(yè)使用食品添加劑的情況實施衛(wèi)生監(jiān)督,并對違反《食品衛(wèi)生法》、《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》的行為,依照相應規(guī)定進行處罰。但是在實施行政處罰過程中發(fā)現(xiàn),食品添加劑衛(wèi)生監(jiān)督中作為主要依據(jù)的《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》還存在著缺陷,《食品衛(wèi)生法》中相關食品添加劑的條款也有待進一步完善。筆者就有關問題與同仁共同探討。

1關聯(lián)性及相關規(guī)定的缺陷

1•1目前與食品添加劑相關的法律、規(guī)章、規(guī)范主要有《食品衛(wèi)生法》、《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》、《食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)衛(wèi)生規(guī)范》,它們是食品添加劑衛(wèi)生監(jiān)督工作中監(jiān)管和執(zhí)法的依據(jù)。三者相互關聯(lián),但是三者之間的關聯(lián)性以及相關規(guī)定存在著缺陷。

1•2《食品衛(wèi)生法》中規(guī)定,生產(chǎn)經(jīng)營和使用食品添加劑,必須符合食品添加劑衛(wèi)生管理辦法的規(guī)定;不符合衛(wèi)生管理辦法的食品添加劑,不得經(jīng)營、使用。但是《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》重點規(guī)定了食品添加劑的審批,對生產(chǎn)經(jīng)營和使用食品添加劑的規(guī)定較簡單,而生產(chǎn)食品添加劑衛(wèi)生的具體要求和規(guī)定是《食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)衛(wèi)生規(guī)范》。

1•3《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》中缺少與《食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)衛(wèi)生規(guī)范》關聯(lián)的內容,且《食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)衛(wèi)生規(guī)范》是衛(wèi)生部規(guī)范性文件,而不是衛(wèi)生標準,因此對不按照《食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)衛(wèi)生規(guī)范》要求生產(chǎn)的企業(yè)無法按食品衛(wèi)生法中的相關規(guī)定實施行政處罰。

1•4《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》中規(guī)定,食品添加劑生產(chǎn)經(jīng)營者的一般衛(wèi)生監(jiān)督管理,按照《食品衛(wèi)生法》及有關規(guī)定執(zhí)行。但是《食品衛(wèi)生法》中除標識、實施檢驗對食品添加劑有相關規(guī)定條款外,其余一般衛(wèi)生監(jiān)督管理規(guī)定條款均是指食品,不能用于對食品添加劑的衛(wèi)生監(jiān)督管理,相應的處罰條款也不能用于生產(chǎn)經(jīng)營、使用食品添加劑的企業(yè)。

2《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》相關規(guī)定和行政處罰依據(jù)的漏洞

2•1缺少使用食品添加劑索證的規(guī)定。在《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》中僅對食品添加劑經(jīng)營者提出了索證要求,未對使用者提出相應要求。因此當食品生產(chǎn)企業(yè)、餐飲業(yè)等單位對使用的食品添加劑未索取衛(wèi)生許可證和產(chǎn)品檢驗合格證明或其它相關證明,不能確保使用的食品添加劑是衛(wèi)生安全時,衛(wèi)生監(jiān)督部門無法實施行政處罰。

2•2對超過保質期和無中文標識的食品添加劑無規(guī)定。在對企業(yè)加工、經(jīng)營、使用超過保質期的食品添加劑方面無任何條款可以制約。在食品添加劑標識方面,當企業(yè)加工、經(jīng)營、使用無中文標識的食品添加劑時,衛(wèi)生監(jiān)督部門無依據(jù)進行控制。

2•3在對食品添加劑經(jīng)營者的規(guī)定中缺少制約環(huán)節(jié)?！妒称诽砑觿┬l(wèi)生管理辦法》中雖然有“食品添加劑經(jīng)營者必須有與經(jīng)營品種、數(shù)量相適應的貯存和營業(yè)場所?！坏门c非食用產(chǎn)品或有毒有害物品混放。食品添加劑經(jīng)營者購入食品添加劑時,應當索取衛(wèi)生許可證復印件和產(chǎn)品檢驗合格證明。”的規(guī)定,但由于食品添加劑經(jīng)營者不需取得衛(wèi)生許可證,食品添加劑的使用者在采購食品添加劑時國家又沒有索證的要求,因此衛(wèi)生監(jiān)督部門難以查找食品添加劑的經(jīng)營者,無法掌握食品添加劑經(jīng)營者的情況,導致目前食品添加劑經(jīng)營者多數(shù)是在無監(jiān)管的情況下經(jīng)銷,很難確保食品添加劑的經(jīng)營符合衛(wèi)生要求。

2•4食品添加劑生產(chǎn)過程中不符合衛(wèi)生規(guī)定時無相應處理依據(jù)。當食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)不符合《食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)衛(wèi)生規(guī)范》要求,生產(chǎn)過程中出現(xiàn)缺少與產(chǎn)品品種、數(shù)量相適應的食品原料處理、加工、貯存等場所;食品添加劑的生產(chǎn)用設備、工具、管道、容器未專用,不符合相應的衛(wèi)生要求;內外環(huán)境不整潔,未設置有效的防塵、防鼠、防蚊蠅設施;食品添加劑生產(chǎn)人員個人衛(wèi)生不符衛(wèi)生要求,生產(chǎn)食品添加劑時不穿戴工作衣、帽,或不清潔情況時,衛(wèi)生監(jiān)督部門因無處罰依據(jù)而無法對其采取行政執(zhí)法措施加以有效控制。

2•5對從事食品添加劑的生產(chǎn)人員(包括臨時工)不按要求每年進行一次健康檢查、未取得預防性健康體檢合格證明就上崗;以及對患有活動性肺結核、病毒性肝炎、腸道傳染病及病源攜帶者、化膿性或慢性滲出性皮膚病等傳染病患者不調離,仍然從事食品添加劑的行為,無相應條款可以實施行政處罰。

2•6隨著食品添加劑市場的發(fā)展,出現(xiàn)了分裝食品添加劑的加工單位,但是《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》中僅對食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)作了規(guī)定。省級衛(wèi)生行政部門也只受理食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)的許可申請。導致分裝食品添加劑的加工單位申請領證無門,市級衛(wèi)生監(jiān)督部門也無依據(jù)實施監(jiān)督。

3建議

3•1對《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》進行修改,增加“食品添加劑生產(chǎn)必須符合衛(wèi)生部《食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)衛(wèi)生規(guī)范》”的內容。在《食品衛(wèi)生法》中增加在生產(chǎn)經(jīng)營、使用食品添加劑過程中不符合衛(wèi)生管理辦法規(guī)定時的處罰條款。使《食品衛(wèi)生法》、《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》、《食品添加劑生產(chǎn)企業(yè)衛(wèi)生規(guī)范》三者相互關聯(lián),環(huán)環(huán)相扣。

3•2在《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》中增加“食品添加劑使用者在采購時必須索證”的規(guī)定,以利發(fā)現(xiàn)使用的食品添加劑有衛(wèi)生安全問題時可進一步溯源,并有利于衛(wèi)生監(jiān)督部門對經(jīng)營者實施監(jiān)督管理。

第8篇：生物技術概述范文

關鍵詞：OBE理念；生物技術；人才培養(yǎng)模式改革

生物技術的內在價值已得到廣泛認知，成為二十一世紀自然科學的前沿學科。從全球來看，生物技術企業(yè)約有半數(shù)以上集中在北美，三分之一分布在歐洲和日本，我國的生物技術產(chǎn)業(yè)規(guī)模不足世界總量的1%。世界范圍，高層次生物技術人才需求旺盛，我國人才市場顯示消化能力不足。我國產(chǎn)業(yè)及人才機遇與挑戰(zhàn)并存。我國與國際規(guī)模間的差異，以及學生執(zhí)業(yè)能力的不足，給生物技術高等教育者提出新課題：如何培養(yǎng)具國際水平、符合市場需求的生物技術人才，以修正和填補人才供給與需求間的錯口，前瞻性地培育、儲備我國生物產(chǎn)業(yè)領軍人才。綜合來看，人才培養(yǎng)模式改革勢在必行。

一、OBE教育理念

成果導向教育（Outcome-basededucation，OBE）是二十世紀九十年展起來的以能力、目標、需求為導向的一種新的理念。其以“不論學生基礎如何，每個學生都能學會”為前提，一個OBE體系中所有活動，都以學生為中心，以不同成果為目標導向，以多維明確的方案來組織，確保學生在實施過程中擁有成功所需的知識、能力和應有的素質。OBE強調能力培養(yǎng)、訓練及應對未來、適應未來的綜合能力，及在教學過程中發(fā)掘學生的個人價值和潛力，通過對社會需求變革趨勢和學生個體差別性發(fā)展的研究來指導教育，實現(xiàn)學生在不可知的未來對新生事物的可控性要求。

二、傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式

傳統(tǒng)培養(yǎng)以“整班平行培養(yǎng)”為主，往往不能顧及學生自身意愿，無法體現(xiàn)因材施教的針對性和靈活性。隨著時代進步，各行業(yè)對專業(yè)人才能力需求的層次和角度在發(fā)生變化，生物技術專業(yè)就業(yè)領域極其廣泛，涵蓋了生物、醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)。行業(yè)間對人才需求的差異直接對高校生物技術專業(yè)培養(yǎng)模式提出挑戰(zhàn)。此外，生物技術教育對人才市場需求尚缺乏全面深入的考察評價，相應的人才培養(yǎng)模式和目標存在一定盲目性，難以適應生物技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場需求，學生出口難，就業(yè)進入瓶頸期。種種問題，提示高校生物技術專業(yè)培養(yǎng)模式改革不可回避。OBE是適合生物技術專業(yè)發(fā)展需求的教育理念，我們依據(jù)OBE，從多維改革視角出發(fā)，為筆者所在學校生物技術復合型人才培養(yǎng)模式尋找突破。

三、基于OBE理念的生物技術專業(yè)教學改革實施策略

1.培養(yǎng)方案的修訂基于OBE“自頂向下，反向設計”原則，學校以社會、市場需求為導向設計培養(yǎng)目標，導出課程體系及教學任務。課程設計目標基于其在專業(yè)培養(yǎng)計劃中的作用和在畢業(yè)需求中的貢獻而定。通過階段性學習成果作用于綜合設計性實驗、實踐、創(chuàng)新項目申請，反饋調整課程設定目標。指導與反饋，有助于課程體系的組織與結構調整，有助于學生對學習的掌握。從OBE實施要點“確定學習成果、構建課程體系、確定教學策略、自我參照評價、逐級達到頂峰”，學校將培養(yǎng)分為自我認識期、調整期、深化期，配以制度化的導師制、班主任制、輔以科任老師及雙師教師的教育引導，鑄就目標成果明確，積極性高、主動性強的生物技術人才。2.深化開放式教育理念學校堅持OBE“利益相關者導向”理念，為切合行業(yè)對人才培養(yǎng)的需求，邀請知名學科專家、企事業(yè)專員、用人單位共同參與人才培養(yǎng)質量標準建設，開展“社——?！蟆隆倍嗑S課堂教育模式，社會、學校、企業(yè)、事業(yè)單位共同參與教學過程，深化“走出去、引進來”的開放式教育理念，將課堂全面推向社會，同時引生產(chǎn)線、管理線人員走進校本部課堂。通過階段性調研反饋、信息處理，進行調整，便于專業(yè)長遠發(fā)展。3.強化雙師隊伍建設“雙師”即“雙素質”教師，具備理論教學和指導學生實踐的雙重教學素質?！半p師”理念與廣度直接影響學生的執(zhí)業(yè)能力及視野，強化“雙師”隊伍建設是教學改革不可或缺的重要部分。就一線教師，尤其是校門對校門的教師，需走進企事業(yè)單位，進行理論、科研成果的社會檢驗，提高教師自身的實踐素質，使專任教師能夠真正承擔實際工作任務。同時，教師需跟進生物行業(yè)前沿變化，更新專業(yè)知識和技能，迎合社會崗位需求。此外，需不斷加強教師隊伍建設，鑄就意識到位、人人參與的一支名副其實的“雙師”隊伍。4.成果的評估OBE中的成果，即專業(yè)成果，包括校內/校外實習實訓成果、項目成果、畢業(yè)成果、就業(yè)成果及認知成果等。最終頂峰學習成果既是OBE的終點，也是其起點。學?？蓪I(yè)學習成果轉換成績效，充分考慮教育利益相關者（政府、學校和用人單位，學生、教師和家長等）的要求與期望進行綜合評定。成果是否可以量化、如何量化、比重如何設定等成為綜合評定難以回避的問題。因此，建立一套科學合理的成果評估體系，是當前生物技術教育及管理者需考慮的重要內容之一。

四、結束語

第9篇：生物技術概述范文

生物超弱發(fā)光(Ultraweak or Superweak bioluminescence)，簡稱超弱發(fā)光，又叫超弱光子輻射（Ultraweak Photon emission）、自發(fā)光（Spontaneous Luminescence）、超弱化學發(fā)光（Ultraweak or superweak Chemiluminescence）[1]。超弱發(fā)光是一種低水平的化學發(fā)光，發(fā)光強度極其微弱，僅為100-103hv/(s.cm2)，量子效率也很低，約為10-14-10-9，波長范圍為200-800nm[2-6]。實際上超弱發(fā)光早已為人所知，早在1923年，前蘇聯(lián)科學家G.Gurwitsh在有名的“洋蔥試驗”中就已發(fā)現(xiàn)了超弱發(fā)光現(xiàn)象[7]。但是，由于儀器條件的限制，直到1954年意大利人Colli等利用裝有光電倍增管的儀器才首次科學地證明了超弱發(fā)光現(xiàn)象[8]。到了六十年代，前蘇聯(lián)科學家對超弱發(fā)光進行了大量研究，Mamedov[9]對90余種生物的測定發(fā)現(xiàn)，除藍藻和原生動物外，所有生物都有不同程度的發(fā)光，證明了超弱發(fā)光的普遍性。Slawinska等更進一步，提出任何生命物質都存在著超弱發(fā)光現(xiàn)象[10]。到目前為止，人們已對于超弱發(fā)光的機理及應用開展了大量研究工作，取得了可喜成績，但都還有待進一步深入[3]。

我國超弱發(fā)光研究起步較晚，主要在應用研究上開展了一些工作。中國科學院生物物理研究所等單位在人和動物上進行了大量有益的研究[11-23]。七十年代末以來，甘肅農(nóng)業(yè)大學等單位在農(nóng)作物、豆科牧草、沙生植物和水果的抗生（尤其是抗旱性）鑒定上[24-43]進行了大量探討，農(nóng)作物已涉及小麥、玉米、大豆等8種，其中對小麥、玉米研究最多。理化因子如稀土、特定電磁輻射、電離輻射、氧化劑及代謝抑制劑等對超弱發(fā)光的影響也已涉及[28、40、44、49]?？v觀這些年來我國超弱發(fā)光研究的歷程，總的來說取得了一定的進展和成績，但也存在著一些不足。這里僅就超弱發(fā)光的機理、測量、理化影響因素，及其在我國農(nóng)業(yè)和醫(yī)學中的應用研究加以概括和總結，以便對過去的工作有一個總的了解和回顧，并為今后進一步研究提供有益參考。

1 超弱發(fā)光的機理

代謝和核酸合成是生物超弱發(fā)光的兩主要來源，萌發(fā)綠豆中這兩者和約為96%[44]。代謝發(fā)光又主要來源于氧化還原等代謝過程，如脂肪酸氧化[50、51]、酚的醛的氧化、H2O2的酶解、花生四烯酸的氧化、兒茶酚胺和單寧的過氧化，醌的氧化裂解[4]、蛋白質和氨基酸的氧化[52]等。氧化劑D2O明顯增強血紅素蛋白的發(fā)光強度[49]、呼吸抑制劑NaN3對萌發(fā)綠豆超弱發(fā)光的抑制達72%[44]等都是極好的例證。關于代謝發(fā)光的機理，Valadimirov曾提出過酶反應機制學說，認為它來源于代謝產(chǎn)生的過氧化物的酶解；但現(xiàn)在一般認為代謝發(fā)光是不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生的過氧化自由基復合后形成的三重態(tài)過氧化物退激所致[4]Wright.J.R等研究發(fā)現(xiàn)，脂肪酸的最大發(fā)光值提取物對超弱發(fā)光和脂肪酸氧化酶相似的抑制作用；脂肪酸氧化酶抑制劑Co2+、Mn2+、Hg2+和EDTA同樣也抑制超弱發(fā)光[53]，證明脂肪酸氧化是超弱發(fā)光的主要來源之一。核酸DNA和RNA的合成反應是超弱發(fā)光的另一個來源，它在綠豆種胚超弱發(fā)光中約占24%[44]。關于核酸的超弱發(fā)光，Popp等提出過DNA光子貯存假說和分化的物理模型[54，55]。Rattemeyer等根據(jù)溴化憶錠對超弱發(fā)光的影響，也初步證明了DNA是一個超弱發(fā)光源[56]。馬文建等還對DNA發(fā)光特異性進行了研究[57]，結果表明在所有堿基中只有鳥嘌呤能夠發(fā)光，且發(fā)光強度與濃度（亦即DNA濃度）成正相線性關系。該研究還發(fā)現(xiàn)，鳥嘌呤衍生物發(fā)光強度因取代基不同而不同，鳥嘌呤＜鳥嘌呤核苷＜脫氧鳥嘌呤核苷＜一磷酸鳥苷＜三磷酸鳥苷＜脫氧一磷酸鳥苷＜脫氧三磷酸鳥苷；甲基化對發(fā)光有抑制作用，O6甲基化和N7甲基化鳥嘌呤核苷酸的發(fā)光強度僅為正常核苷酸的15%，毛大璋等研究了核酸代謝抑制劑對萌發(fā)綠豆超弱發(fā)光的影響[44]。他們發(fā)現(xiàn)，雖然蛋白合成抑制劑環(huán)已亞胺通過抑制蛋白質合成中的移位酶迅速阻斷了細胞質中的全部蛋白質合成反應，但并沒有對超弱發(fā)光產(chǎn)生影響。因此，蛋白質合成過程對超弱發(fā)光沒貢獻。并由此推斷出，核酸代謝抑制劑放線菌素D之所以抑制超弱發(fā)光是因為它抑制了DNA發(fā)光和/RDA合成。因此，DNA和/RNA合成是超弱發(fā)光的一個來源。關于物理因素引起的超弱發(fā)光，Sapezhinskii等認為，是這些環(huán)境因素作用下生物體內產(chǎn)生的各種自由基（尤其是過氧自由基）經(jīng)過一系列反應后生成的單線態(tài)氧和激發(fā)態(tài)羥基退激發(fā)光[58]。

2 我國農(nóng)業(yè)中的超弱發(fā)光應用研究

2.1作物的超弱發(fā)光特征

作物幼苗不同器官間超弱發(fā)光強度有差異，根（或胚根）發(fā)光最強[28，33，38，39]，因為種子萌發(fā)后細胞分裂活動主要集中在胚根的分生區(qū)[24]。于這一點，國外有類似報道，對小麥、菜豆、扁豆和玉米的研究顯示，根的發(fā)光強度是莖的的10多倍[8]。但也有例外，在玉米根、芽、胚、種中，芽的發(fā)光強度最大[31]。對大豆的研究顯示，子葉的發(fā)光強度高于真葉[61]，究其原因，子葉是苗期養(yǎng)分的主要來源，而真葉才剛開始生長。作物萌發(fā)過程中，超弱發(fā)光的動脈變化呈現(xiàn)單峰曲線[31，32，35，58]，中期發(fā)光強度萌發(fā)比前期和后期高出2-3倍[32]，發(fā)光量在總發(fā)光量中占絕大部分[35]。但有的研究也顯示萌發(fā)過程中發(fā)光強度呈雙峰曲線；并認為第一峰主要與營養(yǎng)物質的分解代謝（主要是不飽和脂肪酸的氧化）有關，第二峰主要與有絲分裂有關，兩者同行并存；但峰值出現(xiàn)的早晚因作物種類而不同[28，60]。不同物物間超弱發(fā)光強度有所不同，比如苗期發(fā)光強度大麥＞小麥＞玉米，反映了它們在干旱適應性上的差異[37]。種子超弱發(fā)光強度與某些物質的含量有關，豆科牧草種子萌動之初，超弱發(fā)光強度與干種子中飽和脂肪酸C014-18、棕櫚酸、ATP含量呈負相關，和雙健不飽和脂肪酸C1-318-24含量成正相關[38，39]，這和一些沙生植物是一致的[41]。作物籽粒的發(fā)光強度與成熟度及著生部位有關，對玉米的研究表明，成熟度小的籽粒高于成熟度大的籽粒[61]。其原因在于，授粉初期籽粒主要器官分化，細胞分裂和呼吸作用強；進入完熟期后，籽粒新陳代謝和細胞分裂減弱，超弱發(fā)光也相應減弱。此外，不同著生部位的籽粒超弱發(fā)光強度也有所不同，授粉48天后的玉米果穗，上部籽粒＜中粒籽粒＜下部籽粒；采后貯存30天的果穗，發(fā)光趨勢正好相反，前者反映了果穗的發(fā)育和成熟過程，后者則反映了玉米是穗收獲后穗部營養(yǎng)物質轉運和累積的規(guī)律。

2.2缺失體和種子活力

三種大豆脂肪酸氧化酶同工酶缺失體Lox1、Lox2、Lox3及其組合缺失體的子葉和真葉有相同的發(fā)光規(guī)律，雙缺失體 ＞單缺失體＞正常品種，表明缺失體苗期葉片的超弱發(fā)光與脂肪酸氧化酶的基因型有關，這也許可以成為鑒別脂肪酸氧化酶同工酶缺失體的指標[59]。國外對這三種缺失體也有研究，據(jù)Jinye wang等報道，三者及組合的組織勻漿中，Lox1+Lox3的發(fā)光強度最低[61]。種子超弱發(fā)光強度的高低能在一定程度上反映種子活力的大小，馬鈴薯整種子及其粉碎后的提取液超弱發(fā)光強度均與發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)呈顯著或極顯著正相關關系[25]。用超弱發(fā)光強度鑒定種子活力，樣品量少又不破壞種子，對于種子量少的珍貴品種極其有益。

2.3抗生研究

2.3.1抗穗發(fā)芽能力、抗冷性、抗鹽堿 不同抗穗發(fā)芽能力小麥品種完熟期貯藏幼苗的超弱發(fā)光強度有相同趨勢，休眠期短的品種（易帶穗發(fā)芽）＞中抗品種＞抗性品種[26]。因此，籽粒超弱發(fā)光強度可作為鑒定和篩選抗穗發(fā)芽品種的依據(jù)。只要把品種按發(fā)光值和統(tǒng)計結果排列，即可把抗性品種和抗性差的品種分開，而且條件單一，不需模擬逆境。

低溫能降低超弱發(fā)光強度，低溫下萌動7-8天的玉米籽粒[24]發(fā)光強度不及室溫下的三分之一；且同樣的低溫，抗寒品種發(fā)光強度顯著高于不抗寒品種，這種低溫萌動時品種間發(fā)光強度的差異性品種抗冷性一致的表現(xiàn)，為篩選抗寒品種提供了一種簡捷的鑒定方法。稀土有利于提高根系活力和發(fā)光強度[40]。但稀土只是在作物自身抗寒基礎上發(fā)揮效力。隨著溫度的下降可能出現(xiàn)類似“閃光”的現(xiàn)象，比如冬天小麥在（40C-O0C-40C）降溫過程中，根系活力隨之下降，根系超弱發(fā)光強度好反而有所提高。水果對低溫的反應和萌發(fā)強度卻反而有所提高。水果對低溫的反應和萌發(fā)種子有所不同，將葡萄和金拮分別貯藏在低溫和室溫下，結果，在貯藏過程中發(fā)光強度沒有顯著變化，而且兩種處理亦無顯著差異[42]。

用NaCI溶液對種子進行鹽分脅迫處理，結果顯示，高抗鹽品種的發(fā)芽率和超弱發(fā)光強度均高于敏感品種[28，40，43，60]，耐鹽苜蓿的發(fā)光值、代謝和生長速率無大的變化，敏感品種則有顯著改變[60]。鹽分脅迫將降低超弱發(fā)光強度，用0.5% naCI溶液萌發(fā)的大麥發(fā)光強度顯著低于對照無顯著差異，大豆則差異明顯，這是因為小麥屬中抗鹽作物，而大豆屬不抗鹽作物[43]。稀土能提高作物耐鹽能力，稀土溶液浸種能減弱鹽脅迫引起的春、冬小麥發(fā)光強度降低的程度，且冬小麥比春小麥效果更明顯[40]。

2.3.1抗旱性 作物籽粒和幼苗超弱發(fā)光都能在一定程度上反映品種間抗旱性差異。不同抗旱性小麥品種籽料的發(fā)光強度各有一定的范圍，且抗旱性越超弱發(fā)光值也越高[30]，這與冬小麥和蕎麥幼苗的試驗結果是一致的[32，36]。用籽粒的超弱發(fā)光強度來鑒定作物的抗旱性有許多優(yōu)點，簡單易行，速度快，樣品量少，又不破壞種子，對種子量少的珍貴品種尤其適宜。但是，僅僅根據(jù)超弱發(fā)光值的方差分析結果來對品種進行抗旱性分類，則無論用LSR0.05還是用LSR0.01作為分類標準，其中都有可屬于抗旱性中等的中間類型[30]。

蕎麥幼苗的發(fā)光強度抗旱品種大于不抗旱品種[36]。玉米抗旱自交系根的超弱發(fā)光積分值高于不抗旱自交系；根芽、根胚、根種超弱發(fā)光積分值的比值，萌發(fā)前期抗旱自交系大于不抗旱自交系（超弱發(fā)光積分優(yōu)值與總積分值的比值亦如此）；后期則相反[31]，大麥超弱發(fā)光的最高峰值亦有類似規(guī)律[35]。冬小麥抗旱品種萌發(fā)過程五個齡期的的超弱發(fā)光總值比不抗旱品種大（大麥[35]也是這樣），超弱發(fā)光持續(xù)不衰時間也比不抗旱品種長[32]。芝麻幼苗根莖，根葉超弱發(fā)光的的比值，抗旱性品種比不抗旱品種高[33]。（辣椒[34]、小麥[40]）萎蔫后的復水能力與超弱發(fā)光強度呈正樣關系，這在評價品種抗旱能力方面有實際意義[40]。不同抗旱性品種在萌發(fā)過程中有不同的發(fā)光動態(tài)，（小麥、大麥[37]）抗旱品種萌發(fā)初期芽和根的超弱發(fā)光都很強，第二葉比第一葉發(fā)光水平更高，且在整個萌發(fā)過程中根的發(fā)光長盛不衰；不抗旱品種第一、二葉的發(fā)光水平都比較低，雖然萌動之初根的發(fā)光值占極大比重，但短時間內又很快下降；中抗品種則介于兩者之間。這種發(fā)光部位動態(tài)過程的不同，有可能成為快速鑒定、早期篩選抗性品種的一種簡便方法。

此外，人們還對水分脅迫和模擬干旱條件下作物幼苗的發(fā)光情況進行了研究。小麥萌發(fā)過程中用20%聚乙二醇進行水分脅迫處理，2小時后發(fā)光值有所下降，此后一直趨于較低水平，并且無明顯的峰值出現(xiàn)[28]。（小麥、大豆和玉米等[27，29]）作物種子萌發(fā)時用蔗糖模擬干旱（簡稱模擬干旱），超弱發(fā)光強度有所降低；但不抗旱品種降低程度顯著大于抗旱品種。在模擬干旱條件下萌發(fā)時，發(fā)光強度抗旱品種顯著高于普通品種與蒸餾中萌況相反[29]。

2.4理化因素對超弱發(fā)光的影響

超弱發(fā)光強度與環(huán)境因素有關，理化因子，如特定電磁波（簡稱PDP）、氧化劑、代謝抑制劑、稀土和電離輻射等，都可以改變發(fā)光強度。經(jīng)TDP輻照的大豆干種子，在整個萌發(fā)過程中，超弱發(fā)光值始終高于未輻射種子[45]，這與TDP輻射能提高種子活力，促進種子萌發(fā)，促進幼苗生長，增強萌發(fā)種子的代謝活動是一致的。（水稻、陸稻、小麥、玉米和蘿卜等[48]）作物種子剛經(jīng)TDP輻照完時，發(fā)光強度較高，但不穩(wěn)定；照后放置24小時此現(xiàn)象即可消除。TDP也對的超弱發(fā)光有影響[46]，家兔經(jīng)TDP輻照后孵育，結果，發(fā)光值均高于對照，其中8分鐘對照組與對照組差異極顯著。

加氧化劑是增強發(fā)光的又一方法。小麥種子[28]萌發(fā)過程中，分別于6小時和72小時用1%KMnO4溶液處理，發(fā)光強度可分別增加10.8%倍和2.5倍，增強幅度隨萌發(fā)時間的延長而減小，這是因為，代謝的氧化底物隨著萌發(fā)時間的推移而減少。在血紅素蛋白研究中也發(fā)現(xiàn)了氧化劑對發(fā)光的增強作用，D2O2能明顯增強血紅素蛋白的發(fā)光強度；自由基清除劑則產(chǎn)生相反的作用一抑制超弱發(fā)光，但不同自由基清除劑間有差別，B-Car，對血紅素蛋白的發(fā)光有很大的抑制作用，而甘露醇和苯甲酸鈉則無甚功效[49]。稀土能提高（液體培養(yǎng)的玉米、冬小麥、辣椒和甜菜等[40]）根的超北發(fā)光強度和活力，但稀土只在一定范圍內起作用，遺傳特征是發(fā)光特征及根系活力的決定因素。

（紫外線[47]、X-射線、r射線[63]等）電離輻射也能提高超弱發(fā)光的強度。經(jīng)X-射線照射后V70細胞發(fā)光強度明顯增強，累積照射26.5GY，超弱發(fā)光總超弱發(fā)光峰值出現(xiàn)的位置，輻射細胞和未輻射細胞的發(fā)光峰均在634.6nm出現(xiàn)。用X射線或r-射線照射CHO細胞和V79細胞，當輻射劑量小于26.5GY時，超弱發(fā)光強度與輻射劑量性相關。輻射增敏劑Misonidazole能增加X-射線和r-射線誘發(fā)的發(fā)光強度，但不變發(fā)光強度一輻射劑量間的線性關系；另，僅含Misonidazole的培養(yǎng)液的發(fā)光有受輻射因素的影響。紫外線對超弱發(fā)光具有促進和抑制兩種可能作用，經(jīng)紫外線照射10分鐘的大豆種子萌發(fā)后光峰值和發(fā)光均值都比對照高將近兩倍，而照射60分鐘的大豆種子反而明顯低于對照；加入冷光劑后發(fā)光作用得到了加強，但發(fā)光趨勢不變[47]。

對萌發(fā)綠豆的研究顯示，不同代謝抑制劑對超弱發(fā)光有不同的影響[44]。NaN3抑制大部分與氧化有關的發(fā)光，放線菌素D（AD）則抑制與核酸合成有關的發(fā)光。呼吸受抑制引起的ATP等的缺乏必然會降低核酸的合成速度，因此，AD和NaN3對超弱發(fā)光的抑制既各不相同，又相互影響部位不同。EB是插入DNA分子使DNA雙螺旋結構解開從而引起超弱發(fā)光增強；AD則主要是通過抑制RNA的合成抑制超弱發(fā)光。此外，EB能消除AD對發(fā)光的抑制，但不影響NaN3和AD聯(lián)合處理對發(fā)光的抑制。

3 超弱發(fā)光在人體和運行研究中的應用

人體體表不同部位超弱發(fā)光強度有差異，手指＞手心＞面頰[13]，僅就手而言，指尖＞手心＞虎口＞手背[11]。人體體表有14條高發(fā)光線，其中92.97%與《靈樞經(jīng)》中描繪的人體十四經(jīng)的體表經(jīng)穴、經(jīng)線的高發(fā)光生物物理特性。病人某些部位的發(fā)光強度不對稱，如單側顏面神經(jīng)麻痹和面肌痙攣者的左右商陽穴[11]。不同刺激劑對人外周血多形核白細胞（PMN）發(fā)光的刺激作用有別[15]，酵母多糖（OZ）和伴刀豆球蛋白刺激效率低，持續(xù)時間短；佛發(fā)波醇刺激效率高，低濃度即能使PMN穩(wěn)定發(fā)光達6小時。另外，測量體系中血含量也對PMN受激發(fā)光有影響，105左右含血量最佳。針刺能增加動物某些穴位發(fā)光強度，對家兔的研究[12]顯示，電針刺外關穴前后同側耳部發(fā)光強度有顯著差異；而針刺非經(jīng)穴部位，未見明顯變化，驗證了祖國醫(yī)學外穴與耳部位存在特殊的三焦經(jīng)經(jīng)絡通路的論述，以及經(jīng)穴對機體生命活動特有的調整作用。該研究還發(fā)現(xiàn)，用藥物封閉周圍神經(jīng)通路后，電針刺激不能明顯改變發(fā)光強度，證明在經(jīng)絡激動劑和抑制劑對超弱發(fā)光有相反的作用。fMLP、A2387等均可刺激大鼠腹腔中性粒細胞和次黃嘌呤一黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)發(fā)光[23]。超弱發(fā)光在癌癥研究中也得到了應用，畸胎癌組織抽提液的發(fā)光峰值603nm和651nm與原卟淋IX標準樣品基本吻合，證明畸胎癌組織中有卟啉[21]。另一項研究還發(fā)現(xiàn)，卟淋和白蛋白復合物的發(fā)光特性與臨床診斷中選擇的癌固有特征峰或患者血清特征峰相吻合[22]。超弱發(fā)光在國內經(jīng)絡研究上應用較多，目前已在循經(jīng)感傳與經(jīng)穴發(fā)光的定量關系、人體體表冷光變化與針刺對人體的調節(jié)作用、以及喻穴、特定穴、交會穴、子母穴的冷光特性等研究中取得初步進展，部分驗證了祖國醫(yī)學的有關經(jīng)絡學說[12]。

兔和大鼠[16，17]油酸肺損傷時H2O2能顯著提高發(fā)光值和降低發(fā)光衰減系數(shù)。經(jīng)H2O2處理的兔血漿發(fā)光強度明顯高于全血和紅細胞懸液；但溶血后三者的發(fā)光值均顯著增加，其中全血和紅細胞懸液發(fā)光值分別增加了15.5倍和6.1倍。白細胞降低90%后油酸性肺損傷發(fā)光值的升高程度顯著減小，支氣管肺泡藻洗液中蛋白含量和化學發(fā)光水平也顯著降低，表明白細胞在肺內聚集將加重肺損傷程度。離體的不同發(fā)育時期的雞胚神經(jīng)細胞的發(fā)光有很大差異[19]，9天以后的雞胚神經(jīng)細胞有明顯的特征曲線，該曲線的產(chǎn)生與外界的溫度、氧、電場作用和光照等因子有關。溫度由410C降到370C過程中，發(fā)光強度亦降低，同時最大峰位置后移，但當溫度低于370C時，則特征曲線變得不明顯；外界電場和光照能使發(fā)光迅速增加，但不能改變發(fā)光曲線的特征，且移去外電場后，能迅速恢復到原發(fā)光水平。苯對水介質中鯉肝微粒體的發(fā)光有增強作用，但需要適量過渡金屬離子F2+或Cu2+存在；F2+誘導活力比Cu2+大，所用劑量僅為Cu2+的1/6，且兩者的作用方式也有區(qū)別，F(xiàn)2+所刺激的肝微粒體發(fā)光是陡升陡落，Cu2+則是緩升緩降[19]。超弱發(fā)光與許多生理生化反應有關，對綿羊的研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)光強度與活力、呼吸、果糖酵解、磷酸肌酸呈正相關，這種發(fā)光與活力和能量代謝間的內在聯(lián)系，反映了能量轉化過程，是評價品質很有價值的指標[20]。

4 超弱發(fā)光的測量

現(xiàn)在簡要談一下檢測方法和檢測系統(tǒng)[4]。超弱發(fā)光的測定主要是基于光電倍增管的檢測方法，共有測量輸出電流（DC法）、測量輸出電流中的交流成分（AC法）、單光子計數(shù)（SPC法）和同步單光子計數(shù)（SSPC法）等四種方法，其優(yōu)越性為DC法＜AC法＜SPC法＜SSPC法，但現(xiàn)在常用的主要是后兩種。常用的檢測系統(tǒng)有，BCL發(fā)光測定儀、Beckman公司生產(chǎn)的LS-5801、LS-9800液體閃爍計數(shù)器的單光子計數(shù)裝置，以及EM19789QB型、EM19635QB型、GDB-52型等光電倍增管裝配的儀器。