時間：2023-12-15 10:09:00
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇生物工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關(guān)鍵詞：生物工程、信息化技術(shù)；建設(shè)；應(yīng)用
一、什么是信息化技術(shù)
通過查詢概念我們可以得知，信息化技術(shù)是一種用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱。它主要是應(yīng)用計算機科學和通信技術(shù)來設(shè)計、開發(fā)、安裝和實施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。它也常被稱為信息和通信技術(shù)（InformationandCommunicationsTechnology,ICT）。主要包括傳感技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)。而具體到信息化技術(shù)的應(yīng)用來說包括計算機硬件和軟件、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)應(yīng)用軟件開發(fā)工具等，通過一系列的應(yīng)用可以有效緩解龐雜數(shù)據(jù)的分析人力物力，提高行業(yè)生產(chǎn)效率[2]。
二、信息化技術(shù)的優(yōu)勢和表現(xiàn)
隨著信息資源日益成為重要的生產(chǎn)要素、社會財富和無形資產(chǎn)，信息化技術(shù)變得更加普及和融合，互聯(lián)網(wǎng)作為重要的信息化載體，正在擔任著信息傳播和知識重構(gòu)的重要作用。通過信息化技術(shù)不僅可以降低成本，提高效率，還能夠增強創(chuàng)新與競爭力，提高經(jīng)濟增長質(zhì)量，推動經(jīng)濟社會的轉(zhuǎn)型升級。通過信息技術(shù)的創(chuàng)新，信息產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，廣泛普及應(yīng)用能夠快速了解行業(yè)間的需求和動態(tài)，促進科技成果轉(zhuǎn)化為，并能讓決策者及時獲得決策信息，制定出恰當、高效符合實際的規(guī)劃，幫助決策者不斷提高決策水平。針對個人來說，當前人人都在信息化的作用下享受著便利，例如現(xiàn)在出門一部手機就能夠完成點餐、手機叫車、電子購物等方面的問題，通過大型的軟件平臺通過電子支付，改變了人們的出行和購買方式。此外信息技術(shù)還應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的方方面面，如對家電的控制和空氣污染檢測等方面也都是運用信息資源，交流溝通的結(jié)果。信息化技術(shù)正在改變?nèi)藗兊纳睿S著不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，在提高經(jīng)濟增長，推動社會經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)型方向具有重要作用[3]。
三、信息化技術(shù)在生物工程建設(shè)中應(yīng)用的作用
生物工程從20世紀70年代以來，從逐漸興起到高速發(fā)展，20世紀90年代開始生物工程發(fā)展走向了系統(tǒng)性與規(guī)范性。而我國的生物工程是從20世紀80年代開始正式與世界接軌的，隨著人口數(shù)量的不斷增加和土地面積的不斷減少，為了更好的解決供需矛盾，我國開始不斷研究高新技術(shù)，希望通過生物技術(shù)有效解決了我國資源匱乏和糧食的問題，無論是基因工程還是細胞、發(fā)酵工程都是我國目前正在不斷研究的方向，通過這些應(yīng)用和研究在制藥和醫(yī)學領(lǐng)域取得了重大突破，實現(xiàn)了疾病的精準診斷讓疾病能夠及時的發(fā)現(xiàn)和控制，提高疾病的治愈率。此外經(jīng)過了生物工程方面的重點研究和改革，近年來，以農(nóng)業(yè)生物技術(shù)為核心的相關(guān)配套技術(shù)誕生，大大提高了糧食產(chǎn)量，這是除能源環(huán)境、醫(yī)學健康之外在農(nóng)業(yè)方面的有效推廣，不但改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)民收入水平，還通過科學技術(shù)的應(yīng)用緩解了日益減少的能源問題，在改善人類居住生活及健康水平方面都起著重要作用[4]。與此同時，隨著生物工程的加快發(fā)展，信息技術(shù)與生物工程的有效結(jié)合，已成為生物工程邁入新階段的重要歷程。生物工程正在通過信息化技術(shù)的創(chuàng)新，拓展研究范圍，從而實現(xiàn)更加深入的生物學科建設(shè)。那么信息技術(shù)是如何通過先進的更加前沿的知識，刺激生物工程的創(chuàng)新發(fā)展呢。首先針對更加嚴格的生物工程學科，在做好研究分析的同時，需要搭建更加完善、準確精準的實驗體系，只有不斷的實驗和實踐才能更好的指導生物工程的建設(shè)，而信息技術(shù)的參與恰好能夠有效保證數(shù)據(jù)的準確性，形成更加完整的研究系統(tǒng)。其次，生物工程的創(chuàng)新與發(fā)展離不開信息技術(shù)的輔助，只有充分運用大數(shù)據(jù)以及信息化工具才能更好的針對紛繁復雜的數(shù)據(jù)信息進行有效的處理，從數(shù)據(jù)中通過大量的運算統(tǒng)計出生物發(fā)展演變的規(guī)律，有效降低人員成本，由此可見信息化技術(shù)的加入是生物工程的建設(shè)的必然要求，兩者之間是相輔相成的關(guān)系，隨著一方技術(shù)的創(chuàng)新升級而隨之突破原有的研究內(nèi)容創(chuàng)新尋求更高的未知研究方向。
四、生物工程建設(shè)中信息化技術(shù)的應(yīng)用
通過上面的分析我們得知，生物工程建設(shè)中的信息化技術(shù)的重要性，可以說信息技術(shù)為生物工程技術(shù)搭建了良好的發(fā)展平臺。隨著國家創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)政策的支持和大力發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)+的戰(zhàn)略方向，信息化產(chǎn)業(yè)正在國家政策的扶持下高速發(fā)展，前景不可估量。通過分析信息化技術(shù)在生物工程中的應(yīng)用，為下一步生物工程發(fā)展的方向?qū)で蟾有兄行в行У牡缆贰?/p>
（一）軟件技術(shù)在生物工程中的充分應(yīng)用
有別于以往的生物工程建設(shè)，21世紀是互聯(lián)網(wǎng)的時代，大數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，也為軟件行業(yè)帶來了春天，因此現(xiàn)代的生物工程建設(shè)與軟件技術(shù)有著密不可分的關(guān)系。在生物工程建設(shè)的過程中，通過研發(fā)搭建數(shù)據(jù)庫和軟件平臺，可以對數(shù)據(jù)進行快速歸檔和處理，并通過軟件系統(tǒng)分析決策生物工程環(huán)節(jié)中生物技術(shù)的發(fā)展階段。例如，在生物工程研究過程中，對生命現(xiàn)象的研究在核酸核糖的序列分析和核酸低級結(jié)構(gòu)的分析中，數(shù)據(jù)量是十分龐大，僅靠人工是很難分析和抽離，因此針對蛋白質(zhì)內(nèi)結(jié)構(gòu)還是過程中的生物反應(yīng)都需要經(jīng)過設(shè)備進行信息化的監(jiān)測和分析，經(jīng)過建立系統(tǒng)的項目工程管理，分級分類建立數(shù)據(jù)庫讓生物工程的建設(shè)更加合理優(yōu)化，提高研究的準確性，由此可見軟件技術(shù)對生物工程的規(guī)范性和安全性有促進作用[5]。
（二）計算機技術(shù)在生物過程中的充分應(yīng)用
近年來，無論是生物工程還是計算機技術(shù)都是新時代科技發(fā)展的需求和產(chǎn)物，計算機技術(shù)的蓬勃發(fā)展逐步改變了人們傳統(tǒng)的學習、思維、工作和生活方式。計算機系統(tǒng)的操作為生物工程提供了重要的計算平臺，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)又為生物工程拓展了更加寬泛的計算環(huán)境，計算機的圖形處理和可視技術(shù)也為研究者提供更加完善的空間。在生物工程的發(fā)展中有大量的研究需要通過數(shù)據(jù)和、可視化來完成，如DNA的Z曲線變換、基因突變的過程中等，都需要計算機技術(shù)的參與，為微觀的生物技術(shù)提供可視化的展示和分析，從而從大批量的數(shù)據(jù)中識別和挖掘潛在的生物模式推斷出更加復雜的生物學關(guān)系，這就是計算機技術(shù)在生物工程建設(shè)中最為重要的應(yīng)用。除此之外在細胞學和基因的研究過程中，需要通過預算和自動化的操作和指令計算和模擬出真實的細胞結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成，營造更加真實的細胞生存環(huán)境，將生物體錯綜復雜的相互關(guān)系直觀的表現(xiàn)出來，從而讓科研人員能夠更加系統(tǒng)地認真記錄實驗過程中現(xiàn)象，為生物工程技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，提供了良好的重要技術(shù)保障。
五、結(jié)語
關(guān)鍵詞：微生物工程 現(xiàn)狀 前景
一、微生物工程面臨的挑戰(zhàn)
1. 微生物工程與合成化學工業(yè)的競爭
微生物工程，合成化學工業(yè)與農(nóng)業(yè)生物工程在過去幾十年中各自經(jīng)歷了巨大變化，以前， 農(nóng)業(yè)一直為微生物工程和化學工業(yè)提供原料，包括淀粉，蛋白質(zhì)，油脂等.微生物工程完全依賴 于農(nóng)業(yè)原料，生產(chǎn)乙醇，酒精，丙酮丁酸，氨基酸，有機酸等小分子化學品，以及復雜的次級代謝產(chǎn) 物（抗生素）.小分子發(fā)酵產(chǎn)物為化工制藥提供原料，復雜代謝產(chǎn)物又為農(nóng)業(yè)提供安全，無污染農(nóng) 藥.化學工業(yè)自 20 世紀 50 年代以來，采用石化原料合成多種合成纖維，塑料，人造橡膠，有機溶 劑等，特別是有機溶劑的化學合成極大威脅微生物工業(yè)的生產(chǎn).如 20 世紀 50 年代以后，丙酮丁 酸發(fā)酵工業(yè)在石油化工發(fā)達的國家消失，我國丙酮丁酸發(fā)酵一直堅持到 90 年代，當時受國內(nèi) 石化工業(yè)的壓力和進口產(chǎn)品涌入的雙重競爭，使丙酮丁酸和乙醇大規(guī)模發(fā)酵工業(yè)基本消失. 但是，時代在前進，科技在進步，生物技術(shù)也在發(fā)展.從國際上來看，當前的微生物工程已開 始對合成工業(yè)進行強烈競爭，由于育種技術(shù)，基因工程等多方面的運用，兩項大產(chǎn)品檸檬酸和味精，估計年產(chǎn)量均已接近百萬噸，單價也接近中等規(guī)模合成化學品；用作燃料的乙醇已達 13 億噸，而合成不到 1 億噸；另一例子是發(fā)酵乳酸，已完全替代合成乳酸.從工業(yè)用酶，如半合成青 霉素，頭孢菌素和淀粉糖化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以看到微生物技術(shù)的實力.
2. 農(nóng)業(yè)生物工程對微生物工程與合成化學工業(yè)的沖擊
植物分子生物學的進展，促進農(nóng)業(yè)生物技術(shù)突起，首先成功的是轉(zhuǎn)基因作物，至今已有幾十種轉(zhuǎn)基因作物，如抗蟲棉花，玉米，馬鈴薯，大豆，抗軟化的番茄等，在許多國家大面積種植.除 了提高抗性外，還進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量（如含硫氨基酸，賴氨酸等）. 另外，多種微生物的酶可以在植物中表達，如植酸酶，菊粉合成酶，海藻糖合成酶，（PHB（V））， 其中植酸酶可作為飼料添加劑，植酸酶轉(zhuǎn)基因油菜種子，不經(jīng)分離，用作飼料添加劑，效果顯著. 再者，轉(zhuǎn)基因植物可生產(chǎn)多種抗體，包括霍亂毒素（CT-B，LT-B 亞基）抗體，病毒外殼蛋白抗體，表 面抗原抗體，狂犬病毒抗體，在馬鈴薯，煙草，菠菜中表達成為口服疫苗.在轉(zhuǎn)基因植物中生產(chǎn)這些分子藥物具有成本低于傳統(tǒng)微生物發(fā)酵技術(shù)等的特點，所以，分子農(nóng)業(yè)（molecular farming） 對微生物技術(shù)有沖擊.
二、微生物工程的發(fā)展方向
目前，微生物工程技術(shù)已深入到生產(chǎn)的各個行業(yè)，如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、礦業(yè)、化工、醫(yī)藥、食品、能源和環(huán)境保護等.微生物工程技術(shù)已作為一種新興的工業(yè)體系發(fā)展起來，在各個行業(yè)的 知識和技術(shù)創(chuàng)新中起著越來越重要的作用.
1、 醫(yī)藥工業(yè) 新技術(shù)主要應(yīng)用于三個方面：工藝改進、新藥研制和菌種改造.工藝改進主要依賴于計算機理論及技術(shù)的發(fā)展.新藥研制則得益于醫(yī)學研究中對疾病機理的深人了解.菌種改造主要利用基因工程原理及技術(shù).正是由于采用其它學科的理論和新技術(shù)成果，使得微生物工程成為一種高新技術(shù).這反應(yīng)出當今各學科之間相互滲透、相互支持，促進科學技術(shù)加速發(fā)展的趨勢.
2、食品工業(yè) 隨著全世界人口總數(shù)的不斷增加，可耕地面積日益減少，糧食及其它食品的需求問題日益嚴峻.而微生物工程正是為人類提供食品、改善營養(yǎng)的重要途徑之一微生物蛋白微生物發(fā)酵 生產(chǎn)的蛋白質(zhì)，有的可直接供人食用，有的可做家畜、家禽飼料，增加市場的肉食供應(yīng).科學家們設(shè)計了分泌蛋白質(zhì)的微生物，由“工程菌”（大腸桿菌和酵母菌）發(fā)酵生產(chǎn)高營養(yǎng)強化蛋氨酸的 大豆球骯和雞卵清蛋白，不再受動植物來源限制和季節(jié)氣候的影響，單靠微生物就能高效快速 地生產(chǎn)出動植物的純蛋白氨基酸氨基酸生產(chǎn)過去都采用動植物蛋白提取和化學合成法生產(chǎn)，而采用基因工程和細胞融合技術(shù)生成的“工程菌 ”進行發(fā)酵，其生產(chǎn)成下降、污染減少，產(chǎn)量可成倍增加.飲料酒類 我國一直沿用混合菌株傳統(tǒng)釀造發(fā)酵技術(shù)（霉菌、酵母菌、細菌多菌株自然接 種混合發(fā)酵），產(chǎn)品具有特殊香型風味一酒香、醬香、醋香.近年來已分離出己酸菌和甲烷菌， 并發(fā)現(xiàn)它們在釀酒香型風味中的作用.利用現(xiàn)酵工程技術(shù)改革舊工藝，也已取得明顯效果，例如在傳統(tǒng)釀酒工藝過程中，構(gòu)建由己酸菌和甲烷菌組成的“人工老窖” ，大大提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量和成品味感；啤酒生產(chǎn)中在生物反應(yīng)器中把酵母吸附于不動載體上，緩緩流人麥芽汁， 啤酒的發(fā)酵時間縮短到 1 天，甚至 9 0 分鐘，而生物反應(yīng)器中的酵母菌連續(xù)發(fā)酵 3 個月活力不降低，為制造“生物啤酒” ，開創(chuàng)了新途徑. 其他食品添加劑微生物發(fā)酵生產(chǎn) 的檸檬酸、乳酸、蘋果酸等多種有機酸，是飲料中不可缺少的酸味劑.另外，發(fā)酵工程生產(chǎn)的天然色素、天然新型香味劑，正在逐步取代人工合成的色素和香精，這也是現(xiàn)今食品添加劑研究的一個方向。
3、能源工業(yè) 能源緊張，是當今世界各國都面臨的一大難題，石油危機之后，人們更加認識到地球上的石油、煤碳、天然氣等石化燃料終將枯竭，而利用微生物工程則能開發(fā)再生性能源和新能源. 1.綠色能源的再生人類對太陽能的利用是微乎其微的 地球上貯存太陽能的只有綠色植物和光合微生物， 但它們貯存的能量也只是照射到地球上的太陽能量的 0 . 0 5 % .如能將這些能量利用，能源緊張問題也就大大緩解了.通過微生物發(fā)酵的技術(shù)，可將綠色植物秸桿、木屑、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等廢棄物轉(zhuǎn)化為液體和氣體燃料 （酒精和沼氣 ） 2. 采油微生物運用向油層注人細菌或其產(chǎn)物（生物聚合物、表 面活性 劑等 ），可以增大油層壓力，降低原油粘度，將殘留在巖石空隙間的深層粘滯性原油從“枯竭”的油田中采出，提高 產(chǎn)量的 2 0 % 一 3 0 % .現(xiàn)各國均在大規(guī)?，F(xiàn)場試驗，已取得滿意結(jié)果. 3 微生物電池 利用微生物的代謝產(chǎn)物（氫氣、甲酸或氨等 ）作為電極活性物質(zhì)，通過陽極、 陰極電子流動從而獲取電能的裝置，叫做微生物電池.其中日本科學家設(shè)計的生化燃料電池最為理想.他們把氫氣產(chǎn)生菌（丁基梭菌 ）固定在陽極，陰極為炭極（由蟻酸氧化空氣中的氧）， 這樣就構(gòu)成了氫一氧（空氣）型微生物電池。
2013年底召開的中央經(jīng)濟工作會議提出了2014年經(jīng)濟工作的主要任務(wù)，其中“切實保障國家糧食安全”首次躍升為六大任務(wù)之首，糧食安全亦首次被提至“國家戰(zhàn)略”高度。會議要求必須實施以我為主、立足國內(nèi)、確保產(chǎn)能、適度進口、科技支撐的國家糧食安全戰(zhàn)略。要依靠自己?？诩Z，集中國內(nèi)資源保重點，做到谷物基本自給、口糧絕對安全。更加注重農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，抓好糧食安全保障能力建設(shè)。在實現(xiàn)糧食安全產(chǎn)能方式上也與以往明顯不同，改變通過調(diào)動農(nóng)民積極性、保護農(nóng)地資源等多種方式增加產(chǎn)能，把“科技支撐”擺在突出位置。
實現(xiàn)糧食安全的第一要素是必須具備安全的土壤環(huán)境：無論是保障糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)實現(xiàn)數(shù)量上的安全，還是從源頭避免化肥、農(nóng)藥殘留以及重金屬污染等問題保證糧食質(zhì)量，直至“長治久安”保持可持續(xù)的糧食生產(chǎn)能力，先決條件都是必須有高品質(zhì)的農(nóng)田――國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于建立健 全糧食安全省長責任制的若干意見》將耕地問題放在首位：強調(diào)要鞏固和提高糧食生產(chǎn)能力，堅決守住耕地紅線，加快建設(shè)高標準農(nóng)田，提高糧食生產(chǎn)科技水平，建立新型糧食生產(chǎn)經(jīng)營體系，增強糧食可持續(xù)生產(chǎn)能力。
據(jù)國家機構(gòu)權(quán)威調(diào)查統(tǒng)計：全國土地荒漠化速度超過治理速度，荒漠化土地面積以每年2469平方公里的速度增長，由于水土流失、貧瘠化、次生鹽堿化和土壤酸化等原因，已造成40%以上耕地土地地力減退。全國優(yōu)質(zhì)耕地只占全部耕地的21%。按照耕地等級劃分：一等地占41%，二等地占34%，三等地占20%，其余部分已經(jīng)不宜繼續(xù)耕種;按產(chǎn)量劃分，高產(chǎn)田占29.7%，中產(chǎn)田占30.3%，低產(chǎn)田占40%。
同時由于受工業(yè)污染等多方面影響，特別是農(nóng)業(yè)方面。40年的化學農(nóng)業(yè)，大量的不合理施用化肥和農(nóng)藥，直接或間接地污染土壤，造成土壤板結(jié)、次生鹽堿化影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，并最終隨食物鏈進入人體。
國家整體糧食安全需要在糧食數(shù)量、質(zhì)量以及糧食可持續(xù)性生產(chǎn)三方面得到保障，土地是實現(xiàn)糧食安全保障第一要素：無論是糧食數(shù)量上的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，還是質(zhì)量方面的綠色有機種植，直至實現(xiàn)糧食數(shù)量質(zhì)量均衡發(fā)展的可持續(xù)性生產(chǎn)，都必須有優(yōu)質(zhì)的耕地做基礎(chǔ)。因此必須針對全國耕地實際狀況，盡快開展大規(guī)模的改良治理工作，特別是應(yīng)用先進的農(nóng)業(yè)科學技術(shù)改變現(xiàn)狀，從基礎(chǔ)上確保國家糧食安全。
（二）
“多菌系組合”生物工程技術(shù)經(jīng)過12年研發(fā)、實驗，被證明在實現(xiàn)“糧食安全，土壤改良，環(huán)境治理”發(fā)展理念方面效果顯著。這種應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生物工程技術(shù)，是在國內(nèi)外權(quán)威專家40年研究成果基礎(chǔ)上，繼續(xù)研發(fā)產(chǎn)生的一種具有多種微生物組合綜合體現(xiàn)效果的先進技術(shù)。這項先進生物工程技術(shù)已經(jīng)通過由國家科技部和農(nóng)業(yè)部組織的國家級鑒定，相繼獲得6項國家專利。
研發(fā)專家團隊在自然環(huán)境存在的有益微生物中，經(jīng)過提純、復壯使之能夠適應(yīng)更嚴酷的環(huán)境，再根據(jù)不同用途從百余種有益微生物中選取25―35種微生物制成菌劑發(fā)揮組合作用。通過不同種的微生物配方來治理土壤現(xiàn)存的問題，從而解決糧食種植過程中的產(chǎn)量、品質(zhì)和恢復土壤的團粒結(jié)構(gòu)和應(yīng)有的養(yǎng)份。
“多菌系組合”生物工程技術(shù)及由其發(fā)酵而成的生物有機肥，以多種微生物組合、有效成分豐富、濃度高、穩(wěn)定等特點，在使用過程中具有顯著的優(yōu)勢：
單位面積使用量少：比較國內(nèi)市場其他生物有機肥動數(shù)百公斤甚至數(shù)噸的用法，這種生物有機肥用量小，每畝50―150kg即能收到明顯的效果;
投入產(chǎn)出比高：應(yīng)用這種技術(shù)產(chǎn)品增產(chǎn)顯著，蔬菜和經(jīng)濟作物投入產(chǎn)出比高達30―50;
廣譜性好：這種技術(shù)產(chǎn)品是一種天然生物添加劑，作用機理是通過微生物及其代謝產(chǎn)物調(diào)理植物新陳代謝，促進植物吸收、生長、抗病;
土壤改良和污染治理：這種技術(shù)產(chǎn)品以活性微生物作用，能夠有效分解和鈍化土壤中農(nóng)藥殘留、油污污染和重金屬等;在濱海和內(nèi)陸鹽堿地治理綠化攻關(guān)過程中證明，能夠加快土壤修復速度，大大提高苗木的成活率。
“多菌系組合”生物工程技術(shù)經(jīng)過12年研究和試驗，已經(jīng)根據(jù)不同用途和市場需求，調(diào)配菌種和原料大批量制造兩個系列生物有機肥產(chǎn)品：（1）生物有機肥：應(yīng)用于果樹、主糧作物、設(shè)施農(nóng)業(yè)、油料作物、中草藥、茶葉和煙葉等方面;（2）土壤改良劑：應(yīng)用于濱海和內(nèi)陸型鹽堿土壤治理，改良各種原因?qū)е碌呢汃せ?、次生鹽堿化、土壤酸化耕地。已經(jīng)在大慶、白城、濰坊、東營、天津、曹妃甸等鹽堿、沙化土壤綠化工程中推廣應(yīng)用，應(yīng)用實驗證實：在提高成活率的同時，單位面積造價大為降低，對經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益貢獻巨大。
（三）
應(yīng)用“多菌系組合”生物工程技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品，在有機綠色種植、鹽堿地改良、大規(guī)模養(yǎng)殖環(huán)境污染治理等方面均取得顯著效果，尤其在土壤成份改良方面成績最為突出。
內(nèi)陸鹽堿土壤治理
2004年初，選取大慶草甸蘇打堿土作為實驗地，pH值8.2―9.3，“堿包”部位pH值高達10.3。土壤粘重，硬化，結(jié)構(gòu)不良。通過“多菌系組合生物工程技術(shù)（BPA-e）”產(chǎn)品應(yīng)用，土壤板結(jié)情況明顯改善，肥效擴散作用明顯，肥料下部10厘米土壤pH值下降0.6―1.1，側(cè)方土壤pH值下降0.4―0.7，速效N、P、K含量分別提高2.7、1.6、3.3倍。
在“多菌系組合”生物工程技術(shù)產(chǎn)品在大慶市內(nèi)陸鹽堿地改造應(yīng)用實例證明：670畝草、灌木、喬木首年的總體成活率由原來的不到3%達到87%，次年沒有繼續(xù)施用肥料情況下，樹木成活率依然保持在80%以上。
濱海鹽漬土壤治理
2009年3月至2011年12月，應(yīng)用“多菌系組合”生物工程技術(shù)與天津泰達園林建設(shè)有限公司合作《微生物“BPA-e”菌肥改良濱海原生鹽土綠化技術(shù)集成研究與示范》項目。項目位于天津海濱大道永定新河收費站兩側(cè)臨近地段，總面積30畝原鹽池地域，改造前原生鹽土全鹽量1.9%―3.4%， pH值為7.6―8.4，經(jīng)過兩個生長季養(yǎng)護，改良后土壤含鹽量已經(jīng)降低到0.2%―0.4%，pH值降低到7.5―7.8，苗木成活率達到95.3%。每平方米綠化綜合造價降低38元。到目前我們天津區(qū)域改造的鹽漬地面積超過千畝。2014年我們與天津濱海區(qū)園林局合作，設(shè)立了利用生物土壤改良劑治理鹽堿土讓的新標準
含鹽堿成份的低產(chǎn)農(nóng)田改造
關(guān)鍵詞：生物工程技術(shù)；工農(nóng)業(yè)；醫(yī)藥食品；環(huán)境保護；社會發(fā)展
中圖分類號：Q819 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0171-02
生物工程是20世紀70年代初開始興起的一門新興的綜合性應(yīng)用學科，具有高附加值、低能耗、低公害與開發(fā)比重等特點。在人類解決生存與健康、食品短缺、資源和能源缺乏、環(huán)境污染重大問題的發(fā)展起到重要作用。
在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：生物工程在工業(yè)方面的應(yīng)用不僅提供大量廉價的原料和產(chǎn)品，同時引起傳統(tǒng)化學工業(yè)的工藝改革。目前常用的化工原料除有乙醇、丁醇等傳統(tǒng)產(chǎn)品外，利用固定化棒桿菌的生物反應(yīng)器，由丙烯腈生產(chǎn)丙烯酞胺的工藝已獲得成功，其產(chǎn)品回收率高，成本低。另外，如能將生物催化引入化工領(lǐng)域，其影響所及極為巨大，從而產(chǎn)生根本性的變革[1]。
一、在食品工業(yè)中的應(yīng)用
食品與人們的生活相關(guān)，生物技術(shù)的應(yīng)用提高了生產(chǎn)速率，從而提高了食品產(chǎn)量和質(zhì)量，拓展食品的種類。通過基因工程技術(shù)，利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)的真菌蛋白，具有蛋白質(zhì)含量高和低脂肪的優(yōu)點；國外以淀粉為原料生產(chǎn)果葡糖漿。用酶法或發(fā)酵法生產(chǎn)的新的甜味劑氯化砂糖是砂糖甜度的600倍；應(yīng)用發(fā)酵法生產(chǎn)出對人體健康無害的食品添加劑，將逐步代替對人體有害的化學合成品[2]；在食品安全檢測中，常用的安全檢測技術(shù)是生物傳感器技術(shù)、免疫學方法和生物芯片等。這些技術(shù)具有分析速度快，專一性強，靈敏度高等優(yōu)點，在生物安全性檢測領(lǐng)域發(fā)揮十分重要的作用[3]。
二、在材料方面的應(yīng)用
生物技術(shù)在納米材料，仿生材料，醫(yī)學材料多方面有重大應(yīng)用。
（一）納米材料
1.納米金屬材料。納米金、納米銀和納米鐵為當前采用較多的納米金屬材料。納米金是金的微小顆粒，在水溶液中通常以膠體金的形態(tài)存在。其最重要的應(yīng)用之一是對細胞內(nèi)部進行染色[4-5]。納米銀生物材料：美國科學家研究證實，銀離子有分解生物細胞膜和干擾細菌呼吸功能的作用；銀本身具有抑菌的作用，而納米銀因其可與細菌的DNA鍵合，抑制其繁殖，故而納米銀的抗菌性能遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的銀離子殺菌劑。納米鐵生物材料：有研究顯示，在癌癥中引入超順磁生物相容納米氧化鐵顆粒膠體懸浮液，然后施加外磁場，可以將壞死組織和攜帶粘附的納米鐵直接進行降解[6]。
2.納米無機非金屬材料。納米無機生物材料在人工骨、人工齒以及牙種植體等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。目前國外已研制出含有ZrO2的納米羥基磷灰石復合材料。這種材料可以用在人工齒上。它的性能可達到甚至超過致密骨骼，且生物相容性優(yōu)。近年來的研究表明，炭納米材料能促進骨組織修復生長，減少神經(jīng)組織瘢痕產(chǎn)生，進神經(jīng)再生。
3.納米高分子生物材料。納米天然高分子生物材料主要來源于真核生物、細菌和病毒。常見的材料有：（1）多肽蛋白質(zhì)酶等；（2）滅活病毒細菌質(zhì)粒等；（3）多糖物質(zhì)，如淀粉、明膠、纖維素、甲殼素等；（4）多聚磷酸酯、（脫氧）核糖核酸等。
（二）高分子仿生材料
隨著科學技術(shù)的進步，人們從生物現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了奇異的功能。如從荷葉表面的自清潔功能得到啟示，研究出了超疏水材料；從鯊魚皮等生物表面減阻性能的啟示，研制出了表面減阻仿生材料；從壁虎腳墊的吸附原理得到啟發(fā)，研究出了高強度吸附材料……仿生材料的研究為生活提供了無限可能[7]。
三、在能源方面的應(yīng)用
大力發(fā)展生物能源，有助于為社會生產(chǎn)提供新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。通過加工生物燃料，可以起到能源替代、環(huán)境保護等多重經(jīng)濟效應(yīng)。第一，生物能源能替代傳統(tǒng)的化石能源，其特點是“清潔能源”和“再生能源”。利用生物燃料可大幅度減少溫室氣體排放。比如在全國范圍內(nèi)使用廣泛的沼氣，其年總產(chǎn)量達到104億多立方米，在我國使用用戶已達3000多萬個，沼氣在生產(chǎn)生活中發(fā)揮重大作用[8]。第二，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物變廢為寶。纖維素資源主要來源于各種農(nóng)作物和農(nóng)業(yè)加工的副產(chǎn)品。因此，如果充分發(fā)展生物工程技術(shù)手段大力發(fā)展纖維素燃料乙醇，可以將數(shù)量巨大的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品或廢棄物變廢為寶[9]。
四、在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用
現(xiàn)代生物工程技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的運用尤其廣闊。隨著分子生物學、蛋白質(zhì)工程、細胞生物學近些年的大力發(fā)展，基因工程與其他新興學科相聯(lián)結(jié)。各種生物技術(shù)手段在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上培育出了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病蟲的農(nóng)作物以及畜禽、林木、魚類等新品種，擴大食物、飼料、藥品來源，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率[10]。
五、在醫(yī)藥方面的應(yīng)用
目前，醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域是現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用得最廣泛、成績最顯著、發(fā)展最迅速、潛力也最大的一個領(lǐng)域。疾病預防：利用疫苗對人體進行主動免疫是預防傳染性疾病的最有效手段之一。例如用基因工程制造乙肝疫苗用于乙肝的預防。同時由于生物技術(shù)的引入使得貴重藥物的生產(chǎn)規(guī)?；?，降低了藥品價格，開辟了藥物生產(chǎn)的新紀元。生物可降解材料因具有良好的生物相容性和安全性，降解產(chǎn)物對機體毒副作用小，能滿足多種生物醫(yī)學需要，具有良好的可加工性，可通過常規(guī)方法制成所需要的制品[11]。
六、在轉(zhuǎn)基因的方面的應(yīng)用
目前，基因組的研究將由“結(jié)構(gòu)基因組”向“功能基因組”轉(zhuǎn)變。關(guān)于農(nóng)作物功能基因組研究進展迅速，具有廣譜抗性的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量都將獲得更大優(yōu)勢。生物性抗逆向非生物性抗逆的轉(zhuǎn)移。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)相栽培作物導入抗性外源目的基因，可以改良植物的耐脅迫性。利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)稀有蛋白等產(chǎn)品。目前已經(jīng)成功轉(zhuǎn)化口服疫苗的植物有煙草、番茄、馬鈴薯、萵苣、和苜蓿等。植物轉(zhuǎn)化能為我們提供更為廉價的蛋白質(zhì)，因此利用轉(zhuǎn)基因植物，開發(fā)新型疫苗將可能成為一種既經(jīng)濟又有效的疫苗開發(fā)途徑[12]。
七、在環(huán)境治理中的作用
由于工業(yè)的不斷發(fā)展，人類對自然環(huán)境的不合理開發(fā)利用以及排放大量污染物，生態(tài)環(huán)境遭到了極大地破壞。生物技術(shù)除了應(yīng)用在廢水、廢氣和固體廢棄物的處理、以及土壤、水體等的生物修復，還可以進行環(huán)境污染的快速監(jiān)測、粘泥的控制、污泥脫水、油脂分解、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護等。
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關(guān)鍵詞：生物工程；成本問題控制
我國生物工程是應(yīng)用生物體(包括微生物、動物細胞、 物細胞)或其組成部分(細胞器和酶)，在最適條件下，生產(chǎn)有價值產(chǎn)物的生物技術(shù)。生物工程通常有幾列幾個分支：發(fā)酵工程(微生物工程)；細胞工程；酶工程；基岡工程；蛋白質(zhì)工程。生物工程主要運用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)兩方面。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運用方面．主要應(yīng)幾于植物基因重組抗病毒、蟲害問題、清除雜質(zhì)，還可以用于提高水果保鮮度等方面，術(shù)朱將會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不可估量的作用 在醫(yī)藥工業(yè)方面的運川， 娶應(yīng)用基因工程生產(chǎn)藥品、抗病毒干擾素等，解決人們的病痛，提高生活質(zhì)量?？梢娚锕こ绦袠I(yè)與人們的生活水平和身體健康有著密切的聯(lián)系。政府應(yīng)該鼓勵生物工程企業(yè)的發(fā)腱，解決目前存在的許多疑難問題。
生物工程行業(yè)是一個新興高科技行業(yè)，目前規(guī)模還小夫，隨著加入WTO后中國經(jīng)濟融人世界經(jīng)濟的進程的深人，隨著生物工程行業(yè)的不斷發(fā)展，競爭會越來越激烈，為了能夠在競爭中生存并不斷發(fā)展，有效的成本控制是必須的。根據(jù)生物工程企業(yè)經(jīng)營活動的側(cè)雨點不同，生物工程企業(yè)主要有研發(fā)型、生產(chǎn)型、銷售型一類企業(yè)。本義主要針對研發(fā)型生物工程企業(yè)的成本控制進行探討：在研發(fā)過程中?？s短研發(fā)周期，控制研拉費用，以最低的成本實現(xiàn)既定目標， 是企業(yè)取勝的 鍵。
一、生物工程行業(yè)成本的特點
生物工程行業(yè)是一個高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在我國．生物工程企業(yè)數(shù)母多。但規(guī)模較小，而且對人力資源的依賴性較高，造成其成本具卉一些于其它企業(yè)不同的特點，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1、人力資源成本在成本中的比重較大研發(fā)型生物I 程企業(yè)主
要是以科技人員為主體。從事新技術(shù)的開發(fā)，而新技術(shù)開發(fā)從設(shè)計、試制到投產(chǎn)的各個階段費用中，人力資源成本均占較大比露 有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，人力資源成本大約要占60％左右。人力資源成本將是研發(fā)型生物工程行業(yè)進行成本控制重點關(guān)注的對象。
2、研發(fā)費用是一項重要的支出 對于研發(fā)型生物r程 業(yè)，研發(fā)
費用犬約占企業(yè)總費用的50％以上。而且研發(fā)型企業(yè)的核心競爭力就在于不斷創(chuàng)新技術(shù)，企業(yè)需要不斷投入大量的研發(fā)費用用以研究新技術(shù)，開發(fā)新產(chǎn)品，以保持技術(shù)優(yōu)勢，在市場競爭中能夠占有一席之地。另外，我國許多生物工程企業(yè)目前還沒有自己的核心技術(shù)，只是處于拷貝階段。因此。從行業(yè)發(fā)展角度來看，我國生物工程行業(yè)要能在世界上站穩(wěn)腳跟，必須大力搞研發(fā)，開發(fā)自己的核心產(chǎn)品。未來我國生物工程行業(yè)必將大幅度增加研發(fā)投資，研發(fā)費用會隨之卜升。
3、行姐風險大。面臨著巨大的破產(chǎn)成本生物工程行業(yè)風險大，主要有技術(shù)風險、融資風險和市場風險。技術(shù)風險是指產(chǎn)品研發(fā)失敗的風險 融資風險是指企業(yè)不能及時融到所需資金導致企業(yè)陷于癱瘓的風險，目前我國許多生物工程企業(yè)規(guī)模小，內(nèi)部融資能力差，巨額的研發(fā)費用主要依靠借款支撐，一旦借款不能及時籌集，則整個企業(yè)就可能陷入癱瘓甚至破產(chǎn)，這也是我國生物工程行業(yè)面臨的最大問題。市場風險是指研發(fā)成功的技術(shù)或產(chǎn)品市場推廣失敗的風險，這既可能是因為先期市場調(diào)查不夠。研發(fā)的技術(shù)不適合市場需要，也可能是困為缺少相關(guān)營銷人才。
二、生物工程行業(yè)成本控制過程中應(yīng)注意的問題
成本控制有狹義和廣義之分。狹義的成本控制足指在企業(yè)生產(chǎn)：經(jīng)營過程中，對影響成本的因素加強管理，及時發(fā)現(xiàn)與預定的目標成奉之間的差異，采取一定的措施，盡可能以較少的耗費，保證完成預定的目標。廣義的成本控制是針對企業(yè)發(fā)生的各項成本加以控制，以確保企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)，本文采用廣義L的成本控制概念?？紤]到生物工程行業(yè)成本的特殊性，我們在進行成本控制時除_r注意一些常識性內(nèi)容之外。還應(yīng)格外關(guān)注以下幾點：
1、 根據(jù)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，確定成本控制目標 企業(yè)成本控制目標的確定，要根據(jù)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略束制定。研發(fā)型牛物工程企業(yè)主要的發(fā)展戰(zhàn)略就是以新技術(shù)取勝。然而企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)是以企業(yè)有實力完成為前提的，如果企業(yè)都不復存在了，還談何發(fā)展戰(zhàn)略，這就要求企業(yè)制定適合自身實力的發(fā)展戰(zhàn)略。例如。倉業(yè)沒有實力進行開發(fā)新產(chǎn)品，就不能制定新產(chǎn)品優(yōu)勢戰(zhàn)略，要轉(zhuǎn)向產(chǎn)品生產(chǎn)或產(chǎn)品銷售．待企、 經(jīng)過一段時間的發(fā)展，積累起一定的資金、管理和技術(shù)實力后，再考慮轉(zhuǎn)為產(chǎn)品研發(fā)。研發(fā)型生物上程企業(yè)要制定合理的成本控制目標以確保研發(fā)成功，其他類型的企業(yè)，也要制定相應(yīng)的成奉拄制日標
2、成本效益原則 在生物工程行業(yè)實施成奪控制并不是一味地縮減成本，因為實施成本控制的同時也在發(fā)生成本，只有當成本拄制實施的收益大于 成本時，這樣的成本控制系統(tǒng)才是合理的，這就是成本控制的成本效益原則。對于生物上程行業(yè)中的研發(fā)企業(yè)來說，能因?qū)嵤┏杀究刂贫s手縮腳，使奉來能夠研究出的產(chǎn)品變?yōu)椴豢赡?，這樣就得不償失，撿了芝麻丟了西瓜。再比如專門搞銷售的企業(yè)。其售后服務(wù)在企業(yè)經(jīng)營中起著 戈鍵作用，因而不能為了降低成本而降低服務(wù)質(zhì)量，導致客戶流失，市場份額減少。所以說，在生物工程行業(yè)蠻施成本控制應(yīng)遵循適度原則，進行合理化成本控制。
關(guān)鍵詞：生物工程技術(shù)；生態(tài)環(huán)境；應(yīng)用研究
引言
隨著社會的不斷發(fā)展，人類社會的生產(chǎn)能力在不斷地進行提升。為了能夠進一步地滿足人們的日常生活的需求，在進行生產(chǎn)活動的過程當中對自然資源進行不斷地采擷，進而出現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境不斷惡劣等一系列的問題開始出現(xiàn)，已經(jīng)開始對人們的生存產(chǎn)生了一定的威脅。而生物工程技術(shù)對于改善環(huán)境資源，保護我國生態(tài)環(huán)境有著非常重要的作用。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的生物工程技術(shù)水平也在不斷地提高，并且已經(jīng)取得不小的成果。而生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展，對于生態(tài)環(huán)境保護的作用也越來越明顯，所以將生物工程技術(shù)有效地應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境當中能夠?qū)ξ覈纳鷳B(tài)環(huán)境保護起到很好的改善作用，進而促進我國的生態(tài)環(huán)境健康可持續(xù)的發(fā)展。
1我國生態(tài)環(huán)境存在的問題
近年來我國的社會經(jīng)濟取得了迅猛的發(fā)展，但是由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各個工業(yè)領(lǐng)域在大力發(fā)展的過程當中沒有注重對于生態(tài)環(huán)境的保護，使得我國經(jīng)濟在迅猛發(fā)展的同時也帶來了許多的環(huán)境污染問題。雖然這幾年我國的相關(guān)部門開始對環(huán)境保護開始重視起來，對相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)提出了加強環(huán)保的嚴格要求，但是在實際的實施過程當中卻并沒有十分有效的效果，我國的環(huán)境污染的現(xiàn)狀并沒有得到好轉(zhuǎn)。我國的環(huán)境污染問題當中，其中對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染的主要是工業(yè)領(lǐng)域以及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，這兩個領(lǐng)域?qū)τ谖覈纳鷳B(tài)環(huán)境的破壞最為嚴重。工業(yè)領(lǐng)域在進行工業(yè)生產(chǎn)的過程當中存在著很多的肆意排放廢水、廢氣等情況，對我國的生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞，而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域當中則是存在著大量使用化肥農(nóng)藥的現(xiàn)象，對我國的地下水環(huán)境造成了嚴重的污染。由于地下水體的污染，使得我國的許多城市都存在著用水缺乏的情況，根據(jù)我國的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國已經(jīng)有300多個城市的居民存在著飲用水缺乏的問題，在農(nóng)村當存在缺水問題的農(nóng)村人口已經(jīng)沖破了一億的大關(guān)，從中可以看出地下水污染的問題所帶來的后果的嚴重性。除了飲用水的問題之外，現(xiàn)如今我國部分農(nóng)村地區(qū)的耕地也出現(xiàn)“無水可用”的情況，使得我國農(nóng)村的耕地面積正在大量的減少。
2應(yīng)用現(xiàn)代生物工程技術(shù)的重要性
生物工程技術(shù)作為一門復雜的綜合性學科，其中所包含的內(nèi)容有很多。它是由多個學科進行交叉融合所形成的，其中包含了細胞工程、基因工程等等許多的學科和領(lǐng)域。生物工程技術(shù)當中的各項學科技術(shù)可以根據(jù)人們的實際需求進行有效的結(jié)合在一起，從而有效地應(yīng)用到其中。比如說，隨著現(xiàn)代基因技術(shù)的快速發(fā)展，使得形成了依靠現(xiàn)代基因重組技術(shù)以及發(fā)酵工程等各項技術(shù)的生物工程新技術(shù)。通過將生物工程技術(shù)應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境當中，形成了以生態(tài)環(huán)境為主體的環(huán)境生物技術(shù)。在對我國的環(huán)境污染治理過程當中應(yīng)用環(huán)境生物技術(shù)可以取得非常不錯的效果，對我國的生態(tài)環(huán)境進行有效地改善，有效減緩我國的環(huán)境污染問題。在對我國的生態(tài)環(huán)境污染治理的過程當中有效的應(yīng)用生物工程技術(shù)比以往傳統(tǒng)的環(huán)境污染治理技術(shù)有著更多的優(yōu)勢，并且與我國可持續(xù)發(fā)展的科學發(fā)展戰(zhàn)略有著高度的一致性。
3生物工程技術(shù)在生態(tài)環(huán)境當中的應(yīng)用策略
3.1解決化肥污染問題
對于農(nóng)作物的生長來說，化肥是農(nóng)作物在進行生長過程當中所必須的材料。通過使用化肥不僅能夠很好地提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，還能夠保證農(nóng)作物在生長的過程不會被害蟲所影響。但是由于我國農(nóng)村在進行栽種農(nóng)作物的過程當中對化肥的過量使用，使得我國很多的耕地都已經(jīng)出現(xiàn)了土壤結(jié)板現(xiàn)象，對我國的土壤環(huán)境產(chǎn)生了非常嚴重的破壞。除此之外，由于在使用化肥的過程當中化肥過量的原因，使得很多沒有能夠被植物所吸收的化肥都流入到了地下水當中，進而對我國的地下水環(huán)境造成了非常嚴重的污染，使得我國出現(xiàn)飲用水不足的問題以及對很多湖泊的魚類的生長產(chǎn)生非常嚴重的影響。還有很多沒有被吸收的化肥由于揮發(fā)性進入到了空氣當中，導致我國大氣環(huán)境當中的氮元素的含量大大增加，不僅對我國大氣層當中的空氣造成了嚴重的破壞，害由于氮元素的原因使得很多的地方都會形成酸雨對我國的土壤等生態(tài)環(huán)境進一步地進行破壞。在對我國的生態(tài)環(huán)境進行治理的過程當中，有效減少化肥的使用量，解決化肥污染問題是當前主要的任務(wù)之一。而通過利用生物工程技術(shù)能夠使用固氮技術(shù)來讓農(nóng)作物進行吸收空氣當中所含有的氮元素，這樣就不再需要對農(nóng)作物使用大量的氮肥，從而有效減少對于化肥的使用量。舉個例子來說，可以通過使用生物工程技術(shù)將其應(yīng)用到小麥作物的根系當中，這樣小麥作物的根系就能夠自行去吸收空氣當中所含有的氮離子元素來滿足自身生長的需求。并且根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，通過對小麥作物應(yīng)用這種生物工程技術(shù)使得小麥作物的產(chǎn)量提升了百分之十五左右。這樣不僅能夠有效解決對農(nóng)作物過度施肥導致化肥污染嚴重的問題，還能夠有效地提高農(nóng)作物的生產(chǎn)產(chǎn)量。
3.2解決農(nóng)藥污染問題
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當中對我國的生態(tài)環(huán)境污染嚴重還有一個就是在對農(nóng)作物和植物進行病害蟲治理。因為在對農(nóng)作物進行病害蟲治理的過程當中需要對農(nóng)作物使用大量的農(nóng)藥產(chǎn)品，這些大量農(nóng)藥當中都還有對生態(tài)環(huán)境有害的有機氮和有機磷，會對我國的地下水環(huán)境和大氣環(huán)境造成嚴重的污染，進而對人們的身體健康也產(chǎn)生了一定的威脅。對于解決農(nóng)藥污染的問題，通過使用有益昆蟲和微生物防治技術(shù)來對農(nóng)作物的病害蟲進行防治，有效減少對農(nóng)藥的使用。使用微生物防治技術(shù)不僅能夠在對農(nóng)作物的病害蟲治理當中起到非常好的治理效果，并且不會像使用農(nóng)藥那樣對土壤環(huán)境和空氣環(huán)境造成嚴重的污染。并且在近年來基因技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有了高效殺蟲生物技術(shù)，能夠?qū)⒁酝鶄鹘y(tǒng)的農(nóng)藥殺蟲技術(shù)進行完美地替代，進而就能夠很好地解決農(nóng)藥污染所帶來的環(huán)境問題。
3.3提高環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量
在進行生態(tài)環(huán)境治理的過程當中，可以應(yīng)用生物工程技術(shù)在對我國的生態(tài)環(huán)境進行有效的監(jiān)測。比如在監(jiān)測我國的土壤、水質(zhì)質(zhì)量的過程當中可以采用生物傳感器技術(shù)，能夠取得很好的效果。生物傳感器技術(shù)所主要應(yīng)用的技術(shù)核心是將固定化微生物技術(shù)和電化學工程技術(shù)進行有效結(jié)合，從而能夠?qū)ν寥赖拳h(huán)境進行有效地監(jiān)測。該生物工程技術(shù)所具有的特點就是靈敏度高、準確度高。在對土壤等環(huán)境質(zhì)量進行監(jiān)測的過程當中能夠非常敏銳地發(fā)現(xiàn)其中的變化，并且所測得的數(shù)值也具有非常高的可靠性。在對生態(tài)環(huán)境進行治理的過程當中能夠提供非常準確的數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)，為后續(xù)的治理策略提供方向。在最近幾年來，我國環(huán)境污染的生物監(jiān)測技術(shù)取得了巨大的發(fā)展，使得我國對于環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量得到了進一步的提高。隨著生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，其在我國的生態(tài)環(huán)境保護當中所起的作用將會越來越重要，對于改善我國的生態(tài)環(huán)境，提高我國居民的生活質(zhì)量有著重要意義。
4生物工程技術(shù)在生態(tài)環(huán)境當中的展望
生物工程技術(shù)在對于生態(tài)環(huán)境的治理上有著非常重要的作用，它不僅能夠在對于生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測上起到很好的作用，對于生態(tài)環(huán)境污染治理以及有效減少環(huán)境污染也有著非常重要的作用。所以在未來的生態(tài)環(huán)境治理過程當中，為了能夠更好地利用生物工程技術(shù)來實現(xiàn)對于生態(tài)環(huán)境的保護，需要對生物工程技術(shù)在生態(tài)環(huán)境在未來的發(fā)展進行有效的規(guī)劃。首先需要從我國生態(tài)環(huán)境的實際狀況入手，根據(jù)我國生態(tài)環(huán)境的實際發(fā)展情況來制定完善的規(guī)劃方案來有效地改善我國的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，來縮小與其他國家在生態(tài)環(huán)境治理上的差距。其次是需要加強對于生物工程技術(shù)在生態(tài)環(huán)境應(yīng)用的人力物力投資，只有加強對于生物工程技術(shù)的投資才能夠更好地促進生物工程技術(shù)的發(fā)展與更新，在生態(tài)環(huán)境的應(yīng)用當中才能夠更好地體現(xiàn)其技術(shù)優(yōu)勢。在這個過程當中還需要注重對生物工程技術(shù)人才的培養(yǎng)，對于任何一項科學技術(shù)來說，人才培養(yǎng)都是非常重要而且必要的。只有儲備足夠多的科學技術(shù)人才，才能夠更好地促進其科學技術(shù)的發(fā)展，科學技術(shù)人才才是其發(fā)展的根本。
（浙江中醫(yī)藥大學）
生物工程是20世紀70年代初開始興起的一門新興的綜合性應(yīng)用學科，其廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)、能源、資源和環(huán)境等領(lǐng)域，近年來發(fā)展迅猛，尤其為人類健康問題的解決提供了美好的前景。因此，國內(nèi)不少高校紛紛新設(shè)生物工程專業(yè)，生物工程人才的需求也逐年增加。
浙江中醫(yī)藥大學于2003年9月首次招收四年制本科生物工程專業(yè)學生，這是在全國20多所中醫(yī)藥院校中首次開設(shè)生物工程專業(yè)，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以借鑒。我們根據(jù)本校的辦學優(yōu)勢和國家對生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，對中醫(yī)藥背景下生物工程專業(yè)特色建設(shè)以及人才培養(yǎng)進行了探索。
一 中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)的定位與特色
目前全國已有百余所院校開設(shè)了生物工程專業(yè)，浙江省共有9所院校開設(shè)了生物工程專業(yè)，而全國中醫(yī)藥院校中僅三所開設(shè)了生物工程專業(yè)。由于在師資力量、教學條件、科研方向以及專業(yè)設(shè)置先后等方面的差異，辦學方向及專業(yè)特色也不盡相同。如有些院校以溶劑和有機酸的微生物發(fā)酵，或以核苷酸及其類似物的微生物發(fā)酵，或以酶制劑工業(yè)，或以微生物發(fā)酵生產(chǎn)抗生素，或以基因工程，或以食品發(fā)酵、加工釀造，或以微生物與環(huán)境保護等為主要辦學方向[1】。
在專業(yè)定位這個戰(zhàn)略問題上，必須揚長避短，走特色發(fā)展之路。浙江中醫(yī)藥大學具有在中醫(yī)藥領(lǐng)域深厚的辦學積淀和背景，因此我校生物工程專業(yè)的特色定位是：充分依托和發(fā)揮中醫(yī)藥大學的辦學優(yōu)勢，注重現(xiàn)代生物工程在傳統(tǒng)中醫(yī)藥中的交叉融合與應(yīng)用，培養(yǎng)面向科研、生產(chǎn)、管理第一線的一流中醫(yī)藥生物工程復合型人才。專業(yè)堅持以工為主、理工結(jié)合的方向，充分發(fā)揮多學科交叉滲透的辦學特色，加強實踐環(huán)節(jié)教學，培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)需求、社會經(jīng)濟發(fā)展的應(yīng)用型生物工程技術(shù)人才。
注重現(xiàn)代生物工程在傳統(tǒng)中醫(yī)藥中的交叉融合與應(yīng)用，是中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)建設(shè)的一大特色?，F(xiàn)代生物工程技術(shù)已用于中醫(yī)藥產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)、培育及研究等方面，包括中藥生物發(fā)酵、中藥內(nèi)生菌的分離、中藥生物轉(zhuǎn)化、酶工程應(yīng)用于中藥提取、中藥細胞工程、中藥生化分離工程等。醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)已逐步成為支柱產(chǎn)業(yè)之一，而生物技術(shù)成果約有60%是用于醫(yī)藥業(yè)。因此，現(xiàn)代生物工程技術(shù)不僅可以應(yīng)用于中醫(yī)藥領(lǐng)域，而且前景廣闊，辦好生物工程專業(yè)也將更好地促進中醫(yī)藥院校的教學、科研發(fā)展。
二 具有中醫(yī)藥背景的生物工程復合型人才的培養(yǎng)目標
根據(jù)國家教指委的專業(yè)規(guī)范以及社會需求與各類人才的專業(yè)特點，在大量調(diào)研和充分論證的基礎(chǔ)上，結(jié)合辦學特色，研究確定了生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)出具備生物工程基本知識、掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學原理、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等基礎(chǔ)理論和技能，能在生物技術(shù)與工程及中醫(yī)藥領(lǐng)域從事設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。 ‘在培養(yǎng)方向上，既要培養(yǎng)學生掌握生物工程的基本技能、基本理論和基本知識，又要注重現(xiàn)代生物工程在傳統(tǒng)中醫(yī)藥中的應(yīng)用與交叉融合，注重工程技術(shù)素養(yǎng)的培育，注重培養(yǎng)具有中藥發(fā)酵工程技術(shù)、中藥活性成分分離工程技術(shù)、能將細胞工程、基因工程應(yīng)用于中醫(yī)藥研究的人才，充分發(fā)揮中醫(yī)藥背景的優(yōu)勢和特色，培養(yǎng)出社會真正需求，并能在中醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮一技之長的復合型人才。
三 具有中醫(yī)藥背景的生物工程復合型人才的培養(yǎng)模式
建立科學的人才培養(yǎng)模式是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)性工作[2]。圍繞著培養(yǎng)具有中醫(yī)藥背景的生物工程復合型人才這一目標，我校生物工程專業(yè)加強課程及教材建設(shè)，突出實踐能力的培養(yǎng)，堅持繼承與創(chuàng)新相結(jié)合，注重特色項目的培育，重視中藥發(fā)酵工程、中藥酶工程、中醫(yī)藥基因工程等中醫(yī)藥生物工程技能的培養(yǎng)，這也成為了專業(yè)建設(shè)的一大特色。
1 實施課程改革，優(yōu)化課程體系，注重中醫(yī)藥生物工程技術(shù)的培養(yǎng)
課程是教育的核心，課程水平?jīng)Q定了人才培養(yǎng)的水平[3]。生物工程專業(yè)在課程設(shè)置上以優(yōu)化學生知識結(jié)構(gòu)、提高學生綜合素質(zhì)為主線，注重其多學科交叉的特點。在廣泛學習調(diào)研國內(nèi)生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)國家教指委制定的專業(yè)規(guī)范要求，對現(xiàn)有的課程體系進行了整體優(yōu)化和調(diào)整。為加強學生實踐能力的培養(yǎng)，增設(shè)了工程類基礎(chǔ)課程，并增設(shè)了實訓環(huán)節(jié)，以更好地促進學生綜合素質(zhì)的提高。
我校生物工程專業(yè)在培養(yǎng)學生具備生物工程基本技能的基礎(chǔ)上，注重中醫(yī)藥生物工程技術(shù)的培養(yǎng)，具有鮮明的中醫(yī)藥特色。除了開設(shè)細胞工程、酶工程、基因工程等通用課程以及工程制圖、化工原理等工程技術(shù)基礎(chǔ)課程以外，還充分利用學校在長期辦學過程中形成的中醫(yī)藥學這一優(yōu)勢學科，開設(shè)了中醫(yī)學概論、中藥藥劑學、中藥復方藥動學等課程。同時，在專業(yè)實驗課中也融人了中醫(yī)藥相關(guān)的內(nèi)容，而學生開放實驗項目、本科畢業(yè)論文中與中醫(yī)藥相關(guān)的比例均高達50%左右。
2 選用優(yōu)秀教材，編寫特色教材，融合鮮明的中醫(yī)藥特色
教材建設(shè)是制定人才培養(yǎng)方案和課程設(shè)置必備的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，教學內(nèi)容和課程體系的改革必然反映到教材上[4]。制訂教材建設(shè)規(guī)劃，完善教材選用機制，以此保證教材選用的先進性及中醫(yī)藥特色。針對我校生物工程專業(yè)的特色，編寫并出版了符合專業(yè)方向需要的中醫(yī)藥生物工程教材《生物與制藥工程實驗》，該教材既注重基礎(chǔ)知識，又著眼于實用性及學科發(fā)展性，并結(jié)合了中醫(yī)藥特色的實驗內(nèi)容。這些實驗內(nèi)容在生物工程基本理論的基礎(chǔ)上，注重中醫(yī)藥特色，對培養(yǎng)學生的動手能力和實驗設(shè)計能力具有很強的指導性。
3 構(gòu)建實踐教學體系，強化工程能力、實踐能力的培養(yǎng)
實踐能力的培養(yǎng)是高等教育教學的重點和特點，實踐教學不但是生物工程專業(yè)本科教學的重要組成部分，而且是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐活動的高素質(zhì)工程技術(shù)人才的重要環(huán)節(jié)。生物工程作為一門實踐性及應(yīng)用性較強的專業(yè)，不僅要求學生具備深厚的理論基礎(chǔ)，還應(yīng)具備較強的實踐動手能力。因此在人才培養(yǎng)過程中，如何強化工程能力及實踐能力的培養(yǎng)是—個非常重要的問題。
(1)積極推進實驗教學改革
我校生物工程專業(yè)非常重視實驗教學工作，在實驗教學體系、實驗教學內(nèi)容、課程整合與優(yōu)化、完善管理機制等方面進行了改革，以滿足生物工程專業(yè)發(fā)展的需要。①在實驗教學體系方面，實行多層次改革，對課程實驗教學、學生參與教師科研、畢業(yè)設(shè)計實驗、開放實驗項目、企業(yè)實訓教學、實驗沒計競賽等多個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，建立更完善的實驗教學體系。②在實驗教學內(nèi)容方面，增加能更好地提高學生實踐動手能力的設(shè)汁性、綜合性實驗項目，減少驗證性、認知性實驗項目，促進科研成果向本科實驗教學內(nèi)容轉(zhuǎn)化，并根據(jù)學科發(fā)展更新實驗教學內(nèi)容，引入特色實驗項目。③在課程整合與優(yōu)化方面，對實驗教學內(nèi)容相關(guān)相承的課程，打破課程壁壘，進行課程整合，開設(shè)專業(yè)模塊大實驗，如將“基因工程”、“生化制藥學”的實驗課整合為“基因工程實驗”，將“工業(yè)微生物學”、“生物工藝學”、“發(fā)酵設(shè)備”的實驗課整合為“發(fā)酵工程實驗”?！盎蚬こ虒嶒灐睂⒒蚬こ坛Ｓ玫膶嶒灱夹g(shù)串聯(lián)起來，涉及基因克隆、菌種構(gòu)建、工程菌的發(fā)酵、蛋白分離純化、產(chǎn)品電泳與檢測等環(huán)節(jié)，讓學生在整個產(chǎn)品生產(chǎn)流程中了解各項技術(shù)，既有“點”、又有“面”，改變了過去實驗課時少、實驗內(nèi)容孤立、交叉重復等現(xiàn)象。④在完善管理機制方面，建立開放式實驗教學平臺，通過該平臺實現(xiàn)信息、師生交流、資源共享、實驗管理等功能。
(2)建設(shè)特色實驗室，加大實驗室開放力度
我校生物工程專業(yè)建有生化分離工程、發(fā)酵工程、細胞工程、基因工程、化學合成和化工原理等特色實驗室，面向全校開放。每年承擔150余項開放實驗項目供全校學生選擇，內(nèi)容涉及生物工程各個方面，通過這些實驗項目可以提高學生的綜合素質(zhì)及科研能力。同時，根據(jù)學生的科研興趣及就業(yè)方向，分不同專業(yè)方向，通過實行科研導師制、撰寫論文以培養(yǎng)學生的實踐動手能力和創(chuàng)新意識，如采用發(fā)酵工程技術(shù)培育藥用菌（中藥）、中藥成分分離分析工程、中藥制劑工藝、細胞工程、生物制劑等不同方向。
(3)注重實習實訓基地建設(shè)，培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才
通過學生實習實訓基地的建設(shè)，改善實習教學條件，培養(yǎng)學生的工程實踐能力。通過打通校企聯(lián)系渠道，使企業(yè)全方位參與人才培養(yǎng)工作。除建立校內(nèi)實訓基地外，與多家校外具有中醫(yī)藥特色企業(yè)簽訂了合作協(xié)議，建立了校外實習實訓基地。校企合作建立人才培養(yǎng)基地，為學生跨專業(yè)、跨學科、跨行業(yè)的社會實踐提供平臺，使企業(yè)中具有豐富生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的工程師作為專業(yè)師資的補充，為培養(yǎng)具有較強實踐動手能力的生物工程應(yīng)用型人才提供了有力保障。
總之，浙江中醫(yī)藥大學在全國20多所中醫(yī)藥院校中首次開設(shè)生物工程專業(yè)，沒有先進的經(jīng)驗可以借鑒。根據(jù)專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的實踐，探索出了現(xiàn)代生物工程與傳統(tǒng)中醫(yī)藥交叉融合這一專業(yè)特色，并確定了具有中醫(yī)藥背景的生物工程復合型人才的培養(yǎng)目標。圍繞這一人才培養(yǎng)目標，對生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式進行改革，通過優(yōu)化改革課程體系、編寫選用特色教材、構(gòu)建強化學生工程能力與實踐能力的實踐教學體系，最終形成了具有中醫(yī)藥背景的生物工程復合型人才的培養(yǎng)模式。這將為中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)提供—個良好的理論支撐，也將為中醫(yī)藥院校其他非傳統(tǒng)專業(yè)（傳統(tǒng)專業(yè)指中醫(yī)、中藥等）的開設(shè)提供參考。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞] 創(chuàng)新型人才 人才培養(yǎng)方案 平臺 模塊 課程群
現(xiàn)代生物工程技術(shù)是當今世界科學發(fā)展中極為重要、極為活躍的科學領(lǐng)域,尤其是基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程進展迅速,連同近年來該領(lǐng)域又逐步發(fā)展形成的蛋白質(zhì)工程、生化工程技術(shù)等,已在社會經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,與人類的生產(chǎn)、生活密不可分。
鄭州大學在原有“生物技術(shù)”本科專業(yè)開設(shè)及建設(shè)的基礎(chǔ)上,于2007年起設(shè)立“生物工程”本科專業(yè)。該專業(yè)的設(shè)立不但將對河南省生物工程與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著重要的推動作用,而且對學校的學科建設(shè)也非常重要,直接影響到鄭州大學工程學科的綜合實力。2008年鄭州大學將“生物工程”專業(yè)列為全?！敖虒W內(nèi)容與課程體系改革與建設(shè)”試點專業(yè),要求在原有人才培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上,對“生物工程”專業(yè)培養(yǎng)方案進行修訂完善,并將相關(guān)教學內(nèi)容和知識體系進一步進行整合,制定出新的培養(yǎng)方案。生物工程專業(yè)舊的人才培養(yǎng)方案是在專業(yè)開辦申請時參考教育部生物科學與生物工程教學指導委員會擬定的“生物工程專業(yè)規(guī)范”的基礎(chǔ)上制定的,為此我們根據(jù)學校課程體系改革的精神及要求,結(jié)合學科發(fā)展特點、國內(nèi)外生物工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢,以及鄭州大學生物與工程技術(shù)學科的實際,對該專業(yè)的課程體系框架及教學內(nèi)容進行整合建設(shè),以期滿足生物工程學科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。
一、認真組織調(diào)研,學習國內(nèi)相關(guān)高校開展課程體系改革與建設(shè)經(jīng)驗
在明確課程體系改革與建設(shè)的目標和任務(wù)的基礎(chǔ)上,我們對國內(nèi)教育部直屬重點大學及部分地方特色高校開展課程體系改革的經(jīng)驗與做法進行了認真地調(diào)研和分析,重點圍繞生物工程學科發(fā)展和技術(shù)進步對專業(yè)教育帶來的影響、生物工程專業(yè)課程體系的優(yōu)化與教學內(nèi)容的整合重建、實踐教學體系構(gòu)建與教學模式探索、生物工程與技術(shù)學科教學方法改革等進行深入的研究和分析總結(jié)。通過調(diào)研,負責“課程體系改革與建設(shè)”的老師及教學委員成員深受啟發(fā),對充分學習和借鑒各高校課程體系改革與建設(shè)過程中所取得的各項成果、經(jīng)驗,以及進一步明確專業(yè)辦學方向、理請辦學思路,明確生物工程專業(yè)模塊設(shè)置方向等具有積極意義。
二、瞄準學科前沿及國家生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,明確專業(yè)發(fā)展方向
隨著生物工程與技術(shù)學科的迅速發(fā)展,其在國民經(jīng)濟建設(shè)中越來越發(fā)揮著重要作用。生物工程技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)境等行業(yè),發(fā)展日新月異。2007年2月28日,國務(wù)院召開“十一五”期間高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題研究會議,強調(diào)“十一五”期間,要把加快發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)放在突出重要的戰(zhàn)略位置。加快發(fā)展生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物能源、生物制造、生物環(huán)保等行業(yè),加強生物資源的保護和開發(fā)利用,強化生物安全管理體系建設(shè)。形成一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物技術(shù)產(chǎn)品,培育一批大型生物企業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)基地,使生物產(chǎn)業(yè)真正發(fā)展成為增長速度快、質(zhì)量效益好、帶動效益強的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
三、整合教學內(nèi)容及知識點,確定新的人才培養(yǎng)方案體系框架
基于生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標在于,掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學原理、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等基礎(chǔ)理論,基本技能,能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計生產(chǎn)管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。在充分借鑒國內(nèi)其他高校經(jīng)驗與做法的同時,我們對原有課程的教學內(nèi)容、知識體系進行了認真整合。
1.原有教學內(nèi)容及知識體系存在的問題
問題主要反映在實踐實習教學環(huán)節(jié)及課程體系結(jié)構(gòu)兩個方面。前者有:(1)實踐教學環(huán)節(jié)形式單一。主要是分散的課程實驗,缺乏集中安排的課程及專業(yè)綜合實驗、專業(yè)課程設(shè)計及各種實習、實訓等;(2)實習、實訓等實踐教學基地數(shù)量嚴重不足,急需加強建設(shè)以滿足實踐實習教學;(3)實驗教學綜合性、創(chuàng)新性實驗項目比例偏少,需要進一步增加。(4)沒有完全建立獨立于理論教學的實踐教學體系。實踐、實習環(huán)節(jié)需要進一步加強。尤其是與生物技術(shù)專業(yè)相比,生物工程專業(yè)辦學需要進一步與企業(yè)密切聯(lián)合。
在課程體系結(jié)構(gòu)方面,傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)方案包含有必修課(含公共、學科基礎(chǔ)及專業(yè)必修課)、限選課(學科基礎(chǔ)及專業(yè)限選課)和選修課,總學時和學分分別達到3410學時和182分。必修課過多(尤其是大平臺課),選修課較少。必修課學分比例甚至達到60%以上,擠占了學生對專業(yè)及其它課程的自主選修學分。同時,大量的課堂教學也同樣擠占了學生對其它課程自主選修,不利于學生自主學習積極性的調(diào)動和發(fā)揮,不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。
2.采取有效措施,推進知識點整合
在教學計劃制定過程中,我們考慮了學校有關(guān)文件精神要求、其它高校改革的成功經(jīng)驗和做法以及學科本身特點。具體措施有:(1)知識體系重疊部分前移講授。根據(jù)學科特點,召開課程體系論證專家會議,充分征求教師和專家意見進行調(diào)整。(2)公共基礎(chǔ)平臺課進行嘗試性改革。壓縮部分課程學時、學分等;(3)對生物學基礎(chǔ)課程進行整合。根據(jù)專業(yè)特點,將植物生物學、動物生物學整合為普通生物學開設(shè),增加專業(yè)選修課比例,學科群課程增加前沿性、應(yīng)用性課程比例,多學科知識點重新梳理、銜接,強化實驗實習環(huán)節(jié),以及將課堂教學與大學生創(chuàng)新實驗項目結(jié)合等。(4)明確各門課程在培養(yǎng)計劃中的地位與邊界,界定各門課程的講授范圍,避免課程之間的重復和脫節(jié),注重學科知識的綜合性與實用性,注意學科間知識的銜接、推進、滲透及有機聯(lián)系,克服課程之間的松散性,壓縮、刪減課程重復和內(nèi)容陳舊的部分,將新的理論、方法和先進的科技成果引入課程教學內(nèi)容。通過課程教學內(nèi)容的科學設(shè)計與合理編排,培養(yǎng)專業(yè)范圍寬、基礎(chǔ)知識厚、綜合素質(zhì)高、工作能力強的復合型人才。
3.教學內(nèi)容知識點及人才培養(yǎng)方案體系框架的確定
參照教育部專業(yè)規(guī)范重新梳理知識體系及知識點,明確生物工程專業(yè)共有的100多個知識單元。這些知識單元分屬于不同的專業(yè)知識領(lǐng)域,同時開設(shè)理論課并配備相應(yīng)的實踐教學內(nèi)容以加強學生創(chuàng)新、動手能力培養(yǎng)。這些知識領(lǐng)域包括基礎(chǔ)生物學、生物化學、微生物學、工程制圖、發(fā)酵工程、化工原理、細胞工程、酶工程、基因工程與分子生物學、生物分離工程、生物工程設(shè)備、生物反應(yīng)工程、發(fā)酵工廠設(shè)計概論等。
四、按照培養(yǎng)目標和學科發(fā)展特點,制定新的人才培養(yǎng)方案
生物工程學科發(fā)展迅速,其中生物制藥、發(fā)酵工程領(lǐng)域在整個生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)值及行業(yè)規(guī)模較大,從就業(yè)和學科前景來看,我們計劃設(shè)置上述兩個專業(yè)模塊,即生物制藥模塊(服務(wù)于制藥領(lǐng)域)和發(fā)酵工程模塊(技術(shù)服務(wù)于多農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)保、制造等多個領(lǐng)域)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合學校新的培養(yǎng)方案設(shè)置要求,我們按照“平臺+模塊+課程群”的體系制定出了新的人才培養(yǎng)方案。
(一)專業(yè)培養(yǎng)目標
生物工程專業(yè)培養(yǎng)目標定位于,培養(yǎng)掌握生物工程技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學原理、掌握生物制藥或發(fā)酵工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等基礎(chǔ)理論、基本技能,能在生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域從事設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。
(二)專業(yè)培養(yǎng)基本要求
專業(yè)培養(yǎng)要求本專業(yè)學生主要學習微生物學、生物化學、生化工程原理、生物工程等方面的基本理論和基本知識,受到生物技術(shù)與工程等方面的基本訓練,具備在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的基本能力。
畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力:具有寬泛的文化知識、較高的文化素養(yǎng),不僅具備從事本專業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)工作的基本能力和素質(zhì),而且有一定的人文社會科學和自然科學基本理論知識;掌握現(xiàn)代生物學、生化工程原理、生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域核心課程的基本理論、基本知識和基本技能;具備在生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域從事工程設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的基本能力,具有獨立獲取知識、提出問題、分析問題和解決問題的基本能力及開拓創(chuàng)新精神;熟悉生物工程技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展有關(guān)的方針、政策和法規(guī);了解當代生物工程技術(shù)的理論前沿和發(fā)展動態(tài);掌握生物工程技術(shù)領(lǐng)域文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的科學研究和實際工作能力。
(三)專業(yè)模塊方向設(shè)置及主要課程
1.生物制藥模塊
主要課程包括:基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、免疫學與抗體工程、生物反應(yīng)工程原理、生物技術(shù)制藥、發(fā)酵工廠設(shè)計概論、生物工程產(chǎn)物分離技術(shù)、藥學概論、生物化學綜合實驗、分子生物學綜合實驗、生物信息學、生物工程設(shè)備、實驗動物學、工程制圖。
2.發(fā)酵工程模塊
主要課程包括:基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、環(huán)境微生物學、生物反應(yīng)工程原理、微生物生理學、發(fā)酵工廠設(shè)計概論、生物工程產(chǎn)物分離技術(shù)、儀器分析、生物化學綜合實驗、分子生物學綜合實驗、生物信息學、生物工程設(shè)備、微生物學綜合實驗、工程制圖。
“生物工程”專業(yè)新的人才培養(yǎng)方案除包括上述模塊設(shè)立外,特別注重減少課堂教學總學時數(shù),通過精選教學內(nèi)容、改進教學方法等推動創(chuàng)新型教學及人才培養(yǎng)。規(guī)定本專業(yè)須修滿指導性教學計劃中規(guī)定課程學分173學分,其中平臺課95學分(比例54.5%),模塊課5分(34.0%),課程群1分(比例11.0%)。使得課程體系結(jié)構(gòu)更為合理,更加有利于將學生從填鴨式的課堂教育中解放出來,對培養(yǎng)具有自主學習能力和創(chuàng)新精神的生物工程類人才具有積極意義。
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