生物技術和生物工程的區別范文

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Abstract： With the rapid development of the marine industry， marine pollution of the marine environment has become increasingly serious. The traditional physical and chemical methods have been difficult to meet the governance needs for dealing with these marine pollution， and biotechnology is increasingly used in ship pollution prevention and control due to high efficiency， safe， inexpensive， non-toxic superior characteristics， so this paper focuses on the application of modern biotechnology in the marine pollution prevention and protection of the marine environment.

關鍵詞： 現代生物工程技術；船舶防污染；生物技術應用

Key words： modern biotechnology；marine pollution；biotechnology application

中圖分類號：Q819 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）26-0109-03

1 現代生物工程技術概述

現代生物工程技術是一項以DNA分子技術作為應用基礎，在生物的個體、細胞甚至分子層面上運用生物技術手段，嚴格遵循要達到的目的，以生物學知識為應用基礎對生物進行設計和操作，實現其預期額目的和作用的現代科學方法，主要包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程等諸多系列的生物高新技術。

生物工程技術作為一門具有綜合性和應用性的學科最早可以追溯到上世紀70年代，直到90年，現代生物工程技術才真正產生，通過發揮其獨特作用漸漸造福人類。生物工程技術被認為是21世紀的主導技術，隨著該項技術的不斷發展，其所具有的獨特優勢作用也不斷顯現，正越來越受到世界各國的普遍重視，生物工程技術將為解決人類面臨的環境、資源、人口、能源、糧食危機提供技術保障和支持。

現代生物工程技術不僅在作物改良研究、醫藥、食品工程中起著重要作用，而且能有效控制日益嚴重的污染問題，在環境和生物監測中起著重要的作用，比如在處理海洋污染中常用的生物技術通常涉及分子生物學、細胞生物學、發育生物學、生殖生物學、遺傳學、生物化學、微生物學等學科，可以通過研究這些學科來實現生物工程技術在船舶防污染中的應用。

運用現代生物工程技術處理污染問題與運用傳統方法相比，生物控制方法明顯具有許多獨特的優點，生物工程技術通常情況下是以酶促反應為基礎的生物化學過程，同時反應過程所需要的反應條件通常是常溫、常壓和近乎中性的條件，所以一般情況下這些生物處理技術都是能夠實現的，并且還不會因為條件苛刻而影響其他反應的正常運行，這與物理化學處理方法技術需要高溫高壓的反應條件相比，大大簡化了程序和反應過程，同時所需的設備也簡單便于操作，整體工藝穩定安全等優點。

2 船舶航運對海洋造成的污染

海洋在人類社會的發展史上具有重要的地位，海洋生態環境是人類生存和發展的物質基礎之一，同時隨著海上貨運量的逐年增加不可避免的在船舶運輸中產生了一系列的污染海洋環境的問題，使海洋的生物資源遭受嚴重破壞，甚至危害到了人類的健康和生存。

隨著船舶事業的蓬勃發展，無數的船舶在海洋上航行越來越頻繁，隨之而來的是與日俱增的船舶和各種有害物質品種進入海洋，使海洋生態環境受到不同程度的破壞，從一定程度上造成了海洋污染。在一般情況下，帶來物質污染可分為油性污染物和非油性污染物。

2.1 油性污染物 一般情況下，船舶帶給海洋的油性污染物主要是船舶在營運作業期間向海洋中排放的油性混合物和船舶在遭受海難事故中產生的溢油問題，這兩類問題都不同程度的造成了海洋中有毒污染物的增加，對海洋的生態環境改變具有直接作用，因此需要慎重對待和分析。

船舶在營運期間向海洋中排放的油性混合物主要有：油船的壓載水、洗艙水、船舶機爐艙的含油艙底水和分油機排出的油渣。其中油船壓載水是指油船在卸貨后空載返航時，為保持船舶有一定的吃水和穩性而注入貨油艙的海水或淡水；油船洗艙水是指油船在進塢修船、通過運河和狹窄航道或換裝不同品種油料時，為清洗貨油艙所用的清洗水；船舶艙底水是指船舶動力裝置運轉期間，由于燃油系統、滑油系統等的滲漏，船舶檢修時漏入艙底的油料，擦洗機器的破布棉紗等，當混入機爐艙艙底水中，未經處理排放時將造成可觀的污染；分油機排出的油渣是指主副機鍋爐燒用的燃油所產生的渣料。

船舶由于海上事故原因所產生的事故性溢油主要有船舶因觸礁、碰撞、擱淺和失火等意外事故所造成的油船貨油艙、貨船燃油艙等破損的大量溢油，這類污染的特點是：常常發生在近岸或港灣內，往往在短時間內把大量石油類突然傾瀉海中，對海洋生物資源，沿岸居民的生活環境和港灣設施危害甚大。[1]

2.2 非油性污染物 船舶所產生的非油性污染物主要指散裝運載含有有害物質的液體或固體貨物所產生的貨艙洗艙水和艙底水，船舶生活污水和各種垃圾。

船舶在運輸中產生有害洗艙水、壓載水和艙底水的原因是隨著油氣運輸船和化學制品運輸船的數量越來越多，噸位越來越大，船舶所運載的含有害物質貨物產生的貨艙洗艙水和艙底水排放時約含0.6%運輸量的有害殘液，船舶從一港駁入的壓載水可能帶有有害生物到另一港排放時將給當地的海生物帶來危害，這些有害殘液或壓載水排放時將危害海洋生物和人類健康。

船舶所產生的生活污水主要包括盥洗水、糞便及廁所沖洗水、廚房和醫務室排出水及運送動物艙內的清洗水等，這些污水帶有大量的細菌和傳染病毒，對海洋生態系統的平衡也具有重要影響。

船舶運輸過程中產生的垃圾主要來自運輸貨物而產生的包扎和墊艙材料、船舶維修保養而產生的廢棄物，比如油漆、鐵銹、廢紙、玻璃及纖維、生活食品廢料及食品包裝等，這些垃圾排放入海也將造成污染。[1]

3 船舶防污染的傳統方法

對于處理船舶所帶來的污染問題，傳統意義上一般采取化學和物理兩種方法，按照所使用方法的原理來分主要分為化學分離法和物理分離法以及其他方法，下面簡單介紹以下這三類方法。

3.1 化學分離法 化學分離法按照所使用方法的不同主要分為兩類：沉淀法和電浮分離法，這兩類方法使用條件不同，但是所達到的效果則相似。

沉淀法是利用使油污沉淀或上浮的原理，通過向含油污水中投放絮凝劑或聚集劑而達到油水分離的一種方法，其中所使用的兩種沉淀劑又有細微的區別，絮凝劑可使油凝聚成凝膠體而沉淀，而聚集劑則使油凝聚成膠體使其上浮。

電浮分離法的原理是把含油污水引進裝有電極的艙柜中，利用電解產生的氣泡在上浮過程中附著油滴而加以分離、從而實現油水分離的方法。[1]

3.2 物理分離法 物理分離法按照分離原理不同，可以分為以下幾類：

3.2.1 重力分離法 重力分離法是利用油和水的密度差，使水中油滴克服水流阻力上浮與水分離的一種方法，這種方法的主要影響因素是油粒直徑、油和水的密度、溫度，其中一般認為油粒直徑小于50um的情況下這類方法就不再起作用，比如重力分離法就很難分離乳化油，另外重力分離法如按其作用方式的不同，還可分為機械分離、靜置分離和離心分離三種。

3.2.2 過濾分離法 過濾分離法的原理是讓油污水通過多孔性介質濾料層時，油污水中的油粒及其它懸浮物被濾料層截留，而水可以通過濾層排出，這類方法的特點主要有：一是油水分離的過程主要靠濾料層阻截作用，將油粒及其它懸浮物截留在濾料表面；二是具有很大表面積的濾料對油粒及其它懸浮物的物理吸附作用和對微粒的接觸媒介作用，增加了油粒碰撞機會，使小油粒更容易聚合成大油粒而被截留。

3.2.3 聚結分離法 聚結分離法的主要原理是運用潤濕理論和碰撞聚結理論，當微小油粒通過多孔材料時，讓這些細小微粒互相碰撞促使油粒聚合增大從而上浮和分離，這類方法最大的特點是精細化，但是在使用聚結分離法時影響粗?；潭鹊囊蛩刂饕芯劢Y元件的材料選擇和材料充填的高度密度等，決定聚結分離程度的關鍵是材料和油粒之間的相互作用，也就是說只有材料和油發生潤濕，聚結才能發生。

3.2.4 吸附分離法 吸附分離方法的原理是用多孔性固體吸附材料作為濾器，當污水通過濾器時微小油粒被吸附在固體表面上，從而使油水分離，這類方法的特點是由于分子間普遍存在著引力，所以這類吸附方法沒有選擇性，并且可以吸附多層粒子。

3.2.5 氣浮分離法 氣浮分離法的原理就是通過產生氣泡將污水中的細微油粒吸附上浮，從而達到油水分離的目的。[1]

3.3 其他分離方法 在實際操作中，除了常用化學分離法和物理分離法之外，經過方法創新，還有其他的一些分離方法，這些分離方法主要有：電解分離法、凝聚分離法、活性污泥法（生物化學法）、超濾膜過濾法、反滲透法。

4 生物工程技術在船舶防污染中的應用

以上部分主要列舉出了一些傳統的物理法和化學法在船舶防污染中的應用，雖然化學法處理污染的效果好，但因其操作條件差，腐蝕性高，還存在著二次污染又不能滿足環保的要求，物理法也存在著一定缺陷，因而可以考慮在船舶防污染中應用生物工程技術，在船舶防污染中引進生物工程技術的原理是由于被污染過的海洋污水中存在著許多成分復雜的有毒物質，而運用生物技術中的微生物自身的降解作用可以降解海洋污水中的有毒物質，將其轉化為無毒物質，從而使污水得到凈化。

將生物技術運用到船舶防污染中，可以有效保護海洋環境，目前，在該領域得到應用的生物工程技術主要包括生物修復、防生物附著、生態毒理、環境適應和共生等，具體而言主要有以下幾個應用方面：

4.1 處理油污染 船舶帶給海洋的油性污染物都不同程度的造成了海洋中污染物的增加，對海洋的生態環境具有嚴重的破壞作用，生物工程技術在處理這類污染過程中采取的原理是運用微生物的生物降解將石油中的大分子降解為小分子，最后完全氧化為二氧化碳和水，這種方法具有高效、經濟、安全、無二次污染的獨特優點，對于海洋環境沒有副作用。

4.2 處理有害防污漆污染 為了防止船底生物附著造成污染，減小船舶航行的阻力，節省燃料，提高船舶運營效率，運用生物工程技術的原理就是利用海洋生物的自身防污損機理，確保海洋生物污染預防機制正常運行，加大對有益微生物的篩選，從而提取和分離防污活性物質，制備天然生物防污劑用于海洋附著生物的防除。[4]

4.3 防治海洋大氣污染 一般情況下，船舶運輸過程中都會產生一定量的廢煙廢氣，故而會向海洋大氣中注入硫氧化物、氮氧化物和烴類污染物等有害氣體，這些氣體會對海洋大氣造成嚴重污染，也會對動植物及人類造成極大危害，故而可以運用生物技術來處理海洋大氣污染，大氣污染的生物技術治理原理是利用微生物的生化作用，首先將大氣污染物進行分解然后轉化為無害或少害物質，從而達到治理的目的。[4]

參考文獻：

[1]佚名.船舶防污染技術技術[EB/OL].百度文庫.

[2]段怡萍.現代生物技術在環境保護中的應用和前景[J].科技創業月刊，2005（5）.

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[關鍵詞]生物分離；知識網絡；教學改革

[中圖分類號]G642.0　[文獻標識碼]A　[文章編號]1005-4634(2012)03-0062-03

0　引言

隨著生物技術的蓬勃發展，利用生物工程手段改造傳統產業，大力發展工業生物技術，實現低碳循環經濟已經成為目前產業發展的前沿之一。由于產品分離純化是生物產品加工的重要環節，其過程、質量和成本往往決定整個生物加工過程的成敗。因此，生物分離在整個生物產品生產過程中占據重要地位，生物分離工程課程是生物工程、制藥工程等相關專業的重要專業基礎課程，該課程相關知識儲備也為學生以后繼續從事科學研究或工廠實踐夯實了堅實的基礎。

生物分離工程課程是一門理論和實踐密切結合的多學科交叉課程，知識面涉及物理、化學、數學、化工及微生物等學科，內容相對分散，不僅包括生物工程產物的分離、提取、精制的基本原理和相關基礎理論，也包括大量的分離單元操作及其工業實際應用。知識點涉及細胞破碎與分離、初級分離、膜分離、萃取、吸附、層析、電泳、結晶、干燥及蛋白體外復性等方面。筆者在教學過程中，深切感覺知識點分散對學生學習、理解和復習的難度。知識網絡是人們在學習和實踐中所獲得的知識通過一定的方式聯系起來所構成的開放性知識體系。如果在授課過程中能夠將知識點歸納總結比較，由點到線，再到面成體，構建相關知識網絡并將其靈活應用到課堂教學中，可收到較好的效果。

1　抓住本質化繁為簡，重點內容主線貫穿

把厚書讀薄，抓住本質，化繁為簡，以簡明扼要的文字或圖表將所學內容凝練出來，是學習繁多知識的一種有效方法。例如色譜技術是現代生物分離技術的核心，色譜又分為凝膠過濾色譜、離子交換色譜、反相色譜、疏水色譜及親和色譜等。授課過程中，學生普遍反映該章節內容分類繁多，不易理解和掌握。因此在理論課程講解過程中，重點突出色譜分離的本質——根據混合物中的溶質在固定相和流動相之間分配行為的差別而進行分離的方法。抓住這一本質，上述色譜分類就是基于溶質分子和固定相之間的相互作用機理不同，而關鍵在于選用的固定相。一般而言，應用于生物產品分離純化的固定相色譜介質共同特點是都具有良好的親水性、化學穩定性和機械強度。而凝膠過濾色譜主要就是采用微孔凝膠介質為固定相，如Sepha-rose，主要起篩分作用，是根據溶質相對分子量的差別進行分離的一種方法；如果對凝膠介質活化并鍵合一定量的陰陽離子，就成為離子交換介質，如Sepharose-DEAE，主要是根據溶質與固定相間靜電作用力的差別進行分離，即離子交換色譜；如果對介質表面偶聯疏水基團就成為疏水介質，如Phe-nyl Sepharose，主要是根據蛋白分子與介質間弱疏水作用的差別而進行分離，即疏水色譜，是生物大分子常用的分離純化方法；如果將介質表面完全非極性化，如ODS-C18介質，就是反相色譜，主要根據溶質問極性差別進行分離分析，常用于非極性小分子(分子量小于5000)的分析和純化；如果將介質表面活化并偶聯一定的親和配基，即親和色譜，如BSA-Sepharose介質，主要是根據生物物質間的特異性親和作用而實現分離。由此可見，色譜分離的核心在于選用的介質，而決定分離原理的主要因素是介質表面的基團，據此可將上述內容歸納總結如圖1所示。通過這樣的一個圖，在相應色譜章節課程講授過程中，引導學生從本質出發理解不同色譜分離過程的區別和聯系，不僅使學生加深了對色譜分離原理的理解，更為關鍵的是，學生對色譜分離的本質、分類、各種色譜方法的區別和聯系均可熟練掌握。

再如，生物分離過程的一般流程如圖2所示，該圖概括了生物分離課程中涉及到的所有分離操作，因此在課程的講解過程中應以其為主線，在各章引言、生物產品分離示例的課程講授中重點突出此圖，并在全部課程結束后重新復習該流程圖。通過這樣反復強調，可化繁為簡，學生對各分離操作在生物產品分離中的地位一目了然，有利于學生加深對各個單元操作的認識，深入理解各分離操作在生物產品分離工藝中的作用和相互關系，從而扎實地掌握各分離操作并能夠靈活運用。

2　以因素為切入點，注重分離過程的提煉總結

雖然生物分離過程涉及內容繁多，但在分離工藝中一些單因素對分離的影響存在相通之處。如果以每一個因素為切入點，將相關知識點歸納提煉總結，可使分散的知識點構建成網，從而使知識體系立體化，加深學生對生物分離操作的理解。例如，生物產品如蛋白質、有機酸及核酸等都是兩性物質，在不同的pH條件下兩性物質的帶電性質會有所不同。而帶電性質會影響其分離特性，因此pH控制在這些兩性物質分離中起著非常重要的作用，在課堂上應有意引導學生總結和提煉。在初級分離沉淀分級中，控制pH在目的產物等電點附近可使其溶解度降低，便于沉淀析出；有機溶劑萃取分離過程中，控制體系pH可使目的產物保持分子或離子狀態，可調節其在水相或有機相的分配，從而實現萃取或反萃??；離子交換吸附過程中，決定分離的主要因素是目的組分與介質間的靜電引力，控制pH可改變目的產物的電離狀態，進而實現選擇性的吸附或洗脫；親和色譜分離過程中，如果靜電引力在親和作用中占據主導地位，pH控制在親和吸附或洗脫過程中也具有重要意義。課堂上引導學生以pH對生物分離的影響為導向，歸納總結成表，如表1所示，就形成了清晰的知識網絡。

再如，表面活性劑在生物分離中也有廣泛的應用。細胞破碎中，采用表面活性劑處理細胞，可增大細胞壁通透性，便于細胞破碎；初級分離中，加入表面活性劑利用表面吸附的原理對溶劑進行分級分離；膜分離過程中用表面活性劑作為清洗劑對污染膜進行清洗；液膜萃取過程中加入表面活性劑穩定液膜，反膠團萃取中加入表面活性劑形成反膠團溶解生物物質；SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳中加入表面活性劑使蛋白變性并消除其電荷差異，從而使其遷移率只與蛋白分子量有關。與之類似，過程強化技術等在生物分離中的應用有超聲波破碎、超聲波萃取、微波萃取、超臨界萃取、超臨界色譜等，以一個因素為切入點，將整個生物分離課程的內容提煉總結，并在課堂上及時引導學生思考，并以課堂提問和課后思考題的形式啟發學生主動思考和查閱相關資料，由點到線再到面成體，構建相應的知識網絡，以培養學生的獨立思考和知識融會貫通能力。

3　加強知識點橫向比較和聯系

由于生物分離過程涉及分離操作較多，為加深同學們對所學概念的理解，課堂教學中可將各知識點進行橫向聯系和比較。如色譜和吸附這兩個概念，色譜主要根據溶質和固定相之間各種相互作用——分子大小、靜電引力、疏水性、特異性識別等的不同實現分離純化；吸附是根據范德華力或靜電引力實現從液體或氣體中回收有用目的產物的過程。在分離單元操作過程中，色譜和吸附是兩個互相并列的概念；但在色譜分離技術中，吸附色譜是根據固定相與溶質問吸附作用力不同的色譜操作，其本質是吸附原理在色譜上的應用，是和凝膠過濾色譜、疏水色譜等并列的概念。在實際講課過程中，這兩個概念學生非常容易混淆。類似的離子交換吸附和色譜也存在相似的區別和聯系。

在同一章節相關的易混淆知識點也可以橫向聯系和比較，例如疏水色譜和反相色譜，都是根據目的組分疏水作用的差別進行分離純化，但又有所不同。疏水色譜固定相表面偶聯弱疏水性基團，疏水作用較弱，洗脫時主要采用降低離子強度、調節pH或者加入表面活性劑等方法降低疏水作用，可直接應用于鹽析后蛋白分離純化；而反相色譜固定相表面完全被非極性基團覆蓋，表現強烈的疏水性，洗脫時主要采用降低流動相極性的梯度洗脫法，但應用于生物活性物質分離時存在使目的蛋白變性的危險。在講授各自章節時將相關的知識點橫向聯系，比較其異同，通過知識網絡的構建使得各知識點不再孤立分散，可以使學生總攬全局，加深學生對生物分離過程的理解，并提高學生的知識遷移能力。

4　重視考試的導向作用

考試的目的是為了鑒定教師的教學水平和學生的知識掌握情況，考試大綱和試題對于師生教學過程具有重要的導向作用。由此可見，考試僅僅是學習過程的一個階段，考試中反饋出的信息有助于下一步更好的教和學的過程。考試結束決不意味著該門課程學習的結束，這一點對于當前大學教學而言尤其重要。因此，筆者在生物分離工程的教學實踐中，積極拓展多種考試方式，采取了隨機小考、課后小論文考察和期末考試相結合的方式。在課堂上隨機小考，提問學生并引導學生總結提煉構建相關知識網絡，知識點的消化吸收主要在課堂上完成；由于課堂時間有限，一門課程的學習不僅僅是課堂的45分鐘，在課后集中選取一些具體的生物產品分離課題，安排學生主動去查閱相關知識，充分利用學校的圖書館資源，在課余時間完成知識面的拓展；期末考試試題的命制要靈活，重視知識點的比較、聯系和總結，如前文所述，讓學生列舉pH控制、表面活性劑或者過程強化在生物分離中的應用。通過這三種考核方式，以課堂教學為基礎，以課余時間為拓展，以期末考試為導向，學生的主動學習能力大大提高，不僅學習了知識，更重要的是提高了素質，這也是教育的根本目的所在。

5　結束語

綜上所述，由于生物分離工程內容較多，構建知識網絡可以將各知識點聯系比較，可以抓住本質化繁為簡，將所學知識串成一條線，突出各因素在分離操作中的作用，將不同單元操作相互比較并聯系起來，并以考試為導向，引導學生主動學習，培養學生的學習興趣，充分發揮學生的主觀能動性，有助于加深學生對知識點的理解和認識，從而真正做到學有所用。通過這一教學實踐，鄭州大學生物工程系2008級生物工程班學生的生物分離工程理論課程平均成績為79.4分，其中90分以上的占25.7％，不及格學生占1.4％。在鄭州大學組織的網上教評中，筆者的評教成績均在90分以上，為優秀等級。下一步應繼續完善，探求更加符合當代教學特點的生物分離工程教學模式。

參考文獻

[1]李華.生物分離工程課程的教學體會[J].化工高等教育，2007，(4)：34-36.

[2]胡永紅，姚忠，劉洋，周華，韋萍.本科《生物分離工程》教學改革與實踐[J].理工高教研究，2006，25(6)：124-126.

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【關鍵詞】生物技術 糧油食品工業

生物技術又可稱之為生物工程，主要包括分子生物學、微生物學、細胞生物學、生理學、免疫學、系統生物學等多種學科，并和計算機、化學等學科內容相互滲透成為一個比較綜合的學科，主要包括基因工程、細胞工程、酶工程等技術，其中基因工程是其主要的核心技術，該種技術主要應用在農業、植物、醫學、食品、動物等領域。應用現代生物技術可以按照人們的意愿創造出人們想要的物種，或者是具有全新的功能，或者是改造原有的功能使其更好的滿足人們的需求。

一、生物技術在糧食生產中的應用

生物技術在糧食生產中的應用主要有以下幾個方面：可以利用轉基因技術獲得產量更高，并有一定的抵御蟲害的作物品種，獲得營養價值更高的作物品種，此外，還可以利用細胞工程技術對植物進行無性繁殖，從而獲得高產量的作物，利用生物技術可以制造出無毒生物農藥從生產出更多的綠色產品。生物技術培育出的作物主要有三代，第一代是通過培育轉基因作物可以提高農作物抗蟲害的能力，目前種植面積比較多的是抗除草劑的農作物。第二代是通過轉基因來提高農作物的營養價值為主要特征。第三代是通過轉基因作物提高食品的免疫功能，即可以利用轉基因的作物來生產一些具有新功能的食品以及藥物。

二、生物技術在糧油加工中的應用

我國的糧油加工產品主要以初級產品為主，而在食品的精深加工方面比較落后，資源的深層次利用率比較低，而利用生物技術可以將產品原料加工成產品并實現產業化，通過對農產品的二次開發以此形成新的產品。利用生物技術可以快速的提高糧油加工的能力并提升水平，使我國的糧油加工生產能力能夠得到跨越式的發展。

三、生物技術在食品加工中的應用

生物技術已經滲透到了食品加工的各個方面，利用基因工程可以有效的改良發酵工業中的微生物菌種，對食品加工原料進行改造，提高氨基酸在食品加工中的含量，此外，利用基因工程還可以改進其生產工藝，進一步提高食品的營養價值。利用蛋白質工程可以創造出人類需求的不同功能的蛋白質新產品，可以更改酶的特性。在食品工程中酶技術的應用比較成熟，在糧油食品加工中應用比較廣泛的是酶制劑的應用，主要有釀造酶、蛋白酶、果品酶等。這些酶主要應用在果蔬加工，乳制品加工等方面。

四、生物技術與食品安全

生物技術在食品安全中的應用主要是轉基因食品安全問題。任何物種在進化過程中都會經歷自然選擇或者是人工選擇，他們能夠幸存的物種都是這兩種選擇的結果，不過是自然選擇還是人工選擇其實質都是遺傳變異選擇，在物種進化中遺傳是基礎，變異一定會存在。任何物種都是在遺傳的基礎上經過進化發展而來的，對遺傳變異進行人工選擇就是常規育種，而轉基因育種在本質上和常規育種并沒有本質的區別，轉基因的食品安全問題和其它新出現的技術一樣，只是在人類科學進步進程中新出現的科學問題而已，應該對以抱有正確的態度，深入的對其進行研究和探討。轉基因技術作為發展最快的新技術，正對人們生活的各個方面產生巨大的影響。

五、生物技術與食品安全檢測

食品安全越來越受到人們的關注，日常食品安全已成為人們生活的焦點，為了讓人們吃到更為安全的食品，對食品安全檢測技術的研究已經提上日程，而生物技術在食品安全檢測中的應用，發揮了較大的推動作用，并取得了不錯的效果。在當前的食品安全檢測中比較廣泛應用的生物技術有生物芯片、免疫技術等生物技術，通過這些生物技術的應用使得食品安全的檢測更加方便快捷而且靈敏度也比較高，人們對食品安全也更加放心。

六、糧油深加工生物技術的進展

在糧油深加工方面，美國主要利用酶以及發酵工程來進行糧油資源的開發，同時還利用基因工程等生物技術來改良農作物的性能，改善農作物所含的營養價值。生物技術在糧油加工中的應用主要有以下幾個方面，首先是利用生物技術進一步提高農作物的產量，并為農作物的生產尋找更好地的農業技術。通過新的生物技術的應用進一步改良農作物的品種，另外，還有利用農作物、農業廢棄物和加工副產物生產工業制品，包括生物能源、生物材料等。

七、結語

生物技術在食品糧油領域，在食品生產、糧油食品加工以及副產品利用等方面都有重要的應用，隨著基因組技術在農作物的成功實施以及深入開展，新一輪的農業技術革命將會展開。為此，要認識在糧油食品安全領域生物技術應用的重要性，并不斷在糧油食品加工中引入生物技術，以更好的促進糧油食品加工行業的發展。

參考文獻：

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生物專業現狀分析改革措施一、對生物專業的認識

生物技術是應用生命科學研究成果，以人們意志設計，對生物或生物的成分進行改造和利用的技術?，F代生物技術綜合基因工程、分子生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、胚胎學、免疫學、有機化學、無機化學、物理化學、物理學、信息學及計算機科學等多學科技術，可用于研究生命活動的規律和提品為社會服務等。當今，越來越多的國家把教育的目標放在改善和提高學生的科學素質上，以期適應社會的進步和科學的發展。要提高學生的科學素質，生物學教育意義重大。隨著生物學的發展，生物被越來越多的學生所認識。近些年來，以基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程為代表的現代生物技術發展迅猛，并日益影響和改變著人們的生產和生活方式。

二、生物教學與發展現狀

在1991年公布的《普通高等學校本科專業目錄》中，與生物有關的科目有生物化學、微生物學、遺傳學；到1998年，調整生物學科，設置生物科學、生物技術專業；再到2012年的重新調整為生物科學、生物技術、生物信息學、生態學、生物工程。1998年之前，全國生物類專業本科招生規模較為穩定。自2001年之后，生物學科的發展帶動了生物類專業的招生人數，由于擴招帶來了一系列問題，2005年招生趨于平穩。生物技術專業近年來就業率持續走低，目前面臨的主要問題有：

1.師資隊伍不足、教學資源欠缺、教學質量下滑。在2002年全國性大學擴招后，生物專業也不例外，招生規模訊速擴大，隨之出現一系列問題。教學經驗豐富，學術水平較高的教師隊伍短缺，高校對教師的評價體系重科研、輕教學也使得師資隊伍不穩定；教學資源欠缺，特別是直接用于本科教學的實驗設備與資金嚴重不足，影響了教學質量。這些都對高校的教學質量產生了不良影響。在這種情況下，保證教學質量已經成為目前高校生物學教學面臨的一個重大問題。

2.高校對于生物專業的專業定位不明確。目前，許多高校都設置了生物專業，但對其專業定位和培養目標卻不明確。創新型人才、研究型人才和應用型人才的培養有何區別、如何定位專業發、培養目標和在新形勢下如何適應，都是高校生物教學不可回避的問題。

3.本科生與研究生培養銜接問題。生物專業本科教學與研究生的培養之間的銜接有很大問題，不利于學生的繼續深造，使得學生的就業壓力增大，而且不利于生物專業高級人才的培養。

4.教學內容急需更新。目前，生命科學的發展日新月異，知識急速膨脹，新技術、新理念不斷涌現，而目前的培養方案中專業課程的學分和學時都是十分有限的，并呈壓縮的趨勢；另外，在這種情況下，哪些內容是專業教學的核心內容？隨著科學的進展，學科的知識體系在不斷變化，在這種情況下教學內容應如何更新，已經成為高校生物學教育教學工作中的亟待研究和解決的課題。

三、改革措施

1.觀念的改變。教改成功的關鍵是改變教師的觀念。教改首先是改變人的觀念和認識，然后才能實現真正意義上的教學改革。對于參與高校教學改革的人來說，接受有關的教學理論，了解新的教學觀念是十分必要的。生物學的研究方法和思維方法，是構成這門科學的重要組成部分，是生物學最精彩的內容之一。如果我們在教學中只告訴學生生物學的結論（科學中靜態的部分），而不讓學生了解科學研究的思路和接受科學方法訓練（科學中動態的部分），學生就很難真正地認識科學的本質和它的全貌。我們也很難實現培養具有良好科學素質、具有創新能力的高水平人才的目標。

2.應用教學輔助設備，激發學生興趣。興趣是最好的老師，也是學習的動力。教學方法的靈活多樣，不斷整體優化教學方法，用符合教育規律的科學方法及教學手段，秉承“授之以魚，不如授之以漁”的教學理念，完善教與學的有機統一，達到最佳的學習效果。在教學活動中，以多媒體技術作為現代教學手段，可以將文字、圖形、聲音、動畫等多種資源整合優化。由于其豐富多彩的畫面的切換使學生置身于教學中，激發了學生的好奇心，使教學表現的內容更充實，更形象生動，更具吸引力。通過這些形象生動的圖畫和視頻內容，學生對這門課程產生了濃厚的興趣，不但容易掌握和鞏固新內容，也激發了學生的求知欲望，讓學生感受到生物技術與日常生活、實際應用是息息相關的一門學科。

3.教與學結合，激發學生主動性。生物技術概論內容涵蓋面廣泛，但教學時數有限；在有限的教學學時內，將所有內容都進行精講是不現實的。因此，根據教學大綱要求，教師可安排一些內容讓學生課后自學。同時，輔以某種形式進行，多可以分成小組形式進行討論，或者以正反兩方的形式組織辯論，或者以小組形式選派代表闡述自己的觀點等，通過這種教學方式，學生的獨立思考、創新能力得到培養，并且充分發揮了其團隊協作能力，為今后的學習和工作奠定了基礎。

4.多樣化的考核方式?，F如今，許多高校生物專業只憑借期末考試進行考核，忽略了生物專業的實驗性與操作性。為此，各高校應該實施綜合考核方案，將平時成績和期末成績相結合。將課堂討論、辯論、回答問題等都作為平時成績，同時根據平時章節安排、布置了一些相關的論文開闊學生視野。這種考核方式的變革，在增加學習興趣的前提下，加強學生自主學習、創新等能力的培養。

5.確定人才培養目標。目前，雖然許多高校提出了“厚基礎，寬口徑”的本科生的培養目標，但實際上對生物技術專業本科生的培養目標還是不明確的，這就要求教育者要用更寬廣的眼界，切實把握好生物技術專業人才的培養目標，落實人才培養的可持續發展理念。在處理人才培養與社會需求的關系上，注重培養“有知識、有技術、懂業務、會管理、會開發，并有市場意識與競爭意識”的“復合型”人才；在理論與實踐關系上，加強學生專業課試驗設計與操作能力、結果分析與整理能力、文獻查詢與消化能力、生物產品的研發能力，努力將實驗內容、學位論文和生產實習等教學環節有機地結合起來。

參考文獻：

[1]姚忠慶，王德斌.我國高校生物專業教育發展的脈絡與現狀.2007.

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關鍵詞 生物技術 創新型 創業型 人才培養

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

21世紀是生物的世紀，我國目前無論是生物技術的研究及產品開發人才，存在嚴重不足。在用人單位求賢若渴的同時，大量生物技術畢業生卻不能找到合適的崗位，校園里以傳統教學方法培養出來的應試人才不能滿足企業對人才的要求。隨著國家高等教育改革的不斷深化和當今社會發展對人才的需求，高等院校培養人才的目標和模式也面臨挑戰。生物技術是應用型學科，與日常生活及生產實踐聯系密切，因此，如何培養學生的動手能力及創新意識，要在本科培養計劃中扮演重要角色，同時要提供良好的條件和各種實踐平臺，讓學生多接觸社會，了解社會，為日后的創業撒下種子。近年來，我們結合湖北省“戰略產業人才培養計劃”，對生物技術創新創業型人才的培養模式進行了探索與實踐，并取得一定的經驗，現總結如下，供相關同行參考。

1 明確的目標定位

江漢大學生命科學院生物技術自成立以來就以服務武漢，立足湖北，面向全國為己任，并圍繞“武漢國家生物產業基地”的建立和發展需求，培養符合武漢及周邊地區生物技術企業要求的應用型創新創業人才。近年，我院生物技術專業成功申報了“湖北省戰略產業人才培養計劃”，更明確了“創新型”，“創業型”作為我院生物技術人才的培養目標。

2 彈性的學分制教學

科學合理的課程體系是實現培養目標，構建學生知識結構和綜合素質的前提和保障。根據國家高等教育發展的趨勢和要求，經湖北省教育廳批準，學校于2011年開始實行學分制改革，我們同步參考國家對生物技術專業的培養方針，結合本學院學科發展的特點，采用彈性學分制原則，學生按要求修滿學分即可申請畢業，學習年限在3～5年彈性變動。同時，對以往教學計劃中的理論課程進行了優化和整合，注重引導學生根據自身情況和特點，主動設計和選擇主攻方向，給學生更大的自主選擇空間。在專業課中，主干課程作為專業必修課程學分占全部學分的26%；專業選修課學分占總學分的22%，并根據學院師資隊伍及科研特色，將設置的專業選修課分為生物農業技術、生物技術制品兩個方向的模塊課程供學生自主選擇，同時保證每個模塊中供學生選擇的課程科目學分兩倍于學分要求，每門課程選課人數超過專業人數1/3即開課。

3 過硬的教學質量

教學質量是人才培養的核心環節，我們每年都會結合學科發展趨勢和學院特色，全面修訂教學大綱，更新和調整教學內容。其別注意課程內容整合，明確每門課程的講授內容和范圍；同時注意相關課程之間內容的銜接，授課教師間的定期備課交流，避免出現一些學科交叉知識點的重復學習；每年要求教師修改講授內容，努力做到當年學科新知識及前沿動態在課堂教學內容上有所體現。在課堂教學方法改革中，鼓勵教師進行各種形式的探索，如“研討式”“PBL式”等各種不同形式的教學方法被廣泛用于課堂教學中，改變了過去傳統的“填鴨式”“滿堂灌”的教學方法。在很多專業課程的學習中，改變了期末考定成績的傳統方式，小組討論，辯論賽，口試，專業綜述寫作，外文翻譯等不同環節被引入最后成績評定中，并占有一定比重；同時在期末考試中嘗試開卷考試，注重考查學生根據已經掌握的知識及使用參考資料，發現，分析，并解決一些專業問題，同時提出自己的想法和設計相關實驗，而不是簡單地考幾個需要死記硬背的知識點。通過近幾年的實踐，學生學習熱情和興趣被充分調動，課堂氣氛活躍，對所學知識的把握能力也更強，在學習過程中發現問題，分析問題，想辦法解決問題也成為一種學習習慣。

4 加強實驗教學

所有實驗項目進行整合和更新，制打破傳統割裂式教學，起用模塊式實驗教學，構建新的實驗教學體系，把教學實驗分為基礎性實驗、綜合性實驗和研究性實驗。注重各門相關學科專業知識之間的交叉滲透、而且有利于學生創新思維能力的培養，促進了實驗教學方法的改進、實驗設備的綜合利用，進而推動實驗室管理體制的進一步完善。其中基礎性實驗160多學時，包括微生物學，生物化學，遺傳學等傳統生物學實驗。綜合性實驗包括2個，共140學時：一個為80學時的生物技術大實驗，涵蓋了生物信息學，基因工程，分子生物學，免疫學，等理學科目的知識，內容豐富，集眾多學科知識交叉融合；一個為生物工程類大實驗，共60學時，集合發酵工程，微生物遺傳與育種，生物技術中下游技術，化工原理，生物制品工藝學等工科類學科知識。通過這2個綜合性實驗，使學生學會通過利用不同學科知識和實驗的融合來完成某個具體實驗任務，培養其對所學知識和實驗操作能力的融會貫通能力；同時，學生可以通過第一個生物技術大實驗體會類似企業和科研院校進行研發工作的過程，通過工程類實驗，初步了解生產和研發部門工作的區別。研究性實驗是以學院教師科研方向為依托，學生根據自己研究興趣，選擇相關實驗項目，在教師指導下，完成相關實驗。通過基礎實驗，綜合實驗和研究性實驗三種不同層次和培養目的實驗項目的開設，使實驗教學實現既對學生進行實驗技能的全面培養，又尊重其個性特點發展的目標。

5 增加實踐環節比重

開展實踐教學不僅有助于學生加深對本專業知識的理解，更重要的是可以讓學生理論聯系實際，在實踐中應用和進一步把握專業技能，同時，開闊視野，了解在校園里學到的知識如何運用于生產中，為將來勝任本職工作打下基礎。我們整個實踐部分環節占總學分的30%。實踐環節分為必修和選修兩種，必修為集中性訓練，包括以下幾個實習環節：（1）野外實習，學生到野外實習基地兩周，學習辨認各種植物和動物及制作標本，熟練使用植物檢索表和動物圖鑒，初步學會撰寫調查報告；（2）科研訓練，以教師科研團隊為依托，學生自主選擇實驗室和導師，課余時間分組進入實驗室，以小組為單位申報科學研究項目，完成開題，實驗及答辯。旨在開闊科研視野，提高科研興趣；同時培養學生動手能力，創新性意識、分析和解決問題的能力；（3）專業實習：分校內基地和校外基地分別進行，校內實習基地安排學生進行啤酒發酵、食用菌栽培、肥肝鵝養殖、試管苗的繁育等。校外實習基地安排學生進行生產勞動、頂崗實習、崗位技能訓練等。培養學生認真負責的工作作風、良好的職業道德和素質。（4）生產實習：在校外實習基地進行。生物制藥方向實習要求學生進入相關企業，熟悉部分生物制品的典型工藝流程和主要設備、參與主要工序的操作過程；生物農業方向要求學生能通過實習期間的學習和實踐，熟悉動植物種苗的繁育技術、參與現代化、集約化、標準化的都市農業生產。（5）畢業實習：畢業實習與畢業論文相結合，在校外、內實習基地進行。培養學生綜合應用所學知識和技能獨立解決實際問題的工作能力、同時也是對本科四年所學習的知識和培養能力的一種綜合檢驗。此外對于有余力的學生還設置了課外創新創業項目實踐，學生通過參加開放性實驗，學生科研創新項目，學生創新創業項目，教師科研項目等方式也可以獲得一定選修學分。通過這一系列實踐活動，使學生逐步了解自己所學知識和技能在社會上該如何找切入點，同時也培養了他們良好的溝通協調能力和團隊精神。

6 加強院企合作辦學

鑒于畢業生就業基本選擇武漢地區相關企業，學院教師科研項目也與相關企業保持密切的合作關系，學院與多家企業建立戰略合作關系。邀請企業中的工程師和專家共同開發和承擔與企業生產實際密切相關的新課程，如GMP質量管理、食品衛生檢驗、農作物新品種選育與種子生產等，供學生選擇學習；經常邀請企業家到學院進行相關講座和交流，從企業的角度給予學生專業導引；院企雙方積極共建實習實踐基地，讓學生有機會到企業進行生產實踐、企業科研和崗位技能訓練；通過與企業的深度合作，使學生能深入了解企業文化及對人才的需求，更加明確自己的發展方向，在學校和企業提供各種學習，實踐機會中快速成長，將自己培養成符合企業要求的專業技術人才。

綜上所述，地方本科院校培養的生物技術人才，應該在自己辦學背景的條件下，充分發揮自己的特色，在本科四年的各個教學環節中培養學生創新能力和創業意識，使培養出來的學生不僅擁有扎實的學科知識，很強的動手能力和綜合素質，同時還具備一定創新能力和創業熱情。

本文受湖北省教育廳教學研究項目《生物技術專業產業人才培養體系的探索與實踐》（2011248）項目資助

參考文獻

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篇6

【關鍵詞】 現代生物技術，；，，中藥化學

摘要：目的探討現代生物技術在中藥化學研究中的應用。方法分析現代生物技術在中藥化學成分產生途徑、化學反應、合成和生產三個方面的應用。結果現代生物技術在中藥化學研究過程中比傳統研究方法更具有優勢，為中藥化學研究開辟一條嶄新的途徑。結論中藥化學研究應當充分吸收和利用現代生物技術。

關鍵詞：現代生物技術 ； 中藥化學

中藥是我國傳統醫學用以防治疾病的重要武器，其產生功效的物質基礎是中藥所含的化學成分。中藥化學的研究在中醫藥學的現代化、國際化及中藥產業化的進程中具有極為重要的作用［1］。其研究過程中通常要結合現代科學理論和成果，應用當代最新技術和方法來進行?，F代生物技術是以生物體系(個體、組織、細胞、細胞器、基因)和生物工程原理來生產生物產品，培育新的生物品種或提供社會服務的綜合性生物科學技術，在各個行業得到了廣泛的應用，尤其是農業、環保、醫藥等領域?，F代生物技術將是推動中藥現代化的強有力的重要技術之一［2］，并且在中藥現代化研究中得到應用?，F代生物技術在中藥化學研究中也有應用，但這方面研究大多分散在其他研究當中，尚未見到報道對這方面有系統的分析，而且研究中藥化學的人通常從化學角度入手，很少涉及到生物技術。本文就現代生物技術在中藥化學研究中的應用進行一個比較全面系統的分析。

1 現代生物技術在中藥化學成分產生途徑研究中的應用

中藥化學成分大多是藥用植物在生長時期進行的一系列新陳代謝過程中形成和積累的，絕大部分是代謝次生產物，它們的產生往往有幾種到幾十種酶的參與，合成途徑非常復雜。中藥化學成分產生途徑的研究要借助于酶工程、基因工程等現代生物技術來研究中藥化學成分生物合成途徑。研究中藥化學成分的生物合成途徑不僅可以有助于這些化學成分的仿生合成，而且還可以人為地對這些化學成分的合成進行生物調控，有利于定向合成所需要的化學成分，是整個中藥化學研究的基礎。國際上這方面的研究已經逐步深入。Heide等在遼寧紫草的細胞培養中，研究了與紫草寧生物合成相關的酶類，初步確定了紫草寧生物合成的關鍵酶是對羥基苯甲酸牦牛兒基轉移酶(Phydroxybenzoate geranytransferase) ［3］。Okada等［4］分離出了某種黃連細胞中的編碼(S)四氫小檗堿氧化酶的基因，并進行序列分析。國內這方面的研究起步較晚，但也取得一些成果。中國科學院植物研究所葉和春研究員課題組已克隆出青蒿素生物合成途徑中四個關鍵酶基因，構建了不同啟動子下的Cad和PP基因植物表達載體，通過液氮凍融法等技術建立了二元載體系統［5］。利用基因技術研究紅豆杉屬植物中抗癌化合物紫杉醇產生途徑中關鍵酶環化酶已經取得應用。吲哚生物堿合成過程的關鍵酶異胡豆苷合成酶(SSS)，它催化次番木鱉苷和色胺縮合反應生成異胡豆苷。在萜類化合物(如倍半萜合成酶和二萜合成酶)和苯丙基類化合物(如查耳酮合成酶)的基因工程研究也取得了一定的進展。

2 現代生物技術在中藥化學反應中的應用

中藥化學反應非常復雜，廣泛存在于藥用動植物的生長采收階段、炮制加工、中藥制劑、臨床調劑煎煮等中藥產業的各個環節。中藥化學研究的很重要方面就是研究其化學反應?，F代生物技術在此方面的應用，給中藥化學反應的研究開辟一條捷徑。

2.1 羥基化反應羥基化發應是中藥化學反應的一個重要類型，在中藥化學成分生物合成途徑中的乙酸丙二酸途徑（acetatemalonate pathway ，AAMA途徑 ）和甲戊二羥酸途徑（mevalonic acid pathway， MVA途徑）中都存在羥基化反應。傳統羥基化反應需要大量的反應步驟和催化劑，過程復雜，大規模生產成本高?，F在利用現代生物技術，就可以避免上述問題。通過培養具有部位特異和立體特異性羥基化烯丙位C=C雙鍵的能力以及區別底物的不同對映體并選擇性地對其中之一進行羥基化的能力的植物細胞培養物，在分子中的不同部位進行立體選擇性氧化反應轉化外源底物，從而實現羥基化。例如長春花(Catharanthus roseus)的細胞懸浮培養物可將香葉醇、橙花醇以及左旋和右旋香芹酮通過其戊基側鏈羥基化為一系列的單羥基化異構體，再轉化為抗真菌代謝物5，3羥基新二羥基香芹醇［6］。

2.2 還原反應中藥化學成分的變化通常都存在還原反應。常見的包括羰基還原反應、C-C雙鍵的還原反應、硝基還原反應等方面?，F代生物技術在這些方面有著廣泛的應用。利用細胞培養可以將醛和酮轉化為相應的醇，羰基發生還原反應；C=C雙鍵加成其他成分，發生C=C雙鍵還原反應；硝基被還原，發生硝基還原反應。例如長春花細胞懸浮培養得到的全細胞，通過其過氧化物酶胞外分泌到培養基中，可以使進攻羰基表面發生還原反應，使羥基化合物在具羥基基團的部位具有活性［6］；眼蟲Astasia longa細胞培養物能夠產生2種烯酮(enone)還原酶，可以還原香芹酮的C=C 雙鍵，該反應具有部位特異［6］；北洋金花（Datura innoxiu）、長春花以及Myrophyllum屬植物細胞培養物都能夠將TNT(2，4，6trinitrotoluene)經過硝基還原反應生成ADNT(2，4，6aminodinitrotoluene) ［7，8］。

2.3 糖基化反應 糖基是中草藥的重要生物活性物質之一，由其衍生的苷類化合物，常為中草藥的有效成分。糖基化反應可以使不溶于水的化合物轉變為水溶性化合物，許多中藥成分的理化性質與生物活性發生較大的變化，因此具有很重要的意義。糖基化反應利用傳統的微生物培養或化學合成很難做到，不過利用現代生物技術就可以比較容易完成。例如：丁酸具有體外抑制腫瘤生長和誘導腫瘤細胞分化的作用，但是其在哺乳動物系統中半衰期很短，人們通過懸浮培養的灰葉煙草Nicotianaplumbaginiofia細胞糖基化得到其糖苷，半衰期大大增加，可以開發為抗癌新藥。

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2.4 氧化和環氧化反應 中藥化學成分在自然條件或人為條件下，經常會發生氧化或環氧化反應，這些反應有一些具有利用價值，通常被利用的如醇類成分被氧化成醛或酮，繼而被氧化成酸；含有酚羥基成分的物質，被氧化縮合；環氧化反應可以用于具有細胞毒性的倍半萜烯的結構修飾?，F代生物技術的應用，可以人為地調節和控制以上的反應。例如：利用細胞培養，可以將醇轉化成對應的醛和酮；莪術Curcuma zedoaria細胞懸浮培養物可以完成大根香葉酮(germacrone)的環氧化反應；Pras等［9］研究發現，在Mucuna prllFICIIS的細胞培養物中由酚氧化酶催化可以生成一個非常重要的藥用化合物7，8二羥基一 N二n丙基2氨基四氫化萘(7，8dihydroxyNdinpropyl2aminotetralin) 。

3 現代生物技術在中藥化學成分合成和生產中的應用

中藥所含有的化學成分，通常含量都不高，而且含有大量的非藥用部分和雜質成分，給中藥化學成分的提取和分離帶來很大的難度，有的中藥生長時期很長，產量很低。隨著人類需求的急劇增加，單靠傳統的從野生或種植的中藥材中提取，遠遠不能滿足需要，因此需要對中藥化學成分進行人工合成，或者通過人工技術提高其純度和產量。中藥活性成分一般結構復雜，常有多個不對稱碳原子，利用化學合成來進行結構修飾存在著得出率低、反應專一性差、副產物多等缺點，既費事費力又效果不佳。近年來，以微生物為反應器進行中藥活性成分的生物轉化和生物合成，有望為這類中藥活性成分的獲得提供新的途徑。中國藥科大學研究人員利用微生物轉化技術成功地在嗎啡類似物蒂巴因的14位碳原子上定向引人了羥基，使其鎮痛活性提高了100倍以上［10］。有些中藥化學成分在植物體內的含量非常少，化學合成和半合成也不太理想，可以通過現代生物技術的控制，生產這類有效物質?，F在已經研究成功的有利用細胞懸浮技術培養具有抗癌活性但生長期漫長且含量極低的紅豆杉的活性成分紫杉醇、紫草的有效成分紫草寧色素、三白草的活性成分金絲桃苷、具有抗腫瘤作用的長春花的活性成分長春堿和長春新堿等，利用固定化細胞培養技術培養一些有效成分如黃酮、葸醌、各種色素和生物堿等［11］，利用毛狀根培養長春花、煙草、紫草、人參、曼陀羅、顛茄、丹參、黃芪、甘草和青蒿等40多種植物的有效成分［12］。 綜上所述，現代生物技術在中藥化學研究過程中比傳統研究方法更具有優勢，為中藥化學研究開辟了一條嶄新的途徑。在中藥化學研究中應當充分吸收和利用現代生物技術。

參考文獻

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篇7

關鍵詞：生物技術企業 資本運營

在社會主義市場經濟條件下，一切社會資源、生產要素都可以以資本形式加入社會經濟活動中，通過各種方式實現增值。所謂資本運營就是企業遵循資本運動規律，以資本最大限度增值為目的，對各種可支配的資源和生產要素進行運籌和優化配置的一種經營活動。

企業成長與資本運營

早在20世紀50年代末，國外學者就提出了企業具有生命特征的論點，到了20世紀70年代這種論點即得到更多學者的關注并被進一步強化。上世紀80年代，美國學者伊查克•艾迪斯（Ichak Adizes）首次把企業生命作為研究對象，并對企業生命周期作了系統的研究。他在《企業生命周期》（Corporate Life Cycle）一書中認為，企業與自然界的動植物一樣，不僅具有相似的生命周期現象，而且主要都是通過靈活性和可控性之間的關系表現出來。我國著名經濟學家蔣一葦在其《企業本位論》中，也曾提出“企業是一個能動的有機體”性質。國外的學者將企業具有生命特征的觀點建立于生物學基礎之上，企業生命周期理論將企業生命周期分為幼稚期、成長期、成熟期和衰退期，企業成長表達了企業由小到大，由弱變強、由低級到高級的動態特征。

企業成長是企業的普遍追求，其動因可以從對資本本質屬性的認識中得到結論。不管資本以何種形式出現或其來源于何處，資本的本質屬性表現在追求增值?？v觀國內外經濟學家對企業本質的研究，企業盈利這一區別于其他組織的突出特征從根本上來源于資本要增值的本質屬性。因此，從這個角度而言，不管是何種類型的企業，企業成長之所以成為企業普遍追求的目標，其根本原因可以追溯到資本要求增值所產生的內在驅動力。

企業因資本而生，沒有資本便沒有企業，任何企業都是由一定的資本投入所形成的。企業作為資本的存在形式和載體，其成長受資本驅動并與資本運動融合在一起。資本的本性與企業成長的一致性表現為：資本增值的需要是無止境的，企業成長也是無止境的；企業成長受到資本運動規律的制約，企業成長規律體現資本的內在要求。

雖然資本增值是資本的本質屬性，但資本增值需要借助一定的方式和手段才能實現。企業通過資本運營或者說資本經營，將要素資源聚合在一起進行資源轉化，并將資源轉化為商品，通過在市場上出售實現資本的增值。因此將資本運營放在企業成長的支持作用上來理解，正是資本運營實現了企業的成長。

按照企業成長所依賴的支撐來源于企業內部還是外部，企業成長可分為企業內部化成長與企業外部化成長。企業內部化成長是指企業依賴自身盈利的再投入及在此基礎上通過企業內部其他因素條件的改善而實現的企業成長，其主要特點是在不改變企業產權、股權結構前提下進行的。企業內部化成長通過內部運用型資本運營實現，即通過在生產經營過程中合理有效地運用資本，不斷地開發新產品，采用新技術，加速資本周轉，提高資本效率，增加資本積累來實現企業成長。企業外部化成長是與企業內部化成長相對應的一種成長途徑，是指企業成長的實現是依賴企業合并及其他企業外部化行為的支撐而實現的企業成長，其主要特點是以企業股權結構的變動和產權結構的變動為基本標志，是在舊的股權結構被打破而形成新的股權、產權結構的基礎上的成長。企業外部化成長通過外部交易型資本運營實現，主要通過資本市場對資本進行買賣，實現資本增值，包括股票的發行與交易、企業產權交易以及企業部分資產的買賣等方式實現企業成長。

內部運用型資本運營曾經是企業成長的唯一途徑，外部交易型資本運營的出現拓展了企業成長的方式和支撐，形成了企業成長二元方式的格局，將企業成長推向一個新的速度和更高的基礎。

生物技術企業成長的產業背景

產業經濟學對戰略產業的定義是指能夠在未來成為主導產業或支柱產業的新興產業，從生物技術產業的特征來看，它具備了“戰略產業”的條件。首先，其產業鏈條長，具備強的滲透性和帶動性。生物技術在醫藥、農業、工業、能源、環境、海洋等領域的應用不僅改造了傳統產業并且培育了一批新興產業。其次，其市場需求規模巨大，具有高成長潛力。此外，其能源要求低，污染少，具有知識經濟和循環經濟的雙重特征。

美國生物技術是全球生物技術的主流，其生物技術產業是世界生物技術產業的引領。美國已經將生物與醫藥產業作為新的經濟生長點，2002年銷售額/產值、每年R＆D投入、公司數、雇員、上市公司數、股市資本等方面都占有絕對優勢（見表1），并把每年4月21～28日定為“生物科技周”，已形成波士頓、華盛頓、北卡羅來納研究三角園、舊金山、圣迭戈5大生物技術區

世界許多其他國家也不約而同地把生物技術產業作為新的經濟生長點來培育，加速搶占“生物經濟”制高點。歐盟第六個科研計劃框架中，把“生命科學、有利于人類健康的基因組技術和生物技術”確定為7個優先發展領域之一，并將45%的研究開發經費用于生物技術及其相關領域。2002年，日本提出“生物產業立國”的口號，力爭把生物技術產業建成僅次于汽車產業和信息產業的支柱產業，并計劃五年內將生物研發預算占全部政府科研預算的比例由13%提高到50%，試圖在生物經濟時代再創輝煌。

生物技術企業的資本運營特點

同類企業的集合形成產業，生物技術產業的發展依賴于生物技術企業成長的支撐，生物技術企業的成長對生物技術產業的發展具有直接而深刻的影響。資本運營是生物技術企業超常規成長的重要手段，然而作為典型的高新技術企業，與傳統企業相比，生物技術企業資本運營活動具有自身的特點。

依據企業成長不同階段選擇資本運營策略

依據企業生命周期理論，生物技術企業的生命周期大致可以分為五個階段，即種子階段、起步階段、成長階段、擴張階段、成熟階段。種子階段的特點是企業剛組建或正籌建，無成型產品，僅有實驗室結果、樣品、專利或其他可轉化的技術。起步階段特點是企業已有初級階段產品，且有框架式經營計劃，管理團隊不完善。成長階段特點是企業的產品和服務進入開發階段，并擁有少量客戶，本階段末期，企業完成產品定型，開始實施市場開拓計劃。擴張階段特點是企業開始批量生產產品和服務，收入增長較快，逐漸形成經濟規模，占有一定市場份額。成熟階段特點是企業盈利，并進入發展的良性循環階段。

從生物技術企業成長階段的特征分析可看出，處于種子階段、起步階段和成長階段的企業由于規模小，生產經營的不確定性，面臨的風險大，資本的籌集是這一時期資本運營的重點。處于擴張階段和成熟階段的生物技術企業，由于在生產、銷售和服務等方面具備了一定市場競爭力，抵御風險的能力大大增強，雖然在這個階段生物技術企業仍然有融資的需求，但其融資條件已大為改善，此時資本運營的重點應在于資本的擴張，也就是通過資本結構優化，盤活存量資本，實現企業的規模生產，并注重持續的技術研發投入。

重視無形資本運營

無形資本是有形資本的對稱，它作為資本的一種形態，具備資本的一般屬性，如流動性、盈利性，但無形資本具有遠比有形資本強大的價值增值能力。無形資本可以帶動企業有形資本增值，提高資本利潤率，達到“無中生有”的目的。高新技術產業包括生物技術產業，其特點就是無形資本遠遠大于有形資本，屬于知識技術密集型產業，產品附加值高。生物技術企業無形資本中最重要的是知識資產，先進技術和產品是推動生物技術企業成長的核心競爭要素，直接關系到企業的前途和命脈，因此生物技術企業無形資本的價值相當高。如全球最大生物技術公司美國的Amgen，其資產評估總值為150億美元，而其有形資產僅為25億美元。面對激烈市場競爭，生物技術企業應注重無形技術和技術創新的能力，加大無形資本的投入力度，并加快無形資本的管理創新，把無形資本運營當作企業成長的有效途徑。

我國生物技術企業資本運營亟待解決的問題

解決資金短缺，加大研發投入。據“生物產業發展戰略”課題組對全國1182家生物技術企業的調查，資金短缺是當前中國生物技術企業成長的首要制約因素。資金短缺直接導致中國生物技術企業研發投入嚴重不足。以生物醫藥企業為例，中國生物醫藥研究開發投入僅占銷售收入的2.7%，遠低于發達國家15%以上的水平，甚至低于美國工業平均4%的研究開發強度。

形成產業集聚，提升龍頭企業競爭力。我國的生物技術應用歷史久遠，企業數量眾多，據不完全統計，目前我國生物技術企業有700余家，但規模普遍較小，高技術含量低，缺乏龍頭企業帶動產業發展和國際競爭力的提高。通過資本運營，形成具有國際競爭力的特大型龍頭企業，增強其技術創新功能，突破國外發達國家的技術壁壘，提高產業集中度，帶動中小企業發展。這是實施生物經濟強國戰略的本質要求，也是搶占國際生物技術制高點的有力措施。

推進全球化戰略，培育具有自主知識產權的產品。雖然我國在生物技術研究領域具有較強實力，與世界先進水平差距較小，但到目前為止，我國真正擁有自主知識產權的生物技術只有3項，大多數企業上市銷售的產品都存在侵犯知識產權問題，我國90%以上的生物醫藥產品為仿制品，隨時面臨被國外企業的危險。面對如此嚴峻的形勢，我國生物技術企業應充分開發和利用全球的科技知識和人才資源，包括對國外生物技術企業實施海外并購，放眼未來，面向世界，加強與國外科研機構的聯系，建立國際水準的科技信息平臺，加強區域合作，構建生物技術國際研究網絡。

總之，資本運營是生物技術企業實現超常規發展的必然要求，生物技術企業應該依據自身的特點和產業發展的戰略目標，選擇與其成長相匹配的資本運營策略，實現快速成長。

參考文獻：

1.曹洪軍.資本運營新論[M].經濟管理出版社,2004

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[關鍵詞]生命科學、本質、發展、應用、社會、生活

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）29-0132-01

一、對生命科學的認識和思考

現代社會科學技術的飛速發展，極大地推進了人類社會的進步，而生命科學領域更是尤為突出，生命科學的進展給我們的生活帶來了天翻地覆的變化。生命科學與生物技術早已成為當今最為活躍的科技領域之一，人類對生命活動基本規律的認知水平達到前所未有的程度，其地位和作為是不言而喻的，它是當今在全球范圍內最受關注的基礎自然科學。

大千？生命世界，數以百萬計的不同物種雖然在形態結構和行為活動上表現得千差萬別，但生物世界中最本質的東西卻是高度一致的。構成生命的化學元素和生命大分子在化學組成都是由C、H、O、N、P、S等化學元素和4種核苷酸、20種氨基酸、糖類、脂肪等基礎生物大分子組成，這些成分是生命構建和一切生命活動得以進行的基礎；所有生物體都能夠進行新陳代謝，并在新陳代謝過程中不斷的生長；所有生物體都能夠進行繁殖產生后代，由于受基因控制和基因改變的影響，生命的繁殖表現出高度的遺傳和變異特性。

細胞是生命存在的最基本形式，是一切生命活動的基礎，被稱為生命的基本結構單位和功能單位。

從宏觀角度看，地球上的生物構成了一個復雜的生態系統，在這個系統中，生物之間相互依賴、相互制約。生命科學是一門歷史悠久的學科。在人類文明的初期，人們就注意到了生命與非生命的區別，并對生物進行觀察、描述，收集整理了大量的材料。17世紀前，由于科學技術水平的限制和神學對人們思想的影響，古老的生物學始終停留在觀察和描述階段。直至20世紀以來伴隨物理化學等有關學科的發展生命科學的一些基本概念和理論建立起來了。20世紀后半葉，隨著分子生物學的興起，生命科學的發展獲得了前所未有的速度，一方面傳統生物學的學科分支進一步深化、細化，另一方面學科間的交叉進一步加強。20世紀70年代以后，以生物工程、克隆技術、PRC技術等為主要內容的現代生物技術取得突飛猛進的發展

二、生命科學與社會發展

生命科學是一門神圣的學科，社會的發展離不開生命科學。

醫學領域：1929-1943年，青霉素的發現，拯救了二戰后期幾百萬人的生命，抗生素的廣泛使用。

遺傳學領域：1953年，沃森和克里克首次提出DNA雙螺旋結構，揭開了遺傳的神秘面紗。

生命科學領域：1997年2月，首例哺乳動物――克隆綿羊“多莉”的誕生；農業領域：轉基因棉的研制成功，害蟲防治的突破發展。

環境領域：“超級菌”的研制成功，極大程度上解決了海上石油污染的問題。

目前，社會上出現了很多種復雜的疾病，例如糖尿病、心臟病等，光靠有限的醫學藥物是遠遠不夠的，好多人因此丟失了生命，基因工程的出現給醫學領域帶來了曙光，科學家們利用基因工程生產出某些特殊的基因和世界上難找的蛋白質，比如說，科學家利用轉入轉胰島素基因的大腸桿菌來生產人們所需要的大量胰島素，大大縮短了胰島素的生產周期，治愈了更多的胰島素病人。基因工程還生產出了大量的基因產品，如人的生長激素、干擾素、白細胞介素-2等，對人類的發展起到至關重要的作用。

三、生命科學與我們的生活

進入二十世紀八十年代，生命科學更使勢不可擋，雄居影響當代人生活的四大科學之首，目前，生命科學已經成為21世紀當之無愧的帶頭學科。國際核心期刊生物學占著越來越多的比例，世界優秀科技成果評選總不會離開生物學的最新成果，無論從這些還是從對人類生活及思想的影響來看，生命科學都是當今世界科學研究的核心，最為炙手可熱的領域

以下一些生活中的案例來說明生命科學對我們生活的影響：

在山東，醫學專家為60歲的劉為榮換了心臟。我國自上世紀80年代末開始做心臟移植手術以來，劉為榮是年齡最大的“換心人”，現在他像正常人一樣安排起居。

在上海，上海生物制品研究所生產出第一批高質量的新流感裂解疫苗。流感裂解疫苗不僅接種保護效果好，而且臨床副反應極少，適合各種年齡段的人群接種，最受市場青睞。

在日本，東京齒科醫科大學和大日本印刷公司借助特殊的印刷技術，成功培育出與人體血管原來形狀相同的毛細血管，有望用于治療心肌梗塞。

在美國，其國家人類基因研究所宣布，他們已繪制成功首張狗基因測序草圖，顯示狗與人類的基因數量大致相同。這一成果有助于人類對與基因相關的疑難病癥的研究。

在新加坡，科研人員發現經高溫和超聲波加工處理后的動物骨骼植入人體后，可能不會發生感染或排斥反應，這為異體骨骼移植帶來了新希望。

在韓國，研究人員首次培育成功轉基因熒光雞，使轉基因雞蛋在食品、制藥等領域的大規模應用進了一步。

以上這些告訴我們，生命科學就是為我們的生活服務的，它的出現和發展就是為了使我們的生活更加美好。

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【關鍵詞】案例教學生物醫學工程工程倫理

一、案例教學法簡述

案例教學法顧名思義，是基于案例分析的一種教學方法，最早起源于二十世紀初的哈佛大學[1]，如今被廣泛的應用在金融、法律、心理學、和建筑等工程學專業領域的教學中。通常采用的方式是教師設計或根據真實事例展示一個從不同的出發點考慮會帶來爭議的困境（一個案例），然后將學生置于決策者的角色，通過學生的個人思辯和開展團隊討論，引導他們得到解決方案。案例方法與其他教學方法截然不同的是，案例教學法要求教師不再一味的灌輸給學生知識或者對問題的見解，教師的主要任務是引導和激勵學生自己設計每個案例中問題的解決方案并為自己的方案辯護，充分調動學生的積極主動性。案例教學法的優勢顯而易見，因為案例源于現實事例，為抽象的概念和理論提供了應用的實體平臺。學生通過整理和分析案例中提供的數據，快速檢索相關理論，得出結論并提出各自的解決方案，再通過團隊合作和集體討論探索不同的解決方案并權衡每個解決方案的利弊。這整個過程強化了學生理論知識的同時，鍛煉了學生調研的能力（主要指搜集和分析數據來支持自己的觀點）、評估和審辨對立觀點的能力、公正的從多角度考慮問題的能力、合成不同角度的信息經過權衡得到折衷解決方案的能力[2]。最終對問題解決方案的提出更是給學生帶來學習的正向反饋，促進學習過程的良性循環。為了達到預期的教學效果，案例教學法的實施其實對教師提出了更高的要求，需要任課教師對每個案例做深刻的分析，在案例的選取、展示方式、引導案例分析的走向上都要做好充分的準備工作。

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關鍵詞：生物技術；Bt抗蟲棉；經濟效益

一、研究背景

生物技術是70年代新崛起的一門橫跨微生物、遺傳、生化、免疫、發酵技術等的邊緣學科，融合現代新技術，并通過技術手段利用生物質或生物過程，生產有用物的一門綜合性科學體系。國內外科學家紛紛預言，現代生物工程比原子能、電子計算機更加重要，是21世紀發展最迅速的高新朝陽產業和支柱產業，它的發展水平標志著一個國家科學技術水平，是現代高科技的核心技術。

農業是生物技術應用最廣闊的領域之一，隨著分子生物學，分子遺傳學等學科的發展，基因工程正在與常規技術以及其它新興學科相聯結，當前，基因工程在國際上已成為生物技術的前沿學科。在農業中應用現代生物技術可以培育出優質、高產、抗病蟲、抗逆的農作物，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；可以擴大食物、飼料、藥品來源，滿足人類日益增長的需要；可以進行無廢物的良性循環，減少環境污染，充分利用各種資源；也可以利用快速繁殖動植物的方法，提高農業生產效率。在農業中，轉基因植物的研究開發最為突出，1983年轉基因植物問世，1994年耐儲藏番茄最先獲準上市，1996～1999年全世界轉基因作物生產面積由170萬公頃增加到3990萬公頃（張敏恒，2000），四年間增長了23倍。預計到2000年，農業生物技術產品的銷售額將增長到110～150億美元，占傳統農產品市場的10％～15％。在轉基因植物領域，我國已批準轉基因抗蟲棉、轉基因耐儲藏番茄等6件轉基因植物商品化，其中5件是我國自主開發的，現在已成為全球轉基因作物推廣面積最大的國家之一（科技部生物技術產業發展戰略研究組，2000）。

生物病蟲害，尤其是棉鈴蟲等鱗翅目害蟲啃蛀棉桿，蠶食棉葉，鉆蛀棉桃，對棉花危害極大，1991~1994年在北方棉區和長江流域棉區每年造成高達60億元以上的經濟損失(賈士榮，1996)，多年來依靠甚至無節制的濫用化學殺蟲劑已經造成了一系列的負面效應，生態環境遭到威脅，害蟲抗藥性連年激增，人畜中毒現象頻繁發生，這些都使我國植棉業產量大幅度下降，并嚴重影響到紡織業及出口創匯的穩定發展。自從美國的艾格瑞斯特（Agracetus）公司首次成功獲得帶有外源標記基因的基因工程棉花以后，分子水平的棉花育種就快速發展起來，利用現代基因工程技術在棉株中導入抗蟲性毒素而選育成的抗蟲棉，因其所具有抗蟲性的遺傳穩定性和連續性，被認為是害蟲管理最經濟、最有效的防治方法。轉基因棉花是生物技術在農業上應用的典型，美國孟山都（Monsanto）公司、中國農科院生物技術研究所和棉花所等分別成功研制出轉蘇云金芽孢桿菌（Bacillusthuringiensis,簡稱Bt）毒素基因棉保鈴新棉33B、GK系列和中棉系列，在中國獲得農業部門的基因安全性檢驗后以商業運作的模式在生產領域得到迅速推廣，在科學研究領域亦突破常規育種所難以超越的目的性轉移目標形狀低成功率等難題，得到政府、科學研究人員及廣大植棉戶的關注和期待。[kycipp1]

美國在生產上應用抗蟲棉最早的國家，1999年，美國孟山都公司的33B棉在中國的主栽省——河北的植棉面積已達10萬公頃左右。國內在轉Bt抗蟲棉方面的研究也已達到世界先進水平（賈士榮，2000），1996年中國農科院生物技術研究所的郭三堆等科研人員，在國際上首次構建成了雙價殺蟲基因：GFMCry1A和CPTI，并將抗蟲基因分別導入我國一些主栽品種和一些新品系，篩選、培育出適合當地種植的高抗性的棉花品種（郭恒敏，1998），截止1999年底，雙價棉已在河北、安徽、山東、山西等地進入大面積商品化生產和推廣。

本文試圖通過實證分析相關抗蟲棉品種和常規棉品種的差別，闡明并具體評價轉Bt基因棉品種的經濟效益，分析農戶采用Bt抗蟲棉與非抗蟲棉生產的成本和收益差異，以該項技術采用之后對農民收入所產生的影響。本文是農業政策研究中心“生物技術政策研究項目”系列論文之一。本文分為四個部分，第二部分對樣本選擇和樣本情況做簡要的描述。第三部分分析Bt與非Bt的抗蟲棉生產成本和效益的差異。最后部分對本項研究做總結并提出一些政策意見。

二、調查樣本和品種概況

（一）樣本選擇對地點選擇和農戶選擇有明確的目的性，主要標準是能夠明確區別在相似的生產條件情況下，Bt基因抗蟲棉與作為對照的常規棉種植情況。在我國棉區分布中，以黃淮海棉區的棉花播種面積為最大，其中又以冀魯豫棉區最大，曾占全國棉花總產的50%左右，是我國棉區種植比較集中且占經濟作物比重較高的植棉大區。河北和山東是傳統的植棉大省，也是棉鈴蟲爆發的重災區，在這兩個省，轉基因抗蟲棉33B和GK系列種植較集中，面積比較大，并且河北是中國最早被允許進行轉基因棉花品種商業化運作和種植的地區。

作為以上原因的實施，本研究對河北省和山東省等地的10個自然村的282戶植棉農戶，采取隨機抽樣的方式，調查了他們的棉花種植情況。見表1，調查樣本均為植棉大區，棉花種植面積占農作物總面積的比例達到了40％，農戶的種植規模（每戶為0.4公頃）大于全國平均水平。棉農以種植業作為其收入的主要來源，農民全年人均收入為2086元左右，農民家庭生活并不富裕。有的地方如辛集農民收入和耕地面積較大，但棉花面積較小。棉花近幾年的產量和收入波動較大，比較利益下降，農民植棉的積極性受挫，也是棉花收入和面積減少的原因。深州和夏津的棉花面積較大，但農民收入卻較低，也說明了目前棉花種植情況。

（二）品種概述本文以常規棉中比例較大的9418

品種作為對照重點說明，在我們的調查點，其樣本數占調查總數的10%。9418品種是中國農科院棉花研究所最近幾年培育出的春棉品種，其特點是早熟、豐產、優質，高逆抗性，適應性廣高抗枯萎兼抗黃萎病，是春棉的主打品種。轉Bt基因棉選取了在河北有廣泛種植面積的33B、SGK321和在山東有代表性的GK-12，它們所占比例分別為64%，14%和28%。33B于1995年引入河北省，經過點區示范其主要特點是抗蟲性強，據稱整個棉花生育期基本不打藥，在干旱貧瘠含鹽量較高的土壤上，生長健壯，易成早衰，適應冀中南區域種植。SGK321在1999年在河北推廣，是將毒素基因構建、導入主栽品種石遠321中，是我國育成的第一個雙價轉基因棉，屬于抗蟲棉的第二代產品，是唯一的通過農業部安全檢測的雙基因生產的品系，其特點是適合于直播、地膜覆蓋、間作套種等多種種植形式，具有較強的分枝優勢和較大的單株增產潛力，花朵大，毒蛋白基因表達性好，早熟不早衰，適合在黃河流域種植，種植密度比33B每畝可減少55株左右。GK-12將抗蟲的Bt基因加強為高抗蟲的Bt基因后導入陸地棉泗棉三號中，多年選育而成，其特點是抗蟲性特強，抗旱、耐澇、中需肥，生育后期缺鉀，易感紅葉莖枯病，適宜春播或套種。

三、經濟效益分析

（一）棉花生產的成本分析

抗蟲棉和對照品種成本情況如表2所示?？梢钥闯隹瓜x棉品種的總成本低于常規棉品種的總成本，這主要表現在農藥和用工的成本，后者比前者高得多，說明了它具有的省藥、省工的優越性。常規棉9418生產成本略高于其它常規棉品種的平均水平，它比Bt抗蟲棉每公頃成本高3225元（或高29％），比非Bt的抗蟲棉的每公頃成本高726元（或高6％）。三種Bt抗蟲棉成本費用基本接近。

1.農藥費用成本差異

抗蟲棉品種比常規品種的最大優勢在于其節藥效用，從表2中可以看出抗蟲棉用藥量和施藥成本遠遠小于常規棉。

常規棉的施藥量是Bt抗蟲棉和非Bt的抗蟲棉的6倍左右，非Bt的抗蟲棉的施藥量比Bt抗蟲棉要高。常規棉品種9418每公頃費用比33B、SGK321和GK-12分別多1753元、1866元和1660元，比Bt抗蟲棉品種農藥費用高7倍！SGK321的每公頃棉花生產農藥數量和成本最低，分別是常規棉品種的1/16和1/14，說明該品種中轉基因蛋白毒素表達效果好，抗性高。研究表明轉基因抗蟲棉除對棉鈴蟲、紅鈴蟲、小地老虎等鱗翅目害蟲有顯著抑制、毒殺作用以外，還通過影響生物群落的演變，間接對其他類害蟲有限制作用。值得一題的是，根據崔金杰等（1998）的研究，抗蟲棉對捕食性昆蟲和害蟲天敵并無多大毒害作用，棉鈴蟲等農田害蟲種類的減少大大降低了它們對棉花的危害，蟲口基數的下降，也為控制來年或更遠時期內蟲害的不利影響打下了良好的基礎，棉農用于農藥費用的支出和施藥數量也會隨之減少，對農民收入持續增長和農業持續發展起到了良好的保障作用。

棉花生長的不同時期，農民的施藥是不同的。為了表明棉花生長的不同時期農藥施用的情況，我們把棉花生長分為四個時期，即拌種期、苗期、中期和后期。由于拌種期的農藥用量很少，與其它三個時期比較很微小，故這里只對其它三個時期進行分析，表3反映了不同品種不同時期的農民施藥情況，常規棉品種在各個時期的用藥遠遠多于抗蟲棉。在不同時期用藥程度上，Bt抗蟲棉在苗期和中期的用藥量普遍多于它們在后期的用量，常規棉表現在中后期的用量比苗期多。

期中，SGK321用藥量最少，只有用藥量最多的常規棉品種9418藥量的1/3，常規棉和非Bt的抗蟲棉的用藥量和用藥成本大于Bt抗蟲棉，分別多用藥3.3公斤和2公斤。中期是施藥量和施藥成本最多的時期，Bt抗蟲棉表現出了極大的節藥優勢，常規棉的施藥數量和施藥成本分別是Bt抗蟲棉的7倍和9倍。SGK321仍然是節藥最多的品種，比常規棉品種9418少施藥36公斤，少花費農藥成本924元。說明在病蟲害發生最嚴重的中期，它對害蟲的防治效果好。

后期的農藥施用較少，一方面是病蟲害的危害減少，另一方面是植株的自身抵抗力增強，減少了病蟲害的威脅。但一個值得注意的現象是施藥量減少了，但施藥成本卻沒有多大的降低，可能是因為施用在后期的農藥價格較貴，農民因為對棉花最后的產量寄于厚望，舍得化錢購買質量好，價格高的農藥來保障病蟲害危害的降低和收成的提高。SGK321仍是施藥數量和成本最少的品種，而常規棉仍然是農藥數量和成本用的最多的品種，藥量和成本分別是Bt抗蟲棉的12倍和15倍。

雖然抗蟲棉的種植總體上對農藥起了相當大的替代作用，但各時期的農民施藥仍然偏多，效果不是十分令人滿意，主要是因為苗期抗蟲棉對棉鈴蟲等鱗翅目幼蟲抗性較強，有明顯的致死作用，刺吸性害蟲如紅蜘蛛、蚜蟲等數量加大上升為主要害蟲。但生長緩慢造成后期既要進行營養生長又要進行生殖生長，棉株負擔過重、組織老化，影響了轉基因棉毒蛋白的表達。另一個原因可能是高溫、高濕等生態環境對毒性基因的控制作用的限制也使棉花后期抗性下降(崔金杰等，1998)。

2.肥料費用成本差異

從表2可以看出，Bt抗蟲棉用肥數量較多，非Bt的抗蟲棉用肥最少，而常規棉介于前兩者之間。Bt抗蟲棉用肥較多說明其植株生長旺盛，本身的后繼營養跟不上生長的需要，需要大量自然界肥源作保證。

3.種子費用差異

抗蟲棉種子用量顯著低于常規棉,僅是常規棉的1/6～1/2（表2），主要是因為種子供應商對實際的產出以及考慮到棉花生長過程中對光線、植株葉片伸展程度的需要，而對棉花生產實行的嚴格數量管理。Bt抗蟲棉種子使用量的節省，可以充分發揮棉花的生長勢，增進了棉花的根系吸收營養，表現生長更強壯。Bt抗蟲棉的種子成本高于常規棉種子成本，前者比后者每公頃高172元，主要的原因是Bt抗蟲棉中的Bt基因包含著IPR（知識產權）的價格。非Bt的抗蟲棉種子成本是常規棉2倍，主要的原因是統稱為抗蟲棉的種子都是較早時期種植的，那時的Bt抗蟲棉還未大面積推廣，其價格偏高。33B的種子成本高的主要原因是種子價格高。孟山都公司的種子在中國成功的進行了5年的商業運作，實現統一銷價、統一供種、統一收購，零售價是42元/公斤，其中IPR價占42％。SGK321的價格與33B相近，欲于爭奪河北種子市場，與外資公司競爭市場。GK-12在山東采取了較低的價格，以便及早占領山東這塊大市場。常規棉的種子價格每公斤只有3元左右，這也是它們競爭種子市場、吸引農民的資本。

4.棉花用工及成本差異

抗蟲棉與常規棉勞動用工每公頃相差120個工日。在農藥用工中，常規棉的用工數量是抗蟲棉的6倍。在所有調查樣本中,SGK321的用工和農藥用工成本最低，一方面說明植株自身的毒蛋白表達強烈，對害蟲有極大殺傷作用，另一方面說明其植株健壯、抽枝齊整。

（二）單產(籽棉)的差異

從總體上看，Bt抗蟲棉的單產略低于以9418品種為代表的常規棉，但差異不大。這是棉農忍受著棉鈴蟲的危害，依然不改初衷種植常規棉的主要原因，也是生物技術研究者仍然需艱苦探索的方向和目標，說明轉基因技術遠未成熟，預示著還有更大的潛力和發展空間。SGK321的單位面積產量為僅為2814公斤（表4），據說是由于播種時，種子沒有及時到位，推遲了播種期以及部分棉農使用了種子公司陳年的棉種，苗期遇到了冷空氣的影響以及出現出芽不整齊甚至不出芽的情況，造成部分棉農毀種，毀種平均花費100元/畝，雖采取一定措施但仍未達到滿意效果，造成最后的收獲產量下降。據中國農業科學院生物技術研究所研究人員介紹，該品種一般畝產應達到3750～4500公斤。表4還顯示了作者調查樣本中，抗蟲棉和常規棉品種的單產穩定性狀。其中33B差距較大，最高產量比最低產量高出近3.5倍，栽培差距較大，但標準差相對較低。GK系列產品高、低相差兩倍多，表現出在一定程度上的穩定性。而9418品種高、低相差兩倍，在形狀表現上較穩定，據全國農業技術推廣中心報道，1999年山東、河北是棉鈴蟲中等發生年，也在一定程度上減少了害蟲對常規棉的危害。

（三）價格及銷售渠道的差異

由于國家逐步放開棉花收購市場，棉花銷售正由指令性的計劃方式開始逐步轉向指導性的市場調節。因河北省棉麻公司的改革很微弱，使得其繼續壟斷著皮棉交易，所以皮棉市場銷售份額很小。在山東表現卻不同，皮棉市場結構多樣化。

在皮棉和籽棉收購價上，調查中的各個品種基本一致?？瓜x棉和常規棉的籽棉價和皮棉價都分別在3.3元/公斤左右和8.4元/公斤左右。棉麻公司的收購價格主要是依據棉花的出絨率、色澤等指標確定，棉花價格并沒有表現出在品種上的明顯差異。但是由于一些抗蟲棉的棉籽（33B等）被種子公司回收，所以價格稍高些，這也使得Bt抗蟲棉的籽棉價格稍高于其他棉花品種。

（四）經濟效益評價差異

主要以

棉花生產純收益、每公斤主產品成本和每公斤物質成本來體現品種經濟效益差別。生產純收益情況是反映農戶經濟狀況的最基本和最直接的量化依據，農民通過選擇所種植的棉種來追求棉花生產的利潤最大化，在品種間不存在價格差異的情況下，主要反映在每公斤棉花產品的總成本上。

單位面積(公頃)主要品種經濟效益如表5所示，從中可以看出Bt抗蟲棉的純收益遠遠大于非Bt的抗蟲棉和常規棉，這主要是因為Bt抗蟲棉的抗性作用，農民的農藥成本和用工成本大大降低，說明種植轉基因品種棉花給棉農帶來經濟上極大利益。值得一提的是SGK321，由于上述提到的原因，客觀的影響造成產量較低，表現純收益較小，但仍比常規棉和非Bt的抗蟲棉高很多。

由于常規棉的用工成本遠遠大于抗蟲棉，實際上對這兩省棉花的勞動力機會成本較高的農戶，種植常規棉已經無利可圖，因為純收益已經是負值。常規棉純收益低的原因主要是農藥費用大用工較多，由此也說明棉農種植抗蟲棉不但省工省藥，更重要的是純收入得到了較大幅度的提高。

常規棉和非Bt的抗蟲棉（除SGK321外）每公斤棉花成本和物質費用成本均高于Bt抗蟲棉，每生產1公斤棉花，常規棉和非Bt的抗蟲棉比Bt抗蟲棉所花費的成本要多出0.84元和1.6元，所花費的物質成本要多出0.5元和0.8元。

四、總結

1、通過對Bt抗蟲棉品種和常規棉品種的實證分析，得出結果是：Bt抗蟲棉品種在節約生產成本和提高收益上，要優于常規棉。種植Bt抗蟲棉有利于增加農民的純收益。農民在Bt抗蟲棉上的農藥用工和農藥成本，都遠遠少于常規棉品種，在棉花的生長季的施藥次數、施藥數量和施藥成本也都遠遠低于常規棉。