现代生物技术的核心精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇现代生物技术的核心，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：信息技术 学习兴趣 主动性 优化教学

近年来，随着信息技术的不断发展、计算机应用技术的广泛传播，计算机辅助教学为我们更新教学观念、采用新的教学手段辅助生物教学创造了条件，更为传统教学注入了新活力。生物学科在利用信息技术提高学生学习兴趣、开阔视野、提高能力等方面有着极大的优势。下面，我就有关问题谈谈自己的认识与体会。

1．课件展示，创设情境，激发兴趣。

兴趣是学生主动学习的前提，也是学生积极思维、探索知识的内在动力，培养了学生的学习兴趣，教学就成功了一半。情境教学法，是教师根据教材所描绘的情景，创设出生动形象的教学情境，激发学生学习生物学的兴趣，使学生积极、主动地学习。教师在生物学的教学中要经常运用电教媒体为学生提供生动逼真、色彩鲜明的声像素材，创设情境，使抽象难懂的教学内容变得妙趣横生、生动有趣，从而激发学生学习的热情和兴趣。

比如教师在《保护生物多样性》的教学时，可以首先播放我国特有的珍稀保护动物――大熊猫生活的录像片段，展示它那笨拙可爱、憨态可鞠的形态，把大熊猫的可爱可亲的形象展示在学生眼前，使学生如同身临其境。这不仅激发了学生的学习兴趣，使学生产生强烈的学习欲望，主动地全身心地投入到学习之中，并且使学生获得丰富生动的感知，收到了“一箭双雕”的效果。比如在讲《认识生物的多样性》的教学内容时，教师可以首先让学生欣赏著名歌唱家演唱的歌曲《谁不说俺家乡好》，这首美妙的赞美祖国大好河山的歌曲，让学生的思绪情不自禁地走进那美丽的大自然，领略大自然那丰富多彩的美丽景色要，这样创设情境，自然而然导人了教学内容。

在教学过程中，教师可以利用多媒体播放形形的生物，并配以优美动听的音乐，引起学生对生物学的兴趣，这有利于教师的教学探索，使学生在美妙的音乐声中欣赏丰富多彩的生物物种，感叹大自然的神奇，同时唤起学生的情感活动，做到认知活动和情感活动相伴相随，体现形真、情切、意远、理蕴的特点，收到事半功倍的效果。

2．视频展示，加强直观，优化教学。

视频演示仪在教学中使用，可起到优化实物、标本、模型和图片等的演示。生物学教学中，形态、结构和生理等知识是教学的基本内容。实物、模型能体现“直观性原则”的作用。但学生离得远，这样，实物、模型就显得太少。而运用视频演示仪能够由远化近，由小化大，可以更好地贯彻教学的“直观性原则”。比如教师在进行八年级下删的《植物的生殖》中“植物的有性生殖”的教学时，就可以在视频演示仪上对“桃花模型”进行展示示范，引导学生仔细观察，可以很快地让学生掌握花的结构及其各部分的功能。又比如教师在进行“观察鸟卵的结构”的教学时，可以在视频演示仪上进行示范，引导学生边操作边观察。这样，学生就很好地认识了鸟卵的结构及其卵黄上的胚盘。视频演示仪真实直观地辅助教学，使学生能够在较短的时间内更好、更快地掌握正确的操作方法和技能，如临时装片的制作、实验用具的操作要领等，这样就解决了实验教学中因学生多、课时有限等原因而导致的个别指导难的问题，使教师指导到位、学生操作得法。

3．音像播放，化静为动，突破难点。

多媒体课件声像并茂，使信息传递形象化、色彩化、动态化，有利于强化概念、揭示原理、突出重点、分散和突破难点。随着生命科学的发展，生物学教学中涉及大量新成果，而且常常是教学中的重点，难点和疑点。比如教师在进行八年级生物上册中《动物与人类生物的关系》关于“生物反应器”的教学时，由于概念比较抽象，学生难于理解，但它又是本节课的重点和难点，老师可以有针对性地进行多媒体视频播放《生物反应器》录像，使教学内容化静为动，化抽象为形象，学生边观看边思考，这样学生很好地突破了重点，解决了难点。计算机以其丰富的功能，给教师的教学创造了极其有利的条件。老师可以经常利用多媒体计算机的配置功能，运用扫描仪扫描相关图片，也可以从网络上下载教学中所需要的相关图片，还可以将图片、动画资料、声音、文字等资料运用到制作课件中。运用多媒体课件进行教学时，强化了直观效果，在教学过程中，使画面与文字有机地结合，教学环节以过程化衔接，课堂分析简洁明了，使教学过程实现了条理、层次和序列的更优化。在生物教学中，老师恰当地运用多媒体教学，还能强化学生能力的培养和有机地渗透德育教育。如环保和爱国主义思想教育。

4．多媒体课件促使学生更自主地探讨知识，学习更主动。

篇2

【关键词】高中生物；现代化信息技术；合理应用

在高中阶段，生物课的课堂设置定位于集专业性、社会实践性以及实验性与一体的综合学科，广大授课教师在实施教学的具体阶段，通过积极地转变教学思路，运用现代化的教学手段，不仅仅能够提高课堂的教学质量，更能够有效地提升学生们的学习积极性，这对于他们今后在生物学科上有更深入的研究以及兴趣都有着十分重要的作用。

一、高中生物教学中积极采用现代信息技术的重要意义

众所周知，生物学科自身的属性决定了它与语文、历史、政治之类高度人文化的学科有着十分巨大的差异，生物教学过程中涉及到的种种自然现象决定了其在教学过程中，教师简单的通过语言讲解以及死记硬背式的填鸭式教学无法满足学生对学科知识的好奇心，更为灾难性的后果是，传统的利用模型以及教师现场的作画展现课堂内容，不仅仅对生物教学中应有的动态传递造成了忽略，更使学生将生物学科定义为枯燥、无味、死板的一门抽象性科目，与他们的实际生活毫无关系。通过有效的利用现代信息技术的教学手段，授课教师不仅仅能够将生物教学过程中的重点部分进行动态展示，更能够有效地通过文字、图片、影像资料的组合为学生更加直观的理解课堂内容，从而降低相关知识的学习门槛，提高学生积极性与主动性，从而实现构建高效课堂的教学目的。

二、现代信息技术在高中生物课堂中的具体应用方式

（一）有效创设教学情境，提升学生学习兴趣

高中生物课堂教学中往往会涉及到大量微观生物的相关知识，传统教学模式下，学生因为见不到真实可感的画面以及动态演示而无法对这一部分知识进行准确的理解以及感悟，通过现代化信息技术的有效参与，“教学难”的问题可以得到十分有效的解决。举例来说，在高中生物课堂的教学过程中，《细胞的分化、衰老和凋亡、癌变》的教学上，笔者通过使用网络引擎，搜索到大量的细胞生长、分化、癌变以及分化和衰老的图片以及动态演示影像资料，在进行具体筛选后，使用科学组合的方式将其合理安排在授课过程中所具体使用的教学课件中，开展课堂教学的过程中，笔者采用动态演示以及图片展示相结合的方法，将细胞分化、癌变以及衰老的不同阶段的形态以及特征进行了重点讲解，有效地化解了学生学习过程中原有的枯燥无味抵制感，创设出使他们乐于学习、积极探索的课堂情境，促进了整个课堂的高效开展。

（二）在现代信息技术的参与下，将课堂难点逐一突破

高中生物教学过程中，所涉及到的具体理论、概念、原理一直是学习中的难点、重点，传统教学模式下，由于缺乏科学、高效的教学手段辅助，这一部分授课教师通常会采用让学生直接背诵的方法进行教学。然而这样的教学模式往往会导致适得其反的教学效果，由于学生对概念内容理解不全或者是根本就没有理解，这导致他们在实际背诵过程中，无法精确的对概念进行重现。有了现代信息技术的参与，这个难题便迎刃而解了。举例来说，在对免疫部分的授课过程中，涉及到特异性免疫的相关知识与定义，为了确保学生能够对这一部分的准确理解，从而降低学习具体知识的学习门槛，笔者在具体授课过程中，通过使用具体的图像展示，将特异性免疫的分类、特点以及形成过程做出了形象的演示，学生通过这一系列的前期学习与直接感知，对于特异性免疫的具体过程获得了十分形象的概念，开展教学中的巨大拦路虎被有效解决了，教学活动的顺利开展便得到了十分有力的保障。

（三）利用丰富的网络资源，将教学内容积极地拓展

现代化信息技术与传统教学模式相比，最大的优势便是其具有极大的开放性，使用者可以利用网络搜索到诸多传统教学中无法获知的图片信息、科研成果以及理论动态进行及时的课堂讲解，从而使学生在学习过程中，了解到更多的学科知识，在有效拓展视野的同时，增加他们对该门学科的学习兴趣。举例来说，笔者在对学生授课过程中，讲解到《动物细胞工程》这一部分时，不仅仅对学生进行必要原理讲解、细胞工程意义的常规课堂内容的讲解，更通过网络搜索，使学生了解到现今世界上的动物细胞工程研究情况以及我国甘肃省动物细胞工程技术研究中心的相关研究成果，学生更为全面的获得了关于该部分学习内容的知识，他们的知识素养不仅仅在理论知识上得到了提高，实际运用的具体知识也有效地得到了拓展。

通过对现代信息技术的有效运用，学生能够在相同的课堂时间内获得更多、更有效的知识量，这对于他们在实际学习过程中，积极探索、勇于创新有着十分重要的推助作用。教师应当抓住现代化教学手段的重要辅助教学作用，通过科学的教学方式组合使学生对学习内容深感兴趣，从而主动地对课堂知识进行探索，通过调用多种思维方式，不仅仅会在学习成绩上得到快速提高，学生的思维活跃度也将明显改善，这对于新时代下培养创新型人才有着十分重要的意义。

三、结语

高中生物教学中积极的使用现代化信息技术，能够对课堂效率进行有效地改善，从而创建出更为和谐、向上的学习氛围，提高学生的学习积极性，然而在具体教学过程中，教师应当注意，生物教学是一门实践性非常强的课程，不能够只重视到现代化信息技术的便利而忽略试验的开展，更不能够将所有的知识不加选择的全部利用信息技术进行教学，应该有针对性、有重点的选择，这样才能够确保现代化教学手段在实际教学过程中的合理运用。

参考资料：

[1] 李明先.如何提高高中生物教学的有效性[J].新疆教育.2013（06）：414-415.

[2]张彬.谈高中生物教学模式的转变[J].中华少年：研究青少年教育.2013（09）：125-126.

[3]王敏利.高中生物教学有效性的提升策略探究[J].新课程学习：上.2013（01）：152-153.

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生物实验教学对于学生验证所学的知识、理解知识的发生过程、锻炼动手操作能力等方面具有无可替代的作用。在实际教学中，生物实验常受多方面的限制，制约了生物实验的开展，如有的实验因周期过长无法在课堂上或实验室进行，有的实因验观察对象太微观难看清等等。现代教育技术的发展，为中学生物实验教学的开展提供了技术条件。近年来，笔者把现代教育技术有效地运用到生物实验教学中，优化了实验过程、拓宽了信息渠道、提高了教学效果，为培养学生创新能力发挥了应有作用。

1 利用信息技术装备积累信息，建立教学资源库

计算机网络最大的优势之一，就是信息容量大。信息资源库的建设要从两个方面着手，一是寻找分类网上的相关信息，二是整合各学校和有关部门的教育信息资源。在此基础上建设适用的信息资料库。

1）图片资料可以从生物报刊杂志上选中后，再用扫描仪引入计算机；一些实物可以用数码相机拍摄引入；也可抓图软件从视频资料或Flash中获取，如超级解霸3000、Flashsnap。

2）文本资料也可以当作图片一样，用扫描仪引入，当然最基本是直接录入。

3）购买素材库光盘，在软件商店和音像店都有很多类型的素材光盘，例如自然风光、动物类、植物类，图标类、Gif、Flash等，可以根据需要挑选。

4）各种资料都可以从互联网上搜索下载。可以通过搜索引擎，键入关键词进行搜索。比较常用的搜索引擎有Google、百度。还可以直接访问一些教育教学网站和生物专业网站查找，如生物教学资源网（）、中学生物教学资料网（http：//）等。

5）为了节省时间减少工作量也可以直接下载一些课件，并根据需要进行一定的修改，最后把所需要的拼起来。

2 借助现代教育技术创设实验情境，营造创新能力培养的环境

现代教育技术有处理文字、图形、图像、音频和视频等多种媒体信息的能力，其良好的交互性能和视听优势，可以为学生创设一个轻松的学习环境。如“用显微镜观察多种多样的细胞”时，首先用录像放出自然界五彩缤纷的鲜花和动物世界等影像资料，让学生感受植物花的多样性、美丽和动物的千奇百怪，然后让学生观察几种植物和动物细胞。在愉悦的实验情景中，学生轻松地掌握了相关知识，学生的创新思维得到了激活。

有些生物实验和内容我们根本无法进行，可运用多媒体技术（如Flash等工具软件）可以进行模拟实验，使许多在正常实验条件下难以观察到的实验事实能真实地显示出来。如在讲述生物群落的演替等内容时，运用多媒体动画，将实验过程动态模拟出来，直观地显现在眼前，学生的感观被充分激活了，可增强学生的求知欲和探究学习的兴趣。

3 运用现代教育技术强化实验设计，增强创新能力培养的效果

利用多媒体技术，可以巧妙地将一些静态实验变为动态实验，也可以将一些动态实验静态处理。例如，在讲述有丝分裂的各时期的染色体行为时，我们将显微摄影的一些图片用Authorware处理，将染色体的行为过程制作成动画，在课堂上运用多媒体手段将活动画面展示出来，让学生直观地看到有丝分裂中染色体行为变化的动态过程，效果会非常好。又如，动物的运动。动物的运动是很快的，很难看清楚的。教师可以利用多媒体以慢放和定格展现给学生，使学生印象深刻。

4 借助信息技术手段拓展生物科学知识，丰富创新能力培养的内容

新课程改革要求教师转变观念，将学生被动的接受式学习转化为主动的参与式学习，让学生充分动脑、动手。学生参与教学活动能提高学生学习的兴趣和求异思维的培养，有利于激发学生的创造性思维。

生物教材中有许多知识都是由实验得出的。教师应引导学生挖掘教材和科技信息中的这些隐性科学知识，鼓励学生多接受一些科技知识和科研成果，如在网上搜集一些生物学科研实验、科研成果应用等资料，让学生真切地体验科研过程，这对培养学生的科研意识是大有帮助的。

总之，创新型教学要求教师在实验教学中创造性地应用现代教学手段，用“创造性的教”为学生“创造性的学”创设条件。生物实验不仅要达到教材常规实验目的，还应培养学生的科学素养和科学态度，更重要的是培养学生的探索精神和创新能力。在信息化背景下，我们要让现代教育技术走进实验教学，培养学生的科学思想和科学方法，提升学生的科学素质。

参考文献

[1]教育部.普通高中生物课程标准[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]陆霞.以信息技术教育为载体培养学生的创新能力[J].中国教育信息化：基础教育，2009（9）：44-45.

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文献提出了一种以多主体的顺序“接力”为主要特征的创新模式，并称之为“接力创新”。文献［2］预测在生物制药业、生物农业、信息业、纳米业等新兴产业中广泛存在接力创新。其中，接力创新在生物制药产业的普适性已被文献［1，3－4］等证明。文献［5］验证了信息产业（主要是新一代信息技术）中也大量存在接力创新。那么，农业生物技术、纳米技术等是否也如预测的那样遵循接力创新呢？如果遵循，那么是否具有自身的特性以及为何会形成这种特性呢？这些问题尚未得到回答①。与生物制药产业相类似，生物农业产业同样建立在现代生物技术的基础上，并且是除生物制药产业以外运用现代生物技术最为广泛、发展最为迅猛的产业，也是中国战略性新兴产业中的重点产业。从理论层面看，研究农业生物技术的接力创新可以拓展接力创新的应用范围、深化和完善接力创新的相关理论。从实践层面看，中国是一个农业大国，生物农业产业的发展对于促进中国农业技术现代化、保障国家安全具有重要的战略意义。揭示农业生物技术的接力创新的特性，为中国生物农业的产业创新研究提供了一个新的视角，可以帮助相关创新主体明确定位、科学决策，指导产业集群、创新网络、产业政策等方面的研究。本文采取多案例研究方法，通过与生物制药技术等的接力创新进行对比，探索农业生物技术的接力创新②。下文安排如下：在文献回顾的基础上提出研究变量；进行研究设计；通过案例分析得出主要发现；探讨农业生物技术接力创新的形成机理；总结研究结论和政策启示。

2文献回顾与研究变量

2．1文献回顾

接力创新的渊源可以追溯到Pavitt对“基于科学的高科技部门”的论述［6］以及国家创新系统中“基于科学的体制”［7－8］。“模式2”等理论也强调了“后现代”社会中科学研究与创新的交互作用［9］，并进而形成“三螺旋”模型所描述的大学承担企业功能、企业承担学术功能的现象［10］。这些经典研究（但不限于这些研究）事实上分离出一类基于科学的创新。例如：Pisano认为科学的深度参与导致生物制药是“基于科学的商业”［11］；陈劲、赵晓婷和梁靓指出生物制药等领域的创新是“基于科学的创新”［12］；对纳米产业的研究也佐证了这种特性［13］。那么，这类基于科学的创新如何才能获得成功？生物制药创新研究逐步揭示出接力创新这一新型创新模式，给这个命题提供了较为完美的答案。①文献［3］提出：专家型公司是建立在科学研究的基础上的、专注于分子生物学研究和现代生物技术研发前端的小型生物技术企业；而核心公司是在新药的研发、生产和营销等方面具有综合组织能力的大型一体化公司。生物制药源于20世纪70年明的DNA重组技术［14］，当前已成为涉及分子生物学、基因组学、蛋白质组学、遗传学、生物化学、组合化学、生物信息学、计算科学和纳米技术等众多科学技术的复杂体系［11］。文献［15］指出生物制药创新主要来自大学，大学、公共研究机构、盈利性公司等不同类型的组织在创新过程中建立联系、共同参与创新［16－18］，大型制药公司与利用生物技术开发新药的专业化企业之间是合作关系［19］。李天柱、银路和石忠国等最早提出生物制药创新中专家型公司与核心公司之间合作的本质是两者的接力创新，技术转让、合同研究、并购、联盟等常见的合作方式其实是实现接力的具体手段［3］①。在此后的研究中，李天柱等进一步针对生物制药起源于基础科学研究的特性，将大学等公共研究机构纳入接力创新框架，提出了接力创新的完整概念，分析了“大学－专家型公司－核心公司”之间的主要接力关系和接力方式［1］，并探讨了接力创新的一般规律和发生机理，比较了接力创新与合作创新（包括产学研合作）、开放式创新和二次创新等其他典型创新模式的异同及应用思路［2］。虽然接力创新概念的提出时间较晚，但是由于它对基于科学的创新具有重要价值，已引起了一些学者的关注。文献［5］验证了信息产业中广泛存在接力创新且它具有自身的特性；有学者运用接力创新研究了区域创新平台、新兴产业载体等［3－4，20－21］。然而，总体来看，目前关于接力创新的研究主要是基于生物制药产业开展的，而生物农业产业等其他基于科学的产业是否遵循接力创新及其特性则尚无专门研究。

2．2研究变量

本文旨在验证前人对接力创新的推断，但是由于针对农业生物技术的类似研究尚属空白，因此本文实际上属于对农业生物技术接力创新的探索。针对这一研究目的，首先，本文将研究问题明确为“农业生物技术是否遵循接力创新，如果遵循，那么是否具有自身的特殊性及其形成机理是什么”，以避免被海量数据所“淹没”［22］；其次，除了可从研究问题直接推出的研究变量外，本文并未事前指定其他变量，以防止在研究过程中束缚思想、阻碍新理论的构建；最后，本文借鉴现有文献的逻辑，但尽量保持开放心态，以免限制研究发现和产生偏差［22］。基于上述思想，根据代表性文献［1－3］铺垫的理论基础，本文利用如下变量研究农业生物技术的接力创新：1）接力创新。接力创新的本质是：能力显著异质、优势明显互补的创新主体共同参与创新，但各主体加入创新过程的时间有先有后，且它们承担不同的任务，在创新过程中地位平等、缺一不可、各司其职、很少“越界”，主体间的顺序接力推动创新获得成功。也有文献指出，在新兴技术的创新中，能力互补的创新主体通过联盟等组织间合作方式共同完成创新是一种普遍现象［23］，因此不能认为只要多个主体共同参与的创新就属于接力创新。为了使研究更加严谨［24］，针对接力创新变量，本文提出一个竞争性解释：农业生物技术不遵循接力创新，实际上只是采取了战略联盟等合作创新模式。2）接力关系。接力关系这一变量是参照当前接力创新最为典型的生物制药产业而提出的，其存在的前提是接力创新变量能够得到较好的解释。具体而言，农业生物技术创新过程中可能存在如下接力关系：第一，以不同创新主体之间的知识创造接力为主线；第二，以不同主体之间的知识产权接力为实现手段；第三，以金融接力为支撑，即创新过程中存在不断有新的资金加入、原有资金退出的接力现象；第四，创新过程中政府支持政策也具有与金融支撑类似的接力现象。3）接力方式。接力方式是上下游创新主体之间实现接力的具体手段。参照生物制药技术的接力创新，农业生物技术创新的主要接力方式应包括授权许可、平台技术转让、合同研究、并购、联盟等多种方式。与接力关系变量相类似，接力方式变量存在的前提也使接力创新变量得到较好的解释。

3研究设计

3．1研究边界

按照一般理解，农业生物技术是运用基因工程、发酵工程、细胞工程、酶工程及分子育种等生物技术改良动植物及微生物品种的生产性状，培育动植物及微生物新品种，生产生物农药、兽药和疫苗的新技术［25］。该定义指出，农业生物技术建立在以DNA重组为核心的现代生物技术体系的基础上，从而与其他农业技术区分开来。例如，袁隆平院士发明了“杂交水稻”技术，为中国和世界做出了巨大贡献，但是该技术没有利用DNA重组及其他现代生物技术，因此不属于本文研究的农业生物技术①。

3．2研究方法

案例研究最适合于研究“怎么样”（how）和“为什么”（why）的问题［24］。案例研究以案例为基础，从中归纳产生理论，理论的产生完全根植并升华于案例内或案例间的构念之间的关系及这些关系所蕴含的逻辑论点［26］。案例研究可分为单案例研究和多案例研究［27］，其中多案例研究在有效性和普适性方面比单案例研究更具优势［28－29］，特别是当多个案例同时指向同一结论时，案例研究的有效性更会显著提高［24］。本文对农业生物技术接力创新的探索正属于“how”和“why”的问题，适合于采用案例研究方法。考虑到归纳理论的有效性，本文采用多案例研究方法。

3．3数据收集

案例研究中常用的数据来源包括文献、档案记录、访谈、直接观察、参与性观察和实物证据［30］，本文采用文献分析作为数据收集方法。数据收集按照下面步骤进行：第一阶段，研读有关行业报告和资讯收集，找出已进入商业化阶段的农业生物技术。在这一阶段，国家科技部高新技术司编写的《中国生物产业发展报告》等权威报告、生物谷②等专业网站提供了最初的筛选范围。第二阶段，针对收集到的农业生物技术名录，广泛收集其技术创新过程的信息，获得大量零散的技术创新片段。在这一阶段，除了论文、研究报告等文献外，维基百科③、谷歌、果壳网④等网站也是丰富信息的重要来源⑤。第三阶段，使用三角验证法确认数据的质量，即研究者可利用多重证据来源和多重研究方法以减少偏见的影响［31］。第四阶段，将经过验证的创新案例片段进行拼接，从而得到完整的案例。在收集数据资料的过程中，笔者还建立了案例档案和证据链以保证案例质量。不可否认，诸如文献分析这种二手数据收集方法与访谈法、观察法等相比确实并非最优选择，这是在现有研究条件约束下所做出的一种满意决策。由于本文是从总体上对农业生物技术创新进行研究，不以研究每个案例的微观过程为目的，因此通过上述过程收集的案例资料可以满足研究要求。待条件成熟时，再进一步利用一手资料验证本文研究。3．4案例简介多案例研究所需的案例一般以4～10个为宜［22］，所选取的案例要具有较大的典型性和极端性，并具有独特的研究价值［32］。本文选择表1中的8个案例作为研究对象。案例选择主要基于3个标准：一是尽可能广泛覆盖生物农业的相关领域，以提高研究结论的普适性；二是尽量针对典型的农业生物技术及企业，以提高案例的典型性和代表性；三是在满足前两个标准的前提下，尽量采用涉及中国企业的案例，以增加对中国的指导价值。需要指出的是，由于拼接案例受到数据来源的限制，因此肯定还有其他典型案例无法得到，这可能在一定程度上影响本文的研究质量，但笔者认为表1中的案例已可以较好地满足研究需要。

4研究发现

4．1农业生物技术接力创新的特性

表1中的案例具有一个共同特征：一项农业生物技术创新的全过程主要表现为，不同企业先后加入创新过程，分别完成创新链上不同环节的任务，创新是通过上下游企业之间的接力传递而逐步推进的。这一特征与接力创新的本质是一致的，因此可确定接力创新是农业生物技术的重要创新模式。例如，NaturalIndustries公司在成功研发了生物抗虫害技术后于2012年被诺维信公司（Novozymes）收购，诺维信公司将此技术应用于水果、蔬菜等农作物种植市场。在这项创新中，NaturalIndustries承担上游的研发任务，诺维信公司在NaturalIndustries的基础上继续完成商业化，属于典型的接力创新；在诺维信公司和孟山都公司（Monsanto）的联盟中，诺维信公司负责研究提高抗病虫害能力、作物产量和土壤肥力的生物土壤改良技术，孟山都公司在诺维信公司研发的基础上完成田间试验、注册与商品化，这也是典型的接力创新；孟山都公司收购Asgrow、Holden等公司的目的是利用这些公司的市场网络将其玉米、大豆等转基因育种技术推向美国、比利时等国家的市场，本质上是孟山都公司完成上游的技术研发、Asgrow等公司完成下游的商业化，这也是接力创新的具体表现。表1中的其他案例也遵循类似的接力创新模式。事实上，笔者所收集的案例数量远超表1中的案例数量，只是很多案例因不够完整、不够具体或不够典型等而未被纳入分析，但其中很多案例也表现出上下游创新主体顺序接力的特性。必须承认，表1中的案例确实存在多个创新主体参与并广泛运用联盟、并购等合作方式的事实，但本质上还是上游主体完成其承担的任务后，像接力赛跑那样传递给下游主体继续开展后续任务，因此属于接力创新而非一般意义上的合作创新，变量1的竞争性解释可以排除，对生物农业中广泛存在接力创新现象的支持进一步加强。但是，与生物制药技术等相比，农业生物技术的接力创新表现出自身的显著特性。1）农业生物技术的接力创新主要发生在转基因作物、生物防护等领域，而在生物农药、兽药和疫苗等领域出现得较少。即便在转基因作物等接力创新的易发领域，接力创新也是最近10余年才逐步兴起的，一些生物农业巨头曾独自在这些领域取得了成功，如孟山都公司推出了保铃抗虫棉花等。因此，笔者认为，接力创新是农业生物技术创新的新趋势，该发现修正了文献［1］的结论———文献［1］曾推测生物农业应像生物制药业那样普遍遵循接力创新模式。2）文献［1］和文献［2］指出，生物制药技术的创新基本上遵循“大学—专家型公司—核心公司”（如忽略掉大学，则为“专家型公司—核心公司”）顺序接力的单一模式。但是，农业生物技术的接力创新明显分化为3类（如表1所示）：第一类，专家型公司与核心公司的接力，如“NaturalIndustries－诺维信”和“TJTechnologies－诺维信”，这与生物制药技术的接力创新基本一致；第二类，核心公司与核心公司的接力，如“诺维信—孟山都”、“孟山都—礼来（EliLilly）”及“孟山都—拜尔作物科学（Bayer）”，这与生物制药技术的接力创新有差异较大；第三类，核心公司与其他中小公司的接力，如“孟山都－Asgrow、Holden”、“孟山都—中国种子集团、河北中业集团”及“杜邦先锋（Dupont）—山东登海种业”，这与生物制药技术的接力创新恰好相反。3）农业生物技术的接力创新极少涉及大学，或者说鲜有直接利用大学科学发现的情况———这进一步修正了文献［1］的结论。文献［1］曾猜想，农业生物技术与生物制药技术一样，创新应直接建立在大学科研的基础上。同时，农业生物技术创新对专家型公司的依赖相对较弱，很多重要技术都是核心公司研发的。理论上讲，农业生物技术与生物制药技术一样，其前端研发工作最适合由专家型公司承担，但这一特性并未得到案例的支持。

4．2接力关系

农业生物技术创新中的接力关系大体上符合变量定义中对接力关系的陈述，但又有不同表现。1）以知识创造接力为主线。接力创新的本质是通过上下游创新主体之间的顺序接力，逐步完成创新中最基本的知识创造过程［1］。已证明农业生物技术的创新遵循接力创新模式，因此创新生态系统必然围绕知识创造及其顺利接力进行构建。例如，在“诺维信—孟山都”的接力创新案例中，诺维信公司将自己研发的土壤改良技术知识传递给孟山都公司，由孟山都公司继续创造田间试验、注册及商业化等方面的知识。表1中的其他案例也是如此，不再赘述。2）以知识产权接力为手段。在接力创新中，知识产权也是一个与知识创造协同发展的接力过程，知识产权转移成为创新主体实现接力的手段。在这一点上，农业生物技术的接力创新符合接力创新的一般规律［1］（具体的接力方式详见下文分析）。3）对金融支撑的接力需求不强。接力创新对金融支撑通常有强烈的需求，如生物制药需要公共财政、天使投资者、风险投资、核心公司、资本市场等复杂资金接力支撑整个创新过程［1］。在农业生物技术的第一类接力创新中，位于创新链上游的专家型公司主要依靠风险投资和公共财政的资金，在创新任务被传递到核心公司后主要依靠核心公司的资金和资本市场的资金，因此整个过程表现出一定的金融支撑接力性质。在农业生物技术的第二类和第三类接力创新中，整个创新过程都主要依靠核心公司的资金和资本市场的资金，金融支撑接力的特性并不显著。总体来看，虽然农业生物技术创新面临高度的不确定性和风险性，投入巨大、周期漫长，但是对金融支撑接力的需求却不强烈———这与接力创新的现有理论相比可谓大相径庭。4）强烈依赖政策支持接力。政府政策在农业生物技术创新中发挥重要作用。以转基因作物为例：实验室研究阶段需要有利于转基因实验、动植物新品种专利保护等方面的政策；育种研究阶段需要政府开放对转基因动植物新品种试验管制、大规模田间试验审批等方面的政策；更突出的是，生产和商业化阶段的成败在很大程度上取决于申报审批、品种审定和证书发放、大规模种植许可及国际贸易管制等一系列有利政策。只有在创新的不同阶段分别配置合适的政策且各政策之间无缝衔接，才能为农业生物技术创新奠定良好基础，任一环节上的政策变化都可能给创新造成重大影响。2012年欧盟质疑孟山都公司的“NK603”转基因玉米的安全性，曾造成孟山都公司所有的转基因作物都面临被欧盟禁止的威胁。政府政策对新兴产业创新普遍具有重要意义［33］，但是像农业生物技术这样对政策支持接力的依赖如此之高是罕见的。

4．3接力方式

农业生物技术的3类接力创新具有相对稳定的接力方式，不像生物制药创新的接力方式那样动态复杂。下面针对3类接力创新分别论述。在第一类接力创新中，上下游企业间的接力方式主要是并购。通常是下游的核心公司并购上游的专家型农业生物技术公司，这与生物制药创新中专家型公司整体出售这一接力方式的相似度较高。采用这种接力方式的一般情况是，上游企业提出创意且技术研发已成型，而下游企业拥有田间试验、申报审批、市场推广等一系列加速技术商业化的能力，且下游企业的营销网络和顾客基础规模较大，能使技术在商业化环节发挥更大价值。同时，上游的专家型公司大都是借助风险投资创办的，通过并购可获得较高的企业价值溢价，风险投资愿意推动这样的并购；而下游的核心供公司则拥有充足资金可为并购支付较高价格。诺维信公司收购NaturalIndus－tries和TJTechnologies都属于这种情形。在第二类接力创新中，上下游企业间的接力方式包括联盟、技术转让、授权许可等，这些方式的本质都是通过签订某种契约将知识产权从上游企业传递到下游企业，我们统称为协议合作。协议合作普遍发生在核心公司之间，一般是上游的核心公司提出研发创意且完成基础研究和实验开发，而下游的核心公司完成申报审批、市场推广等商业化工作。其中，如果采用联盟方式，则会按照企业对创新的贡献预先约定好利益分配办法，上下游企业通过分割创新的终端收益获得各自的回报。“诺维信—孟山都”的接力创新联盟即是如此；如果采用技术转让或授权许可，那么上游企业通常事先划定下游企业使用技术的范围和条件，上游企业除了获得一笔技术转让费（或技术许可的门槛费）外，通常还能在未来创新成功后获得从创新收益中分成的权利。孟山都公司将其转基因抗除草剂大豆技术许可给拜耳作物科学就采用了这种方式。在第三类接力创新中，上下游企业间的接力方式包括股权收购、合资等途径，我们统称为资产联结。使用资产联结这一名词是因为这种接力方式一般发生在上游企业为核心公司而下游企业规模较小的情况下，核心公司掌控全部技术研发及田间试验、申报审批等后期创新工作，但在最终拓展市场（尤其是拓展国际市场）时面临较大障碍，因此以股权收购或合资方式控制下游企业，借助下游企业拥有的市场网络以及对特定市场熟悉等优势加速技术创新扩散。这种情形与第一类接力创新中核心公司收购上游专家型公司的方向恰好相反、目的也不同，为区别方便称之为资产联结。杜邦先锋与山东登海种业合资成立山东登海先锋种业有限公司，将其转基因玉米种子推向中国市场就是以资产联结方式实现创新接力的实际反映。此外，接力方式变量中包含的合同研究、平台技术转让等典型接力方式并未在生物农业产业中发现相应的案例，这也反映出农业生物技术接力创新的不同之处。

4．4其他发现

除了上述基于3个变量得到的发现外，笔者在研究过程中还发现中国企业在农业生物技术创新中主要参与第三类接力创新，基本上是承接跨国公司已研发成功的技术并将之拓展至中国市场。从企业创新管理的角度看，中国企业采取这种方式可以规避生物技术研发的高度不确定性和风险，且可获得相应的创新收益。然而，从企业的核心竞争力和中国生物农业发展的角度看，这种接力创新愈演愈烈可能使中国企业逐渐丧失自主研发的动力和热情，并使中国生物农业的核心技术受制于人，因此必须引起高度重视。

5农业生物技术接力创新的形成机理

以转基因作物为例的农业生物技术创新过程可抽象为图1。图1农业生物技术的创新过程（以转基因作物该过程由上游的实验室研究、中游的育种研究和下游的大规模生产与商业化3个序贯相连的阶段构成，每一阶段又可细分为更多阶段。3个阶段的主要任务和所需能力存在显著差异：实验室研究的目标是克隆目的基因，创造转基因作物品系，因此基础研究能力在这一阶段最为关键②；育种研究的目标是开发育种工艺和方法，并通过小规模田间种植试验对工艺方法和安全性进行检验（试验面积约为100m2），这一阶段也有较强的科学研究成分，但更接近生产技术和工艺的研发；规模生产和商业化阶段的目标是，通过大规模田间释放试验确定稳定的育种技术和工艺，并对试验成功的作物品系进行申报审批和开展商业推广，因此，除了研发能力外，对政府的公关能力和商业化能力也至关重要。平均而言，农业生物技术的创新周期长达13年、投入超过1．3亿美元。其中，创新链上游的实验室研究能否成功具有非常大的不确定性，创新链下游的大规模生产和商业化面临的风险同样惊人，尤其是能否通过品种审批具有巨大的不确定性，整个创新周期中约三分之一到一半的时间用于通过政府审批，平均审批费用超过3500万美元。此外，商业性推广还面临不同国家在政策、社会和国际贸易方面的严格壁垒［34］。农业生物技术创新的过程和特点与接力创新发生的一般规律十分吻合［2］。具体而言，受规模、资金、公关能力和市场网络等因素的限制，专家型的农业生物技术公司基本上不具备完成整个农业生物技术创新的能力，也无力承担创新过程中的风险（尤其是下游风险），因此通常聚焦于从事创新中前段的实验室研究或育种研究，或在创新后段的商业推广、大规模种植等环节参与进来，因此此时不确定性已很低。孟山都、诺维信这类核心公司拥有完成整个创新过程的能力，但创新的不同阶段所需的能力存在较大差异，由核心公司独自完成创新仍是低效率的。特别是在实验室研究环节，核心公司的能力有时明显弱于专家型公司。而在创新后端，单独一家核心公司———不论其规模和影响力如何巨大———突破不同国家的政策、社会及国际贸易等方面的障碍都显得力不从心。因此，根据农业生物技术创新在不同阶段的特点，由优势能力各异的企业分别承担创新任务，通过接力合作推动创新成功无疑是更好的选择。

但是，农业生物技术自身的特殊性又使其接力创新具有如下自身的特性：1）农业生物技术体系庞大、涉及领域较多，不同细分领域存在一定差异。我们观察到，一些农业生物技术（如生物农药技术、兽药技术等）的研发难度不像转基因作物那样大，其创新风险相对较低，尤其是遭受的政府管制相对宽松。这些技术的创新可能在一家规模较大的公司内部或采取其他合作创新方式即可完成，因此农业生物技术接力创新的发生范围不如生物制药技术那样普遍。同时，根据我们的不完全观察，在生物技术产业发展早期，专门从事农业生物技术研究的专家型公司相对较少，因此孟山都等核心公司只能自己开展技术研发并完成创新过程。近十几年来，从事农业生物技术研发的专家型公司的数量开始增加，这在一定程度上解释了最近10余年接力创新（尤其是第一类接力创新）在农业生物技术领域才大规模兴起的原因。2）生物制药技术创新所需的异质性能力严格分布在不同的创新主体中，只能采取“大学—专家型公司—核心公司”的接力方式［1］。而农业生物技术创新所需能力的分化并不像生物制药技术创新那样严重，可根据实际情况在不同阶段有目的、有选择地配置不同类型的创新主体，这加速了接力创新的分化。有些技术研发专家型公司的能力突出，而商业化能力掌握在核心公司手中，从而形成第一类接力创新。例如，对于“TJTechnologies—诺维信”的接力创新，诺维信公司的副总裁Videbk表示：“TJTech－nologies的生物解决方案提高了作物产量、业内领先，可与诺维信形成互补”。有些技术的研发能力掌握在一家核心公司手中，而商业化能力掌握在另一家核心公司手中，从而形成了第二类接力创新。例如，对于“诺维信—孟山都”的接力创新，诺维信公司的首席执行官Nielsen认为，这“很好地将诺维信的微生物研发能力与孟山都的田间试验和商业化能力结合起来”，而孟山都公司的首席技术官Fraley认为，“这是技术推向成熟发展的催化剂”。还有一些技术从研发到商业化的能力都掌握核心公司手中，但在技术扩散过程中运用其他公司的资源和网络更易克服市场拓展过程中的障碍，从而形成了第三类接力创新。例如，山东登海种业的规模远小于杜邦先锋，但前者在开发中国市场时却具备杜邦先锋所没有的本土化优势。3）大学科研更热衷于针对人类健康医疗的研究（如干细胞等），直接满足生物农业创新需要的最新前沿科学成果相对较少。这造成农业生物技术创新只能更多地利用相对成熟的现代生命科学发现，大学主要提供基础理论和基本的技术手段，所给予的是间接支持。这可以解释为何在农业生物技术创新中大学进入接力环节的案例较为罕见。而生物制药技术创新的前端离不开大学的参与，这很大程度上是因为生物制药的研发不仅直接建立在大学科研的基础上，而且大学也乐于为生物制药提供直接可用的最新成果。此外，由于大学科研更重视人类健康医疗，因此大学衍生的专家型公司聚焦于农业生物技术的就相对较少。这可以解释农业生物技术接力创新对专家型公司的依赖性不强的现实，其实质是缺乏可以依赖的专家型公司。在前述分析的基础上，结合生物农业的其他特点，可进一步解释农业生物技术接力创新的其他特性。就接力关系而言，农业生物技术创新对资金的需求无疑是巨大的。由于仅有一部分新技术是由专家型公司开发的，很多农业生物技术都是由核心公司负责研发、生产和商业化的，因此核心公司的资金实力、从资本市场融资的能力完全可以支撑整个创新过程。这造成农业生物技术创新对金融支撑接力的依赖远低于生物制药技术。但是，农业生物技术（尤其是转基因作物）在世界任何一个国家都是社会争议的焦点，更是政府严格监管的对象。针对转基因生物的政策法规不仅严格，而且相关政策法规密集地分布于从实验室研究到商业化的各个环节，政策变动对于创新进程而言可能是致命的，这种特性导致农业生物技术创新高度依赖政府支持政策的接力。就接力方式而言，在第一类接力创新中，核心公司理论上也可以像生物制药技术创新那样采取协议研究、平台技术转让、授权许可等方式从专家型公司那里获得技术，但是表1中的案例全部采用并购方式。我们认为，这是核心公司出于对风险规避的考虑。在我们观察到的农业生物技术创新案例中，核心公司并购的专家型公司均为已成功完成技术研发甚至开始初步商业化的公司，这使得核心公司在此基础上进一步开展商业化的不确定性大为降低。虽然并购需要付出较高的溢价，但是可一并得到新技术和专家型公司的技术平台、研发团队等重要的创新资源，能够显著提高核心公司的吸收能力，给技术的商业化进程提供技术保障。如果采用协议研究，那么核心公司一般需要在研发前期就介入，这不仅要支付给专家型公司一笔固定费用，而且要依据技术研发进程支付里程金，并可能需要在商业化成功后付给专家型公司以一定比例的利益分成，更重要的是技术研发能否成功仍是不确定的。如果采用平台技术转让、授权许可等方式，核心公司除了要一次性付出固定费用及未来商业化成功后的利益分成外，所面临的最大风险是在商业化过程中很难得到专家型公司的专有技术能力的保障。在第二类接力创新中，上下游企业为势均力敌的核心公司，并购这种接力方式很难被双方接受，协议合作自然成为更明智的选择。第三类接力创新采用资产联结实现接力，主要是因为核心公司要掌控商业化过程。中种迪卡公司总经理汪泓在谈到与孟山都公司的合资时曾表示：“商业育种企业必须保证从育种、制种到销售全过程不脱节，否则企业的运营风险很大”。但是，下游的小公司本身不拥有核心技术，并购这类公司往往不符合核心公司的战略，技术转让、授权许可等接力方式在控制方面又面临风险，此时资产联结就成为较好的折中选择。

6结语

6．1研究结论

本研究发现，接力创新是农业生物技术创新的最新趋势，其形成机理遵循接力创新的一般规律。农业生物技术创新管理应以接力创新为理论指导，同时重点考虑本文所揭示的一些特性，主要包括：第一，农业生物技术的接力创新主要发生在转基因作物、生物防护技术等领域，并分化为“专家型公司－核心公司”“核心公司—核心公司”及“核心公司－其他小公司”3种类型，且接力链条的前端极少涉及大学，创新过程对专家型公司依赖不强，核心公司在农业生物技术创新中发挥很大作用；第二，农业生物技术的接力创新对金融支撑接力的需求并不强烈，但高度依赖政策支持接力；第三，农业生物技术的接力创新主要采用并购、协议合作和资产联结等方式实现接力，而合同研究、平台技术转让等典型的接力方式则罕有出现。农业生物技术的接力创新之所以会形成自身特性的原因是：首先，农业生物技术的不同细分领域存在差异，即有些领域迫切需要接力创新，而有些领域的需求不大明显；其次，农业生物技术创新所需能力的分化并不严重，可根据创新的实际情况在不同阶段有目的、有选择地配置不同类型的创新主体，这加速了接力创新类型的分化；最后，大学科研中直接针对生物农业的最新前沿成果相对较少，因此无法将大学纳入接力创新链条，由大学衍生的专家型公司较少承担前端的技术研发任务。上述这些因素进一步造成农业生物技术创新在很大程度上依赖核心公司，而核心公司自身的能力决定了创新对金融支撑接力的依赖不强。然而，由于转基因作物等农业生物技术具有高度敏感性，因此政府对之严格管制，这致使其创新过程非常依赖政策支持的接力。而在具体的接力过程中，为了规避技术研发、商业化等环节面临的各种风险，并购、协议合作和资产联结成为主要的接力方式。

6．2政策启示

篇5

    农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。

    根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为:

    ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。

    ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。

    据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。

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农业生物技术的主要研究内容包括：增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要，发展最快。根据统计资料，到2000年，全世界转基因作物推广面积达4420万公顷，比1996年增长了25倍；种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广，达到了3030万公顷，占68％；其次为阿根廷，1000万公顷，占23％；加拿大300万公顷，占7％；我国为50万公顷，占1％。

根据有关专家的看法，现代农业生物技术的最新发展趋势表现为：

——研究成果商品化产业化进程加速。目前，农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成，并处于一个高速发展时期。有关专家预测，本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10％以上，而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元，2005年60亿美元，2010年200亿美元；国际农业生物技术应用机构（ISAAA）的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。

——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时，众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点，私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例，民营机构1992年对这一领域的投资为5．95亿美元，而1999年则达到15亿美元。与此同时，世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮，并购金额从1997年的12．37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成，过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。

据业内人士分析，促成公司并购的原因，一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合，而更重要的原因，则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业，小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场，与其它企业抗衡。

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摘要：生物技术作为创造未来文明的五大新技术之一，正日益受到世界各国的加倍重视。本文阐述了生物技术的的定义，论述了生物技术的发展现状和发展趋势。

关键词：生物技术 发展现状 发展趋势

1.前言

我国的生化工程学科是在20世纪80年代初开始建立的，20多年来我国经历了将化工技术用生物技术和融合生物技术知识发展生化工程的2个阶段。[1]生物技术服务的领域主要包括医药、农业、食品、化工、冶金、能源等方面。在与人类健康有关的重要领域，已能设计和制造脏器、诊断试剂以及治疗药物；在农业上，能够制造兽药，培养植物细胞、利用基因工程和细胞工程技术获得抗病毒、抗虫、抗除萎剂、抗冻、抗旱、抗盐、保鲜、高蛋白、高养分的植物新品种和良种家禽、家畜；在化工方面，生产氨基酸、生物大分子及基本有机化工产品，如乙醇、丁醇、丙酮等,利用基因工程技术和细胞融合得到高产工程菌，为化工生产提供高效、低成本的新途径；另外在“三废”处理、低品位金属提取、生物能源、煤的气化和液化等方面都有不同进展。这些技术的丰富交叉引起了世界各国的强烈兴趣，生物技术商品化的竞争已经到来。

2.生物技术定义

所谓生物技术，即为应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提品为社会服务等。20世纪30年代生物技术以发酵产品为主干，40年代抗生素工业成为生物技术产业的支柱产业，50年代氨基酸发酵和60年代酶制剂工程相继出现，到70年代DNA重组技术使生物技术得到了突飞猛进的发展，并与信息技术、材料技术及能源技术共同构成了人类新的技术革命的基础。[2]

生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物，其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程，还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。

3.生物技术的发展现状

近些年来，以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛，并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术（Biotechnology）是指“用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品、改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术”。生物工程则是生物技术的统称，是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合，来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种，以工业规模利用现有生物体系，以生物化学过程来制造工业产品。简言之，就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。

生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等，其中，基因工程是现代生物工程的核心。基因工程（或称遗传工程、基因重组技术）就是将不同生物的基因在体外剪切组合，并和载体（质粒、噬菌体、病毒）的DNA连接，然后转入微生物或细胞内，进行克隆，并使转入的基因在细胞或微生物内表达，产生所需要的蛋白质。目前，有60%以上的生物技术成果集中应用于医药产业，用以开发特色新药或对传统医药进行改良，由此引起了医药产业的重大变革，生物制药也得以迅速发展。生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程，其中最为主要的是基因工程方法。即利用克隆技术和组织培养技术，对DNA进行切割、插入、连接和重组，从而获得生物医药制品。生物药品是以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织为起始材料，采用生物学工艺或分离纯化技术制备，并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量而制成的生物活化制剂，包括菌苗、疫苗、毒素、类毒素、血清、血液制品、免疫制剂、细胞因子、抗原、单克隆抗体及基因工程产品（DNA重组产品、体外诊断试剂）等。目前，人类已研制开发并进入临床应用阶段的生物药品，根据其用途不同可分为三大类：基因工程药物、生物疫苗和生物诊断试剂。这些产品在诊断、预防、控制乃至消灭传染病，保护人类健康中，发挥着越来越重要的作用。

鉴于世界上技术先进，经济发达国家对生物技术的高度重视，面对世界新技术革命的挑战，我国“863”高科技发展计划把发展生物技术放在首位，结合我国国情，以解决发展我国农业、医药中存在的关键技术为重点，确定了三个主题：一是高产优质抗逆的动植物新品种、二是新型药物、疫苗和基因治疗、三是蛋白质工程。

4.生物技术的发展趋势

4.1生物技术在农业中的发展趋势

充分利用我国丰富的和特有的遗传资源，分离克隆有自主知识产权的基因和基因工程品种已刻不容缓，以期在以“基因”为核心的生物技术产业中取得主动。实现单基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的转移。重视转基因植物的环境安全性评估，借鉴国外的成功经验，防止转基因植物危害的发生与蔓延。随着基因组时代向后基因组时代的过渡，研究重心已经从揭示生命的所有遗传信息转移到整体水平上对生物功能的研究。因此，在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律的蛋白质学的发展和成熟，必将与基因组研究互相补充,给农业生物技术带来革命性改变。建立一支专门的农业生物技术队伍，尤其是基因工程专业队伍，杜绝一哄而上，避免人财物的无谓浪费，把有限的资金用在刀刃上。

4.2生物技术在环境中的发展趋势

在污染的处理过程中，传统的物理或化学处理方法常伴随二次污染，且运行费用高，处理问题单一而微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性，并可将其作为代谢底物降解和转化因此，生物处理具有效果好、运行费用低、无二次污染等优势，是保障可持续发展的一项最有力的技术措施。[3]

生物技术的发展趋势将朝着传统技术的改良、与其他污染处理手段相结合和与现代高新技术相结合等方向发展，研究高效快速的工艺流程。

4.3生物技术在工业中的发展趋势

工业生物技术的新崛起有两个巨大的推动力，即社会强烈需求和生物技术的进步。人类社会发展迫切需要解决的问题是资源、能源、人口、环境问题.随着生物技术突破性进展，使得人类可以设计和构建新一代的工业生物技术，可高效快速地将各类可再生生物质资源转化为新的资源和能源。工业生物技术在生物能源、生物材料以及生物质资源化方面发挥着重要作用。[4]其中生物能源、生物材料、生物质资源化等都是现在以及将来发展的重中之重。

4.结语

生物技术是2l世纪改变人们生活方式最重要的科技手段。发展生物技术，实现产业化，将为国民经济培育新的增长点。大力发展生物技术和生物技术产业，需要有高水平的专业技术人才，只有高水平的专业技术人才才能掌握现代生物技术，为实现和发展生物技术产业作出应有的贡献。

参考文献：

[1]欧阳藩.生物技术发展现状及发展战略[J].现代化工，2004（6）：1-7.

[2]瞿礼嘉,顾红雅,胡苹等.现代生物技术导论[M].北京:高等教育出版社,1998.

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关键词：生物技术；制药；应用

生物技术也可以称作是生物工程。以现在化的生命科学为主要基础，综合各种科学技术，科学原理以及先进的科学手段，按照设计对生物体和生物原料的加工为人类生产出具有重要作用的生物技术产品。生物技术是人们对动植物以及微生物本身的物质加工而成，为人们生产数优质的生物技术产品更好的为社会服务。现代生物制药技术其中包括现代化生物技术和发酵技术，生物技术来源于相关的学科和生物学发展相融合的产物，其中以重组DNA技术为核心主要的基因工程，这之中还包括有生化工程、细胞工程、微生物工程和生物制药等各个领域。生物技术是综合许多种现代科学理论与生命科学研究出来的一种高新技术，运用先进的技术手段为我国制药行业的研究创造出广阔的应用前景。

1 发酵工程制药

现代的发酵制药工程。又可以被称作微生物工程，是指采用现代的生物技术手段，利用微生物的特定功能，为人类生产出有用的产品，工业生产的过程直接运用微生物技术。微生物代谢生产的生物技术就是发酵工程制药。发酵工程制药中含有，抗生素、激素、维生素等相关的生理活性物质。主要的研究对微生物改良和筛选，工艺研究，等处理产品后续的问题。如今DNA重组技术对微生物菌类的改良有着重要的作用。在20世纪70年代中，基因技术和细胞技术融合等生物技术的不断发展，发酵工业进入了现代化的工程阶段，其中生产的产品有酒精类饮料，还有胰岛素、生长激素和抗生素等多种保健药物。发酵工程制药利用微生物生长以及代谢制作中药，此类制作中药方式比一般方式都优越，可以全面的改善药性，降低副作用，橹幸钚猿煞痔峁┬碌姆⒄狗较颍产生新的药物作用，针对各种适应症的治疗，充分保护中药成分，避免中药活性成分遭到破坏，从而做到节约药物资源。

2 基因工程制药

基因工程制药是指分子水平上基因的操作，根据人类的需求所设计的，按照设计方案创建含有新性状的生物新品系，并且能使生物新品系稳定的遗传给下一代。基因工程与工程设计运用了相似的方法，具有明显的理学与工程学的特点。工程制药通过DNA技术将疾病的蛋白质、酶、核酸等基因药物转移到宿主细胞进行表达和繁殖，最终可以获得相应的治疗药物。抗生素通常是人体的活性因子，主要研究基因的鉴定、克隆导体的构建，导入产物分离纯化等问题。基因工程被人们掌握时间并不是很长，但已经多次的取得了实际性的成果和应用价值，基因技术已经成为我国的核心技术，将在制药方面充分的发挥重要作用。

3 细胞工程制药

相关于细胞工程制药的范围还没有确切的说法，细胞工程是根据分子生物学原理，应用了细胞培育技术以及细胞水平进行遗传操作。细胞工程大体可分为细胞质工程和染色体工程。细胞工程的主要关键是运用植物和动物的细胞培养作为药物生产技术。利用细胞技术对动植物的培养可以生产出人类活性因子，以及单克隆等抗体产品。也可以生产出活性因子疫苗等DNA产品。在地理条件和气候环境的影响下植物细胞代谢产物含量仍然很高。系统正在研究培养，人参、三七等制药用的植物，并对相关的培养条件做出了。分析表明，人参细胞培养物与药理活性都和普通种植的人参没有明显差异。对于某些植物的细胞培养与生产已经达到了商业化作用。除了对细胞大规模的培养之外，毛状根与不定根的培养也很成功。黄氏毛状根的培养效果与价格与药物黄氏相似，希腊毛地黄细胞应在褐藻酸欲的固定情况下培养，可将有毒的毛地黄物质转化成地高辛，运用紫草细胞培养生产紫草宁等根据野生新疆雪莲的抗炎等作用，相关人员等进行了细胞培养物与天然新疆雪莲抗炎、镇痛的药理实验，实验表明新疆雪莲细胞培养物，可以成为野生雪莲的替代品。资源短缺也是比较严重的问题，对于资源短缺完全可以利用细胞培养技术对犀角等相关药用动物器官进行培养，此方式就能解决资源短缺的问题。

4 酶工程制药

酶工程指的是用酶、细胞，等拥有独特的催化功能，借助生物技术手段为人类制造出需要的产品。酶学理论与化工技术结合形成的新技术就是没酶工程。现如今已经有很多国家都运用了固定化的酶和细胞生产药品。没工程技术是现代生物技术的重要部分，固定化酶不仅能合成药物分子。还能用于对药物的转化。我国运用微生物的两部转化方法成功的生产出维生素C，酶工程主要研究产药酶，酶细胞固定化相关的操作条件等。酶工程的应用前景一片光明，发酵工业与化学合成工业发生了巨大的改变。药用植物的有效成分来源于植物的次生代谢产物。现如今已有很多个国家充分的应用固定化细胞与固定化酶进行药物的生产。

5 结束语

综上所述，我国的生物技术已经越来越重要，目前生物制药的研究成果数量日益增长，其技术制药研究已经不断的深入各个领域，中药研制新药的环节也在不断的介入在新药研发中生物技术制药形式相对比较重要，使生物技术制药成为了研发主流。生物技术同时还具有对珍稀传统药材的保护同时还能生产出大量的高品质药材和药品活性成分，使药品活性成分的含量有效的提高。合理的应用现代化生物技术，使我国的制药行业不断地取得更大的发展。

参考文献

[1]张秀婷，王英姿，段飞鹏，等.生物技术在制药行业的应用概况[A].中华中医药学会中药制剂分会、世界中医药学会联合会中药药剂专业委员会.“好医生杯”中药制剂创新与发展论坛论文集（上）[C].中华中医药学会中药制剂分会、世界中医药学会联合会中药药剂专业委员会，2013：4.

[2]李云静.浅谈生物技术在制药行业中的应用[J].科技资讯，

2010，34：2.

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关键词:生物技术;基因工程;细胞工程

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三)改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DN断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考文献

[1]赵志华,岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[J].生物技术通报.2006,04:78-80.

[2]王春荣,王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004,07:31.

[3]徐成勇,郭本恒等.酸奶发酵剂和乳酸菌生物技术育种[J].中国生物工程杂志.2004,(7):27.

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关键词 高中生物教育 现代生物技术 作用 内容 建议

中图分类号：G633.91 文献标识码：A

1现代生物技术教育的作用

1.1开拓学生的视野

由于现代生物技术的学习内容会涉及到众多现代生物技术的理论研究成果，尤其是基础理论，所以会一定程度上开拓学生的生物学视野。例如学习胚胎工程一定会涉及和卵子细胞的发生过程和激素调节、受精作用机制、胚胎发育过程等；学习克隆技术就一定会涉及细胞的全能性、分化与脱分化机制、细胞的核与质相互作用等原理。如此种种原理的学习，除了会增加学生的生物学知识，还会启发其进一步思考生物学未来发展方向，提高其创新思维，开拓其视野。

1.2增强科技意识

由于生物科学研究领域涉及面较广，包括农学、医学、环境科学等方面，所以在其研究日益加强的同时，应用科学也必将得到发展，反过来也可以从应用科学中汲取最新研究成果，为理论研究提供素材。例如，“水稻基因组计划”的实施会对新世纪农业的发展影响深远，更会很大程度上缓解全球各地都面临的粮食问题。除此之外，生物科学还对全球人口问题、资源短缺、食品健康等问题影响深远，只有通过将生物科学转化为绝对生产力，才能让生物技术彻底造福人类，促进社会进步。借助于生物教育，学生会系统了解到科技的内涵，并掌握生物科学对人类生产生活的重要性，促进学生对生物科学的热爱。

1.3提升对科技和社会发展的认识

在国家之间综合国力竞争日益激烈的今天，科技间的较量无疑是核心之争，各国争相发展本国的优势产业，其中生物技术的发展更是重中之重，甚至掀起了一股生物技术革命的热潮，是上世纪继蒸汽机和电能应用以来的重大科技变革，为世界发展史翻开了崭新的一页。在人类认识世界和改造世界的过程中，生物技术已被应用于资源短缺、环境污染、人口增加、生态破坏等各个重大问题的解决中。在此过程中，生物技术不断得到发展，粮食问题得到解决、人们的健康状况得以改善、生活质量得以提高，传统产业的种种弊端得以转变，更大大促进了经济的增长。展望未来，新世纪生物技术必将成为国民经济发展中的重要推动力，更能有效促进我国可持续发展战略的实施，并与信息技术一同成为经济发展的支柱，在新世纪高新技术领域中占有重要地位。对于高中生物教育而言，学生们对现代生物技术的初步了解和进一步展望都会助于他们今后在人生道路上更好的面对挑战，增强其辩证性思维，以迅速融入社会。

2现代生物技术在高中生物课程中的内容

根据教育部制定的普通高级中学《生物课程标准》（2003年）的规定，此阶段的现代生物技术课程包含36个课时，内容必须涉及到基因工程、克隆技术、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题这四部分。其中基因工程包括简述基因工程的诞生、原理、技术、应用及蛋白质工程；克隆技术包括动物的细胞培养、植物的组织培养、体细胞克隆，并举例说明细胞融合与单克隆抗体；胚胎工程包括动物胚胎发育的基本过程，胚胎工程的理论基础、应用及胚胎干细胞的移植等；最后一部分包括基因生物的安全性、生物武器对人类的威胁、生物技术中的伦理问题等。

3现代生物技术在高中生物课程中的教学建议

现代生物技术是随着社会各层面的发展而不断变化的，因此教师在教学过程中一定要持续关注最新研究成果，不断更新生物技术的最新进展，以丰富自身的知识储备，教给学生最及时科学的知识。另外除了教师的努力外，还应该培养学生自己探索的能力，教师可以引导学生查阅相关资料，可以通过报纸、杂志、网络等多种渠道探索，及时掌握现代生物技术的最新研究发现。当学生有了一定的知识储备时，教师可以组织学生开展简单的专题报告，通过口头辩论、小型研究论文等方式进行。

除此之外，在信息技术高度发达的当今社会，教师可以指导学生选择有效的网络资源进行研究，除了在日常的课堂教学中将网络搜集而来的材料整理制作成课件，以节省教学时间、提高教学效率，还可以在课外为学生提供其他自学的方式，如教会学生使用搜索引擎、关键词、相关网站等，提高学生的自主学习能力；或者教师可以就某一基因工程为专题，首先提供给学生部分网址，其次鼓励学生自己搜集有关材料，在此过程中学生不仅强化了自己的知识理解力，而且学会了新的探索方式。另外，处理课堂教学的种种方式外，还应该增加学生的实践能力。如果可以，校方可以组织学生到附近的研究单位和工厂进行实地参观生物技术的生产车间或实验室，学生可以亲自观察或体验应用过程；或者可以邀请相关的专家学者就某一专题做一次研究报告，向全体师生展示现代生物技术的最新研究成果及其发展前景。这样的实践经验远比单纯的课堂教学效率更有效、记忆更加深刻，也更能激发学生的学习兴趣和探索未知的好奇心。

4结语

综上所述，在现代生物技术日益发展的时代，其对社会发展的方方面面都意义重大，如果在高中教育中能够普及现代生物技术，必将对学生今后的生活学习做好充足的准备，也将从整体上促进社会的进步。

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关键词：生物技术；发展；生物教育；创新

中图分类号：G633.91文献标识码： A 文章编号：

前言

随着我国教育体制的改革与完善，在生物教学中注重对学生动手能力、实践能力的培养, 注重对学生复合能力、适应能力和创新能力的培养, 是生物教学追求的总目标。然而, 目前生物学教学仍然处于“强调学习结果, 忽视探索问题; 以阅读科学代替了做科学; 一味要求学生独立思考, 不鼓励学生研究问题和讨论结果”等教学状况。生物技术是以生物体系和生物工程原理来生产生物产品, 提供社会服务的综合性生物科学技术, 是由多学科交叉形成的理论与实践并重, 以细胞工程、酶工程、发酵工程和基因工程等技术体系为主的新兴学科。它的发展已经对人类生活产生了重大的影响, 其理论和技术并重的学科体系, 给生物学教育创新以及课程结构、教学内容和教学方法等方面提供了良好的素材, 并奠定了坚实的基础。

1、生物技术的概念、分类与发展

1.1 生物技术的概念与分类

什么是生物技术? 从字面上来说可解释为在分子、细胞水平上定向操纵或改造生物体的技术。但这个概念的外延很容易被人为地扩大, 即认为“生物技术”可方便地用于对所有利用生物体本身、代谢产物及功能等技术的泛指, 只不过是操作的物质层次不同。

对于生物技术的分类, 在学术界存在着两种观点: ①按照生物学科发展的大致历程, 把生物技术也分为传统生物技术、近代生物技术和现代生物技术; ② 从产业发展的角度, 把 20 世纪 70 年代以前包括有机溶剂、维生素、工业用酶制剂和抗生素等在内的老工业, 称为“传统生物技术”; 而把 DNA 重组和单克隆抗体两大技术建立以后的工业, 称为“现代生物技术”。显然, 生物技术的发展与科学和技术的发展是同步的, 与生物学科的发展更是密不可分。现代生物技术是在传统生物技术基础上发展起来的, 包括基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程和蛋白质工程等, 它们是互相联系、互相渗透的, 其中以基因工程技术为核心。

1.2 生物技术的发展

1.2.1 传统生物技术阶段。传统生物技术是指 19 世纪末到20 世纪 30 年代前, 以发酵产品为主干的工业微生物技术体系。这一时期的生物技术主要是通过微生物的初级发酵来生产食品, 其应用仅仅局限在化学工程和微生物工程的领域, 通过对粗材料进行加工、发酵和转化来生产纯化人们需要的产品, 如乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等。

1.2.2 近代生物技术阶段。近代生物技术是以 20 世纪 40年代抗菌素的提取, 50 年代氨基酸的发酵到 60 年代酶制剂工程为线索, 仍以微生物发酵技术为技术特征的。这一时期抗生素工业、氨基酸发酵和酶制剂工程相继得到发展, 细胞工程相关技术日臻完善, 但从技术特征上看还不具备高新技术诸要素, 因此只能被视为近代生物技术。

1.2.3 现代生物技术阶段。现代生物技术以 20 世纪 70 年代 DNA 重组技术的建立为标志, 以世界上第一家生物技术( Genetech, 遗传技术) 公司的诞生( 1976) 年为纪元。此后, 越来越多的科学家投身于分子生物学研究领域, 并取得了许多重大的进展。至此, 以基因工程为核心的技术上的革命带动了现酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展, 形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。

2、生物技术发展与生物教育创新

随着基因操作技术不断完善、基因工程药物和疫苗研究与开发突飞猛进、转基因植物和动物取得重大突破, 阐明生物体基因组及基因编码蛋白质的结构与功能成为当今生命科学发展的一个主流方向, 生物技术将在人类生活中扮演更为重要的角色。为了鼓励和推动生物技术的发展, 许多国家制订和采取了一系列政策及措施。如为了保持生物技术的领先地位, 刺激生物技术产业快速发展, 美国食品和药物管理局在 1995 年底决定放宽对生物技术公司的限制,对用生物技术方法生产出来的药品与传统药品一视同仁;日本提出了“生物技术立国”的战略思想, 政府从一开始就介入了生物技术的组织与协调, 建立了“产、学、研”三位一体的联合研究与开发体制; 英国政府发表了“生物技术制胜2005 年的预案和展望”报告; 新加坡设立了“生命科学部长委员会”, 制定了 5 年跻身生物技术顶尖行列的计划。这些重大举措显现了外国政府欲抢占生物产业制高点的魄力和决心。我国也将生物技术摆在了重要的位置, 在国家“863”和“973”计划、“攀登计划”、国家自然科学基金和国家政策计划中也已将生物技术方面的项目列为重大项目, 以此推动生物技术的蓬勃发展。

生物教育创新是一个系统工程, 包括课程标准、课程目标、课程结构、课程教学和评价创新等内容。对基层生物学教育工作者而言, 生物教育的创新, 重要的就是要把生物教学从“以破坏学生形成一些重要的思维能力为代价的死记硬背”的教学状况中解脱出来, 重视“科学探索过程”的教学, 它反映了科学家获得知识的思维方式和使用方法, 是学生享用终身的财富。2001 年新颁布的《生物课程标准》“,以学科体系、学生需要、社会发展”为结合点选择课程内容, 以“人与生物圈”为框架构建课程体系, 以“提高学生的科学素养”为宗旨定位学科价值, 以“科学探究”为策略改变学生的学习方式, 以“科学、技术、社会”为切入点体现课程回归生活, 以“渗透人文理念”培养学生的情感态度和价值观, 以“开发与利用课程资源”为手段实现课程目标。在全国范围内全面实施新大纲、新教材, 在原有基础上充实了许多现代生物科学知识。如新大纲在必修课部分新增了生物科学新进展, 细胞分化与衰老、细胞癌变、人类的遗传病与优生、环境与人体健康、绿色食品等内容; 选修课部分介绍了营养与健康、人体两大免疫机制、生物固氮、发酵工程、细胞工程、酶工程、基因的结构和基因表达调控等内容。当然, 这些具体内容和表述方式上的改进, 给广大教师教学过程的创新奠定了一定的基础, 也在教学实践中取得了一些成效, 推进了生物学教育改革的进程。

3、生物技术的发展推进生物教育改革

生物技术是当今迅速发展的高新技术, 是 21 世纪最具有发展潜力的新兴产业, 它涵盖了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生物化学工程。其中基因工程发展迅猛,已经成为生物科学领域最有生命力、最引人注目的前沿科学, 生物技术已被广泛应用于食品、医药、农业、化工、环保等工业部门, 且随着对生物分子认识水平和改造生物遗传物质手段的提高, 生物技术必将为有效解决长期困扰人类的粮食短缺、疑难病症、能源危机、环境污染等问题带来美好的前景。

生物技术又将成为21 世纪科学技术的主流。这不仅因为它所研究与开发的对象是可以再生的生物资源, 而且还因为它对当今人类面临的人口和食物、能源和资源以及环境和健康等迫切需要解决的问题发挥重要的作用。现代生物学发展的新技术、新成就, 特别是与人类生活息息相关的技术落实到学生的课程和教材中去, 使其成为培养学生的基本素材。20 世纪末, 国外一些专家认为: 随着科学和技术的飞速发展, 公众的科学素养比以前任何时候都显得重要。因而, 加强生物技术教育, 培养公民的科学素养是生物教育发展的必然趋势。

结语

总之, 人类伴随着生物技术发展, 亲身感受着生物技术给我们带来的生活质量的提高, 关注生物学领域学科发展的动向, 并能及时恰当地体现在生物教育中, 特别是体现在课程建设、教学内容改革、学生技能培养等诸方面, 并逐渐改变“重结论、轻过程”的教学局面, 是生物技术发展和生物教育创新永恒的主题。

参考文献：

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食品生物技术手段生产的食品，在一定程度上能够有效解决事物短缺，改良了食品的质量，增加了食品来源。食品生物技术将成为现代食品加工业的核心竞争要素。鉴于此，我国很多中职院校都开设有生物技术课程。但是，就目前而言，中职食品生物技术课程还是以往的教学模式和理论，存在很多不足之处。笔者总结出了以下的几点；

食品生物技术课程教学模式单一。当前，中职院校的食品生物技术课程的创新并没有真正考虑到理论与实践环节。缺少情景教学，还是只注重理论轻实践的模式。食品生物技术作为一门强理论性的课程，如分子生物学、基因工程等部分的内容理论抽象、难懂，传统的黑板教学的模式并不能达到目的。为教师授课还是中规中矩，按照课本的知识给学生进行大满灌式的上课模式，教学模式单一，不能激发学生的学习热情和积极性。

食品生物技术课程评价考核体系不健全。对于当前中职院校中学生学习情况的评价，还是凭一张试卷来评判一个学生的学习成绩。同时，大部分学生也认为对于本课程的学习以后，完成老师布置的作业、有重点的复习考试以后就能得到相应的学分。除此之外，中职院校的食品生物技术课程考核体系不健全，不能够有效的促进和督促学生的学习，并且不能够使学生把主要精力放在本门课的学习上。

缺乏先进的教学设备。就国内而言，很多中职院校的教学资源相对较少。对于一些先进的计算机、多媒体、教学仪器或设备相对较少。这就对于本来很抽象的食品生物技术学科来说，一些抽象的生物技术表述在传统的教学课本中很难使学生完全明白，教学创新遇到很大的阻碍。随着现代生物技术的快速发展，学生很少能获得最新的食品生物技术的发展现状。这就制约了中职食品生物技术课程的创新改革的脚步。

中职食品生物技术课程教学创新的措施

完善教学模式、激发学生的兴趣。对于不同教育类型的学生来说，学生的学习水平、学习习惯、学习基本情况等方面都会存在不同的差别。对于中职教育中的食品生物技术课程来讲；大满灌的教学模式已经不能满足不同层次的学生的需要。它既不利于学生的思维和学习兴趣的培养，也无法让学生从教学中获得满足感。因此，中职教师需在教学方法、教学目标等方面对于不同层次的学生进行不同的教学模式和方法，满足不同层次学生的学习。除此之外，食品生物技术不光只停留在理论教学中，教师需要完善教学形式，可以增加一些实践教学环节，使学习更加接近于生产实践，这样不但可以使学生学习到专业的理论知识，又能使他们加强动手实践能力，激发学生的学习热情和信心。

加强教学评价、促进学生学习。有效对学生的学习情况进行评价是中职教育工作中不可缺少的环节，也是开展不同教学内容的有力保障。中职食品生物技术学科的评价机制可以采用形成性和终结性评价结合的评价机制，其中以形成性评价为主。采取作业布置、沟通、实例分析等评价方法进行，让其占总成绩的65%；终结性评价采用闭卷考试的形式进行，占35%。食品生物技术形成性评价过程中不仅要重视知识和能力的增进。同时，还要重视学生的情感和价值取向在学习中的运用。综合考核学生的协调能力与合作能力、分析解决问题的能力以及创新性能力。

借助先进的教学设备进行生动的教学。对于食品生物技术学科来说，它是一个抽象、复杂、牵扯多学科知识交融的一门学科，对于中职教育学习来说，可以增加一些基础的教学设备如多媒体教学设备来增加教师讲授的全面性。多媒体教学可以模拟不同的教学场景，例如在讲到发酵工程的知识点时候，教师可以用多媒体向学生展示发酵的过程中的物质的变化，让学生一目了然。很大程度上提高了学生的学习热情和积极性。同时，先进的教学设备可以丰富学生的学习途径、学习方式，能够融合不同学科的专业知识，有效的提高了教学的效率。尤其对于食品生物技术来说，先进的教学设备可以将生物技术中需要的不同学科的知识进行融合和展示。

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【关键词】现代生物技术 生物学 教学思考

【基金项目】毕节学院科学研究基金（院科合字G2012011号）。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0148-01

现代生物技术是建立在分子生物学基础之上的生物科学与工程科学相结合的一门学科，是根据人们的需求和意愿来创新的生物机能和生物类型，实现造福和改造人类。随着DNA重组技术、基因组计划、干细胞的成功运用，逐渐发展成了系统生物学工程与合成生物学工程，不断使生物技术涉及到环境、农业、工业、医药、海洋、空间等诸多科学领域中，可能会在进一步的细胞计算机、细胞制药，乃至生物太阳能和环境保护方面均起到至关重要的作用。所以，现代生物技术在生物科学专业中属于专业核心课程，这些课程的教学计划、教学大纲在整个的教学过程中起到主导作用和地位。该课程也是一门综合型和应用型很强的学科，可以通过实践教学来巩固专业理论知识，从而提高学生的实践和创新能力，尤其是对于应用型人才的培养更为需要。

贵州工程应用技术学院生物科学一直都开设了现代生物技术理论课程，但由于缺乏实践创新，导致大部分同学在生物技术的理论与实践联系不紧密，致使不能提高学生的学习兴趣，在生物信息时代，生物技术在不断的日新月异，面对新的理论知识和时间技术的发展，现代生物技术的教学内容也在不断的更新，加上现代生物技术已经涉及到人们生活的方方面面，因此，在一定的教学时数下，根据教学内容，制定适合学生的教学方法、提高学生的积极性及教学效率，使得学生能理论联系实际，把学到的知识得以应用，这就需要教师不断的对教学手段与方法进行探索。根据现代生物技术课程的更新快、综合性强、涉及范围广等特点，加之课程标准的要求，我们从掌握基础、应用到实践中的原则出发，对现代生物技术的教学已进行了思考，并加以实施。

1.教学指导思想

作为应用型人才培养为目的的学校而言，我们的教学必须实现“高效、实用、先进”。近年来，全球教育均把培养学生的职业能力作为教育的重点。大学生应该是高素质、高能力的人才，但是，由于受到学校培养教育模式单一的影响，造就了他们理论知识不能联系实际，解决问题能力差，造就很多学生一毕业就失业。要解决上述问题，这就需要我们必须因地制宜、因材施教，让我们的教学手段方法适应社会，让学生成为应用型人才。

2.精选教学内容

《现代生物技术概论》所选用的是高等教育出版社，宋思扬主编教材，其余多种教材为辅，教学的对象是已经具备生物科学基础学科知识和实验技能的大四学生，他们对于生物前言知识和热点话题都有着强烈的求知欲望[1-4]。怎样才能激发学生的学习兴趣，这就要求教师根据教学大纲和实际情况，对学习内容进行调整，讲授可以分为：（1）介绍生物技术的概念、发展历程、与其他相关学科之间的关系，着重介绍现代生物技术的应用以及怎样推动社会的发展，激发学生对本学科的兴趣，时刻关注生物技术的新成果和动态。（2）上游工程：包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、组织工程、胚胎工程以及转基因工程。在这一部分的授课过程中着重强调研究思路及方法，怎样利用这些技术去解决实际问题，带动学生积极思考，为学生不断创新奠定基础。以细胞工程为例，在学生掌握了基本的理论基础和概念的情况下，多多结合新的研究成果、新技术新方法来介绍细胞工程在动植物、环境、医学等领域的应用、局限及展望。（3）下游工程：酶工程、发酵工程、生化工程、生物制药以及生物医学工程等，是加工应用阶段，通过下游工程实现了产品的企业化、商品化，我们可以通过校企合作的方式，让学生理论联系实际，走出校门，进入到企业、工厂，医院等地方认识与现代生物技术相关的产品和技术，让学生亲身体会到生物技术无处不在，这样不但能激发学生的求知欲，而且也能提高学生学习的主观能动性。

3.现代生物技术教学的几点思考

3.1教学新理念的形成

教师应该在掌握学科前沿和动态的情况下，尽可能的将所讲知识进行模块化，如将现代生物技术在食品、动植物、医药、环保等应用以及安全性等问题进行分化，先让学生自己到生活中去寻找和感受生物技术的应用，在查阅相关文献、对有疑问的问题进行探讨，提出各自的意见和观点，最后在由老师解疑答惑，这样学生不仅学会了独立思考，而且也提高自己解决问题和分析问题的能力。

3.2优化教学内容

在教学的过程中，教材虽是教学的基础，但体现教师专业水平关键还在于课程标准。对于不同的现代生物技术教材，内容侧重点也完全不一样。上课时大致需按指定教材上，但实际上一本教材不能完整体现出全部内容。那么，在教学内容设计上，教师可以选择教材上没有的相关内容（图片、视频、双语等）来提高学生的观赏性，把抽象的难理解的教学内容进行认识，不仅加深理解和记忆，也能够拓宽学生的知识面。

3.3教学方法与手段的多样化

在教学中，教师除用板书、多媒体等传统教学手段方法外，更多应该实现产学研有机结合，在实践中引导学生学习，通过一些探究性实验项目、创新性试验项目来培养学生的创新思维，对已有掌握的知识进行再次深入研究，让学生敢于质疑、敢于假设、不断提出自己的见解。一定让学生不断的通过实验来完善理论知识。

3.4考试成绩计算多样化

对于课程学习的评价进行多元化考核：平时作业、上课回答问题、期末考试、实践教学、出勤率来综合评定。在试卷命题时题型一定多样化、灵活化，一定与实际生活相联系，能达到理论联系实际、举一反三，体现出学生具有自我解决问题的能力。

参考文献：

[1]宋思扬.生物技术概论（第四版）[M].高等教育出版社. 2014

[2]吕虎，华萍.现代生物技术导论（第二版）[M].科学出版社.2016

[3]王永芬.生物技术综合实训教程[M].化学工业出版社.2011

[4]马越.现代生物技术概论-（第二版）[M].中国轻工业.2015

篇14

1. 开拓学生的视野，为进一步学习现代生物学奠定基础

现代生物技术内容的学习将涉及到许多现代生物科学的理论研究成果，特是与生物技术发展有关的理论基础，这些原理的学习，不仅可以丰富学生的生物学知识，还可以让学生了解现代生物技术的研究热点、发展趋势与应用前景，开拓学生视野，为进一步学习现代生物学奠定基础。

2. 增强科技意识，激发热爱生物科学的感情

生命科学本身就与医学、农学、环境科学有着不可分割的联系，它既是应用科学的基础，也能从应用学科中获取基础研究的源头活水，为理论研究提出重大的研究课题。生物科学要为人类造福转化生产力，必然与技术相结合，才能在生产上发挥巨大作用。通过此内容的学习，学生将进一步认识到科学与技术的关系，了解研究生物科学的重大意义，激发探索生命奥秘和热爱生物科学的情感。

3. 提高对科技进步与社会发展关系的认识

生物技术革命是20世纪末科技领域的重大事件，是蒸汽机和电能应用以来世界近代史上的又一个里程碑，也是世界新技术革命的重要组成部分。现代生物技术已经成为人类认识和改造自然界，克服自身所面临的人口膨胀、粮食短缺、环境污染、疾病危害、能源和资源匮乏、生态平衡破坏及生物物种消亡等一系列重大问题的可靠手段和工具。加强生物技术的发展，有利于解决粮食等涉及国家经济安全的重大问题；有利于改善广大群众的健康状况，提高生活质量；有利于促进那些高污染、高耗能的传统产业改造和产业升级；有利于带动有效需求，产生新的经济增长点。发展生物技术将是21世纪我国实施可持续发展战略的重要手段，必将带动和促进国民经济的快速发展。

二、高中生物课程中的现代生物技术内容和特点

现代生物技术的内容包括基因工程、克隆技术、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题四部分。其中每一部分都有其具体内容标准，如基因工程部分的内容为简述基因工程的诞生和基因工程的原理和技术、举例说明基因工程的应用和简述蛋白质工程；克隆技术部分包括简述植物的组织培养和动物的细胞培养与体细胞克隆、举例说出细胞融合与单克隆抗体；胚胎工程的内容有简述动物胚胎发育的基本过程和胚胎工程的理论基础、举例说出胚胎工程的应用和胚胎干细胞的移植等；生物技术的安全性和伦理问题部分安排的内容包括关注基因生物的安全性问题、举例说出生物武器对人类的威胁、讨论生物技术中的伦理问题等。这些内容是以专题的形式呈现，各专题之间无内在联系，但专题的排序按从微观到宏观安排。由于基因工程是现代技术的核心内容，所以《生物课程标准》首先介绍基因工程的原理及其应用，先从基因水平介绍生物工程，然后再从细胞水平和组织水平介绍体细胞克隆技术和胚胎移植，讲述细胞工程和胚胎工程的原理、方法和应用前景，最后讨论生物技术的安全性和伦理问题。

三、 高中生物课程中现代生物技术内容的教学建议

1.以专题和讨论为主要教学形式

根据2003课标，现代生物技术的内容分别以专题的形式呈现，比如基因工程、基因工程的诞生、基因工程的原理和技术、基因工程的应用及蛋白质工程就作为一个专题。这个专题在内容上不仅相连，而且循序渐进，符合学生从易到难的学习过程，所以，在教学过程中，也应该采取专题的教学形式进行教学。当然，在专题讲座过程中要注意启发式教学，激发学生积极思考，善于动脑，主动探索有关问题，注意提高他们的判断性思维的能力。其次还可以以学生讨论的教学形式进行教学，选好内容后，找出一个主题让学生进行讨论。在讨论之前，教师布置课前要预习的课文和要查阅的资料，指出讨论的大体框架和思路，并准备好在教学中需要的教具、资料卡片等；在讨论过程中，教师要适当的引导，使学生的讨论不脱离主题，往解决问题的方向发展；讨论结束后，进行讨论总结，总结出专题的主要内容。

2.不断更新教学内容

在新的世纪里，现代生物技术的发展飞速，各个领域的进展迅速，所以，在进行现代生物技术教育教学时，教师要不断更新教学内容，补充新的研究成果和进展，并增设新的专题。在教学中要积极引导和组织学生查阅有关资料，可以通过互联网或者学术期刊进行查阅，如中国学术期刊网、万方数据库、报纸摘要、文献期刊等，了解现代生物技术的研究现状和最新成果。还可以让学生练习撰写专题综述报告，就某个专题，对其产生、发展、应用和研究现状等进行概括论述，并织开展口头交流、辩论等活动。

3.充分利用课程资源

3.1 充分利用现代教育技术

随着现代教育技术的发展，现代教育技术手段多种多样，现代生物技术的教育可以用多媒体的教学手段，市场上有一些教学光碟和多媒体软件，我们可以有选择的直接采用或稍加修改后再用。也可以录制电视短片，把现代生物技术的操作过程录制下来，播放给学生看，而且教师还可以根据教学要求，利用计算机，自己动手制作一些动画，把专题内容形象的展现出来，以便于学生更好的理解。

3.2 选择利用网络资源

信息技术与生物课程的有机整合，为生物教学在时间、空间、内容和形式上的拓展与开放创造了良好的条件，丰富的网络资源提供了大量的生物教学资源。一方面教师可以根据教学目的，在互联网上搜索、整理、综合有关课题的知识和素材，精心设计、制作教学课件，如下载一些教学视频资料，给学生以直观的感受，或制作专题网站供学生使用；另一方面教师为学生提供适当的参考信息，如网址、搜索引擎、相关关键词等，让学生自己去互联网搜索素材。例如，在基因工程专题的教学中，教师可以给学生一些相关网站、主页或网址，让学生去互联网上搜索有关转基因生物、基因药物和人类组基因计划等方面的素材，以更好的理解专题的内容，并丰富学生的知识。