序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇生物技術論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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2提高南華大學生物技術專業本科畢業論文質量的建議

2．1改革現有教學模式

目前，生物技術專業人才不但需要掌握扎實的生物學理論知識，而且還需要具有一定獨立從事科學研究和創新能力。許多綜合性大學生物類研究生的招生規模已超過了本科生的招生規模。為了滿足社會的需要，應在本科階段即開始培養學生科學研究和創新的能力，為學生的進一步深造打下良好基礎。因此，可以考慮改革現有教學模式，將生物技術專業畢業論文時間安排提前，在大三甚至大二時學生即可以在導師指導下進入實驗室進行科學研究。鄭增娟等對某醫學院校本科生通過問卷調查研究發現42．6％受調查的學生都希望將畢業論文撰寫時間提前至大三［4］。這樣不但可以增加學生對理論知識掌握和應用的能力，還可以加強學生的科學研究素養，讓學生有充分的時間去完成創新性和探索性較高的課題，以保證畢業論文的質量。目前，我校藥學與生物科學學院已開展了嘗試，在新生入校起，所有生物技術專業本科生就實行導師制，一般每位導師指導2－4名本科生。這樣學生從大一開始，就可以進入導師的實驗室，有充足的時間來確定畢業論文的選題，以及培養學生的科研興趣、實踐能力和創新思維能力。

2．2選拔具有較高學術水平和責任感的教師承擔論文的指導

要明確指導教師的責任，通過制定指導教師工作細則來實現本科畢業論文指導的制度化［5］。指導教師應在畢業論文過程中培養學生樹立勤勉嚴謹的工作態度、實事求是的科學作風，使學生充分認識到做好畢業論文對提高自身思想道德、業務水平、工作能力和綜合素質的意義。同時指導教師自身的學術水平、學術道德和品行操守對學生會有深刻的影響。

2．3全程監控畢業論文質量

畢業設計過程中，要始終以指導教師為主導、學生為主體、組織管理為保障［6］。從任務書的下達、相關文獻的查閱和論文的準備、開題、實施、中期檢查、論文撰寫階段教師均要全程進行指導和監控。學校教務部門應制定論文開題與中期檢查制度，全程監控論文的實施和完成情況。學校還應為學生建立完整的論文檔案，如學生的任務書、開提報告、實驗記錄、論文等。指導教師在論文全程中的指導和監督是指強調指導教師的啟發和引導作用，而不是布置任務似的指導，否則會導致學生過分依賴于指導教師，無法培養學生獨立分析問題和解決問題的能力。

2．4規范論文寫作、嚴格答辯程序、客觀評定成績

論文寫作要按正式期刊的發表要求來規范，從科學術語、文獻引用、標點符號使用、圖表繪制、圖表說明等方面都應規范化。學校從2012年起實行本科畢業論文制度，規定重復率在30％以上的必須修改后才能參加答辯，重復率在60％以上的推遲一年答辯。對答辯過程應嚴格監督，如采取的教研室小組答辯、院級公開答辯和校級公開答辯三種形式是一種較好的嘗試。小組答辯以教研室為單位分組進行，導師一概回避，互相答辯對方評委的學生，嚴格規定答辯程序和時間（如學校規定陳述和答辯時間必須控制在15min左右）。成績的評定應采用客觀、公正、合理的評價體系，最好是能量化的指標，如從論文的創新性、理論知識的掌握、論文工作量、實驗結果、論文撰寫等各個環節給出具體評分標準，成績評定的主體可采用指導老師、論文評閱教師、答辯評委三級評分相結合。隨機抽取30％左右參加院級公開答辯，被評為優秀的再參加校級公開答辯。這樣能有效地對畢業論文（設計）的最終質量進行監控。

2．5建立本科畢業論文的激勵制度，提高學生畢業設計的積極性

應建立完善的本科畢業論文激勵制度，如學生的畢業論文公開發表在學術刊物上、獲得了某些等級的獎勵與表彰、獲得了國家專利等，學校應給予一定的獎勵。可以通過物質鼓勵或以增加綜合素質測評績點、評優、評先、評獎學金、免試推薦攻讀研究生等形式進行獎勵。這樣就能大大提高學生畢業論文的積極性，為畢業論文質量的提高打下基礎。

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隨著軟電離技術的迅速發展,對于一些具有復雜結構的大分子生物聚合物,質譜法可將其進行電離分解后在電場和磁場作用下進行離子質量分析,從而獲得有機物分子式和結構信息,方法高效、快速準確。將色譜法與質譜聯用可形成更強有力的聯用分析技術,實現對極低濃度的生物樣品的含量測定和蛋白質多肽類藥物的代謝動力學研究。核磁共振是一種吸收光譜(1H-NMR和13C-NMR應用廣泛)。1H-NMR可以提供分子中氫原子所處的化學環境、相對數目以及分子構型等有關信息,13C-NMR直接提供有關分子骨架的結構信息。光譜攜帶大分子生物聚合物結構信息經過計算機處理,可確定氨基酸序列、核酸的分析和定量混合物中的各組分含量分析等。將核磁共振技術與高效液相色譜法或毛細管電泳法聯用,分析能力強大并能拓展其在生命科學領域中的應用范圍。但質譜,核磁共振儀器精密昂貴,工作環境操作技術要求高,普及性受限。

1.2生物技術分析法

生物技術分析法主要包括:免疫學法、放射性同位素示蹤法、生物鑒定法和量熱法等。免疫學法是利用蛋白質多肽抗原與相應抗體(單克隆或多克隆抗體)可以特異性識別結合的特點(結合比色法),借助顯微鏡觀察定位,對蛋白質多肽進行定性定量分析。常用免疫學方法有免疫熒光法和酶聯免疫吸附劑測定法。免疫熒光法:是將目標抗體標上熒光素,借助熒光顯微鏡進行抗原示蹤定位的檢測技術;酶聯免疫吸附劑測定法:又稱酶聯免疫法,或ELISA法,是在酶免疫技術基礎上發展起來的一種新興的免疫檢測方法,該方法是將可以催化底物發生顯色反應的酶進行標記,然后通過顯色進行分析檢測的一種前沿特殊試劑檢測方法。例如,動物血清蛋白藥物或動物性食品中農藥殘留的ELISA法建立等。而放射性同位素示蹤法則是將目標性分子或產物用放射性同位素標記(與內源物質區別),以研究目標分子或產物的體內分布、代謝行為。放射性同位素示蹤法和免疫學方法雖然能夠描述蛋白質多肽類藥物的體內動力學行為,但不能夠直接反映出蛋白質多肽類藥物的生物活性和穩定性。生物鑒定法和量熱法則分別依據生物藥物的特異性反應原理和放熱吸熱原理對藥物的生物活性和穩定性進行分析研究。例如,生物鑒定法利用組織或細胞對蛋白質多肽類藥物的某種特異反應,界定藥物是否具有生物活性,根據制劑-效應曲線對目標蛋白質多肽類藥物進行定性定量分析。量熱法則是通過測定樣品在受熱過程中的放熱和吸熱行為來研究樣品中各組分相互作用及狀態變化的一種方法,該方法多用于多肽的熱穩定和結構分析。

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生物技術及應用專業的培養目標，是培養具有從事生物技術應用必備的專業理論知識和較熟練的綜合職業技能，適應食用菌、組培苗、發酵產品等生產、基地建設、經營管理、技術服務及相關專業第一線需要的高技能人才。實訓基地是培養高技能人才的必要場所，實訓基地建設是實現專業培養目標的必要條件。通過實訓，培養學生的職業技能，提高學生的實際動手能力。

（二）實訓基地建設有利于提升學生就業競爭力，提高就業率

高職院校要保證就業率，就必須提高畢業生的“含金量”，讓其成為用人單位心目中的合適人選。建立實訓基地，讓學生親身實踐無疑是提高其自身“含金量”最有效的方法。在參與實踐的過程中，學生能將平時所學的理論知識與實際聯系，同時，在實踐中體現自身的價值，使學生的學習動機和方向更加明確，從而不斷提高自身職業素質，提升就業競爭力。

（三）實訓基地建設有利于培養“雙師型”教師，提高教學水平

實訓基地建設有利于培養“雙師型”教師，提高教學水平。教師通過到實訓基地鍛煉，來提高自身的技術水平和動手能力，同時，教師在生產、管理第一線有利于獲取各種最新的技術方法和管理理念，將這些新知識應用于教學，既可以保證知識的更新，又能激發學生的興趣。

二、高職生物技術及應用實訓基地的建設與實踐

（一）校內實訓基地建設

1.加強實驗室建設，改善實驗室條件。生物技術及應用專業重視和改善實驗條件，加強實驗室基本設施的建設，形成完善的實驗教學規章制度和科學的運行機制。在學院的大力支持下，投入大量資金，對生物基礎實驗室、生物類專業實訓室，重新裝修并添置了不少儀器設備，大大加強了實驗室建設。有足夠的實驗室承擔專業基礎與專業課的實驗實訓項目，可用于該專業的教學實驗設備數量（800元以上）共610件，總價值237萬元，生均10031元。實驗開出率達100%。生物類基礎實驗室2005年8月通過了廣西教育廳基礎實驗室合格評估。

2.加強校內實訓基地建設，走“產學研結合”發展之路。廣西農業職業技術學院現有校內實訓基地5個：生物技術中心、生物技術實訓基地（園藝方向）、食品生物技術實訓基地、食用菌生產實訓場、廣西現代農業技術展示中心。主干課程“植物細胞工程”“發酵工藝學”“食用菌栽培”均有實力雄厚的校內實訓基地。生物技術實訓基地、食品生物技術實訓基地，被批準為自治區示范性高等職業教育實訓基地。

生物技術中心是一個集科研、生產、教學、技術推廣為一體的現代生物技術綜合開發中心。該中心初步形成了布局合理化、教職工知識結構專業化、生產科研管理科學化、生產經營規模化和教學實踐化的產學研基地，成功開發果樹類、經濟作物類、藥用植物類、觀賞植物類等數十個品種，享有較高聲譽。由專業教師擔任生物技術中心主任，教師在生物技術中心開展科學研究，承擔“優質網紋甜瓜組織培養技術研究”等6項科研課題。生物技術中心按教學計劃安排學生實習，使其在取得較好的經濟效益的同時，提高了教師的業務素質和學生的實踐操作技能。

3.加強能力本位實踐教學，提高學生綜合能力。為了培養學生的實踐能力和綜合能力，我們非常注重以能力為本位的教學，開展各種形式的實踐教學。（1）加強課內實踐活動。主干課程理論和實訓的比例為1∶1，做到理論與實踐的結合。模擬生產實踐活動，如食用菌課教師帶領學生栽培各種食用菌，由學生自行制種、栽培、銷售，既掌握了技能，又獲得一定的經濟效益。（2）改驗證性實驗為探索性實驗，提高學生動手能力。根據課程的特點，學生在教師指導下，進行探索性實驗。例如，在植物組織培養中，培養基不同，植物生長效果也不同。教師在教學中并不直接將這些實驗技巧或方法告訴學生，而是指導學生根據所學的理論知識進行探索性實驗，最后通過實驗和分析得出最佳的方案或結果。（3）利用科研資源豐富實踐教學，培養學生創新能力。在生物中心承擔的科研項目中，有豐富的實驗材料供學生進行實踐教學活動。例如，在植物脫毒培養和試管苗增殖培養實驗中，讓學生參與香蕉、生姜的脫毒與工廠化試管苗快繁培養等項目，對提高學生的知識應用能力和科研創新能力起到了很好的作用。

4.健全實踐教學管理規章制度。建立了一整套完整的實驗、實訓大綱和實習指導書。制定各門課程實踐技能考核辦法，加強學生實踐技能考核。理論教學和實驗教學由學校組織實施，生產實習和專業實踐與合作辦學單位共同組織實施。實訓環節的成績由指導實習的企業參與評定。

（二）校外實訓基地建設

1.開展校企合作，實現雙方共贏。實訓基地建設離不開企業的參與。校企合作、工學交替是高職教育發展的必由之路。生物技術及應用專業通過簽訂合作辦學協議，共建立了15個穩定的校外實訓基地。如桂林萊茵生物應用技術有限公司、廣西北生集團海玉農業開發有限責任公司、南寧市良風江食用菌生產示范基地等。這些實訓基地實力雄厚，足以承擔本專業的實訓任務。我們每年都會派遣學生到企業進行實踐，不少學生在實習期間就被企業選中留用。

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2教學手段與方法的改良

傳統的基因工程教學方法在水產類高等學校中多以板書結合多媒體的方法來講解概念、原理以及性質等內容，其過程相對機械、枯燥，使得學生難以理解所學內容。對此，筆者通過多媒體教學與自制模型演示相結合的方法取代原有的傳統教學。由于基因工程的很多內容相對抽象，僅僅通過文字、圖片和語言來表述是難以講解透徹的。現代的多媒體教學技術具有圖文聲像隨意組合、靈活多變的特點，為學生創造了良好的學習情境。通過功能強大的各種計算機軟件把一些很難理解的內容做成動畫影片，化難為易、化靜為動、變抽象為形象，使學生對上課產生興趣，促進學生對知識學習的渴望。同時，利用自制的模型講解課程中的重點以及難點。例如:在介紹限制酶的切割位點時，讓學生手持模型，分別角色扮演限制酶和基因序列，在排列位置的互換中了解3種切口的方式以及位置。這樣的教學方法不僅形象，也讓學生在互動中快速、深刻地記憶知識要點。另外，通過當下研究的前沿話題為例，先提出一個問題，引導學生運用其他課程所學過的或者自身所積累的知識來聯想、分析、討論，自己設計解答此問題的方法或實驗流程。然后老師再參與其中，在討論和修改方法以及實驗流程的過程中，引出所要講授的新的概念和知識要點。

例如介紹表達物質(蛋白質)的鑒定時，老師會先提出問題:基因克隆表達出的物質是什么?這些物質是由什么組成的?鑒定這些物質可以使用什么方法?然后引導學生回顧生物學中心法則，得出基因表達物質為蛋白質，蛋白質是由氨基酸組成等所學過的知識，由此學生可歸納出氨基酸測序法等鑒定蛋白質的方法。最后老師再在此基礎上補充出WesternBlot法、生物質譜技術等新的鑒定方法。這樣的講課方式讓學生回到課堂上的主角位置，在復習了以往的知識要點的同時也加深了學生對新知識的理解與記憶，在一定程度上啟發了學生如何去發現問題和解決問題。此外，基因工程是一門實踐性很強的課程，在講授理論課的同時，實驗課的安排也是非常重要的。設計好與理論課相配套的實驗課程，可以使學生加深對基因工程學理論的學習和理解，達到理論和實踐相結合的目的。對此，各大高校均在基因工程實驗課上進行了改革創新，但有一點總被忽略，那就是實驗研究對象。目前，國內大多數高校基因工程實驗課所使用的研究對象均為果蠅等無脊椎模式生物。這種情況對于普通高校而言是可行的，但是對于擁有特色學科的水產類高校而言，研究對象也應具有其專業特點。所以本實驗課所使用的研究對象是斑馬魚這種海洋模式生物。研究對象的改變雖微不足道，但是能讓學生更好地理解自己所學專業的特色，在實踐操作中加深對所屬專業的熱愛。

3成績考核

中國傳統的應試教育產生了“高分決定一切”的迂腐思想。隨著國家教育體系改革的不斷推進，學生對于專業知識的掌握與否，已經不能僅從一張考卷成績的高低來反映，考核成績的結構應向多元化的方向發展。基因工程的最終考核成績主要包括兩部分:平時成績占40%，其中課堂出勤率10%、課堂討論10%、課堂小考10%以及實驗報告10%;期末考試成績占60%。這樣的考核體系改變了過去注重結果忽略過程的做法，讓學生在平時將知識一點一滴地積累起來。同時，也讓授課教師能夠及時得到教學效果的反饋信息，進一步提高教學水平。

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2納米生物醫用材料

納米生物醫用材料是納米材料與生物醫用材料的交叉，在人類康復工程中發揮重要作用。納米生物醫用材料將解決臨床對傷口敷料、人造皮膚、人造血管和組織工程支架、高性能組織修復、器官替換的迫切需求［32-34］，而且已顯示出巨大的潛在應用價值。材料支架在組織工程中起著重要作用［35］。模仿天然的細胞外基質結構而制成的納米纖維生物可降解材料已開始應用于組織工程的修復和再生。由于軟骨再生能力有限，軟骨組織工程領域的發展具有重要意義，特別是在治療老齡化社會日益流行的大關節骨關節炎方面［36］。嵇偉平等采用塑性變形和化學處理方法在Ti6A14V合金上制得一種新型多孔納米晶體，通過體外實驗研究了成骨細胞在納米Ti6A14V合金表面的黏附情況。結果表明，與普通鈦合金相比，納米表面鈦合金早期就能使成骨細胞偽足伸展良好，促進成骨細胞緊密貼壁和早期融合，與細胞黏附相關的Integrinβ1的表達也高于普通鈦合金，為將納米技術應用到人工關節等植入器械領域提供了新的方向［37］。還可以將納米骨材料［38］植入體內填充各類型的骨缺損，其網狀結構可生長出很多新生的骨細胞，所有填的納米骨材料，最后會降解消失，骨缺損部能完全被新生骨取代。目前醫用納米羥基磷灰石/聚酰胺66復合骨充填材料已投入市場，對骨缺損的恢復具有較好的作用。納米技術與生物醫學的結合，為醫學界提供了全新的思路，在醫學領域的應用已取得一定成果。但目前大多數研究還處于動物實驗階段，仍需大量臨床試驗予以證實，納米材料應用的生物安全性也有待進一步提高。這就要求生物醫學研究者與納米材料的研究人員合作需進一步加強，制造出更先進的生物醫用納米材料。

3納米診斷學

納米診斷學是納米生物技術在分子診斷中的應用，對于發展個性化治療具有重要意義。目前納米生物技術在臨床診斷方面的研究主要集中在納米生物傳感器［39，40］和成像技術［41，42］、使用制造納米機器人在細胞水平上進行維修，生物標志物的提取及測定等［43，44］領域，以疾病的早期診斷和提高療效為目標。

3.1體外生物分子檢測

超靈敏的生物分子檢測方法可以服務于臨床診斷［45，46］。由于待測分子含量很少，因此，對方法的檢測靈敏度有很高要求。納米材料特有的性質可以極大地提高分子檢測的靈敏度和簡便性［47，48］，人們研究了各種各樣的超微量生物分子檢測的信號放大方法［49，50］。丁良等［51］利用納米晶體中陽離子交換反應釋放的陽離子來誘導熒光染料，用于痕量生物分子的檢測，取得良好效果。實驗表明基于ZnS納米簇的陽離子交換放大器的檢測性能優于酶聯免疫吸附測定法（ELISA），檢測限低1000倍。標志著利用便攜式床旁檢測設備檢測生物標記物成為可能。

3.2體內診斷

3.2.1注射PEG-Glu-GNPs后腫瘤的輪廓很容易與周圍組織區別開來，這種復雜的探針可以實現體內疾病的早期診斷，大大有助于癌癥或癌轉移的早期發現［52］。另外開發體內神經遞質參與腦化學的監測是一項具有挑戰性的工作，有助于進一步理解生物分子在病理和生理上的作用。Liu等［53］報道了一種新型的封裝有金納米顆粒的玻璃毛細管來感應大腦多巴胺，結果表明，全氟磺酸改進Au/GCNE可成功用于監測麻醉大鼠紋狀體的多巴胺。Kempen等用光學顯微鏡和掃描電鏡定位、觀察金納米粒子聚集的腦腫瘤模型，發現納米顆粒僅在含有腦腫瘤細胞的區域內聚集，在正常腦組織周圍沒有發現［54］。3.2.2量子點（半導體納米晶體）量子點是以CdSe為核、CdS或ZnS為殼的核-殼型納米體，具有優良的光譜性能。水溶性的量子點在生物化學等研究領域顯示了極其廣闊的應用前景。它的細胞毒性低，可用于活細胞及體內非同位素標記的生物分子的超靈敏檢測。李朝輝等［55］利用反相微乳液技術，以CdTe量子點為核，SiO2為殼，一步制備了表面帶有氨基和磷酸基團的核殼型量子點熒光納米顆粒.該顆粒水溶性好，大小均勻，有效改善了CdTe量子點的不穩定性，成功實現了對肝實質細胞的識別。由于量子點技術有其獨特的標記特點，它必將成為今后生物分子檢測的尖端技術，為DNA檢測（DNA芯片）、蛋白質檢測（蛋白質芯片）和探索蛋白質-蛋白質之間（抗原-抗體、配體-受體、酶-底物）反應原理提供更先進的方法。同時也將極大推動生物顯像技術和生物制藥技術的迅猛發展，給疾病的診斷和治療帶來巨大進步。3.2.3納米磁性顆粒較大尺度的磁性納米顆粒呈現鐵磁性，在交變磁場的作用下可通過磁滯現象產熱，用于癌癥的靶向熱療［56］。而粒徑小于20nm的磁性納米顆粒通常顯現出超順磁性，可被廣泛應用于臨床診斷領域。目前在臨床診斷方面較為成熟、發展較快的應用主要包括：磁共振成像、生物分離、細胞篩選等。（1）磁共振成像（MRI）作為一項新的醫學影像診斷技術，近年來發展十分迅速，所提供的特有信息對診斷疾病具有很大的潛在優越性。利用超順磁性氧化鐵磁性納米顆粒在生物體組織內的特異性分布，有助于提高該部位腫瘤與正常組織的MRI對比度，因而作為造影增強劑被應用于MRI，進行腫瘤及其他疾病的診斷［57］。（2）生物分離。因磁性納米顆粒具有易操控性、比表面積大等優點，使功能化的磁性納米顆粒的應用具有很大的吸引力［58］。當前磁分離的研究涉及生物領域的多個方面，如血液中金屬離子的去除，蛋白質、核酸等的富集、固定化酶的回收與重復等［59］。Yan課題組［60］利用磁性氧化鐵粒子作為載體固定蛋白酶A，并利用其能夠與乙肝病毒表面抗原抗體發生特異性結合的性質，達到測定乙肝病毒的目的。（3）細胞篩選。當組織或血液中僅有微量癌細胞的時候，通過特定的技術就可以精確地檢測到，從而實現對疾病的早期診斷和治療，必將為病人獲得寶貴的治療時間，提高治愈率。所以細胞篩選具有重要的意義。免疫磁珠細胞篩選法可在幾分鐘內從復雜的細胞混合物中分離出很高純度的細胞。Mousavi等［61］等開發了一種新型的與金納米條結合的微流控芯片，利用高效免疫磁珠法捕捉人血中極少量的細胞，可以達到簡單而有效的檢測高純度目標細胞的目的。可以預見，在未來，更加精確的細胞篩選技術將是一個非常熱門的研究方向［62］。雖然功能化的磁性納米材料已經有了廣泛的應用，但如何設計更簡單的制備過程和更新穎的功能化方式以使材料本身具有更好的分散性和使用壽命，仍是研究者們探索的方向.3.2.4納米生物傳感器在癌癥研究領域，利用納米技術制成的傳感器可望使各種癌癥的早期診斷成為現實［63］。納米傳感器靈敏度很高，在進行血液檢測時，當傳感器中預置的某種癌細胞抗體遇到相應的抗原時，傳感器中的電流會發生變化，通過這種電流變化可以判斷血液中癌細胞的種類和濃度。目前越來越多的風險投資正在涌入這一領域，但這一技術在實用中還有一些技術難題需要解決。今后可能會有多種納米傳感器集成在一起被置入人體，以用來早期檢測各種疾病。3.2.5生物芯片生物芯片是基因生物學與納米技術相結合的產物，它不同于半導體芯片，它是在很小的幾何尺度的表面積上，裝配一種或集成多種生物活性分子，僅用微量生理或生物采樣，即可同時檢測和研究不同的生物細胞、生物分子和DNA的特性，以及它們之間的相互作用，獲得生命微觀活動的規律。具有集成、并行和快速檢測的優點，生物芯片技術已經成為21世紀生物醫學工程的前沿科技。基于納米結構陣列的蛋白質芯片和微流控芯片技術在診斷學和生物傳感技術方面的應用具有巨大的潛力［64］。Ali等［65］制備的基于氧化鎳納米棒的微流控生物芯片，采用電化學檢測法來測定人體血液中的總膽固醇濃度，線性范圍為1.5-10.3mmol/L，靈敏度高達0.12mA•mmol-1•cm-2。DNA芯片技術可以快速分析大量的基因信息，從而使生物醫學工作者可以研究并收集基因表達和變異信息，還可用于監測不同的人體細胞和組織基因表達，以檢測癌癥或其它疾病所對應的基因的變化。3.2.6納米機器人納米技術與分子生物學的結合將開創分子仿生學新領域。“納米機器人”是根據分子水平的生物學原理為設計原型，設計制造可對納米空間進行操作的“功能分子器件”。以色列科學家研發出一種“膠囊相機”，將攝像頭內置入比普通感冒藥稍大的膠囊內，以大約每秒14張照片的頻率拍攝消化道內的情況，并同時傳回外置的圖像接收器，可進行人體消化道腫瘤監測。還可將納米機器人注入人體血管內，進行全身健康檢查，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物，用于動脈粥樣硬化的治療；可吞噬病毒，殺死癌細胞；可將納米機器人以插入導管的方式引入到尿道或膽道里內，直接到達結石所在的部位，并且直接把結石擊碎，進行腎結石、膽結石的治療；還可進行人體器官的修復工作、作整容手術、從基因中除去有害的DNA，把正常的DNA安裝在基因中，這樣可以從根本上治愈遺傳缺陷或病毒，使機體正常運行。未來發展趨勢是當機器人醫生發現可疑病變組織后，立即能伸出“手”來取樣進行活檢。納米機器人在體內的生物傳感與智能配送生物活化劑有很大潛力［66］。

4納米材料和納米生物技術的安全性問題

隨著納米技術的迅速發展，不可避免地導致含有納米顆粒的工業廢水的排放［67］，納米材料的潛在的免疫毒性機制所引起的不良反應還沒有得到足夠的重視［68］。納米顆粒可直接穿透人體皮膚引發多種炎癥；可穿透細胞膜，將異物帶入細胞內部，對人體腦組織、免疫與生殖系統等方面造成損害等。如二氧化鈦容易在飲用水中聚集，從而污染環境、影響健康。接觸二氧化鈦納米微粒后，人體肺部將可能出現炎癥。銀納米顆粒目前已被大量使用。研究表明，即使它在環境中的聚集量很低，也會對水中無脊椎動物造成傷害。碳納米管是工業和實驗所需的材料，注射了碳納米管的老鼠會產生動脈粥狀化、線粒體脫氧核糖核酸損傷等反應。當攝入量較大時，對肌肉細胞也有毒性，會對人體健康有不利影響。但盡管納米生物技術的應用有一定安全性的問題，它的應用也會越來越廣泛，同時這也為納米技術將來的發展指明了方向——如何提高其安全性問題是研究的目標之一。

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生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是：玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因，經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如：美國有200萬hm2的Bt棉花，澳大利亞有40萬hm2，兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上，只要增產5%，就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。除此之外，還有許多經轉入特定基因的玉米品種，這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。

生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面，生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑，這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因（該基因能促進角蛋白的形成）能獲得了經遺傳改良的綿羊，這種綿羊比普通棉羊產毛量能提高6%左右。另一方面，生物技術在提高農作物產量、質量的同時，有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如，通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力；利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量，減少飼料作物中難消化的木質素含量等。達比等人已生產出一種轉基因三葉草，可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵，經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質，該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內，進而能提高產毛量。

生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求，因此，它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源，有助于人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。

生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述，一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯，這種馬鈴薯能產生水晶蛋白，而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量，降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染，從而有利于保護生態環境。

在許多農業生產區，土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的。制造氮肥要利用大量能源，據統計，英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體（二氧氣化碳、氮氧化合物等）不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外，農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。

生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。

同樣，人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。溫萊指出：特定的真菌類能促進土壤養分的釋放，從而促進作物生長；真菌也能通過分解有機物質（例如纖維素等）釋放出糖類，促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養分有效性的可能，包括獲得轉基因細菌和真菌，以進一步增強它們制造養分和釋放土壤養分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮，避免、減少使用人造肥料，從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能，但在將來卻有望實現這個目標。

二、生物技術帶來的不利

從經濟角度上講，生物技術帶來的不利并不明顯，然而，它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為，生物技術公司主要集中在發達國家，發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時，發展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。

生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生，特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑，否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現，這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物，后者在發展中國家是很普遍的，并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時，例如，堅果能引發人體過敏反應，若它的基因被導入其他作物，則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見，轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。

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驗證性實驗比例高達80～90%，而綜合性或設計性實驗比例很低或缺無;部分地方高校雖然設備更新很快，但不注重實驗內容的開發，重硬輕軟;實驗師資隊伍不穩定，加上學生多，分組大等因素，教學效果不佳;實驗考核環節簡化，缺乏對學生動手能力的測評．

1．2生產實習方面

高質量的實習基地建設較為困難;實習內容單一，難以滿足實綱的要求;實習指導教師相對缺乏，且隊伍不穩定，難以滿足實習需要．

1．3畢業論文方面

選題開題一般安排在第七學期初進行，時間較晚;選題面相對比較窄，雖然能夠滿足每生一題，但真正原創性的選題比例較低，驗證實驗論文選題比例偏高;另外，綜述性論文相對較多．

1．4課程見習方面

課程見習還沒有形成綜合課程見習體系，單門課程見習課時較少，多數是組織學生到企業參觀，對學生的要求也不高，一般只需完成一份參觀體會或調查報告即可，對課程見習的考核流于形式．

1．5社會實踐方面

很多地方性高校大學生的社會實踐活動由共青團組織，沒有設立全校層面的管理和協調機制，不利于實踐活動的有效開展;部分地方高校未把該環節列入人才培養計劃，自主性較大，且考核不嚴格，也不能滿足全體學生參加，效果不明顯．另外，學生參與的社會實踐內容與專業的關系往往不密切，僅僅停留在調查層面，缺乏專業性或者探究型的社會實踐．

1．6科技創新方面

多數地方性高校大學生科技創新活動沒有列入人才培養計劃，有的高校即使列入了人才培養計劃，也只是抵其它模塊的學分(譬如公選課學分)，而大部分學生參與科技創新的機會不多，且參與時間一般都在三年級以后，科技創新活動往往又歸屬于團委管理，這種管理歸屬不當，導致組織不力，考核不嚴，學生及指導教師的參與率均較低，不能培養大部分學生的科技創新能力。

2實踐教學體系的構建與實踐

構建完善的實踐教學體系，能夠有效地開展實踐教學，解決實踐教學中存在的突出問題．要體現“優化課內、強化課外、交叉融合、功能互補”，也要體現知識、能力、素質結構，強調寬口徑專業教育和綜合能力培養，更要加強動手能力培養，重視應用性技能培養，突出職業技能和創業能力的培養．以專業實踐能力培養要求為主線，構建全程實踐能力訓練的教學體系，即構建以實驗教學、知識應用、素質拓展、科技創新和社會實踐等模塊為載體的實踐能力培養體系，完善和豐富每個實踐教學平臺中的具體內容．使實踐教學累計學分占總學分及課程實踐實驗教學學時占理論課總學時均達35%以上．

2．1實驗教學平臺

將生物技術專業的傳統實驗課程進行有機整合，構建實驗教學平臺，按照“基礎－應用－綜合－創新”的四層設計思路，設計生物學基礎實驗、專業應用實驗、綜合運用實驗和創新設計性實驗等，深化專業知識的掌握，提高學生的動手能力和創新能力．該平臺包含形態結構模塊、生物分子與功能模塊和及生物技術專業實驗模塊．在保證掌握基本知識、基本技能和基本實驗方法的前提下，減少驗證性實驗數量，增加設計性及綜合性實驗的開設比例，培養學生的實驗創新能力．該平臺由基礎交叉學科課程實驗、微生物學、生物化學等專業基礎課實驗及分子生物學、微生物工程學及生物技術大實驗專業技能實驗等共計15門實驗課程構成，各門實驗課程既相互獨立，又交叉互補，實驗內容得到優化和整合．

2．2課程見習平臺

由動物生物學、植物生物學、食品微生物學等及生物制品學、生物技術制藥基礎、生物工程設備及生物工程下游技術等18門課程，構成課程綜合見習平臺．每門課程設置9～12學時的課外實踐課程，各門課程根據內容的相近和關聯性，實施單一或綜合課程見習．

2．3綜合實踐教學平臺

該平臺體現出基本理論與基本能力的協調、基礎與專業能力的融合、專業技能與綜合能力訓練相結合的整體要求，以實踐教學全程化、實踐環節課程化為途徑，旨在培養學生的基本技能，強化學生職業技能訓練，培養學生的綜合能力、從業能力及創新精神．該平臺學生需修滿34學分．

2．3．1知識應用模塊

按照生產見習與職業崗位、生產實習與就業、畢業論文及學年論文與實際需要相結合的原則，設置生產見習、生產實習、學年論文和畢業論文等實踐環節．對“實習”教學，積極主動地開發和建設校內外優質實習基地及實踐教學基地，增加實習經費投入，保證實習時間和質量;同時，充分利用學校與企業及科研院所的科研合作關系，加強與產業、企業在人才培養方面的合作．實習期限由過去的6周增加到21周(一個學期)．該模塊學生需完成20學分．

2．3．2科技創新模塊

課外科技創新包括專業技能競賽、科技創新項目、科研論文等內容．設置科技創新學分，鼓勵學生盡早參加科研和創新活動，以提高學生的科學素養和科研能力、技術開發能力，以及發現問題、分析問題、解決問題能力和創新能力．本模塊學生需完成4學分．

2．3．3社會實踐模塊

積極鼓勵學生面向行業，走向社會，加強學生與社會生活生產實際的聯系，提高學生的社會服務意識，增強了解社會、適應社會、服務社會的能力．主要在暑期進行與生物技術產業相關的市場調研，了解行業發展現狀，掌握專業發展趨勢，提交產業調查或發展規劃建議報告．本模塊學生需完成2學分．

2．3．4素質拓展模塊

素質拓展計劃以培養學生綜合素質、精神品質、身心健康和延伸專業能力為目標，根據學生的個性差異和興趣愛好，通過實施厚德計劃、博學計劃、創新計劃、遠航計劃、篤行計劃及鑄魂工程、治學工程、培英工程、勵志工程、溝通工程、心理工程，實現學生能力訓練的規范化和全程化，培養學生的綜合素質，促進學生全面發展．本模塊學生需完成8學分．

3結果

3．1實踐教學所占比重

生物技術專業實踐教學體系的構建、完善及實施，為應用型專業人才培養奠定基礎．構建的實踐教學體系中，實踐教學累計學分占總學分的比例為35．6%;專業課程實踐、實驗教學學時占理論課總學時的比例為38．8%。

3．2實施后的成效

1．實驗、見習及實習教學大綱得以完善．修訂完善了實驗教學大綱、課程見習及專業見習、實綱．

2．制度得到完善．形成了學年論文、畢業論文工作條例和考核等管理制度;完善了專業技能競賽辦法和科技創新獎勵激勵措施．

3．學生取得成績．該實踐教學體系實施后，學生的綜合素質得到提高．2011～2013年該專業學生在河南省生物基礎實驗技能競賽中獲得一等獎3項，二等獎5項，三等獎6項;在第九屆挑戰杯贏響中原河南省大學生課外學術科技作品競賽中獲得二等獎6項，三等獎12項;獲得國家級創業設計大賽項目7項;畢業數量逐年增加，該專業學生2011屆畢業生畢業率為12．2%，2012屆畢業率為16．4%，截止2014年4月15日，2013屆畢業率(包括錄稿)為16．9%．

3．3實施中存在的問題

1．時間保障．由于實踐教學往往需要占用較多的時間，因此，在不占用日常課堂教學時間的前提下，擠出時間來實施新的實踐教學體系規定的內容，有時候占用了周末時間，使得學生略感學習緊張，產生抱怨情緒．

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2需要建立科學合理的實踐教學計劃根據具體培養要求，在培養計劃中建立一個基本完整的實踐教學模式。按照實踐教學目標體系，整合實踐項目和內容。在學生入學后的不同學習階段，分別在各個實驗室進行學習，按照循序漸進的教學原則，設置各個課程的驗證型，綜合型實驗，另設置基礎和專業課的實習和實訓，雖然這些課程都有專門的培養方案和教學安排，但如何科學安排好各個課程的銜接，還需深入研究。

3需要研究實踐教學體系的組成按照專業實踐能力培養的自身規律性，首先針對本專業的培養目標，體現理論教學與實踐教學相互聯系，建立符合實際、具有科學性和操作性的實踐教學體系，分別包括了實踐教學基礎訓練（課程教學實驗、專業教學實驗）、實踐教學的依托訓練（畢業實習、科研訓練）、實踐教學核心訓練（各種設計性實驗、畢業論文實驗）、實踐教學補充訓練（社會實踐），這四個訓練貫穿整個學程，構成培訓學生基本能力、綜合能力和創新能力的平臺。教學實踐環節可分為四大類進行：認知實踐：結合基礎階段所學理論，激發學生對本專業后續課程的求知欲望，為學習專業基礎課和專業課提供感性認識；課程實踐：選擇一些專業主干課程，根據每門課程的授課內容和教學進度，安排學生實習，加深學生對授課內容的理解；專業實踐：使學生系統參與專業課的具體實踐，培養應用與創新能力，團隊協作和交流能力。落實到各個專業課程的實踐中；綜合實踐：按本科培養方案的要求，撰寫畢業論文，組織答辯。實驗考核的效果能夠反映平時實驗課的成績，考試的目的是為了促進學習，從而進一步保證實踐教學質量的不斷提高。

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近10年來，由于海洋在沿海國家可持續發展中的戰略地位日益突出，以及人類對海洋環境特殊性和海洋生物多樣性特征的認識不斷深入，海洋生物資源多層面的開發利用極大地促進了海洋生物技術研究與應用的迅速發展。1989年首屆國際海洋生物技術大會（以下簡稱MPS大會）在日本召開時僅有幾十人參加，而1997年第四屆IMBC大會在意大利召開時參加入數達1000多人。現在IMBC會議已成為全球海洋生物技術發展的重要標志，出現了火紅的局面。《IMBC2000》在澳大利亞剛剛開過，《IMBC2003》的籌備工作在日本已經開始，以色列為了舉辦們《IMBC2006》早早作了宣傳，并爭到了舉辦權。每3年一屆的IMBC不僅吸引了眾多高水平的專家學者前往展示與交流研究成果，探討新的研究發展方向，同時也極大地推動了區域海洋生物技術研究的發展進程。在各大洲，先后成立了區域性學術交流組織，如亞太海洋生物技術學會、歐洲海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會等。各國還組建了一批研究中心，其中比較著名的為美國馬里蘭大學海洋生物技術中心、加州大學圣地亞哥分校海洋生物技術和環境中心，康州大學海洋生物技術中心，挪威貝爾根大學海洋分子生物學國際研究中心和日本海洋生物技術研究所等。這些學術組織或研究中心不斷舉辦各種專題研討會或工作組會議研究討論富有區域特色的海洋生物技術問題。1998年在歐洲海洋生物技術學會、日本海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會的支持下，原《海洋生物技術雜志》與《分子海洋生物學和生物技術》合刊為《海洋生物技術》學報（以下簡稱MBT），現在它已成為一份具有權威性的國際刊物。海洋生物技術作為一個新的學科領域已明確被定義為“海洋生命的分子生物學如細胞生物學及其它的技術應用”。

為了適應這種快速發展的形勢，美國、日本、澳大利亞等發達國家先后制定了國家發展計劃，把海洋生物技術研究確定為21世紀優先發展領域。1996年，中國也不失時機地將海洋生物技術納入國家高技術研究發展計劃（863計劃），為今后的發展打下了基礎。不言而喻，迄今海洋生物技術不僅成為海洋科學與生物技術交叉發展起來的全新研究領域，同時，也是21世紀世界各國科學技術發展的重要內容并將顯示出強勁的發展勢頭和巨大應用潛力。

1．發展特點

表1和表2列出的資料大體反映了當前海洋生物技術研究發展的主要特點。

1.1加強基礎生物學研究是促進海洋生物技術研究發展的重要基石

海洋生物技術涉及到海洋生物的分子生物學、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，乃至生物多樣性和海洋生態學等廣泛內容，為了使其發展有一個堅實的基礎，研究者非常重視相關的基礎研究。在《IMBC2000》會議期間，當本文作者詢問一位資深的與會者：本次會議的主要進步是什么？他毫不猶豫的回答：分子生物學水平的研究成果增多了。事實確實如此。近期的研究成果統計表明，海洋生物技術的基礎研究更側重于分子水平的研究，如基因表達、分子克隆、基因組學、分子標記、海洋生物分子、物質活性及其化合物等。這些具有導向性的基礎研究，對今后的發展將有重要影。

1.2推動傳統產業是海洋生物技術應用的主要方面

目前，應用海洋生物技術推動海洋產業發展主要聚焦在水產養殖和海洋天然產物開發兩個方面，這也是海洋生物技術研究發展勢頭強勁。充滿活力的原因所在。在水產養殖方面，提高重要養殖種類的繁殖、發育、生長和健康狀況，特別是在培育品種的優良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進步，如轉生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲殼類性別控制、疾病檢測與防治、DNA疫苗和營養增強等；在海洋天然產物開發方面，利用生物技術的最新原理和方法開發分離海洋生物的活性物質、測定分子組成和結構及生物合成方式、檢驗生物活性等，已明顯地促進了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學品的產業化開發。

表1近期IMBC大會研討的主要內容

表2近期IMBC大會和《MarineBiotechnology》學報論文統計表

1.3保證海洋環境可持續利用是海洋生物技術研究應用的另一個重要方面

利用生物技術保護海洋環境、治理污染，使海洋生態系統生物生產過程更加有效是一個相對比較新的應用發展領域，因此，無論是從技術開發，還是產業發展的角度看，它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到的研究主要包括生物修復（如生物降解和富集、固定有毒物質技術等）、防生物附著、生態毒理、環境適應和共生等。有關國家把“生物修復”作為海洋生態環境保護及其產業可持續發展的重要生物工程手段，美國和加拿大聯合制定了海洋環境生物修復計劃，推動該技術的應用與發展。

1.4與海洋生物技術發展有關的海洋政策始終是公眾關注的問題

其中海洋生物技術的發展策略、海洋生物技術的專利保護、海洋生物技術對水產養殖發展的重要性、轉基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術與生物多樣性關系以及海洋環境保護等方面的政策、法規的制定與實施倍受關注。

2.重點發展領域

當前，國際海洋生物技術的重點研究發展領域主要包括如下幾個方面：

2.1發育與生殖生物學基礎

弄清海洋生物胚胎發育、變態、成熟及繁殖各個環節的生理過程及其分子調控機理，不僅對于闡明海洋生物生長、發育與生殖的分子調控規律具有重要科學意義，而且對于應用生物技術手段，促進某種生物的生長發育及調控其生殖活動，提高水產養殖的質量和產量具有重要應用價值。因此，這方面的研究是近年來海洋生物技術領域的研究重點之一。主要包括：生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長一催乳激素、滲透壓調節激素、生殖抑制因子、卵母細胞最后成熟誘導因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調節因子的基因鑒定、克隆及表達分析，以及魚類胚胎于細胞培養及定向分化等。

2.2基因組學與基因轉移

隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實施，各種生物的結構基因組和功能基因組研究成為生命科學的重點研究內容，海洋生物的基因組研究，特別是功能基因組學研究自然成為海洋生物學工作者研究的新熱點。目前的研究重點是對有代表性的海洋生物（包括魚、蝦、貝及病原微生物和病毒）基因組進行全序列測定，同時進行特定功能基因，如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎上，基因轉移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長和抗逆優良品種的有效技術手段，已成為該領域應用技術研究發展的重點。近幾年研究重點集中在目標基因篩選，如抗病基因、胰島素樣生長因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標基因；大批量、高效轉基因方法也是基因轉移研究的重點方面，除傳統的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外，目前已發展了逆轉錄病毒介導法，電穿孔法，轉座子介導法及胚胎細胞介導法等。

2.3病原生物學與免疫

隨著海洋環境逐漸惡化和海水養殖的規模化發展，病害問題已成為制約世界海水養殖業發展的瓶頸因子之一。開展病原生物（如細菌、病毒等）致病機理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究，是研制有效防治技術的基礎；同時，開展海水養殖生物分子免疫學和免疫遺傳學的研究，弄清海水魚、蝦、貝類的免疫機制對于培育抗病養殖品種、有效防治養殖病害的發生具有重要意義。因此，病原生物學與免疫已成為當前海洋生物技術的重點研究領域之一，重點是病原微生物致病相關基因、海洋生物抗病相關基因的篩選、克隆，海洋無脊椎動物細胞系的建立、海洋生物免疫機制的探討、DNA疫苗研制等。

2.4生物活性及其產物

海洋生物活性物質的分離與利用是當今海洋生物技術的又一研究熱點。現人研究表明，各種海洋生物中都廣泛存在獨特的化合物，用來保護自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質在生物醫學及疾病防治上顯示出巨大的應用潛力，如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外，有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財低營養的功能，研究開發利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產物，因而，對極端生物研究也成為近年來海洋生物技術研究的重點方面。這一領域的研究重點包括抗腫瘤藥物、工業酶及其它特殊用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質、抗生殖藥物、免疫增強物質、抗氧化劑及產業化生產等。

2.5海洋環境生物技術

該領域的研究重點是海洋生物修復技術的開發與應用。生物修復技術是比生物降解含義更為廣泛，又以生物降解為重點的海洋環境生物技術。其方法包括利用活有機體、或其制作產品降解污染物，減少毒性或轉化為無毒產品，富集和固定有毒物質（包括重金屬等），大尺度的生物修復還包括生態系統中的生態調控等。應用領域包括水產規模化養殖和工廠化養殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物（水）處理等。目前，微生物對環境反應的動力學機制、降解過程的生化機理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與其它生物之間的共生關系和互利機制，抗附著物質的分離純化等是該領域的重要研究內容。

3.前沿領域的最新研究進展

3.1發育與生殖調控

應用GIH（性腺抑制激素）和GSH（性腺刺激激素）等激素調控甲殼類動物成熟和繁殖的技術[1]，研究了甲狀腺激素在金紹生長和發育中的調控作用，發現甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高，在肌肉中最低，而在肝、腎和鰓中表達水平中等，表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1]，對海鞘的同源框（Homeobox）基因進行了鑒定，分離到30個同源框基因[1]，建立了青鳉的同源框（Homeobox）基因[1]，建立了青鳉胚胎干細胞系并通過細胞移植獲得了嵌合體青鳉[1]，建立了虹鱒原始生殖細胞培養物并分離出Vasa基因[2]，進行斑節對蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2]，應用受體介導法篩選GnRH類似物，用于魚類繁殖[2]，建立了海綿細胞培養技術，用于進行藥物篩選[2]，建立了將海膽胚胎作為研究基因表達的模式系統[2]，通過基因轉移開展了海膽胚胎工程的研究[2]，研究了人葡糖轉移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達［3］，建立了通過細胞周期蛋白依賴的激酶活性測定海水魚苗細胞增殖速率的方法[3]，研究了幾丁質酶基因在斑節對蝦蛻皮過程中的表達［4］，從海參分離出同源框基因，并進行了序列的測定[4]。

3.2功能基因克隆

建立了牙鲆肝臟和脾臟mRNA的表達序列標志，從深海一種耐壓細菌中分離到壓力調節的操縱子，從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因，從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1]；將DNA微陣列技術在海綿細胞培養上進行了應用，構建了班節對蝦遺傳連鎖圖譜，建立了海洋紅藻EST，從海星卵母細胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基，初步表明硬骨頭魚類IGF－I原E一肽具有抗腫瘤作用[2]；構建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的質粒載體，從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑，從蘭蟹血細胞中分離到一種抗菌肽樣物質，從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子，發現依賴于細胞周期的激酶活性可用作海洋魚類苗種細胞增殖的標記，克隆和定序了鰻魚細胞色素P4501AcD－NA，通過基因轉移方法分析了鰻細胞色素P450IAI基因的啟動子區域，分離和克隆了鰻細胞色素P450IAI基因，建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態性EST標記，構建了黃蓋鰈EST數據庫并鑒定出了一些新基因，建立了班節對蝦一些組織特異的EST標志，從經HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細胞EST中分離出596個cDNA克隆[3]；用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚類的ß一肌動蛋白基因，從金鯛cDNA文庫中分離出多肽延伸因子EF－2CDNA克隆，在湖鱒基因組中發現了TC1樣轉座子元件[4]；鑒定和克隆出的基因包括：南美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應原（allergen）基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH（促性腺激素）受體cDNA、鮑肌動蛋白基因、藍細菌丙酮酸激酶基因、鯉魚視紫紅質基因調節系列以及牙鲆溶菌酶基因等［1—4］。

3.3基因轉移

分離克隆了大馬哈魚IGF基因及其啟動子，并構建了大馬哈魚IGF（胰島素樣生長因子）基因表達載體[1]。通過核定位信號因子提高了外源基因轉移到斑馬魚卵的整合率[1]，建立了快速生長的轉基因羅非魚品系并進行了安全性評價；對轉基因羅非魚進行了三倍體誘導，發現三倍體轉基因羅非魚盡管生長不如轉基因二倍體快，但優于未轉基因的二倍體魚，同時，轉基因三倍體雌魚是完全不育的，因而具有推廣價值[2]；研究了超聲處理促進外源DNA與金鯛結合的技術方法，將GFP作為細胞和生物中轉基因表達的指示劑；表明轉基因溝鯰比對照組生長快33％，且轉基因魚逃避敵害的能力較差，因而可以釋放到自然界中，而不會對生態環境造成大的危害[3]；應用GFP作為遺傳標記研究了斑馬魚轉基因的條件優化和表達效率[3]；在抗病基因工程育種方面，構建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達載體并進行了基因轉移實驗[2]；在轉基因研究的種類上，目前已從經濟養殖魚類逐步擴展到養殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉到虹鱒肌肉中獲得了穩定表達[4]。

3.4分子標記技術與遺傳多樣性

研究了將魚類基因內含子作為遺傳多樣性評價指標的可行性，應用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態性[1]；利用寄生性原生動物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區序列作標記檢測環境水體中這些病原生物的污染程度，應用18S和5.8S核糖體RNA基因之間的第一個內部間隔區(ITC—1)序列作標記進行甲殼類生物種間和種內遺傳多樣性研究[2]；研究了斑節對蝦三個種群的線粒體DNA多態性，用PCR技術鑒定了夏威夷Gobioid苗的種類特異性。通過測定內含子序列揭示了南美白對蝦的種內遺傳多樣性，采用同功酶、微衛星DNA及RAPD標記對褐鱒不同種群的遺傳變異進行了評價，在平魚鑒定并分離出12種微衛星DNA，在美國加州魷魚上發現了高度可變的微衛星DNA[3]；弄清了一種深水魚類（Gonostomagracile）線粒體基因組的結構，并發現了硬骨魚類tRNA基因重組的首個實例，測定了具有重要商業價值的海水輪蟲的衛星DNA序列，用RAPD技術在大鯪鲆和鰨魚篩選到微衛星重復片段，從多毛環節動物上分離出高度多態性的微衛星DNA，用RAPD技術研究了泰國東部泥蟹的遺傳多樣性[3]；用AFLP方法分析了母性遺傳物質在雌核發育條紋鱸基因組中的貢獻[4]。

3.5DNA疫苗及疾病防治

構建了抗魚類壞死病毒的DNA疫苗[1]；開展了虹鱒IHNVDNA疫苗構建及防病的研究，表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒，誘導了非特異性免疫保護反應，證明DNA免疫途徑在魚類上的可行性，從虹鱒細胞系中鑒定出經干擾素可誘導的蛋白激酶[2]；建立了養殖對蝦病毒病原檢測的ELISA試劑盒，用PCR等分子生物學技術鑒定了蝦類的病毒性病原，將魚類的非特異性免疫指標用于海洋環境監控，研究了抗病基因轉移提高鯛科魚類抗病力的可行性，研究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2]；研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3]；建立了測定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3]；研究了LatrunculinB毒素在紅海綿體內的免疫定位[4]。

3.6生物活性物質

從海藻中分離出新的抗氧化劑[1]，建立了大量生產生物活性化合物的海藻細胞和組織培養技術，建立了通過海綿細胞體外培養制備抗腫瘤化合物的方法[1]；從不同生物（如對蝦和細菌）中鑒定分離出抗微生物肽及其基因，從魚類水解產物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質，海洋生物中存在的抗附著活性物質，用血管生成抑制劑作為抗受孕劑，從蟹和蝦體內提取免疫激活劑，從海洋藻類和藍細菌中純化光細菌致死化合物，海星抽提物在小鼠上表現出批精細胞形成的作用，從海洋植物Zosteramarina分離出一種無毒的抗附著活性化合物，從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物，開發了珊瑚變態天然誘導劑，從海膽中分離出一種抗氧化的新藥，在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長碳鏈高度不飽和脂肪酸（C28），表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來源[2]；發現海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性，從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉移酶，從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑，從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶，從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質，建立了開放式海綿養殖系統，為生物活性物質的大量制備提供了充足的海綿原料[3]；從蝦肌水解產物中分離到抗氧化肽物質[4]；從一種海洋細菌中分離純化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。

3.7生物修復、極端微生物及防附著

研究了轉重金屬硫蛋白基因藻類對海水環境中重金屬的吸附能力，表明明顯大于野生藻類[1]，研究了石油降解微生物在修復被石油污染的海水環境上的可療性及應用潛力[1]；研究了海洋磁細菌在去除和回收海水環境中重金屬上的應用潛力[1]；用Bacillus清除養魚場污水中的氮，用分子技術篩選作為海水養殖餌料的微藻，開發了六價鉻在生物修復上的應用潛力，分離出耐冷的癸烷降解細菌，研究了海洋環境中多芳香化烴的微生物降解技術[2]；從噬鹽細菌分離出滲透壓調節基因，并生產了重組Ectoine（滲透壓調節因子），從2650米的深海分離到一種耐高溫的細菌，這種細菌可用來分離耐高溫和熱穩定的酶，在耐高溫的archaea發現了D型氨基酸和無氧氨酸消旋酶，測定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列，借助于CROSS／BLAST分析進行了特定功能基因的篩選，從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細菌，并從這些細菌中分離到多種冷適應的酶[2]；建立了一種測定藤壺附著誘導物質的簡單方法，研究了Chlorophyta和共生細菌之間附著所必需的形態上相互作用，研究了珊瑚抗附著物質（dterpene）類似物的抗附著和麻醉作用[3]；分析了海岸環境中污著的起始過程，并對沉積物和附著物的影響進行了檢測[4]。

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2生物技術在農業種植中的應用

2.1通過該技術提高糧食產品的產量。在我國，一個顯而易見的現象就是人口總數多，人均占地面積很小，而糧食分布不均，這就使得很多地區的糧食儲量都無法達到其實際的需要，這也成為了阻礙我國經濟健康穩定發展的一個十分重要的因素，雜交水稻的成功就是生物技術應用的一個重要的成果。

2.2應用生物技術，改進農產品自身的品質。經濟的發展使得人們的生活水平也在不斷的提高，當前人們更加關注的是食品自身的質量和營養價值等。生物技術的應用就很好的滿足了這一要求，舉例來說，轉基因技術就是通過對產品的基因進行改良和重組來提高產品當中營養元素的含量，同時也大大的提高了產品自身的抗病能力，減少了農業生產過程中不必要的損失。

2.3生物農藥方面也有著非常廣泛的應用。在實際的生產活動中，農作物的產量會受到很多因素的影響，在這些影響因素當中，病蟲害是一個十分關鍵的因素，在傳統的種植活動中需要使用大量的農藥，這樣不僅會給產品自身的性能帶來很大的影響，同時農藥的使用也會對環境造成非常大的污染。而生物農藥主要就是利用生物新陳代謝出來的產物經過有關技術的提取，最終制成的農藥，這種農藥和以往使用的農藥相比要具備更大的優勢，生物農藥具有非常強的多樣性，所以農戶可以根據自己的需要去選擇適合的農藥類型，而且生物農藥在研制和生產的過程中使用的化學成分非常的少，這就使得這種農藥在使用的過程中對農作物本身和種植環境的負面影響就更小。以往的農藥都是通過生物組織而生產出來的，而且這種農藥在使用的過程中有著十分明顯的范圍限制，同時因為其制作的成本較高，所以其售價也比較高。但是生物農藥就不會出現這樣的情況，使用生物農藥可以使得農作物生長的更快，同時使用范圍也不會受到像傳統農藥那樣嚴格的限制，同時它也大大的減少了生產過程中需要的資金。

2.4通過生物技術提高了農作物的抗病性和抗蟲性。在我國，除了水稻等極少數農作物的產量高以外，大部分農作物產量低，其中很大原因就是我國農作物抗病性和抗蟲性差。農作物抗蟲性和抗病性差不僅僅影響農作物的產量，甚至可能導致農作物的死亡。要想提高我國農作物的產量就必須提高農作物的抗病性和抗蟲性。生物技術的引入，給解決這種難題帶來了契機，如利用馬鈴薯自身分泌的一種蛋白物質來抵抗科倫那多甲蟲對其的傷害。長期利用生物技術防蟲害，可以使農作物產生一定的抗蟲性和抗病性，這也會減少傳統農藥的使用。2.5通過生物技術來提高農作物的抗金屬性。當今社會，經濟發展中工業經濟所占的比重很大，而工業發展離不開對金屬的利用。由于對金屬的廣泛運用，使得金屬微粒無處不在，甚至于我們呼吸的空氣中也含有這些金屬微粒。有些重金屬本身是有毒性的，它們被植物所吸收后，生長產生的農作物產品中就會帶有這些重金屬元素，這就會給食用者帶來身體上的危害。土壤中也會含有大量對人體有害的重金屬元素，由于這些土壤一直生長著農作物，所以這些土壤中的重金屬不易移除。如今，通過生物技術，提高了農作物自身的重金屬抗性，含有重金屬元素的土壤，在經過改良后農作物的循環種植，重金屬被逐步移除。

3對生物技術在農業領域前景的展望

3.1利用農作物的光合作用進行生物利用的研究.光合作用是指植物通過對光源的利用，達到植物產量的增收。在生物技術方面，就是要通過對光合作用的深入研究，提高植物光合作用率，從而在農業領域大展拳腳。

3.2生物固氮技術。傳統的化肥雖然能起到一定的養料作用，但是也對農作物及土壤有著很大的傷害。氮肥是對農作物使用最廣泛的一種化肥，傳統的氮肥基本上都是化學肥料，傷害土壤和農作物本身。利用生物技術進行生物固氮，提高了氮的使用效率，降低了氮肥的成本。

3.3通過對農作物生物反應器的研究，提高農作物產量。目前，對于菌類的生物反應器的掌握難度較大，技術要求比較高，成本也相對較高。但是植物農作物的反應器就相對容易掌握，便于管理，對操作技術要求低。合理利用農作物的生物反應器，必將會取得不凡的成就。

4加強對農業生物技術的推廣和宣傳

目前農業生物技術還沒有被廣泛的應用，這就應該加大推廣力度，豐富宣傳手段。農業生物技術如果被全面的推廣應用，必將成為農業史上又一次偉大的革命，它必將引領農業生產潮流。政府應該加大農業生物技術扶持，加強宣傳投入。