生物技术研究热点范文
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篇1
关键词：生物农业，战略新兴产业，生物育种技术，发展战略
中图分类号：S-1 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2011）09－1939-03
Development Strategy of Hubei Bio－agriculture as Emerging Industries of
Strategic Importance
MEN Yu－ying，YAN Hui－chao，SHENG Jian－xin，TANG Hua－bo，LIN Hong
（Hubei Academy of Scientific and Technical Information，Wuhan 430071，China）
Abstract： The international industry developments and trends of bio－agriculture was studyed in the perspective of emerging industries of strategic importance． The situation of bio－agriculture industry in typical domestic provinces was summarized． Meanwhile， the focus advantages and problems of the development of bio－agriculture industry in Hubei was analyzed deeply． Based on these， the priority areas and main countermeasures of developing bio－agriculture industries in Hubei province was put forward．
Key words： bio－agriculture industries； emerging industries of strategic importance； bio－breeding； development strategy
当今世界正处在信息经济时代，人类所面临的贫困人口增加、食品短缺等问题的解决或缓和，都直接或间接地与现代生物技术有着密切的关系。生物农业作为现代农业与生物技术的结合体，是农业发展到生物经济时代的一种必然趋势，是现代生物技术最重要的应用领域之一。随着人类对农业生物技术认识的不断深入，相关国家纷纷把农业生物技术作为提高国家农业竞争力的突破口，生物农业成为全球倍受关注的热点［1，2］。
1国际生物产业发展动态与趋势
生物技术的高速发展为农业科技革命和农业发展带来了契机，它不仅加快了传统农业向现代农业转变的进程，而且在保障食物安全、保护环境、寻求替代能源等方面发挥着巨大的作用［3］。当前许多国家在生物农业产业方面的意识空前提高，希望通过整合产业资源、完善产业链条、抢占产业上游谋求对产业链的掌控和垄断。
1．1国际生物农业产业发展动态
生物产业以再生性资源为主要原料，能源需求较少，污染性低，是创造绿色GDP的产业，兼具知识经济和循环经济的双重特征。自1983年首批转基因植物如烟草、马铃薯问世，特别是1996年转基因大豆等研制成功并实现环境释放以来，国际农业生物技术发展迅猛。目前，世界生物技术正处于大规模产业化的初始阶段，但加速生物产业发展已经成为世界许多国家经济社会发展的战略重点。过去10年，世界各国在发展生物农业方面的投资增长了10倍［4］。
为了争夺未来农业生物技术产品市场，许多国家制订和采取了一系列政策法规及重大支持措施，聚集和培养人才、投入大量资金，以鼓励和推动生物技术的研究和开发。如美国的“面向21世纪的生物技术”计划，日本的官、产、学一体化推进21世纪的生物技术计划等，中国的“863高技术发展计划”，欧洲的“尤里卡计划”，都把农业生物列为优先领域，力图占据生物农业的技术前沿。
跨国公司现已成为生物农业的主体。2009年全球转基因作物的种植面积达到1．34亿hm2，占到全球农作物总种植面积的9％，1996～2009年期间增长了80倍，并预测2015年种植面积将达到2．00亿hm2。全球生物种子市场的价值高达105亿美元，其中转基因玉米、转基因大豆和转基因棉花种子市场以每年10％～15％的速度增长［5］。
1．2国际生物农业产业发展趋势
目前，国际上利用植物转基因技术已经培育出一大批高产优质的超级农作物新品种，动物克隆技术已经基本成熟，为改良和培育新的动物品种开辟了新的途径。畜禽疫苗、生物兽药的研究使用，将构筑动物防疫新体系，大幅提升人类对高致病性禽流感、口蹄疫等重大疾病的防御与控制能力［6］。牛、猪、鱼等动物生长激素以及新型饲料添加剂的应用，将大幅度提高畜牧业生产经营效益。
21世纪是生物技术的世纪。生物技术作为新的农业科技革命的“推进器”，正在悄然拓展和创新农业功能，进而为国民经济持续健康发展提供持久而强劲的动力。现代农业生物技术产业化虽然还处在起步阶段，但随着愈来愈多的生物技术产品从实验室走向实际应用，进人商品化阶段，农业生物产业正呈现出农业应用延伸化、产业规模扩大化、产业发展国际化等特点。这主要是因为农业生物产业已经成为一种高度社会化的产物，而且集成化程度越来越高，规模愈来愈大，乃至成为国家规模甚至国际规模。例如，美国、法国、英国、德国、日本、丹麦、意大利、中国等许多国家都参与了人类基因组计划（Human genome project，HGP）研究，耗资数十亿美元。由此可见，生物农业正在成为一种世界性大规模集成化的协作研究对象。
2我国生物产业布局及发展现状
自“863计划”实施以来，我国农业生物产业取得了较快的发展，生物技术育种、生物农药、生物肥料、兽用疫苗、生物饲料等领域已经进入国际先进行列［7］。国家发展与改革委员会在“十一五”期间选择性地分批建设了一批国家生物产业基地和国家高技术产业基地。截至目前，已认定了石家庄、长春、深圳、长沙、广州、上海、北京、青岛、武汉、成都、昆明、重庆12个国家生物产业基地，以及哈尔滨、德州、泰州、郑州、通化、南宁、西安、天津、南昌、杭州10个生物产业领域国家高技术产业基地，并计划逐步增多。
我国的生物技术产业20多年来从无到有，获得了很多成果。中国是全球主要的转基因作物种植国，目前主要集中在转基因抗虫棉、杂交水稻和饲料添加剂等领域，年增长速度最快的产业领域依次为饲料添加剂、转基因抗虫棉、杂交水稻［8－10］。目前，国家已经明确把生物育种产业纳入七大战略性新兴产业，各省纷纷大力发展生物农业产业。
3湖北省生物农业发展的基础
湖北省生物农业产业在国家有关部门支持下，越来越受到省委省政府及其职能部门的高度重视，并且经过科研人员十几年的努力取得了积极进展，具有较强的产业发展优势。
3．1生物资源丰富，生物育种技术领先
湖北省植物、动物、生物质和中药资源丰富。共有植物资源9 000多种、野生脊椎动物893种、湿地野生脊椎动物441种，拥有一大批特有资源和国家保护动植物。微生物、动植物种质资源和试验标本等自然资源建设居国内领先地位，是我国重要的种质资源中心。这些丰富的生物资源为发展生物农业产业提供了基础保障。同时，动植物新品种培育与良种产业化位居全国前列，先后诞生了世界第一条克隆鱼、我国第一头试管猪和第一个转基因植物新品种。
3．2科技人才优势明显，产业技术支撑体系完善
湖北省是农业科教大省，具有科技人才优势。在生物产业方面，具有上百家生物技术研究开发机构，集聚了一大批生物技术研究开发人员，其中“两院”院士14人，同时建有国家重点实验室5个、部委开放实验室17个、重点工程（技术）中心4个、博士后科研工作站10个和省级重点实验室22个、省级工程技术研究中心27个，是我国最大的农业科研基地之一和两大植物基因研究中心之一；已建成的全国首家认证的P3实验室和正在建设的生物安全P4实验室，使我省在高致病性病毒研究方面位居全国乃至亚洲前列。
3．3生物产业发展初具规模，逐步形成生物产业群
湖北省目前从事农业生物技术开发的企业近200家，从业人员约5万人，出现了一批中小型科技企业，开发的产品在国内及国际市场上具有一定影响。湖北是我国最大的兽用和鱼用药研发和产业化基地、最大的生物农药基地。武汉国家农业科技园区聚集了生物肥料、生物农药、生物兽药、生物饲料等一批生物农业企业。2007年6月，国家发展与改革委员会正式批复建设“武汉国家生物产业基地”。目前，湖北省初步形成了以大专院校、科研院所为依托，以武汉为中心，以宜昌、荆门和荆州，鄂州、黄石和黄冈为东西两翼的“一主两翼”发展格局。在武汉，以国家级生物产业基地为重点，先后建立了关南、南湖、吴家山、沌口、江夏等生物产业基地，为湖北省生物农业产业发展提供了重要载体。仅“武汉国家生物产业基地”内就拥有生物农业企业39家。2010年4月，世界最大的基因测序机构――华大基因落户“武汉国家生物产业基地”。同时，一个集生产、研发、示范、展示和应用生物科技成果的湖北最大生物农业科技园区已在湖北崇阳投建。
3．4生物产业支持力度加大，发展环境日益优化
湖北省先后出台了一系列政策文件，编制了《湖北省生物产业发展规划（2008－2015年）》，加大对生物农业产业园区的支持力度，推进全省优势特色生物农业产业聚集发展；启动了全省大型科学仪器共享平台和科技信息共享平台建设，有效提升了生物农业产业发展的公共服务能力；生物产业发展的投融资体系不断完善，初步形成了有利于生物农业产业发展的优化环境。目前已有近百家风险投资机构及相关中介服务机构落户武汉。
3．5生物产业目前存在的主要问题
湖北省总体上存在生物农业企业实力不强、自主创新能力较弱、产业核心竞争力缺乏，成果、企业、市场之间有效沟通及连接的桥梁和机制仍然不畅等问题。多方面的因素限制了湖北省农业生物技术成果的转化，从而呈现出如下主要问题：其一，生物育种产业正处于产业发展初期，农业生物育种体系还不完备，生物技术自主创新能力还有待提升；其二，生物肥料产品缺乏创新支持，应用效果不稳定，适用作物或适用地区不尽合理，综合效益难以发挥；其三，兽用疫苗产业发展相对滞后，产品的附加值低，新产品的转化能力不足，产业化程度不高，国内市场占有率较低；其四，生物农药在整个农药行业中所占份额相当有限，生产水平及质量与发达国家相比还有较大差距，仿制国外产品多，原创性拳头产品少；其五，虽然生物饲料（添加剂）的生产与销售一直处于全国前列，有一批在行业内有较大影响力的企业，但生物饲料新产品的创制能力仍较差，科技含量低、产品质量不稳定及市场混乱等。
4对湖北省生物农业发展的建议
4．1更新观念，占领未来经济发展制高点
大力发展生物农业这一战略型新兴产业，将生物农业产业的发展作为农业产业结构调整的重点，对生物农业的产业发展给予高度关注和重点扶持，大力支持生物技术创新、成果转化及产业化。充分发挥政府对战略性新兴产业的引导和推动作用，在政策法规、体制机制等方面营造有利于产业发展的良好环境。
4．2加强产业平台建设，拓展融资渠道
设立专项资金扶持生物技术创新体系建设和研发条件改善，加强武汉国家生物产业基地及武汉国家农业科技园区等生物农业产业发展平台建设。同时，积极引导企业和社会资金更多投向生物农业产业领域，逐步使企业成为生物农业研究开发及产业化投入的主体。
4．3合理配置资源，促进产学研有效结合
根据湖北省现有的生物农业产业基础及现代农业产业链发展需求，应积极建立产业技术创新战略联盟，强化相关重点实验室和工程（技术）中心建设，鼓励校企合作，促进生物产业上下游的紧密结合。同时，尽快孵化生物农业领域成熟配套的技术和工艺，加速具有商业发展前景的技术和产品的商品化和产业化。
4．4立足湖北省实际，培育产业龙头企业
应围绕促进现代农业发展和保障粮食安全，加快动植物新品种开发，做好技术储备，加速生物农业技术的研发和应用，加强生物育种创新能力和育种基地建设，加大重要粮油作物、畜禽水产和林木花卉新品种研发和大规模应用，着力提升种业竞争力；积极推广生物农药、生物肥料、生物疫苗、生物饲料等绿色农用投入品；大力培育生物产业龙头企业，使生物农业企业发展位居全国领先水平。
参考文献：
［1］ 赵贵英．我国生物技术及产业化的现况与发展［J］．中国科技投资，2007（4）：19－21．
［2］ 汤波，李宁．生物农业发展现状与热点分析［J］．生物技术产业，2007（3）：18－25．
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［4］ 龚春红．欧盟现代农业生物技术应用热点［J］．生物技术通讯，2009，20（1）：143－146．
［5］ 于洪巍．生物技术最新进展［J］．国际学术动态，2009（1）：29－30．
［6］ 万之瑜，张明山．我国生物技术发展态势分析［J］．科技进步与对策，2009（11）：59－60．
［7］ 王传龙．凤台县生物农业发展现状及应对措施［J］．现代农业科技，2010（10）：301－303．
［8］ 冯旭华，刘 岩，程艳敏，等．基于山东省生物经济发展战略研究的思考［J］．科学与管理，2009（5）：37－38．
篇2
【关键词】 生物技术；环境保护；应用；前景
中图分类号：K826.15文献标识码： A
前言
21世纪科学技术进入了高速发展的时代，为人类创造了巨大的财富。但是，传统的思维方式和单目标的决策手段，使人类尝到了只追求效益而不顾资源、环境的掠夺式生产的苦果，人类正面临着有史以来最严重的环境危机。生态环境是人类生存和发展的基本条件，是经济和社会持续发展的基础。我国政府十分重视生态环境保护，把可持续发展作为基本国策。
一、生物技术的特点
生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入，人们已越来越意识到，现代生物技术的发展，为从根本上解决环境问题提供了希望。目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物，少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护巾应用最广的、最为重要的单项技术，其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的作用。
二、生物监测技术在环保领域中的应用
应用酶联免疫技术、PCR技术、电子显微技术、基因差异显示技术、生物传感器、基因探针、生物芯片等现代生物技术对环境进行监测与评价，是近年来国内外科学工作者研究的热点，研究报道也日益增多。应用酶联免疫技术检测分析环境中的农药及其代谢物是90年代的一项新技术。目前，国内外已经开发出杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农药以及多氯联苯、二恶英、抗菌素等污染物的酶联免疫分析方法，其中用于现场快速分析的酶免疫试剂盒已商品化。此技术具有快速灵敏，费用低，特异性强和适于现场大量样品分析等优点。我国在环境污染的生物监测方面也取得了一些新进展。一是广泛开展了生物监测方法的研究；二是各种生物综合监测指标的研究；三是利用生物监测手段和评价环境质量。
三、生物技术在废水处理中的应用
现代废水生物处理技术是利用水中微生物的新陈代谢功能，使废水中的有机物降解转化为无害的物质，使废水得以净化。属于生物法处理工艺的有活性污泥法、生物膜法、自然生物处理法和厌氧生物处理法等。
1、活性污泥法
活性污泥法是被广泛采用的传统废水生物处理工艺。它是在人工条件下，将空气连续鼓人溶解了大量有机污染物的污水中，对污水中的各种微生物进行连续混合和培养，形成悬浮状态的活性污泥，在活性污泥上生活着大量的好氧微生物，这些微生物在好氧条件下能以溶解性有机物为食料获得能量，并不断增长，使污水中的有机污染物得以分解去除，最后使污泥与水分离，大部分污泥回流到生物反应池，多余的污泥将被排出活性污泥系统。
2、生物膜法生物膜法
又称固定膜法，是一系列污水好氧生物处理技术的统称，其共同的特点是微生物附着在作为介质的滤料表面，生长成一层由微生物构成的膜。污水与之接触后，其中的溶解性有机污染物被生物膜吸附，进而被氧化分解，使污水得以净化。目前，生物膜法是一项在废水处理工程上被广泛运用的技术，采用这种方法的构筑物有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和生物流化床等。
3、自然生物处理法
利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理废水的技术，称为自然生物处理法。其特点是工艺简单，建设与运行费用低，但净化受自然条件的制约。主要处理技术是稳定塘和土地处理法。稳定塘是利用塘中天然微生物的代谢作用氧化分解废水中的有机物，稳定塘中的氧由塘中藻类的光合作用和塘面与大气接触的溶氧提供，在稳定塘内废水停留时间长，对废水的净化过程与自然水体净化过程基本一致。
4、厌氧生物处埋法
厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机物的处理技术。用于厌氧生物处理的构筑物有消化池、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧转盘、挡板式厌氧反应器和复合厌氧反应器等。
四、污染土壤的生物修复
土壤污染也是较为严重的环境污染问题之一。其最主要表现形式是土壤板结沙化、重金属污染，导致土壤无法利用，威胁农业生产。利用生物修复技术治理土壤重金属污染，主要是通过酶促反应等生物作用，对土壤中的重金属进行固定，由于重金属元素的化学形态发生了改变，其移动性也相应降低，通过有针对性的生物对其吸收、代谢，可以削减土壤中重金属的含量。达到净化土壤和降低毒性的目的。其中应用最广的属低温微生物修复技术。重金属的低温微生物修复是利用低温微生物的生物活性，对重金属亲和吸附或转化为低重金属的污染程度。此外，污染土壤经过生物修复过程后还可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失等同。
五、环境生物技术在预防污染上的应用
利用分子遗传技术筛选特定菌种将产品生产过程的废弃物直接转化为能源或副产品，如微生物化肥；利用DNA重组及蛋白质工程技术快速生成特定的酶，应用于生产环节，减少化学无机品用量，从而达到清洁生产的目的。
利用分子微生物族群、基因技术、DNA修复改变某些物质的分子结构使其具有可降解性或加速自然降解的速度。例如生物农药、生物肥料、生物可降解塑料薄膜等生物产品将会大量应用到生产实际当中，逐步取代对环境存在污染或者污染威胁的环境物质的使用（ 如化学制成品的农药、化肥等）。
六、展 望
1、新工艺新方法将不断涌现
随着废水处理量的巨增和水质的复杂化，迫使人们不断研究开发新技术和新方法、构建高效反应器、优化运行条件。例如：刘建荣等在研究印染废水的治理时，为了提高生物处理效率采用三种新技术相结合的方法，即在厌氧流化床中投加高效脱色菌，采用聚集一交胶固定法，将脱色菌固定于活性污泥上；在反应器内投加磁粉形成稳恒弱磁场，对微生物产生正的磁生物效应来提高生化反应速率。
2、与其他现代科学技术相结合
近年来，现代科学技术尤其是IT技术的发展促进了生物治理技术的进步，电子计算机的广泛使用不仅使处理工艺控制自动化，而且在生物技术上也广泛开展数学模拟研究。
3、极端微生物和超级工程菌的研究应用将成为热点
极端微生物是指那些可在一般生物不能生存的条件下(如高酸、高碱、高温、低温、高压、高盐等)生存的生物，由于其特殊的生理机制，在环境保护中具有极大的应用价值。随着生物工程技术的不断发展，人们不仅能对现有的微生物进行改造，而且还创造出具有新的特殊功能的微生物。
3、从治理污染到预防污染
早期的工农业一味追求发展，忽视了其对环境的副作用，直到环境被破坏得相当严重才开始被动治理。现在，世界各国已认识到环境保护的重要性：生物技术对环境保护的作用将由单纯治理发展到防治结合，以防为主，最终实现清洁生产。
七、结束语
随着现代生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入，人们已越来越意识到，现代生物技术的发展为根本上解决环境保护问题提供了无限的希望。现代生物技术的迅猛发展无疑将会推动环境保护理论及技术的日臻完善，为人类治理和保护环境提供更多可行、可用、有效的方法。
【参考文献】
篇3
【关键词】生物催化技术发展化学制药研究
生物催化是指通过酶或生物有机体的催化作用实现生物的化学转化，故又被称为生物转化。随着科技的进步和发展，生物催化逐渐进入人们的生产生活，从根本上改善了人们的经济效益、能源消耗和原料来源，对环境保护也作出了积极贡献。生物催化技术是生物技术改革中的第三次浪潮，成为历年来生物技术中的标志性技术。
1.生物催化技术及其发展
（1）生物催化技术。经济合作与发展组织（OECD）指出，生物酶催化技术是目前工业发展中最有利于可持续发展的一项技术。生物催化技术主要涉及到化学领域和生物学领域，在医药化工领域中可通过酶或微生物的催化作用实现大规模生物的转化。生物催化技术在很大程度上促使衍生物往多样性方向发展，实现对复杂产物的结构修饰及简单分子化合物库的新建，产物在经过生物催化后能够延伸出现的生理活动物质。
先导化合物在生物催化作用下具有一定的优越性，主要体现在以下几点：①可能反应的产物范围大；②在反应过程中无需进行脱保护和基团保护，一步便可完成相关反应；⑧实现生产的定向立体选择和区域选择；④生物催化的反应条件温和，利于稳定复杂的分子结构；⑤在均一和温和的反应条件下可获取反应的重现性及实现反应的自动化；⑥由于酶具有固定化特性，故在生产过程中可反复循环使用催化剂。
（2）生物催化技术的发展。生物催化技术的提出是源于科学家对活体细胞成分的认识，一部分的专家和学者认为某些细胞成分可用于特定条件下的化学转化。例如苯甲醛从植物中提取后与氢氰酸结合可制成（R）一苯乙醇腈，半合成抗生素的生产则依靠G酞基转移酶的帮助。1980年后，随着科技的发展和进步，蛋白质工程技术得到空前的发展，使得酶的底物范围大大增加，实现了常见合成中间物的生物合成。在此科技背景之下，生物催化技术逐渐被运用于精细化化学和药物中间体生产领域。
（3）随着近年来基因合成、生物信息学、蛋白质工程和序列分析等观念的进步及电脑建模和生物学工具的更新，越来越多的专家学者在分子生物学的基础上对分子进行快速进化处理，极大的改善了原有的生物催化剂。生物催化剂经过改造后可稳定处：T-60℃的有机溶液中，在接受新的底物时可自动催化新的生物反应。
2.化学制药中的生物催化技术研究
在生物催化技术的发展背景之下，酶和微生物反应成为生物学领域的关注热点。许多长期研究微生物和酶的专家学者开始着手于有机合成的研究，促使生物催化技术逐渐发展成为一项不对称合成的生物技术。
（1）西他列汀游离碱。美国的Codexis公司和德国的Merck公司通过酶做催化剂实现西他列汀游离碱的生产。他们较早发现R构型选择性转氨酶的分子结构类似于西他列汀酮，其中一些分子质量较小的可阻断甲基酮并具有一定活性。而后Codexis公司对转氨-酶进行改造，实现了一种催化加氢路线的构建，且在生产过程中并不产生S丰勾型西他列汀酮。由于该生物技术具有一步到位的优点，故设备的生产能力和分子的反应能力得到有效提高，且在一定程度上降低了废弃物品的产出。
（2）阿伐他汀（立普妥）。6-氰3和5一二羟基乙酸叔丁酯是阿伐他汀（立普妥）生产过程中需要的活性中间体，美国Codexis公司通过生物催化实现此种活性中间体的生产。Codexis公司以分子重组为基础，采用了最先进的直接优化技术，开发了具有稳定性、选择性和活性的3种酶。前手性氯酮在2种优化酶手性选择性的催化作用下发生氢化反应，生成纯手性的氯乙醇。
（3）普瑞巴林。美国的Pfizer公司通过生物催化的方式实现普瑞巴林的生产。基于蛋白质工程技术进行改造的水解酶问世后，运用该水解酶会对S-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸的钾盐进行选择性水解，在温和条件下物质发生一系列水解反应，最终得到普瑞巴林。-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸在脂肪酶的选择性水解下产出-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸的钾盐，在此基础上进行化学合成，实现普瑞巴林的制备，可获取40%的最终收率，通过对目标产物的检测可得其ee值为99.7%。
篇4
细胞生物学是以细胞为研究对象，从整体水平、亚显微水平、分子水平三个层次，以动态的观点，研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。它作为生命科学的四大前沿学科之一，与分子生物学、神经生物学和生态学并列[1]，是学习分子生物学和遗传学的基础。随着该学科新技术和新方法的建立，细胞生物学已成为各大高校医学、农学和生物学等专业的一门必修课[2]，反应出细胞生物学在未来生命科学领域的重要性。自从我校生命科学院成立以来，细胞生物学就是生物科学、生物技术专业的学科基础、必修课和主干课，是学生在我校的医学大背景下理解疾病形成中的遗传和分子生物学过程的基础,是理解包括分子靶向、干细胞疗法等新颖的转化医学手段的基础，其学科地位不可替代。
二细胞生物学教学中存在的问题
随着先进生命科学“大数据”时代的到来，无论是基础理论还是应用技术研究，细胞生物学都处于生命科学最活跃的领域，知识更新快、内容丰富且深奥难懂。我院生物技术专业的本科学生多为专业调剂，初高中生物学基础知识欠扎实，学科兴趣不足，学生自主学习的能力较弱。如果教学只按图索骥照本宣科，根本无法调动他们学习的积极性。另外，课本知识过于陈旧，无法适应新时代学科发展的需要。尽管近些年部分教师已开始引导学生通过查阅文献、综述总结的方法接触细胞生物学领域最前沿的知识，但大多止步于盲目填鸭式罗列国外文献数据，没有加以甄别和指导，学生很容易在复杂的信息和数据中丧失学习的信心。因此，如何使细胞生物学教学紧跟学科发展的步伐，使学生在有限的学时中既能具备扎实的细胞生物学基础知识和基本技能，又使学生及时掌握最新的细胞生物学理论和应用技术，能为他们将来的考研深造学习阶段和日益剧烈的职场竞争中打下良好的基础，这成为生物技术专业本科生细胞生物学教学中待解决的问题。仅靠教师讲授为主的传统教学方法和教学模式已不适应目前学科的发展和人才培养的需求，难以提高教学质量。
三以问题为导向的教学方法(PBL)的优势
1969年美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创了一种以问题为导向的教学方法———PBL（Problem-Basedlearning）教学法[3]，它倡导让学生通过自学、分析、讨论和合作解决问题，从而培养学生自主学习能力，发展学生综合思考能力。这种以问题为基础，以学生为主体，以教师为导向的启发式教育，以培养学生的能力为教学目标的教学方法与传统的教学方法相比有诸多优势。
1突出学生的主体地位
PBL教学法强调以学生的主动学习为主，而不是传统教学中的以教师讲授为主；通过设计真实性任务，强调把学习融入到复杂的、有意义的问题情景中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，培养解决问题的技能和自主学习的能力[4,5]。
2提高学生对细胞生物学的学习兴趣
细胞生物学基础知识内容较多且大部分深奥难懂，传统教学模式主要通过教师制作丰富的多媒体课件将知识灌输给学生，起初能够激起学生兴趣，但随着知识的不断深入，学生就会感觉枯燥无味，学习的积极性大大降低。而PBL教学可通过设计与日常生活息息相关的医学实践问题，使学生充分认识自己的主人翁意识，主动运用细胞生物学知识解决这些问题。这种“提出问题———解决问题———归纳总结”的教学方法不但使学生巩固了先前学过的知识，而且激发了他们主动学习新知识的动力。
3拓宽了学生的知识面
PBL教学中，为了解决教师提出的问题，学生必须查阅相关文献和收集材料。在这个过程中，学生不仅可以掌握本课程重点内容，而且可以了解相关领域的热点以及前沿进展，拓宽了学生的知识面，有利于知识的理解和融会贯通。
4培养了学生团队协作意识
PBL教学中需要小组成员分工查阅、收集和整理材料，一起合作讨论、总结、制作多媒体课件，最后安排一人进行陈述。通过此过程让学生意识到团队协作的重要性，增强团队意识。经过多轮合作还有利于各位成员挖掘自己的潜力、发挥各自特长、树立自信。
5增强了教师自身素质
PBL教学过程中，教师虽然不再是主体，但导向作用不容忽视。首先在“提出问题”阶段，教师要根据本堂课应该教授的基本知识，结合该领域前沿热点，设计出合理的案例，使学生通过解决此案例，既掌握了课本知识又了解了很多相关领域的前沿进展；其次在学生“解决问题”阶段，还需要尽可能回答学生提出的问题引导学生向正确的方向查阅资料；最后在“归纳总结”部分，教师还需要运用丰富的知识对遗留问题进行解释，并对整个讨论结果进行总结。这就要求教师不仅熟练地掌握本学科及相关学科的知识，而且要深入广泛了解相关领域前沿进展，对知识具有融会贯通、灵活运用的能力。在此过程中使得教师拓宽知识面，增加知识储备，完善知识结构，促进教与学的互动，真正做到教学相长。
四PBL在生物技术专业本科生细胞生物学教学中的具体实施方法
为了能够在我院生物技术专业本科生细胞生物学教学中顺利开展PBL教学，并取得良好效果，在开课前，授课教师参加了2012年上海复旦大学举办的PBL教学培训，掌握了相关教学技能。在充分调查了我院生物技术专业本科生知识结构及对细胞生物学知识的掌握情况后，我们制定了如下实施方案。
1实施对象
浙江中医药大学生命科学学院2011级生物技术专业1个班的学生。
2教学内容的选择
我院生物技术专业属于三本专业，学生又大多为专业调剂，初高中生物学基础较弱。因此，在教学过程中，细胞生物学基础知识部分如各种细胞器的结构和功能、细胞膜系统以及细胞骨架等可采用教师多媒体教授的传统教学方法；而本学科的难点以及前沿问题，如细胞的信号转导、细胞的增殖与周期、细胞分化、细胞凋亡与自噬、DNA的损伤与修复以及基因表达调控等则采用PBL教学，以问题为基础，通过收集资料、论证、实施以及总结归纳，使学生切实感受到细胞生物学与人类日常生活间的联系。进而通过自主学习，提高学生自信心，更有利于激发学生学习兴趣。
3教师提出问题
PBL教学中问题的设计非常重要，我们遵循以下原则:第一，根据教学大纲的要求及章节重点内容，结合目前细胞生物学领域的研究热点设计问题；第二，根据生物技术专业学生知识构架，设计难易适中的问题；第三，设计结合日常生活中大家关注的生命科学问题。例如，细胞的信号转导这一章围绕G蛋白偶联受体结构和功能这一知识点，设计了G蛋白偶联受体突变与哪些疾病息息相关？与肿瘤相关的信号转导途径有哪些，如何预防和治疗?针对细胞分化这一章的干细胞这一重点知识，设计了干细胞的临床应用情况如何?干细胞与器官移植等问题。
4学生分组查阅资料
问题提出以后，要分组解决问题。每组5人，分别设立组长负责本组问题的分工、督促查找资料和组织组内讨论等任务。提前一周将问题分发给学生，各小组经过充分的调研和讨论选取共同感兴趣的问题。根据分工，各小组成员开展工作。同时要求教师配合每个小组，随时与各小组进行沟通和答疑。
5课堂讨论
各小组根据分工将材料做成PPT，由组长进行10分钟陈述，组员补充，其他组进行质疑和指正。若交流中出现学生解决不了的问题，教师适当进行启发和引导，如果问题仍解决不了，则由教师解答。
6总结归纳以及教师评价
课堂讨论结束后，首先，学生对本组存在的问题进行归纳总结，自我评价学习过程和学习结果，思考知识、技能、小组成员协作和认知策略各方面的收获。其次，教师应对各小组信息是否完整与前沿、是否有创新与团队合作性、整理资料是否有逻辑性与条理性、是否按时完成、小组成员在小组讨论时的参与积极性以及各组的汇报是否精彩等方面进行评价。同时对于表现优异的小组给予适当奖励，进一步提高学生的参与积极性。总之，为了提高教学质量，培养和提高我校生物技术专业学生的实践创新能力，促进学生综合素质的提高，我们积极进行教学改革。在结合细胞生物学课程特点和生物技术专业学生实际情况下，我们将PBL教学模式引入课堂，并且获得了较好的教学效果。我们希望通过PBL教学模式的实施，能够充分激发学生的学习兴趣及积极性，培养出具有良好学习能力、实践能力及创新能力的高素质人才。
参考文献
[1]翟中和，等.细胞生物学[M].北京:高等教育出版社,2000.
[2]余晓丽等.细胞生物学教学改革与实践[J].南阳师范学院学报,2006,5(6).
[3]BarrowsHS,TamblynRM.Theportablepatientproblempack:aproblem-basedlearningunit[J].JofMedEdu,1977,52(12):1002-1004.
[4]MancyLJ,AnnMP,AnnL,etal.Developingaproblem-basedlearning(PBL)curriculumforprofessionalismandsci-entificintegritytrainingforbiomedicalgraduatestudents[J].MedEthics,2010,36:614-619.
篇5
关键词：生物技术；Bt抗虫棉；经济效益
一、研究背景
生物技术是70年代新崛起的一门横跨微生物、遗传、生化、免疫、发酵技术等的边缘学科，融合现代新技术，并通过技术手段利用生物质或生物过程，生产有用物的一门综合性科学体系。国内外科学家纷纷预言，现代生物工程比原子能、电子计算机更加重要，是21世纪发展最迅速的高新朝阳产业和支柱产业，它的发展水平标志着一个国家科学技术水平，是现代高科技的核心技术。
农业是生物技术应用最广阔的领域之一，随着分子生物学，分子遗传学等学科的发展，基因工程正在与常规技术以及其它新兴学科相联结，当前，基因工程在国际上已成为生物技术的前沿学科。在农业中应用现代生物技术可以培育出优质、高产、抗病虫、抗逆的农作物，以及畜禽、林木、鱼类等新品种；可以进行再生能源的利用，解决能源短缺问题；可以扩大食物、饲料、药品来源，满足人类日益增长的需要；可以进行无废物的良性循环，减少环境污染，充分利用各种资源；也可以利用快速繁殖动植物的方法，提高农业生产效率。 在农业中，转基因植物的研究开发最为突出，1983年转基因植物问世，1994年耐储藏番茄最先获准上市，1996～1999年全世界转基因作物生产面积由170万公顷增加到3990万公顷（张敏恒，2000），四年间增长了23倍。预计到2000年，农业生物技术产品的销售额将增长到110～150亿美元，占传统农产品市场的10％～15％。在转基因植物领域，我国已批准转基因抗虫棉、转基因耐储藏番茄等6件转基因植物商品化，其中5件是我国自主开发的，现在已成为全球转基因作物推广面积最大的国家之一（科技部生物技术产业发展战略研究组，2000）。
生物病虫害，尤其是棉铃虫等鳞翅目害虫啃蛀棉杆，蚕食棉叶，钻蛀棉桃，对棉花危害极大，1991~1994年在北方棉区和长江流域棉区每年造成高达60亿元以上的经济损失(贾士荣，1996)，多年来依靠甚至无节制的滥用化学杀虫剂已经造成了一系列的负面效应，生态环境遭到威胁，害虫抗药性连年激增，人畜中毒现象频繁发生，这些都使我国植棉业产量大幅度下降，并严重影响到纺织业及出口创汇的稳定发展。自从美国的艾格瑞斯特（Agracetus）公司首次成功获得带有外源标记基因的基因工程棉花以后，分子水平的棉花育种就快速发展起来，利用现代基因工程技术在棉株中导入抗虫性毒素而选育成的抗虫棉，因其所具有抗虫性的遗传稳定性和连续性，被认为是害虫管理最经济、最有效的防治方法。转基因棉花是生物技术在农业上应用的典型，美国孟山都（Monsanto）公司、中国农科院生物技术研究所和棉花所等分别成功研制出转苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，简称Bt）毒素基因棉保铃新棉33B、GK系列和中棉系列，在中国获得农业部门的基因安全性检验后以商业运作的模式在生产领域得到迅速推广，在科学研究领域亦突破常规育种所难以超越的目的性转移目标形状低成功率等难题，得到政府、科学研究人员及广大植棉户的关注和期待。[kycipp1]
美国在生产上应用抗虫棉最早的国家，1999年，美国孟山都公司的33B棉在中国的主栽省——河北的植棉面积已达10万公顷左右。国内在转Bt抗虫棉方面的研究也已达到世界先进水平（贾士荣，2000），1996年中国农科院生物技术研究所的郭三堆等科研人员，在国际上首次构建成了双价杀虫基因：GFM Cry1A和 CPTI，并将抗虫基因分别导入我国一些主栽品种和一些新品系，筛选、培育出适合当地种植的高抗性的棉花品种（郭恒敏，1998），截止1999年底，双价棉已在河北、安徽、山东、山西等地进入大面积商品化生产和推广。
本文试图通过实证分析相关抗虫棉品种和常规棉品种的差别，阐明并具体评价转Bt基因棉品种的经济效益，分析农户采用Bt抗虫棉与非抗虫棉生产的成本和收益差异，以该项技术采用之后对农民收入所产生的影响。本文是农业政策研究中心“生物技术政策研究项目”系列论文之一。本文分为四个部分，第二部分对样本选择和样本情况做简要的描述。第三部分分析Bt与非Bt的抗虫棉生产成本和效益的差异。最后部分对本项研究做总结并提出一些政策意见。
二、调查样本和品种概况
（一）样本选择 对地点选择和农户选择有明确的目的性，主要标准是能够明确区别在相似的生产条件情况下，Bt基因抗虫棉与作为对照的常规棉种植情况。在我国棉区分布中，以黄淮海棉区的棉花播种面积为最大，其中又以冀鲁豫棉区最大，曾占全国棉花总产的50%左右，是我国棉区种植比较集中且占经济作物比重较高的植棉大区。河北和山东是传统的植棉大省，也是棉铃虫爆发的重灾区，在这两个省，转基因抗虫棉33B和GK系列种植较集中，面积比较大，并且河北是中国最早被允许进行转基因棉花品种商业化运作和种植的地区。
表1. 棉花种植情况
平均
辛集市
深州市
陵县
夏津县
梁山县
户均耕地面积(公顷)
0.78
1.17
0.83
0.61
0.74
0.59
户均棉花种植面积(公顷)
0.42
0.47
0.44
0.25
0.50
0.42
棉花占农作物面积比例(%)
39
26
39
26
51
48
户均人口（人）
4.0
1.74
1.36
3.89
1.88
2.25
人均收入（元／人）
2086
2446
1644
1951
1877
2322
人均耕地面积（亩／人）
0.2
0.33
0.2
0.16
0.19
0.14
资料来源： 数据来自作者1999年对河北省和山东省5个县市282户农户的调查
作为以上原因的实施，本研究对河北省和山东省等地的10个自然村的282户植棉农户，采取随机抽样的方式，调查了他们的棉花种植情况。见表1，调查样本均为植棉大区，棉花种植面积占农作物总面积的比例达到了40％，农户的种植规模（每户为0.4公顷）大于全国平均水平。棉农以种植业作为其收入的主要来源，农民全年人均收入为2086元左右，农民家庭生活并不富裕。有的地方如辛集农民收入和耕地面积较大，但棉花面积较小。棉花近几年的产量和收入波动较大，比较利益下降，农民植棉的积极性受挫，也是棉花收入和面积减少的原因。深州和夏津的棉花面积较大，但农民收入却较低，也说明了目前棉花种植情况。
（二）品种概述 本文以常规棉中比例较大的9418品种作为对照重点说明，在我们的调查点，其样本数占调查总数的10%。9418品种是中国农科院棉花研究所最近几年培育出的春棉品种，其特点是早熟、丰产、优质，高逆抗性，适应性广高抗枯萎兼抗黄萎病，是春棉的主打品种。转Bt基因棉选取了在河北有广泛种植面积的 33B、SGK321和在山东有代表性的 GK-12，它们所占比例分别为64%，14%和28%。33B于1995年引入河北省，经过点区示范其主要特点是抗虫性强，据称整个棉花生育期基本不打药，在干旱贫瘠含盐量较高的土壤上，生长健壮，易成早衰，适应冀中南区域种植。SGK321在1999年在河北推广，是将毒素基因构建、导入主栽品种石远321中，是我国育成的第一个双价转基因棉，属于抗虫棉的第二代产品，是唯一的通过农业部安全检测的双基因生产的品系，其特点是适合于直播、地膜覆盖、间作套种等多种种植形式，具有较强的分枝优势和较大的单株增产潜力，花朵大，毒蛋白基因表达性好，早熟不早衰，适合在黄河流域种植，种植密度比33B每亩可减少55株左右。GK-12将抗虫的Bt基因加强为高抗虫的Bt基因后导入陆地棉泗棉三号中，多年选育而成，其特点是抗虫性特强，抗旱、耐涝、中需肥，生育后期缺钾，易感红叶茎枯病，适宜春播或套种。
三、经济效益分析
（一） 棉花生产的成本分析
抗虫棉和对照品种成本情况如表2所示。可以看出抗虫棉品种的总成本低于常规棉品种的总成本，这主要表现在农药和用工的成本，后者比前者高得多，说明了它具有的省药、省工的优越性。常规棉9418生产成本略高于其它常规棉品种的平均水平，它比Bt抗虫棉每公顷成本高3225元（或高29％），比非Bt的抗虫棉的每公顷成本高726元（或高6％）。三种Bt抗虫棉成本费用基本接近。
表2. 每公顷棉花生产分品种成本分析
33B
SGK321
GK-12
其它品种的Bt抗虫棉
非Bt的抗虫棉
常规棉
9418
常规棉平均
总成本(元/公顷）
10701
10311
10466
8929
13163
14288
13327
1.农药
数量(公斤/公顷）
10.5
4.4
15.0
20.7
11.6
84.4
74.1
成本(元/公顷）
244
131
337
355
258
1997
1799
2.种子
数量(公斤/公顷)
29
16
48
49
32
102
98
成本(元/公顷)
547
571
359
517
608
306
327
3.用工
天数(工日）
529
371
496
432
561
641
598
其中农药用工
23
19
33
28
29
172
141
成本(元/公顷)
5433
3698
5391
4424
6169
6912
6418
农药用工成本
64
51
103
70
84
515
423
4.化肥(折纯量）
数量(公斤/公顷)
1306
2134
1089
926
756
1023
1079
成本(元/公顷)
1272
1628
1170
1032
1100
1406
1368
5.其它成本(元/公顷)
4476
5911
4379
3549
5028
5074
篇6
现在，经过几个世纪的孕育发展，生物技术已进入了一个全新的发展阶段。科技部相关负责人日前表示，生物技术是我国发展最快、潜力最大、与国外差距最小的领域之一。可见，生物技术的发展势头之迅猛在产业发展史上是罕见的。人们已认识到生物技术已逐步成为当今高新技术群体中最富有活力的领域之一，并与信息技术、纳米技术、新材料等其他高技术相互结合，正在全球范围内形成增值产业链，它的新概念和方法正带动农业、医药、食品、能源、化工、环保等多领域技术的共同进步。发展生物技术对解决当今人类社会面临的粮食、能源、资源、环境和健康等许多重大问题具有重要的现实意义和深远的战略意义。更重要的是，利用好生物技术，能够有力的提升一个国家的生物安全。现代研究已经证明，生物技术的危害远远大于核武器，因此生物安全已经成为国家安全的关键点。
2007年1月29日，全国科技工作会议在北京召开，科技部部长徐冠华在会上明确指出：“十五”期间，一批关乎经济社会发展的重大技术被攻克。在生物技术领域中，尤其在超级稻育种技术、新药创制等领域取得了重大突破；超级稻育种技术继续保持世界领先； “863”计划共有15个品种获得一类新药证书，109个新药品种进入临床试验阶段。他还表示，科技部将在今年年内正式启动实施若干项重大专项。在确保国家重大专项实施的基础上，在重大医疗器械设备、海洋资源与环境等领域实施重点专项。会上还提出了2007年科技工作的新亮点，将在综合交叉和重要科学前沿领域进行重点部署，组织实施干细胞、蛋白质、生殖与发育等科学研究计划，并在蛋白质科学等领域筹建10个国家实验室。
在21世纪的今天，世界各国都在由政府牵头，大力发展本国生物工程技术产业。发达国家均将生物技术及其产业列为战略高技术和新兴产业发展的重点。面对生物技术不断取得突破所带来的发展机遇，我国政府也高度重视，在“十五”高新技术产业发展规划中，生物技术产业被列入国家十二大高新技术工程，在国家“863”技术和科技攻关计划的支持和推动下，国内生物技术产业向着国际化方向迈步。
由此可见，我国生物技术与产业已经开始从跟踪仿制到自主创新的转变，从实验室探索到产业化的转变，从单项技术突破到整体协调发展的转变。生物技术的应用将会大幅度提高人类的健康水平，并可以引起医药的第四次革命浪潮。
转基因新药将进入临床试验
项目简介：转基因动物是利用细胞分裂，染色体倍增原理，通过实验的方法，将人或哺乳动物的某种功能基因导入哺乳动物的受精卵（或早期胚胎细胞）里，使导入的基因能够与受精卵的染色体DNA整合在一起。随着细胞分裂染色体倍增而倍增，使动物体内的每一个细胞都带有导入的基因，并能够将其稳定地遗传到下一代的同类动物。其不仅彻底将基因的培育工作从实验室转移到动物体内，还能通过动物自身的繁衍生殖。
项目负责：医学遗传学专家曾溢滔院士。
项目进展：在未来5～10年内，转基因新药在我国就能进入临床试验阶段，开始引领新一代医药产业。
意义：应用转基因动物乳腺生物反应器技术制造药物是一种可以获得巨额经济利润的新型产业。
基因工程乙肝疫苗研究
工程简介：近年来乙肝疫苗占据了主导地位，在生物制药领域，乙肝疫苗在市场上是巨头。
目前，乙肝新疫苗保护的靶对象正逐渐扩展为慢性肝病患者和肝炎病毒携带者，国外在单一抗原HBV疫苗基础上开发了多种抗原疫苗,临床表明预防甲肝、乙肝有效率在98%以上，因此合并有S抗原的Bio-Hep-B和Hepagene有望能替代现在广为使用的重组疫苗；预测到2010年，相继问世的疫苗将占HBV疫苗市场的20%，DNA疫苗、口服植物性疫苗、联合疫苗、治疗性乙肝疫苗有望成为新的热点。尤其是治疗性乙肝疫苗与现有抗HBV药物联合应用,将是肝炎新疗法之一，在这一方面，江苏复旦悦达生物技术拥有我国自主知识产权的乙肝治疗性疫苗已完成临床研究，商品名为乙克。
工程负责：江苏复旦悦达生物技术公司
进展与意义：目前乙肝疫苗尚在研究中。它是21世纪最具前景的疫苗品种，中国疫苗市场目前处在起步阶段，从市场规模到消费观念均有较大的发展空间。
糖尿病及各种疾病临床营养支持治疗学研究
简介：该系统根据各种计算公式与方法设计诊疗方案，并利用计算机完成各种运算，综合中医饮食疗养学及现代营养学之所长，能够实施对患者终生饮食治疗的科学指导，有力支持药物治疗及体育疗法，有利于控制糖尿病的发展，预防各种并发症的出现。
饮食疗法虽然是糖尿病治疗诸多环节中最重要、最基础的措施，但是由于以往常用的饮食疗法存在公式复杂、计算繁琐、食谱固定、适用性差，因此不容易满足患者饮食习惯的需求，致使患者饮食治疗不到位，血糖控制不理想，不得不加大药物的剂量，一方面增加了潜在的药物副作用对人体的伤害，另一方面使患者背负了更大的经济负担。 “糖尿病及各种疾病的临床营养支持治疗系统”在设计思想中，充分考虑了融合中西医特色，旨在取长补短，以提高糖尿病饮食治疗的效果。力求达到画面清晰、操作简单、使用方便。由于该系统设计良好的人机对话平台界面，最终的结果均需通过人机交流来决定，能为每一位患者提供更人性化、个体化的科学、合理、全面的膳食指导，不仅能够充分尊重个人的饮食习惯，而且大大加强饮食疗法的可操作性。
突破：本系统根据中医药学的特殊需要设计完成了中医饮食疗养库。在中医食物疗养库的文字录入程序中，实现了中文智能识别的快速、批量、准确的目标，同时利用模糊识别的方法检索查询中文信息，在完整保留古代资料的前提下，一方面最大限度地减少汉字数据冗余，另一方面大大提高了检索的精度及广度。
意义：“糖尿病及各种疾病的临床营养支持治疗系统”的开发成功，为上述问题的解决，搭建了一个简易的中文工作平台。并具有极强的计算、统计相关数据及打印功能，更有利于该项成果的迅速推广应用。
生物芯片检测仪
简介：该设备是上海裕隆生物科技有限公司开发的用于生物芯片反应结果检测的自动化仪器，采用了光机电一体化技术，能够全自动摄取、处理、分析、打印生物芯片检测结果，采用了自动找点技术，智能性高，具有扫描范围大、扫描速度快、灵敏度高、信噪比高、全自动定位图像分析技术、全自动数据分析处理、操作简便等特点，适用于利用化学发光原理的生物芯片反应结果的检测。
进展：目前该项目处于中期阶段。
意义：可用于科学研究、教学实习以及临床检验等多个领域，市场面向医院、体检中心、血站等医疗卫生机构和科研院所。
生物芯片进行骨髓分析处理技术
技术简介：一种利用生物芯片对骨髓进行分析处理的技术， 是把多个捐献者的基因样本采集到一张生物芯片上，同时进行分析处理。而以往的技术一次只能对一个样本分析处理。这种用于骨髓分型的生物芯片，只有手指大小，仅一张就可以存储上万个人的白细胞抗原基因。据介绍，对人类白细胞抗原基因进行分型是进行器官移植和骨髓移植的前提，在我国，这种技术长期依赖进口，价格很高。每进行一份骨髓分型，就要支付500元费用。
技术进展：据介绍，目前美国骨髓库数量接近600万人份，而中国只有36万人份，难以满足患者的成功配型需要。如果要达到美国现在的水平，用通用的技术至少要20年，而采用生物芯片技术，时间可以节省一半，费用将节省1/3。
意义：日前由生物芯片北京国家工程研究中心研制成功，这在全球尚属首次，它可以大大提高骨髓分型的速度和准确度。
生物特征识别核心技术研究
技术简介：该课题是在人脸检测、面部特征提取、人脸识别与确认等核心算法、关键问题解决方案、应用系统设计等领域的成就。在课题组完成的二十余种算法中，大部分是独立提出的，有一部分是对现有算法的优化和改进，而且成果已获得实质性应用。在指纹识别方面,提出了混合模型的定义和复有理多项式的方向图模型等一种新的基于模型的指纹奇异点求取方法，并首次提出了断纹的概念，在相关成果的基础上实现了一个用于门禁的指纹识别系统。在掌纹识别、在线签名认证和多生物特征融合方面，独创地给出了皱纹的定义，并设计了一种新颖的方向图计算方法来准确的计算点的方向。完成了由皱纹点到皱纹的折线段描述。实现了一种融合人脸和指纹的身份认证系统。
技术突破：在基于人脸重心模板的实时人脸检测、基于自适应样本重采样技术的实时人脸检测、基于遗传算法的学习集扩展方法、结合人脸图像加光技术的特定人脸子空间人脸识别、基于变换域子空间判别分析的人脸识别与确认、基于球面谐波的光照估计和光照补偿策略、基于3D重建的姿态校正方法、误配准灾难问题研究、基于AdaBoost的人脸识别方法、基于多分量统计子空间判别分析等研究方面达到了国际领先水平。生物特征识别技术在国家机关及社会安防领域具有广泛而特殊的用途。
技术进展：该项目处于中期阶段。
意义：研究成果整体处于国内领先、国际先进水平。
高强度浅封堵技术研究
技术简介：随着人们对微观力学和宏观力学的研究，提出了通过紧密堆积理论和材料颗粒大小分布来提高材料的宏观力学性能的技术思路，通过调节混合物固相的不同颗粒尺寸分布，进行级配和加工，使堵剂体系含有多种尺寸颗粒，实现良好的孔隙充填和混合物的紧密堆积，即单位体积堵剂中含有更多固相，从而得到高性能的堵剂。新型高强度堵剂主要由主剂、减轻剂、增强剂以及相配套的分散剂、悬浮剂等外加剂组成，采用减轻剂、增强剂两种材料复配使用，既满足了密度指标的要求，又保证了浆体的沉降稳定性。现场可根据施工需要配制出密度1.3 g/cm3～1.9g/cm3，适应温度为室温～150℃的堵剂。
成果分析具体如下：1.研制出高强度堵剂的主体配方并分析了堵剂各组分的变化对堵剂性能的影响。 2.通过岩芯试验表明堵剂对不同渗透率岩芯都具有很强的堵塞能力，渗透率在20μm2左右的岩芯的堵塞率达98%以上，10μm2左右岩芯（长度为24cm）突破压力在10MPa以上。 3.进行了8口井的现场试验，成功率100%，累计增油5000余吨，创产值200多万元，取得显著的经济效益。现场试验表明其对高渗透层（或大孔道）具有非常强的封堵作用，可用于注水井调剖施工及油井堵水施工。 4.高强度堵剂具有较强的自然选择性能，能够优先进入高渗透层（或大孔道）、带并形成有效封堵。 5.高强度堵剂具有较广的适应性，可用于砂岩、灰岩等不同地址特征条件下的调剖堵水施工。
技术进展：目前处于中期阶段，该项目经过一年的研究工作，取得了显著成果，达到了预期目标。
“中科红”海湾扇贝繁育
简介：“中科红”海湾扇贝是在张福绥院士引进海湾扇贝的基础上，突破构建海湾扇贝自交系和杂交系的技术障碍，构建了“壳色－生长”育种模式，培育出橘红壳色、性状优势明显的海湾扇贝新品种，其生长速度较海湾扇贝常规养殖对象提高 15.6%，成活率提高 19.2%。同时也创立了贝类家系育种新途径，构建了新的育种模式。
专家介绍，对繁育的“中科红”海湾扇贝苗种数量和规格都进行了随机取样测量，并采用目测法对壳色纯度进行了检验。检验测量结果显示：“中科红”海湾扇贝苗种数量2544万粒，平均个体壳高2.6±0.5 mm，最大个体壳高3.5mm，最小个体壳高1.5 mm。红壳色个体比例达92％以上。
篇7
关键词：水果；加工方法；贮藏保鲜
中图分类号：S609文献标识码：A文章编号：1674-0432（2014）-01-94-2
水果富含多种成分，营养价值极高，是深受人们喜爱的重要副食品。相关研究证明，经常食用水果可以减少糖尿病、心脏病、中风以及癌症等疾病的发生。人体日常需要的营养物质，几乎都可以通过食用水果摄取得到。随着生活水平的提高以及对保健的认识越来越多，人们对于水果的需求也越来越多。但是，水果的生长受到很多自然条件的影响，因此，要想使得水果能够保持长时间的鲜度以及较好的品质，需要对水果内部一些活性物质采取相应的抑制措施，进而抑制水果内部的生理生化活动的进行，减缓其新陈代谢活动。如何保持水果的品质，延长水果的保鲜期成为了水果加工工艺需要解决的重要问题。科研工作者对水果的加工及贮藏保鲜的技术进行了研究，而且提出了很多有关加工及贮藏保鲜水果的措施。
1水果的加工工艺
1.1水果品种的选择
目前，国内对于水果的生产和研究主要选择的种类包括苹果、香蕉、菠萝、草莓、西梨、甜瓜、桃等。水果的品质对于其相应的营养和经济价值都有着直接而且极其重要的影响。色香味俱全的水果，且新鲜、健壮、无腐烂、无斑疤、无病虫害，同时规格比较均匀，成熟度比较适宜等，才能称得上优质水果。相关研究表明，水果是否成熟是一个需要重要的考察因素。水果采收时成熟度不仅对于水果贮藏期有着一定的影响，同时水果对于CO2浓度高低的耐受性，以及水果的抗病性和机械损伤敏感性等也与之有着十分密切的关系。例如，成熟的苹果在一周内所释放出来的乙烯总量一般是未成熟苹果释放量的2倍。此外，不同的水果其相应最适宜加工生理期是有着很大差异的。
1.2水果的冲洗以及消毒
通常在对水果进行一定加工之前都要先用水对其进行冲洗，对水果起到除污等作用，因为果农为了避免病虫害的发生一般会对果树喷施农药，农药残留很可能会造成水果的污染，因此需要使用含有50～200微升/升NaClO的溶液浸泡消毒，之后再使用清水将表面冲洗干净。除此之外，抗氧化剂、有机酸、臭氧、H2O2紫外线以及辐射等也可以应用在对水果进行表面的杀菌消毒上。相关研究结果表明，H2O2的处理可以使西瓜的货架期比NaClO的处理延长4～5天，与此同时，在两周以内可以控制微生物的数量在安全的范围之内。
1.3水果的切分和修整
通常对于冲洗干净并且杀菌消毒以后的新鲜水果可以使用切分的方式进行处理，包括对水果进行去皮、去核等。对水果进行切分的形状和规格对于鲜切水果的品质有着极其重要的影响，切分的越小，切分的面积就会相应越大，对于贮存就会越不利。不同切割的厚度也会影响水果的生理状况。
1.4水果的漂洗和沥干
在对水果进行切割以后，对其进行一定的漂洗处理是水果加工过程中一个十分重要的环节，在此过程中，不仅可以除去水果的汁液，同时可以减少一些微生物对水果的污染。在漂洗液中如果添加一定的乙烯抑制剂，抗菌剂或者褐变抑制剂，再对水果进行处理时，可以使得水果保鲜的效果更强。
1.5水果的包装和贮存
水果加工生产过程中最后一步关键操作的步骤则是水果的包装和贮存。一般情况下，使用塑料薄膜对水果进行一定的外包装，或者使用塑料托盘对水果进行盛装以后，再使用塑料薄膜对其进行覆盖包装，水果在包装好之后一般是进行冷藏。对水果进行包装和贮存时要综合使用各种保鲜的措施，进而延长水果的货架期，同时可以维持水果的营养价值和食用品质等。
2贮藏保鲜水果的技术
2.1低温进行冷链贮藏
低温可以对水果体内的酶起到一定的抑制作用，进而可以实现降低水果自身新陈代谢的作用，降低水果的呼吸作用，延缓水果自身细胞的衰老，同时抑制细胞的褐变，降低水果自身的生理、生化反应。除此之外，低温还可以降低微生物的生物活性，进而可以保持水果良好的食用品质。因此，保持水果的良好品质和低温环境有着极其密切的关系。目前，国外对于水果生产过程通常使用低温冷链的技术进行相应的销售系统，已经取得了比较良好的水果保鲜效果。但是，这项技术的成本较高，因此，在我国要想实现实际的操作仍然存在着一定的局限性。
2.2气调包装进行贮藏保鲜
MAP技术是目前对水果进行包装保鲜使用中最多的一种技术，它的基本作用原理是通过使用比较适宜的，而且透气性比较好的一种包装材料，或者是充入一些特殊混合气体，进而使得包装袋中能够形成高CO2低O2的比较理想的一个气调环境，进而达到抑制水果自身的呼吸作用，减少乙烯生成量，降低水果衰老的速度，最终达到延长水果货架期的目的。除此之外，该技术也可以对好气性的微生物生长起到一定的抑制作用。目前，国内外使用得最多的MAP薄膜有低密度乙烯（LDPE），聚丙烯（PP），聚乙烯（PE）以及聚氯乙烯（PVC）等。
2.3涂膜进行贮藏保鲜
目前，对于水果的贮藏和保鲜通常使用可食性涂膜，这样不仅可以使得水果水分的散失量减少，同时也达到了限制外界氧气进入的目的，进而抑制了水果的呼吸作用，使得乙烯释放量减少，延缓了水果自身的生理生化反应。除此之外，对于水果的贮藏保鲜也添加一定的成膜剂，成膜剂不仅可以作为相应的氧化剂、增色剂、抗褐变抑制剂、营养成分以及香料等添加剂的载体，达到使得水果变质变色的过程延迟的目的，同时抑制了一些微生物的生长。目前，国内外使用量最多的具有可食性特性的成膜剂主要有乳清蛋白、海藻酸钠、壳聚糖、卡拉胶、黄原胶以及改性淀粉等。对水果进行涂膜保鲜时不仅需要选择使用比较适宜的涂膜材料，也可在涂膜液当中加入一些无毒而且无残留的天然水果保鲜剂。对水果进行包装贮藏时要选择具有较好的阻水阻气功能的包装材料，进而实现最佳水果贮藏和保鲜的目的。
2.4其他新型的水果贮藏保鲜技术
目前，国内外使用的新型水果贮藏和保鲜的技术主要包括天然植物源的提取物保鲜，生物技术保鲜以及物理保鲜和等。其中，从天然的植物中提取分离一些物质，利用其具有抗菌和抗褐变的作用对水果进行相应的保鲜，该方法具有天然安全无污染的特点。对于水果实施物理的保鲜技术研究主要集中在高压处理、辐照、脉冲电场、超声波、振荡磁场等杀菌技术。对水果采用相应的物理保鲜，使得环境的温度变化较小、而且水果不会产生一定的异味、也不会发生一些化学的反应引起一定的质变，进而能够使得水果的新鲜度以及水果的风味和营养成分等得到更好的保存。对水果实行生物技术的保鲜是一项很有发展前景的技术，在未来的发展中会有着极其广阔的应用前景。其中，应用水果的遗传基因特点以及相应的生物防治技术对其实施保鲜在的是水果贮藏和保鲜上已经有了很多应用。此外，生物防治主要是利用一些有益的微生物代谢过程中所产生的产物实现对水果中有害微生物进行一定的抑制。虽然目前已经有了很多对于该技术的研究，但是要想达到对其进行广泛应用的目的仍然需要进一步的研究。
3水果加工未来的发展趋势
对水果进行相应的加工贮藏保鲜是为了达到方便食用的目的，同时也是为了延长水果的贮藏保存时间，维持水果的良好品质和营养价值。水果存在的主要问题是容易变质，因此对于水果的加工保鲜技术研究是亟需解决的问题。国内外使用的新型水果保鲜技术主要包括生物防腐技术，辐照高压处理技术以及天然植物提取物应用技术等，但是这些技术在水果保鲜的实际应用中仍然存在一定的局限性。选择具有高效无毒的天然化学防腐剂已经成为水果贮藏保鲜过程中一个重要的问题。关于保鲜处理技术对水果的质地以及风味等品质影响的相关研究目前较少，因此改进保鲜加工水果的技术，并且防止水果营养成分的丢失等也是目前水果加工贮藏研究的一个重要目标。总而言之，要想实现对水果进行广泛的推广，就要提高水果的加工技术，同时也要改进贮存水果时的冷链以及气调包装。在对水果进行加工前后也要做好无毒、防软化、防褐变以及防腐等控制综合措施的研究，更好地保持水果的新鲜度、风味、营养成分以及延长货架期。
参考文献
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关键词石油；生物脱硫；脱硫工艺；发展方向
随着我国社会经济的快速发展和长期以来对石油资源的持续开发，含硫低的石油资源已经被开采的接近枯竭，而含硫高的石油资源成为今后开采的必然选择。而硫化物的存在是石油储运和加工中造成设备和管道腐蚀的重要原因，而且含硫石油产品在燃烧时会排放硫化物污染源就，作为化工染料还会引起催化剂中毒，从而影响石油产品的品质。所以，脱硫技术就成为石油化工产品生产加工的重要环节，当前主要的石油脱硫技术包括了加氢脱硫技术和费加氢脱硫技术，发展较为成熟并已经实现工业化生产的是加氢脱硫技术。加氢脱硫技术存在投资成本高、操作成本大的问题；非加氢脱硫技术主要包括了氧化脱硫技术、生物脱硫技术、吸附脱硫技术、有机溶剂萃取脱硫技术等。生物脱硫技术具有经济、环保等优点。本文主要对生物脱硫技术的基本原理、工艺流程以及当前的问题与工业化发展方向进行了探讨。
一、生物脱硫技术简介
生物脱硫，又称生物催化剂脱硫（BiocatalyticDesulfurization，BDS）是一项以生物工程技术为基础的新型技术，主要是在常温常压下利用自然界存在的微生物脱除硫而不破坏有燃料价值的烃类的一种新技术。与催化加氢脱硫技术相比，该技术的操作条件要求较低，操作工序简单，可实现连续操作同时对环境的污染较小。当前生物脱硫技术的研究主要侧重于高效化、简单化，从实验室生物脱硫逐渐转化为工业化生产，为今后的工业化奠定技术基础。
二、生物脱硫的工艺
与国内相比，国外的生物脱硫技术研究更加完善，已经有较为成熟的生物脱硫催化工艺出现，而这些工艺主要以EBC公司的生物脱硫处理工艺为代表。
（一）HDS串联BDS
在对含有1/5轻质催化循环油的进料混合物进行处理时，可以在HDS装置后串联BDS，一方面能够有效降低深度脱硫所需要的氢气用量，避免过饱和芳香族化合物的产生，另一方面又能有效的降低燃料的消耗，控制CO2的排放，在柴油脱硫率方面可达到65%—70%。
（二）BDS工艺完全替代HDS
使用BDS工艺完全替代HDS，使用BDS工艺进行脱硫，脱硫率可保持在40%—70%之间，完全使用BDS替代HDS最主要的特点在于可以不进行二段脱硫和尾气处理，生产成本大大降低，对小型炼油厂非常适用。
（三）单纯使用BDS脱去高含硫裂化原料中的硫
该工艺主要适用于高含硫轻质催化循环油的脱硫，在HDS后串联BDS，一方面能够减小氢气的使用量，控制芳香族化合物的饱和度，另一方面能有效降低生产成本。脱硫后的产物主要以亚磺酸盐，该类物质可作为表面活性剂合成的中间体使用。整体脱硫效率可高达70%—90%。这三种脱硫工艺为当前已经应用于工业生产的BDS工艺，而在其他方面，BDS工艺的应用还咋不断的探索当中。
三、微生物在石油脱硫上的应用
目前的工业脱硫技术脱硫的对象主要是无机硫与结构较为简单的有机硫化合物，但是对稠环噬吩类含硫化合物的脱硫效果却非常有限。而生物脱硫技术去能有效的取出杂环化合物中的有机硫，而正是由于这一特性造成生物脱硫技术受到的关注度非常高。我国国内生物脱硫方面研究的代表人物有李玉光等人，他们对北京燕山石化公司所提供的能够处理煤油的生物菌种进行研究，最终筛选出脱硫效果较好的生物菌种。他们通过试验发现，该菌种生长的最适温度维持在30℃左右，最佳PH范围为7.0~8.0，更适于需氧环境生长，而所有试验结果中最佳脱硫率为15.4%。除此之外，马挺等人在胜利油田对附近的油浸土壤进行研究，并成功获得一株脱硫菌株并将其命名为Fds-1。在此之后，研究人员又分别在山东油田、新山子炼油厂等地附近的油浸土壤种筛选分离培养脱硫菌株，通过脱硫试验发现，Fds-1菌株的脱硫效果最强，并对DBT具有专一脱硫作用，经菌属鉴定为枯草芽孢杆菌，其对DBT的代谢讲解产物有2-HBP，在有机硫脱硫方面具有优先选择性。另外，张英叫等人分别在杭州等地取被污染的土壤样品进行研究，分离培养得到能够去除噻吩和部分二苯硫醚中硫的脱硫菌株，这些菌株的脱硫范围更广，更适用于燃油脱硫。美国国家生物信息技术中心将其命名为微杆菌ZD-M2。通过进一步研究分析发现该菌株生长的最适PT条件为6.5~9.5，PH范围广，而最适温度同样是30℃左右。另外，该菌株生长可利用的碳源与硫源范围较广，DBT和甘油都可作为其生长源，但是有机硫可以抑制该菌株的活力。在今后的研究中应当通过诱导突变的方式进一步提高其脱硫能力。
四、生物脱硫技术未来发展前景
当前石油生物脱硫技术还处在发展研究阶段，成本低、污染少、运行条件稳定可控是其明显的优点，但是脱硫范围较窄、大部分脱硫菌株都只能对无机硫和结构简单的有机硫脱硫，对化石燃料中结构复杂的硫化合物脱硫效果有限。因此，今后生物脱硫的主要研究时探寻脱硫范围广、选择性较宽的生物脱硫菌种。通过多种模型化合物的脱硫试验开展，研究已有的脱硫微生物有机硫脱除技术的机理，将硫醇和硫化物作为模型化合物进行研究；探寻脱硫菌株的脱硫功能基因，筛选并获得高脱硫性生物菌株；探索工业化生物脱硫工艺流程。通过大规模脱硫菌株培养技术的支撑，实现工业化生物脱硫，主要侧重于高脱硫生物菌株的筛选。
五、结语
随着国内外能源短缺，油气开发逐步向高风险、地质地理环境特殊的油气藏发展，生物技术的优势将变得更加明显。综合石油和天然气生物脱硫工艺发展现状，将低成本的生物技术与偏远、低开采量的新的油气藏开发相结合必定促进生物脱硫技术的进一步发展和应用。BDS是一项能在温和条件下操作的新型脱硫技术，能耗低，温室效应气体排放量少，对环境友好。如果能够筛选底物范围更广的微生物，预期将可能发展经济上更有优势的替代现有脱硫工艺的生物技术或完善现有的石油化工工艺。因此这项技术也将为从低价值高硫重油原料中生产高价值化学品开辟了一条崭新的思路，必将产生巨大的经济效益和社会效益。
参考文献
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关键词：食品安全；食品检测；生物技术；运用；研究
食品是人们生存的必需品，其质量直接影响着人们身体健康和生活质量。但近些年来我国的工业方面发展越来越快，在带来经济效益的同时也带来了大量环境污染。在这样的环境污染情况下，人们越发的重视食品的安全问题。为了更好的保证食品安全，我国逐步将食品检测划为重点，但在实际食品安全检测过程中却出现了诸多问题，比如检测技术、政府监管、以及法律法规方面都存在许多不足，其中最为突出的是检测技术问题，所以生物技术一经发展便得到了极大的重视，
一、基因探针法
基因探针法也可以称为分子杂交技术，因为基因具有一定的变性和重复性，所以基因探针法利用基因的这一特性对食品中存在的基因进行序列比对，从而确定食品的安全。目前正在使用的基因探针法主要分两种，异相杂交与同相杂交，相同的是两种方法都以基因探针为基础。基因探针法大多使用于食品中的微生物检验，可以对食品中存在的沙门氏菌、大肠杆菌、葡萄糖菌等常见的影响人们身体健康的细菌充分检验。从基因探针法的操作过程以及检测结果中可以看出，其与传统的检测方式相比，具有更强的操作便捷性以及结果精准性，但同时基因探针法也存在诸如运行成本高、速度慢等问题。所以还需研究人员进一步对基因探针法进行研究。
二、PCR技术
PCR技术的原理是以需要扩增的DNA分子作为模板，用分别和模板互补的一对寡核苷酸的片段作引物，遵从半保留复制原则，在DNA聚合酶的作用下完成扩增，因此，又称聚合酶链反应技术，由变性、复性和延伸三个步骤构成。仅需要用很少的物质便可大量扩增所需的基因片段，并可以定量、定性地分析检测样品，这是PCR技术的一大优点。与此同时，由于检测仪器昂贵，操作复杂、技术含量较高，因此对其技术人员有较高且严格的要求。由于现在分子生物学技术正在突飞猛进的发展，转基因食品已经随处可见，由此可见转基因食品逐渐进入了人们的生活，它们在人们的餐桌上出现的同时，转基因食品的安全性也倍受人们的关注，成为了百姓饭前茶后所谈论的热点话题。由于在传统的食物中，并不存在转基因食品中的蛋白质和新遗传物质，使消费者存在隐忧。为了让人们的健康有一个可靠的保障，使消费者消除顾虑，让商品流通和国际贸易更加有利，研发一个快速、简便、准确的食品安全检测技术迫在眉睫。
三、免疫学检测技术
免疫学检测技术的基本原理是抗体和抗原的结合反应，一般可将其分为三类：免疫沉淀反应、免疫标记技术和免疫凝集试验。目前，免疫学检测技术在检测方法中用途最为广泛，其具有方便快捷、特异性强、检测成本低、灵敏度高、分析容量大等特点，特别表现在食品检测方面，在分析蛋白质的结构中通常会用到。当前，免疫技术中的酶联免疫法已在食品检测中得到普及。近几年，在传统检测方法的基础上，免疫学开发出新的检测技术，其中包括放射免疫测定、荧光免疫测定、免疫传感器、免疫磁性分离和酶免疫测定，比如PCR-ELISA技术，就是将酶联免疫技术与PCR技术结合，可用于检测大肠杆菌，效果良好。酶联免疫技术是将酶标记在特异的抗体上，即为酶标抗体。它具有酶的底物催化和抗体抗原反应的特性，它和与它对应的抗原相结合，添加底物，便可依据底物显色程度做出定量或定性地判断。由于酶的催化效率高，能够最大限度的将反映效果放大，使测定结果稳定且灵敏度高。但其也具有局限性，因此多数用于检测鲜活组织和基因工程生物体改造的初步z测。
四、生物芯片技术
生物芯片技术的原理是按照预先的设置将大量生物分子排列并固定在载体表面，因为生物分子具有特异性亲和反应，可利用其对生物分子的量和存在进行分析，比如抗体抗原反应和核酸杂交反应等。高通量是基因芯片最为突出的优点。相较于传统检测方法，生物芯片技术可克服具有系统误差的缺点，许多基因探针杂交和标记等只需一个过程即可完成，并且生物芯片技术自动化程度高且其数据可靠客观。但是由于基因芯片技术无法判断在细胞类型较多的组织中检测基因的精确定位。与基因芯片相比，处于研发中的蛋白质芯片可能将此种情况改善。
1.基因芯片
基因芯片的探针使用大量的寡核苷酸以及DNA，在工作过程中将大量的已知基因数据集中输入于基因芯片当中，在芯片运行时会将食品样品中所存在的核苷酸与芯片中同位置探针内的核苷酸进行杂交，杂交后再根据碱基互补的基本原则，确定食品样本中的核苷酸序列，最后将样本转换为对应的检测图像，在计算机中对结果图像进行信息分析，得出检测结果，基因芯片的技术优点在于相对传统食品检测更为高效与灵敏，有效提高了食品检测的工作效率。
2.蛋白芯片
蛋白芯片的组成部分是大量的蛋白质，是根据使用不同蛋白质相结合产生的效果辨别食品安全的技术。其在实际操作过程中需要将食品样本的固相载体采取化学处理，然后将具有已知数据的蛋白探针固定与样本载玻片上，随后观察其中蛋白质产生的相互作用，对作用结果分析得出检测结果。蛋白芯片技术多用于转基因食品的检测当中，其具有大量食品检测，快速检测等特点。
五、结束语
由于生物技术具有高效、经济等特点，广大科学研究人员对其越来越认可，在食品检测中生物技术成为了重要的力量。在我国科技不断发展科研人员不断努力创新研究的背景下，在今后的食品检测中，生物技术一定会更加成熟的应用其中，使我国的食品质量安全得到保障。食品安全不仅关系到人类的健康，更与国家的经济、政治息息相关。近几年，我国大力推进食品检测技术及食品安全的应用及研究，并增强了相应法规法律的制定。与此同时，还需大量投入资金在食品检测的技术研究中，并对食品科学技术的专业队伍加强建设。综上所述，生物技术在食品检测中已经愈来愈显其优越性，但其检测方法或多或少都存在着局限性，因此在其应用中需要搭配和选择使用，同时也期待生物技术的改进、优化以及创新，为食品安全提供可靠保障。
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一、基本数据
本研究的数据来源于2010年6月至12月间“教育部学位与研究生教育评估工作平台”②所公示的申报计算机科学与技术硕士学位授权一级学科的农林高校申报书中的信息。申报书有严格的格式要求，本文以第一部分中的基本情况、第二部分中的学术队伍和第三部分中申报单位一级学科点的学科方向为研究样本数据。需要说明，2011年4月国务院学位委员会和教育部批准印发的学位办［2011］25号文中，根据《学位授予和人才培养学科目录（2011年）》，已将原计算机科学与技术学科目录中的“软件工程”新增为一级学科，在本文的分析中未考虑此变化。
二、学位点科研基地分析
在申报书的第一部分基本情况中，要求各申报高校列出学位授权点对应的国家（部、省）重点实验室（专业实验室、工程技术研究中心、工程研究中心、人文社会科学重点研究基地）。表1为参与申报的部分农林高校计算机科学与技术学科研究基地汇总，各农林高校所依托的实验室集中在农业信息学、农业信息化工程、数字农业工程领域，反映出了农林高校计算机科学与技术学位点资源设置的农林行业特色明显。
三、学术队伍设置分析
根据各高校申报书中现有在编人员信息，从年龄结构看，36岁~45岁占到63.5%，46岁~55岁占到23.5%，55岁以上所占比例比较小，这表明，中、青年科技人员是农林高校计算机科学与技术学科的主力军。从队伍建设的梯队上看,“老”、“中”“、青”结合的梯队合理。从学历结构看，农林高校“计算机科学与技术”学科学术队伍中具有博士学位的人员比例仍然偏小（图1），迫切需要年轻同志继续攻读博士学位。
四、学科研究方向设置分析
根据申报要求，各申报高校一级学科点的学科方向填写不少于4个，不超过6个。14所农林高校所设置的一级学科点的学科方向主要集中如下9个方向（图2）。
（一）计算机软件与理论主要致力于农业领域的软件理论和软件开发技术研究，着重面向农业领域计算机软件的设计、开发、维护，运用构件化的软件技术和智能决策技术，研究农业信息的智能化处理、分析、传输、管理和利用，以及智能决策软件的构造技术。
（二）计算机控制技术及应用以计算机检测与控制技术研究为核心，以农业应用为特点，致力于农业装备的检测控制、田间信息采集传输的研究。在面向现代农业信息监控方向，围绕传感网络的体系结构，信息采集，监控信息分析与处理，展开相应的理论与应用研究。
（三）计算机网络主要针对计算机网络应用于农业的特点，开展计算机网络相关支撑技术、计算机网络体系结构、网络协议实现、分布式计算的应用研究。主要包括：网络化的嵌入式系统，网络性能评估与优化计算，传感器网络，下一代网络中的分布对象计算模型，网络安全，网络建模与模拟，普适环境中的Web服务和上下文感知服务等有关理论和方法的研究。
（四）信息安全研究信息安全的基础理论方法和技术体系，主要包括：数字签名与身份认证，密钥管理，生物数据安全，安全协议与多方计算等。（五）智能信息处理着重于智能算法的理论、算法模型及其应用，在Web信息处理、模式识别、数据挖掘等方面结合农业与生命科学等学科的优势，开展智能技术在农林业上的应用研究。
（六）图形图像处理研究图形图像处理，信息可视化和人机交互技术，计算机视觉以及相关技术在农业信息化和自动化中的应用。主要包括：农作物与植物分类，农作物生长仿真，农产品的检测与分级，新型农业机械作业仿真等相关需求。
（七）农业信息化农业信息化研究方向是在农业科学研究信息化和辅助决策智能化过程中，为解决农业规划、决策、评价等研究工作对计算机软件提出的需求所形成的研究方向。
（八）数据库与数据挖掘结合农业生产、农村信息化等事业发展的需要，重点研究数据库实现新技术，嵌入式数据库与移动数据库，数据仓库与数据挖掘，信息检索与数据库等。数据挖掘研究方向主要研究数据挖掘的相关理论与技术，以及集成信息检索、模式识别、图形图像分析、空间数据分析、生物信息等方面的技术。
（九）嵌入式软件与系统结合农业院校的特点，培养以计算机技术为核心的嵌入式技术与应用人才，主要针对嵌入式技术在农业领域的应用展开研究，为区域经济和农业信息化服务。研究嵌入式系统软件开发平台，实现嵌入式系统的应用开发，利用嵌入式技术实现工业过程的控制以及基于嵌入式技术开发相关的产品。其他研究方向有：高性能计算与系统结构、光电信息与机器视觉、精准农业、多Agent系统、计算机算法研究、软件测试与智能系统、科学计算及算法设计、分布式系统理论，物联网技术及应用等。
五、学位点科研项目资助情况分析
科研项目数量和质量对于学位点科研水平意义重大。表2给出了农林高校计算机科学与技术学位点项目资助情况，分为5个标准：国家863/948计划项目，国家科技支撑计划项目，农业部星火计划/教育部项目，国家自然科学基金，省级自然科学基金/省教育厅项目。由表2可见，国家863/948计划项目有33项，占总资助项目的8.4%；国家科技支撑计划项目有26项，占总资助项目的6.6%；农业部星火计划/教育部项目有27项，占总资助项目的6.9%；国家自然科学基金有53项，占总资助项目的13.5%；省自然科学基金/省教育厅项目有252项，占总资助项目的64.5%。从立项项目主持单位来看,分布不均衡，14所农林高校存在一定的差别。从立项项目类型来看,国家级的重大项目、重点项目（国家863/948计划项目、国家科技支撑计划项目、农业部星火计划因其要求高、标准严,立项数量较低，省级自然科学基金/省教育厅项目数量较多。14所农林高校共承担了国家自然科学基金53项，通过科学基金网络信息系统ISIS③查询，14所农林高校所承担的国家自然科学基金资助项目的学科分布主要集中在计算机系统设计理论与技术（F020301）、计算机系统模拟与建模（F020102）和计算机软件（F0202）三个领域。从立项项目年度统计分析看，2004年承担8项,2005年承担6项,2006年承担7项,2007年承担7项,2008年承担5项，2009年承担15项；从立项项目总数来看,2009年后总体呈增长趋势,这与国家高度重视科技投入有关。
六、学科交叉融合情况分析
作为农林高校计算机科学与技术学科，在研究方向设置上，除了注重计算机科学与技术学科主体地位外，也力求体现与农业技术和生物技术高度融合的学科特色。福建农林大学2007年在生物学一级博士点下设立了生物信息科学与技术博士点和硕士点。应用计算智能理论，处理有关序列分析，蛋白质结构分析和预测，蛋白质功能预测，蛋白质相互作用和进化模型等问题，并构建相关软件分析平台。南京林业大学的林木生物信息学，依托林木遗传与生物技术省部共建重点实验室，完成了针对重要木本植物杨树的全基因组测定工作，其先进的海量数据处理设备为生物信息学研究提供了基础保障。湖南农业大学设置了生物信息处理研究方向，依托“湖南省植物激素与生长发育重点实验室”，重点研究生物计算科学及生物信息的获取、加工与分析。利用计算机、数学模型等方法分析和处理生物学数据，开发数据处理的算法和工具，对于理解复杂生命现象、新物种分类、药物靶点设计等领域具有重要的理论和实践意义。南京农业大学利用计算机科学与技术学科的数据库、数据挖掘、知识发现等的算法与技术，解决生物数据处理中产生的各种问题。华南农业大学开展了生物信息和生物计算研究，包括蛋白质分子对接，动物疫苗与兽药的计算机辅助设计等。山东农业大学的生物信息智能处理研究，重点在于DNA序列分析及其基因表达信号处理。其他农林高校在许多研究方向上也都涉及生物信息技术。
七、学科发展方向的建议
通过分析14所农林高校计算机科学与技术学位点的资源配置,从中可以看出,经过十余年的发展,我国农林高校计算机科学与技术学科有了长足的发展，新的学科增长点建议考虑如下方面：
