化學遺傳技術的原理

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化學遺傳技術的原理范文第1篇

關鍵詞：生物技術；發展；生物教育；創新

中圖分類號：G633.91文獻標識碼： A 文章編號：

前言

隨著我國教育體制的改革與完善，在生物教學中注重對學生動手能力、實踐能力的培養, 注重對學生復合能力、適應能力和創新能力的培養, 是生物教學追求的總目標。然而, 目前生物學教學仍然處于“強調學習結果, 忽視探索問題; 以閱讀科學代替了做科學; 一味要求學生獨立思考, 不鼓勵學生研究問題和討論結果”等教學狀況。生物技術是以生物體系和生物工程原理來生產生物產品, 提供社會服務的綜合性生物科學技術, 是由多學科交叉形成的理論與實踐并重, 以細胞工程、酶工程、發酵工程和基因工程等技術體系為主的新興學科。它的發展已經對人類生活產生了重大的影響, 其理論和技術并重的學科體系, 給生物學教育創新以及課程結構、教學內容和教學方法等方面提供了良好的素材, 并奠定了堅實的基礎。

1、生物技術的概念、分類與發展

1.1 生物技術的概念與分類

什么是生物技術? 從字面上來說可解釋為在分子、細胞水平上定向操縱或改造生物體的技術。但這個概念的外延很容易被人為地擴大, 即認為“生物技術”可方便地用于對所有利用生物體本身、代謝產物及功能等技術的泛指, 只不過是操作的物質層次不同。

對于生物技術的分類, 在學術界存在著兩種觀點: ①按照生物學科發展的大致歷程, 把生物技術也分為傳統生物技術、近代生物技術和現代生物技術; ② 從產業發展的角度, 把 20 世紀 70 年代以前包括有機溶劑、維生素、工業用酶制劑和抗生素等在內的老工業, 稱為“傳統生物技術”; 而把 DNA 重組和單克隆抗體兩大技術建立以后的工業, 稱為“現代生物技術”。顯然, 生物技術的發展與科學和技術的發展是同步的, 與生物學科的發展更是密不可分。現代生物技術是在傳統生物技術基礎上發展起來的, 包括基因工程、酶工程、細胞工程、發酵工程和蛋白質工程等, 它們是互相聯系、互相滲透的, 其中以基因工程技術為核心。

1.2 生物技術的發展

1.2.1 傳統生物技術階段。傳統生物技術是指 19 世紀末到20 世紀 30 年代前, 以發酵產品為主干的工業微生物技術體系。這一時期的生物技術主要是通過微生物的初級發酵來生產食品, 其應用僅僅局限在化學工程和微生物工程的領域, 通過對粗材料進行加工、發酵和轉化來生產純化人們需要的產品, 如乳酸、酒精、面包酵母、檸檬酸和蛋白酶等。

1.2.2 近代生物技術階段。近代生物技術是以 20 世紀 40年代抗菌素的提取, 50 年代氨基酸的發酵到 60 年代酶制劑工程為線索, 仍以微生物發酵技術為技術特征的。這一時期抗生素工業、氨基酸發酵和酶制劑工程相繼得到發展, 細胞工程相關技術日臻完善, 但從技術特征上看還不具備高新技術諸要素, 因此只能被視為近代生物技術。

1.2.3 現代生物技術階段。現代生物技術以 20 世紀 70 年代 DNA 重組技術的建立為標志, 以世界上第一家生物技術( Genetech, 遺傳技術) 公司的誕生( 1976) 年為紀元。此后, 越來越多的科學家投身于分子生物學研究領域, 并取得了許多重大的進展。至此, 以基因工程為核心的技術上的革命帶動了現酵工程、酶工程、細胞工程以及蛋白質工程的發展, 形成了具有劃時代意義和戰略價值的現代生物技術。

2、生物技術發展與生物教育創新

隨著基因操作技術不斷完善、基因工程藥物和疫苗研究與開發突飛猛進、轉基因植物和動物取得重大突破, 闡明生物體基因組及基因編碼蛋白質的結構與功能成為當今生命科學發展的一個主流方向, 生物技術將在人類生活中扮演更為重要的角色。為了鼓勵和推動生物技術的發展, 許多國家制訂和采取了一系列政策及措施。如為了保持生物技術的領先地位, 刺激生物技術產業快速發展, 美國食品和藥物管理局在 1995 年底決定放寬對生物技術公司的限制,對用生物技術方法生產出來的藥品與傳統藥品一視同仁;日本提出了“生物技術立國”的戰略思想, 政府從一開始就介入了生物技術的組織與協調, 建立了“產、學、研”三位一體的聯合研究與開發體制; 英國政府發表了“生物技術制勝2005 年的預案和展望”報告; 新加坡設立了“生命科學部長委員會”, 制定了 5 年躋身生物技術頂尖行列的計劃。這些重大舉措顯現了外國政府欲搶占生物產業制高點的魄力和決心。我國也將生物技術擺在了重要的位置, 在國家“863”和“973”計劃、“攀登計劃”、國家自然科學基金和國家政策計劃中也已將生物技術方面的項目列為重大項目, 以此推動生物技術的蓬勃發展。

生物教育創新是一個系統工程, 包括課程標準、課程目標、課程結構、課程教學和評價創新等內容。對基層生物學教育工作者而言, 生物教育的創新, 重要的就是要把生物教學從“以破壞學生形成一些重要的思維能力為代價的死記硬背”的教學狀況中解脫出來, 重視“科學探索過程”的教學, 它反映了科學家獲得知識的思維方式和使用方法, 是學生享用終身的財富。2001 年新頒布的《生物課程標準》“,以學科體系、學生需要、社會發展”為結合點選擇課程內容, 以“人與生物圈”為框架構建課程體系, 以“提高學生的科學素養”為宗旨定位學科價值, 以“科學探究”為策略改變學生的學習方式, 以“科學、技術、社會”為切入點體現課程回歸生活, 以“滲透人文理念”培養學生的情感態度和價值觀, 以“開發與利用課程資源”為手段實現課程目標。在全國范圍內全面實施新大綱、新教材, 在原有基礎上充實了許多現代生物科學知識。如新大綱在必修課部分新增了生物科學新進展, 細胞分化與衰老、細胞癌變、人類的遺傳病與優生、環境與人體健康、綠色食品等內容; 選修課部分介紹了營養與健康、人體兩大免疫機制、生物固氮、發酵工程、細胞工程、酶工程、基因的結構和基因表達調控等內容。當然, 這些具體內容和表述方式上的改進, 給廣大教師教學過程的創新奠定了一定的基礎, 也在教學實踐中取得了一些成效, 推進了生物學教育改革的進程。

3、生物技術的發展推進生物教育改革

生物技術是當今迅速發展的高新技術, 是 21 世紀最具有發展潛力的新興產業, 它涵蓋了基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程和生物化學工程。其中基因工程發展迅猛,已經成為生物科學領域最有生命力、最引人注目的前沿科學, 生物技術已被廣泛應用于食品、醫藥、農業、化工、環保等工業部門, 且隨著對生物分子認識水平和改造生物遺傳物質手段的提高, 生物技術必將為有效解決長期困擾人類的糧食短缺、疑難病癥、能源危機、環境污染等問題帶來美好的前景。

生物技術又將成為21 世紀科學技術的主流。這不僅因為它所研究與開發的對象是可以再生的生物資源, 而且還因為它對當今人類面臨的人口和食物、能源和資源以及環境和健康等迫切需要解決的問題發揮重要的作用。現代生物學發展的新技術、新成就, 特別是與人類生活息息相關的技術落實到學生的課程和教材中去, 使其成為培養學生的基本素材。20 世紀末, 國外一些專家認為: 隨著科學和技術的飛速發展, 公眾的科學素養比以前任何時候都顯得重要。因而, 加強生物技術教育, 培養公民的科學素養是生物教育發展的必然趨勢。

結語

總之, 人類伴隨著生物技術發展, 親身感受著生物技術給我們帶來的生活質量的提高, 關注生物學領域學科發展的動向, 并能及時恰當地體現在生物教育中, 特別是體現在課程建設、教學內容改革、學生技能培養等諸方面, 并逐漸改變“重結論、輕過程”的教學局面, 是生物技術發展和生物教育創新永恒的主題。

參考文獻：