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關(guān)鍵詞:生物技術(shù)專業(yè);發(fā)展現(xiàn)狀;趨勢分析;策略探究
中圖分類號:G632.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)37-0099-02
生物技術(shù)專業(yè)是一個內(nèi)容廣泛、綜合交叉各個學(xué)科而成的一項學(xué)科。新時期大學(xué)中生物技術(shù)專業(yè)對于我們的日常生活和工作中的重要意義可謂是不言而喻、有目共睹。生物技術(shù)將生物產(chǎn)品進行深入剖析和研究,從生物體不同層次上發(fā)揮生物產(chǎn)品的功能,極大地提高了生物產(chǎn)品的內(nèi)在價值,為人類的物質(zhì)生活提高了更加高質(zhì)量的產(chǎn)品。例如,我們生活中的保健食品、生物抗癌藥品、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等為我們的日常生活帶來了很多幫助和方便,提高了生活質(zhì)量。對于大學(xué)的生物技術(shù)專業(yè)來說,它涉及的范圍很廣,需要我們掌握的知識也有很多。生物技術(shù)專業(yè)不僅有效包括了細(xì)胞生物學(xué)、普通生物學(xué)、基因工程、生態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)等多種方面,這些方面與我們的生活可謂是息息相關(guān),需要我們進行進一步的分析探討。生物技術(shù)專業(yè)的研究現(xiàn)狀具體如下。
一、大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)的廣闊發(fā)展前景
在當(dāng)今年代,生物技術(shù)專業(yè)熱潮席卷全球,它的內(nèi)在價值被廣泛認(rèn)知,已成為21世紀(jì)自然科學(xué)的前沿學(xué)科。在近幾十年,世界格局發(fā)生了重大的變化,生命科學(xué)異軍突起迅速發(fā)展。在基因工程、細(xì)胞等一系列探索成為我們學(xué)校發(fā)展的主要線索和主要方向的時候,需要更多的生物技術(shù)專業(yè)人員投入到科研項目當(dāng)中。生物技術(shù)所創(chuàng)造的價值已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人們的想象,每一個新的發(fā)現(xiàn)和技術(shù)革新,都將帶動大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)變革,因此,社會急需大量的優(yōu)質(zhì)高層次生物技術(shù)人才,以持續(xù)推動社會生產(chǎn)力的不斷提高和發(fā)展。同時,生物技術(shù)專業(yè)發(fā)展也面臨著許多新的挑戰(zhàn)。然而,目前生物技術(shù)專業(yè)高層次、綜合型科研人才仍然稀少,許多科研成果距離生產(chǎn)實踐還有很長的距離,這也就需要生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)更多的應(yīng)用型人才??傊?,生物技術(shù)的飛速發(fā)展為生物技術(shù)專業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的生機。因此,大學(xué)的生物專業(yè)人才具有極為廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用價值。
二、大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)出現(xiàn)的問題
雖然,生物技術(shù)專業(yè)前景極為廣闊,給我們?nèi)粘I顜碓S多好處,然而,許多高校對生物專業(yè)的深入研究仍然不夠透徹、明晰,仍然有許多問題有待于我們?nèi)ソ鉀Q。在生物技術(shù)課程設(shè)計中仍存在不足,許多課程和教材沒有進行知識更新,無法跟上時代快速發(fā)展的步伐。課程的整體框架仍停留在20年以前的狀態(tài),創(chuàng)新性課程少,實用性課程也少。實驗課程雖然基本滿足學(xué)生的需要,但留給學(xué)生獨立運作的機會還很少,束縛了學(xué)生的創(chuàng)新意識和思想等。同時,學(xué)生普遍的感覺是專業(yè)知識陳舊,內(nèi)容缺乏與時代相對應(yīng)的新穎性和先進性。而且,生物技術(shù)所涉及的具體內(nèi)容、應(yīng)用以及生活實際的一些具體方案與我們的期望值和預(yù)期值仍然有著較大的差距,需要我們進行進一步的分析、研究、討論。
三、生物技術(shù)專業(yè)發(fā)展趨勢
既然大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)與我們的生活息息相關(guān),現(xiàn)根據(jù)我個人的一些觀點,對生物技術(shù)專業(yè)的發(fā)展趨勢進行簡單的解析。
1.生物技術(shù)專業(yè)的市場導(dǎo)向。生物技術(shù)專業(yè)的重要現(xiàn)實意義是不容否認(rèn)的,這就決定了生物技術(shù)在現(xiàn)代社會的發(fā)展趨勢。從基礎(chǔ)科學(xué)方面,它可以有效地幫助人們清晰的感受到自然生命和生物的存在,加深人們的理解。在人們的日常生活中,生物技術(shù)能有效地幫助人們治療一些疾病,方便人們的生活,例如器官移植等先進的技術(shù)的有效推廣給人們生活帶來了不可思議的驚人的好處,這就是生物技術(shù)的魅力所在。再如,人們研究的抗倒伏、抗旱等新的品種,不僅有效提高了人們的生活質(zhì)量,更有效地減輕了人們的負(fù)擔(dān)。畢竟,生物技術(shù)存在并能夠得到廣泛推廣的根本原因在于它能夠為人類造福。生物技術(shù)與工程學(xué)科專業(yè)的區(qū)別在于不僅應(yīng)用于工廠生產(chǎn),而且在于生物本身的潛力開放,從基礎(chǔ)的營養(yǎng)價值到功能性活性成分分析,再到食用或藥用價值開發(fā),日新月異的新技術(shù)不斷涌現(xiàn),為生物技術(shù)專業(yè)發(fā)展帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。這就需要不斷學(xué)習(xí)和認(rèn)識現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的動向和潮流,加快腳步跟上甚至超越前沿,才能獲取主動,從而形成主動性市場導(dǎo)向而不是被動順從。綜上所述,大學(xué)高校中的生物技術(shù)專業(yè)的發(fā)展方向是通過進一步的科學(xué)研究,給人們的生活水平帶來質(zhì)的飛躍,這也是高校生物學(xué)專業(yè)設(shè)置教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的重要方向。
2.生物技術(shù)專業(yè)的就業(yè)方向。隨著生物技術(shù)的逐步普及,人們的生活也越來越離不開生物技術(shù)專業(yè)方面的人才,因此,這就為生物技術(shù)專業(yè)的高校學(xué)生提供了優(yōu)越的就業(yè)機會和發(fā)展前景。隨著社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展提高,對生物技術(shù)行業(yè)的需求,國家從宏觀層面上更加重視高等學(xué)校生物技術(shù)的專業(yè)水平,要求不斷提高,對專業(yè)教學(xué)自然要有更高的要求,將有更多的高校開設(shè)此專業(yè),對專業(yè)教育工作者的需求自然會增加。從事專業(yè)教學(xué)工作,不僅需要扎實的專業(yè)知識、技能,也要有能力應(yīng)付這個瞬息萬變的社會。同時在就業(yè)方向上,大城市與小城市、經(jīng)濟發(fā)展迅速地方和經(jīng)濟發(fā)展緩慢的地方相比,有著巨大的區(qū)別,對于生物技術(shù)專業(yè)人才來說,地區(qū)性差異造成的發(fā)展空間差異是必然的。先進性技術(shù)的發(fā)展是以經(jīng)濟實力和實際需求程度為基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,現(xiàn)在就業(yè)的生物技術(shù)的畢業(yè)生,超過80%的人選擇到北京、上海和各大省會城市工作,認(rèn)為留在大城市對本專業(yè)及個人以后的發(fā)展都能提供更多的機會。生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)目前主要在自主擇業(yè)、公務(wù)員和考取碩士研究生等三個方向,這也是學(xué)生本人的意愿。有的學(xué)生已經(jīng)厭倦了大學(xué)生活,急于進入社會工作,以期鍛煉自我,實現(xiàn)自我價值;有的學(xué)生采取穩(wěn)妥的方式,考取公務(wù)員、村官或教師等途經(jīng),實現(xiàn)就業(yè)。但不管從哪個方向邁出就業(yè)這一步,都需要付出艱辛的勞動和努力,這也是所有生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生所面臨的問題,由于缺乏社會經(jīng)驗,導(dǎo)致就業(yè)后跳槽頻繁,甚至灰心喪氣。因此,面對這樣的生存挑戰(zhàn),只有從主觀上加深學(xué)生的專業(yè)技術(shù)技能和人際社會經(jīng)驗,從客觀上耐心尋機,才會尋求到新的發(fā)展機會。
生物技術(shù)專業(yè)具有良好的發(fā)展前景,它與信息科學(xué)等專業(yè)同樣具有發(fā)展迅猛、日新月異的特性。對于生物技術(shù)專業(yè)的大學(xué)生,機遇與挑戰(zhàn)并存,生物技術(shù)專業(yè)著重培養(yǎng)具備豐富實踐經(jīng)驗、掌握扎實的基本知識、遇事有分析問題、解決問題的能力的綜合素質(zhì)的人才,誰能夠真正掌握先進的科學(xué)知識和科研技能,誰就將領(lǐng)導(dǎo)生物技術(shù)的導(dǎo)向。正所謂,術(shù)業(yè)有專攻,人們對于生物技術(shù)專業(yè)的人才要求是十分嚴(yán)格的,這就需要學(xué)生在大學(xué)期間積累大量的知識和經(jīng)驗,通過量的積累,從而達(dá)到質(zhì)的飛躍。在就業(yè)中的方向選擇將一直是生物技術(shù)專業(yè)人才需要考慮的根本性問題,這也就需要學(xué)生在進入大學(xué)之初,就能夠規(guī)劃好自己未來發(fā)展之路,這樣才能成為最后的成功者。因此,這就需要學(xué)生具有全力以赴的精神和毅力,為生物學(xué)更好的造福人類做出自己的貢獻。
參考文獻:
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關(guān)鍵字:生命科學(xué);生物現(xiàn)狀
我國是一個生物資源大國,有著豐富的動植物和微生物資源和廣闊的市場需求,同時我國還是一個人口大國,這就為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了必須的條件。以醫(yī)藥行業(yè)為例,最近一些年,惡性腫瘤、心腦血管疾病等高發(fā)病都嚴(yán)重威脅著我們正常的生活水平,影響著老年人的生活質(zhì)量,而這些病目前還沒有有效的治療手段。因此,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的基因治療、肝細(xì)胞治療和生物芯片等治療技術(shù)就顯得尤為重要。
經(jīng)過我國多年的不懈努力,我們在生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的工作基礎(chǔ)。從1965年我國在世界上首次人工合成牛胰島素到參與國際人類基因組計劃;從基因工程藥物和疫苗的研制生產(chǎn),在生物制藥領(lǐng)域我們?nèi)〉昧祟H為豐碩的成果。另外,生物技術(shù)的研發(fā),對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護也具有相當(dāng)?shù)淖饔?。比如水稻的雜交技術(shù)解決了世界關(guān)注的糧食難題。所以,總體來說,我國目前在生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域是有一定影響力的,而且多年的累積,也讓我們有了沖擊國際前沿的實力和技術(shù)。
一、我國在發(fā)展生命科學(xué)和生物技術(shù)的現(xiàn)狀分析
我國生命科學(xué)起源于醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)的方面。在上個世紀(jì)50年代前后我國成立了生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)以及神經(jīng)科學(xué)等研究機構(gòu)。70年代的時候,我們已經(jīng)具備了相對比較完整的現(xiàn)代生命科學(xué)和生物技術(shù)的科研體系。截止目前為止,我國已經(jīng)形成了四足鼎立的局面,代表著生物技術(shù)和生命科學(xué)研究的四大基地已經(jīng)形成規(guī)模:北京基地(著眼于農(nóng)業(yè)和環(huán)境的研究),上?;兀ㄈ丝诤徒】档难芯浚?,西南基地(生物多樣性研究),武漢基地(水生生物和病毒學(xué)研究)。
現(xiàn)階段我國優(yōu)先發(fā)展的生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)容包括基因組和蛋白質(zhì)組學(xué),重大疾病相關(guān)基因的識別和克隆,分子生物學(xué)和生物花絮額,細(xì)胞學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等等。在國際上,我國的科學(xué)家也承擔(dān)了1%的人類基因組的測序,而且我國在發(fā)展中國家唯一一個加入人類基因組測序的國家,這也從側(cè)面反映出我國在生命科學(xué)領(lǐng)域的實力??茖W(xué)家克隆了功能新基因的全長cDNA有800多條,已經(jīng)申請了一批國內(nèi)外專利。
近年來,我國在生命科學(xué)領(lǐng)域的生物化學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)等方面取得了比較突出的科研成果。受生物科學(xué)發(fā)展的帶動,生物技術(shù)也取得了長遠(yuǎn)的進步,比如,在醫(yī)藥生物領(lǐng)域,我國的基因工程藥物已經(jīng)有近二十種上市的產(chǎn)品,有二十多中種藥物已經(jīng)進入一、二期臨床使用,處于臨床試驗的也有近四十種。產(chǎn)品的市場占有率也顯著提高。
目前在國際上銷量最大的醫(yī)藥品種,前十位當(dāng)中我們能夠自主研發(fā)生產(chǎn)八種,這說明我國的生物科技藥物已經(jīng)具備了自主研發(fā)的能力。在農(nóng)業(yè)方面,植物基因工程的研究和雜交水稻的研究以及農(nóng)業(yè)微生物基因工程研究方面,也都取得了可喜的研究成果,在很大程度上推進了我國甚至是全世界農(nóng)業(yè)技術(shù)的前進。
生命科學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展在我國雖然取得了很大的成就,但是改變不了的一點是我國的基本國情。我國是一個擁有13億人口的大國,所以,在人口和健康領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展領(lǐng)域都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。一些危害人類健康的疾病都已經(jīng)成為社會關(guān)注的重點。農(nóng)業(yè)發(fā)展在效益和質(zhì)量上和發(fā)達(dá)國家也還有一定的差距,所以,這些問題都反映了我國現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)都還處于相對較早的階段,都需要我們向更高層次發(fā)展。
二、生命科學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展的相應(yīng)對策
要提高生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展,我們就必須樹立把握機遇的意識,要認(rèn)識到這兩者將對我們今后的生活產(chǎn)生什么樣的影響和作用。生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展關(guān)系民生,關(guān)系國家根本利益,甚至有時候能左右一個國家在國際競爭中的主動權(quán),所以,我們必須充分認(rèn)識到我們自身的優(yōu)勢和不足,明確我們今后生命科學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展的重點。
要切實加強基礎(chǔ)性研究,將基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等學(xué)科及其相關(guān)的新理論、新方法的放到首要的位置來抓。其次,我們花大力氣來研發(fā)更新農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺,改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生態(tài)格局,促進新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,實現(xiàn)多元化經(jīng)營和生產(chǎn)。對于先進的科技成果,我們要積極推進其應(yīng)用和轉(zhuǎn)化,要通過培育一批生物技術(shù)企業(yè)來提高我們的國際競爭能力。
要盡一切可能,切實加強生物資源的保護和開發(fā)利用,健全法律和法規(guī)體系,推動生命科學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展的具體措施。1,通過保護知識產(chǎn)權(quán)來實現(xiàn)專利戰(zhàn)略,只有這樣我們才能在產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國際競爭中掌控主動權(quán),2,加速生命科學(xué)和生物技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程,改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),使其和國際接軌,最大限度地提高其效益。3,培養(yǎng)行業(yè)的龍頭企業(yè),使他們在市場開發(fā)和經(jīng)營方面都能夠順風(fēng)順?biāo)?,大力發(fā)展生命科學(xué)和生物技術(shù)的同時,還要建立和完善生物安全評價保障制度,將對其保障不是一紙空文。既要讓生命科學(xué)和生物科技給經(jīng)濟發(fā)展和人們生活帶來好處,同時也要在關(guān)注生物安全方面所引起的新問題。5,通過加強和國際發(fā)達(dá)國家質(zhì)檢的合作和交流,開拓我們在國際市場上的合作渠道和發(fā)展空間,以此實現(xiàn)和世界先進技術(shù)共同發(fā)展的目的,最終造福于民。
參考文獻:
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日本在進口第一批轉(zhuǎn)基因作物的前一年,也即1995年,日本農(nóng)林水產(chǎn)省就開始不遺余力地宣傳活動。農(nóng)林水產(chǎn)省還采取了一種被稱為“認(rèn)同會議”的形式進行宣傳。
“認(rèn)同會議”是上個世紀(jì)80年代起源于丹麥的一種評定某項新技術(shù)的方法,其做法是挑選一些對要評定的新技術(shù)沒偏見的公眾代表和持中立立場的公民開會,通過討論對某項新技術(shù)形成一致認(rèn)同。后來這一方法在荷蘭、新西蘭、挪威、瑞典、英國和美國等國得到推廣,日本也采取這一方法對“轉(zhuǎn)基因作物的風(fēng)險與好處”這個題目征求公眾建議,以提高公眾對生物技術(shù)的認(rèn)識水平。
對由生物技術(shù)生產(chǎn)的新產(chǎn)品進行安全評估的工作由日本厚生勞動省負(fù)責(zé)。產(chǎn)品一旦被通過,必須在日本政府的“公告”上刊登;農(nóng)林水產(chǎn)省負(fù)責(zé)環(huán)境安全評估(重點是評估對環(huán)境可能造成的破壞)以及飼料安全評估。對將要進口或在日本國內(nèi)種植的作物,開發(fā)商必須通過由日本政府組織實施的田間測試。
對進口產(chǎn)品和零售的加工食品,日本一律進行嚴(yán)格的檢測。一旦在食品中發(fā)現(xiàn)未經(jīng)允許的轉(zhuǎn)基因成分,該食品被認(rèn)定為觸犯了日本食品衛(wèi)生法。MHLW直接負(fù)責(zé)在報關(guān)港對產(chǎn)品進行檢測,對零售領(lǐng)域的加工食品的檢測由當(dāng)?shù)亟】当Wo部門執(zhí)行。所有檢測都依據(jù)厚生勞動省MHLW頒布的抽樣檢測計劃實施。如在報關(guān)港發(fā)現(xiàn)未經(jīng)允許的轉(zhuǎn)基因成分,該產(chǎn)品必須退回或銷毀,或轉(zhuǎn)為非食用用途。如在零售領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)未經(jīng)允許的轉(zhuǎn)基因成分,其制造商必須馬上收回所有產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞:生物凈化;氣態(tài)污染物;廢水處理
〖KH2*1〗
城市排污主要的問題是對廢棄和廢水的處理,生物技術(shù)可以將廢氣廢水通過降解處理,處理成無害的資源,甚至生成二次資源,提升資源的利用率的同時減輕城市排污的壓力。
一、城市污染狀況分析
近些年城市污染現(xiàn)象極為的嚴(yán)重,繼酸雨現(xiàn)象之后城市變暖、霧霾現(xiàn)象也持續(xù)的在發(fā)生著,最大的問題就是城市在發(fā)展的過程中對環(huán)境進行透支,科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍,為人們帶來了生活的便利,為了城市建設(shè)提供技術(shù)支持,但是也帶來了更多的污染和危害。種種現(xiàn)象警醒人們必須對環(huán)境問題做出相應(yīng)的處理,加大對環(huán)境問題的重視程度。
利用生物技術(shù)改善環(huán)境,處理城市生活生產(chǎn)廢氣物的方式最早可以追溯到20世紀(jì)中期,最先出現(xiàn)在處理空氣中的臭味物質(zhì),一定程度上降低對空氣質(zhì)量的污染,但是那一時期技術(shù)并沒有達(dá)到很高的水平,城市建設(shè)環(huán)境還相應(yīng)沒有現(xiàn)在如此的惡劣。第一個利用微生物處理廢氣的專利于1957年出現(xiàn)在美國,但到1970年后才引起各國重視。到1980年,德國、日本、荷蘭等國家已有相當(dāng)數(shù)量工業(yè)規(guī)模的各類生物處理廢氣裝置投入運行,對混合有機廢氣的去除率一般在95%以上。各國家對于環(huán)境問題都予以重視,漸漸開始利用科學(xué)技術(shù)來改善城市環(huán)境。
二、生物凈化技術(shù)的基本應(yīng)用
城市生活主要垃圾廢物來源主要是廢水和廢氣的處理。生物凈化技術(shù)是將廢棄的資源通過處理轉(zhuǎn)換成無害物質(zhì)或者二次利用的物質(zhì)。從污水處理方面來說,水資源本身有自我凈化的能力,在干凈的水資源中,存在著大量的微生物群,通過依附其他有機生物或者沉積等途徑實現(xiàn)自身的轉(zhuǎn)換和循環(huán)。它們在與水中有機物接觸的過程中,利用自身的新陳代謝功能,在有溶解氧的條件下,使在水體中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無機物,如水、二氧化碳和硝酸鹽等,從而使水體得到凈化,而在受到污染的水體中,由于分解過程中無法滿足相應(yīng)的條件,導(dǎo)致水中的微生物自我凈化的能力下降,甚至于重度污染失去凈化的能力,生物凈化技術(shù)的基本原理就是充分利用天然水體的自凈功能,通過科學(xué)的手段營造有利于微生物生存和發(fā)展的環(huán)境,通過提升微生物凈化的能力保持水體的純凈。生物凈化技術(shù)帶來的是方便快捷的有效方式,在很大程度上降低了能源的消耗、資金的投入。
而對于城市廢氣的處理主要是利用微生物的轉(zhuǎn)化功能,在微生物的生命活動過程中,進行生物轉(zhuǎn)化,把空氣中的有毒氣體和污染源轉(zhuǎn)化為可利用的簡單無機物,如水、氧氣、二氧化碳等利用程度比較高的成分。這種方式最大的好處就是產(chǎn)生的氣體不會造成污染,并且可以充分的被利用。在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下,生物凈化技術(shù)將生物的繁殖能力提升了,作用的多種微生物在相同的條件下可以大量的進行繁殖和擴散。微生物的作用是巨大的并且能夠通過外部的需求提升很優(yōu)化繁殖的能力。
三、生物凈化技術(shù)應(yīng)用的意義
正對與城市廢水和廢氣的兩個方面的大量污染,通過生物凈化技術(shù)進行環(huán)境的改善是具有很重要的意義的,生物凈化技術(shù)在很多的領(lǐng)域當(dāng)中的作用也將會日益的凸顯出來。
首先,生物凈化技術(shù)能改善城市環(huán)境,提升資源的利用程度。生物凈化技術(shù)旨在發(fā)掘廢棄的水資源和氣體資源中的再生能力和可利用價值,通過將廢水廢氣通過優(yōu)化和轉(zhuǎn)換實現(xiàn)對資源的最大程度的利用。不對黃精造成任何的生態(tài)威脅,從生態(tài)文明建設(shè)的角度來說,生物凈化技術(shù)無疑是城市建設(shè)的重要手段之一,改善我們的生存環(huán)境,提升城鄉(xiāng)總體的生態(tài)建設(shè)水平和城鄉(xiāng)風(fēng)貌。所以,對于未來生物凈化技術(shù)有著很長遠(yuǎn)的發(fā)展的前景。城市發(fā)展所帶來的環(huán)境污染是不容忽視的,發(fā)展的同時一定要先治理,保障良好的生存環(huán)境才能提升總體的經(jīng)濟建設(shè)的水平。
其次,生物凈化技術(shù)能夠帶動能源開發(fā),提升創(chuàng)新科研的能力。目前生物凈化技術(shù)的應(yīng)用還沒有實現(xiàn)大范圍內(nèi)的應(yīng)用,雖然生物凈化技術(shù)所帶來的作用是非常明顯和巨大的,但是生物凈化技術(shù)還是存在著一定的問題的,比如很有可能打破原有生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的承載功能和原有的使用功能。而且,生物凈化技術(shù)需要大量的資金的投入和研發(fā)的投入,技術(shù)的應(yīng)用需要消耗大量的資金和時間的投入。所以,生物凈化技術(shù)想要有更加長遠(yuǎn)的市場前景就必須不斷的進行研發(fā)和實踐,提升科研能力,擴大生物凈化技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展,鞏固生物凈化技術(shù)在環(huán)境改善方面的地位和作用。
最后,生物凈化技術(shù)將會帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提升經(jīng)濟實力。經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的應(yīng)用是分不開的,技術(shù)應(yīng)用為經(jīng)濟建設(shè)帶來了巨大的利益。生物凈化技術(shù)就擁有著廣泛是市場前景,近幾年來城市建設(shè)所透支的環(huán)境代價是顯而易見的,將生物凈化技術(shù)作為一項產(chǎn)業(yè),不僅僅和促進城市和鄉(xiāng)村的健康發(fā)展,同時也能夠帶來相應(yīng)的經(jīng)濟效益,可以形成雙贏的效果。相關(guān)產(chǎn)業(yè)在生物凈化產(chǎn)業(yè)的帶動下也能夠?qū)崿F(xiàn)更好的發(fā)展,有強有力的支撐和保障。(作者單位:沈陽師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院)
參考文獻:
[1]李捍東,王慶生,優(yōu)勢復(fù)合菌群用于城市生活污水凈化新技術(shù)的研究,環(huán)境科學(xué)研究[J],2000(16).
[2]李正魁,濮培民,輻射聚合固定化反硝化菌去除污水中硝酸鹽,江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報[J],2000(16).
【關(guān)鍵詞】:環(huán)境監(jiān)測;生物技術(shù);3S技術(shù);理化科學(xué);信息技術(shù);發(fā)展趨勢
中圖分類號:X83文獻標(biāo)識碼: A 文章編號:
引言
在最近的幾年之中,環(huán)境污染有逐漸蔓延的趨勢,新生的污染物質(zhì)逐漸增多,環(huán)境的污染逐漸變得復(fù)雜起來,環(huán)境的問題成為了國際上所討論的熱點話題。所以將管理的制度提高上來,加強環(huán)保工作的建設(shè)力度。作為環(huán)境保護基本的內(nèi)容,也就是環(huán)境監(jiān)測來說,它在環(huán)境決策與環(huán)境的管理上的一個重要技術(shù)。很多的學(xué)者們在最近的幾年時間對于環(huán)境質(zhì)量綜合的評價進行很多研究,并且有了一定的研究成果。所以可以看出對于環(huán)境監(jiān)測技術(shù)方面問題的探討與研究是非常有價值的。
一、環(huán)境監(jiān)測的概念
環(huán)境監(jiān)測是對環(huán)境質(zhì)量進行評估的重要手段,也是進行環(huán)境執(zhí)法的重要依據(jù)。以前,環(huán)境監(jiān)測僅限于對放射性物質(zhì)的監(jiān)測,隨著工業(yè)的發(fā)展和環(huán)境污染的加劇,此后,環(huán)境監(jiān)測的范圍逐漸擴大,包括對環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境污染等的監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測的一般流程是現(xiàn)場調(diào)查、布點、收集樣品、處理與保存樣品、分析測試、數(shù)據(jù)處理、綜合評價。對數(shù)據(jù)進行分析和處理之后,往往還需要進行評價,并寫出相關(guān)的報告,為以后進行相關(guān)的工作提供合理的依據(jù)。
二、環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
1、生物技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,生物的技術(shù)也已經(jīng)達(dá)到了一定進步,用現(xiàn)在的生物技術(shù)的新技術(shù)逐漸被人們廣泛應(yīng)用。這種技術(shù)已經(jīng)成為了我國在應(yīng)急的監(jiān)測儀器上的重點內(nèi)容,生物的技術(shù)對于環(huán)境的監(jiān)測之中地位逐漸提升,表現(xiàn)了科學(xué)研究領(lǐng)域的交流與合作,對環(huán)境保護有著非常重要的作用。
這種現(xiàn)代的生物技術(shù)是用DNA的重組技術(shù)來表現(xiàn)的,一般用生物學(xué)、微生物學(xué)等學(xué)說作為學(xué)術(shù)支撐體系,同時與化工與化學(xué)等進行互相的滲透與結(jié)合,逐漸將環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的理論發(fā)展起來。
另外,在森林與綠地等一些生態(tài)系統(tǒng)中3S的技術(shù)也逐漸將自身的作用有效發(fā)揮出來。在對生態(tài)的研究之中,生物大分子是主要的一種研究范圍。和其他的一些手段對比,這種技術(shù)有著廣泛、特異等功能,它可利用分子的水平來研究一些生態(tài)問題,對于解釋生物和環(huán)境間的作用有著很好的利用。
另外在生物技術(shù)的應(yīng)用之中還有一種非?,F(xiàn)代的技術(shù)手段,也就是PCR,它有著靈敏、快速、準(zhǔn)確、便捷等一些優(yōu)點,對于傳統(tǒng)的辦法來說,它有著不可替代的作痛。它在一些技術(shù)的研究中與環(huán)境發(fā)展之中有著重要作用。
2、3S技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
3S主要包含有GPS、GIS、RS這種中獨的技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,形成了3S這項綜合的技術(shù)。它主要包含了信息的處理、獲取、應(yīng)用,存在著多方面的好處。
(1)在水資源中的應(yīng)用
對水資源的調(diào)查評價當(dāng)前國內(nèi)外3S的技術(shù)對于水資源的調(diào)查與評價上的應(yīng)用是非常廣泛的。其主要應(yīng)用在流域水文的模擬、生態(tài)消耗水量的分析、對水資源的評價等等。
對于我國水環(huán)境狀況的監(jiān)測應(yīng)用將GPS、RS以及常規(guī)的監(jiān)測技術(shù)進行有效的綜合應(yīng)用,并用GIS作為對信息進行處理的一個平臺,能夠有效實現(xiàn)對于一些水域的分布變化、營養(yǎng)化以及沙泥的污染程度實行監(jiān)測。
(2)在濕地研究上的應(yīng)用
應(yīng)用多相化遙感動態(tài)監(jiān)的技術(shù)來獲取濕地中的一些信息,并經(jīng)過對于地理信息中較為系統(tǒng)的技術(shù)中的空間分析的功能以及對數(shù)據(jù)進行有效管理的功能實現(xiàn)濕地信息的及時更細(xì),有效取得濕地的一些變化信息。在濕地的制圖之中,現(xiàn)在許多國家已經(jīng)逐漸出版沼澤的濕地圖形。在我國還利用3S的技術(shù)編制出各種不相同比例濕地的生態(tài)圖形等。
3、理化科學(xué)的應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展理化學(xué)科在環(huán)境的監(jiān)測之中有著非常廣泛的應(yīng)用。其中的動態(tài)壓膜方法的監(jiān)測技術(shù)在二次污染的監(jiān)測之中應(yīng)用的非常廣泛,這種技術(shù)表面的張力中的環(huán)面積和COD互相有著很大相關(guān)性質(zhì)。它主要的原理就是應(yīng)用熱力學(xué)來將溫度推出。并且這種技術(shù)不用對于水樣來進行一系列預(yù)處理,而且不相同性質(zhì)與濃度的一些有機成膜的分子可獲得不同動態(tài)的膜壓圖形,有效的將分子狀態(tài)與結(jié)構(gòu)等充分反映出來。無需任何的添加劑,沒有二次污染的現(xiàn)象發(fā)生,適用于水污染的研究。而在理化科學(xué)的應(yīng)用之中,最近的幾年以來,對于DOAS技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸形成了一種體系。這種技術(shù)工作的原理主要是應(yīng)用分子窄帶的吸光,來對光譜進行吸收,對于氣體中的組成進行辨別,并經(jīng)過吸收譜強度來推算出被測量氣體濃度的數(shù)值。之后通過一些數(shù)據(jù)的處理環(huán)節(jié),成功的對大氣之中氣體成分之中各種物質(zhì)含量的多少進行檢測。
4、信息技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
(1)對無線傳感器的應(yīng)用
在環(huán)境監(jiān)測之中對于無線傳感器的應(yīng)用時一種層次類型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其中最為地步的層次是在監(jiān)測的實際之中,傳感器的一個節(jié)點。之后的上層有基站、傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò),最后兩節(jié)到網(wǎng)絡(luò)之中。
(2)PLC技術(shù)的應(yīng)用
PLC是一種將自動化、計算機一級通信的技術(shù)集成一體的一種新型裝置,它在結(jié)構(gòu)之上對于防塵、抗震等都有著有效作用,適合在條件較為惡劣地方或者是工業(yè)的現(xiàn)場。對于一些雨水的監(jiān)測一級農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)或是抗旱防洪等方面有非常重要的作用。
三、海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)
1、實時監(jiān)測岸基海洋環(huán)境裝置
實時監(jiān)測岸基海洋環(huán)境裝置是一種實時采集地區(qū)海洋環(huán)境預(yù)報數(shù)據(jù)的系統(tǒng),它的主要作用是:對岸基海洋的環(huán)境進行實時監(jiān)測,有利于人們及時了解岸基海洋的環(huán)境狀況。應(yīng)用實例有:1991年美國國家海洋大氣局在佛羅里達(dá)州坦帕灣安裝了物理海洋學(xué)實時系統(tǒng),能夠?qū)崟r獲得該海灣的水深、風(fēng)向、潮汐、潮流以及海面油膜移動等數(shù)據(jù)和狀態(tài),這些監(jiān)測得來的數(shù)據(jù)對海上船只航行、海面油污移動或者海難搜救起到重要作用。平均每年給坦帕灣創(chuàng)造了超過200萬的經(jīng)濟效益。
2、衛(wèi)星遙感技術(shù)
隨著計算機衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測,并取得良好成效。應(yīng)用的技術(shù)配置具體包含有多光譜掃描儀、海洋水色成像儀、沿岸帶水色掃描儀和合成孔徑雷達(dá)等。一般陸地衛(wèi)星的多光譜掃描儀是用于沿海懸浮泥沙含量和其擴散狀態(tài)的監(jiān)測;用于工業(yè)排污與生活污水的監(jiān)側(cè)。應(yīng)用實例有:在1972~1977年間出現(xiàn)了3次大范圍海上溢油問題,采用海洋水色成像儀與沿岸帶水色掃描儀用于懸浮物濃度或者海域葉綠素的分析,實現(xiàn)全天24h的海洋油污實時監(jiān)測,具體監(jiān)測溢油的分布范圍、油膜厚度、移動擴散狀況和溢油量等。而合成孔徑雷達(dá)可以自動生成油污染圖像,能對熱污染與城市污水排放成圖,還能幫助追查突發(fā)溢油事件的污染源。
3、航空油污監(jiān)測技術(shù)
近十年來來,隨著石油工業(yè)的發(fā)展,海上石油運輸行業(yè)也形成一定規(guī)模,由此也引發(fā)了石油、原油泄漏等問題,針對這種情況,航空油污監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用逐漸成熟起來。這項技術(shù)具有反應(yīng)快速等優(yōu)點,在海洋環(huán)境監(jiān)察及執(zhí)法取證等方面成效顯著。在上個世紀(jì)90年代初,英、法、美、日、丹麥等國家在固定海域聯(lián)合投放了大概25~30臺型號、功能不一的航空污染監(jiān)測系統(tǒng),而且這些國家的海域管理部門都配置了油污監(jiān)測的實時預(yù)報系統(tǒng),對本國的監(jiān)測點實施24h不間斷的實時監(jiān)側(cè),不僅起到有效測量油溢海區(qū)的面積、油膜的厚度以及油溢量等,還能精確鑒別污染物種和污染來源,幫助對非法排污者進行有效取證。
結(jié)束語
環(huán)境監(jiān)測技術(shù)能夠為環(huán)境保護提供科學(xué)合理的依據(jù),對防治環(huán)境污染,加強環(huán)境保護有著重要的現(xiàn)實意義。今后在工作實踐中,我們需要重視環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的運用,加大資金投入,進一步規(guī)范環(huán)境監(jiān)測的各項工作,提升監(jiān)測技術(shù)、更新監(jiān)測設(shè)備、提高監(jiān)測人員的綜合素質(zhì),建立健全與完善的環(huán)境監(jiān)測體系,推動環(huán)境監(jiān)測工作的進一步發(fā)展。
參考文獻:
【1】胡冠九.淺談我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)發(fā)展趨勢[J].環(huán)境科學(xué)與管理.2005(05)
關(guān)鍵詞 興趣;多媒體;實驗教學(xué);生物探究
興趣是人力求認(rèn)識、探究某種事物或進行某項活動的一種帶有情緒色彩的心理傾向?!芭d趣是最好的老師”,如果學(xué)生對一門學(xué)科產(chǎn)生了興趣,那么他會產(chǎn)生強烈的求知欲望,自主地學(xué)習(xí),自主探究,自主查閱學(xué)科資料,積極投入學(xué)習(xí)中。作為一個教師要善于培養(yǎng)學(xué)生對本學(xué)科的興趣,做到事半功倍。
生物是一門頗具特色的學(xué)科,不僅以實驗為基礎(chǔ),而且與生活聯(lián)系緊密。生活中衣、食、住、行,方方面面都密切地聯(lián)系于生物中。當(dāng)前熱點話題,如禽流感、非典等與生物密不可分。前沿科學(xué),如克隆、DNA指紋技術(shù)等也與生物學(xué)科密不可分,學(xué)生對這些知識也感興趣,所以在生物課堂上調(diào)動學(xué)生積極性是較容易的。根據(jù)生物這門學(xué)科的特色,我們做生物教師的是完全有可能培養(yǎng)學(xué)生對生物產(chǎn)生濃厚的興趣。那么,作為一個生物老師,我們怎么來培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣,怎樣上好一堂生物課呢?
一、課堂實驗培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
僅學(xué)習(xí)課本知識,不做與生物有關(guān)的探究實踐活動,就不可能使這種學(xué)習(xí)知識的需要得到滿足和產(chǎn)生愉悅感,興趣也就不可能形成。實踐是學(xué)生直接接觸生物學(xué)的一種方式,它能使學(xué)生對生物學(xué)問題進行獨立思考和探索,是興趣形成的重要環(huán)節(jié)。講植物嫁接的方法時,課前我準(zhǔn)備了嫁接的材料如砧木、接穗、薄膜等,上課時我讓學(xué)生先看課本,然后請兩位同學(xué)上講臺來示范嫁接的方法。通過這樣的方法,同學(xué)們的興趣很高,學(xué)習(xí)的效率也提高了。
二、傳授農(nóng)業(yè)技術(shù)知識培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
農(nóng)村是個廣闊的天地,很多學(xué)生生長在農(nóng)村,對一些農(nóng)業(yè)相關(guān)的技術(shù)是有一點了解的,如果上課時只傳授課本知識,對于一些基礎(chǔ)差的學(xué)生來說他們很可能聽不懂,對于這種情況,我采用了如下方法:如講《陸地生活的動物》這章時,講到蚯蚓的經(jīng)濟意義,除此之外還講了一些它的養(yǎng)殖技術(shù)、經(jīng)濟價值、藥用價值等。此外還在課堂上滲透一些岑鞏近年來的特色種養(yǎng)技術(shù),如太子參種植、烤煙種植、藥材種植、蛇的養(yǎng)殖、娃娃魚的養(yǎng)殖、鱉的養(yǎng)殖等,以及它們的價格和發(fā)展規(guī)模等等,讓學(xué)生覺得學(xué)習(xí)生物確實是大有作用的。
三、多媒體上課培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
多媒體、掛圖等形式教學(xué)能直觀展示教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生興致盎然、欣然接受,可以做到事半功倍。雖然多媒體教學(xué)也會存在一些不足,如課堂上學(xué)生有時學(xué)得干癟無味。但多媒體存在的優(yōu)勢和好處是毋庸置疑的,我們可充分利用多媒體的優(yōu)勢,引領(lǐng)學(xué)生進入最佳學(xué)習(xí)狀態(tài)。如講述《社會行為》蜜蜂和螞蟻傳遞信息的方式,我用多媒體教學(xué),把蜜蜂的舞蹈和螞蟻的氣味用動畫形式演示出來就很直觀、形象,這樣既創(chuàng)造了直觀、生動、輕松、有趣、高效的課堂,同時也很好的培養(yǎng)了學(xué)生對生物學(xué)科的興趣。
四、將生物經(jīng)濟引入生物教學(xué)
生物經(jīng)濟在不久將來的社會經(jīng)濟中將占據(jù)重要地位,既然學(xué)生對經(jīng)濟感興趣,我們可以把生物經(jīng)濟的一些知識放到生物教學(xué)中來,激起學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。生物課本中多處提到了生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用,如雜交水稻、嫁接、組織培養(yǎng)、滅蝗、生物育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等。這些技術(shù)的應(yīng)用,能使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益大大的提高。其中最突出的是我國的雜交水稻,它對于解決糧食危機的作用是不可忽視的。在教學(xué)中,除向?qū)W生講述這些生物技術(shù)的特點、作用外,還與學(xué)生一起分析這些生物技術(shù)所帶來的經(jīng)濟效益,讓學(xué)生懂得學(xué)以致用的重要性。
五、借用典型事例培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
講到《近親結(jié)婚的危害》這節(jié)時,講述“達(dá)爾文的遺憾”的故事:達(dá)爾文一生中最大的遺憾莫過于和他表妹瑪麗結(jié)婚。近親結(jié)婚,禍及子孫。聰明的達(dá)爾文和美麗動人的瑪麗生下十個孩子,個個體弱多病,有三個很小就夭折了,其余七個子女都不同程度的患有精神病,三個女兒一輩子都不能出嫁。有三個兒子無生育能力,終身未娶,第四個兒子,一生娶了四個妻子,也沒能抱上一個孩子。學(xué)生聽后,興趣盎然,課堂氣氛活躍,個個若有所思,使學(xué)生更加深刻地理解了《婚姻法》規(guī)定禁止近親結(jié)婚的重要意義。
六、聯(lián)系社會熱點培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
當(dāng)今社會中,與生物學(xué)相關(guān)的熱點事例非常豐富,如日本核電泄露、瘦肉精、禽流感、新農(nóng)村沼氣利用等。如果教師能夠?qū)⑸磉叞l(fā)生的蘊藏著生物學(xué)知識的社會熱點事例應(yīng)用于教學(xué),不僅可以有效克服中學(xué)生物教學(xué)中知識點抽象、理論性強的不足,也激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,強化知識點理解,提高課堂互動效果,還可以培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)生物學(xué)知識與社會生活緊密結(jié)合的能力。
七、結(jié)合生物科學(xué)成就培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
與初種階段相比,至2012年,17年間全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長了100倍。
而注重功能性和營養(yǎng)性的第二代轉(zhuǎn)基因作物,正在陸續(xù)登場,并左右未來十年的研究方向。
在本輪技術(shù)升級中,中國的轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)能否保持現(xiàn)有排名,乃至更進一步,未有定數(shù)。 兩個基因打天下
第一代轉(zhuǎn)基因作物將研發(fā)重點放在取悅農(nóng)民上,讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)變得更容易、更高產(chǎn)、也更賺錢。產(chǎn)量和收益的提高,使得農(nóng)民樂于播種轉(zhuǎn)基因種子,而農(nóng)藥用量和生產(chǎn)成本的降低,也給環(huán)境保護和消費者帶來間接的好處。
1983年美國成功培育出一種抗病毒轉(zhuǎn)基因煙草,從而開啟了轉(zhuǎn)基因育種的大幕。
往作物的基因組中加入一個或多個特選的外源基因后,由于每個基因都會編碼一種功能明確的蛋白質(zhì),從而使作物表現(xiàn)出某種性狀,這就是通常所言的轉(zhuǎn)基因育種。與雜交育種或輻射育種等傳統(tǒng)方法相比,轉(zhuǎn)基因育種的結(jié)果更可預(yù)測,效率也高。
過去30年間,實現(xiàn)商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因作物大約有30個性狀,其中最受歡迎的是抗除草劑、抗蟲以及兩者兼有的性狀??共莞熟⒒蚝虰t基因分別是這兩大性狀的代表基因。
Bt基因來自一種土壤細(xì)菌,它可以分泌一種毒蛋白,對鱗翅目、鞘翅目昆蟲,比如小菜蛾有很強的殺傷作用。在有機農(nóng)業(yè)中,這種細(xì)菌被作為天然殺蟲劑長期使用。
科研人員將Bt基因轉(zhuǎn)入作物的基因組后,作物自身可產(chǎn)生Bt蛋白毒素,殺死害蟲,而對其他益蟲和人類無害。這樣,不打或者打少量農(nóng)藥,就可以對付蟲害。
正是轉(zhuǎn)入Bt基因的棉花新種,挽救了中國的棉花種植業(yè)。
20世紀(jì)90年代初期,中國爆發(fā)大面積棉鈴蟲災(zāi)害,一些產(chǎn)棉區(qū)的棉花畝產(chǎn)降幅達(dá)八成,這一棉花的頭號害蟲已經(jīng)對當(dāng)時普遍使用的菊酯類農(nóng)藥產(chǎn)生很強的抗藥性?!懊掴徬x害太厲害了,幾乎兩三天就噴一次藥,即使是這樣還殺不死?!鄙綎|東明縣李莊村村民李站雙回憶說,甚至把棉鈴蟲直接泡在農(nóng)藥里都死不掉。
此時,國際種業(yè)巨頭孟山都公司已經(jīng)開發(fā)出轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉種,不過,直到1997年,孟山都才開始在華北地區(qū)進行大規(guī)模推廣,當(dāng)?shù)氐拿揶r(nóng)稱其為 “抗蟲棉”。兩年后,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研發(fā)的國產(chǎn)抗蟲棉也通過了各項審定,推向市場。
孟山都抗蟲棉種的價格比傳統(tǒng)棉種高近20倍,但其經(jīng)過脫絨處理,出芽率非常高,原來1畝地要播10公斤棉種,使用抗蟲棉種只需要1公斤就夠了,雖然棉農(nóng)的購種成本增加1倍,但綜合收益卻大大提高。
然而,孟山都的抗蟲棉種在中國“水土不服”,與國產(chǎn)抗蟲棉相比,其抗病性稍差,在產(chǎn)量上競爭力稍遜。國產(chǎn)抗蟲棉后來居上,市場占有率從最初的5%擴大到95%以上。
目前,中國轉(zhuǎn)基因作物種植面積約400萬公頃,其中絕大部分是抗蟲棉。國產(chǎn)抗蟲棉還被推廣至印度,在當(dāng)?shù)貙崿F(xiàn)了商業(yè)化種植,成為中國轉(zhuǎn)基因技術(shù)參與國際市場競爭的探路者。
不過,中國農(nóng)民尚未體驗過轉(zhuǎn)基因作物的另一大改良性狀——抗除草劑。
雜草會跟作物爭奪水分、養(yǎng)分和陽光,而且其生命力往往比作物還強。用人工清除雜草費時費力,由此除草劑應(yīng)運而生。1970年,化學(xué)家約翰·E·弗朗茨(John E.Franz)發(fā)現(xiàn)草甘膦具有優(yōu)異的除草性能,可以使一種大多數(shù)植物生長所必須的酶失去活性,從而殺死植物。
如果挑缺點的話,那就是草甘膦幾乎能殺死所有植物,包括作物本身,因而不能在作物生長期使用。不過,研究人員從一種細(xì)菌中找到了能夠耐受草甘膦的基因,篩選并轉(zhuǎn)化到目標(biāo)作物中,成功培育出抗除草劑作物。從此,草甘膦和抗草甘膦作物成為一對黃金搭檔,農(nóng)民可以只使用一種除草劑來解決所有雜草問題,而不必像種植傳統(tǒng)作物那樣,使用多種更有針對性但毒性也更大的除草劑。
然而,麻煩也隨之而來。農(nóng)民年復(fù)一年地種植抗草甘膦作物,而不像以前那樣,通過輪種多種作物來改善雜草耐受的問題。最終,抗草甘膦的雜草出現(xiàn)了。已有18個國家發(fā)現(xiàn)了這種雜草,巴西、澳大利亞、阿根廷和巴拉圭的情況尤為嚴(yán)重。
那么,拿什么來對付抗草甘膦雜草?農(nóng)民采用混用幾種化學(xué)除草劑,并加上耕地除草來應(yīng)對。這與大規(guī)模種植傳統(tǒng)作物相比,對環(huán)境的破壞性依然小得多。英國的一項研究顯示,1996年-2011年,耐草甘膦棉花節(jié)省了1.55萬噸的除草劑,比傳統(tǒng)棉花使用量減少了6.1%。
“一個基因,一個產(chǎn)業(yè)。”這句話在生物技術(shù)界流傳甚廣。作為生物技術(shù)中的大熱門,轉(zhuǎn)基因技術(shù)以市場答卷給出了印證,2011年,抗除草劑作物的種植面積已超過全球轉(zhuǎn)基因作物種植總面積一半。 推動升級換代
如今,研究人員將注意力放在了如何使消費者直接受益。
在第二代轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)中,很多新的性狀都是基于這一思路,如不會變色的蘋果、“黃金大米”、改善營養(yǎng)的香蕉等。通過改良品質(zhì),增加營養(yǎng),或使食品具有醫(yī)療保健功能,或用作環(huán)保和工業(yè)原料,從而增加農(nóng)副產(chǎn)品的附加值。
“黃金大米”是營養(yǎng)型的新一代轉(zhuǎn)基因作物,其培育初衷是為了補充人體的維生素A。維生素A缺乏癥會導(dǎo)致夜盲癥,到了晚上就看不清東西,還會得皮膚病,有時甚至導(dǎo)致死亡。
瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院教授英戈·波特里庫斯(Ingo Potrykus)與德國弗賴堡大學(xué)教授彼得·拜爾(Peter Beyer)經(jīng)過八年時間,通過轉(zhuǎn)入黃水仙和一種常見土壤細(xì)菌的基因,使得稻米中能夠產(chǎn)生β-胡蘿卜素,它進入人體后能被轉(zhuǎn)變成維生素A。
“黃金大米”被認(rèn)為是生物技術(shù)的一項重要突破。
五年后,第二代黃金大米研制成功,與原先相比,其β-胡蘿卜素的含量提高了23倍。這樣,通過主食大米就可解決欠發(fā)達(dá)地區(qū)廣泛存在的維生素A缺乏癥了。
“黃金大米”的思路,也激發(fā)了烏干達(dá)對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的期待。與非洲大部分熱帶地區(qū)一樣,三分之二的烏干達(dá)人以香蕉為主食。烏干達(dá)政府希望通過改良香蕉讓國民的主食更有營養(yǎng)。由于大部分香蕉品種不長種子,只能通過無性繁殖方式繁衍,其種質(zhì)很難通過傳統(tǒng)的育種方法得到改良。因此,轉(zhuǎn)基因技術(shù)成為首選。
現(xiàn)在,烏干達(dá)和澳大利亞的研究人員聯(lián)合試驗了一種轉(zhuǎn)基因香蕉,其富含β-胡蘿卜素和鐵等營養(yǎng)成分。這種香蕉具有抗盲、抗貧血及抗腹瀉的作用,試驗成功后,可以推廣至維生素A缺乏癥非常普遍的東非國家。
香蕉成為國民主食,也在于大多數(shù)的作物難以適應(yīng)非洲貧瘠的土地和干旱,如何使作物在此生長,以解決非洲糧食匱乏問題,正是轉(zhuǎn)基因作物研究的另外一個熱門。
不久前,阿根廷研究人員在試驗田中播下一批轉(zhuǎn)基因小麥種子,如果順利的話,三年內(nèi)這種新型小麥將投放市場。通過增強種子抗逆性,這批小麥種子可以在干旱和鹽堿環(huán)境下,產(chǎn)量比普通小麥提高10%到15%。
所謂抗逆性,是指作物種子在不同環(huán)境條件下都能正常生長,如耐旱、耐澇、抗鹽堿等。美國也在致力于開發(fā)一種具有抗逆性的轉(zhuǎn)基因玉米。
而一種名為表觀遺傳修飾的技術(shù)更具迷人魅力。它通過直接修改作物自身的基因來獲取新的性狀,而不用導(dǎo)入其他物種的基因。
比如,與其將耐旱細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)化到作物中去,不如直接調(diào)整作物自身的基因,使之獲得抗旱性狀。問題是,這種沒有轉(zhuǎn)入外源基因的作物,還算轉(zhuǎn)基因作物嗎?
歐洲科學(xué)院科學(xué)咨詢委員會主席布萊恩·希普就建議,歐盟應(yīng)從法律地位上確認(rèn),這種不涉及外源基因的技術(shù)屬于非轉(zhuǎn)基因范疇,這將對歐洲的農(nóng)業(yè)創(chuàng)新給予有力支持。
實際上,對于轉(zhuǎn)基因作物的分類監(jiān)管大大抬高了門檻和相應(yīng)成本,這讓中小公司和公共機構(gòu)的技術(shù)離商業(yè)化遙不可及,只有那些種業(yè)巨頭能夠負(fù)擔(dān)這種監(jiān)管成本。 技術(shù)梯隊
第二代轉(zhuǎn)基因作物離規(guī)模化種植還有較長距離。
一方面,還有許多科學(xué)問題需要攻關(guān);另一方面,不管這些新作物有多神奇,它們?nèi)匀恍枰ㄟ^各種田間試驗,歷經(jīng)層層審批,而且要獲得消費者的認(rèn)可。
“從企業(yè)角度講,會先做技術(shù)儲備,等到時機成熟,再放出來。”大北農(nóng)集團生物技術(shù)中心總經(jīng)理呂玉平告訴《財經(jīng)》記者。比如,孟山都公司的任何一項新技術(shù),從其開始研發(fā)計算,大約要15年左右才能收回投入。
目前,美國在轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)水平上占據(jù)了制高點,擁有世界上約一半的生物技術(shù)公司和一半的生物技術(shù)專利;歐盟和日本為第二梯隊,多個跨國種業(yè)公司分布于此,在生物技術(shù)領(lǐng)域積累了雄厚的研發(fā)優(yōu)勢;中國處于第三梯隊的領(lǐng)先地位,某些領(lǐng)域的技術(shù)水平已超過第二梯隊,后面有巴西和印度等新興國家在積極追趕。
科技部2006年頒布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》,確定了16個重大科技專項,其中,轉(zhuǎn)基因重大專項把突破重點聚焦于水稻、小麥、玉米、大豆、棉花等五大作物。
自正式實施以來,轉(zhuǎn)基因重大專項鑒定具有自主知識產(chǎn)權(quán)的功能基因300多個,完成了80多個營養(yǎng)品質(zhì)、抗旱、耐鹽堿、耐熱、養(yǎng)分高效利用,以及產(chǎn)量等經(jīng)濟性狀基因的功能驗證。
由于部分公眾對轉(zhuǎn)基因食品的恐懼,以及背后復(fù)雜的利益博弈,轉(zhuǎn)基因糧食作物的商業(yè)化種植停滯不前,這導(dǎo)致中國轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)發(fā)展水平與美國的差距進一步拉大,發(fā)展速度也已落后于巴西、印度等發(fā)展中國家。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所研究員黃大分析,這種影響會逐漸阻滯研發(fā),繼而使中國技術(shù)掉隊。
為了消解公眾的恐慌,前述修改作物自身基因的方法,或可使公眾更加容易認(rèn)可轉(zhuǎn)基因作物,因為人們對轉(zhuǎn)基因食品的排斥,很大程度上來自轉(zhuǎn)入的外源基因。