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關鍵詞:含義;意義;生物技術
生物技術有時也稱生物工程,是指人們以現代生命科學為基礎,結合其他基礎科學的科學原理,采用先進的科學技術手段,按照預先的設計改造生物體或加工生物原料,為人類生產出所需產品或達到某種目的。生物技術是人們利用微生物、動植物體對物質原料進行加工,以提品來為社會服務的技術。現代的生物技術主要包括細胞工程,其主要內容包括動物細胞工程、植物細胞工程以及細胞的融合技術等。主要用來生產功能性食品的有效成分、新型的食品以及食品的添加劑等。
2、食品檢驗中的應用生物技術的意義
長期以來對食品的檢測方法不外乎物理法、化學法和儀器檢測法,但是由于這些方法都存在一定的局限性,已無法滿足現代食品檢驗的需要和人們對食品安全的要求。隨著生物技術的發展,人們逐漸對這一現代化的檢測技術有了一定的了解,并越來越認識到它在食品檢驗中的作用和意義。目前生物技術不僅用于食品的質量檢驗、食品安全質量的科學研究,還被廣泛用于對食品產品生產質量的監控和質量安全的評價等方面。極高的選擇性和敏感的特異性是生物檢測技術最為突出的特點,在對食品的檢驗中能夠快速、靈敏、精準的檢測出某些化學成分和有害物質,因此被越來越廣泛的應用到食品檢測中,它對提高和改善食品的質量安全,保障人們的生活安全有著重要的意義。
3、生物技術對食品構成成分的檢驗
對食品中微生物的檢測,隨著國民經濟的不斷發展,食品的消費量也日益增加,食物的中毒問題也日益地突出,這嚴重地威脅著公眾的健康。當前,我國檢測食品中的致病菌采用的一般是細菌學的檢驗方法及血清學的方法,用這些方法對食品進行檢驗操作非常繁瑣,且耗時長還費力,最終的檢驗準確性并不高,已很難滿足當前的社會發展的需求。所以,有必要應用更加快速而準確的食品微生物的檢測方法。運用基因探針技術、DNA、PCR 技術等對食品中所含的致病菌進行檢驗已成為未來發展的趨勢。對食品中轉基因成分的檢驗,檢驗和鑒定食品及其原料中的重組 DNA和其產物的應用方法,是對轉基因的食品做標簽管理的重要基礎。當前,實驗室中的檢驗技術主要可以分成三類:免疫學的方法、基因探針法以及分子標記法,他們主要是用來檢驗食品或者原料中的重組DNA或者其產物。
4、相關生物技術在食品檢驗中的應用
生物芯片技術在食品檢驗中的應用,生物芯片,是生物化學和其它的物理、計算機科學以及化學等學科結合的一種新型的技術,其原理是把待測的樣品放在芯片的表面,根據生物分子間的特異性的親和反應,來檢驗樣品里的待檢成分,實現樣品的分析及檢驗。生物芯片能夠在非常小的面積上并行地分析多種生物分子,也就是說其分析量很大,在較短的時間里就可以分析出多種食品致病菌,并且其結果有較好的可比性。
當前,國內主要研究的是食品安全,這類檢驗一般要做定性的分析或者比較簡單的半定量分析,主要表現在對食品中有害微生物的檢驗和對食品中的藥物殘留和有害物的檢驗這兩個方面。
1)PCR 技術及其改進技術在食品檢驗中的應用
傳統的PCR技術,主要應用于對病原微生物以及轉基因食品的檢驗。實時定量的PCR技術指的是在PCR的反應體系里加進熒光基團,通過熒光信號的積累,對整個的 PCR 進程進行實時的檢驗,隨后再通過標準的曲線對未知的模板進行定量分析。PCR- DGGE 技術把變性梯度凝膠電泳技術(DGGE 技術)與 PCR 技術相結合,能夠分離出長度相同,但堿基不相同的 DNA的片段混合物。巢式及半巢式PCR 技術,巢式 PCR 技術是在傳統的 PCR 技術基礎之上發展起來的,其主要原理就是通過設計兩對引物,1 對引物在另外 1 對引物的擴增產物的片段之上,經過兩次 PCR 反應檢測某個基因;而半巢式的PCR技術,其原理和巢式PCR技術基本上是相同的。這兩種方法都能夠減少假陽性的出現幾率,同時,還能夠使檢測的下限下降。
2)酶聯免疫吸附法(ELISA)的應用
ELISA是把抗體及抗原的特異性相結合作為基礎,把酶或輔酶當作標記物,來標記抗原或抗體,利用酶促反應放大作用顯示出初級免疫學的反應。這種方法最顯著的特點是用聚苯乙烯微量反應板來吸附抗原或是抗體,進行免疫反應及酶促反應。這種方法操作簡便、快速、靈活性高、特異性強,而且可以批量分析樣品,廣泛應用在食品的檢驗中,并有廣泛地應用前景。
3)DNA探針法的應用
如果兩條來源不同的核酸鏈有相互補充的堿基序列的話,就可以結合成分子的雜交鏈。如果在已經知道的DN斷之上加上可以辨別的標記,就能夠做成DNA探針,用來檢驗未知的食品樣品里是否有可以互補的序列。近年,這種方法在食物微生物的檢測中應用越來越廣泛,可以用DNA探針法來檢驗食品是否含有大腸桿菌、志賀氏菌、沙門氏菌等。
5、相關生物技術在食品檢驗中應用需要注意的問題
操作人員的選用,實驗室應當聘請具有一定生物學資質的人來操作,并且要經過考核合格后方能上崗。要求其具有較熟練的操作技能,強烈的質量意識,并且嚴格遵守無菌操作規程,減少人為因素帶來的困擾。操作要求,操作人員牢記無菌觀念,整個過程要求無菌操作,用無菌工具無菌操作取樣,按照相關標準方法進行數據處理,得出實驗結果。設施設備的放置環境,實驗室應當具有適宜生物檢驗進行的設施設備條件,包括檢驗設施及輔助設施,并且要特別注意特殊的設備要在特殊的環境下放置和操作。各種設備及藥品的正確配置,培養箱、水浴鍋、于熱滅菌箱和高壓滅菌鍋的安裝要求:在首次安裝時要校對溫度的穩定性和一致性;記錄以上設施其溫度穩定性達到平衡時所需要的時間;要求定期對以上設備進行清潔和消毒;最好是使用感應器來對運轉循環情況進行控制和監控。藥品配置,培養基采用高壓濕熱滅菌法,121℃滅菌 15min;部分培養基如膽硫乳培養基則需采用煮沸滅菌法;對于熱敏感的培養基采用膜過濾法。樣品的采集、運輸和保存,采集具有代表性的樣品,并且樣品采集必須在無菌操作下進行,以防止樣品受到外源性污染和細菌的生長。采樣用具及包裝物必須是滅菌的;在樣品的運輸和保存過程中應避免日光照射,防止外來物的污染;采樣后,應將樣品在接近原有貯存溫度條件下盡快送往實驗室檢驗;運輸時應保持樣品完整,一般不應超過 3h,如不能及時運送,應在接近原有貯存溫度條件下貯存。
6、結論
綜上所述,在巨大發展空間和應用需求下,需要對相關生物技術進行多方面更為深人的研究和開發實踐,必定能為食品科技檢驗帶來更大的方便和效益,同時也保障了食品的質量安全,為人民帶來更多的健康。
參考文獻
關鍵詞:生物技術產業;可持續發展;法律問題
中圖分類號:D922.6 文獻標識碼:A 文章編號:1003—0751(2013)09—0056—05
一、引言
現代生物技術的出現,翻開了技術革命的新篇章,其在農業、海洋資源開發、醫療衛生、環境保護等領域的廣泛運用,為人類生存和發展帶來了新的活力,如有助于提高農作物產量、優化動植物品種、提供新的醫藥品種和醫療方法、加快有毒物質降解和凈化環境等。生物技術革新及其產業化發展已成為人類社會發展的重要動力,引導并促進生物技術革新及其產業化發展成為各國增強國際競爭力的重要途徑。生物技術產業的發展伴隨著一系列風險,如現代生物技術使人類遺傳信息成為可以掌握的珍貴資料,但同時帶來這些信息資料被竊取、買賣、非法利用的風險,克隆人實驗、基因武器實驗、轉基因食品生產等都威脅到人類社會的健康、安全發展。法律作為社會生活的一面鏡子,反映著人類社會的復雜程度,同時,其作為一種重要的社會管理工具,引導和規范著人們的行為,促成良性社會生活秩序。如何既實現生物技術經濟價值的最大化,又規范和引導生物技術產業健康、高效發展,防范和消除生物技術產業發展中可能出現的風險和不良影響?目前,學界對這些問題的研究尚不夠全面、深入。鑒于此,筆者試對生物技術產業發展所涉法律問題進行研究,以期為構建我國生物技術產業發展的相關法律制度提供理論參考。
二、生物技術產業及其法律需求
(一)生物技術產業的概念
目前,國內外學術界對“生物技術”并無統一的定義。美國生物技術工業組織(BIO)將其界定為“利用細胞的和分子的處理加工去解決問題和制造產品,是相關技術的集成”;《生物多樣性公約》的定義是“以利用生物系統、活體生物或者其衍生物為特定用途而生產或改變產品或過程的任何技術應用”;經濟合作與發展組織(OECD)的定義是“將科學與技術應用于生物有機體及其部分、產物和模型,以改變生物及非生物材料而創造知識、產品以及服務”,以此為前提,OECD還給出了生物技術內容的補充界定。通過對以上定義的分析可以看出,這些定義對生物技術的內涵總體上界定得比較寬泛、 抽象(只有OECD通過補充界定予以一定程度的明確),這反映了現代生物技術發展尚面臨諸多不確定性因素。
國內外對“生物技術產業”的稱謂也不統一。如美國、英國和印度稱為“生物技術產業”,日本學界多稱“生物產業”,我國有“現代生物技術產業”、“生物技術產業”、“生物產業”等稱謂。有學者認為,生物技術的產業化本來就是現代生物科學與工程技術相結合的產物,因而“現代生物技術產業”的稱謂顯得啰嗦,而“生物技術產業”這一稱謂過多地強調了產業的技術性特征或生物技術的應用。受此影響,2004年國家發展和改革委員會高技術產業司與中國生物工程學會組織編寫的《中國生物技術產業發展報告》中首次使用了“生物產業”的稱謂,并提出這一稱謂“有助于生物產業從科學家人群逐步進入政府、企業、投資者等社會大眾的思維模式中”①。從2006年開始,該報告的名稱變更為《中國生物產業發展報告》。國家發展和改革委員會2007年出臺的《生物產業發展“十一五”規劃》、國務院辦公廳2009年印發的《促進生物產業加快發展的若干政策》、國務院2012年印發的《生物產業發展規劃》均采用了“生物產業”的用語。可見在我國,“生物產業”與“生物技術產業”并無本質區別,都是指以現代生物技術為支撐、依托生物資源的各類產業。
(二)生物技術產業的特征
生物技術產業不僅具備其他產業所共有的要素,如存在于商品經濟社會、追求規模化生產和利潤最大化等,還以其獨有的特征而與其他產業相區別。第一,生物技術產業以現代生物技術為發展的原動力。脫離了這一前提,生物技術產業便失去了作為一種產業得以存在和發展的根基。第二,生物技術產業體現了生物資源作為生產資料的不可替代性。無論是在技術研發還是產品生產階段,生物資源都是生物技術產業的基本原材料,生物資源的生物特性決定了其不可替代性。第三,生物技術產業滲透于各傳統產業中。生物技術的應用涉及藥品、保健品、食品的生產以及農業、能源、海洋資源開發、環境保護等諸多領域,使這些領域的產業面臨重大變革的機遇和挑戰。第四,生物技術產業發展的風險性大。生物技術產業以生物資源為基本原材料,生物資源的應用范圍廣且潛藏危害人類健康和環境安全的風險,這種風險一旦轉化成現實的損害,其后果將是不可逆的。第五,生物技術產業使傳統倫理觀面臨挑戰。生物技術產業通過技術手段革新使改變生命體成為可能,這種改變的結果必將對傳統生命倫理觀造成沖擊。基于以上特征,對生物技術產業發展必須進行法律規制,既要鼓勵其技術創新、創造經濟價值、提高人類生產生活水平,又要使其發展程度和方向符合社會需求,兼顧社會公共利益,保障生態安全,以實現社會可持續發展。
(三)生物技術產業發展的法律需求
生物技術產業作為一種新的經濟形式,其出現與發展帶來了新的利益需求和利益主體,多種利益需求之間(如私人利益之間、私人利益與社會利益之間)難免會發生沖突,不同的利益主體在不斷地進行博弈。這種沖突和博弈需要一種權威性的力量予以調控,以既平衡不同主體的利益需求,又實現社會的健康、穩定發展。在當代社會,這種權威性的力量主要來自法律,法律創設一定的規則并通過內在的公信力和外在的強制力敦促人們予以遵守。從這個角度看,生物技術產業發展的法律需求不僅來自該產業本身,還源于社會以及作為公共權力代表的國家對該產業發展的需要。
生物技術產業發展要求國家至少提供兩個層面的法律制度:第一,基于生物技術產業作為國家經濟發展的重要力量而提供一般的法律制度。具體而言:在宏觀層面上,為了鼓勵生物技術產業發展而采取財政、金融、稅收、土地使用等方面的支持性法律制度,同時為了保護消費者權益、防止企業惡性競爭而確立反壟斷、反不正當競爭法律機制;在微觀層面上,提供激勵生物技術產業經營管理方面的法律制度,同時為了維護交易秩序、規范企業經營行為而進行相應的物權法、知識產權法、合同法制度變革。第二,基于生物技術產業的特性而提供特殊的法律制度。包括基于生物技術產業的技術性特征而提供激勵技術創新、確保技術成果轉化等保障性法律制度;基于生物技術產業的生物資源依賴性而提供對生物資源的獲取與交易進行分類監管的法律制度;基于生物技術的應用范圍廣且關乎人類健康與環境安全、風險性極大而提出對具體的研究、開發、生產等行為進行合理監管的法律制度;基于生物技術產業發展將帶來倫理觀方面的挑戰而提供科學的倫理價值判斷和評價的法律制度。
目前,我國生物技術產業發展程度較低,與我國生物技術科研水平和生物資源擁有情況不相匹配,其重要原因之一是我國當前的法律制度未能因應其需求。我國目前缺乏規范生物技術產業發展的綜合性法律規范,現行法律文件中亦少有專門規范生物技術產業發展的內容。立法的缺失使得我國關于生物技術產業的行政管理效果不佳,相關監管機構權責不清晰、權力劃分不明且面臨監管缺乏依據、監管的邊界模糊等問題。
三、法律如何規制生物技術產業發展
現代國家通過法律調整著社會的方方面面。盡管在不同領域的具體內容不同,但法律對不同領域的調整方式基本相同,一般有兩個步驟:第一,明確不同情勢下法律所追求的價值,這是制度構建與運作的根基,也為進一步明確法律規范的內容指明方向。第二,確定法律規范的內容,以明晰具體行為的可為與不可為的邊界,進而形成一定的社會生活秩序。對生物技術產業而言,經由“價值定位—法律規范”這一動態過程而形成的法律秩序,能保障其良性、有序發展。
(一)生物技術產業法律的價值定位
價值研究是所有法學研究的基礎。價值定位解決“為何要立法”和“法律應當規范什么”的問題,這是構建法律制度的前提,也為法律原則和法律規范的制定與實施提供依據。明確法律的價值定位,對不同的法律價值追求之間進行排序,是立法回應生物技術產業發展法律需求的第一步。生物技術產業法律規制既要立足我國作為最大發展中國家的基本國情,加大該產業的發展力度,又要保護生態環境和生物資源,規范資源使用行為;既要推動技術進步和經濟增長,又要保障公民的人身權和健康權,禁止違背倫理的實驗,防止生物藥物、轉基因食品等被非法交易和濫用。“價值問題雖然是一個困難的問題,但它是法律科學所不能回避的。”②上述價值問題都是生物技術產業立法所必須面對的,對之進行深入研究和理性分析,才能為生物技術產業法律的創設和實施提供價值層面的依據。
法的基本價值要素包括秩序、正義、自由、平等、安全、效率等,這是任何部門法(實體法或程序法)所共同具備的,生物技術產業法律也不應例外。除此之外,生物技術產業法律還應體現其特殊的價值要素如人權保障、可持續發展等。生物技術產業法律所追求的多層次價值目標都有自己的內涵和特性,在不同的情勢下,其必然發生沖突。例如,開展何種研究、開發何種產品是研究人員和企業的自由,而國家為了保護生物安全,必須制定相關法律制度來規范這些行為,由此可能產生自由與正義、安全、秩序、可持續發展等價值目標之間的沖突。又如,現實中一些發達國家通過種種形式免費利用發展中國家的基因資源進行生物技術方面的研究,甚至對其研究成果申請專利,以享有獨占的、排他性的使用權,如此就侵犯了發展中國家的和生物資源受益權,帶來生物技術產業發展的效率與公平價值目標之間的沖突。③
面對沖突,必須設立一定的評判標準對不同的價值要素和利益保護進行定位、排序,以使法律的創制和運行有據可循。對生物技術產業法律而言,這種標準的確立可以有三種形式:第一,通過授權性法律規范來確認和促進生物技術產業發展,以保障技術進步、經濟增長等價值目標的實現。這里,“確認”是指確定生物技術產業發展主體的法律地位,明確其權利義務;“促進”是指對生物技術產業發展進行法律制度設計和運行機制安排,從法律層面為其創造良好的發展環境和條件。第二,通過禁止性法律規范來限制生物技術產業發展中的不利因素,以保障社會可持續發展價值目標的實現。這里,“限制”是指對生物技術產業發展中可能產生不同結果的法律行為,由具體主體進行分類監管,以防范其可能帶來的社會風險。生物技術產業法律應立足于促進社會可持續發展,因此,應當禁止不利于這一目標實現的行為,讓行為人承擔相應的法律后果。第三,通過義務性法律規范及其他規范的共同引導來指引生物技術產業發展的方向。義務性法律規范重在明確某一行為的“可為”與“不可為”的邊界及后果,為生物技術產業主體提供行為模式參考。通過上述法律規范的架構和實施,可以促成生物技術產業領域良好的發展秩序。
(二)國外生物技術產業法律制度借鑒
美國、日本及一些歐洲國家的生物技術產業發展居世界前列。由于各國生物技術產業發展模式各異,其相應的法律制度也有所差異。美國的生物技術產業法律涉及多個領域,主要體現在資金支持、稅收優惠、教育跟進、產業集群發展、促進研究成果產業化和商業化利用等方面。美國多年來形成的比較穩定的科技管理體制(立法、司法、行政三個系統不同程度地參與科技管理),保障了其生物技術產業法律制度的有效實施。④日本在20世紀80年代就把生物技術列為未來著力發展的國家技術,并采取了一系列法律措施發展生物技術產業,如日本1999年公布的《開創生物技術產業的基本方針》中提出了“生物技術產業立國”戰略,并于2002年頒布了《生物技術戰略大綱》;通過制定和完善關于技術轉移機構(TLO)的法律,保護生物技術研究方的知識產權;制定“產官學”合作制度,進行金融制度改革,保證了生物技術產業化過程中的資金來源。⑤德國等歐洲國家生物技術產業的發展離不開其環境保護法律和科研專利權、科研成果開發方面的法律和資金保障機制的支持。⑥
總體來看,發展中國家對發展生物技術產業都非常重視,許多國家在立法上予以了高度重視和有力協調。如印度對生物技術產業發展推行了一系列扶持性法律措施:第一,制定、完善了相關法律制度,包括促進生物技術產業發展的綜合性法律制度,以及單列的專利技術保護、生物多樣性保護(尤其是傳統知識的法律保護)、技術研究及其商業性開發審批、人類基因的研究管理等制度。第二,建立了專門的機構加強管理,如成立了全面負責和協調全國生物技術工作的國家生物技術委員會(1982年成立,1986年升格為國家生物技術部),成立了由科學家和管理專家組成的科學顧問委員會以及16個生物技術特別工作組,從中央到地方都設有針對生物資源管理的專門機構。⑦第三,出臺了生物技術產業發展的促進措施,包括簡化審批程序、取消對工廠生產能力的數量限制、鼓勵出口、自由進口、免除關稅等措施。第四,加強對生物技術產業發展的資金支持,包括加大政府投資力度、改革風險投資機制、鼓勵對生物技術產業投資等。第五,開展有關生物技術產業發展的教育,重視生物技術科研人才的培養和這方面的國際合作。⑧除印度外,一些發展中國家在生物技術產業法制建設的某些領域也各有所長,如一些生物資源豐富的國家在生物資源的法律保護方面做得較好,值得其他國家予以借鑒。
任何一國的法律都有其賴以生長的土壤,如果脫離該國經濟、政治與文化背景而僅將其法律規則進行移植,那么“能真正從一個法域遷移到另一個法域的東西充其量不過是一堆毫無含義的語詞形式”⑨。在研究他國生物技術產業立法時,除了關注法律制度的內容,還應對作為法律制度實施載體的具體機制的設立與運行進行審視,考察法律制度與機制出臺的文化背景。我國生物技術產業法律制度和機制的設計與完善,也應放置于我國經濟社會發展與法制建設狀況、傳統文化淵源等背景下進行考慮,對國外的法治建設經驗應重點作立法技術和立法方法方面的借鑒。
四、我國生物技術產業法律制度建構
國家發展和改革委員會2007年編制的《生物產業發展“十一五”規劃》,是我國第一次將生物技術產業作為國民經濟和社會發展的一個戰略性高技術產業進行整體規劃和部署的法律性文件;2009年國務院辦公廳印發的《促進生物產業加快發展的若干政策》,比較系統地提出了我國生物技術產業發展的方向、重點任務和政策措施。生物技術產業的重要性和特殊性決定了我國生物技術產業法律必須體系化和專門化,加強以下三個方面的法律制度建設已刻不容緩。
(一)明確生物技術產業發展的法律原則
生物技術產業法律應以其特有的原則作為制度構建的基礎并貫穿制度建設始終。綜合我國生物技術產業發展的法律需求,我國生物技術產業法律的基本原則應包括三個方面:第一,鼓勵科技進步原則。生物技術的產生與發展是科技力量整合的結果,科技創新是生物技術產業持續進步的基礎與動力,沒有科技進步,就沒有生物技術產業發展。第二,促進產業優化發展原則。生物技術產業發展應以企業主導發展為基本模式,以經濟增長為目標,順應市場規律;政府通過在宏觀層面上進行產業結構、產業布局、產業組織、產業政策等方面的合理安排來促進生物技術產業發展。第三,可持續發展原則。生物技術產業的發展不應以犧牲長遠利益為代價,無論是技術研發還是商品生產,都應當注重經濟、社會、文化、資源、環境等方面協調發展。
(二)構建生物技術產業法律體系
法律體系是指一國現行的全部法律規范按照不同的法律部門分類組合而形成的一個呈體系化的有機聯系的統一整體⑩。生物技術產業法律體系是國家法律體系的一個子系統,由旨在促進生物技術產業發展、防范相關風險和損害發生的法律規范構成,包括保障生物技術產業發展的綜合性法律文件,以及各部門法中調整生物技術產業法律關系、規范生物技術產業發展行為的法律原則和具體制度。我國生物技術產業法律體系的構建,應以我國現有法律體系為基礎,結合我國生物技術產業發展的現狀及其未來需求,審視我國現行法律制度的不足并進行相應的補充和完善,建立起系統、協調的規制生物技術產業發展的法律原則、規則和制度體系。具體而言,我國應以“趨利”和“避害”兩條主線來進行生物技術產業法律制度構建:第一,構建引導和支持生物技術產業發展的法律制度,包括知識產權保障制度、公平競爭保障制度、財稅保障制度、特殊企業經營管理制度、投資制度、生物技術轉移及生物技術產品交易制度等。第二,構建預防和應對生物技術產業發展中的風險的法律制度,包括基本人權保障制度、生物安全制度、環境保護制度等。上述制度交融于不同的法律部門中,單獨或交叉規范著生物技術產業法律關系。在不同的生物技術產業領域(如醫療衛生、環境保護等領域),還可以專門規定予以特殊適用的具體制度。
(三)完善生物技術產業發展的監管機制
在生物技術產業發展中,有無具體的監管主體、能否依法監管十分重要。美國對食品生物工程產業發展有一套相互配合的法律制度進行規制,該產業領域每一種產品的生產和銷售都受到一個主導機構和多個相關機構的共同管理,這些機構依據法律授權履行著健康和安全保障的義務,同時負責消除因法律實施不到位而產生的危害。監管機制作為實施生物技術產業法律的配套措施,其完善在一定程度上影響到法律制度的實效。監管機制的完善可以從三個方面進行:第一,明確具體的監管主體,防止發生無人監管或多個監管主體相互推諉致使監管缺失的現象。第二,建立清晰、暢通的監管系統,如此既便于監管主體行使監管權,也便于對監管行為進行監督和管理。第三,嚴格監管責任,以有效避免監管不力的現象發生。
五、結語
法律從無到有、從簡單到復雜,與人類社會發展相互影響。進入生物經濟時代,已有的法律面對生物技術產業蓬勃發展的客觀現實呈現出種種不適應性,這些不適應性可統稱為生物技術產業發展法律問題。這些問題是復雜的、多元的,其中蘊含著深層次的新興價值觀念與傳統價值理念之間的沖突,也體現出現有法律調整范圍狹窄、無法規范新的社會行為的弊端,凸顯法律規范的內容與實施機制不配套而產生的法律尷尬。這些問題產生于經濟社會發展中,其解決之道亦深藏于經濟社會發展的大環境中。我國經濟、社會、文化、法制建設現狀及其未來走勢是建構我國生物技術產業法律制度的起點和終點,同時,我國應對其他國家在發展生物技術產業過程中提出的先進的法律理念和制度進行分析、借鑒。當前,基礎理論研究是我國生物技術產業法律制度創制工作的重中之重。只有對生物技術產業發展的價值定位、不同價值目標之間的排序等進行分析、論證,才能推動我國生物技術產業法制建設事業蓬勃發展。同時,我國應注重生物技術產業法律制度與機制的整體性構建。當前,我國社會主義法律體系已經形成,但并不完善,在此前提下,對我國生物技術產業法律制度進行整體性構建的任務并不輕松。新的制度安排要立足于現有基礎,注重對現有制度和機制進行完善,并使新舊制度、機制之間有機銜接,形成統一整體,發揮制度建設的整體功效。
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《IMBC 2000》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《Marine Biotechnology》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mRN A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—baryomyces hansenii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P4501A cD-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Hirame Rhabdovirus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?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5.8 S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]。 3.5 DNA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IHNV DNA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Latrunculin B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Zostera marina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? 趾Q笙婦?蟹擲氪炕?鯪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]。
4.展望與建議
關鍵詞:可持續發展觀;高校生物教學;現代素質人才
中圖分類號:G658.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)19-0031-02
在經濟全球化、社會信息化和生態環境破壞加劇的21世紀,教育事業也將面臨新的挑戰。生物學科與人類生存健康和生態環境密切相關,是21世紀的主導科學,這一觀點已成共識。為了培養具備可持續發展思想的現代素質應用型本科人才,許多國家在生物課程中都突出了人口、環境和可持續發展等方面的內容。如何把可持續發展與生物教學緊密聯系起來,是培養現代素質人才的最有效途徑。高校是我國產出科技成果和科技論文的最主要的機構,高校學生都是青年大學生,正處于思維和想象力最豐富、最有創造力的年齡段,因此,無論他們畢業后是就業還是繼續深造,將可持續發展思想融入高校的生物學教學中,都將會培養出一批直接對社會產生巨大貢獻的、具備可持續發展思想的現代素質人才。
一、樹立正確的可持續發展觀
可持續發展觀的定義,要求我們必須轉換以犧牲環境資源為代價的傳統發展觀,確立時代、社會需求與可持續發展戰略實施要求相符合的文明發展觀,包括以下幾個方面[1]。
(一)要樹立正確的人口觀
諸多社會問題中,最核心的就是人口增長問題,可持續發展觀要求人口的發展要同經濟的發展相適應,同環境的保護、資源的利用相適應。
(二)要樹立全新的環境觀
實現可持續發展教育的重點是環境教育,形成可持續發展觀的重要途徑是培養環境意識。人類對自然的過度索取,已經造成了人與自然的尖銳沖突。可持續發展思想在于要把人從這種沖突中解脫出來成為自然環境中的一員,而不是自然環境的擁有者或統治者,從而實現人與自然的和諧共處。
(三)要樹立可持續的資源觀
人類對環境資源的需要,如同魚兒離不開水一樣,但由于人口的過度增長,環境的破壞以及對資源掠奪式的開發和低效率的使用,使得我們正面臨嚴重的資源危機。樹立可持續的資源觀具有極其重要的意義。
(四)要樹立可持續的生活質量觀
資源與環境是兩個不同卻又緊密聯系的概念,環境之中有資源,資源又包括環境。資源浪費必然會引發環境破壞,環境破壞又不可避免地造成資源的貧乏。人們能否珍惜資源、保護環境、善待環境,主要取決于我們的生活方式和思維理念。
二、生物教學中加強可持續發展教育的意義
生物學科與可持續發展以及人的現代素質的培養有著極為密切的關系。生物學科有其獨特的研究對象――生物資源,及其獨特的研究方法――科學探索,使得它成為幫助學生理解可持續發展的含義、培養學生可持續發展的意識、能力、態度和價值觀的最理想學科。
教育是一項培養人的思想、塑造人的靈魂的事業,作為科學教育的一個分支,生物教育同樣承擔著培養人的思想的任務。當前,面對全球愈演愈烈的環境污染和生態破壞問題,世界各國積極地制訂出可持續發展戰略。可持續發展意識已成為一個民族、一個國家文明程度的體現。保護自然環境與保持生態平衡是高校課堂中發展教育以及未來教育的不可或缺的教學內容。由于生物學科與可持續發展有著非常密切的關聯,如果在生物學教學過程中納入倫理、道德等人文教育內容,就能夠使學生確立生存意識、發展的環境道德意識和環保意識,從而明白人類的生存離不開自然環境,我們只有與自然萬物和諧共處,才能在自然中立足,人類社會方能實現可持續發展[2]。
三、生物教學是加強可持續發展教育的主要途徑
學生的可持續發展意識與現代素質的培養并非一蹴而就的事情,也并非通過某一途徑就可以實現的。課堂教學是學校教學的主要形式,因此是進行可持續發展教育、培養現代素質人才的主要途徑,它便于大規模地實施可持續發展教育。當前的可持續發展已從原來的環境、資源保護發展到今天的社會、經濟、文化、教育等方面。生物學的課堂教學以其獨特性負有重大的責任,這是因為:第一,從生物學科內容來看,生物學中所講述的生物技術、生物資源、生物多樣性、生態學等內容,都是可持續發展的重要組成部分。因此,生物學科在生態知識、理論的學習、保護生物多樣性方面,在實施可持續發展戰略中有著其他學科無可比擬的作用。第二,從生物課堂教學的任務上來看,生物課堂教學的最終任務是傳授生物知識和技能,促進學生在生物相關領域的全面發展。因此,高校生物課堂教學的任務,就是培養出具有可持續潛力的現代高素質人才的任務。課堂教學任務所講授的生物學知識,均涉及到可持續發展教育及素質教育的基本內容。第三,就教學效果而言,課堂教學包括教師指導,教師精心備課,有計劃地收集教學資料并精心地進行加工,運用合理有效的手段和恰當的方法來進行教學,可使學生在有限的時間內獲得大量的系統性的知識,使課堂教學達到最優化的效果。由此可見,課堂教學在培育學生可持續發展意識,培養現代素質人才方面,有著突出優勢[2]。因此,教學實踐中我們主要以課堂為主要途徑來實施可持續發展教育是正確的、可行的。
四、生物教學中加強可持續發展教育要提升人文精神
當前,農業生產離不開各種生物技術的廣泛應用,包括作物的遺傳育種、醫學上的診斷治療、食品藥品的生產等各個領域[3]。生物技術極大地促進了經濟的發展,為我們創造了巨大的物質財富,大大地改善了我們的生活。但是,由于這樣的教育只是單純的科學教育,而漠視了人文精神的培養,導致人類在科技進步、經濟增長的同時,不得不面對環境污染、資源短缺、道德滑坡等一系列嚴重的問題。科技其實是一柄雙刃劍,既可增強人類改造自然的力量,又可毀壞生態環境,它在幫助人類獲得物質利益的同時,又產生了人類與生存環境的矛盾。如果沒有價值理性的調控,科技不但不能促進人類文明的進步,反而會阻礙人類文明的進步,甚至會毀滅人類文明。
可持續發展需要社會經濟、生態環境、人文環境的優化。加強人文教育,培育可持續發展意識,使科技與人文緊密結合,是實現這種優化的必要途徑。在高校生物教學中,要充分重視生物技術對人類社會的影響,以此來培育學生正確的科學觀。通過對生物技術發展的歷史的講述與對未來發展趨勢的展望,使學生認識到生物技術的進步對人類經濟發展所作出的重大貢獻;另一方面,生物技術提高了人類改造自然的能力,但同時造成了環境污染、生態失調等惡果。了解這些,學生能切實地認識到科技是把雙刃劍的真正含義,從而增強了歷史責任感和使命感,能理性地認識科學,關心社會,關注可持續發展[2]。在純粹的科學教育日益陷入困境的今天,加強可持續發展教育,提升人文精神顯得尤為重要。
五、提高教師自身的可持續發展意識
高校大學生的知識面非常廣泛,具備很多教師都不太了解的知識,因此,作為一個高校生物教師,必須經常主動地通過各種渠道進行多種形式的學習,使自己不斷地超越自我,走上自我完善的發展道路,只有這樣,才能以常新的姿態迎接新的挑戰。生物教師應在掌握廣博的生物學專業知識的基礎上,緊跟社會的發展,不斷進行教學改革,更新知識,千方百計地收集和了解國內外生命科學領域的最新研究動態,提高自身的可持續發展意識,并滲透到日常教學中以便更有效地培養學生的可持續發展觀。因此,教師的教學方法要與之相適應。教學方法是教師和學生為完成教學任務,實現教學目的所采用的手段。教學方法千變萬化,在教學過程中,我們以培養可持續發展所需的創新型人才為目標,結合教學內容來選擇合適的教學方法。教師要學會引導,適時給予點撥,充分發揮學生的主體地位,讓學生積極地參與課堂,引導其學會獨立思考,鼓勵其積極探究,倡導學生主動體驗知識的應用過程,掌握學習方法。注意激發其潛能,引導學生學會如何學習。總之,培養現代素質人才、推進可持續發展思想,合理的教學方法將發揮獨特的、不可替代的作用。
參考文獻:
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X射線發現及其在醫學上的應用,及放射學和現代醫學影像學的形成和發展,不僅是自然科學史上的一個重大里程碑,而且在相當程度上改變了醫學科學、臨床醫學的進程,為人類疾病的預防、診斷、治療作出了巨大貢獻。
1醫學影像學的發展方向生命科學和信息科學將是新世紀科學發展的主要學科
一方面分子生物學將推進醫學科學的發展,生物技術、基因工程和醫學生物工程的結合.將加速預防和診治技術的更新。另一方面,社會、地理和生態環境的影響愈來愈受到重視,兩者微觀和宏觀因素的結合,將促進醫學科學各領域的發展,甚至使其面貌發生根本的變化。面對這一新形勢,醫學影像學將如何發展。
1.1隨生命科學的進展,分子生物學、生物和基因工程(人類基因組、疾病基因組學)等,將深入和影響基礎醫學和臨床醫學和影像學的進程和發展。實際上,生理、功能和代謝成像以及基因診斷和治療已經并將進一步深入影像學診治及基礎研究、所謂生物醫學成像,分子、基因成像已提上日程。
1.2隨醫學生物工程和計算機、微電子技術的進展,新一代影像和介入設備和器械,如多層面螺旋CT、MR(如 臟、神經)專用機等的開發、功能的改進、各種影像設備的圖像采集和顯示新技術(如三維仿真成像、MR頻譜以及各種圖像的融合)和精確度的提高等;與生物技術相結合,組織和(或)疾病特異性對比劑的開發和應用,影像診斷和介入治療將不斷拓展新領域,向廣度和深度發展。
1.3隨信息科學的進展,由于影像學的數字化、圖像存儲與通訊系統(PACS)和遠程影像學、遠程醫學系統,智能型計算機和工作站,計算機輔助診斷和治療等的進展和應用,網絡影像學將會到來。 人工智能技術(如機器人)將會用于影像診斷和介入治療的操作。
1.4社會、地理和環境因素。受人類衛生保健的影響,對重大病痛如癌癥、腦血管痛等發生、發展的意義應有新的認識,國內外資料表現,約40 喪病的發生、發展直接或間接與環境因素有關。隨社會經濟和生活水平的提高,人口老齡化,對人們健康的認識和醫療服務體系的轉變,廣大人民對安全、有效而微或無創性診治技術的要求將會不斷提高。影像學診斷將由大體形態學為主的階段向生理、功能、代謝和(或)基因成像過渡;對比增強由一般性向組織和(或)疾病特異性方向發展,圖像分析由定性向定量發展;介入治療含基因治療向實時、立體、少或無射線介導,進而與內鏡、微創治療、外科相融合方向發展。對疾病及發生機理的認識,將從器官、細胞向分子、基因水平深入,從個體診治到群體的衛生保健,如低劑量螺旋CT對肺癌的篩查等,對疾病防治將具有新的含義。
2現代醫學影像學的形成和特征
1972年CT的開發和應用,使放射學進入了一個以體層成像和電子計算機圖像重建為基礎的新階段。50~60年代單獨應用的放射性同位素和超聲診斷,也逐步發展成為放射性核素和超聲成像。近20年的發展,已形成多種成像技術,包括CT、磁共振、數字減影血管造影和X線數字成像、核醫學和超聲成像組成的影像診斷學,結合介入治療共同構成了診斷和治療兼備的現代醫學影像學,介入治療現已成為與內科、外科并列的三大治療技術。因此,現代醫學影像學是臨床診療科室(專業),以高科技為基礎能向廣大人民和病員提供先進的診斷和治療技術和服務。從而必須改變人們對影像科室和影像醫師的認識:既從事診斷又從事治療。醫學影像學作為一個科室(或專業)必須診治兼備,包括影像診斷、超聲、核醫學和介入治療亞專業分工,同時又要劃分神經、胸部、腹部、骨關節影像學等,各有分工側重,協調發展,與其他科室相互配合,共同前進。這樣才能促進本學科的發展。
3醫學影像學科建設
關鍵詞:《分子生藥學》;教學內容;教材
分子生藥學是將生藥學與分子生物學有機融合而成的新興交叉學科,不僅繼承了傳統生藥學的內容,更賦予生藥學新的任務和挑戰,是利用分子生物學技術研究藥用動植物的系統進化和鑒定、種質資源評價與保護、道地藥材形成機制和活性成分合成與調控的一門學科[1]。1995年中國中醫科學院院士黃璐琦發表在《中國中藥雜志》的《展望分子生物技術在生藥學中的應用》一文中首次提到分子生藥學的概念[2]。這個學科創新性地將分子生物學理論知識應用于中藥研究中,是生藥學的一個新興分支,具有顯著的學科交叉屬性。該學科的分子生物學技術在中藥資源和中藥鑒定等領域中的應用越來越普遍。目前,已有近30所高等院校針對本科或研究生開設了分子生藥學課程及對應的實驗課[3]。從2008年新世紀全國高等中醫藥院校創新教材《分子生藥學》出版[4],到2017年全國中醫藥行業高等教育“十三五”規劃教材《分子生藥學》[5]及國家衛生和計劃生育委員會“十三五”規劃教材《分子生藥學專論》出版[6],到2019年國家衛生健康委員會“十三五”規劃教材《分子生藥學》出版[7],再到全國中醫藥行業高等教育“十四五”規劃教材的編寫,標志著分子生藥學教育體系已經建成,分子生藥學教學體系建設日漸完善[8]。開設此學科既為中藥鑒定提供了新的思路方法,也有助于學生更好地利用綜合知識解決在中藥鑒定及中藥資源研究上遇到的問題。2001年,北京中醫藥大學在全國領銜開設分子生藥學本科課程[9],經過近二十年的教學實踐,培養應用型人才,公開出版分子生藥學配套教材3部,其中“十三五”規劃教材兩部。
1不同版本《分子生藥學》整體結構內容對比
我國分子生藥學二十多年來經歷了從無到有的變遷,雖然分子生藥學理論研究起步晚,但是經過不斷更新先進的理論知識,再加上不斷補充前沿的研究成果,近年來分子生藥學研究有了質的飛躍。《分子生藥學》3個不同版本教材的編排目的和適用對象不同。2017年國家衛生和計劃生育委員會“十三五”規劃教材《分子生藥學專論》是針對中藥學、中藥資源與開發、中藥制藥和藥學等專業的研究生所用。2017年全國中醫藥行業高等教育“十三五”規劃教材《分子生藥學》是針對中藥學、中藥資源與開發、中藥制藥和藥學等專業的本科生所用。《分子生藥學》(中國中醫藥出版社)緒論部分概述了分子生藥學起源、含義、任務及學習方法等內容,具有整體導讀作用。本書正文部分較其他兩個版本而言更加凝練,介紹了分子生藥學的基本原理、中藥分子鑒定技術、中藥活性成分生物合成與生長和道地藥材形成的遺傳機理四部分內容,將重點置于培養學生的分子鑒定技術理論基礎和操作能力上。雖然全書內容較少,但具有極強的實用性和概括性,有利于學生學習掌握。《分子生藥學》(人民衛生出版社)緒論部分總結性地介紹了分子生藥學的定義、形成與發展以及研究內容,并在章節末提出關于本學科發展前景的開放式討論,為全書做了有深度的鋪墊。正文部分將條理清楚的理論知識與簡潔易懂的彩圖相結合,圖文并茂,詳略有序。全書重點闡述中藥分子鑒定、中藥種質資源、中藥資源功能基因組和中藥資源活性成分的生物合成與調控。在此基礎上拓展了藥用植物生長、道地藥材及其品質的形成機制以及中藥活性成分的生物技術生產等內容。本書突出介紹通過獲取中藥DNA條形碼序列對中藥進行快速準確鑒別的理論知識及實際操作步驟,結合前沿理論研究案例及開放性的復習思考題,有利于加深學生對分子生藥學學科內涵的理解并提高其分子鑒定技術操作水平。《分子生藥學專論》(人民衛生出版社),概論部分分為5個小節,分別介紹了生藥及其研究歷史以及分子生藥學的含義、形成背景、研究內容及任務,并在最后提出對本學科的幾點展望,對學生具有重要的啟示作用。正文內容包括分子生物學基礎、藥用植物分子系統學研究與應用、中藥的分子鑒定、道地藥材及品質形成機制、藥用植物功能基因組學與系統生物學、藥用植物種質資源保護、次生代謝產物的生物生產以及中藥合成生物學的研究與應用,正文部分著重介紹中藥分子鑒定以及道地藥材形成機制,學生通過學習本書能夠較好地掌握分子鑒定技術的理論基礎和操作方法。
2不同版本《分子生藥學》
編排方式對比(見表1~2)《分子生藥學》(中國中醫藥出版社)全書分為5個章節,包括1章緒論及4章正文內容。全書按照分章分節分點的布局方式進行編排,概括性較強,有助于學生快速掌握學習重點。《分子生藥學》(人民衛生出版社)全書分為8個章節,包括1章緒論及7章正文內容。除緒論外,每一章都下分多個小節,每個小節按照“學習目的—基礎性名詞—案例導入—正文”的結構編排,全書編排順序富有邏輯性和層次感,清晰的框架讓學生能夠通過目錄就快速抓住學習重點。每個章節后都附有復習討論題,有助于學生鞏固所學內容。《分子生藥學專論》(人民衛生出版社)全書分為9個章節,包括1章概論及8章正文內容。每一章節都下分多個小節,每小節內容又被細分為幾大點,結構清晰,一目了然。每一章章首附有導讀,導讀部分通過對本章內容進行高度概括來指導學生迅速抓住重點并掌握其內在邏輯,起到了引導作用。
3不同版本《分子生藥學》
內容體系對比(見表3)3種不同版本《分子生藥學》教材基本都包括了分子生藥學的含義、內容和任務,DNA、RNA和蛋白質的基本技術原理,中藥分子鑒定的概念、研究方法、研究進展,藥用植物種質資源遺傳多樣性及分子評價,中藥活性成分的生物合成途徑及其中的結構基因和調控基因,中藥活性成分的體外培養和異源生產等內容。從3種不同版本《分子生藥學》的內容體系中可發現,各個版本教材之間是相互制約、相互依存和相互促進的。黃璐琦院士提出現階段《分子生藥學》是以中藥分子鑒定為基礎、道地藥材形成分子機制為特色、應用合成生物學生產活性成分為前沿,密切結合中藥生產和科研實踐,具有綜合性與創新性結合、可讀性與實用性統一的特色。
4對《分子生藥學》教材的展望
4.1結合各個版本優勢,增強結構的完整性
以上3個版本教材在編排上均具有突出優勢,期望未來新版本的《分子生藥學》教材能夠結合以上各版本的優勢,如分章分節分點作目錄、章節前附導讀以及案例、章節末附復習思考題等,進一步增強其結構的完整及嚴謹性。
4.2加快版本更新速度,確保內容的創新性
近年來,分子生藥學已發展成為熱門學科,具有一定的研究熱度,因此,教材的更新速度應該緊跟其研究進度,結合最新研究,及時糾正原教材中的一些錯誤內容,并對新的研究成果進行補充,以確保教材內容的準確性和創新性。
4.3適當進行圖文擴展,增強學習的趣味性
傳統的教材大多具有趣味性不夠的弊病,純粹的理論知識會讓教材略顯枯燥。因此,可適當插入一些圖片及趣味性的案例,提高學生的學習興趣,圖文并茂的內容也會加深學生的形象記憶,從而有利于其掌握所學知識。隨著分子生物技術發展,分子生藥學在現代中醫藥研究中的作用越來越突出,教材是學科知識的載體,也是學科知識體系的濃縮和體現。因此,應及時優化教材內容體系,從而提高教學質量和教學效率,提高學生對該學科的興趣。
參考文獻:
[1]黃璐琦,肖培根,郭蘭萍,等.分子生藥學:一門新興的邊緣學科[J].中國科學,2009,39(12):1101-1110.
[2]黃璐琦.展望分子生物技術在生藥學中的應用[J].中國中藥雜志,1995(11):643-645.
[3]徐嬌,歐小宏,肖承鴻,等.中醫藥院校開設分子生藥學課程的現狀與建議[J].中國中醫藥現代遠程教育,2020,18(14):3-5.
[4]黃璐琦,肖培根.分子生藥學[M].北京:中國中醫藥出版社,2008.
[5]劉春生,袁媛.分子生藥學[M].北京:中國中醫藥出版社,2017.
[6]賈景明,劉春生.分子生藥學專論[M].北京:人民衛生出版社,2017.
[7]袁媛,劉春生.分子生藥學[M].北京:人民衛生出版社,2019.
[8]黃璐琦.分子生藥學欄目編者按[J].中國中藥雜志,2017,42(2):203-204.
關鍵詞:節水灌溉;技術,趨勢,建議
節水灌溉技術的發展不僅是節水的需要,也是農業現展的需要。發展節水灌溉技術對于推進現代農業、建設節約型社會有十分重要的意義。為此,筆者就我國節水灌溉技術及發展趨勢作一探討。
1.節水灌溉技術含義及體系
節水灌溉技術是比傳統的灌溉技術明顯節約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產量,主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施,組成一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。
節水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。(2)節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。(4)節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。
2.節水灌溉新技術
目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:(1)與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。(2)應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS),遙感技術(RS)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。T是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。(3)智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。
3.節水灌溉技術發展趨勢
我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:(1)噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。(3)地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。(4)農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。(5)節水綜合技術的開發利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節水灌溉發展的方向。
4.發展節水灌溉技術的政策建議
(1)提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成一個較好的節水灌溉技術發展環境。
(2)形成發展節水灌溉技術內在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經濟手段,對農業用水需求進行有效調控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無效益浪費型的用水需求,促進節約農業用水的需求,從而推進節約灌溉技術發展。
關鍵詞:微生物驅油;發展趨勢;新技術
有資料表明我國原油開采采出率僅有30%左右,遠低于發達國家50%-70%的采出率, 高粘、高凝和高含臘的膠質瀝青油藏為原油的開采帶來諸多困難, 而新型微生物采油系列產品對“三高” 油藏的開發具有較強的針對性,能使采出率大幅度提高。
一、微生物驅油技術的定義
微生物采油技術,又名微生物強化技術。它是指通過地面,在油層中注入分離培養的微生物菌液和營養液。同時,為了有利于采油的代謝產物,提高石油采收率的采油技術,可以將營養液、油層內微生物單純地注入,使其在油層生長繁殖。
微生物驅油技術最早是由美國學者提出來的。并且在后來,美國能源研究院對其進行了補充試驗,并最終得出微生物能將石油從沙粒上釋放出來的結論。后來,成功利用微生物采油的礦場實驗,是美國和蘇聯兩國。而我國開始研究微生物采油技術是在20世紀60年代,直到90年代后,才加快了微生物采油技術的研究。如今,我國先后在大慶、大港、遼河 新疆、勝利等油田開展了微生物采油技術的推廣應用,并且取得了顯著的成效。
二、微生物驅油的機理
微生物驅油是微生物通過在巖石表面上的生長繁殖,粘附在巖石表面,占據孔隙空間,在油膜下生長,最后把油膜推開,使油釋放出來。微生物所產生的表面活性劑會降低油水界面張力,減少水驅毛管張力,提高驅替毛管數。并且生物表面活性劑會改變油藏巖石的潤濕性,從親油變成親水,使吸附在巖石表面上的油膜脫落,油藏剩余油飽和的降低,從而提高采收率。微生物在油藏高滲區生長繁殖及產生聚合物,能夠有選擇的堵塞大孔道,增大掃油系數和降低水油比。在水驅中增加水的粘度,降低水相的流動性,減少指進和過早的水淹,提高波及系數,增大掃油效率。在地層中產生生物聚合物,能在高滲透地帶控制流度比,調整注水油層的吸水剖面,增大掃油面積,提高采收率。
三、微生物驅油現場技術
微生物采油現場試驗方式主要有:單井吞吐、微生物水驅、微生物循環驅、微生物水壓裂以及微生物與共它采油措施,如聚合物驅、三元復合驅、且面活性劑等復配。
3.1微生物單井吞吐。微生物單井吞吐是指將微生物從油井注入,然后關井1至3天后起井生產,達到提高產量的作用。其原理主要是起到降解了石蠟和重質烴類,清洗管道。
微生物不僅在近井地帶起到很好的清洗作用,并且微生物對食物的趨向性決定了它向深井地帶的轉移和擴散,讓清洗效果和持續時間高于化學試劑清蠟。
3.2微生物水驅。微生物水驅是微生物的綜合作用效果,微生物在地下由水井向油井推進過程中,原油中石蠟一定程度被分解,重組分向輕組分發生轉移,原油的粘度降低、流動性增強;表活劑使油水界面張力降低,油和水的相容性增強;有機酸溶解部分巖石,暴露更多的油面;細菌的細小身體進入巖石孔隙中,發生作用后釋放出更多原油;代謝過程產生的氣體增強了油層壓力;微生物菌體和代謝產物與重金屬形成生物螯合物,具有高效的封堵作用,對于非均質油藏起到堵水調剖作用;代謝過程放出熱量,溫度升高發送了原油的流動性等。
3.3微生物循環驅 。微生物循環驅是建立在油井的采出液中高含注入的微生物前提下,通過分主、回收污水,再回注水井的過程。
3.4微生物水壓裂。微生物水壓裂是指在油井壓裂時,將微生物按照一定比例稀釋,并作為前置液的一部分進行壓裂的過程,微生物水壓裂使微生物在壓裂瞬間被送到更大的半徑范圍內,提高了增油系數,延長了壓裂的有效周期。
3.5微生物與其它采油措施的復合。微生物與其它采油措施的復合是指微生物與聚合物、三元聚合物或表活劑等措施相結合,發揮各自優勢,使綜合效果最佳。
四、微生物采油的特點
4.1成本低(和其他三次采油工藝相比, 微生物驅油技術的成本是較低的)。
4.2施工方便, 現場不需要增加大量專用設備, 可由注水系統完成。
4.3適應范圍較廣, 溫度低于100℃、滲透率大于50×10- 3Lm2 地層都適合該技術的應用。
4.4不損害地層, 不會造成設備的腐蝕和破壞。
4.5不污染環境,其原因是所用的原料均為細菌生長的營養品, 所用的細菌為非病原體, 對人及其他生物無害。
五、微生物驅油技術的局限性
微生物采油也有一些局限性, 尤其在現場應用中涉及包括培養基效果、油藏流體毒性和造成的堵塞。另外采出石油后, 必須分離出微生物生成的物質以及微生物本身, 防止發生進一步生物作用。大部分微生物酶在細胞內, 所以不得不通過相對不滲透的細胞膜才能吸附原油。大分子的烴類不能滲透到細胞膜內, 這就大大減少了微生物降解烴類的范圍。另外, 有研究指出油藏微生物增長和菌聚集形成膠團的傾向性, 大大地降低了滲透率, 因而降低了原油產量。微生物驅油過程可能改變油藏周圍環境, 同樣對生產設施或地層造成不良影響。
六、微生物驅油技術的發展前景
據國外的有關數據研究分析,俄羅斯采用聚合物驅油, 增產1t 原油的額外成本是30 美元, 而利用內源微生物技術采油, 增產1t 原油的額外成本是5-10 美元。我國大慶油田微生物三次采油增產1t 原油的額外成本是200-300 元人民幣,因此,保持成本上的優勢是微生物提高采收率技術特點。同時,微生物采油對油藏環境無二次污染,對人體健康和環境無毒害,是一種綠色環保的工藝技術。所以,微生物采油技術必將成為繼水驅、聚合物驅、氣驅之后老油田提高采收率的新途徑。
七、結論
微生物驅油技術對環境有利, 減少甚至消除了化學物的需求。隨著基因工程的發展, 將會開發出更多能夠以廉價但豐富的營養物為基礎生長的菌種, 由此微生物驅油技術將更加經濟可行。相對傳統的化學方法, 微生物驅油是更好的三次采油方式。目前我國不少油田已進入三次采油階段,同時我國稠油資源分布廣,為微生物采油提供了用武之地。隨著研究的深入和實踐經驗的積累,微生物采油技術必將為提高油田采收率發揮越來越大的作用。
參考文獻:
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克隆的基本過程是先將含有遺傳物質的供體細胞的核移植到去除了細胞核的卵細胞中,利用微電流刺激等使兩者融合為一體,然后促使這一新細胞分裂繁殖發育成胚胎,當胚胎發育到一定程度后,再被植入動物子宮中使動物懷孕,便可產下與提供細胞者基因相同的動物。這一過程中如果對供體細胞進行基因改造,那么無性繁殖的動物后代基因就會發生相同的變化。
克隆技術不需要雌雄,不需要和卵子的結合,只需從動物身上提取一個單細胞,用人工的方法將其培養成胚胎,再將胚胎植入雌性動物體內,就可孕育出新的個體。這種以單細胞培養出來的克隆動物,具有與單細胞供體完全相同的特征,是單細胞供體的“復制品”。英國英格蘭科學家和美國俄勒岡科學家先后培養出了“克隆羊”和“克隆猴”。克隆技術的成功,被人們稱為“歷史性的事件,科學的創舉”。有人甚至認為,克隆技術可以同當年原子彈的問世相提并論。
克隆技術可以用來生產“克隆人”,可以用來“復制”人,因而引起了全世界的廣泛關注。對人類來說,克隆技術是悲是喜,是禍是福?唯物辯證法認為,世界上的任何事物都是矛盾的統一體,都是一分為二的。克隆技術也是這樣。如果克隆技術被用于“復制”像希特勒之類的戰爭狂人,那會給人類社會帶來什么呢?即使是用于“復制”普通的人,也會帶來一系列的倫理道德問題。如果把克隆技術應用于畜牧業生產,將會使優良牲畜品種的培育與繁殖發生根本性的變革。若將克隆技術用于基因治療的研究,就極有可能攻克那些危及人類生命健康的癌癥、艾滋病等頑疾。克隆技術猶如原子能技術,是一把雙刃劍,劍柄掌握在人類手中。人類應該采取聯合行動,避免“克隆人”的出現,使克隆技術造福于人類社會。
克隆技術太有趣了,我要是會克隆呢(陷入想象)。
假如我會克隆,我會克隆出小草大樹,讓荒蕪的地方一片生機。
假如我會克隆,我會克隆出一些孩子,讓那些沒有子女的父母擺脫無子之痛。
假如我會克隆,我會克隆出一對翅膀,在宇宙中翱翔,探索宇宙的奧秘。
假如我會克隆,我要克隆出一些鐳,供居里夫人研究,再為人類做貢獻。
假如我會克隆,我會克隆出一些人體器官,讓身患重病的人,殘疾的人重獲健康,享受本該享受的一切。
假如我會克隆,我會克隆出一(大)片烏云,讓干旱地區“重獲新生”