时间：2023-12-15 10:09:00
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇生物工程在农业上的应用，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：生物工程、信息化技术；建设；应用
一、什么是信息化技术
通过查询概念我们可以得知，信息化技术是一种用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术（InformationandCommunicationsTechnology,ICT）。主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。而具体到信息化技术的应用来说包括计算机硬件和软件、网络和通讯技术应用软件开发工具等，通过一系列的应用可以有效缓解庞杂数据的分析人力物力，提高行业生产效率[2]。
二、信息化技术的优势和表现
随着信息资源日益成为重要的生产要素、社会财富和无形资产，信息化技术变得更加普及和融合，互联网作为重要的信息化载体，正在担任着信息传播和知识重构的重要作用。通过信息化技术不仅可以降低成本，提高效率，还能够增强创新与竞争力，提高经济增长质量，推动经济社会的转型升级。通过信息技术的创新，信息产业持续发展，广泛普及应用能够快速了解行业间的需求和动态，促进科技成果转化为，并能让决策者及时获得决策信息，制定出恰当、高效符合实际的规划，帮助决策者不断提高决策水平。针对个人来说，当前人人都在信息化的作用下享受着便利，例如现在出门一部手机就能够完成点餐、手机叫车、电子购物等方面的问题，通过大型的软件平台通过电子支付，改变了人们的出行和购买方式。此外信息技术还应用于工业化生产的方方面面，如对家电的控制和空气污染检测等方面也都是运用信息资源，交流沟通的结果。信息化技术正在改变人们的生活，随着不断的创新和发展，在提高经济增长，推动社会经济发展转型方向具有重要作用[3]。
三、信息化技术在生物工程建设中应用的作用
生物工程从20世纪70年代以来，从逐渐兴起到高速发展，20世纪90年代开始生物工程发展走向了系统性与规范性。而我国的生物工程是从20世纪80年代开始正式与世界接轨的，随着人口数量的不断增加和土地面积的不断减少，为了更好的解决供需矛盾，我国开始不断研究高新技术，希望通过生物技术有效解决了我国资源匮乏和粮食的问题，无论是基因工程还是细胞、发酵工程都是我国目前正在不断研究的方向，通过这些应用和研究在制药和医学领域取得了重大突破，实现了疾病的精准诊断让疾病能够及时的发现和控制，提高疾病的治愈率。此外经过了生物工程方面的重点研究和改革，近年来，以农业生物技术为核心的相关配套技术诞生，大大提高了粮食产量，这是除能源环境、医学健康之外在农业方面的有效推广，不但改善了农业生产效率和农民收入水平，还通过科学技术的应用缓解了日益减少的能源问题，在改善人类居住生活及健康水平方面都起着重要作用[4]。与此同时，随着生物工程的加快发展，信息技术与生物工程的有效结合，已成为生物工程迈入新阶段的重要历程。生物工程正在通过信息化技术的创新，拓展研究范围，从而实现更加深入的生物学科建设。那么信息技术是如何通过先进的更加前沿的知识，刺激生物工程的创新发展呢。首先针对更加严格的生物工程学科，在做好研究分析的同时，需要搭建更加完善、准确精准的实验体系，只有不断的实验和实践才能更好的指导生物工程的建设，而信息技术的参与恰好能够有效保证数据的准确性，形成更加完整的研究系统。其次，生物工程的创新与发展离不开信息技术的辅助，只有充分运用大数据以及信息化工具才能更好的针对纷繁复杂的数据信息进行有效的处理，从数据中通过大量的运算统计出生物发展演变的规律，有效降低人员成本，由此可见信息化技术的加入是生物工程的建设的必然要求，两者之间是相辅相成的关系，随着一方技术的创新升级而随之突破原有的研究内容创新寻求更高的未知研究方向。
四、生物工程建设中信息化技术的应用
通过上面的分析我们得知，生物工程建设中的信息化技术的重要性，可以说信息技术为生物工程技术搭建了良好的发展平台。随着国家创新创业政策的支持和大力发展互联网+的战略方向，信息化产业正在国家政策的扶持下高速发展，前景不可估量。通过分析信息化技术在生物工程中的应用，为下一步生物工程发展的方向寻求更加行之有效有效的道路。
（一）软件技术在生物工程中的充分应用
有别于以往的生物工程建设，21世纪是互联网的时代，大数据互联网的飞速发展，也为软件行业带来了春天，因此现代的生物工程建设与软件技术有着密不可分的关系。在生物工程建设的过程中，通过研发搭建数据库和软件平台，可以对数据进行快速归档和处理，并通过软件系统分析决策生物工程环节中生物技术的发展阶段。例如，在生物工程研究过程中，对生命现象的研究在核酸核糖的序列分析和核酸低级结构的分析中，数据量是十分庞大，仅靠人工是很难分析和抽离，因此针对蛋白质内结构还是过程中的生物反应都需要经过设备进行信息化的监测和分析，经过建立系统的项目工程管理，分级分类建立数据库让生物工程的建设更加合理优化，提高研究的准确性，由此可见软件技术对生物工程的规范性和安全性有促进作用[5]。
（二）计算机技术在生物过程中的充分应用
近年来，无论是生物工程还是计算机技术都是新时代科技发展的需求和产物，计算机技术的蓬勃发展逐步改变了人们传统的学习、思维、工作和生活方式。计算机系统的操作为生物工程提供了重要的计算平台，计算机网络技术又为生物工程拓展了更加宽泛的计算环境，计算机的图形处理和可视技术也为研究者提供更加完善的空间。在生物工程的发展中有大量的研究需要通过数据和、可视化来完成，如DNA的Z曲线变换、基因突变的过程中等，都需要计算机技术的参与，为微观的生物技术提供可视化的展示和分析，从而从大批量的数据中识别和挖掘潜在的生物模式推断出更加复杂的生物学关系，这就是计算机技术在生物工程建设中最为重要的应用。除此之外在细胞学和基因的研究过程中，需要通过预算和自动化的操作和指令计算和模拟出真实的细胞结构和物质组成，营造更加真实的细胞生存环境，将生物体错综复杂的相互关系直观的表现出来，从而让科研人员能够更加系统地认真记录实验过程中现象，为生物工程技术的创新发展，提供了良好的重要技术保障。
五、结语
关键词：微生物工程 现状 前景
一、微生物工程面临的挑战
1. 微生物工程与合成化学工业的竞争
微生物工程，合成化学工业与农业生物工程在过去几十年中各自经历了巨大变化，以前， 农业一直为微生物工程和化学工业提供原料，包括淀粉，蛋白质，油脂等.微生物工程完全依赖 于农业原料，生产乙醇，酒精，丙酮丁酸，氨基酸，有机酸等小分子化学品，以及复杂的次级代谢产 物（抗生素）.小分子发酵产物为化工制药提供原料，复杂代谢产物又为农业提供安全，无污染农 药.化学工业自 20 世纪 50 年代以来，采用石化原料合成多种合成纤维，塑料，人造橡胶，有机溶 剂等，特别是有机溶剂的化学合成极大威胁微生物工业的生产.如 20 世纪 50 年代以后，丙酮丁 酸发酵工业在石油化工发达的国家消失，我国丙酮丁酸发酵一直坚持到 90 年代，当时受国内 石化工业的压力和进口产品涌入的双重竞争，使丙酮丁酸和乙醇大规模发酵工业基本消失. 但是，时代在前进，科技在进步，生物技术也在发展.从国际上来看，当前的微生物工程已开 始对合成工业进行强烈竞争，由于育种技术，基因工程等多方面的运用，两项大产品柠檬酸和味精，估计年产量均已接近百万吨，单价也接近中等规模合成化学品；用作燃料的乙醇已达 13 亿吨，而合成不到 1 亿吨；另一例子是发酵乳酸，已完全替代合成乳酸.从工业用酶，如半合成青 霉素，头孢菌素和淀粉糖化产业的发展，可以看到微生物技术的实力.
2. 农业生物工程对微生物工程与合成化学工业的冲击
植物分子生物学的进展，促进农业生物技术突起，首先成功的是转基因作物，至今已有几十种转基因作物，如抗虫棉花，玉米，马铃薯，大豆，抗软化的番茄等，在许多国家大面积种植.除 了提高抗性外，还进一步提高产品质量（如含硫氨基酸，赖氨酸等）. 另外，多种微生物的酶可以在植物中表达，如植酸酶，菊粉合成酶，海藻糖合成酶，（PHB（V））， 其中植酸酶可作为饲料添加剂，植酸酶转基因油菜种子，不经分离，用作饲料添加剂，效果显著. 再者，转基因植物可生产多种抗体，包括霍乱毒素（CT-B，LT-B 亚基）抗体，病毒外壳蛋白抗体，表 面抗原抗体，狂犬病毒抗体，在马铃薯，烟草，菠菜中表达成为口服疫苗.在转基因植物中生产这些分子药物具有成本低于传统微生物发酵技术等的特点，所以，分子农业（molecular farming） 对微生物技术有冲击.
二、微生物工程的发展方向
目前，微生物工程技术已深入到生产的各个行业，如工业、农业、矿业、化工、医药、食品、能源和环境保护等.微生物工程技术已作为一种新兴的工业体系发展起来，在各个行业的 知识和技术创新中起着越来越重要的作用.
1、 医药工业 新技术主要应用于三个方面：工艺改进、新药研制和菌种改造.工艺改进主要依赖于计算机理论及技术的发展.新药研制则得益于医学研究中对疾病机理的深人了解.菌种改造主要利用基因工程原理及技术.正是由于采用其它学科的理论和新技术成果，使得微生物工程成为一种高新技术.这反应出当今各学科之间相互渗透、相互支持，促进科学技术加速发展的趋势.
2、食品工业 随着全世界人口总数的不断增加，可耕地面积日益减少，粮食及其它食品的需求问题日益严峻.而微生物工程正是为人类提供食品、改善营养的重要途径之一微生物蛋白微生物发酵 生产的蛋白质，有的可直接供人食用，有的可做家畜、家禽饲料，增加市场的肉食供应.科学家们设计了分泌蛋白质的微生物，由“工程菌”（大肠杆菌和酵母菌）发酵生产高营养强化蛋氨酸的 大豆球肮和鸡卵清蛋白，不再受动植物来源限制和季节气候的影响，单靠微生物就能高效快速 地生产出动植物的纯蛋白氨基酸氨基酸生产过去都采用动植物蛋白提取和化学合成法生产，而采用基因工程和细胞融合技术生成的“工程菌 ”进行发酵，其生产成下降、污染减少，产量可成倍增加.饮料酒类 我国一直沿用混合菌株传统酿造发酵技术（霉菌、酵母菌、细菌多菌株自然接 种混合发酵），产品具有特殊香型风味一酒香、酱香、醋香.近年来已分离出己酸菌和甲烷菌， 并发现它们在酿酒香型风味中的作用.利用现酵工程技术改革旧工艺，也已取得明显效果，例如在传统酿酒工艺过程中，构建由己酸菌和甲烷菌组成的“人工老窖” ，大大提高了产品的产量和成品味感；啤酒生产中在生物反应器中把酵母吸附于不动载体上，缓缓流人麦芽汁， 啤酒的发酵时间缩短到 1 天，甚至 9 0 分钟，而生物反应器中的酵母菌连续发酵 3 个月活力不降低，为制造“生物啤酒” ，开创了新途径. 其他食品添加剂微生物发酵生产 的柠檬酸、乳酸、苹果酸等多种有机酸，是饮料中不可缺少的酸味剂.另外，发酵工程生产的天然色素、天然新型香味剂，正在逐步取代人工合成的色素和香精，这也是现今食品添加剂研究的一个方向。
3、能源工业 能源紧张，是当今世界各国都面临的一大难题，石油危机之后，人们更加认识到地球上的石油、煤碳、天然气等石化燃料终将枯竭，而利用微生物工程则能开发再生性能源和新能源. 1.绿色能源的再生人类对太阳能的利用是微乎其微的 地球上贮存太阳能的只有绿色植物和光合微生物， 但它们贮存的能量也只是照射到地球上的太阳能量的 0 . 0 5 % .如能将这些能量利用，能源紧张问题也就大大缓解了.通过微生物发酵的技术，可将绿色植物秸杆、木屑、工农业生产中的纤维素、半纤维素、木质素等废弃物转化为液体和气体燃料 （酒精和沼气 ） 2. 采油微生物运用向油层注人细菌或其产物（生物聚合物、表 面活性 剂等 ），可以增大油层压力，降低原油粘度，将残留在岩石空隙间的深层粘滞性原油从“枯竭”的油田中采出，提高 产量的 2 0 % 一 3 0 % .现各国均在大规模现场试验，已取得满意结果. 3 微生物电池 利用微生物的代谢产物（氢气、甲酸或氨等 ）作为电极活性物质，通过阳极、 阴极电子流动从而获取电能的装置，叫做微生物电池.其中日本科学家设计的生化燃料电池最为理想.他们把氢气产生菌（丁基梭菌 ）固定在阳极，阴极为炭极（由蚁酸氧化空气中的氧）， 这样就构成了氢一氧（空气）型微生物电池。
2013年底召开的中央经济工作会议提出了2014年经济工作的主要任务，其中“切实保障国家粮食安全”首次跃升为六大任务之首，粮食安全亦首次被提至“国家战略”高度。会议要求必须实施以我为主、立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑的国家粮食安全战略。要依靠自己保口粮，集中国内资源保重点，做到谷物基本自给、口粮绝对安全。更加注重农产品质量和食品安全，转变农业发展方式，抓好粮食安全保障能力建设。在实现粮食安全产能方式上也与以往明显不同，改变通过调动农民积极性、保护农地资源等多种方式增加产能，把“科技支撑”摆在突出位置。
实现粮食安全的第一要素是必须具备安全的土壤环境：无论是保障粮食稳产高产实现数量上的安全，还是从源头避免化肥、农药残留以及重金属污染等问题保证粮食质量，直至“长治久安”保持可持续的粮食生产能力，先决条件都是必须有高品质的农田――国务院印发的《关于建立健 全粮食安全省长责任制的若干意见》将耕地问题放在首位：强调要巩固和提高粮食生产能力，坚决守住耕地红线，加快建设高标准农田，提高粮食生产科技水平，建立新型粮食生产经营体系，增强粮食可持续生产能力。
据国家机构权威调查统计：全国土地荒漠化速度超过治理速度，荒漠化土地面积以每年2469平方公里的速度增长，由于水土流失、贫瘠化、次生盐碱化和土壤酸化等原因，已造成40%以上耕地土地地力减退。全国优质耕地只占全部耕地的21%。按照耕地等级划分：一等地占41%，二等地占34%，三等地占20%，其余部分已经不宜继续耕种;按产量划分，高产田占29.7%，中产田占30.3%，低产田占40%。
同时由于受工业污染等多方面影响，特别是农业方面。40年的化学农业，大量的不合理施用化肥和农药，直接或间接地污染土壤，造成土壤板结、次生盐碱化影响农作物的产量和质量，并最终随食物链进入人体。
国家整体粮食安全需要在粮食数量、质量以及粮食可持续性生产三方面得到保障，土地是实现粮食安全保障第一要素：无论是粮食数量上的稳产高产，还是质量方面的绿色有机种植，直至实现粮食数量质量均衡发展的可持续性生产，都必须有优质的耕地做基础。因此必须针对全国耕地实际状况，尽快开展大规模的改良治理工作，特别是应用先进的农业科学技术改变现状，从基础上确保国家粮食安全。
（二）
“多菌系组合”生物工程技术经过12年研发、实验，被证明在实现“粮食安全，土壤改良，环境治理”发展理念方面效果显著。这种应用于现代农业的生物工程技术，是在国内外权威专家40年研究成果基础上，继续研发产生的一种具有多种微生物组合综合体现效果的先进技术。这项先进生物工程技术已经通过由国家科技部和农业部组织的国家级鉴定，相继获得6项国家专利。
研发专家团队在自然环境存在的有益微生物中，经过提纯、复壮使之能够适应更严酷的环境，再根据不同用途从百余种有益微生物中选取25―35种微生物制成菌剂发挥组合作用。通过不同种的微生物配方来治理土壤现存的问题，从而解决粮食种植过程中的产量、品质和恢复土壤的团粒结构和应有的养份。
“多菌系组合”生物工程技术及由其发酵而成的生物有机肥，以多种微生物组合、有效成分丰富、浓度高、稳定等特点，在使用过程中具有显著的优势：
单位面积使用量少：比较国内市场其他生物有机肥动数百公斤甚至数吨的用法，这种生物有机肥用量小，每亩50―150kg即能收到明显的效果;
投入产出比高：应用这种技术产品增产显著，蔬菜和经济作物投入产出比高达30―50;
广谱性好：这种技术产品是一种天然生物添加剂，作用机理是通过微生物及其代谢产物调理植物新陈代谢，促进植物吸收、生长、抗病;
土壤改良和污染治理：这种技术产品以活性微生物作用，能够有效分解和钝化土壤中农药残留、油污污染和重金属等;在滨海和内陆盐碱地治理绿化攻关过程中证明，能够加快土壤修复速度，大大提高苗木的成活率。
“多菌系组合”生物工程技术经过12年研究和试验，已经根据不同用途和市场需求，调配菌种和原料大批量制造两个系列生物有机肥产品：（1）生物有机肥：应用于果树、主粮作物、设施农业、油料作物、中草药、茶叶和烟叶等方面;（2）土壤改良剂：应用于滨海和内陆型盐碱土壤治理，改良各种原因导致的贫瘠化、次生盐碱化、土壤酸化耕地。已经在大庆、白城、潍坊、东营、天津、曹妃甸等盐碱、沙化土壤绿化工程中推广应用，应用实验证实：在提高成活率的同时，单位面积造价大为降低，对经济、社会和生态效益贡献巨大。
（三）
应用“多菌系组合”生物工程技术及相关产品，在有机绿色种植、盐碱地改良、大规模养殖环境污染治理等方面均取得显著效果，尤其在土壤成份改良方面成绩最为突出。
内陆盐碱土壤治理
2004年初，选取大庆草甸苏打碱土作为实验地，pH值8.2―9.3，“碱包”部位pH值高达10.3。土壤粘重，硬化，结构不良。通过“多菌系组合生物工程技术（BPA-e）”产品应用，土壤板结情况明显改善，肥效扩散作用明显，肥料下部10厘米土壤pH值下降0.6―1.1，侧方土壤pH值下降0.4―0.7，速效N、P、K含量分别提高2.7、1.6、3.3倍。
在“多菌系组合”生物工程技术产品在大庆市内陆盐碱地改造应用实例证明：670亩草、灌木、乔木首年的总体成活率由原来的不到3%达到87%，次年没有继续施用肥料情况下，树木成活率依然保持在80%以上。
滨海盐渍土壤治理
2009年3月至2011年12月，应用“多菌系组合”生物工程技术与天津泰达园林建设有限公司合作《微生物“BPA-e”菌肥改良滨海原生盐土绿化技术集成研究与示范》项目。项目位于天津海滨大道永定新河收费站两侧临近地段，总面积30亩原盐池地域，改造前原生盐土全盐量1.9%―3.4%， pH值为7.6―8.4，经过两个生长季养护，改良后土壤含盐量已经降低到0.2%―0.4%，pH值降低到7.5―7.8，苗木成活率达到95.3%。每平方米绿化综合造价降低38元。到目前我们天津区域改造的盐渍地面积超过千亩。2014年我们与天津滨海区园林局合作，设立了利用生物土壤改良剂治理盐碱土让的新标准
含盐碱成份的低产农田改造
关键词：生物工程技术；工农业；医药食品；环境保护；社会发展
中图分类号：Q819 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0171-02
生物工程是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科，具有高附加值、低能耗、低公害与开发比重等特点。在人类解决生存与健康、食品短缺、资源和能源缺乏、环境污染重大问题的发展起到重要作用。
在工业生产中的应用：生物工程在工业方面的应用不仅提供大量廉价的原料和产品，同时引起传统化学工业的工艺改革。目前常用的化工原料除有乙醇、丁醇等传统产品外，利用固定化棒杆菌的生物反应器，由丙烯腈生产丙烯酞胺的工艺已获得成功，其产品回收率高，成本低。另外，如能将生物催化引入化工领域，其影响所及极为巨大，从而产生根本性的变革[1]。
一、在食品工业中的应用
食品与人们的生活相关，生物技术的应用提高了生产速率，从而提高了食品产量和质量，拓展食品的种类。通过基因工程技术，利用微生物发酵生产的真菌蛋白，具有蛋白质含量高和低脂肪的优点；国外以淀粉为原料生产果葡糖浆。用酶法或发酵法生产的新的甜味剂氯化砂糖是砂糖甜度的600倍；应用发酵法生产出对人体健康无害的食品添加剂，将逐步代替对人体有害的化学合成品[2]；在食品安全检测中，常用的安全检测技术是生物传感器技术、免疫学方法和生物芯片等。这些技术具有分析速度快，专一性强，灵敏度高等优点，在生物安全性检测领域发挥十分重要的作用[3]。
二、在材料方面的应用
生物技术在纳米材料，仿生材料，医学材料多方面有重大应用。
（一）纳米材料
1.纳米金属材料。纳米金、纳米银和纳米铁为当前采用较多的纳米金属材料。纳米金是金的微小颗粒，在水溶液中通常以胶体金的形态存在。其最重要的应用之一是对细胞内部进行染色[4-5]。纳米银生物材料：美国科学家研究证实，银离子有分解生物细胞膜和干扰细菌呼吸功能的作用；银本身具有抑菌的作用，而纳米银因其可与细菌的DNA键合，抑制其繁殖，故而纳米银的抗菌性能远远优于传统的银离子杀菌剂。纳米铁生物材料：有研究显示，在癌症中引入超顺磁生物相容纳米氧化铁颗粒胶体悬浮液，然后施加外磁场，可以将坏死组织和携带粘附的纳米铁直接进行降解[6]。
2.纳米无机非金属材料。纳米无机生物材料在人工骨、人工齿以及牙种植体等领域有广阔的应用前景。目前国外已研制出含有ZrO2的纳米羟基磷灰石复合材料。这种材料可以用在人工齿上。它的性能可达到甚至超过致密骨骼，且生物相容性优。近年来的研究表明，炭纳米材料能促进骨组织修复生长，减少神经组织瘢痕产生，进神经再生。
3.纳米高分子生物材料。纳米天然高分子生物材料主要来源于真核生物、细菌和病毒。常见的材料有：（1）多肽蛋白质酶等；（2）灭活病毒细菌质粒等；（3）多糖物质，如淀粉、明胶、纤维素、甲壳素等；（4）多聚磷酸酯、（脱氧）核糖核酸等。
（二）高分子仿生材料
随着科学技术的进步，人们从生物现象中发现了奇异的功能。如从荷叶表面的自清洁功能得到启示，研究出了超疏水材料；从鲨鱼皮等生物表面减阻性能的启示，研制出了表面减阻仿生材料；从壁虎脚垫的吸附原理得到启发，研究出了高强度吸附材料……仿生材料的研究为生活提供了无限可能[7]。
三、在能源方面的应用
大力发展生物能源，有助于为社会生产提供新的农业生产力。通过加工生物燃料，可以起到能源替代、环境保护等多重经济效应。第一，生物能源能替代传统的化石能源，其特点是“清洁能源”和“再生能源”。利用生物燃料可大幅度减少温室气体排放。比如在全国范围内使用广泛的沼气，其年总产量达到104亿多立方米，在我国使用用户已达3000多万个，沼气在生产生活中发挥重大作用[8]。第二，实现农业废弃物变废为宝。纤维素资源主要来源于各种农作物和农业加工的副产品。因此，如果充分发展生物工程技术手段大力发展纤维素燃料乙醇，可以将数量巨大的农业副产品或废弃物变废为宝[9]。
四、在农业方面的应用
现代生物工程技术应用在农业产业的运用尤其广阔。随着分子生物学、蛋白质工程、细胞生物学近些年的大力发展，基因工程与其他新兴学科相联结。各种生物技术手段在农业生产上培育出了优质、高产、抗病虫的农作物以及畜禽、林木、鱼类等新品种，扩大食物、饲料、药品来源，提高农业生产效率[10]。
五、在医药方面的应用
目前，医药卫生领域是现代生物技术应用得最广泛、成绩最显著、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。疾病预防：利用疫苗对人体进行主动免疫是预防传染性疾病的最有效手段之一。例如用基因工程制造乙肝疫苗用于乙肝的预防。同时由于生物技术的引入使得贵重药物的生产规模化，降低了药品价格，开辟了药物生产的新纪元。生物可降解材料因具有良好的生物相容性和安全性，降解产物对机体毒副作用小，能满足多种生物医学需要，具有良好的可加工性，可通过常规方法制成所需要的制品[11]。
六、在转基因的方面的应用
目前，基因组的研究将由“结构基因组”向“功能基因组”转变。关于农作物功能基因组研究进展迅速，具有广谱抗性的农产品产量和质量都将获得更大优势。生物性抗逆向非生物性抗逆的转移。通过转基因技术相栽培作物导入抗性外源目的基因，可以改良植物的耐胁迫性。利用转基因植物生产稀有蛋白等产品。目前已经成功转化口服疫苗的植物有烟草、番茄、马铃薯、莴苣、和苜蓿等。植物转化能为我们提供更为廉价的蛋白质，因此利用转基因植物，开发新型疫苗将可能成为一种既经济又有效的疫苗开发途径[12]。
七、在环境治理中的作用
由于工业的不断发展，人类对自然环境的不合理开发利用以及排放大量污染物，生态环境遭到了极大地破坏。生物技术除了应用在废水、废气和固体废弃物的处理、以及土壤、水体等的生物修复，还可以进行环境污染的快速监测、粘泥的控制、污泥脱水、油脂分解、农业环境保护等。
参考文献：
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关键词：生物工程；成本问题控制
我国生物工程是应用生物体(包括微生物、动物细胞、 物细胞)或其组成部分(细胞器和酶)，在最适条件下，生产有价值产物的生物技术。生物工程通常有几列几个分支：发酵工程(微生物工程)；细胞工程；酶工程；基冈工程；蛋白质工程。生物工程主要运用于农业生产和医药工业生产两方面。在农业生产运用方面．主要应几于植物基因重组抗病毒、虫害问题、清除杂质，还可以用于提高水果保鲜度等方面，术朱将会对农业生产带来不可估量的作用 在医药工业方面的运川， 娶应用基因工程生产药品、抗病毒干扰素等，解决人们的病痛，提高生活质量。可见生物工程行业与人们的生活水平和身体健康有着密切的联系。政府应该鼓励生物工程企业的发腱，解决目前存在的许多疑难问题。
生物工程行业是一个新兴高科技行业，目前规模还小夫，随着加入WTO后中国经济融人世界经济的进程的深人，随着生物工程行业的不断发展，竞争会越来越激烈，为了能够在竞争中生存并不断发展，有效的成本控制是必须的。根据生物工程企业经营活动的侧雨点不同，生物工程企业主要有研发型、生产型、销售型一类企业。本义主要针对研发型生物工程企业的成本控制进行探讨：在研发过程中耍缩短研发周期，控制研拉费用，以最低的成本实现既定目标， 是企业取胜的 键。
一、生物工程行业成本的特点
生物工程行业是一个高新技术产业，在我国．生物工程企业数母多。但规模较小，而且对人力资源的依赖性较高，造成其成本具卉一些于其它企业不同的特点，主要表现在以下几个方面。
1、人力资源成本在成本中的比重较大研发型生物I 程企业主
要是以科技人员为主体。从事新技术的开发，而新技术开发从设计、试制到投产的各个阶段费用中，人力资源成本均占较大比露 有关统计数据显示，人力资源成本大约要占60％左右。人力资源成本将是研发型生物工程行业进行成本控制重点关注的对象。
2、研发费用是一项重要的支出 对于研发型生物r程 业，研发
费用犬约占企业总费用的50％以上。而且研发型企业的核心竞争力就在于不断创新技术，企业需要不断投入大量的研发费用用以研究新技术，开发新产品，以保持技术优势，在市场竞争中能够占有一席之地。另外，我国许多生物工程企业目前还没有自己的核心技术，只是处于拷贝阶段。因此。从行业发展角度来看，我国生物工程行业要能在世界上站稳脚跟，必须大力搞研发，开发自己的核心产品。未来我国生物工程行业必将大幅度增加研发投资，研发费用会随之卜升。
3、行姐风险大。面临着巨大的破产成本生物工程行业风险大，主要有技术风险、融资风险和市场风险。技术风险是指产品研发失败的风险 融资风险是指企业不能及时融到所需资金导致企业陷于瘫痪的风险，目前我国许多生物工程企业规模小，内部融资能力差，巨额的研发费用主要依靠借款支撑，一旦借款不能及时筹集，则整个企业就可能陷入瘫痪甚至破产，这也是我国生物工程行业面临的最大问题。市场风险是指研发成功的技术或产品市场推广失败的风险，这既可能是因为先期市场调查不够。研发的技术不适合市场需要，也可能是困为缺少相关营销人才。
二、生物工程行业成本控制过程中应注意的问题
成本控制有狭义和广义之分。狭义的成本控制足指在企业生产：经营过程中，对影响成本的因素加强管理，及时发现与预定的目标成奉之间的差异，采取一定的措施，尽可能以较少的耗费，保证完成预定的目标。广义的成本控制是针对企业发生的各项成本加以控制，以确保企业发展战略的实现，本文采用广义L的成本控制概念。考虑到生物工程行业成本的特殊性，我们在进行成本控制时除_r注意一些常识性内容之外。还应格外关注以下几点：
1、 根据企业发展战略，确定成本控制目标 企业成本控制目标的确定，要根据企业发展战略束制定。研发型牛物工程企业主要的发展战略就是以新技术取胜。然而企业发展战略的实现是以企业有实力完成为前提的，如果企业都不复存在了，还谈何发展战略，这就要求企业制定适合自身实力的发展战略。例如。仓业没有实力进行开发新产品，就不能制定新产品优势战略，要转向产品生产或产品销售．待企、 经过一段时间的发展，积累起一定的资金、管理和技术实力后，再考虑转为产品研发。研发型生物上程企业要制定合理的成本控制目标以确保研发成功，其他类型的企业，也要制定相应的成奉拄制日标
2、成本效益原则 在生物工程行业实施成夺控制并不是一味地缩减成本，因为实施成本控制的同时也在发生成本，只有当成本拄制实施的收益大于 成本时，这样的成本控制系统才是合理的，这就是成本控制的成本效益原则。对于生物上程行业中的研发企业来说，能因实施成本控制而缩手缩脚，使奉来能够研究出的产品变为不可能，这样就得不偿失，捡了芝麻丢了西瓜。再比如专门搞销售的企业。其售后服务在企业经营中起着 戈键作用，因而不能为了降低成本而降低服务质量，导致客户流失，市场份额减少。所以说，在生物工程行业蛮施成本控制应遵循适度原则，进行合理化成本控制。
关键词：生物工程技术；生态环境；应用研究
引言
随着社会的不断发展，人类社会的生产能力在不断地进行提升。为了能够进一步地满足人们的日常生活的需求，在进行生产活动的过程当中对自然资源进行不断地采撷，进而出现了生态环境不断恶劣等一系列的问题开始出现，已经开始对人们的生存产生了一定的威胁。而生物工程技术对于改善环境资源，保护我国生态环境有着非常重要的作用。随着科学技术的不断发展，我国的生物工程技术水平也在不断地提高，并且已经取得不小的成果。而生物工程技术的不断发展，对于生态环境保护的作用也越来越明显，所以将生物工程技术有效地应用到生态环境当中能够对我国的生态环境保护起到很好的改善作用，进而促进我国的生态环境健康可持续的发展。
1我国生态环境存在的问题
近年来我国的社会经济取得了迅猛的发展，但是由于我国经济的快速发展，各个工业领域在大力发展的过程当中没有注重对于生态环境的保护，使得我国经济在迅猛发展的同时也带来了许多的环境污染问题。虽然这几年我国的相关部门开始对环境保护开始重视起来，对相关的生产企业提出了加强环保的严格要求，但是在实际的实施过程当中却并没有十分有效的效果，我国的环境污染的现状并没有得到好转。我国的环境污染问题当中，其中对生态环境造成严重污染的主要是工业领域以及农业领域，这两个领域对于我国的生态环境的破坏最为严重。工业领域在进行工业生产的过程当中存在着很多的肆意排放废水、废气等情况，对我国的生态环境造成严重的破坏，而在农业领域当中则是存在着大量使用化肥农药的现象，对我国的地下水环境造成了严重的污染。由于地下水体的污染，使得我国的许多城市都存在着用水缺乏的情况，根据我国的相关数据统计，我国已经有300多个城市的居民存在着饮用水缺乏的问题，在农村当存在缺水问题的农村人口已经冲破了一亿的大关，从中可以看出地下水污染的问题所带来的后果的严重性。除了饮用水的问题之外，现如今我国部分农村地区的耕地也出现“无水可用”的情况，使得我国农村的耕地面积正在大量的减少。
2应用现代生物工程技术的重要性
生物工程技术作为一门复杂的综合性学科，其中所包含的内容有很多。它是由多个学科进行交叉融合所形成的，其中包含了细胞工程、基因工程等等许多的学科和领域。生物工程技术当中的各项学科技术可以根据人们的实际需求进行有效的结合在一起，从而有效地应用到其中。比如说，随着现代基因技术的快速发展，使得形成了依靠现代基因重组技术以及发酵工程等各项技术的生物工程新技术。通过将生物工程技术应用到生态环境当中，形成了以生态环境为主体的环境生物技术。在对我国的环境污染治理过程当中应用环境生物技术可以取得非常不错的效果，对我国的生态环境进行有效地改善，有效减缓我国的环境污染问题。在对我国的生态环境污染治理的过程当中有效的应用生物工程技术比以往传统的环境污染治理技术有着更多的优势，并且与我国可持续发展的科学发展战略有着高度的一致性。
3生物工程技术在生态环境当中的应用策略
3.1解决化肥污染问题
对于农作物的生长来说，化肥是农作物在进行生长过程当中所必须的材料。通过使用化肥不仅能够很好地提高农作物的产量，还能够保证农作物在生长的过程不会被害虫所影响。但是由于我国农村在进行栽种农作物的过程当中对化肥的过量使用，使得我国很多的耕地都已经出现了土壤结板现象，对我国的土壤环境产生了非常严重的破坏。除此之外，由于在使用化肥的过程当中化肥过量的原因，使得很多没有能够被植物所吸收的化肥都流入到了地下水当中，进而对我国的地下水环境造成了非常严重的污染，使得我国出现饮用水不足的问题以及对很多湖泊的鱼类的生长产生非常严重的影响。还有很多没有被吸收的化肥由于挥发性进入到了空气当中，导致我国大气环境当中的氮元素的含量大大增加，不仅对我国大气层当中的空气造成了严重的破坏，害由于氮元素的原因使得很多的地方都会形成酸雨对我国的土壤等生态环境进一步地进行破坏。在对我国的生态环境进行治理的过程当中，有效减少化肥的使用量，解决化肥污染问题是当前主要的任务之一。而通过利用生物工程技术能够使用固氮技术来让农作物进行吸收空气当中所含有的氮元素，这样就不再需要对农作物使用大量的氮肥，从而有效减少对于化肥的使用量。举个例子来说，可以通过使用生物工程技术将其应用到小麦作物的根系当中，这样小麦作物的根系就能够自行去吸收空气当中所含有的氮离子元素来满足自身生长的需求。并且根据相关的数据显示，通过对小麦作物应用这种生物工程技术使得小麦作物的产量提升了百分之十五左右。这样不仅能够有效解决对农作物过度施肥导致化肥污染严重的问题，还能够有效地提高农作物的生产产量。
3.2解决农药污染问题
在农业生产当中对我国的生态环境污染严重还有一个就是在对农作物和植物进行病害虫治理。因为在对农作物进行病害虫治理的过程当中需要对农作物使用大量的农药产品，这些大量农药当中都还有对生态环境有害的有机氮和有机磷，会对我国的地下水环境和大气环境造成严重的污染，进而对人们的身体健康也产生了一定的威胁。对于解决农药污染的问题，通过使用有益昆虫和微生物防治技术来对农作物的病害虫进行防治，有效减少对农药的使用。使用微生物防治技术不仅能够在对农作物的病害虫治理当中起到非常好的治理效果，并且不会像使用农药那样对土壤环境和空气环境造成严重的污染。并且在近年来基因技术的不断发展，现在已经有了高效杀虫生物技术，能够将以往传统的农药杀虫技术进行完美地替代，进而就能够很好地解决农药污染所带来的环境问题。
3.3提高环境监测质量
在进行生态环境治理的过程当中，可以应用生物工程技术在对我国的生态环境进行有效的监测。比如在监测我国的土壤、水质质量的过程当中可以采用生物传感器技术，能够取得很好的效果。生物传感器技术所主要应用的技术核心是将固定化微生物技术和电化学工程技术进行有效结合，从而能够对土壤等环境进行有效地监测。该生物工程技术所具有的特点就是灵敏度高、准确度高。在对土壤等环境质量进行监测的过程当中能够非常敏锐地发现其中的变化，并且所测得的数值也具有非常高的可靠性。在对生态环境进行治理的过程当中能够提供非常准确的数据和基础，为后续的治理策略提供方向。在最近几年来，我国环境污染的生物监测技术取得了巨大的发展，使得我国对于环境监测的质量得到了进一步的提高。随着生物工程技术的不断发展与更新，其在我国的生态环境保护当中所起的作用将会越来越重要，对于改善我国的生态环境，提高我国居民的生活质量有着重要意义。
4生物工程技术在生态环境当中的展望
生物工程技术在对于生态环境的治理上有着非常重要的作用，它不仅能够在对于生态环境的监测上起到很好的作用，对于生态环境污染治理以及有效减少环境污染也有着非常重要的作用。所以在未来的生态环境治理过程当中，为了能够更好地利用生物工程技术来实现对于生态环境的保护，需要对生物工程技术在生态环境在未来的发展进行有效的规划。首先需要从我国生态环境的实际状况入手，根据我国生态环境的实际发展情况来制定完善的规划方案来有效地改善我国的生态环境质量，来缩小与其他国家在生态环境治理上的差距。其次是需要加强对于生物工程技术在生态环境应用的人力物力投资，只有加强对于生物工程技术的投资才能够更好地促进生物工程技术的发展与更新，在生态环境的应用当中才能够更好地体现其技术优势。在这个过程当中还需要注重对生物工程技术人才的培养，对于任何一项科学技术来说，人才培养都是非常重要而且必要的。只有储备足够多的科学技术人才，才能够更好地促进其科学技术的发展，科学技术人才才是其发展的根本。
（浙江中医药大学）
生物工程是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科，其广泛应用于化工、医药、食品、农业、能源、资源和环境等领域，近年来发展迅猛，尤其为人类健康问题的解决提供了美好的前景。因此，国内不少高校纷纷新设生物工程专业，生物工程人才的需求也逐年增加。
浙江中医药大学于2003年9月首次招收四年制本科生物工程专业学生，这是在全国20多所中医药院校中首次开设生物工程专业，没有现成的经验可以借鉴。我们根据本校的办学优势和国家对生物工程专业人才培养的要求，对中医药背景下生物工程专业特色建设以及人才培养进行了探索。
一 中医药院校生物工程专业的定位与特色
目前全国已有百余所院校开设了生物工程专业，浙江省共有9所院校开设了生物工程专业，而全国中医药院校中仅三所开设了生物工程专业。由于在师资力量、教学条件、科研方向以及专业设置先后等方面的差异，办学方向及专业特色也不尽相同。如有些院校以溶剂和有机酸的微生物发酵，或以核苷酸及其类似物的微生物发酵，或以酶制剂工业，或以微生物发酵生产抗生素，或以基因工程，或以食品发酵、加工酿造，或以微生物与环境保护等为主要办学方向[1】。
在专业定位这个战略问题上，必须扬长避短，走特色发展之路。浙江中医药大学具有在中医药领域深厚的办学积淀和背景，因此我校生物工程专业的特色定位是：充分依托和发挥中医药大学的办学优势，注重现代生物工程在传统中医药中的交叉融合与应用，培养面向科研、生产、管理第一线的一流中医药生物工程复合型人才。专业坚持以工为主、理工结合的方向，充分发挥多学科交叉渗透的办学特色，加强实践环节教学，培养适应行业需求、社会经济发展的应用型生物工程技术人才。
注重现代生物工程在传统中医药中的交叉融合与应用，是中医药院校生物工程专业建设的一大特色。现代生物工程技术已用于中医药产品的开发、生产、培育及研究等方面，包括中药生物发酵、中药内生菌的分离、中药生物转化、酶工程应用于中药提取、中药细胞工程、中药生化分离工程等。医药产业已逐步成为支柱产业之一，而生物技术成果约有60%是用于医药业。因此，现代生物工程技术不仅可以应用于中医药领域，而且前景广阔，办好生物工程专业也将更好地促进中医药院校的教学、科研发展。
二 具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养目标
根据国家教指委的专业规范以及社会需求与各类人才的专业特点，在大量调研和充分论证的基础上，结合办学特色，研究确定了生物工程专业的人才培养目标是：培养出具备生物工程基本知识、掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论和技能，能在生物技术与工程及中医药领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。 ‘在培养方向上，既要培养学生掌握生物工程的基本技能、基本理论和基本知识，又要注重现代生物工程在传统中医药中的应用与交叉融合，注重工程技术素养的培育，注重培养具有中药发酵工程技术、中药活性成分分离工程技术、能将细胞工程、基因工程应用于中医药研究的人才，充分发挥中医药背景的优势和特色，培养出社会真正需求，并能在中医药领域发挥一技之长的复合型人才。
三 具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养模式
建立科学的人才培养模式是人才培养的基础性工作[2]。围绕着培养具有中医药背景的生物工程复合型人才这一目标，我校生物工程专业加强课程及教材建设，突出实践能力的培养，坚持继承与创新相结合，注重特色项目的培育，重视中药发酵工程、中药酶工程、中医药基因工程等中医药生物工程技能的培养，这也成为了专业建设的一大特色。
1 实施课程改革，优化课程体系，注重中医药生物工程技术的培养
课程是教育的核心，课程水平决定了人才培养的水平[3]。生物工程专业在课程设置上以优化学生知识结构、提高学生综合素质为主线，注重其多学科交叉的特点。在广泛学习调研国内生物工程专业人才培养方案的基础上，根据国家教指委制定的专业规范要求，对现有的课程体系进行了整体优化和调整。为加强学生实践能力的培养，增设了工程类基础课程，并增设了实训环节，以更好地促进学生综合素质的提高。
我校生物工程专业在培养学生具备生物工程基本技能的基础上，注重中医药生物工程技术的培养，具有鲜明的中医药特色。除了开设细胞工程、酶工程、基因工程等通用课程以及工程制图、化工原理等工程技术基础课程以外，还充分利用学校在长期办学过程中形成的中医药学这一优势学科，开设了中医学概论、中药药剂学、中药复方药动学等课程。同时，在专业实验课中也融人了中医药相关的内容，而学生开放实验项目、本科毕业论文中与中医药相关的比例均高达50%左右。
2 选用优秀教材，编写特色教材，融合鲜明的中医药特色
教材建设是制定人才培养方案和课程设置必备的基础环节，教学内容和课程体系的改革必然反映到教材上[4]。制订教材建设规划，完善教材选用机制，以此保证教材选用的先进性及中医药特色。针对我校生物工程专业的特色，编写并出版了符合专业方向需要的中医药生物工程教材《生物与制药工程实验》，该教材既注重基础知识，又着眼于实用性及学科发展性，并结合了中医药特色的实验内容。这些实验内容在生物工程基本理论的基础上，注重中医药特色，对培养学生的动手能力和实验设计能力具有很强的指导性。
3 构建实践教学体系，强化工程能力、实践能力的培养
实践能力的培养是高等教育教学的重点和特点，实践教学不但是生物工程专业本科教学的重要组成部分，而且是培养具有创新精神和实践活动的高素质工程技术人才的重要环节。生物工程作为一门实践性及应用性较强的专业，不仅要求学生具备深厚的理论基础，还应具备较强的实践动手能力。因此在人才培养过程中，如何强化工程能力及实践能力的培养是—个非常重要的问题。
(1)积极推进实验教学改革
我校生物工程专业非常重视实验教学工作，在实验教学体系、实验教学内容、课程整合与优化、完善管理机制等方面进行了改革，以满足生物工程专业发展的需要。①在实验教学体系方面，实行多层次改革，对课程实验教学、学生参与教师科研、毕业设计实验、开放实验项目、企业实训教学、实验没计竞赛等多个环节进行优化，建立更完善的实验教学体系。②在实验教学内容方面，增加能更好地提高学生实践动手能力的设汁性、综合性实验项目，减少验证性、认知性实验项目，促进科研成果向本科实验教学内容转化，并根据学科发展更新实验教学内容，引入特色实验项目。③在课程整合与优化方面，对实验教学内容相关相承的课程，打破课程壁垒，进行课程整合，开设专业模块大实验，如将“基因工程”、“生化制药学”的实验课整合为“基因工程实验”，将“工业微生物学”、“生物工艺学”、“发酵设备”的实验课整合为“发酵工程实验”。“基因工程实验”将基因工程常用的实验技术串联起来，涉及基因克隆、菌种构建、工程菌的发酵、蛋白分离纯化、产品电泳与检测等环节，让学生在整个产品生产流程中了解各项技术，既有“点”、又有“面”，改变了过去实验课时少、实验内容孤立、交叉重复等现象。④在完善管理机制方面，建立开放式实验教学平台，通过该平台实现信息、师生交流、资源共享、实验管理等功能。
(2)建设特色实验室，加大实验室开放力度
我校生物工程专业建有生化分离工程、发酵工程、细胞工程、基因工程、化学合成和化工原理等特色实验室，面向全校开放。每年承担150余项开放实验项目供全校学生选择，内容涉及生物工程各个方面，通过这些实验项目可以提高学生的综合素质及科研能力。同时，根据学生的科研兴趣及就业方向，分不同专业方向，通过实行科研导师制、撰写论文以培养学生的实践动手能力和创新意识，如采用发酵工程技术培育药用菌（中药）、中药成分分离分析工程、中药制剂工艺、细胞工程、生物制剂等不同方向。
(3)注重实习实训基地建设，培养合格的应用型人才
通过学生实习实训基地的建设，改善实习教学条件，培养学生的工程实践能力。通过打通校企联系渠道，使企业全方位参与人才培养工作。除建立校内实训基地外，与多家校外具有中医药特色企业签订了合作协议，建立了校外实习实训基地。校企合作建立人才培养基地，为学生跨专业、跨学科、跨行业的社会实践提供平台，使企业中具有丰富生产实践经验的工程师作为专业师资的补充，为培养具有较强实践动手能力的生物工程应用型人才提供了有力保障。
总之，浙江中医药大学在全国20多所中医药院校中首次开设生物工程专业，没有先进的经验可以借鉴。根据专业建设和人才培养的实践，探索出了现代生物工程与传统中医药交叉融合这一专业特色，并确定了具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养目标。围绕这一人才培养目标，对生物工程专业人才培养模式进行改革，通过优化改革课程体系、编写选用特色教材、构建强化学生工程能力与实践能力的实践教学体系，最终形成了具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养模式。这将为中医药院校生物工程专业建设和人才培养提供—个良好的理论支撑，也将为中医药院校其他非传统专业（传统专业指中医、中药等）的开设提供参考。
参考文献
[1]万海同．中医药院校中生物工程专业的人才培养模式与实践研究[J].中医教育，2010，29(4):4-8．
[2]官翠玲．医药院校市场营销专业人才培养模式之研究[J].，中医教育，2008，27(5):4-6．
[关键词] 创新型人才 人才培养方案 平台 模块 课程群
现代生物工程技术是当今世界科学发展中极为重要、极为活跃的科学领域,尤其是基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程进展迅速,连同近年来该领域又逐步发展形成的蛋白质工程、生化工程技术等,已在社会经济建设的各个领域发挥着重要作用,与人类的生产、生活密不可分。
郑州大学在原有“生物技术”本科专业开设及建设的基础上,于2007年起设立“生物工程”本科专业。该专业的设立不但将对河南省生物工程与技术产业的发展起着重要的推动作用,而且对学校的学科建设也非常重要,直接影响到郑州大学工程学科的综合实力。2008年郑州大学将“生物工程”专业列为全校“教学内容与课程体系改革与建设”试点专业,要求在原有人才培养方案的基础上,对“生物工程”专业培养方案进行修订完善,并将相关教学内容和知识体系进一步进行整合,制定出新的培养方案。生物工程专业旧的人才培养方案是在专业开办申请时参考教育部生物科学与生物工程教学指导委员会拟定的“生物工程专业规范”的基础上制定的,为此我们根据学校课程体系改革的精神及要求,结合学科发展特点、国内外生物工程技术发展现状、趋势,以及郑州大学生物与工程技术学科的实际,对该专业的课程体系框架及教学内容进行整合建设,以期满足生物工程学科创新型人才培养的要求。
一、认真组织调研,学习国内相关高校开展课程体系改革与建设经验
在明确课程体系改革与建设的目标和任务的基础上,我们对国内教育部直属重点大学及部分地方特色高校开展课程体系改革的经验与做法进行了认真地调研和分析,重点围绕生物工程学科发展和技术进步对专业教育带来的影响、生物工程专业课程体系的优化与教学内容的整合重建、实践教学体系构建与教学模式探索、生物工程与技术学科教学方法改革等进行深入的研究和分析总结。通过调研,负责“课程体系改革与建设”的老师及教学委员成员深受启发,对充分学习和借鉴各高校课程体系改革与建设过程中所取得的各项成果、经验,以及进一步明确专业办学方向、理请办学思路,明确生物工程专业模块设置方向等具有积极意义。
二、瞄准学科前沿及国家生物产业发展政策,明确专业发展方向
随着生物工程与技术学科的迅速发展,其在国民经济建设中越来越发挥着重要作用。生物工程技术广泛应用于医药、农业、能源、环境等行业,发展日新月异。2007年2月28日,国务院召开“十一五”期间高技术产业和生物产业发展问题研究会议,强调“十一五”期间,要把加快发展生物产业放在突出重要的战略位置。加快发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等行业,加强生物资源的保护和开发利用,强化生物安全管理体系建设。形成一批具有自主知识产权的生物技术产品,培育一批大型生物企业和生物产业基地,使生物产业真正发展成为增长速度快、质量效益好、带动效益强的战略性新兴产业。
三、整合教学内容及知识点,确定新的人才培养方案体系框架
基于生物工程专业人才培养目标在于,掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。在充分借鉴国内其他高校经验与做法的同时,我们对原有课程的教学内容、知识体系进行了认真整合。
1.原有教学内容及知识体系存在的问题
问题主要反映在实践实习教学环节及课程体系结构两个方面。前者有:(1)实践教学环节形式单一。主要是分散的课程实验,缺乏集中安排的课程及专业综合实验、专业课程设计及各种实习、实训等;(2)实习、实训等实践教学基地数量严重不足,急需加强建设以满足实践实习教学;(3)实验教学综合性、创新性实验项目比例偏少,需要进一步增加。(4)没有完全建立独立于理论教学的实践教学体系。实践、实习环节需要进一步加强。尤其是与生物技术专业相比,生物工程专业办学需要进一步与企业密切联合。
在课程体系结构方面,传统的人才培养方案包含有必修课(含公共、学科基础及专业必修课)、限选课(学科基础及专业限选课)和选修课,总学时和学分分别达到3410学时和182分。必修课过多(尤其是大平台课),选修课较少。必修课学分比例甚至达到60%以上,挤占了学生对专业及其它课程的自主选修学分。同时,大量的课堂教学也同样挤占了学生对其它课程自主选修,不利于学生自主学习积极性的调动和发挥,不利于创新型人才的培养。
2.采取有效措施,推进知识点整合
在教学计划制定过程中,我们考虑了学校有关文件精神要求、其它高校改革的成功经验和做法以及学科本身特点。具体措施有:(1)知识体系重叠部分前移讲授。根据学科特点,召开课程体系论证专家会议,充分征求教师和专家意见进行调整。(2)公共基础平台课进行尝试性改革。压缩部分课程学时、学分等;(3)对生物学基础课程进行整合。根据专业特点,将植物生物学、动物生物学整合为普通生物学开设,增加专业选修课比例,学科群课程增加前沿性、应用性课程比例,多学科知识点重新梳理、衔接,强化实验实习环节,以及将课堂教学与大学生创新实验项目结合等。(4)明确各门课程在培养计划中的地位与边界,界定各门课程的讲授范围,避免课程之间的重复和脱节,注重学科知识的综合性与实用性,注意学科间知识的衔接、推进、渗透及有机联系,克服课程之间的松散性,压缩、删减课程重复和内容陈旧的部分,将新的理论、方法和先进的科技成果引入课程教学内容。通过课程教学内容的科学设计与合理编排,培养专业范围宽、基础知识厚、综合素质高、工作能力强的复合型人才。
3.教学内容知识点及人才培养方案体系框架的确定
参照教育部专业规范重新梳理知识体系及知识点,明确生物工程专业共有的100多个知识单元。这些知识单元分属于不同的专业知识领域,同时开设理论课并配备相应的实践教学内容以加强学生创新、动手能力培养。这些知识领域包括基础生物学、生物化学、微生物学、工程制图、发酵工程、化工原理、细胞工程、酶工程、基因工程与分子生物学、生物分离工程、生物工程设备、生物反应工程、发酵工厂设计概论等。
四、按照培养目标和学科发展特点,制定新的人才培养方案
生物工程学科发展迅速,其中生物制药、发酵工程领域在整个生物技术产业中产值及行业规模较大,从就业和学科前景来看,我们计划设置上述两个专业模块,即生物制药模块(服务于制药领域)和发酵工程模块(技术服务于多农业、能源、环保、制造等多个领域)。在此基础上,结合学校新的培养方案设置要求,我们按照“平台+模块+课程群”的体系制定出了新的人才培养方案。
(一)专业培养目标
生物工程专业培养目标定位于,培养掌握生物工程技术及其产业化的科学原理、掌握生物制药或发酵工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物制药或发酵工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的高素质工程技术人才。
(二)专业培养基本要求
专业培养要求本专业学生主要学习微生物学、生物化学、生化工程原理、生物工程等方面的基本理论和基本知识,受到生物技术与工程等方面的基本训练,具备在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:具有宽泛的文化知识、较高的文化素养,不仅具备从事本专业领域业务工作的基本能力和素质,而且有一定的人文社会科学和自然科学基本理论知识;掌握现代生物学、生化工程原理、生物制药或发酵工程领域核心课程的基本理论、基本知识和基本技能;具备在生物制药或发酵工程领域从事工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力,具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力及开拓创新精神;熟悉生物工程技术及产业发展有关的方针、政策和法规;了解当代生物工程技术的理论前沿和发展动态;掌握生物工程技术领域文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。
(三)专业模块方向设置及主要课程
1.生物制药模块
主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、免疫学与抗体工程、生物反应工程原理、生物技术制药、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、药学概论、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、实验动物学、工程制图。
2.发酵工程模块
主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、环境微生物学、生物反应工程原理、微生物生理学、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、仪器分析、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、微生物学综合实验、工程制图。
“生物工程”专业新的人才培养方案除包括上述模块设立外,特别注重减少课堂教学总学时数,通过精选教学内容、改进教学方法等推动创新型教学及人才培养。规定本专业须修满指导性教学计划中规定课程学分173学分,其中平台课95学分(比例54.5%),模块课5分(34.0%),课程群1分(比例11.0%)。使得课程体系结构更为合理,更加有利于将学生从填鸭式的课堂教育中解放出来,对培养具有自主学习能力和创新精神的生物工程类人才具有积极意义。
参考文献:
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