农业生物工程范文

时间:2023-12-09 16:04:07

农业生物工程

农业生物工程范文第1篇

目前的植物基因工程可通过生物载体细胞注射、基因枪高速细胞子弹轰击等技术向几乎所有的植物输入外来植物基因。以前导入植物体的外源基因只限于外源报告标记基因,抗卡那霉素和抗潮湿链霉素基因。最近已导人了BUR等抗除草剂基因、镶嵌病毒外壳基因、鸡蛋蛋白基因、豆血红蛋白基因和谷酞胺酶合成基因。此外,抗病、抗虫基因的导入也有所报道,对于控制单宁合成的酶基因已被克隆。目前关于植物—病原物相互关系的分子生物学研究主要着眼于病原物基因工程,即从病原菌中或植物本身克隆制备出致病基因与调节基因,以及获得病原物的特异性DN段用于病原分类及病害检测。自1986年首次获得能抗烟草花叶病毒的转基因烟草植株后,目前已利用基因工程获得许多抗病毒植株,如抗花叶病毒首楷,抗花叶病毒黄瓜,抗X病毒和Y病毒马铃薯等。生物诱导广泛应用于植物对真菌、病毒及类病毒、细菌等病原物抗性的诱导,在烟草、黄瓜、西瓜、甜菜、马铃薯、小麦、苹果、番茄、棉花、水稻等诸多植物中已见报道。生物诱导包括:用非病原菌诱导,用异种病原菌诱导,用弱致病力菌株诱导,用热杀死的病原菌诱导等方法,诱导对病原菌的抗性。生物技术创造了越来越多的基因植物,如消除了腐烂基因的耐贮存番茄,抗病虫害长颈南瓜,抗虫害转基因土豆,抗棉铃虫棉花,抗白叶枯病转基因水稻等等。植物细胞工程包括茎尖脱毒、快速繁殖、花药、小抱子培养、染色体工程、单倍体育种、原生质体培养、细胞融合等技术。植物细胞融合技术可克服远缘杂交中的不亲和障碍,更加广泛地组合起多种植物的优良遗传性状,从而培养出理想的植物新品种。脱毒快速繁殖技术在经济作物、花卉、果树上应用效益显著,快速繁殖成功的植物已有四百多种,其中甘蔗、、康乃馨、草萄、兰花等等已投入生产。在作物育种方面,用花药培养和染色体工程育种等技术与常规育种技术结合的方法已培育出许多具有特殊抗性、耐性的优良新品种,利用花药培养技术获得纯合基因型已在小麦、水稻等谷类作物上广泛应用。以原生质体培养再生植株方面,近几年内取得了突飞猛进的进展。一些作物如赤豆、大豆、刀豆、棉花、油菜等重要经济作物已成功地从原生质体再生成植株,特别是一直认为难以培养的禾谷类,如水稻、大麦、小麦、谷子、高粱的原生质体培养都已相继突破。木本植物成功的例子也逐渐增加。药用植物与真菌原生质体培养的进展也十分迅速。以上的成就,为利用原生质体的遗传操作改良农作物打下了坚实的基础。利用原生质体融合获得体细胞杂种,最近又研究出了利用卡那霉素和潮湿链霉素的抗性互补来选择杂种细胞的方法。中国在单倍体研究上一直处于国际领先水平,原生质体培养及细胞融合研究也趋于国际同类研究水平。

2动物遗传工程

动物细胞培养中胚胎移植(ET)技术对提高动物的生产率和繁殖力有重要意义,世界范围内已加以多方面的研究利用。ET技术已在兔、马、猪、牛、羊等动物上相继成功,但只有牛的ET技术达到了非手术利用阶段,所以牛胚胎移植进入商品化,在美国、加拿大、日本等国推广较大。日本已利用ET技术扩繁可提供用于人工授精的种公牛,1992年全日本的奶公牛有8。%以Erf分娩育成。通过ET技术可使母牛分娩双胞胎或多胞胎,这种一胚多产的核移技术在日本已获成功。中国的单克隆抗体研究始于八十年代,至今已研制成功几干种单克隆抗体应用于畜禽疫病。在禽畜的性状选择育种上,采用DNA指纹鉴定技术识别DN段可加速选择过程。微生物工程的微生物农业和微生物开发,部分解决了养殖业的饲料问题。用微生物发酵生产单细胞蛋白饲料,在前苏联年产量约为130万吨,美国年产80万吨;以米糠为基础,添加含杆菌、链球菌、酵母菌等微生物作为饲料添加剂喂养猪、牛、鸡,能够分解禽畜粪中的有害气体,减少环境污染,提高饲料吸收率,提高肉、奶产量。此外,近年来通过生物技术在食用菌的遗传育种学上获得了广泛的重视。通过原生质体培养,用PEG法和电场诱导法为诱导突变体和远缘杂交开辟了一条新的途径,涉及的菇种有香菇、平菇、金针菇、木耳、草菇等。

3生物固氮

菌根菌对植物生育的促进作用近年来逐年受到关注。菌根菌的菌丝可以帮助作物根毛吸收范围更大的土体中的移动速度缓慢的磷酸盐离子和钾离子。VA菌根菌不但可以改善土壤环境,促进作物对养分的吸收,而且对抗御作物的某些土传性真菌病害具有十分重要的作用。VA菌根真菌与根瘤菌双接种对绿豆、蚕豆、花生、大豆等作物具有良好的生长效应。科学家对豆科植物-一根瘤菌共生固氮的研究从经典的生态学、生理学和遗传学研究步入了分子生物学领域。在根瘤菌方面,已确认有结瘤和固氮两个基因组参与完成共生固氮作用。

4生物防治

农业生物工程范文第2篇

关键词:生物工程 实验课程 改革

21 世纪是生命科学和信息科学的时代,高等农业院校作为培养生物工程专业人才的摇篮,应该培养复合型生物工程人才,重视学生的创新能力和团队精神培养,让学生掌握生物工程及其产业化的科学原理,掌握生物化学、分子生物学、微生物学、天然产物提取、发酵工程和酶工程等学科的基本理论知识;掌握微生物育种、微生物细胞大规模培养、微生物发酵产品及其分离纯化的基本技术,具备在农业生物技术领域从事生产管理和产品研发的能力。然而在传统生物工程实验课程体系中,由于缺乏多媒体教学环节,对实验技术和原理的讲解比较困难;各门实验课程相对独立,实验内容往往互不衔接,上课时间不集中,难以形成完整的课程体系;教学以被动的灌输式为主,学生缺乏主动探索精神;课程实验室相对独立,设备重复低端现象严重, 浪费了宝贵的实验资源。因此,开展生物工程专业实验课程体系的改革势在必行。

一、生物工程专业实验课程改革的基本内容

农业院校生物工程专业开设的实验课程主要有:生物化学与分子生物学实验技术、微生物学实验技术、天然产物提取、发酵工程和酶工程实验技术、基因工程实验技术、细胞工程实验技术等,大多以农作物、发酵微生物和中草药作为实验材料。

在教学内容上将不同相关实验课程整合。从专业培养层面统一开设系统的实验项目,将各门课程的实验内容和时间尽量衔接。通过对酶工程、生化及分子生物学实验技术、微生物实验和天然产物提取学等实验课程的调整,统一整合为生物工程专业综合实验,更新实验教学内容,完善实验体系。

在教学方法上加入多媒体教学。传统的实验课程教学主要沿袭黑板讲解、学生操作的模式。这种教学方式信息量小,不够形象生动。通过拍摄实验教学视频,制作多媒体课件教学,能够透彻的讲解实验原理和操作过程,使学生较容易地掌握实验技能。同时将课程内容网络化,以微博、微信、博客、校内网站为主要平台,使课程上网,便于学生随时预习复习、答疑解惑。

在教学资源上尽量共享实验平台资源。将课程实验室统筹安排, 常用设备安排在公共开放房间,方便师生使用,严格避免设备重复采购, 将实验资源主要用于教学效果好的综合实验项目。

在实验能力上重视培养学生的创新能力和团队精神。教师在实验前将全班同学分成若干小组,确定实验目标,共同设计实验方案,开展实验准备工作,合理分工完成实验任务。实验报告书写时要求阐明实验意义,掌握所涉实验技术的原理、分类、适用范围和同类比较,深入展开数据现象分析、实验方法分析和操作技能分析。

二、生物工程专业实验课程改革的基本程序

涉及到专业人才培养层面的实验课程改革事关重大,应由专门团队在上级主管部门和专家组的指导下开展工作。首先召开专门的教学研讨会,根据生物工程专业人才培养来确立实验课程改革目标,以团队方式完成课程改革方案;实验课程改革方案由系里报送实验中心审核通过,获得上级有关部门的资金、硬件等支持;团队对改革方案进行执行,新实验项目应进行1年左右的班级试运行,检验实施效果和运行环境是否良好;待新实验项目试运行良好后,课程负责人修改教学大纲和实验指导,经教学研讨会通过;改革后的实验课程教学大纲和实验指导报上级主管部门批准后,正式实施运行。

三、生物工程专业实验课程改革的讨论

生物工程专业实验课程改革中遇到的常见困难是经费紧张、设备不足等,而且课程涉及面广,相关团队和人员较多,协调难度较大。另外教学改革不宜影响正常教学计划和学生培养,新修订的实验内容在学生方面也存在难以进行大班试行的问题。建议校、院两级加大专业实验课程改革的投入力度,给一线教学团队以更大的试验自限,精简审批程序,对新的实验课程方案挑选试验班试行,用实践来检验教改内容的科学性、可行性。生物工程专业实验课程改革的直接执行者是各课程负责人、任课老师和实验员,上级部门应当配套相应政策和条件,鼓励改革工作的进行,以更好的培养创新复合型生物工程人才。

参考文献

农业生物工程范文第3篇

水稻是全世界将近一半人口的主粮.据统计目前全球水稻栽培面积约为每年1.62亿公顷[1],其中亚洲最多(1.43亿公顷)占88%,非洲和美洲其次,分别占6.4%和4.4%.绝大部分水稻生产国家为发展中国家,经济发展相对落后,人口密度高而且增长速度快,不少区域还因土壤质量差、肥力贫瘠,基础设施落后,导致自然灾害频发,粮食短缺问题严重.更为严峻的是,世界人口还将继续增长,估计至2050年世界人口将再增加20亿.而水稻主要生产国(除日本)是未来人口增长最快的区域.水稻作为主要粮食作物,持续增产将是这些国家社会和经济发展的先决条件.增加水稻生产可通过两条途径:扩大耕种面积和增加单位面积产量.但随着世界范围的工业化和城镇化发展,耕地面积不但难以扩展,而且不断被占用减少,在我国保护18亿亩耕地红线已经成为基本国策.因此,增加水稻生产,主要只能依靠提高单位面积产量.提高单位面积产量、实现稳产高产一直是农业科技发展的主攻目标,这主要依靠两条措施:品种改良和发展适宜栽培技术.传统育种技术曾经并还在为解决我国及世界的粮食安全问题做出重要贡献,但随着20世纪分子生物学技术的发展,分子育种技术正在发挥越来越巨大的作用,预计可为解决我国和世界未来粮食问题提供最有希望的方法.但无论是分子育种还是现代栽培技术的发展,在追求高产目标的同时都必须兼顾水稻农业的可持续发展.半个多世纪以来,随着水稻单产和总产量的提高,化肥和农药的投入不断增加,生态系统平衡已经受到明显影响.增施化肥导致养分向地表水流失,影响河流和湖泊生态系统,产生富营养化,导致水华爆发.而大量农药投入已经明显影响农田生态系统生物多样性,导致小型动物和有益昆虫的减少或消失.化肥农药引起的生态环境问题已经受到分子育种研究领域的高度重视.近30多年来,国内外转基因生物技术迅速发展,目前抗病虫转基因水稻品种的推广应用已呼之欲出,而养分高效利用的转基因品种也指日可待.可见,现代分子育种技术正在为解决生态环境问题做出巨大努力.但在全球变化背景下,生态环境问题变得异常复杂和严峻,不仅需要考虑化肥农药污染,而且需要考虑温室气体排放.

灌溉水稻田是一类独特的生态系统,在土壤中除了常见微生物如固氮菌和硝化菌外,还存在两类特殊的微生物,即:产甲烷菌和甲烷氧化菌.由于在耕种期间土壤淹水,土壤中的有机物质在产甲烷菌等多种功能微生物作用下发生厌氧降解、形成短链脂肪酸类中间产物、并最终转化为甲烷.甲烷可通过植物通气组织或土-水界面直接排放到大气,成为重要温室气体.最近30年来,稻田甲烷的产生和排放一直是国内外学术界特别是生态环境研究领域的关注焦点.但由于受到多种人为和自然因素的复杂影响,目前对稻田甲烷的排放通量以及对全球变化的贡献仍然存在较大不确定性.尽管如此,在获得高产、保持生态系统良性发展的同时,发展减少温室气体排放的农田管理技术,无疑将有助于促使水稻农业的可持续发展.分子育种技术已经在为农田减肥减药发挥巨大作用,但迄今为止,鲜见在温室气体减排方面的研究.而最近福建农业科学院与瑞典研究人员的合作研究成果代表了这方面的突破[2].植物光合作用是植物生长发育的基础.通过调控光合产物在地上-地下的分配,使更多光合产物向农作物籽实部分输送,是作物育种技术研究的重要目标之一.2003年,瑞典学者在对大麦的研究中发现并分离了一类大麦糖信号转录因子[3],命名为SUSIBA2(即:Sugar-signalinginbarley).该信号系统调控淀粉合成,进而可调控所在组织器官作为光合产物传输的“源”或“汇”功能.Sun[3]等发现SUSIBA2在大麦籽实的高表达,能显著增加籽实淀粉生成量,提高光合产物的汇强度,并相对减少光合产物向其他器官包括根部的转移.最近,他们与福建农业科学院合作,把大麦的SUSIBA2基因转移到水稻基因组,获得了两个纯合子品系SUSIBA2-77与SUSIBA2-80.他们分别在田间和植物生长箱进行比较试验,发现SUSIBA2-77的甲烷排放量只有野生对照组(Nipp)的10%以下.随后,他们在福州、广州和南宁三地(生态环境差异很大)进行SUSIBA2-77与SUSIBA2-80的田间试验,发现SUSIBA2-80与SUSIBA2-77呈现类似的趋势.基因测序结果显示这与HvSUSIBA2的活性有着紧密的联系,而与SUSIBA2基因在水稻基因组的插入位点并无太大关联.为了深入探讨HvSUSIBA2植株甲烷减排的机理,他们采用了三管齐下的方法:定量测定根际产甲烷微生物的变化;观测SUSIBA2植株的表型性状;描述基因型的变化特征.

采用荧光原位杂交和定量PCR分析方法,他们发现产甲烷古菌总量以及主要菌群的丰度在SUSIBA2水稻的根际显著小于Nipp野生型.从表型性状来看,相比野生对照组,SUSIBA2-77的谷粒饱满,稻穗较大,甚至出现下垂,而根系较纤细;地上部分的干重较大,地下部分较小;谷粒的淀粉含量(87%)显著高于野生对照(77%).有意思的是,SUSIBA2基因的转入使得水稻茎秆的淀粉含量也显著增加,而叶子和根部并未出现明显变化.选取糖信号系统相关的基因进行基因表达(转录组和蛋白组)分析,作者进一步证实了SUSIBA2在不同组织器官的表达调控功能.为此,他们提出了SUSIBA2转基因水稻增产减排的雪球效应模型.他们认为SUSIBA2水稻使籽实作为光合产物汇的强度显著增强,当糖浓度随光合作用增加时,SUSIBA2能够提高籽实中糖诱导靶基因的表达活性,增强籽实的光合产物汇强度,并促使籽实从源组织摄取更多的糖.该过程循环往复,最终增加了籽实淀粉含量,形成了更加饱满的谷粒.根部和叶子则由于缺乏SUSIBA2的高表达,光合产物的分配相对较少.总之,转基因水稻使更多的光合同化碳输送到籽实,而向地下的分配显著减少.其结果是根系分泌物降低,土壤中产甲烷有机底物减少,产甲烷微生物的生长和活性受到影响,甲烷的排放显著降低.过去大量研究探索了水稻植物生长、根系分泌物与甲烷排放的关系,研究发现在没有人为添加有机肥或秸秆还田的情况下,稻田甲烷排放量与水稻根系分泌作用呈正向线性关系[4].研究还发现,水稻品种和土壤氮磷养分条件对甲烷排放的影响很大程度上取决于这些因子对根系分泌作用的调控[4-6].

随后,稳定同位素示踪研究表明,水稻根际存在活跃的产甲烷菌群[7],支持了甲烷产生与根系分泌作用直接相关的认识.基于甲烷排放与植物生长及根系分泌作用的关系,研究者曾尝试筛选能满足高产和低甲烷排放的水稻品种[4,8],另有研究表明人为控制水稻分蘖和稻穗数可调控甲烷排放量[9],支持通过优化水稻光合产物分配、提高谷物产量、发展高产低甲烷排放育种技术的研究设想.遗憾的是,迄今为止从未有符合推广应用要求的水稻品种被研发出来.Su等[2]采用生物工程技术,显著推动了这方面的研究发展.Su等的研究代表生物工程技术或分子育种技术为解决水稻农业可持续发展做出的一步重要尝试.尽管这个尝试本身还有一些值得商榷的问题,例如:SUSIBA2转基因是否会影响植株的理想根冠比?谷物和地上部分的光合产物汇强度过高,势必影响根系生长,这或许会降低根系的养分吸收能力和物理支撑能力.因此,通过调控光合产物源-汇关系发展高产低甲烷排放品种,只能在满足理想根冠比情况下才实际可行.但不管怎样,该尝试对于通过学科交叉,开发水稻农业可持续发展的新技术具有重要引导意义.水稻根际微生物调控可能是非常值得下一步思考研究的问题.长期以来,国内外对水稻生物学研究一直非常重视,我国尤其如此.目前已经有3000多株水稻的基因组得到测序[10],这为深入研究水稻与环境相互作用提供了难得的机会.另一方面,水稻土及根际微生物的研究也取得了显著进展.这为水稻分子生物学或生物工程技术与根际微生物研究的交叉发展提供了机遇.越来越多的研究表明,植物种类对根际微生物群落具有选择性,其内在原因或许可追溯到植物和根际微生物基因组的差异.植物和根际微生物可能都拥有编码一些信号分子的基因,用于调控植物与根际微生物的专一性相互作用,豆科植物与根瘤固氮菌之间的信号传递即是一个典型例子.水稻基因组与微生物基因组的研究能否推动水稻-根际微生物专一性相互作用的认识?并通过发展生物工程技术,调控根际微生物的群落结构,实现水稻高产、优质以及生态环境的可持续发展?这将是未来研究的重要挑战.一个理想的水稻-根际微生物相互作用模式可能具有以下一些特征(图1):(1)抑制产甲烷菌,但有利于甲烷氧化菌活动;(2)激发共生或非共生固氮菌;(3)促进有益于根系和植物生长的促生菌;(4)有利于养分高效利用的微生物;(5)抑制病原菌的生长活动.通过生物工程技术,充分挖掘植物-根际微生物相互作用关系,促进水稻生产体系的可持续发展,必将成为未来水稻农业科学的一个重要发展趋势.

作者:徐镱钦 陆雅海 单位:北京大学城市与环境学院

农业生物工程范文第4篇

[关键词]高等农业院校 生物工程教学 创业素质教育

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)01-0037-03

随着社会主义市场经济体制的逐步完善,在校大学生规模及毕业生规模大幅度增长,大学生就业竞争日趋激烈。面对竞争如此激烈的就业市场,高等农业院校的毕业生一方面缺乏学科优势,另一方面面对的职业选择、就业岗位又主要是“三农”,如果没有充分的思想准备和能力准备,学生毕业就意味着失业,即使勉强就业了,也是改行或是从事简单的事务性工作。

高等农业教育的现状与其使命的完成之间相距甚远,其发展形势出现了严重的滑坡,其中的根本原因是教育目标滞后于社会发展,忽视对学生进行创业素质教育。创业素质教育是指以开发和提高学生的创业素质,培养具有开拓型个性的人才为目的的教育。[1]高等农业院校必须改革传统教育观,加强对在校生的创业素质教育,使他们在农业领域创造适合自己专业特长的就业机会,开创属于自己的新天地。这样不仅可以为毕业生就业开辟新的、更广阔的渠道,而且还可以使高等农业教育走出困境,在经济生活中发挥其应有的作用,促进国民经济的发展。

一、进行创业素质教育的重要意义

首先,创业素质教育的开展顺应了中国乃至世界经济发展的潮流。相比于七八十年代农业院校对技术人才的着重培养,现今的农业高等学府在培养学生专业技能的同时更应注重对学生自主创业能力的培养。要知道,一味追求学生的就业择业问题并不能从根本上解决农业经济问题。农业院校只有不断地发掘学生的创新能力,树立学生的竞争意识,培养学生自主创业能力,才能在中国未来的经济发展蓝图上添上精彩的一笔。

其次,进行创业素质教育是落实全面素质教育的基础。[2]在21世纪的今天,农业高等学府的素质教育不仅仅是提高学生的文化、技能与品德修养。客观地讲,对于学生创业能力的培养在国内经济发展趋于缓慢及全球经济发展失衡的今天已变得更为重要。培养创业型人才,不仅能使毕业生具有就业能力,具有创业才能,还能为祖国输送大批全方位的人才。

创业素质教育的开展能扩大就业途径,增强高等院校的竞争力。加强创业素质教育,培养学生的主创能动性不仅能够让学生自我的人生价值得以实现,而且也能在经济市场中开拓出另一番新领域,为更多毕业生创造新的就业环境。[3]此外,创业素质教育的开展在顺利输送大批毕业生就业的同时,也可增强农业学府在各大高校间的竞争力,赢取大批生源,可谓一举两得。

最后,创业素质教育是培养学生生存和发展能力的条件之一。对于大批的90后学生而言,父辈们创业的艰辛他们难以领会。生活磨砺及社会生产实践的缺乏,让他们在毕业前夕倍感迷茫。通过课外科技实践和生产实习的创业素质教育方法不仅能够弥补这点,而且能够激发大学毕业生创业的潜能。在这一实践和实习的过程中,不仅大学生的创新创业精神得以培养,而且其创业经营的本领也得以掌握。这一培养方式在大大减轻就业压力的同时,也减少了社会中不稳定的因素。此外,在对于深化我国经济体制改革,繁荣民营经济,促进所有制结构向多元化方向发展等方面,其也有着重要的现实意义和长远的战略意义。[4]

二、生物技术教学中进行创业素质教育的实践途径

传授技能与科学知识的专业学科教学在农业院校的教育工作中是至关重要的。因此,如何将创业素质教育融入专业学科教育中去是决定创业素质教育成败的关键。在学科教学中落实创业素质教育,是进行创业教育的主要且最直接的途径。生物工程教学作为创业素质教育的组成部分,应有目的、有意识、有组织地为主体创设具有一定创造氛围的环境,从教学的知识、目标、方法、评估这四个体系全面思考进行创业素质教育的方法,使生物工程教学成为培养学生创业素质的载体。

(一)转变教学观念,优化教学环境

开放教学自由是自主创业的前提,院校的课程教学应根据学生需要来组织实施。院校的教学不能把学生当作现成结论的容器,而要把学生作为结论与决策的修正者和创造者。[5]生物工程作为一门理论知识与科学实践相结合的新型学科,应该突破传统教育观念,以培养学生的创新和创业素质为目标,把课堂搬入实验基地,通过与学生互动合作来启发学生的创新思维,通过讨论来培养学生的大胆设想,通过研究来唤醒学生的自我意识和独立思考的能力。生物工程教学可通过这些方法来树立学生的学习理念,挖掘学生的个体潜能,使每一个学生都能实现其独特的个人价值。

(二)课堂教学模式的优化

创业教育的主要任务,是通过将其融入学生实验操作与生产实践等实实在在的活动中,以此来开发学生的创业能力及训练学生的创业意志。在生物工程教学中,应正确地把握生物工程教学与创业素质教育的关系,合理组织教学,创设良好的学习环境,培养学生创新思维的能力,培养学生的创业素质。随着生物工程科学的飞速发展,我们必须优化教学内容,补充本学科中新的研究成果,充分挖掘教材中的教育因素来影响教育学生,对课堂及教学内容的组织形式进行科学合理的安排。此外,在课堂教学中应充分发挥学生的主体性,使学生成为课堂的主人,这是进行创业素质教育的保证。[6]课堂教学中应充分运用各种教学手段,有效地提高生物工程的教学质量,全面提高学生的素质。

三、发挥实验教学的作用,培养学生的创业素质

生物技术实验是生物工程教学中一种特殊的学习实践活动,也是培养学生创业思维和创业能力的最好容器。通过在实验室展开各种实验及教师的指导和帮助,学生能够进一步锻炼自己的观察、思维和实验操作能力。这对于进一步激发学生的创新能力有着重要的作用。另外,有些实验操作还需要大家的分工合作才能完成。因此生物工程实验教学应着重培养学生的以下能力:

(一)观察能力

生物学科领域的观察能力是指善于观察有机生命体的细微变化及其本质特点的能力。在进行生物工程教学实践时,教师可借助一些先进的仪器设备(例如光学显微镜及电子显微镜)来激发学生对生命体或样本的观察兴趣,在传授观察方法及技能的同时循循诱导,让学生学会举一反三的思考,主动在观察中提出问题,以培养学生优良的观察品质。

(二)实验能力

生物工程学实验能力是集灵活性、熟练性及技巧性为一体的众多能力的综合。在实验过程中,不仅能提高学生对课本知识的熟悉程度,还能加大学生对实验器材的了解及熟练使用程度,培养学生在有限的实验条件下善于应变和创新,做到因地制宜,物尽其用。在实验的过程中,对每个结果的分析能够很好地反映出学生对自己实践过程的认知及实验兴趣的培养。

(三)思维能力

在生物工程实验教学中,应特别注意提高学生的思维品质,特别是独立思维和发散思维能力。通过思维,对生动的客观材料进行分析或者对实验中出现的问题进行分析综合,能有效地提高学生的思维能力。生物工程实验大部分是由学生自主进行,在教师的启发点拨下,学生通过将课本知识与实验操作相结合,在实验过程中学会观察、分析、联想、变通,寻求各种可行的方法得到最好的实验结果。这便是生物工程实验中实践与思维的完美结合。

(四)品格培养是培养学生严谨的科学态度和进行科学研究方法的训练

作为创业型人才必须具备严谨的科学态度和工作作风。科研是这样,创业更应如此。生物工程学科应着重在实验过程中培养学生对实验的严谨态度,不论实验结果如何,首先应科学地掌握理论知识,做到踏踏实实地进行每一步骤,严格规范实验操作,防止实验危险,拒绝一蹴而就或半途而废的懈怠思想。应严格科学的对待实验结果,杜绝一切弄虚作假及伪科学,养成严谨求实的科学和工作作风。另外,应不断鼓励教导学生从失败中去分析实验和积累实验经验,增强学生克服困难的勇气与培养学生的学习兴趣。

(五)激发学生的认识兴趣,调动学生的学习积极性[7]

科研本来就是一种集专注、兴趣、严谨为一身的实践工作。生物工程实验因其实验对象的微观性,本身就带给学生一种想要一探究竟的神秘性,这能激发出学生的浓厚兴趣和求知欲望。此外,在实验的过程中学生通过对试验样品的观察、操作和实验结果的分析也能在一定程度上激发学生对此领域的兴趣。无论试验成功与否,这对于学生来说都是一种自身能动性与创造性的激发。

四、大力开展课外科技实践活动,培养学生创业素质

利用高等学府与企业或科研单位的合作与联盟关系,院校教师可以指导学生与这些单位联系,成立课外兴趣科技小组,积极开展社会实践活动,如社团活动、科技咨询活动、送科技下乡等。这样学生不仅能扩大自己的人际关系和拓展自己的知识领域,还能培养他们的组织能力和领导能力。最重要的是能让他们懂得创业的艰辛,培养劳动观念,摒弃好逸恶劳的思想,为日后踏足社会和准备创业打下坚实的基础。

五、在生产实习教学中培养创业素质

实习是高等教育的重要组成部分,是正式上岗就业前的“实战演习”,更是创业教育深化的重要阶段。[8]实习有利于培养学生的竞争意识,提高学生的综合能力及增强学生对社会的适应性。依托实习基地可锻炼学生的创业能力,学生在这个过程中可以了解这个领域的发展状况(包括技术水平和经济效益),然后参照自己所学专业知识分析其发展前景和弥补自身的不足。同时也能根据技术的不断调整和改进来培养和激发他们的创造性。事实证明,当学生融入生产实践时,他们便能逐渐认识现代化大生产进程和市场经济运作的规律,最终学生对市场经济的意识和其创业能力的锻炼也被潜移默化。

六、结语

总而言之,对于农业院校来说,培养创业型人才是一个长期、重要和艰巨的任务。这一过程不仅需要广大教育工作者在理论上和实践中的大胆探索和不断创新,也需要社会企事业单位的全力支持。作为高等农业院校来说,创业素质教育是输送农业科学领域创业人才的重要一步,也是院校教育和发展的重要基石。

[ 注 释 ]

[1] 刘智元,赛兴东.为农村培养创业人才是高等农业学校的重要责任[J].高等农业教育,2003(7).

[2] 范贤超.教育创新论[M].长沙:湖南人民出版社,2001:194-197.

[3] 李越,孙枕戈.大学生创新能力培养研究[J].高等农业教育,2002(7).

[4] 樊东,王晓云,赵奎军.农科专业多样化人才培养模式的研究[J].高等农业教育,2004(1).

[5] 李静,张茹.跨世纪建筑学专业教育改革的探讨[J].西北工业大学学报(社会科学版),2001(2).

[6] 李国杰.我国高等农业教育现状分析与发展对策研究[J].高等农业教育,2005(7).

[7] 高博文.论高校创业教育的实现途径[J].教育研究,2002(3).

农业生物工程范文第5篇

专业建设初期,我们一直思考农业院校生物工程应办出怎样的特色?我们认为只有因地制宜,利用现有的学科优势,根据全省的实际需求,才能有效地确定专业特点。我校是农业部与地方共建的农业院校,有传统的优势学科,例如,作物学、植物学是湖南省重点建设学科。生物学基础强,是生物学博士点一级学科。但工科基础弱,贮备的工科背景老师少,如何体现农业院校的生物工程特色,确实需要动脑筋,利用已有资源学科优势,丰满教师的工科知识,并结合湖南农业经济特点才能办出农业生物工程专业特色,办好生物工程专业。首先,根据湖南经济发展特点分析,湖南是农业大省,正在向新型产业转变,要发展成农业强省;其次,湖南农产品如水稻、茶叶、柑桔、苎麻等产量居全国前列;植物资源丰富,特别是药用植物资源在湘西、湘南地带分布广泛;农副产品和废弃物很多没得到增值利用,或直接排到环境或直接燃烧,严重影响了生态环境,农民增产不增收。如果利用生物技术加工、改造农副产品,不但增加农副产品的附加值,节能环保,还能促进新型产业的快速发展,加速农业大省农业强省的跨越。农业生物工程培养的人才应该既掌握生物技术又具有良好的工程技能,有能力将生物技术的成果转变为生产力。那么,落实到我校生物工程人才掌握的知识点上,我们确定以发酵工程和天然功能产物提取和制药应用为核心的知识群为抓手,建设我校生物工程专业特色。

2课程设置与课程建设要体现培养目标

生物工程课程设置分为公共必修课,专业基础课,专业主干课,选修课(必选课和自修课)。公共课程英语、体育、计算机、数学等外。生物工程专业基础课程群包括生物化学、分子生物学、生化与分子生物学实验技术、微生物学、化工原理、机械制图、基因工程等专业基础课。生物学师资力量雄厚,依托生物化学与分子生物学学位点进行课程建设。生物工程专业主干课程群包括发酵工程、酶工程、生物制药工程、生物分离工程和相应的实践教学等课程。依托生物工程与技术硕士学位点进行课程建设。生物工程专业基础课有深厚的生物学学科作为建设后盾。“生物化学、分子生物学”已建成湖南省精品课程,“细胞工程”以及“基因工程”已建设成校级精品课程;“微生物学”得到学校教学改革课题和多媒体制作经费资助,多媒体制作获得“优秀奖”。

“分子生物学概论”和“生物化学与分子生物学实验技术”已分别成为全校本科生和硕士研究生的热门公选课。生物工程专业主干课程设置我们体现两个模块:以发酵工程为技术核心课程模块和以生物制药为核心的课程模块,以两个模块方向的理论知识要求和技能实践要求制定其他课程,并依托学科建设课程。该课程群是生物工程专业重点建设内容,也是最能体现专业特色的课程群。虽然师资年青,但力量较强、思维活跃,充满创造力,教师大多来自外校,学缘丰富。课程建设卓有成效,专业特色明显。为加强专业特点,专业发挥教师学术特长,根据发酵工程技术和天然产物开发与综合利用两个科学研究分向,建设了专业发酵工程与生物制药工程两个专业方向的课程体系,进行专业实验内容和生产实践内容的建设,将两个方向的理论课程进行整理和更新。以发酵工程为核心的课程群包括发酵工程、酶工程、微生物育种与变异、氨基酸发酵等;以天然产物开发与利用的课程群包括生物工程制药实验技术、药理学、药物分析和天然产物化学。现在发酵工程、酶工程、生物制药工程、微生物实验技术已建成校极精品课程,生物分离工程、药理学同样得到院级的课题资助。围绕发酵工程和生物制药的课程群体系的相应建立,其目的是扩展学生的在微生物应用和药学方面基本知识和技能,扩大其就业范围。延伸功能已扩展到研究生与自考生的教学和实践活动。在选修课的设定中,结合农业学科专业拓展知识面,培养学生的创新能力,主动适应人才市场的需要,鼓励学生选修其他相关专业的选修课。如食品科学院开设的食品营养学、农产品加工与贮藏;资源与环境学院开设的环境工程等课程都添置在生物工程专业选修课内;为了适应部分学生考研要求,我们也将遗传学、细胞生物学、免疫学等设置在选修课内。学生通过自己就业或学业定位,可以有多门课程选择。

3重视实践教学,并围绕两模块课程群实践课程体系建设

我们采用理论教学实习教学生物工程设计教学“三段式”教学模式组织实施实践教学。在此模式中,特别注重后两个环节,按小试验大试验生产实习工程设计教学的循序渐进的办法培养学生的实践能力。小试验设计针对性强,每个试验都有考核技能的重点,旨在规范学生的操作技能培养模式,对学生实践能力和创新能力的培养,取得了实效。通过理论——实践——理论——实践的反复学习过程,可使学生理论掌握扎实,实验操作规范,分析问题和解决问题能力增强。对于综合大实验,根据学科的内在联系,将专业主干课程综合大实验重新组合,将原来零散实践环节组合成相对独立于理论教学体系又与之相衔接的实践教学体系。例如,我们把原来的发酵工程、酶工程、生物制药工程和分离工程四门课程的综合技术课合并在一门生物工程实践课中,集中在4周进行实践训练,例如,发酵工程环节学生自己利用菌种优化条件生产酶制剂,在酶工程环节利用酶制剂催化反应,并同时研究酶的催化特性。分离工程环节通过提取植物功能产物,在生物制药工程环节利用包埋技术等制成药胶囊并研究药理作用。这样,使同学们对实践工艺有直观的感受,同时也综合运用了理论知识。对于一些重要的选修课,适当设计10个小时左右的实验课,例如,把药理学、药物分析实验纳入在生物制药实验中开设。生产实习教学中,以熟悉大规模生产流程和设备为主,将理论与生产实际结合,在实际生产中发现问题和思考解决问题。

2010年,我校生物工程专业得到国家支持,建设生物工程实训基地,基地建设的的模拟生产线仍然根据发酵工程和天然产物提取和药物制造两条工艺路线设计。这样,从课程群到实验基本培顺再到生产实习都可归纳在这两条主线上。专业建立了稳定的校内外实习基地,湖南红鹰翔生物工程有限公司、湖南泰古生物技术有限公司、株洲千金制药有限公司等为校外教学实习提供了良好的条件。毕业实习是学生专业实践的重要环节,根据学生考研要求和就业去向,分别进行毕业论文和毕业设计。专业充分利用校内外良好的科研平台提供毕业生实习机会。除开一些生物技术公司外,湖南作物种质创新与资源利用国家重点实验室培育基地、作物生理与分子生物学省部共建教育部重点实验室、食品科学与生物工程重点实验室、烟草工程技术实验室、国家柑橘改良中心长沙分中心、中国烟草中南农业试验站、湖南省农业生物工程研究所、湖南省棉花科学研究所、湖南省畜牧研究所等研究机构每年提供生物工程专业毕业实习岗位。北京大学生命科学院、华南农业大学生命科学学院、中国科学院亚热带农业研究所、国家杂交水稻工程中心都接纳过我专业学生的毕业实习。

4积极推进“产学研”联合开发,大力提升生物工程本科教学创新平台,促进教学质量的提高

本专业在本校建立了与企业合作的产学研型“湖南农业生物工程研究所”,还与科研单位合作联合培养研究生,这些措施为培养学生专业能力、提高实践水平、优化人才培养环境提供了良好的条件。通过“产学研”合作,有大批的企业横向课题与生物工程本科教学直接相连,在专业教师指导下,在大三学生中成立了“酶制剂研究小组、抗生素研究小组、天然产物研究小组、酿酒小组”等课外兴趣小组。另外,专业建设还通过湖南农业大学校级平台、以及生物科学技术学院院级平台资助生物工程专业学生广泛进行创新项目研究;从2006级以来,每年立项6~10项创新项目。学生都有机会参加工程实践训练和工程项目课题研究,提高了实践教学水平和科研能力,根据学生在科研活动中的表现,从根据创新能力、实验技术、书写研究报告或情况,给与学生以学选修课学分。

5以学科建设带动专业建设

我校生物工程所依托的学科为生物学一级学科博士点下自主设置的生物技术与工程博士点和硕士点。根据国内外该学科现状和发展趋势,结合我校多年来建设生物技术、生物工程专业的经验以及生物工程技术领域相关产业发展对人才的需求,我校生物技术与工程博士点设置三个研究方向:(1)转基因与生物反应器工程方向;(2)细胞培养、酶与发酵工程方向;(3)生物转化与生物分离工程方向。科学研究从师资队伍、教材建设、教学模式、教学内容改革和教学实践等多层面带动了专业建设。专业建设水平提高,学生质量优秀,也促进了学科研究的进步和教师从事科学研究的积极性。

6师资队伍的建设

我们认为建设一支素质优良、学术水平较高,学历、学位、职称、年龄等结构合理,精干高效,创新敬业的师资队伍是保障建设高水平专业的基本条件,为了满足生物工程专业建设的需要,近年来,我们通过人才引起、国内外进修等形式,优化学缘结构,增加了教师队伍工科教师的比例。“走出去,请进来”是师资队伍建设有效措施之一,近几年,教师出国进修人次有6人次,国内进修人次3次,经常参加国际学术交流和国内学术交流。利用学校引进人才政策,聘请一位国外高校教师作为生物工程专业的“神农”讲座教授;利用学院平台邀请企业家进行创业演讲,学位点领衔人介绍学科研究进展,这些措施都加强了同学们对专业的认识和认同。课程群之间,不同学科之间教师的相互交流与学术讨论,也是不断促进教师教学水平提高的重要途径。专业的建设是一个千头万绪的系统工程,从最基本的办学条件、师资队伍到校企联手培养等,每个细节,每个环节都影响学生对专业的认识,对知识的感悟,对学校的认同。办出成效,办出特色,一直是我们的专业建设目标。现在,随着社会的认知度的变化、信息流量的迅猛扩张,高校面临着很多问题,知识是否与社会需求衔接,学生是否具有创新意识和独立创业精神,都是我们在教学中需要面对和解决的问题。相信只要有我们做到有心有态度办好专业,我们就有能力培养出社会需求的生物工程应用型人才。

农业生物工程范文第6篇

生物工程技术也称生物工程,它是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术,是现代生物科学和工程技术相结合的产物。具体而言,生物工程技术包括转基因植物、动物生物工程技术、农作物的分子育种技术、纳米生物工程技术、重要疾病的生物治疗等;基因操作技术包括人类功能基因组研究、重要动植物功能基因组研究等;生物信息技术包括生物信息的获取与开发、加工与利用,以及结构基因组和蛋白质组学研究、药物筛选、小分子药物设计等;创新药物和产业化开发上,将重点建立完善的药物筛选体系、研制重要药物品种、实验室建设、药物制剂技术等。生物工程技术有五个方面的特征:

1.大科学工程研究方式的出现。20世纪八十年代中期开始的基因组的研究,使得生物工程技术的研究从作坊式转而进入了大科学的运作方式。基因组研究以人类基因组为代表,其研究对象是一个非常复杂的系统,要在整体上破译遗传信息,不可能用以前零敲碎打的方式,而是采用了其他学科的一些运作方式,包括大规模、高通量、信息化的工业运作方式。由于人类基因组计划对产业的巨大带动作用,引起实业界浓厚的投资兴趣,投资量逐年递增。

2.精细分析和广阔综合的统一。生物工程技术在分子、细胞、组织、器官、整体乃至群体的多层次、全方位研究,以及生物工程技术与数学、物理学、化学、信息科学的前所未有的整合,使得很多生命系统复杂问题的解决出现了可能。

3.科学进步和技术革命互为因果。生物工程技术的每一次突破,都与技术革命相关,科学与技术之间的界限也是越来越模糊了。

4.基础与应用的结合。生物工程技术与医学、农学有着不可分割的联系,是这些应用学科的基础,也能从应用学科中获取基础研究的源头活水。很多重大社会需求的问题会构成揭示自然规律的一些重大科学工程的出发点,如对艾滋病、肿瘤、人口控制、抗病虫植物等方面的研究。

5.产业化的速度大大加快。各种生物工程技术的发展,使得生物工程技术基础研究到实现产业化的距离较之以往大大缩短。

二、生物工程技术的应用

生物工程技术作为21世纪高新技术的核心,对人类解决面临的食物、资源、健康、环境等重大问题将发挥越来越大的作用。大力发展生物工程技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。近十几年是世界生物工程技术迅速发展时期,无论在基础研究方面还是在应用开发方面,都取得了令人瞩目的成就,生物工程技术的研究成果越来越广泛地应用于农业、医药、轻工食品、海洋开发及环境保护等多个领域。生物工程技术将是21世纪的主导技术之一,甚至可能引发一次新的工业革命,对人类社会的生产、生活各方面必将产生全面而深刻的影响。

1.农业生物工程技术。近几年来,国际农业生物工程技术发展之快,对农业产业结构的改善和产量增加的作用之大,已引起世界各国政府和科学家的高度重视。农业生物工程技术领域中研究最活跃的是应用转基因技术,将目的基因导入动植物体内,对家畜、家禽及农作物进行品种改良,从而获得高产、优质、抗病虫害的转基因动植物新品种,达到充分提高资源利用效率、降低生产成本的目的。

2.海洋生物工程技术。海洋生物学与生物工程技术相结合,产生了海洋生物工程技术这一新的领域。海洋生物工程技术作为加速开发利用海洋生物资源、改良海洋生物品种、提高海产养殖业产量和质量、获取有特殊药用和保健价值的生物活性物质的新途径,越来越受到人们的重视,许多国家已将海洋生物工程技术作为21世纪发展战略的重要组成部分。

3.轻工、食品生物工程技术。轻工、食品行业是生物工程技术应用的重要领域之一,主要体现在以下三个方面:一是利用生物工程技术进行农副原料加工直接制成商品,如发酵制品、酿造等产品;二是以生物工程技术产品为基础,进行二次开发形成的新产业,如低聚糖加酶洗涤剂、高果糖浆等;三是以生物工程技术为手段对传统工艺进行改造,从而降低消耗、提高产品质量。

4.医药生物工程技术。医药生物工程技术是生物工程技术研究开发的热点,近十多年来一些发达国家投放大量的人财物力研究和开发医药领域的生物工程技术,已取得新的进展,其中基因治疗技术和新型生物药剂方面的开发应用最为广泛。5.其他生物工程技术。随着世界生物工程技术的迅速发展,生物工程技术除广泛应用于农业、海洋、食品、医药等领域外,在其他诸如环境保护、石油化工等领域也开展了大量的研究工作。

三、生物工程技术产业发展趋势

生物工程技术的发展培育了一个完全崭新的、大有前途的产业领域。生物工程技术投资包括公共投资和私人投资。生物工程技术诱发生产力的提高是公共和私人部门投资于生物工程技术领域的主要动因。基因组产业将成为21世纪的朝阳产业,它的巨大经济效益吸引着投资商和企业向这一领域汇集。从20世纪七八十年代开始,生物工程技术逐渐在整个自然科学的发展中占据了“龙头”地位。例如,20世纪末,美国的博士学位获得者中51%从事生物工程技术研究;在全球500强大公司的前50位中,生物制药企业有13家,其资本利润率接近20%,远高于信息产业。可见,生物工程技术对社会、经济的影响是非常重要的。美国是现代生物工程技术发展较早的国家,生物工程技术产业已具有一定的规模,无论是在研究水平和投资强度、还是在产业规模和市场份额上,美国均领先于世界。美国拥有世界上约一半的生物工程技术公司和一半的生物工程技术专利;美国生物工程技术产品的销售额占全球生物工程技术产品市场的90%以上。生物工程技术是21世纪最具发展前景的高科技产业。我国在部分领域,如人类基因组研究及疾病相关基因研究、植物基因图谱、转基因动物、基因芯片、干细胞研究有明显进展,取得了较好的成绩。据有关部门预测,未来几年中国生物工程技术产业的年均增长率不低于25%。虽然中国生物科技领域起步较晚,整体水平落后,但中国生物工程技术产业蕴含着巨大的发展潜力和美好的前景,它必将成为中国高技术产业中最具活力的成长点之一,并跻身于国际先进生物工程技术的前列。

农业生物工程范文第7篇

关键词:地方院校;生物工程;本科生培养

基金项目:西华大学教育教学改革研究项目(20130036),西华大学研究生教育改革创新项目(YJG2016004)

Q81-4

当前,我国生物工程专业本科毕业生就业困难的现象越来越严重,造成这种现象的主要原因包括以下两个方面:1)从产业结构分析,由于我国的很多新兴产业尚处于起步发展阶段,因此需要大量职业化程度较高的应用型人才;2)从高校的人才培养现状来看,各地区高校生物工程专业具有明显的同质化现象,忽视了地方特色,不利于学生的就业竞争以及地方的发展。本文重点探讨了基于地方特色的生物工程专业人才培养模式,希望可以提高该专业的人才培养质量和就业竞争力。

一、结合地方发展特色,明确生物工程专业的发展方向

我国开办生物工程专业的高校有两百多所,涉及综合性大学、农业院校、师范院校和医学院校等,其学科发展方向各有偏向比如化工、发酵、制药和食品等,但更多的是追求全面。由于各高校办学条件的差异性,一些地方普通高校往往存在培养特色不够鲜明,导致学生对未来职业上的困惑。而我校的情况是培养方向不够清晰,没有明确的专业方向和特色。这对生物工程专业的人才培养和课程体系建设显然是不利的。

近年来,我国重点调整产业结构,逐步淘汰高污染、高耗能、低效率的传统落后产能,大力发展高新技术产业[1]。结合我校生物工程学院的现状,有发酵工程及酿酒工程两个本科专业,在师资力量和教学资源上具有一定的基础。因此,我校生物工程专业必须在此基础上,结合高校所在地区的发酵工业包括酿酒产业的实际需求接轨。

二、明确生物工程专业人才的培养目标

要增强生物工程专业的就业竞争力,在众多的高校中脱颖而出,就必须进行有针对性的人才特色培养,必须明确人才培养目标和特色定位。根据资料显示,很多高校,其生物工程专业的人才培养目标大多定位较为宽泛和模糊,技术、工艺、产品、设备等面面俱到,涉及的就业领域看似很广,面也宽,但实际的效果却是大量的生物工程专业的毕业生找工作面临较多的困难。为改变此现状,提高就业竞争力,应采用单点突破的方式办学。我校生物工程专业起源于食品科学与工程中的发酵食品方向,传统食品发酵工程和酿酒工程领域有一定的基础,因此应将目标定位于:以发酵工程为培养方向,掌握发酵工程技术及其产业化的科学原理、掌握生物发酵技术特别是酿酒工程技术的研发、生产等相关流程和厂房设计要求等基础理论、基本技能,能在发酵工程领域和酿酒工程领域从事设计、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。该定位异于省内高校的学科方向,定位集中,易于突破。

三、构建具有地方特色的生物工程专业特色培养模式

生物工程专业是一类理工结合的复合型专业,其人才培养的特征也应是复合型人才的培养。目前我校生物工程专业核心课程占比存在不足,更谈不上生物工程上下游技术教育的有机结合。[2]生物工程专业培养体系中,由于该专业交叉学科较多,各种教材因对体系完整的要求导致在实践中教学内容重复比例偏大,浪费大量的教育资源;教学模式上,以传统的课堂讲授为主,实践教学比例还不能满足对理工复合型人才的培养,鉴于我校生物工程专业发展的现状,笔者结合教学实践从三方面提出生物工程专业特色培养方案的重构方案。

第一,构建专业基础课程体系。该方面的课程体系,主要以培养本专业学生基础理论为目的,为以后专业核心课程的学习提供理论支撑。课程主要涵盖微生物学、生物化学、分子生物学、工程制图、化工原理、发酵工程、生物反应与分离工程、生物工程设备与设计。

第二,构建专业核心课程体系。这是生物工程专业的主干课程,以培养本专业学生专业基本知识和技能为根本目的。该模块以生物制药为核心设计相应课程体系,核心课程包括:化工原理、生物化学、微生物学、有机化学、发酵工程原理与技术、代谢控制发酵、发酵工业分析、生化工程、生物分离工程、发酵设备、清洁生产与三废治理。

第三,拓展实验性教学环节。提高实践环节学分比例,占总学分的30%以上,课程包括化工原理课程设计、发酵工厂概论课程设计、蒸馏酒工艺学课程设计、发酵工艺综合实验、生物工程生产实习、生物工程毕业实习、生物工程毕业论文(设计)。

通过生物工程专业课程的设置和学习,使学生掌握生物技术特别是发酵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、专门知识和关键技术,熟悉生物工程产品的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规,具备一定经营理念。使毕业学生获得以下几方面能力:科学知识的工程化能力,工程问题分析与解决能力,信息、技术和知识获取能力,技术创新的初步能力,组织、表达和交往能力,终身和自主学习能力以及国际竞争与合作能力。

结语:

现代生物工程是一门比较活跃的科学领域,当前已经广泛的应用在了医药、农业、能源、轻工、食品和环境保护等各个领域,在社会发展中具有非常重要的作用。高校生物工程专业只有不断完善课程体系,改革教学目标和方法,建立起具有地方特色的生物工程课程教育体系,不断强化学生的理论知识和实践技能训练,才能为将来的就业打下坚实的基础。

参考文献:

[1]曲桂芹,姜微波. 依托食品学科群建设本科生物工程专业的几点思考[J]. 教育教学论坛,2011,21:98-100.

农业生物工程范文第8篇

【关键词】生物工程;技术特征;应用趋势

1引言

近些年科学技术迅速发展,生物工程技术也不例外,一波又一波的信息革命浪潮激起。生物工程技术依托生命科学与生物技术,发现前景不容忽视。我国生物工程技术快速发展,突破一个又一个的技术障碍,随着划时代的“工作框架图谱”的完成,生物工程技术已经步入新的阶段,直接影响到人们的生活与工作方式,本文就此展开论述。

2生物工程技术特征概述

生物工程技术又称为生物工程,以分子生物学为基础、构建新的生物类型或新生物技能的使用技术,也是有效结合现代生物科学与工程技术的产物。其特征主要表现为以下特征:(1)大科学工程特征,20世纪80年代中期基因组的研究开始,生物工程技术研究自此进入大科学运作方式。基因组研究的主要代表就是人类基因组,研究对象非常复杂,需要在整体角度破解遗传信息,因此采用其他学科运作方式;(2)高技术特征,主要表现为高知识层次的人才与先进技术手段,生物工程技术作为新兴产业,在疑难病症领域有着广泛应用,有效控制威胁人类生命健康的重大疾病;(3)高投入特征,生物工程技术投入庞大,投资主要用于研究新产品、建设厂房及配置设备仪器;(4)长周期特征,生物工程技术项目从研制到转化有着很多环节,每个环节都有繁琐的审批程序,加上产品培养与市场开发难度较大,因此开发周期较长;(5)高风险特征,现产品投资到临床试验、上市等,一个复杂的巨大系统工程,任何一环节出现问题就会影响整个项目。

3生物工程技术应用分析

21世纪高新技术的核心就是生物工程技术,可以有效解决人类社会面临的各类重大问题,比如食物、环境及资源等。世界各国经济发展的都向生物工程技术及产业倾斜。其应用主要表现在以下几方面:

3.1农业方面

国际农业生物工程技术迅速发展,有助于改善农业产业结构与增加作物产量,受到各国政府与科学家的重视。其中研究最深与最广的就是转基因技术,该技术直接将目的基因导入动植物体内,改良家畜、家禽及农作物品种,获得高产、优质的新品种,提高资源利用效率降低成本。抵御各种虫害,自然环境的影响对于农作物也是有一定的影响,也可以让其进行改善。今后生产效率也将要依靠它来提高。

3.2海洋方面

有效结合海洋生物学与生物工程技术,形成新的海洋生物工程技术。海洋生物工程技术的主要作用时提高海洋生物资源利用率、有效改善海洋生物品种、提高海洋养殖产量与质量,获得具有特殊药用与保健价值的生物活性物质,因此人们对其越来越重视,很多沿海国家将其作为自己的研究重点,上升到战略层次,为社会稳定与经济发展贡献一份力量。

3.3轻工方面

生物工程技术应用的主要领域就是轻工与食品行业,主要表现为三方面:农副原料利用生物工程技术直接加工成商品,常见的比如酿酒、发酵行业等;以生物工程技术为基础发生二次开发利用产业,比如高果糖浆等;最后传统工艺存在某些不足的地方,利用生物工程技术进行改造,有效解决传统工艺不足的地方,降低成本与资源消耗,促进产品质量的提高。

3.4医药方面

医药生物工程技术是生物工程技术研究开发的热点,近十多年来一些发达国家投放大量的人财物力研究和开发医药领域的生物工程技术,已取得新的进展。

农业生物工程范文第9篇

一、生物工程专业实验课程改革的基本内容

农业院校生物工程专业开设的实验课程主要有:生物化学与分子生物学实验技术、微生物学实验技术、天然产物提取、发酵工程和酶工程实验技术、基因工程实验技术、细胞工程实验技术等,大多以农作物、发酵微生物和中草药作为实验材料。在教学内容上将不同相关实验课程整合。从专业培养层面统一开设系统的实验项目,将各门课程的实验内容和时间尽量衔接。通过对酶工程、生化及分子生物学实验技术、微生物实验和天然产物提取学等实验课程的调整,统一整合为生物工程专业综合实验,更新实验教学内容,完善实验体系。在教学方法上加入多媒体教学。传统的实验课程教学主要沿袭黑板讲解、学生操作的模式。这种教学方式信息量小,不够形象生动。通过拍摄实验教学视频,制作多媒体课件教学,能够透彻的讲解实验原理和操作过程,使学生较容易地掌握实验技能。同时将课程内容网络化,以微博、微信、博客、校内网站为主要平台,使课程上网,便于学生随时预习复习、答疑解惑。在教学资源上尽量共享实验平台资源。将课程实验室统筹安排,常用设备安排在公共开放房间,方便师生使用,严格避免设备重复采购,将实验资源主要用于教学效果好的综合实验项目。在实验能力上重视培养学生的创新能力和团队精神。教师在实验前将全班同学分成若干小组,确定实验目标,共同设计实验方案,开展实验准备工作,合理分工完成实验任务。实验报告书写时要求阐明实验意义,掌握所涉实验技术的原理、分类、适用范围和同类比较,深入展开数据现象分析、实验方法分析和操作技能分析。

二、生物工程专业实验课程改革的基本程序

涉及到专业人才培养层面的实验课程改革事关重大,应由专门团队在上级主管部门和专家组的指导下开展工作。首先召开专门的教学研讨会,根据生物工程专业人才培养来确立实验课程改革目标,以团队方式完成课程改革方案;实验课程改革方案由系里报送实验中心审核通过,获得上级有关部门的资金、硬件等支持;团队对改革方案进行执行,新实验项目应进行1年左右的班级试运行,检验实施效果和运行环境是否良好;待新实验项目试运行良好后,课程负责人修改教学大纲和实验指导,经教学研讨会通过;改革后的实验课程教学大纲和实验指导报上级主管部门批准后,正式实施运行。

三、生物工程专业实验课程改革的讨论

生物工程专业实验课程改革中遇到的常见困难是经费紧张、设备不足等,而且课程涉及面广,相关团队和人员较多,协调难度较大。另外教学改革不宜影响正常教学计划和学生培养,新修订的实验内容在学生方面也存在难以进行大班试行的问题。建议校、院两级加大专业实验课程改革的投入力度,给一线教学团队以更大的试验自限,精简审批程序,对新的实验课程方案挑选试验班试行,用实践来检验教改内容的科学性、可行性。生物工程专业实验课程改革的直接执行者是各课程负责人、任课老师和实验员,上级部门应当配套相应政策和条件,鼓励改革工作的进行,以更好的培养创新复合型生物工程人才。

农业生物工程范文第10篇

(1)从我国产业结构角度看,一方面需要大量的职业化程度较高的应用型人才,一方面我国的新兴产业还处于起步阶段,很多企业的规模和实力尚待发展。

(2)从高校的人才培养角度看,生物工程专业人才培养的同质化现象较为普遍,特别是很多地方院校,忽视与自身办学条件的结合,缺乏特色性,加剧了学生就业竞争的压力。要寻求改变,唯一的出路只有根据高校自身的办学实际,改变人才培养的模式化,增强自身的办学特色,强化生物工程专业的就业竞争力。本文结合成都大学(以下简称“我校”)的现有办学条件,重点探讨生物工程专业的人才培养模式与特色,以期提高人才培养质量,强化就业竞争力。

一、结合地方经济发展需求,明确专业发展方向

生物工程专业的发展方向分为偏重于工学的(发酵工程)和偏重于理学的(生物制药),国内不同的高校根据自身的办学要求有的侧重于工学,有的侧重于理学,更多的是追求全面。由于各高校办学条件的差异性,一些地方普通高校往往存在培养特色不够鲜明,导致学生对未来职业上的困惑。而我校的情况是培养方向不够清晰,所学科目涉及普通生物(以植物学为主)、生药学、发酵工程、基因工程、分子生物学和课时数较多的普通化学、有机化学等等,涵盖面较广,学生反映强烈。这对生物工程专业的人才培养和课程体系建设显然是不利的。作为一所城市综合性大学,人才的培养要为地方的经济发展服务。根据“成都市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要”的精神,重点调整产业结构,逐步淘汰高污染、高耗能、低效率的传统落后产能,大力发展高新技术产业。“规划”指出,对于本地经济发展特色,大力促进电子信息、生物医药、新能源、新材料、航空航天和节能环保六大产业的发展。结合我校生物学院的现状,有药学和制药工程两大与医药相关的本科专业,在师资力量和药学资源上具有一定的基础。因此,我校生物工程专业的发展方向有必要和生物医药接轨。同时,我国的“国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要”也再次提出生物产业重点发展生物医药、生物医学工程产品、生物农业和生物制造。

从国内来看,许多省市成立了生物医药产业园,主要生产抗肿瘤、抗自身免疫疾病和抗排异反应的抗体药物,基因工程疫苗、干细胞及基因治疗的基因工程药物,生物医药产业的产值在生物技术产业中所占比例逐年提高,目前已达到70%以上。成都市也在高新技术产业园内建立了生物医药产业园,发展形势良好,并且又在大成都范围内规划新的生物产业园区。在这种形势下,将生物医药作为生物工程专业的发展方向就显得更加清晰和明确。

二、生物工程人才培养目标和定位

要增强生物工程专业的就业竞争力,在众多的高校中脱颖而出,就必须进行有针对性的人才特色培养,必须明确人才培养目标和特色定位。根据资料显示,很多高校,其生物工程专业的人才培养目标大多定位较为宽泛和模糊,技术、工艺、产品、设备等面面俱到,涉及的就业领域看似很广,面也宽,但实际的效果却是大量的生物工程专业的毕业生找工作面临较多的困难。为改变此现状,提高就业竞争力,将培养重点置于生物医药领域,其目标定位于:掌握生物工程技术及其产业化的科学原理、掌握生物制药技术及生物药物研发、生产等相关流程和生物制药的厂房设计要求等基础理论、基本技能,能在生物制药领域从事设计、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。

三、生物工程专业特色培养方案的构建

生物工程专业是一类理工结合的复合型专业,其人才培养的特征也应是复合型人才的培养。由于我校生物工程专业来源于早期的生物化学技术,对化学系列课程设置的比例较大,而对生物工程专业的核心课程占比存在不足,更谈不上生物工程上下游技术教育的有机结合。生物工程专业培养体系中,由于该专业交叉学科较多,各种教材因对体系完整的要求导致在实践中教学内容重复比例偏大,浪费大量的教育资源;教学模式上,以传统的课堂讲授为主,实践教学比例还不能满足对理工复合型人才的培养,鉴于我校生物工程专业发展的现状,笔者结合教学实践从三方面提出生物工程专业特色培养方案的重构方案。首先是专业基础课程体系的构建。该方面的课程体系,主要以培养本专业学生基础理论为目的,为以后专业核心课程的学习提供理论支撑。课程主要涵盖无机化学、有机化学、化工原理、普通生物学等,其占比(包括相应实验课程)为总学分的15%,而将分析化学、物理化学归为选修课程。其次是专业核心课程体系的构建。这是生物工程专业的主干课程,以培养本专业学生专业基本知识和技能为根本目的。该模块以生物制药为核心设计相应课程体系,核心课程包括:生物化学、微生物学、分子生物学、生物技术制药、发酵工程、基因工程、生物分离技术、生物工程设备、生物工程概论和工程制图。其占比(包括相应综合实验课程)应不低于总学分的35%,理论和实践教学的比例不低于1∶0.8。最后是专业拓展课程体系的构建。该模块主要拓展专业知识,针对不同学生的兴趣爱好,扩展知识面,增强学生对本专业更广泛的知识体系进行有效的涉猎。该模块主要以选修课程为主,主要课程包括:免疫学、细胞工程、生物信息学、现代医学概论、生物制药厂房设计(GMP)、生物反应工程原理、实验动物学、试验设计与数据处理、文献检索、营销学等。其占比为总学分的18%左右。专业课程体系是一个专业为了达到人才培养目标所设置的课程及课程之间的分工与配合,课程体系是否合理直接关系到培养人才的质量。从生物工程专业特色培养的角度,该培养方案的构建一方面重点突出了与生物制药领域密切相关的基本理论和基本知识,另一方面强化了与生物制药密切相关的实践技能训练,强化了学生的基本技能,最后通过拓展课程的设置,不仅开阔了学生的相关视野,也为以后就业或进一步深造奠定扎实的理论功底。总之,通过生物工程专业课程的设置和学习,能使毕业学生获得以下几方面的知识和能力:掌握现代生物学、生物工程原理、生物制药领域核心课程的基本理论知识和基本技能;具备在生物制药领域从事药物设计、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;熟悉生物技术药物及产业发展的有关方针、政策和法规;了解当代生物技术药物的理论前沿和发展动态;掌握生物技术药物领域文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和较强的实际工作能力。

四、结语

现代生物工程是当今世界科学发展中极为重要、极为活跃的科学领域,其技术广泛应用于医药、保健、轻工、食品、农业、畜牧业、纺织、能源、石油开采、环境保护等众多领域,并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。也正是这种广泛性,过去的很多教育理念偏向于专业的拓宽,在就业渠道上,片面追求“一个圆”,导致生物工程专业的就业形势面临现今尴尬的局面。要从根本上解除当前的困境,唯有结合高校的实际能力,从人才培养的根本目的出发,走出一条符合自身发展的特色之路。成都大学的目标定位是城市型综合大学,生物工程专业人才的培养就要结合这个定位,为成都地方经济培养合格的应用型理工科复合人才。生物技术产业是21世纪的朝阳产业,尤其是生物技术药物,不仅在成都,在中国,而且在世界范围都是重点发展的高新技术领域,并已经升级为国家战略,具有重要的意义。我校的生物工程专业将发展方向定位于生物技术药物,既符合本地的产业发展战略,同时也有效结合了我校的办学条件。生物工程专业的课程体系重构基本思路就是强化专业方向(生物制药)、加强专业核心基础、强调实践能力、突出创新思维、注重综合能力。在不久的将来,使成都大学生物工程专业在成渝经济区内发展成为有影响、有较高知名度的特色品牌专业。

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