生物技术创新范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇生物技术创新范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

篇1

关键词：

研究性教学；生物技术；创新

生物技术专业是一门涉及领域宽、涵盖范围广、基础性、应用性和实践性非常强的新兴复合型专业，是现代生物学发展并与相关学科交叉融合的产物。现今生物技术是发展速度较快、开发潜力大、竞争较为激烈的领域，也是最有希望孕育关键性突破的学科之一，国家政策、社会需求、生物产业的发展趋势都为生物技术专业的发展提供了广阔的平台。当今社会对生物技术人才的需求并不仅仅局限于基础知识和基本技能的掌握，而是更多地关注学生的创新能力的大小，对人才培养提出了更高的要求，创新型人才培养已是高等教育的重大时代课题[1]。2005年，教育部在“关于进一步加强高等学校本科教学工作若干意见”的文件中明确提出高等学校“要积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”，这是本科教育文件中首次明确使用“研究性教学”，充分体现了对于高校提升教育教学水平的要求。研究性教学是一种旨在通过学生的主体参与以发展其主体性的教学观，也可以理解为一种新的教学组织形式，教师积极主动地探索教学问题，把教学变为创造性的、有意义的探究性活动，促进教师和学生的发展。研究性教学以培养创新性人才为目的，在以学生为主体的“探究”过程中获取知识、训练技能、培养能力、发展个性。根据社会需求及我校的特点，我们把生物技术专业学生的培养目标设定为通过全面提高课程的教学水平，培养出知识面宽、实践能力强、具有科学探究能力的创新性应用型人才，如何强化学生实践创新能力，成为生物技术创新性应用型人才培养目标能否达成的关键[2]。近年来，应用研究性教学对培养生物技术创新人才进行了一些探索和实践，并取得了较好的效果。

一、教师树立新观念，不断提升自身素质与能力

教师树立新观念是有效实施研究性教学的前提。教师应树立以下观念：（1）以人为本的学生观。教育要以学生发展为本，关注学生科研创新和实践能力，注重因材施教，保护并发展学生的创造力，使每个学生都得到发展。（2）坚持真理的知识观。教师应唯理是尊，鼓励学生敢于质疑教师不合理的观念，培养学生独立思考的习惯。（3）互相促进的发展观。教师不再只是一个知识传授者，更是一个启发者、设计者、引导者、组织者、合作者、鼓励者和促进者。教师与学生共同参与探索与研究，最终实现教学相长，教师同时也要不断提高自己的知识水平和研究水平成为学者型和研究型教师[3]。

二、以课题为载体，鼓励学生进行科学研究

把“教研结合”、“寓学于研”的思想贯穿于生物技术专业的研究性教学过程中，以课题为载体，丰富教学内容，培养学生的创新能力和应用能力，以课题为载体可以充分调动学生的学习自觉性和积极性。在研究性教学中，我们充分尊重学生的学习自由[4]，学生根据自己的研究兴趣以及实验室条件，自主选题、分组和创建学生团队，在合作中提高科研能力、培养团队精神。此外，学生可以自主设计研究方案，独立思考、充分表达见解，对学习和研究过程进行自主调控等。给学生们配备专业导师来指导学生的科研，学生可以参与到老师的科研工作中去，也可以申请自己感兴趣的课题。鉴于学生缺乏科研经验，选题方面采取导师命题和学生自主选题相结合的方式，在尊重学生自主选题的前提下，鼓励学生参加教师的科研项目、申报大学生科研课题、参加企事业单位的课题等。近3年，生物技术专业的学生共获得50余项国家级、省级以及校级大学生创新创业训练计划项目，学院资助本科生科研创新项目180余项，本科生发表50多篇学术论文，其中9篇为SCI论文。

三、建立创新实践平台，对研究性教学提供设施

保证创新能力的培养必须在实践中产生，学生在确定研究方案后，须为学生提供所需的仪器设备、药品和试剂等保障。我校重视创新实践平台建设，先后建成省级首批“基础课教学实验室”和“高校基础课实验教学示范中心”，“国家级生物学实验教学示范中心”，江苏省药食资源植物生物技术国家重点实验室培育点和5个（中央财政与地方高校共建）中地共建实验室。建立了江苏万邦、江苏恩华、江苏维维等62家校外专业实习基地。建立大学生创新工作室，创设学生创新工作室与实验示范中心联动机制，设立专项经费，先后组建、扶持创新创业团队50余个。

四、优化激励机制，建立多元化考核方式

从生物技术创新性应用型人才培养目标出发，建立多元化的考核方式，提高学生的学习积极性和创新能力。传统学科教学评价的主要特点是重结果、轻过程，而研究性教学更多的是关注过程。研究性教学突出强调教学的“实践性”及“创新性”，考核方式的制定也应该注重提高学生的应用及创新能力，不应以单一的考试成绩来评价学生的能力。具体来说可以从学生学习态度、收集与处理信息的能力、技术应用能力、团队合作能力、研究结果、论文等多种方式进行评价。同时优化激励机制，如参加科研项目的学生取得一定成绩可以获得学分，完善以选课制为核心的学分制，以适应学生的自主探究学习；建立大学生科研学习评优制度，可在评定奖学金、评先评优以及推荐研究生等方面给予倾斜；对于指导学生科研的教师在补助奖励、职称评定上有所倾斜等方式。

五、研究性教学实施的几点体会

（一）活用教材，拓展第二课堂

教师转变教学观念，把研究性教学应用到教学的各个环节中[5]，教师要活用教材，给学生树立知识是不断更新与进步的建构主义新知识观，鼓励学生拓展第二课堂。研究性教学光靠课堂上的有限时间是远远不够的，还需注重利用课堂外的时间，课堂教学必须延伸化。

（二）注意检查和督促

研究性教学虽注重学生的学习自由，但当学生进行科学研究时，往往会遇到多种多样的问题。实践证明，有些学生在进行课题研究过程中一旦遇到一些困难，容易出现丧失信心、产生懈怠情绪等现象，还有些同学不主动与老师进行交流反馈，导致研究进程拖延，最终半途而废。为避免这些情况的发生，需要导师经常的督促和检查，充分把握学生的研究进度，在学生需要时进行指导，鼓励学生继续进行科学研究，不断深入，完成相应的课题。

（三）注重创新教育的系统性与连贯性

培养学生的创新能力是一项系统工程，要注重创新教育的系统性和连贯性。例如，在大一时，学生主要进行知识的学习和积累，寻找感兴趣的领域，到大二自主选择导师，在导师的指导下以课题为载体进行科学研究，大三继续对选定的课题进行深入探究，并尽量在大四专业实习和毕业论文前对课题有个圆满的结项，以此实现生物技术专业创新教育的系统性与连贯性。对于取得一定成果的优秀课题，推荐去参加“挑战杯”等大学生科研竞赛也取得了很好的成绩。研究性教学是研究与教学的结合，这种结合不仅有利于教师将自己科研中的问题和发现融入到教学中去，进而丰富教学内容，有利于提高专业水平；此外，在研究性教学中，学生从传统的知识接受者转变为知识的探究与开创者，学生的合作精神、实践创新能力和学科洞察力也得到了培养。我们将继续深入探究并应用研究性教学，为培养出知识面宽、实践能力强、具有科学探究能力的生物技术创新性应用型人才而努力。

参考文献：

[1]刘彭芝.创新人才培养是重大的时代课题[J].创新人才教育,2013,(01):30-33.

[2]宋广元,李永平,刘云利.实践创新能力是应用型人才培养的关键[J].中国高等教育,2015,(Z2):65-67.

[3]朱秋颖.研究性教学———培养高校研究型教师的有效途径[J].教育探索,2010,(01):107-108.

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（一）促使农业生物技术创新的有力保障

长期以来，由于法律保护制度的缺失，我国一直未能建立有效的分配机制把农业生物技术创新和科研工作者的贡献、利益有效统一起来，科研人员花费大量精力取得的生物技术科研成果得不到应有的重视和经济回报，导致科研人员主动研发和努力创新的氛围受到极大损害，潜在的科研力量受到难以计量的损失。知识产权制度视农业生物技术创新为一种受法律保护的无形财产，对农业生物技术创新成果从法律层面予以有力保护，使得科研人员的劳动成果从以往的无偿使用转变为必须有偿使用的专利和技术。科技人员的劳动成果得到法律的充分保障，经济回报的获得就成为一种必然。知识产权保护实际上成为一种有效的促使科研人员努力工作的激励机制，这一机制的出现对调动科研人员工作积极性必将起到极大的作用。

（二）突破农业生物技术创新瓶颈的有效抓手

随着传统农业技术的广泛和大量使用，农业生产领域出现了许多依靠传统方法难以解决的新问题，严重制约了农业的健康发展。例如由于棉田长期使用农药，棉铃虫产生了较强的抗药性，使用传统的农药已经无法起到应有的灭虫效果，我国棉花生产一度遇到无法解决的危机。农业生物技术的出现则为解决这些难题发挥了不可替代的重要作用，如转基因抗虫棉的成功研制和开发，成功地破解了棉铃虫无法杀灭的难题，获得了巨大的技术、经济和社会效益。据不完全统计，国产转基因抗虫棉市场的占有率连续9年出现超过10%增长率。在农业技术问题得到解决的同时，还获得了令人瞩目的社会和经济效益。抗虫棉的广泛应用，使得农药使用量大幅度减少，棉农的生产成本得以显著降低。事实证明，保护农业生物技术知识产权，借助法律保障平台实施科研创新成果转化，是突破农业技术创新瓶颈的最佳选择。

（三）农业生物技术实现持续创新的坚强后盾

随着人口快速增长、环境持续恶化，化肥的大量使用导致耕地生产能力不断下降，农业污染开始危及人类安全。这些问题的出现，促使人们重新考虑人类社会未来发展的战略思路。上世纪80年代，可持续发展的理念开始受到国际社会的重视。生物技术是一项具有极大的保护自然环境功效的科技手段，在自然资源极为有限的条件下，利用生物技术这一新兴工具为农业可持续发展开拓新的空间，是农业领域实施可持续发展的必然选择。因此，我们必须提高农业生物技术知识产权保护的力度和层次，在落实和规范现有知识产权制度的基础上，不断加快和完善农业生物技术知识产权整体的立法工作，从各方面充分发挥知识产权的保护和激励作用，使农业生物技术创新成果得以合法转化和高效应用，不断提升我国农业综合生产能力，保障我国农业实现可持续发展。

二、借力知识产权保护实现农业生物技术创新的对策

（一）实现知识产权保护与常规科研活动的高度统一

一是立项阶段严格把关。在立项时要特别重视文献资料的查询，尤其是要认真做好专利查询工作，严把立项质量关，确保研发目标的创新性和唯一性，从立项开始就避免发生技术侵权或低效研究现象。二是研发阶段着手保护。要把知识产权管理工作融入到项目研发的整个过程中，在研发活动的实践中建立知识产权保护目标考核制度，统筹对专利未来的维护和使用进行前期规划，要特别注意在研发过程中就把专利申请成果纳入到科研考核指标体系中。三是项目后期做好收尾工作。研究工作结束后要根据项目特点，因地制宜地选择知识产权保护方式，及时把科技成果进行登记形成知识产权。

（二）通过知识产权保护实现科研成果效益的合理分配

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随着生物技术实验手段日新月异的发展，实验教学形式也要跟紧改革，本专业的实验教学内容也要进行实时更新，以适应经济社会对生物技术专业人才的需求，实验内容着重从以下几个方面进行改革。1.增设综合性实验。理论知识的学习是分篇章进行的，各个知识点相对来说仅仅横向或者纵向学习，缺乏系统性综合联系。通过综合性实验将理论知识纵向与横向理论联系实际，使学生系统、灵活地掌握实验技术与手段，如在基因工程实验中选择DNA重组技术实验，该实验的动手操作特别多，涉及的方面也较广。如合成DNA链变性、退火形成双链，限制性内切酶酶切质粒DNA，琼脂糖凝胶分离大、小片段，凝胶回收，连接成重组体，感受态细胞的制备、转化、筛选等，通过学生的自学及动手操作充分了解、掌握DNA重组技术的意义及应用。2.适当增加设计性实验。学生创新能力的培养离不开设计性实验的设置，在系统掌握基本实验技能和方法的基础上，让学生广涉国内外相关文献资料，归纳出当前研究现状并提出自己的思路，把自己已掌握的实验原理与技能通过设计新的实验方案，经导师及相关专家认定可行后，独立完成实验。在实验过程中难免会出现意外，对于问题的出现，让学生学会积极思考，科学面前没有对与错、应该与不应该，学会尊重实验结果，客观的分析问题，并积极解决问题。能力培养是一个研究人员基本的素养，通过适当增加设计性实验的培养，改变当前生物技术专业本科生对问题的分析和解决问题的认识，在提升创新能力培养的同时也希望对知识的接受方式得以突破。3.增加专业实验课。基因工程、蛋白质工程、发酵工程、细胞工程、酶工程等专业课程在农、牧、渔、园林、工业、环保、医药、食品等众多行业中广泛应用，然而当前很多院校生物技术专业的专业课程如蛋白质工程、酶工程、基因工程、细胞工程及发酵工程实践教学严重不足，导致高校生物技术专业毕业生与社会生产、经济发展脱节。为此，需要足够重视专业课程的实践教学环节。基因工程的应用可谓是“处处留痕”。现代临床中许多药物如生长素、干扰素、促红细胞生成素、胰岛素等都是基因工程的产物，同时在农业方面也得到很大程度的应用，比如抗虫棉、抗高温水稻。而我们食用的多年传统的酸法水解工艺的味精也是利用酶工程中的双酶法糖化工艺取代。我们日常所食用的饮料、酱油、乳酸、啤酒是利用发酵工程、酶工程对农副产品进行加工的产物。在实验课程设计中应尽量包含以上工艺，甚至开展兴趣小组，激发学生深入研究以上工程技术的应用。

二、实验教学方式的改革

1.拓宽实验原理理论知识。尽管操作是实验教学的主要环节，但掌握实验原理的理论知识是正确操作的保障，为此，在教学中教师应用引导的方式讲解实验原理，让学生明白实验的主要内容以及结合原理，让学生理解及掌握实验操作的设计思路，并能预测实验结果，进行正确的分析。实验教学过程中杜绝“灌输式”和“绑架式”教学，学生的操作和结果不能都是按照教师的思路和认定方式给予评价。通过学生自主性学习，启发求知欲望，学生积极的思考状态是我们要在整个实验操作过程中始终维护的精髓。通过拓宽实验原理，让学生在实验操作的过程中带着问题进行思考，维护协商积极的思考状态不仅提高了他们的自主学习能力，还培养了他们独立思考的能力。2.创造实验操作机会多分组。每次实验的开展所用到的仪器设备为2~3种，但实验室的人数却有25人左右，因为实验学时的限制，往往不能保证学生一人组进行实验，需要多人合作，而此时有些学生借此可以不做或者少做实验，不利于学生动手能力的主动培养。生物技术真是一个“烧钱”的专业，所用实验仪器设备价格高、器材耗损大、试剂昂贵，为增加每生的动手机会，除了现有的实验室把整班分成几个小组进行实验，使课内实验与课外实验相结合的方式外，还单独增设了实验室，让有兴趣的学生充分、认真、仔细地自主完成整个实验操作，尽可能提高锻炼的机会，充分调动了学生学习的积极性和主动性。

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2文献回顾与研究变量

2．1文献回顾

接力创新的渊源可以追溯到Pavitt对“基于科学的高科技部门”的论述［6］以及国家创新系统中“基于科学的体制”［7－8］。“模式2”等理论也强调了“后现代”社会中科学研究与创新的交互作用［9］，并进而形成“三螺旋”模型所描述的大学承担企业功能、企业承担学术功能的现象［10］。这些经典研究（但不限于这些研究）事实上分离出一类基于科学的创新。例如：Pisano认为科学的深度参与导致生物制药是“基于科学的商业”［11］；陈劲、赵晓婷和梁靓指出生物制药等领域的创新是“基于科学的创新”［12］；对纳米产业的研究也佐证了这种特性［13］。那么，这类基于科学的创新如何才能获得成功？生物制药创新研究逐步揭示出接力创新这一新型创新模式，给这个命题提供了较为完美的答案。①文献［3］提出：专家型公司是建立在科学研究的基础上的、专注于分子生物学研究和现代生物技术研发前端的小型生物技术企业；而核心公司是在新药的研发、生产和营销等方面具有综合组织能力的大型一体化公司。生物制药源于20世纪70年明的DNA重组技术［14］，当前已成为涉及分子生物学、基因组学、蛋白质组学、遗传学、生物化学、组合化学、生物信息学、计算科学和纳米技术等众多科学技术的复杂体系［11］。文献［15］指出生物制药创新主要来自大学，大学、公共研究机构、盈利性公司等不同类型的组织在创新过程中建立联系、共同参与创新［16－18］，大型制药公司与利用生物技术开发新药的专业化企业之间是合作关系［19］。李天柱、银路和石忠国等最早提出生物制药创新中专家型公司与核心公司之间合作的本质是两者的接力创新，技术转让、合同研究、并购、联盟等常见的合作方式其实是实现接力的具体手段［3］①。在此后的研究中，李天柱等进一步针对生物制药起源于基础科学研究的特性，将大学等公共研究机构纳入接力创新框架，提出了接力创新的完整概念，分析了“大学－专家型公司－核心公司”之间的主要接力关系和接力方式［1］，并探讨了接力创新的一般规律和发生机理，比较了接力创新与合作创新（包括产学研合作）、开放式创新和二次创新等其他典型创新模式的异同及应用思路［2］。虽然接力创新概念的提出时间较晚，但是由于它对基于科学的创新具有重要价值，已引起了一些学者的关注。文献［5］验证了信息产业中广泛存在接力创新且它具有自身的特性；有学者运用接力创新研究了区域创新平台、新兴产业载体等［3－4，20－21］。然而，总体来看，目前关于接力创新的研究主要是基于生物制药产业开展的，而生物农业产业等其他基于科学的产业是否遵循接力创新及其特性则尚无专门研究。

2．2研究变量

本文旨在验证前人对接力创新的推断，但是由于针对农业生物技术的类似研究尚属空白，因此本文实际上属于对农业生物技术接力创新的探索。针对这一研究目的，首先，本文将研究问题明确为“农业生物技术是否遵循接力创新，如果遵循，那么是否具有自身的特殊性及其形成机理是什么”，以避免被海量数据所“淹没”［22］；其次，除了可从研究问题直接推出的研究变量外，本文并未事前指定其他变量，以防止在研究过程中束缚思想、阻碍新理论的构建；最后，本文借鉴现有文献的逻辑，但尽量保持开放心态，以免限制研究发现和产生偏差［22］。基于上述思想，根据代表性文献［1－3］铺垫的理论基础，本文利用如下变量研究农业生物技术的接力创新：1）接力创新。接力创新的本质是：能力显著异质、优势明显互补的创新主体共同参与创新，但各主体加入创新过程的时间有先有后，且它们承担不同的任务，在创新过程中地位平等、缺一不可、各司其职、很少“越界”，主体间的顺序接力推动创新获得成功。也有文献指出，在新兴技术的创新中，能力互补的创新主体通过联盟等组织间合作方式共同完成创新是一种普遍现象［23］，因此不能认为只要多个主体共同参与的创新就属于接力创新。为了使研究更加严谨［24］，针对接力创新变量，本文提出一个竞争性解释：农业生物技术不遵循接力创新，实际上只是采取了战略联盟等合作创新模式。2）接力关系。接力关系这一变量是参照当前接力创新最为典型的生物制药产业而提出的，其存在的前提是接力创新变量能够得到较好的解释。具体而言，农业生物技术创新过程中可能存在如下接力关系：第一，以不同创新主体之间的知识创造接力为主线；第二，以不同主体之间的知识产权接力为实现手段；第三，以金融接力为支撑，即创新过程中存在不断有新的资金加入、原有资金退出的接力现象；第四，创新过程中政府支持政策也具有与金融支撑类似的接力现象。3）接力方式。接力方式是上下游创新主体之间实现接力的具体手段。参照生物制药技术的接力创新，农业生物技术创新的主要接力方式应包括授权许可、平台技术转让、合同研究、并购、联盟等多种方式。与接力关系变量相类似，接力方式变量存在的前提也使接力创新变量得到较好的解释。

3研究设计

3．1研究边界

按照一般理解，农业生物技术是运用基因工程、发酵工程、细胞工程、酶工程及分子育种等生物技术改良动植物及微生物品种的生产性状，培育动植物及微生物新品种，生产生物农药、兽药和疫苗的新技术［25］。该定义指出，农业生物技术建立在以DNA重组为核心的现代生物技术体系的基础上，从而与其他农业技术区分开来。例如，袁隆平院士发明了“杂交水稻”技术，为中国和世界做出了巨大贡献，但是该技术没有利用DNA重组及其他现代生物技术，因此不属于本文研究的农业生物技术①。

3．2研究方法

案例研究最适合于研究“怎么样”（how）和“为什么”（why）的问题［24］。案例研究以案例为基础，从中归纳产生理论，理论的产生完全根植并升华于案例内或案例间的构念之间的关系及这些关系所蕴含的逻辑论点［26］。案例研究可分为单案例研究和多案例研究［27］，其中多案例研究在有效性和普适性方面比单案例研究更具优势［28－29］，特别是当多个案例同时指向同一结论时，案例研究的有效性更会显著提高［24］。本文对农业生物技术接力创新的探索正属于“how”和“why”的问题，适合于采用案例研究方法。考虑到归纳理论的有效性，本文采用多案例研究方法。

3．3数据收集

案例研究中常用的数据来源包括文献、档案记录、访谈、直接观察、参与性观察和实物证据［30］，本文采用文献分析作为数据收集方法。数据收集按照下面步骤进行：第一阶段，研读有关行业报告和资讯收集，找出已进入商业化阶段的农业生物技术。在这一阶段，国家科技部高新技术司编写的《中国生物产业发展报告》等权威报告、生物谷②等专业网站提供了最初的筛选范围。第二阶段，针对收集到的农业生物技术名录，广泛收集其技术创新过程的信息，获得大量零散的技术创新片段。在这一阶段，除了论文、研究报告等文献外，维基百科③、谷歌、果壳网④等网站也是丰富信息的重要来源⑤。第三阶段，使用三角验证法确认数据的质量，即研究者可利用多重证据来源和多重研究方法以减少偏见的影响［31］。第四阶段，将经过验证的创新案例片段进行拼接，从而得到完整的案例。在收集数据资料的过程中，笔者还建立了案例档案和证据链以保证案例质量。不可否认，诸如文献分析这种二手数据收集方法与访谈法、观察法等相比确实并非最优选择，这是在现有研究条件约束下所做出的一种满意决策。由于本文是从总体上对农业生物技术创新进行研究，不以研究每个案例的微观过程为目的，因此通过上述过程收集的案例资料可以满足研究要求。待条件成熟时，再进一步利用一手资料验证本文研究。3．4案例简介多案例研究所需的案例一般以4～10个为宜［22］，所选取的案例要具有较大的典型性和极端性，并具有独特的研究价值［32］。本文选择表1中的8个案例作为研究对象。案例选择主要基于3个标准：一是尽可能广泛覆盖生物农业的相关领域，以提高研究结论的普适性；二是尽量针对典型的农业生物技术及企业，以提高案例的典型性和代表性；三是在满足前两个标准的前提下，尽量采用涉及中国企业的案例，以增加对中国的指导价值。需要指出的是，由于拼接案例受到数据来源的限制，因此肯定还有其他典型案例无法得到，这可能在一定程度上影响本文的研究质量，但笔者认为表1中的案例已可以较好地满足研究需要。

4研究发现

4．1农业生物技术接力创新的特性

表1中的案例具有一个共同特征：一项农业生物技术创新的全过程主要表现为，不同企业先后加入创新过程，分别完成创新链上不同环节的任务，创新是通过上下游企业之间的接力传递而逐步推进的。这一特征与接力创新的本质是一致的，因此可确定接力创新是农业生物技术的重要创新模式。例如，NaturalIndustries公司在成功研发了生物抗虫害技术后于2012年被诺维信公司（Novozymes）收购，诺维信公司将此技术应用于水果、蔬菜等农作物种植市场。在这项创新中，NaturalIndustries承担上游的研发任务，诺维信公司在NaturalIndustries的基础上继续完成商业化，属于典型的接力创新；在诺维信公司和孟山都公司（Monsanto）的联盟中，诺维信公司负责研究提高抗病虫害能力、作物产量和土壤肥力的生物土壤改良技术，孟山都公司在诺维信公司研发的基础上完成田间试验、注册与商品化，这也是典型的接力创新；孟山都公司收购Asgrow、Holden等公司的目的是利用这些公司的市场网络将其玉米、大豆等转基因育种技术推向美国、比利时等国家的市场，本质上是孟山都公司完成上游的技术研发、Asgrow等公司完成下游的商业化，这也是接力创新的具体表现。表1中的其他案例也遵循类似的接力创新模式。事实上，笔者所收集的案例数量远超表1中的案例数量，只是很多案例因不够完整、不够具体或不够典型等而未被纳入分析，但其中很多案例也表现出上下游创新主体顺序接力的特性。必须承认，表1中的案例确实存在多个创新主体参与并广泛运用联盟、并购等合作方式的事实，但本质上还是上游主体完成其承担的任务后，像接力赛跑那样传递给下游主体继续开展后续任务，因此属于接力创新而非一般意义上的合作创新，变量1的竞争性解释可以排除，对生物农业中广泛存在接力创新现象的支持进一步加强。但是，与生物制药技术等相比，农业生物技术的接力创新表现出自身的显著特性。1）农业生物技术的接力创新主要发生在转基因作物、生物防护等领域，而在生物农药、兽药和疫苗等领域出现得较少。即便在转基因作物等接力创新的易发领域，接力创新也是最近10余年才逐步兴起的，一些生物农业巨头曾独自在这些领域取得了成功，如孟山都公司推出了保铃抗虫棉花等。因此，笔者认为，接力创新是农业生物技术创新的新趋势，该发现修正了文献［1］的结论———文献［1］曾推测生物农业应像生物制药业那样普遍遵循接力创新模式。2）文献［1］和文献［2］指出，生物制药技术的创新基本上遵循“大学—专家型公司—核心公司”（如忽略掉大学，则为“专家型公司—核心公司”）顺序接力的单一模式。但是，农业生物技术的接力创新明显分化为3类（如表1所示）：第一类，专家型公司与核心公司的接力，如“NaturalIndustries－诺维信”和“TJTechnologies－诺维信”，这与生物制药技术的接力创新基本一致；第二类，核心公司与核心公司的接力，如“诺维信—孟山都”、“孟山都—礼来（EliLilly）”及“孟山都—拜尔作物科学（Bayer）”，这与生物制药技术的接力创新有差异较大；第三类，核心公司与其他中小公司的接力，如“孟山都－Asgrow、Holden”、“孟山都—中国种子集团、河北中业集团”及“杜邦先锋（Dupont）—山东登海种业”，这与生物制药技术的接力创新恰好相反。3）农业生物技术的接力创新极少涉及大学，或者说鲜有直接利用大学科学发现的情况———这进一步修正了文献［1］的结论。文献［1］曾猜想，农业生物技术与生物制药技术一样，创新应直接建立在大学科研的基础上。同时，农业生物技术创新对专家型公司的依赖相对较弱，很多重要技术都是核心公司研发的。理论上讲，农业生物技术与生物制药技术一样，其前端研发工作最适合由专家型公司承担，但这一特性并未得到案例的支持。

4．2接力关系

农业生物技术创新中的接力关系大体上符合变量定义中对接力关系的陈述，但又有不同表现。1）以知识创造接力为主线。接力创新的本质是通过上下游创新主体之间的顺序接力，逐步完成创新中最基本的知识创造过程［1］。已证明农业生物技术的创新遵循接力创新模式，因此创新生态系统必然围绕知识创造及其顺利接力进行构建。例如，在“诺维信—孟山都”的接力创新案例中，诺维信公司将自己研发的土壤改良技术知识传递给孟山都公司，由孟山都公司继续创造田间试验、注册及商业化等方面的知识。表1中的其他案例也是如此，不再赘述。2）以知识产权接力为手段。在接力创新中，知识产权也是一个与知识创造协同发展的接力过程，知识产权转移成为创新主体实现接力的手段。在这一点上，农业生物技术的接力创新符合接力创新的一般规律［1］（具体的接力方式详见下文分析）。3）对金融支撑的接力需求不强。接力创新对金融支撑通常有强烈的需求，如生物制药需要公共财政、天使投资者、风险投资、核心公司、资本市场等复杂资金接力支撑整个创新过程［1］。在农业生物技术的第一类接力创新中，位于创新链上游的专家型公司主要依靠风险投资和公共财政的资金，在创新任务被传递到核心公司后主要依靠核心公司的资金和资本市场的资金，因此整个过程表现出一定的金融支撑接力性质。在农业生物技术的第二类和第三类接力创新中，整个创新过程都主要依靠核心公司的资金和资本市场的资金，金融支撑接力的特性并不显著。总体来看，虽然农业生物技术创新面临高度的不确定性和风险性，投入巨大、周期漫长，但是对金融支撑接力的需求却不强烈———这与接力创新的现有理论相比可谓大相径庭。4）强烈依赖政策支持接力。政府政策在农业生物技术创新中发挥重要作用。以转基因作物为例：实验室研究阶段需要有利于转基因实验、动植物新品种专利保护等方面的政策；育种研究阶段需要政府开放对转基因动植物新品种试验管制、大规模田间试验审批等方面的政策；更突出的是，生产和商业化阶段的成败在很大程度上取决于申报审批、品种审定和证书发放、大规模种植许可及国际贸易管制等一系列有利政策。只有在创新的不同阶段分别配置合适的政策且各政策之间无缝衔接，才能为农业生物技术创新奠定良好基础，任一环节上的政策变化都可能给创新造成重大影响。2012年欧盟质疑孟山都公司的“NK603”转基因玉米的安全性，曾造成孟山都公司所有的转基因作物都面临被欧盟禁止的威胁。政府政策对新兴产业创新普遍具有重要意义［33］，但是像农业生物技术这样对政策支持接力的依赖如此之高是罕见的。

4．3接力方式

农业生物技术的3类接力创新具有相对稳定的接力方式，不像生物制药创新的接力方式那样动态复杂。下面针对3类接力创新分别论述。在第一类接力创新中，上下游企业间的接力方式主要是并购。通常是下游的核心公司并购上游的专家型农业生物技术公司，这与生物制药创新中专家型公司整体出售这一接力方式的相似度较高。采用这种接力方式的一般情况是，上游企业提出创意且技术研发已成型，而下游企业拥有田间试验、申报审批、市场推广等一系列加速技术商业化的能力，且下游企业的营销网络和顾客基础规模较大，能使技术在商业化环节发挥更大价值。同时，上游的专家型公司大都是借助风险投资创办的，通过并购可获得较高的企业价值溢价，风险投资愿意推动这样的并购；而下游的核心供公司则拥有充足资金可为并购支付较高价格。诺维信公司收购NaturalIndus－tries和TJTechnologies都属于这种情形。在第二类接力创新中，上下游企业间的接力方式包括联盟、技术转让、授权许可等，这些方式的本质都是通过签订某种契约将知识产权从上游企业传递到下游企业，我们统称为协议合作。协议合作普遍发生在核心公司之间，一般是上游的核心公司提出研发创意且完成基础研究和实验开发，而下游的核心公司完成申报审批、市场推广等商业化工作。其中，如果采用联盟方式，则会按照企业对创新的贡献预先约定好利益分配办法，上下游企业通过分割创新的终端收益获得各自的回报。“诺维信—孟山都”的接力创新联盟即是如此；如果采用技术转让或授权许可，那么上游企业通常事先划定下游企业使用技术的范围和条件，上游企业除了获得一笔技术转让费（或技术许可的门槛费）外，通常还能在未来创新成功后获得从创新收益中分成的权利。孟山都公司将其转基因抗除草剂大豆技术许可给拜耳作物科学就采用了这种方式。在第三类接力创新中，上下游企业间的接力方式包括股权收购、合资等途径，我们统称为资产联结。使用资产联结这一名词是因为这种接力方式一般发生在上游企业为核心公司而下游企业规模较小的情况下，核心公司掌控全部技术研发及田间试验、申报审批等后期创新工作，但在最终拓展市场（尤其是拓展国际市场）时面临较大障碍，因此以股权收购或合资方式控制下游企业，借助下游企业拥有的市场网络以及对特定市场熟悉等优势加速技术创新扩散。这种情形与第一类接力创新中核心公司收购上游专家型公司的方向恰好相反、目的也不同，为区别方便称之为资产联结。杜邦先锋与山东登海种业合资成立山东登海先锋种业有限公司，将其转基因玉米种子推向中国市场就是以资产联结方式实现创新接力的实际反映。此外，接力方式变量中包含的合同研究、平台技术转让等典型接力方式并未在生物农业产业中发现相应的案例，这也反映出农业生物技术接力创新的不同之处。

4．4其他发现

除了上述基于3个变量得到的发现外，笔者在研究过程中还发现中国企业在农业生物技术创新中主要参与第三类接力创新，基本上是承接跨国公司已研发成功的技术并将之拓展至中国市场。从企业创新管理的角度看，中国企业采取这种方式可以规避生物技术研发的高度不确定性和风险，且可获得相应的创新收益。然而，从企业的核心竞争力和中国生物农业发展的角度看，这种接力创新愈演愈烈可能使中国企业逐渐丧失自主研发的动力和热情，并使中国生物农业的核心技术受制于人，因此必须引起高度重视。

5农业生物技术接力创新的形成机理

以转基因作物为例的农业生物技术创新过程可抽象为图1。图1农业生物技术的创新过程（以转基因作物该过程由上游的实验室研究、中游的育种研究和下游的大规模生产与商业化3个序贯相连的阶段构成，每一阶段又可细分为更多阶段。3个阶段的主要任务和所需能力存在显著差异：实验室研究的目标是克隆目的基因，创造转基因作物品系，因此基础研究能力在这一阶段最为关键②；育种研究的目标是开发育种工艺和方法，并通过小规模田间种植试验对工艺方法和安全性进行检验（试验面积约为100m2），这一阶段也有较强的科学研究成分，但更接近生产技术和工艺的研发；规模生产和商业化阶段的目标是，通过大规模田间释放试验确定稳定的育种技术和工艺，并对试验成功的作物品系进行申报审批和开展商业推广，因此，除了研发能力外，对政府的公关能力和商业化能力也至关重要。平均而言，农业生物技术的创新周期长达13年、投入超过1．3亿美元。其中，创新链上游的实验室研究能否成功具有非常大的不确定性，创新链下游的大规模生产和商业化面临的风险同样惊人，尤其是能否通过品种审批具有巨大的不确定性，整个创新周期中约三分之一到一半的时间用于通过政府审批，平均审批费用超过3500万美元。此外，商业性推广还面临不同国家在政策、社会和国际贸易方面的严格壁垒［34］。农业生物技术创新的过程和特点与接力创新发生的一般规律十分吻合［2］。具体而言，受规模、资金、公关能力和市场网络等因素的限制，专家型的农业生物技术公司基本上不具备完成整个农业生物技术创新的能力，也无力承担创新过程中的风险（尤其是下游风险），因此通常聚焦于从事创新中前段的实验室研究或育种研究，或在创新后段的商业推广、大规模种植等环节参与进来，因此此时不确定性已很低。孟山都、诺维信这类核心公司拥有完成整个创新过程的能力，但创新的不同阶段所需的能力存在较大差异，由核心公司独自完成创新仍是低效率的。特别是在实验室研究环节，核心公司的能力有时明显弱于专家型公司。而在创新后端，单独一家核心公司———不论其规模和影响力如何巨大———突破不同国家的政策、社会及国际贸易等方面的障碍都显得力不从心。因此，根据农业生物技术创新在不同阶段的特点，由优势能力各异的企业分别承担创新任务，通过接力合作推动创新成功无疑是更好的选择。

但是，农业生物技术自身的特殊性又使其接力创新具有如下自身的特性：1）农业生物技术体系庞大、涉及领域较多，不同细分领域存在一定差异。我们观察到，一些农业生物技术（如生物农药技术、兽药技术等）的研发难度不像转基因作物那样大，其创新风险相对较低，尤其是遭受的政府管制相对宽松。这些技术的创新可能在一家规模较大的公司内部或采取其他合作创新方式即可完成，因此农业生物技术接力创新的发生范围不如生物制药技术那样普遍。同时，根据我们的不完全观察，在生物技术产业发展早期，专门从事农业生物技术研究的专家型公司相对较少，因此孟山都等核心公司只能自己开展技术研发并完成创新过程。近十几年来，从事农业生物技术研发的专家型公司的数量开始增加，这在一定程度上解释了最近10余年接力创新（尤其是第一类接力创新）在农业生物技术领域才大规模兴起的原因。2）生物制药技术创新所需的异质性能力严格分布在不同的创新主体中，只能采取“大学—专家型公司—核心公司”的接力方式［1］。而农业生物技术创新所需能力的分化并不像生物制药技术创新那样严重，可根据实际情况在不同阶段有目的、有选择地配置不同类型的创新主体，这加速了接力创新的分化。有些技术研发专家型公司的能力突出，而商业化能力掌握在核心公司手中，从而形成第一类接力创新。例如，对于“TJTechnologies—诺维信”的接力创新，诺维信公司的副总裁Videbk表示：“TJTech－nologies的生物解决方案提高了作物产量、业内领先，可与诺维信形成互补”。有些技术的研发能力掌握在一家核心公司手中，而商业化能力掌握在另一家核心公司手中，从而形成了第二类接力创新。例如，对于“诺维信—孟山都”的接力创新，诺维信公司的首席执行官Nielsen认为，这“很好地将诺维信的微生物研发能力与孟山都的田间试验和商业化能力结合起来”，而孟山都公司的首席技术官Fraley认为，“这是技术推向成熟发展的催化剂”。还有一些技术从研发到商业化的能力都掌握核心公司手中，但在技术扩散过程中运用其他公司的资源和网络更易克服市场拓展过程中的障碍，从而形成了第三类接力创新。例如，山东登海种业的规模远小于杜邦先锋，但前者在开发中国市场时却具备杜邦先锋所没有的本土化优势。3）大学科研更热衷于针对人类健康医疗的研究（如干细胞等），直接满足生物农业创新需要的最新前沿科学成果相对较少。这造成农业生物技术创新只能更多地利用相对成熟的现代生命科学发现，大学主要提供基础理论和基本的技术手段，所给予的是间接支持。这可以解释为何在农业生物技术创新中大学进入接力环节的案例较为罕见。而生物制药技术创新的前端离不开大学的参与，这很大程度上是因为生物制药的研发不仅直接建立在大学科研的基础上，而且大学也乐于为生物制药提供直接可用的最新成果。此外，由于大学科研更重视人类健康医疗，因此大学衍生的专家型公司聚焦于农业生物技术的就相对较少。这可以解释农业生物技术接力创新对专家型公司的依赖性不强的现实，其实质是缺乏可以依赖的专家型公司。在前述分析的基础上，结合生物农业的其他特点，可进一步解释农业生物技术接力创新的其他特性。就接力关系而言，农业生物技术创新对资金的需求无疑是巨大的。由于仅有一部分新技术是由专家型公司开发的，很多农业生物技术都是由核心公司负责研发、生产和商业化的，因此核心公司的资金实力、从资本市场融资的能力完全可以支撑整个创新过程。这造成农业生物技术创新对金融支撑接力的依赖远低于生物制药技术。但是，农业生物技术（尤其是转基因作物）在世界任何一个国家都是社会争议的焦点，更是政府严格监管的对象。针对转基因生物的政策法规不仅严格，而且相关政策法规密集地分布于从实验室研究到商业化的各个环节，政策变动对于创新进程而言可能是致命的，这种特性导致农业生物技术创新高度依赖政府支持政策的接力。就接力方式而言，在第一类接力创新中，核心公司理论上也可以像生物制药技术创新那样采取协议研究、平台技术转让、授权许可等方式从专家型公司那里获得技术，但是表1中的案例全部采用并购方式。我们认为，这是核心公司出于对风险规避的考虑。在我们观察到的农业生物技术创新案例中，核心公司并购的专家型公司均为已成功完成技术研发甚至开始初步商业化的公司，这使得核心公司在此基础上进一步开展商业化的不确定性大为降低。虽然并购需要付出较高的溢价，但是可一并得到新技术和专家型公司的技术平台、研发团队等重要的创新资源，能够显著提高核心公司的吸收能力，给技术的商业化进程提供技术保障。如果采用协议研究，那么核心公司一般需要在研发前期就介入，这不仅要支付给专家型公司一笔固定费用，而且要依据技术研发进程支付里程金，并可能需要在商业化成功后付给专家型公司以一定比例的利益分成，更重要的是技术研发能否成功仍是不确定的。如果采用平台技术转让、授权许可等方式，核心公司除了要一次性付出固定费用及未来商业化成功后的利益分成外，所面临的最大风险是在商业化过程中很难得到专家型公司的专有技术能力的保障。在第二类接力创新中，上下游企业为势均力敌的核心公司，并购这种接力方式很难被双方接受，协议合作自然成为更明智的选择。第三类接力创新采用资产联结实现接力，主要是因为核心公司要掌控商业化过程。中种迪卡公司总经理汪泓在谈到与孟山都公司的合资时曾表示：“商业育种企业必须保证从育种、制种到销售全过程不脱节，否则企业的运营风险很大”。但是，下游的小公司本身不拥有核心技术，并购这类公司往往不符合核心公司的战略，技术转让、授权许可等接力方式在控制方面又面临风险，此时资产联结就成为较好的折中选择。

6结语

6．1研究结论

本研究发现，接力创新是农业生物技术创新的最新趋势，其形成机理遵循接力创新的一般规律。农业生物技术创新管理应以接力创新为理论指导，同时重点考虑本文所揭示的一些特性，主要包括：第一，农业生物技术的接力创新主要发生在转基因作物、生物防护技术等领域，并分化为“专家型公司－核心公司”“核心公司—核心公司”及“核心公司－其他小公司”3种类型，且接力链条的前端极少涉及大学，创新过程对专家型公司依赖不强，核心公司在农业生物技术创新中发挥很大作用；第二，农业生物技术的接力创新对金融支撑接力的需求并不强烈，但高度依赖政策支持接力；第三，农业生物技术的接力创新主要采用并购、协议合作和资产联结等方式实现接力，而合同研究、平台技术转让等典型的接力方式则罕有出现。农业生物技术的接力创新之所以会形成自身特性的原因是：首先，农业生物技术的不同细分领域存在差异，即有些领域迫切需要接力创新，而有些领域的需求不大明显；其次，农业生物技术创新所需能力的分化并不严重，可根据创新的实际情况在不同阶段有目的、有选择地配置不同类型的创新主体，这加速了接力创新类型的分化；最后，大学科研中直接针对生物农业的最新前沿成果相对较少，因此无法将大学纳入接力创新链条，由大学衍生的专家型公司较少承担前端的技术研发任务。上述这些因素进一步造成农业生物技术创新在很大程度上依赖核心公司，而核心公司自身的能力决定了创新对金融支撑接力的依赖不强。然而，由于转基因作物等农业生物技术具有高度敏感性，因此政府对之严格管制，这致使其创新过程非常依赖政策支持的接力。而在具体的接力过程中，为了规避技术研发、商业化等环节面临的各种风险，并购、协议合作和资产联结成为主要的接力方式。

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）39-0057-02

现代生物技术诞生于20世纪70年代，是一门具有广阔应用前景的新兴学科。近年来，随着生命科学理论的快速发展和实验方法的不断创新和改进，现代生物技术在揭示生命本质、物种的定向改造、新产品开发、生态环境保护及疾病治疗等方面发挥着巨大作用。生物技术这一新生事物正迅速渗透到我们日常生活的各个方面，通过这门课程的学习，使学生从分子水平理解生命的本质，对构建学生的理论知识结构体系，提高知识的实际应用能力具有重要意义。但是，由于现代生物技术教学涉及的内容广泛、抽象，与生物化学、分子生物学、分子遗传学、微生物学及各种工程技术紧密联系，其新理论新技术发展迅速，传统的以教材和大纲为基础，以课堂讲授为主、实验为辅的教学方法无法跟上本学科发展的步伐。因此，如何根据本课程的特点，探索新的教学方法，提高课堂教学效率，使学生了解现代生物技术最新的进展，是我们每个老师必须不断思考的问题。根据现代生物技术发展快、综合性强、涉及领域广的特点，结合教学大纲的要求，我们从厚基础、强理论、重应用的教学原则出发，对现代生物技术的教学改革进行初步探索，并已初见成效。

一、以“有用、有效、先进”作为教学改革的指导思想

近年来，培养学生的职业核心能力（core competencies）成为世界范围内职业教育关注和重点投入的一个范畴，世界各国特别是发达国家纷纷采取了有力措施加以开发和培养。大学生应是高素质、高水平人才的代表，但是，在我们大学教育中存在着人才培养模式单一，学生眼高手低，独自解决问题的能力差，所学知识与社会需要脱节等问题。因此造成了毕业生就业难而好多岗位却无人干的矛盾。要解决以上问题，需要我们大学的教学积极地去适应社会发展的需求，使我们培养的学生能“用得其所”，不但先进，还要有用、有效。现代生物技术上游工程以基因工程为主要内容，是生物技术的实验室研究阶段，属于应用基础研究，下游工程是生物技术的扩大生产，加工应用阶段，使经改造的新产品能达到商品化、工程化、企业化，进而创造相应的效益。因此生物技术是一门理论、实验和应用相结合的综合性很强的学科，既要重视学生的理论教学，更要注重学生实验原理和操作技术等能力的培养，改变过去老师讲、学生听的填鸭式教学，引导学生理论和实践结合，达到学以致用的目的。另外，让学生根据所学知识，走出校门，到企业、农村、医院去寻找与生物技术有关的技术和产品，让学生观察比较现代生物技术使我们的生活发生了哪些改变，进而认识到学习本课程的重要意义，激发学生的学习兴趣，提高其主观能动性和自信心。

二、坚持“以学生为中心”的教学理念

学生是学习的主体，是教师的直接服务对象。在一个教学班中，学生在知识理解、实验操作及师生沟通等方面存在差异。因此在教学的各个环节中都要着眼于学生的不同水平和接受能力，有针对性地教学，对于接受慢的要给予鼓励，单独辅导。同时针对生物技术课程应用性强的特点，增加讨论课的比重。如将生物技术在农业、食品、环保、医药等领域的应用及转基因食品安全问题等内容模块化，让学生分组查阅资料、拟定讨论提纲，然后到课堂讲授。大家对所讲内容进行讨论，提出各自的观点，使学生由被动的学，变成主动的讲，既感受传授知识的乐趣与不易，也训练了阅读、整理资料的能力，还增加了学生互助团结的气氛，使其更有信心投入到学习中来。

三、现代生物技术课程教学改革的措施

1.注重第一次课的准备和讲授，激发学生对本课程的学习兴趣。第一次课主要包括绪论的讲授和课程信息介绍，它就好像是老师和学生初次见面递出的一张名片，绪论讲解把本课程的主要研究内容和成果展示给大家，课程信息介绍使学生了解教学的目的和任务、重点和难点，应读哪些参考读资料。通过第一次讲授，使学生从已知世界中寻找课程的最佳切入点，从实际需要中寻找与课程的最佳结合点。绪论既包括了生物技术的起源与发展过程，又展现了现代生物技术的重要地位和意义，以及最新的研究成果和发展动态。因此在讲授时以生物技术已取得的某些重大的或和我们生活中能接触到的相关成果来激发学生的学习兴趣，由此激发学生对本门课程的学习兴趣和学习自觉性，为今后的教学奠定良好的基础。

2.加强实验课的教学。以实验室现有的条件为基础，按“重视基本技能，开出经典实验，增加综合性、开创性实验内容”的原则对实验进行整合、归类，加大了综合提高性实验的比例。让学生根据自己的兴趣和发展方向，结合生物技术的“五大工程”，自主设计实验，采用开放实验室的方式，学生自主完成。如考研的学生注重基本理论的学习，加强基因工程实验的设计和操作，掌握基因克隆、基因定向改造、PCR技术、荧光定量PCR技术等实验技能及其在未来科研中的应用。就业方向的同学以应用性实验为主，如设计细胞工程实验，让学生进行愈伤组织培养及植株再生，观察植物如何从一个细胞成长为完整的植株，深刻理解植物细胞的全能性。发酵工程实验让学生学习米酒、酸奶的制作，学习发酵的原理及发酵罐的使用，从自己生产的产品中获得成就感。在整个实验过程中，以学生为主体，老师协助指导的方式，由此提高学生的独立思考、操作和协作能力，培养学生的互助合作精神，增强学生之间的感情。

3.加强教学与科研的互动，把现代生物技术的最新成果引入教学中。教学与科研互动是本科院校的重要特征，科研是知识和技术创新的基本途径，是新知识的源泉。在多年的教学实践中我们发现，生物技术相关教材编写的全面性和编写速度远远跟不上该领域的发展速度，而课题研究中所使用的往往是较先进的思路和技术手段，因此在保证学生系统掌握现代生物技术基本理论和实验的基础上，时刻关注该领域的发展前沿和热点问题，归纳整理，在自己教案相关章节的讲授过程中补充进去。例如在讲授核酸分离纯化时，除了传统的提取方法外，结合本院省级实验示范中心的罗氏高通量核酸纯化系统，介绍高通量核酸纯化系统的工作原理；讲授普通PCR的原理时，结合自己科研中基因表达的定量检测，介绍荧光定量PCR原理；讲授DNA双脱氧测序和化学降解法测序时，对最新的Roche454测序技术，Illumina Solexa测序技术和ABI的SOLiD测序技术等高通量测序技术进行介绍，并展示自己科研中所克隆新基因测序的结果并对结果进行分析，把抽象的DNA序列形象化；在讲授高等植物基因工程这部分内容时，把自己课题中从“基因克隆、表达载体构建、植物转化、获得相应表型的转基因植株”的整个过程的图片完整地展示给学生，使学生对神秘的转基因技术有了感性认识。同时吸收有科研兴趣的优秀学生参与到教师的科研中来，使学生的毕业论文（设计）与教师的课题相结合，增强学生的科研意识和创新能力。另外老师要带领学生走出校门，深入工厂、田间，了解生产中的实际问题，大大培养学生理论与实践结合，解决实际问题的能力，真正实现“用得其所”的创新教育模式。

四、对现代生物技术教学改革的展望

现代生物技术作为生物专业学生的专业选修课，与其他学科联系紧密，涉及面广，发展迅速。如何适应该领域日新月异的发展是我们需要思考和急待解决的问题。近年来，我们在本科教学改革中不断进行探索，增加实验课的比重，并在某些部分引入英文原版教材的内容，避免了课本翻译造成知识时间差，将最前沿的热点问题和重大科技成果及时补充到教学内容中来。同时，在本科教学中，由浅入深地选择有代表性的英语文献，从科普到专业，与学生一起阅读、讨论，由此拓宽学生的专业知识面、启迪思维，增强独立思考的能力，培养创新意识。通过两届学生的教学改革发现，新教学方法能激发学生学习的主观能动性，学生反应良好，可以继续推进发展。

总之，由应试教育变为能力培养是现代大学教育的首要任务。我们应增加讨论课和实践课，使老师和学生尽可能地面对面地讨论甚至争论，使学生由被动接受变为主动思考。我们的教育目的是培养能独立思考、具有活跃创新能力的现代社会需要的应用型人才，眼高手低、高分低能必将被淘汰。

参考文献：

[1]陈智武，陈珠琳，吴光皎.浅谈普通高校大学生职业核心能力的培养[J].法制与社会，2008，09（中）.

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2协同创新中导师引领

食品生物专业人才培养的协同创新实践探索中，吕映辉等认为在专业课教学上要贯彻实用的原则，在教学中处理好“教”与“学”的关系，制定个性化人才培养方案，构建协同校外的教学体系，实行“三导师制”，即学校实习老师、企业实习指导教师和就业与素质教育指导教师，要求实习指导老师要对产品的生产设备、产品的生产特点、如何检验有一定程度的熟悉，从而设计出个性化的教学方案；另外，指导老师要熟悉食品生物专业的人才培养方案如学生的知识能力结构和协同创新人才培养目标课程设计等，除此之外指导老师还要对不同学生的心理状态以及知识掌握程度的差异来因材施教。食品生物专业的学生越早接触专业课程，越能培养对本专业的学习兴趣。基于工程中心的协同创新人才培养在课程内容设置方面要着眼于学生的身心发展，既要适应学生的学习兴趣与自身需求，也要符合时展的特点。工程技术中心可以利用各种宣传活动来营造协同创新的人才培养环境，包括指导思想、教学环境、学术环境和生活环境等，对学生进行潜移默化的教育，进而培养学生的创新思维。如可以积极邀请著名学者或者政企专家到学校通过讲学、学术沙龙等形式提供最新行业发展状态，通过举办各种学术交流活动以及创建学生社团来营造对协同创新有益处的环境。在营造创新环境中，硬件设施是培养和发展大学生创新能力的前提和基础，基于工程中心引进先进的硬件设施，提高硬件设施的开放程度和使用率，做到物尽其用，如完善实验室的设备和学校网络，为学生的学习、科研、生活和创新能力的培养提供方便。此外，对食品生物专业人才进行协同创新的教育和培养，课堂是其主要场所，课堂气氛、教学方法及其学术素养和学生的思维方式都会对协同创新能力产生不可忽视的影响。因此，基于工程技术中心的食品生物专业人才培养应营造一个有利于协同创新人才培养的公平公正、自由宽松、尊重个性、鼓励创新的氛围，在这种氛围下食品生物专业创新人才才能不断发展和创新。

3协同创新中资源共享

基于工程技术中心的协同创新人才培养一般不受专业、单位、地区的限制，共享各自的人才、设备、经验或信息资源等，由于在不同地区、不同高校之间存在科教资源的严重不均衡分布，制约了教育水平的整体提高。基于工程技术中心的协同创新人才培养中建立资源共享机制，构建知识创新、技术创新和人才培养创新一体化，有利于实现优质科教资源的合理配置，避免低水平的重复建设和资源浪费，在高校和工程中心之间相互借鉴经验，形成良好的学习交流机制，同时也能不断的学习和吸收外来先进的理念和管理方式，从而实现教育改革和协同创新专业人才培养。高校在人才、学科、知识等方面有着优势，工程中心在资金、设备等方面有优势，双方可以通过共建实验室，相互合作，使用共同资源，实现优势互补；高校与工程中心之间也可以共同培养协同创新专业人才，既可以改善科研环境，提高人才培养的质量，也可以吸收高校里优秀的学生参与到教师研究项目中，引入新的理念和方法，从而实现科研和教育的双赢。如中国南海研究协同创新中心与各高校之间的合作，都取得了很好的效果，基于工程技术中心的协同创新是高等教育中一个比较重要的改革趋势，在资源共享、互利互惠的原则下，高校与有实力的工程中心之间共同建立实习基地，从而实现多样化人才培养模式，如黑龙江某所大学创建了校企协同创新的“3+1”联合培养模式，在学校、企业和政府三位一体的多方位交流、多样化协作支持下，形成协同创新的利益共同体，使学生在知识和技能中很好地实践了人才培养协同创新。

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在这，我们有一个东西，你沾一点口水然后寄回去，他就可以研究你的DNA，在网上你也可以查看到你的结果，看看你是否有潜在的基因疾病等等。每个人都想知道自己的基因和自己到底是来自什么样的背景，如今我们使用大数据的方式也有所不同，如果23andme公司扫描了你之后，你就可以看这些信息，你也可以把这个信息跟其他人分享。而如果别人把你的结果跟其他人进行比较，随后他找到了一个人跟你有技术关系，那么他可能找到了你第五代以外的表兄弟姐妹，而有的人会发现他们会找到他们都不知道的儿子或者女儿，那些被领养的女儿和儿子也会找到他们的亲身父母。

这些信息都是非常私密的，它给我们带来无穷的隐私问题：你要不要分享这些信息呢？你要分享这些信息是你的权利吗？因为这是我的权利，如果有人分享了这些信息的话，那么可能他父母和亲戚的信息也传达出去了，他们希望被分享吗？

当人们在做这些测试的时候，所做的是DNA扫描，这跟DNA序列不一样的。DNA扫描是最重要的也是最知名的，但是它是非常小的点，只是一个扫描，当我们做DNA序列的时候把所有的点都放在一起看。我们如今可以看到技术的成本在不断降低，2005年，我们完成了基因组的工作，大约花了15年的时间，30亿美元， BTBA差不多200万美元；2007年成本100万美元就可以测基因组的序列；2013年的时候成本约为2.5万美元；2014年年初，我们在不到一千美元的情况下就可以进行基因组一个测序，这只是一个照胸透的成本。

我们可以看到价格越来越低，而且下降的速度也非常快，这让它变得更加容易，这就是未来的一个趋势。也有人会说：“那又怎么样呢？对于我有什么样的作用呢？”我们可以通过基因组的测序的结果，大家看小的图，看到我们可能有得什么病的倾向。例如，通过我的基因的特点显示出我差不多有30%的可能性会发生老年黄斑变性，那么，如果你知道自己有可能患上无法预防的疾病，该怎么办呢？

有一些看起来似乎不能预防的疾病其实是可以采取很多的措施进行预防的，有了这些基因的信息，不是让我们去担心，而是让我们能够对自己的行为进行一些改变。这对大家而言是一个机会，如果你会使用算式，你会进行数据储存，还有医疗的话，现在就是你的机遇了。

DNA测序带来公司新机遇

到2020年时，成本可能将是0.01元，也就是1分，这讲的是边际成本，就是再做一个基因组，它需要一分钱，而这个是原始数据的成本。把这个市场进行细分，我们也是基于增值服务来进行收费的。这些都是现在的市场价，如果要做到基因的解读或者测序，低于一千美元就可以做一个个人的外显子组。

关于下降的速度，现在下降了两倍，而未来会下降5倍，现在这个数据慢慢缓和了下来，最大的原因是现在有一个公司在控制这个技术，其他的公司还是愿意进来，希望可以成为新的英雄给大家提供更便宜的服务，所以现在这个是很好的机遇。

这对于我们来说意味着什么呢？就算每年下降两倍，下降五倍，未来的医疗已经不再是被动的了，它不只是看到问题出现然后改正它，而是可以进行预测，我们可以在事情发生之前进行预防，保证这个事情不会发生，或者做好最坏的准备。例如罕见病，在对这种疾病不确定，发病率不高且数据不多的情况下，我们看一下他的基因就可以知道这个人的病是什么，特别是癌症，只跟基因相关，癌症是你的DNA细胞，我们可以找出一个原因改变DNA，从而停止这种疾病。譬如现在有一个产品能够帮助人们看到自己得的是什么样的癌症，它给病人提供了一种服务，可以进行DNA的测序，我们管它叫做FoundanONE。

FoundanONE是一个测试，可以帮助医生进行测试，它可以通过一个测试来捕捉相关的信息，使得药物可以更加有效，医生就只是画一个勾就可以获得这个解读。也有一家公司做的不是测序，而是写一个报告，这个报告是基于电脑数据写出来的，是一个非常复杂的数据库，但是他们基于这个数据库可以来解读跟癌症相关的信息。

还有一个是我们一直以来没有意识到的，那就是“长寿”，我们要活的更长。我们可以看那些活了120岁甚至更长寿的人是不是有独特的基因？他们可能没有一个独特的基因，而是一系列的基因，癌症、心脏病、任何神经元的问题，所有的疾病都是因为我们的年纪大了，那些长寿100岁以上的人给我们提供了很多可以学习的东西。

2020年的时候我们可以想想这样一个场景，我就在会场拿了一个小的机器，在大家面前晃一晃，说“我现在在找一个姑娘，我想找到我这一生的挚爱，我希望这个人非常健康、漂亮、善良，会对我的孩子好！”这个机器就可以引导着我在人群中走，找到了我会问这个姑娘：“你愿不愿意跟我出去喝杯茶呢？”到时候市场上还可能有这样的扫描机，直接帮助人们来进行决策的制订。

大众参与

有些人他们是在自己的家里或者自己的车库里面来做一些研究，做自己的这些研究其成本是非常低的，我们也建立了Bio Curious，是黑客技术的一个空间，在世界上是第一个，每个人每个月付100元就可以来这个实验室里做各种各样的实验，我们在实验室当中进行课程的教授，这些人他们自己来操作自己的PCR设备，他们可以提取他们自己的DNA进行分析。我们也在支持发明人，我们希望人们可以做一些震撼世界的事情，我们也希望未来几年可以在这儿进行一些生物黑客的培训。

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二、实验教学课程整合

生命科学是一门以实验为基础的自然科学，传统的生物技术实验教学内容主要安排在理论教学内容之后，实验教学地位不明确，其内容大都为重复性验证实验，并且课程之间的相互联系不紧密。这导致许多学生只注重理论知识，对于实际动手操作的重要性认识不足，并且忽视了生物技术各门课程之间的内在联系。为此，我们尝试将实验教学内容进行整合，如将发酵工程中的“工业微生物菌种的选育和纯化”、基因工程中的“工程菌生长曲线的绘制”、酶工程中的“目的蛋白的诱导及SDS－PAGE电泳”相联系，通过对实验课程的精心设计合理安排，不但将各门课程联系到一起，让学生对学到的知识形成体系，同时大大激发了学生的求知欲望和探索精神，对实验课程的顺利推进，起到了良好的效果。

三、开放实验室

建立开放实验室创新平台是促进医学生物技术学科发展的重要举措。目前，大多数院校生物技术实验室开放时间与形式均存在不确定性，即实验课时间开放，其他时间不开放，或是根据教师的科研实验安排开放实验室，这样不符合以学生为中心的实验教学标准。我们尝试面向全体学生进行开放式实验教学，同时开放了医学免疫学实验室、生物化学检验实验室、临床输血实验室等与生物技术相关的医学实验室，鼓励学生自主设计完成实验，从实验的准备到结果的分析，绝大多数工作都由学生自己完成，老师只为学生提供一些必要的建议，解决实验过程中遇到的难题。这样不仅能使实验室的资源得以充分利用，同时培养了学生分析解决问题的能力，并且让学生在自主设计实验的过程中，对所学知识进行更加深刻的理解，真正做到学以致用、用以促学、学用相长。

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生物技术专业旨在培养掌握现代生物学和生物技术基本理论、基本知识和基本技能，获得应用基础研究和科技开发研究的初步训练，具有良好科学素质、较强创新意识和实践能力的生物技术高级专门人才[1-2]。其专业知识结构复杂，涉及面广，交叉背景深，因此对学生的思维能力、学习能力有极高要求。如何提高学生的综合学习能力，培养学生创造性思维和解决问题能力一直是备受关注的问题。本文在比较和分析多种教学方法特点的基础上，初步探讨在生物技术药物这门课程中采用多样化教学方法，为生物技术专业教学改革提供一定客观依据，提高教学质量。

1基于网络平台的互动式教学

传统教学中，课堂上主要依靠教材及教师的板书和讲授，其弊端显而易见。在整个教学过程中，教师为主体，学生完全是被动的，学生在学习过程中缺乏独立思考和主观能动性，对很多知识的理解肤浅，影响教学质量及效果。互动式教学打破了传统教学的弊端，在学生充分参与、自主学习以及师生互动、生生互动的教学过程中，培养学生自主意识和创新能力，提升整体素质。基于MOOC平台的网络教学模式是互动式教学的很好体现[3]。通过该平台，教师可以实施信息化教学，学生能够参与教学而不受时空限制，学生的主动学习能力提高，师生与生生间的互动性加强。此外，还有微信公众号等互动式教学工具，实现教师课前推送教学内容、课上实时答题、弹幕答疑等功能，最大限度促进师生互动。在此过程中不仅帮助学生发现学习中的问题，同时也加深学生对课程知识的理解与记忆。目前常用的网络教学模式使得多元化教学目标得以实现，提升了教学水平。同时，学生的学习不再枯燥，提升了学习兴趣，使课堂得以延伸，教学质量得以稳步提高。

2多学科综合实验教学模式的应用

如今各学科间的知识联系日益紧密，与生命科学相关的交叉学科、边缘学科发展迅猛。生命科学类课程具有较强的实践性，开设实验教学对培养学生的动手实操能力、创新能力和综合能力具有极其重要的意义。但当前生物技术专业的实验教学存在以下弊端：（1）验证性实验以教科书理论为主，忽略学科间的联系，缺乏系统性、连贯性；（2）学生被动实验，缺乏发现问题、分析及解决问题的能力锻炼；（3）各门实验课程自成体系，各课程实验内容和性质相似。针对以上问题，应打破原有实验教学的局限性，建立多学科综合教学模式，将教学内容通过渗透、交叉的方式为相关学科知识创造横向迁移和实践应用的机会，同时，将各学科知识整合到实验教学中。以此，发挥学生的主观能动性和发散性思维，培养独立自主学习能力，为今后学生参与科研活动打下坚实的基础。与此同时，稳定和高素质的师资队伍是高校教学工作的基础。要求教师不仅具备扎实的理论功底，同时具备较强的实验技能，这样才能培养出高水平的生物技术专业学生。硬件和软件同时得到改善，才能提高学科的整体实力，有助于生物技术人才的培养，帮助学生更加深入了解生物技术应用前景，培养学生的创新意识和综合科研素质。

3基于校企合作的实践性教学方法

高校的教学承担着三大责任，即科学创新、服务社会及人才培养，在当今激烈的竞争环境下，探寻符合生物产业需求的人才培养模式，才能真正实现学校教学的基本职能。生物技术专业是一门理论与实践并重的综合性专业，主要是为国家培养应用型生物技术人才，因此对创新能力的培养特别重视。但在传统教学理念影响下，高校教学没有以社会企业的需求为导向，教师也没有生产实践经验，进而导致高校人才培养与生产实际严重脱节，学生毕业之后的实践创新能力严重缺乏，不利于学生将来工作。而校企合作的教学模式是以实践为基础，其必将成为培养应用型人才的有效途径。实施校企合作的教学模式，一方面，学生到与学校建立合作关系的生物医药企业进行学习，增强学生的自信心，提高学生的学习兴趣，同时使学生对生物医药企业的研发生产流程、基本发展趋势有更加深入的了解，为学生将来进入生物医药企业打下坚实的工作基础；另一方面，高校与企业横向合作，可以解决学生在理论学习过程中的一些疑惑，有利于培养学生发散性思维及创新能力；同时，也有效解决了企业在研发过程中面临的各种生产、技术问题，进而有效提高生物医药企业的创新能力。

4PBL和翻转课堂教学方法的应用

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现状与问题

1.缺乏实验环境

生物学是一门以观察和实验为基本研究方法的实验科学，实验教学是培养学生实验技能的必不可少的平台。然而在常规的实验教学中，由于受到条件、时间等限制，对于一些微观实验、实验周期较长的实验或是生物活体实验等，许多教师多采用播放实验录像取代学生动手实验。这样不仅降低了学生学习的兴趣，也不利于学生动手实践能力和探究能力的培养。

2.黑板平移性应用

使用多媒体教学，对于激发学生学习兴趣，活跃课堂气氛，提升课堂容量等方面确实有明显的作用。然而很多教师在使用过程中只是将黑板内容移到多媒体上，将其中的一些内容转化为多媒体资源，虽然可以方便、重复使用板书内容，但是缺乏针对性，不是在分析教学需要的前提下使用的。

解决方法

在充分理解本节课的教学目标的前提下，构建本节课的理想教学模式，分析教学过程中教学重、难点所对应的教学步骤，找出在常规教学手段下哪些步骤或环节实施起来存在困难或教学效果方面存在问题，而信息技术却能很好地解决这些问题，有效支撑教学，即找到整合点。再应用信息技术支撑整合点教学，这样才能实现教学方法的真正创新，最大限度地提高教学质量和效率。具体方法如下：

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1让学生在实验过程中，培养问题意识。

创新始于问题，提出问题是实验探究的开始，创设良好的问题情境，让学生动脑，培养学生问题意识，能有效地激发并维持学生的学习兴趣、探究的激情，有利于培养和提高学生的创新能力。

传统的提出问题方式主要是就书本上已有的问题进行探讨，其实我们也可以把平时课本中的知识变为问题作为实验来进行探究，这样更利于同学们主动对知识的掌握。

例如（1）我们知道细胞膜具有选择透过性，但在学习过程中并没有通过实验来说明，因此我们可以引导学生提出问题“细胞膜果真具有选择透过性吗？”

（2）我们知道西红柿的果肉细胞在未成熟时是绿色的，原因是在果肉细胞中有叶绿体，但在成熟后变为红色，原因是里面有有色体，因此就此现象我们可以提出问题“果肉细胞中的有色体都是有叶绿体转化而来的吗？”

（3）在学习植物细胞质壁分离和复原的内容时，我们知道当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时发生质壁分离，当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时发生质壁分离复原，，通过该知识我们可以提出问题“怎么样测洋葱表皮细胞的浓度呢？”

（4）在学习酶的特性时知道酶具有最适反应温度和pH，我们也可以提出问题“温度和pH会影响过氧化氢酶的活性吗？”

（5）在学习减数分裂时，我们知道是染色体复制一次，细胞分裂两次，我们可以就此引导学生提出问题“染色体数目减半是发生在第一次分裂还是在第二次分裂过程中呢？”

（6）在学习生长素的两重性的作用时，我们可以提出问题“低浓度生长素能促进月季扦插的纸条生根吗？”。

2引导学生自己设计实验，培养学生的设计实验的能力，有利于培养和提高创新的能力。

我们提出的假设必须要通过实验进行验证，这时就需要有明确的实验设计。在实验设计中要列出制定的实验步骤，实验的注意事项以及阐述实验的预期结果，一般用文字或图表来表示。

在实验设计中要注意最关键的有两个方面，第一要控制变量即我们所说的设置对照；另一个方面就是可出可操作性的定义。例如在观察植物质壁分离和复原的实验，人为控制的蔗糖溶液浓度和清水就是自变量，如果使用浓的蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞时出现质壁分离，如果使用清水发生质壁分离复原时，则洋葱表皮细胞质壁分离的发生与复原就是因变量。那这组实验中是否有对照呢？我们制好洋葱表皮细胞的装片后，在自然条件下直接在显微镜下观察其状况就可以作为对照，人为处理后的装片观察到所发生的变化就是因变量了。

接着老师给出观察到什么现象才是发生了质壁分离与复原，这就是可操作性定义，如用蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞中，观察到细胞液泡的两端变为兔形或帽时即发生质壁分离，但是如果是用KNO3和NaCl处理时，则质壁分离的初次发生是在液泡的侧面出现波浪状的现象，如果老师事先不给出可操作性定义，学生会误认为所有溶液处理洋葱表皮细胞后质壁分离现象是一样的。关于可操作性定义在实际教学中老师常常容易忽视。

教师要鼓励和引导学生多观察自然界中的生物现象，放手让他们自己寻求解决问题的思路，自己设计实验方案，独立完成实验操作，这种富有挑战性的学习方式会大大激发学生的好奇心，训练了学生思维的发散性和深刻性，使学生产生探究的兴趣，并在探究中不断地培养和提高创新的能力。

3在探究实验的过程中.对学生提出明确的要求，不断培养学生实验能力，提高学生的创新技能。

在实验过程中要求学生做到以下几点：第一，让学生在实验中认真观察。观察是学习生物的重要手段，也是获得生物知识的首要步骤。在研究中，问题的提出和假设是通过仔细观察产生的，结论也是从实验中的系统观察中获得的。

第二，让学生在实验中学会分析数据从中得出结论。分析实验数据是对实验信息的整理和解读过程。在整理过程中包括用概念图或者是比较表格把获得的信息间的关系表达出来。同时通过解读数据，可以研究对象的发展趋势或通过解读数据揭示事物存在的规律，确定数据是否支持所作出的假设，最后对问题作出答案和解释。结论是对实验研究发现的总结，包括实验结果的意义或提出进一步探究的建议。这样在整个实验过程，从课题的提出、实验方案的设计到实验完成，都是由学生动手、动脑来解决，提高了学生的综合分析问题的能力。

4将现代信息技术（包括摄影、实物投影、录像、放像、计算机多媒体技术和网络技术等）应用于生物实验教学中。

将现代信息技术（包括摄影、实物投影、录像、放像、计算机多媒体技术和网络技术等）应用于生物实验教学中，能解决生物实验教学中存在的很多问题，必将对中学生物学新课改产生深远的影响。当然，利用现代信息技术优化中学生物实验教学还需注意把握现代信息技术与生物学实验的关系。现代信息技术充其量只是一种辅助教学的工具，它应当为实验教学的目标和内容服务。只有适时适当地应用现代信息技术才会促进实验教学质量的提高，从而优化实验教学，起到事半功倍的效果。

总之，生物实验教学对学生创新能力的培养具有极其重要的意义。在生物实验教学中通过不断的创新，不但对学生进行了常规的验证性的实验教育，还增强了学生科学探究的能力，更培养了学生的创新精神和创新能力。【参考文献】

[1]詹萍，甘耀坤，陈凤明.中学生物实验教学中培养学生探究能力的调查与分析[J].玉林师范学院学报：自然科学版，2008，29（5）.

[2]肖俊婷，张海和.实验探究和网络教学整合的实践研究.生物学通报，2004，（1）.

[3]周晋.中学生物教学中的德育[J].河南职业技术师范学院学报：职业教育版，2007（1）.

[4]周奕.IB生物学课程中实验教学策略的启示[J].生物学通报，2010（2）：40～43

[5]赵亚平.中专卫校学生实验动手能力差的调查分析[J].卫生职业教育，2006（5）.

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中图分类号：S565．403．53

文献标识码：A

文章编号：1007―7847(2006)01―0018―06

种质是决定生物遗传性状，并将遗传信息从 亲代传递给子代的遗传物质，含有种质并能繁殖 的生物体即为种质资源。种质资源是人类赖以存 在和发展的基础，它的保存和创新将直接关系到 人类的未来，油菜是世界范围内广泛种植的油料 作物之一，是世界食用植物油和植物蛋白的主要 来源之一，对人们的生活起着举足轻重的作用。 然而，目前我国广泛种植的甘蓝型油菜引自欧洲， 其遗传背景比芸薹属其他物种狭窄，育种和生产 中遗传基础单一的问题十分突出，因此利用现代 生物技术拓宽其遗传基础，扩大其种质资源具有 重要的理论和实际意义。本文主要就胚挽救技 术、原生质融合技术、体细胞无性系变异和基因工 程技术在油菜种质创新中的应用现状作一综述。

1 胚挽救技术与远缘杂交

1.1 远缘杂交

远缘杂交具有能创造新的作物类型、能利用 异属和异种的特殊有利性状、能丰富作物的变异 类型、创造新的雄性不育源、探索研究生物进化等 重要意义。因此，远缘杂交在油菜遗传育种中被 广泛应用，运用传统育种方法进行远缘杂交育种 常常受到有性不亲和性的限制，其主要表现为杂 交后胚不能形成或者胚的发育受阻，从而导致幼 胚易天亡，因此，一般的人工杂交较难成功，只有 极少数在不经胚拯救条件下能获得杂交种。

1．2 胚挽救技术

胚挽救技术是指在受精完成后易发生胚败育 的杂种胚，在其停止发育前将其与母体分离，进行 人工培养而获得杂种植株的技术。根据其外植体 的不同，胚挽救技术包括子房培养、胚珠培养和胚 培养。现在由于试验条件的限制以及远缘杂交胚 比正常胚弱小等原因，很难从子房中直接剥离出 幼胚进行胚培养，并且子房培养与胚珠培养和胚 培养相比，实验操作较为简便，而且能够获得比较 满意的结果，因此子房培养被广泛应用于油菜的 育种实践和遗传研究，3种外植体培养方法目前 不仅是克服油菜远缘杂交不亲和性的主要技术， 同时也是克服芸苔属植物受精后杂种胚败育，提 高杂种结实率的有效办法。当然胚挽救的成功与 否常常与外植体的离体时期和基因型有密切的关 系，早期的育种工作由于受到不亲和性和胚败育 的限制而使许多远缘杂交工作无法开展。胚挽救 技术不仅能在一定程度上克服远缘杂交中的不亲 和性，也使过去人工杂交难于获得杂种的远缘杂 交，获得了杂种，而且极大地提高了获得远缘杂种 频率。此外，它使获得的远缘杂种Fl代能通过无 性繁殖方式保存下来，这为开发利用植物遗传资 源，如培育油菜新品种(系)和新类型，开辟了一条 新途径，从而使油菜与其近缘种、属间的远缘杂交 的研究进程不断得以深入。目前，借助胚挽救技术 已经成功地获得了许多远缘杂交种(表1)，众多的 实例表明，胚挽救技术作为一种育种辅助手段能 够有效地促进远缘杂交种等新种质的获得和保存 。目前，胚挽救技术与传统杂交方式相结合已经成 为远缘杂交进而获得远缘杂种的有效途径之一。

2 体细胞杂交

体细胞杂交又称原生质体融合，是指两种原 生质体间的杂交。它不是雌雄配子间的结合，而 是具有完整遗传物质的体细胞之间的融合。因 此，杂交的产物――异型核细胞或异体核中将包 含有双亲体细胞中染色体的总和及全部细胞质． 当然，由于自然的原因，由杂种细胞再生成的杂种 植株内，染色体数目和细胞器的组成以及其他细 胞质成分还有不同程度的变化，或者由于人为的 控制(如人工诱变)，也会使杂种细胞内的遗传物 质发生变化，从而大大增加了后代的变异，理论 上体细胞杂交可在包括种内、种间、属间、科间甚 至界间的任何原生质体间进行。它能克服有性远 缘杂交育种中的不亲和性，从而获得亲缘关系很 远的体细胞杂种。

油菜的原生质体融合技术始于20世纪70年 代。通过拟南芥菜和白菜型油菜原生质体融合获 得了自然界不存在的属间体细胞杂种――拟南芥 油菜。自20世纪70年代得到萝卜胞质三系后，近年 来，各国科学家广泛开展了原生质融合技术的研 究。目前，体细胞杂交技术不仅被广泛用于油菜的 细胞质雄性不育研究，而且也应用于油菜的抗病、 抗虫、抗逆境等方面的研究。Sikdar采用原生质 体融合技术获得了芝麻菜(E．sativa)与芥菜型油 菜(B.juncea)的属间体细胞杂种。Faleson采用 原生质体融合技术，将甘蓝型油菜的下胚轴原生 质体与芝麻菜(E．sativa)的叶肉原生质体融合，获 得杂种细胞，这些杂种细胞再生形成23个杂种植 株。M．Skarzhinskaya et，al利用B．napus与 LesquereUa fendleri进行体细胞的对称与不对称 融合，均得到了属间体细胞杂种。胡琼等用甘 蓝型油菜(且napus)与诸葛菜、新疆野生油菜进行 体细胞杂交得到了甘蓝型油菜的雄性不育材料。

3 体细胞无性系变异

不经体外选择而在组织培养植株上发生的变 异称为体细胞无性系变异(somaclonalvariation)。 由于组织培养改变了细胞分裂的正常周期，使异 染色质DNA复制更加延迟，从而使带有异染色质 区的染色体在细胞分裂过程中发生断裂、引起染 色体畸变，诱发转座因子，因此，在组织培养条件 下得到的再生植株存在着丰富的遗传变异。这些 变异也许是一种原来自然界不存在的可遗传变 异，可被用于作物的改良。另外，由于组织培养的 环境条件可以严格地加以控制，我们就可以模拟 出各种自然灾害条件，如培养基中NaCl的浓度、 pH值、添加对某些作物危害最大的流行病菌毒素 或者最有效的除诱剂等，组成各种特异性选择培 养基，从而筛选出具有对特殊自然灾害抗性、抗药 性或抗病性细胞系或再生株，为作物遗传改良提 供宝贵的种质资源。

乙酰甲基磺酸(EMS)种子诱变结合根弯曲突 变体筛选法是目前应用较普遍的耐营养胁迫突变 体筛选方法。吴沿友等用呼吸代谢EMP途径 的抑制剂――碘乙酸钠，筛选出经EMS诱变处理 的油菜幼胚培养苗的抗碘乙酸钠突变体，其产量 和含油量分别比对照提高，油分品质提高，耐菌核 病能力增强，成熟期提早。

尽管利用体细胞无性系变异仍存在着细胞和 植株水平变异不一致等局限性，但是其作为一条 安全而有效的创造新种质途径仍有着广泛的潜在 利用价值。

4 植物基因工程技术

基因工程即重组DNA技术，它不是通过一般 传统的有性杂交方法，而是按照预先设计的蓝图， 借助于分子操作技术，将某种生物的基因或基因 组转移到另一种生物中，使后者定向地获得新的 遗传性状，成为新的类型。与传统的有性杂交相 比，转基因技术有如下两方面的显著特点：1)目的 基因来源明确，性状改造预见性强；2)育种年限显 著缩短。转基因技术转移的仅仅是目的基因本身 及相关的选择标记，不涉及庞大的遗传背景，对转 基因植株经过1～2代自交即可获得纯合的转基 因品系，目前在油菜种质创新中，利用基因工程 技术可以改良其蛋白质成分，提高必需的氨基酸 含量，改变脂肪酸组成，培育抗病毒、抗虫等新品 种，从而增加油菜的种质资源。

4.1 获得品质改良的转基因油菜

通常情况下，油菜种子的油脂和蛋白质含量 分别为40％和20％，Stoatiesdijk等利用农杆菌 介导转化油酸减饱和共抑制结构基因，获得了种 子油酸含量分别高达89％、73％转基因甘蓝型油 菜和芥菜型油菜。陈锦清等从光合产物分配 角度，利用反义PEP基因技术创制超油油菜新种 质，成功地选育了转基因油菜超油1号和超油2 号，其含油量分别高达47．84％和52．7％，Vesna 等将拟南芥(Arabidopsisthaliana)的脂肪酸延 伸酶基因fael导入加拿大油菜的栽培品种Hero 中，转基因的植株种子芥酸的含量和油脂的产量 均超过对照。石东乔等将反义油酸脱饱和酶基 因(Fad2基因)导入油菜，获得的转基因油菜种子 油酸含量升高，亚油酸、亚麻酸含量降低，其中油 酸最高含量为68．72％，比对照提高20％以一。

4．2 获得抗除草剂的转基因油菜

将编码除草剂失活酶的Bar基因、Pat基因、 aroA基因(编码5―烯醇丙酮酰草酸酶的一种点突 变基因)导人油菜，可获得对除草剂的抗性。Kumar 等利用农杆菌介导的方法将Pat转入油菜，获 得了抗广谱除草剂2―氨基4－丁酮酸的转基因 植株。目前，加拿大批准的抗除草剂转基因油菜 品种如LG3315、LG3295、NCN92、GT73、GT200等 已进入商品化生产。美国FAD批准了抗草甘膦、 抗草丁膦等转基因油菜进入商品化生产。

4.3 获得抗病转基因油菜

病毒病和真菌病是制约油菜生产的两大病害， “双低”油菜品种，对真菌病害更加敏感。采用传统 的育种方法选育到真正抗真菌病的新品种比较困 难，因此，通过转基因技术得到的抗病毒病、真菌病 的新种质具有重要的理论意义和实践价值。

在抗病毒病转基因油菜研究过程中，一般采 用病毒的甲基因和对病毒具广谱抗性的商陆 pap基因。陈军等利用激光微束穿刺法将 TuMV的甲基因导入油菜小孢子中，成功获得了 转基因油菜。张海燕等以油菜子叶柄为材料， 采用激光微束穿刺法，将损伤诱导型启动子控制 之下的pap导入油菜H165中，经庆大霉素筛选， 获得了抗性再生植株，经检测，pap连同损伤诱导 启动子已稳定整合至油菜基因组中，接种TuMV 的攻毒试验表明，80％的转基因植株未出现病毒 引起的花叶和叶片皱缩等症状。

利用基因工程手段进行的抗真菌病研究，一 般采用β-1，3葡聚糖酶基因及几丁质酶基因，张 丽华等将几丁质酶单基因或几丁质酶和β1，3 葡聚糖酶双价基因导入甘蓝型油菜，均获得了 H165抗菌核病材料。

4．4 获得抗虫转基因油菜

目前主要利用苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)即9J毒素蛋白基因转移到油菜中， 苏云金芽杆菌的某种杀虫性细菌能够合成某些昆 虫致死的蛋白质，从而获得抗虫的转基因油菜。 官春云等采用农杆菌介导法和子房注射法成 功地将将BT毒素蛋白基因转入甘蓝型油菜品种 湘油13号，选育了遗传稳定的优质抗虫油菜新品 系。该品系对菜青虫有明显的抗虫性，菜青虫存活 率明显降低，不足20％，而对照存活率高达70％。 此外，菜青虫取食速度降低、成蛹体重减轻，中高 龄幼虫历期延长，品系抗虫优势十分显著，李学宝 等利用农杆菌介导法将抗虫基因cry／A／导入 油菜，也获得了油菜抗虫转基因植株，并对其抗性 和后代株系进行了分析研究。

4．5 创造新的油菜雄性不育系、恢复系和保持系

利用常规的育种方法来选育不育系存在周期 长，见效慢，不育基因单一，对环境因素影响敏感 等问题，远不能满足生产发展的需要．通过基因 工程创造油菜雄性不育系及其恢复系可以缩短育 种时间。有效地解决常规育种手段的局限性。目 前利用基因工程创造雄性不育系主要是利用花粉 发育的特异启动子与外源基因连在一起，构建成 植物表达载体，转化油菜来阻断花粉的发育从而 达到雄性不育的目的。Mariani等将编码核糖 核酸的基因置于TA29启动子(花药绒毡层特异 表达启动子)控制之下，构成嵌合基因，并使嵌合 基因与Bar基因(抗除草剂PPl)连接一起转化油 菜。TA29在花药绒毡层特异表达，导致花粉败 育。从而获得油菜雄性不育系，恢复系为转核糖核 酸酶抑制剂基因，保持系为非转基因油菜品种，保 持系与不育系杂交后代的分离，可通过除草剂进 行筛选(不育系抗PPT)。

5 转基因油菜新种质的安全性分析

转基因植株的安全性主要包括食品安全性和 环境安全性两方面．食品安全性是指人们食用转 基因食品后，尽管其中绝大部分DNA已降解，并 在肠胃中失活，但极小部分是否会有安全性的问 题。转基因所使用的抗生素抗性筛选基因对人体 健康可能造成的不利影响，目前人们认为这些可 能性都比较小，标记基因导致治病时抗生素不起 作用的风险也可以忽略不计。转基因的环境安全 性主要指基因漂流或基因扩散，转基因可能转移 到杂草，产生抗除草剂的超级杂草；或者向其他作 物转移，改变其性状，从而对生态环境和生物多样 性造成潜在的危害性，宋小玲等用3种类型油 菜(Brassica slop)和野芥菜(且扣ncea var gracilis Tsen ecLee)杂交，发现白菜型油菜向野芥菜的基 因漂流可能性最小，甘蓝型居中，而芥菜型极易向 野芥菜发生基因漂流。另外，他还发现抗除草剂基 因油菜的抗性基因向诸葛菜漂移的可能性小。 S．I．Warwick et al发现从转基因甘蓝型油菜向 蓝花子和新疆野生油菜漂流基因的可能性非常低 (

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食品生物技术课程教学模式单一。当前，中职院校的食品生物技术课程的创新并没有真正考虑到理论与实践环节。缺少情景教学，还是只注重理论轻实践的模式。食品生物技术作为一门强理论性的课程，如分子生物学、基因工程等部分的内容理论抽象、难懂，传统的黑板教学的模式并不能达到目的。为教师授课还是中规中矩，按照课本的知识给学生进行大满灌式的上课模式，教学模式单一，不能激发学生的学习热情和积极性。

食品生物技术课程评价考核体系不健全。对于当前中职院校中学生学习情况的评价，还是凭一张试卷来评判一个学生的学习成绩。同时，大部分学生也认为对于本课程的学习以后，完成老师布置的作业、有重点的复习考试以后就能得到相应的学分。除此之外，中职院校的食品生物技术课程考核体系不健全，不能够有效的促进和督促学生的学习，并且不能够使学生把主要精力放在本门课的学习上。

缺乏先进的教学设备。就国内而言，很多中职院校的教学资源相对较少。对于一些先进的计算机、多媒体、教学仪器或设备相对较少。这就对于本来很抽象的食品生物技术学科来说，一些抽象的生物技术表述在传统的教学课本中很难使学生完全明白，教学创新遇到很大的阻碍。随着现代生物技术的快速发展，学生很少能获得最新的食品生物技术的发展现状。这就制约了中职食品生物技术课程的创新改革的脚步。

中职食品生物技术课程教学创新的措施

完善教学模式、激发学生的兴趣。对于不同教育类型的学生来说，学生的学习水平、学习习惯、学习基本情况等方面都会存在不同的差别。对于中职教育中的食品生物技术课程来讲；大满灌的教学模式已经不能满足不同层次的学生的需要。它既不利于学生的思维和学习兴趣的培养，也无法让学生从教学中获得满足感。因此，中职教师需在教学方法、教学目标等方面对于不同层次的学生进行不同的教学模式和方法，满足不同层次学生的学习。除此之外，食品生物技术不光只停留在理论教学中，教师需要完善教学形式，可以增加一些实践教学环节，使学习更加接近于生产实践，这样不但可以使学生学习到专业的理论知识，又能使他们加强动手实践能力，激发学生的学习热情和信心。

加强教学评价、促进学生学习。有效对学生的学习情况进行评价是中职教育工作中不可缺少的环节，也是开展不同教学内容的有力保障。中职食品生物技术学科的评价机制可以采用形成性和终结性评价结合的评价机制，其中以形成性评价为主。采取作业布置、沟通、实例分析等评价方法进行，让其占总成绩的65%；终结性评价采用闭卷考试的形式进行，占35%。食品生物技术形成性评价过程中不仅要重视知识和能力的增进。同时，还要重视学生的情感和价值取向在学习中的运用。综合考核学生的协调能力与合作能力、分析解决问题的能力以及创新性能力。