生物工程与生物技术的区别
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生物工程与生物技术的区别范文第1篇
关键词：生物技术概论；授课内容；讲课方式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）38-0158-02
《生物技术概论》是生命科学领域的基础性课程，也是生物技术基础知识和前沿科学相结合的综合性课程。该课程通过向学生讲授基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等原理和研究方法，使学生了解现代生物技术与传统生物技术的区别及现代生物技术发展趋向，初步掌握生物技术在医药卫生、能源、环境、食品及工农业领域的科学应用，为学生将来从事与生物技术相关的工作打下基础，并使其具备向生物学其他相关领域发展的基础知识，如生物工程、生物制药、食品加工、作物分子育种、动物育种等，让学生在将来的学习和工作中有更大的选择和发展空间[1]。
作为生物技术系学生的必修专业课程，《生物技术概论》课程内容难度较高，综合性较强，学生在学习过程中的困难也比较多。而且在我校又是新开课程，面临的问题更多。通过几届学生的学习，作者有以下几点的心得体会：
一、适时选择授课内容，控制课程内容深度
生物技术概论是涵盖整个生物技术领域的一门课程，课程内容十分广泛。我校选取的课本是由宋思扬、楼士林编写的《生物技术概论》（科学出版社，第三版），该书全面介绍了现代生物技术的概念、原理、研究方法、发展方向及其应用领域。内容涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程以及生物技术在农业、食品、医药、能源、环境保护等领域中的应用，同时还概要介绍了对生物技术发明创新的保护以及生物技术的安全性等。全书几乎涵盖了整个生物技术领域的所有内容，就一般院校的计划学时来说很难一一讲解。针对这种情况我们在授课时对内容进行了整合和删减，侧重结合专业特点，对部分教学内容做适当拓展与延伸，以期达到更有效的教学效果。
我校属医学院校，生物技术学生的专业方向是制药方向，因此在授课时加重了与医药相关部分的内容讲解。比如在介绍细胞工程时，学生重点掌握的是动物细胞工程。而对植物细胞工程比如人工种子的研制、单倍体的诱发，只求学生能够有初步的了解。而在讲解生物技术应用时着重介绍了生物技术在制药和医学领域方面的应用，在讲解时授课老师先搜集生物技术药物的最新进展和最新的基因诊断和治疗方面的技术，配合动画、影音，务求能让学生能直观和深刻地了解这一方面的知识。
另外生物技术概论属于承接学生专业基础课（生物化学、细胞生物学）和专业课（基因工程、细胞工程等）性质的课程。在授课内容选择上我们还需要考虑到虽然生物技术概论中已经包含了四大工程的内容，但学生还将分别对这几个工程进行专项的学习。因此本门课程的授课目的是让学生理清整个生物技术脉络，做到深入浅出。
目前的生物技术发展迅速，各种各样的新技术、新方法层出不穷，不可能一一进行介绍。因此需要结合学生实际需要，有选择地进行讲授[2]。本校将生物技术概论安排在大三上学期讲授，学生已经有了生物化学、细胞生物学方面的基础，比如：
二、教学方式的改变
1.采取互动式教学。生物技术的发展速度十分迅速，尤其是它的应用更是非常广泛，很多应用与实际生活息息相关。因此备课时除了书本知识外，还需要授课老师广泛查阅文献资料，力求把最新、最热的生物技术资讯传递给同学。在某些章节也可让学生结合课本，查找文献，自己完成课程的讲授。通过这些既让学生加深对知识的掌握，刺激了学习的积极性，老师也可以获得更多的授课资源，一举两得。
在备课中还注意收集图片、动画和影音，力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂，让学生易于理解，激发学生学习积极性；老师讲授知识的同时，也应注意调动学生的积极性，适时进行提问，及时了解学生对所学内容的掌握情况，促进学生课后复习[3]；针对大家关注和容易引起争论的问题，适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后，组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论，让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时，再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识，看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度，取得了很好的效果。
2.以问题为导向，启发性教学。生物技术是一门实践性和科研性较强的学科，因此在课程讲授中就要有意识培养学生的科学态度和科研思维能力，锻炼学生自主思考问题的能力。如在讲授转基因技术时，就让学生对目前社会上针对转基因的几种不同的观点进行思考。转基因技术的意义究竟在哪里？它是一种工具还是一种武器？如何建立完善的评估体系能有效规避转基因技术的风险？通过这些问题的设置，让学生对讲授的内容有更深层次的思考和理解。
另外在讲解完生物技术四大工程等理论性较强的内容后，可以结合医学院校特点，在讲解基因治疗时设置几个具体病例，如腺苷脱氨酶（ADA）缺乏症和乙型肝炎，先让学生寻找不同病例的治疗方法，通过治疗方法的比较让学生掌握基因治疗和普通治疗方法间的区别。
三、加强双语教学的比重
双语教学是授课发展发展的必然趋势，但双语教学涉及教师和学生双方面的因素，是一个循序渐进的过程。学生的英语水平参差不齐，对双语教学的接收程度也不一，不能因为一味强调双语教学而挫败了学生学习的兴趣，只有根据不同的情况实时调整，找出合适的教学方法，才能够真正发挥双语教学的优势[4]。
我校已经有很多课程部分采用双语教学，针对生物技术概论的特点我们加强了双语教学的比重，采用“混搭式”教学方法，在授课时将部分课件和参考文献完全替换为英文原版。采用双语教学和原版教材搭配，能使教师快速了解该学科最新的科研成果和发展动态，并且使得学生们在掌握专业知识的同时，能够提高外语听、读、写能力，最终达到能自如地看英文文献和用英文进行学术交流。在今后的课程中我们还将安排学生自己完成英文多媒体课件的制作，加深对知识点的了解。
四、课程发展趋势
现代生物技术已经应用于当今世界高新技术产品的主要领域，尤其在医学和药学上的应用也更为广泛。很多非生物专业学生也对现代生物技术方面的知识产生了浓厚的兴趣。因此为适应现代社会发展、科学技术发展的需要，同时也为了满足不同学生的要求，使学生的兴趣爱好、专业特长得到发挥，今后可以将《生物技术概论》作为一门非生物专业选修课针对全校学生进行讲授，加强相关知识的普及[5]。以上是我根据《生物技术概论》几年的讲授所总结出的一点浅显的看法，希望能给其他生物技术相关课程的老师一些借鉴。
总之，我们在教育中力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂，让学生易于理解，激发学生学习积极性；老师讲授知识的同时，也应注意调动学生的积极性，适时进行提问，及时了解学生对所学内容的掌握情况，促进学生课后复习；针对大家关注和容易引起争论的问题，适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后，组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论，让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时，再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识，看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度，取得了很好的效果。
参考文献：
[1]宋思杨，楼士林.生物技术概论（第三版）[M].北京：科学出版社，2007：1-5.
[2]薛金爱.浅析《生物技术概论》的教学实践[J].山西农业大学学报，2006，（6）：224-225.
[3]王国霞，赵奇，杨玉珍，等.《现代生物技术概论》教学改革与实践探索[J].宁夏农林科技，2012，（53）：119-121.
生物工程与生物技术的区别范文第2篇
关键词高级生物化学教学理论创新实践
在工科院校中，“高级生物化学”是微生物学、发酵工程和生化与分子生物学专业研究生的重要基础课程，是连接“生物化学”和“分子生物学”的桥梁。它既是本科“生物化学”课程的提高和深华，又是研究生阶段“分子遗传学”、“分子生物学”等课程的基础。课程的目的是强化和拓宽研究生生物化学的基本理论知识，多角度地认识生物化学的基本原理和现象，并在此基础上强化生物化学的实验理论、技能和分析能力，为研究生研究实验设计的合理性奠定基础。在工科院校中，“高级生物化学”课程主要涉及蛋白质结构功能、蛋白质稳定性、蛋白质合成与运输、基因与基因组学、蛋白质组学、代谢组学等章节的内容。近年来，生物化学领域的新进展、新发现层出不穷，高级生物化学成为生命科学领域极其活跃的带头学科。对于一些应用型的工科院校，高级生物化学课程将蛋白质化学和组学相关的基础理论及前沿进展传授给学生，培养善于理论学习，长于工程实践，勇于集成创新的应用型生物技术人才。
1教材中英文结合
目前高级生物化学学科发展迅速，新知识新技术不断更新换代。目前唯一的高级生物化学教材是李关荣主编的高等学校规划教材《高级生物化学》，①内容涉及蛋白质结构、功能、寻靶、基因与染色体、基因技术、生物膜与跨膜转运、生物信息转导、基因表达调控、代谢调节策略等，偏重理论知识的讲授。相对高级生物化学，生物化学课程的教材则很多，包括王镜岩主编的《生物化学》②(高等教育出版社，2002年出版），于晓虹主编的《生物化学》③（浙江大学出版社，2012年出版，面向21世纪精品课程教材，全国高等医药教育规划教材），刘国琴主编的《生物化学》④（中国农业大学出版社，2011年出版）等。王镜岩主编的《生物化学》内容全面，讲解细致，一直作为本科教学的典范，在本科院校的生物化学课程中广泛采用，但作为工科院校的研究生教材，该教材一来与本科教学重复，二来内容过于基础，缺乏前沿性。于晓虹主编的《生物化学》，内容着重阐述人体基础生物化学知识，为远程专升本教材，内容与本科教材有所区别，编写着重符合这专升本学生的需要，不适合作为研究生的教材。刘国琴主编的《生物化学》是面向生物学专业本科生编写的理科教材，内容包括三部分：首先，重点讨论了蛋白质、核酸、酶、糖类和脂质等生物大分子的结构、功能以及结构与功能之间的关系，同时介绍了这些生物大分子的重要生物化学性质及相关分离、分析技术的基本原理和应用特点；其次，对糖类、脂质、氨基酸、核苷酸的分解代谢和合成代谢及其代谢调节进行了系统、概要介绍；最后，主要以原核生物为例讨论了从DNA到RNA再到蛋白质的遗传信息流的分子机制。该教材内容上和王镜岩主编的《生物化学》有相似之处，适合选作生物学专业和生物技术专业教材，也适合生命科学相关学科，如医药、食品、农林等领域本科生使用。除了以上教材，DavidHames编著，王学敏等翻译的《生物化学》⑤（第3版•中译版）全书共13章，分别是：细胞结构与成像、氨基酸与蛋白质、酶、抗体、生物膜与细胞信号、DNA的结构与复制、RNA合成与加工、蛋白质合成、重组DNA技术、糖代谢、脂质代谢、呼吸和能量、氮代谢。该书属于精要速览系列丛书，是国外畅销教材，该书结构新颖，视角独特，重点明确，脉络分明，图表简明清晰，适合作为工科院校研究生教材。同时，由于研究生教学对于英语的阅读能力也具有较高要求，因此还可配合英文版作为课外阅读教材，也便于双语教学和国外客座教授的讲学。
2教学模式以启发式引导为主线
高级生物化学是一门抽象的学科，因此在教学中加入形象生动的flas，使学生对生物化学相关蛋白质、核酸等结构与功能的关系、分子作用机理等概念的理解更为深入；同时通过大量生物化学相关小电影的优美画面引起学生对该课程的浓厚兴趣。在课堂教学导入部分采用老师提问学生回答，通过案例进行启发教学的模式，在此环节，提问可引发学生自主思考，通过学生的各种答案教师引出需要讲授的内容，该方法可大大调动学生的学习积极性。在整个课堂教学中，摒弃传统的以教为主的模式，把学放在首位，对特定原理的学习采用探究式教学的方法。在老师讲解基础知识的基础上，引入课堂讨论环节，议题与生物化学基本理论和概念充分结合，与本学科的发展与应用紧密联系，通过对前沿问题的讨论可激发学生的兴趣并发挥主观能动性，为进一步的深入学习奠定良好的基础。在课堂讨论环节，老师可安排讨论的题目供学生选择，也可由学生根据兴趣自由选题，然后公开宣讲，老师和同学既是听众，也是讨论的参与者，通过提问、讨论和解决问题，拓宽学生的眼界和思路。老师应及时对讨论过程进行点评，一方面充分肯定学生显示的创造性思维能力，一方面对思维中的不足进行纠正。课堂讨论环节可培养学生创新创造、分析解决问题的能力，同时也促使老师自我知识不断丰富和补充。与此同时，将学术报告引进课堂，每个班级的生物化学课程均邀请1~2位国内外生物化学领域的知名专家为研究生做学术报告。这些多样的学术报告，既让研究生了解了生物化学学科的前沿进展，又让学生有了学术交流的机会，还可培养学生的科研思维和科学精神。
3充分利用网络资源
高级生物化学的发展日新月异，互联网累积了海量的生物信息资源，将对我们的教学工作起到非常重要的作用。在高级生物化学课程的教学中强调互联网资源运用的重要性，通过学生网络应用的亲身体验唤起学生的求知欲，在课堂教学过程中，对常用数据库进行介绍，提高学生信息收集和辨别的技巧和能力。例如，目前大多数的蛋白质序列结构和功能方面的信息都可以直接从网络公共数据库中得到，其中最常用的核苷酸序列数据库包括GenBank、EMBL、DDBJ等，这些数据库中还同时包括了大量与序列直接相关的注释信息，方便学生从中获得需要的知识。另外，蛋白分析专家系统ExpertProteinAnalysisSystem可为用户提供大量蛋白质信息资源。因此，在高级生物化学的教学中首先详细介绍一些数据库的使用方法，再通过具体举例使同学掌握基本的查询方法和结果分析方法，并通过布置课后作业，使学生通过自己的实践更好地掌握数据库的运用方法。
4开放式实践教学贯穿始终
高级生物化学的理论知识相对比较抽象，对于初涉该专业的研究生而言较难理解，在理论教学中穿插大量实例是达到良好教学效果的必由之路。首先在教学过程中加入教师亲身经历的实验事例，例如根据工科院校背景重点讲解酶制剂的分子改造实例，使学生通过实例学习更好地掌握该课程的精髓，提高分析解决实际问题的能力。在实践教学方面，由于在本科阶段生物化学课程的讲授中已按排了生物化学基本单元操作实验，如蛋白质的两性反应和等电点的测定、凝胶过滤层析测定蛋白质的相对分子质量、总含氮量的测定—微量凯氏定氮法、紫外分光光度法测定核酸含量、糖化型淀粉酶活力的测定及、酶作用的专一性、酶的激活和抑制、碘乙酸抑制糖酵解、底物浓度对酶活性的影响—蔗糖酶米氏常数的测定、蛋白酶活力的测定、酵母蔗糖酶的纯化及其酶性质的研究等。因此在高级生物化学的实践教学中，不再安排单独的实验单元操作，而采取开放式实践教学模式，即选定相关学院生物化学方面相关老师所在的实验室作为开放实验室，对有兴趣的学生进行时间、空间、内容和方法均开放的培训，通过一些小实验的自我设计和验证激发学生的学习热情，以达到更好的教学效果。同时通过开放性实验，使研究生对于整个实验的设计和操作更为理解，可为研究生进一步的课题选择奠定基础。
5结语
高级生物化学是生物工程相关专业硕士研究生的一门基础课程，为培养生物技术专业人才的创新性和综合能力奠定理论基础。该课程涉及生物化学的抽象理论，同时和实践常识相关里，对于培养学生的创新性和开拓精神是非常有帮助的。通过对教材、教学模式等方面的改革，可在教学过程中把最新的信息、方法向学生展示，从而开拓学生的视野；还可以通过互动教学，充分调动学生积极性，培养了学生的综合能力。同时通过实验内容将理论知识变为感性知识，充分提高学生的学习兴趣。
注释
①李关荣.高级生物化学[M].重庆:西南师范大学出版社,2010.②王镜岩.生物化学.北京:高等教育出版社,2002.
③于晓虹.生物化学.浙江:浙江大学出版社,2012.
④刘国琴.生物化学.北京:中国农业大学出版社,2011.
生物工程与生物技术的区别范文第3篇
关键词：生命科学；开放式讨论教学；案例分析
生命科学是研究生命活动的本质和发生规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的学科。近年来，生命科学研究的新方法、新技术的不断涌现为解析各种生命现象构建了研究平台，使科研人员从分子、细胞、个体和群体各层面深入探讨生命活动的基本规律成为现实，促进了生命科学领域中一系列观念和认识的更新［1］。与此同时，生命科学领域基础研究的进步也促进了应用，其成果正在以前所未有的速度向农牧渔业、能源工业、环境保护、食品轻工和医药卫生等多个方面渗透，产生了巨大的经济效益、社会效益和环境效益［2］。因此，目前高校生命科学相关的专业课程中既包含基础理论又包含技术手段，既包含研究前沿又包含应用进展，内容丰富、信息量大、逻辑性强。在当今以素质教育和创新型人才培养为核心的教育思想指导下，生命科学相关课程的教学过程中应采取灵活多样的教学方式，帮助学生夯实基本概念，掌握前沿进展，培养创新意识，适应现代化建设和未来社会发展的需要。传统的课堂授课方式以教师主动讲述、学生被动接受为主。这种授课方式教师讲授偏多，学生主动性发挥不足，从而导致学生对部分知识点掌握的深度和广度受到限制，仅停留在熟练记忆的层面。近年来，笔者对生命科学专业课程教学方式进行了初步的改革尝试，将教师讲授式授课与开放式讨论授课相结合，注重对学生的学习方法、思维能力、综合素质和创新能力的培养，产生了积极的反响。我们在学期伊始便给学生介绍与本课程相关的参考书、期刊和网站，教授学生查阅中英文相关文献的方法，随后将与课堂教学内容密切相关的知识延伸、科研进展、研究方法等作为小组（每小组学生4～6人）讨论题目布置给学生。学生通过在课下查阅文献、积极思考和相互交流等方式深入认识讨论题目，并在课堂上以视频、PPT和presentation的方式向全班同学展示。而小组展示过后，教师会引导学生对所讲内容展开讨论并对讨论内容进行归纳总结。同时，教师根据学生报告情况予以打分，并按一定百分比计入期末成绩。下面笔者以生命科学专业的骨干必修课“细胞生物学”和专业必修课“植物生理学”为例，阐述如何在生命科学专业的教学中引入开放式讨论教学模式，引导学生深入探究生命科学理论的内涵。
一、开放式讨论教学应用于“细胞生物学”课程教学的案例展示
细胞作为有机体结构与生命活动的基本单位，既是生命科学发展的生长点，又是生命科学发展的汇聚点。细胞生物学是在显微、亚显微和分子水平研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，是当代生命科学的重要基础学科。目前，细胞生物学的研究日益深入，已成为21世纪生命科学研究的重要领域。“细胞生物学”课程既是北京林业大学生物科学与技术学院理科基地生物科学专业的重要主干课程，也是生物技术专业重要的专业基础课程。
（一）通过开放式讨论教学引入最新科研进展内容
“细胞生物学研究方法”是“细胞生物学”课程中承前启后的一个章节，该章节从细胞形态的显微观察、细胞及其组分的分析、细胞培养与生物工程、细胞及生物大分子的动态变化等几个方面介绍了有关细胞生物学的研究方法。其中关于细胞形态的显微观察，课本中主要介绍了光学显微镜、荧光显微镜、激光共聚焦显微镜和电子显微镜的原理和使用方法。这些显微成像技术可以帮助研究者从分子和细胞等微观层面观察生命过程中的变化，揭示生命活动的物质基础和动态规律。近年来，科学家们不断尝试，实现了突破衍射极限的光学显微成像，即超分辨荧光显微术［3］。2014年诺贝尔奖即授予了其中两种超分辨率光学显微镜的发明者———受激发射损耗显微术（以下简称为STED）的发明者StefanW．Hell和光激活定位显微术（以下简称为PALM）的发明者EricBetzig、WilliamE．Moerner。由于教材内容篇幅的限制以及修订和出版时间的周期性，这一重要内容并没有被及时收录在内。于是，我们选择这一部分内容作为开放式讨论教学内容。首先，教师为学生强调衍射极限的概念，从成像的角度来说，衍射极限影响下的显微成像系统只能分辨有限小的细节，一般在200nm到300nm之间。德国物理学家ErnstAbbe发现了这一现象，并将其公式刻在自己的墓碑上。在教师的引导下，学生们播放了在网上查找到的诺贝尔奖获得者的采访视频和超分辨率显微术动画，激发大家的学习兴趣；另一组学生则通过PPT和presentation展示了STED和PALM技术的原理和特点。随后，教师通过设立以下问题引导学生展开讨论：相对于传统光学显微术，STED显微术和PALM显微术通过何种方式突破了刻在墓碑上的公式———光学衍射的极限，实现了在纳米级对生物大分子和细胞结构进行清晰成像。最后，教师对学生讲述中提到的多种超分辨率显微镜的优势和不足加以补充和总结。通过这次讲述和讨论，学生们增长了知识，开拓了视野，知道了超高分辨率显微镜通过多种技术革新大大提高了人们对细胞内大分子物质定位和功能分析的观测尺度，深刻理解了显微镜是认识复杂生命现象的窗口这一观点。由上述案例可知，通过开放式讨论教学可将更多的研究进展融入到课堂教学中，更新和充实基础理论。
（二）通过开放式讨论教学将理论与实际应用相结合
“细胞增殖调控与癌细胞”是“细胞生物学”课程中备受学生关注的一个章节。细胞增殖是生物繁殖和生长发育的基础，是受到高度严格调控的细胞生命过程。在细胞增殖中任何关键步骤的错误，都有可能引发严重后果。在动物体内，异常旺盛增殖的细胞会发生癌变转化为癌细胞，对生命安全造成严重威胁。“细胞生物学”课程中大多数章节理论性较强，知识较为抽象，然而“细胞增殖调控与癌细胞”一节与每位同学的身体健康密切相关，学生们有着强烈的学习兴趣和探索欲望。因此，我们借助学生的学习兴趣，将癌细胞的形成与特征部分作为开放式讨论教学内容。首先，教师为学生概述癌细胞的定义和与细胞增殖调控的关系。紧接着，有学生讲解癌细胞的基本特征及肿瘤的发生过程，另一组学生讲解肿瘤发生的细胞信号调控网络以及目前针对特异信号通路的癌症治疗靶向药物。随后，教师通过设立以下问题引导学生展开讨论：癌症的发生与环境因素是否密切相关？癌症是不是遗传性疾病？癌症是不是可以称为老年疾病？癌症的产生除了基因突变，有没有其他遗传机制的参与？等等。最后，教师对学生讲述中提到的癌基因、抑癌基因和生长因子等重要知识点加以强调和深化。通过这次讲述和讨论，学生不但对课本知识理解得更为深刻，也真正认识到细胞生物学与人类生活的密切关系，以及细胞生物学在解决人类所面临的重大健康问题中所发挥的重要作用。由上述案例可知，通过开放式讨论教学，可以将与理论知识密切相关的实际应用融入课堂教学中，激发学生的学习兴趣，促使学生积极主动地学习和运用知识。
二、开放式讨论教学应用于“植物生理学”课程教学的案例展示
植物生理学包括植物生命活动过程中物质代谢、能量转化、信息传递及由此表现出的形态建成等多方面内容，是从不同层次、不同水平、不同角度探索研究植物生命活动规律及其与环境相互关系的科学。植物生理学既在基础研究领域探究相互联系、相互依存、相互制约的生命现象本质，又为农业和林业生产实践提供了理论指导和技术支持。正是因为“植物生理学”课程的重要性，这门课程成为北京林业大学生物、林学、园艺和水保等多个专业的专业必修课程。
（一）通过开放式讨论教学展示多种技术手段
“植物矿质与氮素营养”是“植物生理学”课程中介绍植物生命活动横断面中的一章，围绕高等植物矿质元素的概念及生理作用、矿质离子跨膜运输的机理、植物根系吸收养分的过程和特点等几部分展开讲述。膜片钳技术和非损伤微测技术均可用来测量和研究生命体外微环境中的离子／分子流，在植物矿质元素转运研究中均获得成功应用［4］。膜片钳技术利用微玻管电极接触细胞膜，对膜片上离子通道的离子电流进行监测记录，从而反映单个或多个离子通道的分子活动。非损伤微测技术利用选择性电极，可在保证被测样品完整性和近似实际生理环境状态下，对进出样品的各种离子／分子流进行三维、实时和动态的测量，从而获得离子／分子流的浓度、流速和运动方向等多方面信息。我们将这两种研究植物矿质元素转运的重要技术的比较作为开放式讨论教学的内容，作为该章理论知识介绍的补充。首先，教师为学生讲授膜片钳技术和非损伤微测技术的历史由来，再由一组学生讲解膜片钳技术的原理、特点和应用举例，而另一组学生讲解非损伤微测技术的原理、特点和应用举例。随后，教师通过设立以下问题引导学生展开讨论：膜片钳技术和非损伤微测技术相比，分别有哪些优势和劣势？应该应用在哪些不同的领域？最后，教师为学生们讲述现实中两种技术的应用并加以总结，指出膜片钳技术是研究植物细胞膜离子通道的传统工具，但非损伤微测技术可以使植物矿质离子转运研究更加深入和丰满。通过这次讨论和讲述，学生们在明确植物矿质元素转运、吸收和生理功能等理论的基础上，进一步了解了进行上述理论研究的技术手段，做到了知其然，也知其所以然。由上述案例可知，通过开放式讨论教学，可以有的放矢地加强学生对研究方法和技术手段的学习。
（二）通过开放式讨论教学锻炼学生科学思维的能力
“植物生长物质”是“植物生理学”课程中内容相对独立的一章，主要介绍多种植物激素和植物生长调节剂的生物学功能。在这一章中，教师不但需要为学生介绍生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等5大类经典激素，还需要为学生讲解油菜素内酯、茉莉素、水杨酸、独脚金内酯等4大类新型植物激素。每种激素都需要围绕激素的发现与种类、分布与运输、合成与降解代谢、生物学功能和信号传导途径等多方面进行讲述。我们希望学生在听教师讲授完其中8大类植物激素的相关知识后融会贯通、举一反三，对最后一种也是最新的一种植物激素———独脚金内酯展开开放式讨论。首先，教师向学生强调植物激素的定义和特征。紧接着，一组学生讲解独脚金内酯的发现和分布、结构和合成，而另一组学生讲解独脚金内酯的生物学功能和信号传导。随后，教师通过设立以下问题引导学生展开讨论：独脚金内酯的各种生物学功能中，哪些是与其他激素的生物学功能协同作用，哪些是与其他激素的生物学功能相拮抗的？独脚金内酯的信号传导途径与哪些激素的信号传导途径具有相似性，而不同之处又在哪里？最后，教师对独脚金内酯的各种信息进行梳理，加深学生对植物激素特征和生物学功能的理解。通过这次讨论和讲述，学生们可以从对每种激素具体细节的领会中跳出来，对植物激素从最初合成到最后发挥生物学功能的一系列过程加以宏观把握。由上述案例可知，通过开放式讨论教学，可以锻炼学生的科学思维能力，引导学生由个别到一般、由局部到全面，独立有序地完成教学内容。通过上述“细胞生物学”课程和“植物生理学”课程中多个教学案例可以看出，开放式讨论教学可以补充讲授型课堂教学的不足，帮助学生在教师的指引下进行积极而独立的思考和自主而深入的学习，了解科研进展，知晓实际应用，掌握研究方法，锻炼科学思维，培养创新意识。
参考文献
［1］张道民．对生命科学前沿问题的几点思索［J］．前沿科学，2010，4（14）：26－32．
［2］熊国梅．生物工程技术的发展对社会经济发展的影响［J］．教育教学论坛，2012，45（38）：171－172．
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生物工程与生物技术的区别范文第4篇
随着适用性研究和开发的进展，人们可以发现许多经济上可行的方案来满足整个地球的需求。该"设想"确定了方向和相应的规划，采取措施建立利用植物系统中能源和碳源的可再生资源基础。面临的挑战是严重的，但机遇也是难以衡量的。人类可以适应变化，但必须接受所面临的挑战。序言中从两方面进一步阐明“设想”提出的背景：
1、界定植物/农作物基资源
植物/农作物基(有时用生物基bio-based)资源是指来自于一定范围的植物系统，主要是农作物、林产品和食品、饲料和纤维工业加工过程中的副产物。它们可以通过一年生的作物和树种，多年生植物和短期轮作树种等途径在一个较短的时间内再生。石油化学品原本也是以植物为基础，其基本分子为烃类。植物/农作物基可再生资源当前所用的大量基本分子是碳水化合物、木质素和植物油。也有一些量少高值的分子是来自二级植物新陈代谢。另一个主要区别是烃类及其提取系统已经开发并加工处理其所需要的原料型产品，而植物基可再生资源在某些程度上虽然也被认定，但某种植物会含有某种资源，加工后会留下什么，尚未完全搞清。
最近生物技术进展可以改变植物成分和酶提取系统，这就为现在需要的化学产品和新型中间人体及产品制造提供了新的经济机遇。据统计，美国的森林、耕地、牧场等面积约22.46亿英亩(1英亩=0.405公顷，下同)，其中主要农作物的种植面积有4.24亿英亩，可以生产大量植物/农作物基资源。过去50年，这类资源的重点主要是面向食物、饲料和纤维生产。
2、烃类经济
20世纪后期，世界经济发展很快，生产增长率有很大提高，尤其是各发达国家，一些发展中国家也不断增长。成功的增长和发展过程中起主要作用的是烃类经济。自20年代以来，矿物化石燃料的采取和利用提供了人们当前所享受的经济效益和生活水准。许多国家都依靠这种资源来满足能源和原材料的需要。
在过去50年中，大量的研究开发在能源生产和基础产品制造方面创造了许多可以大量增值的工艺过程。市场经济明显地受人们提高生活水准的意愿所驱动，以创造各种产品。生物基资源的(主要是用植物基)用量很小。据统计，在能源方面少于1%，在原材料方面亦低于5%。美国1996年玉米、黄豆和小米等生产用作食品和饲料量约为6900亿磅(1磅=0.4536公斤，下同)。由此从经济角度看还不能赶上工业原料，而以烃类为基础的经济却繁荣昌盛。
烃类虽然将继续起到非常有效的经济发展平台作用，但是在其未来应用中却有若干问题有待解决。首先是对石油化学产品的应用环境问题日益受到关注，随着又产生了许多相关的问题。化石燃料是一类正在减少的原料资源。应用植物/农作物基资源作为一种补充，由于它们是可再生的，所以为经济有序地向可持续发展转变创造了机会。
通过对能源状态的审视就可看到可再生资源作为一种补充的必要性。烃类资源有限，许多专家提出世界可采和探明储量，如按现在消费水平计算只能提供50-100年，此处的一个重要假设是“现在消费水平”是保持不变，但是从全世界人口增长和生活水准变化来考虑，此假设是不合理的。当前世界上按人口平均的能源消费水平差距很大，详见表1，许多发展中国家都将增加能源消费。未来的能源供应问题是多方面的，因为发展中国家人口众多。例如，中国按人口平均能源消费相当于美国水平的1/3，其需要增加的能量数量约相当于美国现在全年能源使用总量。
表1当前按人口平均能源消费水平kwh/人美国法国日本巴西泰国中国
122007500700015001200900
一些有效利用烃类的开发将有助于需要增长问题的解决，但是对烃类找到补充资源是完全必要的，只有如此才能保持可持续发展的工业基础。
新技术开发和应用需要时间。石油化学工业本身的发展就是一个事例。1920年烃类原材料经济并不像今天这样具有吸引力，过了50年，开始适应化石燃料状况的工艺。因此，要使植物/农作物基系统达到同样现代化水平也需要时间。
当前正是开展大量研究开发工作、利用各种可再生资源和各种新工艺、并开始在各种可供选择的途径中提出选择标准的时候。现在进行研究并不意味系统要立即改变，但是，烃类经济的经济学未来将出现问题：要支付高额环境费用，或是由于原料缺少而价格上扬。
投资适用性研究可以在未来能源和原材料间进行相关的比较，提供非常需要的选择。在中期至长期，选择植物/农作物基可再生资源可能是要兼顾环境方面容许和经济方面具有吸引力。而在近期，研究和开发可能只在一些领域内进行，使植物/农作物可再生资源能开始进入基本化学原料市场，从而扩大资源基础，延长有价值的化石燃料储备的应用寿命。
在上述背景环境下，通过研究讨论，提出了2020年开发利用植物/农作物可再生资源的设想的目标；“设想”是要通过植物/农作物基可再生资源的开发来提供经济继续发展、生活的健康标准和强大的国家安全。植物/农作物基可再生资源可以改变当前对日益减少的非再生资源的依赖。
本“设想”的内涵重点是建立新的观念，即植物基资源是越来越重要的工业原料资源。非再生资源可能因经济和环境因素逐步被植物基再生资源所取代，“设想”反对等到危机发生时现开始启动替代。
展望2020年，化石燃料可能仍将占90%，增加植物基可再生资源并不是可有可无的，它对满足未来的需求非常迫切。当然，需要有效地加工和利用这些植物衍生原料。其新途径的研究从现在就要开始，为经济发展有足够的时间，保证解决环境而进行良好的合作。
要取得有成效的进展，应当确定以下的方向性目标：
1、2020年化学基础产品中至少有10%来自植物的可再生资源原料，到2050年提高到50%。
2、建立植物基(农作物，林产，加工业)系统，用有效的转化加工工艺生产可再生原料，为2020年选中的产品提供经济合理、对环境瓜敏感的制造平台。用此生产链来示范一个综合的植物/农作物基原料系统的经济合理性和潜在效益，显示工业应用机遇的新领域，为2020年以后国内和出口的需求做出贡献。
3、在工业投资者、植物商、生产者、学术界和各级政府之间建立合作伙伴关系，开发从小范围到大规模的工业应用，重新激活农村经济，改进增值加工和制造链的集成，消除食品、饲料和纤维加工业与基础材料制造业之间的差别。
“设想”中提出，科研与开发方面要制定有详细目的和要求的相应计划，支持上述方向性目标的实现，从而也可取得投资的优势。
植物/农作物基资源利用现状和前景
一、现状
烃类提供人类能源和衣着。塑料、油料、油漆、染料、药品等基础原料，已经成为现代生活的主要依靠。1970-1990年间石油基的塑料增加了4倍，已经逐步代替了玻璃、金属甚至纸张。植物/农作物基资源目前尚未有效利用，主要是因为可用性差、质量不高、供应不稳或是价格高。要推动和提高植物/农作物可再生资源应用的兴趣，需要从以下几个方面来分析。
1、实用性
尽管消费总量不高，但是植物基原料当前在化学品方面应用面很广，如用于油漆、粘合剂及剂等。黄豆是植物袖的传统原料，随着基因工程进展，可以生产满足特殊剂市场需要的专门油。最近，可用黄豆衍生物制造油墨，在乙醇、山梨醇、纤维素、拧槽酸、天然橡胶、多数氨基酸以及各种蛋白质等化学品生产中，植物基资源是主要原料，详见表2。
表2、美国植物基资源用量万t/a类别用量用途
木材8090纸，纸板，木质素纤维复合材料
工业淀粉300粘合剂，聚合物，树脂
植物油100表面活性剂，油墨，油漆，树脂
天然橡胶100轮胎，家用品
木材提取物90油料，胶
纤维素50纺织纤维，聚合物
木质素20粘合剂，丹宁，vanillin
在多数情况下，应用的植物基材料主要是原始状态分子。如木质素纤维、植物油和橡胶等复杂分子的应用也只有有限的改性。这就与石油化学工业构成明显的反差，石油化工则是用化学方法按需要将烃类裂解成几种简单分子，如甲烷、丙烯等。用这些基础原料进行化学合成，制造所需要的复杂的分子。
在少数情况下，植物/农作物原料进行裂解成为不同的基础分子，例如高果糖的玉米生产糖浆和玉米淀粉发酵生产燃料乙醇。1996年美国用211亿磅(1磅=0.4536公斤，下同)玉米采用新型酶发酵方法生产9亿加仑(1加仑=4.546l,下同)乙醇，从而加工为90亿加仑混合汽油。从许多实例看，植物基原料有一定实用性，虽还未生产像药物那样的高度专业化的分子，但却包括了大量生产的中间体及产品。
2、供应及质量
植物系统地区分布广，由于土壤和气候条件不同，导致供应和质量的差异。森林和农业系统的发展已经缩小了天然野生植物的供应差异。
生物质的总产量虽然很大，但是由于没有经济的转化技术而使其应用受限制。一些新进展如快速裂解提供了从中获得低分子量产品的机会，如果能在分离技术上进一步创新，就可以推动此应用。生物质资源可以来自快速增长木材、田边作物以及其他专门培植的植物物种。另一潜在的生物质资源是当前为食用和饲料种植的农作物，如玉米、黄豆、小麦和高梁等。一般情况下这些作物只应用其产量的一半。此4种作物估计每英亩(1英亩=0.405公顷,下同)约有2600磅(以干物质计,下同)遗留在田地中，总计约有5200亿磅。一部分留在耕地以改良土壤结构，但大部分运出去，作为原料应用。因此要求有适当的、成本低的储运系统和加工技术。
供应方面的主要问题是对原始生产的管理。当前，树木可作木材和纸浆，种植农作物只是为食品、饲料和纤维加工，没有在综合利用上进行优化。对植物/农作物投入的成本评价基础是未经优化的植物生产系统，因此经济性不佳。一些边际土地的利用可以扩大植物基可再生资源原料基地。但是从经济上比较，其很难达到经济可行目标。在估算其经济回报时，要考虑化肥、农药等化学品的使用费用。要增加可再生资源来源，除了要提高边际土地利用率外，主要应是如何对良田建立优化种植生产系统。
当前低投入、低产出的植物生产对农民难以盈利，并不利于农村发展，也不能为加工业提供低价原料。但是在产出方面，数量和质量相差甚大，从此系统得到的产品必然价格较高，严重地限制了经济上的可行性。而且，由于低产出生产就需要更多的土地，其对环境的单位影响常常大于更为强化、密集的系统。因此要优化生产系统，同时改善边际土地的利用。此外利用生产率高的土地作为植物/农作物可再生资源的原料基地，这也有利于解决数量和质量上的波动变化。
农村根据市场需求规划种植计划，如根据乙醇市场还是植物油供需情况，做出种玉米还是种黄豆的选择，其次则要进行第2轮对品种的选择，作乙醇则要种高淀粉含量的玉米品种，如要种饲料，则种含高油量玉米更佳。这些选择都对产出经济效益有很大影响。面对“设想”需要扩大食品或饲料、饲料或原料、油料或淀粉、纤维或糖、药品或聚合物等等选择范围。要根据供应或需求来决策，就需要进一步仔细研究有关课题。
3、植物/农作物基原料成本
利用植物/农作物基可再生资源主要是成本问题，它与烃类相比是不经济的。工业生产要求大量的便宜原料。植物原料价格便宜，如果能开发适当的系统将极具竞争能力。利用植物/农作物基原料生产化学品的成本比较，详见表3。
表3、植物/农作物基化学品生产成本类别生产量万吨通常方法美元/1b植物衍生美元/1b植物衍生占总产量%
糠醛300.750.7897.0
粘合剂5001.651.4040.0
脂肪酸2500.460.3340.0
表面活性剂3500.450.4535.0
醋酸2300.330.3517.5
增塑剂801.502.5015.0
炭黑1500.500.4512.0
洗涤剂12601.101.7511.0
颜料15502.005.806.0
染料45012.0021.006.0
墙涂料7800.501.203.5
油墨3502.002.503.5
专用涂料2400.801.752.0
塑料30000.502.001.8
实际上,在制造业中选用不同的化学加工工艺对其成本影响很大。
植物/农作物基可再生资源不是一种替代性资源,而是为工业原料提供的补充资源。成本问题并非只限于原料,而且与加工过程有关，因此要进一步开发新的化学和生物加工工艺，才能扩大植物基可再生资源应用范围，使之成为经济可行系统。
二、前景
由于植物/农作物基可再生资源的来源不同，每种来源的原料又可以利用不同的加工工艺，构成了一种多维的发展前景。本“设想”运用矩阵分析方法进行探讨。不同投人的植物原料，可以运用不同的加工系统，并取得各种不同的开发效果。
1、废料和副产物利用
从当前看，利用机会多，但需要有新的加工技术才能使其成为更重要的资源。
(1)现代化学
森林工业已经将副产物利用发展成为一个较大的行业，如纸浆副产液转化为磺酸木质素表面活性剂ch3soch3以及用树皮制丹宁。农作物的磨榨工业开发了许多应用副产物进行加工的工艺，如从燕麦制糠醒、淀粉粘合剂、专用棉籽油、从湿磨料生产拧蒙酸盐和氨基酸等。但是，许多食品加工业，如蔬菜和水果却没有开发相应的副产利用加工工艺，经常将副产淀粉和糖排放入周围环境。副产物的利用具有许多发展机遇，提取及销售其所含的有效成分是降低主产物成本的手段，而且从战略上看是扩大利用植物基资源。
(2)改进化学
木本植物和有些农作物加工中有较高的木质纤维素含量和一些碳水化合物，如烃类工业一样，可以将复杂分子转变为较小分子技术。便宜的植物衍生发酵制糖的开发已在进行。用金属有机物化学将碳水化合物转变为增值化学品是扩大利用植物基原料的又一技术途径。改进化学方法具有潜力，可以使植物衍生的废料加工利用提高经济回报率。
(3)生物加工
在比较复杂的料浆中用微生物发酵法生产某种分子，再将其分离出来成为需要的产物。生物转化是应用微生物、细胞或不含细胞的酶系统的一步法工艺，它提供了改进废物料和副产物利用机会，随着分离技术的提高，生物加工工艺可以获得更为广泛的应用。
(4)新分子
在此方面似乎不太重要，从废料中生产新分子不是一条最佳途径。
2、现有农作物
从近期看扩大应用具有最佳机会。
(1)现代化学
从化学工业整体看，并没有|认为植物衍生材料具有较高的经济价值，但是具体|问题要具体分析。石油化工利用烃类而不用碳水化合物和其他生物基分子。
(2)改进化学
如果植物衍生原料是结构型的生物质，含有木质素和纤维素等成分，其具有一定优势。一些新技术，如综合燃烧或金属有机化学等都能提供更好地利用此类资源的机会。除林产资源外，约有5200亿磅的生物质资源目前尚未加以利用。改变加工工艺路线可以提高利用现有资源的效益。新的工艺开发可以提供利用糖和淀粉的机会。植物淀粉有不同来源，如水稻、土豆、玉米和小麦，它们的性质、用途都不同，因此需要改进其化学方法，发挥其潜能。新化学工艺与生物加工及先进的分离技术综合起来可产生很大效益。
(3)生物加工工艺
植物作为生物加工原料量大而多样，从结构型生物质到一些专门的植物组分，在生物加工方面潜在优势很大：用酶转换玉米衍生的葡萄糖生产高果糖的玉米糖浆。最近从玉米葡萄糖经过发酵制琥珀酸也取得成功。琥珀酸盐可以用作制一些化学产品如丁二醇、四氢呋喃，这些中间体又可进一步加工制成许多种产品。当前，用10亿磅这种原料可得到价值13亿美元产品，现在正在中试。多种学科进行合作就可取得良好的效果，这是短期内取得成效的一种良好运行模式。
(4)新分子
植物原料的投入固定，利用基因改性所用微生物或是专用酶，可产生新分子。此工作目前只在很小的市场中进行。当市场对具有特殊性能的新产品需求增加，投入产出可能会促使其发展，技术和经济的综合研究要沿着产品开发链进行，从界定所需要的产品——需要的特性——分子结构——中间体——酶技术——蛋白质/基因工程——投入植物的最佳原料——生产优化等。
3、新鲜农作物
此项作为中期发展机遇。
(l)现代化学
因为化学工业一般不认为农作物的利用能获得较高的经济价值，因此新鲜农作物并无吸引力。过去曾认为可以降低成本，但是实际上的技术限制否定了其经济性。
(2)改进化学
从投入产出看，存在类似问题，如果改进的化学工艺需要专门的农作物，-新鲜农作物可能会有优势。另一优势是在物流方面。按照改进工艺实施和运作规模，所需原料只能就近供应新鲜农作物。因此改进工艺应当与供应系统平行进行才能互相支持共同发展。植物作为原料补充资源时，困难在于许多烃类加工装置不位于农作物和森林种植地区，而植物基原料运输费用很高。
(3)生物加工工艺
与改性化学类似,区别在于如何将原料加工成中间体和最终产品。在技术上要考虑农作物品种的适用性，一种生物工艺可以对多种品种进行加工。优化工艺是影响运作经济很重要的因素。
4、改性基因类植物
这是中长期发展机遇，其可提供的成效目前尚难以想像，今后是否出现碳水化合物经济，或是其他经济，这要看建立在生物工程基础上的新工业平台所能发挥的作用。
(1)现代化学
基因改性植物基原料可能成为现有的烃类加工系统原料。但是，改性植物分子在烃类系统中降解所花代价太高。因此投入技术要能跨越加工技术，或者是较复杂的分子能直接得到并进入制造链，再有是新工艺路线能高效地应用此改性原料。当然这些变革都要从经济和环境两方面来评价其效益。
(2)改性化学
对优化植物/农作物基原料投入和加工有好处，应当进行此方面研究。至于何时见效则要根据基因技术进展及其达到工业化时间来确定。
(3)生物加工工艺
微生物或酶进行基因改变达到强化工艺过程目的。生物工程具有长期潜力，在原料投入和生物技术本身之间创优，有时所需要的可作基础原料的分子可以部分在植物原料内进行合成，用生物转化或高度专门化的生物/化学工艺进行分离。为了继续应用化石燃料生产专门产品，需要进行研究开发，使有限资源能取得最大的价值。
(4)新分子
过去20年中，塑料已成为最大的工业部门，在日常生活中代替了玻璃、陶瓷、木材和金属。市场将会根据消费者的意愿和需求发生变化。材料科学将继续发展，市场销售者将继续设计新的消费品，塑料的未来变化难以预料。能作为新工业发展平台基础的新分子将会很多，物理与化学科学与生物工程材料结合将产生新的领域。植物基可再生资源将是未来的主要资源。新陈代谢工程是将丰富资源制造成所需基础原料的渠道，支持社会基础设施。开发和拓宽其可能性，需要先进的技术，这将是未来新领域。
生物技术的潜在影响及实施“设想”的工作途径
生物技术的潜在影响
对一个新的技术领域进行评价，可以从如下几个方面来分析：近来变化的速度和引入的速度、量度及其带来利益的水平及公共公司投资、评价专利活动和有关协会的活动、观察开发进程、审视所取得的成功进展。
90年代初期，许多人对生物技术将对农作物带来很大变化是持怀疑态度的。到1996年，转基因作物在产业化方面取得成功，明确地澄清了这个问题。这些早期的成效是关于新的作物保护途径，对保护植物生产免受病虫害起了重要作用，对进一步了解和掌握如何改进植物组分也很重要。
由于管理方面的需要，转基因大田试验记录由美国动物和植物健康监测服务中心保存。从记录中可以看到一些行之有效的转基因改变植物组分的工作正在进行之中，试验范围也在不断扩大，一些主要的公司如杜邦、孟山都和pioneerhi-bred等都在进行。
为了改变植物组分以提高营养价值，改善加工性能，或是为了某些工业和制药的应用，一些转基因改性品种已经进行了评价，包括碳水化合物的变革、油和脂肪酸改性、提高氨基酸水平、蛋白质形态操作(typemonipulation)、纤维特性改性、产生抗体、工业酶生产、二级化合物操作(甾醇，earotenoids等)、新型聚合物生产。
转基因技术发展非常迅速，为植物基材料扩大应用开辟了新的途径，使其可以为工业生产提供分子基础原料和更为复杂的分子原料。用植物基原料主产聚合物，制造塑料就是一个成功事例。从a1-coligenenentrophus细菌的3种基因已经能转入植物的1ipid合成中，可以得到polyhydroxybutyrate(聚羟基丁酸酯)，浓度可达14%。这种生物可降解的热塑性塑料正在进一步开发，使之可以从黄豆、棉花和油菜籽制备。
在过去50年内，通常用的植物培植产率已经提高了3倍，根据农作物满足食物、饲料和纤维不同用途，选择不同的方法得到具有不同特性的产物。高级植物种植要用基因图谱和转基因技术，进一步提高食物和饲料生产需要供应的植物基原料。
生物技术对植物基原料已经产生革命性的影响。但是，用生物技术来改变植物，使之适合烃类经济需要，并不是一条最佳途径。这就需要进一步弄清什么是工业链需要的因素，而这些因素又是能在未来转基因植物基可再生资源中具有最大的优势。
实施“设想”的工作途径
要成功实施美国可再生资源开发利用的战略设想(以下简称“设想”)中所提出的大纲，需要将研究、开发、工业过程工程以及对未来的市场了解等项工作有效地集成起来。适应“设想”的多学科计划以及各个项目的协作都要求有一共同的目标，向前沿技术迈进。应用改进的化学工艺加工现有的农作物，包括集成运用生物工艺，可以纳入短期计划之内，从当前到今后10年可以着手实施。这是研究中的一个热点。另一个热点是观念上的飞跃，超越当前的烃类化学，结合基因改性植物，运用新的工艺，这可以纳人中长期计划中，在10到20年甚至更长时期内实施并产生影响。上述两个热点都是当前在研究中进行投资，在不同期限内可以取得回报。
如果在这些领域内取得成功，在工业应用上就可以有了一个可行的坚实科学基础。新鲜作物应用开发将被看作是一个降低这些系统成本的一种机制，或是改善供应状况(数量和质量)，满足工业发展需要。
当审视植物基可再生资源的前景时，可以看到供应链本身包含着许多重大课题。不同物种发展有各自的地理优势，可以形成专门原料的加工中心，包括进入国内和国外两个市场。对转基因作物的鉴别保护机制仍在变化，植物基可再生资源上的这些系统都需要进一步研究。
本“设想”并非要给各种问题以答案，而是指出未来潜在的可能，在各方面采取一定的步骤就可以使其实现。下一阶段就要进行各方的协调工作，使多方面的投资者能有一个投入的基础，针对“设想”提出的目标进行开发工作。该规划要订出各项目计划，通过研究和开发来支持“设想”中提出的方向性指标。各计划项目要符合下列一个或几个方面的要求。
优化生物质和农作物基原料生产，达到计划应用要求状况。
为植物基原料的供应链提出装置、地点、贮运和分销措施，包括加强农村经济的机制。
加速发展基于改性化学和生物工艺的新工艺，同时考虑利用植物/农作物基可再生资源原料。
对多类投资者支持的项目，对上述三个方面中一个或一个以上将产生影响的项目，或是多学科项目等将给以优先和优惠待遇。投资项目选择标准应考虑时间要求和潜在影响的大小来确定。
植物/农作物基可再生资源对工业基础原产的需求增长是一个战略性措施，也是使美国在21世纪继续保持领先地位的战略性选择。开发基础资源具有经济、环境和社会方面的好处。机遇是明确的，考虑未来的设想是需要的，要联合投资者对新途径进行投资，才能创造一个安全的未来。
“设想”文本中不止一处引用达尔文的名言“能够幸存下来的物种，不是最强的，也不是最聪明的，而是能适应变化的”。
2020年可再生资源应用将增加五倍
《植物/农作物基可再生资源2020年设想实施的技术指南》(以下简称“技术指南”)，是《植物/农作物基可再生资源2020年设想》(以下简称“设想”)的补充，提出的目的是：支持“设想”方向，确定发展中的主要障碍和问题，确定优先的研究领域。
要达到上述目的需要进行协调观念开发，收集专家证明，组织多学科研讨会、听证会，优势排队试验和团队行动计划等多项工作。在“技术指南”编制过程中吸收了各方面人士的意见，参加研讨的共有66名有关部门不同行业的专家。专家们就全球性问题提出“设想”，针对“设想”结合现实状况提出存在的主要障碍与问题，再确定研究与开发领域，从而找出优先研究开发的课题。这些课题所属领域都是能为利用可再生资源实现可持续发展起最大杠杆作用的研究领域。通过参加“技术指南”研究和编制的专家的专业情况反映出在化工制造中应用生物基原料需要涉及多门学科。但是有3个产业是中心，即化学、生物和农业，每个产业都涉及几门不同的学科，如农业，林业和石油化学。
1、农业和林业
农业：是一个广泛的概念，包括谷物生产、林地和牧场等。这些土地上生产的农产品和林产品一起构成生物基材料，它们通过太阳能，大气中的co2和土壤中养分进行原始生产而成为可再生资源。美国拥有大量优良土地，丰富的自然水资源和先进的技术基础，通过资源保护和利用，每年可产生可再生资源的巨大财富。林业：在美国有超过6.5亿英亩（1英亩=4046.24平方米）的森林，从业人口140万，每年生产价值2000亿美元产品。过去10年内，纸张部门的增长比木材业快。木材和纸产品回收循环利用率高，每年有约4000万t纸再生利用。美国的林业已经制定出2020年发展设想以及相应的研究计划。该设想呼吁进行研究，用先进的生物和遥感技术以及树木生理学和土壤科学等理论。
农业和林业通过应用基因学技术和转基因植物等新手段将会出现大的跃进。在不久的将来，可生产出大数量和高质量的作物。除了饲料和食品，还可以为工业部门提供原材料。而且还可以引入某些酶标记基因，可能会在植物体内制造完全新型的聚合物，并可大量生产，成为经济的消费用品。
美国将技术进展应用于植物和农作物的调整，使其在农业、林业和制造业中保持可持续发展的领先地位起着主要作用。国家的未来明显地要依靠近期开发可再生资源基础的研究来支持。
2、石油化工业
化学、工程学、物理学和地理学等几门学科在石油化学工业中的应用，对人们生活产生的影响是50年前难以想像的。石油化学工业成功地创造了众多产品，从高性能的喷气发动机燃料到基础化学品以及许多聚合物，如聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚偏氯乙烯和聚碳酸酯等。
石油化学工业：是资本密集型工业，已经建立了可观的基础设施来处理和加工化石燃料。美国每天要用1390万桶烃类原料，多数是作为燃料型产品，用于化工及其他工业基础原料生产，每天约为260万桶油短类原料。
近年来，工业化学品和塑料生产都有巨大的增长。塑料工业从业人员120万人，有20000套生产加工装置，过去在研究开发上花费以10亿美元数计的投资，才获得了今日成就。如果塑料制品的原料没有可再生资源，迟早有一天会变得十分昂贵。一方面，是否还有上万亿桶的石油开采量，原油价格能否在每桶10美元以内。世界原油生产已经变化迅速，而且有许多不定因素。另一方面，化石燃料资源是有限的，这是无可争议的事实。重要的是考虑当供应呈峰值时未来价格的敏感度，而不是去争论何时是油将用尽的理论时间。最近由于几处新资源的发现及应用，在20年内原油产量可能会有所增加。但是，必须注意美国一直是原油进口国，50%原油靠进口。如果原油进口一旦停止，北美可采用的化石燃料资源储量按目前消费水平只能维持约14年。如果保持目前进口水平而不增加，也只能使用28年。当然，将会有新的改进的抽提技术，例如水平钻探和核磁共振钻孔等，但是要在近年取得成效，希望是不大的。
用可再生资源补充石油化学品，要从现在开始，由少量到大量逐步进行，有关研究工作要立即开始。不考虑化石原料供应衰退时间表的争论，由于人口增长以及一些新兴国家人们生活水平提高，需求将继续增长。在可再生资源取代化石燃料之前，它将作为一种补充资源。因此，无论如何在美国开发可再生资源作为工业原料都是十分重要的。
“设想”中提出的指标是“2020年基础化学品至少有10%来自植物衍生可再生资源，随着发展观念到位，2050年要提高到50%”。要注意无论是美国还是全世界总消费量的增加是很快的，因为即使2020年的10%目标是按当时的生产总量计算，也比当前消费水平要提高4—5倍，绝对的增加更大。如果2020年消费水平本身提高1倍，可再生资源的绝对指标也要翻番。
换言之，不能期望可再生资源在不变的需求环境下能完全取代烃类资源，而只有当消费产品需求增加，可再生资源可以能满足此增加需求中的一部分。在2040年时间框架中，指标可以是：可再生资源应用使化石燃料能稳定地维持现在的消费水平。按此指标可以形成以下的观念：
由于不是一个竞争替代战略，可再生资源并不与非再生资源直接竞争。
需要用可再生资源和非再生资源两种资源来满足未来20年的需要。30年以后，可能要更多依靠可再生资源，因为那时的化石燃料将会很贵而且有限。满足近期指标的支持和研究完全与长期目标保持一致，这些方向性指标，非常清楚地表明面临的挑战是巨大的，需要从现在就采取行动，应当开始建立通向扩大利用可再生资源的道路。除了建立可操作的可再生资源基础指标外，其他一些相关的指标也是很重要的，包括：
建立系统，通过加强经济可靠性的基础设施支持，将供应、制造和分销等活动集成起来。
通过功能基因学来提高对植物新陈代谢的理解，优化对专门的增值加工工艺的设计和应用，除应用现有的组分外，要开拓新型聚合物生产和应用。要保证开发的新工艺过程的效率高于95%，同时应用伴生工艺，应用所有副产物，消除废料，保证新的平台能在特殊的环境条件下坚持目标方向对确定目标与研究指标要反复交叉检验，使其能坚持可再生燃料/能源需要的目标。
在生产和分销中要开发保持稳定供应的途径，在年生产一定范围基础上控制一些因素，如价格、数量、性能、地区分布、质量等。同时要制定提出这些因素的标准。
建立进一步合作伙伴关系，改进综合集成，通过加强农村发展来支持取得成功。
“设想”的目标要实现，主要要使本“技术指南”中所列出的目的大纲都能达到。基因改性植物生产专门的代谢产品和开发补充性的化学改性产品取得成效就可以达到2020年可再生资源应用增加5倍的目标。这些进展也将为2020年以后的进一步发展奠定基础。
可再生资源应用技术和市场的障碍及问题
将可再生资源制成消费产品的整个系统中有许多障碍和问题，其中关键和问题是：
植物科学方面：基因学、酶、新陈代谢和组分。
生产方面：单位成本、收率、持续性、基础设计、植物设计。
加工方面：经济学、分离、转化、生物催化、基础设施。
应用方面(由技术和材料驱动的问题)：经济学、功能性、性能、新用途。
应用方面(由市场和需求驱动的问题)：价格性能比、性能、知觉、市场开发。
现将上述关键和问题择要分别介绍于下。
一、关于应用方面（材料驱动问题）
1、经济学
单位成本是当前植物衍生材料使用的主要障碍，也是经常引起争论的一个问题，问题的核心是竞争性成本状态。在多数情况下，应用植物基原料的成本都比较高，难以与以烃类原料为基础的加工工艺竞争。但是，成本竞争情况有几个非常复杂的因素互相影响，诸如产品价值、材料成本、产量、需要加工程度以及所用基础原料的性能等。因此如果未来的战略只考虑降低本是不会成功的。最重要的经济推动因素不是成本本身，而是制得的产品和制造费用的差价(即增值)。
产品价格是诸多因素的函数，诸如产品利用、性能、消费者喜好和需求等，而制造成本则受原材料价格、供应的持续性、加工、废料处理费用和投资等诸因素影响，要符合当前的具有竞争性的通用化学品工业的低成本需要。但是，从长远考虑，只进行成本比较是有问题的，因为未来的化石燃料的成本是难以预测的。
在当前情况下，用烃类原料生产消费型产品的加工效率是很高的。但这并非是化石原料本身具备的特点。因为石油化工已经研究了100年，有了3代科学家，政府投入了大量资源才使之达到今日的水平。与之相比，植物基材料应用尚处于较低的水平，开拓植物基原料应用来适应已臻成熟的烃类加工需要并不是一条唯一的道路，目前应用数量还是很少的。另一条路线是通过弄清植物衍生材料性能进行技术开发，用基因改性植物，使之能提供含有需要功能的组分。
2、功能性
改变植物中的不同组分含量的目的是提高其功能性。在石油化工中先进行原料裂解降级成为简单的分子，随后用它们再行合成为较复杂的分子和聚合物。植物中已经含有不同形态的聚合物，可以在许多产品中应用。但是，在现在加工系统中尚无大量应用。用量有限的原因有几个方面，其中主要的是由于缺乏对其功能性的理解，而只注意其成本。最近，已经由植物衍生的蛋白质聚合物研制出塑料薄膜的试验产品，显示出其应用的潜力。而且，植物拥有立体化学结构，可以得到一些有价值的手性分子，如糖类、维生素、氨基酸等。从总体看，目前对植物基础原料的反应性和功能性尚不够了解，因此限制了新应用思路的产生。
二、关于应用方面（需求驱动问题）
1、市场开发的费用
植物衍生材料应用的一个关键是市场开发费用高。正如许多新产品市场一样，新产品的研究往往是由小公司开始的，它们投资不足，缺乏继续发展的资源，常常只停留在试验阶段。工业化的成功率低，由于没有一定的供应量而常使产品衰落。因此，需要大力改进产品开发和支持机制，而且要进行与产品相关的市场开发，这是扩大利用可再生资源的主要工作。目前市场上应用的标准都是基于石化产品，没有适应生物基产品的标准，这也是要成功地与石化产品竞争的另一障碍。
2、认识问题
植物衍生材料常给人以较低级的印象，这可能是由于当前处于“石化时代”之故。对某些制造厂商来说，它的性能较差，主要是因为未得优化。虽然公众环境意识增强，但是对植物基产品需求尚不足以创造市场来拉动技术开发。因此，当前可再生资源的进展主要是基于技术推动的结果，只有增加市场拉动才能有力吸引公司更多投资。没有要变革的冲击，就不会有更多的变革。因此，如果没有各种经济倾斜途径，现状是难以改变的。
三、加工问题
1、基础设施中分销问题
多年来石油化学工业已经建立了加工和分销烃类基础产品的有效基础设施。由于依赖进口原油，美国的多数基础设施是建设在海岸线上。因此，许多现有的加工装置并不适合大量植物基材料的收集。植物原料都是在木材加工厂、榨油厂和玉米湿法加工厂进行加工，它们最好接近于供应地。要应用大量植物原料就需要进一步将供应和加工制造集成起来。应当开拓确立农村发展优势和重点的战略和措施，更好地鼓励多用可再生资源。
2、分离技术
应用植物于工业用途的一个关键是缺少植物组分的分离技术。树木具有非常复杂的成分如木质纤维素。此成分强度高，但要将它分离为有用的分子组分则很困难。多数农作物收获品是种子，它们含有碳水化合物、蛋白质、油分和数万种其他组分。通常对许多谷物发芽和生长都能进行良好的安排，而对其作为原料进行分别管理则很困难。一些除去原始粗组分的工艺，如榨油和提取糖分等已经开发，但如何将专门形态的蛋白质和纯的含碳组分分离则仍是困难。在植物基原料加工中常遇到非常稀的水溶液物料，处理费用很高而且技术困难，这是应当要解决的问题。将反应与分离集成起来的加工系统(如催化蒸馏)可能是一个解决问题的方向。但是此类系统目前应用有限。而且还未被开发作为植物基原料方面的应用。通过引入某些基因而使植物增加新的组分，就更需要应用先进的分离技术来回收有意义的新组分。例如生物聚合物开发中目前就因缺少高效纯净的经济上可行的分馏工艺技术而受到限制。植物的组分如不能有效地分离出来，就不可能控制最终产品的特性和质量。
3、转换技术
要利用植物中各种组分的另一问题是将这些非均相的混杂原料转换成较为简单的分子，这才可以进行进一步反应。在植物基原料中，加工工艺需要有高性能的多功能生物催化剂或是非均相催化剂，这些催化剂具有多种功能并可以进行回收。
知识不足是另一关键，目前人们尚缺乏关于植物组分的自然差别和来自不同作物的同样组分的特性等方面知识。这些知识的缺乏和不足就构成难以鉴别植物的差异性，缺少鉴别的手段，因此也就难以考虑作为原料的应用。发酵是用来将某些农作物转化为各种产品的工艺，转化是非均相的。所用的转化方式，副产利用和分离等方面仍有许多有待改进之处。一般地说，植物系统的复杂化学问题使新型或改进植物基加工工艺的设计较为困难。烃类化学制造中有丰富的氧化化学知识，还原化学方面较少，这些都是植物系统加工所需要的。目前特别缺少关于还原生物催化剂共生因子系统方面的实践知识。
植物原料加工工艺开发的另一个大的障碍是当前缺乏有关的教育培训。目前化学工程课程中只有少数涉及生物化学课题，多数毕业生成为化学工程师只拥有非常基础的生物工艺知识和有限的重要生物分离的知识。多年来，工艺化学家和工程师的培训重点都是烃类化学，考虑植物基可再生资源加工需要很少。
四、生产方面
1、收率、持续性和基础设施
因为目前尚未利用大量植物基原料，除木材和造纸外，只是关注未来的供应分销而不是现实存在的问题。但是，这些对实现可再生资源的目标都是十分重要的。在供应的持续性方面，数量和质量都是未知数。如果植物基原料能加工成简单的碳分子，其持续性问题就不成关键。但是如果要设计应用其中某种特殊组分(如聚合物)，或是要直接抽取其中某种专门组分，原料的质量和数量的稳定性就非常重要。
在一些情况下，供应持续性中的不确定因素实际上就是风险管理的内容。未来的石油化工供应问题和可再生资源供应问题都有风险。对石油化工来说，未来的供应不桷定因素可能因世界上一些区域的政治变化而增加。而对植物基原料来说，气候可能成为不确定的地区因素。如果某些专门植物不能大量生产可能导致贸易上的不确定因素，这些问题不需要采取断然措施，但是需要重视通过改变基础设施来保证经济可靠性。另一个冲击供应持续性的不确定因素是未来的农作物用途是作为食物还是作为工业原料。一方面是根据供应短缺理论，认为农业难以供应飞跃增长的人口和消费品增长所需的原料。实际上，从需求角度看，食物和原料都在增长，即使不考虑可再生资源进行工业利用，食物本身也存在问题。解决食物问题的方案也可能就是解决工业原料问题的方案。因此，在供应方面必须应用新技术，如生物技术，这样才能保持产率不断提高，使农业能达到一个新的水平。
2、植物设计、植物科学、基因学
转基因技术已经显示出令人鼓舞的前景，要进一步充分利用尚有大量工作有待进行。存在的一个主要障碍是对植物本身内在新陈代谢过程还不够了解，不能按特殊聚合物和其他材料的需要进行设计。因此，对植物新陈代谢和碳流的知识匮乏是其发展中的限制因素。
近年来功能基因学的进展有望促进对材料合成设计的理解。但是这门科学目前刚开始，与类似的医学领域相比所取得的支持还是很有限的。基因转变中的另一成就是让更多的专用基因嵌入和对质体以及细胞核的常规转变。在植物变化、基因学和生物信息等方面有着广泛的研究项目，但是将这些出现的新技术应用于可再生资源的专门研究则很少。
要使科学知识不断深化，在一定程度上取决于消除这些主要障碍，有些已被称为多学科的研究。但是，需要努力加强和协调才能促进现有的障碍及时地被克服。换言之，基因管理的研究必须紧密地与植物内含聚合物的功能性以及分离工程等研究相结合。
研究和开发的课题
《美国植物/农作物基可再生资源2020年设想的技术指南》(以下简称“技术指南“)列出为解决植物/农作物基可再生资源利用中的主要障碍应当进行研究开发的课题。“技术指南”按4个主要方面的障碍依重要性大小列出研究开发课题，每个研究课题的影响都有其时间范围，其中近期表示0—3年、中期表示2010年、长期表示2020年，近期目标的达到可用以衡量面向2020年可再生资源开发利用设想的前进步伐。
一、植物科学研究方面
1、近期影响课题(按重要性依次减小顺序排列,，下同)
(1)应用功能基因学了解植物新陈代谢和组成，至少要与1种主要农作物基因计划结合；
(2)开发能实时进行植物组分的定量分析工具；
(3)改进转基因方法，特别是对麦杆基因的专门嵌入，要在1998年基础上提高效益10倍；
(4)开发1—2种主要农作物的基因标记系列，使之有助于摆在有用的可再生组件含量；
(5)将80%现有的germplasmbase进行编目，有效利用各类淀粉、蛋白质和油分；
(6)找寻发展中的生物信息学利用途径，推动可再生资源的研究和开发，
(7)弄清nuclear-plastid相互作用。
2、中期影响课题
(1)在新陈代谢过程和碳流中至少弄清50个限制速率的关键步骤；
(2)利用功能基因学弄清分子、细胞和整个植物的控制管理；
(3)为主要植物用于可再生资源的组分制定标准；
(4)在2种植物中，建立碳库并为细胞分割确定控制点；
(5)在plastid转变中高效率(大于90%)方法的建立；
(6)创建示范工厂，使主要组分利用率大于60%(如油料、淀粉)或是专门碳键(如c5)大于3o%；
(7)利用基因开关的方法；
(8)建立为植物可再生资源利用的生物信息学基础。
3、长期影响课题
(1)重新设计新陈代谢过程，提供有用的碳结构骨架；
(2)应用有针对性进化技术建立100个未来原料的品种库；
(3)设计新型分子或改性现有化合物，使之适应于功能需要；
(4)为提供工业用原料，创制2种新植物种类；
(5)利用简单的细胞组织进行成本和能源效率评价；
(6)利用计算机技术设计植物组分。
二、生产研究方面
1、近期影响课题
(1)提高亩产量10%~15%以降低原材料单位成本；
(2)改善农业管理，提高肥料利用效率和虫害防治，
(3)确定至少10种影响原料组分和质量的因素；
(4)对至少10种具有潜力的系统和植物类型的亩产效率进行定标赶超（如主要农作物、林业和多年生种类等）；
(5)调节气候条件对生产的影响；
(6)每年对2种农作物的潜力进行评价或用其他方法评价亩产量；
(7)提高当前农业加工中废料利用率5倍；
(8)在单位投入基础上提高贫瘠土地产量2倍。
2、中期影响课题
(1)提高产量，使单位投入的碳产出为1998年基础上的2倍；
(2)为长期可持续发展，开发尽量减小土地、大气和水利用影响的系统方法；
(3)对收获产物和主要植物成分建立标准；
(4)专门设计收获装备，尽量增大碳的收获；
(5)开发新的利用方法，使现在遗留在土地上的农作物45%能得到利用，
(6)培育适应专门土地和土壤的农作物；
(7)建立农业信息学基础，重点是不同来源的可再生资源植物类型、生产价值、质量和单位成本。
3、长期影响课题
(l)在化石燃料排出废气中co2的固定；
(2)从现在植物/农作物生产中消除碳的废料；
(3)设计新的农作物/植物生长系统，优化原料回收率(大于95%可利用)；
(4)对主要能源获取和固定，提高化合效率；
(5)对收获前期工作和部分就地加工的装置进行设计；
(6)对连续生产系统进行设计和评价。
三、加工研究方面
1、近期影响课题
(1)改进分离技术，处理大于95%的非均—植物材料；
(2)改进单体基础原料变换的生物催化剂；
(3)开发3种具有高选择性的快速反应强力催化剂；
(4)为将植物聚合物转换为有用的单体，找出新型和性能优良的酶(具有10倍活性)并进行评价；
(5)将微生物进行工程化，改善非均—植物的发酵；
(6)提高废物利用率2倍；
(7)开发高效的除水技术并对改进的非水溶剂反应系统进行评价；
(8)在植物材料中利用天然立体化学方法的评价。
2、中期影响课题
(1)应用5种以上高级分离系统(如自行清净膜、离子交换、精馏等)；
(2)为经济捕集植物单体和聚合物开发改进的分离——纯化技术；
(3)为2种以上植物类型建立经济共生系统；
(4)通过分子进化技术设计并创制50种新型酶；
(5)开发100种以上具有性能成本特性的新型酶库；
(6)研究反应性分级系统；
(7)对微生物、酶和化学品库的性能建立信息学基础，用于特殊的转化。
3、长期影响课题
(1)实现原料加工中无废料的多种产出的连续工艺；
(2)为改性植物和组分设计新设备；
(3)为3种以上新产品(如将工程化酶转入植物并在收获中得到活化)设计新机制；
(4)固态酶转化；
(5)设计14种化学与生物结合型反应器；
(6)评价植物组分在分离前相内的作用。
四、应用和基础设施研究方面
1、近期影响课题
(3)探求3种在现有加工装置(如玉米湿法加工厂、纸浆厂)上扩大应用植物原料的机遇；
(4)分析测量系统，对90%以上的主要植物组分进行定量；
(5)实时评价单位性能成本和增值成本的方法；
(6)评价运输系统及成本；
(7)计算出100%年加工贮存量和投人产出的需求量；
(8)创建基础设施，扩大利用农业废料。
2、中期影响课匾
(1)深入掌握植物中10种以上组分和碳键新陈代谢体的结构与功能关系知识；
(2)开发对高质量原材料的100%鉴别保护系统；
(3)为价值驱动的生产和定货实现营销系统；
(4)对在同一地点的多目的利用区的协同作用进行评价；
(5)对原材料组分和加工过程中的中间产物实现实时定量分析手段(小于3分钟/试样)；
(6)开发生产预测手段，准确性大于95%；
(7)在一组植物原料性能基础上建立信息学基础，如单位成本、性能、功能性、最佳来源、应用范围等。
3、长期影响课题
(1)所需功能进行分子结构设计制备植物化合物至少10种；
(2)在植物生产区内开发至少5个制造利用中心；
(3)开发3种以上有新功能的新材料；
(4)提出扩大利用可再生资源所需的教育培训需求；
(5)在植物组分功能间协同作用的利用；
(6)设计最终产品的贮存和运输，使之到达销售中心和出口；
(7)为供需关系的控制创建减轻超过90%风险的战略。
当前，美国有一些项目已在进行，可视为工业原料中应用可再生资源的先驱，也可视为本“技术指南”中研究项目的示范事例。其一是在转基因植物开发中的聚羟基丁酸酯(pib)。phb可在植物中生成，作为制造生物降解塑料的原料，用适当的细菌基因进行转化并弄清植物内在的新陈代谢路径，从而构成制备方法。现在正在进行分离、生产标准等项工作。
其二是用玉米淀粉作原料，通过酶反应制备聚乳酸(pla)。cargi11-dow合资企业已在充分研究的基础上进一步投资数百万美元建立制造装置进行工业开发。pla是一种生物裂解聚合物，原料是由玉米湿法加工工艺制备的葡萄糖，其中发酵过程和酶的活性是重要因素。最终的pla树脂可视用户制膜、纤维、碳制品和涂层的需要分别制出不同规格品种。pla具有聚苯乙烯、聚烯烃和纤维素的功能性。
协同与合作是取得成功的途径
未来利用可再生资源需要采取一条多学科和跨行业途径。在许多领域内的研究成就都提供了发展机遇，如生物聚合物、立体结构型分子、新型酶、新材料和转基因设计等。但是每个方面内的任何进展如果只当作孤立的技术领域是远远不够的，需要更有力的相关研究计划，采取平行的和协调的方式进行工作，才能取得成果。
要取得有效益的进展必须采取多学科的途径，这是非常清楚的。但是，任何一个组织都难以具备有如此深度和广度的技术能力。因此，对研究提供的支持应当是多方面的，而且要在跨行业的系统中进行。
“植物/农作物基可再生资源2020年设想”(以下简称“设想”)中提出的要求需将重点瞄准有限的热点目标同步取得进展。对于研究工作则需要有准确的时间表和系统中各方面的广泛交流，所有这些都要走相互协同的道路。例如，一位科学家可能发现一种新型聚合物，具有可以作为高级生物降解塑料的功能，但是，此研究成果的价值受到以下一些因素的限制：发现适当的基因、新陈代谢过程可靠性、:最佳作物类型是否能有足够的产率和可承受的成本、各种聚合物组分分离可能和利用此材料制造新产品的方法等。所有这些因素都需通过研究和开发才能取得相应的进展。进行这些研究开发要采取最佳途径保证研究成果关键的目标互相协调、平行地进行，此途径要鼓励私营部门的参与。
当前，植物和农作物作为生物质和原料已被应用，诸如淀粉、蛋白质、脂肪酸和异戊二烯化合物。林业主要是为纸浆和造纸提供原料。黄豆则是用于油墨和涂料。玉米通过湿法加工发酵工艺已经进入几个工业部门，但是各种用量都很少。由于基因工程可以通过新陈代谢操作使植物或农作物生成有功能需要的材料，从而显示出新的发展机遇。
“技术指南”已经突出了未来取得进展的途径，而且确定了系统的各个组成部分的目标。成功地达到这些目标就可实现“设想”中确定的到2020年可再生资源利用增加5倍的目的，同时也为2020年以后进一步发展奠定了基础。按“技术指南”目标提出课题是人们用所有的天然资源满足不断增长的消费品和能源的需要。当前进行研究将为今后的产品选择提供机会。可再生资源需要将注意焦点放在以下几个方面：发展方向、最佳科学思维的应用、最先进技术的应用和最高级智能水平的继续研究等。本“技术指南”已经提出了需求和研究开发课题，其目的就是为美国开拓实施一条成功的可再生资源战略。而且也选出了需要优先支持的领域，它们都是从几个已经确定的科学研究和工业开发需求中选择出来的，而且考虑了在高级可再生资源的关键部门有最大的投资回报。
未来世界许多方面都会延续但将发生变化。幸运的是我们已看见其需求并具有科学智慧适应变化的发展。美国要保持领先地位就要继续采取迅速的行动来满足扩大利用可持续发展的可再生资源的需求。不断的科学突破和技术进步(正如“技术指南”文件中所列出的项目和课题)才能满足资源利用的挑战。这些挑战正在我们面前，我们面临的挑战是为满足人们对产品不断增长的需求。
“技术指南”中从两个方面表明多学科和跨部门的研究开发对实现“设想”的重要性：
一是植物的投人，同时要考虑废料和副产物利用、改性基因学的应用。
生物工程与生物技术的区别范文第5篇
1.1从市场环境变化粉
在市场环境不断变化的今天，汕头农业区正在暴露出过去短缺经济环境下掩盖住的一些深层次问题，其中农业整体质量引发的连续多年农民增产不增收已发展成现代农业发展的突出制约因素。农产品市场由卖方市场变成了卖方市场与买方市场并存，且逐步向买方市场过渡。计划经济体制条件下农业增产农民增收的铁定规律已不复存在，买方市场的快速形成，城镇居民对农产品选择性消费趋势的发展.给我市农业生产提出一个新的命题:即如何以市场为导向组织、安排、管理农业个体系，满足外向型、开放性囚民经济发展和城乡居民生活水平日益提高对农业产品多样性、高质量的需求，有效解决特色农产品供给与市场需求品种性、地区性、季节性不相应的问题〔2〕。这个命题从表面看是给特色农业提出质与量的双重要求，实质上则是一个质与标准化生产与管理的融合问题，特色农业正在呼唤着建造标准型农业构架的要求。标准化自然而然地成为我市农业发展新阶段的战略选择。
1.2从创农业品牌的角度肴
买方市场条件下的农产品竞争的实质是品牌竞争.而农业标准化是农产品创品牌必由之路。一个农产品牌的形成，必然要建立在对资源、市场、科技、经营管理、配套服务体系充分论证的基础之上，克服传统经济的盲目性和随意性.并要在育种、栽培、植保，到产后的加工、保鲜、贮藏、运输，以及生产资料的供应和技术服务等各个环节上，都要实现标准化生产与管理。我市农业领域正在确立一种新理念，这叫做“小商品、大市场;小商品，大产业”，这是一种“品牌农业”的理念，是发展品牌农业、提高竞争优势的理念，这种理念将为我市农标准化快速发展开创一个新视野:农业标准和农业品牌产品是互为促进、密不可分的关系。首先，农业标准化的发展要以效益为中心，要靠赢利来支持，而农业名牌产品的效益远远超过非名牌产品，具有巨大的价值升值功能，能够为农业创造巨大的效益。第二.名牌产品离不开标准，名牌产品的基础就是高水平的产品标准。把标准化工作同创建农业名牌产品结合起来，可以利用农业名牌效应，提高农业标准化效益。农业产业部门的领导将象工业部门的领导一样抓标准化生产。
1.3从我国加入WTO对我市农业带来挑战的必然趋势
加人WTO与实现我市农业外向型.客观上要求我们必须充分认识国际农产品自由贸易对一个发达农区实施标准型农业的客观要求。当今世界，影响农产品国际贸易相对优势的主要因素是科学技术，由科学技术水平决定产品质量.成了农产品国际贸易竞争中的主要因素。因此，努力提高我市农产品的质量也就成为我市农业科技进步模式选择的出发点之一，同时，也是我市农业科技进步的主攻方向。我市应从遗传改良、生物技术、条件控制、品种更新，农产品生产质量标准体系和农产品生产技术标准化等方面人手，综合运用各种农业科技手段，研究、开发、推广农林牧渔等优质农产品的标准体系，提高我市农产品的商品性能和国内、l司际两个市场的竞争力。农业发展的国际前景，对我市农业外向型的发展已经提出了很高的农业标准化要求。推动我市标准化构架的建设是因应WTO对我市农业带来的挑战的有效举措。
1.4我市初具实施构筑标准型农业构架的良好机遇和条件
第一，民众生活水平较高、对农产品质量要求不断提高，农业正初步由“生产者主导型”转向为“消费者主导型”.光靠传统农产品以及农产品的传统用途，已经很难适应和满足一个大城市广大消费者高度分化对农产品的要求，比喻，健康问题日益突出，农产品的安全卫生及营养倍受关注，这是实施农业标准化的基本条件。
第二，我市大多数农产品相对过剩，都市型农业结构调整面临千载难逢的良机。同时，城市居民对绝大多数农产品有极大范围的选择权(国内优质，绿色食品，国外产品).这为实施标准化农业构架提供了前提条件。
第三，我市农业既属城郊型农业，也属港口型农业，更具都市型农业的基本特征，具备生产优质农产品的环境、资金、技术、人才。通过在城市率先实施农业标准化，进人城市市场的农产品就要达到城市对农产品要求的质童标准，这就促使农产品生产者要以此为导向，以城市的农产品标准为导向进行生产。同时，城市拥有的资金、科学技术、生产资料和设备，可以通过城市强大的辐射作用向周边地区渗透和发展。这样，城市就可以在市场上对本地区农业标准化进行引导从核心农区向农区推进。汕头作为粤东的中心城市，实施农业标准化工作的效应十分明显，这是实施标准化农业的良好条件。
第四，我市具备发展农业国际贸易的基础，特区优势、沿海优势、邻近台港澳地理优势、侨居世界各国和地区的潮人众多优势(人文资源优势)等比较突出。市场经济体制比较完善，市场观念和产品质量监测体系具有一定基础，为实施标准化农业准备了市场竞争条件。
2.标准型农业的内涵与我市的规划构架设想
2.1标准化农业的内涵
农业标准化是把生产实践中积累和总结的生产经验，同国内外先进科学技术和成果相结合，纳人农业领域的产前、产中、产后全过程，指导和规范生产、加工、经营、销售等活动，进而达到提高农产品的产量、质量和经济、生态、社会效益的预期目的。农业标准化是一个科技成果转化为现实生产力的过程，而在一个特定区域内，农业领域全面推行标准化生产，则可以说，这种农业就称之为标准型农业。标准型农业是通过全面实施农业标准化而形成的.标准农业与传统农业相比，具有鲜明的个性特征:
—标准化体系的综合性:包括农业生产资料标准、农业生产和管理技术标准、农业环境保护标准、农业经营管理标准;
—标准化体系的政策性:表现在要遵循发展国民经济的总方针来确定适应国民经济持续、快速、健康发展的农业标准化方针政策和标准化规则与计划;
—标准化体系的技术性:突出特点是以载体的形式而不是以物质的形式出现，所以标准不是研究对象技术本身，而是研究负载其上的载体(标准)的。标准这一载体的技术形式，不是只迫求反映对象技术的先进性而是合理的先进，是融合着标准化方针、政策、经济要求的总合。所以，标准化是受政策性指导的技术;
—标准化体系的经济性:表现为可以使农业生产发展避免不必要的经济损失和劳动损失.其经济效果有的可以定量地计算出来，有的是间接地表现出来，有的是从保护自然资源、人类工作与生活环境和身体健康等而长远地表现出来;
—标准化体系的法制性:突出地在产品质量监督和质童管理过程中体现出来。
2.2农业标准化是我市特色农业产业化的一种技术支撑
“九五”期间，我市农业全面发展，农业结构调整已初见成效，形成一批有区域特色作物区、水产区、畜牧区，农业产业化经营取得发展，2000年全市15家农业龙头企业带动5万多农户每户增收2000余元;农业标准化生产开始启动，组织一批优质农业产品注册商标，实现零的突破;农业科技服务广泛开展，乡镇企业保持较快增长势头。我市70%土地和人口在农村，没有农业的现代化，率先基本实现现代化的目标就难以实现，一定要从战略高度重视科学技术对农业产业化、产业特色化的渗透作用，重视刚刚兴起的农业标准化工作对特色农业的推动作用，重视农业标准化工作对外向型农业发展的巨大影响，才能在国际贸易中占据优势川;围绕农业增效、农民增收这一长期农业产业化发展目标，依靠科技不断调整优化农业产业结构，积极探索农业产品规模化经营.扶持农业龙头企业发展，完善公司加基地加农户的经营机制，把农村分散的千家万户与市场联系起来。政府要相对集中人力物力财力，把刚刚实现“零的突破”的我市农业标准化工作更有效地推进一个新台阶。
我们必须首先明晰我市实施农业标准化的总体思路(发展的阶段目标、规划)和采取的有效方式(结合国家标准，参考国际标准，制定适合我市农区特色农产品产前、产中、产后全过程的具体标准，以及建立质量监督管理体系)，然后确立标准化农产品市场的战略定位，并深人研究实施农业标准化对本市农区农业结构的调整、优化的作用机理，进而探索通过实施农业标准化来调整、优化本区域农业结构的新途径，以此指导今后我市特色农业经济的具体实践。从而，为我市全面实现农业现代化，成功推动外向型农业发展夯实基础。
2.3我市实施农业标准化思路
以国家“农业科技发展纲要(2001年~2010年)”中有关毛I毛找11化问题的论纲，作为我市实施农、l卜今l、找l·化_l二作的理论指南‘“，，包括:
“实施作物良种科技行动，促进种植业结构调整。以优质高产作物新品种选育及其产业化为重点，加快种植业结构战略性调整;发展优质高效种植业.促进种植业和产品标准化、布局区域化、经营产业化。”
实施优质高效畜牧水产科技行动，加速养筑规模化、产业化、标准化进程。开展畜牧水产优良品种选育、饲料开发、生产设施设备研制、疫病综合防治等技术研究.加快畜牧水产业的专业化、规模化生产，建立健全畜禽水产品质t检测体系，推动畜牧水产业全面发展，大力开拓国际市场。”“……建立健全农产品加工质量标准体系和监测、检测技术体系。开发先进监测技术与设备.推动主要农产品监测、检测网络体系的技术升级，加速农产品加工质量监测、检测网络体系的技术升级，加速农产品加工质量监测、检测技术体系与国际接轨。发展有机(绿色)食品等无公害产品，提高农产品与食品的安全性。”
“依靠科技，建立新型农产品加工业。采用‘公司加墓地加农户’的农业产业化模式，引进良种.开发配套生产技术，推动标准化、规模化优质农产品原料生产基地建设;大力加强农产品加工技术与设备的研究开发，培育大宗农产品加工科技企业.开发国内外市场，促进农产品加工业的全面快速发展。”
“大力发展生态农业技术，提高抵御农业自然灾害的能力。开展无公害农业生产技术研究;建立无公害农业生产技术标准;开展乡镇企业污染治理技术研究和示范;大力开展农业病虫害防治技术研究;建立生态农业技术体系，提高抵御早、涝、风、雹等气象灾害能力。”“加强农业标准化体系和动态监测网络建设。”
汕头农业标准化工作既要以“纲要”作理论指南，更要围绕率先实现农业现代化的战略要求，以高新技术为先导，大力发展工厂化农业、创汇农业，大幅度提高农业企业的创新能力，促进农业产业升级，增强农业的国内外竞争力。
2.4我市标准型农业规划构架
2.4.1指导思想
充分发挥标准化和监测工作在我市农业和农村经济中的作用。根据本市区域农业优势制定实施农业标准化工作规划和项目，把重点放在农业支柱产业和主导产品上，品种的重点放在名、特、优和高产、高效的农业产品上，立足创建农业品牌和名牌，在农副产品的产前、产中、产后全过程都注人新的科技成果，从选种、育种到生产、收获、加工、贮藏，都执行规范的生产方法和质量保障体系。
要使农业科技成果转化率能有较大提高，就必须加强农业标准化工作.在现代市场经济对农副产品，特别是消费者对名、优、特农副产品的商品化提出越来越高的要求，国内外竞争日益激烈的情势下.制定并实施农副产品的加工标准、检测技术标准、包装规格标准、品质等级标准等可以使农副产品的商品化过程在标准的监控下，以高品质和优质服务适应市场竞争，使农产品的价值得到充分体现。农产品标准与国际接轨，更能扩大我市农产品在国际市场的竞争力，进一步开拓国际市场。
农业监测体系是指为提高农产品、农用生产资料和农业生态环境的质量，由各类具备农业专业技术和监测能力的检验、测试机构组成的监测网络，是农业标准化工作的重要组成部分。重视农业标准化工作就必须重视建立以农副产品和农用生产资料监测为重点，包括对农业生态环境检测在内的完整的农业监测体系。此将有效为规范市场交易，杜绝假冒伪劣产品的市场流通，切实保护生产者和为消费者提供服务。
2.4.2我市农业标准化体系范围
农业标准化体系主要指农业、林业、畜牧业和水产业制定的，以国家标准为基础，地方标准为重点，行业标准和企业标准相配套的产前、产中、产后的全过程系列标准的总和，还包括为农业服务的化工、水利、机械、环境保护和农村能源等方面的标准。
按农业生产主体和为主体服务的其它因素，我们把我市农业标准化体系分为主要农副产品标准体系，以及支撑和服务农业的标准体系两大类。
农副产品标准体系，包括粮食、水果、蔬菜、畜牧业、水产业、林业、其它农产品(包括茶叶、烟叶、糖料、热带作物(引种>、食用菌、花卉等)、动植物纤维等方面的标准。支撑和服务农业的标准体系包括饲料、动植物保护设备、农用化工产品(化肥、农药、农用塑料薄膜)使用、农业机械管理与使用、农用水利与水土保持、农业能源、农业环境保护等。上述的两个方面都应按市场需求的原则，根据具体需要确定标准的级别，按标准化法规的规定操作，逐级分解细化，制定具体的个体标准。
总体来说，主要突出四个方面的内容:一是农副产品的等级标准，二是种苗的品种和用种质量标准及生产资料质量标准，三是农业技术规范，四是农副产品包装、储藏和运输标准。
2.4.3我市实施农业标准化工作的计划、规划项目选择
2.4.3.1农业标准化项目内容非常广泛，对于全市性的计划、规划项目，只能因地制宜，有目的、有重点地选择，具体细分如下:
第一，着重考虑种子标准项目
种子标准是种子、种苗、种畜、种禽和菌种、鱼苗的标准总称。在计划中，要着重考虑种子标准项目。
第二，重点制定并实施农产品等级标准项目
农产品等级标准，是对农产品等级质量的技术规定，是产品生产、产地检验，交货验收及质量仲裁的技术依据。农产品等级质量以外观形态、内在质量、加工精度作为分等级的主要依据。
第三，突出种养生产技术规程项目
种养生产技术规程，是指农作物、林木、畜禽及水产类，在各自生产过程中，把科技成果和生产实践经验，有机地形成最佳生产技术方案，经选用优良品种并合理运用栽培、速生、饲养及养殖生产技术措施。
第四，开发农业主导产业标准项目
为加快推进农业产业化，以立足我市长期以来形成的畜禽、水果、水产、蔬菜、食品加工等特色优势产业作基点，按商品化生产要求，从这些特色产业中找准系列品种，列入计划，实施主导产业标准项目，并在实施中按市场要求不断提高完善标准，全面与国际市场的标准接轨。这不仅满足了农产品优质化的规范要求.也满足了小包装、规格化的市场需求及现代连锁店经营的需要。这是一种“小商品，大市场”的现代农业理念。
2.4.3.2实施我市“无公害农业”标准化工作
无公害农业是90年代出现的一个全新概念。它是指在无污染区域内或已经消除污染的区域内，充分利用自然资源，最大限度地限制污染物质进人农业生产系统，生产出无污染的安全、优质、营养类产品，同时，生产及加工过程不对环境造成污染危害。农产品生产由普通农产品发展到无公害农产品(或称之为绿色食品、有机食品、生态食品、自然食品)，已成为现代农业发展的必然趋势。随着我国消费者环境意识与自我保护意识的不断增强，普遍需求市场提供安全、优质农产品，西方发达国家对进口农产品中各种污染物的含量不断进行严格限制.可以说，未来的市场将是无污染市场。因此，必须将“生态安全”和“环境友善”作为现代农业标准体系的新内容旧。发展无公害农业不仅具有极良好的社会效益、环境效益和巨大的经济效益，而且能够大大地增强我市农产品具有应对加人wTO后适应国际市场的竞争能力。当前迫切需要制订具有出口优势的汕头农产品的商标标准、定量标准、包装标准，这些标准是发展外向型农业中消除国外技术壁垒的通行证。
我们建议把无公害技术标准的构架中的关键技术的突破补充列人市“十五”科技攻关计划，抓好以下工作:通过无公害农业关键技术的攻关，改进无公害农业生产资料(农药、肥料、饲料)的人工化学物质的配方，开发符合我市土地、水质、气候条件的高效、低残留、无污染的生物制品，培育具有复合功能生物农药工程菌种.使之兼备优良的生物学工艺特点及工艺性状，为产业化打好基础;着重研究微生物和植物性生物农药的资源开发和品种选育，开展发酵、后处理、制剂等工艺研究.提高生物农药产品的品质、稳定性、货架寿命，降低成本;开发安全、高效、价廉的兽药系列产品;采用生物技术手段研制多功能生物肥料工程菌株，开发新型微生物肥料生产工艺，重点开发有机肥料、有机无机复混肥、腐殖酸类肥料、矿质肥料、及其掺和肥料等;
研制安全、天然、营养、多功能和通过发醉技术制取的新型食品添加剂和饲料添加剂.着重研究食品(饲料)添加剂的天然资源开发和提取技术，开发微生物发酵、提纯等工艺研究，提高天然食品(饲料)添加剂的品质、色泽及效能，降低生产成本;在包装储运方面，重点研究物理灭菌工艺、CO:超临界萃取技术、膜分离技术、酶工程、发酵工程、冷冻干燥、挤压膨化、低温浓缩技术，研制灭菌包装技术及安全、可降解和可重复使用的包装材料;开发食品气调储藏技术;为生产出符合人体健康或特定需要的安全谷物、果蔬、畜禽及水产品莫定符合国内外，特别是发达国家准进口的严格品质安全物质的标准要求。没有上述无公害农业关键技术、设备的研制和开发，实施无公害农业的标准化工作即失去核心的支撑科技力量，外向型农业将会受控于人。
无公害蔬菜标准体系的建立与实施是我市发展无公害农业的重要组成部分。无公害蔬菜生产标准化工作要努力建立比较完善的标准体系，与发达国家标准接轨，才能获得国际贸易“通行证”;才有“资格”参与国际市场竞争，才能拉动无公害蔬菜新产业的形成与发展。
无公害标准体系的构成与建立，包括与其生产、流通有内在联系的各个环节的标准:
—无公害生产基地的条件标准。主要规定生产基地的土壤质t、空气质量、农用灌溉水质最控制指标，以确保生产环境满足无公害标准要求。
—无公害蔬菜有毒、有害物质残留限量标准。主要规定蔬菜中有毒、有害物质限量标准及其试验方法。
—无公害蔬菜农药合理使用规则。主要规定严禁使用的杀菌剂、杀虫剂等高毒高残留农药和允许限量使用时的常用药盘及稀释倍数及安全间隔期(天)，以确保无公害蔬菜中有毒有害物质残留量不得超标。
—无公害疏菜产品标准。主要规定无公害蔬菜品质质坛和卫生质量要求，以此作为无公害蔬菜质量判定标准。
—无公害蔬菜栽培技术规程。根据无公害蔬菜生长特性，规定出品种选择、育苗、整地、定植、田间管理、农药化肥使用标准、病虫害防治、采收、初加工等技术操作规程，以确保其生产过程达到无公害标准规定。
—无公害蔬菜农药残留量试验方法标准。主要收集、制定与无公害产品标准相配套的方法标准。
—无公害蔬菜包装标准。主要规定无公害蔬菜包装用材料、包装基本原则，标注内容等。由于无公害蔬菜标准体系的建立比较复杂，需由专业部门进行专题的调研论证工作。
2.4.3.3研究制定一个我市农区通川的“安全I又生优质农产品(或原料)产地环境地方标准”
这项标准是结合汕头农产品生产和质量控制的实际情况，参考有关发达国家的农产品标准进行制定，它应包括与优质农产品的安全卫生有密切相关的土壤、水质和空气三个环境质量要求，包括农[[]灌溉水质标准、养殖少}l水质标准、畜禽用饮水水质标准、土壤环境质量标准、大气环境质量标准等等。其中，大气环境质量标准应采川国家标准中有关自然保护区、风景区的环境空气质量要求。用汕头优质的空气、韩江优质的水源、潮汕无污染的优质耕地等构成的优质生态环境，生产具有汕头系列品牌标志的农副产品，将是汕头特色农业的最大特色。
2.4.4关于我市标准型农业的战略思维
综上，提出建设我市标准型农业基本构架，大力推进农业标准化工作，将使汕头农业现代化有一个实用而强有力的技术支撑整体体系。分为六大体系:建立以环境农业为主体，水、土、生物资源科学为依据的生态体系;二是建立污染环境极小的“三高”农业技术生产体系;三是形成布局合理，连接国内外市场的运输、仓储、营销技术体系;四是建立高水平都市林业和都市园林为主体的环保科技体系;五是建立能提供有效服务的信息服务和情报服务的服务体系;六是建立完善的监测、法律体系。由于标准化工作的网络式贯穿作用，以上体系是一个相辅相成的一个农业科技总体，体现了对现代农业发展的支撑作用。
3.推动构建我市标准型农业构架的战略对策
从产量最大化到效益最大化，这是我市农业发展新阶段区别于过去的一个重要标志。据专家测算，在同样的生产条件下.如果投人决策目标从产量最大化转变为效益最大化，单位农产品的生产效益可以增加10一30%以上〔，，。如何有效地推动?我们提出:
3.1用“区域发展”推进“标准型农业”的跳跃式发展
我市于2000年通过实施的“汕头面向21世纪科技振兴规划”中确立四个与农业相关的“科技发展重点区域”，是我市标准型农业的示范区域川。它们是:
设施农业示范区
示范区设于市白沙蔬菜原种研究所及市白沙禽畜原种研究所，基地总面积为1715亩，分为蔬菜业设施示范区和禽畜业设施示范区两大类。
蔬菜业设施示范区下设蔬菜研究成果展销中心、国家农作物品种区域试验区、蔬菜引种研究中心、蔬菜生物工程研究区、良种繁育区、种子包储加工区，通过采用远缘杂交、辐射育种、化学诱变育种、杂种优势利用、染色体r几程、基因工程等现代种子人工二干涉作物遗传变异.培育出水平更.佰的蔬菜新品种，认真抓好“种子工程”，实现蔬菜种子产业化。
畜牧业设施示范区下设种鹅场、种鸡场、现代化孵化厂、种牛输精配种场和家禽育种中心，力求布局科学合理，设备先进配套。通过示范指导作用，为家禽育种提供一个符合科学设计的场所，促进家禽育种工作的开展，增育更多更好的家禽良种。
农业科学园
科学园以市农科所为载体，利用大专院校和科研院所的智力和研究开发条件，借鉴国内外农业发展经验，结合汕头市情形成“科学内容、园林外貌、潮汕特色、规模产业、良好效益”的综合体，将对摸索、总结和推广“三高”、“四化”农业发展经验，普及农业科学知识，丰富地方文化意蕴情趣，美化市容环境，维持生态平衡，探索新时期农业科学研究所发展的新路子产生积极的影响。
农业科学园置于汕头市区西北，占地面积约20公顷。参照潮汕园林设计模式，整个园区按功能分若干个小区，并人工改变部分地貌，依靠园林造景、人工湖、人造山丘结合种植特色植物，达到园林风景如画，处处洋溢科学文化内涵与潮汕特色的境界。
设立墓因工程育种、航天育种等农业高新技术研究开发基地，重点选育优质、高产、多抗的水稻、花生和名贵花卉新品种，并利用组织培育、工厂化育苗，实现花卉种苗产业化;研究适合南方气候特点的农业设施设备及模式化栽培技术，建成设施花卉生产示范基地;优化资源配置，建成农业科技教育培训基地。
汕头农业科学园，作为现代农业与都市农业相结合的产物，以其在集约经营、资源优化配置、科技进步、经济发达、生态环境良好等方面综合表现出可持续发展的良好效果.充分发挥研究、试验、开发、推广、培训、示范、服务的典型作用，进而推动农业产业化的进程。
潮阳民曹科技发展试验区
民资民力雄厚、民营经济发展较快是潮阳的优势。本区域的主要任务之一是大力发展高产优质高效农业，提高农业的综合效益，调整种植业区域结构，发挥区域优势，推广良种良法，发展国外市场需要的高价值经济作物。以潮阳盟兴水产品养殖有限公司和侨丰(集团)公司二家省级农业龙头企业为依托，重点发展高效生态型水产养殖业和高科技工厂化养殖，发展水产品的精加工、深加工和综合利用，重点抓好大宗水产品的保质和低值水产品的深加工，提高水产品质量和附加值。
南澳科技兴海示范区
国家科技部等五个部委己把南澳列为“全国科技兴海示范区”，是我市海水增养殖的主要基地，将以汕头大学在南澳建立的广东省海洋生物重点实验室临海试验站为依托，利用本地的地理环境及资源优势，建立海洋经济生物培苗中心，重点发展高效生态型水产养殖业，开发新品种和增养殖新技术，优化增养殖结构，重点建设水产种苗厂.工厂化养殖场，搞好水产品精深加工，提高水产品附加值。
上述四个高技术农业发展区域，备受各级政府和相关部门的支持，其农业技术与经济发展的知名度和影响力已远远超出汕头农区，波及粤东整个区域，在省内乃至全国也颇具知名度。已经取得的成就以及人力资源、技术资源和生态资源等优势条件，极其适宜将其建设成汕头标准型农业的试验基地、示范基地及中心区。这不只是简单再加挂一个招牌的问题，而是应当有支撑性的再投人、吸引人才、增加设备和设施，成为有实力的实施农业标准化工作的模范区域。要在动植物良种、生物工程、现代化集约种养技术、农产品储运加工技术、农作物病虫害及自然无害的综合防治、农业资源的高效运用、农业检测、土壤能源建设、无公害农产品的生产、先进的经营管理等的技术及其含量的标准化措施，并在设施化、工厂化、企业化建设和管理方面，提出并建立可行的技术化标准。
模范区域要成为有能力引进国内外最新的农业科技成果和先进技术、先进装备，形成网络健全、反应快捷、测定精确的现代农业标准监测及管理体系的中枢，并有能力把触角伸向广大农村，提高监测品种和手段，加强农产品质量跟踪和打假力度，真正使标准农业取信于民，成为全市农业标准化工作的中枢。
3.2发挥龙头企业的“龙头带动”作用
我市1999年有潮阳市侨丰集团有限公司、澄海市畜牧总公司被广东省评为第一批省级农业龙头企业，2000年又有汕头大洋集团公司、潮阳市盟兴水产品养殖有限公司、潮阳市粮丰集团有限公司等三家公司被省评为第二批省级农业龙头企业。至今全市已有包括5家省级龙头企业在内的15家农业龙头企业。据统计，1999年共创值10亿元，带动6.36万户农户，增加农民收人1.39亿元，户平均2183元。上述农业龙头企业较好地化解农民分散的小生产与千变万化的大市场的矛盾，初步(一个侧面)解决农产品由卖方市场向买方市场转变这一实际情况所带来的问题，成为现代农业和农村经济发展的带头羊。但是，我市农业的总体产业化水平仍然是低水准的，其发展规模仍不及全省的平均水准。1999年广东全省公司加农户产销一体化龙头企业已近1400家，销售收人39。亿元.带动农户140万户。珠江三角洲地区正在试办的十大农业示范区总面积为14万亩。预计总投资40亿元，1999年已投资10亿元。形势说明，在农业产业化竞争中，我市需要充分发展和发挥产业链条中“龙头”企业的作用t6J。把产业化的规模和水平推上一个新台阶，才能有效缩短距离，获取应有的农业产业化利益。
如生态农业是通过生物链把种植业、养殖业与畜牧业结合起来，产生循环经济所特有的环境效益和社会效益一样，按照耗散结构经济论的观点，现行的“公司加基地加农户”的农业产业化经营的产业结构是一个特有的经济非平衡系统，产业只有不断打破原有的平衡，呈现开放状态，才有活力;注意与其它产业要素的融合，才有促协力。农业产业化就是企业、基地、农户三要素的相互融合，因而融和之后产生一种杂交优势亲和力。这种“活力”、“亲和力”的经济表现就是经济效益，企业经济效益与农户经济效益都得以提升。在这样一个经济生态系统中，再把“农业标准化工作”、“标准型农业理念”引进这个系统中去实施，“公司加基地加农户”的产业化系统又一次被打破原有的平衡，再一次呈现开放状态。从这个意义上讲，标准化工作是农业龙头企业取得壮大和持续发展的有效动力。把我市的农业龙头企业再发展至30家或40家.带动的农户再增加至10万户或者说15万户，汕头全市标准型农业将呈雏形而不仅仅是实现零的突破。
这样，现在表现为制约农业发展的深层次问题:农产品发展的市场定位不准确.大路货农产品供过于求，造成价格因成本倒挂，亏本生产经营;市场预测难度大，生产出现盲目性;加工保鲜技术跟不上，制约具有地方特色优稀高值品种的发展;技术含量高的高值、高效优质品种不多，引进力度不够;缺乏农业企业、中介组织，制约设施化、规模化、标准化生产;产品难以形成品牌，难以打进大市场、国际市场竞争力不足等等，将在龙头企业实施农业标准化工作中有效地被消化被解决.我市农业实施发展“小商品大市场，小商品大产业”的目标就有可能实现。
3.3选择农产品加工业作为农业标准化工作的盆点
现代农业食品几乎不再是从菜园子到菜篮子，而是经过多重加工和各项消费前服务川。要从汕头实际出发，抓住大宗农产品和特色产品，确定加工目标，扶持加工企业，不断提高加工水平，形成一批具有汕头特色，符合国际质量标准的农业加工产品名牌，拓展国内外市场，实现对农产品商品价值的提升。
我市大宗的农产品主要有蔬菜(尤其是冬种大芥菜)、海淡水产品(尤其是贝壳类、中低档鱼类)、禽畜产品(尤其是鸡、鹅)，目前多数以初级产品进人市场.要认真研究加工、保鲜技术，开发系列产品，善于包装，提高产品质量，增加产品加工附加值，提高经济效益。要选择一批具有区域特色的优势产品，如潮阳金玉三棱橄榄、澄海樟林林擒、潮阳西肪杨梅、南澳桔红，以及各地的一批优质蕃薯、优质玉米等，进行保鲜和包装研究开发，把具有稀少性价值，而市场价值较高的特色农产品全面实施标准化生产。
我市农产品加工企业，多属小型、分散，竞争力不强.要通过知识培训.树立品牌意识，提高经济管理水平。要逐步建立符合国际惯例的卫生标准和质量标准，以适应市场经济的发展和我国加人Wl一O的需要。企业不仅要有注册商标的产品，还应有自己的名牌产品。政府和有关部门.要通过引导和必要扶持，促进一批农产品加工骨于企业形成。要通过选择有一定规模、效益、有自己品牌产品、有市场前景的企业.经过筛选，确定一批重点农业和农蒯产品加工的企业，给予相应的扶持。一是扶持企业开展150900。系列标准认证;二是产品技术开发扶持，帮助重点企业建立研究开发中心，开展新产品和保鲜包装技术的研究、开发、创新及应川;三是帮助企业组织一批品牌进行著名商标、驰名商标认定和15014001绿色食品认证。强化一系列服务，使我市形成一批基础扎实、产品知名度高、信誉良好的农产品加工绿色企业，让汕头农产加工品在即将到来的绿色产品、绿色消费、绿色市场、绿色营销的大潮中领导潮流。
产品只有通过市场交易成功，才能实现商品价值，农业产业结构调整的目的也才能实现。如何拓展市场，最重要是规范现有专业农副产品批发市场的秩序和管理，形成市场的交易吸引力。与此同时.要选择一、二个大型的市场建立信息网络，逐步实行网上报价、交易、代购、代销，配套金融、保险、食品卫生检验等机构，以形成标准化农产品的标准化市场。
3.4用“人才离地”支持构筑标准型农业产业构架
我市倘若缺乏一大批具有标准化科技知识的实施农业标准化工作的人才，就难以构筑起标准型农业产业构架。因而培养和广揽人才既是当务之急、又是长远所需，吸引人才的政策则要由“刚性”转向“柔性”。为适应发展之需，我们认为我市至少需要形成以下三支队伍:一是具有全局观念、超前意识、创新精神及现代农业管理能力的农业产业化的宏观管理领导者队伍，尤其要造就具有国际商业头脑和全球化经营战略的农业企业家.以适应加人WTO以后的发展形势;二是具有市场眼光、知识转化能力，敬业创业，熟悉本产业、本企业的标准化管理的管理者队伍;三是具有较强的岗位能力.在生产(服务)过程中起骨干作用，始终坚持在第一线，提供一流优质服务的专业技术骨干队伍(宜在现有的农业技术、农业管理队伍中进行知识改造和更新)。
“人才高地”的形成.其最终目的是为我市建立“三个体系”、“四个创新”提供智力资源保证闭:
“三个体系”:一是建立农业标准体系，把农业生产的产前、产中、产后诸环节纳人标准化管理轨道。二是建立农业监测体系，形成较为完善的农业生产资料、农副产品和农业生态环境等方面的监测网络。三是建立农产品评价体系，通过制定和完善质量认证标准和产品评价标准.实施农业品牌(商标)战略，扶持和培育优质农产品.提高特色农产品的市场知名度和市场占有率。
“四个创新”:一是种子质量标准创新。农产.钻质量的竞争核心是良种的竞争，谁拥有良种，谁就能掌握质最竞争的主动权种子既是农业生产的“源头”.也是农业标准化的第一站。二是操作规程创新。随着人民生活水平的提高，特别是随着大中城市农产品准人证的实施和加人wTO，农产品的安全、卫生、健康问题越来越突出，因此，今后在制定操作标准时，既要重视操作规程的技术含量，更要注重操作规程的操作环境和安全控制。三是产品标准创新。我市农产品大多数至今还没有实施产品标准.这不仅给实施品牌农业带来困难，而且也难以实行优质优价。四是农产品的加工和包装创新。加工和包装是实现农产品多次增值的有效途径，是提高农业生产效益的重要手段。
4.措施建议
第一，标准型农业是我市农业发展新阶段的战略选择，它代表着现代农业发展的方向，成为现代农业的新概念。我们应当切实统一思想，提高认识，把农业标准化工作列人农业产业化的议事日程。我市农业现代化处于沿海地区发展的前沿，对农业标准化的认识更应超前一步，全市各级政府和部门要统揽全局，加强领导，在研究农业如何产业化时，同时研究农业标准化，要结合农业产业的总体安排，制定农业标准化规划或计划，在实施“丰收”、“星火”等科技发展计划时应同步考虑标准化，对一些带全局性的产品实施产业化时，应由政府牵头，组织包括标准化行政部门在内的有关部门共同推进标准化进程。
第二，农业标准化工作是一项庞大的系统工作，必须把涉及农业标准化的有关部门有机的组织起来，建立一个体系.形成一个合力，制定与国际接轨的新的法律、法规和有关标准，把农业标准作为重点进行攻关〔”。这一体系目标的形成，可以参照借助于农业推广体系建立农业标准化体系。从行政上看可分成为市、县、乡、村四级。这四级标准化组织的建设可采取不同的组织形式、不同的标准管理内容、不同的要求，即协调市一级、提高县一级、健全镇一级、加强村一级。协调市一级，组织形式上可以成立农业标准化工作委员会，把农业、水产、水利、农机、计委、财委、科委、农委、技术监督、外贸、高等院校等部门的有关专家、分管领导组织起来，具体负责领导全市农业标准化工作的计划、规划，部署实施每年的全市农业标准化工作，农业主管部门是起草标准、宜传标准、对标准执行情况进行日常检查的主力军，承担大量的具体工作;科委应当把农业标准的制定与实施列为科技项目加以推广;技术监督部门做好统一管理，组织协调，主要工作是制定农业标准化工作计划，指导正确运用标准化的原理和方法制定标准，协助有关部门贯彻标准及对实施情况进行检查。外贸部门应从农产品国际贸易的形势提供信息服务，国际市场除了产品的供求形势常发生变化外，产品的类型、规格及生产流程也常常发生变化，且往往以修改标准或制定新标准的方式出现，特别是对农产品进出口的严格技术壁垒，外贸部门应提供农业标准化工作的对应措施。各部门通力配合，才能做好我市的农业标准化工作。
第三，“十五”期间，应采取多种形式培养一批掌握标准化理论、熟悉标准化管理的政府官员、企业管理者，促其更新观念，把农业的标准化工作放在农业现代化的战略层面上去认识，象抓工业标准化那样来抓农业标准化。同时也应强化标准化的宣传教育，大面积、大幅度地提高广大农民群众、企业职工的标准化意识。开展标准化教育培训的目的还在于培养一批高素质的农业标准化人员。因为标准化人员的素质是决定农业标准化水平的基本条件，也是影响当前标准化事业发展的重要因素。要选拔一批年青农技人员或企业中的科技人员，从管理学、系统工程学、外语外贸等方面进行重点的培训和深造，使之成为农业标准化事业向深度和广度发展的中坚力量，成为新世纪的农业标准化专门人才。
第四，加强农业标准化科学研究和技术开发工作。研究体现市场对我市特色农产品优质要求的等级品质划分的科学依据和方法，键全高效的农业标准监测体系，研究并确定农产品中农用化学物质等涉及安全卫生方面的限蚤指标及配套的分析方法，研究和开发适合于现场应用的快速检测设备和技术;研究农业标准高效示范的理论与技术途径;研究国外农业标准体系，以及我市农业标准体系如何与国际接轨问题。据此作为新切人点、重新审视农业系统关于产、研、学合作解决农业系统问题的途径，重新定位我市农村四级农业技术推广体制和队伍的重要性。
第五，选择扶持“潮汕小菜”推行标准化生产作为我市农业标准化工作的突破口〔1的。潮汕小菜系指由澄海大芥菜、乌榄、萝卜、青竹梅、生姜腌制加工而成的咸菜、贡菜、昔菜、橄榄菜、萝卜干、咸梅、醋姜等潮汕特色的小菜。由于近年的发展，已成为我市农业的一大特色经济。以澄海市为例，每年发展8一10万亩冬种大芥菜生产，鲜菜总产t15一20万吨，90%用于腌制，加工品总值2.5亿元。据农业部门统计，汕头全市现有芥菜腌制加工企业、作坊467家，其中有工商执照企业92家，有商标品牌企业仅21家，约占加工企业的4.5%，较有知名度的如“咸菜王”、“蓬盛橄榄菜”等17个品牌，而出口罐头批号尚为空白。产品除主销潮汕地区外，通过展销会及试销点等渠道，试销至国内很多大中城市，也销往港台地区及东南亚、欧美等国的华侨居住地。
从目前的情况看，“潮汕小菜”为蔬菜产业延长了加工链条，增加了附加值，增加了蔬菜业的整体效益。但由于还处于低水准的技术含量，在质量、标准、风味等方面远不及四川榨菜，也不及江浙的酱菜，产品未能大踏步走出潮汕，品牌更没有叫响国内外。在消费者日益讲究农产加工品的卫生健康安全的情况下，以家庭作坊式加工为主的“潮汕小菜”很难适应现代市场之需、外向型经济发展之需。很难设想，如果让外商客户去参观你的作坊、企业，他们会与你签订购销合同?外商心目中的质量首先是企业工业化、现代化生产线。针对我市实际，要在鼓励企业、作坊兼并重组构建规模化企业的同时.当前迫切需要制订出一整套具有内外销优势的商品标准、卫生安全标准、包装标准等标准体系，尤其对出口产品都应重新包装，加上英文说明，加注相关指标，将计蚤单位从公制换算成“盎司”等，并将中国的条形码改成适合欧美电脑的条形码等等。以生产线实施标准化生产，以管理创新保证标准化生产，以国际标准规范标准化生产，不断拓展深度加工项目。让新产品改变人们心目中“潮汕小菜”就是“家庭作坊”，就是不卫生的观念，扫除拓展市场的阻力。需要通过组建行业“协会”的形式.开展标准化生产的培训，树立“潮汕小菜”的品牌新形象，既有潮汕人喜爱的风味系列，也有广州人、深圳人喜爱的系列，也有外省人喜爱的系列，也有适合出口的系列，花香蝶自来。
