克隆技術論文范文
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篇1
附睪是成熟、貯存和受到保護的場所。在中完成形態分化的細胞進入附睪,在通過附睪的過程中,獲得了前向運動能力和受精能力。這些能力的獲得,是表面與附睪區域性表達的基因在管腔中造成的微環境不斷相互作用的結果。另外,各種性傳播疾病、男性不育一直是威脅人類生殖健康的、全球性問題。人口危機也對安全避孕,尤其是男性避孕也提出了新的要求。因此,對男性生殖機理的研究受到越來越多的重視。
近來,我們實驗室在大鼠附睪頭部先后克隆了兩個基因。其中,Bin1b的全長cDNA為385,編碼一個68個氨基酸的多肽。它是一個單拷貝基因,有一個大小約為1.3kb的內含子。在18種不同的組織中,Bin1b只在大鼠附睪頭部有表達,表達的組織專一性很高。并且它只表達在附睪頭部中段的上皮細胞中。另外,Bin1b在大鼠發育到性成熟時,表達水平最高,并在整個性成熟期維持較高的表達水平。同源性分析表明,它很有可能是哺乳動物體內的一種先天性免疫效應分子b-defein家族中的一員,在靈長類中也有同源分子存在。與香港中文大學合作,利用附睪上皮細胞的體外培養及反義核酸技術證明了它的抗菌性。同時,Bin1b的表達可以被附睪炎癥上調。
Bin2a的全長cDNA為2606,編碼637個氨基酸。Bin2a的氨基酸序列中包括Glycosylhydrolasesfamily35家族中的9段相對保守的序列,其中包括210位的活性中心Glu(protondonor),但是缺少另外一個活性中心,279位的Glu(nucleophile)。并且,Bin2a與大鼠附睪中報道的酸性b-半乳糖苷酶顯然不同。所以,Bin2a可能是b-半乳糖苷酶家族的新成員。Bin2a表達受雄激素上調,其表達的組織專一性也很高,只在大鼠附睪有表達,并主要在附睪頭部。與Bin1b不同的是,Bin2amRNA的水平在45天時,有一個表達高峰。
Bin1b和Bin2a的克隆,為研究附睪中的粘膜免疫過程以及成熟提供了線索。
關鍵詞:附睪,成熟,男性避孕,b-defein,b-半乳糖苷酶
Atract
Epididymisisreoibleforermmaturation,storageandprotection.ermatozoathatemergefromthetesteshadtotraversetheepididymistoacquiremotilityandfertility.Theacquisitionresultsfromtheinteractionbetweenermandtheoptimalmicroenvironmentcreatedbygeneswhichareregionallyexpreedandregulatedalongtheepididymaltubule.Additionally,sexuallytramitteddisease,maleinfertilityandmalecontraceptionremaiworld-widehealthproblem.Somoreattentioarepaidontheresearchofmalereproductivetract.
Ourlabhaveclonedtwogenesinthecaputofratepididymisrecently.Thefull-lengthcDNAofBin1bis385,encoding68aminoacid.Itisasingle-copygeneandhasa1.3kbintron.Of18organtiues,Bin1bmRNAwasonlyfoundintheepididymisandconfinedtoepithelialcellsinthemiddlepartofthecaputregion.Itwasdevelopmentallyregulatedanditsexpreionstartedat30daysofageandreachedamaximumduringthesexuallyactiveperiod,andthen,decreasedintheagedrats.Bysimilarityanalysis,Bin1bisprobablyanewmemberofmamalianb-defeinfamilywhichisinvolvedinhostiateimmunity.Andithashomologsinprimate.ItsantimicrobialactivitywasprovedusingprimaryculturesofepididymalepitheliaandantiseetechniqueunderthecooperationofTheChineseUniversityofHongKong.
Thefull-lengthcDNAofBin2ais2606,encoding637aminoacid.ItsaminoacidsequencehasninecoervedblocksofGlycosylhydrolasesfamily35,includinganactivesiteGlu210ofprotondonor,butlackinganotheractivesiteGlu279ofnucleophile.ItisobviousthatBin2aisdifferentfromacidb-galactosidasereportedinratepididymis.Maybeitisanewmemberofb-galactosidasefamily.Bin2amRNAisupregulatedbyandrogenandalsoepididymis-ecific,majorlyincaputepididymides.Thereisamarkedincrease(aroximatelyfourfold)ofitsmRNAlevelinratof45daysage.
篇2
關鍵詞:科學本質觀視角;初中科學教學;策略研究
一、科學本質觀視角下的初中科學教學策略研究
科學已經不再是停留在理論上了,科學技術是科學發展道路上的關鍵點,在初中的科學教材書上,有許多技術與科學的例子,例如:克隆技術,克隆技術經歷過3個發展階段,第一個階段對微生物進行克隆,這種克隆技術讓一個單獨的細菌快速的繁衍出了一個和它體細胞結構完全相同的細菌群,第二個發展階段時生物克隆技術,這個技術是利用復制遺傳基因DNA對生物進行克隆技術,第三個階段是克隆動物,利用第一個階段細菌克隆的實驗來對動物進行克隆技術,由動物的一個細胞克隆出相同的一個動物。通過這三組的舉例、實驗,科學家開始證實克隆技術的真實存在,在1996年,科學家利用克隆技術克隆了一只羊,這只羊叫多利,多利的誕生最特別的是它不是由和卵子結合而生產出來的,而是將綿陽的卵細胞中所有遺傳物質提取出來,使卵細胞變成了一個空殼,然后再從另一只羊身上取出乳腺細胞,將乳腺細胞輸入空殼中,這個過程造就了一個沒受過精還有新物質的卵細胞,經過卵細胞的分裂逐漸形成胚胎,然后再把胚胎放入母羊的體內,母羊經過分娩后多利就誕生了。克隆技術的誕生使科學技術在世界得到了重大的突破。從這個案例可以看出,科學實驗和技術兩者缺一不可,但是,學生在課堂上離這些技術都很遙遠,教材上的內容普遍都是通過文字的敘述來得到實驗答案,教師也不會去一一的解說實驗過程,導致教學效果不理想,因此,教師在課堂上應挑選重要的科學內容對學生進行講解,對科學教材的專業術語進行口語化的解釋,使科學教材知識更容易被學生所接納。
教師講解完磁懸浮列車的原理和結構后,以提問的方式和學生進行交流,例如,教師可根據磁懸浮列車的原理提問這種新列車與傳統的列車相比較有哪些優點,為什么列車可以懸浮在軌道上方,這種軌道在行駛過程中有哪些優點等等,傳統的教學方式是教師把教學內容寫在黑板上講解,是學生在座位上一言不發的聽課和寫習題,是以全盤接受的方式去接受知識,但是,這種教學方式只會讓學生的思想戴上枷鎖,無法讓學生自由的創造、大膽的創新,隨著新的教學方式,教師在課堂上提出相關的問題,學生用自己的思維方式去思考,通過尋找答案的方式去探究目標,這種新的教學方式讓學生在課堂上不再是死記硬背,也不再是枯燥的只聽教師的講解,這種教學方式使學生找回了科學熱情,通過自己的研究領悟到更多的知識,這種知識是傳統的教學方式無法達到的。
在科學的不斷發展中,科學知識在課堂上僅僅靠觀察、實驗、證據這三個方法去進行科學實驗,導致教學內容變的抽象化,許多專業名詞無法通俗易懂,在這個科技發達的時代,初中教學可以采用多媒體的教學方式去講解課程,多媒體教學在教學過程中很多方面是傳統教學方式達不到的,例如:第一,多媒體教學的運用中,可使許多科學內容不再抽象化,使科學內容更加直觀,加快學習的進度,使科學技術更通俗易懂。第二,教學方式從繁復的文字變成了簡單的圖片形式,教師在這個過程中不用反復的去解釋科學現象。第三,傳統的教學中通常以粉筆和黑板為表達形式,而多媒體形式的教學讓課堂更生動,增加了學生學習的主動性,使課堂更有趣。第四,科學中的許多技術都是課堂上無法研究的,因為環境的限制,許多科學研究過程都需要用到大型器材和空曠的環境,但是,有了多媒體的教學方式后,科學的技術過程可以通過多媒體播放技術來進行演繹,使學校的教學方式不再只停留在對課本知識的講解上,使科學以生動的形式表達出來,這也不僅提高了學生對知識的興趣,也讓學生對科學的技術過程更了解。
二、結束語
綜上所述,我們可以發現科學改變的不僅僅是生活,也改變了整個社會的發展方向,科學正在影響著人們的未來,在初中科學教學中,讓學生認識科學的本質這是一個長期的培養目標,在科學的教學方式上,教師要通過讓學生自己去思考和探究科學的本質觀,培養學生的創造力和良好的科學素養。
參考文獻:
[1]徐蓉.初中生科學本質觀調查及提升策略[J].課程與教學論,2011,(3):53
篇3
[論文摘要]當今世界經濟 發展 已經進入了一個新的 歷史 階段,即知識經濟時代。在知識經濟時代,高科技產業成為經濟增長的第一支柱產業。當代國際社會的競爭,是綜合國力的競爭,是 科學 技術的競爭。而高科技產業已經成為當今國際競爭的焦點和大國競相爭奪的戰略制高點。
目前世界經濟發展已經進人了一個新的歷史階段,即知識經濟時代。在知識經濟時代,高科技產業成為經濟增長的第一支柱產業。當代國際社會的競爭,是綜合國力的競爭,是科學技術的競爭,而高科技產業已經成為當今國際競爭的焦點和大國競相爭奪的戰略制高點。冷戰結束前后,許多國家特別是以美國為代表的發達國家,就開始強化研究開發投資、推動高科技產業發展,奪取下個世紀產業發展的技術制高點,并將其作為各自國際競爭戰略的核心和國家戰略的重點。
隨著亞洲 金融 危機的爆發,世界各國普遍意識到,除了外部因素外,產業結構不合理也是導致本次危機的一個重要因素。作為世界經濟發展的前沿,高科技產業領域的國際競爭將更加白熱化。可以預見,誰搶先把握高科技產業發展的主動權,誰就將在這一輪大調整中搶占優勢地位,在這次危機過后取得經濟發展的主導權。世紀之交高科技發展的趨勢主要表現在以下幾個方面。
(一)信息技術將充分發揮前導作用。隨著信息技術的飛速發展,它將更好地起到前導和統領作用,滲透到各個領域。信息技術將促進 工業 自動化、金融自動化、辦公自動化、服務自協化,使整個社會的生產方式、生活方式等發生深刻變化,不但大大提高社會的運行速度和效益,同時也會改變人們的時空觀念。
在巨大的全球性信息 網絡 上,日本商人正躍躍欲試,積極研究對因特網商業價值的開發與利用。當前,日本 企業 開設的主頁(ho~一page)已經涵蓋了有商業價值的 電子 讀物、廣告、招聘信息、重大商業活動信息、金融服務、住處檢索服務、通訊販賣等方面。關聯企業之間利用因特網進行即時信息交換和推銷訂貨業務,使效率大為提高。由于因特網是直接連通個人用戶的,所以,因特網上的商務活動將首先在與個人相關的經營領域中活躍起來,地域性的網上商務活動將先于跨國商務活動而得到發展。從技術上講,信息通訊革命是 計算 機與通訊的結合,不過,數字化與光纖通訊網的完善,以及衛星的利用,才使大量信息即時、雙向傳遞成為可能。隨著軟件開發的擴展,多媒體產業正在形成巨大的新消費市場。日本當前正在加緊開發多媒體技術,其應用范圍將涵蓋汽車制造業(在汽車中安裝電視接收及衛星導航裝置等)、流通業、 教育 和宗教界、廣告與出版和印刷業等。可以預料,通過將計算機、電子游戲、mtv } vcd與通訊、電視結合起來,將極大地改變以往的住處傳播方式。
隨著微電子、光電子技術及納米技術的進步,衛生通信、遙感和全球定位系統、寬頻帶高速數字綜合網絡、信息壓縮與高速傳輸、人工智能、多媒體技術和虛擬現實技術等前沿技術將取得進展,人類將逐漸地全面進人信息時代。為此,各國對信息技術的開發十分重視,如美國就確定了2010年前重點開發的10項電子信息技術,它們是虛擬現實技術、高清晰度電視和顯示器、光子學與光電子學、定點通信、x射線光刻技術、多芯片模塊、超導技術、神經網絡、語言和圖形識別、人工智能。美國為繼續它在信息技術領域的領先地位,已加強了計算機網絡領域中關鍵技術的研究開發力度。美國前總統克林頓于1998年2月在其1999財政年度政府預算方案中提出,聯邦政府將投資1.1億美元以加快“新一代因特網”計劃的全面實施。“新一代因特網”計劃于1996年10月提出,其主要目的是開展先進網絡應用領域。該計劃的實施時間為5年。計劃完全實施后,將徹底更新遍布美國的計算機網絡系統,使其以比目前因特網快100(〕倍的速度傳信息,從而實現聲音、圖像信號的實時傳遞。
(二)生物技術將加速商品化。生物技術是21世紀技術的核心,生物技術正在影響社會,深人人們的生活。1996年度諾貝爾獎獲得者、美國化學家羅伯特·柯爾說:“本世紀是物 理學 和化學的世紀,下個世紀顯然是生物學的世紀。”
目前,生物技術已成為高新技術領域的重要部分,世界各國有100(〕多家公司、研究所或大學從事生物技術的研究和開發,美國、日本、英國等國走在前列。基因的分離、拄增、重組以及體細胞的克隆技術都已實現,某些蛋白質的結構和功能已經探明。快速繁殖脫毒、組織培養、胚胎移植、胚胎切割和單克隆抗體等技術已進人實用階段。
科學家已從單個基因的測序轉到有計劃、大規模地測繪人類、水稻等重要生物體的基因圖譜。水稻等重要農作物基因組計劃的成功實施及基因工程技術的深人研究,將發生新的農業革命。全世界已有6000多項農作物方面的生物技術研究成果進人田間試驗,抗蟲害的轉基因水稻、玉米、土豆、棉花和南瓜等已在美國和加拿大的數百萬公頃土地上試種。菲律賓國際水稻研究所育成的“超級稻”,在3年內可推廣種植,它可以使水稻單產提高20% -25%。美國提出了“向生物技術要產量”的口號,美國南伊利諾伊大學的科學家正在進行抗病育種的研究工作,1997年時已育成6個能自體抗病的農作物新品種,該校目前正集中力量培育能自體抗病的黃豆新品種。
正在實施中的人類基因組項目將在本世紀初完成,這將極大地推動醫學領域的研究活動,有利于人們的健康。許多危害人類的疾病,如心血管病、癌癥、艾滋病、糖尿病等,將得到有效的預防、 治療 和控制。美國有數十家公司已用“合理藥物設計”法設計超級藥物,這種方法能把生物技術和化學緊密地結合起來,研制的超級藥物能醫治目前藥物不能醫治的癌癥、艾滋病和多發性硬化病等多種致命疾病,有的已經進人人體試驗階段。專家們預計,這方面的研究將對遺傳機制、發育機制和免疫機制有更多的了解,而且對了解生物進化過程也有重大的意義。
克隆技術是一個具有劃時代意義的重大科技突破,1997年英國克隆的“多莉”羊的出生,引起世界范圍的高度重視,科學家認為它預示著“21世紀人類將全面進人克隆時代”。克隆的本意是指無性繁殖,即復制、拷貝生物,而不用依靠父母來繁殖。采用克隆技術,可以加快良種家畜物業的繁殖,從而有可能使畜牧業發生一場革命;克隆技術可以培養出一批批優質的牛羊品種,以滿足人們的需要;可以拯救瀕危野生動物,保持生態平衡;可在醫學領域大量生產人們所急需的許多名貴藥品。此外,采用克隆技術,可以對植物的細胞、組織或器官等進行克隆,改變“靠天吃飯”的傳統農業。克隆技術的發展將會改變人類的生存環境,大大造福于人類。
生物技術與計算機技術相結合,也逐漸成為生物技術領域的新趨勢。生物芯片計算機正在研制之中,美國艾菲梅特里克斯公司宣布用dna成功地制成生物芯片,可用于讀取活組織基因進化而來的涌動信息流。這是生物技術與計算機技術融合的結晶。
(三)新材料得到廣泛采用。 科學 家和工程學家預測,21世紀的新材料將向著不同材料復合方面 發展 ,研制的一種性能優于母體單體材料的“先進復合材料”將是解決適應各高技術的特殊需要的全新概念的新材料技術。本世紀材料科技的發展具有功能化、復合化、智能化特征,最活躍的將是信息功能材料、納米材料、高等陶瓷、生物材料、復合材料等。具有高比強度、高比剛度、耐高溫高壓、耐磨耐蝕等極端條件的結構材料、智能材料等也將進一步受到重視而獲得新的發展。
新材料發展的經歷和趨勢表明,新材料技術對包括信息技術、生物技術在內的其他高技術的突破和發展起著基礎作用,專家們預測新材料產業正在有力地推動世界新的產業革命。德國分析了世界各國高技術發展計劃, 總結 出21世紀九大重點領域,首選是先進材料,其次是納米技術、微 電子 學、光子學、微系統工程、軟件與 計算 機模擬、分子電子學、細胞生物技術、生產與管理工程。在這9個領域中列出多個課題,其中屬于先進材料的有2}’項,在其他領域中與材料直接相關的課題有27項,如納米技術的納米材料、微電子學中的信息存儲微電子材料、高溫超導材料等。在未來高技術課題中,有關先進材料的課題占60%以上。
隨著科技的發展特別是信息技術的發展,人們將越來越多地利用計算機來設計新材料,目前材料設計已日益發展成為 現代 材料科技中一個重要的基礎領域。材料設計大體上可分成以下幾大類:在數據庫知識庫基礎上,利用計算機進行性能預報;利用計算機模擬提示材料微觀結構和性能關系;在突破已知理論或總結實驗 規律 的基礎上,提出新概念并采用新技術來研制新材料;深人研究各種條件下材料的生長過程,探索和開創合成材料的新途徑;選定重點目標,組織多學科力量聯合設計某種新材料。
(四)環保技術和環保產業成為競爭熱點。在21世紀,人類將更加普遍、理性、科學地節制生育和消費,更加重視人類的生存環境和質量,注重保護 自然 界動植物的多樣性和自然生態,重視地球上有限資源的合理利用和可再生循環。
隨著環保觀念和持續發展觀念的日益深人人心,各國環保投資不斷增長,越來越多的國家力求在環保產業和環保市場獲得優勢,環保技術和環保產業成為國際競爭的又一個熱點。在農業生產領域,開發水土保持型生態農業已成為根治環境惡化、發展環保產業的重要手段。這種農業生產模式,是以水土保持為主要手段,以恢復良性生態 經濟 系統為中心,形成高效的農業生產系統,達到生態效益、經濟效益和社會效益的有機統一。目前世界許多地方荒漠化嚴重蔓延,在這個地區建立水土保持型生態農業,能根治環境惡化,提高系統生產力,這是今后的發展方向。
各發達國家空前重視開發環保技術,目前,一場爭奪環保技術制高點的國際競爭十分激烈。在無氟制冷技術上,美國和西歐之間展開爭奪;在資源回收方面,日本和西歐互相競賽。為了在競爭中獲得優勢,美國微軟公司、日本、西歐在環保產業中大量應用計算機技術和新材料,開發科技含量高的環保產品。
科學家們還在環保領域大量采用生物技術,以遏制環境繼續惡化的趨勢。目前開發的主要技術有:用生物方法處理污水;用微生物脫硫防治大氣污染;用細菌降解清除污染物;用無污染生物農藥防治農作物蟲害;培育抗病蟲害農作物;開發實用的生物降解塑料。
(五)宇宙開發將空前活躍。航開技術在經歷了半個多世紀的發展后,將加快實用化和商品化的步伐,發展各種更先進的實用人造衛星。迄今為止,僅美國和前蘇聯就發射了近500顆人造衛星。本世紀初,各國計劃發射的衛星將超過100()顆,其中通信衛星、全球定位衛星和地球資源衛星被認為最有商業發展前途。此外,開發月球資源和擴大太空生產能力將成為現實,星際遠航也將踏上新的征途。如果進展順利,人類有可能在21世紀20年代實現月球采礦的計劃。
篇4
科學研究和科技創新保持了良好的發展勢頭
“十五”期間共承擔各類科研項目695項,其中國家級項目69項,省部級項目301項。獎勵方面,學院共獲得國家級獎勵4項,省部級獎勵65項,其中“‘銀果’和‘銀泰’農用殺菌活性的發現與應用研究”于2003年獲國家科技進步二等獎, “中國叢枝菌根研究”于2005年獲山東省自然科學一等獎,“人工模擬銀杏殺菌劑研制與應用”、“克隆牛技術的研究”、“灰樹花發酵液多糖提取及其藥理作用研究”、“五龍鵝(豁眼鵝)品種選育和推廣”、“體細胞克隆牛繁殖技能檢測及胚胎移植試驗研究”五項科研成果分別于2001、2002、2003、2004年獲山東省科技進步一等獎。申請專利30余項;發表學術論文4329篇,其中核心期刊2353篇,被SCI、EI收錄136篇;編著專著、教材131部。克隆技術、仿生農藥等重大科研成果多次被新華社、中央電視臺新聞聯播和科技博覽節目報道。
科技成果轉化工作實現了新的突破
繼“綠帝原藥及10%綠帝乳油生產技術”以500萬元轉讓給山東京蓬藥業有限公司后,2002年4月學院“灰樹花液體發酵及發酵液多糖提取技術”以900萬元轉讓給山東京博集團,2004年4月玉米雜交種“LN3”生產經營許可權也成功轉讓給中國種子集團公司,轉讓金額100萬元。2005年,學院“玫瑰精油萃取技術”以100萬元股份價與山東濟南建工集團聯合成立山東玫苑生物技術有限公司。“樟芝發酵全液活性物質的提取研究”已通過鑒定,達國際領先水平,技術轉讓工作正在進行中。在教育部科技發展中心2003年公布的全國高等學校科技轉讓實際收入前100名的高校名單中,該校居全國34位、全國農林院校第二位、山東省高校第一位(山東省7所高校人圍)。
社會服務工作取得了較快發展
建立校外科研示范基地30多處,先后與省內外60多個縣市區建立了長期合作關系,創造了良好社會效益和經濟效益,2004年被省政府授予“全省農業科研與技術推廣先進單位”稱號。該校線蟲研究室承擔了青島市出口泡菜的檢驗檢疫任務,在2005年中韓泡菜出口貿易摩擦的關鍵時期,以科學有力的證據為中方贏得了主動權,得到了青島市有關部門高度評價。
篇5
關鍵詞:PCR;農業技術;發展簡史;基本原理
中圖分類號: Q555 文獻標識碼:A
在生物學領域中,聚合酶鏈式反應作為體外擴增基因序列的生物技術占有很重要的位置,并且與分子克隆技術和DNA序列分析方法構成了分子生物學實驗工作和學習的基礎。PCR技術的發明成為了生物界的里程碑并且是分子生物學的一項偉大的革命,它隨之帶來的是分子生物學以及生物技術在工業和產業的推進和發展[1]。
1 PCR技術發展簡史
1971年Khorana最早提出了一個大膽的設想,那就是核酸體外擴增。但是,當時對于基因的排序和測序分析方法并不成熟,還沒有發現對熱定性的DNA聚合酶,所以這個想法沒有任何實際意義的[2]。1985年美國的Kary Mullis受到高速公路的啟發,在科學Science雜志上發表了PCR技術學術論文。20世紀80年代初,美國科學家Keohanog通過對實驗室中所使用的酶的改進,大大提高了擴增的可實行性[3-5]。在之后的幾十年里,PCR技術已經發展為十幾種研究領域。
2常用的PCR技術
2.1 原位PCR
原位PCR是在組織切片或組織細胞里進行的PCR反應,它具有高度特異敏感和細胞定位能力,可以在細胞和分子水平上檢測轉特定的基因序列 [2]。
2.2 不對稱PCR
不對稱PCR是在PCR反應過程中采用兩種不同濃度的寡核苷酸引物,經過若干輪采用循環后,待低濃度的引物被消耗盡,隨后的循環只產生高濃度的產物既延伸產物,結果產生了大量的特異單鏈DNA[2]。
2.3 逆轉錄—PCR
逆轉錄PCR是以反轉錄DNA即cDNA作為模板進行PCR反應,能夠使mRNA呈現多態性并且利用基因表達測定的強度和鑒定已被轉錄的序列是否發生突變,主要克隆mRNA的3’和5’的末端序列,以及可以從非常少量的信使RNA樣品中構建cDNA文庫[5]。可以使分析一些極為微量的RNA樣品變為可能[6-8]。
2.4 反向PCR
PCR只能擴增兩端序列已知的基因片段,PCR可擴增中間一段已知序列,而兩端序列未知的基因片段不擴增。反向PCR的目的在于擴增一段已知序列旁側的DNA,也就是說這一反應體系不是在一對引物之間而是在引物外側合成DNA。
2.5 多重PCR
多重PCR在同一個PCR反應系統中加入了兩對或兩對以上的寡核苷酸引物,并且同時能擴增出數量較多的核酸片段的PCR,其反應原理和操作過程一般與其他PCR相同[4-7]。
2.6巢式PCR
巢式PCR是一種變異的聚合酶鏈反應(PCR),使用兩對PCR引物擴增完整的片段。第1對PCR引物擴增片段和普通PCR相似。第2對引物稱為巢式引物結合在第一次PCR產物內部,使得第2次PCR擴增片段短于第1次擴增 。
2.7錨定PCR
用于擴增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴,然后分別用多聚dC和已知的序列作為引物進行PCR擴增[8]。
2.8重組PCR
重組PCR就是使兩個不相鄰的基因片段重組在一起的PCR。但是重組PCR所重組的基因片段長度都在1kb左右,因此在長片段的重組技術和提高準確度來說目前還有比較大的難度。
2.9定量PCR技術
PCR技術是指以外參或內參為標準,通過對PCR終產物的分析或PCR過程的監測,進行PCR起始模板量的定量。目前,主要采用定量的PCR方法主要包括設立內參照物的定量PCR、極限稀釋法、熒光定量PCR、FQ-PCR、定時定量PCR等。
2.10 熱不對稱性PCR
熱不對稱性PCR是以基因組的DNA作為模板,并且利用依照目標的序列已知序列設計出3個具有較高退火溫度的嵌套特異性引物,和一個長度較為短Tm值的隨機簡并引物進行組合,通過3輪具有熱不對稱的溫度循環進行分級和擴增PCR,并且在獲得已知序列的側翼序列后用3個嵌套特異性引物分別與簡并引物組合來進行PCR反應。
3 結論
PCR技術是一種極為重要的分子生物學研究的基礎技術,還可以成為基因工程來提供目的基因,并且廣泛地應用在親自鑒定、個體識別、免疫配型、疾病診斷等方面。可以說,PCR技術已經滲透到生物科學的各個領域。
參考文獻
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[2] 吳文麟,黃東益,莊南生. 原位PCR及其在植物研究中的應用[J].熱帶農業科學,2006,26(2):65-69.
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[6] 黃留玉.PCR最新技術原理、方法及應用[M].化學工業出版社,2005:245-247.
[7] 黃留玉,史兆興,蘇國富,等.PCR最新技術原理、方法及應用[M].化學工業出版社,2004: 258-260.
篇6
生物科技的進步和人造器官的發明對人類的貢獻是難以估量的。很難想象,倘若沒有這些智慧靈光的執著閃動,現代人的生存質量及生活理想將會倒退回怎樣一種艱難境地。發明和發現的力量就像空氣,擁有的時候不覺特別,而一旦失去卻難以呼吸……
本期這10項偉大的發明發現來自醫療及生物科技領域,了解并感悟一番深藏在它們背后的發明故事吧,那是對發明家們的最好紀念,也是對人類未來的最觸手可及的信心。
第41項 假牙
假牙的發明,是醫學史上的一件不大不小的事情。
早在公元前700年,意大利北部的伊特拉斯坎人,就用黃金來做假牙的橋托,用骨頭,還有象牙雕成假牙。
不過,中世紀的牙科醫生認為,是齒齦中的蟲使牙齒腐爛和疼痛,因而假牙于事無補。這種看法使他們根本就不想使用任何假牙。即便伊麗莎白女王一世,由于她年歲不算太大就已經門牙脫落,面部肌肉向里凹陷,樣子實在不大好看。因此,在大庭廣眾中露面時,她只好把細棉布塞在嘴里,除此仍然沒有其他太好的辦法。
直到17世紀末葉,安裝假牙還不普遍。一方面是安裝技術不高,另一方面是價格昂貴,只有少數有錢人才安裝假牙。牙科醫生給病人安裝時,先用圓規來測量口腔,然后做好合適的假牙,再把假牙用絲線系在鄰近的好牙上。至于整套的下牙,則需要用手雕刻出來。
有趣的是,在當時的宮廷里,非常盛行把假牙用來當裝飾品:有的用銀做假牙,有的用珍珠母做假牙,有的用瑪瑙來做假牙。
18世紀初,法國巴黎的一位牙科醫生,對促進牙科醫術的發展做出了重大貢獻。在固定假牙方面,他首創用鋼彈簧來固定成套的上下牙。這種方法一直沿用至今。
長期以來,假牙還面臨這樣一個問題:用骨頭和其他有機物質制作的假牙,會被唾液所腐蝕。而安裝象牙制作的假牙,在用過一段時間之后,會產生一種令人不快的氣味。美國第一任總統喬治?華盛頓,就安裝過這種假牙。為了消除這種氣味,每天夜里睡覺時,都要把它放在葡萄酒里浸泡。
大致從1845年起,在整套瓷牙的基礎上,牙科專家又將技術改進到了單顆瓷牙,這種牙可以一顆顆地安在牙床上。
在19世紀,牙科方面的革新大多數來自美國。比如,美國人固異特發明了硬橡膠假牙。這是一種經硫化變得發硬的橡膠,它價錢便宜,易于加工。根據口腔的壓跡,把假牙安在一個用硬橡膠仿制的牙床上。由于這樣吻合得很好,上面一套假牙就可以自己固定了。隨后,又出現了用賽璐璐制造的假牙,進一步提高了假牙的質量。
42項 人造假肢
手和腳是人體的重要器官。一旦失去了手腳,就成了肢殘人。失去手腳是痛苦的,人們老早就在想辦法,盡力去幫助那些肢殘人。給肢殘人安裝假肢,不失為一個好辦法。
生活在公元前5世紀的希臘歷史學家希羅多德,在他的《歷史》一書中,最早描述了木制腿。400年后,古羅馬作家普林尼,在他的《自然史》一書中,也提到過人造手。
直到近代以后,科學家們發明了假肢,這才使那些肢殘人一定程度上擺脫了痛苦。
關于假肢的發明,最早是由16世紀的由法國人安波洛斯?帕雷完成的。他生于1510年,是一位有名的軍醫。他發明了膝部、肘部可以彎曲的人造腿和人造手臂,這是一些奇形怪狀的金屬裝置。正是因為他的假肢發明,人們尊他為“現代外科之父”。
人造手的發明,自19世紀以來經歷了三個里程碑。
第一代假手叫“裝飾手”,它外形很像手,內部也有金屬骨骼,用柔軟的塑料代替肌肉和皮膚,但它只有裝飾作用,沒有動作功能。
第二代假手是20世紀初發展起來的“能動手”,它是一種肩背式的能動手,可直接裝在殘臂上,給假手上安裝滑輪,用鋼絲繩與一條8字形的皮帶連接,皮帶背在肩上。當肩部運動產生力量時,通過鋼絲繩和滑輪傳給假手的手指,手指實際上是兩只可以閉合的鉗子,鉗子可隨力的大小,一閉一合,取拿東西。
第三代假手叫“動力假手”,它裝有動力源,如微型電動機、液壓機。在假手的肘部裝上一只微型電動機,它的旋轉可帶動前臂一套特別齒輪的運轉,具有手的抓、握、伸、提功能動作。它還有一個特點,是可隨人的意愿操作。最新的動力假手,由聲控微機控制,執行相關指令,產生拉、開、推、拿,放之類的動作。
1981年,德國一名叫奇克托的青年工人,在工作中被機器削去了雙手,雖說后來傷口愈合了,但從此生活無法自理,痛苦萬分。于是他求助醫生安裝動力型假手。盡管奇克托失去雙手,但神經系統仍完好無損,于是漢諾威大學的教授們,在他的假手上裝上電極,把中樞神經信息接收下來,通過裝在手臂上的3只微型電機來指揮各種動作。奇跡發生了!奇克托安上動力型假手后,不僅能取拿東西,還可以寫字,打字。出院不久,他還被一家公司雇用了。
至于假腳,除了走路,它再不需要做別的事,所以做起來比假手要容易得多。在美國的萊特大學,一位叫做德德羅夫的教授創造出了能有感覺的假腳,這種假腳不僅能伸展自如,還可以騎自行車、摩托車哩!
另外,利用動力手腳的原理,再借助于電子計算機,還可以使那些已經癱瘓的人重新站起來行走自如。現在,動力型的假手假腳更是靈活輕便,從而使許多肢殘者殘而不廢,重新鼓起了生活的勇氣。
第43項 器官移植
最早倡導器官移植的,是美國醫生卡雷爾。
卡雷爾出生于法國,1905年開始到美國專門從事血管縫合術、器官移植和組織培養的研究。1913年,他說過一句很有影響的話;“任何人體器官都可以從人體上取下,培養起來,而且可以移植到另一個人身體上。”20多年后,他又斷言:“人身上的任何器官,離開了機體,依然可以存活。”
1 922年,蘇聯眼科醫生費拉托夫,開始試驗人眼角膜移植。1 933年,費拉托夫主持的異體角膜移植成功,這是器官移植最早的事例。他之所以能夠成功,不僅因為比前人在手術器具方面有所改進,還因為他使用了“冷藏尸體眼球角膜”作為移植材料。這既解決了材料的采源問題,又因冷藏而除去了角膜的生物刺激因素,促進了角膜混濁部分透明化。到1941年,他和他的學生已經成功地做了3100多例手術。
不過,像腎、肝、心臟這類大型器官的移植試驗,人們從來就是慎之又慎的。由動物試驗的結果來看,體內抵御細菌和病毒的系統,會逐漸破壞移植的器官。
1953年,波士頓外科醫生梅里爾發現,孿生兄弟之間移植腎臟,不會引起“排斥”現象。第一例腎移植成功的事例,就是第二年由一位法國醫生在一對孿生兄弟之間做的。隨后,有人發明了藥物,可以抑制非親屬之
間移植器官的排斥作用。有了這些藥物,就可以做腎臟移植手術。但使用這些藥物的病人,往往很容易得上傳染病和某些癌癥,因而醫生不會輕易為病人移植器官。
到了60年代,用免疫壓制劑處理病人,選擇有一定血緣關系,經鑒定可用的人的腎臟作移植,成活率逐漸提高了。
1967年12月3日,在南非的開普頓,一個叫巴納德的醫生,實施了首例人心臟移植手術。給一位55歲的病人換掉已損壞的心臟,病人在手術數月后死亡。盡管存活的時間不長,但還是被人們看作是一次成功的手術。
在這以后,世界上做心臟移植手術的多了起來。美國加利福尼亞的沙姆韋醫生,先后替好幾百人做了心臟移植手術,大多效果良好,使他獲得了很高的聲譽。這對世界各國醫生是一個激勵,器官移植隨之越來越普遍起來。
第44項 人工心臟
心臟是人的重要器官。一個人心跳雜亂無章,忽快忽慢,這在醫學上叫心律紊亂。要是跳得無力,最后停止,這叫心力衰竭。有沒有辦法讓心跳不正常的病人恢復正常呢?能否發明一種使心跳恢復正常的工具呢?這是科學家們要制造心臟起搏器的初衷。
最早的心臟起搏器,是一個叫海曼的工程師于1 932年發明的。他用鐘表式的精巧結構,制成了第一臺機械心臟起搏器。它由一個電動機帶動,定時向心臟發出刺激,迫使心臟有規則跳動。
實用的心臟起搏器,是美國一位精通電子技術的醫生查爾發明的。1952年,他組裝成第一臺心臟起搏器,這是模擬心跳搏動發出電脈沖的電子儀器。正巧,一個患“病態竇房綜合癥”的病人,每分鐘心跳只有30次,生命垂危。查爾在征得家屬同意后,使用了他新發明的心臟起搏器。他把病人胸腔打開,在心臟左右側各插上一根電極,電極由切口通向體外,連接在能產生脈沖的心臟起搏器上。啟動電源后,奇跡出現了,病人的心跳立即恢復到每分鐘70次,病人得救了!從此,起搏器正式步入了醫學殿堂,成了一個重要的醫療工具。
很快,起搏器花樣翻新,越做越好,越做越小、越來越實用。目前,先進的起搏器可連續使用20年,體積比火柴盒還小哩!
20世紀50年代,一個像心臟那樣的機械泵、又叫體外循環器首先問世了。而真正打響了人工心臟第一炮的。還是那個制造人工腎的美國醫師考爾夫。1957年,他與日本科學家阿元津哲合作,用不銹鋼、塑料為材料,研制成第一顆人工心臟,讓它裝到小狗體內代替心臟,使小狗活了90分鐘。
1969年,一個用于臨床的人工心臟出現了。它包括兩個部分:一是體內的血泵,一是體外的驅動裝置,由電子計算機控制。這個人工心臟使一位心力衰竭的病人活了64小時。
對人工心臟貢獻最大的,是美國猶太大學醫療中心的賈維克教授。70年代以來,他研制了以自己名字命名的“賈維克”系列人工心臟。1982年,賈維克-7型人工心臟,在一個名叫克拉克的醫師身上做了臨床試驗。克拉克患有嚴重心臟病,心跳每分鐘30~40次,心臟的血量僅為正常人的1/7。移植賈維克-7型心臟后,克拉克的心臟血流量恢復了正常,它跳動了1300萬次,使克拉克多活了111天。
第45項 人造腎臟
腎臟,中國人俗稱“腰子”。它把體內的代謝廢物和多余的水分,過濾成為尿液排出體外,還把有用的物質輸給人體吸收。每分鐘流過腎的血液多達1 000毫升,腎臟一旦出毛病就會引發尿中毒。19世紀初,每年因腎功能衰竭引起尿中毒死亡的人有百萬之眾。因而,制造人工腎已是刻不容緩的事了。
然而,制造人工腎必須通過三個難關:(1)要有一個理想的材料,用它做成膜,膜的孔直徑要跟腎一樣,要能排除水和廢物,又不損失蛋白質、紅血球和白血球;(2)通過膜的血液不能凝固,否則,人工腎的透析工作就不能進行;(3)透析膜的面積要大,具有較大的透析速度。
1914年,美國的艾貝爾教授征服了第一個攔路虎。他眼看醫院里每年有20個病人死于腎衰竭,決定尋找有關材料來做透析膜。在經歷了幾十種材料試驗失敗后,他改用火棉膠做過濾膜,結果初戰告捷。他把一只大白兔綁在實驗臺上,切去它的腎,在其動脈和靜脈上各插上一根細管子,動脈里的血經過細管流到火棉膠的管子后,再回到靜脈那條細管中,結果兔子體內大量的代謝廢物和毒素,被濾八生理鹽水中了。這是第一個人工腎的雛型。
1920年,化學家們又發現了一種理想的抗凝血藥――肝素,這使實用的人工腎成為可能。1 923年,德國的哈斯醫生,把艾貝爾的火棉膠管改為膜,管里流動含肝素的血液,管外流動生理鹽水,血液靠泵來驅動和加速。這樣,第一個實用的人工腎,就在哈斯手中誕生了。
但哈斯人工腎的面積還不夠大,效率還不夠高。
1 932年,優良的制膜材料――賽璐玢酯酸纖維被化學家合成了。它可以制造出微孔直徑20~80埃的薄膜,像腎小球一樣。美國醫師考爾夫用它做成膜,一圈圈卷成圓筒,筒正中裝有轉動軸,用電機帶動。人工腎還安裝血泵,又在血液中加入肝素。這樣使血液像在人體中那樣不斷流動,經過透析就可代替腎的功能。這樣,一個完整而高效率的人工腎,就在考爾夫醫生手中制成了。
值得一提的是,1 974年,華裔加拿大人張明瑞教授,把火棉膠、尼龍材料制成直徑1~500微米的顆粒,外面包一層白蛋白薄膜,讓病人的血液從底部流到各顆粒的間隙里。這種人工腎總面積很大,透析效率大大提高。目前,張明瑞的人工腎可放到人的背心內,病人無論走到哪兒,可以24小時連續透析,這就大大地延長了病人的壽命。
第46項 人造皮膚
大多數人對皮膚的認識,除了關心它是否白凈、細嫩而外,恐怕再也不會顧及別的了。實際上,皮膚分為表皮,真皮兩層。它是人體抵抗外敵的第一道防線,除了保護身體、不為病菌侵入外,皮膚還有防止水分蒸發,調節人體溫度、排泄水分及雜物和感受外界刺激的作用。
別小看皮膚的作用,如果皮膚大面積被破壞,例如大面積燒傷,那么人就有生命危險。所以,醫生在自體植皮困難的情況下,很早就想到了用人造皮膚。
可人造皮膚是有條件的,做起來不是一件容易的事。關鍵在于:(1)如何阻擋外來病菌進攻;(2)促如何進自身肌肉和皮膚生長。
上海第二醫科大學的外科專家張滌生教授,是發明人造皮膚的先驅。早在20世紀50年代,他參加了搶救包括丘財康在內的數百起燒傷病人的工作,深深感到傳統的植皮方法很不理想;自體植皮吧,大面積燒傷病人已沒有那么多的皮;異體植皮吧,幾天后就會因排斥而發黑壞死,效果很不理想。
1961年,他和他的學生們率先發
明了一種人造皮膚。它是用極細的絹紡制成的,在一種特制的藥水中浸泡后,配上特制的藥膏,然后敷在病人傷口上,取得了良好的效果。
幾乎同時,在大洋彼岸的美國,一位叫白克的醫師,也一直在潛心研究人造皮膚。后來,他與好友麻省理工學院的亞諾斯教授合作,前后花了20年時間試驗,終于發明了人造皮膚。它是用硅橡膠薄膜做的,表面有一定數量的微孔,就像真皮膚上的毛孔一樣,可讓空氣自由出入。薄膜經消毒劑處理后,有極強的滅菌性,還有皮膚那樣的柔軟彈性。還有一個重要的方面,那就是其中含有一種營養物,它是從牛皮、鯊魚骨中提煉出來的,可以起到滋潤皮膚細胞的作用。
1981年,奇跡在白克醫師手中誕生了。在美國的波士頓市,有一個叫蘇珊娜的小女孩,不幸被大火渾身燒傷,生命垂危,住進了白克醫師的病房搶救。他拿出人造皮膚,小心翼翼地縫合在小蘇珊娜的燒傷處。人造皮膚一方面抵御著外來細菌的侵襲,另一方面也供應著充足的細胞營養。蘇珊娜一天天好起來,幾個月后皮膚完全長好,徹底康復出院了。
白克的人造皮膚成功了,救活了許多燒傷病人,開創了燙傷醫學的新時代。
第47項 人造血液
血液對人無疑是重要的。從醫學上講,一個人一次失血不得超過200毫升。失血過多,輕則有礙健康,重就會導致死亡。所以,科學家們一直在努力尋求一種能代替血液的人造血。
人造血液是白色的。血液怎么會有白色的呢?這還得從頭說起。
1 940年,一位叫白克的英國生物化學家,通過對幾百種物質進行試驗后,他發現有一種物質叫“組氨酸鈷”,與紅血球結構相似,有運載氧氣的能力。可它吸氧,放氧能力太差,又有一定毒性。這樣,白克的研究以失敗告終。
20多年過去了。1 966年7月的一天,在美國辛辛那提醫院實驗室里,奇跡出現了。
這天,克拉克教授像平常那樣,用老鼠做實驗。忽然,一只老鼠從籠中逃出,跌進一只盛滿氟碳化合物的容器中,老鼠在光滑的容器里拚命掙扎,跳不出來,沉入了容器底部。過了好久,克拉克才發現了它,連忙撈了起來。他以為老鼠早已一命嗚呼了,但出乎意料的是,老鼠仍還存活,這不由得讓他大為驚奇。
于是,他索性把老鼠再泡進氟碳溶液中。半小時,一小時,四小時過去了,老鼠仍然活著。這使他恍然大悟,原來這種溶液含氧量特別高,老鼠因此不致于嗆死了。
接下來,他用一種叫C8F16的氟碳化合物,分別在老鼠和狗身上做實驗,獲得了一定成功。但遺憾的是,它的顆粒太大,會在器官中沉積,導致動物慢性中毒。
人造血液最終在日本生物化學家內藤良一的手上誕生了。
內藤良一是一個地道的“人造血液迷”。有一次,他去歐洲旅行,讀到了克拉克的相關論文,于是馬上中斷行程,轉道去了美國,登門向克拉克虛心求教。回國后,他潛心研究了20年。他把全氟萘烷和全氟三丙胺,用7:3的比例混合起來,制成一種像牛奶那樣的乳白色懸浮液。他先在自己身體上試驗,一個月后并沒有不適的感覺;后來,他的研究小組的10個成員,也自告奮勇地要求做試驗,結果證明是安全的。很快,這種人造血液就應用于臨床。
目前,常見的人造血類型有全氟丁基四氫呋喃,全氟三丁胺,全氟三丙胺,全氟萘烷,全氟醚。另外,人造血的成分,還加上了卵磷酯、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、碳酸鈉、葡萄糖之類營養品和鹽類。
當然、白色血液并非完美無缺。它的主要缺點是,沒有白血球抵抗病菌,病毒的功能;不含血小板,沒有凝血功能;不會產生抗體,缺乏免疫力。要完全取代血液,對于科學家來說還任重道遠。
第48項 心肺機
肺是人的五臟之一,是人的呼吸器官。肺出了大的毛病,呼吸就成問題,自然將威脅人的生命。所以,人們很早就有做人造肺的想法。
20世紀30年代,在美國就有過鐵肺人的記載。鐵肺是一個用鋼鐵卷起的圓筒,筒里靠動力使空氣產生正負壓,幫助病人一呼一吸。有一位叫羅蘭的美國人,就靠這種鐵肺生活了36年。
但鐵肺還算不上是人造肺。這是因為,人肺是一個十分復雜的器官。一個成人有3~4億個肺泡,總面積可達100平方米;每次呼吸氣體交換量,高達500毫升左右。
后來,科學家制造出了鼓泡式人造肺。它的原理像小孩玩吹肥皂泡一樣。在這種人造肺中,有多根塑料管子――“氧氣柱”。它的底部有許多氧氣泵供應氧氣,氧氣通過小孔形成許多小氣泡;通過小孔進入血液,氧氣小泡可在血液中翻滾,從而達到供氧目的。但這種氣泡式人工肺,幾乎沒有多少實用價值。
真正實用的心肺機,是在美國波士頓麻省中心醫院吉伯思手中誕生的。
1931年2月,他和他的研究生瑪利一起研制出膜式人功肺。它像一塊夾心餅干,在兩層塑料板中間,夾上兩層薄薄的硅橡膠膜;血液在兩層膜中間流動,氧氣在塑料板和薄膜間流動;氧氣和血液通過硅橡膠直徑0.1~0.5微米的微孔進行氣體交換,吸收氧氣,排出二氧化碳。
接下來,他們又研制出了更完善的心肺機。它包括四大部分:一是人工肺,用來補充氧氣和消除二氧化碳;二是熱交換器,用來調整血液溫度;三是消泡器,用來消除血液中的氣泡;四是沉淀室,作為把血液泵入動脈前的貯存器。1935年,第一臺心肺機正式投入使用。當年的5月6日,麻省中心醫院第一次在給一個小孩做心臟手術時用了心肺機,手術歷時3小時50分。為此,美國國會特別頒給吉伯思32萬美金作為獎勵。
1979年,日本東京女子醫科大學又研究出更先進的人工肺。它是一個直徑7厘米的塑料圓筒,中間排列了3萬根聚丙烯空心纖維管,纖維管外徑250微米,內徑200微米,管壁上有許多直徑0.17微米的小孔。病人的血在纖維管內流動,氧氣在纖維管外流,通過微孔完成氧氣和二氧化碳的互相交換。這種人工肺體積小、效率高,使心肺機的效率大大提高了。
第49項 試管嬰兒
“試管嬰兒”的誕生,是繼心臟移植手術之后醫學史上的又一大奇跡。
“試管嬰兒”只是民間俗稱,科學的說法應該叫“體外受精,胚胎移植”,是指用人工方法把夫妻雙方的、卵子取出來,放在“試管”中讓它們結合,培養成胚卵后,再移植到母親的子宮內發育直到誕生。
世界上首例“試管嬰兒”――路易絲?布朗,于1 978年7月25日深夜在英國誕生。
1998年,為祝賀路易絲20歲生日,英國下院還舉行了招待會。但不愛拋頭露面的路易絲并沒有親往出席。不過,她給那些期待試管嬰兒的婦女寫了一封支持信。
毫無疑問,如果沒有試管嬰兒技
術,沒有試管嬰兒之父――英國奧爾德姆醫院的帕特里克?斯特普托,羅伯特?愛德華茲,那么就不會有路易絲?布朗,她也就不會感受到這個五彩繽紛的世界。
路易絲?布朗的母親患有輸卵管阻塞癥,不能正常生育。在萬般無奈的情況下,她與丈夫找到了斯特普托和愛德華茲。那時,斯特普托和愛德華茲已對試管嬰兒技術進行了12年的研究,可先前對8名婦女的試驗都失敗了。路易絲是通過剖腹產來到人世的,比預產期提前了9天,出生時體重為2.7千克。
路易絲?布朗的誕生,在世界范圍內引起了巨大轟動。一些人為這一突破歡欣鼓舞,而另一些人呢,對它違背了正常的生育過程而大加指責。這在宗教界表現得尤為明顯,一派認為它為不育癥患者帶來福音,而另一派則認為這種技術違背了上帝的意愿。
路易絲?布朗的幼年是在人們好奇的目光下長大的。斯特普托和愛德華茲,以及路易絲?布朗的家人,把有關世界首例試管嬰兒的獨家報道權,賣給了英國《每日郵報》,還得到35萬英鎊的巨款。他們用這筆錢的大部分,作為試管嬰兒的科研經費,還開了一個診所。
隨時間的推移,人們逐漸接受了試管嬰兒。中國首例試管嬰兒鄭萌珠,于1988年3月10日在北京醫科大第三醫院誕生。目前,全世界約有30萬試管嬰兒問世。試管嬰兒技術已成為不育癥患者的最佳選擇。
第50項 克隆技術
1997年,英國羅斯林研究所的胚胎學家伊恩?維爾穆特博士對外宣布,1996年7月,用取自一只成年羊的乳腺細胞首次培育成功了克隆綿羊――“多利”。它是克隆技術的結晶,這一轟動世界的研究成果,標志了一個新世紀――生物學世紀提前向人們走來。
克隆是英語單詞clone的音譯,是指生物體通過體細胞的無性繁殖,從而得到基因型與母體完全相同的生物個體。
實際上,克隆技術早已有之。比如,從植物植株上剪下一根枝條,通過扦插發育成一個完整的個體植物。把馬鈴薯切成許多小塊,結果繁殖出許多種苗。不過,這些屬于植物克隆,過去,人們一直認為動物克隆是不可能的。
那么,“多利”是如何克隆出來的呢?首先,依靠顯微注射儀的幫助,在放大好幾十倍的條件下,用特制的極細玻璃管,刺入一個成熟卵細胞,把卵細胞核吸出來,這樣就得到了一個無核的卵細胞。然后,把一個綿羊的乳腺細胞,放在它的外膜上面;接下來,對它們施加一次持續幾微秒的電擊,使得兩個細胞膜上打開一些微孔,在乳腺細胞中擠進卵細胞;使它們進入類似受精卵的狀態,這樣就培養出29個胚胎。最后,對這些胚胎再培養1周后,把它們植入作為借腹母親黑臉綿羊體內。幾個月后,瓜熟蒂落,“多利”也就降生了!
克隆羊成功的理論貢獻在于,它使人們相信體細胞,特別是高度分化的成年體細胞,有可能在遺傳的信息的保存上是全能的,而這個全能性會在一定條件下表現出來。在生產實踐上,它也具有重要的意義。利用克隆技術,大量培育轉基因羊,從而使利用轉基因羊來生產藥物的成本大大下降;它還會解決器官移植中的排異問題,有利于建立動物基因模型;可以用來保護像大熊貓之類的瀕危動物,甚至還會使已經滅絕的動物再生。
篇7
德國科學家日前宣布,即將開始在人體中試驗一種新型艾滋病疫苗。據稱,該疫苗已經在動物試驗中取得一定成功,科學家希望這項將持續8年的試驗最終能為控制艾滋病的蔓延帶來突破。
該試驗項目負責人亞恩?馮?倫岑介紹說,醫學家們將艾滋病病毒基因的一部分植入另一種與艾滋病病毒毫無關系的病毒中,制成了這種新疫苗。他說,該疫苗已經在猴子身上取得了成功。德國負責疾病預防與控制的羅伯特?科赫研究所所長萊茵哈特?庫爾特說,新疫苗能有效刺激人體的免疫反應并促使人體內產生艾滋病病毒的抗體。參與試驗的專家還說,新疫苗也可在短期內發展成為對付在歐美傳播較多的艾滋病變種的疫苗。
韓治療性克隆技術取得新進展
日前,韓國科學家已克隆出30個人類胚胎并從中采集出人干細胞。此項技術最終將幫助科學家開發替代組織,治療很多疾病,包括糖尿病、卒中和阿爾茨海默病等。
韓國漢城國立大學Hwang等報告,他們將成人細胞的遺傳物質注入已去除DNA的人卵細胞。生成的新胚胎的DNA與供體完全相同,然后再從這些胚胎采集干細胞。在培養過程中,這些干細胞繼續發育,生成胚胎發育早期出現的所有3種主要組織。將這些細胞移植至小鼠體內,可以生成肌肉、骨、軟骨和結締組織。
雖然將干細胞用于治療還有很長一段路要走,但該研究闡明了怎樣將成人DNA重新編程為胚胎狀態。
Hwang等說:“我們的方法使移植醫學利用這些專門生產的細胞治療疾病成為可能。”
中美專家聯手研究肝癌抗體
由深圳與美國醫學專家合作研究的肝癌前抗體五項,使目前發現并阻斷肝癌發展的時間,從早期肝癌提前到肝癌形成前。
據介紹,深圳中醫院與美國費城微生物分子專業合作,在實驗室里研究發現的肝癌前抗體五項,可更早期判斷肝癌,從而阻止患者從乙肝向肝癌發展,同時對已患肝癌的患者有被阻斷作用。
目前,我國乙肝病毒攜帶者約占人口的10%,其中約三分之一轉為慢性肝炎,8%發展成肝癌。肝癌已上升為我國腫瘤死亡率的第二殺手。該項研究成果勢必將對救治我國的肝病患者提供有力的醫學支持。
美科學家研制出新型肺癌疫苗
美國貝勒大學醫學院的科學家最近研制出一種新型疫苗,據悉,這種疫苗對于治療肺癌或抑制癌細胞擴散非常有效。目前這種疫苗仍處于試驗階段。
美國研制人員曾對43名肺癌患者進行了為期3個月的疫苗注射試驗,并連續3年對這些患者進行跟蹤觀察測試。結果發現其中3名病情比較嚴重的患者已經康復,其他處于癌癥中期的患者的病情基本趨于穩定,個別患者的癌細胞停止擴散長達兩年之久。
科學家發現抑制艾滋病病毒復制的蛋白質抗體
科學家在新一期英國《自然》雜志上報告說,他們識別出猴子體內一種可以阻止艾滋病病毒自我復制的蛋白質阻滯抗體,這開辟了預防病毒感染和抑制其在人體內擴散的新前景,也為人類在病毒感染初期進行干預治療提供了新思路。
美國馬薩諸塞州達娜-法伯癌癥研究所的研究人員發現,這種蛋白質抗體名為“Trim5-α”,在人體內也存在,它可以阻止艾滋病病毒在體內的自我復制。
雖然人體內這種蛋白質阻滯抗體的效能不如猴子,但科學家們相信,還是有可能找到增強的辦法。研究人員還期待,能基于這種蛋白質抗體開發出新的艾滋病療法,和現有的艾滋病藥物治療結合起來,在病毒復制的各個階段都發揮作用。
科學家揭開膽固醇在身體中運輸的秘密
托馬斯杰佛遜大學醫學院和杰佛遜的Kimmel癌癥中心的科學家發現了一種隱藏在降膽固醇藥物的作用機制。
研究人員發現,以ezetimibe(Zetia)治療高膽固醇的小鼠,會破壞腸道中的兩種蛋白質群。同時,他們使用“反股”分子,在腸道中造成抑制zebrafish復合物的生成,這種復合物會使腸道無法吸收膽固醇。研究結果建議,這些蛋白質群與腸道中膽固醇運輸系統有關。
由這篇研究,科學家們可以對于腸道中膽固醇運輸和吸收的機制獲得更佳的了解,如此便可以研發出治療肥胖、糖尿病和心血管疾病更有效的療法。
英學者發現毒癮與一種蛋白質有關
愛丁堡大學、位于英國休斯敦的馬塞諸塞州劍橋郡的惠康桑格研究所、北加利福尼亞州杜克大學的研究者們在《神經元》雜志上發表了名為《我們過去所未發現的》的論文。
科學家們正在研制一種新藥,這種新藥能夠消除癮君子們對的依賴性并且解決這些人在學習方面的困難,通過提高他們的學習能力而增強他們在接受教育方面的可行性。
在過去的6年內,科學家們通過在老鼠身上進行的試驗發現,一種被稱為PSD-95的蛋白質與癮君子們對的依賴性以及學習能力的減弱有關。
篇8
關鍵詞: 民辦大學 研討式教學 基因工程
一、研討式教學的重要性
研討式教學也稱研究型教學,與其他教學方法相比,更注重教師與學生平等對話,通過巧妙地設置論題,引導學生獨立地解決問題,從而使單一的教學活動達到教學和研究、教育與培養的有機結合。研討式教學并不是近代才提出的時髦概念,早在上古時代就已經貫穿于教學活動中。我國教育學家孔子畢生興私學,倡導“因材施教”、“循循善誘”,對教學實踐的切身體會是“雖有嘉肴,弗食不知其旨也;雖有至道,弗學不知其善也。是故學然后知不足,教然后知困。知不足,然后能自反也;知困,然后自強也。故曰:教學相長也”,通過師生研討達到相互促進的效果。古希臘蘇格拉底認為,最有效的教育方法不是告訴人們答案,而是向他們提問;思想應當誕生在學生的心里,教師僅僅是“助產婆”,所以教育不是灌輸,而是點燃火焰。
研討式教學是一種不斷發展的教學方法,多媒體計算機和基于Internet的網絡通信技術所具有的多種特性為研討式教學注入了新的活力,是面對新時期大學生素質教育而行之有效的一種教學方式。正如愛因斯坦所說,教師的職責是把學生培養成具有獨立行動和獨立思考能力的人,研討式教學可以重新喚起學生深埋的個性,釋放學生的思維潛能,從而適應新時期國家發展的需要。
二、民辦大學對研討式教學的傳承
我國民辦教育一向有進行研討式教學的優良傳統,如春秋時期孔子、孟子及其弟子所興辦的私學,唐末五代出現的以私人創辦為主、教學與學術研究相結合的書院等,這些書院多聘名儒為師,大多采用個別鉆研、相互問答,時而采用聚眾講論和集會答辯相結合的方式開展教學,類似現代學術性專題講座或答辯,與研討式教學極為相近。
當代,我國民辦教育從1978年開始起步,但真正發展是從2002年《民辦教育促進法》通過之后,由于辦學歷史短,因此發展速度和規模遠遠落后于公辦教育,生源素質較低。為了在眾多高校中求得生存和發展,民辦大學往往更注重提高教學質量,彰顯特色,增強學生在社會中的競爭力以提高學校聲譽。武漢生物工程學院是我國第一所生物工程類普通本科高校,學校自創辦至今一直得到著名科學家錢學森院士的親切關懷,錢老曾先后親筆致信學校負責人,關心學校發展,鼓勵學校為我國“第六次產業革命”――生物工程產業培養合格的人才,學校始終以錢老的科學思想為指導思想,致力于培養富有創新精神的應用型人才,并取得了良好的成效。在此背景下進行研討式教學有以下幾個優勢。
1.先進的教學理念
學校秉承“一切為了學生,為了一切的學生”的教學理念,雖然生源質量較低,但是在教學中始終堅持學生“只有差異,沒有差生”,尤其注意“善待差異,尊重差異”,鼓勵教師通過各種教學途徑發現挖掘學生的各方面潛力并進行引導,形成師生平等、亦師亦友的良好教風。
2.強大的師資隊伍
與一般民辦大學或獨立學院不同,武漢生物工程學院不但師資隊伍相對穩定,外聘教師一直控制在10%以下,而且2008年啟動了“百名博士”引進計劃:欲在3年內引進200名博士,至2010年初已有博士教師40余人,優化了師資隊伍結構。研討式教學能夠充分發揮博士教師科研基礎強、知識面廣的優勢,有助于獲得良好的教學效果。
3.良好的教學環境
學校堅持小班上課,每個班最多不超過30人,每個班的學生除了由輔導員負責解決生活上的問題外,還以每3―6人為一組指定了學業指導老師,定期了解并指導學生的學習。在此情況下,教師對班里的學生比較了解,便于根據學生的實際情況確定研討內容的深度和廣度。
4.活躍的學生群體
民辦大學學生雖然學習成績不如考入公辦大學的學生優秀,但是他們思維活躍,“偏才”和“怪才”較多,如果能夠提供一定的平臺進行挖掘,就可以激發他們無窮的創造力。
5.生命科學和生物產業發展迅速
武漢生物工程學院是以生物工程和生物技術為特色的學校,所培養的人才主要滿足生物學科的發展和社會發展的需求。從生物學科的發展來看,現代生物學都在向分子領域深入發展,而基因工程幾乎已經成為進行科學研究的必備實驗技能,雖然民辦大學以本科教育為主,但對學生的教育應是一種終身教育,本科院校有責任向層次更高的研究型大學輸送優秀的畢業生從事科研工作;從社會需求來看,我國在2007年制定了《生物產業發展“十一五”規劃》,隨后各省都制定了相應的生物產業發展綱要,無論是生物制藥、生物農業還是生物能源等國家重點發展的幾個生物產業,無一不涉及基因工程的應用,可以預料,不出幾年,在生物產業基地陸續建成之后,社會對具備基因工程教育背景的大學生的需求量會急劇增加,培養同時具備基因工程前沿理論知識和熟練操作技能的學生已經是刻不容緩。要達到這個培養目標,必須改革傳統的講述和灌輸法,進行研討式教學。
三、基因工程研討式教學實施方法及效果
1.課程模式和體系改革
課題組確定了“精講先行,研討為主;精選論題,注重效果”的指導思想,構建以學生為主的課堂模式,注意充分發揮學生主體作用,啟迪學生科學思維和創新意識,改變教師占據課堂的格局,逐步加大論題的廣度和深度,促使學生從知識積累到綜合運用所學知識解決問題的能力及創新能力提高的遷移,形成基本理論知識與前沿知識、理論教學與實驗教學、第一課堂與第二課堂、共性培養與個性培養等有機統一的立體化研討式教學模式。
教學體系的構建以學生創新思維和綜合能力培養為目標,合理處理基礎性與綜合性、系統性與創新性的關系,建立基因工程基礎理論知識、科技前沿知識一體化,精講和研討合理配比的理論教學新體系,將課堂體系分為精講理論知識,結合實驗進行研討,結合前沿知識進行研討,結合社會需求進行研討的授課模式,以達到既鞏固基本理論知識,又有效提高學生創新能力和可持續發展能力的目的。
2.建設高水平的師資隊伍
配合學校的高層次人才引進計劃,近兩年基因工程領域已引進20名左右的博士,加上原來的師資力量,課題組現在已有2名教授,4名副教授,12名博士,均承擔有國家、湖北省的科研課題,項目經費達50余萬,科研工作為教學不斷注入新的活力,現在已經形成了一支由教授領銜、博士主講的高水平基因工程教學隊伍。充分發揮博士教師的科研優勢,并轉化為教學質量,深化教學體系改革,不斷探索新的教學方法,不斷更新教學內容,改革考核方式,使教學研究蔚然成風。
3.編寫校本教材
研討式課堂的成功與否取決于課堂上學生和教師的配合度,失敗的研討式教學往往開始于沉默的課堂,若避免學生的沉默,則必須給予學生一個知識對接口,從他們的知識起點出發,逐步拓展知識深度。為此課題組自主編寫了適合三本院校的教材《基因工程》,在講授新內容之前,安排一章內容回顧分子生物學基礎理論知識,然后以基因工程的基本流程“切、接、轉、增、檢”為主線編寫上篇基礎理論知識部分,作為課堂精講內容;下篇是轉基因植物、轉基因動物、基因工程藥物等基因工程應用部分,作為研討論題的來源。
4.提高精講效果
注重教學內容的選擇和講解,充分利用多媒體輔助教學,在有限的教學時間內,精選教學內容,生動講解。淡化學生能讀懂的教材上的內容,將這些內容精簡,選擇出有遷移性和發展性的教學內容,并且將更多時間集中于能夠啟發學生科學思維的教學內容上,注重引入最新的科技前沿知識,讓學生建立完整的科學觀念,全面理解科學的本質,并學會從各個角度思考問題,在知識準備和思想觀念上為創造性發展打下堅實的基礎。
5.建立課程網站
充分相信學生的自學能力,并積極加以引導,建立了《基因工程》精品課程網站(jpkc-jygc.省略),將全部課件上網,建立完善的學生自測系統,便于學生預習和復習,提高學生自主學習的效率;及時在網上研討論題,提供相關參考資料的網絡鏈接,注重強調問題解決方法的不確定性,讓學生建立解決問題的思路,并學會通過廣泛查閱資料而凝練主題的科學思維方法。
6.精選研討論題
因為每個學生的知識結構、認知水平和興趣點都不相同,研討論題的選擇是影響研討式教學成敗的重要因素之一。課題組采取部分與整體、專題與科普、理論與實踐相結合的原則組織論題。部分學生參加的論題適合專題研討,如針對準備考研的學生,可從基因工程領域的某個前沿進展中確定論題,而對畢業后準備就業的學生,確定的論題可以是“目前生物公司所應用的基因工程技術”,采取部分討論、專題演講、調查報告的方式進行研討。全體學生都參加的研討則適宜選取類似“轉基因產品的優缺點”等科普性質的論題,通過采取全體討論、辯論賽、小論文等形式進行;論題還可以從實驗教學或科研訓練中找到與理論知識的結合點進行提煉,培養學生查閱文獻和解決問題的能力。每次研討完后,及時針對主題內容、匯報形式等進行點評和評估,并計入平時成績,點評時注意方法,在表揚和鼓勵中提出不足,促使學生自信愉悅地不斷進步。
7.強化實驗教學
基因工程是實踐性很強的一門學科,強化實驗技能的訓練利于理論課堂的教學。實驗教學中注重引進科學研究的新技術、新方法并更新實驗教學內容。如結合新發展起來的克隆技術,開設分子克隆技術實驗課程,實驗材料和內容均來源于教師的科研課題。教師也應鼓勵學生閱讀文獻資料,積極參加老師的科研課題,在研究課題的選擇、文獻資料的查閱、研究方案的擬定、研究思路的形成和論文的寫作方面進行具體的指導,以培養學生自主學習和獨立研究的能力。
8.改革考核方式
建立和實施以考核基本理論知識、實驗技能與創新能力并重的全程考核體系。美國課程理論家斯塔弗爾比姆提出:“評價最主要的意圖不是為了證明,而是為了改進。”哈佛大學教授霍華德?加德納的多元智力理論啟發我們:每個學生都是具有自己的智力特點、學習類型和發展方向的潛在人才,教師應選擇相宜、多樣的評價手段,應著眼于學習個體的動態發展的全程,針對處在學習群落中的不同個體而使用彈性化的評價尺度。考核成績一般由理論知識測驗、實驗技能考核、平時成績這三部分組成,考核方式采用口試、筆試、實驗技能展示、科研結果匯報等多種方式。避免忽視學生的個性差異和基礎差異而用量化的統一標準去衡量其課程目標的達成度,而將考核作為激發學生建立在自主性基礎上的可持續發展的強勁動力。
9.教學成果顯著
通過基因工程研討式教學的實踐,教師教研成果顯著,近三年來申請到2項湖北省教改項目,多項校級教研課題,校級精品課程《基因工程》正在申報湖北省精品課程,主編出版教材2部,實驗教材1部,公開發表教學研究論文10余篇。本科生考上國內重點高校和科研院所生化與分子生物學專業的研究生達120余人,協助教師完成科研項目4項,公開發表文章10篇,20人畢業論文榮獲湖北省優秀學士論文,近兩年來本科生就業率在96%以上,許多就職于華美生物工程有限公司、BT菌種公司等基因工程相關公司,豐富的專業知識和嫻熟的操作技能得到公司的認可。
本課程教學模式也發揮了良好的示范和輻射效果,主編教材在兄弟院校得到廣泛采用。課題組多次與華中農業大學和華中師范大學相關專業教師進行教學交流,并多次邀請其他同行來校交流。
下一步將在現有基礎上進一步加強教師隊伍建設,進一步優化教學體系和內容,物化教學成果,并將良好的教學經驗輻射到其他學科,繼續加強對學生創新能力和創造能力的培養,實現學生知識、能力和素質協調發展,為生物產業的發展提供高素質的應用型人才。
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醫學科學技術作為科學技術事業的一個重要方面,在推動醫學發展,提高人民群眾健康素質方面起著十分重要的作用。發展醫學科學技術是同志非常關注的一個重要問題,對此有過許多精辟論述,他特別強調在發展醫學科學技術過程中,要嚴格遵守倫理道德規范。
當前,認真學習和研究同志醫學科技倫理思想,對于促進我國醫學科學技術事業的發展,充分發揮醫學科學技術在促進經濟和社會發展、本論文由整理提供提高人民群眾身體素質中的作用,貫徹和落實科學發展觀,具有十分重要的現實指導意義。同志醫學科技倫理思想內容十分豐富,我們認為主要包括以下幾個方面的內容。
一、客觀、公正地評價醫學科學技術的作用,重視醫學科學技術倫理問題隨著科學技術的快速發展,科學技術不斷運用于各個領域。在醫療衛生行業,科學技術越來越顯現出重要作用。一些高新技術不斷應用于疾病的診斷、治療和康復之中,為人類的健康本論文由整理提供帶來了福音。在新的歷史時期,醫學科學技術更深入、更快速地向前發展,對人類社會和人自身的發展產生更加深刻的影響。正如同志于2000年8月21日在第十六屆世界計算機大會開幕式上的講話中所指出:“20世紀,人類取得了輝煌的科技成就。從量子理論、相對論的創立,脫氧核糖核酸雙螺旋結構的發現,信息科學的誕生,到人類基因組序列‘工作框架圖’的繪就,世界科技發生的深刻的革命,社會生產力極大提高。可以預計,21世紀科學技術的進一步發展,特別是信息技術和生命科學的不斷突破,將對世界政治、經濟、文化生活產生更加深刻的影響。”[1]220“以分子生物學為核心的生物工程技術醞釀著新的重大突破,為農業、醫藥和人類健康開辟了全新的前景。”[2]同時,我們還應看到,高新醫學技術的運用也帶來了許多倫理問題,值得我們重視和研究,并采取切實有效的措施,最大限度地降低高新醫學技術的負面影響,充分發揮高新醫學技術在醫療工作中本論文由整理提供的重要作用,為人類的健康服務。2000年8月5日,同志在北戴河會見諾貝爾獎獲得者時的講話中強調:“信息科學和生命科學的發展,提出了涉及人自身尊嚴、健康、遺傳以及生態安全和環境保護等倫理問題。”“在21世紀,科技倫理的問題將越來越突出。”[3]這應引起我們的高度重視。
二、醫學科學技術的發展必須為人類造福歷史經驗證明,科學技術是生產力發展的重要動力,是人類社會進步的重要標志。科學技術的每一次重大突破,都會引起生產力的深刻變革,人類社會的巨大進步。特別是知識經濟時代,科學技術在經濟和社會發展中所起的作用越來越明顯。因此,同志曾多次指出:促進經濟和社會各項事業的發展是科技工作的重要任務,“以知識造福于人民,是科技工作者的光榮責任。”[1]601995年5月26日,他在全國科學技術大會上的講話中指出:“科技工作要始終把經濟建設作為主戰場,把攻克國民經濟發展中迫切本論文由整理提供需要解決的關鍵問題作為主要任務。”[4]“要十分重視解決環境保護、資源合理開發利用、減災防災、人口控制、人民健康等社會發展領域的科技問題,為改善生態環境、提高人民的生活質量和健康水平作出貢獻,促進經濟和社會的持續協調發展。”[1]54防病治病,促進人們的健康是醫學的根本目的。高新醫學技術的運用是實現醫學目的的重要手段,要使高新醫學技術發揮積極作用,必須樹立正確的價值取向。
為了實現這一目標,操作、運用高新醫學技術的醫務人員必須具備為病人服務的崇高品德。因此,應對醫務人員加強醫學道德教育,提高其思想覺悟和道德水平,真正樹立為病人服務的思想,做到以病人為中心,從而有利于醫務人員從病人的利益出發,克服醫學技術主義至上的觀念,更加注重人文關懷,貫徹和落實生物-社會-心理醫學模式。
因此,在發展、運用醫學科學技術過程中,必須始終強調醫學科學技術為人類服務的思想,始終堅持以人為本的原則。“比如,基因工程可能導致基因歧視,網絡技術涉及國家安全、企業經營秘密以及個人隱私權的危險,轉基因食品的安全性和本論文由整理提供基因治療、克隆技術的適用范圍等問題,引起了人們的高度關注。有的國家利用高技術成果提高自己的軍事實力,在世界或地區范圍內謀取霸權,干涉他國內政……科學技術本身難以做到這一點。
在21世紀,科技倫理的問題將越來越突出。核心問題是“科學技術進步應服務于全人類,服務于世界和平、發展與進步的崇高事業,而不能危害人類自身。”[5]2000年5月17日,同志在接受美國《科學》雜志主編埃利斯•魯賓斯坦專訪時的談話中又強調:“生物技術,尤其是對基因的研究,必將給人類帶來福音。”“防止基因歧視、保護個人隱私、貫徹知情選擇和實現公正原則,都是我們十分關注的問題。科學自由的原則一定要堅持,但科學的發展要為人類服務,不能危害人類自身。”[1]1862000年6月28日,在中央思想政治工作會議上同志再次強調:“人類基因組計劃是人類科學史上的偉大科學工程,它對于人類認識自身,推動生命科學、醫學以及制藥產業等的發展,具有極其重要的意義。經過全球科學界的共同努力,人類基因組序列的‘工作框架圖’已經繪就,這是該計劃實施進程中的一個重要里程碑。人類基因組序列是全人類的共同本論文由整理提供財富,應該用來為全人類造福。”[1]
三、尊重醫學科技工作者的勞動成果,保護知識產權醫學科技工作者是發展醫學科技的主導力量,他們為醫學科學技術的發展作出了重大貢獻。其勞動必須得到社會的承認,其人格必須受到人們的尊重,其成果應受到保護。
這也是“尊重知識、尊重人才”的具體體現。在這個問題上,同志為我們作出了榜樣,他多次要求對那些在科技方面作出突出貢獻的科學家和技術人員給予精神上和物質上的鼓勵。1991年10月8日,他在農業科學家座談會上的講話中,對一些科學家給予充分肯定。“實踐證明,摩爾根對遺傳學的貢獻是不能否定的。”[1]2910月16日,在授予錢學森同志“國家杰出科學家”榮譽稱號儀式上的講話中,對錢學森在科學研究領域作出的杰出貢獻表示熱烈祝賀,并借此機會向為祖國社會主義建設作出巨大貢獻的廣大科技工作者,表示親切慰問和衷心感謝本論文由整理提供。1996年12月9日,在全國衛生工作會議上的講話中,對建國以來在醫學科技和衛生服務方面作出突出貢獻的代表人物給予高度贊揚。2000年6月28日,在中央思想政治工作會議上的講話中,對為人類基因組序列作出貢獻的科學家給予高度評價。
做好知識產權保護是尊重科技工作者勞動成果的重要舉措,也是科技倫理的一項內容。“技術轉讓和保護知識產權,已成為當今國際經濟技術合作關系中的重要問題……科學技術,總是要同世界各國如切如磋,如琢如磨,才能取得更快更大的進步。”[1]55“建立和完善高尚的科學倫理,尊重并合理保護知識產權,對科學技術的研究和利用實行符合各國人民共同利益的政策引導,是21世紀人們應該注重解決的一個重大問題。”
[1]217加強國際合作是促進科技進步的重要途徑之一。近年來,我國在環境保護、生物工程、基因技術、信息科學等領域加強了國際合作本論文由整理提供,取得了巨大成就。在與國外科學技術的交流中,同志多次強調要堅持相互尊重、平等互利的倫理原則。由于各國基礎、自然環境、人口特征、文化教育狀況等的不同,科技發展的程度差距很大,各有特點,各有優勢,各國應互相學習,共同發展,共同進步。所以,在科技交往過程中,“我們應當充分尊重他人的知識產權,同時又要善于保護自己的知識產權。在相互尊重、平等互利的原則基礎上開展國際合作。
至于遺傳資源問題,中國在1998年6月了《人類遺傳資源管理暫行辦法》,其出發點是在該原則下促進國際合作和交流。中國政府鼓勵中國科學家與國外同行在這一領域進行合作,所限制的只是少數個人和公司以科研名義采集標本從事商業活動。”
[1]186-1872000年10月11日,同志國際工程科技大會上的講話中又重申,在堅持相互尊重、平等互利原則下,搞好科技領域國際合作問題。指出全球氣候變化、大氣和水體污染、土地荒漠化、生物多樣性的保護、因特網上虛假有害信息的防范等問題,都需要通過加強工程科技的國際合作來促進解決。我國將堅定不移地實施可持續發本論文由整理提供展戰略,加強與世界各國的合作,更好地保護中國人民和世界各國人民的生存環境,使我們的子孫后代擁有一個更為美好的發展空間[1]227-228。
四、誠信、求實創新、拼搏奉獻、團結協作,是醫學科學技術發展的內在要求,也是醫學科學研究中必須遵循的道德規范誠信,是科學研究中必須遵循的一個基本道德規范,是科技發展進步的內在保證。誠信,在科技領域,也就是要具備科學精神。而“科學精神的精髓是實事求是。科技工作者應該率先垂范,堅持實事求是的科學精神,加強科學道德建設,克服急于事功的浮躁心態,反對一切弄虛作假行為,努力成為先進文化的實踐者。”超級秘書網
[6]同樣,一個人要想在科學研究中取得一定的成績,必須“要堅持黨的基本路線,大力弘揚愛國主義精神、求實新精神、拼搏奉獻精神、團結協作精神。這四種精神,是我國數代科技工作者崇高品質的結晶,也是科技事業繁榮的重要保證,要作為科技界精神文明建設的重要內容,發揚光大。”
具體來講,“求實是科本論文由整理提供學之本,創新是科技發展的生命力所在。科學研究來不得半點虛假,必須以求實的態度,尊重客觀規律,探索真理,開拓創新……團結協作是社會化生產條件下科學技術研究活動的內在要求。在科學技術工作中,既要倡導學術上百花齊放、百家爭鳴,又要提倡相互尊重,團結合作,取長補短,發揮集體優勢,協同公關。”[1]60-61只有這樣,才能徹底消除科技行業中可能出現的弄虛作等不正之風,科技才能取得更大進步。
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[關鍵詞]初中生物教學 STS教育
[中圖分類號] G633.91 [文獻標識碼] A [文章編號] 16746058(2016)170100
STS(Science Technology Society,即科學――技術――社會)是以強調科學、技術與社會相互關系和科學技術在社會生產、生活和發展中的應用為指導思想而組織實施的科學教育。倡導科學教育不僅在于傳授科學知識,更應通過科學――技術――社會相互問題的探究,培養了解社會、致力改善社會問題的科學人才,并能參加科學技術事務決策的公民的教育理念。在中學教育中,則更強調對學生的素質教育、創新意識的培養。優化課堂結構,開辟第二課堂,讓學生能夠積極參與集體、社會公益事業,是STS教育在中學生物教學中的具體體現。在日常的生物教學中,我注重對STS教育理念的探索,積極將STS教育滲透于日常生物教學實踐中,收到了較好的效果。
一、強化STS教育觀念
初中生物新課程貫徹STS教育思想的目的是為了使學生正確認識生物對技術和社會發展的積極作用和造成的不利影響,以及社會和技術的進步對生物科學發
展的促進作用;使學生從生物、技術與社會相互聯系的
角度來理解現實生活中的實際問題;使學生認識到生物在環境保護和資源開發中的作用,初步形成保持人類和環境的和諧關系即可持續發展的價值觀念。因此在教學過程中,教師需從不同角度向學生滲透STS教育理念,從觀點上加以強化。在提高學生科學素質、創新意識的同時,密切結合社會實際,引導學生在實踐中印證和加深理論,在實踐中發現和解決問題,培養他們良好的道德觀念和強烈的社會責任感,使其成為了解和關心社會的人,成為致力于社會發展的人。
二、構思STS教育理念
日常的初中生物教學工作要充分體現STS教育理念,我覺得必須做到下面兩個相適應。
1.教學必須與科學發展相適應
當今世界,科學技術發展日新月異,若不把新的科學理論及時滲透到教學當中,培養出來的學生將不能適應社會的發展步伐。在傳統的初中生物教學中,由于教材的編寫與出版有一定的周期,其滯后性導致有的教學內容與學生日常生活實際相脫節,致使學生失去了對學習的興趣,無法將所學的知識應用于解決日常生活中所遇到的問題。因此可以補充一些與生產生活實際相關的知識。例如,在講到環境保護時,我聯系海洋污染:當大量的含氮、磷物質、生活污水、含有化肥的農田雨水等排入海洋時,浮游生物會大量繁殖,形成赤潮。赤潮影響魚類等的繁殖和生長,對漁業養殖造成了巨大的破壞。還有可通過對教材進行重新整合及補充來體現STS教育理念,如讓學生以“廢氣、廢水、固體廢棄物”對環境的污染、“溫室效應”對地球氣候變化的影響為主題進行科技小論文的創作等,適時進行STS教育。通過開展這些活動,可以使學生在豐富知識的同時也增強了環保意識,并讓學生了解科學與社會、生活的密切關系,從而為社會的發展作出應有的貢獻。
2.教學必須與技術提高、社會進步相適應
我國的科技和教育正與國際大環境接軌,國內社會結構也正發生深刻的變化。隨著經濟的高速發展和技術的迅速提高,科學技術促進了社會的進步,但也帶來了一系列的社會問題。STS教育注重培養學生的社會責任感。如日常生活中,大家非常關心的水污染問題,我讓學生從網上去下載本地水廠的水質檢驗詳細報告單,然后從本地區的多個地方取水來進行相關的水質檢驗,對于不達標的水,讓學生接著調查水質受污染的原因,并且在課堂上進行小組討論。這樣既鍛煉了學生的實踐能力,又提高了他們關注社會的責任感。
三、探索STS教學模式
傳統教育主要以傳授已有知識為主,強調反復記憶與模仿,容易束縛和壓抑學生的創新精神。因此,作為生物教師應改革傳統的教育方式,構筑新的教學模式,從而有效推進素質教育。
1.運用STS思想進行教材內容整合
在日常的生物教學中,生物教師應針對教材特點,將STS教育思想恰到好處地加以融合,而不是把原教材搞得支離破碎、面目全非,更不是將其擯棄。在日常教學中,我每個學期都會對講課內容重新整理,填充新理論、新技術及新的社會需求等內容。如在學習北師大版八年級下冊“現代生物技術”這一部分知識時,我結合“多莉”的培育過程,向學生講解克隆技術并介紹克隆技術的最新研究進展。又如在北師大版七年級上冊介紹沃森和克里克發現DNA分子雙螺旋結構的時候,給學生介紹人體基因組計劃研究的最新進展,介紹袁隆平對雜交水稻的研究及對社會的貢獻等。這些方面的教學都是對學生很有效的STS教育。
2.運用STS思想進行教學方法改革
首先,改革填鴨式、灌輸式、注入式等傳統教學模式,積極采用啟發式、討論式、探究式教學模式。采取演繹法和歸納法相結合的方式,激發學生獨立思考和主動創新的意識,培養他們對科學的濃厚興趣;改變多灌輸少自學的學習模式,把STS思想滲入現行的生物課程中。例如,在北師大版八年級生物下冊《人口增長與計劃生育》這一節的教學中,我給學生提供了中國和印度有關人口增長與經濟增長的豐富的對比數據,讓學生通過對數據的分析,了解人口增長率對國民經濟的影響。又如,在《我國的動物資源及保護》這一節中,通過對我國動物資源面臨的嚴重威脅的介紹,以及對保護動物的相關法律的介紹,使學生認識到保護珍稀動物,保護動物多樣性的重要意義,同時教育學生遵紀守法,樹立社會意識。在平時的教學中,我通過遺傳、生殖、發育和生態知識的學習,使學生真正理解“禁止近親結婚”“優生優育”的意義。
其次,在實踐教學中,重視對學生進行理想和信念教育,加強品格和性格培養,使其具有百折不撓的意志和鍥而不舍的精神,培養其分析解決問題的能力及語言表達的能力。例如,在講“植物的礦物元素的吸收”時,我通過對交換吸附概念、細胞膜載體種類及呼吸作用意義等的分析,得出給作物經常松土的意義、番茄吸收Ca比Si多的原因。這樣,學生的科學實踐得到了升華,把課本問題邏輯化、生活化,許多問題就迎刃而解了。
實踐證明,在深化教學改革,推進素質教育的過程中,通過STS教育思想在教學中的融合滲透方面的探索、研究和實踐,收到了良好的效果。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 中華人民共和國教育部制定.全日制義務教育生物課程標準[S].北京:北京師范大學出版社,2011.
[2] 盧文祥.新課程理念與初中生物課程改革[M].長春:東北師范大學出版社,2003.