生物技術課題研究范文

時間:2024-01-08 17:46:10

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生物技術課題研究

篇1

 

一、分子水平的克隆—PCR技術

 

該科技技術是在模板DNA、引物和四種脫氧核糖核苷酸存在下,依賴于DNA聚合酶的酶促合成反應。

 

PCR由三個基本反應步驟:①模板DNA的高溫變性:模板DNA經加熱至93℃左右一定時間后,使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈 DNA解旋,使之成為單鏈,以便它與引物結合;②模板DNA與引物的低溫退火(復性):模板DNA經加熱變性成單鏈后,溫度降至55℃左右,引物與模板 DNA單鏈的互補序列配對結合;③引物的適溫延伸:DNA模板--引物結合物在Taq酶的作用下,以dNTP為反應原料,靶序列為模板,按堿基互補配對與半保留復制原理,合成一條新的與模板DNA鏈互補的鏈。重復循環變性-退火-延伸三過程,就可獲得更多的“半保留復制鏈”,而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。

 

二、細胞水平的克隆—動物細胞培養技術

 

動物細胞培養是用酶解法將組織碎塊分離成單個細胞,用培養液制成細胞懸浮液,在體外適宜條件下使細胞生長繁殖,并保留一定的結構和功能特性。

 

(一)細胞培養所需的條件

 

1.培養液

 

現多用合成培養液。合成培養液有多種,不同培養液適用于不同細胞。可根據培養細胞的特殊要求進行添加:抗生素、有機補充物(如丙酮酸鈉,谷胺酰氨等)、促細胞分裂因子(生長因子類的FGF等)、貼壁和鋪展因子(如膠原蛋白,纖粘蛋白等)。

 

2.血清

 

在細胞培養液中必須添加一定量的血清方能獲得成功。血清中除了含有細胞生長的部分氨基酸外,還有促進細胞生長和貼壁的成分。不同動物血清的作用差別很大,即使同一種動物的不同個體間的差異也很顯著。不同種細胞要求血清量也不同,大部分細胞生長液中加入10%血清已可滿足細胞生長要求。目前國內外正在研制無血清培養液,以避免血清中某些物質對細胞生長和病毒復制的影響。

 

3.PH

 

細胞生長的PH為6.6-7.8,但最適PH 7.0-7.4。培養液中的緩沖體系主要是碳酸氫鹽、磷酸氫鹽和血清。

 

4.溫度

 

細胞培養的最適宜溫度應與細胞來源的動物體溫一致。

 

此外,成功的細胞培養還需要嚴格的無菌操作及潔凈的培養器皿。

 

(二)細胞生長的三個階段

 

1.潛伏期

 

細胞從接種到貼壁生長繁殖的一段時間。

 

2.指數生長期

 

指數生長期是細胞活力最好的時期,在接種細胞數量適宜情況下,指數生長期持續3-5d后,隨細胞數量不斷增多,生長空間日趨減少,細胞相互接觸匯合成片,呈現接觸抑制。而惡性細胞則無接觸抑制現象,因此接觸抑制可作為區分正常與癌細胞標志之一。

 

3.停滯期

 

即細胞數量達到飽和密度后,細胞與營養液的交換面積減少,代謝產物積累,PH下降細胞停止增殖,進入停滯期。

 

(三)動物細胞的培養

 

1.原代細胞(primary cell)

 

動物組

 

織經胰蛋白酶等消化、分散、獲得單個細胞,在培養皿中大多數組織均可制備原代細胞,但生長的快慢及難易程度不一。原代細胞一般對病毒較易感染,尤其是來源于胚胎或幼畜組織的細胞。

 

2.二倍體細胞株(diploid cell strain)

 

將長成的原代細胞消化分散成單個細胞,繼續培養傳代,其細胞染色體數與原代細胞一樣,仍為二倍體。此種細胞數量可擴大,對病毒的易感性則基本無變化。

 

3.傳代細胞系(establishell cell line)

 

與上述兩類細胞不同,這類細胞在傳代過程中染色體發生異常變異,在體外可無限制分裂。

 

三、個體水平的克隆—動物細胞核移植技術

 

所謂細胞核移植技術,就是將供體細胞核移入除去核的卵母細胞中,使后者不經過穿透等有性過程即可被激活、分裂并發育成新個體,使得核供體的基因得到完全復制。

 

(一)供體核的獲得

 

供體核可以是早期胚胎細胞、胚胎干細胞和體細胞。早期都采用合子核到64細胞期的胚胎細胞核質體分裂球作供體細胞核,80年代開始,隨著胚胎干細胞(embryo stem cells,ES)的建立和對其研究的深入,人們對胚胎干細胞在核移植方面的應用前景寄予厚望,但ES建系太困難,僅在小鼠上獲得成功。1997年 Dolly羊的出現,開始了體細胞的核移植,并發展很快。

 

(二)受體細胞去核

 

作為細胞核移植的受體細胞主要有三類:去核的卵母細胞、受精卵和2-細胞胚胎,其中卵母細胞應用最為廣泛。研究證明,體外成熟培養的卵母細胞核移植成功率不如體內成熟的卵母細胞,其原因可能是卵母細胞在體外成熟過程中,需要合成一些蛋白質來完成第一次減數分裂,其活動有可能受到抑制。

 

(三)核卵重組

 

在顯微操作儀操縱下,用一直徑接近卵裂球大的移植針吸取一枚分離出的完整卵裂球,注入去核的受體卵母細胞的間隙中,根據移入的部位不同,可分為帶下移植和細胞質內注射。在移植針移開后,對移植卵裂球上方的透明帶施加壓力使卵裂球與卵母細胞接觸。

 

(四)細胞融合與激活

 

由于卵細胞去核過程中破壞了卵膜和一部分細胞質,若直接移植,成功率很低,故需對重組胚融合,其采用的方法有仙臺病毒法、物理或化學方法(如電融合法、鈣離子載體、乙醇、蛋白質酶合成抑制劑等)激活受體細胞,使其完成細胞分裂和發育過程,電融合法更常用。

 

(五)重構胚培養與移植

 

重構胚需一定時間的培養,方可移植到受體,家兔和豬重構胚在體外培養24h以內,就可通過非手術移植,而羊和牛重構胚所需培養時間較長,一般發育到囊胚或桑椹胚時移植。

篇2

3月26-28日,農業裝備產業技術創新戰略聯盟在河南省鄭州市組織召開了“十二五”國家科技支撐計劃重大項目“現代多功能農機裝備制造關鍵技術研究”課題驗收暨成果展覽會,科技部農村司、河南省科技廳、農業部農業機械化技術開發推廣總站、中國機械工業聯合會、中國農機工業協會、中國農機學會、農業裝備產業技術創新戰略聯盟有關領導、專家出席指導。課題負責人、主要研究人員等150多人參加了會議。

“現代多功能農機裝備制造關鍵技術研究”重大項目是“十二五”國家科技計劃管理改革農村領域先行先試的試點,由農業裝備產業技術創新戰略聯盟組織實施,積極探索了統籌規劃、申報入庫、系統布局、組裝立項等國家科技計劃管理改革方式,充分調動了行業內外參與積極性和優勢的協同發揮,推進了創新要素向企業聚集,促進了項目重大成果產出和產業化同步;積極探索和實踐了項目專員制、法人責任制以及課題分項任務合約、經費集中管理等管理模式,做到目標管理與過程控制結合、指導服務與督導檢查結合、技術創新與產業協同結合,取得了很好經驗和成效。

項目取得了一批支撐技術進步和產業發展的重大標志性科技成果,突破了農機先進設計制造、重型拖拉機無級變速傳動系CVT技術、大喂入量脫粒分離、作業導航及控制等關鍵共性技術150多項,開發了400馬力級重型拖拉機及配套多功能田間作業裝備、10kg/s通用型谷物聯合收割機、三行通用型和六行采摘與打包一體化采棉機、番茄和甘蔗等典型經濟作物收獲機、禽蛋等產地商品化處理裝備等高性能裝備近100種,申請專利近350項,其中發明專利近200項,獲得軟件著作權近50項,390多篇,成果轉化應用收入超過億元,對農業裝備產業技術升級、產品結構優化調整,推進先進裝備技術在農業應用起到了巨大作用,為全面完成農業裝備產業科技“十二五”發展目標奠定了堅實基礎。

在2014全國農業機械及零部件展覽會上舉辦了項目成果展覽會,展出了400馬力重型拖拉機、無人駕駛旋耕機、施藥無人機、三行通用型采棉機、西紅柿采收機、甘蔗收獲機、花生收獲機、甜菜切頂機等23種代表大型化、智能化發展方向以及先進適用技術方向的成果。

篇3

特色內涵

學校實施“技術立身,藝術修心”特色項目的核心理念是“培養學生綜合素質,促進學生全面發展,為學生的終身發展奠基”。這里的“技術”,是指科學技術,包括通用技術、信息技術等;“藝術”,是指音樂、美術和其他藝術形式。強化對學生的技術教育,是為了培養學生的動手能力、自理自立意識、勞動觀念、創新精神和實踐能力,作為學生走向社會的立身之本;進行藝術教育,是為了培養學生欣賞美、表現美、創造美的能力,提高學生的藝術修養和生活品位,塑造美的心靈,為學生的終身幸福奠基;實現技術教育與藝術教育的完美結合,技術學科、藝術學科與其他各學科的完美結合。

“技術立身,藝術修心”,是指學校通過技術教育和藝術教育的國家課程與校本課程,通過各種課外活動、社團活動和社會實踐活動等,讓每個學生在高中3年掌握多項基本的技術和藝術技能,培養他們的創新精神與實踐能力,提高他們的審美層次與道德水平,為學生的全面發展與幸福生活奠定堅實的基礎。這一特色項目從側重點來看,涵蓋了普通高中課程8大領域中的3大領域:“技術”(包括通用技術與信息技術)、“藝術”(包括音樂與美術等)、“綜合實踐活動”(包括研究性學習、社區服務、社會實踐);在其他5大領域中也要有意識地培養學生的科學創新精神和人文藝術素養。學校還充分利用學生的課外活動、社團活動等加強技術和藝術素養的培養和鍛煉,使辦學特色更加凸顯。

歷史淵源

學校多年來著力于校本課程建設,優化課程結構,逐步形成了“技術立身,藝術修心”的教育特色。不僅學生的技術、藝術素養的培養初顯成效,而且促進了教育教學質量的全面提升和學生的全面發展。

首先,堅定了全校師生對“培養學生綜合素質,促進學生全面發展,為學生的終身發展奠基”這一核心價值理念的認同。組建了高素質的技術、藝術學科教師隊伍,兩個學科共有本科及其以上學歷的專任教師15人,包括1名美術特級教師和1名通用技術特級教師。其次,學校改造提升了技術教育中心、藝術教育中心。2011年暑假期間,學校以國家“中學技術教室、藝術教室裝備標準”為依據,結合自身傳統與特色,建設了6間美術工作室、4間音樂工作室,升級改造了15間技術教室,確保了技術教育和藝術教育課程的順利、有效實施。這些“工作室”由有特長并熱愛相關學科的教師主持,為有不同愛好和需求的學生提供了充分的選擇余地,使每個學生都可以選擇適合自己的課程,真正實現個性化發展。最后,學校加強了校本課程的建設,包括藝術、技術、科學、健康和綜合實踐等幾大類。藝術類包括版畫、陶藝與泥塑、紙立體構成、民間美術、室內外環境設計、篆刻、京劇鑒賞、播音與主持等;技術類包括機器人設計、建筑模型設計與制作、服裝欣賞與結構設計、flash網絡動畫、圖像處理、虛擬現實、影視制作等;科學類包括趣味魔術、趣味制作、現代農業與生物技術等;健康類包括家庭保健、體育運動(田徑、球類)等;綜合實踐類包括心理健康、家政課堂、交際與禮節、校園與社區等。校本課程的開發與建設為辦學特色的彰顯提供了課程文化支撐。

近年來,學校技術、藝術教育成果顯著。“十一五”期間,學校完成了5項市級及其以上技術、藝術教育科研課題;在全國專業期刊上發表10多篇技術、藝術教育類論文并獲獎;在全國普通中學技術課、藝術課教學大賽中,多名教師獲得一等獎。在技術教育上,學校與時俱進,搶占改革制高點,成立通用技術和信息技術處,自主開發多部校本教材,實施學生自主選課、走班制教學。學校承擔的兩項勞動技術教育課題及取得的成果獲得專家好評:1項是全國社科基金課題“基于素質教育的勞動技術教育實踐深化研究”的子課題“中學勞動技術教育課程比較研究”;1項是天津市教育科學“十一五”規劃課題“中學勞動技術教育歷史、現狀與創新發展研究”,經市規劃辦專家組鑒定,成果等級為A等。學生多次參加國際機器人奧林匹克競賽,共獲得6項金獎、10項銀獎、8項銅獎,在國際上產生了較大的影響;在全國首屆中學生技術設計競賽中,2名學生獲得天津賽區一等獎。在藝術教育上,自2006年起,學校開始探索實施美術教師工作室制度。按照個人特長,為特級教師王威等美術教研組教師籌建工作室,先后建立了“全國版畫藏書票工作室”、“陶藝泥塑工作室”等6個特色工作室,學生則根據自己的興趣愛好選擇課程和教師。在這樣的藝術環境中,學生們感受著藝術的魅力,豐富、發展了藝術素養。2010年,多名學生參加了全國第六屆藏書票比賽并獲得優秀團體獎。

愿景與規劃

發展愿景

在特色高中建設實踐中,學校將突出以下特色。一是整體構建特色學校發展藍圖,系統實施建設策略,實現全體學生、教師和學校的三維和諧、互動發展。二是打造一流的技術、藝術教育中心,為特色教育提供硬件保障。三是建設一支特色鮮明的教師隊伍,為特色教育提供軟件保障。四是以技術、藝術素養的培養為輻射源,使之達到與其他學科的有機融合,形成各項素養“百花爭艷”的良好局面,提升學生綜合素質。五是形成特色校本課程體系,完善教學管理制度。六是注重實踐和落實,形成具有較強可操作性和實效性的教育教學模式與方法。未來,學校將拓展、優化、創新、發展“技術立身,藝術修心”的教育特色,做到“人無我有,人有我優”,把核心價值理念貫穿于教育的全方位、全過程,促進辦學品質的提升,創辦內涵厚重、特色突出、全國知名的品牌學校。

三年規劃(2012~2014年)

整體思路:以核心價值理念為引領,以提升學生綜合素質為主線,以課程管理制度、教學管理制度的改革為動力,以教師隊伍建設為關鍵,以硬件建設和資金投入為保障,以多樣化的活動為渠道,以技術、藝術素養的培養為龍頭,以“培養學生綜合素質,促進學生全面發展,為學生的終身發展奠基”為宗旨。