生物科学研究方向(共9篇)
1.生物科学研究方向 篇一
东华大学生物科学与技术研究所蛋白质研究组招聘博士后研究人员
本研究组主要从事原核生物基因内含子的鉴定、结构与功能以及剪接机理的研究;
2、功能基因中蛋白质内含子的结构与功能、进化与应用的研究;
3、应用蛋白质剪接技术开发蜘蛛丝蛋白的研究。本课题组现因研究工作需要,拟招聘2-3名博士后,待遇按照东华大学统一规定。工作出色者,本课题组有能力推荐去北美学习深造。
应聘人员应具备以下基本条件:
1.立志从事科学研究,富有探索精神,思想活跃。
2.具有扎实的生物化学与分子生物学理论知识以及娴熟的实验技能。
3.以第一作者身份在 SCI 收录的英文期刊杂志上发表过研究论文。
4.有责任心和团队精神。
联系地址:东华大学生物科学与技术研究所,上海松江人民北路 2999号,邮编:201620
联系人:孟 清老师
Tel :0086-21-67792651
Fax :0086-21-67792647
E-Mail :mengqing@dhu.edu.cn
应聘者将个人简历等,通过以上述联系方式发送给我们。
2.生物科学研究方向 篇二
生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学是生物科学专业的核心课程, 由于它们相互联系, 交叉渗透, 因此存在逻辑关系不清, 课程内容重叠较多等问题, 例如原核生物和真核生物基因表达调控在生物化学、细胞生物学、分子生物学都有介绍, 基因工程原理在分子生物学、基因工程学中都有介绍, 导致教师教学内容难以起舍, 课程顺序难以安排。要理顺生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的逻辑关系, 确定各课程教学内容和教学顺序, 必须把其定义, 研究内容, 发展历史动态结合起来。
2 生物科学专业核心课程概述
2.1 生物化学
生物化学是运用化学的理论和方法研究生物分子结构与功能、物质代谢及遗传信息传递与调控规律的科学。
生物化学是生命科学中最古老的学科之一。随着生命科学的发展, 各学科相互渗透。18世纪, 一些从事化学研究的科学家转向生物领域, 为生物化学的诞生播下了种子。19世纪末, 生物化学从生理化学中独立。20世纪中后期又从生物化学分离出部分内容与遗传学部分内容结合为分子生物学, 然后, 分子生物学基因操作部分独立出来, 形成基因工程学。
1920年以前, 生物化学研究内容以分析生物体的化学组成、性质和含量为主, 称为静态生物化学时期。
1920年-1950年, 随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用, 生物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢、能量转化, 如:光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白质代谢等领域。这是生物化学飞速发展的时期, 称为动态生物化学时期。
1950年以后, 蛋白质化学和和核酸化学进展迅速, 生物化学进入了分子生物学时期。分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性, 是人类在认识的巨大飞跃。根据生物化学的定义和历史, 生物化学研究的内容包括以下几个方面。
2.1.1 生物的物质组成
生物是由一定的物质按特定的方式组成的, 直到今天, 新物质仍不断被发现。如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物学功能。另一方面, 早已熟知的化合物也发现了新的功能, 如20世纪50年代才知道肉碱是一种生长因子, 而到60年代又发现其是生物氧化的载体。
2.1.2 物质代谢
生物体内绝大部分物质代谢是在酶催化下进行的, 具有高度自动调节能力。一个小小的细胞内, 有近2000种酶, 在同一时间内, 催化各种不同的化学反应。这些化学反应互不干扰, 有条不紊地进行。表明生物体内的物质代谢有精确的调节控制系统。
2.1.3 结构与功能
生物大分子的功能与其特定的结构有密切关系。如酶的活性中心的结构决定其催化活性及其特异性;变构酶的活性还与其催化的代谢终末产物的结构有关。
核酸中核苷酸排列顺序的不同, 其结构就不同, 所含遗传信息不同。这些不同的构象对基因的表达具有调控作用。
生物体的糖包括多糖、寡糖和单糖。由于多糖链结构复杂, 具有很大的信息容量, 对于细胞专一地识别、相互作用具有重要作用。糖类将与蛋白质、核酸并列成为生物化学的主要研究对象。
在生物化学中, 有关结构与功能关系的研究才仅仅开始, 尚待大力研究的问题很多, 其中重大的有:亚细胞结构中生物大分子间的结合, 细胞的相互识别、细胞的接触抑制、细胞间的粘合、抗原与抗体的作用、激素、神经介质与其受体的相互作用等。
2.1.4 繁殖与遗传
生物典型特点是具有繁殖与遗传特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列, 现在DNA分子的核苷酸序列已不难测得, 不但能在分子水平上研究遗传, 而且还可能改变遗传, 从而派生出基因工程学。
2.2 细胞生物学
细胞生物学是从显微水平、亚显微水平和分子水平研究细胞的结构及其生命活动规律的科学。
过去, 细胞生物学主要是在光学显微镜下对细胞的形态结构和生活史进行研究, 称为细胞学。20世纪50年代以来, 由于电子显微镜、放射性同位素、细胞结构组分分离技术、细胞培养等技术的广泛应用, 特别是分子生物学的兴起, 使细胞生物学研究的广度和深度都有迅猛发展, 从宏观到微观、从平面到立体、从定性到定量、从分析到综合;从细胞、亚细胞、分子三个水平研究细胞的结构与功能、分裂与分化、衰老与死亡等生命活动规律及其调控机制, 细胞与细胞、细胞与环境之间的相互关系。使原来以形态结构研究为主的细胞学转变成以生理功能研究为主、将结构与功能紧密结合起来的细胞生物学。由于细胞生物学在分子水平上的研究工作取得了深入的进展, 因此细胞生物学又称为细胞分子生物学。细胞生物学研究内容如下。
2.2.1 细胞社会学
细胞社会学是细胞生物学中的一个新的领域。它是以系统论的观点研究细胞群体中细胞间的相互关系、细胞群体的社会行为;细胞识别、通讯、相互作用;整体和细胞群对细胞的生长、分化、形态发生和器官形成等活动的调控;细胞外环境对细胞的影响。
2.2.2 细胞的增殖、生长、分化与调控
研究细胞增殖、生长、分化及其调控机制, 不仅是控制生物生长和发育的基础, 而且是研究细胞癌变和逆转的重要途径。
2.2.3 细胞遗传学
细胞遗传学从细胞学角度来研究染色体的结构和行为以及染色体与细胞器的关系, 从而探讨遗传与变异的机制等。
2.2.4 细胞化学
细胞化学:用切片或分离细胞成分, 对单个细胞或细胞各个部分进行定性和定量的化学分析, 研究细胞结构、化学成分的定位、分布及其生理功能。
2.2.5 分子细胞学
分子细胞学:从分子水平研究细胞与细胞器中蛋白质、核酸等大分子的组成、结构与功能及其遗传性状的表现和调控等, 探讨细胞生命活动的分子机理。
2.3 遗传学
遗传学是研究生物遗传和变异规律的科学。孟德尔认为生物性状的遗传是受遗传因子控制的, 并提出了遗传因子分离和自由组合的基本遗传规律。1900年, 孟德尔的成果得到广泛重视, 成为遗传学的基石。
20世纪初, 利用光学显微镜发现了细胞有丝分裂和减数分裂过程中染色体及其行为, 奠定了遗传的染色体理论基础。1910年左右, 美国遗传学家摩尔根及其同事根据对普通果蝇的研究, 提出了基因的连锁交换规律, 并结合当时的细胞学成就, 创立了以染色体遗传为核心的细胞遗传学。
遗传信息在分子水平上研究始于20世纪40年代。随着电子显微镜的发明, 人们已能够直接观察遗传物质的结构及其在基因表达过程中的特征, 使细胞遗传学的研究进入分子水平。
1953年, 沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型, 为进一步阐明DNA的结构、复制和遗传物质如何保持世代连续的问题奠定了基础, 开创了分子遗传学这一新的学科领域。
遗传学研究的领域非常广泛, 可划分成经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学和生统遗传学4个分支, 各个分支领域相互联系、相互重叠、相互印证, 组成了一个不可分割的整体。
经典遗传学研究从亲代到子代的遗传特性, 包括遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律及机理;基因互作及其与环境的相互关系;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;数量性状的特征及其多基因假说, 近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传等。
细胞遗传学是通过细胞学手段对遗传物质进行研究。其内容包括细胞的结构和功能;染色体的形态结构;细胞的有丝分裂, 减数分裂;配子的形成和受精。
分子遗传学是从分子的水平上研究遗传物质的结构及遗传信息的传递。内容包括DNA复制、转录和翻译, 基因突变及修复, 原核生物和真核基因表达与调控;基因、基因组及作图, 遗传重组。
生统遗传学是用数理统计学方法来研究生物遗传变异规律的学科。根据研究的对象不同, 又可分为数量遗传学和群体遗传学。前者研究生物体数量性状即由多基因控制的性状遗传规律, 后者是研究基因频率在群体中的变化、群体的遗传结构和物种进化。
2.4 分子生物学
分子生物学是从分子水平研究核酸与蛋白质的结构与功能、遗传信息传递和调控, 阐明生命本质的科学。
从19世纪后期到20世纪50年代初, 确定了蛋白质是生命的主要物质基础, DNA是生物遗传的物质的载体, 是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
从20世纪50年代初到70年代初, 是现代分子生物学的建立和发展阶段, 1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型为现代分子生物学诞生的里程碑, 确立了核酸作为遗传信息分子的结构基础, 提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式, 为核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。
70年代后, 基因工程技术出现, 人类进入认识生命本质并开始改造生命的发展阶段。
分子生物学原来是生物化学的一部分, 因其太重要了, 20世纪中后期从生物化学中分离出来并与遗传学结合, 独立出来成为单独的学科, 是生物化学的发展和延续。涉及的部分内容比生物化学更细致深入, 并从整体上考虑。
分子生物学从蛋白质、核酸、基因及基因组结构开始, 以中心法则为主线, 阐述生物大分子在信息传导、基因表达调控中的相互作用和机理。主要内容包括蛋白质、核酸、基因和基因组的结构、DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。基因工程技术的原理和应用等。
2.5 基因工程学
20世纪70年代, 随着DNA的内部结构和遗传机制逐渐呈现在人们眼前, 生物学家不再仅仅满足于探索、揭示生物遗传的秘密, 而是开始设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。这就像工程设计, 按照人类的需要 (设计) 把这种生物的某个“基因”与那种生物的某个“基因”进行“施工”, “组装”成新的基因组合, 创造出新的生物的工程技术被称为“基因工程”。
基因工程包括如下几个主要的内容: (1) 目的基因的合成或提起分离。 (2) 载体的构建。 (3) 将载体转移到受体细胞并增殖。 (4) 重组DNA分子的受体细胞克隆筛选。 (5) 将目的基因克隆到表达载体上, 导入寄主细胞, 使之在新的遗传背景下实现功能表达, 产生出人类所需要的物质。
3 课程间的逻辑关系, 教学内容选择及课程顺序安排
从生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的定义, 研究内容, 发展历史动态可知, 各学科的逻辑关系是:理解细胞结构及功能需要一定的生物化学基础, 理解遗传物质的结构和功能需要一定的细胞生物学基础, 而分子生物学是生物化学、遗传学交叉融合的产物, 研究核酸和蛋白质分子结构和功能以及相互关系, 而各个分子不能孤立发挥作用, 必须依赖于一定的细胞结构, 因此, 生物化学是细胞生物学的基础;细胞生物学是遗传学和分子生物学的基础。基因工程是利用分子生物学的理论和实验技术进行转基因操作的部分独立出来的, 因此分子生物学是基因工程学的基础。所以, 高校应按生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程的顺序安排课程教学最为合适。
由以上可知, 由于历史的原因, 生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程学相互联系, 交叉渗透, 研究内容重复较多。因此, 本研究根据其定义、逻辑关系及发展历史, 同时为编写教材和教学的方便, 建议生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学教学内容如下。
(1) 生物化学主要教学内容主要有:蛋白质化学、核酸化学;酶学基础;糖代谢与生物氧化;脂类代谢;蛋白质的分解代谢等内容。而将DNA复制、转录、翻译、突变、修复及原核生物和真核生物基因表达调控留在分子生物学讲授。
(2) 细胞生物学的教学内容主要有:细胞的基本结构;细胞生物学研究方法;细胞膜的结构与功能及物质跨膜运输;细胞质基质与细胞内膜系统;细胞通讯与信号传递;线粒体和叶绿体;细胞核与染色体;细胞骨架;细胞增殖及其调控;细胞分化、衰老与凋亡。
(3) 遗传学的教学内容主要有:遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律;基因互作及其与环境的关系;基因定位与连锁遗传图;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;染色体畸变;数量性状的特征及其多基因假说;近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传;遗传重组。
(4) 分子生物学的教学内容主要有:DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。
(5) 基因工程学的主要教学内容有:基因工程技术的原理和应用等。
3.中学生生物科学素养调查研究报告 篇三
关键词生物科学素养 中学生 调查
中图分类号:G635 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2010)01-0008-02
2001年教育部颁布的《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》中将生物学科学素养正式引入中学生物学课程,生物学科学素养的培养成为广大生物学教育工作者的共同目标。本次调查抽取了云南省红河州三所中学中开设生物课的三个年级的569名学生(男生267人,女生302人),其中高二200人,男生106人,女生94人;初二99人,男生48人,女生5人;初一270人,男生113人,女生157人。参照《2003年中国公众科学素养调查报告》,结合中学生物学学科特点和中学生特点设计问卷,对中学生基本生物学科学素养的主要方面,即对生物学“科学知识的了解程度”、“基本科学方法的了解程度”以及“对科学与社会之间关系的基本态度”等进行了调查,以期了解中学生生物学科学素养的现状及存在问题,并对样本进行统计和分析。
一、调查结果
本次调查结果显示,被调查者了解基本生物学科学知识的比例为51.4%;了解基本生物学科学方法的比例为56.59%;基本了解科学与社会之间关系的比例为61%;具备基本科学素养的中学生的比例为47.80%.男生的比例高于女生,高中生的比例高于初中生。
二、结果分析
(一)中学生基本科学素养状况
1.中学生基本生物学科学知识水平
参照国内公众科学素养调查模式,基本科学知识由基本科学术语和基本科学观点组成。根据生物学新课程标准基本要求,我们选取了下列生物学基本科学术语和基本观点作为衡量中学生掌握生物学基本科学知识水平的标准。基本科学术语包括1、2题:“DNA”和“科学研究”2项。基本科学观点问题包括3-9题的判断选择:“所有生物都是细胞构成的”“抗菌素能杀死病毒。”“早期人类和恐龙生活在同一个时代。”“父亲的基因决定孩子的性别。”“植物在夜间的呼吸过程是吸进二氧化碳,释放氧气。”“臭氧层破坏的原因”“被辐射过的牛奶经过煮沸后可以安全饮用吗”;而10-13题则是衡量生物学科学方法的理解掌握情况,出于问卷调查的简要性,在13道题目中,我们设计题目同时考虑一题多面,如“抗菌素能杀死病毒。”“被辐射过的牛奶经过煮沸后可以安全饮用吗?”,这两题既是对生物学基本观点考察,也是对科学与社会之间的关系了解的考察。
在处理过程中,我们将答对9道基本科学和知识观点题中的6道及6道以上的被调查者.称为“了解基本生物学科学知识学生”。把同时具备了解基本科学知识、了解基本科学方法以及了解科学与社会之间的关系三个方面的被调查者称为“具备基本生物学科学素养的中学生”。其数据如下
以上数据表明:
1.中学生的生物科学素养整体水平都不是很高,为47.8%,与“2049计划”的全民具有基本科学素养目标相距较远;
2.在生物科学素养主要方面表现出比较明显的性别差异:女生在方法上略强于男生,高出2.71%,但是在基本知识了解上女生低于男生4.5%,科学与社会关系了解上关系了解上低了11%,差距很大,这说明男生更关注科学与社会之间的关系。
3.中学生生物科学素养初高中存在明显差异,高中生整体生物科学素养显著高于初中生。尤其在基本知识了解上,高中生高于初中生50多个百分点,这说明知识层次与教育程度有一定的正相关,但是初二学生与初一学生相比较,在知识和方法上反而表现出负相关,这也许与样本学校选择有关,(样本学校选择的该地区一所城乡结合部和两所城区学校)具体原因有待进一步研究。
4.中学生对各类题答对的比例参差不齐.在“DNA”和“恐龙”两个知识点是正确率是最高的,“DNA”一题女生答对占97%,男生低一些也达到89%;总的答对率为:93%,这与当今社会媒体的宣传和学生的关注点,对恐龙知识有较浓厚兴趣有一定关系。错误率最高的是第10题、“一个人摔伤以后,需要对伤口进行临时清洗和包扎处理,再去医院。下列清洗方法中哪一种最不科学”正确率仅为27%,该题目与现实生活联系密切却错误率很高,说明教学中存在和生活脱节的问题,以及学生知识应用实践能力的欠缺。
(二)中学生基本科学素养的其他方面
1.中学生获取科技信息的渠道
你知道的有关科学技术的消息主要来源于下述哪些渠道? (可选1-3项)
A、电视B、杂志C、报纸D、因特网E、图书F、和亲友、同学的谈话G、课堂H、广播I、其他渠道
从数据来看电视、因特网是中学生获取科技信息的主要渠道,课堂来源仅位列第四,由此来看,作为教育工作者应该积极思考两方面的问题:一是怎么发挥课堂教学的作用,使其成为传播科学信息的主渠道;二是学校如何利用好电视、网络的传递作用,引导学生更好的获取科学正确的相关科技信息。
2.中学生对科学研究人员的看法
为了解中学生对科学研究人员的看法,我们设置了相关问卷。
(1)在下列的几种职业中,你认为哪些职业的声望最好?(可选1- 3项)
A、科学研究人员B、律师C、政府官员D、医生E、工程技术人员F、企业管理人员G、新闻记者、编辑H、大学教师I、作家J、演员、歌手K、军人、警察L、中小学教师
(2)你自己最希望将来从事的职业的调查
A、企业管理人员B、科学研究人员C、政府官员 D 、新闻记者、编辑E、律师F、工程技术人员G、医生H 、大学教师I、作家J 、演员、歌手K 、军人、警察L、中小学教师
从以上结果来看,声望最好的是研究人员,其次是歌手演员,而声望最低的是中小学教师,其次是大学教师,并且学生最希望从事的职业中,老师的百分比也是最低的,这很值得我们去深刻反思。在学生希望从事的职业中,最高的是企业管理人员为27%,这应该和社会的现实追求有联系,但是我们也看到,在职业选择上,学生对各种职业都有选择,应该和同学对职业的认同和个人实际有关联,整体不是特别大的差距,反应出学生一定理性和现实的追求与自我价值追求趋向。
3.中学生对科学技术发展的看法
为了解中学生对科学技术发展的看法,我们设置了问题:“在你看来,从总体上看,科学研究是利大于弊,还是弊大于利,或利弊差不多?”
调查表明,58%的中学生认为科学研究是利大于弊,5%认为弊大于利,20%的中学生认为科学研究是利弊差不多,还有17%的中学生认为说不清楚。可见,绝大多数中学生对科学技术发展的看法是比较理性和客观的。
4.中学生对科技的评价和态度
为了解中学生对科技的评价和态度,我们设置了问题:“有人向你推荐与自己有关的某项科技新产品或新技术(包括新品种),你会怎样做?”
调查表明,选择“观察别人用的结果再做决定”的占51%,选择“自己试一试”的占34%,选择“马上用”的占2%,选择“不理会”的占5%,选择“拒绝或不相信”的占8%。可见,中学生对于科技新产品的推广并不是一味的盲从,也不是拒之门外,而是要经过自己的观察和实践后才会决定是否使用,这意味着中学生对于科技新产品推广的看法日趋成熟,对科技的评价和态度是积极的。
另一道题目是:你认为耗巨资、冒风险进行空间探索是利大于弊,还是弊大于利?调查表明,选择利大于弊的占26%,选择利弊参半的占41%。由此可见当今中学生对有风险的科技投资支持率并不低,总体比较慎重。
国民科学素质状况是决定综合国力强弱的重要因素。当今中学生科学素养的高低直接影响着“2049计划”目标的实现,生物科学素养是科学素养的重要方面,要实现培养中学生生物科学素养的总目标,广大生物学教师任重而道远。针对本次调查结果实际,笔者建议:
1.各级各类学校、社会各界要为科学课程的开设创造一切条件,积极组织学生参加科学实践,如参观科技馆、博物馆,进行种养殖、小发明、小创造、小制作、小课题研究等,让学生体验科学的乐趣,以培养科学兴趣和科学精神.
2.教师在实际教学实践中,应关注不同年龄不同年级不同性别学生的学习差异,改变传统教学模式,注重研究性学习和探究性学习的教学,实现学生学习方式的转变,以利于学生科学素养的有效培养。
参考文献:
[1]中国科学技术协会,中国公众科学素养调查课题组编.2003年中国公众科学素养调查报告[M].北京:科学普及出版社.2004.
[2]黄国雄.中学生科学素养调查报告[J].洙州工学院学报,2004,(6).
4.科学教育研究与科学教育改革论文 篇四
科学教育是与人文教育相对应的一个教育领域,旨在形成人的科学素质,提高人的科学探究与应用能力,培养人的科学态度与科学精神,树立正确的科学观和科学本质观。作为普通教育(General education)的一个重要组成部分,科学教育与人文教育一样都致力于“为一个负责任的人和公民的生活做准备的那部分教育”。在此意义上,科学教育与人文教育的目的是一致的。
科学教育有狭义与广义之分。狭义的科学教育仅指自然科学教育,即包括物理、化学、生物和地球科学等分科学科在内的,同时也涵盖综合科学教学的学校科学教育。广义的科学教育则包括数学教育、技术教育和社会科学教育(如美国“2061计划”的科学教育文献所表明的那样)。相应地,科学教育学也有狭义与广义之分。狭义的科学教育学,主要研究各级各类学校的自然科学教育、课程、教学、学习与评价等方面的理论与实践问题,而在广义上,科学教育学也涉及数学教育、技术教育、乃至社会科学教育及校外科技教育等方面的理论与实践问题。从世界范围来说,科学教育作为学校课程体制的一部分是从19世纪中叶以后开始进入中小学课程中;而科学教育学作为教育科学中的一个分支研究领域,则是从20世纪中叶以来的历次科学教育改革中兴起与发展起来的。
在我国,科学教育研究的兴起只是近年来的事,迄今尚未从学科建制层面上成为我国教育研究的一部分。科学教育学是一个广泛而复杂的教育理论和实践研究领域,它涉及从幼儿园、中小学至高等学校各个阶段的课程、教学与评价等方面的科学教育问题,同时也包括以提高公众对科学的理解为目标的校外科技普及与科学传播教育。本文的论述主要限于高中以下阶段的学校科学教育改革,着重探讨科学教育学与科学教育改革之间的关系。
一、作为一个研究领域的科学教育学
从20世纪初期开始,在英语国家,“教育”与“教育学”基本上都使用同一个词来表达,即Education。在欧洲国家,由于其教育学传统不同于英语国家,一般使用Didactics of Science来表达“科学教育学”。而在我国,科学教育学作为教育科学的一个分支在学科建制里尚未正式建立起来,尽管最近几年关于科学教育学的研究已开始增多。
国际上,科学教育学作为教育科学中一个独立的分支学科或研究领域是从20世纪60年代以后随着科学教育改革的需要而产生的。2004年,澳大利亚莫纳什大学著名的科学教育学家彼特.范仙(Fensham,P.J.)教授出版了《科学教育学:一门新兴学科的发展历程》一书,全面论述了世界范围内科学教育学作为一个独立的学术领域的诞生与发展历程。根据范仙教授的研究,一个学科或研究领域的建立,需要满足一定的标准。他提出了三类标准:结构性标准、研究内部标准和结果标准。其中,结构性标准作为最基本的标准共有6条:(1)获得学术承认,即大学里设立某一学科的教授职位,获得学术界的承认;(2)创办研究期刊,传播研究成果;(3)建立专业学会;(4)定期举行学术研究会议;(5)建立研究中心;(6)进行研究训练,培养研究人才。这6条标准是相互关联的,它们表明一个独立的学术研究领域或学科的形成及其形成的基本条件,缺一不可。
从这些标准看,除美国以外的所有其他国家的科学教育学都是在20世纪60年代以后才产生和发展起来的。如英国伦敦大学国王学院和里兹大学分别于60年代和70年代在其教育学院建立了科学与数学教育研究中心,并设立了“科学教育学”教席(Professor ship of Science Education)。到1985年英国已经有11所大学培养科学教育学博士生。德国于1966年在基尔大学(University of Kiel)建立了国家级的科学教育研究所,共有50余名科学教育研究人员。法国于1970年在国家教育研究所内建立科学教育研究部。澳大利亚1967年在新建立的莫纳什大学建立了第一个科学教育学教席,聘请彼特.范仙为澳大利亚第一位科学教育学教授。80年代澳大利亚的科廷理工大学建立了科学与数学教育中心,现已后来居上成为全世界最大的科学与数学教育博士生培养基地,目前共有400多名博士研究生。在亚洲国家中,日本、印度、韩国、泰国、马来西亚与新加坡等国家也从20世纪70年代起先后在大学建立了科学教育学博士点,培养科学教育博士生。
从专业组织和学术期刊来看,美国的全国科学教学研究协会创办于1928年,现已成为世界上最大的科学教育研究专业学会,每年4月份召开一次国际性的科学教育年会,2006年的年会上,与会者多达1000多人。其会刊《科学教学研究学刊》每年出10期。英国的科学教育学会创建于1963年(其前身是男科学教师协会与女科学教师协会,最早追溯到20世纪初),定期于每年一月份召开一次年会,发行《科学教育》(Educationin Science)、《小学科学评论》(Primary Science Review)、《学校科学评论》(School Science Review)和《科学教师教育》(Science Teacher Education)等期刊。1995年成立的欧洲科学教育研究会每两年召开一次学术年会,并每隔一年举办一次专门针对欧洲国家科学教育博士研究生的暑期研究班。其他国家如澳大利亚科学教育学会出版《科学教育研究》(Researchin Science Education)期刊,每年也举行一次科学教育学术年会。另外,还有一些不隶属于学会的著名期刊,如美国的《科学教育》》(Science Education),创刊于1916年;英国里兹大学的《科学教育研究》(Studiesin Science Education)创刊于1974年;《国际科学教育学刊》(International Journalof Science Education),创刊于1979年,在国际科学教育学界影响都很大。
科学教育研究与科学教育改革是分不开的。科学教育改革需要科学教育研究的学术支撑;反过来,科学教育研究也需要科学教育改革的推动。科学教育研究又分理论研究与基于实证的经验性研究。前者从科学哲学、科学社会学、认知心理学等学科视野出发进行包括建构主义在内的当代各种教学理论探讨,后者则从科学课堂教学实践的视角开展定量研究、质性研究、行动研究、案例研究、叙事研究等。这些研究都为各国的科学教育改革政策制定和基础科学教育中科学课程、教学及评价的改革提供了强有力的理论与学术支持。如1989年美国出版的《2061计划:面向全体美国人的科学》这本权威的科学教育政策文献中,在附录B中列出了26条关于科学教育或与科学教育有关的最重要的参考文献(专著、研究报告或专题论文),都是1980年至1988年期间出版的。可见,即使是一个国家科学教育改革的政策文件,也要以大量的高质量的学术研究为依据制定。又如1995年出版的美国《国家科学教育标准》,每一章的后面都列出了大量的参考文献(可惜中文译本都把它们删除了)。再如20世纪80年代以来,西方各国在科学教育研究中,基于建构主义理论框架的经验性研究论文和专著数不胜数。由此可见,倘若没有这些基础性的科学教育理论研究和经验性研究,美国《国家科学教育标准》就不可能达到这样的高水准。其他国家(如英国、德国、澳大利亚及新西兰等)新一轮的科学教育改革也无不得力于本国和国际的科学教育研究及其为科学教育改革所提供的充分的学术支持。
当前,我国正在进行新一轮科学教育改革。新的改革亟须科学教育研究的支持。无论是科学教育政策的制定,新的科学课程的开发,还是探究式科学教学的实施和课程与教学评价的运用,以及科学教师的专业成长,都迫切需要科学教育学提供学术支撑。但总体上,我国科学教育学科建设还很落后,甚至尚未引起教育管理部门、教育学界及社会的足够重视和支持。
二、科学教育改革:国际经验与本土建构
改革开放以来,我国基础科学教育经历了三次改革浪潮,差不多每隔10年就要进行一次科学教育改革。第一次改革浪潮从1978年开始至20世纪80年代中期,主要特点是拨乱反正,恢复正常教育教学秩序,编写新的科学教学大纲和教科书。这次科学教育改革吸收了世界各国60年代以来科学课程改革的经验,使中学的数学、物理、化学和生物等自然科学的课程内容实现了现代化。第二次科学教育改革从20世纪80年代中期至90年代,其特点在初等教育阶段开始重视幼儿园与小学的科学教育改革(当时叫自然学科改革),在中等教育阶段则降低科学课程的难度,同时追求科学课程的本土化。第三次科学教育改革始于世纪之交,至今仍在进行之中。其特点是进一步与国际科学教育改革接轨,试图衔接小学与初中的科学教育,促使义务教育阶段科学教育课程与教学改革一体化,面向全体学生,以科学素养为目标,注重培养学生的科学探究能力,等等。
第一次科学教育改革基本上是从翻译国外中小学科学教材开始的,作为我国自己编写的新科学教材的素材,其理论基础是美国著名心理学家和教育改革家布鲁纳的学科结构课程理论。第二次科学教育改革主要涉及两个方面,一是重视了小学科学教育,如由人民教育出版社刘默耕先生主持,引进了哈佛大学小学科学教育专家兰本达的“探究一研讨”教学法,并系统地编写了小学1~6年级的自然(科学)教材;二是在中学阶段改进了统编教材,使原先引进的过于理论化、抽象化和高难度的科学教材内容逐渐变成适合我国国情和学生需要的科学教材,这实际上是由20世纪80年代国际化到90年代本土化的一次转换。这次改革虽然不乏历史意义和贡献,但鲜有深化且缺少突破,只能说是修修补补而已。第三次科学教育改革的背景不同于前两次。一方面,我国市场经济和现代化事业进一步发展,改革开放随着我国成功地加入WTO进一步向前推进,为新一轮科学教育改革提供了社会需求和动力;另一方面,90年代以来新一轮国际科学教育改革在发达国家方兴未艾,为我国科学教育改革提供了良好的国际背景。1997年,中国科学技术协会与美国科学院签订了科学教育合作备忘录,为两国科学教育合作提供了有利的合作机制,其重要成果之一是合作建立了科学教育网站,翻译出版了美国科学教育改革的重要文献,如《国家科学教育标准》(1999),等等。此后,国家教育部组织一批科学教育专家和教师编写出全日制义务教育《科学(3~6年级)课程标准》(实验稿)和《科学(7~9年级)科学课程标准》(实验稿),由此拉开了新一轮科学教育改革的序幕。此外,我国教育部和科学技术协会还从法国引进了“做中学”幼儿园和小学科学教育项目,在全国许多大中城市的幼儿园和小学里进行基于“动手做”的探究式科学教育的实验。
从科学教育改革的主体来看,第三次改革不同于以往历次科学教育改革。首先,这次科学教育改革开始有一些科学家参与进来,如中国科协的科技专家、中国科学院和中国工程科学院的一些院士、大学(特别是师范大学)理科院系的一些教授都参与了这次科学教育改革,只是这些主体的参与的深度和广度还不够。第二,自20世纪80年代起,我国学科教育研究逐渐兴起,其中物理、化学、生物、地理等理科成长起来一批学科教育专家,成为第三次科学教育改革的重要参与者,为新一轮科学教育改革做出了贡献,是我国第一批受过专业训练的科学教育研究者。第三,广大的中小学科学教师也成为中坚力量。特别在小学科学教育改革中,一大批优秀的科学教师在改革中脱颖而出,茁壮成长。
但我们也发现,这三次科学教育改革都存在一个共同的问题,即每次科学教育改革在理论准备上都明显不足,原因在于缺乏有计划、有组织、系统而深入的科学教育研究。迄今为止,我国教育行政管理部门、高等学校和教育理论界都尚未重视科学教育研究。虽然我国各级各类教育研究人员成千上万,但专门进行科学教育研究的人员却寥寥无几,即使包括上文提到的理科各学科的科学教育专家也仍然为数不多。长期以来,我国的科学教育改革是在整个基础教育改革的总格局下进行的,只考虑采用教育的一般理论作为课程与教学改革指导思想,没有也不可能采用科学教育学的学科领域的理论。
一个学科或学术领域的形成和发展,虽则首先要看社会对它是否需要,但也必须意识到这种社会需要是否为人们所认识。从上文的分析中可以看出,由于缺乏科学教育理论研究,我国的科学教学与课程改革、中小学科学教师的培养和在职科学教师的专业发展都受到极大的制肘。比如,1978年以后,我国的基础科学教育课程从内容上说是国际化和现代化了,但在课程设计、开发和实施方面,在科学教学和评价方面,都远远没有实现现代化和国际化。证据之一是,我国幼儿园与中小学的科学课程与教学的方式和方法仍然是以传统的讲授法为主,探究式教学方式并没有在课堂上得到实施。这种情况基本上至今为止依然如故。证据之二是,尽管我国近30年来,九年义务教育的普及率比较高,小学、初中和高中普遍开设科学课程,但据近些年的公民科学素养监测发现,我国公民的科学素养水平仍然不高。从普及科学教育、提升国民的科学素养的意义上说,我国以往的科学教育不能说是成功的。证据之三是,我国在科技研究上和工农业生产中科技创新水平远远低于发达国家,甚至在某些领域不及印度等亚洲发展中邻国。证据之四是,我国近代以来进行学校科学教育虽有百余年的历史,并且建立了系统的科学与技术体制,但公民的科学精神仍然比较缺乏。不但一般社会大众,就是科技人员中也有不少缺乏科学精神的。近年来,科技界与科学哲学和科学史学界关于科学文化之争、关于中医存废之争,等等,其中的某些观点从一个侧面反映了“唯科学主义”在我国社会中仍然根深蒂固,而这实质上乃是缺乏科学精神和对科学本质理解片面的一种表征。
当前,我国科学教育研究的社会需要是显而易见的。我国政府早已提出“科教兴国”的战略方针。现在又提出建设创新型国家的战略目标。笔者认为,有效的基础科学教育改革是实现这个方针和这一目标的基础之基础。基础科学教育需要告别传统的“死读书、读死书”的教学方式,需要真正以自主、合作、探究、建构的教学方式与方法教学生生动活泼地学科学、做科学、用科学和理解科学。只有这样,我们才可以真正提高公民的科学素养,才可以在普及科学教育的基础上为高等学校输送真正爱科学、主动学科学、既敢于又善于进行科学创新的大学生和研究生。只有培养了大批具有创新精神和创新能力的科技人才,我国的科学与技术才能推动知识经济的发展,才可能赶超世界科技先进水平。
有效的科学教育改革不仅是当前改革的需要,也是今后我国科学教育改革长远的需要。国际国内的科学教育改革经验业已证明,中小学科学教育改革是随着科技发展和社会与人的发展需要与时俱进,所以,无论是从科学与技术发展的角度考虑,还是从科学教育改革的当下和长远的需要出发,我国都必须尽快形成科学教育研究的学科建制,培养从事科学教育研究和管理的高级人才及科学教育教师。
从2001年开始,国家教育部先后分四批批准了共60所高校设立科学教育本科专业,开始为小学和初中培养能够承担综合科学课教学的科学教师。这是这次科学教育改革催生的教师教育的新专业。但是,我们应当认识到,这些新建立的科学教育专业目前在课程设置和师资上还存在诸多问题,其中一个核心问题是,这些新设置的科学教育专业缺乏高水平的科学教师教育者。科学教师教育者是指既具有科学背景又具有科学教育理论与实践知识的教师教育者。在国外,这样的人才一般都具有科学教育博士学位,是既能进行科学教育研究又能进行科学教育人才培养的高级人才。这样的人才哪里来?需要有条件的研究型大学培养科学教育博士研究生。实际上,不仅这60所设立科学教育本科专业的高校需要科学教师教育者,其他所有进行理科教师培养的高校都需要科学教师教育者。没有这样的专门人才,我国的基础科学教育就难以达到国际一流的水平。
不仅高等院校培养理科教师需要科学教育专家,我们的科学教育改革也需要在各级各类教育研究机构和教研机构配备科学教育专家。比如,各省、市、县的教科院所或教师进修学校需要科学教育研究人员,甚至中小学也需要一批具有科学教育博士或硕士学位的科学教师。这样算起来,我国科学教育专业的博士研究生的需要量是非常大的,至少需要5000人以上。(作为一个参照,美国科学教学研究会的会员是1700人,其中大多数是美国人)。
要培养科学教育研究与科学教师教育的专家,就必须首先建立科学教育二级学科。目前,我国教育学一级学科下设有10个二级学科(教育学原理、课程与教学论、教育史、比较教育学、学前教育学、高等教育学、成人教育学、职业技术教育学、特殊教育学和教育技术学),科学教育学与所有这些学科都有或多或少的关系,但没有哪一个学科能替代它。如果我们承认科学教育学对科学教育改革和实践的指导和促进作用,我们就需要考虑给予科学教育学独立的学科地位,就需要培养该领域的高级专门人才,就需要尽快形成科学教育学的学科建制(把科学教育学增设为教育学的二级学科,在大学建立更多的科学教育研究中心,成立全国科学教育学会,创办科学教育期刊)。目前,我国个别高校已经开始探索科学教育学博士生的培养,如西南大学2005年开始在教育学一级学科下自主设立了科学教育学二级学科(其专业代码是040120,与教育技术学040110并列)。东南大学博士生培养方案中在生物医学工程一级学科下设立“学习科学”二级学科,方向之一是“儿童学习与科学教育”。另有少数著名师范大学近年来在课程与教学论二级学科里招收物理教育、化学教育和生物教育等学科教育的博士生。我们建议,国务院学位办应当把理科学科教育方向的博士生培养从课程与教学论专业中独立出来,建立新的科学教育学的博士学位点。因为课程学与教学论是两个相互联系的专业,它们与学科教育学及科学教育学虽都有些许联系,但毕竟不是一回事,不能混为一谈。
5.生物科学研究方向 篇五
科学的人文价值和哲学研究中的科学精神
科学的人文价值是指科学对人的生存和发展的`积极意义,它表现在:科学通过提高人们改造自然的能力而为人类的生存提供必需的生活资料;科学为人类树立正确的人生价值观和人生理想,破除迷信,实现人性的完善与解放.哲学研究可以分为哲学创新、哲学解释和哲学编篡,无论何种研究活动都需要科学精神的指导和参与.“实事求是”和“价值求好”都是科学和哲学的共同要求.
作 者:谢维营 作者单位:上饶师范学院,政法系,江西,上饶,334000刊 名:哈尔滨学院学报英文刊名:JOURNAL OF HARBIN UNIVERSITY年,卷(期):200324(1)分类号:B0关键词:科学 人文价值 哲学研究 科学精神 实事求是 价值求好
6.生物安全研究技术 篇六
学院:生物安全科学技术学院班级:08级生物安全二班姓名:刘钊学号:200841633212
课程论文题目:转基因大豆安全性及检测技术研究进展 课程名称:生物安全研究技术
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日期:年月日
转基因大豆安全性及检测技术研究进展
学生: 刘 钊
生物安全科学技术学院08生物安全二班 学号:20084163321
2摘要: 中国近年来转基因大豆进口激增,因此转基因大豆的安全性越来越引起人们关注。本文讲述转基因大豆对人类健康和生态环境的影响,以及转基因大豆检测技术研究进展。
关键词:转基因大豆、安全性、检测技术
一、转基因大豆产业化现状
1983年首次获得转基因烟草后,1986年抗虫和抗除草剂转基因棉花首次被批准进入田间试验,至今国际上已有近50个国家批准数千例转基因植物进入田间试验,涉及的植物种类有60多种。
近年来,转基因植物在全球的种植面积增长迅速,种植转基因植物的国家从1992年的1个增长到1999年12个,2001年进一步扩大到16个国家。全球转基因植物的种植面积1996年为170万公顷,1997年为1100万公顷,1998年增长到2780万公顷,1999年又比1998年增长44%,达到3990万公顷,2000年全球转基因作物种植面积是4420万公顷,2001年猛增至5260万公顷。美国转基因植物的商业化速度进展很快,其推广应用走在其他国家的前列。1994年美国Calgene公司研制的转基因延熟番茄首次进入商业化生产,到2000年5月就有47例转基因植物被批准进行商业化生产,其中大豆3例。1994年Monsanto公司抗草甘膦大豆,1997年DuPont公司高十八烯酸(油酸)大豆,1998年AgrEvo公司抗草丁膦大豆。2001年美国种植转基因植物达3570万公顷,占68%。
2001年主导的转基因大豆占据全球转基因作物的63%,所有的转基因大豆均为抗除草剂大豆。转基因大豆在2001年保持了最大种植面积的位置。从全球的情况来看,转基因大豆在2001年占有3330万公顷;转基因玉米980万公顷,占据全球转基因作物的19%;转基因棉花680万公顷,占13%;Canola油菜270万公顷,占5%。
在1996—2001的6年期间,抗除草剂品种已连续跃居主导而抗虫性则位居其次。2001年,抗除草剂大豆、玉米和棉花共占全部5260万公顷的77%;只有780万公顷种植了转Bt作物,相当于总面积的15%;而其中具Stacked基因的耐除草剂和抗虫棉花与玉米占据了全球2001年全部转基因作物面积的8%。需要注意的是,耐除草剂作物面积在1999和2001年间从2810万公顷增加到4060万公顷,与此同时,具Stacked基因的抗除草剂和Bt作物亦由1999年的290万公顷增至2001年的420万公顷;反之,全球转基因抗虫作物种植面积已从1999年的890万公顷减至2001年的780万公顷。
数据显示:在2001年,全球种植总面积7200万公顷的大豆中有46%是转基因品种。与此类似,3400万公顷棉花中的20%,2500万公顷油菜中的11%,以及1.4亿公顷大米中的7%皆为转基因品种。如果把全球这四大类作物面积合计起来,总面积达2.71亿公顷,其中19%即5260万公顷种植的属于转基因作物。
二、转基因大豆安全性评价
应用抗除草剂转基因作物具有极大的经济效益和社会效益,但也存在一定的风
险。种植抗除草剂转基因作物的最大风险之一是“杂草化”,包括抗性作物自身“杂草化”,抗性基因“漂移”到杂草上,导致抗性杂草的产生。还存在对环境的影响、食品的安全性、抗性基因的稳定性、加速抗性杂草发生等问题。Monsanto公司对培育的抗草甘膦转基因大豆品种40-3-2进行食品安全性评价,结果表明,转基因大豆品种的所有氨基酸的含量和普通大豆品种没有显著的差异;内源蛋白过敏原及其含量和普通大豆品种没有差异。研究结果还表明,CP4EPSPS和已知的毒蛋白的结构没有相似性,急性老鼠管饲法实验也表明CP4EPSPS无毒。然而,抗除草剂转基因作物的食品安全性也存在不可预见性,必须进行长期监控。
有试验表明转草甘膦大豆对高温的敏感性高于传统大豆,而且经过遗传修饰的往往不能获得高产,甚至比一些常规优良品种的产量还要低,因为一个作物内部的遗传背景并不能容忍一个外来基因,而且表达耐除草剂或Bt抗虫毒蛋白需要消耗代谢能量。有研究认为,草甘膦在所有农药中对人体健康危害居第三,草甘膦可使豆科植物产生一种植物雌激素,动物食用后会替代体内激素而破坏生殖系统。由于草甘膦能在土壤中存留很久,危害土壤中动物,污染地下水,并且能破坏土壤生化循环。需要指出的是:仅仅基于上述问题的考虑尚不能得出转基因作物安全与否的结论。每一种新研制的转基因作物都必须通过个案处理,评估其可能存在的风险,以确保进行环境释放和市场释放时转基因作物及其加工的食品具有高度的安全性。
大豆原产于中国,中国拥有丰富的野生大豆资源,几乎有大豆种植的地方就有野生大豆分布。由于栽培大豆和野生大豆间没有生殖隔离现象,一旦转基因逃逸到野生大豆群体中,野生大豆原始性状将受到破坏,其抗除草剂特性也可使其变为杂草,其孳生蔓延将给大豆生产造成损失,从而造成遗传多样性的丧失。因此,对我国来说,转基因大豆的安全管理尤为重要。
为防患于未然,原国家科委于1993年12月发布了《基因工程安全管理办法》,国务院在2001年5月颁布了《农业转基因生物安全管理条例》,建立农业转基因生物安全管理部际联席会议制度。农业部已于2001年7月发布《农业转基因生物安全评价管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》,并设立农业转基因生物安全委员会,负责农业转基因生物的安全评价工作。农业转基因生物安全委员会由从事农业转基因生物研究、生产、加工、检验检疫以及卫生、环境保护等方面的专家组成,这3个管理办法拟于2002年3月20日起正式施行。由于转基因大豆是第一批实施标识管理的农业转基因生物,而且近年来大豆的进口量居于农产品进口之首,转基因条例及其实施细则的出台必将对大豆产生深远的影响。
随着人们对转基因植物安全性认识的不断提高,将会有更多的国家和地区接受转基因除草剂大豆,转基因大豆的种植范围和面积将不断扩大,将带来更大的效益。目前,转基因大豆的主体是抗除草剂品种。今后,抗虫、改善营养成分(如脂肪酸组成)将是转基因大豆的重点。
美国杜邦公司已育成了抗营养因子(如寡糖、水苏糖、棉子糖和半乳糖等)水平较低的大豆新品系。在大豆油品质改良方面,也取得若干新进展。
三、转基因大豆检测技术及进展
随着各国转基因标识制度的相继建立和公众对转基因产品关注度的提高,对转基因检测技术的灵敏度和准确性提出了严格的要求,因此,各种转基因检测技术也就成了研究热点。近十几年来,我国农业转基因生物技术得到了飞速的发展,我国转基因抗虫棉花、延熟番茄、抗病辣椒、抗虫杨树和抗病番木瓜等已先后获得安全证书,进入了商业化生产。在转基因检测技术的研究方面,国外的科学研究处于本领域的前沿。目前主要主要的检测技术有:
1定性PcR检测技术
以PCR技术为基础的转基因产品(genetically modified organisms,GMO)定性检测根据其特异性的不同至少可以分为4类:筛查法、基因特异性方法、构建特异性方法和转化事件特异法方法。
筛查法:对转基因产品中的通用元件进行检测,包括启动子、终止子和标记基因。最常见的是对花揶菜花叶病毒CaMV35S启动子、农杆菌胭脂碱合成酶终止子T-NOS及报告基因新霉素磷酸基转移酶Ⅱ基因NPT-Ⅱ的检测。然而,仅鉴定筛选基因(如35S启动子,NOS终止子,报告基因NPT-Ⅱ等)已经不能满足转基因产品检测的要求。这是因为35S启动子存在于天然花椰菜花叶病毒,NOS终止子存在于植物病毒Ti质粒中,抗生素类报告基因自然界中也普遍存在,因而仅是检测筛选基因,极易出现假阳性结果,同时也达不到鉴定转基因植物的目的。
基因特异性方法:指对目的基因进行检测。目的基因可能源自天然,但通常会被轻微的修饰,比如序列缩短或密码子改变(Hemmer,1 997)。并且,能获取的基因的数量要比启动子和终止子多很多。因此,以目的基因为特征序列的基因特异法更具有特异性。
构建特异性方法:在转化载体中具有完整表达能力的目的基因的基因盒(genecassettle)上设计引物,是可以正确确定构建方式的检测方法,该方法具有更高的特异性。
转化事件特异法:通过扩增受体基因组和插入DNA的连接区域,鉴定含有相同外源DNA的不同 GMO(Anklam et al.,2002)。当一个外源基因能引起几种不同插入情况时,特异检测该转基因产品的最好办法就是扩增它的侧翼序列(受体基因组和插人 DNA的连接区域),因此侧翼序列对于被检测的转基因产品具有很好的特异性。定量PCR检测技术
定量PCR检测技术是对转基因产品进行定量标识的主要方法。传统PCR定量检测方法如内参照法、竞争法和PCR-ELISA法是终点检测,即PCR到达平台期后进行检测,此时PCR经过对数期扩增到达平台期,检测重现性较差。酶联免疫吸附检测技术
基于蛋白质检测的主要方法是酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)。该法是依赖抗原(导入基因在受体作物中得到正确表达产生的蛋白质)和抗体能发生特异性结合的免疫学评估技术。品系特异性检测技术
对于单个性状的转基因作物来说,转基因作物的品系特异性检测技术就是转化事件特异性检测技术。而对于复合性状的转基因作物来说,品系特异性检测技术则与转化事件特异性检测技术不一样,这取决于复合性状转基因材料的获得方式上有所差异,一种方式是把2种具有单个转化事件的转基因作物通过传统的遗传杂交方式来获得的具有复合胜状的转基因作物新品种,另一种方式是对单个转化事件的转基因作物再进行一次基因工程转化而获得的具有复合性状的转基因作物新品种。对于前者就不能再用转化事件特异性的检测方式进行检测了,目前全球也还没有找到合适的品系特异性检测手段;对于后者还可以用转化事件特异性的检测方式进行检测。转基因产品种特异性检查技术
为内标基因种属特异性检测技术:了防止转基因检测过程中出现假阴性的结果,许多作物的内标(内参照)基因已经被广泛的接受和应用在转基因检测实践中。
标准物质制备技术:采用外标定量,需要已知浓度的检测物作为参照样品。检测转基因产品时,应尽量使用官方(如欧盟参考物和测量研究所,IRMM)核准的参照标准(CRMs)。
PCR抑制因子消除技术:在进行转基因食品的检测中,发现一些转基因食品中存在抑制PCR反应的抑制因子如大米(许文涛等,2007)。大部分PCR抑制因子(例如多糖,脲,腐酸或者血红素)都与DNA有相似的溶解性。使用经典DNA提取方法时这些物质不容易被完全除去(去污剂,蛋白酶和氯仿.异戊醇),这些物质成了 DNA最终提取液的污染物。现在已经开发出许多有针对性地去除这些污染物的方法。
当然除了以上介绍的几个主要的检测,还有其他的一些检测技术。
四、应对措施
7.城市园林有害生物的科学防控研究 篇七
园林植物作为有生命的生物体, 其最主要的体征就是“生长势”, 而决定植物生长势的优劣既有“先天”的基础条件, 如规划设计的前瞻性与合理因素、工程施工的科学性与质量因素、苗木的标准规范与健康因素。但归根到底, 对植物生长势起决定作用的是贯穿绿化全过程的植物保护和“后天”的养护管理。植物保护和养护管理水平的高低决定园林植物生长质量优劣的走势。园林植物有害生物的科学防控, 应从生态学角度出发, 创造不利于病虫害发生的条件;减少或不用化学农药, 保护利用天敌, 提高自然的自我调节能力, 保持园林生态的稳定及其可持续发展。
2 城市园林有害生物的现状
危害100多种植物的美国白蛾是一种侵入性害虫, 它原生活在北美洲的墨西哥、美国、加拿大等国家, 后经欧洲、日本、朝鲜传播到我国, 2007年进入山东。悬铃木方翅网蝽2012年在济南发生范围剧增, 继毒草“银毛龙葵”后再度敲响警钟, 且此虫在该市发生和危害态势仍处于扩散蔓延之中, 是城市园林继美国白蛾后有害生物入侵又一“发生普遍、危害严重”的典型虫种之一, 2007年国家林业局正式公布该虫为中度危险性林业有害生物。
3 当前城市绿化存在的问题
3.1 绿化格局的调整改变了原有有害生物的结构
园林植物是城市建筑物、道路之间互相联系并使之成为一体的纽带。国外园林风格不断传入我国, 植物配置和种植方式更加多变, 如疏林草地、规则绿化等, 打破了我国传统园林格局。园林植物种类、数量以及绿化面积大幅度增加, 改变了城市中原有有害生物的种类、结构和危害。
3.2 绿化植物的不合理配置为病虫害的发生提供了先决条件
害虫与寄主在长期进化过程中形成了协同进化关系, 可以说植物一栽下去就决定了病虫害的发生程度, 不合理的种植结构是病虫害严重发生的源头。许多城市中园林植物的搭配不合理, 条条街道同栽一个树种, 甚至交叉街道也相同地布局, 这样极易使一些病虫害扩散蔓延。
3.3 园林植物检疫环节薄弱, 外来病虫猖獗
随着国际间植物交流的频繁, 侵入型害虫不断传入我国, 而当地天敌尚不能立即跟踪适应时, 侵入型害虫比我国本地害虫具有更大的危害性。严重危害100余种花卉植物的毁灭性食叶害虫美洲斑潜蝇和蔗扁蛾就是近年从国外传入的, 并在短短2年时间就扩展到我国22个省 (区、市) 。
3.4 气候异常促使城市园林病虫害大发生
在城市恶劣的生态环境下, 园林植物生长势极弱, 这时气候方面的因素则变成决定性影响因子。1999年柳树烂皮病大发生, 国家林业局专家组确定为灾变性气候引起。2003年春长春大量树木死亡也是由灾变性气候引起。2012年, 济南大明湖风景名胜区的大叶女贞、小叶女贞突发温室白粉虱, 据推测, 也是城市小气候发生变化引起的。
4 对策与建议
4.1 加强抗性植物品种的选育及应用
植物材料的选择应以植物区系分布规律为理论基础, 以乡土树种为重点, 以利于适应城市生态环境, 如抗干旱、耗水少、耐瘠薄、抗污染、抗冻害、抗病虫、耐粗放管理等7个方面为树种选择的首要标准。
4.2 加强养护管理, 减少有害生物的发生
加强养护管理就是人为地调整适合目的植物生长, 而不适合有害生物生长的环境条件, 使目的植物能健康、茁壮地生长, 有害生物很难侵入, 也不能大量繁殖, 对目的植物构不成威胁。
4.3 从规划设计着手, 控制有害生物的发生
从尊重生态系统自我调节出发进行园林规划设计, 遵循生物共生、循环、竞争的原则, 以乔木为主, 实行乔、灌、藤、花、草等多种植物合理混配的林荫型绿化, 造成一个和谐、有序、稳定的园林植物群落, 形成一个多品种、多层次、互促共存、遮阴效果好的复层种植结构。北方冬季景观随季节的更替而发生变化是再自然不过的事, 大可不必一味追求完美的绿色, 去与自然规律进行无谓的抗争。合理配置, 在设计种植植物材料时, 既要考虑到植物相互之间的“化感效应” (相生相克现象) , 又要考虑到病虫相互传染, 从而杜绝病虫的发生。如桧柏与梨、苹果、海棠的搭配造成锈病的严重发生;桃、梅与梨种植在一起, 梨小食心虫大量发生, 从而造成桃树大量折枝受害。
4.4 应用最新科研成果, 使有害生物的控制步入良性循环的轨道
基因防治是指通过遗传操作来杀死有害生物。其中一个重要的途径被称之为自我毁灭防治 (autocidal control) , 它利用有害生物自身去增加其种群的死亡率。首先在实验室培养大量被改造而不具生殖能力的雄性个体, 其数量需超过控制区域中自然雄性个体的数目, 以具有足够强的竞争能力去与雌性交配产生不育卵, 最终实现该种群的死亡率升高, 出生率减小。这里有两个限制, 一是该雄性个体能在实验室中被大量饲养;二是受控区域应该能被隔离, 以防止外来雄性个体的干扰。虽然其对特定物种的防治效果是显著的, 但所需投入大。该技术最有名的实例就是成功地控制了璇丽蝇, 使其存在数量接近于灭绝。璇丽蝇将卵产在野生和家畜的新鲜伤口里, 如果不处理受害者就会死亡。实践证明还不能找到其他有效的方法可以防治这种有害生物。 另一种经常使用的方法是选择能抗有害生物的植物品种 (和除莠剂) , 换言之就是使用比较简单的生物杀虫剂, 定期为林叶灌木喷洒药剂。
5 防治原则
坚持预防为主, 科学防控, 依法治理, 促进健康的植保方针, 有效、安全、经济、实用的植保要求, 运用各种防治手段, 对物理环境 (如温度、湿度、光照、土壤等) 、各种生物和微生物体系、寄主的抗病性, 以及病原物的生存、繁殖等方面进行适当的控制和调节, 建立一个以园林植物为主体的相对平衡的生态体系, 创造有利于植物和天敌生存, 而不利于病虫害滋生和发展的环境条件。
5.1 从园林生态学观念出发
认为植物、病原 (害虫) 、天敌三者之间相互依存, 相互制约。它们同在一个生态环境中, 又是生态系统的组成部分, 它们的发生和消长又与其共同所处的生态环境的状态密切相关。综合治理就是在作物播种、育苗、移栽和管理的过程中, 有针对性地调节生态系统中某些组成部分, 创造一个有利于植物及病虫害天敌生存, 不利于病虫发生发展的环境条件, 从而预防或减少病虫的发生与危害。
5.2 从安全的观念出发
认为生态系统的各组成部分关系密切, 既针对不同的防治对象, 又考虑对整个生态系统的影响, 协调选用一种或几种有效的防治措施。如栽培管理、天敌的保护和利用、物理机械防治、药剂防治等措施。对不同的病虫害, 采用不同对策。各项措施协调运用, 取长补短, 又要注意实施的时间和方法, 以达到最好的效果。同时将对园林生态系统的不利影响降到最低限度。利用生物及其代谢物质控制、杀灭病虫害, 称之为生物防治。生物防治对人、畜、植物安全, 不会杀伤天敌, 不会污染环境, 不会使害虫产生猖獗危害和抗性, 可达到长期控制的目的。
5.3 从保护环境、促进生态平衡、有利于自然控制病虫害的观念出发
认为植物病虫害的综合治理要从病虫害、植物、天敌、环境之间的自然关系出发, 科学地选择及合理地使用农药, 特别要选择高效、无毒或低毒、污染轻、有选择性的农药, 防止对人畜造成毒害, 减少对环境的污染, 保护和利用天敌, 不断增强自然控制力。仿生药剂——灭幼脲类杀虫剂, 它不是直接杀死昆虫, 而是干扰昆虫蜕皮生理过程, 使昆虫缓慢致死, 具有广谱性的杀虫效果, 是一类高效而又安全的环保药剂。灭幼脲的杀虫机理是抑制昆虫表皮几丁质合成。灭幼脲既是一种不育剂也是一种杀卵剂, 对8个目、34科、90多种害虫均有很好的毒杀效果, 常用于防治的主要园林害虫有:美国白蛾、国槐尺蛾、淡剑夜蛾、黄褐天幕毛虫、油松毛虫、黏虫、杨扇舟蛾、东北大黑金龟子、杨干象、柳蓝叶甲等。常用的灭幼脲类杀虫剂有:灭幼脲Ⅰ号 (除虫脲) 、灭幼脲Ⅲ号, 灭幼脲Ⅵ号 (氟铃脲) 等。
6 防治策略
6.1 把好植物检疫关
应在源头上切断外来病虫害的传播渠道和途径, 把好验收关, 做到不引进、不使用带病源、虫源的危害植株, 以预防植株间病源虫源的相互传染。
6.2 建立城市绿色植保网络, 及时有效地开展植保工作
目前, 城市绿化已经渗透到道路、社区、公园、绿地、机关学校等各个区域, 所谓“见缝插绿”, 但是, 植保工作却远远没有如此广泛的覆盖范围。城市绿色植保工作应该以园林部门为核心, 建立起从全市到社区, 从道路到住户院落, 从公园景区到街心绿地的植物保护网络。网络建立以后, 既可以自周边至中心地反应病虫害情况, 也可以自中心至周边发布有害生物测报, 进行防治指导。
6.3 采用针对性强的植保方法, 事半功倍地保护植物
城市绿化的情况多种多样, 有道路绿化、庭院绿化、公园绿化等, 植物种类丰富, 相应的有害生物情况也非常复杂。植保工作人员要预见性地开展工作, 选择最佳的防治时期和防治方法, 以尽可能小的代价来保证植物的正常生长。例如, 在有草履蚧发生的地区, 可以根据草履蚧每年上树下树的习性, 在树上捆绑塑料布进行干扰, 有效降低虫口密度, 即使不用药, 也能达到有虫不成灾的防治效果。
杀是利用害虫对某些物质或者条件的强烈趋性, 将其诱集后灭杀。
(1) 利用害虫对灯光的趋性, 设置灯光诱杀害虫的方法。常用的灯光有黑光灯, 大多数害虫的视觉神经对波长330~400nm的紫外线特别敏感, 具有较强的趋性, 可诱到15目、150多科、400多种以上害虫, 黑光灯必需与杀虫装置在一起, 方可达到诱杀的目的。黑光灯诱虫效果与天气情况和害虫发生时期密切相关, 通常在无风、无雨的晴朗夜空时, 诱杀效果最好。
(2) 利用害虫的趋化性, 在其喜欢的食物中掺入定量毒剂来诱杀害虫。如用炒熟的麦麸或谷糠与杀虫剂掺和在一起, 诱杀地老虎、蝼蛄等, 配比为:麦麸或谷糠100份, 毒剂1~2份, 水适量。利用糖6份、酒1份、醋2~3份、水10份, 适量毒剂, 配成糖醋诱杀液, 诱杀喜食糖醋的害虫, 如地老虎、梨小食心虫等。
(3) 一些天牛、小蠧、象鼻虫等害虫的成虫, 喜欢在新伐倒的树木上产卵, 设置饵木可诱杀松六齿小蠧、星坑小蠧、横坑切梢小蠧以及双条杉天牛等。
(4) 利用害虫对某些植物有特殊的嗜食习性, 人为种植或采集此种植物, 来诱集捕杀。如金龟子发生多的地块种植一些蓖麻;杨柳枝条捆束成把诱集棉铃虫成虫产卵;种植复叶槭诱集天牛成虫产卵可减控主要树种受害;苦楝对天牛有忌避性, 可起到隔离的作用。
(5) 利用害虫在某一些时期喜欢某一种特殊环境的习性, 人为设置类似的环境来诱杀害虫。如在树干上绑草把, 引诱某些蛾类幼虫化蛹、介壳虫产卵等, 然后集中消灭。堆集新鲜杂草或引诱地老虎幼虫潜伏, 然后集中消灭。
(6) 色板诱杀是根据害虫对不同颜色的趋性, 制成粘虫色板来引诱灭虫。如黄色的粘虫板置于有翅蚜、白粉虱、斑潜蝇成虫多的地方 (如温室、大棚等) , 可大量引诱粘杀这些害虫。
6.4 强化养护管理, 提高植物的抗逆能力
采用合理的植物栽培的方法, 制造不利于病虫害发生侵害的环境条件, 促进植物健康生长发育, 从而防止或减轻病虫害的发生与危害。绿地中的杂草、枯枝落叶、垃圾、堆积物等, 往往是病菌、害虫的栖息地或越冬场所, 及时清除绿地中的杂草、枯枝落叶、垃圾和堆积物, 可减少病害的侵染源和多种害虫, 从而减轻或防止病虫的发生。适地适树, 科学实施绿化设计和施工, 在选择绿地种植的材料时, 应尽量从无病虫的苗圃地选取, 杜绝将异地病虫害随苗木带入本地, 将病虫清除于栽植之前。 病虫的发生和危害在相当程度上与植物的生长势相关。对生长势差的应及时施肥、浇水、松土锄草, 提高植物自身的抗病虫能力, 并结合秋冬季修剪, 除去染病虫枝条。这样不但可以调节植物养分, 还可以减少病虫来源, 利用通风透光以增强树势, 营造不利于病虫害越冬、繁衍、为害的环境条件。
7 结语
有害生物的生命是非常顽强的, 我们不可能把它们彻底消灭, 只有认识到它的生命周期的特点, 才能更好地治理它, 从而建立真正意义上的生态园林系统。在这个系统中, 乔木、灌木、草本、藤本植物构成群落, 种群间相互协调, 有复合的层次和相宜的季相色彩, 具有不同生态特性的植物能各得其所, 充分利用阳光、空气、土地、养分、水分等, 构成一个和谐有序、稳定的群落, 它是城市园林绿化工作最高层次的体现, 是人类物质和精神文明发展的必然结果。因此, 城市园林绿化工作者一定要高度重视有害生物的科学防控, 进而才能保证城市环境的质量。
摘要:阐述了城市园林有害生物的现状, 分析了其产生的原因, 对于城市园林有害生物的科学防控, 提出了相应的对策和建议。
关键词:城市绿化,有害生物,防控治理
参考文献
[1]林培英, 杨国栋, 潘淑敏.环境问题案例教程[M].北京:中国环境科学出版社, 2002.
[2]孙儒泳, 李庆生, 牛翠娟.基础生态学[M].北京:高等教育出版社, 2002.
[3]赵杰, 王瑞红, 沈艳霞, 等.有害生物综合管理理论的发展极其展望[J].中国森林病虫, 2003 (4) .
[4]郑大伟, 张波.农业灾害学[M].北京:中国农业出版社, 2000.
8.生物科学研究方向 篇八
摘要 地方应用型院校生物专业具有办学条件差、高水平师资欠缺、生源水平偏低、地缘性差、办学水平低等特点,为了适应国家和社会对于职业应用型人才培养的需求,本文从生物科学专业的必要性、设置生物科学专业的可行性、開设生物科学专业的基本思路三个方面对地方应用型院校生物科学专业的发展提出了相应的规划。
关键词 地方应用型院校;生物科学专业;发展规划
【分类号】G642;R-4
随着生命科学的迅猛发展,高校生物学科教育也在不断的革新。地方应用型院校生物科学专业承担着培养服务当地生物产业的角色,因此,生物科学的专业发展规划如何实现从传统的教育模式和人才培养中实现与当地的生物特色产业相结合,从而不断提高专业就业率,实现社会发展和人才培养的双赢局面,就成为了当代应用性院校教育工作者亟需思考和解决的问题。
1 设置生物科学专业的必要性
1.1 基础教育改革发展的需要
教育部自1998年公布的《普通高等学校本科专业目录》涉及专业600多种,其中与生物学相关的有生物学、微生物学、生物化学、遗传学等,其中很多专业存在着专业设置过细、过窄,不符合学科的发展和人才培养的需求的情况。生物学科在此基础上,从理论基础和技术应用角度,设置了生物科学、生物技术专业,并设置了相应的生物科学与工程教学指导委员会。1998年以来,生物科学及生物技术专业的人才培养、课程设置、实践教学等领域的建设与发展,成为该教学指导委员会的职责所在。
1.2 地方经济社会发展的需要
生物产业是当今世界最具竞争力的产业,也是引领未来发展的朝阳产业。近年来,很多地方大力发展生物资源开发创新产业,努力探索具有地域特色的生物产业发展思路。
因此各地急需大批生物科学专业高级人才对这些资源进行生物开发利用,加快农业产业结构调整和农业产业化进程,积极发展现代农业,推动生态产业发展基地建设,实现生态与产业共同发展。
1.3 学校学科专业建设发展的需要
为适应社会发展对人才的需求,地方应用型院校现有生物科学作为人才培养方向之一,课程设置也体现了以上培养方向的要求和特色,为生物科学专业建设打下了良好基础。其次,现有的人才优势也为生物科学专业的申报奠定了基础,实验室和实践条件方面,与生物科学专业相关的学科如植物学、动物生物学、普通生物学、微生物学等基础实验室和专业实验室也已较为完善或初具规模。另外,与相关生物行业企事业单位建立校外教学实习基地,加强横向合作,为专业建设也打下了良好的基础。同时,生物科学专业发展定位也与学校的整体地位和发展规划相一致,通过积极创造和完善教学条件,进一步提高教学质量,加强学科建设和学术研究,强化师资队伍的建设,着力培养品德好,能力强,适应地方社会经济发展需求的高素质应用型人才[1]。
2 设置生物科学专业的可行性
根据生物科学专业的专业定位与专业建设规划,特别是围绕学生创新精神和创业精神培养目标,进一步优化教学计划、培养方案和课程体系,使其科学、合理,符合本专业的培养目标。指定严
格、规范、稳定的教学计划、培养方案执行体系,适时更新生物科学本科专业人才培养方案。
在课程体系建设方面,以提高学生创新能力和创业能力为目标,进一步优化整合,加强实验实习课程体系建设,打破课程界线,建立教学实验课程体系,实践教学平台,以促使学生知识-能力-素质的协调发展。所有专业课程与专业选修课程(除专题讲座类)均做到用近3年正式出版教材或参考书[2]。
3 开设生物科学专业的基本思路
3.1 专业定位
根据本专业“以职业教育为主,立足地方,面向全国,培养基础宽厚、素质全面、有创新精神、实践能力强的基础教育师资;以教学为中心,努力提高科学研究水平,把本专业建设成为教育学科特色和地方特色显著,有一定学科优势,建成“省内一流”的专业。以人为本,在课程设置上以促进学生全面发展和个性潜能充分发挥为目的,着眼学生个人未来的发展,全力培养具备生物科学基本理论知识和较强的实验技能,掌握现代教育技术,能够在与生命科学相关的企事业单位从事技术推广等工作的高素质应用型人才[3]。
3.2 培养模式
构建以能力为本位课程体系,发挥整体最优育人功能。在课程设置过程中,围绕职业能力这个核心,必须确保各项能力目标都有相应的课程或课程模块。即以能力为中心构建专业知识培养体系、实践技能培养体系、综合素质培养体系,拓宽基础、注重实践,加强能力培养,提高综合素质。设置公共基础课、学科公共课、专业必修课、专业选修课、专业方向课程模块、学校公选课和实践教学等几个课程模块,合理构建知识、能力、素质协调发展的课程模块平台,妥善处理培养专门人才与提高学生综合素质的关系。在公共基础课程设置中,始终坚持社会主义大学的办学方针,把“两课”放在非常重要的位置。专业必修课和专业选修课将为学生打好扎实的生物技术专业基础,增设园林规划与设计方向和食品营养与检测方向等实用型的专业方向课程模块,使之更加符合教育改革与发展和经济社会发展的需求。专业方向模块的课程设置具有很强的针对性,使学生的专业学习向纵深方向发展的同时,更加具有个性化特征[4]。
3.3 就业方向
生物专业培养德、智、体、美全面发展,具有生物科学基础理论、基础知识和基本技能,能在工业、农业、医药、食品、环保等企事业单位从事与生物技术有关的实用技能型人才。
参考文献:
[1] 廖惠卿,蒲 伟.以素质教育为特色,构建高职应用型人才培养模式[J]. 广东教育, 2008, 11: 343-34.
[2]吴庆宪. 改革人才培养体系,提高创新人才培养质量[J]. 临沂师范学院学报, 2008.
[3]陈广文,张顺利,张红绪.以素质教育为特色,构建高职应用型人才培养模式面向21世纪生物学教育专业培养目标规格和课程方案的研究与实践[J]. 河南师范大学学报:教育科学版, 2005.
[4]简祖平,李振陆.以能力为本位构建高职课程体系[J]. 教育与职业, 2005.
*通讯作者,博士。
9.科学研究的设计和方法中的科学性 篇九
科学研究的设计和方法中的科学性
[关键词] 科学研究 设计 方法健康网讯:
成军, 中国人民解放军第302医院传染病研究所基因治疗研究中心、 全军病毒性肝炎防治研究重点实验室 北京市 100039摘要 生物学和医学的研究发展很快,不断有新的理论和技术出现,推动着生物学和医学领域的不断发展. 现代分子生物学技术和理论为肝脏病学的研究提供了前所未有的机遇. 由于发展不平衡,对于新理论和新技术的接受程度和推广还有一段艰难的过程. 在这一过程中,不可避免地存在一些认识上的误差和偏差. 因此本文选取3个有代表性的例子,阐明科学研究的设计和方法中的科学性.0 引言 我作为几家杂志的编委,经常会审阅来自不同单位的稿件,在审阅过程中发现了一些问题. 本文的目的是提出一些问题,供编者、读者作为参考,共同提高我们科研设计的水平和学术论文的质量. 关于正确理解现代分子生物学理论和技术在生物医学研究领域中的.应用,有许多鲜明的例子,本文主要选取3个有代表性的例子,说明在科研设计和学术论文鉴赏过程中常见的误区.1 研究基因转录水平主要考虑的是启动子的转录活性 在审稿过程中,我接到一篇研究核苷类似物拉米夫定(lamivudine)抑制乙型肝炎病毒(HBV)X基因的研究报道. 基本的研究方法和过程如下: 首先利用分子生物学技术,构建HBV X基因的真核表达载体,如具有巨细胞病毒(CMV)早期即刻基因启动子的pcDNA3,然后用这一载体转染肝母细胞瘤细胞系HepG2,建立稳定转染细胞系,在细胞系的培养上清中加入拉米夫定,利用半定量的逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)技术,检测HBV X基因的转录物水平,并进行半定量分析,结果证明HBV X基因的转录物水平有显著降低,结论是拉米夫定对于HBV X基因的转录具有显著的抑制作用. 这一篇文章的设计存在严重的问题,对于分子生物学的基本原理的理解有偏差,是不能发表的.首先我们必须明白,基因的转录调节是在基因启动子指导下进行的,基因转录水平的高低受到许多因素的影响,但是主要决定于启动子在这一系统中的转录活性,而与启动子指导的目的基因的性质没有太多的关系[1-12]. 这样的设计更多的是研究了拉米夫定对于CMV早期即刻基因启动子转录活性的抑制作用,而与HBV X基因的转录没有关系. 如果本实验的目的基因换成别的什么基因,所得到的结果也同样不能说明目的基因的变化. 例如这一实验中我们将HBV X基因换成报告基因氯霉素乙酰转移酶(CAT),那么岂不是可以得出结论拉米夫定可以抑制氯霉素乙酰转移酶的表达了吗?显然这是不合适的.关于转录水平的研究,正确的研究方法设计应该是特定基因的启动子序列与报告基因构件成报告基因表达载体,转染合适细胞系,共同转染其他的表达质粒,或者在细胞培养上清中加入某些药物(如拉米夫定),以研究基因表达或药物对于该基因转录表达的影响[13-15]. 要研究什么基因的转录表达,即选择该基因的启动子基因序列,而不是选择其编码基因序列. 目前报告基因表达载体的构建与细胞转染模型的建立是研究基因表达调控非常常用和成熟的研究技术和策略,常用的报告基因包括CAT、b-半乳糖苷[1] [2] [3] [4] [5]【生物科学研究方向】推荐阅读:
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