序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇基因技術論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

一、福音與憂慮：轉基因技術及其特點

基因一詞是英語“gene”的音譯，它源于印歐語系，是“開始”、“生育”的意思。很久以來，人們并不明白遺傳的奧秘。19世紀的細胞學說、達爾文的進化論與孟德爾的遺傳定律，為近代生物學的發展奠定了基礎。孟德爾從豌豆實驗中推導出存在著專門承擔遺傳作用“種質”的遺傳因子，從而演繹出孟德爾遺傳規律。1909年，丹麥學者約翰遜提出用基因來指稱任何一種生物中控制任何遺傳性狀而其遺傳規律又符合孟德爾定律的遺傳因子。1910年，摩爾根通過果蠅白眼突變研究，確證基因位于染色體上，隨后創立了基因論。1953年Waston和Crick創立了DNA雙螺旋結構，首次揭示了DNA分子的結構、組成及功能，開創了從分子水平揭示生命現象本質的新紀元，揭開了現代生物技術發展的序幕。1972年，美國斯坦福大學的生物化學教授PaulBerg和Jackson利用限制性內切酶和連接酶，得到了第一個體外重組的DNA分子，開啟了重組DNA技術的先河，這是人類歷史上第一次有目的的基因重組的成功嘗試。運用重組DNA技術將外源的優良目的基因導入受體細胞或組織，改變其遺傳組成后產生物質及其后代，這就是轉基因技術。這項技術可以把任何外源的基因包括人、植物、動物、微生物甚至人工合成的基因，整合到植物、動物、微生物細胞中，使其具有人們所需要的各種性狀。可見，轉基因技術使人獲得一種改變生物遺傳性狀、創造新物種的能力。

隨著轉基因技術的出現，人類跨入了基因工程時代：人們可以按照自己的意愿從生物體最基礎的遺傳物質——DNA水平上來改造生物體，進而改造整個自然界。正因為如此，轉基因技術在農業、工業、醫療方面都有廣泛的應用。轉基因技術的應用包括：(1)種植業。轉基因技術應用于植物育種，產生轉基因作物，改變植物的遺傳特性，不僅可獲得抵御各種害蟲和病毒、以及除草能力的作物，而且可以大大提高作物的產量和質量；培育各種奇花異草等園藝品種。(2)養殖業。轉基因技術應用于動物育種，產生轉基因動物，即人工改變基因，使之具有優質、速生、高抗性等人類需要的優良特性的家畜家禽新品種。(3)醫藥業。利用轉基因細胞進行細胞培養，利用轉基因微生物發酵培養或利用轉基因動植物作為生物反應器來生產胰島素、干擾素等珍稀藥物，利用動植物生產疫苗等。(4)食品加工業。利用轉基因技術改良曲霉、酵母等微生物品種，發酵生產食品添加劑和加工助劑、醬油、奶制品等，達到提高產量或改善風味等目的。此外，轉基因技術作為生物學領域的成果，正通過大量邊緣學科和相關行業的轉化、吸收，迅速滲透到電子、信息、乃至機電、環保等其他行業，極大地改變了這些領域里的生產、管理、組織模式。成為推動生產力進步的強大內動力。總之，以轉基因技術為基礎的生物技術“代表著最有前途的技術方向，是本世紀最具有影響的高新技術新興產業帶，是最有生命力的經濟增長鏈，是未來前景最有競爭力的產業群”。

當然，轉基因技術是一種完全不同于傳統生物育種技術的新技術，它有自身的特點，這些特點主要有如下幾個方面：首先，轉基因技術打破了物種之間的界限，例如，在自然進化中似乎不可能突破的動物和植物之間的界限因為轉基因技術的出現而變成了現實；其次，也因為轉基因技術突破了物種之間的界限，從而也使人類可以人為地改變自然物種的進化方向與進化速度，它可能導致這樣一種結果，在自然進化狀態下也許要經歷漫長的時間才可能出現的新物種，在轉基因技術條件下短時間就可以出現；由此，它引發出轉基因技術的第三個特點，即它所可能導致的后果更加難以預測。轉基因技術和其他技術不同，它是一種生物技術即它是按照人的目的對生命存在的一種改造，創造出的是一些具有特殊性狀的生物新品種，它不像無機物的合成那樣，如果說無機物的合成品仍然是無機物，那么轉基因技術的“作品”卻是有生命的，它能夠再生，而且其性狀可以遺傳給下一代。這些也許是“提前”到來的新物種會給整個生物界(包括人類)帶來什么樣的影響，實在難以預測，這也就更加加深了人們的憂慮。例如，人們已經憂慮轉基因技術的應用可能導致減少生物的多樣性，破壞生態平衡，增加某些疾病的人畜共患幾率，等等。

正因為轉基因技術的上述特點，使得人們圍繞它所進行的倫理爭論一直就沒有停止過，可以說，所有圍繞轉基因技術進行的倫理論爭，都是基于轉基因技術的上述特點而展開的。

二、道德還是不道德：圍繞轉基因技術的倫理論爭及評析

圍繞轉基因技術的倫理論爭，表現在不同的學術流派中，這里限于篇幅，主要分析兩種針鋒相對的觀點，即倫理上的反對與倫理上的支持。

先來看看對轉基因技術在倫理上持反對立場的觀點。從轉基因技術誕生的那天起，認為轉基因技術違反倫理的觀點就一直沒有停止過，有相當多的學者甚至普通民眾都持這一立場。大致說來，這種反對立場又可以相對區分為兩個不同的層次：一是從根本上否定轉基因技術本身，有人把這一立場概括為“本質方面”反對；另一種是從轉基因技術的后果即其安全性和風險方面反對轉基因技術，這一立場則通常被概括為“非本質方面”反對。實質上，“非本質方面”的反對嚴格說來并不是一種倫理上的判斷，它潛藏的結論是：假如人類有足夠能力來規避轉基因技術應用中所導致的不安全性后果，那么，是可以進行轉基因技術的研究和應用的，因此，對于非本質方面的反對立場，我們在這里不打算作分析。

從本質上反對轉基因技術的最激烈的觀點，來自于自然中心主義的倫理觀。自然中心主義的倫理觀有如下幾個基本論點：首先，它把對生命的尊重作為倫理學的理論基石，認為無論是人、動物還是植物，凡是有生命的存在都應當得到道德上的同等尊重。泰勒指出：“采取尊重自然的態度，就是把地球自然生態系統中的野生動植物看作是具有固有價值的東西。”其次，尊重自然也就是尊重作為整體的生物共同體，承認構成共同體的每種動植物都具有內在價值。生命的、固有的、內在的價值就是因為生命本身自成目的。對于人和其他動植物生命個體來說，由于各自都具有一種內在目的性，并且其他生命的內在目的性勿需人的內在目的性來確證，所以人不具有高于其他生命的特質。因此，第三，應把保持自然的“完整、穩定和美麗”作為人類行為的終極目的和對人對自然的行為進行道德判斷的終極尺度。在人的倫理責任中應包含不干涉其他生命體的存在、不作惡、保持對其他生命的尊重，并為自己的錯誤行為作出補償等內容。

基于以上理由，自然主義的倫理觀認為跨越雜交屏障的基因轉移是非自然的，是對自然不合理的干涉，因而是不道德的。他們認為，改造自然有兩種方式：一種是貼近自然或模仿自然的方式，另一種則是遠離自然或非自然的方式。雖然不能說轉基因是反自然的方式，但與傳統的更符合自然的方式相比，當然是更為遠離自然，是非自然的。第一，它是快速的，只用短短幾年甚至幾個月或幾天時間就可以把一個外來物種的基因片斷(遺傳物質)轉移到另一個物種中，并表達這個外來基因的產物——蛋白質。第二，轉基因技術是激進的和大跨度的，可以把兩個風馬牛不相及的物種的基因結合在一起。比如，將土壤微生物毒蛋白基因轉移到水稻身上，使后者抗蟲；把北極魚的基因轉移到西紅柿身上，使其抗寒。而在自然的進化方式中，當然也存在基因交流和融合，但一是不會產生這種狂飆突進式的基因轉移，二是不會產生這種大跨越式的遺傳物質融合。一種物質的某一性狀和特征需要適應環境若干年才會形成和鞏固，它在進化上是緩慢的，也是非常安全的。迅速的基因轉移既可能讓一個物種內部難以適應外來基因全面而有機的融入，也會使得這一物種由于特殊外來基因表達后產生新的特性(如抗蟲)而與環境和其他物種的關系難以迅速磨合，造成一系列問題。因此，轉基因的方式違背了自然的內在規律，是非自然、反進化的。

與自然中心主義立場相接近的是宗教神學的立場，它認為自然界是上帝按照最完美的方式創造出來的，因此，自然的存在本身就是最完美最和諧的存在，轉基因技術以人為的方式打破了自然完美與和諧，是對上帝的蔑視和玩弄，因而是不道德的。

以上是從倫理道德上反對轉基因技術的立場。另一方面，也有從倫理道德上支持轉基因技術的，這種立場主要來自于人類中心主義者。

人類中心主義也有幾個基本觀點：首先，它認為，人道原則應該成為倫理學深層的價值論基礎，人類整體的長遠生存利益應該成為人們行為的終極目的，以及人類對待自然的行為進行道德判斷的終極尺度，在人類與自然的相互作用中應將人類的利益置于首要地位。其次，人類實踐行為的目的不是為了實現自然規律，合乎自然的結果只是為了人類更好的生存。拋開人類利益，人類就沒有實現外部自然規律的義務和責任。再次，在自然界，基因的突變和交流是廣泛存在的，這是進化的動因，也是進化最主要的來源之一。很多的野生物種之間基因的交流就導致我們這樣一個多種多樣的世界。轉基因技術與傳統的以及新近發展的亞種間雜交技術相比，在基本原則上并無實質差別。它只不過是傳統的生物技術的延伸而已，是自然的。最后，為了滿足人類的各種需要，我們應該發展轉基因技術。

應該說，上述兩種相互對立的倫理立場都有一定的道理。自然中心主義者看到了自然界非人類生命存在具有自己的內在價值，這種內在價值并不需要人類來加以確證，因此，人類應對自然界中的生命存在保持應有的尊重，這一點，無論是從理論上還是從實踐上看都具有一定的合理性。事實上，如果我們不是狹義地理解價值這個范疇，即不再把價值僅僅理解為物對人的關系，而是把價值理解為相互作用與影響的存在之間的意義關系，那么，在自然的演化系統中，任何一種存在都是有確定的價值與意義的，非人類生命存在的價值的確不需要人類來確證。因此，人類并沒有比其他生命存在更為優越的地位。在這個意義上，提出人類應尊重自然界中非人類生命存在的權利是有道理的。從實踐上看，在人類歷史的發展過程中，正是由于我們過分強調了人類對于非人類生命存在的優越地位，把自然中的非人類存在僅僅當作對于人類而言的工具性價值，才導致了人類對自然的瘋狂掠奪，導致了生態危機，也使人類的生存環境惡化。改變這種狀況的一個重要途徑，就是轉化人類在處理自身與自然關系時的價值思維模式。否則，人類將永遠不可能實現與自然界中非人類的生命存在和諧相處，共生共榮。

但是，自然中心主義的倫理觀根本不考慮人類在自然中是一種特殊存在，即人類是迄今為止在自然界中惟一可以認識自然必然性、利用自然必然性從而在一定程度上超越自然必然性的存在這一客觀的、科學的事實，力圖把人的活動降低為動物活動的水平，則是錯誤的。在漫長的自然演化過程中，人類從生物世界中脫穎而出，獲得了超出其他生命存在的智慧，使人類獲得了一定程度的自由：人可以以自己的需要、目的與愿望為尺度，對自己置身其中的自然進行否定性的實踐活動，使之符合自己的需要。這種對自然的否定性的實踐活動正是人類文化發生的最深刻的根源。可以說，人類在自然中的大多數活動都帶有否定性的特點，在某種意義上，即是對自然的“不尊重”。自然中心主義者無視這一點，并不是實事求是的態度。如果說自然中心主義者無視人類活動的特殊性，而力圖把人類活動降低為動物的水平的話，那么人類中心主義者則恰好相反，他們看到了人類和人類活動的特殊性，肯定人類的活動不可能是一種簡單地重復自然必然性的活動，而是從自己的需要、愿望和目的出發，力圖把自己從自然必然性中提升出來的活動，因此，人類不可能不干預自然。要求人類的活動還原為其他生命存在的本能地適應自然的活動，是沒有道理的。應該說，人類中心主義的這一立場也具有一定的合理性。但是，人類中心主義者把人類的特殊性無限放大了，把人類的需要、目的與愿望當作衡量其他生命存在的惟一尺度，非人類的生命存在只有在人類的需要、目的與愿望面前去尋找自己存在的理由。因此，只要有需要，人類就可以利用自己的智慧任意去操縱自然。從理論上說，人類中心主義者的上述立場，是對“價值”這一范疇作了非常狹義的理解，即只把價值看作是物對人的需要滿足的關系，而不是把價值理解為相互作用的對象之間的意義關系，這是典型的人類的“狂妄”。從實踐上看，上述思維方式導致了人與自然之間的緊張，現代社會中人類生存環境的惡化與其有著密切的聯系。

最后，還應該指出，盡管自然中心主義和人類中心主義存在著沖突與對立的一面，但是兩者又有共同的局限，即它們都堅持一種自然與人類兩分的立場，把自然的演化過程和人類的活動對立起來，從而使得他們無論是對轉基因技術的倫理支持還是對轉基因技術的倫理否定，都沒有足夠的理由。擺脫這一困境的思路，就是要超越自然中心主義和人類中心主義，在一個更高的基礎上去考察轉基因技術存在的倫理理由及其限度。

三、支持與限度：新自然觀視野中轉基因技術的倫理維度

如在對轉基因技術進行倫理判斷時，既不能堅持自然中心主義的立場，也不能堅持人類中心主義的立場，那么，轉基因技術還能獲得倫理上的支持嗎?我們的回答是肯定的，即它是可以獲得倫理上的支持的。但是，我們同時又認為，這種倫理上的支持并不是至上的，而是相對的、有限度的。我們的觀點是，在對待轉基因技術的倫理立場上，必須要考慮兩個倫理維度：一方面，我們要考慮自然的權利，尊重自然；另一方面，我們也要考慮人類的利益，尊重人類活動的目的。一句話，要把自然的權利和人類的權利結合起來，在兩者之間保持必要的張力，從而使自然和人類實現和諧共生。

之所以做出這樣的判斷，是基于對人類中心主義對自然權利和價值的漠視所帶來的生態環境惡化以及自然中心主義對人類權利和價值的漠視所導致人類無所作為的后果的判斷。我們認為，要給轉基因技術一種恰當的倫理理由，有必要突破傳統自然中心主義和人類中心主義的思維模式，在一個新的更高的基礎上來重新思考自然與人類的關系。在這里，我們提出一種新的自然觀，以作為我們這一立場的理論基礎。這種新自然觀的主要內容可以概括為：從人的現實存在的特點出發，把人的活動納入自然演化的總體進程來加以考察，以此來進一步思考人類在自然演化進程中的權利、義務與責任，并以此來透視轉基因技術的倫理合理性及其限度。

把人類的活動納入自然演化的進程來思考，無論是從客觀事實存在上看還是從思想史上看，都是有依據的。從客觀事實存在上看，人類本身是自然界長期演化的結果，這意味著人類的出現既是自然界中增添了一個新的成員，同時，人類也就成為自然生態系統中的一個環節而參與自然的總體的演化過程。

從思想史的角度看，盡管有不少的思想家把人類的活動和自然的演化對立起來，或者強調人類活動對于自然演化的優先地位(如人類中心主義者)，或者把自然的演化看作是既定完美與和諧的，人類的活動只會對這種完美與和諧的破壞(如自然中心主義者)，但是把人類的活動納入自然演化過程進行思考的思想學說卻仍然是存在的，最典型的就是中國智慧中的儒家學說。儒家的主流思想是認為天人合一，人性與天地萬物之性相通，因此，人只要能盡自己的本性，就能盡天地萬物之本性，因而能夠參與天地萬物的演化過程。“唯天下至誠，為能盡其性；能盡其性則能盡人之性；能盡人之性，則能盡物之性；能盡物之性，則可以贊天地之化育；可以贊天地之化育，則可以與天地參矣。”(《中庸》)雖然，這里強調“能盡人之性”是“能盡物之性”的前提，但是，這決不是以人為尺度來輔量裁成萬物。因為，依儒家的立場，天地之性恰恰在于它能促成萬物自由地生長發育，即所謂“生生之德”，也就是真正意義上的仁德。所以，盡人之性以參與天地萬物的演化過程，不是以犧牲非人類的生物存在的利益為前提的，從而它不表現為人類中心主義。但既然是人參與其中的演化過程，它也就必然地帶上人類的價值目的與追求，因此，它又不可能表現為對自然地消極服從，因而，它和自然中心主義也有著本質的區別。這一點，從儒家的仁者情懷中可以看得非常清楚。儒家認為，天地有自己演化的規律，但必然之中有偶然，在自然界中，經常會產生“離經叛道”的情形，使生命存在并不能按照自己的本性來伸張、發育自己，改變這種現狀的責任就落到了通天地之道的人的身上，所謂“儒者與天地萬物為一體。假使一物不得其所，便是吾仁未有盡處”。另外，儒家還認為，自然只是提供了萬物演化的可能性，這種可能性向現實性的轉化，也需要通過人的活動，即所謂“天地設位，圣人成能；人謀鬼謀，百姓與能”(《易傳·系辭上》)。當然，“天地設位，圣人成能”的過程，同樣不是人的主觀隨意的過程，相反，它是一個充分考慮了人的生命理想和非人類存在的本性的過程，是“近取諸身，遠取諸物”的過程，因而，也就是一個充分考慮了人的活動目的和自然界中其他生命存在的價值與意義的過程。總之，中國傳統的儒家思想，確乎在一定程度上體現了這樣一種思維方式：即既把人的活動納入自然的演化過程，同時又充分注意到了人作為一種特殊的存在而在自然演化中所起的特殊作用的思維方式。這種思維方式，正是我們今天超越自然中心主義和人類中心主義的重要思想資源。

即使從宗教神學的立場上看，我們也同樣可以把作為人的活動的具體形式的轉基因技術的應用看作是自然演化的重要環節。因為，作為造物主，上帝既然賦予了人類以智慧，那就意味著人類必然要運用自己的智慧來從事自己的活動，這正是順從了造物主的意愿。相反，如果人類不運用自己的智慧，反倒是對上帝的不尊重，是違反了上帝的旨意!

以上述立場來看待轉基因技術及其應用，我們就不會簡單地認為轉基因技術是反自然的，是對自然界中非人類存在的生命的不尊重。

更進一步，當我們考慮自然存在及其演化方式時，我們將更加清楚地看到轉基因技術及其應用的自然本性。我們知道，在自然界中，生物之間、生物和無機物之間，都在以不同的方式進行物質、信息和能量的轉化，人類和自然的其他存在之間同樣存在著以自己的方式進行的物質、能量、信息的轉化。這種轉化是自然存在和演化的方式，沒有它，就無所謂自然，因此，這里并不存在從人類的視角來看的道德與不道德的問題。老虎吃羊或其他比自己弱小的動物，我們并不會對之進行道德評價，因為這是自然的演化方式。轉基因技術的應用同樣可以看作是人類與非人類之間進行的物質、信息和能量的轉化方式。既如此，我們又怎能簡單地對其進行倫理上的“是”或“否”的判斷呢?

上面的分析是不是意味著人類所有的針對自然的活動，都不需要進行倫理道德上的考慮?是不是都不需要受倫理道德的制約呢?答案當然是否定的。我們在上面反復提到，不能對轉基因技術進行“簡單的”倫理上的“是”或“否”的判斷，恰好意味著對轉基因技術進行倫理判斷的復雜性，這種復雜性來源于人類存在的特殊性：人類雖然是自然大家庭中的一員，但他卻是自然中最為特殊的成員——人是一種有智慧的、自由的存在。正是這樣一種特殊性，使人類的活動不同于非人類的其他生命存在的活動。如果說，非人類的生命存在的活動完全受著自然這個整體的必然性的制約，只能是一種被動地適應自然的活動，那么，人類則完全有可能憑借自己的智慧認識、利用并在一定程度上超越這種必然性。人類對自然必然性的超越，意味著自然的演化過程帶有了更多的“人類性”因素——人類總是力圖以自己的需要、愿望和目的為尺度，使自然的演化朝著自己所欲求的方向發展。這就導致了在自然這個大家庭中，人類活動的自主自為性與非人類生命存在活動的被動適應性之間的沖突。這種沖突提供了我們對人類活動進行倫理考量的可能性和必要性。

在自然界中，生命的演化有一個從低級到高級的進化過程，但這個過程是生命存在與非生命存在之間、生命存在與生命存在之間不斷進行的物質、信息能量等等交換的過程，這既是自然界中非人類生命存在的基礎，也是作為自然大家庭之一員的人類存在和發展的基礎。因此，如前文所言，如果我們把價值理解為相互作用與影響的存在之間的意義關系，那么，在自然的演化系統中，任何一種存在都是有確定的價值與意義的，非人類生命存在的價值的確不需要人類來確證。正是在這個意義上——在抽象的意義上，我們說，自然這個生命共同體中的任何一個成員，都有責任和義務尊重自然這個整體的演化規律，但從具體的意義上來說，自然這個生命共同體中的非人類生命存在并不能認識到它們與自然整體的不可分割的聯系，因此，它們不存在尊重不尊重自然的問題。而人類則不同，它是自然殊的存在，它能充分認識到自己和自然整體的這種不可分割的聯系，能認識到自身活動的后果，所以，它必須對自己的行為負責。由此，我們就可以得出結論，轉基因技術有其自然的基礎，但是又決不能放任其任意發展，對之進行倫理的辯護和對之進行倫理制約同樣重要。人類有滿足自身需要的權利，因此，轉基因技術有其倫理理由；但是，人類是自然生命共同體的一員，它有責任和義務尊重其他生命存在。滿足自身需要和尊重作為整體的自然，兩者相互制約，構成我們在發展轉基因技術時必須考慮的兩個道德維度。

尊重自然，不是要把人類的活動降低到動物活動的水平，尊重人類自身的需要，也不是要把人類的需要夸大到“惟我獨尊”的地步。尊重自然，首要的是指要尊重自然的演化規律，尊重自然在漫長的演化過程中形成的生命共同體成員之間的平衡、和諧的關系，以保證自然界能夠健康、正常地發展，同時也保護人類自身進行文化創造的自然基礎。尊重人類的需要，意味著人類的活動和非人類的生命活動一樣也有自己的目的，因此，對人類為了自身目的而進行的干預自然的活動不加分析地進行倫理上的譴責是沒有道理的。

篇(2)

關鍵詞：甜菜堿，鹽，基因工程

 

生長在自然界中的植物在長期的進化過程中形成了適應環境的形態結構、生理功能及生態特征，使植物本身與環境形成了一個相對和諧的統一體；另一方面，環境的變化又使植物受到逆境的影響，給植物的生長及經濟產量造成一定的損失。目前影響植物生長和產量的最主要環境脅迫因素是鹽堿和干旱。

一、鹽分對植物細胞的傷害和滲透調節物質

鹽分對植物細胞的傷害主要是生理干旱和離子毒害。植物細胞中的原生質膜，是一個半透性膜，它允許水分自由透過，而其它物質只能有選擇地通過。這樣就使膜內存在的有機分子、無機離子等形成一定的滲透勢。當細胞內的滲透勢大于土壤溶液的滲透勢時植物就能吸水；如果小于土壤溶液的滲透壓時，植物就不能吸水，結果植物缺水。免費論文，基因工程。另一方面外界鹽離子的大量進入，破壞了細胞中原有的離子平衡，進而影響細胞的正常代謝。過量的鹽離子進入細胞質后，會使原生質凝聚、葉綠素破壞、蛋白質合成受到抑制、蛋白質水解作用加強，造成體內氨基酸積累。這些氨基酸有一部分會轉化為丁二胺、戊二胺及游離氨，當它們達到一定濃度時細胞就會中毒死亡。

與此同時，植物在長期的進化過程中也形成了一系列的適應機制來抵御鹽脅迫的傷害，其中合成并積累高濃度平衡滲透物質以調節細胞的滲透勢就是一重要策略。在正常情況下，這些滲透物質是細胞代謝的一般組成物，它們具備以下特點：①分子量小，水溶性好；②在生理pH范圍內呈電中性；③本身不改變酶結構，且能維持酶結構的穩定；④合成酶系統對鹽脅迫敏感，且能在很短時間內積累到足以降低滲透勢的水平。在這些有機溶質中，較重要的、研究最多的是甜菜堿。

二、鹽脅迫下甜菜堿對植物的保護作用

甜菜堿對植物細胞的保護主要集中在滲透調節和保護酶活性方面。植物受鹽堿或水分脅迫時，為了生長和生存必須保持其膨壓。細胞質中積累大旱有機滲透調節劑如甜菜堿，而將細胞質中的無機滲透調節劑（主要是K＋離子）擠向液泡，使胞質與細胞內（液泡）外環境維持滲透平衡，這樣就避免了細胞質高濃度無機離子對酶和代謝的傷害。甜菜堿絕大部分存在于細胞質中，在占植物細胞體積90%的液泡中，卻很難找到它的蹤跡。因此甜菜堿隨著鹽脅迫強度的增加在細胞質中逐漸積累直到很高水平，從而調節滲透壓，維持細胞的水分平衡，并且對細胞沒有毒害作用。除此之外，甜菜堿還起到保護細胞內蛋白質和代謝酶類的活性，穩定膜結構的功能。對小麥施用外源甜菜堿和轉BADH基因煙草的研究發現，甜菜堿能保護抗氧化酶系統如超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）、抗壞血酸氧化酶（AsAPOD）和谷胱甘肽還原酶（GR）等的活性，增強細胞有效排除活性氧和氧自由基的能力，保證細胞質膜和葉綠體膜結構的穩定性和完整性。同時它還能提高呼吸過程中的酶如異檸檬酸脫氫酶（IDH）、蘋果酸脫氫酶（MDH）、琥珀酸脫氫酶（SDH）、細胞色素氧化酶（CO）和光呼吸途徑中的羥基丙酮酸還原酶（HPR）、乙醇酸氧化酶（GO）等的活性，明顯增強光呼吸過程，使植物減少或免受光抑制的破壞。免費論文，基因工程。保護葉綠體PSII顆粒，防止高鹽濃度造成的外周蛋白脫落。

三、甜菜堿的生物合成途徑

1、植物中的甜菜堿合成途徑

植物體內甜菜堿是在葉綠體內通過光或激素（如ABA）誘導合成的。一般認為甜菜堿的合成是以絲氨酸為原料，經過一系列的反應生成膽堿，再由膽堿經甜菜堿醛通過兩步不可逆的氧化反應生成甜菜堿。這兩步氧化反應需要兩個酶的催化：第一個是膽堿單氧化酶（choline monooxygenase，CMO），它催化膽堿氧化成甜菜堿醛(betaine aldehyde)。第二個是甜菜堿醛脫氫酶（betaine aldehydedehydrogenase，BADH，），它催化甜菜堿醛形成甜菜堿（betaine）。

（1）膽堿單加氧酶（CMO）

CMO是由核基因編碼并定位于葉綠體基質中一種特殊的酶。其活性受鹽或干旱脅迫的誘導。由CMO催化的氧化反應在葉綠體中進行。Rathinasabapathi等（1997）用RT-PCR的方法從菠菜的葉片中分離出了CMO的完整cDNA。開放讀碼框（ORF）（1320bp）編碼一個440個氨基酸的多肽，其中有一個60殘基的轉運肽（信號肽）。轉運肽的大小和組成是一個典型的葉綠體基質靶向的信號肽，這與CMO定位于時綠體基質的意見完全一致。CMO基因中包含一個很大的啟動子，重組實驗表明CMO是單拷貝基因。菠菜中的CMO基因同BADH基因類似，都有一個脅迫應答的順式調節組件，其表達可能受到鹽脅迫的調控。

（2）甜菜堿醛脫氫酶（BADH）

與CMO基因的研究相比，BADH基因的研究則要深入得多。從不同植物中克隆出來的BADH基因全長稍有差異，其長度一般為1.5－1.8kb，包含一個1.5kb開放閱讀框。BADH基因在整個植物基因組中一般至少有兩個拷貝。目前為止,BADH基因已從大腸桿菌、菠菜、山菠菜、大麥、高粱、水稻、等中得到克隆和鑒定,不同生物的BADH基因有較高的同源性。BADH是由單一核基因編碼的多肽二聚體（Mr≈60~64kD），幾乎所有植物的BADH酶中都有一個高度保守的十肽區域，即VTLELGGKSP，這段序列可能與NAD的結合并與催化反應的位點有關（Ishitani等，1995）。免費論文，基因工程。但是不同物種間BADH的氨基酸序列差異很大。免費論文，基因工程。免費論文，基因工程。

2、微生物中的甜菜堿合成途徑

（1）單酶催化合成途徑

在原核生物――土壤細菌(Arthrobacterglobiformis)中甜菜堿合成關鍵基因是CodA，該基因編碼膽堿氧化酶（COD）。這個酶能獨立催化膽堿生成甘氨酸甜菜堿的兩步反應，即兼具膽堿單氧化酶和甜菜堿醛脫氫酶的催化功能。

（2）雙酶催化合成途徑

大腸桿菌中甜菜堿合成途徑

膽堿脫氫酶（CDH），在氧的參與下催化膽堿生成甜菜堿醛。而催化甜菜堿醛生成甜菜堿的酶同植物中一樣，均為BADH。

3、甜菜堿的甘氨酸合成途徑

通過甘氨酸合成甜菜堿的途徑只是在最近才被發現。到目前為止，只在兩個極端耐鹽的海洋微生物中Ectothiorhodospirahalochloris 和 Actinopolysporahalophilia存在。在這些微生物中，甜菜堿由甘氨酸通過由S-腺苷四甲硫氨酸依賴的甲基轉移酶GSMT和SDMT的三次N-甲基化作用催化合成。

從目前已轉化成功的甜菜堿基因工程植株來看，盡管在它們體內都檢測到了甜菜堿的積累并在脅迫下具有顯著的保護作用，但沒有一種轉基因植物的甜菜堿含量能超過1μmol/g FW ，這個水平比起許多能夠自身合成并積累甜菜堿的物種來要低10~100倍（Rhodes和Hanson，1993）。通過對轉CMO基因煙草仔細研究后發現，無論是導入的甜菜堿代謝途徑還是甜菜堿醛的毒性，均未對甜菜堿在轉基因植株中的最終積累造成影響，而在施加外源膽堿后，卻發現甜菜堿的含量大幅度增加。免費論文，基因工程。由此可知，是內源膽堿這一原料的供應不足限制了轉基因植株中甜菜堿的最終含量。因此，通過甜菜堿基因工程來改善植物的耐鹽性是有一定限度的，

總之，我們還需要輔以其它的手段，如尋找更有效的耐鹽基因或多個耐鹽基因的聯合使用。畢竟，植物的耐鹽性是一個多基因控制的復雜性狀，我們要徹底闡明耐鹽的機理，并通過現代生物技術培育出理想的耐鹽植物新品種，還需要一個過程。

主要參考文獻

賈庚祥BADH基因轉化番茄提高耐鹽性的研究中國科學院研究生院博士學位論文

篇(3)

曹樹青，2001年7月獲南京農業大學博士學位。2001年8月至2003年7月在復旦大學生命科學學院從事博士后研究。2011年9月至12月在美國普渡大學從事訪學研究。現任合肥工業大學生物與食品工程學院生物科學系主任、教授、博士生導師。先后主持包括國家自然科學基金面上項目、國家重大科技專項子課題等在內的國家級和省部級以及企業委托等課題20余項，指導國家大學生創新性實驗計劃項目2項和校級大學生創新項目7項，主持校級精品課程及研究生教改項目各1項，參與省部級教改項目3項。

作為課題組的負責人，曹樹青在本領域研究較深。他先后在國內外權威和核心刊物上發表學術論文80余篇，其中在國際知名學術期刊New Phytologist、 Nature Communications、Planta、PLOS ONE、Molecular Genetics and Genomics、Pant and Soil、Plant Physiology and Biochemistry、Physiologia Plantarum等上發表SCI收錄的論文30余篇。除了這些重要論文，曹樹青還獲授權或申請國家發明專利14項，參與撰寫“973”專著1部。

土壤重金屬污染是全球面臨的重要環境問題之一，因為土壤污染的重金屬可通過農作物而進入食物，嚴重影響食品安全和人類健康。為解決這一問題，科學家采取了很多措施，植物修復基因工程便是解決土壤重金屬污染的重要途徑之一。

其原理是利用綠色植物來轉移、容納或轉化污染物使其對環境無害。研究表明，通過植物的吸收、揮發、根濾、降解、穩定等作用，可以凈化土壤或水體中的污染物，達到凈化環境的目的。而在其中，植物修復的對象是重金屬、有機物或放射性元素污染的土壤及水體。因而，植物修復基因工程是一種很有潛力、正在發展的清除環境污染的綠色技術。

經過長年不懈的努力，合肥工業大學生物與食品工程學院生物科學系主任、曹樹青教授，帶領科研團隊首次揭示了植物響應重金屬鎘脅迫信號轉導的分子調控機制，為土壤重金屬污染植物修復基因工程提供了新的技術途徑和基因資源。2014年10月20日，這一成果在線發表在國際植物學知名學術期刊《新植物學家》上，并獲得第十三屆全國農業生物化學與分子生物學學術研討會優秀論文獎。

從源頭保障農產品安全

尋找和發掘耐受重金屬毒害且調控重金屬超量積累的關鍵基因并闡明其作用機理卻不容易，但這卻是植物修復基因工程獲得成功并從源頭上控制農產品食品安全的關鍵所在。

我國有近20%的耕地存在鎘、砷、汞、鉛、鎳、銅等重金屬超標，而土壤中重金屬可通過農作物吸收進入食物鏈，嚴重影響食品安全并危及人類健康。曹樹青介紹說，通過物理和化學手段治理土壤重金屬污染非常困難，也容易造成二次污染。

曹樹青課題組的此次研究正是瞄準于此，主要通過正向和反向遺傳學途徑，篩選和克隆涉及植物重金屬超量積累（或降低重金屬吸收）的關鍵基因，并闡明其作用機理。該研究不僅有助于揭示植物耐受重金屬毒害的分子機理，而且可以為從源頭上控制農產品安全提供新的技術途徑。

在得到了轉基因重大專項以及國家自然科學基金等項目資助下，曹樹青課題組利用正向遺傳學途徑篩選和鑒定了一個擬南芥耐鎘突變體xcd1-D，并克隆了其相應的基因MAN3，該基因編碼一個1，4-糖苷水解酶。過量表達MAN3基因導致鎘的耐受和積累，而MAN3基因功能缺失則該突變體表現出對鎘敏感。鎘脅迫誘導MAN3基因表達、增加甘露聚糖水解酶活性及甘露糖水平，從而激活谷胱甘肽依賴的植物螯合素合成途徑上的相關基因協調表達，進而增加植物對鎘積累和耐受。大量實驗表明，過量表達MAN3基因的擬南芥植株，在重金屬鎘污染的土壤中仍然保持正常生長狀態。

隨著研究的不斷深入，他們發現了MAN3及其介導的甘露糖的新功能，首次揭示了其在植物響應重金屬鎘脅迫過程中新的信號轉導通路，這為土壤重金屬污染植物修復基因工程提供了新的技術途徑和基因資源。成果自從在線發表在國際植物學知名學術期刊《新植物學家》后，獲得了業界廣泛矚目。

科研活動是一個連貫的對自然、社會規律的探索過程，因而一項科研需要堅持以保證其延續性。曹樹青表示，下一步，他打算深入挖掘植物響應重金屬鎘信號轉導的分子調控機制，對植物響應其他重金屬包括砷及鉛等的分子調控機制進一步研究，爭取將已獲得的研究成果產業化。

拓展科研的廣度

創新路上，中國科技正不斷向各種高度、深度和廣度延伸。“精度”既是科技創新的目標，也是丈量科技創新質量的標尺，“廣度”則涵蓋了科學研究領域的方方面面。嚴格意義上，曹樹青的視野在生物科學，除了從事植物修復基因工程、植物抗逆分子生物學及食品生物技術等方面研究，他的科研視野也落在利用正向和反向遺傳學途徑上，他篩選鑒定多個與非生物脅迫相關的功能基因，初步闡明這些基因參與非生物脅迫響應調節的可能機理。

為什么會選擇這方面的研究？緣于他對糧食安全的擔憂。糧食安全是國家安全的物資基礎，始終是關系到國計民生和國家安危的重要問題。在他看來，如何增強作物品種的抗逆性，還依然是目前我國農業生產上亟待解決的關鍵問題之一。在解決這個問題方面，利用轉基因育種提高作物的耐寒和抗旱能力無疑具有重要的理論與經濟意義。這項工作的關鍵在于對植物抗逆分子機理的認識及關鍵基因的發掘。

通過長期的鉆研，曹樹青探索出了一條比較有效的科研方法。他以模式植物擬南芥為材料，通過正向和反向遺傳學途徑，利用現代分子生物學技術和基因工程手段，篩選和克隆抗逆關鍵基因，闡明其功能，并用于作物抗逆分子遺傳改良。這一研究可獲得具有自主知識產權的新基因，不僅可以為作物抗逆遺傳改良提供新的基因資源，而且對于揭示植物抗逆分子機理具有重要的理論意義。

科研育人，并行不悖

曹樹青是一個忙碌的人，平時除了做科研，還在合肥工業大學作為教授、博士生導師帶學生。在他的指導下，先后培養碩士和博士生30余人，一些學生已先后在國內外知名大學從事博士后研究和攻讀博士學位。他指導過的優秀學生和研究團隊更是不計其數。

篇(4)

The Reform of Comprehensive Experiment Teachingof the Genetic Engineering of Food

Mu Wanmeng Zhang Taomiao Ming GuangCui E Jiangbo

（State Key Laboratory of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi Jiangsu，214122，China）

Abstract：The genetic engineering of food plays a decisive role in the field of modern food biotechnology. Research the genetic engineering comprehensive experiment teaching method of undergraduate of food science professional background and design the comprehensive experiment system of gene engineering for major in food are urgent things.The present article analyzed the problems existing in the experiment teaching of genetic engineering of food，and the teaching reformation can carry on from the following five aspects，namely，optimizing experiment teaching contents，introducing the open experiment or combining the teaching and scientific research，transforming the way students participate in teaching， innovating the experiment report， improving student performance evaluation methods.The implementation of the teaching reform of the innovative practice can achieve the goal of training innovative talent.

Key words：Food；Genetic engineering； Comprehensive experiment； Innovativeness；Teaching reform

基因工程作為一門獨立的學科誕生于20世紀70年代，經過40年的發展已經是現代生物技術中的核心學科和四大工程技術之一，其廣泛應用于食品、農業、工業、醫藥等領域[1]。基因工程是一門集理論與實踐與一體的學科，其研究方法與技術貫穿現代生命科學的每個領域。食品科學是整合和應用多個學科（化學、物理、生物、機械等）的基礎知識來研究食品的理化、生化以及食品加工原理和工藝的一門交叉學科。食品生物技術是食品加工領域的前沿交叉學科技術，其包括四大工程技術[2]，即食品基因工程、食品細胞工程、食品發酵工程和食品酶工程。而食品基因工程作為食品生物技術上游的關鍵學科，對現代食品生物技術的發展具有舉足輕重的支撐作用。食品基因工程綜合實驗作為食品基因工程理論課的實踐課程，是一門非常重要的課程，根據食品專業的課程特點研究食品科學專業背景本科生的基因工程綜合實驗教學方法以及設計與構建適用于食品專業本科生的基因工程綜合實驗體系是值得研究的課題。

1 食品基因工程實驗教學中存在的問題及改革的必要性分析

食品基因工程實驗教學內容不能緊跟學科發展的步伐，內容古板陳舊[3-5]。目前的實驗課大綱包含的實驗內容按授課順序為：目的基因的PCR擴增、核酸電泳檢測、大腸桿菌感受態細胞的制備、質粒轉化、質粒DNA的抽提、重組質粒的酶譜鑒定、重組細胞的誘導表達、重組酶的親和層析純化、SDS-PAGE蛋白電泳鑒定，共9個實驗，即80個學時。實驗教學模式為基礎性的驗證性實驗，即用課題組里碩士或博士已經成功的實驗中的主要實驗材料（例如目的基因或質粒等）進行實驗。做這種驗證性實驗，如果操作步驟不出大的問題，基本上就能夠得到預期的實驗結果。這種實驗模式在一定程度上能夠使學生溫習在理論課堂上學的知識，且能夠鍛煉同學們的實驗動手能力，可以從實驗中學到一定的實驗技能，但是對學生的創新性思維訓練不能起到明顯的作用，學生無法體驗實驗的失敗，也就不能分析失敗的原因，對實驗的理解也就有了局限性。

實驗教學存在的另一個突出問題就是實驗教學方法單一[4，5]。實驗教學采用的是傳統的教學方式，老師在實驗前會先把講義上的內容（包括實驗目的、原理、步驟）講解一遍，然后就讓同學們照著講義上的實驗步驟一步一步去做，學生只是參與了實驗結果的輸出，沒有深入思考實驗的機會。在整個實驗過程中，學生大部分時間都是處于被動學習接受的狀態，獨立思考問題的時間很少。學生只是在實驗操作技能上有些許提升，而比較重要的分析問題和解決問題的能力沒有任何鍛煉和提高。掌握的這些基礎的具有驗證性實驗性質的食品基因工程實驗室還是不能獨立開展創新型實驗研究。

還有一個問題就是考核方式不合理[5，6]。學生成績考核的方式影響著他們的學習態度，良好的評價方法能夠激發他們主動學習和探索知識的欲望，如何突出學生的綜合素質和能力，成績考核方式顯得特別重要。傳統的實驗課成績評定方式是老師通過學生的實驗報告的書寫情況來給定一個分數，這種評定方式只能反應學生課下寫作業的認真程度，無法判斷學生在實驗課上的表現，而作為實驗課，要靠動手去操作才能得出實驗結果，學生的動手能力這個評判實驗課的重要因素給忽略掉了。從這里可以看出實驗課成績的傳統評定方式的局限性。

鑒于在實驗教學中出現的種種問題，這種模式已經不再適應我國培養創新性人才的需要，必須對這種教學方式進行改革。改革的重點是向以“知識構建和問題求解”為特點的“創新性實踐教學”模式發展。這種綜合型的教學模式與以往的那種“驗證性實驗教學”模式相比涉及的知識面和深度要高的多，更能夠激發同學們的創新思維。這種實驗模式以創新性實驗研究學習為主，不斷提高人的主動求知的欲望，達到更好的學習效果。

2 食品基因工程實驗教學改革的具體實施

2.1 優化實驗教學內容

對食品基因工程實驗課程大綱進行優化設計[2，6]。食品基因工程實驗是一門系統性和綜合性很強的課程，設計實驗教學內容時不僅應強調其基礎性也應該強調其綜合性。基因工程實驗是由不同的實驗模塊組成的一個系統性的綜合實驗，每個實驗模塊之間都存在著緊密的聯系，是環環相扣的一個過程，前一個實驗的結果通常作為下一步實驗的原材料。因此，只有在上一個實驗取得可靠的實驗結果后才能進入下一步實驗，使學生至始至終都樹立完整的科學研究概念。

基因工程實驗內容豐富多彩，考慮到食品學科的發展，結合實驗室在微生物酶研究方面的豐富經驗，我們應選擇一個與食品生物技術密切相關的食品酶為研究對象，設立一個綜合性研究課題，如D-阿洛酮糖3-差向異構酶的克隆、表達及性質鑒定，實驗應該包含上面提到的九個實驗的全部內容。基因工程綜合實驗中每個實驗模塊的連續性特點就要求該實驗課程應該在一個完整的時間段內有條不紊的全部做完，按照實驗大綱的安排，可以安排一兩周的整塊時間來做這個綜合性實驗。食品基因工程實驗的綜合性和復雜性對學生們來說是最大的考驗，但是這也是培養學生良好的科研理念及思維方式的很好機遇。通過實驗不僅使學生能夠了解基本的實驗原理及熟練掌握實驗操作過程，而且還能幫助他們建立好的實驗素養及培養團隊協作能力。

2.2 引進開放式實驗或教學與科研相結合

食品基因工程實驗采用開放性實驗或者與科研相結合的方式，可以給學生的創新思維訓練提供更廣闊的平臺[3，4，5，7]。開放性實驗是指在老師規定的一個課題范圍內，同學們可以自由選題，從課題方案的設計到課題的操作實施整個過程都是同學們掌控的。當然在關系實驗失敗與否的實驗方案設計階段，老師會對學生的設計方案進行最后的確定，如果有不妥的地方會讓學生進行修改，這樣以來學生可以在接下來的實驗操作過程能夠順利進行。把基因工程實驗課和指導老師的科研項目相結合，這是個大膽的嘗試。在同學們參與任課老師的科研項目過程中，可以激發同學們的學習興趣，鍛煉學生把握課題研究方向的能力，有助于學生創新性思維的培養。

2.3 轉變學生參與教學方式

讓學生參與食品基因工程實驗教學的每個環節[8]。從實驗的準備階段開始就讓學生參與進來。以往的實驗課程，不管是有機實驗還是無機實驗，學生們在進入實驗室前，所有實驗過程中要用到的試劑和原材料都已準備就緒。讓學生參與實驗的每個環節有助于加深他們對實驗的深刻理解。基因工程實驗一般都是按照一些成熟的操作步驟做的，操作起來不是很難，而實驗的大部分時間都花費在了實驗的準備工作上。基因工程實驗不同于以往實驗的特點之一就是一些原材料需要滅菌且部分操作要在無菌條件下進行。通過參與實驗的準備學生們能夠了解哪些需要事先滅菌，哪些需要在無菌條件下操作。培養基及種類繁多的試劑的配制也需要大量的人力參與。學生們也能熟悉實驗中用到的基本儀器的使用，包括高壓滅菌鍋、PCR儀、蛋白和核酸電泳系統、凝膠成像系統、色譜柱的使用等等。通過讓同學們參與實驗的各個環節，使同學們更好的理解整個實驗流程。整個實驗流程做下來，可以使每個學生都能夠單獨的完成整個實驗。在實驗過程中，要灌輸過程重于結果的思想，減輕學生們更看重結果的負重，使學生更有效地獲得知識和能力，從實驗中得到更多的收獲，進一步提高學生的動手能力。

積極推廣多種多樣的教學模式。所有的教學模式可以歸為兩類，第一類以老師為主導，第二類是把學生作為主導。首先說第一類，老師起主導作用，即老師主講，但在傳統教學模式上做些變動，即變成互動式教學。這種互動式教學方法需要學生的積極配合。作為學生，應該在實驗開始之前通過預習全部的實驗講義掌握整個實驗的流程，實驗與實驗的銜接以及基礎的實驗知識，如實驗目的和原理、實驗操作步驟，通過查閱資料獲取實驗注意事項，做出預案以防實驗失敗，對整個實驗有一個整體的深入理解。老師可以隨機提出一些問題讓同學們回答，學生們也可以就某些實驗疑點向老師請教，活躍課堂氛圍，那些表現好的學生在評定成績時可以獲得額外的加分機會。這種方式能夠更積極的調動學生參與實驗的熱情。另外一種教學方法就是采取角色互換的教學方式，第一種是老師講學生聽，而這一種是把老師和學生的角色互換，由學生在講臺上主講，然后大家補充和討論，最后由老師做出點評、總結。這是一種大膽的嘗試，對學生的要求很高，需要學生對實驗有透徹的理解。

2.4 實驗報告的創新

傳統的實驗報告由實驗目的原理、實驗步驟、實驗結果、討論及思考題這幾部分構成，這樣的寫法幾乎是一個實驗報告的標準格式。由于傳統實驗課中的每個實驗是獨立的，是互不影響的，而每個實驗的內容相對較少，采用標準格式書寫讓人對這個實驗一目了然。但是食品基因工程實驗是一個綜合性的大實驗，每個實驗都是相互有聯系的，完全可以作為一個本科生的畢業課題來對待。所以，可以嘗試讓學生們按照畢業論文的格式書寫這個綜合實驗的內容，也就構成了一個小論文[6]。按照論文的格式來寫，首先第一部分是緒論，寫這種食品酶的研究背景及研究目的和意義，然后第二部分就寫所做的實驗部分，包括前言、材料與方法、主要試劑和儀器，接下來就是實驗步驟，最后是實驗結果和討論部分。在小論文的最后部分可以做個小結。這種寫法有助于開闊學生的視野，不只是把目光局限在一個個獨立的實驗上面，而用開放的思維去思考整個實驗。也可以讓學生們盡早接觸畢業論文的書寫格式，為學生真正的畢業論文寫作打下基礎。

2.5 改進學生成績考核方式

以前的實驗課成績評定方式是通過實驗報告的分數給定的，這種評分方式過于單一化，有諸多弊端，所以我們要擯棄這種傳統的實驗課成績評定方式。學生的成績是由多種因素共同決定的，這些因素可以歸納如下：實驗小論文，實驗操作測評，平時表現與出勤[7，9，10，11]。這三個部分應該按照一定的比例分數構成一個學生的總成績。小論文的質量應該是這個綜合實驗的最重要評判指標，反應學生實驗的結果及對待實驗的認真態度。實驗操作測評有老師在實驗課進行期間的巡視觀察來判斷學生的操作實驗的動手能力。平時表現與出勤則反應了學生課堂上的積極性及參與度。這幾種因素的疊加對以前單一評判標準起到很好的平衡作用，能夠更有效的促進學生的學習興趣。

篇(5)

1 材料選取與情境設置

1.1 材料選取關注生產生活實際

統計2009～2013年高考福建理綜卷生物選考題的材料背景和情景來源，整理成表1。

選修模塊關注生產生活實際，重視學生對現代生物科技的理解。2009年～2013年高考福建省理綜卷生物選考題聯系生產生活，與生物科技進展密切相關。背景材料來源廣泛，涉及農業生產、醫療健康、畜牧養殖等方面，充分體現選考題材料聯系實際的特點。選考題以轉基因抗病香蕉、重組人紅細胞生成素、產前基因診斷、癌癥基因治療、豬克隆技術為情境，在考查考生現代生物科技知識的同時，引導考生關注生物技術在實踐上的應用，提高其生物科學素養。

新課程高考背景材料不再單一地來源于中學教材上的內容，而是從大學教材、科技進展、科技論文等處獲取豐富的材料信息，呈現全新的試題背景。近五年來，高考福建省理綜卷生物選考題背景材料大都來自公開發表的生物科技論文。例如，2010年試題材料選自“紅細胞生成素（EPO）在中國倉鼠卵巢細胞（CHO）中穩定表達”；2012年試題材料選自“Let-7a表達質粒的構建及其對肺癌A549細胞k-Ras蛋白表達的抑制作用”；2013年試題材料選自“豬體細胞克隆胚胎體外發育過程中的凋亡規律”。以科技論文作為命題素材保證了試題的科學性、權威性和公平性，不僅體現高考能力立意，同時還提高了命題效率和命題質量。

1.2 情境設置圖文結合

如何使背景材料清晰表達且不失科學性，符合高考紙筆測試要求，是試題命制的一個關注點。2009年～2013年高考福建省生物選考題均以“文字+圖示”的方式呈現生物科技復雜的過程，所采用的圖示為技術路線圖或過程圖，充分反映出《現代生物科技專題》模塊工程技術的特色。選修模塊3所涉及的情境注重工程技術和操作流程，所需設備、材料較多，操作過程較為繁瑣，有時一項研究會涵蓋基因工程、細胞工程和胚胎工程等工程領域，若單純以文字的形式呈現背景材料無疑會增加考生閱讀負擔，影響考生正常應試思維，降低考試信度。若試題將大量的有效信息蘊含于圖示中，可以保證提供充分、清晰明了的試題信息。

2 知識分布與能力要求

2009～2013高考福建理綜卷生物選考題重視考查考生將所學現代生物科技知識應用于解決實際問題的能力。現將2009～2013年選考題知識分布與能力要求整理成表2。

2.1 強調主干知識的考查

統計2009年～2013年選考題分值比例發現，近五年來，選考題關注考生對生物學核心概念的掌握，并且基因工程知識占選考題總分的60%，細胞工程占24%，胚胎工程占12%。高考試題表現為側重考查基因工程，兼顧考查細胞工程、胚胎工程的命題特征。

選修模塊3包含五大專題：基因工程、細胞工程、胚胎工程、生物技術的安全性和倫理問題、生態工程，近五年選考題只涉及到基因工程、細胞工程和胚胎工程。基因工程、細胞工程和胚胎工程是《現代生物科技專題》的基礎和重點，在現代生物科技中發揮著重要作用，是進一步開展現代生物科技研究的前提。其中，構建表達載體、PCR擴增技術等知識在基因工程的考查中占了較大比例。構建表達載體和PCR技術是基因工程的核心，應用也相當廣泛，以這兩者為重點進行考查，反映出選考題強調主干知識考查的特點。值得注意的是《現代生物科技專題》中所介紹的生物科技有些需要在必修模塊知識的基礎上展開。因此，選考題的知識考查有時會涉及必修模塊內容。例如，2011年選考題對電泳帶譜圖的分析涉及必修模塊2的電泳知識。

2.2 能力要求逐年提高

《普通高等學校招生全國統一考試大綱》對高考生物提出了四種能力的考查要求：理解能力、實驗與探究能力、獲取信息能力和綜合運用能力。總體上看，近五年選考題注重考查理解能力、獲取信息能力，能力要求較為簡單，能力考查層級不高。但從縱向來看，選考題能力要求逐年提高。

例如，2012年選考題第（3）小題：“肺癌細胞增殖受到抑制，可能是由于細胞中 （RASmRNA/RAS蛋白）含量減少引起的”。該小題重點考查理解能力和獲取信息能力，需要考生在理解基因工程應用的基礎上，“能從課外材料中提取有效的生物學信息，解決生物學問題”，獲取信息能力層級較高。

再如，2013年選考題第（2）小題：“從基因組數據庫中查詢Bcl-2 mRNA的核苷酸序列，以便根據這一序列設計合成 用于PCR擴增，PCR過程第一輪循環的模板是 。”該小題重點考查理解能力，試題背景材料和題中所涉及基因工程知識的廣度、深度較往年均有所提高，要求考生能深入理解基因工程的具體原理及過程。

根據裘伯川等對理解能力在理科綜合能力中所處關系的研究發現，理解能力是構建理科綜合能力的核心，同時也是解決問題的基礎和關鍵因素。分析近五年高考福建生物卷選考試題，不難發現每一道試題都涉及理解能力的應用。獲取信息能力是學生自主學習和可持續發展的基礎，對培養學生的信息素養、獲得終身學習能力具有重要意義。選考題材料來源新穎多樣、信息呈現簡潔直觀有助于獲取信息能力的考查，試題重視考查考生在新情境下，利用已有生物學知識發現、鑒別并運用獲得的信息解決實際問題的能力。

3 問題設計與難度控制

3.1 問題設計嚴謹、靈活

問題設計是高考命題的關鍵一環，基于能力立意的問題設計應有助于考生啟發思維，促進問題的解決。現從問題結構、問題表述和問題內容三方面，總結近五年高考福建生物卷選考題問題設計的特點：

① 選考題圍繞考查的知識內容，以填空題的形式將試題情境引伸出5個具體的小問題，每個問題分值均為2分。

② 選考題在保證客觀嚴謹的前提下，善于運用文字提示表述問題，體現問題設計的靈活性。例如，2011年選考題第（3）題：“據此判斷胎兒為 （正常/患者/攜帶者）”；2012年選考題第（2）題：“MstⅡ是一種 酶”。這類問題表述限定了作答方向，問題指向明確。③ 問題內容與背景材料、知識考查密切相關。選考題或圍繞新情境下的問題核心，延伸出多個知識點設計問題，考查考生對知識的理解能力；或通過隱藏生物技術流程中的部分操作步驟設計問題，考查考生獲取信息能力。

3.2 難度控制相對合理

篇(6)

論文關鍵詞：品種鑒定，親緣關系，芽變，逆轉座子分子標記，UPGMA

 

植物基因組40％-60％為逆轉座子，其在縱向和橫向傳遞中能產生高度的異質性和拷貝數，且易被生物和非生物因素差異激活，成為植物遺傳多樣性的重要來源。基于逆轉座子的分子標記是檢測基因組變異的手段之一親緣關系，尤其是Kalendar等[1]開發的逆轉座子間擴增多態性（inter-retrotransposon amplified polymorphism，IRAP）技術，操作簡單、多態性豐富、檢測效率高，已在種質鑒定[2, 3, 4, 5]、遺傳多樣性檢測和系統發育重建[6]、基因作圖以及重要農藝性狀基因的標記[7]等方面得到成功應用。

芽變是多年生木本果樹植物新品種選育的重要變異來源，許多主栽柿品種來自芽變[8]。‘磨盤柿’原產我國，分布最廣、面積最大，長期的營養繁殖可能已經積累許多變異類型，但早期采用的形態學鑒定由于環境條件和技術人員的主觀因素等原因往往影響鑒定結果的真實性。常規分子標記一般難以準確鑒定芽變單株[9, 10, 11]。基于逆轉座子的分子標記技術可能對變異微小的單株鑒別更為有效[2, 12, 13]。因此親緣關系，本研究對來自北京市房山區‘磨盤柿’產區的系列變異單株進行IRAP分析，以期為明晰其變異性質提供科學依據。

表1 本研究所用20份試材

Table 1 List of 20 Diospyros spp. used in this study

 

編號

Code

基因型

Genotype

學名

Scientific name

來源地

Origin

樣品采集地

Collection location

備注

Note

1

BZDMP

Diospyros kaki Thunb.

China

a

‘磨盤柿’標準品

Standard Damopan

2

DMP2

D. kaki Thunb.

China

b

‘磨盤柿’芽變

Mutation from Damopan

3

DMP3

D. kaki Thunb.

China

b

‘磨盤柿’芽變

Mutation from Damopan

4

DMP4

D. kaki Thunb.

China

b

‘磨盤柿’芽變

Mutation from Damopan

5

DMP5

D. kaki Thunb.

China

b

‘磨盤柿’芽變

Mutation from Damopan

6

DMP6

D. kaki Thunb.

China

b

‘磨盤柿’芽變

Mutation from Damopan

7

DMP7

D. kaki Thunb.

China

b

‘磨盤柿’芽變

Mutation from Damopan

8

DMP8

D. kaki Thunb.

China

b

‘磨盤柿’芽變

Mutation from Damopan

9

DMP9

D. kaki Thunb.

China

b

‘磨盤柿’芽變

Mutation from Damopan

10

DMP10

D. kaki Thunb.

China

b

‘磨盤柿’芽變

Mutation from Damopan

11

DMP11

D. kaki Thunb.

China

b

‘磨盤柿’芽變

Mutation from Damopan

12

DMP12

D. kaki Thunb.

China

b

‘磨盤柿’芽變

Mutation from Damopan

13

羅田甜柿

Luotian-tianshi

D. kaki Thunb.

China

a

 

 

14

富有

Fuyuu

D. kaki Thunb.

Japan

a

 

 

15

松本早生

Matsumoto-wase

D. kaki Thunb.

Japan

a

‘富有’芽變

Bud sport from Fuyuu

16

上西早生

Uenishi-wase

D. kaki Thunb.

Japan

a

‘松本早生’芽變

Bud sport from Matsumoto-wase

17

次郎

Jirou

D. kaki Thunb.

Japan

a

 

 

18

前川次郎

Maekawa-Jirou

D. kaki Thunb.

Japan

a

‘次郎’芽變

Bud sport from Jirou

19

陽豐

Youhou

D. kaki Thunb.

Japan

a

‘富有’ב次郎’

Offspring of Fuyuu×Jirou

20

君遷子

Date plum

D. lotus L.

China

a

篇(7)

稟承神農氏的精神

問起邱盛雄博士如何走上中醫藥的發明之路時，他說他心目中最重要的發明家是神農氏。“神農以赭鞭鞭百草，盡知其平毒寒溫之性，臭味所主，以播百谷，故天下號神農也。”神農氏是公元前25世紀的傳奇人物，被尊稱為炎帝，烈山氏，神表等。傳說神農氏創造耕種器具，教授五谷(稻、黍、稷、麥、菽)種植，是中華民族農業始祖。他擁有廣博的草本知識，曾親嘗百草滋味，以辨別各種草藥的藥性與毒性，奠定了中醫藥學的基礎，對中醫藥學的發展作出了極大貢獻，可謂中醫藥學的始祖。《神農本草經》被認為是中醫最早的一部完整藥典，記載了多達365種中草藥，由于其數據詳盡，歷代《本草》甚至明代李時珍的《本草綱目》皆以其為宗。

邱盛雄博士一向稟承神農氏的精神，并遵從本師釋迦牟尼佛的開示，將醫理與佛理結合，在藥學里鉆研數十年不改其志，終至有所突破，創新，從而發明出治癌藥物及一系列保健機能飲料，在瑞士日內瓦國際發明展上共獲得5枚金牌、2枚銀牌，1枚銅牌及大會特別獎：以“如如光保健餅干”和“風速變草本植物飲品”在中國發明協會第十六屆全國發明展覽會上贏得2項金牌及大會特別獎。他的發明產品的原料都是植物，產品經國家認證的檢驗機構化驗，不舍防腐劑，含有的營養素非常齊全，包括維生素E及B群、礦物質、膽堿，肌醇、異黃酮，生物素，蛋白質以及多種左旋氨基酸等等，萃取出的營養素全系天然，無添加劑。此外，其各項發明產品經抗氧化儀器測試，證實具有排除自由基之功用。

小專利有朋商機

2009年4月底，邱盛雄博士與合作伙伴蔡孟勛博士應中國發明協會的邀請，參加了中國發明協會舉辦的第三屆中國發明家論壇。在論壇上，他們提交了兩篇論文，一是《中藥治療卵巢癌的效果》，此篇論文已被新加坡某雜志采用，于2009年6月發表，二是《“零非零1號”針對糖尿病的效果》，該論文的論點，已經“財團法人生物技術開發中心中草藥計劃”做動物測試試驗。

除了正式公開的發明之外，邱盛雄博士尚有11種用于治療重癥的發明產品，已通過臺灣省某大學實驗室的交叉測試證明其效果。邱盛雄博士的各項發明產品能通過各種現代科學儀器的測試，再一次證明了中草藥能調理進而治愈現時各類疾病。邱盛雄博士始終堅信，中醫藥學能流傳至今，必定有其實用價值及廣泛意義。他說，多年來不但中國人亟欲突破中國古代醫藥典籍所載，歐美各國在這方面也相繼投入了相當的人力與財力，希望能有所突破，這也更證實了中醫藥學廣闊的發展前景。

在第三屆中國發明家論壇上，邱盛雄博士與合作伙伴蔡孟勛博士提交的論文受到了廣泛的關注。中國發明協會的一位領導對其作了詳細了解，并評價說：“小發明有大商機。”邱盛雄博士說：“中醫藥學是中華民族智慧的結晶，若經國際認證并將之向國際上推廣，將不僅是華人之光，更是世界人民之福。”

從基因層面研究癌癥病理

卵巢癌，一個沉默的殺手，多數的患者在發現時都已接近后期，目前尚未出現任何有效的早期診斷方法。若能夠從正常組織中找到早期癌癥的辨識基因，就能讓卵巢癌的研究更加的深入。

邱盛雄博士和他的合作者分析了13個良性腫瘤，22個侵入性腫瘤以及16個正常的卵巢，并以genes-cDNA array紀錄卵巢癌相關的9600個基因的表現。這些又可以再細分成兩群early-stage包含13個良性腫瘤及7個staged I癌癥腫瘤：late-stage則包含所有staged III的癌癥腫瘤。

結果，他們在early―stage找到433個up-regulated基因及60個down-regulated基因，在late―stage則找到395個up-regulated基因及101個down―regulated基因。這些基因在腫瘤/癌癥中其功能都會產生變異，如細胞生長，細胞周期控制，分化、訊號傳遞，細胞凋亡，離子運輸及細胞形態改變等。他們最感興趣的，是這些首次出現的抑制核受體蛋白，在癌癥初期及晚期之間，這些基因的表現量應具有很大的差異性。他們找到了90個表現極高的基因，以及165個在late-stage相關的抑制基因。癌癥末期與癌癥初期明顯的不同，在于細胞生長、細胞沾黏，激素活性，細胞形態以及細胞與細胞之間的信號傳遞。他們最感興趣的是，這些酵素對應的合成碟啶也是首次出現在最近的研究中，借著Real time RT-PCR可以找到GCHI，KRT18，H3F3A和MYBL2這些基因在所有的癌癥組織中都有很明顯的表現；而MDFI，ARP3BETA、COLl6AI和MLN這些基因則在早期癌癥組織中被辨識出可能會發展成末期癌癥。因此，本試驗結合邱盛雄博士所發明的抗癌中草藥精華液配方，可篩選出可抑制上述癌癥基因的方法。

最后，他們得出結論：微數組提供的數據對于癌癥基因表現之比較是非常具有價值的，且可對于卵巢癌每個不同分期進行更深入的診斷及病理研究。

邱盛雄博士的發明項目簡介

邱盛雄博士依據個別需求應用不同處方，以數十種草本植物混合，經高溫萃取而研制出系列保健飲料。

(1)“零非零1號”：針對手術后腸子沾粘及糖尿病。

(2)“零非零2號”：加強免疫力，預防感冒，心悸，荷爾蒙分泌不足以及用于手術后調理及促進兒童發育等。

(3)“花抗輻”抗幅射。

(4)“體香露”外用噴液：防治蚊蟲咬傷，腫痛、皮膚癢，青春痘。

(5)“海草”，用于痛風。

(6)“生化36”：強化造血功能，增加骨質密度，改善骨質疏松癥。

(7)“目犍連筍”：蒸騰腦細胞活化，提高記憶力，預防帕金森氏癥。

(8)“一定要”：提升免疫力，抗病毒。

(9)“陽化溶”：消化體脂排出體外，達到自然健康減肥的效果。

(10)“如如光”：活化視神經，明目。

(11)“風速變”：改善過敏體質，預防上呼吸道感染。

1994年，在瑞士日內瓦第22屆國際發明展覽會上，“零非零1號”獲金獎，“體香露”獲銀獎，“零非零2號”獲銅獎。

1999年，在瑞士日內瓦第27眉國際發咀展覽會上，“海草赴”獲銀獎，“花抗輻”獲銀獎。經菲律賓黎剎騎士協會Knights ofRizal授封騎士司令勛章。

2000年，在瑞士日內瓦第28屆國際發明展覽會上，“生化36”獲金獎，“目犍連筍”獲金獎。此外，還獲大會另頒個人特別獎。

2001年，在瑞士日內瓦第29屆國際發明展覽會上，“一定要”獲金獎，“陽化溶”獲金獎。

2005年，參加在中國浙江省杭州市舉辦的“2005國際骨質疏松大會中國骨骼與關節健康十年行動研討會”，并于會中《中藥方劑BIO36》。

2006年，被評為“臺灣第一屆杰出企業發明家”。參加中國發明協會主辦的第十六屆全國發明展覽會，傳喜生化科技公司研發的產品“如如光保健餅干”和“風速變健康草本植物飲品”獲得2項金牌及大會特別獎。