時間:2023-11-20 10:09:55
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇生物技術(shù)的重要性,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
目前,中國人口的問題仍未得到完全的解決,對自然資源和能源的消耗量,一直遞增。因此,環(huán)境的污染問題越發(fā)嚴重,我國的食品安全狀況不容樂觀。如:水資源短缺、水體污染、土壤荒漠化、土壤鹽堿化、重金屬污染、酸雨加劇、林木減少、生物多樣性銳減等等。以上種種對人類的可持續(xù)發(fā)展具有極大的阻礙力,食品安全是目前亟不可待去解決的高難度問題,為了迎接這個嚴峻的挑戰(zhàn),我們必須立足于環(huán)境保護的角度,多方面的發(fā)掘和創(chuàng)新新技術(shù)去整治我們的地球。微生物作為一種分解者,是解決環(huán)境污染問題過程中必不可少的,其積極意義非凡,具體表現(xiàn)在:種類繁多、資源豐富,并具有開發(fā)的潛力,更重要的是微生物的分布相當廣泛,幾乎不存在微生物資源缺乏的問題。同時,微生物還具有生態(tài)保護、綠色生活、綠色消費、循環(huán)利用、講解轉(zhuǎn)化等作用,因而受到各個國家的重視,并投入了大量的人力、財力、物力對微生物進行研究和開發(fā)。為了讓微生物技術(shù)更好更快的發(fā)展,在高等院校中,如何將微生物技術(shù)教學課程的質(zhì)量提高是教育的重點和難點,筆者將結(jié)合自己的教學經(jīng)驗分析微生物技術(shù)的新型教學模式。
一、重視并做好微生物基礎(chǔ)知識部分
高職院校的一個特點在于部分專業(yè)不分文理科,直接招生,部分學生在高中階段是文科生,到了大學之后轉(zhuǎn)型成了理科生,又或許部分理科生在高中時期的生物就已經(jīng)學得不夠扎實,以致在大學學習微生物技術(shù)時感到困難重重。但需要重視的一點是,微生物技術(shù)是一門基礎(chǔ)知識要求較高的課程,由于涉及到各種實驗和數(shù)據(jù)的處理等,因而基礎(chǔ)知識必須牢固、扎實。
第一點,是課程的改革和優(yōu)化,根據(jù)專業(yè)的特點,對相應(yīng)的基礎(chǔ)課程作出調(diào)整和規(guī)劃,是學生掌握基礎(chǔ)知識的前提條件。
第二點,是建立健全的考核評估體系,高等院校與初中、高中不同,高校的學習成果最主要的因素在于學生個人,課程也相對較少,要想在高校中學有所成、學有所用,平時就必須努力的學習,而督促學生主動學習,讓學生帶著壓力去努力學習的一個有效措施則是――考核。為了通過考核,學生通常會針對考核的內(nèi)容,花時間、花精力去學習和研究,因此,建立健全的考核評估體系,是督促學生重視并掌握基礎(chǔ)知識的有效手段。
二、重視微生物技術(shù)的實踐教學
在二十一世紀的今天,微生物的應(yīng)用越發(fā)廣泛,而要將微生物技術(shù)的教育工作做好,一個關(guān)鍵的核心因素在于實踐。微生物技術(shù)的實踐的范圍很廣,例如:污水的處理、土壤的修復以及降解某些有機物,特別對于部分有毒有害的有機物而言,微生物技術(shù)幾乎是它的克星。因此,在微生物技術(shù)的教學過程中,重視微生物技術(shù)的實踐教學,提高學生的技術(shù)水平和專業(yè)素質(zhì),是食品安全工程中一大重要舉措。
為了提高微生物技術(shù)的實踐教學效果,教師必須要注重兩個基本點,一是細節(jié)問題;二是安全問題,唯有將這個基本點做好了,才能真正提高學生的微生物技術(shù)的能力。關(guān)于細節(jié)問題,即便教師反復的提醒和教導,由于對實驗結(jié)果的影響不大,學生往往不重視,忽略細節(jié)部分。因此,教師必須采取新措施,避免學生再出現(xiàn)細節(jié)的錯誤。
此外,是安全問題,微生物技術(shù)的實踐教學相對起分析化學、大氣污染分析、水體溶解氧的分析等實驗相對安全一些,但,對于實驗過程中的硫酸、鹽酸、硝酸、EDTA等各種試劑,務(wù)必讓學生謹慎再謹慎,習慣性的不謹慎,很有可能就在某次實驗過程中受傷。同時,除了學生的安全問題,還有就是儀器的安全問題,如:微生物技術(shù)常用的顯微鏡,對顯微鏡的保護一定要細心,在轉(zhuǎn)換物鏡時,必須將載物臺的高度降下來,以免打碎了標本的玻片和損害了鏡頭。同時,顯微鏡使用完畢后,必須將其外表擦干凈,儲存的地方要干燥、清潔,并還需要注意防腐蝕、防熱以及防撞擊。
綜上所述,不難發(fā)現(xiàn)微生物技術(shù)的實踐教學過程中,細節(jié)問題、安全問題是時刻牢記并警覺的兩點,但是,微生物技術(shù)所需要注重的不僅僅如此,更多更細的問題會越來越多,為了環(huán)境保護工程的順利進行,在微生物技術(shù)的教學過程中,教師有必要讓學生學會更多,學得更精,為環(huán)境保護工程盡一份力,為社會做貢獻。
三、結(jié)語
微生物技術(shù)的前景十分可觀,微生物技術(shù)的教學策略有待創(chuàng)新和發(fā)掘,為了培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才,廣大教師需要堅持不懈的繼續(xù)奮斗,鉆研微生物技術(shù)的教學,讓學生掌握更多更全的微生物技術(shù)知識,促進現(xiàn)代化微生物技術(shù)的發(fā)展,并讓微生物技術(shù)真正落實到食品安全中去。
參考文獻:
[1]解彥剛.高職環(huán)境微生物學實驗教學探討[J]. 化學工程與裝備. 2011(03)
[2]潘少兵,孫慧群.環(huán)境工程微生物學實驗教學內(nèi)容優(yōu)化研究[J]. 中國微生態(tài)學雜志. 2010(09)
[3] 李慶新.《環(huán)境工程微生物學》課程體系改革與實踐[J]. 大眾科技, 2007(06)
隨著茶葉的傳播,目前茶葉的生產(chǎn)和消費幾乎遍及全國和世界五大洲的國家和地區(qū)。我國是茶葉的故鄉(xiāng),加之人口眾多,幅員遼闊,因此茶葉的生產(chǎn)和消費居世界之首。由于茶葉受到世界人民的歡迎,并成為三大飲料之一,所以世界茶業(yè)的發(fā)展速度也很快。目前,世界五大洲中已有50個國家種植茶葉,茶區(qū)主要集中在亞洲,茶葉產(chǎn)量約占世界茶葉產(chǎn)量的80%以上。茶葉生產(chǎn)和飲用已經(jīng)歷了幾千年的歷史過程,人們對茶葉的需求也出現(xiàn)新的要求。這是因為,在社會發(fā)展中,一旦人們對衣、食、住、行的要求得到了滿足,就特別注重保健和文化生活方面的需求。茶,這種天然保健飲料必將愈來愈受到人們的青睞。與此同時,由于它含有大量的對人體起著一定的保健和防病的成分,更會吸引大量消費者去飲用它。茶葉已成為人們生活中不可缺少的伴侶。
現(xiàn)代茶葉種植發(fā)展迅速,不僅種植品種更多、規(guī)模更大,而且種植區(qū)域也更加集中,這給農(nóng)業(yè)人員的管理和優(yōu)化種植增加了難度和成本。為了解決這些問題,我國的茶葉種植正在向信息化和智能化的方向發(fā)展。只有應(yīng)用先進的較低成本的信息采集手段,實時、精確地獲取大棚環(huán)境信息,制定科學的管理決策,最后通過智能設(shè)備或人工控制等措施,才能提高種植作物的經(jīng)濟效益。
茶場茶葉長勢的好壞、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的高低,關(guān)鍵在于溫室內(nèi)環(huán)境條件對于作物生長發(fā)育需求的適宜程度,因此準確監(jiān)測溫室內(nèi)的環(huán)境因素才能確保高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)和低耗。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是融合了嵌入式軟件硬件、傳感器、無線通信、芯片制造、智能控制等多種學科的綜合性技術(shù),這個新興學科從一開始誕生就由于其潛在并廣闊地應(yīng)用前景而受到了眾多學者和研究者的青睞,引起了學術(shù)屆、工業(yè)界和國家安全機構(gòu)等的高度關(guān)注,大有引起一場新技術(shù)革命的勢頭。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量隨機分布的微小節(jié)點組成的,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自身帶有傳感器、數(shù)據(jù)處理、無線通信等模塊,不需要任何網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,通過自組織的方式組網(wǎng),借助其傳感器模塊,有效的與物理環(huán)境交互,能夠協(xié)作的實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境和監(jiān)測對象的信息,并把信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心。從某種意義上說,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將在邏輯上和物理上的信息世界融合在一起,極大的擴展了現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)范圍并且提高了人類認識世界的能力。通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò),人們可以在任何時間、地點和環(huán)境條件下都能獲得詳細可靠的信息。目前具有這些特點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在國家安全、國防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測、健康監(jiān)測、物質(zhì)跟蹤、制造業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、家庭應(yīng)用以及供應(yīng)鏈管理等各個方面。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,簡稱WSN)是近年來新發(fā)展起來的學科,它改變了人類與自然界交互的形式,將客觀上的物理世界與邏輯上的信息世界緊密地結(jié)合在一起,極大的拓展了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能和人類認識世界的能力。在2003年的美國技術(shù)評論中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)位于新興十大技術(shù)的首列;同年的美國商業(yè)周刊將WSN稱為全球未來的四大新技術(shù)之一。WSN實際上是一種特殊的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò),傳感器與嵌入式計算機、無線通信和電子等多學科技術(shù)合作,實時監(jiān)控監(jiān)測區(qū)域監(jiān)測對象信息后,將處理后的信息傳送給用戶(王殊,閻毓杰,胡富平,2007)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò),以獲得客觀的物質(zhì)世界信息,在許多領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊,可應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)測、軍事防御、危險區(qū)域遠程控制等。
[收稿日期] 2014-03-18
[基金項目] 國家自然科學基金青年基金項目(30902003)
[通信作者] 呂愛平,Tel:(010)64067611,F(xiàn)ax:(010)84032881,E-mail:
[作者簡介] 姜淼,副研究員,從事中藥藥性分類研究、中醫(yī)證候分類研究、中西醫(yī)結(jié)合臨床基礎(chǔ)研究工作,Tel:(010)64014411-2397,E-mail:
1 中藥寒熱藥性研究的重要性及學科發(fā)展趨向
中藥藥性理論作為中藥理論體系的基礎(chǔ)與核心,是中藥學最重要的學術(shù)特征,也是中藥區(qū)別于其他植物類藥物的關(guān)鍵,其科學基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)是中藥現(xiàn)代化發(fā)展的先決條件[1-2]。然而,由于藥性理論的特殊性和復雜性,其研究已成為制約中藥現(xiàn)代化、國際化發(fā)展的重要瓶頸[3-4]。寒熱藥性作為中藥性能的核心要素,是目前藥性研究的主要切入點,在藥性理論中具有基礎(chǔ)與核心地位。目前這一領(lǐng)域較為公認的問題可以概括成3個方面:①寒熱藥性科學內(nèi)涵的現(xiàn)代科技語言詮釋、表征;②寒熱藥性評價方法/指標體系的構(gòu)建;③現(xiàn)代中藥寒熱藥性理論構(gòu)建及臨床應(yīng)用[1]。3個關(guān)鍵問題之中,前2個問題緊密關(guān)聯(lián)、互為基礎(chǔ),只有在對寒熱藥性的科學內(nèi)涵做出科學詮釋的基礎(chǔ)上,才可能構(gòu)建其評價方法和指標體系;構(gòu)建了科學準確的評價方法與指標體系,對于寒熱藥性的科學內(nèi)涵詮釋也提供了依據(jù)和思路,二者共為現(xiàn)代寒熱藥性理論構(gòu)建及指導臨床應(yīng)用的前提。
因而,在當前科研體系下,基于傳統(tǒng)藥性的哲學認知,建立科學、可靠的寒熱藥性分類模型,是解決寒熱藥性諸多關(guān)鍵問題的重要命題和必要的切入點,不僅能夠推進藥性理論自身發(fā)展,還能夠用于厘清藥性混淆品種的寒熱屬性從而更好指導其應(yīng)用、擴展藥性理論應(yīng)用范疇為中藥引入其他植物藥新資源,豐富中藥學科內(nèi)容,因而具有深遠而重大的意義。
2 基于物質(zhì)基礎(chǔ)研究藥物寒熱屬性分類研究面對的挑戰(zhàn)
從物質(zhì)基礎(chǔ)討論中藥寒熱屬性的思路一直受到研究者們的重視,從化學成分入手尋找中藥四性物質(zhì)基礎(chǔ)的方法在20世紀末即成為研究熱點,研究方法包括化學分析[5]、文本挖掘[6]、實驗研究等多種手段[7-9];也有學者提出將化學成分概念與系統(tǒng)觀點整合研究的框架[10]或方法[11]。然而受限于中藥成分的復雜性,大部分結(jié)論難以避免局限性和片面性[12]。作者所在項目組應(yīng)用化學生物學技術(shù),構(gòu)建了基于藥物所含成分的化學結(jié)構(gòu)片段譜的寒熱屬性分類模型,分類準確性在驗證集中可達90%,高于目前世界上現(xiàn)有的應(yīng)用化學結(jié)構(gòu)判定藥物寒熱屬性的最好報道(81%)[13]。由于模型是基于現(xiàn)有的分子化學片段結(jié)構(gòu)全集構(gòu)建,較好避免了僅針對某一或某幾種主要化學成分研究帶來的片面性問題;然而仍然存在2個問題限制了模型的擴展應(yīng)用:首先,化學結(jié)構(gòu)譜的模型是定性而非定量化的模型,無法解決痕量成分帶來較大生物學效應(yīng)等特殊量效關(guān)系情況;第二,分類準確性受限于對目標藥物化學成分信息的收集全面程度,如果某一藥物的化學成分信息缺失或不準確,分類結(jié)果將受到較大影響。同時,越來越多的研究者認識到,藥物寒熱屬性作為藥物作用于機體后效應(yīng)表達的一種高度概括,必然與藥物的生物效應(yīng)緊密相關(guān);因而從生物效應(yīng)角度區(qū)分中藥寒熱屬性,是寒熱藥性分類模型構(gòu)建的最重要的、也是必經(jīng)的方向。
3 從生物學效應(yīng)角度研究寒熱屬性分類的必要性
近年來,在中醫(yī)藥“系統(tǒng)觀”、“整體觀”思想的指引下,多位中藥研究者將生物熱力學[14-15]、數(shù)據(jù)挖掘[16-17]、網(wǎng)絡(luò)藥理學[18-20]、化學物質(zhì)組學[10]等現(xiàn)代科技和理念引入藥性理論研究,取得了階段性成果。例如創(chuàng)新性地開發(fā)冷熱板示差法應(yīng)用于寒熱藥性研究,能夠客觀真實地反映藥物甚至復方寒熱藥性的差異,且與傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論對應(yīng)[1, 14-15]。基于這些研究,多個中藥研究優(yōu)勢團隊在學科交叉融合的基礎(chǔ)上,提出了寒熱藥性理論研究的基本假說:“藥性是中藥的特征組分作用于機體的共性靶標而產(chǎn)生的生物效應(yīng)的高度概括;藥性功效科學內(nèi)涵可以通過共性效應(yīng)(群)-共性靶標(群)-特征組分(群)加以表征”[1]。指出藥性的主要元素包括3個方面[21],除了物質(zhì)基礎(chǔ),還包括生物效應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)靶標,生物學效應(yīng)在藥性判定中的作用受到更高度的重視[22]。
然而,單純基于某方面功能的藥性研究,取得過一些可觀的成果,如發(fā)現(xiàn)寒熱藥性與大腦不同部位單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的關(guān)系[23]、與抑制脂肪酸合成酶能力關(guān)系[24]、與線粒體能量代謝關(guān)系[25]等;但因結(jié)論多局限于所涉及的個別藥物,忽視藥性構(gòu)成因素間的整體聯(lián)系,難以進行客觀化的生物學表征,缺乏能夠推論于其他藥物的原理性結(jié)果,結(jié)論不具有普適性,不能從理論層面對于藥性原理做出解釋,也無法滿足當前“系統(tǒng)醫(yī)學”、“整體醫(yī)學”、“網(wǎng)絡(luò)醫(yī)學”理念下的藥物寒熱屬性生物學效應(yīng)系統(tǒng)化表征的要求。因而,融合現(xiàn)代多學科方法構(gòu)建中藥藥性內(nèi)涵的合理表征方法,揭示藥性的“效應(yīng)、物質(zhì)、靶標”三要素現(xiàn)代科學本質(zhì),是當前寒熱藥性研究中的緊迫任務(wù)與重中之重。
4 基于生物學效應(yīng)的藥物寒熱屬性分類研究策略
4.1 網(wǎng)絡(luò)藥理學背景下的藥物寒熱屬性分類研究 隨著各種高通量組學技術(shù)的不斷發(fā)展、可處理數(shù)據(jù)量的幾何級數(shù)式增加、計算方法與能力的迅猛突破,現(xiàn)代醫(yī)藥學研究也進入了“信息時代”,為研究者提供了全面、系統(tǒng)地探索疾病、證候、療效、預(yù)后等復雜命題的契機[18]。研究技術(shù)的進步必然引發(fā)研究策略的升級,系統(tǒng)生物學技術(shù)的產(chǎn)生,和被認為是“下一代藥物研究模式”的網(wǎng)絡(luò)藥理學[26]概念的出現(xiàn),使得從生物學效應(yīng)角度為切入點、全面分析中藥寒熱屬性的差異機制成為可能[27]。其優(yōu)勢在于能夠用系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的思維來理解中藥寒熱屬性體系中整體生物學效應(yīng)的復雜性,使得從“小尺度”的分子層面闡釋“大尺度”的抽象藥性概念成為可能,從而能夠發(fā)揮寒熱藥性理論的特色、拓展其應(yīng)用范疇,通過對其他植物藥賦予寒熱屬性從而將其擴展納入到中藥領(lǐng)域,豐富中藥資源。因而,如何將中藥藥性理論研究與網(wǎng)絡(luò)藥理學方法有機結(jié)合,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)藥理學方法構(gòu)建中藥寒熱屬性的分類模型,是目前藥性研究中最值得“挑戰(zhàn)”的問題。
4.2 各種“組學”技術(shù)支持下的中藥寒/熱性矢量藥理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與分析 應(yīng)用生物網(wǎng)絡(luò)、藥理網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)開展中醫(yī)證候、中藥方劑復雜體系研究工作,已有一系列探索取得了令人關(guān)注的成果[18],目前已建立了基于網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模預(yù)測致病基因、藥物靶標的方法[28-29];融合基因表達譜芯片與文獻數(shù)據(jù)的生物分子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法[30-32];以及在網(wǎng)絡(luò)靶標計算框架下評價藥物功能的方法[28]、識別生物分子網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵環(huán)節(jié)等方法[33],在方劑配伍規(guī)律、發(fā)現(xiàn)藥效物質(zhì)、中醫(yī)方劑-證候關(guān)聯(lián)機制等方面均有成功的實踐應(yīng)用[34-35]。特別是通過寒、熱證候生物分子網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,發(fā)現(xiàn)寒熱方劑對寒熱證患者的治療作用的生物學基礎(chǔ)在于逆轉(zhuǎn)神經(jīng)內(nèi)分泌免疫分子介導的能量代謝、免疫應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)失衡,即調(diào)控集體物質(zhì)流-能量流-信息轉(zhuǎn)換流(代謝)平衡[28],為揭示寒熱證候內(nèi)在機制提供了重要依據(jù),也為寒熱藥性的研究提供了有力的參考和技術(shù)基礎(chǔ)。
然而,藥物的寒熱屬性研究不同于一般的病、證、方劑研究,具有其特殊性。首先,寒熱藥性的概念作為大尺度概念,具有高度概括性和抽象性,在臨床上與證對應(yīng),而不局限于某個病種,也不針對某種特殊的體質(zhì),這導致了臨床試驗和動物實驗研究設(shè)計的難度。同時,脫離了“疾病”概念的單純證候網(wǎng)絡(luò)也是難以構(gòu)建的,因而從藥-證網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)關(guān)系角度來解析藥性機制難以實現(xiàn);而局限于某種疾病來對藥性進行研究,又難以得出具有普適性的結(jié)論。其次,寒與熱在理論中具有對立統(tǒng)一的哲學關(guān)系,這一關(guān)系投射到分子網(wǎng)絡(luò)中,造成二者緊密關(guān)聯(lián)、難以區(qū)分的結(jié)果,本項目組依托前一個自然科學基金項目,全面收集文獻數(shù)據(jù),根據(jù)所選典型寒、熱性藥物的成分所對應(yīng)的活性靶蛋白,構(gòu)建了典型寒、熱性中藥的藥理網(wǎng)絡(luò),并且進行了網(wǎng)絡(luò)分析,結(jié)果表明寒性藥物和熱性藥物共享大部分靶標分子,僅有相對很小部分特異性分子靶標,表明單純依據(jù)文獻數(shù)據(jù),沒有具體的寒、熱藥物作用的方向性和強度信息,很難區(qū)分藥物的寒、熱屬性。
因而,寒性藥物和熱性藥物具有傳統(tǒng)意義上“相反”的生物學效應(yīng),卻又具有絕大部分共同的分子靶標,這一現(xiàn)象提示,在寒、熱性藥物的藥理網(wǎng)絡(luò)中加入藥物的作用方向和作用強度信息,構(gòu)建定性定量的矢量性藥理網(wǎng)絡(luò),是以網(wǎng)絡(luò)藥理學技術(shù)判定藥物寒熱屬性分類的研究的關(guān)鍵步驟,而近年來廣泛應(yīng)用的“組學”技術(shù)正可以為這一關(guān)鍵步驟提供技術(shù)方法。
代謝組學(metabonomics)是20 世紀90 年代中期發(fā)展起來的一門新興學科,是一種研究生物體系中代謝物組的技術(shù)和方法,強調(diào)把生物體作為一個完整系統(tǒng)來研究,通過測定代謝物組成變化,來認識和反映生物體代謝網(wǎng)絡(luò)在疾病和藥物作用下的變化規(guī)律。代謝組學能用反映整體的代謝物圖直接刻畫出動態(tài)情況下的生理和生化狀態(tài)及變化過程[36],與中醫(yī)學的整體觀、動態(tài)觀一致,適于復雜的中醫(yī)藥系統(tǒng)研究[37-38]。蛋白質(zhì)組學(蛋白芯片)[39]技術(shù)的研究對象是蛋白質(zhì),其原理是對固相載體進行特殊的化學處理,再將已知的蛋白分子產(chǎn)物固定其上,根據(jù)這些生物分子的特性,捕獲能與之特異性結(jié)合的待測蛋白,可為獲得重要生命信息(如某蛋白組分在體內(nèi)表達水平生物學功能、與其他分子的相互調(diào)控關(guān)系等)提供有力的技術(shù)支持,且具有高通量的驗證能力,可以定量研究。有效運用代謝組學與蛋白質(zhì)組學檢測技術(shù),從整體、動態(tài)角度評價機體在特定藥物干預(yù)下的狀態(tài),定性定量提取網(wǎng)絡(luò)靶標擾動的方向、強度信息,可以為構(gòu)建寒、熱性藥物的矢量藥理網(wǎng)絡(luò)提供關(guān)鍵信息。
4.3 多學科背景下的藥物寒熱屬性分類模型構(gòu)建 通過矢量藥理網(wǎng)絡(luò)分析方法發(fā)現(xiàn)寒、熱性藥物的生物效應(yīng)差異后,還需要對這些高維度的復雜數(shù)據(jù)進行處理,構(gòu)建能夠直接應(yīng)用的、具有實用性的模型工具,使研究成果便于應(yīng)用推廣,才能達到應(yīng)用模型厘清藥性混淆品種的寒熱屬性、甚至將藥性理論擴展應(yīng)用于其他種類藥物而擴展中藥學資源的目標。
模式識別屬于人工智能范疇,發(fā)展于20世紀50年代初期,是一個涉及多領(lǐng)域的交叉學科,包括統(tǒng)計學、計算機科學、信號處理、心理學和生理學等等,已廣泛應(yīng)用于自然科學和社會科學的各個領(lǐng)域[40]。其研究內(nèi)容主要集中在2個方面:生物體是如何感知對象的,以及如何用計算機實現(xiàn)給定任務(wù)下的模式識別的理論和方法。模式識別問題是面向多維數(shù)據(jù)的、按照數(shù)據(jù)表達的特征將其分類的理論[41],通過對具體事物進行觀測得到的有時間和空間分布的信息,模式所屬的類別或同一類模式的總體稱為模式類(或簡稱為類)?!澳J阶R別”是在某些一定量度或觀測基礎(chǔ)上把待測模式分到各自的模式類中去,其技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域已經(jīng)有過諸多成功應(yīng)用的范例。
模式識別中公認最好4種的分類方法包括模板匹配法、統(tǒng)計模式識別、句法或結(jié)構(gòu)模式識別和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[42-43]?;诂F(xiàn)代生物信息學證據(jù)的中藥寒熱屬性模式識別過程屬于從中藥的現(xiàn)代生物信息學研究范式空間(包括生物活性靶蛋白、生物活性通道等參數(shù))向其傳統(tǒng)藥性研究范式空間(寒熱屬性)的映射,其本質(zhì)上屬于對事物或現(xiàn)象的不同認識角度之間的映射。因而,選擇模式識別技術(shù),對于復雜的數(shù)百維生物學效應(yīng)參數(shù)進行處理,建立算法,建立這些參數(shù)與寒熱屬性范式空間之間的映射,是使基于矢量藥理網(wǎng)絡(luò)分類中藥寒熱屬性的研究成果得到更大限度便捷性、實用性與可推廣性的優(yōu)化選擇。
5 小結(jié)
綜上,藥物寒熱屬性是作為藥物的特征成分作用于機體的共性靶標而產(chǎn)生的生物效應(yīng)的高度概括,寒與熱具有對立統(tǒng)一的特征規(guī)律,共享大部分生物靶標而生物效應(yīng)呈現(xiàn)相反的方向;這種性能特點,可以通過定性定量的矢量藥理網(wǎng)絡(luò)分析來進行區(qū)分,并應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)構(gòu)建相關(guān)模型,達到應(yīng)用生物效應(yīng)參數(shù)識別藥物寒熱屬性的目的,從而厘清藥性混淆品種的寒熱屬性,有望為藥物寒熱屬性的判定提供科學方法,也為拓展中藥新資源提供策略;同時也將豐富中藥理論,推進藥性理論應(yīng)用范疇和現(xiàn)代化進程。
[參考文獻]
[1] 肖小河,郭玉明,王伽伯,等.基于傳統(tǒng)功效的中藥寒熱藥性研究策論[J]. 世界科學技術(shù)――中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2013,15(1):9.
[2] Ung C Y, Li H, Kong C Y, et al. Usefulness of traditionally defined herbal properties for distinguishing prescriptions of traditional Chinese medicine from non-prescription recipes[J]. J Ethnopharmacol, 2007,109(1):21.
[3] 張德芹,高學敏,鐘贛生,等.中藥藥性理論研究的現(xiàn)狀、問題和對策[J].中國中藥雜志, 2009,34(18):2400.
[4] 黃璐琦.論中藥藥性理論的研究方向[J].中藥與臨床,2011,2(2):1.
[5] 馮帥,劉楊,王曉燕,等.多糖水解成分GC-MS 指紋圖譜與寒熱藥性的多元統(tǒng)計分析[J].中國實驗方劑學雜志,2013,19(5):143.
[6] 于紅艷,許成剛.關(guān)聯(lián)挖掘技術(shù)在中藥藥性及其他屬性間關(guān)系的應(yīng)用研究[J].中國實驗方劑學雜志,2013,19(14):343.
[7] 付先軍,王鵬,王振國.從中藥“性-構(gòu)關(guān)系”探索構(gòu)建寒熱藥性成分要素表征體系的研究構(gòu)想[J]. 世界科學技術(shù)――中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2011,13(5):919.
[8] 楊波,王振國.植物類中藥寒熱藥性與有機成分化合物次級基團相關(guān)性的文獻研究[J].中華中醫(yī)藥雜志,2012,27(9):2420.
[9] 歐陽兵,王鵬,王振國.關(guān)于中藥寒熱藥性物質(zhì)基礎(chǔ)研究幾個問題的討論[J].山東中醫(yī)藥大學學報,2009,33(5):357.
[10] 羅國安,梁瓊麟,劉清飛,等.整合化學物質(zhì)組學的整體系統(tǒng)生物學――中藥復方配伍和作用機理研究的整體方法論[J]. 世界科學技術(shù)――中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2007,9(1):10.
[11] 王厚偉,竇彥玲.基于系統(tǒng)分離的中藥及其組分寒熱藥性矩陣判別與應(yīng)用研究[J].山東中醫(yī)藥大學學報,2012,36(3):179.
[12] 劉樹民,盧芳.基于系統(tǒng)生物學闡釋中藥藥性理論科學內(nèi)涵的研究思路與方法探討[J].世界科學技術(shù)――中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2008,2(10):12.
[13] Long W, Liu P, Xiang J, et al. A combination system for prediction of Chinese materia medica properties[J]. Comput Methods Programs Biomed, 2011,101(3):253.
[14] Zhao Y L, Wang J B, Xiao X H, et al. Study on the cold and hot properties of medicinal herbs by thermotropism in mice behavior[J]. J Ethnopharmacol, 2011,133(3):980.
[15] 肖小河,鄢丹,馬麗娜,等. 中藥現(xiàn)代化研究近十年概論[J].中國現(xiàn)代中藥,2010,14(1):7.
[16] 周密,王耘,喬延江.利用數(shù)據(jù)挖掘方法預(yù)測中藥缺失藥性的初步研究[J].中國中醫(yī)藥信息雜志, 2008,15(6):93.
[17] 顧浩,王耘,肖斌,等.中藥功效-藥性組合關(guān)聯(lián)關(guān)系研究[J]. 時珍國醫(yī)國藥,2011,22(7):1568.
[18] 李梢.網(wǎng)絡(luò)靶標:中藥方劑網(wǎng)絡(luò)藥理學研究的一個切入點[J].中國中藥雜志, 2011,36(15):2017.
[19] Li R, Ma T, Gu J, et al. Imbalanced network biomarkers for traditional Chinese medicine syndrome in gastritis patients[J]. Sci Rep, 2013,3:1543.
[20] LI Shao, ZHANG Bo. Traditional Chinese medicine network pharmacology: theory, methodology and application[J]. Chin J Nat Med, 2013,11(2):110.
[21] 張冰,金銳,黃建梅,等.基于“三要素”的中藥藥性認知模式構(gòu)建與實踐[J].中國中藥雜志, 2010,37(15):2344.
[22] 張燕玲,王耘,喬延江.基于藥效團的藥性物質(zhì)基礎(chǔ)研究[J]. 世界科學技術(shù)――中醫(yī)藥現(xiàn)代化, 2009,11(5):735.
[23] 李俊青,張德芹,張瀟,等.從莪術(shù)、郁金兩味中藥探討寒熱藥性對大鼠大腦不同部位單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的影響[J]. 中國中藥雜志,2010,35(18):1022.
[24] 馬曉豐,劉楊,張三國,等.中藥寒熱相關(guān)藥性和抑制脂肪酸合酶能力關(guān)系的探索[J].中國科學院研究生院學報,2012,29(5):699.
[25] 王艷艷,孫雪,裴曉蕾,等.中藥寒熱藥性與線粒體能量代謝關(guān)系研究[J].中醫(yī)藥信息, 2013,30(4):48.
[26] Hopkins A L. Network pharmacology: the next paradigm in drug discovery[J]. Nat Chem Biol, 2008,4(11):682.
[27] Li J, Lu C, Jiang M, et al. Traditional chinese medicine-based network pharmacology could lead to new multicompound drug discovery[J]. Evid Based Complement Alternat Med, 2012,doi:149762.
[28] Wu X, Jiang R, Zhang M Q, et al. Network-based global inference of human disease genes[J]. Mol Syst Biol, 2008,4:189.
[29] Zhao S, Li S. Network-based relating pharmacological and genomic spaces for drug target identification[J]. PLoS ONE, 2010,5(7):e11764.
[30] Li S, Wu L, Zhang Z. Constructing biological networks through combined literature mining and microarray analysis: a LMMA approach[J]. Bioinformatics, 2006,22(17):2143.
[31] Wang M, Chen G, Lu C, et al. Rheumatoid arthritis with deficiency pattern in traditional chinese medicine shows correlation with cold and hot patterns in gene expression profiles[J]. Evid Based Complement Alternat Med, 2013,2013:248650.
[32] Huang Y, Li S. Detection of characteristic sub pathway network for angiogenesis based on the comprehensive pathway network[J]. BMC Bioinformatics, 2010,11(Suppl 1):S32.
[33] Gu J, Chen Y, Li S, et al. Identification of responsive gene modules by network-based gene clustering and extending: application to inflammation and angiogenesis[J]. BMC Syst Biol, 2010,4:47.
[34] Li S, Zhang B, Jiang D, et al. Herb network construction and co-module analysis for uncovering the combination rule of traditional Chinese herbal formulae[J]. BMC Bioinformatics, 2010,11(Suppl 11):S6.
[35] Jiang M, Lu C, Chen G, et al. Understanding the molecular mechanism of interventions in treating rheumatoid arthritis patients with corresponding traditional chinese medicine patterns based on bioinformatics approach[J]. Evid Based Complement Alternat Med, 2012,2012:129452.
[36] Nicholson J K, Connelly J, Lindon J C, et al. Metabonomics: a platform for studying drug toxicity and gene function[J]. Nat Rev Drug Discov, 2002,1(12):153.
[37] 劉昌孝. 代謝組學與中藥現(xiàn)代研究[J]. 河南大學學報:醫(yī)學版, 2006,25(3):1.
[38] 羅和古,陳家旭.代謝組學技術(shù)與中醫(yī)證候的研究[J].中國中醫(yī)藥信息雜志,2007,14(5):3.
[39] Katja Pratsch, Robert Wellhausen, Harald Seitz. Advances in the quantification of protein microarrays[J]. Curr Opin Chem Biol,2014,18C:16.
[40] Theodoridis S, Koutroumbas K. Pattern recognition[M].Third Edition. Carolina:Academic Press,2006.
[41] Richard O Duda. Pattern classification, 2nd ed[M]. John Wiley & Sons Inc: Wiley Interscience, 2000:1.
[42] A K J, R D, Jianchang M. Statistical pattern recognition: a review[J]. IEEE Trans Patt Anal Mach Intellig, 2000,22(1):4.
[43] Neuhaus M, Bunke H. Edit distance-based kernel functions for structural pattern classification[J]. Pattern Recognition,2006,39(10):1852.
A cold/heat property classification strategy based on
bio-effects of herbal medicines
JIANG Miao, LV Ai-ping
(Institute of Basic Research In Clinical Medicine, China Academy of Traditional Chinese Medicine, Beijing 100700, China)
要想學好英語,必須多背、多記單詞,需得下一番苦功夫,才能更好地攀登英語高峰??墒牵P者發(fā)現(xiàn),有一些學生,即使他們已經(jīng)記住了大量的英語單詞,但在平時的口述、造句和作文時,仍然會出現(xiàn)典型的中國式英語。舉個簡單的例子,翻譯“請你給我翻譯這個句子”時,有的學生每個單詞都寫對了,卻翻譯成了“Please you give me translate this sentence.”再如,翻譯“你要努力工作”,變成了“You will work hard.”這實際上反映了部分學生語法知識的欠缺,對英語簡單句的五種基本句型沒有能夠靈活地掌握,而且學生在翻譯中受到了中文的干擾,沒有能夠用英語去思維。
要想學好五種基本句型,我們首先要知道,英語的用法說到底,難點、重點都是動詞的用法,動詞在英語中含義豐富,變化最多,并且搭配能力最強。英語簡單句的五種基本句型(Basic Sentence Pattem),可簡化為S+V,S+V+DO,S+V+IO+DO,S+V+P,S+V+DO+OC(S主語,V動詞、IO間接賓語、DO直接賓語、OC賓語補足語、P表語)。任何一個復雜的句子,最后都可以拆分成這五種簡單句型。這五種基本句型,可以說是學生學習時由熟悉簡單句型通向理解英語句型的橋梁。五種基本句型在高中的語法,如定語從句、名詞性從句和非謂語動詞這三大類語法學習中發(fā)揮著重要作用,必須完全掌握才有可能學好英語。
在語法方面,如果在語法學習中,學生沒有從句子結(jié)構(gòu)來分析語法,哪怕掌握了所有的語法理論,在做題時,也會碰到各式各樣的問題。從基本句型的結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn),動詞在句子中至關(guān)重要。在分析句子到底屬于基本句型中哪一種時,學生的思考也是有一定規(guī)律可言的。比如,當V作為不及物動詞的時候,如果有S出現(xiàn),那么,S+V就構(gòu)成了一個完整的句子,如“They talked for half an hour.”當V作為及物動詞出現(xiàn)時,有無賓語出現(xiàn)就成為判定句子是否完整的依據(jù),這個時候,可能有三種情況出現(xiàn):第一,動詞只能接一個賓語,句型可表達為S+V+DO。簡單舉例:He has refused to help them.第二,動詞要接直接與間接賓語時,句型表達為S+V+IO+DO。例如:My parents bought me a new bike.這個句型中的及物動詞要跟兩個賓語,間接和直接賓語,一個指人,一個指物。如果要把間接賓語放在直接賓語的前面,其中要加上適當?shù)慕樵~。上面的一句話也可以寫成:My parents bought a new bike for me.常見的可接雙賓語的有bring,pass,tell,show,give,send offer等。第三,當動詞是make等后面接賓語與賓語補足語時,句型只能是S+V+DO+OC才能完整。比如:They appointed him manager.可接復合賓語的動詞有allow,have,find,help,force,persuade,elect等。
不僅在簡單句中,在定語從句、名詞性從句、狀語從句等其它從句中,也必須先滿足基本句型條件,再確定要用哪類連接詞。比如在定句從句中,如果缺少主語、表語或賓語,就選用關(guān)系代詞that,which,who等補全從句;如果從句的句型是完整的,就選擇關(guān)系副詞when,why,where等;在名詞性從句中,如果是陳述句,就用that等;He said that he could finish his homework before supper.如果是一般疑問句,就用whether等;I worry about whether I hurt her feelings.如果是特殊疑問句,就可以選用when,where等。另外,在實際運用中,在狀語從句、倒裝句型、特殊句型中,五種簡單句的基本句型結(jié)構(gòu)也擔當著重要角色。
中圖分類號:F407.82文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2008)33(c)-0043-02
目前,對檢測食品中獸藥殘留的方法有很多:微生物學檢測法、免疫分析法、色譜法,還有新近研發(fā)的生物傳感器、納米材料、生物芯片等技術(shù)。微生物檢測法是測定抗生素殘留的經(jīng)典方法,具有前處理簡單、經(jīng)濟、批量大等優(yōu)點,但精確度、準確度和特異性不高,缺乏靈敏度。本文就近兩年將液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC/US)應(yīng)用于動物源性食品中幾種常見獸藥殘留的檢測方法做一個綜述。
一、對動物性食品中抗生素殘留的測定
(一)、硝基呋喃類
硝基呋喃類藥物主要包括呋喃唑酮、呋喃它酮、呋喃西林和呋喃妥因.硝基呋喃類藥物對光敏感,代謝快,母體化合物在動物體及其產(chǎn)品中很快就降至檢出限以下,但其代謝物以蛋白結(jié)合物的形式在體內(nèi)可殘留較長時間。顯然,檢測硝基呋喃類藥物母體化合物已不能反映真實的用藥情況。目前,各國均將硝基呋喃代謝物作為指示硝基呋喃類藥物殘留的標示物。研究動物組織中4種硝基呋喃類代謝產(chǎn)物AOZ、AMOZ、SEM和AHD的自動固相萃取HPLC-MS分析方法,以2-氯苯甲醛和2-硝基苯甲醛作為衍生化試劑。色譜柱:Intersil ODS,150mm×4.6mm,5μm(GLScience Japan);以乙腈-0.1%甲酸為流動相,采用梯度洗脫。流速:0.6mL/min,進樣量:30μL。離子化模式:正離子API-ES。采用兩種不同衍生化試劑硝基呋喃代謝產(chǎn)物選擇離子(SIM),對于2-氯苯甲醛衍生物AOZ、AMOZ、SEM和AHD的同位素離子分別為:m/z225∶227:m/z324∶326:m/z198∶200:m/z238∶240。對于2-硝基本甲醛衍生化物AOZ、AMOZ、SEM、AHD的選擇離子分別為:m/z 335、m/z 236、m/z 209、m/z 249?;厥章蕿?5%~90%:檢出限可達0.5μg/kg。采用硫酸鋅和亞鐵氰化鉀脫蛋白,電噴霧電離正離子方式(ESI+)、多反應(yīng)監(jiān)測(MRU)方式成功測定了奶粉中的硝基呋喃代謝物。流動相A為乙腈,B為0.1%甲酸(含0.5mmol/L醋酸銨),梯度洗脫:流速0.2mL/min,柱溫30℃。4種代謝物內(nèi)標法回收率在89.5%~110.3%之間。方法檢出限(3倍S/N)AMOZ、AOZ為0.05μg/kg,SEM、AHD為0.1μg/kg,優(yōu)于歐盟的要求[1]。采用高效液相色譜―電噴霧多級質(zhì)譜(LC/MSn)同時快速、準確測定蜂蜜中呋喃西林、呋喃唑酮、呋喃它酮和呋喃妥英4種硝基呋喃類抗生素代謝物。硝基呋喃類代謝物在酸性條件―F經(jīng)過鄰硝基苯甲醛衍生化,液相萃取后經(jīng)色譜分離。色譜柱:ZORBAX 80A Extend C18150 mm×2.1mm,5μm(Agilent)。流動相:甲醇(B)和超純水(A),采用梯度洗脫。進樣量:20μL:流速:0.2mL/min。質(zhì)譜儀采用電噴霧正離子(ESI+)檢測模式,掃描模式為二級質(zhì)譜。加標樣品平均回收率達到64%-79%,定量下限(LOQ)為0.1-1μg/kg,檢測限(LOD)達到0.05-0.5μg/kg[2]。PPMulder等報道用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LCMS/HS)確證定量檢測禽肉及肝組織中的3,5-二硝基水楊酸肼(3,5-dinitrosalicylic acid hydrazide,DSH)代謝物。經(jīng)酸性衍生化為NPDSH和NPHBH,乙酸乙酯提取,采用電噴霧負離子檢測模式進行測定。NPDSH和NPHBH的[M-H]為m/z374,NPDSH的碎片離子為m/z182和226,而NPHBH的碎片離子為m/z 183。肌肉和肝組織中的檢出限分別為0.04mg/kg,0.025 mg/kg,定量限分別為0.10mg/kg,0.05mg/kg[3]。
(二)、喳諾酮類
喹諾酮類(Quinolones,QNs)是1,4-二氫-4-吡啶酮-3羧酸衍生物的抗茵藥,4-吡啶酮-3-羧酸是共同的功能基團,對細菌DNA螺旋酶具有選擇性抑制作用。其中氟喹諾酮類(Fluoroquinolo-ne, FQs)是近十多年來研究最多、發(fā)展最快的一類合成抗菌藥。由于不合理用藥和濫用藥的情況發(fā)生,因此,氟喹諾酮類藥物殘留問題越來越引起人們的重視。LC-MS法檢測靈敏度高,能方便地對微量獸藥殘留組分進行檢測,同時能對獸藥殘留組分進行結(jié)構(gòu)確證,是目前檢測食品中FQs殘留確證檢測的最佳方法之一。研究建立了水產(chǎn)品(鰻魚、蝦、魚肉)中3種氟喹諾酮類抗菌素(PQs)殘留量的LC-ESI-MS/US液相串聯(lián)質(zhì)譜測定方法。測定的3種氟喹諾酮類抗菌素:恩諾沙星ENRO、單諾沙星DANO、沙拉沙星SARA。色譜柱:LichroCART(r),Pu-rospher(r)STAR RP-18e,125×2mm,5μm:流動相:乙腈(A)和0.1%甲酸溶液(B),梯度洗脫。流速:0.2mL/min:柱溫:30℃:進樣量:10μL。質(zhì)譜條件:掃描方式:多反應(yīng)監(jiān)測(HRM),正離子。3種氟喹諾酮抗菌素標準在1.0ng/mL-200ng/mL范圍內(nèi)具有良好的線性。樣品檢測限(LOD)0.5-2.9μg/kg,定量檢測限(LOQ)分別為:1.8(ENRO)、8.2(DANO)、2.4(DIF)μg/kg,這種測定方法可作為原鰻、烤鰻、蝦肉、魚肉等樣品的定量檢測和確證方法,符合國外對氟喹諾酮類抗菌素殘留的最大允許限量(HRL)要求[4]。
(三)、氯霉素類
氯霉素(Chloramphenico,lCAP)是一種廣譜抗生素,能抑制細菌蛋白質(zhì)的形成。動物源食品中氯霉素殘留對人類的健康構(gòu)成直接或潛在的威脅,特別是氯霉素導致人類再生障礙性貧血。用液相色譜-大氣壓光電離質(zhì)譜(LC-APPI-MS)開發(fā)出測定魚肉中氯霉素的方法。樣品用乙酸乙酯萃取并揮發(fā)至干,然后用乙腈和正己烷萃取。分離柱采用ZorbaxEclipseXDB C18150×3 mm, 5μm,10mmol/L醋酸銨水溶液-甲醇為流動相:摻雜劑:丙酮,0.05mL/min:梯度洗脫:柱溫:40℃:進樣量:20μ:l流速:0.5mL/min。選擇離子監(jiān)測(SIM):m/z321 [M-H]-。對于加入量為0.1-2ng/g的樣品,小鯡肉和比目魚肉中氯霉素的平均回收率分別為89.3%-102.5%和87.46-94.8%。LOD為0.07ng/ml。小鯡肉和比目魚肉中氯霉素殘留的檢測極限(信噪比=3)分別為0.27ng/g和0.10ng/g。采用電噴霧電離源(ESI),負離子模式采集,選取m/z:321/152為監(jiān)測離子對測定對蝦中氯霉素殘留。用乙酸乙酯提取。C18Inertsil 5ODS-2色譜柱(5μm,2.1mm×50mm,Meta ChemTechnolegies Inc.):甲醇為流動相,流速為300μL/min,進樣量為20μL。該方法線性范圍為0.28~28μg/L,相關(guān)系數(shù)r=0.99991。定量檢測下限0.07μg/kg。牛英娟等建立了液相色譜/電噴霧離子阱(Q-Trap)質(zhì)譜測定蝦中氯霉素殘留的分析方法。色譜柱:InertsilODS-3柱(2.1mm×15cm,5μm)。流動相:乙腈0.01mol/L乙酸銨水溶液,梯度洗脫。流速0.5mL/min,進樣量5μL:柱40℃:檢測波長278nm。MS條件:電離方式(-)API-ES,選擇離子模式,對m/z321進行MS2檢測。濃度為0.1~20μg/L的線性相關(guān)性系數(shù)為0.99953:濃度為20~1000μg/L的線性相關(guān)性系數(shù)為0.99803,回收率均在70%~116%范圍內(nèi)。岳振峰等以m/z321.0為母離子,m/z152.1、257.0和194.1為子離子,采用多反應(yīng)監(jiān)測(HRM)負離子模式對雞肉組織中的氯霉素殘留進行檢測。采用微量化前處理方法。色譜柱:BDS C18,2.1×150mm,3.5μm:進樣量:30μL:柱溫:30℃:流速:300μL/min:流動相:乙腈-水(V/V10:90),梯度洗脫。方法的檢出限為0.010μg/kg(S/N≥3),定量下限為0.10μg/kg,線性范圍為0.100~1.00μg/L,加標回收率為74.3%~84.0%。氯霉素類抗生素除代表藥氯霉素外,還有甲砜霉素和氟甲砜霉素。同時建立了雞肉中氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素三種氯霉素類抗生素殘留的高效液相色譜-電噴霧電離三重四極桿質(zhì)譜測定法。色譜柱:XDB C18柱(150 mm×2.1 mm .id.,3.5μm):進樣量: 30μL:柱溫:30℃:流動相:乙腈-水,流速:300μL/min,梯度洗脫。該方法采用多反應(yīng)監(jiān)測(MRU)負離子模式,氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素的定性分別采用m/z152.1和257.0,m/z185.1和290.1,m/z185.1和336.1,定量離子分別為m/z321.0/152.1,354.0/185.1和356.1/336.1。方法的檢出限為0.010μg/kg,測定低限為0.100μg/kg,線性范圍為0.050-1.00ug/L,加標回收率為69.0%-92.8%。
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(四)、β-內(nèi)酰胺類
β-內(nèi)酰胺類抗生素主要包括兩類熱不穩(wěn)定的化合物:青霉素和頭孢菌素。在獸醫(yī)臨床上,最為常用的β-內(nèi)酰胺類抗生素包括青霉素G鉀、青霉素G鈉、氨芐青霉索、鹽酸普魯卡因青霉素、阿莫西林、頭孢唑啉、頭孢氨芐、硫霉素等。利用電噴霧四極桿串聯(lián)-離子肼質(zhì)譜測定牛奶中β-內(nèi)酰胺類抗生素的殘留量。該方法可檢測5種p―內(nèi)酰胺類抗生素(氨芐青霉素、阿莫西林、青霉素G、青霉素V和鄰氯青霉素)和2種頭孢菌素(頭孢匹林和頭孢噻呋)。樣品用乙腈提取。用水/甲醇(含1%乙酸)梯度洗脫。氨芐青霉素、阿莫西林、頭孢匹林和頭孢噻呋用質(zhì)子加合物[M+H]+進行定量,而青霉素G、青霉素V和鄰氯青霉素則用鈉離子加合物[M+Na]+進行定量分析。該方法可檢測出美國FDA所規(guī)定的牛奶中允許檢出量5ng/ml和安全使用量2.5ng/mL。最低檢測限(信噪比=10)為0.2ng/mL(氨芐青霉素),0.4ng/mL(頭孢噻呋),0.8ng/mL(頭孢匹林),1ng/mL(阿莫西林和青霉素G),2ng/mL(青霉素V和鄰氯青霉素)。利用彌散固相萃取柱(spersive-SPE)采用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測定牛組織中β-內(nèi)酰胺類抗生素的殘留。彌散型萃取柱與傳統(tǒng)的萃取小柱相比,操作簡單,絕對回收率高。所檢測的10種β-內(nèi)酰胺類抗生素有:脫乙?;^孢匹林、頭孢匹林、阿莫西林、頭孢噻呋DCCD、氨芐青霉素、頭孢唑林、青霉素G鈉、苯唑青霉素、氯唑西林、萘夫西林和雙氯西林。除了頭孢噻呋DCCD回收率為58%之外,其余平均回收率≥70%。
結(jié)語:LC-MS對簡單樣品可進行分析前凈化并具有幾乎通用的多殘留分析能力,用于對初級監(jiān)測呈陽性反應(yīng)的樣品進行在線確證,其優(yōu)勢明顯。液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)是殘留分析理想的檢測手段。對于需要高靈敏度、寬適用范圍、復雜基質(zhì)的多殘留快速篩選工作而言,液質(zhì)聯(lián)用無疑是首選的最佳檢測手段。
作者單位:東北農(nóng)業(yè)大學
參考文獻:
[1]彭濤,邱月明,李淑娟等.高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定動物肌肉中硝基呋喃類抗生素代謝物[J].檢驗檢疫科學,2003.13(6):23―28.
[2]蔣原,丁濤,沈崇鈺等.液相色譜-電噴霧質(zhì)譜聯(lián)用檢測蜂蜜中四種硝基呋喃類代謝物[J].畜牧與獸醫(yī).2005.37(3):12―15
[中圖分類號]Q813.1[文獻標識碼]A[文章編號]1008-6455(2010)03-0341-04
Effects of alcohol extractant from self-made traditional Chinese drug on expressions of typeⅠcollagen, matrix metalloproteinase 1 and vascular endothelial growth factor in keloid-derived fibroblasts
ZHAO Qing-li,MENG Ru-song,YANG Qing-qi,CAI Rui-kang
(Department of Dermatology,Air Force General Hospital of Chinese PLA,Beijing 100036,China)
Abstract:ObjectiveTo study the effects of the alcohol extractant from the self-made traditional Chinese drug on the expressions of typeⅠcollagen, matrix metalloproteinase 1 and vascular endothelial growth factor in keloid-derived fibroblasts(KFB).MethodsThe alcohol extractant from the self-made traditional Chinese drug at concentration of 500μg/ml was added to the cultured KFB. Immunohistochemistry was applied to detect the expressions of typeⅠcollagen, matrix metallo- proteinases 1 and vascular endothelial growth factor in KFB.ResultsAfter the extractant from drug taking action, the expression of type collagenⅠwas suppressed, the expression of MMP-1 was enhanced while the expression of VEGF was increased or decreased.ConclusionsThe self-made traditional Chinese drug may produce therapeutic effects by influencing the synthesis of typeⅠcollagen, MMP-1 and VEGF.
Key words:keloid, traditional Chinese drug; fibroblast, typeⅠcollagen; matrix metalloproteinase 1;vascular endothelial growth factor
瘢痕疙瘩(Keloid, K)的組織病理學特征為真皮中膠原纖維致密增生、排列紊亂。研究表明,K形成與膠原蛋白的合成與降解失衡有關(guān);K組織中的微血管狀況影響著K的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸。Ⅰ型膠原蛋白是K膠原組織中的主要成分,基質(zhì)金屬蛋白酶1(Matrix Metalloproteinases 1, MMP-1)是降解Ⅰ型膠原蛋白的關(guān)鍵酶。血管內(nèi)皮細胞生長因子(Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF)為血管內(nèi)皮細胞特異性絲裂原,在血管的形成、發(fā)育、分化等方面發(fā)揮著重要作用。本研究檢測自制中藥醇提物對K成纖維細胞Ⅰ型膠原蛋白、MMP-1及VEGF表達的影響,其目的是探討藥物的作用機制,為K臨床治療提供實驗依據(jù)。
1材料和方法
1.1 材料:自制中藥由全蝎、蚤休、丹參、生乳香、浙貝母、生甘草組成。體外培養(yǎng)的人K成纖維細胞(Keloid Fibroblasts, KFB)6株、人正常皮膚成纖維細胞(Normal Fibroblasts, NFB)3株由中國醫(yī)學科學院整形外科醫(yī)院王春梅教授贈送。主要試劑及儀器包括兔抗人Ⅰ型膠原蛋白、MMP-1、VEGF多克隆抗體(武漢博士德公司)、二步法免疫組化檢測試劑(北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司)、DMEM、新鮮小牛血清、正常羊血清、正常兔血清。
1.2 實驗方法
1.2.1 藥物制備:90g自制中藥粉碎為細粉,加8倍量75%乙醇回流提取,濾過,濃縮,用乙醇溶解為100ml,密閉冷藏。量取適量的自制中藥醇提物水浴蒸干,加二甲基亞砜及PBS溶解,微孔濾膜濾過除菌,用細胞培養(yǎng)液(含DMEM、新鮮小牛血清、青霉素、鏈霉素)稀釋成實驗濃度。
1.2.2 細胞培養(yǎng)及免疫細胞化學染色:根據(jù)增殖實驗結(jié)果,選擇對成纖維細胞增殖無顯著抑制作用的藥物濃度(500 μg/ml)。KFB、NFB傳代3~7代,加0.25%胰蛋白酶消化,制成1.5×105/ml細胞懸液,以2ml/孔(3×105細胞/孔)加入內(nèi)含消毒蓋玻片的6孔板中,培養(yǎng)箱中孵育48h。吸除原培養(yǎng)液,中藥組加自制中藥醇提物培養(yǎng)液2ml于KFB孔中,陰性對照組加單純培養(yǎng)液2ml于KFB孔及NFB孔中,繼續(xù)孵育48h。取出蓋玻片,冷丙酮固定,1:15正常羊血清作用30min,分別滴加兔抗人Ⅰ型膠原蛋白(1:50)、MMP-1(1:100)、VEGF(1:50)多克隆抗體,同時設(shè)PBS對照及正常兔血清對照。4oC濕盒中過夜,復溫,滴加通用型IgG(Fab段)-HRP多聚體,37℃作用30min,DAB顯色,復染,脫水,封片。取硬皮病、惡性黑素細胞瘤、子宮內(nèi)膜石蠟切片各1份,分別進行Ⅰ型膠原蛋白、MMP-1、VEGF免疫組化染色,以此設(shè)為陽性對照。
1.2.3 結(jié)果判定:顯微鏡下觀察到Ⅰ型膠原蛋白、MMP-1、VEGF陽性表達呈棕褐色,細胞漿和/或細胞核內(nèi)含棕褐色顆粒的細胞為陽性細胞。隨機計數(shù)5個高倍鏡視野(×400)中細胞總數(shù)及陽性細胞數(shù),并換算成陽性細胞百分計數(shù)。
1.3 統(tǒng)計學分析:將所有資料輸入數(shù)據(jù)庫,采用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計學處理,檢測指標用x±s表示,統(tǒng)計分析方法為t檢驗。P
2結(jié)果
硬皮病真皮網(wǎng)狀層可見Ⅰ型膠原蛋白呈片狀棕褐色著色。惡性黑色素瘤胞漿、核質(zhì)中見MMP-1呈顆粒狀棕褐色著色。子宮內(nèi)膜血管內(nèi)皮細胞胞漿內(nèi)見VEGF呈彌漫性棕褐色著色。PBS對照及正常兔血清對照均未見棕褐色著色。
2.1成纖維細胞Ⅰ型膠原蛋白表達:陰性對照組KFB(圖1)、NFB及中藥組KFB(圖2)均見胞核核膜上呈線狀及核質(zhì)中呈核仁樣分布的較多Ⅰ型膠原蛋白陽性顆粒。陰性對照組KFB胞漿中見大量散在分布的陽性顆粒,陰性對照組NFB及中藥組KFB胞漿中僅見少數(shù)散在的陽性顆粒。胞漿中陽性顆粒的表達強度為:陰性對照組KFB>中藥組KFB≌陰性對照組NFB。陽性細胞百分計數(shù)在陰性對照組KFB與NFB間、陰性對照組與中藥組KFB間比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(表1)。
2.2 成纖維細胞MMP-1表達:三組MMP-1陽性表達均以胞核為主。陰性對照組KFB(圖3)多數(shù)胞核呈陰性反應(yīng),少數(shù)胞核中見陽性細顆粒、粗顆粒排列于核周或/及散在分布于核質(zhì)中;陰性對照組NFB及中藥組KFB(圖4)多數(shù)胞核呈陽性反應(yīng),陽性顆粒粗大甚至呈團塊狀,散在分布于核質(zhì)中或聚集于核質(zhì)的一側(cè)。陰性對照組KFB胞漿中陽性顆粒少見,陰性對照組NFB及中藥組KFB胞漿中均見少數(shù)散在分布的陽性顆粒。陽性顆粒的表達強度為:中藥組KFB≌陰性對照組NFB>陰性對照組KFB。陰性對照組KFB的陽性細胞百分計數(shù)低于陰性對照組NFB,差異有統(tǒng)計學意義(P0.05) (表1)。 2.3 成纖維細胞VEGF的表達:陰性對照組KFB(圖5)、NFB多數(shù)胞核、胞漿中均見VEGF陽性顆粒,呈細顆粒、粗顆粒狀散在分布于核質(zhì)中或/及胞漿中,以胞核為主。中藥組KFB(圖6A 6B)部分細胞陽性表達減弱,表現(xiàn)為胞核中少數(shù)散在的核仁樣顆粒,胞漿中呈陰性反應(yīng)或僅見少數(shù)散在的陽性細顆粒;部分細胞陽性表達增強,表現(xiàn)為胞漿中大量散在分布的陽性粗顆粒,或大量陽性細顆粒聚集于核周。陽性顆粒的表達強度為:中藥組KFB表達增強區(qū)>陰性對照組KFB≌陰性對照組NFB>中藥組KFB表達減弱區(qū)。中藥組KFB的陽性細胞百分計數(shù)低于陰性對照組KFB,差異有統(tǒng)計學意義(P0.05)(表1)。
3討論
K組織中Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白的含量明顯增加,尤以Ⅰ型膠原為甚。Ⅰ型膠原蛋白的合成受諸多因素影響,直接檢測體外培養(yǎng)的KFBⅠ型膠原蛋白的表達可以避免許多內(nèi)在因素的干擾,顯現(xiàn)KFB本身所固有的特性。為了能準確地判定自制中藥醇提物對成纖維細胞合成Ⅰ型膠原蛋白的影響,避免藥物抑制細胞增殖的干預(yù),本研究選擇對成纖維細胞增殖無顯著抑制作用的藥物濃度。我們的結(jié)果表明,KFB合成Ⅰ型膠原蛋白增加,表現(xiàn)為胞漿中有大量的陽性顆粒;自制中藥醇提物可抑制KFB合成Ⅰ型膠原蛋白,表現(xiàn)為胞漿中陽性顆粒明顯減少。然而,陽性細胞百分計數(shù)分析并未顯示陰性對照組KFB與NFB間、陰性對照組與中藥組KFB間統(tǒng)計學意義上的差異,我們認為這可能與三組成纖維細胞胞核上陽性表達無數(shù)量上的差異有關(guān)。
近年來,膠原蛋白合成與降解間的失衡在K形成中的作用引起國內(nèi)外學者的重視。關(guān)于K組織細胞中MMP家族的檢測與干預(yù)已成為當今研究的熱點課題。MMP家族是一組蛋白水解酶類,它們對細胞外基質(zhì)具有廣泛的降解作用。MMP-1為其家族成員之一,它可以在Ⅰ型前膠原α1、α2鏈的特殊位點降解膠原,使其成為1/4~3/4片段。在創(chuàng)傷修復中MMP-1可表達于真皮成纖維細胞上,以參與肉芽組織的形成和清除以及瘢痕的消退[1]。國內(nèi)有學者對K病理切片進行MMP-1免疫組化染色,結(jié)果顯示K組織中MMP-1表達較正常皮膚顯著增加[2]。鑒于成纖維細胞、巨噬細胞、上皮細胞等多種細胞均可產(chǎn)生MMP-1,我們認為檢測K組織中MMP-1的表達并不能反映出成纖維細胞合成MMP-1的實際狀況。本研究的MMP-1定性、定量分析結(jié)果顯示,體外培養(yǎng)的KFB與NFB比較,其MMP-1表達顯著降低,此結(jié)果與Arakawa等[3]、Uchida等[4]結(jié)論相符,提示KFB自身存在著MMP-1轉(zhuǎn)錄及/或翻譯水平的異常,致使KFB胞核、胞漿中MMP-1蛋白減少。在我們的臨床療效觀察中發(fā)現(xiàn),自制中藥軟膏可使K萎縮、變平、退化(待發(fā)表)。本研究顯示自制中藥醇提物可使KFB中MMP-1蛋白增多,這表明本藥物可能通過促進KFB合成MMP-1、以降解致密增生的膠原纖維,從而達到促使K消退的治療效果。
關(guān)于K微血管狀況在K發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸中的作用已成為近年來學術(shù)界爭論的焦點之一。部分學者強調(diào),瘢痕組織血管生成過多、血供豐富支撐著瘢痕的過度增生。另有學者認為,瘢痕組織供血不足、組織缺氧誘發(fā)K;瘢痕內(nèi)血管通路的建立、正常微循環(huán)的形成對瘢痕的退化有促進作用[5-6]。新近的研究表明,K部位不同,組織內(nèi)微血管狀況亦不同;浸潤部微血管數(shù)量增加,老化部微血管數(shù)量減少[7]。多數(shù)文獻支持K組織中VEGF表達增高[7-10],其主要分布或真皮成纖維細胞上[7-8,10],或表皮角質(zhì)形成細胞中[9];VEGF表達K浸潤部>K周邊正常皮膚≌K增生部>K老化部≌正常人皮膚[10]。由此可見,對于臨床表現(xiàn)復雜多樣的K皮損而言,單純地促使或抑制血管增生均欠全面,須根據(jù)K皮損的不同表現(xiàn)分別采取相應(yīng)的治療。本研究結(jié)果顯示,在培養(yǎng)液中生長的KFB其VEGF表達與NFB比較無明顯差異,即KFB就單個細胞而言無VEGF合成增多。我們推測以往學者檢測到的KFB上VEGF高表達可能與組織中的微環(huán)境及相關(guān)因子的作用有關(guān),或與組織中KFB增多有關(guān)。KFB在自制中藥醇提物的作用下,雖與陰性對照組比較其VEGF陽性細胞百分計數(shù)顯著減少,但卻同時顯現(xiàn)VEGF表達明顯減弱及顯著增強,即表明該藥物對KFB VEGF的合成具有雙向調(diào)節(jié)作用,可使部分KFB合成VEGF增多而部分KFB合成VEGF減少,這是否意味著K組織中存在著具有不同VEGF合成機制的成纖維細胞,是否意味著調(diào)動成纖維細胞的這種雙向反應(yīng)以促進及抑制血管增生對K的治療更有益,尚需要進一步研究。
[參考文獻]
[1]潘敏,駱丹.基質(zhì)金屬蛋白酶與皮膚病相關(guān)性[J].國際皮膚性病學雜志,2007,33(1):53-55.
[2]郭麗麗,劉林,陳言湯.MMP-1、TIMP-1及PDGF在病理性瘢痕中的表達[J].中國美容整形外科雜志,2006,17(5):340-342.
[3]Arakawa M,Hatamochi A,Mori Y,et al. Reduced collagenase gene expression in fibroblasts from hypertrophic scar tissue[J]. Br J Dermatol,1996,134(5): 863-868.
[4]Uchida G,Yoshimura K,Kitano Y,et al. Tretinoin reverses up-regulation of matrix metalloproteinase-13 in human keloid-derived fibroblasts[J]. Exp Dermatol,2003,12 (Suppl 2):35-42.
[5]Timar-Banu O,Beauregard H,Tousignant J,et al. Development of noninvasive and quantitative methodologies for assessment of cgronic ulcers and scars in humans[J]. Wound Repair Regen,2001,9(2): 123-132.
[6]李高峰,羅成群,劉潯陽,等.瘢痕內(nèi)微循環(huán)的變化[J].中華醫(yī)學美學美容雜志,2005,11(4): 223-226.
[7]毛運春,唐紅梅,莊強,等.前胸部瘢痕疙瘩微血管的形態(tài)和分布[J].微循環(huán)學雜志,2007, 17(3):24-26.
[8]姜篤銀,徐明達,陳璧,等.瘢痕疙瘩組織血管生長因子及其受體表達的意義[J].第四軍醫(yī)大學學報,1998, 19(4):470-471.
前言
21世紀的中國,科技的發(fā)展非常突出,生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植方面的重要性也不可忽視,如生物技術(shù)中的轉(zhuǎn)基因技術(shù)、現(xiàn)在的生物農(nóng)藥、組織培養(yǎng)技術(shù)等在農(nóng)業(yè)的發(fā)展中也占有很大的突出地位。生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植的過程中,保護了土壤的肥沃程度,節(jié)約了一定的資源,在一定意義上促進了生態(tài)保護的作用,并且,生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植的過程中,提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量,保證了農(nóng)產(chǎn)品的高效增收和質(zhì)量,增加了農(nóng)民的收入,帶動了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,一定程度上也帶動了農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。
1發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的重要性
隨著科技的不斷發(fā)展,生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中也越來越重要,作為第三產(chǎn)業(yè),自身具有產(chǎn)量高,投資小等特點。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,對農(nóng)業(yè)的需求非常大,并且我國也是世界上人口最多的國家,這就意味著對農(nóng)產(chǎn)品的需求也很大,我國的耕地面積大,這樣就要保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量,產(chǎn)量,以及田地自身的狀況,利用生物技術(shù)可以在節(jié)約資源,保護環(huán)境的情況下,保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量,產(chǎn)量,土壤肥沃,生物技術(shù)是一種可持續(xù)發(fā)展技術(shù)。在農(nóng)業(yè)種植的過程中,會出現(xiàn)種種問題,如病蟲害多,需要用農(nóng)藥去除病蟲害。在用傳統(tǒng)的農(nóng)藥過程中,化學因素很多,不僅會造成對環(huán)境的污染,降低土壤的肥力,降低農(nóng)作物的產(chǎn)量,而且不能從根部去除病蟲害,只能局部除害,局限性大,而生物藥物,是利用生物的新陳代謝等來去除病蟲害的,不僅減小了對農(nóng)藥的使用,可以保護環(huán)境,提高農(nóng)作物產(chǎn)量,而且還可以從根部去除病蟲害,不會在使病蟲害復發(fā)。大力發(fā)展生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植中的應(yīng)用,可滿足我國人民的需求,帶動我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,提高農(nóng)民的收入,加快經(jīng)濟的發(fā)展。
2生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植中的應(yīng)用
2.1抗病蟲。在農(nóng)業(yè)種植的過程中,有時候農(nóng)作物的產(chǎn)量并沒有像人們預(yù)期的那樣高,在這一過程中,往往是因為大量的病蟲害侵害農(nóng)作物,糧食的產(chǎn)量因農(nóng)作物侵害造成的損失占有大約六分之一,導致農(nóng)作物的產(chǎn)量急劇減少,人們往往采用化學藥劑進行滅蟲,這樣不僅不能對病蟲害完全消滅,而且對農(nóng)作物自身也具有不良的影響,影響農(nóng)作物產(chǎn)量,利用生物技術(shù)配制的生物藥物,可以將病蟲害完全消除,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。2.2抗寒。在寒冷的冬季,有些植物往往熬不過冬季便已死亡,特別是在東北這種超冷的地區(qū),大部分植物都過不完冬季都已死亡。種種跡象表明在寒冷的冬季大部分植物的抗寒性較差,而利用生物技術(shù),可以產(chǎn)生抗寒能力的轉(zhuǎn)基因作物,可使在寒冷的冬季,提高農(nóng)作物的抗寒能力。2.3抗金屬。越來越多的人挖煤礦,挖鐵礦,采各種各樣的礦類,造成環(huán)境污染嚴重,空氣污染嚴重,水污染嚴重,土壤破壞嚴重等問題,而且采各種各樣的礦類會造成金屬污染,大量的重金屬會造成各種環(huán)境問題加劇。重金屬的污染,會破壞土壤的肥力,導致農(nóng)作物植株矮小,生長周期不正常,導致生長周期比其他植物生長周期長,從而導致土壤肥力下降,從而降低農(nóng)作物的產(chǎn)量,并且重金屬還會危害人類的健康,對人類身體健康產(chǎn)生不良影響巨大,利用生物技術(shù)改良農(nóng)作物對重金屬的抗性,可提高農(nóng)作物對金屬污染的抗性,促進農(nóng)作物恢復正常生長。2.4促進其他技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。生物技術(shù)的發(fā)展,不僅在農(nóng)業(yè)種植方面有很大的貢獻,還會促進其他技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,如促進轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)基因技術(shù)是通過一種優(yōu)良的農(nóng)作物基因,轉(zhuǎn)移到一種與其毫無關(guān)系的農(nóng)作物身上,從而提高農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量,推動其他技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。2.5制作生物農(nóng)藥。通過利用生物技術(shù)的發(fā)展,可以制作出與傳統(tǒng)農(nóng)藥完全不同的生物農(nóng)藥,傳統(tǒng)的生物農(nóng)藥具有很大的局限性,傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)不能將病蟲害完全的消滅,并且化學因素較多,降低土壤的肥力,破壞環(huán)境,造成對環(huán)境的污染,而生物農(nóng)藥則不同,生物農(nóng)藥不僅減少對農(nóng)藥的使用量,而且還能完全消滅害蟲,不污染環(huán)境,不對土壤造成傷害,不會降低土壤的肥力。
3生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植中的推廣策略
3.1加強宣傳。加強生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植中的推廣和宣傳力度,可利用現(xiàn)代傳媒技術(shù)的發(fā)展,通過微博、微信、新聞、報紙、電視等手段進行傳播,讓全世界更多的人了解生物技術(shù)到底是什么,有什么用,對農(nóng)業(yè)種植方面有什么巨大的貢獻,讓生物技術(shù)引領(lǐng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,只有讓更多的人了解生物技術(shù),才能更好的促進生物技術(shù)的發(fā)展,從而推動生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植方面的發(fā)展。3.2政府加強政策扶持。政府應(yīng)該加強對農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的支持,對農(nóng)民進行補貼,出臺相應(yīng)的惠農(nóng)政策,建立培養(yǎng)基地,讓更多的農(nóng)民進行學習,使更多的人了解生物技術(shù),這樣可以保證對土地資源的合理利用,也會減少對環(huán)境的污染,促進可持續(xù)發(fā)展。建立健全技術(shù)設(shè)施保障,建立農(nóng)村合作根據(jù)地,與一些生物技術(shù)公司合作,建立生態(tài)技術(shù)農(nóng)業(yè)技術(shù),提高專業(yè)人員的技能,加強培養(yǎng)專業(yè)人員,讓專業(yè)人員帶動農(nóng)村人員,從而培養(yǎng)農(nóng)村人員的專業(yè)技術(shù)技能。3.3改革創(chuàng)新。生物技術(shù)的發(fā)展,不能死搬硬套,要有創(chuàng)新意思,改革創(chuàng)新,與時俱進,要與當今經(jīng)濟的發(fā)展相適應(yīng),生物技術(shù)的發(fā)展,要適應(yīng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,要與當今農(nóng)業(yè)道路相適應(yīng),只有進行了改革創(chuàng)新,與時俱進。才能很好的促進生物技術(shù)的發(fā)展??偨Y(jié)生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植當面具有很大的貢獻,使農(nóng)業(yè)得到很大的發(fā)展,提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量,促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,帶動農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展,增加居民的收入,帶動第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,帶動相關(guān)經(jīng)濟的發(fā)展,促進其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
參考文獻
[1]張麗雙;淺議生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植中的推廣與應(yīng)用[J].中國科技博覽2011,(10):157
[2]張仰峰;生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植中的運用初探[J].科技信息2013(23)
微生物技術(shù)是在多種學科上面相互緊密交叉的一門應(yīng)用學科,對環(huán)境污染修復技術(shù)方面的發(fā)展具有重要的推動作用。本文主要介紹目前常用的分子生物技術(shù),分析分子生物技術(shù)在水、土壤、惡臭等方面的應(yīng)用,明確分子生物技術(shù)在環(huán)境工程微生物修復治理工作中的重要性,為在下一步的分子生物技術(shù)的研究提供一個良好的契機,也為在環(huán)境工程的工作取得良好的效果而做好各項準備工作。
1與環(huán)境工程相關(guān)的分子微生物技術(shù)
1.1PCR核酸技術(shù)
PCR是一種利用脫氧核糖核酸半保留復制的原理,在體外擴增位于兩段已知序列之間的DNA區(qū)段,從而得到大量復制的生物技術(shù),其應(yīng)用在整個行業(yè)中最為廣泛。PCR技術(shù)主要分為以下三種:PCR-SSCP技術(shù)、PCR-DGGE技術(shù)以及PCR-RFLP技術(shù)。
(1)PCR-SSCP技術(shù)主要通過利用銀染法以及熒光的檢測技術(shù)等,對SSCP凝膠DNA譜帶進行詳細的分析,應(yīng)用這種技術(shù)進行分析,能夠簡化測試的試驗步驟,比較方便且精準;
(2)PCR-DGGE技術(shù)是按照一定順序檢測生命物質(zhì)堿基,獲得變性試劑解鏈不同的內(nèi)容物質(zhì)反映,對樣本進行檢測,從而達到研究目的;
(3)PCR-RFLP技術(shù)主要是利用限制性核酸內(nèi)切酶的特性進行樣本分析,在基因組上尋找多態(tài)性位點,從而揭示個體或群體間遺傳變異或評估種間親緣性關(guān)系的一種分子標記技術(shù)。
1.2熒光原位雜交技術(shù)
熒光原位雜交技術(shù)是目前單個細胞水平上分析微生物群落結(jié)構(gòu)的常用分子生態(tài)學方法,根據(jù)目前已公布的、定位在不同分類等級的rDNA分子的特定位置,設(shè)計以rDNA為靶點的寡核苷酸探針,然后用熒光標記探針,用于原位鑒定單個細胞.目前可利用此方法,使用一整套特異的寡核苷酸探針可進行單個細胞的快速分類。
1.3基因重組技術(shù)
此技術(shù)是利用DNA體外擴增或重組技術(shù)把需要的基因或DN段從供體生物基因組中抽取分離,或通過人工合成的方法獲取基因,并經(jīng)過一系列的切割、加工、修飾、連接反應(yīng)產(chǎn)生重組的DNA分子,再將其導入適合的受體細胞,從而獲得基因表達的過程。
2分子生物技術(shù)的應(yīng)用
工業(yè)的高速發(fā)展極大地促進了我國經(jīng)濟的增長。然而,工業(yè)污染已對我們正常的生活環(huán)境及個人健康造成了不可忽視的影響。分子生物技術(shù)應(yīng)用對環(huán)境污染的修復和治理成為現(xiàn)今行業(yè)的關(guān)注熱點。
2.1水處理中的應(yīng)用
微生物絮凝劑是由微生物菌體內(nèi)外分泌的生物大分子,并帶有電荷。相關(guān)的研究表明,微生物絮凝劑對生活污水及工業(yè)廢水的COD及SS的去除率可分別達到68%和91%。相比鐵鹽、鋁鹽等化學藥劑,微生物絮凝劑對活性污泥所產(chǎn)生的絮凝作用更高效,其產(chǎn)生的沉淀也更易過濾,且絮凝后的殘渣可生物降解,不會造成二次污染。由此可見,微生物絮凝劑具有高效、無毒的優(yōu)點。
2.2土壤修復中的應(yīng)用
由于土壤生物修復技術(shù)具有環(huán)境友好、成本低、可原位處理等優(yōu)點,因此成為了目前的一個研究熱點。有益微生物可通過自身代謝分解土壤中的有機污染,其分泌的有機酸、鐵載體等物質(zhì)能使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的螯合態(tài)。此外,根際微生物還能協(xié)助植物生長,促進超富集植物對土壤的修復效果。通過分子生物技術(shù)篩選具有高效代謝能力的菌種,并觀察分析微生物在修復過程中的群落動態(tài)變化,可進一步了解土壤生物修復的機理,建立土壤功能微生物資料庫,促進土壤生物技術(shù)在實際應(yīng)用中的優(yōu)化。
2.3臭氣處理中的應(yīng)用
微生物的代謝作用可把臭氣分解成硫酸鹽、CO2、H2O等無害無味物質(zhì),特別適用于堆肥廠、污水處理廠、垃圾填埋場等環(huán)境衛(wèi)生處理設(shè)施的臭氣治理。目前常用的生物除臭工藝包括過濾除臭、滴濾除臭、曝氣式除臭以及洗滌式除臭。分子生物技術(shù)已廣泛用于分析臭氣處理設(shè)備中微生物代謝功能及群落的變化。通過擴增除臭細菌某基因的可變區(qū),并結(jié)合相關(guān)的分子生物技術(shù),觀察除臭生物裝置中的微生物的多樣性、豐度及代謝功能在不同pH、碳源或其他制約條件下的變化,可篩選出最有利的菌種。因此,分子生物技術(shù)的應(yīng)用對臭氣治理具有非常重要的意義。
2.4對石油降解方面進行分析研究
石油的成分復雜,包括一些對微生物有毒害的物質(zhì)。因此,如何鑒定、篩選、培養(yǎng)具有高效降解能力的菌種成為石油污染物生物處理技術(shù)的關(guān)鍵。為了更好的解決石油的污染問題,需要相關(guān)研究人員在分子生物與石油污染進行深入細致的研究,并積極尋找有效可行的治理方法。分子生物技術(shù)在環(huán)境工程方面,主要具有環(huán)境治理效果好、無副作用、成本較低等優(yōu)點。由于分子生物技術(shù)的眾多好處,得到了各方面的廣泛認可,使得這項技術(shù)在我們行業(yè)的發(fā)展上起到了重要的作用。
3結(jié)語
我國現(xiàn)今所面臨的難題是,如何降低對環(huán)境的污染,如何能夠進一步改善我們現(xiàn)在的生活環(huán)境。環(huán)境工程生物修復技術(shù)作為目前行業(yè)的熱點,而分子生物技術(shù)儼然已成為環(huán)境工程微生物不可或缺的研究手段,這同時也在另一個層面讓我們充分的認識、理解到分子生物技術(shù)在環(huán)境工程中的重要性。分子生物技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用是我們在環(huán)境保護中的前沿陣地,我們在不斷的分子生物研究中進行發(fā)掘和創(chuàng)新,為我們的環(huán)境工程事業(yè)做好有力的技術(shù)支持,同時也為我國在環(huán)境保護方面做出重要的貢獻。
參考文獻
[1]石琛,王璐.環(huán)境微生物領(lǐng)域分子生物技術(shù)的應(yīng)用進展[J].中國科技信息,2013,16,135+139.
近年來,伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,生態(tài)環(huán)境受到嚴重威脅。農(nóng)業(yè)水污染作為我國發(fā)展面臨的主要問題,受到我國專業(yè)人士的廣泛關(guān)注,農(nóng)業(yè)水污染來源廣泛,如工業(yè)廢水、生活污水以及江河湖泊的水華等。傳統(tǒng)水污染的治理措施主要以物理和化學方法為主,雖取得一定成效但是由于自身的因素易對周圍環(huán)境造成破壞且運行成本高而未能廣泛使用,生物技術(shù)作為一種新型技術(shù),可以依靠動植物和微生物作為反應(yīng)器對污水進行加工處理,但是由于技術(shù)成熟性,生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)水污染治理中仍然存在很多問題有待于解決。
1對生物技術(shù)的解讀
生物技術(shù),是指人們利用現(xiàn)存的生物進行體內(nèi)物質(zhì)和能量運動原理生產(chǎn)出對人體及環(huán)境有益的物質(zhì)。通常來說,生物技術(shù)是指利用微生物、動植物的生理活動對被污染的物質(zhì)進行加工、處理和修飾,最后生產(chǎn)出對環(huán)境有益的物質(zhì)。20世紀80年代,國際合作及發(fā)展組織就對生物技術(shù)有了明確的定義,隨著生物技術(shù)科學領(lǐng)域的不斷發(fā)展,現(xiàn)代生物技術(shù)作為一種新型的科學技術(shù)已經(jīng)被世界廣泛接受和使用,現(xiàn)代生物技術(shù)主用包括基因工程、酶工程以及細胞工程。經(jīng)過不斷地摸索和探究,人們發(fā)現(xiàn)利用生物的生理特征可以有效治理農(nóng)業(yè)水污染,如降解能力、吸附能力,這樣既可以節(jié)省成本又可以獲得高水平的污水處理效果,但由于目前生物技術(shù)仍處于初級水平,并不能很好地控制生物在外界因素影響下仍能高效地進行污水凈化處理,因此生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)水污染治理中仍然存在許多問題有待于進一步優(yōu)化。
2生物技術(shù)治理農(nóng)業(yè)水污染的現(xiàn)狀
2.1生物技術(shù)治理農(nóng)業(yè)水污染中的政府支持力度
生物技術(shù)作為一種新型污水處理技術(shù)受到世界各國的廣泛重視,我國作為人口最多的國家,農(nóng)業(yè)水體污染可以追溯到每位居民的飲食住行,因此加強生物技術(shù)的研究勢在必行。農(nóng)業(yè)水污染的主要物質(zhì)有氮磷的富營養(yǎng)化、農(nóng)藥的降解、懸浮物、硫化物和重金屬等,由于農(nóng)業(yè)污水的有機物含量高,易造成水體腐敗,對周邊的農(nóng)作物造成直接影響,導致農(nóng)作物成熟不良、抗逆性差且易發(fā)生病害。目前水體污染引起政府的高度重視,2000多家的農(nóng)藥制造企業(yè)已有500多家生物農(nóng)藥制造企業(yè),各級政府積極實施政策和方針,如2013年,浙江省通過建立水源地水質(zhì)自動檢測系統(tǒng)為農(nóng)業(yè)水體的凈化提供了有力保障。
2.2生物技術(shù)治理農(nóng)業(yè)水污染中的市場使用現(xiàn)狀
農(nóng)業(yè)水污染生物技術(shù)的應(yīng)用不僅是國內(nèi)市場發(fā)展戰(zhàn)略的趨勢,更是世界市場農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略目標。我國擁有遼闊的土地面積,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)相對先進,但面臨的農(nóng)業(yè)水污染問題如不能盡快解決,將給我國農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)市場經(jīng)濟帶來空前的災(zāi)難;農(nóng)業(yè)水污染生物技術(shù)作為生物技術(shù)的重要研究內(nèi)容,在經(jīng)濟全球化的背景下應(yīng)加快生物技術(shù)的研究工作,加強市場與農(nóng)業(yè)水污染生物技術(shù)的聯(lián)系,使生物技術(shù)存在的缺陷和問題能夠盡快解決。2011年,英國、法國等多個國家共同建立生物信息科技園、生物風險基金等,向全世界展示了生物技術(shù)商業(yè)化的發(fā)展趨勢,隨著農(nóng)業(yè)水污染生物技術(shù)的推廣,生物技術(shù)商業(yè)化也出現(xiàn)了相應(yīng)的問題,如是否建立更多的生物技術(shù)商業(yè)區(qū),如何處理農(nóng)業(yè)水污染生物技術(shù)出現(xiàn)的問題成為世界生物學界關(guān)注的焦點。
3生物技術(shù)治理農(nóng)業(yè)水污染中存在的問題及原因分析
伴隨著農(nóng)業(yè)水污染生物技術(shù)的應(yīng)用,農(nóng)業(yè)水污染的問題得到了有效解決,但是由于農(nóng)業(yè)水污染生物技術(shù)仍處于初級階段,目前還存在許多問題有待于進一步優(yōu)化,
3.1生物技術(shù)治理農(nóng)業(yè)水污染中存在的問題
3.1.1無法替代部分農(nóng)藥與分解
傳統(tǒng)的農(nóng)藥主要含汞劑和砷劑為主,這類農(nóng)藥可以在植物體內(nèi)積累,并且產(chǎn)生有害毒素,擾亂植物的成熟期,部分藥物還含有尼古丁、生物堿、赤霉素等,這些農(nóng)藥在今天很難被生物技術(shù)所代替,并且由于農(nóng)藥的復雜性,部分微生物也無法對其進行分解。傳統(tǒng)農(nóng)藥的專一性不高,因此常常會對周圍的植物產(chǎn)生毒害作用,因此必須加強生物技術(shù)的研制工作,將遺留下來的農(nóng)藥進行分解,使農(nóng)業(yè)水污染的情況有所改善。
3.1.2無法滿足部分生物依賴的生存環(huán)境
農(nóng)業(yè)水污染的主要來源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的污染物造成的污染,如農(nóng)藥、化肥、糞便等,這類污染物不易被降解,久而久之就會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞,水體造成嚴重污染,這使得部分微生物的生存造成威脅,此外,外部壞境的改變也使得微生物無法滿足賴以生存的生物圈,因此,農(nóng)業(yè)水污染生物技術(shù)面臨著無法使部分微生物正常存活的困難,這也是生物技術(shù)發(fā)展面臨的主要困難之一。
3.2生物技術(shù)治理農(nóng)業(yè)水污染中存在問題的原因分析
生物技術(shù)作為一種新型生物科學技術(shù),目前被應(yīng)用到各個領(lǐng)域,我國作為一個農(nóng)業(yè)大國,在農(nóng)業(yè)水污染生物技術(shù)方面尚未成熟,主要原因有:
(1)起步時間晚,我國生物技術(shù)相對于其他發(fā)達國家發(fā)展緩慢。
(2)內(nèi)容缺乏,目前生物技術(shù)主要以水生藻類、微生物為主,這類生物易被環(huán)境干擾。
(3)缺乏合理的規(guī)劃,在農(nóng)業(yè)水污染控制方面以治理為主,忽視了預(yù)防的重要性。農(nóng)業(yè)水污染問題關(guān)系到每位居民,在經(jīng)濟快速發(fā)展的時代里,我們應(yīng)該珍惜我們的家園,愛護我們的環(huán)境。
4結(jié)語
隨著經(jīng)濟的發(fā)展、資源的浪費,農(nóng)業(yè)水污染成為世界人民關(guān)注的熱點話題,本文首先分析了當前農(nóng)業(yè)水污染生物技術(shù)的現(xiàn)狀,接著從生物技術(shù)的替代與分解、生存環(huán)境和規(guī)劃問題三個方面,探究了農(nóng)業(yè)水污染生物技術(shù)在實際應(yīng)用中存在的問題,最后理性的對全文進行總結(jié)。
[參考文獻]
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:A
1現(xiàn)代生物技術(shù)教育的作用
1.1開拓學生的視野
由于現(xiàn)代生物技術(shù)的學習內(nèi)容會涉及到眾多現(xiàn)代生物技術(shù)的理論研究成果,尤其是基礎(chǔ)理論,所以會一定程度上開拓學生的生物學視野。例如學習胚胎工程一定會涉及和卵子細胞的發(fā)生過程和激素調(diào)節(jié)、受精作用機制、胚胎發(fā)育過程等;學習克隆技術(shù)就一定會涉及細胞的全能性、分化與脫分化機制、細胞的核與質(zhì)相互作用等原理。如此種種原理的學習,除了會增加學生的生物學知識,還會啟發(fā)其進一步思考生物學未來發(fā)展方向,提高其創(chuàng)新思維,開拓其視野。
1.2增強科技意識
由于生物科學研究領(lǐng)域涉及面較廣,包括農(nóng)學、醫(yī)學、環(huán)境科學等方面,所以在其研究日益加強的同時,應(yīng)用科學也必將得到發(fā)展,反過來也可以從應(yīng)用科學中汲取最新研究成果,為理論研究提供素材。例如,“水稻基因組計劃”的實施會對新世紀農(nóng)業(yè)的發(fā)展影響深遠,更會很大程度上緩解全球各地都面臨的糧食問題。除此之外,生物科學還對全球人口問題、資源短缺、食品健康等問題影響深遠,只有通過將生物科學轉(zhuǎn)化為絕對生產(chǎn)力,才能讓生物技術(shù)徹底造福人類,促進社會進步。借助于生物教育,學生會系統(tǒng)了解到科技的內(nèi)涵,并掌握生物科學對人類生產(chǎn)生活的重要性,促進學生對生物科學的熱愛。
1.3提升對科技和社會發(fā)展的認識
在國家之間綜合國力競爭日益激烈的今天,科技間的較量無疑是核心之爭,各國爭相發(fā)展本國的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),其中生物技術(shù)的發(fā)展更是重中之重,甚至掀起了一股生物技術(shù)革命的熱潮,是上世紀繼蒸汽機和電能應(yīng)用以來的重大科技變革,為世界發(fā)展史翻開了嶄新的一頁。在人類認識世界和改造世界的過程中,生物技術(shù)已被應(yīng)用于資源短缺、環(huán)境污染、人口增加、生態(tài)破壞等各個重大問題的解決中。在此過程中,生物技術(shù)不斷得到發(fā)展,糧食問題得到解決、人們的健康狀況得以改善、生活質(zhì)量得以提高,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的種種弊端得以轉(zhuǎn)變,更大大促進了經(jīng)濟的增長。展望未來,新世紀生物技術(shù)必將成為國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要推動力,更能有效促進我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施,并與信息技術(shù)一同成為經(jīng)濟發(fā)展的支柱,在新世紀高新技術(shù)領(lǐng)域中占有重要地位。對于高中生物教育而言,學生們對現(xiàn)代生物技術(shù)的初步了解和進一步展望都會助于他們今后在人生道路上更好的面對挑戰(zhàn),增強其辯證性思維,以迅速融入社會。
2現(xiàn)代生物技術(shù)在高中生物課程中的內(nèi)容
根據(jù)教育部制定的普通高級中學《生物課程標準》(2003年)的規(guī)定,此階段的現(xiàn)代生物技術(shù)課程包含36個課時,內(nèi)容必須涉及到基因工程、克隆技術(shù)、胚胎工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題這四部分。其中基因工程包括簡述基因工程的誕生、原理、技術(shù)、應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程;克隆技術(shù)包括動物的細胞培養(yǎng)、植物的組織培養(yǎng)、體細胞克隆,并舉例說明細胞融合與單克隆抗體;胚胎工程包括動物胚胎發(fā)育的基本過程,胚胎工程的理論基礎(chǔ)、應(yīng)用及胚胎干細胞的移植等;最后一部分包括基因生物的安全性、生物武器對人類的威脅、生物技術(shù)中的倫理問題等。
3現(xiàn)代生物技術(shù)在高中生物課程中的教學建議
現(xiàn)代生物技術(shù)是隨著社會各層面的發(fā)展而不斷變化的,因此教師在教學過程中一定要持續(xù)關(guān)注最新研究成果,不斷更新生物技術(shù)的最新進展,以豐富自身的知識儲備,教給學生最及時科學的知識。另外除了教師的努力外,還應(yīng)該培養(yǎng)學生自己探索的能力,教師可以引導學生查閱相關(guān)資料,可以通過報紙、雜志、網(wǎng)絡(luò)等多種渠道探索,及時掌握現(xiàn)代生物技術(shù)的最新研究發(fā)現(xiàn)。當學生有了一定的知識儲備時,教師可以組織學生開展簡單的專題報告,通過口頭辯論、小型研究論文等方式進行。
除此之外,在信息技術(shù)高度發(fā)達的當今社會,教師可以指導學生選擇有效的網(wǎng)絡(luò)資源進行研究,除了在日常的課堂教學中將網(wǎng)絡(luò)搜集而來的材料整理制作成課件,以節(jié)省教學時間、提高教學效率,還可以在課外為學生提供其他自學的方式,如教會學生使用搜索引擎、關(guān)鍵詞、相關(guān)網(wǎng)站等,提高學生的自主學習能力;或者教師可以就某一基因工程為專題,首先提供給學生部分網(wǎng)址,其次鼓勵學生自己搜集有關(guān)材料,在此過程中學生不僅強化了自己的知識理解力,而且學會了新的探索方式。另外,處理課堂教學的種種方式外,還應(yīng)該增加學生的實踐能力。如果可以,校方可以組織學生到附近的研究單位和工廠進行實地參觀生物技術(shù)的生產(chǎn)車間或?qū)嶒炇?,學生可以親自觀察或體驗應(yīng)用過程;或者可以邀請相關(guān)的專家學者就某一專題做一次研究報告,向全體師生展示現(xiàn)代生物技術(shù)的最新研究成果及其發(fā)展前景。這樣的實踐經(jīng)驗遠比單純的課堂教學效率更有效、記憶更加深刻,也更能激發(fā)學生的學習興趣和探索未知的好奇心。
4結(jié)語