時間:2023-03-10 15:04:29
引言:易發(fā)表網(wǎng)憑借豐富的文秘實踐,為您精心挑選了九篇基因工程技術(shù)范例。如需獲取更多原創(chuàng)內(nèi)容,可隨時聯(lián)系我們的客服老師。
關(guān)鍵詞:基因工程技術(shù);生物燃料;應(yīng)用
基因工程技術(shù)的出現(xiàn)讓各個國家都開始對該領(lǐng)域進(jìn)行重視,因此該技術(shù)不僅是生物科學(xué)中的前沿技術(shù),也對社會的各個領(lǐng)域發(fā)展具有重要的推動作用。基因工程技術(shù)的出現(xiàn)的時間雖然是比較晚的,但是它已經(jīng)在很多領(lǐng)域都創(chuàng)造出了很大的奇跡,向人們展示出了巨大的科學(xué)價值,將其應(yīng)用在生物燃料領(lǐng)域也必定具有很大的發(fā)展,對全球可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略目標(biāo)實現(xiàn)具有非常重要的意義。
一、基因工程技術(shù)的概述
基因工程技術(shù)指的就是將人工分離和經(jīng)過修飾的基因?qū)氲缴矬w基因組當(dāng)中,然后的引起生物體性狀的可遺傳修飾。對于基因工程技術(shù)來說,它與傳統(tǒng)生物技術(shù)是一脈相承的,但是兩者在基因轉(zhuǎn)移的范圍和效率上又具有明顯的不同。首先,傳統(tǒng)的生物技術(shù)一般只能在生物種內(nèi)的個體間進(jìn)行基因重組,但是基因工程技術(shù)的基因轉(zhuǎn)移是不會受到種間親緣關(guān)系限制的;其次,傳統(tǒng)的雜交和選擇技術(shù)一般只能在生物個體水平中進(jìn)行,不能準(zhǔn)確的選擇某個基因,但是基因工程技術(shù)轉(zhuǎn)移基因的功能是比較明確的,并且后代的表現(xiàn)形式是可以進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)期的。就此來看,基因工程技術(shù)可以說是傳統(tǒng)生物技術(shù)的一個發(fā)展和補(bǔ)充。
二、生物燃料技術(shù)的現(xiàn)狀
(一)生物柴油生物柴油是優(yōu)質(zhì)石化燃料的重要替代品,它在性能方面與普通柴油是及其相似的,因此被稱為是“綠色柴油”。生物超有一般都是從動植物油脂中提取出來的,基本上都是自然界中可持續(xù)供應(yīng)得到的原料。對于生物柴油來說,它的發(fā)展瓶頸之一就是原料的供給問題。生物柴油的原料發(fā)展具有多樣性,一般是因地制宜,通過這樣的方式來推動生物柴油的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。對于我國來說,想要發(fā)展生物柴油,就需要因地制宜,走原料多元化的發(fā)展道路,其中比較關(guān)鍵性的內(nèi)容就是對生物原料的拓展。一般來說,制備生物柴油的方法主要可以分為物理法和化學(xué)法,物理法主要是包括直接使用法、混合使用法和微乳液法;化學(xué)法主要包括高溫?zé)崃呀夥ê王ソ粨Q法,其中的酯交換法是目前工業(yè)生物柴油生產(chǎn)比較常用的方法。1.酸或堿催化法在酸或堿的催化之下,油脂和低碳醇會進(jìn)行酯化和酯交換反應(yīng),在反應(yīng)之后對下層的粗甘油進(jìn)行去除,然后回收出售,上層的油脂在經(jīng)過洗滌干燥之后就會得到生物柴油。酸或堿催化法對于原料的油脂要求是比較高,一般會產(chǎn)生一定的廢物,并且在回收利用方面也存在著一定的難度,整體的生產(chǎn)工藝也比較復(fù)雜。2.生物酶法生物酶法就是油脂和低碳醇在酶催化劑的作用下進(jìn)行酯化反應(yīng)聲場的生物柴油。對于生物酶法來說,它的主要特點(diǎn)就是清潔、環(huán)保且高效,但是因為脂肪酶具有較高的價格,因此會有比較高的成本,反應(yīng)的條件也較為嚴(yán)格,因此的在進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用的時候還會面臨很大的挑戰(zhàn),需要加強(qiáng)深入研究的力度。3.工程微藻法微藻再生生物質(zhì)能源生產(chǎn)方面具有巨大的潛力,因為它的生物柴油產(chǎn)量是比較高的。使用這種方式來制備生物柴油主要就是通過基因工程技術(shù)來構(gòu)建和培養(yǎng)富油的微藻,從藻類中提取油脂成分,再進(jìn)行酯交換反應(yīng)。對于工程微藻法來說,它的優(yōu)越性主要在于生產(chǎn)力上,還可以對農(nóng)業(yè)資源進(jìn)行節(jié)省,對環(huán)境也不會造成嚴(yán)重的破壞。
(二)纖維素乙醇纖維素原料的來源比較廣,總量也比較豐富,因此纖維素乙醇的開發(fā)和利用會受到更煩的關(guān)注和重視。近些年來,纖維素乙醇的研究和發(fā)展在全世界都受到了很大的重視,它作為先進(jìn)的生物能源典型代表產(chǎn)品,如果進(jìn)行了技術(shù)的突破,就會得到很大的發(fā)展。對于纖維素乙醇技術(shù)來說,需要進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā),主要有五個方面需要進(jìn)行重視:一是開發(fā)可搞笑水解新型木質(zhì)纖維素原料;二是對新型溫和預(yù)處理工藝進(jìn)行發(fā)展;三是開發(fā)新型搞笑纖維素降解酶系;四是開發(fā)研究木質(zhì)素高效利用技術(shù);五是開發(fā)乙醇發(fā)酵菌株。通過這些技術(shù)的開發(fā),可以更好的降低工藝成本和酶成本,同時也能降低相關(guān)的環(huán)境成本,對突破成本瓶頸具有重要的意義。
三、基因工程技術(shù)在生物燃料生產(chǎn)中的應(yīng)用
(一)基因工程技術(shù)增加生物丁醇產(chǎn)量生物丁醇是新時代的生物燃料,它的原料生產(chǎn)工藝與生物乙醇有著極大相似性,并且比生物乙醇具有更高的熱值。但是就目前來說,生物丁醇的轉(zhuǎn)化率是比較低的,需要相關(guān)的研究人員對生物丁醇的生物轉(zhuǎn)化機(jī)制進(jìn)行深入的研究,只有這樣才可以尋找出更為有效的解決方法。一般來說,使用生物基因工程技術(shù)可以對生物定存的合成途徑進(jìn)行一定的編輯和修改,也可以通過對其他分支途徑進(jìn)行抑制刪除的方式,進(jìn)一步的提高生物丁醇的產(chǎn)率,進(jìn)而更好的提高生物燃料的成本競爭優(yōu)勢。
(二)基因工程技術(shù)提高微藻油脂含量在對生物柴油進(jìn)行生產(chǎn)的過程中,微藻已經(jīng)成為新一代的原料,它具有非常強(qiáng)大的潛力價值,但是因為多種因素的影響,在開放的環(huán)境中,微藻油脂積累的數(shù)量是很難超出30%的,想要對油脂含量進(jìn)行有效的提升,就需要繼續(xù)開發(fā)和研究,對新的基因工程藻類菌株進(jìn)行研究。就目前來看,基因工程改造的微藻菌株在脂質(zhì)積累的研究中已經(jīng)取得了重要的進(jìn)展,對于未來的微藻原料在生物燃料中的生產(chǎn)的來說,它將發(fā)揮出巨大的潛力。
(三)基因工程技術(shù)提高微生物對產(chǎn)物的耐受性在微生物的發(fā)酵過程中,乙醇等產(chǎn)物的生成會對生物本身的生理活性造成一定的抑制,這樣就會讓降低微生物細(xì)胞的密度,進(jìn)而影響到生物燃料的產(chǎn)率。想要對這些不利影響進(jìn)行降低,相關(guān)的研究人員需要加強(qiáng)這方面的研究,對微生物產(chǎn)物抑制機(jī)制所涉及到的基因進(jìn)行分析,進(jìn)一步提升微生物對產(chǎn)物的耐受性。
【關(guān)鍵詞】基因工程;農(nóng)業(yè)
中圖分類號:F32 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-0278(2014)03-181-01
近年來,生物技術(shù)的發(fā)展日新月異。自從1983年首次獲得轉(zhuǎn)基因植物以來治污工程技術(shù)研究進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段。目前,植物基因工程愛農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用深刻影響到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方式和效益,在解決人類所面臨的環(huán)境惡化、資源匱乏等問題方面顯示出巨大的作用。
一、植物基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀
從1986年美國和法國首先在進(jìn)行以耐除草劑標(biāo)記基因的轉(zhuǎn)基因煙草田間試驗到1997的12年間,全球大約進(jìn)行了25000次轉(zhuǎn)基因作物的田間試驗,涉及10個國家、60種作物、10個性狀。基因工程的發(fā)展極為迅速,其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要有以下幾方面。
(一)在優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)及綜合性狀改良育種上的應(yīng)用
作物的豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)一直是人們所追求的目標(biāo)。基因工程育種的主要目標(biāo)就是優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)育種,90年代前在農(nóng)作物上的應(yīng)用廣泛,且主要是提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,近期則側(cè)重于提高品質(zhì),如:美國科學(xué)家據(jù)此提高馬鈴薯淀粉含量達(dá)20%-40%,最高達(dá)到40%-60%.用反義基因技術(shù)培育出了極耐儲藏的番茄,這種番茄采收后可置于室溫下2-4個月任然保持綠色,植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用使的反季節(jié)蔬菜備受歡迎。
(二)在抗性基因工程上的應(yīng)用
植物病毒和蟲害往往使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量蒙受嚴(yán)重?fù)p失,農(nóng)作物損害的三分之一可歸咎于病害,而植物蟲害也使全世界每年大約損失數(shù)億美元。基因工程的發(fā)展為培育抗蟲害的作物提供了新的方法,從而開辟了植物抗蟲害育種的新時代。利用基因工程手段培育康蟲害作物品種可克服常規(guī)育種的不足:1.它不僅利用存在于植物中的抗病蟲基因,還可以利用某些動物、微生物中的抗性基因,將其從組到植物染色體上,并使之在植物體內(nèi)特定地遺傳及表達(dá),從而產(chǎn)生抗病蟲害性狀,因此基因資源非常豐富。2.該性狀具有連續(xù)性和整體性。3.育種周期短,成本低。4.利用基因工程培育抗病蟲作物品種還具有不污染環(huán)境及抗病蟲物質(zhì)不易被環(huán)境所破壞的優(yōu)點(diǎn)。
(三)在非生物脅迫育種上的應(yīng)用
通過化學(xué)方法來控制雜草已成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)不可或缺的一部分。除草劑的年產(chǎn)量和銷售量已經(jīng)躍居農(nóng)藥之首。除草劑的應(yīng)用情況取決于作物對除草劑的敏感性、除草劑的性質(zhì)和施用除草劑的花銷,這就限制了這些除草劑的應(yīng)用。耐除草劑的轉(zhuǎn)基因植物的出現(xiàn),不僅擴(kuò)大了現(xiàn)有除草劑的適用范圍,而且還影響新型除草劑的設(shè)計和使用。近年來,關(guān)于除草劑模式和生物中存在的除草劑的抗性機(jī)理研究,為植物耐除草劑的基因工程奠定了堅實的基礎(chǔ)。目前,耐除草劑的基因工程主要有兩種策略:(1)修飾除草劑作用的靶蛋白,使其對除草劑不敏感或促其過量表達(dá)以使植物吸收除草劑后任能進(jìn)行正常的代謝。(2)引入酶或酶系統(tǒng)。
這兩種策略都已成功的應(yīng)用。如今已培育出了耐草甘膦和草銨膦的作物。
(四)在植物醫(yī)藥基因工程上的應(yīng)用
在國際上植物基因工程研究的一個新發(fā)展趨勢就是醫(yī)用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)藥物。目前,這方面的成就主要表現(xiàn)在兩個方面,一是成功的在植物中表現(xiàn)抗體,二是成功的用植物來生產(chǎn)某些動物的疫苗。植物抗體還可以避免由于動物自身所患某種疾病通過抗體再傳染給其他的人畜的危險。同時,植物生產(chǎn)的抗體還可以以種子的形式大量儲藏并且便于運(yùn)輸。
二、植物基因工程在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上存在的不足
(一)基因工程本身的發(fā)展局限
目前,已獲得了許多植物的轉(zhuǎn)基因植株,但實際上都是經(jīng)過了大量的重復(fù)試驗而得到的幾個轉(zhuǎn)化體克隆,特別是主要的喬本科糧食作物轉(zhuǎn)化率更低,成為植物基因工程發(fā)展的主要限制因素。如今喬谷類糧食作物高頻再生受體系統(tǒng)中存在的問題更為突出。
(二)植物基因工程與農(nóng)業(yè)資源遺傳多樣性保護(hù)
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)在選擇良種的同時已不知不覺的淘汰、丟棄了大量所謂的低劣的原始品種,造成了農(nóng)業(yè)遺傳多樣性的極大損失。依靠植物基因工程技術(shù)能夠創(chuàng)造在逆境中生長并且優(yōu)質(zhì)的“超級品質(zhì)”,從而有可能加劇農(nóng)業(yè)資源多樣性的單一和匱乏。因此必須把目的基因開發(fā)利用與生物基因文庫保存有機(jī)地結(jié)合起來。
(三)基因工程與病蟲抗藥性
病蟲抗藥性是困擾農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重大問題。基因工程的操作會引起新的病蟲抗藥性。
關(guān) 鍵 詞:基因工程技術(shù);人文價值;技術(shù)倫理
在人類的實踐活動中,技術(shù)和人文價值互為根據(jù)、相互支持。現(xiàn)代技術(shù)就是由技術(shù)器物、技 術(shù)制度與體制以及技術(shù)意識形態(tài)這三個層次的因素組成的文化[1]。作為一個多目 標(biāo)、多類型的技術(shù)體系,基因工程技術(shù)負(fù)荷多方面的價值,有著廣泛而深遠(yuǎn)的社會影響。基 因工程技術(shù)發(fā)展過程中的人文困惑實際上是人類自身在人格標(biāo)準(zhǔn)、社會倫理觀、生態(tài)價值觀 上的諸多疑難的反映。重新審視當(dāng)代社會的人文價值觀,為基因工程技術(shù)的健康發(fā)展提供一 個可供參照的人本坐標(biāo)和社會文化尺度,是當(dāng)下一件重要的事情。
一、 人文價值導(dǎo)引基因工程技術(shù)
發(fā)展的必要性與可能性1. 人文價值導(dǎo)引基因工程技術(shù)發(fā)展的必要性
基因工程技術(shù)是自然屬性和社會屬性的統(tǒng)一體。基因工程技術(shù)將有力地促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ,實現(xiàn)人的自由,滿足人類多方面的需要。由于基因工程技術(shù)的作用對象包括人在內(nèi),其發(fā) 展和應(yīng)用就必然更多地涉及到人文價值,在個體層面、群體層面和社會層面影響到人與人、 人與社會以及人與自然的關(guān)系。基因工程技術(shù)為人類擺脫生物本性上的局限從而實現(xiàn)更大的 目標(biāo)創(chuàng)造著條件,給人類帶來無限的夢想和希望。同時,基因工程技術(shù)又對人類的文明和智 力,甚至對人類的肉體生存和心理健康都帶來了新的、更大的挑戰(zhàn)。基因工程技術(shù)的發(fā)展并 不總是合乎人的本質(zhì)訴求,其背離人類本性的一面已經(jīng)表現(xiàn)出來,已經(jīng)產(chǎn)生和將要產(chǎn)生更為 復(fù)雜的倫理、法律、社會和生態(tài)等問題,亟須人文價值的密切關(guān)注與導(dǎo)引。
基因工程技術(shù)發(fā)展的人文困惑就是這項技術(shù)在其發(fā)展過程中對現(xiàn)代人文價值觀念的沖擊,表 現(xiàn)為基因工程技術(shù)對人類社會價值觀念的重構(gòu)和社會價值對基因工程技術(shù)的審視。這種困惑 折射出社會發(fā)展中的物質(zhì)層面和精神層面的不協(xié)調(diào)。對于技術(shù)與人文價值之間的這種激蕩, 我們必須承認(rèn)和審慎對待。其實,基因工程技術(shù)的內(nèi)在價值維度與社會人文價值之間有著互 惠的影響,基因工程技術(shù)與人文價值的協(xié)同發(fā)展是十分必要的。
用人文價值導(dǎo)引基因工程技術(shù)的發(fā)展是必需的。陳昌曙教授曾指出:現(xiàn)代技術(shù)從根本上說都 是人造的,人在多種情況和相當(dāng)程度上可以干預(yù)和選擇技術(shù)。在技術(shù)創(chuàng)新的方向,對在何種 場合、何種程度上應(yīng)用技術(shù),對技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略和技術(shù)政策都有選擇的自由和余地;國家、 部門和企業(yè)都有技術(shù)選擇的任務(wù),工程師、企業(yè)家都有進(jìn)行技術(shù)選擇的能力[2]。具 體說 來,人是基因工程技術(shù)發(fā)生和發(fā)展的主體,居于核心地位。沒有科技工作者的努力就不可能有 基因工程技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展,更談不上產(chǎn)業(yè)化、市場化;發(fā)展基因工程技術(shù)的宗旨是為人類 造福,為解決人的現(xiàn)實問題服務(wù)。在這里,基因工程技術(shù)是手段,人是目的。因此,基因工 程技術(shù)的發(fā)展路徑和結(jié)果必須符合人的基本價值訴求。
2. 人文價值導(dǎo)引基因工程技術(shù)發(fā)展的可能性
現(xiàn)代技術(shù)的實體因素決定著人們的生產(chǎn)、生活和精神狀況,影響著“人—社會—自然”大系 統(tǒng)的演化,表征著現(xiàn)階段人類文明的發(fā)展水平。同時,人文價值規(guī)定了技術(shù)發(fā)展的方向和目 的,通過影響技術(shù)制度、體制及其意識形態(tài)實現(xiàn)著對現(xiàn)代技術(shù)的選擇、擴(kuò)散和社會整合。人 文價值作為人類社會存在和發(fā)展的基本理想,完全可以規(guī)定基因工程技術(shù)的發(fā)展方向。在實 踐中,通過不斷發(fā)展的人文價值可以實現(xiàn)對基因工程技術(shù)的導(dǎo)向作用。
人文價值對基因工程技術(shù)的發(fā)展有著理性的制約作用。M.謝勒認(rèn)為,每次理性認(rèn)識活動之前 ,都有一個評價的情感活動。因為只有注意到對象的價值,對象才表現(xiàn)為值得研究和有意義 的東西[3]。基因工程技術(shù)的發(fā)展從根本上說,要受到人們的情感、態(tài)度以及社會倫 理規(guī)范 的影響。基因工程技術(shù)活動必然要受到當(dāng)今時代占主導(dǎo)地位的文化價值科學(xué)精神和人 文精神的雙重影響。現(xiàn)代基因工程技術(shù)體現(xiàn)著科學(xué)與人文之間的互補(bǔ)關(guān)系:一方面,在 探討 現(xiàn)代基因工程技術(shù)活動的意義和技術(shù)決策的標(biāo)準(zhǔn)時,離不開對其人文精神的思考;另一方面, 要確定解決特定問題的技術(shù)方案和預(yù)測現(xiàn)代基因工程技術(shù)的物質(zhì)后果,只有運(yùn)用理性的科學(xué) 精神才能作出回答。以科學(xué)精神和人文精神的和合統(tǒng)一為主導(dǎo)的當(dāng)今社會文化價值以其解釋 作用、論證作用和導(dǎo)向作用,創(chuàng)設(shè)出基因工程技術(shù)發(fā)展的社會心理氛圍、可行條件并影響著 其可能的發(fā)展規(guī)模、速度和方向。
總之,基因工程技術(shù)與人文價值的邏輯關(guān)聯(lián)提供了人文價值導(dǎo)引基因工程技術(shù)發(fā)展的可能性 ,現(xiàn)代基因工程技術(shù)發(fā)展的潛在人文困惑又日益彰顯了人文價值導(dǎo)引基因工程技術(shù)發(fā)展的必 要性。人文價值可以也必須通過作用于基因工程技術(shù)的器物層面和制度層面對此項技術(shù)的發(fā) 展方向加以導(dǎo)引。
二、 人文價值導(dǎo)引基因工程技術(shù)
發(fā)展的主要原則 為了能夠在發(fā)展基因工程技術(shù)以促進(jìn)社會福利的同時,又能前瞻性地關(guān)注并預(yù)警其多方面的 負(fù)面影響,在兩者之間形成“必要的張力”,我們必須努力探求正確導(dǎo)引基因工程技術(shù)健康 發(fā)展的人文價值原則。
1. 人本原則
人本原則要求人們在研制、發(fā)展基因工程技術(shù)的過程中,要有意識地實現(xiàn)人、社會、自然的 整體和諧,關(guān)注人類本身的持續(xù)生存和健康發(fā)展。基因工程技術(shù)只有在“人—社會—自然” 大系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展中才能得以發(fā)展并最終實現(xiàn)人的價值追求。
首先,人類與其他生物、非生物環(huán)境之間的和諧是人類社會持存的原初條件和人類文明得以 延續(xù)的基本保障。基因工程技術(shù)的發(fā)展要充分考慮自然生態(tài)的承載力和可持續(xù)性。人們應(yīng)當(dāng) 充分利用基因工程技術(shù)提供的主動性和選擇性,通過有目的的社會實踐活動,在促進(jìn)基因工 程技術(shù)發(fā)展的同時維持生態(tài)系統(tǒng)的完整、穩(wěn)定和有序發(fā)展,建立一種符合自然生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展 規(guī)律的社會實踐和組織形式。
其次,社會層面中政治、經(jīng)濟(jì)、文化和教育環(huán)境等之間的和諧是基因工程技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實社 會條件。基因工程技術(shù)的發(fā)展既取決于社會的需要,受到特定社會主導(dǎo)文化價值的制約,同 時也廣泛地影響到社會生活。基因工程技術(shù)的發(fā)展要因人、因地、因時制宜,充分考慮其發(fā) 展的社會條件和社會影響,在實現(xiàn)自身發(fā)展的同時促進(jìn)社會的進(jìn)步。
再次,實現(xiàn)人的健康發(fā)展和社會價值是基因工程技術(shù)發(fā)展的歸宿。研制基因工程技術(shù)的原初 目的是適宜人性的,其發(fā)展就是為了解決人類生存與發(fā)展面臨的食品、健康與安全等現(xiàn)實問 題服務(wù)的。堅持以人為本,關(guān)心人的價值、尊嚴(yán)、平等、自由和全面發(fā)展,應(yīng)該始終成為基 因工程技術(shù)發(fā)展的首要目標(biāo)。
2. 技術(shù)與倫理觀念協(xié)同原則
基因工程技術(shù)已經(jīng)成為推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要動因,其迅猛發(fā)展必然會影響到人類社會固 有的觀念。早在上世紀(jì)90年代初,歐洲許多公眾就開始強(qiáng)烈反對轉(zhuǎn)基因食品,他們認(rèn)為轉(zhuǎn)基 因食品有損人類健康,認(rèn)為他們有足夠的可供選擇的食物。一些政治家為了自身利益,也充 分利用這場輿論紛爭,試圖將它演變成一場公眾的政治運(yùn)動。1999年,奧地利、比利時、丹 麥、法國、希臘、意大利和盧森堡等7個國家明令禁止銷售轉(zhuǎn)基因食品,在4年內(nèi)不得發(fā)展轉(zhuǎn) 基因食品。但是,隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的進(jìn)一步成熟,到了2002年10月,歐盟又通過了一項關(guān)于 最終種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的新的指導(dǎo)方針[4]。
伴隨著包括基因工程技術(shù)在內(nèi)的現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,人類社會無論從制度方面還是 物質(zhì)方面都已經(jīng)發(fā)生了很大的變革。由人類社會歷史實踐孵化產(chǎn)生出來的倫理觀念同樣要適 應(yīng)新情況和新變化,以嶄新的姿態(tài)解決新問題。我們并不主張人類的倫理觀念無條件地完全 適應(yīng)或簡單地迎合基因工程技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實,但至少應(yīng)該作出相應(yīng)的調(diào)整,改變一些具體的 倫理規(guī)范和行為準(zhǔn)則。倫理學(xué)家的研究內(nèi)容和研究方式不要只被動地適應(yīng)基因工程技術(shù)所帶 來的挑戰(zhàn),而要能夠預(yù)見基因工程技術(shù)發(fā)展中所要產(chǎn)生的問題和矛盾,起到針對防范基因工 程技術(shù)負(fù)效應(yīng)發(fā)生的預(yù)見和警戒作用[5]。
我們在利用基因工程技術(shù)改造物質(zhì)世界的同時,也要分析和改造我們自己的精神世界,從而 實現(xiàn)兩個世界的和諧統(tǒng)一。在現(xiàn)代生物技術(shù)的輝煌與其人文憂患并存的時代,基因工程技術(shù) 視野與人文價值視野需要很好地對接,技術(shù)的發(fā)展與倫理觀念所展現(xiàn)的高度應(yīng)該是一致的, 技術(shù)與倫理觀念應(yīng)該是協(xié)同發(fā)展的。
3. 非功利性原則
現(xiàn)代生命科學(xué)和基因工程技術(shù)已經(jīng)分別成為目前重要的前沿科學(xué)和關(guān)鍵技術(shù),它們相互促進(jìn) 、相互影響,將同時迎來一個迅猛發(fā)展的新時代。現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)整體化的發(fā)展趨勢 ,要求我們重視生命科學(xué)研究與基因工程技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展,把基因工程技術(shù)建立在牢固的生 命科學(xué)基礎(chǔ)之上。
相對于人們對基因工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、市場化的經(jīng)濟(jì)功利訴求,生命科學(xué)基礎(chǔ)研究要求更多的 則是勤奮踏實、不懈努力和淡泊名利的心態(tài)與行為。如果片面追求基因工程技術(shù)的所謂快速 發(fā)展而忽視生命科學(xué)基礎(chǔ)研究,就會使基因工程技術(shù)逐漸失去自身存在的根基并最終導(dǎo)致自 身發(fā)展的乏力。這要求人們對待基因工程技術(shù)的發(fā)展,要適當(dāng)?shù)爻焦膽B(tài)并堅決反對任 何不切合實際的急功近利。
這項原則還要求人們謹(jǐn)慎地對待基因工程技術(shù),采取與傳統(tǒng)技術(shù)不同的運(yùn)作方式,在確保安 全性的基礎(chǔ)上,有選擇、有限度地加以利用。例如,由于一般藥物的安全性或毒性試驗對基 因藥物不一定適用,加上種屬差異性,基因工程藥物對人的藥理學(xué)活性在動物身上就不大可 能得到完全、正確的反應(yīng)。這樣在進(jìn)行安全性試驗和臨床應(yīng)用時,就要求有不同于傳統(tǒng)的毒 性試驗項目、方法、判斷標(biāo)準(zhǔn)以及防范措施。另外,由于轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物相對于生態(tài)系統(tǒng)來講 屬于“外來物種”,必須對其從實驗室走向大田試驗的各個環(huán)節(jié)中間試驗階段、環(huán)境釋 放階段、生產(chǎn)性試驗階段進(jìn)行嚴(yán)格的實時監(jiān)控,并且在其大田種植后也要繼續(xù)依照新的標(biāo)準(zhǔn) 采取分階段的安全性評價。反之,對基因工程技術(shù)過分的功利心態(tài)則可能無視這項技術(shù)的特 殊性、不確定性以及可能存在的風(fēng)險,導(dǎo)致這項技術(shù)的誤用和濫用。
三、 人文價值導(dǎo)引基因工程技術(shù)
發(fā)展的途徑探析 1. 確立開放的技術(shù)倫理評估框架
在當(dāng)今文化多元的世界,我們很難在關(guān)于人文價值的合理理念方面達(dá)成共識,乃至不可能只 有一種普適的技術(shù)倫理觀。然而,人類社會面臨著共同的技術(shù)應(yīng)用問題,社會生活有其相通 性,對“善”的追求也是人性的重要向度,這一切都使得人們可以在基因工程技術(shù)的發(fā)展問 題上,將價值存在的抽象性轉(zhuǎn)化為具體規(guī)范的可能性并達(dá)成一些基礎(chǔ)性的共識。然后,人們 在此基礎(chǔ)上愿意提出和遵守公平合作的條件,愿意承擔(dān)判斷的任務(wù)并接受其后果。例如,在 已經(jīng)過去的三十多年中,美國學(xué)術(shù)界針對生物技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展提出了包括“行善原則”、“ 自主原則”、“不傷害原則”和“公正原則”在內(nèi)的四條生物醫(yī)學(xué)倫理原則,在世界產(chǎn)生了 很大的影響,得到了廣泛認(rèn)同和實際應(yīng)用。
為了評估基因工程技術(shù)的發(fā)展,一種技術(shù)倫理評估的新框架在今天是必需的。我們要以生物 倫理學(xué)理論多元的寬廣襟懷,融合多樣性的、具有共同基礎(chǔ)的基因工程技術(shù)發(fā)展的指導(dǎo)原則 ,謀求實際應(yīng)用過程中的共識。開放的技術(shù)倫理評估框架的目的只能是為了使人類生活得更 好,使人類免受可能的技術(shù)傷害。關(guān)涉人類前途的基因工程技術(shù)在其發(fā)展過程中一定要傾聽 來自各方面的聲音,允許各種話語的自由表達(dá),寬容地對待各種不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)和立場,這 樣才可能真正實現(xiàn)自身的健康發(fā)展。
2. 推廣人文主義的科學(xué)教育觀
科學(xué)素養(yǎng)已經(jīng)成為衡量一個國家國民素質(zhì)水平及其國際競爭力的重要指標(biāo)之一,科學(xué)教育日 益占據(jù)了教育的主導(dǎo)地位。科學(xué)教育肩負(fù)著提高國民素質(zhì)尤其是全體國民的科學(xué)素質(zhì),引導(dǎo) 社會成員勇于在未知領(lǐng)域中探求并走進(jìn)科學(xué)殿堂的重任。面對新世紀(jì)科學(xué)技術(shù)高度綜合化、 整體化以及自然科學(xué)與人文社會科學(xué)相互滲透和融合的發(fā)展趨勢,科學(xué)教育必須以培養(yǎng)大量 基礎(chǔ)扎實、知識寬厚、綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強(qiáng),既有科學(xué)素養(yǎng)又有人文理想的復(fù)合型人才 為目標(biāo)。完整的科學(xué)教育既包括科學(xué)技術(shù)知識的傳授和能力的養(yǎng)成,更包括人文精神的熏陶 。
然而,科學(xué)教育和人文教育的長期分離,人為地制造了科學(xué)與人文兩大陣營,且相互對立和 互不理解,形成了所謂的“兩種文化”現(xiàn)象[6]。在這種氛圍下,基因工程技術(shù)也很 難實現(xiàn) 健康發(fā)展。如果基因工程技術(shù)只是被人們從功利主義的工具角度來看待,那么它在文化上的 價值就不能得到完整而準(zhǔn)確的表達(dá),就可能在其社會應(yīng)用過程中給人類帶來危害。我們必須 找到基因工程技術(shù)與人文價值相結(jié)合的途徑,使基因工程技術(shù)發(fā)展人性化,讓基因工程技術(shù) 的發(fā)展得到理性的規(guī)范,而不是讓其成為一種與我們的文化無關(guān)的純粹工具來任意發(fā)展。為 了使基因工程技術(shù)始終服務(wù)于人類文明的目標(biāo),我們在實踐中就必須推廣科學(xué)精神與人文精 神、價值理性與工具理性相融合的新人文主義科學(xué)教育觀。
加強(qiáng)科學(xué)教育過程中人文素養(yǎng)的融入,促進(jìn)基因工程技術(shù)人才養(yǎng)成高尚的人文精神,完善其 知識架構(gòu),能夠極大地夯實人才基礎(chǔ),使他們在內(nèi)心深處樹立以人為本的理念,追求進(jìn)步、 向往和諧的人生理想。在科學(xué)實踐上自覺地應(yīng)用人文價值觀念主導(dǎo)和支配基因工程技術(shù)的決 策和選擇,從而對基因工程技術(shù)的健康發(fā)展起到有效的推動作用。
3. 強(qiáng)化生命科學(xué)家的社會責(zé)任,塑造基因工程師的行為范式
科技工作者對人類進(jìn)步高度的社會責(zé)任感和道德責(zé)任感是科技進(jìn)步的重要推動力。早在1974 年,聯(lián)合國教科文組織就在《關(guān)于科學(xué)研究工作者地位的建議》中講到科學(xué)家的道德責(zé)任。 在當(dāng)今大科學(xué)時代,發(fā)展科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為國家行為,科技工作者必須考慮科學(xué)技術(shù)的社會 后果以及自身的社會責(zé)任。運(yùn)用科技成果為全人類造福是科學(xué)家和技術(shù)工程師追求的美德。 要實現(xiàn)“科學(xué)為全人類造福”的價值目標(biāo),迫切需要科學(xué)家和工程師自覺樹立起新的責(zé)任意 識。基因工程技術(shù)的新發(fā)展賦予生命科學(xué)家和基因工程師們以前所未有的力量,同時加重了他們 的社會責(zé)任。基因工程技術(shù)在給人類帶來福利的同時,還帶來可以預(yù)見的和難以預(yù)見的危害 甚至災(zāi)難,或者在給一部分人帶來利益的同時而給另一些人帶來了傷害。面對基因工程技術(shù) 帶來的諸多現(xiàn)實問題以及人們思想觀念的變化,生命科學(xué)家和基因工程師作為生命科學(xué)知識 最主要的載體和基因工程技術(shù)活動的主體,有責(zé)任、有義務(wù)樹立科學(xué)良心和職業(yè)倫理道德, 使基因工程技術(shù)為人類創(chuàng)造繁榮的同時,盡可能減少其負(fù)面影響。
在2002年4月召開的香山科學(xué)會議上,許智宏院士指出:“科學(xué)家自身的道德意識和倫理覺 醒至關(guān)重要。面對生命科學(xué)研究可能帶來的巨大經(jīng)濟(jì)利益,科學(xué)家要自覺地依據(jù)理性和符合 人類利益的原則作出選擇。任何科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用都有雙重性,科學(xué)家有責(zé)任向社會說明技術(shù) 的價值和可能帶來的風(fēng)險及危害”[7]。可見,科學(xué)良心是科技工作者內(nèi)在的思想道 德,是 道德情感、道德認(rèn)識和道德意志的具體體現(xiàn),是科技工作者支配自己的科研工作為人類造福 的道德支柱。因此,生命科學(xué)家要堅持不懈地加強(qiáng)科學(xué)道德修養(yǎng),將自己培養(yǎng)成為有社會良 心的責(zé)任主體。基因工程技術(shù)的健康發(fā)展有賴于基因工程師在實踐中自覺處理好基因工程技 術(shù)積極社會功能的正常發(fā)揮與其價值負(fù)荷、政治法律約束的關(guān)系,逐步形成一個既有利于基 因工程技術(shù)發(fā)展又充分考慮其社會效應(yīng)的、可操作的行為范式[8]。
4. 重視技術(shù)評論,營造公眾參與的良好社會輿論氛圍
基因工程技術(shù)的發(fā)展需要良好的社會輿論氛圍。社會公眾的態(tài)度和心理承受程度是基因工程 技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的重要參量。在現(xiàn)代信息發(fā)達(dá)的社會中,一種新技術(shù)概念在社會的擴(kuò)散,一 種新技術(shù)成果在社會的推廣,一種新技術(shù)產(chǎn)品在社會的應(yīng)用,均離不開眾多媒體強(qiáng)大的中介 傳播作用。一種技術(shù)在媒體宣傳中的形象,將直接影響到社會公眾對此項技術(shù)的接受態(tài)度。 分析公眾因基因工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用而產(chǎn)生的社會心理問題,通過各種媒體開展富有成效 的技術(shù)評論,及時引導(dǎo)并調(diào)適公眾心理,對于基因工程技術(shù)的發(fā)展有著極其重要的意義。
在當(dāng)今社會,沒有公眾科技素養(yǎng)的提高,在生命科學(xué)和基因工程技術(shù)研究中實現(xiàn)公眾參與和 顧及社會倫理道德將只是空談。生命科學(xué)家和基因工程技術(shù)工程師在技術(shù)評論和公眾心理調(diào) 適中有著不可推卸的責(zé)任。他們有預(yù)測和評估基因工程技術(shù)社會應(yīng)用的正負(fù)效應(yīng),對公眾進(jìn) 行科學(xué)知識普及和技術(shù)風(fēng)險教育的責(zé)任,并結(jié)合自身的研究進(jìn)程負(fù)責(zé)任地與公眾進(jìn)行多方面 的對話和交流,通過開展技術(shù)評論有效地緩解社會公眾期待與緊張的心理狀態(tài),從而創(chuàng)造一個 良好的社會輿論氛圍,為爭取公眾參與搭建一個互動的平臺,最終實現(xiàn)基因工程技術(shù)的人性 化發(fā)展。
大眾傳媒在塑造基因工程技術(shù)的社會形象,促進(jìn)公眾理解基因工程技術(shù)的過程中有著廣泛而 深遠(yuǎn)的影響。媒體通過自己的宣傳,既可以起到為基因工程技術(shù)的發(fā)展?fàn)幦∩鐣顿Y、社會 支持的作用,也可能招來社會公眾對該項技術(shù)的強(qiáng)烈抵制。媒體對基因工程技術(shù)的理解程度 和價值取向?qū)⒅苯佑绊懙焦姷男睦碜呦颉R虼耍^為理想的技術(shù)評論應(yīng)以正確理解科學(xué)技 術(shù)為基礎(chǔ),以科學(xué)精神為靈魂,堅持社會效益優(yōu)先原則和進(jìn)步的方向性原則,使社會公眾及 時了解到基因工程技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,切實維護(hù)公眾的知情權(quán)和選擇權(quán)。通過公眾參與和民主 監(jiān)督,促使基因工程技術(shù)以盡可能符合社會秩序和人道的方式發(fā)展,最終實現(xiàn)生命科學(xué)研究 和基因工程技術(shù)創(chuàng)新的人文關(guān)懷。
5. 通過立法和制定科技政策進(jìn)行必要的社會調(diào)控
在宏觀層面,要處理好個人、社會和自然三者之間的關(guān)系,注意從社會整體效應(yīng)和長期利益 的角度對基因工程技術(shù)的發(fā)展作出調(diào)控;在微觀層面,要著力營建科學(xué)技術(shù)發(fā)展與社會全面 進(jìn)步和諧一體的理念,使基因工程技術(shù)研發(fā)人員切實認(rèn)識到自身的社會價值訴求。通過各方 面的共同努力,使基因工程技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)更多的人文關(guān)懷,盡量減少其對社會利益的損害 。具體說來,主要包括以下兩個方面的內(nèi)容。
其一,通過立法使基因工程技術(shù)在發(fā)展中趨利避害。制定有關(guān)法律和法規(guī)并不是阻撓基因工 程技術(shù)的發(fā)展,而是對其進(jìn)行積極引導(dǎo)和適當(dāng)限制,由此爭得充分的準(zhǔn)備時間,以便人們能 夠充分估計基因工程技術(shù)發(fā)展的負(fù)面作用,建立一套可操作的制度和規(guī)則。為防止現(xiàn)代生物 技術(shù)對人類生命個體的有意或無意的傷害和危及人類社會的發(fā)展,在發(fā)展生物技術(shù)方面一定 要謹(jǐn)慎,要在嚴(yán)格的法律規(guī)范條件下有序進(jìn)行。近幾年,我國制定出臺的《基因工程安全管 理辦法》、《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》、《人類遺傳資源管理暫行辦法》等,都是對 基因工程技術(shù)發(fā)展進(jìn)行規(guī)范所作出的積極努力。
其二,制定出合理的基因工程技術(shù)發(fā)展政策是其發(fā)展的重要條件。基因工程技術(shù)的發(fā)展關(guān)系 到國家、民族乃至全人類的前途。在進(jìn)行基因工程技術(shù)立法和制定政策時應(yīng)十分慎重,不要 使基因工程技術(shù)工作者和生命科學(xué)家們在從事研究時感受到過多的社會壓力。只有在一個寬 松、民主、自由的社會環(huán)境中,科技工作者的積極性、主動性和創(chuàng)造性才能夠得到充分發(fā)揮 ,才會真正有利于生命科學(xué)和基因工程技術(shù)的健康發(fā)展。在制定基因工程技術(shù)發(fā)展政策時要 充分考慮到基因工程技術(shù)的社會價值、社會心理影響等,最終實現(xiàn)基因工程技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會 的協(xié)調(diào)發(fā)展。
若要從根本上解決政府、科技界、企業(yè)界和公眾之間在基因工程技術(shù)發(fā)展方面的觀念沖突, 除了像技術(shù)哲學(xué)家M.邦格所設(shè)想的力爭技術(shù)的民主控制,即公眾參與所有大規(guī)模的技術(shù)規(guī)劃 之外還需要有整個社會的變革[9]。基因工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用離不開社會的整體 變革,需 要通過適當(dāng)?shù)纳鐣兏餇幍昧己玫纳鐣幕h(huán)境。但是,這種有利于協(xié)調(diào)基因工程技術(shù)與其 他社會領(lǐng)域沖突的社會文化環(huán)境,僅僅依靠基因工程技術(shù)本身的發(fā)展是無法營造的,這需要 全社會的共同努力。
總之,我們希望在人文價值的積極導(dǎo)引下,尋求一種有利于基因工程技術(shù)健康發(fā)展的道路, 讓本性為善的技術(shù)發(fā)展得更為完善,創(chuàng)造一個美好的未來。
參考文獻(xiàn):
[1]陳凡,張明國. 解析技術(shù):“技術(shù)—社會—文化”的互動[M]. 福州: 福建人民出版社, 2002:128.
[2]陳昌曙. 技術(shù)哲學(xué)引論[M]. 北京:科學(xué)出版社, 1999:219.
[3]拉普 F. 技術(shù)哲學(xué)導(dǎo)論[M]. 沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社, 1986:7-8 .[LL][TPpz1,+2.6mm。2.5mm(5,4*2)%]
[4]高崇明,張愛琴. 生物倫理學(xué)十五講[M]. 北京:北京大學(xué)出版社 , 2004:85-86.
[5]劉科. 后克隆時代的技術(shù)價值分析[M]. 北京:中國社會科學(xué)出版社,2004:208.
[6]張 . 薩頓新人文主義科學(xué)教育觀[J]. 自然辯證法研究, 2005,21( 1):97-100.
[7]我國生命科學(xué)研究中的倫理問題. [2007-04-30]. http :∥xssc.ac.cn/Web/ListConfs/ConfBrief.
關(guān)鍵詞:地方性高校;基因工程實驗;創(chuàng)新能力培養(yǎng);教學(xué)改革與探索
作者簡介:王忠華(1972-),男,浙江開化人,浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院,教授;斯越秀(1979-),女,浙江諸暨人,浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院,講師。(浙江 寧波 315100)
基金項目:本文系教育部雙語示范課程和浙江省新世紀(jì)教改項目(項目編號:zc2010085)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)04-0136-02
隨著分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展,基因工程實驗技術(shù)已廣泛滲透到現(xiàn)代生命科學(xué)的各個分支領(lǐng)域,成為生物技術(shù)和生物工程等專業(yè)的核心技術(shù)。[1-3]通過“基因工程實驗技術(shù)”的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解基因工程的四大要素,知曉從自然界的生物中克隆所需目的基因的基本思路和策略,啟發(fā)學(xué)生的思維,讓學(xué)生熟悉從最基礎(chǔ)的核酸、質(zhì)粒的提取,到基因分離方法的確定、基因的克隆、鑒定、表達(dá)以及最終能獲得目的基因的表達(dá)產(chǎn)物的整個過程;使學(xué)生對基因工程有一個全方位的、比較系統(tǒng)的認(rèn)識。[4,5]通過一系列實驗,加強(qiáng)學(xué)生的動手能力,提高其基本操作技能,使學(xué)生具備從事基因工程教學(xué)和科研的基本能力。
一、目前基因工程實驗課程教學(xué)存在的問題
雖然基因工程實驗課程的主要內(nèi)容具有綜合設(shè)計性和實踐性強(qiáng)等特點(diǎn),并且與農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境、能源和食品等行業(yè)緊密結(jié)合,發(fā)展空間廣闊。但目前基因工程實驗課程教學(xué)也存在諸多問題。
1.貼近行業(yè)的實驗項目缺乏系統(tǒng)的創(chuàng)新性設(shè)計
基因工程實驗盡管開設(shè)時間較長,但實驗項目注重基本技能訓(xùn)練,與行業(yè)結(jié)合不夠,不能適應(yīng)生物技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求;創(chuàng)新性項目成點(diǎn)狀分布,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的系統(tǒng)培養(yǎng)。因此有必要增加一些研究性、行業(yè)相關(guān)性的項目,并根據(jù)學(xué)生需要開展不同層次、可供選擇的實驗項目,真正實現(xiàn)以生為本的教學(xué)理念。
2.教學(xué)方法不能充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性
傳統(tǒng)的基因工程實驗教學(xué)的基本模式是教師依據(jù)實驗教學(xué)計劃,安排每次實驗的內(nèi)容。實驗前,教師先把實驗內(nèi)容和操作步驟完整地講一遍,強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實驗過程中的注意事項,然后讓學(xué)生做實驗。學(xué)生實驗時只需“依樣畫葫蘆”,機(jī)械模仿、重復(fù)操作,該教學(xué)模式使學(xué)生始終處于被動地位,學(xué)生的主體作用和積極性都得不到充分發(fā)揮,難以激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和分析問題、解決問題的興趣和激情。不能從主動探索中獲得失敗的經(jīng)驗和成功的體會,從而使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的主動性,抑制了個性發(fā)展,甚至泯滅了獨(dú)立思考的意識和創(chuàng)新精神。[6,7]
根據(jù)上述問題,結(jié)合基因工程面向行業(yè)的特點(diǎn)和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要,確立了綜合技能、工程應(yīng)用能力和學(xué)科研究能力三個層次的實驗教學(xué)目標(biāo)(見表1)。
表1 基因工程實驗的能力培養(yǎng)層次及培養(yǎng)途徑
能力層次 具體能力描述 擬培養(yǎng)途徑
學(xué)科研究能力 利用基因工程技術(shù)進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā);培育轉(zhuǎn)基因新產(chǎn)品;開拓新產(chǎn)品、新工藝;利用基因技術(shù)分析解決問題能力;創(chuàng)造性思維能力 開放創(chuàng)新性項目訓(xùn)練
工程應(yīng)用能力 核酸與蛋白質(zhì)提取工藝參數(shù)優(yōu)化能力;基因工程產(chǎn)品產(chǎn)量與品質(zhì)參數(shù)優(yōu)化能力 工程性項目訓(xùn)練
綜合技能 核酸分離純化能力;PCR操作技能;質(zhì)粒連接、轉(zhuǎn)化與篩選技能;基因及其表達(dá)產(chǎn)物檢測技能 綜合性項目訓(xùn)練
圍繞不同能力的培養(yǎng)目標(biāo),本文從項目設(shè)計、教學(xué)方法與考核方式改革三個方面對基因工程實驗改革進(jìn)行了探索與實踐,同時對改革的初步成效與存在的問題進(jìn)行了總結(jié)與討論,以期為同類研究提供參考。
二、實驗項目設(shè)計
為了實現(xiàn)上述不同層次的能力目標(biāo),根據(jù)以能力培養(yǎng)為主線的《基因工程》三級訓(xùn)練體系魚骨圖(見圖1),設(shè)置了三個層次的實驗項目,其中綜合技能訓(xùn)練以原有的項目為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化;而工程能力訓(xùn)練和開放創(chuàng)新訓(xùn)練項目則為本課題的改革重點(diǎn)。項目主要來自教師科研和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目,擬設(shè)置的項目詳見表2。
表2 部分實驗項目一覽表
項目類型 項目名稱 備注
綜合技能
訓(xùn)練 質(zhì)粒DNA的提取、酶切及其產(chǎn)物的凝膠電泳 原有
DNA酶切產(chǎn)物的純化、重組質(zhì)粒的連接 原有
大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備、轉(zhuǎn)化及篩選 原有
質(zhì)粒DNA的分離和鑒定 原有
PCR擴(kuò)增技術(shù)及其擴(kuò)增產(chǎn)物的檢測 原有
工程能力
訓(xùn)練 溶藻弧菌外膜蛋白OmpU的克隆與原核表達(dá) 新增
堿性磷酸單酯酶基因的定位、克隆與表達(dá) 新增
富鋅功能水稻品種特性改良 新增
明膠植物源替代物關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化 新增
開放創(chuàng)新能力
訓(xùn)練 葡萄不同品種的ISSR分析 新增
轉(zhuǎn)抗螟蟲基因藺草新種質(zhì)的培育 新增
浙貝母分子身份的鑒定 新增
富鋅水稻分子指紋圖譜分析 新增
根據(jù)不同行業(yè)現(xiàn)狀,教師先擬定了一些具有行業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用前景的目標(biāo)蛋白或產(chǎn)物(如外膜蛋白、堿性磷酸單酯酶和白介素等)布置給學(xué)生,并將實驗方法和重要參數(shù)告訴學(xué)生,然后要求學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)和資料,設(shè)計實驗方案并提交,指導(dǎo)教師審核通過后進(jìn)行實驗,最后對實驗結(jié)果進(jìn)行分析與討論,形成總結(jié)性材料。以生物制藥行業(yè)外膜蛋白(Outer membrane protein,簡稱Omp)為例,其免疫保護(hù)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于滅活全菌疫苗,有望作為高效疫苗的重要成分,通過生物工程技術(shù)大量生產(chǎn)應(yīng)用于海水養(yǎng)殖動物疾病的防治。由此可將“溶藻弧菌外膜蛋白OmpU的克隆與原核表達(dá)”作為設(shè)計應(yīng)用性實驗。涉及的重要參數(shù)有DNA分離純化參數(shù)、PCR擴(kuò)增體系和程序參數(shù)、不同載體構(gòu)建參數(shù)和不同表達(dá)產(chǎn)物檢測技術(shù)參數(shù)等。通過這個層次的訓(xùn)練,讓學(xué)生用學(xué)到的基因操作技術(shù)(核酸提取技術(shù)、引物設(shè)計技術(shù)、載體構(gòu)建技術(shù)、基因檢測技術(shù)、表達(dá)產(chǎn)物檢測等)去解決具體的行業(yè)問題,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和行業(yè)應(yīng)用能力。
開放創(chuàng)新訓(xùn)練項目圍繞教師科研、大學(xué)生新苗人才計劃、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、學(xué)科競賽等進(jìn)行,如特色經(jīng)濟(jì)和藥用植物(藺草、葡萄、浙貝母等)及海洋生物(中華鱉等)的分子身份與種質(zhì)資源鑒定、綠色熒光蛋白在生物醫(yī)藥與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用等。主要是采用基因工程實驗技術(shù)解決當(dāng)前生產(chǎn)實踐中遇到的科學(xué)問題,使學(xué)生在掌握先進(jìn)的、應(yīng)用性強(qiáng)的專業(yè)綜合技能的同時,提高自己的科研能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力。
三、教學(xué)方法改革
對于綜合技能訓(xùn)練項目,采取虛擬實驗與實戰(zhàn)操作相結(jié)合的形式,要求學(xué)生全程參與實驗過程,學(xué)生必須在實驗前進(jìn)行預(yù)習(xí),然后反復(fù)進(jìn)行虛擬實驗(購置相關(guān)軟件),最后進(jìn)行實戰(zhàn)操作,實驗結(jié)束后寫出實驗報告,并對實驗結(jié)果進(jìn)行班級討論,最后由教師進(jìn)行相應(yīng)的點(diǎn)評,使學(xué)生了解出現(xiàn)不同實驗結(jié)果的原因及解決辦法。這種實驗教學(xué)方法既有利于提高學(xué)生對實驗內(nèi)容的興趣,使學(xué)生牢固掌握基因工程操作的基本過程與技能,提高實驗教學(xué)效果,又有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,進(jìn)而提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。
對于工程能力訓(xùn)練和開放創(chuàng)新訓(xùn)練項目,采用“自主設(shè)計式、開放式”實驗教學(xué)法。即要求3~5位學(xué)生組成課題小組,確定小組感興趣的課題,或根據(jù)教師提出的實驗?zāi)繕?biāo)查閱資料,設(shè)計實驗方案,并提出申請和實驗預(yù)約,經(jīng)教師審批后,利用開放實驗時間完成實驗,最后遞交實驗報告,并書寫實驗總結(jié)或論文。鼓勵學(xué)生從行業(yè)調(diào)查入手,自行選題、自行查閱文獻(xiàn)、自行擬就實驗方案、自行備齊所需試劑并進(jìn)行實驗。允許學(xué)生分多次來實驗室完成同一個實驗項目,允許學(xué)生對同一個實驗項目采取不同的實驗方法進(jìn)行實驗,如核酸提取可采用酸法,也可采用堿法、SDS法、CTAB法等。同一種方法還可在不同提取條件下進(jìn)行,如水浴溫度、水浴時間、離心轉(zhuǎn)速、離心時間等。自主設(shè)計實驗突出了學(xué)生的主體地位,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與激情,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。
四、考核方式改革
為提高實驗教學(xué)效果,適應(yīng)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的需要,必須建立和完善一套以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重心的既重過程又重結(jié)果的實驗課程考核新模式。
在對綜合技能訓(xùn)練項目進(jìn)行考核時,采用全程性評價,實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的評價可培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,實驗準(zhǔn)備和過程環(huán)節(jié)及實驗操作考試可提高學(xué)生的動手能力和專業(yè)技能,而實驗筆試環(huán)節(jié)主要考察學(xué)生對專業(yè)知識的掌握情況,為學(xué)生開展創(chuàng)新性活動奠定了堅實的專業(yè)基礎(chǔ)。
對于工程能力和開放創(chuàng)新訓(xùn)練項目的評價,主要是從查閱資料和設(shè)計環(huán)節(jié)、實驗參與環(huán)節(jié)、實驗結(jié)果和總結(jié)環(huán)節(jié)等方面來考核,重在提高學(xué)生的綜合素質(zhì),如口頭表達(dá)能力、專業(yè)操作技能、文字組織能力和組織協(xié)調(diào)能力等。對于有創(chuàng)新部分的學(xué)生要給予加分與獎勵。這種全方位的成績評定方法既能反映學(xué)生的實際水平和能力,又能調(diào)動和提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,對提高學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實際問題、提高實際操作能力和創(chuàng)新能力都有積極的意義。
五、改革實施初步成效與物化成果
本改革以浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院生物技術(shù)和生物工程專業(yè)2009級、2010級學(xué)生為課程改革實施對象,直接受益學(xué)生數(shù)為200人/年。由于本改革能緊密圍繞學(xué)生綜合能力的培養(yǎng),采用以學(xué)生為主體、教師主導(dǎo)的教學(xué)方法,教學(xué)內(nèi)容實用且能緊跟專業(yè)前沿,因此,較好地培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、動手能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊合作精神。
近兩年來,生物技術(shù)、生物工程專業(yè)學(xué)生參加課程組教師相關(guān)科研項目的有50多人次;完成相關(guān)校級創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新基金項目或校科研基金項目近10項;獲浙江省科技廳“新苗計劃”資助項目2項;獲浙江省“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽二等獎1項;獲浙江省大學(xué)生生命科學(xué)競賽優(yōu)勝項目1項;學(xué)生在校期間公開發(fā)表與課程相關(guān)學(xué)術(shù)論文8篇。
通過對畢業(yè)生綜合表現(xiàn)的跟蹤調(diào)查,發(fā)現(xiàn)學(xué)生在所進(jìn)行的畢業(yè)實習(xí)中,表現(xiàn)出較強(qiáng)的基因工程操作能力、實驗組織能力和設(shè)計能力,一定的創(chuàng)新精神和良好的合作精神,受到了用人單位的一致好評。考研學(xué)生在復(fù)試中,較強(qiáng)的基因工程實驗技能受到了浙江大學(xué)、廈門大學(xué)等院校教師的肯定。
六、存在的問題及解決辦法
課程組全體成員清醒地認(rèn)識到課程教學(xué)改革與推廣是一項艱巨的任務(wù),它需要教師著眼于現(xiàn)實建設(shè)、著眼于未來發(fā)展,不斷更新內(nèi)容,不斷改進(jìn)教學(xué)方法,使項目始終保持可持續(xù)的高水平的發(fā)展。項目的后階段任務(wù)與計劃如下:
首先,繼續(xù)完善教材建設(shè)。通過學(xué)生的試用,提出相關(guān)的修改意見,對基因工程實驗技術(shù)教程進(jìn)行修訂,以更好地滿足學(xué)生發(fā)展的需要。并根據(jù)教材適用對象進(jìn)行推廣,增加輻射面。
其次,在已有項目的基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計新的實驗項目,建立相對穩(wěn)定的自主設(shè)計實驗項目庫及操作規(guī)范。
再次,完善開放式的管理制度與全程式參與的考核辦法。
最后,加強(qiáng)與兄弟院校的交流與學(xué)習(xí),增加輻射面,提升示范作用。
參考文獻(xiàn):
[1]邢萬金,扈延茂.本科基因工程大實驗教學(xué)改革的實踐和體會[J].生物學(xué)通報,2007,42(2):48-50.
[2]陳魯勇,孟和,許文平,等.分子生物學(xué)實驗教學(xué)改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2008,27(12):121-122.
[3]楊海靈.分子生物學(xué)實驗教學(xué)改革的探索與實踐[J].成都大學(xué)學(xué)報(教育科學(xué)版),2008,(4):70-71.
[4]高鳳山,許崇波,劉慶平,等.基因工程開放實驗中的幾點(diǎn)體會[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2009,(3):213-216.
[5]王文鋒,范雪暉,穆靈敏,等.生物技術(shù)專業(yè)基因工程實驗教學(xué)的改進(jìn)與實踐[J].新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2009,26(1):99-100.
[6]蔣曹德,廖志華,楊應(yīng)斌,等.分子生物學(xué)創(chuàng)新實驗教學(xué)模式的探索[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2009,7(2):200-202.
命題分析
一點(diǎn)通
從近三年高考生物試卷可看出,高考真題涉及基因工程的內(nèi)容,有如下特點(diǎn):
①考查l率較高,幾乎年年考查。
②考點(diǎn)相對集中,主要考查基因工程中的各種工具和程序,尤其是各種工具酶的切割位點(diǎn)的確定,獲取目的基因的方法,基因表達(dá)載體的構(gòu)建及導(dǎo)入,目的基因的篩選方法等。
③命題有時從新的情境提出問題,讓考生去解決新情境中的新問題。
④有的命題與細(xì)胞工程、胚胎工程、克隆技術(shù)等內(nèi)容結(jié)合,考查考生綜合運(yùn)用生物工程技術(shù)手段解決實際問題的能力;或與遺傳變異等知識結(jié)合,考查考生綜合運(yùn)用能力。
失分點(diǎn)
這樣的高考試題,對成績中上的考生來說,失分點(diǎn)主要在綜合性題型;而對成績中等偏下的考生來說,基礎(chǔ)題型也是失分的重要方面。
那么,考生如何在高三備考的最后階段快速準(zhǔn)確地掌握該考點(diǎn)的知識及解題技巧,從而提高高考成績?經(jīng)實踐,筆者用“數(shù)字法”幫助大家解決這個問題。
解鎖“數(shù)字法”密鑰
一、用“數(shù)字法”總結(jié)提煉知識密碼
(一)基礎(chǔ)密碼“1234”――開啟基因工程知識復(fù)習(xí)之鑰
1.密碼解讀
“1”,即一個原理:基因重組
基因工程是指按照人們的愿望,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計,通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù),賦予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。故依據(jù)的原理為基因重組。
2.密碼點(diǎn)津
本密碼概括的是基因工程板塊的基礎(chǔ)知識,故稱為“基礎(chǔ)1234”。掌握這些知識,可以應(yīng)對高考常出現(xiàn)的基礎(chǔ)考查。高考試題中選擇題和非選擇題都常以圖表的形式考查考生的基礎(chǔ)知識以及理解和解決實際問題的能力,所以復(fù)習(xí)過程中要掌握好基礎(chǔ)密碼,利用相應(yīng)的表格、流程圖、示意圖進(jìn)行研讀,以便突破重點(diǎn)和難點(diǎn)。
(二)程序密碼“2233”――把握基因工程操作程序要點(diǎn)之訣
1.密碼解讀
“2”,即獲取目的基因的兩種方法
2.密碼點(diǎn)津
本密碼解讀的是基因工程操作程序的更深層次的知識,可以稱為“程序2233”,是對基因工程基礎(chǔ)知識的補(bǔ)充和深化。高考試題中有時會針對個別知識專題進(jìn)行考查,有時會在綜合題型中進(jìn)行主要考查。建議復(fù)習(xí)時運(yùn)用表格法(如上)列出明細(xì),比較異同,便于掌握。尤其是按照密碼“2233”掌握不同程序的幾個要點(diǎn),然后結(jié)合相關(guān)圖表綜合運(yùn)用。
(三)概念密碼“411”――辨析基因工程易混概念之碼
1.密碼解讀
2.密碼點(diǎn)津
一般情況下,這些易混概念是解答基因工程試題的關(guān)鍵點(diǎn)。概念不清,做題就容易出錯。高考考試中,單獨(dú)考查概念的頻率不高,往往結(jié)合圖表,在綜合考查基因工程知識的時候,順帶考查。復(fù)習(xí)時,牢記密碼“411”,通過上述表格對比,搞清它們之間的聯(lián)系和區(qū)別非常關(guān)鍵。
二、用密碼知識化解基因工程高頻考點(diǎn)難題
熱點(diǎn)1:有關(guān)基因工程程序的考查
1.考題精析
例1 (2016?海南卷)基因工程又稱為DNA重組技術(shù),回答相關(guān)問題:
(1)在基因工程中,獲取目的基因主要有兩大途徑,即_______和從_______中分離。
(2)利用某植物的成熟葉片為材料,同時構(gòu)建cDNA 文庫和基因組文庫,兩個文庫相比,cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少,其原因是 _______。
(3)在基因表達(dá)載體中,啟動子是_______聚合酶識別并結(jié)合的部位。若采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞,最常用的原核生物是_______。
(4)將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時,常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有_______和_______顆粒。
【解析】(1)獲取目的基因主要有兩大途徑,即人工合成和從生物材料中分離,前者通過反轉(zhuǎn)錄法或人工化學(xué)合成法,后者通過基因文庫提取實現(xiàn)。
(2)cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因,而基因組文庫中含有該植物的全部基因,故cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少。
(3)基因表達(dá)載體中,啟動子是RNA聚合酶識別并結(jié)合的部位。因細(xì)菌繁殖快,故常采用的細(xì)菌是大腸桿菌。
(4)基因槍法是單子葉植物的常用的基因轉(zhuǎn)化方法,常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉和鎢粉顆粒,成本較高。
【答案】(1)人工合成 生物材料
(2)cDNA文熘兄緩有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因,而基因組文庫中含有該植物的全部基因
(3)RNA 大腸桿菌(或答細(xì)菌)
(4)金粉 鎢粉
【點(diǎn)評】本題主要考查基因工程的基礎(chǔ)知識。根據(jù)相關(guān)密碼,掌握要點(diǎn)知識,即可回答。但需要注意的是所考查的知識,如基因槍法等,考點(diǎn)較偏,如果考生對書本不熟,基礎(chǔ)不牢固,就會容易丟分。
2.考點(diǎn)預(yù)測
【預(yù)測1】圖1是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的示意圖。以下相關(guān)敘述,正確的是( )
A.①的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與
B.②侵染植物細(xì)胞后,重組Ti質(zhì)粒整合到植物細(xì)胞的染色體上
C.③含Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞的過程叫轉(zhuǎn)化
D.④過程培育出的植株不一定表現(xiàn)出抗蟲性狀
【答案】D
【點(diǎn)評】本題利用教材流程圖,綜合考查基因工程各程序知識,是高考的常見題型,如2014年重慶卷、2014年廣東卷等。本來此類題難度不大,但濃縮在選擇題中考查,難度就增加了。
【預(yù)測2】為了獲得更多的青蒿素,研究人員嘗試?yán)媒湍高M(jìn)行轉(zhuǎn)基因的方法進(jìn)行生產(chǎn)。研究發(fā)現(xiàn),酵母細(xì)胞也能夠產(chǎn)生青蒿酸合成的中間產(chǎn)物FPP(如圖2所示,實線框內(nèi)為青蒿細(xì)胞中青蒿酸的合成途徑)。請回答下列問題:
(1)在FPP合成酶基因的表達(dá)過程中,完成過程中①需要______________酶催化。
(2)根據(jù)圖示的代謝過程,若科學(xué)家用基因工程技術(shù)培育能產(chǎn)生青蒿酸的酵母細(xì)胞,需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入_____________、_____________等。在基因工程的操作過程中,為了目的基因在受體細(xì)胞中能穩(wěn)定存在、復(fù)制和表達(dá),使其發(fā)揮作用,需要構(gòu)建_____________。
(3)實驗發(fā)現(xiàn),改造后的酵母菌細(xì)胞的基因能正常表達(dá),但酵母菌合成的青蒿酸仍很少,根據(jù)圖解分析,其原因可能是____________。
(4)利用酵母細(xì)胞生產(chǎn)青蒿酸的明顯優(yōu)勢有________________________________________(答對一個要點(diǎn)即可)。
【答案】
(1)RNA聚合
(2)ADS酶基因 CYP71AV1酶基因 基因表達(dá)載體
(3)酵母細(xì)胞中FPP部分用于合成固醇(或FRG9酶容易表達(dá))
(4)細(xì)胞繁殖快(或生理代謝旺盛,或易培養(yǎng),或成本低,或能克服地域性種植的限制)
【點(diǎn)評】根據(jù)熱點(diǎn)材料考查基因工程的基本操作程序要點(diǎn),是高考常有的命題方式。解答這類問題,要會結(jié)合密碼知識,根據(jù)圖表和材料進(jìn)行分析。
熱點(diǎn)2:有關(guān)構(gòu)建重組質(zhì)粒的考查
1.考題精析
例2 (2016?全國新課標(biāo)卷Ⅲ)圖3(a)中的三個DN段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點(diǎn),(b)為某種表達(dá)載體示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點(diǎn)是唯一的)。
根據(jù)基因工程的有關(guān)知識,回答下列問題:
(1)經(jīng)BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被____________酶切后的產(chǎn)物連接,理由是________________________。
(2)若某人利用圖3(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子,如圖4所示。這三種重組子中,不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有____________,不能表達(dá)的原因是________________________。
(3)DNA連接酶是將兩個DN段連接起來的酶,常見的有____________和____________,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是________________________。
【解析】(1)Sau3AⅠ酶切割的目的基因和BamHⅠ酶切割載體產(chǎn)生的片段具有相同的的黏性末端,故可連接。
(2)在基因表達(dá)載體中,啟動子應(yīng)位于目的基因的首端,終止子應(yīng)位于目的基因的尾端,這樣目的基因才能表達(dá)。圖中甲、丙均不符合,所以不能表達(dá)目的基因的產(chǎn)物。
(3)常見的DNA連接酶有E?coliDNA連接酶和T4DNA連接酶;既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4DNA連接酶。
【答案】(1)Sau3AⅠ 兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端
(2)甲、丙 甲中的目的基因插入在啟動子的上游,丙中的目的基因插入在終止子的下游,二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄
(3)E?coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 T4DNA連接酶
【點(diǎn)評】構(gòu)建重組質(zhì)粒的相關(guān)知識是基因工程高考試題中最常見的考查點(diǎn)之一。考查要點(diǎn)是重組質(zhì)粒的結(jié)構(gòu),以及重組質(zhì)粒的構(gòu)建過程。解答這類題,要掌握以下知識:
重組質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)包括啟動子、終止子、目的基因、標(biāo)記基因、復(fù)制原點(diǎn)等,缺一不可。
建重組質(zhì)粒則要遵循幾個原則:(1)保證得到的目的基因不被破壞。(2)作為運(yùn)載體的質(zhì)粒保證至少一個標(biāo)記基因不被破壞。此外,應(yīng)注意啟動子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)等不被破壞。(3)目的基因與質(zhì)粒之間能得到一種或兩種彼此相同的黏性末端(平切口不考慮)。 同時要注意不同酶切方法的運(yùn)用:(1)一般情況下,單種酶在切割目的基因和運(yùn)載體時常常要用同一種限制性內(nèi)切酶,從而產(chǎn)生相同的黏性末端。(2)兩種或兩種以上的限制酶去切割含目的基因的DN段和運(yùn)載體。較常見的是用同一組兩種限制酶去切割含目的基因的DNA 片段和運(yùn)載體,兩者都會產(chǎn)生具有兩種不同的黏性末端的DN段(兩個末端分別用A與B表示)。當(dāng)構(gòu)成重組質(zhì)粒時,由相同酶切開的目的基因的A 端與質(zhì)粒的A 端通過堿基互補(bǔ)連接,目的基因的B端與質(zhì)粒的B端通過堿基互補(bǔ)連接。用多種酶切的優(yōu)點(diǎn):(1)可防止目的基因與質(zhì)粒的自身環(huán)化。多酶切后目的基因與運(yùn)載體的兩側(cè)的黏性末端不相同,因此不能發(fā)生自身首尾相連成環(huán)狀DNA分子。(2)可實現(xiàn)目的基因與質(zhì)粒的定向連接。
2.考點(diǎn)預(yù)測
【預(yù)測3】圖5是培育表達(dá)人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的技術(shù)路線。請回答:
(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具,應(yīng)具備的基本條件有____________(答出兩點(diǎn)即可),而作為基因表達(dá)載體,除滿足上述基本條件外,還需具有啟動子和終止子。
(2)如圖5所示,若對1中的質(zhì)粒進(jìn)行改造,插入的SmaⅠ酶切位點(diǎn)越多,質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性將會____________。
(3)如圖5所示,用2中的人乳鐵蛋白目的基因和1中的質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒時,選用的限制酶是____________(從“EcoRⅠ”“BamHⅠ/ HindⅢ”“SmaⅠ/ HindⅢ”中選擇)。不能選擇其他限制酶的理由分別是________________________________________________。
【答案】
(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因
(2)提高
(3)BamHⅠ/ HindⅢ 若選EcoRⅠ會破壞質(zhì)粒的復(fù)制原點(diǎn);若選SmaⅠ/ HindⅢ,則構(gòu)建的重組質(zhì)粒沒有標(biāo)記基因或復(fù)制原點(diǎn)
【點(diǎn)評】本題考組質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和構(gòu)建,是近年來最常見的基因工程題型。
熱點(diǎn)3:有關(guān)基因工程知識應(yīng)用的考查
1.考題精析
例3 (2016?天津卷)人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價值,只能從血漿中制備。圖6是利用基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。
(1)為獲取HSA基因,首先需采集人的血液,提取________合成總cDNA,然后以cDNA為模板,采用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴(kuò)增方向,請用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出另一條引物的位置及擴(kuò)增方向。
(2)啟動子通常具有物種及組織特異性,構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體,需要選擇的啟動子是____________(填字母,單選)。
A.人血細(xì)胞啟動子 B.水稻胚乳細(xì)胞啟動子
C.大腸桿菌啟動子 D.農(nóng)桿菌啟動子
(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中,需添加酚類物質(zhì),其目的是________________________________________________。
(4)人體合成的初始HSA多肽,需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結(jié)構(gòu)才能有活性。與途徑Ⅱ相比,選擇途徑Ⅰ獲取rHSA的優(yōu)勢是____________________________________。
(5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值,須確認(rèn)rHSA與____________的生物學(xué)功能一致。
【解析】(1)合成總cDNA需要提取細(xì)胞中所有的mRNA,然后通過反轉(zhuǎn)錄過程。采用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因時,兩條引物分別與模板鏈的5@端結(jié)合,擴(kuò)增方向相反。
(2)根據(jù)啟動子通常具有物種及組織特異性,在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異性表達(dá)rHSA,需要選擇水稻胚乳細(xì)胞啟動子。
(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中,酚類物質(zhì)可吸引農(nóng)桿菌移向水稻體細(xì)胞,有利于目的基因的轉(zhuǎn)移。
(4)水稻是真核生物,具有膜系統(tǒng),能對初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工,而大腸桿菌是原核生物,細(xì)胞中不具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器。
(5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值,須確認(rèn)rHSA與天然的HSA生物學(xué)功能一致。
【答案】(1)總RNA(或mRNA)
(2)B
(3)吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞,有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化
(4)水稻是真核生物,具有膜系統(tǒng),能對初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工
(5)HSA
【點(diǎn)評】一般來說,基因工程的應(yīng)用考查體現(xiàn)了本專題知識和其他章節(jié)知識的綜合。如與本專題相關(guān)的必修內(nèi)容:酶的特性、遺傳變異知識等。再如與本專題相關(guān)的選修內(nèi)容:細(xì)胞工程、胚胎工程等。本題通過人血清白蛋白的制備來考查基因工程的應(yīng)用,同時兼考查啟動子、cDNA文庫等概念,以及原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的膜系統(tǒng)的知識。解答這類試題,掌握密碼知識是基礎(chǔ)。
2.考點(diǎn)預(yù)測
【預(yù)測4】人類疾病的轉(zhuǎn)基因動物模型常用于致病機(jī)理的探討及治療藥物的篩選。利用正常大鼠制備遺傳性高血壓轉(zhuǎn)基因模型大鼠的流程如圖7所示(注:基因B為高血壓相關(guān)基因)。
(1)進(jìn)行過程①之前,需對人工采集的進(jìn)行____________處理。完成過程②常采用的方法是____________。過程④中,為了防止污染,通常還要在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的____________。
(2)從人體細(xì)胞中獲取基因B時用到的工具酶是____________,在構(gòu)建的基因表達(dá)載體中,高血壓相關(guān)基因的首端必須有____________,它是RNA聚合酶的識別和結(jié)合部位。
(3)圖示中甲為____________(時期)的去核卵母細(xì)胞,過程⑤的操作技術(shù)叫作____________。
(4)要在分子水平上檢測成功導(dǎo)入的B基因在大鼠中是否成功表達(dá),可采用____________方法,如果高血壓相關(guān)基因已在大鼠體內(nèi)成功表達(dá),可用其建立高血壓轉(zhuǎn)基因動物模型。
【答案】(1)獲能 顯微注射法 抗生素
(2)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶) 啟動子
(3)減數(shù)第二次分裂中期(MⅡ中期) 核移植
(4)抗原-抗體雜交
關(guān)鍵詞:市政工程 技術(shù)通病 成因分析 防治對策
中圖分類號:TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
市政工程是與人類日常生活聯(lián)系最為密切的活動,比如,新修建的道路橋梁、下水管道工程等等,涉及到人類生活的各個方面。所以,市政工程技術(shù)的好壞直接關(guān)系到工程的施工和建設(shè),技術(shù)水平的高低也直接影響著工程的質(zhì)量。市政工程建設(shè)的質(zhì)量直接關(guān)系到最基層民眾的切身利益。最近幾年伴隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快,很多市政工程紛紛上馬,但是工程質(zhì)量卻令人堪憂,各種生產(chǎn)安全事故層出不窮,給廣大人民群眾的生命財產(chǎn)造成了巨大損失,嚴(yán)重影響了人民的生活。
1.市政工程施工技術(shù)中常見的通病分析
隨著國家城市化的推進(jìn),市政工程迅速的發(fā)展,但是質(zhì)量問題卻不容樂觀,近年來一些質(zhì)量事故頻發(fā),如橋梁垮塌,路面出現(xiàn)大面積沉陷,對人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅,也給國家?guī)聿涣加绊懀虼耍姓こ藤|(zhì)量不容小視,對市政工程施工中的一些常見通病應(yīng)提起足夠的重視。
1.1施工材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)
建筑材料的質(zhì)量對市政工程的質(zhì)量而言也是極其重要的,市政工程的使用年限,工程預(yù)算的多少,都是由材料所決定的。將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的施工材料應(yīng)用與市政工程建設(shè),不僅會嚴(yán)重的影響工程建設(shè)的質(zhì)量,同時還會極大的縮短建筑物使用的壽命,嚴(yán)重者可能會導(dǎo)致重大事故的產(chǎn)生。因此,加強(qiáng)施工材料質(zhì)量的管理,是有序?qū)崿F(xiàn)工程施工目標(biāo)的重要前提條件。
1.2工程檢查程序缺乏規(guī)范性
市政工程項目一般需要竣工以后進(jìn)行自檢,自檢合格以后才能投入使用,這個自檢的過程同時也是工程質(zhì)量檢查程序發(fā)揮作用的重要領(lǐng)域。但現(xiàn)階段來講,我國質(zhì)量保證體系還不夠健全,且質(zhì)量監(jiān)管的力度也比較薄弱,現(xiàn)有的質(zhì)量檢查機(jī)構(gòu)和自檢機(jī)構(gòu)沒能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。提高工程施工質(zhì)量不能僅僅依靠施工企業(yè)的自覺性,同時還要不斷強(qiáng)化工程施工質(zhì)量檢查的力度,完善工程質(zhì)量檢查程序的規(guī)范性。
1.3 施工測量工作不夠仔細(xì)
施工測量存在與工程建設(shè)的每一個環(huán)節(jié),貫徹于市政工程施工的全過程。一項市政工程建設(shè)項目的按質(zhì)完工與施工測量是密不可分的。施工測量是市政工程項目不可或缺的一部分,精密的設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化成實體,需要科學(xué)準(zhǔn)確的測量工作作為基礎(chǔ),雖然有些錯誤不起眼,但是也有可能造成不可挽回的經(jīng)濟(jì)損失,甚至是出現(xiàn)人員傷亡。在工程施工過程中,實際施工尺寸與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的一個微小的差距,都有可能導(dǎo)致巨大的損失施工測量工作不仔細(xì),有可能使得原本的設(shè)計結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移,埋下安全隱患,或者是導(dǎo)致施工材料的浪費(fèi),使得工程預(yù)算超標(biāo)。
2. 市政工程施工技術(shù)通病的原因分析
以往對于現(xiàn)代市政工程的管理,通常只關(guān)注其施工現(xiàn)場質(zhì)量的管理而對忽視其它方面的影響,這種情況下現(xiàn)代市政工程的技術(shù)管理存在著很多的漏洞,也是造成工程施工技術(shù)通病的原因,使得當(dāng)前的施工技術(shù)管理很難滿足現(xiàn)代社會進(jìn)步的步伐。
2.1市政工程施工中的人員素質(zhì)偏低
現(xiàn)在大多數(shù)市政工程都會實行承包制的方式來進(jìn)行施工,很多施工的工人和施工隊伍都是學(xué)歷比較低的人群,也就是我們熟知的民工,他們有一些是建筑行業(yè)中的精英,但是有一些人員并不具備很高的文化素質(zhì)和工程技能。施工隊伍和工人的素質(zhì)高低關(guān)系工程質(zhì)量的好壞,他們對工程的質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用,因此,必須要建立明確的管理和用人機(jī)制,不能在用人上采取隨意的態(tài)度,對人員進(jìn)行有效的管理,并且制定一些規(guī)范和制度來約束人員的行為。
2.2施工過程的關(guān)鍵部位容易出現(xiàn)問題
現(xiàn)在施工過程中使用的都是比較先進(jìn)和新鮮的工程技術(shù),在施工過程中使用這些方法難免會出現(xiàn)一些生疏的問題,比如說,對新技術(shù)應(yīng)用的不是很靈活,所以,特別容易發(fā)生質(zhì)量問題,此時,我們就要注意對建筑工程過程中的整體控制,在鋼筋的選擇和移位上,一定要密切觀察。這些都是施工過程中的重要環(huán)節(jié),同時,也是施工過程中的薄弱環(huán)節(jié),對于這些問題要講究一定方法來實施,只要運(yùn)用正確的方法和建議來進(jìn)行正確的維護(hù),之后再進(jìn)行良好的措施,這樣就可以把問題解決好,才能保證工程的良好順利完成。
3. 對于市政工程通病的防治對策
在市政工程的建設(shè)中,質(zhì)量管理是非常重要的工作,并且也是非常緊迫的工作,強(qiáng)有力的質(zhì)量管理不僅可以讓市政工程在建設(shè)中避免一些事故的發(fā)生,讓整個工程如期進(jìn)行,同時,也可以有效避免任何經(jīng)濟(jì)上和人員方面的損失。
3.1 嚴(yán)格把控施工材料與施工設(shè)備的質(zhì)量
管理現(xiàn)代市政工程施工過程,第一便是對于原材料及施工設(shè)備的管控,對其進(jìn)行檢驗、接收與入場。材料接收前,專業(yè)技術(shù)人員均需對其質(zhì)量、規(guī)格及型號進(jìn)行全面的檢驗,對于材料合格證件、質(zhì)量檢驗合格單檢驗不及格的不給予接收入場,而不管材料來源于自身企業(yè)的采購還是甲方的供應(yīng)。并且對入場的材料數(shù)量進(jìn)行清點(diǎn),并按型號規(guī)格存放。機(jī)械設(shè)備在施工過程中擔(dān)當(dāng)重要的角色,而對于現(xiàn)代市政工程中用到的所有設(shè)備尤其是大型機(jī)器或者重要的大規(guī)模的建材,均需要在性能、規(guī)格,材質(zhì)型號、國家要求的出廠質(zhì)量合格證等方面符合國家的相關(guān)要求與規(guī)定,并且也要符合現(xiàn)代市政工程的設(shè)計要求。
3.2 選用科學(xué)的施工工藝
在市政工程項目開工建設(shè)之前,對于工程建設(shè)地點(diǎn)的地質(zhì)環(huán)境、施工條件、氣候條件等因素要進(jìn)行全面的考察,尋找工程建設(shè)過程中的關(guān)鍵點(diǎn)、困難點(diǎn),提前做好預(yù)案。項目的工程師對于建設(shè)工作的流程要安排合理,對于施工方法、施工工藝等具體問題要在施工前確定好,并制定出詳細(xì)的檢測流程。除此之外,工程師還需要事前確定工程施工需要的材料、機(jī)械設(shè)備等。
3.3 加強(qiáng)工程質(zhì)量檢查程序的控制
管理現(xiàn)代市政工程施工中,因為影響施工技術(shù)的因素十分多,所以在對其施工工藝與質(zhì)量進(jìn)行管理中需分別對可能引發(fā)不好作用的環(huán)境因素進(jìn)行制定科學(xué)有效的管控方案。首先,對于工藝的施工流程需接設(shè)計嚴(yán)格執(zhí)行,它不但是施工現(xiàn)場操作的根本依據(jù),并且也是確保工序施工技術(shù)的根本保證;第二,對施工工序的重要環(huán)節(jié)要重點(diǎn)把關(guān),確定質(zhì)量控制點(diǎn),以此保證施工工序的強(qiáng)化性管理,進(jìn)而確保施工技術(shù)的良好管理;第三,對現(xiàn)代市政工程施工技術(shù)的管理中需對施工環(huán)境、環(huán)節(jié)、方法、原料、機(jī)械、人員實行全過程監(jiān)管,也只有將上述所有的因素進(jìn)行系統(tǒng)有效的管控才能夠確保各個工序的施工技術(shù)達(dá)到要求;第四,對于管理施工技術(shù)得出的結(jié)果及時檢查,進(jìn)而確定該施工技術(shù)及質(zhì)量管理活動的效果是否滿足預(yù)定的目標(biāo),并且依據(jù)所反饋的信息對其施工管理進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,保證現(xiàn)代市政工程全程中的施工技術(shù)管理均符合要求。
4. 結(jié)束語
雖然市政工程存在著很多通病,但是絕大多數(shù)問題都是可以改正或者是避免的,我們所要做的就是找到這些問題產(chǎn)生的根本原因,從本質(zhì)上解決這些問題,只有這樣才能盡最大的可能確保工程質(zhì)量,使得工程項目達(dá)到設(shè)計的各項要求。
參考文獻(xiàn):
[1] 李志剛.淺論建筑電氣工程質(zhì)量通病的分析與防治[J].山西建筑. 2011(24)
摘要:在建筑裝飾施工中,隱蔽工程的施工是由為主要,它關(guān)系到下一步工序的制作與進(jìn)展,更關(guān)系到整體工程的進(jìn)度、質(zhì)量、安全的影響。而在施工當(dāng)中水專業(yè)工程、電專業(yè)工程、防水專業(yè)工程就顯得更加主要。
關(guān)鍵詞:水工程施工方法及保證措施 電專業(yè)施工方法及保證措施 防水專業(yè)施工方法及保證措施
水工程操作工藝
圖紙確認(rèn):施工前確認(rèn)圖紙上個水點(diǎn)的位置高度。
放線開槽:開槽有彈線定位,用云石切割機(jī)開槽,墻面開槽深度35-40mm,位置準(zhǔn)確。
管道鋪設(shè):
1、管卡固定點(diǎn)間距不大于600mm終端固定點(diǎn)離出水點(diǎn)不大于100mm。
2、出水點(diǎn)應(yīng)與墻面成活平齊或者低5mm以內(nèi)。
3、PPR冷熱水管間距不小于50mm。
4、水管鋪設(shè)要橫平豎直,左熱右冷。平行間距不小于200mm。
5、給水管敷設(shè)穿越墻體,必須預(yù)設(shè)套管,套管內(nèi)不許有接頭。
管道增壓試驗:
1、試驗壓力應(yīng)為設(shè)計壓力的1.5倍。不得小于0.6MPa。
2、將試壓管道末端封堵緩慢注水,將管道內(nèi)氣體排出,滿水后密封檢查。
3、加壓泵升至規(guī)定壓力,停止加壓觀察各處連接是否有滲水現(xiàn)象。
4、穩(wěn)壓后1小時后壓力降不超過0.05mpa為合格。
電工程施工準(zhǔn)備
材料準(zhǔn)備
1、電線導(dǎo)管必須使用本公司提供的帶有公司名號的PVC阻燃管,其他輔材,電器型號應(yīng)符合設(shè)計要求及國家現(xiàn)行電器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。
2、電器,電料的包裝應(yīng)完好,材料外觀不應(yīng)有破順,附件,設(shè)備應(yīng)齊全。
3、金屬電線保護(hù)管及接線盒外觀不應(yīng)有折癟和裂縫,管內(nèi)無毛刺,管口應(yīng)平整。
工具準(zhǔn)備
1、克絲鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、壓接鉗。
2、一字改錐、十字改錐、電工刀、高凳、萬用表、兆歐表
3、電爐、錫鍋、錫斗、錫勺、電烙鐵。
操作工藝
圖紙確認(rèn):根據(jù)施工圖紙,確定管線走向,標(biāo)高及開關(guān),插座的位置。
放線開槽: 開槽有彈線定位,用云石切割機(jī)開槽,地面開槽深度為15mm.墻面開槽深度35-40mm,位置準(zhǔn)確。
導(dǎo)管敷設(shè):
1、暗線敷設(shè)必須配管。當(dāng)管線長度超過15m或有兩個直角彎時,應(yīng)增設(shè)拉線盒。
2、導(dǎo)管彎角 必須用彎管器做彎,禁止使用直角彎頭。導(dǎo)管固定牢固,線管與線盒結(jié)合牢固。管卡與管卡距離小于500mm.
3、布管時不能破壞原始煙道。
4、電源線及插座與電視線及插座的水平間距不應(yīng)小于500mm。
5、電線與暖氣、熱水、煤氣管之間的平行距離不應(yīng)小于300mm,交叉距離不應(yīng)小于100mm。
電線穿管:
1、同一回路電線應(yīng)穿入同一根管內(nèi),但管內(nèi)總根數(shù)不應(yīng)超過8根,電線總截面積(包括絕緣外皮)不應(yīng)超過管內(nèi)截面積的40%.管內(nèi)線路無接頭。無破損。抽拉通暢。
2、電源線與通訊線不得穿入同一根管內(nèi)。
3、開關(guān)盒插座盒內(nèi)的導(dǎo)線預(yù)留長度不少于150mm。禁止用插座跳線。
4、接線盒加pvc蓋板密封,接線盒內(nèi)接頭搭接牢固,絞線長度是導(dǎo)線直徑的5倍(5扣以上)。掛錫均勻,飽滿。絕緣帶包纏應(yīng)均勻緊密。接線盒加pvc蓋板
電阻測試:
1、管線穿管接線后進(jìn)行同段絕緣測試
2、對線路的絕緣遙測,導(dǎo)線間和導(dǎo)線對地間電阻必須大于O.5MΩ
電器安裝:
1、安裝電源插座時,面向插座的左側(cè)應(yīng)接零線(N),右側(cè)應(yīng)接相線(L),中間上方應(yīng)接保護(hù)地線(PE)。
2、當(dāng)?shù)鯚糇灾卦?kg及以上時,應(yīng)先在頂板上安裝后置埋件,然后將燈具固定在后置埋件上。嚴(yán)禁安裝在木楔、木磚上。
3、連接開關(guān)、螺口燈具導(dǎo)線時,相線應(yīng)先接開關(guān),開關(guān)引出的相線應(yīng)接在燈中心的端子上,零線應(yīng)接在螺紋的端于上。
4、同一室內(nèi)的電源、電話、電視等插座面板應(yīng)在同一水平標(biāo)高上,高差應(yīng)小于5mm。
5、廚房、衛(wèi)生間應(yīng)安裝防濺插座,開關(guān)宜安裝在門外開啟側(cè)的墻體上。
6、電 源插座底邊距地宜為300mm,平開關(guān)板底邊距地宜為1400mm。
防水工程
一般規(guī)定
1、本章適用于衛(wèi)生間、廚房、陽臺的防水工程施工。
2、防水施工必須滿足防水材料溫度要求。
3、防水施工人員應(yīng)具備相應(yīng)的崗位證書。
4、 防水工程應(yīng)在地面、墻面隱蔽工程完畢并經(jīng)檢查驗收后進(jìn)行。其施工方法應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。
5、施工時應(yīng)設(shè)置安全照明,并保持通風(fēng)。
6、施工環(huán)境溫度應(yīng)符合防水材料的技術(shù)要求,并宜在5℃以上。
7、 防水工程應(yīng)做兩次蓄水試驗。
8、 防水涂刷部位應(yīng)符合設(shè)計要求。
施工準(zhǔn)備
材料要求
防水材料的性能應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,并應(yīng)有產(chǎn)品的出廠合格證、質(zhì)量檢測報告。
1、水泥:強(qiáng)度等級≥32.5MPa的普通硅酸鹽水泥,配制水泥砂漿找平層、保護(hù)層或修補(bǔ)基層。
2、中砂:含泥量
3、聚酯無紡布、玻纖布,作為管根細(xì)部構(gòu)造等部位基體增強(qiáng)附加層使用。
主要機(jī)具:
1、電動工具:電動攪拌器。
2、攪拌桶、毛刷、掃把等。
操作工藝
1、工藝流程
2、清理基層
涂膜防水層施工前,先將基層表面的灰塵、雜物、砂漿硬塊清掃干凈,并將基層潤濕,經(jīng)檢查基層平整、無空裂、起砂等缺陷,方可進(jìn)行下一道工序施工。
3、細(xì)部做附加層
穿墻管、陰陽角、變形縫、下水管等薄弱部位,應(yīng)在涂膜層大面積施工前,先做好增強(qiáng)的附加層。
附加涂層做法:一般采用一布二涂進(jìn)行增強(qiáng)處理,施工時應(yīng)在兩道涂膜中間鋪設(shè)一層聚酯無紡布或玻璃纖維布。作業(yè)時應(yīng)均勻涂刷一遍涂料,涂膜操作時用板刷刮涂料驅(qū)除氣泡,將布緊密地粘貼在第一遍涂層上。陰陽角部位一般將布剪成條形,管根為塊行或三角形。第一遍涂層表干(12h)后進(jìn)行第二遍涂刷。第二遍涂層實干(24h)后方可進(jìn)行大面積涂膜防水施工。
第一遍涂膜施工
涂刷第一遍涂膜前應(yīng)先檢查附加層部位有無殘留的氣孔或氣泡,如有氣孔或氣泡,則應(yīng)用橡膠刮板將涂料用力壓入氣孔,局部再涂刷一遍,表干后進(jìn)行第一遍涂膜施工。
涂刮第一遍聚氨酯防水涂料時,可用塑料或橡皮刮板在基層表面均勻涂刮,涂刮要沿同一方向,厚薄應(yīng)均勻一致,用量應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)性能要求。不得有漏刮、堆積、鼓泡等缺陷。涂膜實干后進(jìn)行第二遍涂膜施工。
第二遍涂膜施工
第二遍涂膜采用與第一遍相垂直的涂刮方向,涂刮量、涂刮方法與第一遍相同。
第三遍涂膜施工
第三遍涂膜涂刮方向與第二遍垂直,其他作業(yè)要求相同。
涂膜總厚度應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)性能要求。
參考文獻(xiàn):
[1]中國建筑工業(yè)出版社《建筑分項工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)》.
[2]中國建筑工業(yè)出版社《建筑裝飾工程質(zhì)量管理》.
[3]中國建筑工業(yè)出版社《實用建筑裝飾施工手冊》.
水利工程 質(zhì)量 影響因素 關(guān)鍵技術(shù)水利工程建設(shè)對農(nóng)業(yè)發(fā)展影響是非常大,同時在能源供應(yīng)方面也是有很大影響的,水利工程建設(shè)在灌溉、航運(yùn)、發(fā)電以及防洪方面效果都是非常好的,這樣就使得現(xiàn)在,水利工程建設(shè)項目在不斷增多,這樣是為了更好的發(fā)展經(jīng)濟(jì),同時也是為了更好的提高人們的生活水平,但是,在水利工程建設(shè)過程中如果在質(zhì)量方面出現(xiàn)問題帶來的隱患也是非常大的,因此,一定要重視水利工程的管理工作,對關(guān)鍵的施工技術(shù)進(jìn)行重視,這樣才能更快的解決其中存在的問題。
1我國水利工程管理的現(xiàn)狀目前我國水利工程管理,已經(jīng)從粗放型向集約型轉(zhuǎn)化,從適應(yīng)計劃經(jīng)濟(jì)到適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)化。在管理體系上,實行從中央到地方分級負(fù)責(zé)的管理體制,并分為水行政主管部門及業(yè)務(wù)管理部門兩個體系。在法規(guī)建設(shè)方面,先后頒布了《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國防洪法》、《中華人民共和國河道管理條例》、《中華人民共和國防汛條例》及《水庫大壩安全管理條例》等水利工程管理的根本法規(guī),并制訂了相應(yīng)的配套法規(guī),如《混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》、《水庫大壩安全鑒定辦法》、《水庫大壩注冊登記辦法》、《水閘安全鑒定規(guī)定》、《水利建設(shè)項目經(jīng)濟(jì)評價規(guī)范》以及《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》等幾十種法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在上述法規(guī)的規(guī)范和指導(dǎo)下,使水利工程管理逐步走上法制化、規(guī)范化、科學(xué)化及現(xiàn)代化的軌道。
2影響水利工程施工質(zhì)量的主要因素2.1人員包括參與基礎(chǔ)上建設(shè)的組織者、指揮者和操作者。每個工作人員都直接或間接的影響著工程質(zhì)量。提高工程質(zhì)量的關(guān)鍵在于提高人的素質(zhì),包括人的政治思想水平、身體素質(zhì)等。高質(zhì)量的人及其高質(zhì)量的工作就能帶來高質(zhì)量的產(chǎn)品。2.2材料材料的管理應(yīng)從以下幾個方面控制:嚴(yán)把材料采購關(guān);合理使用,減少損失;建立檢驗制度,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān);合理處理剩余材料。2.3機(jī)械施工機(jī)械設(shè)備對施工質(zhì)量有著直接的影響。所以在施工機(jī)械設(shè)備選型時,應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)上的合理性、技術(shù)上的先進(jìn)性、操作和維護(hù)上的方便性等。2.4方法包括施工方案和施工工藝。一些工程常因施工方案考慮不周或施工工藝落后,而造成施工進(jìn)度推遲,質(zhì)量達(dá)不到要求和追加投資等情況。因此,在制定施工方案和施工工藝時,必須結(jié)合技術(shù)、組織、管理、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行綜合分析,以確定施工方案在技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)上合理,有利于提高工程質(zhì)量。2.5環(huán)境環(huán)境因素對工程質(zhì)量的影響,具有復(fù)雜多變的特點(diǎn)。因此應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)和具體條件,對影響質(zhì)量的環(huán)境因素采取有益的措施嚴(yán)加控制。尤其是施工現(xiàn)場,應(yīng)營造文明施工和文明生產(chǎn)的環(huán)境。更為重要的是搞好地方干群關(guān)系,遵守地方風(fēng)俗。
3水利工程建設(shè)所需采用的關(guān)鍵技術(shù)3.1深覆蓋層堤壩地基滲流控制技術(shù)完善防滲體系、防滲效果檢測技術(shù),分析超深、超薄防滲墻防滲機(jī)理,開發(fā)質(zhì)優(yōu)價廉的新型防滲土工合成材料,開發(fā)適應(yīng)大變形的高抗?jié)B塑性混凝土。3.2堤防崩岸機(jī)理分析、預(yù)報及處理措施崩岸形成的地質(zhì)資料及河流地質(zhì)作用分析、崩岸變形破壞機(jī)理分析、崩岸穩(wěn)定性分析及評價研究、崩岸監(jiān)測研究及預(yù)報技術(shù)研究、崩岸防治及施工技術(shù)研究、崩岸預(yù)警搶險應(yīng)急技術(shù)及決策支持系統(tǒng)研究。3.3水利工程老化及病險問題分析水利工程老化病害機(jī)理、堤防隱患探測技術(shù)與關(guān)鍵設(shè)備、病險堤壩安全評價與除險加固決策系統(tǒng)、堤壩滲流控制和加固關(guān)鍵技術(shù)、長效減壓技術(shù)、堤壩防滲加固技術(shù),已有堤壩防滲加固技術(shù)的完善與規(guī)范化。3.4水利工程監(jiān)測技術(shù)高精度、耐久、強(qiáng)抗干擾的小量程鋼弦式孔隙水壓力計,智能型分布式自動化監(jiān)測系統(tǒng),水利工程中的光導(dǎo)纖維監(jiān)測技術(shù),大型水利工程泄水建筑物長期動態(tài)觀測及數(shù)據(jù)分析評價方法研究,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在水利工程監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用,大壩工作與安全性態(tài)評價專家系統(tǒng),堤防安全監(jiān)測技術(shù),水利工程工情與水情自動監(jiān)測系統(tǒng),及高壩及超高壩的關(guān)鍵技術(shù)。3.5碾壓混凝土及面板膠結(jié)堆石筑壩新技術(shù)的研究對于碾壓混凝土壩,涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進(jìn)、材料配比的研究、施工方法的改進(jìn)、溫控方法及施工質(zhì)量控制;做好面板膠結(jié)堆石壩,集料級配及摻入料配臺比的試驗。做好膠結(jié)堆石料的耐久性、壩體可能的破壞形態(tài)及安全準(zhǔn)則、壩體及其材料的動力特性、高壩壩體變形特性及對上游防滲體系的影響做好認(rèn)真分析。另外水利工程抗震技術(shù),工程地震反應(yīng)及安全監(jiān)測,震害調(diào)查,抗震設(shè)計,以及抗震加固技術(shù)應(yīng)用。3.6高邊坡技術(shù)研究高邊坡工程力學(xué)模型破壞機(jī)理和巖石力學(xué)參數(shù)研究,高邊坡研究中的巖石水力學(xué)研究,高邊坡穩(wěn)定分析及評價技術(shù),高邊坡加固技術(shù)及施工工藝研究,高邊坡監(jiān)測技術(shù)研究,以及高邊坡反饋設(shè)計理論和方法研究。3.7新型材料及新型結(jié)構(gòu)新型材料研究涉及新型混凝土外加劑與摻合料、自排水模板、各種新型防護(hù)材料、各種水上和水下修補(bǔ)新材料、各種土工合成新材料,以及用于灌漿的超細(xì)水泥等。3.8做好水利工程安全管理信息系統(tǒng)建立現(xiàn)場自動采集系統(tǒng),遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的開發(fā)研制,中心站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與綜合數(shù)據(jù)庫的建立及信息接收子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)、安全評價子系統(tǒng)與信息服務(wù)子系統(tǒng)等,以及建立中央指揮站。總之,水利工程是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,同時也是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的制約因素,因此,在進(jìn)行水利工程工作的時候要對出現(xiàn)的洪澇災(zāi)害、缺水問題以及生態(tài)環(huán)境惡化要進(jìn)行解決,這樣才能更好的保證水利工程在未來的發(fā)展,同時也能更好的解決社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的問題。
參考文獻(xiàn):
[1]陳凱.淺談水利工程管理與關(guān)鍵技術(shù)
[J].農(nóng)業(yè)科技與信息,2009,(02).
[2]楊式卿.淺析水利工程管理與關(guān)鍵技術(shù)
[J].經(jīng)營管理者,2010,(07).
[3]李輝,姜崴.淺析水利工程管理質(zhì)量影響因素與關(guān)鍵技術(shù)
[J].民營科技2010,(05).
引水樞紐工程主要建筑物包括:上游導(dǎo)流堤、泄洪閘、人工彎道、進(jìn)水閘、沖沙閘、曲線形懸臂式擋沙坎、消力池、引水渠道。在人工彎道進(jìn)口處,修建導(dǎo)流堤,并向上延伸與河道兩岸平緩的連接,以便束水導(dǎo)流,使水流平順的進(jìn)入引水彎道。設(shè)置泄洪閘用以泄洪排沙,減少泥沙進(jìn)入人工彎道,保證引水彎道有良好的進(jìn)水條件;在洪水季節(jié),泄水排沙,平時可關(guān)閉壅水,保證下游工農(nóng)業(yè)用水,在寒冷季節(jié)還可將冰凌、漂浮物排向下游。在人工彎道設(shè)計時,要充分利用天然穩(wěn)定的河灣,加以整治,即可作為引水彎道;彎道設(shè)計流量要綜合考慮進(jìn)水閘的流量和含沙量較大季節(jié)河灣流量,使彎道內(nèi)產(chǎn)生較強(qiáng)的橫向環(huán)流作用,有利于排沙。進(jìn)水閘與沖沙閘設(shè)置在引水彎道末端,按正面引水側(cè)面排沙的原則布置,進(jìn)水閘與沖沙閘兩軸線的夾角以33度為宜,使沖沙閘各閘孔均勻排沙。進(jìn)水閘底板高程要高出原河床,這樣可以減少泥沙入渠,并可增大閘前泥沙淤積庫容,有利于定期沖沙。進(jìn)水閘前設(shè)置曲線形懸臂式擋沙坎,可增強(qiáng)橫向環(huán)流的作用,還可將泥沙導(dǎo)向沖沙閘,擋沙坎懸臂板末端加寬并延伸到?jīng)_沙閘邊孔,有利于引水防沙,引水面做成流線型,以免擾動水流。沖沙閘底板高程也要高于原河床,可增大閘下沖沙水頭,有利于排沙。進(jìn)水閘下游消能建筑物,多采用底流型降低護(hù)坦式的消能方式,消力池緊接閘室布置,在池中利用水躍進(jìn)行消能,使水流在消力池中發(fā)生淹沒水躍,池中布置排水孔,下設(shè)砂石反濾層,保證下游引水渠道的安全運(yùn)行。下游引水渠道根據(jù)水力最佳斷面及經(jīng)濟(jì)實用斷面綜合確定,常采用梯形斷面渠道、混凝土板襯砌。
2引水樞紐主要設(shè)計內(nèi)容
樞紐工程總體布置:根據(jù)基本資料確定工程的等級、級別、洪水標(biāo)準(zhǔn),可參考《水閘設(shè)計規(guī)范》、《水閘》、《取水工程》等文獻(xiàn),并結(jié)合地形及方案比較,確定采用什么類型引水樞紐,這里以人工彎道式引水樞紐為例,根據(jù)經(jīng)驗公式確定彎道的底寬、半徑、中心線長度等參數(shù),根據(jù)工程各主要建筑物的作用和設(shè)計原理,合理布置建筑物的位置。樞紐工程水力設(shè)計:首先,根據(jù)水力最佳斷面和經(jīng)濟(jì)實用斷面確定下游引水渠道的斷面尺寸,利用《水力學(xué)》中的迭代計算公式確定渠道正常水深;其次,根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》確定進(jìn)水閘、沖沙閘、泄洪閘的閘孔總凈寬及單孔凈寬,利用試算法確定進(jìn)水閘、沖沙閘、泄洪閘的設(shè)計洪水位及校核洪水位;最后,根據(jù)《水力學(xué)》進(jìn)行各閘的消能防沖計算。
樞紐工程防滲計算:根據(jù)工程的要求,需對進(jìn)水閘、沖沙閘、泄洪閘設(shè)計洪水位和校核洪水位都進(jìn)行防滲計算,計算過程相似;根據(jù)《水工建筑物》擬定各閘室的地下輪廓,采用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行滲流計算。首先進(jìn)行阻力系數(shù)的計算,確定滲透壓力,繪制滲壓水頭分布圖,最后計算閘底板水平段滲透坡降和滲流出口處坡降以及允許坡降并進(jìn)行比較,均要滿足閘基的抗?jié)B穩(wěn)定要求。閘室穩(wěn)定分析:首先,確定各閘室荷載,包括:閘底板、閘墩自重、工作橋自重、閘門自重、檢修橋自重、啟閉力、水自重、水平水壓力、揚(yáng)壓力;根據(jù)荷載和偏心受壓公式分別驗算各閘室完建期、設(shè)計洪水位期、校核洪水位期的閘室基底應(yīng)力,結(jié)果均要滿足規(guī)范要求;根據(jù)《水閘》公式,驗算各閘室的抗滑穩(wěn)定性,結(jié)果均要滿足閘室的抗滑穩(wěn)定要求。
預(yù)計1-3個月審稿 北大期刊
廣西大學(xué)主辦
預(yù)計1-3個月審稿 CSCD期刊
中國科學(xué)院主辦
預(yù)計1-3個月審稿 CSCD期刊
中國科學(xué)院主辦
預(yù)計1-3個月審稿 北大期刊
海南省科學(xué)技術(shù)協(xié)會主辦
預(yù)計1-3個月審稿 CSCD期刊
中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會主辦
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 省級期刊
吉林出版集團(tuán)股份有限公司主辦