基因技术论文精品(七篇)
时间：2023-03-20 16:19:29
序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇基因技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。
篇(1)
基因一词是英语“gene”的音译，它源于印欧语系，是“开始”、“生育”的意思。很久以来，人们并不明白遗传的奥秘。19世纪的细胞学说、达尔文的进化论与孟德尔的遗传定律，为近代生物学的发展奠定了基础。孟德尔从豌豆实验中推导出存在着专门承担遗传作用“种质”的遗传因子，从而演绎出孟德尔遗传规律。1909年，丹麦学者约翰逊提出用基因来指称任何一种生物中控制任何遗传性状而其遗传规律又符合孟德尔定律的遗传因子。1910年，摩尔根通过果蝇白眼突变研究，确证基因位于染色体上，随后创立了基因论。1953年Waston和Crick创立了DNA双螺旋结构，首次揭示了DNA分子的结构、组成及功能，开创了从分子水平揭示生命现象本质的新纪元，揭开了现代生物技术发展的序幕。1972年，美国斯坦福大学的生物化学教授PaulBerg和Jackson利用限制性内切酶和连接酶，得到了第一个体外重组的DNA分子，开启了重组DNA技术的先河，这是人类历史上第一次有目的的基因重组的成功尝试。运用重组DNA技术将外源的优良目的基因导入受体细胞或组织，改变其遗传组成后产生物质及其后代，这就是转基因技术。这项技术可以把任何外源的基因包括人、植物、动物、微生物甚至人工合成的基因，整合到植物、动物、微生物细胞中，使其具有人们所需要的各种性状。可见，转基因技术使人获得一种改变生物遗传性状、创造新物种的能力。
随着转基因技术的出现，人类跨入了基因工程时代：人们可以按照自己的意愿从生物体最基础的遗传物质——DNA水平上来改造生物体，进而改造整个自然界。正因为如此，转基因技术在农业、工业、医疗方面都有广泛的应用。转基因技术的应用包括：(1)种植业。转基因技术应用于植物育种，产生转基因作物，改变植物的遗传特性，不仅可获得抵御各种害虫和病毒、以及除草能力的作物，而且可以大大提高作物的产量和质量；培育各种奇花异草等园艺品种。(2)养殖业。转基因技术应用于动物育种，产生转基因动物，即人工改变基因，使之具有优质、速生、高抗性等人类需要的优良特性的家畜家禽新品种。(3)医药业。利用转基因细胞进行细胞培养，利用转基因微生物发酵培养或利用转基因动植物作为生物反应器来生产胰岛素、干扰素等珍稀药物，利用动植物生产疫苗等。(4)食品加工业。利用转基因技术改良曲霉、酵母等微生物品种，发酵生产食品添加剂和加工助剂、酱油、奶制品等，达到提高产量或改善风味等目的。此外，转基因技术作为生物学领域的成果，正通过大量边缘学科和相关行业的转化、吸收，迅速渗透到电子、信息、乃至机电、环保等其他行业，极大地改变了这些领域里的生产、管理、组织模式。成为推动生产力进步的强大内动力。总之，以转基因技术为基础的生物技术“代表着最有前途的技术方向，是本世纪最具有影响的高新技术新兴产业带，是最有生命力的经济增长链，是未来前景最有竞争力的产业群”。
当然，转基因技术是一种完全不同于传统生物育种技术的新技术，它有自身的特点，这些特点主要有如下几个方面：首先，转基因技术打破了物种之间的界限，例如，在自然进化中似乎不可能突破的动物和植物之间的界限因为转基因技术的出现而变成了现实；其次，也因为转基因技术突破了物种之间的界限，从而也使人类可以人为地改变自然物种的进化方向与进化速度，它可能导致这样一种结果，在自然进化状态下也许要经历漫长的时间才可能出现的新物种，在转基因技术条件下短时间就可以出现；由此，它引发出转基因技术的第三个特点，即它所可能导致的后果更加难以预测。转基因技术和其他技术不同，它是一种生物技术即它是按照人的目的对生命存在的一种改造，创造出的是一些具有特殊性状的生物新品种，它不像无机物的合成那样，如果说无机物的合成品仍然是无机物，那么转基因技术的“作品”却是有生命的，它能够再生，而且其性状可以遗传给下一代。这些也许是“提前”到来的新物种会给整个生物界(包括人类)带来什么样的影响，实在难以预测，这也就更加加深了人们的忧虑。例如，人们已经忧虑转基因技术的应用可能导致减少生物的多样性，破坏生态平衡，增加某些疾病的人畜共患几率，等等。
正因为转基因技术的上述特点，使得人们围绕它所进行的伦理争论一直就没有停止过，可以说，所有围绕转基因技术进行的伦理论争，都是基于转基因技术的上述特点而展开的。
二、道德还是不道德：围绕转基因技术的伦理论争及评析
围绕转基因技术的伦理论争，表现在不同的学术流派中，这里限于篇幅，主要分析两种针锋相对的观点，即伦理上的反对与伦理上的支持。
先来看看对转基因技术在伦理上持反对立场的观点。从转基因技术诞生的那天起，认为转基因技术违反伦理的观点就一直没有停止过，有相当多的学者甚至普通民众都持这一立场。大致说来，这种反对立场又可以相对区分为两个不同的层次：一是从根本上否定转基因技术本身，有人把这一立场概括为“本质方面”反对；另一种是从转基因技术的后果即其安全性和风险方面反对转基因技术，这一立场则通常被概括为“非本质方面”反对。实质上，“非本质方面”的反对严格说来并不是一种伦理上的判断，它潜藏的结论是：假如人类有足够能力来规避转基因技术应用中所导致的不安全性后果，那么，是可以进行转基因技术的研究和应用的，因此，对于非本质方面的反对立场，我们在这里不打算作分析。
从本质上反对转基因技术的最激烈的观点，来自于自然中心主义的伦理观。自然中心主义的伦理观有如下几个基本论点：首先，它把对生命的尊重作为伦理学的理论基石，认为无论是人、动物还是植物，凡是有生命的存在都应当得到道德上的同等尊重。泰勒指出：“采取尊重自然的态度，就是把地球自然生态系统中的野生动植物看作是具有固有价值的东西。”其次，尊重自然也就是尊重作为整体的生物共同体，承认构成共同体的每种动植物都具有内在价值。生命的、固有的、内在的价值就是因为生命本身自成目的。对于人和其他动植物生命个体来说，由于各自都具有一种内在目的性，并且其他生命的内在目的性勿需人的内在目的性来确证，所以人不具有高于其他生命的特质。因此，第三，应把保持自然的“完整、稳定和美丽”作为人类行为的终极目的和对人对自然的行为进行道德判断的终极尺度。在人的伦理责任中应包含不干涉其他生命体的存在、不作恶、保持对其他生命的尊重，并为自己的错误行为作出补偿等内容。
基于以上理由，自然主义的伦理观认为跨越杂交屏障的基因转移是非自然的，是对自然不合理的干涉，因而是不道德的。他们认为，改造自然有两种方式：一种是贴近自然或模仿自然的方式，另一种则是远离自然或非自然的方式。虽然不能说转基因是反自然的方式，但与传统的更符合自然的方式相比，当然是更为远离自然，是非自然的。第一，它是快速的，只用短短几年甚至几个月或几天时间就可以把一个外来物种的基因片断(遗传物质)转移到另一个物种中，并表达这个外来基因的产物——蛋白质。第二，转基因技术是激进的和大跨度的，可以把两个风马牛不相及的物种的基因结合在一起。比如，将土壤微生物毒蛋白基因转移到水稻身上，使后者抗虫；把北极鱼的基因转移到西红柿身上，使其抗寒。而在自然的进化方式中，当然也存在基因交流和融合，但一是不会产生这种狂飙突进式的基因转移，二是不会产生这种大跨越式的遗传物质融合。一种物质的某一性状和特征需要适应环境若干年才会形成和巩固，它在进化上是缓慢的，也是非常安全的。迅速的基因转移既可能让一个物种内部难以适应外来基因全面而有机的融入，也会使得这一物种由于特殊外来基因表达后产生新的特性(如抗虫)而与环境和其他物种的关系难以迅速磨合，造成一系列问题。因此，转基因的方式违背了自然的内在规律，是非自然、反进化的。
与自然中心主义立场相接近的是宗教神学的立场，它认为自然界是上帝按照最完美的方式创造出来的，因此，自然的存在本身就是最完美最和谐的存在，转基因技术以人为的方式打破了自然完美与和谐，是对上帝的蔑视和玩弄，因而是不道德的。
以上是从伦理道德上反对转基因技术的立场。另一方面，也有从伦理道德上支持转基因技术的，这种立场主要来自于人类中心主义者。
人类中心主义也有几个基本观点：首先，它认为，人道原则应该成为伦理学深层的价值论基础，人类整体的长远生存利益应该成为人们行为的终极目的，以及人类对待自然的行为进行道德判断的终极尺度，在人类与自然的相互作用中应将人类的利益置于首要地位。其次，人类实践行为的目的不是为了实现自然规律，合乎自然的结果只是为了人类更好的生存。抛开人类利益，人类就没有实现外部自然规律的义务和责任。再次，在自然界，基因的突变和交流是广泛存在的，这是进化的动因，也是进化最主要的来源之一。很多的野生物种之间基因的交流就导致我们这样一个多种多样的世界。转基因技术与传统的以及新近发展的亚种间杂交技术相比，在基本原则上并无实质差别。它只不过是传统的生物技术的延伸而已，是自然的。最后，为了满足人类的各种需要，我们应该发展转基因技术。
应该说，上述两种相互对立的伦理立场都有一定的道理。自然中心主义者看到了自然界非人类生命存在具有自己的内在价值，这种内在价值并不需要人类来加以确证，因此，人类应对自然界中的生命存在保持应有的尊重，这一点，无论是从理论上还是从实践上看都具有一定的合理性。事实上，如果我们不是狭义地理解价值这个范畴，即不再把价值仅仅理解为物对人的关系，而是把价值理解为相互作用与影响的存在之间的意义关系，那么，在自然的演化系统中，任何一种存在都是有确定的价值与意义的，非人类生命存在的价值的确不需要人类来确证。因此，人类并没有比其他生命存在更为优越的地位。在这个意义上，提出人类应尊重自然界中非人类生命存在的权利是有道理的。从实践上看，在人类历史的发展过程中，正是由于我们过分强调了人类对于非人类生命存在的优越地位，把自然中的非人类存在仅仅当作对于人类而言的工具性价值，才导致了人类对自然的疯狂掠夺，导致了生态危机，也使人类的生存环境恶化。改变这种状况的一个重要途径，就是转化人类在处理自身与自然关系时的价值思维模式。否则，人类将永远不可能实现与自然界中非人类的生命存在和谐相处，共生共荣。
但是，自然中心主义的伦理观根本不考虑人类在自然中是一种特殊存在，即人类是迄今为止在自然界中惟一可以认识自然必然性、利用自然必然性从而在一定程度上超越自然必然性的存在这一客观的、科学的事实，力图把人的活动降低为动物活动的水平，则是错误的。在漫长的自然演化过程中，人类从生物世界中脱颖而出，获得了超出其他生命存在的智慧，使人类获得了一定程度的自由：人可以以自己的需要、目的与愿望为尺度，对自己置身其中的自然进行否定性的实践活动，使之符合自己的需要。这种对自然的否定性的实践活动正是人类文化发生的最深刻的根源。可以说，人类在自然中的大多数活动都带有否定性的特点，在某种意义上，即是对自然的“不尊重”。自然中心主义者无视这一点，并不是实事求是的态度。如果说自然中心主义者无视人类活动的特殊性，而力图把人类活动降低为动物的水平的话，那么人类中心主义者则恰好相反，他们看到了人类和人类活动的特殊性，肯定人类的活动不可能是一种简单地重复自然必然性的活动，而是从自己的需要、愿望和目的出发，力图把自己从自然必然性中提升出来的活动，因此，人类不可能不干预自然。要求人类的活动还原为其他生命存在的本能地适应自然的活动，是没有道理的。应该说，人类中心主义的这一立场也具有一定的合理性。但是，人类中心主义者把人类的特殊性无限放大了，把人类的需要、目的与愿望当作衡量其他生命存在的惟一尺度，非人类的生命存在只有在人类的需要、目的与愿望面前去寻找自己存在的理由。因此，只要有需要，人类就可以利用自己的智慧任意去操纵自然。从理论上说，人类中心主义者的上述立场，是对“价值”这一范畴作了非常狭义的理解，即只把价值看作是物对人的需要满足的关系，而不是把价值理解为相互作用的对象之间的意义关系，这是典型的人类的“狂妄”。从实践上看，上述思维方式导致了人与自然之间的紧张，现代社会中人类生存环境的恶化与其有着密切的联系。
最后，还应该指出，尽管自然中心主义和人类中心主义存在着冲突与对立的一面，但是两者又有共同的局限，即它们都坚持一种自然与人类两分的立场，把自然的演化过程和人类的活动对立起来，从而使得他们无论是对转基因技术的伦理支持还是对转基因技术的伦理否定，都没有足够的理由。摆脱这一困境的思路，就是要超越自然中心主义和人类中心主义，在一个更高的基础上去考察转基因技术存在的伦理理由及其限度。
三、支持与限度：新自然观视野中转基因技术的伦理维度
如在对转基因技术进行伦理判断时，既不能坚持自然中心主义的立场，也不能坚持人类中心主义的立场，那么，转基因技术还能获得伦理上的支持吗?我们的回答是肯定的，即它是可以获得伦理上的支持的。但是，我们同时又认为，这种伦理上的支持并不是至上的，而是相对的、有限度的。我们的观点是，在对待转基因技术的伦理立场上，必须要考虑两个伦理维度：一方面，我们要考虑自然的权利，尊重自然；另一方面，我们也要考虑人类的利益，尊重人类活动的目的。一句话，要把自然的权利和人类的权利结合起来，在两者之间保持必要的张力，从而使自然和人类实现和谐共生。
之所以做出这样的判断，是基于对人类中心主义对自然权利和价值的漠视所带来的生态环境恶化以及自然中心主义对人类权利和价值的漠视所导致人类无所作为的后果的判断。我们认为，要给转基因技术一种恰当的伦理理由，有必要突破传统自然中心主义和人类中心主义的思维模式，在一个新的更高的基础上来重新思考自然与人类的关系。在这里，我们提出一种新的自然观，以作为我们这一立场的理论基础。这种新自然观的主要内容可以概括为：从人的现实存在的特点出发，把人的活动纳入自然演化的总体进程来加以考察，以此来进一步思考人类在自然演化进程中的权利、义务与责任，并以此来透视转基因技术的伦理合理性及其限度。
把人类的活动纳入自然演化的进程来思考，无论是从客观事实存在上看还是从思想史上看，都是有依据的。从客观事实存在上看，人类本身是自然界长期演化的结果，这意味着人类的出现既是自然界中增添了一个新的成员，同时，人类也就成为自然生态系统中的一个环节而参与自然的总体的演化过程。
从思想史的角度看，尽管有不少的思想家把人类的活动和自然的演化对立起来，或者强调人类活动对于自然演化的优先地位(如人类中心主义者)，或者把自然的演化看作是既定完美与和谐的，人类的活动只会对这种完美与和谐的破坏(如自然中心主义者)，但是把人类的活动纳入自然演化过程进行思考的思想学说却仍然是存在的，最典型的就是中国智慧中的儒家学说。儒家的主流思想是认为天人合一，人性与天地万物之性相通，因此，人只要能尽自己的本性，就能尽天地万物之本性，因而能够参与天地万物的演化过程。“唯天下至诚，为能尽其性；能尽其性则能尽人之性；能尽人之性，则能尽物之性；能尽物之性，则可以赞天地之化育；可以赞天地之化育，则可以与天地参矣。”(《中庸》)虽然，这里强调“能尽人之性”是“能尽物之性”的前提，但是，这决不是以人为尺度来辅量裁成万物。因为，依儒家的立场，天地之性恰恰在于它能促成万物自由地生长发育，即所谓“生生之德”，也就是真正意义上的仁德。所以，尽人之性以参与天地万物的演化过程，不是以牺牲非人类的生物存在的利益为前提的，从而它不表现为人类中心主义。但既然是人参与其中的演化过程，它也就必然地带上人类的价值目的与追求，因此，它又不可能表现为对自然地消极服从，因而，它和自然中心主义也有着本质的区别。这一点，从儒家的仁者情怀中可以看得非常清楚。儒家认为，天地有自己演化的规律，但必然之中有偶然，在自然界中，经常会产生“离经叛道”的情形，使生命存在并不能按照自己的本性来伸张、发育自己，改变这种现状的责任就落到了通天地之道的人的身上，所谓“儒者与天地万物为一体。假使一物不得其所，便是吾仁未有尽处”。另外，儒家还认为，自然只是提供了万物演化的可能性，这种可能性向现实性的转化，也需要通过人的活动，即所谓“天地设位，圣人成能；人谋鬼谋，百姓与能”(《易传·系辞上》)。当然，“天地设位，圣人成能”的过程，同样不是人的主观随意的过程，相反，它是一个充分考虑了人的生命理想和非人类存在的本性的过程，是“近取诸身，远取诸物”的过程，因而，也就是一个充分考虑了人的活动目的和自然界中其他生命存在的价值与意义的过程。总之，中国传统的儒家思想，确乎在一定程度上体现了这样一种思维方式：即既把人的活动纳入自然的演化过程，同时又充分注意到了人作为一种特殊的存在而在自然演化中所起的特殊作用的思维方式。这种思维方式，正是我们今天超越自然中心主义和人类中心主义的重要思想资源。
即使从宗教神学的立场上看，我们也同样可以把作为人的活动的具体形式的转基因技术的应用看作是自然演化的重要环节。因为，作为造物主，上帝既然赋予了人类以智慧，那就意味着人类必然要运用自己的智慧来从事自己的活动，这正是顺从了造物主的意愿。相反，如果人类不运用自己的智慧，反倒是对上帝的不尊重，是违反了上帝的旨意!
以上述立场来看待转基因技术及其应用，我们就不会简单地认为转基因技术是反自然的，是对自然界中非人类存在的生命的不尊重。
更进一步，当我们考虑自然存在及其演化方式时，我们将更加清楚地看到转基因技术及其应用的自然本性。我们知道，在自然界中，生物之间、生物和无机物之间，都在以不同的方式进行物质、信息和能量的转化，人类和自然的其他存在之间同样存在着以自己的方式进行的物质、能量、信息的转化。这种转化是自然存在和演化的方式，没有它，就无所谓自然，因此，这里并不存在从人类的视角来看的道德与不道德的问题。老虎吃羊或其他比自己弱小的动物，我们并不会对之进行道德评价，因为这是自然的演化方式。转基因技术的应用同样可以看作是人类与非人类之间进行的物质、信息和能量的转化方式。既如此，我们又怎能简单地对其进行伦理上的“是”或“否”的判断呢?
上面的分析是不是意味着人类所有的针对自然的活动，都不需要进行伦理道德上的考虑?是不是都不需要受伦理道德的制约呢?答案当然是否定的。我们在上面反复提到，不能对转基因技术进行“简单的”伦理上的“是”或“否”的判断，恰好意味着对转基因技术进行伦理判断的复杂性，这种复杂性来源于人类存在的特殊性：人类虽然是自然大家庭中的一员，但他却是自然中最为特殊的成员——人是一种有智慧的、自由的存在。正是这样一种特殊性，使人类的活动不同于非人类的其他生命存在的活动。如果说，非人类的生命存在的活动完全受着自然这个整体的必然性的制约，只能是一种被动地适应自然的活动，那么，人类则完全有可能凭借自己的智慧认识、利用并在一定程度上超越这种必然性。人类对自然必然性的超越，意味着自然的演化过程带有了更多的“人类性”因素——人类总是力图以自己的需要、愿望和目的为尺度，使自然的演化朝着自己所欲求的方向发展。这就导致了在自然这个大家庭中，人类活动的自主自为性与非人类生命存在活动的被动适应性之间的冲突。这种冲突提供了我们对人类活动进行伦理考量的可能性和必要性。
在自然界中，生命的演化有一个从低级到高级的进化过程，但这个过程是生命存在与非生命存在之间、生命存在与生命存在之间不断进行的物质、信息能量等等交换的过程，这既是自然界中非人类生命存在的基础，也是作为自然大家庭之一员的人类存在和发展的基础。因此，如前文所言，如果我们把价值理解为相互作用与影响的存在之间的意义关系，那么，在自然的演化系统中，任何一种存在都是有确定的价值与意义的，非人类生命存在的价值的确不需要人类来确证。正是在这个意义上——在抽象的意义上，我们说，自然这个生命共同体中的任何一个成员，都有责任和义务尊重自然这个整体的演化规律，但从具体的意义上来说，自然这个生命共同体中的非人类生命存在并不能认识到它们与自然整体的不可分割的联系，因此，它们不存在尊重不尊重自然的问题。而人类则不同，它是自然殊的存在，它能充分认识到自己和自然整体的这种不可分割的联系，能认识到自身活动的后果，所以，它必须对自己的行为负责。由此，我们就可以得出结论，转基因技术有其自然的基础，但是又决不能放任其任意发展，对之进行伦理的辩护和对之进行伦理制约同样重要。人类有满足自身需要的权利，因此，转基因技术有其伦理理由；但是，人类是自然生命共同体的一员，它有责任和义务尊重其他生命存在。满足自身需要和尊重作为整体的自然，两者相互制约，构成我们在发展转基因技术时必须考虑的两个道德维度。
尊重自然，不是要把人类的活动降低到动物活动的水平，尊重人类自身的需要，也不是要把人类的需要夸大到“惟我独尊”的地步。尊重自然，首要的是指要尊重自然的演化规律，尊重自然在漫长的演化过程中形成的生命共同体成员之间的平衡、和谐的关系，以保证自然界能够健康、正常地发展，同时也保护人类自身进行文化创造的自然基础。尊重人类的需要，意味着人类的活动和非人类的生命活动一样也有自己的目的，因此，对人类为了自身目的而进行的干预自然的活动不加分析地进行伦理上的谴责是没有道理的。
篇(2)
关键词：甜菜碱，盐，基因工程
生长在自然界中的植物在长期的进化过程中形成了适应环境的形态结构、生理功能及生态特征，使植物本身与环境形成了一个相对和谐的统一体；另一方面，环境的变化又使植物受到逆境的影响，给植物的生长及经济产量造成一定的损失。目前影响植物生长和产量的最主要环境胁迫因素是盐碱和干旱。
一、盐分对植物细胞的伤害和渗透调节物质
盐分对植物细胞的伤害主要是生理干旱和离子毒害。植物细胞中的原生质膜，是一个半透性膜，它允许水分自由透过，而其它物质只能有选择地通过。这样就使膜内存在的有机分子、无机离子等形成一定的渗透势。当细胞内的渗透势大于土壤溶液的渗透势时植物就能吸水；如果小于土壤溶液的渗透压时，植物就不能吸水，结果植物缺水。免费论文，基因工程。另一方面外界盐离子的大量进入，破坏了细胞中原有的离子平衡，进而影响细胞的正常代谢。过量的盐离子进入细胞质后，会使原生质凝聚、叶绿素破坏、蛋白质合成受到抑制、蛋白质水解作用加强，造成体内氨基酸积累。这些氨基酸有一部分会转化为丁二胺、戊二胺及游离氨，当它们达到一定浓度时细胞就会中毒死亡。
与此同时，植物在长期的进化过程中也形成了一系列的适应机制来抵御盐胁迫的伤害，其中合成并积累高浓度平衡渗透物质以调节细胞的渗透势就是一重要策略。在正常情况下，这些渗透物质是细胞代谢的一般组成物，它们具备以下特点：①分子量小，水溶性好；②在生理pH范围内呈电中性；③本身不改变酶结构，且能维持酶结构的稳定；④合成酶系统对盐胁迫敏感，且能在很短时间内积累到足以降低渗透势的水平。在这些有机溶质中，较重要的、研究最多的是甜菜碱。
二、盐胁迫下甜菜碱对植物的保护作用
甜菜碱对植物细胞的保护主要集中在渗透调节和保护酶活性方面。植物受盐碱或水分胁迫时，为了生长和生存必须保持其膨压。细胞质中积累大旱有机渗透调节剂如甜菜碱，而将细胞质中的无机渗透调节剂（主要是K＋离子）挤向液泡，使胞质与细胞内（液泡）外环境维持渗透平衡，这样就避免了细胞质高浓度无机离子对酶和代谢的伤害。甜菜碱绝大部分存在于细胞质中，在占植物细胞体积90%的液泡中，却很难找到它的踪迹。因此甜菜碱随着盐胁迫强度的增加在细胞质中逐渐积累直到很高水平，从而调节渗透压，维持细胞的水分平衡，并且对细胞没有毒害作用。除此之外，甜菜碱还起到保护细胞内蛋白质和代谢酶类的活性，稳定膜结构的功能。对小麦施用外源甜菜碱和转BADH基因烟草的研究发现，甜菜碱能保护抗氧化酶系统如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸氧化酶（AsAPOD）和谷胱甘肽还原酶（GR）等的活性，增强细胞有效排除活性氧和氧自由基的能力，保证细胞质膜和叶绿体膜结构的稳定性和完整性。同时它还能提高呼吸过程中的酶如异柠檬酸脱氢酶（IDH）、苹果酸脱氢酶（MDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH）、细胞色素氧化酶（CO）和光呼吸途径中的羟基丙酮酸还原酶（HPR）、乙醇酸氧化酶（GO）等的活性，明显增强光呼吸过程，使植物减少或免受光抑制的破坏。免费论文，基因工程。保护叶绿体PSII颗粒，防止高盐浓度造成的外周蛋白脱落。
三、甜菜碱的生物合成途径
1、植物中的甜菜碱合成途径
植物体内甜菜碱是在叶绿体内通过光或激素（如ABA）诱导合成的。一般认为甜菜碱的合成是以丝氨酸为原料，经过一系列的反应生成胆碱，再由胆碱经甜菜碱醛通过两步不可逆的氧化反应生成甜菜碱。这两步氧化反应需要两个酶的催化：第一个是胆碱单氧化酶（choline monooxygenase，CMO），它催化胆碱氧化成甜菜碱醛(betaine aldehyde)。第二个是甜菜碱醛脱氢酶（betaine aldehydedehydrogenase，BADH，），它催化甜菜碱醛形成甜菜碱（betaine）。
（1）胆碱单加氧酶（CMO）
CMO是由核基因编码并定位于叶绿体基质中一种特殊的酶。其活性受盐或干旱胁迫的诱导。由CMO催化的氧化反应在叶绿体中进行。Rathinasabapathi等（1997）用RT-PCR的方法从菠菜的叶片中分离出了CMO的完整cDNA。开放读码框（ORF）（1320bp）编码一个440个氨基酸的多肽，其中有一个60残基的转运肽（信号肽）。转运肽的大小和组成是一个典型的叶绿体基质靶向的信号肽，这与CMO定位于时绿体基质的意见完全一致。CMO基因中包含一个很大的启动子，重组实验表明CMO是单拷贝基因。菠菜中的CMO基因同BADH基因类似，都有一个胁迫应答的顺式调节组件，其表达可能受到盐胁迫的调控。
（2）甜菜碱醛脱氢酶（BADH）
与CMO基因的研究相比，BADH基因的研究则要深入得多。从不同植物中克隆出来的BADH基因全长稍有差异，其长度一般为1.5－1.8kb，包含一个1.5kb开放阅读框。BADH基因在整个植物基因组中一般至少有两个拷贝。目前为止,BADH基因已从大肠杆菌、菠菜、山菠菜、大麦、高粱、水稻、等中得到克隆和鉴定,不同生物的BADH基因有较高的同源性。BADH是由单一核基因编码的多肽二聚体（Mr≈60~64kD），几乎所有植物的BADH酶中都有一个高度保守的十肽区域，即VTLELGGKSP，这段序列可能与NAD的结合并与催化反应的位点有关（Ishitani等，1995）。免费论文，基因工程。但是不同物种间BADH的氨基酸序列差异很大。免费论文，基因工程。免费论文，基因工程。
2、微生物中的甜菜碱合成途径
（1）单酶催化合成途径
在原核生物――土壤细菌(Arthrobacterglobiformis)中甜菜碱合成关键基因是CodA，该基因编码胆碱氧化酶（COD）。这个酶能独立催化胆碱生成甘氨酸甜菜碱的两步反应，即兼具胆碱单氧化酶和甜菜碱醛脱氢酶的催化功能。
（2）双酶催化合成途径
大肠杆菌中甜菜碱合成途径
胆碱脱氢酶（CDH），在氧的参与下催化胆碱生成甜菜碱醛。而催化甜菜碱醛生成甜菜碱的酶同植物中一样，均为BADH。
3、甜菜碱的甘氨酸合成途径
通过甘氨酸合成甜菜碱的途径只是在最近才被发现。到目前为止，只在两个极端耐盐的海洋微生物中Ectothiorhodospirahalochloris 和 Actinopolysporahalophilia存在。在这些微生物中，甜菜碱由甘氨酸通过由S-腺苷四甲硫氨酸依赖的甲基转移酶GSMT和SDMT的三次N-甲基化作用催化合成。
从目前已转化成功的甜菜碱基因工程植株来看，尽管在它们体内都检测到了甜菜碱的积累并在胁迫下具有显著的保护作用，但没有一种转基因植物的甜菜碱含量能超过1μmol/g FW ，这个水平比起许多能够自身合成并积累甜菜碱的物种来要低10~100倍（Rhodes和Hanson，1993）。通过对转CMO基因烟草仔细研究后发现，无论是导入的甜菜碱代谢途径还是甜菜碱醛的毒性，均未对甜菜碱在转基因植株中的最终积累造成影响，而在施加外源胆碱后，却发现甜菜碱的含量大幅度增加。免费论文，基因工程。由此可知，是内源胆碱这一原料的供应不足限制了转基因植株中甜菜碱的最终含量。因此，通过甜菜碱基因工程来改善植物的耐盐性是有一定限度的，
总之，我们还需要辅以其它的手段，如寻找更有效的耐盐基因或多个耐盐基因的联合使用。毕竟，植物的耐盐性是一个多基因控制的复杂性状，我们要彻底阐明耐盐的机理，并通过现代生物技术培育出理想的耐盐植物新品种，还需要一个过程。
主要参考文献
贾庚祥BADH基因转化番茄提高耐盐性的研究中国科学院研究生院博士学位论文
篇(3)
曹树青，2001年7月获南京农业大学博士学位。2001年8月至2003年7月在复旦大学生命科学学院从事博士后研究。2011年9月至12月在美国普渡大学从事访学研究。现任合肥工业大学生物与食品工程学院生物科学系主任、教授、博士生导师。先后主持包括国家自然科学基金面上项目、国家重大科技专项子课题等在内的国家级和省部级以及企业委托等课题20余项，指导国家大学生创新性实验计划项目2项和校级大学生创新项目7项，主持校级精品课程及研究生教改项目各1项，参与省部级教改项目3项。
作为课题组的负责人，曹树青在本领域研究较深。他先后在国内外权威和核心刊物上发表学术论文80余篇，其中在国际知名学术期刊New Phytologist、 Nature Communications、Planta、PLOS ONE、Molecular Genetics and Genomics、Pant and Soil、Plant Physiology and Biochemistry、Physiologia Plantarum等上发表SCI收录的论文30余篇。除了这些重要论文，曹树青还获授权或申请国家发明专利14项，参与撰写“973”专著1部。
土壤重金属污染是全球面临的重要环境问题之一，因为土壤污染的重金属可通过农作物而进入食物，严重影响食品安全和人类健康。为解决这一问题，科学家采取了很多措施，植物修复基因工程便是解决土壤重金属污染的重要途径之一。
其原理是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。研究表明，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用，可以净化土壤或水体中的污染物，达到净化环境的目的。而在其中，植物修复的对象是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。因而，植物修复基因工程是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。
经过长年不懈的努力，合肥工业大学生物与食品工程学院生物科学系主任、曹树青教授，带领科研团队首次揭示了植物响应重金属镉胁迫信号转导的分子调控机制，为土壤重金属污染植物修复基因工程提供了新的技术途径和基因资源。2014年10月20日，这一成果在线发表在国际植物学知名学术期刊《新植物学家》上，并获得第十三届全国农业生物化学与分子生物学学术研讨会优秀论文奖。
从源头保障农产品安全
寻找和发掘耐受重金属毒害且调控重金属超量积累的关键基因并阐明其作用机理却不容易，但这却是植物修复基因工程获得成功并从源头上控制农产品食品安全的关键所在。
我国有近20%的耕地存在镉、砷、汞、铅、镍、铜等重金属超标，而土壤中重金属可通过农作物吸收进入食物链，严重影响食品安全并危及人类健康。曹树青介绍说，通过物理和化学手段治理土壤重金属污染非常困难，也容易造成二次污染。
曹树青课题组的此次研究正是瞄准于此，主要通过正向和反向遗传学途径，筛选和克隆涉及植物重金属超量积累（或降低重金属吸收）的关键基因，并阐明其作用机理。该研究不仅有助于揭示植物耐受重金属毒害的分子机理，而且可以为从源头上控制农产品安全提供新的技术途径。
在得到了转基因重大专项以及国家自然科学基金等项目资助下，曹树青课题组利用正向遗传学途径筛选和鉴定了一个拟南芥耐镉突变体xcd1-D，并克隆了其相应的基因MAN3，该基因编码一个1，4-糖苷水解酶。过量表达MAN3基因导致镉的耐受和积累，而MAN3基因功能缺失则该突变体表现出对镉敏感。镉胁迫诱导MAN3基因表达、增加甘露聚糖水解酶活性及甘露糖水平，从而激活谷胱甘肽依赖的植物螯合素合成途径上的相关基因协调表达，进而增加植物对镉积累和耐受。大量实验表明，过量表达MAN3基因的拟南芥植株，在重金属镉污染的土壤中仍然保持正常生长状态。
随着研究的不断深入，他们发现了MAN3及其介导的甘露糖的新功能，首次揭示了其在植物响应重金属镉胁迫过程中新的信号转导通路，这为土壤重金属污染植物修复基因工程提供了新的技术途径和基因资源。成果自从在线发表在国际植物学知名学术期刊《新植物学家》后，获得了业界广泛瞩目。
科研活动是一个连贯的对自然、社会规律的探索过程，因而一项科研需要坚持以保证其延续性。曹树青表示，下一步，他打算深入挖掘植物响应重金属镉信号转导的分子调控机制，对植物响应其他重金属包括砷及铅等的分子调控机制进一步研究，争取将已获得的研究成果产业化。
拓展科研的广度
创新路上，中国科技正不断向各种高度、深度和广度延伸。“精度”既是科技创新的目标，也是丈量科技创新质量的标尺，“广度”则涵盖了科学研究领域的方方面面。严格意义上，曹树青的视野在生物科学，除了从事植物修复基因工程、植物抗逆分子生物学及食品生物技术等方面研究，他的科研视野也落在利用正向和反向遗传学途径上，他筛选鉴定多个与非生物胁迫相关的功能基因，初步阐明这些基因参与非生物胁迫响应调节的可能机理。
为什么会选择这方面的研究？缘于他对粮食安全的担忧。粮食安全是国家安全的物资基础，始终是关系到国计民生和国家安危的重要问题。在他看来，如何增强作物品种的抗逆性，还依然是目前我国农业生产上亟待解决的关键问题之一。在解决这个问题方面，利用转基因育种提高作物的耐寒和抗旱能力无疑具有重要的理论与经济意义。这项工作的关键在于对植物抗逆分子机理的认识及关键基因的发掘。
通过长期的钻研，曹树青探索出了一条比较有效的科研方法。他以模式植物拟南芥为材料，通过正向和反向遗传学途径，利用现代分子生物学技术和基因工程手段，筛选和克隆抗逆关键基因，阐明其功能，并用于作物抗逆分子遗传改良。这一研究可获得具有自主知识产权的新基因，不仅可以为作物抗逆遗传改良提供新的基因资源，而且对于揭示植物抗逆分子机理具有重要的理论意义。
科研育人，并行不悖
曹树青是一个忙碌的人，平时除了做科研，还在合肥工业大学作为教授、博士生导师带学生。在他的指导下，先后培养硕士和博士生30余人，一些学生已先后在国内外知名大学从事博士后研究和攻读博士学位。他指导过的优秀学生和研究团队更是不计其数。
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
基因工程作为一门独立的学科诞生于20世纪70年代，经过40年的发展已经是现代生物技术中的核心学科和四大工程技术之一，其广泛应用于食品、农业、工业、医药等领域[1]。基因工程是一门集理论与实践与一体的学科，其研究方法与技术贯穿现代生命科学的每个领域。食品科学是整合和应用多个学科（化学、物理、生物、机械等）的基础知识来研究食品的理化、生化以及食品加工原理和工艺的一门交叉学科。食品生物技术是食品加工领域的前沿交叉学科技术，其包括四大工程技术[2]，即食品基因工程、食品细胞工程、食品发酵工程和食品酶工程。而食品基因工程作为食品生物技术上游的关键学科，对现代食品生物技术的发展具有举足轻重的支撑作用。食品基因工程综合实验作为食品基因工程理论课的实践课程，是一门非常重要的课程，根据食品专业的课程特点研究食品科学专业背景本科生的基因工程综合实验教学方法以及设计与构建适用于食品专业本科生的基因工程综合实验体系是值得研究的课题。
1 食品基因工程实验教学中存在的问题及改革的必要性分析
食品基因工程实验教学内容不能紧跟学科发展的步伐，内容古板陈旧[3-5]。目前的实验课大纲包含的实验内容按授课顺序为：目的基因的PCR扩增、核酸电泳检测、大肠杆菌感受态细胞的制备、质粒转化、质粒DNA的抽提、重组质粒的酶谱鉴定、重组细胞的诱导表达、重组酶的亲和层析纯化、SDS-PAGE蛋白电泳鉴定，共9个实验，即80个学时。实验教学模式为基础性的验证性实验，即用课题组里硕士或博士已经成功的实验中的主要实验材料（例如目的基因或质粒等）进行实验。做这种验证性实验，如果操作步骤不出大的问题，基本上就能够得到预期的实验结果。这种实验模式在一定程度上能够使学生温习在理论课堂上学的知识，且能够锻炼同学们的实验动手能力，可以从实验中学到一定的实验技能，但是对学生的创新性思维训练不能起到明显的作用，学生无法体验实验的失败，也就不能分析失败的原因，对实验的理解也就有了局限性。
实验教学存在的另一个突出问题就是实验教学方法单一[4，5]。实验教学采用的是传统的教学方式，老师在实验前会先把讲义上的内容（包括实验目的、原理、步骤）讲解一遍，然后就让同学们照着讲义上的实验步骤一步一步去做，学生只是参与了实验结果的输出，没有深入思考实验的机会。在整个实验过程中，学生大部分时间都是处于被动学习接受的状态，独立思考问题的时间很少。学生只是在实验操作技能上有些许提升，而比较重要的分析问题和解决问题的能力没有任何锻炼和提高。掌握的这些基础的具有验证性实验性质的食品基因工程实验室还是不能独立开展创新型实验研究。
还有一个问题就是考核方式不合理[5，6]。学生成绩考核的方式影响着他们的学习态度，良好的评价方法能够激发他们主动学习和探索知识的欲望，如何突出学生的综合素质和能力，成绩考核方式显得特别重要。传统的实验课成绩评定方式是老师通过学生的实验报告的书写情况来给定一个分数，这种评定方式只能反应学生课下写作业的认真程度，无法判断学生在实验课上的表现，而作为实验课，要靠动手去操作才能得出实验结果，学生的动手能力这个评判实验课的重要因素给忽略掉了。从这里可以看出实验课成绩的传统评定方式的局限性。
鉴于在实验教学中出现的种种问题，这种模式已经不再适应我国培养创新性人才的需要，必须对这种教学方式进行改革。改革的重点是向以“知识构建和问题求解”为特点的“创新性实践教学”模式发展。这种综合型的教学模式与以往的那种“验证性实验教学”模式相比涉及的知识面和深度要高的多，更能够激发同学们的创新思维。这种实验模式以创新性实验研究学习为主，不断提高人的主动求知的欲望，达到更好的学习效果。
2 食品基因工程实验教学改革的具体实施
2.1 优化实验教学内容
对食品基因工程实验课程大纲进行优化设计[2，6]。食品基因工程实验是一门系统性和综合性很强的课程，设计实验教学内容时不仅应强调其基础性也应该强调其综合性。基因工程实验是由不同的实验模块组成的一个系统性的综合实验，每个实验模块之间都存在着紧密的联系，是环环相扣的一个过程，前一个实验的结果通常作为下一步实验的原材料。因此，只有在上一个实验取得可靠的实验结果后才能进入下一步实验，使学生至始至终都树立完整的科学研究概念。
基因工程实验内容丰富多彩，考虑到食品学科的发展，结合实验室在微生物酶研究方面的丰富经验，我们应选择一个与食品生物技术密切相关的食品酶为研究对象，设立一个综合性研究课题，如D-阿洛酮糖3-差向异构酶的克隆、表达及性质鉴定，实验应该包含上面提到的九个实验的全部内容。基因工程综合实验中每个实验模块的连续性特点就要求该实验课程应该在一个完整的时间段内有条不紊的全部做完，按照实验大纲的安排，可以安排一两周的整块时间来做这个综合性实验。食品基因工程实验的综合性和复杂性对学生们来说是最大的考验，但是这也是培养学生良好的科研理念及思维方式的很好机遇。通过实验不仅使学生能够了解基本的实验原理及熟练掌握实验操作过程，而且还能帮助他们建立好的实验素养及培养团队协作能力。
2.2 引进开放式实验或教学与科研相结合
食品基因工程实验采用开放性实验或者与科研相结合的方式，可以给学生的创新思维训练提供更广阔的平台[3，4，5，7]。开放性实验是指在老师规定的一个课题范围内，同学们可以自由选题，从课题方案的设计到课题的操作实施整个过程都是同学们掌控的。当然在关系实验失败与否的实验方案设计阶段，老师会对学生的设计方案进行最后的确定，如果有不妥的地方会让学生进行修改，这样以来学生可以在接下来的实验操作过程能够顺利进行。把基因工程实验课和指导老师的科研项目相结合，这是个大胆的尝试。在同学们参与任课老师的科研项目过程中，可以激发同学们的学习兴趣，锻炼学生把握课题研究方向的能力，有助于学生创新性思维的培养。
2.3 转变学生参与教学方式
让学生参与食品基因工程实验教学的每个环节[8]。从实验的准备阶段开始就让学生参与进来。以往的实验课程，不管是有机实验还是无机实验，学生们在进入实验室前，所有实验过程中要用到的试剂和原材料都已准备就绪。让学生参与实验的每个环节有助于加深他们对实验的深刻理解。基因工程实验一般都是按照一些成熟的操作步骤做的，操作起来不是很难，而实验的大部分时间都花费在了实验的准备工作上。基因工程实验不同于以往实验的特点之一就是一些原材料需要灭菌且部分操作要在无菌条件下进行。通过参与实验的准备学生们能够了解哪些需要事先灭菌，哪些需要在无菌条件下操作。培养基及种类繁多的试剂的配制也需要大量的人力参与。学生们也能熟悉实验中用到的基本仪器的使用，包括高压灭菌锅、PCR仪、蛋白和核酸电泳系统、凝胶成像系统、色谱柱的使用等等。通过让同学们参与实验的各个环节，使同学们更好的理解整个实验流程。整个实验流程做下来，可以使每个学生都能够单独的完成整个实验。在实验过程中，要灌输过程重于结果的思想，减轻学生们更看重结果的负重，使学生更有效地获得知识和能力，从实验中得到更多的收获，进一步提高学生的动手能力。
积极推广多种多样的教学模式。所有的教学模式可以归为两类，第一类以老师为主导，第二类是把学生作为主导。首先说第一类，老师起主导作用，即老师主讲，但在传统教学模式上做些变动，即变成互动式教学。这种互动式教学方法需要学生的积极配合。作为学生，应该在实验开始之前通过预习全部的实验讲义掌握整个实验的流程，实验与实验的衔接以及基础的实验知识，如实验目的和原理、实验操作步骤，通过查阅资料获取实验注意事项，做出预案以防实验失败，对整个实验有一个整体的深入理解。老师可以随机提出一些问题让同学们回答，学生们也可以就某些实验疑点向老师请教，活跃课堂氛围，那些表现好的学生在评定成绩时可以获得额外的加分机会。这种方式能够更积极的调动学生参与实验的热情。另外一种教学方法就是采取角色互换的教学方式，第一种是老师讲学生听，而这一种是把老师和学生的角色互换，由学生在讲台上主讲，然后大家补充和讨论，最后由老师做出点评、总结。这是一种大胆的尝试，对学生的要求很高，需要学生对实验有透彻的理解。
2.4 实验报告的创新
传统的实验报告由实验目的原理、实验步骤、实验结果、讨论及思考题这几部分构成，这样的写法几乎是一个实验报告的标准格式。由于传统实验课中的每个实验是独立的，是互不影响的，而每个实验的内容相对较少，采用标准格式书写让人对这个实验一目了然。但是食品基因工程实验是一个综合性的大实验，每个实验都是相互有联系的，完全可以作为一个本科生的毕业课题来对待。所以，可以尝试让学生们按照毕业论文的格式书写这个综合实验的内容，也就构成了一个小论文[6]。按照论文的格式来写，首先第一部分是绪论，写这种食品酶的研究背景及研究目的和意义，然后第二部分就写所做的实验部分，包括前言、材料与方法、主要试剂和仪器，接下来就是实验步骤，最后是实验结果和讨论部分。在小论文的最后部分可以做个小结。这种写法有助于开阔学生的视野，不只是把目光局限在一个个独立的实验上面，而用开放的思维去思考整个实验。也可以让学生们尽早接触毕业论文的书写格式，为学生真正的毕业论文写作打下基础。
2.5 改进学生成绩考核方式
以前的实验课成绩评定方式是通过实验报告的分数给定的，这种评分方式过于单一化，有诸多弊端，所以我们要摈弃这种传统的实验课成绩评定方式。学生的成绩是由多种因素共同决定的，这些因素可以归纳如下：实验小论文，实验操作测评，平时表现与出勤[7，9，10，11]。这三个部分应该按照一定的比例分数构成一个学生的总成绩。小论文的质量应该是这个综合实验的最重要评判指标，反应学生实验的结果及对待实验的认真态度。实验操作测评有老师在实验课进行期间的巡视观察来判断学生的操作实验的动手能力。平时表现与出勤则反应了学生课堂上的积极性及参与度。这几种因素的叠加对以前单一评判标准起到很好的平衡作用，能够更有效的促进学生的学习兴趣。
篇(5)
1 材料选取与情境设置
1.1 材料选取关注生产生活实际
统计2009～2013年高考福建理综卷生物选考题的材料背景和情景来源，整理成表1。
选修模块关注生产生活实际，重视学生对现代生物科技的理解。2009年～2013年高考福建省理综卷生物选考题联系生产生活，与生物科技进展密切相关。背景材料来源广泛，涉及农业生产、医疗健康、畜牧养殖等方面，充分体现选考题材料联系实际的特点。选考题以转基因抗病香蕉、重组人红细胞生成素、产前基因诊断、癌症基因治疗、猪克隆技术为情境，在考查考生现代生物科技知识的同时，引导考生关注生物技术在实践上的应用，提高其生物科学素养。
新课程高考背景材料不再单一地来源于中学教材上的内容，而是从大学教材、科技进展、科技论文等处获取丰富的材料信息，呈现全新的试题背景。近五年来，高考福建省理综卷生物选考题背景材料大都来自公开发表的生物科技论文。例如，2010年试题材料选自“红细胞生成素（EPO）在中国仓鼠卵巢细胞（CHO）中稳定表达”；2012年试题材料选自“Let-7a表达质粒的构建及其对肺癌A549细胞k-Ras蛋白表达的抑制作用”；2013年试题材料选自“猪体细胞克隆胚胎体外发育过程中的凋亡规律”。以科技论文作为命题素材保证了试题的科学性、权威性和公平性，不仅体现高考能力立意，同时还提高了命题效率和命题质量。
1.2 情境设置图文结合
如何使背景材料清晰表达且不失科学性，符合高考纸笔测试要求，是试题命制的一个关注点。2009年～2013年高考福建省生物选考题均以“文字+图示”的方式呈现生物科技复杂的过程，所采用的图示为技术路线图或过程图，充分反映出《现代生物科技专题》模块工程技术的特色。选修模块3所涉及的情境注重工程技术和操作流程，所需设备、材料较多，操作过程较为繁琐，有时一项研究会涵盖基因工程、细胞工程和胚胎工程等工程领域，若单纯以文字的形式呈现背景材料无疑会增加考生阅读负担，影响考生正常应试思维，降低考试信度。若试题将大量的有效信息蕴含于图示中，可以保证提供充分、清晰明了的试题信息。
2 知识分布与能力要求
2009～2013高考福建理综卷生物选考题重视考查考生将所学现代生物科技知识应用于解决实际问题的能力。现将2009～2013年选考题知识分布与能力要求整理成表2。
2.1 强调主干知识的考查
统计2009年～2013年选考题分值比例发现，近五年来，选考题关注考生对生物学核心概念的掌握，并且基因工程知识占选考题总分的60%，细胞工程占24%，胚胎工程占12%。高考试题表现为侧重考查基因工程，兼顾考查细胞工程、胚胎工程的命题特征。
选修模块3包含五大专题：基因工程、细胞工程、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程，近五年选考题只涉及到基因工程、细胞工程和胚胎工程。基因工程、细胞工程和胚胎工程是《现代生物科技专题》的基础和重点，在现代生物科技中发挥着重要作用，是进一步开展现代生物科技研究的前提。其中，构建表达载体、PCR扩增技术等知识在基因工程的考查中占了较大比例。构建表达载体和PCR技术是基因工程的核心，应用也相当广泛，以这两者为重点进行考查，反映出选考题强调主干知识考查的特点。值得注意的是《现代生物科技专题》中所介绍的生物科技有些需要在必修模块知识的基础上展开。因此，选考题的知识考查有时会涉及必修模块内容。例如，2011年选考题对电泳带谱图的分析涉及必修模块2的电泳知识。
2.2 能力要求逐年提高
《普通高等学校招生全国统一考试大纲》对高考生物提出了四种能力的考查要求：理解能力、实验与探究能力、获取信息能力和综合运用能力。总体上看，近五年选考题注重考查理解能力、获取信息能力，能力要求较为简单，能力考查层级不高。但从纵向来看，选考题能力要求逐年提高。
例如，2012年选考题第（3）小题：“肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中 （RASmRNA/RAS蛋白）含量减少引起的”。该小题重点考查理解能力和获取信息能力，需要考生在理解基因工程应用的基础上，“能从课外材料中提取有效的生物学信息，解决生物学问题”，获取信息能力层级较高。
再如，2013年选考题第（2）小题：“从基因组数据库中查询Bcl-2 mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成 用于PCR扩增，PCR过程第一轮循环的模板是 。”该小题重点考查理解能力，试题背景材料和题中所涉及基因工程知识的广度、深度较往年均有所提高，要求考生能深入理解基因工程的具体原理及过程。
根据裘伯川等对理解能力在理科综合能力中所处关系的研究发现，理解能力是构建理科综合能力的核心，同时也是解决问题的基础和关键因素。分析近五年高考福建生物卷选考试题，不难发现每一道试题都涉及理解能力的应用。获取信息能力是学生自主学习和可持续发展的基础，对培养学生的信息素养、获得终身学习能力具有重要意义。选考题材料来源新颖多样、信息呈现简洁直观有助于获取信息能力的考查，试题重视考查考生在新情境下，利用已有生物学知识发现、鉴别并运用获得的信息解决实际问题的能力。
3 问题设计与难度控制
3.1 问题设计严谨、灵活
问题设计是高考命题的关键一环，基于能力立意的问题设计应有助于考生启发思维，促进问题的解决。现从问题结构、问题表述和问题内容三方面，总结近五年高考福建生物卷选考题问题设计的特点：
① 选考题围绕考查的知识内容，以填空题的形式将试题情境引伸出5个具体的小问题，每个问题分值均为2分。
② 选考题在保证客观严谨的前提下，善于运用文字提示表述问题，体现问题设计的灵活性。例如，2011年选考题第（3）题：“据此判断胎儿为 （正常/患者/携带者）”；2012年选考题第（2）题：“MstⅡ是一种 酶”。这类问题表述限定了作答方向，问题指向明确。③ 问题内容与背景材料、知识考查密切相关。选考题或围绕新情境下的问题核心，延伸出多个知识点设计问题，考查考生对知识的理解能力；或通过隐藏生物技术流程中的部分操作步骤设计问题，考查考生获取信息能力。
3.2 难度控制相对合理
篇(6)
论文关键词：品种鉴定，亲缘关系，芽变，逆转座子分子标记，UPGMA
植物基因组40％-60％为逆转座子，其在纵向和横向传递中能产生高度的异质性和拷贝数，且易被生物和非生物因素差异激活，成为植物遗传多样性的重要来源。基于逆转座子的分子标记是检测基因组变异的手段之一亲缘关系，尤其是Kalendar等[1]开发的逆转座子间扩增多态性（inter-retrotransposon amplified polymorphism，IRAP）技术，操作简单、多态性丰富、检测效率高，已在种质鉴定[2, 3, 4, 5]、遗传多样性检测和系统发育重建[6]、基因作图以及重要农艺性状基因的标记[7]等方面得到成功应用。
芽变是多年生木本果树植物新品种选育的重要变异来源，许多主栽柿品种来自芽变[8]。‘磨盘柿’原产我国，分布最广、面积最大，长期的营养繁殖可能已经积累许多变异类型，但早期采用的形态学鉴定由于环境条件和技术人员的主观因素等原因往往影响鉴定结果的真实性。常规分子标记一般难以准确鉴定芽变单株[9, 10, 11]。基于逆转座子的分子标记技术可能对变异微小的单株鉴别更为有效[2, 12, 13]。因此亲缘关系，本研究对来自北京市房山区‘磨盘柿’产区的系列变异单株进行IRAP分析，以期为明晰其变异性质提供科学依据。
表1 本研究所用20份试材
Table 1 List of 20 Diospyros spp. used in this study
编号
Code
基因型
Genotype
学名
Scientific name
来源地
Origin
样品采集地
Collection location
备注
Note
1
BZDMP
Diospyros kaki Thunb.
China
a
‘磨盘柿’标准品
Standard Damopan
2
DMP2
D. kaki Thunb.
China
b
‘磨盘柿’芽变
Mutation from Damopan
3
DMP3
D. kaki Thunb.
China
b
‘磨盘柿’芽变
Mutation from Damopan
4
DMP4
D. kaki Thunb.
China
b
‘磨盘柿’芽变
Mutation from Damopan
5
DMP5
D. kaki Thunb.
China
b
‘磨盘柿’芽变
Mutation from Damopan
6
DMP6
D. kaki Thunb.
China
b
‘磨盘柿’芽变
Mutation from Damopan
7
DMP7
D. kaki Thunb.
China
b
‘磨盘柿’芽变
Mutation from Damopan
8
DMP8
D. kaki Thunb.
China
b
‘磨盘柿’芽变
Mutation from Damopan
9
DMP9
D. kaki Thunb.
China
b
‘磨盘柿’芽变
Mutation from Damopan
10
DMP10
D. kaki Thunb.
China
b
‘磨盘柿’芽变
Mutation from Damopan
11
DMP11
D. kaki Thunb.
China
b
‘磨盘柿’芽变
Mutation from Damopan
12
DMP12
D. kaki Thunb.
China
b
‘磨盘柿’芽变
Mutation from Damopan
13
罗田甜柿
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’芽变
Bud sport from Fuyuu
16
上西早生
Uenishi-wase
D. kaki Thunb.
Japan
a
‘松本早生’芽变
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’芽变
Bud sport from Jirou
19
阳丰
Youhou
D. kaki Thunb.
Japan
a
‘富有’ב次郎’
Offspring of Fuyuu×Jirou
20
君迁子
Date plum
D. lotus L.
China
a
篇(7)
禀承神农氏的精神
问起邱盛雄博士如何走上中医药的发明之路时，他说他心目中最重要的发明家是神农氏。“神农以赭鞭鞭百草，尽知其平毒寒温之性，臭味所主，以播百谷，故天下号神农也。”神农氏是公元前25世纪的传奇人物，被尊称为炎帝，烈山氏，神表等。传说神农氏创造耕种器具，教授五谷(稻、黍、稷、麦、菽)种植，是中华民族农业始祖。他拥有广博的草本知识，曾亲尝百草滋味，以辨别各种草药的药性与毒性，奠定了中医药学的基础，对中医药学的发展作出了极大贡献，可谓中医药学的始祖。《神农本草经》被认为是中医最早的一部完整药典，记载了多达365种中草药，由于其数据详尽，历代《本草》甚至明代李时珍的《本草纲目》皆以其为宗。
邱盛雄博士一向禀承神农氏的精神，并遵从本师释迦牟尼佛的开示，将医理与佛理结合，在药学里钻研数十年不改其志，终至有所突破，创新，从而发明出治癌药物及一系列保健机能饮料，在瑞士日内瓦国际发明展上共获得5枚金牌、2枚银牌，1枚铜牌及大会特别奖：以“如如光保健饼干”和“风速变草本植物饮品”在中国发明协会第十六届全国发明展览会上赢得2项金牌及大会特别奖。他的发明产品的原料都是植物，产品经国家认证的检验机构化验，不舍防腐剂，含有的营养素非常齐全，包括维生素E及B群、矿物质、胆碱，肌醇、异黄酮，生物素，蛋白质以及多种左旋氨基酸等等，萃取出的营养素全系天然，无添加剂。此外，其各项发明产品经抗氧化仪器测试，证实具有排除自由基之功用。
小专利有朋商机
2009年4月底，邱盛雄博士与合作伙伴蔡孟勋博士应中国发明协会的邀请，参加了中国发明协会举办的第三届中国发明家论坛。在论坛上，他们提交了两篇论文，一是《中药治疗卵巢癌的效果》，此篇论文已被新加坡某杂志采用，于2009年6月发表，二是《“零非零1号”针对糖尿病的效果》，该论文的论点，已经“财团法人生物技术开发中心中草药计划”做动物测试试验。
除了正式公开的发明之外，邱盛雄博士尚有11种用于治疗重症的发明产品，已通过台湾省某大学实验室的交叉测试证明其效果。邱盛雄博士的各项发明产品能通过各种现代科学仪器的测试，再一次证明了中草药能调理进而治愈现时各类疾病。邱盛雄博士始终坚信，中医药学能流传至今，必定有其实用价值及广泛意义。他说，多年来不但中国人亟欲突破中国古代医药典籍所载，欧美各国在这方面也相继投入了相当的人力与财力，希望能有所突破，这也更证实了中医药学广阔的发展前景。
在第三届中国发明家论坛上，邱盛雄博士与合作伙伴蔡孟勋博士提交的论文受到了广泛的关注。中国发明协会的一位领导对其作了详细了解，并评价说：“小发明有大商机。”邱盛雄博士说：“中医药学是中华民族智慧的结晶，若经国际认证并将之向国际上推广，将不仅是华人之光，更是世界人民之福。”
从基因层面研究癌症病理
卵巢癌，一个沉默的杀手，多数的患者在发现时都已接近后期，目前尚未出现任何有效的早期诊断方法。若能够从正常组织中找到早期癌症的辨识基因，就能让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个良性肿瘤，22个侵入性肿瘤以及16个正常的卵巢，并以genes-cDNA array纪录卵巢癌相关的9600个基因的表现。这些又可以再细分成两群early-stage包含13个良性肿瘤及7个staged I癌症肿瘤：late-stage则包含所有staged III的癌症肿瘤。
结果，他们在early―stage找到433个up-regulated基因及60个down-regulated基因，在late―stage则找到395个up-regulated基因及101个down―regulated基因。这些基因在肿瘤/癌症中其功能都会产生变异，如细胞生长，细胞周期控制，分化、讯号传递，细胞凋亡，离子运输及细胞形态改变等。他们最感兴趣的，是这些首次出现的抑制核受体蛋白，在癌症初期及晚期之间，这些基因的表现量应具有很大的差异性。他们找到了90个表现极高的基因，以及165个在late-stage相关的抑制基因。癌症末期与癌症初期明显的不同，在于细胞生长、细胞沾黏，激素活性，细胞形态以及细胞与细胞之间的信号传递。他们最感兴趣的是，这些酵素对应的合成碟啶也是首次出现在最近的研究中，借着Real time RT-PCR可以找到GCHI，KRT18，H3F3A和MYBL2这些基因在所有的癌症组织中都有很明显的表现；而MDFI，ARP3BETA、COLl6AI和MLN这些基因则在早期癌症组织中被辨识出可能会发展成末期癌症。因此，本试验结合邱盛雄博士所发明的抗癌中草药精华液配方，可筛选出可抑制上述癌症基因的方法。
最后，他们得出结论：微数组提供的数据对于癌症基因表现之比较是非常具有价值的，且可对于卵巢癌每个不同分期进行更深入的诊断及病理研究。
邱盛雄博士的发明项目简介
邱盛雄博士依据个别需求应用不同处方，以数十种草本植物混合，经高温萃取而研制出系列保健饮料。
(1)“零非零1号”：针对手术后肠子沾粘及糖尿病。
(2)“零非零2号”：加强免疫力，预防感冒，心悸，荷尔蒙分泌不足以及用于手术后调理及促进儿童发育等。
(3)“花抗辐”抗幅射。
(4)“体香露”外用喷液：防治蚊虫咬伤，肿痛、皮肤痒，青春痘。
(5)“海草”，用于痛风。
(6)“生化36”：强化造血功能，增加骨质密度，改善骨质疏松症。
(7)“目犍连笋”：蒸腾脑细胞活化，提高记忆力，预防帕金森氏症。
(8)“一定要”：提升免疫力，抗病毒。
(9)“阳化溶”：消化体脂排出体外，达到自然健康减肥的效果。
(10)“如如光”：活化视神经，明目。
(11)“风速变”：改善过敏体质，预防上呼吸道感染。
1994年，在瑞士日内瓦第22届国际发明展览会上，“零非零1号”获金奖，“体香露”获银奖，“零非零2号”获铜奖。
1999年，在瑞士日内瓦第27眉国际发咀展览会上，“海草赴”获银奖，“花抗辐”获银奖。经菲律宾黎刹骑士协会Knights ofRizal授封骑士司令勋章。
2000年，在瑞士日内瓦第28届国际发明展览会上，“生化36”获金奖，“目犍连笋”获金奖。此外，还获大会另颁个人特别奖。
2001年，在瑞士日内瓦第29届国际发明展览会上，“一定要”获金奖，“阳化溶”获金奖。
2005年，参加在中国浙江省杭州市举办的“2005国际骨质疏松大会中国骨骼与关节健康十年行动研讨会”，并于会中《中药方剂BIO36》。
2006年，被评为“台湾第一届杰出企业发明家”。参加中国发明协会主办的第十六届全国发明展览会，传喜生化科技公司研发的产品“如如光保健饼干”和“风速变健康草本植物饮品”获得2项金牌及大会特别奖。
