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許多藥物都有細(xì)胞毒性，在殺死病毒細(xì)胞的同時，也會對正常細(xì)胞造成損傷。因而，理想的藥物載體不僅應(yīng)有較好的生物相容性、較高的載藥率，還應(yīng)具有靶向性，即到達(dá)目標(biāo)病灶部位才釋放藥物分子。無機(jī)納米材料的大小和表面的電荷等理化性質(zhì)決定了納米材料的性能，研究這些可控特性可應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。例如，用多孔硅作為藥物載體遞送柔紅霉素，治療視網(wǎng)膜疾病持續(xù)時間從幾天延長到3個月。通過調(diào)控將納米粒子孔徑從15nm變?yōu)?5nm，使柔紅霉素的釋放率增大了63倍，從而調(diào)控藥物的釋放。用介孔二氧化硅納米粒子運(yùn)載化療藥物、探針分子向腫瘤細(xì)胞進(jìn)行遞送，可用于癌癥等疾病的靶向性治療和早期診斷。介孔二氧化硅在藥物傳輸、靶向給藥、基因轉(zhuǎn)染、組織工程、細(xì)胞示蹤、蛋白質(zhì)固定與分離等方面有廣泛的應(yīng)用。碳納米管及其衍生材料可開發(fā)用于電敏感的透皮藥物釋放，又可作藥物載體進(jìn)行持續(xù)性釋放。比如，用超支化聚合物修飾碳納米管，可以從復(fù)合物的羥基末端聚集活性基團(tuán)，從而增強(qiáng)溶解性能，作為抗癌的藥物載體，也可以用作藥物緩釋載體。用聚乙烯亞胺修飾多壁碳納米管，分散性好，能降低對細(xì)胞的毒性，進(jìn)一步結(jié)合在殼聚糖/甘油磷酸鹽上，能增加凝膠的機(jī)械強(qiáng)度。同時，改變?nèi)芤旱膒H值、溫度等來構(gòu)建具有雙緩釋功能的溫敏性凝膠，能減少凝膠的突釋現(xiàn)象。納米鉆石（dND）裝載化療藥物具有較低的毒性和較高的生物兼容性。將葉酸等靶向分子修飾納米鉆石表面，用于裝載抗癌藥物，以H2N-PEG-NH2作為橋梁分子，形成納米靶向載藥系統(tǒng)，對C6細(xì)胞具有靶向作用，為研制腫瘤靶向治療提供了參考依據(jù)。為了避免被單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞系統(tǒng)等非特異性吸收，并讓藥物優(yōu)先進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，用超支化縮水甘油（PG）修飾納米鉆石得到dND-PG，有較好的生物相容性，能避免被正常細(xì)胞的巨噬細(xì)胞非特異性攝取。加載抗癌藥物阿霉素顯示出對腫瘤細(xì)胞具有選擇性的毒性作用，可作為腫瘤藥物載體，對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行選擇性給藥。將藥物分子插入LDHs的層間形成藥物-LDHs的納米雜化物，藥物與LDHs層間的相互作用以及空間位阻效應(yīng)能有效地控制藥物釋放，減少藥物發(fā)生酶解作用。LDHs表面存在大量的羥基，便于進(jìn)行表面功能化修飾，增強(qiáng)靶向性，避免被巨噬細(xì)胞吞噬而從人體內(nèi)清除，提高藥物的輸送效率。LDHs適合裝載不同類型的藥物，將藥物插入到LDHs的層間結(jié)構(gòu)，藥物以陰離子形式裝載并被控釋。通過共沉淀法在LDHs層間成功地嵌入維生素C，維生素C的陰離子垂直插于LDHs層間，熱穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。通過離子交換反應(yīng)來釋放維生素C，延長釋放時間。
1.2蛋白質(zhì)載體
納米材料在診斷、藥物輸送、生物功能材料、生物傳感器等方面得到了迅猛的發(fā)展，出現(xiàn)了疾病治療、診斷、造影成像等多種功能的組合。無機(jī)納米材料在生物大分子藥物的載體，包括運(yùn)載蛋白質(zhì)、多肽、DNA和siRNA等方面的研究較多。納米多孔硅有較好的生物相容性、生物可降解性和可調(diào)控的納米粒徑，可作為藥物輸送系統(tǒng)。殼聚糖修飾多孔硅后可用于運(yùn)載口服給藥的胰島素，改善胰島素的跨細(xì)胞滲透，增加與腸道細(xì)胞黏液層的表面接觸，提高細(xì)胞的攝入，可用于口服遞送蛋白質(zhì)和多肽。納米羥基磷灰石與蛋白質(zhì)分子有高親和性，可用作蛋白質(zhì)藥物緩釋載體，能提供鈣離子，造成腫瘤細(xì)胞過度攝入，從而抑制腫瘤細(xì)胞活性，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。
1.3基因載體
基因治療是遺傳性疾病的臨床治療策略，主要依賴于發(fā)展多樣性的載體。無機(jī)納米材料用于基因療法是利用無機(jī)粒子和可生物降解的多聚陽離子合成新型的納米藥物載體，如介孔二氧化硅作為基因載體可用于腫瘤治療，促進(jìn)體外siRNA的遞送。乙醛修飾的胱氨酸具有自身熒光的特點(diǎn)，可對pH值和谷胱甘肽進(jìn)行響應(yīng)。通過熒光標(biāo)記類樹狀大分子的二氧化硅納米載體具有分級的孔隙，不僅毒性低、基因裝載率高，轉(zhuǎn)染率也較高。引發(fā)谷胱甘肽二硫鍵裂解，可促進(jìn)質(zhì)粒DNA（pDNA）釋放，并能使用自發(fā)熒光來實時示蹤。又如，通過π-π共軛、靜電作用等非共價鍵作用力結(jié)合，能將DNA、RNA等生物大分子和化學(xué)藥物固定在氧化石墨烯上。
1.4骨移植
臨床上可用自體骨移植來治療創(chuàng)傷、感染、腫瘤等造成的骨缺損，由于骨移植的來源有限，且手術(shù)時間長，易導(dǎo)致失血過多和供骨區(qū)并發(fā)癥等，應(yīng)用受到限制。將異體骨用作骨移植，則存在免疫排斥反應(yīng)，且易被感染。而人工骨同自體骨有相近的療效，人工骨材料可采用鈦、生物陶瓷、納米骨、3D模擬人工骨髓等納米材料。例如，納米二氧化硅可替代骨組織，促進(jìn)人工植入材料與肌肉組織融合。納米羥基磷灰石與人體內(nèi)的無機(jī)成分相似，其粒子有小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)及表面效應(yīng)等，可用作牙種植體或作為骨骼材料，能避免產(chǎn)生排斥反應(yīng)，促進(jìn)血液循環(huán)，促進(jìn)人體骨組織的修復(fù)、整合和骨缺損后的治愈。
1.5臨床診斷和治療
磁性氧化鐵納米粒子可作為造影劑用于腫瘤診斷中，對腫瘤分子產(chǎn)生磁共振分子影像或多模態(tài)腫瘤分子影像，也可用于循環(huán)腫瘤細(xì)胞的分離、富集。免疫磁分離法基于磁性雜化材料可導(dǎo)電，在外部磁場下積累，可用于臨床熱療。磁熱療以磁流體形式進(jìn)入腫瘤組織，利用腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞之間不同的熱敏感度，將外部磁場產(chǎn)生的磁能轉(zhuǎn)化成熱能從而殺死腫瘤細(xì)胞。磁性納米粒子還可用于生物傳感器中，利用磁現(xiàn)象和納米粒子從液相中分離并捕獲生物分子。用綠色熒光蛋白標(biāo)記，形成溫敏的磁性納米固相生物傳感器，用磁性材料制成固相生物傳感器的支架，在磁場作用下，響應(yīng)更快，表面易于更新，可用于免疫診斷。磁性納米氧化鐵作為臨床應(yīng)用的磁性納米材料，受到人們的廣泛關(guān)注。Fe3O4和γ-Fe2O3的特殊磁性質(zhì)使其在靶向腫瘤藥物載體、磁療、熱療、核磁共振成像、生物分離等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得以應(yīng)用。用無機(jī)納米材料制作激發(fā)熒光探針進(jìn)行臨床診斷，如用介孔二氧化硅制成的細(xì)胞熒光成像探針利用量子點(diǎn)良好的光穩(wěn)定性、較長的熒光壽命和較高的生物相容性，結(jié)合介孔二氧化硅可特異性地識別Ramos細(xì)胞的特點(diǎn)，并用激光共聚焦顯微鏡對Ramos細(xì)胞進(jìn)行熒光成像，實現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞的早期診斷、檢測成像。富勒烯特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)使其可以廣泛地應(yīng)用于光熱治療、輻射化療、癌癥治療等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，也可作為核磁共振成像的造影劑用于臨床診斷。但富勒烯不溶于水，對生物體存在潛在的毒性，限制了其在臨床的應(yīng)用。富勒烯結(jié)合含羥基的親水性分子可改善其溶解性，羥基化富勒烯無明顯毒性，可作為抗氧化劑。聚羥基富勒烯利用近紅外光激活體內(nèi)的納米材料，用光熱對腫瘤細(xì)胞定位，避免了金納米粒子、碳納米管等在體內(nèi)造成聚積，利用免疫刺激作用來抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、生長，從而減小腫瘤的尺寸，最終造成腫瘤細(xì)胞凋亡。因此，改造碳納米結(jié)構(gòu)，在成像、吸附、藥物裝載與靶向運(yùn)輸?shù)壬镝t(yī)學(xué)工程方面有潛在的應(yīng)用價值。銀納米粒子殺菌活性遠(yuǎn)高于銀離子，在殺菌抑菌方面得到廣泛的應(yīng)用，可用于外科手術(shù)中的傷口愈合、藥學(xué)、生命科學(xué)等生物和臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。金納米粒子有較好的生物相容性，功能化的金納米粒子可用于生物分析、藥物檢測、臨床診斷等生物醫(yī)藥領(lǐng)域，可作為納米探針檢測重金屬離子、三聚氰胺等小分子，也可檢測DNA、蛋白質(zhì)等生物大分子，還可以用于對細(xì)胞表面和細(xì)胞內(nèi)部的多糖、核酸、多肽等的精確定位。鎳納米粒子固定在海藻酸水凝膠中，通過熱敏感粒子與鎳磁納米粒子交聯(lián)形成囊狀結(jié)構(gòu)，組成熱磁雙敏感的磁性納米粒子。在交變磁場下緩慢釋放水凝膠中的鎳納米粒子，通過遠(yuǎn)程調(diào)控來激發(fā)水凝膠中成纖維細(xì)胞的凋亡。無機(jī)納米材料的類別不同，在尺寸、形貌上有很大的變動范圍，因其核心材料的量子特性，已日益成為涉及臨床診斷、成像和治療的手段，為納米材料在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用提供更多的可能。
2展望
納米技術(shù)作為新時代的疾病治療模式，為未來的臨床用藥提供了新的可能，在生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用上有很大的前景。目前，癌癥治療主要包括手術(shù)、放療和化療等手段，而藥物劑量增多會造成副作用。納米粒子可以作為靶向藥物載體、成像造影劑、化療、熱療、磁療系統(tǒng)，可通過血腦屏障，在治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病中有很大的潛力，有望成為攻克癌癥的新手段。無機(jī)納米材料在藥物載體、臨床診斷和治療等方面有廣闊的應(yīng)用前景，但目前的研究大多處于實驗階段。無機(jī)納米材料在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中有待解決的問題包括：
（1）提高疾病治療的針對性、靶向性和可調(diào)控性；
（2）使無機(jī)納米材料相對固定在腫瘤細(xì)胞表面，不至于擴(kuò)散到正常組織，從而提高腫瘤部位的有效濃度，減少毒副作用；
（3）納米材料有潛在的毒性，可降低納米材料的毒副作用以達(dá)到臨床應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)；
（4）尋找優(yōu)質(zhì)材料，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高材料的生物相容性、生物安全性，并針對不同的藥物溶解性設(shè)計特定的載體和功能材料骨架，增加細(xì)胞的攝取和利用；
關(guān)鍵詞：納米材料生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用
1應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中的納米材料的主要類型及其特性
1.1納米碳材料
納米碳材料主要包括碳納米管、氣相生長碳纖維也稱為納米碳纖維、類金剛石碳等。
碳納米管有獨(dú)特的孔狀結(jié)構(gòu)［1］，利用這一結(jié)構(gòu)特性，將藥物儲存在碳納米管中并通過一定的機(jī)制激發(fā)藥物的釋放，使可控藥物變?yōu)楝F(xiàn)實。此外，碳納米管還可用于復(fù)合材料的增強(qiáng)劑、電子探針（如觀察蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的AFM探針等）或顯示針尖和場發(fā)射。納米碳纖維通常是以過渡金屬Fe、Co、Ni及其合金為催化劑，以低碳烴類化合物為碳源，氫氣為載體，在873K～1473K的溫度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用前景。類金剛石碳（簡稱DLC）是一種具有大量金剛石結(jié)構(gòu)C—C鍵的碳?xì)渚酆衔铮梢酝ㄟ^等離子體或離子束技術(shù)沉積在物體的表面形成納米結(jié)構(gòu)的薄膜，具有優(yōu)秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。資料報道，與其他材料相比，類金剛石碳表面對纖維蛋白原的吸附程度降低，對白蛋白的吸附增強(qiáng)，血管內(nèi)膜增生減少，因而類金剛石碳薄膜在心血管臨床醫(yī)學(xué)方面有重要的應(yīng)用價值。
1.2納米高分子材料
納米高分子材料，也稱高分子納米微?；蚋叻肿映⒘＃匠叨仍?nm～1000nm范圍。這種粒子具有膠體性、穩(wěn)定性和優(yōu)異的吸附性能，可用于藥物、基因傳遞和藥物控釋載體，以及免疫分析、介入性診療等方面。
1.3納米復(fù)合材料
目前，研究和開發(fā)無機(jī)—無機(jī)、有機(jī)—無機(jī)、有機(jī)—有機(jī)及生物活性—非生物活性的納米結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是獲得性能優(yōu)異的新一代功能復(fù)合材料的新途徑，并逐步向智能化方向發(fā)展，在光、熱、磁、力、聲［2］等方面具有奇異的特性，因而在組織修復(fù)和移植等許多方面具有廣闊的應(yīng)用前景。國外已制備出納米ZrO2增韌的氧化鋁復(fù)合材料，用這種材料制成的人工髖骨和膝蓋植入物的壽命可達(dá)30年之久［3］。研究表明，納米羥基磷灰石膠原材料也是一種構(gòu)建組織工程骨較好的支架材料［4］。此外，納米羥基磷灰石粒子制成納米抗癌藥，還可殺死癌細(xì)胞，有效抑制腫瘤生長，而對正常細(xì)胞組織絲毫無損，這一研究成果引起國際的關(guān)注。北京醫(yī)科大學(xué)等權(quán)威機(jī)構(gòu)通過生物學(xué)試驗證明，這種粒子可殺死人的肺癌、肝癌、食道癌等多種腫瘤細(xì)胞。
此外，在臨床醫(yī)學(xué)中，具有較高應(yīng)用價值的還有納米陶瓷材料，微乳液等等。
2納米材料在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的前景
2.1用納米材料進(jìn)行細(xì)胞分離
利用納米復(fù)合體性能穩(wěn)定，一般不與膠體溶液和生物溶液反應(yīng)的特性進(jìn)行細(xì)胞分離在醫(yī)療臨床診斷上有廣闊的應(yīng)用前景。20世紀(jì)80年代后，人們便將納米SiO2包覆粒子均勻分散到含有多種細(xì)胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中，使所需要的細(xì)胞很快分離出來。目前，生物芯片材料已成功運(yùn)用于單細(xì)胞分離、基因突變分析、基因擴(kuò)增與免疫分析（如在癌癥等臨床診斷中作為細(xì)胞內(nèi)部信號的傳感器［5］）。倫敦的兒科醫(yī)院、挪威工科大學(xué)和美國噴氣推進(jìn)研究所利用納米磁性粒子成功地進(jìn)行了人體骨骼液中癌細(xì)胞的分離來治療病患者［6］。美國科學(xué)家正在研究用這種技術(shù)在腫瘤早期的血液中檢查癌細(xì)胞，實現(xiàn)癌癥的早期診斷和治療。
2.2用納米材料進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)部染色
比利時的DeMey博士等人利用乙醚的黃磷飽和溶液、抗壞血酸或檸檬酸鈉把金從氯化金酸（HAuCl4）水溶液中還原出來形成金納米粒子，（粒徑的尺寸范圍是3nm～40nm），將金納米粒子與預(yù)先精制的抗體或單克隆抗體混合，利用不同抗體對細(xì)胞和骨骼內(nèi)組織的敏感程度和親和力的差異，選擇抗體種類，制成多種金納米粒子—抗體復(fù)合物。借助復(fù)合粒子分別與細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨骼系統(tǒng)結(jié)合而形成的復(fù)合物，在白光或單色光照射下呈現(xiàn)某種特征顏色（如10nm的金粒子在光學(xué)顯微鏡下呈紅色），從而給各種組織“貼上”了不同顏色的標(biāo)簽，為提高細(xì)胞內(nèi)組織分辨率提供了各種急需的染色技術(shù)。
2.3納米材料在醫(yī)藥方面的應(yīng)用
2.3.1納米粒子用作藥物載體
一般來說，血液中紅血球的大小為6000nm～9000nm，一般細(xì)菌的長度為2000nm～3000nm［7］，引起人體發(fā)病的病毒尺寸為80nm～100nm，而納米包覆體尺寸約30nm［8］，細(xì)胞尺寸更大，因而可利用納米微粒制成特殊藥物載體或新型抗體進(jìn)行局部的定向治療等。專利和文獻(xiàn)資料的統(tǒng)計分析表明，作為藥物載體的材料主要有金屬納米顆粒、無機(jī)非金屬納米顆粒、生物降解性高分子納米顆粒和生物活性納米顆粒。
磁性納米顆粒作為藥物載體，在外磁場的引導(dǎo)下集中于病患部位，進(jìn)行定位病變治療，利于提高藥效，減少副作用。如采用金納米顆粒制成金溶液，接上抗原或抗體，就能進(jìn)行免疫學(xué)的間接凝聚實驗，用于快速診斷［9］。生物降解性高分子納米材料作為藥物載體還可以植入到人體的某些特定組織部位，如子宮、陰道、口（頰、舌、齒）、上下呼吸道（鼻、肺）、以及眼、耳等［10］。這種給藥方式避免了藥物直接被消化系統(tǒng)和肝臟分解而代謝掉，并防止藥物對全身的作用。如美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片為基礎(chǔ)，能長時間配選精確劑量藥物的藥物投送系統(tǒng)，并已被批準(zhǔn)用于人體。近年來生物可降解性高分子納米粒子（NPs）在基因治療中的DNA載體以及半衰期較短的大分子藥物如蛋白質(zhì)、多肽、基因等活性物質(zhì)的口服釋放載體方面具有廣闊的應(yīng)用前景。藥物納米載體技術(shù)將給惡性腫瘤、糖尿病和老年癡呆癥的治療帶來變革。
2.3.2納米抗菌藥及創(chuàng)傷敷料
Ag+可使細(xì)胞膜上蛋白失去活性從而殺死細(xì)菌，添加納米銀粒子制成的醫(yī)用敷料對諸如黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠濃桿菌等臨床常見的40余種外科感染細(xì)菌有較好抑制作用。
2.3.3智能—靶向藥物
在超臨界高壓下細(xì)胞會“變軟”，而納米生化材料微小易滲透，使醫(yī)藥家能改變細(xì)胞基因，因而納米生化材料最有前景的應(yīng)用是基因藥物的開發(fā)。德國柏林醫(yī)療中心將鐵氧體納米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入腫瘤部位，使癌細(xì)胞部位完全被磁場封閉，通電加熱時溫度達(dá)到47℃，慢慢殺死癌細(xì)胞。這種方法已在老鼠身上進(jìn)行的實驗中獲得了初步成功［11］。美國密歇根大學(xué)正在研制一種僅20nm的微型智能炸彈，能夠通過識別癌細(xì)胞化學(xué)特征攻擊癌細(xì)胞，甚至可鉆入單個細(xì)胞內(nèi)將它炸毀。
2.4納米材料用于介入性診療
日本科學(xué)家利用納米材料，開發(fā)出一種可測人或動物體內(nèi)物質(zhì)的新技術(shù)。科研人員使用的是一種納米級微粒子，它可以同人或動物體內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生光，研究人員用深入血管的光導(dǎo)纖維來檢測反應(yīng)所產(chǎn)生的光，經(jīng)光譜分析就可以了解是何種物質(zhì)及其特性和狀態(tài)，初步實驗已成功地檢測出放進(jìn)溶液中的神經(jīng)傳達(dá)物質(zhì)乙酰膽堿。利用這一技術(shù)可以辨別身體內(nèi)物質(zhì)的特性，可以用來檢測神經(jīng)傳遞信號物質(zhì)和測量人體內(nèi)的血糖值及表示身體疲勞程度的乳酸值，并有助于糖尿病的診斷和治療。
2.5納米材料在人體組織方面的應(yīng)用
納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，除上面所述內(nèi)容外還有如基因治療、細(xì)胞移植、人造皮膚和血管以及實現(xiàn)人工移植動物器官的可能。
目前，首次提出納米醫(yī)學(xué)的科學(xué)家之一詹姆斯貝克和他的同事已研制出一種樹形分子的多聚物作為DNA導(dǎo)入細(xì)胞的有效載體，在大鼠實驗中已取得初步成效，為基因治療提供了一種更微觀的新思路。
納米生物學(xué)的設(shè)想，是在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，研制可編程的分子機(jī)器人，也稱納米機(jī)器人。納米機(jī)器人是納米生物學(xué)中最具有誘惑力的內(nèi)容，第一代納米機(jī)器人是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體，這種納米機(jī)器人可注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行健康檢查和疾病治療（疏通腦血管中的血栓，清除心臟脂肪沉積物，吞噬病菌，殺死癌細(xì)胞，監(jiān)視體內(nèi)的病變等）［12］；還可以用來進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作，比如作整容手術(shù)、從基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安裝在基因中，使機(jī)體正常運(yùn)行或使引起癌癥的DNA突變發(fā)生逆轉(zhuǎn)從而延長人的壽命。將由硅晶片制成的存儲器（ROM）微型設(shè)備植入大腦中，與神經(jīng)通路相連，可用以治療帕金森氏癥或其他神經(jīng)性疾病。第二代納米機(jī)器人是直接從原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置，可以用其吞噬病毒，殺死癌細(xì)胞。第三代納米機(jī)器人將包含有納米計算機(jī)，是一種可以進(jìn)行人機(jī)對話的裝置。這種納米機(jī)器人一旦問世將徹底改變?nèi)祟惖膭趧雍蜕罘绞健?/p>
瑞典正在用多層聚合物和黃金制成醫(yī)用微型機(jī)器人，目前實驗已進(jìn)入能讓機(jī)器人撿起和移動肉眼看不見的玻璃珠的階段［13］。
納米材料所展示出的優(yōu)異性能預(yù)示著它在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，尤其在組織工程支架、人工器官材料、介入性診療器械、控制釋放藥物載體、血液凈化、生物大分子分離等眾多方面具有廣泛的和誘人的應(yīng)用前景。隨著納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，臨床醫(yī)療將變得節(jié)奏更快，效率更高，診斷檢查更準(zhǔn)確，治療更有效。
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高考命題有廣義和狹義之分，廣義的高考命題包括考試內(nèi)容規(guī)范表和試題規(guī)劃表的制定，試題的編寫及全卷試題修訂和組配；1]狹義的指試題的編寫，包括材料的選擇、問題的設(shè)計與命題的表達(dá)三個環(huán)節(jié)。本文討論狹義上的命題。試題規(guī)劃表是命題專家根據(jù)考試內(nèi)容規(guī)范表的需要事先制定的命題規(guī)范文件，命題教師應(yīng)根據(jù)試題規(guī)范表開展具體的試題編制工作，期間應(yīng)經(jīng)過材料選擇、問題設(shè)計、命題表達(dá)等階段。其中，材料選取既是命題的起點(diǎn)，也是命題的關(guān)鍵，將直接影響和決定后續(xù)工作的開展；問題設(shè)計是命題的核心，科學(xué)思維是生物學(xué)問題設(shè)計的主線；命題表達(dá)是命題技術(shù)的體現(xiàn)和命題質(zhì)量的深化。三者關(guān)系相輔相成、缺一不可，均已成為當(dāng)前編制高考試題的挑戰(zhàn)和亟須規(guī)范的問題。
問題一：材料選取的挑戰(zhàn)。隨著高考命題權(quán)的下放，高考生物學(xué)科命題工作的科學(xué)化和規(guī)范化受到極大的重視，尤其是試題本身的科學(xué)性被認(rèn)為是評判合格試題的重要指標(biāo)之一?？茖W(xué)性為生物學(xué)科命題素材的選取提出了嚴(yán)格的要求，即題干背景的來源和表達(dá)必須是真實、可靠、無歧義的。此外，高考生物學(xué)科命題應(yīng)突出能力立意，公平性、科學(xué)性成為材料選取的難題。
問題二：問題設(shè)計的挑戰(zhàn)。問題設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)旨在考查考生已有的知識和能力，新課程高考更注重能力立意。生物學(xué)科能力是學(xué)生參與生物學(xué)科活動（知識學(xué)習(xí)、實驗操作、生活實踐等）過程中逐步形成和發(fā)展起來的比較穩(wěn)固卻不容易或不能被直接觀測的一種心理特質(zhì)。高考要考查和測量此類“隱蔽”目標(biāo)，必須設(shè)置一定的情境刺激考生產(chǎn)生認(rèn)知，通過考生的外顯行為判斷其思維或能力水平。問題設(shè)計還包括難度設(shè)計、區(qū)分度設(shè)計、參考答案設(shè)計等。顯然，問題的設(shè)計是否恰當(dāng)，能否起到刺激考生應(yīng)試思維等問題，都是對命題者的極大考驗。
問題三：命題表達(dá)的挑戰(zhàn)。審視近幾年全國高考生物試題，命題人員的試題編制技術(shù)日趨成熟，但也伴隨著諸多問題，或題干信息冗余，或表述含糊不清，或表達(dá)存在歧義。諸如此類欠規(guī)范的命題表達(dá)方式嚴(yán)重影響了命題的質(zhì)量。同時，后現(xiàn)代主義推崇者對高考命題工作提出自由化、個性化及人文關(guān)懷等要求，對命題表達(dá)環(huán)節(jié)也是一大挑戰(zhàn)。
二、科技論文作為高考生物學(xué)科命題素材的理性思考
(-)科技論文的發(fā)展評述與內(nèi)涵釋析
科技論文起源于17世紀(jì)60年代的歐洲，其標(biāo)志是英國皇家學(xué)會創(chuàng)辦的世界第一本學(xué)術(shù)期刊《哲學(xué)匯刊》。該刊集合了牛頓、伽利略等科學(xué)家的前沿性成果。18世紀(jì)至19世紀(jì)，隨著多種自然科學(xué)類期刊的迅速增長，科技論文的內(nèi)容幾近覆蓋科學(xué)的所有領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代，互聯(lián)網(wǎng)的興起使科技期刊的網(wǎng)絡(luò)化檢索變得十分強(qiáng)大，我國也形成了以中國期刊網(wǎng)、萬方期刊網(wǎng)等為代表的期刊集群。2003年教育部成立的“中國科技論文在線”，為推動科技交流、科技應(yīng)用與科技再創(chuàng)造提供了更加便捷的交流平臺。
概念上，“科技”即科學(xué)技術(shù)，主要指自然科學(xué)方面的技術(shù)，“論文”即論證性的文章，是描述科研成果的書面文件。科技論文屬于學(xué)術(shù)論文，因此具有學(xué)術(shù)論文的基本特性。中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB7713—87明確指出：“學(xué)術(shù)論文是某一學(xué)術(shù)課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見解和知識的科學(xué)記錄；或是某種已知原理應(yīng)用于實際中取得新進(jìn)展的科學(xué)總結(jié)，用以提供學(xué)術(shù)會議上宣讀、交流或討論；或在學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表；或做其他用途的書面文件。美國生物學(xué)編輯協(xié)會認(rèn)為，科技論文必須“易于人們的感官接受、本質(zhì)上持久、不加限制地為科學(xué)界所使用，并能為一種或多種公認(rèn)的二級情報源所選用”。
由此可見，本質(zhì)上，科技論文以學(xué)術(shù)理論為依據(jù)，以新思想或新進(jìn)展為核心，以實驗數(shù)據(jù)為例證，以書面語言為載體。在內(nèi)容上必須具有科學(xué)性、創(chuàng)新性、權(quán)威性，在表述上必須具有準(zhǔn)確性、嚴(yán)肅性和邏輯性。作為報道、交流、存儲科研成果的重要載體，科技論文是科技發(fā)展的總結(jié)，社會發(fā)展的各行各業(yè)都在應(yīng)用科技論文所表達(dá)的科技成果。
(二）選用科技論文的必要性和可行性分析
長期以來，高考命題或選擇中學(xué)教材、中學(xué)教輔、大學(xué)教材及課外資料（報紙、參考書等）作為命題背景材料，或選擇已有題目進(jìn)行改編，也有少部分試題是命題專家根據(jù)已有知識和經(jīng)驗直接設(shè)計。這類傳統(tǒng)選材方式在命題實踐中存在許多紕漏，易在科學(xué)性、公平性、時效性，甚至安全保密性方面產(chǎn)生問題。以科技論文為試題背景的命題方式與傳統(tǒng)選材有本質(zhì)區(qū)別，不僅能提高試題各項屬性水平，還能提高命題質(zhì)量和命題效率?，F(xiàn)將傳統(tǒng)選材與科技論文選材方式進(jìn)行比較（表1)。
從表1可以看出，科技論文選材具有許多優(yōu)勢，選用科技論文進(jìn)行高考生物學(xué)科命題具有現(xiàn)實的必要性和可行性。
1.必要性分析
其一，保證了試題的科學(xué)性、權(quán)威性和時效性?？茖W(xué)性是評價高考試題的一項重要指標(biāo)，其重要性不言而喻，這是中學(xué)教輔、課外資料、舊題改編等方式無法比擬的。試題中引用的任何數(shù)據(jù)乃至成題后的文字表述，取自具有國家法定權(quán)威或?qū)I(yè)權(quán)威的公開出版物[6]，命題者往往心里很“坦然”。在此基礎(chǔ)上，命題專家憑借自身專業(yè)技術(shù)對論文作出準(zhǔn)確的評價，可以在很大程度上有效避免高考試題公布后可能產(chǎn)生的各類負(fù)面影響。生物科技高速發(fā)展，試題應(yīng)當(dāng)在一定程度上體現(xiàn)現(xiàn)代生物科技的發(fā)展。應(yīng)用生物學(xué)科技論文命制高考試題從根本上保證了試題內(nèi)容的時效性，體現(xiàn)科學(xué)實踐與教育教學(xué)的統(tǒng)一。
其二，體現(xiàn)了高考的公平性。若選材來自中學(xué)教材、中學(xué)教輔或是舊題改編，做過類似題目的考生自然受益，一方面產(chǎn)生不公平，另一方面進(jìn)一步激發(fā)考生和教師的“題海戰(zhàn)術(shù)”意識，不利于素質(zhì)教育的發(fā)展。高校教材原本是_個良好的命題素材來源，只是由于經(jīng)過多年的命題實踐應(yīng)用，特別是自分省自主命題以來，每年都要有十幾套高考卷結(jié)果出現(xiàn)命題者辛辛苦苦命制出來的考題，一經(jīng)檢索才發(fā)現(xiàn)，早就有相似的考題了。而科技論文選材卻可以有效避免此類情況發(fā)生，生命科學(xué)每年發(fā)表的科技論文數(shù)量巨大，海量的選材要能“撞上”是很困難的。這樣不僅體現(xiàn)了選材公平，也能有效避免“撞題”。另外，高考命題前的資料準(zhǔn)備是高考涉密內(nèi)容，往往慎之又慎，若能將“海量”的科技論文替代有限的材料，豈不解決了安全保密問題？實踐證明，這—做法在某些通過臨時抽調(diào)命題專家入圍命題組的省份，是有效的，也是必要的安全措施。
其三，體現(xiàn)能力立意。高考試題強(qiáng)調(diào)能力考查。能力是人順利地完成某種活動所必須具備的那些心理特征，只有在解決實際問題中才能考查其能力水平。[7]應(yīng)用科技論文作為背景材料更易實現(xiàn)考核目標(biāo)能力化，因為，大量生物學(xué)科技論文的特質(zhì)就是解決實際生產(chǎn)生活中的實際問題，特別是帶有生物實驗論證類的論文，不僅具有科學(xué)的、最新的實驗技術(shù)和方法，還有翔實的實驗數(shù)據(jù)。而以中學(xué)教材等作為背景材料只會偏重考查知識目標(biāo)，不利于能力立意。
其四，提高命題效率和命題質(zhì)量。論文通常是以過程性方式呈現(xiàn)生物學(xué)實驗研究成果，具有問題的提出、實驗方法的設(shè)計、實驗數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果的討論等，這與新課程強(qiáng)調(diào)的探究性學(xué)習(xí)是—致的。以科技論文作為命題起點(diǎn)，命題者具有呈現(xiàn)試題的科學(xué)思路和方法，同時免去一些對科學(xué)性疑問的論證，提高了命題效率。試題以圖表、文字、數(shù)據(jù)等多樣化的形式呈現(xiàn)，不僅體現(xiàn)了試題所蘊(yùn)含的科學(xué)素養(yǎng)，也使卷面更加活潑、美觀，提高試題的命題質(zhì)量。
2.可行性分析
首先，持續(xù)、大量更新的生物科技論文和各種引文數(shù)據(jù)庫為科技論文的選擇提供了有力的保障。高中生物學(xué)考查內(nèi)容涉及生物學(xué)_級學(xué)科下的12個二級學(xué)科，同時可擴(kuò)展到農(nóng)、林、牧、醫(yī)、漁等各個生命科學(xué)領(lǐng)域。編制如此廣泛的生命科學(xué)高考試題，僅取自傳統(tǒng)素材顯得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。豐富的論文來源和便捷的檢索系統(tǒng)可以徹底改變命題者“江郎才盡”的窘境。
其次，《普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱（理科課程標(biāo)準(zhǔn)實驗版）》（簡稱“考試大綱”明確指出，“要重視理論聯(lián)系實際，關(guān)注科學(xué)技術(shù)、社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展”。?這為“選用科技論文作為試題素材”這項新舉措提供了改革的科學(xué)依據(jù)?；谛抡n程高考改革的大背景，選用科技論文不僅體現(xiàn)了生物科學(xué)素養(yǎng)，也體現(xiàn)了科學(xué)、技術(shù)、社會的統(tǒng)一。
再次，大規(guī)模教育考試?yán)碚摏Q定了將科技論文改編為局考試題是可行的。局考試題的本質(zhì)是根據(jù)選拔人才的目的，按照一定的要求，通過考生解答問題或解決實際問題的過程和結(jié)果，推測考生具備某一心理特征（知識、能力）的程度?；诳茖W(xué)性的保證，對科技論文素材進(jìn)行基于考試測量要求的適當(dāng)改編是可行的，也是必要的，豐富、靈活的命題技巧和命題手段是其重要的保證。
三、基于科技論文背景的高考生物命題實踐
基于以上討論，高考生物命題亟待構(gòu)建一套基于科技論文背景的命題模式。2009年以來，本課題組開展了相關(guān)研究，并進(jìn)行了四次高考命題實踐，初步總結(jié)了一套基于科技論文背景的高考生物科命題解決方案。下面分別從三個維度討論以科技論文為命題起點(diǎn)的嘗試。
(一)材料選取的維度
1.背景材料的選擇
理論分析：選擇科技論文作為試題背景，在—定程度上保證了試題背景材料的科學(xué)性、權(quán)威性?？紤]到科技論文在試題命制中的特殊用途，選擇的科技論文應(yīng)進(jìn)行如下三個方面的有效性判定：（1)選擇近期發(fā)表的較高水平的科技論文，以保證材料的科學(xué)性和時效性；（2)所選論文應(yīng)涉及社會、生產(chǎn)、生活的研究，以考查考生運(yùn)用生物學(xué)知識解決實際問題的能力；（3)所選論文主題詞應(yīng)與考試大綱“生物知識內(nèi)容表”中的“II”?要求一致，以突出考查考生對生物學(xué)核心知識體系的掌握，體現(xiàn)生物科學(xué)素養(yǎng)。
操作方法一：選擇近期發(fā)表的較高水平的科技論文。一般來說，應(yīng)檢索來自中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫（ChineseScienceCitationDatabase，簡稱CSCD)的論文。CSCD內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)科學(xué)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。收錄有生物學(xué)、農(nóng)林科學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域出版的上百種中英文科技核心期刊和優(yōu)秀期刊。以2010年全國高考福建生物卷第26題第I小題（簡稱“2010福建高考26—I題”）為例，試題背景選自“幾種環(huán)境因子對高生物量赤潮甲藻——東海原甲藻光合作用的影響”（《海洋科學(xué)》2009年第12期）一文，是關(guān)于我國東海海洋污染中赤潮發(fā)生機(jī)理的研究，該題以“東海原甲藻引發(fā)我國東海赤潮”為情境，考查被試在真實背景中的知識遷移能力，涉及社會領(lǐng)域和學(xué)術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題，所選背景材料角度新穎。
操作方法二：選擇與生物學(xué)相關(guān)的社會、生產(chǎn)、生活領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。例如，2011年全國高考福建生物卷第26題第I小題（簡稱“2011福建高考26—I題”）選自兩篇文章：《rhIL-18對核輻射誘導(dǎo)小鼠脾細(xì)胞凋亡的抑制機(jī)制研究》(《沈陽部隊醫(yī)藥》2009年第1期）；《rhIL-18對核輻射誘導(dǎo)小鼠脾細(xì)胞凋亡的抑制作用》（《解剖科學(xué)進(jìn)展》2008年第2期）。眾所周知，2011年3月，日本大地震引發(fā)了核輻射危機(jī)，一時之間，核輻射在世人面前引起極大恐慌，科學(xué)地認(rèn)識核輻射具有重要的社會意義。該題避開人類災(zāi)難的宣揚(yáng)，著眼于科學(xué)分析和科學(xué)利用核輻射，將核輻射與高中生物學(xué)涉及的免疫、細(xì)胞凋亡、誘變育種以及實驗探究設(shè)計有機(jī)地結(jié)合在一起，讓人們明白核輻射雖然可怕，但可以防治，也可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這樣的考題具有測量選拔功能和社會功能的統(tǒng)一。
操作方法三：結(jié)合考試大綱（考試說明）“生物知識內(nèi)容表”中的II層次要求?？荚嚧缶V對考查內(nèi)容界定了層次要求。實際操作中應(yīng)以II層次要求為關(guān)鍵詞進(jìn)行文獻(xiàn)檢索。一般來說，不用I層次關(guān)鍵詞，但不代表I層次內(nèi)容不作考查，而是在II層次主干知識和能力考查中常?？梢匝苌鰧層次的考查，體現(xiàn)試題對生物學(xué)核心知識的考查。如細(xì)胞代謝中“影響光合作用速率的環(huán)境因素”關(guān)鍵詞為“光合作用速率”和“環(huán)境”，由此檢索到《幾種環(huán)境因子對高生物量赤潮甲藻——東海原甲藻光合作用的影響》一文，編制試題時，可以衍生考查I層次的考點(diǎn)：赤潮的根本原因 海水富營養(yǎng)化。
2.試題情境的設(shè)置
理論分析：生物科技論文的撰寫框架包括實驗材料和方法、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析、討論和總結(jié)等。由于科學(xué)研究是一項原理復(fù)雜、步驟繁瑣、技術(shù)含量高的工作，論文表述的實驗原理和步驟等可能涉及許多生物學(xué)科的專業(yè)性或前沿性內(nèi)容，如信號通路、重組人白細(xì)胞介素、基因敲除等；呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)大多經(jīng)過SAS、SPSS等統(tǒng)計軟件處理，如呈現(xiàn)的圖表常常涉及^(顯著性差異）、置信區(qū)間、姑(極顯著）等統(tǒng)計學(xué)詞匯或符號。我們將這些或是超綱或是不必在考查中出現(xiàn)的內(nèi)容稱為冗余信息，冗余信息會干擾考生正常答題思維，影響試題的信度和效度，甚至造成嚴(yán)重的系統(tǒng)測量誤差。
操作方法一：簡化復(fù)雜實驗條件、方法的表述，以通俗易懂的文字高度概括復(fù)雜的實驗原理
和步驟,體現(xiàn)實驗條件的簡約性。[9]例如,2011福建高考26—I題以“選取若干實驗小鼠，隨機(jī)分成4組”替代原文中“實驗動物C57純系雄性小鼠，18?20g，購自中國醫(yī)科大學(xué)動物室’’、“動物模型及分組，按體重隨機(jī)分為4組，每組8只”等復(fù)雜的實驗步驟，使考生對試題情境不感到陌生，能致力于核心問題的解答，從而保證試題的公平性和可讀性，提高試題的效度。
操作方法二：剔除冗余信息，簡化圖表數(shù)據(jù)。生物學(xué)經(jīng)常涉及實驗圖表數(shù)據(jù)，簡化圖表數(shù)據(jù)或?qū)D表進(jìn)行特殊處理變得非常必要。例如，2011福建高考26—I題，試題省略置信區(qū)間，以實驗的樣本平均值又代替總體平均值將實驗檢測處理方法省略，直接以“細(xì)胞凋亡相對值”替代；剔除差異顯著性分析，默認(rèn)實驗數(shù)據(jù)均有差異顯著性。以上處理，都是為了幫助考生快速從題干中獲取與測量目標(biāo)相關(guān)的信息，實現(xiàn)試題考查的目的。再如，2010福建高考26—I題，論文用散點(diǎn)圖和回歸線描述東海原甲藻光合作用隨溫度變化，由于高中沒有對散點(diǎn)圖作考試要求，試題剔除散點(diǎn)圖這一冗余信息，直接以回歸線呈現(xiàn)。當(dāng)然，剔除和簡化的操作應(yīng)以科學(xué)性為前提，操作的手法往往就是用大概念籠統(tǒng)地描述小概念。例如，以“染色體變異”替代“染色體橋、微核、染色體斷片”等超綱詞語。
操作方法三：可對試題必須呈現(xiàn)的超綱內(nèi)容做信息補(bǔ)充。例如，2009年全國高考山東生物卷第2題的題干是“細(xì)胞分化是奢侈基因選擇表達(dá)的結(jié)果。下列屬于奢侈基因的是（）”。“奢侈基因”是考生未曾接觸過的新名詞，此處極易干擾、迷惑考生的思維，增加考生在高考考場上的心理壓力，造成考生答題思維上的“眩暈”。若能在題干中提供“奢侈基因”的名詞解釋，將轉(zhuǎn)化阻礙考生答題的瓶頸，避免超綱嫌疑，利于考生答題。
(二）問題設(shè)計的維度
1.認(rèn)知水平和能力布局
理論分析：通常一道實驗探究題可以設(shè)計3?5個小問題，考查考生對多個生物學(xué)事實的認(rèn)知水平和多種生物學(xué)能力?？紤]到學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展是由抽象到具體、由淺入深、由低級到高級的循序漸進(jìn)的過程，問題設(shè)計的認(rèn)知水平應(yīng)由易到難、步步深入，考查能力測量目標(biāo)的層次也應(yīng)逐步提高，從而將相對獨(dú)立的小題通過一個完整的問題鏈串聯(lián)起來，形成一道有序的完整題目。1D]
操作方法一：將低層次的認(rèn)知水平前置，高層次的認(rèn)知水平后置，逐步形成認(rèn)知的梯度布局。布盧姆（BiS.Bloom，1956)等將學(xué)生在學(xué)習(xí)中的行為表現(xiàn)分為知識、領(lǐng)會、運(yùn)用、分析、綜合和評價六大類。[11]問題設(shè)計時應(yīng)考慮學(xué)生的認(rèn)知承受度，操作上可按照識記、理解、運(yùn)用三個層次編排不同認(rèn)知水平的問題。
操作方法二：將低端能力前置、高端能力后置，逐步形成能力梯度布局?？砂凑湛荚嚧缶V對生物學(xué)科能力要求的編排順序，首先考查理解能力，其次考查實驗與探究能力或獲取信息能力，最后考查綜合運(yùn)用能力。如2011福建高考26—I題由四道獨(dú)立的問題組成，四個小問題依次考查考生理解能力、獲取信息的能力、實驗探究能力和綜合運(yùn)用能力，形成能力的梯度布局。
2.基于能力立意的問題設(shè)計
理論分析：新課程高考倡導(dǎo)以能力立意為主導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)知識、能力和素質(zhì)一體化的命題思想。能力體現(xiàn)在解決實際問題中表現(xiàn)出來的心理品質(zhì)，能力的核心是思維。因此，高考試題的問題設(shè)計應(yīng)強(qiáng)調(diào)在新情境中考查考生科學(xué)思維的品質(zhì)，多考查考生在新情境中對知識的理解、分析、應(yīng)用等遷移能力，少考查考生對知識的單純記憶。設(shè)計的問題要結(jié)合題干背景材料，牽涉的知識應(yīng)用要寬廣，解題思路要來源于教材，又高于教材。
操作方法一：運(yùn)用新情境，產(chǎn)生新問題。取材于科技論文的題干資料是考生尚未接觸過的材料，可賦予這些材料新意以引申出新問題。例如，2011福建高考26—I題呈現(xiàn)的實驗數(shù)據(jù)只有三組，將原論文的第四組數(shù)據(jù)隱藏，并設(shè)計成問題：“設(shè)置第四組實驗的目的是（），要求考生通過對比分析第三組實驗數(shù)據(jù)，分析設(shè)計第四組實驗的意圖。一方面考查考生實驗與探究的能力，另一方面也考查考生獲取信息的能力。
操作方法二：圍繞問題核心，盡可能延伸拓展多個知識點(diǎn)。2011福建局考26—I題是一道典型的實驗探究題，以核輻射誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡為切入點(diǎn)，融合考查免疫器官、免疫活性物質(zhì)、細(xì)胞凋亡、誘變育種等多個跨模塊、綜合性知識。顯然，試題不是單純考查被試的記憶情況，也考查被試在復(fù)雜背景下的知識遷移能力和解決實際問題的能力。
(三）命題表達(dá)的維度
1.信息呈現(xiàn)的控制
理論分析：信息量過多過少都可能增加考生閱讀負(fù)擔(dān)，使部分考生思維無法產(chǎn)生趨同反應(yīng)，影響試題的難度、信度和效度，特別是對答題毫無幫助的冗余信息更是如此。
操作方法一：從字?jǐn)?shù)上控制試題信息量。試題信息包含題干信息和答案信息，設(shè)置與答案信息相當(dāng)?shù)念}干信息量，有助于提高考生答題效率，同時提高試題與測量目標(biāo)的相關(guān)程度。一般來說，可以依據(jù)該題所占分值來確定題干的字?jǐn)?shù)以及答題的字?jǐn)?shù)。統(tǒng)計近些年各地高考卷相似題型的字?jǐn)?shù)，并將其作為信息量控制的參考是常常采用的有效辦法。
操作方法二：采用文字和圖表相結(jié)合的方式呈現(xiàn)信息。生物科學(xué)往往以生物繪圖或圖表方式呈現(xiàn)科學(xué)研究方法或成果。試題應(yīng)盡可能采用圖表與文字相結(jié)合的方式，一方面倡導(dǎo)理科科學(xué)思維和習(xí)慣，另一方面有效縮減閱讀量，使考生讀題更加準(zhǔn)確，試題的直觀性和美觀性都得到較大的改善。例如，2011福建高考26—II題采用表格的方式呈現(xiàn)高中生物學(xué)實驗常用的染色方法，其字?jǐn)?shù)要比純文字表達(dá)少得多，且更直觀、準(zhǔn)確。
2. 語言表達(dá)的限定
理論分析：措辭模糊在一定程度上可能造成考生思維瓶頸，影響考生正常思維，不利于考生真實能力的體現(xiàn)。那些以增加試題難度為目的，采用增加閱讀量或刁鉆古怪、模棱兩可的表述方式并不可取。此外，具有歧義的表述難以使考生達(dá)到趨同思維，可能導(dǎo)致考生答題不全面、不準(zhǔn)確，且使答案多樣化，加大閱卷難度。
操作方法一：修改模棱兩可的表述方式，使試題清晰、明確。例如，2009年福建高考生物卷第27題第4小題：“以有氰、高莖與無氰、矮莖兩個能穩(wěn)定遺傳的牧草為親本，通過雜交育種，可能無法獲得既無氰也無產(chǎn)氰糖苷的高莖牧草。請以遺傳圖解簡要說明”，其中的“可能無法獲得既無氰也無產(chǎn)氰糖苷的”，表述過于晦澀、模棱兩可。一般來說，遺傳育種常常是為了獲得生產(chǎn)上需要的品種，但這里設(shè)問卻是“可能無法獲得”，導(dǎo)致許多考生無法理解題意，只好將各種情況的雜交組合都寫出來。該小題抽樣實測難度為0.16，與預(yù)測值相距甚遠(yuǎn)。
操作方法二：對于有歧義的表述應(yīng)加入限定詞。應(yīng)用科技論文為背景命題，在題干表述上常常會出現(xiàn)與中學(xué)生物教學(xué)不一致的提法，可能來自較新的生物學(xué)研究方法，也可能來自生物學(xué)實踐與中學(xué)生物教學(xué)理論的脫節(jié)，這時就需要對有歧義的表述加入必要的限定詞。例如，2010福建高考26—I題增加了“凈光合速率=真正光合速率一呼吸速率”的表述，因為高中生物學(xué)教材(人教版）中未提及“凈光合速率”，從而避免產(chǎn)生歧義。
3.人文氣息的滲透
理論分析：后現(xiàn)代主義對高考命題工作提出了自由化、個性化、人文關(guān)懷等要求。命題者應(yīng)加強(qiáng)對考生的考場人文關(guān)懷，力求試題的敘述和設(shè)問方式貼近考生的思維習(xí)慣，保證考生一直擁有輕松、激勵的應(yīng)試心態(tài)。要努力避免刻意“挖陷阱”式的命題方式，有效保護(hù)考生正常的考場應(yīng)試思維。
操作方法一：貼近考生思維，避免突兀設(shè)問。例如，仔細(xì)斟酌2011福建高考26—I題第
(1) 小題和（3)小題的表述，其中“已知IL一18是一種淋巴因子”與“與第③組相比”看似多余，實際是為了引導(dǎo)被試順利作答；審視第
高中生物人教版必修一中的“生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”實驗屬于定性實驗，是高中生接觸的第一個生物實驗。依據(jù)學(xué)生初中實驗的基礎(chǔ)，既可以操作成驗證性實驗，又可設(shè)計為探究性實驗。精心準(zhǔn)備組織該實驗，會較好地培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗技能，激發(fā)學(xué)習(xí)生物的興趣。
1 問題提出
本實驗主要由檢測還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)3個小實驗組成，在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)實驗效果較差，達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)。常存在①技能要求高。實驗涉及的生物技術(shù)多，如徒手切片技術(shù)、制作臨時裝片、顯微鏡操作、水浴加熱等，特別是很難切出厚薄均勻的花生子葉薄片。②實驗儀器多。學(xué)生操作時步驟容易混淆，加錯試劑。③實驗容量大。講授后留給學(xué)生操作和探究的時間短，一節(jié)課很難完成全部實驗。同時不能人人動手進(jìn)行實驗。④安全性低。玻璃儀器擺滿了桌面，極易掉落。沸水加熱、徒手切片時可對學(xué)生身體造成傷害，降低學(xué)生實驗的熱情。⑤材料處理繁瑣。蘋果勻漿，花生、大豆的浸泡和研磨，準(zhǔn)備工作量大。實驗中材料浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。
2 實驗改進(jìn)
2.1 還原性糖的檢測
（1）從梨塊上切取邊長約0.8cm的梨條，再將其切成若干小梨片，放入試管中。
（2）量取等量的斐林試劑甲液和乙液，混合配制成斐林試劑中國知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)庫。
（3）向裝有梨片的試管內(nèi)注入剛配制的斐林試劑，直至浸沒梨片。輕輕震蕩幾次。
（4）用酒精燈加熱試管約2min，就能觀察到溶液由藍(lán)色→棕褐色→磚紅色。
實驗操作簡捷，顏色變化明顯。學(xué)生每人都能操作教育學(xué)論文，一只梨可供全班學(xué)生使用，節(jié)約了材料。沒有進(jìn)行沸水浴，增加了實驗的安全性。
2.2 脂肪的檢測
取潔凈的試管，加入5mL左右的清水，滴加一滴學(xué)生從家里所帶的植物油，油滴飄浮于水面。再滴加一滴蘇丹Ⅳ，馬上就可清晰地看到被染成紅色的油滴。
定性實驗中只要有特異的顏色反應(yīng)，就能確定某種物質(zhì)是否存在。利用學(xué)生的自備材料，增強(qiáng)了說服力，省事節(jié)時，實驗效果佳。脂肪的鑒定常安排在最后做，如時間充?？山M織學(xué)生練習(xí)徒手切片，用顯微鏡來觀察花生子葉細(xì)胞中的脂肪顆粒。
2.3 蛋白質(zhì)的檢測
課前將雞蛋煮熟，剝?nèi)〕龅鞍?，磨成小顆粒。（1）向試管內(nèi)加入少量的雞蛋白顆粒。（2）加入雙縮脲試劑A液1mL，震蕩片刻。（3）再滴加雙縮脲試劑B液5滴，震蕩。（4）靜置2min后，可觀察到溶液變?yōu)樽仙?/p>
傳統(tǒng)的課堂評價注重于對教師自身能力的評價,如教師的組織教學(xué)、教態(tài)、語言表達(dá),知識的科學(xué)性、重難點(diǎn)的突破,各教學(xué)環(huán)節(jié)的時間分配以及教學(xué)板書設(shè)計等方面的評價。簡單地說,就是對教師在課堂教學(xué)中“自編、自導(dǎo)、自演”能力的評價。而作為學(xué)習(xí)的主體——學(xué)生,在課堂教學(xué)中的表現(xiàn)、作用、地位則被忽視。一節(jié)課結(jié)束,學(xué)生究竟學(xué)到了什么,在課堂中表現(xiàn)怎樣,是否積極、主動參與教學(xué)過程,則沒有引起評課者的重視。評課者盯著的只是教師,學(xué)生成為課堂教學(xué)中的配角,成為教師上課的一種襯托。
新課改教育理念的轉(zhuǎn)變,對課堂教學(xué)評價發(fā)生了根本性的改變。新課程改革的課堂評價是要求教師把著眼點(diǎn)放在發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生多方面的潛能上,幫助學(xué)生提高自我效能感,全面促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。
2、論文的結(jié)構(gòu)層次。根據(jù)論文內(nèi)容的不同,有的論文中心論點(diǎn)包含幾個分論點(diǎn),每個分論點(diǎn)屬同一級標(biāo)題,稱為一級標(biāo)題。一級標(biāo)題下的小標(biāo)題稱為二級標(biāo)題,以此類推。論文的一級標(biāo)題不宜超過7個,一般來說以3~5個為宜。論文標(biāo)題層次的劃分,一般不宜超過4級。標(biāo)題層次的表示方法有下列2種方式:
第1級標(biāo)題——1 第1級標(biāo)題—— 一
第2級標(biāo)題——1.1第2級標(biāo)題——(二)
第3級標(biāo)題——1.1.1 第3級標(biāo)題——1
第4級標(biāo)題——1.1.1.1 第4級標(biāo)題——(1)
現(xiàn)以《觀察植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的一種理想替代材料——火蔥》(教育與探索,2009.12期)一文的結(jié)構(gòu)層次說明如下:
1 火蔥的分類地位及生物學(xué)特征-------一級標(biāo)題
2 火蔥作為觀察植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)實驗材料的優(yōu)點(diǎn)----一級標(biāo)題
2.1 實驗效果好---------------------------二級標(biāo)題
2.1.1 物像清晰-----------------------------三級標(biāo)題
2.1.2 染色效果好--------------------------三級標(biāo)題
2.1.3 細(xì)胞膜、細(xì)胞壁容易辨認(rèn)--------三級標(biāo)題
2.1.4 細(xì)胞核顯目。------------------------三級標(biāo)題
2.1.5 細(xì)胞質(zhì)、液泡清晰可見-------------三級標(biāo)題
2.2 操作方便--------------------------------二級標(biāo)題
2.2.1 個體大小恰當(dāng)--------------------三級標(biāo)題
2.2.2 下表皮易剝離--------------------三級標(biāo)題
2.2.3 易染色------------------------------三級標(biāo)題
2.2.4 制片容易-----------------------------三級標(biāo)題
2.3 材料獲取容易--------------------------二級標(biāo)題
2.4 經(jīng)濟(jì)實惠-------------------------------二級標(biāo)題
3 火蔥與洋蔥實驗效果的對比----------- 一級標(biāo)題
3.1 相同點(diǎn)----------------------------------二級標(biāo)題
3.2 不同點(diǎn)----------------------------------二級標(biāo)題
3.2.1 染色效果---------------------------三級標(biāo)題
3.2.2 細(xì)胞膜-----------------------------三級標(biāo)題
3.2.3 細(xì)胞質(zhì)-------------------------------三級標(biāo)題
3.2.4 液泡----------------------------------三級標(biāo)題
3.2.5 細(xì)胞核-------------------------------三級標(biāo)題
3、結(jié)語。結(jié)語是對論文內(nèi)容的歸納和總結(jié),起到前呼后應(yīng)、畫龍點(diǎn)睛的作用。如《生物學(xué)課程資源的開發(fā)利用》一文的結(jié)語:總之,生物學(xué)課程資源的種類十分豐富,有著廣闊的開發(fā)利用前景,生物學(xué)教師對生物學(xué)課程資源的合理開發(fā)利用,能夠提高學(xué)生對生物學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)熱情,能夠促進(jìn)學(xué)生多方面潛能的發(fā)展,有效促進(jìn)生物學(xué)課堂教學(xué)。
?字體、字號、字?jǐn)?shù)要求。
論文的標(biāo)題一般用宋體,正文用宋體、仿宋、楷體等字體。標(biāo)題的字號根據(jù)字?jǐn)?shù)確定,一般用一號或小一號、二號;作者姓名、工作單位、郵編用小四號;摘要、關(guān)鍵詞用五號;一級標(biāo)題用四號字、加粗;二級標(biāo)題、三級標(biāo)題、四級標(biāo)題、正文用小四號;參考文獻(xiàn)用五號。不同的刊物對論文的字?jǐn)?shù)要求不同,論文的字?jǐn)?shù)一般要求在1500~4 000字。1500~3000字的短小精悍的論文最受歡迎,論文字?jǐn)?shù)要求不十分嚴(yán)格。
? 參考文獻(xiàn)要求:
文中的參考文獻(xiàn),依照引用的先后順序用阿拉伯?dāng)?shù)字加方括號在引用處的右上角標(biāo)出,并在文末按照引用的先后順序標(biāo)注出引用參考文獻(xiàn)的作者姓名、引用文標(biāo)題、文獻(xiàn)中的頁碼、出版單位、出版日期。同一參考文獻(xiàn)如果多次引用,用同一序號標(biāo)出。參考文獻(xiàn)擇其最主要者引用,未公開發(fā)表的資料不能引用。綜述性的論文參考文獻(xiàn)為5~8條,一般專論性文章的參考文獻(xiàn)為3條以內(nèi)。如:《對八年級生物教材中“等位基因”概念的探討》一文的參考文獻(xiàn):
1 馮德培、談家岐、王鳴歧,《簡明生物學(xué)詞典》,上海辭書出版社,1982,P1463
2 盛祖嘉,《中國大
百科全書·生物學(xué)遺傳學(xué)》中國大百科全書出版社,北京,上海,1983,P49 3 第2屆《遺傳學(xué)名詞》審定委員會,《遺傳學(xué)名詞》科學(xué)出版社,2006,P9
4 《新世紀(jì)版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·生物學(xué)》(教師教學(xué)用書),P86、90
其它要求。
1 計量單位。表達(dá)量值時,在公式、圖表和文字?jǐn)⑹鲋?使用國家規(guī)定的計量單位,例如:kg、km、kpa、ml、m、s、t、min、h、d等,標(biāo)點(diǎn)符號、數(shù)字用法等按國家標(biāo)準(zhǔn)。
半枝蓮、95%乙醇、鹽酸小檗堿對照品、蒸餾水、鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液、碘-碘化鉀試劑
儀器：
722型紫外分光光度計、電子分析天平、電熱恒溫水浴鍋、數(shù)據(jù)超聲波清洗器、微型植物粉碎機(jī)、PH計、加熱板、循環(huán)水式多用真空泵
實驗方法：
超生波提取法、半仿生法、正交實驗、生物堿的鑒定方法
實驗步驟：
一、藥品、儀器的準(zhǔn)備
二、對照品溶液的制備、波長的測定、標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作、推算出回歸方程
三、樣液的制備
四、用半仿生法提取半枝蓮中生物堿
1、單因素實驗
(1)溫度對提取效果的影響
(2)酸度對提取效果的影響
(3)堿度對提取效果的影響
(4)料液比對提取效果的影響
2、因素、水平的確定及進(jìn)行正交實驗設(shè)計：
由單因素溫度、酸度、堿度和料液比作為正交試驗的四個水平
進(jìn)行正交實驗以確定半仿生法中最優(yōu)的提取條件
五、超聲波輔助半仿生法提取半枝蓮生物堿：在上述半仿生法得到的最優(yōu)提取條件下進(jìn)行超聲波提取
1、單因素實驗
(1)溫度對提取效果的影響
(2)提取次數(shù)對提取效果的影響
(3)酒精濃度對提取效果的影響
2、因素、水平的確定及進(jìn)行正交實驗設(shè)計：
由單因素溫度、提取次數(shù)、酒精濃度作為正交試驗的三個水平進(jìn)行正交實驗以確定在超聲波輔助半仿生法提取中的最優(yōu)條件
六、在超聲波輔助半仿生法提取的最優(yōu)條件下提取半枝蓮中生物堿
七、利用紫外分光光度計測定上述提取到的生物堿的吸光度，與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較，計算出生物堿的量及產(chǎn)率。
八、生物堿的鑒定：
生物堿沉淀反應(yīng)
1、碘化鉍鉀試劑反應(yīng) 取滲漉液1ml，加碘化鉍鉀試劑1滴～2滴，生成棕色至棕紅色者為陽性反應(yīng)在。
2、碘-碘化鉀試劑反應(yīng) 取滲漉液1ml，加碘-碘化鉀試劑1滴～2滴，生成棕黃色沉淀者為陽性反應(yīng)。
3、硅鎢酸試劑反應(yīng) 取滲漉液1ml，加硅鎢酸試劑數(shù)滴，生成淡黃色沉淀者為陽性反應(yīng)。
實驗方案設(shè)計范文二一、【實驗題目】：
印刷條件對預(yù)涂膜覆膜質(zhì)量影響探究
二、【實驗設(shè)計思路】：
影響覆膜質(zhì)量因素主要分為兩類，即覆膜工藝的影響和印刷條件的影響。覆膜工藝的影響無疑是覆膜的溫度、速度、壓力三種因素。往往現(xiàn)在對于覆膜質(zhì)量影響因素大多是考慮到覆膜工藝(溫度、速度、壓力)的影響因素如出現(xiàn)：打皺、起泡、卷曲、出膜、虧膜、搭邊痕的質(zhì)量因素。而很少考慮印刷條件對覆膜質(zhì)量的影響。而往往有些時候就是由于印刷條件的因素才影響了覆膜的質(zhì)量?；谌绱诉@次試驗研究的方向就是在規(guī)定一定的覆膜條件，通過改變樣張印刷所需條件進(jìn)行打樣并將其做預(yù)涂膜處理。最終的實驗結(jié)果是為了探討印刷條件是如何影響預(yù)涂膜質(zhì)量，是否有一定的規(guī)律可循。最后以此為依據(jù)確定印刷品覆膜所適宜的最佳印刷條件。
三、【實驗儀器及材料】：
(1)IGT印刷適性儀、預(yù)涂膜覆膜機(jī)、剝離強(qiáng)度儀;
(2)油墨、銅版紙(確定規(guī)格，ph值)、BOPP預(yù)涂膜。
四、 【實驗準(zhǔn)備】：
在IGT印刷適性儀進(jìn)行試驗打樣，確定一般印刷打樣的印刷條件范圍。(溫度、速度、壓力大致范圍)。
五、 【實驗原理及步驟】：
(1)采用覆合強(qiáng)度指標(biāo)考察覆膜質(zhì)量, 覆合強(qiáng)度的測量參考GB2T2790-1995標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量。對于每個試樣, 從剝離力和剝離長度的關(guān)系曲線上測定平均剝離力, 以N為單位, 記錄下至少100mm剝離長度內(nèi)的剝離力的最大值和最小值, 并計算相應(yīng)的剝離強(qiáng)度值。
計算公式如下:
180 = F /B
式中: 180 為剝離強(qiáng)度(N/mm); F為剝離力(N); B為試樣寬度(mm)。 利用上式, 計算所有試驗試樣的平均剝離強(qiáng)度、最小剝離強(qiáng)度和最大剝離強(qiáng)度, 以及它們的算術(shù)平均值
(2)利用IGT印刷適性儀在銅版紙上面進(jìn)行打樣。
1、在一定的墨層厚度、印刷速度、印刷壓力的情況下進(jìn)行印刷實地打樣，打樣后將樣條放在正常的印刷環(huán)境中進(jìn)行干燥(干燥時間受紙張、溫度、濕度的影響)。通過對不同印刷時間間隔(0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h)的樣條在預(yù)涂膜覆膜機(jī)上面進(jìn)行覆膜( 覆膜的壓力在6. 8mPa, 溫度為90 e, 覆膜速度為100r/min)。然后在剝離強(qiáng)度測定儀上測試各樣條的剝離強(qiáng)度記錄數(shù)據(jù)，確定最佳覆膜時間間隔。
2、在第一步所確定的最佳印刷時間間隔的條件下，印刷壓力、印刷速度一定，改變印刷墨層厚度進(jìn)行印刷實地打樣，對不同墨層厚度(0.5-4.0Lm)下的印刷樣條進(jìn)行同上覆膜處理，在剝離強(qiáng)度測定儀上測試各樣條的剝離強(qiáng)度，記錄數(shù)據(jù)。確定覆膜的最佳墨層厚度。
3、在前兩步所得到的最佳印刷時間間隔和最佳印刷墨層厚度的情況下，控制印刷壓力一定，改變印刷速度(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0m/s)進(jìn)行印刷實地打樣，對不同印刷速度下的印刷樣條進(jìn)行同上覆膜處理，在剝離強(qiáng)度測定儀上測試各樣條的剝離強(qiáng)度，記錄數(shù)據(jù)。確定最佳的印刷速度。
4、根據(jù)前三步的實驗所得的最佳印刷時間間隔、最佳印刷墨層厚度、最佳印刷速度的情況下，改變印刷壓力(200-800N)進(jìn)行印刷實地打樣，對不同印刷壓力下的印刷樣條進(jìn)行同上覆膜，在剝離強(qiáng)度測定儀上測試各樣條的剝離強(qiáng)度，記錄數(shù)據(jù)。
六、【數(shù)據(jù)處理】：
七、【實驗結(jié)果】：
八、【參考文獻(xiàn)】：
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實驗方案設(shè)計范文三一、實訓(xùn)目標(biāo)
畢業(yè)論文設(shè)計是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決實際問題的一個十分重要的集中實踐環(huán)節(jié)。
通過這一環(huán)節(jié)的實施，指導(dǎo)學(xué)生掌握論文寫作方法，學(xué)會調(diào)查研究，完成畢業(yè)論文設(shè)計與寫作，并在論文寫作實踐中得到鍛煉，提高分析和解決問題的能力，提升創(chuàng)新意識和專業(yè)素質(zhì)，成為一名善調(diào)查、懂研究、能說會寫的合格的畢業(yè)生。
二、論文設(shè)計指導(dǎo)小組
組長：徐先海、魯倫文
組員：唐娟、李向萍、溫曉瓊、鄧君瑞、卜劍莉
三、論文設(shè)計(寫作)要求
畢業(yè)論文是學(xué)生畢業(yè)前必須完成的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。要求學(xué)生能夠運(yùn)用在校所學(xué)的基本知識、基礎(chǔ)理論、技能工具與方法等，研究和探討實際工作中的相關(guān)問題。它是綜合考察學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題以及操作能力的重要手段。在論文寫作過程中要求學(xué)生做到：
1、 應(yīng)在實事求是、深入實際的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)知識，獨(dú)立寫出具有一定質(zhì)量的畢業(yè)論文。
2、 畢業(yè)論文選題應(yīng)在所學(xué)專業(yè)范圍以內(nèi)，其形式為學(xué)術(shù)論文、研究報告或分析報告。
3、 畢業(yè)論文應(yīng)做到觀點(diǎn)新穎、明確，有獨(dú)創(chuàng)性;材料翔實、有力;結(jié)構(gòu)完整、謹(jǐn)嚴(yán);語言準(zhǔn)確、通順流暢。
4、 畢業(yè)論文按統(tǒng)一版式的規(guī)范化要求(參見系部統(tǒng)一格式)，正文字?jǐn)?shù)要求10000-15000字。
四、論文設(shè)計實施環(huán)節(jié)
1、組織動員
時間：20xx年4月27日
地點(diǎn)：二教(501)
對象：國貿(mào)08級全體同學(xué)
方式：集體動員會
班主任(輔導(dǎo)員)要協(xié)助做好組織動員工作。
2、學(xué)生報名分組
畢業(yè)論文為學(xué)生必修環(huán)節(jié)，不得免修。11屆畢業(yè)生要在5月1日前提交報名申請。根據(jù)報名情況對其進(jìn)行分組。每位指導(dǎo)教師指導(dǎo)一組學(xué)生，原則上每組不超過18人。
3、指導(dǎo)教師聘任
畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師以對口專業(yè)，具有本科學(xué)歷，且實踐能力較強(qiáng)，有一定教學(xué)經(jīng)驗的專職老師來擔(dān)任。指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的全程指導(dǎo)工作。
指導(dǎo)教師的職責(zé)有：
(1)指導(dǎo)教師應(yīng)認(rèn)真履行職責(zé)，指導(dǎo)學(xué)生組織好畢業(yè)論文設(shè)計的全過程;
(2)指導(dǎo)教師對論文的選題方向、思想觀點(diǎn)、結(jié)構(gòu)格式及文字質(zhì)量負(fù)指導(dǎo)責(zé)任，并負(fù)責(zé)在論文定稿的指定位置按要求簽署評閱意見;
評閱意見包括的主要內(nèi)容有：選題是否恰當(dāng)，論文主題是否明確;結(jié)構(gòu)是否合理，表述是否準(zhǔn)確、流暢;選用資料是否恰當(dāng)、充分，是否具有代表性;論述的邏輯性是否合理等。
(3)指導(dǎo)教師應(yīng)督促學(xué)生及時與老師聯(lián)系，按時提交寫作提綱、初稿、修改稿和正稿。
(4)指導(dǎo)教師須將指導(dǎo)意見記錄在工作紀(jì)錄本上;
(5)指導(dǎo)教師對每學(xué)生的論文指導(dǎo)時間不低于5學(xué)時/周。
4、學(xué)生設(shè)計(撰寫)論文
學(xué)生在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下確定選題。選題要求：
(1)應(yīng)符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)要求，不應(yīng)脫離專業(yè)范圍，要有一定的綜合性，具有一定的深度和廣度;
(2)題目大小適中，對實際工作有一定的指導(dǎo)意義;
(3)應(yīng)結(jié)合當(dāng)前的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題進(jìn)行思考，鼓勵解決實際問題;
(4)選題一經(jīng)確定，一般不再作變動。
在論文設(shè)計(撰寫)過程中，指導(dǎo)教師應(yīng)幫助解決學(xué)生在設(shè)計(寫作)過程中存在的具體問題。論文完成后，指導(dǎo)教師須寫出符合整個論文設(shè)計過程情況的初評成績與評語。
5、時間安排(共5周)
布置動員、確定選題階段：4月27-5月10日;
擬定論文大綱階段：5月10-24日;
設(shè)計(撰寫)論文初稿階段：5月25-6月24日;
修改階段：20XX年6月25日-20XX年6月
提交論文及論文成績初評、答辯階段：20XX年6月底-7月。
五、論文設(shè)計成績評定
畢業(yè)論文設(shè)計成績以百分制體現(xiàn)，由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生寫作態(tài)度和論文質(zhì)量給出。分優(yōu)、良、及格、不及格四等。
1、優(yōu)(90分以上)
(1)符合黨和國家的有關(guān)方針、政策;
(2)論文選題明確，能夠理論聯(lián)系實際，對經(jīng)濟(jì)工作或?qū)W術(shù)問題的研究有一定的獨(dú)到性與現(xiàn)實性，并有一定的新意;
(3)論文中心論點(diǎn)突出，論據(jù)充足，論證過程邏輯性強(qiáng)，文章結(jié)構(gòu)合理，表述流暢，層次清楚。
2、良(80-89分)
(1)符合黨和國家的有關(guān)方針和政策，能夠運(yùn)用所學(xué)知識，理論聯(lián)系實際，觀點(diǎn)明確，分析比較深入;
(2)論文選題明確，具有一定的現(xiàn)實意義，能用所學(xué)知識分析現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)問題;
(3)論文中心突出，論據(jù)較充足，論證過程較有邏輯性，文章結(jié)構(gòu)合理，層次清楚，表述通順。
3、及格(60-79分)
(1)符合黨和國家的有關(guān)方針和政策，基本上能夠運(yùn)用所學(xué)知識去分析問題，但內(nèi)容欠充實;
(2)論文的論點(diǎn)較明確，尚能聯(lián)系實際經(jīng)濟(jì)工作;
(3)論文資料尚充足、具體，但比較陳舊，缺乏新意，論證不夠充分，缺乏說服力。文章有一定的條理，文字尚通順。
4、不及格(60分以下)
凡具有以下條款之一者均為不及格。
據(jù)統(tǒng)計，2008年我國蘋果種植面積為199.23萬hm2，產(chǎn)量為2984.7萬t，占世界蘋果面積和產(chǎn)量的40%以上，居世界第一位[1]。由于很多主產(chǎn)區(qū)大部分耕地都栽植了蘋果，很難在新區(qū)域發(fā)展果樹種植，蘋果再植問題嚴(yán)重困擾著我國蘋果主產(chǎn)區(qū)果業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。以河北省為例農(nóng)業(yè)論文，本研究組在2007和2008年調(diào)查發(fā)現(xiàn)，樹齡在15年以上的蘋果園已占到近70%，而蘋果最佳的結(jié)果年齡一般不超過20年，表明果園更新?lián)Q代問題已經(jīng)非常緊迫。蘋果樹再植病（Apple replant disease，ARD）又稱連作障礙或忌地現(xiàn)象，有的也叫再植障礙，得病植株表現(xiàn)為樹勢弱、葉片小、新梢細(xì)短、根系腐爛、根量減少、果實質(zhì)量差等癥狀。據(jù)報道，果樹再植病主要是由于土壤殘毒、線蟲、土壤根際有害微生物等影響造成[2]。再植病害病因復(fù)雜，但眾多的研究報道[3~5]認(rèn)為，土壤微生物對果樹再植病害的發(fā)生發(fā)揮著重要作用[6]論文開題報告范例。
變性梯度凝膠電泳（denaturing gradient gel electrophoresis，DGGE）最早是一項用于DNA突變檢測的電泳技術(shù)[7]，近些年來已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境微生物的生態(tài)研究中，如高熱溫泉、湖泊、海洋、土壤和根際等[ 8]。本文首先研究了隨著蘋果種植年限的延長，其根際土壤對于后茬再植平頂海棠幼苗的株高、生物量、發(fā)病率和病原真菌數(shù)量的影響農(nóng)業(yè)論文，然后采用PCR-DGGE技術(shù)，以不同樹齡蘋果園土壤樣品中土壤微生物的基因組總DNA為研究對象，通過比較土壤中原核微生物的16S rDNA和真核微生物的18S rDNA差異，研究了隨著蘋果樹齡的增加土壤中微生物群落多樣性的變化情況。
1 材料與方法
1.1 實驗材料：花盆（10×12 cm）；海棠品種：平頂海棠(Malus robust Rehd.)
1.2 育苗：海棠種子用1%次氯酸鈉表面消毒5分鐘，然后在自來水下沖洗5分鐘。4℃層積處理30 d以上，待種子露白后播種于滅菌的泥煤苔和珍珠巖混合基質(zhì)上，定時澆灌Hoagland營養(yǎng)液。每6 d更換新的營養(yǎng)液，調(diào)節(jié)pH 6.0士0.2，培養(yǎng)溫度（24士1)℃，12 h光照的培養(yǎng)室中生長。
1.3 土樣采集和處理設(shè)置：土壤采集于河北省清苑縣溫仁村紅富士蘋果園，采集果園的樹齡分別為3、8、15和24年。砧木為八棱海棠（Malus micromalus Makino)，土壤類型為黃褐土。對照土采集于蘋果園附近未種植過果樹的麥田。果園土樣采集距蘋果樹干1.5 m，深10-30 cm范圍內(nèi)的根際土壤，五點(diǎn)隨機(jī)取樣農(nóng)業(yè)論文，混勻、過篩，備用。對不同樹齡果園土壤的肥力測定結(jié)果表明，土壤肥力與蘋果樹齡間沒有明顯相關(guān)性（表1）。將不同樹齡蘋果園土壤及對照土壤分裝于直徑12 cm花盆中，每盆裝土1 kg。將在培養(yǎng)室中培養(yǎng)4周的平頂海棠幼苗移栽于不同處理的花盆中。每個處理4次重復(fù)，每6株幼苗作為一個重復(fù)論文開題報告范例。
1.4 土壤微生物總DNA提取和PCR擴(kuò)增
1.4.1 土壤微生物總DNA提取和純化
采用化學(xué)裂解法，稱取 5 g根際土壤樣品，按照化學(xué)裂解法的試驗步驟進(jìn)行土壤微生物總DNA的提取[9]。為了避免土壤樣品所含腐殖質(zhì)雜質(zhì)對PCR擴(kuò)增反應(yīng)的抑制作用，對土壤樣品的基因組DNA粗提液進(jìn)行了純化。采用Takara公司凝膠試劑盒對5種土壤樣品的基因組DNA粗提液進(jìn)行了純化。
表1 不同處理的土壤肥力對比
Table 1 Soilfertility of different treatments
項目test items
對照 control
樹齡 tree age (years)
3
8
15
24
速效氮available nitrogen (mg/kg)
71
58
56
69
52
速效磷available phosphorus (mg/kg)
52
60
51
65
62
速效鉀available potassium (mg/kg)
85
78
92
88
55
有機(jī)質(zhì) organic matter (%)
1.3
1.3
2.6
2.0
1.5
鹽分 salt (%)
0.07
0.05
0.08
0.02
0.05
pH值
6.40
5.20
為滿足這些要求，在發(fā)展現(xiàn)代電子和電子計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的同時，人們對光學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)也有極大的興趣。這是因為，由光束、光波或光子作為信息的載體時，不僅信息容量大、傳播速度快，而且并行性高、互連能力強(qiáng)，存在著巨大的潛在優(yōu)勢。在這次會議上，近三分之一的論文是關(guān)于光學(xué)存儲和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的。大會主席、俄羅斯科學(xué)院的A.IJ.Mik。!邊n院士在大會報告“全息存儲、現(xiàn)狀與預(yù)期應(yīng)用”中綜述了俄羅斯以及國際上在這個領(lǐng)域的研究狀況。
番木瓜環(huán)斑病毒（Papaya ringspot virus，PRSV）是影響番木瓜產(chǎn)業(yè)的最重要的一種病毒，由它導(dǎo)致的番木瓜環(huán)斑病毒?。≒apaya ringspot disease，PRSD）是一種分布最廣、危害最嚴(yán)重的番木瓜病害，現(xiàn)已成為制約番木瓜生產(chǎn)的一種世界性的嚴(yán)重病害。傳統(tǒng)的一些抗病毒的策略往往收效甚微。隨著植物基因工程的發(fā)展，以外殼蛋白基因介導(dǎo)的抗病性研究為防治植物病毒病帶來了新的途徑（郭興啟等，2004，Tougou et al. 2006）。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對PRSV的深入研究生物論文，以基因工程為主要研究手段的番木瓜抗病毒研究顯示出巨大的潛力。RNA干擾（RNA interference，RNAi）是多種生物體內(nèi)由雙鏈RNA介導(dǎo)的同源mRNA降解現(xiàn)象。植物體天然的RNAi系統(tǒng)并不能起到完全或較高水平地抵御某種病毒侵染的作用。如果人為地將某種病毒的某一序列設(shè)計成雙鏈結(jié)構(gòu)，導(dǎo)入植物體，使之表達(dá)可誘發(fā)RNAi的雙鏈RNA，通過誘導(dǎo)的RNAi，強(qiáng)化植物體內(nèi)天然的RNAi抗病毒機(jī)制，就有可能獲得較高抗性的轉(zhuǎn)基因植物。dsRNA介導(dǎo)的抗病性是近來發(fā)現(xiàn)并得到廣泛應(yīng)用的一種有效策略。由于dsRNA介導(dǎo)的抗病性具有一些無可比擬的優(yōu)點(diǎn)(如單拷貝也能產(chǎn)生高抗的轉(zhuǎn)基因植株；短片斷的核酸序列也能夠起到高效抗病性；入侵的病毒，其RNA會迅速被降解，不需要轉(zhuǎn)入的病毒基因表達(dá)產(chǎn)生蛋白質(zhì)產(chǎn)物等)，使得這種抗病毒的策略具有廣闊的應(yīng)用價值(Voinnet，2001)。（此段是根據(jù)編輯修改意見而補(bǔ)充的內(nèi)容）
Eamens et al.（2008）利用大豆矮化病毒（Soybean dwarf virus SDV）CP[微軟用戶1]基因構(gòu)建的hpRNA轉(zhuǎn)化大豆胚狀體，轉(zhuǎn)基因T2代植物仍保持病毒抗性論文參考文獻(xiàn)格式。竺曉平等，（2006）利用馬鈴薯 Y 病毒脈壞死株系外殼蛋白（CP）基因的hpRNA表達(dá)載體轉(zhuǎn)化煙草，正向重復(fù)轉(zhuǎn)基因植株不表現(xiàn)抗病，而反向重復(fù)（IR）結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)高度抗性。因此，研究CP基因發(fā)夾RNA的沉默效果，對于番木瓜的抗病毒研究有著重要的意義。
眾多研究表明：轉(zhuǎn)CP基因植物的抗病性一般可以得到穩(wěn)定遺傳生物論文，而且具有較小的潛在危險性，被認(rèn)為是最有應(yīng)用潛力的途徑之一。主要原因如下：第一，外殼蛋白基因在轉(zhuǎn)基因植物中可以得到穩(wěn)定遺傳；第二，對具有特異性抵抗病毒的能力，對親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的病毒不具有抗性；第三，抗病能力與轉(zhuǎn)基因植物體內(nèi)的蛋白產(chǎn)物的表達(dá)量成正比。
雖然CP基因介導(dǎo)的抗病性已經(jīng)獲得了很大的成功，但是仍存在一些問題：一是CP基因介導(dǎo)的抗病性主要表現(xiàn)在病毒侵染的早期，表現(xiàn)在只是延遲發(fā)病，當(dāng)存在高接種量或重復(fù)接種時則會破壞其抗性；二是利用CP基因介導(dǎo)的抗病性具有潛在的危險性，因為外殼蛋白對其它病毒的包殼作用可能會導(dǎo)致非蚜傳病毒變?yōu)檠羵鞑《荆℉ammond et al，1980）。因此，研究人員擔(dān)心導(dǎo)入的基因可能與植物基因重組導(dǎo)致產(chǎn)生新的病毒。
（此段是根據(jù)編輯修改意見而補(bǔ)充的內(nèi)容）
目前，已成功應(yīng)用的病毒來源的基因介導(dǎo)的抗性主要包括外殼蛋白基因（Zrachya et al. 2007）、復(fù)制酶基因（Sanford et al，1985；Palukaitiset al，1984）、移動蛋白基因和病毒核酸等（龐俊蘭，2002）。同時由于在植物中誘發(fā)RNAi沉默過程能有效抵御病毒的入侵，因此構(gòu)建病毒基因的反向重復(fù)結(jié)構(gòu)并將其導(dǎo)入到受體材料中生物論文，能夠獲得高抗該病毒的植株（Waterhouse et al，2002）。
本研究將實驗室已經(jīng)構(gòu)建好的含有CP基因的反向重復(fù)表達(dá)載體進(jìn)行了模式植物煙草和擬南芥的遺傳轉(zhuǎn)化，并利用滲透法建立了番木瓜的農(nóng)桿菌瞬時表達(dá)體系。同時對轉(zhuǎn)化植株進(jìn)行攻毒實驗，監(jiān)測轉(zhuǎn)基因植物的抗病性以及抗病機(jī)制。比較PRSV病毒在其寄主植物和非寄主植物上RNAi效應(yīng)的差異。通過強(qiáng)化植物體的RNAi抗病效應(yīng)，為培育抗PRSV的番木瓜品種提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1材料和試劑
擬南芥（Arabidopsis thaliana）：哥倫比亞0號由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)胡春根教授提供；煙草（Nicotiana tabacum）：k236由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)陳守文教授提供；番木瓜‘夏威夷’（CaricapapayaL.）：；大腸桿菌（Escherichia coli）菌株：DH5α；根癌農(nóng)桿菌（Agrobacteriumtumefaciens）菌株：GV3101；質(zhì)粒：pHellsgate12-CPIR(簡稱pHG12-CPIR) （結(jié)構(gòu)如圖1）均由國家果樹脫毒種質(zhì)資源室內(nèi)保存中心脫毒研究室提供。轉(zhuǎn)化pHG12-CPIR的煙草植株由本研究室碩士生王莉轉(zhuǎn)化，作者進(jìn)一步通過組織培養(yǎng)繼代培養(yǎng)而成（此句補(bǔ)充后，更準(zhǔn)確地解釋材料的來源）。感染番木瓜環(huán)斑病毒的番木瓜病葉樣品由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所提供。
'夷cifulltobacoo and PCR試劑盒購自北京全式金生物技術(shù)有限公司，植物RNA提取TrizolReagent購自Invitrogn公司，RT-PCR試劑盒購自北京Bio Dev生物技術(shù)有限公司，其他常用試劑為國產(chǎn)分析純。番木番CP基因P5、P4和T2引物序列根據(jù)文獻(xiàn)（姜玲等，2008）中測定的序列合成。NPTⅡ基因的引物根據(jù)pBI121載體序列合成。ACTIN Nt、ACTINPa和ACTINAt基因的引物根據(jù)文獻(xiàn)（代曉燕等，2008）合成（表1）。引物合成由上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司完成論文參考文獻(xiàn)格式。
圖1．pHellsgate12-CPIR干涉表達(dá)載體示意圖
Fig.1．Sketch map of pHellsgate12-CPIRinterference expression vector
表1 應(yīng)用在本項研究中的PCR引物及序列
Table 1 PCR primers and their sequences usedin this study
基因Gene
引物代號
Primer code
序列 Sequence
(5′to 3′)
CP
P5（+）
atgtccaagaatgaagct
P4（-）
ttagttgcgcatacccaggag
T2（+）
ctcgctagatatgctttcgatttc
NPTⅡ
nptⅡ（+）
ctctgatgccgccgtgttcc
nptⅡ（-）
gcccaatagcagccagtccc
ACTINNt
actinNt（+）
ggtagctccacctgagaggaagt
actinNt（-）
gcctttgcaatccacatctgt
ACTIN Pa
actinPa（+）
ttgattttgagcaggagcttga
actinPa（-）
tgagtgatggctggaagagaac
ACTINAt
actinAt（+）
菠蘿(Ananas comosus)，鳳梨科，鳳梨屬多年生草本果樹植物[1]，原產(chǎn)巴西，為熱帶多年生草本植物，16世紀(jì)時傳入中國生物論文， 有70多個品種，嶺南四大名果之一。菠蘿含有大量的果糖，葡萄糖，維生素A、B、C，磷，檸檬酸和蛋白酶等營養(yǎng)物質(zhì)。其果味甘性溫，具有解暑止渴、消食止瀉之功，為夏令醫(yī)食兼優(yōu)的時令佳果。另外，菠蘿皮中富含菠蘿酶，有豐富的藥用價值，據(jù)國外專家20多年實驗，長期食用菠蘿皮，心腦血管生物論文，糖尿病發(fā)病率顯著降低，并有一定的抗癌效果。
近年來分子生物學(xué)的發(fā)展以及各種分子標(biāo)記技術(shù)不斷出現(xiàn)，使得植物遺傳分析研究得以迅速發(fā)展，其中以SSR標(biāo)記在植物遺傳研究上應(yīng)用最為廣泛。隨著測序技術(shù)成本的降低，GenBank中大量的植物EST數(shù)據(jù)為SSR分子標(biāo)記的開發(fā)提供了新的途徑[2]中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)。EST-SSR除具一般SSR分子標(biāo)記特點(diǎn)外，還有信息量大，通用性好，開發(fā)簡單、快捷、成本低等[3]的特殊優(yōu)勢。目前許多作物如西瓜[4]、蘋果[5]、香菇[6]、甘蔗[7]已開發(fā)大量的EST-SSR，并應(yīng)用于遺傳作圖、遺傳多樣性[8]等研究上，但在菠蘿栽培種上至今尚未見從EST中開發(fā)SSR的相關(guān)報道。
本研究對現(xiàn)有菠蘿EST中SSR信息進(jìn)行全面分析，以明確菠蘿EST-SSR發(fā)生頻率和特點(diǎn)，為進(jìn)一步建立EST-SSR標(biāo)記并探索其在菠蘿研究中的遺傳作圖、育種材料評價、品種鑒定等的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 材料
采集菠蘿幼嫩的葉片于-20℃保存。
1.2 菠蘿EST的獲得及EST-SSR序列查找
從美國國家生物技術(shù)中心(National Center for Biotechnology Information，NCBI)的植物基因組數(shù)據(jù)庫(ncbi.nlm.nih.gov/genomes/PLANTS/PlantList.html)共搜索到5659條菠蘿的EST序列。應(yīng)用Websat（wsmartins.net/websat/）在線程序搜索EST-SSR。搜索的標(biāo)準(zhǔn)為:二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)分別大于或等于9、6、5、4和3。
1.3 EST-SSR引物設(shè)計
利用Primer Premier 3.0在線程序?qū)Π蠸SR的EST設(shè)計引物生物論文，引物設(shè)計的原則為EST序列長度大于100 bp，SSR序列的開始和結(jié)束位置分別距5'和3'端不少于20 bp。引物設(shè)計的主要參數(shù)為：引物長18~27bp，最適為22bp；引物退火溫度Tm值57~60℃，上游與下游引物的Tm值相差±1℃；PCR預(yù)期產(chǎn)物長100~400bp；盡量避免引物二聚體，發(fā)夾結(jié)構(gòu)和錯配等。按重復(fù)類型的比例挑選30對引物由上海生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成。
1.4 EST數(shù)據(jù)冗余分析
利用VecScreen(ncbi.nlm.nih.gov/VecScreen)及RepeatMasker(repeatmasker.org)去除載體污染和重復(fù)序列,對于那些能設(shè)計出引物的EST序列，最后通過Tm值和引物序列比對進(jìn)一步刪除冗余序列。
1.5 DNA提取
采用改良CTAB法[9]提取菠蘿的基因組DNA中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)。
1.6 PCR擴(kuò)增、電泳檢測
PCR反應(yīng)體系（25μl)：10×buffer 2.5μl，Mg2+ 25mmol/L 1.5μl， dNTP10mmol/L 0.5μl，引物100μmol/L1μl，Taq酶5.0U 0.2μl，模板DNA 20ng/μl 3μl。
反應(yīng)程序為：94℃預(yù)變性5分鐘，94℃變性30秒，51℃退火40秒生物論文，72℃延伸50秒，38個循環(huán)，72℃終延伸7分鐘，8℃保存。
PCR產(chǎn)物用6%非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行分離檢測，120 V電壓電泳1.5 h后，采用銀染法染色，BIO-RAD Gel Doc2000凝膠成像系統(tǒng)中成像。
1.7 SSR位點(diǎn)的功能分析
對篩選出的SSR提取其所在的基因序列，概念性翻譯成蛋白質(zhì)序列后，利用Blastp比對，提取相似性最高的序列注釋信息，作為SSR靶向基因的功能注釋，并對SSR位點(diǎn)的注釋信息進(jìn)行分類。
2 結(jié)果與分析
2.1 菠蘿EST-SSR的頻率和分布密度
在5 659條EST序列中，經(jīng)過篩選共發(fā)現(xiàn)SSR序列636個生物論文，占整個EST數(shù)據(jù)庫的11.24%，表明菠蘿中的EST-SSR十分豐富。經(jīng)計算去除冗余后的菠蘿EST序列總長約為4.7×106bp，菠蘿SSR分布密度為平均7.39 kb EST就存在一條SSR(表1)，并且不同重復(fù)類型的平均距離有明顯差異，EST-SSR出現(xiàn)頻率越高其平均距離則越小。菠蘿EST-SSR中含有二核苷酸、三核苷酸、四核
苷酸、五核苷酸、六核苷酸重復(fù)的序列分別占EST數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)SSR序列總數(shù)的42.61%(271/636)、29.25%(186/636)、3.46%(22/636)、4.56%(29/636)、20.13%(128/636)(表1)，說明菠蘿EST-SSR的優(yōu)勢重復(fù)單元為二核苷酸、三核苷酸和六核苷酸，三者共占EST-SSR總數(shù)的91.98%。其中二核苷酸重復(fù)的出現(xiàn)頻率（42.92%）明顯高于其他類型，三核苷酸（28.93%）和六核苷酸（20.13%）重復(fù)的出現(xiàn)頻率也相對較高。重復(fù)類型為四核苷酸、五核苷酸的重復(fù)所占的比例比較小，只占總SSR的8.02%。
表 1 菠蘿中EST-SSR的數(shù)量、比例、出現(xiàn)頻率與平均距離
Table 1Number,Proprotion,frequency and mean distance of EST-SSR inpineapple
重復(fù)類型
Repeat type
SSR數(shù)量
Number of SSR
所占總SSR比例/%
Proprotion in all SSRs
出現(xiàn)頻率/%
Frequency
平均距離/kb
Mean distance
二核苷酸Dinucleotide
271
42.61%
4.79%
17.34
三核苷酸
Trinucleotide
186
29.25%
3.29%
25.27
四核苷酸
Tetranucleotide
22
3.46%
0.39%
213.64
五核苷酸
Pentanucleotide
29
4.56%
0.51%
162.07
六核苷酸
Hexanucleotide
128
20.13%
2.26%
36.72
總計Total
636
100%
作者簡介：王雪梅(1976-)，女，重慶永川人，副研究員，主要從事科學(xué)計量學(xué)、GIS與文獻(xiàn)計量學(xué)集成研究.
資源與環(huán)境科學(xué)以人類生存和發(fā)展所依賴的地球系統(tǒng)特別是地球表層系統(tǒng)的特征和變化規(guī)律為主要研究對象，研究內(nèi)容涉及地球科學(xué)及其分支學(xué)科，以及生命科學(xué)、化學(xué)、工程與材料科學(xué)、信息科學(xué)及管理科學(xué)的諸多分支學(xué)科領(lǐng)域。經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對資源環(huán)境科學(xué)提出了巨大需求，中國科學(xué)院圍繞我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重大問題及其相關(guān)的資源環(huán)境與地球科學(xué)問題，在資源環(huán)境和地球科學(xué)領(lǐng)域取得了一系列研究成果［1～3］。利用WebofKnowledge平臺SCI-E數(shù)據(jù)庫，對2009—2014年中國科學(xué)院SCI論文及地球科學(xué)與資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域論文產(chǎn)出進(jìn)行統(tǒng)計，并與全球及中國論文產(chǎn)出相比較，了解中國科學(xué)院在地球科學(xué)與資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究產(chǎn)出及其發(fā)展?fàn)顩r。
1數(shù)據(jù)來源與分析方法
從WebofScience的251個學(xué)科分類中遴選出與地球科學(xué)、環(huán)境/生態(tài)學(xué)相關(guān)的學(xué)科，根據(jù)學(xué)科分類在ScienceCitationIndexExpanded(SCI-E)數(shù)據(jù)庫檢索資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)論文，應(yīng)用美國湯森路透公司的ThomsonDataAnalyzer文本挖掘軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和制圖，對全球和中國的資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)出進(jìn)行統(tǒng)計分析。
地球科學(xué)(Geosicence)領(lǐng)域包括：能源與燃料(Energy&Fuels)、地質(zhì)工程(Engineering，Geological)、石油工程(Engineering，Petroleum)、地球化學(xué)與地球物理學(xué)(Geochemistry&Geophysics)、地理學(xué)(Geography)、地質(zhì)學(xué)(Geology)、地球科學(xué)多學(xué)科(Geosciences，Multidisciplinary)、湖泊學(xué)(Limnology)、氣象與大氣科學(xué)(Meteorology&AtmosphericSciences)、礦物學(xué)(Mineralogy)、礦產(chǎn)與礦物加工(Mining&MineralProcessing)、海洋學(xué)(Oceanography)、古生物學(xué)(Paleontology)、遙感(RemoteSensing)、水資源(WaterResources)；環(huán)境/生態(tài)學(xué)(Environment/Ecology)領(lǐng)域包括：土壤科學(xué)(SoilScience)、生態(tài)學(xué)(Ecology)、海洋工程(Engineering，Marine)、環(huán)境科學(xué)(EnvironmentalSciences)。
2015年2~3月在SCI-E數(shù)據(jù)庫對全球、中國、中國科學(xué)院的SCI論文產(chǎn)出進(jìn)行檢索和統(tǒng)計，中國科學(xué)院檢索范圍包括署名中有“中國科學(xué)院”的論文，包括中國科學(xué)院各研究所及中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院研究生院)，不包括未署名“中國科學(xué)院”的中國科技大學(xué)論文。
2中國科學(xué)院論文產(chǎn)出總體態(tài)勢
2009—2014年期間，SCI-E共收錄論文955.6萬篇，其中署名中國的論文有113萬篇，署名中國科學(xué)院的論文有15萬篇。圖1反映了全球、中國、中國科學(xué)院2009—2014年年度論文產(chǎn)出量變化。全球、中國、中國科學(xué)院的SCI論文分別以年均2%，14%和10%的速度增長。2014年與2009年相比，全球SCI論文增長近11%，中國增長約為93%，而中國科學(xué)院增長了62%，由圖2可見中國SCI論文增長速度遠(yuǎn)高于全球論文增長速度。
圖3統(tǒng)計了中國SCI論文占全球百分比和中國科學(xué)院SCI論文占中國百分比，表明中國論文占全球的份額持續(xù)上升，而中國科學(xué)院論文占中國的份額則逐步有所下降，但中國科學(xué)院資源環(huán)境類研究所發(fā)表的SCI論文數(shù)量占中國科學(xué)院的份額穩(wěn)中有升。從圖2也可見，中國科學(xué)院資源環(huán)境類研究所2014年與2009年相比，SCI論文增長了約92%，與中國SCI論文的增速很接近，高于中國科學(xué)院整體的論文增長速度。
將2009—2014年環(huán)境/生態(tài)學(xué)和地球科學(xué)領(lǐng)域各年論文按照被引頻次高低統(tǒng)計TOP1%，TOP10%，TOP20%和TOP50%論文的數(shù)量，以及中國和中國科學(xué)院相應(yīng)級次TOP論文的數(shù)量，并統(tǒng)計中國占全球的比例和中國科學(xué)院占中國的比例(圖4)。
根據(jù)論文全部著者統(tǒng)計的結(jié)果表明，中國在全球資源環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域各級次TOP論文中的比例基本為15%~20%，中國地球科學(xué)領(lǐng)域TOP論文數(shù)占全球的比例高于環(huán)境生態(tài)學(xué)領(lǐng)域，并且地球科學(xué)領(lǐng)域TOP1%的高水平論文比例很高。中國科學(xué)院在中國資源環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域各級次TOP論文中的比例為26%~32%，中國科學(xué)院環(huán)境/生態(tài)學(xué)領(lǐng)域TOP論文數(shù)占中國的比例高于地球科學(xué)領(lǐng)域。
3資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向
基于SCI學(xué)科分類，分別對2009—2014年全球SCI論文最多的20個學(xué)科領(lǐng)域的論文數(shù)占全球SCI論文總數(shù)的比例、中國SCI論文最多的20個學(xué)科領(lǐng)域的論文數(shù)占中國SCI論文總數(shù)的比例，以及中國科學(xué)院SCI論文最多的20個學(xué)科領(lǐng)域的論文數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計。結(jié)果顯示，全球各學(xué)科領(lǐng)域中，生物學(xué)與生物化學(xué)發(fā)文最多，發(fā)文最多的20個學(xué)科領(lǐng)域主要側(cè)重于醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)等，相比之下，中國產(chǎn)出偏重于材料科學(xué)以及化學(xué)、物理等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，中國科學(xué)院在環(huán)境科學(xué)方面論文產(chǎn)出數(shù)量比例較高。
資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域論文產(chǎn)出占全球自然科學(xué)領(lǐng)域論文產(chǎn)出的8%左右，中國該領(lǐng)域論文產(chǎn)出占中國SCI論文比例接近10%，中國科學(xué)院該領(lǐng)域論文產(chǎn)出占中國科學(xué)院SCI論文比例約為20%(圖5)。
2009—2014年，中國SCI論文占全球比例約為12%，而資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中國SCI論文占全球份額超過14%。其中，環(huán)境科學(xué)是全球、中國和中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域論文產(chǎn)出的最主要的領(lǐng)域。此外，中國在能源與燃料、遙感、地質(zhì)學(xué)等方面論文產(chǎn)出占全球比例相對較高，而在生態(tài)學(xué)、古生物學(xué)等方面所占比例較低。中國科學(xué)院關(guān)于古生物學(xué)方面的SCI論文在中國資源環(huán)境領(lǐng)域論文中的比例最高，達(dá)到54%；此外，在土壤科學(xué)、地理學(xué)、湖泊學(xué)、生態(tài)學(xué)、氣象與大氣科學(xué)等方面的論文占中國的比例也較高，但在石油工程、海洋工程等方面所占比例較低，不足10%(圖6)。
圖7中，氣泡的大小表征資源環(huán)境各子領(lǐng)域占全球資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域論文產(chǎn)出份額的大小，即點(diǎn)越大，該子領(lǐng)域論文數(shù)在全球資源環(huán)境領(lǐng)域中的比例越高；X軸表示資源環(huán)境子領(lǐng)域中國占全球論文的百分比，值越高表明該子領(lǐng)域中國占全球的比例越高；Y軸表示資源環(huán)境子領(lǐng)域中國科學(xué)院占中國論文的百分比，值越高表明該子領(lǐng)域中國科學(xué)院占中國的比例越高。氣泡大的那些子領(lǐng)域(如環(huán)境科學(xué)等)是全球資源環(huán)境科學(xué)研究比較多的熱點(diǎn)方向；右下角的那些子領(lǐng)域(如能源與燃料等)是中國資源環(huán)境科學(xué)相對比較有優(yōu)勢的研究方向；左上角那些子領(lǐng)域(如古生物學(xué)等)是中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)相對比較有優(yōu)勢的研究方向。
中國科學(xué)院資源環(huán)境類研究所2009—2014年發(fā)表的SCI論文主要涉及的學(xué)科領(lǐng)域包括：環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、工程學(xué)、氣象與大氣科學(xué)、農(nóng)學(xué)、地球化學(xué)與地球物理學(xué)、化學(xué)、水資源、科學(xué)與技術(shù)、海洋與淡水生物學(xué)、地理學(xué)、植物學(xué)、海洋學(xué)等。
4主要研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)貢獻(xiàn)
中國科學(xué)院幾乎所有的研究機(jī)構(gòu)都在SCI資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域期刊發(fā)表過論文，2009—2014年根據(jù)全部著者統(tǒng)計超過100篇的研究所有50多個，在資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域發(fā)表SCI論文較多的前10個研究所見表1，這些較多的研究所都屬于中國科學(xué)院資源環(huán)境類研究機(jī)構(gòu)。
2009—2014年中國科學(xué)院27個資源環(huán)境類研究所以第一著者發(fā)表的SCI論文共有22032篇，其中，生態(tài)環(huán)境研究中心、地質(zhì)與地球物理研究所、海洋研究所、地理科學(xué)與資源研究所、大氣物理研究所、廣州地球化學(xué)研究所、南海海洋研究所、寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所等較多，第一著者的SCI論文數(shù)都在1000篇以上(表2)。
中國科學(xué)院資源環(huán)境類研究所論文的篇均被引次數(shù)為6.03次/篇，表2中的“表現(xiàn)不俗的論文篇數(shù)”統(tǒng)計的是這些研究所高于基準(zhǔn)值的論文篇數(shù)，即當(dāng)前總被引次數(shù)除以從年至2014年的累積年得到的年均被引6次及以上的論文［4］。生態(tài)環(huán)境研究中心、地質(zhì)與地球物理研究所、廣州地球化學(xué)研究所的表現(xiàn)不俗論文都在150~200篇。
中國科學(xué)院資源環(huán)境類研究所被引頻次位于前10%的論文篇數(shù)，即研究所2009—2014年被引16次及以上的論文篇數(shù)，也是生態(tài)環(huán)境研究中心、地質(zhì)與地球物理研究所、廣州地球化學(xué)研究所最多，都在260篇以上。
參考中國科學(xué)院文獻(xiàn)情報中心科學(xué)前沿分析中心設(shè)計科學(xué)貢獻(xiàn)指數(shù)［5］，定義：
式中：Ci為中國科學(xué)院資源環(huán)境類第i個研究所科學(xué)貢獻(xiàn)指數(shù)，P10%i為第i個研究所被引前10%論文數(shù)量，Citedi為第i個研究所論文被引總頻次，n為中國科學(xué)院資源環(huán)境類研究所的數(shù)量。結(jié)果顯示，生態(tài)環(huán)境研究中心、地質(zhì)與地球物理研究所、廣州地球化學(xué)研究所、海洋研究所、大氣物理研究所、地理科學(xué)與資源研究所的科學(xué)貢獻(xiàn)指數(shù)較高，都在0.1以上。
5結(jié)論與建議
通過以上分析可以看出：
(1)2009—2014年，中國科學(xué)院SCI論文增長了62%，高于全球11%的增長率，低于中國93%的增長率，但中國科學(xué)院資源環(huán)境類研究所的SCI論文增長了約92%，與中國論文增速相接近。
(2)中國在全球資源環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域各級次TOP論文中的比例基本為15%~20%，中國科學(xué)院在中國資源環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域各級次TOP論文中的比例為26%~32%，中國科學(xué)院環(huán)境/生態(tài)學(xué)領(lǐng)域TOP論文數(shù)占中國的比例高于地球科學(xué)領(lǐng)域。
