基因工程技术的基本原理范文

导语：如何才能写好一篇基因工程技术的基本原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

基因工程是生物工程技术的一个分支。借助基因工程技术，人类可以大规模地生产基因产物，并自主设计和创建新的基因、新的蛋白质和新的生物物种，这也是当今技术革命的重要组成部分。自基因工程问世近30年来，有大批不同学科的科学家投身到此领域工作，研究结果推动了生命科学的飞速发展，直接影响到农牧、食品、医药等传统产品的改良和创新，同时也促进了医、农、林、渔等产业结构的调整，给人类进步带来了新的契机。

为了适应当今新技术革命的需求，各高等学校相关专业，尤其是生物工程技术类专业，均开设了相关的基因工程课程。基因工程理论课程内容抽象，实验操作条件精细。理论教学中的问题是如何实现由微观向宏观、抽象向具体的转变，而传统的教学方法不能有效解决这些问题。为适应生物技术发展的需要，培养学生创新精神和实践能力，我们针对课程的教学内容、教学方法与手段等方面进行探索式改革，以达到培养应用型创新人才的目的。

一、选择最适合的教材，合理整合教学内容

基因工程正经历日新月异的变化，国内外新版经典教材不断面世，包括吴乃虎主编的《基因工程原理》第2版，龙敏南等主编的《基因工程》第3版，Brown T.A.主编的《Gene Cloning DNA Analysis》第6版，Jocelyn E Krebs等主编的《Lewin基因X（中文版）》2013版等。这些经典参考书结合学科发展的前沿理论，可系统阐述基因工程知识体系，配合大量的经典实验资料和照片，参考价值极高。但是这些《基因工程》教材编排体系各有不同，大多是根据人才培养目标对教学内容进行合理安排。我们以何水林主编的《基因工程》为教材，根据原版教材体系进行讲解，同时摘选最新的相关研究技术成果，借鉴国内外优秀教学成果，使教学内容与国际接轨。同时要避免学科之间教学内容的重复。另外，向学生推荐国外顶尖期刊如《Nature》等，开阔学生视野，从而激发其学习热情。

二、改进教学方法，提高教学效果

当前，高等教育教学改革的重要内容之一是教学方法改革。教学方法必须结合课程特征进行相应的改革。

对于基础知识的讲授，主要采用提问式和启发式教学。例如，在向生物技术本科讲授“基因转化”这一章节时，以“你听说过转基因西红柿，转基因猪吗？那么你知道转基因动植物是怎样产生的吗？”的问题导入，接着开始新课内容，选择学生感兴趣的内容作为切入点，即可抓住学生的注意力，又可活跃课堂气氛；首先是定期给学生布置几个专题内容，让学生分组准备，课程讲授前先由学生来讲解，然后各组进行PK。例如，在介绍完基因转化的内容后，给学生布置作业――如何对转基因生物进行检测。既可以培养学生查阅、整合资料的能力，又可锻炼学生的表达能力，为将来考研或者工作积累经验，成为真正意义的素质教育。其次是采用启发式的教学方式，在教学中，介绍经典实验的发现及思路，进而启发学生如何去发现问题和解决问题。

目前，基因工程的理论与技术已在药物生产、基因工程疫苗、转基因动植物等方面普遍应用，因此在理论部分的讲解中，可结合实际应用加以介绍。例如：在讲授基因工程药物时，可以介绍人胰岛素的发明及SARS疫苗、禽流感疫苗等的研制，使学生感受到抽象的基因工程操作技术与实际应用的紧密关系，最大限度地启发他们学习兴趣和探索未知领域的欲望。

同时，可以在重要章节设计讨论问题，如：基因克隆载体的构建，让学生分组设计实验方案，其他组质疑，鼓励学生发表自己的见解，探讨实验方案的可行性。这样既有助于提高对基本原理及操作的理解，又可培养学生独立思考和创新的能力，同时也可加强学生对实验细节的把握。

三、加强实践教学，提高学生创新能力

篇2

细胞工程课程在生物科学专业的设置

本课程自从2007年在我校新办生物技术专业开设以来，根据学校对本科生物技术专业的培养计划，细胞工程是生物技术专业的主干课程，并于2009－2010学年第二学期开始开设。通过对该课程的教学，使学生掌握细胞工程所涉及的基本概念、原理、技术方法、应用基础等内容。通过近三年的教学实践，不断加强课程建设与发展，理论教学体系已经基本完善，实验教学平台基本建立。通过全面进行教学改革，已逐渐形成本校建设的特色课程。21世纪，生命科学全面快速发展。根据学科发展和社会需求趋势，在新办生物技术专业基础之上，2009年我校新办生物科学专业。然而，新办生物科学专业的困境是专业范围宽泛;如何在有限的时间内，全面、高效地培养适应社会需求的合格人才，是每位任课教师和教学管理者必须认清的首要问题。为了充分发挥我们医学院校的资源优势，在培养学生方向定位上，以健康教育为主要方向，兼顾生物制药等，但又与生物技术的培养方式不同。由于细胞工程是由细胞生物学、分子生物学、基因工程、工程学等学科理论技术有机结合的一门崭新学科，因而被设定为新办生物科学专业本科生培养计划的必修课程。

细胞工程课程在生物科学中的开设，是以普通生物学、生物化学、医学遗传学、细胞生物学、分子生物学、微生物学、免疫学等先修课程为基础。同时，将本课程的学习与基因工程、生物技术等课程的学习互相补充和相互促进，为将来从事生命科学基础理论研究、生物制品的开发和应用、疾病诊断技术的开发与应用等领域的工作打下必要的基础。在教材方面，以李志勇编著《细胞工程》(高等教育出版社)为基本教材，以杨吉成编著《细胞工程》(化学工业出版社)、安利国编著《细胞工程》(第二版，科学出版社)等为主要参考教材。在教师队伍配置方面，既有细胞生物学领域教学经验丰富的教授，也有年富力强的专业知识扎实的中青年骨干教师。细胞工程的理论教学和实验教学全部由既具有扎实生物工程学相关知识背景，又有基础细胞理论与实验技术背景的骨干教师承担。

细胞工程教学内容的设定与改革

细胞工程课程的特色，是以细胞工程技术方法的基本原理为课程教学切入点。在教学内容上，基本理论的讲授与技术方法过程的介绍并重;在本学科知识的系统性方面，既有本学科理论的系统性，又加强与其他相关学科的相互渗透交叉，尤其是以细胞生物学、生物工程的基础知识背景，为本学科的理论教学奠定基础;通过将现有技术的原理、应用归纳，与本学科相关技术的发展趋势讲解相结合;从内容上，客观系统地反映本学科相关领域应用前景、重点研究方向和尚待解决的科学问题;在理论上自成体系。根据教学计划，细胞工程在我校总学时设定为80学时，其中理论50学时，实验30学时。本课程的开设，一般在第三学年的第二学期，在普通生物学、生物化学、医学遗传学、细胞生物学、组织胚胎学等课程修完之后进行。细胞工程在教学内容、教学方法上又与以上学科大不相同，本课程教学是以技术方法的原理为基础理论的学科，因此实验与理论教学并重。细胞工程课程的理论课程内容，根据研究对象一般分为三大部分内容，分别为:细胞工程概论与基本技术、植物细胞工程、动物细胞工程。根据我校的教学实际情况和培养计划，我们对教学内容进行了适当的改革与调整。课程的内容重点在第一部分细胞工程概论与基本技术和第三部分动物细胞工程［1－4］。

篇3

例1某生物体内有基因A，该基因能控制合成A蛋白，A蛋白是某种药物的有效成分，下图是将A基因导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。据图回答：

（1）获得基因A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在酶的催化下，合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的序列，再通过方法合成所需基因。

（2）利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有、、4种脱氧核糖核苷酸和酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。

（3）下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是。

A.DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接

B.RNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录

C.一种DNA限制酶能识别一种核糖核苷酸序列

D.胰蛋白酶能作用于离体的动物组织，使其分散成单个细胞

（4）图中的C称为，在基因工程中，常用Ca2+处理D，处理后D更易，此时D称为。

（5）图中最后一步“筛选”是指从转化细胞中筛选出能的大肠杆菌作为工程菌。

【知识要点复习】（1）利用反转录法合成目的基因的过程是：以mRNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成单链的DNA，逆转录酶具有DNA聚合酶活性，在它的作用下，可合成双链DNA；根据蛋白质来获得目的基因的过程是：根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的脱氧核苷酸序列，再通过人工合成方法合成所需基因。

（2）PCR过程中需要引物、模板DNA、4种脱氧核糖核苷酸和热稳定性DNA聚合酶等物质，故在PCR反应体系中应添加这些物质。

（3）DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接，形成磷酸二酯键，A项正确；RNA聚合酶能与基因上的RNA聚合酶结合位点结合，催化遗传信息的转录，B项正确；一种DNA限制酶能识别一种“脱氧核糖核苷酸序列”而不是“核糖核苷酸序列”，C项错误；胰蛋白酶能将离体的动物组织细胞间质中的胶原蛋白分解，使其分散成单个细胞，D项正确。

（4）由图可知，A为目的基因，B为运载体，二者结合在一起，形成的C称为重组DNA（或重组质粒）。将目的基因导入微生物细胞，常用Ca2+处理受体细胞，使之更易吸收周围环境中的DNA，成为感受态细胞，提高受体细胞的转化率。

（5）目的基因导入受体细菌，是否可以稳定维持和表达其遗传性，可通过检测与鉴定，得到稳定遗传并能表达出A蛋白的细菌作为工程菌。

【答案】（1）逆转录氨基酸脱氧核苷酸

人工合成（化学）（2）引物模板DNA热稳定性DNA聚合（3）C（4）重组DNA（或重组质粒）吸收周围环境中的DNA感受态细胞（5）稳定遗传并能表达出A蛋白

二、胚胎工程、基因工程和细胞工程的综合命题

例2毛角蛋白Ⅱ型中间丝（KIFⅡ）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程图如下。

（1）过程①中最常用的运载工具是，这里也可以用动物病毒或作为运载工具，所需要的酶是限制酶和。

（2）在过程②中，用处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于和5% CO2的混合气体培养箱中进行培养，培养液中加入达到无菌环境，将成纤维细胞置于5% CO2的气体环境中，CO2的作用是。

（3）在过程③中，用处理以获取更多的卵（母）细胞。成熟卵（母）细胞在核移植前需要显微操作将吸出，处理后得到去核的卵母细胞。

（4）从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是。在胚胎移植前，通过技术可获得较多胚胎，此技术若选囊胚作材料，应注意的事项是。

【知识要点复习】（1）将KIFⅡ基因导入成纤维细胞内，获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的过程采用了转基因技术，而转基因技术的原理是基因重组，过程①是基因表达载体的构建过程，该过程中最常用的运载工具是质粒，此外也可用动植物病毒及λ噬菌体的衍生物作为运载工具，此处不宜用植物病毒；所需要的酶是限制酶和DNA连接酶。

（2）过程②为动物细胞培养过程，该过程需用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理，使皮肤组织块分散成单个成纤维细胞，动物细胞培养需要一定的气体环境，即95%空气加5% CO2，CO2的主要作用是维持培养液的pH值。细胞培养需要无菌和无毒的环境，因此培养液中需加入（一定量的）抗生素以达到无菌环境。

（3）过程③表示活体采卵，该过程需用促性腺激素处理母羊使其超数排卵，以获取更多的卵（母）细胞，在体外培养到减数第二次分裂中期时，通过显微操作进行去核处理，将细胞核和第一极体一并吸出。

（4）从重组细胞到早期胚胎过程需采用（早期）胚胎培养技术。在胚胎移植前，通过胚胎分割技术可获得较多胚胎，此技术若选囊胚作材料，应注意的事项是将内细胞团均等分割。

【答案】（1）质粒λ噬菌体的衍生物DNA连接酶（2）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）95%空气（一定量的）抗生素维持培养液的pH值（3）促性腺激素细胞核和第一极体

（4）（早期）胚胎培养技术胚胎分割将内细胞团均等分割

三、细胞工程和胚胎工程的综合命题

例32015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。

（1）此过程涉及试管婴儿的培育，它属于（填“无性”或“有性”）生殖，试管婴儿的培育用到的技术手段有：体外受精技术、技术和技术。

（2）该技术培育的“三亲婴儿”的染色体来自细胞，其细胞质基因来自细胞。

（3）据图分析，该技术（填“能”或“不能”）避免母亲的红绿色盲遗传病基因传递给后代，该技术能避免母亲的遗传性视神经病变遗传给后代，推测该疾病的致病基因位于上。

（4）细胞核移植技术一般选择减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞，其原因有：①卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；②；③。

（5）高产奶牛“卢辛达”的培育也用到了细胞核移植技术，其过程大致如下图所示：

其中供体细胞来自（填“高产奶牛”或“普通奶牛”），将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带中，通过方法使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞中，体现细胞膜的特点；常用方法激活重组细胞，使其完成细胞分裂和发育。如果要提高重组胚胎的利用率，可对期的胚胎进行分割以获得多个可用于移植的胚胎，暂时不移植的胚胎可用方法保存。

【知识要点复习】（1）“三亲婴儿”的获得涉及“试管婴儿技术”，应属于有性生殖，体外受精技术得到受精卵后需要通过早期胚胎培养技术得到可用于胚胎移植的桑椹胚或囊胚，然后进行胚胎移植。

（2）通过题图分析可知，核移植是将母亲卵母细胞的核移植到捐献者去核的卵母细胞中，所以受精卵的细胞核内含有来自母亲的遗传物质和来自的父亲的遗传物质，而受精卵的细胞质基因几乎全部来自捐献者的去核的卵母细胞。

（3）母亲的红绿色盲遗传病基因可以通过细胞核进入受精卵，所以该技术不能避免母亲的红绿色盲遗传病基因传递给后代，该技术能避免母亲的遗传性视神经病变遗传给后代，因此“遗传性视神经病变”应属于细胞质基因控制的遗传病，即致病基因位于线粒体DNA上。

（4）细胞核移植技术一般选择减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞，其原因有：①卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；②卵母细胞体积大，便于操作；③卵黄多，营养物质丰富，有利于早期的胚胎发育。

（5）高产奶牛“卢辛达”的培育属于克隆，其中供体细胞为高产奶牛的体细胞，其操作流程如下：

将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带中，通过电刺激方法使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞中形成重组细胞，重组细胞还需通过物理或化学方法（如电脉冲、钙离子载体、乙醇等）激活才能继续分离和发育成重组胚胎。如果要提高重组胚胎的利用率，可对桑椹胚或囊胚期的胚胎进行分割以获得多个可用于移植的胚胎，暂时不移植的胚胎可用冷冻方法保存。

【答案】（1）有性早期胚胎培养（或动物细胞培养）胚胎移植（2）母亲的卵母细胞和捐献者的卵母（3）不能线粒体DNA（或细胞质DNA）（4）②卵母细胞体积大，便于操作③卵黄多，营养物质丰富（5）高产奶牛电刺激流动性物理或化学桑椹胚或囊胚冷冻

四、动物细胞工程和免疫知识的综合命题

例4下图是利用单克隆抗体技术制备三聚氰胺特异性抗体的过程。请据图回答：

（1）单克隆抗体的制备是动物细胞工程中技术的重要应用，该技术依据的原理是，而动物细胞培养依据的原理是。

（2）B淋巴细胞是由动物体内细胞增殖、分化、发育而来，主要参与动物体的免疫过程；单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是。

（3）由于三聚氰胺分子量过小，不足以激活高等动物的免疫系统，因此在制备抗体前必须对其进行①过程，下列物质中不适合作协助“扩容”抗原分子的是（）

A.蛋白质B.多糖

C.磷脂D.核苷酸

（4）③过程采用与植物细胞原生质体融合相同的诱导方法有，③过程特有的方法是。

（5）④过程涉及两次筛选，分别筛选出和；单克隆抗体与传统血清抗体相比具有的优点是。

【知识要点复习】（1）单克隆抗体的制备过程是将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞，然后经克隆化培养和抗体检测，最后得到单克隆抗体，所以单克隆抗体技术是细胞融合技术的重要应用；动物细胞融合依据的原理是细胞膜具有一定的流动性；动物细胞培养依据的原理是细胞增殖。

（2）B淋巴细胞是由动物体骨髓中的造血干细胞增殖、分化、发育而来的，主要参与动物体的体液免疫；单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。

（3）协助“扩容”抗原分子必须是大分子物质，所以核苷酸作为小分子物质被排除。

（4）植物细胞原生质体融合常用化学方法（聚乙二醇PEG）和物理方法（离心、振动、电刺激）；诱导动物细胞融合的方法有三种，分别是生物方法（灭活的病毒）、化学方法（聚乙二醇PEG）和物理方法（离心、振动、电刺激）。

（5）单克隆抗体制备过程的两次筛选：第一次筛选杂交瘤细胞，第二次筛选产生特异性（抗三聚氰胺）抗体的杂交瘤细胞；单克隆抗体与传统血清抗体相比具有的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。

【答案】（1）动物细胞融合细胞膜具有一定的流动性细胞增殖（2）造血干体液每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体（3）D（4）化学方法（聚乙二醇）和物理方法（电刺激）生物方法（灭活的病毒）（5）杂交瘤细胞产生特异性（抗三聚氰胺）抗体的杂交瘤细胞特异性强、灵敏度高、可大量制备

五、动物细胞工程和植物细胞工程的综合命题

例5某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，其中不正确的地方有（）处

植物细胞工程动物细胞工程技术

手段植物组织培养、植物体细胞杂交动物细胞培养和融合、单克隆抗体的制备特殊

处理机械法去除细胞壁胰蛋白酶处理、制备细胞悬浮液融合

方法物理方法、化学方法物理方法、化学方法、生物方法典型

应用人工种子、远缘杂交植株、作物脱毒单克隆抗体的制备、克隆动物培养液

区别蔗糖是离体组织赖以生长的成分动物血清不可缺少，需加一定量抗生素特点植物体细胞杂交技术可定向改造生物的性状单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备A.3处B.2处

C.1处D.0处

【解析】上表中有两处错误：一处是在植物细胞工程的体细胞杂交技术中去除细胞壁的方法是酶解法，即利用酶的专一性原理，用纤维素酶或果胶酶去除细胞壁；另一处是“植物体细胞杂交技术可定向改造生物的性状”，与传统的有性杂交相比，细胞融合技术的优点在于可以克服远缘杂交障碍，但不能定向改造生物的性状，故B项正确。

【答案】B

六、胚胎工程和减数分裂的综合命题

例6哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和的诱导下才能完成。下图是为获得试管动物记录的某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N表示染色体组数）。请回答：

（1）图中Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞的名称分别为、、；卵裂的细胞分裂方式为。上图中细胞Ⅱ处于细胞分裂后期时染色体数为，细胞Ⅲ处于细胞分裂后期时染色体数为，细胞Ⅳ处于细胞分裂后期时染色体数为。

（2）卵原细胞经两次细胞分裂形成卵子，减数第一次分裂发生在排卵前后，减数第二次分裂发生在过程中。若是体内受精，则受精作用发生的场所是，当观察到卵细胞膜与透明带之间时，说明已经受精，是防止多精入卵的第一道屏障。

（3）试管动物的培育主要包括和两个过程，前者需在获能液或“专门溶液”中完成。

（4）对于试管动物理解正确的是。

A.属于无性生殖

B.属于有性生殖

C.体内发育

D.体外发育

E.运用基因工程技术

F.运用细胞工程技术

【知识要点复习】（1）图中显示卵原细胞经过染色体复制（减数第一次分裂前的间期）成为细胞Ⅱ初级卵母细胞，它在促性腺激素的作用下完成减数第一次分裂，形成细胞Ⅲ次级卵母细胞，次级卵母细胞在减数第二次分裂中期与相遇完成受精作用，继续完成减数第二次分裂形成受精卵，受精卵经过卵裂形成早期胚胎。细胞Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别为初级卵母细胞、次级卵母细胞和受精卵，卵裂的细胞分裂方式为有丝分裂。处于细胞分裂后期的Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞中染色体数分别为2N、2N、4N。

（2）卵原细胞经历的两次细胞分裂分别发生在：减数第一次分裂发生在排卵前后，减数第二次分裂发生在受精作用过程中；体内受精发生的场所是输卵管，当观察到卵细胞膜与透明带之间有两个极体出现时，说明已进入卵细胞，卵细胞被激活完成减数第二次分裂，排出第二极体；第一个触及卵细胞膜的瞬间，透明带的穿透性立即发生改变以防止多个进入透明带，这叫透明带反应。

（3）试管动物的培育主要包括体外受精和胚胎移植两个过程。

（4）试管动物的培育属于有性生殖，涉及动物细胞培养技术，未涉及基因工程技术，试管动物的发育是将早期胚胎移入母体（代孕母体）子宫内发育，因此是体内发育，所以选BCF。

【答案】（1）初级卵母细胞次级卵母细胞

受精卵有丝分裂2N2N4N（2）受精作用输卵管有两个极体透明带反应（3）体外受精胚胎移植（4）BCF

七、胚胎干细胞的应用综合命题

例7下图表示利用胚胎干细胞（ES细胞）所作的一系列研究。请据图分析回答问题：

（1）过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的，加入抗生素是为了，这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。

（2）上图中的胚胎干细胞（ES细胞）可以从和中分离获取。过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有的特点。

（3）过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是，将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建，需要的工具酶有。

（4）过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，获得免疫缺陷小鼠的方法是，该过程研究的意义在于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题。

（5）克隆转基因小鼠常用的技术手段有、、早期胚胎培养技术和。

【知识要点复习】（1）胚胎干细胞培养时所用的饲养层细胞可以供给干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。

（2）胚胎干细胞（ES细胞）可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取；胚胎干细胞具有发育的全能性，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。

（3）将基因表达载体导入动物细胞最常用的方法是显微注射法，在导入前需构建基因表达载体（完成后称为“重组DNA”），需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶。

（4）获得免疫缺陷小鼠的方法有射线照射破坏胸腺法和直接手术摘除胸腺法，这样小鼠就不能形成T细胞，不发生细胞免疫，移植组织细胞就不会被排斥。

（5）克隆转基因小鼠涉及克隆，则涉及细胞核移植技术和胚胎移植技术，该小鼠又是“转基因小鼠”，所以又涉及转基因技术。

【答案】（1）营养物质防止杂菌污染（2）早期胚胎原始性腺发育全能性（3）显微注射法基因表达载体限制酶和DNA连接酶（4）破坏小鼠胸腺（5）核移植技术转基因技术胚胎移植技术

【同步训练】

1.英国科学家维尔穆特首次用羊的体细胞（乳腺细胞）成功地培育出一只小母羊，取名“多利”，这一方法被称之为“克隆”。我国中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入到去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖技术再次走在世界前列。以下说法正确的是（）

A.在形成早期胚胎的过程中，依次经历了卵裂、囊胚、原肠胚等几个阶段

B.在形成早期胚胎的过程中，尚未出现细胞的分化

C.将兔的早期胚胎分割后，分别植入两只母兔的子宫内，并最终发育成两只一样的兔子，此方法与“多利”的培养本质相同，涉及的技术也完全相同

D.兔子卵细胞质的作用只是激发大熊猫细胞核的全能性

2.下列实践与基因工程的说法不正确的是（）

A.利用DNA探针检测饮用水是否含病毒属于基因工程的运用

B.农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，目的基因的最终插入位置是在染色体的DNA上

C.选择大肠杆菌作为“工程菌”生产的胰岛素并不具生物活性

D.培育转基因抗虫棉用到了细胞融合技术

3.下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（）

A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列

B.PCR反应中温度的周期性变化是为了配合DNA聚合酶催化不同的反应

C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因

D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达

4.现有两个烟草品种A（Hhrr）和B（hhRr）的花粉若干（两对基因分别位于两对同源染色体上），利用诱导因素促使原生质体融合（只考虑两两融合）。只要有一对隐性基因纯合（rr或hh）时，在光照强度大于800 lx条件下，就不能生长。下列叙述正确的是（）

①实验开始时必须除去不利于原生质体融合的物质②实验中得到A、B花粉之间融合细胞的基因型有6种③要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，可在大于800 lx光照下培养，收集增殖分化的细胞团④从理论上分析，将融合细胞的培养液放在大于800 lx光照下培养，有5种基因型的融合细胞不能增殖分化

A.①②④B.①②③

C.②③④D.①③④

5.某农业生态工程基地按照生态和经济规律，对种植业和养殖业进行了优化设计。

（1）通过套种、间种和等技术的应用，使种植的农作物为该生态系统组成成分中的提供更多的食物。

（2）作为生态农业，他们用作物秸秆作饲料发展畜禽养殖，人畜粪便大力发展沼气池，沼渣用来养鱼，卖到市场增加了效益，这个基地运用了生态工程的等原理。

（3）在农业生产中尽量不施用农药，其目的是。

A.减少水土流失B.减少土壤肥力

C.减少环境污染D.减少生物多样性

6.水稻种子中70%的磷以植酸形式存在，植酸易与蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，而植酸酶可降解植酸。科学家研究发现酵母菌中含有植酸酶，设想将酵母菌的植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：

（1）图中基因组文库cDNA文库（填“大于”或“小于”），B过程需要的酶是。

（2）为获得大量的目的基因，可以用技术进行扩增，其原理是，该过程中需要以图中的或为模板，所用酶的显著特点是。

（3）植酸酶基因能在水稻体内稳定遗传的关键是，可以用DNA分子杂交技术进行检验。

（4）用限制酶处理载体和目的基因后，用酶处理，能连接平末端的酶，形成重组的基因表达载体，该载体的化学本质是。

7.下图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，其中利用植物秸秆中的原料生产的燃料乙醇，是一种“绿色能源”，可减少对石油资源的依赖。请据图回答：

（1）生态系统的主要功能是和，从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是。建立该生态工程所遵循的基本原理主要是（至少答两点）等。

（2）植物秸秆经预处理后，应该利用微生物A所产生的纤维素酶进行水解，使之转化成发酵所需的葡萄糖。若从土壤中分离获取微生物A，应采用具有选择功能的培养基，培养基中的碳源为。

（3）为了提高植物秸秆的利用率，可以利用基因工程对微生物A进行改造，其基本方法是：先用同时切割和，然后用DNA连接酶将上述切割产物连接，构建并将其导入到受体菌中。

8.植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。

（1）理论上，基因组文库含有生物的基因；而cDNA文库含有生物的基因。

（2）将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物乙的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的是否得到提高。

（3）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株进行自交，如果子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为，则可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的一条染色体上；如果子代中表现为，则可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的两条染色体上。

【参考答案】

1.A2.D3.D4.D

5.（1）轮种消费者（2）物质循环再生、整体性（物种多样性）（答出两点即可）（3）C

6.（1）大于逆转录酶（2）PCRDNA复制目的基因Ⅰ目的基因Ⅱ耐高温（3）插入（整合）到染色体上的DNA中

（4）DNA连接T4DNA连接DNA

7.（1）物质循环能量流动实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少环境污染（合理地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染）物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理（2）纤维素（3）同种限制性核酸内切酶

目的基因运载体基因表达载体

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一、生物科学素养培养的目标

1.生物知识目标。生物知识素养内容包含与人类现代生活与生产密切相关的最基本的生物学知识，以及反映现代生物科学水平的、基础性的、学生能够接受的生物学知识，还有生物学方法论知识等等。这些知识都是学生今后适应社会主义现代化建设、社会生活和继续学习所必需的基础知识。

2.生物能力目标。生物能力素养中既有进行生物科学研究的基本能力――观察能力、实验研究能力、实践活动能力，更有学生终身发展所需要的探究性学习能力或自主学习能力。

（1）观察能力。观察是学习生物学的重要手段，也是获得生物学知识的首要步骤。科学研究中问题的提出和假设是通过仔细观察产生的，结论也是从实验过程中精细、系统的观察获得的，参观访问、调查研究等各种生物学实践活动需要大量的观察与分析。观察为各种思维活动提供丰富的感性材料，因此，生物学教学中必须重视对学生正确客观而敏锐的观察力的培养。

（2）实验研究能力。生物学是一门实验性很强的科学，生物学实验是验证和获取生物学知识、技能，发展思维力的重要手段。生物学实验能力包括：从实验中获取知识的能力，实验技能整体化运用的能力，具有运用实验寻求解答的能力。

（3）实践活动能力。实践活动能力主要是指理论联系实际的能力，即与自然界生活、工农业生产、医学及各种社会实践联系的能力。包括：能正确地把生物学概念、原理、规律知识运用于现代生产生活、实验中去，特别关注传统知识的现代拓展。如分析解释说明光合作用原理在现代农业生产技术中的应用；更强的实践能力还表现在能将中学的生物学及其他学科知识综合运用到解决某一实际问题的过程中去。如运用所学的生物学、物理、化学、地理与数学等多学科的简单综合性知识，共同解决环境治理、能量开发利用、生物种群分布等问题。

（4）探究性学习的能力。生物学的各种观察、实验、实践活动使学生获得知识、技能的同时，分析、比较、判断与综合概括等思维能力也得到长足的发展，这是学生进行探究式学习的能力基础。探究式学习的过程离不开大量的观察、实验、调查研究及各种思维活动，是知识与科学方法相结合的训练，是多种能力整体性运用的创新活动。在培养提高学生观察能力、实验能力、实践活动能力的基础上，发展学生探究式学习能力与自主学习能力，这是当今教学改革发展的必然趋势。

3.思想情感与价值观方面的目标。在生物科学的知识素养与能力素养的培养过程中，经常渗透思想情感及价值观的教育，这是学生全面发展与社会发展所需要的。如，在知识与能力培养中渗透辩证唯物主义发展观、树立人与自然和谐相处、可持续发展的思想观念，培养爱祖国、爱家乡的情感，培养热爱生物科学、乐于探索生命的奥秘、具有良好的科学探究精神、创新精神、与人合作的精神、实事求是的科学态度，培养具有良好的生活和卫生习惯、进行体育锻炼的积极性，积极向上的生活态度等。

二、生物科学素养培养的原则

现代认知结构理论认为，学习是学生自己建构知识的过程，因而特别强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。所以，教师应以学生的生活经验和兴趣为中心，精心设计能引起每个学生思索的问题，学生有了自己感兴趣的问题，才能主动探索，才能在问题探索中培养学生灵活掌握和运用概念、原理的能力，分析问题和解决问题的能力，才能逐渐提高学生的科学素养。

1.全面性原则。生物科学素养的内涵包括三个方面：生物科学知识、科学探究的方法和情感态度与价值观。而传统的生物教学过于注重知识的授受，轻能力的培养和情感态度与价值观的形成。《普通高中生物课程标准》要求我们构建知识、能力和情感态度与价值观三个维度的科学教育体系。

2.全体性原则。面向全体学生，培养提高每一个学生的生物科学素养，是新课程的基本理念之一，也是生物新课程教学的基本要求。另一方面，现在高中生物课程的设计也使满足不同层次的学生多样化需求成为可能。高中生物课程分为必修和选修两个模块。必修模块是生物科学的核心，同时也是现代生物科学发展最迅速，应用最广泛，与社会和个人生活关系最密切的领域。所选内容能够帮助学生从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础、发展和变化规律，以及生命系统中各部分间的相互作用；选修模块有助于拓展学生的生物科技视野，增进学生对生物科技与社会关系的理解，提高学生的实践和探究能力。

3.基础性原则。知识是发展能力的载体。知识性内容与基本概念、基本原理的相关性越高，实现迁移的可能性就越大，其时效性就越长久，对学生学习和发展的价值就越大。生物教学内容应符合学生知识基础和认知结构特点，注意基本概念和基本原理有关的教学内容，忌盲目拔高，避免导致学生的厌学情绪。

4.时代性原则。生物学教学要体现“科学、技术、社会”的思想，反映当今社会、经济和生物科技的关系。植物组织细胞离体培养、试管婴儿、克隆、基因工程技术合成胰岛素、干扰素、酶工程的应用、分子探针的应用、转基因食品、人类基因组计划等已经或正在走进人们的生活。生物教学应引入这些对社会发展和个人生活密切相关、学生关心又感兴趣的热点问题，结合教材的基本原理，组织学生讨论、学习，一方面加深学生对所学知识的理解，另一方面激发学生的社会责任感。

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关键词：生物技术；实验教学；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）01-0250-02

《生物技术实验》是一门内容丰富，涉及面广，实用性强，实验技术要求高、操作性极强的课程，它不仅是对理论的补充和验证，也是培养学生动手能力、应变能力、创新能力及科学思维的重要手段。如何充分发挥实验教学作用，提高学生的创新能力和实践能力，满足社会对理论和实验技能并重的全面合格人才的需要，是目前生物技术实验课教学改革的重要内容。现代生物技术创新作用主要体现在科学研究的进步之中，因此，在有限的学时内，我们要紧跟当代先进科学技术发展前沿，对生物技术实验从以下几个方面进行了改革探索研究。

一、优化实验教学内容

根据教学培养目标和生物技术特点，改变传统实验教学模式中分散、孤立的单纯学习某一实验技术的缺陷，以生物技术的核心DNA重组技术（基因工程）为主线，把当前科研领域实用的先进基因工程技术引入实验教学中，优化整体设计，紧紧围绕基因工程的几个步骤（分、切、连、转、筛），将基因工程常用的实验技术按目的基因的制备、目的基因与载体的连接、感受态细胞的制备和转化、重组质粒的鉴定、重组蛋白的表达等有机地融合起来，开设以绿色荧光蛋白（GFP）基因（获2008年诺贝尔化学奖）的克隆和表达为主的“一条龙”综合性实验。整个实验内容兼顾基础和前沿，加强了实验内容的完整性、针对性和先进性。同时把GFP用于分子水平基因的表达与调控实验教学、可以帮助学生随时观测到实验现象，使晦涩和抽象的理论知识宜于理解和掌握。学生通过从基因克隆到表达的整个实验过程，关键实验技术受到系统、良好训练的同时，又能对实验的总体目标和所要解决的问题有整体的认识，并在实验的过程中掌握生命科学的新知识、新技术和新方法。

二、改进实验教学方法，提高学生的主体地位

授之以鱼，不如授之以渔！课堂教学的主要目的是让学生们学会自己学习，建立起他们学习的兴趣。以往的生物技术实验教学往往以教师为主体，整个实验过程通常是实验前教师讲、学生听，实验中教师先示范、学生再操作，实验后学生撰写实验报告、教师批改。这在一定程度上忽视了学生学习的兴趣和主观能动性，严重束缚和制约了创新型、复合型人才的培养。为此我们采取在实验教学开始之前，先向学生讲解生物技术的发展状况及应用，让学生了解利用生物技术在生物学、医学、制药、国民经济中所取得的重大成就以及存在的潜在巨大魅力和商业价值。同时带领学生参观生物技术实验室，讲解各种先进的仪器设备功能，充分激发学生学习的兴趣和热情。

在教学过程中，从培养学生的创新精神和科研能力的着眼点出发，根据学生的认知和实际水平，建立了以学生为中心的教学模式。提前2～3周安排布置学生预习和熟悉所要开展的实验项目，明确实验的目的。实验安排实行独立操作和整体训练的实验方式，把每8名学生编成一个大组，2个学生为一个小组，所有实验材料的准备、试剂的配置等原由教师准备的步骤全部放手由学生自己去做，分配到组，由组长负责管理，每个组员都有义务参与。授课时采用传授式、提问式、启发式和讨论式相结合教学方法，使学生重点掌握实验原理和技术要点、每种试剂的作用、实验中应该注意的问题以及整个实验的设计思路，要求学生按实验技术规范操作，尽量做到“心到、眼到、手到、脑到”。由于学生对各种新实验相对比较陌生，许多精细、贵重的实验仪器未曾用过，实验操作中还有许多细微的环节需要注意，教师可先辅以多媒体动画演示或进行示范性操作，在学生的操作过程中进行监督和规范化指导。由于每个小实验结果都是下一步实验的基础，前面的实验失误后，后面的实验将无法进行，因而学生会积极主动关心自己的实验情况，遇到问题积极与老师交流，分析问题原因，自觉认真地做好实验的每一步。实验结束后安排各实验小组以PPT形式汇报实验体会，讲解实验中遇到的问题和解决问题的方法，动员全班同学相互研讨评价，教师进行归纳总结，加深学生对知识的理解和掌握，提高实验操作技能和综合分析能力。

三、强化实验教学管理，建立科学合理的实验考评考核方式

过去生物技术实验课考试成绩主要以实验报告和闭卷考试进行评分，不能全面客观评价学生实验操作技能及对基础知识的理解和掌握。因此我们从实验教学的目标出发，以学生能力考核为核心，以基础知识掌握为基础，制定考核方式和成绩评分标准，实行对实验教学全过程、多层面的考核，主要包括以下四个方面：实验态度（10%）：主要考查学生在实验过程中的出勤情况、对实验课的重视程度、预习情况、对实验室仪器设备的爱护以及与其他同学的合作情况等。对于上课积极回答问题，认真分析交流实验经验的同学在实验总成绩中给予4～6分加分的奖励。实验技能（30%）：主要考查学生在实验过程中对基本实验技能的理解和掌握。实验基本操作的正确与否不仅直接影响到实验结果的准确性、仪器的使用寿命，而且对学生形成正确的操作技能、严谨的科学态度和一丝不苟的学习作风有着潜移默化的影响。对于在实验过程中积极动手操作或有改革创新、提出的实验方法科学合理的学生，在实验总成绩中给予4～6分加分的奖励。实验报告（30%）：实验报告是对学生实验情况的全面反映，可以直接体现学生对实验理解掌握的程度。为了培养学生用简洁、准确的语言高度概括实验的能力，我们要求学生撰写实验报告要完全按照学术论文的格式，根据实验记录从多方面去深入分析、探讨实验出现的现象、实验结果、实验成败的原因和注意事项等。对因实验失误导致实验失败的学生，只要能仔细分析，找出失败原因和改进措施，仍可给高分。闭卷考试（30%）：主要考核学生对实验理论知识的掌握情况。对实验内容中的难点、关键点、基本原理、基本操作及一些理论联系实验的问题以试卷形式进行测评。

通过上述改革措施非常有效地调动了学生的学习积极性，课堂气氛活跃，学生从实验材料的准备、试剂的配制、实验操作、实验记录、实验完成后的清理工作等均自己动手，直接参与到整个实验的全程。实验环节一环扣一环，一环出错，整个实验必须重新开始，因此学生在做实验时必须非常认真、严谨，这不仅增强了学生的责任心，学生也学到了传统教学中往往不做或由老师代做的实验知识，同时也掌握了主要的生物技术实验方法，提高了学生总体动手能力和团队协作精神，对学生的科研能力和创新意识的培养也起到了重要的作用。学生的学习兴趣盎然，有实验的成就感，实验教学效果也得到了明显提高。

总之，在生物技术实验教学中，要不断总结实践经验，围绕培养目标，更新观念、锐意进取，紧跟现代科技发展，深入开展实验课教学内容、教学方法的改革，不断提高生物技术人才培养质量，为生物技术产业培养出更多高素质人才而不断努力。

参考文献：

[1]葛荣朝，齐志广，周春江，赵宝华.分子生物学实验教学改革的探索与实践[J].实验室科学，2010，13（1）：47-49.

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关键词　环境生物技术　教学方法　教学探讨

中图分类号：G424 文献标识码：A

随着分子生物学、遗传学及生物化学等学科的飞速发展，使得环境生物技术成为一种经济效益和环境效益俱佳的、解决复杂环境污染问题与能源危机的最有效手段。当前，全球人增地减、资源匮乏以及不合理的工农业生产而导致的环境污染等已成为严重制约人类社会可持续发展的关键因素。在此形势下，为培养环境工程与新能源开发的专业人才，在高校及科研院所开设环境生物技术课程具有重要意义。

环境生物技术是一门由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科，该课程系统全面介绍了环境生物技术相关知识，主要包括环境生物技术的生物学基础（即微生物学、酶学、生态学）与理论基础（即生化反应计量学、生化反应动力学、生化反应热力学），以及环境污染治理基因工程技术、环境污染生物治理技术、环境污染生物修复技术、环境污染预防生物技术等。对于今后从事环境工程与科研设计及其相关领域的学生，在学好该门课程后才能更好地应用生物技术及其方法来解决生态环境中实际存在的问题。环境生物技术涵盖内容较多，范围较宽，发展迅速，使得本课程的教学难度较大。因此，为使教学适合时展的需要，提高教学质量，并取得比较好的教学效果，本文作者结合对本门课程教学的实践经验和体会，对环境生物技术这门课程的教学改革进行了初步探讨。

1 优化教学内容，增强学习兴趣

对于环境工程专业研究生，环境生物技术的课程教学能否做到让学生既能掌握生物技术基本知识，又能做到和环境工程专业相结合，是关系到本专业方向培养目标能否实现的重要因素之一。

环境工程专业的学生对生物学知识仅有初步的认识，缺乏较为深层的理解和掌握。为了增加学生对环境生物技术这门课程重要性的认识，以及激发他们的学习兴趣，需要合理安排好课程知识结构与教学内容，这也是保障良好教学质量、提高教学效率的前提和基础。因此，教学内容要科学编排，既要体现课程的基础性和前沿性，又要注意知识内容的深度与广度的有机结合。由于环境生物技术是一门涉及众多领域、各个方面知识的课程，教师在授课过程中将环境工程专业课以及基础课等与其他知识体系融会贯通，有助于学生系统思考与理解课程知识内容。此外，将环境生物技术最新发展成果引入教学当中，能够丰富课堂教学内容，使学生了解和掌握最新生物技术，从而激发学生主动学习的积极性，增强学生独立思考与解决科学难题的能力。如讲述前面章节的细胞工程、发酵工程、酶工程及基因工程等基本原理时，可相应结合后面章节有关各技术在环境污染防治、环境监测以及能源开发等相关领域中的科研成果，以及在现代工农业生产与人们日常生活中的广泛应用。

2 教学方法的改进措施

2.1 运用多媒体教学手段

环境生物技术本身是一门较为抽象的课程，因此在授课中，综合应用集文字、动画、图片、影音、视频等于一体的现代多媒体手段，在一定程度上可以弥补传统教学形式单调、枯燥等缺点，能够比较直观、生动、形象地讲授课程内容，使一些抽象难懂的知识直观而形象，便于学生理解。如在生物学基础知识教学部分，通过图片演示，让学生了解和认识自然环境中的各种微生物形态及其细胞超微结构；播放植物组织培养技术、动物培养基书等科教视频，不仅给学生留下深刻的印象，而且加深了学生对授课内容的理解，激发了学生的学习热情。

2.2 应用实例教学

在教学过程中，结合生产实践，以科研促进教学，激发学生学习专业的兴趣和自豪感，介绍学院部分教师（下转第131页）（上接第113页）承担的一些重大科研项目和科研成果，并鼓励感兴趣的学生主动担任教师的科研助手。除了教授教材中的基本理论，还要引进工程实践中一些有影响的或与学生生活比较贴近的实例。如在讲授污水处理原理部分内容时，带领学生参观污水处理厂，让学生实地了解污染物生物处理工艺，这样在参观中使学生进一步巩固了理论知识，同时也直观地认识污水处理工艺及活性污泥或生物膜降解污染物质的巨大作用，能够获得良好的教学效果。

2.3 创设课程研讨会教学模式

在环境生物技术的教学中，教师可将课程分为两个方面同时进行，一方面以课程基本理论与关键技术为主讲教学形式，另一方面以学生的专题报告为辅助教学形式。第一方面为课程主题讲授，由主讲教师按照环境生物技术课程的核心内容，并结合环境生物技术相关领域的新技术、新成果进行讲授，同时提出相关专题供学生课后准备，对学生准备过程随时进行指导；第二方面结合课程相关理论知识，学生自己选择相应专题或文献，模拟学术会议的模式进行课堂研讨会，要求学生课后查阅专题相关领域最新的科研成果，把握发展动态，并认真撰写读书报告，在课堂上对所阅读的文献进行报告。这种研讨式教学方式有助于学生掌握最新知识以及理论知识的实际应用，同时有助于培养学生的科研能力与创新思维能力。

3 考核方式的调整探讨

目前，高校对学生掌握课程知识内容主要还是以传统的笔试考试方式为主。这种考核方式难以取得满意的效果，并往往会导致学生只会死记硬背，考试前突击，考试后全忘的现象。因此，改变现有教学课程的考试方式，探讨取代传统的考试方式是检验学生学习情况的重要手段。

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卡茨1962年生于巴西，芝加哥艺术学院MFA，威尔士大学互动艺术研究中心（CaiiA）的哲学博士，目前任教于芝加哥艺术学院。除了作为艺术家，他也是非常出色的撰稿人和写作者。出版了几本重要的新媒体著作，如《全息诗歌》、《新媒体诗歌：诗歌的革命和新技术》、《生命的信号：生物艺术及其超越》、《生命、光线与语言》，目前是MIT重要的科技艺术期刊《莱昂纳多》（Leonardo）编委。

虽然他的创作主题一直集中于语言和交流，但是探讨的方式与材料跨越了诸多传统的行业、学科划分，是一位真正意义上的跨界艺术家。从网络经验的神话属性诗学（《神鸟》Uirapuru）到生物工程技术对于文化的影响冲击（《创世纪》Genesis）；从数字时代对于记忆随着环境变化而变化的研究（《时间胶囊》Time Capsule）到分化流转的集体议程（《传递一个不知名状态》Teleporting an Unknown State），从具争议性的异国情调（《不寻常》Rara Avis）到创造生命与进化（《荧光兔》GFP Bunny），诸多作品见证着他几乎独力描画了从包豪斯到转基因时代的一种艺术途径。

新媒体艺术或者说采用了新技术的艺术通常被艺术圈所轻视，即使科技推动时代已是一个很显然的现象。科技理性统治生活，哲学与文化研究改变了传统艺术的主题和结构，艺术的定义随着新技术时代改变，这些都已成为了不争的事实。但艺术家面对时代变化依然心存犹豫。这里面有其体制上的原因：一、工业社会以来出于提高生产效率的目的，社会分工细化，专业性大大提高。不但造成艺术本身的行业化，对科技领域了解越来越少，“隔行如隔山”。二、虽然浪漫主义已经很少成为艺术展览的主题，可是依然很大程度上控制着艺术家的思维和生活方式。而在学术上，伦理美学依然占据着统治地位。三、虽然从民国开始的基础教育强调科学技术与理工科的学习，但是负载在这些科技之上的艺术和哲学思考被忽视。比如欧几里得只是几何而不是探索的精神；帕斯卡仅仅被告知是压强相关，而对于他的哲学思考置若罔闻；图灵则只是计算机而忽略它在20年代时伴生的如未来主义思潮；爱因斯坦本身也是一位极好的生活哲学阐释者……。四、艺术家打破、变革的精神缺乏，商业主导的艺术界结构固化，仅谋求圈内地位的企图使艺术家日渐陈腐。五、技术工具论的静态沉思审美依然统治着艺术的接受，总是努力对作品进行静态的分析而很少作为时代行动的一部分去看待，总是去挖掘作品的静态象征意义的不同层次而忽略掉对于作品周边的互动的思考。一种互动性、即时性的、过程性的艺术批评环境依然缺乏。六、大众媒体对于猎奇的渴望弱化了艺术自身在精神上的探索，比如卡茨的荧光兔，媒体更加关心的是实用型的技术和八卦的后续纠纷与官司。由于大众媒体的强制效应和放大效应使得原本应该得到关注的：创造生命和现实生活，传达与语言之类深刻的话题被消解。七、相对应的技术更新使艺术家掌握的新技术迅速变成旧技术，出于避免淘汰的目的，不敢投身新技术的怀抱。八、新媒体由于难以进入市场（尤其是拍卖市场）受到圈内话语的忽略，意识形态含义少而受到艺术教育的不怀好意的追捧。

行动、视觉诗歌

诗歌与语言是卡茨开始艺术的起点。无论他采用了何种新的媒介和技术，而他的主线始终是语言和交流，探讨的主题并没有太大的改变。他在巴西完成本科学业，年幼时即在巴西得到国家诗歌大奖，对他有极大的鼓舞作用。1982-83年是他密集行为表演的时期，每周都会在里约热内卢的西尼兰迪亚（Cinelandia）广场、波西米亚中心或其他的画廊、海滩进行表演。作品强调过程与即时性，比如《诗歌表演》在海滩上穿着女装进行舞蹈，现场写作标语式诗歌，与周边的观众交流。从可视化诗歌（Visual Poetry）这个概念出发，使用表演表达他的前卫诗歌。明显受到巴西前卫派（Brazil Avant-Garde）和新现实（Noveau Realism）潮流的影响，强调语言――雕塑之间关系和与相对的身体的狂欢，主要探讨的是身体、自我定位和交流的问题，部分涉及到“场域”的探讨。这一时期的作品集中呈现在马德里索菲亚博物馆（Museo Reina Sofia）2012年的《失去人类的形式》（Losing the Human Form）这个展览上。

1985-86年开始脱离前卫派（Avant-garde）的影响，抛弃超现实、达达与激浪派的表现手法，进一步集中到超越五感的媒介体系，即媒介乌托邦，用立体表现立体，原有的平面伪造深度的讨论被彻底抛弃。对于语言学和全息影像的兴趣，利用全息技术开创了“全息诗歌”（也有译成“全诗”Holopoetry），成为目前为止在全息艺术领域最具影响力的艺术家。全息技术主要出现时间是上世纪的50年代，发展于60年代，生活中可见的有防伪标签、日本虚拟偶像初音未来的全息投影（裸眼三维投影，而不是通过偏振造成的伪3D）等。基本原理就是通过比普通照相技术更加精确的胶片或晶体成像，辅以严格的激光参考光照系统，对于更宽波段的干涉波进行记录（对曾经学画的朋友比较容易理解，可见光范围中环境光，静物间的光干涉是可以肉眼观察到的），完整地反映和表现物体和材质在空间中的立体状态。甚至可以结合不同的投影、反射和彩虹记录技术拍摄声波，这一点在很大程度上打破了人类伦理美学基础的五感系统――听与看成了一回事。卡茨从诗歌与语言的传统人文探索发展到超感官的媒介体系受到三位艺术家的很大影响。他在1988年和白南准的对话中提到受匈牙利艺术家纳吉（Moholy-Nagy）的“关注科技与艺术”影响最大，这位给包豪斯精神“定基调”的基础课程导师，“光艺术”（Light Art）、“运动艺术”（Kinetic Art）的先驱，他1930年所做的“可移动操作舞台照明投影系统模型”（Light Prop for an Electric Stage）、他发明的光线空间调幅器（Light-Space Modulator）和后期的一系列作品（参考纳吉所著的《The New Vision》）被誉为开创性的自动控制“运动艺术”的起源。另外，他通过开创Photogram这种不同的摄影办法，建立一种人类眼睛无法看到的观察外部世界的方式。这也成为卡茨所追求的，“超越过去技术条件下的交流和沟通方式”。卡茨的全息作品《也许，如果只是作为》（MAYBE THEN，IF ONLY AS，1993），与大多数采用全息技术的艺术家或其他全息商业艺术不同，他没有采用沉浸（Immersive）这一新媒体领域最流行同时又最强制性的，能带给观看者官能上的沉迷的策略。而是与观看者站在同样的高度，平静地变化光线、色彩与相结合的文字，明显带有包豪斯研究的性质。用他的话说，就是不希望成为奇技巧的炫耀，而是希望通过这种立体成像的技术探讨语言和交流之间的关系，这也是后来他不再单独提到全息艺术，而归入了他的“语言艺术”范畴的原因。

另一个重要的“反规则”的影响来自于巴西的科技艺术先驱帕拉尼克（Abraham Palatnik），从50年代始帕拉尼克的“运动艺术”出现在圣保罗双年展上，1964年的威尼斯双年展的《绘画机器》（Painting Machine）为他获得了国际声誉。帕拉尼克的作品展示了新科技与审美革命之间可以建立如此紧密的联系，使用不同的控制方法在机械、电子科技围绕的环境中，又如何追求自由。卡茨甚至认为他是20世纪下半叶最重要的艺术家之一。这种与科技紧密联系在一起的“追求自由”，从纳吉的《飞起来的凿子》和克莱因的《飞向虚空》，（包括光线艺术的出现），到卡尔德（Calder）探索着雕塑取消稳定性，确实存在着一种反重力、打破自然规律尤其是生物规则、反对一切既定规则的线索与动机。而卡茨也延续了这样一条线索，从打破语言的交流探索一直到最为本质的生命，追求的也是脱离已经习以为常的“自然”概念。

卡茨90年代的遥在艺术使用各种新技术带来的媒体，各种门槛不高、但深具创意的机器人，可以看做是白南准的电视机装置的延续。白南准与卡茨的谈话中也提到了他非常中意1988年白南准作品《卫星现场连线》――为了首尔奥运会所作高技派作品《电视塔》的一部分。影响有三：一、在“行动绘画”出现后，激浪派约翰・凯奇和白南准提出了“行动音乐”的概念，那么卡茨会提出“视觉化诗歌”（Visual Poetry），后来又转变到“行动诗歌”，探索知识界所热衷的语言与图像的关系，也就不奇怪了。二、偶发，是卡茨继承的另一项内容。对于科技更深入地理解使他可以从方法论的角度更自如地对待偶发，超越了白南准那种为了干扰屏幕内容放置磁铁的之类门外汉的做法。三、白南准是第一位具有全球性影响的拥抱新技术的艺术家，卡茨也是受到感召的后继者，投身到科技发展带来的融合媒介的探索中，甚至在形式上也有不少作品采用白南准类似的组合装置（Combined Widget），比如1985-1990年的Videotext系列、Rc Robot系列、Fax系列和SlowScanTV系列。

遥在艺术

《神鸟》（Uirapuru，1996）曾于1999年10月至11月在全球三大新媒体艺术和技术发源地之一的东京国际通讯中心（ICC）展出，远程控制着的五颜六色的大鱼在展厅中的一片人造假树林――雨林上空飞行，它根据展厅内和网络参与者的命令运动。这些飞鱼，就是卡茨认为的“神鸟”，参与者可以通过网络飞鱼的化身加入现实互动。网络中飞鱼的化身被触动一次，在展厅中的飞鱼就会歌唱。名为“Pingbirds”的电子鸟也会跟着互联网上的网络节奏唱起歌来。观众也可以通过控制飞鱼的飞行方向角度来观察雨林。展厅中的音乐和录像通过互联网在网上传播。神鸟是一种真实的鸟，也是亚马孙河流域传说中的神鸟，电子鸟“Pingbird”就是不断向安置在亚马孙河流域的服务器发出检测命令“ping”来监视联网用户与服务器的节奏，按照“ping”所返回的结果，把真实的亚马孙河神鸟的歌声实时传送到东京。这种远程自动控制的机器鸟，接受并发出亚马孙河的鸟声，既接受信息也传达信息。

作品将不同物种的接收与发出信息的能力结合在一起，组成一种虚拟与现实重叠的传播方式。进一步说，神鸟在传说中可以与亡灵沟通，这与早期摄影探索者Cindy Sherman以及杨福东、陈界仁的摄影录像作品类似，讨论了幻象、拟像、镜像、电子传播图像、幻想、神话传奇与现实之间的问题，而同时穿插的假花假树组成的雨林使问题变得更加复杂和难以区别。另一方面，现场观众对ICC所在的东京最繁华商业区的环境印象又叠加在对于亚马孙雨林、雨林中的神鸟、神鸟一年只叫一次，和亡灵的沟通四个艺术家所提供的传播层次上。使原本由于传播距离才产生的异国情调（Exotic）和大都市的魔幻“城市森林”不可捉摸的感受很直接地呈现在观众面前，这种既真切又很有距离的效果后来成为大量艺术家追求的目标。

这个作品成功地结合了网络展览与现实的多用户的参与，表达了既在眼前，又同处远方的状态，主题依然可以归属于前卫艺术的语言与传播的关系，明显继承了前面提到了三位艺术家的思维内容，也是卡茨早期的视觉诗歌、行动诗歌的自然发展。卡茨扩展了遥在艺术的定义，首次加入了编程的自动远程机器人。评委阿斯科特（Roy Ascott）评点是：“卡茨避免了那种固定的混合模式，不仅大胆混合了通信的媒介也将不同的神话、隐喻和象征类型糅合在一起。这是有很大风险的，但成功地达成了这种诗意，给我们展示了一种卢梭的世界，在那里各种不同的赛博空间组合在一起强调了一种林荫般的人造现实。脉冲鸟唱着互联网之歌，远程机器人的遮罩覆盖了整个假植物构成的森林，提醒我们新世界的来临，一个多用户的世界，一种虚拟现实，流媒体的和遥在的世界。在一个复合传播的丛林中，多元的存在庆祝着无忧无虑的美妙的喜悦。”（见1999年ICC双年展评奖词）

生物艺术和转基因艺术

21世纪的头几年，《时间胶囊》、《创世纪》和《荧光兔》――卡茨的转基因艺术（Transgenic Art）得到了全球性的关注和影响力。尤其是从“艺术家的基因”出发的网络装置作品――《创世纪》被认为是新媒体艺术的开始，而《荧光兔》的官司则引发了媒体的大论战。

1998年卡茨在《莱昂纳多》发文阐释了转基因艺术，作为一种新的艺术形式，使用转基因工程技术去传递与合成基因给有机体，或者从一个物种向另一个物种传递自然基因物质，从而建立一种独特的生命体。他还说“从物种之间交流的角度，转基因艺术发起并号召了一种对话型的关系：在艺术家，创造物，艺术品，和那些关联物/人之间。”他承认没有想到这个观念后来会有如此大的争议。举《荧光兔》为例，卡茨为了法国Avignon的数码艺术展委托制作了“荧光兔”。他原本计划与这只兔子生活在展览搭建的会客厅中，然后带兔子回到芝加哥的家中和妻子及五岁的女儿一起生活。兔子本身由法国INRA科学中心将绿色荧光蛋白（通常用来追踪某种化学成分或者追踪肿瘤等基因疾病）注入兔子的受精卵中。但是在展览的前晚，科学中心拒绝提供兔子。声称这只兔子的创造者归属于他们，卡茨与这个“研究物”的生成没有关系。

当卡茨空手回芝加哥时，荧光兔的新闻很快被国际性地扩散了。成为《法国世界报》（Le Monde）、《波士顿环球报》（Boston Globe）的头条新闻，BBC伦敦和ABC新闻还制作了专题节目。这些新闻加速了已有的对基因转变和克隆，以及对于弗兰肯斯坦这样科学怪人的恐惧。卡茨对此说：“他想谈的改造基因是一个社会主题。”艺术家设计师的造物主思维（Playing God）被再一次提出讨论，等级与优胜劣汰等政治问题被包含在技术选择中；所谓的自然生活与人工生活之间的冲突该如何定义与解决；创造“荧光兔”则被认为是即杜尚之后对于现成品概念的最大的挑战。同时批评家们也问着这样的问题，“荧光兔”这样的是艺术吗？意味着什么？仅仅是可设计宠物的第一步，一种社会批评的形式？还是一个全球奇观秀的传统延续？

关于世纪之交的生物艺术作品在后文的访谈中有详细的回答，此处不再赘述。

近期作品

2009年首次展出的《迷的历史》这个系列围绕着的是基因工程制作的卡茨自身基因创造的生命体。一种动植物的混合体（Plantimal），取名叫Edunia。卡茨从2003年到2008年经过五年的发明培养，在明尼苏达州植物生物学家Neil Olszewski帮助下，使用一种能影响植物基因表达的细菌，将这些基因组合到了一起。部分是爱德华多（Eduardo），部分是矮牵牛花。《数码》（Cypher2009）是最近的作品，外观是一个大小为33×43厘米的不锈钢书套/盒子。打开盒子，一套工具分门别类放置在打开盒子的两边，就像一本书，可以发现一个完整的移动手持的迷你实验室。工具箱包含了培养皿、琼脂（一种植物脂）、垫圈、吸管、试管、合成DNA（由卡茨为这个作品写作的一首诗编码而成）和一个操作原理的工作手册。

篇8

【关键词】大气污染；烟气脱硫；处理技术

一、引言

随着工业化程度不断提升，大气污染开始呈现越来越严重的趋势，而在大气污染中，最为主要的污染物就是硫化物，人类每年向大气排放数以亿吨的硫化物，我国现阶段同样属于大气污染严重国家，每年由于SO2污染而引起的酸雨面积越来越广泛，截止到2013年底已经占据我国国土面积的30%以上，而酸雨对于人体健康和环境造成严重污染，所以控制大气中的SO2含量就显得极为重要。国家环保部2011年的《火电厂大气污染排放标准》中对SO2的排放做了更严格的限定。本文研究的重点就是分析当前针对烟气中含有大量的SO2硫化物脱硫新技术进行分析，从而为解决我国烟气脱硫难的问题提供一些可以参考的技术支持。

二、烟气脱硫处理技术的趋势

（一）电子束烟气脱硫技术

虽然电子束烟气脱硫技术早在上个世纪90年代初就已经提出，但是也是最近几年才开始应用到烟气脱硫方面。这种方法主要采用的脱硫剂为液氨。其工作原理是通过高压电子书照射污染烟气，然后将其烟气中的N2、O2以及H2O转变成活性OH基或者O原子基以及N基等，这些活性基团就能够和烟气中含有的SO2和NOX等物质进行化学反应，并形成H2SO4，H2NO3等物质，然后这些物质又和喷入的除硫剂氨气进行反应，产生（NH4）2SO4以及NH4NO3等。经过大量实践检验总脱硫效率能够达到70%到80%左右。这种脱硫新工艺处理过程不会涉及到废水废渣，因此占地面积较小，投资成本较低，而且脱硫后得到了的硫铵和硝铵还能够用作化肥。但是这种工艺需要高压电子束作为催化反应，所以对于电子枪的性能和稳定性都有较高要求，当前只有日本有这种相对成熟的技术并进行了生产，所以在我国想要大面积运行还存在维护成本大，排放量偏高等实际问题，所以还需要对这个工艺技术进行创新改造，才能够更加凸显这种技术的优势。

（二）荷电干荷电干喷射脱硫工艺

荷电干喷射进行脱硫最早是由美国公司开发，这种工艺主要是通过荷电喷枪将喷入烟道的吸收剂带上电荷，然后根据同类电荷相斥的基本原理，让吸收剂粉末子在待脱硫烟气中得以迅速扩散，这样就能够有效增加吸收剂在烟气中的接触面积，有效提升反应效率。通常这种脱硫技术总脱硫效率能够达到70%到75%之间。这种脱硫技术主要采用吸收剂脱硫原理，设备有吸收剂制造单元、喷射装置和改造后的烟道共三个部分构成，其核心是吸收剂以高速方式通过高压静电区，然后实现粉末带电。而且这些吸收剂的表面在带电之后还有效提升了吸收剂的活性，能够加快脱硫反应时间。所以这个工艺的特点是投资成本低，占地面积相对较小，但是需要在烟道上进行一定程度的改造，通过加长适当延长吸收剂在电晕区停留时间，从而更好的实现粉末带电。

（三）膜法烟气脱硫技术分析

膜法烟气脱硫技术原理是通过多孔膜将气相和吸收液分离，然后烟气中的SO2和CO2就会通过微孔和吸收液进行反应，而其它气体则被堵塞在原来的气相中。这种技术方法主要是操作简单，而且能耗较低，必须要采用高压电子枪形式，也不会造成吸收液污染，还能够从吸收液中回收硫物质。但是膜法技术却需要对膜有着更高的要求，我国在膜技术的生产方面还国外还有相当大的距离，而且生产膜本身也会造成一定的污染，所以膜法烟气脱硫技术还在进一步研究阶段。在实验结果中表明了膜法脱硫技术能够实现90%以上的脱硫能力，而且没有发现灰尘、CO2和NO2等可能会影响到膜管件中涉及到的水冷凝问题。所以膜法脱硫技术具有较大的商业应用前景。

（四）微生物烟气脱硫技术

基于微生物的烟气脱硫处理技术原理就是利用含有微生物的水溶液以及悬浮乳液中来吸收气相中的硫化物，接着利用微生物对吸收的硫化物进行脱硫。其中微生物脱硫过程中是利用厌氧菌种将硫酸盐还原成H2S，然后再通过好氧菌将H2S氧化成S。然后再和金属离子结合形成硫化沉淀。这种微生物脱硫技术要比化学脱硫或者物理脱硫技术具备更低的成本优势，而且运行管理简单，不会产生二次污染，而且随着基因工程技术的不断发展和应用，高效脱硫工程菌在未来的脱硫过程中具备更多的优势，虽然从目前工业应用来看还相对困难，但是相信不久的将来，这种技术会不断取得突破并得到广泛的应用。

（五）活性焦干脱硫处理技术

这种方法相对新颖，其工作原理是将烟气中的SO2和O2以及H2O等物质在活性焦的催化作用下开始进行化学反应形成H2SO4，并被活性焦吸附，在吸附饱和之后，活性焦会进入再生床，通过加热又能够恢复活性焦的吸附和催化作用，同时让H2SO4分解为浓度大概在20%到50%之间的SO2气体，然后再通过其他工艺制作硫酸铵化肥。目前这项技术在日本得到了一定程度的应用，总有效脱硫达到了95%左右。目前在我国也开始被立项研究，相信不久的将来，也将会成为我国重要的烟气脱硫处理技术而得到广泛应用。

（六）磁流化床技术分析

这属于一种新型的半干法烟气脱硫技术，既能够客服脱硫技术中容易出现的二次污染问题，同时也能够解决传统湿法脱硫处理技术产生物难以处理的问题。同时还能够客服干法脱硫效率较低的特点。磁流化床作为一种新型的液态化设备，通过磁场对铁磁颗粒产生影响，从而实现床层的散式流化和消除气泡，同时还能够保障低的流动阻力，并具有良好的流动和传热传质特性。另外磁场对于铁氧化物还原也会产生影响，所以采用铁磁颗粒作为流化床料，有助于提升脱硫效率的提升。

（七）脱硫超低排放技术分析

这种方法属于石灰石-石膏湿法脱硫技术的延伸和改进，该方法中影响脱硫效率的主要有液气比、吸收区高度、吸收塔浆池容量等因素。其工艺过程是在原有技术基础上增加吸收塔内的液气比例和增加烟气分布均匀性。在吸收塔设计中，循环浆液量的多少决定了SO2吸收表面积的大小，在其他参数恒定的情况下，提高液气比相当于增大了吸收塔内的浆液喷淋密度，从而增大了气液传质表面积，强化传质，提高脱硫效率，提高液气比是提高脱硫效率的有效措施。通过循环泵交互喷淋、增加托盘层，以及对回转式GGH的改造（改为无泄漏的管式GGH）可以在原有基础上显著提高脱硫效率。根据2014年上半年投入使用的嘉电百万机组超低排放的运行情况看，机组脱硫效率能达到98%以上，SO2排放浓度在35 mg/Nm3以下。该装置的使用会使系统烟气系统阻力、循环泵电耗均有所增加，电厂运行费用也有所增大，但其SO2超低排放量，是目前政府和发电企业的主要看重因素。

三、结语

总而言之，目前针对火电烟气脱硫处理其方法又很多，但是从技术和成本以及维护等多方面因素进行考虑，而在针对火电烟气脱硫的各种方法中，只有通过最小的代价来获得更好的环境保护，才能够得到更好的应用。从国内的环保发展趋势看，脱硫超低排放技术有更广阔的应用空间，从而会逐步替代或淘汰传统的脱硫技术。

【参考文献】

[1]张书平，李茹，崔心水. 脱硫生物膜滴滤塔启动实验研究[J]. 西安工程大学学报. 2010（05）

篇9

急性心肌梗死(AMI)是由冠状动脉供血不足所引起的心肌坏死的临床综合征,AMI发病突然、凶险、病死率高,抢救治疗必须争分夺秒。尽早治疗,其原则是尽快抢救恢复心肌的血液灌注以挽救濒死心肌、防止梗死扩大或缩小心肌缺血范围,保护和维持心脏功能,及时处理并发症[1]。近年来,对AMI的治疗进展较快,而且对改善AMI的预后起到了积极重要的作用,取得了很好的效果,AMI的治疗方法包括溶栓治疗、经皮冠状动脉介入(PCI)、冠状动脉搭桥术(CABG)、心肌干细胞移植等,现将治疗进展综述如下。

1 溶栓治疗

近30年来溶栓疗法是AMI治疗的最大进展和关键治疗措施,使得AMI早期病死率大幅度下降,生存率不断提高。溶栓药物的基本原理通过影响凝血过程的不同环节,用外源性纤维蛋白溶解酶原激活剂,使纤溶酶原转变为具有活性的纤溶酶,它有很强的溶解纤维蛋白和纤维蛋白原的作用,并对抗纤溶酶抑制物的抑制作用,产生血浆纤溶激活状态,使血栓溶解。

第一代溶栓药物直接使纤维蛋白溶酶原转变为纤维蛋白溶酶,溶解血栓中的纤维蛋白酶,并消耗凝血因子 (Ⅴ,Ⅷ)、凝血酶原和纤维蛋白。主要以链激酶(SK)、尿激酶(UK)为代表,链激酶(SK)是C链β-溶血性链球菌产生的一种特殊蛋白质,具有抗原性,可引起过敏反应,它不直接激活纤溶酶原,而是通过与纤溶酶原结合成链激酶-纤溶酶原复合物,间接地激活纤维蛋白溶解系统,使纤溶酶原转化为纤溶酶。尿激酶(UK)是肾脏分泌的一种活性蛋白质,无抗原性,将纤溶酶原激活为纤溶酶,从而降解纤维蛋白和凝血因子。此类药物溶栓力强,而无特异性,在溶解纤维蛋白同时又降解纤维蛋白原,导致出血的严重并发症。UK在我国应用较为广泛[2]。

第二代溶栓药物采用基因重组技术重组人组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)、单链尿激酶纤维蛋白溶酶原激活剂(scu-PA),乙酰化纤溶酶原-链激酶激活剂复合(APSAC)。特点是高度选择性溶栓,不影响全身性纤溶,作用时间长,纤维蛋白原消耗量少,冠脉再通率高。rt-PA无抗原性,重复使用效价不降低,激活全身纤溶系统不显著但血管早期再闭塞率高[3];与UK相比脑出血的发生率无明显差异。scu-PA在体内被纤溶酶部分转化成有活性的双链、低分子量形式的UK,并也可直接激活纤溶酶原;无毒性,无抗原性。临床试验结果显示rscu-PA颅内出血的发生率明显高于SK。APSAC甲氧苯基化之后激活纤溶酶原,对纤维蛋白也具有选择性。APSAC的不良反应与SK相似,可出现出血、免疫反应、血压下降等。因此临床很少用。

第三代溶栓药物是应用现代分子生物学对第1代和第2代溶栓药物进行改造的产物,目前大多处于实验阶段。瑞替普酶(r-PA) 它无抗原性、长效、专一性强的抗血栓药物[4]。替尼普酶(TNK-t-PA) 对体内凝血系统没有影响[5],由于没有明显的致栓作用,再梗塞、出血发生率低。兰替普酶(NPA) 溶栓效率比rt-PA显著提高,出血发生率较高。葡激酶(SAK)为金黄色葡萄球菌所分泌的一种具有促纤溶活性的蛋白质,通过形成SAK-纤溶酶原复合物而激活其他纤溶酶分子,为特异性溶栓剂。用基因重组技术制成重组葡萄球菌激酶,即r-SAK临床应用证明其疗效好、出血率低、副作用小。

总之,近年来溶栓药物的开发运用分子生物学技术和基因工程技术,寻找安全性好、疗效好、不良反应小的天然来源的溶栓药物,探索新型结构溶栓药物也将是今后溶栓药物研究的主流方向。

2 PCI治疗

1977年Gruenlzig 经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA),开创了介入心脏病学的新纪元。尽管在AMI的溶栓治疗疗效显著,随着医疗条件改善, PCI治疗已广泛应用于AMI患者。AMI治疗的关键是迅速有效地恢复梗死相关动脉(IRA)的前向血流,挽救濒死心肌,从而防止左室重构和改善预后[6、7]。自1983年以来AMI的直接PTCA获得了良好的临床结果,随着经验的积累、器械的改进和技术的提高,开始了冠状动脉内支架置入术,使得PCI技术进一步发展。

直接PTCA具有IRA再通率高>95%,TMI3级可达到90%以上[8],充分再灌注较高,残余狭窄少,左心室射血分数高,再缺血、再梗死和出血并发症少,明显减低AMI并发心源性休克患者的病死率,有助于早期明确冠状动脉解剖和病变情况,从而是有利于采取个体化治疗和更积极的治疗等优点。Weaver 等[9]总结分析了10个中心2606例行直接PTCA与溶栓治疗的临床对照,结果表明对AMI患者行直接PTCA的效果优于溶栓治疗。

但是直接PTCA仍存在血管壁回弹、复发缺血事件和在狭窄率高等不足之处,90年代 Stress和Benestent试验等进行支架技术得到迅速发展。直接支架置入术可增大血管内径、增加IRA腔径和通畅率,减少血管闭塞、缺血再发等不良事件,提高长期无事件生存率。明显提高PTCA的即刻效果。目前AMI的即可直接置入支架术又可在直接PTCA并发夹层或急性闭塞时补救性置入,成功率高达98%以上。

由于内膜增生是再狭窄的一个病因学因素,为了阻止了PCI术后内膜的增殖,降低了再狭窄的发生率,药物洗脱支架(DES)的出现,从而降低了PCI术后再狭窄的发生率[10、11],克服了对PCI使用的限制。

在AMI的急性期,PCI可有以下几种情况:①直接PTCA;②直接PTCA+支架;③溶栓后PCI包括:即刻PCI、延迟PCI、挽救PC和选择性PCI。溶栓后PCI适应证:溶栓治疗后出现明显的新的梗死或缺血患者;心源性休克或血液动力学不稳定的患者;左室射血分数小于0.40,充血性心力衰竭或严重室性心律失常;有明显临床心力衰竭等情况下进行。禁忌证:常规(全量)溶栓失败后48 h以内常规PCI或常规溶栓后立即对梗死相关血管的狭窄病变行PCI。

近年来冠状动脉介入治疗技术应用于急性AMI患者取得了一定的疗效。但是,尚存在术后再狭窄、无复流等一些问题有待解决。随着药物洗脱支架、远端保护装置、切割球囊和血管内放射性治疗技术等研究应用的不断深入,急性AMI介入治疗技术必将更加完善和成熟。

3 冠状动脉搭桥术(CABG)

CABG是目前公认的治疗冠心病、心肌缺血的有效方法,能有效缓解或改善心绞痛症状,改善心肌缺血,避免心肌梗死发生,提高生活质量,延长生命[12]。急诊冠状动脉搭桥术是挽救生命、缓解症状和提高生活质量的有效手段。只要适应证选择得当,对AMI、LM严重狭窄和PTCA失败的患者行急诊冠状动脉旁路移植术(ECABG)是安全、有效的。

CABG适应证:①多支冠状动脉狭窄或左冠状动脉主干狭窄病变>75%,伴有药物治疗无法控制频发心绞痛,AMI无法进行PTCA治疗及PTCA治疗失败等[13、14];②溶栓疗法及PTCA无效而仍有持续性心肌缺血,IRA未能再通,血液动力学不稳定,心肌梗死时间在可接受范围内;③急性心肌梗死合并有二尖瓣关闭不全或室间隔穿孔等机械需要手术矫正或修补等。

4 干细胞移植

AMI是造成人类死亡的主要疾病,以上我们讨论的治疗手段主要是改变心肌的供血,近年来研究者们通过对心肌干细胞来源、移植途径、移植的剂量及时机和面临细胞存活、心律失常、心肌钙化等问题的研究表明,干细胞移植可以增加有功能的心肌细胞的数目、稳定病损心脏结果、防止心肌重塑、避免导致充血性心衰,改善心肌的收缩功能,有望称为治疗AMI的最佳方法。

参 考 文 献

[1] 叶任高,陆再英.内科学.人民卫生出版社,2006:283-297.

[2] 中华医学会心血管病学分会. 急性心肌梗死诊断和治疗指南. 中华心血管病杂志,2001,29:713-714.

[3] Bizjak ED, Mauro VF. Trombolytic thrapy: Areview of its use in acute myocardial infarction. Ann Pharmacother, 1998,32:7691

[4] Perler B. Thrombolytic therapies: the current state of affairs. J Endovasc Ther, 2005,12(2):224-232.

[5] Keyt BA, Paoni NF, Refino CJ, et al. A fasteracting and more potent from of tissure plasminogen activator, Proc Natl acad Sci USA, 1994,91:3670.

[6] Jancznk J, Krupienicz A, Rpszczyk E, et parison of mortality in the acute phase of myocardial infarction a single centre experience. Kardiol Pal, 2002,57:542-550.

[7] Antman M, Anbe DT, Armstrong PW, et al. ACC/AHA guidelines for the management of patients with ST-elevation myocardial infarction a report the American College of Cardiology/American Heart Association Task Forte on Practice Guidelines (Committee to Revise the 1999 Guidelines for the management of Patients with Acute Myocardial Infarction).Circulation, 2004,110:272-292.

[8] O’ Neill WW, Brodie BR, Ivanhoe R. Primary coronary angioplasty for acute myocardial infarction. Am J Cardiol, 1994,73:623-634.

[9] Weaver WD, Simes RJ, Betiu A, et parison of primary coronary angioplasty and intravenous thromblytic therapy for acute myocardial infarction:A quantitative review. JAMA, 1997:278:2093-2098.

[10] MoriceMC, SerruysPW, Sousa JE,et al.A randomized comparisonof sirolimus-eluting stent with a standard stent for coronary revascularization. N Engl J Med, 2002, 346 (23):1773-1780.

[11] Sousa JE, Costa MA, Abizaid A,et al. Lack of neointimal proliferation after implantation of sirolimus-coated stents in human coronary arteries:a quantitative coronary angiography and three-dimensional intravascular ultrasound study. Circulation, 2001,103(2):192-195.

[12] 郭加强,吴玉清.心脏外科护理学.人民卫生出版社,2003:25,653.