生物技术课题研究范文
时间:2024-01-08 17:46:10
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篇1
一、分子水平的克隆—PCR技术
该科技技术是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下,依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应。
PCR由三个基本反应步骤:①模板DNA的高温变性:模板DNA经加热至93℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链 DNA解旋,使之成为单链,以便它与引物结合;②模板DNA与引物的低温退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板 DNA单链的互补序列配对结合;③引物的适温延伸:DNA模板--引物结合物在Taq酶的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基互补配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA链互补的链。重复循环变性-退火-延伸三过程,就可获得更多的“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环的模板。
二、细胞水平的克隆—动物细胞培养技术
动物细胞培养是用酶解法将组织碎块分离成单个细胞,用培养液制成细胞悬浮液,在体外适宜条件下使细胞生长繁殖,并保留一定的结构和功能特性。
(一)细胞培养所需的条件
1.培养液
现多用合成培养液。合成培养液有多种,不同培养液适用于不同细胞。可根据培养细胞的特殊要求进行添加:抗生素、有机补充物(如丙酮酸钠,谷胺酰氨等)、促细胞分裂因子(生长因子类的FGF等)、贴壁和铺展因子(如胶原蛋白,纤粘蛋白等)。
2.血清
在细胞培养液中必须添加一定量的血清方能获得成功。血清中除了含有细胞生长的部分氨基酸外,还有促进细胞生长和贴壁的成分。不同动物血清的作用差别很大,即使同一种动物的不同个体间的差异也很显著。不同种细胞要求血清量也不同,大部分细胞生长液中加入10%血清已可满足细胞生长要求。目前国内外正在研制无血清培养液,以避免血清中某些物质对细胞生长和病毒复制的影响。
3.PH
细胞生长的PH为6.6-7.8,但最适PH 7.0-7.4。培养液中的缓冲体系主要是碳酸氢盐、磷酸氢盐和血清。
4.温度
细胞培养的最适宜温度应与细胞来源的动物体温一致。
此外,成功的细胞培养还需要严格的无菌操作及洁净的培养器皿。
(二)细胞生长的三个阶段
1.潜伏期
细胞从接种到贴壁生长繁殖的一段时间。
2.指数生长期
指数生长期是细胞活力最好的时期,在接种细胞数量适宜情况下,指数生长期持续3-5d后,随细胞数量不断增多,生长空间日趋减少,细胞相互接触汇合成片,呈现接触抑制。而恶性细胞则无接触抑制现象,因此接触抑制可作为区分正常与癌细胞标志之一。
3.停滞期
即细胞数量达到饱和密度后,细胞与营养液的交换面积减少,代谢产物积累,PH下降细胞停止增殖,进入停滞期。
(三)动物细胞的培养
1.原代细胞(primary cell)
动物组
织经胰蛋白酶等消化、分散、获得单个细胞,在培养皿中大多数组织均可制备原代细胞,但生长的快慢及难易程度不一。原代细胞一般对病毒较易感染,尤其是来源于胚胎或幼畜组织的细胞。
2.二倍体细胞株(diploid cell strain)
将长成的原代细胞消化分散成单个细胞,继续培养传代,其细胞染色体数与原代细胞一样,仍为二倍体。此种细胞数量可扩大,对病毒的易感性则基本无变化。
3.传代细胞系(establishell cell line)
与上述两类细胞不同,这类细胞在传代过程中染色体发生异常变异,在体外可无限制分裂。
三、个体水平的克隆—动物细胞核移植技术
所谓细胞核移植技术,就是将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中,使后者不经过穿透等有性过程即可被激活、分裂并发育成新个体,使得核供体的基因得到完全复制。
(一)供体核的获得
供体核可以是早期胚胎细胞、胚胎干细胞和体细胞。早期都采用合子核到64细胞期的胚胎细胞核质体分裂球作供体细胞核,80年代开始,随着胚胎干细胞(embryo stem cells,ES)的建立和对其研究的深入,人们对胚胎干细胞在核移植方面的应用前景寄予厚望,但ES建系太困难,仅在小鼠上获得成功。1997年 Dolly羊的出现,开始了体细胞的核移植,并发展很快。
(二)受体细胞去核
作为细胞核移植的受体细胞主要有三类:去核的卵母细胞、受精卵和2-细胞胚胎,其中卵母细胞应用最为广泛。研究证明,体外成熟培养的卵母细胞核移植成功率不如体内成熟的卵母细胞,其原因可能是卵母细胞在体外成熟过程中,需要合成一些蛋白质来完成第一次减数分裂,其活动有可能受到抑制。
(三)核卵重组
在显微操作仪操纵下,用一直径接近卵裂球大的移植针吸取一枚分离出的完整卵裂球,注入去核的受体卵母细胞的间隙中,根据移入的部位不同,可分为带下移植和细胞质内注射。在移植针移开后,对移植卵裂球上方的透明带施加压力使卵裂球与卵母细胞接触。
(四)细胞融合与激活
由于卵细胞去核过程中破坏了卵膜和一部分细胞质,若直接移植,成功率很低,故需对重组胚融合,其采用的方法有仙台病毒法、物理或化学方法(如电融合法、钙离子载体、乙醇、蛋白质酶合成抑制剂等)激活受体细胞,使其完成细胞分裂和发育过程,电融合法更常用。
(五)重构胚培养与移植
重构胚需一定时间的培养,方可移植到受体,家兔和猪重构胚在体外培养24h以内,就可通过非手术移植,而羊和牛重构胚所需培养时间较长,一般发育到囊胚或桑椹胚时移植。
篇2
3月26-28日,农业装备产业技术创新战略联盟在河南省郑州市组织召开了“十二五”国家科技支撑计划重大项目“现代多功能农机装备制造关键技术研究”课题验收暨成果展览会,科技部农村司、河南省科技厅、农业部农业机械化技术开发推广总站、中国机械工业联合会、中国农机工业协会、中国农机学会、农业装备产业技术创新战略联盟有关领导、专家出席指导。课题负责人、主要研究人员等150多人参加了会议。
“现代多功能农机装备制造关键技术研究”重大项目是“十二五”国家科技计划管理改革农村领域先行先试的试点,由农业装备产业技术创新战略联盟组织实施,积极探索了统筹规划、申报入库、系统布局、组装立项等国家科技计划管理改革方式,充分调动了行业内外参与积极性和优势的协同发挥,推进了创新要素向企业聚集,促进了项目重大成果产出和产业化同步;积极探索和实践了项目专员制、法人责任制以及课题分项任务合约、经费集中管理等管理模式,做到目标管理与过程控制结合、指导服务与督导检查结合、技术创新与产业协同结合,取得了很好经验和成效。
项目取得了一批支撑技术进步和产业发展的重大标志性科技成果,突破了农机先进设计制造、重型拖拉机无级变速传动系CVT技术、大喂入量脱粒分离、作业导航及控制等关键共性技术150多项,开发了400马力级重型拖拉机及配套多功能田间作业装备、10kg/s通用型谷物联合收割机、三行通用型和六行采摘与打包一体化采棉机、番茄和甘蔗等典型经济作物收获机、禽蛋等产地商品化处理装备等高性能装备近100种,申请专利近350项,其中发明专利近200项,获得软件著作权近50项,390多篇,成果转化应用收入超过亿元,对农业装备产业技术升级、产品结构优化调整,推进先进装备技术在农业应用起到了巨大作用,为全面完成农业装备产业科技“十二五”发展目标奠定了坚实基础。
在2014全国农业机械及零部件展览会上举办了项目成果展览会,展出了400马力重型拖拉机、无人驾驶旋耕机、施药无人机、三行通用型采棉机、西红柿采收机、甘蔗收获机、花生收获机、甜菜切顶机等23种代表大型化、智能化发展方向以及先进适用技术方向的成果。
篇3
特色内涵
学校实施“技术立身,艺术修心”特色项目的核心理念是“培养学生综合素质,促进学生全面发展,为学生的终身发展奠基”。这里的“技术”,是指科学技术,包括通用技术、信息技术等;“艺术”,是指音乐、美术和其他艺术形式。强化对学生的技术教育,是为了培养学生的动手能力、自理自立意识、劳动观念、创新精神和实践能力,作为学生走向社会的立身之本;进行艺术教育,是为了培养学生欣赏美、表现美、创造美的能力,提高学生的艺术修养和生活品位,塑造美的心灵,为学生的终身幸福奠基;实现技术教育与艺术教育的完美结合,技术学科、艺术学科与其他各学科的完美结合。
“技术立身,艺术修心”,是指学校通过技术教育和艺术教育的国家课程与校本课程,通过各种课外活动、社团活动和社会实践活动等,让每个学生在高中3年掌握多项基本的技术和艺术技能,培养他们的创新精神与实践能力,提高他们的审美层次与道德水平,为学生的全面发展与幸福生活奠定坚实的基础。这一特色项目从侧重点来看,涵盖了普通高中课程8大领域中的3大领域:“技术”(包括通用技术与信息技术)、“艺术”(包括音乐与美术等)、“综合实践活动”(包括研究性学习、社区服务、社会实践);在其他5大领域中也要有意识地培养学生的科学创新精神和人文艺术素养。学校还充分利用学生的课外活动、社团活动等加强技术和艺术素养的培养和锻炼,使办学特色更加凸显。
历史渊源
学校多年来着力于校本课程建设,优化课程结构,逐步形成了“技术立身,艺术修心”的教育特色。不仅学生的技术、艺术素养的培养初显成效,而且促进了教育教学质量的全面提升和学生的全面发展。
首先,坚定了全校师生对“培养学生综合素质,促进学生全面发展,为学生的终身发展奠基”这一核心价值理念的认同。组建了高素质的技术、艺术学科教师队伍,两个学科共有本科及其以上学历的专任教师15人,包括1名美术特级教师和1名通用技术特级教师。其次,学校改造提升了技术教育中心、艺术教育中心。2011年暑假期间,学校以国家“中学技术教室、艺术教室装备标准”为依据,结合自身传统与特色,建设了6间美术工作室、4间音乐工作室,升级改造了15间技术教室,确保了技术教育和艺术教育课程的顺利、有效实施。这些“工作室”由有特长并热爱相关学科的教师主持,为有不同爱好和需求的学生提供了充分的选择余地,使每个学生都可以选择适合自己的课程,真正实现个性化发展。最后,学校加强了校本课程的建设,包括艺术、技术、科学、健康和综合实践等几大类。艺术类包括版画、陶艺与泥塑、纸立体构成、民间美术、室内外环境设计、篆刻、京剧鉴赏、播音与主持等;技术类包括机器人设计、建筑模型设计与制作、服装欣赏与结构设计、flash网络动画、图像处理、虚拟现实、影视制作等;科学类包括趣味魔术、趣味制作、现代农业与生物技术等;健康类包括家庭保健、体育运动(田径、球类)等;综合实践类包括心理健康、家政课堂、交际与礼节、校园与社区等。校本课程的开发与建设为办学特色的彰显提供了课程文化支撑。
近年来,学校技术、艺术教育成果显著。“十一五”期间,学校完成了5项市级及其以上技术、艺术教育科研课题;在全国专业期刊上发表10多篇技术、艺术教育类论文并获奖;在全国普通中学技术课、艺术课教学大赛中,多名教师获得一等奖。在技术教育上,学校与时俱进,抢占改革制高点,成立通用技术和信息技术处,自主开发多部校本教材,实施学生自主选课、走班制教学。学校承担的两项劳动技术教育课题及取得的成果获得专家好评:1项是全国社科基金课题“基于素质教育的劳动技术教育实践深化研究”的子课题“中学劳动技术教育课程比较研究”;1项是天津市教育科学“十一五”规划课题“中学劳动技术教育历史、现状与创新发展研究”,经市规划办专家组鉴定,成果等级为A等。学生多次参加国际机器人奥林匹克竞赛,共获得6项金奖、10项银奖、8项铜奖,在国际上产生了较大的影响;在全国首届中学生技术设计竞赛中,2名学生获得天津赛区一等奖。在艺术教育上,自2006年起,学校开始探索实施美术教师工作室制度。按照个人特长,为特级教师王威等美术教研组教师筹建工作室,先后建立了“全国版画藏书票工作室”、“陶艺泥塑工作室”等6个特色工作室,学生则根据自己的兴趣爱好选择课程和教师。在这样的艺术环境中,学生们感受着艺术的魅力,丰富、发展了艺术素养。2010年,多名学生参加了全国第六届藏书票比赛并获得优秀团体奖。
愿景与规划
发展愿景
在特色高中建设实践中,学校将突出以下特色。一是整体构建特色学校发展蓝图,系统实施建设策略,实现全体学生、教师和学校的三维和谐、互动发展。二是打造一流的技术、艺术教育中心,为特色教育提供硬件保障。三是建设一支特色鲜明的教师队伍,为特色教育提供软件保障。四是以技术、艺术素养的培养为辐射源,使之达到与其他学科的有机融合,形成各项素养“百花争艳”的良好局面,提升学生综合素质。五是形成特色校本课程体系,完善教学管理制度。六是注重实践和落实,形成具有较强可操作性和实效性的教育教学模式与方法。未来,学校将拓展、优化、创新、发展“技术立身,艺术修心”的教育特色,做到“人无我有,人有我优”,把核心价值理念贯穿于教育的全方位、全过程,促进办学品质的提升,创办内涵厚重、特色突出、全国知名的品牌学校。
三年规划(2012~2014年)
整体思路:以核心价值理念为引领,以提升学生综合素质为主线,以课程管理制度、教学管理制度的改革为动力,以教师队伍建设为关键,以硬件建设和资金投入为保障,以多样化的活动为渠道,以技术、艺术素养的培养为龙头,以“培养学生综合素质,促进学生全面发展,为学生的终身发展奠基”为宗旨。
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