基因工程论文范文

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基因工程论文

篇1

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基因工程论文参考文献:

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篇2

关键词:市政工程;质量因素;文明施工

中图分类号:TU99文献标识码: A

随着城市化建设的发展,市政工程施工项目逐渐增加。但是由于市政工程施工项目的质量管理制度并不十分完善,严重影响了市政工程施工的进行,对城市化建设造成一定的不利影响。在今后的市政施工质量管理中需要进一步加强质量管理,建立健全相关的质量管理制度,提高施工管理人员的质量意识,保障施工项目的质量,为城市化的建设做出应有的贡献。

一、影响市政工程质量的五要素

1.“人”的因素对市政工程质量的影响

在市政工程建设中,施工管理更重要的作用。在建筑材料,施工工艺的变化,天气变化,建筑设备磨损等等,都会影响施工质量,都会产生质量变异,造成质量事故。这些都是导致工程质量问题的原因。再加上市政设施一般在城市内部建设,社会环境的影响很大。施工时间选择在白天,影响道路通畅人们出行不便;选择在晚上,又会产生噪音污染,影响人们的休息。

2.“机械”的因素对市政工程质量的影响

随着社会的飞速发展,科学技术的不断提高,市政工程机械化程度也相应增加。机械化程度是好还是坏,是否有效地利用,对工程质量的影响是不可忽视的。所以,在工程施工方案的确定中,选用先进,可靠,适用,符合技术标准要求的设备,对提高工程质量有着重要的作用,同时也要保证各种机械设备进行定期的维护保养和检修,使其保证稳定的性能,达到施工工程质量的需要。

3.“材料”的因素对市政工程质量的影响

工程材料属于机械和材料对市政工程施工质量的影响。工程材料泛指构成工程实体的各类建筑材料、构件配件、半成品等它是工程建设的物质条件,没有材料就无法施工,是施工质量的基础。特别是对于市政工程,材料种类少、用量大,一种材料出现问题,就会对整个工程产生重大的影响。

4.“方法”因素对市政工程质量的影响

“方法”是项目建设中,在整个施工期间采取的技术,施工方案,施工工艺和组织设计等。影响建设工程质量和进度取决于施工方案正确与否,也是工程施工能否顺利进行的关键。所以,工程施工方案的制定,要进行全面的分析和考量,争取做到提高质量,技术可行,经济合理,技术先进。加快施工进度,把施工成本降到合理的最低水平,在工程施工方法上所遇到的问题,同样需要预先制定好防御措施,不要到出现问题时才去找解决方案,要防患于未然。

5.“环境”因素对市政工程质量的影响

影响市政工程质量的因素是多方面的,如地质,气候,环境。这里的环境因素可细分为工程管理环境,劳动环境和人文环境。环境因素复杂多变,因此,要根据具体的工程特点和施工条件,制定相应的措施,紧密结合施工技术和方案。对影响质量的环境因素,采取有效的措施,以确保建设工程的施工质量。

二、市政工程文明施工的具体措施分析

1.完善建立质量管理体系

任何事情没有一整套行之有效的制度作保障,都会出现管理不到位的现象,市政工程的施工质量管理工作也是如此。施工单位要明确建立科学的规章制度,对工程项目的质量形成全过程的管理控制,不断加深工程质量管理法规和质量管理的力度,落实岗位责任制,细化内部管理流程,从而保证工程质量。

2.加强对施工材料的管理

建筑施工的材料质量直接影响施工质量,当前由于市政施工中缺少对材料的管理,导致一些施工单位为了获得更多的经济利益采用一些比较劣质的施工材料,严重影响施工质量。在今后的施工管理中需要进一步加强对施工材料的管理工作,一方面要安排专门的工作人员进行施工材料管理,减少由于材料管理不当导致的材料质量问题。另一方面需要加强对施工材料的检查工作,减少劣质材料的使用。对于材料的管理工作要定期进行检查,对于材料管理中出现的问题需要追究相关责任人的责任,杜绝劣质材料的出现,保障施工质量。

3.确保安全生产责任制的切实落实

对于安全生产责任制的实施问题,虽然面临着许多不确定因素的影响,但是要想将制度切实落实也并非是不可能的。首先,施工部门要结合当前市政工程施工的所处环境,在原有安全生产责任制的基础上,对制度内容进行适当调整,使其符合工程安全文明施工的要求。其次,要尽可能将制度中的内容和操作流程细化到每一个操作人员的身上,对操作人员的权利和义务进行明确规定,并利用科学技术对制度的落实情况进行追踪和动态分析,及时将数据反馈给安全施工管理人员,以此来给管理部门人员提供对制度进行完善的重要依据。

4.加大安全文明施工的监督力度

相关部门要根据工程的实际情况,适当配置安全文明施工监督人员,监督人员不仅需要有较强的责任心,而且还要有耐心和细心。在开展监督工作的时候,尽量不受主观因素评定监督质量,可采用随机、突检的方式对工程施工进行检查。上级安检部门应严格监督建筑工程施工的过程,详细记载每一环节安全文明施工数据。当发现施工安全文明出现问题时,及时给予提醒并严格要求其改正,否则将给予法律制裁,以减少工程安全文明施工管理的阻碍。

5.结合工程实际情况,采用合格的工程材料

工程材料对于工程质量的达标具有重要意义,若材料的质量无法过关,那么势必会影响到工程的整体质量。同时,选用不合格的材料进行施工,还有可能给施工人员的人身安全造成威胁。因此,在建筑施工过程中应当对施工所采用的材料进行严格的筛选,加强对材料质量的选择,材料符合国家安全使用标准的同时也应考虑是否在建筑工程预算范围内。只有这样,才能够在确保工程质量的同时,实现工程的安全文明施工。

6.加强监理的监管力度和监管能力

扩大对施工质量的监督工作范围,进一步完善有关监理工作的法律法规,增强市政质量监督部门执法力度,为监理单位做工作打好基础,同时监理单位应认识到监理的职责,保证市政工程的施工质量。监理部门要着眼于工程工期进展和质量,采用法律的手段控制工程进度、质量、工程造价和合同管理,协调生产过程中各有关单位的关系。一方面监理公司要对市政工程监理人员进行特殊培训,使其一人多能,为公司增添技术实力;另一方面监理单位要有适应市政工程质量监理的仪器设备,使优秀的人才和先进的器械结合起来,使检测手段逐步实现现代化,从而增强监理公司的质检实力。

7.明确目标并细化,加强基本工序的质量管理

施工环节应有规划,把工程总质量目标分成若干小目标,划分成若干工序,把每道工序看成是实现项目质量控制总目标的一个具体步骤。工程项目的质量是在施工过程中逐渐形成的,施工过程中项目质量受影响的因素最多,因此,施工过程中的工序质量控制是施工阶段工程质量控制的重点,必须做到每道具体工序的质量控制到位。市政工程建设项目的质量管理必须严格按照预定的计划和技术标准实施。管理的实质是对事先制定的质量标准与施工过程中的实际标准之间两相对照,对比之下是否存有偏差,分析影响质量的制约因素并消除,使其控制在一定的范围内,如果偏差处在允许的范围之外,就必须采取整改措施。另外市政工程施工中施工人员交叉施工的情况非常多,要控制好工程质量,就要求监理人员对每道工序都严格执行检查制度,使每一道工序都在合理的控制之下进行。

8.实施项目过程管理,推行目标管理

项目质量主要形成于施工过程,施工过程同时也是质量控制的根本环节。施工过程质量控制的基本任务有两个:一是项目质量保证;二是建立一个科学管理系统,稳定地生产合格的、优质的工程。施工过程中应重点抓好原材料、成品、半成品的质量检验工作,严格监督每一道工序的质量控制。除了施工过程,项目交付后的使用也是考验工程实际质量的过程,作为项目质量管理的出发点和终点使用过程是企业内部质量管理的延续,使用过程中质量管理的基本任务是提高服务质量,包括交付前和交付后的服务,促使施工单位不断地研究和改进施工方法,确保工程质量,保证竣工工程的实际使用效果。

综上所述,市政工程的质量控制是各级市政工程项目管理中最为重要的任务。市政工程的自身特点决定了市政工程的质量控制任务既繁又杂,应当牢牢抓住市政施工质量管理中存在的问题,认真对待、谨慎分析、小心控制、严格把关,以保证市政工程管理再上一个台阶。

参考文献:

[1]刘新成.市政道路工程项目中的质量管理研究[D].昆明理工大学,2013.

篇3

关键词:大亚湾引水工程设计监理

1、工程概况

惠州大亚湾引水工程是大亚湾中海壳牌石化项目的配套工程之一。工程位于广东省惠州市境内,从东江、西枝江取水,输水到大亚湾石化区交水点,为中海壳牌石化厂及大亚湾经济开发区提供生产、生活用原水。引水工程主要建筑物可概括为“四站、三洞、两段、一库”组成,即由东江下源泵站、西枝江新湖泵站、永湖彩塘加压泵站、风田加压泵站、永湖隧洞、羊公坑隧洞、双流溪隧洞、风田调节水库及两段输水管道等建筑物组成,引水线路总长约56km,采用混凝土预应力管有压管道输水,风田水库以上47.74km为DN2000单管道输水,风田水库以下8.24km为两条DN1600管道输水。工程设计引水流量4.8m3/s,日供水量33万吨,工程总投资4.57亿元。

该项目由广东省水利水电勘测设计研究院设计,2002年5月开始初步设计工作,2003年9月开工建设,目前工程已基本完工。为保证工程的设计质量、设计工作进度和工程投资等进行有效的监督和管理,从初步设计开始,大亚湾中海壳牌石化项目配套工程建设指挥部委托了黄河勘测规划设计公司对项目设计过程实施跟踪监理,适时监控,对设计成果进行审核。本文简要介绍惠州大亚湾引水工程设计监理工作实施情况,并对设计监理工作的有关问题进行讨论。

2、设计监理的主要工作任务和工作内容

2.1设计监理的主要工作任务

设计监理单位受业主委托进行工程设计监理,工作任务主要有三项;一是对设计成果质量进行控制,依据国家和行业的有关规范、规程、法规,减少设计中的错误和遗漏,提高设计质量;二是对设计工作进度进行控制。督促设计单位按设计合同规定提供有关设计文件和图纸,满足工程进度要求;三是协调业主与设计单位的关系。按照公平、公正、独立、自主的原则,以事实为依据,以法律、法规及设计合同文件为准绳,协调、处理好双方发生的矛盾和纠纷。其中最主要的任务是设计成果质量控制和设计工作进度控制。

2.2设计监理的主要工作内容

2.2.1工程勘察监理

(1)协助业主编审勘察任务书。主要审查勘察工作计划,勘察范围要求、提交成果的内容和时间。

(2)审查勘察单位的勘察纲要。审查勘察纲要是否符合合同规定,能否实现合同要求,即对其方案的合理性、手段有效性、设备的适用性、试验的必要性、进度的时间性进行审核。

(3)进度控制:监督勘察单位人员、设备是否按计划进场;根据实际勘察速度预测勘察进度,必要时应及时通知勘察单位予以调整。

(4)质量控制:监督是否按勘察纲要实施勘察工作。督查勘察项目是否完全;勘察点线有无偏、错、漏;钻探深度、取样位置及样品保护是否得当;检查试验条件是否具备,试验项目是否齐全,试验操作是否规范等。

(5)审查勘察报告。检查勘察报告的完整性、合理性、可靠性和实用性,以及对设计施工要求的满足程度。

(6)审核勘察费的结算。根据勘察进度,按合同规定签发支付费用通知。

(7)签发补勘通知书。

(8)协调勘察工作与设计、施工的配合。

2.2.2初步设计阶段

(1)结合工程项目特点,收集设计监理所需要的技术资料;

(2)协助业主拟订设计委托合同或设计任务书;

(3)审查设计单位提交的设计大纲,专业大纲和项目计划;

(4)配合设计单位开展技术经济分析,参与设计方案的比选工作,促进方案优化设计;

(5)参与主要设备、材料的选型,审核主要设备材料清单;

(6)设计进度控制。核查设计力量是否切实保障,项目工作计划是否切实执行;

(7)审核工程概算,控制工程投资。工程初设概算投资一般应控制在可研阶段投资估算范围之内,如果突破概算投资,最多不超出可研阶段投资估算10%;

(8)设计质量控制,审核工程项目设计图纸,审查设计成果文件,必要时抽查设计计算书,提出设计监理审查报告;

(9)根据合同规定,签发支付勘察设计费通知;

(10)业主委托的其他相关业务。

2.2.3招标设计阶段

大亚湾引水工程招标阶段业主聘请了招标机构,负责施工招标管理工作。由招标编写招标文件商务部分内容,由设计单位编写招标文件技术规范内容。设计监理主要工作是帮助业主审查招标文件。

(1)配合业主和设计单位,拟订工程项目施工招标方案;

(2)协助业主准备工程项目施工招标条件;

(3)协助业主审查招标委托合同文件;

(4)审查施工招标文件及招标图纸,审查设备采购标书文件,提出审查意见;

(5)协助业主组织现场勘察与答疑会。

2.2.4施工图设计阶段

(1)审核施工图阶段设计大纲,施工图设计的内容和范围是否符合设计合同要求;

(2)主持编制供图计划,协调设计出图与工程施工用图的矛盾,设计单位有计划供图,满足工程施工需要;

(3)审核施工图纸质量。审核施工图是否符合相应规程规范要求,审查设计计算方法及采用参数是否正确,图面表达是否准确、清楚,各专业施工图是否协调一致,对设计图纸提出设计监理审核意见;

(4)审查主要设备、材料性能及数量清单;

(5)审核设计变更,对重大的设计变更提出变更设计的审查意见和建议;

(6)督促设计单位按照合同要求提供施工图纸,按计划供图,保证施工用图;

(7)检查设计单位人员投入情况,包括人员素质、数量等;

(8)检查设计单位质量保证体系、质量保证措施落实情况;

(9)协调设计单位、业主、施工单位的关系;

(10)根据合同规定,签发支付设计费通知。

3、设计监理工作实施

3.1建立精简高效的现场设计监理机构

高素质的监理人员是搞好设计监理工作的根本。按照设计监理合同要求,黄河设计公司在现场组建了大亚湾引水工程设计监理部,抽调了各专业技术骨干和公司部分退休专家,进驻现场开展设计监理工作,参与设计监理的人员都具有教授级或高级工程师技术职称,专业负责人一般具有从事大型水电工程设计的丰富经验,大多都曾担任过公司专业总工或专业室主任职务,具有专业技术成果审查把关的能力和水平。根据监理机构设置及人员组成情况,明确了各级监理人员的工作任务和职责责任。

3.2编写设计监理工作计划书和监理工作细则

设计监理单位在接受业主委托后应编制设计监理工作计划书,一般由项目总监组织编写,报送业主批准并由业主转发给设计单位。大亚湾引水工程设计监理工作计划书主要包括以下几个方面内容:工程概况;监理服务的阶段、范围和目标;监理的工作内容;监理的组织机构和职责分工;设计监理控制措施和管理制度;监理人员进场计划以及各种监理工作用表格式等。设计监理工作计划书是全面开展设计监理工作的纲领性文件,经业主批准后,业主、设计单位和设计监理单位三方都要共同遵守执行。

监理部还组织编制了设计监理细则,根据设计阶段、工作内容、专业特点等,分阶段、分专业进行编写,使各专业设计监理工作实施和操作更详细、更具体。设计监理细则由设计监理专业负责人负责编写。

3.3实现设计监理工作制度化、程序化、规范化管理

设计监理工作计划书中明确规定了设计监理管理制度、控制措施及监理人员工作任务和职责权限,制定了设计监理工作用表。设计监理工作细则规定了各专业工作的具体内容和要求,工作程序和流程,明确其管理点和控制点。监理过程中严格按照规定的职责和责任分工负责,按照规定的工作程序和要求开展工作,按照规定的工作流程和时序传递文件和信息,按照规定的工作用表提交资料和成果文件。使得各级设计监理人员职责分明、目标确定、工作有序、成果规范,实现设计监理工作制度化、程序化、规范化管理。

3.4实施全过程跟追检查与阶段性成果全面审查相结合的控制措施

水电工程项目一般周期长,需要分阶段设计、逐步深化、不断优化、连续渐进的设计过程,相应设计监理也需要全过程的监控,跟踪检查,分阶段审查,对设计质量和设计工作进度进行全过程的控制。

设计监理通过设计方案技术讨论会,中间成果汇报会、监理工作例会等多种形式,检查设计工作进展情况、工作进度计划落实情况、设计方案及中间成果质量情况,发现问题,及时与设计项目组沟通解决。对阶段性设计成果进行全面的审查,提出设计监理书面审查意见和建议。施工图审查结论分为:“通过”、“复核”和修改三种,并填写图纸审核意见单、签盖设计监理审核章,未经设计监理审核通过的图纸不能用于工程施工。

通过全过程动态管理和控制,不但使设计工作计划得到落实,设计工作深度达到设计阶段要求,设计成果质量得到有效保证,而且可以及时发现问题,及时与项目设计人员沟通,避免了设计工作的返工和人力、时间等资源的浪费。

3.5增强服务意识,坚持独立、公正、科学原则,处理好与建设各方的关系

现场设计监理机构开展监理工作过程中,与参与工程建设的各方,不管有无直接的合同关系,都有一定的工作关系,必然要发生联系。设计监理必须坚持服务宗旨,增强服务意识,坚持以独立、科学、客观、公正的原则,对待和处理好各种矛盾,协调好各种关系,建立和创造团结和谐的氛围环境,设计监理工作才能顺利开展。

3.6编制设计监理工作月报和工作总报告书

设计监理部每月提交设计监理工作月报,月报的主要内容包括:设计单位当月完成的工程勘测设计任务情况、设计质量与工作进度控制情况,合同执行情况,重要事件、现场会议及来往信函文件情况,设计监理当月主要工作情况以及工程设计、设计监理、建设管理等方面存在的问题及工作建议。重大问题必要时可提出专题报告报送业主。通过工作月报,业主可以全面了解掌握项目勘测设计工作进展情况和设计监理工作情况。

设计监理工作全部完成后,编制设计监理工作报告书提交给业主,对各设计阶段的设计监理内容、设计监理结果以及设计监理建议进行汇总,对设计监理工作进行全面总结。

重视设计监理文件、档案管理工作,及时进行文档的整理、编制工作,设计监理工作完成后,及时按规定进行文档移交和归档。

4、结语

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论文关键词:会计信息失真,成因,对策

 

所谓会计信息失真是指会计信息未能客观真实地反映会计经济主体的经营成果和财务状况。会计信息是经济决策的重要依据,会计信息可靠与否,是会计信息使用人能否作出正确决策的关键。经济活动越复杂,会计信息在经济决策中的作用越大。然而,由于受复杂的社会环境与会计信息生成系统自身因素的影响,已使会计信息失真成为一种社会痼疾与国际性现象。

一、会计信息失真成因分析 (一) 经济利益和政治利益的驱使 现阶段,多种经济成分、多种经营方式和分配方式并存,经济利益多元化。企业领导从个人或企业的利益出发,为了获取贷款,减少纳税,吸收投资等,指使会计人员弄虚作假,甚至一个单位设立几套账。如给合作伙伴的是“如意表”;给贷款银行的是“放心表”;给税务部门的是“叫苦表”;给企业主管的是“业绩表”,这使财务报表成为无所不能的“万能表”。从另一个方面考虑,目前对企业领导的考核往往以实现的利润等指标为主要依据,某些领导为了捞取政治资本、骗取经济指标等,置会计准则和会计法规于不顾,指使会计人员采用非法手段对会计信息进行“技术加工”,这是导致会计信息失真的重要原因。

(二)会计准则、制度和会计政策有可选择性 由于各企业具体情况不一,准则只能对企业的工作提出基本原则和规范工商管理毕业论文,不可能尽善尽美,这样对同一会计事项的处理就会有多种备选的会计处理方法。如企业对存货采用不同计价方法,对其财务状况和经营成果会有不同的影响,究竟何种方法才算“如实反映”?此外,会计准则的制订颁布常落后于会计时间的发展和经济行为的创新。当新情况、新领域、新行业出现时,很难找到长期有效的会计准则作为会计操作的依据,使会计处理“无法可依”。

(三)内部控制制度不够健全 内部控制制度是企业事业单位为维护资产的完整性,确保会计信息的真实可靠性以及对经济活动进行综合计划、考核和评价而制订的制度、方法和措施的总称。然而一些单位没有完善有效的内部控制制度,致使会计资料在传递过程中,因相互脱节而发生错误或因两个不相容职务缺乏相互制约而发生舞弊;还有一些单位,虽然内控制度一应俱全,但在实际工作中,得不到有效执行,形同虚设,流于形式;不少企事业单位以及管理人员对这方面认识不足,致使内部控制制度的制订过于马虎、简单,各种错账不能即使被察觉和抑制,其反映的会计信息自然不可能真实可靠。

(四)会计人员综合素质不高 会计人员是会计活动的主体,对要发生的经济业务进行核算和监督。但目前有些会计人员素质较低,有些没有经过专门的培训,平时又不加强学习,在处理会计业务过程中由于对会计核算规范掌握不透,对新的理论和刚出台的经济法规研究应用较少,跟不上时代的步伐,从而日常核算工作不符合规范,对一些不确定的因素判断不准确,直接影响会计核算的水平;有些会计人员缺乏职业道德,为了个人的私利,知法犯法。会计人员素质的高低,直接影响会计信息的质量。

二、会计信息失真的对策探讨 要治理会计信息失真,也要采取综合治理对策。除了完善会计准则和会计核算制度外,对于会计工作失误的主要对策是建立和健全内部的控制,加强内部检查;对会计舞弊的主要对策是强化外部检查和监督及其处罚力度。此外,完善会计人员从业资格制度,加强会计人员的后续教育,提高会计人员素质也是防止会计信息失真的关键因素。

(一)建立和健全完善的企业内部控制制度。健全有效的内部控制,能够确保资产的安全完整、会计信息的合法与公正、经济业务合规合法,并提高经济效率。健全内部控制,通过适当授权和职责划分,确保经济业务合规合法;通过会计工作的内部分工及原始凭证的审核、记账凭证的编制与审核、记账与对账、资产清查、会计报表编制及审核等相互交叉稽核和内部审计的独立稽核,预防、发现并纠正会计工作中存在的失误工商管理毕业论文,以此来减少会计信息失真。这也是新《会计法》中增加了要求各单位建立、健全本单位内部会计监督制度的理论依据,实际上也是反映了国家希望通过相关法律促进各单位内部建立内部控制来减少会计信息失真的愿望。健全的内部控制能为提供真实的会计信息奠定良好的基础,各单位应结合本企业实际情况制定内部财务管理制度,建立稽核制度等,以便会计人员遵照执行,减少漏洞。规范单位会计行为,保证会计信息的真实、完整,离不开健全完善的内部控制制度。

(二)健全以审计监督为主,财政、税务、人民银行、证券监管、保险监管等部门监督检查及社会监督相结合的综合外部监督体系。审计组织是进行经济监督的专职部门,它们在提高会计信息的可信性方面具有其他经济监督管理部门不可替代的优势。国家审计机关重点作好财政、税收、国有金融机构、重点基本建设项目、专项资金、主要行政机关和事业单位及审计,其他单位交由民间审计组织进行审计;发展和完善注册会计制度,注册会计师作为市场经济的“经济警察”,应充分体现其职能和作用;提高审计覆盖率,逐渐做到有关单位的年度会计报表均经过审计。同时,也充分利用和发挥财政、税务、人民银行、证券监管、保险监管等部门和社会力量对会计信息进行监督,相互配合,相互协作,做到齐抓共管,形成综合的会计信息监督体系。

(三)依法处置会计舞弊者。在我国现行法律法规中,有《会计法》、《证券法》、《公司法》、《刑法》等规定了提供虚假会计资料的处理处罚规定。只要坚持有法必依、执法必严、违法必究,会计舞弊行为就会越来越少,会计信息质量将会越来越高。

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关键词: 港口工程;大体积混凝土;温度裂缝;防治措施

Abstract: mass concrete construction main characteristic is big volume, general entity minimal size is equal to or greater than 1 m; Its surface coefficient are small, cement hydration heat release more concentrated, internal temperature rise faster. Concrete inside and outside when large temperature difference, can make concrete produce temperature crack, affecting the structure and normal use. So must fundamentally analysis it, to ensure the construction quality. This paper analyzes the port engineering mass concrete structure in large temperature crack reasons, and the port of mass concrete used in the construction of the measures and the quality requirements for the raw materials are discussed.

Key words: port engineering; Mass concrete; Temperature crack; Prevention and control measures

中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:

0.前言

随着我国交通设施建设发展, 大体积混凝土在港口建设中的运用越来越多,主要是用在大中型的基础建设工程及桩基承台上。其特点主要是结构厚实,混凝土量大,工程条件复杂(一般都是地下现浇钢筋混凝土结构),施工技术要求高,水泥水化热较大(预计超过25度),易使结构物产生温度变形。大体积混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外,对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大,约束作用所产生的温度力也愈大,如采取控制温度措施不当,温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时,则易产生裂缝。下文主要对港口工程中大体积混凝土结构导致温度裂缝的原因,并对港口大体积混凝土施工中采用的措施以及原材料质量要求等方面进行了探讨。

1 港口工程中大体积水泥混凝土温度裂缝产生的原因

大体积混凝土温度裂缝产生的主要原因是由于混凝土的导热性能差,其外部的水化热量散失较快,而积聚在结构内部的水化热则不易散失,造成混凝土各部位之间的温度差和温度应力,当表面拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝,给工程带来不同程度的裂缝。能够深刻了解大体积混凝土中温度变化所引起的应力状态对结构的影响,认识温度应力的一系列特点,掌握温度应力的变化规律,了解大体积混凝土温度裂缝产生的机理,对于制定有效的施工方案,保证施工质量能起到至关重要的作用。这就要求施工单位在原材料的选用、配合比的确定、混凝土的测温、降温和保养等几个方面严格把好质量关。

(1)影响混凝土内外温差的主要因素有混凝土厚度泥用量、水泥品种、浇筑入模温度及环境温度等。混凝土越厚,水泥用量越大;水化热越高的水泥,其内部变形越大,形成的温度应力越大,产生裂缝的可能性越大。因此, 防止大体积凝土出现裂缝最根本的措施是控制混凝土内部和表面的温度差,降温速率要比升温速率高,裂缝的产生可能发生在升温阶段,也可能出现在冷却阶段,升温阶段多为混凝土表层出现不规则裂缝,而在冷却阶段,则常由于外界条件的约束致使混凝土内部出现贯穿性的长裂缝。

(2)混凝土浇筑后,水泥水化产生大量的热,引起混凝土内部升温较快。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。混凝土达到最高温度后, 随着热量的散发又开始降温,直到与环境温度相同。在升温结束后的散热阶段,由于内外混凝土散热条件不同,造成外部混凝土温度低于内部混凝土温度。这样,在升温和降温阶段,混凝土结构内外都形成同一方向的温度梯度,导致其变形不一致,从而使混凝土内部受压、外部受拉。当混凝土的抗拉强度小于温度拉应力时,就会产生裂缝,温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性以及结构不合理、原材料不合格(如碱骨科反应)、模板变形、基础不均匀沉降、运输和浇筑过程中的离析现象等。在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束又会在混凝土内部出现拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝;许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也可能导致裂缝的产生。

2 港口工程中大体积水泥混凝土温度裂缝的主要应对质量控制措施

(1)控制混凝土原材料的质量和技术指标。选用低收缩原材料,如较高的水泥,较低含泥量的砂石以及合理的砂石集配。高碱水的外加剂,降低用水量和水泥用量,配置出收缩较小的混凝土。水化热控制,水泥水化热造成温升,这样固化后的混凝土在降温过程中会产生较大的冷缩和温差拉应力,而混凝土抗拉强度低、变形能力小,很容易开裂。在混凝土中掺入膨胀剂,使其产生适度膨胀,用以抵消混凝土结构的部分冷缩,从而可以减轻或避免温差裂缝的出现。在混凝土中掺入适量的缓凝减水剂可以延迟水泥水化热的释放速度,同时降低热量。而且此类减水剂还可提高混凝土的流动性,有利于运输和泵送;同时能够避免连续浇筑混凝土过程中的冷接缝问题,降低渗漏隐患;另一方面,减水剂的使用可以节约水泥用量,从而降低造价,且水泥用量越少,水化热就越低, 温差裂缝就越少。掺入粉煤灰或矿渣等活性混合材料,取代部分水泥,降低水泥水化的发热量,减少温度应力,减少裂缝的出现。以上众多因素都可以导致混凝土结构自身的抗拉强度低于外施加给它的拉应力,从而导致结构物开裂。因此,外部引起的裂缝是可以避免的。只要通过合理的设计、正确的施工和有效的保养,就可以避免此类裂缝的产生。提高结构设计的合理性,合理的设计能够减少由外因引起的裂缝。例如,由结构设计没有考虑好而造成结构变形协调、刚度协调问题,就可能出现裂缝。因此,设计人员应该注重结构设计,确定膨胀加强带的位置,加强带两侧用免拆模板网拦起,并采用钢筋绑扎牢固。在配筋时考虑钢筋的大小和粗细问题, 尽量多用细而密的配筋,少用粗而少的配筋。加强对基础的处理和合理选择混凝土材料。

(2)采取正确的施工方法在混凝土生产前,施工人员和监理工程师必须检查原材料质量是否符合有关标准。仔细校核计量装置,检查搅拌机器设备和现场泵管布置,确保混凝土生产和泵送时设备能够正常运转。派专人负责投料, 并符合计量要求。水泥、砂、石、外加剂、膨胀剂、粉煤灰、矿渣粉和水都必须经过计量后才能投入搅拌机,计量误差应符合规范要求。膨胀剂不得少掺,也不得多掺,及时测定砂、石的含水率,以便及时调整混凝土拌合用水量,随意增加用水量及搅拌时间, 确保混凝土搅和均匀。混凝土浇注前的准备:模板按设计图纸安装,必须固定牢固,清理干净模板及钢筋间的所有杂物并在表面涂上脱模剂,模板缝应严密,不得漏浆,将加强带两侧的免拆模板网绑扎牢固,并用竖筋加固,以免密孔铁丝网被混凝土压垮。每块混凝土连续浇注时, 必须保证软接茬以防止产生冷缝, 造成防水隐患。混凝土的振捣必须密实, 不能漏振、欠振、过振。振捣时间宜为20s~30s,以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。振捣时快插慢拔, 振点布置要均匀。在施工缝、预埋件处需加强振捣,以免振捣不实,造成渗水通道。振捣时应尽量不触及模板、钢筋、止水带, 以防止其位移、变形。每个浇注带的宽度应根据现场混凝土的方量、结构物的尺寸、供料速度、泵送工艺等情况预先计算好,避免冷缝的出现。

3 结语

篇6

关键词:基因工程;教学改革;探索

中图分类号:G42 文献标识码:A

文章编号:1009-0118(2012)04-0108-02

21世纪是生命科学的世纪,分子生物学作为最前沿的生命科学,主要从分子水平研究生命活动的现象与本质,如DNA的复制、基因的表达与调控、遗传与变异等。随着分子生物学研究的深入与发展,除了在分子水平上了解生命的特征外,在分子水平进行更有效的生物学研究以及在分子水平进行物种改造是生物学界共同关心并十分重视的问题,在这种情况下,基因工程应运而生。基因工程是生命科学的前沿,它的发展带动了以其为核心的生物技术体系的发展[1],并且已成为当今生命科学研究领域中最具生命力最引人注目的前沿学科之一[2]。基因工程技术作为生物学的前沿技术,在社会生产生活中发挥着越来越重要的作用,随之而来的是此方面人才的短缺,迫切需要在相关高校加大生物技术人才尤其是基因工程技术人才的培养力度。作者所在学院(浙江海洋学院海洋科学学院)于2007年新增了生物技术专业,希望能为国家培养这方面的人才。基因工程技术的发展日新月异,基因工程课程内容繁杂、抽象,如何能在有限的课时里让学生既能学习到基因工程必备的理论知识和技术手段,又能把基因工程技术最新的研究成果给学生加以介绍成为当前基因工程教学亟待解决的问题。在当前教育体制下,深化教学内容、改变教学方法以提高教学效率成为解决此问题的唯一途径。鉴于此,我们参考其他高校的经验,同时结合本校教学实际对基因工程教学内容、手段、方法及考核方式进行了探索式改革,希望能在有限的课时里让学生对基因工程技术有一个全面的认识和深入的理解,为以后的深造打下良好的基础。

一、教学内容改革

(一)精选教学内容

基因工程课程为我校生物技术专业的核心课程,所选的教材是孙明主编的《基因工程》。基因工程课程和分子生物学、细胞生物学、基因操作原理等课程内容存在一定重复。例如PCR技术、基因表达调控在分子生物学中作为重点内容讲授,那么在基因工程中就不必占用较多的课堂时间来讲解,可以通过提问的方式让同学们进行回顾即可。

(二)调整教材体系

《基因工程》教材众多,内容丰富多彩,各有侧重。在选择教材时,我们结合本校学生为地方院校的本科生,专业基础相对薄弱等特点,教材选择力争全面、完善、浅显易懂,即能够把基因工程技术的精髓传授给学生又不至于给学生带来很大的学习压力,因此选择以孙明主编的《基因工程》(科学出版社,2002版)为主,同时为使学生在较短的时间内掌握相关知识,教学内容经过优化设计,使之更具条理性。我们力争将基因工程课程抽象的理论用简明扼要的语言加以精炼,同时尽可能的为学生提供进入实验室的条件,使他们能在实验室中对基因工程技术有一个直观的认识。

(三)紧跟学科发展前沿,更新教学内容

基因工程技术的发展日新月异,不断有新技术出现,教材内容的更新远远跟不上技术的更新。为了使学生能够全方位的了解基因工程领域的最新技术,我们不能仅仅局限于教材内容,而是在教材教学的同时将最前沿的基因工程技术穿来,开阔学生视野,扩大其知识面,塑造他们的批判精神的创新能力。

二、教学手段改革

基因工程是一门基础性很强的学科,课程内容信息量大、更新速度快、抽象复杂,要求教师在教学过程中必须具有前瞻性和开创精神,努力使教学跟上学科的发展进程,向学生传授教材以外的新知识、新技术、新方法,培养学生的独立思考和勇于探索精神,为学生继续深造打下良好的基础。传统的教学手段,照本宣科,只能使学生得到一些感性认识,无法得到直接的体验,不能激发学习兴趣,加以内容晦涩难懂,久之学生就容易对本课程产生厌倦心理,学生学着很累,老师教起来更累。这就需要教师在基因工程教学过程中勇于开拓创新,不拘泥于传统的教学手段,善于采用新型的教学方式,以激发学生的学习兴趣、较好地掌握整个知识体系为最终目的。

传统板书教学延续至今,有其突出的优点,比如板书在黑板上保留时间较长,便于学生总结归纳、复习巩固,板书书写灵活互动,有利于捕捉课堂闪现的灵感等等。但是传统板书在形式上比较单一,不能声情并茂。另外,板书教学教师占主导地位,学生只是被动的“填鸭式”接受,兴趣索然。另外,基因工程课程本身有许多传统的板书无法进行描述的实验内容等,这就使得传统的板书教学无法单独适用在本课程教学过程中。

为了激发学生的学习兴趣,近几年,某些有条件的高校开设了基因工程的双语课程,不仅很好的调动了学生的学习积极性,同时使学生在本科阶段就能够掌握专业外语,非常有利于学生以后在第一时间快速阅读外文文献,以便迅速掌握和了解基因工程的发展动态[3]。我们借鉴这种教学模式,努力在基因工程课程教学中尝试双语教学,很好的锻炼了学生的专业英语听说能力。

多媒体教学是弥补传统板书教学呆板、灵活性差的利器。运用形象、直观的多媒体技术可以创设出一个生动有趣的教学情境,以其独特的形、声、景扣动学生的心弦,化无声为有声,化静为动,使学生进入一种喜闻乐见的、生动活泼的学习氛围,从而使学生产生极大的学习兴趣。此外,多媒体教学还具(下转第110页)(上接第108页)有增加教学容量,提高教学效率、提高教学质量、培养学生抽象思维能力等优点。多媒体教学是对传统教学方式的一种颠覆,其本身也不可避免的存在一些缺点,比如容易产生华而不实,不能紧扣教学内容,过于轻视学生的主体和教师的主导作用等。我们在基因工程教学过程中,将传统的板书教学和多媒体教学有机结合,相互穿插,有效的激发学生的学习动力,同时又将学生的主要精力放在课程内容的学习上,取得了良好的教学效果。

三、教学方法改革

“填鸭式”教学方式沿用至今,已远远不能适应当前学生的思维特点。必须真正转变以课堂、教材为中心的传统模式,采用新型的任务驱动、项目导向等有利于提高学生创新能力、表达能力与批判精神的教学模式。此外,基因工程课程属学科发展快,内容丰富、抽象,学生难以理解,要想使其全面掌握相关的专业基础知识,改革教学方法是非常必要的,在教学过程中综合运用多种教学方法,是教育教学改革的重要内容。

(一)启发式教学

单纯的老师在台上讲,学生在下面听,加之基因工程内容难以理解,很容易使学生产生厌倦心理。我们借鉴前人经验,在课堂教学中穿插启发性的问题。从学生的实际出发,采用多种方式,以启发学生的思维为核心,调动学生的学习主动性和积极性,促使他们生动活泼地学习。

(二)研讨式教学

基因工程技术发展迅速,在其发展过程中出现了一些伦理问题,比如克隆动物、转基因动物等的出现。我们在基因工程教学过程中将这些与本课程相关的热点问题引入课堂,引导学生思考并进行分组讨论,提出自己的见解,对某些不一致的观点进行辩论。通过这种方式,激发了学生的科学思维和批判意识,同时培养学生的团队工作能力、团队合作精神以及表达能力与应变能力。

(三)开放阅读式教学

结合基因工程课程更新速度快的特点,引导学生通过网上浏览、图书馆借阅等方式了解本课程最新研究动态,不但激发他们的学习兴趣,同时培养他们查阅资料的能力,为将来的深造和工作打下良好的基础。

四、改革考核方式

为了引导学生树立正确的学习态度,建立良好的学习习惯,在《基因工程》课程考核中,我们采用了平时成绩和卷面成绩相结合的方式,平时作业、考勤、发言等成绩占40%,期末卷面成绩占60%,充分调动了学生的学习积极性。这种多元考核法注重过程型学习能力的培养,克服了学生突击复习应对考试带来的弊端,真实客观地反映出学生的学习效果,使考核方法具有科学性、合理性。

期末考试也不仅仅拘泥于传统形式,而是采用标准化统一考试和论文法相结合的方式。标准化统一考试采用闭卷形式,课程小组统一流水阅卷。题型主要包括名词解释、填空题、选择题、判断题、计算题、简答题、论述题、综合分析题等,主、客观题各占一定比例。一般客观题所占比例较大。论文法则是以闭卷形式出2—5道论文题,学生可以提前准备一些材料,写在一张白纸上,不能将相关书籍及资料带入考场,要求在两个小时内做出论文。

总之,为了使学生全面掌握基因工程课程相关理论和技术,了解最新的研究动态,我们在教学内容、方法及考核方式等进行了全面的改革和深入探索,力图培养学生的批判意识、科研思维及创新能力,为将来的读研及走上工作岗位打下良好的基础。“路漫漫兮修远,吾将上下而求索。”基因工程教学的成功非一朝一夕能够造就,我们将不断探索,力争完善。

参考文献:

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(一)相关的生物技术网站

充分利用现代生物技术相关的网站资源是“基因工程”课程教学的重要一环。这些网站实时反映了生物技术最前沿的理论和技术成果,可以对教学内容作出实时补充与更新。因此,笔者在教学过程中,向学生推荐了一些生物类网站,如影响力较大的中文网站生物谷、生物秀,目前国内内容最专业、系统最完善和技术最先进的生物医药门户网站生物通。另外,国外还有许多生物技术类的网站,通过这些网站可以检索到开展基因工程研究的信息资料。笔者多年的教学实践证明,通过课程教学中实时链接相关网站进行教学以及学生自己在课下浏览网站内容,可以大大激发学生学习“基因工程”课程的兴趣。

(二)文献数据库

高校和科研院所的文献数据库可为“基因工程”课程教学内容提供有益的补充。全国各高等院校与科研院所图书馆购买多个中英文全文数据库,中文数据库主要有CNKI科技期刊全文数据库,维普中文科技期刊全文数据库,博士、硕士论文全文数据库等,其中与基因工程相关的期刊包括“中国生物工程杂志”“生物工程学报”“农业生物技术学报”“分子植物育种”等。此外,“中国农业科学”“林业科学”等综合性期刊也有与基因工程相关的动态信息。此外还有各类专业性较强的生物技术类期刊。通过对这些数据库相关期刊文献的追踪,可以让高校师生与研究人员及时获取新的基因工程知识、掌握基因工程研究领域的前沿动态信息。

二、网络资源在“基因工程”课程教学中的应用

(一)利用网络资源,提高备课效率和质量

互联网的最大优势是可以突破时空界限,实现资源的共享。利用互联网很容易获取关于基因工程的有关信息资料,例如精品课程教学大纲、教学课件、教案、实验教学录像等。教师可根据教学内容需要,通过搜索引擎得到同行的教案与课件等教学素材。教师借鉴这些素材,不仅节约了时间,提高了备课效率,而且还博采众长,有效地提高了备课质量。

(二)利用网络资源,追踪科学前沿,更新教学内容

进入21世纪,生命科学研究领域的理论和技术不断创新,而“基因工程”是集生命科学理论和生物技术于一体的实践性很强的一门课程,更新的理论和技术不断应用到基因工程的研究和实践应用中。因此,仅依靠教材不能实时反映基因工程相关领域的最新理论、技术及其应用现状。互联网信息量大且更新速度快,它为教学提供了丰富的信息资源和最新的学科资讯。例如,笔者2006年在“基因工程”课程教学过程中,在讲授基因表达调控———基因沉默技术这一节内容时,实时地介绍了因发现RNA干扰机制而获得2006年诺贝尔生理医学奖的美国科学家安德鲁•法尔和克雷格•梅洛)的有关实验,进而将RNA干扰技术的最新研究进展技术进行了重点介绍,包括amiRNAi的原理和优点、WMD3软件使用方法、amiRNAi技术应用案例分析等内容。

(三)利用网络资源,丰富教学手段,提高教学效果

网络资源内容具有多样性,不仅可以利用文字和图片,做到图文并茂,而且还可以利用动画、视频等多媒体资源,使抽象、难懂、枯燥的内容变得生动、直观、形象,便于学生理解和记忆,这样不仅能够激发学生的学习兴趣,还能提高学生的学习效率。例如,教师在介绍PCR、qPCR技术原理时,可通过Flas将在PCR管中的一个生化反应以形象可视的方式进行展示,使抽象的原理变得直观易懂,学生很容易理解且印象深刻,同时教师的教学效率也得到了提高。另外,教师在进行RNAi内容教学时,通过一个视频短片对RNAi的作用机制进行了生动展示和讲解,使复杂的调控机制化繁为简,再加上短片配有背景音乐,使教学成为一种享受。

三、网络资源在“基因工程”课程教学中的应用效果

笔者在“基因工程”课程教学中,充分利用网络资源,实时补充和更新生命科学前沿的理论与技术成果,利用Flash、Movie等声像资料开展动态直观的教学活动,不仅使学生拓宽了知识面,而且极大地激发了学生的学习兴趣。按照北京林业大学教务处设计的学生对教师教学质量评价的标准,对生物技术专业135名学生的调查发现,92.7%的学生认为“基因工程”这门课程合理地运用了网络、多媒体等现代教育手段;93.2%的学生认为教学内容丰富充实、信息量大,而且还补充了新知识;93.0%的学生通过“基因工程”课程的教学活动激发了学习兴趣,学习成绩得到了提高。笔者综合分析了11个评价项目,发现各项累计得分为93.45分,取得了较好的教学效果。

四、总结

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论文关键词 花色;基因工程;花色苷;植物色素

论文摘要 基因工程在植物花色改良中正发挥着越来越来重要的作用,综述了植物花色苷基因工程所采用的方法和策略,包括花色苷生物合成基因的分离克隆、基因的遗传转化和基因工程改良的基本策略。

利用基因工程改良花色是花卉分子育种的重要手段,不再受植物亲缘关系的限制,花色改良的效果通过目测和少量辅助手段即可判断[1]。花色苷是植物次生代谢过程中产生的黄酮类物质,它是花色素与糖以糖苷键结合而成的一类化合物,广泛存在于植物各组织细胞的细胞液中,使植物呈现从红、紫到蓝等的不同颜色[2]。花色苷的生物合成途径是被最为广泛而深入研究的植物次生代谢途径,特别在主要模式植物中,已经有了清楚的认识[3]。许多花色苷生物合成途径中的关键酶基因和调节基因均已经从不同植物中克隆到[3,4]。转基因花卉主要用于观赏,易被公众接受,具有传统育种手段难以比拟的优越性,必将给花色改良带来革命性的影响,已成为当前花卉育种研究的热点。

1 花色苷生物合成基因的分离和克隆

植物花色苷基因工程改良遵循一般植物基因工程规律,了解特定色素生物合成途径、克隆关键酶的基因是植物花色基因工程改良理论依据和前提。首先是花色苷生物合成途径基因的克隆,第1个被分离的花色苷合成酶基因是CHS基因,它是从欧芹(Petroselinum cnispum)悬浮细胞用差异杂交分离到的[5];以后利用转座子标签、PCR扩增、异源杂交、差异cDNA克隆、电子克隆、蛋白质纯化与差异筛选等方法分离克隆到了多个花色苷生物合成相关基因。花色苷的生物合成是从莽草酸代谢途径合成苯丙氨酸和脂肪酸合成代谢合成丙二酰CoA开始,经苯丙烷类途径合成[6]。根据基因对花色苷生物合成的作用可分为结构基因和调节基因[7]。结构基因直接编码花色苷生物合成途径中的生物合成酶类,如PAL、4CL、CHS、CHI、F3H、DFR、F3′H、F3′5′H、ANS、3GT等基因;另一类是调节基因,它们调控花色苷生物合成基因的表达强度和模式,同时控制花色苷在时空上的变化,如AN1、AN2、JAFl3和AN11等[8]。

2 基因遗传转化的方法

基因转化的主要方法有农杆菌介导法[9]、基因枪法 [10]、花粉管导入法[11]、化学试剂诱导法[12]和电穿孔法[13]等。

农杆菌介导的基因转化方法是迄今最可靠、最有效的转化方法。现在的转基因再生植物中,80 %以上是用这种方法获得的,主要有叶盘转化法、整株感染法和原生质体转化法[14]。

基因枪法又称微弹轰击法,是由康乃尔大学Sanford等[10]建立的基因导入方法,其基本原理是利用亚精胺、聚乙二醇的粘附作用将外源DNA包被在微小的金粒或钨粒表面,然后在高压的作用下微粒被高速射入受体细胞或组织。

花粉管通道法最早由周光宇提出[11],其基本原则是利用开花植物授粉后形成的花粉管通道使外源DNA 沿着花粉管进入胚囊,转化尚不具备正常细胞壁的卵、合子或早期胚胎细胞的方法。

化学诱导法[12]的主要原理就是聚乙二醇、多聚-L-鸟氨酸、磷酸钙在pH值较高的条件下诱导原生质体摄取外源DNA分子。

电穿孔法又称电激法,首先由Neumann提出[13],是在高压电脉冲作用下,在新鲜分离的原生质体的质膜上形成可逆性的瞬间通道,从而发生外源DNA 的摄取。

此外,还有脂质体转化法、低能离子束法、病毒载体转化法、转座子介导法和浸泡法等。

3 花色苷基因工程改良的基本策略

花色苷合成由多个代谢步骤、多基因决定,所以利用基因工程改造花色苷一个重要策略就是还原法,即欲修饰某个性状时,先要明确决定该性状的特异生化物质,然后对形成该生化物质的代谢途径进行基因工程操作。具体就是分析催化各反应步骤的酶、编码这些酶的基因及其表达调控[15]。多步骤的代谢途径有限速步骤,而限速步骤对整个代谢途径起着决定性作用,所以对限速步骤的遗传操作往往是还原法的重要突破口。增强某种关键酶的表达,往往可使花色苷合成途径朝生成其催化产物的方向进行;而抑制该酶的表达,则会使反应朝合成途径的另一分支进行,导致另一种产物的积累[16]。

3.1反义抑制法

利用基因工程技术进行花色苷修饰的常用方法是反义抑制法,首先明确决定花色苷的特异生化物质,然后分析该生化物质代谢途径中催化各反应步骤的酶,克隆编码这些酶的基因,反向转入到目的植株中,外源DNA转录产物与内源的互补mRNA结合,而抑制目的植株中这些生化物质的合成[17]。利用该技术已在矮牵牛[17,18]、[19-21]等几种观赏植物中进行成功了花色修饰。

3.2共抑制法

共抑制法,又称正义抑制法,即正向导入1个或几个内源基因的额外拷贝,反而抑制该内源基因转录产物mRNA的积累, 进而抑制该内源基因的表达[22,23]。该技术在矮牵牛[24]、[19]、蓝猪耳[25]等花卉的花色修饰方面已取得成功。

3.3导入调节基因

如果植物已具色素合成结构基因,只是因为组织特异性或缺乏调节基因表达产物的激活而不表达时,导入调节基因并使之适当表达可活化特定的结构基因, 改变花色。如Quattrocchio 等[26]将系列花色苷合成的调节基因转入矮牵牛,获得红色的愈伤组织和粉红色花色的转化株。Kim[27]将玉米C1基因通过农杆菌介导转入烟草,使株花瓣变狭长,颜色显著变浅。

3.4导入新的外源基因

Meyer等[28]首次将源自玉米的编码DQR的A1基因导入矮牵牛白花突变体中,产生了开砖红色花的矮牵牛。1992年澳大利亚Calgene Pacific公司与日本Sundory公司合作向蔷薇中导入F3′5′H基因获得成功,同年该公司在矮牵牛中导入该基因获得蓝色矮牵牛[29]。此外,在花色基因工程操作中,也可以导入调节基因以增强或减弱原有代谢产物表达,或导入其他与花成色作用有关的基因,如pH基因、辅助色素基因、细胞形状基因等,也可以同时导入与某种花色有关的多种基因。

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4 植物花色苷基因工程改良的安全性

植物花素属次生代谢产物,与植物防御系统相关。因此,基因工程改良花色可能妨碍植物的生存。同时,无法预测外源基因在转基因植株遗传背景中会产生的作用和后果[1],在环境安全性方面存在潜在的威胁,如转基因花卉杂草化、产生对人类有害的代谢物、因基因漂流而污染环境、给传统的传粉者带来困惑等。

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篇9

关键词:基因工程;四步教学法;建议

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)03-0158-03

一、《基因工程》的重要性

生物学已经进入到以《基因工程》操作为代表的分子操作的时代,所以《基因工程》知识是每个本科生所必须掌握的,是当代大学生的标志。同时,《基因工程》是对大学里面所学各种生物学知识的融会贯通和综合运用,如微生物学、生物化学、分子生物学、生理学……等相关知识。《基因工程》知识的学习,对于本科生进行研究生入学考试有重要作用。大学教育已经成为普及教育,而研究生教育发展为精英教育,所以研究生入学成为很多大学生选择的方向。研究生招生规模也在扩大。研究生学习基本上都采用分子操作手段进行研究,这使得大学生对于《基因工程》的知识必须掌握。对于本科生的就业也有重要作用。社会上有很多行业要求掌握《基因工程》知识。①医药工业,有大部分的药物通过《基因工程》手段生产,如干扰素、白介素、生长因子、肿瘤坏因子、人生长激素等等,运用基因工程手段生产是药物发展的一个方向。②酶制剂工业,现在有很多酶制剂工业,如无锡酶制剂厂(现被杰能科技公司收购),很多国外酶制剂公司入驻中国,酶试剂工业大部分应用《基因工程》方法生产。③高校产业,现在主要的科研力量在高校,所以科研中有大部分投入,大量的设备、试剂、耗材……,几乎现在所有的科研活动都深入到《基因工程》领域,所以相关知识的学习显得非常重要。我们在《基因工程》的教学过程中,建立了“四步教学法”,经过五届学生的实践教学实验,取得了良好效果,产生了很好的反响。在此对“四步教学法”作以介绍,希望对《基因工程》教学能够提供一些借鉴意义。

二、《基因工程》“四步教学法”

“四步教学法”过程:第一步、课堂讲授环节,先在课堂上讲授全面知识,使学生对于基本知识有个大概了解;第二步、实验环节,在上实验时将主要内容再讲述一遍,使学生加深对重点知识的了解,同时回顾课堂上所学知识、增加对知识的理解深度;加强学生在实验中的动手能力,使学生将课堂上所学知识运用到实践中去;第三步、复习阶段环节,在考试前,将全部知识点给学生写出来,让学生按照知识点将《基因工程》知识再复习一遍,学生为了考试,将所有知识进行通盘学习和掌握;对所学知识进行又一遍的理解,很类似“反刍”过程,可以增进对《基因工程》知识的消化吸收;第四步、考试环节,考试中将主要知识出在试卷中,使学生将所学的知识再系统学习一遍。学生在放假期间对掌握不全面的知识进行深入了解,有针对性地进行研究生入学考试的复习。

第一步,课堂讲解环节,这个环节重点在老师的讲解,其实也是教学过程的重要环节,采用下面几个方法增加学生对知识的理解和掌握。

1.增加课堂教学趣味性:①讲述《基因工程》中的发现故事,使学生了解PCR的发明过程:对PCR的发明过程作了绘声绘色的描述:Kerry Mullis开车飞驰在101国道上,窗外树影婆娑,橡树花的芬芳扑面而来。他思考着基因工程操作实验,在脑海中看到DNA分子双链缠绕在一起,又看到DNA聚合酶连接到双链上,开始复制……接着又有一对DNA分子合成……忽然间,想到面临着巨大的发现,他停下车把这个思想记录下来……经过推广应用,在1993年获得了诺贝尔奖金。②对操作中用到的物质性质进行夸张以加深学生印象:EB作为强诱变剂,对它的诱变性进行夸张,如“有可能产生巨大的突变,从而使人退化变成猴子”的故事。③让学生体会科学的魅力、认识科学的美妙,在讲解M13噬菌体时,它的特性是以+DNA链为模板复制得到-DNA,成为复制双链DNA;而到200个拷贝时,+DNA链被特异蛋白质所连接,只能以-DNA链为模板合成+DNA链,而后组装M13噬菌体,并释放到菌体外。可以用离心方法分离得到上清中的+DNA链,沉淀中的复制双链DNA。④在学习λ-DNA体外包装时,获取体外包装蛋白,选取D-、E-突变体时,用42℃筛选不能生长者为D-、E-突变体,是因为这些噬菌体不能生长,可以让学生认识科学的魅力和美丽。

2.将科研过程中遇到的问题加入课堂内容,以增加学生学习知识的兴趣,并加强所学知识的亲近感。学生们见到书本上的东西,觉得离他们太遥远,所以将科研中的内容结合课本知识讲解,使他们觉得所学知识就是他们工作中用到的知识:热激诱导过程、定点诱变问题。在PCR扩增时,从同事那里取来扩增基因的模板,人家说稀释200倍再作为模板,这样扩增了二周也没有扩增出来基因。后来发现,由于模板不足,而不能扩增出基因,到后来将所有模板加入进行PCR扩增,得到了基因。

3.加强知识与实际工作相结合,加强学生学习的真实性。在讲解Taq酶时,讲解它所产生的巨大的产值,与学校和企业的产值相比,让学生对此有深刻了解。利用实际生活中的例子,如两个酶制剂厂,所用酶菌种全部来自日本,说“生命”完全控制在别人手中,别人不给就不能生产,可以加强学生的责任感,加强学习的动力。另外,在广州一家工厂生产酱油,是我国科学家利用《基因工程》方法提高产量而占领市场,让学生增加自豪感,提高学习动力。讲解pUC18/19名称的来历是,plasmid of University of CaliforniaI(加利福尼亚大学),希望学生能够刻苦学习而有所成就,能够发明相同的东西而命名。

4.加强知识与考研相结合原则,这个时期学生最关心考研,所以将考研中可能遇到的知识点在课堂上指出来。同时将在考研中学生所面对的一些常识问题指出来,引起学生重视而不出现失误。考研是学生“迷茫”时期,让学生知道要根据自己的能力选择合适学校,有一些同学报考竞争很激烈的学校,因为没有考上而转回本校,成为自费学生,每年交好多学费,加大了学生的经济负担;有的学生则没有学校可上,白白浪费一年的时间。

第二步,实验环节,这个环节是学生加深理解书本知识的环节,对于学生来说,也是很有意思的动手操作环节。由于《基因工程》课程的特点和知识的系统性,以及实验的完整性。实验必须集中在课程学完之后统一进行,将课堂所学内容系统地实验一遍,这也是“四步教学法”得以实施的原因。也只有将所有有关知识学完之后,学生才能在实验中作好操作。增加学生对内容的理解,相当于对理论知识又学习了一遍。这时将实验原理进一步讲解,是对《基因工程》重点内容的又一次理解。实验之前先学好原理,所以在《基因工程》中要注重原理的讲授。《基因工程》实验每一步都要注意,“高手(好的棋手)下棋要看三步”,不能在用的时候没有了试剂或缓冲液、再不就是少了实验过程中所需要的工具酶,任何一个环节少了都做不好实验。如果学校条件允许,可以安排教学实习环节。安排一些较深的《基因工程》实验内容,进行实战性的实验。是课堂实验的延伸,是对学生《基因工程》知识的全面检验。将科研中的一些初级问题放入教学实习中,让学生对科学研究有感性认识。实验环节中所作的是一些常规性实验,学生往往不太专注。根据我们的经验,安排了这个教学实习环节后,学生对于《基因工程》知识掌握的深度和强度都有了很大提高,也增加了学生对科学研究的兴趣,加强了学习主动性和积极性。比如,我们让学生进行阳性转化子的筛选工作,提取出来的质粒双酶切之后没有见到电泳条带,学生就上网上查找生物学网站进行查询;后来发现DNA回收柱时,DNA回收率过低是原因。这样不仅加深了对知识的理解,同时进行了科研的训练。

第三步,复习环节,这个环节重点是让学生复习所学知识。考试不是目的,掌握知识才是目的,老师将知识点给学生写出来,让学生知道哪一部分是重点内容,避免学到了细枝末节东西,而没有掌握主要知识。让学生在较短时间内将课堂所学知识复习几篇,达到了然于胸的效果。在学生复习过程中,安排好答疑,老师天天在办公室,学生有问题随时可以解答。

第四步,考试环节,这个环节很重要。在2个小时的考试时间里是学生效率最高的时候,这2个小时是他们在课堂下学习一个星期、甚至比一个月学到的东西还要多,也是学生综合运用所学知识的时间。将他们在课堂上所学的零散、细碎的、不系统的知识,进行综合、系统、连贯的处理。其实相当于“反刍”、消化吸收、合成的一个全过程。大多有心的学生也会在考试完了之后,对一些不太了解的内容重新学习,从而进一步深入学习了知识。

三、考试后分析

在考试后,积极分析学生成绩,发现学习中的问题,让学生感觉到老师的关心。从成绩中可以看出,生物科学两个班学生学习效果不同。一个班的成绩出现两极分化现象,而另一个班的成绩则比较平均,这与两个班学生的学习氛围不同有关,前一个班学习气氛比较活跃、爱玩,所以爱学习的学生成绩更好,而不爱学习的学生见到别的学生玩,他们也跟着玩,所以成绩只会更差。后一个班的学生学习氛比较死,全班都在学,没有人玩,所以大家都在学,学习差的学生也跟着学好了,只是没有前一个班里的学习尖子多。前面那个班平均成绩只比后面班里学生的平均成绩少5分。总体上生物科学专业的学生成绩比较好,在上课过程中,常见到生物科学专业的学生到课率比较高,而生物技术专业学生的到课率则较低。在教学方式上,内容比较有针对性,不能面面俱到,因为在学习过程中要掌握重点知识,在教学中必须突出重点。

四、基因工程教学建议

1.上课时间的安排,首先,《基因工程》是21世纪大学生所必备的生物学知识,要学好这门课就必须安排好上课时间。根据多年教学实践,安排在大四已经不太合适,因为很多学生在大四考研、四、六级英语,造成学生到课率较低的情况。大四后一学期要进行毕业实习、研究生面试、找工作、毕业论文等等事情,更不可能安排在后一学期。将课程安排在前一学期,由于学生要准备研究生入学考试,对于非研究生入学考试课目不放在心上,虽然也知道这门课很重要,但是毕竟研究生入学更重要,上课时常常没有全神贯注学习,所以说并不能达到教学的目的。但是,这门课又需要很多基础课作为前备知识,所以安排在大三上比较合适;如果过早,学生又没有相应的知识基础。有几方面原因:①学生已经有了《基因工程》所需要的基础知识:如分子生物学、生物化学、微生物学;②方便学生考研或找工作,在大学四年级上学期,大部分学生要考研,学生大部分时间花费在考研课目里面,如果这门《基因工程》不是应试课目,学生到课率受到影响,学到知识也比较少。在三年级中,又有上学期和下学期之分,由于学好这门课必须有很多相关学科知识的积累,所以在大三下学期上《基因工程》会有较好的效果。同时,作为基因工程这门课要求所学知识很牢固,是很多知识的综合运用,在大脑疲惫时,思维能力受到影响,所以建议在非必须时,可以不用连三节的课时安排方法。

2.加强教书育人并重性,老师不仅仅是教书,同时还有育人的责任。在学生面对困难时给他们信心,比如学生在做感受态细胞制备的实验时,好多学生不能用肉眼看到所提取的感受态细胞,便失去了信心。可以给学生讲“有志者,事竞成,破釜沉舟,百二秦关终属楚;苦心人,天不负,卧心尝胆,三千越甲可吞吴”的故事,鼓励学生在任何情况下都不要失去信心,坚强意志。学生学到的不仅仅是自然科学知识,同时还有做人的道理。使他们在遇到挫折时有百折不回的意志,当然这也不是一朝一夕的工夫,但是作为教师,应该抓住所有的时机对学生进行教育。

3.关于多媒体教学问题,现在对于多媒体教学有一种不正常的认识,认为所有课程只要采用多媒体教学就先进、就好。对于这个问题不能一概而论,原则应该是:该用就用,不该用就不用,凡是能够达到提高教学质量,达到教学目的的就用,影响教学效果的就不用。对于《基因工程》这门必修课程来说,就不适合。学生常常反应说多媒体教学太快、无法记笔记;在课堂上看着好,下去后全部忘记了,学习效果并不好;老师们在课下准备好几个小时的幻灯片,学生不可能一下子就记录下来。相反,老师在黑板上板书过程,学生们有一个学习认识的过程;学生有时间记笔记。当然,对于课程中有一些图片,用多媒体展示还是要生动、形象,可以提高学生学习兴趣,而这些时候还是应该用多媒体教学的。

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篇10

关键词:生物技术;生物信息学;教学;实践

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)47-0123-02

生物信息学(Bioinformatics)是在生命科学的研究中,以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学,是一门新兴的交叉学科。生物信息学针对生物学问题,发展各种算法及软件,对迅速增长的浩如烟海的核酸和蛋白质序列进行收集、整理、储存、、加工等,目的在于通过生物信息学手段及分析,逐步认识生命的起源、进化、遗传和发育的本质,破译隐藏在DNA序列中的遗传语言,揭示生物体生理和病理过程的分子基础,为探索生命的奥秘提供合理和最有效的方法或途径[1]。作为当今生命科学和自然科学领域发展最为迅速的学科之一,生物信息学已成为介于生物学和计算机科学前沿的重要学科。实验室的每一项技术,从简单的克隆、PCR到基因数据分析都需要在计算机上应用生物信息学的方法进行处理。因此,对生物技术专业的学生而言,具备一定程度的理解和应用生物信息学方法和技术的能力是十分必要的。

目前,国内外许多高等院校相继开设了生物信息学课程,我校也于2007年针对生物技术专业学生开设了此门课程。该课程不仅是一门新兴的学科,而且学习难度大,理论课内容相对枯燥,如何让学生更好地掌握本门课程的内容,是教师在教学过程中值得深思的问题。实验教学是帮助学生理解抽象理论知识的有力手段,在教学中显得尤为重要,但由于开设专业的特殊性,生物信息学实验教学一直比较薄弱。本文对过去实验教学中存在的问题进行了分析,并针对问题结合《基因工程原理》课程以及自己的科研对教学内容进行了优化和教学方法上的改进,取得了一定的成效。

一、过去教学中存在的问题

(一)实验课教学学时偏少

生物技术专业五年制生物信息学课程总学时为72学时,其中理论48学时,实验24学时。生物信息学课程最主要的目标是培养学生通过在线程序或利用生物信息学软件来分析生物学问题的能力,有效解决学生实验学时不足,实际操作时间少,解决实际问题能力较弱的问题。

(二)与其他课程联系较少

生物信息学课程开设在生物技术专业教学进程的第6学期,此时学生已具备普通生物学、细胞生物学、分子生物学、生物化学、医学免疫学、遗传学、基因组学、基因工程原理等生命科学的基础知识。但是,在生物信息学理论课和实践课学习的内容,如查阅的文献、分析的目的则由授课教师自行指定,忽略了与其他课程的联系,不利于学生系统地学习专业课的知识。

二、教学体系的改革和完善

(一)增加实验课教学学时

从2012年起,我校生物技术专业由五年制调整为四年制,同时在修订教学进程的时候将学时调整为理论36学时,实验36学时,理论课结束后即为该内容的实践部分,以此增加学生的实践训练时间。

(二)将基因工程原理实验课程与生物信息学实践相联系

在基因工程原理的实验中,我们把家蝇防御素基因作为目的基因,主要设计的实验内容包括:(1)目的基因的获得:利用PCR技术扩增已经克隆到pMD-18T载体上的家蝇防御素基因;(2)pSK质粒载体的小量制备;(3)目的基因与载体的酶切;(4)目的基因与载体的连接;(5)大肠杆菌感受态细胞的制备;(6)重组质粒的转化;(7)重组子的蓝白斑筛选;(8)菌落PCR鉴定重组子[2]。

在学生对基因工程实验内容熟悉的基础上,我们在生物信息学的教学过程中对学生提出问题:家蝇防御素基因现有的研究现状是怎样的?PCR扩增目的基因的过程中引物该如何设计?获得阳性重组子后我们如何判断获得的插入序列就是目的基因呢?

针对这样的疑问,我们结合基因工程实验对教学内容进行适当的调整:(1)PUBMED获取文献信息:由学生通过PUBMED查找近五年发表的有关家蝇防御素基因研究的文献;(2)核酸序列分析:以家蝇防御素基因为对象,分核酸序列的检索、搜索开放阅读框(ORF)、限制性酶切分析、引物设计、载体序列识别、核酸序列的比对、分子质量/碱基组成/碱基分布分析和序列转换共8大部分内容进行讲解和学生实践操作;(3)蛋白质序列分析:同样以家蝇防御素蛋白为对象,分蛋白质序列检索、蛋白质序列比对、蛋白质基本性质分析(蛋白质的氨基酸组成、分子量、等电点、亲疏水性分析、跨膜区分析、信号肽分析)、蛋白质功能预测、蛋白质结构预测(蛋白质二级结构和三级结构预测)共5大部分内容进行讲解和指导学生进行实践操作。

(三)以科研促进生物信息学的教学改革

笔者所在课程组主要集中于功能基因组学的研究,涉及了功能基因的获取、生物信息学分析、功能验证等方面的内容。学生在课程学习中,参与到教师的科研课题中,学会运用生物信息学所学知识实际解决科研问题。学生可自行完成从文献的查阅、目的序列的获取(由公共数据库获得或实验室测序获得)、基因序列的分析、理论推导氨基酸序列基本性质的分析及结构和功能的预测、系统发育分析,如有可能,学生可通过实验的方法验证生物信息学分析的结果,同时鼓励学生自主选择感兴趣的基因、蛋白进行课程设计研究,实践结束后学生将结果以论文形式提交给教师。

三、教学探索的成效

生物信息学是一门实践性很强的学科,实验教学作为培养学生的重要手段,在该门课程学习中有着举足轻重的作用。在医学院校生物技术专业生物信息学课程的教学中,立足于生物医学视角的实践教学,以与医学相关的基因、蛋白质等数据作为研究的主体,结合基因工程实验教学改革生物信息学的授课内容,有利于学生对专业课程知识的系统学习。同时,结合生物信息学研究前沿和自主科研课题成果,形成科研教学相融合的实践性教学,能够充分调动学生学习的主动性和积极性,进而激发学生的求知欲和创新能力。教学与科研形成相辅相成的互助关系,科研成果转化为教学资源,明显充实了教学内容,提升了教学水平和学生能力。在教学改革探索过程中,已有学生参与到课题组的科研工作中,利用所学的生物信息学知识,通过指定题目或自主选题,顺利完成毕业实习并发表了科研论文《印鼠客蚤线粒体COⅡ基因的克隆、序列测定和分子系统学分析》[3]、《美洲大蠊i型溶菌酶基因的克隆及其功能预测》[4]、《致倦库蚊防御素基因的克隆与原核表达及蛋白纯化》[5]、《德国小蠊致敏原Blag 2的Glu 233突变的分子对接研究》[6]、《伏马菌素B1特异单链抗体的同源建模及分子对接模拟研究》[7]等,证明生物信息学课程教学改革切实可行。

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