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許多藥物都有細胞毒性，在殺死病毒細胞的同時，也會對正常細胞造成損傷。因而，理想的藥物載體不僅應有較好的生物相容性、較高的載藥率，還應具有靶向性，即到達目標病灶部位才釋放藥物分子。無機納米材料的大小和表面的電荷等理化性質決定了納米材料的性能，研究這些可控特性可應用在生物醫學領域中。例如，用多孔硅作為藥物載體遞送柔紅霉素，治療視網膜疾病持續時間從幾天延長到3個月。通過調控將納米粒子孔徑從15nm變為95nm，使柔紅霉素的釋放率增大了63倍，從而調控藥物的釋放。用介孔二氧化硅納米粒子運載化療藥物、探針分子向腫瘤細胞進行遞送，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、基因轉染、組織工程、細胞示蹤、蛋白質固定與分離等方面有廣泛的應用。碳納米管及其衍生材料可開發用于電敏感的透皮藥物釋放，又可作藥物載體進行持續性釋放。比如，用超支化聚合物修飾碳納米管，可以從復合物的羥基末端聚集活性基團，從而增強溶解性能，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，能降低對細胞的毒性，進一步結合在殼聚糖/甘油磷酸鹽上，能增加凝膠的機械強度。同時，改變溶液的pH值、溫度等來構建具有雙緩釋功能的溫敏性凝膠，能減少凝膠的突釋現象。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，對C6細胞具有靶向作用，為研制腫瘤靶向治療提供了參考依據。為了避免被單核細胞、巨噬細胞系統等非特異性吸收，并讓藥物優先進入腫瘤細胞，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，能避免被正常細胞的巨噬細胞非特異性攝取。加載抗癌藥物阿霉素顯示出對腫瘤細胞具有選擇性的毒性作用，可作為腫瘤藥物載體，對腫瘤細胞進行選擇性給藥。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能有效地控制藥物釋放，減少藥物發生酶解作用。LDHs表面存在大量的羥基，便于進行表面功能化修飾，增強靶向性，避免被巨噬細胞吞噬而從人體內清除，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的層間結構，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，熱穩定性顯著增強。通過離子交換反應來釋放維生素C，延長釋放時間。
1.2蛋白質載體
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展，出現了疾病治療、診斷、造影成像等多種功能的組合。無機納米材料在生物大分子藥物的載體，包括運載蛋白質、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控的納米粒徑，可作為藥物輸送系統。殼聚糖修飾多孔硅后可用于運載口服給藥的胰島素，改善胰島素的跨細胞滲透，增加與腸道細胞黏液層的表面接觸，提高細胞的攝入，可用于口服遞送蛋白質和多肽。納米羥基磷灰石與蛋白質分子有高親和性，可用作蛋白質藥物緩釋載體，能提供鈣離子，造成腫瘤細胞過度攝入，從而抑制腫瘤細胞活性，誘導腫瘤細胞凋亡。
1.3基因載體
基因治療是遺傳性疾病的臨床治療策略，主要依賴于發展多樣性的載體。無機納米材料用于基因療法是利用無機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，促進體外siRNA的遞送。乙醛修飾的胱氨酸具有自身熒光的特點，可對pH值和谷胱甘肽進行響應。通過熒光標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，轉染率也較高。引發谷胱甘肽二硫鍵裂解，可促進質粒DNA（pDNA）釋放，并能使用自發熒光來實時示蹤。又如，通過π-π共軛、靜電作用等非共價鍵作用力結合，能將DNA、RNA等生物大分子和化學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，且手術時間長，易導致失血過多和供骨區并發癥等，應用受到限制。將異體骨用作骨移植，則存在免疫排斥反應，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，促進人工植入材料與肌肉組織融合。納米羥基磷灰石與人體內的無機成分相似，其粒子有小尺寸效應、量子效應及表面效應等，可用作牙種植體或作為骨骼材料，能避免產生排斥反應，促進血液循環，促進人體骨組織的修復、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，對腫瘤分子產生磁共振分子影像或多模態腫瘤分子影像，也可用于循環腫瘤細胞的分離、富集。免疫磁分離法基于磁性雜化材料可導電，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入腫瘤組織，利用腫瘤細胞與正常細胞之間不同的熱敏感度，將外部磁場產生的磁能轉化成熱能從而殺死腫瘤細胞。磁性納米粒子還可用于生物傳感器中，利用磁現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用的磁性納米材料，受到人們的廣泛關注。Fe3O4和γ-Fe2O3的特殊磁性質使其在靶向腫瘤藥物載體、磁療、熱療、核磁共振成像、生物分離等生物醫學領域中得以應用。用無機納米材料制作激發熒光探針進行臨床診斷，如用介孔二氧化硅制成的細胞熒光成像探針利用量子點良好的光穩定性、較長的熒光壽命和較高的生物相容性，結合介孔二氧化硅可特異性地識別Ramos細胞的特點，并用激光共聚焦顯微鏡對Ramos細胞進行熒光成像，實現了對腫瘤細胞的早期診斷、檢測成像。富勒烯特殊的結構和性質使其可以廣泛地應用于光熱治療、輻射化療、癌癥治療等醫學領域，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用。富勒烯結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的納米材料，用光熱對腫瘤細胞定位，避免了金納米粒子、碳納米管等在體內造成聚積，利用免疫刺激作用來抑制腫瘤細胞的轉移、生長，從而減小腫瘤的尺寸，最終造成腫瘤細胞凋亡。因此，改造碳納米結構，在成像、吸附、藥物裝載與靶向運輸等生物醫學工程方面有潛在的應用價值。銀納米粒子殺菌活性遠高于銀離子，在殺菌抑菌方面得到廣泛的應用，可用于外科手術中的傷口愈合、藥學、生命科學等生物和臨床醫學領域。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、臨床診斷等生物醫藥領域，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、蛋白質等生物大分子，還可以用于對細胞表面和細胞內部的多糖、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形成囊狀結構，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，通過遠程調控來激發水凝膠中成纖維細胞的凋亡。無機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學上的應用提供更多的可能。
2展望
納米技術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，在生物醫學的應用上有很大的前景。目前，癌癥治療主要包括手術、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，可通過血腦屏障，在治療神經系統疾病中有很大的潛力，有望成為攻克癌癥的新手段。無機納米材料在藥物載體、臨床診斷和治療等方面有廣闊的應用前景，但目前的研究大多處于實驗階段。無機納米材料在生物醫學應用中有待解決的問題包括：
（1）提高疾病治療的針對性、靶向性和可調控性；
（2）使無機納米材料相對固定在腫瘤細胞表面，不至于擴散到正常組織，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到臨床應用的標準；
（4）尋找優質材料，優化結構，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計特定的載體和功能材料骨架，增加細胞的攝取和利用；
關鍵詞：納米材料生物醫學應用
1應用于生物醫學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。
碳納米管有獨特的孔狀結構［1］，利用這一結構特性，將藥物儲存在碳納米管中并通過一定的機制激發藥物的釋放，使可控藥物變為現實。此外，碳納米管還可用于復合材料的增強劑、電子探針（如觀察蛋白質結構的AFM探針等）或顯示針尖和場發射。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，在醫學領域中有廣泛的應用前景。類金剛石碳（簡稱DLC）是一種具有大量金剛石結構C—C鍵的碳氫聚合物，可以通過等離子體或離子束技術沉積在物體的表面形成納米結構的薄膜，具有優秀的生物相溶性，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，血管內膜增生減少，因而類金剛石碳薄膜在心血管臨床醫學方面有重要的應用價值。
1.2納米高分子材料
納米高分子材料，也稱高分子納米微粒或高分子超微粒，粒徑尺度在1nm～1000nm范圍。這種粒子具有膠體性、穩定性和優異的吸附性能，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納米復合材料
目前，研究和開發無機—無機、有機—無機、有機—有機及生物活性—非生物活性的納米結構復合材料是獲得性能優異的新一代功能復合材料的新途徑，并逐步向智能化方向發展，在光、熱、磁、力、聲［2］等方面具有奇異的特性，因而在組織修復和移植等許多方面具有廣闊的應用前景。國外已制備出納米ZrO2增韌的氧化鋁復合材料，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，還可殺死癌細胞，有效抑制腫瘤生長，而對正常細胞組織絲毫無損，這一研究成果引起國際的關注。北京醫科大學等權威機構通過生物學試驗證明，這種粒子可殺死人的肺癌、肝癌、食道癌等多種腫瘤細胞。
此外，在臨床醫學中，具有較高應用價值的還有納米陶瓷材料，微乳液等等。
2納米材料在生物醫學應用中的前景
2.1用納米材料進行細胞分離
利用納米復合體性能穩定，一般不與膠體溶液和生物溶液反應的特性進行細胞分離在醫療臨床診斷上有廣闊的應用前景。20世紀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胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中，使所需要的細胞很快分離出來。目前，生物芯片材料已成功運用于單細胞分離、基因突變分析、基因擴增與免疫分析（如在癌癥等臨床診斷中作為細胞內部信號的傳感器［5］）。倫敦的兒科醫院、挪威工科大學和美國噴氣推進研究所利用納米磁性粒子成功地進行了人體骨骼液中癌細胞的分離來治療病患者［6］。美國科學家正在研究用這種技術在腫瘤早期的血液中檢查癌細胞，實現癌癥的早期診斷和治療。
2.2用納米材料進行細胞內部染色
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），將金納米粒子與預先精制的抗體或單克隆抗體混合，利用不同抗體對細胞和骨骼內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—抗體復合物。借助復合粒子分別與細胞內各種器官和骨骼系統結合而形成的復合物，在白光或單色光照射下呈現某種特征顏色（如10nm的金粒子在光學顯微鏡下呈紅色），從而給各種組織“貼上”了不同顏色的標簽，為提高細胞內組織分辨率提供了各種急需的染色技術。
2.3納米材料在醫藥方面的應用
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，一般細菌的長度為2000nm～3000nm［7］，引起人體發病的病毒尺寸為80nm～100nm，而納米包覆體尺寸約30nm［8］，細胞尺寸更大，因而可利用納米微粒制成特殊藥物載體或新型抗體進行局部的定向治療等。專利和文獻資料的統計分析表明，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，在外磁場的引導下集中于病患部位，進行定位病變治療，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，就能進行免疫學的間接凝聚實驗，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。如美國麻省理工學院的科學家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片為基礎，能長時間配選精確劑量藥物的藥物投送系統，并已被批準用于人體。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、多肽、基因等活性物質的口服釋放載體方面具有廣闊的應用前景。藥物納米載體技術將給惡性腫瘤、糖尿病和老年癡呆癥的治療帶來變革。
2.3.2納米抗菌藥及創傷敷料
Ag+可使細胞膜上蛋白失去活性從而殺死細菌，添加納米銀粒子制成的醫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
在超臨界高壓下細胞會“變軟”，而納米生化材料微小易滲透，使醫藥家能改變細胞基因，因而納米生化材料最有前景的應用是基因藥物的開發。德國柏林醫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，使癌細胞部位完全被磁場封閉，通電加熱時溫度達到47℃，慢慢殺死癌細胞。這種方法已在老鼠身上進行的實驗中獲得了初步成功［11］。美國密歇根大學正在研制一種僅20nm的微型智能炸彈，能夠通過識別癌細胞化學特征攻擊癌細胞，甚至可鉆入單個細胞內將它炸毀。
2.4納米材料用于介入性診療
日本科學家利用納米材料，開發出一種可測人或動物體內物質的新技術。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的物質反應產生光，研究人員用深入血管的光導纖維來檢測反應所產生的光，經光譜分析就可以了解是何種物質及其特性和狀態，初步實驗已成功地檢測出放進溶液中的神經傳達物質乙酰膽堿。利用這一技術可以辨別身體內物質的特性，可以用來檢測神經傳遞信號物質和測量人體內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用
納米材料在生物醫學領域的應用相當廣泛，除上面所述內容外還有如基因治療、細胞移植、人造皮膚和血管以及實現人工移植動物器官的可能。
目前，首次提出納米醫學的科學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導入細胞的有效載體，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。
納米生物學的設想，是在納米尺度上應用生物學原理，發現新現象，研制可編程的分子機器人，也稱納米機器人。納米機器人是納米生物學中最具有誘惑力的內容，第一代納米機器人是生物系統和機械系統的有機結合體，這種納米機器人可注入人體血管內，進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，殺死癌細胞，監視體內的病變等）［12］；還可以用來進行人體器官的修復工作，比如作整容手術、從基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安裝在基因中，使機體正常運行或使引起癌癥的DNA突變發生逆轉從而延長人的壽命。將由硅晶片制成的存儲器（ROM）微型設備植入大腦中，與神經通路相連，可用以治療帕金森氏癥或其他神經性疾病。第二代納米機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，殺死癌細胞。第三代納米機器人將包含有納米計算機，是一種可以進行人機對話的裝置。這種納米機器人一旦問世將徹底改變人類的勞動和生活方式。
瑞典正在用多層聚合物和黃金制成醫用微型機器人，目前實驗已進入能讓機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異性能預示著它在生物醫學工程領域，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用前景。隨著納米技術在醫學領域中的應用，臨床醫療將變得節奏更快，效率更高，診斷檢查更準確，治療更有效。
參考文獻
［1］PhilippeP，NangZLetal.Science，1999，283:1513
［2］孫曉麗等.材料科學與工藝，2002，（4）：436-441
［3］賴高惠編譯.化工新型材料，2002，（5）：40
［4］苗宗寧等.實用臨床醫藥雜志，2003，（3）：212-214
［5］崔大祥等.中國科學學院院刊，2003，（1）：20-24
［6］顧寧，付德剛等.納米技術與應用.北京：人民郵電出版社，2002：131-133
［7］胥保華等.生物醫學工程學雜志，2004，（2）：333-336
［8］張立德，牟季美.納米材料和結構.北京：科學出版社，2001：510
［9］劉新云.安徽化工，2002，（5）：27-29
［10］姚康德，成國祥.智能材料.北京：化學工業出版社，2002：71
高考命題有廣義和狹義之分，廣義的高考命題包括考試內容規范表和試題規劃表的制定，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、問題的設計與命題的表達三個環節。本文討論狹義上的命題。試題規劃表是命題專家根據考試內容規范表的需要事先制定的命題規范文件，命題教師應根據試題規范表開展具體的試題編制工作，期間應經過材料選擇、問題設計、命題表達等階段。其中，材料選取既是命題的起點，也是命題的關鍵，將直接影響和決定后續工作的開展；問題設計是命題的核心，科學思維是生物學問題設計的主線；命題表達是命題技術的體現和命題質量的深化。三者關系相輔相成、缺一不可，均已成為當前編制高考試題的挑戰和亟須規范的問題。
問題一：材料選取的挑戰。隨著高考命題權的下放，高考生物學科命題工作的科學化和規范化受到極大的重視，尤其是試題本身的科學性被認為是評判合格試題的重要指標之一?？茖W性為生物學科命題素材的選取提出了嚴格的要求，即題干背景的來源和表達必須是真實、可靠、無歧義的。此外，高考生物學科命題應突出能力立意，公平性、科學性成為材料選取的難題。
問題二：問題設計的挑戰。問題設計的出發點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。生物學科能力是學生參與生物學科活動（知識學習、實驗操作、生活實踐等）過程中逐步形成和發展起來的比較穩固卻不容易或不能被直接觀測的一種心理特質。高考要考查和測量此類“隱蔽”目標，必須設置一定的情境刺激考生產生認知，通過考生的外顯行為判斷其思維或能力水平。問題設計還包括難度設計、區分度設計、參考答案設計等。顯然，問題的設計是否恰當，能否起到刺激考生應試思維等問題，都是對命題者的極大考驗。
問題三：命題表達的挑戰。審視近幾年全國高考生物試題，命題人員的試題編制技術日趨成熟，但也伴隨著諸多問題，或題干信息冗余，或表述含糊不清，或表達存在歧義。諸如此類欠規范的命題表達方式嚴重影響了命題的質量。同時，后現代主義推崇者對高考命題工作提出自由化、個性化及人文關懷等要求，對命題表達環節也是一大挑戰。
二、科技論文作為高考生物學科命題素材的理性思考
(-)科技論文的發展評述與內涵釋析
科技論文起源于17世紀60年代的歐洲，其標志是英國皇家學會創辦的世界第一本學術期刊《哲學匯刊》。該刊集合了牛頓、伽利略等科學家的前沿性成果。18世紀至19世紀，隨著多種自然科學類期刊的迅速增長，科技論文的內容幾近覆蓋科學的所有領域。20世紀90年代，互聯網的興起使科技期刊的網絡化檢索變得十分強大，我國也形成了以中國期刊網、萬方期刊網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、科技應用與科技再創造提供了更加便捷的交流平臺。
概念上，“科技”即科學技術，主要指自然科學方面的技術，“論文”即論證性的文章，是描述科研成果的書面文件。科技論文屬于學術論文，因此具有學術論文的基本特性。中國國家標準GB7713—87明確指出：“學術論文是某一學術課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學研究成果或創新見解和知識的科學記錄；或是某種已知原理應用于實際中取得新進展的科學總結，用以提供學術會議上宣讀、交流或討論；或在學術刊物上發表；或做其他用途的書面文件。美國生物學編輯協會認為，科技論文必須“易于人們的感官接受、本質上持久、不加限制地為科學界所使用，并能為一種或多種公認的二級情報源所選用”。
由此可見，本質上，科技論文以學術理論為依據，以新思想或新進展為核心，以實驗數據為例證，以書面語言為載體。在內容上必須具有科學性、創新性、權威性，在表述上必須具有準確性、嚴肅性和邏輯性。作為報道、交流、存儲科研成果的重要載體，科技論文是科技發展的總結，社會發展的各行各業都在應用科技論文所表達的科技成果。
(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教材、中學教輔、大學教材及課外資料（報紙、參考書等）作為命題背景材料，或選擇已有題目進行改編，也有少部分試題是命題專家根據已有知識和經驗直接設計。這類傳統選材方式在命題實踐中存在許多紕漏，易在科學性、公平性、時效性，甚至安全保密性方面產生問題。以科技論文為試題背景的命題方式與傳統選材有本質區別，不僅能提高試題各項屬性水平，還能提高命題質量和命題效率。現將傳統選材與科技論文選材方式進行比較（表1)。
從表1可以看出，科技論文選材具有許多優勢，選用科技論文進行高考生物學科命題具有現實的必要性和可行性。
1.必要性分析
其一，保證了試題的科學性、權威性和時效性?？茖W性是評價高考試題的一項重要指標，其重要性不言而喻，這是中學教輔、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據乃至成題后的文字表述，取自具有國家法定權威或專業權威的公開出版物[6]，命題者往往心里很“坦然”。在此基礎上，命題專家憑借自身專業技術對論文作出準確的評價，可以在很大程度上有效避免高考試題公布后可能產生的各類負面影響。生物科技高速發展，試題應當在一定程度上體現現代生物科技的發展。應用生物學科技論文命制高考試題從根本上保證了試題內容的時效性，體現科學實踐與教育教學的統一。
其二，體現了高考的公平性。若選材來自中學教材、中學教輔或是舊題改編，做過類似題目的考生自然受益，一方面產生不公平，另一方面進一步激發考生和教師的“題海戰術”意識，不利于素質教育的發展。高校教材原本是_個良好的命題素材來源，只是由于經過多年的命題實踐應用，特別是自分省自主命題以來，每年都要有十幾套高考卷結果出現命題者辛辛苦苦命制出來的考題，一經檢索才發現，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生，生命科學每年發表的科技論文數量巨大，海量的選材要能“撞上”是很困難的。這樣不僅體現了選材公平，也能有效避免“撞題”。另外，高考命題前的資料準備是高考涉密內容，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，體現能力立意。高考試題強調能力考查。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]應用科技論文作為背景材料更易實現考核目標能力化，因為，大量生物學科技論文的特質就是解決實際生產生活中的實際問題，特別是帶有生物實驗論證類的論文，不僅具有科學的、最新的實驗技術和方法，還有翔實的實驗數據。而以中學教材等作為背景材料只會偏重考查知識目標，不利于能力立意。
其四，提高命題效率和命題質量。論文通常是以過程性方式呈現生物學實驗研究成果，具有問題的提出、實驗方法的設計、實驗數據及實驗結果的討論等，這與新課程強調的探究性學習是—致的。以科技論文作為命題起點，命題者具有呈現試題的科學思路和方法，同時免去一些對科學性疑問的論證，提高了命題效率。試題以圖表、文字、數據等多樣化的形式呈現，不僅體現了試題所蘊含的科學素養，也使卷面更加活潑、美觀，提高試題的命題質量。
2.可行性分析
首先，持續、大量更新的生物科技論文和各種引文數據庫為科技論文的選擇提供了有力的保障。高中生物學考查內容涉及生物學_級學科下的12個二級學科，同時可擴展到農、林、牧、醫、漁等各個生命科學領域。編制如此廣泛的生命科學高考試題，僅取自傳統素材顯得遠遠不夠。豐富的論文來源和便捷的檢索系統可以徹底改變命題者“江郎才盡”的窘境。
其次，《普通高等學校招生全國統一考試大綱（理科課程標準實驗版）》（簡稱“考試大綱”明確指出，“要重視理論聯系實際，關注科學技術、社會經濟和生態環境的協調發展”。?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依據。基于新課程高考改革的大背景，選用科技論文不僅體現了生物科學素養，也體現了科學、技術、社會的統一。
再次，大規模教育考試理論決定了將科技論文改編為局考試題是可行的。局考試題的本質是根據選拔人才的目的，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果，推測考生具備某一心理特征（知識、能力）的程度?；诳茖W性的保證，對科技論文素材進行基于考試測量要求的適當改編是可行的，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研究，并進行了四次高考命題實踐，初步總結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性、權威性。考慮到科技論文在試題命制中的特殊用途，選擇的科技論文應進行如下三個方面的有效性判定：（1)選擇近期發表的較高水平的科技論文，以保證材料的科學性和時效性；（2)所選論文應涉及社會、生產、生活的研究，以考查考生運用生物學知識解決實際問題的能力；（3)所選論文主題詞應與考試大綱“生物知識內容表”中的“II”?要求一致，以突出考查考生對生物學核心知識體系的掌握，體現生物科學素養。
操作方法一：選擇近期發表的較高水平的科技論文。一般來說，應檢索來自中國科學引文數據庫（ChineseScienceCitationDatabase，簡稱CSCD)的論文。CSCD內容豐富、結構科學、數據準確。收錄有生物學、農林科學、醫藥衛生、環境科學等領域出版的上百種中英文科技核心期刊和優秀期刊。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》2009年第12期）一文，是關于我國東海海洋污染中赤潮發生機理的研究，該題以“東海原甲藻引發我國東海赤潮”為情境，考查被試在真實背景中的知識遷移能力，涉及社會領域和學術領域的熱點話題，所選背景材料角度新穎。
操作方法二：選擇與生物學相關的社會、生產、生活領域的熱點話題。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對核輻射誘導小鼠脾細胞凋亡的抑制機制研究》(《沈陽部隊醫藥》2009年第1期）；《rhIL-18對核輻射誘導小鼠脾細胞凋亡的抑制作用》（《解剖科學進展》2008年第2期）。眾所周知，2011年3月，日本大地震引發了核輻射危機，一時之間，核輻射在世人面前引起極大恐慌，科學地認識核輻射具有重要的社會意義。該題避開人類災難的宣揚，著眼于科學分析和科學利用核輻射，將核輻射與高中生物學涉及的免疫、細胞凋亡、誘變育種以及實驗探究設計有機地結合在一起，讓人們明白核輻射雖然可怕，但可以防治，也可以應用于農業生產，這樣的考題具有測量選拔功能和社會功能的統一。
操作方法三：結合考試大綱（考試說明）“生物知識內容表”中的II層次要求?？荚嚧缶V對考查內容界定了層次要求。實際操作中應以II層次要求為關鍵詞進行文獻檢索。一般來說，不用I層次關鍵詞，但不代表I層次內容不作考查，而是在II層次主干知識和能力考查中常常可以衍生出對I層次的考查，體現試題對生物學核心知識的考查。如細胞代謝中“影響光合作用速率的環境因素”關鍵詞為“光合作用速率”和“環境”，由此檢索到《幾種環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：赤潮的根本原因 海水富營養化。
2.試題情境的設置
理論分析：生物科技論文的撰寫框架包括實驗材料和方法、數據處理、結果分析、討論和總結等。由于科學研究是一項原理復雜、步驟繁瑣、技術含量高的工作，論文表述的實驗原理和步驟等可能涉及許多生物學科的專業性或前沿性內容，如信號通路、重組人白細胞介素、基因敲除等；呈現的數據大多經過SAS、SPSS等統計軟件處理，如呈現的圖表常常涉及^(顯著性差異）、置信區間、姑(極顯著）等統計學詞匯或符號。我們將這些或是超綱或是不必在考查中出現的內容稱為冗余信息，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，甚至造成嚴重的系統測量誤差。
操作方法一：簡化復雜實驗條件、方法的表述，以通俗易懂的文字高度概括復雜的實驗原理
和步驟,體現實驗條件的簡約性。[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，購自中國醫科大學動物室’’、“動物模型及分組，按體重隨機分為4組，每組8只”等復雜的實驗步驟，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，簡化圖表數據。生物學經常涉及實驗圖表數據，簡化圖表數據或對圖表進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“細胞凋亡相對值”替代；剔除差異顯著性分析，默認實驗數據均有差異顯著性。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相關的信息，實現試題考查的目的。再如，2010福建高考26—I題，論文用散點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圖作考試要求，試題剔除散點圖這一冗余信息，直接以回歸線呈現。當然，剔除和簡化的操作應以科學性為前提，操作的手法往往就是用大概念籠統地描述小概念。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：可對試題必須呈現的超綱內容做信息補充。例如，2009年全國高考山東生物卷第2題的題干是“細胞分化是奢侈基因選擇表達的結果。下列屬于奢侈基因的是（）”?！吧莩藁颉笔强忌丛佑|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）問題設計的維度
1.認知水平和能力布局
理論分析：通常一道實驗探究題可以設計3?5個小問題，考查考生對多個生物學事實的認知水平和多種生物學能力?？紤]到學生的認知發展是由抽象到具體、由淺入深、由低級到高級的循序漸進的過程，問題設計的認知水平應由易到難、步步深入，考查能力測量目標的層次也應逐步提高，從而將相對獨立的小題通過一個完整的問題鏈串聯起來，形成一道有序的完整題目。1D]
操作方法一：將低層次的認知水平前置，高層次的認知水平后置，逐步形成認知的梯度布局。布盧姆（BiS.Bloom，1956)等將學生在學習中的行為表現分為知識、領會、運用、分析、綜合和評價六大類。[11]問題設計時應考慮學生的認知承受度，操作上可按照識記、理解、運用三個層次編排不同認知水平的問題。
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，最后考查綜合運用能力。如2011福建高考26—I題由四道獨立的問題組成，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用能力，形成能力的梯度布局。
2.基于能力立意的問題設計
理論分析：新課程高考倡導以能力立意為主導，強調知識、能力和素質一體化的命題思想。能力體現在解決實際問題中表現出來的心理品質，能力的核心是思維。因此，高考試題的問題設計應強調在新情境中考查考生科學思維的品質，多考查考生在新情境中對知識的理解、分析、應用等遷移能力，少考查考生對知識的單純記憶。設計的問題要結合題干背景材料，牽涉的知識應用要寬廣，解題思路要來源于教材，又高于教材。
操作方法一：運用新情境，產生新問題。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題呈現的實驗數據只有三組，將原論文的第四組數據隱藏，并設計成問題：“設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據，分析設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。2011福建局考26—I題是一道典型的實驗探究題，以核輻射誘導細胞凋亡為切入點，融合考查免疫器官、免疫活性物質、細胞凋亡、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）命題表達的維度
1.信息呈現的控制
理論分析：信息量過多過少都可能增加考生閱讀負擔，使部分考生思維無法產生趨同反應，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：從字數上控制試題信息量。試題信息包含題干信息和答案信息，設置與答案信息相當的題干信息量，有助于提高考生答題效率，同時提高試題與測量目標的相關程度。一般來說，可以依據該題所占分值來確定題干的字數以及答題的字數。統計近些年各地高考卷相似題型的字數，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合的方式呈現信息。生物科學往往以生物繪圖或圖表方式呈現科學研究方法或成果。試題應盡可能采用圖表與文字相結合的方式，一方面倡導理科科學思維和習慣，另一方面有效縮減閱讀量，使考生讀題更加準確，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高中生物學實驗常用的染色方法，其字數要比純文字表達少得多，且更直觀、準確。
2. 語言表達的限定
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。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到趨同思維，可能導致考生答題不全面、不準確，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上需要的品種，但這里設問卻是“可能無法獲得”，導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，與預測值相距甚遠。
操作方法二：對于有歧義的表述應加入限定詞。應用科技論文為背景命題，在題干表述上常常會出現與中學生物教學不一致的提法，可能來自較新的生物學研究方法，也可能來自生物學實踐與中學生物教學理論的脫節，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，因為高中生物學教材(人教版）中未提及“凈光合速率”，從而避免產生歧義。
3.人文氣息的滲透
理論分析：后現代主義對高考命題工作提出了自由化、個性化、人文關懷等要求。命題者應加強對考生的考場人文關懷，力求試題的敘述和設問方式貼近考生的思維習慣，保證考生一直擁有輕松、激勵的應試心態。要努力避免刻意“挖陷阱”式的命題方式，有效保護考生正常的考場應試思維。
操作方法一：貼近考生思維，避免突兀設問。例如，仔細斟酌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。依據學生初中實驗的基礎，既可以操作成驗證性實驗，又可設計為探究性實驗。精心準備組織該實驗，會較好地培養學生的基本實驗技能，激發學習生物的興趣。
1 問題提出
本實驗主要由檢測還原糖、脂肪和蛋白質3個小實驗組成，在實際教學中發現實驗效果較差，達不到預期目標。常存在①技能要求高。實驗涉及的生物技術多，如徒手切片技術、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。講授后留給學生操作和探究的時間短，一節課很難完成全部實驗。同時不能人人動手進行實驗。④安全性低。玻璃儀器擺滿了桌面，極易掉落。沸水加熱、徒手切片時可對學生身體造成傷害，降低學生實驗的熱情。⑤材料處理繁瑣。蘋果勻漿，花生、大豆的浸泡和研磨，準備工作量大。實驗中材料浪費現象嚴重。
2 實驗改進
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論文數據庫。
（3）向裝有梨片的試管內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色→棕褐色→磚紅色。
實驗操作簡捷，顏色變化明顯。學生每人都能操作教育學論文，一只梨可供全班學生使用，節約了材料。沒有進行沸水浴，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，就能確定某種物質是否存在。利用學生的自備材料，增強了說服力，省事節時，實驗效果佳。脂肪的鑒定常安排在最后做，如時間充?？山M織學生練習徒手切片，用顯微鏡來觀察花生子葉細胞中的脂肪顆粒。
2.3 蛋白質的檢測
課前將雞蛋煮熟，剝取出蛋白，磨成小顆粒。（1）向試管內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，可觀察到溶液變為紫色。
傳統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、教態、語言表達,知識的科學性、重難點的突破,各教學環節的時間分配以及教學板書設計等方面的評價。簡單地說,就是對教師在課堂教學中“自編、自導、自演”能力的評價。而作為學習的主體——學生,在課堂教學中的表現、作用、地位則被忽視。一節課結束,學生究竟學到了什么,在課堂中表現怎樣,是否積極、主動參與教學過程,則沒有引起評課者的重視。評課者盯著的只是教師,學生成為課堂教學中的配角,成為教師上課的一種襯托。
新課改教育理念的轉變,對課堂教學評價發生了根本性的改變。新課程改革的課堂評價是要求教師把著眼點放在發現和發展學生多方面的潛能上,幫助學生提高自我效能感,全面促進學生的發展。
2、論文的結構層次。根據論文內容的不同,有的論文中心論點包含幾個分論點,每個分論點屬同一級標題,稱為一級標題。一級標題下的小標題稱為二級標題,以此類推。論文的一級標題不宜超過7個,一般來說以3~5個為宜。論文標題層次的劃分,一般不宜超過4級。標題層次的表示方法有下列2種方式:
第1級標題——1 第1級標題—— 一
第2級標題——1.1第2級標題——(二)
第3級標題——1.1.1 第3級標題——1
第4級標題——1.1.1.1 第4級標題——(1)
現以《觀察植物細胞結構的一種理想替代材料——火蔥》(教育與探索,2009.12期)一文的結構層次說明如下:
1 火蔥的分類地位及生物學特征-------一級標題
2 火蔥作為觀察植物細胞結構實驗材料的優點----一級標題
2.1 實驗效果好---------------------------二級標題
2.1.1 物像清晰-----------------------------三級標題
2.1.2 染色效果好--------------------------三級標題
2.1.3 細胞膜、細胞壁容易辨認--------三級標題
2.1.4 細胞核顯目。------------------------三級標題
2.1.5 細胞質、液泡清晰可見-------------三級標題
2.2 操作方便--------------------------------二級標題
2.2.1 個體大小恰當--------------------三級標題
2.2.2 下表皮易剝離--------------------三級標題
2.2.3 易染色------------------------------三級標題
2.2.4 制片容易-----------------------------三級標題
2.3 材料獲取容易--------------------------二級標題
2.4 經濟實惠-------------------------------二級標題
3 火蔥與洋蔥實驗效果的對比----------- 一級標題
3.1 相同點----------------------------------二級標題
3.2 不同點----------------------------------二級標題
3.2.1 染色效果---------------------------三級標題
3.2.2 細胞膜-----------------------------三級標題
3.2.3 細胞質-------------------------------三級標題
3.2.4 液泡----------------------------------三級標題
3.2.5 細胞核-------------------------------三級標題
3、結語。結語是對論文內容的歸納和總結,起到前呼后應、畫龍點睛的作用。如《生物學課程資源的開發利用》一文的結語:總之,生物學課程資源的種類十分豐富,有著廣闊的開發利用前景,生物學教師對生物學課程資源的合理開發利用,能夠提高學生對生物學科的學習興趣、學習熱情,能夠促進學生多方面潛能的發展,有效促進生物學課堂教學。
?字體、字號、字數要求。
論文的標題一般用宋體,正文用宋體、仿宋、楷體等字體。標題的字號根據字數確定,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、關鍵詞用五號;一級標題用四號字、加粗;二級標題、三級標題、四級標題、正文用小四號;參考文獻用五號。不同的刊物對論文的字數要求不同,論文的字數一般要求在1500~4 000字。1500~3000字的短小精悍的論文最受歡迎,論文字數要求不十分嚴格。
? 參考文獻要求:
文中的參考文獻,依照引用的先后順序用阿拉伯數字加方括號在引用處的右上角標出,并在文末按照引用的先后順序標注出引用參考文獻的作者姓名、引用文標題、文獻中的頁碼、出版單位、出版日期。同一參考文獻如果多次引用,用同一序號標出。參考文獻擇其最主要者引用,未公開發表的資料不能引用。綜述性的論文參考文獻為5~8條,一般專論性文章的參考文獻為3條以內。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:
1 馮德培、談家岐、王鳴歧,《簡明生物學詞典》,上海辭書出版社,1982,P1463
2 盛祖嘉,《中國大
百科全書·生物學遺傳學》中國大百科全書出版社,北京,上海,1983,P49 3 第2屆《遺傳學名詞》審定委員會,《遺傳學名詞》科學出版社,2006,P9
4 《新世紀版義務教育課程標準實驗教科書·生物學》(教師教學用書),P86、90
其它要求。
1 計量單位。表達量值時,在公式、圖表和文字敘述中,使用國家規定的計量單位,例如:kg、km、kpa、ml、m、s、t、min、h、d等,標點符號、數字用法等按國家標準。
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、數據超聲波清洗器、微型植物粉碎機、PH計、加熱板、循環水式多用真空泵
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、儀器的準備
二、對照品溶液的制備、波長的測定、標準曲線的制作、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、水平的確定及進行正交實驗設計：
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
進行正交實驗以確定半仿生法中最優的提取條件
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提取條件下進行超聲波提取
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、水平的確定及進行正交實驗設計：
由單因素溫度、提取次數、酒精濃度作為正交試驗的三個水平進行正交實驗以確定在超聲波輔助半仿生法提取中的最優條件
六、在超聲波輔助半仿生法提取的最優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，與標準曲線進行比較，計算出生物堿的量及產率。
八、生物堿的鑒定：
生物堿沉淀反應
1、碘化鉍鉀試劑反應 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在。
2、碘-碘化鉀試劑反應 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。
3、硅鎢酸試劑反應 取滲漉液1ml，加硅鎢酸試劑數滴，生成淡黃色沉淀者為陽性反應。
實驗方案設計范文二一、【實驗題目】：
印刷條件對預涂膜覆膜質量影響探究
二、【實驗設計思路】：
影響覆膜質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。往往現在對于覆膜質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：打皺、起泡、卷曲、出膜、虧膜、搭邊痕的質量因素。而很少考慮印刷條件對覆膜質量的影響。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量?；谌绱诉@次試驗研究的方向就是在規定一定的覆膜條件，通過改變樣張印刷所需條件進行打樣并將其做預涂膜處理。最終的實驗結果是為了探討印刷條件是如何影響預涂膜質量，是否有一定的規律可循。最后以此為依據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、預涂膜覆膜機、剝離強度儀;
(2)油墨、銅版紙(確定規格，ph值)、BOPP預涂膜。
四、 【實驗準備】：
在IGT印刷適性儀進行試驗打樣，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)采用覆合強度指標考察覆膜質量, 覆合強度的測量參考GB2T2790-1995標準進行測量。對于每個試樣, 從剝離力和剝離長度的關系曲線上測定平均剝離力, 以N為單位, 記錄下至少100mm剝離長度內的剝離力的最大值和最小值, 并計算相應的剝離強度值。
計算公式如下:
180 = F /B
式中: 180 為剝離強度(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度、最小剝離強度和最大剝離強度, 以及它們的算術平均值
(2)利用IGT印刷適性儀在銅版紙上面進行打樣。
1、在一定的墨層厚度、印刷速度、印刷壓力的情況下進行印刷實地打樣，打樣后將樣條放在正常的印刷環境中進行干燥(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)的樣條在預涂膜覆膜機上面進行覆膜( 覆膜的壓力在6. 8mPa, 溫度為90 e, 覆膜速度為100r/min)。然后在剝離強度測定儀上測試各樣條的剝離強度記錄數據，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)下的印刷樣條進行同上覆膜處理，在剝離強度測定儀上測試各樣條的剝離強度，記錄數據。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)進行印刷實地打樣，對不同印刷速度下的印刷樣條進行同上覆膜處理，在剝離強度測定儀上測試各樣條的剝離強度，記錄數據。確定最佳的印刷速度。
4、根據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)進行印刷實地打樣，對不同印刷壓力下的印刷樣條進行同上覆膜，在剝離強度測定儀上測試各樣條的剝離強度，記錄數據。
六、【數據處理】：
七、【實驗結果】：
八、【參考文獻】：
齊曉堃, 印刷材料及適性北京 ：印刷工業出版社 20xx.1(普通高等教育印刷工程本科規劃教材)
許文才，包裝印刷與印后加工 北京：中國輕工業出版社 20xx.8 (普通高等教育十五國家規劃教材)
馮瑞乾，印刷原理及工藝 北京：印刷工業出版社 1999-4 (高等學校印刷工程類教材)
GB- T2790- 1995,膠粘劑180b剝離強度試驗方法撓性材料對剛性材料[S]
實驗方案設計范文三一、實訓目標
畢業論文設計是學生綜合運用所學知識分析和解決實際問題的一個十分重要的集中實踐環節。
通過這一環節的實施，指導學生掌握論文寫作方法，學會調查研究，完成畢業論文設計與寫作，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，提升創新意識和專業素質，成為一名善調查、懂研究、能說會寫的合格的畢業生。
二、論文設計指導小組
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、論文設計(寫作)要求
畢業論文是學生畢業前必須完成的一個重要教學環節。要求學生能夠運用在校所學的基本知識、基礎理論、技能工具與方法等，研究和探討實際工作中的相關問題。它是綜合考察學生運用所學知識分析問題、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生做到：
1、 應在實事求是、深入實際的基礎上，運用所學知識，獨立寫出具有一定質量的畢業論文。
2、 畢業論文選題應在所學專業范圍以內，其形式為學術論文、研究報告或分析報告。
3、 畢業論文應做到觀點新穎、明確，有獨創性;材料翔實、有力;結構完整、謹嚴;語言準確、通順流暢。
4、 畢業論文按統一版式的規范化要求(參見系部統一格式)，正文字數要求10000-15000字。
四、論文設計實施環節
1、組織動員
時間：20xx年4月27日
地點：二教(501)
對象：國貿08級全體同學
方式：集體動員會
班主任(輔導員)要協助做好組織動員工作。
2、學生報名分組
畢業論文為學生必修環節，不得免修。11屆畢業生要在5月1日前提交報名申請。根據報名情況對其進行分組。每位指導教師指導一組學生，原則上每組不超過18人。
3、指導教師聘任
畢業設計指導教師以對口專業，具有本科學歷，且實踐能力較強，有一定教學經驗的專職老師來擔任。指導教師負責學生畢業設計的全程指導工作。
指導教師的職責有：
(1)指導教師應認真履行職責，指導學生組織好畢業論文設計的全過程;
(2)指導教師對論文的選題方向、思想觀點、結構格式及文字質量負指導責任，并負責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容有：選題是否恰當，論文主題是否明確;結構是否合理，表述是否準確、流暢;選用資料是否恰當、充分，是否具有代表性;論述的邏輯性是否合理等。
(3)指導教師應督促學生及時與老師聯系，按時提交寫作提綱、初稿、修改稿和正稿。
(4)指導教師須將指導意見記錄在工作紀錄本上;
(5)指導教師對每學生的論文指導時間不低于5學時/周。
4、學生設計(撰寫)論文
學生在指導老師指導下確定選題。選題要求：
(1)應符合專業培養目標和教學要求，不應脫離專業范圍，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意義;
(3)應結合當前的熱點和難點問題進行思考，鼓勵解決實際問題;
(4)選題一經確定，一般不再作變動。
在論文設計(撰寫)過程中，指導教師應幫助解決學生在設計(寫作)過程中存在的具體問題。論文完成后，指導教師須寫出符合整個論文設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、論文設計成績評定
畢業論文設計成績以百分制體現，由指導教師根據學生寫作態度和論文質量給出。分優、良、及格、不及格四等。
1、優(90分以上)
(1)符合黨和國家的有關方針、政策;
(2)論文選題明確，能夠理論聯系實際，對經濟工作或學術問題的研究有一定的獨到性與現實性，并有一定的新意;
(3)論文中心論點突出，論據充足，論證過程邏輯性強，文章結構合理，表述流暢，層次清楚。
2、良(80-89分)
(1)符合黨和國家的有關方針和政策，能夠運用所學知識，理論聯系實際，觀點明確，分析比較深入;
(2)論文選題明確，具有一定的現實意義，能用所學知識分析現實經濟問題;
(3)論文中心突出，論據較充足，論證過程較有邏輯性，文章結構合理，層次清楚，表述通順。
3、及格(60-79分)
(1)符合黨和國家的有關方針和政策，基本上能夠運用所學知識去分析問題，但內容欠充實;
(2)論文的論點較明確，尚能聯系實際經濟工作;
(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。
據統計，2008年我國蘋果種植面積為199.23萬hm2，產量為2984.7萬t，占世界蘋果面積和產量的40%以上，居世界第一位[1]。由于很多主產區大部分耕地都栽植了蘋果，很難在新區域發展果樹種植，蘋果再植問題嚴重困擾著我國蘋果主產區果業的可持續發展。以河北省為例農業論文，本研究組在2007和2008年調查發現，樹齡在15年以上的蘋果園已占到近70%，而蘋果最佳的結果年齡一般不超過20年，表明果園更新換代問題已經非常緊迫。蘋果樹再植?。ˋpple replant disease，ARD）又稱連作障礙或忌地現象，有的也叫再植障礙，得病植株表現為樹勢弱、葉片小、新梢細短、根系腐爛、根量減少、果實質量差等癥狀。據報道，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]。再植病害病因復雜，但眾多的研究報道[3~5]認為，土壤微生物對果樹再植病害的發生發揮著重要作用[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[7]，近些年來已經被廣泛應用于各種環境微生物的生態研究中，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、發病率和病原真菌數量的影響農業論文，然后采用PCR-DGGE技術，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上，定時澆灌Hoagland營養液。每6 d更換新的營養液，調節pH 6.0士0.2，培養溫度（24士1)℃，12 h光照的培養室中生長。
1.3 土樣采集和處理設置：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范圍內的根際土壤，五點隨機取樣農業論文，混勻、過篩，備用。對不同樹齡果園土壤的肥力測定結果表明，土壤肥力與蘋果樹齡間沒有明顯相關性（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。將在培養室中培養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，每6株幼苗作為一個重復論文開題報告范例。
1.4 土壤微生物總DNA提取和PCR擴增
1.4.1 土壤微生物總DNA提取和純化
采用化學裂解法，稱取 5 g根際土壤樣品，按照化學裂解法的試驗步驟進行土壤微生物總DNA的提取[9]。為了避免土壤樣品所含腐殖質雜質對PCR擴增反應的抑制作用，對土壤樣品的基因組DNA粗提液進行了純化。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
有機質 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，在發展現代電子和電子計算機科學與技術的同時，人們對光學信息科學與技術也有極大的興趣。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，存在著巨大的潛在優勢。在這次會議上，近三分之一的論文是關于光學存儲和神經網絡的。大會主席、俄羅斯科學院的A.IJ.Mik。!邊n院士在大會報告“全息存儲、現狀與預期應用”中綜述了俄羅斯以及國際上在這個領域的研究狀況。
番木瓜環斑病毒（Papaya ringspot virus，PRSV）是影響番木瓜產業的最重要的一種病毒，由它導致的番木瓜環斑病毒?。≒apaya ringspot disease，PRSD）是一種分布最廣、危害最嚴重的番木瓜病害，現已成為制約番木瓜生產的一種世界性的嚴重病害。傳統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展，以外殼蛋白基因介導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）。隨著科學技術的發展和對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）是多種生物體內由雙鏈RNA介導的同源mRNA降解現象。植物體天然的RNAi系統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計成雙鏈結構，導入植物體，使之表達可誘發RNAi的雙鏈RNA，通過誘導的RNAi，強化植物體內天然的RNAi抗病毒機制，就有可能獲得較高抗性的轉基因植物。dsRNA介導的抗病性是近來發現并得到廣泛應用的一種有效策略。由于dsRNA介導的抗病性具有一些無可比擬的優點(如單拷貝也能產生高抗的轉基因植株；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，不需要轉入的病毒基因表達產生蛋白質產物等)，使得這種抗病毒的策略具有廣闊的應用價值(Voinnet，2001)。（此段是根據編輯修改意見而補充的內容）
Eamens et al.（2008）利用大豆矮化病毒（Soybean dwarf virus SDV）CP[微軟用戶1]基因構建的hpRNA轉化大豆胚狀體，轉基因T2代植物仍保持病毒抗性論文參考文獻格式。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表達載體轉化煙草，正向重復轉基因植株不表現抗病，而反向重復（IR）結構的轉基因植株表現高度抗性。因此，研究CP基因發夾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CP基因植物的抗病性一般可以得到穩定遺傳生物論文，而且具有較小的潛在危險性，被認為是最有應用潛力的途徑之一。主要原因如下：第一，外殼蛋白基因在轉基因植物中可以得到穩定遺傳；第二，對具有特異性抵抗病毒的能力，對親緣關系較遠的病毒不具有抗性；第三，抗病能力與轉基因植物體內的蛋白產物的表達量成正比。
雖然CP基因介導的抗病性已經獲得了很大的成功，但是仍存在一些問題：一是CP基因介導的抗病性主要表現在病毒侵染的早期，表現在只是延遲發病，當存在高接種量或重復接種時則會破壞其抗性；二是利用CP基因介導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致非蚜傳病毒變為蚜傳病毒（Hammond et al，1980）。因此，研究人員擔心導入的基因可能與植物基因重組導致產生新的病毒。
（此段是根據編輯修改意見而補充的內容）
目前，已成功應用的病毒來源的基因介導的抗性主要包括外殼蛋白基因（Zrachya et al. 2007）、復制酶基因（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RNAi沉默過程能有效抵御病毒的入侵，因此構建病毒基因的反向重復結構并將其導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構建好的含有CP基因的反向重復表達載體進行了模式植物煙草和擬南芥的遺傳轉化，并利用滲透法建立了番木瓜的農桿菌瞬時表達體系。同時對轉化植株進行攻毒實驗，監測轉基因植物的抗病性以及抗病機制。比較PRSV病毒在其寄主植物和非寄主植物上RNAi效應的差異。通過強化植物體的RNAi抗病效應，為培育抗PRSV的番木瓜品種提供理論依據。
1材料與方法
1.1材料和試劑
擬南芥（Arabidopsis thaliana）：哥倫比亞0號由華中農業大學胡春根教授提供；煙草（Nicotiana tabacum）：k236由華中農業大學陳守文教授提供；番木瓜‘夏威夷’（CaricapapayaL.）：；大腸桿菌（Escherichia coli）菌株：DH5α；根癌農桿菌（Agrobacteriumtumefaciens）菌株：GV3101；質粒：pHellsgate12-CPIR(簡稱pHG12-CPIR) （結構如圖1）均由國家果樹脫毒種質資源室內保存中心脫毒研究室提供。轉化pHG12-CPIR的煙草植株由本研究室碩士生王莉轉化，作者進一步通過組織培養繼代培養而成（此句補充后，更準確地解釋材料的來源）。感染番木瓜環斑病毒的番木瓜病葉樣品由廣東省農業科學院果樹研究所提供。
'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生物技術有限公司，其他常用試劑為國產分析純。番木番CP基因P5、P4和T2引物序列根據文獻（姜玲等，2008）中測定的序列合成。NPTⅡ基因的引物根據pBI121載體序列合成。ACTIN Nt、ACTINPa和ACTINAt基因的引物根據文獻（代曉燕等，2008）合成（表1）。引物合成由上海生工生物工程技術服務有限公司完成論文參考文獻格式。
圖1．pHellsgate12-CPIR干涉表達載體示意圖
Fig.1．Sketch map of pHellsgate12-CPIRinterference expression vector
表1 應用在本項研究中的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]，原產巴西，為熱帶多年生草本植物，16世紀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物質。其果味甘性溫，具有解暑止渴、消食止瀉之功，為夏令醫食兼優的時令佳果。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，糖尿病發病率顯著降低，并有一定的抗癌效果。
近年來分子生物學的發展以及各種分子標記技術不斷出現，使得植物遺傳分析研究得以迅速發展，其中以SSR標記在植物遺傳研究上應用最為廣泛。隨著測序技術成本的降低，GenBank中大量的植物EST數據為SSR分子標記的開發提供了新的途徑[2]中國學術期刊網。EST-SSR除具一般SSR分子標記特點外，還有信息量大，通用性好，開發簡單、快捷、成本低等[3]的特殊優勢。目前許多作物如西瓜[4]、蘋果[5]、香菇[6]、甘蔗[7]已開發大量的EST-SSR，并應用于遺傳作圖、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SSR的相關報道。
本研究對現有菠蘿EST中SSR信息進行全面分析，以明確菠蘿EST-SSR發生頻率和特點，為進一步建立EST-SSR標記并探索其在菠蘿研究中的遺傳作圖、育種材料評價、品種鑒定等的應用奠定基礎。
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中心(National Center for Biotechnology Information，NCBI)的植物基因組數據庫(ncbi.nlm.nih.gov/genomes/PLANTS/PlantList.html)共搜索到5659條菠蘿的EST序列。應用Websat（wsmartins.net/websat/）在線程序搜索EST-SSR。搜索的標準為:二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重復序列的重復次數分別大于或等于9、6、5、4和3。
1.3 EST-SSR引物設計
利用Primer Premier 3.0在線程序對包含有SSR的EST設計引物生物論文，引物設計的原則為EST序列長度大于100 bp，SSR序列的開始和結束位置分別距5'和3'端不少于20 bp。引物設計的主要參數為：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預期產物長100~400bp；盡量避免引物二聚體，發夾結構和錯配等。按重復類型的比例挑選30對引物由上海生物工程技術服務有限公司合成。
1.4 EST數據冗余分析
利用VecScreen(ncbi.nlm.nih.gov/VecScreen)及RepeatMasker(repeatmasker.org)去除載體污染和重復序列,對于那些能設計出引物的EST序列，最后通過Tm值和引物序列比對進一步刪除冗余序列。
1.5 DNA提取
采用改良CTAB法[9]提取菠蘿的基因組DNA中國學術期刊網。
1.6 PCR擴增、電泳檢測
PCR反應體系（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。
反應程序為：94℃預變性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，72℃終延伸7分鐘，8℃保存。
PCR產物用6%非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳進行分離檢測，120 V電壓電泳1.5 h后，采用銀染法染色，BIO-RAD Gel Doc2000凝膠成像系統中成像。
1.7 SSR位點的功能分析
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位點的注釋信息進行分類。
2 結果與分析
2.1 菠蘿EST-SSR的頻率和分布密度
在5 659條EST序列中，經過篩選共發現SSR序列636個生物論文，占整個EST數據庫的11.24%，表明菠蘿中的EST-SSR十分豐富。經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)，并且不同重復類型的平均距離有明顯差異，EST-SSR出現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、六核苷酸重復的序列分別占EST數據庫中發現SSR序列總數的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的優勢重復單元為二核苷酸、三核苷酸和六核苷酸，三者共占EST-SSR總數的91.98%。其中二核苷酸重復的出現頻率（42.92%）明顯高于其他類型，三核苷酸（28.93%）和六核苷酸（20.13%）重復的出現頻率也相對較高。重復類型為四核苷酸、五核苷酸的重復所占的比例比較小，只占總SSR的8.02%。
表 1 菠蘿中EST-SSR的數量、比例、出現頻率與平均距離
Table 1Number,Proprotion,frequency and mean distance of EST-SSR inpineapple
重復類型
Repeat type
SSR數量
Number of SSR
所占總SSR比例/%
Proprotion in all SSRs
出現頻率/%
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，主要從事科學計量學、GIS與文獻計量學集成研究.
資源與環境科學以人類生存和發展所依賴的地球系統特別是地球表層系統的特征和變化規律為主要研究對象，研究內容涉及地球科學及其分支學科，以及生命科學、化學、工程與材料科學、信息科學及管理科學的諸多分支學科領域。經濟快速發展對資源環境科學提出了巨大需求，中國科學院圍繞我國經濟社會發展的重大問題及其相關的資源環境與地球科學問題，在資源環境和地球科學領域取得了一系列研究成果［1～3］。利用WebofKnowledge平臺SCI-E數據庫，對2009—2014年中國科學院SCI論文及地球科學與資源環境科學領域論文產出進行統計，并與全球及中國論文產出相比較，了解中國科學院在地球科學與資源環境科學領域的研究產出及其發展狀況。
1數據來源與分析方法
從WebofScience的251個學科分類中遴選出與地球科學、環境/生態學相關的學科，根據學科分類在ScienceCitationIndexExpanded(SCI-E)數據庫檢索資源環境科學領域的相關論文，應用美國湯森路透公司的ThomsonDataAnalyzer文本挖掘軟件進行數據分析和制圖，對全球和中國的資源環境科學領域產出進行統計分析。
地球科學(Geosicence)領域包括：能源與燃料(Energy&Fuels)、地質工程(Engineering，Geological)、石油工程(Engineering，Petroleum)、地球化學與地球物理學(Geochemistry&Geophysics)、地理學(Geography)、地質學(Geology)、地球科學多學科(Geosciences，Multidisciplinary)、湖泊學(Limnology)、氣象與大氣科學(Meteorology&AtmosphericSciences)、礦物學(Mineralogy)、礦產與礦物加工(Mining&MineralProcessing)、海洋學(Oceanography)、古生物學(Paleontology)、遙感(RemoteSensing)、水資源(WaterResources)；環境/生態學(Environment/Ecology)領域包括：土壤科學(SoilScience)、生態學(Ecology)、海洋工程(Engineering，Marine)、環境科學(EnvironmentalSciences)。
2015年2~3月在SCI-E數據庫對全球、中國、中國科學院的SCI論文產出進行檢索和統計，中國科學院檢索范圍包括署名中有“中國科學院”的論文，包括中國科學院各研究所及中國科學院大學(中國科學院研究生院)，不包括未署名“中國科學院”的中國科技大學論文。
2中國科學院論文產出總體態勢
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，署名中國科學院的論文有15萬篇。圖1反映了全球、中國、中國科學院2009—2014年年度論文產出量變化。全球、中國、中國科學院的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%，而中國科學院增長了62%，由圖2可見中國SCI論文增長速度遠高于全球論文增長速度。
圖3統計了中國SCI論文占全球百分比和中國科學院SCI論文占中國百分比，表明中國論文占全球的份額持續上升，而中國科學院論文占中國的份額則逐步有所下降，但中國科學院資源環境類研究所發表的SCI論文數量占中國科學院的份額穩中有升。從圖2也可見，中國科學院資源環境類研究所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，高于中國科學院整體的論文增長速度。
將2009—2014年環境/生態學和地球科學領域各年論文按照被引頻次高低統計TOP1%，TOP10%，TOP20%和TOP50%論文的數量，以及中國和中國科學院相應級次TOP論文的數量，并統計中國占全球的比例和中國科學院占中國的比例(圖4)。
根據論文全部著者統計的結果表明，中國在全球資源環境科學研究領域各級次TOP論文中的比例基本為15%~20%，中國地球科學領域TOP論文數占全球的比例高于環境生態學領域，并且地球科學領域TOP1%的高水平論文比例很高。中國科學院在中國資源環境科學研究領域各級次TOP論文中的比例為26%~32%，中國科學院環境/生態學領域TOP論文數占中國的比例高于地球科學領域。
3資源環境科學領域的重點研究方向
基于SCI學科分類，分別對2009—2014年全球SCI論文最多的20個學科領域的論文數占全球SCI論文總數的比例、中國SCI論文最多的20個學科領域的論文數占中國SCI論文總數的比例，以及中國科學院SCI論文最多的20個學科領域的論文數進行統計。結果顯示，全球各學科領域中，生物學與生物化學發文最多，發文最多的20個學科領域主要側重于醫學和生命科學等，相比之下，中國產出偏重于材料科學以及化學、物理等相關學科領域，中國科學院在環境科學方面論文產出數量比例較高。
資源環境科學領域論文產出占全球自然科學領域論文產出的8%左右，中國該領域論文產出占中國SCI論文比例接近10%，中國科學院該領域論文產出占中國科學院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%，而資源環境科學領域中國SCI論文占全球份額超過14%。其中，環境科學是全球、中國和中國科學院資源環境科學領域論文產出的最主要的領域。此外，中國在能源與燃料、遙感、地質學等方面論文產出占全球比例相對較高，而在生態學、古生物學等方面所占比例較低。中國科學院關于古生物學方面的SCI論文在中國資源環境領域論文中的比例最高，達到54%；此外，在土壤科學、地理學、湖泊學、生態學、氣象與大氣科學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境各子領域占全球資源環境科學領域論文產出份額的大小，即點越大，該子領域論文數在全球資源環境領域中的比例越高；X軸表示資源環境子領域中國占全球論文的百分比，值越高表明該子領域中國占全球的比例越高；Y軸表示資源環境子領域中國科學院占中國論文的百分比，值越高表明該子領域中國科學院占中國的比例越高。氣泡大的那些子領域(如環境科學等)是全球資源環境科學研究比較多的熱點方向；右下角的那些子領域(如能源與燃料等)是中國資源環境科學相對比較有優勢的研究方向；左上角那些子領域(如古生物學等)是中國科學院資源環境科學相對比較有優勢的研究方向。
中國科學院資源環境類研究所2009—2014年發表的SCI論文主要涉及的學科領域包括：環境科學、生態學、地質學、工程學、氣象與大氣科學、農學、地球化學與地球物理學、化學、水資源、科學與技術、海洋與淡水生物學、地理學、植物學、海洋學等。
4主要研究機構的科學貢獻
中國科學院幾乎所有的研究機構都在SCI資源環境科學領域期刊發表過論文，2009—2014年根據全部著者統計超過100篇的研究所有50多個，在資源環境科學領域發表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院資源環境類研究機構。
2009—2014年中國科學院27個資源環境類研究所以第一著者發表的SCI論文共有22032篇，其中，生態環境研究中心、地質與地球物理研究所、海洋研究所、地理科學與資源研究所、大氣物理研究所、廣州地球化學研究所、南海海洋研究所、寒區旱區環境與工程研究所等較多，第一著者的SCI論文數都在1000篇以上(表2)。
中國科學院資源環境類研究所論文的篇均被引次數為6.03次/篇，表2中的“表現不俗的論文篇數”統計的是這些研究所高于基準值的論文篇數，即當前總被引次數除以從年至2014年的累積年得到的年均被引6次及以上的論文［4］。生態環境研究中心、地質與地球物理研究所、廣州地球化學研究所的表現不俗論文都在150~200篇。
中國科學院資源環境類研究所被引頻次位于前10%的論文篇數，即研究所2009—2014年被引16次及以上的論文篇數，也是生態環境研究中心、地質與地球物理研究所、廣州地球化學研究所最多，都在260篇以上。
參考中國科學院文獻情報中心科學前沿分析中心設計科學貢獻指數［5］，定義：
式中：Ci為中國科學院資源環境類第i個研究所科學貢獻指數，P10%i為第i個研究所被引前10%論文數量，Citedi為第i個研究所論文被引總頻次，n為中國科學院資源環境類研究所的數量。結果顯示，生態環境研究中心、地質與地球物理研究所、廣州地球化學研究所、海洋研究所、大氣物理研究所、地理科學與資源研究所的科學貢獻指數較高，都在0.1以上。
5結論與建議
通過以上分析可以看出：
(1)2009—2014年，中國科學院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，但中國科學院資源環境類研究所的SCI論文增長了約92%，與中國論文增速相接近。
(2)中國在全球資源環境科學研究領域各級次TOP論文中的比例基本為15%~20%，中國科學院在中國資源環境科學研究領域各級次TOP論文中的比例為26%~32%，中國科學院環境/生態學領域TOP論文數占中國的比例高于地球科學領域。
