生命科学研究进展(共8篇)
尹强
(江西农业大学理学院,江西南昌,330045)
现代生物技术已进入商品生产的激烈竞争阶段。据在京举行的关于“分子生物学进展”方面的学术报告会透露,美国科学院的院报中,每月的生物论文10倍于数理化天地论文的发表数量。这个数字显示了在当代人们对生命科学发展的重视程度。同样,在商品生产领域也表现出了同样的趋势。如在运用现代生物技术的遗传工程方面,美国每年在该领域投入的研究经费高达100多亿美元,有200多家大生物技术公司从事有关方面产品商品开发,已生产出了多种生物制品。在市场上出售的有人生长激素、胰岛素、调节血压的人肾素,还有乙型肝炎疫苗;可使肿瘤枯萎的生物技术药物已进入临床试验。美国利用遗传工程正在研制生物制品的还有多种,如具有抗癌作用的肿瘤坏死素、能溶解血栓的组织纤维蛋白溶酶活化剂及多种免疫系统调节制剂.科学工作者还正在研制艾滋病疫苗。在现阶段的动物试验中,这种疫苗已使老鼠体内产生了艾滋病抗体,并开始在人体上进行试验。
日本在生物技术方面的研发也不甘落后,该国的科学家把生物技术看成是使日本的技术在2l世纪处于世界领先地位的跳板。日本引进美国的生物技术,派出大量人员去美国学习,同时鼓励本国的科研。日本已研制出促进红细胞形成的血细胞生成素,可用于治疗肾脏疾病。西欧各国在生物技术方面起步较慢,但在现代制药工业中生物技术却异军突起。他们在单克隆抗体和特异蛋白分子的生产方面处于世界领先地位。一些老企业也利用生物技术生产各种高效酶制剂,用于食品加工和废物处理。还有,他们在细胞融合领域也取得了重要进展,如番茄马铃薯的育成。在开发这类细胞融合技术产品时,除在产品实践方面有所突破外,还在育种理论上有新发现。如他们在研究报告中指出,利用细胞融合技术最有前途的是近亲植物细胞融合,它对提高品种质量效果明显。
俄罗斯生物技术研究也日趋活跃,他们在前苏联时期的研究基础上,先将遗传工程的重点放在农业方面,力图培育出“早熟、高产、营养丰富、能在贫瘠土地上生长的农作物。俄罗斯科学家还存分子生物学和医学生物技术方面进行了卓有成效的研究,在研究离子载体如何穿过细胞膜方面有突破性进展,了解这一点将使人们揭开细胞维持恒定状态的奥秘。
我国在现代生物技术开发方面虽然起步较晚,但发展迅速,在某些项目上已跻身于世界先进行列,引起了国际同行的关注。如存生物医学工程领域的人工器官,新华医院和上海第一结核病防治院共同研制的聚丙烯中空纤维人工肺已在全国推广应用,仅新华医院一家就用了300多例。过去不用人工肺死亡率达50%,现在应用新的人工肺,深低温手术无一例死亡,达到了国际先进水平。上海胸外医院、新华医院、人体代用材料研究所研制的人造血管、膨体心脏修补片已达到国际20世纪80年代水平。特别应提到的是,我周在转基因抗病虫害作物、生物大分子的合成及克隆生物领域取得的成果亦是颇多。我国还参与了人类基因组测序工作,说明我国在该领域占有一席之地。我们还必须进一步加强该领域的研究工作,以缩小与发达国家在生物技术研究开发方面的差距。我国研制成功第二代人造血
查新报告显示,我国第一代人造血在临床应用中,已成功地抢救了400多名伤病员。研究第二代人造血的科研人员,在历时4年的探索中对氟碳人造血的合成、乳化、毒理以及药效等方面做了不少改进,储存期从半年延长到1.5年;它在血管中的半衰期也从原来的10 h延长到19.8h。这将更有利于患者恢复健康。人造血是国际生命科学界,特别是医学界关注的热门课题。第二代人造血是我国上海有机化学研究所、上海劳动卫生职业病防治研究所的科学工作者研制的。对第二代人造血的科学检测实验证实,它具有4个方面的优点:第一是储存期长;第二是不管使用者的血型,能保证血液和各脏器的正常生理功能,适宜大面积、突发性事故伤员的急救;第三是生产中可以消毒、患者在使用时不会染上因输血引起的传染病;第四是它的颗粒直径仅为人体血液红细胞的1/70.在红细胞被血管栓塞段堵截时,人造血可载运氧气绕道而行,使缺血段的细胞重新得到氧气供应,这会有利于治疗某些血管缺血性疾病。专家们在评审这项成果时指出,我国科学工作者研制成功的第二代氟碳人造血,仅仅用了4年的时间,而且有那么多的优点,是难能可贵的,这对于解决救护伤员及其他需血的患者来说是一大福音。对该成果的重大意义不仅在于治疗本身,从生命科学的理论和实践来看,它应该是人造器官或组织的一部分,从这个角度来讲,这项成果的意义是深远的。生物应答变更因子类新药问世
“生物应答变更因子”是一类新发现的药物,其主要功能是促进免疫系统的防御能力。这类新药在治疗癌症及一些传染病方面有作用。专家们认为,21世纪它们会统领药物市场。评价如此之高.值得人们关注。
迄今,美国医学家已发现40~50种生物应答变更因子的药物。现举若干实例。如加利福尼亚州一家生物技术公司研制的最新生物应答变更因子药物——“干细胞因子”,它能促进早期骨髓细胞的生长,以产生红细胞和白细胞,适用于骨髓功能衰退、接受化疗、移植异体骨髓以及艾滋病等患者的治疗。又如免疫系统激素—— “干扰素α-2”也是一种新的生物应答变更因子药物,它能促进各种白细胞去破坏病毒感染细胞,甚至它本身也能渗入病毒感染细胞,从而阻断病毒增殖。再如“红细胞生成素”是一种肾脏分泌的激素,它能促进骨髓细胞成为成熟的携氧红细胞.可用于肾功能衰竭患者或艾滋病患者的贫血症。还有一种“集落促进因子”,其主要功效是促进未成熟的骨髓细胞成为能抵抗疾病的白细胞,它还可被用于增强治疗白血病的药物胞嘧啶阿糖苷以及治疗艾滋病的药物叠氮胸苷的疗效。专家们在评审生物应答变更因子系列药物时指出,此类新药物通过控制患者的红细胞和白细胞达到治疗疾病的目的,其作用机制新颖,效果特别,其前景可与当年抗菌素发展势头相媲美。他们特别建议。应进一步加大在本领域的研发力度。3 延缓人体衰老研究的新突破
3.1 生长激素合成剂抗衰老
生理学知识告诉我们,大多数人年过30岁后,脑垂体前叶分泌生长激素的功能就逐渐减退,年逾花甲者的分泌量相当于青春期的1/5。有些老年人甚至自身不能再产生这种生长激素。在这种事实面前,科学工作者,特别是生命科学工作者,便试图通过研究解决这一问题。
研究人员经过长期的探索,开发成功一种合成剂。这项成果经威斯康逊医学院的丹尼尔·拉德曼大夫用于临床试验后发现,12名61~81岁的男性接受为期半年的生长激素合成剂注射疗程后,受试者体重保持不变,而脂类却平均减少约15%,肌肉组织增加近9%,同时,脊椎骨密度与皮肤厚度略有增长。
拉德曼主持的生长激素合成剂临床试验显然取得了明显的防衰益寿之效。此项研究成果公布后引起了生命科学界,特别是医学界的强烈反应。研究报告称,临床试验显示,该合成剂既有利于老人增加体力和改善身体结构,又可预防因胆固醇过高而导致的心脏病发作。
专家们在评审这些研究成果时既肯定了其试验取得的抗衰老的效果,同时也指出,这项研究尚未说明此合成剂对年长者的神经系统和感觉器官等有何影响。此外,如剂量过大或疗程过长可能产生的副作用,值得进一步观察。
3.2 改善微循环功能抗衰老
我国南通市抗衰老中心的研究人员开发出一种由40余味中草药及纯天然物精制而成的药物背心和帽子。经过300多位患者的试用验证,这种药物背心和帽子对慢性支气管炎、冠心病、高
血压、神经功能症等30多种常见病均有明显的疗效。
生命科学工作者及医学工作者在谈到此类试验疗效时指出,微循环功能不良是导致人体衰老的主要因素。在这一思想指导下,世界各地,特别是一些发达国家和发展中大国又相继开发出了改善和增强微循环功能的新制剂和仪器,现已形成系列产品。实践已经证明,改善人体微循环功能已使众多的微循环出现障碍的患者,尤其是老年人群受益。2006年l0月有人运用我国宁波生产的,根据改善微循环功能原理设计出的“水流气血循环机”的疗效检验证实,膝下热浴改善微循环功能效果明显。当膝下部位受到特定温度(40℃-45℃)外化刺激时,就会通过下肢与上体的温态反差效应,推动气血循径上行,在外温内透的感传作用下,可使全身毛孔开放,呼吸加快,全身各部位活力增强,从而达到通经活络、加速机体新陈代谢、改善微循环的目的。使用者曾长期患右下腿部麻木之疾患,使用一周(每天早晚各一次膝下热浴.每次使用时间为30 min~40min)后,麻木症状明显改善,而且达到了全身通经活络的效果。生物固氮能力研究的新进展及新发现
从空气中获得氮并将其转化为自身氮素营养是豆科植物的独特性状。虽然这种能力是依靠固氮菌与豆科植物共生在根部形成根瘤来实现的,但是不同种类的豆科植物对与其共生的固氮菌都具有专—性。培育具有固氮能力的非豆科作物一直是科学工作者探索的一个重要科研项目。
前不久。英国诺丁汉大学爱德华·科金教授主持的一个研究小组织报道了他们对非豆科作物固氮能力研究取得的新进展。研究组成功地分离出一种可以溶解植物根毛生长点细胞壁的酶。利用这种酶可将固氮菌引入非豆科植物根毛和细胞原生质中,使其具有固氮能力。这一点突破,正是本项研究的创新点。在这个基础性突破研究的基础上,现已向水稻、小麦以及向日葵的植株体内引入。由于水稻在世界粮食中占有重要地位,它已作为重点研究对象,主要目标是研究最适合与水稻建立共生关系的固氮菌。
在人们发现某些植物能够利用根瘤菌,形成根瘤——固氮制造营养物质——氨基酸和酰胺。因此,豆科植物不但能在贫瘠土地上生长,而且还有肥田的作用。苜蓿、花生、洋槐、相思树、紫藤、赤杨、美洲茶等植物都有这样的特性。研究还发现,某些热带作物能够在叶面上长瘤,利用微生物固定空气中的氮素。松树虽不长瘤,但它能与根上及根周围的微生物建立合作关系,因此,它也能够在缺氮的沙土上生长。在这样的事实面前,人们在思考,动物能不能在自己的躯体内,按照上述已查明的固氮机理,自制营养物质。现在科学家已经发现了这样的例子,而且还是我们人类的一部分。这个发现被称之为固氮机制在生物体中起作用的重大发现。调研报告表明,生活在新几内亚山区的土人,每天只吃一些山芋和蔬菜,至多再加一点豆类和花生。他们一天的食料中,蛋白质只有22 g,远低于世界卫生组织规定的最低标准60g,然而,他们人人都很健壮,无论男女老少,都没有任何营养不良的症状。这种现象引起了人们的广泛关注,希望尽快找到原因。最后还是通过对当地土人进行细致的检查,发现他们的粪便中氮素含量超过进食的氮量。这个氮素的含量“差”,恰恰是问题的关键点。多出的部分从何处来是科学工作者必须揭示的问题。通过进一步的查找,竞从这些土人的肠道中找到了固氮菌。正是这些固氮菌在人体内固定和吸收空气中游离的氮素,再合成为蛋白质,满足人体的需要。
专家们在评审这个新发现时指出,人们对植物利用微生物为自己制造氮肥很感兴趣,而对人体利用固氮菌为自身合成生长、发育所需要的蛋白质必然是更感兴趣。对于这项开发性研究,一是要进一步落实在动物身上固定和吸收空气中游离氮素的有效机制的可靠性和准确性;二是加以推广应用。大气中含量非常丰富的游离氮,就能直接成为极为丰富的食品资源。
发现生物固氮100年后的今天,其机制研究又有新的重大进展。研究认为。固氮微生物之所以具有固氮能力,从分子生物学角度上已探明,是这些微生物体内含有具特殊催化功能的蛋白质——固氮酶这种生物大分子。其作用机理现已被揭示,即固氮酶在常温常压下将氮气转化为氨,同时还将水巾的氢离子还原成氢气。由于固氮酶反应消耗很大能量,所以人们过去认为,伴随固
关键词:超分子,生命科学,成像造影剂
0 引言
20世纪80年代末, 法国科学家J.M.Lehn (莱恩) 创造性地提出了超分子化学 (Supramolecular chemistry) 的概念[1], 并因此获得1987年诺贝尔化学奖。超分子结构突破了传统分子结构中的共价键结合, 是化学史上的一次重大飞跃。超分子体系成为目前国内外科学家的研究热点[2,3,4]。
超分子化学是研究各个分子通过亲水/疏水、静电吸引、氢键、配位键等分子间作用而形成具有特定功能的体系的科学, 此概念的提出使化学从分子层次扩展到了超分子层次。分子间作用形成的超分子组装体, 使人们认识到功能的最小基本单位不是分子而是超分子, 功能产生于超分子组装体中。
超分子化学一经问世就受到各领域研究者的广泛关注, 并应用在生命科学[5]、材料科学[6,7,8]、环境科学[9]、信息科学等领域, 已成为化学研究新思想、新概念和高技术的源头之一, 给各个学科的发展带来新的机遇。本文在简要介绍超分子化学形成和发展的基础上, 综述了近年来超分子化学在生物医药、生命科学领域的应用。
1 超分子化学简介
超分子化学, 即“超越分子概念的化学”, 是研究两种或两种以上具有组装能力的化学物种通过分子间较弱的相互作用形成复杂、有序且有特定功能体系的化学, 是分子化学的拓展, 是由简单走向复杂的必然过程, 其主要特征是分子间的自组织、自组装和自复制。
1.1 超分子化学的发展历史
在超分子化学这一概念明确提出之前, 就已经有一些科学家在这方面做过研究。早在1894年, 德国科学家Fischer就曾设想过“识别”的匹配方式;1937年, 德国科学家Wolf最早提出“超分子”这一名词, 由于当时研究水平和基础有限, 并未对超分子化学做出系统性的阐述。
C.J.Perterson (彼得森) 在冠醚合成及其选择性络合碱金属方面进行了长期的研究并于1967年进行了详细报道, 揭示了分子和分子聚集体的形态对化学反应选择性的重要作用[10];随后, D.J.Cram (克拉姆) 基于其在大环配体与金属或有机分子的络合化学领域的多年研究, 提出主客体化学 (Host gust chemistry) , 并创立了主客体化学理论;莱恩利用自组装技术, 模拟蛋白质螺旋结构制备出具有一定结构的分子自组装体, 从而超越大环与主客体化学进入“分子工程”领域, 并在其诺贝尔奖获奖演说中提出了超分子化学的概念。
1987年, 莱恩、克拉姆和彼得森3位化学家以其对发展和应用具有特殊结构的超分子的巨大贡献而获得诺贝尔化学奖, 这一刻也预示了超分子化学的诞生。超分子化学的研究经历了大环与主客体化学、分子识别化学和自组装化学3个阶段, 这3个阶段不是严格的顺承关系, 而是相互渗透、相互关联和不断发展的。
1.2 超分子基本结构单元
超分子是由其基本结构单元有规则、有秩序、有层次地组装产生的具有一定功能的超分子体系。具有特定功能和组装能力的单元构成超分子基本结构单元, 冠醚及其衍生物、环糊精及其衍生物、杯芳烃及其衍生物是主客体化学中3种常用的重要主体。
1.2.1 冠醚及其衍生物作为主体
自1967年彼得森首先发现冠醚 (Crown ether) 并报道了这类化合物的独特性质以来, 这类大环化合物有了极其迅速的发展。它不仅是有机和无机化学的重要内容, 而且与生命科学、新材料、新技术的发展有着密切联系。冠醚[11]不仅可以与金属正离子络合, 还可以与有机正离子客体 (如吡啶盐) 络合。因此, 作为主客体化学中最常用的主体之一, 冠醚及其衍生物在超分子构筑中得到了广泛的应用。
1.2.2 环糊精及其衍生物作为主体
环糊精 (Cyclodextrin, CD) 是一种具有轴对称性的截锥形环状低聚糖, 是常用主体化合物之一[12,13], 根据自身所含葡萄糖单元数量的不同 (6、7、8) 分别命名为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精。环糊精的分子空腔具有弱极性和疏水性, 而外表面则具有强极性和亲水性, 研究者通过修饰或者制备主客体包合物, 进而将含有环糊精结构的自组装体应用于催化材料、药物载体、微反应器和环境科学等领域[14,15,16]。
1.2.3 杯芳烃及其衍生物作为主体
杯芳烃 (Calixarene) 是由酚单体通过亚甲基在酚羟基邻位连接而成的大环化合物, 因其分子形状类似杯子而得名。作为模拟酶研究的对象, 杯芳烃[17]受到特别的重视。杯芳烃具有冠醚和环糊精两者的优点, 其疏水空腔大小可调, 构象可变, 能与离子和中性分子形成主客体包结物, 选择性好, 被认为是继冠醚和环糊精之后的第三代主体化合物。
1.3 超分子体系的功能
超分子体系具有三大主要功能:分子识别和自组装功能、反应性和催化功能以及信息传输功能。
分子识别, 类似于“锁和钥匙”的分子间专一性结合, 是指主体对客体选择性结合并产生某种特定功能的过程, 它是组装及组装体功能的基础[18], 是形成超分子结构的基础, 也是自然界生物进行信息存储、复制和传递的基础, 在超分子化学中起到核心作用;催化功能是指反应物及客体被主体识别后形成超分子过渡状态, 产生的一种有选择性地与另一反应分子结合的功能;信息传输功能是指超分子体系受到外界刺激会产生性能和结构变化, 继而将刺激信号转变成分子信息并在体系中传输的功能, 其本质是电子转移、能量转移、物质传输和化学转换。
2 超分子化学在生命科学领域的应用
超分子仍是结构而不是组织, 但超分子在生命秩序和纯粹化学之间形成了过渡。它显示出研究不应仅仅局限于化学层面。超分子化学通过控制超分子结构, 使功能和组织、生命和非生命、生命体和非生命体之间有了通航的桥梁。超分子化学在生命科学领域有着广泛的应用, 超分子体系在生命体中扮演着举足轻重的角色。
2.1 超分子药物
超分子主体具有毒性低、不良反应少、生物相容性好、开发周期短、成功可能性大等特点, 因而将其作为药物载体应用于医药领域具有安全性高、生物利用度高、疗效高、成本低等优点, 受到研究者的广泛关注, 使药物的发展进入了一个新的时代[19]。超分子药物是超分子在生命科学领域最为重要的应用之一, 目前其应用范围已涵盖消炎止痛、抗菌、抗癌、抗病毒、抗疟、抗癫痫、基因药物等方面[20]。
2.1.1 消炎止痛类超分子药物
常见的消炎止痛药物使用时会产生严重的胃肠道不良反应, 因而其应用受到限制。研究证明, 此类药物 (如阿司匹林、布洛芬、萘普生和吲哚美辛等) 与金属离子 (如Cu (Ⅱ) 、Zn (Ⅱ) 、Pd (Ⅱ) 、Sn (Ⅳ) 等) 络合后形成的超分子药物, 不仅可以有效降低该类药物的胃肠道副反应, 甚至还可以提高其镇痛抗炎作用, 其中Cu (Ⅱ) 络合物是研究最早和最为成熟的超分子药物之一。
Zvimba等[21]设计合成了不同氨类配体与Cu (Ⅱ) 、Zn (Ⅱ) 、Ca (Ⅱ) 等络合形成的金属离子络合物, 研究表明, 铜离子络合物相比其他两种金属络合物更加稳定、生物半衰期更长、生物利用度更高, 有望成为临床抗关节炎药物。
Zhou等[22]制备了吲哚美辛与单核Zn (Ⅱ) 及双核Zn (Ⅱ) 超分子络合物, 并研究了两种药品对胃肠道的刺激, 研究结果表明, 超分子络合物的刺激性明显低于母体药物。另外, Jain等[23]制备并通过直流极谱法研究了巴氯芬-Zn (Ⅱ) 络合物超分子, 研究表明它的止痛活性比其母体药物更强。
除了通过制备金属络合物超分子降低毒副作用外, 还可将上文提到的消炎止痛药物与环糊精 (CD) 及其衍生物制成超分子络合物[24]来改善其药效学和药代动力学性质。吲哚美辛或萘普生的CD包结络合物不仅可以明显改善药物的溶解度, 促进吸收, 降低胃肠道刺激性, 还可以明显降低母体药物的副作用。
2.1.2 抗疟类超分子药物
疟疾是一种流行广、危害大的寄生虫病, 金鸡纳宁和青蒿素是较早使用的抗疟药物, 但其溶解度有限、生物利用率较低的不足限制了它们的应用。Wen等[25]制备了金鸡纳宁 (Cinchonine, Cin) 与环糊精超分子络合物, 电喷雾质谱 (ESI-MS) 研究表明溶解相混合物中含有多种组分, 如β-CD-Cin-β-CD (1∶1∶1) 、γ-CD-Cin-γ-CD (1∶1∶1) 和β-CD-Cin-γ-CD (1∶1∶1) , 包合后的溶解性得以显著改善。Wong等[26]制备了β-CD-青蒿素250和γ-CD-青蒿素250超分子, 人体试验表明超分子具有更高的生物利用效率和生物利用度。
2.1.3 抗癌类超分子药物
癌症是一种严重威胁人类健康的疾病, 很多国内外医学研究者一直致力于寻找治疗或预防癌症的药物和方法。随着超分子药物应用不断拓深, 超分子络合物作为抗癌药物也成为研究的热点, 并取得一定的成果。目前, 抗癌类超分子药物的研究主要以环糊精类、卟啉类、高分子类和金属 (如铂、钌等) 络合类为主。
Horvath等[27]制备出水溶性的β-CD-二氯二吡啶铂 (DDP) , 研究表明该络合物大大提高了DDP的溶解性能, 达到1.6mg/mL, 并且该络合物对结肠癌细胞株CT26和黑素瘤细胞株B16F10的生长抑制分别比顺铂 (CPT) 高4.6倍和6.1倍, 抗癌活性明显优于CPT。
β-拉伯醌能够杀死肿瘤细胞, 是一种新型抗癌药, 对肺癌、前列腺癌和乳腺癌有特效, 但其存在水溶性较差、生物利用率低的缺点。Wang等[28]将其与CD或CD衍生物进行络合, 不仅可以提高其水溶性, 还可以通过调节CD的种类来调节药物释放速度, 使药物利用率更高。
浙江大学、新加坡国立大学及浙江大学医学院第一附属医院等研究单位[29]合作研制了聚乙烯亚胺 (PEI) 和环糊精交联形成的超分子颗粒 (SNPs) , 并将其作为抗癌药物金刚烷基阿霉素 (Ada-Dox) 和质粒DNA的共同载体。该超分子颗粒具有低分子量、低毒性和转染效率高的优点, 利用其主客体结构的可逆性, 可以通过调节pH分解主客体来达到抗癌药物的稳定和持续释放, 提高了药物的生物利用率, 还可以在试管或生物体内实现同时运载质粒DNA。
2.1.4 基因传递药物
超分子不仅可以应用于普通药物, 而且可以作为基因运输的载体应用于基因药物中, 具有细胞毒性低、转染效率高的特点, 受到国内外药物开发者的广泛关注。
四川大学Fan等[30]通过自组装法制备了β-环糊精与嵌段聚合物F127 (PEO-PPO-PEO) 的超分子复合物F127/β-CD, 并将其封装PEI/DNA用于基因传递, 研究结果表明, 该超分子不仅具有较低的细胞毒性, 而且在HepG2细胞中具有与PEI10K相应或更高的基因传递能力, 是一种非常有前途的非病毒基因传递载体。
日本的Takayuki Anno等[31]将第二代树枝状聚合物G2与β-环糊精葡萄糖衍生物络合制备了超分子GUG-b-CDE (G2) , 并在A549和RAW264.7细胞中研究其细胞毒性及基因运载能力。研究结果表明, 由于溶血性和细胞毒性较低, 该超分子具有更低的刺激性和更好的安全性, 并且其基因运载能力高于G2, 是一种较为理想的非病毒基因载体。
2.2 核磁共振成像造影剂
由于超分子络合物的特殊结构和分子间的作用形式, 超分子在生物设备和技术, 如核磁共振成像、激光解吸离子化技术等方面也有一些应用。
核磁共振成像 (MRI) 是利用核磁共振原理, 外加梯度磁场并通过检测所发射出的电磁波, 绘制生物体内部的结构图像。作为一种医学诊断工具, MRI极大地推动了医学的迅速发展。金属Gd (Ⅲ) 、Dy (Ⅲ) 、Fe (Ⅲ) 和Mn (Ⅱ) 等具有较大的有效磁矩, 与适当的配体形成稳定的鳌合物超分子后, 其毒性大大降低, 分子体积增大, 是MRI造影剂的主要研究对象, 其中以Gd (Ⅲ) 造影剂的研究最为深入[32]。
Battistin等[33]采用疏水基团修饰的右旋糖酐 (MD) 、β环糊精聚合体 (pβ-CD) 和Gd (Ⅲ) 螯合物制备出超分子体系, 形成稳定、均质、直径为200nm的纳米颗粒, 通过测试表明, 该超分子体系对Gd (Ⅲ) 的有效负载高达1.87×105, 并有较好的弛豫效应, r1为48.4L·mmol-1·s-1, 是Gd (Ⅲ) 螯合物自身的9倍。
加利福尼亚大学Chen等[34]研发出一类新的超顺磁性MRI造影剂, 并在生物体动态淋巴结系统内演示了其生物适应性。他们通过组装金刚烷 (Ad) 和β-CD得到超分子颗粒SNPs并将其用于封装Gd3+·DOTA, 制备出一系列新型MRI造影剂 (Gd3+·DOTA-SNPs) , 并得到其最佳配比的弛豫效应 (r1为17.3L·mmol-1·s-1) , 约为Gd3+·DOTA螯合物自身的4倍, 而且该新型造影剂相比Gd3+·DOTA更容易被检测。
2.3 超分子仿生
生命体内的生物化学过程和各项功能的实现, 如遗传信息DNA和RNA的复制、酶催化过程、蛋白质的合成与分解、能量转换、抗体与抗原的相互作用等都是由特定的超分子体系执行, 超分子体系的分子识别和自组装、反应性和催化以及信息传输三大功能, 可以实现对生命体的结构或功能的模拟, 是研究生物功能、生理机能、生命现象的极其重要的途径。目前主要研究的有仿生螺旋结构、多层膜的组装、模拟酶和微反应器、模拟免疫微体系等。
吉林大学罗贵民课题组较早进行了人工酶的研究, 早在2000年他们就制备了β-CD的联硒化物2-SeCD, 并用来模仿谷胱甘肽过氧化酶 (GPX) , 通过测定证实其活性高于经典GPX模拟物Ebselen[35]。经过更为深入的研究, 前不久他们又制备了更为复杂的β-CD的联硒化物6-CySeCD, 并研究了其在人体角化细胞内的抗氧化性能[36]。
浙江大学计剑等[37]采用自组装技术在医用不锈钢支架上构建了聚乙烯亚胺和抗凝血肝素多层膜, 体外血液评价表明沉积后不锈钢表面的血液相容性大大提高, 证明层层组装技术为医疗装置表面功能化的设计提供了一种有效的方法。Messersmith等[38]模拟软体动物的蛋白结构, 制备了含大量儿茶酚基团的聚乙烯亚胺 (PEI) , 并通过研究表明其具有良好的还原能力和对各种基底的粘附能力, 因而可在各种基底表面进行多层膜的沉积, 同时实现膜材料的抗菌能力, 对于在一些疏水基底表面实现具有抗菌性能的膜材料的制备具有重要意义。
2.4 其他生命领域的应用
利用超分子体系分子识别、催化、信息传递三大功能, 超分子体系在生命领域很多方面均有应用。生物体内小分子和大分子之间高度特异的识别在生命过程中的调控以及蛋白酶等生物分子的探测[39], 超分子催化 (对于生物体系具有重要的意义, 相当多的生物化学过程离不开催化作用) , 生物体内的信息传递 (电子转移、能量传递、物质传输和化学转换) 和生物体中受体-底物相互作用等, 其基本现象都离不开超分子化学范畴。
3 结语
20多年来, 超分子化学向人们展示了一个丰富多彩的超分子世界, 对传统分子化学理论提出新的挑战, 已成为化学的一个崭新的分支学科。2005年, Science杂志创刊125周年纪念周刊中指出新世纪人类所面临的25个重大科学问题, 其中唯一涉及化学的问题就是关于自组装化学, 由此可以看出超分子科学的重要研究价值[40]。未来超分子化学的研究将集中在以下几个方面。
(1) 超分子可逆性研究。分子间作用作为超分子相互作用的主要结合力, 虽然强度远不如共价键, 但对温度、溶剂等外部条件的变化具有高度的响应性, 使材料的各种可逆性能变为可能。超分子体系的可逆性越来越受到人们的重视, 正是这种可逆性能使超分子材料在分子器件、药物缓释、细胞识别、膜传递等方面有着重要的应用。
(2) 低毒或无毒超分子研究。超分子体系常常作为药物载体、基因载体、仿生结构等, 在生命科学领域有着广泛的应用。因此, 对超分子体系的生物相容性和毒性的要求非常严格, 制备毒性低、生物相容性好的超分子将会是超分子研究的方向之一。
3年多来,在党中央和国务院领导的亲切关怀下,在科技部、北京市和其他有关部门的大力支持下,北京生命科学研究所的筹建工作进展顺利。建筑面积3万多平方米的研究所实验大楼是按国际一流研究所的标准设计和建设的。研究所配置的大型实验仪器和其他设备都是当今世界最先进的。目前,该所已建立了12个实验室和3个技术中心,各种最新型号的实验仪器设备已经到位。其中蛋白质组中心、生物信息中心、电生理实验室的装备水平独步海内外,其他实验室的装备水平也达到了国际一流标准,此外还聘请了国内外一流专家担任研究所学术顾问,并邀请10位诺贝尔奖获得者在内的24位国内外知名专家,组成了北京生命科学研究所科学指导委员会,其整体水平之高,不仅在国内研究单位中是绝无仅有的,在全世界也是不多见的。
经过科学指导委员会的严格评审,从19名候选人中确定了王晓东和邓兴旺两位博士担任所长,而王晓东所长在国内正式聘用一年之后,2004年被美国评为美国科学院士,他不仅是改革开放后几十万留学人员中惟一在美国本土当选的美国科学院士,而且在美国也是最年轻的科学院院士之一。他在细胞凋亡,特别是引导癌细胞凋亡治疗癌症等方面的研究,处于国际最前沿,是国际上竞相争夺的人才,一些诺贝尔奖获得者认为他是诺贝尔奖的有力竞争者。他在国际著名杂志《细胞》上共发表11篇论文。而自1980年以来的25年,我国大陆科学家只在此刊物上发表了5篇论文。
按照国际惯例,北京生命科学研究所先后4次面向全球公开招聘优秀人才。目前已经从250多名海外留学人员中遴选了16名优秀人才,其中14名已经全时回国工作。这14名全时回国的留学人员,均在《细胞》、《科学》、《自然》等国际一流学术刊物上发表过高水平的论文,而且都是处在创新能力高峰期的青年科学家。此外,还从国内招收博士、博士后97人,目前该研究所的研究人员已经达到206人,初步建立了一套符合国际惯例的管理体制与运行机制。
北京生命科学研究所的建立,在国内外生命科学和生物技术领域产生了广泛影响,对推进我国生命科学和生物技术的发展发挥了良好的带动作用:
第一、初步建立了一个符合国际标准,达到国际一流水平的生命科学和生物技术创新中心的雏形,将为我国科技体制改革探索出一条新的道路。
第二、带动了一大批生物技术领域留学人员回国工作。在研究所组建和多次招聘人才的带动下,出现了高水平人才纷纷回国的小高潮。
第三、激励了国内相关科研机构和科技人员的创新热情。我国生命科学研究的整体水平和创新能力迅速提高,与国际先进水平差距明显缩小。2005年以前的25年,我国在《细胞》上未发表过一篇论文,而2005年一年,就发表了5篇。
南开大学生物系始建于1922年,在此基础上于1993年成立生命科学学院。学院现设有微生物学系、生物化学与分子生物学系、遗传学和细胞生物学系、植物生物学和生态学系、动物生物学和发育生物学系,建有分子生物学研究所和昆虫学研究所,泰达功能基因组学研究中心、生物基础教学实验中心和艾滋病研究中心,形成了“五系、二所、三中心”的教学科研布局。现有微生物学和动物学两个国家重点学科,植物学被确定为国家重点建设学科,另外作物遗传育种和细胞生物学是天津市重点学科。学院建有生物活性材料教育部重点实验室、分子微生物学与技术教育部重点实验室、天津市微生物功能基因组学重点实验室和蛋白质科学重点实验室四个省部级重点实验室。
学院现有教职工170人(专职教师106人),其中中国科学院院士1人,长江学者11人,国家杰出青年基金获得者9人,教授59人,副教授35人,形成了一支实力强、水平高、学科齐全、结构合理的学术队伍。
近年来,学院科研条件不断完善,建有动物转基因平台、蛋白质组学与基因组学平台、细胞分离及细胞成像平台、结构生物学平台及公共服务平台等。
五年来,生命科学学院共承担国家和省部级科研项目250余项,到位科研总经费过两亿元,发表SCI论文近500篇,并获得多项国家及天津市大奖。
学院在微生物学、动物学、植物学、遗传学、细胞学、生态学、生物信息学、生物化学与分子生物学8个二级学科招收和培养博士、硕士研究生。目前,在校硕士生391人,博士生239人。欢迎优秀的本科毕业生来南开大学生命科学学院学习深造!
南开大学生命科学学院网址:http://sky.nankai.edu.cn/script/sky/Chinese/index.asp联系地址:南开大学生命科学学院研究生办公室(生物站A103)300071 电话:022-23503593
博士研究生项目培养方案草案
一、课程设置
1.联合项目培养委员会听取三个单位的教授和学生的意见,并结合国外优秀大学的课程设置情况,全面统一安排新型研究生课程,形成有特色的、并且可以和国际一流研究生计划媲美的新型研究生课程设置。
2.新的研究生课程设置遵循培养一流生命科学研究工作者的宗旨,使学生能够尽快完成从只具有初步现代生物学知识到能够理解其专业前沿研究工作并具有初步研究型思维的转变。所有课程的讲授彻底改变国内传统的抽象的知识灌输方式。相反,知识的讲授有机地融于对经典或前沿的研究发现工作的介绍的讲授中,这样学生即掌握了知识,又了解了这些知识是怎么样从实验室的研究工作中产生的。3.公共课设置,为必修课。
1)政治课:必修课,课程名称:现代科技革命与马克思主义,计3学分。主要内容为科学哲学、自然辩证法。由著名学者授课。2)外国语(英语):为必修课。
第一外国语一般采取选修课程与水平考试相结合的方式进行。通过水平考试,即可获得学分。未能通过水平考试、又不符合免修条件的博士研究生,须选修一外课程。一般每一学期课程完成时,即举行水平考试。考试成绩达到70分以上者,予以通过。
4.研究生必修课程设置三类不同层次的课程,第一类为专业基础课、第二类为专业课(研究进展课)和第三类专题讨论课。
以上三类研究生课程采用模块设置,每个模块8学时(二周,每周4学时),学生可以根据自己的水平、兴趣和专业方向选择模块。
1)第一类(专业基础)课6学分,为必修课,课名:现代生物学基础,由16个模块组成,研究生选择满12个模块计6学分,开课时间为第一学年秋季和春季学期。模块涵盖现代生物学的主要领域。
2)第二类(研究进展)课3~6学分,为必修课,由二门课组成,每门课3学分;课名:①分子细胞生物学进展;②遗传发育生物学进展。每门课由不同老师结合其专业背景提供的约16个模块组成,研究生根据自己需要从中选择6个模块。
3)第三类(专题讨论)课3~6学分,为选修课,由二门课组成,每门课3学分;课名:①分子细胞生物学专题讨论;②遗传发育生物学专题讨论。研究生至少选择6个模块,计3学分;在两门课中选够12个模块,计6学分。
5.轮转视同必修课,3学分。课名:生命科学实验基础,在每个实验室轮转完成后,经该实验室导师考核,获得“通过”或“不通过”的成绩。研究生取得3轮轮转“通过”的成绩,计3学分。6.其它选修课:
教学实习:仅北京大学适用,2学分,根据导师安排,参加教学实习满160学时计2学分。
在导师指导下选修其他课程,使总学分达到北京大学31学分或清华大学28学分的最低学分要求。
二、培养机制和毕业
1.所有研究生在北京大学或清华大学入学注册,三个单位将成立一个一年级学生指导和咨询委员会。该委员会将为一年级的学生在具体选课和选择导师等问题上提供咨询和帮助。
2.研究生入学后一律实行轮转机制,轮转在三个单位内自由选择,每一名学生原则上必须完成3轮有效轮转。每轮轮转时间为2个月,由轮转导师考核通过计为1轮有效轮转。学生本科期间做毕业论文时间可以视同1次轮转。3轮轮转后仍不能确定导师的学生,需提交报告,经培养委员会同意后,可以进行第4轮轮转。第4轮轮转后仍不能确定导师者,由培养委员会决定学生的去留。3.轮转事宜由培养委员会负责。学生应分别在第一学年的9-10月、11-12月、1-3月之前完成3轮轮转。3月底或4月初,导师和学生进行双向选择。每个实验室每年最多选择性地接收3名学生轮转,最多录取1名完成轮转的学生为研究生。
4.所有学生在第二学年下学期参加博士生资格考核,考核由5 位教授组成的考核小组执行,考核内容除鉴定学生的知识掌握情况外,更重要的是看学生是否具有良好的研究思维和一定的解决科研问题的能力。考核通过的学生将正式转为博士研究生继续培养,未通过的学生在第三学年上学期参加第二次考核。两次考核都未通过的学生可选择继续攻读硕士研究生或退学。5.每一名研究生在通过博士资格考核后,成立包括其导师在内的熟悉其课题情况的3-5名教授组成的论文指导小组。该研究生应每年向其论文指导小组至少作一次的课题进展情况汇报(书面和口头),论文指导小组老师应尽可能对该研究生的课题提出建设性意见,以帮助该研究生尽快取得课题进展。6.鉴于探索性研究工作的特殊性和不可预期性,研究生培养不设具体学年制,但一般为4~7年。无因病休学等特殊原因,超过7年未能完成博士毕业论文或者博士毕业论文答辩未通过的学生,如果已经有硕士学位,按博士研究生结业处理;如果没有硕士学位,且答辩委员会认为达到硕士毕业论文水平,可授予硕士学位;如果未达到硕士毕业论文水平,则按硕士研究生结业处理。7.研究生毕业需完成规定的必修课程和学分要求,但没有统一的发表论文的最低要求。学生发表第一作者论文的署名单位和成果第一单位为学生学籍所在单位,知识产权归属导师所在单位。
8.研究生研究课题进展达到什么程度可以毕业,由研究生和其导师协调商量,达成一致意见后须经培养委员会其他成员同意。当研究生和其导师发生意见分歧时,由培养委员会其他成员给出书面意见,由负责研究生培养的院长(所长)裁定。
9.研究生在4个学年结束后,征得导师和培养委员会同意,可申请毕业论文答辩,但具体毕业和授予学位时间服从北京大学或清华大学学位管理的具体要求。10.导师责任:所有学生实行导师负责制,即由学生所在实验室的导师负责。确定导师的职责,与所有兼职导师签署协议书,明确责、权、利的关系。附联合培养项目各委员会名单:
联合培养项目顾问组(3人):王晓东(NIBS)
饶
毅(北大)
施一公(清华)
组长:张传茂(北大)副组长:陈晔光(清华)
杜立林(NIBS)
成员: 王世强(北大)
联合培养项目招生委员会(5~7人)组长:俞
立(清华)
副组长:魏文胜(北大)
邵
峰(NIBS)
联合培养项目培养委员会(9人)组长:王世强(北大)
副组长:吴
畏(清华)
杜立林(NIBS)魏文胜(北大)陈晔光(清华)俞
立(清华)邵
峰(NIBS)王晓晨(NIBS)
成员:
张传茂(北大)
魏文胜(北大)吴
畏(清华)俞
立(清华)邵
峰(NIBS)王晓晨(NIBS)联合培养项目委员会(12人)
一、选题报告程序
1、研究生选题报告于第三学期11月底前结束,选题报告会由所在专业学位点统一安排,特殊情况,不能按时进行选题报告,学位点可以向学院申请延迟举行,但必须在第四学期开学前结束。
2、学位点须在选题报告前两周向教学办公室提出组织选题报告的书面申请,同时提交答辩委员会成员名单,教学办公室在一周之内给予答复,并通知相关研究生。
3、研究生须在学位点确定选题报告前一周向院教学办公室公室提交选题报告的书面申请,同时提交下列材料:
1)综述论文;
2)选题报告书(安徽大学研究生学位论文选题申请表)。
4、教学办公室审查选题报告资格,并在一周内通知研究生是否能参加选题报告会,并将参加选题报告的学生名单提供给各学位点。
5、学位点负责人根据选题报告的情况,签署是否同意研究生进入学位论文正式实验或研究阶段的意见。
6、学位点将审查意见(包括修改意见)在三天之内反馈给研究生本人,并责成研究生在一周内将修改完善后的选题报告书交学位点,由学位点报院教学办公室备案。
7、没有通过选题答辩以及尚未参加第一轮答辩的研究生必须在一月之内重新申请选题答辩,第二轮答辩仍然不能通过,可在三个月后申请最后一次答辩。
二、学位论文答辩程序
1、论文答辩于每年五月底前结束,特殊情况可适当提前或延迟,但以不影响研究生按时毕业为前提;
2、研究生论文答辩由所在专业学位点统一安排,学位点负责人应在学位论文答辩前一个月内向教学办公室提出组织答辩的具体时间和答辩委员会专家及答辩秘书的建议名单,报院学位论文答辩领导小组审批;
3、研究生须提前一个月向院教学办公室提交学位论文答辩申请,同时须提交研究生部学位办要求的关材料;
4、院教学办公室组织论文送审,送审形式为双盲评审,并将评审意见即时反馈给研究生本人;
5、如果不符合学校及我院的有关研究生培养规定,或送审论文未通过,不予答辩。
6、教学办公室将参加答辩的学生名单提供给各学位点;
8、学位点组织研究生进行学位论文答辩,答辩委员会由五名相关专业副教授以上的专家组成,其中校外专家一至二人,设秘书一人,负责答辩记录;
9、答辩委员会对研究生的学位论文进行审议,表决是否通过答辩;
10、完成学位论文答辩后,学位点应即时通知研究生按照答辩委员会的意见在十天之内修改完善学位论文,并将有关答辩材料送交教学办公室。
三、说明
其他未尽事宜,执行学校有关规定。本规定自2006年11月份开始试行。
安徽大学生命科学学院
“生命科学拓展实验”校本课程, 结合学校情况与学生实际, 将有关基础课程实验进一步引向深入, 使学生了解现代生物学研究常用的实验技术;并以小课题研究为载体, 引导学生积极主动探索生命的奥秘和规律, 给学生方法方面的规范训练, 从而为学生提供了更多选择的空间, 培养学生的创新与实践能力、合作精神。
一、“生命科学拓展实验”校本课程的开发框架
本行动研究中课程的制定按照“问题—设计—行动—反思”的基本模式进行[1]。首先, 作课程需求及可行性分析 (需求分析) , 找出校本课程需要解决的主要问题;其次, 根据需求分析得出的结论对课程进行设计, 包括课程目标设计, 内容定位、组织等;再次, 课程实施 (研究者尝试建构课程的框架) ;最后, 对教学行动进行反思, 总结和积累实践经验, 进一步完善课程。开发框架如图:
二、“生命科学拓展实验”校本课程开发的内容与实施
1. 课程的定位
我们对本校学生需求、学校情况和已有资源作了调查分析, 将此次开设的校本课程定位于拓展型、实验类选修课程, 其在课程分类中的位置如下图:
在课程内容方面, 我们选择了与现代生命科学有关的8个方面, 设计成8个学习模块。见下表:
2. 课程目标
本课程的总目标, 一是通过参观考察和实验, 了解生命科学的新技术、新方法;二是通过实验, 体验科学研究的特点, 学会课题研究的方法, 培养独立工作能力、合作意识、创新精神。
知识与技能领域: (1) 了解生态考察知识, 初步学会简单的生态调查与社会调查技术; (2) 在认识微生物基础上, 学会微生物培养与实验的基本操作; (3) 能根据细胞繁殖特性说出组织培养的原理与意义, 初步学会基本操作; (4) 进一步熟悉DNA的结构和自我复制的特点, 了解PCR实验的原理, 初步学会PCR及DNA电泳的实验操作; (5) 认识和学会使用传感器, 初步设计实验方案, 将定性实验转化为定量实验; (6) 能说出遗传的概念与规律, 初步学会果蝇杂交的方法, 了解环境因素对生物遗传变异的影响; (7) 通过参观学习, 了解一些领域的生命科学与技术进展, 了解生命科学在社会发展中的作用; (8) 能列举出生命科学实验研究的基本步骤, 并尝试运用。
过程与方法领域: (1) 体验生命科学实验的过程, 初步学会生命科学课题研究的一般方法; (2) 提高收集、分析、处理和表达生命科学信息的能力, 能够完整地表达研究成果; (3) 进一步养成“多提问”、“多研究”、“多交流”的学习习惯。
情感态度与价值观领域: (1) 通过了解生命体的精妙, 感受生命与自然的和谐, 懂得尊重、关注与关爱生命, 形成保护生态环境, 维护可持续发展的意识; (2) 通过认识生命科学实验研究成果在生产生活中的巨大作用, 形成对生命科学的学习兴趣和理论与实践相联系的观点; (3) 通过模仿前人进行实验的设计与研究, 培养严谨、质疑、实事求是的科学态度和创新精神; (4) 通过小组合作完成实验, 增进交流, 懂得尊重他人, 吸取他人的意见, 学会与他人合作, 共同完成任务。
3. 课程内容
根据课程目标和大纲, 在大量收集参考资料和实验设计基础上, 根据校情进行选择、重组和再编制, 建设课程教材, 形成供学生使用的实验讲义等作为本课程的教材;同时树立新的课程资源观, 发挥课程资源的作用, 注重开发配套的教学与课程资源, 使各种资源和学校课程融为一体, 帮助学生走出教科书, 走出课堂和校园, 充分利用校外各种资源, 在社会的大环境里学习和探索。本课程的配套教学资源主要有教学课件 (附电子版光盘) 、学生实践指导文件夹 (起到练习册的作用) 、反思型自我评价问卷、学生学业评价量表 (详见课程评价) 等。
4. 课程实施
我们主要从教师的教学方法和学生的学习方法两方面着手课程实施研究。
(1) 教学方法
在这里, 教学方法指的是教师通过实验教学引导学生加深对知识获得的理解。主要包括:
直观教学法:主要采用学生动手实验的实物直观教学手段;在展示一些微观现象或用时较长的过程时采用图片、动画等直观教学法。
讨论法:实验大多数以小组为单位, 小组成员间在实验前和实验中都要进行充分讨论, 并可以随时与教师进行探讨。
讲授与讲解:教师的讲授与讲解穿插于课堂之中, 占用时间较少, 主要包括讲授实验原理和基础知识, 展示与分析实验设计范例, 讲解实验中遇到的具体问题等。
(2) 学习方法
在这里, 学习方法指的是学生在教师引导下对实验操作的个人认识, 主要包括:
自主学习:课程实施中学生主要目标是完成学习或研究任务, 实验前了解简单原理和实验任务后自己查阅相关资料, 自主进行实验方案设计, 讨论完善后进行探究并完成实验报告。由于不同的实验方案所需时间、条件可能有所不同, 实验过程并不完全拘泥于课堂, 学生可以根据实验的要求自己安排时间完成。在任务完成的过程中, 学生的角色也发生了转变, 他们通过与同学、老师的合作, 不再是知识的被动接受者, 而是主动的学习者和知识的自主建构者、“生产者”。
合作学习:大多数实验以小组为单位合作完成的, 小组成员之间可以分工, 每位学生承担实验设计的不同内容, 也可以共同进行实验。实验方案设计好后要与全班进行交流, 师生共同完善, 最终实验成果也要向大家展示, 接受质疑。其中既有小组合作学习, 也有全体学生之间的讨论与合作。
探究性学习:每个实验模块的内容实质上是引导学生通过实验解决一个预设问题, 实验方案由学生小组自己设计, 探究不同的解决方法, 教师只是在学生遇到问题时给予启发、引导和帮助, 大部分实验过程是由学生自己探索完成的。
三、启示与思考
通过学生需求分析认为, 拓展型实验类的选修课程较受学生欢迎, 故开设“高中生命科学拓展实验”课程符合学生的学习需求;本课程目标是建立在基础型课程目标基础上的, 符合设计拓展型课程的目的;专家评价显示“高中生命科学拓展实验”课程已经基本成熟, 可以进行实施, 并在实施过程中进一步完善;“高中生命科学拓展实验”课程的实施较好地完成了课程目标, 促进了学生的发展, 受到了学生的欢迎与好评;“高中生命科学拓展实验”形成了较为完整的校本课程开发框架, 在校本课程开发的环境分析、目标设置、内容组织、课程实施与评价等方面提供了可资借鉴的实例。
目前, 延安中学“高中生命科学拓展实验”校本课程还在继续实施之中, 我们将总结经验, 针对本研究中发现的问题, 作进一步探索:如对“高中生命科学拓展实验”的目标效度作进一步分析;调动更多社会力量如课程专家、家长等参与校本课程的建设;尝试开设其他内容或其他形式的生命科学校本课程;探究是否存在生命科学校本课程开发的特有模式。
参考文献
今天在这个民间科技发展研讨会上发言,我觉得有一种亲切感,因此,我想用自己的科研经历与朋友们共同敲击感情的共鸣线。
有的记者在采访时说我是民间科学家的一面旗帜,旗帜之说,我不敢认同,不过,民间科技研究者还是当之无愧。对于一个研究者,回忆过去也是享受美丽。但是,我今天更想说的不是一种回忆,而是一个认识,一个体会:科学研究不问出身,科学面前人人平等,科学只欢迎务实求真。
诚然,科技的种子需要有生长的土壤,科技研究者需要一定的社会环境。由于多方面的原因,许多民间科技研究者经历了种种艰难,民间科技研究者都盼望获得更好的环境和条件,现在这种希望得到了时代的回应,胡锦涛总书记明确指出:“构建社会主义和谐社会,必须是最广泛、最充分地调动一切积极因素、尊重创造、保护创造的良好社会氛围,支持人们进行理论创新、制度创新和其他方面的创新,使我国经济社会发展始终充满蓬勃的创造活力。”
本来,在这个会议上讲话,应该讲讲“首届全国民间科技发展研讨会”的意义,应该多为民间科技研究者呐喊助威,我要说明的是,我个人的再次呼吁也只是一种重复,因为建设创新型国家和强调自主创新的战略决策,将把民间科技发展提升到一个新的高度。
我国的科技工作与其他各行各业一样,在发生重要的转变:即由跟踪模仿转向自主创新,由单向突破转向集成创新,由科技事业转向科技企业,由一般交流合作转向主动开展国际合作。可以说,我国科技政策转变的根本特点就是促进创新。只有推动最广泛的全民创新活动,国家才能发展,这已形成社会共识。毫无疑问,鼓励全民创新的基本政策,将成为民间科技发展的根本保障,有了这个保障,可以预见,民间科技之花,必然争奇斗艳。
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