基因編輯技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：基因編輯技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞] 藥用植物； CRISPR/Cas9； 基因編輯技術(shù)

基因編輯技術(shù)在生物學(xué)研究中展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景，已經(jīng)成為基因改造和功能基因研究中不可或缺的技術(shù)手段，是一項可以與分子克隆、 PCR 等技術(shù)相媲美的技術(shù)突破[1]。由于CRISPR/Cas9系統(tǒng)具有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢，一經(jīng)報道便迅速成為分子生物學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，在推動基因治療、基因功能研究、動物模型制造、農(nóng)作物品種改良等領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。目前，該技術(shù)除了在細(xì)胞和動物水平展開應(yīng)用之外，在多種模式植物及農(nóng)作物的研究中也得到了廣泛應(yīng)用，例如擬南芥[2]、煙草[3]、水稻[4]、小麥[4]、玉米[5]、高粱[6]、番茄[7]、大豆[8]、甜橙[9]等。本文參考CRISPR/Cas9技術(shù)在其他領(lǐng)域中的研究方法和進(jìn)展，展望其在藥用植物功能基因組學(xué)研究、活性成分次生代謝及合成生物學(xué)研究、藥用植物分子育種研究等方面的應(yīng)用。

第一代基因組編輯系統(tǒng)鋅指核酸酶[10]（Zincfinger nucleases，ZFNs）系統(tǒng)和第二代基因編輯系統(tǒng)類轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶[11]（transcription activatorlike effector nucleases，TALENs）系統(tǒng)均是利用蛋白與 DNA 結(jié)合的方式靶向編輯特定的基因組位點(diǎn)，但由于二者組裝復(fù)雜且成本高，其推廣應(yīng)用受到了一定的限制。近期韓春雨團(tuán)隊發(fā)明了一種最新的基因組編輯技術(shù)，即NgAgogDNA（Natronobacterium gregoryi argonauteguide DNA）技術(shù)[12]。NgAgo是一種DNA介導(dǎo)的核酸內(nèi)切酶，初步研究表明該技術(shù)在靶基因選擇廣泛性和脫靶效率等方面較CRISPR/Cas9系統(tǒng)有一定的優(yōu)勢，但目前該技術(shù)僅在人類細(xì)胞中進(jìn)行過試驗，且在NgAgo蛋白的模塊化程度、多位點(diǎn)編輯能力等方面還有待進(jìn)一步考察。CRISPR/Cas[13] （clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPRassociated protein）系統(tǒng)，是繼ZFNs和TALENs系統(tǒng)之后的第三代基因編輯系統(tǒng)，通過簡單的核苷酸互補(bǔ)配對方式與特定的位點(diǎn)結(jié)合，即可實(shí)現(xiàn)對靶基因的編輯，其實(shí)驗設(shè)計簡單、操作簡便、成本低，目前已經(jīng)成為應(yīng)用最為廣泛的基因組編輯技術(shù)。

1.1 CRISPR/Cas系統(tǒng)的組成 CRISPR，即成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats），由高度保守的重復(fù)序列和不同的間隔序列交替排列組成，間隔序列可特異性識別外源DNA。CRISPR/Cas廣泛存在于古生菌和細(xì)菌中，屬于獲得性免疫系統(tǒng)，可以將入侵的噬菌體或質(zhì)粒DNA特征片段整合到自己的基因組中成為間隔序列，形成記憶性免疫，當(dāng)這些外源入侵者再次入侵時，系統(tǒng)就會自動行使特異性識別和剪切功能[1416]。CRISPR 基因座由crRNA（CRISPR RNA）與反式激活crRNA即tracrRNA（transactivating CRISPR RNA）復(fù)合物、Cas蛋白編碼基因、前導(dǎo)序列（leader sequence）以及CRISPR序列組成，這些部件共同參與CRISPR/Cas系統(tǒng)的免疫防御功能[17]。

1.2 CRISPR/Cas系統(tǒng)的工作原理 CRISPR 系統(tǒng)分為 3 種類型，Ⅰ型和Ⅲ型系統(tǒng)均需多種Cas蛋白形成復(fù)合體才能行使切割功能[1819]，而Ⅱ型系統(tǒng)的特征性蛋白僅為1個Cas9蛋白，該蛋白具有加工產(chǎn)生crRNA和切割外源核酸的功能，Cas9 蛋白、crRNA 和tracrRNA三者共同作用即可對外源 DNA 進(jìn)行靶向裂解[2021]?，F(xiàn)在常用的CRISPR/Cas9系統(tǒng)即由Ⅱ型系統(tǒng)改造而來[22]（圖1）。

當(dāng)噬菌體或質(zhì)粒DNA入侵宿主細(xì)胞時，Cas9 蛋白靶向并裂解噬菌體基因組中的原型間隔序列（protospacer），并將其整合到宿主基因組的 CRISPR 位點(diǎn)，然后將這些間隔序列轉(zhuǎn)錄成crRNA，在 Cas9蛋白的參與下，靶向切割入侵的噬菌體 DNA 序列，與此同時，重復(fù)序列截取噬菌體的某些 DN段形成CRISPR間隔序列，當(dāng)同種噬菌體再次入侵時，間隔序列將會轉(zhuǎn)錄形成crRNA，這些 crRNA 與tracrRNA形成二級結(jié)構(gòu)，與Cas9蛋白形成復(fù)合體，識別緊隨原型間隔序列后的原型間隔序列毗鄰基序（protospacer adjacent motif，PAM），Cas9蛋白的核酸酶結(jié)構(gòu)域切割與 crRNA 互補(bǔ)的雙鏈DNA形成DNA雙鏈斷裂（DSBs，DNA doublestrand breaks）。真核生物細(xì)胞內(nèi)存在著2種DNA修復(fù)方式，可以主動修復(fù)DSBs。一種是非末端同源交連（NHEJ，nonhomologous endjoining），修復(fù)后的DNA雙鏈經(jīng)常出現(xiàn)個別堿基的缺失或插入，從而導(dǎo)致基因功能的改變；另一種是同源重組修復(fù)（HDR，homologydirected repair）方式，常引起堿基的替換。在自然條件下，同源重組修復(fù)出現(xiàn)的概率極低，因此細(xì)胞中DSBs的修復(fù)方式以NHEJ為主[23]，所以，經(jīng)過CRISPR/Cas9系統(tǒng)編輯后的基因多導(dǎo)致基因功能的喪失。后來研究者們在深入了解CRISPR/Cas9系統(tǒng)的工作原理后，用一種含有發(fā)卡結(jié)構(gòu)的sgRNA代替crRNAtracrRNA復(fù)合體系，并從鏈農(nóng)桿菌S. pyogenes中得到Cas9蛋白編碼序列，成功將這一技術(shù)簡化到實(shí)驗室研究中[22]。

1.3 CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的優(yōu)勢 與其他基因編輯技術(shù)相比，CRISPR/Cas9技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢。主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①設(shè)計簡單，適用范圍廣。只要靶基因序列中含有NGG的PAM位點(diǎn)[22]，即可將NGG上游20個堿基設(shè)計為sgRNA，靶向識別該序列，并在Cas9蛋白的切割作用下實(shí)現(xiàn)對靶基因的編輯。幾乎所有的基因中都含有多個PAM序列，因此，CRISPR/Cas9系統(tǒng)能夠?qū)蚪M中絕大多數(shù)基因進(jìn)行編輯，而相比之下，ZFNs和TALENs系統(tǒng)對靶序列的限制較多，設(shè)計過程較為復(fù)雜，適用范圍相對較小。②對植物基因組編輯的特異性較高。目前的研究成果表明，CRISPR/Cas9技術(shù)對大型復(fù)雜基因組，例如人類基因組等，進(jìn)行編輯時存在較高的脫靶率，在小鼠和斑馬魚中存在較低的脫靶率[2425]，但在植物研究領(lǐng)域，除了在對六倍體植物小麥的基因組進(jìn)行編輯時存在個別脫靶之外[26]，在其他植物，如擬南芥、煙草中均未發(fā)現(xiàn)脫靶現(xiàn)象[23]。③能夠同時編輯多條基因。只要針對不同的基因設(shè)計不同的sgRNA，并將其與Cas9蛋白編碼序列構(gòu)建到同一個轉(zhuǎn)化體系中，便可一次性實(shí)現(xiàn)對多個基因的改造，CRISPR/Cas9技術(shù)的應(yīng)用大大提高了基因組編輯效率[27]。④能夠獲得無外源基因插入的轉(zhuǎn)基因植物。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)往往會將篩選基因、報告基因等外源基因插入到植物基因組中，并且穩(wěn)定遺傳給后代，而CRISPR/Cas9系統(tǒng)的編輯位點(diǎn)和插入位點(diǎn)不同，外源基因可以在后代的分離過程中被去除，從而獲得無外源基因插入的遺傳改良品種，提高社會對轉(zhuǎn)基因植物的接受程度。

2 展望CRISPR/Cas9 基因編輯技術(shù)在藥用植物研究中的應(yīng)用

2.1 藥用植物功能基因組學(xué)研究 在生物學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，CRISPR/Cas9系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)基因的敲除、插入、定點(diǎn)替換、染色體重組和多基因敲除等，可以從反向遺傳學(xué)的角度快速解析基因功能及基因間的相互作用。目前，大部分藥用植物的遺傳背景和與重要次生代謝產(chǎn)物積累相關(guān)的功能基因尚不明確，以往主要通過以大腸桿菌作為宿主細(xì)胞的原核表達(dá)和以酵母作為宿主細(xì)胞的真核表達(dá)的體外功能驗證法，和以RNAi，VIGS過表達(dá)技術(shù)[2830]為主的體內(nèi)功能驗證法對基因的功能進(jìn)行鑒定。然而上述3種體內(nèi)功能驗證法均是通過調(diào)控基因的表達(dá)量從而達(dá)到功能驗證的目的，相較而言，CRISPR/Cas9技術(shù)從DNA水平上對基因進(jìn)行編輯，可以從源頭上阻止基因的完整表達(dá)，是體內(nèi)驗證基因功能強(qiáng)有力的工具。在植物研究領(lǐng)域，Christopher Brooks等[7]利用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除了控制番茄葉片形態(tài)的SlAGO7基因，與野生型番茄寬闊平展的葉片相比，突變植株的葉片窄小甚至有些呈針狀，從反向遺傳學(xué)的角度證明了番茄SlAGO7基因的功能；Shan等[4]利用基因槍轉(zhuǎn)化方法對水稻PDS和小麥MLO等基因?qū)崿F(xiàn)了定點(diǎn)敲除，獲得的純合PDS基因敲除水稻突變體產(chǎn)生了矮化、白化的突變表型；地錢是研究陸生植物進(jìn)化的模式植物，Sugano等[31]通過農(nóng)桿菌共轉(zhuǎn)化地錢殼孢子調(diào)控生長素正調(diào)控因子ARF1基因，經(jīng)抗性篩選后在T1代中獲得的突變植株對比野生型地錢顯示出了明顯的NAA抗性，而且這些突變可以通過無性生殖的方式實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定遺傳。以上研究表明，CRISPR/Cas9技術(shù)已經(jīng)成功在雙子葉植物、單子葉植物和個別低等植物的研究中展開應(yīng)用，并且能夠很好地揭示基因功能，可以預(yù)見，該技術(shù)在藥用植物功能基因研究方面具有巨大的應(yīng)用潛力。

除了鑒定特定基因的功能以外，CRISPR/Cas9技術(shù)還可以與高通量測序結(jié)合進(jìn)行功能基因組學(xué)研究。高通量測序技術(shù)可以在整個基因組、轉(zhuǎn)錄組或外顯子組等范圍內(nèi)檢測出基因或其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的變化，篩選得到可能與某類功能相關(guān)的基因。在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，Yuexin Z等[32]利用CRISPR/Cas9技術(shù)和高通量DNA測序技術(shù)建立了一種慢病毒聚焦型人源細(xì)胞文庫，并開發(fā)出了一種基于sgRNA文庫進(jìn)行高通量功能基因篩查的新方法。這種研究思路同樣適用于藥用植物，如通過CRISPR/Cas9技術(shù)敲除某條代謝途徑上的某個關(guān)鍵基因，將相應(yīng)次生代謝產(chǎn)物積累發(fā)生顯著變化的植株與野生型植株進(jìn)行比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究，分析差異基因，將為解析該代謝途徑和深入挖掘途徑上關(guān)鍵基因提供有效途徑。

2.2 藥用植物活性成分次生代謝及合成生物學(xué)研究 活性成分含量的積累一直是藥用植物研究關(guān)注的重點(diǎn)，目前許多重要活性成分的獲取仍然依賴于對原植物的提取，如果能夠通過改造植株代謝網(wǎng)絡(luò)達(dá)到使目標(biāo)次生代謝物含量增加的目的，這將在一定程度上減少藥用植物的采挖，促進(jìn)資源的可持續(xù)發(fā)展。Keasling課題組利用CRISPR/Cas9技術(shù)對釀酒酵母工程菌進(jìn)行了改造，通過提高M(jìn)VA途徑代謝流、降低甾醇代謝效率以及截斷下游二萜類成分合成等方法，使突變菌株產(chǎn)生的甲羥戊酸含量比野生型菌株高出41倍[33]。按照這樣的思路，利用CRISPR/Cas9技術(shù)可以對許多重要次生代謝產(chǎn)物的含量進(jìn)行調(diào)控，例如敲除丹參酮生物合成旁路途徑上的關(guān)鍵基因，使GGPP的代謝流向丹參酮類成分合成途徑上轉(zhuǎn)移等。

大腸桿菌和釀酒酵母等簡單生物的遺傳背景清楚、生長迅速、培養(yǎng)簡單，是基因工程主要的受體菌，可以通過設(shè)計代謝途徑和不同模塊組成的生物元件來改變細(xì)胞的正常代謝，合成人們感興趣的代謝物，比如中藥藥用活性成分。與其他藥用活性成分的合成生物學(xué)研究相比，一些來源于藥用植物的單體藥物的生物合成受到了更廣泛的關(guān)注[34]。近年來，中藥活性成分的合成生物學(xué)研究取得了一定的成果，例如，伯克利分校Keasling課題組構(gòu)建了高產(chǎn)青蒿酸的工程菌，與Amyris公司合作，使青蒿酸產(chǎn)量高達(dá)25 g?L-1，并經(jīng)簡單化學(xué)反應(yīng)合成青蒿素[3536]；Dai等[37]獲得了同時合成齊墩果酸、原人參二醇和原人參三醇的第一代“人參酵母”細(xì)胞工廠；Zhou等[38]通過“模塊途徑工程”策略在釀酒酵母中獲得了高產(chǎn)的丹參酮類活性成分前體物質(zhì)次丹參酮二烯。在異源生產(chǎn)過程中，工程菌的特性對產(chǎn)物的產(chǎn)量影響極大，由于藥用活性成分的多樣性，研究過程中往往要用到不同功能、不同特點(diǎn)的工程菌株，但傳統(tǒng)的工程菌改造方法較為繁瑣且耗時，并非每個實(shí)驗人員都能輕松熟練地掌握，這在一定程度上給科研工作帶來了不便。但新一代基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9誕生后，可以一次性對多個位點(diǎn)進(jìn)行改造，操作過程簡單、高效，具有分子生物學(xué)實(shí)驗背景的研究者只需通過簡單的學(xué)習(xí)便可掌握這一技術(shù)，由此可見，CRISPR/Cas9技術(shù)將為中藥活性成分合成生物學(xué)的發(fā)展提供新方法。

2.3 藥用植物的分子育種 在植物學(xué)研究領(lǐng)域，CRISPR/Cas9 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)定向育種，培育出高產(chǎn)、抗逆或一些有具有特殊應(yīng)用價值的作物或菌種。與自然進(jìn)化相比，通過基因編輯技術(shù)對控制植物關(guān)鍵性狀的基因進(jìn)行編輯能夠大大加快選育良種的速度。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)只能將外源基因隨機(jī)整合到植物基因組中，以此達(dá)到改造和培育新品種的目的，但在這個過程中，插入位點(diǎn)的隨機(jī)性常常導(dǎo)致許多不利結(jié)果，如內(nèi)源基因破壞、外源基因沉默等，因此，通過傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因手段得到理想的轉(zhuǎn)基因植株是一件耗時且繁雜的工作。然而，CRISPR/Cas9 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)基因組定點(diǎn)編輯，使植物的分子育種變得高效、定向。

Yanpeng W等[39]通過CRISPR/Cas9技術(shù)敲掉了六倍體植物小麥的TaMLO基因，獲得了抗白粉病小麥新品種。盡管很多植物是異源多倍體，但CRISPR/Cas9系統(tǒng)可以同時編輯多條基因，因此該技術(shù)與其他基因編輯技術(shù)相比更簡單高效。目前，運(yùn)用于臨床的中藥材主要通過人工種植和野外采挖等方式獲取，藥用植物病蟲害一直是藥農(nóng)的心腹大患，例如丹參的枯萎病、葉斑病，黃芩、當(dāng)歸、黃連的白粉病，人參、西洋參的水銹病等，是否可以學(xué)習(xí)農(nóng)作物研究領(lǐng)域通過CRISPR/Cas9技術(shù)對某些藥用植物病蟲害開展基因防治值得思考。另一方面，一些藥用植物在生長過程中會產(chǎn)生對人體有害的次生代謝產(chǎn)物，限制了其在臨床中的應(yīng)用，例如馬兜鈴科的關(guān)木通，由于代謝產(chǎn)生的馬兜鈴酸具有腎毒性，給許多長期服用龍膽瀉肝丸的患者帶來了腎功能損害。如果可以通過CRISPR/Cas9技術(shù)阻斷相關(guān)有害成分的代謝通路，這也將是藥用植物品種改良的一個新的研究策略。

自轉(zhuǎn)基因植物問世30多年來，其生物安全性一直飽受爭議。與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)不同，CRISPR/Cas9技術(shù)具有定點(diǎn)修飾功能，可以從后代中篩選出只有目標(biāo)突變基因不含有Cas9蛋白和sgRNA表達(dá)載體的株系，這種突變株系不存在外源基因的污染，突變效果與植物自然發(fā)生的遺傳變異無異，可大大提高人們對轉(zhuǎn)基因植物的接受程度。Je Wook Woo等[40]通過將純化過的Cas9蛋白和sgRNA分別導(dǎo)入擬南芥、煙草、萵苣和水稻的原生質(zhì)體中，再將原生質(zhì)體誘導(dǎo)成無外源基因插入的再生植株，突變效率高達(dá)46%。雖然藥用植物的分子育種尚未開展，但隨著基因編輯技術(shù)的不斷完善和潛在危險性的不斷降低，CRISPR/Cas9技術(shù)極有可能全面應(yīng)用到藥用植物的分子育種和品種改良研究中。

2.4 其他 CRISPR/Cas9系統(tǒng)除了用于簡單高效的基因組定向編輯和基因組規(guī)模的功能篩選外，還可以用于內(nèi)源基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控、表觀遺傳調(diào)控以及特定染色點(diǎn)的標(biāo)記等。Cas9蛋白包含RuvC和 HNH 2個行使切割功能的結(jié)構(gòu)域，二者分別負(fù)責(zé)切割一條DNA單鏈，若其中一個結(jié)構(gòu)域發(fā)生突變，Cas9 將喪失雙鏈切割功能而變成切口酶（nickase） ，即nCas9，只能切割雙鏈DNA中的1條。nCas9與2條不同的sgRNA聯(lián)用可大大提高基因編輯的特異性。因為只有2個sgRNA同時打靶時才能引起DSB，nCas9也可用于較大片段的置換，顯著提高HDR的發(fā)生幾率[41]。若同時突變RuvC和 HNH結(jié)構(gòu)域，則Cas9成為dead Cas9（dCas9） ，內(nèi)切酶活性喪失。dCas9能夠在gRNA引導(dǎo)下定向結(jié)合到靶序列上，造成位阻效應(yīng)阻礙RNA聚合酶復(fù)合體的結(jié)合，從而在不改變編碼DNA序列的情況下抑制基因的轉(zhuǎn)錄，這就是CRISPR干擾（CRISPR interference，CRISPRi）[42]。傳統(tǒng)的 RNAi 技術(shù)是對轉(zhuǎn)錄后的 mRNA 進(jìn)行干擾，而CRISPRi能夠在轉(zhuǎn)錄前期對基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，通過靶向順式作用原件、抑制反式作用因子結(jié)合的方式激活或抑制特定基因的表達(dá)，有助于基因啟動子功能和其他基因調(diào)控模塊的研究。Larson等[42]的研究表明CRISPRi對基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)具有非常高的特異性，表明CRISPRi在精確調(diào)節(jié)基因表達(dá)方面具有極大地潛力。此外，dCas9還可應(yīng)用于生物表觀遺傳學(xué)研究中，可以定點(diǎn)添加或去除表觀遺傳標(biāo)記，為研究表觀遺傳修飾在基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的作用提供新的思路。在植物研究領(lǐng)域，誘導(dǎo)植株產(chǎn)生HDR一直是個難題，nCas9技術(shù)的產(chǎn)生也許可以幫助解決這個問題。同樣，dCas9也有望用于藥用植物的表觀遺傳研究中，以闡釋藥用植物的遺傳背景和藥材道地性。

3 討論

相比分子生物學(xué)其他研究領(lǐng)域，藥用植物分子研究的基礎(chǔ)較為薄弱。近些年來，盡管在廣大科研工作者的共同努力之下取得了較為豐碩的研究成果，但與模式植物和重要農(nóng)作物煙草、擬南芥、水稻等的研究進(jìn)展相比，藥用植物的研究仍較落后。首先，藥用植物遺傳轉(zhuǎn)化體系的建立不夠完善，許多重要的藥用植物由于難以建立起有效的遺傳轉(zhuǎn)化體系而無法開展轉(zhuǎn)基因研究；目前轉(zhuǎn)化體系建立的比較完善的藥用植物只是鳳毛麟角，如丹參等。其次，藥用植物的基因組數(shù)據(jù)不夠完整，絕大多數(shù)藥用植物沒有進(jìn)行基因組測序，這使利用CRISPR/Cas9技術(shù)對藥用植物基因組進(jìn)行編輯存在一定的盲目性，無法估測其脫靶效率。但據(jù)報道，CRISPR/Cas9技術(shù)在植物中的脫靶效率較低，研究者們可以通過設(shè)計多個sgRNA靶向同一條基因，若不同突變位點(diǎn)出現(xiàn)的突變表型呈現(xiàn)一致性，即可證明基因的功能。此外，許多重要的次生代謝產(chǎn)物的生源合成途徑尚不清晰，限制了該技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用。最后，藥用植物研究關(guān)注的重點(diǎn)大多是代謝途徑上的關(guān)鍵基因，對其他細(xì)節(jié)方面，如啟動子、增強(qiáng)子、抑制子的研究并不深入，藥用植物的分子研究仍然存在一些盲區(qū)，這也在一定程度上限制了CRISPR/Cas9技術(shù)功能在藥用植物研究中的充分發(fā)揮，如dCas9系統(tǒng)的靶向激活、抑制、表觀修飾等功能。隨著CRISPR/Cas9技術(shù)、藥用植物分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展和上述問題的解決，CRISPR/Cas9技術(shù)必將在藥用植物研究領(lǐng)域中大放異彩。

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第2篇：基因編輯技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因；倫理；辯護(hù)；限度

轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其應(yīng)用，是現(xiàn)代科技發(fā)展的前沿領(lǐng)域，其在種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、食品加工和醫(yī)藥制造等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)利潤，已經(jīng)引起了各國政府和眾多企業(yè)的高度重視。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)或正在給人類帶來福祉，但與此同時，由于轉(zhuǎn)基因技術(shù)自身的特點(diǎn)及其難以準(zhǔn)確預(yù)測的后果，人們對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的倫理爭論一直就沒有停止過——倫理上的否定和倫理上的肯定兩種針鋒相對的立場同時存在。這說明，如果不能從倫理道德上為轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其應(yīng)用尋求恰當(dāng)?shù)睦碛桑敲?，這一新科技將不能獲得健康的發(fā)展?；谏鲜隹紤]，筆者力圖在本文中為轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其應(yīng)用尋求倫理上的支持，同時也力圖探討這種支持的限度。

一、福音與憂慮：轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其特點(diǎn)

基因一詞是英語“gene”的音譯，它源于印歐語系，是“開始”、“生育”的意思。很久以來，人們并不明白遺傳的奧秘。19世紀(jì)的細(xì)胞學(xué)說、達(dá)爾文的進(jìn)化論與孟德爾的遺傳定律，為近代生物學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。孟德爾從豌豆實(shí)驗中推導(dǎo)出存在著專門承擔(dān)遺傳作用“種質(zhì)”的遺傳因子，從而演繹出孟德爾遺傳規(guī)律。1909年，丹麥學(xué)者約翰遜提出用基因來指稱任何一種生物中控制任何遺傳性狀而其遺傳規(guī)律又符合孟德爾定律的遺傳因子。1910年，摩爾根通過果蠅白眼突變研究，確證基因位于染色體上，隨后創(chuàng)立了基因論。1953年Waston和Crick創(chuàng)立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，首次揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)、組成及功能，開創(chuàng)了從分子水平揭示生命現(xiàn)象本質(zhì)的新紀(jì)元，揭開了現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的序幕。1972年，美國斯坦福大學(xué)的生物化學(xué)教授Paul Berg和Jackson利用限制性內(nèi)切酶和連接酶，得到了第一個體外重組的DNA分子，開啟了重組DNA技術(shù)的先河，這是人類歷史上第一次有目的的基因重組的成功嘗試。運(yùn)用重組DNA技術(shù)將外源的優(yōu)良目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞或組織，改變其遺傳組成后產(chǎn)生物質(zhì)及其后代，這就是轉(zhuǎn)基因技術(shù)。這項技術(shù)可以把任何外源的基因包括人、植物、動物、微生物甚至人工合成的基因，整合到植物、動物、微生物細(xì)胞中，使其具有人們所需要的各種性狀?？梢姡D(zhuǎn)基因技術(shù)使人獲得一種改變生物遺傳性狀、創(chuàng)造新物種的能力。

隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的出現(xiàn)，人類跨入了基因工程時代：人們可以按照自己的意愿從生物體最基礎(chǔ)的遺傳物質(zhì)——DNA水平上來改造生物體，進(jìn)而改造整個自然界。正因為如此，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療方面都有廣泛的應(yīng)用。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用包括：(1)種植業(yè)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用于植物育種，產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因作物，改變植物的遺傳特性，不僅可獲得抵御各種害蟲和病毒、以及除草能力的作物，而且可以大大提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量；培育各種奇花異草等園藝品種。(2)養(yǎng)殖業(yè)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用于動物育種，產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因動物，即人工改變基因，使之具有優(yōu)質(zhì)、速生、高抗性等人類需要的優(yōu)良特性的家畜家禽新品種。(3)醫(yī)藥業(yè)。利用轉(zhuǎn)基因細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，利用轉(zhuǎn)基因微生物發(fā)酵培養(yǎng)或利用轉(zhuǎn)基因動植物作為生物反應(yīng)器來生產(chǎn)胰島素、干擾素等珍稀藥物，利用動植物生產(chǎn)疫苗等。(4)食品加工業(yè)。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良曲霉、酵母等微生物品種，發(fā)酵生產(chǎn)食品添加劑和加工助劑、醬油、奶制品等，達(dá)到提高產(chǎn)量或改善風(fēng)味等目的。此外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為生物學(xué)領(lǐng)域的成果，正通過大量邊緣學(xué)科和相關(guān)行業(yè)的轉(zhuǎn)化、吸收，迅速滲透到電子、信息、乃至機(jī)電、環(huán)保等其他行業(yè)，極大地改變了這些領(lǐng)域里的生產(chǎn)、管理、組織模式。成為推動生產(chǎn)力進(jìn)步的強(qiáng)大內(nèi)動力?？傊赞D(zhuǎn)基因技術(shù)為基礎(chǔ)的生物技術(shù)“代表著最有前途的技術(shù)方向，是本世紀(jì)最具有影響的高新技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)帶，是最有生命力的經(jīng)濟(jì)增長鏈，是未來前景最有競爭力的產(chǎn)業(yè)群”。

當(dāng)然，轉(zhuǎn)基因技術(shù)是一種完全不同于傳統(tǒng)生物育種技術(shù)的新技術(shù)，它有自身的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)主要有如下幾個方面：首先，轉(zhuǎn)基因技術(shù)打破了物種之間的界限，例如，在自然進(jìn)化中似乎不可能突破的動物和植物之間的界限因為轉(zhuǎn)基因技術(shù)的出現(xiàn)而變成了現(xiàn)實(shí)；其次，也因為轉(zhuǎn)基因技術(shù)突破了物種之間的界限，從而也使人類可以人為地改變自然物種的進(jìn)化方向與進(jìn)化速度，它可能導(dǎo)致這樣一種結(jié)果，在自然進(jìn)化狀態(tài)下也許要經(jīng)歷漫長的時間才可能出現(xiàn)的新物種，在轉(zhuǎn)基因技術(shù)條件下短時間就可以出現(xiàn)；由此，它引發(fā)出轉(zhuǎn)基因技術(shù)的第三個特點(diǎn)，即它所可能導(dǎo)致的后果更加難以預(yù)測。轉(zhuǎn)基因技術(shù)和其他技術(shù)不同，它是一種生物技術(shù)即它是按照人的目的對生命存在的一種改造，創(chuàng)造出的是一些具有特殊性狀的生物新品種，它不像無機(jī)物的合成那樣，如果說無機(jī)物的合成品仍然是無機(jī)物，那么轉(zhuǎn)基因技術(shù)的“作品”卻是有生命的，它能夠再生，而且其性狀可以遺傳給下一代。這些也許是“提前”到來的新物種會給整個生物界(包括人類)帶來什么樣的影響，實(shí)在難以預(yù)測，這也就更加加深了人們的憂慮。例如，人們已經(jīng)憂慮轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用可能導(dǎo)致減少生物的多樣性，破壞生態(tài)平衡，增加某些疾病的人畜共患幾率，等等。

正因為轉(zhuǎn)基因技術(shù)的上述特點(diǎn)，使得人們圍繞它所進(jìn)行的倫理爭論一直就沒有停止過，可以說，所有圍繞轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行的倫理論爭，都是基于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的上述特點(diǎn)而展開的。

二、道德還是不道德：圍繞轉(zhuǎn)基因技術(shù)的倫理論爭及評析

圍繞轉(zhuǎn)基因技術(shù)的倫理論爭，表現(xiàn)在不同的學(xué)術(shù)流派中，這里限于篇幅，主要分析兩種針鋒相對的觀點(diǎn)，即倫理上的反對與倫理上的支持。

先來看看對轉(zhuǎn)基因技術(shù)在倫理上持反對立場的觀點(diǎn)。從轉(zhuǎn)基因技術(shù)誕生的那天起，認(rèn)為轉(zhuǎn)基因技術(shù)違反倫理的觀點(diǎn)就一直沒有停止過，有相當(dāng)多的學(xué)者甚至普通民眾都持這一立場。大致說來，這種反對立場又可以相對區(qū)分為兩個不同的層次：一是從根本上否定轉(zhuǎn)基因技術(shù)本身，有人把這一立場概括為“本質(zhì)方面”反對；另一種是從轉(zhuǎn)基因技術(shù)的后果即其安全性和風(fēng)險方面反對轉(zhuǎn)基因技術(shù)，這一立場則通常被概括為“非本質(zhì)方面”反對。實(shí)質(zhì)上，“非本質(zhì)方面”的反對嚴(yán)格說來并不是一種倫理上的判斷，它潛藏的結(jié)論是：假如人類有足夠能力來規(guī)避轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用中所導(dǎo)致的不安全性后果，那么，是可以進(jìn)行轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究和應(yīng)用的，因此，對于非本質(zhì)方面的反對立場，我們在這里不打算作分析。

從本質(zhì)上反對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的最激烈的觀點(diǎn)，來自于自然中心主義的倫理觀。自然中心主義的倫理觀有如下幾個基本論點(diǎn)：首先，它把對生命的尊重作為倫理學(xué)的理論基石，認(rèn)為無論是人、動物還是植物，凡是有生命的存在都應(yīng)當(dāng)?shù)玫降赖律系耐茸鹬亍Ｌ├罩赋觯骸安扇∽鹬刈匀坏膽B(tài)度，就是把地球自然生態(tài)系統(tǒng)中的野生動植物看作是具有固有價值的東西?！逼浯?，尊重自然也就是尊重作為整體的生物共同體，承認(rèn)構(gòu)成共同體的每種動植物都具有內(nèi)在價值。生命的、固有的、內(nèi)在的價值就是因為生命本身自成目的。對于人和其他動植物生命個體來說，由于各自都具有一種內(nèi)在目的性，并且其他生命的內(nèi)在目的性勿需人的內(nèi)在目的性來確證，所以人不具有高于其他生命的特質(zhì)。因此，第三，應(yīng)把保持自然的“完整、穩(wěn)定和美麗”作為人類行為的終極目的和對人對自然的行為進(jìn)行道德判斷的終極尺度。在人的倫理責(zé)任中應(yīng)包含不干涉其他生命體的存在、不作惡、保持對其他生命的尊重，并為自己的錯誤行為作出補(bǔ)償?shù)葍?nèi)容。

基于以上理由，自然主義的倫理觀認(rèn)為跨越雜交屏障的基因轉(zhuǎn)移是非自然的，是對自然不合理的干涉，因而是不道德的。他們認(rèn)為，改造自然有兩種方式：一種是貼近自然或模仿自然的方式，另一種則是遠(yuǎn)離自然或非自然的方式。雖然不能說轉(zhuǎn)基因是反自然的方式，但與傳統(tǒng)的更符合自然的方式相比，當(dāng)然是更為遠(yuǎn)離自然，是非自然的。第一，它是快速的，只用短短幾年甚至幾個月或幾天時間就可以把一個外來物種的基因片斷(遺傳物質(zhì))轉(zhuǎn)移到另一個物種中，并表達(dá)這個外來基因的產(chǎn)物——蛋白質(zhì)。第二，轉(zhuǎn)基因技術(shù)是激進(jìn)的和大跨度的，可以把兩個風(fēng)馬牛不相及的物種的基因結(jié)合在一起。比如，將土壤微生物毒蛋白基因轉(zhuǎn)移到水稻身上，使后者抗蟲；把北極魚的基因轉(zhuǎn)移到西紅柿身上，使其抗寒。而在自然的進(jìn)化方式中，當(dāng)然也存在基因交流和融合，但一是不會產(chǎn)生這種狂飆突進(jìn)式的基因轉(zhuǎn)移，二是不會產(chǎn)生這種大跨越式的遺傳物質(zhì)融合。一種物質(zhì)的某一性狀和特征需要適應(yīng)環(huán)境若干年才會形成和鞏固，它在進(jìn)化上是緩慢的，也是非常安全的。迅速的基因轉(zhuǎn)移既可能讓一個物種內(nèi)部難以適應(yīng)外來基因全面而有機(jī)的融入，也會使得這一物種由于特殊外來基因表達(dá)后產(chǎn)生新的特性(如抗蟲)而與環(huán)境和其他物種的關(guān)系難以迅速磨合，造成一系列問題。因此，轉(zhuǎn)基因的方式違背了自然的內(nèi)在規(guī)律，是非自然、反進(jìn)化的。

與自然中心主義立場相接近的是宗教神學(xué)的立場，它認(rèn)為自然界是上帝按照最完美的方式創(chuàng)造出來的，因此，自然的存在本身就是最完美最和諧的存在，轉(zhuǎn)基因技術(shù)以人為的方式打破了自然完美與和諧，是對上帝的蔑視和玩弄，因而是不道德的。

以上是從倫理道德上反對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的立場。另一方面，也有從倫理道德上支持轉(zhuǎn)基因技術(shù)的，這種立場主要來自于人類中心主義者。

人類中心主義也有幾個基本觀點(diǎn)：首先，它認(rèn)為，人道原則應(yīng)該成為倫理學(xué)深層的價值論基礎(chǔ)，人類整體的長遠(yuǎn)生存利益應(yīng)該成為人們行為的終極目的，以及人類對待自然的行為進(jìn)行道德判斷的終極尺度，在人類與自然的相互作用中應(yīng)將人類的利益置于首要地位。其次，人類實(shí)踐行為的目的不是為了實(shí)現(xiàn)自然規(guī)律，合乎自然的結(jié)果只是為了人類更好的生存。拋開人類利益，人類就沒有實(shí)現(xiàn)外部自然規(guī)律的義務(wù)和責(zé)任。再次，在自然界，基因的突變和交流是廣泛存在的，這是進(jìn)化的動因，也是進(jìn)化最主要的來源之一。很多的野生物種之間基因的交流就導(dǎo)致我們這樣一個多種多樣的世界。轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)的以及新近發(fā)展的亞種間雜交技術(shù)相比，在基本原則上并無實(shí)質(zhì)差別。它只不過是傳統(tǒng)的生物技術(shù)的延伸而已，是自然的。最后，為了滿足人類的各種需要，我們應(yīng)該發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

應(yīng)該說，上述兩種相互對立的倫理立場都有一定的道理。自然中心主義者看到了自然界非人類生命存在具有自己的內(nèi)在價值，這種內(nèi)在價值并不需要人類來加以確證，因此，人類應(yīng)對自然界中的生命存在保持應(yīng)有的尊重，這一點(diǎn)，無論是從理論上還是從實(shí)踐上看都具有一定的合理性。事實(shí)上，如果我們不是狹義地理解價值這個范疇，即不再把價值僅僅理解為物對人的關(guān)系，而是把價值理解為相互作用與影響的存在之間的意義關(guān)系，那么，在自然的演化系統(tǒng)中，任何一種存在都是有確定的價值與意義的，非人類生命存在的價值的確不需要人類來確證。因此，人類并沒有比其他生命存在更為優(yōu)越的地位。在這個意義上，提出人類應(yīng)尊重自然界中非人類生命存在的權(quán)利是有道理的。從實(shí)踐上看，在人類歷史的發(fā)展過程中，正是由于我們過分強(qiáng)調(diào)了人類對于非人類生命存在的優(yōu)越地位，把自然中的非人類存在僅僅當(dāng)作對于人類而言的工具性價值，才導(dǎo)致了人類對自然的瘋狂掠奪，導(dǎo)致了生態(tài)危機(jī)，也使人類的生存環(huán)境惡化。改變這種狀況的一個重要途徑，就是轉(zhuǎn)化人類在處理自身與自然關(guān)系時的價值思維模式。否則，人類將永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)與自然界中非人類的生命存在和諧相處，共生共榮。

但是，自然中心主義的倫理觀根本不考慮人類在自然中是一種特殊存在，即人類是迄今為止在自然界中惟一可以認(rèn)識自然必然性、利用自然必然性從而在一定程度上超越自然必然性的存在這一客觀的、科學(xué)的事實(shí)，力圖把人的活動降低為動物活動的水平，則是錯誤的。在漫長的自然演化過程中，人類從生物世界中脫穎而出，獲得了超出其他生命存在的智慧，使人類獲得了一定程度的自由：人可以以自己的需要、目的與愿望為尺度，對自己置身其中的自然進(jìn)行否定性的實(shí)踐活動，使之符合自己的需要。這種對自然的否定性的實(shí)踐活動正是人類文化發(fā)生的最深刻的根源?？梢哉f，人類在自然中的大多數(shù)活動都帶有否定性的特點(diǎn)，在某種意義上，即是對自然的“不尊重”。自然中心主義者無視這一點(diǎn)，并不是實(shí)事求是的態(tài)度。

如果說自然中心主義者無視人類活動的特殊性，而力圖把人類活動降低為動物的水平的話，那么人類中心主義者則恰好相反，他們看到了人類和人類活動的特殊性，肯定人類的活動不可能是一種簡單地重復(fù)自然必然性的活動，而是從自己的需要、愿望和目的出發(fā)，力圖把自己從自然必然性中提升出來的活動，因此，人類不可能不干預(yù)自然。要求人類的活動還原為其他生命存在的本能地適應(yīng)自然的活動，是沒有道理的。應(yīng)該說，人類中心主義的這一立場也具有一定的合理性。但是，人類中心主義者把人類的特殊性無限放大了，把人類的需要、目的與愿望當(dāng)作衡量其他生命存在的惟一尺度，非人類的生命存在只有在人類的需要、目的與愿望面前去尋找自己存在的理由。因此，只要有需要，人類就可以利用自己的智慧任意去操縱自然。從理論上說，人類中心主義者的上述立場，是對“價值”這一范疇作了非常狹義的理解，即只把價值看作是物對人的需要滿足的關(guān)系，而不是把價值理解為相互作用的對象之間的意義關(guān)系，這是典型的人類的“狂妄”。從實(shí)踐上看，上述思維方式導(dǎo)致了人與自然之間的緊張，現(xiàn)代社會中人類生存環(huán)境的惡化與其有著密切的聯(lián)系。

最后，還應(yīng)該指出，盡管自然中心主義和人類中心主義存在著沖突與對立的一面，但是兩者又有共同的局限，即它們都堅持一種自然與人類兩分的立場，把自然的演化過程和人類的活動對立起來，從而使得他們無論是對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的倫理支持還是對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的倫理否定，都沒有足夠的理由。擺脫這一困境的思路，就是要超越自然中心主義和人類中心主義，在一個更高的基礎(chǔ)上去考察轉(zhuǎn)基因技術(shù)存在的倫理理由及其限度。

三、支持與限度：新自然觀視野中轉(zhuǎn)基因技術(shù)的倫理維度

如在對轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行倫理判斷時，既不能堅持自然中心主義的立場，也不能堅持人類中心主義的立場，那么，轉(zhuǎn)基因技術(shù)還能獲得倫理上的支持嗎?我們的回答是肯定的，即它是可以獲得倫理上的支持的。但是，我們同時又認(rèn)為，這種倫理上的支持并不是至上的，而是相對的、有限度的。我們的觀點(diǎn)是，在對待轉(zhuǎn)基因技術(shù)的倫理立場上，必須要考慮兩個倫理維度：一方面，我們要考慮自然的權(quán)利，尊重自然；另一方面，我們也要考慮人類的利益，尊重人類活動的目的。一句話，要把自然的權(quán)利和人類的權(quán)利結(jié)合起來，在兩者之間保持必要的張力，從而使自然和人類實(shí)現(xiàn)和諧共生。

之所以做出這樣的判斷，是基于對人類中心主義對自然權(quán)利和價值的漠視所帶來的生態(tài)環(huán)境惡化以及自然中心主義對人類權(quán)利和價值的漠視所導(dǎo)致人類無所作為的后果的判斷。我們認(rèn)為，要給轉(zhuǎn)基因技術(shù)一種恰當(dāng)?shù)膫惱砝碛?，有必要突破傳統(tǒng)自然中心主義和人類中心主義的思維模式，在一個新的更高的基礎(chǔ)上來重新思考自然與人類的關(guān)系。在這里，我們提出一種新的自然觀，以作為我們這一立場的理論基礎(chǔ)。這種新自然觀的主要內(nèi)容可以概括為：從人的現(xiàn)實(shí)存在的特點(diǎn)出發(fā)，把人的活動納入自然演化的總體進(jìn)程來加以考察，以此來進(jìn)一步思考人類在自然演化進(jìn)程中的權(quán)利、義務(wù)與責(zé)任，并以此來透視轉(zhuǎn)基因技術(shù)的倫理合理性及其限度。

把人類的活動納入自然演化的進(jìn)程來思考，無論是從客觀事實(shí)存在上看還是從思想史上看，都是有依據(jù)的。從客觀事實(shí)存在上看，人類本身是自然界長期演化的結(jié)果，這意味著人類的出現(xiàn)既是自然界中增添了一個新的成員，同時，人類也就成為自然生態(tài)系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)而參與自然的總體的演化過程。

從思想史的角度看，盡管有不少的思想家把人類的活動和自然的演化對立起來，或者強(qiáng)調(diào)人類活動對于自然演化的優(yōu)先地位(如人類中心主義者)，或者把自然的演化看作是既定完美與和諧的，人類的活動只會對這種完美與和諧的破壞(如自然中心主義者)，但是把人類的活動納入自然演化過程進(jìn)行思考的思想學(xué)說卻仍然是存在的，最典型的就是中國智慧中的儒家學(xué)說。儒家的主流思想是認(rèn)為天人合一，人性與天地萬物之性相通，因此，人只要能盡自己的本性，就能盡天地萬物之本性，因而能夠參與天地萬物的演化過程?！拔ㄌ煜轮琳\，為能盡其性；能盡其性則能盡人之性；能盡人之性，則能盡物之性；能盡物之性，則可以贊天地之化育；可以贊天地之化育，則可以與天地參矣?！?《中庸》)雖然，這里強(qiáng)調(diào)“能盡人之性”是“能盡物之性”的前提，但是，這決不是以人為尺度來輔量裁成萬物。因為，依儒家的立場，天地之性恰恰在于它能促成萬物自由地生長發(fā)育，即所謂“生生之德”，也就是真正意義上的仁德。所以，盡人之性以參與天地萬物的演化過程，不是以犧牲非人類的生物存在的利益為前提的，從而它不表現(xiàn)為人類中心主義。但既然是人參與其中的演化過程，它也就必然地帶上人類的價值目的與追求，因此，它又不可能表現(xiàn)為對自然地消極服從，因而，它和自然中心主義也有著本質(zhì)的區(qū)別。這一點(diǎn)，從儒家的仁者情懷中可以看得非常清楚。儒家認(rèn)為，天地有自己演化的規(guī)律，但必然之中有偶然，在自然界中，經(jīng)常會產(chǎn)生“離經(jīng)叛道”的情形，使生命存在并不能按照自己的本性來伸張、發(fā)育自己，改變這種現(xiàn)狀的責(zé)任就落到了通天地之道的人的身上，所謂“儒者與天地萬物為一體。假使一物不得其所，便是吾仁未有盡處”。另外，儒家還認(rèn)為，自然只是提供了萬物演化的可能性，這種可能性向現(xiàn)實(shí)性的轉(zhuǎn)化，也需要通過人的活動，即所謂“天地設(shè)位，圣人成能；人謀鬼謀，百姓與能”(《易傳·系辭上》)。當(dāng)然，“天地設(shè)位，圣人成能”的過程，同樣不是人的主觀隨意的過程，相反，它是一個充分考慮了人的生命理想和非人類存在的本性的過程，是“近取諸身，遠(yuǎn)取諸物”的過程，因而，也就是一個充分考慮了人的活動目的和自然界中其他生命存在的價值與意義的過程?？傊?，中國傳統(tǒng)的儒家思想，確乎在一定程度上體現(xiàn)了這樣一種思維方式：即既把人的活動納入自然的演化過程，同時又充分注意到了人作為一種特殊的存在而在自然演化中所起的特殊作用的思維方式。這種思維方式，正是我們今天超越自然中心主義和人類中心主義的重要思想資源。

即使從宗教神學(xué)的立場上看，我們也同樣可以把作為人的活動的具體形式的轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用看作是自然演化的重要環(huán)節(jié)。因為，作為造物主，上帝既然賦予了人類以智慧，那就意味著人類必然要運(yùn)用自己的智慧來從事自己的活動，這正是順從了造物主的意愿。相反，如果人類不運(yùn)用自己的智慧，反倒是對上帝的不尊重，是違反了上帝的旨意!

以上述立場來看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其應(yīng)用，我們就不會簡單地認(rèn)為轉(zhuǎn)基因技術(shù)是反自然的，是對自然界中非人類存在的生命的不尊重。

更進(jìn)一步，當(dāng)我們考慮自然存在及其演化方式時，我們將更加清楚地看到轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其應(yīng)用的自然本性。我們知道，在自然界中，生物之間、生物和無機(jī)物之間，都在以不同的方式進(jìn)行物質(zhì)、信息和能量的轉(zhuǎn)化，人類和自然的其他存在之間同樣存在著以自己的方式進(jìn)行的物質(zhì)、能量、信息的轉(zhuǎn)化。這種轉(zhuǎn)化是自然存在和演化的方式，沒有它，就無所謂自然，因此，這里并不存在從人類的視角來看的道德與不道德的問題。老虎吃羊或其他比自己弱小的動物，我們并不會對之進(jìn)行道德評價，因為這是自然的演化方式。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用同樣可以看作是人類與非人類之間進(jìn)行的物質(zhì)、信息和能量的轉(zhuǎn)化方式。既如此，我們又怎能簡單地對其進(jìn)行倫理上的“是”或“否”的判斷呢?

上面的分析是不是意味著人類所有的針對自然的活動，都不需要進(jìn)行倫理道德上的考慮?是不是都不需要受倫理道德的制約呢?答案當(dāng)然是否定的。我們在上面反復(fù)提到，不能對轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行“簡單的”倫理上的“是”或“否”的判斷，恰好意味著對轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行倫理判斷的復(fù)雜性，這種復(fù)雜性來源于人類存在的特殊性：人類雖然是自然大家庭中的一員，但他卻是自然中最為特殊的成員——人是一種有智慧的、自由的存在。正是這樣一種特殊性，使人類的活動不同于非人類的其他生命存在的活動。如果說，非人類的生命存在的活動完全受著自然這個整體的必然性的制約，只能是一種被動地適應(yīng)自然的活動，那么，人類則完全有可能憑借自己的智慧認(rèn)識、利用并在一定程度上超越這種必然性。人類對自然必然性的超越，意味著自然的演化過程帶有了更多的“人類性”因素——人類總是力圖以自己的需要、愿望和目的為尺度，使自然的演化朝著自己所欲求的方向發(fā)展。這就導(dǎo)致了在自然這個大家庭中，人類活動的自主自為性與非人類生命存在活動的被動適應(yīng)性之間的沖突。這種沖突提供了我們對人類活動進(jìn)行倫理考量的可能性和必要性。

第3篇：基因編輯技術(shù)范文

Abstract： With the history changes of the development of digital media technology， e-sports engine technology as an early example represents the people said fusion culture. Video media is a kind of feasible cultural expression. Some thinkers believe that video games have changing force in education and the cultural discourse.

關(guān)鍵詞： 電子競技；引擎技術(shù)；認(rèn)識論問題

Key words： e-sports；engine technology；epistemology

中圖分類號：G899 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）08-0244-02

1 電子競技引擎技術(shù)創(chuàng)新的意義

如果數(shù)字媒體的歷史說明了一件事，那么就是技術(shù)每次新的進(jìn)步意味著社會民主變得更廣。把新媒體封為促進(jìn)“民主化”的力量有兩層含義，一方面把它美化為傳達(dá)人們聲音的解放者，另一方面卻妨礙人們認(rèn)識它掩蓋錯誤權(quán)利的弊端。當(dāng)人們宣稱電子競技引擎技術(shù)促進(jìn)了民主化的力量時，既需要深入分析其自身的歷史，又要在更大的層面分析其如何和人類溝通的歷史相吻合。由于篇幅有限，無法對體育媒體民主化做深入的分析。但是，將為電子競技引擎技術(shù)在不斷變遷中的媒介所處的位置以及電子競技引擎技術(shù)作為文化表達(dá)方式的含意提供更豐富的背景。

隨著數(shù)字媒介技術(shù)發(fā)展的歷史變遷，電子競技引擎技術(shù)作為其中一個較早的例子代表了民眾所說的融合文化。體育媒體消費(fèi)者也視為媒介游戲玩家，運(yùn)用各種媒體技術(shù)發(fā)明了新的溝通渠道。早期的電子競技虛擬技術(shù)使用了ID軟件技術(shù)支持的、強(qiáng)有力的3D游戲引擎改變了最初的游戲，并把游戲打造為制作簡短動漫視頻的工具。從技術(shù)上來講，體育動漫視頻是可以看的文件，但在之前的體育游戲中只能通過回放功能來看這些視頻內(nèi)容。在前面已經(jīng)講到這種“玩轉(zhuǎn)”行動對于玩家、甚至黑客技術(shù)都算新鮮。但是，實(shí)際上“玩轉(zhuǎn)”文化來源于較老的體育粉絲文化。電子競技引擎技術(shù)作為一種藝術(shù)形式并不是一群尋找更新，更廉價動漫格式的技術(shù)人所發(fā)明。相反，電子競技引擎技術(shù)是玩家在尋找新方法去彰顯其技術(shù)能力時產(chǎn)生的。

屏幕演示（Demoscene）是黑客文化的一個分支。屏幕演示指震動軟件的開機(jī)屏幕以表明他們已經(jīng)黑客了軟件且表明只要別人下載了該被黑客的軟件就可以實(shí)現(xiàn)共享，這是屏幕演示的動機(jī)。但是和屏幕演示不同的是，捕獲用戶的游戲幣（游戲用語，游戲的財富價值，體現(xiàn)游戲的所有內(nèi)在成分對玩家體驗的影響，是決定一個游戲有多好玩的重要因素），并和其它人共享的能力是在競爭極為激烈的網(wǎng)絡(luò)空間的一種表現(xiàn)行為。這些“高性能游戲”由深諳計算機(jī)文化的技術(shù)操作特征。這些行為作為較早的跡象表明把電子競技引擎技術(shù)看作民主化的力量是不妥的?！案咝阅苡螒颉本哂羞@樣的特性，發(fā)明者接受過良好的教育而且可以使用昂貴的技術(shù)。這個特性使得人們不得人認(rèn)真質(zhì)疑電子競技引擎技術(shù)是否可以被視為一種解放的、強(qiáng)有力的表達(dá)方式。換句話說，從人口學(xué)的視角看，電子競技引擎技術(shù)制造者幾乎不能代表那些需要廣泛溝通渠道的、處于社會底層的、被邊緣化的群體。盡管如此，隨著美國73%的成年人可以使用互聯(lián)網(wǎng)，自電子競技引擎技術(shù)時代以個人計算機(jī)的情況來已經(jīng)發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變。而且，個人計算機(jī)技術(shù)變得更加普及。個人計算機(jī)技術(shù)是制造和傳播電子競技引擎技術(shù)的基礎(chǔ)。隨著游戲可以采用很多標(biāo)題建立工具，現(xiàn)在制造電子競技引擎技術(shù)變得相當(dāng)容易。所以，人們從來沒有像現(xiàn)在這樣有那么機(jī)會進(jìn)行創(chuàng)意表達(dá)。而且，人們能夠通過基于Flash技術(shù)的平臺譬如優(yōu)酷視頻來傳播視頻，而且通過各種聲音來表達(dá)民主的傾向變得很明顯。

2 技術(shù)突破性的邊界問題

當(dāng)討論一個媒體的民主化力量時，可用性是核心。技術(shù)進(jìn)步的速度總會超越運(yùn)用這些技術(shù)的文化能力。而且，早在數(shù)字技術(shù)出現(xiàn)之前就存在技術(shù)可用性的社會階級。只是在10年前，撥號連接這種技術(shù)使得人可以通過文本的形式和任何可以使用網(wǎng)絡(luò)的人溝通。今天人們能夠使用網(wǎng)絡(luò)相機(jī)和寬帶連接來進(jìn)行現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)流播放，生成了更強(qiáng)有力的表達(dá)模式。而且，在那些可以使用流播放和那些不能進(jìn)行流播放的人之間形成了數(shù)碼鴻溝。電子競技引擎技術(shù)也不例外。更多人可以制作電子競技引擎技術(shù)。但是，因為媒體發(fā)展的速度很快，速度快到高端的電子競技引擎技術(shù)經(jīng)常可以被當(dāng)作好萊塢最高端的計算機(jī)生成影響。在這場數(shù)碼武器競爭中，正如任何技術(shù)生態(tài)學(xué)一樣，會有分層的問題。在討論促使人們溝通更加有效的工具時，必須時要注意技術(shù)生態(tài)的問題。從印刷到電報，從收音機(jī)到電視，再到互聯(lián)網(wǎng)，技術(shù)的進(jìn)步帶給人更多能力，但是同時也把人邊緣化了。在很多方面，電子競技引擎技術(shù)從計算機(jī)精英話語轉(zhuǎn)變更為廣的亞文化，處于不斷擴(kuò)大的電玩文化的亞文化。但是，電子競技引擎技術(shù)也演變?yōu)橐环N只有那些掌握了使用電子競技引擎技術(shù)的方法和知識的人才可以用的強(qiáng)有力的溝通方式。

也許，比可用性更令人們擔(dān)憂會妨礙電子競技引擎技術(shù)成為平等表達(dá)方式的是受眾面。非規(guī)則化的案例和現(xiàn)在制作的越來越多的技術(shù)引擎區(qū)別開的是滲透到主流文化的能力。雖然電玩已經(jīng)成為每個人生活的一個較大的部分（從該行業(yè)爆炸式的發(fā)展可以看得出），電子競技引擎技術(shù)的藝術(shù)形式依然是一個有發(fā)展機(jī)會的領(lǐng)域。當(dāng)電子競技引擎技術(shù)處于一個文化活動不活躍的人群中（并不是把玩游戲的人都籠統(tǒng)地歸為對文化不漠不關(guān)心的人，所以并不是說他們不是一群對文化參與淡薄的人），至少電子競技引擎技術(shù)會面臨很多障礙。

電玩媒體是一種可行的文化表達(dá)方式。一些思想家認(rèn)為電玩在教育與文化話語中具有變革的力量。最后，簡要描述一下整個電玩的前景和具體的電子競技引擎技術(shù)前景。毫無疑問，電子競技引擎技術(shù)很有潛力成為強(qiáng)有力的、獨(dú)特的文化表達(dá)工具，因此電子競技引擎技術(shù)可以被視為具有民主化的力量。但是電子競技引擎技術(shù)要想發(fā)揮其民主化的力量，它在可用性和受眾面方面面臨很多障礙。所以，不要給電子競技引擎技術(shù)過度鍍金，以免模糊了我們對它實(shí)際能力的認(rèn)識。

參考文獻(xiàn)：

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[6]J Phillip Vogel. Internet Gambling： How to Win Big Online Playing Bingo， Poker， Slots， Lotto， Sports Betting， and Much More [M]. New York： Black Dog & Leventhal Publishers，2006.

第4篇：基因編輯技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：商水方言 非組 曉組 音變 換讀

商水方言中非組字與曉組字的“語音互換”， 不同于一般鏈移式音變的“A>B，B>C”，而是“A>B，B>A”的換讀形式，即A讀B的音，反過來B讀A的音，兩個音類進(jìn)行位置上的互換。本文從音韻結(jié)構(gòu)格局的穩(wěn)定性與易變性這一矛盾對音變的影響與作用出發(fā)，聯(lián)系漢語歷史上輕唇音從重唇音分化出來的機(jī)制，探討了這種特殊音變形式的音理機(jī)制。

一、非組與曉組字的換讀

河南東部的商水方言，非組字與曉組字在合口韻前，表現(xiàn)出一種讀音的“互換”。古曉、匣母合口韻的聲母念f不念x，而古非、敷、奉母的合口三等韻的聲母念x不念f。非組字的聲母讀如曉組，為x；曉組字的聲母讀如非組，為f。其變化的條件與這些字所屬的等攝和調(diào)類有關(guān)。

非組合口三等除了微未廢三韻的字讀y以外，其他各韻所有的聲母都讀同曉組，為x。聲母為x時，韻母為u的。韻母在北京話中為開口呼的，在商水方言中都變成合口呼，有u介音。如：

月、乏韻：xua代筏罰閥發(fā)法乏

元韻：xuan帆藩蕃翻番凡煩繁樊反返泛范犯梵販

文韻：xun分芬紛氛焚汾墳粉糞奮噴涕 ～憤忿份

陽、漾韻：xua方坊枋妨防房肪仿紡彷舫訪放

微韻、未韻與廢韻的字，在商水方言中讀y，由于韻母讀音不同于其他韻的字，為y韻母，沒有u介音，故聲母不讀x。如：

微韻：飛非扉妃肥淝匪誹y

未韻：沸痱費(fèi)y

廢韻：廢肺吠曉組y

曉匣兩母的字，在商水方言中的特殊讀音，表現(xiàn)在其合口一、二等字上。合口一、 二等字大部分與非敷奉三母字的聲母換讀，讀f聲母，而韻母由中古的合口變成了現(xiàn)在的開口呼，丟掉了u介音。如：

蟹攝一等：fei灰賄悔回匯潰。

山攝一等： fan 歡喚煥換桓緩

二等：fan患環(huán)幻還歸～宦

臻攝一等： fn昏婚魂餛混渾

宕攝一等：fa（商水）荒慌謊恍黃皇蝗

通攝一等： f烘哄紅洪鴻虹（“汞”例外，讀ku）

曾攝一等：xuN（北京）―f（商水）弘

梗攝二等： f轟（“橫～豎”例外，讀xo）

假攝二等： fa花化華

這種語音互換現(xiàn)象，是A發(fā)B的音，反過來，B又發(fā)A的音，形成一種讀音位置上的互換現(xiàn)象，其音變方式不同于鏈移式音變。商水方言中的語音“換讀”現(xiàn)象，是A>B，同時B>A，而鏈移式音變是A>B，同時B>C?！皳Q讀”也不同于“混讀”，混讀一般有三種情況：⑴ A全部發(fā)B的音；⑵ B全部發(fā)A的音；⑶ A與B讀音上有交叉，有些條件下A讀B，有些條件下B讀A。非組字與曉組字在漢語大部分方言中的混讀是依韻不同，分別讀f或x。而商水方言中的“換讀”則表現(xiàn)出A與B位置上的互換，非組讀x，曉組讀f。

商水方言中的這種讀音互換現(xiàn)象是屬于不同的時間層次，還是由方言接觸造成的異源層次？抑或只是語音的生理機(jī)制造成的這種特殊的音變形式？下面我們來討論一下漢語方言中非組與曉組相混的主要形式，區(qū)別“混讀”與“換讀”的不同，以便更好地探討“換讀”的音變機(jī)制。

二、商水方言語音換讀的音變機(jī)制

漢語方言中，非組與曉組的相混，有三種形式：一是非組并入曉組，兩組聲母都讀x聲母，如晉語；二是曉組字并入非組字，兩組聲母都讀f聲母；三是交叉相混，有些韻的字讀f，有些韻的字讀x。交叉相混的是讀非組還是曉組依韻不同而不同，但同一韻的字要么讀非組，要么讀曉組字，不存在聲母“互換”現(xiàn)象。其中 “交叉相混”是主要形式。

非組與曉組相混主要發(fā)生在一些南方方言中，如上海郊縣的一些方言，湖南、云南、四川各地的方言，河南南部的信陽方言，以及晉語一些方言的白讀音。

在西南官話中，當(dāng)韻母是u時，大部分地區(qū)曉組并入非組，讀f聲母。如達(dá)縣、大理、大庸、丹寨、貴陽、漢源、洪江、會同、吉首、江津、黎平、蒙自、寧遠(yuǎn)、西昌、重慶、自貢、遵義等地。桂林、柳州則沒有完全并入非組，有一小部分曉組字與非組不混。如桂林除“乎呼忽胡湖”這幾個字沒有卷入非組，讀xu外，其他韻母為u的曉組字也都并入了非組，聲母讀f。柳州“虎互”這幾個字新派沒有并入非組，讀xu。

上海和嘉興的一些郊縣，曉母的合口呼與非敷混同，匣母的合口呼與奉母混同：虎=夫[fu]，昏=分[fen]，灰=非[fi]，胡=扶[vu]。相反的，非敷奉母的東韻字混入曉母和匣母：封=烘[xo]，逢=宏[o]。這些地方的非敷母實(shí)際是φ，奉母實(shí)際是β。少數(shù)字并入幫母和母：扉=悲[pe]，=批[phi]，痱=備[be]，釜、孵=部[bu]，防、方（比較）=旁[b]。

漢語方言中有很多的非組字讀x的現(xiàn)象，但大多是混讀，而不是換讀。不管換讀也好，混讀也好，非組字讀x的現(xiàn)象，應(yīng)該與非組字從重唇音分化出來后的演變方向與演變形式有關(guān)。筆者通過研究發(fā)現(xiàn)，商水方言中的非組與曉組互換，與韻母有直接的聯(lián)系。其中，微未廢韻的不換讀，也與韻母有直接的聯(lián)系，輕唇音產(chǎn)生過程中所發(fā)生的一種特殊音變。目前漢語方言中非組讀x的音變機(jī)制，有以下幾種情況：

（一）在重唇讀如輕唇的過程中，發(fā)音部位繼續(xù)后移，唇音聲母變?yōu)樯喔袈暷?。非組從幫組分化，一支先由[p]、[b]（上古）演變?yōu)閇pf]（中古《切韻》時代），再演變?yōu)閇f]（唐宋以后）；另一支由[fu]再繼續(xù)演變?yōu)閇hu]（宋代）。如晉方言的并州片、西部呂梁片，非組白讀：/x/，文讀：/f/。其文讀音即是這種情況。

（二）輕唇音產(chǎn)生過程，合口介音u被發(fā)音部位靠前的唇齒擦音排擠而丟掉，變?yōu)楝F(xiàn)代的開口呼?，F(xiàn)代漢語方言中很多非組字的演變走的是這一條道路。

（三）因音移（sound drift）而產(chǎn)生換讀。語音的變化一般分音變和音移（Sound drift）?，F(xiàn)在語言學(xué)中所講的音移（sound drift）指一個音位隨著時間的推移從這一位置到那一位置的移動，就是說，音位的物質(zhì)載體發(fā)生了變化，但沒有引起音位類別的分化或混同，使不同音的語素變成同音語素，或者反過來，使同音的語素變成不同音的語素?，F(xiàn)代語言學(xué)認(rèn)為音移導(dǎo)致了音位的相關(guān)關(guān)系發(fā)生了變動，屬于音變的范疇。商水方言中曉組字與非組字讀音互換的現(xiàn)象，即屬于這種情況。

由于商水方言受了外來方言的影響或自身演變的結(jié)果，非組字沒有像北方其他方言那樣變?yōu)閒，而是走向了另條道路，讀x聲母，使得商水方言中的唇音合口的u沒有消失。這樣，非組字的讀音完全和現(xiàn)代普通話中合口曉組的讀音一致。非組字聲母全部讀成曉組聲母的讀音，在原來非組的位置上就留下了“空位”（slot）。同時，曉組字受到排擠，不得不轉(zhuǎn)移位置，移向f。當(dāng)曉組字轉(zhuǎn)移的同時，由曉組字來的聲母讀成了f，發(fā)音部位最前的唇齒擦音f，與最后的舌根擦音u之間又發(fā)生了抵觸，曉組字“別無選擇”，只能是唇齒擦音排擠掉u介音，使得u介音消失，形成今天完全與普通話中的合口三等非組字的讀音相同的情況。當(dāng)韻母是u時，不存在這種換讀現(xiàn)象，正說明了這種“轉(zhuǎn)移”理論的可靠性。曉組字的轉(zhuǎn)移是一種音系結(jié)構(gòu)內(nèi)的自我調(diào)整。

參考文獻(xiàn)

[1]馮蒸.《爾雅音圖》音注所反映的宋初非敷奉三母合流[J].語言研究，1994，增刊.

第5篇：基因編輯技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】Ethernet AVB 網(wǎng)絡(luò)傳輸 音視頻編碼

1 引言

傳統(tǒng)的高清音視頻編碼器一般帶有多個網(wǎng)口，內(nèi)部具有不帶AVB的網(wǎng)絡(luò)交換芯片，但這種設(shè)備在音視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸上不太理想，在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)出現(xiàn)波動時存在視頻卡頓等現(xiàn)象。在這種情況下，我們需要以流媒體技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計一種真正適合音視頻傳輸?shù)囊粢曨l編碼器，它必須符合流媒體傳輸所特有的連續(xù)性、實(shí)時性與時序性的要求。

流媒體是指在網(wǎng)絡(luò)上嚴(yán)格按時間先后次序傳輸和播放的連續(xù)音、視頻數(shù)據(jù)流。流媒體作為特定意義的數(shù)據(jù)流，它有一些獨(dú)特的特點(diǎn)：一是連續(xù)性（ continuous），二是實(shí)時性（real-time），三是時序性（time-ordered）。實(shí)時性和質(zhì)量是流媒體的關(guān)鍵問題。為了保證時延和質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)必須提供足夠的帶寬資源，而資源的保證又依賴于許多其他的控制。音視頻等對時間延遲非常敏感，但能容忍某種程度的錯誤（人類視覺冗余度所能接受的）；網(wǎng)絡(luò)文本數(shù)據(jù)等非實(shí)時媒體，則更注重?zé)o誤的傳輸，而在時間上的適度的延遲是可以接受的。

IEEE 802.1 AVB 工作組致力于制定一系列的新標(biāo)準(zhǔn)，對現(xiàn)有的以太網(wǎng)進(jìn)行功能擴(kuò)展，主要有精準(zhǔn)時鐘步協(xié)議802.1AS（Precise Timing Protocol）， 流預(yù)留協(xié)議802.1Qat（Stream Reservation Protocol） ， 隊列及轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議802.1Qav（Queuing and Forwarding Protocol）。通過建立高質(zhì)量、低延遲、時間同步的音視頻以太網(wǎng)絡(luò)，為家庭或企業(yè)提供各種普通數(shù)據(jù)及實(shí)時音視頻流的局域網(wǎng)配套解決方案?；谝陨戏治觯匦略O(shè)計一種基于Ethernet AVB技術(shù)適合音視頻傳輸?shù)木幋a器顯得十分必要。

2 設(shè)計方案

本文采用MARVELL? 88e6320是一個單芯片集成7個千兆以太網(wǎng)端口及兩個的千兆以太網(wǎng)收發(fā)器的交換芯片。該芯片支持最新的IEEE 802.1音視頻橋接（AVB）標(biāo)準(zhǔn)的802.1AS、802.1AS、 802.1AS協(xié)議，這些AVB技術(shù)預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源用于傳輸流和支持精確的流同步，通過這些AVB協(xié)議將音視頻發(fā)送到一個低延遲和服務(wù)保證魯棒性的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上。

2.1 硬件設(shè)計

高清視頻編碼器采用海思編碼芯片作為主處理器，完成視音頻壓縮編碼及ARM嵌入式linux系統(tǒng)，設(shè)備具有多路1080P高清輸入接口，多個以太網(wǎng)接口。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。Hi35XX的GMAC接口與88E6320的port6口間通過RGMII接口互聯(lián)，如圖2所示

2.2 網(wǎng)絡(luò)功能設(shè)計

MARVELL? 88E6320包含影響所有的音視頻橋接（AVB）功能的全局寄存器。這些寄存器通過AVBCommand和AVBData寄存器來訪問。通過使用各種AVB塊AVBBlock值訪問以下3個全局 AVB寄存器：0x0 = 802.1AS精確時間協(xié)議（PTP）和時間的應(yīng)用程序接口（TAI）寄存器；0x1 = 802.1BA音視頻橋接（AVB）策略寄存器；0x2 = 802.1Qav寄存器。

經(jīng)過設(shè)置上述3類寄存器，開啟網(wǎng)絡(luò)的AVB功能，保證高品質(zhì)視頻實(shí)時傳輸（高帶寬，低時延，低丟包率）。

該編碼器交換功能在硬件上合并，邏輯上分開，同時有完善的單/組播，流量訪問控制、速度限制、遠(yuǎn)程管理等智能管理功能。

3 測試對比

分別將傳統(tǒng)帶交換功能多網(wǎng)口的編碼器和本文設(shè)計的編碼器接入支持AVB的以太網(wǎng)交換機(jī)中，同時將2臺同型號的解碼器接入該交換機(jī)中。其中一臺解碼器從傳統(tǒng)編碼器上取流解碼顯示，另一臺解碼器從本文設(shè)計的編碼器中取流解碼顯示。再用網(wǎng)絡(luò)分析儀往交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)上注入一定的網(wǎng)絡(luò)流量，隨著外加網(wǎng)絡(luò)流量的增加，傳統(tǒng)編碼器首先出現(xiàn)碼騫克現(xiàn)象，圖象的時間明顯加大。經(jīng)過對比測試，該編碼器的視頻實(shí)時性與流暢度明顯高于傳統(tǒng)編碼器。因此，從總體上看，該編碼器具有優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)傳輸特性，有很好的應(yīng)用前景。

第6篇：基因編輯技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：DCT；數(shù)字圖像水?。浑x散余弦；魯棒性

中圖分類號：TP309

1 數(shù)字水印技術(shù)研究的意義

由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多的數(shù)字化產(chǎn)品易于加工，非法的復(fù)制和拷貝也比較容易，這樣嚴(yán)重?fù)p壞了數(shù)字產(chǎn)品的完整性以及數(shù)字產(chǎn)品作者的版權(quán)。為了解決這一問題，因而提出了數(shù)字水印技術(shù)。

數(shù)字水印技術(shù)，從1993年Caronni正式提出數(shù)字水印到現(xiàn)在，無論國內(nèi)還是國外對數(shù)字水印的研究都引起了人們的關(guān)注。在國外方面，由于有大公司的介入和美國軍方及財政部的支持，雖然在數(shù)字水印方面的研究剛起步不久，但該技術(shù)研究的發(fā)展速度非常快。1998年以來，《IEEE圖像處理》、《IEEE會報》、《IEEE通信選題》、《IEEE消費(fèi)電子學(xué)》等許多國際重要期刊都組織了數(shù)字水印的技術(shù)?？?qū)ｎ}新聞報道，SPIE和IEEE的一些重要國際會議也開辟了相關(guān)的專題。IBM公司、日立公司、NEC公司、Pioneer電子公司和Sony公司等五家公司還宣布聯(lián)合研究基于信息隱藏的電子水印。國內(nèi)方面，我國的數(shù)字水印技術(shù)，也已經(jīng)取得了一定的研究成果，而且從學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究成果來看，我國的研究與世界水平相差的并不遠(yuǎn)，并且有自己的獨(dú)特研究思路。

數(shù)字水印的主要用途可以分為以下幾類：（1）版權(quán)標(biāo)識水印。數(shù)字水印將各種信息放在各種需要保護(hù)的數(shù)字產(chǎn)品中，即使經(jīng)過噪聲干擾、濾波、剪切、壓縮、旋轉(zhuǎn)等攻擊，水印仍可以繼續(xù)存在。例如Adobe公司在其著名的PS軟件Corel Draw圖像處理軟件中集成了Digimarc公司的數(shù)字水印插件。（2）篡改提示水印。檢測數(shù)字產(chǎn)品是否被修改、偽造等的處理的過程。（3）隱蔽標(biāo)識水印。在一些數(shù)字產(chǎn)品中，可以將數(shù)字水印嵌入作一些隱式注釋。（4）票據(jù)防偽水印。隨著現(xiàn)代各種先進(jìn)輸出設(shè)備的發(fā)展，使得各種票據(jù)的偽造變得更加容易，數(shù)字水印技術(shù)可以增加偽造的難度。因此，研究數(shù)字技術(shù)非常有必要性。

2 基于DCT數(shù)字圖像水印技術(shù)的研究

2.1 數(shù)字水印的概念

數(shù)字水印技術(shù)是指用信號處理的方法在多媒體數(shù)據(jù)中嵌入某些能證明版權(quán)歸屬或跟蹤侵權(quán)行為的隱蔽的信息，這些信息通常是不可見的，不容易被人的知覺系統(tǒng)覺察或注意到，這些隱藏在多媒體內(nèi)容中的信息只有通過專用的監(jiān)測器或閱讀器才能提取。通過這些隱藏在多媒體內(nèi)容中的信息，可以達(dá)到確認(rèn)內(nèi)容創(chuàng)建者，購買者或判斷內(nèi)容是否真實(shí)完整的目的。水印系統(tǒng)所隱藏的信息總是與被保護(hù)的數(shù)字對象或它的所有者有關(guān)。

2.2 DCT數(shù)字圖像水印的基本理論

其中圖像二維DCT變換（M取8或16）有許多優(yōu)點(diǎn)：

圖像信號經(jīng)過變換后，變換系數(shù)幾乎不相關(guān)，經(jīng)過反變換重構(gòu)圖像信道誤差和量化誤差將像隨機(jī)噪聲一樣分散到塊中的各個像素中去，不會造成誤差累積，并且變換能將數(shù)據(jù)塊中的能量壓縮到為數(shù)不多的部分低頻系數(shù)中去（即DCT矩陣的左上角）。對于給定圖像f（m，n）存在兩種DCT變換方法：一種是把圖像f（m，n）看成一個二維矩陣直接對其進(jìn)行DCT變換，然后嵌入水印，Cox[3]采用此種方法；另一種方法是與JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)相統(tǒng)一，先把圖像分成8*8的不同小塊，再分別對每一塊進(jìn)行DCT變換，進(jìn)而嵌入水印，本文采用后一種方法嵌入水印。

一般數(shù)字水印應(yīng)具有如下的特征：無論經(jīng)過怎樣復(fù)雜的操作處理，通過水印算法仍能檢測到數(shù)字水印作品中的水印能力。即所謂的穩(wěn)健性；通過水印算法，嵌入水印后不能最終導(dǎo)致圖像的質(zhì)量在視覺上發(fā)生明顯變化，即視覺的不可感知性；通過數(shù)字水印算法能夠抵御非授權(quán)人的攻擊，同時檢測可以檢測到水印的概率，具有較高的安全性及有效性。

3 基于DCT的數(shù)字圖像水印算法系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

3.1 MATLAB軟件的介紹

MATLAB是目前最強(qiáng)大的編程工具之一，本文將利用MATLAB7.0軟件進(jìn)行基于DCT的數(shù)字水印算法的系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。

MATLAB語言簡潔緊湊，庫函數(shù)豐富，程序書寫形式自由，運(yùn)算符豐富，使用方便靈活。MATLAB具有結(jié)構(gòu)化的面向?qū)ο缶幊痰奶匦?，可移植性好，且具有較強(qiáng)的圖形編輯界面和功能強(qiáng)大的工具箱。同時，MATLAB中的源程序具有開放性，可以通過對其的修改使其變成新的程序。不足之處是，MATLAB的程序執(zhí)行速度較慢。利用MATLAB研究數(shù)字水印技術(shù)集成了DCT等函數(shù)，方便了研究人員編寫源程序，易實(shí)現(xiàn)。使用了MATLAB中很多的工具箱。

3.2 基于DCT的數(shù)字圖像水印算法系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

3.2.1 需求分析

離散余弦變換（Discrete Cosine Transform）簡稱DCT，基于DCT域的數(shù)字水印算法，可以分為兩大類，一類是直接對整幅圖像進(jìn)行DCT整體計算，然后嵌入水印。另一類是先將整幅圖像分成塊，對每一塊分別進(jìn)行DCT計算，最后再嵌入水印。由于分塊DCT計算速度比整體DCT計算速度快得多，因此目前DCT域的水印方法大多數(shù)是采用的分塊DCT方法。

基于DCT的數(shù)字圖像水印算法系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，可以提供用戶一個良好的交互手段，用戶可以利用本系統(tǒng)進(jìn)行水印的嵌入、提取、攻擊等，本系統(tǒng)的可交互的，可視化的特點(diǎn)為用戶研究基于DCT的數(shù)字圖像水印算法提供了方便。

3.2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

（1）水印生成。通常是通過偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器或混沌系統(tǒng)來產(chǎn)生水印信號，通常需要對水印進(jìn)行預(yù)處理來適應(yīng)水印嵌入算法。

（2）水印嵌入。水印嵌入的準(zhǔn)則常用的有三種，分別為加法準(zhǔn)則、乘法準(zhǔn)則、加法乘法混合準(zhǔn)則，混合準(zhǔn)則近年來引起了人們的廣泛關(guān)注。

（3）水印提取。指水印被提取出來的過程。

（4）水印檢測。水印檢測是指判斷數(shù)字產(chǎn)品中是否存在水印的過程。

3.2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

一個完整水印系統(tǒng)的設(shè)計通常包括水印的生成、嵌入、提取和檢測四個部分。

通過選取實(shí)驗圖片，點(diǎn)擊導(dǎo)入圖片，然后進(jìn)行水印的嵌入，再對嵌入水印的圖片進(jìn)行高斯噪聲、濾波、剪切、旋轉(zhuǎn)等攻擊實(shí)驗后，可以繼續(xù)提取水印，進(jìn)行水印信號的檢測。

（1）嵌入水印的過程。論文采用的是分塊DCT算法，水印嵌入步驟如下：

1）將灰度宿主圖像分成互不覆蓋的8×8的塊，然后對每一塊都進(jìn)行DCT變換，得到與宿主圖像相同尺寸的DCT域；

2）我們用密鑰生成長度為NW的Gaussian白噪聲作為水印信號：W～N（0，1）；

3）將每個8×8的DCT系數(shù)矩陣從每一塊的中頻段取出（（64×Nw）/（M×N））個系數(shù)CK（i，j），k=1，2，…Bnum；

4）根據(jù)公式W′=W（1+alfa*mark）嵌入水印，其中alfa為尺度因子，mark為水印信息，W為原圖象的分塊DCT系數(shù)。

5）用得到的新的DCT系數(shù)對原來位置的DCT系數(shù)進(jìn)行置換。

6）對新的DCT系數(shù)矩陣進(jìn)行DCT反變換，得到了嵌入水印信號后的圖像。

4 結(jié)束語

本論文是在應(yīng)用了MATLAB7.0軟件，設(shè)計和實(shí)現(xiàn)了完整的數(shù)字圖像水印處理系統(tǒng)，包括水印的嵌入、提取與驗證過程。所提出的方案均在該系統(tǒng)中進(jìn)行了驗證。

數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展時間雖然不長，但其在版權(quán)保護(hù)、內(nèi)容的完整性以及認(rèn)證方面都做出了一定的貢獻(xiàn)。未來，數(shù)字水印在知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)、內(nèi)容認(rèn)證等方面會有一個更好的應(yīng)用前景。我們應(yīng)該抓住信息時代對于數(shù)字版權(quán)保護(hù)的迫切需求，開發(fā)出自己的水印產(chǎn)品。

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第7篇：基因編輯技術(shù)范文

關(guān)鍵詞： 數(shù)學(xué)成績 下降原因 對策

一、前言

本人在初中教學(xué)數(shù)學(xué)已經(jīng)有近十年了，在每一屆的初中生中，每一個班學(xué)生的成績都是參差不齊的，有的學(xué)生成績很好，接受能力強(qiáng)，有的學(xué)生智商也高，但學(xué)習(xí)效果很差。

有這么一部分學(xué)生，小學(xué)時數(shù)學(xué)成績很好，但升初中后成績迅速下降。我有一位學(xué)生，她讀小學(xué)時數(shù)學(xué)成績一直在班上名列前茅，但上了初中后，數(shù)學(xué)成績一直排在后面。到了初二，學(xué)習(xí)成績也沒能提上去，使得其父母焦慮，該學(xué)生學(xué)習(xí)壓力驟升。我們不禁要問，是什么原因造成這些學(xué)生成績下降呢？下面我將分析原因和對策。

二、升初中后數(shù)學(xué)成績下降的原因

1.沒有及時轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法。

小學(xué)數(shù)學(xué)教材的系統(tǒng)性和邏輯性都沒有初中那么強(qiáng)，小學(xué)教學(xué)的內(nèi)容也少，學(xué)生容易接受，教師對學(xué)生課堂上和課堂外的輔導(dǎo)也到位。但是進(jìn)入初中之后，初中數(shù)學(xué)知識的深度、廣度及能力要求都上升了一個臺階。初中數(shù)學(xué)的難度大一些，解題方法也有所不同，知識與知識之間的銜接也強(qiáng)了，而且教師的教學(xué)方法有所變化，對學(xué)生的指導(dǎo)也少了。所以如果還是按照以前的學(xué)習(xí)方式去學(xué)習(xí)，就有可能出現(xiàn)學(xué)習(xí)效果不佳，成績上不去的情況。

2.數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)意志薄弱。

上了初中后，教師的上課進(jìn)程快，課后作業(yè)多，課后的數(shù)學(xué)題型多，加上學(xué)習(xí)環(huán)境的不適應(yīng)，學(xué)生的生理、心理上的不適應(yīng)。當(dāng)面臨著這些困難時，學(xué)生沒有毅力去克服，再加上缺乏信心，不肯努力學(xué)習(xí)，怕苦怕累，多次在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)上受挫折而厭惡數(shù)學(xué)，成績越發(fā)下降，從而形成惡性循環(huán)。

3.應(yīng)變能力差。

小學(xué)數(shù)學(xué)主要是直觀形象思維，而初中數(shù)學(xué)主要是抽象邏輯思維，有的學(xué)生沒有形成抽象的邏輯思維能力，上課時比較吃力，課后做題時不得要領(lǐng)，所以感覺總學(xué)不好。

4.對老師依賴性強(qiáng)，缺乏勤奮的習(xí)慣。

上了初中后，學(xué)習(xí)的科目由小學(xué)的語、數(shù)、英增加到了語、數(shù)、英、政、史、地、生等，分配在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)上的時間就相對少了，如果缺乏勤奮的習(xí)慣，僅是依賴?yán)蠋熒险n的講解，而不抽時間進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，也不抓緊時間課后復(fù)習(xí)，那么掌握的知識不牢靠，成績自然上不去。

三、對策

1.教師及時指導(dǎo)，讓學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法。

為了讓學(xué)生盡早適應(yīng)初中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，不輸在起點(diǎn)，在初一新生入學(xué)的第一個星期，就要對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)。此時，教師必須向?qū)W生指出小學(xué)數(shù)學(xué)和初中數(shù)學(xué)的差異，小學(xué)教師和初中教師在教學(xué)方法上的差異；教師還要指導(dǎo)學(xué)生掌握初中的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法。在初一的第一學(xué)期中，教師還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生如何安排學(xué)習(xí)時間，比如，要怎么預(yù)習(xí)，聽課時要注意什么，記筆記時要注意什么，課后如何通過做題來鞏固所學(xué)知識。再比如，對經(jīng)常做錯的題型要加以注意，盡量避免下次不再犯類似錯誤。

2.數(shù)學(xué)教師在課堂上應(yīng)注意的地方。

初中數(shù)學(xué)沒有學(xué)好的一個重要原因就是課堂上沒有掌握。所以老師應(yīng)該努力地想辦法讓學(xué)生在上課時把自己最好的狀態(tài)表現(xiàn)出來。這就要求老師懂得如何營造融洽的課堂氣氛。營造融洽的課堂氣氛可以有很多種辦法，例如上課時可以通過幽默的語言、豐富的面部表情、適當(dāng)?shù)氖謩?、聲音的變化等來引起學(xué)生的注意，從而啟發(fā)學(xué)生動腦、動手、動口，隨時啟發(fā)學(xué)生思考，那么課堂上的知識才容易牢固。另外要培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的具體情況給予充足的時間讓學(xué)生思考，特別是在講解較復(fù)雜的推導(dǎo)、演算和證明時。

3.解決初中生害怕數(shù)學(xué)的心理問題。

當(dāng)初中生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)出現(xiàn)焦慮時，緊張和消極的情緒就會影響解題的思路，影響思維的發(fā)揮，從而更加討厭數(shù)學(xué)，甚至不喜歡數(shù)學(xué)老師。針對這樣的情況，一方面，對學(xué)生出現(xiàn)的各種心理問題，我們應(yīng)給予針對性的輔導(dǎo)，幫助他們解決心理困擾，教會學(xué)生一些心理調(diào)節(jié)方式。另一方面，針對學(xué)生無成功體驗而滋生的不自信，單元測驗中教師最好能夠單獨(dú)命題，題目最好是平常上課時再三強(qiáng)調(diào)他們認(rèn)真學(xué)習(xí)并記好筆記的題型，讓學(xué)生考出好一些的成績，只要能體驗到成功的喜悅，學(xué)生學(xué)習(xí)起來就更有信心。

總而言之，數(shù)學(xué)教師和班主任在平時要多和學(xué)生交流，要及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題，并及時糾正學(xué)生的問題，對個別學(xué)生進(jìn)行一對一的輔導(dǎo)。學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣往往依賴著對老師的喜歡和認(rèn)可，老師要積極建立融洽的師生關(guān)系，表達(dá)自己對每一位學(xué)生的愛和期待。課后主動關(guān)心學(xué)生，詢問學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，幫助學(xué)生分析面臨的困難，找原因，找方法。不能對學(xué)生過多地批評和指責(zé)，就算學(xué)生進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)，也要及時給予贊揚(yáng)和肯定。

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［4］龐志偉.初中生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)分化的原因與對策［J］.中學(xué)生數(shù)理化，2008，4：28-29.

第8篇：基因編輯技術(shù)范文

最近，赫克公司公告稱公司已提交一項將3D打印技術(shù)與數(shù)控加工相結(jié)合的技術(shù)專利申請。赫克公司總裁GregVolovic先生說：“我們設(shè)計了一種生產(chǎn)型適配器，結(jié)合赫克專有的控制軟件，可以快速有效地把數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)變?yōu)?D打印機(jī)。赫克在創(chuàng)新發(fā)明方面有著悠久歷史，一直持續(xù)為客戶帶來更具生產(chǎn)力的產(chǎn)品和盈利能力。目前申請的這項專利將是赫克帶給廣大客戶的又一項創(chuàng)新技術(shù)。憑借這一項新功能，用戶就可以實(shí)現(xiàn)從圖紙到塑料原型再到金屬成品的整個過程都在一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，避免反復(fù)調(diào)試和為優(yōu)化原型而多次試驗導(dǎo)致昂貴金屬和原料的浪費(fèi)?！?/p>

“我們最近向美國專利商標(biāo)局提出了一項實(shí)用專利申請，申請書詳細(xì)描述了我們的3D打印技術(shù)的各種新穎功能。我們的控制技術(shù)能夠為客戶提供快速便捷地使用基于數(shù)控加工的3D打印和原型設(shè)計功能。在今年9月份的芝加哥國際機(jī)床展上，赫克新一代控制器將首次亮相。值得期待的是，我們不僅僅是推出了一個全新的外觀設(shè)計，還將帶給用戶獨(dú)一無二的創(chuàng)新功能體驗。這是在其他數(shù)控機(jī)床上找不到的”。

這種新的制造技術(shù)使得赫克能夠直接在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)3D打印功能而不需要添置額外的3D打印機(jī)。赫克正在研究擴(kuò)大這項發(fā)明的應(yīng)用范圍以實(shí)現(xiàn)更多樣化的制造工藝。

第9篇：基因編輯技術(shù)范文

一、高一數(shù)學(xué)成績普遍下降原因分析

針對高一學(xué)生數(shù)學(xué)成績普遍下滑的實(shí)際情況,教師要進(jìn)行分析,這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因既是因為客觀教學(xué)內(nèi)容造成的,也有師生主觀上教與學(xué)的不到位,主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.初中與高中數(shù)學(xué)知識銜接梯度過大。在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師著重強(qiáng)調(diào)實(shí)數(shù)集內(nèi)運(yùn)算教學(xué),在對概念進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)定義方面做得不夠,沒有進(jìn)行深入闡述。例如函數(shù)和三角函數(shù)定義等內(nèi)容就存在著這樣的問題。初中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容梯度緩沖,具有一定的直觀性,在概念教學(xué)過程中都設(shè)置了不少的范例和練習(xí)題。但是高一數(shù)學(xué)教材就不一樣了,課本第一章內(nèi)容是集合、映射等,接下來就是冪函數(shù)的分類,函數(shù)單調(diào)性證明又是教學(xué)上一個難度較大的環(huán)節(jié),加上立體幾何教學(xué)對空間想象能力提出了更高的要求,使得高一數(shù)學(xué)教材存在概念數(shù)量多、符號種類多、定義過程嚴(yán)謹(jǐn)?shù)葼顩r,高一新生會感到數(shù)學(xué)非常難學(xué)。另外,高一數(shù)學(xué)相對于初中而言,教學(xué)內(nèi)容也多得多,課堂教學(xué)容量遠(yuǎn)大于初中階段。這就形成了高一數(shù)學(xué)成績普遍下降的客觀原因。

2.高一學(xué)生不太適應(yīng)高中教師教法。針對高一學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情況,筆者多次召開學(xué)生代表座談會,和他們進(jìn)行交流,了解學(xué)生的內(nèi)心想法。筆者發(fā)現(xiàn)初中數(shù)學(xué)教學(xué)注重直觀形象,教師在分析結(jié)束后,一般都會安排一些相應(yīng)的題目,讓不少學(xué)生到黑板上進(jìn)行板演。為了強(qiáng)化解題方法訓(xùn)練效果,一些初中數(shù)學(xué)教師還會采取一些題型分類的辦法,叫學(xué)生將解題方法與步驟像背書一樣記下來。在初三年級,這種情況尤為常見,一些重點(diǎn)題型都做過若干次。但是高中數(shù)學(xué)教師在教學(xué)時注重的是數(shù)學(xué)思想引導(dǎo)和數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng),喜歡在教學(xué)活動中開展舉一反三式的訓(xùn)練,著重在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)論證和邏輯推理上做文章。加上高中正常搞循環(huán)教學(xué),高一數(shù)學(xué)教師都是剛送走高三學(xué)生的前畢業(yè)班教師,他們在教學(xué)中習(xí)慣于用高三畢業(yè)復(fù)習(xí)時要達(dá)到的高度來要求高一學(xué)生的學(xué)習(xí)。所以形成初中與高中數(shù)學(xué)教師在課堂教學(xué)方法上的較大差異,加之中間又缺少過渡階梯,造成許多高中一年級新生對高中數(shù)學(xué)教師的教學(xué)方法一時難以接受。

3.高一學(xué)生的學(xué)法滯后于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。剛剛升入高一的學(xué)生,他們在初中階段的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中早已形成了固定的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣,學(xué)生在課堂上認(rèn)真聽老師講課,課后認(rèn)真完成老師布置的各項作業(yè)。但是學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中注重于聽講,很少有學(xué)生養(yǎng)成課堂做筆記的良好習(xí)慣,在思維方式的拓展上也存在一定的惰性,在學(xué)習(xí)中碰到疑難問題時,首先想到的不是自己獨(dú)立思考來尋求問題的答案,而是希望老師將整個問題的解題過程全盤托出。學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中不能科學(xué)合理地安排時間,在自學(xué)能力的培養(yǎng)上還有不小的差距,甚至還有學(xué)生在上高中后,思想上有所松懈,感覺上輕松了,沒有意識到面臨著更重的學(xué)習(xí)壓力,反而在一定程度上放松了對學(xué)習(xí)的要求。這些現(xiàn)象或多或少的存在,也影響了高一年級學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

二、搞好高一數(shù)學(xué)教學(xué)的對策及方法

針對以上存在情況,高中數(shù)學(xué)教師在教學(xué)工作中要采取針對性措施,及時彌補(bǔ)不足,解決這個問題。

1.教師要對教材和教學(xué)大綱進(jìn)行深入鉆研。高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)該回頭看一看初中數(shù)學(xué)教材,有條件的還可以聽幾節(jié)初中的數(shù)學(xué)課,對初中數(shù)學(xué)教師的講課方式有初步了解。在高一新生剛?cè)雽W(xué)的時候,要開展數(shù)學(xué)摸底檢測和召開學(xué)生交流會,及時搞清楚學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)以及形成的學(xué)習(xí)習(xí)慣與學(xué)習(xí)能力等。在深入了解初中數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)、初中數(shù)學(xué)教師教學(xué)特征、學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)狀況等方面的基礎(chǔ)上,同一數(shù)學(xué)教師應(yīng)結(jié)合高一年級課本及大綱,擬定相應(yīng)的教學(xué)工作計劃,采取合適的教學(xué)方法,加強(qiáng)教學(xué)工作的針對性。

2.教學(xué)工作要適當(dāng)放緩進(jìn)度適當(dāng)降低難度梯度。筆者在教學(xué)工作中總結(jié)出一些實(shí)用的經(jīng)驗,高一新生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時,第一章內(nèi)容要增加一些教學(xué)時間,進(jìn)一步強(qiáng)化基本概念、基礎(chǔ)知識的教學(xué)。在教學(xué)中教師要注重增強(qiáng)形象與直觀程度,例如教學(xué)映射時可例舉“某連隊80名新兵安排到80張單人餐桌的分配方法”等,采用直觀手法為教學(xué)映射概念奠定認(rèn)知基礎(chǔ)。因為高一學(xué)生在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C能力方面存在欠缺,因此在開展證明函數(shù)單調(diào)性內(nèi)容時可開展系列訓(xùn)練,剛開始可進(jìn)行模仿性證明,逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教師在教學(xué)中要多為學(xué)生創(chuàng)設(shè)扮演的機(jī)會,讓學(xué)生在扮演的過程當(dāng)中及時發(fā)現(xiàn)存在問題,并努力解決問題,在章節(jié)考試擬定試卷時注意難度不要太大。教師可通過這些方式降低教學(xué)難度梯度,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)信心,使學(xué)生逐步適應(yīng)高中數(shù)學(xué)教學(xué)。