基因编辑技术精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的基因编辑技术主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：基因编辑技术范文

[关键词] 药用植物； CRISPR/Cas9； 基因编辑技术

基因编辑技术在生物学研究中展现出了广阔的应用前景，已经成为基因改造和功能基因研究中不可或缺的技术手段，是一项可以与分子克隆、 PCR 等技术相媲美的技术突破[1]。由于CRISPR/Cas9系统具有强大的技术优势，一经报道便迅速成为分子生物学领域研究的热点，在推动基因治疗、基因功能研究、动物模型制造、农作物品种改良等领域发挥了巨大的作用。目前，该技术除了在细胞和动物水平展开应用之外，在多种模式植物及农作物的研究中也得到了广泛应用，例如拟南芥[2]、烟草[3]、水稻[4]、小麦[4]、玉米[5]、高粱[6]、番茄[7]、大豆[8]、甜橙[9]等。本文参考CRISPR/Cas9技术在其他领域中的研究方法和进展，展望其在药用植物功能基因组学研究、活性成分次生代谢及合成生物学研究、药用植物分子育种研究等方面的应用。

第一代基因组编辑系统锌指核酸酶[10]（Zincfinger nucleases，ZFNs）系统和第二代基因编辑系统类转录激活因子效应物核酸酶[11]（transcription activatorlike effector nucleases，TALENs）系统均是利用蛋白与 DNA 结合的方式靶向编辑特定的基因组位点，但由于二者组装复杂且成本高，其推广应用受到了一定的限制。近期韩春雨团队发明了一种最新的基因组编辑技术，即NgAgogDNA（Natronobacterium gregoryi argonauteguide DNA）技术[12]。NgAgo是一种DNA介导的核酸内切酶，初步研究表明该技术在靶基因选择广泛性和脱靶效率等方面较CRISPR/Cas9系统有一定的优势，但目前该技术仅在人类细胞中进行过试验，且在NgAgo蛋白的模块化程度、多位点编辑能力等方面还有待进一步考察。CRISPR/Cas[13] （clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPRassociated protein）系统，是继ZFNs和TALENs系统之后的第三代基因编辑系统，通过简单的核苷酸互补配对方式与特定的位点结合，即可实现对靶基因的编辑，其实验设计简单、操作简便、成本低，目前已经成为应用最为广泛的基因组编辑技术。

1.1 CRISPR/Cas系统的组成 CRISPR，即成簇规律间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats），由高度保守的重复序列和不同的间隔序列交替排列组成，间隔序列可特异性识别外源DNA。CRISPR/Cas广泛存在于古生菌和细菌中，属于获得性免疫系统，可以将入侵的噬菌体或质粒DNA特征片段整合到自己的基因组中成为间隔序列，形成记忆性免疫，当这些外源入侵者再次入侵时，系统就会自动行使特异性识别和剪切功能[1416]。CRISPR 基因座由crRNA（CRISPR RNA）与反式激活crRNA即tracrRNA（transactivating CRISPR RNA）复合物、Cas蛋白编码基因、前导序列（leader sequence）以及CRISPR序列组成，这些部件共同参与CRISPR/Cas系统的免疫防御功能[17]。

1.2 CRISPR/Cas系统的工作原理 CRISPR 系统分为 3 种类型，Ⅰ型和Ⅲ型系统均需多种Cas蛋白形成复合体才能行使切割功能[1819]，而Ⅱ型系统的特征性蛋白仅为1个Cas9蛋白，该蛋白具有加工产生crRNA和切割外源核酸的功能，Cas9 蛋白、crRNA 和tracrRNA三者共同作用即可对外源 DNA 进行靶向裂解[2021]。现在常用的CRISPR/Cas9系统即由Ⅱ型系统改造而来[22]（图1）。

当噬菌体或质粒DNA入侵宿主细胞时，Cas9 蛋白靶向并裂解噬菌体基因组中的原型间隔序列（protospacer），并将其整合到宿主基因组的 CRISPR 位点，然后将这些间隔序列转录成crRNA，在 Cas9蛋白的参与下，靶向切割入侵的噬菌体 DNA 序列，与此同时，重复序列截取噬菌体的某些 DN段形成CRISPR间隔序列，当同种噬菌体再次入侵时，间隔序列将会转录形成crRNA，这些 crRNA 与tracrRNA形成二级结构，与Cas9蛋白形成复合体，识别紧随原型间隔序列后的原型间隔序列毗邻基序（protospacer adjacent motif，PAM），Cas9蛋白的核酸酶结构域切割与 crRNA 互补的双链DNA形成DNA双链断裂（DSBs，DNA doublestrand breaks）。真核生物细胞内存在着2种DNA修复方式，可以主动修复DSBs。一种是非末端同源交连（NHEJ，nonhomologous endjoining），修复后的DNA双链经常出现个别碱基的缺失或插入，从而导致基因功能的改变；另一种是同源重组修复（HDR，homologydirected repair）方式，常引起碱基的替换。在自然条件下，同源重组修复出现的概率极低，因此细胞中DSBs的修复方式以NHEJ为主[23]，所以，经过CRISPR/Cas9系统编辑后的基因多导致基因功能的丧失。后来研究者们在深入了解CRISPR/Cas9系统的工作原理后，用一种含有发卡结构的sgRNA代替crRNAtracrRNA复合体系，并从链农杆菌S. pyogenes中得到Cas9蛋白编码序列，成功将这一技术简化到实验室研究中[22]。

1.3 CRISPR/Cas9基因编辑技术的优势 与其他基因编辑技术相比，CRISPR/Cas9技术具有显著的优势。主要体现在以下几点：①设计简单，适用范围广。只要靶基因序列中含有NGG的PAM位点[22]，即可将NGG上游20个碱基设计为sgRNA，靶向识别该序列，并在Cas9蛋白的切割作用下实现对靶基因的编辑。几乎所有的基因中都含有多个PAM序列，因此，CRISPR/Cas9系统能够对基因组中绝大多数基因进行编辑，而相比之下，ZFNs和TALENs系统对靶序列的限制较多，设计过程较为复杂，适用范围相对较小。②对植物基因组编辑的特异性较高。目前的研究成果表明，CRISPR/Cas9技术对大型复杂基因组，例如人类基因组等，进行编辑时存在较高的脱靶率，在小鼠和斑马鱼中存在较低的脱靶率[2425]，但在植物研究领域，除了在对六倍体植物小麦的基因组进行编辑时存在个别脱靶之外[26]，在其他植物，如拟南芥、烟草中均未发现脱靶现象[23]。③能够同时编辑多条基因。只要针对不同的基因设计不同的sgRNA，并将其与Cas9蛋白编码序列构建到同一个转化体系中，便可一次性实现对多个基因的改造，CRISPR/Cas9技术的应用大大提高了基因组编辑效率[27]。④能够获得无外源基因插入的转基因植物。传统的转基因技术往往会将筛选基因、报告基因等外源基因插入到植物基因组中，并且稳定遗传给后代，而CRISPR/Cas9系统的编辑位点和插入位点不同，外源基因可以在后代的分离过程中被去除，从而获得无外源基因插入的遗传改良品种，提高社会对转基因植物的接受程度。

2 展望CRISPR/Cas9 基因编辑技术在药用植物研究中的应用

2.1 药用植物功能基因组学研究 在生物学基础研究领域，CRISPR/Cas9系统可以实现基因的敲除、插入、定点替换、染色体重组和多基因敲除等，可以从反向遗传学的角度快速解析基因功能及基因间的相互作用。目前，大部分药用植物的遗传背景和与重要次生代谢产物积累相关的功能基因尚不明确，以往主要通过以大肠杆菌作为宿主细胞的原核表达和以酵母作为宿主细胞的真核表达的体外功能验证法，和以RNAi，VIGS过表达技术[2830]为主的体内功能验证法对基因的功能进行鉴定。然而上述3种体内功能验证法均是通过调控基因的表达量从而达到功能验证的目的，相较而言，CRISPR/Cas9技术从DNA水平上对基因进行编辑，可以从源头上阻止基因的完整表达，是体内验证基因功能强有力的工具。在植物研究领域，Christopher Brooks等[7]利用CRISPR/Cas9技术敲除了控制番茄叶片形态的SlAGO7基因，与野生型番茄宽阔平展的叶片相比，突变植株的叶片窄小甚至有些呈针状，从反向遗传学的角度证明了番茄SlAGO7基因的功能；Shan等[4]利用基因枪转化方法对水稻PDS和小麦MLO等基因实现了定点敲除，获得的纯合PDS基因敲除水稻突变体产生了矮化、白化的突变表型；地钱是研究陆生植物进化的模式植物，Sugano等[31]通过农杆菌共转化地钱壳孢子调控生长素正调控因子ARF1基因，经抗性筛选后在T1代中获得的突变植株对比野生型地钱显示出了明显的NAA抗性，而且这些突变可以通过无性生殖的方式实现稳定遗传。以上研究表明，CRISPR/Cas9技术已经成功在双子叶植物、单子叶植物和个别低等植物的研究中展开应用，并且能够很好地揭示基因功能，可以预见，该技术在药用植物功能基因研究方面具有巨大的应用潜力。

除了鉴定特定基因的功能以外，CRISPR/Cas9技术还可以与高通量测序结合进行功能基因组学研究。高通量测序技术可以在整个基因组、转录组或外显子组等范围内检测出基因或其转录产物的变化，筛选得到可能与某类功能相关的基因。在医学研究领域，Yuexin Z等[32]利用CRISPR/Cas9技术和高通量DNA测序技术建立了一种慢病毒聚焦型人源细胞文库，并开发出了一种基于sgRNA文库进行高通量功能基因筛查的新方法。这种研究思路同样适用于药用植物，如通过CRISPR/Cas9技术敲除某条代谢途径上的某个关键基因，将相应次生代谢产物积累发生显著变化的植株与野生型植株进行比较转录组学研究，分析差异基因，将为解析该代谢途径和深入挖掘途径上关键基因提供有效途径。

2.2 药用植物活性成分次生代谢及合成生物学研究 活性成分含量的积累一直是药用植物研究关注的重点，目前许多重要活性成分的获取仍然依赖于对原植物的提取，如果能够通过改造植株代谢网络达到使目标次生代谢物含量增加的目的，这将在一定程度上减少药用植物的采挖，促进资源的可持续发展。Keasling课题组利用CRISPR/Cas9技术对酿酒酵母工程菌进行了改造，通过提高MVA途径代谢流、降低甾醇代谢效率以及截断下游二萜类成分合成等方法，使突变菌株产生的甲羟戊酸含量比野生型菌株高出41倍[33]。按照这样的思路，利用CRISPR/Cas9技术可以对许多重要次生代谢产物的含量进行调控，例如敲除丹参酮生物合成旁路途径上的关键基因，使GGPP的代谢流向丹参酮类成分合成途径上转移等。

大肠杆菌和酿酒酵母等简单生物的遗传背景清楚、生长迅速、培养简单，是基因工程主要的受体菌，可以通过设计代谢途径和不同模块组成的生物元件来改变细胞的正常代谢，合成人们感兴趣的代谢物，比如中药药用活性成分。与其他药用活性成分的合成生物学研究相比，一些来源于药用植物的单体药物的生物合成受到了更广泛的关注[34]。近年来，中药活性成分的合成生物学研究取得了一定的成果，例如，伯克利分校Keasling课题组构建了高产青蒿酸的工程菌，与Amyris公司合作，使青蒿酸产量高达25 g・L-1，并经简单化学反应合成青蒿素[3536]；Dai等[37]获得了同时合成齐墩果酸、原人参二醇和原人参三醇的第一代“人参酵母”细胞工厂；Zhou等[38]通过“模块途径工程”策略在酿酒酵母中获得了高产的丹参酮类活性成分前体物质次丹参酮二烯。在异源生产过程中，工程菌的特性对产物的产量影响极大，由于药用活性成分的多样性，研究过程中往往要用到不同功能、不同特点的工程菌株，但传统的工程菌改造方法较为繁琐且耗时，并非每个实验人员都能轻松熟练地掌握，这在一定程度上给科研工作带来了不便。但新一代基因编辑技术CRISPR/Cas9诞生后，可以一次性对多个位点进行改造，操作过程简单、高效，具有分子生物学实验背景的研究者只需通过简单的学习便可掌握这一技术，由此可见，CRISPR/Cas9技术将为中药活性成分合成生物学的发展提供新方法。

2.3 药用植物的分子育种 在植物学研究领域，CRISPR/Cas9 技术可以实现定向育种，培育出高产、抗逆或一些有具有特殊应用价值的作物或菌种。与自然进化相比，通过基因编辑技术对控制植物关键性状的基因进行编辑能够大大加快选育良种的速度。传统的转基因技术只能将外源基因随机整合到植物基因组中，以此达到改造和培育新品种的目的，但在这个过程中，插入位点的随机性常常导致许多不利结果，如内源基因破坏、外源基因沉默等，因此，通过传统的转基因手段得到理想的转基因植株是一件耗时且繁杂的工作。然而，CRISPR/Cas9 技术可以实现基因组定点编辑，使植物的分子育种变得高效、定向。

Yanpeng W等[39]通过CRISPR/Cas9技术敲掉了六倍体植物小麦的TaMLO基因，获得了抗白粉病小麦新品种。尽管很多植物是异源多倍体，但CRISPR/Cas9系统可以同时编辑多条基因，因此该技术与其他基因编辑技术相比更简单高效。目前，运用于临床的中药材主要通过人工种植和野外采挖等方式获取，药用植物病虫害一直是药农的心腹大患，例如丹参的枯萎病、叶斑病，黄芩、当归、黄连的白粉病，人参、西洋参的水锈病等，是否可以学习农作物研究领域通过CRISPR/Cas9技术对某些药用植物病虫害开展基因防治值得思考。另一方面，一些药用植物在生长过程中会产生对人体有害的次生代谢产物，限制了其在临床中的应用，例如马兜铃科的关木通，由于代谢产生的马兜铃酸具有肾毒性，给许多长期服用龙胆泻肝丸的患者带来了肾功能损害。如果可以通过CRISPR/Cas9技术阻断相关有害成分的代谢通路，这也将是药用植物品种改良的一个新的研究策略。

自转基因植物问世30多年来，其生物安全性一直饱受争议。与传统的转基因技术不同，CRISPR/Cas9技术具有定点修饰功能，可以从后代中筛选出只有目标突变基因不含有Cas9蛋白和sgRNA表达载体的株系，这种突变株系不存在外源基因的污染，突变效果与植物自然发生的遗传变异无异，可大大提高人们对转基因植物的接受程度。Je Wook Woo等[40]通过将纯化过的Cas9蛋白和sgRNA分别导入拟南芥、烟草、莴苣和水稻的原生质体中，再将原生质体诱导成无外源基因插入的再生植株，突变效率高达46%。虽然药用植物的分子育种尚未开展，但随着基因编辑技术的不断完善和潜在危险性的不断降低，CRISPR/Cas9技术极有可能全面应用到药用植物的分子育种和品种改良研究中。

2.4 其他 CRISPR/Cas9系统除了用于简单高效的基因组定向编辑和基因组规模的功能筛选外，还可以用于内源基因的转录调控、表观遗传调控以及特定染色点的标记等。Cas9蛋白包含RuvC和 HNH 2个行使切割功能的结构域，二者分别负责切割一条DNA单链，若其中一个结构域发生突变，Cas9 将丧失双链切割功能而变成切口酶（nickase） ，即nCas9，只能切割双链DNA中的1条。nCas9与2条不同的sgRNA联用可大大提高基因编辑的特异性。因为只有2个sgRNA同时打靶时才能引起DSB，nCas9也可用于较大片段的置换，显著提高HDR的发生几率[41]。若同时突变RuvC和 HNH结构域，则Cas9成为dead Cas9（dCas9） ，内切酶活性丧失。dCas9能够在gRNA引导下定向结合到靶序列上，造成位阻效应阻碍RNA聚合酶复合体的结合，从而在不改变编码DNA序列的情况下抑制基因的转录，这就是CRISPR干扰（CRISPR interference，CRISPRi）[42]。传统的 RNAi 技术是对转录后的 mRNA 进行干扰，而CRISPRi能够在转录前期对基因的表达进行调控，通过靶向顺式作用原件、抑制反式作用因子结合的方式激活或抑制特定基因的表达，有助于基因启动子功能和其他基因调控模块的研究。Larson等[42]的研究表明CRISPRi对基因的转录调节具有非常高的特异性，表明CRISPRi在精确调节基因表达方面具有极大地潜力。此外，dCas9还可应用于生物表观遗传学研究中，可以定点添加或去除表观遗传标记，为研究表观遗传修饰在基因调控网络中的作用提供新的思路。在植物研究领域，诱导植株产生HDR一直是个难题，nCas9技术的产生也许可以帮助解决这个问题。同样，dCas9也有望用于药用植物的表观遗传研究中，以阐释药用植物的遗传背景和药材道地性。

3 讨论

相比分子生物学其他研究领域，药用植物分子研究的基础较为薄弱。近些年来，尽管在广大科研工作者的共同努力之下取得了较为丰硕的研究成果，但与模式植物和重要农作物烟草、拟南芥、水稻等的研究进展相比，药用植物的研究仍较落后。首先，药用植物遗传转化体系的建立不够完善，许多重要的药用植物由于难以建立起有效的遗传转化体系而无法开展转基因研究；目前转化体系建立的比较完善的药用植物只是凤毛麟角，如丹参等。其次，药用植物的基因组数据不够完整，绝大多数药用植物没有进行基因组测序，这使利用CRISPR/Cas9技术对药用植物基因组进行编辑存在一定的盲目性，无法估测其脱靶效率。但据报道，CRISPR/Cas9技术在植物中的脱靶效率较低，研究者们可以通过设计多个sgRNA靶向同一条基因，若不同突变位点出现的突变表型呈现一致性，即可证明基因的功能。此外，许多重要的次生代谢产物的生源合成途径尚不清晰，限制了该技术的进一步应用。最后，药用植物研究关注的重点大多是代谢途径上的关键基因，对其他细节方面，如启动子、增强子、抑制子的研究并不深入，药用植物的分子研究仍然存在一些盲区，这也在一定程度上限制了CRISPR/Cas9技术功能在药用植物研究中的充分发挥，如dCas9系统的靶向激活、抑制、表观修饰等功能。随着CRISPR/Cas9技术、药用植物分子生物学技术的发展和上述问题的解决，CRISPR/Cas9技术必将在药用植物研究领域中大放异彩。

[参考文献]

[1] 单奇伟， 高彩霞. 植物基因组编辑及衍生技术最新研究进展[J]. 遗传， 2015（10）：953.

[2] Li J F， Norville J E， Aach J， et al. Multiplex and homologous recombinationmediated genome editing in Arabidopsis and Nicotiana benthamiana using guide RNA and Cas9[J]. Nat Biotechnol， 2013， 31（8）：688.

[3] Nekrasov V， Staskawicz B， Weigel D， et al. Targeted mutagenesis in the model plant Nicotiana benthamiana using Cas9 RNAguided endonuclease[J]. Nat Biotechnol， 2013， 31（8）：691.

[4] Shan Q， Wang Y， Li J， et al. Genome editing in rice and wheat using the CRISPR/Cassystem[J]. Nat Protoc， 2014， 9（10）：2395.

[5] Zhen L， Kang Z， Chen K， et al. Targeted mutagenesis in Zea mays Using TALENs and the CRISPR/Cas System[J]. J Genet Genomics， 2014， 41（2）：63.

[6] Jiang W， Zhou H， Bi H， et al. Demonstration of CRISPR/Cas9/sgRNAmediated targeted gene modification in Arabidopsis， tobacco， sorghum and rice[J]. Nucleic Acids Res， 2013， 41（20）：e188.

[7] Brooks C， Nekrasov V， Lippman Z B， et al. Efficient gene editing in tomato in the first generation using the clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPRassociated 9 system[J].Plant Physiol， 2014， 166：1292.

[8] Sun X， Hu Z， Chen R， et al. Targeted mutagenesis in soybean using the CRISPRCas9 system[J]. Sci Rep， 2015， 5：10342.

[9] Jia H， Wang N. Targeted genome editing of sweet orange using Cas9/sgRNA[J]. PLoS ONE， 2014， 9（4）：E93806.

[10] Urnov F D， Rebar E J， Holmes M C， et al. Genome editing with engineered zinc finger nucleases[J]. Nat Rev Genet， 2010， 11（9）：636.

[11] Bedell V M， Ying W， Campbell J M， et al. In vivo genome editing using a highefficiency TALEN system[J]. Nature， 2012， 491（7422）：114.

[12] Feng G， Xiao Z S， Feng J， et al. DNAguided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute[J]. Nat Biotechnol， 2016，doi：10.1038/nbt.3547.

[13] Philippe H， Rodolphe B. CRISPR/Cas， the immune system of bacteria and archaea[J]. Science， 2010， 327（5962）：167.

[14] Terns M P， Terns R M. CRISPRbased adaptive immune systems[J]. Curr Opin Microbiol， 2011， 14（3）：321.

[15] Blake W， Sternberg S H， Doudna J A. RNAguided genetic silencing systems in bacteria and archaea[J]. Nature， 2012， 482（7385）：331.

[16] Sorek R， Lawrence C M， Wiedenheft B. CRISPRmediated adaptive immune systems in bacteria and archaea[J].Annu Rev Biochem， 2012， 82（8）：237.

[17] Martin J， Fuguo J， Taylor D W， et al. Structures of Cas9 endonucleases reveal RNAmediated conformational activation[J]. Science， 2014， 343（6176）：1215.

[18] Tomas S， Giedrius G， Christophe F， et al. Cas3 is a singlestranded DNA nuclease and ATPdependent helicase in the CRISPR/Cas immune system[J]. Embo J， 2011， 30（7）：1335.

[19] Wang R， Gan P， Terns M P， et al. Interaction of the Cas6 Riboendonuclease with CRISPR RNAs： recognition and cleavage[J]. Structure， 2011， 19（2）：257.

[20] Elitza D， Krzysztof C， Sharma C M， et al. CRISPR RNA maturation by transencoded small RNA and host factor RNase Ⅲ[J]. Nature， 2011， 471（7340）：602.

[21] Giedrius G， Rodolphe B， Philippe H， et al. Cas9crRNA ribonucleoprotein complex mediates specific DNA cleavage for adaptive immunity in bacteria[J]. Proc Natl Acad Sci USA， 2012， 109（39）：E2579.

[22] Martin J， Krzysztof C， Ines F， et al. A programmable dualRNAguided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity[J]. Science， 2012， 337（6096）：816.

[23 ] Symington L S， Gautier J. Doublestrand break end resection and repair pathway choice[J]. Annu Rev Genet， 2011， 45：247.

[24] Wang H， Yang H， Shivalila C， et al. Onestep generation of mice carrying mutations in multiple genes by CRISPR/Casmediated genome engineering[J]. Cell， 2013， 153（4）：910.

[25] Hwang W Y， Fu Y， Reyon D， et al. Efficient genome editing in zebrafish using a CRISPRCas system[J]. Nat Biotechnol， 2013， 31（3）：227.

[26] Shan Q， Wang Y， Li J， et al. Targeted genome modification of crop plants using a CRISPRCas system.[J]. Nat Biotechnol， 2013， 31（8）：686.

[27] Xing H L， Dong L， Wang Z P， et al. A CRISPR/Cas9 toolkit for multiplex genome editing in plants[J]. BMC Plant Bio， 2014， 14（1）：1.

[28] BurchSmith T， Anderson J， Martin G K S. Applications and advantages of virusinduced gene silencing for gene function studies in plants[J]. J Phys Colloques， 2004， 39（5）：734.

[29] Cheng Q， Su P， Hu Y， et al. RNA interferencemediated repression of SmCPS（copalyldiphosphate synthase） expression in hairy roots of Salvia miltiorrhiza causes a decrease of tanshinones and sheds light on the functional role of SmCPS[J].Biotechnol Lett， 2014， 36（2）：363.

[30] Dai Z， Cui G， Zhou S F， et al. Cloning and characterization of a novel 3hydroxy3methylglutaryl coenzyme A reductase gene from Salvia miltiorrhiza involved in diterpenoid tanshinone accumulation[J]. J Plant Physiol， 2011， 168（2）：148.

[31] Sugano S S， Makoto S， Junpei T， et al. CRISPR/Cas9mediated targeted mutagenesis in the liver wort Marchantia polymorpha L.[J]. Plant Cell Physiol， 2014， 55（3）：475.

[32] Cai C， Huang Y， Zhou Y， et al. Highthroughput screening of a CRISPR/Cas9 library for functional genomics in human cells [J]. Nature， 2014， 509（7501）：487.

[33] Jakoiūnas T， Bonde I， Herrgrd M， et al. Multiplex metabolic pathway engineering using CRISPR/Cas9 in Saccharomyces cerevisiae[J]. Metab Eng， 2015， 28：213.

[34] 黄璐琦， 高伟， 周雍进. 合成生物学在中药资源可持续利用研究中的应用[J]. 药学学报， 2014， 49（1）：37.

[35] DaeKyun R， Paradise E M， Mario O， et al. Production of the antimalarial drug precursor artemisinic acid in engineered yeast[J]. Nature， 2006， 440（440）：940.

[36] Paddon C J， Westfall P J， Pitera D J， et al. Highlevel semisynthetic production of the potent antimalarial artemisinin[J]. Nature， 2013， 496（7446）：528.

[37] Dai Z， Wang B， Liu Y， et al. Producing aglycons of ginsenosides in bakers′ yeast[J]. Sci Rep， 2014， 4（4）：3698.

[38] Zhou Y J， Gao W，Rong Q X， et al. Modular pathway engineering of diterpenoid synthases and the mevalonic acid pathway for miltiradiene production[J]. J Am Chem Soc， 2012， 134（6）：3234.

[39] Wang Y， Cheng X， Shan Q， et al. Simultaneous editing of three homoeoalleles in hexaploid bread wheat confers heritable resistance to powdery mildew[J]. Nat Biotechnol， 2014， 32（9）：947.

[40] Woo J W， Kim J， Kwon S I， et al. DNAfree genome editing in plants with preassembled CRISPRCas9 ribonucleoproteins[J]. Nat Biotechnol， 2015， 33（11）：1162.

第2篇：基因编辑技术范文

关键词：转基因；伦理；辩护；限度

转基因技术及其应用，是现代科技发展的前沿领域，其在种植业、养殖业、食品加工和医药制造等领域的广泛应用前景和巨大的商业利润，已经引起了各国政府和众多企业的高度重视。转基因技术的应用已经或正在给人类带来福祉，但与此同时，由于转基因技术自身的特点及其难以准确预测的后果，人们对转基因技术的伦理争论一直就没有停止过——伦理上的否定和伦理上的肯定两种针锋相对的立场同时存在。这说明，如果不能从伦理道德上为转基因技术及其应用寻求恰当的理由，那么，这一新科技将不能获得健康的发展。基于上述考虑，笔者力图在本文中为转基因技术及其应用寻求伦理上的支持，同时也力图探讨这种支持的限度。

一、福音与忧虑：转基因技术及其特点

基因一词是英语“gene”的音译，它源于印欧语系，是“开始”、“生育”的意思。很久以来，人们并不明白遗传的奥秘。19世纪的细胞学说、达尔文的进化论与孟德尔的遗传定律，为近代生物学的发展奠定了基础。孟德尔从豌豆实验中推导出存在着专门承担遗传作用“种质”的遗传因子，从而演绎出孟德尔遗传规律。1909年，丹麦学者约翰逊提出用基因来指称任何一种生物中控制任何遗传性状而其遗传规律又符合孟德尔定律的遗传因子。1910年，摩尔根通过果蝇白眼突变研究，确证基因位于染色体上，随后创立了基因论。1953年Waston和Crick创立了DNA双螺旋结构，首次揭示了DNA分子的结构、组成及功能，开创了从分子水平揭示生命现象本质的新纪元，揭开了现代生物技术发展的序幕。1972年，美国斯坦福大学的生物化学教授Paul Berg和Jackson利用限制性内切酶和连接酶，得到了第一个体外重组的DNA分子，开启了重组DNA技术的先河，这是人类历史上第一次有目的的基因重组的成功尝试。运用重组DNA技术将外源的优良目的基因导入受体细胞或组织，改变其遗传组成后产生物质及其后代，这就是转基因技术。这项技术可以把任何外源的基因包括人、植物、动物、微生物甚至人工合成的基因，整合到植物、动物、微生物细胞中，使其具有人们所需要的各种性状。可见，转基因技术使人获得一种改变生物遗传性状、创造新物种的能力。

随着转基因技术的出现，人类跨入了基因工程时代：人们可以按照自己的意愿从生物体最基础的遗传物质——DNA水平上来改造生物体，进而改造整个自然界。正因为如此，转基因技术在农业、工业、医疗方面都有广泛的应用。转基因技术的应用包括：(1)种植业。转基因技术应用于植物育种，产生转基因作物，改变植物的遗传特性，不仅可获得抵御各种害虫和病毒、以及除草能力的作物，而且可以大大提高作物的产量和质量；培育各种奇花异草等园艺品种。(2)养殖业。转基因技术应用于动物育种，产生转基因动物，即人工改变基因，使之具有优质、速生、高抗性等人类需要的优良特性的家畜家禽新品种。(3)医药业。利用转基因细胞进行细胞培养，利用转基因微生物发酵培养或利用转基因动植物作为生物反应器来生产胰岛素、干扰素等珍稀药物，利用动植物生产疫苗等。(4)食品加工业。利用转基因技术改良曲霉、酵母等微生物品种，发酵生产食品添加剂和加工助剂、酱油、奶制品等，达到提高产量或改善风味等目的。此外，转基因技术作为生物学领域的成果，正通过大量边缘学科和相关行业的转化、吸收，迅速渗透到电子、信息、乃至机电、环保等其他行业，极大地改变了这些领域里的生产、管理、组织模式。成为推动生产力进步的强大内动力。总之，以转基因技术为基础的生物技术“代表着最有前途的技术方向，是本世纪最具有影响的高新技术新兴产业带，是最有生命力的经济增长链，是未来前景最有竞争力的产业群”。

当然，转基因技术是一种完全不同于传统生物育种技术的新技术，它有自身的特点，这些特点主要有如下几个方面：首先，转基因技术打破了物种之间的界限，例如，在自然进化中似乎不可能突破的动物和植物之间的界限因为转基因技术的出现而变成了现实；其次，也因为转基因技术突破了物种之间的界限，从而也使人类可以人为地改变自然物种的进化方向与进化速度，它可能导致这样一种结果，在自然进化状态下也许要经历漫长的时间才可能出现的新物种，在转基因技术条件下短时间就可以出现；由此，它引发出转基因技术的第三个特点，即它所可能导致的后果更加难以预测。转基因技术和其他技术不同，它是一种生物技术即它是按照人的目的对生命存在的一种改造，创造出的是一些具有特殊性状的生物新品种，它不像无机物的合成那样，如果说无机物的合成品仍然是无机物，那么转基因技术的“作品”却是有生命的，它能够再生，而且其性状可以遗传给下一代。这些也许是“提前”到来的新物种会给整个生物界(包括人类)带来什么样的影响，实在难以预测，这也就更加加深了人们的忧虑。例如，人们已经忧虑转基因技术的应用可能导致减少生物的多样性，破坏生态平衡，增加某些疾病的人畜共患几率，等等。

正因为转基因技术的上述特点，使得人们围绕它所进行的伦理争论一直就没有停止过，可以说，所有围绕转基因技术进行的伦理论争，都是基于转基因技术的上述特点而展开的。

二、道德还是不道德：围绕转基因技术的伦理论争及评析

围绕转基因技术的伦理论争，表现在不同的学术流派中，这里限于篇幅，主要分析两种针锋相对的观点，即伦理上的反对与伦理上的支持。

先来看看对转基因技术在伦理上持反对立场的观点。从转基因技术诞生的那天起，认为转基因技术违反伦理的观点就一直没有停止过，有相当多的学者甚至普通民众都持这一立场。大致说来，这种反对立场又可以相对区分为两个不同的层次：一是从根本上否定转基因技术本身，有人把这一立场概括为“本质方面”反对；另一种是从转基因技术的后果即其安全性和风险方面反对转基因技术，这一立场则通常被概括为“非本质方面”反对。实质上，“非本质方面”的反对严格说来并不是一种伦理上的判断，它潜藏的结论是：假如人类有足够能力来规避转基因技术应用中所导致的不安全性后果，那么，是可以进行转基因技术的研究和应用的，因此，对于非本质方面的反对立场，我们在这里不打算作分析。

从本质上反对转基因技术的最激烈的观点，来自于自然中心主义的伦理观。自然中心主义的伦理观有如下几个基本论点：首先，它把对生命的尊重作为伦理学的理论基石，认为无论是人、动物还是植物，凡是有生命的存在都应当得到道德上的同等尊重。泰勒指出：“采取尊重自然的态度，就是把地球自然生态系统中的野生动植物看作是具有固有价值的东西。”其次，尊重自然也就是尊重作为整体的生物共同体，承认构成共同体的每种动植物都具有内在价值。生命的、固有的、内在的价值就是因为生命本身自成目的。对于人和其他动植物生命个体来说，由于各自都具有一种内在目的性，并且其他生命的内在目的性勿需人的内在目的性来确证，所以人不具有高于其他生命的特质。因此，第三，应把保持自然的“完整、稳定和美丽”作为人类行为的终极目的和对人对自然的行为进行道德判断的终极尺度。在人的伦理责任中应包含不干涉其他生命体的存在、不作恶、保持对其他生命的尊重，并为自己的错误行为作出补偿等内容。

基于以上理由，自然主义的伦理观认为跨越杂交屏障的基因转移是非自然的，是对自然不合理的干涉，因而是不道德的。他们认为，改造自然有两种方式：一种是贴近自然或模仿自然的方式，另一种则是远离自然或非自然的方式。虽然不能说转基因是反自然的方式，但与传统的更符合自然的方式相比，当然是更为远离自然，是非自然的。第一，它是快速的，只用短短几年甚至几个月或几天时间就可以把一个外来物种的基因片断(遗传物质)转移到另一个物种中，并表达这个外来基因的产物——蛋白质。第二，转基因技术是激进的和大跨度的，可以把两个风马牛不相及的物种的基因结合在一起。比如，将土壤微生物毒蛋白基因转移到水稻身上，使后者抗虫；把北极鱼的基因转移到西红柿身上，使其抗寒。而在自然的进化方式中，当然也存在基因交流和融合，但一是不会产生这种狂飙突进式的基因转移，二是不会产生这种大跨越式的遗传物质融合。一种物质的某一性状和特征需要适应环境若干年才会形成和巩固，它在进化上是缓慢的，也是非常安全的。迅速的基因转移既可能让一个物种内部难以适应外来基因全面而有机的融入，也会使得这一物种由于特殊外来基因表达后产生新的特性(如抗虫)而与环境和其他物种的关系难以迅速磨合，造成一系列问题。因此，转基因的方式违背了自然的内在规律，是非自然、反进化的。

与自然中心主义立场相接近的是宗教神学的立场，它认为自然界是上帝按照最完美的方式创造出来的，因此，自然的存在本身就是最完美最和谐的存在，转基因技术以人为的方式打破了自然完美与和谐，是对上帝的蔑视和玩弄，因而是不道德的。

以上是从伦理道德上反对转基因技术的立场。另一方面，也有从伦理道德上支持转基因技术的，这种立场主要来自于人类中心主义者。

人类中心主义也有几个基本观点：首先，它认为，人道原则应该成为伦理学深层的价值论基础，人类整体的长远生存利益应该成为人们行为的终极目的，以及人类对待自然的行为进行道德判断的终极尺度，在人类与自然的相互作用中应将人类的利益置于首要地位。其次，人类实践行为的目的不是为了实现自然规律，合乎自然的结果只是为了人类更好的生存。抛开人类利益，人类就没有实现外部自然规律的义务和责任。再次，在自然界，基因的突变和交流是广泛存在的，这是进化的动因，也是进化最主要的来源之一。很多的野生物种之间基因的交流就导致我们这样一个多种多样的世界。转基因技术与传统的以及新近发展的亚种间杂交技术相比，在基本原则上并无实质差别。它只不过是传统的生物技术的延伸而已，是自然的。最后，为了满足人类的各种需要，我们应该发展转基因技术。

应该说，上述两种相互对立的伦理立场都有一定的道理。自然中心主义者看到了自然界非人类生命存在具有自己的内在价值，这种内在价值并不需要人类来加以确证，因此，人类应对自然界中的生命存在保持应有的尊重，这一点，无论是从理论上还是从实践上看都具有一定的合理性。事实上，如果我们不是狭义地理解价值这个范畴，即不再把价值仅仅理解为物对人的关系，而是把价值理解为相互作用与影响的存在之间的意义关系，那么，在自然的演化系统中，任何一种存在都是有确定的价值与意义的，非人类生命存在的价值的确不需要人类来确证。因此，人类并没有比其他生命存在更为优越的地位。在这个意义上，提出人类应尊重自然界中非人类生命存在的权利是有道理的。从实践上看，在人类历史的发展过程中，正是由于我们过分强调了人类对于非人类生命存在的优越地位，把自然中的非人类存在仅仅当作对于人类而言的工具性价值，才导致了人类对自然的疯狂掠夺，导致了生态危机，也使人类的生存环境恶化。改变这种状况的一个重要途径，就是转化人类在处理自身与自然关系时的价值思维模式。否则，人类将永远不可能实现与自然界中非人类的生命存在和谐相处，共生共荣。

但是，自然中心主义的伦理观根本不考虑人类在自然中是一种特殊存在，即人类是迄今为止在自然界中惟一可以认识自然必然性、利用自然必然性从而在一定程度上超越自然必然性的存在这一客观的、科学的事实，力图把人的活动降低为动物活动的水平，则是错误的。在漫长的自然演化过程中，人类从生物世界中脱颖而出，获得了超出其他生命存在的智慧，使人类获得了一定程度的自由：人可以以自己的需要、目的与愿望为尺度，对自己置身其中的自然进行否定性的实践活动，使之符合自己的需要。这种对自然的否定性的实践活动正是人类文化发生的最深刻的根源。可以说，人类在自然中的大多数活动都带有否定性的特点，在某种意义上，即是对自然的“不尊重”。自然中心主义者无视这一点，并不是实事求是的态度。

如果说自然中心主义者无视人类活动的特殊性，而力图把人类活动降低为动物的水平的话，那么人类中心主义者则恰好相反，他们看到了人类和人类活动的特殊性，肯定人类的活动不可能是一种简单地重复自然必然性的活动，而是从自己的需要、愿望和目的出发，力图把自己从自然必然性中提升出来的活动，因此，人类不可能不干预自然。要求人类的活动还原为其他生命存在的本能地适应自然的活动，是没有道理的。应该说，人类中心主义的这一立场也具有一定的合理性。但是，人类中心主义者把人类的特殊性无限放大了，把人类的需要、目的与愿望当作衡量其他生命存在的惟一尺度，非人类的生命存在只有在人类的需要、目的与愿望面前去寻找自己存在的理由。因此，只要有需要，人类就可以利用自己的智慧任意去操纵自然。从理论上说，人类中心主义者的上述立场，是对“价值”这一范畴作了非常狭义的理解，即只把价值看作是物对人的需要满足的关系，而不是把价值理解为相互作用的对象之间的意义关系，这是典型的人类的“狂妄”。从实践上看，上述思维方式导致了人与自然之间的紧张，现代社会中人类生存环境的恶化与其有着密切的联系。

最后，还应该指出，尽管自然中心主义和人类中心主义存在着冲突与对立的一面，但是两者又有共同的局限，即它们都坚持一种自然与人类两分的立场，把自然的演化过程和人类的活动对立起来，从而使得他们无论是对转基因技术的伦理支持还是对转基因技术的伦理否定，都没有足够的理由。摆脱这一困境的思路，就是要超越自然中心主义和人类中心主义，在一个更高的基础上去考察转基因技术存在的伦理理由及其限度。

三、支持与限度：新自然观视野中转基因技术的伦理维度

如在对转基因技术进行伦理判断时，既不能坚持自然中心主义的立场，也不能坚持人类中心主义的立场，那么，转基因技术还能获得伦理上的支持吗?我们的回答是肯定的，即它是可以获得伦理上的支持的。但是，我们同时又认为，这种伦理上的支持并不是至上的，而是相对的、有限度的。我们的观点是，在对待转基因技术的伦理立场上，必须要考虑两个伦理维度：一方面，我们要考虑自然的权利，尊重自然；另一方面，我们也要考虑人类的利益，尊重人类活动的目的。一句话，要把自然的权利和人类的权利结合起来，在两者之间保持必要的张力，从而使自然和人类实现和谐共生。

之所以做出这样的判断，是基于对人类中心主义对自然权利和价值的漠视所带来的生态环境恶化以及自然中心主义对人类权利和价值的漠视所导致人类无所作为的后果的判断。我们认为，要给转基因技术一种恰当的伦理理由，有必要突破传统自然中心主义和人类中心主义的思维模式，在一个新的更高的基础上来重新思考自然与人类的关系。在这里，我们提出一种新的自然观，以作为我们这一立场的理论基础。这种新自然观的主要内容可以概括为：从人的现实存在的特点出发，把人的活动纳入自然演化的总体进程来加以考察，以此来进一步思考人类在自然演化进程中的权利、义务与责任，并以此来透视转基因技术的伦理合理性及其限度。

把人类的活动纳入自然演化的进程来思考，无论是从客观事实存在上看还是从思想史上看，都是有依据的。从客观事实存在上看，人类本身是自然界长期演化的结果，这意味着人类的出现既是自然界中增添了一个新的成员，同时，人类也就成为自然生态系统中的一个环节而参与自然的总体的演化过程。

从思想史的角度看，尽管有不少的思想家把人类的活动和自然的演化对立起来，或者强调人类活动对于自然演化的优先地位(如人类中心主义者)，或者把自然的演化看作是既定完美与和谐的，人类的活动只会对这种完美与和谐的破坏(如自然中心主义者)，但是把人类的活动纳入自然演化过程进行思考的思想学说却仍然是存在的，最典型的就是中国智慧中的儒家学说。儒家的主流思想是认为天人合一，人性与天地万物之性相通，因此，人只要能尽自己的本性，就能尽天地万物之本性，因而能够参与天地万物的演化过程。“唯天下至诚，为能尽其性；能尽其性则能尽人之性；能尽人之性，则能尽物之性；能尽物之性，则可以赞天地之化育；可以赞天地之化育，则可以与天地参矣。”(《中庸》)虽然，这里强调“能尽人之性”是“能尽物之性”的前提，但是，这决不是以人为尺度来辅量裁成万物。因为，依儒家的立场，天地之性恰恰在于它能促成万物自由地生长发育，即所谓“生生之德”，也就是真正意义上的仁德。所以，尽人之性以参与天地万物的演化过程，不是以牺牲非人类的生物存在的利益为前提的，从而它不表现为人类中心主义。但既然是人参与其中的演化过程，它也就必然地带上人类的价值目的与追求，因此，它又不可能表现为对自然地消极服从，因而，它和自然中心主义也有着本质的区别。这一点，从儒家的仁者情怀中可以看得非常清楚。儒家认为，天地有自己演化的规律，但必然之中有偶然，在自然界中，经常会产生“离经叛道”的情形，使生命存在并不能按照自己的本性来伸张、发育自己，改变这种现状的责任就落到了通天地之道的人的身上，所谓“儒者与天地万物为一体。假使一物不得其所，便是吾仁未有尽处”。另外，儒家还认为，自然只是提供了万物演化的可能性，这种可能性向现实性的转化，也需要通过人的活动，即所谓“天地设位，圣人成能；人谋鬼谋，百姓与能”(《易传·系辞上》)。当然，“天地设位，圣人成能”的过程，同样不是人的主观随意的过程，相反，它是一个充分考虑了人的生命理想和非人类存在的本性的过程，是“近取诸身，远取诸物”的过程，因而，也就是一个充分考虑了人的活动目的和自然界中其他生命存在的价值与意义的过程。总之，中国传统的儒家思想，确乎在一定程度上体现了这样一种思维方式：即既把人的活动纳入自然的演化过程，同时又充分注意到了人作为一种特殊的存在而在自然演化中所起的特殊作用的思维方式。这种思维方式，正是我们今天超越自然中心主义和人类中心主义的重要思想资源。

即使从宗教神学的立场上看，我们也同样可以把作为人的活动的具体形式的转基因技术的应用看作是自然演化的重要环节。因为，作为造物主，上帝既然赋予了人类以智慧，那就意味着人类必然要运用自己的智慧来从事自己的活动，这正是顺从了造物主的意愿。相反，如果人类不运用自己的智慧，反倒是对上帝的不尊重，是违反了上帝的旨意!

以上述立场来看待转基因技术及其应用，我们就不会简单地认为转基因技术是反自然的，是对自然界中非人类存在的生命的不尊重。

更进一步，当我们考虑自然存在及其演化方式时，我们将更加清楚地看到转基因技术及其应用的自然本性。我们知道，在自然界中，生物之间、生物和无机物之间，都在以不同的方式进行物质、信息和能量的转化，人类和自然的其他存在之间同样存在着以自己的方式进行的物质、能量、信息的转化。这种转化是自然存在和演化的方式，没有它，就无所谓自然，因此，这里并不存在从人类的视角来看的道德与不道德的问题。老虎吃羊或其他比自己弱小的动物，我们并不会对之进行道德评价，因为这是自然的演化方式。转基因技术的应用同样可以看作是人类与非人类之间进行的物质、信息和能量的转化方式。既如此，我们又怎能简单地对其进行伦理上的“是”或“否”的判断呢?

上面的分析是不是意味着人类所有的针对自然的活动，都不需要进行伦理道德上的考虑?是不是都不需要受伦理道德的制约呢?答案当然是否定的。我们在上面反复提到，不能对转基因技术进行“简单的”伦理上的“是”或“否”的判断，恰好意味着对转基因技术进行伦理判断的复杂性，这种复杂性来源于人类存在的特殊性：人类虽然是自然大家庭中的一员，但他却是自然中最为特殊的成员——人是一种有智慧的、自由的存在。正是这样一种特殊性，使人类的活动不同于非人类的其他生命存在的活动。如果说，非人类的生命存在的活动完全受着自然这个整体的必然性的制约，只能是一种被动地适应自然的活动，那么，人类则完全有可能凭借自己的智慧认识、利用并在一定程度上超越这种必然性。人类对自然必然性的超越，意味着自然的演化过程带有了更多的“人类性”因素——人类总是力图以自己的需要、愿望和目的为尺度，使自然的演化朝着自己所欲求的方向发展。这就导致了在自然这个大家庭中，人类活动的自主自为性与非人类生命存在活动的被动适应性之间的冲突。这种冲突提供了我们对人类活动进行伦理考量的可能性和必要性。

第3篇：基因编辑技术范文

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.

关键词： 电子竞技；引擎技术；认识论问题

Key words： e-sports；engine technology；epistemology

中图分类号：G899 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）08-0244-02

1 电子竞技引擎技术创新的意义

如果数字媒体的历史说明了一件事，那么就是技术每次新的进步意味着社会民主变得更广。把新媒体封为促进“民主化”的力量有两层含义，一方面把它美化为传达人们声音的解放者，另一方面却妨碍人们认识它掩盖错误权利的弊端。当人们宣称电子竞技引擎技术促进了民主化的力量时，既需要深入分析其自身的历史，又要在更大的层面分析其如何和人类沟通的历史相吻合。由于篇幅有限，无法对体育媒体民主化做深入的分析。但是，将为电子竞技引擎技术在不断变迁中的媒介所处的位置以及电子竞技引擎技术作为文化表达方式的含意提供更丰富的背景。

随着数字媒介技术发展的历史变迁，电子竞技引擎技术作为其中一个较早的例子代表了民众所说的融合文化。体育媒体消费者也视为媒介游戏玩家，运用各种媒体技术发明了新的沟通渠道。早期的电子竞技虚拟技术使用了ID软件技术支持的、强有力的3D游戏引擎改变了最初的游戏，并把游戏打造为制作简短动漫视频的工具。从技术上来讲，体育动漫视频是可以看的文件，但在之前的体育游戏中只能通过回放功能来看这些视频内容。在前面已经讲到这种“玩转”行动对于玩家、甚至黑客技术都算新鲜。但是，实际上“玩转”文化来源于较老的体育粉丝文化。电子竞技引擎技术作为一种艺术形式并不是一群寻找更新，更廉价动漫格式的技术人所发明。相反，电子竞技引擎技术是玩家在寻找新方法去彰显其技术能力时产生的。

屏幕演示（Demoscene）是黑客文化的一个分支。屏幕演示指震动软件的开机屏幕以表明他们已经黑客了软件且表明只要别人下载了该被黑客的软件就可以实现共享，这是屏幕演示的动机。但是和屏幕演示不同的是，捕获用户的游戏币（游戏用语，游戏的财富价值，体现游戏的所有内在成分对玩家体验的影响，是决定一个游戏有多好玩的重要因素），并和其它人共享的能力是在竞争极为激烈的网络空间的一种表现行为。这些“高性能游戏”由深谙计算机文化的技术操作特征。这些行为作为较早的迹象表明把电子竞技引擎技术看作民主化的力量是不妥的。“高性能游戏”具有这样的特性，发明者接受过良好的教育而且可以使用昂贵的技术。这个特性使得人们不得人认真质疑电子竞技引擎技术是否可以被视为一种解放的、强有力的表达方式。换句话说，从人口学的视角看，电子竞技引擎技术制造者几乎不能代表那些需要广泛沟通渠道的、处于社会底层的、被边缘化的群体。尽管如此，随着美国73%的成年人可以使用互联网，自电子竞技引擎技术时代以个人计算机的情况来已经发生了很大的转变。而且，个人计算机技术变得更加普及。个人计算机技术是制造和传播电子竞技引擎技术的基础。随着游戏可以采用很多标题建立工具，现在制造电子竞技引擎技术变得相当容易。所以，人们从来没有像现在这样有那么机会进行创意表达。而且，人们能够通过基于Flash技术的平台譬如优酷视频来传播视频，而且通过各种声音来表达民主的倾向变得很明显。

2 技术突破性的边界问题

当讨论一个媒体的民主化力量时，可用性是核心。技术进步的速度总会超越运用这些技术的文化能力。而且，早在数字技术出现之前就存在技术可用性的社会阶级。只是在10年前，拨号连接这种技术使得人可以通过文本的形式和任何可以使用网络的人沟通。今天人们能够使用网络相机和宽带连接来进行现场网络流播放，生成了更强有力的表达模式。而且，在那些可以使用流播放和那些不能进行流播放的人之间形成了数码鸿沟。电子竞技引擎技术也不例外。更多人可以制作电子竞技引擎技术。但是，因为媒体发展的速度很快，速度快到高端的电子竞技引擎技术经常可以被当作好莱坞最高端的计算机生成影响。在这场数码武器竞争中，正如任何技术生态学一样，会有分层的问题。在讨论促使人们沟通更加有效的工具时，必须时要注意技术生态的问题。从印刷到电报，从收音机到电视，再到互联网，技术的进步带给人更多能力，但是同时也把人边缘化了。在很多方面，电子竞技引擎技术从计算机精英话语转变更为广的亚文化，处于不断扩大的电玩文化的亚文化。但是，电子竞技引擎技术也演变为一种只有那些掌握了使用电子竞技引擎技术的方法和知识的人才可以用的强有力的沟通方式。

也许，比可用性更令人们担忧会妨碍电子竞技引擎技术成为平等表达方式的是受众面。非规则化的案例和现在制作的越来越多的技术引擎区别开的是渗透到主流文化的能力。虽然电玩已经成为每个人生活的一个较大的部分（从该行业爆炸式的发展可以看得出），电子竞技引擎技术的艺术形式依然是一个有发展机会的领域。当电子竞技引擎技术处于一个文化活动不活跃的人群中（并不是把玩游戏的人都笼统地归为对文化不漠不关心的人，所以并不是说他们不是一群对文化参与淡薄的人），至少电子竞技引擎技术会面临很多障碍。

电玩媒体是一种可行的文化表达方式。一些思想家认为电玩在教育与文化话语中具有变革的力量。最后，简要描述一下整个电玩的前景和具体的电子竞技引擎技术前景。毫无疑问，电子竞技引擎技术很有潜力成为强有力的、独特的文化表达工具，因此电子竞技引擎技术可以被视为具有民主化的力量。但是电子竞技引擎技术要想发挥其民主化的力量，它在可用性和受众面方面面临很多障碍。所以，不要给电子竞技引擎技术过度镀金，以免模糊了我们对它实际能力的认识。

参考文献：

[1]黄璐，张玉明.电子竞技运动若干理论问题商榷[J].首都体育学院学报，2007，19（2）.

[2]高晨辰.电子竞技与衍生运动的发展基础、趋势与自净行为[J].体育成人教育学刊，2013（2）.

[3]黄璐.对《让数字演绎体育无限精彩》中若干问题的质疑[J].体育学刊，2005，12（5）.

[4]黄璐.《赶上了网络：卫报新闻传媒体育部案例》评析[J].体育成人教育学刊，2013，29（4）.

[5]黄璐.城市体育信息网络服务策略研究[J].河北联合大学学报：社会科学版，2013，13（1）：11-14.

[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：基因编辑技术范文

关键词：商水方言 非组 晓组 音变 换读

商水方言中非组字与晓组字的“语音互换”， 不同于一般链移式音变的“A>B，B>C”，而是“A>B，B>A”的换读形式，即A读B的音，反过来B读A的音，两个音类进行位置上的互换。本文从音韵结构格局的稳定性与易变性这一矛盾对音变的影响与作用出发，联系汉语历史上轻唇音从重唇音分化出来的机制，探讨了这种特殊音变形式的音理机制。

一、非组与晓组字的换读

河南东部的商水方言，非组字与晓组字在合口韵前，表现出一种读音的“互换”。古晓、匣母合口韵的声母念f不念x，而古非、敷、奉母的合口三等韵的声母念x不念f。非组字的声母读如晓组，为x；晓组字的声母读如非组，为f。其变化的条件与这些字所属的等摄和调类有关。

非组合口三等除了微未废三韵的字读y以外，其他各韵所有的声母都读同晓组，为x。声母为x时，韵母为u的。韵母在北京话中为开口呼的，在商水方言中都变成合口呼，有u介音。如：

月、乏韵：xua代筏罚阀发法乏

元韵：xuan帆藩蕃翻番凡烦繁樊反返泛范犯梵贩

文韵：xun分芬纷氛焚汾坟粉粪奋喷涕 ～愤忿份

阳、漾韵：xua方坊枋妨防房肪仿纺彷舫访放

微韵、未韵与废韵的字，在商水方言中读y，由于韵母读音不同于其他韵的字，为y韵母，没有u介音，故声母不读x。如：

微韵：飞非扉妃肥淝匪诽y

未韵：沸痱费y

废韵：废肺吠晓组y

晓匣两母的字，在商水方言中的特殊读音，表现在其合口一、二等字上。合口一、 二等字大部分与非敷奉三母字的声母换读，读f声母，而韵母由中古的合口变成了现在的开口呼，丢掉了u介音。如：

蟹摄一等：fei灰贿悔回汇溃。

山摄一等： fan 欢唤焕换桓缓

二等：fan患环幻还归～宦

臻摄一等： fn昏婚魂馄混浑

宕摄一等：fa（商水）荒慌谎恍黄皇蝗

通摄一等： f烘哄红洪鸿虹（“汞”例外，读ku）

曾摄一等：xuN（北京）―f（商水）弘

梗摄二等： f轰（“横～竖”例外，读xo）

假摄二等： fa花化华

这种语音互换现象，是A发B的音，反过来，B又发A的音，形成一种读音位置上的互换现象，其音变方式不同于链移式音变。商水方言中的语音“换读”现象，是A>B，同时B>A，而链移式音变是A>B，同时B>C。“换读”也不同于“混读”，混读一般有三种情况：⑴ A全部发B的音；⑵ B全部发A的音；⑶ A与B读音上有交叉，有些条件下A读B，有些条件下B读A。非组字与晓组字在汉语大部分方言中的混读是依韵不同，分别读f或x。而商水方言中的“换读”则表现出A与B位置上的互换，非组读x，晓组读f。

商水方言中的这种读音互换现象是属于不同的时间层次，还是由方言接触造成的异源层次？抑或只是语音的生理机制造成的这种特殊的音变形式？下面我们来讨论一下汉语方言中非组与晓组相混的主要形式，区别“混读”与“换读”的不同，以便更好地探讨“换读”的音变机制。

二、商水方言语音换读的音变机制

汉语方言中，非组与晓组的相混，有三种形式：一是非组并入晓组，两组声母都读x声母，如晋语；二是晓组字并入非组字，两组声母都读f声母；三是交叉相混，有些韵的字读f，有些韵的字读x。交叉相混的是读非组还是晓组依韵不同而不同，但同一韵的字要么读非组，要么读晓组字，不存在声母“互换”现象。其中 “交叉相混”是主要形式。

非组与晓组相混主要发生在一些南方方言中，如上海郊县的一些方言，湖南、云南、四川各地的方言，河南南部的信阳方言，以及晋语一些方言的白读音。

在西南官话中，当韵母是u时，大部分地区晓组并入非组，读f声母。如达县、大理、大庸、丹寨、贵阳、汉源、洪江、会同、吉首、江津、黎平、蒙自、宁远、西昌、重庆、自贡、遵义等地。桂林、柳州则没有完全并入非组，有一小部分晓组字与非组不混。如桂林除“乎呼忽胡湖”这几个字没有卷入非组，读xu外，其他韵母为u的晓组字也都并入了非组，声母读f。柳州“虎互”这几个字新派没有并入非组，读xu。

上海和嘉兴的一些郊县，晓母的合口呼与非敷混同，匣母的合口呼与奉母混同：虎=夫[fu]，昏=分[fen]，灰=非[fi]，胡=扶[vu]。相反的，非敷奉母的东韵字混入晓母和匣母：封=烘[xo]，逢=宏[o]。这些地方的非敷母实际是φ，奉母实际是β。少数字并入帮母和母：扉=悲[pe]，=批[phi]，痱=备[be]，釜、孵=部[bu]，防、方（比较）=旁[b]。

汉语方言中有很多的非组字读x的现象，但大多是混读，而不是换读。不管换读也好，混读也好，非组字读x的现象，应该与非组字从重唇音分化出来后的演变方向与演变形式有关。笔者通过研究发现，商水方言中的非组与晓组互换，与韵母有直接的联系。其中，微未废韵的不换读，也与韵母有直接的联系，轻唇音产生过程中所发生的一种特殊音变。目前汉语方言中非组读x的音变机制，有以下几种情况：

（一）在重唇读如轻唇的过程中，发音部位继续后移，唇音声母变为舌根音声母。非组从帮组分化，一支先由[p]、[b]（上古）演变为[pf]（中古《切韵》时代），再演变为[f]（唐宋以后）；另一支由[fu]再继续演变为[hu]（宋代）。如晋方言的并州片、西部吕梁片，非组白读：/x/，文读：/f/。其文读音即是这种情况。

（二）轻唇音产生过程，合口介音u被发音部位靠前的唇齿擦音排挤而丢掉，变为现代的开口呼。现代汉语方言中很多非组字的演变走的是这一条道路。

（三）因音移（sound drift）而产生换读。语音的变化一般分音变和音移（Sound drift）。现在语言学中所讲的音移（sound drift）指一个音位随着时间的推移从这一位置到那一位置的移动，就是说，音位的物质载体发生了变化，但没有引起音位类别的分化或混同，使不同音的语素变成同音语素，或者反过来，使同音的语素变成不同音的语素。现代语言学认为音移导致了音位的相关关系发生了变动，属于音变的范畴。商水方言中晓组字与非组字读音互换的现象，即属于这种情况。

由于商水方言受了外来方言的影响或自身演变的结果，非组字没有像北方其他方言那样变为f，而是走向了另条道路，读x声母，使得商水方言中的唇音合口的u没有消失。这样，非组字的读音完全和现代普通话中合口晓组的读音一致。非组字声母全部读成晓组声母的读音，在原来非组的位置上就留下了“空位”（slot）。同时，晓组字受到排挤，不得不转移位置，移向f。当晓组字转移的同时，由晓组字来的声母读成了f，发音部位最前的唇齿擦音f，与最后的舌根擦音u之间又发生了抵触，晓组字“别无选择”，只能是唇齿擦音排挤掉u介音，使得u介音消失，形成今天完全与普通话中的合口三等非组字的读音相同的情况。当韵母是u时，不存在这种换读现象，正说明了这种“转移”理论的可靠性。晓组字的转移是一种音系结构内的自我调整。

参考文献

[1]冯蒸.《尔雅音图》音注所反映的宋初非敷奉三母合流[J].语言研究，1994，增刊.

第5篇：基因编辑技术范文

【关键词】Ethernet AVB 网络传输 音视频编码

1 引言

传统的高清音视频编码器一般带有多个网口，内部具有不带AVB的网络交换芯片，但这种设备在音视频网络传输上不太理想，在网络状态出现波动时存在视频卡顿等现象。在这种情况下，我们需要以流媒体技术和现代网络交换技术为基础，设计一种真正适合音视频传输的音视频编码器，它必须符合流媒体传输所特有的连续性、实时性与时序性的要求。

流媒体是指在网络上严格按时间先后次序传输和播放的连续音、视频数据流。流媒体作为特定意义的数据流，它有一些独特的特点：一是连续性（ continuous），二是实时性（real-time），三是时序性（time-ordered）。实时性和质量是流媒体的关键问题。为了保证时延和质量，网络必须提供足够的带宽资源，而资源的保证又依赖于许多其他的控制。音视频等对时间延迟非常敏感，但能容忍某种程度的错误（人类视觉冗余度所能接受的）；网络文本数据等非实时媒体，则更注重无误的传输，而在时间上的适度的延迟是可以接受的。

IEEE 802.1 AVB 工作组致力于制定一系列的新标准，对现有的以太网进行功能扩展，主要有精准时钟步协议802.1AS（Precise Timing Protocol）， 流预留协议802.1Qat（Stream Reservation Protocol） ， 队列及转发协议802.1Qav（Queuing and Forwarding Protocol）。通过建立高质量、低延迟、时间同步的音视频以太网络，为家庭或企业提供各种普通数据及实时音视频流的局域网配套解决方案。基于以上分析，重新设计一种基于Ethernet AVB技术适合音视频传输的编码器显得十分必要。

2 设计方案

本文采用MARVELL? 88e6320是一个单芯片集成7个千兆以太网端口及两个的千兆以太网收发器的交换芯片。该芯片支持最新的IEEE 802.1音视频桥接（AVB）标准的802.1AS、802.1AS、 802.1AS协议，这些AVB技术预留网络资源用于传输流和支持精确的流同步，通过这些AVB协议将音视频发送到一个低延迟和服务保证鲁棒性的以太网网络上。

2.1 硬件设计

高清视频编码器采用海思编码芯片作为主处理器，完成视音频压缩编码及ARM嵌入式linux系统，设备具有多路1080P高清输入接口，多个以太网接口。系统的结构如图1所示。Hi35XX的GMAC接口与88E6320的port6口间通过RGMII接口互联，如图2所示

2.2 网络功能设计

MARVELL? 88E6320包含影响所有的音视频桥接（AVB）功能的全局寄存器。这些寄存器通过AVBCommand和AVBData寄存器来访问。通过使用各种AVB块AVBBlock值访问以下3个全局 AVB寄存器：0x0 = 802.1AS精确时间协议（PTP）和时间的应用程序接口（TAI）寄存器；0x1 = 802.1BA音视频桥接（AVB）策略寄存器；0x2 = 802.1Qav寄存器。

经过设置上述3类寄存器，开启网络的AVB功能，保证高品质视频实时传输（高带宽，低时延，低丢包率）。

该编码器交换功能在硬件上合并，逻辑上分开，同时有完善的单/组播，流量访问控制、速度限制、远程管理等智能管理功能。

3 测试对比

分别将传统带交换功能多网口的编码器和本文设计的编码器接入支持AVB的以太网交换机中，同时将2台同型号的解码器接入该交换机中。其中一台解码器从传统编码器上取流解码显示，另一台解码器从本文设计的编码器中取流解码显示。再用网络分析仪往交换机网络上注入一定的网络流量，随着外加网络流量的增加，传统编码器首先出现码骞克现象，图象的时间明显加大。经过对比测试，该编码器的视频实时性与流畅度明显高于传统编码器。因此，从总体上看，该编码器具有优良的网络传输特性，有很好的应用前景。

第6篇：基因编辑技术范文

关键词：DCT；数字图像水印；离散余弦；鲁棒性

中图分类号：TP309

1 数字水印技术研究的意义

由于科学技术的发展，很多的数字化产品易于加工，非法的复制和拷贝也比较容易，这样严重损坏了数字产品的完整性以及数字产品作者的版权。为了解决这一问题，因而提出了数字水印技术。

数字水印技术，从1993年Caronni正式提出数字水印到现在，无论国内还是国外对数字水印的研究都引起了人们的关注。在国外方面，由于有大公司的介入和美国军方及财政部的支持，虽然在数字水印方面的研究刚起步不久，但该技术研究的发展速度非常快。1998年以来，《IEEE图像处理》、《IEEE会报》、《IEEE通信选题》、《IEEE消费电子学》等许多国际重要期刊都组织了数字水印的技术专刊或专题新闻报道，SPIE和IEEE的一些重要国际会议也开辟了相关的专题。IBM公司、日立公司、NEC公司、Pioneer电子公司和Sony公司等五家公司还宣布联合研究基于信息隐藏的电子水印。国内方面，我国的数字水印技术，也已经取得了一定的研究成果，而且从学术领域的研究成果来看，我国的研究与世界水平相差的并不远，并且有自己的独特研究思路。

数字水印的主要用途可以分为以下几类：（1）版权标识水印。数字水印将各种信息放在各种需要保护的数字产品中，即使经过噪声干扰、滤波、剪切、压缩、旋转等攻击，水印仍可以继续存在。例如Adobe公司在其著名的PS软件Corel Draw图像处理软件中集成了Digimarc公司的数字水印插件。（2）篡改提示水印。检测数字产品是否被修改、伪造等的处理的过程。（3）隐蔽标识水印。在一些数字产品中，可以将数字水印嵌入作一些隐式注释。（4）票据防伪水印。随着现代各种先进输出设备的发展，使得各种票据的伪造变得更加容易，数字水印技术可以增加伪造的难度。因此，研究数字技术非常有必要性。

2 基于DCT数字图像水印技术的研究

2.1 数字水印的概念

数字水印技术是指用信号处理的方法在多媒体数据中嵌入某些能证明版权归属或跟踪侵权行为的隐蔽的信息，这些信息通常是不可见的，不容易被人的知觉系统觉察或注意到，这些隐藏在多媒体内容中的信息只有通过专用的监测器或阅读器才能提取。通过这些隐藏在多媒体内容中的信息，可以达到确认内容创建者，购买者或判断内容是否真实完整的目的。水印系统所隐藏的信息总是与被保护的数字对象或它的所有者有关。

2.2 DCT数字图像水印的基本理论

其中图像二维DCT变换（M取8或16）有许多优点：

图像信号经过变换后，变换系数几乎不相关，经过反变换重构图像信道误差和量化误差将像随机噪声一样分散到块中的各个像素中去，不会造成误差累积，并且变换能将数据块中的能量压缩到为数不多的部分低频系数中去（即DCT矩阵的左上角）。对于给定图像f（m，n）存在两种DCT变换方法：一种是把图像f（m，n）看成一个二维矩阵直接对其进行DCT变换，然后嵌入水印，Cox[3]采用此种方法；另一种方法是与JPEG压缩标准相统一，先把图像分成8*8的不同小块，再分别对每一块进行DCT变换，进而嵌入水印，本文采用后一种方法嵌入水印。

一般数字水印应具有如下的特征：无论经过怎样复杂的操作处理，通过水印算法仍能检测到数字水印作品中的水印能力。即所谓的稳健性；通过水印算法，嵌入水印后不能最终导致图像的质量在视觉上发生明显变化，即视觉的不可感知性；通过数字水印算法能够抵御非授权人的攻击，同时检测可以检测到水印的概率，具有较高的安全性及有效性。

3 基于DCT的数字图像水印算法系统的设计与实现

3.1 MATLAB软件的介绍

MATLAB是目前最强大的编程工具之一，本文将利用MATLAB7.0软件进行基于DCT的数字水印算法的系统的设计和实现。

MATLAB语言简洁紧凑，库函数丰富，程序书写形式自由，运算符丰富，使用方便灵活。MATLAB具有结构化的面向对象编程的特性，可移植性好，且具有较强的图形编辑界面和功能强大的工具箱。同时，MATLAB中的源程序具有开放性，可以通过对其的修改使其变成新的程序。不足之处是，MATLAB的程序执行速度较慢。利用MATLAB研究数字水印技术集成了DCT等函数，方便了研究人员编写源程序，易实现。使用了MATLAB中很多的工具箱。

3.2 基于DCT的数字图像水印算法系统的设计与实现

3.2.1 需求分析

离散余弦变换（Discrete Cosine Transform）简称DCT，基于DCT域的数字水印算法，可以分为两大类，一类是直接对整幅图像进行DCT整体计算，然后嵌入水印。另一类是先将整幅图像分成块，对每一块分别进行DCT计算，最后再嵌入水印。由于分块DCT计算速度比整体DCT计算速度快得多，因此目前DCT域的水印方法大多数是采用的分块DCT方法。

基于DCT的数字图像水印算法系统的设计与实现，可以提供用户一个良好的交互手段，用户可以利用本系统进行水印的嵌入、提取、攻击等，本系统的可交互的，可视化的特点为用户研究基于DCT的数字图像水印算法提供了方便。

3.2.2 系统功能模块设计

（1）水印生成。通常是通过伪随机数发生器或混沌系统来产生水印信号，通常需要对水印进行预处理来适应水印嵌入算法。

（2）水印嵌入。水印嵌入的准则常用的有三种，分别为加法准则、乘法准则、加法乘法混合准则，混合准则近年来引起了人们的广泛关注。

（3）水印提取。指水印被提取出来的过程。

（4）水印检测。水印检测是指判断数字产品中是否存在水印的过程。

3.2.3 系统实现

一个完整水印系统的设计通常包括水印的生成、嵌入、提取和检测四个部分。

通过选取实验图片，点击导入图片，然后进行水印的嵌入，再对嵌入水印的图片进行高斯噪声、滤波、剪切、旋转等攻击实验后，可以继续提取水印，进行水印信号的检测。

（1）嵌入水印的过程。论文采用的是分块DCT算法，水印嵌入步骤如下：

1）将灰度宿主图像分成互不覆盖的8×8的块，然后对每一块都进行DCT变换，得到与宿主图像相同尺寸的DCT域；

2）我们用密钥生成长度为NW的Gaussian白噪声作为水印信号：W～N（0，1）；

3）将每个8×8的DCT系数矩阵从每一块的中频段取出（（64×Nw）/（M×N））个系数CK（i，j），k=1，2，…Bnum；

4）根据公式W′=W（1+alfa*mark）嵌入水印，其中alfa为尺度因子，mark为水印信息，W为原图象的分块DCT系数。

5）用得到的新的DCT系数对原来位置的DCT系数进行置换。

6）对新的DCT系数矩阵进行DCT反变换，得到了嵌入水印信号后的图像。

4 结束语

本论文是在应用了MATLAB7.0软件，设计和实现了完整的数字图像水印处理系统，包括水印的嵌入、提取与验证过程。所提出的方案均在该系统中进行了验证。

数字水印技术的发展时间虽然不长，但其在版权保护、内容的完整性以及认证方面都做出了一定的贡献。未来，数字水印在知识产权的保护、内容认证等方面会有一个更好的应用前景。我们应该抓住信息时代对于数字版权保护的迫切需求，开发出自己的水印产品。

参考文献：

[1]孙锐，孙洪，姚天任.多媒体水印技术的研究进展与应用[J].系统工程与电子技术，2003，25（6）：772-776.

[2]王丙锡，陈琦，邓峰森.数字水印技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003.

[3]余成波，杨菁，杨如民，周登义.数字信号处理及MATLAB实现[M].北京：清华大学出版社，2005.

[4]王家文，李仰军.MATLAB7.0图形图像处理[M].北京：国防工业出版社，2006.

[5]张问银，梁永全.基于DCT的一种数字图像水印策略[J].山东：山东科技大学学报，2002.

[6]肖力.一种基于DCT域的数字水印的实现[J].鄂州大学学报，2005.

[7]Rafael C.Gonzalez，Richad E.Woods.阮秋琦，阮宇智译.数字图像处理[M].北京：电子工业出版社，2003.

[8]耿永军，朱雪芹.基于离散余弦变换的数字水印算法[J].郑州大学学报，2005.

[9]M.jiang，Z.jiang.A New Searchless Fractal Image Encoding Method Based on Wavelet Decomposition.Proceedings of the 6th World Congress on Intelligent Control and automatiaon，（2006）：83-86.

第7篇：基因编辑技术范文

关键词： 数学成绩 下降原因 对策

一、前言

本人在初中教学数学已经有近十年了，在每一届的初中生中，每一个班学生的成绩都是参差不齐的，有的学生成绩很好，接受能力强，有的学生智商也高，但学习效果很差。

有这么一部分学生，小学时数学成绩很好，但升初中后成绩迅速下降。我有一位学生，她读小学时数学成绩一直在班上名列前茅，但上了初中后，数学成绩一直排在后面。到了初二，学习成绩也没能提上去，使得其父母焦虑，该学生学习压力骤升。我们不禁要问，是什么原因造成这些学生成绩下降呢？下面我将分析原因和对策。

二、升初中后数学成绩下降的原因

1.没有及时转变学习方法。

小学数学教材的系统性和逻辑性都没有初中那么强，小学教学的内容也少，学生容易接受，教师对学生课堂上和课堂外的辅导也到位。但是进入初中之后，初中数学知识的深度、广度及能力要求都上升了一个台阶。初中数学的难度大一些，解题方法也有所不同，知识与知识之间的衔接也强了，而且教师的教学方法有所变化，对学生的指导也少了。所以如果还是按照以前的学习方式去学习，就有可能出现学习效果不佳，成绩上不去的情况。

2.数学学习意志薄弱。

上了初中后，教师的上课进程快，课后作业多，课后的数学题型多，加上学习环境的不适应，学生的生理、心理上的不适应。当面临着这些困难时，学生没有毅力去克服，再加上缺乏信心，不肯努力学习，怕苦怕累，多次在学习数学上受挫折而厌恶数学，成绩越发下降，从而形成恶性循环。

3.应变能力差。

小学数学主要是直观形象思维，而初中数学主要是抽象逻辑思维，有的学生没有形成抽象的逻辑思维能力，上课时比较吃力，课后做题时不得要领，所以感觉总学不好。

4.对老师依赖性强，缺乏勤奋的习惯。

上了初中后，学习的科目由小学的语、数、英增加到了语、数、英、政、史、地、生等，分配在学习数学上的时间就相对少了，如果缺乏勤奋的习惯，仅是依赖老师上课的讲解，而不抽时间进行课前预习，也不抓紧时间课后复习，那么掌握的知识不牢靠，成绩自然上不去。

三、对策

1.教师及时指导，让学生转变学习方法。

为了让学生尽早适应初中数学的学习，不输在起点，在初一新生入学的第一个星期，就要对学生进行学习方法的指导。此时，教师必须向学生指出小学数学和初中数学的差异，小学教师和初中教师在教学方法上的差异；教师还要指导学生掌握初中的数学学习方法。在初一的第一学期中，教师还应指导学生如何安排学习时间，比如，要怎么预习，听课时要注意什么，记笔记时要注意什么，课后如何通过做题来巩固所学知识。再比如，对经常做错的题型要加以注意，尽量避免下次不再犯类似错误。

2.数学教师在课堂上应注意的地方。

初中数学没有学好的一个重要原因就是课堂上没有掌握。所以老师应该努力地想办法让学生在上课时把自己最好的状态表现出来。这就要求老师懂得如何营造融洽的课堂气氛。营造融洽的课堂气氛可以有很多种办法，例如上课时可以通过幽默的语言、丰富的面部表情、适当的手势、声音的变化等来引起学生的注意，从而启发学生动脑、动手、动口，随时启发学生思考，那么课堂上的知识才容易牢固。另外要培养学生分析问题、解决问题的能力，应根据学生的具体情况给予充足的时间让学生思考，特别是在讲解较复杂的推导、演算和证明时。

3.解决初中生害怕数学的心理问题。

当初中生在学习数学出现焦虑时，紧张和消极的情绪就会影响解题的思路，影响思维的发挥，从而更加讨厌数学，甚至不喜欢数学老师。针对这样的情况，一方面，对学生出现的各种心理问题，我们应给予针对性的辅导，帮助他们解决心理困扰，教会学生一些心理调节方式。另一方面，针对学生无成功体验而滋生的不自信，单元测验中教师最好能够单独命题，题目最好是平常上课时再三强调他们认真学习并记好笔记的题型，让学生考出好一些的成绩，只要能体验到成功的喜悦，学生学习起来就更有信心。

总而言之，数学教师和班主任在平时要多和学生交流，要及时发现学生的问题，并及时纠正学生的问题，对个别学生进行一对一的辅导。学生学习数学的兴趣往往依赖着对老师的喜欢和认可，老师要积极建立融洽的师生关系，表达自己对每一位学生的爱和期待。课后主动关心学生，询问学生的学习状况，帮助学生分析面临的困难，找原因，找方法。不能对学生过多地批评和指责，就算学生进步一点点，也要及时给予赞扬和肯定。

参考文献：

［1］蔡琼霞.初中生数学学习挫折的现状研究［J］.上海教育科研，2004，10，（2）：76-77.

［2］杨耀华.如何上好数学课［J］.河北建筑科技学院学报，18，（3）2001：77-78.

［3］陈思思.初中生数学思维障碍探析［J］.吉林教育，2007，3：34-35.

［4］庞志伟.初中生数学学习分化的原因与对策［J］.中学生数理化，2008，4：28-29.

第8篇：基因编辑技术范文

小超夫妇曾于2012年5月生育过一名男孩，孩子1岁时被诊断患有X-连锁淋巴细胞异常增生症，2岁前去世。X-连锁淋巴细胞异常增生症是一种罕见的遗传性免疫缺失病，一般女性为突变基因的携带者，男性发病，发病年龄小，致死率高。这个男孩就是因为遗传了母亲携带有突变基因的X染色体而发病。

对于小超夫妇来说，由于母亲是X-连锁突变基因的携带者，所以在生育的孩子中，男孩有1/2正常，1/2致病，女孩有1/2正常，1/2是携带者。因此单基因病患者家庭，最好的选择就是通过辅助生殖技术的胚胎植入前遗传学诊断（PGD）对胚胎进行筛选，选裎抟糯疾病的胚胎植入，生育无该遗传性疾病的孩子。

2015年11月，小超夫妇在了解了相关知识后，来到唐都医院生殖医学中心就诊，希望通过辅助生殖技术再次生育健康宝宝。王晓红主任带领团队仔细研究病情，决定用目前辅助生殖技术领域尖端技术之一的单基因病胚胎植入前遗传学诊断技术，为小超夫妇助孕。

这项技术的难点在准确性上，为了胚胎的安全性，一般在进行胚胎活检时仅能活检少量细胞。由于细胞数量非常少，不能满足遗传学诊断需求，因此，必须将这些细胞的DNA扩增，使DNA的含量增加10万倍以上，才能继续进行遗传学诊断。但是携带突变基因的细胞不断扩增，致病基因就有可能在扩增中丢失，继而导致遗传学诊断的错误，所以基因分析一般会有约20%的误判率。为了提高准确率，技术人员除了对胚胎基因进行筛查分析外，还需进行基因连锁分析，将致病基因丢失的概率降到最低，这也正是该诊断技术的难点所在。

第9篇：基因编辑技术范文

一、高一数学成绩普遍下降原因分析

针对高一学生数学成绩普遍下滑的实际情况,教师要进行分析,这些现象产生的原因既是因为客观教学内容造成的,也有师生主观上教与学的不到位,主要体现在以下几个方面。

1.初中与高中数学知识衔接梯度过大。在初中数学教学中,教师着重强调实数集内运算教学,在对概念进行严谨定义方面做得不够,没有进行深入阐述。例如函数和三角函数定义等内容就存在着这样的问题。初中数学教学内容梯度缓冲,具有一定的直观性,在概念教学过程中都设置了不少的范例和练习题。但是高一数学教材就不一样了,课本第一章内容是集合、映射等,接下来就是幂函数的分类,函数单调性证明又是教学上一个难度较大的环节,加上立体几何教学对空间想象能力提出了更高的要求,使得高一数学教材存在概念数量多、符号种类多、定义过程严谨等状况,高一新生会感到数学非常难学。另外,高一数学相对于初中而言,教学内容也多得多,课堂教学容量远大于初中阶段。这就形成了高一数学成绩普遍下降的客观原因。

2.高一学生不太适应高中教师教法。针对高一学生数学学习情况,笔者多次召开学生代表座谈会,和他们进行交流,了解学生的内心想法。笔者发现初中数学教学注重直观形象,教师在分析结束后,一般都会安排一些相应的题目,让不少学生到黑板上进行板演。为了强化解题方法训练效果,一些初中数学教师还会采取一些题型分类的办法,叫学生将解题方法与步骤像背书一样记下来。在初三年级,这种情况尤为常见,一些重点题型都做过若干次。但是高中数学教师在教学时注重的是数学思想引导和数学能力的培养,喜欢在教学活动中开展举一反三式的训练,着重在严谨的数学论证和逻辑推理上做文章。加上高中正常搞循环教学,高一数学教师都是刚送走高三学生的前毕业班教师,他们在教学中习惯于用高三毕业复习时要达到的高度来要求高一学生的学习。所以形成初中与高中数学教师在课堂教学方法上的较大差异,加之中间又缺少过渡阶梯,造成许多高中一年级新生对高中数学教师的教学方法一时难以接受。

3.高一学生的学法滞后于数学学习。刚刚升入高一的学生,他们在初中阶段的学习过程当中早已形成了固定的学习方法和学习习惯,学生在课堂上认真听老师讲课,课后认真完成老师布置的各项作业。但是学生在课堂学习中注重于听讲,很少有学生养成课堂做笔记的良好习惯,在思维方式的拓展上也存在一定的惰性,在学习中碰到疑难问题时,首先想到的不是自己独立思考来寻求问题的答案,而是希望老师将整个问题的解题过程全盘托出。学生在学习活动中不能科学合理地安排时间,在自学能力的培养上还有不小的差距,甚至还有学生在上高中后,思想上有所松懈,感觉上轻松了,没有意识到面临着更重的学习压力,反而在一定程度上放松了对学习的要求。这些现象或多或少的存在,也影响了高一年级学生的学习效果。

二、搞好高一数学教学的对策及方法

针对以上存在情况,高中数学教师在教学工作中要采取针对性措施,及时弥补不足,解决这个问题。

1.教师要对教材和教学大纲进行深入钻研。高中数学教师应该回头看一看初中数学教材,有条件的还可以听几节初中的数学课,对初中数学教师的讲课方式有初步了解。在高一新生刚入学的时候,要开展数学摸底检测和召开学生交流会,及时搞清楚学生的知识结构以及形成的学习习惯与学习能力等。在深入了解初中数学知识结构、初中数学教师教学特征、学生数学学习状况等方面的基础上,同一数学教师应结合高一年级课本及大纲,拟定相应的教学工作计划,采取合适的教学方法,加强教学工作的针对性。

2.教学工作要适当放缓进度适当降低难度梯度。笔者在教学工作中总结出一些实用的经验,高一新生在学习数学时,第一章内容要增加一些教学时间,进一步强化基本概念、基础知识的教学。在教学中教师要注重增强形象与直观程度,例如教学映射时可例举“某连队80名新兵安排到80张单人餐桌的分配方法”等,采用直观手法为教学映射概念奠定认知基础。因为高一学生在严谨的论证能力方面存在欠缺,因此在开展证明函数单调性内容时可开展系列训练,刚开始可进行模仿性证明,逐步实现教学目标。教师在教学中要多为学生创设扮演的机会,让学生在扮演的过程当中及时发现存在问题,并努力解决问题,在章节考试拟定试卷时注意难度不要太大。教师可通过这些方式降低教学难度梯度,提高学生的学习兴趣,帮助学生树立学习信心,使学生逐步适应高中数学教学。