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生物效应论文大全11篇

时间:2023-03-23 15:13:19

绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇生物效应论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。

生物效应论文

篇(1)

二、大学生网络消费过程

网络购物的基本流程一般分为三个阶段:购买前、购买中、购买后。购买前包括五个阶段:潜在需求的唤醒———收集信息———购买方式选择———购买商家选择———购买产品选择。购买中包括两个阶段:支付方式选择———等待接受产品。

购买后包括两阶段:售后服务———售后评价。如图1所示。购物前分析:网络营销主要通过视觉和听觉两方面来诱惑消费者的潜在需求,主要表现在:网上商店的网站的特色风格、产品的个性化设计、网络广告的独特创新、亲朋好友及网络好友的推荐等。消费者收集信息的渠道主要有两方面:内部渠道和外部渠道。内部信息渠道主要包括:消费的实际经验教训、个人对市场的观察研究、个人消费活动的记忆及使用同种产品的感受。外部渠道:亲朋好友的推荐、网络广告、大众媒体推动等。比较选择主要是:通过衡量风险和利润的大小来选择是传统购物方式还是网络购物方式;比较商家的价格、信誉、售后服务等,选择可靠的商家;通过商品的描述、图片展示、质量评价等来确定产品。

购物中分析:网上支付手段有货到付款、支付宝、网上银行、手机支付等,通过比较风险的大小,消费者选择可靠、可信的支付方式。等待产品的过程也是商家下达产品的订单、物流配送、接受产品的过程。配送的过程有可能出现货物损坏、丢失等现象,也影响消费者对网络购物的满意程度。

购买后分析:当消费者接受产品后,一旦出现产品质量问题、物流问题、退换产品等,商家要及时与消费者交流,提出解决问题的建议。消费者使用完商品后,会对产品做出客观评价———满意或不满意。满意的情况下会重复购买,做出好的评价,向周围好友推荐,对商家产生正面的影响。相反,不满意会做出不满评价,对商家产生负面影响。

三、营销策略

影响当今大学生网络购物行为主要的因素是:价格、质量和便捷性。为此商家可从下面几个方面进行改善:

1.在网络购物过程中,商家要保持与顾客沟通,倾听顾客需求,并及时满足他们的需求。商家通过服务热线、在线QQ或旺旺等方式,实现一对一、双向的沟通,商家才能了解到消费者的个性化的需求,进行产品个性化设计、完善产品和服务、解决购买中存在的问题。商家应完善退货制度:制定完整明确的退货程序;规定出现什么情况时可退货,费用谁来承担;退货时间及时。此外,消费者担心的另外一个问题就是产品维修。商家应履行自己的承诺,实现“三包”或免费维修。如想进一步方便消费者,可设立全国联保。

篇(2)

碧吉(右)是个馋鸟,喜欢尝试各种植物的味道,相比之下,路克要绅士许多。李京顺 摄

本报讯(记者 李杜 通讯员 何晓梅)芙蓉区燕山二小11岁女孩李雨思将一对郁郁寡欢的鹦鹉放归阳台花园,意外发现了鹦鹉与阳台植物和谐共生的规律。她的爱鸟不仅从此快活起来,前不久还助小主人捧得全市青少年科技创新大赛小论文金奖。

雨思给一对小鹦鹉各取了动听的名字“路克”、“碧吉”,久而久之,她发现,笼子里的路克和碧吉像是有些闷闷不乐。雨思瞄上家里阳台上的植物“丛林”,这可能会是路克和碧吉嬉戏打闹的好去处。这对谨小慎微的鹦鹉被放归阳台花园后,扑腾着翅膀蹿上蹿下,高兴了就唱几句小调,饿了就低头啄几口嫩叶。雨思的父母、外婆还鼓励雨思观察鹦鹉在阳台生活会给鸟和植物带来什么变化。

李雨思在她完成的《鹦鹉鸟与阳台植物合理喂养与栽种研究》论文中,这样描述鸟儿和植物的快乐——路克和碧吉的欢叫声越来越动听了,羽毛也越来越丰满。路克和碧吉喜欢吃长得茂密的植物,这些植物的叶子被鸟吃过反而长得更好,一是因为鹦鹉的粪便肥了花盆,二是变疏的植被能获更充足的阳光照射。

篇(3)

英国高等院校在杜绝考试舞弊、论文剽窃及方面,一向毫不手软,学生在考试或论文中一旦涉嫌舞弊行为,将可能面临开除学籍、取消学位等非常严厉的惩罚。

早在2006年,考文垂大学(University of Coventry)就曾经通过“Turn it in”网上检索系统,发现237名学生涉嫌网络剽窃的严重事件。

英国《每日电讯报》今年3月公布的针对英国80所高校的最新调查结果显示,英国大学生作弊等欺骗现象比4年前增加了至少50%。

愈演愈烈

针对学生论文舞弊特别是的现状以及各高校的应对举措等问题,笔者向英国12所大学进行了一项问卷调查。

曼彻斯特大学的新闻官员Jon Keighren在回复时表示,曼大历来强烈反对各种论文抄袭和行为,学校目前使用的“Turn it in”反抄袭系统非常强大,学生剽窃论文被抓到的风险相当高。

2010年底,曼彻斯特大学(University of Manchester)在纽卡斯尔举行的第四届国际论文抄袭问题会议上公布的调查报告显示,在被调查的90名大学本科生中,用于支付购买论文的费用,最高可达2500英镑。

另外,东安格利亚大学、巴斯大学和埃塞克斯大学回复BBC英伦网的问卷调查时也表示,学校会将学生论文输入“Turn it in”反抄袭系统进行检测,一旦发现论文剽窃则将给予学生极其严厉的惩罚,甚至取消学位。

不过,相对于论文抄袭的问题,各大学在发现上也有不少实际困难,因为在目前的程序中,大部分学生在提交论文后根本不用就论文进行答辩,所以老师也很难判定论文是否出自学生之手。

追根溯源

曼彻斯特大学经济学讲师丹·里格比(Dan Rigby)认为的问题也反映了大学越来越产业化的普遍现象,他在第四届国际论文抄袭问题会议上表示:“也许可以把这种态度(学生购买论文)归根于当今大学把学生越来越多视为顾客。学生自我定位为消费者,很自然就会追求经济效益。就此说来,也许把部分作业承包出去也就被视为明智消费的理性反应吧!”

不久之前,英国议会大学事务小组委员会针对学生抄袭问题报告称,抄袭问题由于互联网上资料不断增多而变得日趋严重。而令他们更感到震惊的是,许多大学生都说至少知道一个近期内曾经作弊的同学,而且他们认为论文剽窃以及购买论文并不是什么不道德的事情。

解决方法

或许越来越多的学生都视购买论文为完全正常行为的态度,也的确反映了有关问题的严重性,而有关方面也应寻找有关问题的深层原因以及目前体制上出现的漏洞,采取切实可行的措施堵塞漏洞。

同时如何制定明确透明的惩罚机制并加大惩罚力度,对铤而走险购买论文的学生起到足够的阻吓作用,也是至关重要的。

篇(4)

这个突破性的研究揭示了筛器蜘蛛(Uloborus Walckenaerius)的捕捉丝的方向集水效应,提出了“多协同效应”机制,为新型仿生集水材料研究提供思想理论基础。

篇(5)

 

番木瓜环斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)是影响番木瓜产业的最重要的一种病毒,由它导致的番木瓜环斑病毒病(Papaya ringspot disease,PRSD)是一种分布最广、危害最严重的番木瓜病害,现已成为制约番木瓜生产的一种世界性的严重病害。传统的一些抗病毒的策略往往收效甚微。随着植物基因工程的发展,以外壳蛋白基因介导的抗病性研究为防治植物病毒病带来了新的途径(郭兴启等,2004,Tougou et al. 2006)。随着科学技术的发展和对PRSV的深入研究生物论文,以基因工程为主要研究手段的番木瓜抗病毒研究显示出巨大的潜力。RNA干扰(RNA interference,RNAi)是多种生物体内由双链RNA介导的同源mRNA降解现象。植物体天然的RNAi系统并不能起到完全或较高水平地抵御某种病毒侵染的作用。如果人为地将某种病毒的某一序列设计成双链结构,导入植物体,使之表达可诱发RNAi的双链RNA,通过诱导的RNAi,强化植物体内天然的RNAi抗病毒机制,就有可能获得较高抗性的转基因植物。dsRNA介导的抗病性是近来发现并得到广泛应用的一种有效策略。由于dsRNA介导的抗病性具有一些无可比拟的优点(如单拷贝也能产生高抗的转基因植株;短片断的核酸序列也能够起到高效抗病性;入侵的病毒,其RNA会迅速被降解,不需要转入的病毒基因表达产生蛋白质产物等),使得这种抗病毒的策略具有广阔的应用价值(Voinnet,2001)。(此段是根据编辑修改意见而补充的内容)

Eamens et al.(2008)利用大豆矮化病毒(Soybean dwarf virus SDV)CP[微软用户1]基因构建的hpRNA转化大豆胚状体,转基因T2代植物仍保持病毒抗性论文参考文献格式。竺晓平等,(2006)利用马铃薯 Y 病毒脉坏死株系外壳蛋白(CP)基因的hpRNA表达载体转化烟草,正向重复转基因植株不表现抗病,而反向重复(IR)结构的转基因植株表现高度抗性。因此,研究CP基因发夹RNA的沉默效果,对于番木瓜的抗病毒研究有着重要的意义。

众多研究表明:转CP基因植物的抗病性一般可以得到稳定遗传生物论文,而且具有较小的潜在危险性,被认为是最有应用潜力的途径之一。主要原因如下:第一,外壳蛋白基因在转基因植物中可以得到稳定遗传;第二,对具有特异性抵抗病毒的能力,对亲缘关系较远的病毒不具有抗性;第三,抗病能力与转基因植物体内的蛋白产物的表达量成正比。

虽然CP基因介导的抗病性已经获得了很大的成功,但是仍存在一些问题:一是CP基因介导的抗病性主要表现在病毒侵染的早期,表现在只是延迟发病,当存在高接种量或重复接种时则会破坏其抗性;二是利用CP基因介导的抗病性具有潜在的危险性,因为外壳蛋白对其它病毒的包壳作用可能会导致非蚜传病毒变为蚜传病毒(Hammond et al,1980)。因此,研究人员担心导入的基因可能与植物基因重组导致产生新的病毒。

(此段是根据编辑修改意见而补充的内容)

目前,已成功应用的病毒来源的基因介导的抗性主要包括外壳蛋白基因(Zrachya et al. 2007)、复制酶基因(Sanford et al,1985;Palukaitiset al,1984)、移动蛋白基因和病毒核酸等(庞俊兰,2002)。同时由于在植物中诱发RNAi沉默过程能有效抵御病毒的入侵,因此构建病毒基因的反向重复结构并将其导入到受体材料中生物论文,能够获得高抗该病毒的植株(Waterhouse et al,2002)。

本研究将实验室已经构建好的含有CP基因的反向重复表达载体进行了模式植物烟草和拟南芥的遗传转化,并利用渗透法建立了番木瓜的农杆菌瞬时表达体系。同时对转化植株进行攻毒实验,监测转基因植物的抗病性以及抗病机制。比较PRSV病毒在其寄主植物和非寄主植物上RNAi效应的差异。通过强化植物体的RNAi抗病效应,为培育抗PRSV的番木瓜品种提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料和试剂

拟南芥(Arabidopsis thaliana):哥伦比亚0号由华中农业大学胡春根教授提供;烟草(Nicotiana tabacum):k236由华中农业大学陈守文教授提供;番木瓜‘夏威夷’(CaricapapayaL.):;大肠杆菌(Escherichia coli)菌株:DH5α;根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)菌株:GV3101;质粒:pHellsgate12-CPIR(简称pHG12-CPIR) (结构如图1)均由国家果树脱毒种质资源室内保存中心脱毒研究室提供。转化pHG12-CPIR的烟草植株由本研究室硕士生王莉转化,作者进一步通过组织培养继代培养而成(此句补充后,更准确地解释材料的来源)。感染番木瓜环斑病毒的番木瓜病叶样品由广东省农业科学院果树研究所提供。

'夷cifulltobacoo and PCR试剂盒购自北京全式金生物技术有限公司,植物RNA提取TrizolReagent购自Invitrogn公司,RT-PCR试剂盒购自北京Bio Dev生物技术有限公司,其他常用试剂为国产分析纯。番木番CP基因P5、P4和T2引物序列根据文献(姜玲等,2008)中测定的序列合成。NPTⅡ基因的引物根据pBI121载体序列合成。ACTIN Nt、ACTINPa和ACTINAt基因的引物根据文献(代晓燕等,2008)合成(表1)。引物合成由上海生工生物工程技术服务有限公司完成论文参考文献格式。

图1.pHellsgate12-CPIR干涉表达载体示意图

Fig.1.Sketch map of pHellsgate12-CPIRinterference expression vector

表1 应用在本项研究中的PCR引物及序列

Table 1 PCR primers and their sequences usedin this study

 

基因Gene

引物代号

Primer code

序列 Sequence

(5′to 3′)

CP

P5(+)

atgtccaagaatgaagct

P4(-)

ttagttgcgcatacccaggag

T2(+)

ctcgctagatatgctttcgatttc

NPTⅡ

nptⅡ(+)

ctctgatgccgccgtgttcc

nptⅡ(-)

gcccaatagcagccagtccc

ACTINNt

actinNt(+)

ggtagctccacctgagaggaagt

actinNt(-)

gcctttgcaatccacatctgt

ACTIN Pa

actinPa(+)

ttgattttgagcaggagcttga

actinPa(-)

tgagtgatggctggaagagaac

ACTINAt

actinAt(+)

篇(6)

在人类几百万年的历史进程中,环境对开创人类文明和进步发挥着巨大作用。大气、水、土壤,江河、湖泊、湿地、农田、草原,都是人类得以生存的物质基础;而森林、矿藏等资源又为人类的不断发展提供物质,最终创造了地球上的人类文明。但是,人类在开发利用环境资源的同时,也对自己的生存环境造成了很大的破坏,产生了一系列的生态环境问题。近年来,随着经济和社会的迅猛发展,环境污染问题日益严重。

生态毒理学是环境生物学的一个分支。它研究有毒物质进入环境对组成生态系统的生物种群和生物群落所产生的生态毒理效应及其机理。环境污染问题出现后,促使传统的毒理学从研究毒物对生物个体所产生的效应扩大到研究毒物对生物群体所产生的效应。在此基础上,法国学者R.特吕豪特于1969年提出了生态毒理学的概念。

周启星教授对生态毒理学理论的最大贡献,是总结、归纳并提出了生态毒理学的五大基本原理:(一)环境毒物的剂量-效应关系原理;(二)环境毒物的结构-活性相关原理;(三)毒理作用的多层次效应原理;(四)毒理生态动力学原理;(五)环境毒物的生态适应性原理。以上五大基本原理的提出,对于深化生态毒理学研究以及在环境保护领域的多层次应用,产生了积极而广泛的影响。

在生态毒理学领域,尤其是近年来周启星教授等在石墨烯的健康与生态系统风险理论研究方面取得了重大突破,其研究结果被国际著名刊物《Chemical Reviews》刊出,此研究结果堪称为国际环境界的一项重大进展。

周启星教授通过对金属-金属、金属-有机、有机-有机等污染物之间复合生态毒理效应及其微观机理系统而深入的实验研究,不仅阐明了复合污染生态效应与污染物之间的复杂定量关系,还创造性地提出了联合效应广义理论:复合污染生态效应决定于污染物暴露的浓度组合关系而非其本身的理化性质;它不仅与生物种和生态系统类型有关,还与其作用的生物部位有关;复合污染生态效应是矢量而不是标量,它不仅存在“毒性倍增”机制,还会发生“危害延时”和“危害增时”风险。在此理论指导下,他还进一步归纳出“互作态”的新概念并赋予定量化内涵与定义,并通过实验修

正了教科书中一直沿用的“协同作用”和“拮抗作用”原有定义中不完整甚至错误的提法,并得到有关方面认可。

周启星教授还首次从理论上提出未污染区也有存在超积累植物的可能性,并以沈阳未污染区40科160种农田杂草为筛选对象进行系统的室外盆栽试验,首次发现并报道了龙葵(Solanum nigrum)、球果蔊菜(Rorippa gobosa Turcz. Thell.)和紫茉莉(Mirabilis jalapa L)为镉超积累植物,从而证实了这一理论的正确性和方法的先进性,这在重金属污染土壤植物修复以及生态修复理论上是一个较大的突破;在此基础上,周启星教授还成功地进行了污染土壤植物修复的实际应用,并对其超积累机理进行了深入研究,取得了重要进展。

在实践上,周启星教授以重金属污染土壤植物修复为重点目标,兼顾农药、石油烃和多环芳烃等有机污染土壤的修复,对镉超积累杂草进行其技术性能的多方挖掘和强化。为了解决生物量处理这一世界性难题,周启星教授率先开展了超积累花卉的系统筛选,首次发现紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)为镉超积累植物。以根际圈理论为指导,较为系统地开展污染排异型杂草植物筛选研究,首次发现月见草(Oenothera biennis L.)为镉和铜污染排异型植物。这些重要工作和重大科学发现,为形成具有我国自主知识产权的基于植物修复的生态修复技术体系和开展环境调控实践奠定了基础,而且对于污染生态修复这一新的学科生长点的形成与发展具有巨大的科学价值。尤其是他领衔所著的《污染土壤修复原理与方法》,作为国际上迄今为止系统论述污染土壤修复基本原理并全面介绍相关方法及其进展的学术著作,已对该领域的科研和教学产生了广泛影响。

亲力亲为,为生态环保鼓与呼

篇(7)

环境科学专业核心知识单元,代表环境科学各个知识领域的不同方向,知识点分核心和选修两种,核心知识单元是所有环境科学专业学生要求具有的基础知识内容。

 

其中,专业基础类核心知识单元包括:①环境问题,核心知识点包括水环境问题、大气环境问题、固体废物污染、全球环境问题,选修知识点包括土壤污染、物理性污染和污染物生物效应。②环境科学基本原理,核心知识点包括环境/生态基本规律、环境科学学科体系和可持续发展理念。③环境科学研究方法,核心知识点包括环境科学方法论体系、生态学方法论、环境体系解析方法论,选修知识点包括环境质量调控方法论、综合/系统分析方法论。

 

专业原理类核心知识单元包括:①生态过程与效应,核心知识点包括生物对环境的适应、种群及其基本特征、生态系统特征及过程分析、生态学原理的应用。②环境生物过程与效应,核心知识点包括环境污染物在生态系统中的行为、污染物的生物学效应、生物监测原理与方法、环境污染的生物净化、退化环境的生物修复。③环境化学过程与效应,核心知识点包括环境中典型化学污染物、污染物迁移、污染物转化、大气环境化学、水环境化学。④环境地学过程与效应,核心知识点包括地球环境系统的基本组成运动规律及演化过程、地球环境系统有机圈层的组成结构及其功能、各圈层的演变规律及在全球环境变化中的作用、地球环境系统中物质和能量的迁移转化及循环过程。

 

专业技术类核心知识单元包括:①水污染控制,核心知识点包括废污水的物理处理技术、废污水化学和物理化学处理技术、废污水生物处理技术、废污水的自然处理技术、污泥处理处置。②大气污染控制,核心知识点包括颗粒污染物控制技术原理、颗粒污染物的控制技术、气态污染物控制技术原理、典型气态污染物控制技术。③土壤污染控制,核心知识点包括土壤污染源与污染特征分析、土壤污染控制技术原理、典型土壤污染物控制技术。④固体废物污染控制,核心知识点包括固体废物分类与特征、固体废弃物无害化技术与方法、固体废弃物综合利用。⑤环境监测,核心知识点包括环境标准、水环境监测、环境空气监测、固体废物监测、土壤污染监测、物理性污染监测、环境监测质量保证。⑥环境影响评价,核心知识点包括项目环境影响评价、规划环境影响评价、战略环境影响评价。⑦环境规划,核心知识点包括环境规划的技术方法、水环境规划、大气环境规划、噪声污染控制规划、固体废物污染防治规划。

 

专业管理类核心知识单元包括:①环境管理,核心知识点包括环境管理学的理论基础、环境管理的制度和政策手段,选修知识点包括企业/产业环境管理实践、区域一全球环境管理实践。②环境法律,核心知识点包括环境法基本概念原则、环境法律制度及法律效力、环境污染防治法、自然资源保护法、国际环境法。

 

专业实践类核心知识单元包括:①专业实习,核心知识点包括认识实习、生产实习、综合实习。②科研实践,核心知识点包括观察性实验、验证性实验、设计性实验、研究性实验。③毕业论文/毕业设计,核心知识点包括文献查阅、论文开题、论文研究、论文撰写、论文答辩。

 

二、建立核心课程体系

 

围绕环境科学专业各专业类别的核心知识单元,建立核心课程体系,承载核心知识点。各门核心课程围绕核心知识点组织基本理论、研究前沿、基本方法、实践案例等内容,形成系统。同时,设置先导课,为核心课程和核心知识点学习提供必要的基础知识储备。例如,“环境化学”课程,就需要无机化学、分析化学、有机及物理化学、环境科学概论、环境监测等课程作为先导课,提供环境化学课程各知识点学习所要求的基础知识储备。

 

专业基础类核心知识由“环境学基础”和“生态学基础”课程为基本载体。“环境学基础”课程坚持“起点高、容量大和观点新”的教学宗旨,系统介绍环境科学的产生与发展、人口、各环境要素污染与防治、可持续发展等内容,注重学生基本知识、基本技术、基本能力的培养,课程已经建设为国家精品课程,并积极探索慕课教学形式;“生态学基础”全面介绍生态学的基本概念、基本原理和基本应用方法,以及现代生态学的最新进展,该课程已经建设成为南开大学精品课程。

 

专业原理类核心知识由“环境生物学”“环境化学”“地学基础”课程为基本载体。“环境生物学”介绍环境生物学领域的基本理论和基本概念,结合现实环境中污染物与生物之间的相互作用,培养学生运用环境生物学技术解决实际问题的能力;“环境化学”介绍大气、土壤、水及生物相诸介质中环境物质迁移转化的基本原理,环境中主要污染物的来源及其在环境中的归趋,环境污染控制与修复过程及绿色化学中污染减量及消除的化学原理,“环境化学”课程已经被评为国家精品课程;“地学基础”课程介绍地壳的基本物质组成特征,气象要素的基本概念和表征方法、大气稳定度和逆温等与环境有关的基本知识,城市气候的基本特征,地球上水的循环过程,各种水体的基本特征,土壤的组成特征、形态特征、形成因素和成土过程,地图的基本概念、特征、组成要素、我国基本比例尺地形图的分幅和编号的基本方法,地形图的应用,遥感的基本概念、原理、遥感解释标志和方法,要求学生掌握地学的基本概念、基本规律和形成原因,以及地学基本手段的应用,该课程被评为南开大学精品课程。 专业技术类核心知识由“环境工程学”“环境监测”“环境影响评价与环境规划”课程为基本载体。“环境工程学”介绍水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理与处置工程以及噪声防治与控制等的基本原理和方法,该课程被评为南开大学精品课程;“环境监测”课程全面介绍根据监测的目的进行调查研究、设计监测方案、选择监测方法、进行数据处理以及测试结果的分析评价,掌握环境样品的采集、保存、制备、预处理、测定及质量控制等方法,培养学生实际环境监测问题的分析和解决能力,该课程被评为天津市精品课程;“环境影响评价与环境规划”全面介绍环境评价和环境规划的基础知识、基础理论、基本方法以及评价与规划知识的实际应用。

 

专业管理类核心知识由“环境管理与环境法学”课程为基本载体,“环境管理与环境法学”课程介绍管理学基础知识和主要原理、中国环境管理的原则与政策、中国环境管理的体制与制度、中国环境法体系及内涵、中国环境法的基本原则和基本制度以及部门环境管理、区域环境管理、工业企业环境管理等。

 

三、围绕三条主线推动环境科学专业课程教学

 

1.环境问题识别和分析主线

 

环境科学是研究环境问题及其解决途径的综合性科学体系,其核心任务是揭示人与环境相互作用规律。环境问题的产生和解决促进了环境科学的产生、形成和发展。围绕着环境问题的识别和分析,形成环境科学基本原理、技术方法、管理工具以及具体实践科学体系。围绕具体环境问题识别和分析,组织核心知识单元、核心知识点和核心课程,课程之间科学逻辑关系紧密,便于学生认知和学习。

 

另一方面,在我国当前发展阶段,资源环境限制与社会经济发展矛盾空前突出,迫切需要环境科学培养专业人才,应对污染控制、生态修复与环境建设挑战。围绕我国面对的实际环境问题,针对性培养专业人才,建立起环境问题与人才培养之间的直接联系,建立以环境问题识别和分析为主线的人才培养模式,搭建对应的知识结构和课程体系,有利于为国家培养具备解决实际环境问题能力的急需人才。

 

2.实验与实践教学主线

 

坚持“注重基础训练、强化教学实习、突出创新能力、提高综合素质”实验教学理念,围绕核心知识单元和核心知识点,搭建专业基础实验教学平台,建立实践教学基地群,严格毕业论文环节,充分发挥实践教学对理论教学的有效补充作用。

 

(1)专业课程实验。课程实验和课堂理论教学相辅相成。围绕核心知识单元和核心课程,开设专业实验课程,包括环境监测实验、无机及分析化学实验、环境化学实验、生态学基础实验、环境生物学实验、环境微生物学实验。着重训练实验步骤、实验操作、实验安全、药品管理等基础实验技能,培养环境科学分析基本方法和技术。

 

(2)专业教学实习。合理安排专业教学实习时间,既能促进核心知识的理解和认知,又能为后续毕业论文/设计提供经验。围绕核心知识点搭建专业教学实习平台,建立教学实习基地体系,配合大气污染防治、水污染防治、固体废弃物污染防治、环境管理等核心知识点和核心课程,建立环境监测中心、环保卫生管理中心、科学院、环保科技公司、垃圾处理厂等实践教学基地,形成实践教学基地群,提供直观认识环境科学专业知识在实践中具体应用的机会,培养知识运用和理论联系实际的能力。

 

(3)毕业论文。设置毕业论文环节,通过学生参与论文选题、查阅文献、开展实验或设计、结果模拟与分析等毕业论文过程,系统锻炼学生运用理论知识、实验技能的综合能力。

 

3.科研创新训练主线

 

营造制度、平台、师资环境,建立稳定的科研创新体系。通过国家级、省市级、校级、院级各级别科研立项机会,搭建“国家大学生创新计划”“省市大学生创新立项”“学校大学本科创新立项”“学院创新立项”多层次立体化环境科学专业学生创新平台,为不同水平学生提供创新立项机会,逐步提高项目研究质量,严格过程管理,保障创新立项覆盖面。通过团队协作、教师交流、项目答辩等环节,锻炼学生创新思维和创新能力,提高团队合作与交流能力,鼓励学生科研成果报奖。

 

四、核心课程质量保障

 

(1)国家级特色专业建设。2010年,南开大学环境科学专业获批为国家第六批高等学校特色专业建设点。特色专业结合南开大学环境科学多年来的本科教学特色以及相关教育、教学理念,面向国际社会发展及现实中国社会大背景下的特征需求,同时考虑到学科本身的实践特征、时代特征和应用特征,推动与现阶段校内学习相补益的数个社会实践与互动教学平台建设。

 

(2)精品课程群建设。提出并实践“精品课程群”建设的教改思路,逐步推动各门课程精品建设,形成“精品课程群”体系,有效保障环境科学专业课程教学的高质量。

 

(3)国家级教学团队建设。2010年,南开大学环境科学专业基础课程教学团队被评为国家级教学团队。

 

(4)优质教材保证。作为知识的载体,教材是本科生质量的重要保障。为了提高环境科学专业人才培养的效果,自编出版环境科学专业系列优秀教材。包括1本国家级精品教材《环境化学》,4本“十一五”国家级规划教材《环境学基础》《生态学基础》《环境化学》《地理信息系统及其在环境科学中的应用》等。

 

(5)推动天津市实验教学示范中心建设。积极推动实验教学改革和实验室建设,建设天津市环境科学与工程实验教学示范中心,为专业人才培养提供实践和创新平台。提出“培养具有创新精神的环境科学与工程现代化复合型高素质人才”的实验教学理念,搭建“专业基础实验、教学实践、创新教育”的高素质人才培养实验教学平台,探索“坚守教学神圣,转变师生角色,强化开放综合,学科建设与实验教学相融合”的实验教学模式,取得了丰硕的教学改革与建设成果,学生教学效果突出。

 

(6)推行精细化教学管理。探索精细化教学管理模式并付诸实践,制订“教学效果的双评议制度”“主讲教师竞聘上岗制度”“教学效果的双评议制度(教学督导组评议和学生评议)”等规章机制,有效实现对教师“教”的目标导向和过程管理。

 

实行环境科学专业本科教学的课程小组负责制,实现了本科教学的优质师资资源配备,有效地促进了全体教师对本科教学的关注和重视。保证教授、副教授百分之百地参与本科教学,优化教师队伍年龄结构和学缘结构,提高教学效果。

 

篇(8)

这些发现和潜在疗法适用于一种称为继发性多形性胶质母细胞瘤(GBM)的治疗。继发性多形性胶质母细胞瘤在恶性脑胶质瘤中占很大部分。

这项研究的报道发表于最近出版的Science杂志上。在肿瘤细胞实验中,研究者通过补充α酮戊二酸(αKG)逆转一个异柠檬酸脱氢酶1基因(IDH1)形成的效应。

“IDH1基因突变后,αKG浓度降低,又通过增加向肿瘤细胞供应营养物和氧导致肿瘤发生。向肿瘤细胞加入αKG后,由IDH1突变造成的效应被逆转。” William R. Kenan Jr.教席生物化学和生物物理学杰出教授、UNC Lineberger综合癌症中心的成员熊跃博士表示:“如果科学家可以把αKG开发成临床药物,可能有潜力用于治疗发生这种特定基因突变的脑瘤患者。αKG化合物已经存在,唯一需要的是把它修饰成可供临床使用的药物,这可能节省很多时间。”

熊跃是该论文通讯作者之一,另一位通讯作者是加州大学圣迭戈分校的药理学教授管坤良博士。这些发现和潜在疗法适用于大多数继发性多形性胶质母细胞瘤,而非原发性多形性胶质母细胞瘤。约有75%的继发性多形性胶质母细胞瘤IDH1基因有突变,而原发性多形性胶质母细胞瘤中这种突变仅占5%。即便这两种多形性胶质母细胞瘤最后结果相似,但这两种肿瘤的发展方式截然不同,医生需要使用不同疗法。该论文的第一作者为复旦大学赵世民博士。

篇(9)

 

1.引言

科研是科技创新的基础,只有不同知识领域的科研人员以团队形式聚在一起,通过发挥各自的智慧、相互协作,最终产生的协同效应才能有助于科技创新的实现。目前与团队协同效能相关的研究主要从团队效能、团队绩效的影响因素及协同理论与协同技术等方面展开。团队效能方面,Henna的研究表明,协同设计过程中的协同模式、设计目标的分享程度、设计过程的控制和个人对资源的利用情况等影响成果数量(服装设计数量)[1]。有学者基于“Input–Process–Output”模型针对医疗行业,研究团队结构特征、团队过程(社会情感行为)和团队效能(任务绩效、协作满意度、会议满意度)之间的关系,研究表明:团队过程在团队结构特征与满意度之间起到完全调节作用环境保护论文,但在团队结构特征与绩效之间只起到部分调节作用[2]。Federico提出了一个通过团队激励设计提高团队有效性的理论模型,指出针对团队成员采用不同的薪酬分配方式可以提高团队效能[3]。团队绩效方面, Margaret认为通过提升团队成员的决策、情景意识及沟通技能可以改进团队绩效[4]。曹科岩、龙君伟基于研究与开发团队、工程技术团队和技术服务团队的实证研究表明,团队共享心智模式通过团队成员间的知识分享行为对团队绩效产生影响[5]论文提纲怎么写。协同理论与协同技术方面,Tian 提出按小组成员的能力及完成工作所需要的时间来分配任务和资源,可以提高协同效率[6]。Liang Ying-Hu等基于商业资源共享程度和虚拟的商业集体技术提出了网络制造的应用平台网格结构,该平台被应用于一个大型电子制造公司,提高了公司的协同效率[7]。Tanja等以计算机协同学习为研究对象的研究表明,知识意识工具可以提高团队协同效率[8]。

分析国内外文献可知,目前有关团队协同生态效能的研究尚存在以下问题:在研究团队绩效或团队效能影响因素时,针对性和可操作性不强;衡量团队绩效和团队效能时,大多采用项目产品生产的主观衡量指标或直接打分,对态度和行为产出考虑不多,而且很少考虑诸如能力提升度、对科技创新的贡献力、未来合作意愿、团队未来生存力等递延性的指标。如何增强团队效能或团队绩效的措施尚不多见等;要实现云南重大生物产业的高效科技创新,首先必须弄清楚“团队协同生态效能”的测度、关键影响因素及影响机理,然而相关研究还未见报道。本文以云南生物产业科研团队为对象环境保护论文,重点探讨团队协同生态效能的内涵及体系架构。

2. 科研团队协同生态效能的内涵

2.1科研团队协同生态效能的定义

效能是效率与绩效的延伸,强调行为目的和手段的正确性、过程的高效性和结果的有效性。科技创新离不开科学研究活动,生物产业科学研究活动不但要有效率,更要有效能,即不但要求科研团队具备发现科学问题的能力,还要具备探索有效科学手段正确解决科学问题的能力。按照达尔文的进化论观点,任何生态体必须与生态环境相互适应,从自然环境中汲取物质能量不断进化,才能有效发挥其存在的生态效能。根据这一观点,科研团队的科研能力也应该具有“生态”效应,即团队协同生态效能。

本研究将科研团队协同生态效能定义为:为既定的科研目标,一群具有不同专业知识背景的科研人员,通过分享各自的隐性知识,在和谐的科研环境中相互协作共同提升,在对科技创新工作做出较大贡献的同时,团队成员各自的科研能力得到较大提升的一种科研效能环境保护论文,即团队科研能力高效良性循环不断提升的发展态势。

2.2生物产业科研团队协同工作的特征

“大科学”时代,学科间的交叉性、渗透性和综合性日渐明显,科学研究活动的集体性、开放性日益凸显,以团队协同形式开展的科研活动已成为科技创新的一种新方式。生物产业的科学研究呈现出由单一学科、单一部门走向多学科、综合化、多部门联合攻关、多学科不断交叉、融合与相互渗透的发展态势;比如,在研究适宜云南不同地区的农作物多样性最佳套种模式,就需要农业机械、作物栽培、植物病理、运筹与优化等学科领域的科研人员以团队协同的形式反复沟通、协调,才能够研究出“作物高产、少病虫害、高效机械化耕作”等最优配置的最佳套种模式,进一步促进云南的粮食安全。在这种新方式下,生物产业科研团队协同科研工作的特征表现为:

1) 知识是基本的生产工具,且具有动态性(个人对新知识不断学习、吸收和转化)、异质性(学科领域的差异使团队成员对异质性知识有很高的互惠式依赖)和集成性(团队显性知识的有效交互和隐性知识有效转化产生的集成效应);

2) 工作方式以协同为主,科技创新所需的知识和技能日趋复杂,需要多学科领域的异质性知识不断交叉、相互渗透;

3) 科研目标具有挑战性、成果具有不确定性。

4) 科研工作过程具有动态性、协同性和认知匹配性等论文提纲怎么写。动态性表现为:研究对象不固定(可能是生物产业中的各种问题)、团队成员构成不稳定(根据需要,随时需要补充不同学科领域的异质性知识人员)、求解问题的方法和工具多样化、工作过程非程序化及结果不确定等;协同性表现为:对科学问题感知、求解方法、工作模式等的协同,具体包括团队成员的思维协同、行为协同、创新能力和管理能力协同、人脉资源和网络资源协同等;认知匹配性表现为:团队成员对科研目标、科研结果预期、知识共享与利益分配机制、协同工作模式、异质性知识交互模式等的认知协调。

2.3科研团队协同生态效能的度量方法

按照国家对科技创新可持续发展的客观要求,云南生物产业科研团队协同生态效能也应该具有可持续性,其含义有二:第一,科研团队协同研发能力的可持续性;第二环境保护论文,生物产业科技创新的可持续性;即团队协同科研能力及生物产业创新的高效良性循环态势,为此,科研团队协同

表1 团队协同生态效能度量指标

 

指标

含义

效率

在规定时间内既定目标的完成度如何,或者完成既定目标的速度如何?

成果

完成一项科研项目后,取得的成果数量和质量如何,比如具有创新性的学术论文、著作、专利、实用化新技术或新产品等的数量和质量;

科技创新的持续贡献力

科学研究是对自然科学的探索性研究,研究成果是否是可直接使用的新技术或新产品,或者是研究成果对科技创新的直接贡献力度如何?

能力提升度

以团队协同的形式开展科研工作,项目完成后,团队成员的科研能力是否得到较大提升,或提升程度如何?

协作满意度

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【摘要】现阶段,统计学方法在我国企业管理中有广泛应用。本文尝试对统计学方法的诞生以及发展情况进行了简要的分析,同时还对统计学方法在现今大数据时代的应用情况进行了探索。

【关键词】统计学方法发展大数据应用

对于统计学方法来说,诞生的最初只是为了进行单纯的计数以及描述,随着统计学方法的不断发展,其所涉及到的内容更加多样化。在统计学家以及各个领域专家的不懈努力之下,统计学方法正在不断的进步以及完善,在实际应用的过程中也发挥出了较为理想的效果。在现阶段大数据的时代背景之下,对统计学进行深入探究是非常重要的,会对今后多个行业的快速发展起到促进作用。

一、统计学基本发展探析

对世界统计学的发展情况进行分析,会发现,其与科学界的发展趋势较为类似,随着统计学的不断完善,也开始与其他科学进行融合发展。对统计学进行总结,可以发现,其主要具备两个基本结合趋势,即与实质性学科结合的趋势以及与计算机学结合的趋势。对于统计学来说,其与经济学结合发展我国有广泛的应用,并且产生了经济统计这一专业;而统计学与教育的结合产生了教育统计。对于这些分支学科来说,其具有双重属性。一方面是统计学的分支;另一方面是实质性学科的分支。随着计算机信息技术的不断发展,其运算能力不断提升,这也使得大规模的统计调查工作在实际展开的过程中取得了理想效果,不仅保证了数据计算的准确性,同时也保证了计算的高效性。因此,在进行统计学技术研究发展的过程中,与计算机技术的深入结合应用是重要发展途径。通过对计算机软件的有效应用可以使统计计算过程中一些疑难的部分得到有效解决,同时也使得统计计算的展开更加方便。从现阶段我国经济类统计专业的教育情况来看,一方面在对统计方法进行创新教育,另一方面在对学生利用商品化统计软件包装能力进行提升。由此我们可以看出,在今后统计学的发展过程中,势必不能离开计算机技术的支持。在今后统计学相关专业的教育过程中,应该对学生的计算机程序设计以及利用能力进行培养提升,使得在展开统计工作的时候可以通过统计模型的编程来实现。

二、统计学方法在大数据中的应用趋势

(一)统计学方法及相关领域的动态分析

目前,国内外对统计学都有较为广泛的应用,主要应用在教育行业、生产制造行业以及企业管理当中,取得了较为理想的应用效果。根据CNKI数据库中统计方法、机器学习分布情况可以看出,在机器学习领域的论文数量从2013年以后一直呈现出持续增长的势头,并且在2016年超过了统计方法领域的论文数量。由此可以说明,我国在机器学习领域的发展速度正现出稳定提升的趋势,反映了我国在大数据领域研究方面越来越深入,所应用的研究方法也开始呈现出多样化的特点。从总体上来看国内在统计学方法研究过程中已经取得了阶段性的成果,并且其所面临的拐点与国家上的统计学发展拐点基本保持一致,大概都是在2013年开始对大数据以及将其学习等方面有了深入的探究,并且开始逐渐取得突破性的成果。而机器学习方法的论文数量都是在2016年开始超过统计方法的论文数量。但是与此同时,我们也看出其差异性也很明显,国内在统计方面研究的论文以及在机器学习方法方面研究的论文与国际相比较尚且存在较为明显的差距,并且这种差距呈现出了持续性的特点,这也使得我国在这两个领域方面还有很大的发展空间。

(二)统计学方法及相关领域研究方向分析

经过对CNKI数据库中的统计方法以及大数据领域期刊论文分布情况进行分析之后,可以看出,统计方法领域中出现频次最高的是“统计分析”以及“数理统计”、“人工智能”;在大数据领域出现频次较高的是“云计算”、“图书馆”以及“物联网”等关键词。通过上述关键词来看,其所涉及到的内容都是反映当前我国统计以及大数据技术所研究的重点以及热点,同时我们也可以看出,现阶段我国在统计与大数据领域方向的研究存在着一定的重合。在进行的数据研究的时候,需要应用到统计学方法,同时统计学方法在利用的时候往往也需要与大数据进行结合。

(三)统计学方法的发展展望

有数据的地方势必就会涉及到统计学。从17世纪开始,国势学派以及算数学派的争论到今天大数据计算、计算机技术的相互作用,使得统计学的内容正在不断完善,并且其应用领域也在不断扩大,随着大数据时代的来临,使得传统的统计学发展方向发生了一定转变,开始从小样本的统计推断分析走向大数据量的挖掘分析,从而使其所掌控的数据量不断提升。在未来统计学方法发展的过程中,应该注意将统计学与新的数据思维相结合,从而产生一种新型的、应用范围更广的大数据算法。从现阶段我国大数据方法创新发展的情况来看,其与国际研究在深度以及广度上还存在不小的差距,这也恰恰说明了我国在大数据统计学方面还有很大的进步空间。现阶段,国内的大数据研究更多的是停留在信息化产业上,与其他行业的融合发展趋势尚且不明显,这也使得信息服务以及数据产业的创新发展受到了一定影响。在今后统计学发展的过程中,其研究热点势必会从数据分析以及数据发掘向算法方向转移,这样也使得大数据技术与统计学方法二者之间的联系更加紧密。

结束语

综上所述,我国统计学方法在今后发展过程中应该充分考虑到实际需求,积极适应时代变化,现阶段大数据时代已经全面到來,并且大数据技术在我国有广泛应用,在实际应用的过程中取得了较为理想的效果。将大数据与统计方法进行结合可以使统计学方法的作用得到更好的体现,也使得统计学方法不断的进步以及拓展,在大时代背景之下,其功能性得到了更加充分的展现。

统计学毕业论文范文模板(二):线上线下混合式教学在生物统计学教学中的实践与研究论文

[摘要]为提升生物统计学课程的教学水平,针对传统生物统计学教学中的局限,分析和实践基于线上网络教学+线下面授教学的混合式教学模式在生物统计学教学中的应用策略和方法。实践表明,通过线上+线下的互动与教学,能激发学生学习的兴趣与动力,丰富生物统计学的教学形式与内容,促进生物统计学教学质量的提升。

[关键词]线上线下;混合式教学;生物统计学;实践

[作者简介]严明(1981—),女,重庆人,博士,讲师,研究方向:生物技术。

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1674-9324(2020)25-0273-02[收稿日期]2020-03-18

生物统计学是生物医学类专业的必修课程,学生通过学习本课程掌握实验设计的原理和方法,并学会对实验数据进行统计分析和处理。然而,生物统计学涉及到大量基础理论,单纯通过教师讲解,学生理解度较低,学习效果不佳。如何在有限的课时内,改革传统的以讲授为主的教学方式,有效提高教学效果是生物统计学教学亟待解决的难题。

近年来,随着互联网信息技术的发展,一种基于线上网络教学+线下面授教学的混合式教学模式应运而生。该模式可避免传统教学模式中以教师为主导,学生学习主动性差的缺点,又可克服学生完全在线学习缺乏监管、学习效果不佳的困难。本文尝试将混合式教学方法运用到生物统计学教学中,以期在有限的教学时间内最大限度实现教学目标,提升课程教学效果。

一、线上线下混合式教学的概念及内涵

线上线下混合式教学是一种新兴的教学模式,授课教师利用网络教学平台向学生提供教学视频和课件等教学资源,并设置作业、调查等互动模块,学生利用课外时间自主完成学习任务,并通过平台与教师交流。在线下课堂,教师根据学生在线学习的情况,对疑难问题进行有针对性的讲授,帮助学生理解、掌握教学难点。

线上线下混合教学模式打破了教学的时空限制,学生可以灵活安排学习时间,通过学习在线资料提出问题,并带着问题进行课堂学习,有效提升学习效率。线上线下混合教学还可帮助教师动态掌握学生学习情况,生成客观的过程性评价材料,并丰富课程的教学形式,拓宽教学路径,因此正逐渐成为高等教育领域的一大趋势。

二、生物统计学课程教学面临的困境

1.教学时长受限。目前,本校生物统计学面向生物医学工程和医学信息工程专业开设,每学期共32个课时。由于教学内容抽象,而且学生要通过大量实践才能掌握统计学原理在生物研究中的应用,因此,教学难度高,课堂教学时间很难满足教学需求。

2.教与学不同步。传统教学模式下,教师与学生之间的沟通以课堂为主,教师按照教学安排按部就班地进行教学,对学生需求重視不足;学生缺乏主动反馈的意识,教师很难掌握学生的真实学习状况,教与学处于不同步状态。

上述困境对如何拓展教学时间,完成课程教学并指导学生学以致用提出了新的挑战。

三、线上线下混合式教学在生物统计学教学中的实践探究

1.构建线上教学平台,实现课前线上自主学习。授课教师首先以超星泛雅平台和学习通APP为依托构建线上教学平台。教师在平台上将课程每章的重难点列示出来,搭建课程框架体系,并上传包括课件和教师根据课程知识体系录制的教学视频等资料。教学视频时长控制在15分钟以内,并保证精炼、易懂,让学生不会因视频过长而放弃观看,提高学习时效。同时,在教学平台提供视频配套的课件资料,方便学生下载并配套观看。教师还在平台设置了视频弹幕问答和闯关式章节测试,学生通过答题和测试后才能进入后续章节的学习。

在教学实践中发现,线上教学平台还可以为理论教学提供良好的拓展实践平台。教师可以在线上平台提供实验设计及实验数据分析的实例供学生练习,实现对课时压缩的有效弥补。学生普遍反映网络教学平台十分有利于自主学习,尤其是遇到知识难点时,学生可以通过反复线上观看教学视频来帮助理解,能达到较好的学习效果。

此外,线上教学平台可以通过视频回放次数、测试完成程度等数据统计帮助教师了解学生之间的差异性,既方便教师掌握学生学习状态,分析存在的问题,也为线下课堂教学提供依据,在后续教学中因材施教,满足不同层次学生的个性化学习需求提供依据。

2.线下检测自主学习效果,实施针对性教学。采用线上线下混合模式教学,课堂教学的任务发生转移。教师要集中精力对知识点进行梳理和归纳,并针对重难点以及学生在线上学习过程中的困难进行答疑解惑和查漏补缺。在教学实践中,为完成上述任务,在每个章节的线上学习完成后均安排答疑和小组讨论,让每位学生通过多种方式修正和完善遗漏或理解错误的知识点。全部授课结束后,授课教师向学生发放了关于教学效果的调查问卷,结果显示,78.2%(18/23)的学生认为采用混合式教学方法可以把重要知识点学透,在课堂上有更充裕的时间进行消化吸收,更有利于教学内容的掌握。

在线下教学中,教师还对教学场景进行了编排和优化。教师提供具体的实验案例,并以某一具体实验案例(如抗癌药物筛选)为背景贯穿整个课程教学始终,模拟真实实验场景,让学生从实验参与者的角度设计实验流程、整理实验数据、统计分析和解读呈现的全部流程。帮助学生实践生物学研究提出假说—实验验证—得出结论的基本流程,理解生物统计学对生物学研究的重要指导作用,培养学生知识迁移、应用和分析并解决科学问题的能力。

3.课后回顾学习并提升。在课堂教学完成后,师生的教学活动都还没有结束。教师要对线上线下教学过程中容易出现的问题进行整理总结,并将解决方案到网络平台,供学生回顾性学习。学生要对课堂上遇到的问题,搜集学习资料进一步思考和巩固。教师还要对学生课后学习情况进行挖掘,并根据学生的不同情况进行个性化的学习支持。对于有困难的学生,教师要单独辅导和监管,帮助学生完成课程学习;对于学有余力的学生,可以鼓励学生走进实验室,跟随教师的科研工作,完成真正的动手实践,实现素质提升。最终通过师生配合,完成对课程教学效果的提升。

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一、激光的发光原理及其生物学效应 

 

1激光发光原理 

把一段激活物质放在两个互相平行的反射镜构成的光学谐振腔中,处于高能级的粒子会产生各种方向的自发发射。其中,非轴向传播的光波很快逸出谐振腔外,轴向传播的光波却能在腔内往返传播,当它在激光物质中传播时,光强不断增强。如果谐振腔内单程小信号增益g0l大于单程损耗δ,则可产生自激振荡。原子的运动状态可以分为不同的能级,当原子从高能级向低能级跃迁时,会释放出相应能量的光子即自发辐射。同样的,当一个光子入射到一个能级系统并为之吸收的话,会导致原子从低能级向高能级跃迁即受激激吸收。然后,部分跃迁到高能级的原子又会跃迁到低能级并释放出光子即受激辐射。这些运动不是孤立的,而往往是同时进行的。当我们创造一种条件,譬如采用适当的媒质、共振腔、足够的外部电场,受激辐射得到放大从而比受激吸收要多,就会有光子射出,从而产生激光。 

2激光生物学效应 

由于激光具有能量和动量,激光作用于生物分子,就有可能使生物分子产生物理、化学或生物反应,这就是激光生物效应。目前,学术界认识比较一致的激光生物效应大致有五类:.激光生物热效应、激光生物光华效应、激光生物压力效应、激光生物电磁效应和激光生物刺激效应。生物组织内的天然色素颗粒,对近紫外、可见光和近红外光谱区的激光有选择吸收作用。激光生物效应,目前已经在激光医疗、激光育种方面得到广泛、有效的应用。 

(1)激光生物热效应 

激光照射生物组织时,激光的光子作用于生物分子,分子运动加剧,与其他分子的碰撞频率增加,由光转化为分子的动能后变成热能,可能会引起蛋白质变性,生物组织表面收缩、脱水、组织内部因水分蒸发而受到破坏,造成组织凝固坏死。当局部温度急剧上升达几百度甚至上千度时,可以造成照射部分碳化或汽化。在照射生物组织时,不同波长的激光产生热效应的机制也不尽同。红外激光的光子能量小,生物组织吸收后只能增加生物分子的热运动导致温度升高,所以它是直接生热可见光和紫外光的光子能量大,生物组织吸收了光子能量后引起生物分子电子态跃迁,在它从电子激发态回到基态的驰豫过程中释放能量,该能量可能引起光化反应,也可能转化为热量产生温度升高,所以它们是间接生热。激光热效应究竟应表现为哪种形式,在激光方面取决于其输出参数、作用时间,在生物组织方面则取决于其光学、热学特性等诸多因素。 

热效应是激光致伤的最重要因素。激光损伤区与正常组织的界缘十分清楚,这是由于激光脉冲时程短,生物组织的导热性差,瞬间放热来不及扩散到受照射部位以外的缘故。辐照后,由于继变化,如炎症、出血、再生等,会使原初清楚的损伤界缘逐渐变得模糊。 

(2)激光生物光华效应 

当一个处于基态的分子吸收了能量足够大的光子以后,受激跃迁到激发态,在它从激发态返回到基态,但又不返回其原来分子能量状态的弛豫过程中,多出来的能量消耗在它自身的化学键断裂或形成新键上,其发生的化学反应即为原初光化学反应,在原初光化学反应过程中形成的产物,大多数极不稳定,它们继续进行化学反应直至形成稳定的产物,这种光化反应称为继发光化反应,前后两种反应组成了一个完整的光化反应过程,这一过程大致可分为光致分解、光致氧化、光致聚合及光致敏化四种主要类型,光致敏化效应又包括光动力作用和一般光敏化作用。生物的光华效应产生的根本是生物的而组织有一定的色度,能选择性地吸收300~1000nm光谱。生物体内的色素有黑色素和类黑色素、血红蛋白、胡萝卜素、铁质等,其中黑色素对激光能量的吸收最大。脱氧血红蛋白在556nm,氧合血红蛋白在415、542、575nm处有清楚的吸收带,胡萝卜素吸收带在480nm处,黑色素和类黑色素在400~450nm波段吸收最强。无论是正常细胞还是肿瘤细胞,在细胞质和细胞间有许多黑色素颗粒,它们吸收激光能量使能量在色素颗粒上积聚而成为一个热源,其能量向周围传导和扩散,从而引起周围组织细胞损伤。 

(3)激光生物压力效应 

由激光照射产生的机械作用可分为两部分:激光本身的辐射压力对生物组织产生的压强,即光压,称作一次压强;生物组织吸收强激光造成的热膨胀和相变以及超声波、冲击波、电致伸缩等引起的压强,叫二次压强。由激光导致的生物细胞的压强的变化可以改变生物细胞、组织的形状,使得生物细胞、组织内部或之间产生机械力,从而对生物细胞、组织产生巨大的影响。由这种作用产生的冲击波是激光致伤的另一原因。冲击波在组织中以超声速运动,在组织中产生空穴现象,引起组织破坏。戈尔德曼指出:脉冲时程50毫微秒的q开关激光产生的冲击波压力,可大于10个大气压。实际上,激光热效应影响范围十分局限,而由压力效应引起的组织损伤,则可波及到远离受照区的部位。例如,用红宝石激光照射小鼠头部时,发现头皮轻度损伤,颅骨和大脑硬膜并无损伤,而大脑本身却大面积出血,甚至造成死亡。 

 

二、激光与生物分子相互作用机理研究现状 

 

20世纪八十年代以来,由前苏联、匈牙利等国的专家提出了不少假说,其中常见的有下列4种:生物电场假说(前苏联伊柳辛提出);色素调节假说(前苏联伽马列亚于1981年提出);细胞膜受体假说(前苏联普鲁哈丘科夫于1980年提出):偏振刺激假说(梅斯特1977年提出)。另外一个假说是:由孤子状态进入混沌状态假说。美国englander(1980年)、日本的jomosa(1984年)。 

中国的肖家鑫(1987年)用孤子理论对dna的复制、转录等遗传功能作出过解释。刘颂豪(1991年)也提出了生物学过程中的孤子现象。云南理工大学的周凌云对“由孤子状态进入混沌状态假说”的进一步发展作出了贡献。激光生物物理学家王惠文在其所著的《激光与生命科学》一书中介绍了周凌云的研究成果:“周凌云(1993)提出,在弱激光的作用下,dna分子系统可进入‘无序’的混沌状态,并根据dna分子动力学方程(sine一gordon方程)的分析结果,可以解释dna的真实遗传,从而导出含激光一dna分子动力学的运动方程,以及激光的电场相互作用对dna分子系统的动力学效应。通过含激光与dna相互作用运动方程的m.inikov方法或知dna系统即使在弱激光的作用下,也有可能由原来的孤立子运动状态进入混沌状态。从而导致其构象随时间‘无规则’地演化产生遗传变异’。但由于激光的生物刺激和诱变等效应作用机理的复杂性,特别是弱激光与生物分子的相互作用机理,目前尚未得出完善的科学解解释。 

激光与生物组织的相互作用很复杂,有待进一步研究。激光生物效应分类还没有明确的界限,如在光化效应中光热效应也起了很大的作用,电磁作用也产生热效应和机械作用等,激光热作用、光化作用和机械作用通常是同时发生的,所以相互作用的分类并不是绝对的,但各种作用之间也确存在着一些差别。如每种效应都具有典型的激光及典型现象等。激光与生物组织的相互作用是一个多种因素决定的复杂过程,激光的参数(如波长、功率、激光模式等)、生物组织的性质(如密度、弹性、热导率、比热、热扩散率、反射率、吸收率、不均匀性和层次结构)以及生物体状态等对激光的生物效应都有影响。激光对生物组织的作用具有有利和不利两个方面,要想利用激光,最首要的任务是认识并理解激光与生物组织的相互作用机理,然后才能加以应用。 

 

参考文献: