基因编辑技术

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基因编辑技术范文第1篇

早在1987 年，CRISPR序列由日本科学家在大肠杆菌中发现[1]，但由于这段序列的功能无法确定，因此该发现一直未引起人们的注意，随后，研究人员研究发现这种间隔重复序列广泛存在于细菌和古细菌的基因组中，随着人们对该结构的逐渐了解，2002 年，这种结构被正式定义为CRISPR。2005 年，研究人员发现CRISPR的间隔序列可以识别并结合特定的噬菌体DNA 序列，从而使得CRISPR序列在获得性免疫中发挥作用。2008 年，Marraffini 等[2]发现细菌CRISPR 系统能够阻止外源质粒的转移，并首次利用实验验证了CRISPR 系统的功能，科学家们也由此揭开了研究CRISPR 系统作用机制的序幕。

1 CRISPR的结构与分类

CRISPR 作为一种特殊DNA 重复序列，主要由多段长度为25 50 bp 长度的高度保守重复序列和26 72 bp 长度的间隔序列串联而成。同一个CRISPR位点中的重复序列一般具有极高的保守性，5’端与3’端部分尤为保守，但在微生物种间甚至同一个基因组的不同CRISPR位点间却存在较大的差异。另外，不同的CRISPR位点，其包含的间隔序列的数量差别也很大，从几个到几百个不等。

CRISPR/Cas 系统大体上可以分为3大类型：Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。其中，Ⅰ型和Ⅲ型在介导外源DNA 降解过程中需要多种Cas 蛋白来参与反应，形成的切割复合体结构复杂，Ⅱ型系统组分则较为简单，只需要一个Cas9 蛋白来切割DNA 双链。一个简易的Ⅱ型CRISPR/Cas 系统必定要含有gRNA 和Cas9，Cas9 蛋白具有改造crRNA 和破坏双链DNA 的双重功能，位于gRNA 5' 端的20 bp左右的碱基决定CRISPR/Cas9 系统在应用时Cas9核酸酶特异性切割的位点，主要负责决定CRISPR/Cas9 系统的特异性。目前以Ⅱ型CRISPR 系统为基础的CRISPR/Cas9 系统在基因组编辑中有较为广泛的应用。

2 CRISPR/Cas9的作用机理

CRISPR/Cas9 基因组编辑技术的基本原理为，将tracrRNA： crRNA 设计为引导RNA（gRNA），gRNA 包含位于5’端靶DNA 的互补序列以及位于3’端tracrRNA： crRNA 的似序列，利用靶DNA 的互补序列来定位需要编辑的位点，利用该类似序列与Cas9进行结合。该技术仅设计引导RNA 即可实现对含有PAM 序列的任一靶DNA序列进行插入、敲除与定点突变等修饰。由于设计操作简单、通用性好及编辑效率高等优势，CRISPR/Cas9 的基因编辑技术已成为TALEN 与ZFN之后的新一代基因组编辑技术。

另外，CRISPR/Cas9 系统还可以实现同时对多个不同靶DNA 序列进行编辑。利用CRISPR 位点自身的特点，设计对应不同靶DNA 序列的间隔序列，插入到重复序列之间，经过转录加工后会形成多个可定位于不同靶DNA 序列的双引导RNA，或者串联不同的sgRNA均可实现对哺乳动物细胞基因组的多个不同基因同时进行编辑。

3 CRISPR技术的应用

CRISPR/Cas9 系统作为新兴的基因编辑技术，目前已逐步在人类细胞、斑马鱼、小鼠、酵母、果蝇、细菌及水稻等作物中进行研究并报道。

在作物新品种培育和改造时，传统的转基因技术培育和改造新品种一般采用利用外源基因随机整合的方式，转基因表达的可控性较差。而CRISPR/Cas9 技术则可以进行定点修饰，达到高效定向。Shan 等用该技术敲掉了小麦的一个基因，得到了耐白粉病的小麦新品种。该团队还利用CRISPR/Cas9 技术定点突变了小麦和水稻两种作物的MLO 和PDS 等5 个基因。

在哺乳动物的研究方面，研究人员采用该技术建立基因打靶小鼠，结果证实，采用该技术不仅可以通过非同源末端连接途径实现对多个靶基因的定点敲除，还可以通过同源重组途径对多个靶基因进行靶向修饰。这些成果为其在生物工程、基础医学、医药学科等多种领域中的应用中提供了有力的基础。

4 展望

CRISPR/Cas9 作为细菌最为简单的Ⅱ型获得性免疫系统，被成功改造为继TALEN 与ZFN 之后新一代基因组编辑技术，为基因组的定向改造调控与应用等带来突破性革命，且相对于TALEN 和ZFN，CRISPR/Cas9有其独特的优势：（1）构建和设计方法简单快捷，成本低廉，适用于任何分子生物实验室；（2）用于基因组的点突变编辑效率优于ZFN和TALEN；（3）可同时实现多个基因的打靶。可见，CRISPR/Cas9 在基础理论研究、农牧渔业和临床治疗等领域必将有越来越广阔的应用前景。当然，目前关于CRISPR/Cas9 系统还有许多亟待解决的问题，相信随着人们逐步深入和全面的研究，CRISPR/Cas9 技术将会展现出其无比强大的生命力。

【参考文献】

基因编辑技术范文第2篇

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PaulBerg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。

基因编辑技术范文第3篇

关键词：细菌；鞭毛；银染法；培养基；玻片；染色

1资料与方法

1.1一般资料

1.1.1供试菌种 枯草杆菌（Bacillus subtilis）.粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）由湖南师范大学微生物教室提供。

1.1.2培养基 配方组成：牛肉膏10 g，蛋白胨15 g，琼脂15 g，氯化钠5 g，蒸馏水1000 mL，pH 7.2。（牛肉膏、蛋白胨由杭州微生物试剂有限公司生产，琼脂由福建省石狮市宝双塔琼脂加工厂生产）。按上述配方配好培养基后，用干净试管分装包捆好，经高压灭菌摆斜面冷却凝固, 然后放入冰箱冷藏24 h，使斜面析出冷凝水，为供试菌活化提供斜面培养基。

1.2方法

1.2.1载玻片洗涤 新玻片的洗涤，用洗衣粉煮沸玻片1 h，然后用自来水冲洗干净，沥干后用95%的乙醇侵泡备用；用后玻片的洗涤，采取稀溶液洗涤法，将重铬酸钠或重铬酸钾50 g先溶解于850 mL自来水中，然后慢慢加热溶解，待冷却后除除加入100 mL浓硫酸，边加边搅动。此溶液氧化能力极强，具有极强的去油污作用。对处理玻片应放入溶液中加盖密封，（以防溶液氧化变质）。一般侵泡2 d取出冲洗干净，沥干后用95%的乙醇侵泡备用。如除污剂侵泡时间太长，会导致玻片变质不能使用。对划伤较严重的玻片，建议不要使用, 以免影响染色效果。

1.2.2供试菌活化 为增强细菌的活动力，将供试菌放在30℃的培养箱内连续培养活化五代（每代12 h）。然后将最后一代转接放入31℃培养箱内培养12 h，作为细菌鞭毛染色的最佳时期。

1.2.3菌种稀释孵育 取斜面活化菌种2~3环于盛有2 mL无菌水试管中,制成轻度浑浊的菌悬液，然后把试管直立于36℃水浴锅中孵育9 min，让菌体表面附着的鞭毛自然舒展游动。实验表明，细菌孵育5 min，只有部分鞭毛舒展游动，染色效果欠佳；孵育18 min菌体鞭毛染色明显很大，与真实细菌差异较大；超过25 min后鞭毛从菌体上自然脱落，染色效果较差。孵育好的菌悬液在操作时不要用手摇动试管，避免鞭毛脱落影响染色效果。

1.2.4染液配制 鞭毛染液由媒染液和染色液组成。媒染液由单宁酸5 g，三氯化 1.5 g，氢氧化钠1%1.0 g，福尔马林（15%）2.0 mL，蒸馏水100mL组成；染色液由硝酸银2 g，氢氧化氨（N滴），蒸馏水100 mL组成。

1.2.4.1媒染液配制 把称量丹宁酸和三氯化铁药品同时放入100 mL蒸馏水中加热熔解，然后加入2 mL甲醛溶液和1mL NaoH，待药液混合后补足水量，过滤备用。将该液置冰箱内保存3~7 d。仍能使用。

1.2.4.2染色液配制 须把握二个环节：第一个环节（褐色变为澄清的过程）：在100 mL硝酸银溶液中取10 mL作回滴液，然后在90 mL溶液中滴加氢氧化铵，使无色的硝酸银溶液全部变为褐色时，继续滴加氢氧化铵至到溶液中的褐色沉淀刚刚消失变澄清为止；第二个环节(沉淀消失变为稳定薄雾状的过程)：澄清硝酸银溶液滴加回滴液，当出现白雾，轻轻摇动后，薄雾状沉淀又消失，再继续小心滴加，直到摇动后出现轻微而稳定的薄雾状，停止加入回滴液即可。密封保存冰箱内3~7 d方可使用。

1.2.5制片染色 节用镊子在95%乙醇溶液中夹起一块载玻片, 在火焰上烧去玻片上的残留油迹, 然后把玻片放在桌面上形成一定的倾斜度,在玻片的上端滴上一滴孵育后的菌悬液，让悬液从玻片的一端缓慢流向另一端，用吸水纸吸去玻片下端的多余菌液，在室温下自然干燥。当制片干燥出现一条浅灰色的菌膜带为止。取少量媒染液覆盖在菌膜上媒染4 min，用蒸馏水冲洗至玻片下端流出无蓝色的清水为止，继续用染色液冲去残水，然后在涂片上滴加大量的染色液染色，当涂片染色部分变为深褐色时，立即用蒸馏水冲洗，放置室温下自然干燥。如在气温较低的情况下，若加染色液显色较慢,可用木夹夹住染色涂片，在文火上加热沸腾，并及时补充蒸发掉的染色液，待染色玻片出现深褐色时立即用蒸馏水冲洗。自然干燥。在加热过程中，应及时补充蒸发掉的染色液，可避免菌体鞭毛脱落、断裂。提高鞭毛的染色效果。

1.2.6镜检摄影 镜检前，先用3∶7的乙醚和无水酒精组成的去污剂，把显微镜的光学部分檫试干净。（用去污剂保护镜头，并延长显微镜的使用寿命）。油镜观察：把制片放到载物台上摆正夹好,利用聚光镜的光源，将玻片上的褐色部分滴1~2滴香柏油, 用粗调把高倍镜慢慢放下和油接触（动作要轻避免损坏玻片和镜头），然后利用推进器移动在视野内观察菌体鞭毛。实验完毕后，分3步把镜头处理干净，首先用檫镜纸把镜头上的油檫掉，然后用去污剂把镜头上的残留油迹檫干净，最后用檫镜纸檫一遍即可。

用生物摄影显微镜（YS100）观察结果并拍摄图片电脑保存。

2结论

2.1玻片洗涤 如玻片油污洗涤不干净, 在制片时，菌液在斜面上滚动不易粘膜，在干燥的玻片上形成了一些断断续续的斑块性菌膜 ,细菌鞭毛堆积成团, 鞭毛交叉粘连。说明洗涤玻片是鞭毛染色成功不可疏忽的问题之一。

2.2配方改进 将原配方牛肉膏5 g，增加为10 g，蛋白胨10 g，增加到为15 g，琼脂1.8%~2.0%减少为1.5%。此配方提供了大量的维生素生长因素，使培养基营养更丰富，培养基硬度更适宜，斜面培养物明显比原培养基丰厚得多，更利于枯草杆菌和粘质沙雷氏菌的鞭毛形成和生长，粘质沙雷氏菌，细菌不但鞭毛多，粗状，鞭毛染色效果好，而且着色更容易而均匀。图片背景浅褐色且非常干净，见图1。

图1 粘质沙雷氏菌（周生鞭毛）×100

2.3鞭毛生长线 根据实验结果划分为4个生长期。鞭毛生长初期：当温度为27℃时培养8 h，少数鞭毛生长短小；鞭毛生长期: 当温度为29℃时培养10 h，大部分鞭毛生长细长；鞭毛生长最佳期: 当温度为31℃时培养12 h，鞭毛生长多，粗状，易着色且均匀，是鞭毛染色的最佳时期；鞭毛生长脱落期：当温度为33℃时培养14 h，鞭毛开始大量脱落，不利于鞭毛染色。如图2为枯草杆菌和粘质沙雷氏菌鞭毛生长线，实验表明，若菌龄培养12 h，是鞭毛染色的最佳时期，其他大于或小于12 h都不利于鞭毛染色。

2.4菌液孵育 孵育温度和时间是鞭毛染色成功的关键之一，细菌孵育

2.5水洗与媒染 如媒染后，用蒸馏水冲洗不充分，菌体鞭毛都变为深蓝色，蓝色背景并伴有大小不等的颗粒状物；如媒染液用量过多，所产生的染液气泡，在背景中形成许多灰白色的斑块，且伴有大小不等的颗粒状物，把握上述情况影响了制片效果。

参考文献：

[1]关晓利,任建国.细菌鞭毛最佳染色方法的选择[J].运城学院学报,2005.

[2]王桂萍,朱陶,王宜磊,等.优化的细菌鞭毛染色技术[J].微生物学杂志,2007.

基因编辑技术范文第4篇

 

关键词：技术,节能,研究,变频,风机,接触,调节,功率,转速,电机,

一、引风机变频调速节能技术

(1)节能原理。当采用变频调速时,可以按需要升降电机转速,改变风机的性能曲线,使风机的额定参数满足工艺要求,根据风机的相似定律,变速前后风量、风压、功率与转速之间的关系为:Q1/Q2=N1/N2;H1/H2=(N1/N2)2;P1/P2=(N1/N2)3

式中:Q1、H1、P1—风机在N1转速时的风量、风压、功率;Q2、H2、P2—风机在N2转速时相似工况下的风量、风压、功率。

假如转速降低一半,即:N2/N1=1/2,则P2/P1=1/8,可见降低转速能大大降低轴功率达到节能的目的。当转速由N1降为N2时,风机的额定工作参数Q、H、P都降低了。也就是说当转速降低时,额定工作参数相应降低,但效率不会降低,有时甚至会提高。因此在满足操作要求的前提下,风机仍能在同样甚至更高的效率下工作。降低了转速,风量就不再用关小风门来控制,风门始终处于全开状态,避免了由于关小风门引起的风力损失增加,也就避免了总效率的下降,确保了能源的充分利用。当采用变频调速时,50Hz满载时功率因数为接近1,工作电流比电机额定电流值要低,这是由于变频装置的内滤波电容产生的改善功率因数的作用,可以为电网节约容量20%左右。

(2)挡板控制。挡板调节就是利用改变管道阀门的开度,来调节风机的流量。挡板调节时,风机的功率基本不变,风机的性能曲线不变,而管道阻力特性曲线发生变化,风机的性能曲线与新的管道阻力特性曲线的交点处就是新的工作点。(见图1)

(3)变频控制。变频调节就是利用改变性能曲线方法来改变工作点,变速调节中没有附加阻力,是比较理想的一种调节方法。通过变频器改变电源的工作频率,从而实现对交流电机的无级调速。风机采用变速调节时,其效率几乎不变,流量随转速按一次方规律变化,而轴功率按三次方规律变化。同时采用变频调节,可以降低泵和风机的噪声,减轻磨损,延长使用寿命。(见图2)。

二、节能分析计算

(1)变频调速系统回路。见图3。6KV电源经变频装置输入接触器KM1到高压变频调速装置,变频装置输出经出线接触器KM5送至电动机1;或6KV电源经变频装置输入接触器KM2到高压变频调速装置,变频装置输出经出线接触器KM6送至电动机2;6KV电源还可以经旁路接触器KM3和KM4直接起动电动机1和电动机2。

基因编辑技术范文第5篇

关键词 变压器；参数；确定；制作；要点

中图分类号TM4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）79-0184-02

输出变压器，作为高阻抗功放电路与低阻抗负载的阻抗变换器件，其主要任务是完成前后级的阻抗匹配，和单一频率的电源变压器比较，它的频带（20Hz～20kHz）要宽得多。其次为了使输出的音频信号在低频段有较强的冲击力；在高频段有很好的穿透力和解析力，要求输出变压器一次侧绕组的电感量要足够大，整个绕组的匝间分布电容要足够小。正是由于这些特点，要求音频变压器从选材、制作工艺、到参数的确定都与众不同。

音频变压器有直流磁化型和无直流磁化型，在胆机功放电路中用得较普遍的还是无直流磁化型，这种给功放管屏级供电的变压器由于上下绕组是对称的，其线圈中的直流磁通正好抵消，因而属于无直流磁化型，下面以推挽输出无直流磁化型变压器为例说明各项参数的确定方法。

如：有一功放电路需要一只音频变压器，要求输出功率为60VA，变压器一次侧屏极至屏极的阻抗Rp=6000Ω，直流工作电流I=250mA，二次侧的负载阻抗为4Ω和8Ω，频率响应在50Hz～18kHz范围内，效率η=0.8，根据要求确定变压器的参数。

1输出变压器一次侧电感量的计算

为了达到所要求的低端频响，要求一次侧线圈的电感量满足设定频率的下限值，可按下面的公式进行计算：

式中：Lp为一次侧的电感量，单位为H；Rp为一次侧的负载电阻，单位为Ω；fD为设计频率的下限值，单位为HZ；MD为工作于下限频率时允许的失真系数，通常取1.4左右。在实际运用中综合考虑各种因素，可按下面的经验公式计算

2铁芯截面积的计算

铁芯的截面积可通过下式求得：

式中Sc为铁芯截面积，单位为cm2 ；Po为输出功率，单位为VA。代入上面的数据得：

3一次侧绕组匝数的计算

对于无直流磁化型输出变压器，其初级线圈、次级线圈都可按下式计算：

式中L为电感量，单位为H； lc为铁芯磁路的长度， 通常lc为铁芯中心舌宽的5.6倍（中心舌宽在铁芯材料参数表中可以直接查出，也可以实际测量出来）；Sc 为铁芯截面积，单位为cm2；μ为铁芯导磁率（普通热轧硅钢片为400～500，冷轧硅钢片为800～1000）本例中硅钢片的导磁率μ取500，如所用铁芯中心舌宽A取3.5cm ， Ic取19cm，将上面的数据代入则可以算出一、二侧的数据。

4变压器二次侧绕组匝数的计算

其计算可按如下公式进行：

因变压器的二次侧有4Ω和8Ω两个绕组，所以应该分别计算

0Ω～4Ω绕组的匝数为：

（匝）

0Ω～8Ω绕组的匝数为：

（匝）

5两边绕组线径的计算

上面实例中提供的直流工作电流I=250mA，该电流为两只功放管的工作电流，由于一次侧变压器线圈中既有直流又有交流，在计算导线直径时，应该按照直流分量的平均电流计算。

I平均

一次侧的导线直径由下式计算：

二次侧的导线直径为：

最后需要说明的是上面关于输出变压器的计算并没有考虑所有的因素，在实际制作中还需要从以下3个方面把控产品质量。

1）铁芯的选择

当变压器在音频范围内工作时，无论是铁损还是铜损都比工频运用时的损耗高出许多，这些损耗将直接导致变压器的传输效率降低，音频功率损耗加大，输出音频功率无法达到设计要求。所以为了减小功放电路的功率损耗，可从减小变压器的漏磁通入手，选用窗口截面积与横截面积之比较小，铁芯旁柱宽度等于横截面中心柱宽度，中心柱两侧空位宽度等于旁柱宽度，且厚度为0.35mm以下的优质冷轧硅钢片做铁芯。

2）一二次侧绕组的绕制

由于推挽功放电路是对称性的，要求给两只对管屏极供电的输出变压器的两个一次侧绕组也要对称，另外为了提高功放电路的高端频响，需要变压器采用分层、分段、叠绕的方式绕制，即：输出变压器的一次侧线圈要求以B+为中心端，将一次侧线圈分为P1与P2两组，每组各分成三段，上下相同，相邻放置，同方向绕制，将二次侧线圈分为二段夹于一次侧中间。采用这种绕法的好处是各绕组的分布电容呈串联连接，结果会使分布电容进一步减小，有利于提高上限频率，扩展通频带。在绕制过程中，线一定要拉紧，但不一定要像机器绕制那样整齐，允许少量乱层。二次侧绕组尽量稀绕，不可像一次侧那样密绕，不管是一次侧或是二次侧所用的漆包线一定要选用高强度的漆包线 。切不可信手拈来随便就用。

3）层间绝缘的处理

输出变压器的绕组之间、匝与匝之间具有交直流两种电位差，叠加后的电压峰值过大容易发生绕组击穿现象，为了避免这种现象的发生，层间绝缘是必须做好的工作，通常的做法是每层绕组间垫入一层0.05mm厚的薄膜，如果有时间可以采用绕一层均匀刷一层快干漆，这样既可以大大提高绝缘强度，又可以防止上下层导线相互嵌入增大线间电位差造成匝间短路的后果。变压器绕制完成后应进行预先干燥，其目的是驱除铁芯、绕组、绝缘材料中的水分，干燥过程中的温度以绝缘材料的耐受温度+10℃为宜，烘干时间设置4小时左右。烘干后待其冷却到50℃～70℃时就可以浸漆。在浸漆过程中应充分浸透，等到漆槽中的气泡停止20min后拿出、滴干余漆后，在70℃～80℃的环境中慢慢烘干。

总之，只有精雕细作，踏实做好每个环节，才能得到一件称心如意的产品。

参考文献