基因资源（精选八篇）
基因资源 篇1
基因是指DNA上决定生物一定遗传性状的碱基排列片断。发现某一基因就相当于读懂了一组生命密码。专利制度是创造者以公开其技术发明为代价来换取其对发明的一定期限的垄断权的制度。这种制度一方面使公众得以充分利用科学技术的成果, 另一方面创造者也可以获得相应的报酬以继续创作为社会提供更多更好的成果。因此专利这种体现精巧的利益平衡的机制应该是基因最合适的法律保护形式。由于发现某一基因后, 其后继应用发明的数量会很多, 发明者很难通过申请后继发明的办法完全阻止其他竞争者提出新的应用发明专利申请。所以必须对基因既DNA序列本身进行保护才能保护创造者的利益。要将基因纳入专利保护的范围存在两个关键性问题:即基因的可专利性问题和基因的专利性问题。
2 基因的可专利性问题
基因是否可专利性体现为基因究竟是科学发现还是发明的争论。一方面如果基因是发明, 那么它就具有了可专利性, 只要再通过专利性审查, 即可实际获得专利保护。另一方面, 如果基因是发现, 由于科学发现不在专利主题范围内, 不具有可专利性, 就不能取得专利保护。
目前对这一问题大致有3种观点, 第一种观点认为基因是自然界中客观存在的, 是科学发现, 不应具有可专利性。第二种观点认为基因具有可专利性, 又有两种理由, 一种认为分离出的基因序列已经脱离了最初的自然状态, 是一种体现人类创造力的物质发明。另一种认为基因虽是科学发现, 但具备专利“三性”要求的特殊的科学发现仍是可专利性的。第三种观点是淡化发明与发现的区分, 放弃基因可专利性审查, 专注于其专利性审查。笔者认为随着科学的发展, 特别是生物技术的发展, 传统领域界定的发明与发现之别在此领域根本无法适用。因为生物技术的特征就是具有自然属性, 研究对象就是自然界存在的物质, 如果以传统概念来对待生物技术, 那都是发现。但是生物技术的蓬勃发展已经明显地可以看到它巨大的市场潜力, 许多成果可以直接导致产业应用, 如果还以技术标准来判断, 这个领域中开发和使用的许多值得专利保护的发明也会受传统专利法的忽视。
从各国立法来看, 通过专利法逐步加强了对这一领域的发明的保护。如欧洲专利局异议审查小组1994年12月8日裁定分离和表达人体蛋白编码DNA片断不是发现, 所申请的DNA片断是有具体结构和用途的全新产品, 因而可以授予专利权。1998年7月30日生效的欧盟《关于生物技术发明的法律保护指令》在第20, 21项立法理由中阐明“基于一个从人体分离出来的元素或通过其他技术方法获得的发明, 只要有工业实用性, 就未被排除可专利性, 即使该元素的结构与自然元素的结构相同”“从人体中分离的或用其他方式产生的元素未被排除可专利性, 因为该元素是用技术手段进行区分、提纯、分类或在人体之外复制而产生, 并且这是一些人类自己能独立付诸实施但自然界自身不能完成的技术”。特别是美国最高法院关于“查克拉巴蒂”案的判决, 其意义不仅在于标志着微生物本身可成为专利的主题, 更为重要的是从观念上明白无误地肯定了所有生命有机体可以成为专利主体, 让人们认识到经过提纯的自然物质已经脱离了最初混沌的自然状态, 并使得具体应用成为可能, 因此应当视作人类创造性劳动的产物给予专利的保护。因此如果只是单纯地知悉基因, 如对人类基因组图谱的测绘, 由于这仅仅是揭示了自然界的客观存在, 是科学发现, 不具有可专利性。但是如果从客观存在的全长DNA序列中选择特定的片断, 第一次用技术的手段将其分离出来或克隆出来, 使其显示出特有的应用价值, 进而可开展相关工业应用, 那么此时的基因已经与先前自然状态下的一般自然发现大不相同了, 它是一种体现人类创造力的物质发明。。
3 基因的专利性问题
3.1 新颖性
关于基因的新颖性问题, 学术界基本上达成了一致意见, 即虽然某些物质在自然界客观存在, 但以前人们无法将其分离出来并稳定地再现, 也没有准确完整地认识其结构、功能, 那么一些发明人完成了上述工作, 对自然物质的揭示也被视为具有新颖性而成为专利客体。因此对基因的揭示也可具有新颖性, 但如果申请的序列已经被部分或全部公开, 则其缺乏新颖性。
3.2 创造性
关于基因的创造性, 不能以获得该基因方法来判断, 也就是说, 即便获取基因的方法再简单, 只要基因本身具有生物学上明确的特性, 就应该获得专利保护, 无创造性的方法并不必然带来无创造性的结果。我国2001年修正的《审查指南》对基因序列申请专利的创造性正是参照了美国的非显而易见的标准, 即认为基因序列的创造性并不取决于辨别基因序列的方法, 而是取决于DNA分子结构或蛋白质的氨基酸排列序列。
3.3 实用性
基因能否获得专利保护关键在于其是否具有实用性。所谓实用性, 是指一项发明创造能够在产业上进行制造或使用, 并且能够产生积极的效果。在生物技术领域, 美国专利局在著名的Brenner.v.Manson案中认为申请人没有揭示其发明的化学方法所制造的化合物的实际用途, 因而该方法不具备实用性, 也就是说, 除非物质本身能产生积极效果, 否则生产该物质的方法以及该物质本身都会因不具实用性而遭拒绝。这个案例为严格、清晰地界定基因的实用性标准开启了思路。但是, 随着在全球生物技术领域势力范围的扩大, 美国逐渐降低了实用性标准, 直到2001年1月5日《基因专利指导》的发布, 才重新确定了较为严格的实用性标准, 即必须证明发明具有可信的和具体的用途[1]。
由于基因的新颖性较容易符合, 创造性的技术参数不易确定, 如果再在实用性上不拘小节, 基因的专利滥用就几成定局。因此实用性是决定是否授予基因专利最主要、最关键的标准, 应严格审查。从基因的工业化应用来看分为两个层次, 首先是基因序列本身可以用于染色体鉴定、基因标记、染色体作图、法医鉴定、蛋白质的三相探针等, 其次就是DNA或其中基因信息所编码表达的蛋白质的应用。前者的应用主要是作为研究工具使用, 它还不完全具备工业实用性。因此笔者认为基因的实用性应严格地确定为必须说明, DNA编码的蛋白质的实际产业应用。即当基因或部分基因用于生产蛋白质或其中部分时, 有必要指明生产了哪种蛋白质或某种蛋白质的哪个部分或指明其可实现什么功能。如果没有确切说明其所编码的是何种蛋白质以及该蛋白质有何实际产业应用的基因, 将因缺乏工业开发价值而失去专利保护的可能。从实践来看, 我国对基因专利的实用性要求比较严格。这是符合我国基因技术发展和产业利益需要的。如果有人对某一基因序列申请专利权, 发明人必须首先将该基因分离, 同时还要具体说明该基因序列的产业应用价值或该基因的功能, 比如利用该基因如何改造现有动植物品种的遗传特性、如果是利用该基因技术制造该基因序列所编码的蛋白质, 需指出该蛋白质的基本用途。如果发明人只是简单地指出用先进的基因自动测序工具测出某一基因序列的碱基排列而没有指出其任何用途或功能, 或者走得稍远一点, 指出该基因同某一遗传现象的关系, 并不能满足专利法对基因序列的实用性要求。那么, 该发明人并不能对该基因序列申请专利。同时还要有实例或具体、可靠的数据以让该技术领域的普通技术人员确信其产业应用价值或功能是可信的。否则, 基因专利的实用性标准就未能达到, 从而不能得到专利法的保护。
4 对我国基因专利保护的启示
首先, 从我国现有法律来看, 1993年专利法首次修订后“用化学方法获得的物质”被正式纳入我国专利法的保护范围。而遗传物质如基因、DNA, RNA和染色体等都属于生物化学物质, 因而也可以像其他化学物质一样被授予专利。其次, 在专利性问题上, 除规定基因应符合专利法上一般的“三性”要求外, 在实用性上应提高审查标准。笔者建议中国的审查指南应加强实用性审查。一般而言, 实用性仅仅要求能够应用, 而不要求已经应用。宽松的实用性要求会使得获得基因专利的获得变得容易, 发明人只需要获得了某个遗传物质, 而不知道它将会产生的具体作用, 也是可以获得专利的。基因研究的目的不是为了单纯地积累数据, 检测出各种生物碱基对的排列方式固然是基础, 但更重要的是要探究基因组的功能, 查明基因与疾病的关联, 确立新的诊断及治疗方法。因此应提高实用性的审查标准, 把“能够应用”改为“已经实施”, 要求申请人只对已经有具体用途的遗传物质申请专利, 同时也就限制了专利权利要求的范围, 保证公共利益不会受到侵蚀。最后, 基因专利的保护范围, 可从以下几个方面考虑:1.基因序列在满足相应条件后应可作为保护范围, 对于一个首次发现的基因序列, 如果要对该序列申请专利权, 发明人应该能够通过相应基因工程技术将其分离出来, 能够通过实例证明其具有相应的功能并且能够预见其实际的工业应用价值;2.对专利基因的同源序列, 不应一概给予保护。对于该专利基因的同源序列, 应对其同源性设一个适当的比例, 当同源性达到或者超过该比例时, 可对该基因给予专利保护, 若同源性低于该比例则不予保护;3.对含专利丛因的动植物后代和种子, 不能一律给予保护, 第一次制造该专利基因的权利应属专利权人, 只有专利权人才可以制造该基因, 反过来说, 该专利基因的保护范围应仅局限于通过该专利基因直接获得的动植物产品;4.对专利基因尚未发现的功能不能作为该专利的保护范围, 而应在某功能被发现后另行授予用途专利, 在对首次发现的基因序列授子基因序列专利之后, 如果后人在该基因序列专利的基础上又发现了该基因新的功能, 且具有一定的工业实用性, 应该授予该功能用途专利。[2]
5 基因专利与基因资源的保护
基因专利赖以存在的基础即是基因资源。基因资源包括动植物基因资源以及人的基因资源。在基因资源中真正有价值的是载体上的遗传信息, 而不是基因本身, 这些遗传信息在绝大多数情况下又都不是提供者自己“创造”或独有的, 而是通过世世代代的生物学方法由非单一的上代所“赐予”的, 是无条件无选择的“继承”的。一个与基因有关的发明之所以能够取得专利, 并不仅仅是因为该基因所体现出来的遗传信息, 而是因为这些遗传信息得到了新的利用。基因专利也就是研究者发现了基因所体现出来的遗传信息, 并找到了利用这些遗传信息的方法。[3]因此笔者认为, 基因提供者只是提供了实验的原材料, 并没有对后续基因技术的产生付出创造性劳动, 然而这种可获得专利的基因的新的利用是研究者智力劳动的成果, 应由研究者享有。尽管基因提供者或许根本就不知道他所提供的基因样本到底包含有哪些遗传信息, 更不知道如何利用这些遗传信息, 但是, 如果离开这些遗传信息, 所谓的基因专利就不可能产生。因此研究者利用了提供者的基因资源, 对于这种利用行为, 基因提供者自然可以收取必要的费用, 分享基因专利所带来的经济利益。
在国际法上, 1992年6月5日各国在巴西里约热内卢缔结的《生物多样性公约》的目的就是保持生物多样性, 持久利用其组成部分以及公平合理地分享由利用遗传资源所产生的利益。《公约》确认:成员国对其境内的生物多样性享有主权, 而且对其保护负有全权责任;各缔约国可以自行决定基因资源的管理, 可以将基因资源规定为财产, 可以规定利用基因资源和与此相关的传统知识的条件;各个主权国家, 包括发展中国家和最不发达国家, 都有权就利益上的分享做出法律上的规定。[4]据此, 知识产权的保护不妨碍各成员规范基因资源的保护和利用, 《公约》也不禁止他人利用基因资源做出发明并获得专利或其他制度的保护。
我国《专利法》、《种子法》、《野生动物保护法》和《人类遗传资源管理暂行办法》都对我国基因资源的主权原则有所规定。新修订的专利法将于2009年10月1日实施, 对遗传资源 (包括基因资源) 的利用和保护进行了特殊规定。在专利法第五条中规定, 对违反法律、行政法规的规定获取或者利用遗传资源, 并依赖该遗传资源完成的发明创造, 不授予专利权。因此在申请专利时, 当发明创造与遗传资源相关时, 专利申请人应当证明有关遗传资源的合法性。对此, 新专利法第二十六条中增加了一款规定, 依赖遗传资源完成的发明创造, 申请人应当在专利申请文件中说明该遗传资源的直接来源和原始来源;申请人无法说明原始来源的, 应当陈述理由。从而在法律层面上加强了对基因资源的管理, 保障了基因资源的利益的共享。《人类遗传资源管理暂行办法》第17条规定“:我国境内的人类基因资源信息, 包括重要遗传家系和特定地区基因资源及其数据、资料、样本等, 我国研究开发机构享有专属持有权, 未经许可, 不得向其他单位转让。”第19条规定, 中外机构就我国人类基因资源进行合作研究开发的专利权, 应由双方共同申请专利, 专利权归双方共有.由双方根据协议共同实施或分别在本国境内实施, 但向第三方转让或者许可第三方实施, 必须经过双方同意, 所获利益按双方贡献大小分享。
从现有的实践来看, 发达国家与发展中国家在生物遗传资源利用上有代表性的利益分享模式目前主要有四种:①哥斯达黎加国家生物多样性研究所一默克公司模式, 这一模式是由同NICBO默克公司以协议的方式, 后者提供一万份植、动物、土壤提取材物的化学样品, 后者支付100万美元现金和价值13万美元的仪器;另外后者同意由其中任何一种样品转化为产品或者以其为基础改进的产品进入市场后, 以全球销售额为准向NICBO支付一定比例的许可费。②美国国家癌症研究所模式:承诺样品的提供国可分享由这些天然样品的商业化得到许可费的一部分, 并且在美国的实验室为这些冈家的少数科学家提供培训。③沙曼制药公司模式, 同样是向样品提供国戈付产品许可费。④国际生物多样性合作组织 (1CGB) 模式;在此模式之下资源国的回报是约%l一%3的使用许可费, 以及为其提供有限的科学家的培训。[5]通观四种模式, 实质均在于一定程度上分享由发明创造所得的利益。但是这样的模式其合理之处在于双方共担风险, 但是最大的弊端在于发展中国家不能利用专利技术开发后续的技术或产品。对于生物技术也有着一定水平的我国来说, 显然并非绝对有利。实际上, 在《暂行办法》中规定了知识产权共享模式, “合作研究开发成果属于专利保护范围的, 应由双方共同申请专利, 专利权归双方共有……所获利益按双方贡献大小分享”, 这种权利共享的模式显然对我国对境内的人类遗传资源的保护更为有利;并且, 知识产权归属共享的模式, 也确保了后续研究的权利, 同时也便于我国在研究过程中向外方学习先进的生物技术。
《人类遗传资源管理暂行办法》在保护中国遗传资源方面起到了一定的作用, 但是其中还有许多不完善的地方, 比如规定的太笼统, 操作性不强, 尤其是保护对象只局限在人类遗传资源方面。我国不仅是人口大国, 也是农业大国, 动植物基因资源同样也很丰富, 相关的保护措施也亟待建立和完善。其次, 我国生物遗传资源的管理体制也亟待完善。在生物遗传资源管理方面, 我国没有明确国家一级的牵头主管部门及相应的管理机构, 各部门分工不明确, 在工作上存在着交叉、重复和遗漏现象。一些职能部门既负责开发利用资源, 又负责保护管理资源, 缺乏有效的制约机制。因此需要在立法层面上完善共享的制度。
摘要：基因的专利问题主要是可专利性及专利性问题。在我国, 基因可作为化学物质申请专利, 只是在审查上应该对实用性有更高的要求。基因专利的基础就是基因资源, 结合我国新修订的专利法及人类遗传资源管理暂行办法探讨基因资源的利益共享和法律保护问题。
关键词：基因,专利,基因资源
参考文献
[1]张立宇.美国基因专利实用性审查标准的演变对中国的借鉴[J].法制与社会, 2009 (7) :25-26.
[2]林玉梅.我国基因专利的法律思考[J].法制与社会, 2009 (4) :67-68.
[3]王震.基因专利的惠益共享[J].北京科技大学学报:社会科学版, 2007 (6) :45-46.
[4]贾小龙, 王敏.基因专利保护问题研究——基因资源提供者参与分享基因专利利益探讨[J].北京航空航天大学学报:社会科学版, 2006, 19 (4) :59-60.
基因资源 篇2
论文摘要：本文介绍了辽宁省乡土青杨派杨树基因资源概况，并对其主要分布的区域进行调查，进而对其收集和保存；讨论了辽宁省乡土杨树基因资源存在的问题，并对辽宁省乡土杨树基因资源的保护、研究和利用提出一些建议。
论文关键词：青杨派,基因资源,辽宁省
育种工作成效的大小,很大程度上取决于所掌握的基因资源以及有科学依据地选择利用这些资源。辽宁省乡土杨树基因资源主要以青杨派和白杨派为主。这些资源在当地生态环境建设和社会经济发展中起着重要作用，对杨树遗传改良也具有十分重要的科学价值。长期以来，杨树育种由于盲目的追求速生，使这些乡土杨树基因资源的价值一直未被广泛的认识，对其保护和利用也没有得到应有的重视，从而没有有效的对这些资源进行科学的研究和开发利用。近两年，笔者等人对辽宁省乡土青杨派基因资源进行了调查和收集，目的是对辽宁省乡土杨树基因资源进行保护、保存，扩大杨树育种群体，更好地发挥辽宁省乡土杨树基因资源现有的和潜在的经济、生态和社会价值。
首个“油菜基因资源超市”开业 篇3
据油料所种质资源研究室主任伍晓明研究员介绍，近年来，由于我国油菜育种中采用的亲本遗传背景狭窄和“近亲繁殖”等原因，导致新品种（系）单产增长放缓，急需注入新鲜“血液”，丰富育种亲本遗传背景。在农业部作物种质资源保护项目和科技部国家农作物种质资源平台项目支持下，油料所建成了世界最大的油料中期种质资源库，保存油料种质资源3万余份，其中油菜种质资源8000余份。依据育种需求，油料所从中精选了来自我国和世界28个国家的488份油菜遗传多样性优异基因资源，供全国各油菜育种单位自主挑选、免费利用。
伍晓明告诉记者，基因资源的发掘和利用对促进油菜科研与生产意义重大。1949年以来，我国经历了三次具有战略意义的大规模油菜基因资源发掘利用，第一次是日本和欧洲引进的高产抗病甘蓝型油菜替代传统种植的白菜型和芥菜型油菜，第二次是加拿大和澳大利亚的低芥酸和低硫苷优质油菜基因资源的引进与利用，第三次是玻里马细胞质不育系的发现与利用。基因资源的三次成功利用使我国油菜生产实现了三次跨越发展，平均亩产由1950年的33.6公斤提高到2010年的125.1公斤，品质由“常规双高”变为“优质双低”，对保障我国食用植物油供给安全发挥了巨大作用。
科学时报 2012-01-30
基因资源 篇4
牧草种质资源是生物资源的重要组成部分, 蕴藏着丰富的遗传基因, 是天然的优良牧草基因库, 具有潜在的资源优势和广泛的利用前景。它是改良、选育新品种不可缺少的遗传物质基础, 也是农业起源和发展的基本前提条件, 在草地畜牧业生产及人民生活中发挥着巨大的作用。
国家建立了保存牧草种质的长期库、中心库、温带备份库、热带备份库。国家草种质资源保存利用中心库隶属于农业部全国畜牧总站, 由全国畜牧总站农业部全国草业产品质量监督检验中心负责草种质资源保存利用中心库日常管理维护工作, 包括对入库前种子的净度、生活力及种子含水量等指标进行检测;对已入库保存的草种质材料活力进行监测;开展对牧草种子生活力有影响的保存条件、种子含水量、干燥条件等的基础研究;从分子水平开展草种质资源遗传多样性研究等。目前, 中心库正扩建, 扩建后的基因库储存能力将达到13万份。
《基因突变和基因重组》教案 篇5
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一、教学目标
（一）知识与技能
.举例说明基因突变的概念、原因、特点；
2.举例说出基因重组；
3.说出基因突变和基因重组的意义。
（二）过程与方法
.学会数据处理，类比推理等科学方法；
2.培养学生自学能力，发散思维及综合能力。
（三）情感态度与价值
.在基因突变的学习中懂得生物界在丰富多彩的本质，从而进行辩证唯物主义的思想教育；
2.在基因突变的学习中懂得如何确立健康的生活方式；
3．引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组作科学的了解，形成正确的科学价值观，激发学生的责任感。
二、教材分析
《基因突变和基因重组》是人教版高中生物必修二《遗传与进化》第5章第1节的教学内容，主要学习基因突变的概念、特点和原因，基因突变和基因重组的意义。
三、教学重点难点
、重点：
（1）．基因突变的概念及特点；
（2）．基因突变的原因。
2、难点：
基因突变和基因重组的比较。
四、学情分析
生物的变异现象对于学生而言并不陌生，通过初中生物课的学习学生已经初步认识到生物的变异与遗传物质和环境有关。本节在此基础上进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引起生物的变异的。
五、课时安排：1课时
六、教学程序设计
依据新课改”自主、合作、探究”的精神，按“学生是主体，教师是主导”的原则，以探究式教学方法为主线，利用学案导学，开展自主探究学习，让学生在讨论、探究、交流中相互启迪，获得新知，形成良好的学习习惯和学习方法。同时，教师充分利用现代声像技术及多媒体工具，借助多媒体动画，把基因突变的原因及类型和基因重组的原理直观地展示给学生，有利于学生由感性认识上升到理性认识。教师适时进行点拨，以帮助学生建构正确的知识结构，把课堂的主动权交给学生。
七、教学过程
教师组织和引导
学生活动
设计意图
创设情境，激发欲望
（5分钟）、多媒体展示水毛茛和果蝇的图片，设疑：
1、水毛茛裸露在空气中的叶和浸在水中的叶为什么表现出两种不同的形态？这种变异能遗传吗？
2、果蝇的白眼性状能遗传给后代吗？
2、导出生物体变异的类型（不可遗传变异和可遗传变异），并指出本节课学习的内容为可遗传变异中的基因突变和基因重组。
3、多媒体展示学习目标，并进行学习目标和课程标准的解读。、学生回顾生物体的表现型与基因型和环境之间的关系并思考相关问题。
2、通过学习，知晓生物体变异的类型以及本节课所要学习的内容。
3、明确本节内容和学习目标。
步步导入，激发学生的好奇心，主动地参与获取新知识，明确学习的相关内容和学习目标。
自主学习，组内讨论
探究1：基因突变（10分钟）、组织学生组内探讨基因突变的原因、特点，并进行小组展示。
2、多媒体展示镰刀型细胞贫血症的发病机理。并引导学生思考：碱基对的替换是否一定会引起生物体性状的改变？
3、复习豌豆的皱粒以及囊性纤维病的产生原因，提出问题引导学生进行分析，引出基因突变的概念。
4、拓展：人类ABo血型，让学生了解复等位基因。
5、对基因突变的意义进行引导，让学生懂得如何确立健康的生活方式。、通过学案上的知识梳理，组内讨论，形成统一认知进行小组展示。
2、观看多媒体展示的镰刀型细胞贫血症的发病机理并思考相关问题，回顾密码子的简并性。
3、小组讨论，总结基因突变的概念。
4、通过人类ABo血型的学习，掌握基因突变的不定向性。
5、理解基因突变的意义，并在以后的生活中树立正确的健康观念。
培养学生自主学习的能力，并体现学生的主体地位。
多媒体直观地展示给学生，有利于学生由感性认识上升到理性认识。
通过以前所学知识的回顾，帮助学生理解基因突变的类型和实例。
完成情感态度与价值观的目标。
自主学习，组内讨论
探究2：基因重组（10分钟）、组织学生组内探讨基因重组的类型、特点、实例并进行小组展示。
2、多媒体展示基因重组的类型及机理。
3、分析基因重组的意义。、通过学案上的知识梳理，组内讨论，形成统一认知进行小组展示。
2、观看多媒体展示。
3、知晓基因重组的意义。
培养学生自主学习的能力，并体现学生的主体地位。
班内交流，确定难点
（10分钟）、多媒体展现合作探究内容，倡导学生合作式学习、交流。
2、对于基因突变和基因重组的区别进行适时点拨，帮助学生理解。、合作交流，确定难点。
2、尝试构建表格分析基因突变和基因重组之间的区别。
培养学生发散思维及综合分析的能力，完成课标中的能力要求。
随堂练习，当堂反馈
（5分钟）
多媒体展示相关习题，由简单到复杂。
读题，思考与讨论，并进行解答。
、帮助学生对知识点进行巩固。
2、通过对学生练习结果的评价，了解学生对知识的掌握情况，以便确定下一步的补偿性学习的安排。
归纳总结，科学评价
（5分钟）、构建思维导图，帮助学生构建知识框架；
2、对本节课的小组表现进行科学评价，并评出最佳小组。
通过思维导图，构建知识框架，掌握相关知识。
科学评价有利于小组内学生之间的相互团结，培养学生团队合作的意识。
八、板书设计
5.1基因突变和基因重组
一、基因突变
、实例：
2、概念：碱基对的增添、缺失或替换
3、原因：外因、内因
4、特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性
5、意义：变异的根本
二、基因重组、概念：控制不同性状的基因的重新组合2、类型：自由组合、交叉互换
3、意义：变异的丰富
三、基因突变与基因重组的区别
九、布置作业
固学案P31-32相关习题
十、教学反思
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基因资源 篇6
关键词：植物基因资源；农民权；知识产权保护
1 农民权溯源及其发展
本文论及的农民权是指“源于过去、现在和将来农民在保存、改良和提供植物基因资源(尤其是那些集中体现物种起源与多样性的基因资源)过程中所作贡献的一种权利，这些权利由国际社会代表全世界的农民行使，目的在于确保农民的各种利益，并支持他们将已经作出的这种贡献持续下去”。从某种程度上说，“农民权”是由于很长一段时期里发展中国家相关利益群体的权益被忽略，而某些发达国家的“生物海盗”行为日益猖獗，发展中国家痛定思痛，才思考总结出来的这样一个试图打破现有不公平的利益分配格局的举措。
“农民权”一词最早源自于1979年联合国粮农组织内部的一场讨论，讨论的主题是在以遗传资源为基础的现代生物技术应用中，遗传材料提供者与生物技术提供者在利益分配中的不平衡。(1)1989年联合国粮农组织第25届大会通过的第4号决议(Resolution 4/89)承认了各区域种植者(农民)在植物遗传资源保护与开发方面作出的巨大贡献构成了全球植物生产的基础；第5号决议(Resolution5/89)，在4/89号决议的基础上，首次明白无误地确认了种植者的权利——农民权(Farmer's Right)：联合国粮农组织1991年第26届大会通过的第3号决议(Resolution 3/91)正式承认各国对植物遗传资源的“主权”，并认为，农民权将通过国际植物遗传资源基金的支持加以实现。1992年，在巴西首都里约热内卢签订的《生物多样性公约(Conventionon Biological Diversity)》(CBD)，是涉及生物资源保护与可持续利用的第一个有约束力的全球性国际协议。该公约明确反对遗传资源是全人类共同遗产的传统观点，首次确认了各国对其遗传资源拥有主权的原则。(2)1992年《生物多样性公约》内罗毕最后文本的第3号决议载明“有必要寻求解决办法，以解决植物遗传资源有关的各种突出问题，尤其是(1)《生物多样性公约》所强调的非原生境收集物的获取问题；(2)农民权问题”。(3)1992年联合国启动的“21世纪议程(AGENDA21)行动计划”指出必须逐步实现农民权。(4)1996年有150个国家加入了“保护和可持续利用粮食和农业植物基因资源全球行动计划”(Global Plan of Action)，并通过《莱比锡宣言》，把在国际、区域和国家层次上实现农民权，促进源自粮食和农业植物遗传资源利益的公平分享作为长期目标之一；(5)2001年11月联合国粮农组织通过了《粮食和农业植物遗传资源国际条约》，取代了运作18年的《植物遗传资源国际承诺》。条约第9条“农民权”为标题，正式将农民权以法律条文的形式在全球范围内予以确认。条约要求各缔约方应当适当地根据其国内立法，采取措施保护和促进农民权，包括：①保护与粮食和农业植物遗传资源相关的传统知识；②公平地分享植物遗传资源利用所带来的利益；③有权参加国家关于植物基因资源的保护和可持续利用方面的政策的决策。
2 农民权的性质及内容界定
2.1 农民权之知识产权属性分析
农民权的理念虽然得到国际社会的认同，但至今仍不能切实实现，究其原委，多数人认为农民权是一种抽象性权利，更有人认为其仅是道义上或政治上的权利，若停留在这一层面则农民权的实现极有可能成为空中楼阁，笔者认为应将农民权具体化，作为一种知识产权性质的权利，那些利用了传统遗传资源和相关传统知识的专利权人、植物新品种权人就应承认农民权的在先权利，并与之按某种方式分享商业利益。
一些学者竭力反对将农民权纳入知识产权领域，持这种观点的人坚持认为农民权与现代知识产权相去甚远，不符合知识产权保护的要求，其理由主要是：第一，农民权是一种群体性的权利，其权利主体难以确定；第二，作为农民权客体的植物遗传资源和相关传统知识大多已处于公有领域，很多已被世界各国广泛交流和应用，将公有领域的东西划入专有领域将会阻碍知识的传播和获得，不利于社会的整体发展和进步，从社会效用的角度讲应该把权利配置给能再生产出更多财富的人；第三，农民权主要源自于历代农民过去的贡献，无论是遗传资源还是相关传统知识都是历史的遗产，而知识产权制度的目标则在于激励创新。
这种观点乍看很有道理，实则有漏洞可寻。
首先，农民权是一种群体性的权利，但群体性的权利未必不能成为知识产权，地理标志就是活生生的先例。TRIPS协议中的第3节、第22条1-4款，把地理标志与商标、专利、版权并列作为一项独立的知识产权加以保护，而地理标志一般也不为某个特定主体所有。另外，农民权的实际权利主体难以确定也是事实，但并非无法解决。有学者认为应将国家作为农民权法律上的权利主体3，这种法律设计符合植物基因资源的国家主权原则，同时可以避免一国之内的不同主体之间的权利纷争，防止国家权益的流失。笔者认为应当通过遗传资源管理方面的国内立法指定某一政府部门或者研究机构代表国家参与惠益分享。
其次，效用最大化的牺牲虽然可以导致财富的积累，在一定程度上促进社会进步，但只是一种短期效应，从长期来看将危害社会的持续发展。“公平是法的逻辑前提，法因公平社会之需要而产生”。公平的表现方式有很多种，但只有实质的公平才是真正的公平。形式的公平看似提供了公平的机会，但事实上由于经济、历史、政治等多种原因，在机会的利用和获得上往往是不平等的，这就造成优势群体凭借自身优势能获得更多机会，占有并享用更多社会财富，而弱势群体在劣势环境下一步步走向恶性循环。实质的公平应承认不同的群体具有不同的特点，宽容这种不同性，并提供一种机制使不同群体能够获得平等发展的机会。不公平意味着制度缺乏正义的基石，因不公正的制度导致的财富分配将导致人们对法律和社会制度的不信任。同时，效用不能代替公平。基于以上原因，当植物基因资源和传统知识导致商业受益时，其提供者应该获得合理的经济补偿。
最后，用专利制度的创新性否定农民权可以具有知识产权性也未必科学。学者唐广良有一个很好的说明：随着现代科学技术的运用，利用这些共同遗产开发出具有知识产权的新成果的潜在可能性越来越大，从而让人们有了更加积极的选择，即积极地“利用”而不是消极的“保存”……这些遗产中的某些要素已经不再仅仅是祖先遗留下来、要求我们持续保存下去的遗迹，而是具有巨大开发价值的“资源”。既然如此，人人的自由使用'便成为值得怀疑的并有理由加以改变的事实。
此外，我们还需要对专利制度的目的重新进行推敲。专利制度的目的是鼓励创造性劳动还是增加知识供给，还是其他?有人认为专利制度是鼓励创造性劳动，笔者对此并不赞同。笔者认为鼓励创造性劳动是专利制度的一个手段而不是目标。如果说专利制度是鼓励创造性劳动，那么专利制度就没有理由把发现排除在专利范围之外。那么是增加知识供给吗?笔者认为也不是。专利制度如果目的在于增加知识供给也没有理由把发现排除在专利范围之外。那么专利制度的目的到底是什么呢?笔者认为是公众与知识创新者之间的利益分配机制，这既是专利制度的功能，也是专利制度的目的。专利法的功能不是保护新知识而是一种利益分配机制，从公平的角度看给予农民权非常合理。
传统的知识产权制度已经有几百年的历史，然而，几百年来，知识产权制度并不是一成不变的，随着科学技术和社会经济的发展，知识产权制度也在不断地作出调整，新的知识产权类型也逐渐出现。如果真正尊重农民权，就不应阻碍其成为一种新型的知识产权。只要受农民权保护的遗传资源和相关传统知识构成了专利和植物新品种的基础，那么农民权就理应成为相关专利权或植物育种者权的在先权利同时后续开发者应当与农民权的所有人分享由此带来的利益。
2.2 农民权之应有之义
长期以来由于缺乏历史基础和理论支持，农民权始终处于概念不清晰、内涵和外延无法确定、工作主题宽泛而抽象的阶段。因此需要对其作一具体界定，从而便利实现措施的选择。需要指出的是，本文论及的“农民权” 不包括动植物新品种条例中的农民特权1，笔者认为农民特权在当前知识产权保护呈现不断的强化的趋势下，作为一种与知识产权相对的权利将会受到越来越强的限制。与其不现实地要求保留更多的农民特权不如顺势而为转而寻求实现知识产权性质的农民权，这样，发展中国家反而可以在强化知识产权的大趋势下主动为自己争取权益。
根据《植物遗传资源国际条约》第9.2条款规定，农民权的内容包括：(1)保护植物遗传资源的相关传统知识；(2)公平地分享植物遗传资源利用所带来的利益；(3)有权参加国家关于植物遗传资源的保护和可持续利用方面的政策的决策。根据学者Riley的观点，农民权应当包括：(1)留种权；(2)使用最新技术的权利；(3)第三方采集遗传材料时的知情权和复制样本权；(4)因提供遗传资源而获得社会声誉的权利。
笔者认为农民权的内容应包含权利和义务两个方面。其权利主要有：(1)获取和利用植物基因资源和相关传统知识的知情同意权。获取和利用者要充分说明将如何获取和使用该遗传资源。这一权利是获得其他相关权益的基础，否则其他权利无异于无源之水、无本之木。(2)开发利益分享权。开发利用者应当与资源起源国和其他资源托管者公平分享由使用植物基因资源及相关传统知识而产生的利益，包括非金钱形式的利益和商品化情况下的金钱利益。西方国家在传统知识和知识产权问题上具有欺诈性和虚伪性，一方面诬陷发展中国家窃取知识产权，另一方面却利用发展中国家的技术发明和丰富资源获得他们的所谓专利从而牟取暴利。因此，基于公平必须确认对植物基因资源及相关传统知识的使用不是免费的，民族群体能够借助许可和处分而获得应有的权益。(3)因提供遗传资源而获得社会声誉的权利。那些损害性使用植物基因资源及相关传统知识的行为必须受到足够严厉且可操作的救济机制的禁止和惩罚。其义务主要有：(1)为相关获取提供便利(2)继续为植物遗传资源和相关传统知识的保存和可持续利用作出贡献。
3 知识产权性的农民权实现的重要意义
(1)坚持现有知识产权制度对植物遗传资源及其传统知识的保护将颠覆发展中国家的农业生产方式。
植物基因资源及其相关传统知识，绝大多数都发端于发展中国家或者在发展中国家同样地存在。而现在体现这种多样性的基因资源，却要面临着越来越膨胀的知识产权制度的威胁。传统知识产权制度设计的初衷是通过权利的授予而保护私人的垄断性利益，无论是相关技术的获取、转让，还是最终产品的惠益分享，现有的知识产权制度可能为遗传资源保护提供一些激励，但这种保护可能引发或者刺激对现存生物资源的过度开采，从而对遗传资源的保护产生了“事与愿违的鼓励作用”，“种子战争”和“生物海盗”就是典型的例证。
在“生物海盗”行为中，培育出植物基因资源和积累相关传统技术知识的发展中国家和当地社区得不到相应的经济补偿。由于资金匾乏，这些国家的政府无法拨款保护这些资源的自然聚生地，无法购买开发这些资源的专业技术。由于技术落后，他们无法采用相关先进技术来弥补这些损失。有些发展中国家由于基因资源的流失，甚至直接威胁到本国的经济发展，使本国又一次受到发达国家经济制约的威胁。许多传统知识也因为缺乏保护和利用的动力而失传。如果继续发展下去，其引发的后果将难以估量。在知识产权保护日益强化的趋势下，继续坚持传统的知识产权制度对植物遗传资源的调整将极有可能颠覆发展中国家的农业生产方式。
(2)对与植物资源有关的传统知识进行知识产权保护是促进农业传统知识使用和在发展中提高的必然要求。
对与植物基因资源相关的传统知识进行知识产权保护，为相关传统知识提供了一种机制，使其获得某种尊重和肯定，有助于传统知识的保存，促进传统知识的使用及创新功能。“传统知识的保存不仅是自我身份权的关键构成部分及土著和居住人持续生存下去的条件，而且是人类文化遗产的核心要素。”对与植物基因资源有关的传统知识提供知识产权保护将在法律上肯定传统知识的价值，提高该知识的形象，并有助于在拥有该知识的群体内外形成对知识的尊重。同时，外界对传统知识的使用带来的经济回报，可以为传统知识的存续和创新创造更好的经济基础。
(3)公平地分享植物遗传资源带来的利益将有助于提高世界各国尤其是发展中国家保护植物遗传资源的积极性，实现全球植物遗传资源的可持续利用。
现代农业作物中的这种基因多样性资源，绝大多数都发端于发展中国家，或者在发展中国家同样地存在。这一分布不均的客观事实决定了发展中国家在基因资源方面扮演的是配体(donor)的角色，发达国家则是受体(recipient)，每年从发展中国家输送到发达国家的基因资源的价值是十分惊人的。在 1994 年 8 月 16 日美国国务卿克里斯托福(Warren Christopher)敦促美国参议院批准生物多样性公约的信中就说到，仅美国小麦、玉米这两类主要作物行业平均每年从发展中国家获得的基因材料就价值 102 亿美元之多，2可见发展中国家对发达国家农业、生物产业方面的支持之大。而现在，受体国家们却觉得自己在国际市场上的获利还不够多，要通过建立更为严苛的知识产权制度，来反噬那些为他们长期提供基因资源的配体国家。
考虑到农民对植物遗传资源多样性的掌握和理解，以及他们保护生物资源的世代努力，我们应当在机制的选择和创设过程中认同并尊重他们的权益。否则，各相关利益方将无法在资源的获取、利用和惠益分享方面达成共识。同时，农民权对确保世界的粮食安全举足轻重，因为它有利于刺激植物基因资源的保护和开发，从而确保了世界范围内粮食和农业的产量。才可有效的保护与可持续利用粮食和农业植物遗传资源，才可高效的与国际社会进行合作，在保护本国利益的基础上共同促进人类社会的发展。如果忽视现有知识产权制度在这个领域的不良效果，否认对农民权的保护，就将大大削弱植物基因资源及相关传统知识的拥有者对珍贵自然资源和对生物多样性保护有益的知识和实践的发展和维护的积极性，从而使人类和环境受损。
4 知识产权性质农民权的实现刍议
4.1 农民权的国际层面的实现
第一，通过国际条约取得国际社会的认同。
农民权的实现离不开国际层面的协调和统一，而且也必须借助法律强制力来加以保障。这不仅符合植物遗传资源保护国际性的特点，也可以避免发达国家逃避应尽的义务。
CBD 缔约方大会在第 V/26B 号决定第 1 段中“考虑到正在就第 8(j)条和相关条款进行的工作，重申特殊制度这样的制度和其他保护土著社区和地方社区传统知识的制度在公平分享利用这种知识所带来的惠益以实现《公约》各条款方面所发挥的重要作用”。若干国家的政府也认为，有必要建立保护传统知识的特殊制度。如果条约目标及有关安排能够实现，则必定能促进发展中国家的经济、技术进步，从而增强其在全球环境保护事业中的参与热情与执行力度。可见，对农民权相关内容的国际法律保护已经初见端倪。
然而，在WTO新一轮谈判最近对TRIPS协议27.3(b)条的重新审议中，欧盟代表坚持认为：“从广义上讲，农民权并未直接涉及知识产权的保护主题，知识产权的主要目标是鼓励创新，而农民权更多地是对农业社区一种回溯性的补偿，是基于其过去在培育农业生物多样性过程中所扮演的角色而产生的，虽然在某些方面涉及到传统知识，但农民权的外延太过宽泛，难以通过TRIPS协议理事会来处理，它更应该由其他组织，特别是联合国粮农组织加以解决”。最具法律约束力的世贸组织TRIPS协议目前还没有承认农民权，其新一轮谈判的结果将对农民权问题作何规定尚不得而知。笔者认为应当在国际条约中，创设一种新的权利概念提供特殊保护，首先肯定农民权是一种知识产权，在专利法的体系下做专门规定，直接规定与之相关的专利权的惠益分配方法。
第二，国际组织协调管理。
联合国粮农组织(FAO)和国际农业研究磋商小组(CGIAR)是国际植物遗传资源保护的两大主导力量。FAO从1947年就开始了国际植物遗传资源的保护活动，1957年创办了第一个国际植物遗传资源通讯期刊，1965年成立了作物种质考察和引种转家组，1983年成立了政府间磋商协会组织，即植物遗传资源委员会。FAO还在发展中国家开展了大量植物遗传资源技术合作项目，并建立了全球种质资源非原生境保存协作网和早期预警信息系统。笔者认为FAO和CGIAR同样可以为农民权在国际层面的实现起到推动作用，缔结关于农民权的国际条约，由某一国际组织(如FAO)负责管理和协调农民权，各成员国是农民权法律上的主体。各国根据有关的国际条约和国内法设立农民权的专门机构，代表国家行使或承担农民权法律主体的权利和义务。国际组织根据各国的申请，就某一粮食和农业植物遗传资源及相关传统知识按照一定的标准进行审查，确定有关农民权的所属国，在此基础上，农民权将作为一种在先权利参与有关知识产权利益的分享。
4.2 农民权的国内层面实现
除了在国际立法上寻求完善，在国际合作关系方面寻求协调，资源本土国如果要切实保障权益，那么自身的积极努力也是必不可少的重要元素之一。
第一，将农民权立法化。
许多发展中国家现有的法律法规还比较缺乏这个方面的明文规定，但农民权立法化的进程已经在一些国家启动。印度于2001年9月通过了世界上第一部涉及农民权的国内法《植物品种保护和农民权利法》，对农民权的具体内容作了规定。赞比亚、泰国、孟加拉国也出台了相关法律。非洲统一组织(OAU)2000年制定的《生态资源示范法》第五部分对农民权的定义及其范围作出了规定。它表明已经又越来越多的国家参与到把农民权立法化的进程中来。我国现行的与遗传资源相关法规主要强调生物品种的保护，而忽略了遗传资源和遗传能力的保护，如对生物遗传基因和转基因生物品种的保护；《植物新品种保护条例》注重对植物品种权和品种权益人的保护，而对遗传资源使用和交换活动中存在的权属属性的规定很少。对地方社区和农民长期保存和使用的地方品种的保护措施也没有明确规定。1
第二，在国内建立一个完善的管理机制。
在国家层面上，农民权专门机构负责管理和协调植物基因资源及相关传统知识的保存和利用等事宜，农民权的事实主体将通过国家农民权专门机构实现权利并承担义务。必须有一个健全机制和机构的存在，作为农民与遗传资源使用者的中介，既保证资源的合理利用，又保护农民的合法权益。
例如，《遗传资源条约》所设计的利益分享，尤其是向发展中国家及经济转型国家转移利益的制度，包含了提供信息、转移技术并帮助对方，利益提取制度和自愿捐助制度。如果遗传资源提供国国内缺乏合理有效的机制和机构，不但在遗传资源的管理、利用和输出中存在困难，难以保证珍贵资源的保护和合理利益的分享，并且，即使有产生的利益直接和间接流向国内时，也会因为欠缺相关的法律规定和管理制度及统一协调的管理体制而难以将所得利益更好的用于保护和发展国内粮食和农业植物遗传资源，难于保护农民的合法权利。因此，在国内建立一个完善的管理机制，才可有效的保护与可持续利用粮食和农业植物遗传资源才可高效的与国际社会进行合作，在保护本国利益的基础上共同促进人类社会的发展。
第三，促进地方社群的有效参与。
当前世界上90%的生物多样性保护和开发是在土著、传统居民等地方社群领地内进行的，他们更为关心对领土上的资源和传统知识的控制、保护以及惠益的分享机制，他们可以赋予遗传资源多样性保护最优先的地位，最大程度的确保遗传资源的可持续利用。在知识产权框架内，知识产权性质的农民权为其事实主体提供了基本的权源，当农民权得到确认时，地方社群可以据此提出自己的权利要求，主张公平惠益分享。目前，由于当地居民潜在的权益并没有在制度上得到明确，因此地方社群很难充分而有效地参与各阶段、各级别的实施工作。在许多与当地遗传资源有关项目中，地方社群的参与水平是极低的。尤其应当重视的是，许多“参与”仅被视作一种补充或者补救措施，而不是作为一种可以对有关遗传资源获取、利用活动产生实质性影响的控制手段。应当在考虑生态系统方法的前提下，通过采取适当措施促进地方社群在国际、国内和地方各级有效地参与关于有关遗传资源的决策与实践，包括遗传资源的管理、获取和利益分享等。
5结语
国际社会普遍认为知识产权制度是保护遗传资源多样性的有力武器，但同时知识产权问题其实是横亘在发达国家与发展中国家之间的一道技术鸿沟、利益鸿沟。发展中国家应当转变思路，不在强化知识产权的大趋势下继续扮演被动、软弱的阻挡角色，而应通过保护知识产权性质的农民权融入到知识产权保护的大趋势中，主动为自己争取权益。但同时应该预见到，虽然农民权理论已经从道义上为争取发达国家尊重各国人民长期以来在实践中积累起来的植物基因资源及相关传统知识铺平了道路，但将发达国家这种道德上的承诺转化为法律上的惠益分享机制，将在经济上同西方国家利益发生严重冲突，其将受到的政治阻力是不可避免的，这就需要国际社会的共同努力。
网络资源在基因工程课程中的应用 篇7
一、建立多媒体课件资源库
仅仅依靠课本的知识不能满足教师和学生学习的需要, 而互联网为我们提供了海量的有关资料, 甚至可以得到相关的多媒体资料等。将其下载到本地的计算机, 分析判断可信度, 可按章节及资源形式进行分类, 分类后放在文件夹中, 以便取用。将各形式资源归类建立多媒体资源库, 制作可视性较强、生动形象的多媒体课件, 便于学生学习和理解, 教学效果明显提高, 同时也达到了培养学生学习兴趣的目的。
二、科研动态介绍
《基因工程》涉及的实验技术不断发展, 更新迅速, 网络资源时效性强, 动态变化快, 最新的科研信息都可以通过网络得到共享。通过介绍最新的实验技术、先进的实验设备和技术手段可达到辅助教学、提高教学效果、提高学生学习主动性的目的。在《基因工程》课程教学中, 作者向学生推荐了一些生物类网站, 如http://www.bioon.com/生物谷;www.bbioo.com生物秀;http://www.bio-soft.net/生物软件网等等。作者在教学过程中, 在教学内容完成后, 给学生留出5分钟时间介绍他们在网络上查到的与生物技术相关的科研新闻, 当学生介绍有人利用工程菌解决农药残留问题的新闻后, 作者将其中涉及的工程菌的概念、载体构建、转化重组菌株等相关知识点再向学生们讲解以提高教学效果, 这种方式不仅提高了学生学习的主动性, 而且更好地达到了教学目的。
三、网络实验视频辅助教学
《基因工程》课程中涉及众多实验技术, 且该领域实验技术及仪器设备等更新迅速, 学校本科教学实验课开展项目有限, 而生物技术专业学生又要求具有良好的实验动手能力, 这就使实验教学环节中出现了“应该做”和“无法做”的矛盾。网络资源中存在着大量可共享的实验视频, 这就为该课程的实验教学提供了有力的辅助手段, 教师可通过网络视频的播放同时结合理论进行讲解的形式, 使学生们掌握和了解更多、更新的本专业的实验技术。
四、建立师生交流平台
网络不仅可以提高知识资源, 它还具有超越时空的信息传递途径的特点。学生还可以通过如E-MAIL、ICQ、BBS、CHATROOM、BLOGS、电子白板、网上实时视音频会议系统等计算机网络功能与教师和同学进行交流, 共同探讨课程相关的理论知识和实验技术。通过交流进一步激发学生学习兴趣, 学生的学习主动性在课下得到了延续, 进而提高了教学效果。
五、PBL教学法的有效辅助资源
PBL是以问题为导向的教学方法, 是基于现实世界的以学生为中心的教育方式, 它已成为国际上较为流行的教学方法。它具有调动学生的主动性和积极性, 提高学生的综合素质, 提高教师对相关学科之间的理解与联系等优点。其教学思路是教师提出问题——学生查找资料——分组讨论——教师总结。学生可以利用一些综合性的网站如搜狐、网易、新浪等搜索引擎的分类搜索查询有关网站, 也可直接进入一些生物类网站直接输入关键词搜索。网络资源成为了PBL教学法的有效辅助工具。在课程中讲到DNA测序时, 给学生介绍科研动态, 提到人类基因组计划, 学生很感兴趣。作为问题学生们在网易搜索引擎中键入“人类基因组计划”, 浏览有关的网页和网站, 就可对人类基因组计划有一个完整的认识。这样, 既解决了疑难问题, 又扩展了知识面, 同时提高了利用互联网解决问题的能力, 提高了学生学习的主动性, 培养了学生获得信息的能力。
网络上不良信息、错误信息比比皆是, 为了合理有效地在课堂教学中利用网络资源, 教师应作为引导者、组织者, 指导学生分析鉴别和选择那些对自己学习有用的信息, 提高学生辨别真伪的能力。并提醒学生掌握信息扩充的“度”, 不要过分花费时间和精力。
综上所述, 合理选择和应用网络资源, 将其作为《基因工程》课程教学的有力辅助工具, 可有效提高教学效果, 并培养学生的学习兴趣, 提高学生学习主动性。
参考文献
[1]赖万东.钟理.多媒体及网络技术在化工原理教学中的开发与实践[J].高教论坛, 2006 (2) :49-50.
基因资源 篇8
1 相关概念
1.1 3S技术及其特点
3S技术是遥感技术 (Remote sensing) 、地理信息系统 (Geography information systems和全球定位系统 (Global positioning systems) 的统称, 在森林资源调查与管理、全球环境变化、自然灾害监测、信息管理等领域得到了大量的运用, 其中RS是一种信息获取手段, 主要利用遥感器从空中探测地面物体性质获取物体信息, 具有高效、便捷、动态等特点[1];GIS是通过计算机技术的运用, 对地理信息进行处理, 能够科学有效的进行空间的综合分析, 从而反映事物的拓扑关系[2];GPS是具有导航、定位和授时的系统, 具有全天候快速准确的定位系统。3S技术的集成将以上三种技术有机的结合在一起, 将传感器技术、空间技术、导航定位技术等相结合, 形成一个全面、实时的完整系统。
1.2 种质资源基因库
种质资源是指具有一定种质或基因的生物类型, 也称基因资源、基因库、基因银行。种质资源基因库是育种工作的物质基础, 也是理论研究的重要材料。
种质资源基因库是林业发展的重要基础, 在保护珍稀名贵树种、林业良种育苗、优良基因保存等方面具有重要作用。因此, 加强林业种质资源基因库的监管和利用, 是林业的重要工作之一。
2 3S技术在林业中的应用
2.1 3S技术在林业应用中的意义
林业生产中面临着诸如森林植被分布情况、林地使用情况、林地立地条件调查、森林病虫害、植物资源调查等一系列的数据分析, 这些数据的合理分析及运用是及时掌握林业现状、发现问题、解决问题的重要途径, 但是常规的数据分析方法在处理这些空间数据和属性数据的过程中存在收集不全面、处理缓慢等缺点, 而利用3S技术处理各种数据却游刃有余, 能及时掌握林业资源方面各种因子的空间时序变化及其变化特征, 根据其动态变化及时作出相关决策, 避免因数据处理滞后而导致的损失。3S技术在林业应用中的优势主要有以下几点:
1) 有效提高工作效率:3S技术具有高效、便捷、动态等特点, 在林业中合理运用3S技术进行相关数据的收集和处理能有效提高林业工作者的工作效率, 如运用3S可提高外业的资料收集和内业的制图速度;提高管理决策者对存在问题的决策方案制定效率;提高动植物资源调查、病虫害监测、火灾监测等相关专题的调查效率等。
2) 节省经费:由于工作效率的有效提高, 可减少原本需要大量人力、物力、财力的调查经费, 并且利用3S技术调查得到的基本数据和图纸, 可重复使用, 提高其利用率, 避免再次调查带来的经费支出。
3) 科学合理:3S技术是建立在遥感、计算机、网络等现代化的技术之上, 它是各种高科技技术的综合体, 在林业调查中, 通过3S技术使空间数据与属性数据进行了综合的收集、运用和分析, 避免了单一信息所导致的数据分析缺陷;对资源空间属性的动态监测、更新和管理, 也能及时有效的掌握资源状况, 做出科学决策。
2.2 3S技术在林业中的应用现状
1960年代开始, 我国就开始了RS (航空遥感) 技术在林业上的应用, 林业调查队在国有林场总体设计中大规模使用航测照片, 改变调查测绘工作的方法和程序, 提高了调查速度和精度, 到目前为止, 3S技术在林业上的应用主要体现在以下几个方面[3]:
1) 资源监测及管理:主要包括林业中各类资源的调查、监测和管理。如森林资源现状调查和动态监测、湿地植物资源调查、药用植物资源调查、野生动植物资源普查等[4]。
2) 灾害预警:主要包括林业生产中各种灾害的预测和分析。如森林火灾信息调查、森林病虫害防治等。
3) 规划设计:森林培育及低产林的改造等规划、林业专题图的制作及封山育林等的设计。
4) 辅助决策:利用3S技术, 对资源现状的调查及其动态的监测, 构建一系列相关决策模型, 通过比较分析, 为林业决策提供重要的科学依据。
2.3 3S技术应用存在的主要问题及解决对策
1) 管理机制落后:3S技术的应用需要得到大量的相关数据, 而这些信息来源于相关部门, 由于其信息化和透明化的特点, 很多单位会顾忌利益, 给3S技术系统的建立带来一定的困难[5]。
3S技术为不同的领域提供了广阔的发展前景, 因此通过机制改革的方式, 改变传统的管理理念, 将行政部门的机制逐渐向市场机制、法律机制转变。
2) 人才短缺:很多3S技术应用部门属于行政单位, 其人员配置以行政业务人员为主, 缺少专业的信息技术人员, 专门从事3S技术的人员更是少之又少, 导致3S系统运用不畅, 开发利用率低。
通过完善人才结构, 招聘一定比例的相关人才, 提高服务队伍的专业技能, 建设高效、专业的3S技术人才系统。
3) 空间数据不足:空间数据是3S技术的主要组成部分之一, 然而在数据获取的过程中存在数据单一、可用率低、脱离实际等一些问题, 导致空间数据不足, 影响系统运行。
加快数据的标准化, 提高空间数据的质量, 建立完整的空间数据及其元数据的标准和统一的数据政策, 制定完善的3S系统体系, 为3S系统的建设打好基础, 逐步完善。
4) 共享缓慢:GIS的信息共享问题是制约系统应用的一个重要方面, 在3S技术的运用过程中, 部门和地区间缺乏信息共享机制, 导致所获信息的开发利用率低, 不能很好的发挥整个系统的作用。
制定3S技术数据共享的规范和机制, 为信息共享提供可靠的平台, 并注意将3S技术与其他信息技术有机结合, 从而实现信息的综合利用。
3 基于3S技术林业种质资源基因库系统的构建
3.1 构建目的
通过3S技术手段建立林业种质信息平台, 实现林木种质信息的集中管理, 克服资源信息独立、分散的状态, 为林木新品种选育工作和生产者全面了解各种种质的特征提供捷径, 拓宽优异资源和遗传基因的使用范围, 为培育速生、高产、抗逆性强的林业新品种提供新的手段, 为林木种质资源遗传多样性的保护和持续利用提供重要依据。
3.2 技术关键
1) 林业种质资源数据、基础地理空间数据和遥感影像数据的采集和预处理以及实现基于对象关系型数据库的海量影像空间数据存储[6]。
2) 基于C/S和B/S多层体系混合结构, 实现基于地理信息开发平台的瓦片式地图数据网格式网络发布, 有效提高系统灵活性、可重用性, 并提高系统开发效率。
3) 用可扩展标记语言为数据交换标准, 实现数据的结构化、标准化存储, 解决多源异构数据共享。
3.3 框架及特点
1) 基于3S技术林业种质资源基因库系统框架:基于3S技术林业种质资源基因库系统的构建是以3S为核心, 以种质资源基因库的物种资源和生态环境为主要内容, 以空间技术、遥感技术、现代信息技术、计算机技术为手段, 以非线性稳健估计理论为基础, 采用高分辨率的遥感影像、近景拍摄、全站仪、全球定位系统、GIS、RS、DSS等现代技术, 通过对数据的重组整合、提取创新、信息集成等, 实现林业种质资源基因库内物种资源与生态环境自动化、实时化、动态化、智能化、精准化的调查、监测与经营管理等, 为林业种质资源基因库的管理、监测、病虫害防治等提供强有力的技术支持和系统平台, 保障种质资源库的健康安全和可持续发展。其系统框架图如图1所示。
2) 基于3S技术林业种质资源基因库系统特点: (1) 基于“3S”技术开发的林业种质资源基因库系统, 以高时空分辨率, 多层次、动态描述林业资源的时空分布特征, 描绘林业资源的动态变化规律, 研究和探索林业资源在区域内的空间分布状况以及相应的时空演替规律, 为科学合理地经营管理, 实现林业资源的持续发展和分类经营提供了依据。 (2) 运用3S技术, 将调查数据、基本地理要素、小班区划界线、专业调查数据、林业种质资源数据等有机地结合起来, 应用在森林资源调查、灾害调查、监测与预测预报、森林信息动态更新、资源分析及森林经营管理等各项林业活动中, 将会产生巨大的效益, 提高林业生产整体水平。
3.4 评价与讨论
林业种质资源基因库系统的构建, 不仅能存储植物多样性的诸多信息, 而且能够利用物种的空间位置信息, 进行物种生境、种群动态等的跟踪管理, 具有灵活检索、快速检索、准确检索等诸多优点, 如能实现林业种质资源数据、基础地理空间数据和遥感影像数据的采集和预处理, 实现林业种质资源关系型数据库的海量空间数据存储, 必将为林业生态环境的建设、自然资源的保护和开发利用等提供科学依据。
4 结论及展望
随着我国经济发展及社会环境意识的增强, 传统的资源管理体系已不能满足社会经济可持续发展的需要, 基于3S技术的林业种质资源基因库系统克服了传统资源管理体系的缺陷:实现动态监测种质资源的空间分布信息;不仅对种质资源数量进行监测, 更加强了对种质资源基因库生态环境信息的动态监测;实时准确的进行数据更新, 更好地完成监测体系的数据收集。
与传统的方法相比, 运用3S技术进行林业种质资源基因库的管理, 具有准确、客观、经济、高效等特点, 大大提高了林业工作的工作效率和数据精度;传统的管理方法往往误差较大、数据更新慢、资源共享不及时等弊端。虽然, 现在3S技术在林业种质资源基因库的管理中应用还未开始, 其应用效果还有待考证, 但在以后的工作中, 可以将3S技术与专家系统、虚拟技术等相结合, 使种质资源的利用和管理实现智能化、综合化、可视化, 建立一个有效的种质资源基因库管理系统, 为长期的管理和保护利用种质资源提供可靠的技术支撑。
参考文献
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