核物理研究生论文

普通物理学（192学时）、数学物理方法（64学时）、理论物理（理论力学、电动力学、热力学统计物理、量子力学，208学时）、原子核物理（64学时）、核物理实验方法（48学时）、核电子学（48学时）、核技术及应用等（64学时）、计算物理（48学时）、工程技术基础（机械原理与制图、计算机应用、电工电子技术，共144学时）。

主要实践性教学环节：生产实习、科研训练、大学生创新训练、毕业论文（毕业设计）等。

主要专业实验：普通物理实验、近代物理实验、核物理实验、核电子学实验。

毕业生可以在相关科研部门、高等学校从事科学研究和教学工作；到原子核物理及核技术相关的厂矿、企事业技术和行政管理部门从事应用研究、科技开发、生产技术管理工作；也可以继续攻读原子核物理学、核技术应用及相关学科的研究生学位。

本专业主要培养能够从事核物理学、核科学与核技术及相关学科领域的研究、教学、新技术开发应用、工程管理工作的专业人才。经过学习和训练，本专业学生应具有较扎实的核物理学基础和相关学科领域的专门知识，具备在核物理及相关学科进一步深造的基础。

核物理是研究射线束的产生、探测和分析技术;以及同核能、核技术应用有关的物理问题。下面我给大家分享一些核物理学术论文，大家快来跟我一起欣赏吧。

激光核物理

摘要在最近十年,激光技术有了长足的进展,激光的强度超过了1022W/cm2, 激光的电场达到~4×1012V/cm.当这种高强度的激光照射在靶上时,可以产生许多由激光产生的核反应现象.在这篇文章中,作者回顾了这一领域的研究进展,并对在不远的未来激光产生电子 ?质子?中子?X射线和正电子发展的潜力进行了一些讨论.

关键词啁啾脉冲放大,粒子云,正电子发射层析术,库仑爆炸

1 什么是

最近十年中,激光技术有了显著的进展,激光强度已超过1022W/cm2,激光的电场强度达到;1012V/cm,比氢原子中电子玻尔轨道上的库仑场大759倍,相当于在原子大小上相应加上约40kV的电压,在原子核大小上相应加上约的电压,在这种很强的电场作用下,所有的原子都会在极短的时间内被电离,产生从几个MeV到几百MeV的质子,几十MeV到GeV的电子和其他粒子,以及韧致辐射和中子,这些粒子可以产生核反应,打开了核物理以及非线性相对论光学研究的新领域[1—3].

在今后的十年中,激光强度可能会提高到1026—1028W/cm2,这样高强度的激光可以将粒子加速到1012—1015eV,并将成为研究粒子物理?引力物理?非线性场论?超高压物理?天体物理和宇宙线研究中的一个有力工具[1].

超高功率超短脉冲激光技术的发展,在实验室中创造了前所未有的极端物态条件,如高电场?强磁场?高能量密度?高光压和高的电子抖动能量?高的电子加速度,这种极端的物理条件, 目前只有在核爆中心?恒星内部?星洞边缘才能存在,在它和物质的相互作用中,产生了高度的非线性和相对论效应,产生了崭新的物理学领域,也为多个交叉学科前沿研究领域带来了历史性的机遇和拓展的空间.

2 国内外研究现状

当前国际上已经在一些实验室中建立了几十TW到几个PW的激光系统,在上世纪80年代中期,以前激光的强度长期停留在1014W/cm2左右,这是由于非线性吸收效应随着激光强度的增加而迅速增强,在80年代中期之后,由于采用了啁啾脉冲放大技术(chirped pulse amplification, CPA),激光强度提高了6—7个数量级,在CPA技术中,一个飞秒或皮秒的脉冲通过色散的光栅对在时间尺度将它展宽了3—4个数量级,这样就避免了放大器的饱和以及在很高强度时由于非线性效应产生的光学放大器件的损伤,在经过放大以后,再由另一光栅对将脉冲宽度压缩回到飞秒或皮秒宽度,以获得1019W/cm2到1022W/cm2的靶上功率密度.CPA超短脉冲TW的激光装置在法国光学应用研究所?瑞典Lund大学?德国Mark-Plank研究所?德国Jena大学?日本JAERI和中国工程物理研究院?中科院上海光学精密机械研究所?中科院物理研究所?中国原子能科学研究院等都建有.日本原子能研究所采用变形镜和CPA相结合的技术,运用低f值的抛物面镜,将激光聚焦于1μm的斑点,可以进一步提高焦斑上的功率密度,但是由于放大介质的单位面积上的饱和能量通量和光学元件的损伤阈值的限制,单位面积上最大的光强度?I??th?=hν3σΔν?ac2?,这个数值约为10?23?W/cm2.美国LLNL正在计划建造10?18?W(exawatt)和10?21?W(zettawatt)的激光装置,以期获得1026W/cm2 —1028W/cm2的靶上功率密度.

高强度的激光可以引起许多核反应,当激光强度I>10?18?W/cm2时,在激光电场做抖动的电子能量达到,产生了相对论等离子体.运用强激光在等离子体中产生的尾场去加速电子,如用一台紧凑型的重复频率的激光器可以产生200MeV的电子.这种激光等离子体型的加速器具有比通常电子加速器高出1000倍的加速梯度,即达到GV/m.运用高强度?单次脉冲的激光也获得了100MeV的电子,并测量到它的韧致辐射.超短超强激光还可以产生质子束,并开始运用这些质子束产生正电子发射层析术(positron emission tomography,PET)所需要的短寿命的正电子放射源,一种用激光来产生的小型化的和经济的质子产生器有望在未来用于质子治癌.运用超短超强激光直接产生正电子已在英国卢瑟福实验室开展,他们用重复频率的TW级的激光,打在高Z元素的靶上得到每脉冲2×107个正电子,它对于基础研究和材料科学很有用途.通过超短超强激光和氘团簇的相互作用,产生聚变反应的中子,其中子产额可以达到105中子/焦耳,激光产生中子的能量效率已达到世界上大型的激光装置的水平,它可以成为台面的中子源,由于其中子脉冲通量高,但总的中子剂量很小,适合于生物活体的中子照相和材料科学的研究.运用超短超强激光和氘化聚乙烯作用产生中子,Hilsher等人用钛宝石激光(300mJ, 50fs, 10Hz, 10?18?W/cm2) 轰击氘化聚乙烯靶,产生104中子/脉冲.运用超短超强的激光在相对论性的电子上的散射,产生几百飞秒?几十埃的硬X射线,可以用来研究材料和生命科学的一些问题 ,这种超快的硬X射线源对于研究一些高Z物质和时间分辨的超快现象具有重要的意义.超短超强激光所产生的高能电子,在物质中产生高能X射线,可以在裂变物质铀中引起裂变,并在裂变靶中探测到许多裂变产物.在激光的强度达到1028W/cm2时,电场强度只比Schwinger场(真空击穿场强)低一个数量级,在这样的场中,由于真空的涨落被激发,激光就有可能从真空中产生正负电子对,美国Lawrence Berkerly实验室在SLAC高能加速器上,用10?18?W/cm2的激光束和聚焦性能很好的的电子束相碰撞,产生了200多个正负电子对,这是由于在反向相碰的电子和激光中,从电子的坐标系来看,激光的场强增强了Lorentz因子倍,以至于可以远远地超过Schwinger场值,直接从真空中产生一些电子对.

3 新的科学研究的内容 ,新的交叉点

激光产生高能电子[4—7]

产生高能电子的机制有两种:第一种是在激光场作用下,电子做抖动运动,在激光强度I=10?20?W/cm2时,电子抖动运动能量能达到10MeV;第二种是由非线性效应所产生的能量比较高的部分.用300J,的激光照射在厚的金靶上,测量到的电子能谱分布基本上由两个部分组成:一部分是由有质动力产生的,它的能量在20—30MeV以下,还有一部分就是由非线性效应产生的几十MeV以至100MeV以上的高能量的电子,并和粒子云(particle in cell,PIC) 的计算结果符合,目前加速电子最高能量已达1GeV.能散度可达3% .

当激光的强度增加时,光波的压力变得很大,光压推着电子往前走,光波就像一个光子耙将等离子体中的电子推到脉冲的前面积累,形成电子的“雪耙”(snow plow) ,在这种“雪耙”加速中,电子的动能得到增益.在综合了光压作用和激光场的作用后,计算得到在激光强度为I=1026W/cm2时,加速梯度可达200TeV/cm,如果加速长度达到1m,电子能量为2×10?16?eV,在I=1028W/cm2时,加速梯度可达2peV/cm,加速长度为1m时,电子能量为2×10?17?eV,可以用来研究高能物理中的许多问题.

激光产生质子束[8,9]

在激光等离子体中,在I=10?20?W/cm2的情况下,加速质子的能量可以高达58MeV.加速梯度约为1MV/μm.质子被加速的距离只有60μm左右,如何增长加速距离成为非常重要的研究内容,加速质子的机制是相当复杂的,也提出了一些加速模型的设想.实验上的研究结果已显示它存在很好的应用前景.这表现在:

(1) 激光能量转换成质子束能量的效率是高的,而且和激光的能量有关,在激光脉冲能量为10J?宽度为100fs时,转换效率为1%,当500J?500fs时,转换效率为10%,人们已经获得了10?13?质子/脉冲,质子脉冲宽度约1ps,相当于10?25?质子/秒,即?;?106A的脉冲质子流.

从理论到实验应该研究如何进一步提高能量转换效率的问题,尤其是当激光能量进一步提高时,转换效率是否还继续上升.

(2) 质子束的发散角比较小,观察到的横向发散角为;mrad,比通常加速器上加速的质子束的发散角小.

(3) 高能质子束的获得可能会在今后的十年中实现,按照Bulanov等人的计算结果,在I=10?23?W/cm2时,质子可以被加速到1GeV以上,在I=1026W/cm2和1028W/cm2时,质子能量可以达到100GeV和 10TeV.

(4) 目前已获得几十MeV的质子束,并已用于为PET产生?18?F等短寿命的正电子源,在英国Rutherford实验室的Vulcan装置上,在20分钟内制备了109Bq的?18?F源,已经可以用在PET上.

(5) 产生200MeV的质子,并用于质子治癌,由于它在能量沉积上的优越性能,以及整个装置可以做得小,成本低,所以在治癌应用上很有发展前景,并可应用于中子照相.目前由激光加速产生的质子的能量分散度为17%.治癌应用要求能散度≤3%左右,因此减少能散度的工作在一些实验室正在进行中.

激光产生中子[10,11]

超短超强激光加热氘团簇产生核聚变,已经产生了104中子/脉冲或105中子/焦耳,从激光的能量转换成中子的效率看,和美国LLNL上的大型激光器NOVA上的每焦耳激光的中子产额相当,比日本大阪大学的大型激光装置Gekko 12上的数值大一个数量级,因此是一种很有发展前景的桌面台式的中子发生器,因为这种中子源的时间宽度只有1ps,是一个高中子通量的中子源,可用于材料科学和中子照相.

氘的团簇在吸收激光能量后要发生库仑爆炸,应该说到现在为止对于库仑爆炸的机理理解尚不非常清楚,尤其是团簇爆炸后产生的氘分子和氘的小团簇如何产生氘-氘的聚变反应也缺乏细致的了解,在进一步的改进方面,还有发展的余地,例如,如何采用多束的超短超强激光同时照射团簇,或用大于50T的脉冲磁场去推迟热等离子体的解体时间,以增加中子产额.

利用超短超强激光和氘化聚乙烯作用来产生中子,Hilsher等人用钛宝石激光(300mJ,50fs,10Hz,10?18?W/cm2)轰击氘化聚乙烯靶也产生了104中子/脉冲,大约每焦耳的激光产生;104中子.Disdier等人用20J,400fs,5×1014W的激光辐照CD?2靶,获得107中子,每焦耳激光产生了;105中子,这是很高的中子产额,他们还要用500J,500fs,1pW的激光照射CD?2,以获得更多的中子.

在激光辐照CD?2平面靶时,除了要研究激光能量在CD?2靶上的能量沉积的分布外,如何充分地利用沉积的能量是一个很重要的问题 .沉积的能量有很大一部分要转变成等离子体的动能,在平面靶的情况下,如何设计靶面形状,以最大限度地使等离子体的动能对D-D反应做贡献.

激光产生硬的超短(~100fs)X射线[12]

用超短超强激光(50mJ,)和50MeV的电子束散射可以产生4nm,300fs的硬X射线,虽然转换效率不高,但产生的X射线强度可以在Si表面产生衍射峰,可以用来研究Si表面相变过程(从固相→熔化过程)的时间分辨的研究,也可以研究蛋白质折叠动力学,蛋白质的折叠时间为1ns,用300fs的硬X射线可用来了解它的折叠过程中的状态.

激光产生正电子[13,14]

将具有几个MeV的电子,经过很好地准直后,射到一个高Z的靶上,通过Trident过程(Z+e-→Z′+2e-+e+)和Bethe-HEitler过程(Z+r→Z′+e-+e++r′)产生正电子,采用重复频率的超短超强激光和高Z靶的相互作用,每脉冲可以产生2×107个正电子,经过慢化后,储存在磁场中,它对于基础科学和材料科学的研究是很有用的.

4 主要存在的问题和分析

这门新兴的交叉学科在国际上也只有十多年的历史 ,但发展十分迅速,搞激光技术和原子核物理的科学家们已经开始在一起召开学术研讨会,共同参加一些实验,由于它是一个新的生长点,发展比较快,也比较容易发现一些新现象,所以合作的积极性也在日益增长.随着超短超强激光技术的发展,在粒子加速?核物理?甚至粒子物理方面可以做出一些很好的工作来.我国发展的情况有些滞后,学科之间的交叉和合作还没有真正形成,学科之间的了解和交流还不够,因此只在交叉学科的边缘上做了一些工作,按照我国在激光技术和核物理方面的力量来说,都应该有可能做出更多更好的工作. 目前具有超短超强激光装置的研究单位并不少,但将它们运行好,做出好的物理工作的成果并不多.

国内的情况也和国际上相似存在着一个问题,即搞强激光技术的专家和搞核物理和粒子物理专家之间的交流?讨论不够,这就会影响这一交叉学科的发展.

从强场物理到超短超强激光技术,到应用于各个领域,在世界上是基础科学和技术进步相互推动,相互作用的一个范例,基础研究的需求,以及光学科学的基础,非线性科学的基础,促进了超短超强激光技术的发展,而高强度激光的发展又为物理学的发展提供一个崭新的世界.

参考文献

[1] Tajima T, Mourou G. Physical Review Special Topics\|Accelerators and Beams, 2002, 5:037301

[2] Mourou G, Tajima T, Bulanov S V. Reviews of Modern Physics, 2006, 78: 309

[3] Lee mans W P et al. Nature Physics, 2006, 2: 696

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[14] Gahn C et al. Phys. Rev. Lett., 1999, 83 :4772

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其他有必要用副题名作为引伸或说明者。 5．5．3 题名在整本报告、论文中不同地方出现时，应完全相同，但眉题可以节略。 5．6 序或前言序并非必要。报告、论文的序，一般是作者或他人对本篇基本特征的简介，如说明研究工作缘起、背景、它旨、目的、意义、编写体例，以及资助、支持、协作经过等；也可以评述和对相关问题研究阐发。这些内容也可以在正文引言中说明。 5．7 摘要 5．7．1 摘要是报告、论文的内容不加注释和评论的简短陈述。 5．7．2 报告、论文一般均应有摘要，为了国际交流，还应有外文(多用英文)摘要。 5．7．3 摘要应具有独立性和自含性，即不阅读报告、论文的全文，就能获得必要的信息。摘要中有数据、有结论，是一篇完整的短文，可以独立使用，可以引用，可以用于工艺推广。摘要的内容应包含与报告、论文同等量的主要信息，供读者确定有无必要阅读全文，也供文摘等二次文献采用。摘要一般应说明研究工作目的、实验方法、结果和最终结论等，而重点是结果和给沦。 5．7．4 中文摘要一般不宜超过200~300字；外文摘要不宜超过250个实词。如遇特殊需要字数可以略多。 5．7．5 除了实在无变通办法可用以外，摘要中不用图、表、化学结构式、非公知公用的符号和术语。 5．7．6 报告、论文的摘要可以用另页置于题名页之后，学术论文的摘要一般置于题名和作者之后、正文之前。 5．7．7 学位论文为了评审，学术论文为了参加学术会议，可按要求写成变异本式的摘要，不受字数规定的限制。 5．8 关键词关键词是为了文献标引工作从报告、论文中选取出来用以表示全文主题内容信息款目的单词或术语。每篇报告、论文选取3~8个词作为关键词，以显著的字符另起一行，排在摘要的左下方。如有可能，尽量用《汉语主题词表》等词表提供的规范词。为了国际交流，应标注与中文对应的英文关键词。 5．9 目次页长篇报告、论文可以有目次页，短文无需目次页。目次页由报告、论文的篇、章、条、附录、题录等的序号、名称和页码组成，另页排在序之后。整套报告、论文分卷编制时，每一分卷均应有全部报告、论文内容的目次页。 5．10 插图和附表清单报告、论文中如图表较多，可以分别列出清单置于目次页之后。图的清单应有序号、图题和页码。表的清单应有序号、表题和页码。 5．11 符号、标志、缩略词、首字母缩写、计量单位、名词、术语等的注释表符号、标志、缩略词、首字母缩写、计量单位、名词、术语等的注释说明汇集表，应置于图表清单之后。6 主体部分 6．1 格式主体部分的编写格式可由作者自定，但一般由引言(或绪论)开始，以结论或讨论结双。主体部分必须由另页右页开始。每一篇(或部分)必须另页起。如报告、论文印成书刊等出版物，则按书刊编排格式的规定。全部报告、论文的每一章、条的格式和版面安排，要求划一，层次清楚。 6．2 序号 6．2．1 如报告、论文在一个总题下装为两卷(或分册)以上，或分为两篇(或部分)以上，各卷或篇应有序号。可以写成：第一卷、第二分册；第一篇、第二部分等。用外文撰写的报告、论文，其卷(分册)和篇(部分)的序号，用罗马数字编码。 6．2．2 报告、论文中的图、表、附注、参考文献、公式、算式等，一律用阿拉伯数字分别依序连续编排序号。序号可以就全篇报告、论文统一按出现先后顺序编码，对长篇报告、论文也可以分章依序编码。其标注形式应便于互相区别，可以分别为：图 l、图2．1；表2、表3．2；附注 l)；文献[4]；式(5)、式(3．5)等。 6．2．3 报告、论文一律用阿拉伯数字连续编页码。页码由书写、打字或印刷的首页开始，作为第l页，并为有页另页。封面、封二、封三和封底不编入页码。可以将题名页、序、目次页等前置部分单独编排页码。页码必须标注在每页的相同位置，便于识别。力求不出空白页，如有，仍应以有页作为单页页码。如在一个总题下装成两册以上，应连续编页码。如各册有其副题名，则可分别独立编页码。 6．2．4 报告、论文的附录依序用大写正体A，B，C，......编序号，如：附录 A。附录中的图、表、式、参考文献等另行编序号，与正文分开，也一律用阿拉伯数字编码，但在数码前冠以附录序码，如：图 A1；表B2；式(B3)；文献〔A5]等。 6．3 引言(或绪论) 引言(或绪论)简要说明研究工作的目的、范围、相关领域的前人工作和知识空白、理论基础和分析、研究设想、研究方法和实验设计、预期结果和意义等。应言简意赅，不要与摘要雷同，不要成为摘要的注释。一般教科书中有的知识，在引言中不必赘述。比较短的论文可以只用小段文字起着引言的效用。学位论文为了需要反映出作者确已掌握了坚实的基础理论和系统的专门知识，具有开阔的科学视野，对研究方案作了充分论证，因此，有关历史回顾和前人工作的综合评述，以及理论分析等，可以单独成章，用足够的文字叙述。 6．4 正文报告、论文的正文是核心部分，占主要篇幅，可以包括：调查对象、实验和观测方法、仪器设备、材料原料、实验和观测结果、计算方法和编程原理、数据资料、经过加工整理的图表、形成的论点和导出的结论等。由于研究工作涉及的学科、选题、研究方法、工作进程、结果表达方式等有很大的差异，对正文内容不能作统一的规定。但是，必须实事求是，客观真切，准确完备，合乎逻辑，层次分明，简练可读。图图包括曲线图、构造图、示意图、图解、框图、流程图、记录图、布置图、地图、照片、图版等。图应具有"自明性"，即只看图、图题和图例，不阅读正文，就可理解图意。图应编排序号(见6．2．2)。每一图应有简短确切的题名，连同图号置于图下。必要时，应将图上的符号、标记、代码，以及实验条件等，用最简练的文字，横排于图题下方，作为图例说明。曲线图的纵横坐标必须标注"量、标准规定符号、单位"。此三者只有在不必要标明(如无量纲等)的情况下方可省略。坐标上标注的量的符号和缩略词必须与正文中一致。照片图要求主题和主要显示部分的轮廓鲜明，便于制版。如用放大缩小的复制品，必须清晰，反差适中。照片上应该有表示目的物尺寸的标度。 6．4．2 表表的编排，一般是内容和测试项目由左至右横读，数据依序竖排。表应有自明性。表应编排序号(见6．2．2)。每一表应有简短确切的题名，连同表号置于表上。必要时应将表中的符号、标记、代码，以及需要说明事项，以最简练的文字，横排于表题下，作为表注，也可以附注于表下。附注序号的编排，见6．2．2。表内附注的序号宜用小号阿拉伯数字并加圆括号置于被标注对象的右上角，如：×××1），不宜用星号"*"，以免与数学上共轭和物质转移的符号相混。表的各栏均应标明"量或测试项目、标准规定符号、单位"。只有在无必要标注的情况下方可省略。表中的缩略调和符号，必须与正文中一致。表内同一栏的数字必须上下对齐。表内不宜用"同上"、"同左"、"，，"和类似词，一律填入具体数字或文字。表内"空白"代表未测或无此项，"-"或"..."(因"-"可能与代表阴性反应相混)代表未发现，"0"代表实测结果确为零。如数据已绘成曲线图，可不再列表。．3 数学、物理和化学式正文中的公式、算式或方程式等应编排序号(见6．2．2)，序号标注于该式所在行(当有续行时，应标注于最后一行)的最右边。较长的式，另行居中横排。如式必须转行时，只能在+，-，×，÷，＜，＞处转行。上下式尽可能在等号"＝"处对齐。示例1：（1）示例2：（2）示例3：（30）小数点用"．"表示。大于999的整数和多于三位数的小数，一律用半个阿拉伯数字符的小间隔分开，不用千位撇。对于纯小数应将0列于小数点之前。示例：应该写成94 652．023 567；0．314 325不应写成94，652．023，567；．314，325应注意区别各种字符，如：拉丁文、希腊文、俄文、德文花体、草体；罗马数字和阿拉伯数字；字符的正斜体、黑白体、大小写、上下角标(特别是多层次，如"三踏步")、上下偏差等。示例：I，l，l，i；C，c；K，k，κ；0，o，(°)；S，s,5；Z，z，2；B;β；W，w，ω。 6．4．4 计量单位报告、论文必须采用1984年2月27日国务院发布的《中华人民共和国法定计量中位》，并遵照《中华人民共和国法定计量单位使用方法》执行。使用各种量、单位和符号，必须遵循附录 B所列国家标准的规定执行。单位名称和符号的书写方式一律采用国际通用符号。 6．4．5 符号和缩略词符号和缩略词应遵照国家标准(见附录B)的有关规定执行。如无标准可循，可采纳中学科或本专业的权威性机构或学术固体所公布的规定；也可以采用全国自然科学名词审定委员会编印的各学科词汇的用词。如不得不引用某些不是公知公用的、且又不易为同行读者所理解的、或系作者自定的符号、记号、缩略词、首字母缩写字等时，均应在第一次出现时一一加以说明，给以明确的定义。 6．5 结论报告、论文的结论是最终的、总体的结论，不是正文中各段的小结的简单重复。结论应该准确、完整、明确、精练。如果不可能导出应有的结论，也可以没有结论而进行必要的讨论。可以在结论或讨论中提出建议、研究设想、仪器设备改进意见、尚待解决的问题等。 6．6 致谢可以在正文后对下列方面致谢：国家科学基金、资助研究工作的奖学金基金、合同单位、资助或支持的企业、组织成个人；协助完成研究工作和提供便利条件的组织或个人；在研究工作中提出建议和提供帮助的人；给予转载和引用权的资料、图片、文献、研究思想和设想的所有者；其他应感谢的组织或个人。 6．7 参考文献表按照 GB 7714-87《文后参考文献著录规则》的规定执行。 7 附录附录是作为报告、论文主体的补充项日，并不是必需的。 7． 1 下列内容可以作为附录编于报告、论文后，也可以另编成册。 a．为了整篇报告、论文材料的完整，但编入正文又有损于编排的条理和逻辑性，这一类材料包括比正文更为详尽的信息、研究方法和技术更深入的叙述，建议可以阅读的参考文献题录，对了解正文内容有用的补充信息等； b．由于篇幅过大或取材于复制品而不便于编入正文的材料； c．不便于编入正文的罕见珍贵资料； d．对一般读者并非必要阅读，但对本专业同行有参考价值的资料； e．某些重要的原始数据、数学推导、计算程序、框图、结构图、注释、统计表、计算机打印输出件等。 7．2 附录与正文连续编页码。每一附录的各种序号的编排见4．2和6．2．4。 7．3 每一附录均另页起。如报告、论文分装几册。凡属于某一册的附录应置于备该册正文之后。 8 结尾部分(必要时) 为了将报告、论文迅速存储人电子计算机，可以提供有关的输人数据。可以编排分类索引、著者索引、关键词索引等。封三和封底(包括版权页)。附录 A 封面示例 (参考件) 附录 B 相关标准 (补充件) B．1 GB 1434-78 物理量符号 B．2 GB 3100-82 国际单位制及其应用。 B．3 GB 3101-82 有关量、单位和符号的一般原则。 B．4 GB3102．1-82 空间和时间的量和单位。 B．5 GB 3102．2-82 周期及其有关现象的量和单位。 B．6 GB 3102．3-82 力学的量和单位。 B．7 GB 3102．4-82 热学的量和单位。 B．8 GB 3102．5-82 电学和磁学的量和单位。 B．9 GB 3102．6-82 光及有关电磁辐射的量和单位。 B．10 GB 3102．7-82 声学的量和单位。 B．11 GB 3102．8-82 物理化学和分子物理学的量和单位。 B．12 GB 3102．9-82 原子物理学和核物理学的量和单位。 B．13 GB 3102．10-82 核反应和电离辐射的量和单位。 B．14 GB 3102．11-82 物理科学和技术中使用的数学符号。 B．15 GB 3102．12-82 无量纲参数。 B．16 GB 3102．13-82 固体物理学的量和单位。附加说明：本标准由全国文献工作标准化技术委员会提出。本标准由全国文献工作标准化技术委员会第七分委员会负责起草。本标准主要起草人谭丙煜。

生物物理研究所发表论文

根据2015年10月研究所官网显示，研究所承担了973、科技攻关、863、自然科学基金和院知识创新工程等国家和中国科学院的重大科研任务，在人工全合成牛胰岛素、酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成、蛋白质功能基团的修饰与其生物活性之间的定量关系、胰岛素三维结构与功能研究等生命科学重大前沿领域取得了世界领先水平的研究成果。截至2014年08月，生物物理所先后获得国家自然科学奖一等奖2项、二等奖10项，国家科学技术进步奖二等奖2项，并多次获得省部级及中国科学院重要奖项，授权发明专利170项，发表高水平论文数量和篇均引用数位居全国生物学研究机构前列。其中2013年，研究所主持科研项目/课题共计329项。其中，主持国家“973”计划、重大研究计划项目10项（新增3项），课题49项（新增8项）；“863”计划4项；重大科技专项13项（新增1个课题）；科技支撑计划1项；重大仪器研制1项。主持创新研究群体科学基金1项；国家重大科研仪器设备研制专项1项；重大项目课题2项；重点项目10项（新增3项）；科学仪器基础研究专款1项；重大研究计划项目16项（新增3项）；国家杰出青年科学基金项目7项（新增2项）；优秀青年科学基金项目4项（新增2项）；优秀国家重点实验室研究专项2项；面上项目72项（新增28项）；青年科学基金项目77项（新增33项）。主持中科院重大仪器研制项目5项、重要方向性项目2项、战略性先导科技专项（A类）子课题7项（新增2项）、战略性先导科技专项（B类）课题3项（新增5项）、仪器功能开发项目2项、重点部署项目1项（新增2项）。主持各类国际合作项目40项（新增24项）。2013年，研究所共发表SCI收录论文331篇，篇均影响因子；其中以第一单位发表SCI论文158篇，篇均影响因子；影响因子5以上的SCI论文133篇，其中第一单位论文68篇；影响因子在PNAS以上的SCI论文61篇，其中第一单位论文30篇。研究所共申请专利34项，其中中国发明专利30项，实用新型专利2项，PCT国际发明专利2项；授权专利11项，全部为国内发明专利，另外有2项发明专利已收到授权通知并办理了登记手续。《生物物理学报》（双月刊）创刊于1985年3月，是由中国科学技术协会主管、中国生物生理学会主办的中国唯一的生物物理学专门期刊，其发表有关生物物理学、分子生物学和膜与细胞生物学、神经生物学、纳米生物学、光生物学等领域基础研究和应用研究方面具有原创性的高水平研究论文、快报和综述文章，还刊登有关重大科技新闻的背景介绍和书评；并被美国《化学文摘》、中国核心期刊要目总览、中国科技论文与引文数据库、中国科学引文数据库、中国学术期刊文摘、中国学术期刊全文数据库及万方数据库等检索系统收录。《生物化学与生物物理进展》创刊于1974年，是中国国内外公开发行的全国性学术期刊，由中国科学院生物物理研究所和中国生物物理学会共同主办。主要报道生物化学、分子生物学、生物物理学及神经科学等领域的中中国国外最新进展，设有微型述评、综述与专论、研究报告、技术与方法、研究快报等十几个栏目；并被SCI、CA、俄罗斯文摘等国际权威检索系统收录。曾多次荣获国家级或省（部）级期刊奖。《Protein & Cell 》（英文版）是发布关于多学科领域在生物学和生物医学的最新发展原创性研究文章，并强调蛋白质和细胞研究的同行评议的国际期刊。其主题领域包括：生物化学、细胞生物学、发育生物学、遗传学、免疫学、微生物学、分子生物学、神经科学、肿瘤学、蛋白质科学、结构生物学和转化医学；其中该期刊2014-2015SCI影响因子为。

几年前，国外发明了一种新的基因改造技术，国内也有广泛应用，但国内外都只限使用于动植物（无论体细胞还是性细胞）或人类的体细胞。限于伦理问题以及一些国家的法律明文禁止，一直无人改造人类性细胞的基因。

这一状况，于4月18日被我国中山大学生物学副教授黄军就及其合作者打破。他们在世界上首次报道了改造人类性细胞基因后获得早期胚胎。一石激起千层浪，该研究引发的担忧近日不断发酵。

这一技术进展为何会引发巨大的伦理争议？基因技术一旦应用于性细胞，不仅可能出现基因的“私人定制”，而且可以影响很多代，甚至人类进化。《赛先生》将对此刊发多篇文章，欢迎不同意见投稿。在今天刊发的首篇文章中，中科院生物物理研究所助理研究员王承志认为，这一技术进展打开了“潘多拉魔盒”，引起的后果可能无法预料。

王承志（中科院生物物理研究所助理研究员）

4月18日，中山大学生物学副教授黄军就带领的研究组在Protein & Cell杂志发表论文，在世界上首次报道了使用基因编辑技术改造人类胚胎的研究进展。在这项研究中，该研究小组对人三原核受精卵中的HBB基因（编码红细胞珠蛋白）进行了改造。一石激起千层浪，国际科学界对该研究做出了迅速而态度迥异的反应，该研究引发的伦理担忧也在不断发酵。

遗传病：无尽的缺陷

在黄军就课题组发表的论文中，他们改造了受精卵中编码珠蛋白的HBB基因，该基因的突变会导致一种常见的遗传疾病——β地中海贫血。

这种疾病可导致严重贫血、发育不良、骨骼改变，甚至引起新生儿死亡。而类似的遗传疾病还有很多，它们中的很大一部分是家族性遗传。这些疾病一代又一代地折磨着整个家族，就像他们的祖先中了某种不可解的诅咒。

20世纪之前，人们对这些疾病的认识还非常肤浅，几乎毫无对策。让其雪上加霜的是，近亲结婚的风气在古代的东西方都非常盛行。16世纪，显赫一时的西班牙哈布斯堡王朝继承人查尔斯二世，因其家族长期近亲结婚而身患多种遗传疾病，特别是因生理缺陷而没有子嗣，进而最终导致了哈布斯堡王朝的迅速衰落。中国古代的近亲结婚也时常发生，比较著名的例子是汉武帝和其皇后陈阿娇是表亲。

显而易见，近亲结婚导致遗传缺陷基因在家族中不断继承并累积，而不同遗传背景的人通婚则会不断“稀释”遗传缺陷基因。但即使父母双方只有一个人的一条染色体含有某遗传缺陷基因，其后代继承该基因的可能性依然高达二分之一。显然，如果要在一个家族中彻底杜绝一种遗传病，就必须保证出生的所有婴儿都不携带患病基因，而生理条件下体内受精过程是随机的。

2014年，北京大学乔杰、谢晓亮和汤富酬研究组合作，利用极体的单细胞测序技术帮助一对患有遗传病的夫妇，体外选择了不含有致病基因和已知突变的胚胎，从而让他们的宝宝完全摆脱了“家族魔咒”。这是遗传病学历史上“里程碑”式的突破，让人类第一次在个体水平上终结了其家族的致病基因。

这项工作与黄军就团队的工作的区别，在于这只是一个人工选择受精胚胎的过程，并不触及人为改造胚胎基因的伦理红线。而这根红线，却不啻人类与“造物主”的分隔线。越过它，人类就可能进入改造自身物种的另一个世界。

基因改造：“上帝”之手

人类对于自身从哪里来，以及自身为何是人类这种问题的思考大概从未停止过，因为不同的文化中都能找到一个相似的故事：一位（或多位）具有超能力的“神”创造出了所有的物种，包括人。这些不同文化背景的神话故事中还能找到另外一些相似的故事，比如都有一些“神”能够改造现有的物种，如古希腊神话中雅典娜将美杜莎的长发改造成毒蛇，日本神话中甚至有邪鬼蛊惑一位男人种下其爱人头颅而得到人面树的传说。可见，人类的想象力已经可以跨界改造生物了。

事实上，人类对于改造物种的渴求一直存在并不断实践着。今天，和人类关系密切的动植物，从办公室中的盆栽到家里养的宠物，再到作为食物的各种畜牧动物，几乎都是人类通过各种育种方法改造（主要是通过杂交）而来，而这一切背后的原理直到上个世纪才被人类认识。

今天，关于生物性状两个最基本的知识几乎已变为常识：一切生物的性状都由基因决定；基因的本质是脱氧核糖核酸（DNA）序列。当人类窥探到了造物的奥秘以后，不可避免的事情即将发生：人类想改造自己。

人类是想改造自己的，从越来越风靡的整形医院就能看出来，但人类从未在基因层面上改造过自己。自从“双螺旋结构”的大门打开以后，人类对DNA的操作越来越随心所欲。限制性内切酶、连接酶、修饰酶等工具不断被发现和改造，科学家可以在试管中将DNA片段像乐高积木一样任意拼接；聚合酶链式反应、DNA合成技术和DNA测序技术使得科学家可以阅读并创造新的DNA序列；细胞内同源重组现象的发现使得科学家可以对细胞内的DNA进行编辑：首先是原核生物如大肠杆菌，随后低等的真核生物如酵母也被攻克，然后果蝇、斑马鱼、老鼠等一系列模式生物也都被科学家逐一“拿下”。

2013年，CRISPR-Cas9技术的问世，使得基因改造成为一项成本极其低廉，操作极其简单的事情，任何一个有基本分子生物学背景的学生都能在很短时间内学会并操作。至此，“上帝之手”仿佛已经掌握在人类手中：我们有能力改造人体细胞内的基因，甚至改变胚胎的基因而得到我们想要的个体。

配合美好的想象，技术可以让一切听上去都美好起来。科学界对于基因改造（业内人士称为基因编辑）技术也开始狂热起来，好消息接二连三地传来：科学家成功清除了艾滋病毒潜伏的细胞模型中的病毒DNA、科学家成功敲除了癌症细胞的致癌基因、科学家成功在人类干细胞中修改了遗传缺陷……科学家好像已经无所不能，只差将最后那扇门轻轻推开。

变种人：潘多拉魔盒？

电影《X战警》想象了由于基因进化人类出现了各种变种人，而变种人与普通人的冲突将世界带入各种灾难之中。基因编辑技术的成熟，使得基因可以人为被“进化”，从而可能让某些电影中的假想情节变为事实。

试想，如果人类胚胎基因可以被任意编辑，那么首先多种遗传疾病将可以被彻底根除，但人类并不会满足于此，因为人类还希望获得“更好”的基因。比如有些父母可能会希望孩子拥有“更聪明”“更健康”“更漂亮”等等的基因。基因技术一旦应用于胚胎，就可能出现基因的“私人定制”。正如整容技术最初在医学上，只是用于修复由于疾病或创伤造成的严重缺陷或畸形，而后不可避免地成为自我“定制”的途径。类似韩国选美赛中千篇一律的美貌面孔这种情形，谁知道会不会在基因层面再现？

如果基因改造仅仅是停留在人为选择甚至创造“更好”的基因来传给后代，世界也只是多些同质化的个体罢了。但倘若这个潘多拉魔盒一旦打开，引起的后果可能是无法预料的。

我们不能忘记，人类总有一些疯狂者，当他们掌握了某些资源后便会将人性踩在脚下。“二战”期间希特勒在对他的部下训话时说：“我们对于亿万愚蠢可笑的斯拉夫人，要采取这样的办法：把他们之中最优秀的按照我们的要求加以改造，而把其余的人隔离在他们自己的猪圈里”。即使人类文明经过惨痛的世界大战后进入了21世纪，极端宗教势力依然在很多地方横行。试想，他们中的某些人如果掌握了基因编辑技术并应用于人类，世界将会如何？

科学与伦理：人类将何去何从

爱尔兰剧作家萧伯纳曾有一句名言：“人生有两大悲剧，一是不能如愿，一是如愿。”科学家花费了大量精力将基因编辑技术发展到如今的高度，在多少代科学家消灭人类遗传病的愿望已经看到一丝曙光的时候，人类在“天堂”的门外是推门踏入禁区，还是三思而后行？这将决定人类的未来。

科学是纯洁的，正如法拉第将科学比喻为初生的婴儿。但婴儿终将长大成人，可怕的是，一旦其长大成人，就不再听父母的话了。它可能成为一位圣人，也可能成为恶魔。正如人类创造出财富，而如今财富也在控制着人类。科学如不能拴上伦理的红线，便可能变成脱缰的野马。

1996年，“多莉”克隆羊的诞生，标志着人类可以开始复制高等生物；2010年，“科学狂人”克莱格·文特尔首次合成人造生物“Synthia”，标志着人类可以创造全新物种；而如今，我们正站在定向改造人类——我们自身这个物种的禁区之前，伦理从来没有如此重要过。如今，多数国家已通过禁止克隆人的法律，也许现在到了我们的立法者直面这一问题的时候了。

你看下（微生物前沿）上的文献吧，

物理研究生毕业论文

那只能凉拌了，呵呵我跟你一个专业的姐姐这边能给你解决看你怎么想；了

物理化学硕士毕业论文需要几个体系答案如下：物理化学硕士毕业论文需要3个体系

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1、论文题目：要求准确、简练、醒目、新颖。2、目录：目录是论文中主要段落的简表。（短篇论文不必列目录）3、提要：是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。4、关键词或主题词：关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。5、论文正文：（1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容：a.提出-论点；b.分析问题-论据和论证；c.解决问题-论证与步骤；d.结论。6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。中文：标题--作者--出版物信息（版地、版者、版期）：作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是：（1）所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。（2）所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。

核酸的分子生物学研究论文

你们学校没有CNKI吗？？那里面你要的文章用卡车装。

分子生物学主要包含以下三部分研究内容： 1.核酸的分子生物学核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息，因此分子遗传学（moleculargenetics）是其主要组成部分。由于50年代以来的迅速发展，该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术，是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸存储的信息修复与突变，基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中心法则（centraldogma）是其理论体系的核心。 2.蛋白质的分子生物学蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子──蛋白质的结构与功能。尽管人类对蛋白质的研究比对核酸研究的历史要长得多，但由于其研究难度较大，与核酸分子生物学相比发展较慢。近年来虽然在认识蛋白质的结构及其与功能关系方面取得了一些进展，但是对其基本规律的认识尚缺乏突破性的进展。 3.细胞信号转导的分子生物学细胞信号转导的分子生物学研究细胞内、细胞间信息传递的分子基础。构成生物体的每一个细胞的分裂与分化及其它各种功能的完成均依赖于外界环境所赋予的各种指示信号。在这些外源信号的刺激下，细胞可以将这些信号转变为一系列的生物化学变化，例如蛋白质构象的转变、蛋白质分子的磷酸化以及蛋白与蛋白相互作用的变化等，从而使其增殖、分化及分泌状态等发生改变以适应内外环境的需要。信号转导研究的目标是阐明这些变化的分子机理，明确每一种信号转导与传递的途径及参与该途径的所有分子的作用和调节方式以及认识各种途径间的网络控制系统。信号转导机理的研究在理论和技术方面与上述核酸及蛋白质分子有着紧密的联系，是当前分子生物学发展最迅速的领域之一。

【综述】几种用于发现未知病毒核酸序列的技术及其应用翁康生病毒是引发人类传染性疾病的主要病原体之一, 它们极大地威胁着人类健康。目前还存在人类尚未认知或新出现的病毒, 随时可能严重危害人类健康安全〔1 - 3〕。及早地发现,鉴别未知的或新出现的病毒, 是有效的预防和控制的先决条件之一。因此, 建立、储备、改良、发展、乃至创新应用于发现、鉴别未知或新出现病毒的技术方法是十分必要的。近20 多年来, 常采用传统的微生物学技术方法和现代分子生物学技术方法相结合的途径, 发现和鉴别未知病毒。通过细胞培养的方法分离病毒、电镜观察、用已知病毒的抗血清建立的免疫学方法作排他性检测、用已知病毒核酸序列建立的PCR、杂交等方法, 作特异核酸序列的检测、用分子生物学技术获得未知病毒核酸序列, 查询基因数据库, 检出并确定未知病毒基因组序列, 最终发现鉴别出未知病毒。对于无法用细胞分离培养的未知病毒, 有的采用免疫学与分子生物学技术相结合, 筛选获取病毒特异抗原编码基因的克隆, 进而发现鉴别出该病毒。更多的则是采用相应的分子生物学技术, 从被检样品中发现获取未知病毒的核酸序列,进而发现鉴别未知病毒。无论未知病毒是否可以用细胞培养分离, 最终对其基因组序列的测定分析, 是鉴别和判断的决定性依据之一, 而获取未知病毒的核酸序列是前提条件。从少量样品中, 从高度复杂的宿主细胞核酸物质中, 分离、扩增、获取足够量的无基因序列资料的未知病毒的核酸片段, 供进一步克隆、测序、生物信息学分析, 是用分子生物学技术发现、鉴别未知和新出现病毒的关键之一〔4〕, 也是最终测定分析, 拼接出未知和新出现病毒基因组序列的瓶颈步骤。病毒所携核酸物质有DNA 和RNA 之分, 可采用的技术方法也有所不同, 现将有关技术与其应用作一简介, 以供参考。1 代表性差异分析法代表性差异分析法是为寻找分析两个生物样品复杂的基因组间有何差异而发展建立起来的分子生物学技术方法, 并不断得到演化, 发展和应用。病毒感染宿主细胞后, 与未感染的同类细胞相比, 二者核酸物质间的差异主要在于是否存在病毒核酸。消减去二者核酸间相同序列的背景部分, 扩增、比较、选取余下可能存在差异的部分, 进一步分析以发现未知病毒的核酸序列。病毒的核酸结构各有不同, 可选用相应的代表性差异分析法, 见表1 。111 DNA 代表性差异分析法(DNA Representation differenceanalysis , DNA RDA)此方法是Lisitsyn 等〔5〕利用核酸消减杂交技术〔6〕、PCR 方法和双链DNA 热变性后互补链退火复性的二级动力学原理〔7 - 8〕作者单位:上海市疾病预防控制中心 200336表1 病毒核酸类型与各代表性差异分析法的选用病毒核酸类型DNA RDA c DNA RDA非rRNA 序列6 核苷酸引导c DNA RDAds DNA 线状√ds DNA 环状√ss RNA polyA( + ) √ss RNA polyA( - ) 3 √ds RNA polyA( - ) √ 3 负链ss RNA polyA( - ) 视病毒在宿主细胞的转录机制而定。而建立的。方法中将需分析的样品DNA(Test DNA ,T- DNA) 和对照DNA(Driver DNA ,D - DNA) 设为二组,分别用同一种限制性内切酶酶切处理,并接上5′端去磷酸化的人工接头,补齐接头后,加入与接头序列互补的引物作PCR 扩增。切除扩增产物上的人工接头后,切出的T - DNA 连上第二种人工接头,变性后与过量的变性D - DNA 杂交。通过杂交,消减去T- DNA 中与D - DNA 中同源的核酸序列,而只存在于T - DNA 中的靶序列DNA(Target DNA) 则自我退火复性,其两端连有第二种人工接头。加入与第二种接头互补的引物作PCR ,只有靶序列DNA呈指数扩增,因而得到进一步富集。进过如此重复的几个轮回后,以电泳检测比较T- DNA 和D - DNA ,将T- DNA 中呈现的差异部分作分离,克隆,序列分析。Lisitsyn 等以10μg 人淋巴细胞基因组DNA 作为D - DNA ,在相同的人DNA 中加入相当于单拷贝量的120 pg 腺病毒DNA作T- DNA。以此作为实验模型,用DNA 代表性差异分析法成功的寻找、鉴定出外加入的腺病毒DNA 序列。应用此技术,Chang 等〔9〕在艾滋病相关的卡波西肉瘤(Kaposis Sarcoma) 中发现一段类似人类疱疹病毒的基因, 并由此发现一种新的病毒HPV8。以后人们又以此技术发现鉴定了HPV6、TTV 病毒、黄热病毒样基因组、MDV 等〔10 - 13〕DNA 病毒。112 cDNA 代表性差异分析法(cDNA Representation differenceanalysis , cDNA RDA)Hubank 等〔14〕针对mRNA 所含序列相对简单的特点,提出了cDNA 代表性差异分析法。它的基本原理与DNA RDA 相同,主要不同在于,采用识别4 核苷酸序列的限制性内切酶,它的识别位点在mRNA 反转录成的cDNA 中出现的频率更高,平均酶切片段长度约256 bp ,保证了cDNA 序列群中绝大多数序列,至少被切出一个片段可扩增,供差异分析,分离鉴定。cDNA RDA 技术相对经济,可高效灵敏地用于非常少的起始材料而获得结果〔15〕。具有polyA( + ) - RNA 病毒,其核酸可类似于mRNA 分离纯化,因此可应用此技术。利用cDNA RDA技术,发现鉴定了TiV、MenV ,等〔16 ,17〕RNA 病毒。113 非rRNA 序列6 聚核苷酸引导反转录的cDNA RDA中国预防医学杂志2007 年6 月第8 卷第3 期 Chin Prev Med , June 2007 , Vol18 No13 ·317 ·© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ( - ) - RNA 病毒,其核酸物质不似于mRNA ,需和宿主细胞总RNA 同时分离,并用随机引物作反转录。因为宿主细胞总RNA 中rRNA 约占80 % ,由于竞争反应、靶序列信号被湮灭等原因,从这样的总RNA 抽提物中,用随机6 聚核苷酸引物引导反转录的cDNA RDA 技术,发现鉴别polyA( - ) - RNA 病毒核酸序列是困难的。Endoh 等〔18〕罗列了6 聚核苷酸所有可能的排列组合,共计4 096 个序列模式,以大鼠18S、518S、28S 等rRNA、微卫星重复序列、SARS - CoV、BI - 3 病毒等的序列数据为模型,筛选出在rRNA 序列中出现频率极低或不出现的6 聚核苷酸序列模式共96 种。将这些序列分别合成并混合后,称之为非rRNA 序列6 聚核苷酸引物。生物信息学分析96 种序列模式在哺乳动物病毒科具代表性的1 791 个病毒基因组序列中出现的频率,数据表明,非rRNA 序列6 核苷酸引物可引导绝大多数病毒的cDNA 合成。分别用非rRNA 序列6 聚核苷酸引物和随机6 核苷酸引物作cDNA 反转录效率、cDNA RDA 试验,结果表明,二类引物对人工合成的RNA (二类引物在其序列中出现的频率相似) 反转录效率几乎相等,而前者对细胞总RNA反转录效率远低于随机引物。用二类引物作cDNA RDA ,检测人工合成的RNA ,前者灵敏度是用随机引物的30 倍。在模拟实验中用非rRNA 序列6 聚核苷酸引物引导反转录,串联cDNARDA 技术,检测鉴别出感染细胞的BI - 3 和SRAS - Cov 核酸序列片段。此方法能从1μg 总RNA 中检测出3 ng 的外来RNA ,其检测灵敏度不及普通的PCR 检测方法,但对于检测鉴别在宿主细胞中复制,但不知其基因序列的poly A( - ) - RNA 病毒而言,也是一个可选择的方法。114 抑制消减杂交cDNA RDA 技术结合消减杂交和PCR 抑制作用〔19〕的技术原理,Diatchenks 等〔20〕等发展出了抑制消减杂交技术( suppressionsubtractive hybridization ,SSH) 。与前两种RDA 技术不同点在于,SSH 技术将内切酶酶切处理的T - cDNA 分为两份,分别接上不同序列的去磷酸化的接头1 和2 ,分别于过量的D - cDNA作第一轮杂交。杂交过程中两组中的单链T - cDNA 浓度趋同,T- cDNA 中的非靶序列单链cDNA 与D - cDNA 中相应序列形成杂交双链而被消减, T - cDNA 中差异表达的单链cDNA被显著富集。合并一轮杂交物,加入过量变性D - cDNA ,作第二轮杂交。合并的二组份一轮杂交物中剩下的趋同化、经消减杂交后的单链T - cDNA 能互补杂交, 可以形成: 原组内T- cDNA 单链间的杂交、T - cDNA 与D - cDNA 单链间的杂交、二组间T- cDNA 单链间的杂交。补齐杂交反应后双链cD2NA 末端,用分别与接头1 和2 的外侧部分序列互补的寡核苷酸为引物,作PCR 扩增。二组份间T- cDNA 互补单链杂交物,因两端分别具有接头1 和2 ,可被指数扩增;T - cDNA 与D -cDNA 杂交物和剩余单链T- cDNA ,因一端具接头序列,被线性扩增;而同组间T- cDNA 杂交物两端具反转重复长序列,因抑制性PCR 效应,在PCR 反应循环中分子内退火形成稳定的“锅柄结构”〔19〕而不被扩增。因此,SSH 技术通过二轮消减杂交和抑制性PCR 特异扩增,使假阳性大大降低,提高了检出低丰度靶mRNA 的灵敏度。Hu 等〔21〕应用SSH 技术,结合反转录酶的模板切换(tem2plate - switching) 功能, 以HCV RNA 阳性血清体外感染的人MOLT- 4 急性淋巴母细胞白血病T 细胞系为模型,通过反转录合成全长cDNA、抑制性消减杂交、消减的cDNA 文库构建、反相斑点杂交筛选,在被筛的96 个克隆里,T- cDNA 探针杂交呈特异阳性的16 克隆中,序列分析后得到4 个插入HCV 序列的克隆。2 非特异多重引导滚环式扩增法乳头瘤病毒、痘病毒等,其基因物质为环状DNA 分子。在事前未知基因序列的情况下,发现和鉴别这类病毒核酸序列还可选择非特异多重引导滚环式扩增法(multiply primed rolling -circle amplification ,RCA) ,扩增、分离、获取其基因片段供进一步分析。自然状况下,环状DNA 经常以滚环方式进行复制。Dean等〔22〕应用随机6 聚核苷酸作引物,加入φ29 DNA 聚合酶,以质粒DNA 和噬菌体DNA 为模型,建立了多重引物引导的滚环式扩增法。φ29 DNA 聚合酶可长距离( > 70 000 nt) 地结合于DNA模板,进行链置换DNA 合成。而随机6 聚核苷酸引物可多位点的与单链环状DNA 互补复性。在φ29 DNA 聚合酶作用下,以随机引物引导,合成与模板互补的DNA 链。当合成链延伸到与模板结合的随机引物5′端时,在φ29 DNA 聚合酶的链置换活性作用下,下游被延伸的随机引物链被“甩”出模板。而上游的延伸链继续在环状模板上复制合成。同时,被从单链环状模板上“甩”出的互补链,又成为新的模板,随机引物与之结合,在φ29 DNA 聚合酶作用下,继续以枝杈的形式进行链延伸和链置换,最后以双链DNA 串联体形式释放。用此法可使1 ng 纯pCU18 环状DNA 模板延展式地扩增至107倍。Rector 等〔23〕以此原理建立了不依赖已知的特定基因序列(非序列依赖性) 的多重引导滚环式扩增环状DNA 病毒基因组方法,并应用其扩增获取了HPV 16 的基因组DNA。在接近实样的试验样品中,由于稀释倍数和环状DNA 分子较大等原因,将HPV 16 基因组DNA 扩增了214 ×104 倍。3 病毒颗粒相关核酸的非序列依赖性PCR 扩增病毒核酸可包裹于病毒外壳内,病毒的蛋白外壳或脂膜对病毒核酸具有保护作用。而病毒颗粒具有不同于细菌或其他真核细胞的理化特性。利用这样的特点Allender 等〔24〕和Stang等〔25〕各自建立了病毒颗粒相关核酸的非序列依赖性PCR 扩增方法(sequence - independent amplification) 。两种方法的共同点在于,依据病毒颗粒小、具一定密度,用0122μm 滤器过滤、或再串上超速密度梯度离心,从样品中分离出病毒颗粒,DNA 酶酶解游离的DNA ,裂解病毒颗粒,抽提获取较纯的病毒颗粒相关核酸。Allender 等〔24〕借鉴RDA 原理,对病毒颗粒相关核酸用限制性内切酶酶切后,作非序列依赖性单引物PCR 扩增( sequence -independent single primer amplification ,SISPA) :将抽提获取的DNA或RNA 分别补齐,合成第二链DNA ,或反转录,合成双链cDNA。限制性内切酶酶切后,酶切片段两端连接一种接头,并以与接头同序列的单一寡核苷酸为引物,作PCR 扩增。扩增产物进一步克隆与序列分析。用此法检验HBV 阳性血清和GBV - B 阳性血清样品,结果在相当于106/ ml 个基因组拷贝浓度的50μl样品中,可重复试验检出相应的病毒基因片段。Stang 等〔25〕则在得到双链DNA 或双链cDNA 后加入k - 随机引物,此种引物5′端含有20 个固定序列的核苷酸,3′端则有·318 · 中国预防医学杂志2007 年6 月第8 卷第3 期 Chin Prev Med , June 2007 , Vol18 No13© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 核苷酸随机简并序列。与变性模板退火时,6 核苷酸随机简并序列随机地与模板相应序列互补退火,在T4 DNA聚合酶作用下作链延伸。然后在延伸产物中加入k - 随机引物中固定序列部分的20 寡核苷酸作引物,进行PCR 扩增。扩增产物电泳分析、克隆、测序。用此方法检验由实时- PCR 定量,包括病毒颗粒相关核酸及游离核酸在内的病毒基因组拷贝数为109/ ml 的Cox - 3 和MAV - 1 培养物。前者的12 克隆中,9 个克隆插入有肠道病毒的四个不同区域的同源基因片段;而6 个MAV - 1 中分离的克隆内,5 个含有99 % 同源MAV - 1 基因片段。基于病毒颗粒分离纯化、DNase 处理、病毒颗粒相关核酸的非序列依赖性PCR 扩增,获取、鉴定未知病毒的基因片段,尽管灵敏度不够高,但其实验时间较短,步骤相对简单,对于病毒拷贝数高,时间紧急的样品鉴别,是较适宜的一套方法。病毒的种类、结构、特性多种多样,感染病毒后需要检验的样品又各不相同,因此用于发现鉴别未知病毒的核酸序列的技术,也不是固定不变和完全通用的。以上的技术方法各有优缺点和适用范围。而针对扩增获取未知病毒基因组序列片断,这一发现鉴定未知病毒的分子生物学技术的要点或瓶颈,必然还会有新的改进、创新技术出现,将会更快、更灵敏、更简便、更准确的发现鉴别未知病毒。参考文献〔1〕 Drosten C , Gunther S , Preiser W, et al1 Identification of novel corona2virus in patients with severe acute respiratory syndrome1 N Engl J Med ,2003 , 348 : 1967 - 19761〔2〕 ven den Hoogen BG, de Jong JC , Groen J , et al , A newly discoveredhuman pneumovirus isolated from young children with respiratory tractdisease1 Nat Med , 2001 , 7 : 719 - 7241〔3〕 Fouchier RA , Hartwig NG, Bestebroer TM, et al1 A previously unde2scribed coronavirus associated with respiratory disease in human1 ProcNatl Acad Sci U S A , 2004 , 101 : 6212 - 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independent strategyfor detection and cloning of circular DNA virus genomes by using multi2ply primed rolling - circle amplification1 J Virol , 2004 , 78 : 4993 -49981〔24〕 Allander T , Emerson SU , Engle RE , et al1 A virus discovery methodincorporating DNase treatment and its applicationg to the identificationgof two bovine parvovirus species1 Proc Natl Aced Sci USA , 2001 , 98 :11609 - 116141〔25〕 Stang A , Korn K, Wildner O , et al1 Characterization of virus isolates byparticle - associated nucleic acid PCR1 J Clin Microbiol , 2005 , 43 :716 - 7201(收稿日期: 2006 - 05 - 15)中国预防医学杂志2007 年6 月第8 卷第3 期 Chin Prev Med , June 2007 , Vol18 No13 ·319 ·© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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21世纪生命科学的研究进展和发展趋势 20世纪后半叶生命科学各领域所取得的巨大进展，特别是分子生物学的突破性成就，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。很多科学家认为，在未来的自然科学中，生命科学将要成为带头学科，甚至预言21世纪是生物学世纪，虽然目前对这些论断还有不同看法，但勿庸置疑，在21世纪生命科学将继续蓬勃发展，生命科学对自然科学所起的巨大推动作用，决不亚于19世纪与20世纪上半叶的物理学。假如过去生命科学曾得益于引入物理学、化学和数学等学科的概念、方法与技术而得到长足的发展，那么，未来生命科学将以特有的方式向自然科学的其他学科进行积极的反馈与回报。当21世纪来临的时候，一些有远见的科学家、思想家与政治家将日益严重的诸多人类社会问题，如人口、地球环境、食物、资源与健康等重大问题的解决，莫不寄希望于生命科学与生物技术的进步。 2· 08·生命科学将成为21世纪自然科学的带头学科 20世纪50年代DNA双螺旋结构模型的发现，随后遗传信息传递“中心法则”的确立与DNA重组技术的建立使生命科学的面貌起了根本性的变化。分子生物学与遗传学的结合将用10一15年测定出人类基因组30亿个碱基对（遗传密码）的全序列，人体细胞约有10万个基因。人类基因组的“工作草图”迄今20％的测序已达的准确率和完成率，今后将要继续发现与阐明大量新的重要基因，诸如控制记忆与行为的基因，控制细胞衰老与程序性死亡的基因，新的癌基因与抑癌基因，以及与大量疾病有关的基因。将利用这些成果去为人类健康服务。 70年代后，分子生物学的发展，以基因工程为代表的生物工程的出现，生物技术通过对DNA链的精确切割与有目的地重组，使有目的地改良生物的性状与品质成为可能。迄今生物工程所取得的成就已在生产上显示出诱人的前景，尽管还存在有不少争议的问题，但很有可能成为21世纪的新兴产业。发育生物学将要快速地兴起，它将要回答无数科学家100多年来孜孜以求而未解决的重大课题，一个受精卵通过细胞分裂与分化如何发育成为结构与功能无比复杂的个体，阐明在个体发育中时空上有条不紊的程序控制机理，从而为人类彻底控制动植物生长、发育创造条件。 RNA分子既有遗传信息功能又有酶功能的发现，为数十年踏步不前的难题“生命如何起源”的解决提供了新的契机。在21世纪，人们还要试图在实验室人工合成生命体。人们己有可能利用生物技术将保存在特殊环境中的古生物或冻干的尸体的DNA扩增，揭示其遗传密码，建立已绝灭生物的基因库，研究生物的进化与分类问题。神经科学的崛起，预示着生命科学又一个高峰的来临。脑是含有1011细胞的无比复杂的高级结构体系，21世纪初从分子到行为水平的各个层次对脑功能的研究都将有重大突破，在阐明学习。记忆。思维。行为与感情机理等方面也将有重大进展。脑机能在理论上的进展将会促进新一代智能计算机的研制，这可能成为未来生命科学对自然科学与技术科学回报的最好例子。生态学可能是最直接为人类生存环境服务并对国民经济持续与协调发展起重要作用的科学。生态学的理论与实践为中国三峡水库建设提供的决策依据就是一个例证。保护生物的多样性是当前生命科学最紧迫的任务之一。据可靠的数据说明每天约有100多种生物在地球上绝灭，很多生物在没有被人类认识以前就已消亡，这对人类无疑是一种灾难。生态学与生物多样性保护与利用的研究成果将指导人类遵循自然规律积极保护自己生存环境，否则人类的物质文明与精神文明都要受到灾难性影响。顺应生命科学迅速发展的形势，发达国家政府及一些国际组织先后提出了《国际地圈及生物圈计划》、《人类基因组作图与测序计划》、《人类前沿科学计划》、《脑的十年》及《生物多样性利用与保护研究》等投资巨大的生命科学研究计划。其中仅《人类基因组作图与测序计划》，一项预算就高达30亿美元。由于生命科学的发展，人才的需求量激增，近年除越来越多的物理学家，化学家与技术科学家被吸引到生物学研究领域外，以美国为例，近年统计48万博士学位获得者中从事生命科学的占51％。优秀青年科学家流向生命科学前沿，这是21世纪生命科学欣欣向荣的动力与源泉。 2． 08． 2 21世纪初生命科学的重大分支学科和发展趋势 80年代有远见的生物学家把分子生物学（包括分子遗传学）、细胞生物学、神经生物学与生态学列为当前生物科学的四大基础学科，无疑是正确地反映了现代生命科学的总趋势。遗传学（主要是分子遗传学）不仅当前是生物科学的带头学科，在今后多年还将保持其在生命科学中的核心作用。有些科学家早就预测到，由于分子生物学、细胞生物学与遗传学的结合，必然促进发育生物学的蓬勃发展，从而提出发育生物学将成为21世纪生命科学的“新主人”，这种预测已逐渐变为现实。分子生物学（包括分子遗传学）在生命科学中的主流地位，以及它在推动整个生命科学发展中所起的巨大作用是无可争辩的。细胞是生命活动基本的结构与功能单位，细胞生物学作为生物科学的基础学科地位必须给予重视。很多生物科学家认为神经科学或脑科学的崛起将代表着生命科学发展的下一个高峰，然后将促进认知科学与行为科学的兴起。生态学可能是最直接为人类生存环境服务，井对国民经济持续与协调发展起重要作用的学科。 A.分子生物学分子生物学是在分子水平上研究生命现象本质与规律的学科。核酸与蛋白质（有人认为还有糖）是生命的最基本物质，因此核酸与蛋白质结构与功能的研究今后仍然是分子生物学研究的主要内容。蛋白质是生命活动的主要承担者，几乎一切生命活动都要依靠蛋白质（包括酶）来进行。蛋白质分子结构与功能的研究除了要阐明由氨基酸形成的并有一定顺序的肽链结构外，今后将特别重视肽链拆叠成的特定的三维空间结构，因为蛋白质生物功能与它的空间构型关系极为密切，核酸是遗传信息的携带者与传递者，遗传信息由DNA～RNA一蛋白质的传递过程，称为遗传信息传递的“中心法则”，是分子生物学（分子遗传学）研究的核心。其基本问题己比较清楚，当前研究的重点是： ①约经10一15年，人类基因组30亿个碱基对全序列（遗传密码）可以测出，这是具有里程碑意义的工作； ②真核生物基因表达过程在各层次上调节的研究仍然是今后相当长一段时间的任务。分子生物学的概念、方法与技术和各学科的渗透，正在形成很多新的学科，诸如分子遗传学、细胞分子生物学、神经分子生物学、分子分类学、分子药理学与分子病理学等等。因此分子生物学在生命科学中的主导作用还将要持续下去。 B.遗传学遗传学比分子生物学更具有自己独立的学科体系。但现代遗传学与分子生物学是不可分割、相互交叉的两个学科，且很难截然分开。有些著名的遗传学家把遗传学概括称为基因学，因为现代遗传学主要是研究生物体遗传信息传递与表达的学科。基因携带的信息是由基因的结构所决定，信息的表达是由基因的功能实现的，因此遗传学研究的是基因的结构与功能。从遗传学的角度看，所有生命现象的机制，追根究底都会与基因的结构与功能相关。因此遗传学在今后较长时间仍然是生命科学的核心学科和推动力。有人估计人体细胞内约有10万个基因，迄今弄清楚的不到5％，所以与重要生命活动有关与疾病有关的新基因的发现与阐明将是今后几十年的重要任务。 C.细胞生物学著名生物学家威尔逊（Wilson）早在20世纪20年代就提出一句名言“一切生物学关键问题必须在细胞中找寻”，至今还有着很深的内涵。魏斯曼与摩尔根都曾先后试图在细胞研究的基础上建立遗传、发育与进化统一的理论，虽然当时没有找到具体解决的途径，但关于细胞的知识在生物科学中的重要性是显而易见的。细胞是一切生命活动结构与功能的基本单位，细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的科学，细胞的结构。细胞代谢、细胞遗传、细胞的增殖与分化，细胞信息的传递与细胞的通讯等是细胞生物学主要研究内容。虽然今后细胞生物学研究的内容是全方位的，但概括起来可能是两个基本点：一是基因与基因产物如何控制细胞的重要生命活动，如生长、增殖、分化与衰老等，在此要涉及到一个全新的问题，细胞内外信号如何传递；二是基因产物一一蛋白质分子与其他生物分子如何构建与装配成细胞的结构，并行使细胞的有序的生命活动。今后20多年，以下一些问题可望取得重要进展与突破： ①遗传信息的储存、复制与表达的主要执行者——染色体的结构与功能可能在不同的结构层次上得到阐明。 ②细胞骨架（包括核骨架与染色体骨架）的研究将得到全方位的进展。 ③细胞生物学与分子生物学、遗传学的结合，将在细胞分化机理研究方面有重要突破，为发育生物学快速发展奠定基础。 ④细胞衰老与细胞程序化死亡的机理将在更深层次上阐明。 ⑤以细胞分子生物学为骨干学科与其他学科结合，人工装配生命体的理想可能逐步实现。 D．发育生物学从一个受精卵通过细胞分裂与分化如何发育成为一个结构与功能复杂的个体，是至今未能解决的生命科学的重大课题，也是发育生物学的主课题。由于近几十年分子生物学、遗传学与细胞生物学所取得一一系歹（突破性成果与知识的积累，已为解决这一重大课题创造了条件，这也就是今后发育生物学应运而飞速发展的原因。发育生物学当今要解决的基本问题是细胞的基因如何按一定的时空关系选择性地表达专一性的蛋白质，从而控制细胞的分化与个体发育。阐明基因在多层次水平上控制胚胎的发育就不仅是涉及到个别基因的问题，而是一系列调节基因在时空上的联系与配合，从而支配发育的程序。虽然这是难度极大的课题，但近年已初见端倪并有所突破。估计今后发育生物学将沿着这条道路深入下去，并可望取得丰硕的成果。 E．神经科学（或脑科学）神经科学是研究人与动物神经系统（主要是脑）的结构与功能，在分子水平、神经网络水平、整体水平乃至行为水平阐明神经系统特别是脑的活动规律的学科群。脑的结构与功能是无比复杂的高级体系，含有10 11细胞。它是感觉、运动、学习、记忆、感情、行为与思维的活动基础。大脑细胞，口何指导人与动物的行为是未来生物学中最富潜力与最吸引人的领域；神经科学的崛起，预示着生命科学又有一个高峰的来临。神经科学或脑科学必然在下世纪促进认知科学与行为科学的兴起。因此各国政府投入巨资支持这一课题，包括美国总统签署的“命名1990年1月1日为脑的10年”不是没有道理的。在今后几十年内可以预示到的神经科学突破性的进展可能包括： ①在分子到行为的各层次上阐明学习、记忆与认知等活动的基础； ②很快会发现与阐明一系列与记忆、行为有关的基因与基因产物； ③神经细胞的分化与神经系统的发育研究会有重大进展； ④脑机能在理论上的进展与突破（如模式识别、联想记忆、思维逻辑机理的阐明）会促进新一代智能计算机与智能机器人的研制； ⑤一系列神经性疾病与精神病的病因可望在神经生物学研究中得到解释。 F．主态学（包括物种多样性保护研究）生态学是研究有机体与周围环境——包括非生物环境与生物环境相互关系的科学。由于生态学理论与应用是与世界环境保护。资源合理开发与保护，以至人类本身在地球上继续生存紧密相关的，尤其是地球环境日益恶化的情况下，生态学的重要性就变得十分突出。未来生态学的主要任务是协调人类活动与环境的关系。所以生态学经典学科的概念与研究内容必然要适应人类生存环境的保护与社会经济持续发展的要求而不断改变。今后生态学研究的重点可能表现在以下方面： ①生态群落的多样性、稳定性与演变规律与人类活动的关系； ②全球气候变化对生态系统结构与功能的影响； ③生物多样性的保护和永续利用也是保护人类自身生存环境尤其是拯救濒临绝灭的生物种类更加具有紧迫性； ④城市生态学与经济生态学将迅速发展； ⑤生态工程与生态技术将在国民经济建设中发挥作用。 G．空间生命科学空间环境向生命科学提出了新的挑战，也为生命科学的发展提供了机遇。 21世纪人类的空间活动将要离开地球附近，探索月球及其他太阳系的大体。这就要求人在地球外各种环境中能长期地生活和工作，首先是在，长期空间飞行器中航行，月球站以及火星或火卫站等，空间医学必须有重大突破，解决长期在地外空间所遇到的宇航员骨质疏松，肌肉萎缩和兔疫功能变化等生理学难题，同时，与开拓大疆相关联的是受控生态系统，创造一个不需要外界补给，而使人们能在其中长期生活的环境。这些问题有希望在21世纪20一30年代解决，其中空间生理学问题有可能利用中医和中药的方法取得某些重大突破。地球外层空间为研究重力生物学提供了理想的条件，重力条件对各种层次结构生物的影响仍然是21世纪重力生物学的主题，今后的研究重点将集中于细胞，绿色植物，一些微生物和小动物。特别是重力环境对哺乳动物细胞形态、结构、变异和基因表达的影响将是一个热点。重力生物学的学术意义在于揭示重力效应在生物进化过程中的作用，是自然科学的基本问题；另一方面，重力生物学的成果将是空间制药及空间生态系统等应用领域的基础，重力生物学的学术和应用都是下个世纪的重要课题，可望在21世纪20-30年代取得突破性的进展。地外生物探索是生命起源的重大课题，其中地球以外的智能生物探索是一个长期的课题。地球上的人类正在向外层空间发射电波和接收讯号。外星人与地球人之间可能存在的学术和技术差距不仅是一种危险，也是自然科学的重大前沿问题，将被持续地研究下去。 2． 08． 5 21世纪初生命科学最有可能突破的领域 ①人类基因组的全序列（遗传密码）将在10一15年测定完毕，为全部遗传信息的破译奠定基础。 ②与生命活动有关的重要基因与重要疾病有关的基因将被陆续发现，其中特别引人注目的是控制记忆与行为的基因、控制衰老与细胞程序性死亡的基因、控制细胞增殖的系列基因、胚胎发育多层次网络调节基因。新的癌基因与抑癌基因的发现与其生物学功能的释明将大大提高对生命本质的了解。 ③人与动物的高级生命活动：感知、思维、记忆、行为与感情的发生与活动机制在脑科学研究突破的基础上，有更深的认识。 ④癌症的治疗将有全面的突破，爱滋病的防治得到控制。 ⑤在阐明地球上原始生命起源的基础上，人类还可能在实验室合成生命体，这种生命体应具有原始细胞的基本特征。

物理核心素养论文研究动态

不同于一般意义的“素养”概念，“核心素养”指学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，突出强调个人修养、社会关爱、家国情怀，更加注重自主发展、合作参与、创新实践。从价值取向上看，它“反映了学生终身学习所必需的素养与国家、社会公认的价值观”。从指标选取上看，它既注重学科基础，也关注个体适应未来社会生活和个人终身发展所必备的素养 ;不仅反映社会发展的最新动态，同时注重本国历史文化特点和教育现状。在我国，社会主义核心价值观包含了国家、社会、公民三个层面的价值准则。因此从结构上看，基于中国国情的“核心素养”模型，应该以社会主义核心价值观为圆心来构建。此外，它是可培养、可塑造、可维持的，可以通过学校教育而获得。落到学校教育上，还需解决一个关键问题：它同学科课程教学是什么关系?一方面，核心素养指导、引领、辐射学科课程教学，彰显学科教学的育人价值，使之自觉为人的终身发展服务，“教学”升华为“教育”。另一方面，核心素养的达成，也依赖各个学科独特育人功能的发挥、学科本质魅力的发掘，只有乘上富有活力的学科教学之筏，才能顺利抵达核心素养的彼岸。核心素养还是学科壁垒的“溶化剂”。以核心素养体系为基，各学科教学将实现统筹统整。比如“语言素养”，它并非专属语文一家，体育课也有——有可能只是手势和眼神，一个快球、快攻就发动了。现代社会中，人们有效交流的非文字信号能力也是“语言素养”。对于教师而言，这是个巨大挑战。首先是观念转型——教师要从“学科教学”转向“学科教育”。学科教师要明白自己首先是教师，其次才是教某个学科的教师 ;首先要清楚作为“人”的“核心素养”有哪些、学科本质是什么，才会明白教学究竟要把学生带向何方。这也是从“知识核心时代”走向“核心素养时代”的必然要求。基于“核心素养”完善学业质量标准，还可能改变中小学评价以知识掌握为中心的局面。一个具备“核心素养”的人与单纯的“考高分”并不能画等号。它还将对学习程度做出刻画，进而解决过去基于课程标准的教学评价操作性不足的问题。

学习物理能力对于深入理解自然界和技术世界的运行规律至关重要。因此，在研究中，研究者可能会探讨如何提高学生的物理核心素养，以帮助他们在学习中取得更大的成功。

研究的目标可能包括：

总体要求可能包括：