1、人类基因组计划
(1)人类基因组计划的目标
人类基因组计划是一项国际性的研究计划。它的目标是通过以美国为主的全球性的国际合作,在大约15年的时间里完成人类24条染色体的基因组作图和DNA全长序列分析,进行基因的鉴定和功能分析。由美、英、日、德、法、中六国参与的国际人类基因组计划是人类文明史上最伟大的科学创举之一。其核心内容是测定人基因组的全部DNA序列,从而获得人类全面认识自我最重要的生物学信息。我国于1999年9月1日正式加入该计划,承担了1 %人类基因组(约三千万个碱基)的测序任务。
(2)人类基因组的研究内容
A建立遗传图谱
遗传图谱 (genetic map),又称连锁图(linkage map),是指基因或DNA标志在染色体上的相对位置与遗传距离。遗传距离通常由基因或DNA片断在染色体交换过程中分离的频率厘摩(cM)来表示。1厘摩表示每次减数分裂的重组频率为1%。厘摩值越高表明两点之间距离越远,厘摩值越低表示两点间距离越近。
B建立物理图谱
物理图谱 (physical map)是指DNA序列上两点的实际距离,通常由DNA的限制酶片段或克隆的DNA片段有序排列而成。物理图谱反应的是DNA序列上两点之间的实际距离,而遗传图谱则反应这两点之间的连锁关系。在DNA交换频繁的区域,两个物理位置相距很近的基因或DNA片段可能具有较大的遗传距离,而两个物理位置相距很远的基因或DNA片段则可能因该部位在遗传过程中很少发生交换而具有很近的遗传距离。
CDNA序列测定
人类基因组计划最终将测定出人类基因组的全部序列。这种序列测定不同于以往那种只对其一个特定的感兴趣的区域进行DNA序列分析的工作。它要求一种更高效的规模测序,并将测出的每一个DNA片段按其染色体位置进行准确的排列。从而得到人类基因组DNA序列碱基排列的全貌。
D基因的确定和分析
确定每一个基因,研究它的结构、特性和功能是人类基因组计划的又一个重要内容。通
过对人类基因组全部DNA序列的测定,可以利用计算机找出分布在DNA两条互补链上所有可能编码蛋白质的基因。
(3)中国的人类基因组研究
我国已建成了一批实力较强的国家级生命科学重点实验室,组建了北京、上海人类基因组研究中心。有了研究人类基因组的条件和基础,并引进和建立了一批基因组研究中的新技术。中国的HGP在多民族基因保存、基因组多样性的比较研究方面取得了令人满意的成果,同时在白血病、食管癌、肝癌、鼻咽癌等易感基因研究方面也取得了较大进展。中国是世界上人口最多的国家,有56个民族和极为丰富的病种资源,并且由于长期的社会封闭,在一些地区形成了极为难得的族群和遗传隔离群,一些多世代、多个体的大家系具有典型的遗传性状,这些都是克隆相关基因的宝贵材料。但是,由于我国的HGP研究工作起步较晚、底子薄、资金投入不足,缺乏一支稳定的、高素质的青年生力军,我国的HGP研究工作与国外近年来的惊人发展速度相比,差距还很大,并且有进一步加大的危险。如果我们在这场基因争夺战中不能坚守住自己的阵地,那么在21世纪的竞争中我们又将处于被动地位:我们不能自由地应用基因诊断和基因治疗的权力,我们不能自由地进行生物药物的生产和开发,我们也不能自由地推动其他基因相关产业的发展。
2、中国杂交水稻基因组计划简介
水稻是世界上最重要的粮食作物之一,是半数世界人口赖以生存的主要食物,也是有7000年种植水稻历史的中国经济、文化、传统和历史的一个重要组成部分。年总产值达千亿人民币以上的大米是关系到我国国计民生的最主要的粮食。袁隆平院士的杂交水稻在我国水稻育种和东南亚各国有着广泛的影响。"中国杂交水稻基因组计划" 这个项目着眼于中国粮食的主要物种籼稻和以籼稻为遗传背景的杂交水稻,它在农业上的意义可与人类基因组计划在人类健康中的意义相媲美。
通过对水稻全基因组序列分析,可以获得大量与水稻育性、丰产、优质、抗病、耐逆、成熟期等有关的遗传信息和功能基因;可以促进水稻的品种改良,培育更好的优质高产新品种;还有助于了解小麦、玉米等其它重要农作物基因组中的相关基因,从而带动整个粮食作物的基础与应用研究;还可以专利的方式,将优良的种质资源转化为信息资源进行保护,以利于农业的可持续发展。
众所周知袁隆平院士是我国水稻雄性不育系的最主要的发明和奠基人,有水稻之父和绿色革命先驱的全球美誉。选择这一水稻株作为切入点进行测序分析在政治、科学和经济上都有着积极的意义。开展超级杂交稻基因组的研究,在产业上,是密切联系生产实践的;在科学上,是对国际水稻基因组研究的补充与发展;在国家任务上,将促进和帮助我国正在进行的水稻四号染色体基因组序列图的完成。
处于世界领先地位的我国杂交水稻是我国粮食安全和农业可持续发展的重要资源之一。袁隆平院士等人培育的超级杂交稻更是中国的骄傲和国宝。开展杂交稻的分子遗传机理研究是生产实践提出的问题,也是使水稻高产高质的必由之路。通过对超级杂交稻基因组的测序,解开其遗传秘密;以信息化带动水稻的应用研究和产业发展;申请相应的专利保护,为可持续发展打好基础。并将我国这一学科推至国际前沿。
中国杂交水稻基因组计划就是以水稻基因组测序为基础,以水稻比较基因组、功能基因组等领域的研究为核心,重点开展具有我国自主知识产权的重要功能基因发掘和应用。项目测定的是袁隆平院士培育的超级杂交稻两优培九的二个亲本培矮64S和9311的基因组全序列框架图。培矮64S是光温敏核不育的品种,它的基因组兼具籼稻、粳稻和瓜畦稻的成分,在杂交稻中作母本;9311是的典型籼稻品种,作父本。
水稻的基因组序列与人类基因组序列一样,是研究水稻的遗传变异、发育与进化的基础。特别是作为农作物,是培育高产、优质、美味的优良品种的基础。它的意义是不言而喻的,正因为如此, 国际上已有三个"水稻基因组计划":
①1992年开始,1997年正式形成的"国际水稻基因组协作组,现已公布 200 Mb 的BAC 克隆的数据,及一条染色体的全序列;
②2000 年4月,孟山都 (Monsanto)公司公布水稻的"工作框架图";
③2001年2月,另一公司 Syngenta 也宣布完成水稻的"工作框架图"。
而我国的杂交水稻"工作框架图"将对全球的水稻研究与育种提供信息,并将推动水稻基因组及其他农作物基因组的研究。开展杂交稻及其籼稻亲本基因组的研究,既能针对我国杂交稻生产的实际,也能弥补国际水稻基因组计划的不足。
2001年9月我们完成了具有国际领先水平的中国杂交水稻(籼稻)基因组"工作框架图"和数据库,并将公布数据,供全球免费共享。
根据组装和数据分析结果,中国杂交水稻基因组"工作框架图"和数据库,具有国际领先地位,标志着我中心的科研从追随世界级课题(1%项目)到自主进行世界级大课题研究的跨越。
3、体细胞克隆技术
克隆, 是英文CLone的音译, 意思是无性繁殖。它是由一个细胞或一个分子经复制扩增而变成一群相同细胞或分子的生物学过程和特征。个体水平的克隆在植物繁殖中司空见惯, 农业广泛应用的扦插嫁接产生的后裔都是无性系的, 利用植物细胞在细胞水平上克隆生产林木花卉,水果疏菜也很平常。但通过拼接基因, 使之复制和表达, 在分子水平上克隆, 就要复杂和困难得多。
50年代曾有科学家用蝌蚪小肠上的皮细胞核, 移植到未去核的非洲爪蟾细胞上, 证明了已经分化了的体细胞核的全能性。但在哺乳动物身上, 这项技术从未成功。
80年代,人们转而用胚胎细胞克隆哺乳动物, 它是先将一个早期胚胎细胞的卵裂球分离,使之成为具有多个相同遗传基因的卵细胞,这样从一个品种繁殖出遗传基因一模一样的仔畜。1986年,英国科学家利用胚胎细胞克隆出一只绵羊。从80年代中期起,我国科学家用胚胎细胞相继克隆成功小鼠、山羊、兔、猪和牛。就在英国的克隆羊旋风般搅动世界舆论之时, 美国科学家宣布去年成功地利用胚胎细胞克隆出两只人类的近亲:猴子。
但这所有的辉煌都无法和英国科学家利用体细胞克隆出的这只绵羊相提并论。
这只非凡的绵羊被它的创造者以人们喜爱的英国乡村歌手多莉命名。它的身世的确旷古未有。它有三个母亲, 却没有一个父亲。它的胚胎发育和诞生的过程, 全部受到罗林研究所威尔莫特小组的操纵。他们先用药物促使母羊A排卵, 然后将这只未受精卵的全部染色体吸空, 使之成为一个具有活性但无遗传物质的“卵空壳”, 接着他们从母羊B——一只6龄绵羊的乳腺中取出一个普通细胞, 通过电流刺激作用, 使乳腺细胞的细胞核与“卵空壳”结合成一个含有新的遗传物质的卵细胞, 这个卵细胞在试管中发育成胚胎后, 再将其植入母羊C的子宫。1996年7月, 多莉在科学们忐忑等待的心情中降临世间。令人振奋的是, 迄今这个憨态可掬的“娇**”一切正常。三只母羊对它都有生养之恩, 但只有母羊B, 那只为它提供了细胞核的6龄绵羊, 才是她的真正“生母”。多莉继承了它的全部DNA遗传基因, 换句话说, 多莉是母羊B百分之百的复制品。
多莉的诞生, 为生物工程技术在本世纪行将结束的时候, 打上了一个华丽的休止符, 也为21世纪众目瞩望、一致看好的这项技术起了个嘹亮的高音。克隆技术一旦成熟, 就意味着哺乳动物的任何一个体细胞,都可以是克隆的供体材料。据测算, 一个成年人体大约有400亿万个细胞。以此为参照, 试想想, 一小块皮肉, 就包蕴多少细胞吧。这简直取之不尽, 用之不竭。而克隆的最大优势在于能百分之百复制亲本的所有性状。因此克隆技术为解决目前在基础医学、医药和畜牧业生产等领域棘手的难题,为保护地球生物的多样性, 开辟了一条独特的路径。
很多吞噬人类健康的顽疾之所以久攻不克, 是因为它只露出一幅狰狞的面目, 而隐匿了神秘的身世。科学家们设想, 把体细胞中可能与疾病有关“嫌疑”基因, 导入实验动物基因中, 然后克隆出一批转基因的实验动物。由于人与动物的疾病发生机理有很多相似之处, 如果导入的嫌疑基因在动物身上发病, 就证明那一基因是肇事元凶, 反之就嫌疑排除。这样人类就可以找到一把斩断病魔恶爪的利剑。
若从血液中提取的蛋白药物, 成本高, 价格昂贵, 而且有些血液制品中可能隐匿有令人闻之色变爱滋病、乙肝等病毒, 这使人们在使用这些药物时疑虑重重, 甚至草木皆兵。如果大量克隆具有特殊药用价值的基因动物, 就可以利用这种动物的血液和乳汁, 生产具有特殊效用的蛋白药物。“借花献佛”, 既提高效率, 又可高枕无忧。
若要培养一个优良畜种, 需要数代杂交选种, 而且变异和退化时常威胁品质的稳定, 致使研究人员数年辛劳前功尽弃, 付诸东流。利用体细胞克隆技术, 这一世纪难题就迎刃而解。比如用一头高产奶牛作供体, 就可以克隆出十头、百头、千头、万头……同样高产的奶牛。当然, 这得保证饲养条件与供体大致相同。“又要马儿好, 又要马儿不吃草”,在那儿都是行不通的。
还有每年,都有些物种成为我们这个星球永远的过客。大熊猫、金丝猴……濒危物种低沉的呜咽和孤单的身影,时时牵动了世界的神经。克隆技术无疑为珍稀动物儿孙绕膝, 子繁嗣盛带来了福音, 也为人类保护地球的生物多样性提供了技术的可能。
克隆技术的诱人前景现今还只显露出峥嵘的一角。目前同种动物的体细胞克隆的重复性实验还有待完善, 应用也非一朝一夕。今后不同种动物的克隆将是更大胆、更重要的一个研究方向。比如把羊的体细胞核与牛的卵细胞杂合, 再把这个重构胚胎植入马的子宫孕育。但这些都有大量悬而未决的理论和技术问题等待科学家们去探索。
但同时我们可以看到:象许多科学技术一样, 克隆技术也是一把双刃剑。因为从理论上看, 既然哺乳类的绵羊可以克隆, 克隆人也不会大的障碍。人们想象, 现在克隆羊已经姗姗走来, 克隆人离我们还会远么
克隆人的出现可能将对人类社会的政治、宗教、法律、伦理道德提出挑战, 将给现在人类社会的生活方式、家庭结构、婚恋方式带来不可预料的冲击, 因此世界各国都宣布克隆人为不受欢迎的人, 并为克隆人研究设置了一个个不得逾越的雷区。
美国总统克林顿宣布, 联邦政府禁止用政府经费克隆人, 并下令组成一个专门小组, 审查克隆技术的突破给伦理带来的影响。
梵蒂冈的《罗马观察家》呼吁:“人类有权以人类的方式出生, 而不是在实验室。任何一种反人类的方式都是令人难以接受的。”
中国卫生部长陈敏章宣布,中国对克隆人研究不赞成、不参与、不资助、也不接受外来科学家从事这方面研究。
法国卫生国务秘书表示:“克隆人不可取”, 法国农业研究所声明:“坚决反对任何克隆人体的技术。”
值得我们欣慰和骄傲的是, 面对克隆, 人类表现得比以往任何时候都富有成熟理性和远见。如果克隆技术真是上帝放在人类面前的又一只潘多拉魔盒, 那么人类将满怀自信地伸出两手,一只手叫智慧或灵性, 它让克隆技术为我所用, 造福世界, 另一只手叫理性, 它将控制和防止克隆技术走向反面。
4、基因治疗:
随着人类遗传学的发展,研究人员认识到,人类最基本的遗传单位是染色体上的基因,基因是“制造”和“操纵”人类机体的蓝图,它指挥着细胞合成人类生命的基础——蛋白质。但是,当基因发生变化时,其编码的蛋白质不能履行自己正常的功能,这种情况下可能会出现疾病。近10多年来,作为纠正存在缺陷的基因的一种技术,基因疗法在许多国家特别是西方发达国家中成为研究和试验的热点。
经过多年的研究,研究人员寻找到了多种纠正缺陷基因的方法,其中最普遍的方法是将正常的基因插入基因组非特定的位置以取代有缺陷(也称为失效或致病)的基因。在这种方法中,研究人员通常会利用被称作传病媒介的载体将正常或治疗基因递送到病人的目标细胞中。目前,最常见的传病媒介是已被人为改变携带了人体正常DNA的病毒。病毒在漫长的进化过程中,形成了一套独特的方式将自己的基因递送到人体细胞中,致使人体发病。研究人员试图除去病毒基因组中导致人体患病的基因,并加入治疗基因,然后利用病毒递送基因的特殊能力医治人类疾病。
当病毒性传病媒介在抵达目标细胞(如肝或肺细胞)后,它便将携带的治疗人类基因的遗传物质“卸下”留在目标细胞中。在治疗基因给出的遗传指令下,细胞开始产生具有相应功能的蛋白质,从而恢复目标细胞的正常功能。通常,用于基因疗法传病媒介的病毒类型包括:逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒(AAV)和疱疹单式病毒。不同的病毒在人体中攻击的目标各不相同,因此它们在作为传病媒介时,携带的治疗基因和目标细胞也不尽相同。
当然,除利用传病媒介递送治疗基因治疗疾病的方法外,还有其他几种非病毒递送基因的方法供研究人员选择。其中最简单的方法是直接向目标细胞“注入”治疗性DNA,然而这种方法应用范围十分有限,原因是它只适用于少数人体组织,却需要大量的DNA。现在,研究人员在实验将一条人造染色体或者称第47条染色体注入目标细胞中,这条人造染色体将与人体细胞中的23对(46条)染色体并存,不影响它们的工作或引起它们发生突变,同时也不会受人体免疫系统攻击。研究人员希望能将人造染色体作为一个大的传病媒介,携带大量的遗传密码。这种方法目前存在的问题是,将如此之大的分子递送到目标细胞的核内十分困难。
尽管基因疗法从理论上讲具有很强的可行性,但在实践中却遇到了不少的困难。美国首例基因疗法临床试验开始于1990年,至今没有取得明显的效果。1999年,18岁的杰斯•格尔辛格接受试验性基因疗法治疗鸟氨酸转羧酶缺乏症时,在治疗的第4天由于多器官停止工作而去世。据认为,用作传病媒介的腺病毒引起人体免疫系统强烈反应是导致杰斯死亡的原因。
基因疗法研究遭受的最为严重的打击是今年1月份法国又一例以失败而告终的基因疗法试验。一名患X染色体相关严重综合免疫缺乏疾病(X-SCID,俗称“泡泡婴儿综合症”)的男孩在接受基因疗法试验后,出现了同白血病类似的疾病。而在2002年8月,就曾有一名患同样疾病的男孩在接受试验性基因疗法后出现了相同的情况。在第二例试验失败后,为慎重起见,美国食品和药物管理局(FDA)立即采取措施,暂时中断了在美国所有利用逆转录病毒作为传病媒介在血液干细胞内进行基因治疗的试验。
2003年2月底,美国食品和药物管理局下属的BRMAC委员会召开会议,讨论是否能在有相应安全保障的前提下,允许对威胁人类生命的疾病进行一些逆转录病毒基因疗法试验,但是食品和药物管理局尚没有对此给予答复。目前,美国基因疗法仍然处于试验阶段,食品和药物管理局没有批准任何人类基因疗法的产品上市。
研究人员发现,有不少因素影响了基因疗法治疗遗传疾病的效果,其中包括基因疗法自然生命短、人体免疫系统反应强烈、病毒传病媒介存在的问题和多基因疾病。具体来说,治疗性DNA不易“融入”基因组以及许多细胞的快速分裂这两方面的问题,导致基因疗法无法取得长久的治疗效果,病人不得不多次接受治疗;人体免疫系统对“入侵者”的强烈反应影响了基因疗法的有效性,同时免疫系统产生的免疫反应导致病人重复接受基因疗法的难度加大;病毒传病媒介会给病人带来潜在的危害,如毒性、免疫及炎症反应。此外,人们担心传病媒介在进入人体后也许会重新恢复致病的活力;对单基因变异引起的疾病来说,基因疗法是最有效的方法。但是实际上,人体许多疾病是由多基因变异引起的,因此单基因疗法难以奏效。
虽然基因疗法离临床应用还有相当长的距离,但是基因疗法的研究最近在某些方面仍取得了令人倍受鼓舞的进展。今年3月20日《新科学家》杂志报道,美国加州大学的研究小组成功地利用“涂”有PEG(聚乙烯乙二醇)高分子层的微脂粒(或脂质体),将治疗基因递送到人体大脑中。这是一项重大的突破和成就,因为过去的研究表明,病毒传病媒介“身体”过大,无法跨过“血-脑屏障”。新的研究成果将有望治疗帕金森病。又如,《新科学家》在3月13日还报道,有研究人员表示,由于细胞能利用双链核糖核酸短片(siRNA)致使特殊序列的RNA出现退化或降级,如果设计一个siRNA同有缺陷基因的RNA副本相匹配,那么有缺陷的基因将不能产生异常的蛋白质。日前,伦敦哈默史密斯医院的科学家在英国《自然医学》杂志的网络版上报告说,他们使用注射核糖核酸(RNA)的方法治疗患有杜氏肌营养不良症的实验鼠,获得初步成功,效果可持续3个月之久。
也许有一天,研究人员坚定的信念和不懈的努力能够将基因疗法用于人类疾病的预防和治疗,让那些携带缺陷基因生活在随时出现病症阴影下的人们从痛苦中彻底解放出来。
5、转基因生物
(1)转基因作物
在美国首都华盛顿新会议中心召开的“生物技术工业组织”年会上,生物技术工业组织主席菲尔德鲍姆宣称:“截至2002年年底,全世界已有16个国家种植了87亿亩生物技术作物。美国、阿根廷、加拿大和中国是种植转基因作物最多的4个国家。仅在美国就有55种生物技术作物获准商业化,目前最多的转基因作物是大豆(3个品种)、棉花(6个品种)、玉米(13个品种)和油菜籽(11个品种)。”
来自美国47个州及全世界50多个国家的15万名企业家和科学家参加了这届为期3天的年会。讨论的题目十分广泛,从生物科学及其管理到生物伦理学和国土安全。分会场的内容包括生物防御、全球生物技术买卖、药物发现和开发、资金筹集以及知识产权保护等。
参加本届年会的人数大大超过往年,这是因为美国最近生物技术股价直线上升,今年纳斯达克生物技术股指上升了近50%。生物技术研究也取得了很大的进展,美国食品与药物管理局还批准几种新药上市。菲尔德鲍姆说:“人们已知生物技术和信息技术正发生重大结合,但现在,已出现生物技术与其他技术,特别是同纳米技术相结合的趋势,产生了新的、高度计算机化的‘干实验室’。”
所谓“干实验室”就是指在实验室中,不采用诸如溶剂、溶液等化学物质,而大量使用计算机和其它电子技术进行试验。这是生物实验室的一个重大变化,使人们能在实验室中比过去多进行几千次试验。从会议的小组讨论中记者看到,工业上使用生物技术已十分普遍,用生物技术可以制造塑料、燃料、纸张和洗涤剂,从而对环境产生较小的影响。
在2003年6月22日中午举行的生物技术和发展中国家会议上,组织者特地为记者提供了“生物技术午餐”。从主菜到点心和水果,每种食品都是经过生物技术改造后的产品。第一道开胃菜就是生物技术改造的西红柿和木瓜,记者品尝了这种**的西红柿后,感到除了有点酸以外,与普通西红柿没什么两样。转基因木瓜能抗一种木瓜病,该病曾使美夏威夷州木瓜业损失了1700万美元。主食是米饭烤虾,外加洋李和花生米。转基因稻米富含铁元素和维生素A,经过生物技术改造的洋李可防洋李皮疹病毒,而虾和花生米食用后不会患虾过敏和花生过敏症,因为科学家已利用生物技术将过敏源彻底消除了。
(2)杨树和白桦开始变脸 俄研制出转基因树木
俄罗斯科学院西伯利亚植物生理学和生物化学研究所利用基因工程的方法成功地研制出转基因杨树。而沃罗涅日森林遗传和育种科研所则克隆出优质的卡累利白桦树。研究人员通过试验发现,转基因树和克隆树在保障木材质量的情况下,还具有生长速度快、抗虫害等优点。
20世纪基因工程在医药、食品和农业生产中已得到广泛运用,但利用基因工程改善树木和森林质量的研究起步较晚。最近几年来,科学家开始关注转基因树和克隆树的研究。
俄西伯利亚植物生理学和生物化学研究所的科研人员发现,玉米基因ugt能控制植物生长素酶的合成,若能提高树木中植物生长素的含量,树木的生长速度将加快。科研人员将ugt基因植入山杨、白杨和雪松中,获得了转基因的山杨、白杨和雪松。经多年试验证明,含ugt玉米基因的山杨、白杨和雪松的生长速度已大大增加。
沃罗涅日森林遗传和育种科研所的科研人员选择了最有价值的卡累利白桦树进行克隆研究。他们从最漂亮的花纹木质白桦树的茎中提取细胞和愈伤组织,再从愈伤组织中培育白桦树,成功地获得了克隆白桦树。试验证明,克隆白桦树的生长速度更快:3年到4年树干内就出现花纹木质的标志———节或者棱,5年到8年树干内全部变成漂亮的花纹。而用传统的方法种植的卡累利白桦树,出现花纹木质标志通常需要10年到12年。
对此,也有一些俄科学家认为,和其他转基因产品一样,目前还缺乏对转基因树木结构和性能的完整认识。快速生长的树木能使土壤提前衰竭,转基因树木的花粉可能引起森林种群自然结构的改变,从而破坏森林生态系统。因此,对转基因树木的研究还需要长期观察。
(3)美培育的烟草“长出”狂犬病病毒抗体
美国科学家首次培育出一种转基因烟草作物,它能含有针对狂犬病病毒的抗体。新成果表明,转基因作物有望成为狂犬病病毒抗体的廉价“生产车间”。
托马斯·杰斐逊大学的研究人员说,他们在新型转基因烟草作物中插入了编码人类狂犬病病毒抗体的基因,目前,900英亩的转基因烟草至少能收获1000克狂犬病病毒抗体,大约可生产10万份医疗制剂。研究人员称,经改进后,作物“生产车间”的生产率还能进一步提高。细胞培养实验显示,用转基因烟草获取的抗体能抑制狂犬病病毒,功效与人体天然产生的狂犬病病毒抗体差不多,甚至更强。活体动物实验还表明,转基因烟草产出的抗体能保护仓鼠免受狂犬病病毒感染。
全球每年平均有5万多人死于狂犬病,狂犬病药物和疫苗的市场空间相当大。传统上主要从人和马身上提取狂犬病病毒抗体,但前者成本过高,而从马体内获取的抗体会使人产生严重过敏等副作用。目前,世界范围内狂犬病病毒抗体非常短缺。新型转基因烟草作物研究负责人、托马斯·杰斐逊大学科普罗夫斯基博士认为,与其他方法相比,从转基因作物中获取狂犬病病毒抗体,好处在于更安全、生产成本更低。
(4)反响:
20世纪70年代初,当科学家第一次利用重组基因技术把大肠杆菌的大噬菌体病毒和猿猴的SV40病毒构建成重组基因分子时,人们产生了一种恐惧,用这种方法会不会制造出人类无法控制的超级生物,给人类和自然造成毁灭性的破坏于是科学家开始关注现代生物技术的安全性问题,即生物安全。
专家们认为,现代生物技术存在着广泛性、潜在性、长期性的危险,可能会出现影响环境中非目标性生物生态结构,改变物种的竞争关系,出现转基因植物杂草化和部分产品的毒性、致病性和过敏性等一系列问题。
如何看待这些潜在的危险呢中国农业大学教授王国英认为,生物技术的潜在危险应当引起重视,采取预防手段是必要的,但不要夸大生物技术的危害。一些可预见到的潜在危险通过生物安全手段是可以避免的@并不像人们想象得那么可怕。例如,转基因植物的杂草化问题,现有的大多数栽培作物经人工驯化后,在自然条件下已失去适应性和自然竞争力,其退化为杂草的可能性是微乎其微的。
涉及生物安全检查的另一方面就是基因漂移。转基因作物会不会发生基因漂移,改变非目标生物的生态结构和物种的竞争关系王国英解释说,基因漂移只能在亲缘关系较近的种属之间进行,
信息技术在经济增长中的作用
众所周知,21世纪已经进入高速信息化的时代,手机,互联网等信息终端无时无刻不在干预着我们的生活,据统计,整个中国的手机用户突破5亿,互联网用户达到21亿,两项数据均在世界位列第一,如此庞大的信息市场,对中国的经济发展也起着举足轻重的作用。
经济全球化的深入发展,以信息技术为代表的科技革命不断取得突破,信息化已经成为各国经济社会发展的强大动力,推动了人类社会以前所未有的速度走向新的历史高度。以信息技术革命为基础的第三次浪潮几乎没有遭遇到地域的限制,这是一次全球性的浪潮。新的经济不再以传统工业为产业支柱,不再以稀缺自然资源为依托,而是以高技术产业为支柱,而发展高技术又离不开信息技术的发展。
信息技术为经济发展的贡献,主要表现在以下几个方面:
一、信息技术是经济增长的源动力
国外一些发达国家对目前经济的分类有这么一种说法:一是朝阳经济,另一种是夕阳经济。多数传统产业已成夕阳经济,现代经济的主要职能是知识和信息的生产和分配,而不再是物质的生产和分配。也许,对于某些国家或企业而言,今后的生产对象主要是“比特(Byte)”,而不是具体以原子构成的产品。
信息经济是自90年代以来伴随信息技术迅猛发展而产生的新的经济形式。数字革命、互联网、电子商务和通信技术在这种新经济形式中扮演着重要角色。可以说,信息产业是知识经济的重要载体和经济发展的原动力,信息技术产业已成为发达国家经济新的增长点,是人类社会迈入知识经济时代的加速器。
(一)、信息技术使知识和信息成为国民经济的重要战略资源。信息技术,尤其是微计算机革命和数字化革命使信息资源计算机化,把浩如烟海、杂乱无章的信息变成有序、有用、有经济价值的信息。人们可以以任何方式进行加工处理,以任何方式按用户的要求进行检索和利用,并可以在任何时间、任何地点获取自己所需要的任何信息,真正意义上和使用价值上把信息变成资源,进而成了现代国民经济的主要经济资源。信息技术的应用使经济中的知识性日益明显,知识已经成为最重要的生产要素和资源,企业中最关键的资产并不是资本而是智力。由于创意、信息和技术越来越成为产品的构成成分,产品和服务中的知识含量增大。国家的经济发展和繁荣在很大程度上将不依赖于自然资源和劳动力的数量与价格,而取决于所拥有的创造知识的能力和技术水平。
在新经济的客观现实面前,许多专家学者都提出了把信息作为独立于资本、劳动之外的生产要素。一般说来,经济系统活动过程中都有三股流,即由生产资料、劳动资料等组成的物流;由劳动力和其他能源组成的能量流;以及由组织、计划、指导、协调、控制、管理等组成的为达到一定目标的信息流。信息在这里发挥着最重要的战略资源的作用,因为人们可以通过信息流中的反馈信息调节物流和能量流的数量、方向、速度和目标。信息流可驾驭经济系统中的人和物做合乎目的、有规则的活动。在同样的物质和能量的输入情况下,不同的信息输入会引起不同的经济效果,创造出不同的价值,经济系统中的信息可以转变为价值增值的一种手段。
(二)、信息技术促进传统产业的更新与改造,进而优化产业结构。信息技术已成为推动人类文明进步的强大动力,它正在创立新的产业,全面改造和提升传统工业。设计、制造和营销管理都已经或正在实现自动化、智能化、信息化。由计算机控制的机械和生产线代替或减少了劳动者的工作量,提高了效率。计算机虚拟技术的应用加速了产品的设计和生产过程,提高了产品质量和可靠性,降低了成本。网络技术使人们的生产和生活超越了时空和地域的限制,实现跨行业、跨地域、跨国界的合作与集成,逐步走向全球化。工农业和服务业的生产方式和组织形式也相应发生了重大变化。从而导致国家实力的增长、生态环境的改善和人民生活水平的普遍提高。
(三)、信息技术显著提高国民经济效率与效益。在信息时代,由于知识的大量产生、创新的不断进行、信息的迅速传递、经济生活节奏的日益加快,因而技术与产品的生命周期愈益缩短。在信息技术领先的美国,30年来美国的国民经济生产总值一直居世界首位,但从事体力劳动的工人的比例却由30年前占劳动人口总数的33%减少到17%。再过10年,还将降到12%。到了2020年将只占不到2%。现在一些自动化程度高的工厂,几乎已经不使用从事体力劳动的工人了。事实上,由于信息产业和信息技术的发展,90年代以来,美国持续实现高增长、高就业、低通涨,预算赤字减小,利率降低,宏观经济环境稳定。美国联邦政府商业部发表的关于信息技术革命及其对美国经济影响的年度报告称:信息技术产业是推动美国目前经济发展最主要的动力,在过去5年中,虽然信息技术产业的规模只占整个经济的8%,但美国经济增长的1/3归功于该行业的发展。信息技术产业的惊人发展已从根本上改变了美国人的生产、消费、通信和娱乐方式。
二、信息产业的建设成为各国经济发展的重点
随着全球信息技术的飞速发展,信息化建设已经成为国家经济的重头戏,先进的IT产业将带动整个国家的经济发展,这已是世界各国的共识。日本将信息化的成败、IT产业的兴衰与日本经济竞争力的强弱紧密联系,订下信息化立国目标,力争在5年之内成为世界上最先进的IT国家。韩国认为,21世纪是知识和信息决定国际竞争力的时代,信息化、网络化不是一个选择的问题,而是决定国家兴衰存亡的根本大计。欧盟则把建立信息社会与统一欧洲市场和推行欧元等重大项目并列,当作一项具有历史意义的大事来抓。
虽然信息化已成为各国的普遍需要,但是各国的信息化战略仍然有各自鲜明的特色。事实证明,立足本国或本地区的历史和实际情况,扬长避短,不随波逐流,才能在滚滚大潮中立于不败之地。
下面,我们看一下芬兰这个以信息化带动经济增长的个例:
芬兰是世界上信息化程度最高的国家之一,信息技术已融入芬兰整个社会。在近几年的国际竞争力评比中,芬兰一直名列前茅。究其原因,除了芬兰政府长期重视发展教育,建立国家科技创新体系并增加科技投入外,还与其广泛应用信息技术提高劳动生产率带动经济发展密切相关。
芬兰从20世纪90年代末开始在信息技术方面进行大量投资,目前已获得巨大效益。随着信息技术的广泛使用和新技术的进一步推广,芬兰全国的劳动生产率目前正以创纪录的速度增长。与其他工业化国家相比,芬兰劳动生产率增长速度相当快,其工业劳动生产率在交通和信息产业方面甚至已超过美国。
对信息技术的投入已成为芬兰企业提高生产效率的主要途径。目前,90%的芬兰企业已在互联网上建立了网站。芬兰企业普遍认为,企业可以通过互联网获得大量有关生产活动和市场销售等方面的信息,这些信息为企业的经营决策、技术改造、产品研发和销售提供了充分有力的依据,并且大大提高了企业的工作效率。目前,芬兰所有工业企业都已广泛使用电脑和互联网,服务行业的绝大部分公司企业也已开始普及使用电脑。信息技术的普遍应用,使企业的劳动生产率和雇员的工作效率提高了8%至18%。
过去10多年里,芬兰在大力发展信息与通信产业的同时,还利用信息技术改造其传统的森林工业、金属及机械制造业,实现产业结构的整体升级。20世纪90年代以来,芬兰国家技术开发中心先后协调和资助相关企业和研究机构,实施智能系统应用计划、芬兰中小企业信息化计划等项目,大大促进了芬兰传统产业的信息技术改造和整体技术水平的提高。通过信息技术改造,芬兰森林工业、金属及机械制造业的技术密集程度得到加强,成为信息技术、人工智能技术和自动化技术的综合体,生产效率明显提高。
在当前全球竞争进一步加剧的情况下,芬兰政府于2003年9月通过了一项进一步发展信息社会的规划,力争通过全社会充分利用信息技术,进一步增强芬兰在国际上的竞争力,提高本国的劳动生产率,消除地区之间的差距,确保全民的福利和生活质量。
芬兰政府力求通过这一规划达到以下目标:所有公民都有机会享受信息社会所提供的服务,并能有机会学习和掌握利用信息技术的基本技能;芬兰所有的公司企业、团体和组织都能充分利用信息技术,以改进其服务并加强其竞争力;各行各业的员工都能具备较高的信息技术水平,确保芬兰不断获得能够适应信息社会发展的高质量的劳动力;进一步加大在科研和产品研发方面的投入,以确保芬兰在利用信息技术方面继续走在世界前列。
三、我国信息技术的产业战略
我国传统的信息产业是随着社会主义市场经济的发展和国民经济对传统信息新产品与服务需求的增长而不断增长的。国家一系列推动信息产业发展的方针政策、法律法规的不断完善和信息与信息产业理论研究的不断深入,以及信息产业管理水平的不断提高,促进了我国信息产业的快速发展。目前,我国的信息产业正处于蓬勃发展的历史阶段,不仅需求旺盛,发展迅速,而且竞争激烈,效益提高,在国民经济发展和社会进步中的倍增作用与重要地位日益突出,成为21世纪新经济的战略产业。但也不难发现,我国信息产业的许多领域在国际上并没有什么竞争力,在这新形势下,我国要在21世纪进入世界信息产业大国和强国的行列,必须采取相应的对策:
(一)、推行工业与信息化相结合的方针,研究信息产业与信息经济的发展规律,处理好信息产业发展过程中统一决策、多层次分级管理、多元化和多样化经营的关系。
我国正处在工业化中期向后期过渡的发展阶段,又面临着全球信息化的挑战和机遇,发达国家已开始从工业社会向信息社会过渡,“建立网络社会”的呼声日益高涨。在这种情况下,我国决不能埋头工业化而置信息化于不顾,也不能脱离工业化现状盲目追求信息化,而应实施“机遇战略”,把工业化与信息化结合起来,用信息化促成工业化,引导新世纪的工业向高增值、高竞争力、高信息含量的方向发展,用工业化支持信息化,为信息产业的发展和信息基础设施的建设提供物资、能源、资金、人才以及市场。
(二)、分析国内外环境,注重研究和开发,抓好大型企业集团和放活中小企业相结合,运用市场机制与依靠政策法规相结合,加强协调,及时调整产业发展方向与结构。
收集技术、市场等信息,分析国际国内影响各部分信息产业发展的环境变化,捕捉机遇,供宏观决策和微观经营参考。这种工作在我国相当薄弱,亟需加强。增加研究和开发费用,加强研究和开发力量,使企业逐步成为研究和开发的主体。
在信息产业中既有竞争性产业又有基础性产业。对前者而言,引入竞争机制是天经地义的事情,对后者而言,近几年来的国际经验表明,适度引入竞争机制也是提高服务质量、抑制价格上涨的有效手段。过去被认为是“天然垄断”的行业,由于技术变革和市场变迁,现在已开始程度不同地加入竞争行列。所以,运用市场机制对发展信息产业来说是绝对必要的。但反映市场规律的政策法规同样是不可缺少的和十分重要的。因为政府在信息产业发展全过程中扮演着越来越重要的角色,没有政府的干预和协调,市场是不会自行发挥正面作用而无负面效应的。当然,政府的干预必须合理,协调必须恰当。同时,这种干预和协调要及时、灵活,并富于弹性。任何盲目指挥的后果不会亚于市场的失败。政府是帮助而不是代替企业,解决企业不能解决的问题。例如,为产业指明发展方向,在全球生产链中找到本国产业的定位,积极扩展本国产业的营销渠道,并根据世界行情不失时机地调整本国产业的相应结构。
(三)、从领导、规划、管理、政策等各方面,积极加强信息产业的薄弱环节,即信息服务业的发展,使其与信息产业其他部分发展相适应,并逐步发挥它对信息产业的引导和推动作用。
信息服务业包括数据库服务、软件服务、网络服务、系统集成服务等行业,它们在整个信息产业中的地位和作用,至今未被我国社会各界所充分认识。信息产业的其他部分都有相应的管理部门,惟有这一部分处于多头分散管理以至无人管理的状态。由于信息产业各个部分的相互渗透和融合,电子工业和邮电事业等部门开始把业务范围向信息应用服务或信息增值服务延伸,出现“电子信息产业”和“信息通信产业”等新称谓,而且这两个部门在数据联网服务的领域相互交叉重叠,有所争夺。事实上,信息服务业同电子工业和邮电事业既有密切联系又有明显差别。为了遵循信息服务业的发展规律,推进信息服务业的发展,理应有单独的管理部门。同时还应加强组织领导和统一规划。虽然国家计委的长期规划和产业政策司在规划信息服务业的发展方面做了大量工作,我国信息协会也对加快信息服务业发展问题多次呼吁和写报告,但是由于没有对口的管理部门,全国性的业务协调和规范化管理以及有关投资、财税、信贷、资费(价格)等等政策扶植,迟迟难于落实而告吹。信息服务业滞后对国民经济的影响,短期内似乎不甚明显,但时间越长后果的严重性将越来越清晰。因此,需及早解决信息服务业的管理和发展问题。
(四)、人才为本,教育为先,为发展信息产业加强人力资源的开发和利用。
我国在20世纪50年代的工业化初期,曾大规模培养工业化所需的人才,并源源不断地从其他战线向工业战线输送人才。当时的一个口号是,“要造就一支产业大军”。那么,在现今信息化启动时期,我国同样需要高瞻远瞩,培养和造就一大批为信息化所需要的发展信息产业的技术人才和管理人才。在高等学校的专业设置上,应适当增加信息科技、信息工程、信息经济、信息管理等院系。在信息产业的各部门和单位内,应大力加强从业人员的在职培训。在企业实践中,应物色和造就一批信息企业家。同时,还应创造条件吸引海外留学人员归国工作,使他们致力于信息产业的发展;合理规范信息产业领域各类人才的流动,使他们更好地发挥自己的聪明才智,为发展信息产业效劳。
信息产业是21世纪的战略产业,它的发展不仅关系到利润,而且关系到一国在世界经济、政治乃至军事中的能力和地位。我们应当清楚地认识到时代的规律,加速培育自己的信息产业,发展信息经济,使我国经济保持健康快速增长,在国际竞争中立于不败之地。
化妆品产品技术优势分,这是一个关于国内国外化妆品技术的问题。在回答这个问题之前,我们首先要了解什么是化妆品。化妆品是用于修饰外貌和改善肌肤状态的产品,包括护肤品、彩妆品等。随着科技的发展,化妆品技术也在不断创新和进步。
从国内的角度来看,中国化妆品产业经历了快速发展的阶段。中国拥有丰富的天然资源,如中药等,这为研究和开发天然植物提供了得天独厚的条件。中国在生物技术方面取得了重大突破,可以通过基因工程等手段提取有效成分,使产品更加安全有效。中国市场庞大而多元化,消费者对于化妆品需求不断增长,这为企业创新和推出更多优质产品提供了动力。
而从国外的角度来看,西方国家在化妆品技术方面一直处于领先地位。欧美国家具有先进的科研机构和实验室,并且投入大量资金用于研发和创新。西方国家对于化妆品的安全性和效果有着严格的监管标准,可以确保产品的质量和可靠性。西方国家更加注重消费者的个性化需求,不断推出符合不同肤质、年龄和需求的产品。
无论是国内还是国外,化妆品技术都有各自的优势。国内在天然资源和市场需求方面具备优势,而国外则在科研实力和产品监管方面更具竞争力。因此,在选择化妆品时,我们可以根据自己的需求和喜好,综合考虑各种因素,并选择适合自己的产品。
化妆品技术优势分无论是国内还是国外都有各自的特点。只要我们根据自己的需求和喜好选择适合自己的产品,无论是来自国内还是国外的化妆品都能够满足我们对美丽的追求。
信息技术的研究包括科学,技术,工程以及管理等学科,这些学科在信息的管理,传递和处理中的应用,相关的软件和设备及其相互作用。
信息技术的应用包括计算机硬件和软件,网络和通讯技术,应用软件开发工具等。计算机和互联网普及以来,人们日益普遍的使用计算机来生产、处理、交换和传播各种形式的信息(如书籍、商业文件、报刊、唱片、**、电视节目、语音、图形、影像等)。在企业、学校和其它组织中,信息技术体系结构是一个为达成战略目标而采用和发展信息技术的综合结构。它包括管理和技术的成分。其管理成分包括使命、职能与信息需求、系统配置、和信息流程;技术成分包括用于实现管理体系结构的信息技术标准、规则等。由于计算机是信息管理的中心,计算机部门通常被称为“信息技术部门”。有些公司称这个部门为“信息服务”(IS)或“管理信息服务”(MIS)。另一些企业选择外包信息技术部门,以获得更好的效益。
发展趋势
信息技术推广应用的显著成效,促使世界各国致力于信息化,而信息化的巨大需求又驱使信息技术高速发展。当前信息技术发展的总趋势是以互联网技术的发展和应用为中心,从典型的技术驱动发展模式向技术驱动与应用驱动相结合的模式转变。
性能价格比继续按每18个月翻一番的速度呈几何级数增长,支持信息技术达到前所未有的水平。现在每个芯片上包含上亿个元件,构成了“单片上的系统”(SOC),模糊了整机与元器件的界限,极大地提高了信息设备的功能,并促使整机向轻、小、薄和低功耗方向发展。软件技术已经从以计算机为中心向以网络为中心转变。软件与集成电路设计的相互渗透使得芯片变成“固化的软件”,进一步巩固了软件的核心地位。软件技术的快速发展使得越来越多的功能通过软件来实现,“硬件软化”成为趋势,出现了“软件无线电”“软交换”等技术领域。嵌入式软件的发展使软件走出了传统的计算机领域,促使多种工业产品和民用产品的智能化。软件技术已成为推进信息化的核心技术。
三网融合和宽带化是网络技术发展的大方向。电话网、有线电视网和计算机网的三网融合是指它们都在数字化的基础上在网络技术上走向一致,在业务内容上相互覆盖。电话网和电视网在技术上都要向互联网技术看齐,其基本特征是采用IP协议和分组交换技术;在业务上要从现在的话音为主或单向传输发展成交互式的多媒体数据业务为主。三网融合不能简单地理解为把三个网合成一个网,但它的确打破了原有的行业界限,将引起产业的重组与政策的调整。随着互联网上数据流量的迅猛增加,特别是多媒体信息的增加,对网络带宽的要求日益提高。增大带宽,是相当长时期内网络技术发展的主题。在广域网和城域网上,以密集波分复用技术(DWDM)为代表的全光网络技术引人注目,带动了光信息技术的发展。宽带接入网技术多种方案展开了激烈的竞争,鹿死谁手尚难见分晓。无线宽带接入技术和建立在第三代移动通信技术之上的移动互联网技术,正向信息个人化的目标前进。
互联网的应用开发也是一个持续的热点。一方面电视机、手机、个人数字助理(PDA)等家用电器和个人信息设备都向网络终端设备的方向发展,形成了网络终端设备的多样性和个性化,打破了计算机上网一统天下的局面;另一方面,电子商务、电子政务、远程教育、电子媒体、网上娱乐技术日趋成熟,不断降低对使用者的专业知识要求和经济投入要求;互联网数据中心(IDC),网门服务等技术的提出和服务体系的形成,构成了对使用互联网日益完善的社会化服务体系,使信息技术日益广泛地进入社会生产、生活各个领域,从而促进了网络经济的形成。
社会功能
随着信息化在全球的快速进展,世界对信息的需求快速增长,信息产品和信息服务对于各个国家、地区、企业、单位、家庭、个人都不可缺少。信息技术已成为支撑当今经济活动和社会生活的基石。在这种情况下,信息产业成为世界各国,特别是发达国家竞相投资、重点发展的战略性产业部门。在过去的10年中,全世界信息设备制造业和服务业的增长率是相应的国民生产总值(GNP)增长率的两倍,成为带动经济增长的关键产业。其中美国经济在近10年的持续快速增长中,年均GDP增长36%,而电子信息产业对GDP增长的贡献为14个百分点。可以毫不夸张地说美国经济的持续增长得益于信息技术的支撑和信息产业的带动是不为过的。信息产业本身经过多年的高速增长,已成为全球最大的产业之一。在二十世纪九十年代中期,一些发达国家信息经济领域的增长超过了GNP的50%,美国则超过了75%,2000年全球信息产品制造业产值高达15000亿美元,成为世界经济的重要支柱产业。
“九五”期间,中国的信息产业以三倍于国民经济的速度发展,主要产品销量迅速增加,结构调整初见成效,部份关键技术有所突破,产业规模已居世界第四位。2000年底信息产品制造业总产值达10000亿元,销售收入5800亿元,成为国民经济第一支柱产业。信息产业的增加值占全国GDP的4%,电子产品出口额约占全国出口总额的1/5,信息产业对国民经济的贡献率显著提高。
信息技术推动传统产业的技术升级
信息技术代表着当今先进生产力的发展方向,信息技术的广泛应用使信息的重要生产要素和战略资源的作用得以发挥,使人们能更高效地进行资源优化配置,从而推动传统产业不断升级,提高社会劳动生产率和社会运行效率。就传统的工业企业而言,信息技术在以下几个层面推动着企业升级:1、将信息技术嵌入到传统的机械、仪表产品中,促进产品”智能化”、“网络化”,是实现产品升级换代的重要方。这项工作往往被称为“机电一体化”。2、计算机辅助设计技术、网络设计技术可显著提高企业的技术创新能力;3、利用计算机辅助制造技术或工业过程控制技术实现对产品制造过程的自动控制,可明显提高生产效率、产品质量和成品率;4、利用信息系统实现企业经营管理的科学化,统一整合调配企业人力物力和资金等资源,实现整体优化。5、利用互联网开展电子商务,进行供销链和客户关系管理,促使企业经营思想和经营方式的升级,可提高企业的市场竞争力和经济效益。以互联网为代表的信息技术也是促进农业现代化和第三产业发展的有力武器。
主要特征
有人将计算机与网络技术的特征——数字化、网络化、多媒体化、智能化、虚拟化,当作信息技术的特征。我们认为,信息技术的特征应从如下两方面来理解:
1)信息技术具有技术的一般特征——技术性。具体表现为:方法的科学性,工具设备的先进性,技能的熟练性,经验的丰富性,作用过程的快捷性,功能的高效性等。
2)信息技术具有区别于其它技术的特征——信息性。具体表现为:信息技术的服务主体是信息,核心功能是提高信息处理与利用的效率、效益。由信息的秉性决定信息技术还具有普遍性、客观性、相对性、动态性、共享性、可变换性等特性。
教育体系
信息技术教育有两个方面的涵义:一是指学习与掌握信息技术的教育。二是指采用信息技术进行教育活动。前者从教育目标与教育内容方面来理解信息技术教育,后者则从教育的手段和方法来理解信息技术教育。由此,可对“信息技术教育”作如下定义:
信息技术教育是指学习、运用信息技术,培养信息素质,实现学与教优化的理论与实践。
该定义的理解中值得注意的几个问题:
1) 信息技术教育包括理论与实践两个领域。理论领域指信息技术教育是一门科学,是现代教育学研究的一个新分支,又具有课程教学论的一些特征,具体包括概念体系、理论框架、原理、命题、模式、方法论等研究内容。实践领域指信息技术教育是一种教学活动,一种工作实践,一项教育现代化事业,具体包括信息技术的软硬件资源建设、课程教材的设计开发、师资培训、教学中各种信息技术的综合运用、学习指导、评价与管理等。
2) 信息技术教育的本质是利用信息技术培养信息素质。这里,“利用信息技术”只是一种手段和工具,最终目的是培养学生的信息素质,以适应信息社会对人才培养标准的要求。
信息素质是指人所具有的对信息进行识别、加工、利用、创新、管理的知识、能力与情操(意)等各方面基本品质的总和,是人的一种基本生存素质。为此,我们应明确信息技术教育的指导思想:不只是为了让学生掌握信息技术知识而开展信息技术教育,而是通过信息技术教育,全面提高学生的信息素质。换句话说,信息技术教育不等于软硬件知识学习。而是要使学生通过掌握包括计算机、网络在内的各种信息工具的综合运用方法,来培养学生的处理、创新的能力,为适应信息社会的工作、学习与生活打下良好基础。
3) 信息技术教育的范畴包括学习信息技术和利用信息技术促进学习两个方面。这里明确指出了开展信息技术教育的两种教学形式(专门课程式与学科渗透式)。我们不但要开设专门的《信息技术》课程,重点培养学生运用计算机与网络等现代信息工具的知识和能力;而且要在所有课程的教学中,运用各种传统的与现代的信息工具促进了学生的学习,要渗透信息技术教育思想,培养学生对各种学科信息的综合处理与创新能力。
4) 信息技术教育的途径与模式有多种。除采用学校课堂教学模式外,还可采用课外活动模式、家庭教育模式、远程协作学习模式。其中,基于项目活动的教学模式能较好解决理论知识与实践技能、学习竞争与协作的结合问题,能有效地培养学生的信息素质,是一种非常实用的学校信息技术教育模式,值得推广。目标体系
信息技术教育目标的涵义有二:一是作为总揽信息技术教育教学活动全局的一种指导思想而存在的、概括性的总体要求,又称为总目标或目的。二是指对达到信息技术教育目的的各个方面进行精确、详细的说明,是学生在完成一个教学单元的学习后应达到什么要求(具有哪些效果)的具体明确的表述。信息技术教育的目标体系是指将信息技术的总目标与分目标,课程目标与知识点目标,认知目标、动作技能目标与情感目标,知识目标、能力目标与情意目标等不同层次、不同角度、不同领域的教育目标整合与系统化。
信息技术教育目标体系具有三重功能:一是定向功能,它是编写教学大纲、设计课程教材、控制教学过程的行动指南。二是激励功能,它能激发教与学的紧迫感与内驱力。三是评价功能,它提供了教学效果的评价尺度和教学设计的参考标准。
信息技术教育目标体系的编写,应满足五个基本要求:一是时代性(先进性)。要紧扣飞速发展的信息时代脉搏,满足信息社会对人才信息素质培养的基本需要。二是科学性。不同的教育对象、不同的年龄阶段有不同的知识起点、不同的接受能力。因此,教学目标要有针对性,注重因材施教。同时,目标编写中应注意运用教育心理研究的新成果,将外显行为目标与内部心理发展目标结合起来;要注重学生的言语信息、智力技能、认知策略、动作技能、情感态度等方面的综合培养。三是具体性。表述中尽量避免含混和不切实际的语词,应明确、详细,可以观察和测量。四是递进性(层次性)。如,总目标、课程目标、章节(单元)目标、课时目标、知识点目标的关系,是一种学习内容方面的递进关系;认知领域中的识记、理解、简单运用、综合运用、创建,是一种学习结果方面的递进关系。五是系统性。应列出全部知识点的教学目标,不同层次不同难度的教学目标搭配合理,能起到相互促进、总体优化的作用。信息技术教育的定位
国家教育部基础教育司2000年1月9日制订的《关于加快中小学信息技术课程建设的指导意见(草案)》中,已就信息技术教育的意义、要求、内容、教材等方面的定位问题进行了阐述:“在全国中小学积极推进信息技术教育,促进中小学课程、教材、教学的改革,是贯彻邓小平同志‘三个面向’指示精神,实现教育现代化的需要;是落实《面向21世纪教育振兴行动计划》,深化基础教育改革,全面实施素质教育的需要;是面向21世纪国际竞争,提高综合国力和全民素质,培养具有创新精神和实践能力的新型人才的需要。”“加快中小学信息技术课程的建设,是积极推进信息技术教育的重要措施。”“信息技术课程是中小学一门知识性与技能性相结合的基础工具课程,应作为必修课单独开设。”“中小学信息课程的任务是:培养学生对信息技术的兴趣和意识,让学生了解或掌握信息技术基本知识和技能,使学生具有获取信息、传输信息、处理信息、应用信息技术手段的能力,形成良好的文化素养,为他们适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。”“教育内容的选取应考虑信息社会对公民的基本要求,既要符合中、小学教育规律,又要体现时代特征。”
下面,从信息技术教育与教育信息化、计算机教育、科技教育、素质教育、创新教育的关系方面,多视角地对信息技术教育的定位问题作具体分析。
“信息化”一词最早是与“信息产业”、“信息化社会”联系在一起的,其提出源于日本。1963年,梅棹忠夫在《信息产业论》一书中首先向世人描述了“信息革命”、“信息化社会”的诱人前景。此后,“信息化”一词在全世界得到了广泛使用。人们从技术、知识、生产、经济、社会、国家等多角度对“信息化”的定义与内涵进行了阐释。
教育信息化,是教育领域的信息化的简称。关于教育信息化这一概念,有的学者认为其本质是要创设“一种充满信息,而且方便教育者和学习者获取信息的环境。” 也有人说:教育信息化的主要特点是在教学过程中,比较全面地运用以计算机和网络通讯为基础的现代化信息技术,促进教学过程的全面革新,使学校能够适应信息化对教育的新要求。我们认为,教育信息化应包括如下九个方面的内容:
(1)教育思想的“信息化”。要从工业化社会的班级批量化、“一刀切”教育思想转向信息化社会的个性化、人本化教育思想。
(2)教育资源的“信息化”。要创建分布式的、超链接的、非线性的、多媒体化的、开放的、智能生成式的多种教育信息资源库,使学校教室、办公室、实验室、图书室、阅览室电子化、网络化;要建立教育资源信息系统,使人、财、物、时间、空间等各种资源要素的调控与管理最优化。
(3)课程教材的“信息化”。要适应信息社会发展的需要,不断深化课程教材改革;开设信息技术课程,加强信息技术教育;努力提高各科教材的技术含量,注意培养学习者的信息能力。
(4)教学模式的“信息化”。要注重建构主义、人本主义、行为主义、认知主义理论的综合运用,构建适应信息时代要求的新型教学模式,要将信息的获取、处理、应用、创新等环节的组配作为教学模式构建的基础。
(5)教学技术的“信息化”。以现代信息技术为教育技术的核心,提高各种软件、硬件、潜件中的技术含量与信息质量。
(6)教育环境的“信息化”。创设丰富、多样、美好的教育信息环境,使师生在任何时间任何地点都能获得充满生机和活力的校园环境的熏陶。
(7)教学评估的“信息化”。注重计算机与网络在评估信息的采集、传输、处理和结果分析中的应用,使评估经常化、自动化、智能化。特别要注重信息导航与实时评估,使教学过程能自动朝教学目标演进。
(8)教育管理的“信息化”。以绩效为价值取向改革教育管理模式;注重现代信息技术在教学常规管理、人事管理、工资管理、档案管理、设备管理中的应用。
(9)教师素质的“信息化”。要注重培养教师的信息素质,提高其运用信息技术进行教育教学的能力。
就业前景
一、人才需求
伴随着互联网的发展。IT人才的短缺现象将会越来越严重。据保守估计,中国市场对IT人才的需求每年超过20万人。而国内目前的IT教育主要是高等学校计算机、电子、电信、信息技术等相关专业的学历教育,每年培养的大学毕业生约为5万,远远不能满足市场的需要。IT技术人员的极度短缺,迫使许多公司不得不提供高薪才能聘请到符合要求的专业人员,而这些职位优厚的待遇吸引了很多非IT人员。于是许多人设法通过各种培训来获得这些职位
二 、工作需求
IT行业良好的就业前景及薪酬待遇吸引了大量非计算机专业的人,大部分是年轻人。他们迫切需要依靠学习和培训获得进入IT业的技术能力。而另一个方面,IT行业中职业的变化和更替也是最为频繁的,它要求从业者必须不断地学习才能保持这种持续工作的状态。同时一个人学习的技术越先进,掌握的技术越全面,那么这个人的事业发展前景就越广阔,工作选择的机会就越大。此外,由于互联网技术的飞速发展,很多掌握过时技术的人员也不得不重新进行培训,以使自己能够与最新的技术同步。随着中国经济的不断发展,信息化程度不断提高,各个企业对信息化投入的比例逐步加大,因此要求在职人员必须要学会操作微机。
三、加入WTO刺激了培训市场的需求
中国加入WTO,商务运作将会呈现出举足轻重的地位。国际、国内商务、企业竞争将使得商家对人才的要求更高,只有那些接受过专业培训的、具备熟练技能和扎实专业知识的人才能适应全球化贸易市场的要求。
四、兴趣爱好
现代人面临的并不是知识危机,因为很多人都拥有大专以上的学历,知识不再是危机。现代人越来越多体验到的是本领和技能的危机。他们个人需要培训的愿望很强烈,愿意出钱培训,所以针对本领和技能方面的培训市场会越来越大。另外,现代人生活质量提高了,面对个人兴趣方面的培训市场会多起来,在工作之后,人们根据自己的兴趣爱好来选择一些培训,充实和丰富自己的生活。
五、高校教育机制存在着不足
高等教育在计算机专业传统的教育理论型、研究型人才培养上有较大的优势,但在应用型人才的培养上存在层次单一,教学内容滞后,理论与实践严重脱节的情况,课程设置陈旧,设施跟不上,使得现在大多数毕业生理论有余,岗位需要的专业应用技术相对不足。许多毕业生、甚至需要较长的培训才能胜任工作,有的甚至还不如参加过短期培训的人员。这种状况最终造成很多计算机专业的专科、本科毕业生,捧着大学毕业证找不到工作。
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技术相关的体适能成分回答如下:
体适能的生理学组成部分包括心血管耐力、肌肉力量、肌肉耐力、柔韧性、身体成分。
通常将最佳的体适能定意为由良好的生活方式形 成的,使心血管耐力、肌肉力量和柔韧性达到最佳水平的,以及取得 和保持理想体重的身体状态。
1、 心血管耐力(有氧的能力) 是指由大肌群参与的、身体长时间工作能力,该成分依赖氧
运输系统的效率。在肺内,氧穿过膜(扩散)进入红细胞,再由 动脉运送至工作中的肌细胞(扩散和利用)。细胞代谢的最终产物 (二氧化碳和乳酸)经由静脉被运回到心脏和肺。心脏是氧运输 系统的关键,因为它必须持续地将血液泵至全身各系统,并且对 于活动较多的组织其供血也相应增加。
2、 肌肉力量 指度量肌肉或肌群对抗阻力而产生力的最大能力。例如,某人能举起 150 磅的杠铃,那他比举起 75 磅的人力量大一倍。一 6次竭尽全力的试举被视为单次联系最大力量(1-RM)。
3、 肌肉耐力
指肌肉或肌群在一段时间里重复发力或维持收缩的能力。一 种简单的肌肉耐力测量方法为:当练习者举起一定百分比的(1 -RM)时,计算其重复次数。
4、 柔韧性
指关节做没有不适感的最大范围运动时的自由活动能力。对 大多数关节而言,其运动范围的限制是由软组织强迫的,包括肌 肉及肌鞘;带有肌腱、韧带和关节滑囊的结缔组织;以及皮肤。
5、 体重成分(相对胖瘦)
指身体中脂肪和去脂体重的相对量。运动常会导致总体重和 脂肪重量的下降,以及去脂体重增加。
普通人群:女子健康体脂百分比的范围为 17%-28%,男子 健康体脂百分比的范围为 12%-21%。
运动员:女子健康体脂百分比的范围为 12%-25%,男子健 康体脂百分比的范围为 7%-15%。
一、人体身体成分分析系统和中医经络体质检查系统:应用多频率生物电阻抗测试原理,检测身体各种组成成分,对人体健康状况进行分析,包括水分、蛋白质、各种性质的脂肪、无机盐等,提供综合身体健康和成分的详细数据。经中西医结合专业人士的分析,为会员提供精确的身体状况报告,进而制定一对一专属疗程。
二、专利修身技术系统:运用国际通用的IN&EX平衡减肥模式,将尖端科技和中医国学完美结合,同时运用红光、RF射频、软光子、真空、红光等综合技术,达到卓越效果。
三、结合对亚洲女性的体质长期研究的成果,结合传统中医精髓,在100%医学团队的精心呵护下,为女性同步修复体质。所以,又有“调理式修身专家”之称。
四、茜尔维亚的修身专家建议:产后的减肥必须以健康为基础,以改善气血循环、增强体质来促进产后妈妈自身排毒恢复能力,从而达到健康瘦身的目的。产后减肥绝对不提倡节食,因为新妈妈们担任了哺乳这一重大任务,需要全面充足的营养作为支撑。
技术创新的决定因素有知识产权制度、科研投入。
1、知识产权制度:
知识产权制度与技术创新无疑有着紧密的关系,作为一个国家产业政策的重要内容,知识产权制度的完善与否影响着技术创新的成效和质量,影响着后发国家经济赶超的成败。研究表明,知识产权保护与技术创新是非线性的关系。
即使是在发达国家,知识产权制度本身也会随着新兴技术的发展进行适当调整,在保护和开放之间进行权衡,以支持不同的知识共享机制。
2、科研投入:
科研投入对于科技创新的重要性是显著的。科研机构应当增加科研投入。同时,也应提高对知识产权相关法律法规之重视,并给予完善,大力保护创新者的知识产权。
技术创新意义:
1、技术创新可以助推生产力发展,促进产业升级,稳固国家发展的经济基础,经济基础决定上层建筑,这是国富民强,提升国家地位的根本。
2、技术创新可以增加工业产品的附加值,改变我国在国际市场的从属地位,从初级产品到高级产品的转变,增加本国经济收益,增强我国在国际贸易中的话语权。
3、技术创新可以减轻我国对外国的技术依赖,打破发达国家的技术壁垒,科技自主才能最大限度的保证国家独立,这一点在军工上尤为重要,这是自保的根基所在。
4、技术创新还可以调整产业结构,改善环境,降低能耗,降低工业产品成本,造福于民的同时也是维护了国家的执政之基,促进社会和谐稳定。
电子科技大学副教授郑文锋最近说“四大发明在世界上都不领先”、“中国古代没有实质上的创新”。这些言论在网上引发了广泛的争论。郑文锋的言论确实过于偏激,至少在同一个领域,四大发明确实是领先的。而说“中国古代没有实质上的创新”,把话说死了。不过小编也要反对以四大发明来证明中国古代科学发达的观点。
一,四大发明属于技术,并非科学
泰勒斯:西方科学之父
诸子百家:基本都是政治学家
和科学对应的就是技术了。人们常常把科学和技术统称为“科技”,实际上,两者还有很大的差距。世界知识产权组织在1977年版的《供发展中国家使用的许可证贸易手册》中,给技术下的定义:“技术是制造一种产品的系统知识,所采用的一种工艺或提供的一项服务,不论这种知识是否反映在一项发明、一项外形设计、一项实用新型或者一种植物新品种,或者反映在技术情报或技能中,或者反映在专家为设计、安装、开办或维修一个工厂或为管理一个工商业企业或其活动而提供的服务或协助等方面。”
一门技术
如果说的简单点,技术就是一门手艺。厨师有厨师的技术、纺织工有纺织的技术,在高端领袖有生物医药技术,电子技术、软件制造技术、航天航空技术等等。在当今世界,高端的技术都需要科学理论来做指导,但是在低端产业方面,技术往往就是一门经验。在古代社会,技术基本都来源于经验,科学和技术并没有发生什么联系。直到工业革命之后,科学和技术的联系才紧密起来。
而四大发明却也是一门工艺,无需要理论制造,来源于经验。如火药,并非人们通过化学反应的原理来配出了火药的成分,而是在炼丹的过程中无意发现了可以爆炸的配方。人们将这种配方记录了下来,就成为了一种技术。在例如指南针,人们不清楚为何指南针会指向南北方,但是人们的确发现了这种现象,但不是发现远离。而活字印刷术来源于印刷工对工艺的改进,造纸术也是造纸工不断改进而来。因此,四大发明并非是科学,是技术。
二,中国西方古代科技不平衡
在中国和西方的发展历程中,我们可以发现一个十分奇特的现象。西方的科学水平已经达到很高的水平,希腊罗马时代的科学理论就已经和文艺复兴时代相差不远。而中国的科学理论水平却一直处于原始、幼稚、萌芽的状态。
战国时代的《墨经》对一些光学现象和力学现象做了一些合理的解释,但是没有提高到逻辑理论的高度。而东汉的张衡恐怕算是中国古代最伟大的科学家,他曾提出了宇宙的模型,对月食等现象也做出了十分合理的解释。然而张衡的解释虽然十分合理,但也只是寥寥数语。而张衡之后所谓的“科学家”,如沈括、郭守敬、宋应星等,他们却是天象学家,或者是技术的记载者,严格上来说并非科学家。
《天工开物》中的插图
而西方在古希腊罗马就出现了许多杰出的科学巨匠,其中以数学领域和物理领域最出色。如数学领域产生了泰勒斯、毕达哥拉斯、欧几里得等伟大的数学家,他们基本奠定了现代数学的基础知识。在物理学领域,最杰出的是阿基米德,他提出了杆杠原理、浮力原理等,是物理学的奠基人物,被称为“力学之父”。他曾经说:“给我一个支点,我就能撬起整个地球。”显然,这是在杠杆原理之下才敢说这样的话的。
阿基米德
相对于科学的严重落后,中国的技术却远远领先于西方国家。在古代,对人类生产生活有十分重大领域的青铜冶炼、钢铁冶炼、陶瓷制造、纺织技术、弓箭制造、造船技术、耕种技术等都远远领先于西方国家,有的甚至领先西方长达1500年之久。当然并非所有的技术都领先,但是可以说和经济生活密切相关的技术基本都是世界领先的,而四大发明也就是其中的佼佼者。
古代冶炼
为什么会产生如此的现象呢?这和中西方的文明差距有关。西方属于海洋文明,在经济上更加重视工商业,因而对农业的开发力度不够,而短缺的东西也可以买卖。这也就使得西方国家在许多技术方面的突破缺乏社会动力。
而中国是一个农耕文明国家,具有自给自足的特点。在这样封闭、稳定的环境下,人们只能不断提高自己所依赖的技艺才能在社会中生存下去。如,农民必须精耕细作,提高粮食产量;手工业者必须不断提高生产的效率,也在市场上获取更大的利润。中国古代有四大科技术,分别是天文历法、农学、算术和中医,除了中医之外都是和农业生产是紧密联系的,这也体现了中国农耕文明的特点。
三,李约瑟难题:中国科技为什么会落后
从公元6世纪到17世纪初,在世界重大科技成果中,中国所占比例高达54%。然而之后却远远落后于西方,到了19世纪,中国的科技成果只占据世界的04%。英国的著名科学技术史专家李约瑟提出了这样的问题:中国的科学为什么持续停留在经验阶段,并且只有原始型的或中古型的理论?这个问题被称为“李约瑟难题”。当代,钱学森也提出了类似的问题:“为什么为什么我们的学校总是培养不出杰出的人才”,这里的人才主要是科学研究的人才”。
《本草纲目》
在中国社会相对停滞的时候,西方却很快发展起来。经历了将近1000年的黑暗中世纪,西方国家终于重新捡起希腊、罗马的文化和科学,开始文艺复兴之路。不同的是,西方国家却吸收了中国、印度、阿拉伯的技术,使得技术和科学的距离被无限拉近了。许多科学能够被技术证明,而许多技术被科学家上升到了理论层面。其最终的结果——引发了两次工业革命。此后,东方就一直落后于西方国家。
伽利略时代的中国已经落后西方
到了现在,世界科学领域依然被西方国家垄断。东方的中国、日本、韩国等在许多技术方面已经达到或者超过了西方国家,如中国的航天航空、高铁技术等都已经是世界领先,然而这些原理都是西方国家提出的。就如手机制造,我们可以去开发芯片的技术,但是芯片的原理却早就形成了。当今的的高端技术基本都是被科学的生产性、使用性转化,这个转化过程称为研发。
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