克隆技术教学设计

2023-01-29 版权声明 我要投稿

第1篇:克隆技术教学设计

生殖性克隆人犯罪的刑法制度设计

摘要 克隆人是当代生命科学技术带给人类社会的一个挑战。从技术应用的目的上看, 克隆分为治疗性克隆 与生殖性克隆 。从犯罪学角度来看,生殖性克隆人行为本质是一种具有严重社会危害性的行为,刑法应将其入罪,并设计相应的刑法罪名以规制该种行为。

关键词 生殖性克隆人 犯罪

随着克隆技术的诞生,与克隆技术有关的各种伦理和法律问题也随之而至,生殖性克隆人行为便是其中之一。当前,世界各国普遍对生殖性克隆人持否定态度,有许多国家将生殖性克隆人认定为犯罪行为。

笔者认为,生殖性克隆人行为应当由刑法规定为犯罪,用刑法来规制这一行为。笔者进行了一些探索,试图架构起生殖性克隆人犯罪的大致轮廓。

一、生殖性克隆人犯罪的概念

凡故意将克隆的人类胚胎植入人的身体或者动物的身体的行为,即是生殖性克隆人犯罪。

二、生殖性克隆人犯罪的犯罪构成

(一)就客体而言,生殖性克隆人犯罪所侵犯的客体为复杂客体。

犯罪客体是指我国刑法所保护的、而为犯罪行为所侵害的社会关系。具体说来,生殖性克隆人犯罪所侵犯的客体为复杂客体,即侵犯了国家对生命科学技术尤其是克隆技术的监管制度以及人类的生命尊严(或者说是人生命的神圣性与唯一性)。一方面,国家通过对动物克隆技术和治疗性克隆技术实施监管,可以有效地使现代高科技生命技术与当代伦理学相符合、与整个自然环境相和谐,使克隆技术这一尖端科技沿着为人类增造福祉的方向发展;生殖性克隆人则是对人类进化的反动,直接破坏保障人类与自然相和谐、技术与文明相促进的国家克隆管理制度。另一方面,人类的生命尊严(或者说是人生命的神圣性与唯一性)是人类整体所享有的神圣权利,每个公民都拥有自身基因特征惟一性、独特性的权利,生殖性克隆人技术则是对公民这一独有权利的直接破坏,这将导致生命关系的无序化,而“生命关系的无序化,将会导致社会的严重混乱”, 从而产生巨大的社会危害性。

(二)客观方面,行为人实施了生殖性克隆人的行为。

犯罪客观方面,是指刑法规定的构成犯罪在客观活动方面所必须具备的条件。一般情况下,构成犯罪既遂所需具备的犯罪客观方面主要包括行为人实施了危害社会的行为,造成了危害社会的结果或给社会造成了严重危害的威胁,这种危害结果或威胁和危害社会的行为之间有因果关系。具体说来,犯罪既遂主要可以分为三种类型:(1)结果犯的既遂。结果犯,是指以法定的危害结果作为犯罪构成客观方面的必要条件的犯罪。简言之,其既遂只有在犯罪行为已导致法定危害结果的发生时才能构成。例如,故意杀人行为,被害人已经死亡;盗窃行为,财物已被窃为己有等。(2)危险犯的既遂。危险犯,是指实施了刑法分则所规定的足以发生某种严重危害后果危险的犯罪。这种犯罪,即使严重危害后果尚未发生,也构成犯罪既遂。危险犯主要是一些危害公共安全的犯罪,如放火、决水、投毒、爆炸罪等。(3)行为犯的既遂。行为犯,是指以实行法定的犯罪行为作为犯罪构成必要调剂那的犯罪。对于这些犯罪,只要行为人实施了法律规定的行为,就构成了既遂,无需造成物质性的和有形的犯罪结果。例如,脱逃罪、参加恐怖活动组织罪等。

笔者认为生殖性克隆人系行为犯,即只要行为人实施了生殖性克隆人行为,即行为人实施了故意将克隆的人类胚胎植入人的身体或者动物的身体的行为,便构成犯罪。之所以如此认为,是因为如将生殖性克隆人看作为结果犯,则需产生法定的危害结果——产生出克隆人——才将此行为认定为犯罪,否则不认定为犯罪,这样便会鼓励生殖性克隆人的研究,因为在没有出现克隆人之前是不受刑法追究的;而如将生殖性克隆人看作为危险犯,因为现在克隆人还没有出现,所以究竟在何种状态下才算作出现克隆人的危险,将无标准衡量。综上,我们只能把生殖性克隆人视作行为犯,一旦有生殖性克隆人的行为,不管其是否已产生了危害社会的后果,我们都认为其为犯罪;这样将会更有利于对生殖性克隆人的控制,使得动物克隆技术和治疗性克隆技术都沿着有利于人类和谐的方向发展。

(三)就主体来看,生殖性克隆人犯罪的主体是特殊主体。

生殖性克隆人技术是一种新兴的高科学技术,由于资金、技术及能力等诸多现实条件的限制,其很难为普通公民所掌握。因此,生殖性克隆人犯罪的主体便不可能会是一般主体,而只能是那些掌握和利用或者有能力和条件掌握和利用克隆技术的人。显然,这里的“人”既包括自然人,也包括单位。具体来说,下列两种人都有可能成为该罪的主体:(1)从事动物克隆技术研究或治疗性克隆研究的科研人员。因为从事克隆人工作,要求有从事动物克隆或治疗性克隆的技术背景,因为从根本上来说动物克隆、治疗性克隆、生殖性克隆人三者是一脉相承的:从动物克隆所引致的应用于人体的研究上来看,一个是治疗性克隆,一个是生殖性克隆人;由于治疗性克隆的研究对象为人类早期胚胎,而这一领域的成熟恰恰是生殖性克隆人所需要的,因而不排除从事这一领域研究的技术人员因利益驱动而向生殖性克隆人突发袭击的可能;另一方面,由于动物克隆与生殖性克隆人所需要的并不是克隆的机理,而是大量的试验所累积起来的成果,因而从事动物克隆的人受到利益驱动而去从事生殖性克隆人的科研人员会大有人在。(2)从事动物克隆技术或治疗性克隆技术的法人或其他组织。这些法人或组织由于有条件掌握和利用动物克隆或治疗性克隆技术,也有可能会利用这些技术去从事危害社会的活动,因而也可以成为生殖性克隆人犯罪的主体。

(四)在主观方面,生殖性克隆人犯罪只能由直接故意构成,并要有克隆出人的犯罪目的。

根据《刑法》第14条规定,犯罪故意是指行为人明知自己的行为会发生危害社会的结果,并且希望或者放任这种结果发生的主观心理态度。从罪过内容上看,犯罪故意具有两方面特征:其一,在意识因素上,行为人明知自己的行为会发生危害社会的结果;其二,在意志因素上,行为人对危害结果的发生抱着希望或者放任的态度。直接故意是指行为人明知自己的行为会发生危害社会的结果,并且希望这种结果发生的心理态度,可以发生在直接追求危害结果发生的各种犯罪中。间接故意是指行为人明知自己的行为可能发生危害社会的结果,并且放任这种结果发生的心理态度。

笔者认为,如果行为人的目的是克隆出人,追求克隆人的出生,并有从事生殖性克隆人人的行为,则此时行为人的主观方面为直接故意,行为人行为构成生殖性克隆人罪。如果行为人的目的不是克隆人,而只是通过延长治疗性克隆研究期限(我们假设目前所规定的14天毁胎期限对于治疗性克隆来说,时间太短,难以取得更大发展)的方法以取得更大成果,此时行为人的行为我们不认为是生殖性克隆人罪,因为行为人没有克隆人的目的,但因为行为人已经突破了治疗性克隆的时间界限,因此也就伤害到了可能有生命感知的人类早期胚胎,鉴于生殖性克隆人的敏感性,笔者认为也触犯了刑法,但究竟符合何种罪名或者是否应该加以新罪名 则不是本文需要探讨的内容。

三、生殖性克隆人犯罪在刑法典中的配置

生殖性克隆人犯罪是一种新型的生命科技犯罪,很难并入到现行刑法典的任何章节中。我国有学者提出了“辅助生殖 犯罪”的概念 ,认为有必要在我国刑法典中设立辅助生殖犯罪(并认为该罪系一类罪),并在该类犯罪中设立以下几个罪名,如非法转让辅助生殖技术罪、非法实施辅助生殖技术罪、代孕罪、从事代孕业务罪、生殖性克隆人技术开发罪、非法买卖受精卵、胚胎罪及非法买卖遗传物质罪等。笔者认为完全可以沿着这一思路来解决我国立法中的一些不衔接的地方,将生殖性克隆人犯罪也并入到辅助生殖犯罪这一类罪中,在将来刑法修改时作为独立的一节。□

(作者:法学硕士,山东英才学院文法学院教师,迄今已在国内各类刊物上发表学术论文20余篇,主要研究方向:刑法学 生命法学)

注释:

治疗性克隆,是指从需要治疗的病人身上提取一些细胞,然后将该细胞的细胞核置入到一个去除了细胞核的卵细胞之中,重组的卵细胞通过化学或物理方法刺激之后,开始自行分裂增殖,直至形成一个早期胚胎(在任何时候,都不考虑把该早期胚胎接种到子宫里,这就排除了任何妊娠和孩子出生的可能性)。从这个早期胚胎中可以提取到对生命成长发育起主干作用的细胞——干细胞。胚胎干细胞经过相应的定向诱导发育的处理,便可以发育成病人需要的各种组织,由于再造的细胞及组织的基因与病人的基因相同,因而以往在器官移植中经常出现的排异反应的难题便得到了彻底的解决。

生殖性克隆人,其起始的步骤完全相同于治疗性克隆,即从某一供体身上提取少许细胞,然后将该细胞的遗传物质置入一个去除了细胞核的卵细胞之中,经过刺激后,重组的卵细胞开始自行分裂,直至形成一个早期胚胎。如果将早期胚胎植入受体的子宫内,完成受孕、发育和产子过程,就是达到了生殖性克隆人的目的。治疗性克隆与生殖性克隆的根本区别在于:前者将体外培育的早期人体胚胎终止在胚胎发育的早期;而后者必须将在体外培育的胚胎移植入代孕子宫孕育成人,这种人体胚胎是无性生殖的产物。

倪正茂.科技法学原理.上海社会科学院出版社,1998.第442页.

澳大利亚2002年《禁止克隆人法案》中,将“故意在体外培养一个人类胚胎时间超过14天(不包括胚胎发育暂停的时间)的行为”单独规定为一个独立的罪名。

生殖技术是指将在自然状态下性与生殖本来联系在一起的两个方面分离开来,一个是将生殖从性分开的技术,这就是控制生育或生育调节技术,另一个是将性从生殖分开的技术,这就是辅助生殖技术。辅助生殖技术主要解决不育问题,主要包括:人工授精、体外受精、胚胎移植、卵精子和胚胎的冷冻保存、配子输卵管移植、代理母亲、单精子卵泡浆内显微注射、植入前遗传学诊断助孕、无性繁殖或人的生殖性克隆人等。参见邱仁宗、翟晓梅主编:《生命伦理学概论》,第57页,中国协和医科大学出版社,2003年8月第一版。

刘长秋.浅论辅助生殖犯罪及其法律防范.法律与医学杂志.2002年第4期.

作者:谭家宝

第2篇:漫画“克隆”摄影

在2009年第3期的栏目中,我们刊登了日本漫画家“克隆”摄影作品的案例。针对文中“律师说理”的观点,我们收到了一些“回音”,其中,另外一位律师提出了完全不同的看法,并进行了更为具体的分析。

在《漫画“克隆”摄影》一文中,律师说:这不是侵权──首先著作权法不保护创意,因此新田“模仿了摄影作品的画面创意”不是侵权;其次新田没有采取我国著作权法第十条第五项规定的方式(即:印刷、复印、拓印、录音录像、翻录、翻拍等方式)对摄影作品进行复制,而是在对照片进行“写生”,其漫画具有独创性,受法律保护。此外,律师还建议新田为摄影作品作者进行适当署名,言外之意是:不为人家署名虽有不当但也算不上侵权。当然,律师在说理的最后部分还援引我国著作权法第二十二条第十项来总结全文 “在下列情况下使用作品,可以不经著作权人许可,不向其支付报酬,但应当指明作者姓名、作品名称:(十)对设置或陈列在室外公共场所的艺术作品进行临摹、绘画、摄影、录像”。

针对这些观点,笔者提出以下看法,供切磋探讨。

第一著作权法第二十二条第十项中“室外公共场所”几个字严格限制了此种合理使用的适用对象,必须是设置或陈列在“室外公共场所”的艺术作品。而案例中的两幅摄影作品并非被陈列在“室外公共场所”,连新田自己都说是“外国杂志上的”,因此,著作权法第二十二条第十项在“律师说理”中被援引完全是个天大的误会。

第二除去特殊的法定事由,为摄影作品作者署名也是绝对必要的。可以说,一切剽窃、抄袭行为侵犯的首先就是作者的署名权,然后才是侵犯复制权或改编权等等。说回“新田事件”,就算他在取得摄影作品著作权人许可的情况下进行“克隆”,不为作者署名也已构成侵权,更何况,新田连许可的影子都没见到过。

第三文中律师还提到对照片进行“写生”这一观点。然而,“写生”是指直接对照实景、实物进行客观描绘的一种表现形式,写生的对象应当是活生生的、真实的、自然的人或物。像新田那样对着照片依葫芦画瓢,是“临摹”才对──“临”指照着原作写或画;“摹”指用薄纸蒙在原作上写或画。文中当然也提到了“临摹”,不过认为临摹仅针对“艺术作品”,对着照片画则是“写生”。殊不知摄影作品也就是照片当然也是一种“艺术作品”,这在《伯尔尼保护文学和艺术作品公约》里早已被写得明明白白。相应的,新田“临摹”了而不是“写生”了摄影作品,也一清二楚。剩下的问题在于,“临摹”算不算“复制”?

在2001年我国著作权法被修改之前,曾明确地把“临摹”界定为复制手段的一种;著作权法被修改之后,“临摹”则不再是被直接列举的几种复制手段之一,但由于著作权法在列举复制手段时采用了不穷尽列举的方式(就是用了个“等”字来修饰复制手段),因此,“临摹”仍是一种虽未被列明但不排除其存在的复制手段。之所以出现这样的变动,原因在于立法者认为“临摹”的情况比较复杂,有的是复制,有的是创作,必须区别对待。也就是说,同样不能因为修改后的著作权法没有明列“临摹”为复制手段之一,就简单地认为“临摹”不构成复制,必须根据实际情况具体分析、判断。还有必要说明一点,前边出现的“创作”一词并非意指“原始创作”(原创),而是指在原创作品基础上的“二次创作”。总之,“临摹”的情况下不可能产生原创作品。

第四著作权法只保护作品的“表现形式”而不保护“创意”──这肯定没错──只不过,著作权法意义上的“创意”是对于创作的想法、构思;“表现形式”则是创作完成后作品的外观。“表现形式”其实就是“创意”的客观化、具体化,绝不存在不体现“创意”的“表现形式”。正是由于这种互为表里的关系,任何照搬作品“表现形式”的侵权行为,同时也必然照搬了蕴含于作品中的“创意”。

再来看“律师说理”中关于新田“模仿了摄影作品的画面创意”因而“不构成侵权”的说法,就会发现,其中隐含着这样的逻辑:“表现形式”与“创意”是泾渭分明的,照搬了“表现形式”就不可能同时再照搬“创意”,而一旦照搬了“创意”也不可能同时照搬“表现形式”。沿用这套思路的话,在所有的抄袭案件中你都能发现“创意”被照搬了,而你又深知著作权法不保护“创意”,最终你将有把握得出举世瞩目的结论:抄袭不构成侵权。就是这样。

问题的关键显然不在于“创意”是否被模仿、照搬或者克隆,而在于此作品与彼作品看起来是否“实质性相似”。用这个标准分别对案例中的两幅漫画和摄影作品进行比对,大到整体的构图、光影、景深,小到人物的动作、服饰、表情,它们看起来几乎别无二致,毫无疑问具有再典型不过的实质性相似。

这,就是侵权。

第五具体侵犯了哪些权利呢?这就得视新田的“克隆”手法而定了。

如果新田直接用纸蒙在摄影作品上“摹”的话,这种行为不具备起码的技艺含量,不属于创造性劳动,仅是复制。这种情况下,新田侵犯的是复制权。

当然,实际情况更有可能是“非接触性临摹”,也就是面对摄影作品,直接绘制漫画。这完全依靠绘画者的个人技巧和艺术把握了,应当属于创造性劳动。其行为本质是对原摄影作品进行演绎,再具体点是改编,使新的漫画作品得以在原摄影作品的基础上被创作出来。不过,新田的改编行为仍属非法。我国著作权法第十条第十四项规定了“改编权”,这是专属于著作权人的财产性权利,只有著作权人或经其许可的人才有“改变作品,创作出具有独创性的新作品的权利”。这种情况下,新田侵犯的就是改编权。同时,新田还有不指明原作作者且隐瞒漫画源自改编这一事实的行为,这些情况决定了新田的改编行为还具有抄袭、剽窃的性质。

新田之所以被登上《大众摄影》,大概就

在于其涉嫌侵犯了摄影作品的“改编权”。要知道,摄影作品的“改编权”被侵犯还真是少见──摄影作品侵犯他人改编权才是常态嘛!倒是数年前发生在美国的伯丁诉麦当娜案(Bourdin v. Madonna)与新田事件有几分相似。麦当娜由于在其流行歌曲《Hollywood》的MV(音乐视频)中擅自演绎了已故法国摄影师盖•伯丁的摄影作品,而被老伯丁的继承人小伯丁告上法庭。小伯丁称麦当娜未经许可便在其MV中非法改编了老伯丁的十一幅摄影作品,麦当娜装扮成照片中的人物,并在相似的场景中模仿照片上人物的姿势,为此,小伯丁提出了不特定的赔偿请求。可惜的是,在麦当娜向小伯丁支付了六十多万美元的赔偿金之后,这个案子庭外和解了。虽然这起案件很遗憾地竟然没有留下具有参考价值的判例,但它,还有新田事件,毕竟从一个侧面教育了咱们:别拿照片的改编权不当回事儿!

最后,不妨看看他日本国法律。日本著作权法第二条第11项规定:“‘演绎作品’是指对先在作品加以翻译、编曲、变形,或将其改写成剧本、拍摄成电影,或以其他方式对其加以改编所产生的作品”。第一百二十一条规定:发行的演绎作品中,以他人姓名充作原作作者姓名的,“处一年以下有期徒刑或一百万元以下罚金”。

总之,新田的行为侵犯了摄影作品作者及著作权人的署名权、改编权(也不排除复制权)。

侵权有风险,下手须谨慎!

作者:梁 勤

第3篇:基于图像相似度检测代码克隆

摘 要:目前在代码克隆检测领域,学者们主要从文本、词汇、语法和语义四种角度展开研究,然而长期以来代码克隆检测效果并未取得新的突破。针对这一问题,从图像处理角度提出了一种基于图像相似度的新型代码克隆检测(CCIS)方法。首先对源代码进行移除注释、空白符等操作,以获取“干净”的函数片段,并将函数中的标识符、关键字等进行高亮处理;然后将处理好的源代码转换为图像,并对图像进行规范化处理;最后使用Jaccard距离和感知哈希算法进行检测,得到代码克隆信息。为了验证实验的有效性,使用6款开源软件构建评价数据集进行测试。实验结果表明,CCIS方法能够检测出100%的类型一代码克隆、88%的类型二代码克隆与60%的类型三代码克隆,因此CCIS方法可以很好地进行代码克隆检测。

关键词:代码克隆;克隆检测;Jaccard距离;感知哈希算法;语法高亮

Key words: clone code; clone detection; Jaccard distance; perceptual Hash algorithm; syntax highlighting

0 引言

在软件开发与维护过程中,开发人员经常使用“复制—粘贴”或者使用开发框架的开发方式,使得软件系统中出现大量的代码克隆。代码克隆是软件工程领域的重要研究内容,具体体现在软件维护、软件演化、软件質量、软件复用及软件授权、反剽窃等众多领域。经实证研究发现[1-3],代码克隆广泛存在于各项开源与闭源代码中,并且占据了相当比例,因此有必要检测代码克隆并对其进行良好的维护与管理。针对这一问题,学术界已经提出许多种代码克隆检测技术,然而所有的方法都需要将源代码按照各自制定的规则转换为Token、抽象语法树或者程序依赖图等,中间过程复杂,并没有对源代码规范化的统一标准,为此本文提出了一种基于图像相似度代码克隆检测(Code Clone detection based on Image Similarity, CCIS)方法。在开发过程中,程序员在集成开发环境(Integrated Development Environment, IDE)中查看源代码时,首先看到的就是代码的可视图像,开发人员手动查找克隆时是通过粗略扫描代码的形状与布局确定视觉上的相似代码片段,进而对这些视觉上的相似文本进行更细粒度的检查,并确定是否为真正的克隆代码。本文正是遵循这种使用源代码图像之间在视觉上相似性的直觉来寻找代码克隆,通过将源代码片段表示为图像,检测图像之间的相似度确定代码克隆。本文检测方法与传统检测方法相比,提出了一种基于图像相似度的代码克隆检测方法,为代码克隆分析研究在源代码的表征方式上提供了全新的视角。

1 相关工作

从20多年前学者们就开始研究代码克隆[4],在该领域中,目前被研究者广泛认可的代码克隆分类标准是由Bellon等[5]依据代码克隆程度不同提出的四分类标准:类型一是指除去空格与注释完全相同的代码对;类型二是指除去类型名、标识符以及常量外都相同的代码对;类型三是指部分语句增删改或标识符、类型有所替换但句法结构基本相同的代码对;类型四是指语义相似但是句法结构不同的代码对。

至今学术界已有一些优秀的代码克隆检测方法[6-13],主要是以基于文本、词汇、语法以及语义四种表征方式进行检测。

基于文本的代码克隆检测方法主要有NICAD(Accurate Detection of Near-miss Intentional Clones)[6]、SDD(Similar Data Detection)[7]、Duploc[14]、Dup[15]等。Roy等[6]提出的NICAD工具與Lee等[7]提出的SDD方法是本领域内现在被广泛认可的基于文本的检测方法。NICAD工具首先对源代码预处理,然后按照特定规则进行转换,最后利用动态匹配模式寻找最长相同子序列从而进行文本比较,最终能够检测类型一到类型三的代码克隆。SDD方法直接对源代码建立倒排索引,使用n近邻算法进行代码克隆检测,可以检测类型一到类型三的代码克隆。然而将源代码简单表征为文本,会丢失大量代码的特殊信息。

基于词汇的代码克隆检测技术主要有CCFinder(Code Clone Finder)[8]、CP-Miner[9]、Boreas[16]、CCLearner[17]等。Kamiya等[8]提出的CCFinder与Li等[9]提出的CP-Miner是两种知名的基于词汇的代码克隆检测技术。CCFinder将源代码按照一定规则转换为正则化序列以及参数化符号,然后使用后缀树匹配算法进行代码克隆检测,该工具能够检测类型一与类型二的代码克隆。CP-Miner采用频繁子项挖掘技术对大规模系统进行克隆检测,可以检测类型一与类型二的代码克隆。基于词汇表征代码,会忽略源代码的结构信息。

基于语法的代码克隆检测方法主要有DECKARD[10]、CloneDR[11]、CDLH(Clone Detection with Learning to Hash)[18]、Wahler等[19]的工作等。Jiang等[10]提出的DECKARD与Baxter等[11]提出的CloneDR是被目前广泛使用的基于语法的代码克隆检测方法。两者的原理都是将源代码解析为抽象语法树(

基于语义的代码克隆检测技术主要有Duplix[12]、ConQAT[13]、利用同构程序依赖图的切片检测克隆的方法[20]等。Krinke等[12]提出的Duplix和Hummel等提出的ConQAT[13]是两种知名的基于语义的检测方法。Duplix利用程序依赖图表示源代码,使用K-length patch算法对代码片段进行相似性对比,可以检测到类型一与类型四的代码克隆;ConQAT将源代码符号化,使用基于后缀树和索引的检测算法,可以检测到类型一与类型二的代码克隆。基于图的检测技术需要程序依赖图的生成器,且计算开销十分大。

本团队在克隆代码检测方面也作了许多研究,史庆庆等[21]提出了一种基于后缀数组的克隆检测方法,利用后缀数组查找相同Token子串,从而确定代码克隆,此方法只能检测出类型一和类型二的代码克隆。张久杰等[22]提出了一种基于Token编辑距离检测代码克隆的方法,通过对Token的定长子串映射,进而利用编辑距离查找克隆对,此方法中源代码转换规则复杂。

此外,目前基于图像的代码克隆检测方法只有Ragkhitwetsagul等[23]提出的Vincent,该方法利用EMD(Earth Movers Distance)和高斯模糊滤波器对代码图像之间进行相似度比较,从而检测出类型一到类型三的代码克隆,只适用于Java语言的系统,具有一定的局限性。

2 基于图像相似度的代码克隆检测方法

本文所提出的基于图像相似度代码克隆检测(CCIS)方法的流程如图1所示,主要由4个核心步骤组成:1)首先移除源代码中的注释及空白符等非函数代码,提取代码函数片段,并为代码添加高亮;2)然后将经过预处理的代码片段转换为图像;3)接着对图像进行裁剪、填充以及调整大小等操作;4)最终使用Jaccard距离(Jaccard Distance)与感知哈希算法对标准化的代码图像进行检测,得到代码克隆信息,并返回检测结果。

2.1 源代码预处理

源代码预处理是基于图像相似度检测代码克隆的基础性工作。本文以Python语言为研究对象,对源代码预处理的步骤主要包括移除源代码中的单行注释、多行注释及空白符等非函数代码,以函数粒度进行识别并标记代码片段,根据关键字、数据类型、函数名称、标识符以及数字或字符串在代码中所占权重不同,对代码进行高亮。

基于图像相似度检测代码克隆是根据源代码图像中像素分布匹配来计算相似度,若两个代码片段为克隆关系,则它们之间大部分代码像素对齐,反之亦然,因此,代码预处理会直接影响后续过程以及检测结果。

本文所提取的函数包括循环嵌套深度,而不是仅仅限制于考虑词法层面的信息[22]。函数提取算法主要步骤如下:

2.2 图像转换

经过预处理的源代码需要转换为图像,然后根据计算图像之间的相似度,进行代码克隆检测,确定代码克隆对。本文借助文本处理工具Highlight(http://www.andre-simon.de)将经过预处理提取的函数代码批量添加高亮并转换为超级文本标记语言(HyperText Markup Language, HTML)文件,使得所占权重高的代码在图像相似度检测中发挥作用,从而降低数字、字符串等不重要代码在结果中所占的比重。如图2所示,为工具Highlight的使用界面截图。

本文使用Python imgkit (https://pypi.org/project/imgkit/)将文件中每个函数的HTML文件都转换为便携式网络图形(Portable Network Graphics, PNG)。图像以大小为m×n的二维矩阵方式读入存储器,矩阵中每一项数值的取值范围为0到255,代表原始图像的8位灰度图,而灰度值是根据像素点色彩通道中的红色、绿色和蓝色(RGB)值求平均值所取。

2.3 图像规范化

经过图像化的函数代码片段无法直接进行相似度检测,这是由于直接转换后的图像之间像素以及比例不同,不满足Jaccard距离(Jaccard Distance)与感知哈希算法(perceptual Hash, pHash)的检测条件。为了解决这一问题,需要对源代码转换后的图像进行规范化处理。

本文将图像背景即非源代码像素设置为黑色,其灰度值为0,而源代码的像素是通过该像素点的RGB值求平均计算所得,这意味着可以根据矩阵中非零元素的数量来计算图片中所包含源代码的像素数量。

在进行图像相似度检测时,需要被检测的原始图像相互之间大小相同,且不能经过随意缩放,避免造成因图像中代码的字体大小不一样,而导致图像中像素点错位,从而丢失克隆对的情况。基于此,需要对所有图像进行规范化处理。对于长度不同的图像,使用黑色补全相对短的图像,从而与较长的图像长度相等。由于生成的圖像宽度是统一像素的,为了在pHash检测过程中减小因非代码像素所占比重过大而造成相似度过高的问题,需要极大限度地在宽度方面裁剪非代码像素,并还要保证图像之间宽度一致。图像规范化的算法主要步骤如下:

2.4 相似度检测

本文选取两种计算图像相似度的方法:Jaccard距离与感知哈希算法。

使用Jaccard距离检测代码克隆片段速度相对较快,可以处理大量的数据,但是效果并不理想,该方法只能检测到较简单的代码克隆,对于比较复杂的情况无法准确地识别,因此使用pHash算法进一步检测,pHash算法通过离散余弦变换最大限度上保留图片中低频部分,只要图像的整体结构保持不变,其对应的哈希值基本不变,能较好地识别相对复杂的克隆情况。

2.4.1 Jaccard距离

Jaccard距离[23-26]是用来衡量两个集合差异性的一种指标,它是Jaccard相似系数(Jaccard similarity coefficient)的补集,被定义为1减去Jaccard相似系数。为了计算Jaccard距离,本文将基于零范数的两个代码图像的差异给出如下定义。给定两个尺寸相等的图像,分别用大小为m×n的二维矩阵A和B表示。矩阵D是由矩阵A和B衍生的逐元差分矩阵,其中第i行第j列的元素记为dij。这两个图像之间的差异用矩阵D中的非零元素的个数表示,记作diff。如图3(a)与图3(b)所示,给定一对源代码图像bubble_sort1和bubble_sort2,它们的区别如图3(c)所示,diff值为图像中白色实线区域内的非零像素的个数:

本文将矩阵A和B相加得到的矩阵记为矩阵S,sij表示矩阵S中第i行第j列的元素。这两个图像中所包含源代码文本的区域用矩阵S中的非零元素的个数表示,记作sum。为了将距离限制于(0,1)区间,本文借助sum对距离进行标准化处理。如图3(d)所示,sum的值为图中黑色实线区域内的非零像素的个数:

由于背景在图像中所占比例较大,且背景之间始终相互匹配,为了防止该情况所造成的影响,即产生比实际情况远远要小的距离值,本文选取代码区域像素个数总和,而不是图像中所有像素的总数,然后根据diff值与sum值计算归一化距离,其相似性与距离的互补。矩阵A和B之间的归一化距离记为distance,用矩阵A与B表示的两张图像之间的相似度记作similarity:

2.4.2 感知哈希算法

本文使用感知哈希(perceptual hash,pHash)算法[27-28]进行代码图像的克隆检测,pHash算法使用离散余弦变换(Discrete Cosine Transform, DCT)将像素域的图像转换为频率域,得到其频率系数矩阵,选取矩阵左上角区域元素计算图像哈希值。通过比较两张图像哈希值的距离,进而判断图像是否相似。pHash算法主要步骤如下:

使用最大pHash距离对计算出的距离进行归一化,相似度与距离互补。矩阵A和B之间的pHash距离用pHash(A,B)表示,任意两个矩阵之间最大的pHash距离记作pHashmax,用矩阵A与B表示的两张图像之间的相似度用变量similarity表示:

3 实验及分析

3.1 数据描述

由于研究者们所提出的克隆检测方法在检测粒度、针对语言以及系统规模等方面并不统一,所以目前还没有用于评价代码克隆检测工具的国际标准测试数据集。Svajlenko等[29]提出了一个Java代码集——BigCloneBench,但是它受语言和只有10种功能的限制,并不能适用于全部检测工具。为了准确而客观地评价CCIS方法,本文借鉴Roy团队提出的变异插入[30]测试方法,该方法不依赖于任何工具与编程语言,可以比较公平且独立地评价检测结果,其核心思想是在给定的源代码片段中通过人为修改、增加或删除一些语句,产生类型一到类型三的代码克隆对。例如对源代码进行更改类型名称、修改常量值、增加空白符等操作,产生类型二的代码对。所有源代码片段经过变异插入后得到的代码片段为变异代码片段,在此过程中,所有变异相关信息的信息都会被记录,便于对所提出的方法检测结果进行召回率与精确度的计算。数据集的构建与变异相关信息的记录人员包括作者本人、校内代码克隆研究专家5名以及企业软件开发人员6名。

本文以函数粒度作为研究对象,选取来自6款开源项目中的219个源代码片段,具体变异插入过程包括三种情况:第一种情况就是对源代码片段进行增加、删除空白符或注释,以及修改注释的操作,使经过变异插入的代码片段与源代码片段形成类型一的代码克隆对;第二种情况是对源代码片段进行修改数据类型、标识符以及常量数值等操作,使源代码片段和变异插入的代码片段形成类型二的代码克隆对;第三种情况是对源代码片段中的少量语句删除、修改或者增加,并且修改后的代碼片段与源代码片段的功能要相同,形成类型三的代码克隆对。经过变异插入过程之后,得到275个变异片段,因此数据集当中共有494个代码克隆片段。为了使结果更加客观,又在此基础上加入了72个非代码克隆片段,即噪声片段,且任意两个噪声片段之间都互不为代码克隆。项目基本信息见表1所示。

3.2 评价指标

检测的结果是二分类问题,即该代码片段是克隆片段或者不是克隆片段,因此采用召回率与精确度两个度量指标对实验结果进行评价[22,30-31]。召回率(Recall)指所有被检测到的代码克隆数量占总体克隆数量的比例:

精确度(Precision)指克隆检测算法所检测到候选代码克隆中真实代码克隆的比例:

其中:TP(True Positive)代表CCIS方法检测出的克隆片段与真实代码克隆片段的交集;FP(False Positive)代表CCIS方法检测出是克隆片段但实际并不是真实克隆片段的代码克隆片段集合;FN(False Negative)代表CCIS方法未检测出的真实代码克隆片段集合。

3.3 实验结果及分析

代码克隆检测最终结果以可扩展标记语言(eXtensible Markup Language, XML)形式反馈,为后续对代码克隆数据进一步分析提供数据交换基础。图4为XML的部分结果展示。

实验将494个代码克隆片段与72个非代码克隆片段整合到一起作为一个待检测的项目,然后使用CCIS方法进行检测。根据检测结果显示,该数据集中共有414个代码克隆片段。为了验证检测出的代码克隆片段在不同项目中分布是否均衡,表2显示出了源项目中的494个真实代码克隆片段与414个所检测到的代码克隆片段在6个项目中的分布情况。

表2中出现的错检与漏检情况,针对这一问题进行了分析,漏检的主要原因是由于这些片段与其对应的代码克隆片段在替换的标识符等长度发生较大变化从而导致大量像素点整体偏移发生错位,且包含一些语句的增加删除,从而导致代码片段的整体结构轮廓发生改变,在对代码图像进行相似度检测时,只有少数像素点可以匹配。发生错检的主要原因是两个代码片段虽然不是克隆对,但是其代码结构轮廓相似,从而使得大部分像素点相互可以匹配,造成两幅图像之间计算距离比实际距离小,然而这种情况相对比较少见,在后续的实验中会改进算法去改善该问题。

根据变异插入过程的记录信息,对检测结果进行分析,发现检测出的414个代码克隆片段中包含412个真实的代码克隆片段,即这些代码克隆片段来自包括源代码片段与变异插入代码片段在内的494个代码克隆片段,还有一个检测出的克隆代码片段来自于噪声代码片段。利用式(8)、(9)对CCIS方法得到的克隆检测结果进行召回率与精确度的计算,本次实验的召回率为430/494=87.04%,精确度为412/414=96.38%。由于数据集中设置的噪声片段所占总体克隆代码片段的比例较小,而且噪声片段与变异插入的代码片段相似度较低,使得本次实验的精确度相对较高。在后续的工作中,将会不断扩大数据集中的代码克隆片段数量与噪声代码片段。

为了分析CCIS方法对于类型一、类型二与类型三的代码克隆检测效果,本文根据数据集中的变异插入记录信息对实验最终检测结果中三种类型的代码克隆数量进行统计,并分别计算出了使用Jaccard与pHash两种方法所检测到每种类型代码克隆的召回率与精确度,具体信息如表3所示。

根据表3的结果发现,使用Jaccard方法能准确地检测出所有类型一的代码克隆与60%类型二的克隆,而仅能检测到10%类型三的代码克隆。使用pHash算法可以检测检测出100%的类型一克隆、88%类型二的代码克隆以及60%类型三的克隆。可以得出使用pHash算法检测代码克隆比使用Jaccard方法检测具有更准确且更全面的效果,即可以使用pHash算法对Jaccard方法检测不到的克隆进一步检测。

3.4 对比实验及分析

为了验证CCIS方法的有效性,本实验与NICAD工具在同款检测软件和相同实验环境的条件下进行了对比。选取NICAD是因为它在当前的代码克隆检测方法的评价与对比性研究[4,32]中有较优秀的表现,目前可以对Python语言进行代码克隆检测的方法较少,而NICAD可以检测Python语言中的代码克隆,并且被代码克隆领域广泛认可。NICAD可以检测类型一、类型二与部分类型三的代码克隆。

使用上文中构建好的实验评价数据集以及变异插入相关信息,分别利用CCIS方法与NICAD进行代码克隆检测,得到不同的召回率与精确度如表4所示。

通过对比实验结果发现,两种代码克隆检测方法对6款软件都有很好的检测效果。在6款测试的软件中,使用NICAD与使用CCIS方法检测代码克隆的精确度都很高,几乎都可以达到100%。根据召回率与精确度各自的平均值来讲,CCIS方法在检测代码克隆时比NICAD所检测的代码克隆结果的召回率约高出5个百分点。经过人为查验检测出的克隆信息发现,CCIS方法的精确度与NICAD的精确度不相上下,虽然CCIS方法漏检了一些真正的代码克隆片段,但是CCIS方法可以检测到NICAD检测不到的代码克隆片段。结果的查验与分析人员包括作者本人、校内代码克隆研究专家5名以及企业软件开发人员6名。

3.5 實验有效性说明

本文中代码预处理主要通过Python语言编程实现,代码转换为图像使用文本处理工具Highlight 3.4.8和调用Python imgkit 1.0.1包实现,图像处理与基于图像相似度的代码克隆检测方法使用Python编程与Python Imaging Library (PIL) (http://pythonware.com/products/pil/)图像处理工具、numpy 1.15.2 (http://www.numpy.org/)科学计算与分析工具,其余工作借助Python实现。研究中所使用的数据集已上传到百度网盘,链接https://pan.baidu.com/s/1zwll924jGtYo1ILVH8oOIQ(提取码:wihx)。

4 结语

本文提出了一种基于图像相似度的代码克隆检测方法,根据图像语义的相似性进行代码克隆检测,是一种新的源代码表征方式,为代码克隆分析提供了一种全新的视角。利用图像表征源代码片段进行克隆检测,为后续进行深度学习方面的研究奠定了基础。

本文的研究工作仍有不足之处,例如由于选取的代码行数受到限制会导致漏检一些代码克隆,检测的算法还可以进一步优化,只能针对Python语言的项目进行检测等。在今后的工作中,本文将会继续研究并解决这些问题,并且拟通过结合深度学习技术对代码克隆检测进行更深入的研究,从而取得更好的结果。

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作者: 王亚芳 刘东升 侯敏

第4篇:单克隆抗体技术个人总结

制备单克隆抗体

1975年,Kohler和Milstein发现将小鼠骨髓瘤细胞和绵羊红细胞免疫的小鼠脾细胞进行融合,形成的杂交细胞既可产生抗体,又可无限增殖,从而创立了单克隆抗体杂交瘤技术。这一技术上的突破不仅为医学与生物学基础研究开创了新纪元,也为临床疾病的诊、防、治提供了新的工具。

制备单克隆抗体包括动物免疫、细胞融合、选择杂交瘤、检测抗体、杂交瘤细胞的克隆化、冻存以及单克隆抗体的大量生产,要经过几个月的一系列实验步骤,下面按照制备单克隆抗体的流程顺序,逐一介绍其实验方法。

一、细胞融合前准备

(一) 免疫方案

选择合适的免疫方案对于细胞融合杂交的成功,获得高质量的McAb至关重要。一般要在融合前两个月左右确立免疫方案开始初次免疫,免疫方案应根据抗原的特性不同而定。

1. 颗粒性抗原免疫性较强,不加佐剂就可获得很好的免疫效果。下面以细胞性抗原为例的免疫方案:

初次免疫1×107/0.5ml ip (腹腔内注射)

↓ 2~3周后

第二次免疫1×107/0.5ml ip

↓ 3周后

加强免疫(融合前三天) 1×107/0.5ml ip或iv(静脉内注射)↓

取脾融合

2. 可溶性抗原免疫原性弱,一般要加佐剂,常用佐剂:福氏完全佐剂,福氏不完全佐剂。要求抗原和佐剂等体积混合在一起,研磨成油包水的乳糜状,放一滴在水面上不易马上扩散呈小滴状表明已达到油包水的状态。商品化福氏完全佐剂在使用前须振摇,使沉淀的分枝杆菌充分混匀。

初次免疫Ag

~50μg 加福氏完全佐剂皮下多点注射

│(一般0.8~1ml 0.2ml/点)

↓3周后

第二次免疫 剂量同上,加福氏不完全佐剂皮下或ip

│(ip剂量不宜超过0.5ml)

↓3周后

第三次免疫 剂量同上,不加佐剂,ip

│ (5~7天后采血测其效价,检测免疫效果)

↓2~3周后

加强免疫,剂量50~500μg

宜,ip或iv

↓3天后

取脾融合

目前,用于可溶性抗原(特别是一些弱抗原)的免疫方案也不断有所更新,如①将可溶性抗原颗粒化或固相化,一方面增强了抗原的免疫原性,另一方面可降低抗原的使用量。②改变抗原注入的途径,基础免疫可直接采用脾内注射。③使用细胞因子作为佐剂,提高机体的 1

免疫应答水平,促进免疫细胞对抗原反应性。

(二) 饲养细胞

在制备单克隆抗体过程中,许多环节需要加饲养细胞,如:在杂交瘤细胞筛选、克隆化和扩大培养过程中,加入饲养细胞是十分必要的。常用的饲养细胞有:小鼠腹腔巨噬细胞(较为常用)、小鼠脾脏细胞或小鼠胸腺细胞,也有人用小鼠成纤维细胞系3T3经放射线照射后作为饲养细胞,使用比较方便,照射后可放入液氮罐长期保存,随用随复苏。

小鼠腹腔巨噬细胞的制备

小鼠采用与免疫小鼠相同的品系,常用BaLb/c小鼠6~10周龄

拉颈处死 浸泡于75%酒精,消毒3~5分钟

用无菌剪刀剪开皮肤,暴露腹膜

用无菌注射器注入6~8ml培养液

反复冲洗,吸出冲洗液

放入10ml离心管,1200转/分离心5~6分钟

用20%小牛血清(NCS)或胎牛血清(FCS)的培养液混悬,调整细胞数1× 05/ml

加入96孔板,100μl/孔

放入37℃ CO2孵箱培养

一般饲养细胞在融合前一天制备,一只小鼠可获得5~8×106腹腔巨噬细胞,若用小鼠胸腺细胞作为饲养细胞时,细胞浓度为5×106/ml,小鼠脾细胞为1×106/ml,小鼠的成纤维细胞(3T3)1×105/ml,均为100μl/孔。

(三) 骨髓瘤细胞

骨髓瘤细胞系应和免疫动物属于同一品系,这样杂交融合率高,也便于接种杂交瘤细胞在同一品系小鼠腹腔内产生大量 McAb

常用骨髓瘤细胞系有:NS

1、SP2/0、X63 Ag8.653等。

骨髓瘤细胞的培养适合于一般的培养液,如RPMI1640,DMEM培养基。小牛血清的浓度一般在10~20%,细胞的最大密度不得超106/ml,一般扩大培养以1∶10稀释传代,每3~5天传代一次。细胞的倍增时间为16~20小时,上述三株骨髓瘤细胞系均为悬浮或轻微贴壁生长,只用弯头滴管轻轻吹打即可悬起细胞。

一般在准备融合前的两周就应开始复苏骨髓瘤细胞,为确保该细胞对HAT的敏感性,每3~6月应用8~AG(8氮杂鸟嘌呤)筛选一次,以防止细胞的突变。

保证骨髓瘤细胞处于对数生长期,良好的形态,活细胞计数高于95%,也是决定细胞融合的关键。

(四)

免疫脾细胞指的是处于免疫状态脾脏中B淋巴母细胞棗浆母细胞。一般取最后一次加强免疫3天以后的脾脏,制备成细胞悬液,由于此时B淋巴母细胞比例较大,融合的成功率较高。

脾细胞悬液的制备:在无菌条件下取出脾脏,用不完全的培养液洗一次,置平皿中不锈钢筛网上,用注射器针芯研磨成细胞悬液后计数。一般免疫后脾脏体积约是正常鼠脾脏体积的2倍,细胞数为2×108左右。

二、细胞融合,选择杂交瘤

(一) 细胞融合流程

(1) 取对数生长的骨髓瘤细胞SP2/0,1000rpm离心5分钟,弃上清,用不完全培养液混悬细胞后计数,取所需的细胞数,用不完全培养液洗涤2次。

(2) 同时制备免疫脾细胞悬液,用不完全培养液洗涤2次。

(3) 将骨髓瘤细胞与脾细胞按1∶10或1∶5的比例混合在一起,在50ml

料离心管内用不完全培养液洗1次,1200rpm,8分钟。

(4) 弃上清,用滴管吸净残留液体,以免影响PEG的浓度。

(5) 轻轻弹击离心管底,使细胞沉淀略加松动。

(6) 在室温下融合:

① 30秒内加入预热的1ml45%PEG(Merek,分子量4000)含5%DMSO,边加边搅拌。② 作用90秒钟,若冬天室温较低时可延长至120秒钟。

③ 加预热的不完全培养液,终止PEG作用,每隔2分钟分别加入

1ml,2ml,3ml,4ml,5ml和10ml。

(7) 离心,800rpm,6分钟。

(8) 弃上清,先用6ml左右20%小牛血清RPMI1640轻轻混悬,切记不能用力吹打,以免使融合在一起的细胞散开。

(9) 根据所用96孔培养板的数量,补加完全培养液,10ml一块96孔板。

(10) 将融合后细胞悬液加入含有饲养细胞的96孔板,100μl/孔,37℃、5%CO2孵箱培养。

一般一块96孔板含有1×

107脾细胞。

(二) HAT选择杂交瘤

应用HAT 选择培养液筛选杂交瘤细胞的原理已在研究生专题讲座第六专题中已经提到,这里主要介绍加HAT选择培养的时间和浓度。

一般在融合24小时后,加HAT选择培养液。HT和HAT均有商品化试剂50×贮存,用时1ml加入50ml20%小牛血清完全培养液中。

因为在培养板内已加入饲养细胞、融合后的细胞,200μl/孔。所以在加选择培养液时应加3倍量的HAT。我们认为,融合后最初补加的量可用全量的2/3进行选择,可得到满意的筛选结果。

50×HAT

H: 5×10-3M

A: 2×10-5M

T: 8×10-4M

一般选择HAT选择培养液维持培养两周后,改用HT培养液,再维持培养两周,改用一般培养液。

三、抗体的检测

筛选杂交瘤细胞通过选择性培养而获得杂交细胞系中,仅少数能分泌针对免疫原的特异性抗体。一般在杂交瘤细胞布满孔底1/10面积时,即可开始检测特异性抗体,筛选出所需要的杂交瘤细胞系。

检测抗体的方法应根据抗原的性质、抗体的类型不同,选择不同的筛选方法,一般以快

速、简便、特异、敏感的方法为原则。

常用的方法有:

1. ELISA用于可溶性抗原(蛋白质)、细胞和病毒等McAb的检测。

2. RIA用于可溶性抗原、细胞McAb的检测。

FACS(荧光激活细胞分类仪)用于检查细胞表面抗原的McAb检测。

4. IFA用于细胞和病毒McAb的检测。

上述方法均为一般实验室的常规方法,故在此不介绍具体的实验过程。

可靠的筛选方法必须在融合前建立,避免由于方法不当贻误整个筛选时机。

四、杂交瘤的克隆化和冻存

克隆化一般是指将抗体阳性孔进行克隆化。犚r为经过HAT筛选后的杂交瘤克隆不能保证一个孔内只有一个克隆。在实际工作中,可能会有数个甚至更多的克隆,可能包括抗体分泌细胞、抗体非分泌细胞;所需要的抗体(特异性抗体)分泌细胞和其它无关抗体分泌细胞。要想将这些细胞彼此分开,就需要克隆化。克隆化的原则是,对于检测抗体阳性的杂交克隆应尽早进行克隆化,否则抗体分泌的细胞会被抗体非分泌的细胞所抑制,因为抗体非分泌细胞的生长速度比抗体分泌的细胞生长速度快,二者竞争的结果会使抗体分泌的细胞丢失。即使克隆化过的杂交瘤细胞也需要定期的再克隆,以防止杂交瘤细胞的突变或染色体丢失,从而丧失产生抗体的能力。

(一) 克隆化方案

用克隆化的方法很多,而最常用就是有限稀释和软琼脂平板法。

1. 有限稀释法的程序

① 制备饲养细胞悬液(同融合前准备)

② 阳性孔细胞的计数,并调细胞数在1~5×103/ml

③ 取130个细胞放入6.5ml含饲养细胞完全培养液,即20个细胞/ml,100μl/孔加

A、B、C三排为每孔2个细胞。余下2.9ml细胞悬液补加2.9ml含饲养细胞的完全培养液,细胞数为10个/ml,100μl/孔加D、E、F三排,为每孔1个细胞。余下2.2ml细胞悬液补加2.2ml含饲养细胞的完全培养液,细胞数5个/ml,100μl/孔,加G、H

排,为每孔0.5个细胞。

④ 培养4~5天后,在倒置显微镜上可见到小的细胞克隆,补加完全培养液200μl/孔。

⑤ 第8~9天时,肉眼可见细胞克隆,及时进行抗体检测。

注:初次克隆化的杂交瘤细胞需要在完全培养液中加HT。

2. 软琼脂法

① 软琼脂的配制

含20%FCS(小牛血清)的2倍浓缩的RPMI1640

1%琼脂水溶液:高压灭菌,42℃预热。

0.5%琼脂:由

份1%琼脂加1份含20%小牛血清的2倍浓缩的RPMI1640配制而成。置42℃保温。

② 用上述0.5%琼脂液(含有饲养细胞)15ml倾注于直径为9cm的平皿中,在室温中待凝固后作为基底层备用。

③ 按100/ml,500/ml或5000/ml等浓度配制需克隆的细胞悬液。

④ 1ml 0.5%琼脂液(42℃预热)在室温中分别与1ml不同浓度的细胞悬液相混合。⑤ 混匀后立即倾注于琼脂基底层上,在室温中10分钟,使其凝固,孵育于 37℃,5%CO2孵箱中。

⑥ 4~5天后即可见针尖大小白色克隆,7~10天后,直接移种至含饲养细胞的24孔

板中进行培养。

⑦ 检测抗体,扩大培养,必要时再克隆化。

(二) 杂交瘤细胞的冻存

及时冻存原始孔的杂交瘤细胞、每次克隆化得到的亚克隆细胞是十分重要的。因为在没有建立一个稳定分泌抗体的细胞系的时候,细胞的培养过程中随时可能发生细胞的污染、分泌抗体能力的丧失等等。如果没有原始细胞的冻存,则因为上述的意外而全功尽弃。

杂交瘤细胞的冻存方法同其他细胞系的冻存方法一样,原则上细胞应在每支安瓿含1×106以上,但对原始孔的杂交瘤细胞可以因培养环境不同而改变,在24孔培养板中培养,当长满孔底时,一孔就可以冻一支安瓿。

细胞冻存液:

50%小牛血清

40%不完全培养液

10% DMSO(二甲亚砜)

冻存液最好预冷,操作动作轻柔、迅速。冻存时从室温可立即降到0℃,再降温时一般按每分钟降温2~3℃,待降至-70℃可放入液氮中。或细胞管降至0℃ 后放-70℃超低温冰箱,次日转入液氮中。也可以用细胞冻存装置进行冻存。冻存细胞要定期复苏,检查细胞的活性和分泌抗体的稳定性,在液氮中细胞可保存数年或更长时间。

五、单克隆抗体的大量生产

大量生产单克隆抗体的方法主要有两种:

1. 体外使用旋转培养管大量培养杂交瘤细胞,从上清中获取单克隆抗体。但此方法产量低,一般培养液含量为10~60μg/ml,如果大量生产,费用较高。

2. 体内接种杂交瘤细胞,制备腹水或血清。

① 实体瘤法 对数生长期的杂交瘤细胞按1~3×107/ml接种于小鼠背部皮下,每处注射

.2 ml, 共2~4点。待肿瘤达到一定大小后(一般10~20天)则可采血,从血清中获得单克隆抗体含量可达到1-10mg/ml。但采血量有限。

② 腹水的制备 常规是先腹腔注射0.5mlPristane(降植烷)或液体石腊于BaLb/c鼠,1~2周后腹腔注射1×106个杂交瘤细胞,接种细胞7~10天后可产生腹水,密切观察动物的健康状况与腹水征象,待腹水尽可能多,而小鼠频于死亡之前,处死小鼠,用滴管将腹水吸入试管中,一般一只小鼠可获1~10ml腹水。也可用注射器抽取腹水,可反复收集数次。腹水中单克隆抗体含量可达5-20mg/ml, 这是目前最常用的方法,还可将腹水中细胞冻存起来,复苏后转种小鼠腹腔则产生腹水快、量多。

六、单克隆抗体的鉴定

对制备的McAb进行系统的鉴定是十分必要的。应对其做如下方面的鉴定:

. 抗体特异性的鉴定:除用免疫原(抗原)进行抗体的检测外,还应用与其抗原成分相关的其它抗原进行交叉试验,方法可用ELISA、IFA法。例如①制备抗黑色素瘤细胞的McAb,除用黑色素瘤细胞反应外,还应用其它脏器的肿瘤细胞和正常细胞进行交叉反应,以便挑选肿瘤特异性或肿瘤相关抗原的单克隆抗体。② 制备抗重组的细胞因子的单克隆抗体,应首先考虑是否与表达菌株的蛋白有交叉反应,其次是与其它细胞因子间有无交叉。

2. McAb的Ig类与亚类的鉴定:一般在用酶标或荧光素标记的第二抗体进行筛选时,已经基本上确定了抗体的Ig类型。如果用的是酶标或荧光素标记的兔抗鼠IgG或IgM,则检测出来的抗体一般是IgG类或IgM类。至于亚类则需要用标准抗亚类血清系统作双扩或夹心ELISA来确定McAb的亚类。在作双扩试验时,如加入适量的PEG(3%),将有利于沉

淀线的形成。

3. McAb中和活性的鉴定:用动物的或细胞的保护实验来确定McAb的生物学活性。例如如果确定抗病毒McAb的中和活性,则可用抗体和病毒同时接种于易感的动物或敏感的细胞,来观察动物或细胞是否得到抗体的保护。

4. McAb识别抗原表位的鉴定:用竞争结合试验、测相加指数的方法,测定McAb所识别抗原位点,来确定McAb

识别的表位是否相同。

5. McAb亲和力的鉴定:用ELISA或RIA竞争结合试验来确定McAb与相应抗原结合的亲和力。

七、影响因素、失败原因分析

由于制备McAb的实验周期长,环节多,所以影响因素就比较多,稍不注意就会造成失败。

其主要失败原因和影响因素有:

1. 污染:包括细菌、霉菌和支原体的污染。这是杂交瘤工作中最辣手的问题。一旦发现有霉菌污染就应及早将污染板弃之,以免污染整个培养环境。支原体的污染主要来源于牛血清,此外,其它添加剂、实验室工作人员及环境也可能造成支原体污染。在有条件的实验室,要对每一批小牛血清和长期传代培养的细胞系进行支原体的检查,查出污染源应及时采取措施处理。对于污染的杂交瘤细胞可以采取生物学的过滤方法,将污染的杂交瘤细胞注射于BALB/c小鼠的腹腔,待长出腹水或实体瘤时,犖^菌取出分离杂交瘤细胞,一般可除去支原体污染。

2. 融合后杂交瘤不生长:在保证融合技术没有问题的前提下主要考虑下列因素①PEG有毒性或作用时间过长。②牛血清的质量太差,用前没有进行严格的筛选。③骨髓瘤细胞污染了支原体。④HAT有问题,主要是A含量过高或HT含量不足。

3. 杂交瘤细胞不分泌抗体或停止分泌抗体

① 融合后有细胞生长,但无抗体产生,可能是HAT中A失效或骨髓瘤细胞发生突变,变成A抵抗细胞所致。

② 有可能是免疫原抗原性弱,免疫效果不好。

③ 对于原分泌抗体的杂交瘤细胞变为阴性,可能是细胞支原体污染,或非抗体分泌细胞克隆竞争性生长,从而抑制了抗体分泌细胞的生长。也可能发生染色体丢失。Goding91982)曾提出“三要”“三不要”,可能是防止抗体停止分泌的有效措施。

三要:

要大量保持和补充液氮冻存的细胞原管。

要应用倒置显微镜经常检查细胞的生长状况。

要定期进行再克隆。

三不要:

不要让细胞“过度生长”。因为非分泌的杂交瘤细胞将成为优势,压倒分泌抗体的杂交瘤细胞。

不要让培养物不加检查地任其连续培养几周或几个月。

不要不经克隆化而使杂交瘤在机体内以肿瘤生长形式连续传好几代。

. 杂交瘤细胞难以克隆化

可能与小牛血清质量、杂交瘤细胞的活性状态有关,或由于细胞有支原体污染,使克隆化难以成功。若是融合后的早期克隆化,应在培养液加HT。

第5篇:单克隆抗体生产的杂交瘤技术

Hybridoma Technology for the Generation of Monoclonal Antibodies (mAbs) 单克隆抗体生成的杂交瘤技术 Abstract 1 Introduction 2 Materials

2.1 Preparation of splenocytes 2.1 脾细胞制备

1 spleens from immunized mice 免疫小鼠的脾脏

2 RPMI-1640 medium(Serum-free cell freezing medium)无血清细胞冻存培养基 无血清细胞冻存培养基 3 Petri dishes 有盖培养皿

4 Sterile surgical instruments,including microdissecting scissors and forceps,for collecting animal samples 用于收集动物样品的无菌手术器械,包括显微解剖剪和钳子, 5 sterile microscope glass slide with frosted ends 磨砂的的无菌显微玻片 6 15-ml conical tubes 15-ml 锥形瓶

2.2 Preparation of myeloma cells as the fusion partner 作为融合头(融合标签)的骨髓瘤细胞的制备 2.3 cell fusion 细胞融合

2.4 hybridoma screening by FACS 2.5 hybridoma screening by ELISA 通过ELISA进行杂交瘤筛选 2.6 hybridoma screening by IHC 2.7 hybridoma subcloning 2.8 hybridoma cryopreservation 低温保存杂交瘤细胞 2.9 antibody isotyping 抗体同型

2.10 thawing and growth of hybridoma cells 杂交瘤细胞的融化和生长

3 methods 3.1 preparation of splenocytes from the immunized mouse 来自免疫鼠的脾细胞的制备 3.2 preparation of myeloma cells 骨髓瘤细胞的制备 3.3 cell fusion 细胞融合

3.4 hybridoma screening using flow cytometry 通过流式细胞仪进行杂交瘤筛选 3.5 hybridoma screening by ELISA 通过ELISA进行杂交瘤筛选 3.6 hybridoma screening by IHC 通过免疫组化进行杂交瘤筛选 3.7 hybridoma subcloning 杂交瘤亚克隆

3.8 hybridoma cryopreservation 杂交瘤低温保存 3.9 antibody isotyping 抗体同型

3.10 Thawing and growth of hybridoma cells 杂交瘤细胞的融化和生长 4 小记 参考文献

第6篇:神奇的克隆教学设计

【课 题】神奇的克隆(五年级语文下册)

【教材解读】《奇的克隆》 是一篇说明文,通过学习引导学生了解克隆的意义及其神奇,了解克隆技术的发展、成就和意义,激发并培养学生勤于思考、热爱科学的精神。

这篇文章中心突出,条理清楚。按照什么是克隆?分类举例说明克隆的情形,克隆造福人类,前景诱人的顺序铺排展开。克隆是全文的中心,神奇是全文的关键。

【目标预设】

1、能正确、流利、有感情地朗读课文。

2、学会本课的7个生字,两条绿线内的3个字只识不写。理解由生字组成的词语。

3、理清课文的条例,理解课文电脑内容不,了解克隆技术的发展、成就和意义,培养学生勤于思考、热爱科学的精神。

【教学重难点】

理解课文内容,知道课文叙述的条例,知道克隆的意思,大致了解当前世界克隆技术的发展、成就和意义,培养学生勤于思考、热爱科学的精神。

【设计理念】让学生理解内容不是最终目的,而是在获取知识的过程中,培养多方面的能力。所谓"授之以鱼不如授之以渔"。因此课前让学生自己利用图书馆、网络搜索自己需要的信息和资料,培养获取信息的能力。并且通过这种方式让学生学会与他人合作、沟通、让每个学生学会分工与协作,充分地调动积极性,能愉快地参与到此次活动中来并且能够共同分享合作地喜悦。

【设计思路】通过自读了解克隆的定义,了解自然界的植物、低等生物和高等动物的克隆现象及克隆的前景——师生互动,理解说明文的一般特点和常用的说明方法——阅读文本,搜集相关信息,进一步扩大知识面。 【教学过程】

第一课时

一、谈话揭题

1、板书“克隆”――读!

质疑讨论:你知道克隆吗?(生交流)

师:克隆是英语单词clone的译音,源于希腊文klone。原来指的是用植物的幼苗或嫩枝进行的一种繁殖方式。现在我们说的克隆就不再是那么简单的一回事了。

而今天意义上的克隆,我们的祖先早就想到了。你信不信?为什么指名说呢?究竟什么是克隆呢?请同学们打开课本,快速阅读第

一、二自然段,看谁最先找到答案。

2、交流:你知道什么叫克隆了吗?

(“克隆”对于孩子们来说是一新鲜的词,课前引导学生多渠道收集有关资料,不仅能拓展学生对文本的理解,更是激发学生自主探究的欲望。课前交流,一是展示学生课前所获,相互补充,增大信息量,更是增强自主探究的自信与兴趣。)

二、初读课文

1、过渡导读:

我们已经有点知道什么是克隆了。那么自然界的生物又是怎样进行克隆的呢?科学家又是怎样应用克隆技术为人类服务的呢?

请同学们带着问题自读课文。从课文中让我们去寻找答案。

2、学生初读课文,明确初读要求:

(1)默读课文,划出带有生字的词语。把生字的音读准,联系课文内容想一想词语的意思。

(2)读课文,想一想每一自然段所讲的内容,用自己的话练习概括各自然段的意思。

3、检查自读课文情况。

(1)读生字词语,进行词义质疑。指名分段朗读课文,指导读好长句。

(2)交流初读课文的收获:我知道了什么?

(引导学生正确、流利的朗读课文,学习生字词,整体感知课文内容,理清文章脉络。)

三、再读课文,理清课文的条例。

1、交流概括课文每一个自然段的意思。

【(1)孙悟空快速克隆自己。(2)克隆就是无性繁殖。(3)植物的克隆。(4)低等生物的克隆。(5)高等生物的克隆。(6)克隆技术可以造福人类。(7)克隆技术可以用以培育优质产品。(8)克隆技术的其他广泛应用。(9)克隆技术正在展示诱人前景。】

2、练习根据自然段意义之间的关联给课文分段

根据每一个自然段的意思,将相关的或者关系比较密切的合为一段,这样,我们可以把课文分成三大部分(三段),你能做到吗?

(学生思考分段,同桌交流,再指名交流。

第一段:什么叫克隆;第二段:分类介绍自然界的克隆现象。第三段:克隆技术可以造福人类,前景诱人。)

3、教师小结。

四、学习课文的第一段――什么是克隆

指名朗读课文第一自然段,讨论:孙悟空真的能够用自己的毛变出许多个自己吗?

“用今天的科学名词来讲,那就是孙悟空能够快速地自己科隆自己。”这是作者说的,可见我们的祖先早就懂得克隆这种技术了,对吧?

(生交流自己的看法。)

到底什么是真正的克隆?请同学们朗读课文第二自然段。

读了课文第二段,你知道什么是克隆了吗?能举个例子吗?

(生交流。)

质疑:我们知道,孙悟空的变化其实根本就不是今天我们所说的克隆,与克隆也没有任何关系,所以老师觉得,课文的第一自然段完全可以删去,你认为呢?有什么理由?

(《语文课程标准》指出:阅读说明性文章“抓住要点,了解文章的基本说明方法”,紧扣说明方法,通过自读了解克隆的定义,理解“举例子”“下定义”的说明方法。)

五、课堂小结,完成作业。

1、朗读课文。

2、抄写生字词语。

3、从课文中找出下面词语的近义词

迅速( ) 复制( ) 繁殖( ) 临近( )

噩运( ) 协调( ) 奇特( ) 成效显著( )

六、板书设计。

神 奇 的 克 隆 克隆就是无性繁殖 说明方法:下定义

植 物 → 低等生物 → 高等动物

第7篇:奇妙的克隆教学设计

《奇妙的克隆》

【教学目标】

1.整体感知文意,根据阅读要求训练学生筛选信息,逐步提高科普文的阅读能力。

2.理解本文的说明顺序,把握本文所运用的说明方法。

3.树立正确的科学观,全面看待科学的发展,实现科学精神和人文关怀的统一。 【教学重难点】

1.了解有关克隆的知识和克隆研究的动态。以学生自读为主,通过思考题指导学生自读,引导学生独立思考,解决阅读中的疑难,以调动学生学习的兴趣,并培养学生的自主学习的能力。

2.理解文章结尾的一段话,将课文的主旨内化为学生对生活、人生、道德的认识,由课本走向课外,抓住契机,树立大语文观。 【课时安排】一课时 【课前准备】

1.将学生分成6个小组,在组长的带领下,搜集、整理有关克隆的知识,了解克隆的发展,及人们对克隆持有的态度,强调在课堂上展开竞赛,激发学习的自觉性。

让学生理解内容不是最终目的,而是在获取知识的过程中,培养多方面的能力。所谓"授之以鱼不如授之以渔"。因此课前让学生自己利用图书馆、网络搜索自己需要的信息和资料,培养获取信息的能力。并且通过这种方式让学生学会与他人合作、沟通、让每个学生学会分工与协作,充分地调动积极性,能愉快地参与到此次活动中来并且能够共同分享合作地喜悦。

2.老师事先作好课件,课件中包含导入所需要的《第六日》中的一些镜头,有关克隆的科研成果,各国对克隆所持有的态度等内容。 【教学流程】

一、看一看,激发阅读文本兴趣

由电影《第六日》(选择其中部分内容)导入,激发学生兴趣,并用自己的理解诠释对"克隆"的理解。 教师不做评判,顺势引导学生进入文本,铺设探知平台。

二、读一读,搜索文本重要信息

1.学生自由速读,运用圈点批注的方法搜集文中作者对克隆的诠释。 2.学生可以自由选择感兴趣的篇章研读,对课文提出自己的认识和疑问,在小组内讨论,筛选整理重要的有价值的信息。

鼓励学生学会筛选信息,并能提出自己的见解,对文章能多角度提问,力求使所提问题有价值。

三、说一说,交流心得共钻文本 学生可能会谈到下列收获。 1.我明白了什么叫克隆?

明确:来自一个祖先的无性繁殖的一群个体。 2.课文使用四个小标题的作用?

明确:使文章内容层次分明,条理清晰,按:先写克隆的含义,接着写克隆实验,再写克隆的发展,最后写克隆对人类的造福及对克隆的思索行文。

3."多利"的诞生在世界引起轰动的原因:

明确:标志着克隆研究取得新的进展和重大突破,而且证明了动物体中执行特殊功能,具有特定形态的所谓高度分化的细胞与受精卵一样具有发育成完整个体的潜在能力。 4.克隆技术可以从以下方面来造福人类? 明确:

(1)有效地繁殖具有"高附加值的牲畜"。 (2)可以用来挽救珍稀动物。

(3)对于人类疾病的防治,寿命的延长具有重要意义。 5.第二节写了很多实验,又没有按时间顺序安排材料,为什么? 明确:用两条线索来组织材料:一条以中外科学实验为线索,这样突出了中国科学家在克隆实验方面的研究成果和贡献;一条以实验对象即由鱼类、两栖类到哺乳类为线索来安排材料,这样写便于认清克隆技术发展的脉络。

(这一板块旨在感知课文的基本内容,形成对课文整体的认识,在整体感知课文的基础上初步明确作者的写作意图,培养学生注重对课文内容的整体把握,注重对文本作者写作思路和写作意图的把握。同时通过合作与探究,能激活学生思维的灵感,激发学生的学习兴趣。)

四、品一品,畅读收获夯实底蕴

选择最喜欢你,让你最有收获的一点来读,并说明理由。 明确:

1.可以从说明方法上来诠释,恰当地说明方法准确地凸现了说明对象,说明事理明晰透彻。

2.可以从文章语言的准确性,谈一谈说明文语言的准确的好处。 3.可以从文章的思想内容这个角度来进行赏析,谈一谈自己心灵受到的启迪。

4.还可以从科学家进行科学研究的求实,锲而不舍的态度和精神对自己的影响来读。 学情估计:

1.只能泛泛而叙,不能具体深入的阐明理由。 2.可能或脱离具体的语言环境随意地拼凑一气。

3.可能提出的问题过于松散,教师要对学生的问题引导、归纳,使之更典型性和探讨价值。

(这一环节,教师应引导学生用自主、合作、探究的方式学习,培养他们自主学习的意识,同时教师的引导,补充、点评十分重要,要充分发挥教师的主导作用,营造和谐的气氛,使师生互相学习、互相帮助、共同成长,一起进步。有效地培养学生们积极合作,主动探究的精神。 二次备课

第8篇:《奇妙的克隆》教学设计

一、导入新课

《西游记》大家都很熟悉,其中孙悟空有个绝活让我们羡慕不已——他经常在紧要关头从身上拔一把猴毛变成一大群和他一模一样的猴子。当然这只是我国明代大作家吴承恩奇妙想象下的精彩描写。但这一想象却在今天成了可能,这就是克隆。今天我们就一起到奇妙的克隆领域去探究一番。

二、检查预习

1、生字注音。

2、词语解释。(见课件)

三、整体感知

请学生快速自读课文,概括各部分主要内容,并出示问题,供小组讨论。

1.课文使用了四个小标题,有什么作用? 2.“克隆”的突出特点是什么? 3.第二小节写了许多实验,为什么要这样安排材料? 4.“多利”的诞生有什么重大的意义和影响? 5.克隆技术能够给人类带来哪些益处与弊处?

明确:

1.课文使用四个小标题,使全文内容层次分明,条理清晰。先写克隆的含义,接着写克隆实验,再写克隆的发展,最后写克隆对人类的造福和对克隆的思考。

2.理解“克隆”的关键是:来自一个祖先,无性繁殖。 3.作者没有用时间顺序来介绍“克隆”实验,而是用两条线索来组织材料:一条是以中外科学实验为线索,这样写突出了中国科学家在克隆实验方面的研究成果和贡献;一条是以实验对象即由鱼类、两栖类到哺乳类为线索来安排材料,这样写便于认清克隆技术发展的脉络。

4.多利”的诞生标志着克隆研究取得新的进展和重大突破,而且这个结果证明:动物体中执行特殊功能,具有特定形态的所谓高度分化的细胞与受精卵一样具有发育成完整个体的潜在能力。也就是说,动物细胞与植物细胞一样,也具有全能性。

5.课文从三方面来写克隆技术造福于人类:第一,克隆可以有效地繁殖具有“高附加值的牲畜”;第二,克隆可以用来挽救珍稀动物;第三,克隆对于人类疾病的防治、寿命的延长具有重要意义。

四、内容研读

1、明确什么是克隆?

(1)找出上述天生具有克隆本领的动植物的共同点,用自己的话说说克隆是什么?(不是由生殖细胞结合产生的后代) (2)齐读课文第一部分,找出文中直接告诉我们什么是“无性繁殖”,什么是“克隆”的语句。(出示幻灯片:“都是生物靠自己的一分为二……这就是无性繁殖。”“凡来自一个祖先”……也叫‘克隆’。”)

2、讲解说明方法:在介绍“克隆是什么”时,作者运用了哪些说明方法?(举例子、下定义、作诠释、列数字) 探究:(1)如果课文一开始就告诉大家克隆是无性繁殖,名称来源于希腊文,效果好吗? (2)举孙悟空的例子有什么作用? 明确:科普短文重在“普”,作者从常见且容易理解的生物现象写起,将高深的科学技术说得生动形象,明白晓畅。接着又从词源追溯“克隆”原意,进一步弄明白了克隆含义。用《西游记》中妇孺皆知的故事,更将科学技术写得富有趣味。

五、合作探究:

1.第二小节与第三小节有何关系? 2.请找出这两小节中表现科学家严谨、求实、锲而不舍的态度与精神的语句。体会说明文语言的准确性。

3.找出使用的说明方法,并说明其作用。(学生讨论,教师引导并明确)

4、“克隆鲫鱼出世前后”一节的说明顺序是什么?为什么不以时间的先后来写呢?文中这种安排有什么好处? 提示:

1、第二小节为第三小节写“克隆绵羊‘多利”’的诞生提供了科学基础,做好了行文的铺垫,并且按由低等动物到高等动物(鱼类、两栖类、哺乳类)的说明顺序。

2、句子见课文。

3、有举例子、列数字等,各举例说明。

4、按照生物顺序来安排的。由低级到高级的顺序符合人们认知的规律。再说,无性繁殖属于低级繁殖。动、植物越进化、越高级,就越难以进行无性繁殖。这一顺序说明克隆技术在不断发展。

六、拓展延伸:

分组辩论:克隆人是福音,还是恶兆? 课文最后一部分的小标题是“克隆技术造福人类”。请同学们自由阅读这部分内容,思考文题是否恰当。(大家的意见有分歧,书上也说“科学进步是一首悲喜交集的进行曲。”下面,我们就请持不同意见的双方围绕“克隆技术造福人类?!”的辩题展开讨论。) 2.组织辩论。

辩论的要求: (1)语言清晰、流畅,声音洪亮; (2)观点鲜明,论据充足; (3)驳斥对方观点时既要有“理”,又要有“礼”。

七、小结:

同学们各抒己见,对此提出了不少看法,或许不够深刻,却是朴素而真实的。坦白地说,我在这方面的知识未必比你们高深,你们的发言给了我启发。想阻止科学技术进步是徒劳无益的,科学向未知领域的探索是历史发展的必然趋势,人类始终要进取。克隆技术取得突破性进展,世界为之轰动,它对我们人类究竟是利大于弊,还是弊大于利呢? 现在下结论还为时过早,但我们希望“克隆技术造福人类”我们更期待(出示幻灯片)“许多生物学家,特别是那些从事无性繁殖研究的科学家,将会严肃地考虑它的含义,并展开科学讨论,用以教育世界人民。”这篇课文里引用诺贝尔奖获得者、著名分子生物学家J.D.沃森的话作结束语,也是我们这堂课的结束语。请大家齐读这段话。

八、课堂检测:

九、布置作业:

将课堂小结“我学到了……”写成书面文字;从网上、报上、书籍中查询科学前沿的新兴技术。

第9篇:《奇妙的克隆》教学设计

【教学目标】1、培养学生严谨求实的科学态度和勇于创新的科学精神。

2、进一步了解说明顺序和说明方法。

3、引导学生养成搜集信息,筛选信息的学习习惯。

【教材分析概述】

〖重点难点〗

了解克隆这一科技成果。

学生科学家在科学的道路上锲而不舍、不断攀登的精神。

〖教具〗

投影仪。

〖教学法〗

设计、朗读法、引导法。

【教学及教师活动和学生活动】

一、复习旧

二、继续学习文

克隆的科技成果:

1、分组自学。自学要求:

⑴自学“克隆鲫鱼出世前后”和“克隆绵羊‘多利’”两部分;

⑵将文中的说明、说明方法等知识依照一定的顺序设计成表格,反映“克隆的科研成果”;

⑶各组派一名代表作简单的解说;

⑷提出需要和大家讨论的问题。

2、组织学生讨论说明的顺序。

“克隆鲫鱼出世前后”一节的说明顺序是什么?为什么不以时间的先后来写呢?文中这种安排有什么好处?

按照生物顺序来安排的。由低级到高级的顺序符合人们认知的规律。再说,无性繁殖属于低级繁殖。动、植物越进化、越高级、就越难以进行无性繁殖。这一顺序说明克隆技术在不断发展。

3、小结上述。

克隆技术造福人类:

1、阅读思考:

文最后一部分的小是“克隆技术造福人类”。请同学们自由阅读这部分,思考文题是否恰当。

大家的意见有分歧,书上也说“科学进步是一首悲喜交集的进行曲。”下面,我们就请持不同意见的双方围绕“克隆技术造福人类?!”的辩题展开讨论。

2、组织辩论:

要求:语言清晰、流畅,声音洪亮;观点鲜明,论据充足;驳斥对方观点时既要有“理”,又要有“礼”。

3、教师小结:

想阻止科学进步是徒劳无益的,科学向未知领域的探索是历史发展的必然趋势,人类终要进取。齐读结尾这段话。

三、拓展学习

借助生物书,了解某一动、植物,按照一定的顺序,选用适当的说明方法,介绍它的特征及生长过程。

四、小结

五、布置作业

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