發育生物學概述范文
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篇1
關鍵詞:農業高校;微生物;雙語課程;改革;實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)18-0103-02
國家教育部《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》的文件中明確提出:按照“教育要面向現代化、面向世界、面向未來”的要求,為適應經濟全球化和科技革命的挑戰,本科教育要創造條件使用英語等外語進行公共課和專業課教學,尤其是對不斷創新技術、新理論出現的生物技術、信息技術等專業,外語教學課程達到所開課程的5%~10%。在我國進一步推進對外開放,國際合作和交流日益頻繁的大背景下,國家迫切需要既精通英語,又具有豐富專業知識的復合型人才。其次,國際科研期刊絕大多數為英文期刊,相同的英文專業術語翻譯成不同的中文出現在不同的教科書上,勢必會影響學生對專業名詞的學習和理解,為了培養學生的國際交流能力、競爭能力和創新能力,及時了解快速發展的微生物學理論和技術相關知識和發展動態,以及快速掌握新的研究技術,高校開展雙語教學勢在必行。目前,雙語教學在許多綜合性大學已開展得相當有效。但是,省屬農業高校在雙語教學師資隊伍、學生英語基礎等方面與綜合性大學存在一定差異,從學校實際條件和人才培養目標出發,摸索和建立適合自身特點的雙語教學方法是在應用型農業院校推廣雙語教學的重要前提。微生物學是高等院校生物類專業的一門重要專業基礎課,我校自2009年開始開設了微生物學雙語課程,在近5年對不同專業本科生微生物學雙語課程教學中,切實體會到雙語教學在本科教學中的重要意義,并在微生物學雙語教學方面積累了一定的經驗,獲得了學生和學校的好評。
雙語課程教學過程中,除了讓學生學習和掌握微生物學專業知識,同時還要提高學生對課程專業詞匯的認知度。而這些專業詞匯在學習該課程之前,即使對于英文基礎較好的學生也很少接觸,如果學生課前沒有對相關詞匯進行預習,課堂教學又沒有聽明白教師所講的專業知識內容,導致的后果就是不僅英文沒有提高,連學習微生物學應該掌握的專業知識都沒有搞明白,造成魚肉熊掌兩者均不得的尷尬局面。我們在實踐過程,為了提高學生的學習興趣,對微生物學雙語課程教學做了以下的改革和探索。
一、上好第一堂課,激發學生學習微生物學的興趣
第一次授課的教學效果對于決定學生是否喜歡學習這門課起到一個關鍵的作用。微生物學課程的第一次授課的內容是緒論(Introduction),除了講授微生物、微生物學的概念、微生物的特點、微生物學的發展歷史這些課程基本知識點外,重點是要結合案例來充實這些知識點,引發學生學習微生物學這門課的興趣。例如可以以埃博拉病毒、蘑菇等與學生日常生活或目前媒體緊密關注的微生物為出發點,介紹相關微生物的特性。基本知識點可以用英文表述,案例可以部分或全部使用漢語闡述。
二、提高網絡教學平臺的利用率,精心組織好對學生的課前導讀
教師往往注重在網絡教學平臺上放置自己開設課程所需的CAI課件、教學錄像、習題和題庫等,卻忽略了如何提高學生對這些網絡資源的合理使用,結果造成大多數情況下,教學平臺資源成了學生在考試前進行突擊復習的“彈藥庫”。通過教學方法改革,我們探索在每一次授課之后,告知學生下一次上課要講授的內容是什么,并且圍繞下一次授課的內容,有針對性地布置幾個問題留給學生預習的時候思考。學生預習的重點是教師在網絡教學平臺上的CAI課件和授課錄像,如果還有疑問,可以再看教材,或者通過網絡等途徑獲得答案。將傳統的教學方式與現代化教學手段相結合可以使得教師在課堂環節不必面面俱到,有效地減少了教師講授知識點的時間,增加了師生互動和學生提問的時間。
三、認真備課,認真組織好課堂的導學環節
教師在課堂上除了傳授學生本章節的知識點外,更重要的是結合實際生活和生產的案例,加深學生對知識點的理解,因此從這個角度來說,講授也是一種創造性的勞動。因為雙語教學的授課需要中英文轉換,教學進度往往比中文授課慢。學生課前的預習使得教師不必按照傳統的授課步驟對每一個知識點逐個進行講解,教師可以通過重點講解或者提問的方式使學生認識到這些知識點的重要性。學生可以針對本章節個人模糊的問題或者知識點進行提問,問題的回答可以是教師,也可以先由其他的學生回答,教師再做相應的補充的方式來進行。如,教師可以設計3~5個綜合性問題供學生思考,或者講1~2個實際的案例,加深學生對本節課內容的影響。實踐過程中,發現盡管學生課前做了較好的預習,但是在課堂提問環節卻鮮有同學對所學知識點提出問題。這種情況下,教師通過引導學生提出問題的方式,為學生大膽發表自己的意見創造輕松的環境。此外,對于學生提出的問題不要急于給出答案,讓其他學生回答學生們自己提出的問題,并且教師要善于傾聽學生給出的答案,不要立刻給出答案,或者對這些問題或回答給予負面的評價,這樣可以鼓勵其他同學大膽提出自己的疑問或質疑,以此形成良好的師生互動的課堂氛圍。比如,在學習革蘭氏染色的染色機制和染色步驟的章節,教師可以給出以下幾個問題,引導學生思考和回答,如:革蘭氏染色的染色過程中用了幾種染料?為什么要用這幾種染料,用其他的染料行不行?革蘭氏染色適用于哪些微生物染色?等等。
四、傳統教學方法與現代多媒體教學方法相互配合
傳統教學方法中,教師的道具是黑板、粉筆和幻燈片,而多媒體教學的主要工具是計算機,傳統教學方法的優勢在于教師在傳授給學生知識的同時,更重要的是培養學生分析問題解決問題的能力。多媒體教學,一方面可以節省教師板書的時間,擴大教師課堂授課的信息量;另一方面通過CAI課件中的聲音、動畫、文字、圖像更好地幫助學生理解專業知識。以往教師常常單純地把多媒體當成黑板的替代者,CAI課件中文字較多,圖片較少,甚至整個課件都沒有一個視頻資料,并沒有真正發揮多媒體教學的作用。只有在遇到所在教室停電的情況下,才想起來使用黑板進行板書授課。另外,教師在制作好CAI課件后,每次上課就按照課件的思路和流程進行教學,這也在一定程度上限制了教師在課堂上的發揮。通過課程改革,我們嘗試以多媒體教學為主,以傳統的教學手段為輔,兩種方法配合使用,相互補充,取得了良好效果。
五、解決課堂教學過程中語言使用比例的問題
雙語教學的前提是學生已經具備了一定的外語能力,雙語教學的本質是在于培養學生獲取知識的能力。盡管目前研究學者提出根據學生外語(英語)水平高低而采用的三種教學方式,如浸入式、過渡式和保持式教學,這些方法大致是描述在教學中全部使用外語或部分使用,并且最終可以使用全英文進行授課。我們發現這些方法的實施效果均不令人滿意。具體原因在于:不同專業和班級學生的英語水平層次不齊,同一個班級的學生,有的已經通過大學四、六級,有的還沒有,甚至有的英文基礎較差。教學過程中外語(英語)所占的比例并非越多越好,過分追求英文的使用比例,往往因為不同程度影響了學生對專業知識點的理解而產生畏難情緒,降低了學習熱情。在實踐中,我們以學生聽懂和掌握學科知識為標準,不拘泥于幾種教學方法的應用。我們采用母語為主,重點攻克微生物學的專業詞匯。在對課程重難點的講授過程中,先用中文講解,使得所有學生把這個知識點“吃透”,然后再用英文闡述。每一章學習結束時,用英、中簡要的總結。根據每個專業和班級學生的反應,隨時調整中英文的使用比例,學生普遍反映效果好,容易接受和掌握。此外,如果盲目追求和強調英文的使用比例,而不考慮學生們的聽課效果,學生學習微生物學專業知識的興趣就會被語言障礙所阻礙,影響聽課效果。但是,由于學時所限,不可能所有知識點都進行二次講解,所以要把握好章節學時分配安排,以免影響到其他章節的學習。
六、定期組織培訓,提高教師的綜合素質
教師素質分為專業知識水平、綜合教學能力、外語能力和教育技術四個方面。其中,專業知識水平和外語能力是教師從事雙語教學的必備能力,兩者水平的高低直接影響到雙語教學的效果。盡管目前農林院校微生物學雙語的理論教學的教師大多數人已獲得博士學位,但是其中很多教師本科階段所學專業為非師范類專業,他們當中大多數人雖然能夠熟練地進行專業英文的閱讀和寫作,但是想要真正通過英文來進行口語的交流并不容易。在雙語教學中,突出的問題是英文發音不夠標準,阻礙了學生對語句的理解,更有甚者,有些專業單詞的發音也是錯誤的。我們在實踐中,首先對從事微生物學雙語課程的教師嚴格把關,無論其專業科研工作突出與否,是否有海外留學經歷,英文發音不標準的一律不能直接從事雙語教學。定期組織學院專業負責人、教研室主任、教學督導對微生物學雙語課堂聽課。此外,每學期學院組織學生對每個從事雙語課程的教師進行評價,將學生意見及時反饋給教師,督促其改進。
參考文獻:
[1]姚中青.高校雙語教學評價體系的建構探索[J].高等教育研究,2011,(28).
篇2
江蘇省阜寧縣中醫院藥劑科,江蘇阜寧 224400
[摘要] 目的 探究分析國產與進口瑞舒伐他汀鈣片對健康人體的藥代動力學還有生物等效性。方法 將來我院進行健康體檢之后確認為健康的成年男性共20例,以隨機的方式進行分組,在根據自身對照單次口服了瑞舒伐他汀鈣片20mg過后對受試者的瑞舒伐他汀的血漿濃度進行測試,測試的方法是UPLC-MS-MS,對受試者不同的主要藥代動力學參數進行計算,以非模型法進行,以方差的方法進行分析還有對生物等效性進行探討。結果 瑞舒伐他汀片以及膠囊這兩者達到巔峰的時間經過驗證分別是(3.34±0.98)h以及(3.01±1.16)h,濃度達到巔峰的時候分別是(21.58±15.43)ng/mL還有(16.85±11.02)ng/mL;經過檢驗之后得到t1/2分別是(11.89±4.33)h以及(11.26±3.86)h,而兩者的AUC0-96則分別是(173.31±118.19)ng·h/mL還有(151.87±95.77)ng·h/mL。2組受試者在各種數據上面沒有統計學意義(P>0.05)。結論 本次研究是由中國浙江京心藥液股份有限公司生產的瑞舒伐他汀鈣片和從阿斯利康公司的進口的瑞舒伐他汀鈣片,在制劑生物上兩者等效。
[
關鍵詞 ] 瑞舒伐他汀;藥代動力學;生物等效性
[中圖分類號] R96
[文獻標識碼] A
[文章編號] 1672-5654(2014)03(c)-0062-02
瑞舒伐他汀鈣,是一種HMG-CoA還原酶選擇性的競爭抑制劑,主要是針對于高血脂癥還有高膽固醇血癥的患者人群。首先是在日本開發出來,在1998年的時候將這種藥物轉給了英國,而美國的FDA也在2003年的時候準許英國開發公司將瑞舒伐他汀鈣以CrestorTM的商品名,在美國市場銷售。在本次試驗當中使用的國產瑞舒伐他汀鈣是浙江京新藥業有限公司生產的,每一片的規格是5 mg或者是10 mg,國家食品藥品監督管理局在2008年的時候把該藥品批準生產而生產批號為H20080484、483。為了能夠對比分析國產與進口瑞舒伐他汀鈣片在健康人體的藥代動力學及生物等效性,在本次研究中對比的則是原研藥,產自于阿斯利康公司,每一片的規格是10mg,進口的注冊證號為H20060406。對比兩者制劑是不是存在著生物等效,了解國產的瑞舒伐他汀鈣片對于人體的相對生物利用度有多少,這樣能夠為以后臨床用藥提供更加準確的理論依據[1]。現總結如下。
1 對象與方法
1.1藥品、試劑與儀器
在本次試驗的國產試劑為浙江京新藥業股份有限公司出產的瑞舒伐他汀鈣片,每一片的規格為10mg,批號為0901701。進口試劑為阿斯利康公司出產的瑞舒伐他汀鈣片,每一片的規格為10mg,批號為FP557;瑞舒伐他汀的對照品批號為20070103A,純度為99.0%該對照品由浙江京新藥業股份有限公司提出;內標是對乙酰氨基酚,乙腈還有甲酸都是色譜純;本研究的水為純凈水,而空白血漿則是有我院提供。
在本次研究當中的超高效液色相譜系統主要如下:Acquity Ultra Performance LC Binary Solvent Mannger TSQ液相系統,還有自動進樣器SamlleManager,MasslynyTMVersion 4.1 Software工作站。
1.2研究對象
在本次研究中,對象為在我院進行全面體檢之后確認為健康,主要是:肝腎功能、血壓、心電圖、血尿常規以及心率的檢查結果都顯示正常。經過我院的解說之后自愿接受的。20例健康男性在研究之前的2周不能服用其他的任何藥物。
1.3試驗方法
對于接受研究的20例健康男性按照他們的體質量以隨機的方式分為2組,對所有受試者進行單劑量雙交叉試驗,2次給藥的間隔時間為7d,所有的劑量都是20mg;受試者在進行試驗之前的一個夜晚不能進食,在第二天空腹口服藥物,在服藥之后的2h才能夠再次飲水,在服藥之后的4h再全部統一進行清淡的飲食。需要將所有的受試者留在觀察室進行觀察,有臨床醫師在此期間對其進行密切的監護;在進行試驗的期間所有受試者都不能夠抽煙喝酒,不能引用有咖啡因或者是果汁一類的飲料,盡量不要進行劇烈的運動[2]。
所有的受試者為了明確服用藥物前后的分別,分別在服藥前后不同的時間段在前臂靜脈抽取血液,每次抽取3 mL,而服藥前后的時間段分別如下:0.5、1、2、3、4、7、9、12(h),還有1、2、3以及4(d)。抽取血液之后馬上將其移入離心試管當中,離心10 min之后將血漿分離出來然后在冰箱當中冷凍保存,冰箱的溫度設置為-70℃,隨時準備測試[3]。
1.4質譜條件
本次試驗當中離子源是ESI源;在進行正離子檢測的基礎上面以多反映檢測的方式進行掃描,然后采用二級質譜分析對掃描結果進行分析。設置毛細管電壓為3.4kV而萃取錐孔電壓則為3.0V;離子源的溫度為100℃而錐孔氣流量的溫度為400℃;脫溶劑的氣流速度為450L/h;氬氣的壓力為0.35Pa而駐留的時間為0.5s。
2 方法學的考察與評價
2.1血漿樣品預處理
在血漿500μL當中分別加入0.2mol/mL鹽酸溶液為100μL,內標溶液為對乙酰氨基酚甲醇溶液160ng/mL,為50μL。進行渦流混合30s之后在加入乙醚3mL,再繼續2分鐘的渦流然后進行往復震蕩20 min,最后進行10 min的離心(3500r/min);在另一支試管當中移入上清液,在室溫氮氣流之下吹干并在流動相中將殘渣溶解,然后將其中的5μL取出來之后進行UPLC/MS/MS的分析[4]。
在左圖當中三個不同的色譜圖代表著不同階段的變化。A色譜圖是受試者的空白血漿樣品;而B色譜圖是空白血漿當中,加入了一定濃度的標準容易以及內標溶液之后呈現出來的變化;最后C色譜圖是受試者在服用藥物之后的血漿樣品。瑞舒伐他汀以及內標,對于乙酰氨基酚在保留時間上面有所差異,分別是1.65 min還有0.87 min。研究的結果顯示了空白血漿當中內源性物質不會對測定有所干擾。
2.3標準曲線制備
50μL瑞舒伐他汀標準溶液加入到500μL的空白血漿當中,配制成為與瑞舒伐他汀血漿濃度有不同差異的血漿樣品,主要配制出來的濃度如下:0.02、0.05、0.15、0.5、5.0、10.0還有25.0以及50.0(ng/mL)。把這些血漿濃度不同的樣品,按照上面所敘述的方法進行預處理,每一個不同濃度都需要進行3種樣本分析,每次分析的量是5μL然后將色譜圖進行記錄。在這其中橫坐標是等待被測血漿的濃度,而縱坐標則是等待檢測血漿還有內標物的峰面積之間的比值,回歸運算的內容是加權(w=1/x2)的最小二乘法來進行的。我們以標準曲線作為根據,可以限定瑞舒伐他汀的線性范圍,這個范圍在0.02~50.0ng/mL之間,而定量的下限則是0.02ng/mL;由此我們能夠得出瑞舒伐他汀的直線回歸方程,為y=4.5×10-2x+4×10-4。其中γ為0.9955[5]。
2.4精密度與回收率試驗
2.4.1血漿精密度 本次試驗配制的瑞舒伐他汀質量控制樣品為0.05、5.00還有40.00(ng/mL),依然按照上述2.1的方法進行血漿預處理。每一種不同的濃度都要進行6樣本的分析,需要連續進行3天測定,按照本文的標準曲線將質量控制樣品的濃度計算出來,然后根據質量控制樣品對本次研究當中日內還有日間的精密度進行計算。詳情請見表1。
表1 瑞舒伐他汀在血漿的回收率與精密度
2.4.2血漿回收率 在空白血漿當中精準的加入瑞舒伐他汀標準溶液,將其配制成為血漿濃度在3個級別的濃度樣品,血漿濃度為瑞舒伐他汀0.05、5.00以及40.00(ng/mL);在進行相關的處理之后進樣并和對應濃度的標準樣品進樣得到的峰面積進行對比,這樣來計算它們的絕對回收率。計算的結果表示3個級別的濃度提取回收率相對穩定
2.5穩定性考察
在上述的3種不同濃度血漿質控樣品,在進行考察之后發現樣本如果在溫度為-70℃的時候能夠有較好的保存;而如果對血漿質控樣品反復凍融操作3次之后能夠穩定保存;溫度為室溫的,放置時間24 h之內的保存穩定;等到血漿樣品在融化之后在室溫下放置2 h,進行提取進樣,樣品保存穩定。
3 數據處理
用BAPP2.0版軟件對血藥濃度數據進行處理。對藥代動力學的參數進行計算,參數的內容為半衰期、藥-時曲線下面積。
4 結果
所有的受試者,在不同時間段的瑞舒伐他汀平均血藥濃度-時間曲線如下圖1。
圖1 單劑口服瑞舒伐他汀在所有受試者平均血藥濃度-時間
在本次研究當中,藥代動力學參數詳情請見表2。
表2 20例受試者單劑口服瑞舒伐他汀后的主要藥代動力學參數
本次研究表明了國產與進口瑞舒伐他汀鈣片有著生物等效性,詳情請見表3。
表3 統計分析結果
5 討論
在本次研究中,使用的是超高效液相色譜的方法進行測驗,對健康的成年男性進行測定,對受試者自身的交叉口服瑞舒伐他汀鈣片的受試制劑還有參比試劑之間的血漿藥物濃度進行比較。結果顯示了國產與進口瑞舒伐他汀鈣片在健康人體的藥代動力學還有生物等效性是基本一致的。
[
參考文獻]
[1] 張紅,熊玉卿.單次口服瑞舒伐他汀鈣片在中國健康志愿者的藥代動力學[J].中國臨床藥理學雜志,2007(12):124-125.
[2] 田蕾,黃一玲,徐莉.瑞舒伐他汀鈣片中國人體的藥動學[J].中國醫院藥學雜志,2007(2):112-113.
[3] 金鑫,王鵬.國產與進口瑞舒伐他汀鈣片在健康人體的藥代動力學及生物等效性[J].中國臨床藥理學雜志,2009(10):154-155.
[4] 李玉霞,江珊.瑞舒伐他汀的研究進展[J].心血管病學進展,2010(14):125-126.
篇3
關鍵詞:藥學專業;西紅花栽培;紅花栽培;教學設計;課程思政
全面推進高校課程思政建設,發揮每門課程的育人作用等先進的教育理念和科學的人才培養質量觀對課堂教學設計提出了更高要求。教師不僅要提高課堂教與學的質量,還要堅持教育者先受教育的宗旨,努力提升政治思想和業務能力。作為中藥學專業任課教師,更要不斷提高自身道德修養和中醫藥人文素養[1]。在教育教學活動中,嚴格執行師德規范,堅持傳遞正確的世界觀、人生觀和價值觀,“傳承精華,守正創新”,幫助學生樹立中醫藥思維。河南農業大學中藥學專業核心課程藥用植物栽培學[2]各論以河南道地藥材為主,兼顧河南省適生并有大面積種植的藥材在理論課堂進行重點講授[3]。本文選擇西紅花和紅花這兩個只有一字之差,價格相差甚至上千倍的藥材為例,挖掘教學內容中的思政元素,并對教學過程進行探討和設計。
一、點設計
借鑒《中藥鑒定學》花類藥材[4]、《藥用植物栽培學》根及根莖類、花類藥材[5-7]、《方劑學》[8]《中藥炮制學》[9]《中藥化學》[10]教學設計案例授課方法,根據紅花和西紅花在河南省的栽培生產實際,采用案例教學和情景式教學相結合,讓學生列舉紅花和西紅花有哪些異同,用幻燈片播放紅花、西紅花不同生長時期及藥材圖片,讓學生辨認,提問學生是否知道紅花、西紅花,如何種植、采收、加工,栽培過程中哪些因素會影響紅花、西紅花藥材的質量,引起學生對紅花、西紅花栽培的學習興趣和關注。
(一)紅花栽培點設計
講解紅花栽培時,在教材內容的基礎上,參考紅花近年來栽培方面的研究進展,尤其是在河南的栽培生產情況[11]。第一,概述紅花的來源、藥理功效、主要化學成分、道地產區、栽培歷史和現狀、市場狀況、今后的研究方向。講解時以熱播電視劇《甄嬛傳》中年妃灌了端妃一壺紅花水導致端妃不孕為例,提出問題:紅花的成分及功效是什么?真的可以導致不孕嗎?回顧《中藥學》《中藥化學》中紅花的藥理功效及主要化學成分,讓學生加深記憶。潛移默化中讓學生感到作為中藥學專業學生,學會從專業的角度學會思考,辯證看問題,也讓學生意識到保障臨床用藥有效與安全的重要性和自己未來所擔當的社會責任。第二,概述紅花的植株形態特征,配以紅花不同發育時期的植株圖片。第三,紅花生物學特性,重點講解紅花生長發育習性、開花習性、對環境條件的要求,以圖文配合和列表的方式講解。第四,紅花栽培技術按照品種類型(種質資源)、選地整地、繁殖方法、不同生長發育階段田間管理、病蟲害防治、留種技術、采收與加工(花采收、種子采收、加工方法、藥材質量標準)、包裝、貯藏與運輸的思路和順序進行講解。每個環節均以圖文結合的方式進行講解,便于學生直觀學習記憶。
(二)西紅花栽培點設計
講解西紅花栽培時,以教材內容為主,參考西紅花在河南省種植的生長發育、繁殖系數及生產中的栽培措施對西紅花產量等的影響[12-13]。第一,概述西紅花的來源、藥理功效、主要化學成分、原產地及在中國的主要產地、栽培歷史和現狀、市場狀況、今后的研究方向。講解時插入《香料之路》《本草中國》西紅花、紅花小視頻,引入電影《瘋狂動物城》中提到的西紅花,影片中居心叵測的綿羊副市長與獅子市長上演了爭奪統治權之戰,給一些肉食動物注射了番紅花藥劑,讓它們野性大發,引起恐慌,由此預謀趁亂讓草食動物上位。由此提出問題:(1)電影中的番紅花與中藥番紅花是同一種嗎?(2)番紅花為什么又叫西紅花、藏紅花?(3)番紅花與紅花有什么不同?以文獻記載、專業課教材及植物分類學工具書為依據,以解答問題的方式,讓學生掌握《中華人民共和國藥典》收錄西紅花的正品來源,番紅花、藏紅花、西紅花名字的由來,藥理功效,主要化學成分,原產地及在中國的主要產地、栽培歷史和現狀、市場狀況等信息。第二,概述西紅花的植株形態特征,配以西紅花的植株圖片。在講解西紅花球莖扁圓球形,外面有黃褐色的膜質包被時,舉例電影《瘋狂動物城》里西紅花球莖被警長誤認為是洋蔥,加深學生印象。第三,西紅花生物學特性,重點講解對環境條件的要求、生長發育習性,以圖文配合的方式講解。第四,西紅花栽培技術按照選地整地、繁殖方法(種莖直播大田、先室內開花后田間培育球莖)、田間管理(中耕除草、灌溉排水、追肥)、室內培養管理、病蟲害防治、留種技術、采收與加工(采收、加工、藥材質量標準)、包裝、貯藏與運輸的思路和順序進行講解。每個環節均以圖文結合的方式進行講解。
二、線設計
在講解時注意引導學生梳理栽培技術與生物學特性間的內在聯系,使紅花、西紅花生物學特性與栽培過程中各個生產環節之間形成“線”,如,紅花不同播種時間與采收期的關系,紅花開放時間與藥材產量和質量之間的關系,西紅花去除部分珠芽以增加繁殖系數的意義,西紅花球莖重量與開花數量之間的關系。在講解完采收加工及藥材質量特征后,讓學生思考如何根據紅花、西紅花的生物學特性及其藥材的產量和品質要求選擇相應的栽培技術、采收加工方法,讓學生在全面理解生物學特性與栽培技術各環節內在聯系的基礎上,學習如何栽培藥材。
三、面設計
將紅花、西紅花從來源、植物形態特征、生長發育習性、栽培技術要點、主要化學成分、影響質量的主要因素、藥理功效、原產地、目前主要產區、在河南省的生產狀況等以列表對比的形式進行展示,使學生更清晰地區分兩者的差異,讓學生通過文獻查閱了解所涉及到知識與已學課程知識的聯系,全面理解紅花、西紅花栽培的特點。通過學校栽培示范園觀察的有關紅花、西紅花生長的情況,設想機械化和人工智能在紅花、西紅花栽培過程中如整地、繁殖育苗、田間管理、室內管理、病蟲害防治、采收加工[14]、包裝、貯藏與運輸方面的應用;紅花在河南與新疆等其他地區栽培技術的異同;紅花芽苗菜、紅花籽油及作為觀賞花卉的開發利用現狀;西紅花在中國與伊朗、西班牙栽培技術差異的主要生態因素;西紅花作為觀賞花卉、保健飲品、香料等方面的開發利用。梳理課程重點、難點和疑點,構建學科內、外的知識網絡。積極響應教育部“思政進課堂”的號召,借鑒中藥學類專業課融入思政元素的方式方法[15-16],主要從社會主義核心價值觀、中醫藥文化自信、中醫藥思維、工匠精神、創新意識(“傳承精華、守正創新”)等方面設計思政映射點,充分挖掘紅花和西紅花栽培教學內容的思政元素,結合課程實際融入課堂教學。如在講解西紅花采收時,列舉采摘西紅花需要大量的人力,平均20萬朵花,才能產1kg藥材;讓學生分析它與紅花在名字上僅一字之差,功效相似,身價卻高出幾百上千倍,俗稱紅色金子的可能原因。引導學生樹立“中藥不分貴賤,治病就是好藥”的正確價值觀。再如在講授番紅花、藏紅花、西紅花名字的由來時,告訴學生為什么叫番紅花呢?農產品中帶“番”字的,基本都是原產國外的外來物種。西紅花由位于我國西方的波斯地區傳入,因此被稱為西紅花。西班牙是現今世界西紅花的主產區,此外,印度、伊朗、日本等亦產西紅花。西紅花在中國經過中醫幾百年的臨床實踐已經成為常用的中藥。藏紅花主要跟西紅花傳入我國的路徑有關,古時產于波斯地區的西紅花經印度進入,再由轉運至內地,所以被稱為藏紅花。我國浙江、上海、安徽、河南、北京等地上世紀自60年代開始引種西紅花,目前國內西紅花的商品來源有進口和國產兩類。展示由河南農業大學中藥材團隊提供技術指導的設施栽培成功收獲的西紅花。讓學生了解歷史,體會中醫藥文化自信的同時加深對農業院校中藥學專業優勢與特色的認知,穩固專業思想,樹立專業自豪感。
參考文獻:
[1]周桂桐,張志國.中醫藥課堂教學設計—理論創新與設計實務[M].北京:中國中醫藥出版社,2016:135-155.
[2]郭巧生.藥用植物栽培學[M].北京:高等教育出版社,2019:428-433.
[3]張紅瑞,黃勇,高致明,等.淺談農業院校中藥學專業學生從業園藝療法的優勢[J].信陽農林學院學報,2017,27(04):138-139.
[4]楊晶凡,王利麗,付鈺,等.中藥專業中藥鑒定學課程花類中藥教學設計案例[J].中國繼續醫學教育,2017,9(24):22-24.
[5]張紅瑞,李志敏,高致明.藥用植物栽培學課程栽培教學設計案例[J].中國醫藥科學,2020,10(14):57-60.
[6]張紅瑞,李賀敏,楊靜,等.根和根莖類懷藥栽培學課程教學過程設計[J].河南農業,2020(10):38-39.
[7]張紅瑞,張云霞,高致明.藥用植物栽培學課程金銀花栽培教學設計案例[J].中國中醫藥現代遠程教育,2021,19(12):46-49.
[8]趙黎,吳元潔,章健,等.中醫學專業方劑學課程“點-線-面”教學設計的實踐與思考[J].安徽中醫藥大學學報,2018,37(06):95-96.
[9]黃琪,金傳山,梁益敏.中藥學專業《中藥炮制學》課程教學設計優化與探討[J].陜西中醫藥大學學報,2018,41(06):143-145.
[10]趙啟鐸,何永志,張志國,等.中藥化學課程中生物堿類化合物的教學設計探討[J].黑龍江教育,2018(12):45-47.
[11]扶勝蘭,張艷玲,張紅瑞,等.播期對紅花生長發育、產量及品質的影響[J].河南農業科學,2017,46(02):91-95,119.
[12]元玉璧,張紅瑞,鄒小雙,等.不同基質對西紅花生理生化代謝和繁殖系數的影響[J].江蘇農業科學,2014,42(05):202-204.
[13]陳明明,張紅瑞,高致明.栽培措施對西紅花生理特性及種球產量的影響[J].浙江農業科學,2016,57(03):386-388.
[14]安亮亮,曹衛彬,連國黨,等.書夾式紅花采摘試驗臺的設計與試驗[J].農機化研究,2020(10):109-112+199.
[15]楊晶凡,王利麗,陳隨清.課程思政在《中藥商品學》教學中的實踐探討[J].中國繼續醫學教育,2018,10(33):51-53.
篇4
山東省的生物新課標教學已經實施了7年,教學內容和教學方式方法都有了較大的改變,但在高中的生物教學過程中,有時初、高中知識卻很難順利銜接。初、高中生物教學銜接的問題,不僅僅是教學層面上知識的增補與復習鞏固的問題,還是思維意識和方式方法的轉變問題。根據新課程標準,目前初中只在初一、初二開設生物課,初三年級不開設生物課,初二年級結束時進行初中生物的學業水平考試,既作為初中學生合格畢業依據,又是初中升學考試的重要參考依據。高中階段高一、高二、高三都開設生物課。各種客觀原因使中學的初中生物教學中斷一年,且初、高中教師之間缺乏交流,容易造成初、高中生物教學的脫節現象,學生適應高中課程的快慢,直接影響著高中生物教學的教學效果。在多年的高中生物教學實踐中也深深感受到:初、高中生物教學的銜接是否順利實施,對提高高中生物教學質量有著重要意義。
結合自己的教學實際和在實施高中生物教學過程中的感受,主要從初、高中生物教學的知識體系、教學過程和評價標準三個方面進行嘗試闡述。
一、知識體系方面
從新課程標準來看,倡導自主、合作、創新學習的高中課程和初中的課程標準是銜接的。初、高中生物課程標準的課程理念都是包括面向全體學生,提高生物科學素養,倡導探究性學習,注重與現實生活的聯系等。
從課程設計來看,初中課程綜合考慮學生發展的需要、社會需求和生物科學發展三個方面,選取了十個一級主題:科學探究;生物體的結構層次;生物與環境;生物圈中的綠色植物;生物圈中的人;動物的運動和行為;生物的生殖、發育與遺傳;生物的多樣性;生物技術;健康的生活。高中生物課程則分為必修和選修兩部分。必修部分選擇的是生物科學的核心內容,包括“生物1:分子與細胞”,“生物2:遺傳與進化”,“生物3:穩態與環境”3個模塊。選修部分則是為了滿足學生多樣化發展的需要而設計的,包括“選修1:生物技術實踐”,“選修2:生物科學與社會”,“選修3:現代生物技術專題”3個模塊。
從課程內容來看,初中生物課程著眼于培養學生終生學習的能力和愿望,體現義務教育階段生物課程的普及性、基礎性和發展性。因此,初中生物課程多著眼于淺顯的生命現象的描述和學習基本的生物實驗技能和探究方法,其目的是使每一個學生通過學習生物,能夠對生物學知識有更深入的理解,能夠對今后的學習發展方向有更多的指導。高中生物課程則是在義務教育的基礎上,使學生進一步提高生物科學素養,發展科學探究能力,理解生物科學、技術和社會的相互關系,增強對自然和社會的責任感,促進正確的世界觀、價值觀的形成。例如:遺傳的分子基礎部分,初中課程的具體內容標準為:①說明DNA是主要的遺傳物質。②描述染色體、DNA和基因的關系。③舉例說出生物的性狀是由基因控制的。而高中生物課程的具體標準是:①總結人類對遺傳物質的探究過程。②概述DNA分子結構的主要特點。③說明基因和遺傳信息的關系。④概述DNA分子的復制。⑤概述遺傳信息的轉錄和翻譯。能力要求層次都為Ⅱ。可見,初中知識是高中知識的基礎,而高中知識是在初中知識基礎上的深化,是將初中知識進一步綜合、概括和提高。
從教材來看,我們現在主要以人教版的教材為主,沒有不同版本教材之間的差異和脫節。
二、教學過程方面
首先從學習的主體——學生方面進行分析,高中生物不僅在學習內容上較初中深奧許多,而且對學生在學習習慣和思維方式等方面的要求與初中相比也有較大差異。初中生物的學習以記憶為主,所學的是生物學宏觀方面的知識和比較直觀的現象,形象思維居多。如有關生命活動的調節,初中要求①描述人體神經系統的組成。②概述人體神經調節的基本方式。③概述人體通過眼、耳等感覺器官獲取信息。④舉例說明人體的激素參與生命活動調節。比較直觀、形象、具體。高中生物所學的內容則向宏觀和微觀兩方面縱深方向發展,所學的生物現象較復雜、抽象,知識密度加大,課程的難度和深度也大為增加。同樣的生命活動調節,高中則注重在一定的結構基礎之上的①概述神經調節的結構基礎和反射;②說明興奮在神經纖維上的傳導和在神經元之間的傳遞(神經沖動的產生和傳導);③概述神經系統的分級調節和人腦的高級功能。因此,要求學生具有較強的分析、推理、想象、概括、歸納總結等抽象思維能力,而且比初中更強調學生的主動學習。 轉貼于 有些學生進入高中后不能盡快適應兩種學習要求的差異,導致在初中時生物學習優良而進入高中后學習吃力甚至“落伍”。還有些學生憑借初中的學習經驗,搞臨時突擊,對平時的學習不重視,過分自信,導致學習不扎實。
教師方面,高中教師往往很少主動地去鉆研初中教材,對初中生物學知識了解掌握的不夠具體、全面,僅依照高中教材內容及要求來實施生物教學,加之學生又有一年的生物學習空擋,也會導致學生學習生物學知識的“過渡”不自然。
三、評價標準方面
初中教師對義務教育階段的生物學教學,往往以初中學業水平考試為憑借,立足點是檢驗學生是否掌握了初中要求的基本的生物學知識,是否是一個合格的初中畢業生,評價在升學中發揮的作用,而很少顧及為高中階段的學習提供必要的基礎鋪墊和信心。高中生物教學則不僅要面臨高中學段的學業水平考試,更注重的是應對高考。高考是一種以基礎知識考查加以難度和區分度的選拔性考試,其目的是選擇。帶有初中升高中考試性質的初中學業水平考試、高中的過關達標性學業水平考試、高考在考試性質上的差異,也導致了初、高中生物教學內容、教學方法和教學方式的差異。
四、嘗試提出解決問題的幾個途徑
初、高中教學內容銜接要注意把握時機和尺度,通過相關知識的銜接要讓學生能從更高層次上來準確理解初中生物知識,力求做到對今后學習高中生物有所幫助。
在知識體系方面,初、高中聯系密切的知識點:葉的結構;根尖的結構;神經元的結構;食物的消化、吸收及人體營養;光合作用、呼吸作用、遺傳、生態系統等。高中教師應適當把握較為全面的初中課程的基本內容,合理分析學生的認知水平,選擇恰當的教學方法進行教學,使學生在原有的知識基礎上有效地學習新知識。初中學生習慣于跟著老師轉,不善于獨立思考和刻苦鉆研生物學問題,缺乏歸納總結的能力;高中教師應充分考慮初、高中教材對知識點以及要求的差異,對初中知識點中與高中基礎知識點有銜接的內容進行復習鞏固、查漏補缺,甚至從頭來過,為學生能夠順利適應高中學習打下堅定的基礎。例如高中階段“神經系統的結構基礎和反射”這部分內容,主要是對初中有關內容的回顧,初中主要是“描述人體神經系統的組成;概述人體神經調節的基本方式”,高中階段則是“在掌握神經調節的結構基礎的基礎上說明興奮在神經纖維上的傳導和在神經元之間的傳遞”,既是基本內容的再現鞏固,又是利用原有知識進行的拓展延伸。再如在細胞這一主題,初中側重于細胞的結構,而高中則側重于細胞亞顯微結構和功能,細胞的各種生命活動,是講“活”細胞,加強了物質和能量代謝的內容。
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【關鍵詞】 光強 生長發育 形態
植物生長發育過程中需要光、溫度、水和空氣等生態因子,其中光具有特殊重要的地位,而光照強度能夠影響植物的生長、發育及形態結構的建成。20世紀初,國外研究者就已經開始了光照強度對植物影響的研究工作。目前為止已經對大量植物進行過研究,取得了一定的成果。
我國是一個農業大國,以塑料大棚和日光溫室為主的農業種植方式已在全國大面積推廣,這為人工調節光強提高農作物的產量和品質提供了條件。因此,研究光照強度影響植物發育過程中的各項生物學特性對指導我國農業生產具有積極意義。為此筆者查閱了許多文獻資料,分類整理分析,為農業生產和日后的深入研究提供參考。
1 光的物理性質
植物光合作用所利用的光來自太陽,太陽光屬電磁波,其光譜是連續光譜,波長從0.003nm一直到5μm。按波長的不同可分為:伽馬射線、X射線、紫外線輻射C(UV-C)、紫外線輻射B(UV-B)、紫外線輻射A(UV-A)、可見光、紅外線A(IR-A)、紅外線B(IR-B)、紅外線C(IR-C)。太陽光穿越大氣層的過程中部分被吸收和散射,輻射到地面的波長范圍大部分在0.4-4.0μm,其中0.4-0.76μm之間的光為可見光,光合作用所需的光就在可見光范圍內。
2 光照強度對植物種子萌發的影響
一些植物種子的萌發對光照的反應并不明顯,在光照和黑暗條件下均能萌發[1]。然而,有大量研究結果顯示,光照對很多植物種子的萌發具有關鍵作用。
這些植物的種子在不同光強條件下,因品種的不同其萌發特性存在著差異。其中有些植物的種子在完全黑暗的情況下不能萌發,如香果樹的種子在黑暗中均不能萌發[2]。還有些植物種子的萌發率在不同光強下表現不同,如泡桐和枳椇的種子在100%的自然光照強度下萌發率最高,香椿和羅浮柿的種子在62.2%的自然光照強度下萌發率最高,木蝴蝶和扁斗青岡種子在34.4%的自然光照強度下萌發率最高[3]。
目前,已經研究了光照對幾百種植物種子的萌發影響,發現大約有一半需要光照才能夠萌發或完成發芽過程。也有一些植物種子的萌發受光的抑制,如苦參種子在黑暗和光照條件下都能萌發,但黑暗條件下其發芽率、發芽指數和活力指數較高[4]。甚至還有一些植物的種子,在短時間的光照情況下是促進,而在連續光照情況下卻是抑制的[5]。
3 光照強度對植物生長發育的影響
光照強度對植物的生長發育有明顯影響,尤其是處于苗期的植物,不同光強對幼苗的生長發育影響顯著,弱強度光照情況下可以促進幼苗的生長、提高成活率,然而重陰條件下,幼苗的生長卻會受到抑制,甚至死亡。張德明等[3]研究發現扁斗青岡和羅浮柿幼苗在自然光條件下,由于光強大,引起幼苗生長不良,甚至死亡,死苗率為10%~21%,而其它幼苗均生長正常。徐飛、郭衛華等[6]研究了不同光環境對麻櫟和刺槐幼苗生長和光合特征的影響,發現極度弱光環境限制了幼苗的株高、基徑、總葉面積、冠面積、葉面積指數和總葉數等形態指標的增長,與自然光環境相比,適度遮蔭有利于幼苗的形態生長。
3.1 光照強度對植物莖、葉和株高的影響
在光照強度較弱的情況下,植物的株高和葉的長寬比通常比自然光情況下有增長現象,而植物的莖卻比自然光情況下變細。劉國順等[7]和喬新榮等[8]的研究證明了以上觀點,同時還發現光強減弱會引起植物葉片數減少、出葉速度變慢,節間變長。潘玉梅[9]等的研究更是詳細闡述了株高、總葉面積、根冠比、葉生物量比、比葉面積、葉面積比、平均葉面積比等在3%的光強時均大于全光照情況下的事實。楊興有等[10]和鄭明等[11]的研究還發現,弱光處理使植株葉片比自然光情況下變大變薄,葉色變淡,角度平展。另外,弱光條件下,植物的冠面積也會增大。弱光照下植物的這些變化是其適應性的表現,光照強度降低,植物為捕獲更多的光葉面積和冠面積就會增大,而在弱光條件下,光合作用合成的物質并沒有增加,葉厚度將變薄,葉色隨即變淡。
然而,有研究發現了與以上不同的結果,楊偉波等[12]對義安油茶的研究發現,在光照強度為自然光的50%和80%情況下,油茶幼苗的植株高度、莖直徑和葉面積最大,且與自然光強下的相應指標差異顯著。孫晶等[13]的研究發現,全光照下薯蕷植株生長較弱,20%的自然光照下生長茂盛;隨著光照強度的減弱,株高、莖粗、葉片厚度和鮮葉質量都呈先升后降的趨勢。這表明不同植物品種對光強的適應性不同,每種植物應該有其最佳適應光強。
3.2 光照強度對植物根系的影響
光照強度對植物根系的影響因不同植物品種而異。胡文海等[14]研究表明,弱光抑制了黃瓜幼苗地上部與根系的生長,并導致根冠比增加。楊偉波等[11]發現根生物量比和根冠比隨著光照強度的減弱顯著減小。孫晶等[12]的研究還發現,隨著光照強度的減弱,根鮮重、根增長量大致呈增加的趨勢,根部芽頭數量呈先升后降趨勢,根部含水量呈先降后升趨勢,但均無顯著差異。以上的研究初步分析認為,光強對植物根系沒有產生直接影響,而是通過植物地上部分的變化產生間接作用,因而表現的規律性并不一致。
3.3 光照強度對植物生物量的影響
通常隨著光照強度的降低,植物的總生物量下降。張德明等[3]、湯又悅[15]和方晶[16]關于遮陰對水稻及黃瓜生長的研究證明了這一點。然而光照強度對植物地上部分和地下部分的生物量卻有不同的研究結果。孟金柳等[17]和陶建平等[18]的研究結果表明,在強光照條件下,植物將加大對根生物量的分配,在低強度光照條件下,植物會對葉的生物量增加分配,而中度光照情況下植物對根和葉的分配則處于兩者之間。主要原因是植物的適應性,弱光下葉組織的損失,導致植物對葉組織生物量投資的加大。
4 光照強度對植物葉片結構特征的影響
植物的葉片是進行光合作用的營養器官,光照強度的變化影響了植物的光合作用,在適應性的作用下植物的葉片也將產生變化。長期生長在不同光照強度環境下的植物,其葉片的解剖結構、葉綠體數目和大小會有明顯的不同。在弱光照條件下,植物的葉片(包括子葉)的表皮細胞變薄,細胞間隙增大,柵欄組織和海綿組織厚度和層數相應減少,也變得更為疏松[19][20]。光強減弱對葉片中的葉綠體也會產生影響,甄偉等[21]和姚允聰等[22]的研究表明,弱光照條件下,葉片中葉綠體結構發育完善,基粒數增多,基質片層數增多。這樣葉綠體捕光能力增強,光系統的光化學效率提高。植物葉片的以上結構變化就是植物對光照強度適應性的一種表現。
5 光照強度對植物其它形態的影響
光照強度的變化還會對植株的分枝產生影響,如陳亞軍等[23]的研究發現,低土壤養分條件下,薄葉羊蹄甲的分枝數隨光照的增強而增多。何霞等[24]的研究還發現,遮光處理能夠提高醉葉榆向南枝條的比例。
光照強度對觀賞植物的觀賞品質也能產生影響,楊偉紅等[25]研究發現,茶梅植株在100%自然光照下的花頭觀賞品質明顯優于遮光處理。而另有研究結果明顯不同,劉婷等[26]的研究結果是不同光照強度下地被菊‘紫勛章’的開花能力依次為:自然光80%>自然光60%>自然光100%>自然光40%>自然光20%>自然光10%。存在差異的原因可能是測量了花的不同生物學參量引起的。
6 展望
目前,光照強度對植物影響的研究已經取得了較好的成績,并初步探索出了光照強度對植物的作用規律,但這些研究結果的很多方面尚未取得明確的規律。分析主要原因有:(1)不同品種的植物所需的光照強度在時間和空間上都存在著很大差異;(2)不同品種植物的生長發育、形態特征、生理生化性質、適應性等都有很多差別;(3)目前的大多數研究的實驗條件影響因素太多,特別是田間試驗過程中的生態因子中有一些對植物生長發育起主要作用的因子,這些生態因子對研究結果會產生干擾;(4)大多數試驗研究主要以短期為主,缺乏長期的觀測和研究,另外實驗條件和測量方法也存在差異;(5)探索作用機理方面的研究較少,利用分子生物技術進行研究的并不多見。
針對以上幾點,未來研究工作應重視以下幾個方面。(1)詳細了解所研究植物的各項生物學特征,針對不同品種的植物設計不同的實驗方法;(2)優化實驗條件,盡量在影響因素較少的模擬實驗室中進行實驗;(3)在科研經費的投入上應重點支持持續從事光照強度對植物影響的研究項目,使其能夠長期進行觀測和實驗;(4)利用生理、生化以及分子生物學領域的研究手段加強對作用機理研究的探索。
參考文獻
[1]王雷,田長彥,張道遠 等.光照、溫度和鹽分對囊果堿蓬種子萌發的影響[J].干旱區地理,2005,28(5):670-674.
[2]李鐵華,周佑勛,段小平 等.香果樹種子休眠和萌發的生理特性[J].中南林學院學報,2004,24(2):82-84.
[3]張德明,陳章和.不同光強下幾種南亞熱帶森林喬木的種子萌發和幼苗生長觀察[J].生態科學,1996,15(2):6-12.
[4]張慶霞,杜彥斌,紀瑛.溫度和光照對苦參種子萌發的影響[J].種子,2009,28(12):52-54.
[5]廖祥儒,張蕾,徐景智 等.光在植物生長發育中的作用[J].河北大學學報(自然科學版),2001,21(3):341-354.
[6]徐飛,郭衛華.不同光環境對麻櫟和刺槐幼苗生長和光合特征的影響[J].生態學報,2010,30(12):3098-3107.
[7]劉國順,喬新榮,王芳.光照強度對烤煙光合特性及其生長和品質的影響[J].西北植物學報,2007,27(9):1833-1837.
[8]喬新榮,郭喬燕,劉國順.光強對烤煙生長發育及光臺特性的影響[J].華北農學報.2007,22(3):76-79.
[9]潘玉梅,劉明超,唐賽春 等.光強對三葉鬼針草生長特征的影響[J].廣西植物,2012,32(1):77- 82.
[10]楊興有,葉仂鋒,劉國順 等.光強對煙草幼苗形態和生理指標的影響[J].應用生態學報,2007,18(11):2642-2645.
[11]鄭明,周冀衡,黃勇.光照強度對烤煙煙苗生長和代謝產物含量的影響[J].作物研究.2009,23(3):181-183.
[12]楊偉波,付登強,李艷 等.不同光強下義安油茶幼苗生長和葉綠素熒光特性分析[J].熱帶作物學報,2012,33(4):651-654.
[13]孫晶,李向民,張晶.光強對盾葉薯蕷生長發育皂素含量的影響[J].西北植物學報.2011,31(3):0536-054.
[14]胡文海,師愷,曹玉林 等.低溫弱光對黃瓜幼苗地上部和根系生長與呼吸作用的影響[J].江西農業大學學報.2008,30(1):l5-l9.
[15]湯又悅.遮陰對水稻生長發育和產量構成因素的影響.植物生理學通訊,1988,(2):50-83.
[16]方晶.光強對溫室黃瓜植株形態和光合特性的影響[J].安徽農業科學,2011,39(9):5047-5048.
[17]孟金柳,曾波,葉小齊.不同光照水平下葉損失對樟生物量分配的影響[J].西南師范大學學報,2004,29(1):439-444.
[18]陶建平,鐘章成.光照對苦瓜形態可塑性及生物量配置的影響[J].應用生態學報, 2003,14(3):36-34.
[19]楊俊霞,郭寶林,魯韌強 等.遮蔭對美國黑莓生長及光合特性的影響[J].園藝學報,2005,32(2):292-294.
[20]郝日明,李曉征,王中磊.8種常綠闊葉樹木的葉結構特點及其對光照變化的適應性分析[J].西北植物學報,2004,24(9):1616-1623.
[21]甄偉,張福墁.弱光對黃瓜功能葉片光合特性及超微結構的影響[J].園藝學報,2000,27 (4):290-292.
[22]姚允聰,王紹輝,孔云.弱光條件下桃葉片結構及光合特性與葉綠體超微結構變[J].中國農業科學.2007,40(4):855-863.
[23]陳亞軍,張教林,曹坤芳.兩種熱帶木質藤本幼苗形態、生長和光合能力對光強和養分的響應.植物學通報,2008,25(2):185-194.
[24]何霞,王果,師海榮.兩種珍稀瀕危榆科樹種對光強的適應性研究.滁州學院學報.2010,12(2):68-73
篇6
關鍵字:PCD,植物凋亡,程序化,研究展望
【分類號】Q942
細胞程序死亡(programmed cell death,PCD)也常常被稱為細胞凋亡,是生物體發育過程中普遍存在的,是一個由基因決定的細胞主主動的有序的死亡方式。具體指細胞遇到內、外環境因子刺激時,受基因調控啟動的自殺保護措施,包括一些分子機制的誘導激活和基因編程,通過這種方式去除體內非必需細胞或即將發生特化的細胞。而細胞發生程序性死亡時,就像樹葉或花的自然凋落一樣,凋亡的細胞散在于正常組織細胞中,無炎癥反應,不遺留瘢痕。死亡的細胞碎片很快被巨噬細胞或鄰近細胞清除,不影響其他細胞的正常功能。
1、PCD的概念
1972年,Kerr等提出了細胞凋亡(Apoptosis)的概念,用來描述多細胞有機體在發育過程中出現的細胞自然死亡現象。由于PCD和凋亡時細胞表現相同的形態特征,因此人們認為細胞凋亡就是PCD。其實凋亡是PCD過程中伴隨著出現的特定的形態、生化特征,也有一些細胞在PCD過程中并不表現凋亡的特征,這一類細胞死亡被稱為非程序化細胞死亡。由此可見,凋亡是PCD在形態學上的表現,兩者不完全等同。
PCD是細胞正常發育過程中采取的一種自身基因調控的主動死亡方式,它與一般意義上的衰老、壞死不同,有其固有的特點。PCD發生時細胞和染色質濃縮,細胞膜突出,有PCD小體形成;同時核酸內切酶失活,DNA非隨機性斷裂成180-200bp的片段,在含溴化乙錠的瓊脂糖凝膠上電泳出現典型的“梯狀”條帶。而壞死則表現為細胞腫脹,質膜喪失完整性,細胞器損傷等特點。
2、PCD的檢測方法
2. 1 細胞形態學觀察法
(1)電子顯微鏡。電鏡觀察,凋亡細胞染色質固縮,常聚集于核膜上呈境界分明的塊狀或新月形小體, 初期細胞可見完整的細胞器, 細胞膜完整, 凋亡小體形成。
(2) 熒光顯微鏡。對體外培養的活細胞經熒光色素處理, 可在熒光顯微鏡下觀察細胞形態改變。常用熒光色素有吖啶橙、碘化丙啶(P I)、溴乙錠(EB)。
2. 2染料排斥法
除了電鏡能反映細胞膜完整性外, 還可用染料排斥法, 如臺盼藍、P I 等。壞死細胞膜破損, 被染料著染。在正常細胞膜上, 磷脂酰絲氨酸基團(PS) 位于胞內側, 而在細胞凋亡早期膜上此基團則轉向胞外側, 以利于被吞噬。因此, 磷脂酰絲氨酸基團位置的改變, 可作為凋亡細胞的一個標志。
2. 3 反映脫氧核糖核酸有規律斷裂的方法
(1) 瓊脂糖凝膠電泳法。細胞懸液經裂解消化按常規法提取DNA后, 于含EB 的瓊脂糖凝膠中進行電泳,正常細胞DNA呈單一條帶。
(2) 原位末端標記法。通過DNA 多聚酶I 把已標記的核苷酸結合到DNA 的單鏈斷裂處, 以尋找有無Ap 發生。標記的方法有同位素標記、熒光素標記、地高辛或生物素標記等。
(3) 原位切口平移法。利用DNA 多聚酶將核苷酸整合到Ap 細胞內斷裂的DNA 3′羥基末端, 同時水解5′末端,以修復DNA。若用已標記的核苷酸, 即可顯示出有斷裂DNA 的細胞。該法同樣也可用于細胞懸液中Ap 的觀察。
3.植物PCD的研究進展
在植物細胞學研究中,尤瑞麟首次報道了正常小麥珠心細胞衰退過程的超微結構變化,并引入了PCD的概念。隨后Eleftherion研究了小麥原生韌皮部細胞核解體過程中的超微結構變化,但沒有提及PCD。王雅清、崔克明用原位末端標記法檢測了杜仲次生木質部導管分子的PCD,并對其過程中的超微結構變化進行了系統的電子顯微觀察。李大輝等人在銀杏胚珠貯粉室的早期發育中發現參與形成貯粉室的珠心細胞死亡是PCD過程.有資料表明,植物體內導管分子的發育形成過程也是典型的PCD反應。
在生理條件下,生物體內細胞存活與死亡由植物自身發育階段提供的遺傳信息,或由臨近細胞和其微環境提供的信號決定的。其中包括細胞相互接觸提供的信號以及周圍環境中的活性物質、激素等。Orzaez和Granell發現乙烯處理豌豆可促使其心皮衰老及DNA降解,Morgan等發現乙烯介入玉米根中缺氧和機械障礙誘導的通氣組織形成過程中的細胞程序化死亡。盡管乙烯在控制植物生長發育過程中的巨大作用早為人知,但乙烯信號傳導途徑與細胞凋亡的關系還不清楚。
盡管PCD參與植物發育的許多過程,但植物體中發生PCD的細胞比率小,相對過程短,不利于PCD的檢測和機制的深入研究,因此進展緩慢。許多實驗表明,植物細胞PCD可以被一定的外界條件誘導產生。Wang等用真菌毒素三羧酸丙烯酸單酯(AAL)誘導番茄原生質體及小葉凋亡,觀察到典型的DNA梯狀條帶和類似PCD小體的結構。周軍等研究表明,在適當濃度的乙烯利處理下,胡蘿卜原生質體產生了典型的凋亡特征,包括DNA梯狀條帶,核DNA的斷裂,以及類凋亡小體的形成等,因而可以確定,乙烯能誘導胡蘿卜原生質體凋亡。另外的研究也表明,乙烯能在不同類型的植物中(豌豆、玉米和胡蘿卜)誘導細胞凋亡。孫英麗等也發現細胞色素C可以誘導植物細胞產生典型的PCD。
過敏反應(the Hypersensitive Response,HR)也是一種PCD。植物被病原菌侵染后,感染點周圍細胞快速死亡以防止病原菌的傳播。通過分離突變體,調節過敏性細胞死亡反應的相關組成已被檢測到,但具體是哪些執行了細胞的程序性死亡,還沒有結論,且植物中這種形式的PCD是否和其他方式的PCD以及動物中的細胞凋亡相同,還需要進一步的遺傳和生化分析。
植物細胞中與PCD有關的基因研究還遠沒有動物深入,盡管許多實驗表明植物PCD與動物是相似的,但分子水平共同特征少。目前僅發現少數幾個基因參與植物PCD。
在植物PCD方面已開展了不少研究,但目前的工作遠沒有弄清楚植物PCD較詳細的細胞學特征,而與其相關的分子機制信息則更缺乏,這方面的工作將是今后的主攻方向。
4.PCD研究的意義
植物PCD是一種通過細胞的主動死亡來調節機體的生理活動。PCD不但是保證細胞正常發育所必須,而且是植物的一種重要防衛反應。細胞死亡后被其它細胞吸收利用或構成利于自身發展的特殊結構,對植物的生長發育及新陳代謝起重要作用。皮層細胞死亡形成的通氣組織;篩管細胞死后形成的輸導組織;植物表面覆蓋的一層死亡細胞,具有保護機體,減少水分蒸發的作用,還有器官老化后其養分的回收再利用等,這些都是細胞自身調控的結果。了解PCD發生的機制,通過調節其過程,對控制植物病害的發生,農作物品種選優、糧食生產及貯藏技術的改良都有重要意義。
參考文獻:
[1]尤瑞麟.小麥珠心細胞衰退過程的超微結構研究[J ] . 植物學報,1985 , 27 : 345 353
[2]郭小丁. 植物細胞的編程性死亡[J ] . 1998 年,植物學通報,15 (5) :40 43
[3]孫英麗,趙允,劉春香等. 細胞色素c 能誘導植物細胞編程性死亡. 植物學報,1999 ,41 :379~383.
[4]林久生, 王根軒. 滲透脅迫誘導的小麥時片細胞程序性死亡. 植物生理學報 , 2001, 27(3): 221~225
[5]孫英麗,趙允,翟中和. Cytochrome C 能誘導植物編程性死亡[J ] . 植物學報,1999 ,41 :379 - 387.
篇7
關鍵詞:miRNA 腫瘤 表達調控
【中圖分類號】R-0 【文獻標識碼】B 【文章編號】1671-8801(2013)10-0065-02
microRNA(miRNA)是一類內源的非編碼小分子miRNA,通過與靶mRNA序列的特異性互補,調節特異蛋白的表達水平。自從1993年Lee[1]最早發現參與調控線蟲時序發育lin-4,隨后又相繼發現了let-7,至今已發現了數百種miRNA。miRNA由于其獨特的生物學功能和作用方式,已經成為生命科學領域研究的熱點。目前研究認為,一個miRNA可以調控多個mRNA,據估計,超過三分之一人類基因受miRNA的調控,其參與生命過程中一系列的重要進程,包括發育進程、細胞增殖、凋亡,甚至是腫瘤發生。目前研究認為miRNA可通過類似癌基因、抑癌基因或其他方式調控腫瘤的發生、發展和轉歸過程。
1 miRNA及其生物學功能
miRNA是廣泛存在與生物體內的大小約為21-24nt的非編碼的調控RNA分子。目前為止,成千上萬的miRNA被鑒別在不同的物種中,超過15172個miRNA序列被刊登在miRBase數據庫,主要來自動物、植物和病毒(http://mirb /;Release 16;Sept 2010)。
miRNA的編碼序列可以發現在內含子或外顯子的蛋白編碼基因或基因間區。大多數miRNA在基因組中成簇存在,共用一個啟動子,但miRNA也可以單獨存在。miRNA的基因轉錄形成非編碼的mRNA鏈稱為原始miRNA(pri-miRNA),再在RNaseⅢ型Drosha酶的作用下,被加工成70nt左右的premiRNA,并在Expo-rtin-5/Ran復合物的作用下進入細胞質,最后通過高度保守的RNaseⅢ型Dicer酶的作用下加工成成熟miRNA。并以miRNA誘導的沉默復合體(miRNA-induced silencing complex;miRISA)與目標mRNA配對,進行轉錄后水平的基因調控(見圖1)[2,3]。雖然雖然大部分miRNA的生物合成通過Drosha途徑,但最近的研究結果表明存在一個替代Drosha的獨立途徑。例如:在果蠅或秀麗線蟲,premiRNA的產生無需Drosha酶的作用[4]。
2 miRNA表達與腫瘤發生
miRNA與惡性腫瘤關系的研究基于2個發現,一是miRNA定位在癌相關基因組區及基因組不穩定區域;二是miRNA在正常細胞和惡性腫瘤細胞中的不同表達,且幾乎所有的腫瘤存在miRNA的表達異常。目前證實,miRNA表達與多種癌癥相關,并且這些基因可能起到腫瘤抑制基因或是癌基因作用。最近的研究發現[5],大約50%得到注解的miRNAs在基因組上定位于與腫瘤相關的基因組區,包括LOH區、染色體擴增區及脆性位點(fragile site)。這說明miRNAs在腫瘤發生過程中起了至關重要的作用。下面就miRNA的異常表達、miRNA對抑癌和致癌通路的調控和miRNA在腫瘤血管生成和轉移的作用三個方面在腫瘤發生發展中的作用進行概述。
2.1 miRNA的異常表達與腫瘤。最初對miRNA表達變化的探討來自于對B細胞慢性淋巴性白血病(CLL)的研究,Croce等[6]發現在CLL病人的13q14染色體基因組中miR-15a和miR-16-1基因存在缺失,這表明miR-15a和miR-16-1的缺失與腫瘤的發生有關。其后,眾多研究小組在多種人類腫瘤中檢測到miRNA的表達變化,并有越來越多的miRNA被發現存在異常表達在不同的腫瘤細胞系和臨床腫瘤樣本。
篇8
關鍵詞:番茄;生物脅迫:miRNA:amiRNA
中圖分類號:Q74
文獻標識碼:A
文章編號:1007-7847(2014)06-0533-06
miRNA是一類在真核生物中普遍存在的非編碼小RNA分子,在轉錄后水平調控真核生物的基因表達。在細胞核中,miRNA基因轉錄生成pri-miRNA,經DCL1(dicer-like l)加工后生成具有發火結構的pre-miRNA,它被轉運出細胞核后形miRNA/miRNA A*,雙鏈解旋形成成熟的miR-NA.隨后miRNA與AGO(Argonaute)等蛋白結合形成RNA誘導的沉默復合物RISC(RNA -in-duced silengcing complex),從而在轉錄后水平通過翻譯阻遏或降解機制發揮調控作用。miRNA的種類繁多、分布廣泛,于轉錄后水平發揮關鍵調節作用,在多種生物中得到廣泛研究,截至2013年6月,miRBase Release 20(http:///)中已經收錄了24 521條miRNA成熟序列,主要集中在人、小鼠、擬南芥、水稻等模式生物中,而番茄中儀收錄了46條,miRNA不僅調控番茄的根、莖、葉及果實發育,還參與番茄的新陳代謝、激素途徑、牛物和非生物脅迫響應等過程近年來,越來越多的研究集中于挖掘并探究生物脅迫相關的番茄miRNA。生物脅迫下,每個番茄miRNA的表達模式都存在差異,它們的靶基因變化趨勢與 miRNA的變化趨勢有時相反,有時相同。深入研究這些miRNA的作用機制及功能將為植物病害防治提供新的思路。本文概述了挖掘生物脅迫相關miRNA的方法,系統地闡述了miRNA在番茄響應病毒和真菌脅迫過程中所發生的變化,討論了amiRNA在提高番茄抗病性中的最新研究進展,并對miRNA在植物抗病研究中的應用進行了展望。
1 生物脅迫相關miRNA的挖掘
生物學實驗和生物信息學預測是挖掘miR-NA的兩種主要方法。生物學實驗包括基因芯片和高通量測序兩種技術。基因芯片技術是將已知miRNA固定在芯片介質上,依據堿基互補原理挖掘miRNA的一種方法。由于該方法具有快速、準確和成本較低等優點,因此,在挖掘生物脅迫相關miRNA時被廣泛應用。如Jin等用芯片技術檢測到了3個與灰霉病菌脅迫相關的番茄miRNA。高通量測序技術主要是通過構建小RNA文庫,根據堿基序列長度、前體結構、最小自由能等參數進行篩選,獲得候選miRNA的一種手段。該技術具有準確性、可靠性和通量高等優點,也是挖掘生物脅迫相關miRNA的常規手段之一。如Chen等用高通量測序技術檢測到了33個與病原菌脅迫密切相關的楊樹miRNA。隨著生物信息技術的飛速發展和各物種基因組信息的逐步完善,高效、經濟的牛物信息學控掘也成了發現生物脅迫miRNA的重要手段。生物信息學預測是依據miRNA的成熟體及前體特征,在EST、GSS及基因組序列中預測潛在的miRNA的一種方法。此方法已在馬鈴薯、糜子、桃等物種中得到成功應用。結合miRNA啟動子、靶基因功能分析,能夠預測候選miRNA的功能。通過生物信息學手段很有可能找到和生物脅迫密切相關的miRNA,但由于缺乏驗證,更多的研究有待深入。生物學實驗和生物信息學預測兩種方法各有優劣,越來越多的研究已將二者結合,這也將成為未來發現關鍵病害相關miRNA的強大手段。
2 番茄miRNA與生物脅迫
番茄在生長過程中會遇到多種牛物脅迫,因此.它也是研究植物與微生物互作的模式材料之一。 隨著基因芯片、高通量測序和生物信息學預洲等技術的發展,越來越多響應生物脅迫的番茄miRNA被發現,它們的表達在番茄響應病毒、真菌和共生真菌的過程中發生著不同程度的變化,現歸納于表1。
2.1 番茄miRNA與CMV和TAV
2.1.1 番茄miRNA與CMV和TAV脅迫
CMV (cucumher mosaic virus)是寄主范圍最廣、影響最大的植物病原物之一。Lang等用芯片技術發現了12個番茄miRNA與CMV脅迫應答相關。TAV (tomato aspermv virus)與CMV的基因組同源性很高,二者共屬黃瓜花葉病毒屬,但有不同的寄主和植株感病癥狀。為探究番茄miRNA如何響應CMV和TAV脅迫,Feng等選擇了miR159、miR162、miR164、miR165/166、miR-167、m1R168和m1R17l共7個與番茄生長發育、激素信號轉導途徑和miRNA自身形成相關的miRNA進行研究,發現上述兩種病毒處理后,這7個miRNA的表達差異明顯,暗示這些miRNA可能參與番茄響應CMV和TAV的脅迫過程。
為深入探索其內在機制,Feng等進一步研究了CMV和TAV脅迫下番茄miRNA在不同處理時間后的表達特性,結果發現它們的表達變化各不相同。miR159、miR162、miR168和miR171在脅迫處理后異常表達,而miR164、miR165/166和miR167的變化甚微。在第10 d時CMV處理組較TAV處理組的miRNA有更高的表達量,第20d時兩者相差不多,第30 d時TAV處理組表達量更高。此外,miR168在CMV處理后第10 d的表達量是對照的15.2倍,miR162在TAV處理后第30 d的表達量是對照的4.5倍。
miRNA在植物生長發育過程中發揮著重要調節作用,研究表明,生物脅迫處理后參與番茄生長發育的miRNA異常表達,這一現象與生物脅迫后番茄葉、果實和根等組織的病變有關。Feng等用CMV和TAV處理番茄的花和果實,發現在不同組織和協迫時期,與發育相關的miRNA異常表達。如,miR159主要在蕾期、開花期及果實發育早期;miR160在果實成熟期;miR167在開花及果實直徑達1~5 mm的時期;miR172在蕾期及開花期。這些miRNA的異常表達可能誘發了脅迫處理后花和果實的病變。
基于以上進展,Feng等又研究了 CMV和TAV脅迫下,l1個番茄miRNA在根和莖中的表達特性。結果發現它們的表達特性各不相同。經CMV-Fny-satT1(加重病癥的CMV)和TAV處理21 d,番茄莖部會分別出現中空和纖維化現象。其中,兩種脅迫處理后miR156都表達異常,而過表達miR156a的轉基因番茄會出現莖髓消失,與CMV和TAV誘發的莖中空及纖維化現象類似。因此,miR156的異常表達可能導致了番茄莖部的病變此外,經CMV和TAV脅迫處理的番茄,側根數明顯減少,而ARF (auxin response factor)與植物的側根發育相關,研究中以ARF為靶基因的miR160、miR164和miR167均發生了異常表達的現象,說明它們誘發了番茄側根數量的減少。
2.1.2
番茄miRNA與CMV的沉默抑制子
CMV的基因組編碼5個ORF,包括la、2a、2b、3a和3 b:其中,2b是最重要的致病蛋白,也是CMV的沉默抑制子,通過抑制沉默途徑的關鍵因子AGO蛋白活性,在病毒逃避植物免疫的過程中發揮著重要作用。Feng等的研究表明,miR168及其靶基因AGO在CMV和TAV處理番茄后,均出現上調表達的矛盾現象。然而在2h突變病毒株的處理下,相應的番茄miRNA的表達量幾乎沒有發生變化。說明2b在干擾番茄利用miRNA抵御CMV的過程中發揮了重要作用。其機制可能是2h抑制了AGO對miRNA靶基因的切割活性,導致靶基因大量累積,最終出現CMV和TAV脅迫下番茄miRNA及靶基因的表達整體上調的矛盾現象。
2.1.3 番茄miRNA與CMV的衛星RNA
一些CMV株系能夠用病毒殼體包裹小的自剪接RNA分子,形成satRNA(satetlite RNA),它必須依賴于輔助病毒進行侵染和復制。satRNA在CMV中以不同的突變體形式存在,可以改變植物病癥。據Feng等報道,在CMV和TAV脅迫下,11個miRNA及相應的靶基因發生了不同程度的異常表達一然而,當向CMV導入減弱病癥的satRNA時,這些miRNA的變化不明顯。與此相反,當導入攜帶有加重病癥的satRNA時,番茄的miRNA又發生異常表達的現象。該研究暗示了satRNA在CMV 干擾番茄miRNA調控中的復雜作用。
2.2 番茄miRNA與ToLCV
ToLCV( tomato leaf curl virus)是一類雙生病毒,該類病毒變異速度快,寄主范圍廣,常給熱帶或亞熱帶國家和地區的農業生產帶來巨大影響。Naqvi等用芯片技術檢測到13個與ToLCNDV( tomato leaf curl new delhi virus)相關的番茄miRNA,它們的靶基因表達趨勢與之相反。研究還發現,經ToLCNDV處理后,多種不同番茄資源材料中的miR159/319和miR172異常表達,且這三者與葉片發育密切相關,因此,推測它們在ToLCNDV脅迫后的異常表達可能導致了番茄卷葉癥狀。
ToLCV以單分子DNA-A或兩分子DNA-A、DNA-B閉環狀ssDNiA的方式存在。DNA-A的正義鏈編碼AV1和AV2,互補鏈編碼AC1、AC2、AC3、AC4,共有6個ORF。 AC1編碼復制相關蛋白,AC2編碼轉錄激活蛋白,AC3編碼復制增強子蛋白,AC4編碼癥狀表達決定性的蛋白。DNA-B編碼BC1和BV1,前者促進病毒在細胞間的傳播,后者使新形成的病毒基因轉移到細胞質。為研究番茄的miRNA是否能夠靶向病毒基因,從而抑制病毒增殖,Naqvi等用生物信息學方法預測到9個番茄miR/miR*序列與ToLCV的6個不同的ORF有很高的序列匹配性。其中miR164a、miR169b*、m1R169d和miR171*靶向ToLCV的外殼蛋白14 V1基因,miR164和miRl69b*在,AVI處有交叉結合位點。4個miR/miR*靶位點都相對較近,它們可能協同作用,導致高效的AV1靶基因沉默。研究還發現一些miR*,可能也參與了抑制病毒生長的過程,如miR156*靶向AC2、AC3,miR172*靶向AV2等,這些均揭示了miR*在植物抗病中的新角色。
2.3 番茄miRNA與灰霉菌
灰霉病是導致番茄莖腐爛的重要病害之一,常造成栽培番茄的減產。Jin等用基因芯片技術檢測到番茄miR169、m1R160和miR171a與灰霉病菌脅迫相關。在病菌處理后12 h,miR169上調表達,miR160和miR171a下調表達、其中,miR169的靶基因下調表達,而miR171a和miR160的靶基因均上調表達。啟動子分析表明,miR169的啟動子區域存在一個與許多植物基因病原誘導相關的順式作用元件-Box-Wl,該區域也是WRKY轉錄因子家族的結合位點,參與創傷響應基因的表達調控,且miR169的啟動子區存在創傷響應元件WUN-motif暗示miR169可能受控于轉錄因子,參與了創傷響應途徑。
2.4 番茄miRNA與叢枝菌根
叢枝菌根是叢枝菌根真菌與植物根部組織長期進化形成的共生菌根,它在促進植物生長和抵御不良環境中發揮著積極作用,是與農業生產關系最為密切的菌根之一。Gu等用基因芯片技術研究了番茄miRNA與叢枝菌根的關系。發現miR395、miR779.1、miR840和miR867在有叢枝菌根的番茄葉片異性表達,miR158、miR862-3p、miR319、miR394和miR399在有從枝菌根的番茄根部異常表達這些都暗示了miRNA在番茄與叢枝真菌共生過程中發揮著調節作用。
2.5 其他
Shivaprasad等通過分析番茄小RNA數據集,發現番茄中存在miRNA介導的級聯式訓控,該調控途徑參與番茄抗病過程。啟動級聯調控的miRNA超家族包括miR482和miR2118等。它們廣泛存在于各種植物中。雖然miR482和miR2118家族成員之間序列差異大,但都是以包括NBS(NUCLEOTIDE-BINDING SITE)和LRR( leucine-rich re-peat)在內的植物抗病基因家族為靶基因。其中,miR482通過降解NBS-LRR而引發級聯反應,在番茄抗病過程中發揮重要作用。同時,Li等預測到miR482a、miR482b、miR482c和 miR482d在番茄染色體上成簇存在,暗示了它們可能協同作用響應生物脅迫。而miR6022、miR6023、miR6024、miR6026和miR6027的靶基因多為番茄抗病基因,更進一步表明該miRNA家族在番茄響應生物脅迫中的重要作用。以上與生物脅迫相關的miRNA,都可被選作候選miRNA分子,進行深入的致病分子機制研究和功能分析。
3 amiRNA在番茄抗病中的應用
隨著miRNA的生成及作用機理研究的日漸深入,針對病原物基因設計人工miRNA的技術也隨之產生。miRNA是為了在生物體內控制某一個或多個基因的表達,根據天然miRNA結構特點和作用機制,通過人工設計構建、轉導并在生物體內表達而產生的目的miRNA,是調控靶基因表達的一項新的生物技術。Qu等利用miR171a的前體骨架,構建了以CMV沉默抑制子26為靶基因的amjRNA,導入后的轉基因煙草能夠有效抵御CMV,并且amiRNA表達量越高,轉叢因煙草對CMV的抗性越強。Niu等利用擬南芥miR159前體骨架成功地構建廠兩個分別以TYMV( turnip yellow mosaic virus)和TuMV (turnip mo-saic- virus)沉默抑制子為靶基因的amiRNA,兩組轉基因植株都能夠有效抵御TYMV和TuMV的危害。該研究還發現,同時導入這兩個amiRNA的轉茵番茄對TYMV和TuMV有100%的抗性。這些以病毒關鍵致病基因為靶基因的amiRNA都可以和正常miRNA一樣在植物體內產生、成熟并發揮作用,使植物獲得抗病特性,并且穩定遺傳給子代。Zhang等利用南芥miR159前體骨架,設計了兩個amiRNA構件,一個是amiR-2a/b:5’-UUGGAGUUCGACGUUUGUCAU -3',靶向CMV 2α (RNA依賴的RNA聚合酶蛋白基因)和2b疊基基因,另一個amiR一3’UTR:5 ’-UGAC-CAUUUUAGCCGUAAGCU-3’,靶向CMV基因的保守區域3'UTR。將這兩個amiRNA導人番茄,得到了能夠抵抗CMV、TMV (tobacco mosaic virus)和TYLCV ( tomato yellow leaf curl virus)等病毒的植株,并且靶向2α和2b的amiRNA,對CMV抑制效果達85.7%~100%。另外,Vu等也在番茄中成功地構建并導入了兩個針對ToLCNDV的amiRNA載體。其中,amiR-AVl-3靶向ToLCV的AV1基因,amiR -AV1一l靶向AV1和AV2重疊基因。導入amiR-AVl-l的T2代轉基因番茄對ToLCNDV的抗性達80%。amiRNA技術通過創造新的非天然miRNA,為植物病害治理提供了新的契機,然而由于miRNA的生成和作用機制尚未完全清楚,仍存在一些不確定因素,有待更多的實驗研究。
篇9
關鍵字:教師;點撥;生物;教學
中圖分類號:G633文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2010)06-0180-01
點撥是教師用自己所特有的方式(如精辟的概述或者實驗等)來指點學生的一種教學手段。它能幫助學生分析問題、理清思路,從而讓學生更容易的獲得知識,提高能力。在教學中,教師若能正確的把握好點撥法,則能有效地提高教學質量,給學生創造一個良好的學習情境。本文就高中生物教學中如何實施“點撥”法而進行簡單探討。
一、“點撥”法的實施原則
(一)引導啟發原則。教師在答疑的過程中,先讓學生獨立思考,給予他們充分的思考空間,教師需要撥動他們的思維的堵塞之處,通過一言半語,引導他們的思路,讓他們茅塞頓開,“知其然,知其所以然”。例如憋和青蛙它們既能在水中生活,也能在潮濕的陸地活動,但他們卻不屬于同一類生物?像這道題很多學生就答不上來,這時教師可以通過幾個啟發性的題目來引導學生進行點撥。問題一:兩者的呼吸方式有何區別?問題二:兩者的皮膚組織有何區別?問題三:兩者的生殖和發育有何不同?通過這類題目的點撥學生就很容易地抓住疑點,形成知識結構體系。
(二)靈活多變原則。 靈活多變主要體現在兩個方面:其一,方法上的多變。生物題型變化無方,學生的解題思路也是多種多樣,教師應該把握時機,臨場隨機應變,采用不同的點撥方案,分別對待。其二,深度的多樣。不同學生的學習能力和接受能力具有一定的差異,教師應該根據學生的具體情況,有針對性的進行點撥,思維差一點的學生點撥深入一點,思維能力較強的學生點撥隱晦一些。
(三)適時適量原則。點撥的次數應該遵循適量原則,過多則顯羅嗦,容易引發學生的厭惡情緒,會起到適得其反的效果;點撥太少,則太隱藹,學生不能領悟,沒有達到點撥的應有成效;點撥過于明朗,則容易將思路、方法太明顯的暴露,阻礙學生獨立思維的發揮。教師應該在合適的時間,給予適度的點撥,才能有助于學生思維的開展。
二、高中生物教學方法點撥提要
生物課的教學里,老師使用某些途徑點撥學生的思維是提高生物教學質量的有效手段。老師需要使用合適的方法點撥,才能提高學生的學習興趣,起到事倍功半的效果。
(一)思維擴展點撥。生物知識之間都有著相關性,學生在學習過程中不斷地積累所學內容,知識點之間已經可以通過有機地集合,從而讓它們彼此滲透和融合,從一個問題可以衍生出其它相關性的問題,也就是形成了知識之間的鏈狀結構。老師在深入研究教學內容和教學大綱的基礎上,精心策劃講義,在教學里,將知識由點到面,由內到外,相互聯系,相互交叉的一種點撥思維方式被稱為思維擴展點撥。
(二)生物實驗點撥。 實驗是生物學的基礎。在生物實驗中,老師需要對實驗現象進行觀察與分析,從而來給學生進行指導。在此過程中,老師能較適宜的點撥學生的思維方式,讓學生對生物學的基本理論、基礎知識的理解和記憶得到更好地加深。
(三)預設問題點撥。前人說過:“學習的起因是思考,思考的起因是疑惑。”問題在適當的地方設置不但可以激起學生思考的欲望,也能夠點撥學生的思維,這已經被教學實踐證明過。設置疑問的方式可以從簡單到困難,從淺顯倒深奧的一層一層地推進,這樣能更好的提高學生在學習過程中的效果。
(四)問題探討點撥。問題探討點撥是學生自己在老師的組織下進行探討,抒發各自的意見及看法,來引發深思,提高思維能力的一種點撥方式。學生之間可以通過相互探討,相互設疑來引發獨立思考,加強對所學知識的理解和掌握,對思維的創造性和廣泛性也有著明顯的促進作用。
(五)實踐練習點撥。 實踐練習點撥是教師在對練習題的進行分析論證和解題方法進行整合、歸納、分類的過程中,點撥學生思維的方式。它在學生將新知識進行消化理解,舊內容進行溫故知新的過程中扮演重要“角色”。
三、高考中實施“點撥”法的要點
學生需要一邊全面復習基礎知識,一邊還要重點“攻堅”,重點和難點知識需要重點理解和掌握。通常學生難于理解的知識,在做題目的過程中容易出錯的位置往往就在這部分知識中。
從近幾年的高考生物試題中分析得知,可拉開分數的重要知識點其實就是重點。需避免出現越是基礎和重要的知識越易出錯的情況,在思想態度上需要高度重視,而且要對作業、考試中出現同樣的錯誤,必須做出深刻的反思并糾正。
生物的遺傳變異、新陳代謝以及生命活動的調節,這三部分內容是高中生物每冊的一種重難點,在這部分知識的復習中,學生要特別注意,可以結合一些參考資料,分析所涉及的一些相關題型,還要經常翻閱自己的”錯題集”,進行歸納總結,避免重復出粗。
總而言之,點撥法對學生的思維能力、理解能力、分析問題能力有著較大的提高作用。這要求教師有著先進的教學理念,深入鉆研學生的心理,熟絡教學的內容,才能運用點撥法發揮出最佳的教學成果。
參考文獻
[1]解文星;;組織策略在高中生物專題復習中的應用[J];安徽教育學院學報;2006年03期
[2] 朱克凇;;高中生物探究式教學模式淺析[A];江蘇省教育學會2006年年會論文集(理科專輯)[C];2006年
篇10
關鍵詞:環境工程;分子生物;微生物;應用
前言:作為集環境監測、環境工程、保護學以及微生物學于一體的學科,微生物學在不斷發展中逐漸衍生出較多亟待解決的問題。盡管近年來有較多先進理念與技術被引入該學科中,但對于部分環境監測或環境凈化等問題,所取得的效果并不理想,要求充分發揮分子生物技術的優勢。因此,本文對環境工程微生物中分子微生物技術的應用分析,具有十分重要的意義。
1分子生物技術的相關概述
1.1測序技術
細胞中的rDNA本身表現出明顯的高突序列、保守序列以及穩定特征,但其是分類微生物中的指標之一。通常測序分析中,為使微生物種群得以分析,對分離物或分類單元進行確定,便需借助rRNA分析方式。從該基因序列的類型看,有較多如16SrRNA、23SrRNA與5sRNA,其中后兩者包含的含核苷酸分別過多與過少,很難為測序分析提供指導。所以在原核生物系統研究中,可考慮將16SrRNA引入。具體測定中,會在如TA克隆試劑、PGEM-T克隆試劑等載體應用下,克隆PCR產物,完成文庫構建過程,在此基礎上結合16SrRNA基因測序結果,可通過其與文庫中的序列做好對比,判斷是否有相對應或相似微生物種類。另外,也可對rDNA多樣性利用電泳分離進行顯示,或直接通過RFLP對擴增產物做好分析。通過這些測序方法的應用,對微生物系統發育的研究可起到重要作用[1]。
1.2核酸技術
核酸技術在分子生物技術中極為常見,可具體細化為PCR-SSCP、PCR-DGGE與PCR-RFLP等技術。以其中PCR-SSCP技術為例,其以往運用中多局限在基因突變方面,是臨床醫學中的常用方法,經過不斷發展被引入到微生物生態學中。從其實現原理看,主要以單鏈DNA空間折疊構象為基礎,若其中有堿基出現變化,空間構象會隨之發生變化,配合聚丙烯酰胺凝膠電泳的應用,使DNA譜帶得以生成。以16SrRNA測序在廢水生物中的表現為例,便可借助PCR-SSCP,對細菌群落受培養基變化的影響進行分析。再如PCR-DGGE,應用中一般強調將基因組DNA從環境樣品內被提取,在此基礎上將PCR擴增技術引入,可達到擴增DNA的目標,此時可將聚丙烯酰胺凝膠與擴增產物相結合,通過電泳作用分離雙鏈DN段,最終生成的將為單鏈DNA譜帶。最后便可對譜帶中展現的堿基序列與文庫內序列做好對比分析,完成微生物種屬的界定。由于該技術具有較好的分離效果,操作較為簡便,所以在微生物分析中的應用較為常見,如對微生物種群在活性污泥中的情況判斷,將該技術引入,可起到良好的效果。另外,在PCR-RFLP技術方面,其主要借助核酸特異位點、DNA識別序列,對雙鏈DNA進行切割,配合溴化乙錠凝膠的應用,無需通過放射性標記形式,便可達到DN段分析目標。如土壤中微生物的判斷,便可借助該技術實現。
1.3基因探針
目前分子生物技術中,基因探針的引入主要借助熒光染料、放射性同位素,對樣品內核酸進行識別分析。對于該技術,也表現在核酸印跡、熒光原位以及放射性標記探針等技術方面。其中放射性探針應用下,盡管對于寡核苷酸、RNA或單鏈DNA等都可進行標記,但其涉及的同位素具有較高的成本,很容易危害人體健康,所以使用中受到較大的限制。而對于熒光原位,應用中一般可做好細菌空間位置標識或定量定性判斷細菌情況等工作。另外,在核酸印跡方面,其適用對象集中表現在PCR擴增產物方面,對微生物風度、多樣性檢測都可起到重要作用[2]。
2環境工程微生物領域中分子生物技術的應用分析
2.1微生物群種豐度與多樣性的分析
現行環境工程領域中,通常需檢測的對象多表現在底泥、土壤、生物膜以及污泥方面。從現行較多實踐研究都可發現,若將16SrRNA從菌落中提取出來并開展測序工作,可對微生物種群在活性污泥中的情況被測定,并將聚光激光掃描、熒光顯微以及FISH等技術引入,可定位生物膜中的微生物或檢測其活性。再以城市地區垃圾填埋細菌的分析,可在ARDRA方法的運用下,使細菌多樣性情況以及細菌結構被有效判斷。這些都可充分說明微生物豐度、多樣性都可在分子微生物技術應用下被有效判斷,通過定量或定性檢測得到的結果,能夠為環境工程中較多工藝操作、構筑物設計提供參考。
2.2指示微生物與致病菌的有效檢測
環境工程研究中,可發現在土壤、水體或空氣等媒介作用下,致病菌很可能對人體造成較大威脅,如典型的SARS。對此,便可借助分子微生物完成致病菌測定工作,如部分學者將16SrRNA基因、PRC-DGGE技術共同引入,對垃圾場、污水處理廠以及大學校園中的空氣環境進行測定,可發現在以往微生物培養下,很難測定氣溶膠微生物情況。另外,對于水體內是否有大腸桿菌等DNA存在,也可借助分子微生物技術進行判斷。這些都可充分說明,對于指示微生物、致病菌的檢測,分子生物技術應用效果都較為明顯。
2.3功能微生物的培養
由于當前化工行業發展步伐較快,其帶來的過多有機化合物也成為環境工程領域面臨的難題,很多有機化合物如含苯環類型,很難實現快速降解目標。對此問題,大多學者通過實驗方式,發現分子生物技術應用下可使這種現狀得以改變,如對甲苯質粒、降解萘利用DNA印跡雜交形式,可使這兩種質粒微生物被判斷。此外,對于其他難以降解的有機物,都可采用質粒如工程、基因重組等方式,使功能群被構建,使有機物難以被降解的問題得以解決[3]。
3結論
分子生物技術的應用是現行微生物研究的重要保障。實際引入該技術中,應正確認識分子生物技術的實現原理,包括測序技術、基因探針以及核酸技術等,在此基礎上將其融入致病菌檢測、功能微生物培養以及微生物多樣性分析等方面,能夠推動環境工程微生物學的進一步發展。
參考文獻
[1]石琛,王璐.環境微生物領域分子生物技術的應用進展[J].中國科技信息,2013,16:135+139.
[2]張鳳.在環境工程微生物領域中分子生物技術的應用[J].綠色科技,2013,08:192-194.