生物學(xué)論文范文
時(shí)間:2023-03-15 00:14:55
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篇1
模型建構(gòu)是一種重要的科學(xué)方法,也是生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)所重視的一種能力。高中生物學(xué)教材含有豐富的模型建構(gòu)案例,是試題原創(chuàng)的重要素材庫。模型分為三種類型,即物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型。物理模型如細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型;概念模型如血糖平衡調(diào)節(jié)模型、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的解釋模型等;數(shù)學(xué)模型如自由組合定律、有絲分裂中DNA含量變化曲線等。在原創(chuàng)試題的命制中,對(duì)核心概念的考查,可在物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,從而創(chuàng)設(shè)出新穎的問題情景。例1:圖示某反應(yīng)物分子從常態(tài)到顯著活躍狀態(tài)能量變化的一段曲線。①②③三條曲線表示加酶、常溫和加氯化鐵等條件下的反應(yīng)。下列敘述正確的是A.E1表示酶所降低的反應(yīng)活化能B.E2表示氯化鐵所降低的反應(yīng)活化能C.曲線①與曲線③的對(duì)比,說明酶具有高效性D.曲線①與曲線②的對(duì)比,說明加氯化鐵能加快反應(yīng)速率例1是以“酶的作用及其原理”為考查內(nèi)容的試題。命制時(shí),將“概念模型”轉(zhuǎn)換成“數(shù)學(xué)模型”,用數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)曲線圖進(jìn)行情景設(shè)計(jì)。該曲線圖的設(shè)計(jì)創(chuàng)意來自大學(xué)教材陳閱增《普通生物學(xué)》第2版第46頁上的插圖,但經(jīng)過較大的改進(jìn),在圖中增加了有效信息,去除了一些干擾信息。題目情景新穎,又重點(diǎn)考查了“活化能”概念中之“顯著活躍狀態(tài)與常態(tài)下分子能量的差值”這一要素。參考答案:D。例2:圖示為研究滲透作用的實(shí)驗(yàn)裝置,請(qǐng)回答下列問題:(1)漏斗內(nèi)溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液,漏斗內(nèi)外起始液面一致。滲透平衡時(shí)的液面差為h,此時(shí)S1和S2濃度大小關(guān)系為。(2)圖中半透膜模擬的是成熟植物細(xì)胞中的,兩者在物質(zhì)透過功能上的差異是。(3)為進(jìn)一步探究?jī)煞N膜的特性,某興趣小組做了以下實(shí)驗(yàn)……(以下部分略)例題2是2013年江蘇高考生物學(xué)試題的第27題,就是這種原創(chuàng)策略的成功案例。“滲透作用原理”是考綱中“物質(zhì)出入細(xì)胞的方式”這一考點(diǎn)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。在命題時(shí),將概念模型轉(zhuǎn)換成物理模型,即將滲透作用的內(nèi)涵和外延分解開來,將滲透裝置示意圖這一物理模型作為滲透作用概念外延的一部分。用數(shù)學(xué)方法處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果(如液面高度差h、S1和S2溶液的濃度關(guān)系),通過考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)宏觀現(xiàn)象的認(rèn)知來考查對(duì)滲透作用微觀原理的認(rèn)知,通過考查對(duì)概念外延的認(rèn)知來考查對(duì)概念內(nèi)涵的認(rèn)知。參考答案:(1)S1>S2(2)原生質(zhì)層原生質(zhì)層能主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)物質(zhì)而半透膜不能。
2“知識(shí)與方法”考查的“重組移植”策略
生物學(xué)試題考查的知識(shí)內(nèi)容主要包括事實(shí)性知識(shí)和方法性知識(shí)??疾闀r(shí),整合事實(shí)性知識(shí)和方法性知識(shí)可以還原知識(shí)的產(chǎn)生過程、體現(xiàn)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值。從知識(shí)的形成過程提煉出的科學(xué)方法,還可以“移植”到其他知識(shí)的探究過程。生物學(xué)原創(chuàng)試題采用這種思路,重組“知識(shí)”和“方法”,可創(chuàng)設(shè)出新穎的問題情景。例如,差速離心法是分離各種細(xì)胞器的方法。設(shè)計(jì)“酵母菌細(xì)胞呼吸”有關(guān)試題時(shí),可將差速離心法“移植”到酵母菌細(xì)胞呼吸的研究中。即用差速離心法將線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分離,然后進(jìn)行細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn),以此作為試題情景,以考查細(xì)胞呼吸的過程。又如,將放射性同位素標(biāo)記法“移植”到考查細(xì)胞周期染色體行為的試題中,創(chuàng)設(shè)出來的試題既能夠考查有絲分裂細(xì)胞中染色體的行為,又能夠考查DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)。例3就是這樣的試題。例3:提取正常家兔的造血干細(xì)胞,放入液體培養(yǎng)基培養(yǎng),提供的脫氧核苷酸原料中的N元素全為15N。造血干細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行有絲分裂,則第二次分裂后期的細(xì)胞中,含14N的染色體所占比例為A.0B.50%C.25%D.100%參考答案:B。
3從科學(xué)史資料提煉試題的“補(bǔ)充整合”策略
高中生物學(xué)教材含有豐富的科學(xué)史素材,是命題的重要素材庫。若能根據(jù)知識(shí)的生成過程,梳理史實(shí)的脈絡(luò),挖掘史料之間的內(nèi)在聯(lián)系,以思維能力和核心知識(shí)為測(cè)量目標(biāo)和考查內(nèi)容,做好“補(bǔ)充整合”,命題往往能夠打破框框、達(dá)到求變出新的效果。這一策略的要點(diǎn):第一,要對(duì)史料進(jìn)行針對(duì)性的“補(bǔ)充”,才能出新;第二,須“整合”,形成一個(gè)有內(nèi)在聯(lián)系的知識(shí)結(jié)構(gòu),思路才會(huì)連貫,主題才能聚焦。2014年高考理綜試題福建卷的第28題,就是采用這種策略命制的。從例4可以看出,該題對(duì)教材中的科學(xué)史素材有選擇、有提煉,以“人類對(duì)遺傳的認(rèn)知逐步深入”為線索,主題聚焦,第1小題和第3小題對(duì)教材中的史料有補(bǔ)充和整合,設(shè)問的角度也比較新穎。這道題的出現(xiàn),是福建高考遺傳方面命題的一個(gè)新突破,它避開了以往的舊模式,打開一片新的視野。盡管題干文字較長(zhǎng)、語言表達(dá)還存在一定的瑕疵。但是,其靈活的創(chuàng)作思路和求新求變的可貴精神值得贊賞。例4:人類對(duì)遺傳的認(rèn)知逐步深入。(1)在孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中,純合的黃色圓粒(YYRR)與綠色皺粒(yyrr)的豌豆雜交,若將F2中黃色皺粒豌豆自交,其子代中表現(xiàn)型為綠色皺粒的個(gè)體占。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)r基因的堿基序列比R基因多了800個(gè)堿基對(duì),但r基因編碼的蛋白質(zhì)(無酶活性)比R基因編碼的淀粉支酶少了末端61個(gè)氨基酸,推測(cè)r基因轉(zhuǎn)錄的mRNA提前出現(xiàn)。試從基因表達(dá)的角度,解釋在孟德爾“一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)”中,所觀察的7種性狀的F1中顯性性狀得以體現(xiàn),隱性性狀不體現(xiàn)的原因是。(2)摩爾根用灰身長(zhǎng)翅(BBVV)與黑身殘翅(bbvv)的果蠅雜交,將F1中雌果蠅與黑身殘翅雄果蠅進(jìn)行測(cè)交,子代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型,比例不為1∶1∶1∶1,說明F1中雌果蠅產(chǎn)生了種配子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合自由組合定律,原因是這兩對(duì)等位基因不滿足該定律“”這一基本條件。(3)格里菲思用于轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的肺炎雙球菌中,S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多種類型,R型菌是由SⅡ型突變產(chǎn)生。利用加熱殺死的SⅢ與R型菌混合培養(yǎng),出現(xiàn)了S型菌。有人認(rèn)為S型菌出現(xiàn)是由于R型菌突變產(chǎn)生,但該實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的S型菌全為,否定了這種說法。(4)沃森和克里克構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,該模型用解釋DNA分子的多樣性,此外,的高度精確性保證了DNA遺傳信息穩(wěn)定傳遞。參考答案:(1)1/6終止密碼(子)顯性基因表達(dá),隱性基因不轉(zhuǎn)錄,或隱性基因不翻譯,或隱性基因編碼的蛋白質(zhì)無活性或活性低(2)4非同源染色體上非等位基因(3)SⅢ(4)堿基對(duì)排列順序的多樣性堿基互補(bǔ)配對(duì)。
4基于科技論文原創(chuàng)試題的“挖掘轉(zhuǎn)化”策略
篇2
1.1實(shí)驗(yàn)方法
1.1.1病原菌的分離和致病性測(cè)定采集新近腐爛的百合鱗莖,采用組織分離法[11]在病健交界組織處切取4mm×4mm小塊,用75%酒精表面消毒30s,再用2%次氯酸鈉消毒7min,無菌水沖洗3次,然后置于PDA培養(yǎng)基上28℃黑暗培養(yǎng),待長(zhǎng)出菌絲后,挑取菌落邊緣進(jìn)行純化,純化后的菌落再進(jìn)行單孢分離培養(yǎng)。病原菌致病性測(cè)定根據(jù)柯赫氏法則,用滅菌的接種針在消毒后的鱗莖片上刺孔,將浸有菌液的濾紙片貼在孔上作為有傷接種,同時(shí)將浸有菌液的濾紙片貼在未刺孔的鱗莖片上作為無傷接種,將浸無菌水的濾紙片貼在孔上作為對(duì)照。接種處理完成后將鱗莖片置于培養(yǎng)皿中保濕培養(yǎng),5d后觀察并記錄發(fā)病情況,確定病原菌對(duì)百合鱗莖的致病性。對(duì)接種發(fā)病的鱗莖片再次進(jìn)行病原菌的分離。
1.1.2病原菌鑒定
1.1.2.1病原菌形態(tài)學(xué)觀察將病原菌接種到PDA平板,28℃黑暗培養(yǎng)2-5d,觀察菌落形態(tài),并在顯微鏡下觀察病原菌的菌絲及孢子的形態(tài)特征,測(cè)量孢子大小。
1.1.2.2ITS序列分析將供試菌株接種于PDA培養(yǎng)基中;28℃恒溫培養(yǎng)4d,收集菌絲體,采用CTAB法提取病原菌基因組DNA。ITS通用擴(kuò)增引物為TS1(5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’)和TS4(5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’)。擴(kuò)增體系:50µL,基因組模板DNA1µL、10µmol/L上下游引物各1µL、2mmol/LdNTPs5µL、KODDNA聚合酶1µL、10×KODbuffer5µL,加ddH2O補(bǔ)足體積。PCR擴(kuò)增反應(yīng)程序?yàn)?4℃預(yù)變性3min;94℃變性30s;58℃復(fù)性30s;72℃延伸3min,35個(gè)循環(huán);72℃延伸10min。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后,由北京信諾金達(dá)生物技術(shù)有限公司測(cè)序。所得測(cè)序結(jié)果在NCBI網(wǎng)站上用BLAST軟件進(jìn)行同源性比較后,下載同源序列,用MEGA(molecularevolutionarygeneticsanalysis,Version6.0)軟件將病原菌ITS序列與同源序列進(jìn)行比對(duì),并采用鄰接法(Neighborjoining,NJ)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,自舉法(bootstrap)對(duì)系統(tǒng)發(fā)育樹進(jìn)行檢驗(yàn),500次重復(fù)。
1.1.3病原菌生物學(xué)特性將直徑5mm的病原菌菌塊分別接種于供試培養(yǎng)基平板(直徑9cm)中央,于培養(yǎng)箱中培養(yǎng),分析培養(yǎng)基種類、碳源、氮源、溫度、pH和光照時(shí)間對(duì)病原菌菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢量的影響。采用PDA、PSA、PMA、LA和LDA培養(yǎng)基;培養(yǎng)溫度分別為5、15、25和35℃;pH分別為5、6、7、8和9;全光照、全黑暗和光照/黑暗各12h;等量葡萄糖、果糖、乳糖和淀粉置換查氏基本培養(yǎng)基中的蔗糖,等量硫酸銨、硝酸銨、硝酸鉀和蛋白胨,置換查氏基本培養(yǎng)基中的硝酸鈉,并設(shè)空白對(duì)照。病原菌菌株Z1和Z2分別在以上各條件下培養(yǎng)5d、2d后(因菌株Z2生長(zhǎng)速度較快,因此縮短培養(yǎng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)菌落生長(zhǎng)狀況),采用十字交叉法測(cè)量菌落生長(zhǎng)直徑作為菌絲生長(zhǎng)狀況指標(biāo),7d后采用血球計(jì)數(shù)板法測(cè)量孢子產(chǎn)量。
1.2數(shù)據(jù)分析
采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析,Duncan氏新復(fù)極差法檢驗(yàn)處理間差異顯著性。顯著水平p=0.05,每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。
2結(jié)果與分析
2.1百合鱗莖腐爛病癥狀及致病性蘭州百合鱗莖腐爛病的發(fā)生一般從鱗莖表面破損處開始,初侵染時(shí)在破損處形成略顯褐色的侵染點(diǎn),逐漸擴(kuò)展形成近圓形或不規(guī)則形狀的褐色病斑,病斑中央呈腐爛狀,并逐漸向四周擴(kuò)大,病斑上可見灰綠色霉層,腐爛組織不斷增加,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致整個(gè)鱗莖軟化腐爛。從蘭州百合鱗莖腐爛病斑上分離純化得到五株菌株,分別編號(hào)為Z1、Z2、Z3、Z4和Z5。致病性結(jié)果表明,僅菌株Z1、Z2單獨(dú)接種健康百合鱗莖片后,在接種部位出現(xiàn)腐爛病斑,并伴隨菌絲體大量繁殖,菌株Z2比Z1的侵染能力強(qiáng),無傷接種也可導(dǎo)致鱗莖片腐爛(圖1-b、c)。菌株Z1和Z2混合接種鱗莖片后,使鱗莖片腐爛更為嚴(yán)重(圖1-d),其病癥與百合鱗莖自然條件下的發(fā)病癥狀相同。從接種發(fā)病部位可分別重新分離到與接種菌相同的菌株,表明所分離到的菌株Z1、Z2均為蘭州百合鱗莖腐爛病病原菌。
2.2病原菌鑒定
2.2.1病原菌形態(tài)從蘭州百合腐爛鱗莖上分離到的病原菌菌株Z1,在PDA培養(yǎng)基上菌絲質(zhì)地致密絲絨狀,中央部分呈絮狀,菌株形成少量菌核,同時(shí)伴有滲出液(圖2-a);菌落反面為無色至淡褐色,后期產(chǎn)生菌核時(shí),會(huì)顯現(xiàn)黑褐色斑點(diǎn)(圖2-b);分生孢子頭初為球形,后呈輻射形;分生孢子梗多生自基質(zhì),孢子梗200~800μm×8~20μm,壁厚,無色,粗糙;產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)為雙層;分生孢子為近球形,直徑為2.4~6.4μm,壁略粗糙(圖2-c)。病原菌菌株Z2在PDA培養(yǎng)基上生長(zhǎng)迅速,菌絲疏松,最初呈白色,后變?yōu)榛液谏▓D2-d),菌落背面呈白色棉絮狀(圖2-e);假根發(fā)達(dá),分枝呈指狀或根狀,呈深褐色。孢子囊呈球形或近球形,初期呈白色,老后呈黑色,直徑25~200μm,孢囊孢子呈橢圓形或近球形,淡褐色(圖2-f)。
2.2.2ITS序列分析用ITS通用引物擴(kuò)增出病原菌的通用引物序列,長(zhǎng)度分別為594bp(GenBank登錄號(hào):KP172534)和627bp(GenBank登錄號(hào):KP172533)。經(jīng)BLAST分析,菌株Z1、菌株Z2的rDNA-ITS序列分別與黃曲霉和米根霉的同源性最高。在同源性最高的序列中各挑選10個(gè)菌株的ITS序列分別與供試菌株構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。如圖3所示,菌株Z1序列與Aspergillusflavus(JF754467.1)的序列親緣關(guān)系最近,且與A.flavus相聚于同一群。如圖4所示,菌株Z2的序列與Rhizopusoryzae(JQ683242.1)的序列親緣關(guān)系最近,且與R.oryzae相聚于同一群。菌株Z1、Z2的ITS序列在NCBI上BLAST結(jié)果與A.flavus和R.oryzae的相似性為分別為99%和99%~100%,進(jìn)而從系統(tǒng)分類學(xué)上進(jìn)一步驗(yàn)證了菌株Z1和菌株Z2;再結(jié)合病原菌的形態(tài)特征,可以確定菌株Z1為黃曲霉(A.flavus),菌株Z2為米根霉(R.oryzae)。
2.3病原菌的生物學(xué)特性
2.3.1培養(yǎng)基種類對(duì)病原菌菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢量的影響A.flavus和R.oryzae兩種病原菌在供試的五種培養(yǎng)基上都能生長(zhǎng),兩種病原菌在百合培養(yǎng)基和百合葡萄糖培養(yǎng)基上菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢量最大,且在這兩種培養(yǎng)基上的差異不顯著。A.flavus在LA上培養(yǎng)5d后菌落直徑達(dá)19.0mm,R.oryzae在LA上培養(yǎng)2d后,菌落直徑達(dá)40.5mm,7d后產(chǎn)孢量分別為10.35×106個(gè)/ml和8.06×106個(gè)/ml(圖5)。
2.3.2碳源、氮源對(duì)病原菌菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢量的影響兩種病原菌對(duì)供試碳源均可利用。A.flavus在葡萄糖為碳源的培養(yǎng)基上菌絲生長(zhǎng)速度最大,培養(yǎng)5d后菌落直徑達(dá)20.0mm,而在果糖、乳糖和淀粉為碳源的培養(yǎng)基上菌絲生長(zhǎng)速度次之,且三者間差異不顯著。A.flavus在葡萄糖和果糖為碳源的培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量最高,而兩者間差異不顯著;在淀粉為碳源的培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量次之,在乳糖為碳源的培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量最低(表1)。R.oryzae在葡萄糖和果糖為碳源的培養(yǎng)基上菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢量最大,且兩者間差異不顯著;在乳糖和淀粉為碳源的培養(yǎng)基上菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢量次之,且兩者間差異也不顯著(表1)。A.flavus在蛋白胨和硝酸銨為氮源的培養(yǎng)基上菌絲生長(zhǎng)速度最大,且兩者間差異不顯著,但在蛋白胨為氮源的培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量高于硝酸銨為氮源的培養(yǎng)基,在硫酸銨和硝酸鉀為氮源的培養(yǎng)基上菌絲生長(zhǎng)速度和產(chǎn)孢量都較低(表1)。R.oryzae在蛋白胨為氮源的培養(yǎng)基上,菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢量都最大,在硫酸銨和硝酸鉀為氮源的培養(yǎng)基上菌絲生長(zhǎng)較好,在硝酸銨為氮源的培養(yǎng)基菌絲生長(zhǎng)較差,與無氮培養(yǎng)基差異不顯著,但在硝酸銨為氮源的培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量高于硫酸銨和硝酸鉀為氮源的培養(yǎng)基(表1)。
2.3.3培養(yǎng)條件對(duì)對(duì)病原菌菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢量的影響由表2可知,兩種病原菌的菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢的最適溫度是25℃。A.flavus和R.oryzae在pH為5-9范圍內(nèi)的PDA培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng),A.flavus在pH為5、8和9的PDA培養(yǎng)基的菌絲生長(zhǎng)速度均較快,5d后菌落直徑差異不顯著,而在pH為6時(shí)產(chǎn)孢量最大,7d后產(chǎn)孢量為9.85×106個(gè)。R.oryzae在pH為6時(shí)菌絲生長(zhǎng)速度和產(chǎn)孢量最快,2d后菌落直徑達(dá)35.5mm,7d后產(chǎn)孢量為3.75×106個(gè)/ml:光照可促進(jìn)兩種病原菌的菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢,A.flavus在全光照條件下生長(zhǎng)5d后,其菌落直徑達(dá)23.0mm,而R.oryzae在全光照條件下生長(zhǎng)2d后,菌落直徑達(dá)24.0mm,7d后產(chǎn)孢量分別達(dá)13.03×106個(gè)/ml和6.33×106個(gè)/ml。
3討論
本研究通過致病性測(cè)定、形態(tài)學(xué)特性和ITS序列分析,確定引起蘭州百合鱗莖貯藏腐爛病的病原菌是A.flavus和R.oryza,表明此腐爛病害是根霉腐爛病和曲霉腐爛病混合發(fā)生,這兩種腐爛病害在百合鱗莖腐爛的相關(guān)研究中也有報(bào)道,但與本研究中分離到的病原菌不同,其病原菌是A.niger和R.stolonifer。此外,也有較多研究表明圓弧青霉菌、簇狀青霉菌也可導(dǎo)致百合鱗莖腐爛,我們?cè)谔m州百合鱗莖貯藏病害調(diào)查時(shí)也發(fā)現(xiàn)大多腐爛嚴(yán)重的百合鱗莖表面著生有青霉菌菌絲,而且在分離病原菌時(shí)也分離到兩種青霉菌,但致病性測(cè)定表明,這兩種青霉菌均不引起百合腐爛,僅可在刺破表皮的百合鱗莖表面繁殖,表明我們分離到兩種青霉菌僅是腐生菌,而不是病原菌。
生物學(xué)特性研究表明,A.flavus和R.oryzae兩種病原菌的最適生長(zhǎng)條件基本相同,這可能也是兩種菌可以共生而侵染百合導(dǎo)致其發(fā)生腐爛病的原因。此外,這兩種病原菌在LA和LDA培養(yǎng)基上的菌絲生長(zhǎng)速度和產(chǎn)孢量均高于PDA和PSA(在LA和LDA上的菌絲生長(zhǎng)速度和產(chǎn)孢量差異不顯著),表明百合鱗莖本身的營養(yǎng)有利于這兩種菌的繁殖而侵染百合鱗莖導(dǎo)致發(fā)生腐爛病害。目前,國內(nèi)外食用百合的種植面積遠(yuǎn)低于觀賞用百合,因此對(duì)百合鱗莖腐爛病的研究大多關(guān)注觀賞用百合鱗莖種球在生長(zhǎng)發(fā)育過程中的腐爛對(duì)出苗率和花卉品質(zhì)的影響,而尖鐮孢菌是引起觀賞用百合鱗莖種球腐爛的主要病原菌,這與導(dǎo)致蘭州百合鱗莖貯藏期間腐爛的病原菌不同,因此,防治花卉百合種球腐爛病的方法對(duì)食用百合也無借鑒作用。而作為食用的蘭州百合鱗莖在原產(chǎn)地的貯藏方式目前多采用低溫冷庫在零下4℃條件下貯藏,通常不采用其它防腐措施,導(dǎo)致貯藏期間腐爛病的發(fā)生較為嚴(yán)重,本研究通過對(duì)其病原菌的分離和生物學(xué)特性的研究,為下一步開展采用安全的方法消毒百合貯藏冷庫以及預(yù)處理百合鱗莖來防治腐爛病害的發(fā)生奠定了必要的基礎(chǔ)。
4結(jié)論
篇3
1.1莖
雷波野芭蕉的莖分為真莖和假莖兩部分,真莖包括球莖和花序軸。
1.1.1真莖真莖維管束之間的形成層分生的新細(xì)胞通過橫向生長(zhǎng)和縱向生長(zhǎng),通過均勻增生膨大如球狀,故又稱為“球莖”,根、葉、花及繁殖用的珠芽均由此發(fā)生。真莖大部分位于地表之下,僅有較小部分貼近或稍露出地面,故又被稱為“地下莖”,真莖粗大而又短小,其每年生長(zhǎng)僅為5~10㎝,因此,生長(zhǎng)速度極為緩慢。通過外部形態(tài)特征和內(nèi)部解剖觀察,可以看到真莖通常為球形,有時(shí)橢圓狀球形,球狀橢圓形或卵狀橢圓形,具有明顯的節(jié),節(jié)間密集,節(jié)上著生有呈螺旋狀排列的葉,葉腐爛后有殘存的葉纖維或葉脫落后留下的葉痕跡。真莖頂端的頂芽發(fā)生于中央圓柱組織,頂芽分生葉和潛伏芽,潛伏芽著生于每片葉的葉鞘的腋部故又叫腋芽,每片葉鞘的腋部都著生有一個(gè)腋芽,腋芽數(shù)量較多,可達(dá)60~120個(gè),但真正能發(fā)育成珠芽的通常有3~7個(gè)、多時(shí)有8~16個(gè),珠芽生長(zhǎng)發(fā)育形成新植株,并連同母株共同組成大型的野芭蕉株叢。真莖四周著生肉質(zhì)須根,珠芽分散在肉質(zhì)須根中,其維管束與母株球莖中的維管束相連接和相互貫通。真莖內(nèi)部皮層中具有大量薄壁細(xì)胞,薄壁細(xì)胞中充滿著水分和營養(yǎng)物質(zhì),因此,真莖在植株開花結(jié)實(shí)后假莖已消耗大量水分和營養(yǎng)物質(zhì),還可殘留1~2年仍能繼續(xù)分生新幼株。真莖生長(zhǎng)到花芽分化期時(shí)增至最粗,待植株開花、結(jié)果,果實(shí)成熟后才逐漸死亡,真莖體內(nèi)貯藏的水分和養(yǎng)分也轉(zhuǎn)供給珠芽和幼苗生長(zhǎng),真莖既是根系、葉片、珠芽和花序發(fā)生的地方,同時(shí)又是水分和養(yǎng)分重要的貯藏場(chǎng)所。
1.1.2假莖野芭蕉植株位于地面之上高大,直立、粗壯、挺拔的圓柱狀的“干”,高3.5~7m,直徑30cm~50cm。實(shí)際上,它來源于葉屬于葉的其中一部分,是葉柄基部變扁變薄并向兩側(cè)擴(kuò)展延生而成,這些扁狀葉柄在植物學(xué)上稱為“葉鞘”,葉鞘從粗大短小的真莖長(zhǎng)出,由數(shù)量眾多的葉鞘相互重疊并緊密環(huán)抱形成的“干”,由于它內(nèi)部沒有維管形成層,與木本植物的莖具有顯著區(qū)別,故并非真正的莖,所以被稱為“假莖”。假莖的增粗主要是假莖基部的真莖頂端葉芽分化產(chǎn)生的新葉,在生長(zhǎng)過程中新葉的葉鞘從假莖中央將外側(cè)老的葉鞘向外擠壓,致使葉鞘層數(shù)增多,周徑不斷增大,導(dǎo)致假莖逐漸增粗。假莖中的每一層葉鞘內(nèi)部都由表皮層、厚壁組織、薄壁細(xì)胞、通氣組織、維管束組成。表皮層由厚壁組織與靠近外層的維管束組成,上下表皮層之間有較為發(fā)達(dá)的薄壁組織、通氣組織和分散其中的維管束,薄壁組織和通氣組織形成的眾多間隔空室,維管束有發(fā)達(dá)的韌皮部和數(shù)量較多的導(dǎo)管。葉鞘內(nèi)較多的維管束和大量充滿水分的薄壁細(xì)胞,在纖維強(qiáng)韌拉力和水分膨壓的作用下,使得假莖能挺立地面之上,把葉片舉到高處并平鋪展開捕獲陽光進(jìn)行光合作用。假莖貯藏有大量的水分和豐富的養(yǎng)分,開花結(jié)果后假莖的大部分水分和養(yǎng)分轉(zhuǎn)移到花序和果實(shí)中。因此,假莖既是貯藏水分和養(yǎng)分場(chǎng)所,也是輸送水分和養(yǎng)分的通道,又有支撐和保護(hù)葉片、花序、果序的作用。
1.2葉
雷波野芭蕉葉由葉鞘、葉柄、葉片組成。真莖頂端的葉芽分化形成葉,葉在真莖上螺旋式互生,新葉在假莖中心向上生長(zhǎng),沿主脈兩側(cè)的左右兩半葉片相互旋轉(zhuǎn)包裹著,當(dāng)整個(gè)葉片全部伸出葉鞘頂端后新葉片開始從上向下逐漸展開。
1.2.1葉鞘葉鞘位于葉柄的下部,是組成假莖的主體。葉鞘外形壓扁、寬大,質(zhì)地為海綿狀肉質(zhì),具有一定的彈性。葉鞘內(nèi)部結(jié)構(gòu)由表皮層、厚壁組織、薄壁細(xì)胞、通氣組織、維管束組成。葉鞘內(nèi)由薄壁組織和通氣組織形成的眾多間隔空室和維管束組成,維管束分散在葉鞘中部,維管束有發(fā)達(dá)的韌皮部夾帶離生的乳汁導(dǎo)管,多分布于靠近外表皮層處,而外表皮層又由最外層的維管束與厚壁組織組成。葉鞘中的細(xì)胞木質(zhì)化程度較低,組織結(jié)構(gòu)較為疏松,支撐能力和抗風(fēng)能力相對(duì)較弱,加之葉片大型,花序和果穗沉重,如遇大風(fēng)暴雨植株極易折斷或倒伏,所以,野芭蕉多生于山溝兩側(cè)的密林中。
1.2.2葉柄葉柄位于葉鞘和葉片之間,下與葉鞘頂端相連,上與葉片基部相連,肉質(zhì)狀粗壯、厚實(shí)、堅(jiān)韌、挺拔,長(zhǎng)15~45㎝,在假莖上部近直立或斜生,上部開口具深槽,呈深半圓狀強(qiáng)烈內(nèi)彎,下部強(qiáng)烈圓凸,雖然在形態(tài)特征上葉柄與葉鞘具有較大區(qū)別,但二者在內(nèi)部結(jié)構(gòu)則極為相似,都是由表皮層、厚壁組織、薄壁細(xì)胞、通氣組織、維管束組成。外為表皮,表皮內(nèi)具有多層厚壁細(xì)胞與靠近表皮的維管束相間排列,中央由薄壁組織和通氣組織形成的眾多矩形或近四方形蜂窩狀空室,維管束呈45°角分散在薄壁細(xì)胞中;由于主脈內(nèi)部為較為典型的蜂窩狀特殊的結(jié)構(gòu),因此,具有自重輕,抗彎性強(qiáng),承載力高等特點(diǎn),與主脈兩側(cè)葉片中的羽狀平行脈一起組成骨架支撐著大型葉片平展在空間,有利于進(jìn)行光合作用。葉柄兩側(cè)邊緣兩側(cè)逐漸變薄,并向外延伸呈紙質(zhì)或厚紙質(zhì)翅,干后變厚紙質(zhì)或薄革質(zhì),寬1~2.5㎝,皺縮或平展,并向下與葉鞘邊緣的翅和向上與葉片基部相連成一體。
1.2.3葉脈葉脈為羽狀平行脈,中脈粗大、肥厚、堅(jiān)韌,上部開口呈半圓狀深槽,下部強(qiáng)烈圓凸,從橫切面外層為表皮層,維管束與中部垂直的維管束呈45°角分散排列,薄壁細(xì)胞分布在維管束之間同角度排列,從縱切面來看,主脈內(nèi)的細(xì)胞呈長(zhǎng)方形或正方形空室,為較為典型的蜂窩狀結(jié)構(gòu),由于主脈內(nèi)部特殊的結(jié)構(gòu),具有自重輕,抗彎性強(qiáng),承載力高等特點(diǎn),與主脈兩側(cè)葉片中的羽狀平行脈一起組成骨架。主脈一是將巨大的葉片舉至高處,支撐葉片使其平展在空間,有利于進(jìn)行光合作用,二是貯藏和輸送水分和養(yǎng)分,三是引導(dǎo)葉片上過多的雨水沿主脈深槽向下流淌,以避免新葉和花序被雨水長(zhǎng)期浸泡,四是承受外界的風(fēng)吹、雨打、雪壓,而不易折斷。野芭蕉能夠在陽光強(qiáng)烈,土壤干旱、貧瘠的生態(tài)環(huán)境中生長(zhǎng),可能與其發(fā)達(dá)的主脈保證供給水分和營養(yǎng)物質(zhì)以及具有較強(qiáng)的光合作用有密切關(guān)系。
1.2.4葉片葉片寬大,長(zhǎng)橢圓形或長(zhǎng)矩圓形,長(zhǎng)3.2~4.5米,寬0.75~0.89米,先端圓形,稍偏斜,基部漸狹至楔形,并下延與葉柄兩側(cè)的翅相連成一體,葉片兩側(cè)對(duì)稱,邊緣常下垂有利于雨水排除。通過解剖結(jié)構(gòu)可知葉片由上下表皮(表皮細(xì)胞、氣孔器),柵欄組織、海綿組織、葉脈(維管束)組成。葉片上表皮細(xì)胞2~3層,為典型的復(fù)表皮,外壁角質(zhì)層顯著增厚,具有較強(qiáng)的防水、抗旱、抗寒能力和防病蟲害作用,柵欄組織多層排列較為整齊,海綿組織不規(guī)則疏松,葉脈分散在葉肉組織中。氣孔分布在上表皮疏散數(shù)量較少,下表皮緊密數(shù)量較多,沿中脈兩側(cè)的密度較大,數(shù)量較多,向兩側(cè)邊緣其密度逐漸減小,數(shù)量也隨之減少,氣孔密度及數(shù)量還與植株所處生態(tài)環(huán)境和葉片在植株上著生的位置有關(guān)。氣孔既是進(jìn)行光合作用時(shí)氣體進(jìn)出的重要通道,同時(shí)也是病菌入侵的通道。雷波野芭蕉吸芽經(jīng)過生長(zhǎng)發(fā)育形成幼苗,幼苗出土后在生長(zhǎng)初期長(zhǎng)出4~5枚幼葉只有葉鞘沒有葉柄和葉片的,當(dāng)長(zhǎng)到5~8枚幼葉時(shí)不僅具有葉鞘,在葉鞘先端還具有狹窄短小的葉片,8~9片之后的葉不僅有葉鞘還具有明顯的葉柄和葉片。野生芭蕉的葉有兩種類型,一種是沒有葉柄,只有葉鞘或有葉鞘、葉片的葉屬不完全葉,另一種是具有葉鞘、葉柄和葉片的葉屬于完全葉。以后隨著植株的生長(zhǎng),葉片逐漸增大,直至花芽分化開始,葉片達(dá)到最大為止。野芭蕉葉片面積增大一方面加大了對(duì)光能的捕獲較強(qiáng),特別是在陽光不足時(shí)有利于更有效地進(jìn)行光合作用,但另一方面葉片面積增大使其蒸騰作用增強(qiáng),水分也容易過度散失,抗旱能力要求特別高,因此,野芭蕉通常生活在溫暖濕潤的環(huán)境中。此后,隨著葉片逐漸收縮變小,假莖中心部便抽出花序軸,當(dāng)最后在花序軸上長(zhǎng)出狹窄細(xì)短先端鈍的葉片時(shí),葉的發(fā)生和生長(zhǎng)發(fā)育完全終止,其數(shù)量也不再增加。葉片還具有可以隨不同陽光強(qiáng)度、溫度高低和空氣濕度變化調(diào)節(jié)葉片位置,控制氣孔的開合和蒸騰量。雷波野芭蕉植株的總?cè)~數(shù)及葉片的大小、數(shù)量和壽命與植株、土壤、水分、光照、氣候及生態(tài)環(huán)境的不同等密切相關(guān),野芭蕉植株從幼苗出土至開花結(jié)果后停止抽葉,一生抽生葉片36~50片,其中劍葉6~18片,小葉9~16片,大葉13~25片,葉的壽命通常為76~298d。葉片是野生芭蕉進(jìn)行光合作用的重要場(chǎng)所,根系將吸收的水分和無機(jī)礦質(zhì)營養(yǎng)通過光合作用,合成有機(jī)養(yǎng)分供植株生長(zhǎng)發(fā)育、開花結(jié)果,因此,葉片的多少和葉面積的大小也是衡量野芭蕉植株生長(zhǎng)發(fā)育的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
1.3花序
花序由花序軸、苞片和花組成。雷波野芭蕉真莖頂端中部的生長(zhǎng)點(diǎn),前期時(shí)僅分化葉芽抽生葉片,植株生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段,葉片達(dá)到一定數(shù)量時(shí),由營養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)為生殖生長(zhǎng),球莖頂端生長(zhǎng)點(diǎn)停止分化為葉芽,不在抽生新的葉片,轉(zhuǎn)而分化形成花芽,花芽生長(zhǎng)分化為花序?;ㄐ蚍只跗诨ㄐ蛟俭w較小,其形態(tài)特征及性別不甚明顯,內(nèi)部的花和果梳用肉眼還難以分辨,進(jìn)入分化中期,花序生長(zhǎng)發(fā)育長(zhǎng)至15~20厘米時(shí),內(nèi)部花的形態(tài)特征逐漸明顯,通過肉眼就能識(shí)別花的性別和果梳數(shù)量?;ㄑ糠只墒旌笃谠诩偾o內(nèi)部形成花序,花序在假莖內(nèi)部通過花序軸向上延伸,從假莖頂部中心抽出頂生的肉穗狀柔荑花序,穗狀花序上的花由花序基部開始逐漸向頂端開放,且開花時(shí)間較長(zhǎng),故野芭蕉的花序又屬于無限花序類型。自基部向花序先在基部開兩性花或雌花,然后再向上開雄花,兩性花或雌花逐漸發(fā)育成果實(shí)?;ㄑ糠只侵仓陱臓I養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)人生殖生長(zhǎng)時(shí)的內(nèi)在生理變化,花序和花分化開始時(shí),其植株體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)素類物質(zhì)轉(zhuǎn)化加快,含量顯著升高,通過花芽分化的生理指標(biāo)也可判斷這些物質(zhì)的變化?;ㄑ糠只窃谥檠可L(zhǎng)發(fā)育形成幼苗,幼苗出土后生長(zhǎng)至三年生的植株葉片數(shù)量長(zhǎng)到25~30片,葉展開的面積與接收到的光照時(shí)數(shù)和積溫達(dá)到一定量時(shí)才開始進(jìn)行的,整個(gè)花序和花芽的分化及其形態(tài)特征的變化都在假莖內(nèi)部中央進(jìn)行?;ㄐ蛟诨ㄐ蜉S的作用下從假莖頂端伸出,初時(shí)為橢圓形、卵狀橢圓形,大型,長(zhǎng)18~19.5厘米,直徑12.5~13.5厘米,先端鈍狀圓形或圓形,隨著苞片的開放,花序逐漸變短小為闊卵形。
1.2.1花序軸球莖頂部生長(zhǎng)點(diǎn)初時(shí)僅抽生葉片,但當(dāng)?shù)叵虑o的生長(zhǎng)點(diǎn)伸出地面,生長(zhǎng)點(diǎn)不再分化葉片,轉(zhuǎn)而分化花序軸(莖)及花序,花序軸屬于真莖向上延長(zhǎng)生長(zhǎng)的一部分,花序軸沿假莖中央不斷向上生長(zhǎng),直至從假莖頂端伸出,將花序伸出假莖頂端外?;ㄐ蜉S厚實(shí)粗壯,圓柱形,深綠色,長(zhǎng)度可達(dá)5~7m,直徑5.5~6.2厘米,被短柔毛,其中大部分被假莖包裹并直立向上延伸,另一部分則伸出假莖外向下彎曲,頂端著生花序,花序在花序軸的作用下與其一起下垂。
1.3.2苞片苞片著生于花序軸上,呈螺旋狀層層重疊緊密排列,將花包裹于內(nèi)側(cè),海綿狀肉質(zhì),卵狀橢圓形,長(zhǎng)卵狀橢圓形,長(zhǎng)橢圓形,闊卵形,卵形,長(zhǎng)20~23厘米,寬12~16.3厘米,初時(shí)較長(zhǎng)大,隨著不斷展開逐漸變短小,先端鈍狀圓形或圓形,基部向內(nèi)凹陷呈月牙狀或半圓形,苞片僅在基部最外2~3片為綠色,大型,內(nèi)部沒有花,從基部至頂端外面黃色或淡黃色,內(nèi)面淡黃色,而且每一苞片內(nèi)均著生有花;每苞片內(nèi)花排成二列,有小花(13~)17~24朵。苞片開放順序?yàn)閺纳系较?,從基部至頂端,即先從花序最基部一片開始展開,然后由基部依次向上至頂端逐一展開,展開后的苞片向后反卷,將著生于苞片內(nèi)側(cè)基部的花露出,花隨即開放。苞片通常在展開后反卷,花開2~5天后脫落。
1.3.3花花由花被片、雄蕊和雌蕊組成。花為野芭蕉花序中的雌花、兩性花、中性花的和雄花的統(tǒng)稱。花被花序中的苞片間隔為花序段,而每一段的花分別都著生于苞片內(nèi),被苞片包裹,只有待苞片展開后才暴露在外開放,所以,花開放的時(shí)間苞片展開先后不同而有所不同?;]有或明顯沒有花梗,直接著生在花軸上,雌花或兩性花較少,位于花序基部的數(shù)輪苞片內(nèi),其子房生長(zhǎng)發(fā)育后逐漸膨大為果實(shí);雄花較多,位于花序基部以上至頂端的所有苞片內(nèi),子房敗育,不能生長(zhǎng)發(fā)育為果實(shí)。
1.3.3.1花被片花被片由合生花被片、離生花被片組成。合生花被片帶形(或條形)或披針狀帶形,長(zhǎng)約5.5厘米,寬1.3~1.5厘米,邊緣薄,半膜質(zhì),先端具不等大5裂(3+2),裂片卵形、闊卵形、闊三角形,長(zhǎng)2~5毫米,先端鈍形或銳形,兩側(cè)裂片背面先端有或無角刺狀突起;離生花被片長(zhǎng)卵形,長(zhǎng)4.7~5.2厘米,寬1.5~1.9厘米,半膜質(zhì),先端細(xì)尾尖,基部圓形。
1.3.3.2雄蕊雄蕊由花絲和花藥組成。雄蕊5枚,第6個(gè)雄蕊退化或不存在,花絲絲狀長(zhǎng)1.8~2.5厘米,花藥條形,長(zhǎng)(2.7~)3.4~3.8厘米,2室,藥隔在頂端微突起。
1.3.3.3雌蕊雌蕊由子房、花柱和柱頭組成。子房下位。發(fā)育子房5~7(~9)棱,生長(zhǎng)發(fā)育為果實(shí),3室,每室具有多數(shù)生于中軸胎座的胚珠,胚珠發(fā)育為種子;敗育子房4~5棱,披針狀柱形,長(zhǎng)2~2.4厘米,直徑0.5~0.6厘米,密被短柔毛,3室,每室具有多數(shù)生于中軸胎座的胚珠,不發(fā)育為種子,花柱扁四棱柱狀,長(zhǎng)4.8~5.4厘米,柱頭膨大,扁形或近頭狀。
1.3.3.4花粉?;ǚ哿4笮?,圓球狀,無萌發(fā)孔,表面光滑至不平、粗糙、皺波狀或?yàn)橐?guī)則的細(xì)顆粒狀突起;花粉粒解剖結(jié)構(gòu)外壁薄,內(nèi)壁厚,內(nèi)壁外層通常為管狀層厚、外方具有明顯的均質(zhì)顆粒層,內(nèi)壁內(nèi)層為均質(zhì)的纖維層。野生芭蕉花期長(zhǎng),開花時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)6~10個(gè)月,花中富含蜜腺,苞片顏色鮮艷,通常可借助蜂類、蠅類、蛾類等昆蟲進(jìn)行傳粉受精。
1.4果穗
果穗由果穗軸和果實(shí)組成。雷波野芭蕉果穗由花序基部10~20片內(nèi)的雌花或兩性花發(fā)育而來。果穗較大,長(zhǎng)27~35㎝,直徑24.5~30㎝,闊橢圓狀,闊橢圓狀球形至近圓球狀,果實(shí)較多,86~143個(gè),緊密著生。
1.4.1果穗軸果穗軸由花序軸演化而來,粗壯,彎曲,圓柱狀,長(zhǎng)60~85㎝,直徑5.2~7.5㎝,深綠色,被短毛,它既有發(fā)達(dá)的維管束系統(tǒng),能將位于地表之下真莖中的水分和營養(yǎng)物質(zhì)向上輸送,為花序和果穗的生長(zhǎng)發(fā)育提供所需的水分和營養(yǎng)物質(zhì),又有發(fā)達(dá)的纖維組織,承重力特強(qiáng),能承受5~30㎏的重力,將花序和果穗懸垂在3~5m的高空。
1.4.2果實(shí)果實(shí)為漿果肉質(zhì),通常不開裂,3室。幼時(shí)綠色,密被短柔毛,成熟后深綠色或黑綠色,倒卵狀,長(zhǎng)倒卵狀,闊倒卵狀,倒卵狀橢圓形,長(zhǎng)倒卵狀橢圓形,橢圓狀,長(zhǎng)(6.7~)8.5~11.9㎝,寬5~-7.2㎝,通常具5~7(~9)鈍狀棱角,被疏毛或漸變無毛,先端截平,殘留有干花被片;果柄較長(zhǎng),長(zhǎng)(0.5~)1~1.5㎝。果皮較厚,外面深綠色,內(nèi)面白色,果肉較少,白色,內(nèi)部充滿較多種子,可能是依靠種子發(fā)育產(chǎn)生的刺激作用而生長(zhǎng)的,每個(gè)果實(shí)中含有種子(12~)24~68(~76)個(gè)。
1.4.3種子種子質(zhì)地硬骨質(zhì),壓扁或不規(guī)則多棱形,橢圓形,卵性,闊卵形,四方形,近圓形,矩形,長(zhǎng)(1~)1.2~1.4厘米,寬1~1.1厘米,高(0.4~)0.5~0.8(~0.9)厘米,灰黑色,黑色,灰褐色,黑褐色,無光澤,腹面種臍大,圓形,直徑4~6毫米,灰色,背面中部明顯具一小瘤狀突起。種子由種皮、珠孔、合點(diǎn)、胚乳、胚組成。種皮又由外種皮、中種皮、內(nèi)種皮構(gòu)成,外種皮細(xì)胞由柵欄狀排列的厚壁細(xì)胞組成,細(xì)胞壁增厚并木質(zhì)化,中種皮由厚壁細(xì)胞組成,內(nèi)種皮由細(xì)胞壁增厚的石細(xì)胞組成,種子中厚壁細(xì)胞數(shù)量增多,種皮機(jī)械支撐能力和保護(hù)作用增強(qiáng);胚乳由外胚乳和內(nèi)胚乳組成,外胚乳僅有1層細(xì)胞,分化較弱,內(nèi)胚乳發(fā)達(dá),占據(jù)了種子較大的體積,為種子后含物的重要貯藏場(chǎng)所,內(nèi)含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、脂類物質(zhì)等;胚直立、柱狀;珠孔區(qū)由珠孔領(lǐng)和孔蓋組成;合點(diǎn)區(qū)僅具有合點(diǎn)堆,合點(diǎn)區(qū)的內(nèi)種皮連續(xù)。雷波野芭蕉種子的萌發(fā)率較低,約在5%左右,可能與種子的種殼堅(jiān)硬,種皮透水性極差,種子內(nèi)胚得不到充足的水分和營養(yǎng)物質(zhì)有關(guān),也有可能胚還尚未完全成熟或處于休眠狀態(tài),因此,導(dǎo)致種子萌發(fā)率的原因很多,既有外部的也有內(nèi)部的以及生理原因。雷波野芭蕉種子即使能夠萌發(fā),其幼苗長(zhǎng)勢(shì)也非常虛弱,成活率不高,由此可見,野芭蕉在自然狀況下,能進(jìn)行無性繁殖和有性繁殖兩種類型,但在野外自然條件下,吸芽無性繁殖還是野生芭蕉主要繁殖類型。
1.5吸芽
雷波野芭蕉的吸芽由球莖上的葉腋間的腋芽生長(zhǎng)發(fā)育而成,是在假莖基部根際或莖葉腋間自然發(fā)生的極度縮短的球狀短枝。吸芽發(fā)育形成初期基部大上部逐漸變小,形似近圓狀卵形、闊卵狀或長(zhǎng)卵狀,基部白色,上部淡綠白色或淡綠色;夏季陽光強(qiáng)烈,溫度較高,雨水較多濕度較大,水分和營養(yǎng)充足,在這樣的環(huán)境中生長(zhǎng)的球莖較大,形成的吸芽葉鞘較發(fā)達(dá),節(jié)間距相對(duì)較大,秋末隨著溫度降低而濕度變小,在這樣的環(huán)境中生長(zhǎng)的球莖較小,節(jié)間距相對(duì)較小,根系較多,吸芽上的鱗片狀葉鞘較短小,干枯后常呈褸衣狀。母株死亡后其球莖上發(fā)生的吸芽芽體伸長(zhǎng)生長(zhǎng)形成地下莖,地下莖伸出地面生長(zhǎng)發(fā)育形成幼苗,這些幼苗通??勺鳛樾轮仓甑挠字辏掠酌缬捎跊]有母株產(chǎn)生的激素和母株葉片遮蔭的影響,容易長(zhǎng)出葉片。吸芽發(fā)生初期不定根沒活動(dòng)不長(zhǎng)根,水分和養(yǎng)分由母株供給,隨著吸芽的生長(zhǎng)發(fā)育芽體不斷增粗伸長(zhǎng),芽體基部長(zhǎng)出了不定根形成的肉質(zhì)狀須根,即可吸收土壤中的水分和養(yǎng)分供其生長(zhǎng)。吸芽生長(zhǎng)發(fā)育形成的新幼株在沒有與母株分離之前,既可由母株供給其生長(zhǎng)發(fā)育所需的水分和養(yǎng)分,也可通過肉質(zhì)狀須根從土壤中吸收水分和養(yǎng)分供其生長(zhǎng),直至母株死亡,新幼株經(jīng)生長(zhǎng)、發(fā)育即可自母株分離長(zhǎng)成新植株,新幼株的水分和養(yǎng)分才完全由其球莖產(chǎn)生的肉質(zhì)狀須根獨(dú)立自主吸收。目前所知,在自然狀況下雷波野生芭蕉及整個(gè)芭蕉屬植物中有兩種無性繁殖類型,即吸芽繁殖和肉質(zhì)狀須根繁殖,但以吸芽繁殖為主的無性繁殖是自然繁殖類型中最常見、最普遍的繁殖類型。
2結(jié)論
篇4
首先將ZJ1208野毒株和ZJ1208-ΔWza缺失株分別接種在5mLTSB中,37℃200r/min搖床培養(yǎng)12h,再轉(zhuǎn)接種于30mLTSB中,同法培養(yǎng)11h,測(cè)量菌液OD600,調(diào)整ZJ1208野毒株和ZJ1208-ΔWza缺失株菌液濃度OD600為1,用于攻毒小鼠,并涂板計(jì)數(shù)。將6周齡Balb/c每7只分為一組,共8組。分別將ZJ1208野毒株和ZJ1208-ΔWza缺失株菌液0.3、0.5、1.0和1.5mL/只腹腔接種于各組小鼠。攻毒后每隔2小時(shí)觀察和統(tǒng)計(jì)小鼠發(fā)病和死亡情況。
2結(jié)果與分析
2.1同源重組pUC18-LR-Kan的構(gòu)建
用上下游同源臂引物分別從HPsZJ1208野毒株的基因組DNA中擴(kuò)增得到了Wza基因上游同源臂Wza-UP和下游同源臂Wza-Down(圖3泳道1和3),上游同源臂5'端和下游同源臂3'端端含有USS識(shí)別序列,用Kan引物從pET-28質(zhì)粒擴(kuò)增得到了Kan基因片段(圖3泳道2);再將3個(gè)PCR擴(kuò)增片以重疊PCR融合成Wza-UP+Kan+Wza-Down外源打靶片段(圖3泳道4)。將Wza-UP+Kan+Wza-Down片段克隆入pUC-18質(zhì)粒構(gòu)成同源重組質(zhì)粒pUC18-LR-Kan。經(jīng)EcoRⅠ和HindⅢ雙酶切后驗(yàn)證,得到預(yù)期的2684bp同源重組片段和2635bp的線性化質(zhì)粒pUC18(圖4),外源打靶基因的三個(gè)片段測(cè)序結(jié)果證明沒有發(fā)生堿基突變。
2.2自然轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化
HPs分別用2μg同源重組質(zhì)粒自然轉(zhuǎn)化HPs的5個(gè)不同菌株的感受態(tài)菌,經(jīng)37℃溫箱約36~48h培養(yǎng),其中5個(gè)菌株中,ZJ1017、ZJ1208、ZJ1404和ZJ1307菌株在30μg/mLKan-TSA平板上長(zhǎng)出菌落(表2),以組合PCR鑒定(即用Kan引物、Wza引物、同源臂上下游引物Wza-U-F-EcoRⅠ-USS/Wza-D-R-HindⅢ-USS同時(shí)鑒定)結(jié)果只有ZJ1208的菌落有被鑒定為陽性的(表2,圖5A)。將ZJ1208陽性轉(zhuǎn)化子傳至第20代提取基因組DNA,再次進(jìn)行組合PCR驗(yàn)證,結(jié)果依然為陽性(圖5B),測(cè)序上下游片段和Kan片段正確,以上驗(yàn)證結(jié)果表明獲得了Wza缺失株,命名為ZJ1208-ΔWza株。
2.3ZJ1208-ΔWza株與野毒株的生物學(xué)特性比較
2.3.1菌落形態(tài)的比較
將-70℃凍存的ZJ1208-ΔWza缺失株株和ZJ1208野毒株分別涂布在TSA平板上,37℃溫箱培養(yǎng)24h后,可見二者均長(zhǎng)出半透明,圓潤的小菌落(直徑約0.5~2mm);此結(jié)果表明與野毒株相比,ZJ1208-ΔWza缺失株的菌落形態(tài)并沒有發(fā)生明顯變化(圖6)。
2.3.2生長(zhǎng)速率的比較
結(jié)果如圖7所示,在整個(gè)生長(zhǎng)過程中,ZJ1208野毒株生長(zhǎng)速率要快于ZJ1208-ΔWza缺失株,二者都在12h時(shí)OD600值達(dá)到最大,分別為2.196和1.246;但其差值達(dá)到了0.95;ZJ1208野毒株的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期在約10h時(shí)結(jié)束,而缺失株ZJ1208-ΔWza在培養(yǎng)8h,即提前2個(gè)小時(shí)結(jié)束。二者的活菌數(shù)基本都在8~10h間達(dá)到最大,但二者每毫升活菌數(shù)對(duì)數(shù)值的差值也在0.4~0.5個(gè)數(shù)量級(jí)之間。在其繼續(xù)培養(yǎng)之后,二者活菌數(shù)均逐漸減少。
2.3.3莢膜染色和形態(tài)結(jié)構(gòu)的比較
取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)中前期的突變株ZJ1208-ΔWza缺失株株和ZJ1208野毒株進(jìn)行莢膜染色,顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn),突變株ZJ1208-ΔWza缺失株中存在比例較多的長(zhǎng)鏈狀菌體和長(zhǎng)桿狀菌體,約占總菌數(shù)的30%~40%,而ZJ1208野毒株菌體大部分則較短小,松散,單個(gè)菌體居多。在莢膜表達(dá)量初步比較中發(fā)現(xiàn),ZJ1208-ΔWza缺失株和野毒株菌體周圍都可見被染成綠色的莢膜成分存在(圖8)。
2.3.4菌體沉降速率比較
將ZJ1208-ΔWza缺失株和ZJ1208野毒株過夜培養(yǎng)的菌液室溫靜置5h,每隔1h進(jìn)行觀察,2小時(shí)后ZJ1208-ΔWza缺失株菌體即可出現(xiàn)肉眼可辨的菌體沉淀,并且隨著時(shí)間的延長(zhǎng),沉淀越明顯;而ZJ1208野毒株菌體在5h未發(fā)生沉淀,菌液依然渾濁;此現(xiàn)象與2者OD600變化相符合(圖9)。
2.3.5細(xì)胞吞噬實(shí)驗(yàn)
細(xì)菌計(jì)數(shù)結(jié)果表明,1個(gè)MOI感染時(shí),ZJ1208野毒株被吞噬的細(xì)菌數(shù)量為9.25×103,而ZJ1208-ΔWza缺失株為6.95×105,吞噬率分別為0.064%和3.8%;10個(gè)MOI感染時(shí),ZJ1208野毒株被吞噬的數(shù)量為1.23×105,而ZJ1208-ΔWza缺失株為0.88×106,吞噬率分別為0.085%和0.48%(圖10)。說明ZJ1208-ΔWza缺失株比ZJ1208野毒株更容易被PAM所吞噬。
2.3.6小鼠攻毒實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,ZJ1208野毒株接種的四個(gè)組別小鼠都全部死亡,并且隨著攻毒劑量的增加,小鼠起始死亡時(shí)間隨之提前。而ZJ1208-ΔWza缺失株0.3mL接種組未有小鼠死亡,0.5mL組只有一只小鼠死亡,并且死亡時(shí)間比同劑量ZJ1208野毒株組的小鼠死亡時(shí)間滯后10個(gè)小時(shí)。ZJ1208-ΔWza缺失株1mL和1.5mL接種組雖然小鼠也全部死亡,但是死亡時(shí)間比相同劑量的野毒株ZJ1208組的滯后(表3)。說明將Wza基因缺失后,ZJ1208-ΔWza缺失株對(duì)小鼠的毒力相比野毒株ZJ1208有明顯下降。
3討論
構(gòu)建缺失株在研究微生物生物學(xué)特性方面起著舉足輕重的作用,但是其轉(zhuǎn)化技術(shù)到目前為止還依然不是很成熟;包括多數(shù)細(xì)菌和真菌在內(nèi),其轉(zhuǎn)化方法都具有菌株特異性或其方法本身的不成熟(Juetal.,2012;孫磊等,2005;Xueetal.,1999);然而HPs更是如此,這也是針對(duì)HPs研究中,國內(nèi)外目前都在努力克服的一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)難點(diǎn)。Anna(2005)通過自然轉(zhuǎn)化法構(gòu)建HPs缺失株;Chen(2012)通過構(gòu)建大腸桿菌-副豬穿梭質(zhì)粒在電轉(zhuǎn)化副豬嗜血桿菌方面也進(jìn)行了初步嘗試;Zhang等(2012)利用篩選出的天然感受態(tài)副豬嗜血桿菌通過自然轉(zhuǎn)化成功獲得ompP2缺失株;申果(2013)也通過自然轉(zhuǎn)化成功構(gòu)建了cdt基因缺失突等。在本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建HPsWza基因缺失株的實(shí)驗(yàn)過程中,針對(duì)篩選的5個(gè)HPs菌株,除了對(duì)自然轉(zhuǎn)化方法的嘗試和優(yōu)化外,本實(shí)驗(yàn)室前后亦對(duì)電轉(zhuǎn)化方法進(jìn)行了摸索和嘗試,但最終未能夠用電轉(zhuǎn)化方法獲得陽性缺失株;采用自然轉(zhuǎn)化法也是僅僅成功構(gòu)建了ZJ1208HPs菌株,其他4個(gè)菌株中3個(gè)雖在Kan抗性平板可以長(zhǎng)出菌落,但都沒能獲得陽性缺失株,以上也印證了HPs轉(zhuǎn)化方法的不成熟和HPs菌株缺失株難以被構(gòu)建的現(xiàn)象。目前推測(cè)限制修飾系統(tǒng)可能是副豬嗜血桿菌轉(zhuǎn)化效率低下的一個(gè)關(guān)鍵因素。限制修飾系統(tǒng)最初在大腸桿菌中被發(fā)現(xiàn),其分為4種類型(Robertsetal.,2009),每種類型由一種限制性內(nèi)切酶和對(duì)應(yīng)的一種甲基化酶組成;不同的菌屬或菌株可能又會(huì)存在酶結(jié)構(gòu)上的差異性(Tombetal.,1997)。幾乎90%的細(xì)菌包含限制修飾系統(tǒng),而且43%的細(xì)菌存在以上4種或更多的限制修飾系統(tǒng)(Robertsetal.,2004);。Ando等(2000)從分子機(jī)制水平驗(yàn)證了幽門螺桿菌的限制修飾系統(tǒng)對(duì)質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化和重組起著阻礙的作用。因此,在前期電轉(zhuǎn)方法的嘗試中,根據(jù)Donahue等(2000)的方法,本實(shí)驗(yàn)室亦嘗試?yán)脽o細(xì)胞抽提物(cellfreeextracts,CFEs)先預(yù)處理質(zhì)粒,然后再轉(zhuǎn)化副豬,但并沒有取得成功。并且質(zhì)粒在被CFEs處理回收后,有大量質(zhì)粒被降解,條件的優(yōu)化并不能抑制質(zhì)粒的降解;另外,人們也通過預(yù)先確定受體菌中的限制修飾系統(tǒng)所包含的甲基化酶的種類,從而用商品化相應(yīng)的甲基化酶在試管中預(yù)先處理,再轉(zhuǎn)化受體菌,從而證明也可以提高外來質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化效率(Kimetal.,2010)。基于以上經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為應(yīng)該先從基因水平上確定副豬嗜血桿菌的限制修飾系統(tǒng)的種類,然后有針對(duì)性的利用甲基化酶來修飾重組質(zhì)粒,無論是針對(duì)自殺質(zhì)粒或是穿梭質(zhì)粒,或許此方式可提高自然轉(zhuǎn)化和電轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化效率。莢膜合成基因在大腸桿菌和其他菌屬已被鑒定出,由于其外膜合成基因和蛋白空間構(gòu)象具有保守性,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)通過對(duì)HPs基因進(jìn)行測(cè)序,并將其與其他菌科的相關(guān)基因和蛋白進(jìn)行序列和空間構(gòu)象對(duì)比,獲得了HPs相關(guān)的基因序列功能,同時(shí)莢膜合成相關(guān)基因亦被鑒定出來,其中在HPs中被鑒定出的Wza基因被推測(cè)具有莢膜多糖運(yùn)輸功能(Xuetal.,2011)。因此,本實(shí)驗(yàn)通過構(gòu)建HPs的Wza基因缺失株,一方面來研究證實(shí)Wza在HPs中的功能,另一方面來研究莢膜在HPs毒力和致病性中的作用。從本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看,ZJ1208菌株至少在體外培養(yǎng)時(shí),野毒株和Wza缺失株都可形成較薄的莢膜,并不能在光學(xué)顯微鏡下看到明顯差異;或許其原因可能存在除Wza基因外其他有關(guān)莢膜合成的代償代謝途徑,另外ZJ1208-ΔWza缺失株在室溫靜置可形成菌體沉淀,而ZJ1208野毒株不能,并且在靜止時(shí)其OD600在1~2h稍有增長(zhǎng),隨后平穩(wěn),說明ZJ1208野毒株在短時(shí)間靜置時(shí)有菌體進(jìn)行了分裂繁殖,且不形成沉淀。Cheng等(2010)對(duì)肺炎桿菌的一種粘液蛋白合成基因rmpA缺失后,菌體K2莢膜合成減少,從而導(dǎo)致菌體粘度降低,低速離心時(shí),rmpA缺失株可以在試管形成沉淀而野毒株不形成沉淀,并且缺失株對(duì)小鼠的毒力亦降低;因此作者推測(cè),ZJ1208的Wza基因亦只對(duì)HPs莢膜合成中的一種或幾種粘性多糖的運(yùn)輸或合成起著關(guān)鍵性作用,但并不在菌體莢膜的所有多糖的運(yùn)輸或合成中起著關(guān)鍵性作用。另一方面,通過對(duì)ZJ1208-ΔWza缺失株株和ZJ1208野毒株的菌落形態(tài),莢膜染色菌體形態(tài),生長(zhǎng)速率以及抗PAM吞噬能力大小和對(duì)小鼠毒力等生物學(xué)特性的初步比較和分析后,發(fā)現(xiàn)其二者的菌落形態(tài)并沒有明顯的差異,ZJ1208-ΔWza株生長(zhǎng)速率相比起ZJ1208野生株表現(xiàn)的明顯較慢,作者認(rèn)為可能是缺失株在菌體莢膜形成過程中的異常從而使其對(duì)培養(yǎng)環(huán)境相較于野毒株表現(xiàn)的更敏感和脆弱,使其活菌死亡或是裂解的快,亦或是缺失株本身在生物代謝上的異常從而造成了其生長(zhǎng)的緩慢;另外,在8-~10h間,活菌數(shù)達(dá)到最大,這與OD600變化并不一致,原因可能是菌體死亡速率與二分裂的速率基本持平,但ZJ1208-ΔWza株菌體比起ZJ1208野生株菌體裂解的更快,因此可以看到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)曲線中ZJ1208野生株在8~10h后仍然在攀升,而ZJ1208-ΔWza株已基本保持平行狀態(tài),,這從另一方面也驗(yàn)證了作者對(duì)缺失株對(duì)培養(yǎng)環(huán)境相較于野毒株表現(xiàn)的更敏感和脆弱這一推測(cè);同時(shí),缺失株中較長(zhǎng)的菌體比例明顯增加,可能原因是其生長(zhǎng)緩慢,造成了菌體二分裂的周期延長(zhǎng)和緩慢,從而使菌體與菌體之間連接在一起,最終形成了看似較長(zhǎng)的菌體;在抗PAM吞噬實(shí)驗(yàn)中,相同MOI情況下,PAM對(duì)ZJ1208-ΔWza的吞噬能力顯著高于ZJ1208野生株,尤其在MOI為1并作用1h的情況下,二者的差異尤為顯著;另外,在MOI增加時(shí),野生株ZJ1208被PAM吞噬的數(shù)量亦成明顯增長(zhǎng),但ZJ1208-ΔWza株被吞噬的數(shù)量卻增加的幅度較小,甚至不明顯;其可能原因是在MOI為1,菌體與PAM相互作用1h的情況下,PAM對(duì)ZJ1208-ΔWza菌體的吞噬幾乎到達(dá)飽和狀態(tài),因此在增加菌體數(shù)量時(shí),一定數(shù)量的PAM亦不能更高效地對(duì)其進(jìn)行吞噬,而野生株ZJ1208菌體相比較ZJ1208-ΔWza,其對(duì)PAM不敏感,PAM對(duì)野生株ZJ1208吞噬的效率并不高,此時(shí)增加菌體數(shù)量時(shí),可以較線性的增加PAM對(duì)ZJ1208的吞噬數(shù)量。小鼠的毒力實(shí)驗(yàn)亦表明了ZJ1208-ΔWza和野生株ZJ1208的毒力存在明顯的差異,其在0.3和0.5mL組表現(xiàn)得尤為明顯。
4結(jié)論
篇5
1.學(xué)校、老師對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視度不高
大多數(shù)生物教師在傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響下,認(rèn)為生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是生物教學(xué)的一種輔助工具而存在,沒有理論課來的重要.這就導(dǎo)致許多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)課基本上是講解、背誦實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)器材,實(shí)驗(yàn)步驟,實(shí)驗(yàn)結(jié)果,考試時(shí)也僅僅是粗略地考查實(shí)驗(yàn),片面強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的熟練化,注重實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,輕視在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題,分析看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)課淪為一種簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,而研究方法的探尋不被重視,它的重要科學(xué)價(jià)值被抹殺.常此以往學(xué)生不僅失去了獨(dú)立思考的機(jī)會(huì),更會(huì)變成只會(huì)機(jī)械背誦,應(yīng)付考試的機(jī)器,創(chuàng)新精神的缺失將更加嚴(yán)重.生物學(xué)的教學(xué)形式迫切需要變革,生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)急需改進(jìn),一定要將生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)落到實(shí)處才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神的新時(shí)代學(xué)生.另一方面,實(shí)驗(yàn)室利用率很低,大都閑置著.大部分學(xué)校都有單獨(dú)的生物實(shí)驗(yàn)室,但平均利用率很低.學(xué)校在進(jìn)行課程安排時(shí)將大部分的時(shí)間安排在理論課教學(xué)上,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課時(shí)間被大大壓縮,理論與實(shí)踐存在脫節(jié)的現(xiàn)象.
2.學(xué)校的硬件設(shè)施沒有跟上
學(xué)校硬件設(shè)施的配備與學(xué)校對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的重視程度,學(xué)校所在地的經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展程度有著極其密切的關(guān)聯(lián).總體而言,當(dāng)前大多數(shù)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度都可以滿足基本的硬件設(shè)施配備需要,只要學(xué)校更加重視這方面的教育,加大一定的投入,基本的實(shí)驗(yàn)器材還是可以滿足的.但生物學(xué)實(shí)驗(yàn)受外界客觀因素的影響較大.客觀條件的限制是實(shí)驗(yàn)課開設(shè)度不高的重要影響因素.有一些生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需要用到較為先進(jìn)的觀察儀器,但這些儀器的價(jià)格高昂,大多數(shù)學(xué)校很難拿出足夠的經(jīng)費(fèi)引進(jìn).另一些實(shí)驗(yàn)需要用到活體,像家兔,小白鼠,蟾蜍等,這些實(shí)驗(yàn)材料的儲(chǔ)存需要找專人看管,投入的人力物力較大.其次,在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)或者比較偏遠(yuǎn)的農(nóng)村,想達(dá)到和大城市學(xué)校一樣的實(shí)驗(yàn)配備在現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)條件下是不允許的,許多農(nóng)村中學(xué)缺乏實(shí)驗(yàn)課程必備實(shí)驗(yàn)器材,開設(shè)實(shí)驗(yàn)課困難重重.
3.缺乏實(shí)驗(yàn)研究意識(shí)
當(dāng)前學(xué)校開設(shè)的一些生物學(xué)實(shí)驗(yàn),僅僅是從書本中選取一些操作相對(duì)簡(jiǎn)便,耗費(fèi)的人力物力相對(duì)較少,沒有危險(xiǎn)性的最基本的實(shí)驗(yàn),這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新課程的需要.理想與現(xiàn)實(shí)總是存在一定的差距,當(dāng)前的生物學(xué)教學(xué)中存在一些薄弱環(huán)節(jié)需要加強(qiáng).
二、提高高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的舉措
1.增強(qiáng)學(xué)校和老師對(duì)于高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視
生物教師和學(xué)生都應(yīng)當(dāng)充分地認(rèn)識(shí)到,上實(shí)驗(yàn)課不是一種上課的新形式,重要的是通過實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生更愿意動(dòng)手操作、與他人展開合作和積極探索科學(xué).在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生為著相同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行相互分工合作,在合作中認(rèn)識(shí)到人與人之間合作的重要性;親身參與實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)步驟,學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度得到培養(yǎng);實(shí)驗(yàn)的失敗與成功存在很大的不確定性,失敗的痛苦,成功的喜悅教會(huì)學(xué)生要有一個(gè)健康良好的心理素質(zhì),不畏失敗,堅(jiān)持不懈,克服艱難、勇于探索,積極進(jìn)取.這些實(shí)驗(yàn)可以教給學(xué)生知識(shí)的同時(shí),助力學(xué)生的健康成長(zhǎng).學(xué)校和老師要從根本上真正認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)課的重要性,協(xié)調(diào)好實(shí)驗(yàn)課與理論課的比重,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣,引導(dǎo)學(xué)生參與到生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來.
2.完善學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備
高中生物對(duì)于學(xué)生來說也是比較重要的一門高中學(xué)科,在理科高考中占據(jù)一定的地位.生物課的教學(xué)成果差的話,將影響學(xué)生的整個(gè)高中生活.高中生物的很多知識(shí)都需要一些實(shí)驗(yàn)來證明,例如細(xì)胞分裂等實(shí)驗(yàn).這些實(shí)驗(yàn)如果不能讓學(xué)生實(shí)地得去操作,那么對(duì)于學(xué)生來說,并不能深入地理解這些實(shí)驗(yàn)所講述的原理.所以學(xué)校引進(jìn)優(yōu)良的生物實(shí)驗(yàn)設(shè)備是十分必要的,學(xué)??梢韵蛘暾?qǐng)一定款項(xiàng)來重新完善實(shí)驗(yàn)室設(shè)備或者向社會(huì)的慈善的人士求助,幫助學(xué)校修葺生物實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生能夠在設(shè)備完善的實(shí)驗(yàn)室里學(xué)習(xí),提升學(xué)生的生物成績(jī),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中愛上這個(gè)這門學(xué)科.
3.提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)研究的重視
生物學(xué)的發(fā)展需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn),僅僅依靠機(jī)械背誦是不能牢固掌握生物學(xué)知識(shí)的內(nèi)核的,在課堂教學(xué)中,學(xué)生只有主動(dòng)參與課堂教學(xué),逐步對(duì)生物學(xué)科產(chǎn)生一定的學(xué)習(xí)興趣,才能提高課堂學(xué)習(xí)的效率,使學(xué)生獲得更多的知識(shí).實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識(shí)和研究生物科學(xué)的一種直觀的重要的手段,也是老師進(jìn)行生物學(xué)教學(xué)的一種重要手段.教師指導(dǎo)學(xué)生利用一定的材料,藥品,儀器設(shè)備,按照指定的內(nèi)容去進(jìn)行一系列生物實(shí)踐活動(dòng)是實(shí)驗(yàn)課的主要形式.通過生物學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)生獲得一些對(duì)生物界的感性認(rèn)識(shí),學(xué)生學(xué)習(xí)生物的基本技能得到鍛煉.由認(rèn)識(shí),分析,掌握,到綜合運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)的能力增強(qiáng).學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣被生動(dòng)有趣的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)大大激發(fā),實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生秉持一種實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.綜上所述可見,要完成高中生物學(xué)的教學(xué)任務(wù)必須提高實(shí)驗(yàn)課的質(zhì)量,要提高整個(gè)學(xué)科的綜合成績(jī),也必須重視實(shí)驗(yàn)課.對(duì)此,提出以下舉措:學(xué)校要從長(zhǎng)遠(yuǎn)出發(fā),積極開展一些生物實(shí)驗(yàn)型研究性學(xué)習(xí),生物界繽紛多彩的,可以拿來進(jìn)行研究的課題也層出不窮.引進(jìn)一些具有較強(qiáng)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的骨干教師,帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究,
三、對(duì)高中生物的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的展望
篇6
1通過“饑餓教學(xué)”提高教學(xué)難度
“饑餓教學(xué)”的知識(shí)應(yīng)有一定的難度,學(xué)生必須付出一定的努力才能完成,否則不能激起學(xué)生的求知欲。例如,在學(xué)完“伴性遺傳”后,出示例題(2010年江蘇省高考題第29題),鼓勵(lì)有興趣的學(xué)生課后完成:遺傳工作者在進(jìn)行遺傳病調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)甲、乙兩種單基因遺傳病的家系,系譜如圖所示,請(qǐng)回答:(所有概率用分?jǐn)?shù)表示)(1)甲病的遺傳方式是。(2)乙病的遺傳方式不可能是。(3)如果II4、II6不攜帶致病基因,按照甲、乙兩種遺傳病最可能的遺傳方式,請(qǐng)計(jì)算:①雙胞胎(IV1與IV2)同時(shí)患有甲種遺傳病的概率是。
②雙胞胎中男孩(IV1)同時(shí)患有甲、乙兩種遺傳病的概率是。女孩(IV2)同時(shí)患有甲、乙兩種遺傳病的慨率是。此題完全沒有超出教材知識(shí)范圍,掌握了課堂所學(xué)解遺傳概率問題的方法,完全能夠做出來;此題為高考題,且具有一定的難度,對(duì)學(xué)生來說是一個(gè)挑戰(zhàn),能引起學(xué)生征服此題的“饑餓”,學(xué)生都想通過做出此題來證明自己的解題水平;此題具有相當(dāng)?shù)木C合性,將各種遺傳概率問題集中到一起,能起到很好的訓(xùn)練作用。
2通過“饑餓教學(xué)”提高學(xué)生的靈活性
篇7
【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué)微生物學(xué);直觀教學(xué);教學(xué)研究
直觀教學(xué)是從具體形象入手,通過直觀的感知刺激不斷強(qiáng)化,使學(xué)生從視覺、聽覺、觸覺等多角度感知表象,開發(fā)學(xué)生形象思維能力,強(qiáng)化學(xué)生記憶認(rèn)知效果[1]。筆者在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)教學(xué)中采用直觀教學(xué)法,討論如下。
1實(shí)物直觀
1.1標(biāo)本觀察提供實(shí)物讓學(xué)生去感知,在此基礎(chǔ)上,再輔助以相應(yīng)講解、強(qiáng)化,可以使學(xué)生牢固掌握微生物的生物學(xué)形狀,達(dá)到過目難忘,這種效果是單純抽象語言敘述所無法達(dá)到的。
1.2實(shí)驗(yàn)示教醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)復(fù)雜,標(biāo)本具有一定的致病性,且要求嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作,是實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。到位的實(shí)驗(yàn)示教可以保證良好的實(shí)驗(yàn)效果,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度,一絲不茍的工作作風(fēng),對(duì)學(xué)生今后從事臨床研究極為重要。
1.3訪問調(diào)查醫(yī)學(xué)微生物學(xué)涉及面廣,涵蓋性強(qiáng),與醫(yī)學(xué)免疫學(xué)、內(nèi)科學(xué)、實(shí)驗(yàn)診斷學(xué)等多學(xué)科相聯(lián)系,因此,在條件允許的情況下帶領(lǐng)學(xué)生到醫(yī)院訪問實(shí)際病例,觀察臨床表現(xiàn),以了解微生物的致病性。
實(shí)物直觀優(yōu)點(diǎn)在于學(xué)生直接接觸物體,所獲感性材料真實(shí)具體,有利于準(zhǔn)確理解知識(shí),在此過程中,學(xué)生易產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)積極性。但實(shí)物直觀的缺點(diǎn)是易受客觀條件限制,需用模像直觀加以彌補(bǔ)。
2模像直觀
2.1圖片觀察提供實(shí)物照片或簡(jiǎn)化了的示意圖,通過掛圖、投影方式展示出來,滿足學(xué)生的感官認(rèn)識(shí)需要。
2.2繪圖教學(xué)人的感知規(guī)律其中包含活動(dòng)律,即在固定不便的背景上活動(dòng)的物體容易被感知,因此教師在教學(xué)中畫圖優(yōu)先于掛圖。
2.3動(dòng)畫展示課程中許多知識(shí)點(diǎn)研究微生物動(dòng)態(tài)活動(dòng)規(guī)律,如病毒的復(fù)制周期,衣原體感染細(xì)胞的過程,噬菌體的生活周期等,將這些書本上單純語言敘述的枯燥過程制成模擬動(dòng)畫呈現(xiàn)出來,具體而直觀,有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.4電子課件應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),教師根據(jù)課程需要制作個(gè)性化的電子課件進(jìn)行微生物教學(xué)也是十分必要的。電子課件可以整合書籍、圖片、動(dòng)畫、聲音等直觀素材[2],是最有效的模像直觀手段。
3言語直觀
3.1口訣式微生物學(xué)中零散的知識(shí)點(diǎn)很多,很難記憶,將這些知識(shí)點(diǎn)綜合起來,編成通俗易懂而又朗朗上口的口訣,則方便記憶。如描述破傷風(fēng)芽胞梭菌生物學(xué)性狀有這樣的口訣:細(xì)長(zhǎng)桿菌周鞭毛,幼齡運(yùn)動(dòng)很活躍,革蘭陽性鼓棰樣,端立芽胞要記牢。學(xué)生根據(jù)口訣,扎實(shí)記憶知識(shí)點(diǎn),避免了造成相關(guān)特征的含糊和混淆。
3.2類比式為了使學(xué)生深刻理解典型知識(shí)點(diǎn),類比方式在微生物教學(xué)中使用較為普遍。如介紹結(jié)核分枝桿菌培養(yǎng)特性,將其擬人化總結(jié)為3個(gè)字:饞(專性需氧,營養(yǎng)要求極高,pH6.5-6.8)、懶(生長(zhǎng)速度極慢,18-24h繁殖一代,2-4w見菌落)、賴(菌落極粗糙,聚集生長(zhǎng),呈菜花狀)。肺結(jié)核典型臨床表現(xiàn)3個(gè)字:熱(發(fā)熱)、汗(盜汗)、美(面部潮紅)。類比法化難為易,變抽象為具體,引起學(xué)生興趣,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。
3.3情境式這種方法是啟發(fā)式教學(xué)的一部分,設(shè)立問題情境,組織學(xué)生討論,使學(xué)生開動(dòng)腦筋,運(yùn)用課程相關(guān)知識(shí)解決問題,設(shè)立具體情境,啟發(fā)學(xué)生發(fā)散式思維,知識(shí)在頭腦中有意識(shí)地整合與重組,鍛煉了學(xué)生分析問題解決問題的能力。言語直觀的優(yōu)點(diǎn)是不受時(shí)空條件限制,使用范圍廣,但言語直觀往往不如實(shí)物直觀和模像直觀鮮明、具體、完整和穩(wěn)定。
【參考文獻(xiàn)】
篇8
一年一代,成蟲壽命約一年。于每年四月,越冬成蟲開始活動(dòng),覓食及交尾產(chǎn)卵,卵經(jīng)歷共三齡幼蟲和蛹的階段羽化成成蟲,六月至七月性成熟。據(jù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)觀察,成蟲在光線之下,如有遮蔽物即全部躲于遮蔽物下方;若無遮蔽物,會(huì)在塑料缸內(nèi)同一個(gè)角落聚集成堆,到了夜晚則分頭覓食(圖1)。野外炮步甲經(jīng)常棲息于在肥力較好,有機(jī)質(zhì)含量多,濕度較大的田塊的土壤和田埂縫隙中,河流岸邊等,沒有固定的巢穴,有時(shí)也在其他昆蟲(如螻蛄或蚯蚓)造成的洞穴中或天然裂縫中,在10-20厘米的表土層中容易找到。實(shí)驗(yàn)室觀察可見在無天然洞穴時(shí),成蟲會(huì)自主挖洞,以第一對(duì)步足和上顎掘土,因沒有專門的挖掘結(jié)構(gòu),其挖洞速度稍慢,一周左右可挖出剛好伸入頭部大小的洞穴,一個(gè)月以上基本可以見到能容納整只炮步甲的洞穴。成蟲食性很廣,不僅取食其他昆蟲,而且會(huì)食用饅頭水果等。在可以選擇時(shí),會(huì)優(yōu)先食用其它成蟲尸體,如干黃粉蟲和活黃粉蟲,炮步甲會(huì)首先取食干燥的黃粉蟲。在食物充足時(shí)沒有見到取食活體昆蟲的現(xiàn)象。當(dāng)搶食同一只黃粉蟲時(shí),兩只炮步甲會(huì)向?qū)Ψ絿娚?除搶食外,它們并不互相攻擊同類,但若有自然死亡的炮步甲,剩余活體便會(huì)取食死亡個(gè)體的內(nèi)臟,剩下頭胸部及腹部的外殼。
2防御行為關(guān)于防御行為作了如下幾個(gè)方面的調(diào)查:
2.1.瞄準(zhǔn)取0.3x0.3mm大小的雙面膠,一面粘于蟲體背部正中一面固定在鐵絲上(雙面膠的黏力需要強(qiáng))用以固定蟲體,再使用鑷子加以刺激(此操作需在屋內(nèi)只有單一光源時(shí)可拍攝照片捕捉到噴射軌跡):1.刺激腿,炮步甲能夠通過靈活的腹部末端進(jìn)行瞄準(zhǔn),當(dāng)刺激其足時(shí),它可以準(zhǔn)確噴射到被刺激的部位。噴射來自前腿方向的刺激,需要腹部末端有較大的扭轉(zhuǎn)角度,來自后腿方向的,需要較小的扭轉(zhuǎn)角度。2.刺激后背,刺激后背時(shí),炮步甲不能像刺激腿那樣精確的定位,它的腹部末端向上彎曲到最大角度所噴出的液體,基本與身體平行,無論刺激頭部、前胸、背板還是鞘翅,它都以同一向上彎曲到最大的角度噴射,但橫向角度還是有區(qū)別的,如刺激鞘翅左邊緣即噴射偏向左邊,刺激鞘翅右邊緣即結(jié)果相反。3.跟蹤瞄準(zhǔn),炮步甲能夠進(jìn)行連續(xù)噴射和精準(zhǔn)定位,改變刺激部位,它的腹部末端也會(huì)跟隨轉(zhuǎn)換噴射角度。例如,先刺激左中足,待它準(zhǔn)確噴射向左中足后,立即刺激右后足,它也能立即定位右后足進(jìn)行噴射,連續(xù)噴射并不影響定位準(zhǔn)確性。
2.2.噴射次數(shù)與噴射距離炮步甲體內(nèi)貯存的反應(yīng)物含量有限,因此它所能進(jìn)行的防御噴射次數(shù)也是有限的。將廣炮步甲固定,以鑷子進(jìn)行刺激。經(jīng)對(duì)20只廣炮步甲研究所得,在同樣強(qiáng)度的刺激下,立即噴射次數(shù)為3~5次。加強(qiáng)刺激和等待時(shí)間,刺激強(qiáng)度以不破壞炮步甲的身體為標(biāo)準(zhǔn),直到炮步甲不再噴射,可得炮步甲總共能噴射的次數(shù)約6~9次??梢娕诓郊卓梢赃M(jìn)行連續(xù)噴射,但噴射次數(shù)多了以后,炮步甲需要用幾秒長(zhǎng)的時(shí)間來晃動(dòng)腹部以進(jìn)行噴射,無論是噴射時(shí)間還是精準(zhǔn)度與開始相比都有所偏差。以淀粉碘化鉀試紙鋪于蟲體下方,刺激噴射,可觀察到噴射距離。在盡量于蟲體正后方刺激,平直噴射,于紙上留下的痕跡在65mm左右,作為蟲體的最遠(yuǎn)噴射距離。
2.3.噴射脈沖炮步甲共進(jìn)化出兩個(gè)分支,brachinoid和paussoid,其中paussoid分支的炮步甲種類非常少見,其噴射過程中并沒有脈沖現(xiàn)象,另一類brachinoid包含了大多數(shù)種類的炮步甲[6],而廣炮步甲就屬于brachinoid分支。通過對(duì)炮步甲噴射的聲音進(jìn)行錄音,并以cooleditpro軟件進(jìn)行音頻處理,可見廣炮步甲的噴射確實(shí)有音頻脈沖。其噴射持續(xù)0.01~0.03s,如圖可知,0.002s左右即有一脈沖波,一次噴射有5~15次脈沖(圖2)。
3討論
國內(nèi)的炮步甲屬有三個(gè)常見的近緣種較難鑒別,分別是廣炮步甲、耶炮步甲和爪哇炮步甲,三者體表花色相近,大小類似,同樣都具有“噴射”行為,難以辨別。其中耶炮步甲身體花紋稍顯不同,而廣炮步甲和爪哇炮步甲目前可見鑒別方式只有雌雄生殖器。本文所采炮步甲皆取自河北省白洋淀,根據(jù)生殖器和分布范圍可以斷定是廣炮步甲(爪哇炮步甲主要分布在中國南部)。遂對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的形態(tài)描述予以補(bǔ)充便于分類。
本文對(duì)廣炮步甲的生活習(xí)性主要是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)觀察,其生活史可能與野外觀察有所出入,但大體上與爪哇炮步甲習(xí)性相類似,所以主要提出幾點(diǎn)關(guān)于習(xí)性的補(bǔ)充,尤其是關(guān)于廣炮步甲的食性跟前人研究的其他種有所出入,廣炮步甲偏向雜食,并且?guī)缀醪蝗∈郴铙w昆蟲,除活體黃粉蟲和死亡黃粉蟲對(duì)比之外,筆者還曾觀察到一只廣炮步甲因?yàn)楸凰輹r(shí)間過長(zhǎng),處于行動(dòng)非常困難的瀕死狀態(tài),卻在每當(dāng)有其他炮步甲靠近時(shí)強(qiáng)烈掙扎移動(dòng)身體或者推開其他炮步甲,直到它恢復(fù)活力不再有對(duì)其他同種的排斥行為,筆者懷疑是它怕其他炮步甲誤認(rèn)為自己已死取食自己身體所致。但在食物不充足的條件下,只提供活體昆蟲廣炮步甲是否會(huì)取食還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。炮步甲屬的昆蟲以它們獨(dú)特的防御方式而著名。受“炮步甲”噴射毒液的啟發(fā),二戰(zhàn)期間,美國的軍事專家研制出一種二元化武器。對(duì)炮步甲的防御行為進(jìn)行研究,既有助于了解生物奧秘,又可能具有仿生學(xué)意義。世界關(guān)于炮步甲防御機(jī)制有些報(bào)道,但對(duì)于炮步甲具體的防御行為,如噴射最遠(yuǎn)距離和噴射次數(shù)等目前還未見,本文對(duì)此作了初步調(diào)查。
篇9
比較記憶法就是對(duì)相似而又不同的知識(shí)進(jìn)行對(duì)比分析,不論哪一種比較方式,都能達(dá)到同中求異、異中求同的目的。有比較才有鑒別,其特征、本質(zhì)就會(huì)得到凸現(xiàn)。
1.1橫向比較例如,基因重組和易位這一對(duì)概念的比較,都屬于可遺傳變異,前者發(fā)生在一對(duì)同源染色體的非姐妹染色單體之間的部分交叉互換,而易位發(fā)生在兩條非同源染色體之間的互換,屬于染色體的結(jié)構(gòu)變異。
1.2順序比較在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí),將其與頭腦中已有的舊知識(shí)加以比較。例如,在記憶動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件時(shí),與之前學(xué)過的植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)的條件相比較,除了找出動(dòng)植物細(xì)胞相同的培養(yǎng)條件外,還特別強(qiáng)調(diào)要控制一定的滲透壓和溶解氧,在培養(yǎng)液中要添加動(dòng)物血清。
2聯(lián)想記憶法
根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的特征引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行正確的思維,對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)賦予不同的聯(lián)想來加強(qiáng)記憶的方法。例如,由感冒時(shí)夜間咳嗽比白天嚴(yán)重,聯(lián)想到副交感神經(jīng)有使氣管收縮的功能;由寒冷季節(jié)人們排尿增多的現(xiàn)象聯(lián)想到人體內(nèi)水分的來源和去路,以及體內(nèi)滲透壓的調(diào)節(jié)。
3圖形再現(xiàn)法
俗話說,“一幅畫勝過千萬言”,由此說明圖形記憶的有效性。這是由于圖形具有鮮明的形象性、直觀性,容易引起記憶。例如,拓展教材中“甘油三酯的代謝過程”圖示,清晰呈現(xiàn)了甘油三酯的來源和代謝過程,其來源有外源性和內(nèi)源性兩種,前者是小腸上皮細(xì)胞吸收;后者是肝細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的自身合成,去路是在肝細(xì)胞和脂肪細(xì)胞都能分解為甘油和脂肪酸再轉(zhuǎn)化成葡萄糖,然后被組織細(xì)胞的利用,還體現(xiàn)了甘油三酯的平衡受到胰島素、胰高血糖素和腎上腺素的調(diào)節(jié)機(jī)制。高三教材中還有很多知識(shí)點(diǎn)借助圖形進(jìn)行分析和記憶,是非常有效的。
4歸納記憶法
篇10
從2002年開始,我們結(jié)合我校人才培養(yǎng)目標(biāo)及具體情況,制定了本科生《分子生物學(xué)實(shí)踐》及《基因工程實(shí)踐》的教學(xué)大綱,開設(shè)了相應(yīng)獨(dú)立的實(shí)踐課程,設(shè)計(jì)了質(zhì)粒提取、PCR技術(shù)、DNA電泳、限制性內(nèi)切酶技術(shù)、DN段的膠回收、外源基因的連接及重組DNA的轉(zhuǎn)化、篩選和鑒定等最基本需要掌握的實(shí)踐。同時(shí),我們還自編了內(nèi)容詳細(xì)、操作具體的實(shí)踐教材。從2002年第一次開課至今已經(jīng)過去了十多年,實(shí)踐課取得了一定的成績(jī),根據(jù)課上學(xué)生上課情況和完成的實(shí)踐報(bào)告上看,學(xué)生反應(yīng)良好,能積極動(dòng)手動(dòng)腦并提出問題,實(shí)踐報(bào)告也完成得認(rèn)真、仔細(xì)。學(xué)生掌握了這些基本實(shí)踐的原理和操作,對(duì)將來從事中藥相關(guān)領(lǐng)域的研究工作有一定的幫助。但是在這十多年的教學(xué)實(shí)踐中,我們也發(fā)現(xiàn)了問題,由于該課程的實(shí)踐內(nèi)容全都是驗(yàn)證性實(shí)踐,實(shí)踐設(shè)計(jì)為“教師包辦型”,從試劑配制到操作步驟教師都已經(jīng)準(zhǔn)備好,學(xué)生只是按照規(guī)定的步驟按部就班地做實(shí)踐就行了,在這樣的教學(xué)模式下學(xué)生的行為受到限制,對(duì)教師和教材依賴性強(qiáng),限制了發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)思維的空間。
二、改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)綜合性和連貫性
由于驗(yàn)證性實(shí)踐限制了學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)思維的空間,因此,必須建立分子生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新培養(yǎng)新模式,從驗(yàn)證性實(shí)踐過渡到以設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)踐為主,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在科研中的綜合思維能力及實(shí)際動(dòng)手操作能力,變被動(dòng)灌輸為主動(dòng)思考,為學(xué)生今后進(jìn)實(shí)踐室從事相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究做準(zhǔn)備。我們?cè)诟母镏袕?qiáng)調(diào)實(shí)踐的綜合性和連貫性,如學(xué)習(xí)重組DNA技術(shù)時(shí),我們安排了5個(gè)實(shí)踐:重組質(zhì)粒的提取,DNA的酶切,DNA凝膠電泳及片斷的膠回收,外源基因的連接,重組DNA的轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定。這五個(gè)實(shí)踐包括了重組DNA技術(shù)的五個(gè)核心內(nèi)容“分、切、接、轉(zhuǎn)、篩”。我們把這5個(gè)實(shí)踐串聯(lián)成一個(gè)綜合實(shí)踐,使其具有連貫性。每次實(shí)踐結(jié)束時(shí)的樣品正好是下次實(shí)踐的材料,這些實(shí)踐將變成一整套前后關(guān)聯(lián)的有機(jī)整體,一環(huán)扣一環(huán),只有這5個(gè)實(shí)踐全部操作成功了,才能最后得到自己需要的克隆。這種綜合性實(shí)踐使學(xué)生在整個(gè)過程中面臨著挑戰(zhàn),也使最終成功得到產(chǎn)物的學(xué)生有成就感;不僅能培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐操作能力,還能培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神和對(duì)科學(xué)研究的興趣。
三、開放型教學(xué)模式,提高教學(xué)質(zhì)量
在傳統(tǒng)的實(shí)踐課教學(xué)中,學(xué)生除了在規(guī)定的上課時(shí)間,機(jī)械地完成規(guī)定的實(shí)踐任務(wù)外,幾乎沒有機(jī)會(huì)進(jìn)入實(shí)踐室,學(xué)生的主觀能動(dòng)性得不到發(fā)揮。開放實(shí)踐室,為學(xué)有余力的學(xué)生提供更多時(shí)間和空間顯得很有必要的。但對(duì)于多數(shù)中醫(yī)院校來說,由于實(shí)踐室資源緊張,在開放方面一直實(shí)行得不夠。這次,我們嘗試對(duì)學(xué)生開放實(shí)踐室,鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)入實(shí)踐室,開展相關(guān)的分子生物學(xué)實(shí)踐研究,取得了一些成績(jī)。我們首先在課堂上向?qū)W生介紹本課程組教師在課題研究中所用到分子生物學(xué)實(shí)踐技術(shù)。有不少學(xué)生對(duì)教師的科研課題感興趣,我們組織感興趣的學(xué)生,在業(yè)余時(shí)間來課題組和教師一起進(jìn)行了相關(guān)分子生物學(xué)的實(shí)踐研究。通過和研究生共同實(shí)踐,加強(qiáng)了理論課的知識(shí)。其次,我們組織學(xué)生利用所學(xué)到的分子生物學(xué)知識(shí),以小組為單位,通過課下查閱資料,完成了科研小課題的實(shí)踐設(shè)計(jì)。學(xué)生在課堂上討論了他們?cè)O(shè)計(jì)的小課題,通過教師評(píng)價(jià)并與教師一起討論,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)了學(xué)生活躍的思維,通過討論進(jìn)一步修正方案,使其更加完善。同時(shí),教師利用業(yè)余時(shí)間,組織感興趣的學(xué)生進(jìn)行了正式實(shí)踐。最后,在課堂中,我們抽出15分鐘,讓做實(shí)踐的學(xué)生講了具體實(shí)踐的體會(huì)和出現(xiàn)的問題,與大家分享成功的快樂和失敗的經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生聽得都非常認(rèn)真,討論得也很熱烈,大家都覺得這種實(shí)踐教學(xué)模式非常好,增長(zhǎng)了很多知識(shí),如果時(shí)間允許,希望能多些這種實(shí)踐教學(xué)模式。