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生物学论文实用13篇

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生物学论文

篇1

1.3杨梅花粉萌发活力测定采用荧光染色法(FCR,fluorochromereaction),参照Sato等的方法略有改进。从即将散粉的花药中收集花粉,隔24h测定1次花粉活力,花粉活力测定过程中,设置3个重复,荧光显微镜下观察并统计花粉活力。

2结果与分析

2.1杨梅雄花生物学特征

2.1.1杨梅雄花序特征杨梅雄花序为柔荑花序,长1~3cm(图1-1),小花着生在主穗轴上,无花冠和花萼,小花主要由8~20枚花药组成,花药外面有2~3个苞片包裹(图1-2~4)。雄花序从花药形成到成熟散粉期间,其花药颜色依次经历暗红色、黄红色、鲜红色的变化。花药变成鲜红色后(图1-5),花丝伸长,花药进一步散开外露,开始散粉,通常是位于花序中下部位的小花先散粉(图1-6),随后其他部位的小花散粉。散粉过程中,花药二叉开裂,花粉较多(图1-7~8),散粉后的花药干枯脱落。

2.1.2杨梅雄花序显微结构及发育杨梅花药具有4个花粉囊,中部具有药隔(图2-1),花粉囊壁具有纤维层、中层和绒毡层3层(图2-2)。3月上旬,花药中的多数花粉母细胞处于减数第1次分裂前期(图2-2),3月中旬,则处于四分体发育时期,大部分四分体以四面体型存在(图2-3,淡色箭头所示),少数排列在一个平面上以十字交叉型存在(图2-3黑色箭头所示),故杨梅花粉母细胞胞质分裂主要以同时型为主,少量为连续型。3月中旬到4月初,由四分体分离出来的小孢子经过一系列的发育过程发育成熟,成熟花粉粒具有2个细胞核和3个萌发孔(图2-4)。

2.1.3杨梅花粉活力荧光染料本身不产生荧光,无极性,可以自由地透过完整的原生质膜,进入原生质后,与原生质内的酯酶作用形成一种能产生荧光的极性物质,荧光越强,表明花粉活力越强[20]。荧光染色结果表明:刚散粉的杨梅花粉染色活力非常强,在90%以上(图2-5),室温条件下放置24h后,对其活力影响不大,48h之后,其花粉活力急剧下降,仅有约69%的花粉具有染色活力,72h之后,约52%的花粉具有染色活力,96h之后,花粉荧光非常弱,几乎不具有染色活力。

2.2杨梅雌花生物学特征

2.2.1杨梅雌花序特征及发育杨梅雌花与雄花类似,为柔荑花序,长0.5~1.5cm(图3-1),小花着生在同一花序轴上,主要由柱头、花柱和子房3个主要部分组成,花柱极短,柱头两裂,呈“Y”状,小花外面有2~4个苞片包被(图3-7~10)。3月初,杨梅的雌花仍由苞片包被,整个雌花序成绿色(图3-2)。3月中下旬,杨梅雌花苞片展开,柱头开始外露,通常位于花序中上部的小花柱头最先显现(图3-3),随后,其他部位的柱头陆续外露展开,外露的柱头呈“Y”状张开不断向外生长,最后完全展开(图3-4~9)。与雄花序相类似,杨梅雌花序在发育过程中,其柱头颜色依次经历着淡红色—鲜红色—红色—深红色的变化过程,外部的苞片也经历着嫩绿色—黄绿色—中间绿色边缘微红色—绿色等不同程度的颜色变化过程。

2.2.2杨梅雌花内部微观结构杨梅子房为单心皮,1室,其底部与花托相连,其余部分均独立,属于上位子房(图4-1),胚珠各方向生长速度均匀一致,珠孔、合点和珠柄三者在一条直线上,在胚珠类型上属于直生胚珠,单珠被(图4-2~4)。珠被在发育过程中并非把珠心全部包住,而在珠心顶部留1个小孔,即珠孔(图4-5)。杨梅大孢子母细胞形成时,在大孢子母细胞外层有4~5层细胞包裹,因此在珠心类型上,杨梅属于厚珠心型(图4-6)。

篇2

目前,临床上诊断小GIST的诊断手段主要包括胃镜、结肠镜及小肠镜等纤维内镜、胶囊内镜、EUS、增强CT及氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(FDG-PET)等检查。对于胃肠道黏膜下的小GIST,纤维内镜及胶囊内镜一般可以直视发现;但GIST多具有外生性壁外生长的特性,对于GIST壁外部位的大小难以界定,同时也难以区分GIST位于胃肠壁内亦或壁外压迫所致。EUS可以在一定程度上弥补内镜技术的不足,有助于明确包块的形态特征,并进一步明确诊断[13]。然而,通过EUS或食管、胃、十二指肠镜检诊断GIST的准确性有待商榷[1]。对于怀疑小GIST的病人,行内镜(条件允许应加行EUS检查)联合增强CT可以提高诊断准确率,对于早期诊断小GIST至关重要[7]。近年有报道,明确GIST的诊断须行超声引导下细针穿刺[14]。但对于较易切除的小GIST,笔者不建议行穿刺活检,因GIST质地柔软易碎,活检可能导致瘤体破裂,增加肿瘤细胞医源性播散的风险。临床上根据需要,可联合形态学、免疫学(CD117和CD34)及基因学(KIT和PDGFRA)等多种检查手段明确诊断。《指南》推荐,对于最初怀疑为GIST的病人,应详细询问病史,同时根据需要,选择适当的检查,如增强CT(或联合MRI)、内镜(或联合超声内镜)、FDG-PET、EUS以及生化检测,如肝功能检查(LFTs)、全血细胞计数等[1]。笔者建议,无论选择何种检查手段,均应以病人为中心,根据病人的临床特征及个体化差异,选择最恰当的检查方式,以明确诊断,制定最佳的临床对策。

3小GIST的良恶性及危险度评价

鉴定小GIST恶性潜能对指导制定临床对策至关重要。临床上针对小GIST常呈自限性生长、大多无临床症状的特征,一般对策应为密切随访观察。相比于胃,位于十二指肠和小肠的小GIST病人更易发生出血等临床症状,此时须尽早干预治疗。对于存在高危EUS特征的小GIST病人,其危险度较高,建议积极干预治疗。Joensuu[15]对美国国立卫生研究院(NIH)危险度分级系统进行了修订,目前,对于局限性GIST危险度评估包括肿瘤原发部位(非原发于胃的GIST较原发胃的GIST预后差)、肿瘤大小、核分裂像以及肿瘤是否发生破裂等。Miettinen等根据对1600多例GIST病人的随访结果得出结论,对于核分裂像<5个/50HPF的胃小间质瘤(直径<2cm),可认为其是良性病变。《共识》指出,对于任何部位的原发肿瘤,核分裂像≤5个/50HPF的小GIST(直径≤2cm),危险度分级为极低,无术后复发风险,核分裂像为6个/50HPF~10个/50HPF的小GIST,危险度分级为中等;虽然核分裂像>5个/50HPF的小GIST病例较少,但临床应视为可复发风险组,需定期随访观察[10]。而发生肿瘤破裂的小GIST,无论核分裂像多少,危险度分级均为高级别,术后复发风险极高。此分级系统提示:虽然绝大多数小GIST(直径≤2cm)生物学行为表现为惰性生长,不易进展,但是仍有少数小GIST具有恶性特征,危险度高,应给予足够重视。然而,此分级系统具有一定的局限性,此系统仅适用于原发GIST切除术后病人进行预后及复发评估,是否需增加术后补充治疗尚未评定;该分级系统亦无法用于术前评估GIST危险度。核分裂像的检测需要离体的肿瘤标本,而多数小GIST可完整切除,《共识》不推荐对此类小GIST术前进行常规活检或穿刺,且不适当的活检会引起肿瘤破溃、出血及增加肿瘤播撒风险;其次,内镜下活检常常难以明确病理诊断,因为只有少数GIST累及黏膜时才能取到肿瘤组织,且偶可导致肿瘤严重出血及播散[10]。《共识》增加《2010年版WHO消化道肿瘤分类》和《2013年版WHO软组织肿瘤分类》的6类8级标准,并根据预后分组将GIST分为良性、恶性潜能未定和恶性三类,作为“NIH危险度分级修订版”参考。

4小GIST的临床对策

《指南》建议对于GIST病人可采取多学科专家组(MDT)诊疗模式[1]。对于未发生并发症及肿瘤无转移的早期病人,一般不推荐进行MDT诊疗模式;对于发生并发症或肿瘤转移的进展期病人,推荐进行MDT诊疗模式。笔者认为,对于病情较复杂、诊断不明、病期较晚或临床医师在选择病人治疗策略发生分歧时,应启动MDT诊疗模式,根据GIST特点及病人个体化差异,选择最佳的策略。

4.1随访观察针对无临床症状、无高危EUS特征的小GIST,临床上一般采取密切随访观察对策,但对于无高危EUS特征的小GIST,长期EUS随访发现,仍有部分病人术后复发[19]。对于小GIST病人,有学者建议随访采取EUS检测或EUS联合增强CT检查的方案,随访频率为至少每2年1次。《指南》规定,对于直径<2cm的胃小间质瘤,若不存在边界不规整、囊腔、溃疡、强回声及性质不均匀等高危EUS特征,应每6~12个月复查EUS。笔者认为,对于风险极低的病例,可降低随访频率;反之,风险增高,随访频率随之增高。《共识》与《指南》意见基本一致,对于小GIST,若EUS证实存在不良因素,如边缘不规则、溃疡、强回声和异质性,应考虑手术切除;否则,暂不手术,应每6~12个月复查EUS。

4.2小GIST的治疗

4.2.1内镜下治疗绝大多数小GIST起源于固有肌层,多呈外生性壁外生长,与周围组织边界较难判断,有时内镜下观察直径较小的肿瘤,实际外生部分较大,内镜下切除很难保证其切缘阴性,若切除过深过大又极易导致穿孔及出血,故行内镜下根治性切除术困难较大[20]。有学者指出,对于微小GIST病人应采取谨慎态度,在考虑行内镜切除治疗之前,必须充分告知病人风险[7]。《共识》指出,内镜下操作发生出血、穿孔和肿瘤种植等并发症的风险相对较高,不作为常规推荐[10]。目前关于内镜治疗后行EUS随访的策略仍存争议,Sun等[21]报道,内镜下治疗联合术后系统EUS随访,对于小GIST是一项既有效又安全的策略。笔者认为,对于经验丰富的内镜治疗中心,在保证手术安全性及根治性的基础上,可进行探索性尝试与临床试验,但是治疗后应制定系统的随访策略。

4.2.2外科治疗目前尚缺乏循证医学证据证实小GIST是否必须定期EUS随访,但有并发症发生风险或有症状者建议考虑手术切除[22]。《指南》建议,对于有高危EUS特征(边界不规整、囊腔、溃疡、强回声、性质不均匀)的小GIST病人应手术完整切除,术后3~5年内每3~6个月复查1次CT,之后每年复查1次;无高危EUS特征的病人每6~12个月复查1次EUS。《共识》指出,对于无症状的拟诊胃小间质瘤,若存在高危EUS特征,应考虑切除。临床医生应根据病人的个体化差异,选择最佳的外科治疗方式。

4.2.2.1腹腔镜手术治疗随着腹腔镜技术的不断推广和应用,越来越多的外科医师选择腹腔镜手术切除GIST,但目前GIST腹腔镜下手术仍处于探索阶段。有研究表明,腹腔镜GIST切除术具有复发率低、住院时间短以及病死率低等优点。《指南》指出,直径<5cm的胃间质瘤可行腹腔镜手术切除。《共识》指出,腹腔镜手术一般可用于胃间质瘤的治疗,而其他部位GIST不推荐行腹腔镜手术治疗[10]。笔者认为,对于小GIST的腹腔镜手术,目前暂不适合作为常规推荐,但是对于腹腔镜手术经验丰富的医生,可根据部位和大小进行综合评定,确保术中无肿瘤破裂及瘤细胞播散的前提下,选择性地行腹腔镜手术治疗。

4.2.2.2传统开放手术治疗外科手术完整切除肿瘤仍是治愈小GIST的首选治疗方式,但具体术式应根据肿瘤部位及生长方式决定。由于手术的根治性与否与疾病的预后密切相关,因此,《共识》推荐行GIST病灶的整块完整切除[10]。手术切除应做到镜下切缘阴性(R0切除),同时应避免肿瘤破裂及出血等,积极降低术中造成瘤细胞播散的风险,在保证手术安全性的基础上,尽量保证肿瘤的根治性。多数胃小间质瘤可能伴随终生或自行萎缩退化,并不需要积极地外科干预。当胃小间质瘤有高危EUS特征或其恶性危险度较高时,应对其进行局部切除。《共识》建议,对于直肠小间质瘤,恶性程度较高,且肿瘤增大后保肛手术难度增加,倾向于早期手术切除[10]。对于小GIST,手术完整切除仍是主要手术方式。目前,尚无明确证据显示小GIST病人术后是否需要辅助药物治疗,虽然核分裂像>5个/50HPF的小GIST病例较少,但临床应视为可复发风险组,需定期随访观察。

篇3

一是离子通道是门控的,即离子通道的活性由通道开或关两种构象所调节,并通过开关应答相应的信号。根据门控机制,离子通道可分为电压门控、配体门控、压力激活离子通道。

二是通道对离子的选择性,离子通道对被转运离子的大小与电荷都有高度的选择性。根据通道可通过的不同离子,可将离子通道分为钾离子(potassiumion,K)通道、钠离子(natriumion,Na)通道、钙离子(calciumion,Ca2)通道等。其中,K通道是种类最多、家族最为多样化的离子通道,根据其对电势依赖性及离子流方向的不同,可把K通道分为两类:①内向整流型K通道(inwardrectifierKchannel;Kin),②外向整流型K通道(outwardrectifierKhannel;Kout)。K是植物细胞中含量最为丰富的阳离子,也是植物生长发育所必需的唯一的一价阳离子,它在植物生长发育过程中起着重要的作用,具有重要的生理功能。植物中可能存在K通道,这一点早在20世纪6o年代植物营养学界就有人提出,而一直到80年代才被Schroeder等人[23证实,他们利用膜片钳(patchchmp)技术,首先在蚕豆(V/c/afaba)的保卫细胞中检测出了K通道钾离子通道的结构单个钾离子通道是同源四聚体,4个亚基(subunit)对称的围成一个传导离子的中央孔道(pore),恰好让单个K通过。对于不同的家族,4"亚基有不同数目的跨膜链(membrane。span。ningelement)组成。两个跨膜链与它们之间的P回环(porehelixloop)是K通道结构的标志2TM/P),不同家族的K通道都有这样一个结目前从植物体中发现的K通道几乎全是电压门控型的,如保卫细胞中的K外向整流通道等,其结构模型如图2一a所示。离子通透过程中离子的选择性主要发生在狭窄的选择性过滤器(selectivityfilter)中(图2一b),X射线晶体学显示选择性过滤器长1.2nIll,孔径约nIll,K钾离子通道的作用.有关K通道在植物体内的作用研究并不多。

从目前的结果来看,认为主要是与K吸收和细胞中的信号传递(尤其是保卫细胞)有关。小麦根细胞中过极化激活的选择性内流K通道的表观平衡常数Km值为8.8mmol/L,与通常的低亲和吸收系统Km值相似[。近年来,大量K通道基因的研究表明,K通道是植物吸收转运钾离子的重要途径之一。保卫细胞中气孔的开闭与其液泡中的K浓度有密切关系。质膜去极化激活的K外向整流通道引起K外流,胞质膨压降低,导致气孔的关闭。相反,质膜上H.ATPase激活的超极化(hyperpolarization)促使内向整流钾离子通道(Kin)的打开,引起K的内流,最终导致气孔的张开钾离子通道相关基因及其功能特征迄今,已从多种植物或同种植物的不同组织器官中分离得到多种K通道基因(图3),根据对其结构功能和DNA序列的分析,可以把它们分为5个大组:工,Ⅱ,Ⅳ组基因属于内向整流型通道;m组属于弱内向整流型通道(weaklyinwardAKT1ArabidopsisKTransporter1)是第一个克隆到的植物K通道基因,采用酵母双突变体互补法从拟南芥cDNA文库中筛选出来cDNA序列分析表明,AKT1长2649bp,其中的阅读框为2517bp,编码838个氨基酸残基组成的多肽,相对分子质量约为95400Da。AKT1编码的K通道,对K有极高的选择性,其选择性依次是K>Rb>>Na>Li。

Northernblot分析表明,AKT1组织特异性较强,主要在根组织中表达ZMK1(ZeamaysKchannel1)是从玉米胚芽鞘中分离出的K通道基因,在皮层表达。在卵母细胞中的表达表明,ZMK1编码的K通道是通过外部酸化激活的。有研究表明,蓝光对ZMK1通道在玉米胚芽鞘中的分布有一定影响[32l。1组KAT1组基因编码内向整流钾离子通道,其与AKT1组基因产物结构上的最大区别是在COOH端没有锚蛋白相关区(枷n—relateddo—main,ANKY)。KAT1组基因主要包括KAT1,KST1,SIRK,KZM1,KPT1等。KAT1(ArabidopsisinwardrectifierKchannel1)是与AKT1同时从拟南芥cDNA文库中筛选出来的植物K通道基因。KAT1基因的阅读框含有2031个核苷酸,编码的多肽由677个氨基酸残基组成,相分子质量约为78000Da。KAT1的表达具有组织特异性,KAT1在拟南芥植株中的主要表达部位是保卫细胞,在根和茎中也有少量的表达。人们认为KAT1通道可能参与了气孔开放,并向维管组织中转运K,而不是直接从土壤中吸收KJ。

以KAT1为探针,又能从拟南芥cDNA文库中筛选出KAT2等功能类似的内向整流型K通道基因通过基因工程技术,人们已相继开展了将KATI和AKTI基因导人到拟南芥、烟草和水稻的研究,并获得了一些转基因植株。比如,施卫明等利用根癌农杆菌介导法已成功地把KAT1和AKT1导人拟南芥和野生型烟草中,并获得了转基因植株及其纯合株系,发现转基因植株的吸钾速率和对K的累积能力都比对照的有明显的提高,而且,经过分子检测,也证实711和AKT1基因在转基因植株中得到了整合和表达。因此,运用现代分子生物学手段和基因工程技术筛选高效利用钾的作物品种或利用现有的钾离子通道基因改良作物品种,从而提高作物本身的钾吸收利用能力应该是目前主要的研究方向。可以相信,随着分子生物学技术、基因工程技术和有关分析测试技术的发展和应用。随着研究工作的不断深入,有关钾离子通道基因的分离、克隆和利用会取得更大的进展。

参考文献:

1.JLangerK,AcheP,GeigerD,eta1.PolarpotassiumⅡalIspclnerscapableofcontrollingKhomec~tasisandK一dependent圳0gm—esislJJ,ThePlantJournal,2OO2,32:997—1009.

2.SchroederJI,HedrichR.Potassium-selectivesinglechannelsinguardcellprotoplastsofViciaba[J].nature,1984,312:361—363.

3.JacquelineMG,DeclanAD.Potassiumchannelstructures:dotheycomform[J].CurrentOpinioninStructuralBiology,20O4,14:440—446.

4.MackinnonR,ZhouYF.TheoccupancyofionsintheKselec—tivityfilter:ch~sebalanceandcouplingofionbindingtoaproteinconformationalchangeundediehishconductionrates[J].JMB,2003,333:965—975.

篇4

上述活动可为每一位学生提供创新的机会,在参与活动中,让每位学生以自己独特的方式去调查、收集,将理论与实践相结合,获得直接经验;展示和交流时共享他人的资源,开阔全体学生获取资源的天地。

2加工课程资源,拓展教学内容

教材为适应不同地区、不同学校办学条件的差异和学生个性化、多样化发展的需要,在内容的选取上具有一定的弹性和灵活性。这为课堂教学中利用课程资源,创新课堂教学留下了自主的空间。围绕课堂教学目标,将收集到的课程资源进行加工处理,对教学内容进行合理拓展,能使课堂教学充满活力、灵性和创造性,发展学生的爱好和特长,让学生想学、乐学,获得可持续性的发展。

篇5

1.3CircRNA作为ceRNACircRNA是一类由特殊的选择性剪切产生的非编码RNA,与线性RNA不同的是:circRNA呈封闭环状结构,不受RNA外切酶的影响,表达更稳定。研究表明,某些特殊的circRNA分子富含miRNA结合位点,在细胞中起到miRNA海绵的作用,进而解除miRNA对其靶基因的抑制作用,升高靶基因的表达水平,是一类高效率的ceRNA[34]。如小脑变性相关蛋白1反义链(Cerebellardegeneration-relatedprotein1antisense,CDR1as)包含63个保守的miR-7结合位点,该circRNA在细胞中和miRNA效应物密集地结合,能有效地解除miR-7对其靶基因的抑制作用,升高靶基因的表达水平。在斑马鱼(Daniorerio)模型中(本身不表达CDR1as),表达CDR1as与敲除miR-7有类似的效果,都能损伤斑马鱼中脑的发育。研究发现,miR-7作为关键调节因子广泛参与癌症途径,如抑制在乳腺癌、胶质瘤等癌症中表达显著上调的信号激酶P21激活激酶1(P21-activatedkinase1,Pak1)的表达;miR-7也能通过作用α-突触白(α-synuclein)编码的mRNA3′UTR,抑制其表达。这些研究暗示CDR1as因其ceRNA特性能有效地吸附miR-7,可能是神经元功能的调节因子,也可能是神经系统疾病和癌症治疗的潜在靶点。Capel等对另一个已知环状RNA性别决定区域Y(Sex-determiningregionY,Sry)的RNA研究发现,该RNA含有16个miR-138的结合位点,利用靶点分析实验和免疫共沉淀实验证实该环状RNA能作为miR-138的分子海绵,抑制miR-138的表达。同时,Granados-Riveron等进一步研究发现Sry的正义链转录物和其反义链转录物类似,也能发生环化并作为miR-138的分子海绵起作用。目前结合最新生物信息学工具和相关实验技术在基因组中发现成千上万种circRNA在特定组织或特定发育阶段稳定表达,这暗示circRNA在基因组中的含量很丰富,并非RNA选择性剪接产生的随机物,它在一定程度上可能参与基因的表达调控。如利用RNA转录组测序(RNAsequence,RNA-seq)数据分析果蝇circRNA的生物合成和功能,发现其circRNA上含有大量保守的miRNA结合位点。结果显示circRNA作为潜在的高效ceRNA分子,对其进一步的生物学功能研究具有重要意义。以上非编码RNA作为ceRNA及其生物学功能见表2。

2ceRNA的调节

目前,许多研究已表明ceRNA之间的相互作用,但对于哪些因素可能会影响某个RNA分子发挥其ceRNA功能仍不清楚。我们推测构成ceRNA调控网络的各个组分的数量级、RNA3′UTR的变化以及RNA结合蛋白(RNAbindingprotein,RBP)的作用都有可能对ceRNA构成的调控网络产生重要的影响。

2.1ceRNA、miRNA和MRE的数量ceRNA和miRNA的表达水平会影响ceRNA网络的交互作用。当总的转录物数量远远超过miRNA数量时,整体的ceRNA关系很弱,因为只有数量有限的miRNA起抑制作用。相反,当miRNA的数量远大于ceRNA分子数量时,交互作用不太可能发生,因为转录物都处于被抑制的状态。因此,交互调节可能发生在一个所有ceRNA和miRNA数量在近似数量级的网络中。Kumar等利用RNA-seq分析得到HMGA2和TGFBR3的转录物表达水平相似,并且共同结合的let-7家族成员的总表达水平与HMGA2和TGFBR3的表达水平在一个数量级,这进一步用实验证明最佳的ceRNA对话可能发生在miRNA与ceRNA转录物丰度一致的情况下。此外ceRNA间共同的MRE数量也会影响ceRNA调节。为了验证这一假设,Ala等[44]构建了一个实验模型:该模型由10个ceRNA和10个miRNA共同组成,但并不是所有的ceRNA都能被这10个miRNA作用。研究发现,当增加其中某一个特定ceRNA表达时,含有更多MRE的RNA表达会显著上升,而对于不含有共同MRE的其他RNA则几乎没有作用。由此说明单个RNA所含MRE的数量也可能决定其在ceRNA调控网络中的作用。

2.23′UTR的变化目前对于ceRNA的研究主要是基于miRNA作用于RNA的3′UTR而引发的分子间竞争所导致的相互调控。因此,RNA分子3′UTR的变化会影响ceRNA调控。研究发现,RNA剪接和聚腺苷酸化这两个过程会影响RNA的3′UTR。RNA的剪接会影响分子的稳定性也会减少或增加3′UTR上miRNA的结合位点,聚腺苷酸化常使编码基因转录出更短的3′UTR。对于3′UTR变短的转录物,一方面,直接靶向它的miRNA会减少;另一方面,它作为ceRNA调节其他转录物的能力也将减弱。Mayr等在研究中发现,3′UTR变短的转录物上一些miRNA的结合位点消失。miRNA既可以使mRNA降解,也可以抑制mRNA的翻译。在不同组织和基因间的实验发现,3′UTR变短的转录物的稳定性更强,并且编码更多的蛋白质。因此,无论是3′UTR上序列的变化还是长度的变化,都可能影响ceRNA发挥其功能。

2.3RBP与miRNA间的相互影响RBP在许多转录后过程中起着重要作用,包括影响RNA剪接、稳定性、转运和翻译。RNA间除了相互竞争共同的miRNA,也可能竞争共同的RBP。这两个调节过程可能不是分开的,它们之间也存在着内在的联系[17]。RBP不仅与miRNA通过竞争或合作结合特异性位点影响它们靶向的mRNA表达,还可能由于RBP的结合导致RNA二级结构的改变,从而改变了miRNA的结合位点。由于RBPHuR发现得较早,在这方面的研究较多。研究发现RBPHuR和miRNA之间的竞争通常能增强基因的表达,如HuR分别与miR-122、miR-548c、miR-494、miR-16和miR-331-3p竞争结合阳离子氨基酸转运蛋白1、拓扑异构酶Ⅱα(TopoisomeraseIIalpha,TOP2A)、核仁素(Nucleolin,NCL)、环氧合酶-2(Cyclooxygenase-2,COX2)和ERBB2的mRNA,抑制相应miRNA作用于这些mRNA,从而促进mRNA合成;而HuR和miRNA间的结合通常降低它们靶向mRNA的表达,如HuR能作用C-MYCmRNA3′UTR,上调其表达,但当HuR与let-7的RNA诱导的沉默复合体(RNA-inducedsilencingcomplex,RISC)作用时,会抑制C-MYC的表达[56]。上述研究说明,RBP可能通过与miRNA相互影响,进而在ceRNA网络产生影响。

篇6

1.3蛋白酶的敏感性将经胰蛋白酶(酶浓度为10mg/mL,pH7.0,37℃水浴2h)、胃蛋白酶(酶浓度为10mg/mL,pH3.0,37℃水浴2h)处理后的无菌体发酵上清液以及未经蛋白酶处理的无菌体发酵上清液检测其抑菌活性的差异。

1.4唾液乳杆菌LH1F生理曲线测定唾液乳杆菌LH1F新鲜菌液以2%的接种量接种于150mLMRS培养基中,每隔2h(0~36h)取1mL发酵液置于离心管中,以MRS培养基作为空白对照,测量OD600nm值和pH,用各个培养时间的发酵上清液做抑菌实验,测量抑菌圈的直径。

1.5唾液乳杆菌LH1F产细菌素的初步纯化向无菌体发酵上清液分别经30%,40%,50%,60%,70%,80%饱和度硫酸铵沉淀,4℃静置过夜,4℃、7000r/min离心30min,收集沉淀,将沉淀重悬于原体积1/10的pH5.0,0.1mol/L的柠檬酸酸盐缓冲液中,检测盐析上清液与沉淀复溶液的抑菌活性。将抑菌活性最高的沉淀复溶液经截留分子质量3ku的超滤离心管超滤[9](5000×g,4℃)得浓缩液(M>3ku)及超滤液(M<3ku),分别取原液、浓缩液及超滤液测定抑菌活性。

1.6唾液乳杆菌LH1F产细菌素的生物学特性

1.6.1热稳定性细菌素粗提液样品分别于60℃、80℃、100℃、121℃条件下热处理30min(121℃处理样品置于烘箱,其余温度置于电热恒温水槽),冰浴冷却后,以未经热处理的样品为对照,进行抑菌实验,比较抑菌活性的变化情况,确定该细菌素的温度稳定性。

1.6.2pH稳定性分别取0.5mL的细菌素粗提样品于离心管中,用1mol/LHCl和1mol/LNaOH分别调pH至2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0和8.0,37℃水浴2h后,调pH至5.0,以MRS培养基用1mol/LHCl和1mol/LNaOH调至相应pH作为对照,做抑菌试验检测抑菌活性的变化。

1.6.3蛋白酶敏感性细菌素粗提样品用1mol/LHCl和1mol/LNaOH分别调至各酶的最适pH(胃蛋白酶pH调至3.0,胰蛋白酶、蛋白酶KpH调至7.0),加入酶的终浓度为10mg/ml,以同比稀释的细菌素粗提样品作为对照,37℃水浴2h,然后将pH调回至初始的pH,以未加入酶的发酵上清液作对照,分析该细菌素粗提样品以不同蛋白酶处理后抑菌活性的变化。

1.6.4抑菌谱选取金黄色葡萄球菌、苏云金芽孢杆菌、鸡大肠杆菌O-78、大肠杆菌CMCC44102、鸡白痢沙门氏菌C-79、鼠伤寒沙门氏菌CMCC50115、黑曲霉、根霉、青霉、啤酒酵母、红酵母11株菌为指示菌,采用单层琼脂平板打孔法分别对供试的菌株做抑菌试验,测试细菌素粗提样品的抑菌活性。

2结果与分析

2.1指示菌的筛选通过单层琼脂平板打孔法检测到唾液乳杆菌LH1F的发酵上清液对三种常见病原指示菌均有一定的抑菌性,结果见表1,金黄色葡萄球菌作为指示菌培养12h的抑菌效果最为明显,但与大肠杆菌CMCC44102及鼠伤寒沙门氏菌CMCC50115的抑菌效果差异不明显,因此以下抑菌实验革兰氏阳性菌采用金黄色葡萄球菌,革兰氏阴性菌采用大肠杆菌CMCC44102作为指示菌,培养观察时间为12h。

2.2抑菌物质性质的确定不同处理对唾液乳杆菌LH1F发酵上清液抑菌活性的影响结果如图1所示:去除菌体细胞后,该发酵上清液的抑菌作用与原发酵上清液差别不大,说明发酵上清液中的抑菌性不是菌体细胞作用的结果;排酸作用后,该发酵上清液抑菌活性降低,但仍有一定的抑菌作用,而相同pH值的乳酸无抑菌活性,说明发酵上清液中还有其他抑菌物质存在;发酵上清液经过氧化氢酶37℃水浴1h处理后,抑菌活性比处理前的原发酵上清液小,但仍保留了较强的抑菌作用,说明发酵上清液中过氧化氢不是主要的抑菌物质,还有其他的抑菌物质存在。发酵上清液经过胃蛋白酶处理后,抑菌活性下降22.22%,发酵上清液经过胰蛋白酶处理后,抑菌活性下降了19.44%,抑菌物质对蛋白酶较敏感,说明抑菌物质为蛋白质类物质,初步确定为肽类细菌素。

2.3唾液乳杆菌LH1F生理曲线的测定将唾液乳杆菌LH1F的新鲜种子液按2%的体积比接种于MRS培养基中,37℃培养后每隔2h取样,测定OD600nm值,pH和上清液的抑菌活性,该菌株的生理曲线(0~36h)的测定结果如图2,菌株置于37℃培养,2~6h即进入对数生长期,12h左右进入稳定期。发酵上清液的pH在发酵2h后开始发生变化,2~8hpH迅速下降,从4.8降至3.5,8~20hpH缓慢下降,从3.5降至3.0,12h后恒定在pH3.0。在对数期生长前期(4h)开始产生细菌素,进入对数生长期(4~12h)后细菌素产量持续增加,培养16h的细菌素产量达到最大值,此时抑菌活性达到最高,随后保持稳定,整个过程受pH的影响较小,结果表明唾液乳杆菌LH1F在对数生长前期就产生细菌素。

2.4唾液乳杆菌LH1F细菌素的初步纯化硫酸铵沉淀后,分别用盐析上清液和沉淀复溶液作抑菌试验,结果如图3所示,硫酸铵饱和度为30%及40%时盐析所得的上清液均有抑菌效果,30%饱和度的抑菌效果比40%的好,而且30%饱和度盐析所得的上清液抑菌效果比沉淀复溶液要好,说明30%饱和度硫酸铵不能较好地沉淀唾液乳杆菌LH1F所产的细菌素。随着硫酸铵盐饱和度的增大,沉淀复溶液抑菌效果增强并在60%时达到最佳,70%,80%饱和度时沉淀复溶液抑菌效果有所下降。因此,可以进一步确定抑菌物质主要为蛋白质类物质,盐析的硫酸铵饱和度为60%时效果最佳。将所得的沉淀复溶液经截留分子量为3ku的超滤离心管超滤后,取原液、浓缩液及超滤液分别测定其抑菌活性。结果显示,浓缩液的抑菌活性比原液(粗提液)强,而超滤液仅具有微弱的抑菌圈,表明绝大部分细菌素能被3ku截留分子量的超滤管截留。

2.5唾液乳杆菌LH1F产细菌素的特性研究

2.5.1热稳定性唾液乳杆菌LH1F所产细菌素在不同的温度下进行处理,检测抑菌活性,热稳定性实验结果表明(图4),随着温度的升高,细菌素的残余活性有所降低,但抑菌活性变化不是很大,样品经60~80℃处理30min,抑菌活性保留95.9~91.8%之间;经100℃处理30min后,抑菌活性保留87.8%,而经121℃处理30min后,其抑菌活性仍保留在75.5%,该细菌素表现出良好的热稳定性,与文献报道[7]的唾液乳杆素均属于第Ⅱ类细菌素(分子量小于10ku的小分子热稳定肽)相符。食品加工中常用的巴氏杀菌条件为65~80℃15min,而此细菌素在巴氏杀菌的条件下仍保持90%以上的高活性,显示出其在食品加工中的广泛应用前景。

2.5.2pH稳定性pH稳定性实验结果表明(表2),唾液乳杆菌LH1F所产细菌素在偏酸的环境中有较强的抑菌性,活性pH范围为2.0~5.0,pH越低,活性越强,pH为2.0时抑菌活性最强,当pH>6.0时,细菌素基本没有抑菌性,说明所产细菌素在酸性条件下有较好的稳定性,,而在中性或碱性条件下即会失活。

2.5.3对蛋白酶的敏感性唾液乳杆菌LH1F所产细菌素样品分别经不同的酶在37℃条件下处理2h,检测抑菌活性,以确定该细菌素的蛋白酶敏感性。结果表明(图5),样品产生的细菌素对蛋白酶敏感,经胃蛋白酶处理后抑菌活性下降约35%,经胰蛋白酶处理后抑菌活性下降约30%,经蛋白酶K处理后抑菌活性下降约21%,说明该抑菌物质是蛋白类物质,可被蛋白酶降解而不会在体内残留,作为食品防腐剂使用安全性相对较高。

2.5.4抑菌谱的测定用粗提样品分别对供试的G+菌株、G-及部分真菌做抑菌实验,结果表明(表3),唾液乳杆菌LH1F所产细菌索不仅对供试的1株金黄色葡萄球菌、1株苏云金芽孢杆菌等革兰氏阳性菌有较强的抑制作用,对2株大肠杆菌、2株沙门氏菌等革兰氏阴性菌也有较强的抑制作用,但是对酵母菌及曲霉、青霉、根霉等霉菌未见有抑制作用。该细菌索有较宽的抑菌谱,不仅对芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌有明显抑制作用,同时对大肠杆菌、沙门氏菌等革兰氏阴性菌也表现抑菌活性,可广泛用于食品的防腐杀菌处理。

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2.1病原菌生物学特性观察

2.1.1温度和pH值影响

试验结果看出,在PDA培养基上槟榔炭疽菌菌丝生长的温度范围是10~40℃,最适生长温度25~30℃,低于5℃或高于40℃均不能正常生长。该菌在15~30℃均能产孢,最适产孢温度25℃,产孢量最多。pH值4~11时槟榔炭疽菌在PDA培养基上均能生长和产孢,菌丝最适生长pH值6~7,pH值大于4的条件适宜产孢,pH值=6产孢量最大(见表1)。pH值对菌丝生长和产孢的影响一致,酸性偏碱的条件适宜病菌的生长和产孢。

2.1.2不同碳源、氮源的影响

试验结果看出,不同碳源培养基上,槟榔炭疽菌菌落生长及产孢量明显不同。7种供试碳源的菌丝生长均优于对照,除D-半乳糖外,其他碳源的菌落直径均大于对照,说明碳源对槟榔炭疽菌菌丝生长具有促进作用。海藻糖的菌落直径最大,长满整个平板,且菌丝生长旺盛;其次为可溶性淀粉,菌丝生长茂密。碳源对槟榔炭疽菌的产孢量影响差异较大。除可溶性淀粉、D-果糖、甘露醇的产孢量大于对照外,其他供试碳源的产孢量均低于对照。可溶性淀粉的产孢量最大,D-果糖次之。8种供试碳源中,可溶性淀粉适合槟榔炭疽菌生长和产孢,可作为槟榔炭疽菌的培养碳源。不同氮源对槟榔炭疽病菌菌落生长及产孢的影响差别较大。以硝酸钾和脲为氮源时,菌落生长最快,菌丝生长旺盛,且产孢量也最大;硝酸钠培养基的菌落生长旺盛,但不产孢。以硫酸铵、氯化铵、硝酸铵为氮源的菌丝生长及产孢均明显受到抑制。在无氮培养基上,菌落直径最大,但菌丝极少,接近透明且不利于产孢(见表2)。

2.2杀菌剂的抑制作用

试验结果看出,6种杀菌剂对槟榔炭疽病菌菌丝生长的抑制作用差异较大(见表3,图1)。咪鲜胺抑制作用最强,其次为苯甲•丙环唑,代森锰锌、十三吗啉的抑制作用较弱,不适用于防治槟榔炭疽病;甲基托布津、多菌灵对槟榔炭疽菌基本上无抑制作用,不能用于防治槟榔炭疽病。

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1提高医学细胞生物学理论课教学质量的建议

1.1理论课教学内容的改革

首先,针对不同专业,因材施教。临床医学、检验医学、法医学、临床药学、预防医学等专业均需要开设医学细胞生物学。任课教师应该结合教学大纲并根据教材内容,为不同专业的学生制定相应的教学计划和授课内容,按照学校的课程设置,多方面、多角度、多层次因材施教,提高医学细胞生物学的课堂教学效果。其次,注重基础理论,由浅入深。注重教学内容的基础性,构建并完善由细胞基本结构及其功能、细胞重大生命活动现象及本质等所组成的理论教学体系,加强学生对基本理论知识及基础实验技术的理解。授课教师应该以真核细胞的结构与功能为教学重点,使学生对细胞的主要结构及其功能等有系统、全面的了解和认识。然后,精炼教材内容,突出重点。医学细胞生物学课程的内容较多,但课时有限,所以,任课教师应精炼教材内容,有的放矢授课。该门课程的必修内容是认识人类自身生命活动的基础,也是认识疾病发生、发展的理论基础。授课教师在授课过程中要注意精练授课内容,突出重点章节,同时,课后需要对本节课的内容进行归纳总结。

1.2理论课教学方法的改革

首先,使用启发式教学。授课教师应该在课堂上开展启发式教学,实现教师与学生的课堂互动。启发式教学相比传统单纯由教师讲课的教学方式更具有优势,可以更加有效地激发学生的学习兴趣。启发式教学不但注重知识的传授,更注重能力培养,因此,启发式教学可提高学生的思维能力和创新能力。其次,使用多媒体教学。医学细胞生物学课程中有很多细胞结构图和分子机制图需要制作成动画,以使复杂抽象的内容变得直观有趣,调动学生的学习主动性,增强学生的学习兴趣。同时,任课教师可以充分利用网络资源,搜集医学细胞生物学的视频课件资料并运用到课堂教学中。这样既可以拓展学生的学术视野,又可以提高学生的综合素质。然后,使用案例式教学。案例教学是在事实案例基础上的一种开放式、互动式的新型教学方式。医学专业学生不仅要掌握细胞的结构、功能,还应该熟悉细胞的病理改变与疾病发生发展的关系。但是由于医学细胞生物学课程的理论性强、内容抽象,所以任课教师应该积极探索案例式教学,以激发学生的学习兴趣,提高医学细胞生物学的教学质量。

1.3理论课考试方式的改革建议

首先,优化考试内容。任课教师可以通过以下几点优化理论课程的考试内容:(1)建立和完善理论课程的考试题库,保证理论课程考试的有效性;(2)根据本院开设的临床医学、检验医学、预防医学等专业设置相对应的考试题目;(3)指导学生撰写综述性论文或科研标书,以培养医学专业学生良好的思维能力和创新意识。其次,优化考试形式。任课教师可以通过以下方法优化理论课程的考试方式:(1)构建综合丰富的考试方式。建立平时成绩和期末考试成绩相结合的考试体系;(2)增加创新能力考试的比重。任课教师让学生按照要求写出科研标书并进行打分;(3)增加平时表现考试的比重。平时表现考试主要是在课堂上对学生回答问题的情况予以评分并记录。然后,优化评价方案。任课教师可以通过调整期末闭卷考试及平时表现考试优化评价方案。理论课考试中的期末闭卷考试成绩占理论课总成绩的70%,试题从考试题库中随机抽取。同时理论课考试中也包含学生的平时成绩,这一部分占总成绩的30%,包括学生的出勤情况、课堂上回答问题的情况以及学生完成综述性论文的情况。

2提高医学细胞生物学实验课教学质量的建议

2.1实验课教学内容的改革建议

首先,优化实验教学大纲。由于受到课堂学时及硬件条件等方面的制约,很多院校的医学细胞生物学课程的实验课内容仅仅局限在一些验证性和基础性的实验。任课教师需要调整教学内容,增开一些与理论课程密切相关并且与学科前沿紧密联系的综合设计实验。这样可以激发学生的学习兴趣,更好地发挥学生的积极性和主观能动性。其次,培养学生创新能力。任课教师可以在基础性实验之外开设一些探索性及创新性较强的综合实验,例如细胞融合实验、细胞凋亡实验、细胞免疫组织化学实验和免疫荧光实验等。培养并提高学生的实际操作能力以及分析问题和解决问题的能力,使学生初步具备进行设计性实验的能力,提高学生的科研素质和创新能力。然后,设置开创综合实验。任课教师应当结合理论课内容及相关临床应用,修改完善实验课教学大纲,科学设置实验内容,培养学生的实验操作能力,以增强学生的科研兴趣为重点,在实验课教学中适当增加一些开放性强且创新性强的综合实验,让学生运用已掌握的知识与技术进行更深入的研究设想,培养独立科研工作的能力。

2.2实验课教学方法的改革建议

首先,应用启发式教学。与传统的实验课教学相比,在启发式的实验课教学中,任课教师应该在讲解实验目的和原理后,鼓励学生根据所学的知识设计实验过程,然后分析研究最后得到的实验结果以探索实验原理。采用启发式教学可以培养学生的思维能力,引导学生积极思考,启发学生从不同的角度考虑问题,期提高学生的综合科研素质。其次,使用多媒体教学。在医学细胞生物学的实验课教学中,多媒体技术的应用能够极大地方便课堂教学工作。多媒体教学形象生动、易于理解,可以方便地解决一些不容易讲解或者难以开展的实验。另外对于某些受条件所限而不便亲自操作的实验,学生可以观看教学演示片,全面了解这些前沿实验仪器的结构、性能和用途。然后,开展研究型教学。医学细胞生物学的实验课程与科研工作相结合可以提高学生的学习兴趣和科研热情。任课教师在实验课堂上采用开放式的研究型教学可以激发学生的求知欲,让学生学会分析问题和解决问题。开放式研究型的实验课教学,让学生经历严格的科研训练,为以后申报、参与以及实施各种创新性科研项目奠定基础。

2.3实验课考试方式的改革建议

首先,优化考试内容。为全面、科学地考察学生的实际动手能力以及科研创新能力,改革后的医学细胞生物学实验课的考试内容应该以核学生的实验操作水平为主,以考试学生的理论知识水平为辅。这种改革模式,可以培养学生在实验操作过程中分析问题、解决问题的能力,并拓宽学生对实验操作技术在临床应用中的思考。其次,优化考试形式。建立完善的成绩评定体系是保证实验教学质量的关键。实验课程的考试应是一个全方位、多角度、全时段的综合评测,包括平时课堂考试及综合实验考试,平时课堂考试包括出勤情况、课堂回答问题情况和实验操作情况、实验报告完成情况,综合实验考试包括实验理论考试、实验操作考试、开放性及探索性实验考试等。然后,优化评价方案。实验课的考察应该以考察学生运用实验技术的能力为主,包括以下几点:(1)考察学生的平时成绩,包括出勤情况、实验报告完成情况等,占实验课总成绩的20%;(2)考查学生的理论水平,包括实验基本原理、实验技术手段、实验操作方法等,占实验课总成绩的20%;(3)考察学生的实验操作,占实验课总成绩的60%。综上所述,医学细胞生物学的教学是教师与学生共同学习、教学相长的过程。在这个过程中,首先任课教师需要不断提高自身素质,认真做好科研工作并积极学习本课程最先进的理论知识与最前沿的实验技术。其次,任课教师也需要精心把握课程内容,不断总结教学经验,比较各种教学方法的优劣,并将各种教学方法有机结合、交叉运用。同时,任课教师可以根据学生的不同专业方向,改进传统教学模式中教案和课件的内容,在上课时适量引入案例教学,从而调动学生的学习兴趣,提高学生的综合素质。另外,任课教师也需要加强实验课教学的比重,改革实验教学内容,完善实验教学条件,采用多种教学手段,建立完善评价体系,并不断探索研究新实验,使实验课堂更富有学术气氛。以上这些举措是提高医学细胞生物学的教学质量,培养适应现代社会发展的具有较强的综合能力和科研素质,具有独立发现问题、思考问题、分析问题及解决问题能力的创新型医学专业人才。

作者:郑皓 单位:郑州大学基础医学院医学遗传与细胞生物学系

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[5]唐历波,李栎,肖憬.临床专业医学细胞生物学实验课程改革的几点建议[J].治学之法,2014(6):178-179.

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进入21世纪,古生物学的发展迎来前所未有的机遇,这主要表现在以下几个方面:(1)近年来大量新的重要古生物化石材料和信息的发掘和一些新的化石分布规律的揭示,给自然科学领域不断带来新的认识和启示,并且在一定程度上影响和改变了许多重要的传统科学认识.中国古生物学者在这方面的贡献最大.对于中国古生物学在这方面的贡献,国际最具影响力的两个刊物《Nature》和《Science》都曾经给予前所未有的专门归纳和评述,并曾将其中15篇报道和评述集成专辑出版(Gee,2001).(2)进入21世纪,环境问题已经成为人类生存的最大挑战之一.与当代环境恶化紧密相随的生物多样性剧减,使人们不得不联想到地质历史时期曾经发生过以古生物大灭绝为标志的重大地质事件,因而有学者提出当前我们人类正面临着“第六次大灭绝”(LeakeyandLewin,1996;何卫红等,2004;Barnoskyetal.,2011).因此“全球变化”已经成为当前最热门的主题,无论在科学领域,还是在政界范围,与生物和人类生存密切相关的环境(以及能源)问题,都已经成为推动或者制约科技进步和国家发展的关键,例如新能源的开发碳减排等.(3)人类只有一个地球,已知的生命也只生活在地球上.随着科技的进步,人类寻找地外生命和外太空生存空间的努力已全面展开.但是经过大量的努力后,到目前为止我们了解到的地外星球只能与我们地球的初期状态进行比较.因此,地球早期生命起源及其拥有的环境条件研究,成为外太空生命探测的指向标.基于地球生命与环境为一体的“GAIA假说”(LovelockandVolk,2003),已经指导了近年来的地外生命和环境探索.(4)古生物化石对于青少年有着极大的吸引力,其对于广大民众来说也是如此.其主要原因是,它们曾经是在地球上生活过的生物,既真实又具体,但绝大多数已经灭绝了.它们的生存及消亡,对于我们人类也具有启示意义.对它们的认识和了解,正是培养青少年科学思维和提升民众科学素质的最有效途径.因而在国家和社会经济发展到一定阶段后,各类以古生物化石为特色的自然历史博物馆大量产生.其不仅是政府行为,用来提升民众的科学素质,而且也有一定的经济和社会效益.同样地,由于化石是不可再生的自然资源,以化石为交易对象的各种正规和非正规的地下市场也活跃起来.(5)尽管当代科技进步发展了许多定年和划分对比地层的新方法,但到目前为止还没有比古生物化石更经济有效而可靠的地层年代确定和划分对比手段.虽然全国1:20万大区域地质调查已经建立了良好的地层格架,但新时期在许多领域的科学研究和实践应用中,仍离不开古生物学的精细研究,如年代地层界线层型GSSP的确定造山带地层学研究精细的矿产地质资源调查与评价等.只是这些工作对于古生物学知识的需求通常更加专业化,且需求量相对有限.(6)21世纪科学发展的新高度,在微观领域,生命科学在微生物等研究方面不断取得新的进展,不仅带动了生命科学的飞跃发展,而且也促进了地微生物学(geomicrobiology)的新生;在宏观领域,地球系统科学中生物圈与地球其他圈层之间的关系是最复杂也最有生命力的部分(孙枢和王成善,2008),它迫切需要从地球历史的角度认识和探索地球生物与环境的协同演化关系和过程,从而给古生物学的发展带来新的机遇.可以说,古生物学的研究领域正在拓宽和深入,并逐步向地球生物学(geobiology)发展.

3、当前古生物学发展面临的挑战

然而,当前的古生物学发展仍然面临着很大的困难和挑战.第一,传统古生物学研究仍在一定程度上存在重理论轻应用的情况.古生物学不仅要重视研究古生物的生物学,包括古生物复原生态恢复生物演化等,而且也要强调古生物的资源和环境效应,如烃源岩的古生物学生物成矿和找矿作用环境微生物和生态修复等.古生物学需要从深化理论研究和拓宽实际应用两方面同时进行努力.第二,虽然人们重视了当代和未来的全球变化研究,但却对过去全球变化未给予应有的重视.我们现今生活的地球只是其数十亿年坎坷演变历史中的一个瞬间,当代人类宜居的环境是生物界与地球环境经过长期相互作用共同演化的产物.因此要正确认识当代人类生活的环境面貌,预测未来的全球变化,就必须解析地质历史时期的生物界及其与地球环境相互作用的历史,以启示人类正确处理当代和未来的人―地关系,才能制定可持续发展的资源和环境利用措施.第三,科技的进步和经济实力的增强,人们迫切地希望飞出地球去开辟新的居住地,而忽视了当前我们的地球环境是地球古生物历尽艰辛长期改造和适应的结果.只有全面理清了我们地球历史上从生命起源,经历无数关键节点的演化飞跃,直到人类诞生的历程及其生存背景条件,才能制定切实可行的各类星际生存空间的探测目标.第四,现有的教育体制在很大程度上限制了中小学生的科学兴趣和科学探索的培养.虽然大多数少年儿童在早年的时候都对化石着迷,并具有探索自然科学的热情,但很快在随后的模式化教育中被扼杀,因为他们的主要精力必须投入到与升学直接相连的应试教育中,不能再有太多时间来发展自己的兴趣了.在一些以商业利益为目的的环境中,化石虽然被作为一件真实的科学珍品而受到广大民众的青睐,但或者由于民众古生物学知识的缺乏,或者由于经营者的利益追求,也或是经营者也缺乏相应的古生物学知识,许多化石常被演绎为一些莫名其妙的“民间传说”,而且“以讹传讹”,误导民众,甚至歪曲科学(廖卉,1998).更有甚的是,由于地方管理者和民众的古生物学知识的缺乏,在各种利益的驱动下,滥采乱挖,使得一大批不可再生的珍贵化石资源遭到毁灭性的破坏,从而对人类自然科学研究带来不可弥补的损失.第五,受前期行业不景气的影响,有不少人偏见地认为,古生物学在地层研究中已失去作用,因而一些基层单位很不重视古生物地层工作.在某些古生物学相关行业,一些部门和基层领导对古生物学工作重视不够.例如在区调工作中很少布置化石采集鉴定工作量.在许多新区,生物地层工作水平有所下降,而古生物地层工作是需要野外和室内较多的投入和比较专业型的人员才能完成,尤其精细的古生物地层研究更需要耐心和投入,这与当前普遍追求的高效益时代之间存在矛盾,因此古生物学在许多基层单位得不到应有的重视.此外,许多古生物学家也常不易跳出传统古生物学的研究范畴.新时期的古生物学研究,不仅要研究古生物本身,更需要注重借助古生物来研究整个地球,要研究从微观到宏观生物及其作用对象的各个方面.除了与生物直接相关的环境和地球表层系统外,甚至还要通过古生物来示踪地球深部过程或地外事件,例如板块运动超级地幔柱活动外星撞击等事件,因为这些重大事件都会在生物界的发展和适应过程中留下可靠的印记.由此可见,当今古生物学的发展既面临重大机遇,也面临严峻挑战,古生物学教育肩负有重大历史使命.进入21世纪,古生物学的发展已经与科学技术发展和人类文明进步一起进入到一个新的发展阶段,古生物学教育必须与时俱进,跟上科学和社会发展的步伐,探索新的发展途径.

4、古生物学教育的途径

21世纪的古生物学教育必须顺应时代的发展,在3个层次上进行改革探索,即专业的古生物学教育非专业的古生物学教育和普及古生物学教育.其中专业古生物学教育的重点是调整课程设置,适应科学的发展;非专业古生物学教育的关键是改革教学内容,顺应社会经济和建设的需求;而普及古生物学教育的核心是因材施教,培养各类社会服务所需要的人才.

4.1专业古生物学教育

专业教育的目的是要培养从事古生物学科学研究实践应用探索和传承古生物学文化的专门人才,他们肩负有维系和发展古生物学科学的历史重任.20世纪的古生物学经历了从门类古生物学理论古生物学生物地质学的渐进演变历史,顺应了时代的发展(Newell,1987;殷鸿福,1994b;Goodwin,2006).无论在科学研究还是在实践应用领域中都取得了重要成绩.也使得古生物学的学科体系不断完善科学内涵不断丰富学科地位不断提升,为科学发展和社会进步的贡献力也不断增强.21世纪的古生物学面临新的机遇和挑战.科技进步和人类认识的飞跃,微观领域的地微生物学和宏观领域的地球系统科学的发展,催生了“地球生物学”(geobiology),它是地球科学与生命科学和环境科学的交叉融合领域,其基本内核是从地球历史的角度探索生物与环境的相互作用和协同演化关系(殷鸿福等,2008;童金南等,2010).由此可见,地球生物学应该是古生物学在新时期的跨跃(谢树成等,2006).而地球科学生命科学和环境科学又都是新世纪发展最迅猛的龙头学科之一,因此可以预见地球生物学将具有巨大的发展潜力.古生物学的本质是地质学与生物学的交叉结合,因此在传统的古生物学专业教育中,课程的设置和教学内容的安排都特别兼顾了地质学和生物学两方面的核心科学内容.相应地,在新时期的专业古生物学教学改革中,必须对其主干课程进行相应的调整和内容更新,既要引入地球科学生命科学和环境科学领域基础核心课程内容,也要注意吸收这些学科领域的一些新的知识内涵,以满足新兴“地球生物学”科学研究和实践应用所必须具备的知识需求.因此可以认为,调整和重新规划与地球生物学相关课程并更新其教学内容是进行专业古生物学教育的重点.表1摘选了中国地质大学(武汉)(含原北京地质学院和武汉地质学院)几个代表性阶段与古生物学相关的课程设置情况,其基本上反映了各阶段古生物学专业人才培养的特点和知识结构需求.波动比较大的是九十年代以后,当地层古生物专业被撤消之后,中国地质大学(武汉)一直采取的是以地质学专业招生,在大学三年级以后选择专业方向的人才培养方式,即在地质学专业课程中只学习“古生物地史学”(一般为70学时),到后一年半的专业方向学习阶段再选择性地学习一些与古生物学相关的课程并从事古生物地层学的毕业论文工作.进入21世纪后,地质学专业古生物学课程的设置更加简化,在专业化学习阶段通常保留的一般只有“微体古生物学”“地层学”等,但阶段性地探索新增有“化石鉴定技术”“生物地质学”“地球表层学”等具有专业针对性和前沿性的课程.然而,这显然达不到专业古生物学教育的目的,于是古生物学专业人才培养的任务转嫁到了研究生阶段.由于在研究生阶段基础课程的学习不是主要任务,虽然学生可以采取补课的形式来充实基础知识,但缺乏系统性有规划的基础教育,很难达到专业人才培养的目的,因此在很大程度上影响了近年来古生物学专业人才的培养.鉴于此,我们认为专业古生物学人才的培养还必须从本科教育开始,依据当前学科发展现状和趋势,结合当前古生物学专业化方向(地质学专业)的本科教学体制,重新规划古生物学专业课程的设置及教学内容的安排.在课程设置上,传统的古生物学课程仍是必须的,包括普通古生物学地史学古生态学地层学等,但必须增加一些地球生物学交叉学科的基础课程,如普通生物学微生物学环境科学概论环境生态学等,或者将这些必要的基础科学知识融合到本学科的其他基础课程中.鉴于课时总量的控制,除普通生物学外,其他课程可以考虑作为本专业方向的重点选修课,同时还要增加一些古生物学应用专业的主干课程作为重点选修课,以使得本专业学生具备探索古生物学实践应用的基础知识.如果在本科学习阶段能够在这些方面打下良好的基础,再通过研究生阶段的专门科学训练,可望能够培养出具有较好古生物学专业基础,并在科学研究和实践应用等方面做出重要贡献的专业型古生物学人才,从而推动古生物学的科学发展和实践进步.

4.2非专业古生物学教育

非专业古生物学教育主要是针对地学其他专业,甚至相关的生命科学和环境科学专业的学生进行的古生物学基础知识教育,目的是培养学生在科研教育生产和社会实践中能够应用古生物学,运用古生物学知识作为工具,服务于其所在领域的科研或实践活动.非专业古生物学教育针对的教育面最广,也是各界学者从业及讨论最多但一直没有得到比较好地解决的问题之一.一般说来,这方面的古生物学知识教学课程比较单一,即古生物学,或称为古生物学基础古生物学概论等,也有与地史学或地层学合在一起称为古生物地史学或地层学及古生物学等.只有少数与古生物学相近的学科专业有时还增设有其他与古生物学相关的专业课程,如微体古生物学古植物学等.由于这些专业的古生物学课程一般在课时上明显少于地层古生物学专业相应的课程,常规的处理办法就是压缩其教学内容,但保持原课程内容体系.例如对于80学时的地层古生物学专业的古生物学课程,一般要求学生掌握80个左右的“标准化石”,而相应地对于40学时的非地层古生物学专业的古生物学课程,就要求学生掌握40个左右的“标准化石”.这种教学内容的安排在当年以古生物化石作为地层年代确定的主要手段的地质工作中并未受到广泛质疑.但自20世纪后期其就受到明显的争议,也致使许多非古生物学专业同行认为古生物学在其研究中失去了作用.这不仅影响了古生物学的科学地位,而且直接影响到古生物学在实践应用中的潜能开发.由此可见,这方面的古生物学教学内容的改革迫在眉睫.由于当前已不再有地层古生物学专业,极少数学校新开的古生物学专业招生人数十分有限,大部分学校实行的是以地质学专业招生,而在培养的后期进行古生物学专业化本科人才培养.但即使这样,接受古生物学专门教育的人数也十分有限,因此古生物学教育的主体仍是非古生物学专业的学生.当前针对这类学生的古生物学课程一般只有一门“古生物学”或“古生物地史学”,或其他变化名称的课程,也即对于大多数学生的主要古生物学知识传授必须贯穿在这门课程中.因此说非专业古生物学教育的核心是教学内容的改革.多年来,我们一直在探索进行古生物学教学内容的改革,主要也是针对非古生物学的地质类专业学生的古生物学课程内容的优化组织.其基本方案已经体现在近年出版的《古生物学》教材中(童金南和殷鸿福,普通高等教育“十五”国家级规划教材,高等教育出版社,2007).同时也修编了针对非地质类专业的《古生物地史学概论》教材(杜远生和童金南主编,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,中国地质大学出版社,2009).主要改革精神是5个“强调”,即强调基础理论教学强调科学体系教学强调研究方法教学强调科学应用教学和强调与科学前沿和学科发展结合.改革的目的是,加强基础理论知识培养,使教学内容更加贴近科学前沿和实践应用需求(童金南和殷鸿福,2008,2009).几年来的教学实践表明,这些改革尝试对于当代科学和实践中古生物学知识的运用起到了积极作用,但仍未达到理想的效果,因此还需要进一步探索.在一次古生物学教育与人才培养研讨会上,一位专家对高校古生物学教学提出一条很值得我们深思的意见.他认为当前形势下高校的古生物学教育应该重点教会学生3个问题,即什么是古生物?古生物能解决什么问题?以及如何研究古生物?显然这最后一个问题主要是针对专业古生物学教育中需要考虑的内容,但前两个问题则是所有古生物学课程教学中的重点.鉴于此,非古生物学专业的古生物学课程内容应该着重于古生物学基础知识和古生物学应用两个方面.由此看来,进一步的古生物学教学内容的改革重点,是要进一步缩减门类古生物学方面的内容,但要大大加强古生物学应用方面的教学内容.从而培养学生认识古生物并能在实际工作中应用古生物学知识的能力.

4.3普及古生物学教育

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一、实验教学内容的优化、改革

根据专业培养目标和学科发展的要求,制定实验教学大纲和教学计划,编写实验教材、优化教学内容,注重培养学生的综合能力,改革单调的演示验证性实验。逐步开设综合性、设计性实验,激发学生创新意识,锻炼、培养学生独立操作及分析和解决问题的能力。

二、培养学生严谨求实的科学态度及作风

每次实验课前,首先让学生充分预习实验内容,实验过程中教师应帮助学生建立“有菌观念”,养成“无菌操作”的良好习惯。及时纠正错误,规范实验操作,实验课上一定要强调“眼见为实,实事求是”的重要性,强调实验结果的准确性。对于实验报告中抄袭实验讲义,编造实验结果,不讲求实事求是的现象要予以严肃批评教育,同时也和未获得预期结果的学生一起探讨原因,营造切磋研讨,教学相长的机会和氛围。在实验教学中潜移默化地培养学生求精敬业的医学职业道德,为以后科研及临床工作奠定良好的基础。

三、强化技能训练

实践技能训练是培养学生综合能力最有效的途径,我们在强化技能训练的同时,将能力培养和态度培养贯穿于实践教学的始终。如显微镜油镜的使用、革兰染色法与抗酸染色法操作、细菌的培养与鉴定技术等。对锻炼和培养学生的精细动作,细致的观察力及一丝不苟、精益求精的工作态度等都极为重要。通常一个完整的实验过程,涉及实验设计、操作步骤、结果观察、报告书写等方面,教师要充分利用实验教学过程中的每一个环节,切实加强学生综合能力的培养。

四、培养学生动手操作能力

4.1明确实验目的首先向学生阐述实验目的,鼓励其亲自动手,独立操作。

4.2将社会实践融人到实验教学中在教学过程中,针对一些常见病原性疾病的实验诊断方法进行相关实验诊断和检测。如学生应用透明胶带法自行检查蠕形蜡感染;应用粪便生理盐水涂片法检查蠕虫卵;应用酶联免疫吸附试验等方法对自身血清中的乙型肝炎、丙型肝炎抗原、抗体进行检测。因为这些实验都是检测自己的感染情况,所以学生实验操作都非常认真,实验过程中既掌握了操作技术,又深刻体会了实验技术在临床实际工作中的应用,同时学生在实验中对自身的健康状况又有了进一步的了解,极大地激发了实验兴趣。

4.3发扬团队协作精神对部分需要多人共同完成的实验,实行小组长负责制,实验小组成员之间相互协作,密切配合,要求在最短的时间内完成实验,训练学生的组织能力和团结协作能力。

五、充分利用多媒体教学手段。提高实验教学效率

多媒体教学是将文字、图形、动画、视频、声音等多种信息加工组合在一起来呈现知识信息。多媒体突破了微观限制,帮助学生加深理解教学内容,将不易单纯用语言表达清楚的抽象复杂的理论直观地表现出来,变抽象思维为形象认识,使教学内容生动形象。病原生物学实验有一些内容以模式图和实物标本难以展示,应充分运用现代计算机多媒体进行辅助教学,激发学生的求知欲望和实验兴趣。比如在讲解用悬滴法进行细菌的动力测定时,学生经常无法找到正确的视野,除了显微镜使用原因之外,更多的是学生对细菌运动没有直观的认识。为此,我们特意制作了常见细菌的动力学观察视频资料,学生在短短的几分钟时间内对细菌的运动和显微镜的使用便有了初步的认识,操作和观察效率大为提高,激发了学生自主学习兴趣,教学效果也有了显著提高。

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1生物学特性

山药为多年生缠绕草本植物,茎细长,叶对生或3叶轮生,1m以上,叶片心脏形或箭头形,叶腋间常生1个珠芽(气生块茎),亦称零余子(山药蛋),可用来繁殖和食用。地下肉质块茎,分为棍棒状、掌状和块状3类,表皮粗糙呈淡黄褐色或黑褐色,表面密生细须根,春季自块茎上生不定芽,肉白色或淡紫色。夏季开花,花单生,乳白色少有结实,都行块茎繁殖。雌雄异株,穗状花序,雌花序下垂,雄花序直立,花小,黄绿色。果实有三棱,呈翅状,成熟后枯黄色。山药要求高温,干燥气候,块茎10℃开始萌动,生长适温为25~28℃,在20℃以下生长缓慢,叶蔓遇霜则枯死,短日照能促进块茎和零余子的形成。

2高产栽培技术

2.1品种选择

当前栽培的山药品种主要有2类:一是普通种,通常又叫家山药,二是大薯又叫田薯。目前栽培的主要品种有淮之、农大短山药1号等。

2.2土地选择

选择地势高燥、排水良好、土层深厚、松软的沙壤土或壤土田块,要求上下土质一致,如下层有较薄的黏重土层,挖沟时挖去,也可种植。土壤以微酸到中性为宜。山药不能连作,一般应隔3年轮作1次。

2.3种子处理,培育壮苗

应采用零余子(俗称山药蛋、山药豆)和山药块茎段作种。种前需晒种1周以上,促进种子内部物质的转化,打破休眠,杀灭种子表面的病菌。零余子晾晒至表皮呈灰绿色,上面有很多疙瘩突起,用手剥开表皮可见紫绿色的肉。山药块茎段晾晒至伤口向内萎缩,并从断面中间裂开。4月上中旬选择较肥沃的土壤掺以腐熟农家肥进行集中催芽育苗,可采用10cm×20cm的窝行距,待苗高10cm左右便可移植大田。

2.4栽植

挖沟栽植时,首先把沟内20cm深的熟土取出放在沟两边,沟宽30cm,再继续将沟下40cm深的土层挖松,将拌匀的腐熟农家肥15.0~22.5t/hm2、磷肥750kg/hm2、碳铵450kg/hm2、硫酸钾375kg/hm2施入其上,并稍加翻挖,最后把沟两边的熟土提到沟上,培成宽30~35cm、高20cm的土垄,再将繁育好的山药苗栽植在土垄上。一般栽4.5~7.5万株/hm2,水肥条件好,密度宜小。为了便于搭架、田间管理和通风透光,宜采用宽窄行相间栽植,如100cm×70cm×25cm,栽4.65万株/hm2;或80cm×50cm×25cm,栽6万株/hm2。

2.5常见的栽培模式

常见的栽培模式有:韭菜与山药套种、玉米与山药间套种、蚕豆与山药套种等模式。蚕豆与山药套种,一般在10月底11月初整地点蚕豆,来年3月到4月收蚕豆栽山药,效益可达15万元/hm2;韭菜与山药套种,效益可达18万元/hm2;玉米与山药间套种高效立体栽培,周年可生产蔬菜,效益更高,可达22.5万元/hm2以上。

2.6喷施生长调节剂,控徒长,促高产

多效唑对山药藤蔓生长具有明显的抑制作用,表现为节间缩短、藤蔓粗壮、叶色浓绿、叶片增厚、顶端新生侧枝减少、花蕾发育不良、零余子生长受抑,能使山药增产10%以上。喷施多效唑的最佳时期在山药藤蔓满架,现蕾开花初期,均匀喷施15%多效唑可湿性粉剂1000~1500倍液,生长过旺的田块可多喷1次,间隔1周。

2.7搭架通风透光

山药是藤本右旋攀缘性植物,任其自然生长不利于通风透光和产量提高。搭“人”字架应在藤蔓生长到50cm以上进行,支架顶端用架材连接,并用绳子扎牢,以提高支架的撑力和抗风能力,防止倒架。搭架能改善通风透光条件,提高植株中下部叶片的光合作用能力,降低架内的湿度,减少病害,从而提高山药产量。一般架高在2m左右。

2.8重施钾肥,促进块茎膨大

山药喜有机肥,从播种到发棵都可铺施。在生长前期以藤蔓生长为主,应适当供应速效氮肥,进入块茎生长旺期,要重视氮、磷、钾的配合施用,特别是重视钾肥的施用,以促进块茎膨大和物质积累。生长后期要控制氮肥施用量,防止藤蔓徒长。一般使用的钾肥有硫酸钾、磷酸二氢钾、生物钾肥等。在山药生长期内,一般需分次追施硫酸钾600kg/hm2,

才能达到较好的高产效果。生长后期结合防病治虫,根外喷施0.3%的磷酸二氢钾溶液2~3次,还可达到保叶防早衰的目的。

2.9病虫害防冶

2.9.1病害防治。病害主要有白锈病、褐斑病。白锈病于春季发生,褐斑病于夏季发生。防治方法:①搭支架,使通风良好,不能在阴湿积水的地方种植;②用波尔多液(1∶1∶140)或多菌灵800倍液喷雾防治。

2.9.2虫害防治。虫害主要有蛴螬、地老虎,咬食根部。防治方法:①结合整地施入辛硫磷或毒死蜱颗粒剂;②发生时用毒饵诱杀或药液灌根等。

2.10防止畸形山药的形成

在山药栽培过程中,因不良环境条件、栽培措施、管理方法等因素的影响,使山药在生长过程中改变了内部组织结构,从而产生各种奇形怪状的山药,如山药块茎上端分杈、下端分杈、蛇形、扁头形、脚掌形、葫芦形、麻脸形等,这些统称为畸形山药。防止措施:①严格按技术规程操作,谨慎施用种肥,防治地下害虫施用毒土、毒饵时不能盲目加大剂量;②人工挖山药沟时应在冬前进行,通过冬春雨雪侵蚀冰冻使土块充分风化粉碎,随风化解冻及时填沟,填沟时仔细剔除上壤中的石块、砖块、沙砾等硬物。不要将大土块填入沟内;③施用充分腐熟的有机肥,如人粪尿、堆肥、厩肥和优质土杂肥,要利用夏秋季节气温高、易发酵腐熟的有利时机提前进行沤制。提倡有机肥和部分化肥在种植完山药后施入山药行间,把腐熟的有机肥铺施于2行山药之间的畦面上,耧划翻土15cm深左右,使土、肥充分混合,然后将畦面的肥土覆于山药垄的两侧。

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1.3中国鼠疫菌、生物型生物学特征及其生物型分布鼠疫菌生物型是鼠疫菌起源进化遗传性状最稳定的生物学标准,是鼠疫起源进化谱系的“活化石”,也是该菌起源进化最具代表性的模式[8]。中国鼠疫菌、生物型生物学特征及其生物型分布见图2。

1.4中国鼠疫自然疫源地主要宿主中国鼠疫自然疫源地分布的哺乳类、鸟类动物至少1000余种,但是鼠疫宿主却只有86种。而这些鼠疫宿主在鼠疫自然疫源地的生态作用并非完全相同,可区分为鼠疫主要宿主、次要宿主和偶然宿主[9]。中国大陆内鼠疫自然疫源地主要宿主的分布见图3。

1.5中国鼠疫自然疫源地主要媒介鼠疫主要媒介具有传播鼠疫菌的特异性结构与功能。携带鼠疫菌在其宿主之间,维持鼠疫自然疫源性和生物群落的延续。鼠疫媒介是鼠疫生物群落不可或缺的成员。如失去媒介的联系及其生物群落中的生态作用,鼠疫生物群落自然环节将中断和解体。鼠疫自然疫源地将不复存在。中国鼠疫自然疫源地主要媒介详见表1。

1.6中国鼠疫自然疫源地的形成、起源、演化动态与环境生态位生物学规律自然界千姿百态,自然地理环境变化万千,直接反映到鼠疫自然疫源地,进而影响到物种生存起源进化和遗传演化的发展,近年来提出的鼠疫生物地理群落指征、两级分型法、三项指征命名法较好的划分了中国鼠疫自然疫源地。中国鼠疫自然疫源地生物型、亚型、生物学特征见图4.

1.7中国鼠疫自然疫源地演化动态综合上述分析,中国鼠疫自然疫源地最早起源于天山森林草原灰旱獭、长尾黄鼠鼠疫自然疫源地型。中国鼠疫自然疫源地型均起源于该疫源地型。

2讨论

中国鼠疫自然疫源地分形研究是一项庞大的多学科综合性系统工程,是我国近一个多世纪以来所积累的鼠疫科学研究成果。本研究搜集整理了大量的科学数据和实验研究结果、大量的传统与现代科学研究内容、现场调查和实验研究报告、理论分析和应用实践研究资料,是全国老一辈科学家和青年科学家集体创新的成果。本研究针对中国鼠疫自然疫源地分型研究过程中出现的问题探讨了相关基础理念。

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一、“自然”对“意义”的遮蔽

人生活在两重世界中,即自然本体世界与自由的意义或价值世界,人的本性到底是从人的自然世界去找寻还是应该从人的意义世界去找寻,这在哲学上一直是争执不下的问题。在伦理学中也长期存在着关于自然和意义(或价值、精神)的争论,当代生物伦理学的出现,同这些争论是分不开的。关于这个问题,主要有三种有代表性的回答:一种观点认为人的理性和精神是人之为人的关键,人的自然属性和欲望是理性限制和统治的对象。所以应从人的精神合理性本质出发,通过对人的感性肉体欲望的抑制来尽量限制感官的要求,如人的激情、冲动、欲望、需要等,以达到理性战胜感性的要求,从而实现人的道德理想、价值和德行。这一观点是建立在灵魂统治身体这一认识基础之上的。这种哲学伦理学传统从苏格拉底、柏拉图开始,后经过斯多葛学派和基督教伦理学的拓展,一直到康德的以实践理性为基础的道义伦理学的传统,他们都主张从人的理性本质出发来设定道德规范。第二种观点与之相对,它从人的自然本性出发,把人的自然需求当作人的本质,它充分肯定人的感望的正当合理性,把人的精神和理性看作满足感求的手段和工具,因此把寻求快乐幸福作为人的价值理想和人追求的最高目标,他们甚至把一切能够带来快乐和幸福的东西称之为“善”。这种学派从伊壁鸠鲁的快乐主义后经文艺复兴时期对人的感性需求的高扬一直到近代的功利主义。另外一种观点以尼采为代表,他认为身体和灵魂,人的自然与精神是人的有机体中同样有根据的、对抗的力量,他们相互挑战并激发出最高的成就。他把人的身体称为“伟大的理性”,并试图由此理解精神性的东西在自然中就有其根源,他从自然中获得其生命冲力。尼采为此援引达尔文的自然选择理论。他看到这种自然进化的过程不仅仅是通过自然进化的选择和适应机制来规定的,而且在本质上也是通过这种由自然进化而来的精神形式所规定的。他试图借用黑格尔的辩证法思想来整合达尔文的进化论,把生命体的进化作为一种身体和精神的辩证法加以理解。在这种辩证法中,自然和理性不是相互压迫,而是相互挑战。随着尼采的影响日益增长以及现代自然科学的迅猛发展,建立在上帝创造基础上的古典的人类图景终于实现了向建立在进化论基础上的进化生物学纲领的转变。这场转变从根本上说就是在对伦理学的讨论中引入了生物学,试图从生物的角度对伦理学的有关问题做出说明。建立在生物学基础上的人性论和人类图景直接构成了生物伦理学讨论道德问题的基础和出发点。这种理论对伦理学提出的一个难题是:怎样找寻人的意义和自由?既然人是彻头彻尾的的“生物人”,人是自然进化的结果,并且继续处在进化之中,他并没有作为“创化的王冠”而达到终极状态。这样人作为自然的出生不再可以被当作神圣生物的肖像,并由此也不再具有自由人格,而是被理解为从纯粹的偶然事件中演化而来的,那么,人的意义世界只有通过自身生产创造才能产生。它只有通过行动赋予它的生命以一种价值。但是,倘若他只是进化的产物,其因果机制可能完全支配着他,以至于自由只是一种纯粹的幻想。生物伦理学不仅颠覆了传统伦理学的基础和人类图景,并且在这个过程中,它还彻底埋没了人的精神和意义世界。[5](P379-380)事实上,人与一般动物不同,人不仅具有生物性,是自然世界的一部分;人还具有社会性、反思性和创造性,在自然世界的基础上,他还能创造一个意义世界、价值世界。在意义世界中,人能按照自己的愿望,使自身从本能和现实环境中超越出来,通过自身创造性的实践活动打破生命本能和现实规定性的关系束缚,使自己的存在获得开放的、应然的和生成的性质,意义的存在是人之为人的根本,诚如赫舍尔所说,“人的存在从来不是纯粹的存在;他总是牵涉到意义。意义的向度(dimension)是做人所固有的,正如空间的向度对于恒星和石头来说是固有的一样”[6](P46)。如果没有意义,人只是一个客观的、有限的存在,是“一条在卵石和土地上蠕动的虫”,或是“一个在无边无际的浩渺宇宙中盲目浮游的生物”[7](P18),如果人只是生物性的生命,则与禽兽昆虫并没有本质的差异,那么这种存在不足以贵称为人的生命。只有不同于动物属性的意义世界的构建才能凸显人性的尊严。生活在意义世界中,追求价值是人不同于动物的独特的生活方式。动物是单一自然性的存在,而人具有二重化的存在结构,生活在“双向度世界”充满张力的否定性结构中。一方面,人是自然的一部分,在其身上始终禀赋“物性”,但另一方面,人的意义向度又要自身从这种自然中超越出来,做一个“真正的人”,意义意味着超越,不寻求意义的生物人只是一个“未完成的人”。正如当代政治理论家米歇尔•诺威克所说:“人是地球上唯一不盲目、本能地遵循他们自己本性规律的动物,而是愿意自由地选择遵循本性规律。只有人感到自由地做、或不做他们应当作的事情的乐趣”[8](P22)人无时无刻不为超越自身生存的动物性、有限性、偶然性和受动性的愿望所驱使,无时无刻不在内心激荡着一种趋向自由的力量、热情和憧憬,在此意义上,马克思说人“不仅仅是自然存在物,而且是人的自然存在物,也就是说,是为自身而存在着的存在物,因而是类存在物”[9](P169)。人的这种自我超越,自我创造,永远向未来敞开的本性就集结在“意义”这一概念之中,这也是人的独特的价值本性所在,在这种意义世界中,人可以在有限中达到无限,在必然中把握自由,人“虽然充满劳绩,但还诗意地安居于大地之上”[10](P91),在这种意义世界中人获得终极价值依托,获得自身安身立命的基础。人拒绝接受既定的“事实”,他总是生活在“远乡”,生活在“未来”的牵引之中,正是这种对理想和自由世界的绝对指向性,变成了人类超拔自身的强大动力,引导人走上了不断解放自身的历程,意义成为人存在的基础和本性,成如赫舍尔所说“正是意义照亮了人的存在”[11](P48),正是意义和价值对人的这种特殊功用,千百年来的文人学者一直致力于对意义世界的构建。意义不是一种客观实存,“意义意味着一种不能被归结为物质关系或不能被感觉器官感觉到的状态”[12](P50),它要求人类克服自身所固有的生物性倾向,它是人类对实存和定在的超越。生物伦理学把人看作一个纯粹生物性的存在,他们从一种生物性的人类图景出发,把人的社会属性、人的意义的存在和与此相关的价值禀赋都从其考虑中剔除掉了,把人的自然生物性看作是人的道德价值的来源和基础。似乎自然的存在涵盖了人的全部存在状态,意义世界在道德的行为方式中没有留下什么痕迹,它以人的自然本体世界性完全遮蔽了人的自由的意义世界。事实上,人的生物性非但不是作为价值的源泉和根基,相反它是被超越和扬弃的对象。包括道德在内的人的意义世界不是从人的生物属性中产生的,而是由人类超越本体的主观价值赋予的。

二“、物”对“人”的消解

人和物是两种不同的存在,物受单纯的自然法则的支配,它的运行直接为自然律所支配,动物之所以如此行动,并不是因为他们在人类生活中看到了一种必须无条件加以维护的善,而是因为它们不可能采取别的行动:他们的行动是自然规定好了的;人的存在不是完全有自然法则支配的,道德法则或“法”而不是自然法则构成人存在的法则,它现实地体现为人类所缔造的超越本体世界的意义世界。人的理性本质是意志自由,他不为一切定在所束缚,突破自然法则而使自然委质于意志,缔造自由世界是人不同于物的特性所在。康德口中传颂的名言:“两样东西,我对他们越是坚持不断地思考,越是有更新更大的讶异和敬畏充满了我的心灵,这就是在我头上星斗森罗的天空和在我心中的道德规律”[13](P16),也从侧面我们揭示了二者的不同,在康德看来,自然规律主要对物起作用,而对人起作用的规律是道德规律,但从自然规律来看,“那数不清的世界把我当作一个动物,而消灭了我的重要性,这个动物被暂时赋予了生命,谁也不知道什么时候,又把构成自身的质料归还给所居住的行星,这行星不过是苍茫宇宙中的一粒灰尘。”[14](P16-17)。而从道德规律来看“它无限地提高了我作为一个理智东西的价值。道德规律向我展示一个独立于动物性,以至独立于整个感性世界的生活。道德规律向我昭示,人的存在使命决不受这个生命和条件的限制,它将伸向无限。有理性东西的一切行动都必须以道德规律为基础,正如全部现象都以自然为基础一样”[15](P17)。虽然人在一定意义上人也必须尊重客观规律,人作为现实的存在,自然本体构成其不可或缺的前提,但正如赫舍尔所说,人在本质上不是一个纯粹客观的存在,他的本质是意志自由。人不甘为自然定在所束缚,不是被动地接受客观规律的支配,而是通过实践理性在自然基础之上缔造一个自由的意义世界,实现对现实客观定在的超越。人的自然性虽然是人存在的基础,但是它相对于人的本质而言是不自由,是人存在的有限性,是应被扬弃和否定的对象。伦理道德就是这样一种对人的自然定在进行扬弃的基本形式,它通过自由意志对自然感性的扬弃使人摆脱物的奴役和束缚,使人超越自己的客观定在而获得解放,获得自由。这正是人与物相区别的本质所在。卡西尔曾经说过,“我们绝不可能用探测物理事物的本性的方法来发现人的本性。物理事物可以根据它们的客观属性来描述,但是人却只能根据他的意识来描述和定义。[16](P8)生物伦理学好象不了解这一点,它从生物学的意义人去认识和定义人,把人看作是受自然法则趋势和奴役的纯粹客观的存在,完全抹杀和漠视人的能动性和创造性,把人看作与一般动物无异的有机组织,在他们看来,人是遵循自然法则即自然机械作用的因果律,是由本体层面的自然机械规律所主宰和支配的存在。生物伦理学也承认伦理道德的存在,但在他们那里,道德不再是人的自由意志的主观价值赋予,而完全成了人的生物机体的一种生理机能(生命伦理学),或是由人的遗传基因决定的(进化伦理学),并且断定人的一切道德责任、道德行为都是由生物学因素决定的,在这里,人的自由意志再也没有任何立足之地,人完全成了生物学因素的奴隶,所有的道德行为都被还原为“自然”,道德规律变成了纯粹的生物学规律,而不再是处在实践理性基础之上的自由规律,既然人的一切行为都是由生理规律所支配,人就是完全委身于自然的存在。这样生物伦理学完全混淆了人与动物的不同存在方式,与动物一样,人成为自然法则的载体和呈现者,在他们的视野中,真正意义上的人消失了,人完全被降低到动物的层次,这时毋宁说人就是一般的物。既然人是由无法抗拒的客观规律决定的生物性的存在,他的行为必然没有丝毫背离和偏差地遵循既定的客观规律,他永远无法挣脱自然法则的束缚而获得自由,人作为完全由生物规律所决定的客观定在,也不可能拥有任何意志自由,这样也不必为自己的任何行为负责。对意志自由的否认,就意味着对道德责任的消解。道德责任是以责任主体的自由为前提的。如果人的一切都是被某种客观的无法抗拒的因素决定的,自身没有任何选择的余地和空间,那么它就无需为自己的行为负责,这样个体就取得了道德的豁免权,再谈论道德责任就变得毫无意义了。而生物伦理学的错误正在于它在一种决定论的基础上讨论人的道德和道德责任,他恰恰是把人的道德责任置于被客观因素决定的生物基础上,这样一种立论基础和自然主义思考方法,从一开始就彰显了其实践的虚妄性,并且注定它在理论上也不可能有任何建树而只不过是为学界徒增一些聒噪罢了。

作者:高月兰