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生物学论论文实用13篇

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生物学论论文

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

传统中药复方充分体现了中医特有的整体观念和辨证治疗的整体理论,以君臣配伍理论为基础,通过药物的精选,全面调节平衡身体机能,发挥祛邪、标本兼治的功效。中国医药复方是传统中国医学的精华,传统中药的复合成分同人体之间呈现出复杂的非线性函数关系。中药复方的作用机理和整体评估兼容性的特性,必须要全面准确把握复合效应的整体性,传统中国医学与人体这两个复杂系统的相互作用,促成了一个更为先进系统的形成。传统中国医学理论只有在这一理念的指导下,与现代科学技术相结合,并发挥二者的相互作用,才能全面阐述中医的理论、作用机理以及治疗的物质基础。

传统中药复方具有对于各种有效成分进行协调的作用,针对器官、治疗目标、机体的生理和病理的不同,进行综合调控,发挥中药复方的综合作用。因此,研究传统中药复方应该从整体上进行,从而构建中国复合药品质量评价体系,这是很有必要的。因此,笔者基于化学基团理论,阐述复方中药的物质基础和分子作用机制,因为这样能够阐明兼容性的规则,有利于相应的中医辨证研究的开展。

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

1.3教师自身对实验教学的准备和理解教师自身的理念和对实验教学的准备和理解也是心理环境的重要组成部分,直接会影响到实验教学的质量,笔者以实验教学中教师对实验的准备情况和一节高效率的实验课的决定因素为例展开调查。由图5可以看出36%的教师会精心准备实验课,但有30%的教师认为学校条件的限制影响了对实验的准备情况。图6可以看出77%的教师认为一节成功的实验课取决于师生的实验心理是否积极,师生关系是否和谐,只有23%认为是取决于硬件设施和时空环境。

2优化策略与建议

2.1教师应加强对学生消极实验心理的关注和优化研究教师应当充分意识到分析学生实验心理、端正学生实验态度对优化实验教学中心理环境的重要意义。首先教师要重视心理辅导,消除学生的恐惧心理,这也要求教师自身在实验操作过程中要从容不迫,给学生良好的榜样;另外有些实验过程可能耗时较长,这样学生可能就会对此失去耐心而产生抗拒心理等。所以教师可以尝试优化实验过程来培养学生的实验兴趣,从而将学生的注意力维持在一个较长的水平。

篇6

2.1耐药细胞的建立

SKOV3经300μg/ml大剂量的紫杉醇作用2h后,大部分细胞死亡漂浮,剩余细胞肿胀,伸出树枝状突起呈蜘蛛状,胞质见空泡形成、颗粒增多。少量存活的细胞克隆生长,恢复生长至对数期消化传代,再进行下一次冲击;SKOV3经10~30nmol/L小剂量的紫杉醇作用24h,约50%的细胞死亡,细胞体积增大,形态不规则,胞质内颗粒增多,贴壁性变弱,给药24~72h内最明显,96~120h后逐渐恢复原状。经两种诱导方法获得的耐药细胞系,分别命名为SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30。

2.2耐药细胞的生物特性

2.2.1耐药指数MTT实验结果显示,耐药细胞及其敏感细胞的IC50值及耐药指数,可见小剂量浓度递增诱导的耐药细胞SKOV3/TAX30耐药性较强,见表2。2.2.2平板克隆形成实验在无药物作用时,SKOV3敏感细胞较两种耐药细胞系的克隆形成能力强,见图1A的d组,SKOV3敏感细胞的克隆形成数为(934±16.37),SKOV3/TAX300的克隆形成数为(440±13.75),SKOV3/TAX30的克隆形成数为(579±9.50)。与敏感细胞SKOV3相比,两种耐药细胞克隆形成数少,差异有统计学意义(P均=0.000),见图1B。而在相同浓度紫杉醇作用下,耐药细胞形成的克隆明显多于敏感细胞。在紫杉醇浓度为5nM时,SKOV3/TAX30可形成(1206±9.50)个克隆,SKOV3/TAX300可形成(870±32.30)个克隆,而SKOV3形成的克隆数仅(202±6.08),差异有统计学意义(P均=0.000);当紫杉醇浓度进一步升高为50nM和500nM时,SKOV3/TAX30和SKOV3/TAX300形成的克隆数仍明显高于敏感细胞SKOV3。紫杉醇浓度为50nM时,SKOV3细胞与SKOV3/TAX300细胞形成的克隆数相比,差异有统计学意义(P=0.013),SKOV3细胞与SKOV3/TAX30细胞形成的克隆数相比,差异也有统计学意义(P=0.000);紫杉醇浓度为500nmol/L时,SKOV3细胞与SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞形成的克隆数相比,差异有统计学意义(P=0.009、0.0001),见图1B。2.2.3生长曲线倍增时间的差异SKOV3敏感细胞和两种耐药细胞系在相同条件下培养7天,细胞增殖产生一定的差异。耐药细胞的生长较敏感细胞减慢,生长曲线的斜率减小,见图2。同时,根据生长曲线计算出SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞的倍增时间分别为28.90h、24.0h,与敏感细胞的倍增时间20.84h相比也有所延长。

2.3耐药相关基因

MDR1、BCL2L1、LRP、PRKCA在各细胞中的表达MDR1、BCL2L1、LRP、PRKCAmRNA在SKOV3、SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞中的相对表达丰度见图3A、3B。两种耐药细胞中,MDR1的表达明显增高,提示SKOV3/TAX300、SKOV3/TAX30对紫杉醇的耐药与MDR1高表达有关。SKOV3/TAX300细胞中PRKCA、LRP的表达均高于SKOV3细胞,差异有统计学意义(P=0.016,P=0.005),BCL2L1的表达与敏感细胞比较,差异无统计学意义(P=0.815)。而SKOV3/TAX30细胞的PRKCA、LRP的表达与敏感细胞比较差异无统计学意义(P=0.154,P=0.206)。BCL2L1的表达低于敏感细胞(P=0.001),见图3B。以上数据表明不同诱导方式导致耐药细胞发生不同生物学变化,可能存在不同的耐药机制。

2.4耐药细胞的保存

耐药细胞SKOV3/TAX30分别冻存在含有0、10、30nM紫杉醇的冻存液中,于冻存后1、3、6月复苏,检测IC50,见表3。1、3月后检测结果提示,在3种药物浓度条件下的细胞IC50没有明显区别,但冻存6月后,无药冻存组的耐药细胞与两种加药冻存组的细胞比较,其IC50明显下降,差异有统计学意义(P<0.01)。同一个药物浓度条件下,无药冻存组的耐药细胞在冻存6月时,出现耐药性下降,而两种加药冻存组细胞在6月的冻存过程中,细胞IC50虽然出现轻度下降,但差异无统计学意义。

3、讨论

3.1耐药细胞的建立

本实验结果提示:增加给药剂量、适当延长无药间歇期,可能延缓细胞的耐药性。由于大剂量冲击诱导与临床治疗模式相似,临床上体内耐药指数≥2倍即足以导致化疗失败[5],因此大剂量冲击诱导产生的耐药细胞虽然耐药指数较低,也是模拟临床耐药的良好模型。

3.2耐药细胞的特性

本研究的结果表明:在无药物作用时,SKOV3细胞的集落形成能力强于两种耐药细胞SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30,但在不同浓度紫杉醇药物条件下,耐药性最强的SKOV3/TAX30集落形成能力也最强,而敏感细胞SKOV3的集落形成能力最弱,此结果与MTT法检测的耐药性一致。紫杉醇的作用机制是促进微管蛋白二聚体装配成微管,抑制纺锤体形成,将细胞阻断于G2/M期,细胞的有丝分裂异常或停止,使多核细胞的形成增多[6]。诱导的过程中耐药细胞膨胀、形态不规则、细胞体积的增大可能与细胞群体中多核细胞的增多有关。本研究的生长曲线实验中,SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30的倍增时间分别为28.9、24.0h,与敏感细胞SKOV3的倍增时间20.84h相比有明显延长,显示耐紫杉醇的卵巢癌细胞生长速度减慢。细胞周期的阻滞,除导致一些细胞周期特异性药物失效外,肿瘤细胞处于相对静止状态,易对化疗药物产生耐受。

3.3耐药相关基因的检测

卵巢癌紫杉醇耐药机制的研究中,多药耐药(multidrugresistance,MDR)一直是热点。多药耐药是指对一种药物具有耐药性的同时,也对其他结构和作用机制完全不同的化疗药物产生交叉耐受的一种现象。多药耐药的产生是一个多因素的过程,主要包括:(1)细胞内有效药物浓度的降低;(2)细胞内药物活性的改变;(3)凋亡的抑制;(4)肿瘤细胞微环境改变化疗敏感度。P-gp是多药耐药基因MDR1编码的相对分子质量为17kD的一种跨膜糖蛋白,其功能是使细胞内药物浓度降低,药物的作用减弱或丧失,细胞由此获得耐药性。与大多数其他化疗药物的多药耐药机制相似,紫杉醇作为P-gp的作用底物之一,其耐药机制与MDR1基因扩增导致的P-gP高表达密切相关[7-8]。肺耐药相关蛋白LRP是在多药耐药的肺癌细胞株中发现的与MDR相关的非糖蛋白,相对分子质量为110kD,能阻止药物通过核孔进入细胞核,避免其作用于核内靶点,药物运送到胞质的囊泡中,再通过胞吐作用将药物排出体外,从而发生紫杉类药物耐药[9-10]。凋亡抑制基因也参于紫杉醇耐药。BCL2L1基因,全称为BCL-2样1基因(BCL-2-like1),编码蛋白属于BCL-2蛋白家族,BCL-2蛋白家族通过抑制肿瘤细胞凋亡,导致耐药性[11-12]。PRKCA基因为蛋白激酶Cα(proteinkinaseCalpha),也被称为PKCA、PRKACA、KPCA、AAG6。细胞过度增殖和抗细胞凋亡机制障碍都可导致肿瘤进展和耐药现象发生[13]。另外PKC的作用是使底物蛋白磷酸化而活化,p-gp是PKC的作用底物,当其表达增加或活性增强时,可使大量的P-gp磷酸化而活化,从而产生耐药性。本研究结果提示。SKOV3/TAX300细胞PRKCA、LRP的表达均略高于敏感细胞。但SKOV3/TAX30细胞的PRKCA、LRP的表达与敏感细胞比较差异无统计学意义。BCL2L1在SKOV3/TAX30细胞的表达低于敏感细胞,但SKOV3/TAX300细胞中BCL2L1的表达略高于敏感细胞,结果提示不同方式诱导的耐药细胞,可能存在不同的耐药机制。

篇7

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

参考文献:

[1]杨宏新,王妍,李晓丹,等.医学院校细胞生物学教学实践与探讨[J].内蒙古医科大学学报,2015,36(10):933-936.

[2]丁童.医学细胞生物学本科教学特点与教学模式改革[J].基础医学教育,2013,15(6):559-560.

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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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2学生科研团队

2.1实行导师制与指导毕业论文让学生参与科研导师制是利用教师的科研项目与科研技能让学生参与课题研究的一种方式,目的是在于培养学生的同时,也增加教师的科研积极性,提高师生科研水平和质量;并培养学生的创新意识、实践能力、科研能力的新型方式。笔者所在的宜春学院生物类专业,一般有科研工作在身的教师,在学生二年级接触专业课开始,都会进行学生和教师的相互接触,接触中教师会介绍自己的研究方向和课题以及实验室的情况,学生介绍自己的学业、生活、爱好等个人情况,达到相互了解,其后,可根据学生意愿参与到学生科研团队学习,教师可依据科研内容与其本科论文相结合开展指导工作。此外,毕业生的毕业论文在本科院校学生科研培养过程中占据着主要地位,是学生本科四年综合能力的集中体现,也是重要的综合性科研训练教学环节。按照一般学校的培养方案安排,毕业论文完成往往是大学四年级第二学期的工作,但那段时期,考公务员、找工作和实习占用学生大量时间,放任自流的话常常使毕业论文流于形式。为了更好地指导学生完成毕业论文,教师通常会提前介入,并找一些具体问题和他们自己感兴趣的问题,提前一年将题目出好,要求本科生构思;同时对那些主动性强的学生,吸收他们进入团队一起参与科研活动。

2.2对学生科研团队管理与建设的思考建立学生科研团队就是以学术研究为中心、借助教师的课题和项目为依托条件,为培养其科研思维与技术的一批有协作精神的学生群体。生物类教师的科研往往实验性强,需要学生有较强的实践动手能力,但不少实验试剂有一定毒性,需要安全操作和严格管理,因此,在团队设立之初,除教师指导外,需要学生团队负责人,发挥负责人的角色作用;此外,教师可组织参加部分学术活动,如安排组内成员汇报,共同学习一些仪器的使用等;而在完成某些阶段性的工作后,可适度安排一些团体的娱乐活动,让团队成员增进了解,提升人际关系凝聚力;在团队建设中,可引入组内淘汰机制,即通过观察团队各成员在计划项目实施过程中的表现,可将消极应对项目的成员淘汰出团队,再引进拥有较高兴趣和较好研究态度的新成员,采用能进能出的机制来提高研究状态。为了鼓励学生积极参与本科生科研训练,很多地方高校都出台了一些鼓励措施,比如大学生创新竞赛、大学生实践项目等活动,但由于学生缺乏相关科研素质的培养,主动性不高,往往是极少数学生有积极性,不少是教师协助学生完成项目申报,这些一方面反映出多数学生缺少科研训练及独立的科研思考意识,同时也暴露出科研奖励政策对学生的吸引程度不高,还应有更多的辅助保障措施进行实施,如可采取科研项目结题答辩或,并结合指导老师意见的对应学分转化机制等。

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2.1同源重组pUC18-LR-Kan的构建

用上下游同源臂引物分别从HPsZJ1208野毒株的基因组DNA中扩增得到了Wza基因上游同源臂Wza-UP和下游同源臂Wza-Down(图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识别序列,用Kan引物从pET-28质粒扩增得到了Kan基因片段(图3泳道2);再将3个PCR扩增片以重叠PCR融合成Wza-UP+Kan+Wza-Down外源打靶片段(图3泳道4)。将Wza-UP+Kan+Wza-Down片段克隆入pUC-18质粒构成同源重组质粒pUC18-LR-Kan。经EcoRⅠ和HindⅢ双酶切后验证,得到预期的2684bp同源重组片段和2635bp的线性化质粒pUC18(图4),外源打靶基因的三个片段测序结果证明没有发生碱基突变。

2.2自然转化法转化

HPs分别用2μg同源重组质粒自然转化HPs的5个不同菌株的感受态菌,经37℃温箱约36~48h培养,其中5个菌株中,ZJ1017、ZJ1208、ZJ1404和ZJ1307菌株在30μg/mLKan-TSA平板上长出菌落(表2),以组合PCR鉴定(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同时鉴定)结果只有ZJ1208的菌落有被鉴定为阳性的(表2,图5A)。将ZJ1208阳性转化子传至第20代提取基因组DNA,再次进行组合PCR验证,结果依然为阳性(图5B),测序上下游片段和Kan片段正确,以上验证结果表明获得了Wza缺失株,命名为ZJ1208-ΔWza株。

2.3ZJ1208-ΔWza株与野毒株的生物学特性比较

2.3.1菌落形态的比较

将-70℃冻存的ZJ1208-ΔWza缺失株株和ZJ1208野毒株分别涂布在TSA平板上,37℃温箱培养24h后,可见二者均长出半透明,圆润的小菌落(直径约0.5~2mm);此结果表明与野毒株相比,ZJ1208-ΔWza缺失株的菌落形态并没有发生明显变化(图6)。

2.3.2生长速率的比较

结果如图7所示,在整个生长过程中,ZJ1208野毒株生长速率要快于ZJ1208-ΔWza缺失株,二者都在12h时OD600值达到最大,分别为2.196和1.246;但其差值达到了0.95;ZJ1208野毒株的对数生长期在约10h时结束,而缺失株ZJ1208-ΔWza在培养8h,即提前2个小时结束。二者的活菌数基本都在8~10h间达到最大,但二者每毫升活菌数对数值的差值也在0.4~0.5个数量级之间。在其继续培养之后,二者活菌数均逐渐减少。

2.3.3荚膜染色和形态结构的比较

取对数生长中前期的突变株ZJ1208-ΔWza缺失株株和ZJ1208野毒株进行荚膜染色,显微镜下观察发现,突变株ZJ1208-ΔWza缺失株中存在比例较多的长链状菌体和长杆状菌体,约占总菌数的30%~40%,而ZJ1208野毒株菌体大部分则较短小,松散,单个菌体居多。在荚膜表达量初步比较中发现,ZJ1208-ΔWza缺失株和野毒株菌体周围都可见被染成绿色的荚膜成分存在(图8)。

2.3.4菌体沉降速率比较

将ZJ1208-ΔWza缺失株和ZJ1208野毒株过夜培养的菌液室温静置5h,每隔1h进行观察,2小时后ZJ1208-ΔWza缺失株菌体即可出现肉眼可辨的菌体沉淀,并且随着时间的延长,沉淀越明显;而ZJ1208野毒株菌体在5h未发生沉淀,菌液依然浑浊;此现象与2者OD600变化相符合(图9)。

2.3.5细胞吞噬实验

细菌计数结果表明,1个MOI感染时,ZJ1208野毒株被吞噬的细菌数量为9.25×103,而ZJ1208-ΔWza缺失株为6.95×105,吞噬率分别为0.064%和3.8%;10个MOI感染时,ZJ1208野毒株被吞噬的数量为1.23×105,而ZJ1208-ΔWza缺失株为0.88×106,吞噬率分别为0.085%和0.48%(图10)。说明ZJ1208-ΔWza缺失株比ZJ1208野毒株更容易被PAM所吞噬。

2.3.6小鼠攻毒实验

实验结果表明,ZJ1208野毒株接种的四个组别小鼠都全部死亡,并且随着攻毒剂量的增加,小鼠起始死亡时间随之提前。而ZJ1208-ΔWza缺失株0.3mL接种组未有小鼠死亡,0.5mL组只有一只小鼠死亡,并且死亡时间比同剂量ZJ1208野毒株组的小鼠死亡时间滞后10个小时。ZJ1208-ΔWza缺失株1mL和1.5mL接种组虽然小鼠也全部死亡,但是死亡时间比相同剂量的野毒株ZJ1208组的滞后(表3)。说明将Wza基因缺失后,ZJ1208-ΔWza缺失株对小鼠的毒力相比野毒株ZJ1208有明显下降。

3讨论

构建缺失株在研究微生物生物学特性方面起着举足轻重的作用,但是其转化技术到目前为止还依然不是很成熟;包括多数细菌和真菌在内,其转化方法都具有菌株特异性或其方法本身的不成熟(Juetal.,2012;孙磊等,2005;Xueetal.,1999);然而HPs更是如此,这也是针对HPs研究中,国内外目前都在努力克服的一个关键性技术难点。Anna(2005)通过自然转化法构建HPs缺失株;Chen(2012)通过构建大肠杆菌-副猪穿梭质粒在电转化副猪嗜血杆菌方面也进行了初步尝试;Zhang等(2012)利用筛选出的天然感受态副猪嗜血杆菌通过自然转化成功获得ompP2缺失株;申果(2013)也通过自然转化成功构建了cdt基因缺失突等。在本实验构建HPsWza基因缺失株的实验过程中,针对筛选的5个HPs菌株,除了对自然转化方法的尝试和优化外,本实验室前后亦对电转化方法进行了摸索和尝试,但最终未能够用电转化方法获得阳性缺失株;采用自然转化法也是仅仅成功构建了ZJ1208HPs菌株,其他4个菌株中3个虽在Kan抗性平板可以长出菌落,但都没能获得阳性缺失株,以上也印证了HPs转化方法的不成熟和HPs菌株缺失株难以被构建的现象。目前推测限制修饰系统可能是副猪嗜血杆菌转化效率低下的一个关键因素。限制修饰系统最初在大肠杆菌中被发现,其分为4种类型(Robertsetal.,2009),每种类型由一种限制性内切酶和对应的一种甲基化酶组成;不同的菌属或菌株可能又会存在酶结构上的差异性(Tombetal.,1997)。几乎90%的细菌包含限制修饰系统,而且43%的细菌存在以上4种或更多的限制修饰系统(Robertsetal.,2004);。Ando等(2000)从分子机制水平验证了幽门螺杆菌的限制修饰系统对质粒的转化和重组起着阻碍的作用。因此,在前期电转方法的尝试中,根据Donahue等(2000)的方法,本实验室亦尝试利用无细胞抽提物(cellfreeextracts,CFEs)先预处理质粒,然后再转化副猪,但并没有取得成功。并且质粒在被CFEs处理回收后,有大量质粒被降解,条件的优化并不能抑制质粒的降解;另外,人们也通过预先确定受体菌中的限制修饰系统所包含的甲基化酶的种类,从而用商品化相应的甲基化酶在试管中预先处理,再转化受体菌,从而证明也可以提高外来质粒的转化效率(Kimetal.,2010)。基于以上经验,笔者认为应该先从基因水平上确定副猪嗜血杆菌的限制修饰系统的种类,然后有针对性的利用甲基化酶来修饰重组质粒,无论是针对自杀质粒或是穿梭质粒,或许此方式可提高自然转化和电转化的转化效率。荚膜合成基因在大肠杆菌和其他菌属已被鉴定出,由于其外膜合成基因和蛋白空间构象具有保守性,华中农业大学通过对HPs基因进行测序,并将其与其他菌科的相关基因和蛋白进行序列和空间构象对比,获得了HPs相关的基因序列功能,同时荚膜合成相关基因亦被鉴定出来,其中在HPs中被鉴定出的Wza基因被推测具有荚膜多糖运输功能(Xuetal.,2011)。因此,本实验通过构建HPs的Wza基因缺失株,一方面来研究证实Wza在HPs中的功能,另一方面来研究荚膜在HPs毒力和致病性中的作用。从本次实验结果来看,ZJ1208菌株至少在体外培养时,野毒株和Wza缺失株都可形成较薄的荚膜,并不能在光学显微镜下看到明显差异;或许其原因可能存在除Wza基因外其他有关荚膜合成的代偿代谢途径,另外ZJ1208-ΔWza缺失株在室温静置可形成菌体沉淀,而ZJ1208野毒株不能,并且在静止时其OD600在1~2h稍有增长,随后平稳,说明ZJ1208野毒株在短时间静置时有菌体进行了分裂繁殖,且不形成沉淀。Cheng等(2010)对肺炎杆菌的一种粘液蛋白合成基因rmpA缺失后,菌体K2荚膜合成减少,从而导致菌体粘度降低,低速离心时,rmpA缺失株可以在试管形成沉淀而野毒株不形成沉淀,并且缺失株对小鼠的毒力亦降低;因此作者推测,ZJ1208的Wza基因亦只对HPs荚膜合成中的一种或几种粘性多糖的运输或合成起着关键性作用,但并不在菌体荚膜的所有多糖的运输或合成中起着关键性作用。另一方面,通过对ZJ1208-ΔWza缺失株株和ZJ1208野毒株的菌落形态,荚膜染色菌体形态,生长速率以及抗PAM吞噬能力大小和对小鼠毒力等生物学特性的初步比较和分析后,发现其二者的菌落形态并没有明显的差异,ZJ1208-ΔWza株生长速率相比起ZJ1208野生株表现的明显较慢,作者认为可能是缺失株在菌体荚膜形成过程中的异常从而使其对培养环境相较于野毒株表现的更敏感和脆弱,使其活菌死亡或是裂解的快,亦或是缺失株本身在生物代谢上的异常从而造成了其生长的缓慢;另外,在8-~10h间,活菌数达到最大,这与OD600变化并不一致,原因可能是菌体死亡速率与二分裂的速率基本持平,但ZJ1208-ΔWza株菌体比起ZJ1208野生株菌体裂解的更快,因此可以看到对数生长曲线中ZJ1208野生株在8~10h后仍然在攀升,而ZJ1208-ΔWza株已基本保持平行状态,,这从另一方面也验证了作者对缺失株对培养环境相较于野毒株表现的更敏感和脆弱这一推测;同时,缺失株中较长的菌体比例明显增加,可能原因是其生长缓慢,造成了菌体二分裂的周期延长和缓慢,从而使菌体与菌体之间连接在一起,最终形成了看似较长的菌体;在抗PAM吞噬实验中,相同MOI情况下,PAM对ZJ1208-ΔWza的吞噬能力显著高于ZJ1208野生株,尤其在MOI为1并作用1h的情况下,二者的差异尤为显著;另外,在MOI增加时,野生株ZJ1208被PAM吞噬的数量亦成明显增长,但ZJ1208-ΔWza株被吞噬的数量却增加的幅度较小,甚至不明显;其可能原因是在MOI为1,菌体与PAM相互作用1h的情况下,PAM对ZJ1208-ΔWza菌体的吞噬几乎到达饱和状态,因此在增加菌体数量时,一定数量的PAM亦不能更高效地对其进行吞噬,而野生株ZJ1208菌体相比较ZJ1208-ΔWza,其对PAM不敏感,PAM对野生株ZJ1208吞噬的效率并不高,此时增加菌体数量时,可以较线性的增加PAM对ZJ1208的吞噬数量。小鼠的毒力实验亦表明了ZJ1208-ΔWza和野生株ZJ1208的毒力存在明显的差异,其在0.3和0.5mL组表现得尤为明显。

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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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(二)教师投入到教学的时间不够充足

高校的教师总是身负双重的责任:科研和教学。而结合美国高校的实际情况,对于大多数教师来说更倾向于科研,导致教师将大部分时间投入到科研中,而没有充足的时间和精力关注教学。在美国,从世界一流的研究型大学到名不见经传的文科学院,重视教师教学的寥寥无几,但几乎所有高校对教师的科研都有严格要求,校方对科研和教学的差异性对待,直接影响了教师对二者截然不同的时间投入。长期的忽视必然需要今后更多的投入来弥补,所以要想实现美国高等教育领域的大变革,增加教师在教学上的时间投入是毋庸置疑的。

(三)缺乏对教师的激励因素

外在奖励影响着大多数教师的专业决策,当然教学也不例外。在高等教育的使命越来越多样化的今天,教师的奖励制度却变得越来越窄,即只重视科研论文的发表,不重视本科生的教学。有的教师对于教学工作表现得兴致勃勃,他们投入了大量的时间在教学工作中,也花费精力参与了教学类的训练,然而遗憾的是,政府与学校却意识不到外在激励的重要性,财政利益、职称学衔、教学奖项甚至是同事和校内管理层的口头认可,这些应有的回报教师全都不曾获得,因此提高教学质量的积极性必将受到严重打击。学生对新的教学方法适应过程中的抵触情绪必然波及教师,随之带来较低的教学评估,以致威胁到教师的任职。面对双重压力,教师唯有选择明哲保身,拒绝教学上的进步。综合以上对显性因素的分析,笔者以为在提升教师的教学质量这场硬仗中,要想突出重围,实现高等生物教育领域的巨变,显必须铲除,但是途中荆棘密布,绝非只有3个方面的阻难。(1)开展教学类培训固然能一解教师缺乏教育学基础知识的燃眉之急,但培训结束后,教师能否将所学应用到自身课堂中,还得取决于校方的态度。其管理部门是支持还是反对?这就从根本上决定了教师的教学改革能否成功。(2)加大教师教学研究的时间投入,学校在工作日程、教学管理上也需做到精细的分工安排,以保证教师的工作有效顺利进行。(3)提供教学类训练、增加时间投入和开设外在奖励一定会给教师的教学带来些影响,但对于教师来说,经验式教学的思想已根深蒂固,实难发生本质的改变,建立起持久、大规模的循证教学体系仍然困难重重,故“波及整个生物领域甚至全国性的大变革”在清扫路面障碍后仍需深掘地下,找出其内在的隐性因素。

二、影响教师质量提升的隐性因素

(一)教师的职业认同

教师作为出色的研究人员,从稚嫩到成熟,经历了一个繁琐精细的过程,他们身处其中,科研的思维方式、解决问题的方法等都已深刻影响其生活学习,即在潜意识里他们处理问题、做出决策时都遵循了某些专业准则。而这些“准则”便是美国生物教师职业认同的主体。首先“认同”一词多出现于社会科学领域,Twiselton认为“认同的建构被看做不仅仅是个体的过程,而是通过社会互动和一系列社会文化群体的参与而发生的”,是个人对自己在所处的社会环境中的评价和看法。认同一般不是一成不变的,它随着时间推移和周围环境的改变,在不断修正调整,以更好地适应当前。这里我们所说的美国生物教师的职业认同由于其特殊的背景,明显倾向于科学研究,它包括教师在生物的学科领域内是如何看待自身和研究工作,同时作为科研人员在同行中是如何凭此来获得尊重和地位。这些无一不是与科研紧紧相扣。然而美国的教师在学生时代,从课程、实验的学习到学科文化的日常熏陶,将科学研究当做唯一使命,这就造成了如今“残缺”的职业认同。而且这已不是某一个教师,综观整个教师共同体,他们都受学科内的学术准则影响,在遵循准则的基础上,努力获得同行的认同,并调适自身以融入到共同体当中。这种潜意识的“融合”,连教师自身都没有察觉,这便是职业认同的内在同一性。虽为“内在”,却仍时刻影响着教师外在的行动,其中也包括教学工作,显然,美国生物教师的职业认同是自科研领域萌芽并茁壮成长的,这就必然导致了对教学的忽视。教师们会认为花时间与精力去尝试新颖的教学方法便会减少他们科研的产出,从而在同行竞争中处于劣势,因此他们拒绝教学上的变革。于是,职业认同就成为阻碍教师改善教学水平的重要因素,而且隐藏于表层之下,时刻牵制着教育改革。

(二)职业认同与提高教学质量的冲突

通过前部分论述,我们已承认职业认同作为隐性因素制约着教师的教学,而深究此种影响,我们总结出以下3个方面的冲突。第一,我们观察美国大学生物教师的成长过程,将会发现他们是在一个科研远胜于教学的学科文化中成长的。本科学生在参与相关科研项目时,职业认同就已开始萌芽,进入研究生时代后,研究所就像是一个共享的游乐场,在这里,学生尽情学习自己研究领域内的文化与价值观以及怎样参与这场科学游戏的规则,大量且集中的科研活动使得其职业认同蓬勃发展,最后在博士和博士后阶段科研变成唯一的追求。科学研究的概念、范式已在他们脑海中根深蒂固,职业认同里对教学的排斥性也使得学生丧失了对教学工作的正确认知。当今美国很多高校新手教师的培养模式仍为“学徒式”,即模仿曾经为自己授课的教授或导师的方法来教学。于是对他们而言,教学就等同于讲授;而那些德高望重的教授,他们的科研成果在国际上都享有盛誉,可谈及教学,在他们看来,仅仅是科研之余的消遣,是为了获得“教授”头衔,需履行的表面程序而已。所以倘若教师一日没有把教学纳入为职业认同的一部分,那么提高教师教学质量便是痴心妄想。第二,美国高校内,对于教学有浓厚兴趣的研究生们却深深忌讳“教师”这一称呼,他们在公共场合中甚至害怕承认自己的教师身份。这种“害怕”主要源于其导师对教学的排斥。尽管洪堡时代便已提出科研教学两结合的思想,但美国大多数导师仍不允许学生参加实验室工作以外的任何活动,某些导师甚至公然命令所带学生将时间和精力全部投入到科研,不要对教学抱有兴趣;在他们的学术生涯里,一般不会选择钟爱教学的学生加入自己的团队,而且一旦发现学生的重心由科研转变到教学,宁愿选择放弃爱徒,也不愿给予相关指导。所以教师自学生时代便一直害怕承认教学也是其职业认同的一部分,对教学工作的热情和兴趣,也渐渐变为职业成长过程中某些不利因素,直接危及声誉、地位,因此必须被迫隐藏而不得告知他人。所以来自导师层面的胁迫使得学生在潜移默化中抵触将教学归纳到教师的职业认同的一部分,日益走向“唯有科研才能带来事业上的功成名就”的极端。第三,在美国,较之其他职业,教师在薪酬和社会尊重方面都毫无优越感,而“科学家”却能带来崇高的地位和不尽的利益。高校里,能者在做科研,弱者只能选择教学,于是教学便成为“能力低下”的代名词。身处于这样的环境中,教师耳濡目染,他们逐渐笃信教学便意味着同行中更低的身份地位,是其事业道路上的“拦路虎”,要想被更多同行认可,获得更多的荣誉及身份,教师参与科研项目、发表学术论文、获得的研究经费等可量化的评价指标越多,教师便可以在较短时间里获得更高的身份。而教学质量的提高则无量化指标,且“十年树木,百年树人”,教育本就是一个日积月累、水滴石穿的过程。故教师唯有放弃教学,专攻科研,以在最短时间内寻求最快的事业发展。基于以上对3方面冲突的论述,不难发现,职业认同作为一直被忽视的阻碍教师教学改革的因素,是在解除了培训、时间、外在动机这3个阻碍后仍无法实现生物类教育改革的症结所在。此种排斥教学的职业认同形成后,教师对于教学方面的训练持怀疑态度,会认为参与这类训练只会浪费时间和精力而得不到真正的效果,所以他们宁愿将时间花在科研工作上,来提升自己在同行中的专业地位,而在Science或是Nature上发表文章,在学科同行中带来荣誉和地位,远胜于任一教学上的奖励。因此要想提高全美生物教师的教学质量,在提供培训、时间和外在激励的同时,要更加重视调整教师的职业认同,使得教学同科研享有同样的地位,那么有核心影响力的教师们才会把教学纳入职业认同中,从而引领整个教师共同体的改变。

三、提升教师质量的措施

美国教育家博耶于1991年发表了《学术反思:教授工作的重点领域》,他提出大学里学术的内涵不应仅仅指专业的科学研究,而应该包括相互联系的4个方面,即探究的学术、整合的学术、应用知识的学术和传播知识的学术(教学学术)。产出知识一直是学术的代表,随着大学与社会的联系日益紧密,应用知识也逐渐被纳入到学术当中,而传播知识却一直处于较低位置不能为学术所接受。而博耶对“学术”内涵的重新阐释,拓宽了学术的范畴,将传播知识的教学也纳入其中,为大学教师提高教学质量、处理好教学与科研以及社会服务之间的关系提供了一个崭新的理论视野。为了实现大规模的教学变革,使得教师的教学由经验式向着研究型教学发展,我们必须要对教师的职业认同进行修正,将教学纳入其中,并处理好教学与科研之间微妙的平衡。为此,我们提出了下面几点措施:

(一)调整研究生教育,培训教育学知识

在研究生培养过程中,除了专业课程,还应增设教育学的课程。学生学习作为合格教师应尽的职责,有关研究型教学的相关知识等;其次将生物教学类的论文计入到学生的毕业成绩,学生要想顺利毕业,教学类论文也是考核之一,必须完成,那么教学作为必修模块必然引起学生重视;最后政府可举办一些长期的教育培训,研究生均有机会参与,培训内容主要针对教学方法,教育思想等教育学知识。每名学生将会配备专门的教学导师,导师在培训开始前需接受专业训练,一旦培训开始,他们将指导学生进行学习,这样就达到师生的“双培训”。美国的研究生教育是孕育优秀教师的摇篮,其培养出的学生将成为教育变革中的中流砥柱。只有将教学知识的相关训练纳入到研究生教育中,培养的新一代教师才会在熟练掌握科研技能的同时,也将教学放在与其同等的位置,作为职业理想不可缺少的一部分。

(二)创建教学学术交流平台

教师科研方面的职业认同大多源自专业领域的学术期刊,学术论文的发表和同行评阅是职业认同的重要部分。如今想要将教学纳入其中,期刊不失为一个很好的端口。如今已经有一些学术期刊意识到这一点,积极拓展有关教育的专栏模块,如Science杂志开设有专门的教育论坛专栏,已收录不少优质的教育教学类的研究论文。这些论文将对教师的职业认同产生深刻影响,直至他们将研究型教学真正当作是自己的专业活动,与科研同样重要。此类杂志必须要在同行评审中有较高的标准,或者是国家级别的期刊,这样才能保证论文的质量和教学研究的重要性。如有美国细胞生物学协会和霍华德•休斯医学研究所(HHMI)举办的生命科学教育杂志就是一个很好地例证,主要收录来自生命科学教育领域内的优秀学术论文,为教师提供一个交流共享的平台。但是相对于科研类的学术期刊,教学类期刊数量十分有限,且质量上良莠不齐,因此在修订教师职业认同的同时,需建立完善的教学类学术期刊平台,严格把关期刊质量,同时保持数量的增加;除了期刊之外,学术会议也是需谨慎对待的“要点”,学术会议是学科内“大家”交流分享学术成果的场所。在会议上教师能实现面对面的交流与辩论,实现了思维的碰撞和学术的进步,教学作为传播知识的学术,也需要会议平台,但大多会议是关于专业的科研,很少涉及教学,为数不多的教学会议也只是流于形式,缺乏真正的学术交流。如某次教学会议的主题是讨论教师如何改变传统的讲授模式多引入有效的教学方法。可会议上主持者在照本宣科地“讲课”,大谈传统讲授模式的诸多弊端,其他与会者则“认真听讲”,全程交流甚少,整个会场便如同“先生讲,学生听”的课堂。可见与会者根本没有领悟教学改革的本质所在,才出现这种“骑马找马”的尴尬局面。所以在多举办教学学术会议的基础上还应该保证其多变的形式,可以尝试研讨会(workshop)、图片式讨论会(postersessions)等形式,以达到教师之间更多的交流。

(三)加大教学在教师职业能力考核中的比重

在教师的职称授予过程中,本应依据教学与科研参半的标准,但实际过程中,在美国的大学,尤其是研究型大学,教师的职称主要来自其科研上的成果和从校外筹集的资金,教学已经成为大家长期遗忘的部分,得不到应有的重视,最后便形成“能者科研,弱者教学”的恶性循环。要想摆脱教学低于科研的现象,在对教师的职业考核中,对教师教学目标的实现情况,教学技能和组织策略的使用情况等都实行量化统计,将这些都归为职业考核内容,且所占比重与科研相当。这样既能将教学与职业生涯紧密联系起来,以修订教师“残缺”的职业认同,也能使教师对教学技能、教学方法等概念知识更为熟悉,为课堂实践奠定基础。

篇13

(一)语料来源

收集河南师范大学生命科学学院2008届至2014届研究生(以下称“学习者”)的硕士毕业论文英文摘要,建立生物学硕士学位论文摘要语料库(以下简称BMAC)。从Science、Nature、Cell中筛选作者为本族语者的生物学论文,建立英语本族语者生物学论文摘要语料库(以下简称NSAC)。

(二)研究问题

本研究基于语料库证据,主要调查以下两个问题:1.BMAC和NSAC两个语料库中连接词的使用频率有无差异。2.在表达某种语义关系时,学习者与本族语者使用连接词的情况是否有差异。选取“but”,结合其在两个语料库中的分布情况来回答第二个问题。

(三)研究方法

本研究采用中介语对比分析方法,所调查的连接词参考了Granger[9]调查的连接词表,并与现实教学相结合,确定了以and、because、but、forexample、forin-stance、furthermore、however、inaddition、infact、hence、indeed、nevertheless、notonly…butalso、ontheotherhand、so、then、therefore、though、thus、while为研究对象。具体研究步骤如下:第一,借助语料库检索工具Wordsmith5.0对上述20个连接词在BMAC和NSAC中逐一检索,获取其出现频数。第二,对频数进行标准化处理,得到标准化频率。第三,利用卡方检验计算器对数据进行卡方检验,用来测试两组数据之间是否存在显著性差异。第四,处理数据并分析讨论。

三、结果与讨论

(一)观察两个语料库中连接词使用的总体差异。从表2可以看出,在总体频率上,学习者使用连接词的频率高于本族语者。学习者每100000词使用了2771.2个连接词,而本族语者只使用了2034.5个。我们从以下三方面来分析原因:第一,在英语教学过程中,教师过于强调要使用连接词,使学习者误认为只要在写作中使用足够的连接词就能使语篇连贯、逻辑清晰。第二,学习者并没有全面掌握英语写作知识,以为只有使用连接词才能达到语篇衔接,忽视了语义衔接和句法衔接等手段。第三,学习者为了使读者更清晰地理解,刻意将句子之间的语义或逻辑关系明白无误地标记出来。我们对学习者进行了访谈,学习者普遍认为,使用连接词可以使文章看起来条理清晰、逻辑性强,而且在写作过程中更有利于组织语篇。

(二)从表3和表4中可以看出,学习者对某些连接词,如but、so、forexample、notonly…butalso等使用频率过高。通过观察不难发现,这些单词都只适用于非正式文体的句间连接,较少出现在正式的学术论文中。“so”的使用频率高达315.4,在BMAC中位居第三。“notonly…butalso”在BMAC的使用频率是NSAC的10倍,“but”在BMAC中经常被重复使用。这些现象体现出学习者能够灵活运用的词汇数量有限。从表2的数据可以看出我国英语学习者使用了用于正式文体的therefore,但在英语正式文体中,表示因果关系的连接词还有thus、hence等,这些表示因果关系的连接词在BMAC中的使用频率远低于本族语者。这也反映了学习者对连接词的选用受到语言能力的限制。学习者使用频率很高的连接词(如but、so、forex-ample等)大多简单易学,口语化特征明显。从习得顺序来看,它们要先于hence、nevertheless、forinstance等词,学习者倾向于使用最先习得的简单词汇。从表4可以看出,位居第一的偏少使用的连接词是and。这一特征可能是由于学习者受到了汉语的影响。英语表达合取关系的词语为and,汉语中主要是“和”,英语的合取连接词只要求所连接各项的语法平行性,而“汉语的合取连词不仅要求所连接的两项在语法上是平行的,而且还有严格的词性和语言单位层级的限制”[10]。所以受到汉语中“和”的使用条件的限制和影响,学习者在可以使用and时往往会选择其他词汇或句法手段来表达。在偏少使用的连接词中,有两个是转折性连接词(however、nevertheless),这与Granger和Tyson的发现相符:“那些表转折意义(如however)以及使论述向前发展的连接词都有使用不足的迹象。”[11]

(三)BMAC和NSAC中出现频率最高的连接词均为and,这是由and本身所表达的语义所决定的。正如Quirk所说:“英语中的and是含义和用法最广的并列连词。”and的表层结构表现为并列,但结构深层却含有多种不同的逻辑语义关系,例如因果、顺序、对比、强调、增补等,因此,无论是学习者还是本族语者都会经常使用。位居第二的分别为but和however,这两个连接词都是具有转折功能的连接词,这说明在表达“转折”这一具体语义时,学习者和本族语者有着不同的选择偏好,学习者倾向于使用but,而本族语者却倾向于however。观察BMAC语料库中的索引行,我们发现:95.9%的but被用于句首,连接上句并引出下文,语义关系较为简单,具备转折的功能。观察NSAC语料库,发现however一词92.1%也都是用于句首,用来表示转折。however是正式文体中常用来表示转折意义的连接词,而在非正式文体或口语中经常使用but来表达同样的意义。Biber曾指出,therefore带有浓厚的书面语色彩,而but则带有浓厚的口语色彩[12]。but在BMAC中出现的频率远高于在NSAC中出现的频率,表明中国学习者语体意识薄弱,在正式的文体中经常使用明显的带有口语化特征的词。这也表明书面语中的口语化倾向是中国英语学习者英语学习中存在的普遍问题[13]。