光遗传学技术范例

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光遗传学技术

生物医学在体成像技术作用

本文作者:兰海云 汪爱勤 尹文 单位:第四军医大学基础医学部 第四军医大学基础医学部 第四军医大学中心实验室

在体成像技术的发展及成像策略的不断提高,能够在活的生物体内揭示细胞和分子水平的诸多细微变化,有助于在生物整体、真实的体内环境中高时间分辨率地研究生命过程。针对某一生物过程的带有光学标记的报告基因已被广泛应用于细胞生物学的研究,近年来正被更多地用于在活的动物模型中探究人体内生理机能和疾病的生物学过程。利用荧光蛋白、萤光素酶基因等生物材料标记细胞、病原体和基因,早已被证实是一种在体内设置“检测器”、体外直观检测的非常可行的策略[1]。

1在体生物发光成像技术的原理

通过生物技术将构建的以萤光素酶基因作为标记基因的载体(重组原核表达质粒、重组真核表达质粒或重组病毒),经转化、转染或感染并筛选得到重组病原菌、细胞(如免疫细胞、肿瘤细胞、胚胎干细胞等)或重组病毒(如腺病毒、慢病毒、逆转录病毒等)用于转入小动物;或是将含萤光素酶及调控序列的载体线性化后经显微注射等技术稳定整合于小动物基因组制备转基因动物[2-4]。标记基因的表达可通过多种调控元件进行调控,如靶基因的启动子和增强子等;标记的方法因研究领域、研究目的和实验策略的不同而各异[4],但最终都是在体内组织如血液、肝脏、脑、脾、肾等靶部位因特定生物过程的发生而伴随产生有酶活性的萤光素酶。在注入底物即萤光素的条件下,萤光素酶催化底物反应产生特定波长的光信号,通过成像系统可以直观检测到光信号的产生及变化,实时反映体内发生的生物过程,如基因的调控表达、信号传导、蛋白质之间的相互作用、细胞增殖与分化等。因此,在体生物发光成像技术可广泛应用于分子生物学、细胞生物学、病毒学与免疫学、肿瘤学等研究领域[5-8]。

2在体生物发光成像技术的应用

2.1标记于肿瘤细胞、免疫细胞、胚胎干细胞等,转入体内后进行成像

萤光素酶基因作为一种报告基因,最初应用于体外培养细胞内目的基因的表达研究。在体生物发光成像技术的发展,使其能够应用于在体组织细胞的表达研究[9]。萤光素酶是一类生物发光酶,1种细胞可同时被2种具有不同底物的萤光素酶标记。例如其一可由一组成性稳定表达的启动子驱动,作为内参,反应细胞数量的变化;另一萤光素酶由要研究的组织特异性启动子驱动,其发光信号的变化,在消除细胞数量变化的影响后就可反映特定的启动子在动物体内的表达活性[10-11]。

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动物资源学的教学体系

 

资源指能够满足人类生产和生活需要的物质、能量和信息的总和(赵建成,吴跃峰,2008)。在当今科学技术高速发展的今天,不断寻求新的资源并加以高效利用已经上升为国家战略。中国是资源丰富的国家之一,但人均占有量极少,总体质量不高,分布不均。资源动物(或称动物资源)即指那些对人类有价值的动物,实际上动物的存在即是价值,因此资源动物实际上包括了所有从最低等的原生动物到高等的鸟类和哺乳动物。目前全世界共记述40门1552319种动物(Zhang,2011),中国的动物种类约占全世界的10%以上。面对多样的动物资源,人类从原始社会便有了加以利用的历史。我们的祖先早在3000多年以前就开始饲养家蚕和家畜(刘凌云,郑光美,2009),经过长期的利用甚至改造,资源动物对现代社会的贡献已经深入至社会的经济、文化和宗教等多个领域。但是,由于人类的活动导致了不少动物的栖息地被破坏,加之环境污染、气候变化以及人类的过度猎捕,使一些动物物种灭绝或濒临灭绝。据不完全统计,自1600年以来,已经有83种哺乳类、113种鸟类、21种爬行类、2种两栖类、23种鱼类和98种无脊椎动物灭绝(赵建成,吴跃峰,2008)。因此,如何保证动物资源经久不衰地为人类服务,使一些受人类活动影响而趋于灭绝的物种恢复生存的活力,保存动物多样性,已经成为我国动物学科研和教学的重要任务。动物资源学(或称资源动物学)就是以众多的动物资源为研究对象的学科,其研究内容包括动物资源的特点、类型、分布、数量、保护与利用等许多方面,与动物分类学、动物生态学、种群遗传学、动物地理学以及自然保护等诸多学科相关(张荣祖,1991)。但到目前为止,动物资源学尚未形成完整的理论体系,本文依据作者几年来的教学实践,尝试就动物资源学的定位与教学对象、教学体系与教学内容以及教学实践等几个方面提出一些看法,与同行讨论。   1动物资源学的定位与教学对象   美国学者Gug-HaroldSmith(1964)在《英国大百科全书》中明确将动物作为自然资源的七大组成部分之一,动物资源学作为生物资源学(隶属于资源科学、部门资源学、自然资源学之下)的重要组成部分,在资源科学中占有一定地位(石玉林,2006)。但实际上,现行的资源科学教学体系多是由以前的地理科学演变而来,更多讲授的是非生物资源,很少涉及到动物资源。从传统的生物学教学体系来看,动物资源学应该作为生物学一级学科、动物学二级学科下的一个分支学科(张荣祖,1991),从资源的角度对动物的数量、种类、分布、价值、保护与利用等方面进行阐述,使之服务于人类的生产与生活需要。动物资源学一定程度上可视为传统的动物学与资源学的交叉学科,属应用基础学科,授课对象理论上可以是资源学与生物学的在校学生以及从事相关研究或管理的各类人员。但无论是哪一类授课对象,最好应具备生物学和资源学的相关基础,即了解资源学的基础理论和研究方法,学习过动物学、植物学、微生物学、生物化学、遗传学、分子生物学等基础课程。对于缺乏相关任何一部分基础知识的人员,都会一定程度上影响该课程的讲授效果。而实际上,目前开设这门课程的均为生物类的专业。   2动物资源学的教学体系与教学内容   由于动物资源学涉及到了所有动物类群,各类群的大小、形态结构以及经济价值等千差万别,要想从资源价值的角度对所有动物进行分类,具有一定的困难。与已成体系的《资源昆虫学》(李孟楼,2007)、《植物资源学》(杨期和,2008)等课程体系不同的是,许多形态结构和数量差异极大的动物类群都与人类密切相关且具有很高的经济价值。因此目前多个院校的动物资源学教学主要参考的是《生物资源学》(赵建成,吴跃峰,2008)中的动物学部分,即主要以动物的进化顺序为讲授线索,结合动物资源的价值、特性、调查方法以及保护和利用情况进行讲解。这样做的优点是突出了不同动物类群的特点及其价值,缺点是使得动物资源学作为一门课程整体比较松散,与普通动物学的内容具有很大程度的重叠。经过几年的教学实践,结合《资源科学技术名词(2008)》,笔者认为动物资源学的教学体系应该包括三部分,即动物资源学概论、动物资源分类和动物资源的利用与保护。概论部分应包括动物资源的概念、价值与特性,动物资源学的定义、研究内容与任务,动物资源学与其他学科的关系,动物资源的分类系统,动物资源学的一般研究方法等内容。动物资源的分类建议采用“有所为有所不为”的原则,重点讲授价值较高的动物资源,依据利用的目的进行划分,比如家养动物资源、食用动物资源、饲用和饵用动物资源、医药用动物资源、工业原料用动物资源、生物技术研究用动物资源、生态用动物资源、环境监测用动物资源、文化用动物资源以及其他动物资源等。动物资源的保护与利用应包括动物资源的调查方法、地理分布特点与现状、利用原则、保护对策、引种与驯化以及成功案例等。此外,教学体系中还应穿插一些有用的信息,如中国的自然保护区、重点保护的野生动物以及中国动物物种红色名录等。   3动物资源学的教学实践   动物资源所涉及类群复杂多样,形态结构千差万别,行为方式千奇百怪,因此在动物资源学的教学过程中应充分利用现代的多媒体教学手段,将传统的板书与多媒体投影相结合。除此之外,还应注意以下几个方面的实践,依据学生的特点与发展方向有所侧重地进行讲授。社会在发展,不同时代的学生具有不同的特点,现在的大学生为“90后”,他们思想活跃、表现自我,但协作意识较差;适应能力弱、依赖性强,但表现从众乐观;现实目标缺失、认知能力不足,但自信心较足;理想信念薄弱、政治观不稳定,但不乏理国;求知欲强、敢于尝试,但抗挫能力弱(林良盛,2009)。针对这样的特点,应在课堂教学中鼓励学生发言、鼓励学生合作完成命题、鼓励学生怀疑现有理论并提出新的命题,适当时候给以引导。另外,针对不同专业的发展方向,有针对性地讲授一些相关内容。例如,在给生物工程专业的学生授课时,突出部分动物(如眼虫、涡虫、老鼠)在现代生物工程方面的应用,以及部分与人类的进化或疾病相关的动物基因组学研究进展。在给生物科学师范专业的学生授课时,突出昆虫等动物形态结构的多样性及不同资源动物之间的关系,让他们体会到动物世界的五彩缤纷与和谐统一。#p#分页标题#e#   3.1部分内容交给学生进行讲解   将部分容易理解且与日常生活密切相关的内容交给学生讲解,让学生参与到课堂活动中来,可以提高学生主动学习的积极性,激发学生学习热情,提高学生对相关知识的凝练和表达能力。比如讲授资源动物的食用价值时,让学生结合自身经历并查阅资料,讲解哪些动物可食,有什么优势,应注意哪些问题等。   3.2与学生野外实习及本地资源特点相结合   学生对于身边的动物关注度明显高于其他动物,通过野外实习,他们了解了本地常见及特有的动物资源,因此在课堂讲授过程中将他们所了解到的动物资源做详细的讲解,会使学生更愿意参与到课堂中来,增强课堂学习效果。比如,白额巨蟹蛛Heteropodavenatoria是南方的一种常见蜘蛛,在西南大学学生宿舍里也经常见到它的身影,个体较大,步足伸展开后长达5cm,在墙壁上爬行,行动非常迅速。许多学生见到后惊叫不断,总要想尽一切办法来杀死它。在课堂上告诉学生,它是我们人类的朋友,有两方面价值:能捕食蝇、蚊和蟑螂等害虫;其干燥全虫可以入药。再比如,重庆的淡水鱼类资源比较丰富,于是在课堂上重点就长江上游淡水鱼类的食用价值、药用价值、基础研究价值以及利用和保护情况进行讲解,增加学生对本地资源状况的了解。   3.3将最新的科研成果应用于教学   科学研究日新月异,每天都有新的成果诞生。将相关的最新科研成果引入课堂,必然会使教学内容更加新颖,使学生感受到现代科技的力量,激发学生的学习兴趣和自信心。如蜘蛛丝蛋白具有高强度、高弹性和韧性等特点,是医学、航天、建筑、军事、甚至工农业生产中非常理想的一种原材料,而蜘蛛具有很强的领地意识并且同类相残,要想大量获取天然蛛丝几乎没有可能,因此一直以来蛛丝的人工合成成为热点研究领域。最近的研究将蛛丝基因转至家蚕体内,成功得到了含有蛛丝蛋白、较蚕丝更为坚韧的合成纤维(Teuléetal.,2012),这项研究使得人类向获取高品质蛛丝蛋白迈出了重要一步。再比如,猪是一种常见家养动物,食用是它最主要的用途,而最近的研究表明,利用人类基因培育的转基因猪将使得人类在必要时获取必需器官成为可能(Ekseretal.,2011)。   4结语   通过几年来的教学实践,结合相关文献资料,本文首次就动物资源学的课程定位、教学对象、教学体系与教学内容以及教学实践进行了总结和探讨,旨在促进动物资源学早日形成自己独特的教学体系,并通过一定的实践提高教学质量和教学水平,为生物类以及资源类学生提供更多、更好、更前沿的动物资源学信息,为学生的进一步成长提供更有价值的信息。

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植物提取物作用体制研究

作者:于雪莹 张莹 陈小强 祖元刚 单位:东北林业大学

1医学模式正在发生重大转变

随着社会的发展,医学模式正在发生重大转变。纵观医学模式的演变,无论是神灵的医学模式、自然哲学的医学模式、机械论的医学模式还是生物-心理-社会医学模式都是针对疾病症状,使用临床药物的医学模式。由于环境因素和社会因素一系列变化,使医学模式发生了重大转变。人的健康、疾病和寿命是由遗传因素、机体的机能状态和环境因素的综合作用所决定的。城乡工业化,居住城市化,大气、土壤和水等环境污染以及温室效应、臭氧空洞、酸雨频繁、植被破坏、水土流失、生态失衡等环境因素发生变化,对健康和疾病正在产生严重影响,如过敏性疾患和病毒性疾患日趋流行。随着太空、海洋、高原和极地的开发,需要防治特殊条件下出现的疾病;紧张、焦虑、郁闷和生活事件、就业与经济收入、卫生服务等社会心理因素发生变化,也正在对健康和疾病产生严重影响,如精神性疾病、神经性疾病、忧郁症、高血压、衰弱症和外伤问题等日益增加。重大的慢性及退行性疾病如恶性肿瘤、心脑血管疾病、艾滋病、免疫病、遗传病受社会心理多因素作用或影响明显,逐步成为人类的主要疾病和主要死亡原因。由于疾病构成变化(疾病谱、死因谱变化),从治疗传染病和普通病如鼠疫、霍乱、天花、黑热病、结核病等向上述重大的慢性及退行性疾病转变。世界性人口老龄化日益突出,医学模式向探讨老年病发生机理和预防对策方向上转变。“没有病但却感觉不健康”,这就是亚健康。现在医学模式对“亚健康”的病因和发病机制束手无策,因而缺乏真正有效的治疗方法和手段。医学模式将以疾病为主导转变为以健康为主导;从单个患者转变为各种群体以至全人群;从疾病防治与身心健康转变为身心健全及其与环境的和谐一致。因此,针对生态因素和社会因素的影响,针对健康-亚健康-疾病模式,医学模式在向“社会生态医学模式”转变。社会生态医学模式(Ecological-socialMedicalModel)把握时代的制高点、能更全面、客观地指导人们认识和解决现代社会的卫生保健问题,维护的是健康的社会属性和生态属性,强调人类健康与社会和谐以及人类健康与自然和谐。健康的社会属性方面要求人们的社会活动、人际关系、社会地位、生活方式正常,在社会环境、物质和精神生活的满意度等方面正常,强调人在气质、性格、情绪、智力等方面状态完好;健康的生态属性是强调人与自然和谐,人类健康与自然环境因素的相互关系就是生态医学模式。遵循自然生态规律,才能实现人类健康、资源、环境和经济社会的协调持续发展。医学模式的转变需要对亚健康状态进行深入的定量研究,对植物提取物作用机制做更深入的研究,推动越来越多的植物提取物应用于疾病的治疗、消除亚健康和保持健康。

2医学模式的转变推动中国植物提取业的发展

2•1一个靶点成就一个产业

中国生物医药界的领军人物———中国百泰生物药业有限公司董事长白先宏先生说过“一个靶点成就一个产业”[1]。中国第1个人源化抗体药物泰欣生TM(尼妥珠单抗,Nimotuzumab),能够特异性针对肿瘤细胞进行靶向性治疗。实现了泰欣生产业化生产,大大缩短了我国与发达国家在抗体药物产业化进程中的差距,为推动中国生物医药产业发展的一次大手笔。随着医学模式的转变和疾病谱的改变,中国植物提取物产业的发展面临新的抉择。寻求植物提取物作用的新靶点,应用创新技术,进行新产品开发和实现产业化是中国植物提取业发展的瓶颈问题。正如前文所论述的,社会的发展带来人类疾病谱发生根本性的改变和医学模式的转变,人类主要死因居前3位的是恶性肿瘤、心脑血管疾病和伤害等重大的慢性及退行性疾病。针对以上疾病植物提取物作用靶点正在全世界兴起研究热潮,相应的植物提取物产品如伊立替康等都已经实现产业化。在治疗疾病的领域里,医学模式的转变、推动靶向研究的植物提取物种类在日益增加,并且更加需要对亚健康状态下的抗衰老、抗疲劳和抗忧郁的植物提取物如何作用的机理进行研究,围绕保持健康、远离亚健康,在功能食品、食品添加剂、化妆品等多个领域进行植物提取物新品种的研发。如果说一个靶点能成就一个产业,那么在治疗疾病、预防疾病、保持健康3个完整的连续健康观的领域里,仔细钻研健康-亚健康-疾病的模式,随着医学模式的转变会出现10个、100个,乃至成千上万的植物提取物作用的靶点,由此来推动植物提取业的发展。

2•2推动治疗疾病的植物提取物的发展

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高中生物课堂教学思考(10篇)

第一篇:高中生物教学翻转课堂思考

【内容摘要】

翻转课堂在高中生物教学中应用,产生了极大的效果,为了能够在教学中继续其成效,在翻转课堂教学模式下,又连续发展了几种模式的翻转课堂,使得翻转课堂教学模式的应用更加广泛,更加灵活。为了能够更好地了解到更多的翻转课堂教学模式,本文以高中生物教学为例,围绕多样化的翻转课堂进行分析讲述,探讨翻转课堂在高中生物教学中有效应用。

【关键词】

高中生物;翻转课堂;实施思考

想要了解翻转课堂还有哪些教学方法,首先需要了解翻转课堂的含义,翻转课堂打破了传统教学中以教师教学为主的教学模式,重点提出以学生发展为核心的教学路线,做到一切教学目标以学生为出发点,强调教师教学只能是一种辅助学生学习的服务,而不能作为教学标准。所以,在多样化翻转课堂中,也是以翻转课堂的核心目标为中心,建立以学生为主的多样化翻转课堂教学模式。

一、高中生物互动式翻转课堂教学

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森林保护需解决的困难

作者:张星耀 吕全 梁军 田呈明 赵莉蔺 刘振宇 单位:中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京林业大学 中国科学院动物研究所 山东农业大学植物保护学院

要满足社会经济发展对改善生态环境、维护国土生态安全和日益增长的木材需求,其根本途径是在保护天然林的同时大力发展人工林。为此,中共中央、国务院《关于加快林业发展的决定》指出,确立以生态建设为主的林业可持续发展道路,建立以森林植被为主体、林草结合的国土生态安全体系,建设山川秀美的生态文明社会,成为新时期我国林业工作的重要任务。因此,保障林业建设成果使其健康可持续发展成为我国经济发展、生态环境和新农村建设的重大需求。

1森林病虫灾害暴发流行严重制约着我国现代林业的可持续发展

林业可持续发展的关键是保护森林资源免受自然灾害的侵袭。如何预防和减轻森林病虫危害所造成的生态、经济和社会损失,成为林业建设成败与否的关键。根据国家林业局的统计和评估,森林病虫害作为“无烟的火灾”给我国林业建设造成了严重的危害,其发生和受灾面积均呈逐年上升趋势。据统计,近年来我国森林病虫害年均发生面积达1151.8万hm2,直接经济损失和生态服务价值损失总计为1101.1亿元,其中因病虫害造成的年均直接经济损失达245亿元,生态服务功能损失856.1亿元[1]。我国天然林(天然次生林为主)面积为1.2亿hm2,占森林总面积的61.54%。但是,由于人为干扰过度,大部分天然林退化,生物多样性水平降低,林分抗逆和抵御病虫灾害的能力下降,造成病虫害的发生甚至流行。其特征主要表现为:第一,全球气候变化导致突发性病虫灾害大面积流行。气候的微小扰动都可能对森林生态系统的结构和演替过程产生巨大影响,病虫害的暴发和流行即是该过程的一个重要标志。例如,西藏林芝地区一些未受人类直接干扰的天然林出现冷杉大面积带状死亡被认为与全球气候变化导致真菌病害流行有关。第二,外来病虫与本土病虫协同作用导致灾害蔓延。例如,松材线虫Bursaphelenchusxylophilus(Steiner&Burher)Nickle传入我国后在本土害虫松墨天牛MonochamusalternatusHope的协同下已在全国15个省(区、市)严重发生,年均发生面积超过6.7万hm2,病死树达100万株[2]。松材线虫病蔓延扩散的最主要自然因素在于其媒介昆虫松墨天牛在我国的广泛分布,而每头松墨天牛最高可以携带松材线虫28万条以上。作为美国本土次期性害虫的红脂大小蠹DendroctonusvalensLeConte在我国华北油松Pinustabulaeformis林内暴发成灾,发生面积最高达52万hm2以上,严重地区油松死亡率达30%,已导致600多万株松树枯死。红脂大小蠹在侵入我国后造成严重危害,与其伴生的本土病原菌协同攻克寄主抗性有直接关系[3]。

我国人工林面积达6168.84万hm2,居世界第一,其中仅马尾松Pinusmassoniana、杨树Populusspp.和杉木Cunninghamialanceolata纯林就占人工林总面积的59.4%,而混交林仅占3%。研究表明,约80%的森林病虫灾害发生在人工林。导致人工林重大病虫害常年暴发成灾的原因在于人工林结构和树龄单一,病原物和害虫群体的广布性及其种群异质性,以及经营水平低下等。人工林病虫害发生的特征主要表现为:第一,广泛分布于南北方不同气候区的重大病虫灾害(广布型)常年暴发流行。例如,松毛虫Dendrolimusspp.在全国范围内周期性大发生,发生面积曾高达300多万hm2,占全国森林病虫害发生面积的50%;20世纪80年代后一些地区因封山育林,松毛虫危害得到了有效控制,但近年来灾情出现反弹,年均发生面积在140万hm2以上。光肩星天牛Anoplophoraglabripennis(Motschul-sky)等杨树蛀干害虫自上世纪80年代以来在我国西部省区猖獗危害,对三北防护林工程造成巨大破坏。近年来灾情依然严重,年均发生近80万hm2,并开始侵入天然次生林,直接影响我国对外贸易。第二,树木生长势下降诱发的寄主主导性病害普遍发生。一些寄主主导性病害的病原广泛存在于自然界和潜伏侵染于树木体内,气候和土壤逆境导致的树木生长势下降是导致这类病害流行的主要诱因。例如,杨树溃疡病Botryosphaeriaspp.、松枯梢病Sphaeropsissapinea(Fr.:Fr.)Dyko&Sutton等病害暴发流行,杨树病害年均发生面积达23万hm2,发病株率在40%以上,病死株率高达20%以上。同时,杨树溃疡病致使造林成活率和保存率下降15%以上,严重影响造林效果。近10a来,松枯梢病在我国蔓延速度加快,危害不断加重。吉林省受松枯梢病侵袭的林分发病率达60%,湖北省发生面积达2.7万hm2,造成林木大面积死亡,已发展成为我国的重大森林病害。第三,次要性病虫灾害演化为主要威胁。如干旱等极端异常气候引起杨扇舟蛾Closteraanachoreta(Fabricius)、春尺蠖ApocheimacinerariusErschoff等食叶害虫连续暴发成灾,平均每年新增2万hm2,全国发生面积已达14.67万hm2,2009年出现多点连片暴发现象,江苏、河北等地多处绿色通道景观被毁,杨树产业损失巨大。以沙棘木蠹蛾HolcocerushippophaecolusHua,Chou,FangetetChen.为主的一些次要性害虫暴发成灾,在三北地区造成16万hm2的沙棘Hippohgaerham-noides林分整片枯死,严重威胁生态脆弱区植被的恢复与重建。我国森林资源和国土安全常年面临病虫灾害的威胁,严重制约生态建设步伐、社会主义新农村建设和林权制度改革的实施,形势十分严峻。因此,面对国民经济和社会发展对森林资源需求的持续增长,形成可持续控制病虫灾害的理论和技术体系,有效控制病虫灾害,保障林业建设成果迫在眉睫。

2揭示病虫成灾机理是推动森林病虫害控制科学理论发展的关键

明确病虫灾害的形成过程和原因是有效控制病虫危害的前提。目前对于病虫害发生机理的诠释主要集中在个体、种群、群落、生态系统和景观等各个层次。种群遗传变异、种间互作、生态适应,以及环境胁迫等方面的内容成为关注的焦点。

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越南油茶利用现况及其良种化研究

目前越南国内的油茶研究仅限于油茶的生物学特性、生态学要求与繁育技术、种植措施和加工利用等方面。文中旨在对越南国内油茶综合开发利用及育种栽培的研究现状进行总结,同时对比中国的油茶研究现状,并结合越南国情,提出了越南未来油茶良种化的一些建议。

油茶资源在越南的分布情况

在越南,油茶亦为山茶属多个物种的总称。越南国内现有的油茶物种资源也较为丰富,有如分布在富寿、义安、广治等平原地区的普通油茶C.oleifera,分布于清化、广平一带的茶梅C.sansanqua,还有分布于与中国云南交界的高平地区的云南连蕊茶C.forrestii,以及广泛分布于越南北部如河江、高平、广宁及与中国广西接壤的边境地区的越南油茶C.vietnamensis等种。据2010年笔者对越南国内油茶分布情况的实地踏查结果,越南的油茶资源主要分布在北纬16°50′~23°21′、东经103°13′~107°21′的北部地区,包括谅山、高平、广宁、河江、宣光、安沛、莱州、富寿、和平、清化、义安、广治等省份均有油茶资源的分布。越南现有的油茶林分大部分都处于野生或半野生状态中,而人为经营活动较少。在越南的不同地区人们对油茶的称谓也较混乱,尤其是民间,人们常将越南油茶与普通油茶甚至和茶梅这三者混为一谈。根据HoàngVǎnTháng的研究报道,2006年越南北部油茶总面积有6262.3hm2,其中义安省的面积最大,达5613.4hm2,这些林分零星分布在谅山的高禄、禄平、文官、文浪等县地,且大部分为混交林分,多与刺槐、马尾松等混交,如在谅山省的面积仅有210hm2,纯林面积也仅有71hm2。越南中北部的广平、广治、顺化等省的大多数油茶呈自然散生状态,单位面积的植株较少,每公顷仅有150~200株,不过当地平均每户可拥有0.2~0.5hm2的油茶树。

根据越南的官方资料,早在20世纪60年代,作为重要的经济树种的油茶在越南曾出现了一个大发展时期,越南北部的广宁、富寿、河江、安沛等地均广泛种植油茶,其中仅在广宁省先安、平辽一带油茶造林面积就超过1000hm2。然而,在过去的较长时间内,越南的油茶栽培由于缺乏集约化经营,同时受茶油加工技术的限制及企业投入不足等因素的影响,致使其茶油市场占有率偏低,其经济效益也无法得以提高。近年来,越南的许多林区已削减油茶树的种植面积,转而种植其他树种,导致越南北部各省的油茶种植面积缩减;尤其在广宁省,据1992年的森林调查资料,仅平辽一地的油茶分布面积就有900hm2,然而到2003年,大部分油茶林被砍伐,广宁全省的油茶分布面积仅剩58.9hm2;河江是越南历史上油茶分布面积相对较大的省份之一,其人工林主要是20世纪70年代从高平和谅山两地引种过去的油茶地方品种,到2006年,该省油茶分布面积仅有146.8hm2,且人工林现只零星分布在安明、黄树肥、箐门、同文等地;安沛省的油茶种植于20世纪80~90年间,当时面积为200hm2,但现在只有少量的油茶树分布在安平和陆安两县;富寿省的油茶种植时期与安沛省相近,现在油茶种植面积只剩三农、端雄两县的20hm2;在莱州,只有部分地区种植了油茶,巡胡县从1979年开始种植油茶,当时有面积30hm2,而到2006年,种植面积只剩下10hm2。

油茶资源在越南的利用情况

茶油中不饱和脂肪酸含量在90%以上,居四大木本油料树种之首。在其它植物油脂中含量较高但对动物与人体生长发育都有不良影响的芥酸,在茶油中含量较低(<3%)。现代医学研究结果表明,茶油对于预防冠心病,延缓动脉粥状硬化有着明显的效果。茶油是中国历代皇家贡品,在我国的台湾省及日本等东南亚国家极受人们的欢迎,被赞誉为“东方橄榄油”。在越南,目前油茶产品主要还是以茶油为主,通过机器压榨或者手工压榨,但大部分成品油未经精炼加工处理,一般油茶产区当地山民采用称之为“Vitme”的土法手工榨油,直接食用。在油茶种植面积相对较大、具有一定产量规模的地区,如义安省的义坛、义禄及安沛省的陆安等地,人们常采用从中国引进的机器流水线压榨成品油,但由于原料供应不够稳定,产油量依旧较低,每年只有少量原油产品直销到中国,其榨油技术也难以在越南国内广泛推广。茶油进入食用油市场后,对越南植物油的价格也带来了一定的良性拉动作用,但受原料产量的影响,市场价格波动较大,2006年市场上干油茶籽的价格为3000~4000越南盾/kg,2009年上升至10000~12000越南盾/kg,而2010年其价格为9000~10000越南盾/kg。

茶油还具有其他药用价值,根据美国国家医药中心实验证实,茶油中含有特定的生理活性物质茶多酚和山茶甙(即茶皂素),对降低胆固醇和抗癌有明显的功效。越南民间很早就有用茶油治疗烧伤以及体癣、慢性湿疹等皮肤病的历史。茶油对动物和正常人的皮肤无刺激性和致敏性,通过精炼,可制作天然高级美容护肤化妆品,在中国已开发出多种相关产品。此外,茶油中不皂化物接近1%,精炼时脂肪酸等游离酸类物质占15%左右,茶油在工业上是生产油酸及醋类的优质原料,通过氢化制取的硬化油,可用作许多工业原料。不过,这些茶油衍生产品的开发在越南十分有限。

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生物化学实验教学中科研素质培养

[摘要]科研创新能力是大学生应当具备的重要学术能力,在实验课中培养学生的科研素质,对于提高大学生的科研创新能力至关重要。本文以生物化学实验教学为例,从不同的角度关注学生科研思维能力、科研素质的培养,旨在提高实验课的教学质量,培养具备科研创新能力的高素质人才。

[关键词]生物化学实验;科研素质;学术规范

生物化学是高校生物学相关专业必修的基础课程之一,是一门以实验为基础的自然科学。随着科学技术的发展,培养具有科研创新能力的高素质人才已经成为高校教育的主题。生物化学实验不仅是为验证理论服务,更重视对学生动手能力、分析解决问题的能力,尤其是科研创新能力的培养。但在传统的实验课教学模式下,学生的主观能动性不足、科研思维意识薄弱等问题依旧存在,为此,本文对于生物化学实验教学中如何提高教学质量、调动学生的积极性和培养学生科研素质等问题进行探讨。

一、利用微信、微博激发学生的科研兴趣

研究显示,高校本科生对科研兴趣浓厚,但参与科研活动的人数却很少[1]。其中很重要的原因是学生对科研的认知缺乏、科研能力不足以及缺乏老师的专业引导[2]。高校实验课是培养学生动手能力和创新科研思维能力的重要途径,作为一门开设较早的实验课,生物化学实验课教师承担着培养学生正确的科研观、提高学生科研素质的教学任务。传统的生物化学实验教学内容和形式比较单一,主要是以验证理论知识、提高学生动手能力为宗旨。在这种教学模式下,教师和学生的交流互动受到很大限制,授课教师在课堂上对学生的了解有限,学生对课堂以外的相关前沿知识几乎没有了解。近年来,微信、微博等互联网平台的飞速发展给人们的生活和学习带来极大便利。因此,利用微信、微博等交流互动平台拓宽生物化学实验教学途径[3],可以加强师生之间的沟通交流、引导学生树立正确的科研实验观,具体有以下几个方面的途径:(1)授课教师可以针对每堂课的实验教学内容,选择相关的研究动态在班级群或个人账户上,让学生了解实验过程不仅可以验证理论知识,更重要的是作为有效的实验技术手段来研究未知的科学问题。例如,关于“质粒DNA的提取及琼脂糖凝聚电泳检测”,可以选择一些整合转基因技术的前沿科学技术,如光遗传学,让学生对科研工作形成初步的了解,便于有科研兴趣的学生确定研究方向。(2)有科研项目的教师可以发表一些自己在科研工作中的点滴心得体会,也可以分享一些相关的科研趣闻,让学生对科研、科研生活具有更加全方位的了解。(3)通过以上措施满足学生求知欲的同时,也可以让教师对学生具有充分的了解,在有效的交流互动过程中逐渐培养学生的科研意识和科研价值观。根据学生的认知水平、学习能力以及自身素养的差异,教师可以因材施教,重点培养部分学生进入实验室参加科研训练、开展科研活动。

二、在教学过程中培养学生创新科研思维能力

生物化学实验多以验证型实验为主,学生的实验操作多是机械性的重复。普遍存在的情况是:实验课结束后,学生仍然处于似懂非懂的状态,但对于“为什么”全然不知,不善于分析和解决问题,所谓“知其然而不知其所以然”。针对这一现象,在实验课教学过程中要灵活采用多种教学方法,提高学生的参与度,培养其创新科研思维能力。在实际教学过程中,可以使用以下几种教学方法:(1)引导式和启发式教学,调动学生的主观能动性,培养科学的思维方法。例如,很多学生容易混淆空白对照组和阳性对照组。针对这一问题,教师可以在讲解实验操作之前,引导学生根据实验目的和原理自主设计实验分组。(2)通过调整实验内容、优化实验设计,改变传统实验课的思维定式,增加实验的趣味性和探究性。比如,在“血糖的测定及激素对血糖浓度的影响”实验中,可以给学生三组处理因素未知的血糖样品,让学生根据实验结果判断哪组是正常组,哪组是肾上腺素处理组,哪组是胰岛素处理组。(3)利用联想、比较的教学方法培养学生科学的思维方法。比如,在“碱性磷酸酶比活性测定”实验中,在测定样品的蛋白浓度之前需要对提纯的样品稀释。引导学生思考为什么要先稀释,让学生联想到蛋白浓度测定的几种方法及灵敏度。在“葡聚糖凝胶层析”和“醋酸纤维素薄膜电泳”分离血清蛋白时,其原理是截然不同的:前一个实验中大分子蛋白质流动路程短,先流出凝胶柱;而后一个实验中大分子蛋白质移动慢,迁移的距离短。在教学时引导学生对比两种实验技术的原理,培养学生的科学思维能力。

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小学科学实验论文(7篇)

第一篇:趣味实验点燃小学科学学习热情

1.幽默语言让课堂富有趣味性

小学生都是活泼好动的,对自己感兴趣的东西有着十分强烈的好奇心,总想弄清楚它的原理,运用趣味实验可以让学生产生浓厚的兴趣,进而努力学习关于它的各方面知识,让学生产生学习动力,在活动中体会含义,在欢乐中学习知识,更有利于学生对知识的记忆。趣味性还可以激发学生求知欲,使学生慢慢习得一些技能与能力。通过趣味性实验或活动,让学生远离厌学,体会到学习的快乐。教师语言幽默能更大程度地吸引学生兴趣,提高学生注意力,从而提高学习效率。因此,小学科学课程教师在课堂上可运用幽默语言,使课堂更有趣味性,大大提高教学效率与学生学习效率。如果一个教师缺乏幽默,那么这个教师与学生的沟通便会产生一些小问题,甚至影响二者之间的关系,进而影响学习效率。幽默风趣的教师更容易受到学生的欢迎,从而提高彼此效率;幽默风趣的教师能更好地调动上课氛围,容易得到学生的信任,更方便和学生交流,从而使学生思维更活跃,对于知识理解更迅速。一些难懂的知识如果经过幽默风趣的话语解释出来,不仅可以方便学生的理解,更有利于学生记忆,使学生在欢快的气氛中学到知识,并互相交流,增强自己的能力。如进行事物安全方面教学时,教师可以给同学们列出一个单子,上面写有各种事物,其中有对身体有益的,也有对身体有害的。可以问学生,小明特别喜欢吃肉,那么他一天三顿都吃肉,并且吃很多很多肉,这种行为正确吗?等学生回答完,可以继续问学生,薯片、可乐等我们应该多吃吗?然后可以跟学生玩笑着说,既然不能多吃,那谁能告诉老师是为什么呢?学生不仅学习了知识,还懂得了道理,并且得到了欢乐,这样的方式对知识讲解与记忆是十分有效的。运用幽默的言语进行教学有利于学生学习,有效提高学习效率,是十分有意义的。

2.学生表达让课堂增强趣味性

对于小学生而言,科学不仅是一门跟着教师学习的课程,还是一门需要自己动手、自己思考跟着教师思路研究的课程。课堂上,需要学生总结自己的想法并表达,从而让教师了解学生的理解程度,并且针对学生不懂的地方重点讲解。小学生彼此间的思维与理解不会有很大差距,因此,部分学生的表达代表大部分学生的共同点。对于课堂,学生应该成为主人,教师应该作为一个指引者,然后作为旁观者进行观察。小学生生性活泼,让他们自我表达,更会产生意想不到的趣味。并且学生的表达更是对教师的补充或者不同见解,教师不应该将他们视为学生的不尊重。培养学生组织语言、自我发言的好机会,对将来发展有着十分重要的意义。

3.生活情境让课堂富有趣味性

科学来源于生活,生活中处处体现科学。教师要将趣味性实验或活动融入创设出的生活情境中,与生活紧密联系,从而让学生更好地认识科学知识,并与生活联系起来。在课堂上带领学生学习知识的同时,还可以引领学生将知识与生活联系到一起,使学生更好地理解知识、理解科学。当教师讲解果实和种子的时候,可以提前准备好苹果、梨、桃子的果实和种子,然后在课堂上让学生辨认,每个种子分别对应什么果实。学生答错之后可以告诉他们这些种子都是生活中见过的,但是我们没有仔细地观察,因此我们不认识这便是生活与科学的联系。还有在讲解怎样搭配食物的时候,可以提前准备水果、奶、豆制品等,并把每一类东西分给同一人。这样,如果要做到合理搭配食物,需要彼此间交换,不仅教会学生知识,而且增强学生动手能力,更锻炼学生的团结协作能力,增强趣味性,是十分有意义的。

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