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海洋微生物研究范文1
目的研究补阳还五汤药浴对周围神经损伤后修复的作用。方法采用雌性Wistar大鼠90只, A组为补阳还五汤药浴组,B组为补阳还五汤口服组,C组为单纯端端缝合组,每组30只。造模采用大鼠坐骨神经横断损伤模型,造模成功后7 d起,A组大鼠放入补阳还五汤温热药液中游泳,隔日1次,5 min/次; B组用补阳还五汤制剂灌胃,隔日1次,3 ml/次;C组大鼠进行单纯端端缝合。3组均于术后6周取材进行电生理学、组织形态学观察。结果补阳还五汤药浴可以明显减少神经损伤后运动神经元和感觉神经元的死亡,防止支配肌肉的萎缩变性,促进损伤后功能的恢复。结论补阳还五汤药浴可以在神经元、损伤局部、终末效应器多个平面、多个角度对神经修复产生积极作用。
【关键词】 周围神经;损伤与再生;补阳还五汤;药浴
Abstract:ObjectiveTo study the effect of Buyang Huanwu Decoction medicated bath on neurogenesis after the peripheral nerve injury.Methods90 wistar rats were randomly pided into 3 groups, group A was Buyang Huanwu Decoction medicated bath ,group B was Buyang Huanwu Decoction administration, group C simply had an end-to-end sutured operation serve as control. The model of ischiadic nerve transsection were adopted. After 7 days, wistar rats of group A swam in the warm Buyang Huanwu Decoction physic liquor, 5 minutes a time every other day. The intragastric administration was given in group B 3 ml a time every other day. Group C simply had an end-to-end sutured operation. Electrophysiology and histomorphology were detected after 6 weeks. ResultsThe Buyang Huanwu Decoction medicated bath could obviously reduce the death number of motor neurons and sensory neurons after nerve injury, prevent the atrophy and degeneration of gastrocnemius muscle and promote the functional recovery after injury. ConclusionThe Buyang Huanwu Decoction medicated bath may play an active role in the nerve repair of neuron, damage region and ending effective apparatus from multiple facts.
Key words:Peripheral nerve; Injury and restore; Buyang Huanwu Decoction; Medicated bath
周围神经损伤属于细胞损伤的范畴[1],其再生的基础和临床研究虽取得了长足的进步,但目前周围神经损伤修复后功能恢复仍欠理想。究其原因,对于每一条神经纤维来说,神经元、神经干中的支持细胞及其终末器官是互相营养的。周围神经干损伤后,其上位神经元、整个神经干及终末器官均会发生变性甚至坏死。所以,周围神经损伤的修复也是一个综合的修复过程。近年来,中医中药以其多靶点、多途径的综合疗效优势[2]愈来愈受到人们的重视。神经损伤属于中医的“痿证”,表现为肢体功能障碍,肌肉萎缩,感觉消失,治疗上应补气活血通络,补阳还五汤在临床治疗和我们的前期研究中有良好的作用。因此,我们设计了动物实验来进一步研究补阳还五汤药浴及口服对周围神经再生的影响。
1 材料与方法
1.1 材料
实验于2006-03-07在黑龙江中医药大学实验中心完成。雌性Wistar大鼠,90只,体重220~250 g,购自黑龙江中医药大学动物实验中心。中药煎剂: 生黄芪120 g,当归尾6 g,赤芍6 g,川芎3 g,红花3 g,地龙3 g,桃仁3 g。方药组成采用补阳还五汤原方,5倍剂量为1剂。混合均匀,煎煮前预先用清水浸泡20 min,加水量约5 000 ml,煮沸后文火再煎约20 min,煎得剂量约3 000~3 500 ml,自然冷却至微温,进行灌胃或药浴。中药材及煎制均由黑龙江中医药大学附属第一医院煎药室提供。
1.2 方法
按手术先后顺序随机分成A、B、C 3组,A组为补阳还五汤药浴组,B组为补阳还五汤口服组。C组为单纯端端缝合组,每组30只。造模采用大鼠坐骨神经横断损伤模型:右坐骨神经于坐骨结节下0.5 cm水平横行切断,用9/0无创尼龙缝合线均匀缝合神经外膜3针。造模成功后7 d起,A组大鼠放入补阳还五汤温热药液中游泳,隔日1次,5 min/次;B组用补阳还五汤制剂灌胃,隔日1次,3 ml/次;C组大鼠进行单纯端端缝合。3组均于术后6周取材进行电生理学、组织形态学观察。
1.2.1 坐骨神经功能指数(SFI)测定
自制大鼠行走箱。术后3周起,隔日进行SFI测定。碳素墨水刷染大鼠双后足,放在底面铺设白纸的行走箱通道上行走,可清晰记录大鼠行走过程中双侧后足足印7~8个,选取质量较好的正常侧足和实验侧足测定各变量,将数值代入Bain公式[3]计算SFI。
1.2.2 神经传导速度(NCV)测定
术后6周各组随机取15只大鼠,1%戊巴比妥钠腹腔麻醉,切取术侧坐骨神经全长,采用Pclab生物信号采集处理系统(黑龙江中医药大学生理教研室提供)记录诱发电位并计算出坐骨神经传导速度(NCV)。
1.2.3 组织形态学观察L4,L5段脊髓及背根神经节术后6周各组取15只大鼠,麻醉后经左心室向升主动脉插管后,灌入洗涤液(生理盐水200 ml,肝素钠4 mg, 盐酸普鲁卡因1.0 g)后, 4%多聚甲醛300 ml心脏灌注固定,取脊髓L4~L5段和双侧L4,L5脊神经节置于4%多聚甲醛液中固定2 d后,进行常规石蜡包埋,连续切片,片厚6 μm。石蜡切片脱蜡,切片入1%焦油紫染液,37℃温箱中浸染1 h后,蒸馏水速洗,95%乙醇迅速分化,镜检尼氏体呈紫色,其他组织几乎无色,无水乙醇脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。应用美国Image-pro plus专业图像分析系统进行观察,每张切片随机抽取5个同倍率视野,进行图像分析。
神经损伤局部:实验侧坐骨神经测定NCV后,距吻合口近远端各0.5cm处横行切断坐骨神经,常规HE染色,并应用美国Image-pro plus专业图像分析系统进行观察及分析。
失神经支配腓肠肌:各组大鼠麻醉状态下取大鼠双侧腓肠肌,称湿重后取中份肌组织作常规HE染色,切片同样应用图像分析系统进行观察及分析。
1.2.4 主要观察指标SFI,NCV及组织形态学观察。
1.2.5 统计学分析数据采用±s表示,数据统计分析均在SPSS11.0软件中进行,采用方差分析,多组间两两比较用LSD法。
2 结果
2.1 坐骨神经功能指数(SFI)各组变量代入Bain公式计算SFI数值,所得结果以周为单位进行统计学分析。数据表明:补阳还五汤药浴组明显优于口服组,口服组明显优于单纯端端缝合组。结果见表1。表1 3组SFI比较(略)
2.2 神经传导速度(NCV)实验测得A组6周时NCV值为(18.2±5.1)m/s,B组为(17.6±4.8)m/s, C组为(12.5±4.7)m/s。数据表明:补阳还五汤药浴组和口服组均明显优于单纯端端缝合组,差异具有统计学意义(P0.05)。
2.3 组织形态学变化
2.3.1 L4,L5段脊髓及背根神经节A组表现为脊髓前角运动神经元数目减少,部分神经元轮廓不清,神经元尼氏体欠清晰,脊神经节内神经元的染色灰度和大小形态改变不大;B组表现为前角运动神经元数量较A组减少,较多神经元轮廓不清,尼氏体模糊,脊神经节内变化介于A,C两组之间;C组表现为前角运动神经元数目显著减少,神经元轮廓不清,细胞体积变小,分布分散,尼氏体模糊不清,脊神经节内神经元数量明显减少,形态不规则。各组神经元数目见表2。表2 术后6周各组脊髓前角运动神经元及脊神经节感觉神经元数目比较(略)
2.3.2 坐骨神经形态学改变A组表现为神经纤维趋于成熟,可见规则的接近正常的迂回波浪状排列通过吻合口;B组表现为神经纤维走行欠规则,可见纤维缠结,间质胶原增生;C组表现为神经纤维走行紊乱,与间质胶原纤维相互缠绕交结,间质大量胶原纤维增生,将新生的神经纤维包绕分解。
2.3.3 腓肠肌形态学结果A组表现为肌纤维略减少,形态较规则,结构尚清晰,染色较均一,大部分肌细胞核仍紧贴于肌纤维的周边,肌纤维肿胀与空泡样变性不明显,可见结缔组织增生,细胞间隙增宽,肌纤维轻度萎缩;B组表现为肌纤维较A组减少,形态不规则,部分结构紊乱,可见肌纤维变性,结缔组织增生,细胞间隙增宽,肌纤维萎缩较明显;C组表现为肌纤维显著减少,且形态不规则,大小不一,结构紊乱,皱缩明显,有些肌纤维肿胀变性伴有空泡,细胞核体积明显增大,分布在肌纤维边缘,部分核向肌纤维内迁移,细胞间隙明显增宽,结缔组织明显增生,肌纤维萎缩明显。
3 讨论
补阳还五汤之传统医方出自清代名医王清任所著《医林改错》,是治疗多种原因引起的瘫痪、肢体痿软等病症的著名组方。现代研究表明补阳还五汤能改善血液流变性,抑制血小板聚集,减少微血栓发生,促进毛细血管的生长,改善损伤处神经的微循环,促进氧和能量代谢,使神经组织得到较多的血液和氧气,使有氧代谢顺利进行[4]。药浴疗法是以中医基本理论为指导原则,用中药煎汤洗浴患者的局部或全身,利用药物和水的特性,达到防治疾病目的的一种外治疗法,因此其治疗仍以辨证论治为原则,正如清代医家吴师机指出“外治之理即内治之理”。所以,从根本上来说,药浴疗法与内服法在作用机制上是相似的。药浴疗法不仅具有水疗的作用,还具有中药对机体产生医疗效能的优势, 通过透皮作用使药物有效成分通过局部进入体内,直达病所,既避免了药物的损耗,又提高了药物的利用度,达到治疗或辅助治疗的目的[5]。
周围神经损伤属于中医“痿证”范畴,表现为肢体功能障碍,肌肉萎缩,感觉消失,治疗上应补气活血通络。周围神经损伤后的修复是一个综合的过程。需要尽量减少神经元的死亡、需要加快对瓦勒变性坏死组织碎片的清除、需要较强的趋化作用引导感觉、运动神经纤维正确长入相应效应器、需要延缓效应器的萎缩,所以行之有效的修复方法应该是对损伤全方位的修复。本实验结果表明,补阳还五汤药浴能减少神经损伤后的运动和感觉神经元死亡,维持神经元正常的结构和功能,还能促进再生神经纤维长入远断端,减少与间质胶原纤维的相互缠绕,减少肌纤维的变性,抑制结缔组织增生,减轻肌肉萎缩。补阳还五汤药浴促进周围神经损伤后的修复,体现了中医药多靶点、多途径的疗效优势。关于其作用的机理,我们认为主要是增加了局部营养,促进了微循环的建立,改善了再生微环境,至于其作用机制,我们将会进一步研究。
参考文献
[1]顾立强,裴国献.周围神经损伤基础与临床,第1版[M].北京:人民军医出版社,2001:1.
[2]王亚军.中药促周围神经再生的实验研究集释[J].中医药学刊,2003,21(2):295.
[3]Bain JR, Mackinnon SE, Hunter DA. Funetional eral nation of complete sciatic, peroneal,and posterior tibial nerve in the rat[J].Plast Reconstrsurg,1989,83(1): 129.
海洋微生物研究范文2
关键词:海洋技术 水产养殖 海水抽取 专业学位
中图分类号:S967 文献标识码:A 文章编号:1672-5336(2014)14-0076-02
农业技术推广是政府一直重视的,笔者跟随海南大学渔业领域(专业学位)的农业推广硕士,一起到海南省文昌市冯坡镇一带的养殖场进行调研考查的实践教学活动,发现海水抽取等先进海洋技术在这一带的应用还是颇有成效的。海南省四面环海,渔业生产潜力很大[1],海南省的冯坡镇距离省城海口和文昌主城区较远,地处偏僻,无污染型工业,海水不会受到城市生活水或者工业废水的污染。养殖海水营养盐丰富,水质非常适宜养殖,当地养殖户,中等规模居多,笔者就养殖过程中涉及的海水抽取、海洋微生物培养和病毒检测进行阐述分析,希望能起到抛砖引玉的作用。
1 海水抽取
海水抽取并非能像陆地上那样简单的钻井直接抽取,海洋环境相对复杂,钻井取水需要结合多方面的因素,运用专业的技术才能稳定的抽取海水。
冯坡镇海边沙滩泥沙多而细,抽取不当海水中的泥沙有可能堵塞抽取设备导致抽水出现问题;海洋环境恶劣。一般来讲一年内会有若干次台风出现,台风来临之际海边会出去巨大的风浪,这种情况可能会破坏抽水设备、管道等;还有涨落潮会引起一定的浪,并伴随着水位的变化,应考虑到钻井的位置和深度;某些海洋附着生物和腐蚀性生物可能会粘附在井上或者输水管道上,他们可能具有一定的腐蚀性对抽水、输水设备造成影响。
养殖场解决途径有使用专业的抽水泵设备;输水应选用新型的塑胶材料类管道,外表光滑,生物难以附着且能承受大的风和浪;钻井位置、输水管填埋深度等应结合具体地理条件而选;邀请专业的技术人员提供技术指导。
2 海洋微生物培养
虽说冯坡镇这地处偏僻,但这里的水产养殖场或育苗场内一般都会建专门的池来养一些微生物,如卤虫等,作为刚孵化出来的鱼类的开口饵料,它能保证鱼苗的成活率和生长发育。
一般来讲主要养殖场培养微型浮游藻类和卤虫等微生物,如扁藻、小球藻、丰年虾等,这些微生物的培养主要依托根据微生物所需的生存繁殖条件,合理控制温度、PH、盐度、营养盐等因素,使微生物能大量稳定的繁殖,主要供给鱼类孵化到幼苗出售阶段。这类饵料培养成本小、繁殖迅速,能短时间,较大量的为鱼类提供充足的饵料,满足养殖鱼的生长和发育。
3 病毒检测
海南季节转换期间(3~5月份和9~11月份)气候骤变、水温时冷时热的影响,各种疾病随之增多,许多病害来势凶猛,流行快、病程短、发病率高,甚至是毁灭性的[2]。通常来讲,养殖鱼类的病是可防不可治,这是由于鱼类病的研究没有发展起来,很多病尚不清楚其原因和治疗方法,而且引起某些鱼病的病毒变异迅速,还没来得急找对应对方案鱼类就已经死亡。因此,做好及时的预防鱼病措施,是保证鱼类产量的前提。
目前病毒检测的养殖场实际操作的并不多,主要在高校实验室或者科研机构,这里的养殖场场主都比较有意识去聘请海洋研究所或者高校的专家等技术人员到养殖场做相关的指导和研究,或是带材料到实验室去检验。
4 结语
本次调研,笔者认为海洋技术在养殖场的充分利用是大趋势;另外,提高实践教学质量不但是与世界接轨的必然要求,同时也是促进专业学位硕士良性发展的必然需要。
参考文献
[1]张本.论科技兴渔实现海南水产业超常规发展的意义.《现代渔业》,1992.
海洋微生物研究范文3
关键词:海洋药物学 教育 特色课程
现代海洋药物研究从20世纪40年代开始,经过大半个世纪的发展,已取得了非常显著的成就,凸显出快速发展的趋势。我国现代海洋药物研究虽然起步较晚,但经过数十年的发展也取得了令人瞩目的成就,特别是近些年来在“利用海洋、发展海洋”的发展趋势下,国内涉海相关医药研究机构和高等院校相继成立了以利用海洋药用资源,开发海洋药物为目的的实验室、研发中心和科研基地,吸引并培养了一大批从事海洋药物研究和教学的药学专业人才。经过不断的发展完善,海洋药物研究日趋成熟,已成为具有巨大潜力的药学新型学科分支。
随着海洋药物深入研究和海洋药物学科的发展,已有很多院校的药学专业开设的课程中涉及了海洋药物学相关的内容。涉海院校如中国海洋大学、上海海洋大学、浙江海洋学院等因地制宜的开设了《海洋药物学》等相关本科生及研究生课程,并结合各自的研究方向和特点,逐步形成了《海洋药物学》特色课程。海洋药物学作为新兴学科的特色课程,最终目的是培养海洋药物相关专业学生对海洋药物学的兴趣,增强学生开发海洋新药的意识,启发学生拓宽海洋药物研究新思路,提高学生将化学学科、药学学科、海洋生物科学学科等理论知识和实践技能综合应用于进行海洋药学方向的实际工作能力,掌握海洋生物资源利用、熟悉海洋来源的功能性产品的开发。然而目前国内对于海洋药物学的内涵还未有系统全面的介绍,对海洋药物学的范畴、对象以及基本思路还未理清。
海洋药物作为一种新兴的学科,它涉及的内容非常广泛,要想把海洋药物列为本科生学习的一门课程,并且要求学生在一定的时间内熟悉有关海洋药物的基础知识,老师在教课时就要重点突出、详略得当并体现我国海洋药物研究的内涵和特色。现在我国还比较缺乏用于本科学生学习的海洋药物方面的书籍,现有的论著主要是易杨华和焦炳华2006年编著出版的《现代海洋药物学》,易杨华2004年主编出版的《海洋药物导论》等。《海洋药物导论》和《现代海洋药物学》的内容编排较为合理地体现了海洋药物课程的内涵,
全面系统地介绍了海洋药物研究的最新进展、研究方法及成就,可为学生学习提供参考,但不适合单独作为教材使用;张朝晖主编的《海洋药物研究与开发》能提供按照中医药思路研究开发传统海洋中药的内容,因此也可选用部分作为教材使用,能够体现中医药的优势。随着海洋药物研究成果的积累和专著的出版,近几年也编写出版了比较适于本科教学用的《海洋药物学》教材。我们要选择合适的能够展现出课程内在含义的教材,如果暂时没有合适的教材,教师就要根据各自学科、专业的课程特点选择符合要求的论著传授学生相关知识。
合理的课程内容设置是达成良好教学效果的关键,为更好地开展海洋药物教学,体现海洋药物学的课程特色,现就课程内容安排提出以下几点建议:
一、传统海洋中药极具中国特色
传统中医中药具有鲜明的中国特色,海洋中药是祖国中药宝库中的重要组成部分,对传统海洋中药的研发和产业化是国家海洋经济的重要增长点之一。我国海洋药用资源丰富,有关乌贼、昆布、麒麟菜、海马、海龙等海洋植物和动物药的记载已有几千年的历史。因此,开展现代海洋中药研究具有非常重要的意义。2010年《中华海洋本草》的出版标志着我国海洋药物学进入成熟阶段,《中华海洋本草》主要阐述了海洋药物的作用、发展历程,真实地描绘出目前海洋药用资源的情况,能够为海洋药物的相关研究及开发提供有利的科研资料,这本书是同一领域内第一部较为完整、科学、有价值的大型书籍。《中华海洋本草》收录海洋药物613味,涉及药用生物及具有潜在药用开发价值的物种1479种,另有矿物15种。因此,要适当安排讲授海洋本草的内容,讲解传统中药典籍中记载的海洋中药,如何利用现代天然药物化学和生物学的技术确定海洋中药的有效成分和毒性成分。突出海洋中药复方的特点和优势,海洋中药及其复方历经2000余年的临床应用,已证明其构成的合理性、科学性和实用性。中药及其复方效应物质基础的研究对阐明复方有效成分及其作用原理,赋予传统医药以现代科学内涵,具有重要意义。还要强调中医理论指导下的海洋中药和保健品的研制和开发思路,实现对我国传统海洋中药及其文化的继承和发扬。
二、海洋天然产物是现代海洋药物研究的重要内容
海洋天然产物研究是现代海洋药物研究的基础,我国对海洋天然产物的研究走在世界前列,每年都有许多具有新颖结构的海洋天然产物被发现。因此,对海洋天然产物相关内容的涉及是海洋药物学的重点内容,在海洋药物学课程内容的具体编排上应侧重于包括海洋动物、海洋植物和海洋微生物等各种来源的天然产物化学结构类型,比较不同来源海洋生物中结构类型的差异,以及可能成为药物的化合物(先导化合物)的化学结构特征或有效成分、相应成分的药理活性、生物来源和与这些活性成分相关的各种研究方法。同时结合海洋生物药物的特点,着重讲解海洋生物毒素的应用、海洋微生物的代谢特征及其代谢产物、重要的海洋生态系统中海洋红树林生态系统及珊瑚礁生态系统中次级代谢产物等知识点,从化学生态学的角度改变孤立研究某种特定海洋生物的模式,从生态学的宏观视角探索海洋活性天然产物作用机制的本质。把生物对环境的适应性,生物与生物之间捕食、竞争等关系考虑在内,运用海洋化学生态学的研究方法和思路,进行海洋天然产物的海洋药物的探索。讲授教学法是海洋药物学教学中最主要的教学方法。海洋药物学的基本理论和研究方法以及海洋生物毒素的结构特征和药理药效作用等海洋药物学的理论性、基础性的内容以讲授法教学为主,特别是课程的初始章节采用讲授法是最恰当的。案例教学法基本贯穿于海洋药物学教学的全过程。对先导化合物的发现背景、分离纯化方法、药理药效和药物制剂等具体内容通过案例教学法展开,将海洋药物理论知识溶于具体的实例,逐步识别关于化合物、药理作用和制剂的中心问题,在案例教学法中要遵循“启发式教学”的指导思想,这对增强学生的实践意识和学习能力有直接作用。
三、海洋药物发展的新技术新思路
多学科的交叉也是海洋药物学的特色之一,在向学生介绍海洋药物发展的新技术新思路时也要充分体现了海洋药物学的多学科交叉融合的重要意义。海洋药物研究的最大瓶颈是药源问题,海洋生物相对陆地生物来说难以大量采集和获得,天然产物微量存在、结构复杂,因此有必要向学生介绍海洋生物资源的特点,如何解决药源等问题。在讲解探索各种解决方案和途径的时候,可以穿插现代海洋药物研究的新思路和新技术,探讨海洋药物开发的趋势。通过各种先进技术如深潜技术、高通量筛选技术的介绍,扩展学生开阔视野,启发学生的思考。从海洋生物特别是极地、深海等特殊生境海洋生物中寻找活性化合物依然是海洋药物未来发展的重点内容。另外微生物资源将成为海洋药物研究开发的热点,海洋微生物种类丰富多样,从海洋微生物中分离出的化合物结构新颖,具有显著的生物活性,利用基因工程克隆转导表达药源基因,利用微生物工程和发酵工程技术对药源微生物进行大规模发酵和在基因水平上调控代谢等是促进药物先导化合物,、提高产量,解决药源问题很有前景的途径,是开发海洋药物,产生经济和社会效益的关键。
海洋药物学的发展突飞猛进,且涉及到多学科交叉的内容,在有限的课时内,很难一一讲解,所以我认为海洋药物学作为新兴课程,讲授的过程中主要是起到提纲挈领的作用,把最具特色和最前沿的内容呈现给大家,提高学生的兴趣,启发学生的思维,并配合网络资源和数据库,使学生在初步了解海洋药物学概念的同时,根据不同兴趣点继续学习海洋药物学相关知识,为我国海洋药物发展提供储备力量。
参考文献:
[1]吴文惠、杨靖亚、许剑锋、张朝燕、刘克海、包斌.海洋药物学课程教学的合理设计模式[J].药学教育.2012,28(6):14-15
[2]王令充、吴皓、刘睿.适应中医药学科专业的海洋药物学教学探讨.新校园[J].2011,9:12-13
海洋微生物研究范文4
关键词: 海洋生物技术原理及应用 教学改革 提高教学质量
现代生物技术是21世纪令人瞩目的高新技术之一,分子生物学、遗传学以及生物化学等学科的飞速发展,使现代生物技术发展日新月异[1]。浩瀚的海洋是地球上生命的摇篮,它覆盖着71%的地球表面积,海水总体积占地球总水量的97%,蕴藏着巨大的生物资源。在全球面临能源危机和环境污染的情况下,利用海洋生物资源,缓解上述危机,成为科学家认为最可行的方法之一。因此,将生物技术应用于海洋生物研究和开发形成的海洋生物技术是生物技术中发展最快、研究最热、最有潜力的研究方向之一。在此形势下,海洋生物技术相关课程应运而生,在很多涉海研究的科研院所开设。由于海洋生物技术涵盖内容较多,范围较宽,本课程的教学难度较大。但是有关海洋生物技术课程的教改信息及探讨较少。面对蓬勃发展的海洋生物技术,为使海洋生物技术教学适合时展的需要,提高教学质量,我们结合对本门课程教学的实践和体会,初步探讨了海洋生物技术教学的改革。
1.合理编排内容,优化知识体系
教材是学生接触、预习和复习一门课程的工具,是保障良好教学质量的前提和基础。一本好的教材,可在很大程度上提高教学的效率,激发学生学习的兴趣和热情。但是,目前有关海洋生物技术的教材较少。目前,相关书籍有5本,《海洋生物技术》,曾呈奎主编,山东科学技术出版社,1998年出版;《海洋生物技术新进展》,范晓主编,海洋出版社,1999年出版;《海洋生物技术原理和应用》(第二版),张士璀主编,海洋出版社,1999年出版;《海洋生物技术研究进展》,王长海主编,化学工业出版社,2005年出版;《海洋生物高技术新进展――863计划海洋生物技术主题成果汇编》,丁健主编,海洋出版社,2006年出版。前三本书编著时间在10年以前,海洋生物技术发展飞快,因此不适合做教材。后两本主要是对文献或专利的汇总,不能作为本科生教材。在这种情况下,教师在阅读以上相关教材基础上,末不断大量查阅相关期刊论文,掌握学科发展最新的前沿和动态,及时更新讲课内容,并进一步积极准备编写海洋生物技术教材。
2.优化师资力量,实现优势互补
海洋生物技术相关课程涵盖内容较广。从生物类别上可分为海洋微生物生物技术,海洋动物(特别是海洋经济类动物)生物技术,海洋植物(特别是海洋大型藻类)生物技术;从技术手段上包含了所有传统的生物技术和快速现代生物技术如细胞工程技术。虽然在海洋生物技术领域内,各个科研院校都不乏科研和教育能手,但是毕竟各位老师术业有专攻,各位老师的学习及科研背景不同。虽然都从事海洋生物技术领域的科研工作,但是海洋生物技术涵盖内容较多,各位教师只能从事其中较小的一部分。在这种情况下,要了解各位教师的研究领域,将研究不同海洋生物技术领域中教师资源整合,集中各位教师的研究优势教学究。海洋生物技术包括海洋微生物技术、海洋动物技术、海洋植物技术三大方面的内容,分别由主要研究对应领域的三位教师任教。由于教师本身一直从事相关的研究,所熟悉的实例、应用等内容会相当丰富,在讲课中能理论结合实际,不会空洞无物,因此能极大地提高学生的学习兴趣,从而提高教学质量。
3.协作改进教学,提高教学质量
在根据内容安排教师的同时,也要注意到教师的年龄和教学特点。学无常法,教无定法。有学者认为教学和用兵有异曲同工之妙,兵法中有“兵无常势”之说,教法中有“教无定法”之论。不同年龄的教师对于教育的理解、对于教学经验的积累各不相同,可以互相取长补短。擅长不同教法的教师组合对于学生来讲如同从多角度、不同侧面去学习和理解一门课程,可以达到事半功倍的效果。可见,安排不同年龄层次,擅长不同教学方法的教师组合如同不同兵种、不同将帅、不同智囊的最佳组合,取长补短,相互协助,几乎攻无不克、战无不胜。
除了不同教师上不同部分的课程外,有一些教学内容如种质资源的保藏、生物多样性检测、海洋环境保护生物技术等章节存在三位教师讲课内容交叉的情况。这些章节可以由其中一位教师把基础的概念讲好后,三位教师同时参与,在同一个课堂上三位教师和同学们就其中的章节的内容进行互动学习,学生可以按照兴趣等方式自行分组,从海洋动物、海洋植物、海洋微生物三方面对种质保藏、生物多样性检测、海洋环境保护生物技术等提出自己的观点和设想,比较其中的差异及优缺点。各位教师对同学们所提出的方法和设想给予评价和总结,在轻松愉快的氛围中完成了课程内容的学习,这样会强化学生的批判性思维能力,提高教学质量[2]。另外,根据同学们总结和回答的问题的情况可以很明显地给出他们的平时成绩。
4.现代教学手段,提高教学效果
传统的教学手段,一支粉笔,一张嘴,三尺讲台,灰头土脸,形式单调,教学效果较差[3]。加之海洋生物技术是一个理论性和实践性都很强的学科,晦涩难懂。仅采用传统的教学手段,容易引起学生对课程的懈怠,降低学习兴趣,教学效果可想而知。现代媒体手段比传统教学方式更加直观、生动、形象。在一定程度上弥补了传统教学形式单调、枯燥等缺点。如多媒体教学,综合应用文字、动画、图片、影音、视频等教学手段,使一些抽象难懂的知识直观而形象,便于学生理解。
但是,现代媒体教学手段也存在诸如上课信息量多,学生忙于记笔记而没时间思考,或者选择了脱离实际的目的多媒体,可能会降低讲学效率。所以,在多媒体等教学手段的使用中要注意这些缺点的弥补。板书是学校教学过程中传授知识的重要手段之一,在使用多媒体教学的课堂教学中仍然必不可少。板书起到提纲挈领的目的,如同行车的导航仪,在它的引导下,学生能够轻松地掌握课堂教授的重点。因此老师应恰当使用媒体手段和板书,使媒体手段与传统教学方式优势互补,提高教学质量。
5.调整考核方式,全面真实考查
目前,虽然很多高校都在进行考试改革,但还是以传统的笔试考试方式为主[3]。很多传统的笔试考试方式难以取得满意的效果,并会导致学生只会死记硬背,考试前突击,考试后全忘的现象。改变现有教学课程的考试方式势在必行。只有采用细化和科学的考试和考评方法,才能在检验学生基本理论掌握程度的基础上,对学生的动手能力及综合思考能力都进行考查。根据课程和教学方式的特点,为了检测课程开设的目点是否达到,三位教师可采取多种方式分开考试,最终计入总评。这样能对学生对知识的真正掌握情况有真实的了解。避免一次考试情况下考试前突击,考试后全忘的现象的发生。
总之,我们应在正确认识海洋生物技术原理及应用课程特点的基础上,从多方面进行分析和教改,提高教学质量。虽然任何课程的教学改革都不是一蹴而就的,但是时不我待,为了培养高素质高水平的学生,我们一定要积极坚定不移地进行教学改革,提高教学水平。
参考文献:
[1]冯飞,张雅君,曾幕衡.《微生物工程》课程教学探索与改革[J].微生物学通报,2009,36,(6):910-913.
海洋微生物研究范文5
关键词: 海洋管理专业 海洋生物学 课程教学
1.引言
目前我国各级海洋管理部门及涉海企事业单位从事海洋管理的专门人才较为匮乏,特别是具备一定海洋专门知识的海洋管理人才更少[1],为了适应海洋管理部门和涉海企事业单位加强海洋管理、提高管理水平的需要,海洋管理专业应运而生。
海洋管理专业开设目标是培养具有良好的科学素养和海洋科学基本知识,系统掌握海洋管理、海洋法等理论知识,能从事海洋管理及相关教学和研究工作的专门人才。由该专业的培养目标可以看出,该专业实际上是“海洋+管理”,因此,海洋科学基本知识和管理学知识对该专业来说都非常重要。由于管理学和海洋学这两类知识属于不同范畴,在专业开设实践中,我们发现,学生对这两类知识的掌握程度存在着较大的差异。对于该专业在加强管理学知识传授的同时,如何提高学生的海洋学知识水平,还有待在教学实践中进一步探索。
海洋生物学是海洋科学的重要组成部分;目前,海洋生物资源管理也已经成为海洋管理部门工作的重点领域[2]。海洋管理人员掌握必要的海洋生物学知识,是其进行科学管理的必要保证,因此,应当重视在海洋管理专业的学生中开展海洋生物学等海洋科学知识的教育[3],[4]。为了进一步了解我院海洋管理专业在海洋生物学课程教学方面存在的具体问题,同时,为其它院校同类专业提供参考,我们对学过该课程的海洋管理专业的学生进行了问卷调查。
2.问卷设计与实施
本次问卷主要从学生学习兴趣和态度;对课程实用性的认识;教学内容、教学方法和教学形式;教材及参考书使用情况等方面设计了不同形式的问题,形成了本次调查的问卷。接受问卷的对象主要是开设过“海洋生物学”课程的海洋管理专业学生,包括海管071班、海管061班和海管051班的部分学生,以上3个班共计81人。
3.调查结果与分析
3.1学生态度方面
在对学生关于海洋生物学课程兴趣调查中,仅有23.5%学生明确表示喜欢海洋生物一类的课程;有33.3%的学生对该课程感到好奇;有43.2%的学生对该课程兴趣不大或没有兴趣。
对于该课程在学生今后工作中预期实用价值的调查中,有24.7%的学生认为能用到该课程所学的知识,18.5%学生认为不能,而一半以上的学生(56.8%)对于该课程在今后工作中究竟有什么作用认识不清。同时,我们还发现,虽然我们开设的是海洋管理专业,但是只有不到一半的学生(45.6%)希望将来能从事海洋管理工作,有30.9%的学生选择不希望从事涉海工作,而另外23.5%的学生则对职业预期不明确。
以上结果表明,相当多的学生对于目前所学的海洋生物学知识在今后工作实际中究竟有什么用处不了解,在一定程度上影响了学习态度。这就要求我们在平时的学生工作中,多向学生介绍海洋管理工作的重要意义和发展前景、多进行职业规划教育;在海洋生物学教学中,也应当注意多联系海洋管理工作的实际。
3.2授课内容方面
我们将海洋生物学的主要内容大致划分为六个方面(见表1),试图了解学生关注的重点内容和学习难点。调查结果如表1所示。
*A 海洋生物的形态,结构和功能;B 海洋生物的生长、发育和繁殖;C 海洋生物的习性、生理和代谢;D 海洋生物的资源、生态和环境;E 海洋生物的进化、分类和分布;F 海洋生物应用与开发技术
由表中可以看出,多数学生对海洋生物的资源、生态和环境,以及海洋生物的应用与开发技术比较关注。这与学生对将来工作中能用到哪些方面的海洋生物学知识的认识相一致:在该项目调查中,有67.9%的学生认为将来工作中最可能用到海洋生物应用与开发技术方面的知识;其次是海洋生物的资源、生态和环境方面的知识(49.4%),并且认为其它方面的内容可能较少用到。此外,部分学生表示还比较关注海洋生物的发展史、远古及未来海洋生物研究、海洋生物与海洋地理之间的关系、海洋生物药用价值等方面的知识。因此,教师在授课的过程当中,可以适当增加这方面的内容,以提高学生的学习兴趣。
对于学习难点,学生的看法出现了比较大的分歧。例如,有35.8%的学生认为海洋生物的形态、结构和功能比较难以掌握;相反,有33.3%的学生认为该项内容比较容易掌握。其它各项内容也存在着类似的情况。造成这种情况的原因可能是由于学生生物学基础不同,造成学生在对课程难点的感受不一致。针对上述情况,教师在教学中应考虑到生物学门类的特点,以及学生学习基础的差异,采用个别辅导等方式,帮助学生更好地理解授课内容。
此外,我们还根据海洋生物的物种分类,将海洋生物划分为海洋鸟类和哺乳动物类、海洋鱼类、海洋无脊椎动物、海洋植物及海洋微生物等生物类别,分别调查这些生物类别的教学情况。结果见表2。
由上表可以看出,学生对于海洋鱼类方面的内容最为关注,对于其它生物类别的关注则差异不大;同时,学生认为海洋鱼类方面的知识较容易掌握,而海洋无脊椎动物和海洋微生物则较难掌握。由于学生在学习中比较关注海洋鱼类,因而学习兴趣较高,有利于这方面知识的掌握。海洋无脊椎动物和海洋微生物由于种类繁多、各门类差异很大,因而成为了学习的难点。这就要求我们对海洋无脊椎动物等方面的教学内容应当重点突出,尤其应当在教学过程中体现海洋无脊椎动物各个门的联系与区别,便于学生在学习时进行比较、归纳和总结,提高对这方面知识的掌握程度。
另外,60.5%的学生认为将来工作中最可能接触到的海洋生物门类是海洋鱼类,其次是海洋植物(占35.8%),绝大多数人(占87.7%)认为海洋无脊椎动物在将来的工作中难以接触到。实际上,海洋无脊椎动物也具有同样重要的价值,许多海洋无脊椎动物可作为渔业捕捞对象、水产养殖饵料,或在海洋生态环境等方面具有重要的价值,而学生恰恰忽略了这一点。造成这一现象的原因,可能是课上对海洋无脊椎动物在实际生产中的作用和重要性介绍不够。因此,在今后的教学过程中,教师应当更加注意联系海洋管理工作的实际。
3.3教学方式方法方面
通过调查和走访,大多数学生(83.0%)认为采用多媒体的教学能够取得较好的教学效果。在学生认为有助于理解和掌握教学内容的其它教学形式中,54.3%的学生选择实验或调查实习,有49.4%的学生选择观看实物展示。因此,在采用多媒体教学、展示海洋生物图片和视频的同时,教师还应当多组织学生开展实习、观看实物或标本,使学生获得对海洋生物更加生动鲜明的印象。此外,大多数学生(77.7%)认为今后还应当专门安排海洋生物学实验课程,一些学生认为应当结合海洋管理专业多作实地考察,拓宽授课内容。
上述调查表明,学生普遍欢迎采用多种生动活泼的形式;同时应当重视实践过程在海洋生物学课程中的应用,一方面培养学生的动手和观察能力,另一方面增进学生对知识点的理解和消化吸收。
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3.4教材和参考资料使用方面
调查发现,学生对于教材的依赖并不是很强。56.8%的学生认为,教材的有无,对于学习该课程没有影响或影响不大,只有22.2%的学生认为有较大影响。绝大多数学生(87.6%)课后复习主要依靠教师的授课课件和上课笔记,只有11.1%的学生课后复习主要依靠教材。
调查还发现,22.1%的学生经常查阅我院图书馆的相关参考书,47.0%的学生有时查阅这些参考书,25.9%的学生偶尔查阅过这方面的参考书,还有5.0%的学生则从未在我院图书馆查阅相关的参考书。这表明,图书馆中海洋生物学方面的参考资料已成为学生获取课外知识的一条重要渠道。
上述调查结果提示,今后在教学中我们应当引导学生更多地关注课外的知识,同时,在学生成绩考核中也应当注意增加对授课课件内容以外知识的考查。鉴于图书馆中的参考资料对于学生获取课外知识的作用,今后有必要进一步加强这方面参考资料的建设力度。
4.结语
“海洋生物学”是海洋科学的基本组成部分之一,同时,该学科的知识对于海洋管理的许多方面都着非常重要的应用价值。为了增强海洋管理专业“海洋生物学”课程的教学效果,通过调查研究,我们认为应当从以下几方面改进教学。
首先要让学生明白该课程的重要性,尤其要结合将来工作中可能遇到的问题,让学生了解该课程的实际应用价值,使得学生端正学习态度。对于学生较感兴趣的方面,比如海洋生物的资源、生态和环境,以及海洋生物应用和开发技术,在内容上应当有所拓展。在课程教学的同时,还有必要开展就业指导,使学生明确所学内容的用处,增加学习动力。
在授课内容和授课方式方面,应该做到重点、难点突出。适当照顾学生的学习基础差异,采用个别辅导等方式,帮助基础较差的学生掌握课堂知识。在教学中,教师应多采用活体或固定标本展示、幻灯片和多媒体放映等直观手段,创设形式多样、直观生动的教学情景,使学生在形象活泼的课堂气氛中吸取知识。海洋生物学是以实验为基础的学科,实验在海洋生物学教学中对培养学生的科学态度、科学方法和思维能力有着不可替代的作用,应该创造条件,加强学生动手能力训练,鼓励学生参加各种科研实践活动和社会实践活动。
为了提高“海洋生物学”教材的使用价值,可以组织本院专业教师根据具体情况,编写适合的讲义。除此之外,仅仅依靠一本教科书是远远不够的,还应该充分挖掘利用网络、图书等资源,使学生能巩固课堂知识,并拓展课外知识。
以上调查分析结果对于改进我院海洋管理专业海洋生物学教学提供了依据,同时也为其它院校海洋管理和其它海洋相关专业开展海洋生物学课程的教学提供了参考。
参考文献:
[1]苗振清,刘煜.对海洋类专业人才培养的思考――以浙江省为例[J].高教论坛,2009,2:21-24.
[2]王斌.中国海洋生物多样性的保护和管理对策[J].生物多样性,1999,7(4):347-350.
[3]李百齐.加强海洋管理,保护海洋环境[J].理论界,2007,12:229-230.
[4]勾维民.海洋经济崛起与我国海洋高等教育发展[J].高等农业教育,2005,5:14-17.
海洋微生物研究范文6
【关键词】DHA;裂殖壶菌;产业化
DHA,又称“脑黄金”,全名二十二碳六烯酸,是一种多元不饱和脂肪酸,人体自身难以合成,必须从外界摄取。DHA属于人体必需脂肪酸之一,有重要的生理调节功能和保健作用,缺乏时可引发一系列症状,包括生长发育迟缓、皮肤异常、鳞屑、不育、智力障碍等,另外还对心血管疾病有特殊预防和治疗效果。有关研究还表明,DHA能作用于许多不同类型的组织和细胞,具有抑制炎症及免疫的作用,包括减少炎症因子的产生,抑制淋巴细胞增殖等,DHA还具有预防老年痴呆症、神经性疾病的功效。
利用微生物的生物合成能力,尤其是合成ω-3多元不饱和脂肪酸的能力,进行ω-3多元不饱和脂肪酸商业化生产,被视为大有发展前景的DHA来源。因此,美日等发达国家纷纷对微生物发酵生产DHA进行研究,取得了很大的进展。
迄今为止DHA生产菌最有希望的来源主要集中于海生异养微藻和破囊壶菌、裂殖壶菌等海生真菌,在它们体内DHA以甘油三酯形式存在,与鱼油中DHA的存在形式完全一致。Bajpai等发现破囊壶菌ATCC34304总脂肪酸中50%均为DHA,在含2.5%淀粉的培养基上光照培养,其DHA产量达到511mg/L;Iida等对培养基进行了优化后破囊壶菌细胞产量达到5.7g/L;Li Zuyi等则发现破囊壶菌ATCC28210在培养基中有更分散的形态,在初步优化培养基条件后,ATCC28210最高DHA产量达到850mg/L;Nakahara等从Yap岛珊瑚礁区域分出的一株破囊壶菌SR21无论是DHA产量或生产率都很高,5d发酵生物量和DHA产量分别达到59.2g/L和15.5g/L,这是迄今为止已报道的利用微生物生产DHA的最高值。最早将裂殖壶菌应用于商业化生产的是美国的Omega生物技术公司。早在1991年,该公司就研究出了一套裂殖壶菌的培养工艺,培养48h后,菌体的生物量可达20g/L,DHA达细胞干重的10%。10多年前,Market生物科技收购了Omega生物技术公司,并已成功筛选出异养微藻培养生产富含DHA的菌种,并在培养条件上进行了深入探索,DHA产量提升到40~45g/L。
总之,近年来利用微生物发酵法生产DHA的研究已经取得了重大进展,国外已有商业化生产的成功先例,我国目前这方面的工作则刚起步,所进行的工作主要集中在以下几个方面:(1)从海洋生物群中继续筛选DHA含量高,且易于分离提纯的海洋真菌、细菌和微藻;(2)对现有的几种高产DHA的微生物继续进行诱变等改造,以提高其生产能力,通过借鉴王菊芳[1]研究碳氮比对隐甲藻(Crypthecodinium cohnii)的DHA含量的影响,以及当Nitzschia closterium培养温度从10℃升高到25℃时,DHA含量从8.3%下降到6.5%[2],对现有发酵工艺和反应器进行改进;(3)研究DHA的浓缩提纯技术。随着基因工程等现代生物技术的发展,对海洋微生物进行基因改造、筛选,发酵工艺技术和下游分离提纯技术的改进,作为利用鱼油生产DHA的替代方法的微生物发酵法生产DHA也已获得巨大进步。
我们的DHA工艺产业化研究主要集中于以下几个方面:
1)技术路线:用DHA高产菌株裂殖壶菌,采用廉价的发酵培养基碳源、氮源等,利用代谢控制法实现裂殖壶菌的高密度培养的同时提高总脂肪含量及DHA含量,然后选择合适方法进行提取,最大效率地节能减排,实现清洁生产,降低生产成本,如下图所示:
图1
2)通过自控罐研究不同底物流加、溶氧、pH等的变化对细胞生长、油脂和DHA积累的影响,探索发酵生产工艺,以实现该菌株的高密度培养;
3)在自控罐上研究不同碳氮比对发酵干重和DHA含量的影响;
4)利用发酵放大技术,将DHA种子罐生产工艺进行逐级放大,进行800L,2.5T,8T种子罐放大研究,对种子罐控制工艺如通气量,培养温度,搅拌速度等进行深入研究,摸索最佳的种子罐工艺;
5)利用发酵放大技术,将DHA发酵罐生产工艺进行逐级放大,通过36T发酵罐放大研究,对发酵罐控制工艺如通气量,培养温度,搅拌速度,补糖量等进行深入研究,摸索最佳的发酵工艺,实现裂殖壶菌的高密度培养,并且在菌体密度高的同时保证较高的总脂肪含量,在菌体密度、总脂肪含量高的同时保证DHA的高含量;
6)对DHA的提取工艺进行研究,进行酸法破壁提取、高压破壁提取、酶法破壁提取对比试验。通过比较,选择合适的酶法破壁制备毛油,DHA含量达到45%以上,比国标高约10个百分点,质量具有明显优势;
7)毛油进行精制,得到DHA精油,质量符号GB26400-2011。
DHA产品有着广泛的应用领域:(1)在人类的高级营养保健品和食品领域,目前比较普遍应用在婴幼儿、孕妇及其他成人奶粉制品中。(2)在水产养殖业的饲料添加剂领域。(3)在畜禽和家畜工业的饲料添加剂领域。(4)在宠物饲料添加领域。(5)日本莱新药公司制成无鱼腥味且容易饮用的DHA保健营养饮料。(6)将鱼油精制后制成化学性能稳定的DHA粉末。可将该产品直接添加到人造奶油、蛋黄酱、冰淇淋和面包等功能性食品中去。(7)目前,国际上已开发出了DHA和EPA婴儿奶粉、DHA饮料、富含DHA和EPA的鸡蛋、香肠、罐头等多种食品。(8)日本相模中央化学研究所和洼田味增酱油公司共同研究开发出含DHA成份的酱油新产品。另外,如中粮集团和益海嘉里集团,成功开发了DHA食用油。
DHA市场潜力巨大,估计全球在市场开发阶段每年需求DHA量为10万吨,市场总价值在300-800亿美元。蒙牛含DHA未来星奶2009年产值达到20亿,2010年达到35亿,而中国儿童乳制品市场容量达150亿以上,微藻DHA奶制品将在中国有很大的发展。目前,国内用于水产养殖的饵料及饵料DHA饲料添加剂年需求量1000吨以上,今后几年的需求量可达3000吨以上,年产值达50亿元。由于微藻DHA对维持健康的重要性以及医学上良好的疗效,使它一跃而成为一种新型营养品、保健品、疗效食品,目前国内保健品行业的DHA相关产品的年产值达100亿元。日本已把高含量DHA微藻确定为21世纪的智能食品加以开发应用,也是唯一得到美国食品与药物管理局(FDA)认可的儿童DHA补充剂来源。
【参考文献】