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張凌云,博士,39歲,現(xiàn)任北京林業(yè)大學副教授,碩士生導師。僅僅翻開她的簡歷,我們就目睹了一位林業(yè)科研人的成長軌跡:1997年本科畢業(yè)于河北農業(yè)大學園藝學院,2000年碩士畢業(yè)于山東農業(yè)大學園藝學院,2003年博士畢業(yè)于中國農業(yè)大學農學與生物技術學院,2003-2006年任職于中科院植物研究所生物學博士后流動站。2006年,進入北京林業(yè)大學工作。2010-2011年在美國加州大學伯克利分校做訪問學者。
目前,張凌云博士的主要研究方向為經濟林果實發(fā)育的細胞與分子生物學,裸子植物有性生殖生物學。2005年獲得全國百篇優(yōu)秀博士學位論文獎勵,2006年入選教育部“跨世紀優(yōu)秀人才支持計劃”,2008年獲中國林學會第二屆梁希青年論文獎二等獎,2009年榮獲第十屆中國林業(yè)青年科技獎,2010年獲北京林業(yè)大學第二屆科教之星。SCI刊物Plant cell reports,Physiologia Plantarum審稿人。主持和參加國家自然科學基金面上項目及省部級項目多項。發(fā)表研究論文30余篇,其中多篇發(fā)表在PlantPhysiology,
Journal of ExperimentalBotany.Plant Cell and Environment,Plant Cell and Physiology等國際重要刊物上。SCI收錄17篇。獲得授權國家發(fā)明專利4項,參編教材1部。
然而,采訪中,年輕有為的張凌云博士卻與記者想象不同。她溫文爾雅,謙遜低調,迫使人只能從她講述的科研攻堅歷程中去描摹這樣一位為了林業(yè)科研不懈奮斗的巾幗科研人。
醉心經濟林果實發(fā)育分子機理研究
經濟林是我國森林資源的重要組成部分,也是生態(tài)效益、經濟效益和社會效益相結合最好的林種。長期以來,經濟林為我國工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)藥、國防等諸多領域提供了大量的原材料,為滿足人民生活需求、增加農民收入、促進區(qū)域經濟發(fā)展發(fā)揮了重要作用。
以高科技手段促進我國經濟林發(fā)展,是張凌云博士一直以來的使命和追求。近年來,她深入經濟林果實同化物運輸和卸載領域,通過長時間摸索,成功建立了羧基熒光素探針活細胞示蹤一激光共聚焦造影技術,首次將羧基熒光素酯CFDA引入木本果實韌皮部實時追蹤同化物的卸載情況。該技術系國際首創(chuàng),解決了熒光物質難以引入木本植物韌皮部的難題,實現(xiàn)了木本植物碳水化合物卸載的實時追蹤,大大加速了木本果樹同化物運輸與品質調控研究進程。
以經濟林中重要栽培品種為突破口,實現(xiàn)科技興林,張凌云做出了不懈努力。她的團隊利用激光共聚焦顯微技術,結合細胞生物學技術、免疫定位技術和蛋白印跡等手段,系統(tǒng)地研究了蘋果、葡萄、核桃、棗等果實中同化物卸載路徑及機制,實現(xiàn)了技術和理論的雙重突破,為果實同化物運輸和經濟林分子育種奠定了堅實的理論基礎。其主要研究成果發(fā)表于Plant Physiology等國際重要刊物上,受到國際范圍內的廣泛關注,多次應邀在國內外學術會議上做報告。
積極開拓裸子植物有性生殖生物學
裸子植物是林業(yè)生產上的主要用材樹種,我國用在建筑、造船、家具上的木材,大部分是松柏類植物,如東北的紅松,南方的杉木。裸子植物又是重要的工業(yè)原料植物,在人民生活中都有重要的用途。然而,由于自然環(huán)境的變化,我國一些裸子植物正日益成為瀕危物種。因此,通過開展繁殖理論與技術的研究,以緩解珍稀瀕危植物的生存危機成為諸多科研工作者努力的方向。
多年來,張凌云博士鎖定裸子植物花粉管極性生長分子機理開展了深入的探討,并取得了不俗的成績。在青桿花粉中首次克隆到微管蛋白同源基因PwTUA1和PwHAP5轉錄因子,并對其功能和調控機理進行了深入研究。發(fā)現(xiàn)PwTUA1在調控和提高花粉萌發(fā)率和花粉管生長速率方面起著重要作用,并受到鈣和硼的誘導,為縮短裸子植物生殖周期提供了新的思路;克隆到編碼CCAAT框結合蛋白類型的轉錄因子PwHAP5,首次證實該轉錄因子具有調控花粉管發(fā)育及抗逆的雙重功能。上述主要研究結果發(fā)表在國際重要刊物Journal of Experimental Botany上,大大豐富了花粉管極性生長理論,有望通過生物工程手段加速裸子植物分子育種,縮短生長發(fā)育周期,為提高珍稀、瀕危及花粉萌發(fā)困難的裸子植物有性生殖能力提供了重要的理論依據和科學參考。
林業(yè)科研領域的巾幗英才
由于扎實的探索和不懈的付出,十幾年來,張凌云博士始終堅守在林業(yè)科研的第一線,潛心研究,在我國經濟林果實發(fā)育分子機理及裸子植物有性生殖生物學領域取得了卓越的成績,受到國際學術界的高度認可與好評,并受邀擔任中國植物學會植物結構與生殖生物學會理事,《自然科學進展》和《電子顯微學報》審稿人,《生命世界》雜志編委;國家自然科學基金評審專家等。
科研需要不斷突破,張凌云從來不會放松對自己的要求。目前,由她主持的國家民口科技重大專項課題已經結題。在針對該專項開展了一系列研究中,她帶領課題組在我國特色植物臘梅、四翅濱黎、青桿等植物中獲得具有自主知識產權的、具有較大應用前景的高抗、多抗基因多個,并對其進行了功能研究。相關成果發(fā)表在Journalof Experimental Botany等期刊上。申請或授權國家發(fā)明專利11項。超額完成項目任務。他們從青桿花粉中首次克隆到編碼CCAAT框結合蛋白類型的轉錄因子PwHAP5,并對其功能和調控機理進行了深入研究。應用實時定量PCR發(fā)現(xiàn)PwHAP5基因主要在針葉、花粉部位表達,并受到鈣離子的誘導。進一步實驗證明,該基因在花粉萌發(fā)初期表達量開始升高,在花粉管發(fā)育的整個時期都進行高表達。利用基因槍轟擊過表達PwHAP5改變了青桿花粉管生長方向,而PwHAP5RNAi的花粉管卻生長正常,生長未受到影響。進一步,應用酵母雙雜交和雙分子熒光互補實驗篩選并證實了PwHAP5可以和PwFKBP12進行互作,并參與花粉管發(fā)育過程。轉基因研究發(fā)現(xiàn),該基因參與了植物抗旱、鹽等多種逆境脅迫過程。該研究首次證實HAP5轉錄因子在調控花粉管發(fā)育及生長方向調控以及抗逆方面發(fā)揮了重要作用。
[關鍵詞]神經生物學 課程內容 教學心得
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)18-0052-02
[收稿時間]2013-06-10
[作者簡介]范娟(1980-),女,陜西蒲城人,講師,研究方向:神經生物學方面的教學和研究。
神經生物學是研究腦的結構和功能的一門學科,是生命科學的前沿學科之一。它是融神經解剖學、神經生理學、神經化學、分子生物學、心理學、神經藥理學、神經病理學等多個學科為一學科,是從系統(tǒng)、器官、細胞和分子多層次探索神經系統(tǒng)結構和功能的一門學科。神經科學作為生命科學的一個分支,在20世紀的后20年里得到了飛速的發(fā)展,目前已經成為生命科學領域內最重要和最為活躍的學科之一,也是綜合性最強的學科之一。在許多歐美國家的高等院校,已經將神經生物學(或神經科學)作為生物類專業(yè)和醫(yī)學專業(yè)本科生的一門必修課。隨著我國高等教育與國際的逐步接軌,越來越多的學校也將神經生物學作為生物類本科的一門必修課或選修課。
對于師范類院校,在生物類師范和非師范本科生中開設神經生物學課也是十分必要的。對于師范生,神經科學的發(fā)展和教育模式的發(fā)展息息相關。許多教育模式的提出都基于腦科學的發(fā)展。對于將來要成為教師的師范生來說,只有了解腦科學,關注腦科學的發(fā)展,才能思考適于腦的教學模式和氛圍。對于非師范學生,通過這門課使他們對神經科學有一個整體認識,并且了解神經科學的發(fā)展和前沿,這有可能開啟他們對神經科學的興趣,成為他們從事神經科學工作的開端,為我國的神經科學領域吸引更多的人才。
因此,從2006年起,我們學校在生物類師范和非師范本科生中開設神經生物學作為選修課。經過幾年的實踐,我們對于神經生物學的教學取得了以下幾點心得:
一、加強崗前培訓,嚴把授課資格
每年對任課教師進行崗前培訓,學習相關的教育理論、教育技術和教學管理制度,并進行實驗技術培訓。通過這些知識的系統(tǒng)學習,加強教師的理論水平。新教師在一年之內必須完整地聽一輪本教研室神經生物學理論和實驗教學課,由于我們的課程內容和神經解剖學、神經生理學、神經藥理學、分子神經生物學等內容密切相關,所以新教師也要聽相關課程的一些理論和實踐課,以免重復內容太多,同時也學習其他教研室老師的經驗。教研室安排指定的教學經驗豐富的老教師對青年教師進行一對一的輔導,從課堂教學設計、幻燈片制作、教案書寫和講課語氣等多方面給予指導。嚴格執(zhí)行新課預講試講制度,新教師在承擔教學任務前必須在教研室進行預講。
二、合理設計課程內容,滿足多方面需要
該學科的主要特點是范圍廣、牽扯面多,需要講授的內容繁多,而且發(fā)展極為迅速,每章內容都是一個新的體系,內容所涵蓋的知識點既有一定的深度又有一定的廣度。同時神經生物學這門學科還面臨著課程內容多、學時少等諸多問題。除此之外,因為神經生物學是一門多學科交叉的學科,所以需要盡量避免與其他學科內容重復。針對這些問題,怎樣設計整個課程內容就顯得非常重要。過于簡單很難引起學生的興趣,因為其中部分內容他們已經通過別的課程學習過;而過于精深,學生則很難聽懂,容易引起厭學情緒。因此,我們在課前了解不同專業(yè)、不同層次的學生的知識基礎、能力基礎和思想基礎,盡量滿足師范類和非師范類兩種學生的需要。在具體實施中,我們首先講解神經生物學基本的問題,如神經元的結構和功能,神經元間的信號傳遞與調控,信息整合等;其次,介紹神經科學的幾個主要方面,如各個神經系統(tǒng)的感覺、運動、情緒、學習記憶、認知等功能及神經系統(tǒng)的發(fā)育、可塑性問題;最后,為了滿足學有余力的學生更進一步的需要,聘請校內外神經科學領域的專家,就他們所研究的領域進行專題講座。每次講座后,學生就專家講座的內容進行提問,一方面培養(yǎng)了學生的科研思維能力;另一方面,通過這種與專家的交流,進一步激發(fā)了學生對于神經生物學學習的興趣。而每次授課后,專家除了當堂針對同學感興趣的問題進行解答外, 還留下聯(lián)系方式, 以便進一步交流指導。這種專題講座的教學形式極大地調動了學生們的學習積極性,受到了學生們的普遍好評。
三、注重神經科學研究方法的講授
多學科、多層次的綜合研究被認為是神經科學研究的一個顯著特點。因此神經科學研究涉及的研究方法范圍非常廣泛,包括形態(tài)學方法、生理藥理學方法、生物化學方法、電生理學方法、分子生物學方法、腦成像(Brain imaging)技術等,從形態(tài)到功能,從整體到分子。那么在研究中到底采用哪種研究手段,而每種研究方法都能解決哪些問題,這是學生非常關心的問題。我們通過神經科學研究方法的講述,讓學生了解每種實驗方法可以解決什么樣的問題。而這一方面使學生能比較順利的閱讀文獻,另一方面有助于學生在日后的科研中,針對他們的研究目的,選擇合適的研究方法。
四、及時更新教學內容,緊跟學科發(fā)展前沿
由于神經生物學理論性強,學科知識的廣度、深度和跨度較大,新理論層出不窮,知識更新迅速。因此,我們在圍繞一些基本概念及理論之外,不斷檢索新的文獻,吸收學術界最新的科研成果,及時充實更新教學內容,重點反映學科發(fā)展動態(tài),如在講到神經膠質細胞時,除了講授關于神經膠質細胞的基礎知識之外,還介紹了本校的研究人員最近在國際權威學術期刊《細胞》雜志發(fā)表的關于神經膠質細胞調控大腦的學習記憶功能的研究進展。通過這種形式,讓學生掌握了神經科學領域的基本知識、基本原理,同時又了解了神經科學領域的發(fā)展動態(tài)。
五、通過“Journal Club”的形式,培養(yǎng)學生學習新知識的能力
根據課程的進度,由授課教師提供相關神經科學領域最新英文文獻,指定學生3人一組,經過個人閱讀和小組討論,最終總結成PPT進行匯報。由于在課堂上,教師往往是通過講授向學生灌輸知識,學生被動接受,學習效果欠佳。而通過“Journal Club”的形式,能夠讓學生在掌握所學知識的基礎上,主動學習知識、開拓視野、提高學習興趣,學習科學的思維方法,使科研能力得到鍛煉。并且經過一個學期試行的效果來看,學生分析問題和解決問題的能力大大提高,口頭表達能力也大大進步。
六、合理利用多媒體,提高課堂教學效果
神經生物學課堂教學內容豐富,信息量大,單純采用傳統(tǒng)的板書和掛圖等教學模式很難達到良好的教學效果。而合理利用多媒體教學,則能取得較好的成效。多媒體在信息傳遞方面具有良好的集成性,能把多種信息通過聲音、圖形、動畫、視頻、文本等不同表現(xiàn)形式同時展示于學生面前,有利于學生更好地理解所學內容。在教學中采用一些模式圖、圖片以及動畫等,使得深奧的原理以及復雜的過程變得簡單易懂。例如,在講到大腦中樞神經系統(tǒng)的結構時,如果單純通過板書和掛圖,則比較抽象難懂,需要學生有比較高的空間想象能力,而三維立體動畫則比較直觀易懂,一目了然,易于學生掌握和理解。同時,多媒體大大節(jié)省了教師授課的板書時間,從而使課堂教學效率得到顯著提高。但是不能過度依賴多媒體課件。有的老師忽視傳統(tǒng)的教學方法,在課堂上從頭到尾也都是多媒體圖片,甚至出現(xiàn)一些教師離開多媒體課件后無法進行教學實踐的情況。因此應該是在傳統(tǒng)教學的基礎上,合理利用多媒體,提高了學生對知識的理解和掌握問題能力,這樣才能取得良好的教學效果。
七、課堂教學之外,開展輔實驗研究和觀察
在課堂教學之外,我們還根據本學院的實際情況,帶領學生參觀相關老師的實驗室,了解他們的科研情況,讓他們對科研有一定了解。一些對這些老師的研究方向感興趣的同學,還會主動聯(lián)系這些老師,參與到他們的研究小組中,平時參加這些老師研究小組的組內研討會,對感興趣的研究方向進行深入的文獻閱讀。在了解現(xiàn)有的研究狀況的基礎上,進而大膽提出自己的想法,并與指導老師討論。在老師的指導下,對他們的研究想法,設計出一套合理的實驗方案,并進行預實驗。進而進行更深一步的研究。從這幾年實施的情況來看,取得了較好的成效。多名學生已在神經科學及其相關領域的雜志上。通過課堂教學之外開展輔實驗研究和觀察,大大提高了學生的科研能力,并進一步激發(fā)了學生對神經科學研究領域的興趣。
近幾年,通過以上幾個方面的努力,學生的學習興趣大大提高,對于神經科學的發(fā)展有了比較全面的了解,取得了較好的教學效果。并且培養(yǎng)了學生勇于探索、善于實踐、主動求知的精神,符合我們學校目前建立國際知名的研究型大學的目標。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 王建軍主譯.中文版:神經科學-探索腦(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2011.
[2] 周加仙.“基于腦的教育”理論述評[J].外國教育研究,2007,2(34).
[3] 楊萍,阮懷珍,鄧其躍.提高神經生物學課堂教學質量的探討[J].西北醫(yī)學教育, 2009,17(3).
關鍵詞:柳蝙蛾;林木害蟲;害蟲防治
中圖分類號: S763 文獻標識碼: A DOI編號: 10.14025/ki.jlny.2015.12.048
柳蝙蛾(Phassus excescens)屬鱗翅目Lepidoptera、蝙蝠蛾科Hepialidae、蝙蛾屬Phassus。該蟲分布在吉林、黑龍江、遼寧、河北、山東、河南、湖北、湖南、浙江、安徽等地。據記載,該蟲危害寄主有楊、柳、水曲柳、花曲柳、胡桃楸、山楊、柞、榛、暴馬丁香、色木、糖槭、百合、大麗花、丁香、連翹、銀杏、白蠟等植物。在敦化市的人工林和天然林中,該蟲主要以幼蟲為害水曲柳。幼蟲鉆蛀樹干基部,隱藏在蛀道中生活,造成蛀道面積較大,水曲柳難以愈合而影響成材,尤其對水曲柳幼樹危害最重。輕者阻斷養(yǎng)分和水分的輸送,造成樹勢生長衰弱。重者則使樹干易折枝枯,也因蛀孔流進雨水,進而引起病腐。因此,為了保護現(xiàn)有造林成果,有效防治該蟲,敦化市黃泥河林業(yè)有限公司對該蟲的生物學特性和防治進行了研究。
1 形態(tài)特征
1.1成蟲
體長32~36毫米,翅展61~72毫米。體色變化幅度較大,大多數多為茶褐色。成蟲剛羽化時為綠褐色,后漸變成粉褐色,再后變成茶褐色。前翅前緣有7個半環(huán)形的斑紋,翅中央部分有1個深褐色帶微暗綠的三角形大斑,翅外緣有由并列的模糊的弧形斑組成的寬橫帶。后翅呈暗褐色。雄蟲后足腿節(jié)背側密生有橙黃色的刷狀毛。
1.2 卵
球形,直徑0.6~0.7毫米,黑色。
1.3 幼蟲
體長50~80毫米。頭部褐色。身體呈乳白色,圓筒形,上面布有黃褐色瘤狀突,似毛片。
1.4 蛹
長30~55毫米,圓筒形,黃褐色。身體各節(jié)背面生有硬化的黃褐色毛片。
2 生物學特性
柳蝙蛾在敦化市二年完成1代。分別以在地面的卵和以在樹干髓心處的幼蟲越冬。
當年的成蟲產下卵后,以卵越冬。卵于來年5月中旬開始孵化,5月下旬為卵孵化高峰期。幼蟲孵化后開始取食發(fā)育,至9月末或10月初幼蟲開始越冬。第3年越冬幼蟲于5月上旬開始活動,繼續(xù)取食為害,發(fā)育到7月下旬開始進入蛹期,化蛹高峰期在8月上旬。
8月中旬時可見到成蟲,8月下旬為成蟲羽化高峰期。
成蟲羽化后就開始產卵,產下的卵不再發(fā)育,以此越冬。
柳蝙蛾的卵剛產下時為乳白色,以后顏色漸漸變深,但無黏著性,散落在地表上,于地面上越冬,越冬卵于第2年5月中旬開始孵化。
初孵幼蟲以取食地面腐殖質或雜草如蒿草生活。以后幼蟲陸續(xù)遷移到水曲柳幼樹主干內鉆蛀危害。幼蟲行動活潑敏捷,如受驚嚇就會急忙后退或吐絲下垂。幼蟲吐絲,并用口器將咬嚙下的木屑送出坑道口外。木屑連同幼蟲糞便與絲粘于坑道口的絲網上,形成粘滿糞便、木屑的木屑包。幼蟲所蛀坑道光滑,道口常深凹樹干內。
幼蟲期較長,于9月中旬停止活動。幼蟲先在蛀道口吐黃白色絲膜封住蛀道,然后在蛀道底部頭向上用木屑和吐出的黃白色絲做一個筒狀薄膜,在其內越冬。第3年越冬幼蟲于5月上旬開始活動,繼續(xù)取食危害,發(fā)育到7月下旬幼蟲開始進入蛹期。
蛹呈深褐色,體節(jié)有倒刺。后期蛹可借腹部蠕動,倒刺附著于洞壁,在坑道中活動。蛹期22~23天。羽化前蛹向洞口外移,將身體露出洞口近1/2。蛹一般在14:00時后羽化,多集中在16:00~18:00時,而夜間22:00~6:00不羽化。
8月中旬開始出現(xiàn)成蟲。成蟲羽化后即可開始交尾產卵。剛羽化的成蟲多數于當晚20:00時后交尾。交尾時間較長,可持續(xù)多個小時。
成蟲交尾后即產卵,也可以邊交尾邊產卵。每雌蟲產卵800~8000粒,成蟲壽命7~9天。成蟲畏光,白天不活動,黑夜也不活動,僅在黃昏時刻活動、飛翔、產卵。
柳蝙蛾主要為害20年以下的幼樹。
3 防治方法
一是寄主苗木出圃前,嚴格履行產地檢疫和調運檢疫規(guī)定,把好割條、挖苗、過數三大關,及時排出帶有害蟲糞屑包的苗木,并就地燒掉;二是及時清除苗圃內和林內雜草;三是樹干涂白防止該蟲為害;四是低齡幼蟲在地面活動期,噴灑25%高滲喹硫磷乳油1500倍液。中齡幼蟲鉆入樹干后,可用80%敵敵畏乳油50倍液滴入蟲孔。
參考文獻
[1] 李洪濤,趙博,劉小明.蝙蛾生物學特性及防治技術[J].吉林林業(yè)科技,2004,33(4):27,47.
[2] 牛鴻鑫.河北林木檢疫害蟲―柳蝙蛾[J].河北林業(yè)科技,1985,(3):23-25.
關鍵詞:生物教學 合作探究 創(chuàng)新意識 生物實驗
中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)09(c)-0164-01
生物科學是農林、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護及其他有關應用科學的基礎,是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的一門科學。義務教育階段的生物學課程是自然科學領域的學科課程,其精要是展示生物科學的基本內容,反映自然科學的本質。傳統(tǒng)的生物教學,教師多傾向于單純的知識傳授,學生多被動接受知識甚至依靠死記硬背來應付考試。根據新課程改革要求的需要,初中生物教學要求教師在教學中改變人才培養(yǎng)模式,倡導探究性學習,引導學生主動參與、樂于動手,逐步培養(yǎng)學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力、交流與合作的能力、創(chuàng)新精神和實踐能力。這就要求教師的“教”與學生的“學”都要上新臺階。
1 教師要充分利用教材,“吃”透教材
教材是教育部門各方規(guī)定下的教師必須遵守和使用的工具和資料,同時為教材合理運用實施了一定的牽引工作。目前,不少生物教師只重視教材中的部分內容(特別是僅限于教材正文和習題),對導讀部分或附加拓展部分往往予以忽視,這樣就隔離了教材的整體連貫性。他們大多把教材僅僅用于備課、課堂講演、布置練習題等傳統(tǒng)環(huán)節(jié),加上教學方法也相對滯后或過于枯燥,學生難以理解掌握書本上的知識,更不用提師生課堂的有效互動了。
因此,要想使初中生物教學取得成效,教師要充分吃透教材內容,不放過任何一個知識點,要相信“存在即有理”,教材既然有所提及就一定有其功效發(fā)揮的特殊時候。比如常被放在角落的“教材目錄”一項其實就大有作用。教師根據自身對生物教材的分析,先對學生進行目錄的細致講解,通過對生物圈、生物特征、生態(tài)系統(tǒng)等的講解和相關圖片信息展示等,使學生對生物知識形成優(yōu)先掌握。然后,利用教材中所規(guī)定的統(tǒng)一實驗標準,組織學生按步驟和規(guī)范操作顯微鏡,制作標本等,實現(xiàn)學生的同步發(fā)展。這樣一來,學生腦海中形成了以教材目錄為綱網絡結構,最終實現(xiàn)學生自主學習能力的提升。
2 向課堂內45分鐘要效率
首先,運用多種教學方法和手段,豐富課堂表現(xiàn)形式,提高課堂趣味性,激發(fā)學生學習興趣。生物課堂可根據實際需要插入不同類型的案例。比如故事性案例,像生物趣聞、色盲的發(fā)現(xiàn)者、近親結婚的危害(傻子村)、青春期叛逆行為等;開放性案例,即思維發(fā)散性案例,如可以用來嫁接或扦插的植物、不健康的飲食習慣、群體生活的動物、環(huán)境污染的事實、節(jié)約小竅門等;文學性案例,包括與生物知識相關的成語、俗語、諺語、詩歌、散文等。
其次,充分利用各種教具,如掛圖、實物、實驗以及現(xiàn)代化教學手段。如在講解DNA結構時,可采用先模型、后掛圖、再板圖的誘導順序,使本來肉眼看不見的結構變得形象客觀,以期達到模型誘導、掛圖感知、板圖鞏固之功效。
這樣一來,通過“演示講解板圖”這一誘導程序中,學生順利完成“認識思考記憶”這一掌握知識的過程。本來抽象難懂的知識學生在輕松愉快地環(huán)境中接受了。
當然,不管運用了多少手段去激發(fā)學生的學習興趣,要想課堂高效,最大的前提還是得依賴教師豐富全面的生物知識,靈活的知識運用水平,巧妙地激發(fā)學生互動能力。同時,要特別注意培養(yǎng)學生獨立思考和逐漸自主學習的能力。教師應是課堂的組織者、合作者、促進者、引導者、研究者,是“平等中的首席”。教師要在平等、合作、民主、互動的氛圍中關注促進每個學生的全面發(fā)展。只有這樣,教師的“教”與學生的“學”才能自然和諧地融合到一起。
3 重視生物實驗教學
生物學本身就是一門以實驗為基礎的自然科學,實驗教學尤為重要。筆者在農村中學任教生物學科多年,卻深知農村實驗教學目前大多只是考前集中練習,實驗成了一種擺設。我分析了一下,大致有這幾個方面的原因:農村學校經濟條件相對較差,實驗設備落后,儀器不完備;學生實驗基礎差;教師實驗素質欠缺,學校對生物實驗課的不重視等。而事實上,有效的實驗教學,可以讓學生更直觀更形象地了解大自然,培養(yǎng)他們的實際動手能力和探索能力,創(chuàng)新能力。
隨著全國義務教育的不斷深入,尤其課程改革力度的加大,作為教師我們應轉變觀念,教學不是為了應付考試,全面發(fā)展學生的能力才是正道。結合實際情況,充分利用資源開展好初中生物實驗課程。全面開放實驗室,靈活安排教學內容。其實農村學校開展實驗課雖然受到了經濟的限制,卻有許多優(yōu)越的自然條件。
如,在做“探究螞蟻的行為、觀察家蠶的生殖與發(fā)育”實驗時,學生很容易得到螞蟻,家蠶這類研究材料,為實驗的進行提供了方便。農村中學為教學空間的開放提供了不可多得的地理條件,學生可以在自己家進行觀察與探究學習。如學習“花的結構”,就可以讓學生從自己身邊搜集觀察所有的花的種類及結構的異同。不少農村中學甚至可以騰出地方來栽種植物,這若得到合理利用,可以大大培養(yǎng)學生的學習興趣和動手能力。劣勢在一定程度上反而成了優(yōu)勢。
總而言之,教師應充分認識新一輪課改背景下的生物學課堂教學,生物學課堂教學并無固定模式可循,作為教師,我們應本著“與新課程一起成長”的態(tài)度來創(chuàng)新發(fā)展生物學課堂教學的內涵。充分發(fā)揮學生的主體與教師的主導作用,共同營造生物課堂上良好“教、學”成效。
參考文獻
[1] 李維德.幾個國家中學生物學教學目的之比較[J].北京教育學院學報,1195(1):58-60.
[2] 周予新.面向21世紀構建高素質中學生物學教師隊伍[J].生物學教學,2009(4).
[3] 饒可揚.中學生物學素質教育目標研究[J].生物學教學,2010(6):19-20.
【關鍵詞】朱;鳴叫聲
0.引言
在對鳥類的研究中,鳥類的鳴聲起到了很大的作用,它們和人類有很多類似的地方,不同的行為會產生不同的聲音。鳥類的鳴叫聲明顯與其某一行為有關,所以,了解鳴聲與行為的關系以及不同鳴聲的生物學意義是鳥類行為生態(tài)學研究的重要內容,對于鳥類鳴叫聲音的研究是十分有意義的。
朱作為國家I級重點保護動物,曾廣泛分布于東亞地區(qū),但自從上世紀50年代以來,朱的數量急劇減少,各個地方都趨近于滅絕。它的鳴叫聲是種群個體間相互通訊的語言,反映了朱種群間識別、求偶、取食、報警等活動行為,包含了豐富的生物學信息。
近年來,雖然大批學者都致力于研究朱,但是對于朱鳴聲的研究卻是相對較少的,研究也相對比較粗淺。就目前的研究可以看出,對朱鳴叫聲的研究,可以讓我們明確朱的行為,了解它們的活動,這對于朱種類的繁殖、發(fā)展起到了很大的作用,對于進一步保護朱具有重大意義。
1.國內外研究進展
1.1國外研究
日本明治時代以前,對朱的研究主要是西方學者占絕對有事,主要是關于朱的分類、學名訂正等。早在1826年,Siebold就已經報道過關于朱形態(tài)和生活習性的論文。直到1873年西方學者都還在致力于研究朱的營巢繁殖和產卵情況。第二次世界大戰(zhàn)之前,日本朱種類尚多,黑田長禮、內田、柳原要二、山階等日本學者對朱的營巢地點、巢材、窩卵數、卵色等進行了詳細的介紹,提出了朱的二色性,報道了朱的分布和居留情況以及棲息環(huán)境、鳴叫、繁殖和食性等。第二次世界大戰(zhàn)之后,朱數量急劇下降,學者們意識到了朱滅絕的危險性,將研究工作著眼于分布數量動態(tài)調查、棲息地監(jiān)測、保護措施和滅亡原因的探討上。[1]
1.2國內研究
自從1981年劉蔭增在陜西省洋縣發(fā)現(xiàn)了7只野生朱之后,我國采取了就地保護為主,同時開展易地保護的拯救計劃,并將朱作為我國I級重點保護動物。之后,學者們對朱進行了長期、系統(tǒng)的研究,獲得了大量的研究成果,主要內容包括朱的種群動態(tài)與分布、棲息地選擇、食性、繁殖生態(tài)、育雛和幼鳥發(fā)育、羽色和換羽、卵殼超微結構、染色體及核型分析、環(huán)志、種群生態(tài)、種群生存力分析、棲息地評估、無線電遙測、活動區(qū)和活動性、遺傳、飼養(yǎng)繁殖、疾病防治與救護、組織解剖、病理、寄生蟲和保護對策等。
史東仇和曹永漢總結了1981-1995年間的朱研究工作,主要對朱的研究史、生長發(fā)育情況與行為、繁殖習性和卵殼結構與成分做了分析。[3-6]
王中裕、王鋼等用11年的時間采用鳥類環(huán)志的方法研究了野生朱的存活和死亡狀況,并對其繁殖地、繁殖情況及年齡組的存活數量等進行分析,得出增加種群數量的關鍵是保護幼鳥的結論。[7-8]
2003年,丁長青等用標記識別法和地理信息系統(tǒng)對朱繁殖期的活動性、活動區(qū)和棲息地進行了分析發(fā)現(xiàn),朱在越冬期、繁殖期和繁殖后期的覓食距離存在差異,但在同一時期不同個體間的覓食距離無顯著差異。大量的研究工作為朱的科學保護奠定了基礎,在理論上和實踐上均具有重要的意義。[9]同年,路寶忠、慶保平等研究了籠養(yǎng)朱自然孵化育雛的情況,結論表明人工環(huán)境下籠養(yǎng)朱可以正常產卵、孵化、育雛[10],隨后2004年,他們對6對成年健康朱的實驗研究也證明了這一點。[11]
2007年郭敏、吳曉民等才對朱繁殖期和不同生長發(fā)育期的鳴聲進行了特征分析[13,14],同年李亞微等人用小波分析對朱鳴聲進行信號預處理的研究[12],將朱的研究從生態(tài)學、遺傳學、種群結構等等方面的研究發(fā)展到了結合現(xiàn)代計算機科學技術的朱鳴聲的研究,為之后的研究奠定了基礎。
2.展望
綜上所述,雖然國內外學者對朱的研究都做了很大的努力,但是他們大部分都是在對朱生態(tài)學、遺傳學、種群結構等等方面的研究,很少基于朱鳴叫聲進行研究。而直到2007年有部分學者對朱繁殖期和不同生長發(fā)育期的鳴聲進行的特征分析,也僅僅是分析,未能進行后續(xù)研究,研究也不夠深刻。
所以,在后期的研究工作中可以會延續(xù)之前的研究,著手從信號分析、模式識別等現(xiàn)代科學技術方面出發(fā),基于朱鳴聲做進一步研究,主要研究方向可針對朱不同行為鳴聲的特征分析和隨后的鳴聲識別,以便可以通過朱不同時期不同的鳴聲判斷朱的行為,了解它們的活動,從而進一步保護朱。
【參考文獻】
[1]白雅.珍稀鳥類朱鳴聲特征與行為關系的研究[D].陜西師范大學,2005.4.
[2]張智,丁長青.中國朱就地保護與研究進展[J].科技導報,2008,26(14):48-53.
[3]史東仇,于曉平,常秀云等.朱的繁殖習性[J].動物學研究,1989,10(4):327-332.
[4]史東仇,于曉平,許樹華等.朱的研究史略[J].西北大學學報(自然科學版),1991,21(增刊):1-14.
[5]史東仇,于曉平,路寶忠等.朱雛鳥的生長發(fā)育與行為的研究[J].西北大學學報(自然科學版),1991,21(增刊):15-24.
[6]史東仇,于曉平,曹永漢等.朱卵殼超微結構和成分的對比研究[J].西北大學學報(自然科學版),1991,21(增刊):31-36.
[7]王中裕,王鋼,路寶忠等.環(huán)志朱生命表及繁殖情況的分析研究[J].漢中師范學院學報(自然科學版),2000,18(1):65-68.
[8]王中裕,翟天慶.洋縣野生朱的繁殖[J].生態(tài)學雜志,2001,20(2):12-15.
[9]劉東平,丁長青,楚國忠.朱繁殖期的活動區(qū)和棲息地利用[J].動物學報,49(6):755-763.
[10]路寶忠,慶保平,席詠梅等.朱人工種群自然繁育研究技術報告[J].陜西師范大學(自然科學版),2003,31(專輯):160-163.
[11]黃治學,任建設,潘廣林等.人工飼養(yǎng)條件下朱自然繁殖研究[J].西北農林科技大學學報(自然科學版),2004,32(2):91-94.
[12]李亞微,郭敏,任建設等.基于小波分析的朱聲信號預處理研究[J].數字信號處理,2007,31(10):68-70.
伴隨著學科評估、學科排名、大學排名、高校分類、名校工程建設等政策及文件的出臺和實施,地方高校也經歷了前所未有的壓力、困境與挑戰(zhàn)。雖然各級財政及主管部門加大了對高校的辦學經費投入,各高校也陸續(xù)建設并運行了一批實驗教學中心、重點學科(實驗室);此外,本科教學質量工程、協(xié)同創(chuàng)新平臺建設、名校工程建設、服務國家特殊需要博士人才培養(yǎng)項目及其它各專項建設項目投入了大量的經費,加之縱橫向科研項目經費的投入,各高校均購買了大批高精先儀器、設備,整體實力及硬軟件環(huán)境得到改善。但這些條件多用于學科建設、實驗室建設、教師科研、研究生教育等方面,主動服務于本科生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的部分尚待改進與提高,如何處理投入與產出的關系、特別是如何利用實驗教學中心及學科建設平臺提升地方高校理工科大學生實踐創(chuàng)新能力是當前教育教學改革中面臨的重要難題。
2對策與措施
我們結合自身特點,充分利用實驗教學中心及學科建設平臺培養(yǎng)理工科大學生實踐創(chuàng)新能力,通過積極探索其交匯點及結合點、不斷強化內涵建設,確保了教育教學質量的穩(wěn)定與提高。近年來主要采取與探索了如下幾方面的對策與措施。
2.1依托省級實驗教學中心平臺,提升大學生的實踐創(chuàng)新能力
我校生命科學學院現(xiàn)擁有山東省省級生物學實驗教學中心、省級“分離技術與工程實驗中心”和“分子功能與工程實驗中心”高校骨干學科教學實驗中心等實驗教學平臺。省級實驗教學中心及骨干學科教學實驗中心的建設與運行,為學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了堅實的平臺。實驗中心從現(xiàn)有本科生培養(yǎng)的實際辦學條件出發(fā),充分考慮了學科建設的長遠規(guī)劃和時代對本科生質量的需求,專業(yè)結構合理、科學定位,對本科生的實踐能力、就業(yè)能力、創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)與提升,提供了強有力的技術支撐。該實驗中心已形成了一支年齡學歷結構合理、教學理念先進、教學能力較強、勇于改革創(chuàng)新、教學成績突出的實驗教學與實驗管理隊伍,建立了系統(tǒng)、科學的實驗教學體系,具有配套完善、先進的實驗教學設備;各項規(guī)章制度健全,運行機制科學,發(fā)揮了較好的輻射及示范作用;在實驗教學中,樹立以人為本的思想,遵循“加強基礎、注重素質、培養(yǎng)能力、激勵創(chuàng)新”的原則,在提高教學質量和效果的前提下,探索和實踐以培養(yǎng)學生綜合素質、創(chuàng)新能力為目標的實驗教學模式。實驗教學與理論教學緊密結合,注重實驗項目的綜合性、設計性、研究性和創(chuàng)新性,重視培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維,開拓學生學科視野。實驗中心還重點選擇了各學科優(yōu)秀科研團隊以自身專業(yè)方向為基礎,設計專業(yè)綜合實驗項目及開放實驗項目內容,并具體負責實施實驗教學,這樣建立的實驗課不僅能充分體現(xiàn)各研究方向實驗技術特點及其綜合應用,而且將教師的科研技能與經驗直接融入實驗教學,這種教學與科研的密切結合既可保證實驗教學的先進性和實用性,又可使學生獲得更具技術綜合性和實戰(zhàn)性的科研技能訓練,這種以優(yōu)勢專業(yè)方向為基礎的實驗教學改變了以往實驗教學與科研工作儀器設備,尤其是大型設備難于共用的弊病,實現(xiàn)了實驗教學與科研工作互惠互利協(xié)同發(fā)展,獲得了符合學科發(fā)展趨勢、先進、高質量的實驗教學效果,極大地減小了地方高校與名牌大學在本科生實驗技術技能訓練方面的差距。這種實驗教學模式所產生的效果已在畢業(yè)生就業(yè)、考研中得到了充分的體現(xiàn),并受到用人單位和接收單位的高度贊賞。
2.2依托學科建設平臺,提升大學生的實踐創(chuàng)新能力
地方綜合性大學學科建設的重要內容之一就是面向地方經濟社會發(fā)展需要,培養(yǎng)知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展,基礎扎實、知識面寬、實踐創(chuàng)新能力強、綜合素質高的高級應用型人才。煙臺大學建設伊始,就把實現(xiàn)理工結合與學科交叉作為學科建設與人才培養(yǎng)模式的一個主要特色。經過多年的發(fā)展,學院已擁有十二五山東省“生物化學與分子生物學重點學科”、“海產品質量與安全檢測”山東省高校重點實驗室、山東省干細胞工程技術研究中心(共建)、山東省功能食品工程技術研究中心等較好的學科群及研究實驗室,具有了充分發(fā)揮理工科多年來交叉的資源優(yōu)勢,為地方經濟建設培養(yǎng)輸送了大批合格人才。學院現(xiàn)有生物學碩士學位一級學科點一個,二級碩士學位授予點三個,可在植物學、微生物學、生物化學與分子生物學、細胞生物學、動物學、發(fā)育生物學、海洋生物學、農產品加工及貯藏工程、生物化工等專業(yè)招生,設有工程碩士(生物工程)和農業(yè)推廣碩士(設食品加工與安全、作物、園藝、植物保護、農業(yè)科技組織與服務五個領域)兩個碩士專業(yè)學位授權點。學院還建設有校級“水產養(yǎng)殖與加工質量安全控制技術”協(xié)同創(chuàng)新中心、“產學研結合”食品類應用型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)、海洋生物資源保護與利用研究中心、生殖與發(fā)育生物學研究所、線粒體與健康衰老研究中心等多個研究平臺及資源,上述學科建設平臺也為學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了堅實的支撐。
(1)通過開設科研訓練課,全面提升理工科大學生的實踐創(chuàng)新能力。
根據高校要積極推動研究性教學,讓大學生通過參與教師科研項目或自主確定選題開展研究的精神要求,我們結合學科及學院實際,充分認識到培養(yǎng)學生科研訓練及開拓創(chuàng)新能力的重要性,以重點培養(yǎng)理工科學生實踐能力、科研創(chuàng)新能力和主動獲取知識能力作為重要的教改目標。在教學改革實踐中,把《科研訓練課》列為培養(yǎng)方案的組分之一,并輔以實踐教學課程體系改革與建設,大學生科技創(chuàng)新活動的開展、開放實驗室及自選課題進入實驗室實施等諸多措施搭建科研訓練平臺,強化了地方高校理工科大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(2)實施大學生科技創(chuàng)新、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)及大學生開放實驗室項目等計劃。
為提升學生的創(chuàng)新意識,進一步推進素質教育,培養(yǎng)高水平的青年科技創(chuàng)新人才,學校及學院每年都設立多項大學生科技創(chuàng)新、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)及大學生開放實驗室項目等,使更多的大學生積極投身于科技創(chuàng)新及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐中,通過直接參與實踐鍛煉提升其創(chuàng)新能力。
(3)積極開展學術交流,營造有利于理工科大學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的環(huán)境。
創(chuàng)造性成果培育需要營造一個有利于培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力的環(huán)境。我們利用自身的學科特色和優(yōu)勢,通過開展學術活動、擴大學術科技交流與互訪,使學生擴展了專業(yè)視野,增長了見識,啟迪了思維,實踐創(chuàng)新能力得到有效地提升。我們不僅定期邀請新西蘭坎特伯雷大學、美國馬里蘭大學、韓國木浦大學、北京大學、清華大學、中科院煙臺海岸帶可持續(xù)發(fā)展研究所等單位的知名教授來校為學生作學術報告及進行座談、交流,而且已與許多科研院所及高校建立了長期的研究合作,實施與國外高校互派留學生的措施,鼓勵及支持學生參加各類學術會議。
(4)通過學生直接參與企業(yè)橫向科研項目提升其實踐創(chuàng)新能力。
探索與實踐充分利用校外優(yōu)勢資源的產學研結合開放式人才培養(yǎng)模式,通過構建產學研一體的人才培養(yǎng)平臺提高學生團隊意識與艱苦創(chuàng)業(yè)精神,培養(yǎng)學生解決生產實際問題的實踐創(chuàng)新能力及社會適應能力。學生通過直接參與企業(yè)橫向科研項目得到科技創(chuàng)新鍛煉,調動了他們的積極性,為其就業(yè)創(chuàng)造了技能培訓及實用性研發(fā)人才的培養(yǎng)條件。
(5)此外,我們還采取了選派學生參加實驗教學技能競賽及各類學科競賽等措施
整合并充分利用了學院具有的省級特色專業(yè)、省級精品課程、校級品牌專業(yè)、校級優(yōu)秀教學團隊等資源,發(fā)揮其在提升地方高校理工科大學生實踐創(chuàng)新能力方面的作用,此處不再一一贅述。為保證上述措施及做法落到實處,學校及學院針對實驗教學中心及學科建設平臺在培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力方面制訂了一些列管理辦法和措施,鼓勵師生積極參與、大膽實踐。通過扎實有效的師德建設活動開展,引導廣大教師把更多的精力、時間用到本科教學特別是學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學過程指導中;注重發(fā)揮輔導員、班級導師及專業(yè)教師的作用。
3教改實踐效果
經過近年來的教改實踐,我們已在依托實驗教學中心及學科建設平臺提升大學生實踐創(chuàng)新能力方面取得了初步成效,主要表現(xiàn)在:一是實踐創(chuàng)新氣氛濃厚,學生參加開放實驗室、大學生科技創(chuàng)新立項、科研訓練課、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽、科技文化節(jié)、學術講座及學科競賽活動的人數逐年增加。二是學生創(chuàng)新成果豐碩,以第一作者發(fā)表研究論文、獲得省級優(yōu)秀學士學位論文和“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學習科技作品競賽及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果獎勵多項。此外,本科生考研率和一次就業(yè)率得到顯著提高,社會反響及聲譽良好。從相關院所反饋的信息顯示,我院考取研究生的學生的實驗技能、動手能力和創(chuàng)新能力均得到了普遍認可,一些高校、科研院所主動聯(lián)系、鼓勵煙臺大學本科學生報考其單位的碩士研究生;同時,學生的實踐創(chuàng)新能力也受到了用人單位的肯定與一致好評。
4結語
摘要:
熊蜂是眾多野生植物及農作物的有效授粉昆蟲,具有重要的經濟和生態(tài)價值。熊蜂復雜的生長發(fā)育過程及社會性使其成為社會生物學研究的最佳模式生物之一。社會性昆蟲的生殖勞動分工具有重要的進化意義,而級型分化是形成生殖勞動分工的基礎。蜜蜂級型分化的研究已取得諸多重要成果,其機理也得到了較為深入的闡釋,而熊蜂的社會性研究尚未形成系統(tǒng),與蜜蜂研究相差甚遠。近來的研究表明,飼喂頻率或者飼喂總量的差異能夠引起熊蜂級型分化的發(fā)生。保幼激素和蛻皮激素與熊蜂幼蟲的發(fā)育緊密聯(lián)系,在熊蜂級型分化的過程中發(fā)揮重要作用。一些參與蜜蜂級型分化的基因,在熊蜂級型間也存在差異表達。此外,群體間的相互作用以及蜂王和工蜂間的競爭也是促進熊蜂級型分化發(fā)生的重要因素。本文從營養(yǎng)、激素調控、群體發(fā)展及相互作用等方面綜述熊蜂級型分化機制,并對未來的研究提出可能方向。
關鍵詞:
熊蜂;級型分化;營養(yǎng);群體作用;保幼激素;蛻皮激素
熊蜂和蜜蜂一樣屬于社會性昆蟲,作為植物和農作物重要的傳粉昆蟲,熊蜂的三型蜂具有明確的分工和協(xié)作。不同形式的勞動分工存在于社會群體中,其中生殖勞動分工發(fā)生在雌性個體之間。在熊蜂群體中,蜂王主要負責產卵,而工蜂則從事維持蜂群生存和發(fā)展的一系列工作。與蜜蜂不同,熊蜂以單獨蜂王作為蜂群發(fā)展的起點,經歷產卵、工蜂出房、群勢不斷壯大,到后期出現(xiàn)雄蜂以及新蜂王,預示著蜂群進入衰退階段。在工蜂出現(xiàn)之前,蜂王除了負責產卵,還負責筑巢、采食以及幼蟲的飼喂工作,而工蜂在蜂群發(fā)展后期,也會由于蜂王統(tǒng)治力的衰退逐漸顯現(xiàn)出產卵或者預產卵的行為。這種可塑性是社會性昆蟲勞動分工的關鍵特征之一(Robinson,1992),而生殖勞動分工的可塑性表現(xiàn)在級型發(fā)育的調節(jié)過程。級型發(fā)育通常不是遺傳上固定的,而是可接受外在環(huán)境因子調節(jié)的過程。級型發(fā)育的差異調節(jié)引起級型分化,最終導致生殖分工的發(fā)生(HartfelderandEngels,1998)。
熊蜂以其在設施農業(yè)生產發(fā)揮的不可替代的授粉作用,以及復雜的社會結構和行為特征,目前已發(fā)展成為一種新的模式生物,用以探究昆蟲社會性、社會行為以及級型分化等。熊蜂級型分化指熊蜂受精卵或者雌性小幼蟲既可以發(fā)育為蜂王也可以發(fā)育為工蜂個體的現(xiàn)象。早在19世紀初,生物學家們就已經提出了營養(yǎng)差異決定雌性蜜蜂幼蟲發(fā)育命運的觀點(MelampyandWillis,1939)。熊蜂級型分化的研究在國內還未見報道,基于熊蜂的發(fā)育特征及近年來的國外研究結果表明營養(yǎng)供給、遺傳因子、內分泌系統(tǒng)以及群體發(fā)展狀態(tài)等都可能影響熊蜂的級型發(fā)育(Amsalemetal.,2015)。本文圍繞熊蜂級型分化問題展開,著重討論熊蜂級型分化的可能機理,包括關鍵營養(yǎng)作用機制、群體作用機制和內分泌調節(jié)的作用等。在此基礎上,我們對現(xiàn)有的研究進行了系統(tǒng)的總結,并展望未來可能的研究方向。
1熊蜂幼蟲級型分化的關鍵時期
熊蜂幼蟲從孵化到停止供給飼喂,蜂王一般為18d,工蜂為15d;從預蛹階段到成蟲,蜂王發(fā)育時間也長于工蜂,蜂王一般為13d,而工蜂為10d(Cnaanietal.,2000a)。不考慮級型間的差異,以熊蜂幼蟲頭殼的寬度為依據(頭殼是幼蟲唯一硬化的部分,不隨體重的增加而改變,可以代表不同齡期的幼蟲大小)將幼蟲發(fā)育過程劃分為4個階段,即4個齡期。雌性幼蟲經歷不同的發(fā)育時間,最終發(fā)育為蜂王或者工蜂,蜂王體重(1.3g)是工蜂(0.3g)的4倍之多(Cnaanietal.,1997)。用于描述真社會性昆蟲級型差異的一個重要特征是幼蟲發(fā)育過程中描述體型大小的雙峰分布圖(蜂王大于工蜂,沒有重疊的部分)或者是顯著的形態(tài)差異。不同種類熊蜂的蜂王和工蜂大小差異不同,體型發(fā)展分布可能是連續(xù)的,也可能出現(xiàn)雙峰(PlowrightandJay,1968)。歐洲熊蜂Bombusterrestris1和2齡幼蟲時期,蜂王和工蜂體型大小的分布完全重疊,從3齡幼蟲開始逐漸分離,直到4齡幼蟲,兩個級型的體型大小沒有重疊部分(Rseler,1989;Cnaani,1998)。
影響工蜂和蜂王體型差異懸殊的因素因熊蜂種類不同而有所差異,主要包括營養(yǎng)(飼喂食物種類、數量),工蜂/蜂王之間的矛盾沖突,群體發(fā)展的結果等(ulson,2010)。歐洲熊蜂級型分化的關鍵時期是2齡幼蟲,此時幼蟲大概是5日齡。Cnaani等(2000a)將不同日齡的幼蟲從青年蜂群(利于工蜂發(fā)育的環(huán)境)移到無王蜂群(利于蜂王發(fā)育的環(huán)境),結果80%~100%的1-4日齡幼蟲發(fā)育為蜂王,而5日齡幼蟲50%發(fā)育為蜂王,其余發(fā)育為工蜂。而前人的研究則認為蜂王級型的決定時間更早,是3.5d而不是5d(Rseler,1970,1976)。為了探索蜂王幼蟲逆轉為工蜂級型的時間,Cnaani(1998)將飼養(yǎng)在有利于蜂王發(fā)育環(huán)境的幼蟲(并有12頭有飼喂蜂王經驗的老工蜂)轉移到適宜工蜂發(fā)展的環(huán)境(青年蜂群,全部為工蜂),發(fā)現(xiàn)轉移的5日齡蜂王幼蟲中,只有30%的幼蟲發(fā)育為蜂王,而6日齡蜂王幼蟲發(fā)育為蜂王的數量高達60%。不同的研究結果可能是在關鍵時期決定級型分化的途徑不同造成的。
2營養(yǎng)是級型分化的一個重要調節(jié)因子
熊蜂和蜜蜂相似,幼蟲的整個發(fā)育過程基本處于不動狀態(tài),它們所需要的營養(yǎng)只能依靠工蜂飼喂提供。研究表明,蜜蜂的級型分化過程是一個差別飼喂過程,同樣,對于不同種類的熊蜂級型間體型差異的研究也說明這種結果可能是由飼喂蜂對幼蟲的飼喂頻率和飼喂總量不同造成的。對幼蟲飼喂頻率的增加,能夠導致幼蟲向蜂王級型發(fā)育,而不充分的營養(yǎng)供給則使幼蟲發(fā)育為工蜂(PlowrightandJay,1977);同樣的研究表明,如果是工蜂幼蟲得到更豐富的營養(yǎng),也可以發(fā)育為蜂王(Rseler,1989)。多數熊蜂種類的級型分化發(fā)生在幼蟲發(fā)育的最后時期,與食物存在一定關系,而歐洲熊蜂級型分化發(fā)生在幼蟲發(fā)育的早期階段,沒有直接的研究發(fā)現(xiàn)歐洲熊蜂級型分化與食物的相關作用。研究表明,隨著群體的發(fā)展壯大,歐洲熊蜂雌性幼蟲接受的飼喂時間逐漸增加,即第3批幼蟲比第1和第2批接受飼喂時間更長,然而,工蜂和蜂王幼蟲接受飼喂時間沒有顯著差異(Ribeiro,1999)。在幼蟲個體發(fā)育過程中飼喂頻率是不斷變化的,只有在幼蟲發(fā)育的最后階段,蜂王幼蟲接受飼喂的頻率比工蜂幼蟲更高(Ribeiroetal.,1999),這可能是級型分化的結果,因為歐洲熊蜂級型分化發(fā)生在幼蟲發(fā)育的較早階段,在幼蟲發(fā)育最后階段為了保障雌性個體的體型差異,而增加了蜂王幼蟲的飼喂頻率。有人推測出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是工蜂通過接收幼蟲饑餓信號來飼喂幼蟲,蜂王幼蟲由于其個體較大,食物新陳代謝可能較快,從而饑餓信號發(fā)出的頻率較高(Pereboometal.,2003)。在蜜蜂中,由于蜂王和工蜂幼蟲食物類型的差異導致級型分化的發(fā)生,說明食物類型可能是一個調節(jié)熊蜂級型的因子(Kamakura,2011)。Pereboom(2000)通過對熊蜂蜂王和工蜂幼蟲的食物進行比較,發(fā)現(xiàn)幼蟲3種主要食物(蔗糖、花粉和蛋白)在兩種級型間無顯著差異。導致這種結果的原因可能是研究的因素過于籠統(tǒng),如蜜蜂研究就細化到了食物中的微量元素、維生素、酶類等在兩種級型間的差異,因此,對于營養(yǎng)因素對熊蜂級型分化的影響還需要更精細的分析研究,最終才有可能探索出決定熊蜂級型分化的關鍵營養(yǎng)因子。
3激素及基因對熊蜂級型分化的控制作用
激素平衡(hormonebalance)對于昆蟲變態(tài)至關重要(Wigglesworth,1954)。Shuel和Dixon(1960)將這一概念擴展到級型分化命題上來,并提出假設:早期幼蟲期建立的激素平衡差別可作為媒介因子將營養(yǎng)和級型分化聯(lián)系起來。保幼激素(JH)和蛻皮激素(Ecd)是很多昆蟲調節(jié)幼蟲發(fā)育的主要激素(NijhoutandWheeler,1982;Wheeler,1986;Hartfelderetal.,2015)。Wirtz和Beetsma(1972)首先證實對西方蜜蜂5日齡工蜂幼蟲體表施用JH或JH類似物能引起個體分化出蜂王特征,且當JH應用于4日齡和5日齡早期工蜂幼蟲時,JH表現(xiàn)出的蜂王誘導作用最為顯著。保幼激素和蛻皮激素除了能調節(jié)熊蜂行為和繁殖,還參與熊蜂幼蟲發(fā)育和級型分化。Cnaani等(1997)詳細研究了熊蜂幼蟲發(fā)育過程JH生物合成狀況,發(fā)現(xiàn)JH生物合成速率在工蜂整個幼蟲發(fā)育階段一直較低,而蜂王在這個生理過程出現(xiàn)兩個合成高峰。第1個合成高峰發(fā)生在1齡幼蟲中間時期,在1齡幼蟲期結束時下降到與工蜂水平一致。
第2個峰值從2齡幼蟲發(fā)育的中間開始,在3齡幼蟲期結束時降低至與工蜂水平一致,4齡蜂王幼蟲JH水平與工蜂幼蟲持平。蜜蜂蜂王幼蟲血淋巴的JH滴度顯著高于工蜂幼蟲,尤其表現(xiàn)在分化的關鍵時間點,這表明級型分化過程中伴隨著嚴格的JH合成與代謝調節(jié)(HartfelderandEngels,1998)。熊蜂幼蟲血液JH滴度測定發(fā)現(xiàn)蜂王和工蜂幼蟲發(fā)育過程中血液的JH滴度與上述測定的合成速率存在很高的相關性(Cnaanietal.,2000b)。盡管沒有直接的試驗證明熊蜂蜂王幼蟲發(fā)育過程中第1個JH合成高峰是級型分化的關鍵時間點,但根據蜜蜂研究經驗,可以將此峰值點作為熊蜂蜂王幼蟲的決定點,那么,第2個JH合成峰值就發(fā)生在幼蟲決定其向蜂王級型發(fā)育后。在鱗翅目昆蟲中,保幼激素能夠抑制促前胸腺素,最終導致蛻皮(Riddiford,1981)。可能第2個JH合成高峰將蛻皮延遲到了下一個蟲齡,結果導致蜂王幼蟲發(fā)育期延長,最終使蜂王得到更大的體型發(fā)育。蛻皮激素是另一種熊蜂蜂王和工蜂幼蟲之間存在顯著差異的激素。關于歐洲熊蜂幼蟲蛻皮激素的兩個研究,提供了幼蟲發(fā)育期間蛻皮激素滴度變化的完整圖像(Strambietal.,1984;Hartfelderetal.,2000)。在2齡幼蟲和3齡幼蟲中間有兩個清晰的高峰區(qū)。蜂王幼蟲的蛻皮激素滴度較工蜂幼蟲普遍偏高,但只在2齡幼蟲期與工蜂幼蟲差異顯著。出現(xiàn)峰值的原因可能是昆蟲預蛻皮時期需要的蛻皮激素增加。同樣地,在4齡幼蟲期出現(xiàn)的一個小峰值可能是預蛹期的決定點(Riddiford,1981)。與工蜂幼蟲相比,蜂王幼蟲的這個蛻皮激素的峰值一直持續(xù)到蜂王達到相應的體重,與齡期延長相一致,說明蛻皮激素的作用在于幼蟲體質的改變。最后,在預蛹階段有一個更大的蛻皮激素滴度峰值,作用可能是誘導蛹化。這個峰值在蜂王發(fā)育過程中推遲,直到蜂王幼蟲達到蛹化的合適體重,這與蜂王和工蜂的體型差異相一致。保幼激素和蛻皮激素在蜂王和工蜂幼蟲發(fā)育過程中的差異是同步的,二者之間可能存在相互作用(Hartfelderetal.,2000)。迄今為止,只有少數研究試圖確定參與熊蜂級型分化的相關基因。Pereboom等(2005)采用消減雜交技術(subtractivehybridization)鑒定了12個在蜂王和工蜂早期和晚期蟲齡間差異表達的基因,由于差異基因較少,不能掌握級型分化的機制,但是,發(fā)現(xiàn)這些差異基因中有一些基因參與營養(yǎng)儲存和代謝,其中有4個基因(hexamerin,ATP-synthebetasubunit,CytochromeOxideI和LarvalCuticleProtein)在蜜蜂級型分化中也存在差異表達現(xiàn)象。Kodaira等(2009)發(fā)現(xiàn)Bifor基因表達取決于紅光熊蜂B.ignitus個體大小,其表達水平與行為級型分化相關聯(lián)。
4社會因子及群體矛盾對熊蜂級型分化的影響
熊蜂新一代蜂王的出現(xiàn)發(fā)生在群體發(fā)展末期,與蜂王、工蜂雄性生殖沖突發(fā)生的關系密切(DuchateauandVelthuis,1988;Cnaanietal.,2000a)。蜂王和工蜂擁有各自認為的最佳出現(xiàn)處女王的時間,為群體沖突提供了基礎。蜜蜂中工蜂存在親屬優(yōu)惠、辨認和相互監(jiān)督的現(xiàn)象(吳小波等,2008),而熊蜂的蜂王和工蜂在產生雌性個體時間上也存在競爭和相互作用(BourkeandRatnieks,1999)。從幼蟲生存及發(fā)展環(huán)境看,蜂王、工蜂以及發(fā)育的雌性幼蟲是決定幼蟲命運的操控者。蜂王可能通過改變卵子類型調節(jié)級型分化,例如,通過營養(yǎng)的儲量和影響基因表達的分子因素的調整改變卵母細胞的組成。蜂王還可能通過調節(jié)工蜂對幼蟲的照顧行為間接地影響幼蟲發(fā)育。工蜂作為幼蟲主要的飼喂者,可能通過調節(jié)幼蟲營養(yǎng),如飼喂量、營養(yǎng)豐富度以及內源性影響因子等,影響甚至改變幼蟲發(fā)育的最終級型(Amsalemetal.,2015)。
實驗證明群體效應對級型分化也有一定的影響。將青年蜂群產的卵(一般情況這種卵發(fā)育為工蜂)轉移到距離競爭點開始前5d的宿主群體,這些卵發(fā)育為工蜂,而轉移到接近競爭點的群體這些卵則發(fā)育為蜂王(Cnaanietal.,2000a)。Alaux等(2005)將幼蟲與20頭青年工蜂分別與青年蜂王和年老蜂王放在一起,發(fā)現(xiàn)與青年蜂王一起的幼蟲發(fā)育為工蜂,與年老蜂王一起的幼蟲發(fā)育為蜂王。早期關于歐洲熊蜂級型分化的假說是蜂王在群體起初始段能夠通過信息素控制幼蟲發(fā)育為工蜂,隨著群體的發(fā)展,這種信息素的作用減弱,幼蟲發(fā)育途徑因此切換成為蜂王發(fā)育途徑(Rseler,1970,1976,1989)。Rseler(1970)將幼蟲與蜂王隔離,與工蜂一起飼養(yǎng),幼蟲發(fā)育為蜂王,反之,如果利用隔王柵與蜂王隔開(工蜂可以在隔室之間來回穿行),幼蟲發(fā)育為工蜂;將一些工蜂每24h在有王和無王隔室(兩個隔室完全分離)進行調換,無王群隔室的幼蟲依然發(fā)育為蜂王。作者得出結論:蜂王能夠產生一種信息素影響工蜂行為,指導工蜂將幼蟲飼喂成為工蜂或者蜂王,這種信息素不能通過工蜂傳遞。以上實驗說明,信息素調節(jié)至少是歐洲熊蜂級型分化調節(jié)因素之一,但是這種信息素來源于自然還是腺體尚未知曉,可能蜂王添加一些分泌物給發(fā)育的幼蟲,或者至少在發(fā)育的幼蟲的蠟杯上留下了分泌物。
青年群體中,放入年老蜂王,雌性個體產生量增加;年老群體中,放入青年蜂王,依舊產生蜂王??赡茉谶@種情況下,來自年老群體的工蜂經歷了不可逆的變化,使它們對于蜂王信息素反應不敏感,或者大量的工蜂向蜂王發(fā)出群體處于晚期階段的發(fā)展趨勢的信號,誘導蜂王改變信息素的輸出。后者解釋與早期的發(fā)現(xiàn)相一致,成倍數量的工蜂加速了處女王的產生(Bloch,1999)。從雌性產生與競爭階段開啟兩者之間的相關性得出了更進一步的結論,相同的信息素能夠抑制新蜂王產生和工蜂產卵,蜂王停止產生信息素標志著失去統(tǒng)治地位(DuchateauandVelthuis,1988;Rseler,1989)。
5小結與展望
經過長期不間斷的研究,目前人們已對蜜蜂級型分化這一復雜、有趣且意義重大的發(fā)育現(xiàn)象形成了比較全面的認識(李文峰等,2014)。而熊蜂作為與蜜蜂具備相同生態(tài)及經濟價值的模式昆蟲,對其研究還遠遠不夠,尤其是級型分化方面,很多問題還亟待解決。例如,社會因子如何觸發(fā)級型分化,蜂王產生的信號如何改變幼蟲發(fā)育命運?目前,兩種熊蜂(Bombusterrestris和B.impatiens)基因組測序已經完成,為級型分化分子機制的研究奠定了基礎(Saddetal.,2015)。
關鍵詞:創(chuàng)新;細胞生物學;科研;實踐;教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)29-0114-02
培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,努力提高大學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,是增強學生綜合素質的需要,也是一個民族進步和國家興旺發(fā)達的不竭動力。作為生命科學的基礎和前沿學科,《細胞生物學》是一門實踐性、研究性很強的課程,內容比較抽象、深奧,需要理論和實踐密切聯(lián)系。
傳統(tǒng)的教學方式是以教師、教材和課堂三者為中心的封閉式教育模式,教師在課堂上單向灌輸知識,學生被動地接受。在這種模式下,大學生主要的學習活動是通過死記硬背記住教材現(xiàn)成結論、機械地接收實驗技能,不利于學生發(fā)散性思維和自主學習能力的培養(yǎng)。另一方面,傳統(tǒng)教學中理論和實踐教學與科研相脫節(jié)。高等學校教學與科研是相互依賴、相互促進、不可分離的一體;教學是科研的基礎,科研是教學的發(fā)展和提高。沒有科研的支撐,難以實現(xiàn)旨在培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學目的。但由于實驗設施等條件的限制,本科生參與科研項目的機會較少,不利于綜合素質的培養(yǎng)。針對傳統(tǒng)教育模式存在的問題,核心主干課程《細胞生物學》的理論和實踐教學模式改革就顯得十分必要。
一、采用多樣化的教學方法 突出學生學習的主體性
為了進一步適應當前對高層次專業(yè)復合型人才的需求,培養(yǎng)具有系統(tǒng)理論知識和分析解決問題能力的創(chuàng)新人才,我們在理論課的教學模式中推行啟發(fā)式、研究式、討論式、基于問題式等教學手段,以學生為中心代替了以教師為中心,以重能力培養(yǎng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)重知識傳授,以小組討論和教師指導式教學方法代替了傳統(tǒng)的課堂講授,使學生更加積極、主動參與教學活動,真正實現(xiàn)“互動式教學”。并且在保證基礎知識教學的前提下,將教學活動與科研、實踐工作緊密而有機地結合,以科研、實踐引導和促進教學,提高學生自主學習和獨立思考以及分析問題和解決問題的能力。通過豐富多樣的教學方式為學生創(chuàng)造實踐機會,激發(fā)興趣使學生不由自主地進入研究性學習,從而使教師從知識的傳輸者變?yōu)橹笇д吆痛龠M者,學生從知識的被動接受者變?yōu)橹R的主動構建者。這種以學生為主體,強調理論聯(lián)系實際的教學形式,促進了學生創(chuàng)新教育和素質教育水平的提高。
(一)基于問題的啟發(fā)式教學模式
以問題為基礎的教學方法是以學生為中心、以教師為引導的開放式教學方法,是將問題作為教學的基本因素,教師在授課時有計劃、有步驟地向學生提出問題,學生或者帶著問題聽課,或者課后根據問題進行思考,使學生在不斷的提出問題和解決問題中完成教學內容的學習,找到問題的答案。這種基于問題式的教學方法,鼓勵學生提出更好的問題,在探索和思考中學習,可以培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的綜合能力,養(yǎng)成終生獨立學習的習慣。
(二)討論式教學模式
細胞是一切生命體生長、發(fā)育、衰老和死亡過程的基礎,從遺傳到變異,從生理到病理,幾乎所有生命現(xiàn)象的原因都要到細胞中尋找答案。近年來,現(xiàn)代細胞生物學領域中的重大進展非常精彩,許多研究內容和成果如細胞通訊、細胞增殖及其調控、細胞衰老與程序化死亡等對社會的發(fā)展影響深遠。為了提高學生對課程學習的興趣,我們增設了4個學時的討論課。討論課由教師給定一些議題,如“細胞信號傳導與環(huán)境適應性討論”、“光合作用研究與人類未來面臨的糧食問題討論”、“細胞生物學的最新研究成果與諾貝爾生理醫(yī)學獎”、“細胞學發(fā)展歷程對‘三觀’的啟示”、“獵奇與興趣在細胞生物學發(fā)展中的意義”、“人造生命――克隆人與生物倫理學”等。討論分組進行,每個小組負責一個題目的全面闡述,小組成員分工協(xié)作完成查閱文獻、制作ppt和課堂報告等工作,然后由教師做出評價。通過討論式教學可以激發(fā)學生學習的興趣和積極性,鍛煉學生口頭表達能力,并培養(yǎng)團隊合作精神。
(三)研究探索式教學模式
細胞生物學中很多重大的理論和結果都是建立在經典實驗基礎之上的,教材中具有豐富的實驗素材。在教學中,我們注重講解實驗的設計和過程,分析、總結和歸納實驗背后的原理,啟發(fā)學生對科學問題及重大發(fā)現(xiàn)的認識和思考。課外鼓勵有興趣的學生參與到教師的植物組培科研項目中,完成一些能勝任的實驗環(huán)節(jié),將科研中的問題帶入課堂,引導學生思考和討論,在應用、實踐和錯誤中學習,加深學生對基本理論的理解。開展研究式和探索式的教學模式,可以使學生在“學習基礎理論知識―聯(lián)系實際應用―鞏固再提高”的探究實踐中,逐步培養(yǎng)出科學的思維方式和嚴謹的科學態(tài)度。
二、發(fā)揮教師的主導作用 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力
在高校中,科研訓練是培養(yǎng)創(chuàng)新人才和提高大學生創(chuàng)新能力的重要方法和有效手段。通過科研訓練,讓大學生系統(tǒng)地參與到科研項目當中,讓學生“做中學”,將理論知識應用到實踐,鍛煉動手能力,達到學以致用、活學活用的目的。在科研和實踐方面,我們充分發(fā)揮教師的主導作用,各位老師在獲得科研項目的基礎上,創(chuàng)造多種有利條件鼓勵有興趣、有能力的學生較早地參與教師的科研課題,并引導學生積極參與大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃和課外學術競賽等一系列科技創(chuàng)新活動中。在專業(yè)教師指導下,學生自行查閱文獻,自主設計實驗并完成實驗內容,最后整理實驗數據、分析實驗結果,進而撰寫成??蒲谢顒邮箤W生學習了科研的知識,通過收集、整合信息構建知識,體會到科研的樂趣,進而增強了大學生的動手能力和創(chuàng)新意識,取得了較好的成果。利用科研大平臺將理論和實踐相結合,教學與科研相輔相成,這樣就形成了覆蓋課堂內外的立體化教學模式,將學生的專業(yè)知識、創(chuàng)新能力和科研素質的提高緊密結合起來,達到了培養(yǎng)本科生工程實踐創(chuàng)新能力的教學目的,同時也可使學生盡早了解教師的研究方向和內容,有利于大四畢業(yè)論文等環(huán)節(jié)的完成。近幾年來,學生參與數量上以及考研升學人數、比例層次都得到穩(wěn)步提高,考入上海交通大學、南京大學等名校研究生的學生比例逐年增加。
三、改革課程考試方式 推進教學改革效果
傳統(tǒng)考試制度存在諸多弊端,如考核方式單一、考試內容單一,這種片面的評分方法不能真實反映學生理解知識和應用知識的能力,也很難達到理論與科研實踐相結合,提高學生創(chuàng)新能力的教學目的。為了更全面、科學、客觀地評價學生的綜合能力,我們將期末一卷定成績的傳統(tǒng)單一考試方式改革為多元化的綜合考核方式,進而帶動教學模式的改革。學生成績的評定由平時成績和期末考試兩部分組成,平時成績的比例增加到30%。平時成績主要包括課堂考勤、課堂測試、課后作業(yè)、期中考試以及專題討論等。課堂小測試我們采用2人一組,讓學生自主設計考題;或者采用試題抽簽、一人一題的方式,專題討論分組進行。期末考試主要考察學生對基礎知識,包括基本概念、原理和方法的掌握情況,以及對應用實例的理解,同時也增加了綜合分析題及實驗技能等試題。通過課程考核方式的改革,既調動了學生在課堂上的積極性,也建立了一個真正全面、客觀、合理的課程考核體系,效果良好。
四、結語
高等教育的發(fā)展方向是以學生為主體,重視能力培養(yǎng),促進大學生的全面發(fā)展。在近年來的教學改革實踐中,我們遵循能力本位的理念,基礎與科研實踐并重,探索了一條立足課程體系優(yōu)化和完善、科研創(chuàng)新實踐為目標的人才培養(yǎng)模式。通過互動式、實踐性教學引導學生進行探究性學習,激發(fā)學生自主學習的興趣,從而達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新和科研能力的目的。在課堂教學過程中,我們以細胞生物學的經典實驗為例,引導和培養(yǎng)學生進行創(chuàng)新性思維;并通過討論課等形式,調動學生學習的積極性;同時課外鼓勵那些對科研具有濃厚興趣的學生,進一步進行系統(tǒng)的科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)。因此,教學與科研實踐相結合的教學模式,可以幫助學生更好地構建細胞生物學的知識體系,對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維意識和研究能力,培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展能力的應用型生命科學人才均具有重要意義。
參考文獻:
[1]余光輝,程旺元,龔漢雨,等.基于細胞生物學教學的科研創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索[J].中國細胞生物學學報,2012,34(12).
[2]陳安,梁文斌,,等.覆蓋課堂內外的立體化教學改革提高本科生的創(chuàng)新能力[J].國際檢驗醫(yī)學雜志,2012,33(13).
[3]熊德慧,胡維新.開放式教學法在分子生物學教學中的實踐[J].湘南學院學報,2006,(3).
[4]吳學玲,劉新星,周洪波,等.細胞生物學研究性學習模式的探索和實踐[J].中國科技信息,2008,(9).
[5]向忠志.研究型教學模式在細胞生物學中的運用[J].中國校外教育(理論),2008,(10).
[6]馬朋,曹同濤,劉乃國,等.細胞生物學教學中PBL結合LBL的實踐研究[J].中國成人教育,2009,(1).
[7]方瑾,于敏,張惠丹,等.構建多元化的細胞生物學PBL教學模式[J].中國細胞生物學學報,2013,35(1).
(黑龍江職業(yè)學院150111)
作者簡介:于滿昌(1981-),男,講師,碩士,黑龍江職業(yè)學院,研究方向為動物營養(yǎng)。
錳在家禽體內含量甚微,但參與體內多種生理生化作用[1],若缺乏或過量都會引發(fā)相應疾病。因此,對家禽錳元素的吸收利用研究對養(yǎng)禽業(yè)具有重要意義。錳在家禽體內含量甚微,但參與體內多種生理生化作用,若缺乏會引發(fā)相應疾病。
1飼料纖維
飼糧中許多因素影響錳的吸收利用。Southern和Baker(1983)報道[2],在純合日糧中,14mg/kg錳水平即能滿足雛雞生長需要,但在實用飼糧中,卻會導致錳的缺乏。據報道,飼喂含有30%高粱粉的飼糧,生長雞滑腱癥的發(fā)生率明顯增加。王安(1990)報道[3],采用玉米淀粉?大豆分離蛋白純合基礎日糧(含錳16.7mg/kg)為對照組日糧,在基礎日糧中添加5%經過處理的小麥麩(處理過的小麥麩中含NDF為71.55%、ADF為22.96%)為試驗日糧。測得肉仔雞肝臟、胰臟、脾臟、脛骨中錳含量,在不同程度上對照組高于試驗組。科學家研究表明,在缺錳日糧中,米糠、麩皮中的錳能增加組織錳的沉積水平,添加錳達到或超過最低需要量后,就將影響添加錳的吸收利用。
2其他營養(yǎng)素
錳還和其他礦物元素存在相互作用。相關專家研究認為,錳和鐵有相互作用,并且認為其在小腸黏膜上有共同的結合位點。但專家后來得到的結論不盡相同,錳含量過高將影響鐵的吸收利用,但鐵的含量水平不影響錳的吸收利用。不同學者得出的結論不盡相同,早期報道認為,飼糧鈣和磷同時過量,均明顯提高滑腱癥發(fā)生率,說明降低了錳的有效性,據認為是過量Ca2(PO4)2通過吸附錳使可溶性錳減少而降低錳的吸收。相關專家另一次試驗表明,鈣源中僅貝殼粉中的鈣降低錳的吸收率,且磷過量對錳的吸收比鈣具有更大的拮抗作用。據報道,錳的缺乏將降低某些組織Cu和Zn的含量。錳同時還可能和其他礦物元素和維生素存在相互作用。
3不同形態(tài)的錳源
氨基酸螯合鹽比無機鹽具有許多優(yōu)點,在消化道內具有良好的生物學穩(wěn)定性,易為機體所吸收,無毒副作用,無沉積現(xiàn)象發(fā)生。許多試驗證明,氨基酸螯合鹽的生物學效價明顯優(yōu)于無機態(tài)礦物鹽。據認為無機鹽易與腸道內其他物質螯合成難以吸收的大分子,在腸道被吸收的很少,而氨基酸螯合鹽能被機體直接吸收。氨基酸螯合鹽與第二代有機酸螯合鹽相比,微量元素與氨基酸螯合成環(huán)狀的化合物,這些螯合物的分子電荷趨于中性,在動物體內的pH環(huán)境下溶解性好,吸收率高,在動物體內具有高度的生物學活性和催化生化反應的生化基礎。大部分研究者認為Mn-Met的生物學效價高于試劑級MnSO4·H2O。據報道,以MnSO4·H2O為100對照,蛋氨酸錳的生物學效價為120。據報道,Mn-Met比MnO具有更高的利用率。雛雞喂蛋氨酸錳時,其采食量稍低于補飼硫酸錳和蛋氨酸的雛雞,飼料轉化效率明顯較高。?
甘氨酸錳對肉仔雞的影響。雞等家禽對錳的需要量明顯高于哺乳類動物,尤其是快速生長的肉仔雞對錳的吸收率低,故錳的供給對快速生長的肉仔雞具有重要意義。在生產上常用無機錳,無機錳的利用率低。因此,近年來人們一直致力于有機錳源添加劑的開發(fā)和研究。相關專家研究發(fā)現(xiàn),添加錳組顯著提高肉雞跖骨骨灰錳含量、心肌錳含量和心肌細胞線粒體中含錳超氧化物歧化酶活性,且甘氨酸錳組在數值上均高于硫酸錳組。?
4 小結?
錳是動物不可缺少的微量元素之一,有效促進家禽對錳的吸收利用,減少錳的排出,對于發(fā)展環(huán)保、健康、高效養(yǎng)禽業(yè)具有重大的意義。影響家禽對錳的吸收利用的因素很多,但錳與其他因素之間的關系和作用機理有待進一步研究。??
參考文獻:?
[1] 陳寒清,吳晉強.錳在蛋雞上應用的營養(yǎng)研究進展[J].飼料工業(yè),2003,24(1):38-41.