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【摘要】随着我国微生物检验的技术水平和实验室管理水平快速发展,作为边远贫困地区来说,这项工作仍然存在许多问题,诸如:微生物标本的采集不够规范;微生物标本的保存、运送不够规范;细菌检验的质控工作还需加强;细菌检验的报告方式不够规范;细菌检验过程仍然历时较长,报告发出较晚,常不能满足临床需要;实验室与临床沟通不够等。为了提高《微生物检验技术》教学质量,培养出适应临床需要、社会发展的检验人才。本文?探讨《微生物检验技术》教学方法改革,通过分析检验专业特点,在教学中理论联系实践,加强与临床、就业需求联系,全面提高学生的综合素质。
【关键词】微生物检验技术 专业课教师 就业 实践操作
随着国家经济发展、社会卫生事业进步,社会对医疗卫生服务的要求越来越高,对医学检验人才的需求日益增长。一个优秀的医学检验人才必须具备扎实的微生物学理论和实验基础,这是我们《微生物检验技术》教师的压力,也是挑战。如何系统、周密地处理好《微生物检验技术》教学的各环节,为检验专业的学生奠定牢固的理论和实践基础,是当前亟待解决的重要问题。为此,我们对《微生物检验技术》理论和实验教学方法进行了一些探索和实践,收到了初步成效。
一 理论教学的改革
《微生物检验技术》理论内容较为程式化,同时存在抽象、难以互相关联的问题,如有些病原体可以说同学们闻所未闻。很多同学以死记硬背来应付考试,日后很难把知识用于实践。针对这些问题,提高教学过程的生动性、互动性、趣味性,吸引、提升同学对专业课的学习热情,取得了一定效果。
(一)认真备课,广泛吸取社会素材:认真备课,是每个老师必须要做到的,但是,专业课教师备课不能只备书本,要与外界大环境连贯起来。为了把课备好,网络、电视、报纸等媒体是吸取社会素材的仓库,把新闻实践、前沿科技和我们的理论内容结合起来才是“认真”的备课。例如讲解到流感病毒的时候,我引用了H1N1甲流;讲解炭疽杆菌的时候,引用美国“炭疽信件攻击”事件......社会素材的引用,减低了同学对各类病原生物的陌生感,开阔了视野,提高了学习积极性,课堂教学效果有很大改观。
(二)采用多媒体教学,提高教学效果:多媒体教学作为一个新兴的教学方法,近几年随着计算机在高校的普及而蓬勃发展。多媒体教学方法具有传统教学方法无可比拟的优点,它可以把图片、影音等资料形象、生动地展示给大家。多媒体的使用,极大的提高了课堂教学的客观性、形象性、趣味性,是一个值得推广的教学方法。但在多媒体使用中也存在个别问题,最多见的是过多的文字描述让同学们应接不暇,笔记记录跟不上,其次还有过多的使用非必要相关影音文件,分散课堂注意力的问题,都是我们日后要改进的问题。
(三)就业结合教学,给予压力与动力:对于现代的学生,就业是一道人生的门槛,大家都非常重视。在课堂和课间,经常和同学们交流沟通,让教师听听同学的想法,让同学听听检验专业的最新信息,了解工作中微生物学检验的重要性,了解就业的压力从而产生更大的学习动力。
二 实验课教学的改革
(一)理论课与实验课穿行:微生物检验技术实验课对于培养和训练学生科研作风、实际操作能力和观察能力十分重要。我们适当得增加了实验课比重,使实验课与理论课比例为1:1,同时穿行,让理论能及时充分得到实践验证。
(二)强调基本功,规范操作:实验课要在教师的指导下完成整个实验过程,包括试剂配制、仪器使用、实验操作、实验结果分析和实验报告书写等。为此实验课上,教师需要认真示教,同时严格要求每个学生都要参加动手训练。实验操作从最基本、最细节抓起,务求达到规范操作,如接种技术、培养基制作、高压锅等仪器使用。此外,还要求学生在实验中有条不紊,养成器材、试剂用完后及时归位、整理卫生、洗手等良好的实验室工作习惯。
(三)培养、锻炼独立进行实验的能力:后期的实验中,在同学已具备扎实的基础后,尝试给以更大的自主性,以小组为单位通过查阅资料来选择实验项目、准备实验器材、进行实验操作,系统地、独立地进行细菌的鉴定,从根本上培养自主学习、科研的能力。
(四)加强实验考核和岗前培训:为了迎接实习,在学期末我们进行严格的实验考核和岗前培训。通过考核培训,调动了学生对实验课的学习积极性,同时进一步检查实验教学中的薄弱环节,为改进教学方法和提高实验质量及时提供反馈信息。
三 努力提高检验人员的素质
影响检验结果有诸多因素,尤其与检验人员的素质更为重要。首先要提高检验人员的职业道德素质,崇高的职业道德素质是保证检验质量的前提。首先要端正态度,以病人利益高于一切为最高信条。坚持弘扬不怕脏、不怕累的工作作风。真正形成“救死扶伤”全心全意为人民服务的道德观。医学服务的对象是人,是一个比较复杂的群体。职业道德水平的高低将关系到人们的身体健康和生命安危。崇高的职业道德可以鼓舞检验工作者在实践中勇于进取,精益求精,刻苦钻研新知识,不断开展新技术。在实际工作中扫除错误的思想障碍,推动检验技术不断向前发展。其次要提高检验人员的技术,熟练精益的技术是保证检验质量的关键。检验人员必须在实际工作中用实际标本严格执行各项操作规程,反复操作,尽力避免技术误差。不断总结积累经验;不断学习使用国内外新技术;不断地改进各种检验方法;不断应用精密度高的检测仪器,加强检验质量功能。
微生物检验技术的教学宗旨要求我们在培养学生的过程中,不仅要注重理论的讲授,更要重视对操作技巧的训练,使之在有限的学习期间内掌握完整、系统的微生物学检验技术,并将其用于以后的检验工作中,使他们真正成为能够适应21世纪医学发展需要的新型检验人才。目前我国的医学微生物学检验事业远未达到令人满意的程度,还有许多问题需要我们去思考、研究和解决,需要我们医学微生物学科和临床医学的同仁们通力合作共同奋斗。
参考文献
[1] 权志博,周雪宁,王丽.临床微生物检验学实验教学方法改革初探,实用医技杂志,2007;6(10)
一、教学目的要求
(一)要求学生比较系统地掌握关于细胞、生物的新陈代谢、生物的生殖和发育、生命活动的调节、遗传和变异等方面的基础知识,以及这些知识在农业、医药、工业、国防上的应用。
(二)通过生物学基础知识的学习,使学生受到辩证唯物主义和爱国主义思想的教育。
(三)要求学生掌握使用高倍显微镜,做简单的生理实验等的基本技能。
(四)培养学生自学生物学知识的能力,观察动植物的生活习性、形态结构、生殖发育的能力,分析和解释一些生物现象的初步能力。
二、确定教学内容的原则
(一)从学生今后进一步学习和参加社会主义现代化建设的需要出发,认真选取生物学基础知识:选取生物的结构和生理的知识。结构知识是理解生理知识的基础。生理知识是阐明生物的新陈代谢,生长、发育和生殖等的基础知识。因此,必须重视选取形态结构和生理的知识。
(二)选取生物学基础知识,必须做到理论密切联系实际。
1.选取生物学基础知识,要密切联系工农业生产实际。生物学是农业、畜牧业和医学等方面实践的理论基础,通过学习生物学知识,要使学生知道生物与生产的关系十分密切,应该利用和改造有益的生物,防除有害的生物。
2.要密切联系各地的自然实际。由于我国幅员广大,各地的生物种类有很大差别。因此,所选取的植物和动物,既要重视其典型性,又必须尽可能是各地比较常见的,以便学生可以直接观察到这些动植物和了解这些动植物的生活规律。
3.选取的生物学基础知识,要密切联系学生的日常生活实际,使学生加深对生物学知识的理解,同时更加深刻地认识学习生物学的意义。
(三)适当选取反映现代生物科学水平的生物学基础知识。
现代生物科学发展很快,生物课必须重视用现代生物科学的观点来阐述教学内容,并且适当地增加反映现代生物科学水平的知识内容,使学生对生物科学发展的现状有个初步的认识,为他们进一步学习现代生物科学知识和参加工农业生产打下必要的基础。
三、班级现状分析
本学期我任教高二(2)、(3)、(4)三个班级,三个班级人数分别为:46、45、46人,虽然通过班主任,我对个班的现状有了一点了解,但由于生物是从高二开始的起始课程,所以具体情况还不能下定论。
四、教学进度安排
高中阶段学习的生物学知识,是在初中生物教学内容的基础上进行的,学习生物的基本特征,侧重于生命活动的共同规律的内容。主要包括细胞、新陈代谢及其调节、生殖和发育、遗传和变异的知识。初中和高中两个阶段所学的生物学基础知识,既有所分工、又互相衔接,高中生物学是初中生物学知识的综合、概括和提高。
高中二年级开设的生物必修课(第一学期),每周2课时,共计34课时。讲述细胞、生物的新陈代谢、生物的生殖和发育、生命活动的调节、遗传和变异等生物学基础知识。
五、教学内容及其课时安排
高中生物必修课教学进度
单元
知 识
学生实验
课时
要 点
教学要求
项 目
绪论
生物的基本特征
生物科学的新进展
高中生物课学习的要求和方法
B
A
A
2
生命的物质基础
组成生物体的化学元素
组成生物体的化合物
B
C
实验:显微镜的结构和使用;生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定。
2+1+1
生命的基本单位-细胞
细胞主要的亚显微结构和功能
细胞周期
细胞分裂
B
C
A
实验:
1.颤藻和水绵细胞的比较观察
2.植物细胞的有丝分裂。
2+1+2+1
生物的新陈代谢
光合作用的发现,光合作用及其重要意义
根对水分的吸收和利用
植物的矿质营养
动物的营养
呼吸作用
A
B
B
B
B
实验:
1.叶绿体色素的提取和分离
2.植物细胞的质壁分离与复原。
2+5
应激性和生命活动的调节
植物生命活动的调节
高等动物的激素调节
高等动物的神经调节
A
A
B
1+1+2
生殖和发育
减数分裂和配子的形成
A
2
具体教学内容如下:
绪 论
生物的基本特征(细胞结构,新陈代谢,生长现象,应激性,生殖和发育,遗传和变异,生物与环境的相互影响)的概述。
生物学的研究对象和发展方向。学习生物学的重要意义。
说明:生物学的研究对象和发展方向,只要求学生作一般了解。
一、细胞
细胞的发现。细胞学说。原生质的概念。
细胞的化学成分:水,无机盐,糖类, 脂类,蛋白质,核酸;上述物质特别是蛋白质和核酸的重要作用,构成细胞的化学元素。
细胞的结构和功能:原核细胞和真核细胞的区别。真核细胞的亚显微结构——细胞膜,细胞质(其中含有线粒体、质体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体等细胞器),细胞核(核膜、核仁、核液和染色质)。细胞各个组成部分的功能。一个细胞是一个有机的统一整体。细胞的分裂:无丝分裂。有丝分裂——细胞周期;细胞的分裂期分为前期、中期、后期、末期,各个分裂期的细胞核结构变化的特点。动物细胞和植物细胞的有丝分裂过程的异同。有丝分裂的重要意义。减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂。
〔实验〕用高倍显微镜观察植物细胞的有丝分裂,初步学会使用高倍显微镜。
说明:在《细胞》中,以下内容只要求学生作一般了解。
1.细胞的发现,细胞学说,原生质的概念。
2.内质网、核糖体、高尔基体、中心体等细胞器。一个细胞是一个有机的统一整体。
3.无丝分裂。减数分裂是一种特殊方式有有丝分裂。
二、生物的新陈代谢
新陈代谢的概念。同化作用和异化作用的概念。
绿色植物的新陈代谢:水分代谢——细胞在形成液泡以前靠吸胀作用吸水;细胞在形成液泡以后主要靠渗透吸水。渗透吸水的原理。渗透作用的概念。质壁分离和质壁分离复原。水分散失的方式和意义。
矿质代谢——植物需要的元素(大量元素和微量元素)。根吸收矿质元素的过程——交换吸附。植物对离子的选择吸收。矿质元素的利用。
光合作用——光合作用的重要意义。高等植物叶绿体中的色素及其作用。光合作用的过程(光反应,暗反应)。ATP(三磷酸腺苷)的简式,ATP与ADP(二磷酸腺苷)的相互转变。
呼吸作用——呼吸作用与光合作用的本质区别。呼吸作用的生理意义。呼吸作用的过程(有氧呼吸和无氧呼吸的过程)。有氧呼吸的过程与无氧呼吸的过程的异同。
动物的新陈代谢:体内细胞的物质交换——单细胞动物与外界环境直接进行物质交换;多细胞动物(如哺乳动物)的体内细胞通过内环境与外界环境间接进行物质交换。
物质代谢——食物的消化(单细胞动物、低等的多细胞动物、高等的多细胞动物消化食物的特点。哺乳动物的消化过程概述)。营养物质的吸收(小肠在形态结构上适于吸收的特点,营养物质的吸收过程)。物质代谢的过程(糖类代谢、蛋白质代谢的过程概述)。
能量代谢——气体交换(单细胞动物和多细胞高等动物进行气体交换的特点)。能量的释放、转移和利用。高等动物在缺氧状态下通过无氧呼吸获得能量。
新陈代谢的基本类型:同化作用的两种不同类型(自养型、异养型的概念和特点)。异化作用的两种不同类型(需氧型、厌氧型的概念和特点)。
〔实验〕(1)观察植物细胞的质壁分离和复原。
(2)观察根对矿质元素离子的交换吸附现象。
(3)叶绿体中色素的提取和分离。
说明:1.在《生物的新陈代谢》中,以下内容只要求学生作一般了解。
(1)细胞在形成液泡以前靠吸胀作用吸水。渗透吸水的原理。*渗透作用的概念。
(2)根吸收矿质元素的过程——交换吸附。
*(3)植物对离子的选择吸收。
(4)呼吸作用的过程(有氧呼吸和无氧呼吸的过程)。有氧呼吸的过程与无氧呼吸的过程的异同。
(5)单细胞动物与外界环境直接进行物质交换。
(6)单细胞动物、低等的多细胞动物、高等的多细胞动物消化食物的特点。
三、生命活动的调节(4∶0)
植物生命活动的调节:生长素的发现。植物的向光性和向光性形成的原因。生长素的生理作用及其在实践上的意义。
动物生命活动的调节:高等动物的激素调节(甲状腺激素、性激素、生长激素的分泌部位和生理作用)。昆虫的激素调节(内激素、外激素的分泌部位和生理作用,昆虫激素在生产上的应用)。神经调节(神经系统的调节功能)。≤第一范文 网整理该文章,版权归原作者、原出处所有≥
说明:在《生命活动的调节》中,以下内容只要求学生作一般了解。
*1.生长素的发现。
*2.昆虫的激素调节。
四、生物的生殖和发育(9∶0)
生物的生殖。生殖的概念。
生殖的种类:无性生殖(分裂生殖,孢子生殖,出芽生殖,营养生殖);有性生殖(配子生殖中的卵式生殖)。这些生殖方式的特点和概念。
减数分裂与有性生殖细胞的成熟:减数分裂的概念和意义。的形成过程。卵细胞的形成过程。受精作用的概念和意义。
生物的发育。发育的概念。
植物的个体发育(以荠菜为例):胚的发育过程,胚乳的发育过程。
动物的个体发育(以蛙为例):胚的发育过程(包括卵裂、囊胚、原肠胚各期),各种组织、器官和系统的形成。胚后发育。胚的发育与环境的关系。
说明:在《生物的生殖和发育》中,以下内容只要求学生作一般了解。
*1.生殖的种类。
*2.无性生殖和有性生殖方式的特点和概念。
*3.植物的个体发育(以荠菜为例)。
1.在高中二年级学习高中生物知识的基础上,以下内容要求掌握:
(一)生命的基础
细胞的化学成分——水,无机盐,糖类,脂类,蛋白质,核酸;上述物质特别是蛋白质和核酸的重要作用,构成细胞的化学元素。
原核细胞和真核细胞的区别。真核细胞的亚显微结构——细胞膜,细胞质(其中含有线粒体、质体),细胞核(核膜、核仁、核液和染色质)。细胞各个组成部分的功能。
有丝分裂——细胞周期;细胞的分裂期分为前期、中期、后期、末期,各个分裂期的细胞核结构变化的特点。动物细胞和植物细胞的有丝分裂过程的异同。有丝分裂的重要意义。
2.在高中二年级生物课中作为一般了解的以下教学内容,要求达到掌握:
内质网、核糖体、高尔基体、中心体等细胞器。一个细胞是一个有机的统一整体。
无丝分裂。减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂。
3.〔实验〕用高倍显微镜观察植物细胞的有丝分裂,学会使用高倍显微镜。
(二)生物的新陈代谢(5∶2)
1.在高中二年级学习高中生物知识的基础上,以下内容要求掌握:
新陈代谢的概念。同化作用和异化作用的概念。
细胞在形成液泡以后主要靠渗透吸水。质壁分离和质壁分离复原。水分散失的方式和意义。植物需要的元素(大量元素和微量元素)。矿质元素的利用。
光合作用的重要意义。高等植物叶绿体中的色素及其作用。光合作用的过程(光反应、暗反应)。ATP(三磷酸腺苷)的简式,ATP与ADP(二磷酸腺苷)的相互转变。
呼吸作用与光合作用的本质区别。呼吸作用的生理意义。
多细胞动物(如哺乳动物)的体内细胞通过内环境与外界环境间接进行物质交换。
哺乳动物的消化过程概述。营养物质的吸收(小肠在形态结构上适于吸收的特点,营养物质的吸收过程)。物质代谢的过程(糖类代谢、蛋白质代谢的过程概述)。
气体交换(单细胞动物和多细胞高等动物进行气体交换的特点)。能量的释放、转移和利用。高等动物在缺氧状态下通过无氧呼吸获得能量。
3.在高中二年级生物课中作为一般了解的以下教学内容,要求达到掌握:
细胞在形成液泡以前靠吸胀作用吸水。渗透吸水的原理。
根吸收矿质元素的过程——交换吸附。
呼吸作用的过程(有氧呼吸和无氧呼吸的过程)。有氧呼吸的过程与无氧呼吸的过程的异同。单细胞动物与外界环境直接进行物质交换。
单细胞动物、低等的多细胞动物、高等的多细胞动物消化食物的特点。
4.〔实验〕(1)观察植物细胞的质壁分离和复原。
(2)观察根对矿质元素离子的交换吸附现象。
(3)叶绿体中色素的提取和分离。
(三)生命活动的调节(2∶0)
在高中二年级学习高中生物知识的基础上,以下内容要求掌握:
植物的向光性和向光性形成的原因。生长素的生理作用及其在实践上的意义。
高等动物的激素调节(甲状腺激素、性激素、生长激素的分泌部位和生理作用)。神经调节(神经系统的调节功能)。
(四)生物的生殖和发育(3∶0)
共2页,当前第1页1
在高中二年级学习高中生物知识的基础上,以下内容要求掌握:
生物的生殖。生殖的概念。
减数分裂的概念和意义。的形成过程。卵细胞的形成过程。受精作用的概念和意义。
生物的发育。发育的概念。
五、提高教学质量的具体措施
1、认真抓好生物学基础知识的教学。
高中生物学的知识,内容比较系统、全面。在课前要认真分析教材,掌握教材的重点、难点,研究学生的生理、心理的特点和学习规律,通过课堂教学、实验、课外作业等各个教学环节,努力培养学生的学习兴趣,启发学习的自觉性,在充分调动学生积极性的情况下,引导他们认真学好生物学基础知识,做到正确理解,巩固记忆,举一反三,为他们今后进一步学习有关专业知识和参加工作打下较好的知识基础。
2、重视对学生进行思想教育。
高中生物学的教学内容,十分重视对学生进行进化观点和生态学观点的教育。教师在教学过程中,应该结合高中生物学知识的讲述,对学生进行这两个观点的教育,要使学生理解现今世界上形形的动植物都是逐渐进化来的,一切生物和它们的生活环境都是分不开的,生物必须依赖于它们的环境而生活,而生物的生命活动反过来又时时刻刻在改变着环境,从而对学生进行辩证唯物主义教育。再有,通过讲述祖国丰富的动植物资源,我国古代的和现代的生物科学的成就,对学生进行爱国主义思想教育。
3、重视对学生进行生物学基本技能的训练和能力的培养。
生物学是一门实验科学,实验、观察、标本的采集和制作等在生物教学中有十分重要的地位。这些教学手段对于培养学生学习生物学的兴趣,更好地理解生物学基础知识,掌握实验基本技能,发展他们的智力和培养能力,都有重要的作用。教师一定要积极创造条件,尽可能让学生亲自动手、多实践。教师对教学大纲和教材中规定的学生课外作业也要妥善安排,并指导学生认真完成。通过教学的各个环节和课外活动,努力培养学生的自学生物学知识的能力、观察能力、科学地分析和解释一些生物现象的能力。
4、加强直观教学
直观教学是帮助学生更好地理解教学内容、调动学生学习积极性、巩固记忆的重要方法之一。在实际教学中,我要积极地自制直观教具,密切结合教学内容使用教学挂图、标本、模型、幻灯和教学电影等进行教学。
5、坚持理论密切联系实际
要重视密切联系本地区动植物种类的实际进行教学。教师在教学过程中,应该密切结合本地区的实际情况,选择或者补充讲述当地常见的和对经济发展有重要意义的动植物种类。
6、积极组织和指导生物学课外科技活动。
关键词 被子植物;受精;雄配子;雌配子
中图分类号Q94 文献标识码A 文章编号1634-6708(2010)28-0113-01
植物的生活周期中,受精与有性生殖联系恒定不变,受精是植物亲代与子代联系的桥梁,在发育和遗传中具有重要作用:激活卵细胞,启动胚胎发生;实现由配子体向孢子体、由单倍体向二倍体之间的世代转换;实现双亲遗传物质的结合。受精是一系列精巧有序的发育事态,是十分复杂的自然过程。被子植物受精作用依赖于单倍体雄配子和雌配子的有序发生和彼此融合。雌雄配子分别是由雄配子体(花粉)和雌配子体(胚囊)产生的。被子植物受精又具有独特的双受精特点。在双受精过程中,一个雄配子与卵细胞融合产生胚,另一个雄配子与中央细胞的极核融合产生胚乳,胚乳提供胚发育所必需的营养物质。
花粉实际上是小孢子和雄配子体的统称。花粉发育的早期阶段为小孢子,小孢子由小孢子母细胞减数分裂而来,是单细胞结构,只有一个细胞核,常称之为单核花粉。小孢子经过有丝分裂第一次产生一个营养细胞和一个生殖细胞,此时进入雄配子体阶段。早期的雄配子体常被称为双核花粉。三细胞花粉在成熟时,生殖细胞分裂成两个精细胞(雄配子),二细胞花粉在进入花粉管内生殖细胞才会分裂形成两个。花粉发育过程中经历复杂的细胞学变化。如在小孢子母细胞减数分裂阶段,发生细胞质改组;在小孢子发育阶段,发生胼胝质壁的降解,液泡的增大,细胞质和核的极性分布;在雄配子发育阶段,发生生殖细胞的位移和营养物质的积累;在小孢子形成后,孢子逐渐沉积壁物质,包括多糖的内壁和孢粉素的外壁。这些细胞学的变化,涉及一系列的基因表达,近十年对花粉的研究已经分离和克隆了数十种花粉特异表达的eDNA基因,特别是从中找到一些在不同时期花药和花粉异表达的启动子。雄配子体由花粉萌发的花粉管运送到受精靶区以实现受精。花粉管的生长,花粉管细胞质环流,细胞器的运动,营养核和生殖细胞或精细胞的移动,生殖细胞的分裂都与花粉管内的细胞骨架系统活动有密切的关系。被子植物花粉和花粉管的细胞骨架主要由微丝和微管组成,缺乏是否存在中间纤维的证据。在干花粉中检测不到微管但可以检测到微丝的存在。水台花粉中,微丝微管都存在,在水合之后微丝微管的结构会出现明显的变化。花粉管内的微丝和微管并列分布。在生殖一精细胞(GSP)中。有大量微管的存在,是否普遍存在微丝还有争论。
胚囊(雌配子体)的发育分为两个连续的阶段,大孢子发生:从大孢子母细胞减数分裂,到大孢子的成熟;雌配子体发生:从大孢子经过三次有丝分裂细胞化,到雌配子体成熟。成熟的胚囊有13种类型,在被子植物中最普遍的是蓼型胚囊,典型的七细胞八核胚囊结构。雌性生殖单位是由卵细胞,两个助细胞和中央细胞组成的。它是一个结构单位,主要完成接收花粉管,引导花粉管释放到雌配子体的接收部分,实现雌雄配子的融合的功能。胚囊中的细胞骨架的主要成分是微丝和微管。细胞骨架在胚囊发育中起重要的作用:参与胚囊形态发生,细胞分裂、细胞器的运动。核定位与固定、核分裂,细胞形态的决定,细胞质流的产生,细胞的生长,细胞壁的形成等过程。
被子植物的受精作用从花粉落到柱头上开始。花粉在萌发前先要粘附到柱头上吸水、萌发、然后在引导组织中生长,最后进入胚珠的珠孔。表现正常可育的雌雄同花植物,自花授粉不能产生种子。这种种内不亲和性存在于半数以上的被子植物中。自交不亲和机制是一种信号传导系统的信号传导,涉及大量分子间相互作用和受其他遗传位点的影响。在受精的整个过程中钙信号都参与调控。许多实验证明,花粉管尖端是钙集中分布的区域,尤其在花粉管尖端有高度精巧的游离钙的动态平衡,打破这种平衡,花粉管的生长将受到抑制。在胚囊的助细胞中高含量的钙与助细胞的退化有关。受精后,进入卵细胞会诱导卵细胞内游离钙的瞬间升高,形成各种形式的钙波。钙在整个受精过程都起重要的作用。精细胞与卵细胞表面的糖蛋白在配子识别间起作用,精、卵细胞膜表面有很多种凝集素受体。关于被子植物配子识别有两种假说,随机假说和特异受体假说。雌雄配子通过膜的融合合为一体,膜的融合开始于膜的一个位点,然后多个位点融合,最后融合的膜逐渐崩解。有两种公认的细胞膜融合模型:钙离子介导膜融合模型和类病毒融合蛋白介导的膜融合类型。在膜融合的过程中,精细胞质体随物种的不同,可能进入卵细胞也可能被排除。被子植物质体遗传的基本方式包括单亲母系质体遗传,双亲质体遗传和单亲父系质体遗传。膜融合后,核融合开始。根据在核配合过程中,雌雄配子核DNA所处时期不同,可以把核配合分为G1期核配合,s期核配合和G2期核配合。所形成初期合子的DNA含量分别为2c、4c、4c。配子核细胞周期处于同步状态是配子核融合和合子正常发育的先决条件。
离体受精的三项技术基础为:配子分离,单对配子融合与人工合子培养。配子分离,分离与雌雄配子相关的细胞,包括花粉原生质体、脱外壁花粉,生殖细胞与精细胞,胚囊、卵细胞、合子、中央细胞的分离。体外的精卵融合共有四种融合技术:微电融合、高钙一高PH值介导融合、一般钙条件下的融合和PEG诱导融合。离体合子经微室饲养法、微滴饲养法或琼脂糖滴饲养法培养可以发育成植株。饲养时要加入各种外源激素,同时要注意渗透压对合子离体发育的影响。人工合子培养成功只限于禾本科植物,双子叶植物仅在烟草中开展了合子的培养试验。对离体系统雌雄配子形态、体积,膜表面特点,融合过程中的膜重组方式,卵细胞对多精人卵的反应,融合对胞质活动的影响,合子中胞质重组,雄核在雌性细胞中的迁移,核融合的时间进程和生活状态,精卵融合的亲和性等细胞学事态的研究。
被子植物生殖在细胞生物学方面采用超微结构为主的观察方法,揭示了雄性生殖单位、二型性、偏向受精等现象、配子体及配子骨架的分布规律,融合时雄配子的状态及细胞质的参与方式。在生理及生物化学方面采用了分子生物学技术,研究花粉发育、花粉与雌蕊组织间的识别反应、配子间的识别反应的分子生物学基础。
参考文献
关键词:微生物学习;细菌分类;方法
中图分类号:G642 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)16-006-02
简单地说,微生物就是我们人类用肉眼很难将其观测到的细微生物。细菌是微生物中的一类,属于原核生物,按照形态可以分为球菌、杆菌以及螺旋菌。细菌虽然微小,但是其分布极为广泛,在人体中,细菌的数量要远远超过人体细胞的总量,其重要性由此可见。
一、关于微生物学的学习
在生物专业学习中,微生物学是其重要分支之一,可以应用于工业生产(例如酿酒、酸奶制作等)、医药(例如医学中细菌病毒检测、药品中各种菌素片等)、生物工程以及细胞工程等等。由于微生物是我们肉眼看不见或者看不清的细微生物,所以如果没有显微镜,认识起微生物来就不够直观,这也导致了人类历史中很长一段时间虽然有很多利用微生物的事件被记载,但都没有意识到微生物的存在。所以在学习微生物学的过程中,要注重学生自己亲身观察实践,利用显微镜等仪器,将微生物直观地展示在学生眼前。
当然在现代社会,绝大部分学生对微生物已经不陌生,但是在没有学习微生物学之前真正对其了解并喜爱的可能不多,在微生物学习过程中,还要注重学生学习兴趣的培养,在学习之初,要通过微生物与人类息息相关的实例以及多媒体教学的视觉冲击吸引学生的注意力,然后通过提出与生活有关的问题引发学生的思考,让其对微生物学产生好奇,然后利用显微境等仪器引导学生解答问题,激起学生成就感,从而引发其兴趣。
二、微生物学习中细菌分类概述
在微生物学习中,《伯杰氏系统细菌学手册》以及《伯杰氏细菌鉴定手册》是细菌分类以及细菌鉴定的权威以及代表作品,由于生物技术在不断进步,所以这两部手册也在不断修订。
目前,对细菌种类的研究主要是在细菌分类基础上,对细菌菌株进行鉴定;以及构建系统发育树研究细菌进化关系;也有在同一属的细菌范畴内对细菌的种进行分群聚类研究。这些研究都是以细菌分类为基础,从中也可以看出在微生物学习中细菌分类的重要性。
在学习细菌分类的过程中,要注意细菌分类是不断进步不断更新的,这主要是由于生物技术不断推陈出新、研究细菌分类的方法就在不断进步。同时还要注意技术的更新换代是一个连续的过程,新技术是在原有技术的基础上不断探索发明的,所以要注意不要因为有了新技术,就将原有的完全抛弃,也许在研究过程中可以只使用新技术,但是在学习时,也应该对历史有所了解和认识。所以学习细菌分类时,应该全面、连贯。
三、微生物学习中细菌分类方法探讨
对细菌进行分类,方法非常重要。所以,在微生物学习中,细菌分类方法具有重要地位。目前,细菌分类的方法主要包括特征分类法、数值分类法、组分分类法、分子生物学分类法以及多相分类法等。
1、特征分类法
不同的细菌,其形态、代谢以及生存环境存在一定差异,在生物技术不发达的年代,人们依据形态、生理以及生存环境等基本特征对细菌进行分类。不过由于细菌体积微小,使得这些特征的观察较为笼统,所以这种分类方法比较粗犷,很难对细菌进行进一步区分。特征分类法是一种古老、相对较为宏观的分类方法。
2、数值分类法
随着计算机技术的发展,数值分类法开始大规模兴起。细菌的表性特征有很多,将这些特征全部进行检测,然后利用计算机技术对这些特征进行归纳分类,这就是数值分类法。相对特征分类法,数值分类法要精细一些,但是其需要测定的特征很多。由于数值分类法能够定量反应细菌特征,所以目前该方法应用依然较为广泛。
3、组分分类法
组分分类法主要利用质谱、光谱、气相色谱以及高效液相色谱等技术检测细菌的化学组分。需要检测的细菌化学组分主要来源于细胞壁、细胞膜脂肪酸、枝菌酸、磷脂、醌、以及蛋白质等。检测细胞壁主要是检测其氨基酸和糖分;脂肪酸和枝菌酸都是细胞膜的重要组成成分;磷脂是极性脂;醌是非极性脂,存在于线体膜以及细胞质膜;蛋白质组分检测是采用全细胞蛋白质凝胶电泳技术。
4、分子生物学分类法
分子生物学分类法主要包括16S rRNA基因等序列分析、GC含量分析、DNA指纹技术、ITS序列分析、DNA-RNA杂交技术以及DNA-DNA杂交技术。目前,该方法应用广泛,用于细菌分类、多样性分析的基因除了16S rRNA基因外,还有16S~23SrRNA基因、tuf基因、hsp60基因、pheS基因等。当然,16S rRNA基因在利用基因序列分析进行细菌分类研究中应用最为广泛。
5、多相分类法
多相分类法就是综合上述几种方法进行细菌分类,该方法是一种综合的方法,将几种单一方法结合起来,互相验证、补充,可以得到更为合理可信的结论。
四、结束语
微生物学习中,细菌分类是一项系统但又繁琐的工作,而且细菌分布广泛、变异快,新种不断被发现,将新种进行鉴定和分类应该采用多种方法,而不能简单的通过单一方法就下结论,多相分类法就是用多种单一方法进行分类鉴定,所以相对更为全面可靠。
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关键词 微生物岩;绝灭事件;地质转折期
中图分类号P588 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)54-0104-01
0 引言
在地质历史时期地球上大部分表面积被海水所覆盖,因而大量发育海相地层。其中微生物岩在前寒武纪地层中大量发育,进入显生宙地层后海相记录也远远大于陆相记录。例如从泥盆纪末期的弗拉斯阶到法门阶再到石炭纪的迪南统,一系列集群灭绝之后,真正的骨架礁构造有机体显著地消失,而非骨架的泥质为主的建造(泥丘)在这段地质历史间隔中间很普遍,对这些泥丘的研究就认为微生物的活动在其中发挥了非常重要的作用。显然研究微生物的地质历史记录有助于我们了解地球的演化、生物多样性、古环境和古气候变迁以及地质转折期的生物绝灭事件。
1 微生物岩概述
1.1 定义
微生物岩就是指由深海微生物群落和碎屑或者化学沉积物相互作用形成的一类岩石,主要包括微生物碳酸盐、磷块岩、硅质岩、铁质岩等众多类型,但各个地史时期主导类型并不一样,因微生物碳酸岩研究的程度最深,下文主要以其进行阐述。微生物岩并不同于一般的于生物有关的沉积物,她产出的环境并不仅仅局限于深海海域,在浅海环境和湖相沉积中也大量存在,同时它不是一般的残骸的组成,一旦形成以后,构成的主要骨架就成为二次粘结的场所。将他们和生物岩礁以及生物层礁相区分,微生物沉积建造被命名为微生物岩丘(岩礁)或者微生物岩镜(均质岩层或岩性体)。
1.2 分类
微生物岩分类因不同而标准划分不同。按照沉积物的组成类型可以分为钙质及碳酸岩质、磷块岩质、硅质岩以及铁质。实际上也就是根据微生物岩的宏观构造、内部结构、底栖微生物群落与沉积物之问的作用以及微生物岩在地层中发育方式和特点可将微生物岩分为
5种类型:1)叠层石;2)核形石;3)树枝石;4)凝块石;5)隐生石。根据微生物岩的宏观产出状态,建议用微生物岩礁和微生物岩层来与通常文献中所用的生物礁和生物层相区别。但不同的学者对分类方案持不同的意见,Ring提出的方案并不包括核形石的四分方案,高建平等则认为应当保留Burne的方案,而梅冥相则赞成微生物碳酸盐岩的类型的六分方案。
1.3 形成过程
Burne认为微生物岩的形成的过程主要包括捕获和黏结碎屑沉积(形成生物粘结灰岩)、非有机钙化(形成微生物钙华)以及由生物影响的钙化(形成生物骨架灰岩)三大过程。最后的过程可能是化学改造与光合作用相结合的产物,也可能是微生物含多糖鞘质的晶体结核作用的结果。根据澳大利眼产出的一些现代叠层石,已出版的凝块状叠层石(以凝块状构造为特征的微生物岩)和层状叠层石区别估计显示微生物岩既不总是由球菌为主的BMC(深海微生物群落)建造,也不由菌丝为主的BMC建造。尽管我们已经观察到现代凝块状叠层石建造的例子,在那里生物影响的碳酸岩化占主导作用;以及现在的层状叠层石建造的例子,在那里对于陆源碎屑以及季节性的沉积物的捕获和黏结作用占主导作用。
2 微生物岩的地层分布及其与生物绝灭的关系
地质历史时期微生物主要以微生物岩的形式大量的保存下来。在元古宙时期发育大量的微生物岩,随着寒武纪生命大爆发,多细胞生命的多样化,微生物在数量和多样性上都存在明显的衰减。晚奥陶纪生物绝灭事件后则出现了微生物繁盛的阶段,在尺寸和数量上都有所增加,其持续的时间也比较长。随后在晚泥盆纪弗拉期-法门期之交发生了显生宙中的另外一次生物绝灭事件,使生物礁生态系中的后生骨骼动物受到严重的影响,同时期则任表现为是微生物繁盛的过程。二叠-三叠生物大灭绝后发育大量的微生物岩,并大多数发育在浅水环境中,。由上可见在每次生物绝灭事件之后微生物岩都陆续出现,显然微生物岩的出现与重大地质历史转折事件是密不可分的,因二叠-三叠微生物岩是国内外研究的热点,下面主要以二叠-三叠之交的绝灭事件来进行探讨。
越来越多的研究表明二叠-三叠钙质微生物岩在全球广泛分布,并大部分都发育于低纬度的浅水海洋环境,向深水区很快歼灭,并且大多数位于二叠-三叠界线之后。这充分说明微生物岩在不仅在空间上具有广泛性,而且具有等时性。在我国华南地区,Lehrmann于1999年就报道了钙质微生物层,相继在川东、广西太平发现类似的沉积建造。王永标等在鄂东南报道的微生物岩产在二叠-三叠界线之上,同时Palaeofusulina sp等也在钙质微生物岩中发现了Hindeodus parvus 化石,即处于界线处。Xie等同过对GSSP煤山剖面生物标志化合物的检测发现多细胞生物大量减少的同时蓝细菌则是繁盛的,继而结合同位素的指标提出两幕式的观点,这一观点现被很多学者所采用。Kershaw通过对我国华南PT界线微生物岩的研究提出海平面处于上升的阶段,这和大部分学者得出的结果相符合。由大量的实例可以看出微生物的繁盛很有可能和多细胞生命的减少有关,但具体机制探讨的任不深入。
3 结论
微生物岩在地质记录中广泛分布,尤其是在地质转折期微生物岩记录了很多重要的信息,在其期间微生物岩的繁盛是地球环境急剧突变的时期,也是环境修复调整的时期,通过对微生物组成结构、成因分析以及和生物绝灭事件联系起来的研究分析必然对了解地质历史转折期生命与环境的协同演化有着重要的意义,是再造古地理古气候的重要线索,是了解不同圈层相互作用的良好载体,同时对于现代生物多样性危机导致微生物岩的繁盛对于我们重新思考人类和生态之间的平衡有一定的启示。
参考文献
[1]梅冥相,孟庆芬,刘智荣.微生物形成的原生沉积构造研究进展综述[J].古地理学报,2007,9(4).