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許多藥物都有細胞毒性,在殺死病毒細胞的同時,也會對正常細胞造成損傷。因而,理想的藥物載體不僅應有較好的生物相容性、較高的載藥率,還應具有靶向性,即到達目標病灶部位才釋放藥物分子。無機納米材料的大小和表面的電荷等理化性質決定了納米材料的性能,研究這些可控特性可應用在生物醫學領域中。例如,用多孔硅作為藥物載體遞送柔紅霉素,治療視網膜疾病持續時間從幾天延長到3個月。通過調控將納米粒子孔徑從15nm變為95nm,使柔紅霉素的釋放率增大了63倍,從而調控藥物的釋放。用介孔二氧化硅納米粒子運載化療藥物、探針分子向腫瘤細胞進行遞送,可用于癌癥等疾病的靶向性治療和早期診斷。介孔二氧化硅在藥物傳輸、靶向給藥、基因轉染、組織工程、細胞示蹤、蛋白質固定與分離等方面有廣泛的應用。碳納米管及其衍生材料可開發用于電敏感的透皮藥物釋放,又可作藥物載體進行持續性釋放。比如,用超支化聚合物修飾碳納米管,可以從復合物的羥基末端聚集活性基團,從而增強溶解性能,作為抗癌的藥物載體,也可以用作藥物緩釋載體。用聚乙烯亞胺修飾多壁碳納米管,分散性好,能降低對細胞的毒性,進一步結合在殼聚糖/甘油磷酸鹽上,能增加凝膠的機械強度。同時,改變溶液的pH值、溫度等來構建具有雙緩釋功能的溫敏性凝膠,能減少凝膠的突釋現象。納米鉆石(dND)裝載化療藥物具有較低的毒性和較高的生物兼容性。將葉酸等靶向分子修飾納米鉆石表面,用于裝載抗癌藥物,以H2N-PEG-NH2作為橋梁分子,形成納米靶向載藥系統,對C6細胞具有靶向作用,為研制腫瘤靶向治療提供了參考依據。為了避免被單核細胞、巨噬細胞系統等非特異性吸收,并讓藥物優先進入腫瘤細胞,用超支化縮水甘油(PG)修飾納米鉆石得到dND-PG,有較好的生物相容性,能避免被正常細胞的巨噬細胞非特異性攝取。加載抗癌藥物阿霉素顯示出對腫瘤細胞具有選擇性的毒性作用,可作為腫瘤藥物載體,對腫瘤細胞進行選擇性給藥。將藥物分子插入LDHs的層間形成藥物-LDHs的納米雜化物,藥物與LDHs層間的相互作用以及空間位阻效應能有效地控制藥物釋放,減少藥物發生酶解作用。LDHs表面存在大量的羥基,便于進行表面功能化修飾,增強靶向性,避免被巨噬細胞吞噬而從人體內清除,提高藥物的輸送效率。LDHs適合裝載不同類型的藥物,將藥物插入到LDHs的層間結構,藥物以陰離子形式裝載并被控釋。通過共沉淀法在LDHs層間成功地嵌入維生素C,維生素C的陰離子垂直插于LDHs層間,熱穩定性顯著增強。通過離子交換反應來釋放維生素C,延長釋放時間。
1.2蛋白質載體
納米材料在診斷、藥物輸送、生物功能材料、生物傳感器等方面得到了迅猛的發展,出現了疾病治療、診斷、造影成像等多種功能的組合。無機納米材料在生物大分子藥物的載體,包括運載蛋白質、多肽、DNA和siRNA等方面的研究較多。納米多孔硅有較好的生物相容性、生物可降解性和可調控的納米粒徑,可作為藥物輸送系統。殼聚糖修飾多孔硅后可用于運載口服給藥的胰島素,改善胰島素的跨細胞滲透,增加與腸道細胞黏液層的表面接觸,提高細胞的攝入,可用于口服遞送蛋白質和多肽。納米羥基磷灰石與蛋白質分子有高親和性,可用作蛋白質藥物緩釋載體,能提供鈣離子,造成腫瘤細胞過度攝入,從而抑制腫瘤細胞活性,誘導腫瘤細胞凋亡。
1.3基因載體
基因治療是遺傳性疾病的臨床治療策略,主要依賴于發展多樣性的載體。無機納米材料用于基因療法是利用無機粒子和可生物降解的多聚陽離子合成新型的納米藥物載體,如介孔二氧化硅作為基因載體可用于腫瘤治療,促進體外siRNA的遞送。乙醛修飾的胱氨酸具有自身熒光的特點,可對pH值和谷胱甘肽進行響應。通過熒光標記類樹狀大分子的二氧化硅納米載體具有分級的孔隙,不僅毒性低、基因裝載率高,轉染率也較高。引發谷胱甘肽二硫鍵裂解,可促進質粒DNA(pDNA)釋放,并能使用自發熒光來實時示蹤。又如,通過π-π共軛、靜電作用等非共價鍵作用力結合,能將DNA、RNA等生物大分子和化學藥物固定在氧化石墨烯上。
1.4骨移植
臨床上可用自體骨移植來治療創傷、感染、腫瘤等造成的骨缺損,由于骨移植的來源有限,且手術時間長,易導致失血過多和供骨區并發癥等,應用受到限制。將異體骨用作骨移植,則存在免疫排斥反應,且易被感染。而人工骨同自體骨有相近的療效,人工骨材料可采用鈦、生物陶瓷、納米骨、3D模擬人工骨髓等納米材料。例如,納米二氧化硅可替代骨組織,促進人工植入材料與肌肉組織融合。納米羥基磷灰石與人體內的無機成分相似,其粒子有小尺寸效應、量子效應及表面效應等,可用作牙種植體或作為骨骼材料,能避免產生排斥反應,促進血液循環,促進人體骨組織的修復、整合和骨缺損后的治愈。
1.5臨床診斷和治療
磁性氧化鐵納米粒子可作為造影劑用于腫瘤診斷中,對腫瘤分子產生磁共振分子影像或多模態腫瘤分子影像,也可用于循環腫瘤細胞的分離、富集。免疫磁分離法基于磁性雜化材料可導電,在外部磁場下積累,可用于臨床熱療。磁熱療以磁流體形式進入腫瘤組織,利用腫瘤細胞與正常細胞之間不同的熱敏感度,將外部磁場產生的磁能轉化成熱能從而殺死腫瘤細胞。磁性納米粒子還可用于生物傳感器中,利用磁現象和納米粒子從液相中分離并捕獲生物分子。用綠色熒光蛋白標記,形成溫敏的磁性納米固相生物傳感器,用磁性材料制成固相生物傳感器的支架,在磁場作用下,響應更快,表面易于更新,可用于免疫診斷。磁性納米氧化鐵作為臨床應用的磁性納米材料,受到人們的廣泛關注。Fe3O4和γ-Fe2O3的特殊磁性質使其在靶向腫瘤藥物載體、磁療、熱療、核磁共振成像、生物分離等生物醫學領域中得以應用。用無機納米材料制作激發熒光探針進行臨床診斷,如用介孔二氧化硅制成的細胞熒光成像探針利用量子點良好的光穩定性、較長的熒光壽命和較高的生物相容性,結合介孔二氧化硅可特異性地識別Ramos細胞的特點,并用激光共聚焦顯微鏡對Ramos細胞進行熒光成像,實現了對腫瘤細胞的早期診斷、檢測成像。富勒烯特殊的結構和性質使其可以廣泛地應用于光熱治療、輻射化療、癌癥治療等醫學領域,也可作為核磁共振成像的造影劑用于臨床診斷。但富勒烯不溶于水,對生物體存在潛在的毒性,限制了其在臨床的應用。富勒烯結合含羥基的親水性分子可改善其溶解性,羥基化富勒烯無明顯毒性,可作為抗氧化劑。聚羥基富勒烯利用近紅外光激活體內的納米材料,用光熱對腫瘤細胞定位,避免了金納米粒子、碳納米管等在體內造成聚積,利用免疫刺激作用來抑制腫瘤細胞的轉移、生長,從而減小腫瘤的尺寸,最終造成腫瘤細胞凋亡。因此,改造碳納米結構,在成像、吸附、藥物裝載與靶向運輸等生物醫學工程方面有潛在的應用價值。銀納米粒子殺菌活性遠高于銀離子,在殺菌抑菌方面得到廣泛的應用,可用于外科手術中的傷口愈合、藥學、生命科學等生物和臨床醫學領域。金納米粒子有較好的生物相容性,功能化的金納米粒子可用于生物分析、藥物檢測、臨床診斷等生物醫藥領域,可作為納米探針檢測重金屬離子、三聚氰胺等小分子,也可檢測DNA、蛋白質等生物大分子,還可以用于對細胞表面和細胞內部的多糖、核酸、多肽等的精確定位。鎳納米粒子固定在海藻酸水凝膠中,通過熱敏感粒子與鎳磁納米粒子交聯形成囊狀結構,組成熱磁雙敏感的磁性納米粒子。在交變磁場下緩慢釋放水凝膠中的鎳納米粒子,通過遠程調控來激發水凝膠中成纖維細胞的凋亡。無機納米材料的類別不同,在尺寸、形貌上有很大的變動范圍,因其核心材料的量子特性,已日益成為涉及臨床診斷、成像和治療的手段,為納米材料在生物醫學上的應用提供更多的可能。
2展望
納米技術作為新時代的疾病治療模式,為未來的臨床用藥提供了新的可能,在生物醫學的應用上有很大的前景。目前,癌癥治療主要包括手術、放療和化療等手段,而藥物劑量增多會造成副作用。納米粒子可以作為靶向藥物載體、成像造影劑、化療、熱療、磁療系統,可通過血腦屏障,在治療神經系統疾病中有很大的潛力,有望成為攻克癌癥的新手段。無機納米材料在藥物載體、臨床診斷和治療等方面有廣闊的應用前景,但目前的研究大多處于實驗階段。無機納米材料在生物醫學應用中有待解決的問題包括:
(1)提高疾病治療的針對性、靶向性和可調控性;
(2)使無機納米材料相對固定在腫瘤細胞表面,不至于擴散到正常組織,從而提高腫瘤部位的有效濃度,減少毒副作用;
(3)納米材料有潛在的毒性,可降低納米材料的毒副作用以達到臨床應用的標準;
(4)尋找優質材料,優化結構,提高材料的生物相容性、生物安全性,并針對不同的藥物溶解性設計特定的載體和功能材料骨架,增加細胞的攝取和利用;
要做到
“五個注重”:
一要注重循序漸進。
小學階段的教育,
在人的一生中起著重要的啟蒙作用。
小學生的思想既存在單純、可塑性強的特點,又存在注意力難以集中、
心理承受能力較差的弱點。所以,對小學生進行思想政治教育要注重內外部因素相結合,
把情感態度和價值觀的要求滲透于日常教學之中,
逐步提高學生的品德修養,
培養他們的良好個性和健全人格。
二要注重班風建設。班級是小學生的主要活動場所,營造一個健康向上的班集體,有利于培養學生積極進取的思想意識。
要注重因人施教,營造溫馨班級,
充分發揮學生各自長處,
為班集體建設作出應有的貢獻。要引導學生自覺投身于思想政治的學習當中,促動孩子們在積累個人學識的同時,積極投身集體活動和社會實踐,培樹自覺主動為大家、為班集體、為社會服務意識。
三要注重言傳身教。“師者,傳道授業解惑也。”教師在教學過程中堅持傳播正能量,
做學生的榜樣,
這是師者的天職,更是教師的畢生追求。教師要增強責任意識,
以良好的師德影響學生,要把管理與育人、教書與育人有機結合,溝通師生之間的感情,使學生在愉快的情緒體驗中接受教育,以收到“親其師、信其道”的效果。
四要注重正面教育。
教育好下一代任重而道遠,
需要體現于日常潤物細無聲的教學工作之中。
教師要堅持以正面教育為主,
使小學生堅定愛黨愛國的信念,
樹立強烈的民族自豪感和自信心,
從小培養孩子們開放、創新、競爭意識。
工作中要“偏愛”后進生、嚴愛優等生、博愛中等生,
引導學生一起成長進步。
五要注重實踐活動。
學生優良品德的培養,離不開廣泛的實踐活動。通過適時組織學生開展各種課堂內外系列實踐教育活動,
為學生提供充足的“互動機緣”,讓學生汲取更多的“優良養分”。
諸如開展文明服務、敬老愛幼、助人為樂等活動,可以最大限度地提升學生的興趣愛好,
激發學生的求知欲望,淬煉學生的品格情操,從而促其不斷自我成長,培養出新一代
“四有”新人。
總之,
為了促進高等學校加強教學管理,重視畢業論文(設計)指導,提高教學質量,湖南省教育廳高等教育處2010年底組織了對全省普通高校2010屆本科畢業生畢業論文(設計)的抽查工作,抽查對象包括來自湖南省19所高校(含二級學院)的普通全日制生物工程專業。我作為評審專家之一,參加了這次畢業論文(設計)的抽查工作。從各高校提交的10名學生的畢業論文(設計)原件和反映教師對論文寫作的指導及評閱、評分等情況的相關材料,以及學校關于畢業論文(設計)教學環節的相關規定等各方面總體來看,各高校對學生的畢業環節工作非常重視,對畢業論文(設計)都制定了較為完整的工作手冊或規范要求,畢業生文檔材料齊全,成績評定基本合理;部分學校還有詳細的指導老師指導記錄;有的學校除畢業論文正式稿以外,還留有教師批改痕跡的修改稿;有的學校還備有學生畢業論文(設計)的光盤電子稿;中南大學的送檢材料中甚至有英文撰寫的畢業論文,等等。但是,通過抽查也發現了一些在今后工作中需要認真加以解決的問題,對此我進行了一定的總結,并且提出了一些改進建議,供同行參考。
1?郾湖南省高校生物工程專業本科畢業論文(設計)文檔中存在的主要問題
1.1畢業論文(設計)的選題方面
生物工程專業隸屬工科辦學專業,屬于以工為主、以理為輔、工理管結合的復合型專業,培養掌握現代生物學和生物技術基本科學原理、基本技能、工藝技術過程和工程設計等基本理論,能在生物技術與工程領域從事產業化工程設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的工程技術人才。因此,學校應該安排一定比例的生物工程專業學生開展畢業設計工作,然而,在檢查中我們發現19所學校中僅有中南大學等3所提交的材料中顯示有進行畢業設計的學生。同時,生物工程專業在辦學的學科定位上,應該既有別于生物科學專業,又不同于生物技術專業。然而,在提交的畢業論文中,我們發現部分地方院校存在對上述3個專業定位認識不清的現象,論文選題除了存在過于簡單的一般性問題以外,甚至存在脫離生物工程專業培養要求的原則性問題,例如某校學生的畢業論文內容竟然是教學實驗室保存的蛙類標本的比較研究,又如某校學生的畢業論文內容是關于該校學生膳食結構的問卷調查分析,等等。
1.2指導老師對畢業論文(設計)指導工作方面
上述畢業論文選題方面存在的一些問題與指導老師的素質及工作態度有著直接的關系。指導老師應當在學生開展畢業環節工作的整個過程中都對學生起到重要的引導和教育作用。一些地方院校教師由于承擔的各類科研項目少,科研和教學經費不足,再加上招生規模大,未能做到一人一題,某高校甚至出現了同一名教師指導的三名學生同題的現象,更為惡劣的是三名學生論文中僅有的一張凝膠電泳實驗結果圖也是相同的。指導老師對學生畢業論文(設計)的指導不僅僅體現在選題方面,還體現在對學生開展畢業論文(設計)工作的全程監控方面。盡管有些學校非常重視學生畢業環節的質量監控,專門繪制了教師指導學生的記錄表格,要求教師對于每次的指導情況進行包括時間、地點、內容等方面的詳細記錄,但是,從材料中我們也發現存在少數教師在畢業論文(設計)前期和中期對學生無指導、在畢業答辯前突擊多次指導的現象,實際上沒有實現對學生畢業環節全程指導和監控。
1.3學生畢業論文(設計)的質量方面
學生畢業論文(設計)的質量,是本次抽查的重點之一。學生是做好畢業論文(設計)工作的主體,因此學生對待畢業環節的態度是影響畢業設計(論文)質量的決定性因素。雖然各高校對于畢業設計(論文)的內容及規范都有具體要求,但是在抽查的畢業論文(設計)材料中仍然存在一些不合學校規范的地方,除了前面提到的論文選題不恰當以外,還有論文中研究背景介紹(即綜述部分)篇幅大而正文部分篇幅小、內容空洞、存在東拼西湊的現象、論文字數未能達到學校規定的要求、設計圖紙繪制及標注不規范等問題。
1.4畢業論文(設計)的成績評定方面
畢業論文(設計)答辯與成績評定是畢業論文(設計)工作的一個重要環節,各院校均制定了一套評定標準,并且大多數院校都實行指導老師評閱、評閱老師審閱和論文(設計)答辯三重打分評定,一般采用五級記分制(優、良、中、及格和不及格),成績要求呈正態分布,優秀比例一般控制在10%―15%。但是,在抽查中我們發現各高校評分普遍存在偏高的現象。另外,在評語撰寫方面,許多學校的評語均采用通用性語句對學生畢業論文(設計)完成過程、論文撰寫質量及答辯效果等方面進行描述,如該生實驗工作積極主動、論文書寫規范、答辯中回答問題思路清晰等,缺乏對學生具體工作的個性化評價。
2?郾改進畢業論文(設計)工作的建議
2.1加強畢業論文(設計)的選題工作
選題是開展本科畢業設計(論文)工作的第一個重要環節。原則上,選題應避免過大或過小、過易或過難。學生進入畢業環節前,各院校應根據生物工程專業人才培養的要求、教學實驗室規模及師資隊伍情況,確定分別開展畢業論文和畢業設計的學生人數,公開征集專業教師甚至學生自己的論文(設計)題目并進行認真審查和可行性分析。然后將獲得批準的題目及相關指導老師情況向學生公布,讓學生根據自己將來的發展方向選擇要做的題目及相關指導老師,并在師生雙向選擇的基礎上進行適當微調。這樣既可以避免選題不符合生物工程專業培養目標的情況發生,又可以兼顧學生的興趣和志向,保證畢業設計(論文)后續工作的順利開展。
2.2加強指導老師隊伍的建設
指導老師在本科畢業論文(設計)工作中的作用是多方面的,其中包括選題和擬定畢業設計任務書、對學生開展畢業論文(設計)工作進行指導和監督、對學生撰寫的畢業論文(設計)材料進行修改及成績評定等,因此,對指導老師的綜合素質要求是比較高的。指導老師對學生畢業論文(設計)質量的影響存在主客觀因素。客觀因素是部分院校的生物工程專業師資隊伍結構不合理,缺乏具有工程方面知識背景的教師,造成無法開展畢業設計,只能開展畢業論文工作。主觀因素則是有些指導老師對本科畢業論文(設計)不夠重視,認為在短短幾個月時間里學生做不出什么成果,不愿意花費精力對本科生進行認真指導。因此,各院校一方面應當根據自身師資隊伍結構現狀,適當引進能夠指導畢業設計的工程技術人才,適應生物工程專業本科生的培養要求,另一方面應當強化制度管理,明確指導老師的職責,杜絕畢業環節教學事故的發生,同時制定適當的獎勵措施,調動指導老師的積極性。
2.3引導學生正確對待畢業論文(設計)工作
畢業論文(設計)一般都安排在大學四年的最后一個學期,不僅時間較短,而且往往受到學生考研復試、求職應聘等諸多因素的影響。從抽查的結果來看,大多數學生都能以端正的學習態度對待畢業論文(設計)工作,但也有一定數量的學生對畢業論文(設計)不夠重視或不太負責任。指導老師應當加強對學生的教育和引導,提高學生對于畢業論文(設計)的主觀能動性,使他們意識到本科畢業論文(設計)可能是他們當中的大多數人走上工作崗位前最后一項標志性作業,也是對自己四年所學知識進行總結和提高的一次難得機會。另外,還應當鼓勵學生到生物工程相關企業或者科研院所完成畢業論文(設計)工作,通過真題真做,促進學生學以致用,增強他們的事業心和成就感,同時也為學生開辟就業的綠色通道。
2.4完善成績評定機制
畢業論文(設計)的成績評定應當做到全面、客觀、公開和公正,一般應由以下三部分組成,即指導老師從學生開展畢業工作中的表現等方面給予的考核成績,論文(設計)評閱教師從學生的畢業論文(設計)材料的撰寫質量方面給予的書面材料成績,以及答辯委員會教師對學生畢業現場答辯表現給予的打分成績。只有這樣,才能從眾多畢業論文(設計)中評定出真正優秀的代表作品,在使應屆畢業生心悅誠服的同時,對于下一屆畢業生以積極的態度面對即將到來的畢業環節也有輻射示范作用。另外,教師在撰寫評審意見時應當注意:既然學生的畢業論文(設計)是一人一題,畢業答辯時回答的問題也各有不同,對學生的評語當然應該具有針對性,切忌使用過多俗話、套話等沒有實質性內容的通用性語句,這也是對學生歷經數月完成畢業論文(設計)工作的一種尊重與肯定。
3?郾結語
湖南省許多高校的生物工程專業屬于新辦專業,都處于積累辦學經驗的起步階段,正因如此,湖南省教育廳高等教育處選擇了生物工程專業作為2010年的重點抽查對象,對畢業論文(設計)開展了抽查工作。雖然評審專家的評審意見已由省教育廳高等教育處反饋給了各高校,但我覺得畢業環節當中發現的這些問題可能具有普遍性,因此將參加抽查工作的心得體會撰寫成文,供國內其他兄弟院校生物工程專業的教學同行參考,希望共同促進我國生物工程專業人才培養質量的提高,滿足新時期的生物工程產業對人才的需求。
參考文獻:
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高中生物人教版必修一中的“生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質的鑒定”實驗屬于定性實驗,是高中生接觸的第一個生物實驗。依據學生初中實驗的基礎,既可以操作成驗證性實驗,又可設計為探究性實驗。精心準備組織該實驗,會較好地培養學生的基本實驗技能,激發學習生物的興趣。
1 問題提出
本實驗主要由檢測還原糖、脂肪和蛋白質3個小實驗組成,在實際教學中發現實驗效果較差,達不到預期目標。常存在①技能要求高。實驗涉及的生物技術多,如徒手切片技術、制作臨時裝片、顯微鏡操作、水浴加熱等,特別是很難切出厚薄均勻的花生子葉薄片。②實驗儀器多。學生操作時步驟容易混淆,加錯試劑。③實驗容量大。講授后留給學生操作和探究的時間短,一節課很難完成全部實驗。同時不能人人動手進行實驗。④安全性低。玻璃儀器擺滿了桌面,極易掉落。沸水加熱、徒手切片時可對學生身體造成傷害,降低學生實驗的熱情。⑤材料處理繁瑣。蘋果勻漿,花生、大豆的浸泡和研磨,準備工作量大。實驗中材料浪費現象嚴重。
2 實驗改進
2.1 還原性糖的檢測
(1)從梨塊上切取邊長約0.8cm的梨條,再將其切成若干小梨片,放入試管中。
(2)量取等量的斐林試劑甲液和乙液,混合配制成斐林試劑中國知網論文數據庫。
(3)向裝有梨片的試管內注入剛配制的斐林試劑,直至浸沒梨片。輕輕震蕩幾次。
(4)用酒精燈加熱試管約2min,就能觀察到溶液由藍色→棕褐色→磚紅色。
實驗操作簡捷,顏色變化明顯。學生每人都能操作教育學論文,一只梨可供全班學生使用,節約了材料。沒有進行沸水浴,增加了實驗的安全性。
2.2 脂肪的檢測
取潔凈的試管,加入5mL左右的清水,滴加一滴學生從家里所帶的植物油,油滴飄浮于水面。再滴加一滴蘇丹Ⅳ,馬上就可清晰地看到被染成紅色的油滴。
定性實驗中只要有特異的顏色反應,就能確定某種物質是否存在。利用學生的自備材料,增強了說服力,省事節時,實驗效果佳。脂肪的鑒定常安排在最后做,如時間充裕可組織學生練習徒手切片,用顯微鏡來觀察花生子葉細胞中的脂肪顆粒。
2.3 蛋白質的檢測
課前將雞蛋煮熟,剝取出蛋白,磨成小顆粒。(1)向試管內加入少量的雞蛋白顆粒。(2)加入雙縮脲試劑A液1mL,震蕩片刻。(3)再滴加雙縮脲試劑B液5滴,震蕩。(4)靜置2min后,可觀察到溶液變為紫色。
1.1 培養方案
醫學檢驗專業的人才培養目標是“培養品德優良,基礎扎實,技能精湛,社會認可,具有創新精神和實踐能力的高素質醫學檢驗應用型人才”。要求學生在畢業實習期間完成畢業論文,目的是幫助學生鞏固和深化所學專業的理論知識,進一步培養學生獨立分析問題和解決問題的能力;幫助學生掌握科學研宄和科學實驗的基本方法,是培養基礎理論扎實,具有創新精神和實踐能力的醫學檢驗人才的重要環節;有助于實現人才培養目標,更是醫學教育中能力培養的重要內容。圍繞這個培養目標,2007年2月我校修訂了醫學檢驗專業本科人才培養方案,將畢業設計納入教學計劃,畢業設計時間也包含在畢業實習中。明確了重視畢業論文這一教學環節的必要性和重要性。
1.2 實施過程與管理
1.2.1 指導教師 畢業論文是學生在實習單位完成的,指導教師由實習單位中具有中級以上專業職稱,有較強科研能力和較高學術水平的教師擔任。學生在進入檢驗專業實習后,由實習單位安排符合資格的指導教師,對論文的選題、文獻資料查閱、開題、實驗、數據處理、論文寫作等關鍵環節進行指導。2006屆36名學生的畢業論文由28名教師指導,2007屆52名學生的畢業論文由46名教師指導。
1.2.2 選題與開題 在選題類型上,力求選擇題目小、實驗周期短、有一定意義的項目。在選題方式上,可由指導教師結合醫院實際或結合在研的課題提出,也可由學生根據自己的興趣和專業所長提出,與指導教師協商討論后確定題目。2屆畢業論文中,選題最多的方向是臨床免疫學檢驗,其次是臨床生物化學檢驗和臨床微生物學檢驗。今年研宄分子生物學檢驗的論著也顯著增加,說明畢業論文的研宄方向與整個檢驗醫學的科研熱點方向是一致的。
學生根據所選論文題目,查閱相關文獻,寫出開題報告。由所在實習醫院組織開題報告論證會,對論文在一定時間、一定條件下的可行性進行論證。開題論證通過的論文題目,才能進行實驗。
1.2.3 進程監控 主要采用導師監控與系部監控相結合的方式進行。
導師監控主要在體現《畢業論文設計)指導教師指導記錄表》和《畢業論文設計)指導教師評閱表》。在論文完成過程中,導師定期考核學生論文的進度及完成情況,填寫畢業論文設計)指導記錄表。在畢業論文定稿后,由導師填寫指導教師評閱表,對論文水平進行評價,導師可以根據學生完成論文情況及論文水平,決定學生的答辯資格,導師評閱分數將會按比例記入畢業論文總成績。
系部監控主要是核實學生返校后提交的各種畢業論文相關材料。首先確定導師是否同意學生答辯;然后對實驗原始數據記錄進行抽查,檢查學生畢業論文的真實性;檢查導師對論文修改的原稿,確定論文主要是學生自己完成的;檢查與學生研宄方向相近的主要參考文獻,杜絕嚴重抄襲現象。
1.2.4 論文答辯 為保證答辯工作的正常進行,制定了畢業論文答辯工作程序:①組成答辯委員會:答辯委員會主要由系主任、各教研室主任及一些具有高級職稱的教師組成,分成臨床生物化學檢驗、臨床免疫學檢驗、臨床微生物學檢驗、臨床檢驗基礎及臨床血液學檢驗5個專業組,每組5~6名專家。②答辯資格審查:將學生提交的開題報告、導師評閱表等材料進行分類、整理,根據導師評閱表確定導師是否同意學生的畢業論文提交答辯,從而確定學生答辯資格。③答辯:組織具有答辯資格的學生按學科分組進行答辯。學生先以多媒體的形式匯報論文主要結果與觀點,然后由評委針對論文提問,學生答辯,最后根據論文的質量和答辯情況填寫評分表。④成績評定:畢業論文成績的評分依據包括畢業論文指導教師評閱表和答辯評分表兩部分組成。論文成績分為5個等級:優秀≥90分、良好80~89分、中等70~79分、及格60~69分、不及格<60分。⑤答辯評優:分組答辯結束后,根據答辯成績和指導教師評閱成績所占的比例進行成績計算,根據成績等級評選出優秀論文。
2.取得的成績
2年來88名畢業生撰寫畢業論文88篇,論文涉及臨床生化檢驗、臨床免疫學檢驗、臨床微生物學檢驗、臨床分子生物學檢驗、臨床檢驗基礎等專業,論文質量較高,成績優良率達64.78%,其中8篇被評為優秀畢業論文。2006屆畢業論文有7篇已在學術期刊雜志上發表。
這個突破性的研究揭示了篩器蜘蛛(Uloborus Walckenaerius)的捕捉絲的方向集水效應,提出了“多協同效應”機制,為新型仿生集水材料研究提供思想理論基礎。
據統計,2008年我國蘋果種植面積為199.23萬hm2,產量為2984.7萬t,占世界蘋果面積和產量的40%以上,居世界第一位[1]。由于很多主產區大部分耕地都栽植了蘋果,很難在新區域發展果樹種植,蘋果再植問題嚴重困擾著我國蘋果主產區果業的可持續發展。以河北省為例農業論文,本研究組在2007和2008年調查發現,樹齡在15年以上的蘋果園已占到近70%,而蘋果最佳的結果年齡一般不超過20年,表明果園更新換代問題已經非常緊迫。蘋果樹再植病(Apple replant disease,ARD)又稱連作障礙或忌地現象,有的也叫再植障礙,得病植株表現為樹勢弱、葉片小、新梢細短、根系腐爛、根量減少、果實質量差等癥狀。據報道,果樹再植病主要是由于土壤殘毒、線蟲、土壤根際有害微生物等影響造成[2]。再植病害病因復雜,但眾多的研究報道[3~5]認為,土壤微生物對果樹再植病害的發生發揮著重要作用[6]論文開題報告范例。
變性梯度凝膠電泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)最早是一項用于DNA突變檢測的電泳技術[7],近些年來已經被廣泛應用于各種環境微生物的生態研究中,如高熱溫泉、湖泊、海洋、土壤和根際等[ 8]。本文首先研究了隨著蘋果種植年限的延長,其根際土壤對于后茬再植平頂海棠幼苗的株高、生物量、發病率和病原真菌數量的影響農業論文,然后采用PCR-DGGE技術,以不同樹齡蘋果園土壤樣品中土壤微生物的基因組總DNA為研究對象,通過比較土壤中原核微生物的16S rDNA和真核微生物的18S rDNA差異,研究了隨著蘋果樹齡的增加土壤中微生物群落多樣性的變化情況。
1 材料與方法
1.1 實驗材料:花盆(10×12 cm);海棠品種:平頂海棠(Malus robust Rehd.)
1.2 育苗:海棠種子用1%次氯酸鈉表面消毒5分鐘,然后在自來水下沖洗5分鐘。4℃層積處理30 d以上,待種子露白后播種于滅菌的泥煤苔和珍珠巖混合基質上,定時澆灌Hoagland營養液。每6 d更換新的營養液,調節pH 6.0士0.2,培養溫度(24士1)℃,12 h光照的培養室中生長。
1.3 土樣采集和處理設置:土壤采集于河北省清苑縣溫仁村紅富士蘋果園,采集果園的樹齡分別為3、8、15和24年。砧木為八棱海棠(Malus micromalus Makino),土壤類型為黃褐土。對照土采集于蘋果園附近未種植過果樹的麥田。果園土樣采集距蘋果樹干1.5 m,深10-30 cm范圍內的根際土壤,五點隨機取樣農業論文,混勻、過篩,備用。對不同樹齡果園土壤的肥力測定結果表明,土壤肥力與蘋果樹齡間沒有明顯相關性(表1)。將不同樹齡蘋果園土壤及對照土壤分裝于直徑12 cm花盆中,每盆裝土1 kg。將在培養室中培養4周的平頂海棠幼苗移栽于不同處理的花盆中。每個處理4次重復,每6株幼苗作為一個重復論文開題報告范例。
1.4 土壤微生物總DNA提取和PCR擴增
1.4.1 土壤微生物總DNA提取和純化
采用化學裂解法,稱取 5 g根際土壤樣品,按照化學裂解法的試驗步驟進行土壤微生物總DNA的提取[9]。為了避免土壤樣品所含腐殖質雜質對PCR擴增反應的抑制作用,對土壤樣品的基因組DNA粗提液進行了純化。采用Takara公司凝膠試劑盒對5種土壤樣品的基因組DNA粗提液進行了純化。
表1 不同處理的土壤肥力對比
Table 1 Soilfertility of different treatments
項目test items
對照 control
樹齡 tree age (years)
3
8
15
24
速效氮available nitrogen (mg/kg)
71
58
56
69
52
速效磷available phosphorus (mg/kg)
52
60
51
65
62
速效鉀available potassium (mg/kg)
85
78
92
88
55
有機質 organic matter (%)
1.3
1.3
2.6
2.0
1.5
鹽分 salt (%)
0.07
0.05
0.08
0.02
0.05
pH值
6.40
5.20
《動物生物化學》實驗課程是動物醫學和動物科學專業的重要基礎課,既具有基礎性,又具有前沿性,是研究生命活動變化規律的學科,對驗證和鞏固動物生物化學理論知識,掌握動物機體內發生的生物化學機制并且運用動物生物化學實驗原理和方法來診斷、治療和預防疾病等都有非常重要的作用,目前的動物生物化學實驗教學模式只是注重理論課程內容的復證,同時也在響應國家要求培養適應創新型高水平創新人才的號召,進行動物生物化學實驗的優化組合,更新替換陳舊實驗內容,對本科生開放一些實驗室,雖然起到了一定的作用,但還是不能滿足于學生主動性和創造性的全面發揮。因此,本實驗室針對動物生物化學實驗課程進行了更深層次的改革探索,首先將動物生物化學實驗教學從以前的理論教學中分離出來成為一門獨立的32學時的實驗課程,對以前的實驗項目進行大幅度刪減,替換一些重復的和與學生創新性結合不緊密的實驗項目,增加了適應學生創新和實踐思維發展的綜合設計性的大實驗,同時把大學生訓練計劃(SRP)項目和學生畢業論文納入到實驗教學中,使兩者相互促進提高并融為一體,影響且促進實驗教學進行相應改革,一方面可以滿足理論課程需求并且使之提高,另一方面也提高了低年級農科類本科學生的專業興趣及創新和動手能力,對學生今后走向工作崗位,勝任相關工作與獨立開展科學研究都具有非常重要的作用。基于此,本文就動物生物化學實驗課程的教學改革實踐進行了探索性的分析。
一、加強大學生訓練計劃(SRP)項目于實驗課中實施,促進實驗教學改革
為提高學生創新和實踐的能力,使SRP項目融入實驗教學課堂,首先使大學生實踐訓練計劃(SRP)項目的內容與實驗課進行有機結合,通過SRP項目的實施推動動物生物化學實驗課程教學發生相應調整改革,大學生訓練計劃(SRP)項目的啟動實施要求動物生物化學實驗課程進行相應的改革從以下幾方面陳述。
首先,改變以前課前教師為主體,準備好實驗所需的試劑、器材和實驗所需要的設備,然后在學生動手做實驗前,教師詳細講解實驗的原理、方法和操作步驟等實驗內容后再讓學生被動的進行實驗操作,使學生按照醫生的“照配方抓藥”的上課模式進行的實驗訓練操作,轉換成學生為主體,積極參與到實驗教學準備中,不但滿足了學生掌握實驗技能的渴求,也體現了學生的主人翁地位,因此,通過這種上課模式的轉變,既加強學生主動申報SRP項目的積極性使其有目的參與到實驗教學準備中,又滿足了學生為申報SRP項目需要掌握大量實驗技能知識的渴求,同時也推動了實驗教學的改革朝著有利學生發展的方向進行。
其次,設計實驗課內容與要SRP項目有機結合,根據動物生物化學實驗大綱要求的教學內容,靈活的安排先后順序,使學生逐漸適應從簡單到復雜的一個過渡,使內容從基礎到綜合再到創新性實驗進行逐步提高,使學生也能從易到難,有一個逐步適應的過程,讓學生在這個過渡過程中把將要申報的SRP項目的內容和整個實驗有機的結合在一起,使學生在實驗課中的學到的技巧促使大學生訓練計劃(SRP)項目申報成功,反過來SRP項目的內容也影響并推進了實驗內容快速改革,順應了該實驗課程改革發展以及社會對創新性人才培養的需求。
實驗課程開始時,先讓學生做簡單的基礎實驗,從最簡單的配制試劑和洗滌實驗儀器開始,接著訓練學生正確的使用各種型號微量可調移液槍、移液管、電子天平和離心機以及分光光度計的使用及注意事項的使用等。比如,通過實驗項目中的血液葡萄糖含量測定,使學生用實驗得出的血液葡萄糖濃度的結果結合理論課程中糖代謝的章節,布置學生去圖書館查閱相關資料,通過實驗總結并積極動腦思考糖代謝發生障礙的機理以及在臨床代謝中的意義,又比如通過測定動物血清中的谷丙轉氨酶活力讓學生了解氨酶酶在機體內是如何代謝的,并且讓學生掌握谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶在臨床代謝中的意義,通過這些簡單的實驗內容以及教師適時的引導來鍛煉他們思考申報SRP項目的內容。對剛進入大學二年級的學生,通過簡單的實驗技能的操作訓練和對實驗原理設計的初步理解,使他們對動物生物化學實驗具有感性認識,使之形成從簡單到逐步適應的一個過渡。
接著進行綜合性實驗能力的培訓,通過以上簡單實驗的培訓后將要跨度到創新思維和能力的培養階段,此階段可以將具有聯系的幾個實驗聯系起來形成一個大的綜合性設計實驗,用幾次實驗課完成,也就是前一個實驗的結果是下一個實驗的材料,使這幾個連續的實驗成為一個系統性、連貫性的完整體系,這種大的綜合性實驗設計是為了幫助二年級學生參加大學生訓練計劃項目(SRP)的申報,并且對他們進入研究生階段將要繼續進行科學實驗研究也有幫助,例如,核酸的整個系列實驗,第一個實驗是動物組織中核酸的提取,首先把動物組織或血液中的基因組DNA提取出來,接著,第二個實驗是瓊脂糖凝膠電泳鑒定DNA,也就是把第一個實驗的結果動物組織提取的核酸用瓊脂糖凝膠電泳再鑒定DNA,然后第三個實驗是核酸濃度的測定,應用紫外分光光度法測定核酸的含量和純度,接著的第四個實驗是PCR鏈式反應,用前面制備的基因組DNA作為模板,采用PCR技術對目的片段進行擴增、再反過來用前面學過的瓊脂糖凝膠電泳技術鑒定PCR產物,再把PCR產物用紫外分析儀或應用凝膠成像系統對其結果進行分析。通過核酸整個系列的綜合性實驗,使學生全面掌握了核酸的制備以及對核酸進行全面分析的整個實驗技術。該綜合實驗兼顧了電泳技術、紫外分光光度測定技術、PCR擴增和離心等多種實驗技術,達到了把生物化學技術中的多種實驗技術盡可能的分配到這個大的綜合性實驗中。此時,學生的大學生訓練計劃(SRP)項目已經申報成功,由于學生迫切要完成該項目,學生會積極、主動并且認真地完成綜合性實驗的課程,其創新性思維的發揮又有了一個更高的層次,對創新性實驗的開展也充滿了期待和渴盼,因此,SRP項目的順利實施再次推進了實驗教學改革的進程,使之朝著培養人才模式的的方向發展,也順應了社會對創新人才的需求。
最后,進入了創新性實驗能力的培訓階段,該階段將使實驗教學立足于學生的角度出發,突出大學生訓練計劃(SRP項目)的培訓,此階段的實驗教學要結合學生申報的SRP項目,再開一些與他們申報并完成的SRP項目相關的實驗內容,對他們完成SRP項目內容有一些建設性的指導,也就是再開設一些設計性、研究性實驗,由教師給出實驗題目,學生自己根據所學知識和前面實驗的訓練,再查閱相關文獻,自己設計實驗項目和步驟,自己準備試劑和材料,以小組為單位,獨立操作完成實驗,通過這種方式的訓練,嘗試培養學生創新思維和初步科研的能力,并且協助學生順利的完成SRP項目,同時對實驗教學改革也起到了至關重要的作用,使動物生物化學實驗進入到一個新型的適應社會需求的新的實踐教學模式。
二、加強畢業論文與實驗課程有機結合促進實驗教學改革
通過以上SRP項目的實施和完成促進了實驗教學的改革,使學生的創新性思維進一步提高,在此基礎上可以進一步調動學生的自主式創新思維的積極性,并使SRP項目的實施與完成畢業論文相結合,使學生在SRP項目基礎上擴展并提出與本實驗課程相關并且自己感興趣的實驗題目,通過自主性實驗教學模式完成自己設計的畢業論文的實驗方案,通過課余時間準備、培養實驗材料和配制實驗所需試劑并進行實驗,該實驗項目的完成可以延續到畢業,此實驗教學階段鍛煉了學生整個實驗過程中學會獨力思考、獨自處理和實踐實驗的能力,達到逐漸使學生能夠獨自駕馭完成實驗的目標,比如,實驗室的1個學生選擇的畢業論文題目是“蠅蛆抗菌肽的提取及分離鑒定”,該論文涉及了蛋白質的提取法、用凝膠層析柱或透析袋法進行的蛋白質的分離純化、用SDS――聚丙烯酰胺凝膠法進行的蛋白質的鑒定、用SDS――聚丙烯酰胺凝膠電泳法測定蛋白質含量和蛋白質分子量等實驗內容,但本實驗室所開設的實驗項目缺少蛋白質分子量測定的實驗內容,通過總結學生完成畢業論文涉及或發現的實驗課內容缺少的實驗技術,在下一年的實驗課時進行選擇性的補充或替換,通過畢業論文的實施推進實驗教學進行相應改革,通過畢業論文發現可以把蛋白質的分離提取和鑒定及分子量的測定歸結到一個大的蛋白質的綜合性實驗里,學生通過自主的綜合性實驗的鍛煉,其實驗操作受到了更全面的培訓,最為重要的是培養了他們科研思維和初步設計畢業論文的能力,為學生順利完成畢業論文奠定了堅實的基礎,同時也調動了學生業余時間進入實驗室的積極性。另外,通過完成畢業論文,使其相關的實驗內容納入或補充到實驗教學的模式中也促進了動物生物化學的實驗教學進行改革,因此,動物生物化學實驗課程的內容與畢業論文需求的實驗技術相互映襯,通過畢業論文于實驗課中的實施并促進了動物生物化學實驗教學的改革。
三、結語
通過大學生訓練計劃(SRP)項目和學生畢業論文引入實驗教學,并且促進了動物生物化學實驗的改革實踐,并提高了學生主動做動物生物化學實驗的興趣。通過SRP項目和學生畢業論文與實驗教學相結合的改革實踐,使學生做動物生物化學實驗的熱情也越來越高,一方面,激發學生學習該課程的積極性和主動性并拓展了學生的創新思維,另一方面又推動了動物生物化學實驗教學改革并提高了其質量和效果。
參考文獻:
[1]Donald RC,Deborah LB,Kim KM.教學行為指導[M].北京:中國輕工業出版杜,2003.104.
[2]張庭廷,李恩,劉慧君.《生物化學》教學與課程建設的體會[J].教育科研,2009,3(1):87-99.
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菠蘿(Ananas comosus),鳳梨科,鳳梨屬多年生草本果樹植物[1],原產巴西,為熱帶多年生草本植物,16世紀時傳入中國生物論文, 有70多個品種,嶺南四大名果之一。菠蘿含有大量的果糖,葡萄糖,維生素A、B、C,磷,檸檬酸和蛋白酶等營養物質。其果味甘性溫,具有解暑止渴、消食止瀉之功,為夏令醫食兼優的時令佳果。另外,菠蘿皮中富含菠蘿酶,有豐富的藥用價值,據國外專家20多年實驗,長期食用菠蘿皮,心腦血管生物論文,糖尿病發病率顯著降低,并有一定的抗癌效果。
近年來分子生物學的發展以及各種分子標記技術不斷出現,使得植物遺傳分析研究得以迅速發展,其中以SSR標記在植物遺傳研究上應用最為廣泛。隨著測序技術成本的降低,GenBank中大量的植物EST數據為SSR分子標記的開發提供了新的途徑[2]中國學術期刊網。EST-SSR除具一般SSR分子標記特點外,還有信息量大,通用性好,開發簡單、快捷、成本低等[3]的特殊優勢。目前許多作物如西瓜[4]、蘋果[5]、香菇[6]、甘蔗[7]已開發大量的EST-SSR,并應用于遺傳作圖、遺傳多樣性[8]等研究上,但在菠蘿栽培種上至今尚未見從EST中開發SSR的相關報道。
本研究對現有菠蘿EST中SSR信息進行全面分析,以明確菠蘿EST-SSR發生頻率和特點,為進一步建立EST-SSR標記并探索其在菠蘿研究中的遺傳作圖、育種材料評價、品種鑒定等的應用奠定基礎。
1 材料與方法
1.1 材料
采集菠蘿幼嫩的葉片于-20℃保存。
1.2 菠蘿EST的獲得及EST-SSR序列查找
從美國國家生物技術中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)的植物基因組數據庫(ncbi.nlm.nih.gov/genomes/PLANTS/PlantList.html)共搜索到5659條菠蘿的EST序列。應用Websat(wsmartins.net/websat/)在線程序搜索EST-SSR。搜索的標準為:二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重復序列的重復次數分別大于或等于9、6、5、4和3。
1.3 EST-SSR引物設計
利用Primer Premier 3.0在線程序對包含有SSR的EST設計引物生物論文,引物設計的原則為EST序列長度大于100 bp,SSR序列的開始和結束位置分別距5'和3'端不少于20 bp。引物設計的主要參數為:引物長18~27bp,最適為22bp;引物退火溫度Tm值57~60℃,上游與下游引物的Tm值相差±1℃;PCR預期產物長100~400bp;盡量避免引物二聚體,發夾結構和錯配等。按重復類型的比例挑選30對引物由上海生物工程技術服務有限公司合成。
1.4 EST數據冗余分析
利用VecScreen(ncbi.nlm.nih.gov/VecScreen)及RepeatMasker(repeatmasker.org)去除載體污染和重復序列,對于那些能設計出引物的EST序列,最后通過Tm值和引物序列比對進一步刪除冗余序列。
1.5 DNA提取
采用改良CTAB法[9]提取菠蘿的基因組DNA中國學術期刊網。
1.6 PCR擴增、電泳檢測
PCR反應體系(25μl):10×buffer 2.5μl,Mg2+ 25mmol/L 1.5μl, dNTP10mmol/L 0.5μl,引物100μmol/L1μl,Taq酶5.0U 0.2μl,模板DNA 20ng/μl 3μl。
反應程序為:94℃預變性5分鐘,94℃變性30秒,51℃退火40秒生物論文,72℃延伸50秒,38個循環,72℃終延伸7分鐘,8℃保存。
PCR產物用6%非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳進行分離檢測,120 V電壓電泳1.5 h后,采用銀染法染色,BIO-RAD Gel Doc2000凝膠成像系統中成像。
1.7 SSR位點的功能分析
對篩選出的SSR提取其所在的基因序列,概念性翻譯成蛋白質序列后,利用Blastp比對,提取相似性最高的序列注釋信息,作為SSR靶向基因的功能注釋,并對SSR位點的注釋信息進行分類。
2 結果與分析
2.1 菠蘿EST-SSR的頻率和分布密度
在5 659條EST序列中,經過篩選共發現SSR序列636個生物論文,占整個EST數據庫的11.24%,表明菠蘿中的EST-SSR十分豐富。經計算去除冗余后的菠蘿EST序列總長約為4.7×106bp,菠蘿SSR分布密度為平均7.39 kb EST就存在一條SSR(表1),并且不同重復類型的平均距離有明顯差異,EST-SSR出現頻率越高其平均距離則越小。菠蘿EST-SSR中含有二核苷酸、三核苷酸、四核
苷酸、五核苷酸、六核苷酸重復的序列分別占EST數據庫中發現SSR序列總數的42.61%(271/636)、29.25%(186/636)、3.46%(22/636)、4.56%(29/636)、20.13%(128/636)(表1),說明菠蘿EST-SSR的優勢重復單元為二核苷酸、三核苷酸和六核苷酸,三者共占EST-SSR總數的91.98%。其中二核苷酸重復的出現頻率(42.92%)明顯高于其他類型,三核苷酸(28.93%)和六核苷酸(20.13%)重復的出現頻率也相對較高。重復類型為四核苷酸、五核苷酸的重復所占的比例比較小,只占總SSR的8.02%。
表 1 菠蘿中EST-SSR的數量、比例、出現頻率與平均距離
Table 1Number,Proprotion,frequency and mean distance of EST-SSR inpineapple
重復類型
Repeat type
SSR數量
Number of SSR
所占總SSR比例/%
Proprotion in all SSRs
出現頻率/%
Frequency
平均距離/kb
Mean distance
二核苷酸Dinucleotide
271
42.61%
4.79%
17.34
三核苷酸
Trinucleotide
186
29.25%
3.29%
25.27
四核苷酸
Tetranucleotide
22
3.46%
0.39%
213.64
五核苷酸
Pentanucleotide
29
4.56%
0.51%
162.07
六核苷酸
Hexanucleotide
128
20.13%
2.26%
36.72
總計Total
636
100%
一、傳統的巖質坡面綠化方法
巖質坡面傳統的綠化方法是在坡腳栽植攀緣植物、坡頂栽垂吊植物或在巖面上挖種植槽或魚鱗坑栽植攀緣、垂吊植物及花灌木等實現綠化。免費論文,生物防護工程。這些方法簡單易行,但施工速度慢,養護困難,成活率低,重要的是巖面達到完全覆蓋往往需要很長的時間。
二、挖溝掛網噴播植草技術應用
挖溝掛網噴播植草技術是指在坡面上按一定的行距人工開挖楔形溝,在溝內回填適宜于草種生長的土壤、養料、土壤改良劑等種植基質材料,然后掛三維植被網,再覆蓋基質材料噴播植草。
2.1適用范圍
挖溝掛網噴播植草技術要充分了解該施工區域內巖質邊坡的結構,結合當地的地質、氣候條件,合理選擇。其適應范圍為:
(1)硬巖邊坡。如花崗巖、閃長巖、中生代砂巖,表面堅硬、不易風化、龜裂少且穩定性好時,除特殊要求外,一般不考慮采用挖溝植草護坡方法。
(2)軟巖邊坡。如巖漿、凝灰巖、頁巖、第3紀泥巖、粉砂巖等,根據其是否易風化、是否會砂土化及龜裂的多少可采用挖溝掛網噴播植草技術。
(3)易風化硬巖。如蛇紋巖、粘板巖等開挖后在短時間內風化為砂土或沿裂隙分解為細片的巖石,按軟巖邊坡處理。
2.2材料的選擇
(1)基質材料
種植基質材料主要有土壤、有機質、化肥、保水劑、接合劑、pH緩沖劑、水及草種。
土壤:土壤可因地制宜,選擇就近的沙壤、壤土或黃土。免費論文,生物防護工程。要保持干燥、過篩,去掉粗的顆粒物及雜物。
有機質:常采用的有機質有泥炭土,泥炭土有機物持水量很高,通氣性良好,其獨特的輕質、持水、透氣和富含有機質特點,可蓄水、保水,防止板結,改善土壤物理結構,并保持肥效的持久力。
化學肥料:加入一定量的緩釋全價肥有利于植物生長后期肥料的持續供應。
保水劑:巖體面基本上為不透水層面,易反射輻射熱。因此,巖面上植物種子的發芽和生長對氣候相當敏感,稍一干旱植物凋敗枯萎。此時加入保水劑是巖面上植物得以正常生長發育的關鍵。保水劑可吸收自身數百倍至數千倍的水分。這些水分不易被一般物理方法擠排出來,而植物根系卻能吸收貯存在保水劑中的水分。免費論文,生物防護工程。保水劑可將偶爾的降雨迅速而膨脹成凝膠將水分貯存起來,干旱時便慢慢地釋放給根系。
接合劑與pH緩沖劑:為了避免雨、風、雪等因素對種植基質造成侵蝕、沖刷,必須在種植基質中加入適量的接合劑,以促使基質與巖面粘結和基質硬化。常用的接合劑是普通硅酸鹽水泥,水泥呈堿性,一般來說對種子的生根、發芽是有害的,因此其用量必須控制得當。摻入水泥的同時,可加入一定量的堿性中和因子,如磷酸作為緩沖劑以調節基質pH值。
用水:就近利用,用水量根據實際情況而定。
植物種子選擇及配比:巖體坡面上種植基質厚度薄,環境惡劣,植物除因地制宜,選擇適應當地氣候的種類外,還要特別注意選擇抗旱性、抗逆性強的品種。實際應用中多以一種植物為主,多種草籽混播,以便增強適應性。常選用的草種主要有高羊茅、白三葉等。為了豐富景觀,可加入一定比例的草花種子,如波斯菊、金雞菊等。由于風化巖上常有灌木和喬木自然侵人巖體,還可在噴播時加入少量銀合歡、丁香、胡枝子等灌木種子。
(2)輔助材料
三維植被網:采用約15mm的三維三層植被網,底網為兩層,網包一層或約18mm的三維四層植被網,其底網為兩層,網包兩層,原材料為聚乙烯,質控抗拉強度分別為≥1.6±0.2KN/M,≥2.4±0.4KN/M,單位重量分別為300g/m2和350g/m2,幅度可選定。
U型J型鋼釘:起固定作用,用直徑6mm鋼筋預制。
無紡布:無紡布作為植物養生網能防止種子和土壤受暴雨沖刷造成流失,也可適當遮陰,防止土壤干燥,使種子更容易發芽,無紡布可選16-20g/m2熱合或熱粘型無紡布。
2.3施工工藝
(1)坡面修整
高速公路路塹坡面因山勢和征地等原因,一般都較陡急,修整前邊坡因暴露風化,碎落,形式凹凸不平。在進行綠化前應按設計要求,對邊坡不平整處進行人工修坡,清坡平整度宜控制好,并把坡頂和可視斷面一并修整,保持坡體線條流暢。
(2)開挖楔形溝
在巖石坡面上人工開挖楔形溝,楔形溝豎向保持直立,橫向設置5%的倒坡以保證填土的穩定,溝間距離為300-400mm。
(3)回填基質材料
溝內回填富含有機肥料的基質材料,土壤和基材必須事先混合均勻,并保持一定的濕度。適當灑水以確保坡面潮濕,再掛三維網并用U形J形釘固定,網上撒細粒土經多次噴水沉降以覆蓋三維網網包。也可采用灌漿法對三維網灌漿,還可通過噴混機,將表土均勻噴到三維網上,直到全面覆蓋三維網。免費論文,生物防護工程。
(4)噴種
采用液壓噴播機,將種子、保水劑、肥料、纖維混合料均勻噴播在坡面上,噴播完成后,視情況可撒少許細土覆蓋表面。
(5)覆蓋
噴種后可在坡面覆蓋無紡布以防止雨水沖刷,并可在干熱季節適度遮陰,利于種子萌發。免費論文,生物防護工程。
(6)養護
噴播后應澆水使土壤保持濕潤狀態。免費論文,生物防護工程。在春天5-10天左右發芽,一個月成坪,成坪后進入正常養護。
三、存在的問題
土壤和水分是植物生長的必要條件之一。對于巖質坡面,其硬度大、土壤少甚至無,植物生根、發育非常困難,因開挖后的巖質邊坡大多較陡,在坡面上回填的種植基質往往難以固定,即使一時附著,還會因降雨、流水及大風等遭到流失,使種植基質連同生長的植物一起滑落、崩塌。因此,巖質邊坡綠化需具備兩個基本條件:一是坡面上必須有植物能賴以持續生長的種植基質,二是種植基質能永久固定在巖面上。
四、結論