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光合作用合成生物学研究现状论文

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光合作用合成生物学研究现状论文

光合作用广泛存在于自然界,叶绿体收集太阳光能,将水和二氧化碳转化为有机物(首先是葡萄糖),放出氧气。但这只是最终结果,整个过程一开始是将水和二氧化碳气转化为氧,自由的质子和电子。在光合作用中产生了两个化学反应,叶绿素分子失去两个电子,水分子发生分解。尽管光合作用在各种教科书中都得到了详尽的阐述,但是想人工实现这一过程却绝非易事,主要的问题在于缺少有效地电解水的媒介,在植物中充当这一媒介的是叶绿体。 众所周知,水能够电解成氢和氧,但整个过程毫无意义。为了提高这一性能,化学家们提供了能促使反应在更低电压情况下进行的催化剂。目前只有钌和铂能充当这种媒介,当然这两种金属都很昂贵,除此之外,反应要进行还需要特定的温度条件和气压。 模拟光合作用储存太阳能的技术早在上世纪70年代初就进入了科学家的视线。几十年来,研究人员一直在尝试复制绿色植物分解水的方式。利用化学方式,科学家早已能够完成水的分解反应,但这些化学反应条件非常苛刻,温度很高,溶液具有腐蚀性很强的碱性,而且催化剂需要用到铂等稀有而昂贵的化合物。丹尼尔的设计就像光合作用一样,分解水的反应在室温下就可进行,溶液也没有腐蚀性,更重要的是催化剂非常便宜,可以很容易地得到氢气和氧气。编辑本段人造光合作用-最新进展据美国“每日科学”网站2009年3月12日报道,美国加州大学伯克利分校的科学家,在这一领域取得了重大突破,找到了可使光合反应顺利进行的特殊催化剂。在此基础上,科学家期望彻底弄清光合作用的奥秘,使人工光合作用能大规模用于生产和生活。 据国外媒体报道,美国麻省理工学院(MIT)的科学家日前在实验室内再现了光合作用的过程,在整个过程中光合作用将水分解成氢和氧,并产生了可供燃烧的氢气和氧气。该实验的意义在于光合作用产生的能量能够被人类利用,这种技术将引发一场太阳能使用革命,并补偿煤炭,石油等不可再生资源的损耗。这两名科学家名叫诺塞拉(Daniel Nocera)和卡南(Matthew Kanan),他们找到了一种简单实惠的方法将水分解成氢气和氧气,这种方法的原理和光合作用差不多,只是将太阳能转化了可燃烧的氢气和氧气。编辑本段人造光合作用-催化物研究人员已发现,特殊的蛋白质“光合体系Ⅱ”作为催化剂载体,起催化作用的是一种含锰的生化酶。在没有绿色植物这个光合作用载体的情况下,人们期望找到一种人工催化剂以替换“光合体系Ⅱ”。加州大学劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员正是找到了高效的催化剂——氧化钴纳米颗粒,实现了高转化率的光解反应,相关论文已发表在德国《应用化学》期刊上。 这个系列实验是在加州大学劳伦斯伯克利国家实验室“太阳神”太阳能研究中心完成的,该研究中心由华裔科学家、诺贝尔奖获得者朱棣文创立。他也是劳伦斯伯克利实验室的主任。主要参加者是研究中心主任海因茨·弗雷和他的博士后、旅美华人学者焦锋(音)。弗雷介绍说,光解反应对催化剂要求极为苛刻,在经过无数次实验后,他们发现氧化钴纳米晶体既高效又快速,反应持久,也容易得到,正好能满足要求。 最开始,他们用毫米级的氧化钴颗粒做实验,效果不理想。后来改用纳米级的氧化钴颗粒,欣喜地发现反应速度大大提高。弗雷表示,使用氧化钴纳米“团簇”(多个纳米束组成的团状结构)做催化剂的反应速度是毫米团簇的1600倍,每个团簇每秒约能裂解1140个水分子,反应功率(指每秒吸收的能量)与地面附近的太阳辐射能相当,约为每平方米1000瓦。编辑本段人造光合作用-前景虽然找到了理想的催化剂,但研究人员表示,这可能是偶然之中的意外收获,还有很多问题有待解决,解决这些问题将有利于进一步提高催化效率。 研究人员使用较普遍的介孔矽(中间有孔洞的二氧化硅晶体)作为氧化钴载体,通过一种“湿性注入”的技术将纳米束植入其中。最理想的情况是直径约为8纳米、长50纳米的团簇,团簇中的纳米管互相连接,弯曲成直径约35纳米的球体。但当使用其他形状的纳米团簇时,催化效率就又大大降低。弗雷猜测说,纳米团簇的形状可能对催化反应起决定作用。目前,弗雷与焦锋正在进行进一步实验,试图探明其中的机理。 弗雷与焦锋的研究成果无疑给人工光合作用打了一针强心剂。因为在这之前,主要研究重点放在催化反应过程上,高效催化剂一直未能找到。弗雷表示,无论从催化剂的易得性、纳米团簇的稳定性、反应中所加的电压,还是酸碱度、温度方面来说,氧化钴的催化效率已同“光合体系Ⅱ”相当。研究人员的下一个任务是,建立一个切实可行的太阳能能量转换系统,将反应产生的氢气以无污染的方式转化成能量。 尽管取得了重大进展,但研究人员并不认为绿色能源近在眼前。“每日科学”的文章分析说,目前人工光合作用面临着三大难题:如何捕捉太阳能;如何以电子的形式将太阳能转运到反应中心;如何在光合作用的循环过程中补充电子。其中前两个难题已经基本得到了解决,但至今还不知道如何解决第三个难题。要解决这个问题最好的办法就是,彻底弄清光合作用的反应机理。 光合作用的基本过程是在叶绿体内进行的。叶绿体吸收光子,并传导给叶绿素,使它释放出高能电子,用于将二氧化碳还原为糖。叶绿素分子每丢失1个电子,催化核心就会从水分子中抽取1个电子为其补充。这样,经过4轮电子转移,两个水分子转化为1个氧气分子、4个电子和4个氢离子,然后重新开始新一轮的循环。但在人工过程中很难实现电子补充,研究人员希望,在循环过程中将这一难题尽快攻破,到时人类就能像植物一样,将太阳光转化为可以利用的能量。

植物光合作用的多样性光合作用既是生物学中最古老的问题,也是当前生物学的前沿之一,因为它不仅在农业,能源,生态等问题中具有重大实际意义,而且在生命起源,进化与光能转换等生物学基本理论问题中也很重要。但自1771年Priestley发现光合作用以来,光合作用的原初过程仍不很清楚,而对光合作用碳素同化的化学过程却有了比较清楚的认识和了解。总的来讲,绿色植物(尤其是高等植物)在不同自然环境中不仅表现广泛的适应性,而且表现光合作用方式的多样性。1.光合作用的多种途径据目前所知,所有绿色植物光合作用的原初反应(包括光物理和光化学)都是通过捕获光能产生ATP和NADPH(即同化力),但随后发生的CO2固定还原过程则存在着较大的种间差异。研究表明,所有绿色植物都具有一种最基本的光合碳代谢方式,即著名的卡尔文循环(因其发现者M.calvin而得名)或光合碳还原循环,亦称C3途径或C3方式。该途径的生化过程十分复杂,在此不予赘述。由于有的植物同时具有多种光合方式,通常称只利用这一方式的植物为C3植物。这类植物主要分布在温带地区,其同化CO2的最适日温是15-25℃。光合作用的另两种变异途径是C4途径和景天科酸代谢(CAM)途径。具有C4途径的植物通常生长在热带地区,其同化CO2的最适温度是25-35℃,光合效率显著提高,称为C4植物;具有CAM途径的植物通常生长在干燥的沙漠地区,且白天进行光反应,晚上固定CO2合成有机酸,使有机酸含量表现明显的日变化,称为CAM植物。这两类植物与C3植物在叶片解剖结构及某些生理特性方面均有显著差异。此外,C4植物的光合作用还有三种变式,即PEP-CK型C4植物,NAD-ME型C4植物和NADP-ME型C4植物,这三类C4植物都具有相似的叶片解剖结构,即花环状维管束和具叶绿体的维管束鞘,其主要差别是产生的中间产物和脱羧酶不同。PEP-CK型C4植物在叶肉细胞内固定CO2形成草酰乙酸,然后转变为天冬氨酸传导至维管束鞘细胞,经丙酮酸磷酸双羧酶脱羧,其碳架以丙酮酸或丙氨酸重新返回到叶肉细胞;NAD-ME型C4植物在叶肉细胞中固定CO2形成天冬氨酸并传导至维管束鞘细胞,然后转化为苹果酸.并在线粒体内脱羧,其碳架再以丙酮酸或丙氨酸转回到叶肉细胞;NADP-ME型C4植物在叶肉细胞固定CO2形成草酰乙酸,而后转化为苹果酸,并被输送到维管束鞘细胞中,在叶绿体内经苹果酸脱羧酶氧化脱羧,产生的碳架以丙氨酸重新返回叶肉细胞。以上三类C4植物在维管束鞘细胞内脱羧后,产生的CO2最终还是通过C3途径被还原,C4途径实际上只起“CO2泵”的作用,以增加反应位置CO2的浓度,从而显著提高光合效率。2.不同光合途径的判定叶片的解剖学特征通常可用来区分C3,C4和CAM植物,但由于光合作用主要是生化反应过程,因此时有例外发生。鉴于此,目前已发明了数种用以区分植物不同光合类型的其他方法,如δ13C(13C/12C同位素比),光呼吸,光照后CO2的猝发以及相对光合效率等,其中以δ13C的测定最为可靠。δ13C是近来发展起来的一种新的检测技术,主要依据是C3途径中的 RuBP羧化酶比C4途径中的PEP羧化酶对13CO2具有更大的排斥性,即在13CO2和12CO2中C4植物比C3植物更易消耗13CO2,因此,C4植物有机质中的13C/12C要比C3植物有机质中的13C/12C更大。13CO2和12CO2含量的测定是以国际标样(即普通石灰岩CaCO3)为对照,通过焚烧干燥的植物材料测定的。最后根据下式计算出δ13C(‰)值,即:从上式可以看出,如果在光合作用的碳固定期间13C/12C没有变化,δ13C(‰)将等于零;如果对13CO2有排斥,δ13C(‰)将是一个负数,排斥能力愈大,δ13C(‰)负值也越大。实验证明,在25℃和pH8.5条件下,PEP羧化酶的δ13C(‰)是-3‰,而在24℃和pH8.2条件下,RuBP羧化酶的δ13C(‰)是-33.1%,这清楚地表明,RuBP羧化酶对13CO2具有比PEP羧化酶更大的排斥性。当温度升高(37℃,pH8.2)时,RuBP羧化酶的δ13C(‰)显著变负的程度要小一些(-18.3‰),这与C3植物光合作用的最适温度偏低(15-25℃)相一致。应用此法目前已测得C3植物的δ13C(‰)在-23到-34‰之间,C4植物的δ13C(‰)在-10到一18‰之间,并据此发现了一些δ13C(‰)居于C3植物与C4植物之间的C3/C4中间类型植物。对于CAM植物来说,得到的δ13C(‰)在-14到-33%之间,显然较低的值落在C4植物的δ13C(‰)范围内,而较高的值则落在C3植物的δ13C(‰)范围内。对此种情况的解释是,许多CAM植物在变化着的环境条件中,能够从光合作用的C3方式转变到CAM,反之亦然。从上新世到二叠纪的代表性化石植物材料中得到的δ13C(0/00),都在现代典型的C3植物范围内,并且目前古老植物中也很少发现有CAM植物存在,这表明植物自来到陆上以来,C3途径就作为一个固定空气中CO2的主要方式进行着。而C4途径和CAM途径似乎比C3途径进化较晚,是C3途径对环境变化的一种适应性反应。3 光合作用多样性与植物系统演化的关系在当今纷繁众多的植物世界中,要理出一条清晰合理的植物系统演化线索是很困难的。除了传统的研究手段外,唯一可凭藉的有说服力的证据是埋在不同地层中的植物化石材料。目前普遍认为,太古代和元古代是细菌,蓝藻繁生的单细胞生物时代;右碳纪是羊齿植物隆盛的时代,三叠纪和侏罗纪为裸子植物时代;被子植物的出现则更要晚得多。显然,在不向地质时代中植物进化的等级是显而易见的。植物的系统演化无不伴随着一系列生理结构和代谢机能的重大改变和调整,其中一个重要的变化就是光合作用的多样性反应。光合细菌和蓝藻可谓最低等的光合生物,其光合结构和光合方式较之高等植物要原始简单得多。就光合碳代谢而言,C3途径最早是在单细胞真核绿藻中发现的,后来被证明是光合生物中碳转化的普遍过程,但同时发现包括现代海藻在内的许多绿色植物还存在其他光合途径,如目前人所供知的C4,CAM等。单子叶禾本科被认为是进化程度很高的被子植物类群,其适应性特强,分布极广是众所周知的。研究表明,该科差不多存在几乎所有的光合作用类型,并且公认较原始的竹亚科只有C3型,而进化较高级的虎耳草亚科和须芒草亚科等均为C4型,有些亚科如芦竹亚科等既有C3型,又有C4型。因此,在这种“高级进化科”中研究光合作用的多样性及其进化关系是很有代表意义的。4 结束语据有关地质资料,地球自形成以来,在漫长的演变过程中,地质地层结构已发生了多次剧烈的变化。不难想象,定居于各个地质时代的绿色植物也会发生相应的代谢改变与适应。Hallersley和Watson(1992)曾分析不同光合作用途径与过去气候变化的关系。由于现代工业文明的发展与进步,大气中的CO2浓度的持续增加已达一个世纪之久,全球气温升高也成为一种必然趋势,面临种种变化,尤其是CO2和温度这两个影响光合作用的重要因素的改变,绿色植物的光合代谢将作出怎样的响应?对这一问题的探讨和回答无疑是很有意义的,不仅在理论上对生理学工作者将有所启示,并可能对现代农业的增收提供有益的指导。

植物光合作用的多样性光合作用既是生物学中最古老的问题,也是当前生物学的前沿之一,因为它不仅在农业,能源,生态等问题中具有重大实际意义,而且在生命起源,进化与光能转换等生物学基本理论问题中也很重要。但自1771年Priestley发现光合作用以来,光合作用的原初过程仍不很清楚,而对光合作用碳素同化的化学过程却有了比较清楚的认识和了解。总的来讲,绿色植物(尤其是高等植物)在不同自然环境中不仅表现广泛的适应性,而且表现光合作用方式的多样性。1.光合作用的多种途径据目前所知,所有绿色植物光合作用的原初反应(包括光物理和光化学)都是通过捕获光能产生ATP和NADPH(即同化力),但随后发生的CO2固定还原过程则存在着较大的种间差异。研究表明,所有绿色植物都具有一种最基本的光合碳代谢方式,即著名的卡尔文循环(因其发现者M.calvin而得名)或光合碳还原循环,亦称C3途径或C3方式。该途径的生化过程十分复杂,在此不予赘述。由于有的植物同时具有多种光合方式,通常称只利用这一方式的植物为C3植物。这类植物主要分布在温带地区,其同化CO2的最适日温是15-25℃。光合作用的另两种变异途径是C4途径和景天科酸代谢(CAM)途径。具有C4途径的植物通常生长在热带地区,其同化CO2的最适温度是25-35℃,光合效率显著提高,称为C4植物;具有CAM途径的植物通常生长在干燥的沙漠地区,且白天进行光反应,晚上固定CO2合成有机酸,使有机酸含量表现明显的日变化,称为CAM植物。这两类植物与C3植物在叶片解剖结构及某些生理特性方面均有显著差异。2.不同光合途径的判定叶片的解剖学特征通常可用来区分C3,C4和CAM植物,但由于光合作用主要是生化反应过程,因此时有例外发生。鉴于此,目前已发明了数种用以区分植物不同光合类型的其他方法,如δ13C(13C/12C同位素比),光呼吸,光照后CO2的猝发以及相对光合效率等,其中以δ13C的测定最为可靠。3 光合作用多样性与植物系统演化的关系在当今纷繁众多的植物世界中,要理出一条清晰合理的植物系统演化线索是很困难的。除了传统的研究手段外,唯一可凭藉的有说服力的证据是埋在不同地层中的植物化石材料。目前普遍认为,太古代和元古代是细菌,蓝藻繁生的单细胞生物时代;右碳纪是羊齿植物隆盛的时代,三叠纪和侏罗纪为裸子植物时代;被子植物的出现则更要晚得多。显然,在不向地质时代中植物进化的等级是显而易见的。植物的系统演化无不伴随着一系列生理结构和代谢机能的重大改变和调整,其中一个重要的变化就是光合作用的多样性反应。光合细菌和蓝藻可谓最低等的光合生物,其光合结构和光合方式较之高等植物要原始简单得多。就光合碳代谢而言,C3途径最早是在单细胞真核绿藻中发现的,后来被证明是光合生物中碳转化的普遍过程,但同时发现包括现代海藻在内的许多绿色植物还存在其他光合途径,如目前人所供知的C4,CAM等。4 结束语据有关地质资料,地球自形成以来,在漫长的演变过程中,地质地层结构已发生了多次剧烈的变化。不难想象,定居于各个地质时代的绿色植物也会发生相应的代谢改变与适应。Hallersley和Watson(1992)曾分析不同光合作用途径与过去气候变化的关系。由于现代工业文明的发展与进步,大气中的CO2浓度的持续增加已达一个世纪之久,全球气温升高也成为一种必然趋势,面临种种变化,尤其是CO2和温度这两个影响光合作用的重要因素的改变,绿色植物的光合代谢将作出怎样的响应?对这一问题的探讨和回答无疑是很有意义的,不仅在理论上对生理学工作者将有所启示,并可能对现代农业的增收提供有益的指导。请采纳,谢谢=-=

生物光合作用技术小论文

生物科学实验是以认识生命运动的本质和规律为目标的实践。它不是盲目的行为,而是在理性指导下的变 革现实的实践活动。在每一个实验的过程中,从实验意念的产生到实验方案的设计,从实验结果的分析到实验 报告的完成,每一步都有思维活动,每一步都是思维的结果。所以,生物科学实验有利于把学生带入发现问题 的情境,使学生在分析实验问题之中和在解决实验问题中锻炼思维能力。 科学的思维能力是科学素质的重要方面,而科学素质的培养又是全面实现素质教育的重要内容。本文结合 初中生物实验关于培养学生的思维能力问题谈几点看法。 一、启发学生的思维积极性 兴趣是思维活性的触发剂,求知的需要是学习动机的基础。当学生对某个问题发生兴趣时,就会围绕着这 个问题积极地思考起来。但是,单纯由“实验”表面的“魅力”所引起的,只是直接的兴趣,如果没有更深层 次内涵的吸引,维持不了多久。要想保持学生持久的兴趣,就要善于“创造”种种诱因。比如,从生产实际和 学生生活实际引出实验课题,不断明确实验目的意义,不断提出有趣而又有思考性的问题引起学生思考,等等 。通过这些手段,及时地把学生的直接兴趣发展为间接兴趣。 思维总是在观察和解决问题的过程中进行的。当一个人产生必须排除困难的需要,或要了解某一问题时, 思维就活跃起来。实践证明,有意识地创设发现问题的情境是引导学生积极思维的好方法。我们要善于利用实 验中的〔观察与思考〕、〔讨论〕等栏目中的问题,以及在辅导实验的教学中用有启发性的问题巧妙地引导和 调动学生思维的积极性。 二、帮助学生掌握科学研究的基本过程 科学思维方法的首要问题是明确科学研究的基本过程,即解决问题的程序。 例如,〈观察鼠妇活动〉的实验设计思路。 首先,通过观察发现问题。为什么在花盆下、石块下等处容易找到鼠妇?这些地方有什么特点? 其次,提出假设(对发现的问题大胆提出猜测和解释)。 1.鼠妇的活动可能与光照条件有关。 2.鼠妇的活动还可能和水分,以及其它外界因素有关,等等。 第三步,设计实验,验证假说。在这个阶段,实验的目的任务、方法、材料、装置等等都是根据假设来确 定的。所以,实验的理论依据主要是假设(当然还有赖于学生对有关科学知识的掌握情况)。 1.先检验“光照”对鼠妇活动有无影响。 2.为了消除无关变量的干扰,突出自变量,找出自变量和因变量的因果联系,必须创造一个除“光照”以 外其它条件均相同的、只有明暗两处相通的场所。把一定数量的鼠妇放在其中,观察鼠妇在明暗两处的数量分 布情况。 第四步,分析、讨论实验结果,推导结论验证假设的真伪。 通过“鼠妇实验”,要帮助学生感受和理解科学研究的基本过程:问题→假设→实验→结论。初中所有的 生物实验几乎都体现了这条思路,这里不再重复。 需要说明一点,科学的“假设”绝不是无根据的凭空捏造,而是要有科学根据的。这种根据来源于头脑中 已有的知识,或者来源于别人的研究成果,或者来源于对客观实际的观察。例如,在研究“消化”的实验里所 提出的假设:“细胞膜只能透过小分子物质,食物中的大分子物质必须先变成小分子物质才能透过细胞膜。” 这个假设的理论根据是:①人和动物都是由细胞构成的;②生活的细胞需要从外界吸收营养物质;③营养物质 是通过细胞膜进入细胞里的;④人和动物的营养物质来源于食物;⑤食物营养成分中有大分子物质。通过生物 实验使学生理解科学研究的基本过程,经过反复训练,完全可以把这种思考问题的程序内化为学生的思维习惯 。 三、训练学生的思维操作技能 思维操作技能包括分析、综合、比较、抽象和概括等几个步骤。在生物实验中要实现对某生命现象的本质 和规律的认识,就要对实验中的感性材料进行一系列的思维操作才能实现。 首先,是对要研究的事物进行分析。根据系统论的观点,任何一个生命体或一种生命现象都是由部分、层次、要素组成的开放的有序整体。对于这样一个整体如果囫囵吞枣地研究是无法进行的。只有将其分解,才能 一部分一部分地研究,深入其内部,发现其本质。在头脑中把整体分解为部分而进行逐个研究的过程就是分析 。比如,在研究“影响鼠妇活动的外部条件”时,必须先把“外部条件”分析成光、水、化学物等单个因子, 然后逐一考查和鼠妇活动的关系;在研究“光合作用”时,也是将其分解为原料、条件、产物几部分,而这每 一部分又是由次一级的成分组成。为了便于研究还须进行更深层次的分解。所有的科学实验都离不开分析。 综合,在头脑中把生命体的各部分,把生命现象的各个方面和属性联合起来,形成对生命体和生命现象整 体的认识,这就是综合。比如在了解了细胞膜、细胞质、细胞器、细胞核等构造之后,再把它们联合起来就形 成了一个完整的生活的细胞的概念。分析和综合是相反相成、紧密联系的对立统一的关系。它们是思维活动的 基础。 比较,是把生物各部分构造、功能和某些属性加以对比,并确定它们之间的异同点。这就为进一步认识生 命的本质和规律、进行抽象和概括打下基础。例如,比较各种细胞在形态构造、功能等方面的相同点和不同点 ,比较各种种子的构造,比较淀粉酶在不同条件下对淀粉的作用情况,等等,这些都是比较的过程。 抽象和概括,是找出各种生物体或各种生命现象中共同的本质的属性,或找出各部分构造之间,功能与构 造之间,生物与环境条件之间的因果关系,而抛开次要的、非本质属性和非因果的偶然联系。并且,把抽象出 来的本质属性,必然联系加以综合形成概念和判断,达到对生物现象的本质和规律的认识。比如,在研究了植 物的各种花之后,舍去颜色,形状等次要属性而抽取出都有“花蕊”及担负“有性繁殖”功能这两个最本质的 特征,形成花的一般概念,这就是对花的抽象和概括。 分析、综合、比较、抽象和概括等在同一次思维活动中都是共同参与,紧密结合。一般说来,分析、比较 、综合是抽象和概括的基础,而抽象和概括是思维的核心。只有通过抽象和概括才能认识事物的本质和发展规 律,形成概念和原理,从而达到对事物理性的认识。 四、培养学生思维的逻辑性 思维的逻辑性主要指能正确运用概念、判断、推理的形式进行思维和表达思维的结果。在实验过程中,学 生通过观察获得大量具体的、形象直观的感性材料,对这些材料经过思维,抽象和概括出各种生命现象的本质 属性和必然联系,再以概念、判断、推理的形式表达出来或贮存起来。生物学中的各种基本概念、规律、原理 等都是概念、判断、推理的具体体现。这些就构成了生物学的知识体系。 生物学的基本概念和概念体系是生物科学知识的基础,所以,我们必须重视基本概念的教学。但是,应该 让学生自己通过“劳动”取得这些概念,让学生通过实验、观察、思考形成这些概念,并且能够用科学的语言 把它们表达出来。坚持让学生给概念下定义,让学生推导实验的结论,实际上是训练了学生思维的逻辑能力。 生物实验中经常用到的推理方法主要有归纳推理和演绎推理。这就为培养学生的推理能力创造了有利条件 。 归纳法是从个别事例概括出一般原理的思维形式。它一般又分为完全归纳、简单枚举法和因果归纳。简单 枚举法在中学生物实验中是普遍存在的。比如,一个鼠妇喜暗怕光,二个鼠妇喜暗怕光,……,从多数的鼠妇 喜暗怕光,归纳出所有的鼠妇都喜暗怕光。再比如,花、种子等许多生物学概念均是简单枚举归纳推理的结果 。 因果归纳可有求同法、求异法和剩余法等多种形式。这些方法在设计生物实验时都有所应用。例如在光合 作用实验中就应用了求异法。求异法是研究现象(a)和条件(A)的因果联系。如果当A存在的场合a现象也出 现,当A不存在时a也不出现,则可归纳出a与A有因果联系。光合作用和“光照”条件的关系推理如下表: 处理 光(A) 其它条件(B) 光合作用(a) ①光照 √√√ ②遮光 ×√× 结论 光合作用与光照条件有关 演绎推理,是从一般原理到特殊事例的推理。它有三种类型,其中以“三段论”应用最为广泛。比如,检 验光合作用产物之一——淀粉就应用了“三段论”的思维形式。 大前提 所有遇碘变蓝的物质都是淀粉, 小前提 如果光合作用产物之一遇碘变蓝

植物光合作用的多样性光合作用既是生物学中最古老的问题,也是当前生物学的前沿之一,因为它不仅在农业,能源,生态等问题中具有重大实际意义,而且在生命起源,进化与光能转换等生物学基本理论问题中也很重要。但自1771年Priestley发现光合作用以来,光合作用的原初过程仍不很清楚,而对光合作用碳素同化的化学过程却有了比较清楚的认识和了解。总的来讲,绿色植物(尤其是高等植物)在不同自然环境中不仅表现广泛的适应性,而且表现光合作用方式的多样性。1.光合作用的多种途径据目前所知,所有绿色植物光合作用的原初反应(包括光物理和光化学)都是通过捕获光能产生ATP和NADPH(即同化力),但随后发生的CO2固定还原过程则存在着较大的种间差异。研究表明,所有绿色植物都具有一种最基本的光合碳代谢方式,即著名的卡尔文循环(因其发现者M.calvin而得名)或光合碳还原循环,亦称C3途径或C3方式。该途径的生化过程十分复杂,在此不予赘述。由于有的植物同时具有多种光合方式,通常称只利用这一方式的植物为C3植物。这类植物主要分布在温带地区,其同化CO2的最适日温是15-25℃。光合作用的另两种变异途径是C4途径和景天科酸代谢(CAM)途径。具有C4途径的植物通常生长在热带地区,其同化CO2的最适温度是25-35℃,光合效率显著提高,称为C4植物;具有CAM途径的植物通常生长在干燥的沙漠地区,且白天进行光反应,晚上固定CO2合成有机酸,使有机酸含量表现明显的日变化,称为CAM植物。这两类植物与C3植物在叶片解剖结构及某些生理特性方面均有显著差异。此外,C4植物的光合作用还有三种变式,即PEP-CK型C4植物,NAD-ME型C4植物和NADP-ME型C4植物,这三类C4植物都具有相似的叶片解剖结构,即花环状维管束和具叶绿体的维管束鞘,其主要差别是产生的中间产物和脱羧酶不同。PEP-CK型C4植物在叶肉细胞内固定CO2形成草酰乙酸,然后转变为天冬氨酸传导至维管束鞘细胞,经丙酮酸磷酸双羧酶脱羧,其碳架以丙酮酸或丙氨酸重新返回到叶肉细胞;NAD-ME型C4植物在叶肉细胞中固定CO2形成天冬氨酸并传导至维管束鞘细胞,然后转化为苹果酸.并在线粒体内脱羧,其碳架再以丙酮酸或丙氨酸转回到叶肉细胞;NADP-ME型C4植物在叶肉细胞固定CO2形成草酰乙酸,而后转化为苹果酸,并被输送到维管束鞘细胞中,在叶绿体内经苹果酸脱羧酶氧化脱羧,产生的碳架以丙氨酸重新返回叶肉细胞。以上三类C4植物在维管束鞘细胞内脱羧后,产生的CO2最终还是通过C3途径被还原,C4途径实际上只起“CO2泵”的作用,以增加反应位置CO2的浓度,从而显著提高光合效率。2.不同光合途径的判定叶片的解剖学特征通常可用来区分C3,C4和CAM植物,但由于光合作用主要是生化反应过程,因此时有例外发生。鉴于此,目前已发明了数种用以区分植物不同光合类型的其他方法,如δ13C(13C/12C同位素比),光呼吸,光照后CO2的猝发以及相对光合效率等,其中以δ13C的测定最为可靠。δ13C是近来发展起来的一种新的检测技术,主要依据是C3途径中的 RuBP羧化酶比C4途径中的PEP羧化酶对13CO2具有更大的排斥性,即在13CO2和12CO2中C4植物比C3植物更易消耗13CO2,因此,C4植物有机质中的13C/12C要比C3植物有机质中的13C/12C更大。13CO2和12CO2含量的测定是以国际标样(即普通石灰岩CaCO3)为对照,通过焚烧干燥的植物材料测定的。最后根据下式计算出δ13C(‰)值,即:从上式可以看出,如果在光合作用的碳固定期间13C/12C没有变化,δ13C(‰)将等于零;如果对13CO2有排斥,δ13C(‰)将是一个负数,排斥能力愈大,δ13C(‰)负值也越大。实验证明,在25℃和pH8.5条件下,PEP羧化酶的δ13C(‰)是-3‰,而在24℃和pH8.2条件下,RuBP羧化酶的δ13C(‰)是-33.1%,这清楚地表明,RuBP羧化酶对13CO2具有比PEP羧化酶更大的排斥性。当温度升高(37℃,pH8.2)时,RuBP羧化酶的δ13C(‰)显著变负的程度要小一些(-18.3‰),这与C3植物光合作用的最适温度偏低(15-25℃)相一致。应用此法目前已测得C3植物的δ13C(‰)在-23到-34‰之间,C4植物的δ13C(‰)在-10到一18‰之间,并据此发现了一些δ13C(‰)居于C3植物与C4植物之间的C3/C4中间类型植物。对于CAM植物来说,得到的δ13C(‰)在-14到-33%之间,显然较低的值落在C4植物的δ13C(‰)范围内,而较高的值则落在C3植物的δ13C(‰)范围内。对此种情况的解释是,许多CAM植物在变化着的环境条件中,能够从光合作用的C3方式转变到CAM,反之亦然。从上新世到二叠纪的代表性化石植物材料中得到的δ13C(0/00),都在现代典型的C3植物范围内,并且目前古老植物中也很少发现有CAM植物存在,这表明植物自来到陆上以来,C3途径就作为一个固定空气中CO2的主要方式进行着。而C4途径和CAM途径似乎比C3途径进化较晚,是C3途径对环境变化的一种适应性反应。3 光合作用多样性与植物系统演化的关系在当今纷繁众多的植物世界中,要理出一条清晰合理的植物系统演化线索是很困难的。除了传统的研究手段外,唯一可凭藉的有说服力的证据是埋在不同地层中的植物化石材料。目前普遍认为,太古代和元古代是细菌,蓝藻繁生的单细胞生物时代;右碳纪是羊齿植物隆盛的时代,三叠纪和侏罗纪为裸子植物时代;被子植物的出现则更要晚得多。显然,在不向地质时代中植物进化的等级是显而易见的。植物的系统演化无不伴随着一系列生理结构和代谢机能的重大改变和调整,其中一个重要的变化就是光合作用的多样性反应。光合细菌和蓝藻可谓最低等的光合生物,其光合结构和光合方式较之高等植物要原始简单得多。就光合碳代谢而言,C3途径最早是在单细胞真核绿藻中发现的,后来被证明是光合生物中碳转化的普遍过程,但同时发现包括现代海藻在内的许多绿色植物还存在其他光合途径,如目前人所供知的C4,CAM等。单子叶禾本科被认为是进化程度很高的被子植物类群,其适应性特强,分布极广是众所周知的。研究表明,该科差不多存在几乎所有的光合作用类型,并且公认较原始的竹亚科只有C3型,而进化较高级的虎耳草亚科和须芒草亚科等均为C4型,有些亚科如芦竹亚科等既有C3型,又有C4型。因此,在这种“高级进化科”中研究光合作用的多样性及其进化关系是很有代表意义的。4 结束语据有关地质资料,地球自形成以来,在漫长的演变过程中,地质地层结构已发生了多次剧烈的变化。不难想象,定居于各个地质时代的绿色植物也会发生相应的代谢改变与适应。Hallersley和Watson(1992)曾分析不同光合作用途径与过去气候变化的关系。由于现代工业文明的发展与进步,大气中的CO2浓度的持续增加已达一个世纪之久,全球气温升高也成为一种必然趋势,面临种种变化,尤其是CO2和温度这两个影响光合作用的重要因素的改变,绿色植物的光合代谢将作出怎样的响应?对这一问题的探讨和回答无疑是很有意义的,不仅在理论上对生理学工作者将有所启示,并可能对现代农业的增收提供有益的指导。

家园合作现状研究论文

一、当前家园合作的现状以及存在的客观问题 目前在我们的幼教实践中,幼儿园与家庭的合作效果还不是十分理想,仍存在着这样或那样的问题,归纳起来主要表现为以下几个方面: 1.幼儿园与家长对家园合作理解不够深刻 所谓家园合作是指幼儿园和家庭都把自己当作促进儿童发展的主体,双方都积极主动相互了解、配合、支持,通过幼儿园与家庭的双向努力共同促进儿童的身心发展。一种表现为幼儿园以居高临下指挥者的身份,缺乏对家长教育需求的考虑情况下,很少本着平等的原则,双向互动,共同促进儿童身心发展的初衷;另一方面家长也没能以积极主动的态度与幼儿园共同合作教育孩子。 2.实施家园合作工作实效性不明显 具体表现在家园合作的教育效果有限,不够深入,多停留在表面,很少深入到教育过程的每个环节中;长长脱节,很少与家庭教育联系起来。 3.家长匮乏科学理念 在现实生活中有的家长把幼儿园等同于幼儿园教育:认为把孩子送进幼儿园,教育就是老师的事,家长只管生活就行了。上述家教误区的存在,使幼儿园教育与家庭教育产生了矛盾,出现家教效果抵消幼儿园效果现象。 4.幼儿园教师的素质仍存在很大的进步空间 《纲要》指出:“幼儿教师应本着尊重、平等、合作的原则,争取家长的理解、支持和主动参与,并积极支持、帮助家长提高教育能力。”可见,幼儿教师在家园合作教育中的重要作用。然而在实际操作中仍存在很多有待提高的地方。 二、家园合作的重要性及现实意义 家园合作教育的宣传不够,很难被大部分社会成员接受,社会认知和支持力度还很低。 所以我认为家园合作,既不是传统意义上的“家长工作”,也不是一方为主的“配合”,而是两个同样肩负着人生启蒙教育重任的社会组织及其成员之间的携手,两者怎样携手呢?这也将具有多方面的意义: 1.家园合作可以整合幼儿多方面经验 家庭和幼儿园是幼儿生活与学习的主要场所。幼儿的发展可以说是整合从两种场所所获得的学习经验的结果。家园合作,可以使来自两方面的学习经验更具有一致性、连续性、互补性。一方面,幼儿在园获得的经验能够在家庭中得到延续、巩固和发展;另一方面,幼儿在家庭获得的经验能够在幼儿园学习过程中得到运用、扩展和提升。 2.家园合作可以多方开发幼儿教育资源 家园合作可以多方开发幼儿教育的资源。例如:家长的不同职业、不同的文化背景本身可以为幼儿园提供丰富的教育内容,也可以为幼儿园的教育需要提供多种支持和帮助;幼儿园则可以为家长提供各种有关教育的资讯,并指导家长充分认识家庭、社区环境的教育价值,学会积极利用各种有效的教育资源来教育幼儿。

幼儿 教育 是个人毕生教育的开端,同时也是个人教育中最为关键的部分。下文是我为大家搜集整理的关于幼儿教育论文3000字 范文 的内容,欢迎大家阅读参考!幼儿教育论文3000字范文篇1 浅谈幼儿教育价值和现状的 反思 【摘要】本文阐述了教育在幼儿阶段具有的作用和价值,重点分析了现在幼儿教育现实情况中存在的问题,提出了改进幼教工作的建议和 措施 ,促进学前教育健康发展,为孩子营造一个更加美好的童年氛围。 【关键词】幼教;素质;玩耍 一、引言 对于一个人正式的教育就是从幼儿园开始的,这是我们对一个人开始正规的人生观、价值观,社会道德底线等方面的教育,这是我们对一个人开始正式进行社会生存技能的培训。因此可以看出幼儿教育在教育界具有举足轻重的地位,很多的家长也把孩子的起跑线人为的设定在这个地方。由于社会上“双独”的宝宝越来越多,一个孩子不仅是一对小两口的问题,更是幼儿祖父母和外祖父母两个家庭的问题。幼儿的教育越来越成为现实社会关注的焦点,对于虐幼事件频发,大家关注幼师素质能力建设问题,对于幼儿教育小学化的问题,人们开始思考怎样对待孩子的教育内容优化问题。越来越多的社会关注集中到了幼儿教育之中,对于幼儿教育的深层次思考进一步加深,对于其价值思考还是基于对目前幼儿教育现在存在问题的分析。 二、幼儿教育的作用 一个人的教育是从幼儿教育开始,它是我们开启孩子学习程序的钥匙,这个阶段,孩子的大脑发育很快,这时候的教育是否得当,对于孩子智力、情商等开发是十分关键和必要的。很多孩子潜能的开发主要源自这个时候的一种教育,只有教育得当,孩子才能更好地开发智力,延展情商。幼儿教学阶段也是人类认知世界最快的一个时期,小学前的孩子就具备成人一样的大脑,这时候的孩子对于世界的认知不断提升,对事物具有了自己的一种看法,这是今后一个时期孩子在教学过程中不可弥补的一个教学阶段,一旦错过,将耽误孩子的一生。另外这时候也是孩子感受关怀和爱护的一个关键时期,他们接受到父母,老师和同学们对自己的关心,然后他们也会将这种关心反馈回去,使得他们在感受爱的同时,也学会爱别人,这也是孩子需要在幼儿教育中不断学习的。 三、存在的问题 (一)联想的空间受到压缩。 三到六岁的孩子的 想象力 相对人的一身来说,是十分丰富的。而然国内的幼儿教育起步较早,在很多的时候将一些小学知识进一步下放到幼儿教育之中,使得孩子在幼儿园就开始接受一些提前教育,例如小学的英语,数学加减法运算等等,在教学过程中不断给孩子加餐,这也是现在孩子家长的一种心理,他们希望自己的孩子不要输在起跑线上。也正是因为这种幼儿教学的小学化发展,使得更多的孩子失去了联想的空间,他们的思想被完全固化,在孩子的眼里,太阳不是一个简单的恒星,他们将给太阳赋予更多的含义,例如太阳是一个蛋黄派,太阳是一个圆圆的饼。如果你问孩子这样的问题,他们会给出丰富多彩的答案,也许在成人看来,这些千奇百怪的答案是很多都是一种无稽之谈,可能看起来都十分可笑,但是这是基于幼儿对世界的认识基础上的一种联想,一种 发散思维 ,但是现在的幼儿教育对于这方面的抑制相对比较严重,对孩子开展了认识教育是基于一种理性化教学手段,没有注重对于孩子发散思维的一种培养,只是粗暴地将认识教育建立在一种成人视角的教学之中,严重影响了孩子的联想思维的发展。 (二)超负荷的学习压力使得孩子从小出现厌学的苗头。 很多家长需要自己的孩子不要输在起跑线上,这一观点驱使家长投入大量的金钱和精力在孩子的教育上,例如给孩子报一个钢琴班,报一个书法班等等,选择双语幼儿园,从幼儿园开始就对孩子进行英语和汉语的双重教育,这种教育的出发点我们可以理解,但是对于孩子来说,他们失去了更多玩耍的时间,需要有更多的时间投入学习之中,学习的压力不断增大,但是玩耍是孩子的天性,尤其是处在幼儿阶段的孩子,他们更需要的是玩耍的时间,他们在打闹的过程中将学会更多的生活技巧和社会 经验 。 在玩耍的过程中,他们学习起来更加具有兴趣和积极性,这些在正规的教学之中是不可能实现的,很多家长目前还不明白这个道理,还是一味地进行教育投资,很多孩子周末、寒暑假的时间都被一些兴趣班所填满,被一些特长课程所挤占,久而久之,这种学习压力使得孩子产生一种厌学情绪,不断对学习失去兴趣,在以后的教学过程中,他们更加没有积极性,对于学习的抵触情绪不断提升。因此,家长这种望子成龙、望女成凤的思想将适得其反,兴趣班没有达到激发学习兴趣的效果,反而使得更多的孩子对学习失去兴趣。 四、促进发展的建议 (一)加强幼师素养培训。 幼师队伍建设是现在幼儿教育的主要力量,只有不断加强教师队伍建设,提高幼师的知识能力,提振她们的素质教育的意识,才能不断加强她们在工作中更好地服务现在幼教事业。一方面加大对于在职教师的业务技能培训,加强他们知识结构和能力,另一方面,在新鲜血液注入中,需要进一步提出对幼师培养的整体方案,引入现代化的教育手段和方式,使得这些准幼师们更好地掌握新的教学理念和知识,在教学手段和 方法 上需要升级更新,适应现在素质教育的需要,只有这样,才能使得幼师队伍不断得到优化。 (二)教学理念贴近幼儿教育的实际需求。 玩耍是幼儿的天性,桌子对面的教育对于这个时候的孩子相对有点严肃,而且有点早,需要不断拓展在游戏中的教育,孩子对于玩耍有着天生的兴趣,在玩中探索认识,能力创新,思维发散的教育有着十分重要的意义和作用。 随着社会关注度不断提高,幼教工作存在的一些问题不断暴露出来,需要通过教师知识能力的提升,教学理念的转变,实现幼教工作更上一个新台阶,还给孩子一个更美好的童年。 参考文献: [1]熊灿灿,张芬等.强化政府主导责任,实现西部欠发达地区学前教育跨越式发展——宁夏回族自治区政府促进学前教育事业发展的探索.2009年首届首都高校教育学研究生学术论坛[D].2010,12:156-157. [2]蒋文飞,杨欢耸等.幼儿园课程小学化的现状及分析[D].2012InternationalConferenceonEducationReformandManagementInnovation(ERMI2012),2012,12:145-146. 幼儿教育论文3000字范文篇2 浅析幼儿教育中家园合作的运用 摘要:近年,幼儿教育话题日益引起大家的关注。作为祖国将来的希望,幼儿教育对其个人乃至整个国家都具有十分重要的现实意义。家园合作对幼儿教育有着显著的影响,是幼儿教育中的重要部分。本文从家园合作开题,然后对家园合作的发展现状进行剖析,简要探讨了运用家园合作的新思路。 关键词:幼儿教育;家园合作;发展现状;新思路 引言 幼儿教育是个人毕生教育的开端,同时也是个人教育中最为关键的部分。家园合作已逐步成为教育变革的世界性走向,并且促进家园合作的发展也已成为学前教育变革的重要内容,因此,探讨家园合作的有效运用有很重要的实际意义。 一、家园合作的意义 家园合作指的是家庭和幼儿园双方都把自身作为幼儿教育的施教者,并且双方做到相互理解、相互支持、相互配合,以完成幼儿全面发展的目标。幼儿教育中有两个非常重要的两个要素:家庭和幼儿园(社会也是一个因素)。在幼儿教育过程中,首先家长应该深刻地认识到本身的重要性,同时幼儿园也要争取得到家长的拥护、配合,这样才可能更好地弥补各自的缺陷,从而彼此配合,更好地促进幼儿身心健康的全面发展。 二、现状与问题 2.1发展现状 家园合作的发展,国外的起点相比较早,体制也比较健全,一些欧洲国家在家园合作方面已取得较好的成效。国外这方面的发展现状和特点:加强体制法规建设;合作模式灵活丰富;幼儿园占主导地位;家长全方位积极参与。国内家园合作发展较晚,也取得了一定的成绩。从幼儿园的角度看,家园合作基础建设已较为丰富。这一点具体表现在:幼儿园建设起的一系列机构与平台,包括了家长委员会,家长会,家长接待日,家长参与到教职工考评,家长与幼儿共同活动(包括一起上课,一起参加比赛)等等。站在教师和家长的位置,他们的观点和做法并不一致,尽管现在家园合作的重要性已被大部分教师、家长理解,但是大多数家长的配合度、参与度、主动性还比较低,同时,少数教师则认为家长仅仅只是家园合作的配角,他们的教育能力仍然还有待提高。因此,目前,国内家园合作的现状就是重要性得到了共识,基础建设也相对完善,但双方合作还没有落实到位。 2.2存在问题 尽管我国在学前教育中也踊跃开展家园合作建设,但是在目前的建设过程中仍然存在着不少问题。①家长认识不足家长对家园合作的认识还较为肤浅,在很多家长看来,教师才是幼儿教育的负责人,对教师存在着较强的依赖性,对合作存在疑惑和不足;有些家长工作比较忙,根本没有时间管孩子,只能交给上一辈照看,心有余而力不足。另一方面则表现在主动性不够,很多家长认为自己仅仅只是家园合作的配角,教师叫做什么就做什么,叫怎么做就怎么做,很少能够主动的加入。②教师的认识有偏差很多幼儿教师认为自己相比家长更专业,对家长的教育能力缺乏信心。家长来到幼儿园参与教学,有的教师觉得是监督他们的工作,从而感觉很不自在,因此不愿意家长参与到教学中来。而且,大部分的家园合作活动还只是教师主导的单方面的合作,停留在形式上面而达不到真正的目的。③互动性差很多幼儿园的家园合作都是停留在文件上,没有严格按照计划去实施;有的幼儿园甚至没有一个周密的计划,活动安排比较随意,或是临时决定,这样也给家长的时间安排带去了不便,不利于家园合作的正常运作。同时,有的幼儿园家园合作活动设置不够合理,使得双方的互相性比较差,应该去探讨更灵活、丰富的合作方式。 三、新思路的探讨 根据国内目前家园合作的现状与存在的问题,通过借鉴与参考国外的发展历程,探讨国内家园合作发展的一些新思路。 1.加强意识建设 为了增强幼儿园、教师、家长对于家园合作重要性的认知,国家应该加强这方面的法制建设与宣传,让彼此更深刻的认识到自身的义务与权力。要达到真正意义上的家园合作,只有利用体制层面的监督,运用科学的教育观念来引导幼儿教育。 2.加深合作层次 过去,家园合作的层次依然较低:仅仅是单方面的合作,家长的参与还只是停留在沟通、了解层面。因此,应当加深双方的合作层次,提升家长在家园合作中的地位。例如,让家长多参与幼儿园教学;或是建立家长协会,汇聚家长共同的声音等等。 3.拓展交流平台 家园合作建设应该充分利用到现代通信技术的高效性、便捷性。建立班级QQ、微信群,构建班级电话组,还可以有效的利用视频通讯实现远距离的交流。不仅如此,家园合作交流平台的地点不应该限制在学校,社会、家庭都应该好好利用起来。通过拓展交流平台,信息共享,可以让幼儿园与家庭双方相互交流,相互帮助,明确一致的教育目标, 4.丰富合作方式 受传统教育观念的引导,现有的家园合作的方式,如讲座、 报告 、家长会等等,仍比较局限,最主要的是家长与孩子不易很有效地一起参与(主要还是家长单方面的被动参与)。而教师也能够通过这种合作不断丰富、完善自身的教育内容和教育方法,这是一种双赢的合作。不能把家长单纯的只看作家长,家长也能够作为老师,可以组织家长来上课,也可以让家长充当学生,这种角色互换的合作方式能够加强双方的理解与配合。另外,像家访、户外活动等非学校的合作方式也可以适当的施行。当然,家园合作的新思路还远不止于此,随着时代潮流的不断更新,幼儿教育中的家园合作的制度、方式、平台也必将不断完善。 四、 总结 通过有效运用家园合作方法,家长和教师双方都能够很好的完成各自对幼儿的教育,同时还提高了家长在幼儿教育中的主动性、积极性。最重要的是让幼儿教育与 家庭教育 相互融合,这不仅对全面促进幼儿身心健康发展起到了至关重要的作用,也对国家学前教育的整体进步也起到了很好的推动作用。 参考文献: [1]毛小碧.携手合作家园共育——浅谈幼儿园家园合作新思路[J].快乐阅读,2011(14). [2]张蓉.国外家园合作的特点与启示[J].幼儿教育,2004(Z1). [3]辛修勤.浅谈幼儿教育中家园合作的运用[J].科技资讯,2014(31). [4]戈柔.家园合作的现状调查与分析[J].幼儿教育,2008(23). 幼儿教育论文3000字范文篇3 试谈幼儿教育中肢体语言的应用 引言 肢体语言主要是指由身体的各种动作,代替语言起到表情达意效果的无声语言。在幼儿教育中,肢体语言格外重要,是不可或缺的重要的教育工具。在幼儿教学过程中,教师需要使用一些形象化的体态语言,采用比较幽默的艺术形式,通过各个肢体部位表达情绪和情感,从而有效增强课堂教学的趣味性,提高幼儿教育的效率。幼儿比较善于察言观色,对于一个小小的动作都会进行思考。教师通过一个动作,能够使幼儿产生信任和依赖,更加相信教师,达到很好的教学效果。 一、体态语言在幼儿教育中的重要作用 (一)激发幼儿的学习兴趣。 因为幼儿的理解能力相对来说比较差,如果教师单纯地使用文字语言进行教学,有的时候就会出现与幼儿沟通存在障碍的问题。通过应用肢体语言,能够使幼儿更容易地理解教师传递的信息,产生兴趣,从而更好地参与到幼儿教学过程中。在教学过程中,教师通过形象生动的肢体语言,能够有效吸引幼儿注意力,激发幼儿的学习兴趣,使其更加积极主动参与到教学过程中。 例如在学习一些动物的时候,教师可以组织幼儿进行表演,通过模仿小动物,使幼儿的学习兴趣得到激发,能够更加积极主动地参与到教学过程中。 (二)提高幼儿的记忆能力。 幼儿还处于形象思维发展的阶段,运用肢体语言教学能够使孩子把声音和肢体语言有效结合起来,更加有利于孩子吸收。同时,通过这种方式,能够使幼儿更好地记忆所学习的知识,有效保证教学效果。运用这样的形式会使幼儿学习压力减小,强化记忆,在愉悦的氛围中开展活动,有效降低遗忘率。 例如在进行“老鹰抓小鸡”游戏的时候,教师通过肢体语言让幼儿按照游戏规则参与游戏,基本只需要讲过一次就能够保证教学效果。幼儿能在良好的氛围中记忆游戏知识,有效保证了幼儿教学活动的有效性。 (三)提高幼儿注意力,增强幼儿理解能力。 幼儿由于年龄小,认知能力比较差,难以长时间集中注意力。如果教师采用有趣的教学语言和生动的肢体语言吸引幼儿的注意力,就能够有效保证教学的有效性,强化教学效果。教师可以把有声语言和无声语言合并起来,使幼儿更加有效地理解活动目标与内容。 例如在学习《狐狸和乌鸦》的 故事 时,教师可以进行展示,一边讲解故事,一边掺入肢体语言。这样,能够有效吸引幼儿的注意力,使幼儿学习的积极性得到有效保证。同时,能够增强幼儿的理解能力,提高幼儿的形象思维能力。 二、如何有效促进幼儿肢体语言的发展,提高幼儿教育效率 (一)在幼儿活动中激发幼儿的肢体语言。 幼儿园各种教育活动的主体都是幼儿,所以教师应该不断丰富教学形式,有计划地指导幼儿进行活动,激发幼儿的肢体语言。这就需要幼儿园举办的活动应该符合幼儿的实际情况,与幼儿的个性发展相适合,使幼儿在幼儿活动中获取更多的知识,取得更好的教学效果。 例如教师可以组织学生进行猫抓老鼠的游戏,让幼儿分别扮演猫和老鼠,然后通过丰富的肢体语言表演,使学生的肢体语言能力得到发展。 (二)教师利用自己的肢体语言进行有效的引导。 教师应该学会利用自身的肢体语言进行引导,使幼儿喜欢上肢体语言,有强烈的模仿欲望,从而有效发展幼儿的肢体语言理解能力。例如学习《两只小鸟》时,教师可以让幼儿在听音乐的同时做出一些肢体语言的动作。让幼儿有一种自己飞翔起来的感觉,这样能够使其歌唱起来的时候更加有趣。在无形中激发幼儿的学习愿望,促进幼儿肢体语言能力的深入发展。 (三)关注幼儿个性发展,注重幼儿肢体表现。 发展幼儿的肢体语言,提高幼儿教育的有效性,要求教师更加关注幼儿的成长环境,关注个性的发展。这就需要教师观察幼儿的生活经验,引导幼儿进行有效的肢体表现,达到因材施教的教学目的。教师应该充分利用生活中一些喜闻乐见事物开展活动,在教师肢体语言的引导下,能够使学生愿意利用肢体语言效仿,有效保证学生的肢体语言表现力,从而实现高效教学目标。 (四)开展成功教学,增加幼儿肢体语言成功体验。 要想提高肢体语言教学的有效性,教师应该使幼儿能够体会到成功。这就需要教师开展成功教学活动,让幼儿在活动中有更多的成功情感体验,有效保证幼儿教育的质量和水平。例如教师可以让两个幼儿一组进行表演动作,猜动物的游戏。教师应该加强引导,发展幼儿的思维能力。在幼儿表达正确的时候,教师应该给予肯定和鼓励,让幼儿体会到成功的喜悦。 结语 在幼儿教学活动中,教师应该充分利用肢体语言开展幼儿教育活动,激发幼儿对于肢体语言的兴趣。只有这样,才能够调动幼儿参与教学的积极性,调动幼儿学习的主动性和创造性。幼儿教师应该努力读懂幼儿,尊重幼儿,深入到幼儿的精神世界中,找到有效培养幼儿综合发展的途径,使幼儿的主体价值得到很好的体现,推进素质教育。 >>>下一页更多精彩的“幼儿教育论文3000字范文”

醌类化合物研究现状论文

摘 要:0引言 红花又称红蓝花、刺红花,是菊科植物,含有特殊的香味,味道微苦。红花主要产地在湖南、四川、新疆等地,具有治疗痛经、胸痹、心痛、腹痛、跌打损伤等多种用途[1]。本研究针对红花的化学成分及药理作用进行研究和总结,下面进行以下内容的报道。 1红花

关键词:化学成分论文

0引言

红花又称红蓝花、刺红花,是菊科植物,含有特殊的香味,味道微苦。红花主要产地在湖南、四川、新疆等地,具有治疗痛经、胸痹、心痛、腹痛、跌打损伤等多种用途[1]。本研究针对红花的化学成分及药理作用进行研究和总结,下面进行以下内容的报道。

1红花

红花是一年生草本植物,红花上部分茎杆呈现直立的状态,为白色或淡白色,无毛且十分光滑,下部分茎杆为披针形或长椭圆形,边缘有重锯齿、小锯齿或无锯齿,由底向上叶逐渐变小,红花叶的质地较为坚硬,有光泽。红花主要有怀红花、散红花、川红花、南红花、西红花等多种品种。红花多数生长在温暖、干燥的气候中,一般红花的种子发芽在20℃-30℃左右即可,生长温度在20℃~25℃,具有较强的抗旱、抗贫瘠性,但是偶也需要对其进行适当的灌溉,从而保证红花的产量。红花的抗水性较差,生在环境必须具有良好的排水性,对土壤的要求也相对较高,需要肥沃的砂土壤作为基础,一般紫色夹沙土和油沙土最为适宜红花的生长。红花作为一种长日照植物,充分的日照能够保证其发育良好,籽粒饱满,红花的生活周期为120天。红花在特殊情况下会出现中毒反应,主要表现为患者出现腹泻、腹痛、肠胃出血,女性经期过多的症状,红花中毒患者会出现神志萎靡不清,严重者甚至会出现惊厥的现象,也有一部分患者会出现头晕、皮疹等症状。一般引起红花中毒的原因主要有两种,对红花的误用和用量过大,在临床应用中,孕妇禁止使用,有溃疡病或者血性疾病的患者在使用中要注意红花的用量不宜过大。

2红花的化学成分

红花中含有黄酮类化合物、挥发油、红花多糖、脂肪酸等化学成分,红花含有一部分醌式查耳酮类化合物,醌式查耳酮类化合物主要是红色素和黄色素,在其它植物中比较少见。黄酮类化合物和查尔酮类化合物红花黄色素(SY)是红花中含有的最主要的化学成分之一,挥发油为低脂肪酸、烷烃以及少量的芳香脂,红花多糖主要是由于红花中的基本组成部分为葡萄糖、阿拉伯糖、木糖和半乳糖,脂肪酸主要为棕搁酸、亚油酸、甘油酯、月桂酸以及部分不饱和的脂肪酸。

3红花的药理作用

3.1对血管系统的作用。一方面,红花对扩张血管、降低血压起到重要的作用,患者在进行使用红花黄色素的治疗后,在给药4天左右时间后患者的血压开始下降,在给药2~3周左右药理作用达到最高,血管紧张素Ⅱ和血浆中的肾素活性均出现了明显下降,表明红花能够对扩张血管和降低血压起到作用[3]。另一方面,红花能够扩张冠状动脉,有效改善缺血症状,查尔酮类化合物红花黄色素(SY)能够减少漏出乳酸脱氢酶(LDH),同时使线粒体的肿胀程度和膜流动性下降,查尔酮类化合物红花黄色素(SY)能够缓解患者的心肌缺氧程度和心肌缺氧性损伤,从而改善患者的心肌能量代谢情况,充分体现红花对扩张冠状动脉,改善缺血症状起到重要作用。

3.2对神经系统的作用。脑缺血是一种病理复杂的疾病,主要是由于脑中的血液流量减少,导致脑中的缺血缺氧,自由基产生,炎症因子和细胞的参与,导致了神经细胞的希望。红花中的成分羟基红花黄色素A(HSYA)能够有效的治疗脑缺血症状,对神经细胞起到一定的保护作用。

3.3对血液系统的作用。查尔酮类化合物红花黄色素(SY)能够充分抑制血小板活化因子,致使血小板的血液开始聚集,血小板内的游离钙的浓度不断升高的同时,中性粒细胞就会开始聚集。羟基红花黄色素A(HSYA)是血小板活化因子的受体拮抗剂,羟基红花黄色素A(HSYA)通过抑制血小板活化因子的血小板粘附,血小板中的游离钙离子就会不断升高,这就使得红花能够有效的对血小板活化因子进行抵抗,在临床中针对血栓和炎症等病情起到较好的治疗效果,增加血液循环流畅水平。

3.4抗氧化的作用。组织缺血和再灌注的`过程,就会导致自由基的氧化作用增强,从而给血液循环带来一定的障碍和损伤。在对小白鼠的试验中可以看出,红花提取液能够有效清除羟自由基,从而抑制小白鼠的肝匀浆脂出现氧化,红花注射液能够有效拮抗氧自由基的作用效果,有效减少IL8的含量,有效的阻止了IL8和炎症进行反应,充分对恶性的循环产生了阻止作用[4]。红花中的抗氧化作用主要是由于羟基红花黄色素A(HSYA)在清除羟自由基的同时,保护了人体中的细胞膜,在淤血中能够加快血液循环阻碍作用,从而红花中的羟基红花黄色素A(HSYA)对抗氧化性起到了至关重要的作用。

3.5抗肿瘤的作用。肿瘤需要在一个营养的环境中成长,需要血液能够提供排出代谢的产物,肿瘤作为一种较为常见的疾病,其治疗和阻断引起了医疗人员的广泛关注,在血管的生成过程中,血管发生的最为基本和重要的环节就是血管内皮细胞增殖作用,红花起到对bGF、血管内皮生长因子(VEGF)、血管内皮细胞生长因子受体1(VEGFR1)充分的抑制作用,针对肿瘤进行有效治疗和抑制,起到抗肿瘤的作用。综上所述,尽管现阶段对红花的研究取得了一定的进展,但是仍然需要进行进一步的探讨和分析。红花在临床中主要应用与活血化瘀的治疗中,另外红花在治疗心脑血管疾病、抗肿瘤等方面取得更好的治疗效果,随着对红花研究的不断深入,红花在临床中将会得到更加广泛的应用。

综述了在环境中降解农药的微生物种类、微生物降解农药的机理、在自然条件下影响微生物降解农药的因素及农药微生物降解研究方面的新技术和新方法。文章认为,在农药的微生物降解研究中,应重视自然状态下微生物对农药的降解过程,分离构建应由天然的微生物构成的复合系,利用微生物复合系进行堆肥或把堆肥应用于被污染的环境是消除农药污染的一个有效方法。 关键词:微生物 生物降解 农药降解 农药 20世纪60年代出现的第一 次“绿色革命”为人类的粮食安全做出了重大贡献,其中作为主要技术之一的农药为粮食的增产起到了重要的保障作用。因为农药具有成本低、见效快、省时省力等优点,因而在世界各国的农业生产中被广泛使用,但农药的过分使用产生了严重的负面影响。仅1985年,世界的农药产量为200多万t[1];在我国,仅1990年的农药产量就为22.66万t[2],其中甲胺磷一种农药的用量就达6万t[3]。化学农药主要是人工合成的生物外源性物质,很多农药本身对人类及其他生物是有毒的,而且很多类型是不易生物降解的顽固性化合物。农药残留很难降解,人们在使用农药防止病虫草害的同时,也使粮食、蔬菜、瓜果等农药残留超标,污染严重,同时给非靶生物带来伤害,每年造成的农药中毒事件及职业性中毒病例不断增加[3~6]。同时,农药厂排出的污水和施入农田的农药等也对环境造成严重的污染,破坏了生态平衡,影响了农业的可持续发展,威胁着人类的身心健康。农药不合理的大量使用给人类及生态环境造成了越来越严重的不良后果,农药的污染问题已成为全球关注的热点。因此,加强农药的生物降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题,是人类当前迫切需要解决的课题之一。 这些农药残留广泛分布于土壤、水体、大气及农产品中,难以利用大规模的工程措施消除污染。实际上,在自然界主要依靠微生物缓慢地进行降解,这是依靠自然力量、不产生二次污染的理想途径。但自然环境复杂多变,影响着农药生物降解的可否和效率。近年随着对农药残留污染问题的重视,科学家们对农药生物降解进行了大量的研究,但许多问题需要进一步探明。本文整理出了近年来对农药生物降解的研究进展,提出存在的问题,建议有效的研究途径,旨在为加强农药的生物降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题提供依据。 1 1.1 农业生产上主要使用的农药类型 当前农 业上使用的主要有机化合物农药如表1所示。其中,有些已经禁止使用,如六六六、滴滴涕等有机氯农药,还有一些正在逐步停止使用,如有机磷类中的甲胺磷等。 表1 农业生产中常用农药种类简表[7]类 型 农 药 品 种有机磷:敌百虫、甲胺磷、敌敌畏、乙酰甲胺磷、对硫磷、双硫磷、乐果等杀虫剂 有机氮:西维因、速灭威、巴沙、杀虫脒等 有机氯:六六六、滴滴涕、毒杀芬等杀螨剂 螨净、杀螨特、三氯杀螨砜、螨卵酯、氯杀、敌螨丹等除草剂 2,4-D、敌稗、灭草灵、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等杀菌剂 甲基硫化砷、福美双、灭菌丹、敌克松、克瘟散、稻瘟净、多菌灵、叶枯净等 生长调节剂 矮壮素、健壮素、增产灵、赤霉素、缩节胺等 人们发现,在自然生态系统中存在着大量的、代谢类型各异的、具有很强适应能力的和能利用各种人工合成有机农药为碳源、氮源和能源生长的微生物,它们可以通过各种谢途径把有机农药完全矿化或降解成无毒的其他成分,为人类去除农药污染和净化生态环境提供必要的条件。 1.2 降解农药的微生物类群 土壤中的微生物,包括细菌、真菌、放线菌和藻类等[8,9],它们中有一些具有农药降解功能的种类。细菌由于其生化上的多种适应能力和容易诱发突变菌株,从而在农药降解中占有主要地位[8]。一在土壤、污水及高温堆肥体系中,对农药分解起主要作用的是细菌类,这与农药类型、微生物降解农药的能力和环境条件等有关,如在高温堆肥体系当中,由于高温阶段体系内部温度较高(大于50 ℃),存活的主要是耐高温细菌,而此阶段也是农药降解最快的时期。通过微生物的作用,把环境中的有机污染物转化为CO2和H2O等无毒无害或毒性较小的其他物质[10,11]。通过许多科研工作者的努力,已经分离得到了大量的可降解农药的微生物(见表2)。不同的微生物类群降解农药的机理、途径和过程可能不同,下面简要介绍一下农药的微生物降解机理。 1.3 微生物降解农药的机理 目前,对于微生物降解农药的研究主要集中于细菌上,因此对于细菌代谢农药的机理研究得比较清楚。 表2 常见农药的降解微生物[11,12] 农 药降 解 微 生 物 甲胺磷芽孢杆菌、曲霉、青霉、假单胞杆菌、瓶型酵母 阿特拉津(AT)烟曲霉、焦曲霉、葡枝根霉、串珠镰刀菌、粉红色镰刀菌、尖孢镰刀菌、斜卧镰刀菌、微紫青霉、皱褶青霉、平滑青霉、白腐真菌、菌根真菌、假单胞菌、红球菌、诺卡氏菌 幼脲3号真菌 敌杀死产碱杆菌 2,4-D假单胞菌、无色杆菌、节杆菌、棒状杆菌、黄杆菌、生孢食纤维菌属、链霉菌属、曲霉菌、诺卡氏菌、 DDT无色杆菌、气杆菌、芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、埃希氏菌、假单胞菌、变形杆菌、链球菌、无色杆菌、黄单胞菌、欧文氏菌、巴斯德梭菌、根癌土壤杆菌、产气气杆菌、镰孢霉菌、诺卡氏菌、绿色木霉等 丙体六六六白腐真菌、梭状芽孢杆菌、埃希氏菌、大肠杆菌、生孢梭菌等 对硫磷大肠杆菌、芽孢杆菌 七 氯芽孢杆菌、镰孢霉菌、小单孢菌、诺卡氏菌、曲霉菌、根霉菌、链球菌 敌百虫曲霉菌、镰孢霉菌 敌敌畏假单胞菌 狄氏剂芽孢杆菌、假单胞菌 艾氏剂镰孢霉菌、青霉菌 乐 果假单胞菌 2,4,5-T无色杆菌、枝动杆菌 细菌降解农药的本质是酶促反应[13~15],即化合物通过一定的方式进入细菌体内,然后在各种酶的作用下,经过一系列的生理生化反应,最终将农药完全降解或分解成分子量较小的无毒或毒性较小的化合物的过程。如莠去津作为假单胞菌ADP菌株的唯一碳源,有3种酶参与了降解莠去津的前几步反应。第一种酶是A tzA,催化莠去津水解脱氯的反应,得到无毒的羟基莠去津,此酶是莠去津生物降解的关键酶;第二种酶是A tzB,催化羟基莠去津脱氯氨基反应,产生N-异丙基氰尿酰胺;第三种酶是A tzC,催化N-异丙基氰尿酰胺生成氰尿酸和异丙胺。最终莠去津被降解为CO2和NH3[16]。微生物所产生的酶系,有的是组成酶系,如门多萨假单胞菌DR-8对甲单脒农药的降解代谢,产生的酶主要分布于细胞壁和细胞膜组分[5];有的是诱导酶系,如王永杰等 [17]得到的有机磷农药广谱活性降解菌所产生的降解酶等。由于降解酶往往比产生该类酶的微生物菌体更能忍受异常环境条件,酶的降解效率远高于微生物本身,特别是对低浓度的农药,人们想利用降解酶作为净化农药污染的有效手段。但是,降解酶在土壤中容易受非生物变性、土壤吸附等作用而失活,难以长时间保持降解活性,而且酶在土壤中的移动性差[8],这都限制了降解酶在实际中的应用。现在许多试验已经证明,编码合成这些酶系的基因多数在质粒上,如2,4-D的生物降解,即由质粒携带的基因所控制[18]。通过质粒上的基因与染色体上的基因的共同作用,在微生物体内把农药降解。因此,利用分子生物学技术,可以人工构建“工程菌”来更好地实现人类利用微生物降解农药的愿望。 1.3.1 微生物在农药转化中的作用 (1)矿化作用 有许多化学农药是天然化合物的类似物,某些微生物具有降解它们的酶系。它们可以作为微生物的营养源而被微生物分解利用,生成无机物、二氧化碳和水。矿化作用是最理想的降解方式,因为农药被完全降解成无毒的无机物,如石利利等 [19]研究了假单胞菌DLL-1在水溶液介质中降解甲基对硫磷的性能及降解机理后指出,DLL-1菌可以将甲基对硫磷完全降解为NO2-和NO3-。 (2)共代谢作用 有些合成的化合物不能被微生物降解,但若有另一种可供碳源和能源的辅助基质存在时,它们则可被部分降解,这个作用称为共代谢作用,这一作用最初是由Foster等[12]提出来的。如门多萨假单胞菌DR-8菌株降解甲单脒产物为2,4-二甲基苯胺和NH3,而DR-8菌株不能以甲单脒作为碳源和能源而生长,只能在添加其他有机营养基质作为碳源的条件下降解甲单脒,且降解产物未完全矿化,属于共代谢作用类型[5]。关于共代谢的机理,现在还存在争论。由于共代谢作用而推动的顽固性人工合成化合物的降解一般进行的较慢,而且降解程度很有限,参与共代谢作用的微生物不能从中获得碳源和能源,但是自然界中还是广泛存在着大量的具有共代谢功能的微生物,它们可以降解多种类型的化合物。共代谢作用在农药的微生物降解过程中发挥着主要的作用[5,17,20]。 1.3.2 微生物降解农药的生化反应[10,12] 氧化反应 微生物体内的氧化反应包括:羟化反应(芳香族羟化、脂肪族羟化、N-羟化);环氧化;N-氧化;P-氧化;S-氧化;氧化性脱烷基、脱卤、脱胺。 还原反应 还原反应包括硝基还原、还原性脱卤、醌类还原等。 水解反应 一些酯、酰胺和硫酸酯类农药都有可以被微生物水解的酯键,如对硫磷、苯胺类除草剂等。 缩合和共轭形成 缩合包括将有毒分子或一部分与另一有机化合物相结合,从而使农药或其衍生物物失去活性。 应该指出,在微生物降解农药时,其体内并不只是进行单一的反应,多数情况下是多个反应协同作用来完成对农药的降解过程,如好氧条件下卤代芳烃的生物降解,其卤素取代基的去除主要通过两个途径发生:在降解初期通过还原、水解或氧化去除卤素;生产芳香结构产物后通过自发水解脱卤或β-消去卤化烃[6]。 1.4 影响微生物降解农药的因素 1.4.1 微生物自身的影响 微生物的种类、代谢活性、适应性等都直接影响到对农药的降解与转化[21,22]。很多试验都已经证明,不同的微生物种类或同一种类的不同菌株对同一有机底物或有毒金属的反应都不同[5,17,23,24]。另外,微生物具有较强的适应和被驯化的能力,通过一定的适应过程,新的化合物能诱导微生物产生相应的酶系来降解它,或通过基因突变等建立新的酶系来降解它[10]。微生物降解本身的功能特性和变化也是最重要的因素。 1.4.2 农药结构的影响 农药化合物的分子量、空间结构、取代基的种类及数量等都影响到微生物对其降解的难易程度[25~28]。一般情况下,高分子化合物比低分子量化合物难降解,聚合物、复合物更能抗生物降解[10];空间结构简单的比结构复杂的容易降解[24]。陈亚丽等 [22]在试验中发现,凡是苯环上有-OH或-NH2的化合物都比较容易被假单胞菌WBC-3所降解,这与苯环的降解通常先羟化再开环的原理一致。Potter等 [29]在小规模堆肥条件下研究了多环芳烃的降解后指出,2-4环的芳烃比5-6环的芳烃容易降解。 自然界中的微生物通常可以降解天然产生的有机化合物,如木质素、纤维素物质等,从而促进地球的物质循环和平衡。但目前的环境污染物大多是人工合成的自然界中本身不存在的生物异源有机物质,其中一些是对人类具有致畸、致突变和致癌作用,往往对微生物的降解表现出很强的抗性,其原因可能是这些化合物进入自然界的时间比较短,单一的微生物还未进化出降解此类化合物的代谢机制。尽管某些危险性化合物在自然界中可能会经自然形成的微生物群体的协同作用而缓慢降解,但这对微生物世界来说仍然是一个新的挑战。微生物通过改变自身的信息获得降解某一化合物的能力的过程是缓慢的,与目前大量使用的人工合成的生物异源物质相比,依靠微生物的自然进化过程显然不能满足要求,因此长期以往将会造成整个生态系统的失衡[6]。因此,研究一些可以使微生物群体在较短的时间内获得最大降解生物异源物质能力的方法非常重要和迫切。 1.4.3 环境因素的影响 环境因素包括温度、酸碱度、营养、氧、底物浓度、表面活性剂等[10,30~33]。刘志培等 [34]研究了甲单脒降解菌的分离筛选;程国锋等 [23]研究了微生物降解蔬菜残留农药;钞亚鹏等 [15]研究了甲基营养菌WB-1甲胺磷降解酶的产生和部分纯化及性质。他们所研究的微生物或其产生的酶系都有一个适宜的降解农药的温度、pH及底物浓度,这与Thomas 等 [31]、Donna Chaw 等[26]的研究结果一致。莫测辉等 [24]指出,堆肥中微生物降解多环芳烃的活性与氧的浓度和水分含量密切相关,当堆肥中氧的含量小于18%、水分含量大于75%时,堆肥就从好氧条件转化为厌氧条件,进而影响多环芳烃的降解效果。Hundt 等 [30]调查了biaryl化合物在土壤中和堆肥中被细菌Ralstonia和Pickettii的降解和矿化情况。在土壤水分适宜的条件下,非离子型表面活性剂吐温80可增强微生物对biaryl类化合物的利用率,如联苯、4-氯联苯。Kastner等 [35]认为,在堆肥与被多环芳烃污染的土壤混合的情况下,堆肥中有机基质含量对于农药降解的作用要大于堆肥中生物的含量对于农药降解的作用;营养对于以共代谢作用降解农药的微生物更加重要,因为微生物在以共代谢的方式降解农药时,并不产生能量,须其他的碳源和能源物质补充能量[12]。对于好氧微生物来说,在好氧条件下可以降解农药,而在厌氧条件下降解效果不好;而对于厌氧微生物来说,情况可能正相反。也有研究指出在好氧条件下,有的厌氧细菌也可以代谢一些化合物[6]。 1.5 农药微生物降解的新技术和新方法 1.5.1 转基因技术的应用 20世纪后半叶是分子生物学、分子遗传学等学科迅速发展的时期,各种不同的生物学技术不断涌现;同时在21世纪初,生物信息学、基因组学、蛋白质组学等新的学科迅速兴起。这一切都为人工创造“超级农药降解菌”提供了必要的条件。因此,利用转基因技术进行目的性的人工组装“工程菌”成为有魅力的发展目标。同时,因为微生物降解农药的本质是酶促反应,所以,有人直接提取微生物合成的酶系来离体进行农药等有机化合物污染物的降解研究[15]。 1.5.2 多菌株复合系的构建及应用 以往研究农药的生物降解偏重于用单一微生物菌株的纯培养[17,23],现在已经证明,单一菌株的纯培养效果不如混合培养。因为单个微生物不具备生物降解所需的全部酶的遗传合成信息,而且它们在难降解化合物中驯化的时间不足以进化出完整的代谢途径,同时许多纯培养的研究发现,在生物降解过程中会有毒性中间物质积累,因此彻底矿化通常需要一个或一个以上的营养菌群(如发酵-水解菌群、产硫菌群、产乙酸菌群及产甲烷菌群等)。一种微生物降解一部分,经过数种微生物的接力作用和协同作用,经过多步反应将有毒化合物完全矿化,微生物的群体作用更能抵抗生物降解中产生的有毒物质[6]。笔者等利用菌种间协同关系构建的复合系不仅高效率分解木质纤维素,而且菌种组成长期稳定,不易被杂菌污染[36,37],在此基础上赋予农药分解功能的复合系对多种农药具有强烈的分解能力,其作用机理有待作进一步的细致工作。关于混合培养中的微生物群落的代谢协同作用,至少可以将微生物群落分为7种:(1)提供特殊营养物;(2)去除生长抑制物质;(3)改善单个微生物的基本生长参数(条件);(4)对底物协调利用;(5)共代谢;(6)氢(电子)转移;(7)提供一种以上初级底物利用者[6]。另外,分子生态学技术的应用证明,目前人类能够分离纯化的微生物种类及其有限,甚至自然界中99%的微生物目前无法纯培养[38],因而只有培育复合系才能包含这些重要而无法纯培养的微生物种类。2 研究中存在的问题 虽然农药残留的微生物降解研究已经取得了很大的进展,而且也有了一些应用的实例,但研究大多局限在实验室中,农药降解菌完全走出实验室到实际应用中还有一段路要走。农药微生物降解的问题主要有以下几方面。 2.1 单一菌株的纯培养问题 以往的研究主要集中在单一菌株的纯培养上,在实验室内获得纯培养的菌株,然后研究它的特性、降解机理等。然而这一方法完全不符合实际情况,自然状态下,是多种微生物共存,通过微生物之间的共同作用把农药降解。农药残留往往存在于土壤、农副产品、废弃物等复杂环境中,即使在实验室内一株菌的降解活性再大,到了这种复杂条件下可能无法生存或起不到期望的作用。 2.2 环境条件对微生物降解农药的影响 外部环境对微生物生长和对农药的降解影响很大,如环境的温度、水分含量、pH、氧含量等,而自然环境中这些因素变化很大,这直接影响到微生物对农药的降解。如何克服环境的影响从而充分发挥目标微生物的作用是需要解决的重大问题。 2.3 微生物降解目标化合物对降解的影响 目标化合物的浓度是否能使微生物生长,另外,农药污染环境的化合物组分很不稳定,波动很大,这给以工程措施微生物降解农药化合物带来困难。 2.4 微生物与被降解物接触的难易程度 被农药污染的环境有土壤、空气、水体及蔬菜瓜果等,对于土壤和水体的污染,微生物很容易与污染物接触,从而发挥它们的降解功能。但是,对于被农药污染的食品来说,利用微生物降解残留的农药很难,因为微生物无法与存在于物体内部的残留农药接触,无法发挥它们的作用,而只能降解残留在物体表面的部分。这种限制需要人们尽快解决,从而扩大微生物降解农药的应用范围。 2.5 微生物的适应性问题 所接种的微生物能否适应污染的环境,这不仅包括上述提到的物理环境,还涉及到生物之间的关系。接种到环境中的微生物受到抑制物的影响,或者受到包括捕食者在内的土著微生物的影响,甚至受到拮抗作用而不能生长等,这些都可以造成接种的微生物不能成为优势菌从而失去对农药的降解作用。构建多菌株复合系,具有稳定性和抗污染性强的优点,但即使是多菌混合培养的复合系也同样存在能否成为优势群体的问题。 3 堆肥法消除污染物 现代城市生活垃圾、有机固体废弃物、污泥中含有大量的有机污染物及重金属,农业有机固体废弃物中也含有大量的残留农药及其由于利用污水灌溉等可能导致的其他污染物。而堆肥法是消除这些污染,使有机固体废弃物无害化、资源化和产业化的有效途径之一。在堆肥过程中,通过堆肥体系中微生物的降解作用和挥发、沥滤、光解、螯合和络合等非生物方法消除污染物。堆肥法消除污染物主要有:(1)将被污染的物质或污染物与堆肥原料一起堆制处理;(2)将污染物质与堆制过的材料混合后进行二次堆制;(3)在被污染的土壤中添加堆肥产品,利用堆肥中的微生物消除土壤污染[39]。所以,堆肥法既可以消除污染,又可得到高质量的堆肥产品,对环境污染治理和农业的可持续发展意义重大。20世纪90年代以来,国内外有很多学者在此方面做了大量研究且取得了一定的进展[26,40~43]。 将人工构建微生物的复合体系,接种到农药污染土壤中,或利用活性的农业有机废弃物堆肥来改良已经被污染的土壤是一个好办法,因为活性堆肥内含有复合的微生物体系,在污染的土壤环境中更容易成为优势菌群。这就涉及到复合系的构建,微生物复合系的构建需要传统的和现代的方法相结合。从已有的堆肥体系中和已经污染了的土壤环境中分别富集培养微生物,得到土著微生物的复合系和堆肥菌复合系,然后进行复合微生物体系内部各个组分的特性、功能和多样性研究。菌株的抗药性鉴定,再把各个有功能的组分重新复合,组成一个新的复合体系,这一复合系不仅具有强有力的功能,又更能适应土著环境。直接应用复合系治理土壤污染,或者利用复合系生产农业有机废弃物堆肥来改良土壤。 4 结 语 很多研究已经证明,在农药污染的一些环境中诱导出天然的降解农药的微生物,那么是否可以采取一些条件控制措施,充分调动这些土著微生物的作用,尽量采用原位生物修复,而不用人为地接种微生物,这值得进一步探讨和研究。

1.Feigl 反应:醌类衍生物在碱性条件下加热与醛类、邻二硝基苯反应,生成紫色化合物。

原理如下,醌类在反应中仅起传递电子作用。

2.无色亚甲蓝显色试验:无色亚甲蓝乙醇溶液(1mg/ml)专用于检出苯醌及萘醌。样品在白色背景下呈现出蓝色斑点,可与蒽醌类区别。

3.Kesting-Craven 反应:当苯醌及萘醌类化合物的醌环上有未被取代的位置时,在碱性条件下与含活性次甲基试剂,如乙酰乙酸酯、丙二酸酯反应,呈蓝绿色或蓝紫色。蒽醌类化合物因不含有未取代的醌环,故不发生该反应,可用于与苯醌及萘醌类化合物区别。

4. Borntrager 反应:在碱性溶液中,羟基醌类颜色改变并加深,多呈橙、红、紫红及蓝色。如羟基蒽醌类化合物遇碱显红至紫红色,称为Borntrager反应。蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物需氧化形成羟基蒽醌后才能显色,其机制是形成了共轭体系。

5.与金属离子的反应:蒽醌类化合物如具有α-酚羟基或邻二酚羟基,则可与Pb2+、Mg2+等金属离子形成络合物。与Pb2+形成的络合物在一定pH条件下能沉淀析出,与Mg2+形成的络合物具有一定的颜色,可用于鉴别。如果母核上只有一个α-OH或一个β-OH,或两个-OH不在同环上,则显橙黄色至橙色;如已有一个α-OH,并另有一个-OH在邻位则呈蓝色至蓝紫色,若在间位则显橙红色至红色,在对位则显紫红色至紫色。

5、6题显然无争议,答案分别为D、B选项;4题,B选项用于检出苯醌及萘醌,可与蒽醌类区别,为正确答案。D选项,Borntrager 反应系指碱性溶液中,羟基醌类颜色改变并加深,并非特定指出是蒽醌类。然而,当苯醌和蒽醌的结构中均带有羟基时,两者均会发生在碱溶液中颜色改变的现象,所以无法用该方法区别苯醌和蒽醌。E选项,蒽醌类化合物如具有α-酚羟基或邻二酚羟基,则可与Pb2+、Mg2+等金属离子形成络合物。如若不具有以上结构,岂不是无法区分苯醌和蒽醌了,所以该方法并非完全使用。

尽全力解释了这么多,望采纳~~~

西府海棠光合特性研究现状论文

可以说,在落叶果树种质资源的研究和评价方面,苹果属是最受重视、资料积累最多的树种之一。对此,我们分为以下几个方面进行介绍。

(一)苹果属植物的遗传性状

1.苹果属植物基因的确定如表3-1-7所示,至目前,在苹果属植物上已有二十多种性状的受控基因已被确定。但是,作为一个生物体,其基因组成高达数十万、甚至数百万个,因此,大量的其它性状基因仍待鉴定确立。另需指出的是,在梨属、山楂属、花楸属以及梨亚科的其它属中,都存在着许多苹果改良有用的基因。当研究并确定这些基因后,可以借助基因工程的手段将其导入苹果植物中。

表3-1-7 苹果属植物已鉴定确立的基因类型

2.苹果属植物的染色体数目及倍性

苹果属植物的染色体基数x=17。大多数苹果属植物(包括栽培品种)为二倍体(x=34),但在苹果属植物中,由表3-1-8也可看出,多种倍性的多倍体(3x,4x,5x)占有很大的比例。多倍化是苹果属植物的一个重要进化途径。一方面多倍体可塑性大,生存性和适应性强等特性对苹果科研和生产有较大的利用价值;另一方面,许多杂种起源的苹果种类具有无融合生殖特性,而在苹果属无融合生殖的种类中许多是多倍体。

表3-1-8 苹果属植物的染色体数目及倍性

表3-1-8 苹果属植物的染色体数目及倍性(续)-1

表3-1-8 苹果属植物的染色体数目及倍性(续)-2

3.苹果属植物的核型分析

梁国鲁(1986)对苹果属植物31个种类的核型分析结果(表3-1-9)表明,供试的苹果属植物中,除昭觉红花有一对正中着色点染色体(M)外,其余种类的核型只包括中部着丝点染色体(m)和近中部着丝点染色体(sm)。无近端着丝点染色体(st)及端部着丝点染色(t)。因此,苹果属植物的染色体长度均属小染色体范畴。作者由此将供试苹果属植物从细胞学角度分为六大类型,即:

表3-1-9 苹果属植物种类的核型分析

表3-1-9 苹果属植物种类的核型分析(续)-1引自梁国鲁,1986,西南农业大学学报。

A型:昭觉红花;B-1型:丽江山定子(zx)、锡金海棠、垂丝海棠、滇池海棠、西蜀海棠、沧江海棠、河南海棠;B-2型:山定子及各类型,毛山定子;B-3型:金冠、M7、楸子、新疆野苹果;C型:石柱湖北海棠、卢氏黄果、平邑甜茶、泰山海棠、盐源湖北海棠、西府海棠、海棠花、三叶海棠、变叶海棠、巴山矮花红;D型:昭觉丽江山定子、马尔康湖北海棠、卢氏红果、小金海棠。

对这些苹果属植物种类的亲缘关系和进化趋势,作者探讨认为,昭觉红花是苹果属中比较原始的类型。苹果属植物的核型进化趋势可能是:A型→B-1型→B-2型→B-3型→C型→D型。

4.苹果属植物的同工酶研究

李育农等、肖尊安等对苹果属植物种类进行过氧化物酶同工酶研究的结果表明(图3-1-6),苹果属植物种类和种间酶谱均有差异,这与其演化过程中发生基因突变、染色体倍数变化和相互杂交有关;种内多倍体酶谱的差异与亲本类型关系较大。苹果属植物中,苹果亚组的三个基本种为原产欧洲的森林苹果,原产我国新疆的新疆野苹果和绵苹果;湖北海棠为山定子亚组的基本种;而三叶海棠亚组的基本种为三叶海棠。同时发现,苹果属植物种类形态特征的渐进性与其同工酶谱带的由简入繁是相一致的。

图3-1-6 苹果属植物过氧化物酶同工酶酶谱

(引自肖尊安等,“中国苹果属植物种群间的亲缘关系及其演化初探”,西南农业大学学报,1986)

(二)苹果属植物的植物学性状

1.苹果属植物幼叶卷迭式的研究

江宁拱(1989)对34种苹果属植物的研究发现,苹果属植物幼叶卷迭式除以前普遍认为的席卷式和对折式两种外,还有内卷式、内卷—席卷式和对折—席卷式三个新的类型(表3-1-10)。对折式和内卷式在系统发生上较原始,而席卷式、内卷—席卷式和对折—席卷式则较进化。幼叶为内卷式和对折式的种,其染色体大多数为二倍体(2n=34);席卷式、内卷—席卷式、对折—席卷式的各个种多为三倍体(2n=51)和四倍体(2n=68),有些种还伴有花粉败育及无融合生殖的特征。

表3-1-10 苹果属植物幼叶卷迭式引自李育农等,1990,苹果属植物种质资源研究论文汇编(第一集),西南农业大学园艺系。

引自江宁拱,“苹果属植物幼叶卷迭式研究”,1989,西南农业大学学报。

2.苹果属植物花粉的研究

杨晓红(1986)对苹果属植物花粉扫描电镜的观察结果(表3-1-11,表3-1-12)表明,苹果属植物花粉形状、大小和纹饰等在种间表现出明显的差异。苹果属植物花粉的演化路线是原始的种,其花粉粒呈长圆形(P/E值大)、赤面饰纹呈条网状、萌发孔不外露、孔沟浅;较进化的种,其花粉粒呈近球形(P/E值小)、赤面饰纹呈条状、萌发孔外露、孔沟深。花粉粒的P/E值与果实直径呈显著负相关。近球形花粉基因与大果基因、长球形花粉基因与小果基因相连锁,且彼此靠得很近。

表3-1-11 苹果属植物花粉整体性状与分类的关系李育农等,1990,苹果属植物种质资源研究论文汇编(第一集),西南农业大学园艺系。

引自杨晓红,“苹果属植物花粉观察研究”,1986,西南农业大学学报。

表3-1-12 苹果属植物花粉外壁性状

表3-1-12 苹果属植物花粉外壁性状(续)-1

表3-1-12 苹果属植物花粉外壁性状(续)-2

李育农等,1990,苹果属植物种质资源研究论文汇编(第一集),西南农业大学园艺系。

引自杨晓红,“苹果属植物花粉观察研究”,1986,西南农业大学学报。

(三)苹果属植物的农业性状

1.苹果属植物物候期的观测

和其它果树一样,苹果属植物的物候期也具顺序性、重叠性及重演性等特性(图3-1-7)。由于品种、地区、气候条件、地形及年份间的差异,对特定品种在特定地区的物候期,必须进行长期、细致的观察、积累。在此我们仅引一例说明(表3-1-13)。

图3-1-7 华北地区乔木落叶果树物候期示意

(引自彭世祺、潘季淑,“物候期”,《中国农业大百科全书·果树卷》,1993)

表3-1-13 三个苹果品种在不同地区的物候期(日/月)

2.苹果属植物产量性状的研究

鉴于苹果属植物的产量性状的遗传特性已在《果树育种学》中有较详细、全面论述,在此我们仅对目前已研究的部分苹果品种资源的产量性状进行介绍,后面将介绍的其它农业性状(品质、耐贮运性、抗性和适应性等)也同此。表3-1-14所列为已研究、并有(育种)利用潜力的部分苹果品种资源的产量性状。

表3-1-14 部分苹果品种资源的产量性状

3.苹果属植物品质性状的研究

部分苹果品种资源的品质性状如表3-1-15所示。

表3-1-15 部分苹果品种资源的品质性状

4.苹果属植物储运性状的研究

在苹果品种资源中,果实贮运期长、较耐贮运的品种有富士、国光、澳洲青苹、罗马美丽、倭锦、乔纳金、黑阿堪、Braeburn、Bramley、实生、可口香、秦冠、Winesap、Limbertwig、Idared、Keepsake等。

5.苹果属植物抗逆性和适应性的研究

见表3-1-16。

表3-1-16 部分苹果品种对病、虫害的反应

表3-1-16 部分苹果品种对病、虫害的反应(续)-1

表3-1-16、表3-1-17分别列出了部分苹果属植物和苹果品种对病虫害的反应。部分苹果属植物对不良自然条件(冬季低温、干旱、水涝、盐碱)的抗逆性能如表3-1-18所示。此外,需寒量少的苹果资源有安娜、Ein Shemel、Dorsett Golden、Beverly Hills;Novole抗田鼠;花期晚而可避免晚霜为害的苹果资源有君袖、罗马美丽、Spatebluhender、Konigzuur、Gros Bois和国光等。

表3-1-17 部分苹果属植物对病、虫害的反应

表3-1-18 部分苹果属植物对不良自然条件的抗逆性

表3-1-18 部分苹果属植物对不良自然条件的抗逆性(续)-1

6.苹果属植物其它性状的研究

还有一些性状,如淄博短枝的突出的短枝性状、垂枝国光的枝条自然下垂的特性等等,在苹果属种质资源的研究和评价工作中,也是重要的项目。表3-1-19列出了部分苹果品种资源的矮化性状及多倍体性状。

表3-1-19 部分苹果品种资源的矮化、多倍体性状

我国苹果生产中,常用的砧木(乔化砧)资源有西府海棠、楸子、山定子、塞威氏苹果及湖北海棠等,对这些砧木资源的综合评价如表3-1-20所示。而通过研究苹果生产上常用矮化砧特性及其与主栽品种亲和性和适宜组合,李恩生、王继世提出了苹果主栽品种的适宜矮化砧组合(表3-1-21)。

表3-1-20 苹果常用乔化砧的综合性状

表3-1-21 苹果主栽品种的适宜组合

引自《中国农业百科全书·果树卷》,李恩生、王继世,“砧穗组合”,1993。

此外,鉴于苹果属植物种子繁殖苗的变异性大,整齐度差,故对具有无融合生殖特性的苹果种质资源(如湖北海棠、变叶海棠、小金海棠等)及其无融合生殖特性也应作为种质资源研究和评价工作中的重要内容。

(四)具有观赏价值的苹果属种质资源

苹果浓郁的树冠、多样的树姿、美丽的花朵、形色各异的果实等表现型,使得苹果极具绿化园地、美化环境的功效。前述的苹果属植物(种、品种等)在主要用作砧木、供鲜食或加工等用途的同时,兼具观赏的功能。在苹果属植物中,有些种和品种的主要用途实际上就是其观赏价值。对这些种质资源的研究和评价也就从观赏角度考虑(表3-1-22)。

表3-1-22 苹果属的观赏资源及其评价

西府海棠和垂丝海棠都是属于海洋系列,都具备不错的园林价值,只是在生长特性、花型等方面存在一些差异,不能单纯的说哪个更好,只是每个人的欣赏角度不一样。

西府海棠和垂丝海棠都是美丽的观赏植物,但它们的生长条件和养护方式略有不同。

西府海棠喜欢半阴或者阳光较弱的环境,适宜在肥沃、疏松、排水良好的土壤中生长。在夏季高温时,需要保持充足的湿度,避免叶片干枯。西府海棠也需要适当的修剪和定型,以促进枝叶的分布和花朵的开放。

垂丝海棠则更喜欢充足的阳光,适宜在疏松、肥沃、排水良好的土壤中生长。垂丝海棠的花期较长,开花量也比较多,但也需要适当的修剪和整形,以促进植株的健康生长。

因此,养护哪种海棠更好取决于您所拥有的生长条件和自己的养护经验。如果您的生长环境适合西府海棠的生长需求,那么西府海棠可能更容易被养护得健康美丽;如果您的环境适合垂丝海棠,那么垂丝海棠可能更适合您的需求。在养护任何植物时,注意浇水、施肥、修剪和防治病虫害都非常重要。

西府海棠的病虫防治

要注意防治金龟子、卷叶虫、蚜虫、袋蛾和红蜘蛛等害虫,以及腐烂病、赤星病等。

腐烂病,又称烂皮病,是多种海棠的重要病害之一,危害树干及枝梢。一般每年4月~5月开始发病,5月~6月为盛发期,7月以后病势渐趋缓和。发病初期,树干上出现水渍状病斑,以后病部皮层腐烂,干缩下陷。后期长出许多黑色针状小突起,即分生孢子器。

防治方法:清除病树,烧掉病枝,减少病菌来源。早春喷射石硫合剂或在树干刷涂石灰剂。初发病时可在病斑上割成纵横相间约0.5厘米的刀痕,深达木质部,然后喷涂杀菌剂。

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