生物学专业硕士毕业论文
生物科学是对生命活动规律和生命本质进行研究的一门学科,是认识自然的有利工具。那么关于生物学专业硕士毕业论文要求怎么写的呢?我们不妨来参考下范文吧!以下是我为您搜集整理提供到的生物学专业硕士毕业论文内容,希望对您有所帮助!欢迎阅读参考学习!
摘要:随着我国对科学技术的探究和发展,生物科学与技术研究成为21世纪以来人类关注的重点话题,其发展与人们的生活息息相关,改变着人们的生产活动和生活面貌。随着生物科学技术的不断成熟,生物科学逐渐运用于现代医疗领域、农学领域和工业领域,它对基因遗传和生物化学的研究也具有重大意义。因此,重视生物科学的发展与应用,是关乎生活的重要话题。本文从生物科学的应用、研究成果进展和生物科学技术对社会的影响三方面对生物科学的发展与应用进行阐述。
关键词:生物科学;科学技术;发展;应用;研究进展
生物科学是对生命活动规律和生命本质进行研究的一门学科,是认识自然的有利工具。20世纪50年代以来, DNA双螺旋结构的构建和基因重组等技术的重大突破发展,使得现代的生物技术逐渐趋于成熟。生物科学的发展对医学领域和农业领域的发展有重大的推动作用。重视生物科学的发展对人类的生产生活带来了巨大的影响。
一、生物科学的研究成果及发展
(一) 基因组计划的实施
破译基因的遗传码,解开生命的奥秘是基因破译的主要目的。目前,科学研究人员对遗传图、物理图和转录图的制作工作已由相关的制作单位完成,这在理论上具有重大的进步意义的同时也具有重要的实践意义和很高的商业价值。2013年的1月中国科学家成功破译了小菜蛾基因组,历时三年的研究,终于得出了小菜蛾的基因组图谱,科学家指出,将进一步与国内外人员合作交流,在小菜蛾基因组的研发完成后,将继续开展研究与抗药性和食性生长发育密切相关的功能基因组学和遗传学,为小菜蛾的有效防御、持续控制提供科学依据。
(二)细胞全能技术的实施与应用
随着人类基因组图谱的进一步发展,更多的生物模式经重要的动植物基因组将不断被揭露。细胞全能技术是一项快速纯合创造新品种的先进技术。21世纪后,生物的起源、原始细胞的产生和新生物的形式与改造等重大理论问题在我国已经得到重大的发展。人类对生物生命本质的认识将会进一步的提高,这对生物细胞全能技术的理论性和实践性的发展都将会产生重大的'影响,对新品种作物的选育具有指导性因素。
(三)生物识别技术
生物识别技术是指依据人类自身所固有的生理或行为特征而进行识别的一种技术。目前,应用最为广泛的包括有:指纹识别、手掌几何学识别、声音识别、面部识别等。生物识别具有不易遗忘、防伪性能高、不易被盗、便于携带等特点,容易和电脑配套使用,从而增强在使用过程中的自动化管理,已广泛用于胜负、军队、银行等地。但生物识别技术中由于其中一部分技术含量较高,现在还处于试验阶段。
二、生物科学的应用
(一) 农业领域的生物科学技术
20世纪以来,在生物科学领域,分子生物学的诞生及现代生物技术的兴起已然成为人类社会进步最伟大的事件之一。20世纪末21世纪初,对基因组学的突破性研究推动了生物技术进入迅猛发展的阶段。动植物和微生物技术在农业领域的发展已对农业起到了极大的推动作用。不仅如此,转基因技术的推广应用使得农业得到了相应的发展。同时,抗病虫、除草剂的使用推进了转基因棉花、玉米、花生、大豆等的商业化发展。现代分子生物学与传统的动植物育种学催生了新型的分子育种学。
(二) 生物科学在医学上的应用
药品领域的开发对生物科学的运用已达到相对成熟的阶段。改革开放后,生物技术制药受到了相对高度的重视,为生物高新技术的发展投入了大量的人力财力,因此,我国生物技术制药得到了快速的发展,已达到国际水平。2013年7月,深圳华大基因研究院亚洲癌症研究组织合作完成干细胞癌基因研究项目,这是继乙肝病毒整合机制研究之后的又一项重要生物科学研究成果。通过对88例癌患者进行全基因组测序,发现了一些列与肝细胞癌发生发展相关的基因突变,找到了肝细胞癌发生的两条关键性途径,从而为日后肝细胞癌治疗法的药物开发奠定了基础。
三、生物科学对社会带来的影响
20世纪70年代以来,随着生物科学的发展,生物科学基础的研究取得了不断突破。我国的生物科学技术成果在世界范围内得到了公众认可。在工业化和商业化飞速发展的今天,生物技术具有了良好的发展环境。通过对社会各个领域的发展经验总结得出,生物科学技术的发展仍然面临着众多挑战。我国的科研管理部门应对高校或科研组的科研项目加大人力财力的扶持,鼓励更多的青年科学家、技术专家投身于生物科学的研究中,并为他们提供多学科的培训,使得多学科科学的发展能具有高度的综合性,从而推进多领域的融合,促进现代社会生物科学技术的革新与健康发展。
四、结束语
生物科学技术的研究是科学应用研究的源泉,随着科学技术的进步和多种学科的融合发展,生物科学逐渐从单一化发展为多层次、多方面的科学技术,由宏观逐步发展到微观的可操作性。生物科学的发展对人们的生产生活产生了重要影响,赢得了人们越来越多的关注。我国的生物技术在发展中不断突破,研究成果已遍布全世界,相信如此下去,将会赢得生物科学的巨大成果。加大生物科学技术的研究进程,促进现代生物科学技术的良性有利发展,以实现我国科学技术又快又好的发展。
参考文献:
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微生物育种-诱变育种
摘要:分析了近几年来我国常用的几种物理诱变和化学诱变育种方法的原理、特点以及成功案例等, 为微生物诱变育种提供了依据。综述了其在酶制剂、抗生素、氨基酸、维生素、杀虫剂等高产菌种选育中的应用进展;对该技术与离子束技术、空间技术的结合在微生物菌种选育中的应用前景进行了展望。
关键词:诱变;微生物育种;应用进展;展望
微生物与酿造工业、食品工业、生物制品工业等的关系非常密切, 其菌株的优良与否直接关系到多种工业产品的好坏,甚至影响人们的日常生活质量,所以培育优质、高产的微生物菌株十分必要。微生物育种的目的就是要把生物合成的代谢途径朝人们所希望的方向加以引导, 或者促使细胞内发生基因的重新组合优化遗传性状, 人为地使某些代谢产物过量积累,获得所需要的高产、优质和低耗的菌种。作为途径之一的诱变育种一直被广泛应用。目前,国内微生物育种界主要采用的仍是常规的物理及化学因子等诱变方法。此外,原生质体诱变技术已广泛地应用于酶制剂、抗生素、氨基酸、维生素等的菌种选育中,并且取得了许多有重大应用意义的成果。
1、诱变育种
1.1物理诱变
1.1.1紫外照射
紫外线照射是常用的物理诱变方法之一, 是诱发微生物突变的一种非常有用的工具。DNA 和RNA 的嘌呤和嘧啶最大的吸收峰在260nm, 因此在260nm 的紫外辐射是最有效的致死剂。紫外辐射的作用已有多种解释,但比较确定的作用是使DNA 分子形成嘧啶二聚体[1]。二聚体的形成会阻碍碱基间正常配对,所以可能导致突变甚至死亡[2]。
紫外照射诱变操作简单,经济实惠,一般实验室条件都可以达到,且出现正突变的几率较高,酵母菌株的诱变大多采用这种方法。
1.1.2电离辐射
γ- 射线是电离生物学上应用最广泛的电离射线之一,具有很高的能量,能产生电离作用,可直接或间接地改变DNA 结构。其直接效应是可以氧化脱氧核糖的碱基,或者脱氧核糖的化学键和糖- 磷酸相连接的化学键。其间接效应是能使水或有机分子产生自由基, 这些自由基可以与细胞中的溶质分子发生化学变化,导致DNA 分缺失和损伤[2]。
除γ- 射线外的电离辐射还有X- 射线、β- 射线和快中子等。电离辐射有一定的局限性,操作要求较高,且有一定的危险性,通常用于不能使用其他诱变剂的诱变育种过程。
1.1.3离子注入
离子注入是20 世纪80 年代初兴起的一项高新技术,主要用于金属材料表面的改性。1986 年以来逐渐用于农作物育种,近年来在微生物育种中逐渐引入该技术[3]。
离子注入时,生物分子吸收能量,并且引起复杂的物理和化学上的变化,这些变化的中间体是各类活性自由基。这些自由基,可以引起其它正常生物分子的损伤,可使细胞中的染色体突变,DNA 链断裂,也可使质粒DNA 造成断裂。由于离子注入射程具有可控性, 随着微束技术和精确定位技术的发展,定位诱变将成为可能[4]。
离子注入法进行微生物诱变育种, 一般实验室条件难以达到,目前应用相对较少。
1.1.4 激光
激光是一种光量子流,又称光微粒。激光辐射可以通过产生光、热、压力和电磁场效应的综合应用,直接或间接地影响有机体,引起细胞染色体畸变效应、酶的激活或钝化,以及细胞分裂和细胞代谢活动的改变。光量子对细胞内含物中的任何物质一旦发生作用, 都可能导致生物有机体在细胞学和遗传学特性上发生变异。不同种类的激光辐射生物有机体,所表现出的细胞学和遗传学变化也不同[5]。
激光作为一种育种方法,具有操作简单、使用安全等优点,近年来应用于微生物育种中取得不少进展。
1.1.5 微波
微波辐射属于一种低能电磁辐射, 具有较强生物效应的频率范围在300MHz~300GHz,对生物体具有热效应和非热效应。其热效应是指它能引起生物体局部温度上升。从而引起生理生化反应;非热效应指在微波作用下,生物体会产生非温度关联的各种生理生化反应。在这两种效应的综合作用下,生物体会产生一系列突变效应[6]。
因而,微波也被用于多个领域的诱变育种,如农作物育种、禽兽育种和工业微生物育种,并取得了一定成果。
1.1.6 航天育种
航天育种,也称空间诱变育种,是利用高空气球、返回式卫星、飞船等航天器将作物种子、组织、器官或生命个体搭载到宇宙空间, 利用宇宙空间特殊的环境使生物基因产生变异,再返回地面进行选育,培育新品种、新材料的作物育种新技术。空间环境因素主要有微重力,空间辐射,以及其它诱变因素如交变磁场,超真空环境等,这些因素交互作用导致生物系统遗传物的损伤,使生物发生诸如突变、染色体畸变、细胞失活、发育异常等。
航天育种较其它育种方法特殊, 是航天技术与微生物育种技术的有机结合,技术含量高,成本高,个体研究者或一般研究单位都难以实现,只能与航天技术相结合,由国家来完成。
2.1 化学诱变
2.1.1 烷化剂
烷化剂能与一个或几个核酸碱基反应,引起DNA 复制时碱基配对的转换而发生遗传变异, 常用的烷化剂有甲基磺酸乙酯、亚硝基胍、乙烯亚胺、硫酸二乙酯等。
甲基磺酸乙酯( ethylmethane sulphonate ,EMS) 是最常用的烷化剂,诱变率很高。它诱导的突变株大多数是点突变,该物质具有强烈致癌性和挥发性,可用5%硫代硫酸钠作为终止剂和解毒剂。
N- 甲基- N'- 硝基- N- 亚硝基胍( NTG) 是一种超诱变剂,应用广泛,但有一定毒性,操作时应该注意。在碱性条件下,NTG 会形成重氮甲烷(CH2N2),它是引起致死和突变的主要原因。它的效应很可能是CH2N2 对DNA 的烷化作用引起的[2]。
硫酸二乙酯( DMS) 也很常用,但由于毒性太强,目前很少使用。乙烯亚胺,生产的较少,很难买到。使用浓度0.0001%~0.1%,高度致癌性,使用时需要使用缓冲液配置。
2.1.2 碱基类似物
碱基类似物分子结构类似天然碱基,可以掺入到DNA 分子中导致DNA 复制时产生错配,mRNA 转录紊乱,功能蛋白重组,表型改变。该类物质毒性相对较小,但负诱变率很高,往往不易得到好的突变体。主要有5- 氟尿嘧啶( 5- FU) 、5- 溴尿嘧啶( 5- BU) 、6- 氯嘌呤等。程世清等[25]用5- BU 对产色素菌( 分枝杆菌T17- 2- 39) 细胞进行诱变,生物量平均提高22.5%.
2.1.3 无机化合物
诱变效果一般,危险性较小。常用的有氯化锂,白色结晶,使用时配成0.1%~0.5%的溶液, 或者可以直接加到诱变固体培养基中,作用时间为30min~2d。亚硝酸易分解,所以现配现用。常用亚硝酸钠和盐酸制取,将亚硝酸钠配成0.01~0.1mol/L 的浓度, 使用时加入等浓度等体积的盐酸即可。
2.1.4 其他
盐酸羟胺,一种还原剂,作用于C 上,使G- C 变为A- T。也较常用,使用浓度为0.1%~0.5%,作用时间60min~2h。
此外,诱变时将两种或多种诱变因子复合使用,或者重复使用同一种诱变因子,效果更佳。顾正华等[7]以谷氨酸棒杆菌ATCC- 13761 为出发菌株,经DMS 和NTG 多次诱变处理,获得一株L- 组氨酸产生菌。
2、诱变剂
2.1 诱变剂的选择
在选择诱变剂时, 需要注意诱变剂的专一性, 即某一诱变剂或诱变处理优先使基因组的某些部分发生突变而别的部分即使有也很少发生突变。对诱变剂专一性的分子基础不十分了解万尽管有关的修复途径必定对此有影响, 但它们的关系并不那么简单, 其它各种因素,包括诱变处理的环境条件也能影响突变类型。
工业遗传学家很难正确地预言改良某一菌种时需要何种类型的分子水平的突变。因此, 为了产生类型尽可能多的突变体, 最适当的方法是采用几种互补类型的诱变处理。远紫外无疑是所有诱变剂中最为合适的, 似乎可以诱导所有已知的损伤类型。采取有效、安全的预防方法也很容易。在化学诱变剂中, 液体试剂比粉末试剂更易进行安全操作。的另一个不利因素是它有产生紧密连锁的突变丛的趋势, 尽管这种效应在某些体系中能成为有利条件。最后, 必须认识到可能某些特异菌系用某些诱变剂是不能被诱变的。当然这一点通过测定易检出的突变体, 如抗药性突变体或原养型回复突变体的诱变动力学可以相当容易地得到验证。[8]
2.2 诱变剂的剂量
从随机筛选的最佳效果看, 诱变剂的最适剂量就是在用于筛选的存活群体中得到最高比例的所需要的突变体, 因为这会使在测定效价的阶段更省力。
因此在菌株改良以前,为了决定所用诱变剂的最适剂量, 并为突变性的增强技术打下基础, 聪明的做法通常是测定不同诱变剂处理不同菌种时的突变动力学。用高单位突变本身来测定最适剂量有时是不可能的, 因为这种突变的检测很困难。但如使用容易检出的标记如耐药标记, 只要估计到方法的局限性, 还是可以提供一些有价值的资料的。[9]
3、原生质体诱变在工业微生物育种中的应用进展
3.1 在酶制剂菌种选育中的应用
酶制剂是活的有机体产生的有催化活性的蛋白质,是所有新陈代谢过程必不可少的要素。应用原生质体诱变技术对酶制剂的生产菌株进行诱变,已经获得了许多高产菌株。
胡杰等[10 ]对沪酿(Aspergillus oryzae) 31042米曲霉的原生质体进行紫外线-氯化锂、N-甲基- N′-硝基-N - 亚硝基胍( N - methyle - N′- nitro - N -nitrosogunidinc, NTG)复合诱变,筛选到8 株高产中性蛋白酶突变株群,其中最高产酶活力为出发菌株的1162倍,为以后的细胞融合、基因组改组等提供了优良的候选文库。
3.2抗生素高产菌种选育中的应用
抗生素是微生物细胞的次级代谢产物,目前主要采用微生物发酵法进行生物合成。由于生产菌种产量的高低受多步代谢调控的制约,高产菌株的选育也很困难。原生质体诱变作为一种诱变技术,在抗生素的高产菌种选育中已有着广泛的应用。
朱林东等[ 11 ] 通过紫外线诱变始旋链霉菌( S treptom ycespristinaespiralis)的原生质体, 得到了产普那霉素为1159g/L的高产突变株,比出发菌株提高10113%。
3.3 在氨基酸、生产溶剂及有机酸菌种选育中的应用
氨基酸是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位,在食品、饲料、医药、化学工业、农业等行业中应用广泛,各国都在大力发展氨基酸生产。发酵法已成为氨基酸生产的主要方法。因此选育高产菌株是氨基酸工业发展的重要方向。
生产溶剂和有机酸是微生物的初级代谢产物,原生质体诱变技术在生产溶剂和有机酸生产菌种选育中也取得了成效。
3.4 生素菌种选育中的应用
维生素是维持人和动物生命活动必需的、但不能自身合成的一类有机物质,在生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用。韩建荣等用激光处理青霉( Penicillium sp) PT95 的原生质体,选育到一株菌核生物量和类胡萝卜素含量均有显著提高的突变株L05。该突变株的菌核生产量提高98.6% ,菌核中的类胡萝卜素含量提高28.3% ,类胡萝卜素产率的增加幅度达到154.0%。
3.5 虫菌种选育中的应用
苏云金杆菌(B acillus thuringiensis)是从自然界中筛选出来的一大类细菌型微生物杀虫剂,多应用于农林害虫的防治中。王丽红等[ 12 ] 对苏云金杆菌NU- 2的原生质体进行紫外线-氯化锂复合诱变,筛选到的突变株发酵周期从44h缩短到40.3h,晶体蛋白含量提高10.03%。
4、 展望未来
近年来,随着新的诱变源的出现,原生质体诱变技术的应用也会有新的进展。离子束作为一种新的诱变源,有其特有的作用机理[ 13 ] ,使得离子束诱变具有诱变谱广、变异幅度大、突变率高等优点,其应用也取得了很多重要的成果,特别是运用离子注入选育Vc菌株的成功,为我国的VC 行业增添了活力。航天搭载的微生物菌种,能借助微重力、空间辐射、超真空等综合空间环境因素的转换,在较短时间里创造目前其它育种方法难以获得的罕见基因突变,以此来进行微生物育种是空间技术育种的一个重要的应用领域。利用空间技术对某些抗生素的产量提高及酶制剂研究曾有些可喜的结果。将离子注入、空间技术与微生物原生质体技术结合起来,微生物原生质体诱变技术将会有更加广阔的应用前景。
5、结语
随着遗传学和分子生物学领域的飞速发展, 许多新型复杂的技术被应用于菌种选育, 如原生质体融合育种技术和基因工程育种技术等, 但是诱变育种技术仍是提供菌株生产能力的重要有效手段。它获得的正突变率相对较高,可以得到多种优良突变体和新的有益基因类型。另一方面,诱变育种存在一定的盲目性和随机性,在实际应用中,研究者应根据出发菌株及实验室条件等具体情况来选择合适的诱变方法。本实验室将物理因子和化学因子结合起来对多种酵母菌株进行复合诱变,均得到了理想菌株。此外,我们正在尝试反复采用几种诱变因子进行多次诱变,以期得到更为理想的菌株。
一、树立正确的生物学观点 树立正确的生物学观点是学习生物的重要目标之一,正确的生物学观点又是学习、研究生物学的有力武器,有了正确的生物学观点,就可以更迅速更准确地学到生物学知识。所以在生物学学习中,要注意树立生命物质性、结构与功能相统一、生物的整体性、生命活动对立统一、可持续高效发展、生物进化和生态学等观点。 1.生命物质性观点 生物是由物质组成,一切生命活动都有其物质基础。从万物之灵的人类到单细胞的细菌,以及无细胞结构的病毒等,所有生物都是由碳、氢、氧、氮、硫、磷、钙、铁、铜等几十种化学元素组成的,并且这几十种化学元素在无机自然界都是可以找到的。生物体能够完成各种各样的生命活动,而一切生命活动都是通过一定的生命物质来实现的,如果没有生命物质也就没有生命活动。 2.结构与功能相统一的观点 结构与功能相统一的观点包括两层意思:一是有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在;二是任何功能都需要一定的结构来完成。例如叶的表皮是五色透明的,表皮细胞排列紧密,向外一面的细胞壁上有透明而不易透水的角质层。表皮的这种结构的存在,就既利于阳光透过,又能防止叶内水分过多地散失,还能保护叶内部不受外来的伤害;而阳光透入,防止水分散失,保护叶内组织,又需要一定的结构来完成,这就是表皮。 3.生物的整体性观点 系统论有一个重要的思想,就是整体大于各部分之和,这一思想也完全适合生物领域。不论是细胞水平、组织水平、器官水平,还是个体水平,甚至包括种群水平和群落水平,都体现出整体性的特点。例如,细胞膜、线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体、质体、液泡等细胞器都有其特有的功能,但是只有在它们组成一个整体--细胞的时候才能完成新陈代谢的功能,如果离开了细胞的整体,单独的一个细胞器是无法完成它的功能的。 4.生命活动对立统一的观点 生物的诸多生命活动之间,都有一定的关系,有的甚至具有对立统-的关系,例如,植物的光合作用和呼吸作用就是对立统一的一对生命活动。光合作用的实质是合成有机物,储存能量;呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量。很明显,两者之间是相互对立的。呼吸作用所分解的有机物正是光合作用的产物,可以说,如果没有光合作用,呼吸作用就无法进行;另一方面,光合作用过程中,原料和产物的运输所需要的能量,也正是呼吸作用释放出来的,如果没有呼吸作用,光合作用也无法进行。因此说,呼吸作用和光合作用又是相互联系、相互依存的。只有光合作用和呼吸作用的共同存在,才能使植物体的生命活动正常进行。 5.生物进化的观点 辩证法认为,一切事物都处在不断地运动变化之中,任何事物都有-个产生、发展和灭亡的过程。生物界也不例外,也有一个产生和发展的过程,所谓产生就是生命的起源,所谓发展就是生物的进化。生命的起源经历了从无机小分子物质生成有机小分子物质,再形成有机高分子物质,进而组成多分子体系,最后演变为原始生命的变化过程;生物的进化遵循从简单到复杂,从水生到陆生、从低等到高等的规律。 6.生态学观点 生态学观点的基本内容是生物与环境之间是相互影响、相互作用的,也是相 互依赖、相互制约的。生物与环境是一个不可分割的统一整体。人类社会的发展进程中产生了环境问题,人类与环境的矛盾,处于不断变化之中,永无止境。人类必须依靠科技进步和教育发展,逐步更新人口观念,提高人口素质,合理开发资源,高效利用资源,保护生态,治理环境,走生存与发展的新路。 二、掌握科学的学习方法 学习方法的优劣是学习成败的关键,要想取得理想的学习效果,必须掌握科学、高效的学习方法。与学习生物学关系比较密切的学习方法有观察方法、做笔记的方法、思维方法和记忆方法等。 1.观察方法 学习过程从本质上说是一种认识过程。认识过程是从感性认识开始的,而感性认识主要靠观察来获得,所以观察方法就是首要的学习方法。观察方法主要包括顺序观察、对比观察、动态观察和边思考边观察。 (1) 顺序观察 顺序观察包括两层意思。从观察方式上来说,一般是先用肉眼、再用放大镜、最后用显微镜。用显微镜观察也是先低倍镜,后高倍镜。例如,对植物根尖的观察,就是先用肉眼观察幼根,根据颜色和透明程度区分出根尖的四部分,然后再用放大镜观察根尖的根毛,最后用显微镜观察根尖的纵切片;认识根尖各区的细胞特点。从观察方位上来说,一般采取先整体后局部,从外到内,从左到右等顺序。例如对一朵花的观察,就要先从整体上观察花形、花色,然后从外到内依次观察花萼、花冠、雄蕊、雌蕊。 (2)对比观察 对比观察有利于迅速抓住事物的共性和个性,从而把握住事物的本质。如观察线粒体和叶绿体的结构时,就要先异中求同:它们都有双层膜,都含有基粒、基质、酶、少量的DNA和RNA。然后再同中求异:线粒体的内膜折叠成嵴,叶绿体的内膜不向内折叠;线粒体有与呼吸作用有关的酶,且酶分布在内膜、基粒、基质中;而叶绿体内有与光合作用有关的酶,而酶分布在基粒层和基质中;叶绿体中有叶绿素,而线粒体中没有。 (3)动态观察 对生物生活习性、生长过程、生殖发育的观察都属于动态观察。动态观察的关键是把握观察对象的发展变化。例如观察根的生长,在幼根上等距画墨线后的继续培养过程中,重点就是观察各条墨线间距离的变化,从而得出根靠根尖生长的结论。 (4)边思考边观察 观察是思维的基础,思维可促进观察的深入,两者是密不可分的。所以要带着问题观察,边思考、边观察。例如用显微镜观察叶片的结构时,就要边观察、边思考下列问题:①表皮细胞的颜色和排列状况是怎样的?②叶肉中接近上表皮的细胞与接近下表皮的细胞在形状、排列状况和内部绿色颗粒多少等方面有什么不同?③叶脉细胞是什么颜色和形状?这些细胞是怎样排列的? 2.做笔记的方法 鲁迅先生说:"无论什么事,如果继续收集资料,积累十年,总可以成为一个学者。"总结中外许多学者的经验,可以说,做笔记是一条成才的途径。做笔记的方式很多,在生物学学习中,主要有阅读笔记、听讲笔记和观察笔记三种。 (1)阅读笔记 要想使学到的东西长期储存、随时提取、应用自如,就要在读书时,随时作 读书笔记。阅读笔记主要有以下几种。 ①抄写笔记,又分为全抄和摘抄,做这种笔记应注意抄后校对,避免漏误,然后标明出处,以备日后查考。 ②卡片笔记,卡片内容不限,因人而定,但一般应具有资料类别、编号、出处、著者姓名,正文等内容。需要注意的是,每张卡片写一个内容,并及时进行分类归档或装订成册。 ③批语笔记,即在书页空。白处随手记下对原文的个人意见和心得体会等。 ④符号笔记,即在原文之间标注符号以对原文加深理解。常用符号有黑点、圆圈、直线、曲线、双线、虚线、箭头、方框、三角、惊叹号、问号等。作符号笔记应注意两点:一是符号意义必须明确,并且要贯彻始终;二是符号不能过多过密,否则重点难以突出。 ⑤概要笔记,即对某本书或某篇文章用自己的语言概括写出其重点内容。 (2)听讲笔记 即听报告、听讲座和课堂听课的笔记,做这种笔记的突出矛盾是记的速度赶不上讲的速度,为此要做到"三记三不记"即重点问题、疑难之处,书上没有的记;次要问题、易懂之点、书上有的不记。 (3)观察笔记 即在生物课内外对生物形态和生命现象进行观察时所作的记录。做这种笔记要注意细节,注意前后比较和过程变化,并要抓住特征。 3.思维方法 思维能力是各种能力的核心,思维方法是思维能力的关键,所以思维方法在学习方法中占有核心的位置。在生物学学习中常用的思维方法有分析和综合的方法、比较和归类的方法、系统化和具体化的方法及抽象和概括的方法。 (1)分析和综合的方法 分析就是把知识的一个整体分解成各个部分来进行考察的一种思维方法,综合是把知识的各个部分联合成一个整体来进行考察的一种思维方法,分析和综合是生物学学习中经常使用的重要方法,两者密切联系,不可分割。只分析不综合,就会见木而不见林;只综合不分析,又会只见林而不见木。在实际运用时,既可先分析后综合,也可先综合后分析,还可以边分析边综合。 (2)比较和归类的方法 比较是把有关的知识加以对比,以确定它们之间的相同点和不同点的思维方法。比较一般遵循两条途径进行:一是寻找出知识之间的相同之处,即异中求同;二是在寻找出了事物之间相同之处的基础上找出不同之处,即同中求异。 归类是按照一定的标准,把知识进行分门别类的思维方法。生物学习中常采用两种归类法:一是科学归类法,即从科学性出发,按照生物的本质特性进行归类;二是实用归类法,即从实用性出发,按生物的非本质属性进行归类。 比较和归类互为前提,一方面只有通过比较,认识生物的异同点之后,才好进行归类;另一方面,只有把生物进行归类,才好进行比较。因此在生物学学习过程中要把两者有机地结合起来。 (3)系统化和具体化的方法 系统化就是把各种有关知识纳入一定顺序或体系的思维方法。系统化不单纯是知识的分门别类。而且是把知识加以系统整理,使其构成一个比较完整的体系。在生物学学习过程中,经常采用编写提纲、列出表解、绘制图表等方式,把学过的知识加以系统地整理。 具体化是把理论知识用于具体、个别场合的思维方法。在生物学学习中,适用具体化的方式有两种:一是用所学知识应用于生活和生产实践,分析和解释一些生命现象;二是用一些生活中的具体事例来说明生物学理论知识。 (4)抽象和概括的方法 抽象是抽取知识的非本质属。性或本质属性的一种思维方法,抽象可以有两种水平层次的抽象:一是非本质属性的抽象;二是本质属性的抽象。 概括是将有关知识的非本质属性或本质属性联系起来的一种思维方法,它也有两种水平层次:一是非本质属性的概括,叫做感性概括;另一种是本质属性的概括,叫做理性概括。 抽象和概括也是互为前提的,相辅相成的,在学习过程中应有意识地进行抽象中以概括,概括中以抽象,以达到对知识正确、深入的掌握。 4.记忆方法 记忆是学习的基础,是知识的仓库,是思维的伴侣,是创造的前提,所以学习中依据不同知识的特点,配以适宜的记忆方法,可以有效地提高学习效率和质量。记忆方法很多,正面仅举生物学学习中最常用的几种。 (1)简化记忆法 即通过分析教材,找出要点,将知识简化成有规律的几个字来帮助记忆。例如DNA的分子结构可简化为"五四三二一",即五种基本元素,四种基本单位,每种单位有三种基本物质,很多单位形成两条脱氧核酸链,成为一种规则的双螺旋结构。 (2)联想记忆法 即根据教材内容,巧妙地利用联想帮助记忆。例如记血浆的成分,可以和厨房里的食品联系起来,记住水、蛋、糖、盐就可以了(水即水,蛋是蛋白质,糖指葡萄糖,盐代表无机盐)。 (3)对比记忆法 在生物学学习中,有很多相近的名词易混淆、难记忆。对于这样的内容,可运用对比法记忆。对比法即将有关的名词单列出来,然后从范围、内涵、外延,乃至文字等方面进行比较,存同求异,找出不同点。这样反差鲜明,容易记忆。例如同化作用与异化作用、有氧呼吸与无氧呼吸、激素调节与神经调节、物质循环与能量流动等等。 (4)纲要记忆法 生物学中有很多重要的、复杂的内容不容易记忆。可将这些知识的核心内容或关键词语提炼出来,作为知识的纲要,抓住了纲要则有利于知识的记忆。例如高等动物的物质代谢就很复杂,但它也有一定规律可循,无论是哪一类有机物的代谢,一般都要经过"消化"、"吸收"、"运输"、"利用"、"排泄"五个过程,这十个字则成为记忆知识的纲要。 (5)衍射记忆法 此法是以某一重要的知识点为核心,通过思维的发散过程,把与之有关的其他知识尽可能多地建立起联系。这种方法多用于章节知识的总结或复习,也可用于将分散在各章节中的相关知识联系在一起。例如,以细胞为核心,可衍射出细胞的概念、细胞的发现、细胞的学说、细胞的种类、细胞的成分、细胞的结构、细胞的功能、细胞的分裂等知识。 三、注重理论联系实际 生物学的理论知识与自然、生产、生活都有较密切的关系,在生物学学习中, 要注意联系这些实际。联系实际的学习,既有利于扎实掌握生物学知识,也有利于提高自己的解决问题的能力。 1.联系自然实际 居住地附近的农田、草地、树林、公园、花园、动物园、庭院、路旁都会有许多动植物在那里生活,学习有关知识时,到这些地方去参观考察,对理论知识的理解和掌握大有益处。当学到生物与环境的知识时,更要想到保护当地的动植物资源和保护周围的生态环境。 2.联系生产实际 生物学中的许多原理都和工农业生产有密切的关系,学习这些原理时,就要考虑它能帮助解决生产上的什么问题。这样做,不仅有利于原理的掌握,而且还能为当地的经济建设服务。例如有位中学生学习了嫁接的原理后,课下不断实践,很快提高了技术,一个秋天就与家长一起嫁接了近万枝桃、梨苗,为当地的庭院种植业作出了贡献。 3.联系生活实际 生物学知识与生活实际的关系更直接、更普遍,所以在生物学学习中密切联系生活实际就更为重要。生活实际包括已有的生活常识和未来的生活行为两类。生活常识可帮助我们理解生物学知识,生物学知识也可以指导我们的生活行为。
一、种子的发芽率
种子发芽率一般是指在适宜的条件下,经浸种吸足水分的种子,在l0天内发芽的种子数占供试种子总数的百分率。它是决定种子质量和实用价值,确定播种量和用种量的主要依据。不同的种子,其发芽力往往有很大差别,相同的种子,其发芽力也会有变化。种子的发芽力受栽培条件、成熟程度、收获时的气候、入库时的种子含水率以及贮藏条件好坏、贮藏时间长短等多因素的复杂影响。如果不进行发芽测定,盲目地进行浸种、催芽或者直接播种,就有可能出现出苗不齐、苗数不足、甚至完全不出苗等现象,其结果不仅浪费粮食,又耽误了季节,造成生产被动。认真做好种子的发芽力测定,周密计算用种量,有计划地进行生产,不但可以避免出现上述情况,还可以提高产量。水稻种子发芽率常用的测定计算方法是:先从供试品种的种子容器中,分上、中、下、边缘、中央不同部位分别随机取出少量种子,去除杂质后,在水温20—30℃条件下浸24小时,然后将吸足水分的种子以100粒为一组,分成四组,分别均匀排列在铺有滤纸或草纸的4个培养皿内,并分别以等量适量的水,放在气温30—35℃环境条件—下,逐日记载发芽数,从试验开始记载10天,最后分组计算其发芽率,四组的平均数即为该种子的发芽率,其计算公式为:发芽率(%)=发芽的种子数*100/供试种子总数
二、种子发芽需要的条件
种子发芽必需的条件是水分、温度、氧气及阳光。
水分是种子发芽的首要条件。种子必须吸收足够的水分才能加速种子内部的生理作用,促进酶的活动,有利于贮藏养料的溶解和胚的增长,从而促进种子的萌发。
温度也是种子发芽必要条件之一。种子在吸收足够水分和氧气后,还需要一定的温度才能萌发,温度是种子萌发的能量来源。温度作用在于促进酶的活性,种子萌发的最适温度也就是酶的最适宜温度。此外,温度也直接影响到种子吸水快慢和呼吸强弱。在一定温度范围内,温度越高,种子吸水越快,呼吸也越强,发芽越快。
种子发芽试验需要大量的氧气。种子发芽时呼吸作用增强,如种子缺氧呼吸,造成种子不宜发芽。
不同作物种子,发芽时对光的反应不同。大部分农作物种子(如玉米、禾谷类等种子)对光照要求不严格。这些种子发芽试验时用光照或黑暗均可。有一些好光性的种子如烟草种子,芹菜种子等,只有在光照条件下才能发芽或促进发芽。还有一些嫌光性的种子,如黑草种有光照时会抑制发芽。这些种子发芽试验时应给黑暗处理。
三、种子萌发的过程
当一粒种子萌发时。首先要吸收水分。子叶或胚乳中的营养物质转运给胚根、胚芽、胚轴。随后,胚根发育,突破种皮,形成根。胚轴伸长,胚芽发育成茎和叶。
我也曾经做过两次种子萌发的实验,是用绿豆做的,第一次实验的时候,因为总是忘了给种子加水,结果种子全都干死了,终于第一次实验以失败而告终。接着马上就迎来了第二次实验,这次记得了上次的教训,我的种子终于发芽了。
我的论文主题是关于种子的,介绍了怎么样测种子的发芽率、种子萌发的条件与种子萌发的过程。这就是我的生物小论文。