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土壤受铬污染对健康的危害主要是六价铬。铬渣污染在全国二十多个省市都有报道。铬渣中含六价铬1%左右,六价铬易溶于水,所以容易经过土壤进入农作物而危害居民健康。铬在体内有蓄积作用,并能影响体内的氧化还原过程和水解过程。
三价铬和六价铬对人体健康都有害,被怀疑有致癌作用。一般认为六价铬的毒性强,更易为人体吸收,而且可在体内蓄积。六价铬的毒性比三价铬要高100倍,是强致突变物质,可诱发肺癌和鼻咽癌。三价铬有致畸作用。
扩展资料
铬的化学特性
铬是银白色金属,在自然界中主要形成铬铁矿。常见化合价有+2、+3、+6三种。铬的天然来源主要是岩石风化,由此而来的铬大多是三价铬。
铬广泛存在于自然界,其自然来源主要是岩石风化,大多呈三价;工业废水中主要是六价铬的化合物,常以铬酸根离子存在。煤和石油燃烧的废气中含有颗粒态铬。
铬是人和动物所必需的一种微量元素,躯体缺铬可引起动脉粥样硬化症。铬对植物生长有刺激作用,可提高收获量。但如含铬过多,对人和动植物都是有害的。
参考资料来源:百度百科-铬污染
铬在土壤中会以铬酸盐的形式存在,吸附无土壤结构中,无法降解,长时间会污染地下水。会被作物吸收,进入食物链,从而危害人体健康。
汞进入土壤后 95%以上能迅速被土壤吸持或固定,这主要 是土壤的粘土矿物和有机质有强烈的吸附作用,因此汞容易在 表层积累,并沿土壤的纵深垂直分布递减.土壤中汞的存在形态 有金属汞、无机态与有机态,并在一定条件下相互转化.在正常 EH和 PH范围内,汞能以零价状态存在是土壤中汞的重要特 点.植物能直接通过根系吸收汞,在很多情况下,汞化合物可能 是在土壤中先转化为金属汞或甲基汞后才能被植物吸收.无机 汞有 H gSO 4、H g (O H ) 2、H gCL 2、H gO ,它们因溶解度低,在土壤 中迁移转化能力很弱,但在土壤微生物作用下,转化为具有剧烈 毒性的甲基汞,也称汞的甲基化.微生物合成甲基汞在好氧或厌 氧条件下都可以进行.在好氧条件下主要形成脂溶性的甲基汞, 可被微生物吸收、积累而转入食物链,造成对人体的危害;在厌 氧有酶催化下,主要形成二甲基汞,它不溶于水,在微酸性环境 中,二甲基汞也可转化为甲基汞.汞对植物的危害因作物的种类 不同而异,汞在一定浓度下使作物减产,较高浓度下甚至可使作物死亡. 植物吸收和累积与汞的形态有关,其顺序是:氯化甲基 汞 >氯化乙基汞 >醋酸苯汞 >氯化汞 >氧化汞 >硫化 汞.不同植物对汞吸收能力是:针叶植物 >落叶植物;水稻 > 玉米 >高果 >小麦;叶菜类 >根菜类 >果菜类. 土壤中汞含量过高,汞不但能在植物体内累积,还会对植物 产生毒害,引起植物汞中毒,严重情况下引起叶子和幼蕾掉落. 汞化合物侵入人体,被血液吸收后可迅速弥散到全身各器官,当 重复接触汞后,就会引起肾脏损害. 镉主要来源于镉矿、冶炼厂.因镉与锌同族,常与锌共 生,所以冶炼锌的排放物中必有 ZnO、CdO ,它们挥发性强,以污 染源为中心可波及数千米远.镉工业废水灌溉农田也是镉污染 的重要来源. 镉被土壤吸附,一般在 0- 15cm的土壤层累积,15cm以下 含量显著减少.土壤中的镉以CdCO 3、Cd (PO 4) 2、及Cd (O H ) 2的 形态存在,其中以 CdCO 3为主,尤其是在 PH > 7的石灰性土壤 中,土壤中的镉的形态可划分为可给态和代换态,它们易于迁移 转化,而且能被植物吸收,不溶态镉在土壤中累积,不易被植物 吸收,但随环境条件的改变二者可互相转化.如土壤偏酸时,镉 的溶解度增高,而且在土壤中易于迁移;土壤处于氧化条件下 (稻田排水期及旱田)镉也易变成可溶性,被植物吸收也多.土壤 对镉有很强的吸着力,因而镉易在土壤中造成蓄积.镉在土壤中 吸附迁移还受伴随离子如Zn 2+、Pb 2、Cu 2+、Fe 2+、Ca 2+等的影响, 如锌的存在就可抑制植物对镉的吸收. 镉是植物体不需要的元素,但许多植物均能从水中和土壤 中摄取镉,并在体内累积.累积量取决于环境中的镉的含量和形 态.镉在植物各部分分布基本上是:根 >叶 >枝的干皮 > 花、果、籽粒.水稻研究表明同样规律,即主要在根部累积, 土壤中过量的镉,不仅能在植物体内残留,而且也会对植物 的生长发育产生明显的危害.镉能使植物叶片受到严重伤害,致 使生长缓慢,植株矮小,根系受到抑制,造成生物障碍,降低产 量,在高浓度镉的毒害下发生死亡. 镉对农业最大的威胁是产生“镉米”“镉菜”人食用这种被 镉污染的农作物,则会得骨痛病.另外,镉会损伤肾小管,出现糖 尿病,镉还会造成肺部损害,心血管损害,甚至还有致癌、致畸、 致突变的报道. 铬的污染源主要是铬电镀、制革废水、铬渣等.铬在土壤 中主要有两种价态:C r6+和C r3+.土壤中主要以三价铬化合物存 在,当它们进入土壤后,90%以上迅速被土壤吸附固定,在土壤 中难以再迁移.C r6+很稳定,毒性大,其毒害程度比 C r3+大 100 倍.而C r3+则恰恰相反,C r3+主要存在于土壤与沉积物中.土壤 胶体对三价铬具有强烈的吸附作用,并随 PH的升高而增强. 土壤中可溶性六价铬的含量很小,这是因为进入土壤中的六 价铬很容易还原成三价铬,这其中,有机质起着重要作用,并且 这种还原作用随着 PH的升高而降低.实验已证实 土壤中存在氧化锰也能使三价铬氧化成六价铬,因此, 三价铬转化成六价铬的潜在危害不容忽视. 植物对铬的吸收,95%蓄积于根部.据研究,低浓度 C r6+能 提高植物体内酶活性与葡萄糖含量,高浓度时,则阻碍水分和营 养向上部输送,并破坏代谢作用.
铀呈吸附状态赋存于表生带的岩石和矿物中,这是铀地球化学的一个重要特点。表生带中的铀酰离子带正电荷,水解能力弱,因而很容易被带负电荷的胶体粒子如粘土矿物、腐殖质、二氧化硅凝胶及铁、锰、钛的氢氧化物所吸附。粘土矿物在表生条件下对铀的沉淀与富集主要是通过吸附作用来实现的。
各种吸附剂对铀的吸附能力是不同的。实验结果表明,吸附剂的比表面积愈大,吸附铀的能力愈强。
蒙脱石的比表面积与吸附铀的能力均远大于高岭石。各种天然物质的阳离子交换能力来看,蒙脱石同样远大于高岭石。
蒙脱石[(AlMg)2Si4O10(OH)2·nH2O]吸附铀能力比高岭石(Al4Si4O10(OH)8)强的原因,在于蒙脱石晶格内Al3+的部分位置为低价阳离子Mg2+取代,从而出现了电荷不平衡,这时需要吸附溶液中的部分高价阳离子以补偿其电荷的不平衡。
据研究,伊犁盆地512铀矿床砂岩中粘土矿物的总量在后生蚀变各带中呈现规律性的变化,其值在强氧化带最高,在过渡带矿石中最低,层间氧化带型砂岩铀矿床氧化带中粘土矿物总量高于过渡带中粘土矿物总量可能是一个普遍性规律。粘土矿物总量与岩石所受氧化作用程度关系密切。层间氧化过程中长石类矿物等发生蚀变生成粘土矿物,使得氧化带粘土矿物总量增加。
综上所述,在后生层间氧化分带中,氧化带岩石的粘土矿物组成中以蒙皂石为主,而过渡带矿石以高岭石为主,伊利石与绿泥石所占比例小,且由氧化带到过渡带它们的含量变化也很小(小于5%)。由于蒙皂石吸附铀的能力远大于高岭石,而且由氧化带到过渡带粘土矿物的总量也明显减少,从粘土矿物吸附铀的能力来看,氧化带岩石要远大于过渡带矿石。粘土矿物的吸附作用在过渡带铀的沉淀过程中并不起明显作用。
1.什么是核能 世界上一切物质都是由原子构成的,原子又是由原子核和 它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂 都能入出能量,分别称为核聚变能和核裂变能,简称核能。 本书内提到的核能是指核裂变能。 前面提到核电厂的燃料是铀。铀是一种重金属元素,天然 铀由三种同位素组成: 铀-235 含量 铀-238 含量 铀-234 含量 铀-235是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。 当一个中子轰击铀-235原子核时,这个原子核能分裂成两 个较轻的原子核,同时产生2到3个中了和射线,并放出能 量。如果新产生的中子又打中另一个铀-235原子核,硬引 起新的裂变。在链式反应中,能量会源源不断地释放出来。 铀-235裂变放出多少能量呢?请记住一个数字, 即 1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃 烧放出的能量。 2.核反应堆原理 反应堆是核电站的关键设计,链式裂变反应就在其中进行。 反应堆种类很多,核电站中使用最多的是压水堆。 压水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二 氧化铀芯块,装到锆合金管中,将三百多根装有芯块的锆 合金管组装在一起,成为燃料组件。大多数组件中都有一 束控制棒,控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。 压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件,吸 收了核裂变产生的热能以后流出反应堆,进入蒸汽发生器, 在那里把热量传给二次侧的水,使它们变成蒸汽送去发电, 而主冷却剂本身的温度就降低了。从蒸汽发生器出来的主 冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂的这一循环通 道称为一回路,一回路高压由稳压器来维持和调节。 3.什么是核电站 火力发电站利用煤和石油发电,水力发电站利用水力发电, 而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发 电站核电站大体可分为两部分:一部分是利用核能生产蒸 汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利 用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。 核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的 核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量 热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器 内产生蒸汽,蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转,电就 源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是 最普通的压水反应堆核电站的工作原理。 在发达国家,核电已有几十年的发展历史,核电已成为一 种成熟的能源。我国的核工业已也已有40多年发展历史, 建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整 的核燃料循环体系,已建成多种类型的核反应堆并有多年 的安全管理和运行经验,拥有一支专业齐全、技术过硬的 队伍。核电站的建设和运行是一项复杂的技术。我国目前 已经能够设计、建造和运行自己的核电站。秦山核电站就 是由我国自己研究设计建造的。 4.什么是核电厂 电是电厂生产出来的。我们知道有烧煤或石油的火力发电 厂,有靠水力发电的水电站,还有一些靠风力、太阳能、 地热、潮汐能、波浪能、沼气生产电力的小型或实验性发 电装置。核电厂就是一种靠原子核内蕴藏的能量,大规模 生产电力的新型发电厂。 核电厂用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的 核燃料在一种叫做“反应堆”的设备内发生裂变而产生大 量热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生 器内产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是最普通 的压水反应堆核电厂的工作原理。 5.什么是放射性 约在100年前,科学家发现某些物质能放出三种射线:α( 阿尔法)射线、β(贝塔)射线,γ(伽玛)射线。 以后的研究证明:α射线是α粒子(氦原子核)流,β射线 是β粒子(电子)流,统称粒子辐射。类似的还有中了射线、 宇宙射线等。γ射线是波长很短的电磁波,称为电磁辐射。 类似的还有X射线等。 这些射线的共同特点是:1、有一定穿透物质的能力;2、人 的五官不能感知,但能使照相底片感光;3、照射到某些特 殊物质上能发出可见的荧光;4、通过物质时有产生电离 作用。 射线主要通过电离作用对生物体产生一定的影响。 射线并不可怕,我们吃的食物、住的房屋,甚至我们的身体 内都有能放出射线的物质。我们戴夜光表、作X光检查、乘 飞机、吸烟都会接受一定的辐射剂量。但是,过高的辐射剂 量会引起有害健康的效应。 两个关于放射性的计量单位 6.什么是反应堆 核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应,从而实现核 能热能转换的装置。 核电厂用的压水反应堆有一个厚厚的钢质贺筒形外壳,腰部 有几个进水品和出水口,称为压力容器,900兆瓦的压水堆, 其压力容器高12米,直径米,壁厚约米。 压力容器内是堆芯,堆芯由燃料组件和控制棒组件等组成。 水在它们的间隙中流过。水在此起两个作用,一是降低中子 的速度使之易于被铀-235核吸收,二是带出热量。900兆瓦 的压水堆 一般装有157个燃料组件,约含80吨二氧化铀。 压力容器顶装有控制棒驱动机构,通过改变控制棒的位置来 实现开堆、停堆(包括紧急停堆)和调节功率的大小。 7.什么叫做核事故 一般来说,在核设施(例如核电厂)内发生了意外情况,造 成放射性物质外泄,致使工作人员和公众受超过或相当于规 定限值的照射,则称为核事故。显然,核事故的严重程度可 以有一个很大的范围,为了有一个统一的认识标准,国际上 把核设施内发生的有安全意义的事件分为七个等级。 由表可以看出,只有4-7级才称为“事故”。5级以上的事 故需要实施场外应急计划,这种事故世界上共发生过三次, 即苏联切尔诺贝利事故、英国温茨凯尔事故和美国三里岛事故。
核科学与技术这本刊你去看下呗,我随便一搜就找到了几篇文献,如“核聚变理论再探及聚变堆的自持燃烧”“小型模块化反应堆综述”
干脆写食虫植物得了,不过栽培和养护很麻烦 要写一大段要资料的话Q798 332722
栽培技术栽培品种繁多,按果实色泽可分为白种、红种、粉红种、乌种。繁殖方法用种子、分株、嫁接繁殖。种子繁殖:选成熟果实,剥去果肉,阴干,用湿沙层积贮藏法。春播,出苗后至第2年可作实生苗用。分株繁殖;挖取老株蔸部二年生的分檗栽种。嫁接繁殖:选二年生的实生苗作砧木,清明前后皮接或切接,再培育2年移栽,按行株距5m×5m开穴,每穴1株,覆土压实,浇水。1hm约栽450株,适当栽种少量雄株,以供授粉用。嫁接技术砧木准备。将育成的一年生杨梅实生苗(本砧)掘起,田间去叶后运回室内,接时剪去离地5~6厘米处以上部 嫁接杨梅分。从外地购入的实生苗,也作同样处理。根颈处直径小于厘米者,属不合格实生苗,当年不能嫁接,须再培育1年。接穗采集。要求采自无病虫害的盛果期杨梅树上1~2年生的枝条,根据砧木粗度选剪接穗。树上直接剪下时,可留长40~60厘米的枝条,用手自上而下捋去枝上叶片,捆扎成把后运回室内,然后剪成长8厘米左右的小枝段供嫁接。浙江温州地区,育苗者有习惯把接穗剪成长10~15厘米的。嫁接时间。杨梅育苗大都用枝条行切接法嫁接,时间在浙江慈溪一带约3月中旬至4月上旬,在杨梅树液流动之前。南部地区时间可略提前,北部地区则应相对推迟。嫁接方法。凡数量较多、且用一年生的实生苗(小砧)接,以掘接(砧木掘起后运到室内)和切接法为宜;数量较少、多年生的实生苗(大砧)接,则以地接和劈接法嫁接为好。掘接的苗,可以接后立即种到大田,也可以在室内贮放1~2周左右,选晴好天气时干栽植。生产实践表明,小接苗木嫁接后,放在室内泥地或水泥地上,平放堆高50~60厘米,用小壶喷湿根部,并覆以塑料薄膜,待7~15天后,接口愈合良好,栽到大田成活率较高。嫁接繁殖。杨梅嫁接成活宰较低,为了提高嫁接的成活率,接穗应在7~15年、生长健壮、无病害的母树上采用两年生生长的良好枝条。一般在2月亡中旬,树液未开始流动时进行,嫁接以切接为主,接穗长8~9厘米,具9~10个芽,然后嫁接。切接方法与其它果树嫁接相同。嫁接苗成活后,要注意除草和防治病虫害,以保证新梢(接穗上的芽)的健壮生长。 [10]移栽方法杨梅深受庭园、住宅小区绿化人员的喜爱和青睐。杨梅一般偏好用大苗移栽。培育杨梅应在3~4年后移植,株距以4m、6m为宜,也可根据实际需要确定。挖穴规格视杨梅苗木粗细而定,以长~×宽~,深~为宜。移植前,应在穴底部施足基肥(也可在种植成活后追肥)。杨梅大苗必须带土团,土团大小依苗木而定,一般胸径3~5cm带土团直径为15~30cm。杨梅起苗时,先挖去土团周围土壤,用草绳将土球上部缚牢并扎紧,以防土团松散。然后将底部土挖去,切断主根,轻抬至地面,再用草绳将整个土团缚好、扎牢。杨梅栽植前应根据实际需要的树型进行合理修剪枝叶,以防水分过度蒸发造成干枯。苗木放入栽植穴后,应将草绳四周剪断,以利填土时紧密结合,并使草绳易腐烂,栽好时苗根际表土应高于地面5~10cm,并浇透水一次,视移栽季节考虑蔽荫情况,成活率一般可达95%以上。
前面的是芦苇,后面的是柳树
海水提铀较著名的有泵柱式、海流式和潮汐湖式。泵柱式是把吸附剂装入吸附柱中,用水泵把海水连续不断地通入吸附柱,以使吸附剂与海水接触。这种方法适于在实验室或试验工厂使用,其主要缺点是因海水流动阻力大,致使耗能大。海流式是把装有吸附剂的吸附床放在有海流的地方,借助海流自然流经吸附床而使吸附剂与海水接触。这种方法需要把装置放在离岸较远的海流流速大的海域,还要考虑防灾技术,因而投资昂贵。潮汐湖式是把载有吸附剂的吸附床置于有潮汐涨落的上湖和下湖之间,在涨潮时把上湖水门打开让海水流进,当海水由上湖经吸附床流向下湖时,吸附剂与海水接触吸附铀,落潮时下湖水门打开,使接触过吸附剂的海水流走。这种方案由于问题较多,至今还没进行实验。我国的海水提铀技术研究与开发始于1967年,至70年代末,对铀吸附剂进行了大量筛选研究工作。采用钛型吸附剂,每克可从海水中稳定地吸附铀650μg;采用有机离子交换树脂可稳定地吸附1000μg以上。已从海水中提取了数千克铀化合物,在提铀设备及研究方法上达到世界先进水平,其吸附剂的吸铀率已超过英国。目前,海水提铀研究与开发工作仍处于实验室内的试验阶段,要达到工业化生产水平,还必须解决吸附剂工业化基本参数的测定、总体工程和吸附工程设计,以及整个工程自动控制等技术问题。
风化过程从岩石、矿物内带出的铀,一部分呈溶解状态转入地表水和地下水中,另一部分仍聚集在岩石风化壳和土壤中。风化产物可进一步被水、冰川、风等搬运,其中水的搬运是主要的方式。所以,随着风化壳和土壤的剥蚀,铀将以各种形式进入水体,然后被迁移到水盆地中。在离子状态下,可随地表降水下渗,或在地层压力差的作用下沿断裂向上运动。
外生铀矿中,水体是铀迁移的主要介质,在迁移中铀通常呈溶解状态和吸附状态迁移(李晓红,2008;杨仁超等,2007)。溶解状态下,铀迁移形式可以分为4种:①呈硫酸盐UO2SO4(硫酸铀酰)形式迁移;②呈碳酸铀酞络合物Na2[UO2(CO3)3]和Na4[UO2(HCO3)6]形式迁移;③呈易溶铀有机质络合物形式迁移;④呈铀的胶溶体UO2(CO3)形式迁移。其中,砂岩中以碳酸铀酰络合物形式迁移为主。
地表水中有相当部分铀随同各种悬浮微粒被各种胶体质点(主要是黏土矿物)吸附,呈吸附状态被水搬运,河水的铀含量与浑浊度呈正比,含黏土质点较多而浑浊的河水,其铀含量比一般河流高5~10倍。陆相河流相和三角洲相水体中大量存在的悬浮颗粒是铀吸附迁移的重要载体(朱西养等,2004)。
1、首先优化铀废水吸附材料的制备工艺。2、其次对吸附剂进行表面改性。3、最后针对废水组分进行预处理,就可以提高吸附效率了。
植物保护专业本科毕业论文(设计)开题报告
紧张又充实的大学生活即将结束,大学生们马上就要开始最难熬的毕业设计阶段,而我们做毕业设计之前要先写好开题报告,快来参考开题报告是怎么写的吧!以下是我整理的植物保护专业本科毕业论文(设计)开题报告,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
毕业论文题目:
菌寄生真菌纤细齿梗孢蛋白酶基因的克隆与表达
姓名: xx 学号: xxxx
年级: xxx 专业: 植物保护
指导教师:姓名 xxx 职称 教授
学科 植物病理
山东农业大学教务处
20XX年x月x日
一、选题依据(拟开展研究项目的研究目的、意义)
菌寄生(Mycoparasitism)是发生在菌寄生真菌与寄主真菌之间的一种寄生方式,是自然界普遍存在的一种真菌与真菌之间的相互作用。一直以来,生物间相互作用及信号传导的分子机制,是当今生命科学研究的热门。利用菌寄生真菌与寄主真菌作为研究的模式系统来揭示生物相互之间的相互作用机制有重要理论和实践意义。李多川(Li,1996)先生发现纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)和串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme)的菌寄生关系以来,我们实验室试图通过研究纤细齿梗孢和串珠镰刀菌,来建立菌寄生真菌与寄主真菌相互作用机制研究的模式系统,从而揭示菌寄生真菌与寄主真菌之间相互作用的分子机制。纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)是串珠镰刀菌的一种重寄生真菌,该菌是一种接触性活体重寄生菌,离体试验发现其分生孢子只有在串珠镰刀菌细胞壁提取物刺激下才能萌发。这说明两者之间的重寄生关系是建立在二者识别与互作的分子机制上的(Li,2004)。在纤细齿梗孢和串珠镰刀菌相互作用过程中,几丁质酶、蛋白酶等细胞壁裂解酶可能起到重要作用。其中,蛋白酶在木霉属菌寄生真菌中的功能已经得到初步证明,而纤细齿梗孢的蛋白酶的研究还未见报道。因此,克隆纤细齿梗孢蛋白酶编码基因对于从分子水平上研究重寄生真菌和寄主识别和互作机制有着重要的意义。
二、文献综述内容(在充分收集研究主题相关资料的基础上,分析国内外研究现状,提出问题,找到研究主题的切入点,附主要参考文献)
纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)是李多川教授分离得到的一种活体营养接触型菌寄生真菌[1~3],其寄主包括Fusarium moniliformeAlternaria alternata等。近年来,我们实验室一直在努力以其为基础研究菌寄生真菌与寄主真菌之间的相互作用的分子机制。经过多年的研究,人们渐渐认识到真菌细胞壁蛋白在细胞与外界的相互作用过程中扮演着重要的角色。细胞壁蛋白研究已经成为生物间相互识别机制研究的热点。鉴于以上原因,我们实验室成功分离纯化了纤细齿梗孢的寄主之一Alternaria alternata菌丝细胞壁上的一种特异性糖蛋白——凝集素,并初步证明其在和孢子吸附过程中起到识别因子的作用[4]。近年来,菌寄生真菌细胞壁裂解蛋白酶在菌寄生过程中的作用被人们逐渐重视起来。克隆和表达菌寄生真菌的蛋白酶编码基因变得很有意义。本研究试图以菌寄生真菌纤细齿梗孢(Olpitrichumtenellum)作为研究材料克隆了其蛋白酶基因。根据氨基酸的保守序列设计兼并引物,然后采用RT-PCR和RACE是一个较为快速、简单和高效的方法。本实验根据同源保守序列设计兼并引物,通过RT-PCR及RACE-PCR的方法,克隆了蛋白酶的编码基因的全长cDNA序列,并对该基因进行了序列分析,为后续试验打下了基础。
由于Olpitrichum tenellum在离开寄主的人工培养基中很难生长,纯化其蛋白酶变得非常困难。因此,我们需要使用外源蛋白表达系统得到蛋白,进一步研究其性质,从而搞清楚其在重寄生过程中的作用。在过去的几十年间,随着DNA重组技术的不断发展,通过构建遗传工程菌株,人们可以较容易地使各种各样的天然酶的基因在微生物系统中高效表达,从而在很大程度上摆脱对天然酶源的依赖。
基因工程的表达系统有原核表达系统和真核表达系统两大类。在原核表达系统中,大肠杆菌表达系统是目前了解最深入,实际应用最为广泛的表达系统。与其他表达系统相比,大肠杆菌表达系统具有遗传背景清楚、目标基因表达水平高、培养周期短、抗污染能力强等特点。在基因表达技术中占有重要的地位,是分子生物学研究和生物技术产业化发展进程中的重要工具[5]。
Pichia pastoris基因表达系统经过十几年发展,已基本成为较完善的外源基因表达系统,具有易于高密度发酵,表达基因在宿主基因组中稳定整合,能使产物有效分泌并适当糖基化,培养方便经济等特点。利用强效可调控启动子AOX1,已高效表达了HBsAg、TNF、EGF、破伤风毒素C片段、基因工程抗体等多种外源基因[6],证实该系统是高效、实用、简便,能提高表达量并保持产物生物学活性的外源基因表达系统。表达系统在生物工程领域将发挥越来越重要的作用,促进更多外源基因在该系统的高效表达,提供更为广泛的基因工程产品[7]。
我们已经分离到蛋白酶的编码基因,本研究中将该基因的去掉信号肽序列的正确阅读框融合于原核表达载体pET-22b(+)和毕赤酵母表达载体pPIC9K上,分别转化 BL21及Pichia pastoris GSxx5,以期在这些菌株中有效表达该基因的编码产物,从而为以后功能研究打下基础。
1 李多川.1998.菌寄生真菌分子生物学研究进展.吉林农业大学学报,20:37~65.
2 21.李多川.1998.菌寄生真菌分子生物学研究进展.微生物学通报,25:345~347.
3 .李多川,沈崇尧.1997.菌寄生菌物与寄主菌物相互作用的研究进展.西北农业学报,6:94~98.
4 张成省,李多川,孔凡玉. alternata菌丝细胞壁凝集素的纯化与特性研究.植物病理学报,35(2):141~147.
5 .xx.何诚,朱运松.1998.甲醇营养型酵母表达系统的研究进展.生物工程进展,18:7~xx.
6 彭毅,杨希才,康良仪.2000.影响甲醇酵母外源蛋白表达的因素.生物技术通报,4:33~36.
7 韩雪清,刘湘涛,尹双.2003.毕赤酵母表达系统.微生物学杂志,3:35~40.
三、研究方案(主要研究内容、目标,研究方法、进度):
1、研究内容:
本课题选择纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)做为研究对象,通过RT-PCR及RACE技术分离克隆了其丝氨酸蛋白酶基因,并进行原核及真核表达,并对其的性质进行了研究,为进一步的研究工作打下基础。
2、研究的目标:
克隆了纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)的丝氨酸蛋白酶基因,进行原核及真核表达,并对其的性质进行了研究。
3、研究方法:
将纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)接种到LB培养基上,培养14个小时后,收集菌丝,然后采用总Trizol法提取RNA。再从GenBank数据库中搜索到大量的蛋白酶氨基酸序列,并根据同源性进行分类,分别设计兼并引物。再通过RT-PCR、3’-RACE、5’-RACE获得全长cDNA、DNA克隆,并将其连接到载体上,然后采用电击法将将重组质粒转入到全长cDNA、DNA克隆中,通过透析纯化蛋白酶,最后研究其特性。
四、研究进度:
20xx年5月23日~20xx年5月29日 整理收集资料,并跟着研究生学习基本实验技术。
20xx年5月30日~20xx年6月18日 提取RNA,设计引物、全长cDNA、DNA克隆 。
20xx年6月19日~20xx年7月15日 转化大肠杆菌、毕赤酵母表达,获得纯纯产物,并研究其特性。
20xx年3月~20xx年6月 对实验结果不理想的实验重做,整理实验数据,完成毕业论文,并准备毕业答辩。
五、技术路线:
收集菌丝
总RNA提取
同源序列 设计引物
特性研究
RT-PCR、
3’-RACE、5’-RACE
纯化表达产物
全长cDNA、DNA克隆 转化大肠杆菌、毕赤酵母
四、进程计划(各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度)
20xx年5月23日~20xx年5月29日 整理收集资料,并跟着研究生学习基本实验技术。完成实验的1%。
20xx年5月30日~20xx年6月18日 提取RNA,设计引物、全长cDNA、DNA克隆。完成实验的50%。
20xx年6月19日~20xx年7月15日 转化大肠杆菌、毕赤酵母表达,获得纯纯产物,并研究其特性。完成实验的95%。
20xx年3月~20xx年6月 对实验结果不理想的实验重做,整理实验数据,完成毕业论文,并准备毕业答辩。完成100%。
五、导师对文献综述的评语
签字:
20xx年xx月xx日
六、专业意见
专业主任签字:
20xx 年 月 日
七、学院意见
学院(章): 负责人签字:
20xx年xx月xx日
摘要:
针对目前浙江农林大学植物保护研究法实验教学方法、内容及手段等方面存在的一系列问题,提出了相关改革对策:优化实验课程内容,整合实验模块,学生自行设计实验方案等教学方法和手段的改革,以及课程考核方式和时间安排的调整,旨在培养学生的科研兴趣及创新能力。
关键词:
目前,国内外很多农业院校的植物保护专业均开设了昆虫研究法和植病研究法课程。为优化本科培养方案,浙江农林大学通过调整教学大纲,将植病研究法、昆虫研究法和农药研究法合并成一门植物保护研究法课程。植物保护研究法是植物保护专业重要的专业限选课程之一,是植物保护研究的重要组成部分,也是培养和提高学生专业实验技能和学习兴趣的重要课程,是一门专业性、实践性很强的实验学科。通过这门课程的教学,能使学生掌握植物保护研究的基本方法及基本原理,培养植物保护研究常规操作能力,以及查阅资料、设计实验方案和实际操作能力,提高学生的逻辑思维、整理资料、总结归纳和论文撰写的能力。笔者分析了浙江农林大学植物保护研究法实验教学中存在的问题,提出教学改革内容,并总结了改革成效。
1.实验教学存在的问题
传统实验教学的弊端传统实验教学的主要特征是“灌输式”“填鸭式”,学生在2个小时的实验过程中就是简单地按照实验指导书和实验大纲中的实验方法和步骤依葫芦画瓢,实验完成后,又按照统一的模式填写实验报告。在整个实验过程中,学生无需独立思考和分析,更谈不上发挥创新能力了。因此,很难让学生对实验产生兴趣,培养学生的创造性思维就更无从谈起了。虽然这种传统实验模式简明、清晰,有利于学生对相关结论的认可、理解和记忆,也有利于教师对整个教学过程的控制,教师和学生很轻松愉快地就能完成实验教学任务。学生走上工作岗位后,传统实验教学的弊端立即显现。学生缺乏设计实验的能力,在实验过程中缺乏发现问题、分析问题和解决问题的能力,实验后缺乏正确分析实验结果的能力。因此,传统的实验教学模式急需改革。
实验教学内容系统性不强植物保护研究法是植物保护专业本科学生的一门专业课程,其涉及的内容有昆虫研究法、植病研究法和农药研究法。在以往的实验课程中,只是简单地把这3门课的实验合在一起上,并没有把内容紧密联系在一起,如昆虫实验时,指导教师一般是教授昆虫学科的教师;而在进行植病实验时,则由讲授植病学科的教师指导。这样的实验模式难以使植物病虫害系统联系起来,学生学习专业知识不够系统和深入,容易造成理解上的片面性和孤立性,不利于掌握该专业的系统知识和技能。
实验考核不科学以往实验课程成绩评定的主要依据是实验报告,而每次实验课结束后,学生递交的实验报告只是把实验大纲(包括实验口的、原理、仪器与试剂、内容及方法)原文不动地抄一遍,实验结果更是千篇一律,这样实验就变成了预演过程,学生在实验中缺乏思考,不利于培养发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,背离了实验课教学的初衷。同时,还会导致每位学生的实验成绩差异微乎其微,不具有良好的区分度。
2.教学改革内容
重视教学环节在以往的实验课程中,实验教学所需要的实验用具和材料大多数都是实验教辅人员提前准备,导致他们的工作量非常大。让学生参与实验材料的准备和管理,一方面提高了教辅人员的工作效率;另一方面可以让学生对实验过程有全面了解,获得整个科研实践过程的训练,从而养成好的实验习惯,在未来的科研工作中做到计划周密、有条不紊地安排和实施实验计划。同时,在实验教学过程中,必须教育学生认真操作、仔细观察、实事求是地记录实验结果,并对实验进行科学分析。一日_发现弄虚作假的学生,一定要严厉批评,同时帮助他们分析失败的原因,找出解决的方法,有条件的情况下,让其重新做实验,让学生充分意识到科学研究允许失败,但是不能有半l从虚假。提高学生的实践能力实践教学是培养和训练学生实践操作能力,独立分析问题、解决问题能力的重要手段,尤其对于学生创新能力的培养,具有其独特的地位和作用。该项口分别以某种农作物病虫害为主轴展开一系列的实践性实验教学,要求学生自主设计实验和执行各项实验内容,指导教师负责答疑和提供技术帮助。学生通过自己分组、调查、取样、鉴定、查阅资料、讨论制订实验方案和动手实验等一系列步骤,不仅可以很好地将课堂上所学的理论知识与实践相结合,而且还有助于提高自学能力、实践能力和团队协作能力,进一步培养科学思维和创新能力。优化实验教学内容结构将整个实验课程设置成一个综合性的大实验:分别以某个农作物上的病虫害发生规律及防治措施贯穿整个课程。将口前昆虫研究法的昆虫标本的采集与制作、昆虫人工饲养技术、昆虫生态学研究方法、昆虫生理生化研究方法、昆虫分子生物学研究方法和害虫综合治理研究方法5个实验和植病研究法的植物病害调查、植物病原菌分离与鉴定技术、植物病原菌分子生物学鉴定技术、植物病原真菌遗传转化技术和植物病害综合治理技术5个实验合并成1个综合性大实验,将植物病虫害研究以故事的形式紧密地整合在一起,让学生将课堂知识与田间实际应用有机地联系在一起,加深对理论知识的理解,提高学习兴趣。整个实验就是以具体的作物病虫害发生为时间轴,具有很强的连贯性和系统性,学生只有认真完成每一个实验,才能很好地保证后续实验的顺利进行,有助于增强学生的责任感和团队合作精神,同时也改变了学生实验报告千篇一律的`现象。改革成绩评定方式实验课成绩一方面是对学生实验完成好坏的肯定,另一方面也对学生起到了一定的督促作用。为了做到对学生的全面评价,实验成绩除实验报告和考勤成绩外,应将实验过程中学生的学习主动性、动手操作能力、实验结果记录规范性量化纳入成绩考核。在实验过程中,教师应主动观察并记录每个学生的实际动手、操作能力,量化后按一定比例记入总成绩,对那些既有独立操作能力,又有创新意识的学生,适当给予创新学分。实验过程中,学生是否遵守实验室规则、是否具有团队合作精神,实验结束后,学生是否打扫卫生、是否清洗实验器材等,这些看似小问题,但也体现着一个人的品质和素养,做得好的学生也可以适当加分。
3.改革成效
提高学生的专业技能及其对专业知识重要性的认识学生能在同一时间完成植病研究法、昆虫研究法和农药研究法3门实验课程,体现了实验课程很强的连贯性和系统性。学生在实践过程中将这3门课程的相关内容紧密、有机地联系起来,对植物病虫害防治有了更深入的认识,同时也提高了学生的专业技能及其对专业知识重要性的认识。在实验的过程中,强调把学生的动手能力放在首位,让学生更多地参与到实验中,切身体会到所学专业的意义。
培养学生发现、提出、分析和解决问题的能力植物保护研究法实验教学模式具有系统化和整体化特点,同时涉及昆虫研究法、植病研究法、农药研究法等相关学科课程。在实验过程中,学生在对病虫害的认知及其防治等问题的处理上始终处于主体地位,在独立思考、查找资料、咨询专业教师、综合分析之后,拟定出具体的处理方案,能够融会贯通地掌握植物保护学科的理论知识和基本实践技能。
提高指导教师的业务水平新的实验教学模式综合运用了3门相关课程的理论知识,加强了课程的综合实践环节,因此指导教师自身的知识面、操作技术、实践应用和协调能力都需要提升。所以,这种实验教学模式促使教师在教学过程中同学生一起不断学习,丰富专业理论知识,完善专业实践体系,提高发现、提出、分析和解决问题的能力,了解和掌握学科及相关学科的发展动态、研究的新进展、出现的新技术,从而提高了指导教师的业务水平。
4.结语
植物保护研究法在植物保护专业2013级和2014级本科生实验课程教学中进行了实践,通过问卷调查,95%的学生认为在实验过程中有较多的动手机会,激发了自己对实验的兴趣,提高了自己分析和解决问题的能力。因此,认为该教学方法可以发挥学生的主观能动性、拓展学生的科研思路、激发学生的创新创造力和提高学生的独立应用实践能力,具有良好的教学效果。
可以从几个方面来写:第一个是从植物保护这一学科的作本身的作用重要性上入手第二可以分析当前植物保护的情况第三个稍微难一点,就是从植物保护这一专业学科中写出自己的独到见解。