细胞生物学实验复习题

2024-11-22

细胞生物学实验复习题(精选8篇)

细胞生物学实验复习题 篇1

2021届高考生物二轮复习细胞的分裂重难点检测

(1)细胞的有丝分裂、减数分裂实验的观察

1.下列关于“观察植物细胞的有丝分裂”实验的叙述正确的是()

A.本实验可用苏丹红代替醋酸洋红染液为染色体染色

B.观察到分裂中期的细胞核内染色体整齐地排列在赤道板上

C.该实验的操作过程为取材→解离→漂洗→染色→制片→观察

D.质量分数15%的盐酸和体积分数95%的酒精混合液主要起固定作用

2.观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中,观察到不同分裂时期的细胞如图所示。下列叙述正确的是()

A.解离时间越长越好,保证组织中的细胞分离开

B.装片制作过程中需要用体积分数为95%的酒精洗去解离液

C.图乙细胞的染色体数是图丙细胞的一半,但二者的核DNA数相等

D.统计视野中处于图乙、丙、丁时期的细胞数目可计算细胞周期的时长

3.玉米根尖纵切片经碱性染料染色,用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。对此图像的观察与分析,错误的是()

A.先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范

B.可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁

C.在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞

D.细胞不同结构成分与该染料结合能力不同

4.下图为洋葱根尖的细胞分裂显微照片,①~⑤表示不同时期的细胞。下列叙述正确的是()

A.①两极之间的距离大于其前一时期

B.③产生的两个子细胞将进入下一个细胞周期

C.④最适合用于洋葱染色体组型分析

D.⑤可能正在进行中心体的复制

5.下图为四组植物材料在“观察分生组织细胞的有丝分裂”实验中的实验结果,下列说法正确的是()

A.从细胞周期来看,四组材料中D组作为实验材料最适合B.四组植物材料一定来自不同植物体

C.若四组植物材料来自同一植株,则视野中不同细胞的染色体数目相等

D.观察过程中如果利用药物抑制DNA合成,所有细胞将停留在分裂间期

6.下列对观察减数分裂实验的叙述中,错误的是()

A.可用蝗虫卵母细胞的固定装片观察减数分裂

B.用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象

C.能观察到减数分裂现象的装片中,可能观察到同源染色体联会现象

D.用洋葱根尖制成装片,能观察到同源染色体联会现象

7.如图①~⑤为实验过程中在显微镜下拍到的二倍体百合(2n=24)花粉母细胞的减数分裂不同时期的图像,下列相关叙述错误的是()

A.细胞内染色体的存在状态可作为判断减数分裂各时期的依据

B.图①所示时期会发生核DNA数目加倍,染色体数目不变

C.图②中细胞的特点是同源染色体分离,非同源染色体自由组合D.图中细胞按减数分裂的顺序排列为①③④②⑤

8.在观察蝗虫精原细胞减数分裂固定装片时,区分初级精母细胞和次级精母细胞的主要依据是()

A.染色体的组成成分

B.染色体是否存在染色单体

C.有无同源染色体

D.细胞是否均等分裂

9.无论是减数分裂还是有丝分裂,都可以将生物组织制成临时装片用显微镜观察。下列相关叙述中,错误的是()

A.观察减数分裂一般选择雄性生物的生殖器官作为实验材料

B.减数分裂和有丝分裂所产生的染色体变异均可用显微镜观察到

C.在观察植物细胞有丝分裂的实验中,制作临时装片的步骤是:解离→漂洗→染色→制片

D.观察紫色洋葱外表皮细胞的细胞增殖时,观察染色体最好的时期是中期

10.下列关于“观察洋葱根尖细胞的有丝分裂装片”和“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”的叙述错误的是()

A.均可使用卡诺氏液染色后观察细胞内染色体的数目变化

B.都先用低倍镜找到分裂期细胞后,再换高倍镜仔细观察

C.都可通过观察染色体的位置、数目判断细胞的分裂时期

D.着丝点分裂后,分布在细胞两极的染色体组成一般相同

11.某实验小组利用小鼠睾丸细胞观察染色体的数目,具体操作如下:

①预处理:取雄性小鼠注射秋水仙素。

②取小鼠睾丸放入装有适量的0.3%

KCl溶液的小烧杯中剪碎并过滤,再加0.3%的KCl溶液至4mL后,37℃静置30min进行低渗处理。

③加入2mL甲醇冰醋酸,800~1000

r/min下离心8min,弃上清液再固定8min。

④重复该步骤后加1mL固定液,制成细胞悬液固定5min。

⑤取清洁的低温预冷载玻片,距10~15

cm高度滴下2~3滴细胞悬液,之后轻轻敲打载玻片,同时从一侧轻轻吹气。

⑥将载玻片干燥后染色20~30

min,用高倍镜观察,实验现象如下图所示。

请回答下列问题:

1.采用小鼠睾丸细胞进行实验是因为该部位细胞的__________(填细胞分裂类型)比较旺盛,而用适量的秋水仙素溶液注入动物腹腔内进行预处理,其主要作用是__________,以使细胞周期同步化,从而积累大量处于分裂前期的细胞。

2.利用KCl溶液低渗处理可使细胞膨胀,在制片时细胞易破裂从而有利于__________铺展。但在低渗处理时应注意控制__________等条件,否则会导致细胞提前破裂或膨胀不足而影响观察。

3.制片时在载玻片上滴加细胞悬液后吹气和敲打的目的是__________。在对装片染色时,还可采用倒置染色法:在玻璃板上滴加Giemsa染液,用2块废旧玻片作支架,将载玻片的标本面向下放置到支架上并使标本与Giemsa染液接触一段时间,该染色法的优点是可防止染液颗粒沉淀而影响观察,同时还可以避免__________。

4.实验小组观察发现,少部分细胞中染色体数目比其他同一时期细胞中染色体数目少,造成这一现象的原因最可能是上述实验操作中的__________导致。

12.某校生物兴趣小组的同学以大蒜为材料进行一些生物学实验。回答相关问题。

(1)市售大蒜常经过休眠处理以延长保存期。若要使大蒜发根快、齐、多,实验中可以

处理以打破大蒜休眠期。

(2)观察大蒜根尖细胞有丝分裂染色体的形态与数目,要确定一天中有较多处于分裂

期细胞的时间。甲同学在大蒜根尖分生区细胞处于分裂旺盛时期的9点左右、14点左右、24点左右取样制片观察,视野中观察到的大多数细胞处于分裂间期,原因是。

(3)为了探究NaCl对大蒜根尖细胞有丝分裂的影响,乙同学进行了如下实验操作:

①将大蒜用清水配养生根,选取生长良好的根尖若干,均分为10组,分别用

及浓度为0.05、0.10、0.20、0.30的NaCl溶液各处理24h、48h,在上午10点左右取材,用卡诺氏液固定、保存。

②取①固定保存的根尖材料用95%乙醇冲洗,然后制作装片,制作流程为。

③镜检计数。实验结果如下表所示(注:细胞有丝分裂指数=分裂期的细胞数/总细胞数)。

实验

处理

NaCl溶液/mol•L﹣1

0.00

0.05

0.10

0.20

0.30

时间/h

实验

结果

有丝分裂

指数/%

6.97

7.51

6.46

6.28

5.84

5.44

4.73

4.27

3.82

3.15

实验结果说明:NaCl对大蒜根尖细胞有丝分裂有抑制作用,其抑制程度与

有关,其特点是:。

答案以及解析

1.答案:C

解析:染色体或染色质能被碱性染料染成深色,一般用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液进行染色,不能用苏丹红替代,A错误;细胞分裂中期细胞核的核膜与核仁已经解体,看不出细胞核,且是所有染色体的着丝点整齐的排列在赤道板上,B错误;“观察植物细胞的有丝分裂”实验制作临时装片的步骤是:解离→漂洗→染色→制片,接着先在低倍镜观察,再换高倍镜观察,C正确;质量分数为15%盐酸和质量分数为95%酒精混合液主要起解离作用,使细胞分散开来,D错误。

2.答案:C

解析:本题考查观察有丝分裂的实验。在观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中,解离时间一般是3~5

min,解离时间不宜过长,否则会使细胞破裂,影响观察到的细胞数目,A错误;漂洗过程中,需用清水洗去解离液,B错误;图乙细胞处于有丝分裂中期,图丙细胞处于有丝分裂后期,图乙细胞的染色体数是图丙细胞的一半,但二者的核DNA数相等,C正确;统计视野中处于有丝分裂中期、后期、末期的细胞数目,不能计算细胞周期的时长,D错误。

3.答案:B

解析:本题主要考查观察根尖分生组织细胞有丝分裂的知识。用普通光学显微镜观察根尖细胞有丝分裂时,应把制成的装片先放在低倍镜下观察,找到分生区细胞后再换用高倍镜观察,A正确;箭头所指细胞处于有丝分裂后期,光学显微镜下可观察到其细胞壁,不能观察到其细胞核,B错误;观察图像中的细胞发现有的细胞表现出核膜解体消失的特征,即在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞,C正确;染色质(体)容易被碱性染料染成深色,据此可推知,细胞不同结构成分与该染料结合能力不同,染色质(体)与该碱性染料结合能力强,D正确。

4.答案:A

解析:

5.答案:A

解析:

6.答案:D

解析:A.蝗虫卵母细胞、蚕豆花粉母细胞都有细胞进行减数分裂,所以可用蝗虫卵母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂,A正确;

B.由于花药中精母细胞数量远多于雌蕊中的卵母细胞,所以用雄蕊观察减数分裂更好,B正确;

C.同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期,所以能观察到减数分裂现象的装片中,可观察到同源染色体联会现象,C正确;

D.洋葱根尖只进行有丝分裂,不会出现减数分裂特有的同源染色体联会现象,D错误。

故选:D。

7.答案:D

解析:细胞内染色体的存在状态时作为判断减数分裂各时期的依据,分析题图可知,①中细胞具有一个明显且大的细胞核,处于减数第一次分裂前的间期,②中细胞同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期,③中细胞同源染色体联会,处于减数第一次分裂前期,④中即将形成4个子细胞,处于减数第二次分裂末期,⑤中细胞着丝点分裂,染色单体分开,处于减数第二次分裂后期,由以上分析可知,图中细胞按减数分裂的顺序排列为①③②⑤④,D错误。

8.答案:C

解析:A.无论是初级精母细胞和次级精母细胞的染色体,其组成成分都相同,都是由DNA和蛋白质组成,故A不符合题意;

B.初级精母细胞含有姐妹染色单体,次级精母细胞的前期、中期也含有染色单体,故B不符合题意;

C.初级精母细胞含有同源染色体,次级精母细胞不含有同源染色体,故C符合题意;

D.初级精母细胞和次级精母细胞的细胞质分裂都是均等的,故D不符合题意。

9.答案:D

解析:A.睾丸中精子的形成过程是连续的,能统计到各个时期的细胞且数量多,而卵巢中卵细胞的形成过程是不连续的,不能统计各个时期的细胞且数量少,A正确;

B.染色体变异能够用显微镜过程到,B正确;

C.观察植物细胞有丝分裂的实验中,制作临时装片的步骤是:解离→漂洗→染色→制片,C正确;

D.紫色洋葱外表皮细胞是高度分化的细胞,不会进行有丝分裂,D错误。

故选:D。

10.答案:A

解析:A、卡诺氏液适用于一般植物组织和细胞的固定,常用于根尖,花药压片及子房石蜡切片等,所以把根尖放在卡诺氏液中浸泡,以固定细胞的形态,A错误;

B、显微镜观察时,都先用低倍镜找到分裂期细胞后,再换高倍镜仔细观察,B正确;

C、在有丝分裂过程中,染色体的行为呈现周期性的变化,因此可以通过观察染色体的存在状态可判断细胞所处时期,C正确;

D、有丝分裂后期,着丝点分裂后,分布在细胞两极的染色体组成一般相同,D正确。

故选:A

11.答案:1.有丝分裂和减数分裂;

抑制纺锤体的形成;

2.染色体;

温度(或时间);

3.使细胞均匀分布(分散开);

染液快速挥发

4.敲打和吹气(的过程中导致染色体发生丢失)

解析:

12.答案:

(1)赤霉素

(2)中

(中后)

细胞分裂的间期时间远大于分裂期

(3)①蒸馏水(清水)

②解离→漂洗→染色→制片

③NaCl溶液浓度和处理时间当处理时间相同时,抑制作用随NaCl溶液浓度的增加而加强(合理就行)当处理浓度相同时,抑制作用随处理时间加长而加强(合意给分)

解析:本题考査植物激素调节和有丝分裂的有关内容。赤霉索具有解除休眠,促进萌发的功

能,因此可用赤霉素打破大蒜休眠期。在有丝分裂中期,染色体形态固定,数目清晰是观察染色体的形态与数目的最佳时期;由于细胞分裂的间期时间远大于分裂期,所以在视野中观察到的大多数细胞处于分裂间期。①由题意可知,本实验是探究

NaCl对大蒜根尖细胞有丝分裂的影响,实验的自变量是NaCl的有无、NaCl溶液的浓度,以及处理时间,因此,实验组用0.05、0.10、0.20、0.30

mol▪L-1的NaCl溶液处理,对照组用蒸馏水即0.00

mol▪L-1的NaCl溶液处理。②细胞有丝分裂实验装片的制作流程为解离一漂洗—染色—制片。③由表中的实验结

果可知,NaCl对大蒜根尖细胞有丝分裂有抑制作用,其抑制程度与NaCl溶液浓度和处理时间有关;当处理时间相同时,抑制作用随NaCl溶液浓度的增加而加强,当处理浓度相同时,抑制作用随处理时间加长而加强

细胞生物学实验复习题 篇2

一、开放式实验教学模式的意义

“短学期制”是上海大学教学管理模式的三大特色之一。每学期的课程仅有十周, 周期短, 节奏快。我校开设的《细胞生物学实验》每周仅4学时, 每学期选课人数却达80人左右, 同一时间段有近40位学生进行实验。而实验设备和条件有限, 很大程度上制约了学生的动手和思维潜力, 影响了学生综合素质和科研创新能力的提高。开放式实验模式是正常课堂教学的补充和延伸, 可以使有限的教学资源最大化地服务于学生, 它的实施可以为学生提供更宽松的实验环境, 更好地激发学生的实验热情, 锻炼学生的观察、分析和动手能力。随着教学改革的深入, 创新性实验越来越凸显其重要性。创新性实验在培养学生设计实验的总体思路、提高独立分析解决问题的能力等方面, 具有比一般的验证性实验更加重要的作用, 近年来高等学校普遍加强了对该类实验的开发和建设[4]。为了深化实验教学改革, 培养学生创新性能力, 我们在实验教学中也增加了创新性实验的比例。创新性实验是以学生为主体, 以学生自主活动、主动探索为基础的新型实验教学过程[5]。从课题相关文献的查阅、选题立项、实验操作到结果分析、实验论文撰写都由学生自己完成, 但这一过程在短短4学时的课堂教学中是根本无法完成的, 开放式实验模式势在必行。创新性实验可以很好地训练学生的科研思维能力, 而开放式实验模式在时间和实验项目的选择上更加自由, 学生不但可以从中认识到科学研究的重要性, 更可以充分利用科研资源, 更好地培养学生的科研思路, 并使其积极地参与到科研中去。

二、开放式实验教学模式的实施

1. 教学内容的安排。

以动物细胞培养实验为例, 动物细胞培养不仅是细胞生物学实验的基本技术, 也是细胞生物学实验教学的一个重要内容。在以往的教学中, 虽然我们已经根据上海大学短学期的特点重新安排了实验内容, 但由于受到每周4学时及细胞培养房等硬件设备的限制, 学生只能进行简单的传代培养。同时用于传代培养的培养液及细胞等都是由教师事先准备好, 这样既不利于学生全面地掌握细胞培养技术, 也打击了学生的实验积极性。同样, 植物组织培养技术也受到时间和超净工作台数量的限制, 每次只能6个学生一组操作, 很多步骤都只能看不能亲自动手, 严重影响了学生动手能力的培养。据此, 我们提供了一些以动物细胞培养技术和植物组织培养技术为基础的创新性实验方向, 比如:药物对肝癌细胞增殖和凋亡的影响、绿色荧光蛋白在人源细胞中的表达、金属纳米材料对植物细胞生长的影响、抑菌剂在开放式组织培养中的应用等项目。学生可以根据自己的兴趣自由选择, 查阅相关文献后, 拟定出具体实验内容和方案。教师再针对实验方案中的不足之处提出问题, 引导学生完善方案内容。在细胞生物学实验的十周教学时间内, 由学生自由支配时间, 在上海大学生命科学实验中心完成实验。

2. 教学内容的实施。

(1) 技术理论培训。学生理论与技术上知识欠缺, 要解决这个问题, 必须增加与学生的交流, 督促学生加强文献阅读和动手能力的训练。在学生初步确定自己的实验方向后, 我们以专题讲座的方式, 重点讲述文献检索基础知识, 植物组织培养技术, 动物细胞的原代培养、传代培养、细胞的冻存与复苏、细胞计数与活力测定等细胞培养基本技术, 免疫荧光技术等, 以帮助学生可以顺利地查阅文献, 根据自身情况制定出具体的实验方案。同时我们充分利用多媒体教学手段, 将事先拍摄好的规范的操作视频展示给学生, 直观生动地阐述实验难点。这既有助于提高学生的实验积极性, 又增大了课堂教学的信息量, 提高了效率, 为开放式实验模式的顺利开展打下基础。 (2) 实验分组。为了培养学生的独立思维能力, 使其具有相互协作的团队精神, 我们要求每4~5个学生为一组, 教师按照学生拟定的实验计划充分提供试剂和材料, 最大可能地创造实验操作机会, 争取每一个实验环节都由学生亲自动手, 充分锻炼学生的动手能力。 (3) 实验操作。开放式实验意味着学生做实验有着自由的时间选择性, 教师不可能像课堂教学一样可以时刻在学生身边指导, 所以实验操作成了开放式实验教学模式的重中之重。我们要求学生的实验操作规范正确, 每种基础实验技术除了用多媒体教学手段教授外, 我们还让学生在教师的指导下自己动手, 反复练习, 并且要求学生及时将试剂配制、实验方法与过程、实验现象与数据等做好详细记录, 督促其养成良好的实验习惯与实事求是的科学态度。 (4) 考核评定。传统的细胞生物学实验课考评方法是根据学生实验预习报告、实验报告、实验操作、纪律及出勤等情况按一定比例赋予分数, 但开放式实验内容丰富, 很难以一篇预习报告或实验报告的形式体现, 实验时间的灵活性也决定了考评无法以一般的出勤率计算, 所以我们根据开放式实验的特点制定了适合的考评办法。我们将开放式实验按照平时成绩和实验论文两个方面3:7的比例来考评。平时成绩主要包括实验态度、纪律、实验基本知识、实验操作等。实验论文的撰写是对整个实验的梳理和总结, 可以考核学生对整个实验从设计到具体操作的掌握程度, 更可以锻炼学生对实验原始数据的记录、处理及对实验结果分析归纳的能力。我们要求学生严格按照研究性实验论文的格式书写, 论文条理清楚、表达准确、结构严谨、分析透彻, 着力培养学生灵活运用知识的创新意识、严谨的科学态度和独立思维的能力。

三、开放式实验管理存在的问题及解决方案

1. 学生的管理问题。

由于上海大学实行的是选课制, 选修细胞生物学实验的学生大多是刚上大三的学生, 他们有些已经完成了理论课程的学习, 有些则还没有选修理论课程, 接触过的实验技术有限, 动手能力尚未得到充分锻炼。开放式实验涉及的实验室数量众多, 比如细胞培养房、超净工作间, 光照培养间等等, 实验室的人员流动性也很大。如何在激发学生的积极性, 充分提高动手能力的同时, 保障好实验室和学生自身的安全, 使实验秩序顺畅是整个开放式实验管理上的重点和难点。“安全第一”是从事各项工作的先决条件[6], 在实验开始之初就必须让学生了解进入实验室做实验的各种注意事项, 让其充分认识到安全的重要性并填写《开放实验室学生安全承诺书》, 要求学生按照承诺书的各项要求严格约束自己, 这样既可以提高学生的安全意识, 又可以激发学生在实验室的主人翁精神。同时做好实验室使用申请、预约及进出记录, 提高实验室的使用效率和学生的实验效率。

2. 仪器设备的管理问题。

开放式实验涉及的实验仪器种类繁多, 小到移液器、普通生物显微镜, 大到高速冷冻离心机, 倒置/正置荧光显微镜, 使用不当便会造成严重的经济损失。实验室大型仪器设备数量有限而使用人员众多, 管理得不好就会引起冲突, 影响实验的有序进行。要解决这个问题, 我们除了要求学生的操作技术过关, 操作过程严谨小心外, 还建立了严格的预约制度和使用登记制度。学生在实验开始前, 要按照实验计划统一填写《生命科学实验中心仪器设备使用申请表》, 以便教师统计后统一安排。仪器使用前必须在实验中心网站仪器预约系统中登陆信息并预约, 使用完毕后在仪器使用登记本上记录使用的相关信息。

3. 实验经费的问题。

开放式实验内容由于涉及的知识面广、范围大, 实验方案所涉及的试剂耗材规格种类相比传统的细胞生物学实验要复杂得多, 这就导致了实验经费明显不足, 为了确保实验的顺利展开, 我们一方面向学院申请加大实验中心资金投入力度, 另一方面鼓励学生完善自身实验方案, 积极申请院级、校级及市级的创新性项目, 为开放式实验的顺利有效进行创造条件。

4. 教师的业务水平和思想素质的问题。

在传统的细胞生物学实验教学中, 教师的工作主要分为三部分:一部分是课前配置试剂、准备材料、调试仪器等准备工作, 一部分是课上的实验讲解与指导, 还有一部分则是课后的报告批改、成绩评定。在开放式实验教学中, 为了锻炼学生的动手能力和团队协作精神, 试剂材料的配置准备都由学生自己完成, 教师的重点放在了实验的指导上, 从最初引导学生完善实验方案, 实验技术的培训, 实验过程的监督, 到指导学生进行实验结果分析, 对教师的要求都要比传统的实验教学高很多。教师自身不但需要具有扎实丰富的理论知识, 熟练的操作技能, 还要有不懈的探索精神和创新能力。同时开放式实验的时间是按照学生自身及仪器设备预约情况来定, 往往需要教师牺牲双休日或延长工作时间来配合, 所以说开放式实验教学对教师的业务水平和思想素质都提出了更高的要求。为了不断充实壮大自己, 给学生提供更好的指导, 我们教师必须积极参与科研, 经常查阅相关文献跟踪学科发展趋势, 同时参加各种新仪器及新技术的培训, 了解各种技术的最近动态信息, 并提高自己思想觉悟, 务求做好“服务”、完成“引导”。

综上所述, 高校要激发学生科技创新的兴趣, 就要尽量给他们一种宽松的环境, 促其成长成才[7]。通过开放式实验模式的实施, 学生可以充分发挥主人翁精神, 根据自身兴趣爱好自主选择实验, 这样既可以提高学生实验的积极性, 又可以充分利用教学科研资源, 扩大学生的视野, 加深他们对细胞生物学知识的理解, 激发他们对新知识、新技术探究的热情, 最终达到提高学生综合素质, 培养创新性人才的目的。经过近两年我们在细胞生物学实验课上对开放式实验模式的实施, 学生反响热烈, 选课积极, 已有约30人分别获得了院级、校级及上海市级创新性项目共9个。开放式实验模式是深化细胞生物学实验教学改革的必然趋势, 它为素质教育和创新教育提供了一个良好的操作平台, 但同时它也是一项任重而道远的长期工作, 需要我们通过不断努力改革创新, 使之在实践中得到逐步完善和提高。

参考文献

[1]屈长青, 刘生杰, 陆娟, 朱茂英.细胞生物学教学中学生创新能力的培养[J].生物学杂志, 2008, 25 (6) :72-73.

[2]雷瑞庭, 宋跃, 杨雷, 等.教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集 (上册) [C].郑州:河南省科学技术学会, 2010:387-391.

[3]曾宪军.师生科研一体化的探索与实践[J].重庆大学学报 (社会科学版) , 2003, 9 (6) :145-146.

[4]梁亦龙, 谢永芳, 何晓红, 江怀仲.微生物综合性创新实验教学研究[J].广东化工, 2011, 38 (224) :144.

[5]任平, 蔡飞, 欧阳昌汉.药理学创新性实验教学改革与实践[J].山西医科大学学报, 2010, 12 (10) :987-989.

[6]车将, 廖允成.实验室安全的规范管理探索[J].实验科学与技术, 2010, 8 (5) :156-160.

提高细胞生物学实验教学的效果 篇3

一课程内容调整

传统的细胞生物学实验主要是以验证性实验为主,实验内容比较单一,实验方法基本固定,学生按照老师既定的讲义与实验流程进行操作,其实验结果基本可以预见,学生发挥想象空间的积极性与灵活性大为减少,难以提高学生的综合素质。我们在探索课程改革的过程中,将验证性基础实验分类集中开设,并增加了综合性实验的比重,还开设了细胞培养与细胞凋亡等系列开放式创新实验,学生感到富有挑战性,学习兴趣增加。

1分类集中开展基础实验

细胞与细胞组分的染色观察、细胞器的分离等是细胞生物学实验中的最基础部分,学生应该学会理解并熟练掌握。我们将验证性实验按照技术系列进行归类,同类实验集中开设,如,将同属于细胞组分染色观察范围的动、植物细胞骨架观察实验归在一起,让学生2人一组,每组选做动物或植物细胞骨架染色观察实验,实验结束后,各组相互交流,集中讨论,比较分析动植物细胞骨架的差异。类似的,将植物叶绿体与线粒体的分离归为细胞器分离实验类别,将酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、过氧化物酶的显示归为细胞器特异酶的显示实验类别,连同特殊显微镜的使用,共形成了四大类基础实验。

同时,我们借鉴了其他高校的做法,在每个基础实验开展之前,列表提示学生本次实验包含哪些实验技术,这些实验技术在前面哪个学科的实验中有涉及;本次实验要求学生掌握的核心实验技术是什么,本次实验的延伸是什么?在实验结束后,上交实验的原始记录,包括实验结果、结果分析、操作注意事项、对本次实验的建议等,老师签字后方可离开。

2加大综合性实验比重

综合性实验涉及多种实验技术,在前面基础实验中锻炼和培养了学生的基本实验技能之后,开设综合性实验有利于进一步锻炼学生的综合素质。我们从健全教学内容与学生的实验技能角度考虑,选取了巨噬细胞的吞噬活性、植物原生质体分离与融合、小鼠骨髓细胞有丝分裂染色体的制备与显带等3个综合性实验。其中,在巨噬细胞的吞噬活性实验中,要求学生设对照组,对照组只注射台盼蓝而不注射淀粉肉汤,比较实验组与对照组的吞噬率、吞噬指数的差异,让学生更好地理解吞噬细胞的功能。在植物原生质体分离与融合实验中,设立不加聚乙二烯(PEG)的对照组,让两种原生质体直接混合,有助于学生掌握实验设计严谨性原则。在小鼠骨髓细胞有丝分裂染色体的制备与显带实验中,让不同组学生自行选择显带方法,实验结束后大家集中讨论,使学生对染色体的结构与功能有更加充分的认识。

3增加细胞培养系列开放式创新实验

细胞培养与细胞凋亡观察是细胞生物学实验教学中非常重要的部分,学生很感兴趣。实验涉及细胞传代、冻存、复苏与细胞凋亡观察检测等多项实验技术,实验周期长,操作流程复杂,且每次只能是单人操作,工作量大,对老师的要求也很高。而且,要求细胞培养室可以随时配合学生的实验操作。在2011年之前,我们受实验条件、经费等的限制,没有开展细胞培养系列实验。

在2012年,我们将细胞培养与细胞凋亡实验合并在一起,即“人肝癌细胞培养及诱导细胞凋亡现象观察”,要求2人一组,每组必须进行细胞培养、传代、冻存、复苏等基本操作,同时,进行刺激物诱导肝癌细胞凋亡实验。在课程开始的第三周,组织学生观看细胞培养标准操作视频,并布置诱导细胞凋亡创新实验任务,提供几种刺激物供选择,让学生自行查阅文献,制定具体的实验方案。两周后在班上集中讨论实验方案的完整性与可行性,引导学生继续完善实验方案。实验方案通过后,各组可利用课余时间在细胞培养室开展实验。每组学生在第一次进行细胞传代实验操作时,由老师示范操作一次,之后,每组独立进行操作,研究生助教从旁指导、协助。细胞培养室对本科生24小时开放,实行预约登记制度。实验结果以论文形式上交,要求严格按照研究性实验论文的格式书写,以考核学生对整个实验从设计到具体操作的掌握程度,锻炼学生对实验原始数据的记录、处理及对实验结果进行分析归纳的能力,培养严谨的科学态度和独立思维能力。创新实验结束后,学生的自主思维能力明显增强,从事科学研究的兴趣增加,自信心也大为增强。

二改革教学模式

1分组准备实验、开展实验

汕头大学实验课程的开展采取小班制,每班16-25人,所以,同专业的学生一般会分成2个小班,如,分别在每周的周一和周二下午上实验课,两个班上课的内容相同。在每个班中,我们采取分组准备实验的方法,即2人1组,每组准备一个实验,这样,相同实验就由2个小班中各自一个小组即4个人准备。

在实验开始前,学生需提前准备好实验材料、实验用具、实验试剂以及课件等。在准备实验材料、配制试剂等过程中,研究生助教全程参与,负责指导、监督工作。实验的预处理也由该小组在助教的带领下完成。在正式上课时,由小组学生上台讲解自己准备的课件,除了介绍实验目的、实验原理、操作步骤等内容之外,还需详细介绍实验试剂的配制过程,实验的预处理过程等,其它学生与老师可以提问,该组学生也可以向其他同学提问,布置思考题。小组将课件讲解完毕后,老师补充讲解学生课件中的不足之处,并将实验原理、实验的操作步骤、注意事项等重点着重强调,布置作业与思考题。另外,老师在黑板上写下本次实验的大致操作流程,以便其它同学能够更好地进行实验操作,做到清楚明白。

在进行实验操作时,老师保证每个小组都有一份实验材料,尽量让每个同学都有动手的机会。每个小组独立操作,试剂、仪器等协调共用,实验结果独立分析。在实验进行过程中,老师巡察,及时纠正学生的不正确操作,及时解答学生的疑问。

实验结束后,学生上交原始的实验记录、实验结果、分析讨论等,供老师签字。然后,留10分钟时间大家一起讨论。每组先简述自己的实验结果及实验成败的原因,大家集中交流,总结经验,提出建议等。在下周上课之前上交本次课的实验报告。

分组准备实验的方法让学生自行查阅文献资料,准备课件,对于不清楚的地方能够事先弄清楚明白,有效地锻炼了学生的独立思维能力。从准备实验材料,配制实验试剂到实验操作等都由学生完成,给学生充分地创造了实验操作机会,锻炼动手能力。实验结束后,大家集中讨论,集思广益,教师从旁指点,较好地澄清学生心中的疑问,提高实验成功率。endprint

2有效利用网络视频教学

细胞生物学内容庞大复杂,而且发展极为迅速,它与生物化学、分子生物学、遗传学、基因组学以及蛋白质组学等多学科结合,不断涌现出新的实验技术。受实验教学经费的限制,细胞生物学实验可能无法及时地将这些新的技术方法添加到教学内容中,也无法完成所有的细胞生物学实验。为了弥补此方面的不足,我们找到一些实验教学网络视频,如当前细胞生物学研究热点的“诱导多能干细胞”视频[1],还有“扫描电镜样品的制备与观察”视频、“荧光标记技术”视频等,利用实验中间出现的较长的等待的时间,播放给学生看。这样不仅能丰富实验教学内容,还能有效地利用课堂时间,让学生了解最新的细胞生物学研究进展和实验技术,激发他们的科研兴趣,活跃课堂气氛。

三实验考核体系多元化

合理的实验考核制度能够提高实验教学效果,达到预期的实验教学目的。以往细胞生物学实验课程的考核是实验报告成绩占60%,平时成绩占40%。改革后,我们设立了多元化考核体系,最终成绩由三部分组成,实验报告成绩占40%、平时成绩占30%、创新实验成绩占30%。其中,实验报告除写明实验目的、实验原理、实验材料、实验试剂、实验操作步骤外,还需对实验结果以图、表、文字相结合的方式加以说明,对所遇到的问题及处理意见进行详细的讨论,总结实验经验,提出建议等。平时成绩除体现课堂实验操作规范程度以外,还包括每次课的抽签口试[2]成绩。课前采取抽签口试可以促使学生提取预习,加深学生对所做实验的基本原理、主要内容、操作方法和注意事项等内容的理解和掌握,有效地避免了分组准备实验、其它组同学无关己事的弊端。创新实验成绩包括两部分,一部分为实验态度、实验纪律、实验操作规范程度等,占30%,另一部分是实验论文的撰写。实验论文的撰写是对整个实验的梳理和总结,可以考核学生对整个实验从设计到具体操作的掌握程度,更可以锻炼学生对实验原始数据的记录、处理及对实验结果分析归纳的能力[3]。我们要求学生严格按照研究性实验论文的格式书写,包括摘要、前言、材料方法、结果讨论等,培养学生严谨的科学态度和独立思维的能力。

总之,2011年以来,汕头大学生物系开设的细胞生物学实验课程,通过实施上述教学改革措施,学生的独立思维与动手能力得到很好的锻炼,学习兴趣明显增加,自主能力明显增强,提高了该课程的教学效果和学生的综合素质。

参考文献

[1]陈建明,虞游.细胞生物学实验教学的改革与创新[J].广州化工, 2014,42(3):128-129.

[2]葛淑敏.改革细胞生物学实验教学,培养学生创新能力[J].科教文汇, 2012(10): 129-130.

《中学生物学教学论》复习题 篇4

1.中学生物学教学论; 2.教学策略; 3.教学技能; 4.导入技能;5.提问技能;6.讲解技能; 7.板书技能;8.生物模型; 9.生物标本; 10.科学素养;11.生物科学素养;12.教学目标; 13.教材与教科书;14.直观教学。简答题:

1.在生物新课标中体现的教育理念是什么? 2.讲解技能的优势和不足有哪些? 3.简述探究教学的基本过程? 4.简述强化技能的应用原则和要点。5.简述建构主义的的知识观和学习观。6.生物学课程有什么价值? 7.简述说课、授课及备课的异同。8.简述备课的依据。材料分析题

1.上课时,老师问了一个问题,一位平时学习成绩落后的学生举手,老师请他回答,他站起来,可什么也不会。老师问他:“不会,为什么举手?”他说:“同学们老说我不敢回答问题,我也想举一回手,没想到,老师偏偏叫了我。”下课后,老师和他约定:“以后你不会的时候就举左手,当你会的时候就举右手,我准叫你。”老师的理由是,既然学生站了起来,就要让他体体面面地坐下去,以使他充满自信地又一次站起来。在课堂教学中,有一个不被大家留意却又不可小视的规矩,那就是上课发言的“举手”,你认为需要改变吗?

2.王老师在课上完了之后问学生“听懂了吗?”“听懂了”同学们齐声回答。“还有谁不懂请举手。”全班静悄悄的,学生A的手稍稍伸了一下很快就又缩了回去了,细心的老师还是发现了,他温和地说:“你哪里不懂,没关系,讲出来。”该同学怯怯地站起来叙述着,老师一边鼓励学生大声点儿,一边走过去俯下身听,很耐心地又讲了一遍,最后对这位学生说:“请坐,以后要注意听讲。”

细胞生物学实验教学实践总结 篇5

2010-2011学年第一学期我在冀芦沙老师的耐心认真指导下顺利完成了教学实践,此次教学实践的主要内容是准本细胞生物学实验所需要的实验药品及批改细胞生物学实验报告,本次教学实践的主要内容是10个细胞生物学实验项目,分别是:

实验

一、特殊光学显微镜的结构与使用,主要内容是掌握暗视野显微镜、相差显微镜和荧光显微镜的基本结构殊、工作原理和使用方法。

实验

二、血涂片的制作和细胞形态观察及细胞计数,主要内容是掌握血涂片的制备染色方法和细胞计数板的结构及细胞计数方法

实验

三、叶绿体的分离与观察,主要内容是了解细胞器分离的一般原理和方法;观察叶绿体的自发荧光和次生荧光,并熟悉荧光显微镜的使用方法

实验

四、细胞膜的通透性,主要内容是了解细胞膜的渗透性及各类物质进入细胞的速度

实验

五、植物凝集素对RBC的凝集作用,主要内容是了解细胞凝聚的原理,熟悉凝集素,了解凝集素对细胞凝集的特异性。

实验

六、DNA的Feulgen染色,主要内容是掌握Feulgen反应显示DNA的组织化学过程,掌握Feulgen方法的基本原理、了解DNA的分布部位

实验

七、细胞骨架的光学显微镜观察,主要内容是掌握植物细胞骨架的光镜标本制作方法;

实验

八、线粒体的超活染色与观察,主要内容是观察动、植物活细胞内线粒体、液泡系的形态、数量与分布,学习一些细胞器的超活染色技术

实验

九、离子胁迫诱导洋葱鳞茎内表皮细胞凋亡,主要内容是了解环境胁迫对细胞凋亡的诱导作用和细胞凋亡的形态学特征。

实验

十、巨噬细胞吞噬现象的观察,主要内容是理解细胞吞噬作用的过程及其意义

每次实验前协助老师做好相关试剂和仪器的准备工作,实验中对学生遇到的现象进行解答,实验结束后总结实验过程中学生的操作是否规范;实验是否成功,如果不成功,问题出在哪里;哪些实验作得比较好;提醒预习下节课实验内容,提问;对学生的实验报告给予参考性评价。

教学实践总结

2010-2011学年第一学期我在冀芦沙老师的认真、耐心指导下顺利完成了教学实践,为期一学期的教学实践活动我学习到了很多知识。首先冀老师认真负责的敬业精神是我感触最深的,而这种敬业精神也是我应该学习的,无论是在今后的实验中还是工作中我都应以冀老师为榜样认真负责地完成每一项工作与任务;其次,通过准备每次实验也深深地体会到了准备实验的辛苦。如配制药品看似一个简单的工作,但任何细节都马虎不得,配制每种药品前都要考虑周全,计算准确,以免在配制过程中出错,而且许多药品的配制也需要一些技巧,这些都是我在今后的实验中不可或缺的经验。第三,通过批改实验报告也对每个实验原理复习了一遍,“温故而知新”,新的知识必将帮助我拓展实验思路。

环境生物学复习总结 篇6

环境污染(Environmental Pollution):是指有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,是环境系统结构与功能发生变化,对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。

环境生物效应:是指各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。

环境化学效应:是在多种环境条件的影响下,物质之间的化学反应所引起的环境效果,如环境的酸化、土壤的盐碱化、地下水硬度的升高、光化学烟雾的发生等。

生物浓缩(bioconcentration)生物机体或在同一营养级上的多种生物种群,从所栖息的环境中蓄积化学物质使生物体内化学物质浓度大于环境中浓度的过程。生物积累(bioaccumulation)生物通过吸收、吸附或吞食,从环境中浓缩某些元素或难分解的物质,并在整个生命周期中不断浓集的现象。

生物迁移:污染物通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移

污染物的生物转化:是指通过生物的吸收和代谢作用而发生的变化

水体的富营养化(Eutrophication)作用:是指大量的氮磷等营养元素物质进入水体,使水中藻类等浮游生物旺盛增殖,从而破坏水体的生态平衡的现象。

靶器官(Target Organ):污染物进入机体后,对个器官并不产生同样的毒作用,而只对部分器官产生直接毒作用,这些器官称为靶器官。

行为毒性(Behavioral Toxicity):当一种污染物或其他因素(如温度、光照、辐射)使得动物一种行为改变超过正常变化的范围时,就产生了行为毒性。

生物测试(Bioassay):指系统地利用生物的反应测定一种或多种污染物或环境因素单独或联合存在时,所导致的影响或危害。生物半减期:是指一种外来化合物在体内消除到原有浓度的一半所需要的时间。

环境质量(Environmental Quality):是指环境素质的优劣程度。

大气污染指示生物:对大气污染反应灵敏、用来监测和评价大气污染状况的生物。

生态环境质量评价:人们开发、利用、建设甚至破坏周围的生命系统,使它们发生了变化,对这些变化及其给人们的影响作出定量的分析及评价。

自净作用(Selfpurification):受污染的水质自然地回复原样的现象。

菌胶团细菌:能形成活性污泥絮状体的细菌。

污泥溶剂系数(SVI):指曝气池中混合液经30min静置沉降后体积与污泥干重之比。一般SVI控制在50~150之间,若其大于200,则表明污泥已发生膨胀。

生物工程(Ecological Engineering):一般指人工涉及的、以生物种群为主要结构组分、具有一定功能的、宏观的、人为参与调控的工程系统。

生物修复(Bioremediation):利用生物将土壤、地表及地下水或海洋中的危险性污染物现场去除或讲解的工程技术系统。环境问题一般可以分为两大类,一类是环境污染,一类是生态破坏。

环境生物学的研究方法有野外调查和实验、实验室实验、模拟实验。

环境效应按环境变化的性质可分为环境生物效应、环境化学效应、环境物理效应。

认为污染源按排放物的种类,可分为有机污染源、无机污染源、热污染源、噪声污染源、放射性污染源、病原体污染源和同时排放多种污染物的混合污染源。

污染源杀死按人类社会活动功能来分,可分为工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和生活污染源。

在大气中,污染物转化以光化学氧化、催化氧化反应为主。

研究污染物的物理、化学和生物的转化机制和过程是阐明污染物的环境行为、迁移、归趋和对生态系统影响的基础工作。对大多数的动物而言,主要通过消化管、呼吸系统、皮肤三条途径吸收。10%

由于生物对污染物的吸收和积累随着生物机体的生理因素和外界环境条件而发生变化,因此,生物浓缩系数随之而变。影响生物浓缩的生理因素主要包括生物的生长、发育、大小、年龄等。

影响生物浓缩系数的环境因素主要有污染物的浓度、化学形态、物质存在的环境条件如温度、pH、光照条件等以及季节。根据生物学效应的差异,多种化学污染物的联合作用通常分为四种类型:协同作用、相加作用、独立作用和拮抗作用。生物测试的标准化主要有三方面因素:受试生物、实验条件和不同的实验室。

城市垃圾的处理方法包括:填埋法、堆肥法、制取沼气、焚烧。

自然界中化学物质的降解一般分为3种方式:光降解、化学降解、生物降解。

序批式间歇反应器是今年来开发的活性污泥法新工艺,该工艺通过程序自动控制冲水、反应、沉淀、排水排泥和停置五个阶段,实现对废水的生化处理。

膨胀是活性污泥中的两类细菌——菌胶团细菌和丝状细菌竞争的结果。

堆肥可分为好氧堆肥法(高温堆肥)和厌氧堆肥法。

可用作微生物修复菌种的微生物分三大类:土著微生物、外来微生物和基因工程菌(GEM).三、简答题

环境生物学的任务?(1)阐明环境污染的生物学或生态学效应;(2)探索生物对环境污染的净化机理,提高生物对污染净化的效率;(3)搜索自然保护生物学和恢复生态学的原理和方法。

污染物在环境中的迁移?污染物主要通过三条途径进入环境:(1)人类活动过程中无意释放,如交通事故和火灾;(2)废物的排放,如工业废水、废气和固体废物排放。(3)人类活动过程中故意的应用。

受试生物的选择条件?(1)受试生物对实验毒物或因子要具有敏感性;(2)~应具有广泛的地理分布和足够的数量,并在全年中在某一实际区域范围内可获得;(3)~应是生态系统的重要组成,具有重大的生态学价值;(4)在实验室内易于培养和繁殖;(5)~应具有丰富的生物学背景资料;(6)~应对实验毒物和因子的反应能够被测定,并具有一套标准的测定方法或技术;(7)~应具有重要的经济价值和旅游价值,应考虑与人类食物链的联系。

生物监测的特点?优点:能直接反映出环境质量对生态系统的影响;能综合反映环境质量状况;具有连续监测功能;监测灵敏度高;价格低廉,不需购置昂贵的精密仪器;不需要繁琐的仪器保养及维修等工作;可以大面积或较长距离内密集布点,甚至在边缘地区也能布点进行监测。缺点:不能像理化监测仪器那样迅速作出反应;不能像仪器那样能精确地监测出环境中某些污染物的含量,生物监测通常只是反映各监测点的相对污染或变化水平。

生态风险评价的主要内容?(1)暴露评价;(2)受体分析;(3)危害评价;(4)风险表征。

受体分析包括的主要内容?(1)评价范围或生态系统范围的确定;(2)生态系统调查;(3)选择和确定评价题;(4)对受体的生命过程和所需环境条件进行分析;(5)确定评价终点。

活性污泥法的基本特征?(1)利用生物絮凝题为生化反应的主体物;(2)利用曝气设备想生化反应系统分散空气或氧气,为微生物提供氧源;(3)对体系进行混合搅拌以增加接触和加速生化反应传质过程;(4)采用沉淀方式去除有机物,降低出水中的微生物的固体总量;(5)通过回流使沉淀池浓缩的微生物絮凝体返回到反应系统;(6)为保证系统内生物细胞平均停留的时间的稳定,经常排出一部分生物固体。

生物膜法的特点?(1)微生物多样性高;(2)生物膜各段的微生物类群不同;(3)生物膜中的食物链较长;(4)具有较高的脱氮能力;(5)单位处理能力大;(6)系统维护方便;(7)操作运行稳定

金属的生物转化:

1、汞的氧化、还原和甲基化

环境中存在着金属汞、有机汞化合物和无机汞化合物三种不同形态的汞。它们被广泛应用于各种工业中,如电器制造业、涂料工业、氯碱工业、仪表制造、农药、防腐剂、制药、造纸等行业,这些汞和汞化物,大部分最终进入环境而形成污染。

三种形态的汞,均具毒,但毒性大小不同。以无机汞化合物毒性最小,而烷基汞是迄今所知毒性最剧的汞化物。

(一)汞的氧化和还原;在有氧条件下,某些细菌,如柠檬酸细菌等使元素汞氧化,Hg→Hg2+。另外,自然界中存在着另一类能使有机汞或无机汞化物还原为元素汞的微生物,称之为抗汞微生物。其还原过程为:抗汞微生物中以假单胞菌属为常见。

(二)汞的甲基化;有些微生物,能将无机汞经甲基化作用而生成甲基汞(一甲基汞或二甲基汞),过程如下:无论在好氧或厌氧条件下,都可能存在能使汞甲基化的微生物。在甲基化过程中需要有一种甲基传递体存在,甲基钴胺素(即甲基维生素B12)能起到这种作用,某些微生物能将钴胺素转化为甲基钴胺素,在环境中有ATP及特定还原剂存在的条件下,以甲基钴胺素为甲基供体,使汞与甲基结合而生成甲基汞。

2、砷的氧化还原和甲基化

砷是介于金属和非金属之间的两性元素,广泛用于合金、农药、木材保存及医药制品中。元素砷不溶于水和强酸,所以几乎无毒。砷的有机、无机化合物有毒,含三价砷的亚砷酸盐的毒性比含五价砷的砷酸盐更大,在有机砷化物中三甲砷是对人具有高毒的物质。

(一)砷的氧化和还原;As3+氧化成As5+

微生物参与As3+氧化成As5+的活动,使之毒性减弱;引起转化的微生物为一些异养型微生物,有无色杆菌属、假单胞菌属、黄单胞菌属、节杆菌属和产碱杆菌属。

As5+还原为As3+

另一些异养型微生物如微球菌、某些酵母菌、小球藻等可使砷酸盐还原为更毒的亚砷酸盐。

(二)砷的甲基化;一些含有砷化物的糊墙纸在潮湿季节生长霉菌,产生带大蒜气味的挥发性气体三甲砷,从而使人中毒的事例,在国外曾有过报道。参与形成三甲砷的微生物颇多,微生物生成甲基砷的可能途径如下:砷生物甲基化中的甲基供体也是甲基钴胺素。

污染物对细胞的影响:(一)对细胞膜的影响 1 污染物引起的膜脂过氧化作用导致细胞膜的损伤。2 污染物可影响细胞膜的离子通透性。3 污染物与细胞膜上的受体结合,干扰了受体正常的生理功能。

(二)对细胞器的影响线粒体

污染物不仅可以引起细胞线粒体膜和嵴的形态结构地改变 , 而且可以影响线粒体的氧化磷酸化和电子传递功能。

2光面内质网和糙面内质网

某些污染物经代谢活化产生自由基,可导致光面内质网结构和微粒体膜的一些重要组分如混合功能氧化酶的破坏。

多种化学致癌物如黄曲霉毒素等 , 能引起糙面内质网上附着核糖体脱落, 导致蛋白质合成控制的改变。

3污染物还可影响微管、微丝、高尔基体、溶酶体等其他细胞器。

1、什么是生物富集?其有何意义?影响生物富集的因素有那些?

答:(1)生物富集是指生物个体或处于同一营养级的许多生物种群,从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物,导致生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象,又称生物浓缩(bio-concentration)。(2)对于一个受污染的生态系统而言,处于不同营养级上的生物体内的污染物浓度,不仅高于环境中污染物的浓度,而且具有明显的随营养级升高而增加的现象。污染物在食物链中的流动和积累,对人类的健康造成了很大的威胁,因此,研究污染物的生物积累现象及其机制,具有十分重要的意义(3)影响生物富集的因素:①生物富集主要决定于生物本身的特性,特别是生物体内存在的,能与污染物结合的活性强弱和数量多寡。生物体内凡是能和污染物形成稳定结合物的物质,都能增加生物富集量。生物体内有很多组分都能和污染物特别是重金属相结合而形成稳定的结合物,从而消除或化解重金属的毒害作用。②生物对复杂有机化合物的富集能力与其体内存在的分解该类物质的酶的活性有关。酶活性愈强,则不易富集,酶活性愈弱,则易富集。③金属元素在各类生物体内的半衰期长短不同,能直接影响生物富集量。④生物的不同器官对污染物的富集量有很大差异。原因是各类器官的结构和功能不同,与污染物接触时间的长短,接触面积的大小等也存在很大的差异。⑤生物在不同生育期接触污染物,体内富集量有明显差异。

3、请简述活性污泥法和生物膜法处理废水的生化机制?

答、(1)典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气,通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置,以细小气泡的形式进入污水中,目的是增加污水中的溶解氧含量,还使混合液处于剧烈搅动的状态,形悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触,使活性污泥反应得以正常进行。第一阶段,污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上,这是由于其巨大的比表面积。和多糖类黏性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。第二阶段,微生物在氧气充足的条件下,吸收这些有机物,并氧化分解,形成二氧化碳和水,一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果,污水中有机污染物得到降解而去除,活性污泥本身得以繁衍增长,污水则得以净化处理。经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池,混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离,澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出,其中大部分作为接种污泥回流至曝气池,以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度;增殖的微生物从系统中排出,称为“剩余污泥”。事实上,污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。活性污泥法的原理形象说法:微生物“吃掉”了污水中的有机物,这样污水变成了干净的水。它本质上与自然界水体自净过程相似,只是经过人工强化,污水净化的效果更好。

(2)生物膜法处理废水的生化机制,生物膜的表面总是吸附着一层薄薄的污水,成为“附着水层”或结合水层,其外是能自由流动的污水,称为“运动水层”。当“ 附着水层”中的有机物被生物膜中的微生物吸附、吸收、氧化分解时,附着水层中有机物质浓度随之降低,由于“运动水层”中有机物浓度高,便迅速地向 “附着水层”转移,并不断进入生物膜被微生物分解。微生物所消耗的氧,也是沿着空气→运动水层→附着水层而进入生物膜;微生物分解有机物产生的代谢物及最终生成的有机物以及二氧化碳等,则沿相反向移动。开始形成的膜是好氧性的,但当膜的厚度增加,氧化膜内部扩散受到限制,生物膜就分成了外部的好氧层、内部与载体界面处的厌氧层,以及两者之间的兼性层。因此,生物膜也是一个十分复杂的生态系统,其上存在着的食物链在有效的去除有机物的废水净化过程中,起着十分重要的作用。生物膜在污水处理过程中不断增厚,是附着于载体一面的厌氧区也逐渐扩大增厚,最后生物膜老化、剥落,然后又开始新的生物膜形成过程,这就是生物膜的正常更新。

4、请简述废水生物处理技术的基本生物学原理?

答:通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物,转化为稳定、无害的物质的废水处理法。根据作用微生物的不同,生物处理法又可分为需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。废水生物处理广泛使用的是需氧生物处理法,按传统,需氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法本身就是一种处理单元,它有多种运行方式。属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及最近发展起来的生物流化床等。生物氧化塘法又称自然生物处理法。厌氧生物处理法,又名生物还原处理法,主要用于处理高浓度有机废水和污泥。使用的处理设备主要为消化池。

8、环境问题————是指由于人类活动作用于周围环境所引起的环境质量变化,以及这种变化对人类的生产、生活和健康造成的影响。人类在改造自然环境和创建社会环境的过程中,自然环境仍以其固有的自然规律变化着。社会环境一方面受自然环境的制约,也以其固有的规律运动着。人类与环境不断地相互影响和作用,产生环境问题。

9、环境监测————指通过对影响环境质量因素的代表值的测定,确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势。环境检测的过程一般为接受任务,现场调查和收集资料,监测计划设计,优化布点,样品采集,样品运输和保存,样品的预处理,分析测试,数据处理,综合评价等。环境监测的对象:自然因素,人为因素,污染组分。环境监测包括:化学监测,物理监测,生物监测,生态监测。

10、活性污泥————微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称.微生物群体主要包括细菌,原生动物和藻类等.其中,细菌和原生动物是主要的二大类.活性污泥主要用来处理污废水。

4、生物富集———生物个体或处于同一营养级的许多生物种群,从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物,导致生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象,又称生物浓缩(bio-concentration)。

细胞生物学实验教学的改革探索 篇7

关键词:细胞生物学,实验教学,教学改革

细胞生物学是生命科学的一门重要基础学科,在生命科学相关专业的教学中占有重要地位[1]。作为其重要组成部分的细胞生物学实验,对理论课教学起着重要作用,它不仅有助于学生对理论知识的学习和理解,训练学生的实验技能和动手能力,同时培养学生的研究与创新能力,是生命科学创新型人才培养的关键。

1 实验教学现状

近年来,由于细胞生物学理论发展迅速、多数院校师资及实验条件限制等原因,导致细胞生物学实验教学普遍滞后于理论课,存在着种种缺陷: 实验教学模式单调,难以激发学生的积极性和主动性; 实验内容陈旧,多是验证性实验,难以培养学生的创新能力; 实验内容单一、缺乏综合性,不利于学生综合素质的培养。

针对细胞生物学实验教学中存在的问题,我们从教学大纲、教学内容、教学方法、考核评价、实践基地等方面进行教学改革,促进教学工作,提高教学质量。

2 实验教学改革

针对不同层次、专业学生的培养要求,首先要制定出合理的实验教学大纲,明确实验项目,然后在项目实施过程中,规范实验操作,调整教学内容,改革教学方法,完善考核评价体系,把好教学质量关。

2. 1 修订教学大纲

根据本、专科不同的人才培养目标,制定分层次教学计划。重构实验教学体系,丰富实验教学项目[2]。

针对生物工程、生物技术专业的本科生,突出实验内容的丰富性,包括细胞膜生理功能、细胞器的分离纯化、细胞化学、细胞工程等内容; 强调实验技能的全面性,包括仪器的使用、试剂的配制、操作的规范性等; 另外通过设计性实验,考察、培养同学们综合运用知识的能力。

针对专科学生,实验项目强调培养学生的实验技能、锻炼动手能力、拓宽知识面等。例如,在细胞凝集实验中,通常选择土豆等植物为实验材料,提取凝集素,观察凝集素的凝集活性。我们根据微生物技术及应用专业( 专科) 的学生的特点,选择食用菌的子实体为实验材料,重新设计实验方案,提取并纯化食用菌凝集素,观测其凝集效果,同时设置不同的理化因素处理凝集素,研究凝集素凝血活性的改变。通过以上实验,同学们不仅对自己的微生物专业知识有了更深的了解,同时也更喜爱细胞生物学实验了,提高了他们学习的积极性。

2. 2 优化教学内容

实验内容的优化主要包括精简验证性和基础性实验,增加综合性实验,开设研究性、设计性实验。只保留了两个经典的基础性实验,验证性实验占比不到20% 。增加综合性实验项目,让学生进行自主选择感兴趣的实验,特别是操作能力突出的学生应鼓励多做综合性和设计性实验,注重培养学生独立实验的思考观念和进行科学研究的基本素质。

合理安排实验项目,充分利用实验材料。例如: 同属细胞化学的两个实验,DNA孚尔根染色法观察根尖细胞有丝分裂相和植物细胞骨架的观察,都以洋葱为材料。在安排实验项目时,我们先利用洋葱根尖为材料,完成DNA孚尔根染色法实验,然后利用鳞茎为材料完成植物细胞骨架的观察,节约了实验材料成本。

通过教学改革,实验项目已由7个增至13个,丰富了细胞化学、细胞工程等方面的实验,后期还准备与细胞工程实验室合作,开展细胞凋亡方面的实验。

2. 3 改革教学方法

在实验教学中,改变以往教师讲授和学生操作的教学模式,增设多个学习环节,包括实验项目的预习、实验要点的讲解、实验操作的实施、实验问题的分析、实验报告的撰写[3]。

鼓励学生大胆创新,积极参与实验设计,锻炼实验操作能力。大多数学生已经习惯按照教师的设计思路,根据黑板上的实验步骤,进行按部就班的实验操作。当他们面对设计性实验时,开始很不适应,不知如何入手。教师通常会提前告知实验项目,引导同学们查找与实验相关的资料,尝试设计实验方案。然后教师对学生提交的实验方案进行修改,直到实验设计合理为止。在实验实施过程中,规范同学们的实验操作,帮助分析实验中出现的问题。实验结束,指导同学们对实验结果进行分析和总结,规范实验报告的书写。通过以上工作,同学们能够综合运用所学知识分析问题、解决问题,具有创新思维和团队合作意识,综合素质全面发展[4]。

2. 4 完善成绩评定

实验考核是实验教学中的重要环节,也是检查教学效果、 巩固学生所学知识、改革教学方法的重要手段。传统的实验课程考核标准主要以最终的实验考试为主,而忽视了学生各方面能力的考核,缺乏综合性。造成学生不注重实验过程,只片面追求考试结果,轻视能力培养,考核没有真正反映出同学们对实验知识的掌握,使得实验考核失去价值。

本课程成绩由平时成绩和期终考试成绩两部分组成。借鉴实验课程“重过程、轻结果”的指导思想[5],教师将学生在实验课堂上的表现作为重点考查的方面,对学生动手能力、操作规范情况、提问思考情况等进行考查,学生撰写完成实验报告后,对实验报告评定成绩。教师对上述考查项目分别按30% 、 30% 、20% 和20% 的比例评定平时成绩 ( 占总成绩70% ) ,期末考试只占总成绩30% 。

为了完善实验成绩评定体系,能够更科学的评价学生对实验的掌握情况,我们将最后一个实验项目设为期末考核项目, 该实验为设计性实验,考核分值占总成绩的30% 。考核分为实验设计、实验实施、实验结果分析三个阶段,阶段考核成绩各占总成绩的10% 。通过考核,不仅培养了同学们实验设计的能力,同时规范了实验操作,还能引导同学们对实验结果进行正确的分析,总结经验教训。这种考核方式令同学们耳目一新, 增强了对细胞实验的重视,也利于教师更加客观准确的评价学生。

2. 5 建设实践基地

细胞生物学实验教学的目的在于培养学生的动手能力、增强对细胞生命现象进行探索的兴趣和思维的自觉性,提高学生的综合素质和应用能力。通过常规的实验教学,学生掌握了一定的基本知识和技能,但是与企业对员工知识技能方面的要求还有一定的距离。如何进行衔接?

建设实践教学基地,使之成为课程实践教学和学生就业的重要阵地,也为培养双师型骨干教师奠定了良好的基础。细胞培养、细胞检测等技术在一些生物高科技企业应用很广,岗位需要较大。我校与专注于宫颈癌筛查的武汉兰丁医学高科技公司签订了协议,共建实践教学和实习实训基地。每年选派多名同学到兰丁公司,学习细胞培养、样本的组织切片和染色、癌细胞筛查等技术,细胞生物学实验技能在此得到了应用。在学习过程中,同学们普遍感到细胞生物学理论和实验技能在工作岗位中的重要性,做到理论与生产实践相结合,高质量的完成各项任务,得到了企业领导和同事的肯定。同学们取得的优异的工作成绩也充分肯定了细胞生物学实验课程改革所取得的成效。

3 教学改革成效

经过三年的研究与探索,细胞生物学实验教学在教学内容组织、教学方法改革等方面都取得了长足进步。教学改革激发了学生对细胞生物学实验的兴趣,锻炼了学生对理论知识的活学活用的能力,培养了自主学习的意识和能力,增强了团队协作意识。

在教学改革的过程中,积极引导学生将课程实验和毕业论文设计相结合,培养学生的创新意识,鼓励学生设计实验方案。在实验过程中,引导学生积极主动的分析问题、解决问题。通过以上工作的开展,本科毕业论文质量大大提高,教学改革实施以来,课题组教师指导的8篇本科论文获得湖北省优秀学士学位论文,填补了我校在细胞生物学方面获奖的空白。

4 结 语

细胞生物学实验教学的改革,通过修订教学大纲、优化教学内容、改革教学方法、完善成绩评定等措施,取得了良好的教学效果,培养了学生的综合素质。对细胞生物学实验教学的改革只是初步的尝试和探索,我们将进一步研究实验课程的教学改革与学生专业能力的培养之间的联系,积极探索高素质人才的培养模式,加强教学基础条件的建设,提高教学质量,培养出更多的合格人才。

参考文献

[1]吴莹,王洋,王晶英.细胞生物学实验教学改革[J].实验室研究与探索,2010,29(7):262-263,266.

[2]贝盏临,张欣,曹君迈,等.民族高校细胞生物学实验教学改革探索[J].实验技术与管理,2011,28(9):153-155.

[3]李晶莹,申斯乐,刘雨萌.浅谈独立学院细胞生物学实验的教学改革[J].广州化工,2014,42(1):151-152.

[4]宋涵,郭允倩,荆艳萍.细胞生物学实验教学改革探索[J].高校生物学教学研究,2013,3(2):52-54.

细胞生物学实验复习题 篇8

[关键词] 科学方法教育;细胞生物学;实验改革

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549(2016) 12-0095-02

深化教育改革、提高教学质量是当前我国高等教育改革的一项重大任务。要完成好这项重大任务,加强科学方法教育是一项关键性的内容[1,2]。《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》的总体目标指出,到2020年建立健全课堂教学、自主学习、结合实践融为一体的高校教育体系,人才培养质量显著提升。这一目标的实现有赖于高等学校的教育理念由知识本位向能力本位的转变[3]。事实证明,科学方法作为思维方式和行为方式,蕴涵着极大的智力价值,当青年大学生一旦掌握科学方法就能大大提高智力和能力水平[4]。

细胞生物学作为一门理论性与实践性较强的学科,其方法与技术广泛用于解决人类面临的诸如环境污染、能源危机、疾病危害等一系列重大问题[5]。细胞生物学实践教学既是细胞生物学理论与实践相结合的教学过程,又是课堂理论技术的继续补充和深化。现有的细胞生物学实验教学模式普遍是由教师讲解实验目的、原理、过程,学生只是按部就班地进行操作,从而得出可预知的结论。长此以往,其弊端逐渐显现出来:(1)泯灭了学生对实验的兴趣,禁锢了学生的创新思维;(2) 习得的知识和技术高度碎片化,缺乏整合性;(3)所学知识在实际工作、生活中高度“休眠”,缺乏实用性,甚者产生“学无所用”的困惑。为了切实提高教学实效,笔者从教学内容、教学方式和效果评价等多方面以科学方法教育为导向,对细胞生物学实验教学进行改革探索。

一 以科学方法教育为导向的细胞生物学实验教学的探索与实践

1 更新实验项目,统筹课程安排

以学校修订教学计划和实验教学大纲为契机,重新修订教学计划,根据教学计划完善实验教学大纲。在开课时间上,系统教授完相应理论课程后,利用相对集中的时间进行实践教学,使理论课和实验课有效地衔接,使学生能够系统掌握细胞生物学的基本实验技能。在教学内容上,剔除简单的验证性实验,增设综合性、系统性强的实验项目;将学术研究比较成熟的研究成果改造成符合实验教学要求和特点的综合性实验。如活血化瘀药通过诱导LDL受体表达降血脂的研究,经过适当调整,改造成膜受体表达检测的综合性实验。

2 自编实验教材,重新设置内容

根据精选的教学内容,编写《细胞生物学实验手册》指导用书。在教学过程中,以自编教材为主,并参考其他辅助教材。授课教师讲解基本的实验技术、操作方法和应用范畴。实验一:细胞冻存复苏;实验二:细胞传代;实验三:细胞活性测定及结构观察;实验四:细胞成分分离纯化;实验五:外源基因转染;实验六:单克隆细胞株建立;实验七:药物筛选;实验八:细胞融合技术。学生可根据自己的实验方案参考使用。

3 构建多层次细胞生物学实验教学体系

根据实验项目的优化重组和交叉融合结果,构建细胞生物学实验教学三大模块:

(1)基础实验模块。基础模块包括细胞生物学实验常用的实验技术,如常用细胞结构观察技术、细胞内生命活动检测技术、细胞内组分分离技术等。通过理论讲解和动手实践,夯实学生基础实验技能,并且熟悉技术的应用范畴。

(2)细胞操作模块。细胞操作模块包括细胞的原代培养技术、传代培养技术、冻存和复苏技术、细胞活性及增殖能力评估技术、基因转染技术等。在这个过程中强化了细胞培养、细胞计数、细胞成活率的检测、MTT法检测培养细胞的活性等相关技能。本模块是细胞生物学实验的重点技能。通过本模块,学生充分掌握细胞操作的基本技能。由于细胞操作技术要求高,培养周期长,干扰因素繁多等特点,细胞培养室在课余时间通过预约开放的形式向全体学生免费开放,以巩固学生细胞操作技能。

(3)探索性实验模块。本模块包括两个部分。一是标书撰写技能,学生通过文献查阅,针对自己感兴趣的领域提出科学假说,撰写项目研究申请书(以浙江中医药大学学生科研基金项目申请书为模板);二是实验设计能力,给定选题,根据已学理论知识、实验技能并查阅相关文献,结合现有教学条件,设计实验方案并分组讨论其可行性。学生以项目为核心,以团队为单位学习知识、参与实践、完成项目。通过本模块的训练,学生的科学研究思维得到了很好的锻炼。

4 全面开放实验室,以科研带动教学

实验教学内容的优化,有限的教学课时已不能满足实验的课程设计。实验室开放是实验教学方式、手段的革新,树立教学与科研相结合的思想,“以科研促教学,以教学带科研”,在教学中研究,在研究中教学。实验室的开放包含两个方面:实验设备资源的开放和实验教学内容的开放。实验设备资源的开放,学生可以根据合理的实验方案申请适合的实验场地和仪器设备,完成技能训练或实验设计;教学内容的开放,也就是教与学的开放,主要表现在学生对实验内容、实验方法等的选择,实验运行的环节,完成实验的形式的开放,尊重学生的主体地位,充分发挥学生的积极主动性。

5 建立相对合理的模块考核机制

实践教学的效果不以原有单一的考试或实验报告成绩来考核。我们的教学目标直接指向学生多方面的发展变化,因此评价的指标也应该以学生多方面的发展变化为依据。以现代的教学质量观来指导学生学习效果的评价,必须以是否有利于学生的进步与发展作为考核指标,注重学生实际操作技能和分析解决问题的能力。考核成绩由三部分组成:基础实验模块(20%)、细胞操作模块(30%)、探索性实验模块(50%,其中标书撰写占20%,实验设计及操作占30%)。

二 存在问题与对策

1 以科学方法教育为导向的实验教学需要有以科学方法教育为导向的实验教材

以科学方法教育为导向的细胞生物学实验教学要求把教学重点由教师单方面传授知识转向学生主动学习,问题在于如何发现问题、提出问题、建立假设、验证假设等知识学生是不可能生而知之的。查阅现有的细胞生物学实验教材,不难发现现有教材几乎没有关于这些方法论的介绍。教材编写方式都是独立且结论式的,由科学原理、材料、步骤甚至实验结果构成教材内容。基于这样的问题,我们专门编写了符合科学方法教育的细胞生物学实验教材,一方面对学生进行具体科学方法论的指导,另一方面详细阐述各项实验技术的性质、操作程序、适用范围,将方法融于结论性知识的陈述中。

2 以科学方法教育为导向的实验教学需要有以科学方法教育为导向的教学方法

细胞生物学实验所蕴涵的科学方法非常丰富,主要包括根据实验目的而进行的实验原理构思的方法、实验步骤的设计与实验操作的方法、实验结果的显示方法以及实验数据的处理和整理归纳实验结论的方法等。细胞生物学基础实验、细胞操作和探索性设计,这三层次内容是相互连接、不断递进的,渗透科学方法教育的侧重点应有所不同。基础实验侧重仪器使用及数据处理方法,细胞操作实验重视操作方法、实验结果的显示方法和结果的分析归纳方法,而探索性设计重视实验的设计思想及各项实验技术的综合运用。我们在进行科学方法教育时,遵循由易到难,从单一到综合的规律,以细胞生物学基本实验技能为基础,以开放性实验为依托,结合所学知识,探索感兴趣的科学问题,从而提升理论水平和实践能力;采用层层深入的教学方式,充分体现“教为不教”的教学理念,为学生构建开放的学习环境,提供多渠道获取知识、并将学到的知识加以综合应用于实践的机会,促进他们形成积极的学习态度和良好的学习策略,培养创新精神和实践能力。

总之,科学方法教育是提升细胞生物学实验教学质量的重要环节,更是培养学生实践能力和创新精神的重要途径[6]。细胞生物学实验科学方法教育是以培养学生具有永不满足、追求卓越的态度,培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力为基本目标;以学生从理论学习和实践活动中获得的各种课题或项目设计为基本的学习载体;以在提出问题和解决问题的全过程中学到的细胞生物学知识、实验技术、科学研究方法及获得的丰富体验为基本内容;以在教师指导下,以学生自主采用研究性学习方式开展研究为基本的教学形式。通过科学方法教育,在现有的教学条件下和有限的课时内,学生在细胞生物学理论与实验技能方面有了全面的提升,提高了教学质量,激发学生的创新思维,促进学生学习的自觉性和主动性,从而教会学生自我学习以及分析解决问题的能力。

参考文献

[1]阳国亮. 高校应加强科学方法教育[N]. 中国教育报, 2009-05-25.

[2]王尚芝, 韩静, 孟双明, 关翠林, 王海清, 郭永. 大学化学教学中应重视科学方法教育[J]. 科技信息(学术研究), 2007(33): 95.

[3]丁建洋. 从知识本位走向能力本位:大学本质的回归[J].中国高教研究, 2011(08):72-76.

[4]郝京华. 论科学教育中的科学方法教育问题[J]. 教育研究与实验, 2000(06):16-20.

[5]翟中和, 王喜忠, 丁明孝. 细胞生物学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2011.

上一篇:二年级下册数学第五单元认识分米和毫米教学设计下一篇:百日大干动员讲话