本書是在傳統(tǒng)、經(jīng)典實驗方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù),以專題形式編寫實驗內(nèi)容,突出培養(yǎng)學生獨立實踐,提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。全書共分十五模塊,安排13個綜合性實驗,依次為:植物細胞生理及代謝、礦質(zhì)元素的作用、種子發(fā)育、幼苗的生長發(fā)育、花發(fā)育、果實的品質(zhì)分析、植物快速繁殖體系、逆境對植物組織的傷害、衰老器官抗氧化體系的檢測、植物激素的作用、植物激素相互作用、發(fā)根農(nóng)桿菌對植物的遺傳轉(zhuǎn)化和目的基因CHS在植物組織的表達。涉及的技術(shù)有細胞生理、分子生物學、細胞流式技術(shù)、組織培養(yǎng)、氣相色譜分析技術(shù)等。在模塊十四介紹數(shù)據(jù)的處理方法,模塊十五介紹了如何撰寫"小論文"。本書附錄部分包括各種實驗常用數(shù)據(jù)表和常用試劑的配制方法等,如植物組織培養(yǎng)常用培養(yǎng)基、常見植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)及其主要性質(zhì)、常用緩沖溶液的配制、離心機轉(zhuǎn)數(shù)和常用計量單位及其換算。
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為適應我國高等教育改革與發(fā)展,加強實驗教學和操作環(huán)節(jié),抓好綜合性和創(chuàng)新性實驗,大力培養(yǎng)學生實踐能力,是落實教育部“高等學校教學質(zhì)量與教學改革工程”、培養(yǎng)創(chuàng)新人才需采取的重要措施。隨著生命科學的發(fā)展,對于當前具有創(chuàng)新能力的生命科學領(lǐng)域人才的培養(yǎng)而言,除了要求具有熟練掌握現(xiàn)代生物技術(shù)的能力之外,還要具有運用整體知識進行綜合研究的創(chuàng)新能力。
植物生理學是一門實驗學科,其研究技術(shù)發(fā)展迅速,與其他學科交叉性強。近年來,許多高等院校的植物生理學實驗課程,以培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力為重點,開設(shè)了綜合實驗,以加強植物生理學實驗技術(shù)的基本操作和技能的訓練及培養(yǎng),提高學生的操作能力、獨立工作能力、分析能力和創(chuàng)新能力。
模塊實驗則是以探討問題為主線,將相關(guān)的若干個實驗內(nèi)容形成獨立的研究專題,這樣就強化了實驗內(nèi)容的相關(guān)性、完整性,使學生在科學態(tài)度、實驗技能、獨立工作能力方面獲得初步的訓練;谥参锷韺W學科發(fā)展的規(guī)律和人才培養(yǎng)的理念,本書以形式新穎、圖解清晰、注重啟迪為特色,組合綜合性的模塊實驗教學內(nèi)容,提供開展設(shè)計性實驗、開發(fā)學生“創(chuàng)造性思維和能力”的實驗平臺。
本書是一本滿足模塊實驗教學、指導學生自主參與實驗過程的實驗教材,具有以下特點。
。1)在經(jīng)典的實驗方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù),以專題形式編寫安排14個綜合性模塊實驗,依次為:植物細胞生理,礦質(zhì)元素的作用,種子生理,光合和呼吸代謝溫度和光對開花的影響,果實品質(zhì)分析,植物組織培養(yǎng),植物光抑制,逆境對植物組織的傷害,自由基清除,生長物質(zhì)對切花保鮮的作用,調(diào)節(jié)不定根的發(fā)生,發(fā)根農(nóng)桿菌對植物的遺傳轉(zhuǎn)化以及目的基因的表達。編人實驗項目64項,覆蓋植物生理學的主要基礎(chǔ)方法,涉及的技術(shù)有細胞周期測定技術(shù)、遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)、組織培養(yǎng)方法、氣相色譜分析技術(shù)以及原子吸收分光光度計方法等。
。2)通過流程圖與文字講述每個模塊實驗的基本過程,達到操作過程直觀、重點提示清晰的效果。有些模塊編寫了“注意事項與建議”、“實驗拓展”、“思考題”,幫助學生理解實驗原理,提高學生分析問題、解決問題的能力。
(3)利用不同實驗技術(shù)和方法的獨立性及相關(guān)性進行內(nèi)容組合,開展植物生理學實驗教學的綜合訓練,使學生進一步掌握探討某個主題各方法之間的有機聯(lián)系。這樣的訓練不僅提高了學生對做實驗的興趣,同時啟發(fā)了學生對實驗方案綜合設(shè)計的研究思路,以此來提高學生綜合掌握和運用實驗技術(shù)的能力,努力實現(xiàn)“融加強基礎(chǔ)與創(chuàng)新能力于一體”的實驗教學目標。
(4)強化“綜合性、設(shè)計性實驗”的設(shè)計、操作與論文撰寫的訓練。介紹了實驗材料的選擇與樣品提取、實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析以及如何撰寫實驗論文的方法,列舉了17個反映植物生理學研究熱點和可持續(xù)發(fā)展、適合培養(yǎng)學生設(shè)計性能力的綜合性題目。
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模塊1 植物細胞生理
【模塊實驗目的】
植物細胞是植物體的基本單位,也是器官發(fā)生和形態(tài)建成的基礎(chǔ)。研究植物的生長發(fā)育,需要了解細胞數(shù)目、細胞大小和形態(tài)變化,認識細胞周期的規(guī)律。本模塊實驗將介紹這些研究方法。
【流程圖】
I 制作臨時裝片法
[實驗目的]
1.觀察洋蔥不同組織細胞的形態(tài)大小,學習并了解測定植物細胞大小的方法。
2.掌握普通光學顯微鏡及測微尺的使用方法。
[實驗原理]
用目鏡測微尺和鏡臺測微尺測量細胞的大小。鏡臺測微尺是中央部分刻有精確等分線的載玻片。一般將1mm等分為100格(或2mm等分為200格),每格長度為0.01mm(即10um),用于校正目鏡測微尺每格長度。目鏡測微尺是一塊可放在接目鏡內(nèi)的隔板上的圓形小玻片,其中央有精確的刻度,有等分50小格或100小格兩種,每5小格問有一長線相隔。由于所用接目鏡放大倍數(shù)和接物鏡放大倍數(shù)的不同,目鏡測微尺每小格所代表的實際長度也就不同,因此,在使用前必須用鏡臺測微尺進行校正,以求得在一定放大倍數(shù)的接目鏡和接物鏡下該目鏡測微尺每小格的相對值,用來測量細胞的大小。
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