生物论文（最新5篇）

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生物科技小论文【第一篇】

探究性学习是学生在老师的指导下主动地去探究问题的学习模式。在探究性学习中，学生以类似科学研究的方式发现问题，主动地去获取知识、应用知识，其目的是改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生自我获取知识的能力。探究性学习这一新的学习模式，要求师生改变传统的教师、课本、教室三中心教学观念，改变传授型的教学方式，以适应以学生发展为本。笔者是一名中学生物教师，除了在生物课堂上实施探究性学习来引导学生主动参与之外，为适应探究性活动的需要，我在生物课外科技活动中实施探究性学习的教学方法上也作了一些探索和尝试。

一、创设探究性问题情境，拓宽探究思路

传统的生物课外活动教学方法与一般的校内课程一样，也是传授型的。比如，教师先向学生讲解如何制作植物叶脉标本、腊叶标本、透明浸制标本、蝴蝶标本等，然后示范。接下来学生依样画葫芦，做得一丝不差的就是最好，学生不必动脑筋。其效果是学生思维呆板，活动结果都在预定之中，学生自然少有兴奋、更无创新。

为改变这一状况，笔者在“探究植物叶脉标本的制作”是这样创设问题情境的：河沟里往往有一些烂叶片，捞起来用水一冲，也可得到叶脉标本，这是为什么？能否考虑用浸泡的方法来腐烂叶肉？浸泡的溶液会有哪些？浸泡的过程须多长时间？哪些植物叶片适合用浸泡的方法来制取叶脉标本？这一下，学生的思路开阔了，思维的火花闪现了，他们调动了原有的知识结构去探究该情境中的问题，并积极地从多角度去思考问题、发现问题。众说纷纭，兴奋异常！有的说用自来水来浸泡树叶、有的说用池塘水浸泡、有的说用食醋溶液浸泡、有的说用洗衣粉溶液浸泡、有的说用碱溶液浸泡等等。这些方案体现了学生思维的广阔性，体现了问题情境创设的重要性，教师应及时鼓励，以拓宽学生的思路。

对于学生提出的各种制作方法，笔者不以好坏来论断，而是依据基木原理，就其可能的结果与学生一起讨论，加以分析、比较、筛选，鼓励学生用自己的实验结果来得出结论，让学生们根据自己的想法去进行制作。其制作结果当然再也不会是千篇1律的了！有的人成功了！也有的人失败了！通过探究活动，最终得出池塘水和自来水是理想的浸泡溶液，白玉兰叶片也是理想的材料。学生对自己设计方法并通过摸索进行制作兴趣十足，对做成的标本欢喜有余。在此基础上，我又引导学生思考如何开发叶脉标本的工艺品。这样经过多次活动以后，学生体验到了探究性学习的乐趣和甜头，对探究性学习产生了兴趣，逐步养成了善于提问、勤于思考、乐于动手的良好习惯。

二、塑造鲜明的探究个性

从某种意义上说，没有个性就没有探究，探究过程往往表现出鲜明的个性。教师应该承认学生的个体差异，尊重学生的不同兴趣爱好，同时深入了解每个学生的性格特征、兴趣爱好及特长。在此基础上实施个性教育，引导学生发展具有探究性的人格特性，鼓励并积极创造条件帮助学生发挥特长，给学生留有更大的选择余地和自由发展空间，塑造鲜明的探究个性。

(一)只有科学方法，没有标准答案

在生物课外探究性活动教学中，对学生们强调只有科学方法，没有标准答案。对各种问题的讨论只重视你思考问题的科学性、陈述问题的逻辑性，不强调结果的对或错。这样，打消了不少学生怕答错问题让同伴笑话的顾虑，引导学生进行独立思考，逻辑推理，把精力放在寻找论据上，广开了“言路”。学生的思路渐渐活跃起来，敢于各抒已见，慢慢地进入了主体角色。为此，笔者在课外科技活动的辅导过程中，只要学生能提出自己的想法，而不完全局限于课本，就及时予以充分肯定和鼓励，尝试塑造鲜明的探究个性。

例如，柑桔是日常生活中常见的材料，用柑桔皮来喷杀蚂蚁也是小孩子常玩的游戏，在辅导科技活动时，有位同学突发奇想：能否用大剂量的柑桔油来喷杀蟑螂？在这种探究性思维的驱使下，我因势利导，先讲述柑桔油致死昆虫的原因，然后引导学生大胆尝试、大胆探究。同学们分别用类似的植物材料如大蒜、洋葱等来喷杀蟑螂，一个个兴致勃勃，没有被从书上找不到答案所吓倒。几经周折、几经苦难，消灭蟑螂的环保型材料“诞生”了，在此过程中，不仅有一次次的探究实验，还把环保型灭蟑液在小白鼠身上做实验（以防对人体有毒害作用），最后在家庭中试用成功。一系列的探究过程完全符合科学探究的基本思路，同学们的科学意识提高了。

(二) 培养学生动手动脑

探究性学习必须给学生提供既用脑又用手的机会，让学生动脑动手亲身经历问题探究的实践过程，从而获得研究的初步体验，加深对自然、社会等各种问题的思考与感悟，激发起学生探索问题的求知欲和体现自身价值的创新精神，并养成独立思考和重视解决实际问题的学习习惯。

在生物学课外探究性活动中，笔者注意让学生既用脑又用手，在课程里安排了一些小发明、小创造等既用脑又用手的活动内容。同时注意诱导他们做好用脑和用手之间的衔接，在动手的过程中培养学生的探究个性。

在生物科技活动中，尝试让学生设计一顶适于野外捕捉昆虫用的帽子，要求该帽子集捕虫用具于一身，做到一帽多用。具体的设计方案由学生自定，其中有一个小组是这样设计的：普通的草帽用迷彩布装饰，外观大方，帽的上方装有捕虫网，捕虫网的柄还可当拐杖用，帽的下方连有雨衣，随时装卸，帽的边缘缝有五个带有拉链的口袋，内装放大镜、手电筒、指南针、地图、笔、笔记本、口罩和白纸等一些捕虫用的辅助用具，并取名为《神奇的捕虫帽》。这样，学生通过用脑 —动手—再用脑—再动手反复交替，体会到有时想来很容易的操作问题，实际做起来不简单；反之，有的思考时很复杂的步骤，在实际应用熟练后，跳跃几步即可到位。强调动脑又动手、动手又动脑的教学方法，其结果不但灵活了学生们的双手，还活跃了大脑，给了他们跳跃式思维的体验，为日后的解决实际问题能力和创新能力提供了基础。

通过以上教学方法不但使每个学生体验到探究性活动的魅力和乐趣，体验到思维方法和实践操作的重要性，也培养了学生细心认真、凡事要思考的良好习惯，养成尊重科学的道理和重视实践出真知的科学素质。探究性学习是一种全新的学习方式，在探究性学习中，一个好的教师要采取科学有效的教学策略，精心设计一个让学生感到无忧无虑的空间、一个可以探索、表达、分享思想的自我完善的空间，牢牢记住和把握“学生为主体，教师为主导”这一教学原则，唯有如此，才能进一步提高探究性学习的实效性，才能使探究性学习这一重要课程理念发扬光大。

生物论文【第二篇】

摘要：

现阶段的教学改革，对初中生物实验教学的创新比较注重，而在生物实验室管理工作方面的优化也比较重要。

通过生物实验室管理水平的提高，就能提高生物教学的效率。笔者结合实际，对初中生物实验室的管理现状进行详细分析，然后结合实际对生物实验室管理方法进行探究，希望该研究能对实际的管理发展起到促进作用。

关键词：

初中；生物实验室；管理现状

生物实验室是进行生物实验教学的重要场所，在这一方面加强管理对生物教学发展比较有利。在素质教学的实施背景下，对学生加强素质教学就要从多方面进行考虑，生物教学是实践性比较强的学科，尤其是在实验室的管理方面比较重要。

对初中生物实验室管理加强研究，对解决实际管理问题比较重要。

1、初中生物实验室的管理现状分析

初中生物实验室管理水平的提高有助于学生生物实验的正常操作，对学生学习效率水平的提高比较有利。

从实际的实验室管理现状来看，在诸多方面还存在着问题，有待解决。

由于生物实验室当中有一些感染性的物质，所以在安全工作方面就要充分重视[1]。

生物实验室管理工作开展过程中，一些实验人员不注重安全意识的加强，这就使具体的管理工作中出现诸多问题。

再者，初中的生物实验管理工作实施中，相应的安全管理制度不完善，相应的管理监督也没有加强。

当前一些生物实验室的管理工作实施中，虽然建立了质量管理体系，也规范了具体的操作程序，但是在具体执行过程中还没有有效落实。

在制度规定当中只有原则性的规定，但在落实上缺少明确性指示，缺少安全以及管理的措施实施。

另外，在生物实验室的管理过程中，对相关的实验室设施以及设备没有进行有效完善。

这些方面对实际的生物实验教学的进一步实施存在着诸多影响。

比较突出的问题就是在经费上没有充分的投入，这就使实验设施的配备得不到完善，阻碍了生物实验教学[2]。

对这些层面的问题要能充分重视，只有在这些层面得到了加强，才能对生物实验室的进一步发展起到保障作用。

2、初中生物实验室管理方法探究

要想保障生物实验室的管理质量水平的提高，就要从多方面加强重视，笔者结合实际对初中生物实验室的管理方法进行了深究，在这些措施的科学实施下，就能保障实验室管理整体水平的有效提高。

第一，加强对初中生物实验室管理人员生物安全知识的专业培训工作。

实验室人员在专业知识上的提高，对其具体实施管理工作比较有利，能够通过专业化管理水平的提高，使实验室安全事故的发生概率降低。

在具体的措施实施上，注重理论政策的科学实施，在思想认识层面能进一步强化，将理论和实践紧密结合。

对实验人员的应对突发事件能力进行有效加强，只有从这些方面得到加强，才能真正有利于实验室的管理水平。

第二，注重对初中生物实验室管理制度的完善提高。

要想对生物实验室的管理质量水平加以提高，就要能充分注重制度的完善制定和落实，在制度的规制下，才能使管理的整体水平提高。

制定这些规章制度时，要和实际相结合，维护实验室的日常秩序，使生物实验的顺利进行得到保障。

在制度的制定上，在生物实验人员的岗位制度以及开放管理制度的制定层面，都要和实际相结合，管理制度的可操作性要强，对实验室的操作安全性要有效保障。

只有这些管理制度得到了完善和规范，才能保障整体管理水平的提高。

第三，在实验室的管理工作实施中，在开放管理层面要能充分重视。

生物实验室和学生动手操作能力的培养有着紧密的联系，为学生提供了动手实践的场所[4]。

在实验室的开放时间上要科学规定，加强专业指导老师的管理，对学生的实验理论知识和器材的管理要加强。

首先要让学生明确实验过程。

教师可利用活动时间提前培养好实验小组长，再由这些骨干学生去辅导带动其他同学做好实验。

在授课过程中，教师可运用挂图和实物这两种直观教具，带领学生按照由下至上的顺序逐一对各结构进行辨认和识记，增加学生的感性认识。

对实验过程及方法步骤做到心中有数，为下节实验课作好准备。

让学生在平常的时间中，能够充分利用好实验室。

第四，生物实验室的具体管理工作实施中，要能够注重原则的遵循。

例如在对生物实验室中仪器摆放的管理中，对仪器的摆放就要符合自身的特征。

在相应仪器的存放过程中，就要将全部开关置到零位上，要能符合美观的原则。

对生物实验仪器的存放要保持整齐和美观大方等，存放和取用要和方便。

遵循这些相应的原则，才能使实验的器材得到良好的管理。

再比如在对生物实验室中药品的管理过程中，就要能够做到分类存放，易燃易爆以及有毒的危险品要单独存放，在药包上贴上标签等。

第五，对生物实验室的管理工作要注重核心工作的管理。

在专人管理层面要能有效加强，管理人员要在相应的资料管理工作上进行完善和强化。

在实验室的表册管理工作上要有效强化，并及时进行汇总。

在实验室管理工作的实施中，要充分注重对学生定位的要准确性[5]。

为了将生物实验室的教学质量有效提高，就在每堂课的开展前对学生的个性化差异详细了解，然后在实验小组的搭配方面充分重视。

在分组后每组的学生要选出一个组长，对小组人员的实验进行规范化，起到管理员的作用。

这样就能优化管理工作。

第六，初中生物实验室的管理中，要对学校的网络加以充分利用，构建网络生物实验室。

这一新技术的应用能够促进网络管理系统的有效形成，实验室的管理工作要能简单化以及实用化地呈现。

课前要求学生预习实验内容，上课时先让学生观看视频，再由带教老师强调实验的重点、难点和关键点，然后学生做实验，在实验过程中可以边看边做。

实验结束后，老师点评、小结。

网络装备的实验预约、登记，课上学生的分组登记和演示记录，及时有效要便于各项检查，验收。

在这一方面得到了加强，就能有助于实验室管理水平的提高。

3、结语

总而言之，要想提高初中生物实验室的管理水平，就要注重对实际问题的及时解决。

初中阶段的学生，在各个方面的发展都没有成熟，老师在学生的生物实验过程中，要充分注重对学生的引导。

该文从多方面对生物实验室的管理工作进行了研究，希望能解决实际的实验室管理问题。

参考文献:

[1]刘舒，汪秋宽，刘琦，等。高校实验室综合管理研究与探索[J]。教育教学论坛，2015(50):15-16.

[2]刘康，赵云霞，王婉，等。高校实验室管理[J]。科教导刊（上旬刊），2015(13):178-179.

[3]于航。关于高校实验室管理工作的几点探讨[J]。时代教育，2015(3):90.

[4]方世林。地方本科院校实验室建设和管理的研究与探讨[J]。科技信息，2013(14):12.

[5]徐静，阎斌伦。高校生物实验室安全问题初探[J]。实验室科学，2009(6):168-169

生物论文【第三篇】

摘要：

当前在我国社会经济不断发展的影响下，对于初中生物教学的重视程度也在不断加大，但是目前仍然存在很多问题，在对这些问题进行有效解决的过程中，情感教育的教学方法逐渐被教育者认可，本文对情感教育在初中生物教学中的体现进行分析和研究。

关键词：

情感教学；初中生物；体现

自进入二十一世纪以来，人类社会便正式进入了网络信息化时代，在信息技术快速发展的影响下，我国对于初中生物的教学改革也在不断的加大重视力度，初中生物教学不仅需要理论知识作为铺垫，而且生物实验也是很重要的学习部分，所以在初中整体教学过程中，生物教学也占据了很重要的位置。

在实际的教学过程中，经过教师的不断探索和创新中发现，情感教育在一定程度上能够引起初中生的思想共鸣以及情感共鸣，由于初中生自身已经具备一定思考的能力，而情感教育不仅能够从初中生的内心世界出发，了解学生的内心感受，在对学生有更加充分的了解之后，根据学生的自身特点来进行有针对性的教学，不仅能够让学生认识到初中生物教学的重要性，而且能够帮助学生树立健全的人格。

一、情感教学在初中生物教学中的作用

在实际的初中生物教学过程中，教师如果保持情绪高涨，那么学生的情绪也会很容易被带动起来，课堂的气氛就会显得格外活跃，不仅能够保证学生将生物知识充分的吸收，而且能够保证课堂的教学效果，所以生物教师讲课的情绪会直接影响到学生的听课情绪。

在这种形势下，初中生物教师首先要从心热爱生物教育事业，带着积极向上的情绪去上课，让自己的情绪能够充分的感染到学生，提高学生对于生物学习的积极性和热情。

良好的生物课堂氛围，不仅能够拉近学生与教师之间的距离，而且能够加强学生与教师之间的沟通和交流，在思想方面也更加愿意主动寻求教师的一些帮助，在教师的帮助和鼓励下，能够积极的发散思维，更好的对生物知识进行学习或者是深入研究。

在初中的生物教学过程中，科学合理的应用情感教学，不仅能够让学生在轻松愉快的教学氛围当中认识到生物学习的重要性和生物自身的魅力，而且能够从根本上提高学生对于生物学习的热情，在学习过程中，也能够让学生树立正确的人生观念[1]。

二、情感教学在初中生物教学中的体现

（一）营造轻松的教学氛围

在实际的初中生物教学过程中，教师要坚持以人为本的基础教育理念，在教学中，要将学生的需求作为主要的出发角度，去设计一些相对应的课程内容，让学生能够积极的参与到生物的教学活动当中，为学生营造一个轻松的学习氛围，这样不仅能够从根本上调动起学生的生物学习积极性，而且能够有效的提高初中生物课堂教学的质量，让学生逐渐的认识到生物的不同魅力。

另外在生物教学过程中，要注重初中生的思想教育，教师不仅要利用自己的情绪带动学生，而且要引导学生正确的思想道德品质，比如在《动物的主要类群》一课的相关内容教学的时候，教师不仅要让学生认识到动物的分类，而且要让学生认识到保护动物的重要性，从根本上引导学生形成爱护动物的思想，这样在保证学生熟练掌握生物知识的同时，能够唤起学生对于动物的爱心。

（二）提高学生的学习兴趣

无论是在何种学科的教学，兴趣无疑都是最大的动力，所以在初中生物教学过程中，也是如此，教师要培养学生的学习兴趣，这样学生才能够更加积极主动的投入到生物的学习中，学生将生物学习当做是兴趣，就不会带着压力和负面情绪来学习，在实际的教学过程中，学生的注意力也会时刻跟着教学的课堂进度。

在初中生物的实际教学过程中，教师要尽可能的增加与学生之间交流互动的机会，让学生能够真正的参与到生物的教学活动当中，在课程结束的时候，教师要给学生留下一些悬念或者是设置一些问题，让学生能够保持好奇心，即使在课堂结束之后也能够积极的寻找和探索答案，提高学生对于生物学习的兴趣[2]。

（三）教学和生活有效结合

生物教学不仅具有一定的理论知识，更包含了生物试验，而生物其实在日常生活当中处处可见，所以利用生物自身的这一特点，教师可以让学生逐渐的学会观察生活当中的一些生物现象，将生物教学和实际生活进行有效的结合，让学生能够更加直观的理解生物的相关知识，逐渐的养成良好的生物思考模式。

比如在讲解《花的结构和类型》以及《传粉和受精》这两门课程内容的时候，教师可以带领学生到校园当中的一些花圃中进行详细内容的讲解，不仅能够让学生更加直观的观察，而且能够打破传统教学在室内教学的局限性，方面学生能够亲身的对花的状态、结构以及类型进行详细的观察。

生物教学与实际生活相结合，由于一些教学内容的影响所以课程可能会在户外进行，这样就会最大限度的调动起学生的积极性和热情，并且能够帮助学生更加直观的观察到生活当中的一些生物状态，对学生提高自己的生物学习能力以及效率都有很大的帮助。

（四）利用信息技术辅助情感教学

在当前信息技术不断发展的影响下，越来越广泛的被应用到教育行业，在初中生物教学当中也是如此，教师可以充分的利用信息技术的优势和特点，将生物知识以更加形象生动的方式展示给学生，比如在讲解《婴儿的诞生》这门课程的时候，如果单纯的讲解理论知识，学生可能会产生一些混淆的想法，而利用信息技术将婴儿诞生的过程以视频的形式播放出来，不仅能够让学生直观的了解到婴儿诞生的整个过程，而且能够让学生认识到母亲在生育时候的艰辛，从而培养学生学会感恩，提高学生自身的情感深度。

三、结束语

总体来说，在初中生物教学的过程中，科学合理的应用情感教学，不仅能够让学生更加积极主动的投入到初中生物的学习当中，而且能够在情感的应用上，让学生的情感也能够被激发出来，对初中生的思维思考模式发散也起到一定的辅助性作用。

利用情感教学不仅能够提高初中生的整体生物学习质量和效率，而且能够逐渐的让学生形成正确的'人生观和价值观，提高初中生自身的情感深度，对学生的全面发展起到一定的作用。

参考文献:

[1]纪朝阳。浅析情感教学在初中生物教学中的体现[J]。成功（教育），2011(07)。

[2]李峰。小议情感教学在初中生物教学中的渗透[J]。科学大众（科学教育），2015(12)。

生物科技小论文【第四篇】

生物学科与其他学科一样，肩负着培养人才和提高新一代公民素质的重任。因此，高中生物教学要利用新课程改革的良好契机，发挥生物学科优势，培养学生的创新思维能力，提高学生的综合素养。教学上，要更新理念，运用多种教学方法，在抓好课堂教学的同时，借助生物科技活动课的开展，加深学生对所学知识的巩固、充实和运用，提高学生的观察、判断、分析、动手等各方面能力，下面结合实际谈谈生物科技活动课的开展。

一、 利用本地资源，增进学科兴趣

生物学是一门自然科学，与大自然有着非常密切的联系。为提高学生的学习兴趣，教师应充分发挥生物学科的特点，带领学生走出课堂，走向大自然。在我县的城乡结合部，建有现代农业示范园区、无土栽培基地、组织培养实验室等基地。因此，生物教学可充分利用这些资源，开展以“爱我家乡”为主题的社会调查活动，组织学生前去参观体验，让学生调查家乡丰富的物产及野生动植物资源。在调查过程中，不少学生发现了许许多多生物世界的奇妙现象，头脑中产生的一个又一个“为什么”，激发了他们强烈的求知欲。他们虚心请教老师和农业技术人员，积极查阅有关资料，既扩大了知识面，学到了生物课本上学不到的知识，又尝到了发现问题、分析问题、解决问题的乐趣。同时，通过对家乡丰富物产资源的了解，增强了热爱家乡的情感。

二、理论联系实际，培养动手能力

根据生物学科的特点，可采取多种有效措施。如结合教材和生产生活实际，有计划地开设科学选修课程。为学生增加一些实用的科学技术，让学生学会理论联系实际，学以致用。如教会学生一些嫁接、扦插技术之后，把学校的花圃承包给各班级管理，学期结束时进行评比，评出最有创意的园丁班级。通过这些活动，既促进了学生的学习积极性，又美化了校园环境，也培养了学生的主人翁意识，使他们有了一个运用所学知识的天地。此外，还与校外的一些园艺场、养殖专业户联系，把那里当作学校的校外实验基地，每隔一段时间都带学生去实习，遇到问题可向这些校外辅导员请教，现场解决。再有，为适应现实社会需要，开设花卉栽培、盆景制作、切花保鲜等学习班，以培养学生的市场经济意识和竞争意识。这样，学生切身感受到学校所开设的生物科技活动课程是有用的。为此，我们学校的学生都非常踊跃地参加生物科技活动课的学习。

同时，为了完善生物科技活动课，还开展了研究性学习活动，让学生就平时遇到的有趣的生物现象展开课题研究，科技辅导员予以相应的指导，在学生成长记录手册中，填写学生每学期在科技创新方面取得的成绩，并让家长签上意见和建议，根据家长的意见和建议，不断调整课程结构，让学生学到最有用的知识。

三、 培养创新意识，提高科学素养

为培养学生的创新意识，学校成立了各种各样的科技兴趣小组，利用课余时间积极开展形式多样的科技活动。如每年三月的“爱鸟周”、四月的有奖科技知识问答、五月的“节水周”、六月的“环保日”、九月的校园“科技节”、十月的“爱科学月”、十二月的科技知识竞赛等活动，激发学生的探索热情。在每一个科技活动结束时，都要求课外兴趣小组的学生以小组为单位，开展讨论活动，写出活动报告，并通过学校的多媒体教室、学校科普长廊、黑板报、校园网等展出活动成果，评选出优秀科技作品，为次年的广西青少年科技创新大赛做准备。我校学生在参加青少年科技创新大赛活动中取得了优异的成绩，每年均有多个作品在大赛中获奖，在市、县内起到了带头作用。

通过科技活动课的开展，我深刻意识到：如果教学方法简单，以灌输的方式代替学生的思维，就会阻碍学生潜能的开发，框住学生的思想，不利于人才的培养。只有合理扩大学生的知识面，提高学生的生物科学素养、探究性学习能力，才能形成科学观点和科学精神，为学生的终身发展打下良好的基础。

中学生物学，尽管受到某些设备的限制，但也有自身的教学优势，只要在教学过程中做到理论联系实际，就能创造出最大的“生物实验室”，就能获得多种多样的实验材料，就能搜集到丰富多彩的教学新课题，将新课程改革真正落实到学科教学之中。

生物科学专业毕业论文【第五篇】

摘要：

为探讨栀子(Gardenia jasminoides)果实中藏花素的合成机理，克隆了栀子类胡萝卜素生物合成的关键酶八氢番茄红素合成酶(GjPSY)基因的全长 cDNA。结果表明，推导的 GjPSY 氨基酸序列与双子叶植物来源的 GjPSY 亲缘关系较近。采用HPLC 检测栀子果实中的藏花素-1 含量为( ± ) mg g–1，在叶片中未检出。通过 RT-PCR 分析表明，GjPSY在栀子叶片和果实中均有表达，且表达水平一致。因此推测，GjPSY的转录水平与果实中藏花素-1 的合成无关。

关键词：栀子；阿朴类胡萝卜素；藏花素；八氢番茄红素合成酶；基因表达

1、 材料和方法

材料和试剂栀子(Gardenia jasminoides)植株培养于广东药学院。采集栀子成熟叶片和花后 16 周的栀子果实，果肉为橙色。所有材料贮存于 –80℃。CreatorTMSMARTTMcDNA 文库构建试剂盒购自 Clontech公 司。Primescript one step RT-PCR 试 剂 盒 购 自TaKaRa 大连公司。藏花素-1 (Crocin-1)的对照品购于 Sigma-Aldrich 公司。乙腈、甲醇为色谱纯，其它生化试剂等为分析纯。

藏花素-1含量的测定以改良的 HPLC测定栀子叶片和果实中藏花素-1 （Crocin-1)的含量。叶片和果实在液氮中研磨后以 50% (V/V)的甲醇-水溶液提取，在超声处理 30 min 后以 10000 ×g离心 10 min，取上清液在 –20℃下贮存。HPLC 分析时，上清液以 μm滤 膜 过 滤，以 DiamonsilTMC18 (2) 柱(250 mm × mm, 5 μm)(Dikma 公司，中国）分析，梯度洗脱。

仪器为 Waters 2995 HPLC 仪（Waters 公司 ， 美国），配备 2996 光电二极管阵列检测器检测。数据分析图 1 Crocin 的生物合成途径。IPP：异戊烯焦磷酸 ； DMAPP：二甲基丙烯焦磷酸；GPP：香叶基焦磷酸；GGPP：香叶基香叶基焦磷酸。Fig. 1 Biosynthesis pathway of crocin. IPP: Isopentenyl diphosphate; DMAPP: Dimethylallyl diphosphate; GPP: Geranyl diphosphate; GGPP:

Geranylgeranyl pyrophosphate.第5期 441以 Empower 2 软件完成。洗脱条件为：10% ~ 20%乙腈溶液（乙腈 / 水，V/V），0 ~ 20 min;20% ~ 50%乙腈溶液，20 ~ 25 min，流速为 1 mL min–1，检测波长 440 nm。目标峰通过与藏花素-1 对照品的保留时间和吸收光谱的比较而确定。通过标准曲线确定藏花素-1 的含量，共进行 3 次重复实验。

GjPSY基因的克隆以 CTAB (Hexadecyl trimethyl ammoniumbromide)法提取栀子果实中的总 RNA。按照CreatorTMSMARTTMcDNA 文库构建试剂盒的说明书从总 RNA 构建栀子果实的 cDNA 文库。将获得的 SMART 双链 cDNA 克隆接入 pDNR-LIB 载体并转化大肠杆菌(Escherichia coli) DH-5α。

根据植物八氢番茄红素合成酶基因PSY的保守区设计简并引物，F1：5′-ATHTGGGCNATHTAY-GTNTGG-3′ 和 F2：5′-RAARTTRTTRTARTCRTTN-GCYTC-3′，从 cDNA 文库的细菌裂解液中扩增PSY基因。获得了GjPSY基因的中间片段，将该片段回收并测序，命名为GjPSY-M。根据GjPSY-M片段序列分别设计 5′ 端特异引物 GSP1：5′-GCGATA-CAACAATAGCGATGCCCATACAG-3′ 和 3′ 端 特异引物 GSP2：5′-GTGCAGGAGAACGGATGAGC-TGGTT-3′，配合文库构建试剂盒提供的 5′ 端和 3′端的质粒检测通用引物，采用 RACE 方法从 cDNA文库中获得GjPSY基因的 5′ 端和 3′ 端序列。获得的片段分别命名为5′GjPSY和3′GjPSY，将片段回收和测序并进行序列分析，与GjPSY-M拼接出GjPSY的全长 cDNA。根据全长GjPSY序列，经过 BLAST比对和开放阅读框(ORF)序列分析，分别设计引物 F1：5′-CGCCATTAATATGTCTGTCGCTTTGC-TATGGGTTG-3′和 F2：5′-ATGCTCGAGGGCCTT-TGCTAGTGGAGATGATGTTCT-3′，从 cDNA 文库的细菌裂解液中扩增得到GjPSY的 ORF 序列。

GjPSY基因的表达分析从栀子果实和叶片中分别提取总 RNA，采用Primescript one step RT-PCR 试剂盒进行 RT-PCR分析，反应所用GjPSY特异引物分别为F1：5′-GAC-ATACTTGCTGGAAAGGTCAC-3′ 和 F2：5′-GCTA-GTGGAGATGATGTTCTTGG-3′。以组成性表达的RPS25-1基因(40S 核糖体小亚基蛋白 25-1 基因，GenBank 登录号：GU797554)为内参，RPS25-1基因的特异引物分别为 F1：5′-CAGAAGAAGAAGA-AGTGGAGCAA-3′ 和 F2：5′-TGGTAGCTCTGGT-GTATATCTGC-3′。RT-PCR 反应程序为：95℃ 2 min，接着94℃ 30 s，55℃ 30 s，72℃ 1 min，共30次循环，最后 72℃延伸 7 min。扩增产物用 %琼脂糖凝胶电泳检测。

2、 结果

栀子叶片和果实中藏花素-1的含量使用甲醇-水溶液提取栀子叶片和果实中的藏花素-1，提取液用于 HPLC 分析。通过与 crocin-1对照品的保留时间和吸收光谱进行比较，在果实样品中观察到 crocin-1 峰，在叶片样品中未观察到crocin-1 峰（图 2）。同时，检测到果实中 crocin-1 的含量为( ± ) mg g–1。

GjPSY基因的克隆为了克隆GjPSY基因，构建了栀子果实的cDNA 文库，以简并引物从 cDNA 文库中扩增得到GjPSY基因 cDNA 的中间片段GjPSY-M，长度为688 bp。接着通过 5′ RACE 获得了长度为 1596 bp的5′GjPSY片段；通过 3′RACE 获得了长度为 956bp的3′GjPSY片段。将5′GjPSY、GjPSY-M和3′GjPSY共 3 个片段序列进行拼接，得到全长 cDNA，长度为 1876 bp。根据全长序列从 cDNA 文库中扩增得到 ORF 序列（图 3）；经序列分析，此全长 cDNA 含有 1314 bp 的 ORF，5′ 端非翻译区为 393 bp，3′端非翻译区为 169 bp，命名为GjPSY (GenBank登陆号：HQ599860)。预测GjPSY基因编码的蛋白质含有 437 个氨基酸，分子量为 kDa，等电点为。

GjPSY的序列分析GjPSY 的氨基酸序列经 BLAST 分析，结果表明，GjPSY 与多种植物的八氢番茄红素合成酶的序列相似，它们均含有两个保守的富含天冬氨酸的模体 DXXXD。这个模体被认为可通过 Mg2+结合于底物的焦磷酸基团，在八氢番茄红素合成酶催化两个 GGPP 分子缩合的反应中发挥重要作用。

采用 ClustalW2 软件对相似度较高（相似度为 55% ~ 93%）的18 条来自多种植物的八氢番茄红素合成酶序列进高蓝等：栀子八氢番茄红素合成酶基因的分离及表达分析442 热带亚热带植物学报第21卷行同源进化比对，采用 Mega 软件构建氨基酸序列的 NJ (Neighbor-joining)系统进化树，用重复1000 次的自展支持率(Bootstrap)检验各分支的置信值。结果表明，GjPSY 与中粒咖啡的 PSY最为相似，与番茄和拟南芥 PSY 的相似度均大于来自禾本科的玉米及水稻的。而在与玉米和水稻的各 3 种 PSY 的比对中可知，GjPSY 与 PSY1 最为相似，而与 PSY3 关系最远。

GjPSY的表达分析分别提取栀子叶片及果实中的总 RNA，采用RT-PCR 法分析GjPSY的表达水平。以组成性表达的RPS25-1为内参。结果表明，GjPSY的转录水平在叶和果实中表现一致。

讨论类胡萝卜素是异戊烯类色素，在植物的光合作用和光保护作用中发挥作用，是人体中重要的营养物质，是维生素 A 的前体。由类胡萝卜素衍生的阿朴类胡萝卜素，如藏花酸和藏花素既可作为色素使用，也具有药用作用。有研究表明，藏花素和藏花酸具有防止动脉粥样硬化、抗炎、抗细胞增殖、预防视网膜变性、神经保护作用和改善胰岛素抵抗等作用。八氢番茄红素合成酶是类胡萝卜素生物合成中的第一个限速酶，PSY基因在单子叶和双子叶植物中广泛存在基因复制现象，这个基因家族中各个基因的表达往往具有组织特异性，或对环境胁迫等因素产生应答。目前对多种植物的PSY基因的分离、表达及转基因植物的分析研究方兴未艾。

番茄中有两个PSY基因：PSY1和PSY2，它们均在幼苗、成熟叶片及果实中表达。PSY1在幼苗和果实成熟后期的表达高于PSY2，而PSY2主要在成熟叶片中表达，推测PSY1是由PSY2经基因扩增产生的平行同源基因。GjPSY 的氨基酸序列与番茄的 PSY2 的氨基酸序列较相似（相似度达 81%，与 PSY1 的相似度为 75%），并且在果实中的表达水平与叶中相近，提示它不是与果实成熟相关的基因。两个番茄PSY1突变体，一个是 W180* 无义突变，一个是一个氨基酸替换突变体 P192L，对它们果实中的类胡萝卜素的含量和比例进行了分析。W180* 的果实为黄色果肉，直到成熟颜色都不发生变化，代谢分析表明在果实中没有类胡萝卜素，其 PSY1 蛋白失去活性，证明PSY1是唯一在果实成熟过程中发挥作用的PSY。P192L 果实也为黄色，直到破色期后的第 3 天才转为红色，这是由于八氢番茄红素合成的减少造成番茄红素和β-胡萝卜素的积累延迟，其 PSY1 蛋白的活性被抑制。与 GjPSY 的氨基酸序列比对表明，W180* 发生突变的氨基酸对应于GjPSY 的 W204，P192L 突变体的氨基酸相当于GjPSY 中的 P216，这两个氨基酸均在两个 DXXXD模体之间，且在多种植物的 PSY 中高度保守。

木薯中的两个PSY基因在不同组织中的表达也不相同，叶中PSY1和PSY2均有高水平的表达，在根和花药中的表达水平均较低，但根中PSY2的表达是PSY1的 10 倍。另外，木薯的PSY1可对高盐胁迫响，PSY2中的单碱基突变导致的单氨基酸突变(A191D)可使木薯根中的类胡萝卜素含量提高 20 倍。A191 氨基酸位于两个 DXXXD图 4 来自不同植物的 18 个 PSY 的亲缘关系图谱。节点上的数字为重复 1000 次的自展支持率(Bootstrap)。子叶和果实中GjPSY基因的转录水平等：栀子八氢番茄红素合成酶基因的分离及表达分析444 热带亚热带植物学报第21卷模体之间的较保守的区域。本研究中分析的来自12 种植物的 18 条 PSY 氨基酸序列中 A191 均为丙氨酸。GjPSY 的氨基酸序列与木薯 PSY2 的相似度为 76%，与 PSY1 相似度为 74%，所以更接近PSY2。但从以上与番茄和木薯的序列比对及表达分析还难以明确判断 GjPSY 的功能。

玉米、高梁、小麦和水稻各有 3 个PSY基因，都编码有功能的八氢番茄红素合成酶。小麦中的3 个PSY基因中，只有PSY1与面粉的黄色素含量有关，PSY2只获得了部分序列，PSY3的启动子区存在可应答脱落酸 ABA 的顺式作用元件。其PSY1的表达与籽粒中类胡萝卜素的积累正相关，PSY2则与叶中类胡萝卜素的合成相关，在叶中表达最多。PSY3在未受到胁迫的叶中的表达比PSY1和PSY2低，在根中稍多一点。在外源 ABA且受胁迫的根中，3 种PSY的表达均有增加，以PSY3的增加最多，即PSY3对 ABA 的反应远大于PSY1和PSY2。与小麦的比较分析也难以判断GjPSY的种类和作用。玉米的PSY1主要在叶片和胚乳中表达，并与胚乳中类胡萝卜素的积累呈正相关关系；其PSY2的表达则与光诱导的脱黄化过程正相关；PSY3在根和胚乳中大量表达，可被干旱、高盐和外源 ABA 处理所诱导。水稻胚乳中不含类胡萝卜素，3 种PSY基因在胚乳中都无表达；而在进行光合作用的组织中，3 种基因都有表达。

水稻的OsPSY1和OsPSY2在根和叶中的表达均高于OsPSY3，其中OsPSY1和OsPSY2均受光调控，OsPSY1表达最多。OsPSY3不被光诱导但在根中的表达可被高盐或干旱所诱导。通过分析水稻、玉米和拟南芥的PSY基因的结构及它们的启动子区，认为OsPSY1是单子叶和双子叶植物的古老PSY基因的遗存，OsPSY2和OsPSY3均是OsPSY1的平行同源基因。因此，我们推测GjPSY相当于玉米和水稻中的PSY1。

参考文献

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