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模型建构是一种重要的科学方法，也是生物学课程标准所重视的一种能力。高中生物学教材含有丰富的模型建构案例，是试题原创的重要素材库。模型分为三种类型，即物理模型、概念模型、数学模型。物理模型如细胞膜的流动镶嵌模型、DNA双螺旋结构模型;概念模型如血糖平衡调节模型、达尔文的自然选择学说的解释模型等;数学模型如自由组合定律、有丝分裂中DNA含量变化曲线等。在原创试题的命制中，对核心概念的考查，可在物理模型、概念模型、数学模型之间进行转换，从而创设出新颖的问题情景。例1:图示某反应物分子从常态到显著活跃状态能量变化的一段曲线。①②③三条曲线表示加酶、常温和加氯化铁等条件下的反应。下列叙述正确的是A．E1表示酶所降低的反应活化能B．E2表示氯化铁所降低的反应活化能C．曲线①与曲线③的对比，说明酶具有高效性D．曲线①与曲线②的对比，说明加氯化铁能加快反应速率例1是以“酶的作用及其原理”为考查内容的试题。命制时，将“概念模型”转换成“数学模型”，用数学中的坐标曲线图进行情景设计。该曲线图的设计创意来自大学教材陈阅增《普通生物学》第2版第46页上的插图，但经过较大的改进，在图中增加了有效信息，去除了一些干扰信息。题目情景新颖，又重点考查了“活化能”概念中之“显著活跃状态与常态下分子能量的差值”这一要素。参考答案:D。例2:图示为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题:(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为h，此时S1和S2浓度大小关系为。(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的，两者在物质透过功能上的差异是。(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验……(以下部分略)例题2是2013年江苏高考生物学试题的第27题，就是这种原创策略的成功案例。“渗透作用原理”是考纲中“物质出入细胞的方式”这一考点的重点内容之一。在命题时，将概念模型转换成物理模型，即将渗透作用的内涵和外延分解开来，将渗透装置示意图这一物理模型作为渗透作用概念外延的一部分。用数学方法处理实验结果(如液面高度差h、S1和S2溶液的浓度关系)，通过考查学生对实验宏观现象的认知来考查对渗透作用微观原理的认知，通过考查对概念外延的认知来考查对概念内涵的认知。参考答案:(1)S1＞S2(2)原生质层原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能。
2“知识与方法”考查的“重组移植”策略
生物学试题考查的知识内容主要包括事实性知识和方法性知识。考查时，整合事实性知识和方法性知识可以还原知识的产生过程、体现知识的应用价值。从知识的形成过程提炼出的科学方法，还可以“移植”到其他知识的探究过程。生物学原创试题采用这种思路，重组“知识”和“方法”，可创设出新颖的问题情景。例如，差速离心法是分离各种细胞器的方法。设计“酵母菌细胞呼吸”有关试题时，可将差速离心法“移植”到酵母菌细胞呼吸的研究中。即用差速离心法将线粒体和细胞质基质分离，然后进行细胞呼吸的实验，以此作为试题情景，以考查细胞呼吸的过程。又如，将放射性同位素标记法“移植”到考查细胞周期染色体行为的试题中，创设出来的试题既能够考查有丝分裂细胞中染色体的行为，又能够考查DNA半保留复制的特点。例3就是这样的试题。例3:提取正常家兔的造血干细胞，放入液体培养基培养，提供的脱氧核苷酸原料中的N元素全为15N。造血干细胞连续进行有丝分裂，则第二次分裂后期的细胞中，含14N的染色体所占比例为A．0B．50%C．25%D．100%参考答案:B。
3从科学史资料提炼试题的“补充整合”策略
高中生物学教材含有丰富的科学史素材，是命题的重要素材库。若能根据知识的生成过程，梳理史实的脉络，挖掘史料之间的内在联系，以思维能力和核心知识为测量目标和考查内容，做好“补充整合”，命题往往能够打破框框、达到求变出新的效果。这一策略的要点:第一，要对史料进行针对性的“补充”，才能出新;第二，须“整合”，形成一个有内在联系的知识结构，思路才会连贯，主题才能聚焦。2014年高考理综试题福建卷的第28题，就是采用这种策略命制的。从例4可以看出，该题对教材中的科学史素材有选择、有提炼，以“人类对遗传的认知逐步深入”为线索，主题聚焦，第1小题和第3小题对教材中的史料有补充和整合，设问的角度也比较新颖。这道题的出现，是福建高考遗传方面命题的一个新突破，它避开了以往的旧模式，打开一片新的视野。尽管题干文字较长、语言表达还存在一定的瑕疵。但是，其灵活的创作思路和求新求变的可贵精神值得赞赏。例4:人类对遗传的认知逐步深入。(1)在孟德尔豌豆杂交实验中，纯合的黄色圆粒(YYRR)与绿色皱粒(yyrr)的豌豆杂交，若将F2中黄色皱粒豌豆自交，其子代中表现型为绿色皱粒的个体占。进一步研究发现r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对，但r基因编码的蛋白质(无酶活性)比R基因编码的淀粉支酶少了末端61个氨基酸，推测r基因转录的mRNA提前出现。试从基因表达的角度，解释在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中，所观察的7种性状的F1中显性性状得以体现，隐性性状不体现的原因是。(2)摩尔根用灰身长翅(BBVV)与黑身残翅(bbvv)的果蝇杂交，将F1中雌果蝇与黑身残翅雄果蝇进行测交，子代出现四种表现型，比例不为1∶1∶1∶1，说明F1中雌果蝇产生了种配子。实验结果不符合自由组合定律，原因是这两对等位基因不满足该定律“”这一基本条件。(3)格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌是由SⅡ型突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养，出现了S型菌。有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生，但该实验中出现的S型菌全为，否定了这种说法。(4)沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，该模型用解释DNA分子的多样性，此外，的高度精确性保证了DNA遗传信息稳定传递。参考答案:(1)1/6终止密码(子)显性基因表达，隐性基因不转录，或隐性基因不翻译，或隐性基因编码的蛋白质无活性或活性低(2)4非同源染色体上非等位基因(3)SⅢ(4)碱基对排列顺序的多样性碱基互补配对。
4基于科技论文原创试题的“挖掘转化”策略
构树的成熟果实颜色鲜红，富含氨基酸、维生素、糖类等营养成分，容易吸引鸟类前来啄食。一些研究者通过在武汉、南京、柳州等地进行野外观察和分析鸟粪样品，已经确认白头鹎（Pycnonotussinensis）、山斑鸠（Streptopeliaorientalis）、乌鸫（Turdusmerula）、红嘴蓝鹊（Urocissaerythrorhyncha）、灰喜鹊（Cyanopicacyana）、红耳鹎（Pycnonotusjocosus）、绣眼（Zosteropspalpebrosus）等鸟类偏好取食构树果实。这些鸟类啄食构树果实以后，将种子随粪便撒播至其他地方，扩大了构树种子的传播范围。野外观察发现，在城郊公园、临水驳岸及郊区荒野地等处均能见到构树的实生苗，在野生构树群落内也能发现大量实生苗，且均长势良好，这表明，构树成功的有性生殖是其种群更新的重要机制。
2萌生枝条
构树也可以通过根生萌枝和茎生萌枝实现更新。构树根系发达，根蘖能力强，熊佑清指出，3～5a生的构树在2a内，通过自然分蘖每年能增新株20～35株，覆盖面约200～500m2。对构树的根段进行埋条，其成活率平均达到53％，以沙土为基质时高达81％。在野生构树群落内，一些植株主干顶端枯死或被折断，茎下部一定部位会萌发出新芽并发育成茎生萌枝。魏媛等研究表明，光照强度、截断、抹芽、喷施植物生长调节剂等均能对构树芽的萌发产生影响。
3构树的人工繁殖育苗
3．1种子育苗构树种子人工留种播种后发芽率低，田间发芽率仅4％。水分、土壤、温度和光照等外界条件对构树种子萌发具有影响。构树种子最适宜的萌发条件为温度30℃、12h光照＋12h黑暗的光照条件和正常湿度。对种子进行预处理，可以提高构树种子的萌发率。孙永玉等用浓度为25mg／L的NAA处理构树种子，种子发芽率高达70．5％；用浓硫酸处理构树种子，各项发芽指标明显优于其他处理。杨帆等、吴纲等用不同浓度的NaCl处理构树种子，发现低浓度的NaCl对构树种子的萌芽具有一定的促进作用。
3．2扦插育苗构树根插成活率较高，但会对母株造成一定损害，因此不适宜大规模应用。彭玉华等研究了不同季节、构树不同类型穗条的扦插生根情况，结果表明，构树扦插成活率在春季最好，应选择半木质化穗条，顶芽次之，夏季选择顶芽穗条最好，秋冬季节各种类型穗条都不理想。但总体看，构树枝插育苗生根较难，尤其是硬枝扦插成活率很低。应用生根粉处理插穗，能提高构树穗条扦插成活率。周鑫等指出，选择直径为0．9～1．3cm的嫩枝插穗，用浓度为200～300mg／kg的生根粉处理，插穗上端封蜡，延长了插穗的存活期。韩高辉等的研究表明，用911生根粉以150×10－6溶液浸泡24h处理时，可显著提高插穗成活率，平均成活率达88．6％。
4构树的生态学
4．1水分胁迫对构树的影响构树具有一定的耐旱潜力。干旱胁迫下，构树具有稳定的碳酸酐酶活性、较高的光能转化效率、电子传递速率及净光合速率来对抗干旱逆境［25］。构树具有一定的抗涝能力。王哲宇等探究了淹水胁迫对1年生的构树幼苗的影响，试验结果表明，淹水胁迫抑制了构树幼苗的高度增长，而对其地径增长和不定根的形成具有一定的促进作用。
4．2土壤理化性质对构树的影响构树对土壤酸碱度的变化具有较好的适应性。在喀斯特地区，构树对钙具有较强的吸收能力，表现出对喀斯特地区较强的适应性。在天津盐碱地的栽培试验显示，构树在重盐试验地、重碱试验地和中盐中碱试验地的成活率分别为79．3％、93．2％、96．6％，这表明构树在盐碱地的绿化建设中可以大规模推广。王金山等在环渤海湾试验基地进行了构树的连续种植试验，进一步证明了杂交构树作为绿化树种在盐碱地种植的可行性。构树在轻中度酸胁迫下能通过自身调节适应环境，具有中度抗土壤酸化能力。陈家法等［31］在土壤呈弱酸性的冷水江锑矿区进行了种植研究，发现构树在该区域的成活率在90％以上，年树高生长量在0．7m以上，4a生构树郁闭度为0．75，在较短时间内可恢复矿区植被。构树在修复矿区土壤、实现生态重建上具有发展潜力。
4．3污染物对构树的影响
4．3．1大气污染构树具有较强的吸收二氧化硫、氯气等污染气体的能力，吸滞粉尘能力强，在城市园林应用中，具有改善生态环境的作用。赵林峰等选取衡阳市4个采样点对构树叶片进行了叶片滞尘能力及硫、氯含量的测定，结果显示，构树滞尘能力显著，在车流量大的国道上吸附沙尘量最大；工业园区扬尘量较少，叶片含硫、氯值较高。张家洋等在不同季节对构树的叶片取样进行滞尘能力测定，结果显示构树滞尘能力强，其滞尘能力表现为秋季＞春季。张庆费调查发现，在污染严重的厂区，构树抗污性强于香樟、悬铃木、女贞、水杉、雪松等树种。
4．3．2土壤污染构树对重金属污染土壤具有耐受性，能够富集重金属，对受重金属污染土壤具有生态修复功能。当土壤镁粉尘施加量小于10％时，可促进构树生长。赖发英等发现重金属Cu、Zn在构树体内的富集浓度是根部＞叶部＞茎部，其富集系数都在0．5以下，但由于其地上部分生物量很大，能够从土壤中移除大量的重金属。康薇等对湖北古铜矿遗址区的构树进行了调查，发现构树的地上部分对Cu、Cd、Pb的综合富集系数较高，具有较强的富集能力，对Pb的富集效果尤其明显，因而适宜在Pb污染区栽植。
4．4构树的种群特征对野生构树种群特征的了解是理解种群更新的重要基础。对野生构树种群分布格局的研究表明，幼树或者灌木层构树，个体数量较多，种群聚集强度大；大树或者乔木层构树，种群格局由聚集分布变为随机分布。构树的生态位较宽，且与其他树种的生态位重叠较少，构树是南京幕府山植物群落的主要优势树种［43］。在野外，构树种群的主要干扰因子是砍伐和樵采，在强度干扰下，构树的幼苗、幼树个体往往较多，种群更新能力强，而随着干扰强度减弱，构树的更新能力呈现衰退趋势；中度干扰最利于萌枝的形成和发育。
5构树的园林应用
开发利用乡土野生植物资源是园林建设的重要任务。构树树干挺拔，枝叶茂密，速生耐修剪，适应性强，叶形叶色变化丰富，雌株果期极具观赏价值，植株抗大气污染和富集重金属，根系可固沙固土，具有改善生态环境的功能，在园林应用上具有重要潜力。目前，构树在喀斯特地区、废弃矿区、滨海盐碱地、工业园区以及城市绿化中（作者观察）得到应用。同时，构树的新品种选育已经取得了进展，王凤英等培育出稳定的黄色叶构树，陈建业等培育出斑叶构树和金叶构树，构树新品种的诞生使其在园林上的应用形式更加丰富。然而，长期以来构树并未得到园林工作者的足够重视，大多仍处于野生状态。为了大力推广构树在园林上的应用，需要对其以不同的指标进行综合的量化评价，以客观的形式证实构树应用的可靠性和可行性。
6小结与展望
在豫南地区，假蜜环菌分布普遍，主要生于阔叶林及茶树板栗间作林山坡背阴处，每年6月份至7月份发生较多。生长基质为板栗、麻栎(Quercusacutissima)等阔叶树近地表枯桩或树根。林内温度20．7～30．6℃，相对湿度77．5%～87．2%，土壤类型为黄棕壤，呈酸性，pH=4．86～5．28。植被类型为落叶阔叶林或茶树与板栗间作林。阔叶林优势树种为麻栎、白栎(Q．fabri)、槲栎(Q．aliena)、化香(Platy-caryastrobilacea)等，灌木主要为牡荆(Vitexnegundovar．cannabifolia)、卫矛(Euonymusalatus)、多花蔷薇(Rosamultiflora)等，草本层优势种为梓木草(Bu-glossoideszollingeri)、贯众(Rhizomacyrtomii)等。间作林下有菝葜(Smilaxchina)、玉竹(Polygonatumodoratum)、白蔹(Ampelopsisjaponica)、马唐(Digitar-iasanguinalis)、鸭跖草(Commelinacommunis)等草本植物。
2假蜜环菌的子实体形态
假蜜环菌子实体棕褐色，丛生或单生于林内地表枯桩或根上。丛生者，每丛具子实体19～42个，丛质量18．39～42．15g。子实体株高5．3～13．2cm，平均8．9cm。株质量1．83～10．03g，平均4．11g。子实体由菌柄和菌盖构成，菌盖下为菌褶，无菌环和菌托，菌盖中部表面具褐色鳞片(图1A)。菌盖肉质，菌肉白色，菌褶污白色，或浅褐色，长短不等，宽0．3～0．7cm，略延生于菌柄上。菌盖直径2．4～7．3cm，平均4．6cm。菌柄纤维质，柱状，向下渐粗，中部松软或中空。柄长6．3～1．5cm，粗0．4～0．9cm(图1B～C)。孢子印白色(图1D)。
3假蜜环菌的显微形态特征
显微观察，菌盖鳞片由黄褐色菌丝蜜集交织形成，菌丝具隔、具分枝，其细胞壁有明显环状内凸增厚现象。菌丝粗5．24～10．35μm，平均8．28μm(图1E)。菌盖菌肉菌丝无色透明，具隔、具分枝，无锁状联合现象。菌丝粗丝不匀，相互交织呈网状，菌丝直径4．74～11．51μm，平均8．14μm(图1F)。菌柄菌丝纵向紧密平行排列，菌丝亦无色透明，具隔、具分枝，无锁状联合。菌丝粗6．87～11．76μm，平均9．37μm(图1G)。显微镜观测，菌褶厚383．07～499．54μm，平均449．33μm。菌褶中间为菌髓，两侧为子实层。菌髓菌丝行排列，无色透明，具隔、具分枝，无锁状联合。菌髓菌丝8．49～16．84μm，平均11．91μm。子实层由担子、幼担子和担孢子组成。子实层厚45．93～51．51μm，平均48．49μm(图1H～I)。担子及幼担子呈棒状，无色透明，顶端圆钝，向下渐狭，端部具小梗4个，小梗长4．33～7．19μm，平均5．73μm。成熟担子每小梗顶端具一枚担孢子。担子大小为(40．96～41．36)μm×(7．46～8．51)μm(图1J)。担孢子宽卵形，无色透明，光滑，内有油球或颗粒状物，大小为(4．91～6．13)μm×(6．77～9．31)μm(图1K)。
4假蜜环菌的培养特征
在供试的2种培养基上，假蜜环菌菌落的形态有明显差异。在PSA培养基上，菌落为白色稀疏绒毛状，气生菌丝明显，有些菌丝形成菌丝束(图2A、E)，菌丝生长速度平均为0．58mm•d－1，菌落在黑暗处发较弱荧光，菌落背面棕褐色，说明菌丝能产生棕褐素。PSA综合培养基上，菌落为致密白色细绒毛状，气生菌丝不明显，后期在菌落中部形成棕灰色菌皮(图2B)，菌丝生长速度平均为0．63mm•d－1，菌落在暗处发较强的荧光，菌落背面亦为棕褐色，菌丝可产生棕褐素(图2C);显微观察，菌丝在2种培养基上也有一定差异。在PSA培养基条件下，气生菌丝无色或棕色，多弯曲，具隔且多分枝，菌丝直径2．73～4．30μm，平均3．68μm(图2D)。基内菌丝呈无色透明节节状，有隔、具分枝，菌丝直径3．08～3．90μm，平均3．48μm(图2F)。在PSA综合培养基条件下，气生菌丝无色透明，具隔、具分枝，菌丝直径2．31～3．72μm，平均2．92μm(图2G)。基内菌丝无色透明，隔膜明显，分枝密集，细胞内多液泡，菌丝直径3．19～4．85μm，平均3．68μm(图2H)。菌皮由菌丝及泡囊组成，菌丝淡棕色，具隔、具分枝，表面粗糙有大量疣状突出物。菌皮菌丝直径3．20～3．74μm，平均3．56μm，泡囊状细胞大小为(6．31～8．88)μm×(5．01～8．13)μm(图2I～J)。
5讨论
1.1实验方法
1.1.1病原菌的分离和致病性测定采集新近腐烂的百合鳞茎，采用组织分离法[11]在病健交界组织处切取4mm×4mm小块，用75％酒精表面消毒30s，再用2%次氯酸钠消毒7min，无菌水冲洗3次，然后置于PDA培养基上28℃黑暗培养，待长出菌丝后，挑取菌落边缘进行纯化，纯化后的菌落再进行单孢分离培养。病原菌致病性测定根据柯赫氏法则，用灭菌的接种针在消毒后的鳞茎片上刺孔，将浸有菌液的滤纸片贴在孔上作为有伤接种，同时将浸有菌液的滤纸片贴在未刺孔的鳞茎片上作为无伤接种，将浸无菌水的滤纸片贴在孔上作为对照。接种处理完成后将鳞茎片置于培养皿中保湿培养，5d后观察并记录发病情况，确定病原菌对百合鳞茎的致病性。对接种发病的鳞茎片再次进行病原菌的分离。
1.1.2病原菌鉴定
1.1.2.1病原菌形态学观察将病原菌接种到PDA平板，28℃黑暗培养2-5d，观察菌落形态，并在显微镜下观察病原菌的菌丝及孢子的形态特征，测量孢子大小。
1.1.2.2ITS序列分析将供试菌株接种于PDA培养基中；28℃恒温培养4d，收集菌丝体，采用CTAB法提取病原菌基因组DNA。ITS通用扩增引物为TS1（5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’）和TS4（5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’）。扩增体系：50µL，基因组模板DNA1µL、10µmol/L上下游引物各1µL、2mmol/LdNTPs5µL、KODDNA聚合酶1µL、10×KODbuffer5µL，加ddH2O补足体积。PCR扩增反应程序为94℃预变性3min；94℃变性30s；58℃复性30s；72℃延伸3min，35个循环；72℃延伸10min。扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测后，由北京信诺金达生物技术有限公司测序。所得测序结果在NCBI网站上用BLAST软件进行同源性比较后，下载同源序列，用MEGA（molecularevolutionarygeneticsanalysis，Version6.0）软件将病原菌ITS序列与同源序列进行比对，并采用邻接法（Neighborjoining，NJ）构建系统发育树，自举法（bootstrap）对系统发育树进行检验，500次重复。
1.1.3病原菌生物学特性将直径5mm的病原菌菌块分别接种于供试培养基平板（直径9cm）中央，于培养箱中培养，分析培养基种类、碳源、氮源、温度、pH和光照时间对病原菌菌丝生长和产孢量的影响。采用PDA、PSA、PMA、LA和LDA培养基；培养温度分别为5、15、25和35℃；pH分别为5、6、7、8和9；全光照、全黑暗和光照/黑暗各12h；等量葡萄糖、果糖、乳糖和淀粉置换查氏基本培养基中的蔗糖，等量硫酸铵、硝酸铵、硝酸钾和蛋白胨，置换查氏基本培养基中的硝酸钠，并设空白对照。病原菌菌株Z1和Z2分别在以上各条件下培养5d、2d后（因菌株Z2生长速度较快，因此缩短培养时间统计菌落生长状况），采用十字交叉法测量菌落生长直径作为菌丝生长状况指标，7d后采用血球计数板法测量孢子产量。
1.2数据分析
采用SPSS20.0统计软件进行单因素方差分析，Duncan氏新复极差法检验处理间差异显著性。显著水平p=0.05，每个处理3个重复。
2结果与分析
2.1百合鳞茎腐烂病症状及致病性兰州百合鳞茎腐烂病的发生一般从鳞茎表面破损处开始，初侵染时在破损处形成略显褐色的侵染点，逐渐扩展形成近圆形或不规则形状的褐色病斑，病斑中央呈腐烂状，并逐渐向四周扩大，病斑上可见灰绿色霉层，腐烂组织不断增加，严重时导致整个鳞茎软化腐烂。从兰州百合鳞茎腐烂病斑上分离纯化得到五株菌株，分别编号为Z1、Z2、Z3、Z4和Z5。致病性结果表明，仅菌株Z1、Z2单独接种健康百合鳞茎片后，在接种部位出现腐烂病斑，并伴随菌丝体大量繁殖，菌株Z2比Z1的侵染能力强，无伤接种也可导致鳞茎片腐烂（图1-b、c）。菌株Z1和Z2混合接种鳞茎片后，使鳞茎片腐烂更为严重（图1-d），其病症与百合鳞茎自然条件下的发病症状相同。从接种发病部位可分别重新分离到与接种菌相同的菌株，表明所分离到的菌株Z1、Z2均为兰州百合鳞茎腐烂病病原菌。
2.2病原菌鉴定
2.2.1病原菌形态从兰州百合腐烂鳞茎上分离到的病原菌菌株Z1，在PDA培养基上菌丝质地致密丝绒状，中央部分呈絮状，菌株形成少量菌核，同时伴有渗出液（图2-a）；菌落反面为无色至淡褐色，后期产生菌核时，会显现黑褐色斑点（图2-b）；分生孢子头初为球形，后呈辐射形；分生孢子梗多生自基质，孢子梗200~800μm×8~20μm，壁厚，无色，粗糙；产孢结构为双层；分生孢子为近球形，直径为2.4~6.4μm，壁略粗糙（图2-c）。病原菌菌株Z2在PDA培养基上生长迅速，菌丝疏松，最初呈白色，后变为灰黑色（图2-d），菌落背面呈白色棉絮状（图2-e）；假根发达，分枝呈指状或根状，呈深褐色。孢子囊呈球形或近球形，初期呈白色，老后呈黑色，直径25~200μm，孢囊孢子呈椭圆形或近球形，淡褐色（图2-f）。
2.2.2ITS序列分析用ITS通用引物扩增出病原菌的通用引物序列，长度分别为594bp（GenBank登录号：KP172534）和627bp（GenBank登录号：KP172533）。经BLAST分析，菌株Z1、菌株Z2的rDNA-ITS序列分别与黄曲霉和米根霉的同源性最高。在同源性最高的序列中各挑选10个菌株的ITS序列分别与供试菌株构建系统发育树。如图3所示，菌株Z1序列与Aspergillusflavus（JF754467.1）的序列亲缘关系最近，且与A.flavus相聚于同一群。如图4所示，菌株Z2的序列与Rhizopusoryzae（JQ683242.1）的序列亲缘关系最近，且与R.oryzae相聚于同一群。菌株Z1、Z2的ITS序列在NCBI上BLAST结果与A.flavus和R.oryzae的相似性为分别为99%和99%～100%，进而从系统分类学上进一步验证了菌株Z1和菌株Z2；再结合病原菌的形态特征，可以确定菌株Z1为黄曲霉（A.flavus），菌株Z2为米根霉（R.oryzae）。
2.3病原菌的生物学特性
2.3.1培养基种类对病原菌菌丝生长和产孢量的影响A.flavus和R.oryzae两种病原菌在供试的五种培养基上都能生长，两种病原菌在百合培养基和百合葡萄糖培养基上菌丝生长和产孢量最大，且在这两种培养基上的差异不显著。A.flavus在LA上培养5d后菌落直径达19.0mm，R.oryzae在LA上培养2d后，菌落直径达40.5mm，7d后产孢量分别为10.35×106个/ml和8.06×106个/ml（图5）。
2.3.2碳源、氮源对病原菌菌丝生长和产孢量的影响两种病原菌对供试碳源均可利用。A.flavus在葡萄糖为碳源的培养基上菌丝生长速度最大，培养5d后菌落直径达20.0mm，而在果糖、乳糖和淀粉为碳源的培养基上菌丝生长速度次之，且三者间差异不显著。A.flavus在葡萄糖和果糖为碳源的培养基上产孢量最高，而两者间差异不显著；在淀粉为碳源的培养基上产孢量次之，在乳糖为碳源的培养基上产孢量最低（表1）。R.oryzae在葡萄糖和果糖为碳源的培养基上菌丝生长和产孢量最大，且两者间差异不显著；在乳糖和淀粉为碳源的培养基上菌丝生长和产孢量次之，且两者间差异也不显著（表1）。A.flavus在蛋白胨和硝酸铵为氮源的培养基上菌丝生长速度最大，且两者间差异不显著，但在蛋白胨为氮源的培养基上产孢量高于硝酸铵为氮源的培养基，在硫酸铵和硝酸钾为氮源的培养基上菌丝生长速度和产孢量都较低（表1）。R.oryzae在蛋白胨为氮源的培养基上，菌丝生长和产孢量都最大，在硫酸铵和硝酸钾为氮源的培养基上菌丝生长较好，在硝酸铵为氮源的培养基菌丝生长较差，与无氮培养基差异不显著，但在硝酸铵为氮源的培养基上产孢量高于硫酸铵和硝酸钾为氮源的培养基（表1）。
2.3.3培养条件对对病原菌菌丝生长和产孢量的影响由表2可知，两种病原菌的菌丝生长和产孢的最适温度是25℃。A.flavus和R.oryzae在pH为5-9范围内的PDA培养基上均能生长，A.flavus在pH为5、8和9的PDA培养基的菌丝生长速度均较快，5d后菌落直径差异不显著，而在pH为6时产孢量最大，7d后产孢量为9.85×106个。R.oryzae在pH为6时菌丝生长速度和产孢量最快，2d后菌落直径达35.5mm，7d后产孢量为3.75×106个/ml：光照可促进两种病原菌的菌丝生长和产孢，A.flavus在全光照条件下生长5d后，其菌落直径达23.0mm，而R.oryzae在全光照条件下生长2d后，菌落直径达24.0mm，7d后产孢量分别达13.03×106个/ml和6.33×106个/ml。
3讨论
本研究通过致病性测定、形态学特性和ITS序列分析，确定引起兰州百合鳞茎贮藏腐烂病的病原菌是A.flavus和R.oryza，表明此腐烂病害是根霉腐烂病和曲霉腐烂病混合发生，这两种腐烂病害在百合鳞茎腐烂的相关研究中也有报道，但与本研究中分离到的病原菌不同，其病原菌是A.niger和R.stolonifer。此外，也有较多研究表明圆弧青霉菌、簇状青霉菌也可导致百合鳞茎腐烂，我们在兰州百合鳞茎贮藏病害调查时也发现大多腐烂严重的百合鳞茎表面着生有青霉菌菌丝，而且在分离病原菌时也分离到两种青霉菌，但致病性测定表明，这两种青霉菌均不引起百合腐烂，仅可在刺破表皮的百合鳞茎表面繁殖，表明我们分离到两种青霉菌仅是腐生菌，而不是病原菌。
生物学特性研究表明，A.flavus和R.oryzae两种病原菌的最适生长条件基本相同，这可能也是两种菌可以共生而侵染百合导致其发生腐烂病的原因。此外，这两种病原菌在LA和LDA培养基上的菌丝生长速度和产孢量均高于PDA和PSA（在LA和LDA上的菌丝生长速度和产孢量差异不显著），表明百合鳞茎本身的营养有利于这两种菌的繁殖而侵染百合鳞茎导致发生腐烂病害。目前，国内外食用百合的种植面积远低于观赏用百合，因此对百合鳞茎腐烂病的研究大多关注观赏用百合鳞茎种球在生长发育过程中的腐烂对出苗率和花卉品质的影响，而尖镰孢菌是引起观赏用百合鳞茎种球腐烂的主要病原菌，这与导致兰州百合鳞茎贮藏期间腐烂的病原菌不同，因此，防治花卉百合种球腐烂病的方法对食用百合也无借鉴作用。而作为食用的兰州百合鳞茎在原产地的贮藏方式目前多采用低温冷库在零下4℃条件下贮藏，通常不采用其它防腐措施，导致贮藏期间腐烂病的发生较为严重，本研究通过对其病原菌的分离和生物学特性的研究，为下一步开展采用安全的方法消毒百合贮藏冷库以及预处理百合鳞茎来防治腐烂病害的发生奠定了必要的基础。
4结论
RT-PCR检测耐药相关基因MDR1、BCL2L1、LRP、PRKCA的表达取对数生长期细胞，TRIzol试剂提取细胞总RNA，反转录试剂盒合成cDNA，SYBYGreen方法进行实时荧光定量PCR实验。引物设计由Invitrogen公司合成，见表1。PCR反应体系：cDNA1μl，2×SYBRGreenPCRMastermix12μl，引物F/R（上下游引物的终浓度各为15pmol/μl）各0.3μl，DEPC水11.4μl，共25μl。PCR循环设置：50℃2min95℃10min（95℃15s60℃1min）×40个循环（生成扩增曲线）95℃15s60℃15s95℃15s（生成溶解曲线）。SDS2.2软件分析处理数据，管家基因校正目的基因的表达，得到相对定量结果。1.6耐药细胞的保存耐药细胞SKOV3/TAX30分别冻存于含0、10、30nmol/L紫杉醇药物的冻存液里。于冻存后1、3、6月分别复苏细胞，观察复苏情况，MTT法检测IC50。1.7统计学方法对有关数据采用SPSS13.0软件进行独立样本t检验（independentsamplet-test）、单因素方差分析（OnewayANOVA），P<0.05为差异有统计学意义。
2、结果
2.1耐药细胞的建立
SKOV3经300μg/ml大剂量的紫杉醇作用2h后,大部分细胞死亡漂浮，剩余细胞肿胀，伸出树枝状突起呈蜘蛛状，胞质见空泡形成、颗粒增多。少量存活的细胞克隆生长，恢复生长至对数期消化传代，再进行下一次冲击；SKOV3经10~30nmol/L小剂量的紫杉醇作用24h，约50%的细胞死亡，细胞体积增大，形态不规则，胞质内颗粒增多，贴壁性变弱，给药24~72h内最明显，96~120h后逐渐恢复原状。经两种诱导方法获得的耐药细胞系，分别命名为SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30。
2.2耐药细胞的生物特性
2.2.1耐药指数MTT实验结果显示，耐药细胞及其敏感细胞的IC50值及耐药指数，可见小剂量浓度递增诱导的耐药细胞SKOV3/TAX30耐药性较强，见表2。2.2.2平板克隆形成实验在无药物作用时，SKOV3敏感细胞较两种耐药细胞系的克隆形成能力强，见图1A的d组，SKOV3敏感细胞的克隆形成数为（934±16.37），SKOV3/TAX300的克隆形成数为（440±13.75）,SKOV3/TAX30的克隆形成数为（579±9.50）。与敏感细胞SKOV3相比，两种耐药细胞克隆形成数少，差异有统计学意义（P均=0.000），见图1B。而在相同浓度紫杉醇作用下，耐药细胞形成的克隆明显多于敏感细胞。在紫杉醇浓度为5nM时，SKOV3/TAX30可形成（1206±9.50）个克隆，SKOV3/TAX300可形成（870±32.30）个克隆，而SKOV3形成的克隆数仅（202±6.08），差异有统计学意义（P均=0.000）；当紫杉醇浓度进一步升高为50nM和500nM时，SKOV3/TAX30和SKOV3/TAX300形成的克隆数仍明显高于敏感细胞SKOV3。紫杉醇浓度为50nM时，SKOV3细胞与SKOV3/TAX300细胞形成的克隆数相比，差异有统计学意义（P=0.013）,SKOV3细胞与SKOV3/TAX30细胞形成的克隆数相比，差异也有统计学意义（P=0.000）；紫杉醇浓度为500nmol/L时，SKOV3细胞与SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞形成的克隆数相比，差异有统计学意义（P=0.009、0.0001），见图1B。2.2.3生长曲线倍增时间的差异SKOV3敏感细胞和两种耐药细胞系在相同条件下培养7天，细胞增殖产生一定的差异。耐药细胞的生长较敏感细胞减慢，生长曲线的斜率减小，见图2。同时，根据生长曲线计算出SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞的倍增时间分别为28.90h、24.0h，与敏感细胞的倍增时间20.84h相比也有所延长。
2.3耐药相关基因
MDR1、BCL2L1、LRP、PRKCA在各细胞中的表达MDR1、BCL2L1、LRP、PRKCAmRNA在SKOV3、SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞中的相对表达丰度见图3A、3B。两种耐药细胞中，MDR1的表达明显增高，提示SKOV3/TAX300、SKOV3/TAX30对紫杉醇的耐药与MDR1高表达有关。SKOV3/TAX300细胞中PRKCA、LRP的表达均高于SKOV3细胞，差异有统计学意义（P=0.016，P=0.005），BCL2L1的表达与敏感细胞比较，差异无统计学意义（P=0.815）。而SKOV3/TAX30细胞的PRKCA、LRP的表达与敏感细胞比较差异无统计学意义（P=0.154，P=0.206）。BCL2L1的表达低于敏感细胞（P=0.001），见图3B。以上数据表明不同诱导方式导致耐药细胞发生不同生物学变化，可能存在不同的耐药机制。
2.4耐药细胞的保存
耐药细胞SKOV3/TAX30分别冻存在含有0、10、30nM紫杉醇的冻存液中，于冻存后1、3、6月复苏，检测IC50，见表3。1、3月后检测结果提示，在3种药物浓度条件下的细胞IC50没有明显区别，但冻存6月后，无药冻存组的耐药细胞与两种加药冻存组的细胞比较，其IC50明显下降，差异有统计学意义（P<0.01）。同一个药物浓度条件下，无药冻存组的耐药细胞在冻存6月时，出现耐药性下降，而两种加药冻存组细胞在6月的冻存过程中，细胞IC50虽然出现轻度下降，但差异无统计学意义。
3、讨论
3.1耐药细胞的建立
本实验结果提示：增加给药剂量、适当延长无药间歇期，可能延缓细胞的耐药性。由于大剂量冲击诱导与临床治疗模式相似，临床上体内耐药指数≥2倍即足以导致化疗失败[5]，因此大剂量冲击诱导产生的耐药细胞虽然耐药指数较低，也是模拟临床耐药的良好模型。
3.2耐药细胞的特性
本研究的结果表明：在无药物作用时，SKOV3细胞的集落形成能力强于两种耐药细胞SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30，但在不同浓度紫杉醇药物条件下，耐药性最强的SKOV3/TAX30集落形成能力也最强，而敏感细胞SKOV3的集落形成能力最弱，此结果与MTT法检测的耐药性一致。紫杉醇的作用机制是促进微管蛋白二聚体装配成微管，抑制纺锤体形成，将细胞阻断于G2/M期，细胞的有丝分裂异常或停止，使多核细胞的形成增多[6]。诱导的过程中耐药细胞膨胀、形态不规则、细胞体积的增大可能与细胞群体中多核细胞的增多有关。本研究的生长曲线实验中，SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30的倍增时间分别为28.9、24.0h，与敏感细胞SKOV3的倍增时间20.84h相比有明显延长，显示耐紫杉醇的卵巢癌细胞生长速度减慢。细胞周期的阻滞，除导致一些细胞周期特异性药物失效外，肿瘤细胞处于相对静止状态，易对化疗药物产生耐受。
3.3耐药相关基因的检测
卵巢癌紫杉醇耐药机制的研究中，多药耐药（multidrugresistance，MDR）一直是热点。多药耐药是指对一种药物具有耐药性的同时，也对其他结构和作用机制完全不同的化疗药物产生交叉耐受的一种现象。多药耐药的产生是一个多因素的过程，主要包括：（1）细胞内有效药物浓度的降低；（2）细胞内药物活性的改变；（3）凋亡的抑制；（4）肿瘤细胞微环境改变化疗敏感度。P-gp是多药耐药基因MDR1编码的相对分子质量为17kD的一种跨膜糖蛋白，其功能是使细胞内药物浓度降低，药物的作用减弱或丧失，细胞由此获得耐药性。与大多数其他化疗药物的多药耐药机制相似，紫杉醇作为P-gp的作用底物之一，其耐药机制与MDR1基因扩增导致的P-gP高表达密切相关[7-8]。肺耐药相关蛋白LRP是在多药耐药的肺癌细胞株中发现的与MDR相关的非糖蛋白，相对分子质量为110kD，能阻止药物通过核孔进入细胞核，避免其作用于核内靶点，药物运送到胞质的囊泡中，再通过胞吐作用将药物排出体外，从而发生紫杉类药物耐药[9-10]。凋亡抑制基因也参于紫杉醇耐药。BCL2L1基因，全称为BCL-2样1基因（BCL-2-like1）,编码蛋白属于BCL-2蛋白家族，BCL-2蛋白家族通过抑制肿瘤细胞凋亡，导致耐药性[11-12]。PRKCA基因为蛋白激酶Cα（proteinkinaseCalpha），也被称为PKCA、PRKACA、KPCA、AAG6。细胞过度增殖和抗细胞凋亡机制障碍都可导致肿瘤进展和耐药现象发生[13]。另外PKC的作用是使底物蛋白磷酸化而活化，p-gp是PKC的作用底物，当其表达增加或活性增强时，可使大量的P-gp磷酸化而活化，从而产生耐药性。本研究结果提示。SKOV3/TAX300细胞PRKCA、LRP的表达均略高于敏感细胞。但SKOV3/TAX30细胞的PRKCA、LRP的表达与敏感细胞比较差异无统计学意义。BCL2L1在SKOV3/TAX30细胞的表达低于敏感细胞，但SKOV3/TAX300细胞中BCL2L1的表达略高于敏感细胞，结果提示不同方式诱导的耐药细胞，可能存在不同的耐药机制。
3.4耐药细胞的保存
1.1生长曲线的测定嗜酸乳杆菌AP117经活化后,以5%的接种量接种到MRS液体培养基中,30益静置培养24h,每隔2h取样,稀释涂布MRS固体培养基平板,培养20~24h后数活菌数,每毫升的细菌菌落数以对数值表示。
1.2耐酸能力的测定将嗜酸乳杆菌AP117经MRS液体培养基活化后,按5%接种量接种于MRS液体培养基,30益培养16h备用。用0.1mol/L的HCl分别调节MRS液体培养基pH为1.5、2.0、3.0、4.0和4.5。取16hAP117培养液,按5%接种量接种于不同pH的液体培养基中,30益培养2h,采用倾注平板法,以MRS固体培养基作为计数培养基,测定培养液的活菌数,平行测定3次,取平均值,以刚接种时的活菌数为对照,计算菌株在不同酸性条件下处理2h后的存活率。
1.3耐胆盐能力的测定将嗜酸乳杆菌AP117经MRS液体培养基活化后,按5%接种量接种于MRS液体培养基,30益培养16h备用。用猪胆盐分别调节MRS液体培养基,使胆盐含量分别为0.1%、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%。取16h培养液按5%接种量接种于不同胆盐含量的液体培养基中,30益培养2h,采用倾注平板法,以MRS固体培养基作为计数培养基,测定培养液的活菌数,平行测定3次,取平均值,以刚接种时的活菌数为对照,计算在不同胆盐条件下处理2h后的菌株存活率。
2结果与讨论
2.1嗜酸乳杆菌AP117的生长动态曲线嗜酸乳杆菌AP117在温度30益,静置培养24h,其活菌数的对数值随时间变化关系如图1。由图1看出培养6h后活菌浓度达到105cfu/mL,之后进入对数生长期,14~20h为稳定期,活菌浓度超过1010cfu/mL。
2.2嗜酸乳杆菌AP117的耐酸性乳酸菌可以利用的耐酸性机制有许多种,目前没有统一定论,大体上可以分成8类:质子泵、蛋白质修复、DNA修复、调节因子、细胞密度的改变、细胞膜的改变、产生碱和代谢方式的改变,其耐酸性机制因菌株不同而有差异。不同的菌株耐酸性不同。采用MRS液体培养基和0.1mol/L的HCl溶液模拟胃酸环境(pH为1.5~4.5),测定菌株AP117在不同pH条件处理2h后的存活率,结果见图2。在pH为4.0和4.5条件下,菌株存活率均较高,达到97%以上,活菌数在1010cfu/mL以上;在pH为2.0条件下,菌株的存活率仍为79.8%,表现出极强的耐酸性;而在pH为1.5条件下,菌株的活菌数下降较快,降至105cfu/mL,存活率仅为48%左右,说明pH为1.5对嗜酸乳杆菌有较强的抑制作用。表明嗜酸乳杆菌AP117完全可能适应胃内环境,是比较理想的耐酸性较强的益生菌菌株。
2.3嗜酸乳杆菌AP117的耐胆盐能力采用猪胆盐分别调节MRS液体培养基,使胆盐质量分数分别为0.1%、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%(下同)。测定菌株AP117在不同胆盐浓度条件处理2h后的存活率,结果见图3．图3中数据表明在0.1%胆盐的MRS液体培养基中放置2h后,菌株AP117的存活率为100%左右,能够很好的存活;胆盐质量分数0.5%条件下,菌株的存活率仍高达82.48%,说明0.5%胆盐浓度对嗜酸乳杆菌AP117的生长影响不大;继续增加胆盐质量分数,菌株的存活率显著降低。赵瑞香等[14]研究发现嗜酸乳杆菌能够有效降低血清及培养介质中的胆固醇水平,但其降低胆固醇的机理未确定。嗜酸乳杆菌对胆盐的耐性可能与菌体细胞的胆盐水解酶活力有关[15]。高浓度的胆盐对菌体细胞有一定的毒害,在胆盐水解酶的作用下胆盐由结合态变为脱结合态胆盐,后者溶解度降低,对菌体细胞的伤害减小。
2.4嗜酸乳杆菌AP117代谢产物的抑菌特性采用双层琼脂牛津杯法测定菌株AP117对两种指示菌的抑菌效果,观察抑菌圈,测定抑菌圈直径,结果如图4所示。菌株AP117的代谢产物对两种指示菌的抑菌圈明显可见,直径均在10mm以上,尤其对大肠杆菌抑菌圈直径达到12.5mm,表明嗜酸乳杆菌AP117的代谢产物对大肠杆菌的拮抗作用更大些。大肠杆菌和金黄色葡萄球菌会导致人类和动物发生细菌性食物中毒和其它感染症。嗜酸乳杆菌代谢产物对这些致病菌的拮抗能力较强,可以降低食物中毒的发病率,保证食品的安全性。
3结论
1.1茎
雷波野芭蕉的茎分为真茎和假茎两部分，真茎包括球茎和花序轴。
1.1.1真茎真茎维管束之间的形成层分生的新细胞通过横向生长和纵向生长，通过均匀增生膨大如球状，故又称为“球茎”，根、叶、花及繁殖用的珠芽均由此发生。真茎大部分位于地表之下，仅有较小部分贴近或稍露出地面，故又被称为“地下茎”，真茎粗大而又短小，其每年生长仅为5～10㎝，因此，生长速度极为缓慢。通过外部形态特征和内部解剖观察，可以看到真茎通常为球形，有时椭圆状球形，球状椭圆形或卵状椭圆形，具有明显的节，节间密集，节上着生有呈螺旋状排列的叶，叶腐烂后有残存的叶纤维或叶脱落后留下的叶痕迹。真茎顶端的顶芽发生于中央圆柱组织，顶芽分生叶和潜伏芽，潜伏芽着生于每片叶的叶鞘的腋部故又叫腋芽，每片叶鞘的腋部都着生有一个腋芽，腋芽数量较多，可达60～120个，但真正能发育成珠芽的通常有3～7个、多时有8～16个，珠芽生长发育形成新植株，并连同母株共同组成大型的野芭蕉株丛。真茎四周着生肉质须根，珠芽分散在肉质须根中，其维管束与母株球茎中的维管束相连接和相互贯通。真茎内部皮层中具有大量薄壁细胞，薄壁细胞中充满着水分和营养物质，因此，真茎在植株开花结实后假茎已消耗大量水分和营养物质，还可残留1～2年仍能继续分生新幼株。真茎生长到花芽分化期时增至最粗，待植株开花、结果，果实成熟后才逐渐死亡，真茎体内贮藏的水分和养分也转供给珠芽和幼苗生长，真茎既是根系、叶片、珠芽和花序发生的地方，同时又是水分和养分重要的贮藏场所。
1.1.2假茎野芭蕉植株位于地面之上高大，直立、粗壮、挺拔的圆柱状的“干”，高3.5～7m，直径30cm～50cm。实际上，它来源于叶属于叶的其中一部分，是叶柄基部变扁变薄并向两侧扩展延生而成，这些扁状叶柄在植物学上称为“叶鞘”，叶鞘从粗大短小的真茎长出，由数量众多的叶鞘相互重叠并紧密环抱形成的“干”，由于它内部没有维管形成层，与木本植物的茎具有显著区别，故并非真正的茎，所以被称为“假茎”。假茎的增粗主要是假茎基部的真茎顶端叶芽分化产生的新叶，在生长过程中新叶的叶鞘从假茎中央将外侧老的叶鞘向外挤压，致使叶鞘层数增多，周径不断增大，导致假茎逐渐增粗。假茎中的每一层叶鞘内部都由表皮层、厚壁组织、薄壁细胞、通气组织、维管束组成。表皮层由厚壁组织与靠近外层的维管束组成，上下表皮层之间有较为发达的薄壁组织、通气组织和分散其中的维管束，薄壁组织和通气组织形成的众多间隔空室，维管束有发达的韧皮部和数量较多的导管。叶鞘内较多的维管束和大量充满水分的薄壁细胞，在纤维强韧拉力和水分膨压的作用下，使得假茎能挺立地面之上，把叶片举到高处并平铺展开捕获阳光进行光合作用。假茎贮藏有大量的水分和丰富的养分，开花结果后假茎的大部分水分和养分转移到花序和果实中。因此，假茎既是贮藏水分和养分场所，也是输送水分和养分的通道，又有支撑和保护叶片、花序、果序的作用。
1.2叶
雷波野芭蕉叶由叶鞘、叶柄、叶片组成。真茎顶端的叶芽分化形成叶，叶在真茎上螺旋式互生，新叶在假茎中心向上生长，沿主脉两侧的左右两半叶片相互旋转包裹着，当整个叶片全部伸出叶鞘顶端后新叶片开始从上向下逐渐展开。
1.2.1叶鞘叶鞘位于叶柄的下部，是组成假茎的主体。叶鞘外形压扁、宽大，质地为海绵状肉质，具有一定的弹性。叶鞘内部结构由表皮层、厚壁组织、薄壁细胞、通气组织、维管束组成。叶鞘内由薄壁组织和通气组织形成的众多间隔空室和维管束组成，维管束分散在叶鞘中部，维管束有发达的韧皮部夹带离生的乳汁导管，多分布于靠近外表皮层处，而外表皮层又由最外层的维管束与厚壁组织组成。叶鞘中的细胞木质化程度较低，组织结构较为疏松，支撑能力和抗风能力相对较弱，加之叶片大型，花序和果穗沉重，如遇大风暴雨植株极易折断或倒伏，所以，野芭蕉多生于山沟两侧的密林中。
1.2.2叶柄叶柄位于叶鞘和叶片之间，下与叶鞘顶端相连，上与叶片基部相连，肉质状粗壮、厚实、坚韧、挺拔，长15～45㎝，在假茎上部近直立或斜生，上部开口具深槽，呈深半圆状强烈内弯，下部强烈圆凸，虽然在形态特征上叶柄与叶鞘具有较大区别，但二者在内部结构则极为相似，都是由表皮层、厚壁组织、薄壁细胞、通气组织、维管束组成。外为表皮，表皮内具有多层厚壁细胞与靠近表皮的维管束相间排列，中央由薄壁组织和通气组织形成的众多矩形或近四方形蜂窝状空室，维管束呈45°角分散在薄壁细胞中；由于主脉内部为较为典型的蜂窝状特殊的结构，因此，具有自重轻，抗弯性强，承载力高等特点，与主脉两侧叶片中的羽状平行脉一起组成骨架支撑着大型叶片平展在空间，有利于进行光合作用。叶柄两侧边缘两侧逐渐变薄，并向外延伸呈纸质或厚纸质翅，干后变厚纸质或薄革质，宽1～2.5㎝，皱缩或平展，并向下与叶鞘边缘的翅和向上与叶片基部相连成一体。
1.2.3叶脉叶脉为羽状平行脉，中脉粗大、肥厚、坚韧，上部开口呈半圆状深槽，下部强烈圆凸，从横切面外层为表皮层，维管束与中部垂直的维管束呈45°角分散排列，薄壁细胞分布在维管束之间同角度排列，从纵切面来看，主脉内的细胞呈长方形或正方形空室，为较为典型的蜂窝状结构，由于主脉内部特殊的结构，具有自重轻，抗弯性强，承载力高等特点，与主脉两侧叶片中的羽状平行脉一起组成骨架。主脉一是将巨大的叶片举至高处，支撑叶片使其平展在空间，有利于进行光合作用，二是贮藏和输送水分和养分，三是引导叶片上过多的雨水沿主脉深槽向下流淌，以避免新叶和花序被雨水长期浸泡，四是承受外界的风吹、雨打、雪压，而不易折断。野芭蕉能够在阳光强烈，土壤干旱、贫瘠的生态环境中生长，可能与其发达的主脉保证供给水分和营养物质以及具有较强的光合作用有密切关系。
1.2.4叶片叶片宽大，长椭圆形或长矩圆形，长3.2～4.5米，宽0.75～0.89米，先端圆形，稍偏斜，基部渐狭至楔形，并下延与叶柄两侧的翅相连成一体，叶片两侧对称，边缘常下垂有利于雨水排除。通过解剖结构可知叶片由上下表皮（表皮细胞、气孔器），栅栏组织、海绵组织、叶脉（维管束）组成。叶片上表皮细胞2～3层，为典型的复表皮，外壁角质层显著增厚，具有较强的防水、抗旱、抗寒能力和防病虫害作用，栅栏组织多层排列较为整齐，海绵组织不规则疏松，叶脉分散在叶肉组织中。气孔分布在上表皮疏散数量较少，下表皮紧密数量较多，沿中脉两侧的密度较大，数量较多，向两侧边缘其密度逐渐减小，数量也随之减少，气孔密度及数量还与植株所处生态环境和叶片在植株上着生的位置有关。气孔既是进行光合作用时气体进出的重要通道，同时也是病菌入侵的通道。雷波野芭蕉吸芽经过生长发育形成幼苗，幼苗出土后在生长初期长出4～5枚幼叶只有叶鞘没有叶柄和叶片的，当长到5～8枚幼叶时不仅具有叶鞘，在叶鞘先端还具有狭窄短小的叶片，8～9片之后的叶不仅有叶鞘还具有明显的叶柄和叶片。野生芭蕉的叶有两种类型，一种是没有叶柄，只有叶鞘或有叶鞘、叶片的叶属不完全叶，另一种是具有叶鞘、叶柄和叶片的叶属于完全叶。以后随着植株的生长，叶片逐渐增大,直至花芽分化开始，叶片达到最大为止。野芭蕉叶片面积增大一方面加大了对光能的捕获较强，特别是在阳光不足时有利于更有效地进行光合作用，但另一方面叶片面积增大使其蒸腾作用增强，水分也容易过度散失，抗旱能力要求特别高，因此，野芭蕉通常生活在温暖湿润的环境中。此后，随着叶片逐渐收缩变小，假茎中心部便抽出花序轴，当最后在花序轴上长出狭窄细短先端钝的叶片时，叶的发生和生长发育完全终止，其数量也不再增加。叶片还具有可以随不同阳光强度、温度高低和空气湿度变化调节叶片位置，控制气孔的开合和蒸腾量。雷波野芭蕉植株的总叶数及叶片的大小、数量和寿命与植株、土壤、水分、光照、气候及生态环境的不同等密切相关，野芭蕉植株从幼苗出土至开花结果后停止抽叶，一生抽生叶片36～50片，其中剑叶6～18片，小叶9～16片，大叶13～25片，叶的寿命通常为76～298d。叶片是野生芭蕉进行光合作用的重要场所，根系将吸收的水分和无机矿质营养通过光合作用，合成有机养分供植株生长发育、开花结果，因此，叶片的多少和叶面积的大小也是衡量野芭蕉植株生长发育的一项重要指标。
1.3花序
花序由花序轴、苞片和花组成。雷波野芭蕉真茎顶端中部的生长点，前期时仅分化叶芽抽生叶片，植株生长发育到一定阶段，叶片达到一定数量时，由营养生长转为生殖生长，球茎顶端生长点停止分化为叶芽，不在抽生新的叶片，转而分化形成花芽，花芽生长分化为花序。花序分化初期花序原始体较小，其形态特征及性别不甚明显，内部的花和果梳用肉眼还难以分辨，进入分化中期，花序生长发育长至15～20厘米时，内部花的形态特征逐渐明显，通过肉眼就能识别花的性别和果梳数量。花芽分化成熟后期在假茎内部形成花序，花序在假茎内部通过花序轴向上延伸，从假茎顶部中心抽出顶生的肉穗状柔荑花序，穗状花序上的花由花序基部开始逐渐向顶端开放，且开花时间较长，故野芭蕉的花序又属于无限花序类型。自基部向花序先在基部开两性花或雌花，然后再向上开雄花，两性花或雌花逐渐发育成果实。花芽分化是植株从营养生长转人生殖生长时的内在生理变化，花序和花分化开始时，其植株体内的营养物质和生长素类物质转化加快，含量显著升高，通过花芽分化的生理指标也可判断这些物质的变化。花芽分化是在珠芽生长发育形成幼苗，幼苗出土后生长至三年生的植株叶片数量长到25～30片，叶展开的面积与接收到的光照时数和积温达到一定量时才开始进行的，整个花序和花芽的分化及其形态特征的变化都在假茎内部中央进行。花序在花序轴的作用下从假茎顶端伸出，初时为椭圆形、卵状椭圆形，大型，长18～19.5厘米，直径12.5～13.5厘米，先端钝状圆形或圆形，随着苞片的开放，花序逐渐变短小为阔卵形。
1.2.1花序轴球茎顶部生长点初时仅抽生叶片，但当地下茎的生长点伸出地面，生长点不再分化叶片，转而分化花序轴（茎）及花序，花序轴属于真茎向上延长生长的一部分，花序轴沿假茎中央不断向上生长，直至从假茎顶端伸出，将花序伸出假茎顶端外。花序轴厚实粗壮，圆柱形，深绿色，长度可达5～7m，直径5.5～6.2厘米，被短柔毛，其中大部分被假茎包裹并直立向上延伸，另一部分则伸出假茎外向下弯曲，顶端着生花序，花序在花序轴的作用下与其一起下垂。
1.3.2苞片苞片着生于花序轴上，呈螺旋状层层重叠紧密排列，将花包裹于内侧，海绵状肉质，卵状椭圆形，长卵状椭圆形，长椭圆形，阔卵形，卵形，长20～23厘米，宽12～16.3厘米，初时较长大，随着不断展开逐渐变短小，先端钝状圆形或圆形，基部向内凹陷呈月牙状或半圆形，苞片仅在基部最外2～3片为绿色，大型，内部没有花，从基部至顶端外面黄色或淡黄色，内面淡黄色，而且每一苞片内均着生有花；每苞片内花排成二列，有小花（13～）17～24朵。苞片开放顺序为从上到下，从基部至顶端，即先从花序最基部一片开始展开，然后由基部依次向上至顶端逐一展开，展开后的苞片向后反卷，将着生于苞片内侧基部的花露出，花随即开放。苞片通常在展开后反卷，花开2～5天后脱落。
1.3.3花花由花被片、雄蕊和雌蕊组成。花为野芭蕉花序中的雌花、两性花、中性花的和雄花的统称。花被花序中的苞片间隔为花序段，而每一段的花分别都着生于苞片内，被苞片包裹，只有待苞片展开后才暴露在外开放，所以，花开放的时间苞片展开先后不同而有所不同。花没有或明显没有花梗，直接着生在花轴上，雌花或两性花较少，位于花序基部的数轮苞片内，其子房生长发育后逐渐膨大为果实；雄花较多，位于花序基部以上至顶端的所有苞片内，子房败育，不能生长发育为果实。
1.3.3.1花被片花被片由合生花被片、离生花被片组成。合生花被片带形（或条形）或披针状带形，长约5.5厘米，宽1.3～1.5厘米，边缘薄，半膜质，先端具不等大5裂（3+2），裂片卵形、阔卵形、阔三角形，长2～5毫米，先端钝形或锐形，两侧裂片背面先端有或无角刺状突起；离生花被片长卵形，长4.7～5.2厘米，宽1.5～1.9厘米，半膜质，先端细尾尖，基部圆形。
1.3.3.2雄蕊雄蕊由花丝和花药组成。雄蕊5枚，第6个雄蕊退化或不存在，花丝丝状长1.8～2.5厘米，花药条形，长（2.7～）3.4～3.8厘米，2室，药隔在顶端微突起。
1.3.3.3雌蕊雌蕊由子房、花柱和柱头组成。子房下位。发育子房5～7（～9）棱，生长发育为果实，3室，每室具有多数生于中轴胎座的胚珠，胚珠发育为种子；败育子房4～5棱，披针状柱形，长2～2.4厘米，直径0.5～0.6厘米，密被短柔毛，3室，每室具有多数生于中轴胎座的胚珠，不发育为种子，花柱扁四棱柱状，长4.8～5.4厘米，柱头膨大，扁形或近头状。
1.3.3.4花粉粒花粉粒大型，圆球状，无萌发孔，表面光滑至不平、粗糙、皱波状或为规则的细颗粒状突起;花粉粒解剖结构外壁薄,内壁厚,内壁外层通常为管状层厚、外方具有明显的均质颗粒层,内壁内层为均质的纤维层。野生芭蕉花期长，开花时间可长达6～10个月，花中富含蜜腺，苞片颜色鲜艳，通常可借助蜂类、蝇类、蛾类等昆虫进行传粉受精。
1.4果穗
果穗由果穗轴和果实组成。雷波野芭蕉果穗由花序基部10～20片内的雌花或两性花发育而来。果穗较大，长27～35㎝，直径24.5～30㎝，阔椭圆状，阔椭圆状球形至近圆球状，果实较多，86～143个，紧密着生。
1.4.1果穗轴果穗轴由花序轴演化而来，粗壮，弯曲，圆柱状，长60～85㎝，直径5.2～7.5㎝，深绿色，被短毛，它既有发达的维管束系统，能将位于地表之下真茎中的水分和营养物质向上输送，为花序和果穗的生长发育提供所需的水分和营养物质，又有发达的纤维组织，承重力特强，能承受5～30㎏的重力，将花序和果穗悬垂在3～5m的高空。
1.4.2果实果实为浆果肉质，通常不开裂，3室。幼时绿色，密被短柔毛，成熟后深绿色或黑绿色，倒卵状，长倒卵状，阔倒卵状，倒卵状椭圆形，长倒卵状椭圆形，椭圆状，长（6.7～）8.5～11.9㎝，宽5～-7.2㎝，通常具5～7（～9）钝状棱角，被疏毛或渐变无毛，先端截平，残留有干花被片；果柄较长，长（0.5～）1～1.5㎝。果皮较厚，外面深绿色，内面白色，果肉较少，白色，内部充满较多种子，可能是依靠种子发育产生的刺激作用而生长的，每个果实中含有种子（12～）24～68（～76）个。
1.4.3种子种子质地硬骨质，压扁或不规则多棱形，椭圆形，卵性，阔卵形，四方形，近圆形，矩形，长（1～）1.2～1.4厘米，宽1～1.1厘米，高（0.4～）0.5～0.8（～0.9）厘米，灰黑色，黑色，灰褐色，黑褐色，无光泽，腹面种脐大，圆形，直径4～6毫米，灰色，背面中部明显具一小瘤状突起。种子由种皮、珠孔、合点、胚乳、胚组成。种皮又由外种皮、中种皮、内种皮构成，外种皮细胞由栅栏状排列的厚壁细胞组成，细胞壁增厚并木质化，中种皮由厚壁细胞组成，内种皮由细胞壁增厚的石细胞组成，种子中厚壁细胞数量增多，种皮机械支撑能力和保护作用增强；胚乳由外胚乳和内胚乳组成，外胚乳仅有1层细胞,分化较弱，内胚乳发达，占据了种子较大的体积，为种子后含物的重要贮藏场所，内含有丰富的淀粉、蛋白质、脂类物质等；胚直立、柱状；珠孔区由珠孔领和孔盖组成；合点区仅具有合点堆，合点区的内种皮连续。雷波野芭蕉种子的萌发率较低，约在5%左右，可能与种子的种壳坚硬，种皮透水性极差，种子内胚得不到充足的水分和营养物质有关，也有可能胚还尚未完全成熟或处于休眠状态，因此，导致种子萌发率的原因很多，既有外部的也有内部的以及生理原因。雷波野芭蕉种子即使能够萌发，其幼苗长势也非常虚弱，成活率不高，由此可见，野芭蕉在自然状况下，能进行无性繁殖和有性繁殖两种类型，但在野外自然条件下，吸芽无性繁殖还是野生芭蕉主要繁殖类型。
1.5吸芽
雷波野芭蕉的吸芽由球茎上的叶腋间的腋芽生长发育而成，是在假茎基部根际或茎叶腋间自然发生的极度缩短的球状短枝。吸芽发育形成初期基部大上部逐渐变小，形似近圆状卵形、阔卵状或长卵状，基部白色，上部淡绿白色或淡绿色；夏季阳光强烈，温度较高，雨水较多湿度较大，水分和营养充足，在这样的环境中生长的球茎较大，形成的吸芽叶鞘较发达，节间距相对较大，秋末随着温度降低而湿度变小，在这样的环境中生长的球茎较小，节间距相对较小，根系较多，吸芽上的鳞片状叶鞘较短小，干枯后常呈褛衣状。母株死亡后其球茎上发生的吸芽芽体伸长生长形成地下茎，地下茎伸出地面生长发育形成幼苗，这些幼苗通常可作为新植株的幼株，新幼苗由于没有母株产生的激素和母株叶片遮荫的影响，容易长出叶片。吸芽发生初期不定根没活动不长根，水分和养分由母株供给，随着吸芽的生长发育芽体不断增粗伸长，芽体基部长出了不定根形成的肉质状须根，即可吸收土壤中的水分和养分供其生长。吸芽生长发育形成的新幼株在没有与母株分离之前，既可由母株供给其生长发育所需的水分和养分，也可通过肉质状须根从土壤中吸收水分和养分供其生长，直至母株死亡，新幼株经生长、发育即可自母株分离长成新植株，新幼株的水分和养分才完全由其球茎产生的肉质状须根独立自主吸收。目前所知，在自然状况下雷波野生芭蕉及整个芭蕉属植物中有两种无性繁殖类型，即吸芽繁殖和肉质状须根繁殖，但以吸芽繁殖为主的无性繁殖是自然繁殖类型中最常见、最普遍的繁殖类型。
2结论
现代科学和社会发展难道不再需要古生物学了吗？或是像有些学者指出的（Feldman，1994；石磊，2009），古生物学要灭绝了吗？从进入21世纪以来的科学和社会发展来看，古生物学不仅没有灭绝，而且种种迹象表明，古生物学可能正逐步走入新的复苏和飞跃阶段．
2、新时期古生物学的发展机遇
进入21世纪，古生物学的发展迎来前所未有的机遇，这主要表现在以下几个方面：（1）近年来大量新的重要古生物化石材料和信息的发掘和一些新的化石分布规律的揭示，给自然科学领域不断带来新的认识和启示，并且在一定程度上影响和改变了许多重要的传统科学认识．中国古生物学者在这方面的贡献最大．对于中国古生物学在这方面的贡献，国际最具影响力的两个刊物《Nature》和《Science》都曾经给予前所未有的专门归纳和评述，并曾将其中15篇报道和评述集成专辑出版（Gee，2001）．（2）进入21世纪，环境问题已经成为人类生存的最大挑战之一．与当代环境恶化紧密相随的生物多样性剧减，使人们不得不联想到地质历史时期曾经发生过以古生物大灭绝为标志的重大地质事件，因而有学者提出当前我们人类正面临着“第六次大灭绝”（LeakeyandLewin，1996；何卫红等，2004；Barnoskyetal．，2011）．因此“全球变化”已经成为当前最热门的主题，无论在科学领域，还是在政界范围，与生物和人类生存密切相关的环境（以及能源）问题，都已经成为推动或者制约科技进步和国家发展的关键，例如新能源的开发碳减排等．（3）人类只有一个地球，已知的生命也只生活在地球上．随着科技的进步，人类寻找地外生命和外太空生存空间的努力已全面展开．但是经过大量的努力后，到目前为止我们了解到的地外星球只能与我们地球的初期状态进行比较．因此，地球早期生命起源及其拥有的环境条件研究，成为外太空生命探测的指向标．基于地球生命与环境为一体的“GAIA假说”（LovelockandVolk，2003），已经指导了近年来的地外生命和环境探索．（4）古生物化石对于青少年有着极大的吸引力，其对于广大民众来说也是如此．其主要原因是，它们曾经是在地球上生活过的生物，既真实又具体，但绝大多数已经灭绝了．它们的生存及消亡，对于我们人类也具有启示意义．对它们的认识和了解，正是培养青少年科学思维和提升民众科学素质的最有效途径．因而在国家和社会经济发展到一定阶段后，各类以古生物化石为特色的自然历史博物馆大量产生．其不仅是政府行为，用来提升民众的科学素质，而且也有一定的经济和社会效益．同样地，由于化石是不可再生的自然资源，以化石为交易对象的各种正规和非正规的地下市场也活跃起来．（5）尽管当代科技进步发展了许多定年和划分对比地层的新方法，但到目前为止还没有比古生物化石更经济有效而可靠的地层年代确定和划分对比手段．虽然全国1：20万大区域地质调查已经建立了良好的地层格架，但新时期在许多领域的科学研究和实践应用中，仍离不开古生物学的精细研究，如年代地层界线层型GSSP的确定造山带地层学研究精细的矿产地质资源调查与评价等．只是这些工作对于古生物学知识的需求通常更加专业化，且需求量相对有限．（6）21世纪科学发展的新高度，在微观领域，生命科学在微生物等研究方面不断取得新的进展，不仅带动了生命科学的飞跃发展，而且也促进了地微生物学（geomicrobiology）的新生；在宏观领域，地球系统科学中生物圈与地球其他圈层之间的关系是最复杂也最有生命力的部分（孙枢和王成善，2008），它迫切需要从地球历史的角度认识和探索地球生物与环境的协同演化关系和过程，从而给古生物学的发展带来新的机遇．可以说，古生物学的研究领域正在拓宽和深入，并逐步向地球生物学（geobiology）发展．
3、当前古生物学发展面临的挑战
然而，当前的古生物学发展仍然面临着很大的困难和挑战．第一，传统古生物学研究仍在一定程度上存在重理论轻应用的情况．古生物学不仅要重视研究古生物的生物学，包括古生物复原生态恢复生物演化等，而且也要强调古生物的资源和环境效应，如烃源岩的古生物学生物成矿和找矿作用环境微生物和生态修复等．古生物学需要从深化理论研究和拓宽实际应用两方面同时进行努力．第二，虽然人们重视了当代和未来的全球变化研究，但却对过去全球变化未给予应有的重视．我们现今生活的地球只是其数十亿年坎坷演变历史中的一个瞬间，当代人类宜居的环境是生物界与地球环境经过长期相互作用共同演化的产物．因此要正确认识当代人类生活的环境面貌，预测未来的全球变化，就必须解析地质历史时期的生物界及其与地球环境相互作用的历史，以启示人类正确处理当代和未来的人―地关系，才能制定可持续发展的资源和环境利用措施．第三，科技的进步和经济实力的增强，人们迫切地希望飞出地球去开辟新的居住地，而忽视了当前我们的地球环境是地球古生物历尽艰辛长期改造和适应的结果．只有全面理清了我们地球历史上从生命起源，经历无数关键节点的演化飞跃，直到人类诞生的历程及其生存背景条件，才能制定切实可行的各类星际生存空间的探测目标．第四，现有的教育体制在很大程度上限制了中小学生的科学兴趣和科学探索的培养．虽然大多数少年儿童在早年的时候都对化石着迷，并具有探索自然科学的热情，但很快在随后的模式化教育中被扼杀，因为他们的主要精力必须投入到与升学直接相连的应试教育中，不能再有太多时间来发展自己的兴趣了．在一些以商业利益为目的的环境中，化石虽然被作为一件真实的科学珍品而受到广大民众的青睐，但或者由于民众古生物学知识的缺乏，或者由于经营者的利益追求，也或是经营者也缺乏相应的古生物学知识，许多化石常被演绎为一些莫名其妙的“民间传说”，而且“以讹传讹”，误导民众，甚至歪曲科学（廖卉，1998）．更有甚的是，由于地方管理者和民众的古生物学知识的缺乏，在各种利益的驱动下，滥采乱挖，使得一大批不可再生的珍贵化石资源遭到毁灭性的破坏，从而对人类自然科学研究带来不可弥补的损失．第五，受前期行业不景气的影响，有不少人偏见地认为，古生物学在地层研究中已失去作用，因而一些基层单位很不重视古生物地层工作．在某些古生物学相关行业，一些部门和基层领导对古生物学工作重视不够．例如在区调工作中很少布置化石采集鉴定工作量．在许多新区，生物地层工作水平有所下降，而古生物地层工作是需要野外和室内较多的投入和比较专业型的人员才能完成，尤其精细的古生物地层研究更需要耐心和投入，这与当前普遍追求的高效益时代之间存在矛盾，因此古生物学在许多基层单位得不到应有的重视．此外，许多古生物学家也常不易跳出传统古生物学的研究范畴．新时期的古生物学研究，不仅要研究古生物本身，更需要注重借助古生物来研究整个地球，要研究从微观到宏观生物及其作用对象的各个方面．除了与生物直接相关的环境和地球表层系统外，甚至还要通过古生物来示踪地球深部过程或地外事件，例如板块运动超级地幔柱活动外星撞击等事件，因为这些重大事件都会在生物界的发展和适应过程中留下可靠的印记．由此可见，当今古生物学的发展既面临重大机遇，也面临严峻挑战，古生物学教育肩负有重大历史使命．进入21世纪，古生物学的发展已经与科学技术发展和人类文明进步一起进入到一个新的发展阶段，古生物学教育必须与时俱进，跟上科学和社会发展的步伐，探索新的发展途径．
4、古生物学教育的途径
21世纪的古生物学教育必须顺应时代的发展，在3个层次上进行改革探索，即专业的古生物学教育非专业的古生物学教育和普及古生物学教育．其中专业古生物学教育的重点是调整课程设置，适应科学的发展；非专业古生物学教育的关键是改革教学内容，顺应社会经济和建设的需求；而普及古生物学教育的核心是因材施教，培养各类社会服务所需要的人才．
4．1专业古生物学教育
专业教育的目的是要培养从事古生物学科学研究实践应用探索和传承古生物学文化的专门人才，他们肩负有维系和发展古生物学科学的历史重任．20世纪的古生物学经历了从门类古生物学理论古生物学生物地质学的渐进演变历史，顺应了时代的发展（Newell，1987；殷鸿福，1994b；Goodwin，2006）．无论在科学研究还是在实践应用领域中都取得了重要成绩．也使得古生物学的学科体系不断完善科学内涵不断丰富学科地位不断提升，为科学发展和社会进步的贡献力也不断增强．21世纪的古生物学面临新的机遇和挑战．科技进步和人类认识的飞跃，微观领域的地微生物学和宏观领域的地球系统科学的发展，催生了“地球生物学”（geobiology），它是地球科学与生命科学和环境科学的交叉融合领域，其基本内核是从地球历史的角度探索生物与环境的相互作用和协同演化关系（殷鸿福等，2008；童金南等，2010）．由此可见，地球生物学应该是古生物学在新时期的跨跃（谢树成等，2006）．而地球科学生命科学和环境科学又都是新世纪发展最迅猛的龙头学科之一，因此可以预见地球生物学将具有巨大的发展潜力．古生物学的本质是地质学与生物学的交叉结合，因此在传统的古生物学专业教育中，课程的设置和教学内容的安排都特别兼顾了地质学和生物学两方面的核心科学内容．相应地，在新时期的专业古生物学教学改革中，必须对其主干课程进行相应的调整和内容更新，既要引入地球科学生命科学和环境科学领域基础核心课程内容，也要注意吸收这些学科领域的一些新的知识内涵，以满足新兴“地球生物学”科学研究和实践应用所必须具备的知识需求．因此可以认为，调整和重新规划与地球生物学相关课程并更新其教学内容是进行专业古生物学教育的重点．表1摘选了中国地质大学（武汉）（含原北京地质学院和武汉地质学院）几个代表性阶段与古生物学相关的课程设置情况，其基本上反映了各阶段古生物学专业人才培养的特点和知识结构需求．波动比较大的是九十年代以后，当地层古生物专业被撤消之后，中国地质大学（武汉）一直采取的是以地质学专业招生，在大学三年级以后选择专业方向的人才培养方式，即在地质学专业课程中只学习“古生物地史学”（一般为70学时），到后一年半的专业方向学习阶段再选择性地学习一些与古生物学相关的课程并从事古生物地层学的毕业论文工作．进入21世纪后，地质学专业古生物学课程的设置更加简化，在专业化学习阶段通常保留的一般只有“微体古生物学”“地层学”等，但阶段性地探索新增有“化石鉴定技术”“生物地质学”“地球表层学”等具有专业针对性和前沿性的课程．然而，这显然达不到专业古生物学教育的目的，于是古生物学专业人才培养的任务转嫁到了研究生阶段．由于在研究生阶段基础课程的学习不是主要任务，虽然学生可以采取补课的形式来充实基础知识，但缺乏系统性有规划的基础教育，很难达到专业人才培养的目的，因此在很大程度上影响了近年来古生物学专业人才的培养．鉴于此，我们认为专业古生物学人才的培养还必须从本科教育开始，依据当前学科发展现状和趋势，结合当前古生物学专业化方向（地质学专业）的本科教学体制，重新规划古生物学专业课程的设置及教学内容的安排．在课程设置上，传统的古生物学课程仍是必须的，包括普通古生物学地史学古生态学地层学等，但必须增加一些地球生物学交叉学科的基础课程，如普通生物学微生物学环境科学概论环境生态学等，或者将这些必要的基础科学知识融合到本学科的其他基础课程中．鉴于课时总量的控制，除普通生物学外，其他课程可以考虑作为本专业方向的重点选修课，同时还要增加一些古生物学应用专业的主干课程作为重点选修课，以使得本专业学生具备探索古生物学实践应用的基础知识．如果在本科学习阶段能够在这些方面打下良好的基础，再通过研究生阶段的专门科学训练，可望能够培养出具有较好古生物学专业基础，并在科学研究和实践应用等方面做出重要贡献的专业型古生物学人才，从而推动古生物学的科学发展和实践进步．
4．2非专业古生物学教育
非专业古生物学教育主要是针对地学其他专业，甚至相关的生命科学和环境科学专业的学生进行的古生物学基础知识教育，目的是培养学生在科研教育生产和社会实践中能够应用古生物学，运用古生物学知识作为工具，服务于其所在领域的科研或实践活动．非专业古生物学教育针对的教育面最广，也是各界学者从业及讨论最多但一直没有得到比较好地解决的问题之一．一般说来，这方面的古生物学知识教学课程比较单一，即古生物学，或称为古生物学基础古生物学概论等，也有与地史学或地层学合在一起称为古生物地史学或地层学及古生物学等．只有少数与古生物学相近的学科专业有时还增设有其他与古生物学相关的专业课程，如微体古生物学古植物学等．由于这些专业的古生物学课程一般在课时上明显少于地层古生物学专业相应的课程，常规的处理办法就是压缩其教学内容，但保持原课程内容体系．例如对于80学时的地层古生物学专业的古生物学课程，一般要求学生掌握80个左右的“标准化石”，而相应地对于40学时的非地层古生物学专业的古生物学课程，就要求学生掌握40个左右的“标准化石”．这种教学内容的安排在当年以古生物化石作为地层年代确定的主要手段的地质工作中并未受到广泛质疑．但自20世纪后期其就受到明显的争议，也致使许多非古生物学专业同行认为古生物学在其研究中失去了作用．这不仅影响了古生物学的科学地位，而且直接影响到古生物学在实践应用中的潜能开发．由此可见，这方面的古生物学教学内容的改革迫在眉睫．由于当前已不再有地层古生物学专业，极少数学校新开的古生物学专业招生人数十分有限，大部分学校实行的是以地质学专业招生，而在培养的后期进行古生物学专业化本科人才培养．但即使这样，接受古生物学专门教育的人数也十分有限，因此古生物学教育的主体仍是非古生物学专业的学生．当前针对这类学生的古生物学课程一般只有一门“古生物学”或“古生物地史学”，或其他变化名称的课程，也即对于大多数学生的主要古生物学知识传授必须贯穿在这门课程中．因此说非专业古生物学教育的核心是教学内容的改革．多年来，我们一直在探索进行古生物学教学内容的改革，主要也是针对非古生物学的地质类专业学生的古生物学课程内容的优化组织．其基本方案已经体现在近年出版的《古生物学》教材中（童金南和殷鸿福，普通高等教育“十五”国家级规划教材，高等教育出版社，2007）．同时也修编了针对非地质类专业的《古生物地史学概论》教材（杜远生和童金南主编，普通高等教育“十一五”国家级规划教材，中国地质大学出版社，2009）．主要改革精神是5个“强调”，即强调基础理论教学强调科学体系教学强调研究方法教学强调科学应用教学和强调与科学前沿和学科发展结合．改革的目的是，加强基础理论知识培养，使教学内容更加贴近科学前沿和实践应用需求（童金南和殷鸿福，2008，2009）．几年来的教学实践表明，这些改革尝试对于当代科学和实践中古生物学知识的运用起到了积极作用，但仍未达到理想的效果，因此还需要进一步探索．在一次古生物学教育与人才培养研讨会上，一位专家对高校古生物学教学提出一条很值得我们深思的意见．他认为当前形势下高校的古生物学教育应该重点教会学生3个问题，即什么是古生物？古生物能解决什么问题？以及如何研究古生物？显然这最后一个问题主要是针对专业古生物学教育中需要考虑的内容，但前两个问题则是所有古生物学课程教学中的重点．鉴于此，非古生物学专业的古生物学课程内容应该着重于古生物学基础知识和古生物学应用两个方面．由此看来，进一步的古生物学教学内容的改革重点，是要进一步缩减门类古生物学方面的内容，但要大大加强古生物学应用方面的教学内容．从而培养学生认识古生物并能在实际工作中应用古生物学知识的能力．
4．3普及古生物学教育
普及古生物学教育的基本目的是提高普通民众认知古生物的能力，增进社会各界各阶层对古生物学的了解，能够共同合理地利用和保护古生物资源，发挥其应有的科学和社会服务功能，引导和培养青少年及民众对自然科学的兴趣，造福全人类．古生物学知识的普及教育主要借助于各种媒介和政府部门．媒介是直接向社会提供古生物学知识服务的渠道，如各种报刊杂志媒体网站展示宣传等，尤其是当前大量兴起的自然历史或古生物博物馆，前所未有地打开了向广大民众传播古生物学知识的渠道（Rebbert，2007）．而政府部门则是推动科学普及教育的最重要力量，其主要贡献是在政策上给予引导和支持，例如在中小学教育中强调对古生物学等自然科学知识的要求；引导和支持各种专业媒介（尤其博物馆）建设并向全民开放；制定和引导实施古生物资源的保护和合理利用；规范古生物学知识宣传和普及教育；严厉打击各种破坏古生物化石资源的行为；支持古生物学科学普及和研究工作．虽然古生物学知识普及教育工作主要依靠政府和社会媒介，但从事古生物学科普和管理人才的培养任务仍在各古生物学教育部门，而且这类科普人才一般还必须具有比较专深的古生物学知识能力，才能比较准确地将有关古生物材料科学通俗地传播给普通民众．另一类人员是从事古生物资源保护政府部门或相关职能部门的工作人员，他们也必须具备有初步的古生物资源鉴别以及从专业角度进行古生物资源保护的能力．由于科普媒介多种多样，化石资源丰富多彩，民众的科学知识能力和知识需求日新月异，因此科普教育的对象千变万化，对于这类从业人员的培训教育必须因材施教，从最专业的古生物学人才培养，到普通古生物化石管理人员的一般知识普及等，需要分层次按目标地进行课程设计和内容组织，以取得最佳效果．
2灵活多样,结合临床,增强学生的主观能动性
教学方法的选择应根据不同的认知对象、不同的学科、同一学科的不同内容从而选择不同的方法,但不管采取何种教学方法,关键在于把课上活,充分调动学生参与教学的积极性。因而根据教学内容的不同,我们采取了多种教学方法。如对于细菌的形态和结构这一章节内容,采用直观的多媒体教学可以让学生形象地看到各种细菌的形态、基本结构及特殊结构;在细菌各论部分,选取部分教学单元由学生自主教学。教师事先根据教学目的、教学内容提出授课提纲、学习重点及难点并确定人员分组。小组成员细致分工、相互协作,在课后完成资料素材收集及教学课件的准备。在此期间,教师与学生进行充分沟通,及时为学生排疑解惑,引导学生在教学大纲的框架下安排课堂讲授内容,并传授讲课技巧及注意事项。同时设计《学生自主学习实践评价标准》,由学生从教学内容安排、课件制作、语言表达等多方面互相进行评议、分析和总结,教师最后进行点评总结。这种教学方式一方面活跃了课堂气氛,加深学生对所学知识的理解,增强了学生的团队意识,另一方面也可以让教师在与学生的互动中、从学生独特的视角中发现许多平时不会思索的问题;在学习引起人类疾病的常见病毒这一部分内容时,采取专题讨论方式进行学习。专题讨论式学习由教师提出专题,分组学生在本专题内提出应深入讨论的问题,查资料,作综述,课堂进行讨论。例如“人类免疫缺陷病毒”的讨论式教学,学生提出一系列问题,如HIV-1感染的分子机制及免疫反应、T细胞功能受损的疾病、HIV疫苗的研究等,经过讨论,不仅全面完成了教学内容,而且为学生提供了一次“综述训练”的机会,教学效果令人满意。此外,作为一门与临床学科关系十分紧密的基础课程,我们在教学过程中十分注重微生物学知识的临床应用,采用PBL教学法将临床病例分析引入课堂讨论教学,由病引入菌,菌中解析病,菌病结合,解除病菌。如此,在整个讲授过程中就将病原微生物的生物学特性、致病物质与致病机制、检查及防治原则讲解清楚。
3反映前沿,开阔视野,培养学生创新能力
在教学过程中,既要将教材中最基本、最核心的理论知识传授给学生,为学生自主学习打下坚实的基础,同时要补充一些开拓性、时代性和应用性较强的学科前沿内容。如微生物的耐药性这一章节,我们为学生播放与耐药机制相关的视频和短片,引导学生就微生物耐药机制的产生及防控进行积极的讨论,鼓励学生查阅耐药机制最新的高质量学术论文并就学习心得进行讨论交流,取得了良好的效果。此外,在授课过程中结合教研室老师的科研方向,为学生讲授该领域的研究进展,如人体微生态学与免疫性疾病的相关性研究进展、新出现的传染病病原体、流行性感冒病毒的研究进展等教材中鲜有介绍的前沿动态,从而启迪学生思维,拓宽学生的知识面。同时鼓励学生积极参与教师的科研课题,通过进行科学实验研究进一步激发学生学习微生物学的兴趣及爱好,培养学生发现问题、解决问题的能力和创新能力,全面提高学生综合素质。
