绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇农学研究生论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
学习动机由学习需要与学习期待两个基本成分构成,前者为学习动机结构中的主导成分,后者指向学习需要的满足。两者协同作用,使学习活动得以发动、维持和完成。作为学生学业表现的决定性因素,学习动机值得进一步关注。学习动机的分类可以根据教育工作的需要或研究任务的需要从不同的角度进行分类。从动机动力的来源可以区分为外部动机(如自我提高的动机和附属动机等)和内部动机(如认知动机等;从学习动机内容的性质可以区分为正确的和错误的学习动机;从动机作用的久暂可以区分为直接的学习动机和间接的学习动机。可以看到,除了正确的和错误的学习动机分类,剩下两种分类往往可以同时存在于一个学生身上,它们相互联系、相互补充,有机地结合在一起,从而成为推动学生努力学习的巨大动力。
2、调查的具体目标和方法
(一)具体目标
1.农村初中生的学习动机现状。
2.当前农村初中生的学习动机特点。
3.当前农村初中生的学习动机成因及对策。
(二)调查方法
问卷调查之农村初中生问卷,内容涵盖教育价值取向、学习态度、学习需求和学习动机四个方面。问卷调查在本县的3所初级中学进行,共发问卷850份,回收有效问卷789份,接近理想的高效样本数。
座谈会及个案调查。整个调查共召开了两次教师座谈会,三次农村初中生座谈会。这些座谈会,不仅为我提供了大量生动的典型材料,而且为理性分析提供了基础。
3、调查结果分析
(一)教育价值取向
调查显示,大部分农村初中生具有较为明确的教育价值取向。74%的农村初中生认为学习的作用是提高自身素质,10%的农村初中生认为学习的作用是为了考中专和大学,16%的初中生没有考虑。
(二)学习态度
调查结果表明,67%的农村初中生对学习的热情较高,24%的农村初中生对学习的热情中等,9%的农村初中生害怕学习。这与他们“考中专或大学”意识淡化是相一致的。值得注意的是,害怕学习的农村初中生数占相当份额。
(三)学习的需求
当前,“特长”是师生共同关心的热门话题,许多教育工作者甚至把“特长”看作是“素质教育”的代名词。在调查中我发现,大部分农村初中生对“特长”有正确的认识,其中,92%的农村初中生有自己感兴趣的目标,且有52%的农村初中生希望得到教师的指导。48%的农村初中生认为“学校老师能力有限,希望得到名师指点”。对于这一结果,也许我对信息的有效度产生怀疑,或者强调它的地域性特点,但需要特别指出的是,“教师行为滞后”已经得到越来越多的农村初中生的认同,并越来越严重地影响着他们的学习。
(四)学习动机
调查结果表明,对于初中毕业后的打算,55%的农村初中生选择读高中或中专,18%的农村初中生选择就业,27%的农村初中生还没有考虑。有读大学愿望的占37%。农村初中生对于“务农”的态度是我调查的重要目标之一。调查结果表明,农村初中生大部分不愿意务农,其比例随年级变化,且该心态呈现出一种特殊的波动,其波动特点为:初一为69%,初二为58%,初三为72%。
4、对调查结果的思考
(一)增加投入,创造良好的教育教学环境
当前,农村初中生已经感受到了社会进步的快节奏,初步了解了渗透于社会生活各个领域的高科技。但在日常的学习中,他们接触的却是落后的仪器设备、简陋的实验场所、过时的科技知识,这种强烈的反差必然使他们感到厌倦并产生抵触。因此,只有增加硬件和软件的投入,使仪器设备、实验场所、科技知识具有鲜明的时代特征,才能对农村初中生产生求知的诱惑和刺激。
(二)帮助农村初中生准确地了解和把握未来
由于主客观方面的原因,农村初中生对国家市场经济发展、高等教育改革、素质教育实施等的了解既不全面也不深入,所以有必要以专题报告的形式,向他们介绍国家市场经济发展所取得的辉煌成就和存在的困难以及未来的美好前景;向他们介绍高等教育改革中招生制度的合理性、科学性,收费制度的公平性、保护性,分配制度的灵活性、公正性;向他们介绍素质教育实施的具体内容、价值和未来取向,以帮助他们明辨是非,消除误导。进行职业指导,帮助农村初中生了解不同职业(主要是务农)的特点、现状和发展趋势,从而使他们在学习期间确定自己的学习目标,在毕业时选择自己适合的就业岗位。开设心理辅导课程,对农村初中生进行学习动机、学习兴趣、学习能力、考试心理、学习适应性等内容的辅导是当务之急。
(三)在普通教育中渗透职业教育,使农村初中生成长为适应农村经济发展要求的复合型人才。1986年,原国家教委等四部委联合召开的全国职业教育工作会议明确提出,农村教育“应该从办学为了升学转到以为本地区物质和精神文明建设服务为主,兼顾向高一级学校输送新生这个方向上来”。我可以尝试在农村初中进行初中后职业教育——学期职业培训或“3+1”制的培训。但我应该引以为鉴的是:传统的也是落后的农村职业高中教育,当前步入了关、停、并、转的境况。那么,在农村初中实施职业教育,则必须致力于追求教学内容的科技化和教学方法的科学化。
(四)充分重视情绪的内在驱动和自我调节功能,加强教学过程本身的情绪吸引力,使学生能从学习中获得尽可能多的积极情绪满足,从而在学习过程中不断使得学习动机得到强化。其次,针对情绪的“趋乐避苦”特征,要想纠正学生的问题行为,方法之一就是使他们从学习过程本身获得积极的情绪体验。再次,所谓的“寓教于乐”也是有前提条件的,应该是利用情绪的积极作用来保证教学目标的顺利实现,而不是一味地单纯迎合学生的情绪倾向,脱离教学目标,这样只会降低学生学习的自觉性。
(五)改善教师待遇,改革教育系统的人事制度,营造一个合理、高效的竞争环境,解决“教师行为滞后”问题发展经济学家的研究指出,第三世界国家的初等教育和中等教育“学习方法简单和学习内容贫乏是与大多数教师能力差和缺乏主动性密切相关的,他们往往得不到应有的工资,没有兴趣,也没有机会更新自己的知识,提高自己的教学水平”。
解决“教师行为滞后”问题的有效办法一是提高教师的工资水平,为他们提供接受继续教育和进行终身学习的经济保障;二是改革教育系统的人事制度,保证教师考核的公开性、公正性、科学性,营造一个合理、高效的竞争环境;三是提高继续教育和终身学习的质量,改变当前继续教育中的形式主义和低效局面。
(六)教师采用丰富多彩的教学方法和教学活动,从而尽可能地创造机会来提高学生的素质。例如,习惯于课堂口头讲授的教师,可以适当采用课堂讨论、小组活动、经验性的练习作为教学的补充,教法越多、越灵活的教师会更受学生的欢迎。在开放式教学中,教师要多鼓励学生进行发散性思维,即在针对某个话题的同时,要敢于逾越话题的界限进行思考,例如教师可以通过分配任务引导并给出相关领域的链接,对学生的自我组织和自律等尽责行为及时做出奖励,学校课程也要对初中生强调这些成功的特质。
【摘要】随着社会经济的发展和不断繁荣,城市、县城和乡村的经济文化差距比较过去逐渐缩小,使得城市、县城和乡村的初中生在学习的动力方面渐趋一致。而国内早期研究认为,城市学生的成就动机水平显著高于农村学生,其原因主要是经济条件和社会文化背景的不同。时至今日,国内城市、县城和乡村的初中生学习动机的现状如何,有无显著差异等等问题为本研究打开了一扇探究的大门。于是,在国内外心理学工作者的有关学习动机的研究基础之上,本研究主要以影响初中生学习动机的因素为出发点,初步探讨了农村初中生的学习动机因素的特征与发展趋势,并提出了相应的对策。
【关键词】农村初中生学习动机问题及对策
参考文献:
[1]刘晨华.农村生源新生大学英语学习动机调查及激发策略.湖北教育学院学报.2007,9.
一、农学类本科生毕业实习和毕业论文的重要性
1.毕业论文研究是对所学知识的综合测试训练,是提高解决实际问题能力的锤炼
解决实际问题的能力不高是当前大学生普遍存在的问题。我国的大学生经过几年的基础理论、专业理论和专业知识的系统学习,具有了良好的理论知识,也有了分析问题和解决问题的基础。但是这些理论知识与实际工作有一定的差距,未能得到实际工作的训练,缺乏解决问题的胆略和经验,找不到将基础理论与实际问题相结合的切入点。面对实际问题,感觉很茫然,无从下手。
大学生毕业实习正是解决这个问题的良好平台和必经过程。在这个过程中通过老师指点、自己调研与思索,制定出可行的方案。毕业实习包括多个环节,有开题报告、任务计划书、试验的设计与试验操作、试验结果分析、论文撰写、论文答辩等。这些内容环环相扣,形成一个完成的系统,是对学生的学习进行了一次系统的检验和训练,对培养学生提出问题、分析问题、解决问题能力有重要作用。
2.毕业论文试验与论文写作可培养学生的严谨治学态度与作风
科研试验需要系统严谨的设计,试验过程中也会出现各种各样意想不到的问题与偏差,这都需要学生以严谨的科研态度对待,不得有半点马虎,这对培养学生严谨的治学态度和做事风格有重要作用。
论文写作过程中,需要千锤百炼,多一次修改就多一次认识,多一次修改就前进一步。修改培养学生严格地认真思考,反复推敲,使论文进一步趋于成熟和完美。修改论文是培养严谨的治学态度和良好学风的需要。
3.毕业实习与毕业论文写作是学生从学习到工作的一些个过渡时期,是学生的角色转变、心理转变的一个过渡时期
毕业论文(设计)是老师指导下的系统工作与锻炼,是大学生上岗前一次综合训练,对大学生的全面素质培养及综合能力提升起着重要作用,对大学生成长及适应社会需要有着深刻影响。有时候学生刚走上工作,面对实际问题,感觉很茫然,无从下手,究其原因是实践太少,对生产和科研都感到很神秘,甚至存在一定的恐惧心理。毕业实习正是学生角色转变的关键时期,是心理逐步转变的过渡时期,在此过程中使学生的神秘感和恐惧心理慢慢消除,增强独立处理问题的胆略和经验。
4.毕业实习可以增强学生团队协作能力
毕业实习的试验研究工作往往不是一个人独立进行,一般是几个同学共同协作,在导师指导下进行试验操作、结果分析总结和论文撰写,在此过程需要很多的沟通与协作,这对培养学生的团队协作能力有很好作用。
二、近年来农学类专业的学生毕业实习存在的诸多问题
1.主观上的问题
农业科研与农业生产有其特殊性,可能会面对烈日炎炎、满身泥水,因此会有同学对这一行业忘而却步,特别是现在的一些独身子女,吃苦精神不够,专业思想不牢,甚至对农业有排斥的心态。这种专业思想不牢固会造成学生对毕业实习与论文写作不够重视,参与积极性不高,不能以严谨的态度与科学的作风来对待。
另外,有的同学可能认为毕业实习就是干活,甚至有的同学觉得自己的文学功底很好,写作没有问题,不需要锻炼,这些都是误区。毕业实习的科研工作肯定会有一定的工作量,农学类专业还会需要田间操作,可能会有比较苦、比较累,但要认清正是在这些实践工作中得到锻炼与提高,培养解决问题的能力。论文的写作与平时的散文等写作存在较大区别,更需要逻辑思维和科学严谨的试验依据,是需要一个系统的锻炼过程的。对于这些要有清楚的认知,才能得到很好的实习锻炼效果。
2.客观上的问题
(1)考研热给毕业实习带来了一定的难题
由于就业观念趋向的变化和大学生扩招带来就业压力增大的影响,报考研究生的同学越来越多,这些同学在大三到大四这段时间里一心投入在考研的学习冲刺上,争分夺秒,忽视了毕业实习工作。导致毕业实习投入的精力不够,花的时间较少,严重影响了毕业实习质量和毕业论文的质量。
(2)就业压力带来的影响
本科生的毕业实习多数集中在最后一学期,这半年里是毕业实习的关键时期,也是毕业生择业就业的关键时期。现在就业压力较大,特别是农科类大学生就业压力尤其突出,而且现在的就业是双向选择,都需要一个考察选择的过程。所以很多同学在四年级就开始到有就业意向的单位实习,严格按照单位的作息制度上下班,而且为了更好的展现自己,一般不会请假。这就使同学没有时间参加毕业论文的试验研究工作。
(3)毕业论文内容、效果上存在一定偏差
现在的本科生毕业论文都是以做老师的科研课题为主,这是无可非议的,但很多同学的论的太尖、太深、面太窄,这对于培养学生从事科研工作有较好的作用。但是目前大多数本科生同学毕业后是面向基层,或是到企业上班,真正从事科研工作的比例并不是很大。这些太尖、太深、面太窄的研究内容毕业后用的较少,甚至根本用不上。
农业生产具有周期性,一般作物是一年一个周期,现在的多数同学毕业实习和论文试验工作只能是作物生长的某个阶段,不能跨整个生长季节,这使实习效果受到一定影响。对于本科生的毕业实习最好是能经历整个作物生长周期,对农业生产的各个环节进行一次全面的、系统的实践。
三、提升农学类本科生毕业论文质量的对策
1.巩固专业思想,提高对毕业实习和毕业论文的重视程度与参与积极性
专业思想的培养与巩固可从以下几个方面进行教育:一是学科的发展前景与重要性;二是干一行爱一行的思想与意志;三是人生职业规划的引导;四是教师和班主任队伍与学生的沟通与谈心。学校要求班主任老师与学生谈心时,把“学农爱农、立志务农”的专业思想教育作为谈心的重要主题。通过专业思想教育,大大增强学生学农爱农务农的信心与决心。
2.研究如何更好地处理考研同学的毕业实习与毕业论文写作问题
总体原则是采取把毕业论文课题内容与考研方向结合起来的方式,如果导师的研究内容与学生考研方向差异较大,可以考虑转导师,转到研究内容与考研内容相近的导师。尽量探索一条两全齐美的办法。另外,毕业实习对考研有一定的促进作用,参加与考研学科相近内容的毕业实习,可以增加对研领域的深入了解,增强本领域知识的系统性,对考研题目的答题有一定的帮助,因为现在的考研试题一般为综合性较强的题目,需要应试同学对学科知识掌握的系统性和全面性。
3.研究如何对待提前到就业单位上班的问题
针对当前就业压力大的形势,对于毕业生提前到就业单位边实习边进行双方选择的问题不能一律禁止,对待这个问题的原则是要从方法上着手,尝试在就业单位设立导师,探索一条学校导师与就业单位导师联合共同指导模式,即要求有就业意向的单位安排一位指导教师,与校方的指导老师共同拟定与工作内容相关的毕业论文题目,由双方导师共同指导实施。特别是加强就业单位导师与学校导师的对接模式,论文选题的思路方法等方面的研究与创新,共同联手来提高农学类专业毕业生的实习效果与毕业论文质量。
4.鼓励和加强本科生毕业论文的应用性内容研究
选题内容向应用理论或应用技术研究转型,探索拓宽知识面、增加系统性的选题思路,避免太深、面太窄、实践应用性不强的的选题内容,提高学生毕业后应对实际工作的能力。
在这方面,本研究团队在学生毕业论文的选题上也做了新的尝试,以应用研究为主,注重设计系统性强、内容涉及面较宽的题目。通过尝试,感觉学生在动手能力和发现问题、解决问题上有了较大的提高。现在已把相关内容进行了总结,并把这些想法与创新的方法进行总结集成,使其系统化、规范化,并在本科生实习中进行新一轮的实践。
另外,考虑到作物生长的周期性问题,已尝试从三年级升四年级的暑假期间开始安排学生利用暑假期间提前进行毕业论文的内容实施,在第七学期可以利用课余时间和周末参与毕业论文的研究工作。这样同学在毕业实习中可经历作物的全生长周期,使实习内容做到系统化。
5.加强毕业生实习过程的监控与管理,建立一套以学生评价为主的毕业实习与毕业论文的评价体系
要做好毕业论文质量的把关,重要的做好毕业论文试验研究过程的监控与管理,使学生在毕业实习过程中切实学到知识、学到技能、学到解决问题的能力。可以要求学生写好开题报告、任务书、毕业论文等内容以外,增加实习过程的详细记录、心得体会(经验与问题分析),并成立毕业实习督导小组,对毕业实习过程的主要环节进行跟踪检查指导。
现在各个院校基本上都有毕业论文的监控与评价体系,但过去的这些评价方法主要是对本科毕业论文的格式、各种材料是否齐全等形式的评价,这样的评价不利于进一步提高毕业实习和毕业论文的质量。本研究小组正在探索一套以学生评价为主的体系,通过学生对整个实习过程的所做所学的效果、毕业论文的发表情况与应用情况、毕业后所学知识在实际工作中的应用情况等方面进行综合分析评价,突出实习内容的应用性和学生主体地位,对持续提高毕业实习和毕业论文质量起到了很好的效果。
参考文献:
[1]刘必荣.本科毕业设计教学存在的问题及对策研究[J].文教资料,2007,(24).
[2]韩玉志.高校本科毕业论文中存在的问题及改革对策[J].中国高教研究,2000,(9).
[3]蔺万煌,王华,魏宝阳,苏益.加强科学管理,提高大学生毕业论文质量[J].实验科学与技术,2010,(2).
学校按照“巩固文理,完善管理,发展工学,拓展医农”的学科建设思路,不断完善学科建设管理机制,全面提升学科建设水平。
实施高水平学科建设计划,全力实施学科建设“三五工程”,即打造五大学科高地,建成五大学科集群,培育五大学科新优势,致力于建设一批高水平学科。通过建设,实现微生物学、化学2个学科进入ESI全球排名前1%,民族学、政治学、生态学、微生物学4个学科进入国家学科评估排名前10。
继续实施基础学科振兴计划,加大基础学科建设投入,引进和培养了一批高水平学科带头人和学术团队,产出了一批高水平的研究成果,实现了在基础学科领域内一级学科博士学位授权的全覆盖。继续推进学科区域建设,形成了“生物学—特色资源利用化学—环境科学与工程—医学—农学”“民族学—社会学—民族文化产业管理学”和“中国史—国际关系—中国边疆学”三大学科区域的建设新格局;启动了国际关系大学科群建设,整合校内现有学科资源,文理并进,构建全国体量最大的国际关系学科体系。
2.本科人才培养质量不断提高
学校不断深化教学改革,加强教学管理,创新教学机制,稳步提高了本科教学质量和人才培养质量。
创新人才培养模式。一是调整、优化专业结构,形成了涵盖11大学科门类、89个本科专业,新增3个小语种专业,形成“校—省—国家”三级试点专业综合改革体系。二是修订人才培养方案,实行弹性学制。三是深化通识教育改革,严控教学质量,引进优质教学资源,保持开课数量稳中有升。四是提升教师教学能力,成立了“云南大学教师教学发展中心”。五是探索拔尖学生培养模式,加大了国家级人才培养基地、创新实验区的建设与改革力度。六是推进了联合培养、协同育人,同国内外高校开展联合培养、协同育人。七是探索高考招生制度改革,不断扩大自主招生规模。2012年,学校被教育部列入内地63所对港免试招生普通高等学校之一。
全面实施“质量工程”。一是加强专业建设,依托现有的国家级特色专业和省级特色专业,着力打造具有学校特色、体现区域经济社会发展需求的特色学科专业群。二是加强课程建设,通过11门国家级精品课程和33门省级精品课程的示范作用带动课程建设的全面发展,建设优质课程资源共享平台。三是加强教学团队建设,依托4个国家级教学团队和11个省级教学团队,开展教学工作的传、帮、带。四是加强实验实习基地建设,现建有国家级实验教学示范中心3个、省级实验教学示范中心10个、国家级野外综合实习基地1个、校内外教学实习基地269个,获得国家级和省级大学生创新创业训练计划项目近100项。
3.学位与研究生教育长足发展
学校学位与研究生教育取得长足发展,学位授权体系不断优化,研究生培养质量不断提高。
学位授权体系日益优化。与2010年相比,新增10个一级学科博士学位授权、36个二级博士学位授权、15个一级学科硕士学位授权、43个二级学科硕士学位授权和4个专业硕士学位授权,10个一级省级立项建设学位授权学科,实现了基础学科领域内一级学科博士学位授权全覆盖、学术型学位与专业学位全面发展。
研究生培养规模稳步扩大。学校现有博士研究生934人、全日制硕士研究生7 103人、在职硕士研究生6 777人、外国留学生160人,博士生、硕士生的比例趋于0.1∶1,研究生与本科生比例趋于1∶1。
“研究生教育创新计划”深入推进。民族学、人类学“全国研究生暑期学校”连续4年入选教育部“全国研究生学术交流”平台项目,法律硕士、MBA专业学位研究生教育综合改革试点工作圆满完成。立项建设14部研究生优秀教材、15门研究生精品课程,遴选9名博士生进行优秀博士论文培育。
研究生培养机制改革稳步推进。一是修订了研究生培养方案,以学科发展需要和研究生能力提升要求设置专业课程。二是完善了研究生国际交流与合作机制,出台研究生国际交流与合作管理规定,利用区位优势,与红河学院等合作招收留学生。三是制(修)订了一系列研究生奖助学金制度,严把奖助学金评审公示关。四是健全了研究生质量保障体系,严把学位授予关。五是完善了导师管理制度,严格导师遴选与招生。
4.科技创新和社会服务能力显著增强
“十二五”期间,学校围绕国家战略和地方经济建设需求,依托重大项目研究,加大了技术创新力度,学校科技创新水平和社会服务能力显著增强。
在许多植物组织培养过程中,常遇到褐变问题。褐变主要发生在外植体,在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐,而且对许多酶有抑制作用,从而影响培养材料的生长与分化,严重时甚至导致死亡。本文探讨植物组织培养中褐变现象的影响因素、机理及防范措施,对我们进行科学研究或工厂生产,包括植物组织的培养,原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养都有着十分重要的现实意义。
1褐变原因及危害
褐变是指外植体在培养过程中,自身组织从表面培养基释放褐色物质,以致培养基逐渐变成褐色,外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。褐变的发生与外植体组织中所含的酚类化合物数量多少及多酚氧化酶活性有直接关系。很多植物,尤其是木本植物都含有较高的酚类化合物,这些酚类化合物在完整的组织和细胞中与多酚氧化酶分隔存在,因而比较稳定。在切割外植体时,切口附近的细胞受到伤害,其分割状态被打破,酚类化合物外溢。对于外植体本身来讲,酚类物质从外植体切口向外溢出是一种自我保护性反应,可诱导植保素或无物理屏障的形成,以防止微生物侵染组织。但酚类很不稳定,在溢出过程中与多酚氧化酶接触,在多酚氧化酶的催化下,迅速氧化成褐色的醌类物质和水,醌类物质又会在酪氨酸酶等的作用下,与外植体组织中的蛋白质发生聚合,进一步引起其他酶系统失活。从而导致组织代谢活动紊乱,生长停滞,最终衰老死亡。此外,由于组织的老化病变也会使多酚氧化酶激活而引起褐变。
2 褐变产生的机理
2.1 非酶促褐变
非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡,即坏死形成的褐变现象,并不涉及酚类物质的产生。徐振彪等[1]将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl的培养基中,组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变,但培养基中没有看到扩散的褐化物质。当温度升高时继代保存时间过长,也会发生此类现象。但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生了[3]。
2.2 酶促褐变
目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的,培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的[4]。酶促褐变如同一般的酶促反应,其发生必须具备三个条件,即酶、底物和氧。引起褐变的酶有多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和PPO的活性来看,表明PPO活性的高低是引起培养材料褐变的关键。引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物,按其组成可分成3类:苯基羧酸(包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等),第三类是黄烷衍生物(包括花青素、黄酮、芸香苷等),但并非所有的酚类物质都是PPO的底物。
在正常发育的植物组织中,底物、氧气、PPO同时存在并不发生褐变,是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内,而PPO则分布在各种质体或细胞质中,这种区域性分布使底物与PPO不能接触。而当细胞膜的结构发生变化和破坏时,则为酶创造了与PPO接触的条件,在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌,进行一系列的脱水、聚合反应,最后形成黑褐色物质,从而引起褐变。
3 褐变产生的影响因素
影响植物组织培养褐变的因子是复杂的,因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同,褐变的程度也有所不同。
3.1植物种类及基因型 不同的植物和不同的基因型决定了不同的褐化程度。在组织培养中,品种褐化难易可能是与该品种中多酚类物质含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差异有关。
3.2 外植体部位及生理状态 外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同,同时,不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。
3.3 培养基成分 培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。另外,其pH值也与褐变程度有较大关系。
3.4 培养条件 温度过高或光照过强,均可加速被培养组织的褐变。不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡,温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。
4 防止外植体产生褐变的对策
从理论上讲,酶促褐变可以通过以下三种方法加以抑制:一是除去引起氧化的物质——氧;二是捕捉或减少聚合反应的中间产物;三是抑制有关的酶。实际操作上,下列措施是被认为行之有效的。
4.1 适当外植体的选择
取材时应注意选择褐变程度较小的品种和部位作外植体。成年植株比幼苗褐变程度厉害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐变要严重。冬季的芽不易生长,宜选用早春和秋季的材料作为外植体。王异星[5]用荔枝无菌苗不同组织的诱导试验表明,茎最容易诱导出愈伤组织,培养2周后长出浅黄色的愈伤组织;叶大部分不能产生愈伤组织或诱导出的愈伤组织中度褐变;而根极大部分不产生愈伤组织,诱导出的愈伤组织全部褐变。
4.2 对外植体的处理
通过对较易褐变的外植体材料的预处理能减轻醌类物质的毒害作用。处理方法如下:外植体经流水冲洗后,在2-5℃的低温下处理12-24小时,再用升汞或70%酒精消毒,然后接种于只含有蔗糖的琼脂培养基中培养5-7天,使组织中的酚类物质部分渗入培养基中。取出外植体用0.1%漂白粉溶液浸泡10分钟,再接种到合适的培养基中。若仍有酚类物质渗出,3-5天后再转移培养基2-3次,当外植体的切口愈合后,酚类物质减少,这样可使外植体褐变减轻或完全被抑制。何琼英等[6]用抗坏血酸预处理香蕉吸芽外植体,能减轻外植体褐变,从而提高芽丛诱导率。
4.3 适宜的培养基
培养基的成分与褐变程度有关,要考虑所选培养基的状态和类型。
4.3.1 适当的无机盐浓度 张妙霞等[7]在柿树组织培养防止褐变所进行的试验中,4种培养基的无机盐以改良MS(大量元素减半) 和1/2MS的效果最好,MS的效果较差,结果证明低浓度的无机盐可促进外植体的生长与分化,减轻外植体褐变的程度。徐振彪[1]在对玉米幼胚耐NaCl愈伤组织的筛选表明,随NaCl浓度升高,褐变现象加重。
4.3.2 适当和适量的激素 王异星[5]在荔枝的组织培养过程中,培养基中添加1 mg/L BA + 0.5mg/L 2,4-D时,愈伤组织较坚硬,增殖缓慢,易产生褐变。培养基中添加1mg/L BA+1mg/L 2,4-D 时,愈伤组织浅黄疏松,增殖也快。
4.3.3 培养基的硬度 在一定范围内,琼脂用量大,培养基硬度大,褐变率低[8],这可能是培养基的硬度影响了酚类物质的扩散速度的缘故。
4.3.4 培养基中水的硬度的影响 硬度低的蒸馏水褐变率低,而使用硬度较高的自来水,褐变严重,甚至会出现褐变死亡[8]。这可能是配制培养基的水改变了培养基中无机盐的浓度,间接地影响了植物外植体的褐变。
4.3.5 培养基的pH值 在水稻体细胞培养中,pH值为4.5-5.0 时MS液体培养基可保持愈伤组织处于良好的生长状态,其表面呈黄白色,而pH值为5.5-6.0时,愈伤组织严重褐变[9]。一般来说,酸性环境(pH值为4.5-5.0)不利于褐变过程的发生[10]。
4.3.6 培养条件 如温度过高或光照过强,光照会提高PPO的活性,促进多酚类物质的氧化,从而加速被培养的组织褐变。高浓度CO2也会促进褐变,其原因是环境中的CO2向细胞内扩散,细胞内CO32-增多,CO32-与细胞膜上的CO32-结合,使有效CO32-减少,导致内膜系统瓦解,酚类物质与PPO相互接触,产生褐变[11]。因此,初期培养要在黑暗或弱光下进行。
4.4 添加褐变抑制剂和吸附剂
褐变抑制剂主要包括抗氧化剂和PPO抑制剂。在培养基中加入偏二亚硫酸钠、L-半胱氨酸、抗坏血酸、柠檬酸、二硫苏糖醇等抗氧化剂都可以与氧化产物醌发生作用,使其重新还原为酚[12]。由于其作用过程均为消耗性的,在实际应用中应注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗坏血酸均对外植体无毒副作用,在生产应用中可不受限制。在水稻细胞的培养基中,添加植酸(PA),可防止褐变,PA分子中众多的羟基产生抗氧化作用,使生色物质的含量下降或PA与PPO分子中的Cu2 +结合,从而降低了其活力。陈学森等[13]在对植酸在银杏组织培养中应用的研究中也证实了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。
常用的吸附剂有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一种吸附性较强的无机吸附剂,能吸附培养基中的有害物质,包括琼脂中的杂质、培养物在培养过程中分泌的酚、醌类物质以及蔗糖在高压消毒时产生的5-羟甲基糠醛等, 从而有利于培养物的生长。粉末状的活性炭与颗粒状的活性炭相比吸附性更强,一般在培养基中加入1-4g/L的活性炭。在使用过程中应注意,尽量用最低浓度的活性炭来对抗褐变的产生,因为活性炭的吸附作用是没有选择性的,在吸附物质的同时,也会吸附培养基中的其他成分,对外植体的诱导分化会产生一定的负面影响[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚类物质的专一性吸附剂,在生化制备中常用作酚类物质和细胞器的保护剂,可用于防止褐变[15]。
4.5 进行细胞筛选和多次转移
在组织培养过程中,经常进行细胞筛选,可以剔除易褐变的细胞。在外植体接种1-2天后应立即转移到新鲜培养基中,能减轻酚类物质对培养物的毒害作用,降低抑制作用,使外植体尽快分生,连续转移5-6次,可基本解决外植体的褐变问题。
参考文献
[1] 徐振彪等.植物组织培养过程中的褐化现象.国外农学——杂粮作物,1997(1):55~56.
[2] 符近.三种不同类型种子休眠萌发及马占相思种子老化过程的研究.北京农业大学硕士研究生论文,1996.
[3] 傅作申,玉米耐NaCl 幼胚愈伤组织的筛选及特性分析,长春农牧大学硕士论文,1996.
[4] 颜昌敏编著,植物组织培养手册,上海科学技术出版社,1990.
[5] 王异星.荔枝细胞培养的初步研究.暨南大学学报,1997 ,18 (5):84~85.
[6] 何琼英等.抗坏血酸预处理阻止香蕉吸芽外植体褐变的研究初报.华南农业大学学报,1995,16(3):79~82.
[7] 张妙霞.柿树组织培养防止外植体褐变的研究.河南农业大学学报,1999,33(1):87~91.
[8] 金坚敏.水稻幼穗和成熟种子诱导胚状体时的有关因子探讨.植物学通报,1992,9(2):53~54.
[9] 金坚敏.水稻幼稿和成熟种子诱导胚状体时的有关因子探讨.植物学通报,1992.
[10] 王东霞等,如何对抗植物组织中的组织褐变,中国花卉盆景,2002,12:29~30.
[11] 姚洪军,罗晓芳,田砚亭.植物组织培养外植体褐变的研究进展.北京林业大学学报,1999,21(3):78~83.
[12] 蔡金星等.不同品种梨多酚氧化酶特性及其抑制剂的研究.河北农业技术师范学院学报,1999,13(1):55~57.
目前,在许多植物组织培养过程中,常遇到褐变问题。褐变主要发生在外植体,在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐,而且对许多酶有抑制作用,从而影响培养材料的生长与分化,严重时甚至导致死亡。本文探讨植物组织培养中褐变现象的影响因素、机理及防范措施,对我们进行科学研究或工厂生产,包括植物组织的培养,原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养都有着十分重要的现实意义。
1褐变产生的影响因素
影响植物组织培养褐变的因子是复杂的,因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同,褐变的程度也有所不同。
1.1植物种类及基因型不同的植物和不同的基因型决定了不同的褐化程度。在组织培养中,品种褐化难易可能是与该品种中多酚类物质含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差异有关。
1.2外植体部位及生理状态外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同,同时,不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。
1.3培养基成分培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。另外,其pH值也与褐变程度有较大关系。
1.4培养条件温度过高或光照过强,均可加速被培养组织的褐变。不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡,温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。
2褐变产生的机理
2.1非酶促褐变
非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡,即坏死形成的褐变现象,并不涉及酚类物质的产生。徐振彪等[1]将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl的培养基中,组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变,但培养基中没有看到扩散的褐化物质。当温度升高时继代保存时间过长,也会发生此类现象。但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生了[3]。
2.2酶促褐变
目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的,培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的[4]。酶促褐变如同一般的酶促反应,其发生必须具备三个条件,即酶、底物和氧。引起褐变的酶有多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和PPO的活性来看,表明PPO活性的高低是引起培养材料褐变的关键。引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物,按其组成可分成3类:苯基羧酸(包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等),第三类是黄烷衍生物(包括花青素、黄酮、芸香苷等),但并非所有的酚类物质都是PPO的底物。
在正常发育的植物组织中,底物、氧气、PPO同时存在并不发生褐变,是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内,而PPO则分布在各种质体或细胞质中,这种区域性分布使底物与PPO不能接触。而当细胞膜的结构发生变化和破坏时,则为酶创造了与PPO接触的条件,在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌,进行一系列的脱水、聚合反应,最后形成黑褐色物质,从而引起褐变。
3防止外植体产生褐变的对策
从理论上讲,酶促褐变可以通过以下三种方法加以抑制:一是除去引起氧化的物质——氧;二是捕捉或减少聚合反应的中间产物;三是抑制有关的酶。实际操作上,下列措施是被认为行之有效的。
[NextPage]3.1适当外植体的选择
取材时应注意选择褐变程度较小的品种和部位作外植体。成年植株比幼苗褐变程度厉害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐变要严重。冬季的芽不易生长,宜选用早春和秋季的材料作为外植体。王异星[5]用荔枝无菌苗不同组织的诱导试验表明,茎最容易诱导出愈伤组织,培养2周后长出浅黄色的愈伤组织;叶大部分不能产生愈伤组织或诱导出的愈伤组织中度褐变;而根极大部分不产生愈伤组织,诱导出的愈伤组织全部褐变。
3.2对外植体的处理
通过对较易褐变的外植体材料的预处理能减轻醌类物质的毒害作用。处理方法如下:外植体经流水冲洗后,在2-5℃的低温下处理12-24小时,再用升汞或70%酒精消毒,然后接种于只含有蔗糖的琼脂培养基中培养5-7天,使组织中的酚类物质部分渗入培养基中。取出外植体用0.1%漂白粉溶液浸泡10分钟,再接种到合适的培养基中。若仍有酚类物质渗出,3-5天后再转移培养基2-3次,当外植体的切口愈合后,酚类物质减少,这样可使外植体褐变减轻或完全被抑制。何琼英等[6]用抗坏血酸预处理香蕉吸芽外植体,能减轻外植体褐变,从而提高芽丛诱导率。
3.3适宜的培养基
培养基的成分与褐变程度有关,要考虑所选培养基的状态和类型。
3.3.1适当的无机盐浓度张妙霞等[7]在柿树组织培养防止褐变所进行的试验中,4种培养基的无机盐以改良MS(大量元素减半)和1/2MS的效果最好,MS的效果较差,结果证明低浓度的无机盐可促进外植体的生长与分化,减轻外植体褐变的程度。徐振彪[1]在对玉米幼胚耐NaCl愈伤组织的筛选表明,随NaCl浓度升高,褐变现象加重。
3.3.2适当和适量的激素王异星[5]在荔枝的组织培养过程中,培养基中添加1mg/LBA+0.5mg/L2,4-D时,愈伤组织较坚硬,增殖缓慢,易产生褐变。培养基中添加1mg/LBA+1mg/L2,4-D时,愈伤组织浅黄疏松,增殖也快。
3.3.3培养基的硬度在一定范围内,琼脂用量大,培养基硬度大,褐变率低[8],这可能是培养基的硬度影响了酚类物质的扩散速度的缘故。
3.3.4培养基中水的硬度的影响硬度低的蒸馏水褐变率低,而使用硬度较高的自来水,褐变严重,甚至会出现褐变死亡[8]。这可能是配制培养基的水改变了培养基中无机盐的浓度,间接地影响了植物外植体的褐变。
3.3.5培养基的pH值在水稻体细胞培养中,pH值为4.5-5.0时MS液体培养基可保持愈伤组织处于良好的生长状态,其表面呈黄白色,而pH值为5.5-6.0时,愈伤组织严重褐变[9]。一般来说,酸性环境(pH值为4.5-5.0)不利于褐变过程的发生[10]。
3.3.6培养条件如温度过高或光照过强,光照会提高PPO的活性,促进多酚类物质的氧化,从而加速被培养的组织褐变。高浓度CO2也会促进褐变,其原因是环境中的CO2向细胞内扩散,细胞内CO32-增多,CO32-与细胞膜上的CO32-结合,使有效CO32-减少,导致内膜系统瓦解,酚类物质与PPO相互接触,产生褐变[11]。因此,初期培养要在黑暗或弱光下进行。
3.4添加褐变抑制剂和吸附剂
褐变抑制剂主要包括抗氧化剂和PPO抑制剂。在培养基中加入偏二亚硫酸钠、L-半胱氨酸、抗坏血酸、柠檬酸、二硫苏糖醇等抗氧化剂都可以与氧化产物醌发生作用,使其重新还原为酚[12]。由于其作用过程均为消耗性的,在实际应用中应注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗坏血酸均对外植体无毒副作用,在生产应用中可不受限制。在水稻细胞的培养基中,添加植酸(PA),可防止褐变,PA分子中众多的羟基产生抗氧化作用,使生色物质的含量下降或PA与PPO分子中的Cu2+结合,从而降低了其活力。陈学森等[13]在对植酸在银杏组织培养中应用的研究中也证实了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。
常用的吸附剂有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一种吸附性较强的无机吸附剂,能吸附培养基中的有害物质,包括琼脂中的杂质、培养物在培养过程中分泌的酚、醌类物质以及蔗糖在高压消毒时产生的5-羟甲基糠醛等,从而有利于培养物的生长。粉末状的活性炭与颗粒状的活性炭相比吸附性更强,一般在培养基中加入1-4g/L的活性炭。在使用过程中应注意,尽量用最低浓度的活性炭来对抗褐变的产生,因为活性炭的吸附作用是没有选择性的,在吸附物质的同时,也会吸附培养基中的其他成分,对外植体的诱导分化会产生一定的负面影响[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚类物质的专一性吸附剂,在生化制备中常用作酚类物质和细胞器的保护剂,可用于防止褐变[15]。
3.5进行细胞筛选和多次转移
在组织培养过程中,经常进行细胞筛选,可以剔除易褐变的细胞。在外植体接种1-2天后应立即转移到新鲜培养基中,能减轻酚类物质对培养物的毒害作用,降低抑制作用,使外植体尽快分生,连续转移5-6次,可基本解决外植体的褐变问题。
参考文献:
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[4]颜昌敏编著,植物组织培养手册,上海科学技术出版社,1990.
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[8]金坚敏.水稻幼穗和成熟种子诱导胚状体时的有关因子探讨.植物学通报,1992,9(2):53~54.
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[12]蔡金星等.不同品种梨多酚氧化酶特性及其抑制剂的研究.河北农业技术师范学院学报,1999,13(1):55~57.
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)03-0130-02
一、研究背景
生物化学即生命的化学,是利用化学的原理在分子水平上解释生物学。其研究对象是生命有机体,研究的主要内容包括:①生物体的化学组成;②代谢及其调控;③生命的本质。
《生物化学》是医学生必修的医学基础课程,其与医学密切相关且相互促进。无论是基础医学还是临床医学,其研究与发展都离不开生物化学的理论和技术。同时,《生物化学》课程也是医学生在学习后续课程及进行临床实践的重要理论基础。
对于医学生如此重要的一门课程,学生们的实际学习状况与课程重要性难于相符。究其主要原因如下:①专业术语繁杂;②知识内容抽象,难于理解;③知识体系庞大且更新快;④需要记忆和理解的内容多且遗忘性高;⑤作为基础课程,学习阶段处于相关医学课程前,所以与临床结合较少,学生难以理解其重要性。
为了改善学生的学习态度,《生物化学》教师们不断进行教学内容及教学方法的探索,如建立形成性评价体系、增强临床案例等,以增加学生学习的积极性、主动性和兴趣。但对大部分医学生而言,仍难以达到课程学习的主要目标:①牢固系统地掌握生物化学基本知识;②将生物化学知识与专业应用相结合;③主动探索。
改进教学方法,优化教学效果,培养“宽知识、厚基础、强能力、高素质”的医学人才是医学教育迫切需要解决的重要课题[1,2],同样适用于《生物化学》教学的实践研究。2014年教育部的工作要点,首次提出全面深化课程改革,“研究构建大中小学生发展核心素养体系”。核心素养体系的提出,是对原来素质教育理念的提升,也是素质教育的具体化。
目前国内中医院校《生物化学》的教学模式多为传统教学模式,即教学方式以课堂讲授为主,教学过程以教师为中心,以教材为中心,考评侧重于知识的记忆与理解,这与培养创新型高素质人才的目标严重冲突。
1.PBL与LBL教学法。PBL教学法,即Problem- based learning,是以问题为基础的学习法,是1969年由美国的神经病学教授Barrow在加拿大的麦克马斯特大学首创。目前已成为国际上较为流行的教学方法。20世纪80年代以后,在北美获得了较快的发展。至今美国、法国、英国等已有37个国家尝试并总结出不少PBL教学经验。我国台湾、香港、北京、西安等不少医学院校也实施了这一新的教学模式,并取得了一定的教学效果。但PBL教学法也存在许多问题,因此该教学法尚处于探索阶段[1,3,4,5]。
LBL为传统的教学法,即lecture-based learning,是以授课为基础的学习,虽可系统地讲解基本理论知识,但不利于发挥学生的主观能动性,不利于培养学生的自学能力和创新精神[6、7]。
2.BB教育教学平台。BB(blackboard)教学平台可各种类型的课程和学习资料供各类学习风格的学生学习使用,并通过此平台可学生组织各种课堂外的学习讨论,支持各种课堂内外的正式的和非正式的协作学习,提供各种管理和共享有价值学习资源的途径。
二、教学法整合与优化
在建立《生物化学》PBL教学法问题库的基础上,通过BB平台在《生物化学》教学中引入PBL教学法,并在课堂教学中将PBL和LBL进行有效结合。
1.《生物化学》PBL教学法问题库的建立。问题库题型分为两类,其在教学过程中的目的不同:第一类是以学生掌握基本知识为目的,问题与教材紧密结合,即以教材为主导。这类问题从教材出发,通过问题将一个章节的知识进行有机的联系。第二类问题从与章节的相关文献或疾病出发,引导学生扩展相关知识或对知识进行有效应用。这类是以扩展学生知识面,培养学生综合分析能力为目的,此类问题需要学生通过讨论、分析、归纳来完成。
2.通过BB平台引入PBL教学法。每章授课前将第一类问题投放在BB平台上,组织学生在授课前针对问题学习教材。在课堂系统授课结束后由学生回答问题。授课结束后将第二类问题投放BB平台,并组织学生在平台讨论区上针对问题进行讨论和分析。
3.课堂教学中PBL与LBL的联合应用。教师在课堂上进行系统性授课。学生在授课前根据教师投放在BB平台上的资料和问题进行自主学习,并结合教师课堂的系统性讲解,对问题进行解答。
4.例解。具体内容通过实例进行说明。①我校课堂教学选用的《生物化学》教材为:唐炳华主编,中国中医药出版社出版,全国中医药高等教育“十二五”规划教材。本教材配有习题集一册。②以“第八章 糖代谢”为说明实例(见图2),其中预习作业为课前问题,复习作业为课后问题。③两类问题均呈现在BB平台中,并且部分问题在平台中讨论,通过平台讨论不能解决的问题在课堂上进一步讨论。
从实例中可以看出,第一类问题主要用以辅导学生阅读教材,了解本章节的基本知识和内容脉络。第二类问题又分为3个层次:①“基本知识复习”指导学生掌握理论基础;②“思考题”指导学生对本章知识总结归纳,并进行知识间的适度联系;③“课后扩展”指导学生主动探知并与临床相联系,一方面增强学生的学习兴趣,另一方面亦使学习达到学以致用的效果(其中补充的相关文献亦在BB平台中提供)。
三、研究结果与意义
整个教学过程既有课程的系统性讲解,又增加学生的知识运用能力,并扩展学生的知识面,且加强学生主动探知的兴趣和能力。在教学过往中,因将学生引入教学主体,提高了学生自主学习能力及学习兴趣。
经课堂回答问题、课堂学生活跃度、阶段测试及学期成绩等多方面观察,结果表明:本教学研究将PBL 和LBL教学法结合达到优势互补,是优化《生物化学》教学效果的一个有益途径。
参考文献:
[1]冯伟华,张建鹏.PBL在生物化学“脂肪代谢”课堂教学中的尝试[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2004,6(1):7-9.
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