摘要：生物入侵是人类全球化进程的负效应之一，并且对入侵地的生物多样性，生态系统功能和经济发展都造成了巨大的危害。生物入侵已经引起了生态学家们高度关注，生物入侵的机制是其中重要的科学问题，对于预防外来生物入侵和恢复已经被入侵的生态系统的稳定性都具有重要的意义。本文主要介绍了目前占主导地位的几种生物入侵机制。
生物入侵是指物种由自然分布区扩展到一个新地区，在新区域中，该物种可维持自身种群的稳定性，并对入侵地造成生态灾难的过程[1][2][3]。据统计分析，生物入侵已成为造成生物多样性丧失的三大主因之一[4]，其对生态系统中所有物种赖以生存的自然平衡造成了长期威胁[3]，我国几种主要入侵物种所造成的经济损失就高达574亿元[5]，另外，生物入侵还会造成全球动植物区系的均匀化趋势[6]。生物入侵的“十数定律”表明，在众多的外来种中只有极少数会成为入侵种，究竟为什么会造成这种现象呢？这引起了生态学家的注意。围绕这个问题研究人员针对不同种进行了大量的研究，提出了外来物种成功入侵的若干机制。目前，对外来入侵植物的研究大致可分三类：外来种本身生物学特性、被入侵生境的敏感性与二者的相互作用。现分别从这三个方面对外来种入侵机制研究加以概述。
外来植物入侵能力与其自身性状之间的关系是入侵生态学的基本问题之一。研究表明入侵植物一般都具有较高的光合利用效率、水分及养分利用效率和对环境胁迫的忍耐能力，且r-策略种群往往具有更高的入侵扩散能力。在对入侵和本地悬钩子属（Rubus Linn.）植物光合特性的比较中发现，入侵种具有较高的光合能力和较低的比叶面积，这就保证了其较高的光合利用效率和较低的构建成本[7]。对南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)、互花米草(Spartina alternifora)等植物的研究也得出了相似的结论[8][9]。通过对鸭跖草科入侵植物 Tradescantia fluminensis 和 Commelina benghalensis 与本土植物 T. Blossfeldiana 和 C. pacteosa 在不同水分和营养梯度下特性的比较表明入侵植物具有较高的水分营养利用效率[10]。入侵植物还具有较强的适应可塑性和抗逆性，王俊峰等比较了光强对入侵植物和本土植物生物量分配、叶片形态和相对生长速率的影响，结果表明不同的光强下入侵植物的适应可塑性很大
[11]。对恶性入侵杂草空心莲子草（Altemantheraera philoxeroides）的研究发现在不同程度的水分胁迫下，该植物均能靠POD活性来消除过氧化物的危害[12]。很多入侵植物都可进行无性繁殖，即其营养体的一个片断就可成长为一个新个体，这对入侵初期入侵种的建群起到了至关重要的作用；在有性繁殖方面入侵种具有花期长，种子多和幼苗生长强壮等特点[13]。
生物入侵的成功不仅与物种本身生物学特性密切相关，也与被入侵生境的特性和群落对入侵物种的敏感性有关[3]。一般来说，任何群落都有被入侵的可能性，但不同群落物种组成、功能群、营养结构、不同营养级之间相互作用的强度等，都会影响群落的入侵抗性[17][18]。通过对被入侵生境特性的研究，研究者们提出了一系列假说。
and Plants”中提出物种多样性低的群落比多样性高的群落更容易被外来植物入侵，此即经典的多样性阻抗假说[1]。该假说的理论依据是多样性低的群落资源利用效率比较低，这也就为外来种的侵入提供了生存空间，所以这样的群落敏感性也就更高，更容易被入侵[19]。有关该假说的研究出现了许多有争议性的结论。对加州一年生草地的调查研究发现，物种丰富的地区更容易被外来生物入侵[20]。Levine等在综述之前的研究工作时也发现在空间图式和加入入侵者的试验中，多样性高的群落更容易被入侵[21]，这些观点与Elton的观点恰恰相反。Naeem等认为以观察为基础的研究存在一个很大的缺陷，即对与生物入侵和物种多样性同时发生作用的外部因子（如干扰、气候、土壤肥力、光照等）缺乏控制，所以他们的研究结论不能够真正反驳Elton的观点。他在对外来植物屋根草（Crepis tectorum）入侵性与物种多样性之间关系的控制试验中发现物种多样性与入侵性呈显著负相关，这与Elton的观点是一致的[22]。Hooper等对Elton的假说做出了一些修正，他认为群落物种功能群多样性越高，外来物种入侵成功的机率也就越小。这是因为功能群多样性丰富的群落对有限资源利用的就越彻底，留给潜在的入侵种获得资源的机会也就相对越少[23]。通过对恶性杂草空心莲子草入侵性的控制试验发现，物种功能群多样性与该植物入侵性具有显著负相关，且独立于功能群之外的物种多样性与空心莲子草的入侵性没有明显相关性[18]。
2.2 干扰假说 干扰可能会促进生物入侵[24][25]。这里的干扰包括人为干扰和自然干扰，干扰会打乱物种间的相互作用，形成新的空缺生态位，从而降低本地群落对入侵的抗性[26]。Smith等对一个以C4植物为主的草原进行了15年的试验，发现火烧和放牧都会对本土植物和外来植物的丰富度产生影响，火烧促进了外来植物的入侵，放牧却减少了入侵[27]。另外，全球变化也会引起气候带的重新配置，这必然会引起物种和群落分布区域的进一步改变，这也会增加入侵机率[28]。该假说一直以来受到公认，但是缺乏试验验证。
2.3 生态位机遇假说 Shea等提出资源、天敌和物理环境3个因素共同决定了物种的入侵性。一个物种对这些因素的时空变化的反应如何，也就决定了它的入侵能力[29]。这里生态位机遇可以定义为某一特定群落提供给一个外来种在低密度下获得正增长率的潜力。它可以是由资源、天敌和物理环境及时空变化的任意组合。生态位机遇越低，群落对入侵的敏感性也就越弱。同样，该假说目前也很缺乏试验验证。
3.1 天敌逃逸假说 该假说认为，外来植物进入一个新的分布区后，由于缺乏专食性天敌（包括植食性动物、有害细菌、真菌等），从而导致该物种在数量和空间分布上的扩张[1]，天敌逃逸假说一直以来是生物防治的理论基础。该假说的成立必须基于以下论点：在原产地该植物具有专食性天敌，而入侵地则没有；入侵地广食性天敌更喜食本土植物；外来植物可利用天敌的作用来调节自身种群的生长[3]。针对该假说，研究者们进行了一系列野外观察的或者受控的试验验证。Wolfe等对多年生植物白玉草（Silene latifolia )在欧洲（本土区）和北美（入侵地）的四种广食性天敌和两种专食性天敌的控制作用做出比较。结果表明，在入侵地，各类天敌的作用均远远小于本土区[30]。原产地土壤病原菌也是植物的重要天敌之一，对入侵植物矢车菊（Centaurea maculosa）原产地土壤微生物和入侵地土壤微生物的比较研究表明，在个体水平上，原产地的土壤微生物灭菌培养的矢车菊生物量增加了166％，而灭菌的入侵地土壤培养的矢车菊生物量则下降了24％；在种群水平上，灭菌的原产地土壤培养的矢车菊生物量增加了31％－900％，而灭菌的入侵地土壤培养的矢车菊生物量则只增加了-24％－148％（生物量增加出现负值说明土壤微生物与植物具协同作用）；这说明原产地土壤微生物对植物的控制比入侵地要明显强[31]。
Siemann等对美国东南部的入侵植物中国乌桕（Sapium sebiferum ）的研究发现，在入侵地该植物种群要比原产地种群个体更大而且繁殖力更强，但抗病性能较差[35]。Jakobs等调查了入侵植物加拿大一枝黄花（Solidago gigantean）46个欧洲种群和45个北美种群（两地带在气候和纬度上无明显差异）发现入侵种群的平均种群大小、密度和总生物量比原产地高[36]。但是，Bossdorf 等对葱芥（Alliaria petiolata ）的研究结果却不支持该假说，他们认为入侵生境中物种间竞争较少时，自然选择将倾向于选择竞争力较弱的基因型，另外在长期的进化过程中，入侵种还可能通过拒食、延迟发育和毒性来减少天敌的伤害，从而实现成功入侵[37]，该理论被称为“新防卫假说”。
3.3 种间竞争和他感作用假说 研究证明，成功的入侵种在新栖息地环境条件下的竞争能力经常高于处于相似生态位的本土种，这种情况下可以通过排挤本地种获得入侵的成功，在植物竞争中，他感作用具有重要的地位。Callaway等的研究发现入侵北美的杂草 Centaurea diffusa 的生长和养分吸收能力在其原发地受与其共存的物种的分泌物质所抑制；而在新栖息地，Centaurea diffusa 的分泌物质却抑制了类似植物的生长[38]。黄红娟对入侵中国的恶性杂草薇甘菊（ Mikania micrantha ）的他感作用研究也表明，四种不同生境的外来植物提取液均会对本土种产生较大抑制作用，但是四种生境中薇甘菊的他感作用会有差别
近年来，以省级基础实验教学示范中心建设和新校区建设为契机，我院实验室环境建设得到不断改善，中心现有各类实验室面积达3000m2余，仪器设备1000余台(套)，总价值1000余万元.各实验室宽敞明亮，实验室布局集中、合理，能满足全院生物类实验课的排课需要.但是，在实验教学过程中还存在部分基础设备(比如天平、高压灭菌锅等)、药品耗材台套数不充足的问题.大量的学生人数和教学内容与有限的药品耗材台套数和实验课时之间存在诸多矛盾.因此，在想保证微生物实验教学与理论教学进度相衔接的情况下，又受实验教学资源的限制.在实验过程中存在至少两个小组学生公用一套完整的基本设备及药品耗材，在有限的实验教学资源和实验学时下，大多数学生都未能亲自参与动手操作，到学期末还是不能掌握相关的基本技能.
以往的微生物学实验教学多为实验教师把实验目的、原理、内容、材料与方全部板书在黑板上，学生对照黑板和依赖实验讲义按部就班地按照老师的要求进行实验操作，使实验教学成为了老师单向灌输、学生被动接受的教学程序，学生缺乏动脑、动手、分析和解决问题的主动能动性，这在一定程度上大大泯灭了学生的创造性思维，束缚了学生的洞察力.此外，实验前期的准备多数都由实验教师自己亲临亲为，学生们对有些实验过程几乎完全不了解，进而造成了学生缺乏独立自主的实验能力.
目前，我院生物技术专业微生物学实验教学内容与生物科学专业相比，并无明显差异.实验教学的顺序基本上是根据理论教学内容的顺序安排，前后实验内容相对比较孤立，衔接不够，连贯性不强.选用的实验项目以基础验证性实验为主，综合性设计性和研究创新性实验项目相对较少，这对学生思维兴趣、动手能力、创新能力的培养和提高均有一定的局限性，不利于学生对知识系统化学习和整体性的把握，学生对对所学的知识难以融会贯通［12］.
实验课的考核是衡量实验教学质量一个不可或缺的重要环节，若无行之有效的考核机制，教学改革也可能流于形式，达不到预期的理想效果.以前，我院生物基础实验中心对实验考核方式太过单一，以期末笔试成绩(占60%)、实验报告成绩(占30%)和平时考勤成绩(占10%)作为评定最终实验成绩的依据，没有突出体现学生操作技能，造成学生偏重理论，不重视操作技能训练，实验时不愿意多动手操作，实验结束后不能够认真分析总结，长期这样不利于学生基本技能的培养，不利于学生的主动学习.因此调整实验考试方式十分重要.基于以上问题和不足，对我院生物技术专业微生物学实验教学改革和探索势在必行.
我院生物基础实验中心以“加强建设、规范管理、提高质量”为工作思路，坚持制度建设与规范管理相结合，目标考核与过程管理相结合，强化实践教学，提高学生实践能力，努力把实践教学质量提高到了一定的水平.优化管理，最大限度的实现资源共享，挤出大量资金添加了真正不足的实验仪器设备，做到台套数充足，基础实验力线人一组，建立一门课一学期完整的实验台套数，大型仪器资源共享，小型仪器耗材开学第一次实验就分组落实，装箱锁柜，责任到学生，课结束后统一归还，损坏照价赔偿，优化管理，保证实验教学顺利有序开展.同时，加强学科带头人和实验教学团队的建设，组织教师到实验教学改革执行优良的实验教学中心去交流和学习，形成理论与实验教学互通的队伍结构.
根据专业建设目标，依托已有学科基础和优势，我院生物技术专业定位在“偏应用微生物方向”为特色的人才培养.为此，生物技术专业微生物学实验内容应根据学院培养学生的目标、实验条件、社会对生物技术专业微生物相关岗位技术知识点、技能点精心选择实验项目(力求知识性、综合性、应用性为一体)，从整体上强调基础性和系统性，突出实用性、实践性，职业性、强化学生的职业训练.基于以上理念，近两年来，我院为了适应整个实践教学体系充分体现综合性与创新性的发展要求，对生物技术专业微生物学实验教学大纲与教学计划区别于生物科学专业，并在基础上进一步修订与完善，在实验对象、实验材料的选择上尽量选择常见的、应用性强的以及学生感兴趣的实验课题(药品或食品中有害或有益微生物的检测、分离纯化及鉴定等)，让学生可从简单的验证性实验向综合性实验发展，将微生物实验的基本技术(显微技术、无菌操场技术、分离纯化技术)有机结合起来，这样使微生物实验既增强了实验的综合性，也增强了实验的系统性，实验课不再是理论课的依附，而是从知识结构、技术技能、创新能力等方面培养了学生综合能力.同时，在微生物实验教学过程，组织更新实验项目和教学内容，实现实验教学内容的系统性、科学性与先进性，利用兴趣提升学生学习能动性，使学生在实验过程中找到乐趣，寓教于乐，从而达到学以致用.加强了实验教学的开放性与互动性，如鼓励学生课余时间利用实验室条件开展自主性、研究性实验.例如学生完成的自主开放实验“酸奶乳酸菌的分离纯化及乳酸饮料的制作”、“水中大肠菌群的检测及水质状况评价”、“食用菌的菌种分离纯化及栽培”等成果已被纳入面向全院开设的专业选修课《生物实验基本操作规范及安全》中，进一步扩大了校级选修课《生命科学导论》课程的影响，为学生今后进一步深造，为学校进行创新型、应用型人才培养工作奠定了坚实的基础.
通过对相关企业对生物技术专业微生物相关岗位需要的能力调查［13］结果表明，企业需要的岗位能力除对无菌操作技术、细菌常规分离、纯化及检验、质控等外，实验前期的准备工作和实验后期的处理工作、微生物安全常识、自我防护知识、团队合作精神等也是企业重视的能力.但在目前传统的实验中，实验前的准备大部分均由实验教师自己完成，这很容易造成学生被动地学习，对整个检验过程不能全面地了解.因此，现在整个实验过程中我院均以学生为中心，鼓励学生参与实验的课前准备，如通过土壤微生物分离、纯化及活菌计数的整个流程，使学生不但学到了培养细菌(牛肉膏蛋白胨培养基)、放线菌(高氏一号培养基)、霉菌(马铃薯培养基)三大培养基的制备，且掌握了基本的灭菌技术(高压蒸气灭菌、火焰灭菌、紫外消毒灭菌)、无菌操作技术、分离纯化技术、革兰氏染色技术、鉴定技术及平板菌落计数计数等基本实验技能.实验绝大部分过程都让学生参与准备，独立操作，自己完成.通过训练，不然培养了学生发现问题、解决问题的方法能力及相互协作能力，也使学生增加了责任感，提高了实验效率和效果.同时，我院力促科研资源全面向本科生开放，以本实验教学中心为基地，以分子生物学与生化药学重点实验室、生态中心重点实验室、竹原纤维中心等已有科研平台为依托，以项目研究为载体，培养学生的科学思维、科学研究能力和创新精神.学校还专门设立了绵阳师范学院本科生创新实验项目，我院不少同学获得了经费资助.近两年，大二以上年级的本科生70%以上均参加了科研创新项目.
合理的成绩评定有利于学生平时更认真地掌握实验操作，从而巩固和提高学生动手的能力［14］.以往，我院实验课终成绩以理论考核为主，实验报告为辅，理论考试和实验报告虽在一定程度上可反映学生接受知识的情况，但不能以此作为唯一的考核标准.学生对实验方案设计、实验操作的熟练程度、实验报告撰写与结果分析能力、实验习惯以及团队合作精神与组织能力等方面也是评价学生实验成绩的重要依据.近两年来，为了使生物技术专业学生对微生物实验课有足够的重视，进一步加强学生基本操作技能训练和提高实验课质量，实行“实验考勤综合操作加笔试”的综合评定考核方法，选择既有代表性、又有较严格的操作要求的实验进行技能操作考试，让每个学生独立完成.因此，我院现将课程考核分为以下四部分:①理论考核(40%).微生物学实验必须掌握的基本理论知识及技能理论知识.②综合设计实验考核(20%).综合设计实验项目，学生以小组为单位，在组长的带领下，查阅相关资料，每组撰写实验方案，安排时间进度，准备所需一切仪器设备，独立完成，直至完成结果的报告.教师根据整个过程的表现给予评分，重点关注的是学生掌握知识的水平及团队精神与合作能力.③操作技能考核(30%).将学生必须掌握的操作技能归纳为若干小项目，做到技能操作标准化.在学生充分练习熟悉的基础上，考核时由学生随意抽签决定考核内容，教师一对一进行操作技能的现场考核，现场打分.操作技能考核也可与学生第二课堂活动结合起来，开展操作技能竞赛活动.④平时成绩考核(10%).主要是对学生平时上课时的综合评定，包括考勤、回答问题积极性、态度、实验习惯及实验报告等.
听了老爷爷对生物技术的讲解后，我突然对生物技术充满兴趣，现在这个时代，生物科技的运用已渗透到了与人类密切相关的健康、农业、工业和环境等领域，具有广阔的前景。生物产品逐步多样化，日常化，已经走进了千家万户。但同时由于生物的前沿性、广泛性、发展快等特性，并不为多数人认识和理解，人们往往对生物的认知仅仅停留在表面，或者说把生物看得过于神秘。
举个最简单的例子，克隆，其实就是利用生物技术制造出另一个基因完全一样的个体，人们将克隆技术与其他科技成果结合，可以根据需要培育出优质、高产的粮食、蔬菜新品种;也可以培育大量品质优良的家畜，大大提高饲养效率。克隆技术还可以挽救一些濒危物种，让一些濒临灭绝的动物免遭厄运，从而调节大自然的生态平衡。人们利用克隆技术能够培植人体的皮肤进行植皮手术;能够“制造”出人的了耳朵、软骨、肝脏和心脏等人体“配件”，一旦病人需要，就能重新“装配”……
奇妙的克隆技术正向人类展示它诱人的前景。看过老爷爷的讲座后，我的启发是，任何事物都有它的两面性，是不能单纯的用“好”、”坏“来简单的描述的。如果把克隆人体的某些器官作为人类疾病的治疗用，恐怕没有多少人会反对，如果是为了优化一些物种而进行克隆，也算不上是坏事。如果有伤人类伦理、文明或者是危害人类而进行克隆，那可就不是一件好事了。
分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质及其规律的的科学，主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，是21世纪最具活力的生命科学之一。[1]目前，分子生物学是生物技术专业学生一门重要的专业必修课。因此，确定合理、科学的教学改革方案，优化、重组教学内容，精心设计教学方法和教学手段，对保证生物技术专业分子生物学课程教学质量具有重要意义。[2]
PBL（problem-based learning，问题式学习）教学法于1969 年由美国Barrows教授创立，并引入高等教育，很快在高校中广泛应用。是一种以问题为导向，以学生为中心的教学方法。其主要流程是：老师提出问题，学生作为主体进行分组讨论，学生解决问题。[3]在PBL教学过程中，学生是主体，老师则主要起到辅导的作用。分子生物学课程内容复杂，用传统的教学方式不易调动学生的学习积极性，而且课堂效率不高。在课堂中适当引入PBL教学法，可改善教师唱独角戏，学生被动接受的状况。
在分子生物学的教学过程中，PBL教学可分为四个阶段：（1）提出问题。开展PBL教学的时间不宜在课程开始的阶段，而应在课程中后期，学生具有一定的分子生物学基础后再开展。PBL教学讨论的主要题目应该是分子生物学教学过程中的重点或者难点，并且结合生活实际的讨论内容。教师在这个过程中是组织者的身份。（2）人员组成。为调动学生参与的积极性，同时考虑到团队的高效性，将每个班级分成4～6组，每组包括4～6 名同学。分组结束后，要求各组成员选拔出该组的组长并选定拟解决的问题，然后进行人员的分工，明确每个成员应完成的内容和时间节点。老师负责全程把控，掌握教学的整体节奏与进展，及时了解各组的情况，包括进程、主要观点、存在问题、后续进展等。鼓励各组结合自己的研究、思考提出自己的想法。对成效较好的小组，给予肯定和表扬；对存在问题较多或进展较慢的小组有针对性的指导，帮助小组找到解决问题的核心路径。（3）成果展示。学生展示自己的研究成果，并开展充分讨论。主讲老师在学生讨论完毕后，对学生的成果、讨论的主题、各组的亮点、学生关注点较集中或争议较大的问题、学生未掌握到的知识点、研究时未关注的部分、下一步学习或研究中需要改进的研究方法进行总结、归纳，并提出改进意见。[5]（4）考核评分。考核评分是对PBL学生成果的集中体现，评分体系主要包括三部分：一是课件制作，占比30%，评价标准主要是内容正确、重点突出、课件美观、清晰易懂，能综合运用图片、音频、视频、动画等表达自己的观点；二是课件展示，占比40%，准备充分、逻辑正确、条理分明、落落大分，能清晰的阐述自己的研究成果、观点等；三是课堂讨论：占比30%，主动思考，积极参与，能够抛出富有启发意义的论点，回答问题时中肯全面。
在讨论课开始前2周，老师将要讨论的内容告知学生。以小组为单位进行学习，各小组成员间可以进行分工协作，分头寻找资料、讨论并汇总；课堂上以小组形式提出问题，介绍小组观点、结论，老师也会对该小组的汇报进行点评；课后以小组为单位进行复习，增强学习效果。小组学习活动的意义既体现个人的价值和责任，更强调成员间彼此赋予信心和力量，通过体验团队的智慧和协作，培养了学生间可贵的团队合作精神。
分子生物学的课堂提倡小班教学。一方面，可以增加师生间互动的频率。由于分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程，大多数是看不见摸不着的微观世界，学生在学习的过程中难以直观感受，这就增加了学生学习该课程的难度。小班教学有助于老师关注每一个学生对相关知识的把握；另一方面，小班教学易于实施多种教学形式，灵活掌握教学要求和进度，便于及时调整教学内容。
自主学习强调的学生作为知识的主动构造者自己进行学习的意愿和能力，反映了教学向个性化、创新化、自主化、多元化过渡的趋势。分子生物学作为前沿科学，信息量大、更新快，要积极利用互联网信息资源，提升学生学习和借鉴优秀研究成果、自主学习的能力。教师要由照着教材讲变成开放式、启发式教学，最大限度调动学生学习的积极性、思考的主动性、课堂的参与性。鼓励学生自主学习，主动去学习和研究当前科研的最前沿知识，在研究的过程中敢于提出自己不同的看法，培养学生探索创新精神。[6]让学生由被动受教变成自主学习，主动参与到课堂学习中，形成教学工作“教”与“学”相辅相成、相互促进。教师要积极拓展教学内容的外延，主动介绍国内外优秀的生物网站、资源库、期刊、论坛等，鼓励学生积极开展课外阅读，丰富学科专业知识、前沿信息、专业词汇等知识，激发学生探索新知识的热情，也不断培养学生自主学习、发现问题、解决问题的能力。[7]
“形成性评价”的概念是由斯克里文 1967 年所著《评价方法论》 中首先提出米乐M6 米乐平台来的，与传统的“终结性评价”不同，它是对学生的学习过程进行的评价，旨在确认学生的潜力，改进和发展学生的学习。因此，形成性评价方式更能体现出学生的学习效果。[8]分子生物学课程的目的在于培养学生形成良好的分子生物学学习习惯和实验习惯，提高他们的科学素养和创新能力。期中或期末考试不能全面真实地反映出学生的真实学习情况，采取形成性评价的方式显得更加科学和必要。具体如下：一是平时成绩，占课程总成绩60%，包括课堂考勤，占总成绩5%、课堂作业，占总成绩10%、课堂提问，占总成绩5%、PBL讨论会，占总成绩10%、实验考评，占总成绩30%。二是期末考试，占课程总成绩40%。由于形成性评价是强调过程的评价方式，引导学生重视平时的学习情况，大大减少了学生考前突击的可能，也更能真实地反映出学生的线 优化实验教学体系
分子生物学实验技术是生物技术专业学生必须掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被广泛应用于生命科学的研究当中。[9]通过对学生实验技能的培养，一方面有利于将理论教学与实践教学相结合，丰富教学内容，提升教学的实践性、实用性、综合性，便于学生理解和掌握；另一方面，在提升学生综合素质、学习兴趣、创新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此，增加分子生物学实验学时数，开展综合实验也是课程改进的一个重要方向。在实验教学中，教师要结合分子生物学快速发展的特点，选取与教学内容相适应的操作性、设计性实验，并做好不同实验之间的关联与衔接，建立实验的逻辑体系。一是分组分工，辅助实验老师提前做好实验准备工，并提前观察、发现问题及时记录。二是教师针对前期准备工作中发现的问题有针对性的阐述，并对实验流程、操作方法、各环节中注意事?进行讲解与演示，指导学生开展实验。三是讲解与演示结束后，学生动手实验，教师应注意注意观察过程和细节，对共性问题，要及时统一纠正，对个别同学的个性问题，要个别指导。既确保操作的准确性、严谨性，也要保证实验质量，通过实验检验教学情况。
生物技术专业应用人才培养是一个综合性、系统性的工程，涉及到教育环节的方方面面。课程教学是其重要的一环，分子生物学课程教师要积极发挥作用，不断提升专业能力、教学能力，教学理念与时俱进、教学手段丰富灵活，激发学生学习的主动性、创造性，提升学习内容掌握能力及应用效果，为国家培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型人才。
21世纪对人才培养提出了新的挑战，如何培养具有综合素质的创新型、复合型人才是当今高等院校面临的问题。中山大学坚持贯彻以“培养具有国际视野、满足国家与社会需求的高素质复合型拔尖创新人才”为目标，提倡“人心向学”，对创新型人才培养提出了新的思路。从2012年开始，学校开始执行大类招生政策，坚持以“厚基础，宽口径”为原则，这是针对我国现行高等教育的弊端实行的深层次的教学改革。大类招生势必涉及到各个学院专业的课程体系设置、教学方式、人才培养模式的改革。其实早在1998年教育部就颁布了新修订的专业目录和《关于普通高等院校修订本科专业教学计划的原则意见》，指出：“教学计划修订的核心是调整学生的知识、能力、素质结构，淡化专业意识，拓宽基础，加强素质和能力培养。”实验教学是培养应用型、创新型、复合型人才的重要组成部分，在学校教学培养中起着举足轻重的作用。这就需要我们对实验教学进行大胆改革和创新。微生物学是当前生命科学中发展最为迅速、影响最广泛的学科之一。近年来微生物学实验技术的不断创新和发展，使微生物研究者得以在分子水平上深入探索微生物的生命活动规律。《微生物技术综合实验》是生命科学学院为生物技术、生物技术与应用、逸仙班开设的专业选修课，是继《微生物学实验》后的一门对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高起着至关重要的作用的课程。
本课程改革的目的是让学生真正感受到微生物学工作者从事微生物学工作的氛围，同时与一些微生物学热点研究或实际应用相结合，开展创新性微生物学实验与研究。通过本课程的学习，学生经过严格的训练，能规范地掌握现代微生物技术，熟悉现代仪器的基本使用；在培养学生掌握实验的基本操作、基本技能和基本知识的同时，努力培养学生的创新意识与创新能力。为实现这一目标，在课程内容安排上采用保留少量经典的验证性实验内容外，主要将基本操作融入综合实验中，增加综合性实验，在实验内容方面更注重微生物技术在科研、生产中的应用。课程内容方面分为三个层次：验证性实验、综合实验与自己设计实验，强调实验的综合性、探索性、研究性和连贯性。在综合性实验中，引入本系教师的科研成果，目的在于通过实验，增加培养学生独立解决实际问题的机会，以提升学生的科研素质与创新意识。同时提出具体的科学问题，引导学生设计解决问题的方案，并通过实验验证相关解决方案。将整个微生物学实验课程按几个主题分成若干个实验教学模块，每个模块由若干次实验课组成，相互关联，前后衔接，共同组成一个研究性的实验。实验项目的安排体现了横向纵向四结合：①使传统和前沿有机结合。②依赖培养技术和不依赖培养技术相结合。③形态鉴定和分子鉴定相结合。④单个菌落和微生物群落研究相结合。传统和前沿有机结合：在实验内容安排上贯穿两条主线，即有传统的微生物发酵工程实验，发酵工程实验由一个小个实验结合在一起，包括菌种的选择、发酵条件的优化，而不依赖于培养技术的分子研究，如变性梯度凝胶电泳DGGE（denaturing gradient gel electrophoresis）、16srDNA分子鉴定等代表前沿生物技术的实验。生物技术研究手段层出不穷，各种技术手段各有其利弊，对同一个对象，用不同手段来研究，让同学们开阔了研究思路。例如，依赖培养技术和不依赖培养技术相结合：传统的微生物需要在培养基上培养，进行形态观察或分子鉴定，而DGGE技术则是不依赖于培养的技术，学生直接从土壤中提取样品DNA，进行DGGE电泳，用SYBR染料染色检测。形态鉴定和分子鉴定相结合：对稀有放线菌进行传统培养，用埋片法进行形态观察，同时对鉴定的放线srDNA分子鉴定，使学生了解两种手段的差别和优势。同时观摩DNA测序过程，对测序结果进行BLast，并用mega软件学习构建进化树。单个菌落的16srDNA分子鉴定和微生物群落研究相结合：对放线菌的形态和分子鉴定只是对单个菌的研究。而DGGE研究则是对整个微生物群落的研究，可以让学生建立微生物个体与群体差异的概念，加深对微生物群落概念的理解，通过课程学习让学生建立纵向和横向的知识结构。生物技术综合实验中微生物发酵实验也是重要的部分，实验项目为菌株产蛋白酶发酵条件优化。由学生自己进行菌种的选择，发酵条件的优化采用单因子实验法和正交实验法，发酵产物进行蛋白酶活性测定。“工欲善其事，必先利其器。”学院配置的多媒体数码显微镜互动系统应用，为本课程观察放线菌和真菌的形态结构提供设备保障。先进的交互手段，使得教师通过讲台上的计算机，就可以看到每个学生所观察到的显微镜画面，能及时发现问题并指导学生。学生还可应用数码显微镜将观察结果直观呈现在电脑屏幕上，并且可以在自己的计算机上清晰地看到讲课的PPT和示范，可用显微镜的示教指针与教师交流讨论。学生对学习的兴趣和课堂效率都显著提高。由于变性梯度凝胶电泳DGGE实验以及微生物发酵的特殊性，不可能人手一套实验仪器，教学视频和模拟实验的应用尤为重要。在变性梯度凝胶电泳DGGE实验课堂上，应用http：//learn.genetics.utah.edu/美国犹他大学的虚拟PCR virtual lab技术和虚拟电泳技术，该制作图像精美、直观，实验步骤清晰，使枯燥的实验生动地展现在学生面前，更加有利于学生理解、记忆。加深学生对实验内容的理解并提高他们对实验的兴趣。微生物发酵实验，实验步骤烦琐，牢记每个步骤尤为重要，而教师的讲课未必能使每个同学掌握，所以我们自己录制相关的教学视频和多媒体课件，可随时再现操作过程。将教学中的抽象内容具体化、形象化，从而有利于学生对知识的理解、掌握，使其实验的积极性和主动性都能得到提高。
随着计算机技术、网络技术与电子通讯技术的迅速发展和应用，人类已经进入了现代化的信息社会，因特网是世界上最大的知识库、资源库，它拥有最丰富的信息资源，而且这些知识库与资源库都是按照符合人类联想思维特点的超文本结构组织起来的，因而适合学生进行自主学习。信息社会需要有高度的创造性，并且有很强的自学能力和信息检索、获取及处理能力的创新型人才。为培养学生获取、分析、处理微生物基因组信息的能力，教师指导学生上网查询基因组信息的方法，对16s核糖体RNA测序结果在物学国际综合网站NCBI上blast程序与公开数据库进行相似性序列比较，找出最相似序列。指导学生学会简单的生物软件。学会用mega软件构建进化树。近几年来，由于学校对实验室建设的高度重视和大力支持，学院中心实验室添置了凝胶成像系统多媒体数码显微镜、全自动自控发酵罐、液相色谱分析仪、变性梯度凝胶电泳仪器，为微生物技术综合实验的顺利进行创造了硬件条件，使实验教学改革上一个新的台阶。
世界能源统计资料说明：植物是一种能源巨大而且可恢复性能源，在地球上，每年绿色生物量的增加约为1070亿t，其中800亿t分布在森林中，180亿t分布在草原及荒原上，90亿t分布在田野、沼泽及荒漠中，他们所拥有的能量值为1.75×1021J，相当于400亿t石油。据专家估计，现在地球上植物生物总储存量为18000多亿t，相当于6400亿t石油，这是一项巨大的可进一步开发的能源资源。现在正在研究开发并已取得初步成效的基因工程成果是将真菌淀粉生产酒精，即进一步法生产酒精；将木质素解聚酶基因和纤维素酶基因克隆移到酵母内，使之可直接利用稻草、草皮等做原料生产酒精作为替代能源。在英国每年就有600万t秸秆，研究人员利用遗传工程细菌“嗜热脂肪芽孢杆菌”分解半纤维素（这是一种酵母不能分解的糖），已将30％的纤维物质转化成乙醇。专家们在评审这些研究成果时指出，不可小看这一点点能源开发研究进展，其意义是深远的，因为生物质现存量是巨大的，他们特别谈到，随着生物技术的不断完善，常见的植物废弃物转化成能源的效率必然会进一步提高，其开发潜力是巨大的，包括小麦、玉米、甜菜等秸秆以及稻壳等植物废弃物（垃圾）都可以转化成能源。
光合作用机制的揭示是分子生物学取得的新成果，研究表明，绿色植物利用太阳能把吸收的水和CO2同化为碳水化合物，把太阳能转变成能够储存的化学能。一般植物把太阳能转化成化学能的效率很低，平均值约为0.1％。而根据分子生物学研究的结果，转换率可达5.2％，这个看似小小的数字差却预示着光合转化太阳能的巨大潜力。培育转化能力强的作物必须以光合机制的研究为基础。植物生理学研究表明植物在弱光和中度光照条件下太阳能的转化率较高，强光下转化效率较低。其作用机制是强光下不能发挥最大转化效率的原因是光量子捕获系统（叶绿素和光合系统Ⅰ、Ⅱ）与光合电子传递系统之间能力的不平衡。根据揭示的这一机理，在适当时机增加酶的活性，或减少前叶绿素的量就能调整系统的不平衡性，提高强光下的光合效率。生命科学的酶工程学者正在为此进行探索并已取得了重要进展。研究表明，C4植物（如玉米、甘蔗、高粱等作物）的光合能力高于C3植物（如小麦、水稻、大豆、棉花等作物），玉米等C4作物在CO2浓度极低时也能进行光合作用。因此，利用现代生物技术的细胞工程、酶工程、基因工程来吸收C4植物的优良生物特性培育高效的能量作物，并给小麦、水稻等C3作物增加新的固氮机能，将会极大地提高植物转换太阳能的效率，为获取更多的新能源奠定物质基础。
以催化H2的释放氢气是效率高且无毒无害的燃料。氢气在燃烧过程中会释放出能量，而形成的废物只有水，不会造成任何环境污染，因而被普遍认为是理想的清洁能源资源。目前已经发现许多能代谢分子态氢的细菌和藻类。还从分子水平上找到了与能代谢分子态氢有直接关系的酶，这就是氢化酶（绿藻）、固化酶（蓝藻和光合细菌），他们均能催化氢气的释放。生物的这种作用机制，是由其结构基础决定的，这就是功能基因。当今世界基因组测序工作的国际科技界的公关行动，对功能基因的快速开发创造了极好的条件。研究者认为，生物体的生理特性（如产氢化酶的绿藻、能产固定酶的蓝藻和光合细菌）必然会有其功能基因存在起支配作用。一旦我们找到了这种功能基因并成功分离出，再利用当代已相当成熟的基因重组技术就可以大批量培育能生产出优质能源氢的新物种，这个目标的实现是相当诱人的，而且是可以实现的。正是基于这种指导思想，生命科学工作者借助于当代新开发出的高新技术———基因工程，利用微生物来完成水的分解反应。这些在水中生长的微生物在光照条件下，会不断地实施水的分解过程产生氢气，然后用容器将氢气收集起来，供作能源。近几十年来人们已经查明有16种绿藻和3种红藻有生产氢气的能力。还发现有4种类型的细菌具有生产氢气的能力。藻类产氢气的机制主要是通过自身产生的脱氢酶，利用大自然丰富的水源和无偿的太阳能来生产的。4种类型细菌产氢有以下几种机制：一是依靠发酵过程生长的严格厌氧细菌；二是能在通气条件下发酵和呼吸的兼性厌氧细菌；三是能进行厌氧呼吸的严格厌氧细菌；四是光合细菌。前3种都能够利用有机物，从而获得生命活动所需要的能量，他们均属于“化能厌氧菌”。光合细菌则是利用太阳能提供的能量，被称为“自养细菌”。近年来，科学家们发现了30种化能异养菌可以发酵糖类、醇类、有机酸等产生氢气。在光合细菌中已发现13种紫色硫细菌和紫色非硫细菌能生产氢气。专家在评审能产氢机制被揭示的研究成果时指出，产氢机制的揭示，可以此为依据，发现并分离出功能基因，再以基因重组技术改良微生物，以大幅度地提高微生物生产氢气的能力，氢气生产原料是水，未来，当水运用生物工程技术变成燃料时，能源危机将不存在。
食品添加剂在食品中的使用越来越广泛,也是社会关注的食品卫生安全热点之一。近年来,卫生监督部门对食品添加剂生产企业、以及食品企业使用食品添加剂的情况实施卫生监督,并对违反《食品卫生法》、《食品添加剂卫生管理办法》的行为,依照相应规定进行处罚。但是在实施行政处罚过程中发现,食品添加剂卫生监督中作为主要依据的《食品添加剂卫生管理办法》还存在着缺陷,《食品卫生法》中相关食品添加剂的条款也有待进一步完善。笔者就有关问题与同仁共同探讨。
12《食品卫生法》中规定,生产经营和使用食品添加剂,必须符合食品添加剂卫生管理办法的规定;不符合卫生管理办法的食品添加剂,不得经营、使用。但是《食品添加剂卫生管理办法》重点规定了食品添加剂的审批,对生产经营和使用食品添加剂的规定较简单,而生产食品添加剂卫生的具体要求和规定是《食品添加剂生产企业卫生规范》。
14《食品添加剂卫生管理办法》中规定,食品添加剂生产经营者的一般卫生监督管理,按照《食品卫生法》及有关规定执行。但是《食品卫生法》中除标识、实施检验对食品添加剂有相关规定条款外,其余一般卫生监督管理规定条款均是指食品,不能用于对食品添加剂的卫生监督管理,相应的处罚条款也不能用于生产经营、使用食品添加剂的企业。
21缺少使用食品添加剂索证的规定。在《食品添加剂卫生管理办法》中仅对食品添加剂经营者提出了索证要求,未对使用者提出相应要求。因此当食品生产企业、餐饮业等单位对使用的食品添加剂未索取卫生许可证和产品检验合格证明或其它相关证明,不能确保使用的食品添加剂是卫生安全时,卫生监督部门无法实施行政处罚。
23在对食品添加剂经营者的规定中缺少制约环节。《食品添加剂卫生管理办法》中虽然有“食品添加剂经营者必须有与经营品种、数量相适应的贮存和营业场所。…不得与非食用产品或有毒有害物品混放。食品添加剂经营者购入食品添加剂时,应当索取卫生许可证复印件和产品检验合格证明。”的规定,但由于食品添加剂经营者不需取得卫生许可证,食品添加剂的使用者在采购食品添加剂时国家又没有索证的要求,因此卫生监督部门难以查找食品添加剂的经营者,无法掌握食品添加剂经营者的情况,导致目前食品添加剂经营者多数是在无监管的情况下经销,很难确保食品添加剂的经营符合卫生要求。
24食品添加剂生产过程中不符合卫生规定时无相应处理依据。当食品添加剂生产企业不符合《食品添加剂生产企业卫生规范》要求,生产过程中出现缺少与产品品种、数量相适应的食品原料处理、加工、贮存等场所;食品添加剂的生产用设备、工具、管道、容器未专用,不符合相应的卫生要求;内外环境不整洁,未设置有效的防尘、防鼠、防蚊蝇设施;食品添加剂生产人员个人卫生不符卫生要求,生产食品添加剂时不穿戴工作衣、帽,或不清洁情况时,卫生监督部门因无处罚依据而无法对其采取行政执法措施加以有效控制。
31对《食品添加剂卫生管理办法》进行修改,增加“食品添加剂生产必须符合卫生部《食品添加剂生产企业卫生规范》”的内容。在《食品卫生法》中增加在生产经营、使用食品添加剂过程中不符合卫生管理办法规定时的处罚条款。使《食品卫生法》、《食品添加剂卫生管理办法》、《食品添加剂生产企业卫生规范》三者相互关联,环环相扣。
生物技术的内在价值已得到广泛认知，成为二十一世纪自然科学的前沿学科。从全球来看，生物技术企业约有半数以上集中在北美，三分之一分布在欧洲和日本，我国的生物技术产业规模不足世界总量的1%。世界范围，高层次生物技术人才需求旺盛，我国人才市场显示消化能力不足。我国产业及人才机遇与挑战并存。我国与国际规模间的差异，以及学生执业能力的不足，给生物技术高等教育者提出新课题：如何培养具国际水平、符合市场需求的生物技术人才，以修正和填补人才供给与需求间的错口，前瞻性地培育、储备我国生物产业领军人才。综合来看，人才培养模式改革势在必行。
成果导向教育（Outcome-basededucation，OBE）是二十世纪九十年展起来的以能力、目标、需求为导向的一种新的理念。其以“不论学生基础如何，每个学生都能学会”为前提，一个OBE体系中所有活动，都以学生为中心，以不同成果为目标导向，以多维明确的方案来组织，确保学生在实施过程中拥有成功所需的知识、能力和应有的素质。OBE强调能力培养、训练及应对未来、适应未来的综合能力，及在教学过程中发掘学生的个人价值和潜力，通过对社会需求变革趋势和学生个体差别性发展的研究来指导教育，实现学生在不可知的未来对新生事物的可控性要求。
传统培养以“整班平行培养”为主，往往不能顾及学生自身意愿，无法体现因材施教的针对性和灵活性。随着时代进步，各行业对专业人才能力需求的层次和角度在发生变化，生物技术专业就业领域极其广泛，涵盖了生物、医药、食品、化妆品等行业。行业间对人才需求的差异直接对高校生物技术专业培养模式提出挑战。此外，生物技术教育对人才市场需求尚缺乏全面深入的考察评价，相应的人才培养模式和目标存在一定盲目性，难以适应生物技术产业发展和市场需求，学生出口难，就业进入瓶颈期。种种问题，提示高校生物技术专业培养模式改革不可回避。OBE是适合生物技术专业发展需求的教育理念，我们依据OBE，从多维改革视角出发，为笔者所在学校生物技术复合型人才培养模式寻找突破。
1.培养方案的修订基于OBE“自顶向下，反向设计”原则，学校以社会、市场需求为导向设计培养目标，导出课程体系及教学任务。课程设计目标基于其在专业培养计划中的作用和在毕业需求中的贡献而定。通过阶段性学习成果作用于综合设计性实验、实践、创新项目申请，反馈调整课程设定目标。指导与反馈，有助于课程体系的组织与结构调整，有助于学生对学习的掌握。从OBE实施要点“确定学习成果、构建课程体系、确定教学策略、自我参照评价、逐级达到顶峰”，学校将培养分为自我认识期、调整期、深化期，配以制度化的导师制、班主任制、辅以科任老师及双师教师的教育引导，铸就目标成果明确，积极性高、主动性强的生物技术人才。2.深化开放式教育理念学校坚持OBE“利益相关者导向”理念，为切合行业对人才培养的需求，邀请知名学科专家、企事业专员、用人单位共同参与人才培养质量标准建设，开展“社——校——企——事”多维课堂教育模式，社会、学校、企业、事业单位共同参与教学过程，深化“走出去、引进来”的开放式教育理念，将课堂全面推向社会，同时引生产线、管理线人员走进校本部课堂。通过阶段性调研反馈、信息处理，进行调整，便于专业长远发展。3.强化双师队伍建设“双师”即“双素质”教师，具备理论教学和指导学生实践的双重教学素质。“双师”理念与广度直接影响学生的执业能力及视野，强化“双师”队伍建设是教学改革不可或缺的重要部分。就一线教师，尤其是校门对校门的教师，需走进企事业单位，进行理论、科研成果的社会检验，提高教师自身的实践素质，使专任教师能够真正承担实际工作任务。同时，教师需跟进生物行业前沿变化，更新专业知识和技能，迎合社会岗位需求。此外，需不断加强教师队伍建设，铸就意识到位、人人参与的一支名副其实的“双师”队伍。4.成果的评估OBE中的成果，即专业成果，包括校内/校外实习实训成果、项目成果、毕业成果、就业成果及认知成果等。最终顶峰学习成果既是OBE的终点，也是其起点。学校可将专业学习成果转换成绩效，充分考虑教育利益相关者（政府、学校和用人单位，学生、教师和家长等）的要求与期望进行综合评定。成果是否可以量化、如何量化、比重如何设定等成为综合评定难以回避的问题。因此，建立一套科学合理的成果评估体系，是当前生物技术教育及管理者需考虑的重要内容之一。
生物超弱发光(Ultraweak or Superweak bioluminescence)，简称超弱发光，又叫超弱光子辐射（Ultraweak Photon emission）、自发光（Spontaneous Luminescence）、超弱化学发光（Ultraweak or superweak Chemiluminescence）[1]。超弱发光是一种低水平的化学发光，发光强度极其微弱，仅为100-103hv/(s.cm2)，量子效率也很低，约为10-14-10-9，波长范围为200-800nm[2-6]。实际上超弱发光早已为人所知，早在1923年，前苏联科学家G.Gurwitsh在有名的“洋葱试验”中就已发现了超弱发光现象[7]。但是，由于仪器条件的限制，直到1954年意大利人Colli等利用装有光电倍增管的仪器才首次科学地证明了超弱发光现象[8]。到了六十年代，前苏联科学家对超弱发光进行了大量研究，Mamedov[9]对90余种生物的测定发现，除蓝藻和原生动物外，所有生物都有不同程度的发光，证明了超弱发光的普遍性。Slawinska等更进一步，提出任何生命物质都存在着超弱发光现象[10]。到目前为止，人们已对于超弱发光的机理及应用开展了大量研究工作，取得了可喜成绩，但都还有待进一步深入[3]。
我国超弱发光研究起步较晚，主要在应用研究上开展了一些工作。中国科学院生物物理研究所等单位在人和动物上进行了大量有益的研究[11-23]。七十年代末以来，甘肃农业大学等单位在农作物、豆科牧草、沙生植物和水果的抗生（尤其是抗旱性）鉴定上[24-43]进行了大量探讨，农作物已涉及小麦、玉米、大豆等8种，其中对小麦、玉米研究最多。理化因子如稀土、特定电磁辐射、电离辐射、氧化剂及代谢抑制剂等对超弱发光的影响也已涉及[28、40、44、49]。纵观这些年来我国超弱发光研究的历程，总的来说取得了一定的进展和成绩，但也存在着一些不足。这里仅就超弱发光的机理、测量、理化影响因素，及其在我国农业和医学中的应用研究加以概括和总结，以便对过去的工作有一个总的了解和回顾，并为今后进一步研究提供有益参考。
代谢和核酸合成是生物超弱发光的两主要来源，萌发绿豆中这两者和约为96%[44]。代谢发光又主要来源于氧化还原等代谢过程，如脂肪酸氧化[50、51]、酚的醛的氧化、H2O2的酶解、花生四烯酸的氧化、儿茶酚胺和单宁的过氧化，醌的氧化裂解[4]、蛋白质和氨基酸的氧化[52]等。氧化剂D2O明显增强血红素蛋白的发光强度[49]、呼吸抑制剂NaN3对萌发绿豆超弱发光的抑制达72%[44]等都是极好的例证。关于代谢发光的机理，Valadimirov曾提出过酶反应机制学说，认为它来源于代谢产生的过氧化物的酶解；但现在一般认为代谢发光是不饱和脂肪酸氧化产生的过氧化自由基复合后形成的三重态过氧化物退激所致[4]Wright.J.R等研究发现，脂肪酸的最大发光值提取物对超弱发光和脂肪酸氧化酶相似的抑制作用；脂肪酸氧化酶抑制剂Co2+、Mn2+、Hg2+和EDTA同样也抑制超弱发光[53]，证明脂肪酸氧化是超弱发光的主要来源之一。核酸DNA和RNA的合成反应是超弱发光的另一个来源，它在绿豆种胚超弱发光中约占24%[44]。关于核酸的超弱发光，Popp等提出过DNA光子贮存假说和分化的物理模型[54，55]。Rattemeyer等根据溴化忆锭对超弱发光的影响，也初步证明了DNA是一个超弱发光源[56]。马文建等还对DNA发光特异性进行了研究[57]，结果表明在所有碱基中只有鸟嘌呤能够发光，且发光强度与浓度（亦即DNA浓度）成正相线性关系。该研究还发现，鸟嘌呤衍生物发光强度因取代基不同而不同，鸟嘌呤＜鸟嘌呤核苷＜脱氧鸟嘌呤核苷＜一磷酸鸟苷＜三磷酸鸟苷＜脱氧一磷酸鸟苷＜脱氧三磷酸鸟苷；甲基化对发光有抑制作用，O6甲基化和N7甲基化鸟嘌呤核苷酸的发光强度仅为正常核苷酸的15%，毛大璋等研究了核酸代谢抑制剂对萌发绿豆超弱发光的影响[44]。他们发现，虽然蛋白合成抑制剂环已亚胺通过抑制蛋白质合成中的移位酶迅速阻断了细胞质中的全部蛋白质合成反应，但并没有对超弱发光产生影响。因此，蛋白质合成过程对超弱发光没贡献。并由此推断出，核酸代谢抑制剂放线菌素D之所以抑制超弱发光是因为它抑制了DNA发光和/RDA合成。因此，DNA和/RNA合成是超弱发光的一个来源。关于物理因素引起的超弱发光，Sapezhinskii等认为，是这些环境因素作用下生物体内产生的各种自由基（尤其是过氧自由基）经过一系列反应后生成的单线态氧和激发态羟基退激发光[58]。
作物幼苗不同器官间超弱发光强度有差异，根（或胚根）发光最强[28，33，38，39]，因为种子萌发后细胞分裂活动主要集中在胚根的分生区[24]。于这一点，国外有类似报道，对小麦、菜豆、扁豆和玉米的研究显示，根的发光强度是茎的的10多倍[8]。但也有例外，在玉米根、芽、胚、种中，芽的发光强度最大[31]。对大豆的研究显示，子叶的发光强度高于线]，究其原因，子叶是苗期养分的主要来源，而真叶才刚开始生长。作物萌发过程中，超弱发光的动脉变化呈现单峰曲线]，中期发光强度萌发比前期和后期高出2-3倍[32]，发光量在总发光量中占绝大部分[35]。但有的研究也显示萌发过程中发光强度呈双峰曲线；并认为第一峰主要与营养物质的分解代谢（主要是不饱和脂肪酸的氧化）有关，第二峰主要与有丝分裂有关，两者同行并存；但峰值出现的早晚因作物种类而不同[28，60]。不同物物间超弱发光强度有所不同，比如苗期发光强度大麦＞小麦＞玉米，反映了它们在干旱适应性上的差异[37]。种子超弱发光强度与某些物质的含量有关，豆科牧草种子萌动之初，超弱发光强度与干种子中饱和脂肪酸C014-18、棕榈酸、ATP含量呈负相关，和双健不饱和脂肪酸C1-318-24含量成正相关[38，39]，这和一些沙生植物是一致的[41]。作物籽粒的发光强度与成熟度及着生部位有关，对玉米的研究表明，成熟度小的籽粒高于成熟度大的籽粒[61]。其原因在于，授粉初期籽粒主要器官分化，细胞分裂和呼吸作用强；进入完熟期后，籽粒新陈代谢和细胞分裂减弱，超弱发光也相应减弱。此外，不同着生部位的籽粒超弱发光强度也有所不同，授粉48天后的玉米果穗，上部籽粒＜中粒籽粒＜下部籽粒；采后贮存30天的果穗，发光趋势正好相反，前者反映了果穗的发育和成熟过程，后者则反映了玉米是穗收获后穗部营养物质转运和累积的规律。
三种大豆脂肪酸氧化酶同工酶缺失体Lox1、Lox2、Lox3及其组合缺失体的子叶和真叶有相同的发光规律，双缺失体 ＞单缺失体＞正常品种，表明缺失体苗期叶片的超弱发光与脂肪酸氧化酶的基因型有关，这也许可以成为鉴别脂肪酸氧化酶同工酶缺失体的指标[59]。国外对这三种缺失体也有研究，据Jinye wang等报道，三者及组合的组织匀浆中，Lox1+Lox3的发光强度最低[61]。种子超弱发光强度的高低能在一定程度上反映种子活力的大小，马铃薯整种子及其粉碎后的提取液超弱发光强度均与发芽率和发芽指数呈显著或极显著正相关关系[25]。用超弱发光强度鉴定种子活力，样品量少又不破坏种子，对于种子量少的珍贵品种极其有益。
2.3.1抗穗发芽能力、抗冷性、抗盐碱 不同抗穗发芽能力小麦品种完熟期贮藏幼苗的超弱发光强度有相同趋势，休眠期短的品种（易带穗发芽）＞中抗品种＞抗性品种[26]。因此，籽粒超弱发光强度可作为鉴定和筛选抗穗发芽品种的依据。只要把品种按发光值和统计结果排列，即可把抗性品种和抗性差的品种分开，而且条件单一，不需模拟逆境。
低温能降低超弱发光强度，低温下萌动7-8天的玉米籽粒[24]发光强度不及室温下的三分之一；且同样的低温，抗寒品种发光强度显著高于不抗寒品种，这种低温萌动时品种间发光强度的差异性品种抗冷性一致的表现，为筛选抗寒品种提供了一种简捷的鉴定方法。稀土有利于提高根系活力和发光强度[40]。但稀土只是在作物自身抗寒基础上发挥效力。随着温度的下降可能出现类似“闪光”的现象，比如冬天小麦在（40C-O0C-40C）降温过程中，根系活力随之下降，根系超弱发光强度好反而有所提高。水果对低温的反应和萌发强度却反而有所提高。水果对低温的反应和萌发种子有所不同，将葡萄和金拮分别贮藏在低温和室温下，结果，在贮藏过程中发光强度没有显著变化，而且两种处理亦无显著差异[42]。
用NaCI溶液对种子进行盐分胁迫处理，结果显示，高抗盐品种的发芽率和超弱发光强度均高于敏感品种[28，40，43，60]，耐盐苜蓿的发光值、代谢和生长速率无大的变化，敏感品种则有显著改变[60]。盐分胁迫将降低超弱发光强度，用0.5% naCI溶液萌发的大麦发光强度显著低于对照无显著差异，大豆则差异明显，这是因为小麦属中抗盐作物，而大豆属不抗盐作物[43]。稀土能提高作物耐盐能力，稀土溶液浸种能减弱盐胁迫引起的春、冬小麦发光强度降低的程度，且冬小麦比春小麦效果更明显[40]。
2.3.1抗旱性 作物籽粒和幼苗超弱发光都能在一定程度上反映品种间抗旱性差异。不同抗旱性小麦品种籽料的发光强度各有一定的范围，且抗旱性越超弱发光值也越高[30]，这与冬小麦和荞麦幼苗的试验结果是一致的[32，36]。用籽粒的超弱发光强度来鉴定作物的抗旱性有许多优点，简单易行，速度快，样品量少，又不破坏种子，对种子量少的珍贵品种尤其适宜。但是，仅仅根据超弱发光值的方差分析结果来对品种进行抗旱性分类，则无论用LSR0.05还是用LSR0.01作为分类标准，其中都有可属于抗旱性中等的中间类型[30]。
荞麦幼苗的发光强度抗旱品种大于不抗旱品种[36]。玉米抗旱自交系根的超弱发光积分值高于不抗旱自交系；根芽、根胚、根种超弱发光积分值的比值，萌发前期抗旱自交系大于不抗旱自交系（超弱发光积分优值与总积分值的比值亦如此）；后期则相反[31]，大麦超弱发光的最高峰值亦有类似规律[35]。冬小麦抗旱品种萌发过程五个龄期的的超弱发光总值比不抗旱品种大（大麦[35]也是这样），超弱发光持续不衰时间也比不抗旱品种长[32]。芝麻幼苗根茎，根叶超弱发光的的比值，抗旱性品种比不抗旱品种高[33]。（辣椒[34]、小麦[40]）萎蔫后的复水能力与超弱发光强度呈正样关系，这在评价品种抗旱能力方面有实际意义[40]。不同抗旱性品种在萌发过程中有不同的发光动态，（小麦、大麦[37]）抗旱品种萌发初期芽和根的超弱发光都很强，第二叶比第一叶发光水平更高，且在整个萌发过程中根的发光长盛不衰；不抗旱品种第一、二叶的发光水平都比较低，虽然萌动之初根的发光值占极大比重，但短时间内又很快下降；中抗品种则介于两者之间。这种发光部位动态过程的不同，有可能成为快速鉴定、早期筛选抗性品种的一种简便方法。
此外，人们还对水分胁迫和模拟干旱条件下作物幼苗的发光情况进行了研究。小麦萌发过程中用20%聚乙二醇进行水分胁迫处理，2小时后发光值有所下降，此后一直趋于较低水平，并且无明显的峰值出现[28]。（小麦、大豆和玉米等[27，29]）作物种子萌发时用蔗糖模拟干旱（简称模拟干旱），超弱发光强度有所降低；但不抗旱品种降低程度显著大于抗旱品种。在模拟干旱条件下萌发时，发光强度抗旱品种显著高于普通品种与蒸馏中萌况相反[29]。
超弱发光强度与环境因素有关，理化因子，如特定电磁波（简称PDP）、氧化剂、代谢抑制剂、稀土和电离辐射等，都可以改变发光强度。经TDP辐照的大豆干种子，在整个萌发过程中，超弱发光值始终高于未辐射种子[45]，这与TDP辐射能提高种子活力，促进种子萌发，促进幼苗生长，增强萌发种子的代谢活动是一致的。（水稻、陆稻、小麦、玉米和萝卜等[48]）作物种子刚经TDP辐照完时，发光强度较高，但不稳定；照后放置24小时此现象即可消除。TDP也对的超弱发光有影响[46]，家兔经TDP辐照后孵育，结果，发光值均高于对照，其中8分钟对照组与对照组差异极显著。
加氧化剂是增强发光的又一方法。小麦种子[28]萌发过程中，分别于6小时和72小时用1%KMnO4溶液处理，发光强度可分别增加10.8%倍和2.5倍，增强幅度随萌发时间的延长而减小，这是因为，代谢的氧化底物随着萌发时间的推移而减少。在血红素蛋白研究中也发现了氧化剂对发光的增强作用，D2O2能明显增强血红素蛋白的发光强度；自由基清除剂则产生相反的作用一抑制超弱发光，但不同自由基清除剂间有差别，B-Car，对血红素蛋白的发光有很大的抑制作用，而甘露醇和苯甲酸钠则无甚功效[49]。稀土能提高（液体培养的玉米、冬小麦、辣椒和甜菜等[40]）根的超北发光强度和活力，但稀土只在一定范围内起作用，遗传特征是发光特征及根系活力的决定因素。
（紫外线]、X-射线]等）电离辐射也能提高超弱发光的强度。经X-射线细胞发光强度明显增强，累积照射26.5GY，超弱发光总超弱发光峰值出现的位置，辐射细胞和未辐射细胞的发光峰均在634.6nm出现。用X射线GY时，超弱发光强度与辐射剂量性相关。辐射增敏剂Misonidazole能增加X-射线和r-射线诱发的发光强度，但不变发光强度一辐射剂量间的线性关系；另，仅含Misonidazole的培养液的发光有受辐射因素的影响。紫外线对超弱发光具有促进和抑制两种可能作用，经紫外线分钟的大豆种子萌发后光峰值和发光均值都比对照高将近两倍，而照射60分钟的大豆种子反而明显低于对照；加入冷光剂后发光作用得到了加强，但发光趋势不变[47]。
对萌发绿豆的研究显示，不同代谢抑制剂对超弱发光有不同的影响[44]。NaN3抑制大部分与氧化有关的发光，放线菌素D（AD）则抑制与核酸合成有关的发光。呼吸受抑制引起的ATP等的缺乏必然会降低核酸的合成速度，因此，AD和NaN3对超弱发光的抑制既各不相同，又相互影响部位不同。EB是插入DNA分子使DNA双螺旋结构解开从而引起超弱发光增强；AD则主要是通过抑制RNA的合成抑制超弱发光。此外，EB能消除AD对发光的抑制，但不影响NaN3和AD联合处理对发光的抑制。
人体体表不同部位超弱发光强度有差异，手指＞手心＞面颊[13]，仅就手而言，指尖＞手心＞虎口＞手背[11]。人体体表有14条高发光线%与《灵枢经》中描绘的人体十四经的体表经穴、经线的高发光生物物理特性。病人某些部位的发光强度不对称，如单侧颜面神经麻痹和面肌痉挛者的左右商阳穴[11]。不同刺激剂对人外周血多形核白细胞（PMN）发光的刺激作用有别[15]，酵母多糖（OZ）和伴刀豆球蛋白刺激效率低，持续时间短；佛发波醇刺激效率高，低浓度即能使PMN稳定发光达6小时。另外，测量体系中血含量也对PMN受激发光有影响，105左右含血量最佳。针刺能增加动物某些穴位发光强度，对家兔的研究[12]显示，电针刺外关穴前后同侧耳部发光强度有显著差异；而针刺非经穴部位，未见明显变化，验证了祖国医学外穴与耳部位存在特殊的三焦经经络通路的论述，以及经穴对机体生命活动特有的调整作用。该研究还发现，用药物封闭周围神经通路后，电针刺激不能明显改变发光强度，证明在经络激动剂和抑制剂对超弱发光有相反的作用。fMLP、A2387等均可刺激大鼠腹腔中性粒细胞和次黄嘌呤一黄嘌呤氧化酶系统发光[23]。超弱发光在癌症研究中也得到了应用，畸胎癌组织抽提液的发光峰值603nm和651nm与原卟淋IX标准样品基本吻合，证明畸胎癌组织中有卟啉[21]。另一项研究还发现，卟淋和白蛋白复合物的发光特性与临床诊断中选择的癌固有特征峰或患者血清特征峰相吻合[22]。超弱发光在国内经络研究上应用较多，目前已在循经感传与经穴发光的定量关系、人体体表冷光变化与针刺对人体的调节作用、以及喻穴、特定穴、交会穴、子母穴的冷光特性等研究中取得初步进展，部分验证了祖国医学的有关经络学说[12]。
兔和大鼠[16，17]油酸肺损伤时H2O2能显著提高发光值和降低发光衰减系数。经H2O2处理的兔血浆发光强度明显高于全血和红细胞悬液；但溶血后三者的发光值均显著增加，其中全血和红细胞悬液发光值分别增加了15.5倍和6.1倍。白细胞降低90%后油酸性肺损伤发光值的升高程度显著减小，支气管肺泡藻洗液中蛋白含量和化学发光水平也显著降低，表明白细胞在肺内聚集将加重肺损伤程度。离体的不同发育时期的鸡胚神经细胞的发光有很大差异[19]，9天以后的鸡胚神经细胞有明显的特征曲线，该曲线的产生与外界的温度、氧、电场作用和光照等因子有关。温度由410C降到370C过程中，发光强度亦降低，同时最大峰位置后移，但当温度低于370C时，则特征曲线变得不明显；外界电场和光照能使发光迅速增加，但不能改变发光曲线的特征，且移去外电场后，能迅速恢复到原发光水平。苯对水介质中鲤肝微粒体的发光有增强作用，但需要适量过渡金属离子F2+或Cu2+存在；F2+诱导活力比Cu2+大，所用剂量仅为Cu2+的1/6，且两者的作用方式也有区别，F2+所刺激的肝微粒体发光是陡升陡落，Cu2+则是缓升缓降[19]。超弱发光与许多生理生化反应有关，对绵羊的研究发现，发光强度与活力、呼吸、果糖酵解、磷酸肌酸呈正相关，这种发光与活力和能量代谢间的内在联系，反映了能量转化过程，是评价品质很有价值的指标[20]。
现在简要谈一下检测方法和检测系统[4]。超弱发光的测定主要是基于光电倍增管的检测方法，共有测量输出电流（DC法）、测量输出电流中的交流成分（AC法）、单光子计数（SPC法）和同步单光子计数（SSPC法）等四种方法，其优越性为DC法＜AC法＜SPC法＜SSPC法，但现在常用的主要是后两种。常用的检测系统有，BCL发光测定仪、Beckman公司生产的LS-5801、LS-9800液体闪烁计数器的单光子计数装置，以及EM19789QB型、EM19635QB型、GDB-52型等光电倍增管装配的仪器。