معلومة

الوحدة 2: متطلبات النبات واستخداماته - علم الأحياء

الوحدة 2: متطلبات النبات واستخداماته - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

الوحدة 2: متطلبات النبات والاستخدام

تخطيط الوحدة

ملاحظة مهمة: يتم استخدام هذه المستندات في فصولي الخاصة ، على الرغم من أنها ليست منتجات IB رسمية. يتم مشاركتهم بحسن نية ، لكن تعاملهم بحذر وبذل العناية الواجبة. يجب على المدرسين الرجوع دائمًا إلى أحدث النصائح من أدلة الموضوع وتقارير الموضوعات حول OCC والخبراء في هذا الموضوع.

“لماذا نحتاج إلى التخطيط عندما يكون لدينا دليل موضوعي؟“

هنا & # 8217s ردي. للأسف ، قوة تطوير المناهج كتطوير مهني يمكن أن يضيع على العديد من المعلمين ، وخاصة على مستوى DP. مخطط وحدة جيد & # 8211 خاصة إذا كان يشكل جزءًا من منهج كامل مفصل قوي & # 8211 يعطي نظرة عامة على التدريس والتعلم الذي يحدث في الفصل. يفرض التفكير الدقيق حول عناصر التدريس ويشجع الممارسة العاكسة. بالطبع ، يمكنك فقط ملء بعض المربعات & # 8230

مع وجود الكثير من التغييرات الجارية في برنامج MYP و DP ، أدركت أن الوقت قد حان لإجراء تحديث بناءً على ما تعلمته من خلال الكثير من القراءة! GoogleDoc أدناه هو ملخص لدورة SL دورة I & # 8217m التخطيط لعام 2013-2015. يبدو مختلفًا عن بعض أقسام المخطط التي قد تراها عادةً ، حيث أفكر في كيفية تغيير الأشياء مع الفصل القادم ومحاولة ممارسة بعض الوحدات الأكثر تماسكًا & # 8211 والقائمة على المفهوم & # 8211. يبدو أفضل هنا.

في مدرستي الحالية ، نستخدم ATLAS Rubicon للتخطيط ، لذلك لم أعد أستخدم مستندات Word.

ومع ذلك ، هنا & # 8217s تم وضع مخطط ليكون مفيدًا بشكل أكثر تحديدًا لعلوم IBDP.

نصائح: إنه مستند على الوجهين بحجم A3. يمكن طباعة الوجه الأول للعرض في الفصل. أجد أنه من الأسهل حفظ المستندات المكتملة في ملف pdf لطباعتها بأحجام مختلفة.

فيما يلي مثال (أقدم) لأول وحدة قصيرة لي من الدورة:


محتويات

يعود استخدام الحيوانات في البحث إلى اليونان القديمة ، وكان أرسطو (384-322 قبل الميلاد) وإيراسيستراتوس (304-258 قبل الميلاد) من بين أوائل الذين أجروا تجارب على الحيوانات الحية. [9] تضمنت الاكتشافات في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر استخدام أنطوان لافوازييه لخنزير غينيا في مقياس المسعر لإثبات أن التنفس كان شكلاً من أشكال الاحتراق ، وإثبات لويس باستور لنظرية الجراثيم للأمراض في ثمانينيات القرن التاسع عشر باستخدام الجمرة الخبيثة في الأغنام.

كان البحث باستخدام النماذج الحيوانية محوريًا للعديد من إنجازات الطب الحديث. [10] [11] [12] وقد ساهمت في معظم المعارف الأساسية في مجالات مثل علم وظائف الأعضاء البشرية والكيمياء الحيوية ، ولعبت أدوارًا مهمة في مجالات مثل علم الأعصاب والأمراض المعدية. [13] [14] على سبيل المثال ، تضمنت النتائج شبه القضاء على شلل الأطفال وتطوير زراعة الأعضاء ، وقد أفادت كل من البشر والحيوانات. [10] [15] من عام 1910 إلى عام 1927 ، عمل توماس هانت مورغان مع ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة سوداء البطن حددت الكروموسومات على أنها ناقل وراثة الجينات. [16] [17] ذبابة الفاكهة أصبحت واحدة من الكائنات الحية الأولى ، والأكثر استخدامًا لبعض الوقت ، [18] وكتب إريك كانديل أن اكتشافات مورغان "ساعدت في تحويل علم الأحياء إلى علم تجريبي". [19] D. melanogaster لا تزال واحدة من الكائنات الحية النموذجية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. خلال نفس الفترة الزمنية ، أدت الدراسات التي أجريت على وراثة الفئران في معمل قلعة ويليام إرنست بالتعاون مع آبي لاثروب إلى إنتاج سلالة الفئران الفطرية ("المخففة والبنية وغير الغوطية") والتوليد المنهجي لسلالات فطرية أخرى . [20] [21] منذ ذلك الحين تم استخدام الفأر على نطاق واسع كنموذج حي وارتبط بالعديد من الاكتشافات البيولوجية الهامة في القرنين العشرين والحادي والعشرين. [22]

في أواخر القرن التاسع عشر ، عزل إميل فون بيرينغ ذيفان الدفتيريا وأظهر آثاره في خنازير غينيا. وتابع لتطوير مضاد للسموم ضد الدفتيريا في الحيوانات ثم في البشر ، مما أدى إلى الأساليب الحديثة للتحصين والقضاء على الدفتيريا إلى حد كبير كمرض خطير. [23] تشتهر ذكرى مضاد السم الخناق في سباق إديتارود ، والذي تم تصميمه على غرار إيصال الترياق المضاد للسموم في مصل عام 1925 إلى نوم. يُعزى نجاح الدراسات التي أجريت على الحيوانات في إنتاج مضاد السم الخناق أيضًا إلى انخفاض معارضة أوائل القرن العشرين لأبحاث الحيوانات في الولايات المتحدة. [24]

أدت الأبحاث اللاحقة في الكائنات الحية النموذجية إلى مزيد من التقدم الطبي ، مثل أبحاث فريدريك بانتينج في الكلاب ، والتي حددت أن عزل إفراز البنكرياس يمكن استخدامه لعلاج الكلاب المصابة بداء السكري. أدى هذا إلى اكتشاف الأنسولين عام 1922 (مع جون ماكلويد) [25] واستخدامه في علاج مرض السكري ، والذي كان يعني الموت في السابق. [26] اكتشف بحث جون كيد في خنازير غينيا الخصائص المضادة للاختلاج لأملاح الليثيوم ، [27] والتي أحدثت ثورة في علاج الاضطراب ثنائي القطب ، لتحل محل العلاجات السابقة لفص الفصوص أو العلاج بالصدمات الكهربائية. كما تم تطوير التخدير العام الحديث ، مثل الهالوثان والمركبات ذات الصلة ، من خلال الدراسات التي أجريت على الكائنات الحية النموذجية ، وهي ضرورية للعمليات الجراحية الحديثة والمعقدة. [28] [29]

في الأربعينيات من القرن الماضي ، استخدم جوناس سالك دراسات القرد الريسوسي لعزل أكثر أشكال فيروس شلل الأطفال فتكًا ، [30] مما أدى إلى ابتكاره لقاح شلل الأطفال. اللقاح ، الذي تم توفيره للجمهور في عام 1955 ، قلل من حدوث شلل الأطفال 15 مرة في الولايات المتحدة على مدى السنوات الخمس التالية. [31] قام ألبرت سابين بتحسين اللقاح عن طريق تمرير فيروس شلل الأطفال عبر مضيفات حيوانية ، بما في ذلك القرود ، تم إنتاج لقاح سابين للاستهلاك الشامل في عام 1963 ، وقد قضى فعليًا على شلل الأطفال في الولايات المتحدة بحلول عام 1965. [32] وقد تم تقدير ذلك تطلب تطوير اللقاحات وإنتاجها استخدام 100،000 قرد ريس ، مع إنتاج 65 جرعة من اللقاح من كل قرد. كتب سابين في عام 1992 ، "بدون استخدام الحيوانات والبشر ، كان من المستحيل اكتساب المعرفة المهمة اللازمة لمنع الكثير من المعاناة والموت المبكر ، ليس فقط بين البشر ، ولكن أيضًا بين الحيوانات". [33]

تشمل التطورات الطبية الأخرى في القرن العشرين والعلاجات التي اعتمدت على الأبحاث التي أجريت على الحيوانات تقنيات زرع الأعضاء ، [34] [35] [36] [37] آلة القلب والرئة ، [38] المضادات الحيوية ، [39] [40] [ 41] ولقاح السعال الديكي. [42] كما تم تطوير علاجات لأمراض الحيوان ، بما في ذلك داء الكلب ، [43] الجمرة الخبيثة ، [43] الرعام ، [43] فيروس نقص المناعة لدى القطط (FIV) ، [44] السل ، [43] حمى الماشية في تكساس ، [43] ] حمى الخنازير التقليدية (كوليرا الخنازير) ، [43] والديدان القلبية والالتهابات الطفيلية الأخرى. [45] لا تزال التجارب على الحيوانات مطلوبة للبحث الطبي الحيوي ، [46] وتستخدم بهدف حل المشكلات الطبية مثل مرض الزهايمر ، [47] الإيدز ، [48] [49] [50] التصلب المتعدد ، [51] ] إصابة الحبل الشوكي ، العديد من الصداع ، [52] وغيرها من الحالات التي لا يوجد فيها فائدة في المختبر نظام النموذج متاح.

النماذج هي تلك الكائنات التي لديها ثروة من البيانات البيولوجية التي تجعلها جذابة للدراسة كأمثلة لأنواع أخرى و / أو ظواهر طبيعية يصعب دراستها بشكل مباشر. يركز البحث المستمر حول هذه الكائنات على مجموعة واسعة من التقنيات والأهداف التجريبية من مستويات مختلفة من علم الأحياء - من البيئة والسلوك والميكانيكا الحيوية ، وصولاً إلى النطاق الوظيفي الصغير للأنسجة الفردية والعضيات والبروتينات. تصنف الاستفسارات حول الحمض النووي للكائنات على أنها نماذج وراثية (مع فترات جيل قصيرة ، مثل ذبابة الفاكهة والدودة الخيطية) ، ونماذج تجريبية ، ونماذج البخل الجيني ، التي تبحث في الموقع المحوري في الشجرة التطورية. [53] تاريخيًا ، تشتمل الكائنات النموذجية على عدد قليل من الأنواع ذات بيانات بحث جينومية شاملة ، مثل الكائنات الحية النموذجية للمعاهد الوطنية للصحة. [54]

في كثير من الأحيان ، يتم اختيار الكائنات الحية النموذجية على أساس أنها قابلة للتلاعب التجريبي. سيتضمن هذا عادةً خصائص مثل دورة الحياة القصيرة ، وتقنيات التلاعب الجيني (السلالات الفطرية ، وخطوط الخلايا الجذعية ، وطرق التحول) ومتطلبات المعيشة غير المتخصصة. في بعض الأحيان ، يسهل ترتيب الجينوم تسلسل جينوم الكائن النموذجي ، على سبيل المثال ، من خلال كونه مضغوطًا جدًا أو يحتوي على نسبة منخفضة من الحمض النووي غير المرغوب فيه (مثل الخميرة أو الأرابيدوبسيس أو السمكة المنتفخة).

عندما يبحث الباحثون عن كائن حي لاستخدامه في دراساتهم ، فإنهم يبحثون عن عدة سمات. من بينها الحجم ، ووقت التوليد ، وإمكانية الوصول ، والتلاعب ، وعلم الوراثة ، والحفاظ على الآليات ، والفوائد الاقتصادية المحتملة. نظرًا لأن البيولوجيا الجزيئية المقارنة أصبحت أكثر شيوعًا ، فقد سعى بعض الباحثين إلى كائنات نموذجية من مجموعة متنوعة من السلالات على شجرة الحياة.

تحرير الارتباط الوراثي والتطور

السبب الرئيسي لاستخدام الكائنات الحية النموذجية في البحث هو المبدأ التطوري القائل بأن جميع الكائنات الحية تشترك في درجة معينة من الترابط والتشابه الجيني بسبب أصل مشترك. إذن ، يمكن أن توفر دراسة الأقارب البشرية التصنيفية قدرًا كبيرًا من المعلومات حول الآلية والمرض داخل جسم الإنسان والتي يمكن أن تكون مفيدة في الطب.

تم إنشاء العديد من أشجار النشوء والتطور للفقاريات باستخدام البروتينات المقارنة وعلم الوراثة وعلم الجينوم وكذلك السجل الجيوكيميائي والسجل الأحفوري. [55] تخبرنا هذه التقديرات أن البشر والشمبانزي شاركوا آخر سلف مشترك منذ حوالي 6 ملايين سنة (ميا). كأقرب أقربائنا ، فإن الشمبانزي لديه الكثير من الإمكانات لإخبارنا عن آليات المرض (وما هي الجينات التي قد تكون مسؤولة عن الذكاء البشري). ومع ذلك ، نادرًا ما يتم استخدام الشمبانزي في البحث وهو محمي من الإجراءات شديدة التوغل. القوارض هي أكثر النماذج الحيوانية شيوعًا. تقدر أشجار النشوء والتطور أن البشر والقوارض شاركوا في سلف مشترك آخر مرة

80-100mya. [56] [57] على الرغم من هذا الانقسام البعيد ، فإن بين البشر والقوارض أوجه تشابه أكثر بكثير من الاختلافات بينهم. ويرجع ذلك إلى الاستقرار النسبي لأجزاء كبيرة من الجينوم ، مما يجعل استخدام الحيوانات الفقارية مثمرًا بشكل خاص.

تُستخدم البيانات الجينومية لإجراء مقارنات وثيقة بين الأنواع وتحديد الصلة. كبشر ، نتشارك حوالي 99٪ من جينومنا مع الشمبانزي [58] [59] (98.7٪ مع قرود البونوبو) [60] وأكثر من 90٪ مع الفأر. [57] مع الحفاظ على الكثير من الجينوم عبر الأنواع ، فمن المثير للإعجاب نسبيًا أن الاختلافات بين البشر والفئران يمكن حسابها في ما يقرب من ستة آلاف جين (من

30000 المجموع). تمكن العلماء من الاستفادة من أوجه التشابه هذه في توليد نماذج تجريبية وتنبؤية للأمراض البشرية.

هناك العديد من الكائنات الحية النموذجية. كانت البكتيريا من أولى الأنظمة النموذجية للبيولوجيا الجزيئية الإشريكية القولونية، أحد المكونات المشتركة للجهاز الهضمي البشري. العديد من الفيروسات البكتيرية (العاثية) التي تصيب بكتريا قولونية كانت أيضًا مفيدة جدًا لدراسة بنية الجينات وتنظيم الجينات (مثل العاثيات Lambda و T4). ومع ذلك ، هناك جدل حول ما إذا كان ينبغي تصنيف العاثيات على أنها كائنات حية ، لأنها تفتقر إلى التمثيل الغذائي وتعتمد على وظائف الخلايا المضيفة للتكاثر. [61]

في حقيقيات النوى ، العديد من الخمائر ، على وجه الخصوص خميرة الخميرة (خميرة "بيكر" أو "في مهدها") ، تم استخدامها على نطاق واسع في علم الوراثة وبيولوجيا الخلية ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أنها سريعة وسهلة النمو. تشبه دورة الخلية في الخميرة البسيطة دورة الخلية عند البشر وتنظمها البروتينات المتماثلة. ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة سوداء البطن تمت دراسته ، مرة أخرى ، لأنه من السهل أن ينمو للحيوان ، وله العديد من الصفات الخلقية المرئية وله كروموسوم متعدد الأوجه (عملاق) في الغدد اللعابية يمكن فحصه تحت المجهر الضوئي. الدودة أنواع معينة انيقة تمت دراسته لأنه يحتوي على أنماط نمو محددة للغاية تتضمن عددًا ثابتًا من الخلايا ، ويمكن تقييمه بسرعة بحثًا عن التشوهات.

قد تحتوي النماذج الحيوانية التي تخدم في البحث على مرض أو إصابة موجودة أو فطرية أو مستحثة مشابهة لحالة الإنسان. غالبًا ما يطلق على شروط الاختبار هذه نماذج حيوانية من المرض. يسمح استخدام النماذج الحيوانية للباحثين بالتحقيق في حالات المرض بطرق لا يمكن الوصول إليها في مريض بشري ، وتنفيذ إجراءات على الحيوان غير البشري التي تنطوي على مستوى من الضرر لا يعتبر أخلاقيًا لإلحاقه بالإنسان.

تتشابه أفضل نماذج المرض في المسببات (آلية السبب) والنمط الظاهري (العلامات والأعراض) مع نظيرها البشري. ومع ذلك ، يمكن في كثير من الأحيان فهم الأمراض البشرية المعقدة بشكل أفضل في نظام مبسط يتم فيه عزل الأجزاء الفردية من عملية المرض وفحصها. على سبيل المثال ، يمكن استخدام نظائرها السلوكية للقلق أو الألم في حيوانات المختبر لفحص واختبار عقاقير جديدة لعلاج هذه الحالات لدى البشر. وجدت دراسة أجريت عام 2000 أن النماذج الحيوانية متوافقة (تزامنت مع الإيجابيات الحقيقية والسلبيات الكاذبة) مع السمية البشرية في 71٪ من الحالات ، مع 63٪ لغير القوارض وحدها و 43٪ للقوارض وحدها. [62]

في عام 1987 ، ديفيدسون وآخرون. اقترح أن يعتمد اختيار نموذج حيواني للبحث على تسعة اعتبارات. وتشمل هذه "1) الملاءمة كنظير ، 2) قابلية نقل المعلومات ، 3) التوحيد الجيني للكائنات ، عند الاقتضاء ، 4) خلفية المعرفة بالخصائص البيولوجية ، 5) التكلفة والتوافر ، 6) قابلية تعميم النتائج ، 7) سهولة والقدرة على التكيف مع التلاعب التجريبي ، و 8) العواقب البيئية ، و 9) الآثار الأخلاقية ". [63]

يمكن تصنيف النماذج الحيوانية على أنها متجانسة أو متشابهة أو تنبؤية. يمكن أيضًا تصنيف النماذج الحيوانية على نطاق أوسع إلى أربع فئات: 1) تجريبية ، 2) عفوية ، 3) سلبية ، 4) يتيم. [64]

النماذج التجريبية هي الأكثر شيوعًا. تشير هذه إلى نماذج المرض التي تشبه الظروف البشرية في النمط الظاهري أو الاستجابة للعلاج ولكن يتم تحفيزها بشكل مصطنع في المختبر. تتضمن بعض الأمثلة ما يلي:

  • استخدام الميترازول (pentylenetetrazol) كنموذج حيواني للصرع [65]
  • تحريض إصابات الدماغ الميكانيكية كنموذج حيواني لصرع ما بعد الصدمة [66]
  • حقن السموم العصبية 6-هيدروكسيدوبامين لأجزاء الدوبامين من العقد القاعدية كنموذج حيواني لمرض باركنسون. [67] مع مستضد ذاتي للحث على استجابة مناعية لأمراض المناعة الذاتية النموذجية مثل التهاب الدماغ والنخاع التجريبي الذاتي المناعي [68]
  • انسداد الشريان الدماغي الأوسط كنموذج حيواني للسكتة الدماغية [69]
  • حقن الدم في العقد القاعدية للفئران كنموذج للسكتة الدماغية النزفية [70] [71] وتحريض الصدمة الإنتانية عن طريق إضعاف سلامة الأنسجة الحاجزة ، وإعطاء مسببات الأمراض الحية أو السموم [72]
  • إصابة الحيوانات بمسببات الأمراض لتكاثر الإنسان بالأمراض المعدية
  • حقن الحيوانات بمنبهات أو مناهضات لناقلات عصبية مختلفة لتكاثر الاضطرابات العقلية البشرية
  • استخدام الإشعاع المؤين لإحداث الأورام
  • استخدام نقل الجينات لإحداث الأورام [73] [74]
  • زرع أورام في الحيوانات لاختبار وتطوير علاجات باستخدام الإشعاع المؤين المختار (كما هو الحال في الفئران المصابة بداء السكري والمعروفة أيضًا باسم الفئران NOD) [75]
  • نماذج حيوانية مختلفة لفحص الأدوية لعلاج الجلوكوما
  • استخدام الجرذ المبيض في أبحاث هشاشة العظام
  • استخدام yoelii المتصورة كنموذج للملاريا البشرية [76] [77] [78]

تشير النماذج العفوية إلى الأمراض المشابهة للظروف البشرية التي تحدث بشكل طبيعي في الحيوان قيد الدراسة. هذه النماذج نادرة ولكنها غنية بالمعلومات. تشير النماذج السلبية بشكل أساسي إلى الحيوانات الضابطة ، والتي تكون مفيدة للتحقق من صحة نتيجة تجريبية. تشير النماذج اليتيمة إلى الأمراض التي لا يوجد لها مثيل بشري وتحدث حصريًا في الأنواع المدروسة. [64]

تسمح الزيادة في معرفة جينومات الرئيسيات غير البشرية والثدييات الأخرى القريبة جينيًا من البشر بإنتاج أنسجة وأعضاء حيوانية معدلة وراثيًا وحتى أنواع حيوانية تعبر عن أمراض بشرية ، مما يوفر نموذجًا أكثر قوة للأمراض البشرية في نموذج حيواني.

غالبًا ما يطلق على النماذج الحيوانية التي لوحظت في علوم علم النفس وعلم الاجتماع نماذج حيوانية للسلوك. من الصعب بناء نموذج حيواني يعيد إنتاج أعراض الاكتئاب بشكل مثالي لدى المرضى. الاكتئاب ، مثله مثل الاضطرابات العقلية الأخرى ، يتكون من طرز داخلية [79] يمكن استنساخها بشكل مستقل وتقييمها في الحيوانات. يوفر النموذج الحيواني المثالي فرصة لفهم العوامل الجزيئية والوراثية والجينية التي قد تؤدي إلى الاكتئاب. باستخدام نماذج حيوانية ، يمكن فحص التغيرات الجزيئية الكامنة والعلاقة السببية بين التغيرات الجينية أو البيئية والاكتئاب ، الأمر الذي من شأنه أن يوفر رؤية أفضل لأمراض الاكتئاب. بالإضافة إلى ذلك ، لا غنى عن النماذج الحيوانية للاكتئاب لتحديد علاجات جديدة للاكتئاب. [80] [81]

الكائنات الحية النموذجية مأخوذة من جميع مجالات الحياة الثلاثة ، وكذلك الفيروسات. أكثر الكائنات الحية التي تمت دراستها على نطاق واسع بدائية النواة هي الإشريكية القولونية (بكتريا قولونية) ، والتي تم التحقيق فيها بشكل مكثف لأكثر من 60 عامًا. إنها بكتيريا أمعاء شائعة سالبة الجرام يمكن زراعتها بسهولة وبتكلفة زهيدة في بيئة معملية. إنه الكائن الحي الأكثر استخدامًا في علم الوراثة الجزيئي ، وهو نوع مهم في مجالات التكنولوجيا الحيوية وعلم الأحياء الدقيقة ، حيث كان بمثابة الكائن الحي المضيف لغالبية العمل مع الحمض النووي المؤتلف. [82]

تتضمن حقيقيات النوى النموذج البسيط خميرة الخباز (خميرة الخميرة) والخميرة الانشطارية (شيزوساكارومايس بومب) ، وكلاهما يشتركان في العديد من الشخصيات مع خلايا أعلى ، بما في ذلك خلايا البشر. على سبيل المثال ، تم اكتشاف العديد من جينات الانقسام الخلوي الضرورية لتطور السرطان في الخميرة. كلاميدوموناس رينهاردتي، طحلب أخضر أحادي الخلية مع علم الوراثة المدروس جيدًا ، يستخدم لدراسة التمثيل الضوئي والحركة. C.reinhardtii لديه العديد من المسوخات المعروفة والمعينة وعلامات التسلسل المعبر عنها ، وهناك طرق متقدمة للتحول الجيني واختيار الجينات. [83] ديسكويستيليوم ديسكويديوم يستخدم في البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة ، ويُدرس كمثال على الاتصال الخلوي والتمايز وموت الخلايا المبرمج.

بين اللافقاريات ، ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة سوداء البطن مشهور بأنه موضوع تجارب علم الوراثة من قبل توماس هانت مورغان وآخرين. يتم تربيتها بسهولة في المختبر ، بأجيال سريعة ، وخصوبة عالية ، وعدد قليل من الكروموسومات ، وطفرات يمكن ملاحظتها بسهولة. [84] الديدان الخيطية أنواع معينة انيقة يستخدم لفهم التحكم الجيني للتطور وعلم وظائف الأعضاء. تم اقتراحه لأول مرة كنموذج لتطور الخلايا العصبية من قبل سيدني برينر في عام 1963 ، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في العديد من السياقات المختلفة منذ ذلك الحين. [85] [86] C. ايليجانس كان أول كائن متعدد الخلايا تم تسلسل جينومه بالكامل ، واعتبارًا من عام 2012 ، كان الكائن الحي الوحيد الذي اكتمل شبكته العصبية (مخطط الأسلاك العصبية). [87] [88]

نبات الأرابيدوبسيس thaliana هو حاليا المصنع النموذجي الأكثر شعبية. مكانتها الصغيرة وقصر جيلها تسهل الدراسات الجينية السريعة ، [89] وقد تم تحديد العديد من الطفرات المظهرية والكيميائية الحيوية. [89] A. thaliana كان أول نبات يتم تسلسل الجينوم الخاص به. [89]

بين الفقاريات ، خنازير غينيا (كافيا بورسيلوس) من قبل Robert Koch وغيره من علماء البكتيريا الأوائل كمضيف للعدوى البكتيرية ، وأصبح مرادفًا لـ "حيوان المختبر" ، ولكنه أقل استخدامًا اليوم. النموذج الكلاسيكي للفقاريات حاليًا هو الفأر (موس العضلات). توجد العديد من السلالات الفطرية ، بالإضافة إلى سلالات مختارة لصفات معينة ، غالبًا ما تكون ذات أهمية طبية ، على سبيل المثال حجم الجسم ، والسمنة ، والعضلات ، وسلوك الركض الطوعي. [90] الجرذ (الجرذ النرويجي) مفيد بشكل خاص كنموذج علم السموم ، وكنموذج عصبي ومصدر لمزارع الخلايا الأولية ، بسبب الحجم الأكبر للأعضاء والتركيبات تحت العضوية بالنسبة للفأر ، في حين أن البويضات والأجنة من Xenopus Tropicalis و Xenopus laevis (الضفدع الأفريقي المخلب) تستخدم في علم الأحياء التطوري ، وبيولوجيا الخلية ، وعلم السموم ، وعلم الأعصاب. [91] [92] وبالمثل ، فإن الزرد (دانيو ريريو) له جسم شبه شفاف أثناء التطور المبكر ، مما يوفر وصولًا بصريًا فريدًا إلى التشريح الداخلي للحيوان خلال هذه الفترة الزمنية. تُستخدم أسماك الزرد لدراسة التطور ، وعلم السموم ، وعلم الأمراض السمية ، [93] وظيفة الجينات المحددة وأدوار مسارات الإشارات.

تشمل الكائنات الحية النموذجية المهمة الأخرى وبعض استخداماتها: T4 phage (عدوى فيروسية) ، رباعي الغشاء ثيرموفيلا (العمليات داخل الخلايا) ، الذرة (الينقولات) ، هيدرا (التجديد والتشكل) ، [94] القطط (الفسيولوجيا العصبية) ، الدجاج (النمو) ، الكلاب (الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية) ، Nothobranchius furzeri (الشيخوخة) ، [95] والرئيسيات غير البشرية مثل مكاك الريس والشمبانزي (التهاب الكبد ، وفيروس نقص المناعة البشرية ، ومرض باركنسون ، والإدراك ، واللقاحات).

كائنات نموذجية مختارة تحرير

أصبحت الكائنات الحية أدناه كائنات نموذجية لأنها تسهل دراسة بعض السمات أو بسبب إمكانية الوصول إليها من الناحية الجينية. على سبيل المثال، بكتريا قولونية كانت واحدة من أولى الكائنات الحية التي تم تطوير تقنيات وراثية مثل التحول أو التلاعب الجيني.

تم تسلسل جينومات جميع أنواع النماذج ، بما في ذلك جينومات الميتوكوندريا / البلاستيدات الخضراء. توجد قواعد بيانات الكائنات الحية النموذجية لتزويد الباحثين ببوابة يمكن من خلالها تنزيل التسلسلات (DNA أو RNA أو البروتين) أو للوصول إلى معلومات وظيفية عن جينات معينة ، على سبيل المثال التوطين الخلوي الفرعي للمنتج الجيني أو دوره الفسيولوجي.

نموذج الكائن الحي اسم شائع التصنيف غير الرسمي الاستخدام (أمثلة)
فايروس 174 ΦX174 فايروس التطور [96]
بدائيات النوى الإشريكية القولونية بكتريا قولونية بكتيريا علم الوراثة البكتيرية والتمثيل الغذائي
حقيقيات النوى ، أحادية الخلية ديسكويستيليوم ديسكويديوم الأميبا علم المناعة ، التفاعلات بين المضيف والممرض [97]
خميرة الخميرة خميرة البيرة
خميرة بيكر
خميرة انقسام الخلايا ، العضيات ، إلخ.
شيزوساكارومايس بومب خميرة الانشطار خميرة دورة الخلية ، الحركة الخلوية ، بيولوجيا الكروموسوم ، التيلوميرات ، استقلاب الحمض النووي ، تنظيم الهيكل الخلوي ، التطبيقات الصناعية [98] [99]
كلاميدوموناس رينهاردتي الطحالب إنتاج الهيدروجين [100]
رباعي الغشاء ثيرموفيلا, T. الكمثري هدبي التعليم ، [101] البحوث الطبية الحيوية [102]
إميليانيا هكسليي العوالق درجة حرارة سطح البحر [103]
مصنع نبات الأرابيدوبسيس thaliana رشاد ثال النباتات المزهرة علم الوراثة السكانية [104]
باتينز فيسكوميتريلا انتشار طحلب الأرض طحلب الزراعة الجزيئية [105]
Populus trichocarpa بلسم شعبي شجرة تحمل الجفاف ، التخليق الحيوي للجنين ، تكوين الخشب ، بيولوجيا النبات ، علم التشكل ، علم الوراثة ، وعلم البيئة [106]
حيوان غير فقاري أنواع معينة انيقة الديدان الخيطية ، الدودة المستديرة دودة التمايز والتنمية
ذبابة الفاكهة سوداء البطن ذبابة الفاكهة حشرة علم الأحياء النمائي ، مرض تنكس الدماغ البشري [107] [108]
Callosobruchus maculatus سوسة اللوبيا حشرة علم الأحياء التنموي
حيوان فقاري دانيو ريريو الزرد سمكة التطور الجنيني
قاع القلب مغاير موميشوج سمكة تأثير الهرمونات على السلوك [109]
Nothobranchius furzeri كيلي فيروزي سمكة الشيخوخة والمرض والتطور
لاتيبس اوريزيا سمك أرز ياباني سمكة بيولوجيا الأسماك ، تحديد الجنس [110]
أنوليس كارولينينسيس كارولينا أنول الزواحف بيولوجيا الزواحف ، التطور
موس العضلات فأر المنزل الحيوان الثديي نموذج المرض للبشر
جالوس جالوس دجاج الأدغال الأحمر عصفور التطور الجنيني وتكوين الأعضاء
Taeniopygia guttata حمار وحشي فينش عصفور التعلم الصوتي ، علم الأعصاب [111]
Xenopus laevis
Xenopus Tropicalis [112]
ضفدع أفريقي مخالب
الضفدع الغربي مخالب
البرمائيات التطور الجنيني

قد تكون العديد من النماذج الحيوانية التي تعمل كمواضيع اختبار في البحوث الطبية الحيوية ، مثل الجرذان والفئران ، قاصرة بشكل انتقائي ، وتعاني من السمنة وعدم تحمل الجلوكوز. قد يؤدي ذلك إلى إرباك استخدامها لنمذجة عمليات التمثيل الغذائي البشري والأمراض حيث يمكن أن تتأثر بتناول الطاقة الغذائية وممارسة الرياضة. [113] وبالمثل ، هناك اختلافات بين الجهاز المناعي للكائنات الحية النموذجية والبشر تؤدي إلى تغير كبير في الاستجابات للمنبهات ، [114] [115] [116] على الرغم من أن المبادئ الأساسية لوظيفة الجينوم قد تكون هي نفسها. [116] تحرم البيئات الفقيرة داخل أقفاص المختبر القياسية حيوانات البحث من التحديات العقلية والجسدية الضرورية للنمو العاطفي الصحي. [117] بدون التنوع اليومي والمخاطر والمكافآت والبيئات المعقدة ، جادل البعض بأن النماذج الحيوانية هي نماذج غير ملائمة للتجربة البشرية. [118]

تختلف الفئران عن البشر في العديد من الخصائص المناعية: الفئران أكثر مقاومة لبعض السموم من البشر ولديها نسبة أقل من العدلات الكلية في الدم ، وقدرة إنزيمية أقل للعدلات ، ونشاط أقل للنظام التكميلي ، ومجموعة مختلفة من البنتراكسين تشارك في العملية الالتهابية ونقص الجينات لمكونات مهمة في الجهاز المناعي ، مثل IL-8 و IL-37 و TLR10 و ICAM-3 وما إلى ذلك. نظام مناعي غير ناضج إلى حد ما مع عجز في خلايا الذاكرة التائية. قد يكون لدى هذه الفئران تنوع محدود في الجراثيم ، مما يؤثر بشكل مباشر على جهاز المناعة وتطور الحالات المرضية. علاوة على ذلك ، يتم تنشيط العدوى الفيروسية المستمرة (على سبيل المثال ، فيروسات الهربس) في البشر ، ولكن ليس في الفئران ذات عامل الحماية من الشمس ، مع مضاعفات إنتانية وقد تغير مقاومة العدوى البكتيرية. ربما تكون الفئران "القذرة" مناسبة بشكل أفضل لتقليد الأمراض البشرية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام سلالات الفئران الفطرية في الغالبية العظمى من الدراسات ، في حين أن السكان البشريين غير متجانسين ، مما يشير إلى أهمية الدراسات في الفئران المهجنة ، والفارسية ، وغير الخطية. [120]

تعديل التحيز غير المقصود

تشير بعض الدراسات إلى أن البيانات المنشورة غير الكافية في التجارب على الحيوانات قد تؤدي إلى بحث غير قابل للإنتاج ، مع حذف التفاصيل المفقودة حول كيفية إجراء التجارب من الأوراق المنشورة أو الاختلافات في الاختبار التي قد تؤدي إلى التحيز. تتضمن أمثلة التحيز الخفي دراسة عام 2014 من جامعة ماكجيل في مونتريال بكندا والتي تشير إلى أن الفئران التي تعامل معها الرجال بدلاً من النساء أظهرت مستويات ضغط أعلى. [121] [122] [123] اقترحت دراسة أخرى في عام 2016 أن ميكروبات الأمعاء في الفئران قد يكون لها تأثير على البحث العلمي. [124]

بدائل تحرير

شجعت المخاوف الأخلاقية ، وكذلك التكلفة والصيانة وعدم الكفاءة النسبية للبحوث الحيوانية على تطوير طرق بديلة لدراسة المرض. ثقافة الخلية ، أو في المختبر توفر الدراسات بديلاً يحافظ على فسيولوجيا الخلية الحية ، ولكنه لا يتطلب التضحية بحيوان للدراسات الآلية. يمكن للخلايا الجذعية البشرية المحفزة متعددة القدرات أن توضح آليات جديدة لفهم السرطان وتجديد الخلايا. تتيح دراسات التصوير (مثل التصوير بالرنين المغناطيسي أو التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني) إجراء دراسة غير جراحية على البشر. يمكن للتطورات الحديثة في علم الوراثة وعلم الجينوم تحديد الجينات المرتبطة بالأمراض ، والتي يمكن استهدافها للعلاجات.

يجادل العديد من الباحثين في الطب الحيوي بأنه لا يوجد بديل للكائن الحي عند دراسة التفاعلات المعقدة في علم أمراض المرض أو علاجاته. [125] [126]

يعود الجدل حول الاستخدام الأخلاقي للحيوانات في الأبحاث إلى عام 1822 على الأقل عندما أصدر البرلمان البريطاني تحت ضغط من المثقفين البريطانيين والهنود القانون الأول لحماية الحيوان الذي يمنع القسوة على الماشية. [127] تبع ذلك قانون القسوة على الحيوانات لعامي 1835 و 1849 ، والذي يجرم سوء المعاملة والقيادة المفرطة وتعذيب الحيوانات. في عام 1876 ، تحت ضغط من الجمعية الوطنية لمكافحة التشريح ، تم تعديل قانون القسوة على الحيوانات ليشمل اللوائح التي تحكم استخدام الحيوانات في البحث. نص هذا القانون الجديد على أنه 1) يجب إثبات أن التجارب ضرورية للغاية للتعليمات ، أو لإنقاذ أو إطالة حياة الإنسان 2) يجب تخدير الحيوانات بشكل صحيح و 3) يجب قتل الحيوانات بمجرد انتهاء التجربة. اليوم ، هذه المبادئ الثلاثة أساسية للقوانين والإرشادات التي تحكم استخدام الحيوانات والبحث. في الولايات المتحدة ، وضع قانون رعاية الحيوان لعام 1970 (انظر أيضًا قانون رعاية حيوانات المختبر) معايير لاستخدام الحيوانات والعناية بها في البحث. يطبق هذا القانون من قبل برنامج رعاية الحيوان التابع لهيئة الصحة والصحة النباتية (APHIS). [128]

في الأوساط الأكاديمية التي يتم فيها استخدام تمويل المعاهد الوطنية للصحة لأبحاث الحيوانات ، تخضع المؤسسات لإدارة مكتب المعاهد الوطنية للصحة لرعاية حيوانات المختبر (OLAW). في كل موقع ، يتم دعم إرشادات ومعايير OLAW من قبل مجلس مراجعة محلي يسمى لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسية (IACUC). تتم مراجعة جميع التجارب المعملية التي تشمل حيوانات حية والموافقة عليها من قبل هذه اللجنة. بالإضافة إلى إثبات إمكانية الاستفادة من صحة الإنسان ، وتقليل الألم والضيق ، والقتل الرحيم في الوقت المناسب وبشكل إنساني ، يجب على المجربين تبرير بروتوكولاتهم بناءً على مبادئ الاستبدال والتقليل والصقل. [129]

يشير "الاستبدال" إلى الجهود المبذولة لاستخدام بدائل لاستخدام الحيوانات. وهذا يشمل استخدام نماذج الكمبيوتر والأنسجة والخلايا غير الحية واستبدال الحيوانات "الرتبة الأعلى" (الرئيسيات والثدييات) بالحيوانات "الأقل رتبة" (مثل الحيوانات ذوات الدم البارد واللافقاريات والبكتيريا) حيثما أمكن ذلك. [130]

يشير "التخفيض" إلى الجهود المبذولة لتقليل عدد الحيوانات المستخدمة أثناء التجربة ، بالإضافة إلى منع التكرار غير الضروري للتجارب السابقة. لتلبية هذا المطلب ، يتم استخدام الحسابات الرياضية للقوة الإحصائية لتحديد الحد الأدنى لعدد الحيوانات التي يمكن استخدامها للحصول على نتيجة تجريبية ذات دلالة إحصائية.

يشير مصطلح "التحسين" إلى الجهود المبذولة لجعل التصميم التجريبي غير مؤلم وفعال قدر الإمكان لتقليل معاناة كل حيوان.


متطلبات الحصول على درجة جامعية

متطلبات المناهج

تتكون متطلبات المناهج الدراسية للكلية من ثلاثة مجالات: ACE (التعليم المرتكز على الإنجاز) ، كلية العلوم الزراعية والموارد الطبيعية الأساسية ، ومتطلبات برنامج الشهادة والاختيارية. تم دمج جميع المجالات الثلاثة لمتطلبات مناهج الكلية في وصف أقسام برنامج التخصص / الدرجة في الكتالوج. تضمن قوائم فصول برنامج التخصص / الدرجة الفردية أن الطالب سيلبي الحد الأدنى من متطلبات المناهج الدراسية للكلية.

لغات العالم / متطلبات اللغة

مطلوب وحدتين من لغة العالم. عادة ما يتم استيفاء هذا الشرط بسنتين من لغة المدرسة الثانوية.

الحد الأدنى للساعات المطلوبة للتخرج

تمنح الكلية درجة البكالوريوس في البرامج المرتبطة بالعلوم الزراعية والموارد الطبيعية والبرامج ذات الصلة. يجب على الطلاب الذين يعملون للحصول على درجة أن يحصلوا على 120 ساعة معتمدة على الأقل في الفصل الدراسي. يجب الحفاظ على الحد الأدنى لمتوسط ​​الدرجات التراكمي C (2.0 على مقياس 4.0) طوال فترة الدراسة وهو مطلوب للتخرج. تحتوي بعض برامج الدرجات العلمية على متوسط ​​درجات تراكمي أعلى مطلوب للتخرج. يرجى التحقق من برنامج الدرجة على معدل درجات التخرج التراكمي.

قواعد الصف

إزالة الدرجات C و D و F.

سيتم استخدام أحدث تقدير حرفي تم استلامه في دورة معينة فقط في حساب متوسط ​​درجة التقدير التراكمي للطالب إذا أكمل الطالب الدورة التدريبية أكثر من مرة وحصل سابقًا على درجة أو درجات أقل من C في تلك الدورة التدريبية.

لن يتم استخدام الدرجة السابقة (أو الدرجات) في حساب المعدل التراكمي ، ولكنها ستظل جزءًا من السجل الأكاديمي وستظهر في أي نص.

يمكن للطالب أن يحذف من معدله التراكمي درجة C- أو D + أو D أو D- أو F إذا أعاد الطالب نفس الدورة في جامعة نبراسكا وحصل على درجة غير P (ناجح) ، I (غير مكتمل) أو N (بدون تمرير) أو W (انسحب) أو NR (لا يوجد تقرير). إذا لم يعد يتم تقديم الدورة ، فهي غير مؤهلة لعملية حساب متوسط ​​النقاط المنقحة.

للحصول على الإجراءات واللوائح الكاملة ، راجع موقع الويب الخاص بمكتب مسجل الجامعة على http://www.unl.edu/regrec/course-repeats.

تمرير / ممنوع المرور

يمكن للطلاب في CASNR أخذ أي دورة مقدمة على أساس Pass / No Pass في غضون 24 ساعة المحددة من قبل مجلس الشيوخ بالكلية. ومع ذلك ، قد يحدد القسم أن حالة Pass / No Pass لدوراته التدريبية تقتصر على غير التخصصات أو قد يختار تقديم بعض الدورات للدرجات بالحروف فقط.

متطلبات المعدل التراكمي

A minimum cumulative grade point average of C (2.0 on a 4.0 scale) must be maintained throughout the course of studies and is required for graduation. Some degree programs have a higher cumulative grade point average required for graduation. Please check the degree program on its graduation cumulative grade point average.

Transfer Credit Rules

To be considered for admission, a transfer student, Nebraska resident or nonresident, must have an accumulated average of C (2.0 on a 4.0 scale) and a minimum C average in the last semester of attendance at another college. Transfer students who have completed less than 12 credit hours of college study must submit either ACT or SAT scores.

Ordinarily, credits earned at an accredited college are accepted by the University. The College, however, will evaluate all hours submitted on an application for transfer and reserves the right to accept or reject any of them. Sixty (60) is the maximum number of hours the University will accept on transfer from a two-year college. Ninety (90) is the maximum number of hours the University will accept from a four-year college. Transfer credit in the degree program must be approved by the degree program advisor on a Request for Substitution Form to meet specific course requirements, group requirements, or course level requirements in the major. At least 9 hours in the major field, including the capstone course, must be completed at the University of Nebraska–Lincoln regardless of the number of hours transferred.

The College will accept no more than 10 semester hours of C-, D+, D, and D- grades from other schools. The C-, D+, D, and D- grades can only be applied to free electives. This policy does not apply to the transfer of grades from UNO or UNK to the University of Nebraska–Lincoln.

Joint Academic Transfer Programs

The College of Agricultural Sciences and Natural Resources has agreements with many institutions to support joint academic programs. The transfer programs include dual degree programs and cooperative degree programs. Dual degree programs offer students the opportunity to receive a degree from a participating institution and also to complete requirements for a bachelor of science degree in CASNR. Cooperative programs result in a single degree from either the University of Nebraska–Lincoln or the cooperating institution.

Dual Degree Programs

A to B Programs

The A to B Program, a joint academic program offered by the CASNR and participating community colleges, allows students to complete the first two years of a degree program at the participating community college and continue their education and study in a degree program leading toward a bachelor of science degree.

The A to B Program provides a basic knowledge plus specialized coursework. Students transfer into CASNR with junior standing.

Depending on the community college, students enrolled in the A to B Program may complete the requirements for an associate of science at the community college, transfer to the University of Nebraska–Lincoln, and work toward a bachelor of science degree.

Participating community colleges include:

  • Central Community College
  • Metropolitan Community College
  • Mid-Plains Community College
  • Nebraska College of Technical Agriculture
  • Nebraska Indian Community College
  • Northeast Community College
  • Southeast Community College
  • Western Nebraska Community College

3+2 Programs

Two specialized degree programs in animal science و veterinary science are offered jointly with an accredited college or school of veterinary medicine. These two programs permit CASNR animal science or veterinary science students to receive a bachelor of science degree from the University of Nebraska–Lincoln with a degree in animal science or veterinary science after successfully completing two years of the professional curriculum in veterinary medicine at an accredited veterinary school. Students who successfully complete the 3+2 Program, must provide transcripts and complete the Application for Degree form via MyRED. Students without MyRED access may apply for graduation in person at Husker Hub in the Canfield Administration Building, or by mail. Students should discuss these degree programs with their academic advisor.

Cooperative Degree Programs

Academic credit from the University and a cooperating institution are applied towards a four-year degree from either the University of Nebraska–Lincoln (University degree-granting program) or the cooperating institution (non University degree-granting program). All have approved programs of study.

UNL Degree-Granting Programs

A University of Nebraska–Lincoln degree-granting program is designed to provide students the opportunity to complete a two-year program of study at one of the four-year institutions listed below, transfer to CASNR, and complete the requirements for a bachelor of science degree.

Chadron State College. Chadron State College offers a 2+2 program leading to a grassland ecology and management degree program and a transfer program leading to a bachelor of science in agricultural education in the teaching option.

Wayne State College. Wayne State College offers a 3+1 program leading to a bachelor of science in plant biology in the ecology and management option and a 3+1 program leading to a bachelor of science in Applied Science.

University of Nebraska at Kearney. Transfer programs are available for students pursuing degree programs leading to a bachelor of science degree.

University of Nebraska at Omaha. Transfer programs are available for students pursuing degree programs leading to a bachelor of science degree.

Non University of Nebraska–Lincoln Degree-Granting Programs

CASNR cooperates with other institutions to provide coursework that is applied towards a degree at the cooperating institution. Pre-professional programs offered by CASNR allow students to complete the first two or three years of a degree program at the University prior to transferring and completing a degree at the cooperating institution.

Chadron State College–Range Science. The 3+1 Program in range science allows Chadron State College students to pursue a range science degree through Chadron State College. Students complete three years of coursework at Chadron State College and one year of specialized range science coursework (32 credit hours) at CASNR.

Dordt College (Iowa)–Agricultural Education: Teaching Option. This program allows students to pursue an Agricultural Education Teaching Option degree leading toward a bachelor of science in agricultural education. Students at Dordt College will complete 90 credit hours in the Agricultural Education: Teaching Option Transfer Program.

الإقامة

Students must complete at least 30 of the total hours for their degree using University of Nebraska–Lincoln credits. At least 18 of the 30 credit hours must be in courses offered through CASNR 1 (>299) including the appropriate ACE 10 degree requirement or an approved ACE 10 substitution offered through another Nebraska college and excluding independent study regardless of the number of hours transferred. Credit earned during education abroad may be used toward the residency requirement if students register through the University of Nebraska–Lincoln and participate in prior-approved education abroad programs. University of Nebraska–Lincoln open enrollment and summer independent study courses count toward residence.

Includes courses taught by CASNR faculty through interdisciplinary prefixes (e.g., LIFE, MBIO, ENVR, SCIL, EAEP, HRTM, ENSC) and CASNR crosslisted courses taught by non-CASNR faculty.

Online and Distance Education

There are many opportunities to earn college credit online through the University of Nebraska–Lincoln. Some of these credits may be applicable not only as elective credits but also toward the fulfillment of the College’s education requirements. Credits earned online may count toward residency. However, certain offerings may not be counted toward scholarship requirements or academic recognition criteria.

For further information, contact:

Office of Online and Distance Education
University of Nebraska–Lincoln
305 Brace Labs
Lincoln, NE 68588-0109
402-472-4681
http://online.unl.edu/

Independent Study Rules

Students wishing to take part in independent studies must obtain permission complete and sign a contract form and furnish copies of the contract to the instructor, advisor, departmental office, and the Dean’s Office. The contract should be completed before registration. Forms are available in 103 Agricultural Hall or online at the CASNR website.

Independent study projects include research, literature review or extension of coursework under supervision and evaluation of a departmental faculty member.

Students may only count 12 hours of independent study toward their degrees and no more than 6 hours can be counted during their last 36 hours earned, excluding senior thesis, internships, and courses taught under an independent study number.

Other College Degree Requirements

متطلبات دورة تتويجا

A capstone course is required for each CASNR degree program. A capstone course is defined as a course in which students are required to integrate diverse bodies of knowledge to solve a problem or formulate a policy of societal importance.


Tissue Culture: Definition, History and Importance

Tissue culture is the method of ‘in vitro’ culture of plant or animal cells, tissue or organ – on nutrient medium under aseptic conditions usually in a glass container. Tissue culture is sometimes referred to as ‘sterile culture’ or ‘in vitro’ culture. By this technique living cells can be maintained outside the body of the organism for a considerable period.

According to Street (󈨑) tissue culture is referred to any multicellular culture with protoplasmic continuity between cells and growing on a solid medium or atta­ched to a substratum and nourished by a liquid medium.

By plant tissue culture new plants may be raised in an artificial medium from very small parts of plants, such as, shoot tip, root tip, callus, seed, embryo, pollen grain, ovule or even a single cell, whether the cultured tissue develops into a plant or grows unorganized depends on the genetic potential of the tissue and the chemical and physical environment.

According to the parts used for culture the aseptic plant culture may be of follow­ing types:

(a) If a seedling is cultured it is called plant culture.

(b) When an embryo is cultured it is known as embryo culture.

(c) If plant organs, such as, shoot tips, root tips, leaf primordia, flower primordia or immature fruits are cultured, it is called organ culture.

(d) The culture of unorganized tissues from cell proliferations of segments of plant organs is called callus culture. Cell proliferations are formed in the explant due to injury caused by excision.

(e) When a single cell or small cell aggregate in a dispersed state is cultured, it is called cell suspension culture. It is also known as cell culture.

Culture of single cell is sometimes called single cell cloning. The portion of the plant to start the culture is called an explant. Culture derived from a single explant is called a clone. In order to maintain a culture for a comparatively longer period the culture me­dium is changed from time to time.

This process will remove those harmful excretory substances which have accumulated due to metabolism. By transferring a fragment of the parent culture to a new medium subculture is done. Such a fragment is called an inoculum.

History of Tissue Culture:

In 1832 Theodor Schwann said that cells could be cultured outside the body of the organism if provided with proper external conditions. In 1835 Wilhelm Roux cultured embryonic cells of chicken in salt solution. Reichinger (1839) said that fragments thicker than 1.5 mm were capable of growth but fragments below this limit failed to grow. He did not used any nutrient in his experiment.

Arnold (1885) and Jolly (1903) observed growth and cell division of leucocyte cells of salamander in culture. In 1907 American zoologist Ross Granville Harrison successfully cultured nerve cells of frog in solidified lymph. Harrison is known as the father of tissue culture.

M.J. Burrows (1910) cultured embryonic tissue of chicken in plasma. Mammalian cells were first cultured by Alexis Carrel. By repeated sub-culturing he was able to culture the tissue for 34 years. Organ culture was first done by D.H. Fell (1929) in England. He used solidified plasma and embryonic extract as nutrient medium.

History of Plant Tissue Culture:

German botanist Gottlieb Haberlandt first attempted to culture plant tissues ‘in vitro’. He started his work in 1898. He used cells from palisade tissues of leaves, cells from pith, epidermis and epidermal hairs of various plants for culture in media -containing Knop’s solution, aspergine, peptone and sucrose.

The cultured cells sur­vived for several months but the cells failed to proliferate.

قد يكون هذا بسبب:

(a) Use of very simple media,

(b) Culture of highly differentiated cells and

(c) Aseptic techni­ques were not used.

In similar experiments by some later workers cells remained alive for a long period but they failed to divide.

Culture of meristematic tissue was started in early 20th century. Isolated root tips were first cultured by Robbin in 1922. Working independently Kotte (󈧚) also made similar observations. Robbin and Maneval (󈧛) cultured roots and maintained the culture for 20 weeks by sub culturing.

In 1934 White first successfully cultured isolated tomato roots in a medium conta­ining sucrose, inorganic iron salts, thiamine, glycine, pyridoxine and nicotinic acid etc. Gautheret (󈧦) noted that cambium culture from Salix capraea, Populus nigra etc. continued to grow for few months under aseptic conditions. He later (󈧩, 󈧪) used medium supplemented with B-vitamins and IAA.

In 1937 White recognised the importance of B-vitamins for growth of root cultures. Went and Thimann (󈧩) discovered the importance of auxin (IAA). Nobecourt (󈧩, 󈧪) obtained some growth in culture of carrot root explants. He also noted root differentiation in tissue culture. In 1938 tumour tissues of tabacco hybrid were succe­ssfully cultured.

In 1939 working independently three scientists, White in USA and Nobecourt and Gautheret in France cultured successfully plant callus tissue on synthetic medium continuously. Gautheret (󈧫) said that carrot culture required Knop’s solution supplemented with Bertholots’ salt mixture, glucose, gelatine, cysteine HC1 and IAA.

White (󈧫a) in culture of procambial tissue from young stem of the hybrid Nicotiana glauca × N. langsdorfii noted unlimited and undifferentiated growth. He showed that this tissue could be repeatedly subcultured. White (󈧫b) recorded development of leafy buds in tissue culture of the hybrid N. glauca × N.langsdorfii in nutrient medium.

Tissues from various plants were cultured subsequently. It was noted that older cultures show increasing degree of organization. The role of vitamins in plant growth was also recognized. Wetmore and Wardlaw (󈧷) successfully cultured shoot tips of pteridophytes (Selaginella, Equisetum and ferns).

Tissues of Sequoia semipervirens were cultured by Ball (󈧻). Pollens of Taxus and Ginkgo biloba were cultured by Tulecke (󈧿). Conifer tissues were successfully cultured by Harvey and Grasham (󈨉).

From tissue culture studies important information about root-shoot relationship can be obtained. Several scientists reported about the factors controlling vascular tissue differentiation from tissue culture studies.

Van Oberbeck (󈧭) cultured embryos of Datura on a medium supplemented with coconut milk. Importance of coconut milk and 2-4D as nutrient was recognised. The stimulatory pro­perty of coconut milk is due to the presence of zeatin.

The potent cell division factor was found to be kinetin, which is a 6 furfurylaminopurine. Cytokinin is 6-substituted amino-purine compound, which can stimulate cell division in culture of plant tissues. Monocot tissues were successfully cultured on a medium containing coconut milk.

Callus culture of Tagetus erecta and Nicotiana tabacum on liquid culture medium when agitated on a shaker produced suspension of single cells or cell aggregates (Muir 󈧹). Such cell suspension could be subcultured.

Studies on cell suspension cul­ture were carried out by Muir, Hildebrandt and Riker (󈧺), Street, Shigomura (󈧽), Torrey and Reinert (󈨁), Reinert and Markel (󈨂). Muir (󈧹) developed paper raft nurse technique for single cell culture.

In this method isolated single cells were put on a square filter paper, placed on a active nurse tissue, which supplies the required nutrients to the growing single cell. In another method cells were suspended on a han­ging drop in a micro-chamber.

Bergman (󈨀) working with suspension cultures of Nicotiana tabacum var. sansum and Phaseolus vulgaris var. ‘early golden rod’ developed agar plating technique of single cell cloning. In this me­thod single cell fraction was separated by filtration, mixed with warm agar and then plated in a petridish in thin layer.

Melchers and Bergmann (󈧿) noted that after several cultures of the haploid shoot of Antirrhinum majus there was increase in ploidy. Ball (󈧲) noted the possibility of regeneration of whole plant in culture of shoot tip of angiospermic plants. Wetmore and Wardlaw (󈧷), Morel (󈨀) obtained whole plants from culture of shoot apices having 1 or 2 leaf primordia. Morel (󈨄) used this method for culture of orchids.

A cell which can develop into a whole organism by regeneration is called a to­tipotent cell. This term was coined by Morgan in 1901. According to White (󈧺) if all the cells of a multicellular organism is totipotent, then such cells in isolated condi­tion regain their dividing power and can produce whole plants. In an organism this capacity remain suppressed.

It was noted that single cells are capable of producing new plants. From pollen and anther culture haploid embryos were obtained. A method of microspore culture of Nicotiana and Datura was developed by Nitsch (󈨎, 󈨑). He was able to double the chromosome number and obtained homozygous diploid plants.

From anther culture of tobacco Bourgin and Nitsch (󈨇), Nakata and Tanaka (󈨈) obtained haploid tissues and haploid embryoids.

Cocking (󈨀) recorded release of protoplasts from root tip cells by using fungal cellulase in 0.6M sucrose. He was able to culture isolated protoplasts, which regenerate new cell walls and produce cell colonies and ultimately plantlets.

In many plant suspension cultures cell protoplasts had been successfully released. Plant tissue culture technique is used for the study of tumour physiology.

White and Brown (󈧮) were able to culture bacteria free crown gall tumour. In Scorzonera hispanica Gautheret (󈧲) noted that the callus culture which initially required auxin, produced some proliferations which can grow in auxin deficient medium.

Such inheri­ted changes occurring in the nutritional requirements (especially involving auxin) of cells of a culture is called habituation. An auxin habituated culture does not re­quire the supply of exogenous auxin (Butcher 󈨑). Butcher noted (󈨑) that when auxin and cytokinin habituated tissues are grafted into a healthy plant, tumours are produced.

Pathogen free plants can be obtained by culturing apical’ meristem.

By late 70’s it was evident that plant tissue culture technique can be successfully used in various field of agriculture, such as, production of pathogen free culture, pro­duction of secondary products, clonal propagation, mutant culture, haploid breeding and genetic engineering.

By tissue culture, pathogen free cultures have been produced. This technique is im­portant for plant pathological investigations. Protoplasts in culture are used for virus infection and biochemical studies.

From suspension culture secondary products can be synthesised in large amount. Some of these substances are enzymes, vitamins, food flavours, sweeteners, anti-tu­mour alkaloids and insecticides. In Japan ‘in vitro’ culture has been achieved at industrial level.

Clonal propagation of orchids and several other ornamental and economic plants have been achieved by ‘in vitro’ culture. In potato clonal propagation has been achieved by culturing leaf cell protoplasts. By using mutagens in culture followed by selection disease resistant or stress resistant mutant plants have been regenerated.

By haploid breeding few cultivers were produced. Hybrids of related but sexually incompatible species have been produced by protoplast fusion. By this technique hybrid between potato and tomato has been produced. By cell fusion of isolated cells from two different species hybrid tobacco plants are produced.

Dormancy period of seeds can be shortened by excising the seeds and culturing its embryo on artificial medium (embryo culture). Abortive embryo can be grown successfully by embryo culture.

Foreign genes with desirable characters attached to a plasmid may be inserted into the naked protoplast usually by means of liposomes. The expression of introduced gene in the mature plant is still doubtful.

Importance of Tissue Culture:

Tissue culture has great importance in studies of plant morphogenesis, physio­logy, biochemistry, pathology, embryology, cytology etc. From tissue culture studies it is possible to know bow simple cells differentiate and become specialized to perform special functions. Various changes taking place in a cell can be noted from clonal culture.

Interrelationship between two cells can be studied in tissue culture. With the help of phase contrast cine-photomicrography a very clear understanding of mitosis and meiosis is possible in tissue culture. Haberlandt noted the importance of tissue culture in studying plant morphogenesis. Relationship between growth and differentiation can be well understood from such a culture.

In vegetatively propagating plants many plantlets are formed very quickly from callus culture or culture of explants. Orchids, which normally propagate very slowly, can form many plantlets very rapidly in shoot tip culture. This is also noted in car­nation.

By tissue culture method new plant variants can be obtained by isolating gene­tically unique cells. From callus cultures of tobacco, carrot, asparagus etc. new plants are formed. Such plants show genetic variability.

From studies of mutant cells, the biochemical and developmental process of an organism can be better understood. In tissue culture, mutation can be easily induced and from such mutant cells mutant plants may be produced.

In tobacco, paddy etc. from anther culture haploid plantlets are produced. By doubling the chromosome homozygous plants are obtained most rapidly. So, this process has immense importance in plant breeding.

Tissue culture technique has been successfully used in nutritional research. The effects of various mineral salts, vitamins etc. on growth may be studied in culture. Many important information about glucose metabolism, nitrogen metabolism and hormone production can be obtained from ‘in vitro’ culture.

Suspension culture under controlled conditions may be used to solve many physiological or biochemical problems and also provides a system for the production of important plant products, such as, plant alkaloids.

From cell and organ culture under controlled environmental conditions nutri­tional and metabolic processes can be studied. Some mutant cells cannot grow in a medium which does not contain a special nutrient. From this biochemical steps of a process can be determined.

Tissue culture has great significance in pathological studies. The effect of various medicine on cells infected by pathogens can be studied in tissue culture.

Culture of maize cells from plants susceptible to the race T of Helminthosporium maydis were treated with pathotoxin of the fungus. Scientists were able to obtain cells resistant to this fungus. From such cells resistant plants were also produced.

Tissue culture technique is employed in the studies of plant tumour diseases and host parasite relationship. Disease free plants can be produced by tissue culture te­chnique. Tissue culture has great importance in vaccine production. In 1949 vaccine for poliomyelitis has been produced after observing that the poliomyelitis virus can attack human cells. Later vaccines for mumps, meseales, and influenza have been pro­duced.

The process of virus attack, effect of virus on Post cells and how new viruses are produced etc. have been studied in tissue culture. The behaviour of substances, which can prevent virus attack has been studied on virus infected cells.

In tissue culture the behaviour of normal and cancer cells can be studied. It has been noted that some viruses and carcinogenic chemicals can produce cancer. Effect of radiation and chemicals on normal and cancer cells has been studied. From such studies it may be possible to know which chemical substances can destroy cancer cells.

From tissue culture studies information about some hereditary diseases of man has been obtained. Carriers of some diseases can also be identified through tissue cul­ture technique. From leucocyte culture the cause of mongolism in man has been dis­covered. From such culture abnormal Philadelphia chromosome has been identified. This chromosome has some relation with chronic granulocytic leukomia.

When tissue transplant is done from one person to the other then sometimes there is tissue rejection. So it is necessary to match the tissue of donor and receiver before actual transplant. This can be done by culturing the mixed leucocytes of the donor and the receiver.

Distantly related species usually do not hybridize. This difficulty can be omitted by cell fusion and protoplast fusion technique. Carlson in 1972 successfully produced hybrid plants by protoplast fusion between Nicotiana glauca X N. langsdorfii. Power (󈨐) obtained hybrids between Petunia hybrida and P. parodii by protoplast fusion.

Kaw and Wetter (󈨑) produced hybrids between tobacco and soyabean by cell fusion. Thus cell fusion and protoplast fusion techni­ques have great importance in plant breeding. Tetraploid fertile Lolium and Festuca hybrids were obtained by somatic cell fusion.

Those embryos which fail to produce mature fruits normally can be cultured and from such embryo cultures plants are produced. Embryo culture also prevents seed dormancy. Cooper (󈨒) obtained hybrid plants between barley and rye by embryo culture.

Conservation of Germplasm:

By tissue culture plant germplasm can be stored.

This method can be success­fully used to solve various problems:

(a) Many seeds, such as, seeds of Citrus sp., Coffea sp., Hevea brasiliensis etc. retain their viability for a short period. These can be conserved by tissue culture.

(b) Vegetatively propagated plants (such as, banana, potato, sweet potato, and yam) which do not produce seeds or which are highly heterozygous, are stored as cuttings or tubers. This requires much labour charge and are expensive to propa­gate. This problem can be solved by tissue culture.

Many fruit trees of Rosaceae are propagated by budding, grafting and layer­ing. By tissue culture rapid propagation of such plants are possible.

(c) In many economic plants, such as, coconut, date plam etc. vegetative pro­pagation normally does not occur. The germplasm of such plants can be conserved by tissue culture.

(d) Many trees reproduce very slowly. By tissue culture such paints can be multiplied rapidly and many plants with parental genotypes are formed.

For conservation of germplasm the cells should be stored in such a condition which allows minimum cell division. One of the method attempted is storing of cells in liquid nitrogen having a temperature of — 196°C.

For germplasm conservation shoot tips or plantlets can be stored. Such stored materials can be used as and when required.

In tissue culture cell division can be suppressed by various methods:

(i) To the medium growth retardant may be added. The substances used are absicic acid, mannitol, sorbitol, malic hydrazide, succinic acid etc. Potato shoots are successfully stored in a medium containing malic hydrizide.

(ii) Low temperature is helpful for storage of cells in culture. Cultures of potato, sweet potato, beet, grape, apple, etc. can be stored by this method. Temperate crops (e. g. potato) are stored usually at a temperature of 0—6°C and tropical crops (e.g. sweet potato) at 15—20°C. By this method meristem culture of strawberry has been conserved for six years.

(iii) The concentration of nutrients of the culture medium may be changed. Some substances required for normal growth may be supplied at a lower concentra­tion or may not be supplied at all.

(iv) The gas composition within the culture vessel may be changed. The atmos­pheric pressure or oxygen concentration may be lowered to conserve the cells.

Production of Secondary Metabolic Products:

Some plants produce secondary metabolic products, such as, alkaloid, anti­biotic, glycoside, resin, tannin, saponin, volatile oil, etc., which are of considerable economic importance.

By cell culture various secondary metabolites (e.g. allergin) have been synthesised artificially. Cultivation of plants producing secondary metabolites can be improved significantly by tissue culture. There are certain disadvantages in the production of secondary metabolites by tissue culture.

(i) In cell culture synthesis of secondary metaboli­tes occur at a lower rate than in an entire plant,

(ii) After prolonged culture ‘in vitro’ the production of secondary metabolites may decrease or even stop,

(iii) The cost of large scale production of secondary metabolites in cell culture is high. So, only very rare and expensive secondary metabolites are produced by tissue culture.


ماء

تحتاج النباتات ماء لعملية التمثيل الضوئي. Absorbed by the الجذور, water travels through a plant’s stems to the chloroplasts in the أوراق. Water also helps move nutrients from the soil into the plant. Too little water can cause a plant to ذبول or droop. Too much water can cause a plant’s roots to rot.

Misconception Alert

Plants can absorb small amounts of water through their leaves. But they get most of the water they need through their roots.


A Shared Government Responsibility for the Safety of Agricultural Biotechnology-Derived Products

Three federal agencies are involved in ensuring that plants produced using biotechnology and the many products derived from them are safe for farmers to use, safe to consume as food or feed, and safe for the environment. These are USDA's Animal and Plant Health Inspection Service, the Department of Health and Human Services' Food and Drug Administration, and the United States Environmental Protection Agency. The three agencies regulate these products based on the characteristics of the actual products and their intended uses, and they operate under the existing laws passed by Congress to ensure the safety of plants used in agriculture, the safety of pesticides used in agriculture, and the safety of foods we eat and feeds given to animals. Many other USDA agencies have roles in the development, use, and marketing of these products as well.


Unit 2: Plant Requirements and Use - Biology

Latest version of the final adopted rule presented in Florida Administrative Code (FAC):

Effective Date: 7/1/2019
History Notes: Rulemaking Authority 400.605, 400.6051 FS. Law Implemented 400.6051 FS. History–New 8-10-03, Amended 4-24-07, Transferred to 59A-38.017, 7-1-19.
References in this version: No reference(s).
History of this Rule since Jan. 6, 2006
Notice /
متبنى
الجزء وصف هوية شخصية ينشر
تاريخ
أخير
58A-2.025
Physical Plant Requirements (Inpatient Facility and Unit) (Transferred) 22148221 Effective:
07/01/2019
أخير
58A-2.025
Physical Plant Requirements (Inpatient Facility and Unit) 4038709 Effective:
04/24/2007
يتغيرون
58A-2.0236
.
Residential Units, Physical Plant Requirements (Inpatient Facility and Unit), Comprehensive Emergency Management Plan 3830353 3/2/2007
المجلد. 33/09
مقترح
58A-2.0236
.
The purpose of the proposed rule amendments is to delete the physical plant standards, including fire safety standards, in Rules 58A-2.0236, Residential Units, and 58A-2.025, Physical Plant Requirements (Inpatient Facility . 3457291 1/19/2007
المجلد. 33/03
Development
58A-2
.
The purpose of the proposed rule amendments is to incorporate additional definitions specific definitions regarding reporting requirements changes in licensure requirements, including an application form changes to the . 3089370 11/22/2006
المجلد. 32/47
أخير
58A-2.025
Physical Plant Requirements (Inpatient Facility and Unit) 1795099 Effective:
08/10/2003

Under Florida law, E-mail addresses are public records. If you do not want your E-mail address released in response to a public records request, do not send electronic mail to this entity. Instead, contact this office by phone or in writing.


Robert A. MacArthur/Kevin L. Campbell Up until now it’s largely been a mystery as to when some mammals evolved the ability to swim and dive for food. Species within Eulipotyphla, which includes moles, shrews, hedgehogs, and solenodons, appear to be the least equipped for diving. Being the smallest mammalian divers on the planet, they rapidly.

Ironing out the details: How Using Sustainability as a Design Principle Can Lead to Fundamental Advances and Practical Innovation in Synthetic Chemistry David Herbert Friday, June 25, 2021 3:00 PM – 3:30 PM Virtual Public Science Talk and Q&A Everyone is welcome to join! David E. Herbert is an Associate Professor in the Department of Chemistry at the University of.


شاهد الفيديو: تمرين استدلال علمي:الوحدة الثانية:العلاقة بين بنية ووظيفة البروتين (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Voodoorr

    كثيرا أنا آسف ، لا يمكنني المساعدة في شيء. امل لكم مساعدتنا. لا تيأس.

  2. Odom

    أعتقد أن هذا هو الفكر الممتاز

  3. Marylu

    أعتذر ، لكن في رأيي أنت لست على حق. يمكنني ان ادافع عن هذا المنصب.

  4. Kailene

    وحتى مع ذلك. على الرغم من وجود الكثير من الكتابة حول هذا الموضوع. لكن لا شيء جديد حقًا.

  5. Radu

    هذه جملة مضحكة



اكتب رسالة