教学课程资源库 更多>>

关键词： 地理基因组学   物种演化   地质过程   假说   跨学科   高通量测序  

摘要： 随着地球科学与生命科学的融合发展,由地质学、地貌学、古气候学、基因组学、系统发育学、种群遗传学和生物地理学等多学科关联形成的地理基因组学(geogenomics)将地表景观变化与生物演化联系起来,成为检验地质假设、重建地球历史及其生物协同演化的一个有效途径,并在全球生态保护方面展现出巨大潜力。本文系统介绍了地理基因组学的基础概念和关键科学问题,及其与相关研究领域的关系,并通过WebofScience核心数据库的文献检索和计量,分析了地理基因组学的研究主题演变和热点演变。作为一门正在兴起的多学科交叉领域,地理基因组学深度整合地质、气候和基因组数据,反演地质构造运动、生物类群分化历史和分布变迁的时空格局和相互影响,对促进地质学和生物进化研究具有重要意义。本文重点关注五个研究内容:检验地质假说;阐明区域或洲际尺度的地质过程;推断区域多样性演化历史;地质重建中的不确定性与尺度效应,以及病原体的地理分布模式和扩散起源。目前,我国在这一领域的相关研究还非常有限,但已针对若干重要科学问题展开,如青藏高原的差异性隆升历史,长江黄河水系的演变等。未来还应进一步加强多学科方法的应用,开发更好的工具,并推动建立全球地理基因组学研究数据库。

关键词： Biological membranes  

摘要： A laboratory-scale AnMBR was established to investigate the methanogenic performance, organic matter removal efficiency, membrane fouling behavior, as well as the material flow and energy conservation and emission reduction under the optimal operating conditions during the treatment of methylamine wastewater. The results showed that as hydraulic retention time (HRT) decreased from 36h to 8h, average methane yield rose from 0.231L CH4/g COD to 0.287L CH4/g COD. COD removal was stable above 95%, methylamine removal hit 100%. But at 6h HRT, methylamine removal was only 44.3%, reactor performance dropped, and methane yield fell to 0.094L CH4/g COD. Membrane flux rose from 1LMH to 6LMH, transmembrane pressure (TMP) growth was slow. At 12h HRT, long operation made TMP exceed 20kPa. After replacing the membrane module, analysis show irreversible fouling inside, relate to microbial extracellular polymers. Considering comprehensively the methanogenic performance and the growth rate of TMP in each stage, the optimal operating condition is determined as HRT = 8h. More than 80% of the influent COD is converted into methane, the generated bioenergy is significantly higher than the power consumption of the system operation, the net energy potential reaches 4.142kW·h/m3, and it can reduce carbon emissions by 2.239kg CO2/m3 © 2025 Chinese Society for Environmental Sciences. All rights reserved.

关键词： 南海北缘   海南岛   黑云母   Ar/   Ar   区域剥露   古地理  

摘要： 华南大陆南缘前新生代的古地理格局对于理解南海形成演化过程至关重要。海南岛位于南海北缘,紧邻华南大陆,是研究南海被动大陆边缘古地理格局的重要窗口。本文针对海南岛三叠纪至白垩纪不同时代花岗岩体进行了黑云母40Ar/39Ar年代学分析,旨在探讨海南岛中生代的剥露特征以及地形格局。分析结果显示,黑云母40Ar/39Ar年龄范围为107～92 Ma,海南岛周缘不同时代花岗岩具有几乎一致的冷却年龄,表明海南岛在这一时期经历了快速冷却。综合现有的黑云母40Ar/39Ar年龄数据,可以发现冷却年龄呈现“中部老,周缘年轻”的分布特征,表明这一时期海南岛周缘剥露程度高,中部剥露程度低,推测晚中生代海南岛具有“四周高,中部低”的地形格局。在此

关键词： 纳米光子学   光流控   超表面   生物传感器  

摘要： 光流控传感器是一种将光子学与微流控技术相集成，用于分子无标记检测和实时检测的小型化设备，具有高特异性、超高灵敏度、低检测限等显著优势。金属或介质材料组成的纳米光子结构将光局域到纳米尺度，从而产生增强的电磁近场，能够有效放大分子信号。同时，微流控可用于生物样本的预处理并精确调整电磁热点与分析物之间的空间重叠，进一步增强光与物质的相互作用。在这篇综述中主要介绍了基于纳米光子学的光流控生物传感器放大光信号并实现分子检测的发展现状，并对其未来发展前景进行了展望。

关键词： 微生物   金属纳米粒子   绿色回收   合成生物学  

摘要： 电子垃圾的快速增长导致环境中贵重金属元素大量积累，引发了严重的环境污染与资源浪费。相比传统火法冶金和湿法冶金容易产生较大的环境污染和碳足迹，利用微生物法合成金属纳米粒子已成为从电子垃圾中回收贵重金属的绿色环保冶金工艺。本文首先综述了微生物细胞不同结构空间合成金属纳米粒子的机制。其次介绍了微生物法合成金属纳米粒子在环境修复、能源生产、生物催化和生物医学领域的应用。最后对微生物合成金属纳米粒子多样性开发、产量提升、新技术融合和产业化进程的未来发展进行了展望，以期推动微生物法合成金属纳米粒子的研究进展和应用。

关键词： MERS  

摘要： The adaptive resilience of microorganisms is crucial for maintaining the stable operation of Biotrickling filters under intermittent flow interruption. This process is intrinsically related to the ability of microorganism to store active substances as Extracellular Polymeric Substances (EPS). To elucidate this mechanism, a comparative analysis was conducted on biofilm structural characteristics, EPS compositional variations, and functional group transformations during an operation cycle of Biotrickling filters. The correlation between EPS-mediated stress response mechanisms and microbial activity maintenance/recovery was investigated. The results revealed that the removal of COD and NH4+-N reached (95.56±1.10)% and (87.06±2.08)% respectively in the biotrickling filter operated under intermittent flow. Under the regulation of EPS, the biofilm showed a loose and porous structure. During flow interruption phases, microorganisms activated starvation adaptation strategies by converting carbon sources adsorbed in SB-EPS and metabolizing polysaccharides stored in SB-EPS. The structure integrity of microorganisms was maintained via synergistic effects of hydrophobic functional groups within EPS and polymer bridging interactions. Accordingly, an EPS-mediated stress adaptation system responsive to starvation-recovery alternations was established, enabling sustainable operation of Biotrickling filters. © 2025 Chinese Society for Environmental Sciences. All rights reserved.

关键词： 青藏高原   土壤湿度   星基GNSS-R   CYGNSS   机器学习   随机森林  

摘要： 青藏高原的土壤湿度是全球水循环与气候变化的重要参数，但该地区复杂的地形及气候条件使土壤湿度的准确监测面临诸多挑战。本文基于全球导航卫星系统反射信号（GNSS-R）技术反演2020–2023年青藏高原解冻期（6–9月）土壤湿度，以旋风全球导航卫星系统（CYGNSS）提供的延迟多普勒映射（DDM）数据作为主要观测量，通过将欧洲第五代全球气候和天气再分析（ERA5）、美国全球陆面数据同化系统（GLDAS）、中国气象局陆面数据同化系统（CLDAS）再分析土壤湿度及土壤湿度主-被动遥感卫星（SMAP）卫星土壤湿度产品与那曲实测数据进行对比，评估各土壤湿度数据集在青藏高原地区的适用性，并提出融合地理差异和地形因素的星基GNSS-R青藏高原地区土壤湿度随机森林算法反演模型，并对反演结果进行验证。结果表明：与那曲地区实测数据相比，ERA5和CLDAS土壤湿度产品均能很好地反映青藏高原地区土壤湿度变化；不同土地覆盖类型下地表反射率与辅助参数之间的相关性具有显著差异，土壤湿度反演过程中需要考虑土地覆盖类型的影响；CLDAS和ERA5土壤湿度进行赋权结合作为目标参数能够提高青藏高原地区星基GNSS-R土壤湿度反演的精度和可靠性。

关键词： 地上生物量   机器学习   XGBoost   Sentinel-1   Sentinel-2  

摘要： 森林地上生物量反映森林生态系统的物质循环，是衡量森林结构和功能变化的重要指标。本研究以美国迪斯默尔沼泽为研究区，以Sentinel-1和Sentinel-2为数据源，通过分析各遥感因子与实测森林地上生物量之间的重要性关系筛选变量。联合机器学习算法构建了森林地上生物量估算模型，估算迪斯默尔森林地上生物量，并绘制该地区的地上生物量地图。研究结果显示，基于多源数据模型的估算精度优于单一数据源模型的估算精度，其R2值均超过了0.8；对比各机器学习算法，基于多源数据的XGBoost算法建立的模型反演效果较好（R2=0.88,RMSE=46.13t/hm2，MAE=36.30 t/hm2）；应用XGBoost算法建立的模型绘制迪斯默尔森林地上生物量图，该地区生物量介于73.89～586.10 t/hm2，平均森林地上生物量为223.75 t/hm2，存在明显的空间分异特征。由此得出结论，基于多源遥感数据，联合XGBoost算法建立的森林地上生物估算模型具有较好的结果，应用模型绘制的森林地上生物量地图，可为评价森林生态系统碳汇及分析物质和能量流动提供科学依据。

关键词： 免疫学   生物学   教学改革   教学理念   教学内容  

摘要： 在科技迅猛发展的背景下，生物学专业的人才培养面临很大挑战。免疫学作为许多高等院校生物学科的核心课程，其传统教学模式已无法满足对高素质生物学人才培养的需求。为促进学生的全面发展，我们以“学生发展为中心，培养科研型和应用型创新人才”为理念，融入了科研、竞赛和思想政治教育，从教学理念、课程内容和方法等方面进行了免疫学教学改革。学生反馈良好，科研兴趣、学习主动性和师生交流均有所提升。更好地服务了生物学专业的免疫学教学，响应了新时代对科研型和应用型人才的培养需求。