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关键词： 生化反应网络   分子记忆   主概率方程   分子噪声  

摘要： 生物分子系统本质上是生化反应网络,其状态的时间演化能够看成是网格上的连续时间随机行走(continuous-time random walk, CTRW).假如系统状态之间的等待时间都服从指数分布,则相应的生化反应网络是Markov的,但假如某些状态之间的等待时间服从非指数分布,则相应的生化反应网络是半Markov的. Markov生化反应网络的建模问题已经得到解决,但半Markov生化反应网络的数学建模是一项挑战.本文应用随机过程理论(实际是应用更新理论),系统总结一大类半Markov生化反应网络数学模型.更为重要的是,通过对这类网络中的每个反应引入有效转移率函数,成功地将半Markov问题转化成Markov问题,这给理论分析带来了极大方便.两个简单例子的分析表明分子记忆的效果等价于反馈调控的引入,分子记忆能够诱导振荡.本文的数学模型为基于实验数据的推断打下了坚实基础,且建模方法能够应用于许多其他科学领域.

关键词： 评价指标体系   科学思维   德尔菲法   层次分析法   中学生物学  

摘要： 生物学学科核心素养中的“科学思维”为生物学教学提供了依据,但只有实现指标化才能高质量地服务教师教学和学生学习。本文利用德尔菲法对评价指标进行筛选和修正,共确定了五项一级指标和十五项二级指标,五项一级指标是归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维。十五项二级指标是总结规律、认识本质、归纳原理、规律运用、关系判定、论证推理、模型认知、模型构建、模型运用、勇于质疑、证据获取、辩证完善、观点新颖、方法科学、多维方案。随后利用层次分析法确定了各指标权重,五项一级指标权重为归纳与概括=0.0552,演绎与推理=0.1343,模型与建模=0.1656、批判性思维=0.245、创造性思维=0.3999。最后结合生物学“科学思维”的评价指标体系进行了评价工具的开发示例,为指标使用提供了有效参照。

关键词： 化肥减量   腐植酸   生物炭   苏打盐碱土   水溶性盐  

摘要： 以苏打盐碱土为试材，采用田间试验方法，设置空白对照（CK）、常规单施化肥（F）、化肥减量配施腐植酸（FA）、化肥减量配施生物炭（FB）、化肥减量同时配施腐植酸和生物炭（FAB）5个处理，研究了化肥减量配施腐植酸和生物炭对苏打盐碱土盐分特征的影响，以期为苏打盐碱土盐分调控与管理提供参考依据。结果表明：与F处理相比，FA、FB和FAB处理土壤水溶性盐总量、电导率、Na+和Ca2+含量均显著降低，K+和Mg2+含量显著升高，CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-含量变化不显著（P<0.05）。与CK处理相比，FA、FB和FAB处理均显著降低了土壤Na+、CO32-和HCO3-含量，提高了K+、Ca2+、Mg2+、Cl-和SO42-含量，其中FAB处理对土壤盐分离子含量的增减作用更强（P<0.05）。苏打盐碱土水溶性盐总量与电导率呈极显著正相关，相关系数为0.997，回归方程为y=0.004x-0.1 005(R2=0.9 936，P<0.01)，拟合优度较好，利用该拟合方程可间接估算出水溶性盐总量。因此，可以通过化肥减量配施腐植酸和生物炭改善土壤盐分特征，优化土壤质量，实现苏打盐碱土更为有效的利用。

摘要： 大家上午好！我个人认为今天的学术活动是一个里程碑事件,对心理学的发展具有重要的开创性意义。傅小兰老师邀请我在会上谈谈中国文化,所以我取了一个相当长的一个题目,这个题目是“大脑-认知-心理的整体性、复杂性、演化性的探索”,这涉及到脑科学,涉及到心理学,也涉及到一些现代的学科发展方向。毛泽东主席有一句诗叫“不似春光胜似春光”。我引用这句话想表达,我不是心理学家,但经常参加心理学家的活动,向他们学习。

关键词： 普沙根瘤菌   β-1，3/α-1，3-葡聚糖   合成途径   β-D-呋喃果糖苷酶   高通量靶向挖掘  

摘要： 本研究基于基因组注释信息，率先探讨普沙根瘤菌的β-1，3/α-1，3-葡聚糖合成途径，重点关注该合成途径中第一步关键酶β-D-呋喃果糖苷酶作用机制和潜在催化效率，通过靶向挖掘其它微生物源β-D-呋喃果糖苷酶数据进行高通量生物信息学统计对比分析。结果表明普沙根瘤菌源β-D-呋喃果糖苷酶的序列和结构具有高度的相似性和保守性，其活性区域关键位点Tyr196和Asp257对催化底物起到重要作用。经数据库高通量靶向挖掘，发现含有潜在表达β-D-呋喃果糖苷酶的微生物中细菌源6007株、真菌源746株。其中，代表性细菌菌株Francisella tularensis OHARA和真菌菌株Fusarium fujikuroi IMI 58289的β-D-呋喃果糖苷酶潜在催化效率相对较高，分别为10.73和27.40 L·mol-1·s-1。进一步分析表明，不同来源的β-D-呋喃果糖苷酶活性腔体空间大小、瓶颈半径的差别是导致其催化效率存在差异的原因之一。本研究为深入理解普沙根瘤菌β-1，3/α-1，3-葡聚糖的合成机制提供了重要依据，也为开发利用其他微生物资源高效发酵生产β-1，3/α-1，3-葡聚糖奠定了基础，对推动相关领域的发展具有重要意义。

关键词： 镧   铅   复合污染   玉米幼苗   土壤微生物群落  

摘要： 铅(Pb)和镧(La)作为典型的稀土元素和重金属,常因过度施用畜禽粪肥和稀土微肥在土壤中累积,显现出严重复合污染状况,对土壤微生物活动产生负面影响,也可能通过食物链对人体健康构成威胁.本研究旨在探讨Pb、La对植物的生长及土壤微生物群落的毒害影响,以期为开发有效的土壤修复技术提供理论依据.盆栽实验结果显示, Pb和La对玉米生长的影响伴随明显的浓度效应,且该浓度效应的影响会随着作用于玉米部位的不同而产生显著差异. 50 mg/kg La可缓解Pb对玉米幼苗的胁迫作用,显著降低Pb在幼苗根系中的累积,而高浓度La则协同Pb对玉米产生胁迫.土壤微生物群落结构分析表明,外源添加50 mg/kg的La能够提高土壤中重金属耐性菌及功能细菌的相对丰度,提高土壤微生物细菌适应极端逆境的能力,而500 mg/kg的Pb-La复合污染对土壤微生物产生协同胁迫作用,细菌丰度显著降低. Pb和La对作物及土壤微生态的影响具有显著的浓度依赖性,为未来探索重金属、稀土在土壤-植物系统中的相互作用机制,以及针对性开发功能菌剂,推动土壤污染的生态修复提供重要依据.

关键词： 零价铁/黄铁矿   脱氮微生物   地下水污染修复   硝酸盐   氧氟沙星  

摘要： 本论文以地下水中硝酸盐及检出率较高的氧氟沙星（OFL）作为目标污染物，基于零价铁（zero-valent iron， ZVI）和黄铁矿(FeS2)双介质反应体系，研究了铁反硝化功能微生物种群（M）的接种量对ZVI/FeS2去除硝酸盐和OFL的去除效果；探究了主要水化学参数、硝酸盐和OFL浓度对耦合体系(ZVI/FeS2＋M)的影响规律，并探讨了微生物强化ZVI/FeS2去除水体中硝酸盐和氧氟沙星的机制。结果表明，铁反硝化功能微生物能明显强化ZVI/FeS2对硝酸盐和OFL的去除，当ZVI/FeS2的质量比例和总投加量分别为2:1和16 g/L，微生物（M）接种量为5.81 g/L，ZVI/FeS2＋M耦合体系中的硝酸盐在168h内几乎被完全去除，而OFL的去除率也高达90.44%。同时，ZVI/FeS2+M体系在不同温度（10～30℃）、硝酸盐浓度（25～150 mg/L）、OFL浓度（500 ng/L～200 μg/L）和共存离子的存在下均表现出很好的适应性。微生物的介入大大延缓了ZVI表面的钝化氧化现象，同时加速了ZVI/FeS2的溶矿作用，其溶矿过程中生成的FeS、Fe2+和S2-均有利于污染物的去除。循环六次后的ZVI/FeS2+M耦合体系对硝酸盐和OFL的去除率分别为73.80%和79.25%，仍高于ZVI/FeS2单批次的去除效果（62.73%和60.60%）。

关键词： 发育生物学实验   混合式教学   教育数字化  

摘要： 发育生物学发展迅速，实验综合性强，其研究内容和技术的快速发展对实验教学提出了更高的要求。传统实验教学方式在前沿实验内容更新和完善教学实施方面都遇到了很大瓶颈。基于虚拟仿真实验教学资源和智能教学平台的混合式实验教学体系，结合线上线下优势，融合虚拟和实体，提高实验教学内容的创新性，完善教学实施，开展针对性的课程思政，有效提高学生学习兴趣，学生从被动学习变为主动探究，实验课堂从单向传授变为多维互动。

关键词： 5-羟色胺   双靶点   化学合成   分子对接   抗抑郁  

摘要： 目的设计并合成高活性的兼具5-羟色胺1A型受体(5-HT1A)亲和5-羟色胺转运体（SERT）双位点协同抑制作用的双靶点抗抑郁化合物。方法基于双靶点协同机制，采用骨架跃迁策略设计并合成苯并二氧戊环类化合物，并通过与放射性配体的竞争结合实验测定其对两个靶点的亲和活性，利用分子对接解析其结合模式。结果共计合成11个结构全新的目标化合物，其结构均经电喷雾电离质谱（ESI-MS）和核磁共振（NMR）波谱得到确证，其中化合物18b对5-HT1A受体和SERT均表现出纳摩尔级亲和力（Ki分别为2.72 nmol/L、8.85 nmol/L）。分子对接结果表明：其对SERT的抑制作用是通过同时占据正构位点S1（Asp98盐桥）和变构位点S2（Arg104π-阳离子作用）实现；而对5-HT1A的高亲和作用依赖Asp1163.32盐桥锚定及Phe3626.52的π-π堆积。结论设计、合成的苯并二氧戊环骨架类化合物实现了对SERT的S1/S2双位点的同时占据，并与5-HT1A受体的亲和功能协同，其中化合物18b活性较优，可作为先导化合物进行深入研究。

关键词： 群体感应   信号分子   生物膜   群体行为   微生物修复  

摘要： 本文综述了革兰氏阴性和阳性细菌中群体感应(QS)系统主要的信号分子AHLs、AIPs和AI-2合成、调控群体行为的机制及其在环境修复中的应用.结果显示，QS调节细菌群体行为过程主要有信号分子合成和释放、细菌识别信号分子并作出行为应答.S-腺苷甲硫氨酸在多种信号分子合成中都可作为底物，这可能是QS系统与细菌协同进化的结果.一些信号分子不仅能调节同种属细菌的群体行为，还能介导无亲缘关系的细菌与植物的通讯过程.菌群通过QS协调群体内部的行为，改善群落结构，调控关键降解酶的合成，进而提高生物膜修复效率.最后，讨论了基于QS系统的微生物修复技术的发展方向.研究结果可为微生物修复技术研究提供理论依据和应用启示.