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“生物学基础”课程思政元素的挖掘、设计与实施路径

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第7期40卷 1017-1030页

作者：夏凯李业赵倩黄俊浙江科技大学生物与化学工程学院生物工程系杭州310023

立德树人是高等教育的根本任务,课程思政教育在该任务完成过程中不可或缺。“生物学基础”是生物工程专业的核心课程,与其他专业必修课存在密切联系,在专业人才培养体系中具有重要地位。本文从“生物学基础”课程思政建设的必要性、课... 详细信息

立德树人是高等教育的根本任务,课程思政教育在该任务完成过程中不可或缺。“生物学基础”是生物工程专业的核心课程,与其他专业必修课存在密切联系,在专业人才培养体系中具有重要地位。本文从“生物学基础”课程思政建设的必要性、课程思政元素的挖掘和设计、课程思政的实施方法、课程思政评价体系的优化以及课程思政教学的实施效果等方面详细阐述了“生物学基础”课程思政的建设过程。从名人轶事、日常生活、科研案例和时事热点等方面积极挖掘课程思政元素。通过组建教学团队、建立线上线下混合教学方法、开展案例教学和实施小组讨论将思政元素融入到“生物学基础”教学全过程,并建立课程思政教学效果的评价体系。结果表明,对“生物学基础”实施课程思政教学后,学生提高了学习兴趣,期末卷面平均成绩得到显著提升,由课程改革前的66分以下上升至改革后的76分。此外,92%以上学生认为“生物学基础”课程思政教学达到较好效果,课程满意度达到98%。课程思政有效提升了“生物学基础”课程的教学质量,实现学生专业知识和综合素质协同培养的目标。该课程的有关建设经验可以为其他生物类课程的思政教学和改革提供一些参考。

关键词：生物学教学改革课程思政案例教学教学实践

基于文献计量的微生物胞外聚合物研究可视化分析

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微生物学通报 2024年

作者：陈君帅赵辉闫华晓张威姚术涵韩作振山东科技大学化学与生物工程学院生物工程系山东科技大学地球科学与工程学院

【背景】胞外聚合物是微生物分泌的高分子聚合物，在环境治理、材料科学、生物医学等领域具有重要应用价值。【目的】探讨胞外聚合物研究现状、研究热点和发展趋势。【方法】采用文献计量学方法，基于Web of Science核心数据库，检索近1... 详细信息

【背景】胞外聚合物是微生物分泌的高分子聚合物，在环境治理、材料科学、生物医学等领域具有重要应用价值。【目的】探讨胞外聚合物研究现状、研究热点和发展趋势。【方法】采用文献计量学方法，基于Web of Science核心数据库，检索近10年胞外聚合物相关文献，利用VOSviewer软件进行统计分析。【结果】胞外聚合物研究发文量呈上升趋势，中国发文量居首，但质量有待提高；研究热点主要集中在环境治理、生物制造和生物矿化等领域；微塑料降解是当前研究热点之一。【结论】本研究为深入了解胞外聚合物研究现状以及把握发展趋势提供了依据。

关键词：微生物胞外聚合物文献计量学 VOSviewer 聚类分析知识图谱

自牺牲型金属有机框架衍生In_(2)S_(3)多级孔结构纳米材料强化光催化性能

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 204-213页

作者：杨婷婷王彬朱剑豪夏杰祥李华明江苏大学化学化工学院能源研究院江苏镇江212013 香港城市大学物理系材料科学与工程系生物医学工程系中国香港

半导体基光催化是减少对化石燃料的依赖和解决环境污染问题的有前景的策略之一.在光催化有机污染物降解领域,硫化物材料备受关注.其中,In_(2)S_(3)催化剂因展现较好的催化活性及经济可行性,而被认为是光催化降解的理想催化剂之一.然而,... 详细信息

半导体基光催化是减少对化石燃料的依赖和解决环境污染问题的有前景的策略之一.在光催化有机污染物降解领域,硫化物材料备受关注.其中,In_(2)S_(3)催化剂因展现较好的催化活性及经济可行性,而被认为是光催化降解的理想催化剂之一.然而,采用传统煅烧法制备的In_(2)S_(3)催化剂由于比表面积小,暴露的活性位点有限,进而限制了其催化活性的进一步提升.因此,制备具有较大比表面积和多活性位点的In_(2)S_(3)基催化剂,对于推动光催化降解有机污染物领域的发展具有重要的意义.本文通过构建分级多孔结构的光催化剂,以增强材料的光吸收性能并优化光生载流子的迁移和分离,从而提升光催化降解有机污染物的性能.利用In基金属有机骨架(MOFs)作为自我牺牲模板,通过硫化制备了包括空心纳米管、微管、中空球和十二面体在内的多种分级In_(2)S_(3)光催化剂.分级多孔结构不仅增强了入射光的多次折射和反射,还提供了更大的表面积,从而提高了光生载流子的光利用率和相分离效率.实验结果表明,这些材料的光催化效率远高于块状和商用In_(2)S_(3).通过X射线光电子能谱、X射线衍射等手段验证了不同形貌分级多孔In_(2)S_(3)材料的成功制备.紫外-可见漫反射光谱结果表明,所有催化剂均可吸收部分可见光,结合莫特肖特基曲线和XPS价带谱结果,说明催化剂的导带、价带位置均满足光催化降解有机污染物的要求.光致发光光谱、光电流强度曲线和电化学阻抗曲线等研究表明,分级多孔结构有效促进了光生载流子的分离和迁移.光催化降解罗丹明B(RhB)和四环素(TC)性能评价结果表明,与块状和商用In_(2)S_(3)相比,具有分级多孔结构的In_(2)S_(3)材料表现出更好的光催化降解活性.其中,空心In_(2)S_(3)纳米管(HNTs)具有最佳的光催化性能,在光照1.5和2 h后,In_(2)S_(3)-HNT可以去除约50%的TC和95%的RhB,其RhB的降解速率分别是块状和商业In_(2)S_(3)的135.6倍和446.9倍,TC的降解速率分别是块状和商业级In_(2)S_(3)的7.8倍和36.5倍.电子顺磁共振和自由基捕获实验结果表明,在光催化降解过程中,空穴、超氧自由基以及单线态氧是主要的活性物种.特别是,当In_(2)S_(3)-HNT受到光照时,其独特的分级多孔结构使得光生电子和空穴对能够有效分离,这使得In_(2)S_(3)-HNT可以积累更多的活性氧自由基,从而显著提升了其光催化降解有机污染物的性能.综上,本文采用新型自牺牲模板法,制备了金属有机框架衍生In_(2)S_(3)多级孔结构纳米材料.通过精准调控In_(2)S_(3)催化剂的形貌,有效提升了光催化降解有机污染物性能.该方法在高效光催化剂的制备上展现了显著潜力,为设计高性能的光催化降解材料提供参考.

关键词：硫化铟金属有机框架形貌调控光催化污染物降解

注射式微流控芯片全集成核酸分析系统与精准医疗应用

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中国激光 2024年第9期51卷 190-199页

作者：黄琴黄乐阳靳翔宇毛则尹邓安妮吕文琦钟豪王铈弘石艺璇陈家辉黄世光黄国亮清华大学医学院生物医学工程系北京100084

核酸检测方法可快速鉴定特异基因指标,但其广泛应用受限于多种仪器设备串行使用以及对操作人员的高专业技术要求。本团队开发了一套注射式微流控芯片全集成核酸分析系统,该系统主要包含两大模块,分别是可以为不同类型临床样本提供多种... 详细信息

核酸检测方法可快速鉴定特异基因指标,但其广泛应用受限于多种仪器设备串行使用以及对操作人员的高专业技术要求。本团队开发了一套注射式微流控芯片全集成核酸分析系统,该系统主要包含两大模块,分别是可以为不同类型临床样本提供多种核酸提取方法的全自动注射式核酸提取模块,以及基于微流控芯片的微纳体系多指标联合并行检测等温扩增核酸检测模块。这两大模块既可以单独发挥各自的功能,也可以组合成全集成注射式微流控芯片核酸分析系统,形成全集成自动化、微纳反应体系、快速、多指标联合并行检测的核酸检测分析平台。采用本团队开发的注射式微流控芯片全集成核酸分析系统,分别对热带念珠菌标准株培养菌液和64例外阴阴道念珠菌感染疾病的临床拭子样本进行检测。结果显示:本系统对菌液的最低检测限为3.95×102 CFU/mL,而且样品制备更方便快捷,仅需1次加样操作,核酸提取时间为10 min;64例临床样本检测效果与金标准培养法相比,卡方检验为1,Kappa值为0.950,说明两种方法无显著差异,且一致性很高。本团队开发的注射式微流控芯片全集成核酸分析系统,可以为临床多指标微纳体系核酸快速检测提供一个可靠的平台,为临床医疗应用提供精准快检技术与便捷分析仪器支撑。

关键词：医用光学注射式微流控芯片全集成核酸分析系统精准医疗应用

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火龙果皮花青素生物转化菌株筛选及工艺优化

中国酿造 2024年第1期43卷 197-202页

作者：程水明李露欣刘杰凤广东石油化工学院生物工程系广东茂名525000

该研究以火龙果皮粉为发酵基质,采用20种食用真菌进行发酵,通过监测发酵后发酵液中花青素含量的变化,筛选出转化效率高的供试菌株作为火龙果皮发酵菌株,并采用响应面法优化其发酵工艺。结果表明,20种食用真菌中,经蜜环菌(Armillaria mel... 详细信息

该研究以火龙果皮粉为发酵基质,采用20种食用真菌进行发酵,通过监测发酵后发酵液中花青素含量的变化,筛选出转化效率高的供试菌株作为火龙果皮发酵菌株,并采用响应面法优化其发酵工艺。结果表明,20种食用真菌中,经蜜环菌(Armillaria mellea)发酵的火龙果皮液中花青素含量最高,其最优发酵工艺为发酵时间5 d、接种量6%、发酵温度25℃、料液比1∶50(g∶mL)。在此优化条件下,发酵液中花青素含量达(2.03±0.02)mg/100 mL,是未经食用真菌转化的11.94倍,表明微生物辅助可有效转化火龙果果皮中花青素。

关键词：火龙果果皮花青素生物转化食用真菌筛选工艺优化

淹水胁迫下水稻种子和胚芽葡萄糖供应差异与胚芽存活的关系

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中国水稻科学 2024年第2期38卷 172-184页

作者：郑广杰叶昌朱均林陶怡肖德顺徐亚楠褚光徐春梅王丹英中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室杭州311400

[目的]为了探明淹水逆境下水稻种子向胚芽供应葡萄糖能力的品种间差异及其与胚芽存活的关系,从而解析水稻芽苗期耐淹机理。[方法]以4个淹水耐性不同的品种为试验材料,设置长期淹水和湿润播种(对照)两个处理,分析种子和胚芽组织的非结构... 详细信息

[目的]为了探明淹水逆境下水稻种子向胚芽供应葡萄糖能力的品种间差异及其与胚芽存活的关系,从而解析水稻芽苗期耐淹机理。[方法]以4个淹水耐性不同的品种为试验材料,设置长期淹水和湿润播种(对照)两个处理,分析种子和胚芽组织的非结构性碳水化合物含量,种子α-淀粉酶活性、胚芽抗氧化酶活性随时间的动态变化,及其与胚芽存活率的相关性。[结果]淹水胁迫下,淹水敏感材料中嘉8号(S1)和中嘉早17(S2)胚芽的葡萄糖含量、SOD、POD酶比蛋白活性在淹水72h后显著下降,表型上表现为胚芽生长停滞并出现死亡症状;而耐淹材料日本晴(T1)、耘两优玖48(T2)的胚芽中葡萄糖含量、SOD、POD的酶比蛋白活性在淹水96 h内保持稳定,胚芽持续伸长。对种子α-淀粉酶活性的分析表明,虽然短期淹水(0-48 h)能够增强所有4个材料的种子α-淀粉酶活性,但随淹水时间的延长(72-96h),仅耐淹的T1、T2保持α-淀粉酶高活性,其种子内的淀粉含量持续下降而葡萄糖含量不断增加,胚芽葡萄糖含量相对稳定;而淹水敏感材料S1、S2种子内的α-淀粉酶活性则分别在淹水72 h和48 h后下降,种子内淀粉含量相对稳定,但种子和胚芽的葡萄糖含量大幅度下降。相关分析表明,胚芽的存活率与胚芽和种子的葡萄糖含量、胚芽的过氧化物酶(POD)活性极显著正相关,但与种子淀粉含量极显著负相关。[结论]淹水胁迫下胚芽组织消耗大量的葡萄糖维持其生理代谢平衡,种子向胚芽供应葡萄糖的能力直接关系到其存活,种子α-淀粉酶活性变化对胚芽葡萄糖的供应有决定性作用,是种子在淹水条件下存活出苗的关键。

关键词：淹水逆境水稻种子胚芽存活率葡萄糖 α-淀粉酶抗氧化酶

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不同抗感水稻品种对褐飞虱胁迫的高光谱响应特征

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中国水稻科学 2024年第1期38卷 81-90页

作者：杨奇欣赖凤香何佳春魏琪王渭霞万品俊傅强中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室杭州310006

【目的】探究不同抗感水稻受褐飞虱胁迫的高光谱反射率曲线变化及敏感光谱差异,研究水稻植株不同部位的高光谱变化。在此基础上,采用机器学习技术建立水稻褐飞虱抗性鉴定模型,为下一步开发智能化褐飞虱抗性鉴定技术提供重要基础资料。... 详细信息

【目的】探究不同抗感水稻受褐飞虱胁迫的高光谱反射率曲线变化及敏感光谱差异,研究水稻植株不同部位的高光谱变化。在此基础上,采用机器学习技术建立水稻褐飞虱抗性鉴定模型,为下一步开发智能化褐飞虱抗性鉴定技术提供重要基础资料。【方法】以三个具不同褐飞虱抗感特征的水稻品种(TN1、Mudgo、RHT)为对象,分析其光谱、植被指数差异并建立抗性级别预测的随机森林模型。【结果】研究发现,褐飞虱胁迫天数与光谱反射率显著相关的波段数及差异显著的波段数随着水稻的抗性水平的上升而减少。同时,在680 nm左右,三个品种的光谱反射率与褐飞虫胁迫时间的相关性最好。植被指数分析表明,SIPI、SR605/760和PSNDb与抗性级别的相关系数绝对值要高于680 nm的结果。感虫品种TN1差异最早体现,中抗品种Mudgo其次,高抗品种RHT最后。不同部位的差异首先出现在第1叶叶片和第1叶叶鞘,然后依次为第2叶叶片和第2叶叶鞘以及第3叶叶片和第3叶叶鞘。预测模型的结果表明,全波段作为输入的模型效果比以单一植被指数SIPI构建的随机森林模型更好,模型准确率达到85.9%。【结论】本研究反映了不同抗感水稻品种受褐飞虱危害后的高光谱变化规律与不同抗感品种和不同部位的差异,并证实了机器学习技术对水稻抗性级别的分类能力。

关键词：褐飞虱水稻抗性高光谱植被指数机器学习

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稻米油脂遗传改良研究进展

浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第3期50卷 329-338页

作者：王诗怡刘西西金龙应杰政李志永黄捷童晓红王以锋张健中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室浙江杭州311400

脂肪是水稻种子不可或缺的营养成分,提升水稻种子中的油脂含量、优化其有益脂肪酸和抗氧化物质等关键组分是水稻品质育种的一大趋势。本文综述了稻米油脂的主要成分与功能、油脂合成与调控通路、稻米油脂的调控基因及遗传改良的研究进展... 详细信息

脂肪是水稻种子不可或缺的营养成分,提升水稻种子中的油脂含量、优化其有益脂肪酸和抗氧化物质等关键组分是水稻品质育种的一大趋势。本文综述了稻米油脂的主要成分与功能、油脂合成与调控通路、稻米油脂的调控基因及遗传改良的研究进展,旨在深化对稻米油脂生物合成的理解,并为未来创造高油脂、高品质水稻种质资源提供新的启示和方向。

关键词：水稻油脂含量品质遗传改良

组合羟肟酸下方解石和萤石中浮选氟碳铈矿的分离机理

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中国有色金属学报 2024年第2期34卷 611-624页

作者：孙文豪蒋昊徐艳玲李新冉刘娇娇滕鑫中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

苯甲羟肟酸(BHA)和辛基羟肟酸(OHA)以及二者组合羟肟酸(BHA+OHA)下,对氟碳铈矿、方解石、萤石三种矿物进行了浮选研究。通过红外光谱分析、总有机碳和紫外光谱吸附量测试和XPS分析研究了羟肟酸类在矿物表面的作用机理。结果表明:在pH=9.... 详细信息

苯甲羟肟酸(BHA)和辛基羟肟酸(OHA)以及二者组合羟肟酸(BHA+OHA)下,对氟碳铈矿、方解石、萤石三种矿物进行了浮选研究。通过红外光谱分析、总有机碳和紫外光谱吸附量测试和XPS分析研究了羟肟酸类在矿物表面的作用机理。结果表明:在pH=9.5、组合捕收剂(n(BHA)∶n(OHA)=2∶1)浓度为3×10^(-4) mol/L和盐化水玻璃3×10^(-3) mol/L条件下,氟碳铈矿、方解石和萤石的回收率分别为89.8%、18.5%和13.7%,人工混合矿REO品位由28.90%提升至55.41%,氟碳铈矿的回收率为80.41%,与方解石和萤石实现较好分离;组合捕收剂(BHA+OHA)在三种矿物表面发生共吸附,且组合捕收剂中每种药剂的吸附率大于相同浓度的单一药剂;盐化水玻璃阻碍捕收剂在方解石、萤石表面的吸附对捕收剂在氟碳铈矿表面吸附无影响,可以达到抑制方解石和萤石的目的,实现氟碳铈矿的选择性浮选。

关键词：氟碳铈矿方解石萤石组合羟肟酸盐化水玻璃选择性浮选