挖掘隐性实验 培养科学思维

实验教学是促进学生生物学学科素养提升的重要支撑,在日常教学过程中应当注重实验的开设。以浙科版高中《生物》为例,通过自设演示实验、自制实验装置、将实验生活化、整合教材实验等多种方式介绍4则隐性实验,以培养学生的科学思维。     

路德维希肠杆菌噬菌体的分离及生物学特性

【背景】噬菌体能够特异性杀死宿主细菌,特别是耐药性细菌,可以作为新型杀菌剂,而关于路德维希肠杆菌噬菌体的研究尚属空白。【目的】分离路德维希肠杆菌噬菌体,并对其生物学特性进行研究。【方法】通过双层平板法分离、纯化、鉴定噬菌体;通过SDS-PAGE电泳分析结构蛋白;通过透射电子显微镜分析噬菌体的形态;通过结晶紫染色法和刚果红平板法分析生物被膜。【结果】以路德维希肠杆菌X20为指示菌从环境样品中分离获得了噬菌体GM20,噬菌斑透明且有较小晕环,直径大小平均为0.47 mm。透射电镜观察显示,噬菌体GM20具有可伸缩尾部,属于肌尾噬菌体科(Myoviridae)。GM20的滴度为7.65×10~9PFU/mL,为烈性噬菌体。一步生长曲线结果显示,噬菌体的潜伏期约为15 min,释放量约为164.3 PFU/infection center。进一步分析显示,GM20具有较好的抑菌效果,耐噬菌体菌株突变株平均突变率为1.06×10~(-5)。【结论】烈性噬菌体GM20能够杀死路德维希肠杆菌X20,有可能应用于路德维希肠杆菌感染的预防与控制。     

厌氧菌Sunxiuqinia sp. SH-52外切型海藻酸裂解酶的异源表达及酶学特征

【背景】目前已报道的海藻酸分解菌多数为好氧菌,未见有关厌氧菌的报道。从分离的海藻酸分解菌中表征的海藻酸裂解酶大多为内切型海藻酸裂解酶,外切型较少。【目的】研究来自厌氧海藻酸分解菌的海藻酸裂解酶基因,表征新型海藻酸裂解酶并阐明其酶学性质,为海藻酸裂解酶的多样性和微生物降解海藻酸机制提供理论依据。【方法】对来自厌氧海藻酸分解菌Sunxiuqinia sp. SH-52的海藻酸裂解酶SHA-4编码基因进行克隆,分析基因序列,构建重组质粒PGEX-4T-1-SHA-4并在大肠杆菌中实现异源表达,经纯化后对其酶学性质及降解特征进行研究。【结果】该酶在28°C、用0.1 mmol/L IPTG (异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)条件下诱导6 h达到最大表达量,纯化后酶的比活力达到21 U/mg。酶学性质分析表明SHA-4的最适温度为37°C;最适pH为7.5;对PolyMG (杂聚古罗糖醛酸-甘露糖醛酸嵌段)具有底物偏好性;Na+对该酶的活性具有抑制作用,而金属离子Cu~(2+)具有明显促进作用,使活性提高了约168%;SHA-4催化海藻酸的Km值为2.5 mg/mL,Vmax为8.7 mg/(mL·min);SHA-4为外切型海藻酸裂解酶,降解海藻酸终产物为单糖。【结论】异源表达了来自一株厌氧海藻酸分解菌Sunxiuqiniasp.SH-52的海藻酸裂解酶SHA-4,该酶是PL6家族中第一个对PolyMG有底物偏好性的外切型海藻酸裂解酶,而且活性较高,作为工具酶有很好的应用前景,为海藻酸降解机制的探索提供了新的线索。     

海洋真菌Fusariumsp.LD8岩藻多糖酶的液态发酵条件研究

通过对海洋真菌Fusariumsp.LD8产岩藻多糖酶发酵培养基组成及工艺条件的研究,得到较优培养基配方为:麸皮5%,海带粉2%,(NH4)2SO40.8%。以人工海水代替蒸馏水,接种量为3%,在恒温振荡器中以180r/min的速度振荡培养,岩藻多糖酶活可达2.10IU/mL。     

牦牛HSP72蛋白的生物信息学分析

利用一系列的生物信息学软件分析了牦牛HSP72蛋白的氨基酸组成、等电点、亚细胞定位、跨膜区、疏水,亲水区、结构域、特征位点、二级结构等蛋白质性质,并同普通牛、猪和人的蛋白作了对比。结果表明：牦牛的HSP72蛋白共有641个氨基酸;在所分析的指标中,牦牛的HSP72蛋白与普通牛、猪、人相比存在着一定差异,这些差异是否与它们的分布和适应性有关,还有待于进一步研究。     

同一生境中强脚树莺鸣声的个体差异及多样性

在杭州市郊小和山森林公园内约85hm2范围内,用SHARP-CE-15l型录音机(频响30—l4000Hz)和强指向麦克风(频响40—14000Hz),对夏季繁殖期连续分布的同一生境中不同个体的强脚树莺(Cettiafor-tipes)的鸣声进行了记录,并通过计算机声谱分析系统从句型结构、音图结构、时域和频域特征及短时能量等方面进行了分析和比较,发现在同一生境一个小范围内同一种鸟就有6种不同类型的鸣声。这些鸣声的音调各不相同,鸣声的结构差异很大,大多声学参数之间也存在显著或极显著差异。形成这种鸣声多样性的原因可能是繁殖竞争在声行为上的体现。     

大气CO2浓度增加对昆虫的影响

大气CO2浓度增加已经受到国内外的极大关注.CO2浓度升高不但影响植物的生长发育,而且还改变植物体内的化学成分的组成与含量,从而间接地影响到植食性昆虫,并进而通过食物链影响到以之为食的天敌.根据国内外研究进展,结合多年的研究,系统介绍了CO2浓度变化对植物-昆虫系统影响的研究方法,论述了CO2浓度变化对植食性昆虫、天敌的作用规律及作用机理,探讨了CO2浓度变化对植物-植食性昆虫系统影响的特征,分析了未来研究发展的趋势及其存在的问题.     

种植盐地碱蓬改良滨海盐渍土对土壤微生物区系的影响

利用盐生植物盐地碱蓬对天津河口滨海盐碱地进行生物修复,研究了其对土壤微生物区系的影响.结果表明,种植区碱蓬根系土壤的可溶性盐分与对照土壤相比下降了41%（重量法）和37%（电导法）;根系土壤的微生物数量明显增加,其中细菌、放线菌和真菌分别较对照增加了2.3倍、4.3倍和71倍,与对照相比均为显著性差异.根系微生物的耐盐性结果显示,随着土壤盐分的降低,根系微生物生长的最适盐度也随之降低,耐盐性较低的微生物种群已逐渐成为优势种群.系统发育分析表明,枯草杆菌属成为植物修复后土壤中的优势种群.     

人白细胞介素26的基因克隆及其在大肠杆菌中的表达

克隆人白细胞介素-26(human interleukin-26,hIL-26)基因,构建高效稳定的大肠杆菌表达菌株。对GenBank上报道的hIL-26基因进行序列分析后设计合成引物,利用RT-PCR技术从人外周血单个核细胞(PBMC)总RNA中反转录并扩增得到人成熟肽IL-26基因。将得到的基因克隆到pMD18-T载体中,菌落PCR筛选、酶切鉴定并进行DNA序列分析。用BamHI和EcoRⅠ将目的片段切下,插入表达载体pBV220相应的位点。42℃热诱导表达目的蛋白,SDS-PAGE分析显示表达蛋白约占菌体总蛋白的20%,Western印迹法证实重组蛋白为特异性蛋白,分子筛纯化后纯度达90%以上。表达的重组蛋白经谷胱甘肽复性缓冲液复性,用RT-PCR检测复性的重组蛋白能促进PBMC合成IFN-γ。     

松茸多糖抗辐射功能的初步研究

预防给予小鼠松茸多糖(PTM),测定小鼠在受到2 Gy X线照射后,脾和胸腺重量、T淋巴细胞转化能力、外周血中白细胞数和肝组织中SOD、CAT、GSH-Px活性及MDA含量的变化,结果显示PTM处理组小鼠的各项指标与辐射对照组比较均有显著性差别,提示PTM可促进机体自由基的清除,增加机体抗氧化能力,对辐射所致的免疫损伤有明显的保护作用。