北京松山落叶阔叶林生态系统水热通量对环境因子的响应

温带森林生态系统水热通量在多时间尺度上受各种生物物理因子的影响。该研究假设这些因子对水热通量的影响机制具有时间尺度分异性, 通过涡度相关法(EC)于2019年全年对北京松山典型天然落叶阔叶林生态系统蒸散发(ET)、显热通量(H)、潜热通量(LE)、土壤热通量(G)、饱和水汽压差(VPD)、空气温度(T_a)、光合有效辐射(PAR)、归一化植被指数(NDVI)及10 cm深度土壤水分(VWC)等要素进行原位连续监测, 使用小波分析的方法分析了日、季节尺度上生物与非生物因子对生态系统能量分配与水汽交换的调控机制。主要研究结果: 2019年松山天然落叶阔叶林生态系统年均波文比(β)为1.53。ET具有明显的季节变化特征, 从第100天开始逐渐增加, 7月达到峰值, 第300天下降到最低水平。ET最大日累计值为5.01 mm·d^-1, 年累计值为476.2 mm, 年降水量为503.3 mm。在日尺度上水热通量与VPD间滞后时间最短, 为3.36 h。在季节尺度上与PAR间滞后时间最短, 为8天。季节尺度上PAR通过VPD来对ET造成间接影响, 而对β造成直接影响。该研究发现不同时间尺度上水热通量与环境因子间的时滞关系, 为选择模型在不同时间尺度下北方温带落叶阔叶林生态系统过程的最佳输入参数提供科学支持。     

黑沙蒿光合能量分配组分在生长季的相对变化与调控机制

为了探明典型荒漠灌木优势物种黑沙蒿(俗名油蒿, Artemisia ordosica)光合过程能量中分配对环境波动的相对变化及其长期调节机制, 该研究于2018年4-10月在宁夏盐池毛乌素沙地, 同时使用MONITORING-PAM多通道荧光监测仪和LI-6400XT便携式光合测量仪对黑沙蒿叶片的最小荧光产量(F_o)、最大荧光产量(F_m)、稳态荧光产量(F_s)、光下最大荧光产量(F_m′)、净光合速率(P_n)、暗呼吸速率(R_d)、蒸腾速率(E)和叶片气孔导度(g_s)进行现场测定, 在实验室内计算比叶面积(SLA)、单位面积氮含量(N_area)、叶绿素含量(C_Chl)和叶绿素a/b (Chl a/b), 分析黑沙蒿光合过程能量分配中固碳耗能占比(Φ_A)、光呼吸耗能占比(Φ_PR)、调节性热耗散耗能占比(Φ_NPQ)和非调节性热耗散耗能占比(Φ_NO)与环境参数和叶性状参数之间的关系以及能量分配各组分之间的相对变化。结果表明, 光化学反应组分(Φ_A、Φ_PR)和热耗散组分(Φ_NPQ、Φ_NO)之间呈负相关竞争关系, 两组分内部呈正相关协同关系, E和Φ_A、Φ_PR正相关, 和Φ_NPQ、Φ_NO负相关。在低土壤含水量(SWC)和高饱和水汽压差(VPD)环境条件下, 黑沙蒿Φ_A、Φ_PR和SLA显著降低, Φ_NPQ和Φ_NO显著增加。研究认为, 在长期干旱或高蒸散条件下, 黑沙蒿通过降低SLA等途径避免水分的过度流失, 同时将部分过剩光能由光呼吸代谢途径转移到热耗散组分进行耗散。波动环境下黑沙蒿形态性状的变异和光合过程能量分配的长期调节机制, 反映了其利用形态与生理的协同可塑性对逆境的适应。     

658 nm低能量激光照射对人牙周膜细胞生物学效应的影响

目的:探讨658 nm低能量激光照射对人牙周膜细胞增殖、碱性磷酸酶活性及纤维连接蛋白合成的影响.方法:改良组织块法体外培养人牙周膜细胞.通过658 nm激光照射人牙周膜细胞,观察能量密度为1.86 J/cm2和3.72 J/cm2激光照射后不同时间点细胞增殖效应、碱性磷酸酶活性和纤维连接蛋白的变化.结果:1.86 J/cm2和3.72 J/cm2能量密度的激光照射人牙周膜细胞,可显著促进细胞增殖效应.3.72 J/cm2能量密度的激光照射可提高人牙周膜细胞碱性磷酸酶活性;能量密度为1.86 J/cm2的激光照射人牙周膜细胞72 h后,细胞中纤维连接蛋白分泌量增加.结论:658 nm低剂量激光照射可促进人牙周膜细胞增殖;适量的低剂量激光照射人牙周膜细胞可促进其碱性磷酸酶活性及纤维连接蛋白的分泌.     

急性捕食风险不能完全限制饥饿 雌性长爪沙鼠的觅食活动

觅食活动是动物生存和繁殖所必需的基本的活动,受个体生理状态（如饥饿）和环境状况（如捕食、食物可利用性）时空变化的影响,能量状态-风险分配假说指出,动物在应对不同风险时会优化觅食和反捕食努力的时间和能量分配。然而,有关啮齿动物觅食决策的能量状态-捕食风险分配假说的研究结论尚不统一。本研究在野外实验室以艾鼬（Mustela eversmannii）气味作为捕食风险刺激源,以非捕食者（马）气味源作为对照,首先通过Y型观测箱检验雌性饥饿长爪沙鼠（Meriones unguiculatus）对捕食者气味的辨别能力（Wilcoxon 秩检验）;在此基础上通过中立场行为观测箱分别测定饥饿雌鼠在“有食物和天敌气味源”与“有食物和非天敌气味源”环境下的觅食活动,采用Mann-Whitney Z检验比较两者间的行为差异,以验证急性捕食风险限制饥饿沙鼠觅食活动的假设,并探讨动物在饥饿风险与捕食风险共存情况下的觅食行为对策。结果显示,（1）长爪沙鼠对天敌气味反应明显,厌恶和回避有较高潜在捕食风险的空间;（2）虽然觅食潜伏期在捕食风险存在时有所增加,但急性捕食风险并未影响饥饿沙鼠的觅食频次,沙鼠通过缩短每次觅食的持续时间来应对捕食风险;与此同时,（3）饥饿沙鼠在急性捕食风险条件下对环境探究的次数明显增加,一定程度上提高反捕食努力,且自我修饰表现显著,以缓释捕食压力的恐惧效应。这些结果表明,急性捕食风险不能完全抑制饥饿沙鼠的觅食努力,在有捕食风险情况下,饥饿的长爪沙鼠会权衡觅食获取能量和避免捕食的收益和代价,优化觅食策略。本研究结果支持能量状态-风险分配假说关于在短期高风险情况下反捕食努力分配更多,但当动物在饥饿风险持续时间比例显著增加时,动物最终也必须在高风险情况下觅食的预测,也反映了长爪沙鼠对食物资源不可预测及捕食风险高的干旱半干旱荒漠环境的行为适应对策。     

半导体矿物介导非光合微生物利用光电子新途径

自然界中微生物按其能量代谢途径主要分为两种:光能营养微生物和化能营养微生物.化能营养微生物作为非光能营养微生物长期被排除在以日光为能量来源的能量利用途径之外.本文介绍了一种新的微生物能量利用途径,即非光能营养微生物通过半导体矿物光催化作用来利用太阳能进行生长.实验室模拟体系中,金属氧化物、金属硫化物等天然半导体矿物在模拟日光激发下产生的光电子促进了化能自养与异养微生物的生长.研究结果表明微生物的生长与光子能量和光子数量密切相关,同时不同波长光辐照下的微生物生长情况与矿物的光吸收谱相吻合.这一能量利用途径的光能-生物能转化效率为0.13‰-1.90‰.在含有天然半导体矿物与天然微生物的红壤体系中,进一步发现半导体矿物光催化能够明显改变环境微生物的种群结构.已有的研究揭示了一种新发现并极有可能长期在地球上存在的微生物能量利用途径,即通过自然界中半导体矿物日光催化作用产生的光电子能够促进非光能营养微生物的生长代谢活动.     

例谈对“呼吸作用”的常见误解

主要针对“呼吸作用”学习中的常见误解进行了剖析,首先通过计算证明了无氧呼吸第2阶段要放能,然后详细阐述了无氧条件下脂肪不分解的原因,最后指出无氧呼吸产水的根源在于糖酵解。     

高蛋白食物和繁殖对布氏田鼠能量摄入和产热的影响

为探讨高蛋白食物和繁殖对布氏田鼠食物摄入和产热等特征的效应,将成年雌性布氏田鼠分为非繁殖对照食物组、非繁殖高蛋白组、繁殖对照食物组和繁殖高蛋白组。对照食物蛋白含量为17.7%,高蛋白食物的蛋白含量为36.6%。实验过程中测定动物的体重、食物摄入量、静止代谢率(RMR)、身体成分、内脏器官重量、褐色脂肪组织(BAT)解偶联蛋白1(UCP1)含量、血清瘦素和催乳素水平等。结果发现:高蛋白食物明显抑制布氏田鼠的体重,但动物在妊娠期和哺乳期,这种抑制作用消失。高蛋白食物明显抑制非繁殖组动物的干物质摄入、摄入能和消化能,但对哺乳期动物没有影响。高蛋白食物提高了非繁殖期和繁殖期动物的消化率,降低了血清瘦素浓度,但仅提高了繁殖期动物肾脏的重量,而降低了盲肠的重量。RMR、UCP1含量和血清催乳素浓度等则不受高蛋白食物的影响。繁殖期动物的体重、能量摄入、RMR和血清催乳素浓度等均高于非繁殖动物。这些结果表明,食物蛋白含量可影响布氏田鼠的能量代谢和产热特征等,且在繁殖期和非繁殖期有不同的反应方式。     

耐镉马克思克鲁维酵母重金属镉吸附特性的研究

菌株YS-K1是从镉污染土壤中筛选获得的一株耐镉马克思克鲁维酵母Kluyveromyces marxianus YS-K1,对其镉吸附特性研究结果表明,该菌对镉具有良好的耐受性和吸附性,即使在镉浓度高达140mg/L的培养基中也能生长,当镉浓度在30mg/L以下时,24h后能吸附溶液中90%以上的镉,且最佳吸附条件为pH6.0,温度30℃。该菌所吸附的镉大部分集中在细胞壁上,占总吸附镉的76%,细胞膜上的占9%,细胞质中的占15%;能量抑制剂2,4-二硝基苯酚(DNP)和二环己基碳二亚胺(DCC),分别能降低菌株15%和22%的镉吸附量。在Kluyveromyces marxianus YS-K1细胞中,锌离子与镉离子有共用的结合位点,锌离子不仅会与镉离子竞争细胞表面的结合位点,减少其对镉的吸附量,而且也会与镉离子竞争进入细胞的通道位点,减少其对镉的积累量,同时能部分恢复镉离子对菌株生长的抑制作用。     

补充含铬能量糖能有效改善大学生有氧运动和无氧运动表现

本研究选择的受试者为12名大学运动训练专业男性学生(年龄:(20.3±2.26)岁; BMI:(21±1.17) kg/m2),采用双盲、安慰剂控制及平衡次序法进行不同补充处理(NBC, UBE或安慰剂,剂量皆为200μg)各1次,每次间隔1周,补充后15 min依序进行最大有氧运动表现测试,以及自行车30 s无氧温盖特测验,旨在探讨氧协同多重烟碱酸铬复合物(NBC)与含铬能量糖(UBE)补充对有氧及无氧运动表现的影响。结果表明:受试者在补充NBC和补充UBE后最大摄氧量分别增加5.1%和5.5%,衰竭时间分别延迟2.1%和3.5%,平均动力输出分别增加3.3%和3.8%,最大动力输出提升9.4%和12%,且皆显著优于安慰剂组,且补充UBE的衰竭时间也显著优于NBC,补充UBE在温盖特测验后血乳酸浓度显著高于补充NBC。本研究初步说明,补充NBC与UBE均能有效改善有氧运动和无氧运动表现。若单就运动衰竭时间而言,由于UBE内含NBC及碳水化合物等其他成分,所以补充UBE效果更佳。     

PAG-OA衍生物Ⅰ5对酿酒酵母转化合成ATP的影响

一种新型促渗透剂PAG-OA(聚氧烯油酸二醇)I 5,甲苯、气流干燥及吐温100等,对酿酒酵母进行细胞渗透性增强处理,考察了酿酒酵母的促渗透性对三磷酸腺苷生产的影响.结果表明,与其他促渗透方式相比,I 5对酿酒酵母三磷酸腺苷的产量有很大的提高.加入0.022 mol/L腺苷,三磷酸腺苷得率为0.038 mol/L,转化率98%;三磷酸腺苷合成时间缩短为1.5 h.经促渗透化处理的酿酒酵母细胞能很好的释放胞内代谢的极性物质;其三磷酸腺苷生产活性大幅度提高.