高中生物学基于合作学习的数学建模教学案例

为突破杂合子连续自交及随机交配繁衍后代比例的数学建模问题,设计了合作学习的课例,分享了学生成果,评价了文献表述,表明合作学习是学生全面发展的重要途径,数学建模是学生科学思维的训练平台。     

基于项目式学习的论证探究式教学——以“制作‘吸烟有害健康’的宣传片”项目为例

《义务教育生物学课程标准（2022年版）》将培养学生的核心素养作为课程宗旨,科学思维是核心素养的组成部分。科学思维是学生在生活中解决实际问题的必备品格,而科学论证能力是科学思维的关键能力。在生物学中如何进行科学论证,实验探究是必不可少的方案。本次开展基于项目式学习的论证探究式教学模型的教学实践,旨在以实验教学为载体,将论证与探究有机结合,实现论证能力与科学探究共发展的教学效果,进而提升学生的学科核心素养。     

尖峰岭热带天然林不同土层细菌群落多样性和组成的海拔变异规律

土壤微生物群落结构沿海拔梯度的变异是微生物生物地理学分异和群落空间分布的重要内容,然而,热带森林土壤微生物多样性及其群落特征的海拔模式尚不明确。研究海南省尖峰岭自然保护区0—20cm和20—40cm土壤细菌多样性和群落组成沿海拔梯度(400—1410m)的变化及其与环境因子的关系。结果表明：在0—20cm土壤微生物生物量碳、生物量氮和生物量磷随海拔升高(峰顶降低)而增加,20—40cm土壤微生物生物量碳、生物量氮和生物量磷随海拔升高呈先升高后降低趋势;整体上,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门在0—20cm中占优势,丰度总和占该层细菌总量的88.17%;变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、绿弯菌门在20—40cm中占优势,丰度总和占该层细菌总量的90.82%;随海拔增加,0—20cm细菌多样性线性减少,20—40cm细菌多样性变化不显著;沿海拔梯度,0—20cm细菌群落组成可分为低(409—1018m),中(1018—1357m)和高(1410m)三个海拔聚集群落,20—40cm细菌群落组成随海拔无显著性变化;两土层细菌多样性与土壤pH显著正相关,土壤细菌群落组成在0...     

宁夏银川平原沙化土地不同人工林土壤质量评价

沙化土地土壤贫瘠、生产力低,人工植被恢复是重要的土壤改良措施。为研究宁夏银川平原沙地不同人工林栽植对土壤的影响,以银川腹部沙地银川植物园沙化土壤恢复区的2017年3月种植的文冠果(Xanthoceras sorbifolium)和欧李(Cerasus humilis)人工林地为研究对象,以邻近的长期撂荒地为对照,对土壤质量进行了研究。2020年7—8月采集土样并测定了土壤物理、化学、生物学等20个指标作为土壤质量评价的总数据集,方差分析筛选出差异显著性的9个指标作为重要数据集指标,采用主成分分析法和Norm值建立土壤质量评价指标最小数据集(MDS),利用线性和非线性两种评分方法计算土壤质量指数(SQI)。结果表明：与长期撂荒地相比,银川平原沙化土壤恢复区人工文冠果、欧李林地的土壤理化性质较好,土壤砂粒百分比减少、粉粒和黏粒百分比有所增加,pH降低;有机质、全氮、全磷、全钾等主要养分指标提高,蔗糖酶、脲酶、纤维素酶等主要生物酶活性也高于撂荒地,筛选出的研究区土壤质量评价MDS指标为土壤粉粒百分比和全磷。2种评价方法下,文冠果和欧李人工恢复林地的SQI高于撂荒地,但提高不显著(P>0...     

2001—2019年中国自然保护区生态环境质量时空变化特征及其驱动力

自然保护区对维护生物多样性,改善生态环境质量具有重要作用。然而,我国自然保护区生态环境质量变化及其对自然因素与人类活动的响应规律还不清晰,理解这些规律对我国的生态文明建设以及生物多样性的保护具有重要意义。基于2001—2019年中国历史高分辨率生态环境质量数据CHEQ数据集以及自然因素,利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验以及多元回归残差分析等方法,探究了2001—2019年中国自然保护区的生态环境质量时空变化特征及其对自然因素与人类活动驱动因素的响应。结果表明：(1)我国自然保护区的CHEQ指数呈现多阶段波动变化,总体呈小幅度下降趋势,平均趋势率为-0.54×10^-3/a;在空间上,中国自然保护区CHEQ变化趋势值呈“南高北低,东高西低”的分布格局;(2)自然因素与人类活动的共同作用是我国自然保护区生态环境质量恶化的主要原因,且恶化区域主要分布在自然保护区的实验区和缓冲区。其中自然因素对我国自然保护区生态环境质量变化的影响在-3×10^-3/a—0/a之间,人类活动的影响在-1×10^-3     

城市绿色开敞空间可达性研究——以南京市中心城区为例

城市绿色开敞空间是城市公共空间的重要组成部分,合理配置城市绿色开敞空间对城市宜居环境建设至关重要。空间可达性常用于评价公共服务设施空间布局的合理性,两步移动搜索法即是一种直观、运算简便、应用广泛的可达性计算方法,但该方法未考虑需求主体之间的差异性。本研究以南京市中心城区为例,利用手机信令数据提取需求者属性特征以及空间分布,通过分类细化需求主体改进搜索策略,改善两步移动搜索法传统研究未考虑不同群体差异性、统计数据滞后、空间尺度粗等弊端。结果表明,南京市中心城区绿色开敞空间可达性呈现出明显的空间分异特征,江南主城可达性总体比江北新区高,低值区集中在人口密度高、绿色开敞空间资源规模小的中心城区周边;不同人群的绿色开敞空间可达性总体格局相似,但在数值上老年人可达性均值是其他年龄段的14.60%,工作人群可达性均值是居住人群的86.02%,老年人作为弱势群体在享受绿色开敞空间服务中被边缘化。研究结果可为优化南京市绿色开敞空间布局提供科学依据,也可为其他公共服务设施可达性评价提供借鉴。     

放牧对祁连山高寒典型草原土壤质量的影响

土壤质量是维持陆地生态系统稳定性与功能多样性的基础。放牧作为草地资源最广泛的利用方式之一,其对草地土壤质量的影响却缺乏量化标准,且两者之间的作用机理尚不明确。以祁连山高寒草原两个季节性牧场为研究对象,结合生态系统耦合与生态系统多功能性,探究了放牧对高寒草原土壤质量的影响与潜在机制。试验结果表明：基于最小数据集,不同放牧率下土壤质量指数差异显著(P<0.05),冬季牧场和春秋季牧场放牧率分别在2.45头月^-1 hm^-2和0.80头月^-1 hm^-2时土壤质量指数最高。土壤速效磷、有机碳、氮磷比和土壤pH是决定冬季牧场土壤质量的关键因子,而春秋季牧场中则是土壤有机碳、碳氮比和土壤pH;两个季节性牧场土壤质量指数与物种丰富度指数(P<0.05)和香浓维纳多样性指数(P<0.0001)呈显著正相关。高寒草原季节性牧场放牧地植物群落物种多样性与土壤因子耦合度在0.67—0.81之间,平均耦合度为0.74,属于中度协调;随着放牧率的增加,生态系统多功能性指数逐渐减低且与土壤质量指数变化趋势相似,...     

基于红外相机技术的野生豹猫行为谱和PAE编码系统

2017年6月至2021年4月,本研究基于红外相机技术开展野生豹猫(Prionailurus bengalensis)行为谱和PAE编码系统行为谱的研究,同时比较分析该物种行为多样性的季节差异和年龄组差异。本研究共分辨记录了野生豹猫的8种姿势、39种动作、25种行为,建立了野生豹猫行为谱及其PAE编码系统。本研究发现野生豹猫的总体绝对行为多样性指数H_总和总体相对多样性指数r_总均在夏季最高而冬季最低。秋、冬两季的绝对行为多样性指数H和相对多样性指数r呈显著性差异(H:Z=-2.023, P=0.043; r:Z=-2.023, P=0.043);成体的总体绝对行为多样性指数H_总和总体相对多样性指数r_总均高于幼体,相对多样性指数r存在显著年龄组差异(Z=-2.018, P=0.044)。本研究结果将为今后野生豹猫的综合保护与管理提供科学参考依据。     

合成生物制造2022

本文对2022年《生物工程学报》发表的与合成生物制造相关的综述和研究论文进行了评述,重点讨论了DNA测序、DNA合成、DNA编辑、基因表达调控和数学细胞模型等底层技术,酶的设计、改造和应用技术,化学品生物催化、氨基酸及其衍生物、有机酸、天然化合物、抗生素与活性肽、功能多糖、功能蛋白质等重要产品的生物制造技术,一碳化合物和生物质原料利用技术以及合成微生物组技术,以帮助读者从一个侧面了解合成生物制造相关技术和产业的发展情况。     

刺激隐神经中C类纤维诱发的小脑浦肯野细胞简单锋电位反应

用玻璃微电极记录了猫小脑浦肯野细胞的简单锋电位(PC-SS)。在标准化互协方差函数图中,PC-SS自发放电无明显波峰;弱刺激隐神经只引起A类纤维传入时,PC-SS出现A类诱发放电反应(A-CED),它包括潜伏期为16.7±0.9ms的早反应和270.8±12.8ms的晚反应。用极化电流选择性阻滞A类纤维传导后,强刺激只引起C类纤维单独传入时,出现潜伏期为142.4±4.3ms的C类诱发反应(C-CED)。强刺激同时引起A类和C类纤维传入时,只出现A-CED而不出现C-CED。按标准化功率谱密度函数分析,PC-SS自发放电可分为两种类型。一类为高峰型,最大能量峰值平均为15.7±4.7×10~(-3),峰频为4.07±1.67Hz;刺激A类纤维使峰值增大,而刺激C类纤维却使峰值减小。另一类为低峰型,峰值为8.4±1.4×10~(-3),峰频为3.67±2.90Hz。刺激A类和C类纤维均使峰值增大,前者增大更多,但峰频均无显著性变化。上述结果表明,C类纤维传入可以到达小脑浦肯野细胞,引起特异的PC-SS放电反应。