海洋沉积物中铁还原细菌组成及异化铁还原与产氢性质分析

【背景】一些铁还原细菌具有异化铁还原与产氢的能力,该类细菌在环境污染修复的同时能够解决能源问题。【目的】从海洋沉积物中富集获得异化铁还原菌群,明确混合菌群组成、异化铁还原及产氢性质。获得海洋沉积物中异化铁还原混合菌群组成,分析菌群异化铁还原和产氢性质。【方法】利用高通量测序技术分析异化铁还原菌群的优势菌组成,在此基础上,分析异化铁还原混合菌群在不同电子供体培养条件下异化铁还原能力和产氢性质。【结果】高通量数据表明,在不溶性氢氧化铁为电子受体和葡萄糖为电子供体厌氧培养条件下,混合菌群的优势菌属主要是梭菌(Clostridium),属于发酵型异化铁还原细菌。混合菌群能够利用电子供体蔗糖、葡萄糖以及丙酮酸钠进行异化铁还原及发酵产氢。葡萄糖为电子供体时,菌群累积产生Fe(Ⅱ)浓度和产氢量最高,分别是59.34±6.73 mg/L和629.70±11.42 mL/L。【结论】异化铁还原混合菌群同时具有异化铁还原和产氢能力,拓宽了发酵型异化铁还原细菌的种质资源,探索异化铁还原细菌在生物能源方面的应用。     

异化铁还原细菌LQ25还原重金属Cr (VI)的特性研究

[背景] 异化铁还原细菌能够在还原Fe （III）的同时将毒性较大的Cr （VI）还原成毒性较小的Cr （III）,解决铬污染的问题。[目的] 基于丁酸梭菌（Clostridium butyricum） LQ25异化铁还原过程制备生物磁铁矿,开展异化铁还原细菌还原Cr （VI）的特性研究。[方法] 构建以氢氧化铁为电子受体和葡萄糖为电子供体的异化铁培养体系。菌株LQ25培养结束时制备生物磁铁矿。设置不同初始Cr （VI）浓度（5、10、15、25和30 mg/L）,分别测定菌株LQ25对Cr （VI）还原效率以及生物磁铁矿对Cr （VI）的还原效率。[结果] 菌株LQ25在设置的Cr （VI）浓度范围内都能良好生长。当Cr （VI）浓度为15 mg/L时,在异化铁培养条件下,菌株LQ25对Cr （VI）的还原率为63.45%±5.13%,生物磁铁矿对Cr （VI）的还原率为87.73%±9.12%,相比菌株还原Cr （VI）的效率提高38%。pH变化能影响生物磁铁矿对Cr （VI）的还原率,当pH 2.0时,生物磁铁矿对Cr （VI）的还原率最高,几乎达到100%。电子显微镜观察发现生物磁铁矿表面有许多孔隙,X-射线衍射图谱显示生物磁铁矿中Fe （II）的存在形式是Fe （OH）₂。[结论] 基于异化铁还原细菌制备生物磁铁矿可用于还原Cr （VI）,这是一种有效去除Cr （VI）的途径。     

bar基因、PAT蛋白和草丁膦的特性与安全性

在转基因技术得到认同并且给全球带来了巨大的经济和社会价值的同时,也引起了人们对其安全性的关注.目前在转基因作物中抗除草剂作物种植面积最大.本文对除草剂草丁膦及其抗性基因之一--bar基因及其产物PAT蛋白的一些特性和安全性作了阐述.bar基因及筛选剂草丁膦在植物基因工程中发挥着重要作用.bar基因无多效性,与食物中的DNA一样安全.PAT蛋白对小鼠无直接毒性,与已知毒素和过敏原无同源性、无糖基化位点,其热稳定性和消化稳定性无食物过敏原和毒素的特性,对人体和动物安全无毒性.草丁膦是一种生物除草剂,在土壤中易被快速分解,作物收获时未检出残留,对哺乳动物无毒性作用.     

异化铁还原细菌Clostridium sp.LQ25分离及其产氢与铁还原特性

[背景] 一些异化铁还原细菌兼具铁还原和发酵产氢能力,可作为发酵型异化铁还原细菌还原机制研究的对象。[目的] 筛选出一株发酵型异化铁还原细菌。在异化铁还原细菌培养体系中,设置不同电子供体并分析电子供体。[方法] 通过三层平板法从海洋沉积物中筛选纯菌株,基于16S rRNA基因序列进行菌株鉴定。通过测定细菌培养液Fe （II）浓度及发酵产氢量分析菌株异化铁还原和产氢性质。[结果] 菌株LQ25与Clostridium butyricum的16S rRNA基因序列相似性达到100%,结合电镜形态观察,菌株命名为Clostridium sp.LQ25。在氢氧化铁为电子受体培养条件下,菌株生长较对照组（未添加氢氧化铁）显著提高。菌株LQ25能够利用丙酮酸钠、葡萄糖和乳酸钠进行生长。丙酮酸钠为电子供体时,菌株LQ25细胞生长和异化铁还原效率最高,菌体蛋白质含量是（78.88±3.40） mg/L,累积产生Fe （II）浓度为（8.27±0.23） mg/L。以葡萄糖为电子供体时,菌株LQ25发酵产氢量最高,达（475.2±14.4） mL/L,相比对照组（未添加氢氧化铁）产氢量提高87.7%。[结论] 筛选到一株具有异化铁还原和发酵产氢能力的菌株Clostridium sp.LQ25,为探究发酵型异化铁还原细菌胞外电子传递机制提供了新的实验材料。     

《生物化学》课程中“蛋白质”教学实践探讨

《生物化学》是生命科学相关专业的一门基础课程以及研究生入学考试的经典科目。课程内容涉及生物学和化学的交叉知识,内容有一定难度,尤其是蛋白质章节。《生物化学》教材中"蛋白质"章节包括氨基酸、蛋白质结构、蛋白质功能,以及蛋白质研究技术。教学内容既需要化学知识体系理解蛋白质的结构和性质,又要运用生物学知识掌握蛋白质结构与功能之间的相互关系。同时,蛋白质作为生命体的物质基础,相关研究进展不断更新,内容信息量大。本文通过分析蛋白质教学难点,设计教学内容,并结合新媒体教学手段探讨蛋白质教学实践,旨在提高《生物化学》课程的教学质量,激发学生探索专业知识的兴趣与能力。     

电子穿梭体对菌株Clostridium butyricum LQ25异化铁还原性质影响

【目的】在异化铁还原细菌培养体系中,通过外加电子穿梭体,分析电子穿梭体种类与浓度对细菌异化铁还原性质的影响。【方法】以一株发酵型异化铁还原细菌Clostridium butyricum LQ25为研究对象,设置水溶性介体蒽醌-2-磺酸钠和核黄素作为外加电子穿梭体。【结果】在氢氧化铁为电子受体、葡萄糖为电子供体培养条件下,不同浓度蒽醌-2-磺酸钠和核黄素对菌株LQ25异化铁还原效率影响具有显著性差异。外加蒽醌-2-磺酸钠浓度为0.5 mmol/L时,菌株累积产生Fe(Ⅱ)浓度最高,为12.95±0.08 mg/L,相比对照组提高88%。核黄素浓度为100mg/L时,菌株累积产生Fe(Ⅱ)浓度是11.06±0.04mg/L,相比对照组提高61%。外加电子穿梭体能够改变菌株LQ25发酵产物中丁酸和乙酸浓度,提高乙酸相对含量。【结论】蒽醌-2-磺酸钠和核黄素作为外加电子穿梭体能显著促进细菌异化铁还原效率,为揭示发酵型异化铁还原细菌胞外电子传递机制提供实验支持。     

课程思政在生物化学课程“蛋白质”教学中的探讨与实践

教师需要充分意识到思政教育融入专业课程的必要性与意义。本文根据生物化学课程实施课程思政的教学实践,将爱国主义、民族自豪感、法律意识、职业道德和科学素养等五方面思政教育融入教学内容。在此基础上,通过分析课程思政提高教学方法改革的效果,从而阐明课程思政的必要性与可行性,为探索专业课课程思政提供了教学实践参考。     

生物化学课程中“酶”教学内容探讨与实践

"酶"教学内容包括酶的特性、酶促反应动力学及酶活性的调节。其中,酶促反应动力学需要运用数学和化学知识体系理解动力学公式;酶活性的调节机理又要运用生物学知识联系酶结构与功能之间的相互关系,课程内容复杂。本文探讨了"酶"教学内容和教学难点,通过教学改革,实施案例教学实践,以及结合互动式教学手段探讨"酶"教学实践,旨在提高生物化学课程的教学质量。     

不同pH值条件下硫酸盐还原菌组成及硫酸盐还原机制分析

【目的】从海洋沉积物中富集获得硫酸盐还原菌群,改变pH值进行培养,分析pH值对硫酸盐还原性质的影响,明确菌群组成和进行硫酸盐还原功能基因预测,探究硫酸盐还原机制。【方法】分析硫酸盐还原菌群在不同pH值条件下的硫酸盐还原率,在此基础上,利用高通量测序技术和PICRUSt软件分析硫酸盐还原菌群优势菌组成及硫酸盐还原相关基因相对丰度。【结果】硫酸盐还原菌群在不同pH值培养条件下的生长和硫酸盐还原率出现显著变化(P<0.01),在pH 5.0时达到峰值,分别为0.34±0.01和96.52%±0.44%。高通量测序数据显示,pH 5.0时菌群丰富度和多样性最高,优势菌属为假单胞菌(Pseudomonas)和芽孢杆菌(Bacillus),相对丰度较高的基因为同化性硫酸盐还原相关基因。【结论】硫酸盐还原菌富集生长的最适pH 5.0,在此条件下的高硫酸盐还原率由同化性硫酸盐还原途径主导,为揭示硫酸盐还原机制提供了实验支持,并拓宽了硫酸盐还原菌实践应用方面的种质资源。     

裙带菜PSⅠ复合物的荧光特异性

以褐藻裙带菜(Undaria pinnatifida)为实验材料,采用蔗糖密度梯度超速离心的方法,去污剂SDS为增溶剂(SDS:Chi=20:1,4℃增溶20 min),蔗糖密度梯度为60%、50%、40%、30%、20%、15%和10%,分离制备光系统Ⅰ(PSⅠ)复合物.结果表明,40%蔗糖层带所含色素蛋白复合物是PS I复合物.利用红藻作参照对比,光谱结果表明从裙带菜中得到的PSⅠ复合物没有730 nm的荧光峰.分析认为这是所有褐藻包括裙带菜PSⅠ复合物的荧光特异性.