人工光合作用介导的辅酶再生研究进展

人工光合作用是通过模拟自然光合作用将太阳能转变为化学能的过程,其研究领域主要集中在水裂解、CO_2固定和辅酶再生这三方面。辅酶是大部分氧化还原酶催化反应中的关键辅助因子,在工业生产中用量极大,具有十分重要的价值。然而,辅酶的生产和提纯成本极高,导致其价格高昂,应用受阻。人工光合作用可以利用太阳能进行辅酶再生,有望通过辅酶循环利用的方法降低工业中生物催化反应成本。本文中,笔者系统地阐述人工光合作用及辅酶再生的机制,总结近年来用于辅酶再生的人工光合系统的研究进展,并对人工光合作用在辅酶再生领域的未来趋势进行展望。     

人工纳米材料与生物膜相互作用机制及影响因素研究进展

人工纳米材料在水体中的环境行为与生物环境安全问题成为环境科学领域研究的热点,人工纳米材料与生物膜相互作用机制和影响因素是其中迫切需要研究解决的关键科学问题。本文主要探讨了人工纳米材料释放进入到水体中后对生物膜细菌活性、微生物群落结构、净污活性等的毒性效应,分析了人工纳米材料对生物膜的毒性作用机制及其影响因素,同时探讨了生物膜对人工纳米材料的吸附作用及机理,为深入研究人工纳米材料与生物膜的相互作用机制提供了重要的理论基础。     

铜胁迫对轮叶黑藻无菌苗生理代谢的影响

正随着工农业生产的发展,向环境中排放的重金属日趋增加,土壤、地表水、地下水受到的污染日趋严重。所谓重金属是指原子量大于铁或密度大于5.0 g/cm~3的金属,如汞、镉、铅、铜、镍、锌等,采矿、冶金、化工、石油、电镀等多种工业行业的生产废水均含有重金属元素。而重金属废水是对环境危害最严重和对人类危害最大的工业废水[1]。铜作为一种重要的高毒性重金属污染物,关于其对自然水体或模拟的人工水体毒害的研究国内已有一些报道[2-4]。沉水植物作为水体生态系统中行     

光衰减及其相关环境因子对沉水植物生长影响研究进展

光衰减对沉水植物的生长具有至关重要的影响。系统归纳总结了光衰减及其相关环境因子对沉水植物生长的影响,指出:光因子是沉水植物生长的第一环境要素,水体中的有色可溶性有机质、浮游植物叶片细胞中的叶绿素和悬浮颗粒物以及水体本身,对光穿透水体时光强的衰减有着直接的影响,是影响沉水植物最重要的光衰减水质参数。其他环境因子如营养盐、沉积物和流水动力学等因素,则会直接或间接影响光衰减水质参数,进而影响水体透明度和浑浊度,影响沉水植物的光合作用,是影响沉水植物光衰减的间接环境因子。提出了研究中重点关注的几个问题。     

校准湿度计的一种简便可靠方法

在光合作用生理生态研究中,空气湿度不仅是一个重要的环境条件参数,而且也是用来计算叶片气孔导度(G_3)以及细胞间隙CO_2浓度(C_i)的基本参数。准确测量空气湿度,对于光合作用测定资料的正确处理与分析总是不可缺少的。近年来,国内日益广泛使用的便携式光合气体分析系统(例如ADC,LI—OOR等)中一般都装有湿度探头。由子携带过程中的震     

田间取样气流法测定光合作用

应用塑料气球作为配制气源及贮存气体样品的容器可将光合作用测定分阶段进行。这样就能不必将分析仪器搬到室外即可测定植物在田间或野外自然条件下的光合作用。此外,此法还便于研究植物在不同气体环境中的光合作用情况。文中叙述了用塑料气球配制不同成分的气源及在田间通气取样等操作的步骤,并且还列举了测定水稻及玉米在空气中和低氧条件下的光合作用实例。     

一种浓缩噬藻体的反冲超滤技术

噬藻体(Cyanophage)是一类感染蓝藻的病毒,形态上同于噬菌体,近期的研究表明,噬藻体作为水体环境中活跃的动态因子,在控制水体初级生产力和有害藻类水华(Harmful Algal Bloom,HAB)方面可能发挥着重要的作用,甚至影响水体生态系统中食物链的结构,因此研究水体中噬藻体的生理生态学特性对于了解其生态功能是非常重要的,但是由于自然水体中的噬藻体浓度往往较低,难以直接对其进行定性或定量研究,所以对天     

现代对浮游动物排泄磷的研究概况

磷是浮游植物重要的营养元素之一。人们很早就认识到,浮游植物的产量,在一定程度上受到水环境中磷含量的制约。 天然水体中的磷有两个主要的来源。一方面是由于机械的因素,例如降雨时,水流将部分土壤中的磷冲刷并携带至池塘、河流、湖泊和海洋中;人工对水体施肥也属这方面的作用。另一方面为生命活动的结果:     

一种浓缩噬藻体的反冲超滤技术

噬藻体(Cyanophage)是一类感染蓝藻的病毒,形态上同于噬菌体[1],近期的研究表明,噬藻体作为水体环境中活跃的动态因子,在控制水体初级生产力和有害藻类水华(Harmful Algal Bloom,HAB)方面可能发挥着重要的作用[2,3],甚至影响水体生态系统中食物链的结构[4],因此研究水体中噬藻体的生理生态学特性对于了解其生态功能是非常重要的,但是由于自然水体中的噬藻体浓度往往较低,难以直接对其进行定性或定量研究,所以对天然水样中的噬藻体进行高效、快速的浓缩是研究噬藻体生态地位和功能的关键和难点.     

次生林概念与生态干扰度

近一个世纪强烈的人为干扰使世界范围内的原始林面积锐减,次生林已成为中国乃至世界森林资源的主体.虽然在文献与现实中"次生林（Secondary forest）"被广泛使用,但次生林的概念在各个国家,甚至同一国家或地区以及各种不同文献中存在相互矛盾的情况,这给次生林研究与经营实践带来诸多不便;而不准确的次生林定义也为与各个层次的决策制定者及公众之间的交流带来了障碍.本文在查阅大量国内外关于次生林概念文献的基础上,结合近年来关于次生林生态与经营研究实践,综合分析了次生林概念的不确定性,同意以往次生林定义中的基本内涵,并认为：次生林是由于人为破坏性干扰或异常自然干扰使原始林固有的林分结构、物种组成或基本功能发生了显著变化,经过天然更新或人工诱导天然更新恢复形成的林分.但该定义中仍存在着很多不确定性, 如:怎样的干扰为"人为破坏性干扰"和"异常自然干扰";"林分结构、物种组成或基本功能"发生了怎样的变化为"显著变化";"人工诱导天然更新"中"人工"参与的成分比例如何等.次生林概念是在20世纪初由植物演替学家提出,当时未考虑干扰的持续性;而实际上,无论是次生林还是原始林,均是森林生态系统演替过程中的某一状态,在现代森林生态系统研究中,应重新规范"次生林"的概念.考虑到"次生林"定义的不确定性或困难性,建议使用"森林自然度"或"森林生态系统成熟度"或"森林干扰度"来表达现实森林所处的状态,但该方面的研究与实践尚需加强.     

高寒矮嵩草草甸群落光合作用的“午休”现象

自然条件下,植物光合作用的日变化在全晴天多数表现为"午休"型。然而,长期以来,许多人认为在青藏高原的广大地区,植物的光合作用井不存在"午休"现象,并认为这是高原植物的光合生理特性（黄庆榴等1962,苏梯之和潘锦珊1981,张树源1988）。这到底是不是一种普遍现象？是高原独特自然环境条件决定的,还是高原植物本身具有的生理特性？为了进一步探讨这些问题,我们从1990年起,应用红外CO。分析技术在高寒矮嵩草草甸进行了群落光合作用气体代谢的研究,发现矮嵩草草甸的群落光合作用表现出一定程度的"午休",并对其形成机理进行了初步…     

光调光合作用的信号转导机制

光调光合作用的信号转导机制陈以峰,周燮（南京农业大学农学系,江苏省农业科学院遗传生理研究所南京２１００１４南京２１００９５）１导言自然条件下光合作用受到多种光环境的影响和调节,例如瞬时光强变化、昼夜光暗变化、光强日变化、光强季节变化等等。在变动光环境...     

沉水植物茎叶微界面特性研究进展

沉水植物茎叶-水界面是浅水湖泊的重要界面之一,对湖泊生物地球化学循环和水环境质量具有重要影响。富营养化水体中,大量的附着物常富集在沉水植物茎叶表面,形成了特殊的生物-水微界面。对该微界面特性进行深入研究,有助于揭示沉水植物在微环境层面对富营养化水体中物质循环的调控过程和机制。沉水植物茎叶微界面具有促进水体养分转化、改变环境因子及可溶性物质的空间分布,增加物质运输的阻力和距离、降低植物光合作用、调控重金属等生态功能;微界面结构及环境因子受水体营养盐浓度、沉水植物种类及生长阶段等因素的影响。对微界面结构功能的主要研究方法进行了分析总结,并对沉水植物茎叶微界面的研究前沿进行了展望。     

蓝藻固氮对人工湿地颗粒物有机氮的贡献

固氮蓝藻能为水生态系统输入新氮,生物固氮对水体氮的贡献观点不一。人工湿地中固氮蓝藻输入的新氮对除氮效率的影响仍不明晰。本研究通过连续监测,比较了北京野生动物救护中心水禽栖息的人工湖和净化其水质的人工湿地中的浮游植物组成、颗粒物有机氮(PON)和水体固氮速率(Rn),分析固氮蓝藻鱼腥藻属(Anabaena)和非固氮蓝藻微囊藻属(Microcystis)藻细胞密度的季节变化,及其与水体PON和Rn相关性。通过IsoSource软件分析15N自然丰度,计算了各个来源(大气N_2、鸟粪、沉积物和水体硝酸盐)对人工湖和人工湿地中PON的贡献率。结果显示,人工湖中鱼腥藻和微囊藻交替爆发,Rn与PON和鱼腥藻细胞密度均呈正相关(P0.05),说明鱼腥藻输入的新氮可能被微囊藻利用转化为PON。大气N_2对生长季人工湖和人工湿地PON贡献率分别为0.5%~82.0%和50.0%~86.0%,9月水体固氮速率达到最高时大气N_2对PON贡献率可达80%以上。本研究表明,人工湖中的鱼腥藻固氮能为微囊藻提供可利用氮,可能是人工湖夏季微囊藻水华的原因之一。由于浮游植物在表流人工湿地较难沉淀和吸附,浮游植物增多使人工湿地去除PON的能力降低,因此鱼腥藻固氮可能间接降低人工湿地除氮能力。     

全球CO2 水平升高对浮游植物生理和生态影响的研究进展

工业革命以来由于化石燃料的大量燃烧,大气CO₂水平不断增加,预计在21世纪末将增至现有水平的两倍,达到750 μL/L。作为全球初级生产力的重要贡献者,浮游植物应对CO₂水平升高的生理生态响应必然会对水生生态系统和碳、氮等元素的生物地球化学循环产生重要影响。全球CO₂水平的升高将显著改变水体的碳化学环境,淡水生态系统(湖泊和河流)由于容量小变化比海洋更为显著。水体碳化学环境的改变首先会影响浮游植物个体,在高CO₂水平下,浮游植物的细胞会有变小的趋势,并且细胞的光合作用强度也会有不同程度的增加,其中细胞较小或者不具有碳浓缩机制(CCM)的浮游植物增加较多,此外浮游植物细胞的化学元素计量值也将显著改变。随后浮游植物个体水平上的变化会进一步影响水生生态系统,例如水体初级生产力水平的提高,浮游植物、浮游动物群落结构组成以及水体微食物网结构的变化等。此外浮游植物对CO₂水平升高的生理生态响应程度还与水体的营养水平有关。总结了大气CO₂水平升高对浮游植物生理生态影响的研究方法,展望了未来可能的研究方向。     

念珠藻对岩溶水中 Ca2＋、HCO－3利用效率实验研究

岩溶碳汇过程中石灰石溶解将大气/土壤中 CO 2转移到水体形成 HCO －3促进水生藻类的生长.该文为了研究水生藻类光合作用将岩溶水中无机碳转化为有机碳的效率,采用从岩溶水生生态系统中筛选出的念珠藻作为研究对象,探讨在封闭体系中藻细胞光合作用时对典型岩溶水中 Ca2＋、HCO －3利用、藻细胞生物量的变化与 Ca2＋、HCO －3的利用关系以及体系 pH、DO 的变化.结果表明：念珠藻通过光合作用能吸收利用岩溶水中27．38％的 Ca2＋,同时将29．54％的 Ca2＋通过物理化学作用以“藻体-CaCO 3”复合体形式沉淀而返回到无机环境.pH 漂移实验表明念珠藻光合作用过程中先利用水体中游离 CO 2,然后以岩溶水中 HCO －3为碳源.由于水体中岩溶作用产生的 HCO －3不断被光合作用利用而引起体系 pH 和 DO 的升高.念珠藻光合作用将岩溶水中65％的 HCO －3转化为稳定化合物,其中18．46％以胞外 CaCO 3形式被沉淀,81．54％被藻类转化为有机物,表现为净碳汇效应.     

六六六异构体对绿藻光合放氧的影响(简报)

溶氧量是水体环境质量的重量指标。水体溶解氧的主要来源是水生植物(包括各种藻类)的光合作用。水体污染物环境毒理的内容之一是对水生植物光合放氧的影响。关于六六六对藻类的影响,研究工作集中于林丹(γ-六六六含量大于99％的制剂)对藻类生长的影响方面。在六六六对藻类光合作用的影响上,只研究过对CO_2固定的影响,结论是否定的,即无影响。本工作研究六六六四种异构体对两种绿藻光合放氧的影响。     

污染物的生物降解

水体及各种类型土壤中分布着种类繁多的人工合成化合物。其中,有些是有毒的或可能在自然生态系统中被转变为有害物质。环境学家、生物学家、化学家已经密切关注着自然生境中此类有机化合物的行为模式及其最终归宿;司题。近年统计表明,数目庞大的化合物被生产应用。许多化合物被随意地排入水体和土壤中。值得注意的是,这些化合物中许多都是生物学家和化学家研究的空白点。排入陆生或水生生态系统中的有机化合物可能会与环境因子发生非酶促或酶促反应。几种典型的化学反应机制,比如：水生环境中的光化学反应已为大家所了解。目前的研究结…     

三江源区高寒草地退化与恢复过程中二氧化碳净交换特征

采用同化箱法测定了青海省南部果洛藏族自治州玛沁县不同退化程度天然草地及不同建植年限人工草地植物群落光合作用、暗呼吸及CO2净交换量。结果表明,天然草地植物群落光合作用过程CO2吸收量与暗呼吸作用CO2释放量的变化趋势为:中度退化草地重度退化极度退化未退化草地;未退化、中度及重度退化高寒草地植物群落净吸收CO2,而极度退化高寒草地植物群落净释放CO2。对"黑土滩"型极度退化草地进行人工恢复后,植物群落通过光合作用吸收CO2量增加;2000和2004年建植的垂穗披碱草(Ely-musnutans)单播人工草地植物群落净吸收CO2量分别为1.33和2.3μmolCO2.m-2.s-1,大于2002和2005年混播人工草地;对单播或混播人工草地而言,随着建植年限增加,草地出现一定程度的退化现象,CO2净吸收量也逐渐下降。从青藏高原碳管理的角度,中、重度退化草地要防止退化为"黑土滩"型极度退化草地,使其恢复到未退化程度;极度退化草地要及时进行人工恢复,有效增加碳的吸收量。     

一种在野外自然光照条件下快速测定光合作用—光响应曲线的新方法

本文尝试了一种在野外自然状态下测定植物光合作用_光响应曲线的方法。传统的方法或费时费力 ,或依赖精密的光发生装置 ,在野外操作均不方便。本研究使用英国生产的便携式光合作用测定系统LCA4型对毛乌素沙地 8种优势植物在全自然条件下进行测定 ,仅通过改变叶室 (含光敏探头 )与入射光线之间的角度即可在自然光照条件下快速获得一系列植物的光合作用_光照速率的反应曲线。拟合曲线值与实测值之间显著相关。测定这种曲线过程中环境参数除叶面温度有较明显的变动外 ,其它参数如大气温度、CO2 浓度基本不变 ,在这种环境下测定的曲线基本反映植物光合作用真实的自然状态 ,且操作简便、快速、经济、实效。