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。     

导读

得益于基因组测序技术的快速发展,生命科学已经进入后基因组时代.许多重要农作物的全基因组测序工作已经完成公布,如何快速高效地评估验证基因的生物学功能是将这些理论知识转化为生产应用的关键.自1943年德国植物学家Friedrich Laibach首次提出将十字花科拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为模式植物以来[1],全球科研团队先后对这一物种展开大量的基础性研究,并逐步积累建成了一个规模庞大、功能齐全的基因组数据库(The Arabidopsis Information Resource,TAIR).     

定量分析调控人类免疫缺陷病毒潜伏与激活的动力学机制

目的 治疗艾滋病最大的障碍在于无法根除人类免疫缺陷病毒（HIV）潜伏于人体细胞所形成的病毒存储库。构建描述病毒存储库建立分子机制的动力学模型需考虑生物体内的噪声环境和多重影响因素,本文通过一种全新的动力学结构分解方法将随机微分方程的确定性部分与随机性噪声分开,从而在仅需分析常微分方程不动点的情况下即可判断不同药物靶点的作用效果。方法 使用连续的随机微分方程构建了HIV转录过程的动力学模型,简化了描述系统所需方程的维度,增大了模型的可探索空间,在此基础上,通过计算得到的势能函数和概率分布函数直观表示病毒潜伏与激活的不同表达状态以及它们之间的关系。结果 定量分析了不同动力学参数对系统稳态和势函数的影响程度,分别得到了系统处于双稳态和单稳态时的参数范围,并将不同因素对动力系统分岔的影响程度与生物学实验结果对比,验证了本工作的理论基础。结论 本文突破了以往离散、随机的方法,可以通过常微分方程定量分析HIV转录调控的动力学机制,有利于推广到处理高维情况,进一步研究艾滋病在生物体内的发生发展,从而指导设计实验寻找临床上的治疗方案。     

R-loop的调控及其生理功能

R环（R-loop）是一种DNA∶RNA杂合链（DNA∶RNA hybrids）,由一条RNA单链侵入双链DNA,与其中一条DNA模板链结合,从而释放出一条DNA单链而产生。R-loop在细胞生命活动中扮演着重要角色,与基因组稳定性、转录调控,以及表观修饰等重要生物学过程有着密不可分的关系。很多因素参与对R-loop的调控,例如RNA转录和加工、染色体的修饰、DNA损伤反应等;同时,许多酶蛋白,如核糖核酸酶、解旋酶和拓扑异构酶等也参与调节细胞内的R-loop水平。了解R-loop的调控机制及其生物学功能有助于更好地理解基因组稳定性的维持机制,为治疗骨髓增生异常综合征、白血病、乳腺癌、前列腺癌等疾病开拓新思路。     

基于单细胞测序构建胶质母细胞瘤预后模型

[目的]基于单细胞测序筛选胶质母细胞瘤特征基因并构建预后模型。[方法]分析GEO数据库单细胞RNA测序数据集GSE84465,筛选出GBM细胞分化相关的差异基因。下载TCGA数据库GBM的基因表达谱和临床数据,采用Lasso回归、Cox回归分析筛选出特征基因构建预后模型,根据独立预后因素构建列线图,GSE83300作为外部验证集。基于风险评分中位数将患者分组,比较两组生存差异。[结果]通过scRNA-seq得到492个分化差异基因,经过回归分析得到基于6个基因(PLAUR、RARRES2、G0S2、MDK、SERPINE2、CD81)的预后模型。其1、3、5年ROC曲线下面积均大于0.7;KM分析显示高低风险组预后存在差异(P<0.001),GSE83300验证结果与TCGA一致。多因素Cox回归分析表明年龄和风险评分可以作为独立影响因素(P<0.01);C-Index(0.679)、校准图显示列线图预测模型有良好的拟合度。GSEA分析示高低风险组差异基因集参与细胞因子受体相互作用、抗原处理与提呈等通路。[结论]由PLAUR、RARRES2、G0S2、MDK、SERPINE...     

2001–2020年黄土高原光合植被时空变化及其驱动机制

为揭示实施退耕还林(草)政策20年后黄土高原植被盖度的最新演变趋势及区域差异,定量分析气候和人类活动对该区植被盖度变化的贡献率及空间分布。该研究以光合植被(PV)盖度为植被生长状况指标,基于2001–2020年PV数据及同期气象数据,采用Mann-Kendall检验、Sen分析和残差分析等方法,分析了黄土高原2001–2020年植被覆盖的时空演变特征及其驱动要素。主要结果:20年中黄土高原植被盖度呈显著增加趋势,增速为每年0.8%。全区植被盖度呈增加趋势的区域面积比例为90%,呈显著增加的区域面积占比为71%;对全区植被盖度增加的贡献,主要是黄土丘陵区(约2/5),其次为风沙丘陵区(约1/4)和石质山区(约1/5);不同地貌分区内,黄土丘陵区中陕西榆林和延安两市区境内植被盖度增加迅速,风沙丘陵区中内蒙古鄂尔多斯市植被盖度变化最快;研究时段内人类活动和气候变化对黄土高原植被增加的贡献率分别为76%和24%;人类活动对植被盖度贡献较大区域主要分布在陕西延安以北、山西太原以南、宁夏同心以南和甘肃平凉和庆阳等丘陵、台塬和风沙丘陵等政府生态工程实施较好的地区。     

又一种引致人体原发性皮肤毛霉病的非商温根毛霉属真菌

一年多以前,我们报道了一种引致人类原发性皮肤毛霉病的病原真菌Rm6并定名为多变根毛霉((Rhizomucor variabilis Zheng & G.-q. Chen)。最近我们又发现了它的另外一个变种Rm7。它是北京医科大学第一医院的王端礼教授分离的,原编菌号4873。Rm7的病人和Rm6的情况很相近。她也是一个女病人,来自农村,患的同样是原发性皮肤病而没有患有其他的毛霉病或其他疾病,她的病也没有传染给她的家人。不同的是,她来自我国北部的河北省而不是南部的江苏省;她的病史更长,达16年之久;她的病部在脸上而不是在手上,并造成进食困难。Rm7和Rm6的培养物相似,也是亮黄色,但比较低矮。它与Rm6一样是非高温真菌,最适、最高、最低温度同样分别是24-30, 38,和9℃形态上的亲缘性也是显而易见的:两者都有匍匐菌丝和较发达的假根;孢子枝也是假轴分枝;孢子囊壁也是缓慢消解;有很不规则形状的囊轴;有明显的囊领;都有大量厚垣孢子。Rm7与Rm6的主要区别在于:(1)假根只从匍匐菌丝和气生菌丝上长出而不从孢子枝、孢子囊或囊轴等各处长出;(2)孢子枝可连续分枝达7次之多;(3)孢子枝在分枝处往往有一个隔膜;(4)往往在10天以上的培养物中才出现不规则形状的囊轴;(5)从未见有囊托;(6)孢囊孢子形状较规则,较短而不超过11 μm;(7)孢子囊和囊轴均较小,直径相应不超过70及30 μm.因此,我们将Rm7鉴定为Rm6的一个变种,并定名为较规则多变根毛霉新变种(Rhizomucor variabilis var. regularior Zheng & G.-q. Chen var.nov.)。这样,在根毛霉属内可以承认的共计5种6分类群。     

人类Y染色体常染色质部分DNA YAC重叠克隆构建

人类基因组研究的目标在于人类基因组全部DNA的核苷酸顺序的测定,及在此基础上的对所有基因的编码及其生化功能的研究。全基因组DNA的完全的物理图谱构成,包括全基因组DNA的大片段克隆,及覆盖完整基因组的克隆重叠排序是达成这一目标的首要步骤。     

生态文明——人类未来的文明：关于人与自然持续发展的思考

生态文明人类未来的文明关于人与自然持续发展的思考李建国（中国林业科学研究院林业研究所,北京１０００９１）ＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＣｉｖｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｈｅＨｕｍａｎＦｕｔｕｒｅＣｉｖｉｌｉｚａｔｉｏｎＣｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎａｂｏｕｔＨｕｍａｎｂｅ...     

人类疱疹病毒6型可诱生TNF－α

用生物活性法和双抗体夹心桥联酶免疫吸附（ＥＬＩＳＡ）法检测了人类疱疹病素６型（ＨＨＶ－６）ＧＳ株和南京地方株ＣＮ５,８,１０感染的淋巴细胞培养上清中的肿瘤坏死因子（ＴＮＦ）的水平,发现培养２４ｈ即可检出高水平的ＴＮＦ,４８～７２ｈ述到峰值,此后逐渐下降,与未感染耐照组比较有及其显著的差异（Ｐ＜０．００１）。ＧＳ株与地方株同诱生ＴＮＦ水平无儿著性差异（Ｐ＞０．１）,三株地方株诱生ＴＮＦ也无显著性差异（Ｐ＞０．０５）。ＴＮＦ－α单抗可以完全中和培养上清中ＴＮＦ的活性,证实上清中有ＴＮＦ－α。与ＬＰＳ比较,ＨＨＶ－６诱生ＴＮＦ－α的能力要强得多。