探究“细胞呼吸原理和应用”的论证教学

在“细胞呼吸原理和应用”一节教学中,以家庭发酵实验为主线,引导学生从逻辑推理、科学史、教材实验、模型与建模等方面论证细胞呼吸的化学本质和实验条件,构建细胞呼吸的核心概念,培养学生的科学思维和论证能力,落实教育过程重实践的新课程理念。     

海洋微生物铁载体的研究进展

铁是影响初级生产力的主要限制性因子之一,其在海洋环境中的分布具有空间异质性。由于铁在海洋中主要以溶解度较低、易沉降的三价态(Fe³⁺)形式存在,因此溶解铁对海洋生物而言是一种稀缺资源。为了获得生命代谢所需的铁,微生物进化出多种铁摄取的策略来满足需求,其中铁载体(siderophores)是最典型的代表。铁载体作为重要的代谢辅因子,除了铁循环以外,也强烈影响着其他元素的循环。基于铁载体的重要性,深入理解它的合成、转运和调控机制是系统认识海洋铁循环和生命过程的重要环节之一。本文以近20年的研究为重点,总结了铁载体的最新进展,包括其类型、合成/运输系统、获取途径、调控机制以及铁载体的功能与应用,旨在更好地认识铁载体在海洋微生物生态学过程中的作用,加深对海洋铁循环动力学机制的理解。     

2022年中国植物科学重要研究进展

2022年中国科学家在植物科学主流期刊发表的论文数量相比2021年显著增加,在防止“多精受精”分子机制,胞外pH感受器,叶绿体蛋白运输通道结构,作物高产、优质、耐逆、抗病及共生固氮机制,被子植物自交不亲和性的起源和演化机制,甘蔗和玉蜀黍种质资源演化等方面取得了重要研究进展。其中,“水稻抗高温基因挖掘及调控新机制”入选2022年度中国生命科学十大进展。该文总结了2022年度我国植物科学研究取得的成果,简要介绍了30项有代表性的重要进展,梳理了植物科学研究中所使用的实验材料,以帮助读者了解我国植物科学的发展态势,进而思考如何更好地开展下阶段研究和服务国家需求。     

铁科学(Ferrology):充满魅力的新型交叉学科

铁是地球含量最为丰富的元素,为微生物、植物、动物和人类等生命体所必需,对生命维护至关重要;铁离子介导的氧化压力是生命起源的原始动力.铁是血红蛋白、过氧化氢酶和过氧化物酶等众多关键蛋白和酶的活性成分.铁离子是氧化还原体系不可缺少的因子,在新陈代谢、生物催化、呼吸链电子传递、氧气运输、能量维持、免疫调控等方面都发挥重要作用.铁不仅是生命延续的必需元素,也是细胞程序性坏死-铁死亡的必要组分.铁稳态失衡是贫血、血色病、肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病等众多疾病发生的关键病因.靶向调控铁离子稳态已成为防治众多重大疾病的有效策略,并有临床新药广泛使用.随着科学与技术的迅猛发展,铁离子对生命与健康的意义远比人类预测的更深远和复杂.近年铁死亡被广泛持续关注,成为全球生命医学十大热点之一.铁死亡和铁代谢的科学研究范式呈现出交叉性、多样化、多领域及集成式发展态势.因此,我们提出“铁科学(Ferrology)”,它是一门以铁元素为生命核心要素的新兴交叉新学科.该学科体系主要探索铁离子驱动生命起源及生命全过程的科学规律,并系统性研究涵盖铁离子从“分子-细胞-个体-群体”多层次到“全生命周期、多维度、跨物种间”个性及...     

国家人勇担国家责，积极推动中国生物经济与生物产业发展

作为国家级研究机构,中国科学院各级研究所一直以来的重要使命就是心系国家事、肩扛国家责、永做国家人,站在国际科学发展前沿的高度,紧抓国家社会发展中重大需求的科学与技术问题,布局研究所及其项目和吸引人才。本文以个人视角,回顾了2004年回国接任微生物研究所所长后,开始思考工业生物技术的发展,布局天津研发中心,经过多年努力,在院党组的领导与支持下,中国科学院天津工业生物技术研究所建成,已经取得了重要成果;还回顾了建所初衷和早期成长发展历程以及与微生物研究所的关系。通过思考科学、技术、工程(医学)之间的关系,提出从事基础科学研究的科研人员进行转化应用的路径,即“想法-假说-实验-概念-论文-技术-样品-产品-商品”的9层逻辑关系,希望科学家能够做出解决实际问题的实用工作,并展望了未来工业生物技术的远景。     

基于鳄雀鳝议题的“生态系统的稳定性”SSI教学设计

以鳄雀鳝（Atractosteus spatula）议题在“生态系统的稳定性”一节中的应用为例,借助一定的框架选择议题内容,使用情境教学和问题驱动教学,通过热点话题导入、构建概念模型、多重因果推理、整体分析现象、讨论社会议题、明确概念关系等教学环节,帮助学生逐步形成概念、应用概念、深化对概念的理解,促进学生核心素养的培养,探讨社会性科学议题在“生物与环境”模块中的应用。     

河猪

在博物馆里,至今仍然会遇到一些观众,他们怀疑古生物这门科学,认为我们只根据一些骨块或牙齿的化石,就说它们是几百万年或几千万年前的某些动物,很难令人相信。这是因为人们习惯从动物的整体去认识动物。其实,动物的每个骨块和牙齿都有不同的特点,古动物学家根据它们的大小和形     

海洋鱼类肠道微生物研究进展及应用前景

肠道微生物在动物体内数量庞大、结构复杂,在宿主生长发育过程中发挥着重要作用.淡水鱼类肠道微生物的研究主要集中于其对鱼类生长代谢、营养吸收及免疫调节等方面的影响,海洋鱼类则研究相对较少,且多集中于肠道微生物多样性及其变动影响因素分析.本文在归纳总结鱼类肠道微生物功能及其研究方法的基础上,着重分析肠道微生物在海洋鱼类生长发...     

中国南部沿海增养殖业的调查与展望 ——来自广东饶平柘林湾和南澳深澳湾“海上渔村“的思考

针对沿海增养殖业对海洋生态的影响,对中国南部沿海2个增养殖业发达区——南澳岛深澳湾"海上渔村"和赤潮灾区饶平柘林湾进行了实地考察和取样分析.考察发现,目前中国南部沿海增养殖业普遍存在技术落后、缺乏科学技术指导和统一管理等问题, 对海洋生态造成了极大的危害;通过海水水质测定实验,发现这2个养殖区水样的平均含氮量较高(2.154 mg/L),氮磷质量比较高(22),处于富营养化状态;浮游植物平均密度较高(1 908.6个/mL),个体含叶绿素a量较低(1.74×10-6 mg/个),出现生态衰退现象.     

腹毛目纤毛虫皮膜演化的一种特殊形式--卵圆急纤虫无性二分裂期间的形态发生学

对海洋纤毛虫卵圆急纤虫无性分裂过程中的形态发生做了跟踪观察,结果表明,该种的皮膜演化表现了一系列在腹毛目种类中所罕见的特征:1)新老口围带有一临时性汇联为一的阶段;2)左右缘棘毛原基分步出现,即明显的不同步现象;3)大核的改组在细胞分裂开始前即已完成;4)本种后仔虫之棘毛原基的分化既非独立发生又非来自于老结构的反分化,而是紧靠口原基的一侧向外分衍并极可能是孤立地发展而成;5)老的波动膜在形态发生过程中亦无反分化现象,而呈独特的半原基模式.