自然科学课程思政的教学探索——以微生物学为例

课程思政是近年来在我国高校广泛推广的一种新的教学理念,其核心思想是将高校思想政治教育融入到各类课程教学之中。高校课程可以分为思想政治课程、通识教育课程、哲学社会科学课程、自然科学课程,其中自然科学课程与思政教育关系最为松散,思政元素的融入也最为困难。本文从微生物学融入课程思政的教学实践出发,分析高校自然科学类课程实施课程思政的必要性及难点,探索思政资源的挖掘路径,通过调查研究评估课程思政的教学效果,以及对课程思政的实践进行教学反思。此外,对专业课教师关于课程思政的观点分歧也做了初步探讨。本文旨在为微生物学相关课程实施课程思政提供理论支撑、实证数据以及教学经验,并可为其他自然科学类课程参鉴。     

基于扎根理论的社区参与国家公园建设与管理的机制研究

大量研究表明自然保护地周边社区居民对保护地的态度是影响社区参与保护,实现保护地管理目标的主要因素,由此建立了"认知-态度-参与"的行为逻辑。中国国家公园体制建设希望进一步推进社区与保护地的关系,全面提升自然保护管理效率,也建立在对这一行为逻辑的认同之上。为验证社区认知与行为的关系,并为促进不同利益相关者参与国家公园建设与管理提供科学支持,研究试图分析武夷山国家公园体制试点区社区居民的国家公园的"认知-态度-参与"的行为逻辑以揭示社区参与国家公园建设与管理的深层机制。与一般研究不同在于,本研究是针对正在建设中的国家公园,使得本地利益相关方的态度有机会影响国家公园建设进程。为获得社区"认知-态度-参与"核心观念,探索社区参与的过程和方式,提出促进社区参与的方法,研究采用扎根理论这一质性研究方法,基于对本地利益相关者采用半结构化开放问题的深度访谈,归纳出概念与范畴,形成社区参与国家公园建设与管理的理论。研究首先形成45个概念与13个范畴,通过范式模型研究发现,稳定资源使用权利、引导社区参与决策、保障社区发展权利、创新社区产业模式、提高个体适应能力、降低政策风险影响等六个主范畴能够解释社区居民对国家公园的认知-态度-参与这一行为逻辑。通过归纳主范畴,研究进一步提炼出社区参与国家公园建设与管理的理论核心在于社区自然资源管理的自主性、创新性与适应性,其内在机制在于社区参与是一个自主性提高的动态过程,需要通过保障社区生计资源禀赋来实现长期的价值转化,最终使其成为社会-生态系统适应性治理的组成部分。在理论阐释基础上,研究提出从改善社区认知、提升社区参与角度推进国家公园建设的路径。研究也指出,所提出的社区参与机制理论能够提炼量化指标评价社区参与,追踪武夷山国家公园体制试点进程。     

Immunological cost of chemical defence and the evolution of herbivore diet breadth

Selective pressures from host plant chemistry and natural enemies may contribute independently to driving insect herbivores towards narrow diet breadths. We used the specialist caterpillar, Junonia coenia (Nymphalidae), which sequesters defensive compounds, iridoid glycosides, from its host plants to assess the effects of plant chemistry and sequestration on the larval immune response. A series of experiments using implanted glass beads to challenge immune function showed that larvae feeding on diets with high concentrations of iridoid glycosides are more likely to have their immune response compromised than those feeding on diets low in these compounds. These results indicate that larvae feeding on plants with high concentrations of toxins might be more poorly defended against parasitoids, while at the same time being better defended against predators, suggesting that predators and parasitoids can exert different selective pressures on the evolution of herbivore diet breadth.     

Local and global pyrogeographic evidence that indigenous fire management creates pyrodiversity

Despite the challenges wildland fire poses to contemporary resource management, many fire‐prone ecosystems have adapted over centuries to millennia to intentional landscape burning by people to maintain resources. We combine fieldwork, modeling, and a literature survey to examine the extent and mechanism by which anthropogenic burning alters the spatial grain of habitat mosaics in fire‐prone ecosystems. We survey the distribution of Callitris intratropica, a conifer requiring long fire‐free intervals for establishment, as an indicator of long‐unburned habitat availability under Aboriginal burning in the savannas of Arnhem Land. We then use cellular automata to simulate the effects of burning identical proportions of the landscape under different fire sizes on the emergent patterns of habitat heterogeneity. Finally, we examine the global extent of intentional burning and diversity of objectives using the scientific literature. The current distribution of Callitris across multiple field sites suggested long‐unburnt patches are common and occur at fine scales (<0.5 ha), while modeling revealed smaller, patchy disturbances maximize patch age diversity, creating a favorable habitat matrix for Callitris. The literature search provided evidence for intentional landscape burning across multiple ecosystems on six continents, with the number of identified objectives ranging from two to thirteen per study. The fieldwork and modeling results imply that the occurrence of long‐unburnt habitat in fire‐prone ecosystems may be an emergent property of patch scaling under fire regimes dominated by smaller fires. These findings provide a model for understanding how anthropogenic burning alters spatial and temporal aspects of habitat heterogeneity, which, as the literature survey strongly suggests, warrant consideration across a diversity of geographies and cultures. Our results clarify how traditional fire management shapes fire‐prone ecosystems, which despite diverse objectives, has allowed human societies to cope with fire as a recurrent disturbance.     

罗汉果甜苷V的合成生物学研究进展

罗汉果甜苷V是罗汉果甜苷中含量和甜度均较高的成分,具有止咳祛痰、抗癌、抗氧化、调节血糖等诸多药理活性,成为兼具治疗功能的天然非糖甜味剂,具有广阔的市场前景。然而目前有限的生物资源和较高的提取成本,限制了它的广泛应用。合成生物学的快速发展为植物天然产物的生产提供了一种新思路,通过构建罗汉果甜苷V的微生物细胞工厂,将实现其低成本、规模化生产。文中介绍了罗汉果甜苷V的结构及药理活性,重点综述了罗汉果甜苷V的合成生物学研究进展,并探讨了当前研究所面临的挑战,以期为罗汉果甜苷V生物合成的进一步研究提供参考。     

海水来源的548株真菌的近海及远海分布模式及其抑菌活性分析

[目的]海洋真菌是新颖天然产物的理想来源.本研究旨在加深对可培养海洋真菌多样性的了解,以及挖掘具有应用潜力的海洋真菌.[方法]采用膜过滤法分离近海和远海海水样品中的真菌,通过菌株分离纯化、ITS基因序列测序,分析浅海带、半深海带和深海带海水样品中可培养真菌的多样性.在此基础上,采用固体平板法筛选具有抑菌活性的菌株.[结...     

马尾松人工林近自然化改造对植物自然更新及物种多样性的影响

中国人工林面积居世界第一位,而马尾松是中国人工林面积较大的树种之一,广泛分布于中国的亚热带区域。马尾松适应能力强,耐干旱、瘠薄,是南方低山丘陵区群落演替的先锋树种,也是荒山绿化造林的主要树种,马尾松人工林对生态防护、生态治理有着重大的意义。但是,绝大部分马尾松人工林为人工纯林,生态系统比较脆弱,生态服务功能较差。人工林的近自然改造对于增加林地生物多样性,提升人工林的生态服务功能具有重要意义。2005年,对中国林业科学院热带林业试验中心1993年造林的马尾松人工林进行4种不同强度(50%、40%、30%、20%)间伐后,套种大叶栎(Castanopsis fissa)、米老排(Mytilaria laosensis)、润楠(Machilus pingii)、红锥(C. hystrix)4个乡土阔叶树种,各种套种密度皆为120株/hm²。分别于间伐前(2004年)及2010年对群落生物多样性及人工套种树种生态情况进行调查,结果表明:(1)间伐处理后,自然更新至乔木层的物种种类和数量都有显著的增加,600 m²的样方中,物种数由(2.75±2.56)种增加到(11.17±4.32)种,个体数由(5.75±4.31)株增加到(32.17±19.09)株,群落中乔木亚层的优势种变化不大,主要有南酸枣(Choerospondias axillaris)、水锦树(Wendlandia uvariifolia),枫香(Liquidambar formosana)、破布木(Cordia dichotoma)、白背桐(Mallotus paniculatus)等。新增加到乔木层的物种大都为之前群落中灌木层的种类,主要有三桠苦(Evodia lepta)、鸭脚木(Schefflera minutistellata)、白花龙(Styrax faberi)、中平树(Macaranga denticulata)、黄毛榕(Ficus esquiroliana)、华南毛柃(Eurya ciliata)、罗浮柿(Diospyros morrisiana)、猴耳环(Pithecellobium clypearia)、木姜子(Litsea pungens)、毛黄肉楠(Actinodaphne pilosa)等。(2)间伐处理前,600 m²样方中出现的灌草种类数量为(24.63±4.24)种,间伐处理后,600 m²样方中出现的灌草种类数量为(27.58±3.80)种,不同间伐强度处理后林下灌草的优势种与间伐前大致相同,灌木层优势种为三桠苦,草本层优势种为弓果黍(Cyrtococcum patens)。不同间伐强度处理林分间,灌木层和草本层的物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数均无显著差异,且与间伐前林分也无显著差异。(3)间伐促进了4个乡土树种幼树的生长,随着间伐强度的增加,大叶栎、红锥幼树的高度和胸径显著增长;50%的间伐强度的林分中,阔叶树种幼树的长势要显著好于其他间伐强度,50%的间伐强度最有利于马尾松林下套种的阔叶树种生长。(4)在马尾松林下套种的4个阔叶树种幼树的初期生长有明显差异。总体而言,大叶栎与米老排幼树的早期生长速率要明显高于红锥和润楠。     

采石场废弃地的早期植被与土壤种子库

调查了广州市白云山地区一个弃置 2 a的大型采石场的排土场、采石坑以及原用作破碎加工石料和成品贮运的平台等的土壤种子库和自然植被。这些废弃地的基质毫无结构 ,质地亦极端 ,排土场 60 %的颗粒直径小于 1 mm,碎石平台则主要由散落的碎石、石粉组成 ,粒径大于 5 mm占 5 0 %以上。3种类型废弃地的养分元素含量都很低 ,水溶性氮和磷含量分别为 0 .74～ 1 .43mg· kg- 1和 0 .0 32～ 0 .0 5 3mg· kg- 1。 3种废弃地在植被自然发生的程度及土壤种子库种子含量上也差异很大。排土场表面极不稳定 ,大大小小水蚀沟分布其上 ,水蚀和水土流失严重 ,基本上没有植物定居 ,土壤种子库接近零 (所有样品只检测到两种植物各 1株幼苗 ,换算成种子库的大小约当 33粒· m- 2 ) ;采石坑废弃地的自然植被较好 ,发展成以湿生植物为主的郁闭草地 ,边坡较为干旱而以禾草类为主 ,盖度亦达 1 0 0 % ,水环境的多样性促进了植物种类的多样性 ,计有 1 3科 30属 31种植物 ,土壤种子库的种子含量为 1 93± 46粒·m- 2 ,有 6个种 ;碎石贮运平台废弃地由于经车辆的反复辗压 ,表面异常坚实 ,废弃后早期只有在周边较疏松处及偶然出现的裂缝中有植物生长 ,总植被盖度小于 1 0 % ,种类也较少 ,只有 4科 9属 9种 ,然而其土壤种子库却是最     

基于种实性状的无患子天然群体表型多样性研究

无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)是我国长江以南地区传统的重要绿化树种,其果皮富含皂苷,种仁富含油脂,是国家林业局审定的新型木本油料树种之一。为揭示无患子群体间和群体内种实表型性状变异式样,采用单因素方差分析、巢式方差分析、相关分析和主成分分析等方法,对无患子13个天然群体的10个种实表型性状进行比较分析,研究其群体间和群体内种实表型多样性以及表型变异与地理生态因子间的相关性。结果表明:无患子种实表型性状变异系数平均为7.34%,在群体间和群体内均存在丰富的表型变异。表型性状分化系数平均为62.21%,群体间变异(39.93%)大于群体内(27.46%),是无患子种实表型性状变异的主要来源。多数性状在群体间差异显著,不同程度的表现出边缘群体易于分化的特点,但地理变化规律不连续,而在群体内不同性状的差异性亦不一致。种子形态受群体地理生态的影响较果实形态大,西北部群体种子趋于椭圆形,东部、南部则趋于圆球形;地理纬度、年平均气温与多数种实性状间呈显著相关,是无患子种实表型性状变异的主要地理生态影响因子。可见,无患子种实表型性状在群体间、群体内变异都较为丰富,这些变异是由遗传和环境因素共同作用的结果。群体间和群体内多层次的变异为无患子优良种质资源保育和利用提供了物质基础。     

T.H. Huxley's Criticism of German Cell Theory: An Epigenetic and Physiological Interpretation of Cell Structure

In 1853, the young Thomas Henry Huxley published a long review of German cell theory in which he roundly criticized the basic tenets of the Schleiden-Schwann model of the cell. Although historians of cytology have dismissed Huxley’s criticism as based on an erroneous interpretation of cell physiology, the review is better understood as a contribution to embryology. “The Cell-theory” presents Huxley’s “epigenetic” interpretation of histological organization emerging from changes in the protoplasm to replace the “preformationist” cell theory of Schleiden and Schwann (as modified by Albert vonKölliker), which posited the nucleus as the seat of organic vitality. Huxley’s views influenced a number of British biologists, who continued to oppose German cell theory well into the twentieth century. Yet Huxley was pivotal in introducing the new German program of “scientific zoology” to Britain in the early 1850s,championing its empiricist methodology as a means to enact broad disciplinary and institutional reforms in British natural history.