生物工程专业“生态环境与可持续发展”课程改革探究

文章以生物工程专业“生态环境与可持续发展”课程改革为研究对象,分析了当前课程存在的问题,提出了增加实践教学环节,促进专业课程交叉融合的改革方案,并进行了实践探究。通过课程改革,将生物工程专业学生培养为具备生态环境保护意识和可持续发展理念的高素质人才,并使其学会应用本专业知识来解决生态环境和可持续发展中遇到的技术问题,从而提高其专业素质和多方位解决实际问题的能力,增强其社会责任感。

安徽矾矿土壤重金属污染源解析模型对比与优选

矿区资源开采导致土壤污染日益严重,直接影响周边土壤、水体环境的稳定性,精准预测重金属污染源解析对矿山修复、治理具有重要指导作用。在前期研究基础上,为提升土壤介质模型的解释度,进一步选取了土壤重金属源解析评价中成熟度高且精准性好的正定矩阵因子分析法(positive matrix factorization, PMF)及绝对因子分析-多元线性回归(absolute factor analysis-multiple linear regression, APCS-MLR)模型,以充实前期UNMIX多元受体模型分析矾矿土壤重金属污染来源及源贡献率的结果,结合生态风险评价方法,对比定量条件下最适宜解析研究区域源的模型。结果表明:1)生态高风险区域主要集中在研究区南部和东部,Cd是矿山主要风险元素,地累积指数(index of geoaccumulation)均值3.75与潜在生态风险指数(potential ecological risk index)均值731.22解析结果高度一致,但潜在生态危害指数的结果综合性更好。2)对比3种模型的污染源解析结果,PMF模型解析出4个污染源:分别为燃煤源、自然-交通综合源、自然源和大气沉降源,源贡献率分别为38.15%、20.62%、24.28%、16.95%。3)PMF模型的总体变量拟合优度R2达到了0.96,拟合效果最好。PMF模型模拟数据会集中采样点误差,确定最适污染源数目及相应污染物贡献率,使得源解析结果更精准,更适用于复杂的矿山污染土壤情况,符合实际研究情况。该研究结果可为后续矿区开采后污染土壤的修复治理工作提供溯源依据参考。

O-TRKIPES“半翻转”教学模型的搭建及其在分析化学课程中的应用

“半翻转”课堂课程设计合理,能充分发挥学生的主观能动性,能正确引导学生合作学习,因此备受国内外教育界的广泛关注。基于此背景,首先搭建了一种O-TRKIPES“半翻转”教学模型,然后将该模型应用到分析化学的课程教学中。以西安工程大学化学工程与工艺专业的学生为研究对象,分别考察了该专业不同年级和相同年级两个班学生在O-TRKIPES“半翻转”教学模型下的学习效果。结果表明O-TRKIPES“半翻转”教学模式下,该专业学生期末考试成绩中,优秀学生的人数显著增加,中等和差的学生人数明显减少,取得了较为良好的教学效果。

大型仪器设备在本科实验教学中的应用实践

大型仪器设备在培养本科生的实践能力、应用能力和创新能力等方面发挥着重要的作用。基于西安工程大学环境与化学工程学院分析测试中心仪器设备共享平台,结合学院课程实际情况,以具体的实验课程案例为例,阐述大型仪器设备在本科实验教学中的应用实践,同时对大型仪器设备在为本科实验教学服务过程中存在的问题提出了一些建议。

柠檬酸改性的辣椒秆活性炭及其吸附特性

以辣椒秆活性炭为原材料,用柠檬酸对其改性,探究其对亚甲基蓝染料吸附过程中的影响因素及吸附特性。分别采用扫描电镜、比表面积及孔径分析仪和红外光谱仪等仪器对改性前后的材料进行表征和分析。结果表明:改性后的活性炭拥有更好的孔隙结构,含氧官能团增多,有利于对亚甲基蓝的吸附;亚甲基蓝的吸附最优条件为吸附时间120 min、活性炭投加量60 mg、pH值为9;活性炭对亚甲基蓝的吸附过程符合准二级动力学模型,是以化学吸附为主导的单分子层吸附;该吸附过程可自发进行,为吸热熵增吸附。可为废弃辣椒秆的高值化利用提供参考。

小麦蓝矮病植原体延伸因子(EF-Tu)tuf基因序列的同源性分析

目的利用分子生物学方法分析小麦蓝矮病植原体延伸因子tuf基因,从亚组水平上确定小麦蓝矮病植原体的分类地位。方法电镜观察自然发病的小麦蓝矮病病叶;用引物fTufu/rTufu对小麦蓝矮病植原体延伸因子tuf基因进行PCR扩增;核苷酸序列测定及分析。结果经电镜超微结构观察,在韧皮部观察到大量典型植原体。通过PCR扩增得到约850bp的特异片段。感受态转化后,进行测序,结果表明小麦蓝矮病植原体tuf基因片段长842bp,编码280个氨基酸。分析比较15种植原体延伸因子tuf基因的同源性,结果表明小麦蓝矮病植原体与三叶草绿变(KVF)亲缘关系最近,核苷酸同源性为99.9%,氨基酸同源性为100%。结论从亚组水平上确定了小麦蓝矮病植原体的分类地位,为研究小麦蓝矮病植原体的来源及致病分子机理提供理论依据。

利用微生物技术修复重金属污染土壤的方法探讨

随着工业化进程的加快及农业生产过程中大量使用农药和化肥,土壤中重金属污染的问题日趋凸显,对人类的粮食安全、生存环境及健康构成了严重威胁。本文对土壤的重金属形态、迁移转化特征及微生物对抗重金属污染的机制进行了介绍,综述了当前利用微生物方法治理重金属污染的几种途径,提出了微生物方法作为一种生物修复技术的发展趋势及当前的研究方向,旨在为应用微生物技术修复重金属污染的土壤提供思路。

真空冷冻干燥机节能途径浅析

真空冷冻干燥机在运行时产生较高的能耗。本文在概述真空冷冻干燥技术的基本原理和干燥过程的基础上,分析了影响真空冷冻干燥速率的主要因素,提出有效降低真空冷冻干燥机能耗的途径为:改变物料的形态和浓度、控制预冻速度和物料厚度、采用联合冻干工艺和改进真空冷冻干燥机设计,旨在为真空冷冻干燥机在实际应用中节能降耗提供借鉴。

巢式PCR(Nested-PCR)在植原体检测中的应用

通过直接PCR(Direct-PCR)和巢式PCR(Nested-PCR)技术,利用植原体16S rDNA通用引物对泡栩丛枝和小麦蓝矮两种植原体病害不同发病时期进行了检测研究,结果表明:夏季采集的泡桐丛枝的叶片和枝干、及接种2周显症小走均可扩增出1.4kb和L 2kb的特异条带,而冬季采集的泡桐丛枝中未扩增出特异条带;接种1周的小麦通过直接PCR扩增未见特异条带,但对其进行巢式PCR扩增便可获得1.2kb的特异条带。说明巢式PCR在植原体病害的检测中是一种灵敏、准确、快速的方法。

浅议新形势下加强高校实验室建设

高校实验室是开展科学研究、实验教学、培养人才的基地,在学校整体发展和改革中具有重要的战略地位。目前在大力强调培养学生实践能力和创新意识的新形势下,高校实验室仍存在硬件和软件两方面的问题,本文分析了实验室存在的问题并提出了解决的方法,以期为今后高校实验室的建设与改革提供思路。

论仪器设备管理在实验室管理体系中的作用

本文按照仪器设备的使用流程和使用环节,探讨和分析了仪器设备管理在实验管理体系的重要作用。优化和完善实验室管理体系,对于保障仪器的使用寿命及精准度具有重要意义。

小麦蓝矮病植原体16S rDNA基因片段的比较分析

小麦蓝矮病是陕西乃至西北冬麦麦区的一个重要病害,由介体条沙叶蝉专化性传播.对小麦蓝矮病株叶片和带毒条沙叶蝉进行超薄切片及电镜观察,在叶片韧皮部和叶蝉后肠中均观察到大量典型植原体.利用植原体16S rDNA基因保守序列通用引物对Rm16F2/Rm16R1,应用PCR技术从小麦蓝矮病株叶片中扩增到1.4kb的特异片段.通过对16S rDNA基因片段序列同源性比较,结果表明小麦蓝矮病病原与三叶草绿变、翠菊黄化、绣球花绿变、草莓矮化和番茄巨芽植原体亲缘关系较近,其同源率为99.2%～99.9%.据此可以判定小麦蓝矮病植原体是属于植原体16SrⅠ组,确定了其分类地位.

枣疯病和酸枣丛枝病植原体16S rDNA和tuf基因的序列同源性分析

【目的】枣疯病是枣树上由植原体引起的一种毁灭性病害,遍布于中国华北、西北、华东、华南等25个省(市)的枣区,造成了巨大的经济损失。【方法】经PCR扩增,分别对中国陕西的彬县、阎良、武功、佳县、杨凌,河北沧州和山东德州7个枣区的枣疯病样品和杨凌4个酸枣丛枝病样品植原体16SrDNA基因保守序列和延伸因子tuf基因进行克隆和测序。【结果】获得枣疯病和酸枣丛枝病植原体的16SrDNA基因片段均为1239bp,tuf基因均为851bp。通过序列同源性比较,结果表明中国陕西、河北、山东的枣疯病的病原一致,归属于植原体16SrⅤ-B组。由于枣疯病和酸枣丛枝病的植原体16SrDNA有5个碱基的差异,tuf基因的同源性为99.6%,推测为同一个种的不同寄主生物学型。【结论】首次报道了中国枣疯病和酸枣丛枝病植原体16SrDNA和延伸因子tuf基因的序列,确定了枣疯病和酸枣丛枝病植原体的分类地位,为研究枣疯病植原体的致病分子机理、遗传本质提供理论依据。

枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)发酵产酶培养基的响应面法优化

采用响应面法对枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)产葡聚糖内切酶(CMCase)的液体发酵培养基进行优化。用单因素试验确定发酵培养基的最佳碳源、氮源和无机盐;通过中心组合试验和响应面法优化以上因素,得到的优化发酵培养基为:麦秸23.18 g.L-1、麦麸30.00 g.L-1、酵母膏13.62 g.L-1、KH2PO44.60 g.L-1、NaCl 4.60 g.L-1、MgSO4.7 H2O 0.46 g.L-1。在此条件下,该菌发酵液中CMCase活力达2.80 U.mL-1,较优化前提高了2.18倍。

联苯胺分子印迹聚合物零流电位法传感器的制备及其应用

考察了在石墨烯修饰的铅笔芯电极（ G-PEC）表面制备联苯胺分子印迹聚合物（ BZ-MIP）的电聚合参数以及模板分子从印迹聚合物中去除的洗脱时间对BZ-MIP与BZ结合前后零流电位响应差值的影响,优化了最佳制备条件；计算出联苯胺及与其结构相近的4-氨基偶氮苯、4-氯苯胺、4-氨基联苯和单偶氮染料胭脂红在BZ-MIP上的印迹容量分别为0.632,0.1123,0.1123,0.0847和0.0725。实验结果表明,本方法制备的BZ-MIP对联苯胺特异识别性和选择性良好,其它物质不干扰模板分子与印迹聚合物印迹位点的结合。在联苯胺4x10-8-1x10-5 mol/L浓度范围内,BZ-MIP与BZ结合前后的零流电位差与其浓度对数呈正比,检出限为1.89x10-8 mol/L,基于此制备出检测联苯胺的BZ-MIP-G-PEC零流电位传感器。应用此传感器检测实际样品,回收率为95.7%-104.2%。

泡桐丛枝植原体16S rDNA和延伸因子基因序列分析

对采自陕西、山西、甘肃、河南、河北、山东各省的泡桐丛枝病材料,利用巢式扩增,均得到16S rDNA基因片段约1.2kb;扩增得到植原体延伸因子(EF-Tu)tuf基因,长度约为850bp.。通过将16S rDNA基因片段和延伸因子(EF-Tu)tuf基因序列与已知植原体16Sr各组成员进行同源性比较,确定我国大陆泡桐主栽区陕西、山西、甘肃、河南、河北、山东各省与已经报道的台湾省泡桐丛枝植原体基本一致,均为同一个种,没有株系的分化,全部归属于植原体16SrI-D组,从而确定了其分类地位。

铅对塿土细菌群落组成的影响研究

为了研究外源铅污染和土壤性质对塿土细菌群落组成的影响,本研究对铅处理3年的农田塿土细菌群落组成进行分析,采用高通量技术研究铅对塿土细菌群落组成的影响。结果表明,不同铅处理土壤中变形菌门(Proteobacteria,平均相对丰度为25%)和放线菌门(Actinobacteria,平均相对丰度为18.60%)均为优势菌群,相对丰度较高的菌群还有酸杆菌门(Acidobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等;放线菌纲(Actinobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)和蓝藻菌纲(Cytophagia)在高铅处理中相对丰度最高。在属分类水平上有9个相对丰度具显著差异的菌群(P<0.05),除单胞菌属(Pseudomonas)和红弧菌属(Skemanella)外,壤霉菌属(Agromyces)、Balneimonas、水栖菌属(Enhydrobacter)、Devosia、贪噬菌属(Variovorax)、Flavihumibacter和Lacibacter均为低丰度菌群(相对丰度<0.3%)。方差分析显示,低铅处理菌群丰富度指数(Chao和ACE)大于高铅处理(P<0.05);对照和低铅处理的OTU组成较相似,而高铅处理的OTU与前二者差异较大。冗余分析(RDA)和相关分析表明,有效铅和总铅含量与高铅处理细菌OTU水平群落组成正相关,与低铅处理和对照的细菌OTU水平群落组成负相关;厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、绿弯菌门(Chloroflexi)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)的相对丰度与土壤环境因素显著相关(P<0.05)。以上研究表明,长期铅处理对塿土土壤细菌群落产生了明显影响,改变了土壤中细菌群落组成。

小麦蓝矮植原体寄主范围的鉴定及RFLP分析

小麦蓝矮是我国首次报道的小麦植原体病害。采用介体接种植物,症状观察和应用植原体16S rDNA基因通用引物对R16mF2/R16mR1进行PCR扩增,在接种小麦和传毒介体中均扩增出1.4kb的特异片段,鉴定出小麦蓝矮植原体新寄主7种。用巢式PCR方法对小麦蓝矮病田自然发病杂草进行分子检测,从表现症状的10种杂草中均扩增出1.2kb的特异片段。利用6种植原体特异性限制性内切酶对10种杂草的扩增片段进行RFLP(restriction fragment length polymor-phism)分析表明:扩增片段的RFLP图谱与目前已知的16Sr I组翠菊黄化植原体的RFLP图谱相近。鉴定出小麦蓝矮植原体田间自然新寄主10种。

小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白(Imp)基因的克隆和分子特性分析

【目的】探讨小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白在介体-病原-寄主互作的分子机理。【方法】通过植原体免疫膜蛋白基因序列两侧的保守区设计引物对Imp1051/Imp2265,用PCR方法扩增小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白基因;对扩增片段的最大开放阅读框和基因的同源矩阵、系统发育树分析;对克隆基因所编码蛋白进行跨膜区、亲疏水区和前导信号序列分析。【结果】从小麦蓝矮病病株和接种长春花中均扩增到约1.0kb的特异片段,其中小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白基因长495bp,推导的编码蛋白含有164个氨基酸。与10种植原体的免疫膜蛋白基因进行序列同源性分析,小麦蓝矮与三叶草绿变植原体同源性最高,核苷酸和编码的氨基酸序列的同源率分别为98.4%和95.1%。蛋白质结构分析结果表明:小麦蓝矮免疫膜蛋白N端有一个跨膜的前导信号序列,C端为跨膜锚定区,中间为膜外亲水区。【结论】小麦蓝矮植原体与三叶草绿变、翠菊黄化、洋葱黄化和泡桐丛枝植原体的免疫膜蛋白为同型蛋白。

小麦蓝矮病植原体的寄主范围研究

小麦蓝矮病是陕西乃至西北冬麦区的一个重要病害,由介体条沙叶蝉专化性传播。利用植原体16SrDNA基因保守序列通用引物对Rm16F2/Rm16R1,应用PCR技术从小麦蓝矮病株叶片中扩增到1.4kb的特异片段。通过介体条沙叶蝉对小麦蓝矮病植原体寄主范围进行研究,在接种的18种寄主植物中,有8种寄主表现症状,表明小麦蓝矮病植原体寄主范围广泛。