基于高考评价体系的“糖尿病”原创试题命制例析

本文以糖尿病致病的分子机理、相关基因表达抑制和适度运动进行糖尿病的预防和治疗为情境,结合“基因的表达、物质的跨膜运输、激素调节、免疫调节”等教学内容进行试题命制,以设问考查学生必备知识与技能,以学生作答评价学生的综合素养,为今后教学有效提升学生的综合素养提供参考。

增温对南极湖泊沉积物反硝化过程的影响

全球变暖导致的极地地区增温正深刻地改变着极地地区生态系统物质循环过程和速率。目前,增温对南极地区湖泊沉积物氮循环关键过程的影响还鲜有报道。中国第29次南极科学考察期间在南极中山站附近选取了5个湖泊,采集了1处含企鹅粪土的湖泊沉积物(莫愁湖)和4处自然湖泊沉积物(团结湖、大明湖、米尔湖和玉珍湖),利用样品瓶泥浆恒温培养法进行增温模拟,设置低温(1℃)、中温(5℃)、高温(11℃)培养实验。结果表明,低温条件下莫愁湖沉积物反硝化速率和反硝化潜势明显高于自然湖泊沉积物(277.37倍、244.13倍)。一定程度的增温促进了沉积物反硝化速率与反硝化潜势,但过高温度也会抑制部分样点的反硝化速率与反硝化潜势。总体而言,高温条件下自然湖泊沉积物平均反硝化速率分别是中、低温条件下的1.57倍、3.56倍,反硝化潜势为1.91倍、6.31倍;而含企鹅粪土湖泊沉积物反硝化速率为1.17倍、2.08倍,反硝化潜势为0.72倍、1.01倍。增温对自然湖泊沉积物反硝化速率和潜势的影响高于莫愁湖沉积物,但含企鹅粪的莫愁湖沉积物的反硝化速率和潜势具有更高的绝对增量。企鹅粪中较高的硝酸盐、铵盐、磷酸盐以及有机碳含量是莫愁湖具有很高的反硝化速率的主导因素。在全球变暖的背景下,南极地区企鹅外源氮输入将加速湖泊沉积物氮循环。

初高中生物学新课标中核心素养内涵的分析

本文通过对初高中新课标在4个核心素养内涵方面的比较,发现新课标虽然在细节处有所差异,但是在核心素养内涵上是具有统一性的。

夏季长江河口潮间带反硝化作用和N_2O的排放与吸收

采用培养箱乙炔抑制和现场静态箱法,于夏季(7月)在长江河口潮滩潮间带进行了采样,研究表明,长江河口潮滩水体自身N2O产生速率很低,在潮汐淹没期沉积物是上覆水体N2O的来源,其来自沉积物中反硝化、硝化等氮素循环的多个反应过程,沉积物中N2O自然产生速率在0.10～8.50μmol/(m2·h)之间,反硝化速率在21.91～35.87μmol/(m2·h)之间。退潮出露期中潮滩是大气N2O的排放源犤交换速率在-11.03～13.17μmol/(m2·h)之间犦,5～10cm地温是影响N2O排放速率的显著性因素;低潮滩-大气界面N2O排放、吸收速率在-5.75～0.49μmol/(m2·h)之间。总体上看,中潮滩是大气N2O的排放源;而低潮滩对大气N2O有明显的吸收作用。潮滩植被(海三棱草和底栖藻类)的光合作用明显抑制了N2O的排放并可能导致吸收,而其呼吸作用则增加了N2O的排放,潮间带-大气界面N2O的排放和吸收与CO2的排放、吸收有显著的正相关关系。

盐度对崇明东滩沉积物—水界面NH_4^+交换行为的影响

通过对自然沉积物柱样不同盐度下的模拟 ,得出在有丰富微生物活动的潮滩由盐度的增加引起的NH4+ 离子配位体的增加 ,不能直接导致NH4+ 从沉积物 -水界面析出 ,而主要是通过对微生物生理活动的影响 ,控制NH4+ 在界面的交换行为 ,并且盐度增加引起NH4+ 在界面扩散行为的变化 ,仅在中盐度条件下盐度增加的最初 1～ 2h内表现出来。在低盐度下 ,矿化作用对盐度最敏感 ,在盐度从 7降到 0的初始 1h内 ,矿化作用超过硝化作用 ,使NH4+ 从沉积物—水界面析出 ,而中盐度下硝化作用对盐度的增加更敏感。在盐度增加的整个过程中 ,微生物的矿化和硝化都受到抑制 ,但微生物的硝化作用对盐度变化的适应能力较强。

夏季长江口潮间带CH_4、CO_2和N_2O通量特征

使用原位静态箱现场采样,对夏季(7月和8月)长江口崇明东滩湿地3种主要温室气体CO_2、CH_4和N_2O的界面通量进行了同步观测。结果表明,夏季低潮滩是大气CH4的排放源(40.2μg/(m2·h)),CO_2和N_2O的吸收汇(通量值分别为-86.3mg/(m^2·h),-27.6μg/(m^2·h))。7月和8月中潮滩是3种温室气体的排放源,CH_4日平均排放速率达到6.56mg/(m^2·h),CO_2为301mg/(m^2·h),N_2O为69.9μg/(m^2·h)。温度(气温和不同深度地温)、沉积物有机碳含量以及潮滩植被海三棱草和沉积物表层藻类的光合和呼吸是决定CH_4、CO_2、N_2O产生、排放和吸收的主要因素。相关分析表明中潮滩气体排放通量与温度(气温和不同深度地温)呈显著正相关关系,但在低潮滩气体通量与温度的相关关系不明显。

长江口沉积物-水界面无机氮交换通量的模拟测定

通过对长江口水下沉积物-水界面可溶态无机氮(DIN=NO3-+NO2-+NH4+)的交换行为研究发现,低潮时近口点(A)沉积物是水体DIN的汇(-2006.99μmol/(m2·h)),而靠近口外点(B)沉积物是水体DIN的源(1848.27μmol/(m2·h))。但高潮时,A点沉积物转变为水体DIN的源(1880.97μmol/(m2·h)),而B点的沉积物转变成为DIN的汇(-956.64μmol/(m2·h))。在距河口较远高低潮盐度变化微弱的地点(P),沉积物始终是水体DIN的源(1872.41μmol/(m2·h))。高低潮海水盐度的变化对沉积物中微生物活动的影响是导致这一变化的主要原因。

生物修复技术在黑臭河道治理中的应用

从微生物、水生植物净化与修复、生物-生态工程技术等方面,综述了生物修复技术在黑臭河道治理中的研究进展,为我国正在开展的黑臭河道治理提供有价值的参考。

长江口潮滩沉积物—水界面无机氮交换通量

对长江口滨岸潮滩7个典型断面三态氮的界面交换通量进行了三年多的季节性连续观测,结果表明无机氮的界面交换行为存在复杂的空间分异和季节变化。NO_3-N和NH_4-N的界面交换通量正负变化范围较大,分别介于-32.82～24.13mmol.m^(-2).d^(-1)和-18.45～10.65mmol.m^(-2).d^(-1)之间;而NO_2-N的界面交换通量很小,仅为-1.15～2.82mmol.m^(-2).d^(-1)。NO_3-N的界面交换具有明显的上下游季节性时空分异特征,而NH_4-N的界面交换则表现为南北岸季节性时空分异现象。盐度是控制长江口滨岸潮滩NH_4-N界面交换行为的主要因素,而沉积物粒度、水体NO_3-N浓度、沉积物有机质含量、水温和溶解氧含量则以不同的组合方式,共同制约着NO_3-N在潮滩界面交换的时空分异格局。

大型底栖动物对长江口潮滩沉积物-水界面无机氮交换的影响

基于实验模拟,通过对比分析潮滩无机氮长短期通量交换、循环规律及沉积物中无机氮的剖面特征在有/无底栖动物活动背景下的差异,探讨了双壳类底栖动物河蚬对长江口潮滩沉积物-水界面无机氮交换的影响及其机制.研究发现:潮滩无机氮界面交换中,河蚬的钻穴活动能增加向上覆水方向氨氮和硝氮的通量值;河蚬长期栖息对界面的生物扰动和代谢物排放能促进氨氮向上覆水的释放并逐渐加强沉积物氧化层中的硝化活动;界面附近河蚬的扰动和喷灌活动改变了沉积物中无机氮的垂直剖面特征,加速了沉积物中有机质的矿化分解和两相界面间氨氮的离子交换,促进沉积物氮库向滨岸水体的释放输出.

上海市崇明岛农田土壤重金属的环境质量评价

通过对上海市崇明岛28个菜地土壤表层样品、65个稻田土壤表层样品及9个西瓜地土壤表层样品的分析测试,利用国家、行业和地方的相关标准评价了农田土壤重金属(Pb、Cd、Cr、As、Hg)的环境质量状况。研究发现:崇明岛农田土壤重金属的总体含量为Pb21.597mg·kg-1、Cd0.176mg·kg-1、Cr69.395mg·kg-1、As9.209mg·kg-1、Hg0.128mg·kg-1。与上海市土壤背景值相比,除Pb、Cr外,其余重金属平均含量均高于其背景值,Cd、As和Hg分别高出背景值33.0%、1.2%和26.3%。在GIS软件支持下,通过空间插值分析了研究区农田土壤重金属含量的空间分布特征,结果发现,农田土壤质量整体尚好,土壤生态率为1.26%,优良率为97.14%,合格率为1.47%,不合格率为0.12%。以背景值为标准,崇明岛农田土壤Pb、Cd、Cr、As、Hg的超标率分别为10.1%、85.7%、27.0%、55.4%、55.2%;3种土地利用类型中,菜地受重金属污染最为严重,这主要与菜地施用更多农药有关。崇明岛重金属的年沉降通量分别为Pb7735.470μg·m-2·a-1、Cd208.432μg·m-2·a-1、As2237.738μg·m-2·a-1、Hg52.783μg·m-2·a-1,农作物秸秆焚烧处理是崇明岛大气重金属沉降的重要来源,大气沉降对崇明岛农田土壤重金属有较大的影响。

崇明东滩芦苇湿地温室气体排放通量及其影响因素

通过静态箱-气相色谱法对崇明东滩芦苇群落在生长周期内的3种温室气体——CH4、N2O和CO2的排放、吸收特征进行研究.结果表明:芦苇群落湿地CH4排放通量受温度影响较大,夏季排放通量明显高于其他季节,年均排放通量为74.46μg/(m2·h);N2O年均排放通量为2.22μg/(m2·h),冬季排放通量最大;CO2的吸收率季节变化明显,年均排放通量为-101.93mg/(m2·h).温度、芦苇植株光合作用及呼吸作用是影响CH4产生和排放的主要因素;而沉积物氮素不足和限制,则是促使芦苇群落表现出对N2O吸收的原因;芦苇的光合作用及土壤呼吸作用随温度和季节的变化是控制芦苇湿地CO2的排放和吸收的主要因素.芦苇植株发达的通气组织是CH4和N2O由大气向沉积物扩散的通道,同时分子扩散过程也是沉积物产生的CH4、N2O和CO2扩散到大气中的途径和方式.

上海市饮用水源地周边环境中的重金属

对上海市饮用水源地周边环境介质(农田土壤、道路灰尘和蔬菜)中重金属的累积特征进行了研究,分析了重金属的空间结构特征及主要污染来源,揭示了周边环境中重金属对水环境的影响,并对重金属的生态风险状况进行了评估.研究表明:①饮用水源地周边各环境介质中重金属已出现不同程度的累积,道路灰尘重金属Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr和As的平均含量分别为0.80、0.23、148.45、127.52、380.57、63.17、250.38和10.37 mg.kg-1;农田土壤含量相对较低,分别为0.16、0.33、30.14、30.66、103.79、24.04、65.75和6.31 mg.kg-1;蔬菜中8种重金属的平均含量分别为0.010(Cd)0、.016(Hg)、0.36(Pb)1、2.80(Cu)、61.69(Zn)2、.04(Ni)、2.41(Cr)和0.039 mg.kg-1(As);②通过半方差分析和多元分析,推断人类活动的输入是农田土壤重金属积累的最主要原因,而交通污染则是道路灰尘重金属的主要来源;③蔬菜对土壤重金属的富集系数表现为:Zn(0.589)>Cu(0.412)>0.102(Ni)>Cd(0.059)>Cr(0.061)>Hg(0.056)>Pb(0.012)>As(0.007),蔬菜中Cd和Zn主要源于根系对土壤重金属的吸收,其它重金属元素可能主要源于气孔对大气污染物的吸收;④周边土壤是水源地沉积物的重要物源,但沉积物与周边环境介质重金属含量不存在显著性相关;⑤重金属生态风险模糊综合评估结果,农田土壤表现为无警-预警,道路灰尘为预警-轻警,蔬菜为预警-轻警,3种环境介质综合评估结果为预警-轻警.

长江口潮滩湿地-大气界面碳通量特征

选择长江河口崇明东滩为典型研究区域,使用原位静态箱-气相色谱法,对长江河口潮滩湿地-大气界面碳通量(CH4和CO2)进行了为期一年的现场观测实验.结果表明,观测期内,崇明东滩低潮滩(CM-3)表现为碳的吸收汇,平均碳通量为-13.23mg·m-·2h-1,且有明显的变化特征,8月为碳吸收的高峰期,2月碳的通量值最低;虽然低潮滩CH4年平均排放通量仅为0.04mg·m-2·h-1,在碳通量中所占比例很小,但却是大气CH4的持续排放源.中潮滩(CM-2)为大气CH4的排放源,在7月达到排放高峰;对CO2而言,光照条件下(明箱)以吸收为主,而无光照时(暗箱)中潮滩是CO2的排放源.中潮滩湿地-大气界面碳的年平均交换通量为51.79mg·m-·2h-1,显著高于低潮滩,植被和有机质含量的不同是导致两者差异的主要原因.温度和光照是影响碳通量及其季节变化的重要因素.海三棱藨草植株和中、低潮滩藻类的光合作用均显著促进了潮滩对大气碳的吸收.

徒骇河沉水植物腐烂对上覆水体中营养盐形态变化影响

将杀青后的菹草(Potamogetoncrispus)和金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)剪成1 cm左右分别浸泡于装有原上覆水样的烧杯中,并置于27℃和10℃的恒温培养箱中,在不同时刻测定上覆水体的pH、溶解氧(DO)和不同形态氮磷营养盐的浓度。结果表明:由于菹草和金鱼藻的腐烂分解,上覆水体pH呈现先下降后上升的变化趋势,溶解氧急剧降低,氮磷浓度增加。氮浓度的增加以有机氮为主,平均约占63%,氨氮次之,约占25%;磷浓度的增加在实验前期以颗粒态磷为主,平均约占60%,而在实验后期以可溶性总磷为主,约占65%。在27℃下,氮磷形态浓度主要呈现先上升后下降的趋势;在10℃下,氮磷形态浓度主要表现为持续上升。硝氮和亚硝氮浓度的变化与溶解氧浓度变化具有较好的一致性。

长江口崇明东滩潮间带甲烷(CH_4)排放及其季节变化

2004年5月至2005年4月在长江口崇明东滩湿地采用原位静态箱法对甲烷(CH4)排放通量进行了现场测定。结果表明,崇明东滩潮间带(CM)是大气CH4的排放源,且CH4排放具有明显的季节变化规律,中潮滩(CM-2)7月CH4排放最多,其通量为9.27 mg/(m2.h),在次年4月排放最少,只有0.03 mg/(m2.h)。低潮滩(CM-3)在春季5月CH4排放最多,通量为0.09 mg/(m2.h);冬季2月CH4通量值最低,只有0.002 mg/(m2.h),中、低潮滩CH4年平均排放通量分别为2.06 mg/(m2.h)和0.04 mg/(m2.h)。

上海市黄浦江水源地六六六、滴滴涕类内分泌干扰物污染特征分析及健康风险评价

通过现场采样及室内分析对上海市主要饮用水源地黄浦江上游干流河段表层水体,表层沉积物及支流表层水体及其周边表层土壤中有机氯类内分泌干扰物的含量进行了检测。结果表明,黄浦江干流1到6号采样点,水体六六六含量在0.1-0.12μg·L-1之间,滴滴涕含量在0.02-0.03μg·L-1之间;表层沉积物中六六六含量在1.0-7.0μg·kg-1之间,滴滴涕含量在3.0-32.0μg·kg-1之间;支流7到15号采样点水体中只有HCH检出,含量范围为0.02-0.03μg·L-1。支流周边土壤中DDT含量范围为2-8μg·kg-1。根据表层水体和表层沉积物中的滴滴涕类内分泌干扰物的含量检测结果判断,4-6号采样点附近有新的DDTs污染物排入河道。根据实地考察推断,污染源可能为畜禽养殖场所排畜禽粪便。利用健康风险评价模型评价,目前黄浦江饮用水源地中HCH、DDT类污染物对人体健康的风险仍处较低水平。

长江口崇明东滩潮间带温室气体排放初步研究

采用原位静态箱法对长江口崇明东滩(CM)湿地3种主要温室气体CO2,CH4和N2O的排放、吸收通量进行现场测定。结果表明,春季(5月)崇明东滩湿地是大气CH4的排放源。中潮滩暗箱(CM-2b)CH4的排放通量为394.22μg/m2.h,明箱(CM-2w)为492.58μg/m2.h;低潮滩暗箱(CM-3b)CH4的排放通量为84.89μg/m2.h,明箱(CM-3w)为76.16μg/m2.h,植被和有机质含量的不同是造成中、低潮滩CH4通量差异的主要因素。中潮滩春季草的光和作用可以降低CO2和N2O的排放,明箱内表现为对CO2(-67.45 mg/m2.h)和N2O(-21.79μg/m2.h)的吸收,同时呼吸作用增加了潮滩-大气界面CO2和N2O的排放(CO2,730.27 mg/m2.h;N2O,109.72μg/m2.h)。而低潮滩(CM-3)表现为CO2和N2O的汇,但吸收的通量值较小。

稳定性同位素示踪技术在环境领域的应用初探

通过系统分析国内、外近年来关于稳定性同位素示踪技术在各环境介质中污染物的迁移、转化及判源分析等方面的相关文献,得出该领域的研究现状:稳定性同位素技术用于环境领域研究特别是水环境中不同物态的有机物来源、运移、转化研究较为成熟;我国稳定性同位素用于环境领域特别对污染物判源及不同环境介质中迁移、转化与降解的稳定性同位素研究尚属起步阶段,但前景广阔。

崇明岛稻麦轮作生态系统主要温室气体排放特征及影响因素分析

采用静态箱——气相色谱法对崇明岛稻麦轮作生态系统主要温室气体CO2、CH4和N2O排放进行了田间原位观测,并分析了影响温室气体排放的主要因素.结果表明,崇明岛稻麦轮作生态系统中,CH4和N2O的显著排放仅出现在水稻生长季,且透明箱与暗箱测得通量季节变化趋势具有高度一致性;水稻田是CH4和N2O的排放源,是CO2的吸收汇;冬小麦生长季农田表现为CH4的吸收汇,是CO2和N2O的排放源.整个稻麦轮作周期内,CH4、N2O以及暗箱CO2(即呼吸排放CO2)通量与各温度因子呈现出显著或极显著正相关性;CH4通量与土壤含水率、土壤C/N比值均存在极显著正相关性.另外,稻田CH4通量与土壤有机质(SOM)含量之间存在极显著正相关性,与土壤NH+4-N含量呈显著正相关关系;而稻田N2O通量与NO-3-N含量存在极显著正相关关系.