好氧不产氧光合异养细菌及其在海洋生态系统中的作用

海洋生态系统中好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)有着独特的生理特征和生态功能. AAPB具有罕见的3裂方式, 形成“Y”形细胞, 并常集合成自由漂浮的群体. 绝大多数AAPB是专性好氧的. AAPB以细菌叶绿素(BChl a)为惟一的光合色素, 且细胞BChl a含量(分子数)明显比典型的厌氧光合菌低, 但其胡萝卜素含量很高且种类繁多. 除了普遍存在的含Mg的BChl a外, 有的AAPB 还有含Zn的BChl a. AAPB具光捕获系统Ⅰ, 但常缺少光捕获系统Ⅱ. 尽管AAPB可利用光进行光合作用, 但其生长对光无依赖性, 它们具有控制自身光合作用的机制. AAPB分布广泛, 在海洋特别是贫营养的大洋环境的生物量中占有重要份额, 在碳及其他生源要素生物地球化学循环中扮演着独特的角色. 同时AAPB对重金属的矿化作用、解毒以及在生物除污方面有着巨大潜力. AAPB研究对于光合作用的起源与进化、环境调控, 以及海洋生态系统的结构与功能的深入认识具有重要意义.     

大气硝酸盐中氧同位素异常研究进展

硝酸盐是大气中的主要污染物,其前体物NO_x(NO+NO_2)参与大气中多种光化学反应,可以改变大气氧化特性,有利于细颗粒物的形成,影响气候系统与人类健康.硝酸盐氧同位素异常(Δ~(17)NO_3~-)是解析大气硝酸盐生成途径的有力手段.本文对大气硝酸盐氧同位素异常的研究进展进行了综述.首先列举了测试大气硝酸盐三氧同位素(~(16)O, ~(17)O和~(18)O)的前处理方法(热解法、细菌法和化学法),并对比了全球范围内大气硝酸盐氧同位素异常的时空分布特征.其次总结了大气中硝酸盐生成的主要途径及其氧同位素质量守恒,讨论了大气硝酸盐中氧原子的可能来源及其氧同位素异常值,评估了全球及典型区域尺度上氧同位素异常的模型.最后对大气硝酸盐氧同位素异常的未来研究方向进行了展望.     

氧对Er离子注入Si发光的影响

硅中掺杂三价稀土离子Er给出1.54μm波段的近红外发光的研究受到人们的重视.这一方面由于这一发射波段恰好落在石英光纤的最低损耗波段;另一方面由于硅器件集成工艺的成熟与完善为光电集成提供了坚实的技术基础.近来人们研究发现,Si中的氧杂质对增强离子注入Er~(3+)的发光有利,同时发现其它一些电负性较大,质量较轻的负离子也会增强Er~(3+)的发光.本文研究了Si中离子注入Er和氧的发光特性,首次报道了氧离子单一注入Si在1.60μm附近存在一宽带发射,并且讨论了Er、氧共注入Si中氧对Er~(3+)发光的影响.     

大别山-苏北榴辉岩带氧同位素特征及其地质意义

从80年代中后期开始,涉及同位素的资料多限于对榴辉岩形成年代的测定,谢窦克仅报道了安徽境内岳西地区榴辉岩中矿物的氧同位素组成,而研究整个榴辉岩带同位素地球化学特征的报道至今都还没有出现过.本文将根据13个样品的氧同位素分析数据简要报道大别山-苏北榴辉岩带的氧同位素组成和温度特征,并初步讨论全岩δ~(18)O值变化的原因及其在大地构造学上的某些意义.     

TCA法去除放氧外周蛋白对PSⅡ放氧侧的影响

具有放氧活性的光系统Ⅱ(PSⅡ)膜颗粒主要由反应中心蛋白D1和D2、细胞色素b559、叶绿素结合蛋白CP47和CP43、分子量分别为17,23和33 ku的外周蛋白以及光能转换所必需的辅助因子组成.吸收光能后,放氧机构通过S_0→S_4循环转换氧化还原状态,将水分解形成分子氧.3个外周蛋白在光合氧释放过程中起着重要的作用.最近我们报道了一种新的释放PSⅡ放氧外周蛋白的方法:用不同浓度的三氯乙酸盐(TCA-NaOH)缓冲液处理PS Ⅱ膜颗粒,可以将3个外周蛋白逐一释放,这种处理同其它处理方法不同,不依赖于光照和介质pH,而且PSⅡ膜颗粒依然保持光化学活性,该方法使我们能够有特点地探讨放氧机构,如了解一个外周蛋白的逐次丢失给PSⅡ反应中心的结构带来什么样的改变以及对光能转换机制造成何种影响?本文中,我们利用Fourier变换红外光谱     

钙钛矿的氧同位素分馏

钙钛矿(CaTiO_3)是金伯利岩中的特征副矿物,偶尔可以成为主要组成矿物.它也常以副矿物形式存在于许多碱性岩和某些变质岩中.具有钙钛矿结构的硅酸盐是下地幔的重要组成矿物.因此,理解钙钛矿的氧同位素分馏性质不仅对于含这种矿物的地壳地幔岩石的地质测温和热历史探索,而且对于地幔的化学结构研究具有重要意义.然而,至今尚未有人对钙钛矿的氧同位素分馏进行深入系统的研究.仅加拿大的Gautason等对方解石-钙钛矿之间的氧同位素分馏做了初步实验测定.本文根据作者建立的增量方法,从理论上计算了钙钛矿的氧同位素分馏.     

贺兰山地区震旦系碳酸盐岩碳氧同位素分析

对宁夏贺兰山地区出露的震旦系碳酸盐岩进行了详细的野外地质调查和碳氧同位素分析测试, 发现该地区震旦系正目观组碳酸盐岩碳同位素表现出一定的变化规律： 由北到南的几条典型剖面中δ¹³C值自下向上均逐渐减小, 变化范围都集中在?4.51‰~0.11‰, 最大负偏值达到了?6.88‰. 兔儿坑组中发现的宏体生物化石在华南灯影组中部出现, 从而将正目观组和兔儿坑组的形成时代限定在震旦纪. 冰川的发育导致了极端寒冷的气候, 海洋中有机质大幅降低, δ¹³C值出现普遍的负偏. 兔儿坑组代表了冰期的结束, 生物的复苏, 海洋中有机物含量增加. 通过与全球其他地区同期地层碳氧同位素分布的投图对比, 发现正目观组冰期沉积的形成时间可能晚于Gaskiers冰期, 研究其为探讨埃迪卡拉纪华北板块的古海洋、古地理环境和生物演化起了重要作用, 为全球同期地层碳氧同位素数据库提供了新的补充.     

高温高压下干样品体系中氧逸度控制的新方法——以Cu-O体系为例

通过在样品及氧库 (一种固体氧缓冲剂 )间置入固体氧离子导体 (YSZ)以及于样品及氧库间外加一直流电压 ,负极区的氧在该电压作用下经由YSZ被迫进入正极区 .以此样品中氧逸度可独立于温度、压力得到就位控制 .以Cu O体系为样品的试验表明 ,该方法非常成功 .无疑 ,该技术对有变价元素参与的高温高压实验具有重要的意义 .     

新西兰陶波酸性火山岩氧同位素组成研究

新西兰北岛陶波(Taupo)火山岩带,位于太平洋板块俯冲于印度板块之下的印度板块一侧,是世界上最著名的第四纪酸性火山岩带之一,长约250km,宽约50km,其中95%以上的岩石为SiO_2含量大于70wt.%、含石英和长石斑晶的凝灰岩和流纹岩.该带形成于拉张构造环境,空间上呈北东向与陶波地堑的展布相吻合.由于水-岩作用的结果,表面上看来很新鲜的火山岩,其实测氧同位素组成亦可能大大偏离初始值,因而用全岩样品的实测值解释岩石成因将具有不确定性.本文首次提供了陶波火山岩带酸性火山岩中长石和石英斑晶的氧同位素数据;根据对单矿物氧同位素的研究,恢复了全岩样品的初始氧同位素组成,在此基础上探讨了岩石成因.     

改进的有机氧同位素分析法

自然档案(树轮、泥炭、湖泊沉积和古土壤等)的有机氧同位素组成,可以作为气候和环境变化的定量或半定量化代用指标,但有机氧同位素分析法的难度制约了这一领域的发展。Edwards等在前人基础上,发明了可重新密封的镍管裂解法,可以视为一次革命性突破。这一方法具有高的数据再生率(变化范围仅为±0.1‰～±0.55‰)、高的系统稳定性、操作上的方便和降低的分析费用等优点。我们根据Edwards等提供的资料,对原系统作了部分改进,首次在我国建立了有机氧同位素分析法。除了保留原方法的优点外,我们的方法还使操作费用和操作难度进一步降低。     

氧掺杂引起的T′相铜氧化合物低温磁性反常

采用高压合成的方法对 (Eu1-xYx) 2 CuO4 和Sm2 CuO4 样品进行了氧掺杂 ,并发现了一个位于 2 9K附近新的低温磁性反常 .分析表明该反常也是铜原子磁矩的贡献 ,但有着和T′相化合物弱铁磁不同的形成机理 ,它的出现对应着由掺杂到CuO2 面上的空穴产生的铁磁性团簇 .这一结果还揭示了T′相化合物区别于p型超导材料的一个独特性质 ,即没有顶点氧存在的T′相化合物的CuO2 面只能接受极微量的空穴 ,一旦达到极限 ,不管有多少氧掺杂进物相 ,都不能在CuO2 上引入更多的空穴     

人硫氧还蛋白存在不同的选择性剪切形式

利用RT_PCR技术、基因克隆化和基因表达技术 ,首次在人胎肝细胞中发现了人硫氧还蛋白 (hTRX)的另外一种选择性剪切形式 (hTRXδ3) .经测序证实hTRXδ3缺失正常hTRX第 3外显子的 6 0bp ,无其他编码区域改变 ,其酶活性位点依然存在 .经大肠杆菌表达重组蛋白的活性分析 ,hTRXδ3依赖DTT催化胰岛素还原的活性明显低于完整的hTRX蛋白 .本文结果为进一步研究hTRX的结构与功能提供了基础     

VO~(2+)(PAN)配合物的氧合反应的证实及历程研究

以VO(Acac)_2为代表的酰(氧)钒配合物催化H_2O_2或ROOH氧化烯烃等有机底物的反应历程涉及双氧物种与V形成的中间物的观点已被普遍接受,因此,如果能利用分子O_2与V形成双氧钒配合物,则有可能利用O_2代替H_2O_2或ROOH作为催化氧化有机底物的原料.1978年,Wilshire和Sawyer报道了用谱学方法发现酰(氧)钒配合物与O_2形成双氧钒配合物,但后来Cooper,Koh和Raymond对该报道产生了怀疑,并对该体系重新进行了研究,结果否定了Sawyer等人的报道.Bosserman和Sawyer也没能重复得到该报道中的合成和     

青藏高原东部RM孔碳酸盐氧同位素揭示的末次间冰期气候特征

最近,格陵兰冰芯研究揭示的气候不稳定性被作为过去全球变化研究的重大进展。GRIP氧同位素研究首先提出,相当于深海氧同位素地层5e亚段的暖期气候(Eemian)存在着两次明显的冷事件,这一发现后来被欧洲湖泊记录所证实。但是GISP2未发现Eemian暖期气候有明显波动,Kelgwin等对大西洋沉积记录的研究也得出与此相似的结论。因此,一些研究者对Eemian暖期内部存在气候突变的观点表示怀疑。最近作者对青藏高原东部RM孔湖泊记录研究结果,发现末次间冰期5e亚段存在两次冷事件,支持了GRIP研究者的观点,同时证实了此种气候不稳定性也存在于中国的青藏高原这一事实。     

CO2稳定的双相混合导体透氧膜材料的研究进展

混合导体透氧膜在高温条件下(特别是温度高于700℃)是一种同时具有氧离子和电子混合传导性能的无机致密陶瓷膜.由于此类膜材料在中高温条件下不仅可以清洁、高效、经济地从空气或者其他含氧气氛中高选择性地分离氧气,同时还具有一定的催化活性,所以这类氧离子和电子混合传导膜在纯氧制备、燃料电池、甲烷部分氧化制合成气、富氧燃烧等方面有着巨大的应用潜力,相关研究也成为材料及化工等领域研究学者关注的焦点.为了找到既具有高透氧性能又具有优异稳定性能的透氧膜材料,研究人员做了大量的工作和努力.本文对近年来CO_2稳定的双相混合导体透氧膜材料的研究进展进行系统的综述,简单介绍了双相混合导体透氧膜的透氧机理,分析了双相透氧膜材料的制备方法、几何形状、烧结温度以及组成成分等对透氧性能及稳定性的影响,介绍了双相混合导体透氧膜膜反应器在甲烷部分氧化制备合成气、耦合反应、水分解及富氧燃烧中的应用.最后分析了目前存在的科学问题,并对CO_2稳定的双相混合导体透氧膜材料未来的发展进行了展望.     

两个新的具有高透氧能力的氧化物

钙钛矿型的复合氧化物,如La_(1-x)Sr_xCoO_3和La_(1-x)Sr_xNiO_3等,既具有高的电子导电能力,又具有高的氧离子传导能力,以其为主体的一类膜被称为混合导电型透氧膜,其透氧机理是:在膜的高氧压侧的氧分子被膜表面吸附后接收电子成为O~(2-)离子,然后通过膜体扩散到膜的另一侧,即低氧压侧,并在表面给出电子,然后进入气相,成为氧分子.与固体电解质膜,多γ-Al_2O_3膜以及有机透氧膜相比较,混合导电型陶瓷透氧膜对O_2有100%的选择性,氧透过率高(1100K时     

大别-苏鲁变质岩锆石微区氧同位素特征初探:离子探针原位分析

对大别-苏鲁高压-超高压变质岩地区包括榴辉岩等8个不同岩性的变质岩石中锆石进行了151次微区原位氧同位素分析, 结果表明存在明显的氧同位素不均一性, 不同岩石中锆石的δ ¹⁸O值变化范围从 -8.5‰到+ 9.7‰, 同一岩石不同锆石颗粒间δ ¹⁸O值差异达2‰~12‰, 在离子探针测定精度范围内, 没有观察到原岩岩浆(残留)锆石和变质增生(重结晶)锆石之间明显的氧同位素组成差异, 表明在高压-超高压变质作用中变质锆石基本上继承了原岩锆石的氧同位素组成. 研究发现, 根据变质岩的原岩时代, 可以把锆石氧同位素分成2组, 一组原岩年龄在19~27亿年, δ ¹⁸O值约为6‰~7‰, 另一组原岩年龄为7~8亿年, δ ¹⁸O值在0~2‰. 后者明显偏低的氧同位素组成表明, 在形成高级变质岩的原岩岩浆中有明显的大气降水氧同位素组成的卷入, 它可能和晚前寒武纪我国华南和全球范围雪球事件有关.     

斯氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri A1501氧胁迫下基因表达谱研究

斯氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri A1501分离自我国南方水稻田, 在低铵和微好氧条件下能紧密结合在水稻根表, 并侵入根内生长和固氮. 为探讨氧对A1501基因组表达的影响, 利用全基因组芯片技术, 研究不同氧浓度(0.5%, 21%)下A1501基因组表达谱, 结果表明: (ⅰ) 67个基因在高氧浓度下表达上调2倍以上, 其中17个基因的功能未知; (ⅱ) 68个基因在高氧条件下表达, 其中约50%的基因参与固氮或反硝化. 实时定量RT-PCR验证结果表明, 4个编码氧化还原酶的基因和7个编码胞外夹膜多糖和抗原寡糖合成的基因在高氧下表达上调, 其中sodC在高氧下表达上调2.7倍、编码黄素单胺氧化酶相关蛋白的基因PST1610表达上调2.2倍、编码α-酮戊二酸-铁氧化酶族氧化还原酶的基因PST3584表达上调3.2倍、编码NAD依赖型氧化还原酶的基因PST2179表达上调2.9倍. 这些基因及其表达产物可能在A1501氧保护机制中发挥作用.     

苜蓿根瘤菌四碳二羧酸运输系统(Dct)的诱导表达与氧浓度相关

研究了苜蓿根瘤菌Dct系统在大肠杆菌内受琥珀酸诱导表达与环境中氧浓度的关系. 将携带Dct系统的大肠杆菌DH5a菌株培养于含0.6%琼脂的M63限制培养基的试管内, 发现报告基因受琥珀酸诱导表达产生的蓝色条带出现在琼脂表面以下某一深度, 而不在琼脂表面, 表明Dct系统的表达在某个特定的氧浓度下有最大值. 随后将该菌株转入一系列不同氧浓度的密闭瓶内测定其受琥珀酸诱导表达的b-半乳糖苷酶活性, 结果表明当氧浓度为2%时, Dct系统的活性较氧浓度为21%的大气中的活性高出约1倍, 由此推测Dct系统不仅能感受四碳二羧酸的信号, 同时还具有感受氧浓度的新的功能.     

氧空位TiO2高效光催化氧化甲醛及其反应路径

通过采用一步煅烧法制备得到含大量表面氧空位的二氧化钛(TiO_2),将其应用于典型空气污染物甲醛的治理.结果表明,在流动体系的测试环境中,甲醛的最大有效去除率可达95.05%,相比于本底样品(72.52%)提高了1.31倍.研究表明,含氧空位的TiO_2不仅可以增强光吸收范围,还可以利用氧空位捕获光生电子,有效地抑制光生电子和空穴的复合,进而提高光催化活性.通过原位红外光谱对催化剂降解甲醛的反应过程进行实时动态监测,结合密度泛函理论(DFT)计算,表明TiO_2表面的氧空位可以有效地增强甲醛分子的吸附活化,存在的大量离域电子可以注入到甲醛分子中的C=O键并使其活化断裂,从而有效地减少甲醛氧化过程中甲酸的积累,加快甲醛的高效氧化去除.本研究通过分析含氧空位TiO_2对光催化甲醛氧化反应过程的影响,为光催化材料表面缺陷设计和光催化治理气相污染物提供了新的思路.