华北半叶紫菜藻胆体的光谱特性和光能传递的研究

红藻的光合器是由叶绿体和藻胆体组成的。藻胆体由多种藻胆蛋白和在结构上起连接作用的无色蛋白或多肽所组成。藻胆体与类囊体片层紧密结合,在单位类囊体的片层上藻胆体的数目因生物种类不同及其所处环境条件的不同而异;一般为400—1200个/μm~(-2)。 藻胆体的功能是捕获光能和将光能传递给类囊体片层上叶绿素a,以进行光合作用。 红藻藻胆体中藻胆蛋白之间光能传递顺序为:R-藻红蛋白→R-藻蓝蛋白→别藻蓝     

藻胆蛋白 与绿藻光合膜之间的激发能传递

研究了藻胆蛋白与绿藻光合膜之间激发能传递的关系.发现只有在别藻蓝蛋白存在时,藻红蛋白或藻蓝蛋白才能将其所吸收的光能传递给一起温育的绿藻类囊体光系统Ⅱ.传能效率与藻胆蛋白的种类有关.藻胆蛋白只能将激发能传递给经SDS-PAGE纯化的LHCⅡ,但不能传递给D₂蛋白.     

钝顶螺旋藻藻胆蛋白的提取及其特征初报

作者采用细胞破碎，等电点沉淀的方法，提取、分离螺旋藻的藻胆蛋白，并在藻胆蛋白中检测到１７种氨基酸。文中还研究了在５００－７００ｎｍ波长范围内不同外界因子对藻胆蛋白理化特性的影响，结果表明：（１）不同的ｐＨ值，藻胆蛋白液颜色及吸收光谱的形状和强度不同。当ｐＨ为４和５．５时，藻胆蛋白液呈绿蓝色，吸收峰在６２５ｎｍ处，而ｐＨ为７，吸收峰移至６００ｎｍ。（２）藻胆蛋白热稳定性差，吸收光谱强度随着温度升高而     

红藻藻胆蛋白的分离与鉴定

植物的光合器官通常含有叶绿素、类胡罗卜素和藻胆蛋白三类色素。藻胆蛋白主要包括藻红蛋白、藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白。藻胆蛋白是水溶性的,这些蛋白质以共价键与发色团相连。R代表红藻纲,C代表蓝藻纲。 藻胆蛋白主要分布在蓝藻、红藻和隐藻中,是光合作用的辅助色素,当藻红蛋白吸收了光能后,将能量传递给藻蓝蛋白,然后经过变藻蓝蛋白传递给叶绿素a以进行光合作用。因而,藻胆蛋白是进行光合作用的主要光接受器。     

藻胆蛋白的研究概况(Ⅰ)——藻胆蛋白的种类与组成

藻胆蛋白主要存在于蓝藻、红藻、隐藻和少数一些甲藻中 ,其主要功能是作为光合作用的捕光色素复合体 ,在一些藻类中藻胆蛋白也可以作为储藏蛋白 ,以使藻类在氮源缺乏的季节得以生存。目前 ,对藻胆蛋白的基础研究方兴未艾 ,取得了一些重要的结果。同时由于发现藻胆蛋白有广泛的应用前景 ,因而备受人们的关注。本文就藻胆蛋白的种类及组成方面的研究概况作一综述。１藻胆蛋白的种类已知的藻胆蛋白主要可以分为４大类 ,即藻红蛋白（Ｐｈｙｃｏｅｒｙｔｈｒｉｎ）、藻蓝蛋白（Ｐｈｙｃｏｃｙａｎｉｎ）、藻红蓝蛋白（Ｐｈｃｏｅｒｙｃｙａｎｉｎ…     

钝顶螺旋藻藻胆蛋白的提取及其特性初报

作者采用细胞破碎,等电点沉淀的方法,提取、分离螺旋藻的藻胆蛋白,并在藻胆蛋白中检测到17种氨基酸。文中还研究了在500～700nm波长范围内不同外界因子对藻胆蛋白理化特性的影响,结果表明:(1)不同的pH值,藻胆蛋白液颜色及其吸收光谱的形状和强度不同。当pH为4和5.5时,藻胆蛋白液呈绿蓝色,吸收峰在625nm处,而pH为7,吸收峰移至600nm处,溶液呈蓝色,pH为8.5和10时,出现双峰,分别位于600nm和650nm处。(2)藻胆蛋白热稳定性差,吸收光谱强度随着温度升高而迅速下降。温度在30℃以下,藻胆蛋白较稳定。(3)藻胆蛋白对光照较敏感。(4)10％乙醇、10％蔗糖、1％NaCl对藻胆蛋白均有不同程度的增色效应。     

藻胆蛋白脱辅基蛋白对其抗氧化活性的影响

探讨了光照和脱辅基蛋白结构对藻胆蛋白抗免化活性的影响，结果表明，光照下，藻胆蛋白能够产生自由基，黑暗下，则能够清除自由基，因此，藻胆蛋白具有产生和清除自由基的双重功能。在光照下，用SDS（十二烷基硫酸钠)、脲及碱性条件下，对藻胆蛋白进行变性，藻胆蛋白产生自由基的能力消失，清除自由基的能力明显增强，因此，藻胆蛋白清除自由基主要由藻胆色素完成，天然状态下藻胆蛋白中脱辅基蛋白三维结构更有利于色素基团对光能的吸收与传递，这与其在体内的生理功能相一致。     

藻红蛋白研究进展

高等植物的主要光合色素是叶绿素a和叶绿素b,而红藻、蓝藻和隐藻的光合色素是叶绿素a和藻胆蛋白。藻胆蛋白包括藻红蛋白(Phycoerythrin,PE)、藻蓝蛋白(Phycocyanin,PC)、异藻蓝蛋白(Allophy-cocyanin,APC)和藻红蓝蛋白(Phycoerythrocyanin,PEC)等,氨基酸序列和免疫交叉反应结果显示PEC归于PC之中。它们各有自己独特的吸收光谱和荧光发射光谱。PE,PC,APC在藻体类囊体膜上顺序排列,加上连接蛋白构成藻胆体,其结构如图1所示。藻胆蛋白能高效率地捕获光能并传递给光系统,光能传递的方向为PE→PC→APC→chla。对藻胆蛋白结构与功能…     

钝顶螺旋藻藻胆体的稳定性研究

根据室温荧光发射光谱表征 ,研究了藻胆蛋白浓度、离子强度、pH和葡聚糖等因素对钝顶螺旋藻(Spirulinaplatensis)藻胆体的稳定性的影响。藻胆蛋白浓度为0.6～1.2g/L时 ,钝顶螺旋藻藻胆体的室温荧光发射峰在676～681nm之间 ,此时藻胆体的稳定性强 ,不易解离。在低离子强度(<0.75mol/L)条件下 ,钝顶螺旋藻藻胆体易解离 ,解离速度随离子强度的递减而加快。钝顶螺旋藻藻胆体在 pH7时稳定 ,而在 pH5,6,8,9时只有轻微解离 ,表明藻胆体在较宽的 pH范围内保持相对稳定。在钝顶螺旋藻藻胆体溶液中加入10%的葡聚糖 ,保存30d后藻胆体依然保持完整 ,说明葡聚糖对藻胆体的稳定性有保护作用     

不同生长期坛紫菜中藻胆蛋白的含量变化

于１９９０年９－１２月在青岛海区人工养殖筏采集坛紫菜，提取混合藻胆蛋白，第其经羟基磷灰石柱层析，分离出Ｒ－藻红蛋白（ＲＰＥ）、Ｒ－藻蓝蛋白（ＲＰＣ）和变藻蓝蛋白（ＡＰＣ）。测定了３个不同生长发育阶段的北移坛紫菜中各藻胆蛋白的含量，并与南方坛紫菜做了比较研究。结果表明，坛紫菜生长初期和盛期藻胆蛋白含量较高；到末期大幅度降低，降低的幅度为ＲＰＥ〉ＲＰＣ〉ＡＰＣ。各种藻胆蛋白的光谱特性不随藻体的生长发育     

印太交汇区浮游植物和浮游动物生态学研究进展

海洋浮游植物和浮游动物是海洋生态系统中的重要组成部分,支撑了整个海洋生态系统的正常运转。因此,海洋浮游植、动物的生态学研究有利于我们全面认识和了解一个海洋生态系统的状况。印太交汇区作为全球最大的海洋生物多样性中心,是国际上生物多样性研究的热点区域,但该区域对浮游生物生态学方面的研究较少,不利于我们深入认识该区域生物多样性中心形成的生态机制。本文针对当前国内、外关于印太交汇区浮游植、动物生态学研究的进展进行综述,介绍了印太交汇区的浮游植物群落结构、生物量、粒级组成和初级生产力水平,以及浮游动物群落结构特征、生物量分布及影响因素等,对未来印太交汇区浮游生态学研究的方向进行了展望,希望可以为该区域相关生态学研究提供借鉴和参考。     

从第九届国际光合作用大会看藻类分子遗传学发展趋势

根据１９９２年８月３０日－９月４日在日本名古层如开的第九届国际光合作用大会上交流的以藻类为材料的研究论文，综述了分子遗传学方面的研究成果。认为这些成果体现了光合作用研究的最新进展，蕴含有一定的应用前景；表明类分子遗传学不仅是藻类学研究领域的带头学科，而且已经活跃在光合作用等重大生物学问题研究的前沿；反映了藻类分子遗传学向解决生物学重大问题和推动藻类资料开发方向发展的趋势。     

河流-河口-近海连续体碳循环研究进展

河流-河口-近海连续体(简称连续体)是连接陆地和大洋的过渡地带,也是目前全球碳收支估算的薄弱环节。这个复杂的海陆交互生态系统不仅可以通过光合作用、溶解作用吸收大气中的CO2,陆地和流域光合作用或化学风化作用固定的碳也可以被横向输送到陆架和大洋中。本文以国际上著名的切萨皮克湾以及长江-长江口-东海等为例,综述了连续体碳循环研究的进展,并指出通过陆海统筹、海空一体、点线面结合的系统观测,结合动力-生态数值模拟、沉积记录开展多时空尺度过程机制分析研究,是阐明气候变化与人类活动双重压力下,河流-河口-近海连续体碳交换的演变规律及其对碳收支的影响的可行途径。     

藻类捕光天线系统:结构与功能的统一

藻类是光合自养的水生孢子植物,为了适应水下弱光的特殊生境,藻类捕光天线历经亿万年的进化,形成了特殊的结构与功能。从发现藻类捕光天线的存在到至今的70多年间,其结构解析技术的发展共经历了4个阶段:首先是利用生化及普通光谱技术研究结构组成(1950?1980年);其次是利用X-ray晶体学技术研究局部精细结构(1980年至今);再次是利用电镜技术研究完整的粗略结构(1980?2010年);最后是近10年来利用冷冻电镜技术研究完整的精细结构(2010年至今)。目前以蓝藻、红藻、绿藻和硅藻为主的藻类捕光天线复合体完整的精细结构均已被解析,仅2019年就有10余种精细结构被发现。藻类捕光天线系统结构生物学的研究,不仅搭建了对结构与功能统一认识的桥梁,而且为深入揭示藻类光合作用高效能量传递机制奠定了坚实的结构基础。将藻类捕光天线系统结构和功能统一起来,进一步研究对光环境的适应性成为未来的重点,并将为藻类捕光天线蛋白在光电器件领域的应用提供充分的科学依据。     

Harvesting flow-induced vibration using a highly flexible piezoelectric energy device

Energy harvesting is a topic of global interest in both academic research and practical application across many fields. The main concept in energy harvesting is to convert wasted ambient energy into useful electrical energy. In particular, piezoelectric materials can be used to convert strain energy into electric power directly, and piezoelectric materials can be used to harvest external vibration forces.This paper proposes and develops a highly flexible piezoelectric energy device (FPED) to harvest flow-induced vibration by converting ambient kinetic energy such as ocean, current and wind energy into electric power. The energy harvesting device uses piezoelectric layers (e.g. PVDF) and elastomer materials (e.g. rubber or silicone) to achieve high electric performance and efficiency. The design of the FPED was optimized by considering the aspect ratio, support system, initial tension and incorporates a bluff body to generate turbulence. A theoretical model based on the transfer matrix method was used with the initial tension force and natural frequency of the harvester. The model demonstrated the maximum electric performance and optimized the structural layers and size under the parameter studies. Numerical and experimental results proved the potential of the highly flexible piezoelectric energy device to convert ambient kinetic energy from flow-induced vibration into useful electrical energy.     

Light‐dependence of photosynthesis and growth in cyanobacteria: Implications for their dominance in eutrophic lakes

In eutrophic lakes cyanobacteria are favoured relative to other phytoplankton, both under stratified and mixed conditions. During stratification, gas vacuole formation allows the accumulation of dense surface scums which attain the highest possible area‐specific photosynthetic rates in aquatic environments owing to high irradiances, near‐complete harvesting of impinging light, and minimal light inhibition and photo‐oxidation. During moderate mixing, high yields of biomass can be achieved by effective light harvesting for photosynthesis (aided by phycobilin pigments) and low maintenance energy requirements at low mean irradiances. Howevrr, nitrogen fixation competes for energy and reductant with photosynthesis, and leads to a decline of light‐saturated maximum growth rates. Wind‐driven vertical mixing and lateral advection are the main causes for the instability of cyanobacterial blooms in hyper‐eutrophic lake ecosystems.     

重组别藻蓝蛋白的超快能量传递过程

藻胆体是红、蓝藻特有的光合作用捕光天线复合物。别藻蓝蛋白(APC)是组成藻胆体高效能量传递的核心结构的主要成分。本文以基因重组的别藻蓝蛋白(rAPC)的单体和三聚体为材料,通过稳态光谱、圆二色光谱以及超快时间分辨光谱研究了rAPC的结构构象和能量传递过程。结果表明,rAPC在测试条件下能保持和天然APC一致的光谱特性和活性构象;rAPC单体组装成三聚体后,其α84PCB和β84PCB可以组成激子色素对,通过激子分裂提高三聚体的能量传递效率;超快时间分辨光谱结果显示,在rAPC三聚体中,能量从620 nm传至650 nm的时间为300～600 fs,同时存在着19 fs的激子态的电子退相干过程。这些结果为揭示藻胆体的高效能量传递机制提供了数据基础。     

波-波间非线性能量传输的一种新计算方法

从最基本的Boltzmann六重积分出发,在借鉴其他作者研究经验的基础上,建立起一种新的精确计算模型。该模型不但获得了与前人相一致的结果,还能够清晰的表现出每一个参与相互作用的共振架构对能量传输的贡献大小,并且直观的反映出构成这些架构的共振波数的详细情况。该研究工作为深入研究不同海浪谱中非线性能量传输特征以及其近似计算方法改进提供了基础。     

盐藻的室温光抑制

实验用盐藻取自天津塘沽轻工业部制盐研究所,采用ＡＳＰ２培养液为培养基,研究了盐藻的室温光抑制现象,并探讨了盐藻的光保护反应机理,结果表明,盐藻对高辐照有很强的忍耐力,且光合能力的恢复也很强,氯霉素（ＣＡＰ）或二硫苏糖醇（ＤＴＴ）在高光下强烈地加深了对ＰＳＩＩ光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）和光合量子效率（Φｉ）的抑制,但ＣＡＰ或ＤＴＴ单独作用并不抑制盐藻的光化学系统在低光下的可逆恢复;盐藻在ＣＡＰ＋ＤＴＴ     

海洋热能的利用

海洋热能是一种重要的可再生能源,对其进行开发利用是解决当前人类所面临的能源短缺和由于矿物燃料燃烧和大量使用空调所造成的环境效应的有效途径。文章综述了海洋热能利用的3个领域：海洋温差发电、海水冷却和海水源空调,介绍了几种利用方式的现状、优缺点及其应用前景。重点对海水作为空调热源的可行性进行分析和讨论,在对空调系统进行yong分析的基础上,针对间接换热和热泵方式的缺点,提出了两种高效的节能环保海水空调的应用方案,即海水直接换热供冷供热和热泵 直接换热方案。