钒酸铋复合纤维膜对水中腐殖酸的光催化降解

湖北省武昌实验中学

作者：王绍政

辅导教师：瞿双清

项目简介

1．本项目利用天然棉纤维作为载体材料，将钒酸铋粒子复合到纤维载体上，利用可见光照射载钒酸铋粒子纤维复合膜催化降解腐殖酸，以达到净化水体的目的。

2．武汉是一个多湖泊的城市，但随着现代工业的快速发展和人口增加，水污染的状况已经变得越来越严重，所以寻找高效、经济和环保的方法和技术处理水污染已经是经济发展面临的主要问题。

3．目的：降解水污染中的有机污染物（腐殖酸）。基本思路：利用天然棉纤维作为载体材料，将钒酸铋粒子复合袋纤维载体上，利用可见光照射载钒酸铋粒子纤维复合膜催化降解水体中的腐殖酸，以达到净化水体的目的。

4．①载钒酸铋纤维复合膜的制备首先进行不同浓度腐殖酸的紫外可见光光谱扫描及制作腐殖酸标准曲线，制备钒酸铋，研究尿素用量和反应温度对钒酸铋粒子载率的影响；研究反应时间对钒酸铋粒子载率的影响；多次实验得出数据确定纤维复合膜中钒酸铋粒子载率近90Wt%。②在钒酸铋粒子纤维复合膜降解腐殖酸实验研究不同初始浓度腐殖酸对降解的影响；研究钒酸铋用量对腐殖酸降解的影响；并分别以紫外光和太阳光为照射光源，取得相应数据进行结果和分析。得出将载钒酸铋纤维复合膜悬浮于腐殖酸溶液近表面处，可以有效催化降解腐殖酸。

5．①共沉淀制备法；②控制变量法；③光催化降解反应。

6．①利用天然纤维作为载体材料，将钒酸铋粒子复合到纤维载体上，制备载钒酸铋粒子纤维复合膜：通过共沉淀法制备方法，钒酸铋粒子可以有效复合到棉纤维上，在优化合成条件下，钒酸铋粒子载率可达到90wt%；②利用紫外光或可见光照射载钒酸铋粒子纤维复合膜催化降解腐殖酸，以达到净化水体的目的。

7．经中国科学院武汉科技查新咨询检索中心查新无相同或类似研究。

8．应用于催化降解蓝藻中的藻毒素，从而消灭蓝藻。

棉花(Gossypiumhirsutum.L)抗旱新基因GhPHD6的克隆与功能分析

新疆建设兵团第二中学

作者：邢展硕　许元博　董佳勋

辅导教师：张新香

项目简介

干旱严重制约新疆棉花生产的稳定发展。抗旱基因的发掘及其分子机制研究，是棉花抗旱性基因工程改良的基础。PHD转录因子在植物生长发育中具有重要作用，但关于在逆境胁迫中的功能大多未知。本研究首次从棉花中克隆1个受干旱诱导表达的PHD转录因子新基因，命名为GhPHD6。亚细胞定位表明GhPHD6定位于细胞核内。半定量RT-PCR和实时荧光PCR结果均表明，在干旱胁迫下，GhPHD6的表达量在6h时达到峰值，随后缓慢下降。超表达GhPHD6转基因烟草植株的抗旱能力显著提高，揭示了它是一个抗旱关键基因。

选题确定：通过干旱对新疆棉花生产严重危害的切身感触，提出棉花抗旱性基因工程改良设想，经网络查询和专家咨询，确定研究课题。

基本思路：筛选、鉴定、克隆棉花抗旱新基因，并通过转基因植物验证其功能。研究过程：棉花干旱诱导表达基因的筛选、表达验证、基因5’端扩增、电子拼接基因全长、亚细胞定位、转基因烟草的获得，转基因烟草的抗旱性分析。

方法原理：基于反向遗传学原理和基因芯片技术，筛选出干旱胁迫应答差异基因；电子克隆和RACE技术相结合，获得全长基因；农杆菌介导的基因转化技术，获得转基因植株。

主要贡献：从棉花中首次克隆了1个干旱应答PHD转录因子新基因GhPHD6；明确了其干旱应答表达模式；获得了超表达GhPHD6的转基因烟草，揭示了该基因在棉花等作物抗旱性改良方面的重要价值。

同类比较：据查新，国内关于棉花抗旱相关基因的克隆及转基因研究仅有少量报道，但关于棉花PHD基因参与抗旱胁迫应答及提高转基因植物抗旱能力的研究未见报道，具有新颖性和创新性。

设想：通过克隆该基因的启动子序列，找出其自身表达调控机制；分析其下游调控基因，明确其抗旱性调控分子途径；创制超表达转基因抗旱新材料，选育抗旱棉花新品种。

分工：邢展硕主要负责干旱诱导基因鉴定、克隆；董佳勋主要负责烟草转基因；许元博主要负责转基因植物抗旱性分析。

洁白的蒜片

甘肃省兰州第一中学

作者：丁子钰  杨潇

辅导教师：韩涛

项目简介

本课题利用自制的热风干燥实验装置，对市售鲜蒜切片后防褐变护色处理和不处理的热风干燥对比实验，通过正交分析得出，将大蒜片浸入用蒸馏水稀释20倍的酿造食醋(总酸含量≥3.5%)中，在室温、常压下浸泡20分钟后，再在55℃温度和0.8m/s的热风中进行干燥，得到的脱水蒜片感官指标质量由国标二级品提高到优级品。

我国是大蒜的主要生产国，年总产量占世界70%，国际市场对脱水大蒜制品的需求量很大，优质的脱水大蒜片售价高达2万美元／吨，因此将新鲜大蒜通过干燥生产成优质脱水大蒜产品，是提高产品市场竞争力的重要课题。我国在传统大蒜干燥过程中，大多采用亚硫酸钠浸泡护色灭酶，或用硫磺熏蒸，但产品中会残留一定量的含硫物质，对人们的身体健康造成危害。如何使我国脱水大蒜产品不含亚硫酸根离子，又能使产品符合国际出口食品要求，是本课题研究目的。

我们通过确定研究课题→确定研究方案→实现研究方案→讨论研究结果→查新→撰写论文等环节分步骤依次推进。

本课题运用正交实验设计优化大蒜片防褐变处理与干燥的工艺条件，并在前人研究成果基础上，选定研究因素水平的具体数值。通过实验，我们找到了利用酿造食醋作为大蒜片热风干燥过程中的防褐变剂来代替NaHSO3护色的方法，不但符合国家食品卫生标准，也摆脱了传统制法中亚硫酸根离子存在的困扰，同时还能够提高我国脱水大蒜产品在国内外市场的竞争力。

通过权威机构科技查新，将酿造食醋作为新鲜蒜片热风干燥过程中的防褐变剂，目前在国内尚未见文献报道。本实验研究结果是利用自制的热风干燥实验装置上获得的，与工业生产装置有相当大差别。

另外，本课题只对市售食用白醋进行了10、20和30倍的稀释，能否将稀释倍数梯度进一步细化，以及能否应用于其他蔬果的储存和加工过程的防褐变是我们今后研究的方向。

课题中丁子钰负责实验计划和思路的制定、实验装置搭建、实验过程实施，杨潇主要负责资料查阅和论文结构的组织。