滇藏热泉生态系统中蕴含着丰富的微生物资源，包含大量的系统发育位置未知且功能奇特的神秘、新颖的微生物类群。课题组结合宏基因组学测序技术和生物信息学手段从中重构出14个具有甲烷/烷烃代谢能力的微生物基因组（图1），其系统发育多样性极高且独特，广泛分布于韦斯特古菌门、哪吒古菌门(Nezharchaeota)等TACK超级门中。值得一提的是，该课题组首次于奇古菌门(Thaumarchaeota)中发现其具有产甲烷功能。此前，奇古菌门以其好氧氨氧化能力而为众人所熟知，而课题组首次对其厌氧状态下产甲烷能力的发现表明我们目前对此门认知的局限性，神秘的自然界或将远远超出我们的认知。此外，组学技术的发展或将指引我们对其进化历史进行更全面的认知。课题组对这些未知生命的代谢特征进行了揭示，并发现除却传统的氢营养型产甲烷菌外，还有多种氢依赖的甲基营养性产甲烷菌，他们可吸收热泉生态系统中多种甲基底物以完成甲烷的产生（图2）。通过进化基因组分析，课题组还对古菌祖先的进化起源进行了推测，研究发现对于具有产甲烷能力的微生物类群，其甲烷代谢关键基因mcrABG相对较为保守，并无明显的水平基因转移时间发生；而对于烷烃氧化的微生物类群，水平基因转移对其多样性塑造有着深远影响。基于甲烷代谢基因的保守性，课题组对其祖先序列进行了序列重构，从而来推测祖先序列的最适生长温度，结果表明具有mcrABG标记基因的微生物类群或起源于高温生境（图3）。另外，由于 TACK和ASGARD超级门中，以及广古菌门中大部分支系均具有甲烷/烷烃代谢能力，且相应微生物相比其它同支系微生物有着更为悠久的进化历史，因此，课题组猜测地球早期生命中，古菌的祖先或具有甲烷和烷烃代谢能力。

项目成果/简介:肝癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）是全球第五大常见的消化道恶性肿瘤，也是全球第三大致死性癌症。我国肝癌病发率位居全球首位，肝癌已成为严重威胁我国人民健康和生命的疾病。由于肝癌的早期诊断缺乏可靠的生物标志物，肝癌患者通常在肝癌晚期才被诊断，其5年生存率仅为15%。目前肝癌诊断主要依赖于影像学检查或者血液活检中的甲胎蛋白（AFP）标志物等手段。但这些传统方法对

本课题研发用于海洋环境（海水及水产品）中病毒、致病菌等病原微生物、重点针对可能引起人类疾病的细菌和病毒（如总杆菌数、大肠杆菌、粪链球菌、产气荚膜梭菌、铜绿假单孢菌、金黄色葡萄球菌、腺病毒、肠道病毒、甲肝病毒、副溶血弧菌、创伤弧菌、沙门氏菌及李斯特菌）快速检测的分子生物技术，为研制用于这些微生物的现场监测手段和设备奠定理论和技术基础。检测方法采用基因芯片检测、蛋白质检测和聚合酶链式反应（PCR）检测三种。

水生植物修复技术是一种成本少、耗能低、效果好的生物－生态新技术，即利用植物的吸收、吸附作用，富集导致水体富营养化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同时由于水生植物生长对藻类的抑制作用，使水体中藻类数量降低，提高水体透明度，达到化害为利、净化水质的目的，实现水域资源的可持续发展和利用。针对不同生态环境污染，从现场环境中筛选和构建具有高效污染修复的水生植物- 微生物群落体系，更具有针对性强、适应性强、效率高、成本低和对原有生态环境没有威胁等优点。

本课题研发用于海洋环境（海水及水产品）中病毒、致病菌等病原微生物、重点针对可能引起人类疾病的细菌和病毒（如总杆菌数、大肠杆菌、粪链球菌、产气荚膜梭菌、铜绿假单孢菌、金黄色葡萄球菌、腺病毒、肠道病毒、甲肝病毒、副溶血弧菌、创伤弧菌、沙门氏菌及李斯特菌）快速检测的分子生物技术，为研制用于这些微生物的现场监测手段和设备奠定理论和技术基础。检测方法采用基因芯片检测、蛋白质检测和聚合酶链式反应（PCR）检测三种。

显微镜与微生物资源箱  型号：QSX1305 实验清单： 显微镜的使用 认识细胞与微生物 洋葱表皮细胞装片的制作 人体表皮细胞装片的制作

一.实验目的1.测定二氧化碳的P-V-T关系，观察临界现象：①临界状态附近气液两相模糊的现象。②气液整体相变现象。③测定CO2的pc、vc、tc等临界参数，并将实验所得的vc值与理想气体状态方程和范德瓦尔方程的理论值相比教，简述其差异原因。2.测定CO2的P-V-T关系，在P-V坐标中绘出t为20℃,27℃，31.1℃,50℃四种等温曲线，与标准试验曲线及克拉贝隆方程和范德瓦尔方程的理论计算值相比较并分析差异原因。3.测定在不同压力下饱和蒸汽和饱和液体的比容（或密度）及饱和温度和饱和压力的对应关系。观察凝结和汽化过程及临界状态附近汽液两相模糊的现象。4.测定二氧化碳饱和温度和饱和压力的对应关系。二.技术指标1.承压玻璃管及设备耐压承限可达到11MPa，承压玻璃管内的二氧化碳完全呈现液化状态30分钟以上方可泄压，如未达到此标准，作不合格设备处理。2.实验压力达到3Mpa时，水银柱在承压玻璃管内清晰可见。对应温度下，当压力达到液化压力时，承压玻璃管出现二氧化碳液化现象。3.工作电源：电压AC220V、50Hz，单相三线制、功率≤2100W；安全保护：具有接地保护、漏电保护、过流保护。4.防静电台面，高品质铝合金型材框架（可移动式设计，水平调节支撑型带刹车脚轮），无焊接点，安装拆卸方便。5.装置外形尺寸：1200×500×1700mm。 三.▲与本工艺配套的3D仿真教学软件、3D虚拟仿真平台。3D仿真软件具有管理员端、教师端、学生端，可实现教学实验网络化；▲①安装于学校内服务器上的局域网版；②联网即可使用，没有地域限制的网络版；③▲学生可任意在手机端和电脑端通过此平台学习设备的操作；④▲软件以人物360°自由漫游的视角观看实验的各个角度，有场景特效和背景音乐、语音播报和切换场景功能；⑤包含实验原理、实验目的和实验步骤的实验介绍功能；⑥在该界面中，可看到具体的操作指引。⑦语音播报及文字辅助认识设备部件及用途；⑧按照实验的操作步骤模拟实验功能；⑨▲软件平台可实时记录和保存学生操作软件的情况；⑩▲学生按照实验步骤进行考试，系统能当场评分并上传到教师端。 ▲（1）3D虚拟仿真平台：登录管理员以及教师端账号后可看到个人信息、学校管理、学院管理、系别管理、年级管理、班级管理、设备列表、考试管理、试卷管理、学生试卷、签到管理、新增作业管理、未审批作业、科目管理、作业成绩、考试成绩、错题试卷、未审核作业、通知公告、最新作业、成绩查询、在线用户、和系统设置这二十三个功能菜单，包含添加部门名称、负责人、联系电话、邮箱信息、管理员用户昵称、邮箱、用户名称、岗位、学校名称、手机号码、自主设置密码、搜索查询成员，上传文件、文件类型、专业、科目以及学校ID，可以在软件平台以文档形式上传教学资料，考试题目，可设置单选题、多选题、判断题、填空题、内容、科目、答案添加，▲可以查询学生的历次考试成绩，使用3D仿真软件的情况；学生可任意在手机端和电脑端通过此平台学习实验设备3D仿真教学软件的使用操作，完成理论知识的学习，系统可立即自动批改并生成考试分数，实时上传到教师端。 ▲（2）投标文件中提供以上软件每项功能的高清截图，以及二维码形式的▲软件录频，使评委能清晰看到以上参数中的每个功能内容（静态图片视为无效提供），验证仿真平台功能和实验设备3D仿真功能，中标后采购人有权要求中标人提供软件安装包进行参数演示，如出现虚假应标、拒绝演示等，采购人有权终止合同，并由中标人承担一切后果。  

项目成果/简介:聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是一种用来快速扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，可用于生物体外进行特殊DNA复制。该技术被广泛应用在刑侦、医学、生物学研究等多个领域，在基因工程技术中更是有着无法替代的重要作用。作为PCR扩增反应的重要仪器，PCR仪是DNA扩增的各种生产、研究的必要基础工具。其应用前景将随着基因工程和基因技术的发展而不断扩展。 所研发的PCR生物仪器具有低成本、高精度、高稳定性、温度变化迅速、可调温度梯度大等特点。其加热系统采用了多模块分区加热的模式，通过加热模块的协调工作，可实现系统准确的分区域、分时段精确控制，工作过程中可实现20℃以上的温度梯度。温度控制系统采用了自适应模糊控制方法，通过控制参数的实时调整，实现了温度控制对于使用环境的自适应，从而提高了系统对于环境条件、自身热量积累、系统自身温度变化等干扰的抵抗能力，增强了系统温度控制的准确性和精度，温度控制精度可达0.3℃。同时，利用分环节温度控制设计，解决了温度变化时反馈温度不准确的问题，通过基座温度的适当超调，提高了控制目标温度的响应速度，即使在接近目标温度时，加热速率依旧可保持1.5℃/s以上，且能够保证目标温度无超调。应用范围:该项目产业化预期能够实现巨大的社会价值和经济价值。其产业化不仅能够填补国产高精度梯度PCR生物仪器的市场空白，同时还能够促进我国基因工程技术的发展。 目前，该项目已经初步实现循环过程中的温度高精度控制。在实验条件下完成了20℃的温度梯度自适应验测试，实现了0.3℃的控制精度要求。项目即将进入深入开发测试、模型样机试制和细节参数优化阶段。 本项目成果具有完全自主知识产权，具有良好的市场推广价值，可考虑实施多种推广方式相结合的方式。以技术开发、技术服务为主体，在成果转化的同时，结合市场反馈信息，开展更深入的技术研发工作。项目阶段:试验阶段效益分析:所研发的PCR生物仪器，具有和国内外一线产品比肩的性能，可满足各种PCR扩增反应的生产、研究需求。在梯度模式下，能够通过设置一系列的梯度退火温度进行扩增，从而在一次PCR扩增中就可以筛选出表达量高的最适合退火温度，应用于研究未知DNA退火温度的扩增实验时，可有效节省试验时间、提高实验效率。在不设置梯度的情况下亦可当作普通的高精度PCR仪使用。

聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是一种用来快速扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，可用于生物体外进行特殊DNA复制。该技术被广泛应用在刑侦、医学、生物学研究等多个领域，在基因工程技术中更是有着无法替代的重要作用。作为PCR扩增反应的重要仪器，PCR仪是DNA扩增的各种生产、研究的必要基础工具。其应用前景将随着基因工程和基因技术的发展而不断扩展。 所研发的PCR生物仪器具有低成本、高精度、高稳定性、温度变化迅速、可调温度梯度大等特点。其加热系统采用了多模块分区加热的模式，通过加热模块的协调工作，可实现系统准确的分区域、分时段精确控制，工作过程中可实现20℃以上的温度梯度。温度控制系统采用了自适应模糊控制方法，通过控制参数的实时调整，实现了温度控制对于使用环境的自适应，从而提高了系统对于环境条件、自身热量积累、系统自身温度变化等干扰的抵抗能力，增强了系统温度控制的准确性和精度，温度控制精度可达0.3℃。同时，利用分环节温度控制设计，解决了温度变化时反馈温度不准确的问题，通过基座温度的适当超调，提高了控制目标温度的响应速度，即使在接近目标温度时，加热速率依旧可保持1.5℃/s以上，且能够保证目标温度无超调。

光学相干层析技术(OCT)是一种基于光学相干特性的在体、实时、高分辨率的三维断层成像技术，以其非侵入性及高分辨率等特点，在视网膜疾病的研究及临床诊断中日趋体现出巨大的潜力。近年来团队以OCT成像方式为主，结合自适应光学、光致超声、自发荧光等多种成像手段，研究具有国际先进水平的眼底多模态成像系统。新型的多模态成像方式可以同时反映视网膜的散射特性及光吸收特性，并同步获取眼底的结构与功能图像。该研究可以对由眼底视网膜病变所带来的眼底组织结构及功能上的变化进行观测和估计，实现相关疾病的早期准确诊断。