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2015年 第37卷 第6期    刊出日期：2015-12-25

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特约专稿

深海海底铁锰结核的秘密

周怀阳

2015, 37(6):  397-404.  doi::10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.001

摘要 ( 541 )   PDF (4059KB) ( 1529 )  

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深海海底铁锰结核的成因研究与人类认识海洋的进步如影相随。根据铁锰结核物质来源的不同，全球海底的铁锰结核 主要分为上覆海水来源的水成型、沉积物间隙水来源的成岩型和这两个来源都有的混合型等三种主要成因类型。水成型结 核的表面比较光滑，结核的Mn/Fe比值<2，Co含量与∑REE(稀土元素总量)较高，生长速率较低；而成岩型结核一般有比 较粗糙的外表，结核的Mn/Fe比值>2，Cu与Ni含量较高，生长速率相对较高。由于锰结核中的锰矿物结晶程度普遍很差， 有关锰矿物的鉴定十分困难，不同研究人员之间有关锰矿物的定名经常有不同程度的混淆。目前，一般认为，水成型结核 中的锰矿物主要是水羟锰矿(δ-MnO2)，而成岩型结核中主要为10Å-锰酸盐(10Å-manganates)。全球海底铁锰结核的分 布、结核成因类型及其大小、丰度，以及结核的矿物-化学成分等的变化实际上反映了海洋初级生产力、碳酸盐补偿深度与 最低含氧带等海洋学特征在不同海域中或者不同地质历史时期上的变化。经过100多年大量的研究，人们对铁锰结核成因的 认识已经取得了长足的进步，然而，一些根本性的谜团还没有解开。

诺贝尔奖简介

解决人类重大健康问题的抗寄生虫病药 ——2015年诺贝尔生理学或医学奖简介

俞强

2015, 37(6):  405-410.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.002

摘要 ( 699 )   PDF (2613KB) ( 887 )  

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 生活在地球上的人类面临着各种来自于环境的威胁，其中一种就是寄生于人体进行繁衍从而导致人类疾病和死亡的寄 生虫。全世界每年有超过一半以上的人口受到寄生虫病的威胁，每年有数百万的人死于寄生虫病。40年前，日本北里大学 的教授大村智(Satoshi ōmura)和美国德鲁大学(Drew University)的研究员威廉 • 坎贝尔(William C. Campbell)发现的治疗 淋巴丝虫病(象皮病)、盘尾丝虫病(河盲症)的阿维菌素和中国中医科学院的教授屠呦呦发现的治疗疟疾的青蒿素，彻底改变 了那些饱受寄生虫病害痛苦的患者的命运。由于这三位科学家为解决人类重大健康问题所做出的贡献，2015年度的诺贝尔 生理学或医学奖授予了他们。




敲开新物理大门的中微子——2015年诺贝尔物理学奖介绍

钱永忠

2015, 37(6):  411-417.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.003

摘要 ( 615 )   PDF (2261KB) ( 1067 )  

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 2015年的诺贝尔物理学奖颁给了Takaaki Kajita(梶田隆章)和Arthur B. McDonald，他们在分别领导的大气和太阳中微 子实验中发现了中微子振荡。这种现象表明中微子具有质量，相关实验结果是超出粒子物理标准模型的重大发现。通过介绍 这些实验以及相关的物理，以期读者对中微子研究有较为全面的了解，并对物理的知识体系和研究方法有比较清楚的认识。




2015年诺贝尔化学奖钟情于基因组DNA"修理工"

王静 彭斌 许兴智

2015, 37(6):  418-423.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.004

摘要 ( 531 )   PDF (2556KB) ( 430 )  

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 2015年诺贝尔化学奖授予了Tomas Lindahl、Paul Modrich和Aziz Sancar三位科学家，以表彰他们在“绘制细胞修 复损伤DNA和捍卫遗传信息（完整性）的机制研究”方面所做出的杰出贡献。简要介绍了三位获奖者的研究工作和成就， 以及DNA损伤修复与人类疾病（尤其是癌症）的发生、发展、诊断、治疗及预防的相关性。


科技进展

FAST工程进展及展望

李会贤 南仁东

2015, 37(6):  424-434.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.005

摘要 ( 448 )   PDF (9877KB) ( 347 )  

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 中国正在建设的“十一五”国家重大科技基础设施建设项目——500 m口径球面射电望远镜(FAST)将成为世界上最 大、最灵敏的单口径射电望远镜, 它有望在中性氢巡视、脉冲星搜索、国际VLBI网联测及地外生命搜寻等重要前沿领域取得 突破。首先对FAST工程的建设内容及科学目标进行了总体介绍，随后重点叙述了截至2015年5月工程建设的最新进展, 最后 对FAST工程的发展做出了展望。


侏罗纪的花化石与被子植物起源

王鑫 刘仲健

2015, 37(6):  435-440.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.006

摘要 ( 619 )   PDF (4024KB) ( 840 )  

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理解被子植物的历史对于人们了解现代被子植物之间的关系十分重要。以前欧美古植物学家认为，被子植物的历史不 会早于白垩纪，使得被子植物看起来似乎是在白垩纪早期突然爆发的。但是分子钟和系统分析显示，被子植物应当早在三 叠纪，至少在侏罗纪就已经出现了，但是问题的关键是相应化石证据的缺失。因此侏罗纪的花化石成为解决两个学派之间 争斗的关键证据。本文简要地介绍了产出于中国辽西同一地层的、侏罗纪的三个被子植物属种及其特征，确认了被子植物 在侏罗纪的存在，提出了新的被子植物雌蕊同源性理论，并为下一步植物系统学的发展打下了坚实的基础。



广义剪切活动准则

童亨茂 陈正乐 刘瑞珣

2015, 37(6):  441-447.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.007

摘要 ( 544 )   PDF (2454KB) ( 338 )  

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 针对经典的剪切破裂准则(Coulomb-Mohr准则和以Byerlee律为代表的滑动摩擦律)存在局限，在Coulomb-Mohr准 则和Byerlee律的基础上，从产生剪切破裂的物理本质出发，应用先存构造活动性准则和活动趋势分析理论，提出 “广义剪 切活动准则”。该准则可以用来定量判断任意介质、在任意三轴应力状态下、任意方位界面(包括先存薄弱面和非薄弱面)发 生剪切活动的可能性，并把Coulomb-Mohr准则从均匀介质扩展到有先存构造的非均匀介质，从临界应力状态扩展到任意 应力状态，把Byerlee律为代表的滑动摩擦律从二维应力状态扩展到任意三轴应力状态，具有广阔的应用前景。


复杂疾病的系统医学视角：内源性网络理论

苏杭 王高伟 朱晓梅 徐岷涓 敖平

2015, 37(6):  448-454.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.008

摘要 ( 1002 )   PDF (2805KB) ( 1479 )  

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 随着分子生物学的发展，对表型背后复杂的分子调控机制进行系统和定量分析成为当前重要研究方向之一。内源性网 络理论提供了一种可行的方法，可以通过总结已有的生物学知识构建系统核心调控网络，并利用非线性随机动力系统对网 络进行定量分析。本文主要回顾了内源性网络理论的核心内容及迄今为止基于该理论框架下所取得的成果。在内源性网络 理论框架下，我们可以利用功能性景观理解复杂疾病的发生发展过程，作出可验证的全新预测，进而为复杂疾病预防、诊 断、治疗提供一系列潜在的思路和方案。


自然论坛

浅说中等质量黑洞

赵君亮

2015, 37(6):  454-460.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.009

摘要 ( 533 )   PDF (2680KB) ( 358 )  

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 黑洞，这一宇宙中的神秘天体，按其质量大小，主要可分为恒星级黑洞、超大质量黑洞以及中等质量黑洞三大类，前 两类黑洞之普遍存在已为学界所公认。然而，人们对“中等质量黑洞”是否存在的问题则始终未达成共识。


科学时评

伟大的研究

关毅

2015, 37(6):  461-469.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.010

摘要 ( 384 )   PDF (5462KB) ( 356 )  

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瑞典卡罗琳医学院2015年10月 5日宣布，将2015年诺贝尔生理学或 医学奖授予中国中医科学院的药学 家屠呦呦等三名科学家，以表彰他 们对疟疾等寄生虫病机理和治疗的 研究成果。值得一提的是，屠呦呦 分享了这份诺奖的一半，“以表彰 她对治疗疟疾新药的发现”。这是 中国科学家在中国本土进行的科学 研究首次获诺贝尔科学奖，是中国 医学界迄今为止获得的世界最高奖， 也是中医药成果获得的世界最高奖。 世界上每年有约2亿人感染疟疾，在 全球疟疾的综合治疗中，青蒿素至少 降低了20％的死亡率及30％的儿童死 亡率，仅就非洲而言，每年就能拯 救10万人的生命。对于屠呦呦因青蒿 素而获奖，德国马克斯•普朗克胶体 与界面研究所所长、抗疟疾药物研 究专家彼得•泽贝格尔表示，这绝对 是“实至名归”。青蒿素的发现， 挽救了数以百万计的人特别是儿童 的生命，这项长期且艰难的基础性 研究显示出植物提取物在医药领域 的巨大潜力，将诺贝尔奖颁给这项 “对许多人生活产生积极影响的伟 大研究”再合适不过。

科学聚焦

酵母剪接体高分辨率三维结构的解析

段艳芳

2015, 37(6):  470-472.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.011

摘要 ( 2035 )   PDF (2372KB) ( 797 )  

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2015年8月21日，清华大学 生命科学学院施一公教授带领的 研究团队在美国《科学》杂志上 同时发表了两篇论文——《3.6 Å 的酵母剪接体结构》(Structure of a yeast spliceosome at 3.6-Angstrom resolution)和《前体信使RNA剪接 的结构基础》(Structural basis of pre-mRNA splicing)，介绍了通过单 颗粒冷冻电子显微技术(冷冻电镜) 解析的酵母剪接体(spliceosome)在 3.6 Å分辨率的三维结构，并在此结 构基础上进行详细分析，阐述了剪 接体对前体信使RNA (pre-mRNA) 执行剪接的基本工作机理。该项工 作将分子生物学的“中心法则” 在分子机理的研究上大幅度向前推 进，是我国科学家在生命科学领域 做出的重大原创性突破。