マグロの流通実態の把握及び中央卸売市場への出荷方法に関する研究

東京海洋大学修士学位論文 平成23年度(2011) 海運ロジスティクス 第1508号指導教員: 黒川久幸全文公表年月日: 2012-10-04東京海洋大学201

Studies on the structure and function of light-harvesting complex of photosystem II (LHC II) in higher plants

高等植物光系统II的捕光天线蛋白（LHC II）在光能的吸收、传递和调节激发能在两个光系统之间的分配以及维持类囊体膜的垛叠等方面都起着重要的作用，因而得到了广泛的研究。目前普遍认为LHC II在植物体内是以三聚体的形式存在并行使功能的，但也有研究者发现了单体和寡聚体等多种形式的LHC II。本论文以菠菜为研究对象，采用改进的方法从类囊体膜中提取纯化了LHC II三聚体，对膜脂和色素在三聚体形成和蛋白空间结构中的影响，以及不同聚集态LHC II组成、结构和功能的差异进行了较系统的研究。此外，还将Lhcb2基因反向插入到烟草中，利用转基因植物来研究其生理功能。获得了如下结果： 1，采用改进的方法从菠菜类囊体膜中分离纯化了LHC II。与改进前比，其流程可以缩短2小时且产率也有明显的提高。SDS变性电泳和Triton X-100非变性电泳的检测结果表明，此样品纯度较高，是由三条分子量分别为29KD、28KD和26KD的多肽组成的异质三聚体。同时样品的吸收光谱和荧光光谱分析结果也与前人的报道一致。 2，分析了LHC II三聚体中的膜脂和脂肪酸组成及含量。与PSII相比，LHC II含有相同的四种膜脂：MGDG、DGDG、PG和SQDG。但LHC II中PG的含量是PSII的两倍，说明PSII中的PG主要富集在外周天线区域。同时PG中含有特异的反式十六碳一烯酸，且含量很高。用专一消化PG上Sn-2位脂肪酸链的磷脂酶A2（PLA2）处理LHC II三聚体，然后再加入PG重组的方法证明了含十六碳一烯酸的PG在三聚体结构的维持中起着至关重要的作用。去掉PG后， LHC II三聚体的结构受到了影响，部分解聚成了单体，同时其光谱特性也发生了变化，表现为叶绿素b分子的吸收峰及其激发的荧光发射峰都明显下降。回加PG则可使解聚的单体又重新聚集成三聚体。 3，分别用电洗脱和蔗糖密度梯度离心两种方法分离了LHC II三聚体、二聚体和单体。两者比较，电洗脱对样品的破坏较大，而蔗糖密度梯度离心更加温和，对蛋白上结合的色素影响不大。系统研究了不同聚集态LHC II的组成和光谱特性后发现，三种聚集态的LHC II有相同的多肽组成，并且都结合着5种色素，但是色素的含量差异较大。二聚体和单体中，叶绿素b和类胡萝卜素分子的含量比三聚体的低很多，此外，单体叶绿素a分子的含量也明显减少。对三种聚集态LHC II的各种光谱特性进行分析的结果表明，由于叶绿素b和类胡萝卜素分子含量较少，二聚体和单体中叶绿素b和类胡萝卜素的吸收均有所下降，而且从类胡萝卜素到叶绿素b以及从叶绿素b到叶绿素a的能量传递效率都低于LHC II三聚体，总体表现为三聚体 > 二聚体 > 单体。此外，不同单体之间叶绿素a到叶绿素a的能量传递也被破坏。推测三种聚集态LHC II在吸能、传能和结构上的差异，可能是植物适应不同外界环境的一种调控机制。 4，模拟体内过程，在体外将大肠杆菌中表达的Lhcb2蛋白和色素进行重组，以此来研究色素与蛋白组装过程中蛋白二级结构和色素结合状态的变化。结果表明色素在脱辅基蛋白的体外重折叠中至关重要。在与色素重组的过程中，蛋白二级结构中-螺旋含量逐渐上升并最终接近天然水平，而无规卷曲逐渐减少。从光谱的变化可以看出，色素分子与蛋白的结合经历了一个由无序到有序的过程，色素蛋白复合物的光谱信号由弱变强，重组得到的样品与天然LHC II十分相似。 5，为了更好地研究LHC II异质三聚体中单体可能具有的独特生理功能，建立了Lhcb2基因的反义抑制植物表达载体pBI-antiLhcb2，用根癌农杆菌介导法转化烟草，获得了转基因植株。酶切和PCR鉴定证明，Lhcb2基因已经成功地插入到烟草里。进一步的分子鉴定和生理生化功能分析还在进行中

マグロの流通実態の把握及び中央卸売市場への出荷方法に関する研究

東京海洋大学修士学位論文 平成23年度(2011) 海運ロジスティクス 第1508号指導教員: 黒川久幸全文公表年月日: 2012-10-0

Online Path Planning for Unmanned Surface Vehicles for real-time obstacle avoidance Online Path Planning for Unmanned Surface Vehicles for real-time obstacle avoidance

无人水面机器人（USV, Underwater Surface Vehicle）指由携载平台施放，以遥控或自主方式在水面航行的小型无人化、智能化航行器，也称无人水面艇或半潜式无人航行器，近年来成为国外机器人研究领域的一个热点。现阶段，无人水面机器人多采用遥控操作方式，然而智能化的全自主控制是USV未来的发展趋势。全自主控制要求无人水面机器人具有在线应对各种突发状况的能力，特别是在港口、航道等船只密集海域，USV能够自主地规避障碍危险。障碍危险包括水面船只、灯塔、暗堤等，从机器人学角度来看，这些都属于典型的动态环境。针对动态环境，研究在线路径规划方法对于提升无人水面机器人的智能和自主能力具有重要意义，是本文重要的研究内容。本文主要研究内容如下：1.首先对国外USV的避碰体系结构进行分析，它是USV进行在线路径规划的理论框架。在分析无人水面机器人自主避碰特点的基础上，提出基于慎思/反应式体系结构的自主避碰决策系统。自主避碰决策系统分为四个层次，本文重点研究的是在线规划层。它分为三个模块，分别是碰撞危险度评价模块、会遇局面划分及智能决策模块。碰撞危险度评价模块是基于海上船舶避碰中重要的参考量DCPA(最短会遇距离)和TCPA(最小会遇时间)计算出来的碰撞危险度，它是在线路径规划的主要依据。会遇局面划分模块对海洋会遇局面做出划分，以便于做出更安全的决策，这个局面划分必须遵守《1972年国际海上避碰规则公约》。在智能决策模块中，它根据会遇局面与路径规划方法进行优化行为的选择。其中，在线路径规划方法是决策的关键和核心。2.为实现对未知动态障碍物的实时规避，本文分别从障碍区域预测和在线路径规划两个层次开展研究。障碍区域预测是动态障碍物避碰的首要任务，通过对驶来船舶或其他USV的速度和航向的测定，在相对速度空间中，划分速度障碍区和安全区。其中安全区又分为遵守国际海上避碰规则公约(COLREGS)的区域和不符合COLREGS的区域。本文根据速度避障法的原理采用两种改进的速度避障法进行障碍物区域预测，并进行了实验，实验表明第一种方法不能很好遵守COLREGS,第二种能较好遵守COLREGS。速度避障法只能用于局部避开障碍物，它仅能选择避障的速度矢量，但容易陷入局部极小值。选择混合线性规划(MILP)和多目标规划作为全局优化方法。这两种方法都可以将环境的不确定性和USV的动力学作为约束条件，这样就很好考虑了环境的动态性。混合线性规划(MILP)可以根据使目标最优而选择转向，其中有可能为使距离最优而不遵守COLREGS。然而对于有些特定情况不遵守COLREGS也是合理的。多目标规划选择的目标函数可以根据任务的要求选择距离优化函数、速度优化函数和遵守COLREGS目标函数等多个优化目标函数。将速度避障法作为约束条件融入到全局规划器中，使其能够规划既能避开障碍物同时能寻找到目标点的最优解。第一种速度避障法中规划变量为每个规划时间相对目标的速度矢量分量的变化量。第二种速度避障法中规划变量为每个规划时间USV速度大小及角度的变化量。本文对不同优化目标函数进行了实验，实验表明不同目标函数对路径优化有很大影响。3.为了对上述方法进行仿真验证，本文采用Ribcraft USV数学模型进行验证。基于数学模型开发出航行控制器来进行航向和航速的控制，通过控制螺旋桨的转速来控制航速，控制舵角来控制航向，并做了航向和航速的控制实验。最后利用设计的航行控制器在Matlab上进行了在线路径规划方法的仿真实验。分别对多种典型的会遇局面进行了实验仿真。仿真结果验证了该算法的合理有效性

Exploring the relationship between critical thinking and computer-supported collaborative inquiry

Critical thinking is widely acknowledged as crucial for 21st century learners to be able to tackle the complex tasks arising every day in a rapidly changing world. Earlier critical thinking research has mostly focused on the related micro-skills, which have been criticized as inadequate. Recent studies have placed more emphasis on nurturing the dispositions towards critical thinking. Another trend in critical thinking research is the realization that good performance on generic critical thinking skills tests does not guarantee critical thinking performance in the real world. In line with the recent trends in critical thinking development, educators have shown growing interest in fostering critical thinking skills and dispositions in students through collaborative inquiry in authentic problem-solving contexts. However, empirical research that examines students’ critical thinking behavior while they engage in extended collaborative inquiry is rare. Further, it is not clear whether differences in students’ critical thinking abilities contribute to differences in their engagement and learning outcomes in collaborative inquiry. This study aims to investigate the relationship between students’ critical thinking and the quality of their collaborative inquiry. The study involved a class of secondary two students studying a humanities module through collaborative inquiry involving the use of an online platform. Given the debates over the value of different methods of measuring critical thinking, this study first seeks to explore the relationship between three different critical thinking tests: two standardized surveys on generic skills and dispositions, and a constructed-response test on context-specific skills. Second, this study examines whether students with higher critical thinking scores are better able to apply critical thinking to real-life situations. This is done through analyzing students’ critical thinking behaviors exhibited in the context of authentic problem solving. Third, this study explores the relationship between students’ critical thinking behavior and their knowledge building engagement in the learning process. Finally, this study uses the standardized tests to determine whether there is any significant change in the students’ critical thinking ability after a sustained engagement in collaborative inquiry to tackle an authentic problem. The analysis revealed a number of interesting findings. First, the three critical thinking tests are related but measure different aspects of critical thinking. Second, compared with traditional standardized surveys, the context-specific critical thinking test is a better indicator of the likelihood of the students to autonomously apply critical thinking in authentic problem-solving contexts. Third, critical thinking behaviors exhibited by students contributed to their engagement in knowledge building. Fourth, there was a statistically significant increase in students’ critical thinking dispositions after the extended collaborative inquiry of an authentic problem. The study has both theoretical and methodological implications. The study has both theoretical and educational implications. It deepens our understanding of the relationship between critical thinking and computer-supported collaborative inquiry. This study has provided strong evidence that traditional measures of critical thinking cannot predict the quality of students’ critical thinking engagement in authentic problem-solving contexts. Further, it also provides empirical support the theoretical claim that engaging students in knowledge building activities will enhance their critical thinking skills and dispositions.published_or_final_versionEducationDoctoralDoctor of Philosoph

单纵模Nd：YAG激光抽运H2-He混合气体中的强后向受激拉曼散射

用单纵模Nd：YAG二倍频激光（波长532nm，线宽0．003cm^-1，脉宽（半峰全宽，FWHM）6．5ns）抽运Hz／He气体，观察到很强的后向一阶斯托克斯（BS1）受激拉曼散射。在Hz的分压分别为1．0MPa和1．5MPa的Hz／He（体积比）（3／7）混合气体中，当抽运能量为92mJ时，后向一阶斯托克斯光的量子转换效率高达69％左右，而在纯Hz中后向一阶斯托克斯光的量子转换效率分别只有15％和18％。这是因为加入He增强了后向拉曼散射多普勒线宽的Dicke压窄效应，使后向一阶斯托克斯光的拉曼增益系数与前向一阶斯托克斯（FS1）光的拉曼增益系数的比率提高，而且因为后向一阶斯托克斯光与抽运光在反方向传播，它可以提取大部分抽运光的能量，并且脉冲被压窄到1．1ns，使后向一阶斯托克斯光峰值功率达到了抽运光的2．6倍。从激光光斑的强度分布可以观察到后向一阶斯托克斯光呈现为抽运光的相位共轭波

355nm脉冲激光在甲烷中的高效多波长拉曼转换

研究了脉冲Nd：YAG激光（355 nm）泵浦的甲烷中多级Stokes光的产生和惰性气体对其转换效率的影响，其中一级和二级 Stokes光的最大能量转换效率分别可达71％和38％（对应量子效率为79％和48％），大大高于已往文献报道的20％。在0．5 MPa 下，可同时获得322nm（3．6％），355nm（24．5％），396nm（24．3％），448nm（22．3％）和515nm（9．3％）的多波长输出。甲烷压力对多级Stokes转换有显著影响：高气压利于产生高效的一级Stokes光．而低气压则适合于高级Stokes光的产生。根据级联受激拉曼散射（SRS）和四波混频（FWM）理论对实验结果进行了分析，结果表明甲烷中高级Stokes光的产生是SRS和FWM协同作用的结果。2hA．的氦气增强了甲烷中Stokes光的转换效率，而氩气的作用恰恰相反，利用热透镜效应可以很好地解释这些现象

355nm脉冲激光在甲烷中的高效多波长拉曼转换

研究了脉冲Nd：YAG激光（355 nm）泵浦的甲烷中多级Stokes光的产生和惰性气体对其转换效率的影响，其中一级和二级 Stokes光的最大能量转换效率分别可达71％和38％（对应量子效率为79％和48％），大大高于已往文献报道的20％。在0．5 MPa 下，可同时获得322nm（3．6％），355nm（24．5％），396nm（24．3％），448nm（22．3％）和515nm（9．3％）的多波长输出。甲烷压力对多级Stokes转换有显著影响：高气压利于产生高效的一级Stokes光．而低气压则适合于高级Stokes光的产生。根据级联受激拉曼散射（SRS）和四波混频（FWM）理论对实验结果进行了分析，结果表明甲烷中高级Stokes光的产生是SRS和FWM协同作用的结果。2hA．的氦气增强了甲烷中Stokes光的转换效率，而氩气的作用恰恰相反，利用热透镜效应可以很好地解释这些现象