植物细胞生物碱跨膜传递模型研究(Ⅱ)-膜电位影响下的饱和特性模型

在中性生物碱饱和特性模型的基础上,引入膜电位的影响,考虑生物碱阳离子通量对总生物碱扩散通量的影响,从而导出膜电位影响的饱和特性模型。将模型在特定参数下积分,对实验结果进行数值模拟,结果表明,所建模型可很好描述各种生物碱的跨膜传递过程,为建立描述生物碱跨膜传递过程的普适性模型提供了理论基础。     

植物细胞生物碱跨膜传递模型研究(II)-膜电位影响下的饱和特性模型

在中性生物碱饱和特性模型的基础上,引入膜电位的影响,考虑生物碱阳离子通量对总生物碱扩散通量的影响,从而导出膜电位影响的饱和特性模型。将模型在特定参数下积分,对实验结果进行数值模拟,结果表明,所建模型可很好描述各种生物碱（高ｐＫａ值和低ｐＫａ值生物碱）的跨膜传递过程,为建立描述生物碱跨膜传递过程的普适性模型提供了理论基础     

简单易行的离子跨膜运输实验

中学生物学教学中采用构建模型法完成离子主动运输方式的教学,对学生来说比较抽象,缺乏直观认知感受,特别是缺少对此动态过程的理解,进而影响对细胞稳态这一核心概念的深入理解。本实验设计在质壁分离实验的基础上拓展延伸,实验条件要求较低,具备极强的推广性。利用钼酸钠可跨膜运输的特点,通过洋葱外表皮细胞中花青素的变色规律,反应钠离子跨膜运输程度,直观呈现钠离子跨膜运输的事实,为主动运输实验教学提供了很好的案例。     

微生物连续发酵模型及正解的存在性与稳定性分析

本文引入一个新的非线性动力系统,描述Klebsiella pneumoniae以甘油为底物发酵生成1,3-丙二醇的过程.此模型考虑了细胞内物质的浓度,研究甘油主动运输及1,3-丙二醇被动扩散的跨膜方式.证明模型解的存在唯一性,通过引入微分包含和上哈密尔顿函数证明正解的存在性.此外,以稀释速率0.1为例计算平衡点,并对系统的稳定性做出分析.     

植物生物碱代谢生物学研究进展

目前,植物生物碱作为植物的化学防御武器,在植物的生态适应过程中发挥积极作用的观点已得到了普遍的接受。生物碱代谢生物学的研究近年来取得了长足的进步,主要集中在生物碱合成和贮存部位、转运途径、代谢调控因子、生物合成途径和关键酶及其编码基因等方面,现就这方面的进展作一简要综述,并提出了该领域尚存在的问题和前景展望。     

汞在微生物中的跨膜运输机制研究进展

甲基汞是一种强亲脂性、高神经毒性的有机汞化合物,可以通过生物富集或生物放大造成人类甲基汞暴露。环境中甲基汞的产生主要是厌氧微生物所调控的无机汞的甲基化。主流观点认为厌氧微生物对汞的甲基化是一种细胞内反应,因此,甲基汞的产生速率不仅与环境中具有汞甲基化能力的厌氧微生物的存在与活性相关,同时也与无机汞在微生物细胞中的跨膜运输过程有着重要联系。要明确无机汞经微生物甲基化的机制,就必须了解无机汞被微生物细胞生物吸收的过程,即无机汞在微生物中的跨膜运输路径。目前研究认为该过程主要有Mer抗汞操纵子转运体系、被动扩散、促进扩散和主动运输4种路径。本综述主要围绕无机汞被微生物细胞生物吸收的这4种路径展开,将系统介绍科学界对这4种路径的最新研究进展,并对相关研究进行展望,指出无机汞经促进扩散或主动运输进入到微生物细胞内将是未来研究的重点。     

植物生物碱代谢生物学研究进展

目前,植物生物碱作为植物的化学防御武器,在植物的生态适应过程中发挥积极作用的观点已得到了普遍的接受。生物碱代谢生物学的研究近年来取得了长足的进步,主要集中在生物碱合成和贮存部位、转运途径、代谢调控因子、生物合成途径和关键酶及其编码基因等方面,现就这方面的进展作一简要综述,并提出了该领域尚存在的问题和前景展望。     

植物生物碱代谢生物学研究进展

 目前,植物生物碱作为植物的化学防御武器,在植物的生态适应过程中发挥积极作用的观点已得到了普遍的接受。生物碱代谢生物学的研究近年来取得了长足的进步,主要集中在生物碱合成和贮存部位、转运途径、代谢调控因子、生物合成途径和关键酶及其编码基因等方面,现就这方面的进展作一简要综述,并提出了该领域尚存在的问题和前景展望。     

不同环境条件下光合作用对光响应模型的研究进展

光合作用对光的响应模型是研究植物在不同环境条件下光合特性的有力数学工具，可为定量描述植物光合速率对光合有效辐射的响应提供理论依据。本文基于植物光合作用对光响应经验模型的常用数学表达式特征，综述了这些模型的优势及其在实际应用中可能遇到的问题。在此基础上探讨了光合作用对光响应机理模型在描述植物的原初光反应以及光合生理生态方面的优势，并对该模型的发展进行了展望。光合作用主要由原初反应、同化力形成和碳同化构成，任何一个过程的变化均可直接影响植物的光化学效率和碳同化能力。原初反应主要涉及光能吸收、激子共振传递、量子能级跃迁和退激发等与光能吸收传递相联系的、纯粹的物理过程。光合作用对光响应经验模型难以解释植物的非光化学淬灭(NPQ)随光强的增加一直非线性增加，也难以回答植物的捕光色素分子吸收过量的光能且不能及时地用于光化学反应时，单线态叶绿素分子的寿命将延长等现象。与此同时，光合作用对光响应机理模型拟合得到的参数不仅可以反映植物的原初光反应特征，还可以描述植物捕光色素分子的物理特性，如处于激发态的捕光色素分子数(N_k)、捕光色素分子的有效光能吸收截面(σ_ik     

Na^+/HCO_3^-共转运体的电生理学原理北大核心CSCD

离子通道或离子转运体介导的离子跨膜运输是细胞中两种重要的离子跨膜运输方式。与离子通道介导的被动运输不同,离子转运体介导的离子跨膜转运是一种主动运输方式,具有多种独特的生物学特性。本文以Na^+/HCO_3^-共转运体(Na^+/HCO_3^-cotransporter,NBC)为例,对离子转运体的物理化学和电生理学基本原理及其特性进行分析与介绍。从本质上说,离子转运体是一种酶,本文首先从酶促反应的角度,对NBC介导的离子跨膜运输过程进行分析,介绍了离子转运体的化学计量比、表征离子转运效率的转换数及与此相关的离子转运体的运输通量等。本文进一步从热力学的角度对NBC介导Na^+和HCO_3^-跨膜运输的电生理学原理进行了较为详细的分析。通过热力学分析,本文阐释了NBC依据化学计量比决定其离子转运方向的原理。最后,本文对NBC化学计量比的实验测定和化学计量比的生理学意义,即NBC不同工作模式与其在特定组织中的具体生理学过程的关系,进行了讨论。     

Na~+/HCO_3~-共转运体的电生理学原理

离子通道或离子转运体介导的离子跨膜运输是细胞中两种重要的离子跨膜运输方式。与离子通道介导的被动运输不同,离子转运体介导的离子跨膜转运是一种主动运输方式,具有多种独特的生物学特性。本文以Na~+/HCO_3~-共转运体(Na~+/HCO_3~-cotransporter,NBC)为例,对离子转运体的物理化学和电生理学基本原理及其特性进行分析与介绍。从本质上说,离子转运体是一种酶,本文首先从酶促反应的角度,对NBC介导的离子跨膜运输过程进行分析,介绍了离子转运体的化学计量比、表征离子转运效率的转换数及与此相关的离子转运体的运输通量等。本文进一步从热力学的角度对NBC介导Na~+和HCO_3~-跨膜运输的电生理学原理进行了较为详细的分析。通过热力学分析,本文阐释了NBC依据化学计量比决定其离子转运方向的原理。最后,本文对NBC化学计量比的实验测定和化学计量比的生理学意义,即NBC不同工作模式与其在特定组织中的具体生理学过程的关系,进行了讨论。     

高等植物细胞膜的传递蛋白和与其有关的渗透调节作用

细胞膜传递蛋白-质子泵(proton pump),离子通道(ion channel)与载体系统[carrier system,包括氧化还原系统(redox system)]负责环境与细胞间的物质交流,在反应过程中以不同的方式参于建立跨膜质子驱动力△μH~+,共同维持细胞的正常生命活动,参与调节植物生长发育过程的一些重要生理过程。本文着重介绍影响质子泵和离子通道活性的因素,和它们参与细胞渗透调节的途径与可能性。     

基质穿膜传递过程和Monod方程的耦合模型

在分析基质进入细胞穿膜传质机理的基础上,提出了相应的简单传质模型。以此讨论了传递过程对Monod方程的影响,得出了传递过程不影响Monod方程的形式,但影响其动力学参数的结论。这和文献结果和实验数据一致。     

验证主动运输的实验活动

主动运输普遍存在于动植物和微生物中,保证了生物可以按照生命活动所需主动选择吸收营养物质,排出代谢废物。利用主动运输逆浓度梯度及耗能的特点,以磷酸盐的跨膜运输为例来验证主动运输。     

描述Meta-种群动态的耦合映象格子模型

Ｍｅｔａ－种群观点为在局部种群之上的空间尺度上描述种群的生态学过程提供了一种途径。但是由于植物所拥有的若干特殊性质（如种子休眠、有限扩散和局部适应）使得对某些植物种使用原有的Ｍｅｔａ－种群概念和模型存在许多困难。因此,为了能更精确地反映植物Ｍｅｔａ－种群动态,本文将Ｍｅｔａ－种群动态分解为斑块内局部种群动态和斑块间的扩散过程两个分量。用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程表述每个斑块内的局部种群动态,用扩散系数ε表示斑块间的扩散,建立了描述Ｍｅｔａ－种群动态的耦合映象格子模型。对单峰映象ｘｎ＋１＝１－ａｘ２ｎ给出了耦合映象格子的时空行为,这对Ｍｅｔａ－种群动态的研究可能是非常重要的。     

植物细胞质膜H+-ATPase的结构与功能

植物细胞质膜H+-ATPase属于P型质子泵。由该酶产生的跨膜电化学梯度是物质跨膜运输的原初动力。研究表明,质膜H+-ATPase与植物的生长发育密切相关,被称为植物细胞的“主宰酶”。近年,关于该酶的生化特性,基因表达与调控以及结构与功能等方面的研究取得重要进展。对质膜H+-ATPase的生化特性,分子结构,调节机制和生理功能等进行了综述。     

跨膜受体核转位通路的研究进展

跨膜受体可从膜表面进入细胞核内直接调控细胞的生命活动,但其核转位的途径至今尚无定论.已有多种模型分析了跨膜受体的核转位过程,它们均强调受体必须从细胞膜或内吞泡"逃脱"到细胞质后,才能进入细胞核内.然而,内吞.分选-浓缩-膜泡融合-释放模型却诠释了一条不同的跨膜受体核转位通路,这将有利于进一步阐明跨膜受体核转位的模式及其分子机制,并为核靶向药物的开发、目的基因的导入、病毒感染的治疗等应用研究提供新的策略.     

甾族糖苷生物碱研究进展

甾族糖苷生物碱是茄科植物中广泛存在的一种物质,存在于植物的叶子、根、花、果实和块茎中,具有多种生物活性,如抗癌、抗真菌、抗病毒、抗氧化及抗炎等功能。关于植物中糖苷生物碱的分布、含量、生物活性及合成代谢途径的研究一直是本领域的研究热点。糖苷生物碱生物合成分子机理的研究将为优良品种的培育提供理论依据。对甾族糖苷生物碱的结构、生物活性及其生物合成途径进行了综述。     

微囊化细胞培养过程的物质传递机理和细胞生长特性

综述了用于描述微囊化细胞培养过程中物质传递机理和细胞生长特性的数学模型,分析了这些模型在应用于微囊化细胞培养系统时所存在的问题,为建立能精确描述微囊化细胞培养过程中的物质传递机理和细胞生长特性的数学模型提供必要的参考,以有效推动微囊化技术在生物医学工程领域的应用。     

蛋白质可逆磷酸化调节植物细胞离子跨膜运动研究进展

蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的可逆磷酸化是植物细胞中多种信号转导途径中重要的组成因子.本文对蛋白质可逆磷酸化通过调节多种离子跨膜运动而参与植物细胞激发子信号途径、毒性物质诱导的钙离子内流、盐胁迫适应、气孔运动以及蛋白质可逆磷酸化参与胞外与胞内之间Ca2 状况信息传递,调节花粉管顶端Ca2 离子通道活性进行综述,以揭示蛋白质可逆磷酸化在植物细胞离子跨膜运动中的调控作用,为蛋白质可逆磷酸化调节植物生长发育、响应逆境胁迫等机理的研究提供参考.