数学思维方法在生物学教学中的应用

数学思维方法常用于定量研究生物学问题。近年来在“3 X”高考、会考、竞赛的代谢、遗传、生态和生理等部分知识点的考查中被广泛应用 ,包括数列、不等式、数形结合、恒等变形、概率原理和比例的性质等方面。1　数列例 1,某 DNA用3 2 P进行标记 ,该 DNA分子复制 n次后 ,新形成的 DNA的分子中 ,含有原来母链中标记链 DNA分子占新 DNA分子的百分比是多少 ?解析 :双链 DNA复制时 ,所得的 DNA分子数为 2 n个 (n为复制次数 ) ,由于 DNA分子为半保留复制 ,不管DNA分子复制多少次所形成的新 DNA分子中含有标记链的 DNA分子始终是 2…     

单分子PCR技术及其应用

常规PCR技术大都以大量DNA分子(一般为105个以上)为模板进行DNA扩增。新近发展起来的单分子PCR技术是一种以极少量DNA分子(1、5或10个分子)为模板进行扩增的技术。在高保真度DNA聚合酶作用下,单分子PCR技术能扩增出高度一致的DNA;在低保真度DNA聚合酶作用下,单分子PCR技术又能构建出含有大量突变基因的DNA库。该将介绍单分子PCR的基本原理、实验步骤、特点及其应用。     

DNA生物催化功能研究进展

近年来发现 ,不少结构特殊的DNA分子分别具有剪切RNA分子或DNA分子、T4聚核苷酸激酶样活性、DNA连接酶样活性以及催化卟啉金属离子化等多种生物催化功能 ,这些DNA分子被称为脱氧核酶或酶性DNA .它们在用作RNA和DNA工具酶、基因分析和诊断手段以及基因治疗药物等方面的潜力引人注目 .综述这些DNA分子的种类、结构特征、催化活性及应用现状和前景等方面的最新研究进展     

DNA双链区的切割导致碱变性超螺旋质粒pBR322的分子内结节

为进一步研究碱变性超螺旋DNA(Ⅳ型DNA;DNA Ⅳ)的结构,对碱变性质粒pBR322进行了酶学分析并利用原子力显微镜(AFM)对新形成的DNA结构进行了观察和比较．在所有已检测的限制酶中只有PstⅠ可以切割质粒pBR322的Ⅳ型DNA分子,说明在这种变性的DNA分子中仍存在少数完整的限制酶识别位点．与碱变性DNA分子的闭合环状结构相反,AFM成像的结果显示PstⅠ处理后的DNA Ⅳ分子均为开放结构,同时这种分子包含明显的DNA结节．与DNA Ⅳ分子相比,这种DNA分子的表观长度缩短了大约11%．有意思的是,大肠杆菌拓扑异构酶Ⅳ(一种Ⅱ型拓扑异构酶)也可以在pBR322 DNA Ⅳ分子中引入分子内结节,而这种结节DNA分子仍然保持闭合状态．AFM的结果表明上述两种结节的DNA分子在表观长度及结节结构的尺寸上均比较相似．这些发现证实,在碱变性的超螺旋DNA分子中仍然保留着一些长度较短的、含有特异性碱基配对的DNA双链区,而在这些区域内的DNA双链断裂可以导致DNA结节．     

核酸分子中碱基含量的计算

关于核酸分子中碱基含量的计算,在遗传学和高中生物教学中相当重要,但在教科书中通常没有专门讲述。我们根据碱基互补配对规律及中心法则进行归纳总结,从DNA结构、DNA复制、转录、翻译等方面探讨了DNA、RNA、蛋白质3者之间的关系,分析了核酸分子中碱基的含量。互核酸分子中碱基含量的计算1．且已知双链DNA分子中一种碱基的含量,推断其他碱基的含量：例1：一双链‘DNA分子中,（A－C）占碱基总量的Zo％。求A、T、G、C各占多少？解：在双链DNA分子中,据规律知,1．2由碱基含量推断核酸分子的结构——单链或双链、DNA或RNA…     

基于DNA分子导线的纳米生物传感器

DNA分子导线具有独特的导电性能和塞贝克(Seebeck)效应,它是构筑电化学纳米生物传感器和热电偶生物传感器的理想材料。文章简要介绍了DNA分子导线的制备方法及导电机理,以及基于DNA分子导线的纳米生物传感器的分子识别机制,着重分析了基于DNA分子导线的纳米生物传感器的传感原理。文章还介绍了基于DNA分子导线的纳米生物传感器在基因分析、单碱基突变检测等方面的应用。     

~λDNA与其EcoR1酶切片段的同源双链以及与~λplac 5 DNA的异源双链

用硷性蛋白膜甲酰胺铺展开法对DNA分子进行电镜制样,拍摄了线状双链λDNA和其ECOR 1酶切片段的电镜照片,并测得它们的长度。λDNA与其三个EcoR 1酶切片段的同源双链分子是以1:22克分子比例制得的,三个同源双链分子的双链长度分别与F_1、F_3、F_4片段的长度相同,两端均为单链。λDNA与λplac5 DNA的异源双链分子总长度与λDNA大致相同,单链环位于分子的41.5—47.2%之间。     

进入分子水平的古生物研究——评述《分子古生物学原理与方法》

DNA双螺旋结构模型的建立是2 0世纪自然科学三大成就之一,其重大意义及影响可见诸多种媒体。《分子古生物学原理与方法》(杨群主编,科学出版社,2 0 0 3)的第1章首先简要地回顾DNA双螺旋结构模型的建立及其后分子生物学的重大进展,接着介绍了分子生物学、分子进化和分子系统学的基本概念,最后对古DNA这个狭义分子化石做出明确界定(因为古DNA是分子古生物学研究的一个热点、难点)。而在该章附录中包含了从古DNA标本的采集到分子古生物实验室设置的颇为详细的介绍。第3章进一步描述了古DNA的研究方法和应用。由于DNA序列不稳定,容易降…     

DNA分析与基因组序列和植物系统学研究

从DNA杂交、RFLP分析、DNA的限制酶图谱分析等方面描述DNA分析技术在植物学研究中的应用,讨论了DNA分析技术与植物系统学的关系及分子数据的分析方法。并以高等植物为对象,从核DNA、叶绿体DNA和线粒体DNA三方面对植物分子系统学进行了论述。     

维持DNA结构稳定性的因素

对DNA分子结构的稳定性的原因进行了讨论,介绍了维持DNA分子一级结构的主要因素,即共价键和核糖上羟基的缺乏;维持DNA分子二级结构的主要因素,即氢键、碱基堆积力、正负电荷作用以及DNA分子双螺旋结构本身的一些特征.     

植物基因的克隆、结构与表达

一、引言 分子克隆根据从一个异质的DNA分子群,经体外DNA重组分子的构成、选择和扩增,得到一个所需的同质分子的原则,使生物学家过去想从真核生物庞大的基因组(10~9数量级的核苷酸)里分离出特定的一个DNA片段来进行研究成为可能。     

DNA计算机的分子生物学研究进展

DNA(脱氧核糖核酸)计算机研究是一个新领域。从字面上看,它既包含DNA研究也包含计算机的研究,因而也包含DNA技术与计算机技术如何交融的研究。1994年,Adleman在Science上报道了首例DNA计算的研究结果;2001年,Benenson等在Nature报道了一种由DNA分子和相应的酶分子构成的、有图灵机功能的可程序试管型DNA计算机,标志着DNA计算机研究的重大进展。DNA计算机最大的特点是超大规模的并行运算能力和潜在的巨大的数据储存能力。目前DNA计算机研究已涉及许多领域,包括生物学、数学、物理、化学、计算机科学和自动化工程等具体应用,是计算概念上的一次革命。DNA计算机的研究大大促进了DNA分子操作技术尤其是在纳米尺度下操作DNA分子的研究速度。从DNA计算机的基本原理、应用形式、与基因组学研究的重要关系等方面总结和评述了相关研究进展。     

分子标记技术的发展及应用

介绍了几种应用前景较广的分子标记,如基于DNA杂交技术的分子标记:限制性片段长度多态性(RFLP)和DNA可变串联重复数标记(VNRT);基于PCR技术的分子标记:随机扩增多态性 DNA(RAPD)、酶切扩增多态性(CAPS)、扩增片段长度多态性(AFLP)、微卫星DNA(SSR)和DNA单链构象多态性(SSCP);以及新兴的第3代分子标记,即基于DNA芯片技术的分子标记:单核苷酸多态性(SNP)等。分别阐述了它们的原理、方法步骤与优缺点、应用注意事项和适用范围,同时概述了它们在生物学研究中的应用和进展。     

DNA分子标记在果树遗传育种研究中的应用

DNA分子标记是随着分子生物学技术的发展出现的一类重要的遗传标记,近年来发展非常迅速,已在果树遗传育种研究的各个方面得到广泛的应用。介绍了几种DNA分子标记技术的原理,综述了DNA分子标记在果树种质资源研究、分子遗传图谱构建、基因定位、分子辅助选择等方面的应用,并对其在果树上的应用前景和存在问题进行了评述。     

DNA分子标记技术在濒危物种保护中的应用

近20年来,随着分子生物学技术的迅猛发展,涌现出一批高效、可靠的DNA分子标记技术.本文论述了限制性片段长度多态性、微卫星DNA、随机扩增多态性DNA、扩增片段长度多态性等DNA分子标记技术的基本原理及技术特点;同时,介绍了DNA分子标记在濒危物种种群遗传学研究、致危因素分析及保护策略的制定等保护生物学方面的应用.     

电场驱动微悬臂生物传感器及对DNA 的快速、高灵敏度检测

微悬臂列阵传感器在生物检测方面具有快速、痕量和非标记的特性. 我们以镀金并在其上固定了 DNA 探针的微悬臂为正极,在靶杂交液槽内引入另一电极作为负极,构成电场驱动微悬臂 DNA 生物传感器. 对该传感器系统施加静电场,驱动 DNA 分子朝正极迁移,使溶液中的 DNA 分子富集在微悬臂上,促进 DNA 分子的杂交. 结果表明： a. DNA 在微悬臂上的杂交时间仅需 3 min,加快了微悬臂生物传感器对 DNA 分子的检测速度; b. 提高了微悬臂生物传感器的灵敏度,可以检测到皮克级的 DNA 分子.     

DNA的化学合成及其应用

通过二十多年的探索和研究,脱氧核糖寡核苷酸(DNA)片段的化学合成得到了突飞猛进的发展。DNA固相合成技术的问世更使DNA化学合成技术达到了精确、高效和自动化。重组DNA技术以及外源DNA分子在异源体系中的表达为DNA结构功能及基因表达调控机制的研究打开了新局面,使得生物学的研究发生了革命性的变化,而DNA分子的化学合成为分子生物学家对特定的基因进行遗传工程的操作,选择性地对DNA分子进行改造提供了崭新的手段。借助于化学合成的DNA片段,人     

应用于DNA分子转移和分子杂交实验的二偶氮苄氧甲基(DBM)-滤纸性质的研究

DBM-滤纸与硝基纤维素一样,近年来广泛地用作DNA或RNA分子的载体来进行分子杂交实验。但是在进行小分子DNA的分子和杂交实验中,以及需要用几种不同的分子探针在同一个DNA载体上反复地进行分子杂交时,DBM-滤纸显示了更大的优越性。用小球菌核酸酶水解鸡红血球细胞核,抽提出DNA并用[~(32)P-γ]ATP和T_4多核苷酸激酶制备成5’末端标记的DNA分子。经2%琼脂糖电泳,DNA分子按染色质的核小体结构的一系列不同长度(从单体至五聚体)的片段被分开。胶经过NaOH和NaOAC处理,将DNA分子转移到DBM-滤纸上。此滤纸再经NaOH和H_2O处理,分别测定从单体至五聚体的不同分子量DNA的转移效率。结果指出,电泳胶经过转移前处理,单体和二聚体的损失分别为7%和5%,三聚体至五聚体没有损失。转移后仍留在电泳胶上的DNA为2—3%。经过转移后处理的DBM-滤纸所结合的DNA分子,从单体到五聚体分别为89%,91%,96%,94%和94%。因此,在所分析的分子量范围内,DNA分子基本上定量地被转移。用~(32)P标记的SV40 DNA作为探针,检测DNA碱变性与分子杂交效率的关系。结果指出,分子杂交之前,DBM-滤纸经NaOH的处理是必须的,但DNA被转移到DBM-滤纸之前,对电泳胶的碱处理步骤是可以省略的。     

染色体端粒的结构与功能

真核生物的染色体DNA绝大多数都是一条连续的线性分子。如果根据传统的DNA复制模型,当这种线性DNA分子复制结束时,位于新链5’末端的引物将被降解掉,其结果是在新链宁末端造成一段由DNA聚合酶无法填补的空缺。那么,随着线性DNA复制次数的增加,子代DNA则必然逐渐缩短,以至使结构基因所携带的遗传信息在每次复制结束后都要丢失一些。可是,实际上,这种情况并没有发生,线性DNA分子复制后仍然是完整的。据此,人们设想：线性染色体DNA分子末端的复制机理必然不同于传统的DNA复制模型。在本世纪3O、40年代,穆勒（Muller）研…     

DNA分子标记在实验动物遗传分析中的应用

DNA分子标记技术很多,基本都是建立在RFLP、PCR和重复顺序的基础上的。本文重点介绍了限制性片段长度多态性（RFLP）标记、随机扩增多态性DNA（RAPD）标记、微卫星DNA（STR）标记、DNA指纹（DFP）标记、扩增片段长度多态性（AFLP）标记等几种重要的DNA分子标记技术的定义、结构、分布、组成、保守性、优点及丰富的多态性等。并重点介绍了微卫星DNA（STR）标记在分子遗传监测、遗传多样性分析和遗传血缘关系及个体识别等领域的应用。