果蝇昼夜节律16维数学模型的构建及数值模拟

基于包含果蝇生物钟两个基因per和clk的已有数学模型,增加基因tim对生物钟系统的影响作用,构建了一个果蝇的16维数学模型并进行昼夜节律的仿真研究。数值仿真实验表明,所提出的16维模型比低维的模型有相同的振荡频率,但却有着更广的振荡区间。     

水温对鱼类免疫活动的影响

温度是一种非常重要的非生物因子,会影响鱼类正常的生理活动及行为特征.鱼类的免疫活动对环境温度的变化十分敏感,但不同鱼类调节其免疫活动的规律各有特点.概而言之,水体温度变化主要影响了鱼类抗体分泌、免疫活性细胞的活性及数量、溶菌酶活性及补体活化途径及活性.超过鱼类生理适应范围的温度都会抑制其特异性和非特异性免疫活动.适宜的...     

L-D循环对果蝇生理活动的影响

针对Goldbeter五维果蝇生理节律模型进行了分析,得出系统平衡点的渐近稳定性条件,同时分析了果蝇的生理节律.在L-D循环光照作用下,当果蝇的生物钟处于渐近稳定条件时,利用摄动理论证明系统可以产生周期振荡,且当果蝇的生物钟具有周期解时,系统在一定条件下可能出现倍周期现象.     

多因素塑造的生物钟系统

 生理和行为的昼夜节律受到一种内源性的计时机制的管控--生物钟,外界环境中光线和黑暗的交替,使这些节律符合自然界的昼夜循环并与之同步（图1）。对于动物的生理节奏系统,人们已在分子、细胞、组织和器官水平上具有一定的认识,现在正从整体上理解这些不同层次的水平如何影响生物钟的特征和复杂性。     

控制果蝇温度喜好的内在感受器

不管是昆虫还是人类，每种动物对环境温度都有各自的偏好。动物会迁徙到温度最适宜的地方，有一些甚至会利用工具来操控温度，就像人类会使用衣物和空调一样。尽管环境温度在很大程度上影响着动物的行为，但是我们对控制温度喜好的神经回路还不甚了解。     

基于模型的蓝藻生物钟昼夜节律的非线性特性研究

依据蓝藻生物钟昼夜节律的生理实验结果和非线性动力学理论,构建了其非线性动力学模型,并利用Matlab软件求出其核心振荡器调控蛋白KaiABC等的相互作用关系,获得各蛋白分泌随时间变化的数值解,且与已有实验数据结果一致,说明理论模型是合理的.     

野生果蝇生物钟模型中的相干共振现象

采用数值模拟方法,研究了Kloss提出的果蝇生物钟模型的在不同控制参数下的动力学行为,随后对这个果蝇生物钟模型中加入加性白噪声进行随机扰动分析.在系统处在离分岔点较远的稳定态时, 在M速度项上加入高斯型白噪声,发现系统利用噪声,产生协同效应,发生相干共振现象.并且,存在一个最优的噪音强度,使得噪声和体系之间达到了最佳匹配;另一方面,通过计算还发现系统受到高斯白噪声的扰动时,引起振荡的周期保持在24 h左右.     

科学家发现影响生物钟节律蛋白质

很多植物春季开花,秋季结果;夜行动物白天睡大觉,夜晚则四处＂狩猎＂。例如,十字花科植物——拟南芥的生物周期约为24h;果蝇通常白天活动,夜晚休息。决定这些生理节律的生物周期被称为＂生物钟＂。     

“生物钟”基因的发现

日本东京大学医学研究所等机构宣布,他们发现了人体“生物钟”基因,从而填补了此项研究的空白。他们对人体与果蝇的“生物钟”基因进行观察发现,人体有17条染色体,老鼠有11条染色体,此外还查明了哺乳类动物“生物钟”位于丘脑下部的“视交叉上核”部位。老鼠的“视交叉上核”基因以24小时为一周期运动。美国于去年5月在老鼠体内发现     

蜜蜂生物节律研究进展

 生物节律主要指有机体生命活动的内在节律性。蜜蜂生物节律受到其社会性的影响,从而参与许多复杂行为的调控。与果蝇相比,蜜蜂的生物节律与哺乳动物更相似。工蜂和蜂王的生物节律表现出高度的可塑性。例如,工蜂的昼夜节律受其劳动分工形式的调控,并通过与幼蜂的直接接触来调节,哺育蜂昼夜照料幼虫,在行为或时钟基因表达方面没有昼夜节律变化。从蜜蜂的社会性、蜜蜂生物节律产生的分子机制、神经基础、研究方法、可塑性、蜜蜂的睡眠等方面综述了蜜蜂生物节律的研究进展。     

微管剪切蛋白调控果蝇节律神经元的形态发育

Spastin、Katanin60和Fidgetin是3种重要的微管剪切蛋白,它们的突变会导致神经退行性疾病。然而,这些微管剪切蛋白如何调节神经元的形态和功能尚不明确。果蝇的昼夜节律行为主要受位于大脑腹外侧的4对神经元LNv的控制。LNv神经元具有简单的形态,并且其轴突末梢会随着昼夜节律而伸缩。本研究利用LNv神经元作为模型,探讨不同微管剪切蛋白在神经元形态发育中的功能差异。我们发现,在LNv神经元中组成性表达Spastin会导致轴突和树突的发育异常,并且抑制神经肽PDF的转运;在成虫时期特异性表达Spastin会引起神经纤维的退化。而在LNv神经元中过量表达Katanin60或Fidgetin则不会影响LNv神经元的形态和神经肽PDF的转运。我们的结果揭示了不同微管剪切蛋白在不同神经元中具有不同的功能特性。     

人体生物节律在运动、锻炼和竞赛中的应用

一、人体生物节律的概念人体多种机能活动呈节律性变化,这在古代就为人们所发现。但大量的科学化的研究,还是近几十年的事情。研究发现,人的各种生理活动,如心率、呼吸、体温、内分泌、物质代谢、体力和精力等,均有周期性变化。周期可表现为年、月、日等。最明显的是昼夜节律变化。人体生理活动的节律性变化是在长期的进化过程中,为了生存而与自然环境逐渐适应的结果。研究表明节律性变化是由机体内部的某种定时装置的驱动,引起相应系统的机能变化,遂以外界的节律性变化同步。这种定时装置即所谓的“生物钟”。很多学者认为,生物钟在体内不…     

植物节律性发育的分子基础

生物钟调节了多种物生的生理过程.本文主要阐述了植物生长的日变化以及季节变化的分子基础,并分析了生物钟在植物生长发育过程中的重要作用.     

冲击载荷作用下Al/PTFE活性材料的非均相化学反应模型

为了描述铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)活性材料冲击反应的能量释放行为,建立了可用于计算冲击引发化学反应行为的非均相化学反应动力学模型。在准密闭反应容器中进行了活性材料的冲击释能实验,测量了活性材料在800～1 200 m/s冲击速度下的冲击反应压力和能量释放持续时间。在非均相化学反应动力学模型中,考虑反应物初始冲击温度、颗粒粒径、反应增长速率和界面间的传质过程,对Al/PTFE活性材料的反应行为和能量释放特性进行了计算。反应行为计算结果表明,在500～1 700 K初始温度区间,Al/PTFE活性材料的完全反应时间随初始温度的升高可以从s级减小至ms级。在相同初始温度下,随着金属颗粒尺寸增大,完全反应时间增加。界面化学反应对反应时间的贡献占比为50%～96%,表明界面化学反应是Al和PTFE间反应的主要控速步骤。能量释放特性的计算结果在趋势上符合实验结果,验证了非均质模型的合理性。     

人工鱼的行为系统设计

人工鱼的行为选择是由行为系统控制的。人工鱼通过感知系统感知周围的环境,感知信息经过过滤机制的过滤传到行为选择模块,行为选择机制结合虚拟主体自身的内部状态,选择合适的行为,执行相应的行为程序,更新虚拟主体的内部状态,这个过程模型我们称为虚拟主体的自主行为模型。行为模型的目标是在动态的、不可预测的虚拟环境中正确指导虚拟人或虚拟动物的动作,换句话说,行为模型要完成的任务是：在相互冲突的目标之间权衡,根据当时的环境选择出对虚拟主体最适合的动作,本文就是对这一系统进行阐述和分析。     

小鼠肝脏谷胱甘肽含量和酶活性的昼夜节律变化

<正> 昼夜节律是指的24小时变化的生物节律。已经发现动物对许多化学物质的生物学反应和敏感性都具有昼夜节律性波动,其发生机理还不十分清楚。为了了解控制室温在23℃时正常光周期(06:00时到18:00时光照)和倒置光周期(18:时到06;00时光照)对动物生物节律的影响,对CF—小鼠肝脏谷胱甘肽(GSH)含量、肝重、肝中r—谷氨酰半胱氨酸合成酶(r—GS)和r—谷氨酰转移酶(r—GT)的活性进行了测定研究。     

果蝇的"变性手术"

在求偶过程中,雄性果蝇会根据特定的感官提示表现出一系列先天性的有固有套路的行为。现在,主管这一行为的神经细胞群已经被识别出来。使这些神经细胞失去活性,足以使雄性果蝇对交配失去兴趣,而改变雌性果蝇的大脑,使其产生这些细胞所产生的同样蛋白,会使雌性果蝇表现出雄性果蝇特有的求偶行为。     

改进的微粒群算法模拟动物的群体觅食行为

以改进的微粒群算法为工具,试图建立能更加准确反映实际动物觅食行为的模型,并对其进行仿真研究.从食物的分布、微粒对周围同伴的感知范围及微粒的综合感知能力等方面对原有的模型进行了改进.仿真结果表明改进了的模型能够更好地表现动物的群体觅食行为,并且更加真实自然地反应生态现象.     

环境温度对圆拱形钢结构模态频率的影响研究

为研究圆拱形钢结构模态频率在环境温度下的时变特征,本文以潍坊市白浪河摩天轮钢结构为研究对象,首先采用数值模拟和实测数据统计分析的方法揭示其模态频率的温度影响规律,然后采用BP神经网络建立起该结构模态频率与环境温度之间的回归模型,并基于该模型消除环境温度对结构模态频率的影响.结果表明:环境温度主要通过使结构材料的力学性能和结构状态发生改变来影响圆拱钢结构的模态频率;白浪河摩天轮结构模态频率随温度升高而降低,在监测时间内频率最大变化幅度为3.04%;该结构面内振型频率所受温度影响高于面外振型,其中结构状态改变是面内振型频率变化的主要因素;BP神经网络模型可以正确反映模态频率和环境温度之间的变化关系,利用建立的频率-温度回归模型可有效消除环境温度对结构模态频率的影响.     

基于平坦性的昼夜节律模型的双参数控制

利用Goldbeter五维果蝇昼夜节律模型,基于模型的平坦性性质,研究了同时控制2个参数ks,vd以实现1∶1导引的理论问题。结果表明,这种控制策略比只控制一个参数更具有鲁棒性,所得结果为生物节律恢复和疾病治疗提供了新的思路。