癌症的系统生物学模型研究进展

系统生物学研究采用的是系统性的研究方法,即获取并整合目标系统不同层次的生物学信息,构建适用于该生物系统的数学模型,对该系统的特征性行为进行系统性研究.癌症是一种复杂的生物系统,已成为系统生物学研究的热点领域.癌症的系统生物学模型是对传统的癌症动物模型的补充,主要包括:统计推断模型、生化网络模型、以及组织水平模型等.本文综述了这些系统模型方法在癌症研究中的应用情况及其取得的重要研究成果.     

基于复杂网络的长程相互作用系统的特性研究

文中基于Newman-Watts(NW)小世界复杂网络模型,提出复杂网络上具有长程相互作用的XY转子模型。通过对复杂网络上XY转子系统的序参量M和温度T的数值计算,研究系统在不同的转子平均能量U下具有的热力学行为,发现在小世界复杂网络上的长程相互作用系统呈现二级相变;通过计算系统动量的自关联函数,结果显示系统在不同相具有不同相关特性;通过对系统最大Lyapunov指数的计算,结果表明在小世界复杂网络上的长程相互作用XY转子系统呈现出混沌特性。     

网络 从生物学到理论

后基因组时代的生命科学研究已经不单单只是研究单个基因、蛋白质或细胞的功能，而是更加注重从整体上研究生物体内各个成分问的相互关系和作用机制。因此，如何构建基因、蛋白质及神经细胞间相互作用网络并阐明网络内各成分的动态关系是目前系统生物学研究的一个热点。     

系统科学视角下的复杂网络研究

系统科学在科学研究方法论的层面上要求我们从还原论走向系统论,其关注的核心科学问题是复杂系统的涌现性.复杂系统的涌现性通常是指系统通过个体之间的非线性相互作用,可以在宏观层次上出现新的时空结构和功能.通过对各个领域复杂系统宏观涌现行为的研究,抽象出具有普适性的一般规律,是认识系统复杂性的基本途径.而复杂网络作为刻画系统相互作用的基本工具,是构建系统模型、研究系统性质和功能的基础.     

一个合成基因网络的电路模型构建

在系统生物学研究中,使用已熟知的工程技术来研究基因网络的行为是公认的有效方法.本文基于一个与细胞振荡放大有关的合成基因网络模型,构建了它的电路模型.使用非线性电路设计方法来维持原模型的非线性特性.分别使用运算放大器方法和MOSFET晶体管方法构建了两种电路模型,并进行了简单比较.结果可为利用电路模型研究更复杂的基因网络提供了一种可能性.     

基因转录调控网络模型

摘要：基因转录调控网络是细胞内基因之间的相互作用关系的整体表示，是生命功能在基因表达层面的展现. 最近多种生物信息学（计算分子生物学）工具和高通量实验技术的发展，使得重建复杂的基因调控网络成为可能. 基因调控网络模型试图从DNA微阵列等海量数据中推断基因之间的调控关系，从而揭示复杂的生命现象， 虽远未完成，但从现有实验数据中重建基因调控网络的工作可以促进在分子和遗传水平上系统地剖析细胞的功能，是功能基因组学中的重要研究内容，也是当前生物信息学和系统生物学研究的最具挑战性的前沿课题之一. 简要评述了几类典型数学模型的最新研究进展.     

奇异态:从复杂网络到时空斑图

复杂网络的相关探索近年来飞速发展,围绕复杂网络的动力学密切联系着物理、生物、电子工程甚至是经济学等众多不同学科中大量不同的现象,其中一些共性行为如同步、相干振荡、传播扩散等集体涌现是交叉研究的热点.一种被称为奇异态(Chimera State)的行为近十年来引起业界的广泛兴趣,它刻画复杂系统虽由相同单元组成,但单元会处于多种完全不同的相干与非相干态在空间的共存行为.本文简要介绍了有关奇异态研究的现象与理论,讨论了基于Kuramoto平均场自洽理论与Ott-Antonson序参量动力学理论的统计和宏观描述,集中讨论了在复杂网络上的奇异态及其稳定性,并对近年来相关的奇异态斑图研究和实验应用等进行了简述.     

基于密度峰值法的复杂网络聚类增长维度研究

复杂网络是由个体或组织以及它们之间的关系所组成的结构.利用复杂网络的分形结构来解释和预测复杂网络的行为是目前的一个研究热点.分形维度是对复杂网络中分形结构的度量,为了更准确地对复杂网络分形结构进行度量,提出了一种基于密度峰值的方法来计算分形维度.该算法不同于之前选取一个种子节点或者将所有节点作为种子节点的方法,而是利用...     

食物网与物种多样性和系统稳定性研究

围绕生物多样性主要问题——物种多样性和系统稳定性之间的关系从食物网的角度究,(1)生物多样性与系统稳定性之间的关系:本世纪70年代以前,生态学家普遍认为,生态系统的稳定性随生物多样性的增加而提高;自70年代后期一些理论学家普遍向这一看法提出挑战以来,在这一问题上出现了两大阵营;(2)生物多样性——稳定性和食物网的关系:从食物网的角度综述了近半个世纪来生物多样性对系统稳定性的影响的研究结果,随着两大阵营的出现,食物网理论也从当初的营养级越多系统越稳定的观点转变为食物网随着食物链复杂性的增加而降低,但仍有许多科学家坚持以往的观点;(3)生物多样性——稳定性关系和物种作用强度的关系:把食物网量化后提出了物种间的相互作用强度的概念,研究发现一个生态系统是由这些强相互作用决定的,而大部分的弱相互作用对一个生态系统的稳定起影响作用;弱相互作用对系统的影响程度具有时空特异性。     

食物网与物种多样性和系统稳定性研究

围绕生物多样性主要问题--物种多样性和系统稳定性之间的关系从食物网的角度究,(1)生物多样性与系统稳定性之间的关系本世纪70年代以前,生态学家普遍认为,生态系统的稳定性随生物多样性的增加而提高;自70年代后期一些理论学家普遍向这一看法提出挑战以来,在这一问题上出现了两大阵营;(2)生物多样性--稳定性和食物网的关系从食物网的角度综述了近半个世纪来生物多样性对系统稳定性的影响的研究结果,随着两大阵营的出现,食物网理论也从当初的营养级越多系统越稳定的观点转变为食物网随着食物链复杂性的增加而降低,但仍有许多科学家坚持以往的观点;(3)生物多样性--稳定性关系和物种作用强度的关系把食物网量化后提出了物种间的相互作用强度的概念,研究发现一个生态系统是由这些强相互作用决定的,而大部分的弱相互作用对一个生态系统的稳定起影响作用;弱相互作用对系统的影响程度具有时空特异性.     

基于新课程理念对高中生物教学的思考

生物新课程改革的基本理念是以学生的学习和发展为本,注重学生生物科学素养的提高。在生物教学中,教师要根据教学内容和学习目标,创设教学情境,将新课程理念深入课堂,在教学过程中不断总结存在的问题,完善评价机制,充分在课堂中体现出教师指导下的学生主体作用。     

New advances in pollination biology and the studies in China

Pollination biology is the study of the various biological features in relation to the event of pollen transfer. It is one of the central concerns of plant reproductive ecology and evolutionary biology. In this paper, we attempt to introduce the main advances and some new interests in pollination biology and make a brief review of the research work that has been done in China in recent years. We also give some insights into the study that we intend to carry out in this field in the future.     

合成生物学:学科基础、研究进展与前景展望

由于基因组测序及DNA合成技术与工具的突破性进展,生物工程正在加速发展,导致合成生物学的出现。本文介绍了合成生物学的定义,强调了该学科的工程属性及关键的工程研究方法,举例说明了最近几年合成生物学在生物科学知识产生,在生物零件、装置及系统的建造,以及在药物、能源、酶的生产等研究领域的重要进展。特别值得注意的是,这些进展中的许多技术被认为是能够改变世界的技术,是由35岁以下甚至30岁以下的年轻研究人员完成的。本文还展望了合成生物学在生物科学和生物经济中的巨大潜力,也指出其面临的科学技术难题以及在生物安全、伦理、知识产权方面的问题。     

显微数码互动系统在细胞生物学实验教学中的应用

显微数码互动系统的应用使现代细胞生物学实验教学模式产生了一次巨大的飞跃,该系统的使用使教师授课更加直观,学生接受教学信息量更大,极大地提高了实验教学的质量和效率。结合细胞生物学实验课的学科特点,阐述了显微数码互动系统在细胞生物学实验教学应用中的利与弊。     

关于高师生物学实验如何与基础生物学实验接轨探讨

生物学作为一门应用性、实践性和实验性极强的学科 ,在基础教育阶段 ,人们对实验教学的重视程度越来越高。新的教学大纲以及新的教材体系也充分显示了对实验的重视。包括一些新的学习方法的提出 ,象探究性学习、研究性学习、创新性学习等等在教学中的运用 ,使得人们重新审视实验在生物学中的地位。由此也对于从事基础生物学教学的老师提出了新的更高的要求 ,老师必须具备极高的从事实验操作和实验教学以及科学研究能力 ,才可能胜任当前的基础教育改革形势 ,这无疑也对高师人才的培养体系和培养方式提出了新要求。分析形势我们会发现高师有很多地方与基础生物学不适应 ,需要高师加大实验改革力度以与基础生物学接轨。     

分子生物学技术在环境微生物多相分类中的应用

概述了分子生物学技术包括DNA(G C)mol％的测定、核酸杂交、分子标记技术、蛋白质技术等在环境微生物多相分类中的应用，分析了各项技术的优缺点，介绍了最新进展和发展的方向。     

杜鹃花繁殖生物学研究进展

对杜鹃花孢粉学、繁育系统及传粉生物学方面的研究进展进行了分析,提出杜鹃花属植物繁殖生物学未来的研究可以主要从以下几个方面开展：（1）探讨杜鹃花属孢粉学线形结构的花粉呈现的进化意义;（2）在中国喜马拉雅地区,研究不同地点的相同物种和不同物种繁育系统,分析杜鹃花繁育系统多样性的相关因子,了解传粉系统及传粉昆虫的多样性,揭示杜鹃花属的传粉者特点;（3）选取合适的基因片段,重建杜鹃花属的系统,通过系统树找出可能是杂交起源的种类,纠正经典分类学在杜鹃花属系统位置构建方面的偏差;（4）对比不同杂交群体的繁殖生物学特性,找出传粉昆虫对不同亲本和杂交个体施加选择压力的差别,明确在物种的杂交形成过程中传粉昆虫对生殖隔离的选择作用。     

生物学新课程与传统课程的比较

课程改革是当前我国基础教育的首要任务。本文对生物学传统课程和新课程在课程目的、课程理念、课程目标、课程内容与体系四个方面进行比较,希望对广大中学生物学教师有所帮助。     

构建绿色生物实验平台的探索与实践

生物实验室绿色化是为了适应环境保护和可持续发展要求的新课题。文中探讨了目前高校传统生物实验室存在的主要问题,以实验平台绿色化建设以及管理体制改革为实践基础,从资源共享,试剂管理,末端处理、意识培养几方面讨论了构建绿色生物实验平台的重要性及实施的主要措施。