基因组信息、密码进化、折叠动力学和熵产生——理论生物学的几个基本问题

 数千个基因组的测序完成,海量资料数据呼唤着生命科学的理性和实证性更完美地结合。基因组信息学是理论生物学的龙头。本文遵循生命信息运行的密码—序列—结构—功能的主线,论述了生命科学的理性化途径,讨论了若干基因组生物学的基本问题。着重总结了理论生物学领域的部分工作,包括：① 基因组序列识别码的形成和构建,一组描述碱基分布和碱基关联的统计量集合可作为基因组的识别码;② 基因组的进化方向和最大信息原理,提出基因组序列的编码信息量在进化中随时间增长的规律,指出DNA序列局部片段遵循最大信息原理;③ 遗传密码的适应性进化,证明普适标准密码表是突变危险性的适应性极小码,论证了遗传密码既具有稳定性,又具有可进化性;④ 基于量子跃迁的蛋白质折叠动力学,用量子跃迁的观点和理论研究如何处理从序列到结构,导出蛋白质折叠速率公式,解释了现有各种速率实验;⑤ 细胞开关相变和熵产生,研究了最简单生命噬菌体的溶原态/裂解态转变动力学,得到了此类细胞开关中熵产生的特异性规律。     

用三联数字推导第二遗传密码

第二遗传密码实质上是多肽链的一级结构决定空间结构的密码,我们用三联数字推导出的第二遗传密码共512种.破译第二遗传密码对人们全面认识遗传信息有深远意义.     

进化的瓶颈

<正>所有的动植物、真菌,甚至包括细菌和古细菌都起源于一个40亿年前的共同祖先。地球上的生命可能只出现了一次,或者也可能曾经出现过不同的生命系统,但唯有一个系统胜出,并把竞争者赶尽杀绝。我们知道,所有生命之间都相互关联,因为每个细胞都拥有一些相同的基本化学过程。这些生命的一个共同特征是遗传密码,     

遗传信息从核酸到蛋白质构象的传输效率

从密码学的观点研究了遗传信息从核酸流各氨基酸和从蛋白质一级结构流向三级结构的信息传输问题，引入了信息传输效率的概念，其对数负正丝 系统的抗干扰能力。导出了信息传输效率与序列长度的关系。发现了信息从核酸流向氨基酸（第一遗传密码）的传输效率和从氨基酸序列流向蛋白质三级结构（第二遗传密码）的传输效率大体相等，这说明了遗传信息的传输效率和抗干扰能力在以上两步传输过程中的匹配性。     

UWB-IR中多进制脉位调制性能的解析计算方法

将混沌映射应用于UWB-IR通信系统,可以增强该通信系统的军事通信抗截获能力,但是,其对应的多进制脉位调制的性能公式,只有数值解而无精确的解析解。通过公式推导和对此公式分段积分的近似解析方法,利用Matlab编程实现了其误比特率解析计算过程。而且,通过与数值解的比较,讨论了此解析计算方法的可行性。     

世界科技发展新趋势

进入新世纪,人们已经认识到,人类的全面发展将比以往任何时代都更加倚重科学技术,科学研究和技术开发将成为21世纪国际竞争的前沿。生物技术前景无限到2003年,人类基因组30亿个碱基的序列将被全部测定,接着人类将进入破译遗传密码、研究基因功能的后基因组时代。届时,生命活动的最本质的过程和规     

分子生物学中“遗传密码”概念在中国的传播

在1953-1968年间遗传密码表建立过程的历史背景下,揭示遗传密码概念的演变及其在中国的传播.从内史角度厘清"基因"与"遗传密码"在概念上的不同;利用文献研究法、概念分析法和比较研究法,揭示了20世纪70年代后遗传密码在中国中学生物教科书中出现的历史进程,结果显示,遗传密码概念在中国基础教育层面的渗透和传播反映了人们在分子水平上理解遗传现象的意识的提高;凭借数理统计法分析,说明了"遗传密码"作为分子生物学中的核心问题之一在学术界激起了一定程度的研究兴趣.     

解析方法分析单负特异材料的光学性质

利用菲涅尔公式的解析方法,推导损耗型单负特异材料单层结构的光学性质,并给出了该结构的反射率和透射率的表达公式,同时定向地分析了反射率和透射率的变化趋势.     

3D打印火箭壳体Kagome蜂窝加筋结构压溃性能预测和实验验证

研究丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料3D打印Kagome蜂窝薄壁加筋结构压溃性及其解析公式,并实验验证各向同性Kagome蜂窝的抗压溃性能.根据平面结构正交各向异性Kagome蜂窝的有效弹性模量公式,给出3D打印Kagome蜂窝的弹性模量、相对密度和形状各向异性比的关系,通过解析公式和实验结果,得到抗压溃性能最优的Kagome蜂窝结构.该方法可用于指导火箭箭体加筋结构的设计和加工.     

针对典型单体结构的数值流形解与弹性力学解对比

针对典型的单体结构悬臂梁的力学行为进行分析。阐述了受集中荷载悬臂梁位移解析公式,利用数值流形方法计算了受集中荷载下悬臂梁的位移情况。将数值计算结果与弹性力学解析解进行对比验证,证明了数值流形方法中加密数学覆盖的收敛性及必要性。通过分析数值计算结果与解析解的误差,表明误差来源于解析解的推导过程,在确定边界条件时解析解忽略了悬臂梁固定端的转动而使解析解存在误差,对解析解的误差提出修正方案并重新与数值解对比,验证了数值流形方法对简单结构体比常规解析解有更高的准确性。     

造纸白泥烧结页岩多孔砖的抗压性能及弹性模量研究

造纸白泥烧结页岩多孔砖是作为解决造纸厂碱回收过程产生大量的白泥而研发的一种新型墙体材料,因该砖在材料性能方面与普通砖存在差异,作为填充墙使用时其抗压强度计算没有相应公式。为了验证砌体规范抗压强度计算公式,本文通过取强度等级为MU5、MU7.5的砂浆,分别制作6组砌体进行其砌筑砌体的抗压性能试验,通过研究其破坏过程,得出其砌体抗压强度,并验证了此砖砌体可以用《砌体结构设计规范》中的计算公式计算其抗压强度。同时研究了造纸白泥烧结页岩多孔砖砌体的变形性能,通过分析,绘制出其应力-应变曲线,得出其弹性模量。     

基于分项系数法的既有框架结构可靠性鉴定表达式的研究

采用全随机过程模型的简化模型,根据既有结构抗力与荷载的特点,建立了既有框架结构基于分项系数法的可靠性鉴定表达式,采用现行规范计算目标可靠度的校准法,在不降低结构可靠性指标的前提下,推导了不同目标使用期下最优荷载和抗力分项系数的计算公式,编制程序计算了不同目标使用期的抗力和荷载分项系数。该鉴定表达式可以比较方便的应用于既有框架结构的可靠性评估。     

"元数据模型"在数据提取中的实现

大量分散的形式及不同格式的数据给现代数据处理带来了越来越大的困难.为统一数据形式以利于数据操作和处理,讨论了将形式多样的数据格式转换成统一的XML(extensible Markup Language)格式的问题.在计算机网络中,应用"元数据模型"技术,对数据源中不同格式文件数据,按照预先定义的XML模板,以格式说明文件结构统一描述,并提取数据或作进一步的处理,最后转换为XML格式输出.设计了具体的实现策略以及实现流程:实现了从TXT文件格式数据中提取数据转换成XML格式的代码,将TXT文件数据提取成XML格式的数据;完成了数据说明文件格式的设计,数据路径选择工具的开发,语言分析工具的设计开发等工作.结果表明:能满足同类产品的按行(line)为单位的源数据结构形式处理,还具有同类产品不具备的非行(字符串和关键字)提取处理功能.     

水泥混凝土路面结构模糊随机可靠度设计方法

为了更好地发展和完善现有水泥混凝土路面结构设计理论,系统分析了现有水泥混凝土路面设计规范,对路面结构可靠度进行了定义和讨论.考虑到行车荷载、环境作用和结构设计参数均具有随机性和模糊性,采用模糊随机可靠度理论,对水泥混凝土路面结构可靠度设计方法进行了详细的分析,提出了路面模糊随机可靠度的设计公式,讨论了水泥混凝土路面的疲劳寿命和路面标准轴载累计作用次数及各项设计参数的变异性,并结合具体设计提出了详细的步骤和思路.模糊随机可靠度设计方法为路面设计理论提供了一种新的分析思路,有助于进一步深入研究路面设计方法.     

新乡联通欠费管理系统设计

以系统需求分析设计(业务流程、系统结构)、数据库的物理设计以及开发工具选择、系统程序流程图绘制、编写源代码等为主线,分析了管理系统开发流程.     

用于DNA序列结构分析的特征抽取方法

人类基因组计划中的DNA序列图谱是生命科学和基因工程中的伟大成就,要解译隐藏在基因组中的生物信息还有一段很长的路要走,这是因为DNA序列的结构很难分析和识别．作者提出一种用于DNA序列结构分析的特征抽取方法．这种方法采用DNA序列码序的共生概率来抽取高维特征．然后采用相关法和／或贝叶斯分类器来分类结构模式．一些仿真试验的结果表明这种方法适合于DNA序列的结构分析。     

基于离子回旋共振有质动力加速的螺旋波推力器的原理研究

基于离子回旋共振有质动力加速(ICR/PA)的螺旋波等离子体推力器为一种先进概念的无电极推力器,具有无电极烧蚀、比冲高、寿命长的优点,在未来的深空探测和卫星的动力系统中具有广泛的应用。分析了该推力器的结构组成、工作原理、发展现状,并利用准线性理论推导了基于ICR/PA加速方式的离子获得能量的过程,给出了推力计算公式。理论分析结果为后续推力器的设计提供指导。     

一种新的宽带2FSK非相干解调器

讨论在低压配电网电力线高速数据通信信道下，宽带2FSK信号的最佳非相干解调问题。基于对信道统计特性的估计，提出了一种非相干最佳接收机的结构，可使接收机更好地适应低压电力线信道的时变特性。并给出了误码率公式以及最佳加权系数和误码率数值曲线。数值分析结果表明，设计的非相干2FSK最佳解调器的误码性能优于传统的非相干2FSK解调器。