感官及神经生物物理学

感官及神经生物物理学是大生物物理学的一个分支。它和分子生物物理学、细胞生物物理学相区别的主要特点就在于:感官及神经生物物理学是在比较复杂的生命系统的水平上,重点研究整个感觉过程中感官和神经系统的结构、功能、物理性质及活动的规律。也就是说,重点地研究若干基本的生命现象,如兴奋,兴奋传导,各种感觉过程(尤其是视觉与听觉),     

量子生物力学

量子生物力学是生物力学的一个新的分支.它利用研究微观结构状态下机械运动的量子力学基本原理、密切联系其他量子科学和量子统计力学,试图解释生物系统的微观现象,并预测其宏观性质. 对生物现象及其过程性质的每项深入的基础研究,都要达到微观水平.生物系统的所有结构材料,都起源于由于化学键而使原子相互结合,形成生物分子.在现代实验手段的基础上,证实了有机分子的化学与物理性质不仅决定于它们的初始结构,还决定于它们的立体化学构象及其变化.这种构象决定于分子的分散段绕键的旋转和键角的变形.对构象变化的研究、对各段运动的研究、以及对克服旋转中势阻的研究,都是十分重要的问题.     

混沌的神经网络

现在研究神经网络的人很多,但主要是人工神经网络。最近,有几个实验室分析了健康人的脑电图,发现其中存在混沌的证据;混沌也会是神经系统的正常特征。其实,尤其在一个单独的生物神经元中,可以在实验上观察到混沌性态,而这是一般人工神经元所没有的。本文介绍一种单独神经元的模型,它能够定性地描写实验观察到的混沌响应。一、神经元的非线性动力学模拟生物神经元动态的历史要追溯到早期的一些著名模型,例如MoCulloch-Pitts神经元(1943)和     

生物多样性与争夺基因的“世纪之战”

生物多样性指一个生态系统内部各种遗传物质组成的自然物体的总和，它是由生态系统内基因的实际数量决定的。生物多样性是生物在长期环境适应中逐渐形成的一种生物生存策略。     

光在植物组织培养中的调控作用

光是地球上一切生命的能量来源,它是世界上一切生物赖以生存的环境中最重要的因素之一.生命的起源和进化离不开光,生物结构和功能也受到光的强烈影响.珊已发现,植物正常的发育过程,是一个光形态建成的过程、一个需光调控的过程.从种子萌发、幼苗生长、叶片展开和叶绿体发育一直到开花、衰老和对光环境的各种适应,都离不开光参与调节.随着研究工作的深入,导致产生了“光生物学”.它是一门正在发展的生气勃勃的学科,美国等正从“光形态建成”等十四个领域展开着深入的研究.在农业生态上,不同波长的彩色光已被作为一项新的技术措施,取     

距离大陆越远的海岛上动物越温驯

厄瓜多尔的加拉帕戈斯群岛是一个生物学上的天堂,是大生物学家达尔文的灵感来源地。正是通过在那里的仔细观察,达尔文悟出了自然选择论：生物会不断进化,以越来越好地适应现在环境中的生活。这个理论的一个推论是：随着环境条件改变,生物会演化失去那些不再需要的结构、功能和行为。     

液态亚共晶铝铁合金结构因子的预峰

利用θ θ液态金属X射线衍射仪 ,研究了 6 75℃时Al_1 1 ?(质量分数 ,下同 )合金的熔体结构及其与熔体热历史的关系 ,并用纯铝作对比研究 .结果表明 ,未过热铝铁合金熔体的结构因子的小角部分出现预峰 ,高温过热后预峰消失 ;而纯铝熔体的结构因子在过热前后基本不变 ,也未出现预峰 .预峰的出现是液体中存在中程序的标志 ,预峰直接对应于Fe_Fe原子在中程序尺度上的关联 .以晶体结构作为一级近似 ,就可以构造一个液体结构模型 .基本的单元是一个体心立方 ,8个Al原子位于它的顶点上 ,一个Fe原子占据它的中心 .这样的单元沿着体对角线方向平移一个对角线的距离 ,能够满足预峰对Fe_Fe原子间距的要求 ,并给出一个类DO3 结构 .再将单元之间的空隙用铝的类fcc晶胞填充 ,那么整个实体的成分约为Al7Fe ,与由快速凝固所得的亚稳相Al6Fe的成分相近 .可以推测在液体亚共晶铝铁合金中存在成分近似Al6Fe的原子团簇     

5.55亿年前的蠕虫或是所有动物的共同祖先

<正>近期,美国的一个研究团队对澳大利亚曾发现的约5.55亿年前埃迪卡拉纪沉积物的洞穴化石进行激光扫面后认为,一种微小的蠕虫状生物可能是包括人类在内的所有动物的共同祖先。这种"蠕虫"被命名为"伊卡里亚·瓦里奥提亚",其前后、两侧对称,两端开口由肠道连接。它的头尾部特征明显,靠伸缩肌肉躯体,甚至可以在泥土中钻洞。     

生理活性物质的提纯及结构测定的进展

天然有机化合物是由生物产生的有机化合物的总称,其中在生物体内微量存在并参与生物的各种各样的生理活动的物质,统称为生理活性物质,如植物激素、昆虫信息素、抗生素等。由于这类物质在医药、食品、环境等方面具有重要作用,所以近来年这一领域的研究十分活跃。生理活性物质的分离、纯化及结构测定,在这一研究领域中占有重要的地位。在进行新的生理活性物质的分离时会碰到从脂溶性到水溶性,从低分子到高分子范围相当宽广的各种各样的物质。如何高效率地将它分离出来,就得根据物质的性质,采用适当的分离方法。分离方法从原理上说有:根据固体的溶解度;利用多相间的分配;按照吸附性能;依照解离度;根据分子大小;根据蒸气压等进行分离。在实施     

研究人员究竟该不该通过动物实验来拯救人类的生命?动物实验,是耶、非耶?

科学家蒂姆·唐兹(Tim Townes)小心翼翼地从笼子里抓出一只小白鼠,它挣扎着想逃出他的手心,唐兹在小白鼠的皮下注射满满一针筒试验药物.数日后他又从小白鼠身上抽取血样,望着显微镜下的血样,这位阿拉巴马州立大学的研究员满意地频频点头,他把结果记录下来.     

电针大白鼠对脑干中缝核区尾核脊髓GABA及其它氨基酸含量的影响

氨基酸类递质在针刺镇痛中的作用研究较少,有人报告,针刺前后小白鼠皮层和丘脑中α-氨基丁酸(GABA)等氨基酸含量有显著变化,韩济生等应用药物注射的方法,观察大白鼠全脑GABA含量的变化对针刺镇痛的影响,他们的工作提示针刺镇痛与氨基酸含量变化有关,很多工作证明脑干中缝核群是实现针刺镇痛的一个重要结构,组织化学工作显示中缝核内含有GABA神经元胞体,因此我们希望了解中缝核区GABA在针刺镇痛过程中的变化,在本工作中我们测定电针前后中缝核区、尾核和脊髓中GABA、谷氨酸(Glu)、谷氨酰     

干细胞处于所有癌症的中心吗?

干细胞和癌细胞是细胞众多状态中的一部分,这个事实说明干细胞不会处于所有癌症的中心,但会是癌症发生发展的一个重要因素.近年来更多的生物实验研究和医学临床观察也充分支持这个结论.干细胞与癌症的关系是关于细胞形态维持与转化——生物的中心问题之一.通过分析干细胞和癌症在3种层次-现象、分子生物标志、系统生物机理-中的关系,21世纪内发展起来的内源性网络理论可以作为一个全新的、综合性的思考平台.它能定量地刻画细胞状态的稳定性和相互转化的动态路径,把遗传和表观遗传现象的描述统一在同一个理论中,能更好地理解目前对这个问题研究的热潮下的生物学意义并能在理论和计算上帮助它向前推进.所有这些进展都指向一个可能:革命性的突破就在我们眼前.     

亲和素在脂单层膜上的二维晶体研究

生物大分子的二维晶体可以利用电子晶体学的方法进行结构分析.利用脂单层膜对蛋白进行二维结晶是一种比较新颖的方法.这一方法最早是由美国斯坦福大学Kornberg教授领导的实验室开创的.亲和素是一种从鸡蛋清中提取的糖蛋白.它和链霉亲和素在生物活性上有着惊人的相似性.两者都由4个等同亚基组成.每个亚基上有1个与生物素分子结合     

铁氧化物的生物矿化

生物无机化学的很多内容虽然都是研究水溶液中金属络合物的结构和光谱性质,但目前化学家们正在将注意力转向研究生物无机固态过程。研究生物无机铁氧化物可以很好地来了解生物化学反应的复杂性和精密性。例如,趋磁性的细菌能够利用磁铁石的特有性质在地磁场内遨游。普通的帽贝依靠一种铁—蛋白的复合物来获取它们的食物。     

人工智能助力生物分类

正随着全球生物多样性的减少,研究人员正急切地将所有新发现的昆虫和其他无脊椎动物编入目录,它们涵盖了尚未命名的900万个物种的90%。为此,科学家通常要花很长时间在实验室里对收集到的标本进行分类。现在,一种名为"多样性扫描"的新方法可能会帮上忙。这种方法包括一个机器人,它可以每次从托盘中取出一个昆虫或其他小生物,并对它们拍摄;然后,一台计算机使用名为"机器学习"的人工智能,将每个样本的腿、触角和其他特征与已知样本进行比较;最后,     

神奇的预言·大胆的幻想(下)

五、生化、生态与奇异生物题材 早在第一部科幻小说《弗兰肯斯坦》中就谈到了生物技术。后来苏联作家别里亚耶夫写出了脍炙人口的《陶威尔教授的头颅》:一名科学家把另一名科学家的头颅从身体上切割下来,并利用营养管道维持了它的存活,最后还研究出如何将一个人的头颅接到另一个人的身上;     

生物分类学中的方法论

在达尔文《物种起源》(1859)一书发表以后的近一个世纪中,在生物分类学中并不存在方法论上的竞争.分类学家在力图建立一个能反映“亲缘关系程度”的分类系统方面是没有异议的.在竞争性的分类系统之间存在的差异,涉及所利用性状的数目和种类,作者是否接受重演原则(principle of recapitulation),是否把他的分类系统建立在系统发育的基础上,以及在利用化石记录方面达到了什么程度.因为没有方法论,所以对同一有机体类群有时提出根本不同的分类系统,而这些系统中的每一个都无非是一种假设或模型,同时,在提出新的分类系统时因为所用的证据常映乏确定性,除了作者自称是“更好的”以外,没有任何充分的理由证明它们确实是更好的.生物分类系统研究中     

水中的生命

在古生代时期，生物开始离开生命的摇篮──水。去适应陆地生活。最先涉足陆地的生物是各种各样的原生物──蠕虫和腕足类动物，时间距今大约4亿2千万年，地质学家称之为志留纪时期。在石碳纪时期（大约3亿年前），软体动物、第一批脊椎动物和远古两栖动物也相继爬上了陆地。最终，爬行动物成为首批脱离水生环境，完全适应了陆地环境的生物。然而，并不是所有这些登上了陆地的生物都永远地摒弃了水生环境。一些生物最终返回水中，并再度适应了它们祖先的生存环境。这一切变化给生物的体型、行进方式、呼吸、联络方法、育婴和自卫等都留下了…     

正视一门科学——生物统计学和田间技术

一生物统计学与田间技术的意义生物统计学是统计学的一个分枝。它是数学的理论和方法在生物学中的综合应用,它是统计学和生物学相结合而成的一种新科学;而田间技术或试验设计又是生物统计学的理论和方法在田间试验上的应用与发展,它是生物统计学在农学中新发展而成的一部门。在生物学研究及农事试验的设计规划和分析研究上,生物统计学和田间技术不仅帮助生物学家和农学家对于试验观测所得资料进行科学的分析研究,得出正确的结论,而且可以帮助研究者对于所作观测和试验订出正确的设计和规划,使试验和观测的资料和     

动物实验,是耶,非耶？

科学家蒂姆·唐兹（TimTownes）小心翼翼地从笼子里抓出一只小白鼠，它挣扎着想逃出他的手心，唐兹在小白鼠的皮下注射满满一针筒试验药物。数日后他又从小白鼠身上抽取血样，望着显微镜下的血样，这位阿拉巴马州立大学的研究员满意地频频点头，他把结果记录下来。唐兹用遗传工程方法培育了那只小白鼠，他改变了这只小动物的基因，使其患上镰形血球病，这是一种血液紊乱症，可导致严重的疼痛、贫血、器官功能失效。这种病使近10万美国人苦不堪言。此时，由于注入了唐兹的实验药物，小白鼠的红血细胞由原来的镰形变成了圆形，类似人类的血细…