受体光漂白FRET技术的实践与优化北大核心

蛋白质之间的相互作用对生命活动的调节具有重要意义,为了精确检测纳米级蛋白质之间的相互作用,促进高端成像技术的发展。利用共聚焦显微镜系统和图像处理软件ImageJ,开发和优化了受体光漂白荧光共振能量转移(FRET)技术。该实验总结了FRET荧光对的特点并提出选择方法,确定了受体光漂白FRET技术的操作步骤,分析了FRET技术的限制条件并给出了优化方案,详细描述了图像展示和数据分析的具体方法。该文建立了从实验设计到数据分析的一整套实用可靠的操作方案,可为显微成像技术从业者提供借鉴。     

教学信息表征设计

教学信息的表征设计,指根据具体的教学内容和特定的教学目标,结合具体媒体的表现与应用特性,将教学信息进行重新编码、设计的有计划的活动与过程。其目的是为了优化教学传播过程和效果。相对于媒体设备而言,教学信息表征设计的结果是产生与具体的教学相适应的教学软件、课件或素材。根据教学软件设计的需要,按照不同的分类标准,教学信息的表征设计可分为总体设计和局部设计、静态设计和动态设计、单模态信息设计和多模态信息设计等。不同的设计类型有不同的设计任务和标准,当教师在对教学信息表征进行设计时,往往需要综合考虑各类设计形式,…     

饶子和：基础研究进展报告

清华大学结构生物学实验室目前主要以分子生物学技术、蛋白质化学技术、X－射线晶体衍射技术为主要手段，对与人类重大疾病和重要生理功能相关的蛋白质及其复合体的三维精细结构与功能的关系进行深入而系统的研究。在阐明结构与功能的基础上，利用蛋白质工程、细胞生物学或其他生物学技术, 进一步寻找具有基础理论意义或重要应用价值的突变体、复合物（体）或候选药物先导化合物，用以解释某些生物学问题或为开发人类重大疾病相关药物提供结构依据。结构生物学是清华大学“211”工程第一期重点建设的新兴学科。1996年夏天，王大中校长访问…     

意识的功能定义及其方法论意义

根据我们日常体验的意识种类,意识的功能定义以信息加工为假设将意识界定为全局可用性和自我监控。基于这种功能定义,意识的神经相关物探索与其说是寻找与意识状态相关的神经结构,不如说是在破解神经网络为了解决问题而自我组织的特定方式。同时基于意识是一种超模块化的功能结构,意识神经相关物的探索在方法论上需要整合局部表征和分布式表征。当然从功能主义角度形式化定义意识及其研究方法,仍然没有为心-身关系提供一个确定的答案。     

基于多模态交互信息的协作学习投入分析

协作学习投入面临多维、动态数据采集与多元数据融合分析的挑战,而多模态交互分析能够提取并融合动态、多维度的投入信息,对表征协作学习交互过程具有重要价值。基于此,文章构建了基于多模态交互信息的协作学习投入分析指导框架,并从投入水平的整体性表征、投入状态的多维性分析和投入信息的时序性挖掘等角度,阐述了协作学习投入分析应考虑的关键问题。此外,文章还提出了包含多模态信息采集、多模态特征提取、多模态特征融合分析等三大模块构成的多模态交互信息分析路径。研究结论显示,多模态交互信息能实现对协作交互过程全方位、细粒度地记录,进而对小组协作学习投入的状态进行动态表征与持续分析。未来研究可能的方向在于基于智能语音处理技术的交互会话分析、基于仪表盘的投入信息可视化呈现以及基于智能代理的协作投入适应性支持。     

运用基因的理念认识生命世界

<正>所有生物都需要获得精确的信息指令来指导和控制其生长、代谢、运动、分化和繁殖等过程,而分子水平上的信息传递或信息流动是一切生命活动必不可少的过程。这个信息传递包括由DNA分子携带的基因中的遗传信息向后代的传递,还包括由基因控制的遗传信息通过转录、翻译过程合成蛋白质而控制细胞与组织的结构和功能。蛋白质和其他化学物质(如激素等)还可以     

细胞的信息传递浅谈

1细胞信息传递的概念 单细胞生物可直接对外界环境的变化作出反应。而高等生物往往是由成亿个已分化成具有特殊结构与功能的细胞所组成的有机体,大多数细胞不与外界直接接触,如此众多的细胞之间必然需要有效的信息联络,对细胞功能进行调控,从而完善地发挥其各自的功能,彼此协调,相互配合,维持机体的自稳状态,以适应各种生命活动和生长繁殖的需求。     

功能蛋白质组学研究

1990年国际上开始实施人类基因组计划,2001年2月,完成人类基因组图谱,标志着后基因组时代已经到来。新时代的最终目的,是阐明基因组所表达的真正执行生命活动的全部蛋白质的表达模式和生命功能。目前,我们更为注重那些可能涉及到特定功能机理的蛋白质群体,即功能蛋白质组的研究,主要的研究手段为双向凝胶电泳、Edman降解法测N端序列、质谱技术。功能蛋白质组学的提出,可从动态整体的角     

细胞中的生物大分子

要深入阐明细胞生命活动的规律,就必须了解蛋白质、核酸等生物大分子的结构和功能,因此这一部分内容是细胞结构和功能、细胞呼吸、遗传物质基础、基因工程和蛋白质工程、蛋白质的分离与纯化等内容的     

三重表征理论在高中生物学教学中的应用——以“蛋白质是生命活动的主要承担者”为例

运用宏观、微观、符号3个层面表征知识能够有效促进学生对概念的深层认知和迁移应用,以“蛋白质是生命活动的主要承担者”为例,基于三重表征理论,引导学生宏观认识蛋白质的功能,微观辨析蛋白质的结构,在不同符号化表征的灵活转换中,全面构建知识框架,形成认识生物大分子的基本思路和方法,突出三重表征理论在帮助学生认识生物大分子、发展学生生物学学科核心素养的重要作用。     

科技简讯

病因蛋白质速鉴技术日本三菱化学公司最近开发出快速发现病因蛋白质技术。专家已利用这一技术分别找到诱发糖尿病和癌症的数种蛋白质。专家认为,绝大多数疾病都是由10万种以上的特定蛋白质相互作用所致,如果能提前发现哪些蛋白质会相互作用并引发疾病,便可加快新药开发的进程。此前,日本爱媛大学和庆应大学分别开发出了蛋白质提前合成和发现蛋白质相互作用的技术,三菱化学公司对这些技术进行了综合利用。研究人员先把特定基因注入放有小麦胚芽的试管内,使试管内的物质在4～8小时内相互作用,结果合成了数百个蛋白质,而此前合成一个蛋白质则需…     

不同学业水平学生的数学问题条件知识测量

问题条件知识是指在特定的学科问题情境中,与学科问题解决相关的条件性知识,表征问题的限制条件和关键信息。本研究以不同学业水平的学生为被试,设置了一个具体的数学问题,测量学生的问题条件知识表征状况。研究发现不同学业水平学生的问题条件知识表征水平存在显著差异,问题条件知识表征水平对学业成绩有显著影响。     

专题二 细胞的结构和细胞的代谢

知识梳理1.细胞是生物体结构和功能的基本单位。2.根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为真核细胞和原核细胞;由真核细胞构成的生物叫真核生物,如植物、动物、真菌等。由原核细胞构成的生物叫原核生物,如蓝藻等。3.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。细胞膜的功能包括将细胞与外界环境分隔开,控制物质进出细胞,进行物质间的信息交流等。4.细胞器的结构和功能。线粒体具有双层膜结构,是细胞进行有氧呼吸的主要场所;叶绿体具有双层膜结构,是绿色植物进行光合作用的场所;内质网具有单层膜结构,是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“…     

透射电镜带轴系列倾转的数学模型设计北大核心

透射电镜(TEM)是一个集多功能于一体的微结构表征工具,对分析材料的形貌、结构和性能意义较大。TEM采集的数据是三维物体在二维空间的投影图,想要得到全面准确的信息,需将样品倾转至特定晶带轴方向。晶带轴系列倾转的操作主要依赖菊池极的位置,然而由于不同晶带轴之间的角度相差较大,在荧光屏上难以观测到多个不同菊池极,且倾转过程中样品位置会发生大幅度偏移,需在衍射和成像模式之间反复多次切换方可获得理想的结果。为降低带轴系列倾转的操作难度,该文建立数学模型,通过测量菊池线与水平方向的夹角,可简单快速地获得目标晶带轴所需的倾转角度。该工作为高校充分利用TEM检测晶体微观结构、确定取向关系提供具体的理论和实验指导。     

课堂动态生成资源的结构分析

课堂动态生成资源系统是由各要素按其内部联系、以一定结构组合而成的互相联系、互相作用并具有特定教学功能的有机整体。在不同的情境下,课堂动态生成资源各要素之间相互联系、相互作用而形成的教学活动过程具有明显的差异性,其结构形式也是不同的。     

基于多重表征的问题解决教学研究——“溶解结晶平衡”的教学设计和实践

一、该案例设计的出发点 我们所提出的多重表征模型是指：存在着和学习过程相关的三个世界（现实世界、知觉世界和认知世界），每个世界都存在相同的一个三维坐标体系（由认知轴、抽象轴和空间轴构成），每个坐标体系中对应地存在三种表征类型（宏观表征、微观表征和符号表征）。现实世界对象的呈现状态和方式等诸多因素都将会影响到知觉对象。在知觉世界中所形成的知觉对象是一种外在表征。面对相同的信息或者情境结构，所知觉到的外部表征信息越多，则任务就越容易解决。由此我们也可认为，从现实世界中获得的有效信息越丰富、越翔实，则越有利于认知世界中表征的形成和发展。因此，对于问题解决教学而言，问题要来源于现实世界。不同学生有不同的认知风格、思维水平和学习需要，教学要以学生的需要为本。因此，对于不同认知水平的问题解决者而言需要从现实世界中选择不同的表征类型进行教学。     

神奇的蛋白质

蛋白质是生物体重要组成部分,每种蛋白质可以在不同的生理和病理条件下表现出多种形态结构。蛋白质分子的结构非常精妙,可以行使机体的各种复杂功能:各种化学反应、构建复杂的通讯网络。如果负责细胞通讯网络的蛋白质分子发生异常,常会引起灾难性的结果,诱发克-雅氏病和癌症等疾病。     

“细胞大小与物质运输关系”模拟实验的改进

为帮助学生更好地理解细胞的大小会影响物质运输的效率,可改进人教版高中生物学必修1·分子与细胞中的“细胞大小与物质运输的关系”模拟实验。其方法是:改进实验试剂,把含有纤维素的不同边长红色琼脂块浸泡在纤维素酶溶液中,反应后红色消失;在无需切开琼脂块的情况下,运用激光测距仪连续定时测量,可直接模拟出物质进出“细胞”的动态过程;对测量数据进行动态处理,能够直观、准确地得出“细胞越大,其物质运输效率越低”的结论。     

美研制出新型细胞成像技术

美国研究人员开发出了一种被称为成像质谱仪的细胞成像技术，利用该技术可以获得显示组织中不同蛋白质位置的数字图像，并提高癌症诊断和治疗效果。 美国田纳西州范德比尔特大学的研究人员在新一期《自然医学》杂志上报告说，这一技术能够确定产生高水平 “胸腺素贝塔－4”的组织的精确位置，而“胸腺素贝塔－4”被认为是促使肿瘤细胞生长的蛋白质。通过确定组织中产生高水平该种蛋白质的位置，医生可以提高癌切除手术的效果。研究人员说，这种技术还能帮助他们更好地理解致癌蛋白在某些特定组织中的功能和位置，并有助于开发出阻止该种蛋白的药物。 传统的质谱仪根据蛋白质的分子量来获取组织中蛋白的光谱，但难以确定组织中单个蛋白的位置和可能功能，成像质谱仪则解决了这个问题。范德比尔特大学研究人员使用激光和高速计算机改进了传统的质谱仪，由此研制出的成像质谱仪可获得显示细胞和组织内蛋白分布的数字照片。 华盛顿大学圣路易斯分校化学和医学教授格罗斯说，新型质谱仪使科学家能够观察分子的位置、对比正常分子和发病分子，为探究蛋白分子提供了更多途径。     

分子伴侣与蛋白质折叠的研究进展

研究蛋白质的折叠,是生命科学领域的前沿课题之一。蛋白质是一种生物大分子,其新生肽链须经折叠和装配形成特定的三维结构才具有活性。在肽链折叠过程中,往往会产生折叠异常形成集聚体。分子伴侣可有效地调控肽链的折叠,从而避免集聚体的形成。文章对分子伴侣的发现过程、作用机制、种类、特性及在蛋白质折叠中的作用等方面的研究进展作了概述。