隐式生物膜模型及E蛋白折叠模拟

受计算速度所限,现有生物膜模拟多集中于膜内多肽链片断,对膜两侧的多肽链片断关注较少.通过构建隐式生物膜模型,在格子空间中针对传染性非典型肺炎冠状病毒E蛋白的全序列进行模拟研究.结果表明,E蛋白在折叠过程中存在两个明显的热力学转变:从无规线团开始,生物膜内较强的氢键相互作用促使螺旋形成,导致coil-helix转变;在疏水相互作用下,膜两侧水溶液中的多肽链片断发生坍塌,导致coil-globule转变;最后形成稳定的跨膜构象,且跨膜序列与已有的预测结果基本符合.相关模拟手段体现了很高的计算效率,为后续的膜蛋白聚集体模拟研究提供了可行方法.

生物电极膜内脱氮速率模型

通过研究生物电极脱氮过程中膜内物质运动和反应机理,建立了能够表现生物膜内脱氮反应过程的动力学模型。在本模型中,氢气和醋酸同时作为电子供体参与反应,在生物膜内反硝化细菌的作用下,硝酸氮被还原为氮气从而彻底将其去除。模型综合考虑了膜内物质迁移、扩散等对脱氮过程的影响,得到了氢气和醋酸同时作为电子供体参与反应时去除硝酸氮的动力学方程。在模型建立过程中,假定生物膜厚度和反硝化菌脱氮活性不受生物浓度、时间和电极位置影响,并且认为生物膜内各反应物质的有效扩散系数约为其在水中分子扩散系数的80%。采用Runge Kutta法和ShaotingMathal法对模型进行求解,模型计算结果和实验结果较吻合。

生物膜模型的提出及其演变过程

生物膜模型的提出及其演变过程孙颖（河北师范大学生物学系０５００１６）１９世纪末，细胞学家用光镜观察各种植物细胞和单细胞生物，并用物理及化学技术探测细胞边界时，逐渐意识到在细胞表面存在着一层显然有别于原生质性质的膜，因为这层膜有弹性，可伸展，不同于细胞...

基于生物膜模型分析溶菌酶抑菌机制的研究进展

溶菌酶的抑菌作用主要是对微生物细胞壁的破坏,最终导致细菌的裂解死亡。但研究表明,溶菌酶对细菌的细胞膜也有一定的破坏作用,溶菌酶能够吸附聚集在膜的表面,诱导其出现更大或者更多的孔洞,膜的渗透性发生了改变,并且对膜内活性直接抑制,导致细菌裂解死亡。这种溶菌酶对细胞膜的破坏作用与其对革兰氏阴性菌的抑菌机制有关。将溶菌酶适当改性可增强溶菌酶对细胞膜的亲和性,从而增加其对革兰氏阴性菌的抑制效果。因此文章对溶菌酶抑菌作用位点和改性溶菌酶抑菌特性进行综述,并着重阐述基于脂质生物膜模型分析溶菌酶与细胞膜的亲和作用的研究进展,并对溶菌酶的抑菌机制进行归纳总结和阐述,为溶菌酶在食品中广泛应用提供参考。

口腔生物膜体外模型的建立和应用评估

目的 :通过建立体外生物膜模型 ,模拟口腔内生态环境以探索生物膜在龋病发生发展中的作用。方法 :利用发酵罐与恒流培养室的组合构建简易的体外生物膜模型 ,通过恒流培养室内液体培养基连续的流动循环 ,模拟出口腔内液体持续冲刷的生态环境。在羟磷灰石片上定植 4种口腔常驻菌 ,以形成实验性生物膜 ,并通过每 1 2h定时给以蔗糖底物 ,模拟致龋环境 ,观察系统中实验菌CFU计数、pH动态变化等各项反应及不同环境下所形成生物膜的微结构变化。结果 :本研究建立的系统能较好的控制各项实验参数 ,加入蔗糖底物后表现出明显的致龋反应。结论 :本组建立的体外模型有着良好的可靠性与可重复性 ,可用于对口腔生物膜的各项体外研究。

生物膜多基质模型及其对BAF处理合成污水的模拟

将简化的活性污泥模型ASM3与传质反应方程相耦合,建立了生物膜多基质模型(BMSM),在此基础上,运用均相生物膜反应单元概念,导出了曝气生物滤池(BAF)反应器一维模型.模型方程表明,出水基质浓度与生物膜表面积相关,与反应器体积无关.灵敏度分析结果表明,出水水质对大部分动力学参数灵敏度较低,对生物膜参数如表面积、膜厚、活性附着生物量等灵敏度较高.进行了以陶球为滤料的BAF处理合成生活污水实验,测定了生物膜膜厚、生物膜干密度、生物膜面积分别为300μm、45kg/m3、5.65m2.用Matlab语言对BAF的稳态运行进行模拟,考察了COD、NH4+-N、NO3--N沿填料高度浓度上的变化.结果表明,建立的BMSM能较好地模拟BAF的稳态运行.

论证式教学策略在高中生物学教学中的应用——以“生物膜的流动镶嵌模型”教学为例

尝试以＂生物膜的流动镶嵌模型＂一课为例,探索论证式教学策略在高中生物学课程中的应用,说明＂从资料到主张得出乃至认可＂需要充足的论据,示范论证策略的应用,彰显论证式教学策略的教育意义。

抓住契机 领悟科学探究的基本步骤——“生物膜的流动镶嵌模型”教学设计

以生物膜结构的探究历程为主线，在引导学生建立生物膜模型的过程中，以探索细胞膜的基本结构最后得到的4个科学结论为基本线索，充分利用教材引导学生从科学探究历程中归纳并深刻领悟科学探究的基本步骤。

“生物膜的流动镶嵌模型”教学设计

本节采用科学探究的一般过程及方法,来突破生物膜模型构建的发展史这一主要内容。通过资料展示,学生自主阅读分析,采用层层设问的形式,引导学生以绘制平面图的方式,对生物膜模型进行构建,体验知识的生成过程,培养学生的探究意识,分析解决问题的能力,从而达成教学目标。

《生物膜的流动镶嵌模型》教学实录与评析

本课内容为人教版高中生物必修1《分子与细胞》第4章《细胞的物质输入和输出》第二节的内容。本课教学目标为简述生物膜的结构,探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点,旨在培养学生善学、笃学、乐学的品质及生命观念、科学思维和科学探究等学科核心素养。

基于5E教学模式下“生物膜的流动镶嵌模型”一节的教学过程设计

利用5E教学模式对人教版生物必修一第四章第二节＂细胞膜的流动镶嵌模型＂进行教学设计,用＂引入＂＂探究＂＂解释＂＂精致＂＂评价＂五个环节可以很好地突破传统教学设计的局限,帮助学生建构科学的知识体系,体会结构与功能相适应的生物学观点。

苦参碱对白色念珠菌生物膜的体外抑制作用

目的:建立白色念珠菌生物膜体外模型,观察中药有效成分苦参碱对生物膜活性及超微结构的影响。方法:以白色念珠菌国际标准菌株ATCC76615为研究对象,采用96孔微量培养皿,甲基四氮盐(XTT)减低的方法,评价苦参碱对不同阶段白色念珠菌生物膜的体外生长动力学影响;应用激光共聚焦显微镜和死菌/活菌荧光染色方法观察苦参碱对白色念珠菌生物膜超微结构的影响。结果:苦参碱对不同生长阶段(早、中、成熟期)的白色念珠菌生物膜均有抑制作用,随着生物膜成熟度的增加,耐药性增强;激光共聚焦扫描显微镜死菌/活菌荧光染色观察发现,苦参碱可影响白色念珠菌生物膜中细胞的形态及代谢状态。结论:苦参碱对体外白色念珠菌生物膜具有抑制作用。

五倍子对牙菌斑生物膜细菌生长代谢的研究

目的:通过恒化器生物膜模型比较五倍子和洗必泰的抗菌效果,为中药替代化学药物预防龋病的应用推广提供理论依据。方法:建立恒化器牙菌斑生物膜模型,经五倍子和洗必泰处理后,通过生物膜上细菌计数、连续pH的监测、生物膜超微结构观察,比较二者对口腔常见细菌的生长、产酸和生物膜表面形态的影响。结果:①五倍子和洗必泰对实验菌株的生长都有不同程度的抑制,五倍子对生物膜细菌的生态组成无明显影响。②二者都能够抑制实验细菌产酸,使恒流培养室内的终末pH高于临界pH;4 g.L-1五倍子抑制产酸的能力同0.5 g.L-1洗必泰相近。③与对照组相比,五倍子和洗必泰处理后的生物膜表面菌细胞界限清晰、绒团样胞外基质相对减少,二者间未见明显差别。结论:在生物膜模型中,五倍子可以通过抑制细菌生长、产酸、产胞外基质等途径,抑制生物膜细菌的生长代谢,4 g.L-1五倍子的抗菌效果同0.5 g.L-1洗必泰无明显差异。提示五倍子是一种具有应用前景的防龋中药。

生物滤池用于深度处理时的数学模型

推导出了深度处理中的生物过滤数学模型,并由这个模型进一步证明了在一定的滤层高度时生物滤池对溶解态BOM的去除效果随滤速的增大而降低,从理论上解释了一些试验中观察到的现象。

生物膜建模研究的现状及展望

生物膜模型既是一种认识生物膜作用的研究工具,也是一种常用于工程实际的模拟工具。生物膜本身的多相性对现今的一些生物膜模型的简化假设提出了质疑。文章概述了IAWQ专家组对当今生物膜模型的研究现状的总结评估及指出的将来在生物膜建模领域的研究方向;对科技工作者进行有关生物膜模型教育培训;对生物膜过程的实时控制的数学模型的发展;膜结构和膜作用(性能)在工程上的应用等被认为是生物膜模型实际应用的主要方向。

水利工程中的生物膜研究进展

首先介绍生物膜的基本性质和力学性质,然后分析和综述国内外在咸水淡水水域中研究生物膜对床面形貌和泥沙力学特性影响的相关研究,并对生物膜模型的发展进程进行概括,在此基础上,结合生物膜在水利工程中的研究现状,探讨了今后的研究方向。生物膜的生长能够形成相对光滑的表面提高床面稳定性;另一方面受生物膜在颗粒间黏结力的影响形成的生物絮体其起动和沉降等力学特性都会发生改变。虽然大多数研究主要集中在咸水区域,但是近年来由于淡水环境的营养物质过剩为生物膜的生长提供有利条件,淡水区域的研究呈现逐步增多的趋势,咸淡水中生物膜影响的差异以及生物膜模型的深入探讨是未来研究的重点。

有效构建模型 发展科学思维——以《生物膜的流动镶嵌模型》的教学设计为例

在设计《生物膜的流动镶嵌模型》的教学时,以“生物膜的成分→生物膜的结构→生物膜的结构特点”为主线,以科学史为素材,引导学生分析、推理,并以小组为单位开展模型构建活动.这样设计教学,可引导学生积极主动地参与探究过程,发展学生的科学思维.

培养学生批判性思维能力的高中生物学激趣教学实践--以“生物膜的流动镶嵌模型”一节教学为例

基于培养学生批判性思维的课程目标要求,概述了批判性思维的内涵与组成要素,结合高中生物课堂教学实际,以"生物膜的流动镶嵌模型"教学为例,提出培养批判性思维的激趣教学一般流程,为实施培养批判性思维的教学提供参考。

科学应用生物学具,提高生物教学效益——以“生物膜的流动镶嵌模型”一节课为例

以＂生物膜的流动镶嵌模型＂一节课为例,重点介绍了如何通过指导学生设计制作学具,合理安排学具在课堂上的应用环节,在合作探究中应用好生物学学具,以及以教师为主导在对话交流中应用好学具。

缺氧生物滤池处理城市污水模型与仿真

为进一步了解缺氧生物滤池的工艺过程特性,基于影响缺氧生物滤池处理城市污水性能的分析,从生物滤池的流体力学、过滤特性及生物膜特性3方面考虑,建立了一个能反映生物滤池内微生物降解基质和生物滤池逐渐堵塞的数学动力学模型,并采用牛顿迭代法,通过MATLAB软件编程求解。实验室规模的上向流缺氧生物滤池试验结果与计算机仿真结果的对比表明:该模型能有效仿真上向流生物滤池在不同负荷和运行条件下的性能。