分子生物学分析篇1
人们对于天然化合物的研究从未停止过。时至今日，有人认为通过化学家、生物学家和化学生态学家的协同合作，研究有药用价值的天然分子这一课题极具开拓性。但注重研究分子的科学家们过分强调研究中的新概念和分析手段，却把人们对药物基本的担忧和质疑抛诸脑后。受这种科研思想和方法的影响，人们对天然化合物本身的关注大打折扣，但对分子的研究在诸如生态的维持和疾病的治疗等领域有着重要应用。本书介绍了一系列引人注目的海洋分子，由于它们有趣的结构、奇异的生物活性和在环境中的重要性，一大批享誉世界的科学家和一些部级的研究机构开始关注海洋分子。
本书包含4部分共计23章：第1部分化学层面上出色的海洋分子，含第1-6章：1.海洋蓝藻毒素对人类健康的潜在危害，介绍一组专家团队对于蓝藻毒素对于人体健康的影响的相关研究；2.引人注目的海洋生物毒素StX（贝类毒素）、ttX（河毒素）和CtX（芋螺毒素）；3.从海洋中青霉素物种的获得新的潜力抗肿瘤药物探索的联想；4.惊人的深海水热生态圈中的真菌大家族：一个未开发的生物科技潜力股；5.来自海洋无脊椎动物的醣脂类；6.活化石海百合类中的色素。第2部分，生态学层面上出色的海洋分子，含第7-10章：7.细菌通讯系统，探讨内部传感的分子机理、调节过程的有效范围和抑制；8.软骨藻酸，发现和其生态学、药学价值；9.藻类形态诱导物，藻类和陆生植物在细胞分化和生长模式方面的异同点和这些诱导物；10.卤化反应和钒依赖性的卤化过氧化酶，一些海洋分子的卤化过程，钒依赖性的卤化过氧化酶成为了一个着重介入点。第3部分，具有特殊生物活性的优秀海洋分子，此部分聚焦分子的结构活性和药学应用，含第11-17章：11.具有药学潜力的海洋分子，通观了近来的明星分子们；12.“希望之星”――角鲨胺：一种新的氨基类固醇，这类物质具有广泛的药用价值；13.海洋生物肽的次生物，介绍了此类物质作为抗癌剂方面的研究；14.芋螺毒素和其他芋螺多肽，这些物质进一步阐明了食肉软体动物们通过修饰海洋多肽所产生的攻守体系；15.生物光合体系中的类菌胞素氨基酸，介绍了由地衣和造礁珊瑚所产生的两类类菌胞素氨基酸；16.环节动物细胞外的血红蛋白和它们在生物工程上的潜力；17.物质片螺素。第4部分，分析方法上的新趋势，此部分力求在海洋产物的提取、纯化、分析、模拟和限价等方面提供一个完美的助益，含第18-23章：18.核磁共振阐明结构，旨在通过多实例分析提供不同情境下的合理处理方案；19.组学（omics）概论；20.环境研究中的基因挖掘和应用，来自海洋有机物的事例；21.海洋有机体中的蛋白质组学和代谢组学，现行的策略和认识；22.生物合成自然产物的基因组学，从基因到代谢物；23.高通量筛选海洋资源。
本书涉及的内容极具针对性，比较适合从事有机化学、生态学和生物学，尤其是海洋生物相关领域的研究人员和研究生阅读，另外也可以作为医药研发方面的相关从业人员参考借鉴。
方智，硕士研究生
（中国科学院理化技术研究所）
分子生物学分析篇2
关键词：转录因子；naC；生物信息学分析；抗逆性
中图分类号：R318.04文献标识码：a文章编号：0439-8114（2014）17-4199-06
BioinformaticsofthetranscriptionFactornaCwithStressResistance
KanGmei-ling，ZHoUZhen-hua，tianZhong-jing，minGDong-feng，maLi
（CollegeofLifeScience，ZaozhuangUniversity，Zaozhuang277160，Shandong，China）
abstract：physicochemicalproperty，hydrophobic/hydrophilic，membranestructure，secondarystructure，functionaldomainsofresistance-realatedmembersinthefamilyofplanttranscriptionfactornaCwereanalyzedwithbioinformatics.theresultsshowedthatprimarystructureof17naCmembershadobvioushydrophobicandhydrophilicareas，-helixandβ-sheetwerediscoveredintheirprimarystructureprediction.theirsecondarystructurewascomposedof-helix，β-sheetandirregularcurl.three-dimensionalstructureofthenaCproteinswasestablishedbyhomologymodeling.phylogeneticanalysisshowedthattheyweredividedintofourgroups.Bythealignmentofmultiplesequence，conservativesectionsofthesememberswereobtainedandapairofprimerwasdesigned.theworkwillpavethewayforfurtherstudingtheexpressionregulationofthenaCtranscriptionfactorsrelatedwithresistance.
Keywords：transcriptionfactor；naC；bioinformaticsanalysis；resistance
生物体内有大量的转录因子存在，它实际上是一种反式作用因子，存在于众多不同的信号转导途径中，可以特异地与顺式作用元件结合，从而调控目标基因的表达，是各种生化生理活动调节的关键所在[1]。根据Dan结构域的不同可以把转录因子分为很多家族，其中naC家族就是一种具有多种生物功能的植物特异转录因子。1996年，Souer等[2]在矮牵牛中获得了第一个naC基因。之后，研究者在拟南芥中发现了CUC2[3]。CUC2和nam同属于nam亚族，水稻的onaC300、金鱼草的CUp和南瓜的CmnaCp也属于这个亚族[4]。Vroemen等[5]从拟南芥中分离到与CUC1和CUC2同源的CUC3。CUC促进茎尖分生组织的分化，参与器官边界的形成。随后，atnam的发现及其相关功能的研究表明，分生组织的形成和器官边界的建立与atnam密不可分[6]。2003年，ooka等[7]首次将naC家族分为2个大组和18个亚组。之后对naC亚家族成员的研究基本上都是以ooka的分类为依据展开的。作为具有重要功能的转录因子，利用生物信息学的方法对其进行全面分析，有助于获取关于naC家族更多的信息，从而为其功能基因组学的研究提供更为详尽的数据。
1转录因子naC的结构特点与生物学功能
naC转录因子有着鲜明的特点，在其蛋白质的n端有高度保守的约150个氨基酸组成的naC结构域。naC结构域不包含任何已知的蛋白质结构域，而是由几个不规则的卷曲螺旋围绕着一个扭曲的β-折叠片构成，与典型的螺旋-转角-螺旋结构有较大差别[8]。典型的naC蛋白质的n端有一段高度保守区，该区可进一步分成a～e五个亚结构域，可结合蛋白质或Dna，也可参与二聚化过程。碳端是高变区，对转录过程起调控作用[9]。
naC转录因子是植物中最大的转录因子家族之一，广泛分布于苔鲜植物到高等双子叶植物中。研究表明，naC转录因子具有诸多生物功能，详见表1。
2数据与方法
从nCBi网站的GenBank数据库中筛选了17种naC家族中与抗逆性有关的核苷酸序列及其对应的氨基酸序列，以此作为试验分析数据（表2）。
分析方法：naC编码蛋白质的理化性质采用protparam预测；疏水性/亲水性采用protScale进行预测；跨膜结构域采用tmpred预测；卷曲螺旋采用CoiLS预测；蛋白质二级结构采用GoR4预测；蛋白质亚细胞定位采用woLFpSoRt预测；蛋白质三维结构分析与同源建模采用CpHmodels和Rasmol-Raindy进行；进化树的构建采用软件Clustalw2和meGa4.1进行分析，各分析软件的网址见表3。
3结果与分析
3.1蛋白质的一级结构分析
3.1.1氨基酸序列的理化性质分析利用在线分析软件protparam对17种naC家族成员逐一进行分析，得出对应氨基酸序列的理化性质分析结果。结果（表4）表明，这些成员的氨基酸残基数为293～464，分子量为33164.7～51493.5，差异比较小，pi值多在6～8范围内。经分析发现，含量最丰富的氨基酸有Ser、Gly、pro、ala等。这些氨基酸使蛋白质序列有较多的负电荷。通常不稳定系数小于40，则认为该蛋白质是稳定的，反之则不稳定。供试的17种naC成员有8种是不稳定的，推测这8种成员在植物体内可能是阶段性出现，如在受到胁迫诱导时才会表达的一些蛋白质，会表现出一定的不稳定性，而长期存在于植物体内的naC成员则相对稳定。另外，这17种成员的平均疏水性皆为负值，都在-0.6左右，说明这些蛋白质是亲水性蛋白质。
3.1.2疏水性/亲水性的预测和分析蛋白质亲疏水性氨基酸的组成是蛋白质折叠的主要驱动力，通过亲水性预测可以反映蛋白质的折叠情况。蛋白质疏水区域可以作为评判潜在跨膜区的参考依据。采用protScale对17种naC家族成员蛋白质序列进行分析（图1），发现这17种成员在40～50区、110～130区有较强的疏水性，表明这些区段很可能以-螺旋的形式存在，在60～80区域有着强烈的亲水性，表明该区段是由一些非-螺旋的二级结构组成。
3.1.3跨膜结构的预测和分析跨膜结构是蛋白质和膜内在蛋白质通过静电作用和氢键键合作用与膜结合而形成的一段氨基酸片段，一般由20个左右的疏水性氨基酸残基组成，主要形成-螺旋。用在线工具tmpred对这17种naC成员进行分析，结果（图2）表明，没有强烈的推荐模型，推测naC是通过核孔复合体进入细胞核的，并不像膜结合蛋白质那样，通过一些跨膜结构域固定在细胞膜上或细胞器膜上。
3.1.4卷曲螺旋预测利用在线分析工具CoiLS对17种naC成员进行分析，结果（图3）表明，这些成员都没有太多的卷曲螺旋，只在150～200氨基酸残基位置出现少量的卷曲螺旋，在这些转录因子的n段、C段都有极少量的卷曲存在。卷曲螺旋是一种无规则结构，在蛋白质中起固定作用，即稳定已形成的转录因子复合物。150～200区段虽然不在保守区范围内，但在长久的进化过程中，这种结构却相当保守，这段无规则卷曲的存在对于naC发挥其作用是必需的。
3.1.5亚细胞定位预测利用在线工具woLFpSoRt分别对17种naC成员蛋白质的亚细胞定位进行分析，结果表明，它们都定位于细胞核，这也从侧面表明了这些转录因子的存在及其发挥功能的场所是细胞核。
3.2蛋白质二级结构的预测和分析
二级结构指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕的方式。二级结构主要有-螺旋、β-折叠、β-转角、无规则卷曲。采用GoR4分析17种naC家族成员的二级结构，结果表明，这17种naC家族成员在二级结构上也具有很高的相似性。如图4所示，列出的这3种成员的二级结构预测结果显示在0～50、150～250氨基酸残基的位置上，一般出现-螺旋，100～150氨基酸残基的位置上则出现较多的β-折叠，其他位置则被无规则卷曲填充。总体来看，17种成员的二级结构有着较高的相似性，这从某种程度上反映了它们在三级结构上的相似性。
3.3蛋白质三维结构分析与同源建模
蛋白质三级结构的预测和分析，对理解蛋白质结构和功能之间的关系有一定的作用。生物信息学的快速发展，使通过生物软件构建蛋白质的结构得以实现。利用CpHmodels对17种naC家族成员进行同源建模，并用Rasmol-Raindy将结果进行处理（图5）。结果表明，17种成员在三级结构上表现出了非常高的相似性，基本上都是几个螺旋元件包围着一个扭曲的β-折叠片，推测它们是以这种结构结合Dna，进而发挥作用。另外，在这些结构群之外都有一段较长的无规则卷曲，推测这个小尾巴的功能是在转录因子naC结合顺式作用元件时的稳定结合体。
3.4naC蛋白质家族系统进化树的构建
根据蛋白质的序列或结构差异关系可构建分子进化树或种系发生树。采用meGa4.1中的neighbor-Joining算法，自检举1000次，构建了17种成员的进化树（图6），这17种成员主要分为4个类群，最早在0.4水平形成两个分支，一支是类群Ⅳ，另一支在0.3水平形成明显的3个新的分支，它们是类群Ⅰ、类群Ⅱ、类群Ⅲ。总的来说，这些naC家族成员在0.4水平才出现分支，说明它们的亲缘关系相近。
3.5相似性比对分析及保守区的获得
利用在线程序Clustalw2进行序列比对，找到了naC家族中的保守区段。如图7所示，能明显看出n端的5段保守区。这5段保守区对应的二级结构可以根据对应的氨基酸残基顺序，从二级结构预测中找到对应的结构。在此基础上可以设计出这类抗逆性相关的naC成员的保守区引物（图8）。利用该引物可进一步克隆到naC基因的保守区，再通过RaCe技术就能进一步获得naC全长基因，为未鉴定过的植物获得naC基因奠定了基础。
4小结
近年来的研究表明，多达几十种植物中的naC转录因子被发现，并对其空间结构和生物学功能的研究进行了探讨，但是由于种类的多样性和生物功能的复杂性，还未能明确阐明不同的naC转录因子其空间结构与调控机制之间的关系，因此通过多种生物信息学方法，对与抗逆性相关的naC转录因子成员进行多角度的分析，为其高效利用提供参考，也为植物在抗逆性方面的遗传改良奠定理论基础。
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分子生物学分析篇3
关键词：沙棘（HippophaerhamnoidesLinn.）；wRi1基因；生物信息学
中图分类号：Q943.2文献标识码：a文章编号：0439-8114（2016）22-5972-04
Doi：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.22.061
BioinformaticsanalysisofwRi1GeneinHippophaerhamnoides
maQian，LiJing-bin，RUanCheng-jiang，LiRong-rong
（ResourcesandplantResearchinstitute/CollegeofenvironmentandResources，DaliannationalitiesUniversity，Dalian116600，Liaoning，China）
abstract：inthepresentstudy，aHrwRi1genefirstlybasedonthetranscriptomesequencingdatafromH.rhamnoideswasobtained.then，cDnaanddeducedaminoacidsequence，physicalandchemicalcharacterization，conserveddomain，signalpeptide，subcellularlocalization，phosphorylationsitemolecularmodelingwerepredictedandanalyzed.itfollowsthatthispredictedcDnahasanopenreadingframeof1206bpinlength，encodingproteinof401aminoacids.itwashydrophilicproteins，notransmembraneregionsandsignalpeptide，containmultiplephosphorylationsites.asubcellularlocalizationanalysispredictedthattheymayexistinthenucleus.inaddition，thesecondarystructureismainlybasedonrandomcoil.incomparisontotheotherknownwRi1fromvariousspecies，theoverallsequencealignmentsuggestedthattheywerehighlysimilarattheproteinlevel，especiallyconserveddomain.ourinvestigationcoulddefinitelyprovideasignificantfoundationforfurtherresearchonfunctionanalysisofHrwRi1.
Keywords：HippophaerhamnoidesLinn.；wRi1gene；bioinformatics
沙棘伲Hippophae）系林奈于1753年以沙棘（HippophaerhamnoidesLinn.）为模式建立的。沙棘又名醋柳、酸刺等，为胡颓子科沙棘属落叶灌木或小乔木，是一种新兴的小浆果类树种[1，2]。近年来，植物油脂的需求量越来越多，利用基因工程技术提高油料作物中植物油的含量已经成为最有发展前景的方法之一，培育高含油量的沙棘品种已成为沙棘研究的主攻方向之一[3]。wRinKLeD1（wRi1）是第一次在模式植物拟南芥（arabidopsisthaliana）中发现的1个ap2/eReBp类转录因子，wRi1基因编码蛋白含有两个ap2/eReBp结构域，ap2/eReBp家族转录因子是植物特有的一类转录因子，含有由60～70个氨基酸组成的ap2/eRF结构域，其在控制种子的蔗糖到油的积累过程中起关键作用[4]。研究发现过量表达wRi1基因则提高种子和幼苗中三酯酰甘油，而降低了wRi1基因的表达量致使发育中的种子将蔗糖转化为三酯酰甘油的过程受阻，破坏了糖酵解过程，因而降低了种子的含油量[2]。
本研究以HrwRi1基因序列为目的基因，利用生物信息学方法以及相关软件分析预测该基因编码的蛋白理化性质、结构、功能，为今后开发和利用奠定基础[5]。
1生物信息学分析
1.1编码氨基酸的一级结构及理化性质分析
利用在线工具protparam程序（http：///protparam/）分析HrwRi1基因所编码氨基酸的组成以及其基本的理化性质。
1.2氨基酸保守结构域分析
利用nCBi数据库中的BLaStp（http：//blast.ncbi.nlm.nih.gov/），进行保守结构域的分析预测。
1.3编码氨基酸的亲水性/疏水性以及跨膜结构分析[6]
对该基因编码的氨基酸序列的亲水性/疏水性预测利用protScale程序（http：///cgi-bin/protscale/protscale.pl），蛋白跨膜结构分析的预测应用tmHmm程序（http：//cbs.dtu.dk/services/tmHmm-2.0/）。
1.4编码蛋白的亚细胞定位、核定位信号及信号肽分析[6]
使用protCompv.9.0predictthesub-cellularlocalizationforplantproteins（http：///berry.phtml）对该蛋白进行亚细胞定位预测。对编码蛋白的核定位信号利用nLSmapperprogram（http：//nls-mapper.iab.keio.ac.jp）。利用在线工具Signalp程序（http；//cbs.dtu.dk/services/Signalp/）对该蛋白序列进行信号肽预测。
1.5磷酸化位点分析
利用在线工具netphos2.0Serve（http：//cbs.dtu.dk/services/netphos/）对序列进行潜在磷酸化位点预测分析。
1.6HrwRi1基因的功能预测
利用protFun2.2Server程序（http：//cbs.dtu.dk/services/protFun/），对HrwRi1基因进行功能的分析预测[5]。
1.7编码蛋白的二级结构和三级结构预测分析
蛋白质二级结构分析利用Hnnmethods（https：//npsa-prabi.ibcp.fr）；蛋白质的三维结构利用expaSy服务器的SwiSS-moDeL工具进行预测（http：///），通过Discoverystudioviewerpro软件进行查看[7]。
1.8蛋白序列比对及进化树分析
首先通过nCBi数据库中的Blastp对HrwRi1基因编码的氨基酸进行同源性分析。利用ClustalX、Bioedit、GeneDoC和meGa4软件进行多重序列比对并构建系统进化树。
2结果与分析
2.1开放阅读框的获取及编码的氨基酸分析
在沙棘D录组数据库中获得一个全长为1251bp的cDna序列，通过BioXm2.6软件分析得到一个全长为1206bp的开放阅读框，编码401个氨基酸，如图1所示。
2.2保守结构域的分析
通过nCBi中BLaStp分析开放阅读框所编码的氨基酸序列的保守结构域。结果（图2）表明，所编码的氨基酸序列中共包含两个保守结构域，属于ap2/eReBp家族，该序列可能是ap2/eReBp类转录因子家族中的一员。
2.3HrwRi1蛋白的理化性质分析
通过protparam程序对HrwRi1蛋白的理化性质进行了分析，HrwRi1分子式为C1958H3038n562o661S9，分子质量为45.3155ku，理论等电点为5.35，为酸性蛋白；该蛋白含Ser最多，占12.0%；总的带正电残基精氨酸（arg）+赖氨酸（Lys）为46，负电残基天冬氨酸（asp）+谷氨酸（Glu）为58；不稳定系数为57.74，表明HrwRi1是一个不稳定蛋白（不稳定系数小于40时为稳定蛋白）。
2.4HrwRi1基因编码的氨基酸的亲水性/疏水性和跨膜结构分析
蛋白质的折叠主要由氨基酸的亲、疏水性驱动，是每种氨基酸固有的特性。蛋白质在折叠时形成疏水的内核和亲水的表面，同时潜在跨膜区会出现高疏水性结构域，通过对亲疏水性分析可以反映蛋白质表面氨基酸的分布和跨膜结构域[8]。
通过protScale程序分析，预测HrwRi1氨基酸序列的亲水性/疏水性，结果如图3所示。多肽链的第195位具有最大值1.389，疏水性最强；第238位至245位存在最小值-3.589，均为亲水性氨基酸。平均疏水性通过理化性质分析显示为-0.914，在整条肽链中，亲水氨基酸数量较多，表明整条多肽链表现为亲水性[9]。
跨膜区必须由强疏水的氨基酸组成才能使膜蛋白穿过膜的磷脂双分子层。通过蛋白亲、疏水性分析发现，HrwRi1为亲水性蛋白，推测不存在跨膜区。进一步利用tmHmm程序对HrwRi1蛋白跨膜区进行了分析，结果如图4所示。表明确实不存在跨膜区，这与亲水性的分析的结果是一致的。
2.5HrwRi1蛋白的亚细胞定位及信号肽分析
核定位信号是一段特殊的短肽氨基酸序列，其能引导整个蛋白质进入细胞核。亚细胞定位和核定位信号分析发现，HrwRi1蛋白定位于细胞核上，结果见表1，同时发现它在2～29位氨基酸处存在潜在的核定位信号。
信号肽是引导前体蛋白质通过细胞膜分泌到胞外的一段序列，对其预测和分析有助于了解蛋白质的细胞定位并区分蛋白质的功能域。信号肽预测结果如图5所示，HrwRi1蛋白最高原始剪切位点分值（C）、最高信号肽分值（S）以及最高综合剪切位点分值（Y）分别为0.109、0.120、0.106。通常可能的信号肽剪切位点由最高Y值来推测，为具有最高C值的点同时又是S值由高变低是陡峭的位置。HrwRi1蛋白不存在信号肽，为非分泌蛋白。
2.6HrwRi1蛋白的磷酸化位点分析
磷酸化是蛋白质最常见、最重要的一种翻译后修饰方式之一，该过程能够参与调节细胞生长、细胞分化和信号转导等多种生命活动。蛋白质磷酸化位点主要在丝氨酸（Ser）、苏氨酸（thr）和酪氨酸（tyr）残基上，通常基因功能与多肽链中氨基酸潜在磷酸化位点的多少有很大相关性。利用netphos程序对HrwRi1蛋白磷酸化位点的数量进行预测，若poential值大于threshold值，那么存在磷酸化位点，相反则不存在。结果（图6）表明，HrwRi1蛋白有29个Ser、9个thr、1个tyr可能成为磷酸化位点。
2.7HrwRi1基因的功能预测
通过在线工具protFun2.2Server进行了功能的预测分析，结果如表2所示。由表2可知，HrwRi1基因的主要功能是调控。
2.8HrwRi1蛋白的二级结构与三级结构预测分析
蛋白的二级结构只要是指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕方式，是其空间结构预测的基础。通过Hnnmethods对沙棘wRi1蛋白二级结构进行预测，结果如图7所示，发现该蛋白中存在248个无规则卷曲（Randomcoil）占61.85%、97个α-螺旋（alphahelix）占24.19%、56个伸展链（extendedstrand）占13.97%。将氨基酸序列提交SwiSS-moDeL，得到蛋白质的三维结构，如图8所示。
2.9HrwRi1同源蛋白序列比对及进化树分析
对HrwRi1进行BLaStp同源序列搜索，发现其与陆地棉（Gossypiumhirsutum）、胡杨（populuseuphratica）、蓖麻（Ricinuscommunis）、麻风树（Jatrophacurcas）、山杏（prunussibirica）具有很高的同源性。多重序列比对结果如图9所示，氨基酸序列存在一定范围的相对保守的重叠区，重叠区主要集中在2个保守的ap2/eReBp结构域区域，并且两个结构域之间的序列也相对保守。
根据氨基酸的多序列比对，构建系统发育树（图10）。发育树分为两丛，沙棘的cDna编码的蛋白质与同为蔷薇目的山杏（prunussibirica）的亲缘关系最近，说明可能具有类似的功能，而与无油樟（amborellatrichopoda）、亚麻荠（Camelinasativa）和欧洲油菜（Brassicanapus）的亲缘关系比较远。同时，同为大戟科的麻风树和蓖麻聚到了一组，这与植物分类学上的分类是一致的。
3讨论
随着生物信息学和分子生物学不断的深入研究，通过基因工程的方法来改变种子的代谢途径已成为可能。目前，在拟南芥[10]，油菜[11]，大豆[12]等植物中已经有关于wRi1基因的相关报道，发现wRi1是ap2/eReBp类转录因子家族中的一员，转录因子wRi1的靶基因主要参与脂肪酸合成和糖酵解，因而其对植物的胚胎l育、种子油脂积累及相关代谢活动具有调节作用。另外，在水稻、蓖麻、杨树、葡萄等植物中也发现了wRi1类似基因，所以wRi1基因有可能成为一种新的改良种子含油量的目标基因[4]，但对于沙棘来说，相关的研究报道比较少。目前对沙棘油的报道中，主要集中在对沙棘油的萃取方法、生化成分的分析以及其药用价值等方面，所以在建立沙棘转录组数据库的前提下，选取HrwRi1基因作为目标基因通过生物信息学知识进行了分析预测，这与传统的实验室生物学研究相比，具有低成本、高效率的优点。但是为了获取更准确的研究结果，就必须在一定程度上进行实验室克隆验证，因此关于HrwRi1基因的分子克隆和功能鉴定有待于进一步的试验和研究。
参考文献：
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分子生物学分析篇4
【中图分类号】G64【文献标识码】a【文章编号】2095-3089（2014）10-0116-02
《分子生物学》是现代生命科学各前沿学科的基础，具有内容前沿性和国际通用性强的特点[1]，发展更新快，所以应该进行适当的英语教学改革，紧跟分子生物学国际前沿，帮助学生构建与国际接轨的知识体系，为国家培养高素质的开放型、开拓型、有国际竞争能力的优秀人才，但英语的使用给教师的授课和学生的学习带来了巨大的挑战。本文通过文献资料法调查了国内高校37门《分子生物学》精品课程中教材、课件、试卷与讲授等方面英语使用的比例和形式，并从课程特点、教师和学生英语水平等方面对调查结果进行了分析，为高等院校分子生物学教学，特别是双语教学研究提供参考。
一、研究对象与方法
（一）调查对象
选取国家精品课程资源网[2]公布的37门国家、省和校级《分子生物学》精品课程，其中国家重点本科院校课程17门，普通本科院校课程20门。
（二）研究方法
文献资料法：查阅国家精品课程资源网课程中心以及相关院校分子生物学精品课程建设网站的文献资料，主要包括教学条件、教学方法、教学课件、教学录像等方面的内容。
二、结果与分析
（一）教学教材与参考教材
表1教材选用情况
教材是教学内容的载体，教材的先进性是教学内容先进、新颖、前沿的基础，所以教材是提高教学质量的重要保证，对于分子生物学课程来说，教材的重要性更是毋庸质疑的[3]。国内的分子生物学教材中一些教学内容和概念相对老化、陈旧、时效性较差，与国内教材相比，国外一些优秀的分子生物学类教材具有系统性、先进性和启发性的特点。由于分子生物学知识深奥，对英语基础好的学生，使用英语教材是可行的，但对英语基础差的学生可能造成英语和分子生物学课程知识均不能学好，所以调查结果显示只有27.0%的课程选用了英文原版或影印版教材。鉴于学生之间的外语水平差距很大，59.5%的课程选择英文参考教材与中文教材相互补充，力求授课内容的系统、凝练，并与国际接轨。
（二）教学课件
表2教学课件选用情况
分子生物学知识学习难度比较大，目前高校均采用多媒体辅助教学手段帮助学生能更好理解所学的重要概念、原理和分子生物学过程，因此制作高质量的课件是提高多媒体辅助教学效果的有效途径。调查结果显示超过50%的课程采用传统中文课件，只有8.1%的课程选用英文课件。英文课件对学生思路的拓展在今后其他专业课的学习乃至个人科研过程中都会体现出来，但分子生物学课程教学内容多，范围广，有一定深度，学生很难透彻理解和掌握。为了解决学生对专业英文词汇的陌生所导致的抵触情绪，英文课件中复杂的陌生词汇和每一知识点的术语进行中文注释，更加利于学生的学习[4]，所以35.1%的课程选择中文与英文相结合的方式。
（三）考试试卷
表3试卷语言选用情况
调查结果显示64.9%的课程试卷中不涉及英语。英文试卷可以体现出学生对一些专业进展和前沿知识的掌握程度，但全英文的试题会使英文较差的同学无法正常发挥真实水平，所以只有5.4%的课程选用英文试卷。为了防止英语基础差的学生对分子生物学教学产生抵触情绪，在试卷中设置了一定比例的英文解答题目，这更符合应用性本科高校的特点，使英文好和专业学科知识掌握好的学生，在试卷上都有展示空间，以便真正体现学生的专业知识水平，调查结果显示29.7%选用中文和英文相结合试卷。应该注意的是需依据学生总体素质适当调整中英文试题比例及试题类型，总体上看，英语试题分值可占总分的30-50%[5]。
（四）课堂讲授
表4授课语言选用情况
分子生物学课时紧张，教学任务重，学生的学习压力也大。从语言大环境上来说，英语在中国不是社会主流语言，也不是第二语言[6]。英文教学不仅对学生提出了严格的要求，同时对老师有极高的要求，资料显示现在很多学科教师不能全面驾御英语，所以67.6%的课程选择全中文授课，以保证教学顺利进行。调查结果显示目前没有课程采用全英文教学，只有2.7%的课程，也就是个别重点院校尝试以英文为主的讲授方法，个别难懂知识点和术语用中文解释，这也需要学生的英语水平要达到一定的层次，才能够更加轻松地理解和消化课堂上的知识。而英文基础较差的学生则采取保守措施，使用中文为主进行教学，一些重点专业词汇和知识点用英语重复强调，这样能够两者兼顾，不会出现学生放弃学习的情况，教学效果也会更好，此种教学方法达到29.7%。
分子生物学分析篇5
关键词：玉米（ZeamaysL.）；淹水胁迫；诱导表达；启动子
中图分类号：S512.1；Q789文献标识码：a文章编号：0439-8114（2013）23-5880-04
洪涝灾害给农作物造成了很大的损失，仅南亚地区每年有超过15%的玉米（ZeamaysL.）种植面积遭受不同程度的危害[1]。玉米是我国种植面积最大的农作物之一[2]，但由于南方地区季节性降雨，玉米苗期经常遭受绵绵春雨，花期和灌浆期则往往遭遇梅雨，排灌系统不良、低洼地区的春玉米经常遭受洪涝灾害。我国受洪涝灾害的农田面积平均每年达956万hm2，其中严重的年份，受灾面积达1500万hm2以上[3]。
乙烯反应因子（ethyleneresponsefactors，eRF）是乙烯信号途径调控的重要因子，参与植物生物和非生物胁迫的表达调控[4-6]。研究发现eRF基因参与了水稻（oryzasativeL.）和深水稻的淹水胁迫响应。在淹水条件下Sub1a基因可以抑制乙烯的产生，限制叶片和节间的伸长，降低叶绿素的降解和碳水化合物的消耗，而使水稻生长处于“静止”状态，并在退水后能迅速恢复生长[7]。Xu等[8]克隆了Sub1a基因，并通过转基因技术将Sub1a基因导入到不耐淹水的粳稻材料中，提高了耐淹水性。Hattori等[9]从深水稻中克隆了2个eRF基因，分别是SnoRKeL1和SnoRKeL2。淹水条件下，深水稻体内乙烯的积累，诱导了SnoRKeL1和SnoRKeL2基因的表达，促进了节间的显著伸长，从而使深水稻的茎秆伸出水面，避免遭受溺亡。拟南芥（arabidopsisthaliana）Rap2.2也是一个eRF基因，在根部表达量较高。转基因结果证实上调Rap2.2基因的表达，提高了拟南芥耐淹水性，相反敲除Rap2.2基因，拟南芥对淹水非常敏感；同时，Rap2.2基因上调表达的转基因株系，其aDH1和pDC酶的活性较高[10]。
以上研究表明，eRF基因参与了水稻、深水稻和拟南芥的淹水胁迫响应，是耐淹涝的关键基因。课题组使用生物信息学方法，从玉米基因组中获得了107个eRF基因，并使用Rna-seq技术，分析了这些基因在玉米自交系Hz32（耐渍系）根系不同淹水条件下的表达情况，发现ZmeRF2基因受淹水胁迫诱导表达（待发表）。本研究分别从玉米自交系Hz32和mo17（敏感系）中克隆出了ZmeRF2基因的启动子，并对该启动子进行了生物信息学分析，将有助于进一步揭示玉米耐渍性形成的分子机制。
1材料与方法
1.1材料
耐渍性较强的玉米自交系Hz32和耐渍性较弱的玉米自交系mo17，均由华中农业大学张祖新教授惠赠。
1.2方法
1.2.1玉米基因组Dna的提取利用改进的CtaB法[11]分别提取玉米自交系Hz32和mo17的基因组Dna。
1.2.2玉米根系总Rna的提取与cDna第一链的合成玉米自交系mo17、Hz32于三叶一心期，分别进行0、4h的淹水处理。使用植物总Rna提取试剂盒（北京百泰克生物技术有限公司），分别提取各处理根系的总Rna。将各处理的总Rna作为模板，使用cDna第一链合成试剂盒（北京全式金生物技术有限公司），分别合成cDna第一链。
1.2.3pCR引物的设计根据玉米自交系B73ZmeRF5基因序列，分别设计用于Rt-pCR和pCR扩增的引物，引物序列见表1。引物GSp1-F、GSp1-R用于Rt-pCR，分析不同淹水处理ZmeRF5基因在mo17、Hz32根系的表达情况。引物GSp2-F、GSp2-R用于pCR扩增ZmeRF5基因启动子。
1.2.4ZmeRF5基因表达的Rt-pCR分析分别提取淹水0、4h处理的mo17、Hz32根系总Rna，并分别合成cDna第一链。将合成的cDna第一链作为模板，进行Rt-pCR分析。Rt-pCR扩增体系为：10×taqBuffer2.5μL，2mmol/Ldntps2.0μL，上、下游引物各1.0μL，taqDna聚合酶（5U/μL）0.2μL，cDna1.0μL，ddH2o17.3μL。Rt-pCR扩增程序为：94℃预变性3min；94℃变性60s，60℃退火60s，72℃延伸90s，35个循环；72℃延伸10min，4℃保存。取8.0μLRt-pCR产物以1%琼脂糖凝胶电泳分析，并于凝胶成像系统拍照、保存。
1.2.5ZmeRF5基因启动子的克隆分别以mo17、Hz32的基因组Dna为模板，进行pCR扩增，扩增体系为：10×taqBuffer2.5μL，2mmol/Ldntps2.0μL，上、下游引物各1.0μL，taqDna聚合酶（5U/μL）0.2μL，50ng/μLDna1.0μL，ddH2o17.3μL。pCR扩增程序为：94℃预变性3min；94℃变性60s，63℃退火60s，72℃延伸90s，35个循环；72℃延伸10min，4℃保存。pCR产物以1%琼脂糖凝胶电泳分析。
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分子生物学分析篇6
关键词：女子；三级跳远；单足跳技术；生物力学
中图分类号：G804.66
文献标识码：a
文章编号：1007—3612（2012）07—0113-05
女子三级跳远曾是我国田径运动的优势项目，第一个女子三级跳远世界纪录就是由我国运动员李惠荣于1990年创造的14.54m。但是，随着世界女子三级跳远运动的发展，我国女子三级跳远水平却远远落后于世界水平。如何提高我国女子三级跳远运动水平，缩小与世界水平的差距，再创辉煌，是我们每个教练员和体育科技人员所共同关注的问题。本研究以参加2009年第11届全运会田径比赛女子三级跳远决赛前8名运动员作为研究对象，就其单足跳技术的运动学指标作为研究内容，结合世界优秀女子三级跳远运动员的相关资料，试图找出影响我国优秀女子三级跳远运动员单足跳技术的因素所在，以便提出相应的建议与对策，寻求合理的技术风格，实施科学的运动训练。
1研究对象与方法
1.1研究对象参加第11届全国运动会田径比赛的女子三级跳远决赛的8名运动员，最好成绩14.11m，最差成绩13.58m，平均成绩13.80m，基本反映我国优秀女子三级跳远的真实水平。
1.2研究方法
1.2.1文献资料法查阅internet网络、CnKi资料文库等有关国外优秀三级跳远运动员的相关文献资料，并对其进行整理分析。
1.2.2运动图像解析法在比赛现场采用两台星镐钛高速摄像采集系统对第11届全国运动会田径比赛女子三级跳远决赛8名运动员进行现场技术录像。a、B两机均置于助跑道的右侧，距主跑道垂直距离为8m，摄像机高度为1.20m，拍摄频率为200Hz，分辨率为640×480相素，其中a机主光轴对准起跳板，B机主光轴对准第3跳跃点，采用平面定点拍摄。为了在数据处理时便于对影片的缩放比例系数进行换算，并在助跑道侧放置一个比例尺，比例尺每间隔1m有一个标志（图1）。
采用Simimotion3D运动图像解析分析系统，对前8名运动员最好一次试跳成绩进行技术解析，获取必要的技术参数，并对所得数据采用数字滤波法进行平滑处理，截断频率Fc=8。
1.2.3数理统计法用excel2003软件对获得的原始数据进行统计计算，并采用独立样本t检验对本研究结果与世界优秀运动员间的差异进行检验。进行统计学分析和处理。
2结果与分析
单足跳是从助跑最后一步摆动腿蹬离地面、起跳腿快速积极地踏板开始的。整个过程包括起跳脚着地、身体重心移过支撑点和蹬离起跳板。技术要求运动员助跑与起跳紧密衔接，起跳方向相对向前，在达到必要远度的前提下尽可能减少水平速度的损失。
2.1起跳腿着地瞬间的角度运动学分析着地角是起跳腿着地瞬间身体重心与支撑点的连线与水平面的夹角。它反映了运动员着地瞬间身体重心的位置变化，是评定运动员踏跳瞬间水平速度损失大小的重要指标。着地角与起跳瞬间的水平速度和垂直速度在三级跳远的每一次起跳中都表现出高度的负相关性。因此，着地角的大小对身体重心的水平速度和起跳效果有着很大的影响。
从表1可以看出，我国与世界优秀女子三级跳远运动员的着地角平均值分别为63.61°与68.32°，我国优秀女子三级跳远运动员的着地角普遍偏小（p=0.002）。说明我国优秀女子三级跳远运动员的起跳脚着地点距身体重心投影点比较远，以致产生较大的向后水平制动力，不利于身体重心的快速前移，造成身体重心的水平速度损失增大。同时，从起跳脚着地瞬间的躯干前倾角看，我国与世界优秀女子三级跳远运动员的躯干前倾角平均值分别为84.91°与86.36°，说明世界优秀运动员上板瞬间上体的直立程度优于我国运动员（p=0.038），能够保持动作的连贯性和身体重心的平稳。另外，着地瞬间两大腿夹角是由运动员起跳脚着地前的空中动作决定的，是评定摆动腿是否积极前移的重要指标。我国与世界优秀女子三级跳远运动员起跳脚着地瞬间的两大腿夹角平均值分别为45.58°与42.51°，二者相差不大，我国运动员显著大于世界优秀选手。两大腿夹角小，说明运动员身体重心在着地瞬间的位置比较高、比较靠前，摆动腿的腾空动作是积极主动的，能够形成“积极的快速摆动”，为后续的单足跳、跨步跳以及腾空跳跃做好了水平速度上的充分准备。
2.2起跳腿缓冲阶段的运动学分析从起跳脚着地瞬间，起跳腿就开始做缓冲退让工作，一方面为了对抗着地由于重力与反作用力所产生的强大冲击力；另一方面为了控制髋关节、膝关节与踝关节的弯曲程度，使其处于一个较好的弯曲程度，减少水平速度的损失，为下一阶段的快速有力蹬伸创造良好的条件。从理论上来讲，三级跳远运动员最大缓冲时的膝角为140°～150°，缓冲幅度为12°-22°，在此范围内膝关节蹬伸效果最佳。
从表2可以看出，我国部分运动员与世界优秀运动员的着板瞬间膝角和最大缓冲时膝角相差不大，基本处于最佳范围，由于她们起跳腿膝关节的弯曲程度较小，以致降低了缓冲过程中膝关节动作的被动性，通过快速的缓冲动作，使身体承受的冲击力减少，从而减少了水平速度的损失。但是，我国运动员着地时膝角显著大于国外优秀选手，虽然膝关节最大缓冲角度与国外优秀运动员无显著差异，但造成膝关节缓冲幅度显著大于国外优秀运动员。我国运动员李艳梅、徐婷婷和邱惠晶3名运动员的膝角变化幅度比较大，分别为25.85°、22.47°和25.26°，不在最佳范围。由于膝关节的变化幅度较大，下肢肌群被过度拉长，延长了缓冲时间，使其下肢肌群贮存的弹性势能降低，不能为下一阶段的蹬伸创造良好的用力条件，影响后续技术的连续性。
髋角是运动员大腿与躯干之间的前夹角。三级跳远运动员在起跳过程中适当增加起跳腿髋角的缓冲幅度，有利于摆动腿的积极主动快速前摆，大小腿的紧紧折叠，脚后跟紧紧靠近臀部，使起跳腿肌群得以充分伸展，以形成蹬伸前良好的用力姿势，为缩短缓冲时间创造有利条件。
从表3可知，我国优秀女子三级跳远运动员的髋角平均值为9.28°，明显小于世界优秀女子三级跳远运动员的14°-24°。这可能与我国优秀女子三级跳远运动员的腰腹收缩力量差有一定的关系。因此，要加强我国优秀女子三级跳远运动员的腰腹肌力量训练，提高其腰腹肌的收缩力量。结合膝关节运动特质可以看出，我国运动员在落地缓冲过程以膝关节缓冲为主，而髋关节缓冲幅度较小。
2.3起跳腿蹬伸阶段的运动学分析蹬伸是起跳过程中的最后一个阶段，是从起跳腿支撑缓冲结束狲起跳腿离地瞬间的全过程。在此阶段，起跳腿髋关节的伸肌群、膝关节的伸肌群、踝关节的背屈肌群等是完成动作的原动肌，它们都是由退让性工作快速转变为克制性工作。同时，摆动腿在其屈髋肌群的带动下，快速积极地向前上方大幅度地摆出，以增加起跳腿的蹬伸力量。
从表4可以看出，我国优秀女子三级跳远运动员在起跳过程中的蹬伸阶段起跳腿膝关节的蹬伸幅度平均值为13.27°，最大的是刘亚男16.27°，最小的是邱惠晶10.20°；而世界优秀女子三级跳远运动员的蹬伸幅度在23°-33°范围之内。膝关节的蹬伸幅度小，说明支撑腿蹬伸的工作距离较短，蹬伸不充分，不能够充分发挥支撑腿的伸肌力量，从而影响身体重心在起跳瞬间所获得的腾起初速度和适宜腾起角。我国优秀女子三级跳远运动员的膝关节蹬伸幅度小，将直接影响其蹬伸效果。这可能与其下肢肌群有退让工作向克制工作转变能力较差有关。
起跳角是指起跳脚蹬离地面瞬间起跳腿与水平面的夹角。研究表明：优秀三级跳远运动员在起跳时表现出着地角大于起跳角的技术特征。世界优秀女子三级跳远运动员单足跳的起跳角为600～64°。
从表5可知，我国优秀女子三级跳远运动员的起跳腿离地瞬间的起跳脚表现出“着地角大于起跳角”技术特征。其中陈玉飞与谢荔梅的起跳角分别为63.58°与61.23°，在60°～64°范围之内，其他运动员的起跳角均不在此范围之内，说明这些运动员膝关节蹬伸幅度小、蹬伸速度慢。
三级跳远运动员在蹬离地瞬间，两大腿夹角的大小可以反映在支撑蹬伸过程中摆动腿摆动的幅度。两大腿夹角越大，说明其摆动腿摆动的速度快、幅度大；反之亦然。
我国与世界优秀女子三级跳远运动员两大腿夹角的平均值分别为114.05°与119.12°，二者呈显著性差异（p
身体重心腾起角是指起跳脚蹬离地面瞬间，身体重心的腾起方向与水平线之间的夹角，腾起角的大小与腾起时的身体重心水平速度与垂直速度有关。在三级跳远技术中，单足跳的腾起角非常重要，损失适当的水平速度以换取必要的垂直速度和腾起角是十分必要的。世界优秀运动员的身体重心腾起角为16°～18°。
我国优秀女子三级跳远运动员的身体重心腾起角度在世界优秀运动员的范围之内。说明我国优秀女子三级跳远运动员在单足跳时比较注重垂直速度的获得。由于我国优秀女子三级跳远运动员的绝对速度较低以及单足跳时起跳腿着地时所承受负荷能力差等原因，从而导致了我国优秀女子三级跳远运动员垂直速度的获得是以牺牲更多的水平速度为代价。
起蹬夹角是指起跳腿达到最大缓冲时身体重心与支撑点的连线和支撑垂直面的夹角，身体重心在支撑垂直面之前为“+”，身体重心在支撑垂直面之后为“-”，它是反映蹬伸时机早晚的重要指标。研究表明，起蹬夹角在（-3～8）°范围时，反作用力更容易通过身体重心，更有利于提高蹬伸力量。
我国优秀女子三级跳远运动员除了陈玉飞与谢荔梅的起蹬夹角在此范围内，其他运动员均不在（-3～8）°的范围内。其中刘亚男的蹬伸时机过早，不能很好地提高蹬伸力量，也很难使蹬伸的反作用力通过身体重心。李艳梅、徐婷婷和胡倩3人的蹬伸时机较晚，说明这3名运动员下肢肌群的反应能力相对较差，不能适应较快的起跳速度。如果当身体重心移过支撑点之后才开始蹬伸用力，就会显得蹬伸力量不充分。
2.4单足跳起跳时间的运动学分析研究表明，起跳时间与三级跳远距离之间存在密切负相关关系。说明水平速度越高，则起跳时间就短，最终运动成绩也越好。
从表6可以看出，我国与世界优秀女子三级跳远运动员的缓冲时间分别为0.0605s、0.061s与0.051s，二者有显著性差异（p0.05=0.180）。说明我国优秀三级跳远运动员在蹬伸阶段所产生的蹬伸效果比较好。研究表明，在一定范围内，起跳的蹬伸时间和蹬伸速度成反比。蹬伸时间越短，蹬伸的速度就越快。从支撑总时间看，我国与世界优秀女子三级跳远运动员的支撑总时间分别为0.12s、0.11s，二者有一定显著的差异（p=0.008），这种差异主要表现在我国优秀女子三级跳远运动员的缓冲时间较长。因此，今后应加强我国优秀女子三级跳远运动员下肢退让工作能力的训练，提高其下肢肌群的支撑能力。
2.5起跳脚着地瞬间与离地瞬间身体重心水平速度、垂直速度的运动学分析从表7可以看出，我国与世界优秀女子三级跳远运动员起跳脚着地瞬间身体重心水平速度平均值分别为8.60m/s与9.12m/s，二者有显著性的差异（p
从表7可以看出，我国与世界优秀女子三级跳远运动员单足跳起跳脚离地瞬间的垂直速度平均值分别为2.09m/s与2.38m/s，二者没有显著性差异（p>0.05）。但是，我国优秀女子三级跳远运动员的身体重心垂直速度明显低于世界运动员，这可能是我国优秀女子三级跳远运动员的身体重心水平速度明显低于世界优秀运动员的缘故。从离地瞬间时的水平速度来看，二者存在显著性差异（p
3结论与建议
1）我国优秀女子三级跳远运动员的着地角与躯干前倾角普遍偏小，不利于保持水平速度和身体重心的稳定性。加强起跳技术的训练，寻求适合自身特点的着地角，减少水平速度的损失。
2）我国部分运动员起跳腿膝关节的弯曲程度比较大，延长了缓冲时间，影响后续技术的连续性。加强我国优秀女子三级跳远运动员下肢退让性力量训练，以提高其支撑能力。
3）我国优秀女子三级跳远运动员在起跳过程中的髋角较小，不利于摆动腿的积极前摆与大小腿的紧紧折叠。加强我国优秀女子三级跳远运动员的腰腹肌力量训练，提高其腰腹肌的收缩能力。
4）我国优秀女子三级跳远运动员在起跳过程中的蹬伸阶段起跳腿膝关节的蹬伸幅度小，加强其下肢肌群由退让工作向克制工作转变能力。
5）我国优秀女子三级跳远运动员的起跳腿离地瞬间的起跳脚表现出“着地角大于起跳角”技术特征。但是，多数运动员的起跳角最佳范围之内。
分子生物学分析篇7
关键词：多元统计；数据挖掘；成绩分析；分析模型
中图分类号：G424.7文献标志码：a文章编号：1673-8454（2017）09-0062-04
高校学生成绩一直是直接评价学生学业水平的重要指标，也是间接评价高校教师教学效果及高校教学管理水平的指标之一。目前各高校常用的成绩分析主要集中于课程成绩总分、平均分、及格率、优秀率、方差、成绩分布曲线（柱状）图等简单的一些分析与统计，对学生的评价一般采取各科成绩加权平均后再排名，这些统计与排名能从一定程度上反映课程的教学情况及学生学习效果，但是学科的多样性、题目的难易程度、题目分值高低、教学方式、学生自身等因素对学生取得的成绩存在不同程度的影响，因此传统的成绩分析是比较片面和笼统的，不能全面反映学生各学科学习的优劣，以及学生学习的效果。本文基于大数据挖掘的理念，在成绩分析中引入多元统计分析的常用方法，构建了较为全面的高校成绩分析通用模型，基于该模型和大数据挖掘方法的应用使成绩分析比传统方法更全面、更具有指导意义。
一、成绩分析的常用方法
因学生成绩数据量巨大，要从海量的成绩数据中挖掘出隐藏、有用的信息，需采用基于大数据挖掘的数据分析方法，才能有效全面地反映学生的学习情况。常用的可应用于成绩分析的方法主要有相关性分析、因子分析、聚类分析等多元统计分析方法。
1.相关性分析
相关性分析，百度百科中的解释是研究样本对象之间是否存在某种依存关系，并对具体有依存关系的现象探讨其相关方向以及相关程度，是研究随机变量之间相关关系的一种统计方法。根据相关分析的定义、特点以及学生成绩影响因素的多样性，可以利用相关分析方法进行学生成绩与各影响因素之间相关性的分析，揭示各因素对学生成绩的影响规律，根据发现的规律，通过对影响因素的正向干预，提高学生学习效果，促进学生学业的发展。
2.因子分析
因子分析是根据相关性大小把变量分组，使同组内的变量之间相关性较高，但不同组变量相关性较低，每组变量代表一个基本结构，这个基本结构称为公共因子。对于所研究的问题就可试图用最少个数不可测的所谓公共因子的线性函数与特殊因子之和来描述原来观测的每一变量。[1]由此可知，分析得出的公共因子跟原始因子是关系紧密的，公共因子能反映绝大部分原始信息，通^提取公共因子，从而简化对事物的认识与分析。在成绩分析中，比如一个学生某学科的成绩非常好，则其他成绩也非常好，这些课程之间就存在一种隐藏的共性因子关系。各专业培养方案设置是否合理，培养了学生哪些方面的能力，采用因子分析方法就能方便地得出结论，从而使对学生的评价更加合理、简单、清晰易懂。
3.聚类分析
聚类分析是一种探索性的分析方法。它是将一批样本或变量按照它们在性质上的亲疏程度加以分类，实质是按照距离远近将数据分为若干个类别，以使类别内数据的差异尽可能小、类别间的差异尽可能大。[2]比如可以采用聚类分析方法对学生成绩进行聚类分析，根据结果反映每位学生在各方面的能力发展状况――是否有偏科、是否有某些方面特长等，便于学校开展针对性的学生学业支持与辅导工作，帮助学生弥补不足，平衡各学科的学习。
二、高校多维成绩分析模型
高校成绩分析涉及的对象、因素纷繁复杂。学生成绩一方面反映学生的学习行为及其知识掌握程度，另一方面反映专业课程设置及教师在课程教学过程中的知识传授能力和教学质量。因此，为理清影响学生成绩各因素之间的关系，明确高校成绩分析的方向，笔者建立了如图1所示的多维成绩分析模型，学生成绩分析工作可以从三个维度来进行，即以成绩本身为中心的分析、以学生为中心的分析、以课程为中心的分析。
1.以成绩为中心的分析
以成绩为中心的分析是指对成绩自身的统计规律性分析，主要是频数和直方图分析，包括峰度、偏度、最高分、最低分、平均分、标准差、方差、优良中差的频数、区分度等分析。从对某课程成绩频数和直方图的一些分析，可以得出该课程学生成绩的大致分布、试卷难易程度、区分度等信息，使教学单位对该门课程的教学有一个基本了解，为以后教学、考核评价的调整等提供决策依据。以成绩为中心的分析是目前各高校最基本、最常规的成绩分析模型，各高校一般明确规定教研室或任课教师在期末考试成绩录入之后，就要对课程成绩进行频数和直方图的分析，结合试卷分析，最后得出结论并书面存档。
2.以课程为中心的成绩分析
课堂教学的四大要素是学生、教师、教学内容、教学媒体。课堂教学中课堂的组织形式、教师的教学、教学媒体的选择等都是为课程内容服务的，即它们提供给学生学习的一切有利内容和条件。因此课堂教学中除学生之外的三大要素均可以归纳为课程这一要素，以课程为中心的成绩分析是指从课程各要素出发，采用大数据分析方法进行成绩分析，包括分析课程知识点的难易程度不同、任课教师不同、上课对象不同、教学内容呈现的媒介不同、教师教学方法和教学模式不同、考试难度不同、评价方式不同（总结性评价还是过程性评价）等对学生课程成绩或知识掌握程度的影响。
以课程为中心的成绩分析模型能够真实反映课程教学内容设置、教师教学方法、教学模式等因素对学生学习效果产生的影响，因此能够为学校的专业培养方案设置以及课程内容改革、教学方法改革、师资配置等提供良好的决策参考。
3.以学生为中心的成绩分析
以学生为中心的成绩分析是指从学生角度出发，分析学生个人特性、学习习惯等方面的特征和行为与课程成绩之间的关系，以及学生个体各方面能力的发展情况。比如分析学生的个性、上网行为、图书借阅行为等对课程成绩的影响；学生的民族、地域、生源地分布与课程成绩之间的关系、学生的学习过程努力程度、考勤等对课程成绩的影响；分析学生所有课程成绩之间的关系，找出公共能力因子，分析得出学生各项能力的发展，并根据其聚类结果对学生进行分类，评估每位学生各项能力（德智体）如研究能力、实践能力、身体素质等的发展情况，分析专业培养方案设置的合理性，确定对学习困难生的帮扶辅导计划等。
上述模型中三个维度的成绩分析基本涵盖了学生成绩分析的各方面因素，它们各自侧重点不同，可以单独进行，也可以联合进行。在实际的成绩分析中，想要通过成绩挖掘出教与学各方面较为全面的隐性知识，通常需要涉及多个维度的成绩分析，它们相互联系、相互影响。
三、以w生为中心的成绩分析应用
以中国药科大学2014级药物化学专业34门必修课成绩为例进行成绩分析，使用SpSS22.0统计软件，利用因子分析、聚类分析的统计方法对成绩数据进行挖掘，旨在分析出有利于教学管理和学生评价的有效信息。
1.数据准备
以2014级药物化学专业大一至大三共计6个学期的必修课成绩及加权平均分为样本，删除几名留级学生之后，共87名学生，35门必修课。课程包括程序设计语言、大学英语（一）、大学英语（二）、大学英语（三）、大学英语（四）、分析化学（上）、分析化学（下）、分析化学实验（上）、分析化学实验（下）、高等数学（一）、高等数学（二）、计算机应用基础、马克思主义基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、生物化学与分子生物学、生物化学与分子生物学实验、数理统计、思想道德修养与法律基础、体育（一）、体育（二）、体育（三）、体育（四）、无机化学、无机化学实验、物理化学（上）、物理化学（下）、物理化学实验、物理学（一）、物理学（二）、物理学实验、有机化学（一）、有机化学（二）、有机化学实验（一）、有机化学实验（二）、中国近现代史纲要。成绩为缺考的科目以0分计。
2.因子分析
用SpSS22.0打开学生成绩表，进入“分析-降维-因子分析”菜单，在打开的界面中分别设置相关参数。相关性矩阵选择“Kmo和Bartlett的球形度检验”，因子分析抽取方法采用“主成分”分析方法，提取特征值大于1的因子旋转方法选择“最大方差法”并输出旋转解和载荷图，最后将因子得分保存为变量，确定后得到以下输出及分析结果。
（1）因子分析的可行性分析。如表1所示，Kmo的结果为0.858，接近1，说明成绩变量间存在较强的相关性；Bartlett球形检验结果p值为0，小于0.01，因此该样本适合做因子分析。
（2）采用主成分分析法进行抽取和最大方差法旋转后得到的总方差解释矩阵结果如表2所示，共提取了8个特征值大于1的因子，累计方差贡献率72.165%，说明35门必修课共抽取了8个公共因子，这8个因子能解释原始变量72.165%的信息。
（3）根据旋转后的成分矩阵（略）中各门必修课在各因子上载荷值的大小，可以分析得出各因子所代表的学生习得的潜在能力，即教学培养学生各方面的能力。物理学（一）、物理学（二）、数理统计、高等数学（一）、高等数学（二）、有机化学（一）、有机化学（二）、分析化学（上）、分析化学（下）、无机化学、物理化学（上）、物理化学（下）、生物化学与分子生物学等课程在第一个因子上载荷值较高，反映的是学生在物理、数学等学科基础之上向专业基础能力发展的课程，可以将第一个因子命名为专业基础能力因子；大学英语（一）、大学英语（二）、大学英语（三）、大学英语（四）在第二个因子上载荷值较高，可以命名为英语能力因子；物理学实验、有机化学实验（―）、有机化学实验（二）、分析化学实验（上）、分析化学实验（下）、生物化学与分子生物学实验、无机化学实验、物理化学实验等实验类课程在第三和第四个因子上载荷值较高，同样的实验课分布在2个因子上，可能是因为实验的性质、内容或考核评价的方式差异导致的，可以将第三、四个因子合并命名为专业实践操作能力因子；马克思主义基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近现代史纲要课程在第五个因子上载荷值较高，可以命名为人文社科素养因子；体育（二）、体育（四）在第六个因子，体育（一）、体育（三）在第七个因子上载荷值较高，可以合并命名为身体素质能力因子；第八个因子只有思想道德修养与法律基础载荷值较高，可以命名为学生的思想修养与法律能力因子。至此我们可以得出中国药科大学2014级药物化学专业前3年的培养方案，从6个方面培养学生的能力，可以看出该专业的前3年培养方案较为全面地培养了学生德智体各方面的能力，能让学生得到均衡发展。
在以上分析的基础上，可以根据表2旋转载荷平方和里的方差贡献率以及综合因子得分公式计算得出每位学生的综合因子得分，根据得分进行综合排名，可以与传统的加权平均分排名进行对比，从中可发现传统排名无法反映出来的一些问题，因篇幅所限，此过程不再赘述。
3.聚类分析
在上述因子分析过程中，得到了8个反应学生成绩信息的公共因子，利用保存的8个公共因子得分系数进行聚类分析，将学生进行快速聚类，可根据最终分类进一步对学生的学业发展提供针对性的指导。
在SpSS22.0软件中，选择“分析-分类-K平均值聚类”，进入操作界面，选择因子分析过程中保存的8个公共因子，最大迭代次数输入20，统计选项选择初始聚类中心和anoVa表，保存每位学生的聚类及距离为变量。分别以K=2、3、4、5进行快速聚类分析，根据各输出结果中anoVa表中的F值和显著性检验值对比分析，当K=3时，各类别之间的差异性最显著，因此将此样本分为3类比较合适。当K=3时，最终聚类中心如表3所示，每个类别中的个案数量如表4所示。
从表3、表4可以分析得出，第一类学生共45人，这类学生除人文社科素养能力、身体素养能力较弱之外，其他各方面的能力发展较为均衡，基本上不存在太多偏科现象，各学科均衡发展，属于稳定发展型人才，应该继续保持，建议适当加强人文社科素养、身体素养方面的培养。第二类学生共32人，这类学生与第一类学生恰好相反，人文社科素养与身体素养能力较强，但专业基础能力、实践操作能力等一般，需加强专业学科、英语能力等方面的学习。第三类学生人数较少，共10人，这类学生存在较明显的偏科现象，除专业基础能力的学科较好之外，其他各项能力方面的课程成绩一般，尤其英语能力、实践操作能力、身体素养能力等较差，需加强这方面课程的学习，建议校学生学业指导中心重点关注这类学生，提供必要的学业指导和支持，以促进他们能够均衡发展。
四、结束语
信息化时代，通过建立多维成绩分析模型，采用大数据挖掘方法，对学生成绩进行全面的多元统计分析，可以避免传统成绩分析存在的问题。多维成绩分析模型在高校中的应用，能使学校及时掌握学生的学习状态及能力发展水平，发现和解决教师教学和学生学习中潜在的问题，为教师开展课程内容、教学模式改革，考核评价方式改革，管理部门的教学管理、人才培养方案改革，学风建设，学业支持与辅导等工作提供数据支撑，从而提高高校教学质量和人才培养质量。
参考文献：
分子生物学分析篇8
学科、专业名称（代码〉研究方向
预计招
生人数
考试科目
备注
070101基础数学
共
01.非线性偏微分方程
68
人
①101思想政治理论②201
英语一③616数学分析④801高等代数
02^多复分析
同上
070104应用数学
01.数学物理方程
①101思想政治理论②201英语一③616数学分析④801高等代数
01数据分析与统计计算
同上
03^非线性泛函分析
同上
070201理论物理
01.原子分子物理理论
①101思想政治理论②201英语一③601高等数学（甲④811量子力学
070203原子与分子物理
01.冷原子物理与应用
①101思想政治理论②201英语一③601高等数学（甲
或617普通物理（甲)或
619物理化学（甲)④811童
子力学
02丨原子分子超快过程
同上
03^囚禁离子与精密谱
同上
070207光学
01.量子光学与原子光学
①101思想政治理论②201英语一③601高等数学（甲^或617普通物理（甲）
④811量子力学或817光学
070208无线电物理
01.原子频率标准原理与技
①101思想政治理论②201
术
英语一③601高等数学（甲^或617普通物理（甲）
④811量子力学或817光学或856电子线路或859信号与系统
01磁共振理论与实验方法
同上
070302分析化学
01.生物波谱分析
①101思想政治理论②201英语一③610分子生物学或611生物化学（甲)或618普通化学（甲)或619物理化学（甲)④819无机化学或820有机化学或821分析化学或847生理学
02^影像分析
同上
03^仪器分析
同上
070304物理化学
01.催化与结构化学
①101思想政治理论②201英语一③601高等数学（甲^或611生物化学（甲)或
617普通物理（甲)或619物
理化学（甲)④819无机化
学或820有机化学或821分
析化学或852细胞生物学
02^生物物理化学
同上
01理论和计算化学
同上
085208电子与通信工程
01.无线电与通信工程
①101思想政治理论②201英语一③302数学二④811量子力学或817光学或856电子线路或859信号与系统
02丨原子频标与通信工程
同上
03丨光电子与通信工程
同上
085238生物工程
01.生物仪器工程
①101思想政治理论②201英语一③338生物化学④819无机化学或820有机化学或821分析化学或847生理学
02^蛋白质工程
同上
03^生物代谢工程
同上
01生物医用材料
分子生物学分析篇9
关键词： 蛋白质，质谱分析，应用
前言：
蛋白质是生物体中含量最高，功能最重要的生物大分子，存在于所有生物细胞，约占细胞干质量的50%以上， 作为生命的物质基础之一，蛋白质在催化生命体内各种反应进行、调节代谢、抵御外来物质入侵及控制遗传信息等方面都起着至关重要的作用，因此蛋白质也是生命科学中极为重要的研究对象。关于蛋白质的分析研究，一直是化学家及生物学家极为关注的问题，其研究的内容主要包括分子量测定，氨基酸鉴定，蛋白质序列分析及立体化学分析等。随着生命科学的发展，仪器分析手段的更新，尤其是质谱分析技术的不断成熟，使这一领域的研究发展迅速。
自约翰.芬恩(JohnB.Fenn)和田中耕一(Koichi.tanaka)发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法及发明了对生物大分子的质谱分析法以来，随着生命科学及生物技术的迅速发展，生物质谱目前已成为有机质谱中最活跃、最富生命力的前沿研究领域之一[1]。它的发展强有力地推动了人类基因组计划及其后基因组计划的提前完成和有力实施。质谱法已成为研究生物大分子特别是蛋白质研究的主要支撑技术之一，在对蛋白质结构分析的研究中占据了重要地位[2]。
1．质谱分析的特点
质谱分析用于蛋白质等生物活性分子的研究具有如下优点：很高的灵敏度能为亚微克级试样提供信息，能最有效地与色谱联用，适用于复杂体系中痕量物质的鉴定或结构测定，同时具有准确性、易操作性、快速性及很好的普适性。
2．质谱分析的方法
近年来涌现出较成功地用于生物大分子质谱分析的软电离技术主要有下列几种：1)电喷雾电离质谱；2)基质辅助激光解吸电离质谱；3)快原子轰击质谱；4)离子喷雾电离质谱；5)大气压电离质谱。在这些软电离技术中，以前面三种近年来研究得最多，应用得也最广泛[3]。
3．蛋白质的质谱分析
蛋自质是一条或多条肽链以特殊方式组合的生物大分子，复杂结构主要包括以肽链为基础的肽链线型序列[称为一级结构]及由肽链卷曲折叠而形成三维[称为二级，三级或四级]结构。目前质谱主要测定蛋自质一级结构包括分子量、肽链氨基酸排序及多肽或二硫键数目和位置。
3.1蛋白质的质谱分析原理
以往质谱(mS)仅用于小分子挥发物质的分析，由于新的离子化技术的出现，如介质辅助的激光解析/离子化、电喷雾离子化，各种新的质谱技术开始用于生物大分子的分析。其原理是：通过电离源将蛋白质分子转化为气相离子，然后利用质谱分析仪的电场、磁场将具有特定质量与电荷比值(m/Z值)的蛋白质离子分离开来，经过离子检测器收集分离的离子，确定离子的m/Z值，分析鉴定未知蛋白质。
3.2蛋白质和肽的序列分析
现代研究结果发现越来越多的小肽同蛋白质一样具有生物功能，建立具有特殊、高效的生物功能肽的肽库是现在的研究热点之一。因此需要高效率、高灵敏度的肽和蛋白质序列测定方法支持这些研究的进行。现有的肽和蛋白质测序方法包括n末端序列测定的化学方法edman法、C末端酶解方法、C末端化学降解法等，这些方法都存在一些缺陷。例如作为肽和蛋白质序列测定标准方法的n末端氨基酸苯异硫氰酸酯(phenylisothiocyanate)pitC分析法(即edman法，又称ptH法)，测序速度较慢(50个氨基酸残基/天)；样品用量较大(nmol级或几十pmol级)；对样品纯度要求很高；对于修饰氨基酸残基往往会错误识别，而对n末端保护的肽链则无法测序[4]。C末端化学降解测序法则由于无法找到pitC这样理想的化学探针，其发展仍面临着很大的困难。在这种背景下，质谱由于很高的灵敏度、准确性、易操作性、快速性及很好的普适性而倍受科学家的广泛注意。在质谱测序中，灵敏度及准确性随分子量增大有明显降低，所以肽的序列分析比蛋白容易许多，许多研究也都是以肽作为分析对象进行的。近年来随着电喷雾电离质谱(electrospray ionisation，eSi)及基质辅助激光解吸质谱(matrix assisted laser desorption/ionization，maLDi)等质谱软电离技术的发展与完善，极性肽分子的分析成为可能，检测限下降到fmol级别，可测定分子量范围则高达100000Da，目前基质辅助的激光解吸电离飞行时间质谱法(maLDi toF mS)已成为测定生物大分子尤其是蛋白质、多肽分子量和一级结构的有效工具，也是当今生命科学领域中重大课题——蛋白质组研究所必不可缺的关键技术之一 [5] 。目前在欧洲分子生物实验室(emBL)及美国、瑞士等国的一些高校已建立了maLDi toF mS蛋白质一级结构(序列)谱库，能为解析FaSt谱图提供极大的帮助，并为确证分析结果提供可靠的依据[6]。
3.3蛋白质的质谱分析方式
质谱用于肽和蛋白质的序列测定主要可以分为三种方法：一种方法叫蛋白图谱(proteinmapping)，即用特异性的酶解或化学水解的方法将蛋白切成小的片段，然后用质谱检测各产物肽分子量，将所得到的肽谱数据输入数据库，搜索与之相对应的已知蛋白，从而获取待测蛋白序列。将蛋白质绘制“肽图”是一重要测列方法。第二种方法是利用待测分子在电离及飞行过程中产生的亚稳离子，通过分析相邻同组类型峰的质量差，识别相应的氨基酸残基，其中亚稳离子碎裂包括“自身”碎裂及外界作用诱导碎裂.第三种方法与edman法有相似之处，即用化学探针或酶解使蛋白或肽从n端或C端逐一降解下氨基酸残基，形成相互间差一个氨基酸残基的系列肽，名为梯状测序(laddersequencing)，经质谱检测，由相邻峰的质量差知道相应氨基酸残基。
3.3.1蛋白消化
蛋白的基团越大，质谱检测的准确率越低。因此，在质谱检测之前，须将蛋白消化成小分子的多肽，以提高质谱检测的准确率。一般而言，6-20个氨基酸的多肽最适合质谱仪的检测。现今最常用的酶为胰蛋白酶(trypsin)，它于蛋白的赖氨酸(lysine)和精氨酸(arginine)处将其切断。因此，同一蛋白经胰蛋白酶消化后，会产生相同的多肽。
3.3.2基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法(maLDi-toF mS) [7]
简而言之，基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量仪是将多肽成分转换成离子信号，并依据质量/电荷之比(mass/charge，m/z)来对该多肽进行分析，以判断该多肽源自哪一个蛋白。待检样品与含有在特定波长下吸光的发光团的化学基质(matrix)混合，此样品混合物随即滴于一平板或载玻片上进行挥发，样品混合物残余水份和溶剂的挥发使样品整合于格状晶体中，样品然后置于激光离子发生器(lasersource)。激光作用于样品混合物，使化学基质吸收光子而被激活。此激活产生的能量作用于多肽，使之由固态样品混合物变成气态。由于多肽分子倾向于吸收单一光子，故多肽离子带单一电荷.这些形成的多肽离子直接进入飞行时间质量分析仪(toFmassanalyzer)。飞行时间质量分析仪用于测量多肽离子由分析仪的一端飞抵另一端探测器所需要的时间。而此飞行时间同多肽离子的质量/电荷的比值成反比，即质量/电荷之比越高，飞行时间越短。最后，由电脑软件将探测器录得的多肽质量/电荷比值同数据库中不同蛋白经蛋白酶消化后所形成的特定多肽的质量/电荷比值进行比较，以鉴定该多肽源自何种蛋白.此法称为多肽质量指纹分析(peptidemassfin-gerprinting)。基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法操作简便，敏感度高，同许多蛋白分离方法相匹配，而且，现有数据库中有充足的关于多肽质量/电荷比值的数据，因此成为许多实验室的首选蛋白质谱鉴定方法。
3.3.3电子喷雾电离质谱测量法(electrosprayion-izationmassspectrometry,eSi-mS)[8 ]
同基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法在固态下完成不同，电子喷雾电离质谱测量法是在液态下完成，而且多肽离子带有多个电荷，由高效液相层析等方法分离的液体多肽混合物，在高压下经过一细针孔。当样本由针孔射出时，喷射成雾状的细小液滴，这些细小液滴包含多肽离子及水份等其他杂质成分。去除这些杂质成分后，多肽离子进入连续质量分析仪(tan- demmassanalyzer)，连续质量分析仪选取某一特定质量/电荷比值的多肽离子，并以碰撞解离的方式将多肽离子碎裂成不同电离或非电离片段。随后，依质量/电荷比值对电离片段进行分析并汇集成离子谱(ionspectrum)，通过数据库检索，由这些离子谱得到该多肽的氨基酸序列。依据氨基酸序列进行的蛋白鉴定较依据多肽质量指纹进行的蛋白鉴定更准确、可靠。而且，氨基酸序列信息即可通过蛋白氨基酸序列数据库检索，也可通过核糖核酸数据库检索来进行蛋白鉴定。
4．蛋白质质谱分析的应用
1981年首先采用FaB双聚焦质谱测定肽分子量，分析十一肽(mr=1318)，质谱中出现准分子离子[m+1]+=1319强峰。分子量小于6kDa肽或小蛋白质合适用FaB质谱分析，更大分子量的多肽和蛋自质可用maLDi质谱或eSi质谱分析。用maLDi-toF质谱分析蛋自质最早一例是Hillen Kramp等[9]于1988年提出用紫外激光以烟酸为基质在toF谱仪上测出质量数高达60kDa蛋白质，精确度开始只有0.5%，后改进到0.1-0.2%。质谱技术主要用于检测双向凝胶电泳或“双向”高效柱层析分离所得的蛋白质及酶解所得的多肽的质量，也可用于蛋白质高级结构及蛋白质间相互作用等方面的研究[10,11],三条肽段的精确质量数便可鉴定蛋白质。近年来，串联质谱分析仪发展迅猛，其数据采集方面的自动化程度、检测的敏感性及效率都大大提高，大规模数据库和一些分析软件(如:SeQUeSt)的应用使得串联质谱分析仪可以进行更大规模的测序工作。目前，利用2D电泳及mS技术对整个酵母细胞裂解产物进行分析，已经鉴定出1484种蛋白质，包括完整的膜蛋白和低丰度的蛋白质[12]；分析肝细胞癌患者血清蛋白质组成分[13]，并利用质谱进行鉴定磷酸化蛋白研究工作[14]及采用质谱技术研究许旺细胞源神经营养蛋白(SDnp)的分子结构[15]等。
结束语：
在蛋白质的质谱分析中，质谱的准确性(accuracy)对测定结果有很大影响，因此质谱测序现在仍很难被应用于未知蛋白的序列测定。肽和蛋白的质谱序列测定方法具有快速、用量少、易操作等优点，这些都非常适合于现在科学研究的需要。我们相信，随着各种衍生化方法和酶解方法的不断改进，蛋白双向电泳的应用[16]以及质谱技术的不断完善，质谱将会成为多肽和蛋白质分析最有威力的工具之一。
参考文献
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分子生物学分析篇10
一、水质化验分析定义和特点
水质化验分析工作的首要任务就是及时准确的汇报出分析数据。水质化验是指使用化学分析仪器和理化仪器设备等对水中所溶物质的含量进行的分析检验。水质化验有下述特点：水中所溶物质成分复杂，水质化验项目多种多样。由于天然水或生产废水中溶有大量杂质或物质，其中包含了元素周期表中几乎所有元素，既包括了水在形成和降落过程中溶入的大量气体（例氯化氢、二氧化硫、硫化氢、氨等）及灰尘、工业烟尘、有机物、微生物等，也包含了水在经流或生产过程中溶入的岩石矿物、泥沙、黏土、大量易溶盐类及微细颗粒、藻类、细菌、原生动物等。由于对水质有不同的要求，监控水中的溶入物质，是这些行业水质化验的重要任务。同时，水是人类生存的基础和重要资源。水在使用过程中形成的生活污水和工业废水；又会混入大量杂质，如粪便、生活垃圾、洗涤剂、油脂、化工原材料、工业产成品及各种废液、废渣等。这些生活污水和工业废水排入江河湖海等地面水体，或掺人地层进入地下水体时，又会给天然水中带来大量杂质和污染物。企业的废水处理车间及各级环境监测人员也是通过监测和化验水中各种杂质和污染物，来了解水体污染情况，监控污水处理设备的正常运行。因此天然水中成分的复杂性，各行业对水质要求的多样性，决定了水质化验项目的多样性。许多组分在水中含量甚少，分析检验有难度，而且要求精度较高。水中许多组分是溶解性离子，根据这些离子的浓度范围，通常采用两种分析方法：一种是以分析离子浓度mg/L级的试样，即所谓常量分析，这种分析方法通常适用于天然水、某些工艺用水和工业废水等要测定离子浓度较高的水样；另一种是分析离子浓度为g/L级试样的所谓微量分析。这种分析方法适用于某些工艺用水及废水中欲测定离子浓度较低的试样。对于常量分析，主要应该提高分析检验的准确性；而对微量分析则不但要求有严谨的检验方法，也对分析设备和分析人员提出了较高的要求。水质分析要求在规定时间内完成，分析要快速，结果要准确。水质全分析要求在规定时间内完成全部分析项目并通过检验无误，以防保存时间过长，水质变质。为了保证工艺制水设备、废水处理设备的正常运转，这些设备处理出来的水质要求在最短时间内完成，要快捷，准确，这就要求水质化验人员有一定的理论素养，熟练的化验技巧和操作能力及认真的工作态度。水质化验应用方法多种多样，如前所述，由于水质分析项目的多样性，水质化验应用的方法也多种多样。分析化学中应用的分析方法和仪器在水质化验中几乎都有应用。
二、水质化验的基本分析方法
水质化验应用最多的方法是化学分析法；水质化验还有物理分析法；物理化学分析法；重量分析法用于测定水中的某些常量组分；滴定分析方法用于测定水中的常量和微量组分；比色法则主要用于测定水中的微量组分。随着科学技术的进步和发展，仪器分析在水质化验中有了广泛的应用，除光电比色、电导、电位分析法外，分光光度、极谱、气相色谱、原子吸收、X射线荧光光谱法等均有应用；大量的在线仪表也在水质化验中崭露头角，为水质化验的简便、快捷、准确工作提供了物质上的保证。
（一）水质化验的定性分析与定量分析。水质化验的定性分析是指鉴定水中所溶物质由哪些元素、离子或化合物组成的分析检验。水质化验的定量分析是指测定水中所溶物质中成分含量的分析检验。由于水质化验中被分析物质一般都是指定（或已知）的，因此除特殊情况外，水质化验主要是定量分析，而定性分析较少采用。
（二）水质化验的无机分析与有机分析。根据分析对象不同，水质化验可分为无机分析和有机分析；无机分析的对象是水中溶有的无机物，它们大都是电解质。因此一般都是测定其离子或原子团来表示各组分的含量；有机分析的对象是有机物，它们大都是非电解质。因此一般都是分析其元素或官能团来确定其组分的含量，其中也有通过测量某些物理常数如沸点、冰点及沸程等来确定其组成或含量。
（三）物理分析法。物理分析法是指在水中所溶相关物质不发生化学变化的前提下，利用物理方法（例光学电学、分离等），以确定其存在及含量的方法。
（四）化学分析法。化学分析法是指以物质的化学反应为基础的分析方法。主要有滴定分析法和重量分析法。通常用于水中待测组分的常量和微量分析。
（五）物理化学分析法。物理化学分析法即通常所说的仪器分析法。是以物质的物理、物理化学性质为基础的分析方法。由于这类分析方法都需要特殊仪器，故一般称为仪器分析法，主要包括光学分析法、电化学分析法、色谱分析法和其他仪器分析法等。
三、水质化验分析的主要工作内容
水质化验的主要工作内容有采集水样；配制标准溶液和化学试剂；使用理化仪器等测试水中所溶物质的理化性质；使用化学分析或仪器分析等方法对水样进行组分含量测定；记录、计算、判定化学数据；协助主检人员完成化验报告；检查、测试、维护仪器设备；处理检验过程中的故障；负责化验室卫生、安全工作。
四、化验分析中玻璃仪器的洗涤
在水质化验分析工作中，洗净玻璃仪器不仅是一项必须做的实验前准备工作，也是一个技术性的工作。玻璃仪器是否符合要求，对实验结果有很大的影响，玻璃仪器洗净标准是洗净后的玻璃仪器倒置时，水沿壁自然流下，均匀润湿而无条纹及水珠。洗涤时应根据玻璃仪器的不同，污染物的不同，实验的要求不同采用不同的洗涤方法。常用玻璃仪器的洗涤方法：计量玻璃仪器洗涤与计量有关的玻璃仪器用铬酸洗液浸泡后，用自来水冲洗，之后用蒸馏水润洗三次，直到洗净为止。对移液管、滴定管这种尺寸较大计量玻璃仪器，这种方法目前还是一个比较实用的方法，只是要注意洗液的回收，减少污染。对容量瓶、吸量管等较小仪器可将其浸于温热的洗涤剂水溶液中，在超声波清洗机液槽中超洗数分钟，洗涤效果极佳，值得推广。计量玻璃仪器不能用毛刷洗刷。非计量玻璃仪器洗可分为一般玻璃仪器和特殊玻璃仪器。一般玻璃仪器的洗涤，先用水自来水冲洗可溶性物质并用毛刷刷去表面粘附的尘土，然后沾低泡型的洗涤剂溶液刷洗，用自来水冲洗至无泡沫；若仪器内壁被水均匀润湿，再用蒸馏水（或去离子水）润洗三次。特殊玻璃仪器的洗涤，砂芯玻璃滤器的洗涤，新的滤器可置于6mol/L的盐酸溶液中超声数分钟，再用水反复抽洗，最后用蒸馏水洗净；使用过的滤器应根据不同的沉淀物采用适当的洗涤剂超声溶解沉淀，再用水反复抽洗至洗净，110℃烘干，升温和冷却过程都要缓慢进行，以防裂损。砂芯玻璃滤器洗净后应防尘存储。
五、结束语