DNA自组装模型的几种分子逻辑门的计算
DNA分子的结构计算全部
基于计算机模拟和预测算法
分子动力学模拟
结构预测算法
利用计算机模拟DNA分子在原子水平 上的运动行为，通过长时间模拟得到 DNA分子的稳定构象和动态特性。
基于已知DNA序列信息和物理化学原 理，开发预测算法来预测DNA分子的 三维结构。
结构优化与验证
对预测得到的DNA分子结构进行优化 和验证，以确保其准确性和可靠性。 这些方法在生物学、医学、药学等领 域具有广泛的应用价值。例如，在药 物设计和开发中，了解DNA分子的结 构对于设计和优化与DNA相互作用的 药物至关重要。此外，这些方法还有 助于揭示DNA的复制、转录和翻译等 生命过程的机制。
NGS应用
NGS技术在基因组学、转录组学、表观遗传学等领域有广泛应用，如全基因组测序、全外 显子测序、靶向测序、RNA-Seq等。
第三代测序技术展望
第三代测序技术
第三代测序技术是指单分子测序 技术，具有读长长、无需PCR扩 增等优点，能够直接读取单个
DNA分子的序列信息。
技术原理
第三代测序技术主要利用纳米孔 或纳米通道来检测单个DNA分子 通过时的电流变化，从而推断出
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
CNV在基因组中的分布较为广泛，涉 及多个基因或基因区域，其频率因不 同的研究方法和人群而异。
03
意义
CNV可能导致基因表达的改变，从而 影响个体的表型特征、疾病易感性以 及药物反应等方面。此外，CNV也是 研究基因组进化和物种多样性的重要 标记之一。
PART 04
DNA结构计算方法与应 用
基于X射线晶体学方法
03
A-T配对
腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶 （T）通过两个氢键形成 配对。
DNA计算模型原理讲解学习资料
DNA蛋白质计算的优点
将其转化为蛋白质序列的优点在于三个碱 基序列对应一种蛋白质，因此蛋白质序列 其信息密度更大，分子更小，从而可以使 用质谱分析法对蛋白质序列进行检测。
参考文献
[1]张成, 杨静, 王淑栋. DNA计算中荧光技术的应用及其发展[J].计算机学报, 2009, 32(12):2300-2310.
其与传统的进化算法相比，一方面DNA进化算法 的可以实现更大的群体规模；另一方面随着群体 规模的增大，DNA计算的并行性不会导致搜索时 间的增加。
DNA蛋白质算法
这种方法使用质粒进行运算，将DNA计算与其相应的蛋白 质表达相结合。研究表明，通过在质粒上设置开放读取框 架(ORF)，我们正在将质粒计算模型与蛋白质表达相结合 进行运算。 开放读取框架如图所示：
[2]孙伟, 尤加宇, 江宏, 等. 纳米粒子标记 DNA 探针的制备与检测应用[J]. 中国卫生检验杂 志, 2005, 15( 8): 1008.
[3] Rohani Binti Abu Bakar,Junzo Watada, Witold Pedrycz. DNA approach to solve clustering problem based on a mutual order[J]. BioSystems. 2008, 91: 1-12.
文献[8]使用左图发夹模型解决了3-SAT 问题
帽子（cap）结构的发夹，文献[9]使 用右图这种结构作为辅助结构解决了 3-SAT问题
链状结构
另外一种线性存储模型是使用单链DNA或者RNA链来编码 信息，然后通过分管-合管操作来实现对问题的求解。特 别指出的是文献[10]中使用RNA作为计算底物，其删除操 作使用的是核糖核酸酶H，因为该酶的特性就是可以切割 RNA的端，进而消化DNA/RNA双螺旋链，而单链结构不 被破坏。
DNA分子结构和复制中计算规律
DNA 分子的结构和复制中的计算规律规律一、双链DNA 分子中两个互补的碱基相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的50%A 1（A 2）=T 2（T 1） G 1（G 2）=C 2（C 1） A=T G=C A （T ）+G （C ）=50%规律二、在双链DNA 分子中一条单链)()()()(21212121C C G G T T A A ++与互补链的相应的比值相等，与整个DNA 分子该比值相等。
一条单链)()()()(21212121C C T T G G A A ++与互补链的相应的比值互为倒数，整个DNA 分子该比值为定值1。
规律三、在双链DNA 及转录的RNA 之间有下列关系（1） 在碱基数量上，DNA 分子和RNA 分子的单链内互补碱基和相等且等于双链DNA分子的一半A 1（G 1）+T 1（C 1）=A 2（G 2）+T 2（C 2）=A R （G R ）+U R （C R ）=1/2[A （G ）+T （C ）]（2） 在DNA 分子和RNA 分子的单链内相应互补碱基的和占该链碱基的百分比相等，也与DNA 分子两条链的百分比相等11111111)()(C G T A C T G A ++++=22222222)()(C G T A C T G A ++++=R R R R R R R R C G U A C U G A ++++)()(=CG T A C T G A ++++)()( 规律四、DNA 分子中某种碱基的比例等于该种碱基在每一单链中所占比例之和的一半 A=[(])()212222211111C G T A A C G T A A +++++++规律五、DNA 复制需游离脱氧核苷酸为M ，X 表示DNA 分子中能与游离脱氧核苷酸配对的碱基数量。
n 表示复制次数M=（2n —1）X规律六、同位素标记DNA 复制的情况，复制n 次后：标记DNA 分子占总量的比值：n 22即)2(11-n 标记链占复制DNA 分子总链的比值：)21(222n n 即⨯1．提出DNA分子双螺旋结构模型的是A．孟德尔B．艾弗里C．格里菲思D．沃森和克里克2．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶B．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶C．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个脲嘧啶3．构成DNA分子的碱基有A、G、C、T四种，因生物种类不同而不同的比例是A．(A+C)/(G+T) B．(G+C)/(A+T)C．(A+G)/(C+T) D．A/T和G/C4．一个DNA分子中有腺嘌呤1500个，腺嘌呤与鸟嘌呤之比为3∶1，则这个DNA分子中含有脱氧核糖的数目为A．2000个B．3000个C．4000个D．8000个5．在某DNA分子的所有碱基中，腺嘌呤的分子数占22%，则胞嘧啶的分子数占A．11% B．22% C．28% D．44%6．DNA的一条单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是A．0.4和0.6 B．2.5和1.0 C．0.4和0.4 D．0.6和1.07．DNA的一条单链中A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是A．0.4和0.6 B．2.5和1.0 C．0.4和0.4 D．0.6和1.08．DNA分子的特异性决定于A．核糖的种类B．碱基的种类C．碱基的比例D．碱基对的排列顺序9．用同位素32p标记某一噬菌体内的双链DNA分子，让其侵入大肠杆菌繁殖，最后释放出200个后代，则后代中32p的链占总链数的A．0.5% B．1% C．2% D．13.50%10．某DNA分子共有碱基1400个，其中一条单链上（A+T）∶（C+G）= 2∶5。
基于自组装的DNA分子逻辑计算模1
基于自组装的DNA分子逻辑计算模型目录1.背景介绍 (4)1.1基于DNA的逻辑计算 (4)2.实验方法 (4)2.1逻辑算法，自组装结构，和DNA序列设计 (4)2.2DNA和金纳米粒子共轭 (5)2.3计算模型的反应条件张珹，杨晶，徐进1.软件研究所,电子工程和计算机科学的学校,教育部高可信软件技术重点实验室,北京大学,北京100871,中国2.中国科学院计算技术研究所,中国科学院,北京100190,中国2011年5月27日收到,2011年8月4日接受在本文中,逻辑计算模型是使用DNA纳米粒子构建,结合的DNA / Au纳米粒子的颜色变化的技术的结合物和DNA计算。
几种重要的技术被利用到这个分子计算模型中:DNA自组装,DNA /金纳米粒子共轭和从金纳米粒子聚集而产生的颜色变化。
这个简单的逻辑计算模型被认为是一个颜色的变化，从不断变化的DNA 自组装。
基于这个逻辑计算模型一组操作的计算模型也被建立,通过一个简单的逻辑问题解决了。
为了扩大这个逻辑纳米计算系统,一种用于甲型H1N1流感病毒基因的检测的分子检测方法被开发。
逻辑计算，DNA计算，纳米粒子，DNA自组装引文：张珹，杨晶，徐进，基于自组装的DNA分子逻辑计算模型。
中国科学通报2011，56：3566—3571，doi：10.1007/s11434-011-4725-3在计算机研究领域，分子计算已经从DNA逻辑计算模型2014一种单纯的理论逐渐成长为实验的实现。
DNA计算因为它在纳米技术操作方面的优势，已经成为了分子计算中的领导者。
在DNA计算开始时，科学家试图解决几种不同的数学问题，例如：可满足性问题，图着色问题，最大集团问题和最大独立集问题[1-4]。
尽管在比较DNA 计算与传统电子计算的困难，DNA计算在巨大的并行计算潜力仍然是一个有吸引力的焦点。
在信息科学领域，逻辑计算是一种计算的基本单位。
因此，利用分子执行逻辑计算是十分重要的，在这方面分子扮演着重要的角色。
DNA分子的结构有关计算
DNA分子的结构有关计算DNA(脱氧核糖核酸)是构成生物体遗传信息的重要分子，它在生物体中有着重要的功能。
DNA分子的结构是由化学键和组态构成的，这些结构决定了DNA分子的稳定性和功能。
为了研究DNA的结构，科学家们开展了许多计算模拟和实验研究。
在本篇文章中，我将介绍DNA分子的结构与计算之间的关系。
首先，让我们回顾一下DNA分子的基本结构。
DNA分子由四种碱基组成，分别是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
这些碱基通过氢键相互配对，形成两条互补的链。
这两条链以螺旋形式缠绕在一起，形成DNA的双螺旋结构。
DNA的双螺旋结构具有很高的稳定性，并且能够按照一定的规则进行复制和传递遗传信息。
DNA分子的结构与其功能密切相关。
例如，DNA双螺旋结构使得DNA能够稳定地存储大量的遗传信息。
此外，DNA的结构还决定了DNA与其他分子之间的相互作用。
例如，蛋白质与DNA结合形成蛋白质-DNA复合物，这种结合对基因的转录和调控起着重要的作用。
因此，了解DNA分子的结构对于研究生物体的基因表达和遗传机制非常重要。
计算在研究DNA分子结构中起着重要的作用。
首先，计算模拟可以用来研究DNA的结构和稳定性。
通过分子动力学模拟，可以模拟DNA分子在不同条件下的行为，例如温度、氧化状态和离子浓度等。
这些模拟可以预测DNA的结构变化和解释实验结果。
其次，计算还可以用来预测DNA与其他分子之间的相互作用。
例如，计算可以帮助预测DNA与蛋白质之间的结合方式，并预测结合能的大小。
这对于研究基因调控和药物设计等领域非常重要。
此外，计算还可以用来模拟DNA的组装和解组装过程。
通过计算模拟不同碱基序列下DNA分子的组装过程，可以揭示DNA的自组装机制和规律。
这对于设计和合成具有特定结构和功能的DNA纳米器件具有重要意义。
近年来，随着计算技术的不断发展，计算逐渐成为研究DNA分子结构的重要工具。
计算模拟可以提供具有高分辨率的DNA结构信息，并预测DNA的稳定性和相互作用。
DNA分子的结构
（2）.外侧：
磷酸、脱氧核糖交替 连接—— 构成基本 骨架； 内侧:碱基；
G
A
C
T
G
C
脱氧核 苷酸
⑶碱基互补配对原则
A
T
氢键 磷酸二 酯键
T A
G
C
碱基对
C
G
思考：在一个DNA分子中，那些碱基比例 较高，则该DNA分子就比较稳定？
【课堂反馈】
1．下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中1－10 的名称。
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中；指基因的 脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序。
碱基排列顺序多样性 DNA分子多样性 DNA分子特异性
生物多样性；
生物特异性。
碱基排列顺序特异性
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中； 碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子多样性， 而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA 分子的特异性；
2
2.5
1;
G1 C
C
1
G2
②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何 一条链的A+T/G+C。(互补碱基之和的比值)
A+T G+C = A1+T1 G1+C1 = A2 +T2 G 2 +C2
DNA双链
A1 T
1
T
2
即，若：A+T=整个DNA的n%， G+C=整 个DNA的m% 则：A1+T1=1链的n%，G1+C1=1链的m% A2+T2=2链的n%，G2+C2=2链的m%
A1
T1
T2
A2
DNA分子的结构规律总结1
实验结果预测
15N/15N-DNA 15N/15N-DNA
15N/15N-DNA
转移到含 14NH Cl中 4
分裂一次
14N/14N-DNA 15N/14N-DNA 15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
提取离心
分裂两次
14N/14N-DNA
14N/14N-DNA 15N/14N-DNA
1
规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之 和 相等 ，并为碱基总数的 50％ 。
DNA分子碱基的数量关系 ： ⑤在DNA分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率 等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双 链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。 即： (A1+T1)% = ( A2+T2)% = 总( A+T)% 同理： ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 总( G+C)%
一、对DNA复制的推测
最早提出的DNA复制模型有三种；
1、全保留复制：新复制出的分子直接形成， 完全没有旧的部分； 亲代DNA
复制一次
子代DNA
2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一 半是旧的；
复制一次
3、分散复制（弥散复制）：新复制的分子中 新旧都有，但分配是随机组合的；
复制一次
沃森和克里克推测是半保留复制
复制一次
1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？
只能用实验来证明。
2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？
把原来DNA的单链做上标记，然后观察它在新复制 的DNA中出现的情况。
探究 DNA分子复制方式 实验设计
DNA结构与复制中的相关计算的三种常用方法 公式复制
公式复制 DNA结构与复制中的相关计算的三种常用方法一、特值法：先按照碱基比例假设DNA片段中碱基总数为100或200等整百数，再根据碱基互补配对原则（A－T，C－G）图解分析求解。
例：一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的46％，又知在该DNA分子的一条链中，A和C分别占碱基数的28％和22％，则该DNA分子的另一条链中A和C分别占碱基数的（）。
A．28％、22％ B．22％、28％ C．23％、27％ D．26％、24％【解析】假设DNA每条链的碱基数为100，依题意得：（图略）∵甲链: A=28, C=22,G+C=46, ∴甲中G=24, T=100-28-46=26。
则乙中A=26，C=24。
故选D。
练习：分析某生物的双链DNA，发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64％，其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30％，则对应链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是（） A．17％ B．32％C．34％ D．50％二、首尾法：根据DNA复制的过程与特点可以知道：一DNA分子复制n次后，将得到2n个DNA分子，其中保留原来母链的DNA数目为2个。
在处理与此相关的计算题过程中，我们只需要考虑开始和结尾的差异就可以顺利求解，笔者习惯于称之为首尾法。
例：假如一个DNA分子含有1000个碱基对（P元素只是32P）,将这个DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次,则子代DNA分子的相对分子量平均比原来( )。
A.减少1500 B.增加1500 C. 增加1000 D.减少1000 【解析】每个碱基对应一个脱氧核苷酸，含1个磷酸基，即1个磷原子。
复制两次后形成4个DNA分子，8条单链。
其中两条含32P，6条含31P，因而相对分子量减少6000，4个DNA平均减少1500。
故选A。
练习：已知14N-DNA和15N-DNA的相对分子量分别为a和b。
现让一杂合DNA分子在含14N的培养基上连续繁殖两代，则其子代DNA的平均相对分子量为（） A.(3a+b)/4 B.(a+3b)/4 C.(7a+b)/8 D.(a+7b)/8 三、公式法：基于DNA的半保留复制，我们可以归纳出公式：X=m(2n-1)。
临床执业医师生物化学知识点：DNA的结构与功能
临床执业医师生物化学知识点：DNA的结构与功能DNA碱基组成的规律：DNA分子中A与T摩尔数相等，C与G摩尔数相等，即 A=T，C≡G。
所以A+G=T+C ，A/T=G/C 。
一级结构：核苷酸的排列顺序(碱基的序列)二级结构：双螺旋结构(弹簧)三级结构：超螺旋结构(电话线)DNA的一级结构1.定义：核苷酸在核酸长链上的排列顺序。
由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。
2.化学键：酯键。
3.骨架：戊糖和磷酸。
4.最恒定的元素：P。
DNA双螺旋结构(二级结构)氢键配对(A=T; G≡C)相互平行，但走向相反，右手螺旋。
螺旋直径为2nm，形成大沟及小沟。
相邻碱基螺距3.4nm，一圈10对碱基。
氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。
DNA的高级(超螺旋)结构DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。
真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体。
DNA的功能DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。
它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。
基因从结构上定义：是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。
DNA的理化性质及其应用1.DNA的变性：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程，其本质是双链间氢键的断裂。
变性后①OD260增高(增色效应)：对波长260nm的光吸收增强的现象。
②粘度下降③生物活性丧失。
2.DNA复性：变性DNA经退火恢复原状的过程称变性DNA的复性。
3.核酸的紫外线吸收：核酸分子的碱基含有共轭双键，在260nm 波长处有最大紫外吸收，可以利用这一特性对核酸进行定量和纯度分析。
RNA的分类及特点mRNA结构特点与功能结构特点5′末端：帽子结构：m7GpppNm-。
3′末端：多聚核苷酸结构：多聚A尾。
共同维持mRNA的稳定性。
结构功能：是蛋白质合成模板。
其他小分子RNA除了上述三种RNA外，生物细胞内还含有多种非编码RNA。
粘贴DNA计算模型的几种分子逻辑门的实现
粘贴DNA计算模型的几种分子逻辑门的实现
王延峰;崔光照
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2006(42)1
【摘要】理论上来说,基于DNA的分子逻辑门是DNA计算机体系结构的产生基础和DNA计算机实现技术的硬件基础.在这篇论文中,我们在先前提出的基于粘贴DNA计算模型的分子逻辑与门的实现方法的基础上,进一步提出了基于粘贴DNA 计算模型的分子逻辑或门和与非门的实现方法.与先前方法类似,逻辑门、输入信号和输出信号是DNA分子.可以实现OR,NOT和NAND类型的逻辑门操作.需要使用包括聚合酶链反应(PCR),琼脂糖凝胶电泳,探针的标记与检测等生物工程技术.这些技术集成于DNA芯片中可用于DNA计算机的研制.
【总页数】4页(P31-33,46)
【作者】王延峰;崔光照
【作者单位】华中科技大学控制科学与工程系,武汉,430074;郑州轻工业学院电气信息工程学院,郑州,450002
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.DNA自组装模型的几种分子逻辑门的计算 [J], 单静怡;唐静静;殷志祥
2.基于粘贴DNA计算模型的分子逻辑与门的实现 [J], 黄布毅;王延峰;崔光照
3.基于 DNA 链置换的分子逻辑门计算模型 [J], 张文逸;殷志祥
4.基于分子信标的逻辑门的计算模型 [J], 刘文斌;朱翔鸥;殷志祥
5.用分子信标作为粘贴串的DNA计算模型的逻辑门 [J], 唐静静;单静怡;;
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高中生物dna分子结构知识点dna分子结构
高中生物dna分子构造知识点 dna分子构造dna分子构造是新课标教材人教版高中生物必修二《遗传与进化》第3章第2节的内容，有哪些知识点要学习?下面是WTT给大家带来的高中生物dna分子构造知识点，希望对你有帮助。
高中生物dna分子构造知识点1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出了DNA分子的双螺旋构造模型。
DNA分子的根本单位是脱氧核苷酸。
一分子该根本单位由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。
由于组成脱氧核苷酸的碱基只有4种：腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)，因此，脱氧核苷酸有4种：腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
很多个脱氧核苷酸聚合成为多核苷酸链。
DNA分子的立体构造是双螺旋。
DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A与T,C与G。
碱基之间的这种一一对应关系，叫做碱基互补配对原那么。
组成DNA分子的碱基只有4种，但碱基对的排列顺序却是千变万化的。
碱基对的排列顺序代表了遗传信息。
假设含有碱基20__0个，那么排列方式有41000种。
DNA分子的根本单位是脱氧核苷酸。
每分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子磷酸和一分子脱氧核糖通过脱水缩合而成。
由于构成DNA的含氮碱基有四种：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)，因此脱氧核苷酸也有四种，它们分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
DNA分子的立体构造为规那么的双螺旋构造，详细为：由两条DNA反向平行的DNA链盘旋成双螺旋构造。
DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成根本骨架;碱基排列在内侧。
DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对(A与T通过两个氢键相连、C与G通过三个氢键相连)，碱基配对遵循碱基互补配对原那么。
应注意以下几点：⑴DNA链：由一分子脱氧核苷酸的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸的5号碳原子端的磷酸基团之间通过脱水缩合形成磷酸二脂键，由磷酸二脂键将脱氧核苷酸连接成链。
DNA分子的结构和复制及相关计算
⑤不同生物的DNA分子中，其互补配对的碱基之和 的比值不同，代表了每种生物DNA分子的特异性。
（A+C）/（T+G）=1不能反映种间差异。 （A+T）/（C+G）不同生物一般不同， 反映种间差异。
解题方法:
1.画图最直观
2.实施等量代换
3.注意用脚码标注
4.注意区分已知条件属于上述哪种情况 5.规律很多,不必硬记,重在掌握解题方法
可知：A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。 则在DNA双链中： A = T ， G = C
①双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不互 补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补碱基 之和的比值等于1。 ∵A=T， C=G
DNA双链
∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50% ( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)
T 1 +C 1
= n
A 2+G 2 = T 2 +C2
1 n
DNA双链
A+T
G+C
A1
= 1 T1 G1 C1
T2
A2 C2 G2
③双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的 A+T/G+C。即两互补碱基之和的比值等于另一互补 链中这一 比值。
A 1+T 1 =m G 1+C 1
A 2 +T 2 =m G 2 +C 2
T2
A2 C2 G2
③双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的 A+T/G+C。即两互补碱基之和的比值等于另一互补 链中这一 比值。
基因自由组合定律的计算及解题方法
基因自由组合定律的计算及解题方法(总2页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--基因自由组合定律的计算及解题方法一、分枝法在解遗传题中的应用（该法的原理为乘法原理,故常用于解基因自由组合有关的题目）1、配子的种类、比例：例：写出基因型为AaBBDd的个体形成几种配子形成的配子及其比例2、后代的基因型种类、比例：如:亲本的基因型为YyRr,求它自交后代的基因型：例：写出基因型为AaBBDd的个体与基因型为AaBbdd的个体相交，后代有几种基因型后代的基因型及其比例如：求AaBb×AaBb子代基因型为AaBb的比例3、后代的表现型种类、比例：例：写出基因型为YyRRDd（黄色圆粒高茎豌豆）的个体与基因型为YyRrdd（黄色圆粒矮茎豌豆）的个体相交,后代有几种表现型后代的表现型及其比例例如：求基因型为YyRr的黄色圆粒豌豆自交后代的性状比。
4、雌雄配子结合方式有几种例：基因型为AaBBDd的个体与基因型为AaBbDd的个体相交，后代雌雄配子结合方式有几种几对遗传因子组合时规律练习1、水稻的有芒（A）对无芒（a）为显性，抗病（B）对感病（b）为显性，这两对基因自由组合。
现有纯合有芒感病株与纯合无芒抗病株杂交，得到F1代，再将此F1与无芒的杂合抗病株杂交，子代的四种表现型为有芒抗病，有芒感病，无芒抗病，无芒感病，其比例依次为（）A、9：3：3：1B、3：1：3：1C、1：1：1：1D、1：3：1：32、基因型为AaBBCcDd的个体与基因型为AaBbccDd的个体杂交，按自由组合定律遗传，则杂交后代中：(1)有多少种基因型(2)若完全显性，后代中表现型有多少种(3)后代中纯合体和杂合体所占的比例分别为多少(4)后代中基因型为aaBbCcDd个体所占的比例是多少(5)后代中表现型不同于两个亲本表现型个体所占的比例是多少(6)后代中基因型不同于两个亲本基因型的个体所占的比例是多少二、先分后合法：（分三步）如：确定具有多对相对性状的亲本的基因型1、把相对性状一对对地分开，并分别判断性状的显隐性2、根据后代情况分别确定控制每对性状的基因型3、根据亲本的性状对应地把基因合起来例：根据桃树的果皮的两对相对性状的杂交情况回答问题：A、白肉有毛个体与黄肉无毛个体杂交，后代有黄肉有毛12株，白肉有毛10株。
DNA计算机算术运算的自装配模型(II)—乘法
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异或等逻辑运算 为基本运 算单元。在 自装配加法的基础上 ， 设计 了Ｄ ＮＡ 自装配乘 法模型 ， 法的 时间复杂度 为Ｄ（ ， 算 １ 空间复 杂度 ） 为Ｄ ， （）并给 出实例 验证 了算法的有效性。该算法具有编码 简单、 效率高、 通用性强等优点 。 关键词 ： ＮＡ计算机 ； Ｄ 算术运 算； 自装配 ； 法 乘
DNA计算机算术运算的自装配模型(Ⅰ)——加法
DNA计算机算术运算的自装配模型(Ⅰ)——加法刘伟;郭迎;孟大志【摘要】DNA计算是基于DNA分子生化反应,能够在DNA计算机上实现的算法.它具有高度并行性、容量大、速度快等特点.同传统电子计算机一样,它也是以加、减、乘、除等简单算术运算和异或等逻辑运算为基本运算单元.在Labean加法的基础上,设计了通用的N进制的并行加法DNA自装配模型,算法的时间复杂度为O(1),空间复杂度为O(n).在此基础上又设计了一位数连加的DNA自装配模型,为今后的并行乘法奠定了基础.算法的主要优点在于编码简单、效率高,且具有通用性.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2010(046)020【总页数】4页(P157-160)【关键词】DNA计算机;算术运算;自装配;加法【作者】刘伟;郭迎;孟大志【作者单位】鲁东大学,数学与信息学院,山东,烟台,264025;中南大学,信息与通信工程系,长沙,410083;北京工业大学,应用数理学院,北京,100022【正文语种】中文【中图分类】TP301DNA计算以及DNA计算机可以解决传统电子计算机所很难解决的问题，如NPC 问题。
自1994年Adleman[1]使用DNA分子解决了七点上的哈密尔顿问题以来，DNA计算的完备性与通用性研究已得到充分的证明，计算速度与存储的巨大优势得到理论与实验的证明，生化实验已经普遍成功，也已经建立了解决许多复杂数学问题的计算模型。
其中DNA计算机的代数运算成为一个重要的研究课题，而基本的算术运算加、减、乘、除是首先需要解决的问题。
在过去的几年中，人们不断探索逐渐解决了二进制的加、减、乘、除运算，如Frank Guarnieri[2]1996年在Science上发表了水平链式反应的DNA加法，开创了利用DNA解决算术运算的先河；John S.Olilver[3]在1996年给出了矩阵乘法的DNA计算模式，Labean[4]等人2000年给出了使用瓦片自装配实现加法和异或问题，Schuler[5]等人2001年提出了简单算术运算的DNA计算模型，Fujiwara[6]等人2004年给出了基于DNA分子的算术运算和逻辑运算操作步骤，随后又给出乘法和除法模型[7]。
DNA计算中的基本理论和实现技术
DNA计算中的基本理论和实现技术DNA计算是一种新兴的计算模式，它利用DNA分子之间的相互作用关系进行计算，具有高效、低能耗、大规模并行等优点，在生物信息学、纳米技术、计算机科学等领域有广泛的应用前景。
本文将从DNA计算的基本理论和实现技术两方面，对其进行介绍和探讨。
基本理论DNA计算的基本理论是自组装原理和DNA编码原理。
自组装原理指的是通过DNA互补碱基配对的特性，可将多个DNA分子自组装成为一个具有特定功能的分子结构。
DNA编码原理则是通过将数字、文字等信息转化为DNA分子的碱基序列，从而实现对信息的编码和储存。
DNA计算中的自组装结构包括DNA纳米结构、DNA逻辑门、DNA纳米系统等。
其中，DNA纳米结构是一种由DNA纳米片段组装而成的二维或三维结构，可以实现生物分子的识别、定位、分离、控制等操作。
DNA逻辑门则是通过基于DNA互补配对和DNA的酶催化反应，实现对数字信息的逻辑运算和判断。
DNA纳米系统是由多个DNA分子组成的一个复杂的分子系统，其功能可以类比于传统计算机中的处理器、内存、输入输出等。
除了自组装原理和DNA编码原理，DNA计算还涉及到DNA的扩增、测序、操控等基础技术。
其中，PCR（聚合酶链式反应）技术是一种重要的DNA扩增技术，它可以通过特定的引物和酶，在体外扩增特定的DNA片段。
DNA测序技术则是通过检测DNA分子的碱基序列，对其进行识别和分析。
DNA操控技术则包括电泳、纳米针、光阱、磁性颗粒等多种手段，可以实现对DNA分子的定位、分离、转移等操作。
实现技术DNA计算的实现技术主要包括实验技术和计算模拟技术。
实验技术是指通过实验手段，从DNA分子层面实现计算和处理。
计算模拟技术则是利用计算机模拟DNA分子的自组装、逻辑运算等过程，加速DNA计算的过程。
实验技术是DNA计算的核心技术之一。
具体实现DNA计算的步骤包括信息编码、底物混合、反应催化、信号检测等。
信息编码是将所需计算的信息转换为DNA序列的过程，底物混合是将所需的反应物混合在一起的过程，反应催化则是通过DNA逻辑门等结构来实现信息处理的主要手段，信号检测则是通过荧光、吸收、色谱等方法来检测反应的结果。
DNA计算模型原理讲解学习资料
DNA计算模型原理讲解学习资料DNA计算模型是一种利用DNA分子的物理和化学性质进行计算的计算模型。
DNA分子具有高度的信息存储能力和并行处理能力，可以在大规模上并行处理信息。
DNA计算模型的原理主要涉及DNA分子的信息编码、DNA分子之间的相互作用以及分子的物理化学性质等方面。
首先，DNA分子的信息编码是DNA计算模型的基础。
DNA分子由四种核酸碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶）组成，可以通过不同碱基的排列顺序来存储信息。
基因组中的DNA序列可以被看做是一串包含着生物体遗传信息的指令。
在DNA计算模型中，可以利用这种信息编码的特性，将问题转化为一系列与DNA序列相关的操作。
其次，DNA分子之间的相互作用是DNA计算模型的重要特性。
DNA分子之间可以通过氢键、静电相互作用等方式进行相互识别和结合，形成DNA双链结构。
在DNA计算模型中，可以利用这种识别和结合的特性，实现分子之间的信息传递和操作。
此外，DNA分子的物理化学性质也是DNA计算模型的关键。
DNA分子在适宜的条件下可以进行链式扩增、酶切、热解等反应。
通过这些反应，可以实现DNA分子的扩增复制、剪切拼接等操作。
可以利用这些物理化学性质，对DNA分子进行操作和控制，实现DNA计算模型中所需的计算操作。
DNA计算模型的具体运算过程可以分为两个步骤：编码和操作。
在编码步骤中，将问题转化为DNA序列的编码并合成相应的DNA分子。
编码的过程中需要设计适合的编码规则和编码方式，使问题能够被正确地转化为DNA序列。
在操作步骤中，利用DNA分子之间的相互作用和物理化学性质，进行一系列的分子操作，包括DNA分子的识别、结合、扩增、剪切拼接等，以实现问题的求解和计算。
DNA计算模型具有高度的并行性和信息存储能力，可以在大规模上并行处理信息，以及通过DNA序列的编码和操作实现复杂问题的求解。
然而，DNA计算模型也存在一些困难和挑战，如DNA序列的可靠性、反应条件的控制、操作的可行性等方面的问题，限制了其在实际应用中的推广和发展。
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ＤＮＡ 自组 装 模 型 的几 种 分 子逻 辑 门 的计 算
单静怡 ， 唐静静 ， 殷 志祥
（ 安徽理工大学 理学 院，安徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ０ １ ）
摘
要： 分子逻辑 门是 Ｄ ＮＡ计 算机的重要单元 ， 也是 实现运算法则的基本条件 。文章 以 ＤＮ Ａ 自组装模 型为
基础 ， 构造 了特殊 的环状 Ｄ ＮＡ序列 。通过将分子信标作为输入信号 ， 或者对输 人信号进 行相应 的标记 ， 实现 了与非 门、 或非 门和异或门 ３种常见复合逻辑 门的构造 。在结 果读取 中 ， 用检 测荧光强 度的方法来 判断逻 辑 真值 。反应后溶液 中有荧光 出现时 ， 表示逻辑值为 １ ； 反 应溶液 中没有荧光 出现时 ， 表示逻 辑值为 ０ 。在 整个
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合肥 工业 大 学 学报 （ 自然科 学版）
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＥＦ ＥＩ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ ＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎｏ ． ２ Ｆｅ ｂ ．２ ０ １ ４
Ｄｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ — ５ ０ ６ ０ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ． ０ １ ２
实验过程 中， 只需要对 Ｄ ＮＡ序列进行相应 的设计 ， 可减少 因为反应复杂 、 反应 步骤繁多 引起的误差 。该模型
操作简单 ， 灵 敏度高 ， 为分子逻辑计算 的实现提供 了新的思路 。
关键词 ： Ｄ Ｎ Ａ自 组 装模型 ； 环状 Ｄ Ｎ Ａ结构 ； 逻辑 门 ； 分子信标 ； Ｄ Ｎ Ａ计算
ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＤＮＡ ｓ ｅ ｌ ｆ － ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｙ ｍｏ ｄ ｅ ｌ
Ｓ ＨＡＮ Ｊ ｉ ｎ ｇ － ｙ ｉ ， ＴＡＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｇ － ｊ ｉ ｎ ｇ ， ＹＩ Ｎ Ｚ ｈ ｉ — ｘ ｉ ａ ｎ ｇ
（ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ０ ｛Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ．Ａｎ ｈｕ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｈｕ ａ ｉ ｎ ａ ｎ ２３ ２ ０ ０１ ，Ｃｈ ｉ ｎａ ）
当溶液中没有信号输入时的末端不含荧光分子溶液中没有荧光出现互补杂交可检测到荧光输dna自组装模型的几种分子逻辑门的计算179荧光被c端的猝灭分子吸收了c的5端的荧光溶液中没有荧光输出为0环状dna结构中异或门的计算原理结束语本文在dna实现了复合逻辑门的操作
第３ ７卷 第 ２期 ２ ０ １ ４年 ２月
中图分类号 ： ＴＰ ３ ０ １ ． ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ ０ ６ ０ （ ２ ０ １ ４ ｌ ０ ２ — ０ １ ７ ６ — ０ ４
Ｃａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｍｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｇ ａ ｔ ｅ