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序言:DNA数据存储技术与应用
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作者 戴俊彪 姜青山 +1 位作者 钱珑 黄小罗 《集成技术》 2024年第3期1-3,共3页
计算机、互联网、人工智能等技术的发展推动人类文明的进步,同时也给人类社会带来海量的数据。传统的存储介质如磁带、硬盘等存在存储周期短、存储密度低等问题。寻找新兴的存储介质具有重要价值。基于DNA的数据存储介质存储密度高于传... 计算机、互联网、人工智能等技术的发展推动人类文明的进步,同时也给人类社会带来海量的数据。传统的存储介质如磁带、硬盘等存在存储周期短、存储密度低等问题。寻找新兴的存储介质具有重要价值。基于DNA的数据存储介质存储密度高于传统介质6个数量级以上,存储周期可达千年,是应对未来数据存储挑战的重要战略技术之一,在长期冷数据、国家档案数据、高度加密数据存储领域具有重要意义。本期专题针对目前DNA信息存储的核心进展、存在的问题以及未来技术发展进行了系列讨论。其中,中国科学院深圳先进技术研究院为主科研团队[1]提出了“基于混沌系统和喷泉码的DNA加密编码方法”,在DNA喷泉码编码过程中利用混沌系统加密,一方面保留DNA喷泉码优势,同时保障了喷泉编码的安全. 展开更多
关键词 存储密度 存储周期 数据存储技术 人工智能 存储领域 存储介质 中国科学院 档案数据
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DNA信息存储核心技术及其发展 被引量:1
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作者 王钰 许佳欣 +4 位作者 林明香 崔君婷 戴俊彪 王洋 黄小罗 《集成技术》 2024年第3期102-115,共14页
在过去的几十年里,互联网技术的发展和普及推动人类进入了数字信息时代,互联网已成为人类生活的重要组成部分。随着数字化生活方式的到来,人们每时每刻都在产生大规模的数字信息,如何将这些信息进行便捷有效的存储是个必须面对的问题。... 在过去的几十年里,互联网技术的发展和普及推动人类进入了数字信息时代,互联网已成为人类生活的重要组成部分。随着数字化生活方式的到来,人们每时每刻都在产生大规模的数字信息,如何将这些信息进行便捷有效的存储是个必须面对的问题。针对数据存储面临的种种问题,该文从现有的存储方式和存储介质出发,对当前存储领域进行深入研究,分析了DNA作为未来大数据存储介质的优势,以及DNA存储的核心技术和潜在的应用前景。另外,该文通过对DNA信息存储的核心技术进行剖析和讨论,提出了未来DNA信息存储发展的趋势和见解,以期对DNA信息存储发展提供新的思路。 展开更多
关键词 信息存储 DNA存储 存储介质
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室内外培养海洋单细胞微藻的生长及生化组分 被引量:19
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作者 戴俊彪 吴庆余 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期29-32,共4页
利用现有的螺旋藻培养基地 ,初步尝试了对海洋单细胞微藻(球等鞭金藻Isochrysisgalbana)的大规模室外培养 ,研究了藻细胞在室内外不同培养条件下的生长规律 ,并对其生化成分进行了分析 ,发现实验藻种对培养条件表现出一定的适应性。在... 利用现有的螺旋藻培养基地 ,初步尝试了对海洋单细胞微藻(球等鞭金藻Isochrysisgalbana)的大规模室外培养 ,研究了藻细胞在室内外不同培养条件下的生长规律 ,并对其生化成分进行了分析 ,发现实验藻种对培养条件表现出一定的适应性。在室外条件下 ,细胞内脂类、蛋白质的含量都有较大的下降 ,分别从细胞干重的17.045%和4.412%下降为9.746%和2.254 %。与此同时 ,细胞内糖类含量却大大增加 ,高达干重的30.067 % ,比室内培养增加了25.08 % ,且是所有组分中最高的。室外培养细胞内灰分的含量也高于室内。 展开更多
关键词 球等鞭金藻 大规模培养 单细胞微灌 生化组分
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培养海洋微藻Isochrysis galbana生产EPA和DHA 被引量:11
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作者 戴俊彪 吴庆余 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期36-38,共3页
关键词 海洋 微藻 EPA DHA 脂肪酸 球等鞭金藻
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金藻Isochrysis Galbana中DHA的分离与分析 被引量:2
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作者 李润 张万宽 +3 位作者 倪杭生 戴俊彪 王宏 周春玉 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期454-456,共3页
以金藻作为二十二碳六烯酸 (DHA)的新来源 ,对金藻中的脂肪酸分别用氯仿、甲醇、水 (体积比为1∶ 2∶ 0 .8)的混合液进行萃取分离和 BF3 、无水乙醇 (体积比 1∶ 3 )作酯化剂乙酯化 .用硅胶薄板检验乙酯化程度 .利用气相色谱 (GC)和气... 以金藻作为二十二碳六烯酸 (DHA)的新来源 ,对金藻中的脂肪酸分别用氯仿、甲醇、水 (体积比为1∶ 2∶ 0 .8)的混合液进行萃取分离和 BF3 、无水乙醇 (体积比 1∶ 3 )作酯化剂乙酯化 .用硅胶薄板检验乙酯化程度 .利用气相色谱 (GC)和气相色谱 -质谱联用仪 (GC/MS)进行定性分析 ,用内标法对 DHA进行定量分析 ,C19脂肪酸乙酯作内标 .测得藻粉中 DHA含量为 2 .2 % . 展开更多
关键词 金藻 二十二碳六烯酸 萃取 分离 分析 气相色谱 质谱
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螺旋藻与藻胆蛋白 被引量:10
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作者 彭卫民 唐莉 +1 位作者 经莉莉 戴俊彪 《资源开发与市场》 CAS 2000年第4期206-207,共2页
螺旋藻是一种经济微藻 ,除可用作食品、饲料、饵料外 ,在医疗保健、精细化工和化妆品等诸多领域均有着广阔的应用前景。藻胆蛋白是存在于螺旋藻等藻类藻胆体中的一类捕光色素复合蛋白 ,具有很高的生物学基础研究与开发应用价值。
关键词 螺旋灌 蓝藻 灌胆蛋白
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通过系统分析揭示组蛋白修饰模式与转录因子结合之间的关联(英文)
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作者 李雯 李文婷 +4 位作者 曹书娟 余文祥 李文杰 戴俊彪 孙之荣 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第2期177-187,共11页
转录因子对顺势调控元件的选择性结合,在哺乳动物细胞类型特异的基因表达中扮演重要的角色.这个过程受到染色质表观遗传状态的潜在调控.近期,染色质免疫共沉淀结合测序的研究提供了大量泛基因组水平的数据,阐述转录因子结合以及组蛋白... 转录因子对顺势调控元件的选择性结合,在哺乳动物细胞类型特异的基因表达中扮演重要的角色.这个过程受到染色质表观遗传状态的潜在调控.近期,染色质免疫共沉淀结合测序的研究提供了大量泛基因组水平的数据,阐述转录因子结合以及组蛋白修饰的位点,这为系统地研究转录因子和表观遗传标记之间的空间及调控关系提供了基础.该研究对公共数据库中的染色质免疫共沉淀结合测序数据进行整合分析,涉及5个细胞系中的85种转录因子、9种组蛋白修饰,目的是研究转录因子结合位点与组蛋白修饰模式以及基因表达在泛基因组水平上的关联.作者发现,不同转录因子与组蛋白修饰的共定位模式高度一致,并且组蛋白修饰在距离转录因子结合位点约500碱基对的位置富集.作者还发现,转录因子结合位点的占有率与活性组蛋白修饰的水平和双峰模式正相关,并且启动子区域组蛋白修饰的双峰和共定位模式和基因的高转录水平相一致.组蛋白修饰模式、转录因子结合位点的占有率与基因转录之间的关联暗示了细胞可能利用的基因表达调控机制. 展开更多
关键词 表观遗传组 转录因子 系统生物学 整合方法
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人工DNA合成技术:DNA数据存储的基石 被引量:3
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作者 黄小罗 戴俊彪 《合成生物学》 CSCD 2021年第3期335-353,共19页
DNA数据存储由于在存储应用上的诸多优点而日渐受到广泛关注。DNA数据存储流程包括将0/1二进制信息转换为A/T/C/G碱基序列,利用人工DNA合成技术将碱基序列合成为DNA多聚物分子,以及通过测序技术进行数据读出等环节。然而,目前的人工DNA... DNA数据存储由于在存储应用上的诸多优点而日渐受到广泛关注。DNA数据存储流程包括将0/1二进制信息转换为A/T/C/G碱基序列,利用人工DNA合成技术将碱基序列合成为DNA多聚物分子,以及通过测序技术进行数据读出等环节。然而,目前的人工DNA合成成本依然高昂,严重制约了以DNA为介质的数据存储技术的快速发展及其产业化应用。人工DNA合成作为DNA数据存储的基础技术和成本关键,是决定DNA数据存储从理论走向应用的主要因素。本文以DNA合成的发展历程出发,系统地总结了其关键技术的研究进展,包括柱式化学寡核苷酸合成、芯片化学寡核苷酸合成、寡核苷酸纯化、寡核苷酸拼装、基因合成纠错与克隆筛选、大片段基因合成组装及基因组合成,以及新一代酶法合成等。同时,进一步总结和分析了DNA合成技术关键参数长度、成本及速度对DNA数据存储商业化发展的影响,以期为DNA数据存储的全流程技术开发和应用研究提供一定的参考和思路。降低DNA合成成本,开发更加高效的基因组合成策略,进一步发展新一代酶法DNA合成技术,以及建立面向DNA数据存储的长片段、低成本、快写入等功能应用的DNA合成技术等是未来DNA合成技术的重要发展趋势。 展开更多
关键词 寡核苷酸合成 基因合成 基因组合成 酶法DNA合成 DNA存储
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基因组的“读-改-写”技术 被引量:5
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作者 王会 戴俊彪 罗周卿 《合成生物学》 2020年第5期503-515,共13页
基因组是生命系统的指令中枢,对基因组的研究是生命科学的核心内容,基因组研究相关技术的开发是深化对基因组序列和功能认识的重要推动力量。通过基因组测序获取基因组全序列,通过人工诱变、定点编辑研究基因组局部序列的功能与调控,通... 基因组是生命系统的指令中枢,对基因组的研究是生命科学的核心内容,基因组研究相关技术的开发是深化对基因组序列和功能认识的重要推动力量。通过基因组测序获取基因组全序列,通过人工诱变、定点编辑研究基因组局部序列的功能与调控,通过对基因组的从头设计与化学再造实现对生命性状的定制,是基因组研究的三个不同层面。从一代测序到三代测序,基因组“读”技术极大地降低了成本和难度,提升了速度和精准度,引领着复杂基因组、大型基因组从草图走向完成图时代。通过人工诱变、定点编辑等技术可以改变野生型基因组的局部序列,研究基因组序列的功能与调控。从人工诱变到定点编辑,从ZFN到CRISPR,基因组“改”技术在效率、适用对象和简便性上有了显著的提高,为“基因型-表型”研究提供了有力工具,精准编辑、高通量编辑逐步走向应用。通过对基因组的从头设计与化学再造,书写人工基因组,可以获得对基因组全局的系统认识,实现对生命性状的定制。从病毒基因组合成、细菌基因组合成到酵母基因组合成,再到国际基因组写计划,基因组“写”技术在适用对象上不断拓展,人工设计、化学再造正成为复杂生物学问题研究和已有性状优化、新性状引入的一把利器。本文主要综述了基因组测序(读)、基因组编辑(改)和基因组合成(写)技术的发展历程、各自的特征、目前的研究进展及在基因组研究方面的一些应用,并对近期相关技术的可能突破点进行了总结和展望。“读-改-写”技术互为支撑,推动基因组研究在致知和致用领域两面开花。 展开更多
关键词 合成生物学 功能基因组 基因组测序 基因组编辑 合成基因组学
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Carbon Isotopic Values of Individual N-Alkanes in Pyrolysates of Algae
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作者 周文 吴庆余 +3 位作者 王睿勇 戴俊彪 盛国英 傅家谟 《Chinese Journal Of Geochemistry》 EI CAS 2000年第2期181-185,共5页
This paper presents the carbon isotopic values of individual n alkanes in pyrolysates of algae, which are widely spread in marine and lacustrine environments. The carbon isotopic values of n alkanes originated from di... This paper presents the carbon isotopic values of individual n alkanes in pyrolysates of algae, which are widely spread in marine and lacustrine environments. The carbon isotopic values of n alkanes originated from different algal precursors vary greatly, and those of n alkanes originated from C. protothecoides, S. sp PCC 6803 and I. Galbana are even heavier than from higher plants. n alkanes with different carbon numbers derived from the same organism may stem from different biomacromolecules. The dominant product nC 31 diene yielded at 300℃ or lower temperature also is different from n alkanes yielded at the same thermal evolution phase with respect to their origin. The catalysis of mineral components in limestone may lead to a lighter carbon isotope composition of n alkanes. 展开更多
关键词 碳同位素 藻类 热解物 烷烃 海洋环境 湖泊环境
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单病毒示踪
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作者 梁颖琪 毛国斌 +1 位作者 戴俊彪 马英新 《中国科学:生命科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期396-408,共13页
病毒是一类细胞内寄生的微生物,由其引发的感染性疾病对人类健康、民生、经济等造成极大威胁.病毒侵染宿主细胞是一系列动态、精细、复杂的过程,涉及病毒与细胞多组分间的相互作用,采用传统的分子生物学手段无法实现对病毒关键生命环节... 病毒是一类细胞内寄生的微生物,由其引发的感染性疾病对人类健康、民生、经济等造成极大威胁.病毒侵染宿主细胞是一系列动态、精细、复杂的过程,涉及病毒与细胞多组分间的相互作用,采用传统的分子生物学手段无法实现对病毒关键生命环节的精准解析.单病毒示踪则为单个或多个病毒生命周期的原位、实时可视化研究,及侵染机制的揭示提供了新的途径.本文从单病毒示踪的意义和方法出发,展开介绍:(i)病毒的标记材料和方法;(ii)病毒成像与分析技术;(iii)单病毒示踪的研究现状与趋势,并针对该领域目前存在的问题及未来发展趋势进行探讨. 展开更多
关键词 病毒标记 量子点 动态示踪 机制解析
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利用基因工程方法研究生物标志化合物分子来源
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作者 戴俊彪 吴庆余 +3 位作者 王睿勇 彭卫民 盛国英 傅家谟 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期69-75,共7页
利用 DNA体外重组技术构建了蓝细菌Synechochstis sp PCC 6803缺失突变株ORF4_(4690),其染色体DNA中与不依赖于光的叶绿素合成途径相关的ORF_(469)片段被红霉素抗性基因所取代.该突变... 利用 DNA体外重组技术构建了蓝细菌Synechochstis sp PCC 6803缺失突变株ORF4_(4690),其染色体DNA中与不依赖于光的叶绿素合成途径相关的ORF_(469)片段被红霉素抗性基因所取代.该突变株细胞内叶绿素的含量完全受培养过程中光的控制.培养获得的叶绿素含量分别为9.427μg· mg^(-1)和 0.695 μg· mg^(-1)的两类藻细胞在实验室条件下进行了热模拟降解,分析了热解产物烷烃生物标志物特征,发现两类细胞在类异戊二烯烃的相对含量上差异明显.低叶绿素含量的蓝藻样品热解产物中Pr/nC_(17)和Ph/nC18值为0.192和0.216,分别是高叶绿素含量蓝藻样品的1/3和1/7。实验结果为叶绿素分子是植烷和姥鲛烷等类异戊二烯烷烃的分子来源提供了直接的证据,并进一步证实了藻细胞中脂类分子是决定其热解产烃量的主要控制因素.实验结果表明,现代分子生物学与有机地球化学的结合可以为某些生物标志化合物的分子来源研究提供新的可行途径。 展开更多
关键词 叶绿素 生物标志物 基因工程 油气勘探 油气成因
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第25届国际生物学奥林匹克竞赛试题 理论B-4
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作者 戴俊彪 张雁云 +2 位作者 周洁 李森 范六民 《生物学通报》 2017年第5期60-62,共3页
23.为适应激流中的极冷温度,亚洲胡瓜鱼(Osmerus mordax)在血浆、肝脏、肌肉及其他组织中产生甘油(丙三醇),以防止在零下温度时结冰。维持甘油水平需要饲喂昆虫幼体和具活性的甘油-3-磷酸脱氢酶(GPDH)。甘油可以通过丙氨酸或不完... 23.为适应激流中的极冷温度,亚洲胡瓜鱼(Osmerus mordax)在血浆、肝脏、肌肉及其他组织中产生甘油(丙三醇),以防止在零下温度时结冰。维持甘油水平需要饲喂昆虫幼体和具活性的甘油-3-磷酸脱氢酶(GPDH)。甘油可以通过丙氨酸或不完全糖酵解中的葡萄糖所产生的磷酸二羟丙酮(DHAP)合成。 展开更多
关键词 亚洲胡瓜鱼 磷酸二羟丙酮 竞赛试题 壬基苯酚 B-4 磷酸脱氢酶 丙三醇 野生型 子一代 雄性激素
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第25届国际生物学奥林匹克竞赛试题 理论A-4
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作者 戴俊彪 张雁云 +2 位作者 周洁 李森 范六民 《生物学通报》 2016年第12期55-58,共4页
遗传与进化 31.野生型果蝇分别和3种隐性纯合突变体:b(黑体)、SC(亮红眼)和vg(残翅)进行正交。所获得的F1代果蝇分别与对应的纯合突变体回交,所得F2代表型和比例如下表所示:
关键词 竞赛试题 奥林匹克 生物学 国际 突变体 野生型 F1代 F2代
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第25届国际生物学奥林匹克竞赛试题实验1·细胞和分子生物学
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作者 戴俊彪 李森 +2 位作者 周洁 范六民 张雁云 《生物学通报》 2016年第5期60-62,共3页
总分:64.5分 时间:90min 注意:所有的DNA电泳设备将在考试开始50min后由助理同时开启。在电源开启前,请保证你已经将你的样品按照试卷上的指南放到了凝胶内。一旦超过时间,你将不允许进行凝胶电泳。作为提醒,助理将敲3次钟。第... 总分:64.5分 时间:90min 注意:所有的DNA电泳设备将在考试开始50min后由助理同时开启。在电源开启前,请保证你已经将你的样品按照试卷上的指南放到了凝胶内。一旦超过时间,你将不允许进行凝胶电泳。作为提醒,助理将敲3次钟。第1次钟提醒你电泳将在20min后开始。第2次钟提醒你电泳将在2min后开始。第3次钟表示电泳已经结束。 展开更多
关键词 分子生物学 竞赛试题 奥林匹克 电泳设备 细胞 实验 国际 凝胶电泳
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第27届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论 B-5
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作者 戴俊彪 张立 +2 位作者 陶若婷 张雁云 范六民 《生物学通报》 2019年第12期53-55,共3页
理论考试B共3 h.51-60题:细胞生物学;61~68题:植物解剖学和生理学;69~80题:动物解剖学和生理学;81~83题:动物行为学;84~93题:遗传与演化;94~98题:生态学;99~100题:生物系统学.
关键词 动物解剖学 动物行为学 植物解剖学 生物系统学 细胞生物学 生理学 生态学 国际生物学奥林匹克竞赛
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第27届国际生物学奥林匹克竞赛试题 理论A-4
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作者 戴俊彪 张立 +2 位作者 陶若婷 张雁云 范六民 《生物学通报》 2019年第7期58-61,共4页
理论考试A共3 h。1~10题:细胞生物学;11~17题:植物解剖和生理学;18~30题:动物解剖和生理学;31~32题:习性学;33~42题:遗传和演化;43~47题:生态学;48~50题:生物分类学。每个正确答案得1分。一个问题中4个答案都正确,得1分;只有3个答案正确... 理论考试A共3 h。1~10题:细胞生物学;11~17题:植物解剖和生理学;18~30题:动物解剖和生理学;31~32题:习性学;33~42题:遗传和演化;43~47题:生态学;48~50题:生物分类学。每个正确答案得1分。一个问题中4个答案都正确,得1分;只有3个答案正确,得0.6分;只有2个答案正确,得0.2分;只有1个答案正确,得0分。32.雌性吸血蝙蝠生活在其后代及没有亲缘关系的雌性个体所组成的群体中。 展开更多
关键词 生物分类学 习性学 细胞生物学 动物解剖 雌性个体 生理学 生态学
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盐藻热模拟产物中长链类异戊二烯烃的检出 被引量:5
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作者 王睿勇 周文 +3 位作者 戴俊彪 吴庆余 盛国英 傅家谟 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第11期1190-1194,共5页
通过对自然条件下培养获得的盐藻样品的热模拟成烃研究 ,首次从藻类生物的热模拟产物中发现了含量丰富的长链规则类异戊二烯烃 .特别是检出了高含量 2 ,6 ,10 ,14 ,18 五甲基二十烷 ,表明高盐环境中的规则iC2 5 有可能来源于特殊的嗜盐... 通过对自然条件下培养获得的盐藻样品的热模拟成烃研究 ,首次从藻类生物的热模拟产物中发现了含量丰富的长链规则类异戊二烯烃 .特别是检出了高含量 2 ,6 ,10 ,14 ,18 五甲基二十烷 ,表明高盐环境中的规则iC2 5 有可能来源于特殊的嗜盐藻类 。 展开更多
关键词 盐藻 热模拟 长链类 异戊二烯烃 石油 成因
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探讨海相油气成因的一种超微浮游藻类成烃实验系统 被引量:3
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作者 吴庆余 王睿勇 +2 位作者 戴俊彪 宋一涛 白岩善博 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第20期2239-2240,共2页
关键词 油气成因 超微浮游藻类 海洋成烃实验
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第25届国际生物学奥林匹克竞赛试题 理论B-5 被引量:2
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作者 范六民 戴俊彪 +2 位作者 张雁云 周洁 李森 《生物学通报》 2017年第6期57-59,共3页
33.5株大肠杆菌突变体(1~5)各携带一个影响lac操纵子的突变.突变l中的突变位于lacY基因中.另外4个各包含下面突变中的一个: ·lacZ的无义突变;产生一个没有功能的β-半乳糖苷酶 ·lacOc突变;使得阻遏物无法结合到操纵子上 &... 33.5株大肠杆菌突变体(1~5)各携带一个影响lac操纵子的突变.突变l中的突变位于lacY基因中.另外4个各包含下面突变中的一个: ·lacZ的无义突变;产生一个没有功能的β-半乳糖苷酶 ·lacOc突变;使得阻遏物无法结合到操纵子上 ·启动子突变:RNA聚合酶无法结合到启动子上 ·超级阻遏物突变;半乳糖无法结合和抑制阻遏物 将各突变体中的lac操纵子插到一个质粒上,放到野生型和突变体菌株内.检测各菌株在含有半乳糖的培养基中的生长情况.支持生长需要具有功能的LacZ和LacY. 展开更多
关键词 竞赛试题 奥林匹克 Β-半乳糖苷酶 生物学 国际 LACZ RNA聚合酶 突变体
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