我科学家用DNA链绣出直径150纳米中国地图
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我科学家用DNA链绣出直径150纳米中国地图
　　本报北京1月3日讯 (记者 刘英楠) 用一根2.4微米长――相当于头发丝直径的1／40――的天然DNA单链当“线”，“绣”出一幅直径150纳米、分辨率6纳米的“中国地图”，2006年最后一期《科学通报》刊登的这一成果，标志着我国已掌握用DNA分子构筑高度复杂性纳米结构的技术。
　　据悉，上海交通大学Bio-X中心DNA计算机交叉团队和中国科学院上海应用物理研究所科技人员合作构造的这幅DNA纳米结构“仿中国地图”，长150纳米、宽120纳米、厚2纳米，分辨率高达6纳米，人眼必须通过原子力显微镜才能看见它。
　　论文第一作者、上海交大Bio-X中心博士研究生钱璐璐介绍，DNA分子不仅是生命科学研究的热点，同时也是材料科学的“潜力股”，一直被科学家视作塑造纳米材料的理想素材。1989年，美国纽约大学教授Seeman首次提出利用DNA链的黏性末端将DNA由小单元拼接成大图形的方法。这种“1.0版”的DNA自组装结构，能“绘制”十字网格等简单图形，但面对稍复杂些的图形就束手无策。2006年3月，美国加州理工学院的Rothemund发明DNA“折纸术”：将长链反复折叠，用短链加以固定，由此就能“绘”出方形、矩形、五角星、笑脸等一系列对称的DNA图形。
　　由中科院院士、上海交大Bio-X中心主任贺林领衔的研究小组，采用Rothemund的DNA“折纸术”，用长、短两种DNA单链构建仿。他们将一根由约7000个核苷酸组成的DNA长链通过水平方向反复折叠，填成中国地图的形状，再将多根由约32个核苷酸组成的DNA短链用作“订书钉”，利用碱基互补的原理在适当的位置上黏合、固定折叠好的“地图”。由于事先对DNA链的序列通过计算机程序进行了设计，当这些长长短短的DNA链被放到同一杯溶液中，一瞬间就自动配起对来，通过原子力显微镜成像，纳米级的“中国地图”顺利诞生于溶液之中。
　　钱璐璐指出，由于目前的技术手段仍有一定的限制，他们构建的DNA“仿中国地图”并不完全符合中国实际版图，例如还无法“绘”出台湾岛、海南岛等岛屿与大陆的海面分离以及南海诸岛。但她表示，科学家在此之前曾用DNA折叠出数种图形，但都不曾达到如此复杂的程度，更不曾尝试过这种非对称的二维形状；DNA“仿中国地图”的绘制，证实了DNA“折纸术”可构造几乎任意的二维纳米级图形。
　　贺林指出，该项成果有助于解决集成电路产业目前在最小加工尺度上遇到的瓶颈，触发纳米加工的新革命。他说：“我们未来预期用DNA分子‘绘制’各种形状的电子元器件，再通过引导金属颗粒在DNA分子表面的聚集，使目前电子线路间近乎65纳米的最小间距缩小到6纳米左右。”这意味着，通过对DNA分子可控排布的操作，有望使目前集成电路发展的线宽瓶颈再次获得突破。
　　据介绍，上海交大Bio-X中心DNA计算机交叉团队目前正和中科院上海应用物理研究所的研究者围绕这一科学问题联合攻关，着手研究通过控制DNA分子的手段加工更加精细的电子器件。
中国科学院上海生命科学研究院生物信息中心
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物理学院俞大鹏-赵清课题组在纳米孔DNA单分子探测研究方面取得重要进展
纳米孔DNA测序技术被认为是实现第三代快速，低成本，长链直读DNA分子测序的最有竞争力的技术之一，对人类研究遗传病因，个性化医疗等诸多领域具有非常重要的意义。当溶液中的长链DNA分子在电场作用下驱动穿过一个尺度在纳米量级的小孔时，离子电流会由于DNA分子的阻塞作用形成瞬时下降，而对于电流下降的分析可以得知穿孔分子的尺寸，大小，构型等生物学特征。
目前固态纳米孔测序领域面临的一大挑战是纳米孔器件承载膜太厚(&10 nm)，导致探测的空间分辨率太低，这也是目前此领域内的一大研究热点问题。氮化硼（BN）材料由于优异的机械稳定性，高热导率，高稳定性，低介电常数等诸多优势被广泛应用于与石墨烯结合的高性能电子学器件中。单层BN的厚度与DNA碱基之间距离相比拟，再加上它在溶液环境中的稳定性和高质量薄膜的获得，使其极有希望成为实现单碱基分辨率的超薄纳米孔器件材料。
本研究工作得到了科技部重大科学研究计划、国家自然科学基金委以及国家重点实验室的资助。
来源：北京大学科学研究部作者：KYB&&&&点击数：931&&&&更新时间：
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240位同学学习过此题，做题成功率78.7%
I.分子马达是生物体内由生物大分子构成并利用化学能进行机械做功的纳米系统。天然的分子马达，如：RNA聚合酶、肌球蛋白等，在生物体内参与了DNA转录、细胞分裂、肌肉收缩等一系列重要生命活动。（1）根据上述材料可知，下列属于分子马达是&&&&。A．DNA解旋酶B．核苷酸C．葡萄糖D．水（2）上述材料表明，分子马达是通过其&&&&、&&&&等功能而参与生物体一系列生命活动的。（3）分子马达的燃料是&&&&，它也是生物体各项生命活动的&&&&物质。II.有关资料表明，胆固醇在肝细胞内合成后，与磷脂和蛋白质形成低密度脂蛋白（简称LDL）释放到血液中。LDL颗粒中有很多被酯化的胆固醇分子，由磷脂分子、未酯化的胆固醇和糖蛋白形成的脂单层包围着。当细胞进行膜合成需要胆固醇时，细胞就合成LDL跨膜受体蛋白，并将其嵌插到质膜中。LDL颗粒与受体结合后，形成被膜小泡进入细胞质，最终在溶酶体内LDL被分解成游离的胆固醇而被利用。当细胞中的胆固醇积累过多时，细胞会停止合成自身的胆固醇，并关闭了LDL受体蛋白的合成途径，暂停吸收外来的胆固醇。如果人编码LDL受体蛋白的基因有遗传缺陷，就会造成血液中LDL含量过高，长时间LDL指标偏高会使人患动脉粥样硬化症危害生命。请回答：（1）包围LDL颗粒脂单层上的糖蛋白承担着&&&&作用，LDL颗粒通过_&&&&作用进入细胞。（2）细胞合成的LDL跨膜受体蛋白能够嵌插到细胞膜中，说明细胞膜具有&&&&的特点。LDL颗粒能够进入溶酶体是因为被膜小泡与溶酶体发生了&&&&。（3）当细胞中的胆固醇积累过多时，细胞停止合成自身的胆固醇，说明细胞对胆固醇的合成具有&&&&。LDL指标偏高可能是&&&&_。Ⅰ（1）A&&&&（2）&催化，&&&运动&&&&&&&&（3） ATP，&&&&直接能源
本题难度：一般
题型：解答题&|&来源：2010-山东瑞安中学高三上学期月考生物试题
分析与解答
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等考点的理解。
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组成细胞的分子
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下列各项叙述中，不合理的一项是生物进化的基本单位是种群生物遗传物质的基本组成单位是基因蛋白质的基本组成单位是氨基酸糖元和淀粉的基本组成单位是葡萄糖
烟草叶肉细胞的核酸中，含有的碱基和核苷酸的种类分别是1种、2种8种、8种4种、4种5种、8种
请根据下面的概念图分析回答问题：(每空1分，共5分)(1)图中A代表&&&&&&&&&&&，DNA中的A共有&&&&&&&&&&种。(2)若A具体为鸟嘌呤，则D表示的物质名称一定是&&&&&&&&&&。(3)与DNA的化学组成相比，RNA分子中特有的成分有&&&&&&&&&&。(4)利用DNA与&&&&&&&&&&染色剂的亲和力较强，可以染色观察在细胞中的分布。&&&&
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