人工生命是计算机科学新的发展方向之一,电子细胞模型的建立与研究是人工生命重要的研究方向。电子细胞在计算机上模拟再现真实细胞的结构和物质组成,用于探索并最终发现细胞生命活动的新规律。现有电子细胞模型的模拟结果普遍在图形显示方面较为简单,不利于观察细胞内的生命活动。本文提出一种新的电子细胞模型Analog-Cell,主要工作如下:1)建立了国内第一个电子细胞模型Analog-Cell。本文建立了一个模拟真核细胞DNA序列转录得到mRNA,mRNA翻译得到多肽链这一基因表达过程的电子细胞模型Analog-Cell,分别提出了模拟转录和翻译过程的算法。模拟结果表明Analog-Cell模拟的基因表达符合生物学原理,比其他电子细胞模型含有更丰富的图像信息。2)研究并模拟了基因表达过程中主要的调控机制。在Analog-Cell模型中定义了参与基因表达的主要的调节因子和酶,并制定了符合酶促反应原理的调控规则,提出了多个实现基因表达调控机制的调控算法。模拟结果表明这些调控算法符合生物学原理,真实地模拟了基因表达的过程。3)研究并实现了启动子的检测与识别。真核生物的启动子决定了基因是否被表达,包括核心启动子和上游启动子元件。我们通过基于位置权值矩阵的方法提出了启动子识别算法,实现了决定基因是否开启的核心启动子的检测与识别。4)研究并在分子水平上模拟了基因突变。基因突变是基因组进化的主要途径之一,本文模拟了多种类型的基因突变,如点突变、插入和缺失。对于比较典型的点突变,本文提出了基因点突变模拟算法,以符合生物学结论的、较低的突变率模拟了基因点突变。