生物信息学期末复习题

第一篇：生物信息学期末复习题

生物信息学复习题

名词解释

1、生物信息学 : 广义指生命科学与数学、计算机科学和信息科学等交汇融合所形成的一门交叉学科。它应用先进的数据管理技术、数学分析模型和计算软件对各种生物信息（特别是分子生物学信息）进行提取、储存、处理和分析，旨在掌握复杂生命现象的形成于演化规律。狭义专指应用信息技术储存和分析分子生物学数据，尤其是基因组序列产生的分子序列机器相关数据，也被称为分子生物信息学。

2、人类基因组计划 ：是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。

3、基因芯片： 又叫DNA芯片，是一种高密度的寡聚核苷酸阵列。它采用原位组合合成化学和微电子芯片的光蚀刻技术等方法，将大量特定序列的ＤＮＡ片段直接固定在玻璃或硅衬底上，从而构成存储有大量信息的ＤＮＡ芯片。

4、中心法则 ：是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。

5、一级数据库 ：记录实验结果和做一些初步解释的数据库。

名词辨析

1)信息技术与生物信息学 ：信息技术（information science）是研究信息的获取、传输和处理的技术，由计算机技术、通信技术、微电子技术结合而成，即是利用计算机进行信息处理，利用现代电子通信技术从事信息采集、存储、加工、利用以及相关产品制造、技术开发、信息服务的新学科。生物信息学是研究生物信息的采集，处理，存储，传播，分析和解释等各方面的一门学科，它通过综合利用生物学，计算机科学和信息技术而揭示大量而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘。信息技术和生物信息学都是高新技术，二者在新经济中并非此消彼长的关系，而是相辅相成，共同推进21世纪经济的快速发展。

2)基因与基因组 ：基因是指具有遗传效应的DNA片段。而基因组指的是单倍体细胞中的全套染色体，或是单倍体细胞中的全部基因。

3)相似性与同源性 ：相似性是指不同染色体之间基因序列的相似或相异程度。同源性是指两个核酸分子的核苷酸序列或两个蛋白质分子的氨基酸序列间的相似程度。

4)Blastn与Tblastn ：blastn方法是用检测序列核酸搜索核酸序列数据库，它适合寻找分值较高的匹配，不适合远源关系。而tblastn是用检测序列蛋白质搜索由核酸序列数据库按6条链翻译成的蛋白质序列数据库。它适合寻找数据库中尚未标注的编码区。

5)CDS与cDNA ：CDS是内容分发服务的缩写，内容分发服务是互联网的一项

新技术。与RNA链互补的单链DNA，以其RNA为模板，在适当引物的存在下，由RNA与DNA进行一定条件下合成的，就是cDNA。

6)直系同源与旁系同源 ：直系同源指的是不同物种之间的同源性，例如蛋

白质的同源性，DNA序列的同源性。旁系同源是那些在一定物种中的来

源于基因复制的蛋白，可能会进化出新的与原来有关的功能。用来描述

在同一物种内由于基因复制而分离的同源基因。

7)敏感性与特异性 ：昆虫对某些低剂量的化学物质或其他物理因子能迅速地

引起反应的特性。特异性是指成对、成组对象相互之间的必然对应选择关

系。

8)序列相似性比较与序列同源性分析 ：

9)数据库搜索和数据库查询 ：数据库搜索在生物信息学中有特定的含义，它

是指通过特定的序列相似性比对算法，找出核酸或蛋白质序列数据库中与检

测序列具有一定程度相似性的序列。而所谓数据库查询，是指对序列、结构

以及各种二次数据库中的注释信息进行关键词匹配查找。数据库查询有时也

称为数据库检索，它和互联网上通过搜索引擎查找需要的信息是一个概念。

简答题

1)生物信息学数据库的组成包括哪些部分？数据库有哪些类型？答案：生

物信息学数据库的组成包括一级数据库和二级数据库。数据库的类型包括核

算和蛋白质一级结构序列数据库、基因组数据库、生物大分子三维空间结构

数据库、以上述3类数据库和文献资料为基础构建的二次数据库。

2)简要介绍 GenBank中的DNA序列格式。答案：GenBank中的DNA序列格式

可以分成三个部分，第一部分为描述符，从第一行LOCUS行到ORIGIN行，包含了关于整个记录的信息；第二部分为特性表，从FEATURES行开始，包

含了注释这一纪录的特性，是条目的核心，中间使用一批关键字；第三部分

是核苷酸序列的本身。

3)简要介绍FASTA序列格式答案：FASTA格式，又叫Pearson格式，是最

简单的，使用最多的格式。它的基本形式分为三个部分：⑴第一行：大于号

（﹥）表示一个新的序列文件的开始，为标记符。后面可以加上文字说明，gi号，GenBank检索号，LOCUS名称等信息。⑵第二行：序列本身，为DNA的标准符号，通常大小写均可。⑶结束：无特殊标志，但建议多留一个空行，以便将序列和其他内容区分开。

4)生物信息学数据库的要求和基本特征是什么？答案：

5)生物信息学的基本方法有哪些？答案略

6)生物信息学的目标和任务？答案：收集和管理生物分子数据；数据分析和挖

掘；开发分析工具和实用软件：生物分子序列比较工具、基因识别工具、生

物分子结构预测工具、基因表达数据分析工具。

7)生物信息学主要研究内容。答案（1）生物分子数据的收集与管理；（2）数

据库搜索及序列比较 ；（3）基因组序列分析；（4）基因表达数据的分析与

处理 ；（5）蛋白质结构预测。

8)为什么要构建生物分子数据库。答案：（1）生物分子数据高速增长（2）分

子生物学及相关领域研究人员迅速获得最新实验数据。

9)预测基因的一般步骤是什么？答案：⑴获取DNA目标序列⑵查找ORF

并将目标序列翻译成蛋白质序列，利用相应工具查找ORF并将DNA序列翻

译成蛋白质序列⑶在数据库中进行序列搜索，利用BLAST进行ORF核苷酸序

列和ORF翻译的蛋白质序列搜索⑷进行目标序列与搜索得到的相似序列的全局对比⑸查找基因家族进行多序列比对，获得比对区段的基因家族信息⑹

查找目标序列中的特定模序，分别在Prosite、BLOCK、Motif数据库中进行

profile、模块（block）、模序（motif）检索⑺预测目标序列蛋白质结构，利

用PredictProtein（EMBL）、NNPREDICT等预测目标序列的蛋白质二级结构。

10)生物信息学所用的方法和技术。答案（1）数学统计方法；（2）动态规划方

法 ；（3）机器学习与模式识别技术 ；（4）数据库技术及数据挖掘 ；（5）

人工神经网络技术；（6）专家系统 ；（7）分子模型化技术；（8）量子力学

和分子力学计算 ；（9）生物分子的计算机模拟；（10）因特网（Internet）技

术。

11)国际上权威的核酸序列数据库有那些？答案（1）欧洲分子生物学实验室的EMBL。（2）美国生物技术信息中心的GenBank。（3）日本遗传研究所的DDBJ。

12)生物信息学在基因芯片中的应用有哪些？答案：（1）确定芯片检测目标。（2）

芯片设计。（3）实验数据管理与分析。

13)生物信息学分析的数据对象主要有哪几种？这些数据之间存在着什么关系？

答案：其研究重点主要落实在核酸和蛋白质两个方面，包括它们的序列、结

构和功能。生物信息学以基因组DNA序列信息分析作为出发点，破译遗传语

言，认识遗传信息的组织规律，辨别隐藏在DNA序列中的基因，掌握基因调

控信息，对蛋白质空间结构进行模拟和预测，依据蛋白质结构和功能的关系

进行药物分子设计。

14)基因芯片对于生物分子信息检测的作用和意义？答案：在生命科学领域中，基因芯片为分子生物学、生物医学等研究提供了强有力的手段。利用基因芯

片技术，可研究生命体系中不同部位、不同生长发育阶段的基因表达，比较

不同个体或物种之间的基因表达，比较正常和疾病状态下基因及其表达的差

异。基因芯片技术也有助于研究不同层次的多基因协同作用的生命过程，发

现新的基因功能，研究生物体在进化、发育、遗传过程中的规律。

15)在基因组序列分析方面，科学家关注哪些信息？答案：就人类基因组而言，编码区域在人类基因组所占的比例不超过3%。其余97%是非编码序列。对

于非编码序列，人们了解得比较少，尚不清楚其含义或功能。然而，非编码

区域对于生命活动具有重要的意义。这部分序列主要包括内含子、简单重复

序列、移动元件（mobile element）及其遗留物、伪基因（pseudo gene）等。

16)为什么要进行序列片段组装？在进行序列片段组装时会遇到哪些问题？答

案：大规模基因组测序得到待测序列的一系列序列片段，这些序列片段覆盖

待测序列，序列片段之间也存在着相互覆盖或者重叠。遇到的问题：碱基标

识错误；不知道片段的方向；存在重复区域；缺少覆盖。

17)序列分析的任务和目的分别是什么？答案：任务（1）发现序列之间的相似

性；（2）辨别序列之间的差异。目的：（1）相似序列：相似的结构，相似的功能（2）判别序列之间的同源性（3）推测序列之间的进化关系

18)PCR引物设计有哪些原则？答案：⑴产物不能形成二级结构；⑵引物长度一

般在15~30个碱基之间；⑶G+C含量在40％~60％之间；⑷碱基要随机分布；

⑸引物自身不能有连续4个碱基互补；⑹引物之间不能有连续4个碱基的互

补；⑺引物5‘端可以修饰；⑻引物3’不可修饰；⑼引物3’端要避开密码子的第三位。

19)生物分子数据类型有哪些？答案：DNA序列数据、蛋白质序列数据、生物分

子结构数据、生物分子功能数据、20)基因识别：答案：基因识别，是生物信息学的一个重要分支，使用生物

学实验或计算机等手段识别DNA序列上的具有生物学特征的片段。基

因识别的对象主要是蛋白质编码基因，也包括其他具有一定生物学功能的因子，如RNA基因和调控因子。

1)生物信息学研究意义？

答案：

（1）认识生物本质

了解生物分子信息的组织和结构，破译基因组信息，阐明生物信息之间的关系。

（2）改变生物学的研究方式

改变传统研究方式，引进现代信息学方法

（3）在医学上的重要意义

为疾病的诊断和治疗提供依据，为设计新药提供依据

2)DNA双螺旋结构模型的意义

（1)为合理解释遗传物质的各种功能、解释生物的遗传和变异、揭示自然界色彩

纷纭的生命现象奠定了理论基础；

（2)揭示了生命世界多样性和生命本质的一致性的辨正统一；

（3)现代生命科学的里程碑。

3)什么是序列比对？及其基本分类？

答案：序列比对(Sequence Alignment)是通过在序列中搜索一系列单个性状或性状

模式来比较2个（双序列比对）或更多（多重序列比对）序列的方法。

序列比对的分类：A、双序列比对：两条序列的比对。B、多序列比对：三条或

以上序列的比对

论述题

1)简述人类基因组计划与生物信息学之间的相互促进关系。

答案：

人类基因组计划(Human Genome Project, HGP)是美国在1990年提出实施的一项

伟大的科学计划，与阿波罗登月计划、曼哈顿原子弹计划同称为人类自然科学史

上的三大计划。自实施以来，该计划在世界各国引起了很大反响。在人类基因组

计划中，人们准备用15年时间，投入30亿美元，完成人类全部24条染色体中

3×109个碱基对(bp，base pair)的序列测定，其主要任务包括作图(遗传图谱、物

理图谱的建立及转录图谱的绘制)、测序和基因识别，还包括模式生物(如大肠杆

菌、酵母、线虫、小鼠等)基因组的作图和测序，以及信息系统的建立。

随着人类基因组计划的提出和实施，实验数据和可利用信息急剧增加，人类基因

组计划提供了以往不可想象的巨量的生物学信息资源。基因组信息的收集、储存、分发、分析显得越来越紧迫和重要，信息的管理和分析成为人类基因组计划实施

过程中的一项重要工作，人类基因组计划向信息学提出了巨大的挑战。值得庆幸的是，人类基因组计划一开始就与计算机技术、信息高速公路同步发展，信息技

术为生物信息学的发展提供了非常好的条件，为生物信息学的研究和应用提供了

非常好的支撑。生物信息学与人类基因组计划紧密结合，互相渗透，生物信息学

成为基因组计划不可分割的一部分。事实证明，人类基因组计划在生物信息学的支持下，前进步伐大大加快，已经提前完成计划，功能基因组研究也已经全面展

开。而人类基因组计划反过来又大大促进了生物信息学的发展，HGP丰富了生物

信息学的研究内容，促进生物信息学新思想、新方法的产生，生物信息学在最近

10年迅速发展的历程证明了这一点。

2)生物序列相似性搜索的blast程序包括那些版本？各自有何区别？介绍各自的分析过程。

答：

程序数据库查询简述方法

Blastp蛋白质蛋白质可能找到具有远源进化关系的用检测序列蛋白质搜索蛋白质序列数据库的匹配序列

Blastn核酸核苷酸适合寻找分值较高的匹配，用检测序列核酸搜索核酸序列数据库不适合远源关系

Blastx蛋白质核酸（翻译）适合新DNA序列和ＥＳＴ序列将核酸序列按６条链翻译成蛋白质序列后搜索蛋白的分析质序列数据库

Tblastn核苷酸（翻译）蛋白质适合寻找数据库中尚未标注用检测序列蛋白质搜索由核酸序列数据库按６条的编码区链翻译成的蛋白质序列数据库

Tblastx核 酸（翻译）核酸（翻译）适合分析ＥＳＴ序列将核酸序列按６条链翻译成蛋白质序列后搜索由核

酸序列数据库按６条链翻译成的蛋白质序列数据

库

3)掌握蛋白质结构有什么意义？为什么要进行蛋白质结构预测？

答案（1）研究蛋白质的结构意义重大，分析蛋白质结构、功能及其关系是蛋白

质组计划中的一个重要组成部分。研究蛋白质结构，有助于了解蛋白质的作用，了解蛋白质如何行使其生物功能，认识蛋白质与蛋白质（或其它分子）之间的相

互作用，这无论是对于生物学还是对于医学和药学，都是非常重要的。（2）对于

未知功能或者新发现的蛋白质分子，通过结构分析，可以进行功能注释，指导设

计进行功能确认的生物学实验。通过分析蛋白质的结构，确认功能单位或者结构

域，可以为遗传操作提供目标，为设计新的蛋白质或改造已有蛋白质提供可靠的依据，同时为新的药物分子设计提供合理的靶分子结构。

第二篇：生物信息学

浅谈对生物信息学的认识

摘要生物信息学是采用计算机技术和信息论方法研究蛋白质及核酸序列等各种生物信息的采集、储存、传递、检索、分析和解读的科学, 是现代生命科学与信息科学、计算机科学、数学、统计学、物理学和化学等学科相互渗透而形成的交叉学科。经过一学期的学习，我学到了很多很有用的知识，给我印象最深的有序列比对、蛋白质结构分析、核酸序列分析、数据库及数据库检索等内容。关键字：生物信息学认识基因组学数据库

时光飞逝，一学期马上就要结束了，本学期的专业选修课也即将结束。在上课之前，我一直认为生物信息学就是在讲关于人类及动物的基因，以及基因之间的差别。但是，刚上了几节课，我就发现生物信息学根本不是我想象的那么简单，就这样我怀着对自己的怀疑和对这门课的好奇走进了这门课。

生物信息学是一门新兴的、正在迅速发展的交叉学科,美国国家基因组研究中心认为, 生物信息学是一个代表生物学、数学和计算机的综合力量的新兴学(Bioinformatics is an emerging scientific discipline representing the combined power of biology,mathematics, and computers)。

现代生物信息学是采用计算机技术和信息论方法研究蛋白质及核酸序列等各种生物信息的采集、储存、传递、检索、分析和解读的科学, 是现代生命科学与信息科学、计算机科学、数学、统计学、物理学和化学等学科相互渗透而形成的交叉学科。

在这短短的一学期课中，在老师的带领下，我们学到了很多关

于生物信息学的知识，其中给我印象最深的有序列比对、蛋白质结

构分析、核酸序列分析、数据库及数据库检索等内容。

比如，序列比对，它的基本问题是比较两个或两个以上符号序列的相似性或不相似性。从生物学角度来看，它包含很多意义；如从

相互重叠的序列片段中重构DNA的完整序列等。老师主要给我们介

绍了blast比对。

再如，对蛋白质的分析。比如我们实验测定了一条蛋白质序列

或者从DNA序列翻译得来一条蛋白质序列，我们要借助生物信息学

方法来对它进行基本性质及结构分析。其中基本性质包括它的分子

量、氨基酸数目、排列顺序、等电点分析等。结构分析包括跨膜螺

旋分析等。要运用的工具是protparam tool 和TMHMM。对于这两

个工具我都进行了实际操作练习，我觉得这对我们以后的理论学习

和实验分析都非常重要。现代生物信息学的主要研究领域及其进展

1、基因组学和蛋白组学研究

基因组和蛋白组研究是生物信息学的主要内容.同样, 生物信息

学是基因组和蛋白组研究中必不可少的工具。

基因组学(Genomics)和蛋白组学(Proteomics)的实质就是分析和解读核酸和蛋白质序列中所表达的结构与功能的生物信息.这方面的研究已成为生物信息学的主要研究内容之一.一种生物的全部遗传构成被称为该种生物的基因组.有关基因组的研究称为基因组学.其中, 序列基因组学(Sequence genomics)主要研究测序和核苷酸序列;结构基因组学(Structural genomics)着重于遗传图谱、物理图谱和测序等方面的研究;功能基因组学

(Functional genomics)则研究以转录图为基础的基因组表达图谱;比较基因组学(Comparative ge2nomics)的研究内容包括对不同进化阶段基因组的比较和不同种群和群体基因组的比较。

蛋白组和蛋白组学的概念是随基因组和基因组学的出现而出现的.蛋白组(proteme)的概念是由于基因表达水平并不能代表细胞中活性蛋白质的数量, 基因组序列并不能描述活性蛋白质所必需的翻译后修饰和反映蛋白质种类和含量的动态变化过程而提出的.在一定条件下某一基因组蛋白质表达的数量类型称为蛋白组, 代表这一有机体全部蛋白质组成及其作用方式.有关蛋白组的研究称为蛋白组学.其中, 蛋白组的研究技术与方法、双向凝胶电泳图谱以及对不同条件下蛋白组变化的比较分析是蛋白组学的主要研究内容。生物信息学在基因组和蛋白组研究中所起的作用主要有:（1)基因组信息结构的计算分析.即对基因组数据进行大规模并行计算并预测各种新基因和功能位点, 研究大量非编码区序列的信息结构和可能的生物学意义。(2)模式生物全基因组信息结构的比较研究.即

对已完成全基因组测序的各种模式生物的基因组信息结构进行比较分析, 包括同源序列的搜索比较和指导基因克隆.(3)功能基因组的相关信息分析, 包括对基因表达图谱及其相关算法和软件的研究, 与功能基因组信息相关的核酸、蛋白质的空间结构的预测模拟以及蛋白质的功能预测。

2、生物信息数据库

复杂的生物和生物界和日新月异的生命科学研究产出的大量的生物学信息，对这些信息的储存、检索、比较分析必须借助于计算机数据库技术, 包括各类生物学信息数据库的建立与维护、数据的添加与注释、更新与查询、数据库资料的网络化等研究内容。现有的数据库有：核酸序列数据库（GenBank、EMBL、DDBJ）、基因组数据库、基因图谱数据库、蛋白质序列数据库（SWTSS-

PROT、PIR）和蛋白质结构数据库（Interpro）等。随着生命科学的不断发展，数据库种类不断增加、结构日益复杂、使用也越来越方便。

生物信息学作为一门新兴学科已经成为生命科学研究中必不可少的研究手段 本文对数据库与数据库搜索序列比对蛋白质结构预测药物设计基因芯片技术几个方面做了介绍较为系统地阐述了生物信息学在这些领域的应用 当然它所涉及的内容与方法远远不只上面提到的那些 新基因和 的发现与鉴定非编码区信息结构分析遗传密码的起源和生物进化完整基因组的比较

研究 大规模基因功能表达谱的分析等都是生物信息学研究的对象 相信不久的将来生物信息学会在生命

科学领域扮演越来越重要的角色。

参考文献：

1、现代生物信息学及其主要研究领域 萧浪涛(湖南农业大学理学院, 湖南长沙 410128)

2、生物信息学技术进展 郭志云 张怀渝 梁龙 军事医学科学院 生物工程研究所,北京100071;四川农业大学生命科学及理学院,雅安 6250143、利用生物信息学技术研究蛋白功能的几种方法 王剑利 杨章民综述 王一理审阅 西安交通大学医学院免疫病理学研究室(西安, 710061)

第三篇：生物信息学

生物信息学是上世纪90年代初人类基因组计划(HGP)依赖，随着基因组学、蛋白组学等新兴学科的建立，逐渐发展起来的生物学、数学和计算机信息科学的一门交叉应用学科。目前生物信息学的研究领域主要包括基于生物序列数据的整理和注释、生物信息挖掘工具开发及利用这些工具揭示生物学基础理论知识等领域。生物信息学作为新型交叉应用学科，可以依托本校已有的计算机科学、信息学、生物学和数学等学科优势，充分展现投入少、见效快、起点高的特色，推动学校学科建设和本科教学水平。

本实验指导书中的8个实验均设计为综合性开发实验，面向生物信息学院全体本科学生和研究生，以及全校对生物信息学感兴趣的其他专业学生开放。生物信息学实验室将提供系统的保障，包括采用mail服务器和linux帐号管理等进行实验过程管理和支持。限选《生物信息学及实验》的生物技术专业本科生至少选择其中5个实验，并不少于8个学时，即为课程要求的0.5个学分。其他选修者按照课时和学校相关规定计算创新学分。实验一 熟悉生物信息学网站及其数据的生物学意义

实验目的：

培养学生利用互联网资源获取生物信息学研究前沿和相关数据的能力，熟悉生物信息学相关的一些重要国内外网站，及其核酸序列、蛋白质序列及代谢途径等功能相关数据库，学会下载生物相关的信息数据，了解不同的数据文件格式和其中重要的生物学意义。

实验原理：

利用互联网资源检索相关的国内外生物信息学相关网站，如：NCBI、SANGER、TIGR、KEGG、SWISSPORT、Ensemble、中科院北京基因组研究所、北大生物信息

学中心等，下载其中相关的数据，如fasta、genbank格式的核算和蛋白质序列、pathway等数据，理解其重要的生物学意义。

实验内容：

1.浏览和搜索至少10个国外和至少5个国内生物信息学相关网站，并描

述网站特征；

2.下载各网站的代表性数据各10条（组）以上，并说明其生物学意义；

3.讨论各网站适合做何种生物信息学研究的平台，并设计一个研究设想。实验报告：

1.各网站网址及特征描述；

2.代表性数据的下载和生物学意义的描述；

3.讨论：这些生物信息学相关网站的信息资源，可以被那些生物信息学

研究所利用。

参考书目：

《生物信息学概论》 罗静初 等译，北京大学出版社，2002；《生物信息学手册》 郝柏林 等著，上海科技出版社，2004；

《生物信息学实验指导》 胡松年 等著，浙江大学出版社，2003。实验二 利用BLAST进行序列比对

实验目的：

了解BLAST及其子程序的原理和基本参数，熟练地应用网络平台和Linux计算平台进行本地BLAST序列比对，熟悉BLAST结果的格式和内容并能描述其主要意义，同时比较网上平台和本地平台的优缺点。

实验原理：

利用实验一下载的核算和蛋白质序列，提交到NCBI或者其他拥有BLAST运算平台的网页上，观察其基本参数设定库文件类型，并得到计算结果；同时在本地服务器上学会用formatdb格式化库文件，并输入BLAST命令进行计算，获得结果文件。

实验内容：

1.向网上BLAST服务器提交序列，得到匹配结果；

2.本地使用BLAST，格式化库文件，输入命令行得到匹配结果；

3.对结果文件进行简要描述，阐述生物学意义。

实验报告：

1.阐述BLAST原理和比对步骤；

2.不同类型BLAST的结果及其说明；

3.讨论：不同平台运行BLAST的需求比较。

参考书目：

《生物信息学概论》 罗静初 等译，北京大学出版社，2002；

《生物信息学实验指导》 胡松年 等著，浙江大学出版社，2003。

实验三 利用ClustalX(W)进行

多序列联配

实验目的：

掌握用Clustal X(W)工具及其基本参数，对具有一定同源性和相似性的核酸与蛋白质序列进行联配和聚类分析，由此对这些物种的亲缘关系进行判断，并且对这些序列在分子进化过程中的保守性做出估计。

实验原理：

首先对于输入的每一条序列，两两之间进行联配，总共进行n*（n-1）/2次联配，这一步通过一种快速的近似算法实现，其得分用来计算指导树，系统树图能用于指导后面进行的多序列联配的过程。系统树图是通过UPGMA方法计算的。在系统树图绘制完以后，输入的所有序列按照得分高低被分成n-1个组，然后再对组与组之间进行联配，这一步用Myers和Miller算法实现。

实验内容：

1.明确软件所支持的输入文件格式，搜集整理出合适的数据；

2.在Windows环境运行Clustal X，在Linux环境运行Clustal W；

3.实验结果及分析，用TREEV32或Njplotwin95生成NJ聚类图。

实验报告：

1.整理好的符合Clustal的序列数据；

2.提交数据网页记录和各步骤记录；

3.提供聚类图和多序列联配图，并说明意义。

参考书目：

《生物信息学概论》 罗静初 等译，北京大学出版社，2002；

《生物信息学实验指导》 胡松年 等著，浙江大学出版社，2003。实验四 ESTS分析

实验目的：

熟悉使用一系列生物信息学分析工具对测序得到ESTs序列数据进行聚类处理，由此对获得表达基因的丰度等相关信息，并且对这些表达基因进行功能的初步诠释，为后续实验通过设计RACE引物获得全长基因，以及进一步的功能注

释和代谢途径分析做好准备。

实验原理：

首先用crossmatch程序去除ESTs原始序列中的载体成分和引物成分，然后用phrap生成congtig和singlet，用blast程序进一步将有同源性的contig和singlet进行功能聚类，最后通过blast对聚类获得的cluster进行功能注释。在实验过程中将用到一些本实验室写好的perl程序用于连接各数据库和工具软件。

实验内容：

1.运行CodonCode Aligner程序，并用它建立工程文件，导入例子文件

夹里面的数据；练习对序列的各种查看方式。

2.使用CodonCode Aligner程序里的Clip Ends, Trim Vector, Assemble

等功能，完成序列的剪切、去杂质、组装工作。

实验报告：

1.实验各步骤记录和中间结果文件；

2.举例简要说明结果文件中数据的生物学意义。

参考书目：

《生物信息学概论》 罗静初 等译，北京大学出版社，2002；

《基因表达序列标签（EST）数据分析手册》 胡松年 等著，浙江大学出版社，2005。

实验五 利用Primer Premier5.0设计

RACE引物

实验目的：

熟悉PCR引物设计工具Primer Premier5.0的一些基本功能，能够根据实验需要选择相应的引物设计方法设计PCR引物。

实验原理：

PCR实验是当代分子生物学的基本实验之一，由于目标序列和实验目的的不同，相应设计引物的要求也不一样。本实验延续ESTs分析结果，对于其中需要获得全长的基因进行RACE引物的设计，及5’和3’RACE引物，配合接头序列设计单向引物，并模拟练习通过连接获得全长的基因CDS序列。最后设计已知全长基因序列的PCR扩增引物。

实验内容：

1.从网站下载并安装Primer Premier5.0；

2.从 GenBank 中任意获取一个 DNA 序列，设计出该序列的合适引物； 实验报告：

1.实验各步骤使用的数据、运算平台、结果文件记录；

2.比较不同引物设计平台和不同PCR实验的差别；

参考书目：

《生物信息学概论》 罗静初 等译，北京大学出版社，2002；《生物信息学实验指导》 胡松年 等著，浙江大学出版社，2003。

实验八 perl程序的安装、编写、调试 实验目的：

培养学生能在windows和Linux两种平台安装perl解释器、编写perl程序以及debug和运行的能力，熟悉perl语言基本语法，学会熟练编写和运用perl程序进行基础生物信息学研究。

实验原理：

Perl语言是一门通用的脚本语言，具有强大的字符串处理功能，是生物信息学研究的强大帮手，学会了perl语言，就能方便地处理生物信息学研究中遇到的各种字符串文本，促进研究的快速进行。

实验内容：

1.下载perl程序在Windows和Linux下的安装包并进行安装；

2.编写简单的perl程序，并学会debug；

3.编写具有简单功能的碱基处理perl程序。

实验报告：

1.perl解释器安装方法；

2.perl解释器debug方法；

3.讨论：perl语言在生物信息学研究中所起到的积极作用。

参考书目：

《PERL 编程24学时教程》（美）皮尔斯著 王建华等译，机械工业出版社，2000；

《生物信息学手册》 郝柏林 等著，上海科技出版社，2004；《生物信息学实验指导》 胡松年 等著，浙江大学出版社，2003

第四篇：期末复习题

这是期末复习题：

八年级上学期历史期末试卷

（时间：60分钟分值：60分）

一、单项选择题（本大题共17小题，1—10题每题1分，11—17题每题2分，共计24分）1． 每年6月26日是世界禁毒日，我们应珍爱生命，远离毒品。

我国近代的一次禁毒事件是

()

A．虎门销烟B．第一次鸦片战争C．第二次鸦片战争D．公车上

书

2.作为洋务派的代表，受命于危难之际收复新疆。清政府在他的建议下于1884

年设新疆行省。他是

()

A.林则徐B.李鸿章C.张之洞D.左宗棠

3.当我们观看“焦点访谈”的时候，能够联想到中国大众传媒的先驱是

（）

A.《新青年》B.《新民晚报》C.《申报》D.《新华日报》

4．黄埔军校与以往军校的主要不同点是

（）

A．共产党人任教官B．重视军事教育

C．注重培养学生的爱国思想和革命精神D．培养了大批军事人才

5.2007年8月1日，是中国人民解放军建军80周年纪念日。主要是因为80年

前的这天发生了

()

A.九一八事变B.南昌起义C.西安事变D.七七事变

6．土地革命时期，毛泽东指出：“星星之火，可以燎原”：这里的“星星之火”是()

A．井冈山革命根据地 B．陕甘革命根据地 C．左右江革命根据地D．中央革

命根据地

7． 1936年12月13日（西北文化日报》登载了一则重要新闻，标题为：“争取

中华民族生存，张杨昨发动对蒋兵谏”。该新闻报道的内容应该是

()

A．九一八事变B．西安事变C．卢沟桥事变D．台儿庄战役

8．为争取抗战胜利和实现中国光明前途准备了条件的会议是：

（）

A.遵义会议B.中共三大C.中共七大D.中共七届二中全

会

9．解放后为了纪念淮海战役，国务院决定兴建淮海战役纪念馆，你认为纪念馆

建在何地合适（）

A.南京B.连云港C.济南D.徐州

10.学习人民解放战争的历史，老师要求同学们推荐四部电影中，有错误的是

()

A.《大决战》B.《挺进大别山 》 C.《血战台儿庄》 D.《渡江侦查记》

11.“圆明园，我为你哭泣！”同学们学习了“火烧圆明园”这段历史后，内心充满了

悲愤和痛惜。第二次鸦片战争中，抢劫、烧毁了这座世界著名皇家园林的殖民强

盗是()

A.英德联军B.德法联军C.英法联军D.美俄联军

12．下列人物与事件有直接联系的一组是

()

A.左宗棠——江南制造总局B.孙中山——指挥武昌起义

C.严 复——发起公车上书D.张 謇——创办大生纱厂

13．鲁迅在《狂人日记》中写到“我翻开历史一查……每一页上都写着„仁义道

德‟……仔细看了半夜……满本都写着两个字„吃人‟”，请你说出它最准确地反映了

新文化运动的哪项内容（）

A.提倡新道德，反对旧道德B.提倡科学，反对愚昧

C.提倡新文学，反对旧文学D.提倡民主，反对专制

14．中国工农红军取下八角帽，摘下红五星，穿上国民革命军军服，开赴抗日

前线应该在：

A.九一八事变之后B.西安事变之后

（）

C.卢沟桥事变之后D.中共七大之后

15．毛泽东曾提笔写到“山高路远坑深，大军纵横驰奔。谁敢横刀立马,惟我彭大

将军。”抗日战争期间，在“彭大将军”的指挥下，中国军队主动出击日军的规模最

大的一次战役是

A.台儿庄战役B.百团大战C.平型关大捷D.渡江战役（）

16．抗日战争胜利后，蒋介石三次发电报邀请毛泽东赴重庆进行和平谈判。其

真实目的是：

①为发动内战赢得准备时间 ②欺骗人民，将发动战争的责任嫁祸到共产党身

上（）

③积极争取国内和平④希望同共产党合作，建立和平、民主的新中国

A.①②B.③④C.①③D.②④

17．1949年美国《生活》杂志刊登了一幅解放军解放上海后，很多战士睡在马

路边上的照片，照片标题为“国民党统治时代结束了！”下面叙述中，对这句话的理解最准确的是（）

A.上海是最后一座解放的城市B.解放军的行动赢得了民心，国民党统治必

然被推翻

C.上海解放标志着国民党统治被推翻D.上海解放标志着解放战争的胜利

选择题答案处：

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

答案

二、非选择题。（36分,共3题,每题12分）

18．（本题12分）主题中国近代化的艰难探索

在老师的指导下，历史学习小组围绕“中国近代化的艰难探索”这一学习主题，通

过搜集、整理、分析材料，进行探究活动，请你一起参加。

（1）下图是同学们搜集到的部分资料。

A． 民报B．江南制造总局C．新青年（青年杂志）D．康有为

将图中资料的字母代号填在相应的横线上（4分）

①属于洋务运动时期的是_____________②属于戊戌变法时期的是

_____________

③属于辛亥革命时期的是__ _______④属于新文化运动时期的是

___________

（2）通过对资料的分析探究，同学们绘制了四次运动的思想主张变化示意图，请你帮助他们在空格中填上未完成部分的内容。（4分）

“

（3）根据以上分析，从这些思想主张的发展变化，你可以看出中国近代化探索

过程具有什么特点？（1分）

（4）有人认为：历史上每一次思想的形成都会引起重大的社会变革。想一想，旧民主主义革命时期中国人民向西方学习，为什么屡遭失败？你能得出什么结

论？（3分）

19．（本题12分）主题重走长征路

步骤一： 了解长征历程

材料一：毛泽东《七律•长征》：

红军不怕远征难，万水千山只等闲。五岭逶迤腾细浪，乌蒙磅礴走泥丸。

金沙水拍云崖暖，大渡桥横铁索寒。更喜岷山千里雪，三军过后尽开颜。

（1）根据材料一中的“红军不怕远征难，万水千山只等闲”，结合所学知识，说

说红军长征途中经历了哪些艰难险阻？（至少写出3个）（3分）

（2）回忆所学知识，请你完成如下红一方面军的长征路线图：

①遵义②大渡河腊子口③。（3分）步骤二：体验长征胜利

（3）“三军过后尽开颜”指的是长征中哪个重要的环节？（1分）长征胜利有什么

意义？（1分）

步骤三：感悟长征精神

（4）红军长征的胜利，为我们留下了宝贵的精神财富。你认为红军长征体现了什么精神？（至少回答出两点）（2分）想一想，在今后的学习生活中，你将怎样落实长征精神？（2分）

20．（本题12分）主题以史为鉴面向未来

步骤一：读图片——回顾屈辱的历史

图一（地点：沈阳）图二（地点：北平）图三（地点：南京）

（1）上述图片反映了哪几个重大的历史事件？（3分）

步骤二：听歌曲——体会不屈的抗争

材料一：风在吼，马在叫，黄河在咆哮，黄河在咆哮。河西山冈万丈高，河东河北高粱熟了，万山丛中抗日英雄真不少！青纱帐里游击健儿逞英豪！端起了土枪洋枪，挥动着大刀长矛，保卫家乡！保卫黄河！保卫华北！保卫全中国！

材料二：我们都是神枪手,每一颗子弹消灭一个敌人.我们都是飞行军,哪怕那山高水又深.在密密的树林里,到处都安排同志们的宿营地.在高高的山岗上,有我们无数的好兄弟。

四万万同胞齐武装,不分党，不分派.大家都来抵抗.我们越打越坚强,日本强盗正在走向灭亡.待到最后胜利日,世界的和平见曙光.（2）材料一是孙明同学收集到的《黄河大合唱》中的歌词片段。根据这段歌词，归纳《黄河大合唱》在当时产生的主要影响。（2分）

（3）材料二是《游击队之歌》，它唱出了人民共同抗敌的情景，请写出抗战中中国军队英勇抗敌的一个著名战役。你认为抗战胜利最主要的原因是什么？（2分）

步骤三：看新闻——把握中日关系现状

材料三：2007年3月中央电视台著名节目主持人白岩松专访日本。回国后在央视《东方时空》谈访日感受时说，在日本参观靖国神社的人每年大约有500万人次，且大部分是青年人，而参观日本的和平展馆每年却只有50万人次左右。材料四：2007年是中日邦交正常化35周年，新闻联播报道，12月27日至30日日本新任首相福田康夫访华，在访问期间，胡锦涛、吴邦国和温家宝分别与他举行了会见和会谈，双方就构筑和发展中日两国战略互惠关系达成广泛共识，并规划了两国关系未来发展。

（4）根据材料三，日本有一部分青年人如此热衷地参观靖国神社说明了什么问题？这对中日关系产生了什么影响？（2分）

（5）材料四反映了当前中日关系发展的主流是什么？你认为中日关系要保持长期健康稳定发展，两国应该作出哪些努力？（3分）

八年级期末历史试题

参考答案：

一、单项选择题（本大题共17小题，1—10题每题1分，11—17题每题2分，共计24分）

1．A2．D3．C4．C5．B6．A7．B8．C9．D10．C

11．C12．D13．A14．C15．B16．A17．B

二、非选择题。（36分,共3题,每题12分）

18．（1）BDAC（4分）

（2）师夷长技或自强求富；戊戌变法或百日维新；三民主义或民主共和；新文化运动

（4分）

（3）层层递进、由表及里、逐渐深入（或由学习器物学习到学习制度，再到学习思想等。即洋务运动学习西方的军事器物，戊戌变法、辛亥革命学习西方的政治制度，新文化运动学习西方的思想文化。）（1分）

（4）中国是一个半殖民地半封建社会的国家；清政府的腐败无能；资产阶级的软弱性等。（2分）资本主义道路在中国走不通。（1分）

19．（1）敌人的围追堵截、自然环境的恶劣、党内左倾错误的影响、少数民族的阻挠、缺少粮食给养或强渡乌江、四渡赤水、巧渡金沙江、飞夺泸定桥、过雪山草地等。（3分，任一点得1分）

（2）瑞金、金沙江、吴起镇（或陕甘革命根据地）（3分）

（3）会宁会师（或三大主力红军会师）。意义：长征的胜利，使中国革命转危为安，表明中国共产党或中国工农红军是一支不可战胜的力量。（2分）

（4）崇高的爱国主义精神；艰苦奋斗、团结互助的精神；不怕困难、不怕牺牲的精神；对革命事业无限忠诚、为正义事业献身的精神。（2分，任一点得1分）热爱祖国，不怕困难，勇于拼博；努力学习，为正义事业英勇奋斗。（2分，任一点得1分）

20．（1）九一八事变 ； 卢沟桥事变 ； 南京大屠杀（3分）

（2）影响：鼓舞（激发、调动）了中国人民抗日热情（斗志）。（2分）

（3）台儿庄战役、百团大战等；全民族团结抗战或抗日民族统一战线的建立（2分）

（4）日本军国主义阴魂不散，势力仍存等。影响：伤害了包括中国在内曾遭受日本侵略的亚洲各国人民的感情，使中日关系、日本和亚洲其他邻国的关系恶化。（2分）

（5）和平友好是主流（1分）日本必须妥善处理历史问题，应正视历史，诚心悔过，以史为鉴，面向未来；中国应勿忘国耻，发展经济，提高综合国力；加强两国的友好交往和经济合作；坚决反击日本右翼势力的行为，随时警惕日本军国主义势力的复活等。（2分，任一点得1分）

第五篇：生物信息学论文

生物信息学的进展综述

韩雪晴

（生物工程1201班，学号：201224340124）

摘要：生物信息学是一门研究生物和生物相关系统中信息内容和信息流向的综合性系统科学。80年代以来新兴的一门边缘学科，信息在其中具有广阔的前景。伴随着人类基因组计划的胜利完成与生物信息学的发展有着密不可分的联系，生物信息学的发展为生命科学的发展为生命科学的研究带来了诸多的便利，对此作了简单的分析。

关键词：生物信息学；进展；序列比对；生物芯片

A review of the advances in Bioinformatics

Han Xueqing（Bioengineering, Class1201，Student ID：201224340124）

Abstract: Bioinformatics is the science of comprehensive system of information content and information flows to a study on the biological and bio related in the system.The edge of an emerging discipline since 80, has broad prospects in which information.With the human genome project was completed and the development of bioinformatics are inextricably linked, for the life science research development of bioinformatics for the development of life science has also brought a lot of convenience, has made the simple analysis.Keywords:

bioinformatics；progress；Sequence alignment；biochip

1、生物信息学的产生背景

生物信息学是20世纪80年代末开始，随着基因组测序数据迅猛增加而逐渐兴起的一门学科[1]。应用系统生物学的方法认识生物体代谢、发育、分化、进化以及疾患发生规律的不可或缺的工具[2]。及时、充分、有效地利用网络上不断增长的生物信息数据库资源，已经成为生命科学和生物技术研究开发的必要手段，从而诞生了生物信息学。

2、生物信息学研究内容

主要是利用计算机存储核酸和蛋白质序列，通过研究科学的算法，编制相应的软件对序列进行分析、比较与预测，从中发现规律。白细胞介素-6(IL-6)是机体重要的免疫因子,但在两栖类中未见报道。采用生物信息学方法对两栖类模式动物非洲爪蟾IL-6进行分析[3]。以人IL-6基因对非洲爪蟾数据库进行搜索、分析,并采用RT-PCR方法对所得序列进行验证。结果表明,非洲爪蟾IL-6基因位于scaffold_52基因架上,具有保守的IL-6家族基序[4]。采用生物信息新方法进行不同物种的免疫基因挖掘、克隆,是一种有效的方法[5]。

2.1序列比对

比较两个或两个以上符号序列的相似性或不相似性。序列比对是生物信息学的基础。两个序列的比对现在已有较成熟的动态规划算法，以及在此基础上编写的比对软件包BLAST和FASTA[6]。序列数据库搜索最著名且最常用的工具之一便是BLAST算法。FASTA算法是另一族常用的序列比对及搜索工具[7]。

2.2结构比对

比较两个或两个以上蛋白质分子空间结构的相似性或不相似性。

2.3蛋白质结构预测

从方法上来看有演绎法和归纳法两种途径。前者主要是从一些基本原理或假设出发来预测和研究蛋白质的结构和折叠过程。分子力学和分子动力学属这一范畴。后者主要是从观察和总结已知结构的蛋白质结构规律出发来预测未知蛋白质的结构[8]。

3、生物信息学的新技术 3.1 Lipshutz(Affymetrix,Santa clara,CA,USA)

描述了一种利用DNA探针阵列进行基因组研究的方法，其原理是通过更有效有作图、表达检测和多态性筛选方法，可以实现对人类基因组的测序[9]。光介导的化学合成法被应用于制造小型化的高密度寡核苷酸探针的阵列，这种通过软件包件设计的寡核苷酸探针阵列可用于多态性筛查、基因分型和表达检测[10]。

3.2基因的功能分析

Overton(University of Pennsylvania School of Medicine,Philadelphia,PA,USA)论述了人类基因组计划的下一阶段的任务基因组水平的基因功能分析。

4生物信息学前沿

4.1生物芯片技术

4.1.1生物芯片的简介

生物芯片技术是通过缩微技术，根据分子间特异性地相互作用的原理，按照芯片上固化的生物材料的不同，可以将生物芯片划分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片。4.1.2生物芯片的基本内容

生物芯片技术通过微加工工艺在厘米见方的芯片上集成有成千上万个与生命相关的信息分子，它可以对生命科学与医学中的各种生物化学反应过程进行集成，从而实现对基因、配体、抗原等生物活性物质进行高效快捷的测试和分析。4.1.3生物芯片的发展

生物芯片将会给21世纪整个人类生活带来一场“革命”。生物芯片产业也有望与“微电子芯片”并列成为21世纪最大的产业之一。4.1.4与生物芯片相关的技术

平面微加工技术、微机械技术、CCD成像技术、基因芯片技术等。

4.2药物设计与生物信息学

药物基因组学可以说是基因功能学与分子药理学的有机结合，在很多方面这种结合是非常必要的。药物基因组学以药物效应及安全性为目标，研究各种基因突变与药效及安全性的关系。

4.3基因治疗

基因治疗（gene therapy）是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，达到治疗目的[11]。也就是将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中，使外源基因制造的产物能治疗某种疾病[12]。通过对miR-29a进行靶基因预测及相关生物信息学分析,为miR-29a靶基因的实验验证提供数据支持,以期为深入研究miR-29a的生物学功能和调控机制提供理论指导[13]。从广义说，基因治疗还可包括从DNA水平采取的治疗某些疾病的措施和新技术。在基因治疗中迄今所应用的目的基因转移方法可分为两大类：病毒方法和非病毒方法[14]。

4.4虚拟细胞--人工生命的模型

虚拟细胞是应用信息科学的原理和技术，通过数学的计算和分析，对细胞的结构和功能进行分析、整合和应用，以模拟和再现细胞和生命的现象的一门新兴学科。虚拟细胞亦称人工细胞或人工生命[15]。目前，国际上已有两个虚拟细胞问世，一个是日本的原核虚拟细胞模型，一个是美国的真核虚拟细胞模型。

参考文献

[1].张阳德，生物信息学（第二版）科学出版社，2010，21世纪高等院校教材ISBN978-7-03-023931-0 [2].迈克尔 R.巴恩斯(Barnes.M.R.)，遗传学工作者的生物信息学，科学出版社2010年10月1日出版ISBN 9787030254900 [3].齐志涛;张启焕;王资生;许伟;黄贝;王爱民，非洲爪蟾IL-6基因的克隆及生物信息学分析 出版日期: 2010 [4].齐志涛;张启焕;黄贝;王资生;仇明;黄金田;许伟;王爱民.非洲爪蟾BAFF及其信号通路相关基因的比较生物信息学分析,生物技术,2011,(4):

[5].廖明帜，生物背景学生的《生物信息学》课程教学思考与探索，教育教学论坛，2014年第36期

[6].Dan E.Krane&Michael L.Raymer，生物信息学概论，清华大学出版社 2010年出版

[7].Eddy S R.Profile Hidden Markov Models.Bioinformatics,1998,14(9):755~763 [8].Coombes KR,Fristche HA,Clarke,et al.Qutility control and peak finding for proteomics data collected from nipple aspirate fluid by surface-en-hanced laser desorption and ionization.Clin Chem,2013,49(10):1615~1623 [9].Lim HA,Batt tR.TIBTECH,1998;16(3)):104.[10].Williams n.Science,1997;277(5328):902.[11].顾健人，曹雪涛，基因治疗，北京：科学出版社，2011 [12].余国膺，生物信息学，中国心脏起博与心电生理杂志，2014年01期 [13].施伟杰

曾玉

姚纯

曹笑梅

童华，miR-29a靶基因预测及其相关生物信息学分析，现代生物医学进展，2014年32期

[14].安冬

姜涛

张翠丽

殷玉玲

曹雪姣

辛毅，臧师竹利用生物信息学研究肥胖与2型糖尿病患者肝组织基因表达变化，《现代生物医学进展》 2014年30期

[15].孙冬泳，汤健，虚拟细胞-人工生命的模型，中华医学杂志，2011，21（81）：1342~1344