第2章生物信息学的计算机基础3(2)PPT课件

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03
数据处理
蛋白质样品中蛋白质 的分离过程。
使用质谱技术对蛋白 质进行鉴定和定量的 过程。
对质谱数据进行处理 和分析的过程。
8
代谢组学概述
01
代谢物是生物表现
代谢物可以反映生物体内的 代谢状态。
02
代谢组学研究内容
代谢物的筛选、特征鉴定和 定量分析。
03
代谢组学应用于诊 疗
为疾病的早期诊断和治疗提 供新的手段。
4
生物信息学的历史
01
生物信息学起源
源于上个世纪50年代的分子 生物学,科学家们开始将生 物分子之间的相互作用记录
在计算机上。
02
发展历程
随着计算机技术的不断发展, 生物信息学逐渐形成了一个 独立的学科,并在过去几十 年中得到了迅速的发展。
03
未来发展
随着技术的不断进步,生物 信息学将会在基因组学、蛋 白质组学、代谢组学等领域 发挥越来越重要的作用。
生物信息学
教学培训课件PPT
Contents
生物信息学基础 知识
蛋白质组学和代 谢组学
生物信息学工具 和数据库
04
生物信息学的应 用和前景
01
生物信息学基础知识
生物信息学定义
跨学科研究
生物信息学融合计算机科学、统计学、生物学等多个学科,为生物学 研究提供了新的思路和方法。

生物信息学课堂ppt课件

生物信息学课堂ppt课件

❖ 20世纪50年代末 数学模型、统计学方法和计算机处理宏观生物学数据。 数量分类学、数学生态。
❖ 1987年,这一学科被正式命名为“生物信息学”(bioinformatics)。 此后,其内涵随着研究的深入和现实需要的变化而几经更迭。
❖ 应用于分子生物学:分子生物学数据库、蛋白质结构分析与预测。
❖ 1995年,在美国人类基因组计划第一个五年总结报告中,给出了一 个较为完整的生物信息学定义
❖ 基因组时代--基因寻找和识别、网络数据库系统的 建立、交互界面的开发;
❖ 后基因组时代--大规模基因组分析、蛋白质组分析。
8
重要性 生物信息学的
❖ 生物信息学不仅是一门学科,更是一种重要的研究开发工具。 ❖ 从科学的角度来讲,生物信息学是一门研究生物和生物相关
系统中信息内容与信息流向的综合系统科学。只有通过生物 信息学的计算处理,人们才能从众多分散的生物学观测数据 中获得对生命运行机制的系统理解。 ❖ 从工具的角度来讲,生物信息学几乎是今后所有生物(医药) 研究开发所必需的工具。只有根据生物信息学对大量数据资 料进行分析后,人们才能选择该领域正确的研发方向。 ❖ 生物信息学不仅具有重大的科学意义,而且具有巨大的经济 效益。它的许多研究成果可以较快地产业化,成为价值很高 的产品。
加工、存储、检索与分析,进而达到揭示数据所蕴含的生物学意义的目
的。由于当前生物信息学发展的主要推动力来自分子生物学,生物信息

生物信息学导论ppt

生物信息学导论ppt
1985 Dulbecco在《Science》撰文 “肿瘤研究的转折点:人 类基因组的测序”
美国能源部(DOE)提出“人类基因组计划”草案 1987 美国能源部和国家卫生研究院(NIH)联合为“人 类
基因组计划”下拨启动经费约550万美元 1989 美国成立“国家人类基因组研究中心”,Watson担 任
Caenorhabditis elegans 秀丽线虫
1997 大肠杆菌(E.coli)全基因组测序完成 1998 完成人类基因组计划的物理作图
开始人类基因组的大规模测序
Celera公司加入,与公共领域竞争 启动水稻基因组计划
1999.7 第5届国际公共领域人类基因组测序会议,加快测序速度
大肠杆菌及其全基因组
攻克肿瘤计划 人类遗传信息的复杂性
人类基因组计划 (HGP,Human Genome Project) 目标:整体上破解人类遗传信息的奥秘
1、曼哈顿原子弹计划遗留问题的产物 2、对生命科学和医学的科学影响
DNA、基因、基因组
生命活动三要素:物质、能量、信息
DNA: 遗传物质(遗传信息的载体) 双螺旋结构
生物信息学导论
Introduction to Bioinformatics
朱怀球
力学与工程科学系 湍流与复杂系统国家重点实验室
理论生物学中心
Tel: 62767261(Office) 62759647(Lab)

生物信息学 第2章

生物信息学 第2章

表3.1 等价矩阵表 AT CG
A10 0 0 T01 0 0 C0 0 1 0 G0 0 0 1
表3.2 BLAST矩阵 AT CG
A 5 -4 -4 -4 T -4 5 -4 -4 C -4 -4 5 -4 G -4 -4 -4 5
表3.3 转移矩阵 AT CG
A 1 -5 -5 -1 T -5 1 -1 -5 C -5 -1 1 -5 G -1 -5 -5 1
使用Blosum62矩阵搜索
使用PAM30矩阵搜索
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
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
对一般用户来说,目前常用的办法是通过 NCBI、EBI等国际著名生物信息中心的BLAST 服务器进行搜索。需要说明的是,各生物信息 中心BLAST用户界面有所不同,所提供的数据 库也可能不完全相同,使用前最好先进行适当 的选择。
② 如果配对的相同率小于15%,则不管两个序列的 长度如何,它们都不可能相关;
③ 如果两个序列的相同率在15%25%之间,它们可 能是相关的。
第四节 双序列比对工具
数据库的搜索简介
数据库查询为生物学研究提供了一个重要工具,在实际工 作中经常使用。然而,在分子生物学研究中,对于新测定的碱 基序列或由此翻译得到的氨基酸序列,往往需要通过数据库搜 索,找出具有一定相似性的同源序列,以推测该未知序列可能 属于哪个基因家族,具有哪些生物学功能。对于氨基酸序列来 说,有可能找到已知三维结构的同源蛋白质而推测其可能的空 间结构。因此,数据库搜索与数据库查询一样,是生物信息学 研究中的一个重要工具。

生物信息学课件

生物信息学课件
• 详细描述:单基因遗传病通常是由单个基因的突变引起的,这些突变可能是显性或隐性。在研究中,生物信息 学家可以通过对患者的基因组进行测序和分析,识别与疾病相关的基因变异。他们还可以通过比较健康个体的 基因组与患病个体的基因组,发现差异并确定导致疾病的特定突变。此外,生物信息学家还可以使用计算机模 型和算法来模拟基因组变异的影响,并预测其对蛋白质功能和细胞过程的影响。这些信息有助于医生和研究人 员更好地理解疾病的病因、病理生理机制以及潜在的治疗方法。
随着计算机科学和分子生物学的发展,人们 开始利用计算机处理和分析生物数据,生物 信息学逐渐形成。
20世纪90年代
人类基因组计划启动,生物信息学得到了快速发展 。这个时期出现了许多生物信息学数据库、软件工 具和算法。
21世纪初
随着测序技术的进步和大数据的出现,生物 信息学的研究和应用得到了更广泛的拓展。
THANK YOU
以单分子DNA测序为主要技术,具有读取长度长、准确率高、速度快等优点,但设备昂贵且维护成本 高。
生物信息学数据库
1 2 3
NCBI
美国国立生物技术信息中心,提供生物医学相关 信息和数据,包括基因组测序数据、基因表达谱 数据等。
EBI
欧洲生物信息学研究所,提供欧洲地区的生物医 学相关信息和数据,包括蛋白质组学、基因组学 等。
癌症基因组学研究
• 总结词:癌症基因组学研究是生物信息学中另一个重要的领域,它涉及对肿瘤 细胞的基因组进行测序和分析,以揭示导致癌症发生的基因变异和分子机制。

南京农业大学生物信息课件3生物信息学的生物学基础

南京农业大学生物信息课件3生物信息学的生物学基础
系统发生分析 基因表达数据分析 其他常用生物信息学工具 电子克隆的原理和应用 基本生物信息学工具的开发与应用
第二章 生物信息学的生物学基础
调查:
咱们已经具备了怎样的生 物学基础?
普通生物学
细胞
遗传 进化
分子生物学
—— 研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功 能和相互关系
—— 研究生物大分子在生命活动中的重要性、规 律性,从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘
核糖体是蛋白质合成的场所,核糖体主要由 蛋白质分子和rRNA组成
核酸
反密码子
RNA和核糖体
16S rRNA可识别mRNA起始位点
核糖体 mRNA
tRNA
氨基酸
新生肽链
mRNA, tRNA,rRNA
核酸
遗传密码的基本特征
密码无标点符号 密码的简并性(degeneracy) 特殊密码子
氨基酸名称 丝氨酸 苏氨酸
天冬酰胺 谷酰胺 酪氨酸 组氨酸
天冬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 精氨酸
英文缩写 Ser Thr Asn Gln Tyr His Asp Glu Lys Arg
简写 S T N Q Y H D E K R
蛋白质
20种标准氨基酸 按照侧链化学性质的不同分为:
极性氨基酸(容易与水分子形成氢键 )
生物学功能
(1)蛋白质一级结构与功能的关系 序列分析

chapter2-生物信息学相关的生物学基础

chapter2-生物信息学相关的生物学基础

03
生物分子学基础
生物分子的定义与分类
总结词
生物分子是构成生命体的基本物质,包括蛋白质、核酸、糖 类、脂质等。
详细描述
生物分子是具有生物活性的有机分子,是生命活动所必需的 。根据其组成和结构,生物分子可以分为蛋白质、核酸、糖 类、脂质等不同类型。这些分子在细胞内发挥着各自独特的 作用,共同维持着生命体的正常运转。
01
孟德尔遗传定律是遗传学中的基本规律,描述了基因在代际传递中的分离和组 合行为。
02
遗传Hale Waihona Puke Baidu病是指由于基因突变或染色体异常引起的疾病,对于人类健康和生存具 有重要影响。
03
生物信息学在遗传疾病的研究中发挥着重要作用,通过对基因组数据的分析, 可以发现与疾病相关的基因变异和机制,为疾病的预防、诊断和治疗提供依据 。
构和序列对于基因的表达和细胞的分化具有至关重要的作用。
04
细胞生物学基础
细胞的结构与功能
细胞膜
01
维持细胞内外环境稳定,控制物质进出,参与细胞信号转导。
细胞质
02
含有多种细胞器,如线粒体、内质网、高尔基体等,负责细胞
内的各种代谢活动。
细胞核
03
储存遗传物质,控制细胞生长、发育和代谢。
细胞周期与细胞分裂
生物分子的定义与分类
总结词

计算机基础知识培训完整ppt课件

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THANKS
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03
办公软件
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
文字处理软件
总结词
文字处理软件是用于创建、编辑和格式化文本的工具,是计 算机办公软件的重要组成部分。
详细描述
文字处理软件如Microsoft Word是最常用的办公软件之一, 它提供了丰富的文本编辑和排版功能,如字体设置、段落对 齐、插入图片和表格等,广泛应用于文档编写、报告制作、 简历制作等方面。
进行处理。
音频编辑
使用音频编辑软件对音频进行剪辑 、合成、降噪等处理,提高音频质 量。
音频特效
通过添加音效、混响、变声等效果 ,使音频更具表现力和感染力。
图像处理技术
图像采集
使用相机、扫描仪等设备将图像 转换为数字信号,以便在计算机
中进行处理。
图像编辑
使用图像编辑软件对图像进行裁 剪、调整亮度、对比度、色彩平
演示文稿软件是一种用于创建演示文稿的工具,支持添加文字、图片、视频等多媒体内容,并支持演 示和交互功能。
详细描述
演示文稿软件如Microsoft PowerPoint是制作幻灯片的常用工具,它提供了丰富的幻灯片模板、动画 效果和音效功能,广泛应用于会议演讲、教学培训、商业展示等领域。
04
网络知识
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW

生物信息学(东南大学版)精选ppt

生物信息学(东南大学版)精选ppt
9
Bioinformatics
生物分子
数据
+
计算机 计算
09.04.2020
10
2、生物分子信息
分子
生物信息的载体
细胞
09.04.2020
存贮、复制、传递和表达 遗传信息的系统
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生物信息学主要研究两种信息载体
– DNA分子 – 蛋白质分子
09.04.2020
12
09.04.2020
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Protein Machines
一对紧密 相邻的标志
中心粒
一对相邻 较远的标志
染色体图
细菌人工染色体 (80~300 kb)
酵母人工染色体 (数百~ 2000 kb)
1998 年完成了具有52,000个序列标签位点(STS),并覆
盖人类基因组大部分区域的连续克隆系的物理图谱。
09.04.2020
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序列图谱
随着遗传图谱和物理图谱的完成,测序 就成为重中之重的工作。DNA序列分析 技术是一个包括制备DNA片段化及碱基 分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。 通过测序得到基因组的序列图谱
09.04.2020
数据量
生物信息学任务
11.5百万条序列 125.0 亿个碱基
分离编码与非编码区域 识别内含子与外显子 基因产物预测 基因功能注释 基因调控信息分析

(生物信息学课件) 生物信息学的计算机、统计学及数学基础-最新课件

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2、动态规划方法
动态规划(Dynamic Programming) 是一种解决多阶段决策过程的最优化方 法或复杂空间的优化搜索方法
动态规划解决问题的基本过程来自百度文库:将一 个问题的全局解分解为局部解,逆序递 推求出局部最优解,随着执行过程的推 进,“局部”逐渐接近“全局”,最终 获得全局最优解
3、机器学习与模式识别技术
机器学习
机器学习是模拟人类的学习过程,以计算机为工具 获取知识、积累经验
1、遗传算法采用随机搜索方法,具有自适应能力和便于 并行计算
2、神经网络的理论是基于人脑的结构,其目的是揭示一 个系统是如何向环境学习的,这一种方法被称为联接主义。
模式识别
模式识别是机器学习的一个主要任务。模式是对感 兴趣客体定量的或者结构的描述,而模式识别就是 利用计算机对客体进行鉴别,将相同或者相似的客 体归入同种类别中
(生物信息学课件)第9 讲生物信息学的计算
机、统计学及数学基 础
一、所用的方法和技术汇总
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
标准的BP网由三层神经元组成:输入层、隐 藏层和输出层
隐藏层

计算机基础知识课件ppt

计算机基础知识课件ppt
TCP/IP协议族
介绍TCP/IP协议族的结构、层次和功能,以及与OSI参考模型的 对应关系。
网络拓扑
介绍常见的网络拓扑结构,如星型、总线型、环型和网状。
Internet基础
ห้องสมุดไป่ตู้1 2
Internet的起源和发展
介绍Internet的起源、发展和主要应用。
IP地址
详述IP地址的组成、分类和管理。
3
域名系统
计算机病毒的特点
计算机病毒具有潜伏性、传染性、破 坏性和可激发性等特点。它们可以隐 藏在计算机系统和文件中,在一定条 件下被激活并开始破坏活动。
计算机病毒的分类和危害
计算机病毒的分类
根据传播方式和破坏性,计算机病毒可分为蠕虫病毒、木马病毒、宏病毒、文件 病毒、启动区病毒等。
计算机病毒的危害
计算机病毒可以导致数据丢失、系统崩溃、隐私泄露等危害,甚至可以远程控制 受感染的计算机,使其成为僵尸网络的一部分,被用于发起攻击或进行恶意活动 。
机器学习
机器学习是人工智能的一个重要分支,它利用算法和统计学方法,让计算机从数据中自动学习模式并进行预测和 决策,而无需明确编程。
大数据与云计算
大数据
随着信息技术的快速发展,产生了海量的数据,称为大数据。大数据分析可以帮助我们从这些数据中 提取有价值的信息和知识。
云计算
云计算是一种基于互联网的计算模式,它允许用户从任何地点通过互联网访问计算资源,如服务器、 存储设备和应用程序。这种模式可以节省成本、提高效率并灵活扩展。

《生物信息学》PPT课件

《生物信息学》PPT课件

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重要生物信息学中心简介
NIG:National Institute of Genetics DDBJ: DNA Data Bank of Japan http://www.ddbj.nig.ac.jp
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重要生物信息学中心简介
NIH:National Institute of Health NCBI:National Center of Biotechnology Institute NLM:National Library of Medicine http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ GenBank, Unigene , Refseq, dbSNP, OMIM
EMBL识别标志: GenBank识别字:
ID
LOCUS
AC
ACCESSION
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分配B类IP地址的国际组织有三个:ENIC负责 欧洲地区的分配工作,InterNIC负责北美地区,设 在日本东京大学的APNIC负责亚太地区。我国的 Internet地址由APNIC分配(B类地址),由邮电部数 据通信局或相应网管机构向APNIC申请地址。
3)分配C类地址。
由地区网络中心向国家级网管中心(如 CHINANET的NIC)申请分配。
由欧洲粒子研究中心发起。
其初衷是为了让科学家们以更方便的方式彼此
交流思想和研究成果,目前已成为一种最受欢
迎的游览工具。 WWW主要由一些应用软件以及一系列协议和
约定组成,使用超文本和多媒体技术,在计算 机网络上进行超文本信息的发布和浏览。
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提供: 文本、图像、声音和视频等信息 也提供基本的Internet服务
信息在计算机内得以组织并通过网络加以利 用,数字图书馆带有选择信息、组织信息、 存储信息和发布信息的程序。
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1
整体概况
+ 概况1
您的内容打在这里,或者通过复制您的文本后。
概况2
+ 您的内容打在这里,或者通过复制您的文本后。
概况3
+ 您的内容打在这里,或者通过复制您的文本后。
➢ 域名系统(domain name system, DNS)
▪域名末尾部分为一级域,代表国家或机构等节 点; ▪域名的倒数第二部分为二级域,代表部门或隶 属于一级域的下级机构; ▪如:www.njfu.edu.cn, 其中
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WWW使用的几项关键技术和基本元素包括:
1. HTML ( hypertext markup language ,超文本标记 语言)
设计HTML语言的目的是为了能把存放在一台电 脑中的文本或图形与另一台电脑中的文本或图形方 便地联系在一起,形成有机的整体,人们不用考虑 具体信息是在当前电脑上还是在网络的其他电脑上。 这样你只要使用鼠标在某一文档中点取一个图标, Internet就会马上转到与此图标相关的内容上去,而 这些信息可能存放在网络的另一台电脑中。
http://www.ibsfu.edu.cn:8080/index.html
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3、HTTP:是WWW浏览器和服务器之间传 送消息的协议,它基于客户机/服务器模型的 信息分布方式,按原本设计意思“请求/响应 模型”,即信息文件存放在服务器上,用户
通过程序向服务器发出请求并访问服务器上 的数据。
HTML可以说明文字、图形、动画、声音、表格、 链接等。
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2、URL(uniform resource locator,统一资 源定位器)是WWW上简单的寻址机制,使得 W能够连接世界各地计算机上的信息。URL 的格式从左到右由下面各部分组成:模式、 服务器地址、端口、路径等组成。
4
2.2.8 Internet 提供的服务
➢主机远程登录 ➢FTP:远程文件传送 ➢E-mail ➢FTP (文件转输协议) ✓安装和使用Serv-U (Ftp服务器软件) ✓安装和使用AbsoluteFtp (Ftp客户端软件) ➢USENET:电子公告板
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www(world wide web)
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XML是由W3C设计的一种元标注语言,可提供资料 的结构化描述能力。具体来说,XML类似于HTML, 被设计用来描述数据,但XML提供了一种独立的运 行程序的方法来共享数据。
XML与HTML更大的区别可能体现在它明确地区分 了文档的内容和表现这两个概念。XML文档专注于 内容,而这些内容的表现则有相应的扩展样式表 XSL来规定。因此,同样的内容可以有不同的表现, 甚至还能够对内容进行不同的取舍。
IP地址由国际组织按级别统一分配,机构用户在申 请入网时可以获取相应的IP地址。
1)Network Information Center(NIC)。
最高一级IP地址由国际网络信息中心(NIC)负
责分配。其职责是分配A类IP地址、授权分配B类
IP地址的组织并有权刷新IP地址。
2)InterNIC、APNIC和ENIC。
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在寻求有效管理网上海量信息的探索中,人 们还提出了数字图书馆的解决方案。数字图 书馆可理解为有组织的信息收藏及相关服务, 信息以数字化形式保存,并通过网络进行访 问。数字图书馆包含各式各样的可用数据, 供不同用户使用,规模可大可小,并可使用 各类计算设备和相关软件。但所有数字图书 馆都有着共同的特点:
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4. MINE类型:计算机上的数据文件只是二进 制数位的集合,必须经过解释才有用。例如, 为了正确显示文件“index.html ",浏览器必 须知道它是HTML格式。
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5、网页网页是用户通过客户端浏览器 观察到的超文本信息内容。
简单的静态网页 图文并茂网页 动态网页
•cn为最高域,代表中国 •edu.cn为第二级域,代表中国教育与科研网 •njfu.edu.cn为第三级域,代表南京林业大学
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3
2.2.7 与Internet的连接方式
拨号上网连接
用户终端
电话线wk.baidu.com
Modem
Modem
局域网直接连接
远程服务器
局域网
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路由器
专用通信线路 远程服务器
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2.3 Internet 上的高级信息管理
Web上的数据最大特点就是结构化特征较 弱.往往是半结构化的,有时还可能是无结 构的。
为有效利用WWW上的数据,需要处理半 结构化数据源,解决半结构化数据的查询 与集成问题。寻找一个半结构化的数据模 型是解决问题的关键所在。
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从WWW到XML (extensible markup
language)
以XML为基础的新一代WWW环境可以更好 地实现Web中的信息共享与交换,XML可看 作一种半结构化的数据模型,可以很容易地 将XML的文档描述与关系数据库中的属性对 应起来,实施精确的查询与模型抽取。
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