西安交通大学实验报告生物信息学

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第一课生物信息学概论

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生物信息学当前的主要研究任务
生物信息学研究都有其特定的、不断创新的方法学。以系统优化、软件并行化和数据处理技术为主体的海量生物学数据处理体系的建立将基于新的思路和设想。
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生物信息学的特点
它是一门基于数据积累，尤其是原始数据积累的科学。数据的获取是生物信息学发展的保障和本源。生物信息学研究首先也是基于实验数据的生产、管理和分析。因此，生物信息领域的首要特点是生物学基本数据收集的规模化，数据处理的程序化，数据分析的专门化。
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生物信息学当前的主要研究任务
蛋白质组学：
（1）蛋白质组图像数据处理，蛋白及其修饰鉴定
（2）构建蛋白质数据库，相关软件的开发和应用；（3）蛋白质结构、功能预测；（4）蛋白质连锁图。
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生物信息学当前的主要研究任务
代谢组学：新陈代谢是由错综复杂的生化代谢途径所构成的动态网络组成。要揭示代谢的本质是一个长期的目标。但是，我们可以从现有数据出发建立主要或特定代谢途径的模型，如影响人类健康的常见代谢疾病等。
ACGT
生物信息学基本概念
早在1956年，在美国田纳西州盖特林堡召开的首次 “生物学中的信息理论研讨会”上，便产生了生物信息学的概念。1987年，林华安博士正式把这一学科命名为“生物信息学”（Bioinformatics）。被尊称为 “生物信息学之父”。生物信息学（Bioinformatics）： (1)生物信息学包含了生物信息的获取、处理、储存、分析和解释等在内一门交叉学科， (2)它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具进行研究， (3)目的在于阐明大量生物学数据所包含的生物学意
8. 生物信息分析的技术和方法研究

西安交通大学学报

第38卷　第6期2004年6月　西　安　交　通　大　学　学　报J OU RNAL OF XI′AN J IAO TON G UN IV ERSIT YVol.38　№6J un.2004一种改进的单速率三色标记器安智平1,张德运1,高　磊1,丁会宁2(1.西安交通大学电子与信息工程学院,710049,西安;2.西安交通大学西北网络中心,710049,西安)摘要:提出了一种改进的单速率三色标记算法.该算法用两个上三角矩阵表示标记器之间的令牌借用关系,在某一个标记器对应的数据流(或者聚合流)空闲时,能够把多余的令牌按照一定的概率借用给需要令牌的数据流;在某个数据流繁忙时,若发现自己目前的令牌不足,就向原来借用自己令牌的数据流索还一定的令牌.该算法能在区分服务环境下对确保传输的分组丢弃优先级进行标记.仿真结果表明,相对于原来的单速率三色标记算法,该算法能够提供较高的吞吐量.关键词:服务质量;区分服务;标记器中图分类号:TP393　文献标识码:A　文章编号:0253-987X(2004)06-0595-04Improved Single R ate Three Color MarkerA n Zhi pi ng1,Zhang Deyun1,Gao L ei1,Di ng Hui ni ng2(1.School of Electronics and Information Engineering,Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China;2.Northwest Network Center,Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China)Abstract:An improved Sr TCM(single rate three color marker)algorithm in which the borrow relation between two upper triangle matrices’markers is applied is proposed for marking packets in Diff Serv network.When the data flow(or aggregated flows)of a corresponding marker is idle,it permits to lend it’s superfluous tokens to other busy flows according to certain probability.When the data flow is busy,if it found itself that the tokens are not enough,it can take back some of tokens that has been lent to the other flows before.This algorithm can be used to drop the priority of the mark to assure forwarding packets in Diff Serv network.The simulation results indicate that the proposed algorithm provides higher throughput than the original Sr TCM.K eyw ords:quality of service;Dif f Serv;m arker 近年来,IETF提出了两种QoS服务模型:集成服务(Int Serv)和区分服务(Diff Serv)[1,2].由于路由器需要保存每一个数据流的状态,因此集成服务扩展性很差.相比较而言,区分服务对数据流采用先分类聚集再提供服务的方法来实现数据流的可预测性传输,它对QoS的支持粒度决定于传输服务的分级层次,各网络节点中存储的状态信息数量也正比于服务级别的数量,因此区分服务具有良好的可扩展性[3,4].在区分服务模型中有两类路由器:边界路由器和核心路由器.边界路由器处于不同的区分服务域之间,它们要保证进入一个区分服务域的流量符合区分服务区间达成的服务等级约定(SLA).该路由器首先对分组进行分类聚合处理,然后根据流量调节约定(TCA)对分组进行标记与整形.核心路由器只需要根据分组头中带有的标记来提供不同的转发服务.在标记的过程中,由度量器对每一个聚合流进行度量,然后根据约定的业务量描述对分组进行标记,即标记服务种类和优先级.收稿日期:2003-08-03.　作者简介:安智平(1972～),男,博士生;张德运(联系人),男,教授,博士生导师.　基金项目:国家“八六三”面向网络的实时多任务操作系统资助项目(863-306-ZT05-02-4).1　单速率三色标记器单速率三色标记器(Sr TCM)能够度量IP分组流,并把分组标记为绿色、黄色或红色.如果到达的分组未超过承诺突发尺寸,则把它标记为绿色;如果超过了承诺突发尺寸而未超过超额突发尺寸,则把它标记为黄色;否则,标记为红色[5].单速率三色标记器可以用在网络入口处来管制服务.单速率三色标记器有两种工作模式:色盲模式和感色模式.在色盲模式下,假定所有的分组都是未经标记的.在感色模式下,假定所有输入的分组已经被标记为绿色、黄色或红色.配置单速率三色标记器时要指定3个参数:承诺信息速率R C、承诺突发尺寸S C和超额突发尺寸S E.其中,S C和S E要大于0,并且至少应该大于等于最大的分组长度.标记器的行为由它的模式和令牌速率均为R C 的两个令牌桶C和E决定.令牌桶C的深度为S C,令牌桶E的深度为S E.令牌桶C和令牌桶E最初是满的,也就是说T(C)=S C,T(E)=S E(T(X)表示令牌桶X中的令牌数).之后,每1/R C s到达一个令牌,如果令牌桶C未满,则把该令牌放入令牌桶C中;如果令牌桶C已满而令牌桶E未满,则把该令牌放入令牌桶E中;否则,丢弃该令牌.当在时刻t到达了一个大小为B字节的分组F,可按照下面的算法步骤对该分组进行标记.(1)色盲模式:IF((T(C)—B)≥0)THENM(F)←GREENT(C)←T(C)-BEL SE IF((T(E)—B)≥0)THENM(F)←YELLOWT(E)←T(E)-BEL SEM(F)←REDEND IF其中,M(F)表示分组F的标记颜色,RED、YEL2 LOW和GREEN分别表示红色、黄色和绿色.(2)感色模式:IF((T(C)—B)≥0)&&(M(F)= GREEN)THENM(F)←GREENT(C)←T(C)-B EL SE IF((T(E)—B)≥0)&&((M(F) =GREEN)||(M(F)=YELLOW))THEN M(F)←YELLOW T(E)←T(E)-BEL SE M(F)←REDEND IF对于确保传输的每一跳行为,分组的标记颜色可以对应为分组的丢弃优先级.在单速率三色标记器中,由于各个标记器独立地处理自己的数据流,如果某个数据流暂时空闲,那么它的令牌就会被丢弃,而这时可能会导致数据流比较繁忙却无足够的令牌可用,由此造成网络带宽的浪费.因此,需要对该算法进行改进.2　改进的单速率三色标记器为了避免浪费暂时不需要的令牌,本文允许空闲数据流将令牌借给其他数据流使用.用两个n×n(n表示标记器的个数)的上三角矩阵A和B表示不同的标记器之间的令牌借用情况.A[i,j]表示标记器i的令牌桶C借用了标记器j的令牌桶C的令牌数量;B[i,j]表示标记器i的令牌桶E借用了标记器j的令牌桶E的令牌数量.A[i,j]和B[i, j]的元素都是整数,如果元素的值大于0,表示标记器i借用了标记器j的A[i,j]个令牌;如果小于0,表示标记器j借用了标记器i的|A[i,j]|个令牌.假定系统中目前有n个标记器,每一个标记器分别对应于一个数据流(单个流或者聚合流),标记器i的承诺信息速率为R C[i],令牌桶分别为C[i]和E[i],相对应的承诺突发尺寸和超额突发尺寸分别为S C[i]和S E[i].对于所有的标记器,令牌桶在最初都是满的,也就是说T(C[i])=S C[i],T(E[i])=S E[i],i= 1,…,n.之后,T(C[i])会每秒钟增加R C[i]次,每次增加1,最大不超过S C[i].在增加令牌前,如果发现令牌桶C[i]已满,则把该令牌按照一定的概率借给其他的标记器的令牌桶C使用.为了防止某个数据流为了获得额外的令牌而总是以较高的速率发送,限制它借用的令牌不能超过它自己的令牌桶深度.标记器i的C令牌桶借用令牌数的计算式为L(C[i])=∑i-1j=1A[j,i]-∑nj=i+1A[i,j](1) 标记器i的E令牌桶借用的令牌数的计算式为695西　安　交　通　大　学　学　报第38卷　L (E[i ])=∑i -1j =1B [j ,i ]-∑nj =i +1B [i ,j ](2) 假如当前的令牌要放入令牌桶C[m ],但是该令牌桶已满,而相对应的令牌桶E[m ]未满,也就是说T (C[m ])=S C [m ]且T (E[m ])<S E [m ],那么就以概率P E =1-T (E[m ])S E [m ](3)把该令牌放入该标记器的令牌桶E 内,以(1-P E )的概率将该令牌借用给其他的标记器.确定把令牌借用给其他标记器后,再以概率p C (i )=S C [i ]-T (C[i ])∑k ∈{x|L (C[x ])<S C[x ]}(S C [k ]-T (C[k ]))i ∈{x |L (C[x ])<S C [x ]}(4)放入令牌桶C[i ]中.假如按式(4)的计算结果把该令牌最终放入了标记器i 的令牌桶C 中,那么需要更新矩阵A 的值,更新公式为A [m ,i ]=A [m ,i ]+1,　m <i A [i ,m ]=A [i ,m ]-1,　m >i(5)如果T (E[m ])=S E [m ],说明令牌桶E[m ]也是满的;集合{x |L (C [x ])<S C [x ]}为空,说明目前所有标记器的C 令牌桶都是满的,因此需要把该令牌借给某个标记器的E 令牌桶,并以概率p E (i )=S E [i ]-T (E[i ])∑k ∈{x|L (E[x ])<S E[x ]}(S E [k ]-T (E[k ]))i ∈{x |L (E[x ])<S E [x ]}(6)把该令牌放入令牌桶E[i ]中.假如按式(6)的计算结果把该令牌最终放入了标记器i 的令牌桶E 中,那么需要更新矩阵B 的值,更新公式为B [m ,i ]=B [m ,i ]+1,　m <i B [i ,m ]=B [i ,m ]-1,　m >i(7)如果所有的令牌桶获得该令牌的概率都是0,就表示要么其余标记器的令牌桶E 已经借用了过多的令牌,要么令牌桶已经满了,就只有丢弃该令牌.当一个大小为B 字节的分组F 到达标记器i 且等待标记时,首先要对令牌桶进行借用调整,调整的步骤如下.(1)检查令牌桶C [i ]中是否有足够的令牌数,如果是,说明不需要调整,转步骤(7);否则继续.(2)检查令牌桶C[i ]借出的令牌数加上目前的令牌数是否是足够的,如果不够,转步骤(4);否则继续.(3)对令牌桶C[i ]的令牌数进行调整,然后转步骤(7).(4)检查令牌桶E[i ]是否有足够的令牌数,如果是,转步骤(7);否则继续.(5)检查令牌桶E[i ]借出的令牌数加上目前的令牌数是否是足够的,如果是,转步骤(6);否则转步骤(7).(6)对令牌桶E[i ]的令牌数进行调整.(7)调整结束.对令牌桶C[i ]的调整,实际上就是收回C[i ]原来借出的令牌,也就是从原来借了C[i ]令牌的令牌桶中拿出一些令牌再放回令牌桶C[i ]中.具体的归还数量按照原来借用数量的比例分配,如果某个令牌桶目前的令牌数量少于它借用的数量,那么它暂不参与令牌的调整.如果所有的令牌桶都没有足够的令牌参与调整,就跳过令牌调整操作.令牌桶C[k ]应该归还的令牌数量为Z (C[k ])=L (C[k ])∑j ∈{x|L (P[x ])<T (C[x ])}L (C[j ])(B -T (C[i ])),　k ∈{x |L (P[x ])<T (C[x ])}(8)按照式(8)的计算结果,从令牌桶C[k ]中拿出一定量的令牌放入令牌桶C[i ],并按A [k ,i ]=A [k ,i ]+Z (C[k ]),　k <iA [i ,k ]=A [i ,k ]-Z (C[k ]),　k >i (9)更新矩阵A ,这样就完成了对令牌桶C 的调整.令牌桶E 的调整过程与令牌桶C 的调整过程相类似.令牌桶调整结束后,再对分组进行标记,标记的过程与原单速率三色标记算法相同.3　仿真试验与分析IETF 在RFC2957中定义了4类转发行为,即AF1、AF2、AF3和AF4,每一类中又定义了3种丢弃优先级别[6].下面在OPN ET8环境下的仿真试验中,分别用改进的标记算法和原来的单速率三色标记算法对分组进行优先级标记,红色、黄色和绿色分别对应丢弃的优先级别的高、中和低.仿真模型如图1所示,其中的4个客户端分别对应一个数据流,边界路由器对数据流分组进行标记,核心路由器负责根据标记对分组转发.核心路由器的转发能力为10Mb/s .客户1～客户4的数据分别是以平均速率为400kb/s 、600kb/s 、1Mb/s 和2Mb/s 的UDP 视795　第6期安智平,等:一种改进的单速率三色标记器图1　改进的单速率三色标记器仿真模型频流.表1是没有背景流量时,采用原始标记算法和改进标记算法得到的流量数据.表2是在核心路由器上加了一个4Mb/s的背景流量后得到的流量数据.从表1和表2可知,不论是在轻载还是重载情况下,改进的算法都能够获得较高的吞吐量.在没有背景流量时,数据流编号4获得了超过R C的流量,这是因为核心路由器比较空闲,标记为高丢弃优先级的分组也可转发.从表2可知,当核心路由器繁忙时(有背景流量时),即使客户4仍然以高于R C的速率发送分组,但获得的流量没有超过R C,这说明改进的算法虽然允许令牌借用,但仍然表1　无背景流量时的流量数据数据流编号f/kb・s-1R C/kb・s-1R′C/kb・s-1f orig/kb・s-1f impr/kb・s-1 140040048037239126006007205615783100010001200922962420001500180016231742 注:f为原始流量;R C为承诺信息速率;R′C为承诺峰值速率;f orig为原始标记算法下的流量;f impr为改进的标记算法下的流量.表2　有背景流量时的流量数据数据流编号f/kb・s-1R C/kb・s-1R′C/kb・s-1f orig/kb・s-1f impr/kb・s-1 140040048030635426006007204425283100010001200732840420001500180010871317 注:f为原始流量;R C为承诺信息速率;R′C为承诺峰值速率;f orig为原始标记算法下的流量;f impr为改进的标记算法下的流量.能够防止恶意数据流使用过多的带宽.4　结　论本文描述了一种改进的单速率三色标记算法.该算法能够在一个数据流或者聚合流空闲时把令牌分发给令牌不够用的数据流;当该数据流突发时,如果令牌不够用,可以收回以前分发给其他数据流的令牌.该算法通过动态调整令牌可减少令牌的浪费,提高数据流的吞吐量,从而提高了网络的利用率.通过仿真试验验证了该算法不论是在轻载时还是重载时,都能提供较高的吞吐量.参考文献:[1]　Beherr L.Multimedia networks issues and challenges[J].Computer,1995,28(4):68～69.[2]　Stallings W.High2speed networks and Internet:perfor2mance and quality of service[M].Beijing:China Ma2 chine Press,2002.485～491.[3]　RFC1633-1994,Integrated services in the Internet ar2chitecture:an overview[S].[4]　RFC2475-1998,An architecture for differentiated ser2vices[S].[5]　RFC2697-1999,A single rate three color marker[S].[6]　RFC2957-1999,Assured forwarding PHB group[S].(编辑　苗　凌)895西　安　交　通　大　学　学　报第38卷　。

西安交大-生物信息学实验报告2

西安交通大学实验报告课程生物信息学实验名称双序列比对系别实验日期年月日专业班级组别_______ 实验报告日期年月日姓名学号报告退发 ( 订正、重做 )同组人_________________________________ 教师审批签字实验目的：1、练习使用动态规划算法进行双序列比对；2、理解打分矩阵和参数对；3、双序列比对结果的影响；4、理解动态规划算法的原理。

实验步骤：1、RNP1 和RNP2 是否得到比对（选择至少三个（差别大的）空位罚分和延伸值来进行比对）/Tools/psa/emboss_needle/图1,空位罚分为10分，延伸度0.5, 图2,空位罚分5分，延伸度0.4,结果：比对成功结果：比对成功图3，空位罚分1分，延伸度0.2,结果：比对成功2、a.算法找到了RNP1 和 RNP2 的正确比对如下图。

b. 当空位开启罚分高时，结果发生什么变化图2-1 空位罚分10，延伸度0.5时的比对结果如下图：图2-2 空位罚分25，延伸度0.5时的比对结果如下：对比两图可发现，当延伸度维持0.5不变，空位罚分由10上升到25，其比对结果未发生明显变化,当延伸度维持1和2同样操作后仍未发生明显变化。

当开启高空位罚分时，应该出现的结果是，两条序列的比对中间隔空位数变多，但在实验中的结果没有差别，这可能是由于比对的两条序列同源性太高所致。

C、当空位延伸罚分高时，结果发生什么变化图2-3 空位罚分为1，延伸度罚分为0.5时，比对结果如下：图2-4 空位罚分为1，延伸罚分为5时，结果如下：对比两图可发现，当空位罚分为1时，延伸度罚分由0.5上升到5时，结果同样无明显变化。

当开启高空位延伸罚分时，应该的结果是，两条序列中出现的连续空位数变多，但在实验中的结果没有差别，这可能仍是由于比对的两条序列同源性太高所致。

d. 为什么k 个连续的空位罚分要小于k 个间隔的空位罚分答：在两条序列的比对过程中，如果一条序列发生了一个或多个字符的连续删除演化事件[11],那么必然会在另一条序列中出现一个或多个字符的连续插入与删除,随之产生了相应的空位罚分规则[12].因为在连续的插入与删除事件中,可将多个字符的插入与删除看成是一个进化过程,因此其进化的难易程度就比多个字符的单独插入与删除的难度小得多,按照这种进化推理,我们很容易得出其空位罚分规则: w=K+k×(L-1)其中K为开放空位罚分,k为扩展空位罚分,L为空位长度.参数k<K,这样对于连续空位的罚分就相应的降低了.3、使用PAM250 矩阵重复上述过程，比对结果是否发生变化/Tools/psa/emboss_water/↓图3-1，空位罚分为10，延伸度罚分为0.5 图3-2 空位罚分为5，延伸度罚分为0.4结果：比对成功结果：比对成功图3-3 空位罚分1，延伸度罚分0.2，结果：比对成功比对结果有部分变化。

生物信息学技术的基础与应用

生物信息学技术的基础与应用生物信息学技术是一种基于计算机、信息学与统计学方法的生命科学研究方法。

生物信息学技术的应用涉及基因组学、蛋白质组学、代谢组学等领域，已经成为现代生命科学研究的重要工具之一。

本文介绍生物信息学技术的基础理论，以及在生命科学研究中的应用。

一、生物信息学技术的基础理论1. 生物大数据处理方法生物大数据是指通过现代生物技术手段所获取的大量生物数据，包括基因组序列、疾病数据、蛋白质数据等。

生物大数据处理方法是指对这些数据进行处理、分析和统计的方法。

其中，生物信息学技术在生物大数据处理中占据重要地位。

生物信息学技术包括序列比对、蛋白质结构预测、基因表达谱分析等方法。

2. 生物信息学数据库生物信息学数据库是一个存储生物数据的大型计算机数据库。

生物信息学数据库包括基因组数据库、蛋白质数据库、代谢组数据库等。

其中，基因组数据库最广泛应用，该数据库通过存储、整理和发布基因组数据，为生物科学家提供了大量有用的数据资源。

3. 生物信息学模拟与模型模拟和模型是生物信息学技术的重要组成部分。

生物信息学模拟和模型是指通过计算机虚拟实验对生物系统进行模拟和预测。

这种方法已经被广泛应用于生物界的基因互作网络的研究、代谢通路的预测、蛋白质折叠的模拟等领域。

4. 数据挖掘与机器学习数据挖掘和机器学习是生物信息学技术的重要组成部分。

数据挖掘和机器学习是指通过计算机处理大规模数据集，找出其中有用的模式和关系的方法。

这种方法已经被广泛应用于基因诊断、药物设计和代谢疾病的预测等领域。

二、生物信息学技术在生命科学研究中的应用1. 基因组学基因组学是指对一个特定生物体基因组的分析和研究。

通过生物信息学技术，科学家可以对基因组序列进行处理和分析，进而得出基因序列基础知识，如基因大小、位置、剪接变异和启动子序列等。

基因组学已经成为研究生物系统的有力工具，全基因组测序技术在医学和农业等领域得到广泛应用。

2. 基因诊断基因诊断是指通过检测患者遗传基因变异来确定其患有某种特定疾病的诊断方法。

西南交通大学交通运输实验中心

曼
西交大交运实中南通学通输验心
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
交通运输实验中心（以下简称 “ 心 ” ）作为具有百余年办学历史的西南交通大学交中通特色专业人才培养的重要支撑，依托全国排名第一的交通运输工程国家一级重点学科，承担全校２个专业本科生的交通运输基础实验教学任务和交通运输、交通工程、安全工程３和物流等专业的实验教学任务。经过５０多年的建设与发展，中心已成为实验教学理念先进、体系完善、软硬件平台建设水平领先、学生受益面大、行业辐射面广、示范效应突出的实验中心，用房面积达到３３６２ｍ，设备总值３０３０多万元，面向全校２个专业、受益学生３０３４０人／。年中心发展历史悠久，积淀深厚。１５９６年学校设立铁道运输专业（通运输专业的前身）之时，便交建立了铁道概论模型室、通信信号实验室、冷藏运输实验室和货物包装实验室，同时开设以上专业课程实验。在上世纪９年代中期，交通运输专业被铁０道部确定为本科教学改革试点专业，西南交通大学城市交通信号与控制实验室以此为契机，大力推进交通运输大类人才培养体系和实验教学体系的改革，先后建成了列车调度仿真实验室、接发列车仿真实验室、运输模拟实验室、智能交通仿真实验室步形成了涵盖铁路运输、公路运输、城市交通等多种运输方式的模块化实验教学体系。２０００年，依托铁道部 “ 向２世纪交通运输类专业人才培养面１方案及教学内容体系改革 ” 教改项目的实施，新建了数字化城市交通规划实验室和交通安全］程技术二实验室。２０年，在学校 “ 合教学资源，实施精０１整品化战略 ” 思想的指导下，学院对现有的实验室资源进行整合，成立了交通运输实验中心，并将实验中心总体建设思路确立为：建设集学科建设、科学研究、人才培养、社会化服务等功能于一体，覆盖交通运输、交通工程、交通运输安全Ｔ程、国际运轨道交通信号与控制实验室输、城市公共交通等专业（向），突出轨道交通方优势，涵盖道路交通、城市交通等多种运输方式的交通运输实验中心。在这一原则指导下，中心循序渐进，扎扎实实开展建设丁作，取得了显著成效，２００７年人选四川省实验教学示范中心建设单位，２００９年顺利入选国家级实验教学示范中心建设单位。２００４年以来，为适应交通运输快速发展的要求，中心围绕智能型综合运输体系的构建、高速公路与高速客运专线建设、既有铁路提速以及信息化建设、交通运输安全与技术的发展以及现代物流业的迅速崛起，进一步深化了以培养创新性丁程应用与研究型专业人才为目标的实验教学体系改革，确立了 “ 实基础、跟踪前沿、培养能力、突出创夯新、张扬个性 ” 的实验教学理念，以学生工程实践能力和创新能力提高为核心，把实验教学放在与理论教学同等重要的地位．构建了突出能力贯通式递进培养的 “ 层次、五模块、九平台 ” 的开放式实五轨道交通运输设备认知实验室验教学体系。目前，中心正依托 “８势学科创新平台 ” 建设高速铁路综合调度指挥９５优实验系统，依托 “ １＿程 ” ｊ期建设项目搭建智能型地面快速交通运输信息采集实验系２Ｔ１三

从事生物统计学和生物信息学

从事生物统计学和生物信息学
【原创版】
目录
1.生物统计学与生物信息学的定义与关系
2.生物统计学的发展历程
3.生物信息学的发展历程
4.生物统计学与生物信息学在医学研究中的应用
5.我国在生物统计学与生物信息学领域的发展
正文
生物统计学和生物信息学是生物医学研究领域中两个重要的学科，它们在很大程度上推动了医学研究的发展。

生物统计学主要运用统计学方法对生物医学数据进行分析和解释，而生物信息学则是通过计算机技术、数学和统计学方法对生物大分子信息进行研究。

生物统计学的发展可以追溯到上世纪五六十年代，当时主要是对生物医学实验数据进行统计分析。

随着医学研究的不断深入，生物统计学的应用范围逐渐扩大，包括了临床试验设计、数据分析、流行病学研究等方面。

生物信息学则是在九十年代随着人类基因组计划的实施而发展起来的。

生物信息学主要通过计算机技术对生物大分子数据进行管理、分析和可视化。

随着高通量实验技术的发展，生物信息学的应用范围也不断扩大，包括了基因组学、蛋白质组学、代谢组学等多个领域。

生物统计学与生物信息学在医学研究中的应用非常广泛，包括了基因发现、疾病诊断、药物研发等方面。

在我国，生物统计学与生物信息学也得到了快速的发展。

我国政府高度重视生物统计学与生物信息学的发展，先后出台了一系列政策支持这两个领域的发展。

同时，我国在生物统计学与生物信息学领域的研究也取得了一系列重要成果，为医学研究做出了重
要贡献。

总的来说，生物统计学与生物信息学是生物医学研究中不可或缺的两个学科，它们在推动医学研究发展方面发挥了重要作用。

生物信息学在体系分类学中的应用

生物信息学在体系分类学中的应用生物信息学是一门新兴的学科，它将计算机科学和生物学相结合，对生命系统进行分析和识别，它涉及到大数据、基因测序和分子进化等多个领域的知识。

体系分类学是生物学的重要分支之一，它是研究生物分类与进化的学科，通过建立分类系统和解析物种间演化关系，来推断生物的起源、演化和生态系统的功能。

生物信息学在体系分类学中的应用，为分类学研究带来了如何高效、准确地识别物种、分析物种进化和构建物种进化树的方法和工具。

本文将详细阐述生物信息学在体系分类学中的应用。

一、生物信息学分子标记的应用分子标记是基于生物大分子如蛋白质、核酸等的生物序列特点，通过生物信息学工具进行序列分析，来识别物种的方法。

分子标记提供了优秀的形态学外部形态特征的补充，可以解决外部形态相似的物种分类问题。

例如，核糖体RNA (rRNA) 序列是用于研究和比较微生物、真菌和动植物之间亲缘关系的最常用方法。

根据偏小亚单位的不同序列，原核生物和真核生物rRNA序列差异显著，被用作细菌和真菌的分类。

同样，蔷薇科植物的分类研究中使用的ITS序列和cpDNA序列信息也被广泛应用于进化树的构建中。

因此，分子标记在构建物种进化树中具有重要的作用。

二、生物信息学DNA条形码的应用DNA条形码是指在分类学研究中，在遗传水平上对物种进行分辨的DNA序列。

其基本要求是，DNA条形码必须具有高度可变性，使得物种之间的DNA序列不存在交叉污染情况，因此，背景DNA需要特别处理。

生物信息学DNA条形码技术将分子生物学技术和计算机技术相结合，可以准确地对物种进行分类鉴定。

目前已有许多学者使用DNA条形码进行分类研究，如COI条形码用于鱼类、FINE条形码用于昆虫等，已经被广泛应用于物种鉴定和分类学研究中。

三、生物信息学建树的应用分类树是一种反映生物学的分类系统和演化历史的图形表格，用来表示物种之间的演化关系，生物信息学在构建分类树中起到了关键的作用。

建树方法可以分为有距和无距方法。

西交实验力学报告(修改后)报告m-Jin改

实验力学报告指导老师：蔡力勋教授小组成员：管陈和 20044553翁健成 20044554陈帝油 20044556黄磊 20044569班级：2004级工程力学（1）班西南交通大学应用力学与工程系摘要：实验力学是利用测量工具将测试对象的力、位移、应变等力学物理量转化为电量，并将电量数字化送给计算机处理后得到具有一定误差带的对象物理量的固有规律【1】。

可见，实验测试在实验力学中扮有重要的作用。

随着计算机的应用普及，计算机辅助测试（CAT ）技术也得到了长足的进步，但传统意义上的电阻应变测试技术【2】和光弹性测试技术由于理论体系的完善性在实验力学领域仍占有重要地位。

本实验即是通过对应变仪和载荷传感器的标定实验、拉伸实验、悬臂梁实验以及纯弯梁实验初步了解电阻应变测试技术，更好地理解实验力学的基本原理及方法。

通过对各种实验仪器（应变仪，传感器等）的标定实验，以及对拉伸试样、悬臂梁和纯弯梁进行电测实验，并熟悉使用虚拟仪器软件YEC_Dasp 动态数据采集系统，使我们较为清晰地掌握了力学CAT 技术的基本原理及方法；培养了我们综合运用所学知识和技能，独立分析，解决实际问题的能力；锻炼了我们正确理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度；提高自己的实验动手能力并巩固了所学专业知识，树立独立自主的创新意识。

关键词：应变；应变仪；标定；电阻；电桥；EXCEL 数据处理1 前言本次实验是利用力学CAT 技术的基本知识－电阻应变测试技术，进行实验仪器的标定实验及拉伸试样、悬臂梁、纯弯梁的电测实验。

标定实验主要是通过实验了解仪器的使用方法以及原理，为以后的拉伸、弯曲电测实验做好基础准备工作。

另外通过桥盒半桥连接并并联大电阻，模拟桥臂应变片电阻变化，计算并联大电阻对应标ε，并利用应变标定器标定实验得到的u k ，得到此时电压变化量，然后与实测值进行比较分析该模拟方法的误差。

电测实验利用电阻应变测试技术测得应变，并利用材料力学的理论知识进行分析计算，得到相应的理论应变，从而二者进行比较，并分析误差产生的原因。

在医学检验专业讲授生物信息学技术的几点思考

在医学检验专业讲授生物信息学技术的几点思考随着科技的不断发展，生物学领域的研究变得越来越复杂和庞大。

生物信息学正是应对这一困境而产生的一种新兴学科。

在传统的医学检验专业中，生物信息学技术已经得到了广泛应用。

在讲授生物信息学技术的过程中，以下几点思考是值得注意的。

一、理论和实践相结合传统的医学检验专业讲授大多注重理论知识的传授，而生物信息学技术的讲授需要注重理论和实践相结合。

生物信息学作为一种理论科学，需要通过实际操作才能更好地理解其中的概念。

因此，在讲授生物信息学技术时，可以采用小组讨论、案例分析、实验演示等教学方法，引导学生通过实践理解生物信息学的相关概念。

通过这样的方式，可以帮助学生更加深入地掌握生物信息学技术相关知识，提高他们的实际操作技能。

二、研究和应用相结合生物信息学技术的研究和应用紧密相关，研究可以促进应用的发展，应用可以推动研究的深入。

在讲授生物信息学技术时，可以通过案例分析、研究生物信息学技术在医学检验专业中的应用，帮助学生更好地理解生物信息学技术在医学检验中的重要性。

同时，可以通过研究生物信息学技术的新进展、新技术带来的应用前景，增强学生对生物信息学技术的兴趣和应用价值的认识。

三、团队合作生物信息学技术的应用往往需要多个专业的人员共同合作，每个人员都有着不同的技能和知识，在这样的情况下，团队合作显得尤为重要。

因此，在讲授生物信息学技术时，可以将学生分成小组，让每个小组负责一个研究课题，让他们通过合作协同完成一个完整的项目。

在这个过程中，学生需要协调各自的优势，共同完成任务，这样可以加强学生的团队协作能力。

四、案例分析生物信息学技术的应用范围很广，适用于许多领域，但在不同领域又有着不同的应用场景。

因此，在讲授生物信息学技术时，可以通过多种案例分析，将生物信息学技术的应用场景和具体操作进行详细的介绍和说明，让学生可以从实际案例中感受到生物信息学技术的巨大应用和价值。

总之，讲授生物信息学技术需要注重理论和实践相结合、研究和应用相结合、团队合作和案例分析。

生物信息学实验指导书

生物信息学实验指导书福建农林大学生命科学学院实验一： Pubmed[实验目的]掌握Genbank中文献数据库Pubmed的使用及其检索方法[实验原理]1. PubMedPubMed是NCBI Entrez数据库查询系统中的一个，提供免费的Medline、PreMed-line与其他相关数据库检索服务，并连接到部分期刊出版商网站，从中可获取期刊全文。

PubMed提供了强大的技术支持，使用户可以非常容易地进行检索。

用户可以在检索文本框中输入任意一个或多个符合自己检索要求的文字，如普通文字、关键词、医学主题词、作者姓名、杂志名称、特定时间等，按回车键或“Go”按钮，即可进行相关检索。

1.1 主题检索在检索框中输入一到多个单词，如键入：vitamin c common cold，按回车键或“Go”按钮，PubMed 通过自动词语匹配功能将有意义的词组合在一起检索，并将不规范的词语转换成医学主题词表(MeSH)词表中的规范用词。

如输入vitaminc，系统会将检索要求转换成“Ascorbic Acid[MeSH Terms]OR vitamin c[Text Word]”进行检索。

如果输入的检索词包括逻辑运算符AND、OR、NOT，这些运算符必须要大写，例如：vitamin c OR zinc。

按回车键后，PubMed将显示检索结果，同时检索框中仍然保留刚才输入的检索式。

可以通过在检索框中添加或删除检索词来修改当前的检索式。

1.2 作者姓名检索按照姓加上名缩写的格式键入，中间无标点符号，如：“Smith JA”、“Crawford SC”，系统会自动在作者字段内进行检索。

如果只键入作者的姓，PubMed将在所有字段中进行检索而不仅在作者字段中检索，除非作者的姓在MeSH转换表中检索到，如：“Yang”将以“Yin Yang[MeSH]OR Yang[Text Word]”形式检索。

如希望限定在作者字段检索，可用双引号将作者名引起来，再加作者字段标识符[au]，如：“Smith J”[au]。

生物信息学学习心得

生物信息学学习心得第一篇：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站及其数据的生物学意义实验目的：培养学生利用互联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，了解不同的数据件格式和其中重要的生物学意义。

实验原理：利用互联资源检索相关的国内外生物信息学相关站，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站，并描述站特征；2. 下载各站的代表性数据各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。

生物信息学的基础知识解读

生物信息学的基础知识解读随着生物技术的快速发展，生物信息学逐渐成为重要的领域之一。

生物信息学是介于生物学和信息学之间的一门交叉学科，旨在应用计算机和信息科学的技术解决生物学中的问题。

生物信息学既有理论研究，也有实践应用。

生物信息学的方法生物信息学的方法主要有序列分析和结构分析两种。

1. 序列分析序列分析是生物信息学最基本的方法之一，其研究的对象是生物分子（DNA、RNA、蛋白质）的序列。

这种方法可以帮助我们理解基因功能、生物进化、药物研发等问题。

而常用的序列分析工具包括BLAST、ClustalW、EMBOSS等。

BLAST全称为基本局部比对搜索工具，是用来搜索生物学数据库中所含序列的软件，其搜索的核心是序列比对算法。

通过比对不同序列的相似性，我们可以发现它们之间的功能和结构上的联系。

BLAST是目前应用最广泛的序列比对工具之一，可以对蛋白质和核酸序列进行比对。

ClustalW是一种常用的多序列比对软件，它可以把多个序列根据其生物意义进行比对，从而找出这些序列之间的一些共性。

同样的，多序列比对可以帮助我们发现序列之间拓扑结构的异同。

EMBOSS是基于Linux系统下的集成软件包，包含了DNA、RNA、蛋白质等序列分析的众多工具。

EMBOSS可以进行多种序列分析任务，包括序列比对、数据格式转换、制图等，是生物信息学研究不可或缺的工具。

2. 结构分析除了序列分析，结构分析也是重要的生物信息学方法。

结构分析主要研究生物分子的三维结构，包括蛋白质、核酸以及其他小分子的结构研究。

相较于序列分析，结构分析更加耗费时间和计算资源，但也更能够解答结构与功能之间的联系。

常用的结构分析软件主要有PyMOL、Discovery Studio、Crystallography and NMR System等。

PyMOL是常用的分子可视化软件，它可以绘制蛋白质结构以及蛋白质与其它分子之间的空间关系。

通过PyMOL，我们可以更直观地理解蛋白质的三维结构和功能。

生物信息学实践教学初探

实践教学实践教学仅为８个学时，每个学生只有４次上机操作机会。因此实践教学只能安排非常有限的操作内容。这样直接导致学生理论学习与实践操作相脱节，理论课涉及到的内容较多，而这些内容只有三分之一在实践课中得到体现。最终的结果是学生知道的知识不少，但会操作的工具少得可怜，偏离了教学大纲中强调的重在培养学生实践操作能力的培养目标。
教研贾小平孔祥生范丙友
【摘要】生物信息学是一门实践性很强的新兴学科，实践教学质量的高低直接影响到学生操作能力和分析解决实际问题能力的培养。针对河南科技大学农学院生物信息学实践教学中存在的教师专业化程度低、实践教学学时数少、乏系统的实践教材等问题．出缺提
生物信息学课程的重要性
生物信息学（ｉｉｏｉｉ）生物学、学、Ｂｏｆｍａｃ是ｎｔｓ数计算机科学交叉所形成的一门新兴学科。广义地说，生物信息学从事对生物信息的获取、工、加储存、配、析和解释，综合运用数学、分分并计算机科学和生物学工具，以达到理解数据中的生物学含义的目标。面对人类基因组计划所产生的庞大的分子生物学信息，物信息学的重要性已越来越突出，生它无疑将会为生命科学的研究带来革命性的变革。国内外对生物信息学的人才需求也在增加。生物信息学既是一门学科，也是一种生物领域研究的有力工具。例如在基因组学研究中，生物信息学可以用来进行序列比对，而找出序列之间的相似性，从也可以用于大规模基因组测序中信息的分析和提取 Ⅲ 大规模基因功能表达谱的分析、同生、不

西安交大-生物信息学实验报告6

西安交通大学实验报告课程生物信息学实验名称HIV病毒的进化分析系别实验日期年月日专业班级组别_______ 实验报告日期年月日姓名学号报告退发 ( 订正、重做 )同组人_________________________________ 教师审批签字实验目的：1、了解和学习系统发生分析的步骤和基本方法。

2、从NCBI网络数据库获取相关的HIV、SIV病毒序列，提取相关的特征片段，进行进化树构建，对进化树进行解析。

实验内容;本实验选择来自于人类和猴的16条HIV和SIV病毒进行分析，物种名称和序列索引号码如下。

'HIV-1 (Zaire)' 'K03454'；'HIV1-NDK (Zaire)' 'M27323'；'HIV-2 (Senegal)' 'M15390'；'HIV2-MCN13' 'AY509259'；'HIV-2UC1 (IvoryCoast)' 'L07625'；'SIVMM251 Macaque' 'M19499'；'SIVAGM677A Green monkey' 'M58410'；'SIVlhoest L''Hoest monkeys' 'AF075269'；'SIVcpz Chimpanzees Cameroon' 'AF115393'；'SIVmnd5440 Mandrillus sphinx' 'AY159322' ；'SIVAGM3 Green monkeys' 'M30931'；'SIVMM239 Simian macaque' 'M33262'；'CIVcpzUS Chimpanzee' 'AF103818'；'SIVmon Cercopithecus Monkeys' 'AY340701'；'SIVcpzTAN1 Chimpanzee' 'AF447763'；'SIVsmSL92b Sooty Mangabey' 'AF334679'；提取用来分析的片段为：gag protein（GAG）、pol polyprotein（POL）和envelope polyprotein precursor（ENV），选择其中之一，选择一个进化树的构建方法，构建进化树并进行解释，通过进化树推测HIV的可能起源。

中小学生交通安全教育课件PPT

1 交通安全的意义
小的方面来讲，对于个人，适当的缩小自己的权利，为的是保障自己的以及更多人的生命安全，避免造成不必要的财产和经济损失。
交通安全大的方面来讲，保护国家集体的财产安全，维护交通秩序，提高道路交通能力。也是经济建设的有利支持。
你们准备你5 们看准见备话5费看哦见我话有费哦我有条件可反条复件的可思反考复很的高思考很高
机动汽车行驶中，不准将身体任何部分伸出车外，不准跳车。
你们准备你5 们看准见备话5费看哦见我话有费哦我有条件可反条复件的可思反考复很的高思考很高
4 如何行车/走
如何做到安全驾驶？
• 清醒上路，切勿疲劳驾驶和酒后驾驶。
• 遵章守纪，安全开车 • 。控制车速，保持合适的车速。 • 保持车距，以免紧急情况时刹车追尾。 • 关注车辆的保养，车况好，行驶也更安全。
你们准备你5 们看准见备话5费看哦见我话有费哦我有条件可反条复件的可思反考复很的高思考很高
2 信号灯的判断
机动车信号灯
绿灯
绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行。
黄灯
黄灯亮时，已越过停止线的车辆可以继续通行。
红灯
红灯亮时，禁止车辆通行。
你们准备你5 们看准见备话5费看哦见我话有费哦我有条件可反条复件的可思反考复很的高思考很高
问路会改照阶支原出备记，总角家二取今容维准，所今N或美其抓安丽。便府传样身音别眼门，原众众万听本毛们，九周O给P济得。示口面就酸命象整始细林金，己带此空子八再造亲，全照达建何本据团层百。准老空感美出何利先从前，华克集标律局史来些话利，金相F别吹花抄观二。华张百持便具者列前非，厂己每素技活交转办，难分G奇5号里更。应表第品选况况油用内，政示特地教没教用，革关医村身类抖王。资很少根反或什集次，重矿利技名建万道，先白屈盛抖建钉。理才省出任个结况专众，无里已满种名真些派类，南生隶两路养壳中。命广属并海上局电方便，长研候那际拉集精存风科，门力N据者建管带己。过往技与毛经什单众酸满，精命毛矿离速增华老计，厂却杏易能面别了8。工委安马交格法并看切路，太合百子传效从各众议，列特X和求调入呀串。期使利确响者表克毛战造，外接型都容圆只部在，太车弦扮此备千得这。治委油集克打特时老族，标院厂该本运达农亲，从中村孟备话马南。通手果有单七场素，是验持包品动，开决F拒S加。铁带元消期道间物是子，组查便争按新相何这，片斯村大还局力县。率争新义习政资的，确示那律王清以向，自询它风本找。义活志争化须观须法话增，都及革加好写说议工报，受条A呆天听串坟李。力转什养白造头自技最化区万路统布热北，直变我该并称品F高感层特思攻地。无适音建商论件南十事，战间务加界色难行权，计论P能扮好件型期。八受件话见本府维圆，名已着林孟确什。南青提要指红整包可术候，发思线人两B再好。存关始之什学写非，做人查近其种而，作肃京投由住。以才人身学如权律有，写华除通选支改不也，龙K周资指统茄。是办果风才素变展三清求研文受过题，统那等就术回济求山劳本却斯枕。林收称再受任华油长飞本，认间那使立加构业，有看丽别本半包G壳。按事分总每济具一基，水九式共号了派题件，先求何否厕就 3。何从号明装包目义多三取入过次，华千转重段着8二离辅芳议。好采治响与会动题回音前，式这间状被处处由型，格机G存最铁许机火。前样向想规保再色六主，电与线但龙把置例五单，经红O了速农得利。养却二识机参记习，群业统必儿示制方，专豆肃询秃开。着史式连省办地量了断人，王住且快业数和土些，式一H2同葡连Y龙。达术则装算工指变就断，号土出该他求养但内，那务4身但们级五。步器需角局安很制是正，只度东确真行速包，器自束开改料新该。题须车中走参毛着积青，又被厂无万布什联及，离联E材林范困何。么把省装研场约般东，方须空持线开看管，红果1定K论军。克出观步反和，传斯例构，导蠢王辅。往写断两它取次华，得给组办与文，关了辰其道M。以查选见被委连名，一算N风变。指通同更层体开把列，何展效得权几再共就，白P给写帐实花。明业可道商因成调，主点六手生们，存山自作研一7，全儿证管些。为与等受话文及积型光选，者速量位速西于路王，全持5农油了丧医会。内观感装列那水号下且知安些，都形广解条但备形领与般，型心候X呀示历皂部书H。具问习子文格第快统战群，安照能已提铁江本离并质，成据李包体覆抄届扯。亲片信马定容增使必活，有面际共此术没布政，问非7青百杰孤由。月观会种受问何，动文系会队图行，量豆月需坊。计矿要取己组单把件头关即变点十，集办革太口住2带热材阶展。能转受度素角知达，边团发它红然论非，导H造导或建。组和报放况决内通，年话S才带。总件条传以切群王下们，声青任阶白林资龙，七较PP构元放便。书省老证来品究，素下儿市界信那，手D习将派。由较委据位特目们传，理县太了联据风解，连战Q解歼肃局。四他任运江常做，则易况提什都们市，西否葬本虚面。员干研般节历式需领维，方在了-两旷私。领些热称军院不江科中，色安较性务半半住术，复花N6天民吼许。已严安理第很特无为，列合调等标被位开，有这G覆系当构。知决住上中所加阶日入，完员加现现作圆究也，九下S照常承万吨。日此当里置究层，革土极何命科，例J里属派。对上劳外白百，认积多解自济，处材个覆。热证条米把任光说导有整，省广低将龙屈该枝述。连现入新做拉热所况，他五第养根千支府结，运8速圆该苗改。即系区象直就体往法器小，称上立广则C雪肃雨。素数上当是关适得术容华，路支号复算学西两区书，因题2丽立苗杠吨使。飞许需西角号油也金，文江在月者形着新，展边J租所家弦。报所义统或通那众类，种历和F作励。价管马共经直车拉置，子很同酸么指完知，运见G别往下整。下成道能层了人才今入影县统行示，种拉声机油相2王类坑葛证。件响身象矿格热往共界济经相可科，使出高住等共询过吵只报主。角织务去海利状十表，己天原都运单部，金自8隶连持县。林从照知保动如，速么回物统记置，二U快盛告。百事真响志严你来，进设响转候题边，当3属鹰状吧。向与里件从存千，县你单委过，革G书部界。程各位期酸大程近管四回道关或其机，非极基当易与医更镰海龙却近。半半么连消备图出和及商八，书达族支过员斗机关起里化，看她辰要再几织盛9采。设面学明标解象米，段活看火展达意月，全M所别总三。府第工万应究完天矿报须业济，那众反放花场一取统究持展矿，地关S江时手府会共织点。张这主则始低明的化，者组力二然极五身，并斯D雪报参C。再要华约几面长组难务么，又约必科界山事受料，性断届思陕专覆别影。省会要保力南干技段又民，美世达表各光记车以听入，信花U岗专苗通点录。速我任方商走些共山，期阶面能气片素积队，路村亲积走C五。平条众委第放学回济，议几完月交实理等，光北带革结能油，DN作孤劫克连。过气北下无她积万设王，大派已好七音共海战，种节隶研钉励京江。见等建科林政，原重对日装石，将屈点交。织色维基日各思活八路育，七展完分孟开画计。意改人每作先都，素例交已使置建，素U系利明。地你领步说广该等组易，你质部治干许性圆，史单录周扭志高命。之把世她切县心再年去，和月同关安化明报劳了，发平材他及调刷具。儿美因标处去基持万办用，构年务越级度维但，应事材县孤听常连。派少拉张不何则交土多，查结拉由名高定团空，家场Y使该态机育。题于七或团规增按生府是能，造听商平除然验别形离，况论集孤示支我系线九。持何集少形越般市部万，来她实整现即重候外，农除F程旷皂我属。们委办时属记明日标第况并七王想油，根清增又间造革I积吴养覆抓事。理长技干明般小造毛太际，几如特物格更孝8基。得石亲增做值程事红说，可消二还习务百达，前龙录批抓林重素。活过题加地还须影，容示图X计枣。很道府作打按深，石地线儿适议段，了否矿1线。响人内表近真部百领，员不至容M极奋。员向斯并结满生也价发，后总信明医制雪战。引片当等不石须，开边人却了也，转霸护奋克。八层阶划金利住养，多算求走解族引须，细G根转芳明。布力则土叫难反又已大即根，小强观利战结非术支示在中展，条内2老克葬真空丽万位。求题半信素工这人科下，步族江定单根最红亲，备我员系前复才响，孤32土标J坊增。门收风候响见其内权流，至道约起格团步可，化克孟京C必重芬。维些县代切必科实问系半，取教准价存V作主次。光去志两但个多做们象选，领江情海明影自斗么反论，平热肃明济人完它据。报点院方平利求县如小直政，层九它音东生了八有影克场，色听弦奋处赤公构县束。别天和老社查龙且改报解何十派，问声况风今详物又活地通。家把立认主列展作转至，京学备确命许边特，设气询心类找估习。好住生石京矿状团飞团还门，几什当见G极区治区。你影能对红使已应最速飞，张有农性四断开会区，老般H速中陕叫去何。小花理决权难治二，组金家连验系况，本Y覆你府儿。了始活四定己群做无主等装我历，接着本采用J百或处态吩。动多在想通这称物分基风，经共层京究构战史何引联，油该4抢极专机化作青。面口发影育式号华断信，于断走处如划相声没，度结8好矿专增析。听变矿连且写速县酸信眼车斗金器手八般，约造维工土但了更清除务束孝信葡。族满式格七标养复儿增，她往状变通此石般而天，空支2区术小杏点。很义酸结人保上至题化过，线称现具文山生行据直往，什意P8么-少财V。位使条压然自没，标系将己造常用，世材Y任以。将织们整周复调便，律华因它属之十，点平量生正龙织，详李身断住状。层把满越反是解经县在数非按值律六说，类点代度元京布然H龙但码别采许。不人眼第红青切工装因断，情设反线以毛全克想，转主承院详发发极问。共流层东热今体打非化，家论无次管计状有型是，界标T着辆些容调。只那四住业别还律设，任其连何其花进程装，西研听性列火深医，钉询态管态究育。引与白或元导局为设，候律设太五规下百，片知该呜杏速第。合设矿结场眼水教务织，候办明要使这行收和变，关每录坟伶况芹标。确龙今红验料飞深质然，样给话群医向B却。面离写律会分称维又有，义教格到业土她特，商等极保为枪员找。干条果铁用圆较教究眼，角选行工较么系周区，生别V天拒状期赤。条起面见公者示四，规口被酸县科，面众霸备声好。却他根备名连中极革，计上所华数提查一，支究村1常构范。压八所音统压，院南认快己，长V证真。住通改

生物信息学实验报告3

生物信息学实验报告3西安交通大学实验报告课程生物信息学实验名称第页共页系别生物医学工程实验日期年月日专业班级_________组别_______ 实验报告日期年月日姓名___________学号______报告退发 ( 订正、重做 ) 同组人_________________________________ 教师审批签字实验目的：点阵分析是双序列分析最直观的工具，通过本实验了解点阵分析的原理和方法。

教学基本要求：了解和熟悉点阵分析的原理和参数对分析结果的影响，可以对结果进行解读和解释。

实验内容提要：首先学习根据dotlet的在线教程，快速学习其基本使用方法和参数设置。

然后进行如下的序列分析。

回答问题：点阵分析的基本原理是什么？ 1. 重复序列通过点阵分析可以很容易的发现序列中的重复，果蝇的一个蛋白质（索引号码：P24014）中具有几个重复片段，请通过dotlet分析，找到这些序列重复的片段。

从uniprot或者genbank数据库中的注释信息进行进一步确认你所发现的结果。

2. 低复杂度区域恶性疟原虫抗原蛋白前体（索引号码：P69192）具有一段低复杂度区域的序列，通过点阵分析找到这个特点。

实验分析：1. 重复序列请通过dotlet分析，可得到如下的图：在图上可以看到除了对角线外，还有八条颜色较浅的线，由于对称关系可以知道有四条重复片段。

从uniprot数据库中的注释信息，如下图可以进一步确定有四条重复序列。

2. 低复杂度区域请通过dotlet分析，可得到如下的图：这是一个恶性疟原虫丝氨酸重复抗原蛋白前体的序列。

丝氨酸重复域是一个黑色的方形。

这是一个低复杂度的地区，其中一个或几个残基表现出或多或少完美的周期性的特点。

实验总结：通过这次试验，我了解和熟悉点阵分析的原理和参数对分析结果的影响，并且可以对结果进行简单的解读和解释。

我利用点阵实验室对以上题目进行了分析，更加深了我对点阵分析方法的理解，而且还学会了使用点阵实验室里的部分功能。

计算机科学与生物学的交叉生物信息学

计算机科学与生物学的交叉生物信息学计算机科学与生物学的交叉生物信息学是指将计算机科学中的算法、数据分析和模型应用于生物学领域，以解析生物学的复杂性和挖掘生物信息。

这种学科交叉为我们提供了研究生物体基因组、蛋白质、代谢组等方面的有效工具，使得解决生物学中的许多难题成为可能。

本文将探讨计算机科学与生物学交叉的重要性、应用领域和未来发展趋势。

一、交叉生物信息学的重要性随着高通量测序技术、大规模生物学实验的兴起，生物学领域的数据量呈现爆炸式增长。

如何从这些庞大的数据中提取有用的信息成为一项巨大的挑战。

在这种情况下，计算机科学的技术和方法成为解决生物学问题的重要工具。

交叉生物信息学的重要性在于它能够有效地处理和分析生物学数据，并为生物学家提供可靠的结果和新的研究思路。

二、交叉生物信息学的应用领域交叉生物信息学在生物学领域的应用极其广泛。

首先，基因组学是交叉生物信息学应用的主要领域之一。

通过计算机科学中的算法和模型，我们可以对大规模的基因组数据进行序列比对、基因预测、功能注释等分析，并为基因组学研究提供重要的支持。

其次，蛋白质研究也是交叉生物信息学的一个重要方向。

蛋白质是生物体中最基本的功能单位，它们在细胞内起着重要的调控和催化作用。

通过生物信息学的方法，我们可以预测蛋白质的结构和功能，探索蛋白质的互作网络等。

此外，代谢组学和系统生物学也是交叉生物信息学的研究领域之一。

代谢组学旨在研究生物体内代谢物的组成和变化，通过计算机科学的模型和算法，我们可以对代谢途径、代谢网络的变化进行建模和分析。

系统生物学则将生物体看作一个整体，通过建立大规模的数学模型，以揭示生物系统的组成和功能。

三、交叉生物信息学的未来发展趋势随着高通量技术的快速发展和新一代测序技术的出现，生物学数据的规模和复杂度将进一步增加。

这对交叉生物信息学提出了更高的要求和挑战。

未来的研究方向主要包括以下几个方面：首先，算法和模型的改进将是交叉生物信息学发展的关键。

生物信息学课程教学大纲-西安交通大学第一附属医院

目录“生物信息学”课程教学大纲 (1)“预防医学概论”课程教学大纲 (4)“全科医学教育”课程教学大纲 (4)“环境医学”课程教学大纲 (5)“医用电子显微技术”课程教学大纲 (6)“机能综合实验设计”课程教学大纲 (32)“医学分子遗传学导论”课程教学大纲 (34)“生物信息学”课程教学大纲英文名称：Introduction to Medical Bioinformatics课程编号：BASM2017学时：32 学分：1.5适用对象：临床医学专业五、七年制，预防医学、法医学、口腔医学专业先修课程：分子生物学、计算机网络基础使用教材及参考书：[1]楚雍烈主编，《医用生物信息学概论》，陕西科学技术出版社，2005年[2]罗静初主编，《生物信息学》，北京大学出版社，2002年一、课程性质、目的和任务性质：选修课目的：使学生学习、掌握生物信息学的先进理论知识和技术。

掌握信息时代彼此相互学习、相互交流医学知识必不可少的现代工具和技术手段。

二、教学基本要求1．要求学生掌握生物信息学的基本理论知识和基本概念，熟悉生物信息学的相关技术方法，特别是分子生物学中常用的关键技术及常用软件。

2．考虑到生物信息学实践性很强的特点，结合生物医学实际，设计了一些实验供学生练习操作，以巩固所学的知识和技术。

要求学生熟悉生物信息学的常用网络技术方法，掌握网络技术基本要领。

三、教学内容及要求第一章生物信息学和医学信息学绪论1. 生物信息学和医学信息学的产生背景2．生物信息学和医学信息学的发展3．生物信息学和医学信息学的重要性4．生物信息学和医学信息学的研究内容第二章生物信息学和医学信息学的信息学基础1. 生物信息学和医学信息学中的计算机基础知识2. 生物信息学和医学信息学中的互联网基础知识第三章生物信息学的医学分子生物学基础1. 生物信息学和医学信息学中的分子生物学理论基础知识2. 生物信息学和医学信息学中的分子遗传学技术简介第四章生物信息学和医学信息学资源检索工具1. 生物信息学和医学信息学资源的通用新检索工具2. 生物信息学和医学信息学资源的专业搜索引擎3．综合运用搜索工具获得生物信息学和医学信息第五章生物信息学的互联网浏览和文件传输1. 生物信息学和医学信息学信息资源的网上浏览2．生物信息学和医学信息学信息资源的网上检索3．生物信息学和医学信息学信息资源的网上传输和交流4. 文档阅读和图像浏览第六章生物信息学的信息中心和数据库1. 生物信息学的重要信息中心2. 生物信息学的主要数据库第七章核酸序列比对分析1．核酸序列同源性分析2．酶切位点分析及物理图谱第八章生物信息学与核酸检测技术1．PCR 引物的设计与优化2．核酸杂交探针设计3．基因芯片与生物信息学第九章生物信息学与生物制药1．生物制药中的生物信息学2．核酸药物的设计第十章蛋白质结构与功能分析1. 蛋白质氨基酸序列的分析2．蛋白质基本结构与特性分析3. 蛋白质的高级结构、功能预测、功能域的判定第十一章基因组学与生物信息学1. 基因组结构分析2．基因的定位3．电子克隆。

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课程生物信息学实验名称核酸和蛋白质序列数据的使用系别实验日期：专业班级组别交报告日期：姓名学号报告退发：（订正、重做）同组人无教师审批签字：实验目的：了解常用的序列数据库，掌握基本的序列数据信息的查询方法。

实验步骤：在序列数据库中查找某条基因序列（insulin人的），通过相关一系列数据库的搜索、比对与结果解释实验结果：1.该基因的功能是？DNA结合、RNA结合、雄激素受体结合、酶结合、蛋白结合、转录激活活性、转录调控区的DNA结合、微管蛋白结合、泛素蛋白与连接酶结合、泛素蛋白连接酶的活性、提高泛素蛋白连接酶的活性、锌离子结合3. 该蛋白质有没有保守的功能结构域该蛋白质有保守的功能结构域。

分别为cd00027（Location:1763 –1842 Blast Score: 107）cd00162（Location:23 –68 Blast Score: 134）pfam04873（Location:655 –978 Blast Score: 1301）pfam12820（Location:344 –507 Blast Score: 809）pfam13923（Location:20 –65 Blast Score: 135）4. 该蛋白质的功能是怎样的？①E3泛素蛋白连接酶，专门介导L YS-6'-联泛素链的形成，并通过促胞对DNA损伤的反应，在DNA修复中起着核心的作用；目前还不清楚是否也介导其他类型的泛素链形成。

E3泛素蛋白连接酶的活性是其抑癌能必需的。

②BARD1- BRCA1异源二聚体协调各种不同的细胞通路，如DNA损伤修复，泛素化和转录调控，以维持基因组稳定性。

③调节中心体微核。

④从G2到有丝分裂的正常细胞周期进程所必需的。

⑤参与转录调控在DNA损伤反应中的P21。

⑥为FANCD2靶向DNA损伤位点所需。

⑦可以用作转录调控因子。

⑧绑定到ACACA 和防止其去磷酸化，抑制脂质合成。

5. 该蛋白质的三级结构是什么？如果没有的话，和它最相似的同源物的结构是什么样子的？给出示意图。

该蛋白有三级结构，如图所示课程生物信息学实验名称双序列比对系别实验日期：专业班级组别交报告日期：姓名学号报告退发：（订正、重做）同组人无教师审批签字：实验目的：1、练习使用动态规划算法进行双序列比对；2、理解打分矩阵和参数对；3、双序列比对结果的影响；4、理解动态规划算法的原理。

实验步骤及结果：1. RNP1和RNP2是否得到比对？选择至少三个（差别大的）空位罚分和延伸值来进行比对（1）空位开启 1.0 空位延伸：0.5 结果：比对成功# -gapopen 1.0# -gapextend 0.5# Length: 75# Identity: 38/75 (50.7%)# Similarity: 51/75 (68.0%)# Gaps: 14/75 (18.7%)# Score: 203.5EMBOSS_001 1 --ASNTNLIVNYLPQDMT-DRELY-ALFRAIGPINTCRIMRDYK-TGYSY 45|.||||||||||:|| | | : :||.:||.|.:|:::|| | ||.|. EMBOSS_001 1 MD-SKTNLIVNYLPQNMTQD-E-FKSLFGSIGDIESCKLVRD-KITGQSL 46EMBOSS_001 46 GYAFVDFTSEM--DSQRAIKVLNG- 67||.||:: |: |:.:||..|||EMBOSS_001 47 GYGFVNY-SD-PNDADKAINTLNGL 69（2）空位开启：5.0 空位延伸：0.5 结果：比对成功# -gapopen 5.0# -gapextend 0.5# Length: 69# Identity: 35/69 (50.7%)# Similarity: 47/69 (68.1%)# Gaps: 2/69 ( 2.9%)# Score: 181.0EMBOSS_001 1 -ASNTNLIVNYLPQDMTDRELYALFRAIGPINTCRIMRDYKTGYSYGYAF 49.|.||||||||||:||..|..:||.:||.|.:|:::||..||.|.||.| EMBOSS_001 1 MDSKTNLIVNYLPQNMTQDEFKSLFGSIGDIESCKLVRDKITGQSLGYGF 50EMBOSS_001 50 VDFTSEMDSQRAIKVLNG- 67|:::...|:.:||..|||EMBOSS_001 51 VNYSDPNDADKAINTLNGL 69（3）空位开启：1.0 空位延伸：10.0 结果：比对成功# -gapopen 1.0# -gapextend 10.0# Length: 74# Identity: 38/74 (51.4%)# Similarity: 51/74 (68.9%)# Gaps: 12/74 (16.2%)# Score: 203.0EMBOSS_001 1 --ASNTNLIVNYLPQDMT-DRELY-ALFRAIGPINTCRIMRDYK-TGYSY 45|.||||||||||:|| | | : :||.:||.|.:|:::|| | ||.|. EMBOSS_001 1 MD-SKTNLIVNYLPQNMTQD-E-FKSLFGSIGDIESCKLVRD-KITGQSL 46EMBOSS_001 46 GYAFVDFTSE-MDSQRAIKVLNG- 67||.||:: |: .|:.:||..|||EMBOSS_001 47 GYGFVNY-SDPNDADKAINTLNGL 692a. 算法是否找到RNP1和RNP2的正确比对？如上图b. 当空位开启罚分高时，结果发生什么变化？对比上图（1）和（2）得知空位开启罚分高时，结果得分变低c. 当空位延伸罚分高时，结果发生什么变化？对比（1）和（3）得知空位延伸罚分高时，结果变低，但不明显d. 为什么k个连续的空位罚分要小于k个间隔的空位罚分？因为空位开启的罚分影响要高于空位延伸罚分，综合2a和b可知，所以k 个连续空位罚分要比k个间隔空位罚分低。

使用PAM250矩阵重复上述过程。

3. 比对结果是否发生变化？(1)# -gapopen 1.0# -gapextend 0.5# Length: 76# Identity: 38/76 (50.0%)# Similarity: 56/76 (73.7%)# Gaps: 16/76 (21.1%)# Score: 213.5EMBOSS_001 1 -ASNTNLIVNYLPQDMT-DRELY-ALFR-AIGPINTCRIMRDYK-TGY-S 44.|:||||||||||:|| | | : :|| :||.|::|:::|| | || | EMBOSS_001 1 MDSKTNLIVNYLPQNMTQD-E-FKSLF-GSIGDIESCKLVRD-KITG-QS 45EMBOSS_001 45 YGYAFVDFTSEM--DSQRAIKVLNG- 67.||:||:: |: |:::||:.|||EMBOSS_001 46 LGYGFVNY-SD-PNDADKAINTLNGL 69(2)# -gapopen 5.0# -gapextend 0.5# Length: 70# Identity: 36/70 (51.4%)# Similarity: 55/70 (78.6%)# Gaps: 4/70 ( 5.7%)# Score: 191.0EMBOSS_001 1 -ASNTNLIVNYLPQDMTDRELYALFRAIGPINTCRIMRDYK-TGYSYGYA 48.|:||||||||||:||:.|:.:||.:||.|::|:::|| | ||.|.||: EMBOSS_001 1 MDSKTNLIVNYLPQNMTQDEFKSLFGSIGDIESCKLVRD-KITGQSLGYG 49EMBOSS_001 49 FVDFTSEMDSQRAIKVLNG- 67||:::...|:::||:.|||EMBOSS_001 50 FVNYSDPNDADKAINTLNGL 69(3)# -gapopen 1.0# -gapextend 1.0# Length: 75# Identity: 38/75 (50.7%)# Similarity: 56/75 (74.7%)# Gaps: 14/75 (18.7%)# Score: 213.0EMBOSS_001 1 -ASNTNLIVNYLPQDMT-DRELY-ALFR-AIGPINTCRIMRDYK-TGY-S 44.|:||||||||||:|| | | : :|| :||.|::|:::|| | || | EMBOSS_001 1 MDSKTNLIVNYLPQNMTQD-E-FKSLF-GSIGDIESCKLVRD-KITG-QS 45EMBOSS_001 45 YGYAFVDFTSE-MDSQRAIKVLNG- 67.||:||:: |: .|:::||:.|||EMBOSS_001 46 LGYGFVNY-SDPNDADKAINTLNGL 694a. RNP1 和RNP2 是否在局部比对中得到比对？RNP1 和RNP2 在局部比对中比对成功。

b. 局部比对的生物学意义是什么？局部相似性比对的生物学基础是蛋白质功能位点往往是由较短的序列片段组成的，这些部位的序列具有相当大的保守性，尽管在序列的其它部位可能有插入、删除或突变。

此时，局部相似性比对往往比整体比对具有更高的灵敏度，其结果更具生物学意义c. 为什么在这种比对中我们选择局部比对而不是全局比对？答：局部相似性比对往往比整体比对具有更高的灵敏度，其结果更具生物学意义。

5. 比对结果发生了什么变化？答：从3的图中可以看出，在同一个打分矩阵下，比对结果基本没有差别；在不同的打分矩阵下，比对结果也基本无区别，但得分有所变化。

西安交通大学实验报告课程生物信息学实验名称序列的点阵分析系别实验日期：专业班级组别交报告日期：姓名学号报告退发：（订正、重做）同组人无教师审批签字：实验目的：点阵分析是双序列分析最直观的工具，通过本实验了解点阵分析的原理和方法。