计算生物学重点含答案

名词解释(共21分，每小题3分)：

Motif（基序）：调节蛋白(TF) 结合到一段DNA 序列，称这段DNA 序列为基序

部分酶切:将样本DNA在有限的时间内进行酶切，结果，在某个概率下，任意两个（不一定是相邻的）位点间的区段可能没有发生酶切，因此会生成任意两个限制酶切位点间的片段。贪婪算法:是指在对问题求解时，总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说，不从整体最优上加以考虑，他所做出的仅是在某种意义上的局部最优解。

无根树:在构建的进化树种中没有一个共同的祖先。

汉明距离：是两序列v和w比对时，不一致的核苷酸数目

有向无圈图：就城市街区而言如果假定城市街区对应于有向边，使得游客们只能朝边的方向走并且使得图中没有有向圈，使得游客沿着圈行走重复参观同样的景点许多次。这样的图称为有向无圈图。

Open reading frame:是以起始密码子开始，在三联体读框的倍数后出现终止密码子之间的一段序列

Intron:在转录后的加工中，从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列

Exon:真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。

限制性酶切图谱:使用限制性内切酶进行酶切，比如HindⅢ，电泳之后所得就是限制性酶切图谱

穷举搜索算法:即强力算法; 检测各种可能的途径从而求解,只在少数情况下实用; 通常是不切实际，难以实现的

大O记号:从数学的角度来说，大O记号刻画了函数在输入任意增长，并超过某个任意的值x0是的渐进形态，也是用来描述一个算法的运行时间。

缺口罚分联配：它对含有x个空格缺口的罚分可用一个比x个单独插缺的罚分之和要低的函数表示。

有根树：在构建的进化树中，所给出的物种有一个共同的祖先，位于进化树的顶端。

反序排序法：给定一个排列, 找到一个能将此排列变成恒等排列的最短的反序序列

选择题（共20分，每小题2分）；填空题（共14分，每空1分）

矩阵和数组的加、减、乘、除；

矩阵中元素的引用，

绘制不同图形使用的函数，

polar函数用来绘制极坐标图

loglog(x,y),title('双对数')

semilogx(x,y),title('x轴对数')

semilogy(x,y),title('y轴对数')

bar(x,y,选项)条形图三维的图形在后面加一个3

stairs(x,y,选项)阶梯图

stem(x,y,选项)杆图

fill(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…)填充图

pie([2347,1827,2043,3025])饼图

mesh(x,y,z)画网格曲面

surf(x,y,z)画完整曲面

[x,y,z]=sphere(n)球面

[x,y,z]= cylinder(R,n)三维面

什么是for, while循环等等。

给定序列t条，如何计算剖面矩阵得分，汉明距离。

什么是反序排序:给定一个排列, 找到一个能将此排列变成恒等排列的最短的反序序列

断点:在任何相邻的不连续的元素之间存在断点breakpoint

若ρ＝8为引入缺口罚分，σ＝2为缺口中每个字符的罚分，则序列中5个连续的单字符缺口罚分之和为-18 。(-ρ-xσ)

蛋白质序列比较的常用得分矩阵有pam 和blosum 。

菲波那契问题中第8个菲波那契数F(8)是21 。

计算题（共30分，每小题10分）；论述题（共15分）

1．考虑部分酶切，，以下为已知的任意两个酶切位点之间片段的长度集合L＝{1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 5, 6, 7, 7, 7, 8, 9, 10, 11, 12}

求解L的部分酶切问题（即寻找△X＝L的X），即酶切图谱上所有酶切位点的位置的集合，包括开始和结束。

解：{0,1,2,5,7,9,12} 和{0,1,5,7,8,10,12}

2．现有两条序列分别是v = TACGGGTGA和w=GGACGTACG，假设匹配得分=1，错配得分=－2，空位罚分=－1，利用动态规划算法对这两条序列进行全局比对，画出对应于计算过程的得分矩阵及最优路径，并给出这两条序列最终的比对结果。

3．现有两条序列v = TACGGGTGA和w=GGACGTACG，假设匹配奖励为+1,

错配罚分为－2和插缺罚分均为－1.填写序列v和w之间的局部联配的动态

规划表。并给出这两条序列局部比对的最终结果。

5.利用反序设计一个排序基因组的近似算法（即将它变换成恒等排列）（书写伪代码），并估计该算法的性能保证。

改进断点反序排序法是一个性能保证不超过4的近似算法每两步至少消除一个断点; 那么最多经过2b(p) 步消除所有断点近似率: 2b(p) / d(p)最优算法一步最多消除两个断点，即:

d(p) b(p) / 2性能保证的上界:( 2b(p) / d(p) ) < [ 2b(p) / (b(p) / 2) ] = 4

6.对于发现基序和寻找中间字符串问题，穷举搜索法/分支定界法/贪婪算法/动态规划法需要运行的时间（即算法复杂度）分别是多少？各方法的优缺点是？

3．给定一棵树T，其每片叶子是由4个字母（A T C G）所标记，4×4阶的可加权得分矩阵如下表，求解树T最小化加权简约得分的内部顶点的标记。

2．给定一个4×4阶的可加距离矩阵D，求解一棵符合D的含有4片叶子的加权无根树T，列出计算过程。