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1、生物信息学(Bioinformatics)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学科，也是随着生命科学和计算机科学的迅猛发展，生命科学和计算机科学相结合形成的一门新学科.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。
2、数据库(Database）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，它产生于距今六十多年前,随着信息技术和市场的发展,特别是二十世纪九十年代以后,数据管理不再仅仅是存储和管理数据，而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。
数据库有很多种类型，从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。
3、表达序列标签从一个随机选择的cDNA 克隆进行5'端和3’端单一次测序获得的短的cDNA 部分序列，代表一个完整基因的一小部分，在数据库中其长度一般从20 到7000bp 不等,平均长度为360 ±120bp。
EST 来源于一定环境下一个组织总mRNA 所构建的cDNA 文库，因此EST也能说明该组织中各基因的表达水平。
4、开放阅读框是基因序列中的一段无终止序列打断的碱基序列，可编码相应的蛋白.ORF识别包括检测六个阅读框架并决定哪一个包含以启动子和终止子为界限的DNA序列而其内部不包含启动子或终止子,符合这些条件的序列有可能对应一个真正的单一的基因产物。
ORF的识别是证明一个新的DNA序列为特定的蛋白质编码基因的部分或全部的先决条件。
5、蛋白质的一级结构在每种蛋白质中氨基酸按照一定的数目和组成进行排列，并进一步折叠成特定的空间结构前者我们称为蛋白质的一级结构，也叫初级结构或基本结构。
蛋白质一级结构是理解蛋白质结构、作用机制以及与其同源蛋白质生理功能的必要基础.6、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。
名词解释1..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学科，也是随着生命科学和计算机科学的迅猛发展，生命科学和计算机科学相结合形成的一门新学科。
2.二级数据库:在一级数据库、实验数据和理论分析的基础上针对特定目标衍生而来，是对生物学知识和信息的进一步的整理。
3.FASTA序列格式：是将DNA或者蛋白质序列表示为一个带有一些标记的核苷酸或者氨基酸字符串,大于号（〉)表示一个新文件的开始，其他无特殊要求。
4。
genbank序列格式:是GenBank 数据库的基本信息单位，是最为广泛的生物信息学序列格式之一。
该文件格式按域划分为4个部分：第一部分包含整个记录的信息（描述符）；第二部分包含注释；第三部分是引文区，提供了这个记录的科学依据；第四部分是核苷酸序列本身,以“//"结尾.5.Entrez检索系统：是NCBI开发的核心检索系统，集成了NCBI的各种数据库，具有链接的数据库多,使用方便,能够进行交叉索引等特点。
6.BLAST:基本局部比对搜索工具，用于相似性搜索的工具，对需要进行检索的序列与数据库中的每个序列做相似性比较。
P947.查询序列（query sequence）:也称被检索序列，用来在数据库中检索并进行相似性比较的序列。
P988.打分矩阵（scoring matrix）:在相似性检索中对序列两两比对的质量评估方法.包括基于理论（如考虑核酸和氨基酸之间的类似性）和实际进化距离（如PAM)两类方法。
P299.空位(gap）：在序列比对时，由于序列长度不同，需要插入一个或几个位点以取得最佳比对结果,这样在其中一序列上产生中断现象，这些中断的位点称为空位。
P2910.空位罚分：空位罚分是为了补偿插入和缺失对序列相似性的影响,序列中的空位的引入不代表真正的进化事件，所以要对其进行罚分,空位罚分的多少直接影响对比的结果。
P3711。
E值：衡量序列之间相似性是否显著的期望值。
一、单选题1、总的来说，位于染色体内超过( )个碱基的DNA，构成了人类基因组。
A.30000000000B.3000000000C.300000000D.30000000正确答案：B2、人类镰刀型红细胞贫血症是由于血红蛋白β链N端第6个氨基酸由谷氨酸突变为( )造成的。
A.苏氨酸B.缬氨酸C.赖氨酸D.谷氨酸正确答案：B3、RefSeq数据库是由哪个组织开发和维护的？( )A.NIGB.NCBIC.EMBLD.SIB正确答案：B4、Long non-coding RNA长链非编码RNA是长度大于( )个核苷酸的非编码RNA。
A.150B.250C.300D.200正确答案：D5、tBLASTx分析是用核酸序列检索核酸序列数据库，下列说法正确的是？（）A.核酸序列和核酸序列数据库都不需要翻译成蛋白质序列B.只有核酸序列数据库需要翻译成蛋白质序列C.只有核酸序列需要翻译成蛋白质序列D.核酸序列和核酸序列数据库都需要翻译成蛋白质序列正确答案：D6、要搜索编码蛋白质序列的核酸序列，适宜的分析方法是？（）A.BLASTxB.BLASTnC.tBLASTnD.BLASTp正确答案：A7、下列对于PCR引物修饰的说法正确的是？（）A.PCR引物的5’末端和3’末端均能进行修饰B.PCR引物的5’末端和3’末端均不能进行修饰C.只有PCR引物的5’末端能进行修饰D.只有PCR引物的3’末端能进行修饰正确答案：C8、下列哪个在线分析工具可以预测DNA的外显子-内含子？（）A.AugustusB.PLACEC.ORFfinderD.Entrez正确答案：A9、Smith-Waterman动态规划算法矩阵中的每个单元格有几条路径？（）A.1B.2C.3D.4正确答案：D10、下列关于Needleman-Wunsch算法和Smith-Waterman算法提出早晚的论述正确的是？（）A.Needleman-Wunsch算法提出时间较早B.不确定C.Smith-Waterman算法提出时间较早D.二者提出时间相当正确答案：A11、当分类单元至少为3时，下列对“有根树与无根树的数目”判断正确的是？（）A.有根树的数目要少于无根树的数目B.有根树的数目与无根树的数目一样多C.有根树的数目要多于无根树的数目D.二者数目无法判断正确答案：C12、下列哪种算法建树时，选择代价最小或者枝长最短的树？A.最大似然值法B.最大简约法C.邻接法D.UPGMA法正确答案：B二、多选题1、生物信息学是由( )等学科相互交叉而形成的一门新兴学科。
■一、选择题：1.以下哪一个是mRNA条目序列号：A.J01536■.NM_15392C.NP_52280D.AAB1345062.确定某个基因在哪些组织中表达的最直接获取相关信息方式是：■.UnigeneB.EntrezC.LocusLinkD.PCR3.一个基因可能对应两个Unigene簇吗？■可能B.不可能4.下面哪种数据库源于mRNA信息：■dbESTB.PDBC.OMIMD.HTGS5.下面哪个数据库面向人类疾病构建：A.ESTB.PDB■.OMIMD.HTGS6.Refseq和GenBank有什么区另1J：A.Refseq包括了全世界各个实验室和测序项目提交的DNA序列B.GenBank提供的是非冗余序列■.Refseq源于GenBank,提供非冗余序列信息D.GenBank源于Refseq7.如果你需要查询文献信息，下列哪个数据库是你最佳选择：A.OMIMB.Entrez■PubMedD.PROSITE8.比较从Entrez和ExPASy中提取有关蛋白质序列信息的方法，下列哪种说法正确：A.因为GenBank的数据比EMBL更多，Entrez给出的搜索结果将更多B.搜索结果很可能一样，因为GenBank和EMBL的序列数据实际一样■搜索结果应该相当，但是ExPASy中的SwissProt记录的输出格式不同9.天冬酰胺、色氨酸和酪氨酸的单字母代码分别对应于：■N/W/YB.Q/W/YC.F/W/YD.Q/N/W10.直系同源定义为：■不同物种中具有共同祖先的同源序列B.具有较小的氨基酸一致性但是有较大的结构相似性的同源序列C.同一物种中由基因复制产生的同源序列D.同一物种中具有相似的并且通常是冗余的功能的同源序列11.下列那个氨基酸最不容易突变：A.丙氨酸B.谷氨酰胺C.甲硫氨酸■半胱氨酸12.PAM250矩阵定义的进化距离为两同源序列在给定的时间有多少百分比的氨基酸发生改变：A.1%B.20%■.80%D.250%13.下列哪个句子最好的描述了两个序列全局比对和局部比对的不同：A.全局比对通常用于比对DNA序列，而局部比对通常用于比对蛋白质序列B.全局比对允许间隙，而局部比对不允许C.全局比对寻找全局最大化，而局部比对寻找局部最大化■全局比对比对整体序列，而局部比对寻找最佳匹配子序列14.假设你有两条远源相关蛋白质序列。
生物信息学就是一门交叉学科, 包含了生物信息得获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内得所有方面, 它综合运用数学、计算机科学与生物学等得各种工具来阐明与理解大量数据所包含得生物学意义。
生物信息学宗旨在揭示基因组信息结构得复杂性及遗传语言得根本规律。
从生物分子获得与挖掘深层次生物学知识。
人类基因组计划（HGP）：获得遗传图、物理图、序列图、转录图；终极目标：阐明人类基因组全部DNA序列；识别基因；建立储存这些信息得数据库；开发数据分析工具；研究HGP实施所带来得伦理、法律与社会问题。
其中我国承担了人类3号染色体短臂。
记录：一个数据库记录一般由两部分组成：原始序列数据与描述这些数据生物学信息得注释。
冗余：在一个数据库存在着多个相同得项，如两个或者更多得记录中有一个相同序列Fasta格式开始于一个标识符：">"，然后就是一行描述。
GenBank格式：每个基因描述可有多个描述行，包含一行以LOUCUS开头描述行，基因序列以ORIGN开头，以//结尾。
EMBL：入口标识符ID，序列开始标识符SQ，结束就是//。
数据库得特点：①数据库就是可以检索得，即具有检索功能；②数据库应该就是定时更新得，即不断有新版内容发布；③数据库就是交叉引用得，特别就是在互联网时代，数据库应该通过超链接与其她数据库相连。
EST序列：表达序列标签对cDNA文库测序得到得，就是转录得DNA序列。
STS序列：序列标签位点染色体上位置已定得、核苷酸序列已知得、且在基因组中只有一份拷贝得DNA短片断,(200bp－500bp)。
STS序列标签位点就是基因组上定位明确、作为界标并能通过PCR扩增被唯一操作得短得、单拷贝DNA 序列，用于产生作图位点。
GSS序列：基因组概览测序基因组DNA克隆得一次性部分测序得到得序列。
HTG序列：高通量基因组序列三大数据库：NCBI(GenBank)：美国生物技术中心，建立了一系列生物信息数据与各种服务。
如对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢！如对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢！一、名词解释（每小题3分，共30分）分）1.1. 生物信息学生物信息学2.2. 数据库技术数据库技术3.3. 数据仓库数据仓库4.4.EST5.5. 概念性翻译概念性翻译6.6. 同源性同源性7.7. 单系类群单系类群8.8. 全局排列全局排列9.9. 基因作图基因作图1010．直系同源体簇．直系同源体簇．直系同源体簇二、填空题（每空1分，共10分）分）1． 生物信息学主要研究的两种信息载体是生物信息学主要研究的两种信息载体是和 。
2． 国际上的三大核苷酸序列数据库分别是 、和 。
3． 数据挖掘的三大技术支柱是数据挖掘的三大技术支柱是、 和 。
4． 相同类型核苷酸的替换称为 ，不同类型核苷酸的替换称为 。
三、单项选择题（每小题1分，共10分）分）1.1. 在对模式生物进行全基因组的测定中，作为真菌模式生物的是在对模式生物进行全基因组的测定中，作为真菌模式生物的是。
A 、大肠杆菌、大肠杆菌B 、青霉菌、青霉菌C 、酵母菌、酵母菌D 、线虫、线虫2．NCBI 成立于成立于。
A 、1988年B 、1989年C 、1990年D 、1992年3．根据数据库管理系统所支持的基本数据模型的不同，可以将数据库分为五类，其中第二代数据库是代数据库是。
A 、层次数据库、层次数据库B 、网状数据库、网状数据库C 、关系数据库、关系数据库D 、分布式数据库、分布式数据库4．在向GenBank 投送序列的工具中，投送序列的工具中， 是标准的序列投送工具。
是标准的序列投送工具。
A 、Cn3DB 、tb12asnC 、BankItD 、Sequin5. 目前最为常用和注释最全的蛋白质序列数据库是目前最为常用和注释最全的蛋白质序列数据库是。
A 、Identify B 、OWLC 、PIRD 、SWISS-PROT6. 下列选项中根据蛋白质三维折叠模式和进化关系划分的结构分类数据库是下列选项中根据蛋白质三维折叠模式和进化关系划分的结构分类数据库是。
生物信息知识点总结高中一、生物信息学的基本概念1. 生物信息学的定义生物信息学是生物学与信息学相结合的新兴交叉学科，它主要以计算机和信息技术为工具，利用数学和统计学的方法，对生物学数据进行分析、整合和挖掘，以揭示生物学规律和发现新的生物学知识。
2. 生物信息学的研究对象生物信息学的研究对象主要包括生物学数据的获取、存储、管理、分析和可视化等方面。
生物学数据可以来自基因组、蛋白质组、代谢组和转录组等多个层面，包括基因序列、蛋白质序列、基因表达数据、代谢产物数据等。
3. 生物信息学的研究内容生物信息学的研究内容主要包括生物数据库的构建与维护、生物信息资源的开发与共享、生物数据的存储与管理、生物数据的分析与挖掘、基于生物信息学的生物学模拟与预测、以及生物信息学软件和工具的开发等。
4. 生物信息学的发展历程生物信息学的发展可以追溯到上世纪50年代，随着第一台电子计算机的出现，科学家们开始将计算机应用于生物学研究。
随着DNA测序技术的发展和生物大数据的爆发，生物信息学得到了迅猛发展，成为当今生物学研究中不可或缺的一部分。
二、生物信息学的基本方法1. 生物信息学的数据获取生物信息学的数据获取主要包括生物学实验数据、生物学数据库数据和公开共享数据等多个来源。
生物学实验数据可以通过生物学实验技术获取，如基因测序、蛋白质质谱和基因表达芯片等。
生物学数据库数据可以通过生物信息学数据库获取，如GenBank、Swiss-Prot、KEGG和GO等。
公开共享数据可以通过公共数据库和数据仓库获取，如NCBI、EBI和DDBJ等。
2. 生物信息学的数据存储与管理生物信息学的数据存储与管理主要包括生物学数据库的构建与维护、生物信息资源的开发与共享、生物数据的存储和管理等方面。
生物学数据库可以是本地数据库和网络数据库，可以使用关系型数据库、非关系型数据库和分布式数据库等技术进行存储和管理。
3. 生物信息学的数据分析与挖掘生物信息学的数据分析与挖掘主要包括生物学数据的统计学分析、生物学数据的数据挖掘与模式识别、生物学数据的生物信息学算法与工具等多个方面。
【名词解释】生信息学是包含生物信息的获取、处理、贮存、分发、分析和解释的所有方面的一门学科,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,目的在于了解大量的生物学意义数据库:是存储在某种存储介质上的相关数据的有组织的集合分子生物学数据库(生物信息学数据库)存储生物大分子信息数据的数据库称一级数据库:直接来源于实验获得的原始数据(DNA序列、蛋白质序列、蛋白质结构等),只经过简单的归类、整理和注释。
二级数据库:对原始生物分子数据进行整理、分类的结果,是在一级数据库、实验数据和理论分析的基础上针对特定的应用目标而建立的基因组数据库:是模式生物基因组数据库,是一个比较专一的数据库,只收录单一的物种序列、结构、发育等相关数据信息。
同源:两条序列有一个共同的进化祖先。
同源序列:指从某一共同祖先经趋异进化而形成的不同序列序列同源性:同源蛋白质的氨基酸序列具有明显的相似性,这种相似性相似性:是指序列比对过程中用来描述检测序列和目标序列之间相同DNA碱基或氨基酸残基顺序所占比例的高低。
直系同源:是指不同物种内的同源序列,它们来源于物种形成时的共同祖先基因旁系同源:基因是指同一基因组(或同一物种的基因组)中,由于始祖基因的加倍而横向/水平方向产生的几个同源基因。
序列比对:为确定两个或多个序列之间的相似性以至于同源性,而将它们按照一定的规律排列全局比对:对序列从头到尾进行比较局部比对:寻找序列中相似度最高的区域核酸序列拼接:通过2个及2个以上测序反应获得的序列都要拼接成一个完整的序列Kozak规则:第一个ATG侧翼序列的碱基分布所满足的统计规律。
物种树:代表一个物种或群体进化历史的系统发育树基因树:由来自各个物种的一个基因构建的系统发育树(不完全等同于物种树),表示基因分离的时间。
电子克隆:根据大量EST具有相互重叠的性质,通过计算机算法获得cDNA全长序列最小进化(ME)思想:在所有可能的拓扑结构中,选择分支长度和S最小作为最优树。
⽣物信息学课程复习题（南医⼤）⽣物信息学课程习题第⼀章绪论⼀、填空1、在年，美国国会批准启动⼈类基因组计划，拟⽤年时间测定⼈类全部条染⾊体上共个碱基序列的测定。
2、是遗传信息的携带者。
3、蛋⽩质三维结构测定主要⽅法有和。
4、理想的抗⽣素靶标应为微⽣物细胞所必须，在病原体中⾼度，且在⼈体中或与⼈类基因有。
5、下图例举了⼀个计算机辅助药物设计的实例，从a图中我们得到了配体上R基团附近的受体上有和残基，具有性，因此可以将R基团设计为性基团，如图b中所⽰的基团，使得抑制活性⽐改造前提⾼了近5000倍。
⼆、名词HGP（human genome project），EST（expressed sequence tag）, SNP（single nucleotide polymorphism）,⽣物信息学（Bioinformatics），药物基因组学（Pharmacogenomics），intron，“Junk DNA”，⽐较基因组学，蛋⽩质组学，分⼦进化树（evolutionary tree），基因组，基因组药物三、简答1、简述⽣物信息学在药物研究开发领域的应⽤可体现在哪些⽅⾯？2、如何利⽤基因组信息寻找新的药物作⽤靶标？3、如何利⽤⼈类基因组信息实现个性化治疗，其基于的原理是什么？4、试叙述基因芯⽚⽤于疾病诊断的原理，并说明其优缺点。
5、最近甲型流感流⾏，请设计甲型流感的分⼦诊断⽅法，说明其原理。
第⼆、三章数据库⼀、单选题1、以下数据库不能⽤于检索核酸序列的是（ B ）A. GenBankB. PDBC. EMBLD.DDBJ2、蛋⽩质结构数据常保存为下⾯哪⼀种格式为后缀的⽂件（）A. PDBB. txtC. SeqD. mdb3、下列格式属于FASTA格式的是（）A. >seq1B.C. ATGCCATAD. > ATGCCATAATGCCATA ATGCCATA⼆、填空题1、阅读以下数据格式，写出以下标注的含义：LOCUS是，DEFINITION是，ACCESSION是，VERSION是，SOURCE是在论⽂中使⽤了NCBI数据库中的该序列，应标注该序列的编号，应填。
中科院生物信息学期末考试复习题中科院生物信息学期末考试复习题润生老师部分：1.什么是生物信息学，如何理解其含义？为什么在大规模测序研究中，生物信息学至关重要？答：生物信息学有三个方面的含义：1)生物信息学是一个学科领域，包含着基因组信息的获取、处理、存储、分配、分析和解释的所有方面，是基因组研究不可分割的部分。
2)生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头，破译隐藏在DNA序列中的遗传语言，特别是非编码区的实质；同时在发现了新基因信息之后进行蛋白质空间结构模拟和预测；其本质是识别基因信号。
3)生物信息学的研究目标是揭示“基因组信息结构的复杂性及遗传语言的根本规律”。
它是当今自然科学和技术科学领域中“基因组、“信息结构”和“复杂性”这三个重大科学问题的有机结合。
生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头，找到基因组序列中代表蛋白质和RNA 基因的编码区；同时阐明基因组量存在的非编码区的信息实质，破译隐藏在DNA序列中的遗传语言规律：在此基础上，归纳、整理与基因组遗传信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白谱数据，从而认识代、发育、分化、进化的规律。
同时在发现了新基因信息之后，其还利用基因组中编码区信息进行蛋白空间结构模拟和蛋白功能预测，并将此类信息与生物体和生命过程中的生理生化信息结合，阐明其分子机制，最终进行蛋白、核酸分子设计、药物设计、个体化医疗保健设计。
2.如何利用数据库信息发现新基因，基本原理？答：利用数据库资源发现新基因，根据数据源不同，可分2种不同的查找方式：1)从大规模基因组测序得到的数据出发，经过基因识别发现新基因：（利用统计，神经网络，分维，复杂度，密码学，HMM，多序列比对等方法识别特殊序列，预测新ORF。
但因为基因组中编码区少，所以关键是“数据识别”问题。
）利用大规模拼接好的基因组，使用不同数据方法，进行标识查找，并将找到的可能的新基因同数据库中已有的基因对比，从而确定是否为新基因。
（生物科技行业）生物信息复习资料生物信息名词解释1、相似性：描述序列相关性的量，同源蛋白质总在三维结构上有显著的相似性。
2、壹致性：描述序列相关性的量，俩序列同源时，他们的氨基酸或者核苷酸里通常具有显著的壹致性。
3、生物信息学：20世纪分子生物学和计算机学交叉产生的新学科，用计算机数据库和计算机算法来分析蛋白质、基因和构成生物体的全部脱氧核糖核酸（基因组）。
4、蛋白质组学：对高通量蛋白质数据库进行分析的生物信息学工具和方法。
能够大范围的为蛋白质制定功能，确定蛋白质在哪个特殊生理条件下会出现，确定蛋白质之间的作用。
5、比较基因学：利用生物在进化上的亲缘关系，给予基因组图谱和测序基础上，对已知的基因和基因组结构进行比较，来了解基因的功能、表达家里和物种进化，来比较他们和人类之间的相似和相异，即比较基因组学。
6、同源（直系/旁系）：俩条序列之间有壹个共同的祖先，那么他们就是同源的，直系同源序列是不同物种内的同源序列，来自物种形成的共同祖先基因；旁系同源基因是通过类似基因复制的机制产生的同源序列。
7、Blast：基本局部比对搜索工具，NCBI用来将壹个蛋白质或DNA序列和各种数据库中其他序列进行比对的主要工具，是研究壹个蛋白质或基因的最基本方法之壹。
8、家族（family）：壹组金华市相关的共享壹个或多个结构域/重复域的蛋白为壹个家族。
9、结构域（模块）/domain（module）：蛋白质中能折叠成特定三维结构的壹段区域。
10、模体（指纹）/motif（fingerprint）：蛋白质序列中较短的保守区域，通常指按壹定模式排列的氨基酸残基，通常决定壹个家族。
11、重复：重复区且不但年度折叠成壹个球状的结构域，仍包括壹些短的重复模体序列。
12、PBD数据库：蛋白质和其他大分子结构的仓库，复制搜集蛋白质的结构信息，收录大量蛋白质三维结构文件，记录有原始结构数据，包括院子坐标，配基的化学结构和晶体结构的描述，通过评估模型质量和它们和实验数据的吻合程度来证实结构，目前拥有超过20000个结构记录。
生物信息学2018年12月21日14:33填空，选择，计算，简答，名词解释几代测序的代表平台，优缺点一代DNA测序技术用的是1975年由桑格（Sanger）和考尔森（Coulson）开创的链终止法Sanger法核心原理是：由于ddNTP的2’和3’都不含羟基，其在DNA的合成过程中不能形成磷酸二酯键，因此可以用来中断DNA合成反应，在4个DNA合成反应体系中分别加入一定比例带有放射性同位素标记的ddNTP（分为：ddATP,ddCTP,ddGTP和ddTTP），通过凝胶电泳和放射自显影后可以根据电泳带的位置确定待测分子的DNA序列第一代测序技术的主要特点是测序读长可达1000bp，准确性高达99.999%，但其测序成本高，通量低等方面的缺点，严重影响了其真正大规模的应用以Roche公司的454技术、illumina公司的Solexa，Hiseq技术和ABI公司的Solid技术为标记的第二代测序技术诞生了（1）DNA待测文库构建利用超声波把待测的DNA样本打断成小片段，目前除了组装之外和一些其他的特殊要求之外，主要是打断成200-500bp长的序列片段，并在这些小片段的两端添加上不同的接头，构建出单链DNA文库。
（2）FlowcellFlowcell是用于吸附流动DNA片段的槽道，当文库建好后，这些文库中的DNA在通过flowcell的时候会随机附着在flowcell表面的channel上。
每个Flowcell有8个channel，每个channel的表面都附有很多接头，这些接头能和建库过程中加在DNA片段两端的接头相互配对（这就是为什么flowcell能吸附建库后的DNA的原因），并能支持DNA在其表面进行桥式PCR的扩增。
（3）桥式PCR扩增与变性桥式PCR以Flowcell表面所固定的接头为模板，进行桥形扩增，如图4.a 所示。
经过不断的扩增和变性循环，最终每个DNA片段都将在各自的位置上集中成束，每一个束都含有单个DNA模板的很多分拷贝，进行这一过程的目的在于实现将碱基的信号强度放大，以达到测序所需的信号要求。
生物信息学基础生物信息学是将计算机科学、统计学和生物学相结合的一门学科，广泛应用于生物学研究、基因组学、蛋白质学和系统生物学等领域。
生物信息学的发展使得科学家们能够更好地理解生物系统的复杂性，并挖掘其中蕴藏的宝贵信息。
本文将介绍生物信息学的基础知识和应用。
一、DNA序列分析DNA是生物体中储存遗传信息的重要分子，对于理解生物的基因组结构和功能非常重要。
生物信息学利用计算方法分析DNA序列，探索其中的潜在信息。
这种分析方法包括序列比对、DNA重复序列分析和编码区识别等。
1. 序列比对序列比对是将两个或多个DNA序列进行比较，找出其相似性和差异性的过程。
基于序列比对，科学家们可以确定DNA片段在不同物种中的保守性，推断不同物种之间的亲缘关系，以及预测基因的功能和结构。
2. DNA重复序列分析DNA中存在大量的重复序列，这些序列对于生物体的进化和基因调控起着重要作用。
生物信息学能够识别和分析DNA中的重复序列，帮助科学家们了解重复序列的来源、进化过程和功能。
3. 编码区识别通过生物信息学方法，科学家们可以预测DNA序列中的编码区，即基因。
编码区识别是从DNA序列中确定哪些区域含有起始密码子和终止密码子的过程。
这对于研究基因功能和预测基因产物至关重要。
二、蛋白质序列和结构分析蛋白质是生物体中起着关键作用的分子，了解蛋白质的序列和结构对于解析其功能和相互作用非常重要。
生物信息学可应用于蛋白质序列分析和蛋白质结构预测。
1. 蛋白质序列分析蛋白质序列分析主要包括多序列比对、保守位点预测和功能域预测等。
通过比对多个相关蛋白质序列，科学家们可以发现共有的保守位点，推测其在蛋白质结构和功能中的重要性。
此外，通过预测功能域，可以了解蛋白质在分子水平上的具体功能。
2. 蛋白质结构预测蛋白质结构预测是通过计算方法推断蛋白质的三维结构。
由于实验方法限制，只有少部分蛋白质的结构被决定，而蛋白质结构与功能密切相关。
生物信息学中的蛋白质结构预测方法可以帮助科学家们获取更多蛋白质结构信息，推测蛋白质的功能和相互作用。
1.什么是生物信息学，如何理解其含义？答：生物信息学有三个方面的含义：1)生物信息学是一个学科领域，包含着基因组信息的获取、处理、存储、分配、分析和解释的所有方面。
2)生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头，破译隐藏在DNA序列中的遗传语言，特别是非编码区的实质；同时在发现了新基因信息之后进行蛋白质空间结构模拟和预测；其本质是识别基因信号。
3)生物信息学的研究目标是揭示“基因组信息结构的复杂性及遗传语言的根本规律”。
它是当今自然科学和技术科学领域中“基因组、“信息结构”和“复杂性”这三个重大科学问题的有机结合。
怎样理解生物信息学：生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头，找到基因组序列中代表蛋白质和RNA基因的编码区；同时阐明基因组中大量存在的非编码区的信息实质，破译隐藏在DNA 序列中的遗传语言规律：在此基础上，归纳、整理与基因组遗传信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白谱数据，从而认识代谢、发育、分化、进化的规律。
其还利用基因组中编码区信息进行蛋白空间结构模拟和蛋白功能预测，并将此类信息与生物体和生命过程中的生理生化信息结合，阐明其分子机制，最终进行蛋白、核酸分子设计、药物设计、个体化医疗保健设计。
2.如何利用数据库信息发现新基因，基本原理？答：利用数据库资源发现新基因，根据数据源不同，可分2种不同的查找方式：1)从大规模基因组测序得到的数据出发，经过基因识别发现新基因：利用大规模拼接好的基因组，使用不同数据方法，进行标识查找，并将找到的可能的新基因同数据库中已有的基因对比，从而确定是否为新基因。
可分为：①基于信号，如剪切位点、序列中的启动子与终止子等。
②基于组分，即基因家族、特殊序列间比较，Complexity analysis，Neural Network2)利用EST数据库发现新基因和新SNPs：数据来源于大量的序列小片段，EST较短，故关键在正确拼接。
方法有基因组序列比对、拼接、组装法等。
生物信息学是一门交叉学科, 包含了生物信息的获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内的所有方面, 它综合运用数学、计算机科学和生物学等的各种工具来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义。
生物信息学宗旨在揭示基因组信息结构的复杂性及遗传语言的根本规律。
从生物分子获得和挖掘深层次生物学知识。
人类基因组计划（HGP）：获得遗传图、物理图、序列图、转录图；终极目标：阐明人类基因组全部DNA序列；识别基因；建立储存这些信息的数据库；开发数据分析工具；研究HGP实施所带来的伦理、法律和社会问题。
其中我国承担了人类3号染色体短臂。
记录：一个数据库记录一般由两部分组成：原始序列数据和描述这些数据生物学信息的注释。
冗余：在一个数据库存在着多个相同的项，如两个或者更多的记录中有一个相同序列Fasta格式开始于一个标识符：">"，然后是一行描述。
GenBank格式：每个基因描述可有多个描述行，包含一行以LOUCUS开头描述行，基因序列以ORIGN开头，以靠的待分析数据2.准确的多序列比对3.选择合适的建树方法：A.序列相似程度高，MP(简约法)B.序列相似程度较低，ML(似然法)C.序列相似程度中等，NJ(邻接法)D.序列相似程度太低，无意义bootstrap为每个分支指派一个数值，表示这些分支在bootstrap测试中出现的百分比，暗示它们关联的化分是否被数据很好地支持。
越接近100，可信度越高。
GO：基因本体联合会所建立的数据库，旨在建立一个适用于各种物种的，对基因和蛋白质功能进行限定和描述的，并能随着研究不断深入而更新的语义词汇标准。
GO语义的分类：①分子功能描述在个体分子生物学上的活性，如催化活性或结合活性。
②生物学过程由分子功能有序地组成的，具有多个步骤的一个过程。
③细胞组件指基因产物位于何种细胞器或基因产物组中(如糙面内质网，核糖体，蛋白酶体等)，即基因产物在什么地方起作用。
语义之间有三种关系：①is a (I)②part of (P)③regulates (R)语义之间的关系：1.“语义”用“结点”表示2.用父子结点来表示语义之间的关系，其中父结点离根结点较近，表示相对宽泛的语义，而子结点离叶子结点较近，相对父结点其语义所代表的内容更为具体。
1 生信整理 一、重要概念 1. 生物信息学的定义、研究内容、组成 采用信息学的方法来研究生命科学
定义：生物信息学迄今为止尚没有一个标准定义 （广义：生命科学中的信息科学。生物体系和过程中信息的存贮、传递和表达；细胞、组织、器官的生理、病理、药理过程的中各种生物信息。狭义：生物分子信息的获取、存贮、分析和利用。） 研究内容：①基础研究——数学：模型、算法；IT：数据库、计算机软、硬件开发 ②应用（生命科学研发）——序列分析：ORF、序列组装；蛋白质结构预测(新药研发)；组学数据分析 组成：数学+信息科学+计算机科学+生命科学 2、推动生物信息学快速发展的学科 核心和灵魂：生物学 基本工具：数学与计算机技术
3、“组”学的主要创新点对生命科学发展的作用与意义
21世纪是生物技术和信息技术的时代，基因组研究由结构基因组研究转向功能基因组研究，蛋白质组学已成为当前研究的热点和重点，生物信息学加快了生命科学的发展步伐。蛋白组研究的兴起和发展，在揭示生命运动的本质及疾病的诊断、治疗等方面发挥着重要作用。随着基因组学研究的不断深入，在基因组测序、蛋白质序列测定和结构解析等实验的基础上，产生了大量有关生物分子的原始数据，这些原始的数据需要利用现代计算机技术进行收集、整理、管理以便检索使用，生物信息学应用而生，其研究重点集中在核酸和蛋白质两个方面。 所谓组学，即从一个整体的角度来研究。相对于传统生命科学零敲碎打的研究手段，研究单2
个的基因或蛋白的功能、结构，而组学则是着眼于大局，将单个的基因、蛋白以“组”的水平进行研究，从而对于生命科学能够有一个大局的把握。
4、生物信息学对生命科学发展的作用与意义 1． 同上 2． 生物信息学的引入不仅能够帮助传统生物学的实验，还能够通过预测、模拟等来指导生物学的研究
作用：(1) 从学科角度方面：生命科学进入了新的发展时期；研究体系的突破：局部到整体；学科性质：经验型、资料积累到总结规律 (2) 从研究人员角度：提高研究效率、深化研究成果、显著增加论文“厚度”与“重量” 意义：正对生命科学产生深远的影响，极大提高科研的效率、质量、促进生命科学实现跨越式的发展。数据处理、分析能力直接影响当今生命科学研究机构的科研能力与研究成果水平。
5、世界上最权威的四大生物数据平台 美国人工蛋白质数据库：1960年代 GenBank数据库：1979年 欧洲分子生物学实验室(EMBL)：1982年 日本核酸序列数据库(DDBJ): 1984年
6、检索工具法 通过检索工具对文献信息进行查找，可以通过主题、关键词、著作等途径。
即利用各种检索工具查找文献信息的方法。以主题、分类、著作等途径，通过检索工具获取所需文献的一种方法，根据检索文献的时间顺序又可分为顺查法、倒查法和抽查法。
7、追溯法 一种传统的文献检索方法，以一些已知文献或综述文献所附的参考文献为线索，查找原文
又称引文法，是一种传统的检索文献信息方法。它是以一些和欲检索课题相关的已知文献，特别是综述文献后所附的参考文献为线索，逐一追查原文的方法。
8、分段法 首先利用检索工具查出一批文献资料，再利用这些文献资料所附的参考文献追溯查找相关文献，如此交替，直到满足检索要求为止。
又称循环法或综合法，是交替使用“追溯法”和“检索工具法”来进行检索的综合方法。即首先利用检索工具查出一批文献资料，再利用这些文献资料所附的参考文献追溯查找相关文献。如此交替循环，不断扩展，直到满足检索要求为止。
9、文献检索的主要途径 著者途径，文献名称途径、主题途径等 10、数据库 3
长期储存在计算机内，有组织、可共享的数据集合 数据库中的数据按照一定的数据模型组织、描述和储存，冗余度小，数据独立性和易扩展性高，可以共享
数据库就是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。 数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 A database is a collection of one or more related tables.
11、表（table） A table is a collection of one or more rows of data. A row is a collection of one or more data items, arranged in columns.
12、数据库种类 DBMS（database management system）种类：Flat file indexing systems; Relational DBMSs; Object-oriented（面向对象的） DBMS 一次数据库往往就是原始数据，而二次数据库则是对原始数据进行了信息的注解以及处理，使其变得能让大家都看得懂。 一次数据库（基本数据库、初始数据库）：分子生物学、组学的基本数据资源 基因组数据库：来自基因组作图 序列数据库：来自序列测定 结构数据库：来自X射线衍射、核磁共振等结构测定 二次数据库：（也称专业数据库、专用数据库）： 根据生命科学不同研究领域的实际需要，对基因组图谱、核酸和蛋白质序列、蛋白质结构以及文献等数据进行分析、整理、归纳、注释，构建具有特殊生物学意义和专门用途的，是数据库开发的有效途径。
13、BLAST的中英文全名 Basic Local Alignment Search Tool=碱基局部核对查询工具 14、比对 排列两条或两条以上序列，使其最大化地利于分析序列的同源性、相似性等 15、氨基酸序列BLAST时，相对与于DNA序列打分矩阵有何异同？ DNA序列打分矩阵主要考虑三方面： 1． 插入 2． 删除 3． 替换 对于替换，要考虑转换和颠换的差异，一般来讲，转换罚分较少，颠换则较多 Aa序列blast时，打分矩阵主要考虑以下几个问题： 1． 物理、化学性质的相似性：残基的疏水性、电荷性质、大小 2． 根据替换实际发生的概率：需要统计自然界中实际的替换率
16、PAM矩阵 4
Pam矩阵的打分： 1． 以序列相似度很高的基因家族成员构建一个序列组 2． 计算每个aa的相对突变率，并两两计算每个aa被另一种aa替换的次数 3． 标准化处理做成pam矩阵
点接受突变(point-accepted-mutation) (PAM)矩阵。PAM矩阵的打分是通过统计相似序列比对中的替换发生率得到。 PAM矩阵构建方法： （1）首先，以序列间相似度很高(通常大于85％)的基因家族成员构建一个序列组 （2）接着计算每个氨基酸的相对突变率(relativemutability)。 （3）两两计算每个氨基酸被另种氨基酸替换的次数。 （4）对替换的频度进行标准化，再取常用对数，即得到PAM-1矩阵中的元素。 这种矩阵被称做对数几率矩阵(log odds matrix) 对矩阵中的元素进行标准化可以使PAM矩阵通过一个进化的固定单位反映氨基酸之间替换发生的可能性。 PAM-1：即每100个残基发生1次替换(或点接受突变)，即一个PAM单位(PAM umt)。 PAM-1矩阵：适于用来比较亲缘关系非常近的序列。 PAM-1000矩阵：可以用来比较亲缘性非常远的序列。 实践中用的最多的且比较折衷的矩阵是PAM-250。
17、BLOSUM矩阵 Blosum的最大特点即使用“类”而非单个aa为单位
（1）通过统计聚类技术来对相关蛋白质的无空位比对进行分类。 （2）计算类间的替换率 优点：当某氨基酸的替换率很低时，单纯统计方法会产生问题，而聚类方法能够帮助避免此类问题。 BLOSUM矩阵阶数的意义与PAM矩阵正好相反： ∵pam是取突变数量，而Blosum是取相似程度 低价 高价 PAM 相似程度高 相似程度低 比如 pam1是对于亲缘较近的物种，而pam1000则对于较远 BLOSUM 相似程度低 相似程度高 Blosum62 适用于相似度达62%的物种，Blosum80。。。。。80%的物种 低阶BLOSUM矩阵更多是用来比较亲缘较远的序列。
18、局部比对与整体比对在打分矩阵方面的主要区别、用途 局部比对： 能够高灵敏度地发现短的保守序列，结果更具生物学意义，计算量小且速度快 整体比对： 能够发现两个序列在整体水平上的相似性，要求比对序列长度较一致；主要用于进化分析、蛋白质三维结构或折叠方式的研究 全局比对对于空位罚分的情况没有根据其空的位置而异； 准全局以及局部的打分矩阵都对于中间空位以及两端空位有所区别，如 空位：-1，失配：-1，匹配：+1，两端空位：0 5
局部比对的主要优点与用途： 高灵敏度地发现短的保守序列、结果更具生物学意义、计算量小速度快 整体比对：用于发现两个序列整体水平上的相似性；要求：比对的序列长度较一致；主要用途：进化分析、蛋白质三维结构或折叠方式 打分矩阵：全局比对(global alignment)：空位罚分没对空位出现的位置不加区别（空位：序列中间、序列两端） 准全局比对打分矩阵：空位：-1，失配：-1，匹配：+1，两端空位：0 局部比对打分矩阵：空位：-1，失配：-1，匹配：+1，两端空位：0 小于零时归零，回溯重建比对，直到遇上零为止
19、相似性与同源性 同源性：从某一共同祖先进化而形成不同的序列 相似性：DNA碱基or蛋白质中aa相同序列所占比例的高低
同源性(homology)：定性。同源序列指从某一共同祖先经趋异进化而形成得不同序列。 相似性(similariy):：定量。通过序列比对过程中用来描述检测序列和目标序列之间相同DNA碱基或氨基酸残基序列所占比例的高低。
20、序列比对的主要应用 1． 通过数据库的搜索，找出相似的序列，有助于确定其功能 2． 多序列比对，能够发现特定基因家族的保守区段，找到同源克隆基因，并且能够对基因的功能结构域进行分析，还能够对其进化水平进行比较分析
1)数据库搜索-----序列比对最常见的用途 通过对海量序列的数据库的搜索，找出与特定序列相似的那些序列。 2)多序列比对：发现特定基因家族的保守区段；同源克隆基因；基因功能结构域分析；分子系统发生分析（生物进化）
21、BLASTN, BLASTP, BLASTX, tBLASTN, tBLASTP blastn：核酸序列对核酸库的比对，直接比较核酸序列的同源性。 blastp：蛋白序列与蛋白库做比对，直接比对蛋白序列的同源性。 blastx：核酸序列对蛋白库的比对，先将核酸序列翻译成蛋白序列（根据相位可以翻译为6种可能的蛋白序列），然后再与蛋白库做比对。 tblastn：蛋白序列对核酸库的比对，将库中的核酸翻译成蛋白序列，然后进行比对。 tblastx：核酸序列对核酸库在蛋白级别的比对，将库和待查序列都翻译成蛋白序列，然后对蛋白序列进行比对。
