生物信息学实验指导书_新版本

生物信息学数据库访问与操作作业指导书第一章生物信息学数据库概述 (2)1.1 数据库简介 (2)1.2 生物信息学数据库分类 (3)第二章数据库访问基础 (4)2.1 数据库访问方法 (4)2.1.1 网页访问 (4)2.1.2 命令行访问 (4)2.1.3 API访问 (4)2.1.4 与本地安装 (4)2.2 数据库访问工具 (4)2.2.1 浏览器 (4)2.2.2 命令行工具 (4)2.2.3 编程语言 (4)2.2.4 数据库管理软件 (5)2.3 数据库访问权限与安全 (5)2.3.1 权限控制 (5)2.3.2 用户认证 (5)2.3.3 数据加密 (5)2.3.4 安全审计 (5)2.3.5 安全策略 (5)第三章常用生物信息学数据库介绍 (5)3.1 核酸序列数据库 (5)3.1.1 GenBank (5)3.1.2 EMBL (6)3.1.3 DDBJ (6)3.2 蛋白质序列数据库 (6)3.2.1 SwissProt (6)3.2.2 TrEMBL (6)3.2.3 PIR (6)3.3 结构生物学数据库 (6)3.3.1 Protein Data Bank（PDB） (6)3.3.2 RCSB PDB (7)3.3.3 MMDB (7)第四章数据库检索与查询 (7)4.1 关键词检索 (7)4.2 高级检索策略 (7)4.3 检索结果处理 (8)第五章数据库数据与转换 (8)5.1 数据方法 (8)5.2 数据格式转换 (8)5.3 数据压缩与解压缩 (9)第六章数据库数据统计分析 (9)6.1 数据分布分析 (9)6.1.1 数据类型与分布特征 (9)6.1.2 数据分布分析方法 (9)6.2 数据相关性分析 (10)6.2.1 相关性指标 (10)6.2.2 相关系数计算方法 (10)6.2.3 相关系数的解释与检验 (10)6.3 数据可视化 (10)6.3.1 数据可视化工具 (10)6.3.2 数据可视化方法 (10)6.3.3 数据可视化技巧 (11)第七章数据库数据挖掘 (11)7.1 数据挖掘方法 (11)7.2 数据挖掘工具 (11)7.3 数据挖掘应用实例 (12)第八章数据库数据整合 (12)8.1 数据整合方法 (12)8.2 数据整合工具 (13)8.3 数据整合案例分析 (13)第九章数据库数据管理与维护 (13)9.1 数据库备份与恢复 (13)9.1.1 备份策略 (14)9.1.2 备份方法 (14)9.1.3 恢复操作 (14)9.2 数据库功能优化 (14)9.2.1 索引优化 (14)9.2.2 查询优化 (15)9.2.3 存储优化 (15)9.3 数据库安全与权限管理 (15)9.3.1 安全策略 (15)9.3.2 权限管理 (15)第十章生物信息学数据库应用实例 (15)10.1 基因序列分析 (15)10.2 蛋白质功能预测 (16)10.3 疾病相关基因研究 (16)、第一章生物信息学数据库概述1.1 数据库简介数据库（Database）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。

生物学学习指导书(完整版)目录1. 前言2. 生物学基础知识3. 细胞生物学4. 遗传学5. 生态学6. 进化论7. 生物学实验8. 结语1. 前言本研究指导书旨在帮助学生系统研究和理解生物学的重要概念和原理。

生物学研究生物的多个方面，从基础的细胞结构和功能到生态系统的相互作用。

通过本指导书的研究，您将掌握生物学的基础知识，并能应用这些知识进行实验和探索。

2. 生物学基础知识- 生物学的定义和研究范围- 细胞的结构和功能- 生物分子（如蛋白质、核酸等）的组成和作用- 生物的组织结构和器官系统3. 细胞生物学- 原核细胞和真核细胞的区别- 细胞膜和细胞器的功能和结构- 基因表达和蛋白质合成过程- 细胞分裂和遗传物质的传递4. 遗传学- 遗传学的基本概念和原理- 遗传物质的结构和功能- 基因型和表现型的关系- 遗传变异和突变- 遗传病的原因和治疗方法5. 生态学- 生物与环境的相互关系- 生态系统的结构和功能- 生物圈的重要概念和特点- 生态平衡和生物多样性的维持6. 进化论- 进化理论的基本原理- 自然选择和适应性进化- 物种形成和变异- 进化和生物的适应性7. 生物学实验- 实验设计和方法- 数据收集和分析- 实验结果的解释和推论- 实验的伦理和安全问题8. 结语通过研究本指导书中的内容，您将掌握生物学的基础知识，并能够应用这些知识进行相关实验和研究。

希望本指导书能对您的研究和研究有所帮助。

> 注意：本指导书仅供参考，具体研究和研究还需参考和深入相关教材和文献。

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03微生物在自然界和人类生活中的作用阐述微生物在生态系统、工业生产、医疗卫生等领域的重要性。

01微生物的定义与分类包括细菌、真菌、病毒等微生物的基本概念和分类方法。

02微生物的生物学特性介绍微生物的形态、结构、生理生化特性等。

微生物学概述01实验室安全制度包括实验室安全守则、危险标识识别、紧急情况下的应对措施等。

02实验操作规范介绍实验前准备、实验过程中的操作规范、实验后清理等注意事项。

03生物安全阐述生物安全的概念、生物安全级别的划分及相应防护措施。

实验室安全与规范介绍显微镜的种类、使用方法和维护保养。

显微镜介绍离心机的类型、使用方法和维护保养。

离心机阐述培养箱和摇床的工作原理、使用方法和注意事项。

培养箱与摇床包括分光光度计、电泳仪、PCR 仪等设备的简要介绍和使用方法。

其他常用设备常用仪器与设备实验报告格式包括标题、作者、摘要、正文、结论、参考文献等部分的撰写要求。

数据处理与图表制作介绍数据处理的方法、图表的制作规范及注意事项。

实验结果分析与讨论阐述实验结果的分析方法、讨论实验结果的合理性及可能存在的问题。

实验报告提交与评审说明实验报告的提交方式、评审标准及相关注意事项。

实验报告撰写要求03根据实验需求，选择适当的培养基类型，如营养琼脂、马丁氏琼脂等。

选择合适的培养基按照培养基配方准确称量各成分，加入蒸馏水或去离子水，加热溶解后调整pH 值。

配制培养基将配制好的培养基分装到试管、培养皿等容器中，采用高压蒸汽灭菌法或干热灭菌法进行灭菌处理。

培养基分装与灭菌培养基制备与灭菌微生物接种与培养接种前准备准备好无菌操作台、无菌接种环、酒精灯等接种工具，确保无菌操作环境。

微生物接种采用划线法、倾注法等方法将待测微生物接种到培养基上。

培养条件设置根据微生物的生长需求，设置好培养温度、湿度和光照等条件。

观察前准备准备好显微镜、载玻片、盖玻片等观察工具，确保无菌操作环境。

微生物形态观察通过显微镜观察微生物的形态、大小、排列方式等特征，记录并描述观察结果。

生物信息学实验大纲 1. 引言。

介绍生物信息学的定义和作用。

解释生物信息学在生命科学研究中的重要性。

概述实验大纲的目标和结构。

2. 基础知识。

DNA、RNA和蛋白质的结构和功能。

基因组学和转录组学的基本概念。

基本的计算机科学和统计学原理。

3. 数据库和工具。

常用的生物信息学数据库和工具的介绍。

如何使用数据库和工具来获取和处理生物学数据。

数据库搜索和数据挖掘的基本技巧。

4. 实验设计与数据采集。

设计合适的实验来回答特定的生物学问题。

选择适当的实验方法和技术来采集数据。

数据质量控制和实验重复性的考虑。

5. 数据分析与解释。

基因表达数据分析的基本流程和方法。

基因组序列分析的基本流程和方法。

蛋白质结构和功能预测的基本方法。

6. 数据可视化与报告。

使用图表和图形展示生物学数据。

如何撰写生物信息学实验报告和解释结果。

如何有效地传达实验结果和发现。

7. 实验案例分析。

分析和讨论一些生物信息学实验的案例。

探索不同研究领域中的生物信息学应用。

理解生物信息学在解决生物学问题中的潜力和局限性。

8. 实验项目。

学生根据所学知识设计和完成一个小型的生物信息学实验项目。

学生需要自行收集数据、分析数据并撰写实验报告。

导师或教师对学生的实验项目进行评估和指导。

这只是一个大致的生物信息学实验大纲，具体的内容和学习重点可能会因教育机构、课程设置和教师要求而有所不同。

希望这个概述能给你提供一些关于生物信息学实验的基本了解。

生物信息学实验一简介：生物信息学实验一是生物信息学实验课程的第一部分，旨在介绍生物信息学的基本概念、工具和技术，以及生物信息学在生物学研究中的应用。

本实验将引导学生通过实际操作，学习并掌握生物信息学的基本原理和操作技巧。

实验设备和材料：- 计算机或笔记本电脑- 生物信息学软件（例如NCBI BLAST、UCSC Genome Browser等）- 相关数据库和工具（例如GenBank、KEGG等）实验目的：1. 了解生物信息学的基本概念和应用领域；2. 学习生物信息学的常用工具和技术；3. 掌握生物序列分析、基因注释和比对等基本操作；4. 学会使用生物信息学软件和数据库进行数据查询和分析；5. 培养科学研究的数据处理和解读能力。

实验步骤：1. 确定研究对象：选择一个感兴趣的生物学问题或基因序列进行研究。

2. 数据获取：使用生物信息学工具和数据库，获取与研究对象相关的生物序列数据。

3. 序列分析：使用生物信息学软件对序列数据进行分析，包括碱基组成、氨基酸序列、启动子分析等。

4. 基因注释：通过比对算法和数据库，对序列进行基因功能注释，确定基因的命名、结构和功能信息。

5. 比对分析：使用比对工具进行序列比对，比较两个或多个序列之间的相似性和差异性。

6. 数据解读：根据分析结果，结合相关文献和知识，对实验数据进行解读和分析，得出科学结论。

实验注意事项：1. 在进行实验前，先了解所要使用的工具和软件的基本操作方法和原理；2. 实验过程中注意数据安全和保密，不得将数据泄露或用于非科研目的；3. 在进行数据分析和解读时，务必准确、客观地进行，不得造假或歪曲实验结果；4. 注意数据的备份和存储，以防止数据丢失或损坏；5. 尊重他人的研究成果和知识产权，合理引用和参考相关文献。

实验结果与讨论：本实验所得的结果可以根据具体的研究对象和实验数据来展开讨论和分析。

例如，如果研究对象是某个基因序列，可以讨论其结构和功能，与其他基因的关联性，以及在哪些生物过程中有重要作用等。

生物信息学实验报告**：__ **____ __ _ 学号：___ *********_ ___ 宋晓峰 _指导老师：__ 宋晓峰南京航空航天大学2013年4月实验一实验一 生物信息数据库的检索生物信息数据库的检索生物信息数据库的检索一．实验目的：一．实验目的：1.1.了解生物信息学的各大门户网站以及其中的主要资源。

了解生物信息学的各大门户网站以及其中的主要资源。

了解生物信息学的各大门户网站以及其中的主要资源。

2.2.了解主要数据库的内容及结构，理解各数据库注释的含义。

了解主要数据库的内容及结构，理解各数据库注释的含义。

了解主要数据库的内容及结构，理解各数据库注释的含义。

3.3.以以PubMed 为例，学会文献数据库的基本查询检索方法。

为例，学会文献数据库的基本查询检索方法。

二．实验内容：二．实验内容：（1）国际与国内的生物信息中心）国际与国内的生物信息中心国际NCBI NCBI、、EBI EBI、、ExPASy ExPASy，，EMBL EMBL、、SIB SIB、、TIGR 以及国内CBI CBI、、BioSino 网站的熟悉及内容的了解。

解。

核酸序列数据库：核酸序列数据库：genbank/EMBL-bank/DDBJ genbank/EMBL-bank/DDBJNCBI 网址：网址：//EBI 网址：网址：//EMBL 网址：网址：/embl /embl蛋白质序列数据库：蛋白质序列数据库：Swiss Prot Swiss Prot 、、ExPASy 网址：网址：//Uniprot 网址：网址：//蛋白质结构数据库：蛋白质结构数据库：PDB 网址：网址：/pdb//pdb/（2）数据库内容、结构与注释的浏览）数据库内容、结构与注释的浏览分别读取The spike protein of SARS-Corona Virus 在NCBI 中的核酸序列、SWISS-PROT 蛋白质序列以及PDB 蛋白质结构序列，熟悉数据库记录的结构，学会看懂其中的注释。

实验二在NCBI上进行Blast比对、查询实验目的：熟悉序列比对的数学基础，掌握在NCBI网页上进行BLAST比对、查询技能。

设备、软件：装有WinXP、Win2k或Win7操作系统的计算机，同时要求装有两个网页浏览器（IE8、360极速浏览器）。

实验内容：在应用方面，BLAST分为三个方向，BLAST Assemble Genomes（在指定的基因组里鉴定同源基因，从而在基因组上实现定位），Basic BLAST（常规BLAST，即在数据库里搜索亲缘性的序列）和Specialized BLAST（对DNA、蛋白质的序列进行特殊BLAST，以期获得特殊的结构域、引物、抗体、SNP、表达谱、转录谱等），在这三组BLAST中，最常用的是Basic BLAST，它也是实现咨询序列与数据库中所有序列比较的BLAST。

通过简单的BLAST练习两条短序列的比对，熟悉两条字符串比对的原理；通过提交序列在数据库中进行BLAST在线比对，掌握在NCBI网页上进行BLAST比对、查询功能。

实验步骤：一、两条序列的比对1、先将如下两条序列进行FASTA格式处理CTGTGCGGA TTCTTGTGGCTTTGGCCCTATCTTTTCTATGTCCAAGCTGTGCCCATCCAA和CTGTGCGGATTCTTGTGGCTTTGGCCCTATCTTTTCTATGTCCAAGCTGTGCCCATCCAA AA 处理后为：>123CTGTGCGGA TTCTTGTGGCTTTGGCCCTATCTTTTCTATGTCCAAGCTGTGCCCATCCAA >456CTGTGCGGA TTCTTGTGGCTTTGGCCCTATCTTTTCTATGTCCAAGCTGTGCCCATCCAA AA2、打开IE，进入/，后打开BLAST链接（在主页的右上角的popular resources区域的第一个即是），或直接进入BLAST页面（/）。

《生物技术大实验》实验指导书前言《生物技术大实验》是为生物技术专业本科高年级学生开设的综合实验课程，是在普通生物学实验、生物化学实验、微生物实验、细胞生物学和遗传学实验的基础上的综合实验课程。

该实验课程偏重于分子生物学实验教学，通过此实验课程，学生不仅学习到最基本的分子生物学技术，而且学习到前沿的生物技术。

分子生物学实验技术突飞猛进，日新月异。

分子生物学技术的广泛应用，在20世纪下半叶对生命科学的进步产生了举世公认的巨大推动作用，而且对人们的生活和整个社会的发展亦产生了巨大的冲击和影响。

分子生物学技术已广泛渗透和应用到生物学、遗传学、细胞学、微生物学、进化学、肿瘤学、免疫学、药理学、发育学、病毒学、神经生物学、生药学、法医学等与基础医学和临床医学有关的研究领域。

21世纪将更是分子生物学技术快速发展的时期，由此引起的生物技术革命并将更加深刻地影响社会的发展。

学生基本技能和动手能力的培养都离不开实验室，离不开实验课上的训练，很多理论上的原理都需要到实验课上去验证，很多理论上的知识都需要到实验课上去实践。

而实验课教材或实验指导书是开好实验课的基本条件之一。

虽然目前的分子生物学实验教材版本众多，但针对本科生的生物技术大实验教材尚无出版。

为了加强本学科的教材建设，促进本学科实验课的开设，我们参考了国外最新的有关分子生物学实验技术的专著，根据我校学生的特点及我们自己现有的基础和条件，特选择了部分实验容，并结合我们的经验与体会，汇编成了生物技术大实验实验指导书，以供参考。

在使用过程中，可根据不同的层次适当增减。

同时，对于新近产生和应用前景广阔的生物芯片技术、RNAi 技术和蛋白质组研究等，限于我们目前的条件，只能作些演示或作为动态给以介绍，条件一经成熟，即行开设。

由于分子生物学技术和生物技术的快速发展，加之我们是第一次这样系统地给学生开设生物技术大试验课程，许多工作还处于不断探索的过程中，难免有不妥和疏漏之处，恳切期望读者提出宝贵意见，以利不断修正完善。

生物信息学上机实验四用DNAMAN软件设计PCR引物一、目的要求DNAMAN 是一种常用的核酸序列分析软件。

由于它功能强大，使用方便，已成为一种普遍使用的DNA序列分析工具。

通过本实验，使学生掌握PCR引物的设计方法。

二、实验准备DNAMAN的使用说明书（word文档）一份、DNAMAN软件5.2.2版本、实验分析所用的4个序列见下面。

三、实验内容1、将待分析4个序列装入4个Channel，熟悉Channel的使用方法2、显示“序列（2）”的反向互补序列、互补序列、反向序列3、分析“序列（3）”的限制性酶切位点4、设计一对引物扩增“序列（1）”中的微卫星重复区域四、作业将上述前5项操作所得结果保存到电脑桌面，发到xiaopingjia@（1）CCAGA TGAGCGTGCGTTCGTTCCACGTACGTGTGCTGTGTGAGACGACACA TCT GCACCTGCACGTCAGCACGTACGTGCACCCGGTA TGTGTGCGCGTGTACTTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTCTGAGA TGAGGCCGGA TTCAGGA GCTGCGAGCTCA TAGGCCACAGTCACAGAA TTGCAACGGTACTTCAGTTCAGTCA TCTCCTAGTCCTTGAGAG（2）GGAAAAAAGA TACGTA TGTACA TA TACGTGTACGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGT GTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGAAGCAAAGACA TTGA TA TTGTTGCTGGTGGCGAGGTTGA TGCGCACAGCTCACTCCCGCGCTGACTGACACG（3）GGTCAGCAGAAAGCA TGCCGTAGTCAAACGA TCGACCTAGCTAGTAGCAGTGTG TGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTTTTGCAAAAACCTAGACCTTAGCAGCCTAG（4）CCTGA TTTGGA TCCAACAAAA TGCA TTTGACCA TA TAGTGTGTGTGTGTGTGTGTG TGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTTCACAGTCACAGAA TTGCAACGGTACTTCAGTTCAGTCA TCTCCTAGTCCTTGAGAG（2）题 SEQ DNAMAN2: 172 bp;Composition 57 A; 62 C; 22 G; 31 T; 0 OTHERPercentage: 33.1% A; 36.0% C; 12.8% G; 18.0% T; 0.0%OTHERMolecular Weight (kDa): ssDNA: 52.42 dsDNA: 106.04COLOURSsequence = 1features = 0ORIGIN1 CGTGTCAGTC AGCGCGGGAG TGAGCTGTGC GCATCAACCT CGCCACCAGC AACAATATCA 61 ATGTCTTTGC TTCACACACA CACACACACA CACACACACA CACACACACA CACACACACA 121 CACACACACA CACACACACG TACACGTATA TGTACATACG TATCTTTTTT CCSEQ DNAMAN2: 172 bp;Composition 57 A; 62 C; 22 G; 31 T; 0 OTHERPercentage: 33.1% A; 36.0% C; 12.8% G; 18.0% T; 0.0%OTHERMolecular Weight (kDa): ssDNA: 52.42 dsDNA: 106.04COLOURSsequence = 1features = 0ORIGIN1 CCTTTTTTCT ATGCATACAT GTATATGCAC ATGCACACAC ACACACACAC ACACACACAC 61 ACACACACAC ACACACACAC ACACACACAC ACACACACAC TTCGTTTCTG TAACTATAAC 121 AACGACCACC GCTCCAACTA CGCGTGTCGA GTGAGGGCGC GACTGACTGT GCSEQ DNAMAN2: 172 bp;Composition 31 A; 22 C; 62 G; 57 T; 0 OTHERPercentage: 18.0% A; 12.8% C; 36.0% G; 33.1% T; 0.0%OTHERMolecular Weight (kDa): ssDNA: 53.79 dsDNA: 106.04COLOURSsequence = 1features = 0ORIGIN1 GCACAGTCAG TCGCGCCCTC ACTCGACACG CGTAGTTGGA GCGGTGGTCG TTGTTATAG T 61 TACAGAAACG AAGTGTGTGT GTGTGTGTGT GTGTGTGTGT GTGTGTGTGT GTGTGTGTGT 121 GTGTGTGTGT GTGTGTGTGC ATGTGCATAT ACATGTATGC ATAGAAAAAA GG（3）题 Restriction analysis on DNAMAN3Methylation: dam-No dcm-NoScreened with 180 enzymes, 19 sites foundAluI AG/CT 1: 40BbvI GCAGCNNNNNNNN/ 1: 151BsaOI CGRY/CG 1: 32Bst71I GCAGCNNNNNNNN/ 1: 151DdeI C/TNAG 1: 135DpnI GA/TC 1: 31Fnu4HI GC/NGC 1: 140MaeI C/TAG 4: 37, 41, 129, 144MboI /GATC 1: 29NlaIII CATG/ 1: 17NspI RCATG/Y 1: 17PvuI CGAT/CG 1: 32Sau3AI /GATC 1: 29SphI GCATG/C 1: 17TaqI T/CGA 1: 32XorII CGAT/CG 1: 32List by Site Order17 NlaIII 31 DpnI 37 MaeI 140 Fnu4HI17 SphI 32 TaqI 40 AluI 144 MaeI17 NspI 32 PvuI 41 MaeI 151 BbvI29 Sau3AI 32 BsaOI 129 MaeI 151 Bst71I 29 MboI 32 XorII 135 DdeINon Cut EnzymesAatII Acc65I AccI AccII AccIII AclIAcyI AflII AflIII AgeI AhaIII Alw26IAlw44I AlwNI ApaBI ApaI ApaLI AscIAsp718I AsuI AsuII AvaI AvaII AvrIIBalI BamHI BanI BanII BbeI BbvIIBclI BglI BglII Bpu1102I BsaHI Bsc91IBsiI BsmI Bsp1286I Bsp1407I BspHI BspMIBspMII BssHII BstD102I BstEII BstNI BstXIBsu36I Cfr10I CfrI ClaI Csp45I CspICvnI DraI DraII DraIII DrdI EagIEam1105I Ecl136II Eco31I Eco47III Eco52I Eco56IEco57I Eco72I EcoHI EcoICRI EcoNI EcoRIEcoRII EcoRV EheI EspI FnuDII FokIFseI HaeII HaeIII HgaI HgiAI HhaIHindII HindIII HinfI HinP1I HpaI HpaIIHphI I-PpoI KpnI MaeII MaeIII MboIIMfeI Mlu113I MluI MnlI MscI MseIMspA1I MspI MstI MstII NaeI NarINcoI NdeI NheI NlaIV NotI NruINsiI NspBII PacI PflMI PinAI PleIPmaCI PmeI PpuMI PssI PstI PvuIIRleAI RsaI SacI SacII SalI SapISauI ScaI SciI ScrFI SduI SfaNISfiI SgrAI SmaI SnaBI SpeI SplISpoI SrfI SspI SstI SstII StuIStyI SunI SwaI ThaI Tth111I Tth111IIVspI XbaI XcmI XhoI XhoII XmaIXmaIII XmnIRestriction sites on DNAMAN3MaeIAluIMaeIXorIIBsaOIPvuITaqINspI DpnISphI MboINlaIII Sau3AI1 GGTCAGCAGAAAGCATGCCGTAGTCAAACGATCGACCTAGCTAGTAGCAGTGTGTGTGTGCCAGTCGTCTTTCGTACGGCATCAGTTTGCTAGCTGGATCGATCATCGTCACACACACAC61 TGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTTTTACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACAAAAMaeIMaeI DdeI Fnu4HI121 GCAAAAACCTAGACCTTAGCAGCCTAGCGTTTTTGGATCTGGAATCGTCGGATC（4）题Primer List29 CGTGTGCTGTGTGAGAC 51.9癈 and 224 GGAGATGACTGAACTGAAG 50.1癈30 GTGTGCTGTGTGAGACG 51.9癈 and 224 GGAGATGACTGAACTGAAG 50.1癈32 GTGCTGTGTGAGACGAC 50.7癈 and 224 GGAGATGACTGAACTGAAG 50.1癈。

生物信息学实验一生物信息学实验一: DNA序列比对一、引言DNA序列比对是生物信息学中的基础操作之一。

DNA序列比对可以通过比较两个或多个DNA序列之间的相似性和差异性，进而揭示序列之间的进化关系、基因功能以及潜在的生物学意义。

本实验旨在介绍DNA序列比对的基本原理、常见比对工具以及实验操作步骤。

二、实验原理1. 基本原理DNA序列比对是指将两个或多个DNA序列在相同参考框架下进行对比，以确定序列之间的相似性和差异性。

基于比对结果，可以推断序列中的保守区域、突变位点、插入缺失等信息。

2. 比对方法常见的DNA序列比对方法包括全局比对和局部比对。

全局比对适用于两个序列长度相似且整体结构相似的情况，例如比对同一基因的两个亚型。

而局部比对适用于两个序列之间存在较大差异的情况，例如比对基因组中的编码区域。

3. 比对工具生物信息学领域中有许多常用的DNA序列比对工具，如BLAST （Basic Local Alignment Search Tool）、ClustalW和MUSCLE等。

每个工具都有其独特的优势和适用范围，根据具体的研究目的和样本特点选择合适的比对工具。

三、实验步骤1. 收集序列数据在进行DNA序列比对实验前，首先需要收集待比对的DNA序列数据。

可以从公共数据库（如GenBank）或实验室已有的数据中获取所需序列，并保存为FASTA格式。

2. 选择比对工具根据比对的目的和序列特点，选择合适的比对工具。

例如，对于全局比对，可以选用BLAST工具；对于局部比对，可以选择ClustalW或MUSCLE工具。

3. 导入序列数据将收集到的DNA序列导入所选择的比对工具中。

一般来说，比对工具能够接受FASTA格式的输入。

确保正确导入所有待比对的序列，并设置比对参数。

4. 进行比对运行选定的比对工具，开始进行DNA序列比对。

比对过程可能需要花费一定的时间，具体时间取决于比对工具的算法和序列的长度。

5. 分析比对结果比对完成后，可以获取比对结果。

生物信息学实验大纲一、实验目的1.掌握基本的生物信息学知识和技能，包括生物数据库的利用、序列分析、基因组分析等。

2.学习并运用常用的生物信息学工具和软件，如BLAST、CLUSTAL、Phylogenetic等。

3.培养学生的科学思维和实验操作能力，提高数据分析和解释的能力。

4.通过实验培养学生的团队合作和沟通能力。

二、实验内容1.生物数据库的利用a.学习如何进行基因、蛋白质和基因组数据的检索和下载。

b.学习如何利用数据库进行序列比对、同源物种搜索等分析。

2.序列分析a.学习和掌握常用的序列比对软件（如CLUSTAL）和序列比对方法。

b.进行序列比对的实验操作，分析序列间的相似性和差异。

3.基因组分析a.学习并掌握基因组数据的下载和处理方法。

b.进行基因组数据分析的实验操作，如基因注释、富集分析等。

4.蛋白质结构预测a.学习并掌握蛋白质结构预测方法和软件。

b.进行蛋白质结构预测的实验操作，分析蛋白质结构的二级结构、三维结构等。

5.基因表达谱分析a.学习并掌握基因表达谱数据的获取和处理方法。

b.进行基因表达谱分析的实验操作，如差异表达基因的筛选和功能分析等。

6.进化分析a.学习进化分析的基本理论和方法。

b.进行进化分析的实验操作，如构建进化树、计算进化距离等。

三、实验要求1.实验组织形式：小组合作进行实验，每个小组由3-5名学生组成，共同完成实验设计、操作和数据分析。

2.实验前阅读实验指导书和相关科研论文，了解实验背景和基本原理。

3.每个小组在实验后撰写实验报告，并进行实验结果的展示和讨论。

4.每个学生需参与实验操作和数据分析，能够独立思考和解释实验结果。

四、实验设备和材料1.计算机及互联网连接设备。

2.生物信息学工具和软件，如BLAST、CLUSTAL、Phylogenetic等。

3.数据库访问权限或相关数据库的下载工具。

4.相关的生物序列和基因组数据。

五、实验评分指标1.独立思考和解释实验结果的能力。

生物学实验方法指导书一、实验目的本实验旨在介绍生物学实验的基本方法和步骤，帮助读者掌握科学的实验技巧，提升实验研究能力。

二、实验器材1. 显微镜2. 常用实验器具：试管、移液管、量筒、注射器等3. 高精密天平4. 温度控制设备：恒温水槽、恒温箱等5. 生物样本：如细胞培养物、动植物组织等三、实验步骤1. 实验准备a）检查所需器材是否完好，并清洗消毒。

b）检查实验样本的获取和保存是否符合要求。

2. 样本制备a）为了减小操作误差，应尽量制备多个样本进行重复实验。

b）根据实验目的选择合适的样本处理方法，如离心、染色等。

c）注意保持样本的原始状态，避免引入外界污染。

3. 实验操作a）根据实验要求，选择适当的实验方法，如显微镜观察、染色观察等。

b）严格按照实验步骤进行操作，尽量避免操作误差和实验交叉污染。

c）注意控制实验条件，如温度、pH值等。

4. 数据记录与分析a）将实验所得数据记录下来，包括实验条件、实验结果等。

b）对实验数据进行统计和分析，使用适当的统计方法和图表工具，得出结论。

5. 结论与讨论a）根据实验结果，得出相应的结论。

b）对实验结果进行讨论，分析实验中可能存在的误差和不确定性因素。

6. 实验报告a）根据实验要求，撰写实验报告，包括实验目的、实验步骤、实验数据、分析结果等。

b）实验报告应简明扼要，清晰明了，并附上相应的图表和参考文献。

四、实验注意事项1. 实验室安全a）遵守实验室安全操作规程，佩戴个人防护用品。

b）注意尽量避免接触有毒有害物质，注意实验室通风。

2. 实验操作a）严格按照实验步骤进行操作，尽量避免操作误差。

b）注意保持实验操作环境的清洁，避免交叉污染。

3. 数据记录与分析a）确保数据记录的准确性和完整性。

b）合理选择统计方法和图表工具，展示实验结果。

4. 结论与讨论a）结论应基于实验结果得出，客观准确。

b）对实验结果进行深入分析和讨论，指出存在的问题和改进的方向。

五、实验示范在指导书中无法列举所有具体实验步骤和操作要点，因此建议读者参考相关专业实验教材，或在老师指导下进行实验操作。

BLAST中，E值和P值分别是什么，它们有什么意义？答：BLAST中使用的统计值有概率p值和期望e值。

E期望值(E-value)这个数值表示你仅仅因为随机性造成获得这一比对结果的可能次数。

这一数值越接近零，发生这一事件的可能性越小。

从搜索的角度看，E值越小，比对结果越显著。

默认值为10，表示比对结果中将有10个匹配序列是由随机产生，如果比对的统计显著性值(E值)小于该值(10)，则该比对结果将被检出，换句话说，比较低的E值将使搜索的匹配要求更严格，结果报告中随机产生的匹配序列减少。

p值表示比对结果得到的分数值的可信度。

一般说来，p值越接近于零，则比对结果的可信度越大；相反，p值越大，则比对结果来自随机匹配的可能性越大。

12. 举例说明蛋白质序列、结构和功能的关系。

答：蛋白质的一级结构即氨基酸序列决定其高级结构和功能。

通过比较同源蛋白质的氨基酸序列的差异可以研究不同物种亲缘关系和进化。

亲缘关系越远，同源蛋白质氨基酸序列差异就越大。

基因突变引起某个功能蛋白的某一个或几个氨基酸残基发生了遗传性替代，从而导致整个分子的三维结构发生改变，功能部分或全部丧失。

一级结构的部分切除与部分蛋白质的激活具有密切关系。

蛋白质多种多样的生物功能是以其化学组成和极其复杂的结构为基础的，不仅需要一定的空间构象，蛋白质的空间构象取决于其一级结构和周围环境。

蛋白质的生物学功能是蛋白质分子天然构象所具有的的属性或所表现的性质。

例如：胰岛素。

首先合成前胰岛素原，前胰岛素原含信号肽，在内质网中，信号肽被信号肽酶切除成为胰岛素原；随即在高尔基体切除A、B链之间的一段氨基酸（称为C肽），形成胰岛素。

不同种属的胰岛素有24氨基酸残基的位置始终不变：A、B链上6个Cys不变，其余18个氨基酸多数为非极性侧链，对高级结构起稳定作用。

6个Cys的位置始终不变，说明不同种属的胰岛分子中A、B链之间有共同的连接方式，三对二硫键对维持高级结构起着稳定作用。

生物信息学参考书籍与资料篇一：生物信息学参考书籍(入门级)1、《Bioinformaticssequenceandgenomeanalysis》影印本，科学出版社,XX2、DurbinR,EddyS,KroghA,etal.生物序列分析,蛋白质和核酸的概率论模型.北京清华大学出版社,XX3、帕夫纳，计算分子生物学算法逼近，化学工业出版社，XX4、(巴西)J.塞图宝，J.梅丹尼斯著，朱浩等译，计算分子生物学导论，科学出版社，XX5、MasatoshiNeiSudhirKumar.译者：吕宝忠，钟扬，高莉萍，高等教育出版社，XX6、,著；李衍达,孙之荣等译，生物信息学基因和蛋白质分析的实用指南,，清华大学出版社,XX7、鲍尔迪，DNA芯片和基因表达从实验到数据分析与模建，科学出版社，XX8、利布莱尔，蛋白质组学导论：生物学的新工具，科学出版社，XX9、张亮，M.谢纳，生物芯片分析，科学出版社，XX10、卢因，基因VⅢ，科学出版社，XX11、(英)韦斯特海德()等著；王明怡等译,生物信息学，科学出版社XX12、皮埃尔·巴尔迪，(丹)索恩·布鲁纳克著；张东晖等译，生物信息学：机器学习方法，中信出版社，XX13、(美）CyntbiaGibas,PerJambecks著；孙超等译《生物信息学中的计算机技术》中国电力出版社，XX14、(美),著,孙啸，陆祖宏，谢建明等译，生物信息学概论,清华大学出版社XX15、(加)S.米塞诺,(美)克拉维茨著；欧阳红生,阮承迈,李慎涛等译,生物信息学方法指南，科学出版社，XX16、孙之荣主译探索基因组学、蛋白质组学和生物信息学，科学出版社，XX年8月出版17、哈特尔，遗传学基因与基因组分析，科学出版社,XX18、生物信息学若干前沿问题的探讨：中国科协第81次青年科学家论坛论文集／黄德双等主编,中国科学技术大学出版社XX19、胡松年，薛庆中主编，《基因组数据分析手册》浙江大学出版社,XX20、胡松年，基因表达序列标签数据分析手册，浙江大学出版社,XX21、李敏强，寇纪淞，林丹，李书全，遗传算法的基本理论与应用.科学出版社.XX年4月22、孙啸,陆祖宏,谢建明编著,生物信息学基础,清华大学出版社XX23、李霞主编，《现代生物信息学理论与实践》，科学出版社，XX年11月出版生物信息学参考书籍24、袁建刚等主译《基因组》科学出版社，XX25、黄韧等《生物信息学网络资源与应用》中山大学出版社，XX26、郝柏林等编《生物信息学手册》第2版，上海科学技术出版社，XX27、蒋彦等编《基础生物信息学及应用》清华大学出版社，科学出版社，XX28、张继仁蛋白质组学导论：生物学的新工具，科学出版社，XX年12月出版29、夏其昌，白质化学与蛋白质组学，科学出版社，XX 年30、蒋华良、钟扬、陈国强、罗小民等译药物基因组学——寻找个性化治疗，科学出版社，XX年7月出版31、著钟扬，王莉，张亮主译，生物信息学，高等教育出版社，XX32、张阳德编，《生物信息学》科学出版社，XX33、沈世镒著，生物序列突变与比对的结构分析，科学出版社XX34、赵国屏等编《生物信息学》科学出版社，XX35、郑珩王非，药物生物信息学，化学工业出版社，XX36、MinoruKanehisa著；孙之荣等译,后基因组信息学,清华大学出版社,XX37、赵雨杰主编，医学生物信息学，人民军医出版社，XX38、李桂源,钱骏主编,基于WWW的生物信息学应用指南，中南大学出版社XX39、李巍主编,生物信息学导论，郑州大学出版社，XX40、钱小红、贺福初等译蛋白质组学：从序列到功能.科学出版社，XX年9月41、钱小红，贺福初主编.蛋白质组学理论与方法，科学出版社，XX42、张阳德，纳米生物技术学，科学出版社，XX43、李越中闫章才高培基，基因组研究与生物信息学，山东大学出版社，XX网络资料：篇二：生物信息技术专业主要课程：高级语言程序设计、计算机组成原理、数据结构与算法、数理逻辑、操作系统、计算机网络、数据库系统、生物学、生物化学、高等多元分析、分子生物学、遗传学、生物信息学引论、统计遗传学与基因作图、分子进化分析、基因组信息学、生物信息学软件工程、生物识别技术及应用等。