比较同种生物间的异同
比较同种生物间的异同
一、教学目标
认知目标：知道同种生物间都存在差异。
学会利用直方图来显示同种生物间的某种差异。
学会解释直方图的方法与内容。
能力目标：培养学生的观察能力、分析归类的能力。
情感目标：培养学生的团队合作精神。
满足学生的表现欲，增强学生学习的自信心。
二、教学重点和难点
重点：认识同种生物间都存在差异。
懂得利用直方图来显示同种生物间的某种差异。
难点：懂得利用直方图来显示同种生物间的某种差异。
三、教学方法
观察——讨论法。
四、教学设备
投影仪、空白投影纸(全班每人一份)、直尺(每人一块)。
收集身高、脉搏、体重的资料(第一章中已测量)。
五、教学过程
★引入新课
以数学家莱布尼茨的话：“世界上没有完全相同的叶子”，引出世界上没有完全相同的人，即使是双胞胎之间也同样存在差异。【激发兴趣，并将学生注意力吸引到课堂上】
★新课教学：
1、人体间的差异
☆设问：根据你的观察，请举例说明人体间存在的各种差异。
同组学生相互观察讨论，并派代表举例说明。
☆收集人体资料：
肯定学生的回答：对，人体间存在着多种差异，有的比较明显，有的则需要我们仔细观察和分析才能得出结论。本节课我们就人体的某些特征来仔细观察一下。
(注意：教师应对观察的特征作具体的要求和恰当的分析和指导)
A、身高(厘米)。
B、体重(公斤)。
C、脉搏(指静态状态时所测量的次数)。
D、指距(要求手指充分伸展后所测得的大拇指与小拇指的间距，以厘米为单位)。
E、头发卷与直及发色(指未经人为加工的情况下所表现的状态)。
F、耳朵有无耳垂。
G、视力(近视/远视/正常)(远视指一般的老花眼，看远清晰，看近则模糊)。
H、卷舌与否(应适当指导训练几次后再作定论)。
I、惯用手(指不包括在父母的强行要求下而形成的习惯，而指顺其自然时所表现的状态)。
学会具体的操作：
☆仔细观察：头发、耳朵和舌的形态。
精确测量：指距。
认真判断：惯用手、视力。
☆适当讨论：对某些不确定之处，相互讨论，以求结果的准确性。
☆记录结果：将观察、测量和判断的结果记录到表格(并将第一章测量的体重和脉搏记录于表格中)。
2．发现个体差异
设问：请分析一下你们的观察记录的结果，人体的各个特征在你们之间有无异同点?
同组同学相互比较并分析得出恰当的结论
3．绘制直方图
设问：怎样才能更直接简便地了解我们整个班级在各个特征方面的差异情况呢?
例如：我们班同学的体重情况，怎样的体重是班中偏重的?怎样的体重为偏轻?而班中绝大部分同学的体重为多少公斤?
例：班级指距分布情况分析
操作：
1）班级所有同学的指距统计。
2）找出最大和最小指距。
3）根据最大指距和最小指距的间距分组。
设：最大指距22CM
最小指距18CM
分7组分别为：
16～17 17～18 18～19 19～20 20～21 21～22 22～23
4）绘制直方图（横坐标为组别，纵坐标为人数）。
活动要求：请学生代表将每组同学的指距写于黑板上，显示全班同学的指距：
☆找出最大指距和最小指距。
☆计算最大指距与最小指距之差。
☆确定组间距(1cm)，并根据指距差进行分组。
☆统计每组的人数。
☆学习绘制直方图。
4．练习绘制直方图
以小组为单位，同组学生分头收集全班同学某一特征的数据，统计、分析、制表，保证每一
小组不重复。结束后各小组派代表展示，并分析得失。
★总结：不同生物间有差异，同种生物不同个体间也有差异，这种个体间差异可通过直方图简洁而直观地表现出来。
★作业布置：练习册P2O(四)
六、教学后记
根据六年级学生的特点：好观察、好思考、好表现、希望了解“我”的个体特征是怎样的？班级同学又是怎样的？更希望知道“我”和班级同学有何差异？鉴此，本课主要借助小组的力量，采用相互观察、讨论和分析的方法，让学生在相互合作过程中认识到同种生物个体间都存在差异；另外利用已有的数理知识通过动手、动脑，学会利用直方图较直观地表示全班同学中各个体间的某种差异，并以组为单位选派代表展示本组的直方图，以满足学生的表现欲望，增强其自信心（其中各小组有的分析对象，例：第1组分析体重、第2组分析脉搏、第3组分析身高等。）
最后绝大部分学生学会了解直方图的绘制和应用。
生物信息学的主要研究内容
常用数据库 在DNA序列方面有GenBank、EMBL和等 在蛋白质一级结构方面有SWISS-PROT、PIR和MIPS等 在蛋白质和其它生物大分子的结构方面有PDB等 在蛋白质结构分类方面有SCOP和CATH等 生物信息学的主要研究内容 1、序列比对（Alignment） 基本问题是比较两个或两个以上符号序列的相似性或不相似性。序列比对是生物信息学的基础，非常重要。两个序列的比对有较成熟的动态规划算法，以及在此基础上编写的比对软件包BLAST和FASTA，可以免费下载使用。这些软件在数据库查询和搜索中有重要的应用。 2、结构比对 基本问题是比较两个或两个以上蛋白质分子空间结构的相似性或不相似性。已有一些算法。 3、蛋白质结构预测，包括2级和3级结构预测，是最重要的课题之一 从方法上来看有演绎法和归纳法两种途径。前者主要是从一些基本原理或假设出发来预测和研究蛋白质的结构和折叠过程。分子力学和分子动力学属这一范畴。后者主要是从观察和总结已知结构的蛋白质结构规律出发来预测未知蛋白质的结构。同源模建（Homology）和指认（Threading）方法属于这一范畴。虽然经过30余年的努力，蛋白结构预测研究现状远远不能满足实际需要。 4、计算机辅助基因识别(仅指蛋白质编码基因)。最重要的课题之一 基本问题是给定基因组序列后，正确识别基因的范围和在基因组序列中的精确位置.这是最重要的课题之一，而且越来越重要。经过20余年的努力，提出了数十种算法，有十种左右重要的算法和相应软件上网提供免费服务。原核生物计算机辅助基因识别相对容易些，结果好一些。从具有较多内含子的真核生物基因组序列中正确识别出起始密码子、剪切位点和终止密码子，是个相当困难的问题，研究现状不能令人满意，仍有大量的工作要做。 5、非编码区分析和DNA语言研究，是最重要的课题之一 在人类基因组中，编码部分进展总序列的3~5%，其它通常称为“垃圾”DNA，其实一点也不是垃圾，只是我们暂时还不知道其重要的功能。分析非编码区DNA 序列需要大胆的想象和崭新的研究思路和方法。DNA序列作为一种遗传语言，不仅体现在编码序列之中，而且隐含在非编码序列之中。 6、分子进化和比较基因组学，是最重要的课题之一 早期的工作主要是利用不同物种中同一种基因序列的异同来研究生物的进化，构建进化树。既可以用DNA序列也可以用其编码的氨基酸序列来做，甚至于可通过相关蛋白质的结构比对来研究分子进化。以上研究已经积累了大量的工作。近年来由于较多模式生物基因组测序任务的完成，为从整个基因组的角度来研究分子进化提供了条件。 7、序列重叠群（Contigs）装配 一般来说，根据现行的测序技术，每次反应只能测出500或更多一些碱基对的序列，这就有一个把大量的较短的序列全体构成了重叠群（Contigs）。逐步把它们拼接起来形成序列更长的重叠群，直至得到完整序列的过程称为重叠群装配。拼接EST数据以发现全长新基因也有类似的问题。已经证明，这是一个NP-完备
生物大分子
生物化学绪论 1、生物化学的发展过程大致分为 B、三个阶段 2、我国首先人工合成了有生物活性的蛋白质-结晶牛胰岛素是在 D、1965年 3、生物化学的研究起始于 C、18世纪 4、DNA双螺旋结构模型的提出的时间是 D、20世纪50年代 5、生物化学研究的基础阶段是 A、静态生物化学阶段 蛋白质的结构与功能 1、单纯蛋白质中含量最少的元素是 E、S 2、蛋白质变性是由于 D、蛋白质空间构象的破坏 3、盐析法沉淀蛋白质的原理是 A、中和蛋白质所带电荷，破坏蛋白质分子表面的水化膜 4、维系蛋白质α-螺旋结构的化学键是 D、氢键 5、蛋白质的主链构象属于 B、二级结构
酶（一） 1、酶与一般催化剂的区别是 D、具有高度特异性 2、在形成酶-底物复合物时 D、酶和底物的构象都发生变化 3、决定酶的专一性的是 A、酶蛋白 4、酶的活性中心是指 E、酶的必需基团在空间结构上集中形成的一个区域，能与特定的底物结合并使之转化成产物 5、下列各项中对活化能的描述最恰当的是 D、是底物分子从初态转变到活化态时所需要的能量 酶（二） 1、酶浓度与反应速度呈直线关系的前提是 C、底物浓度远远大于酶浓度 2、急性肝炎时，在血液中活性会增高的酶是 C、血清转氨酶 3、竞争性抑制剂的抑制程度与下列因素中无关的是 A、作用时间 4、在急性胰腺炎时，在胰腺中被激活，造成胰腺组织被水解破坏的是 A、胰蛋白酶原 5、下列酶的缺陷可引起白化病的是 A、酪氨酸酶
维生素 1、如缺乏可导致脚气病的维生素是 C、维生素B1； 2、叶酸在体内的活性形式是 C、FH4； 3、维生素D的活性形式是 C、1，25-（OH）2 -维生素D3； 4、下列维生素可作为视蛋白的辅基的是 B、维生素A； 5、下列维生素中含金属元素的是 B、维生素B12；
生物大分子结构与功能
生物大分子结构与功能 [掌握]： 蛋白质的基本组成单位和平均含氮量。氨基酸的理化性质。蛋白质一级、二级、三级和四级结构基本概念及维系其稳定的化学键，肽单元的概念，蛋白质二级结构的主要类型，结构模体、超二级结构、结构域、亚基、蛋白质等电点的概念，蛋白质变性作用及影响因素。[熟悉]： 氨基酸的分类。20种氨基酸的名称及三字母英文缩写符号。肽的概念和基本结构，生物活性肽。肽单元的结构特点。蛋白质一级结构和空间结构与蛋白质功能之间的关系。蛋白质的别构作用。蛋白质的紫外吸收作用。维系蛋白质胶体溶液的稳定因素。蛋白质呈色反应。 [了解]： 氨基酸的单字母符号。分子病的概念。蛋白质执行功能的主要方式。蛋白质分类。 课后思考题 ?简述蛋白质一到四级结构的基本概念、维持的作用力以及各结构层次间的内在关系。 ?试述蛋白质多肽链中α-螺旋的结构特点及妨碍其形成的因素。 ?何谓蛋白质的变性作用？其本质是什么？引起变性的因素有哪些？举例说明其应用。 ?以血红蛋白与O2的结合为例，说明什么是协同效应？ ?举例说明蛋白质结构与功能的关系。 第二章核酸的结构与功能 【掌握】核酸的基本组成单位和核酸的水解产物。核酸分子中核苷酸的连接方式。DNA和
RNA的一级结构和基本组成单位。DNA二级结构——双螺旋结构的定义和特点。三种RNA 的结构特点和功能。核酸的紫外吸收作用。DNA的变性与复性。DNA的增色效应和解链温度。 【熟悉】DNA的超螺旋结构。核酸的分子杂交。 【了解】DNA结构的多样性。其他小分子RNA。核酸酶的种类及作用。 第二章核酸的结构与功能（要点） 2.1 核酸的化学组成及一级结构 核苷—核苷酸—核酸，核酸的水解产物 2.2 DNA的空间结构与功能 一级结构 DNA的空间结构： 二级结构—双螺旋模式 2.3 RNA的结构与功能 mRNA –5’帽子结构，3’polyA尾（真核） tRNA –稀有碱基；三叶草形；倒L形 rRNA –功能 2.4 核酸的理化性质 紫外吸收性质 变性、复性和增色效应、解链温度
生物信息学实验指导讲解
生物信息学实验指导 适用专业：生物技术与制药大类 生物技术 编写：解增言 生物信息学院 2014年9月
目录 实验1 在线BLAST同源序列查询 (3) 实验2 本地BLAST同源序列查询 (8) 实验3 利用ClustalX与MEGA进行多序列比对与分子系统发生树构建 (10) 实验4 利用RNAfold预测RNA二级结构 (14) 实验5 Pfam蛋白质结构域分析 (17) 实验6 利用PSSpred预测蛋白质二级结构 (19) 实验7 利用Cn3D和RasMol分析蛋白质三级结构 (21) 实验8 利用GO及EST数据分析基因功能 (24)
实验1 在线BLAST同源序列查询 一、实验目的 1．了解同源序列查询的原理和用途； 2．掌握利用NCBI在线BLAST工具查找同源序列的方法。 二、实验原理 在生物学种系发生理论中，若两个或多个结构具有相同的祖先，则称它们同源（homologous）。分子生物学中的同源指两条序列来自于一条共同的祖先序列。一般来说，相似超过一定程度的序列具有同源性。在生物信息学研究中，常用序列比对（alignment）来研究序列的同源性以及推测物种之间的关系。 最常见的比对是蛋白质序列之间或核酸序列之间的两两比对，通过比较两个序列之间的相似区域和保守性位点，寻找二者可能的分子进化关系。进一步的比对是将多个蛋白质或核酸同时进行比较，寻找这些有进化关系的序列之间共同的保守区域或位点，从而探索导致它们产生共同功能的序列模式。此外，还可以把蛋白质序列与核酸序列相比来探索核酸序列可能的表达框架；把蛋白质序列与具有三维结构信息的蛋白质相比，从而获得蛋白质折叠类型的信息。 比对还是数据库搜索算法的基础，将查询序列与整个数据库]的所有序列进行比对，从数据库中获得与其最相似序列的已有的数据，能最快速的获得有关查询序列的大量有价值的参考信息，对于进一步分析其结构和功能都会有很大的帮助。近年来随着生物信息学数据大量积累和生物学知识的整理，通过比对方法可以有效地分析和预测一些新发现基因的功能。 序列两两比对 序列比对的理论基础是进化学说，如果两个序列之间具有足够的相似性，就推测二者可能有共同的进化祖先，经过序列内残基的替换、残基或序列片段的缺失、以及序列重组等遗传变异过程分别演化而来。序列相似和序列同源是不同的概念，序列之间的相似程度是可以量化的参数，而序列是否同源需要有进化事实的验证。在残基－残基比对中，可以明显看到序列中某些氨基酸残基比其它位置上的残基更保守，这些信息揭示了这些保守位点上的残基对蛋白质的结构和功能是至关重要的，例如它们可能是酶的活性位点残基，形成二硫键的半胱氨酸残基，与配体结合部位的残基，与金属离子结合的残基，形成特定结构motif的残基等等。但并不是所有保守的残基都一定是结构功能重要的，可能它们只是由于历史的原因被保留下来，而不是由于进化压力而保留下来。因此，如果两个序列有显著的保守性，要确定二者具有共同的进化历史，进而认为二者有近似的结构和功能还需要更多实验和信息的支持。通过大量实验和序列比对的分析，一般认为蛋白质的结构和功能比序列具有更大的保守性，因此粗略的说，如果序列之间的相似性超过30%，它们就很可能是同源的。 早期的序列比对是全局的序列比较，但由于蛋白质具有的模块性质，可能由于外显子的交换而产生新蛋白质，因此局部比对会更加合理。通常用打分矩阵描述序列两两比对，两条序列分别作为矩阵的两维，矩阵点是两维上对应两个残基的相似性分数，分数越高则说明两个残基越相似。因此，序列比对问题变成在矩阵里寻找最佳比对路径，目前最有效的方法是Needleman-Wunsch动态规划算法，在此基础上又改良产生了 Smith-Waterman算法和SIM算法。在 FASTA程序包中可以找到用动态规划算法进行序列比对的工具LALIGN，它能给出多个不相互交叉的最佳比对结果。
BLAST_核酸氨基酸序列相似性比较
BLAST 核酸/氨基酸序列相似性比较 Blast (Basic Local Alignment Search Tool)是一套在蛋白质数据库或DNA数据库中进行相似性比较的分析工具。BLAST程序能迅速与公开数据库进行相似性序列比较。BLA ST结果中的得分是对一种对相似性的统计说明。 BLAST 采用一种局部的算法获得两个序列中具有相似性的序列。如果您想进一步了解BLAST算法，您可以参考NCBI的BLAST Course ，该页有BLAST算法的介绍。 BLAST的功能 BLAST对一条或多条序列(可以是任何形式的序列)在一个或多个核酸或蛋白序列库中进行比对。BLAST还能发现具有缺口的能比对上的序列。 BLAST是基于Altschul等人在J.Mol.Biol上发表的方法(J.Mol.Biol.215:403-410(19 90)),在序列数据库中对查询序列进行同源性比对工作。从最初的BLAST发展到现在NC BI提供的BLAST2.0,已将有缺口的比对序列也考虑在内了。BLAST可处理任何数量的序列,包括蛋白序列和核算序列;也可选择多个数据库但数据库必须是同一类型的,即要 么都是蛋白数据库要么都是核酸数据库。 所查询的序列和调用的数据库则可以是任何形式的组合,既可以是核酸序列到蛋白库中作查询,也可以是蛋白序列到蛋白库中作查询,反之亦然。 通常根据查询序列的类型（蛋白或核酸）来决定选用何种BLAST。假如是作核酸－核酸查询，有两种BLAST供选择，通常默认为BLASTN。如要用TBLASTX也可，但记住此时不考虑缺口。 BLAST适用于本地查询。可以下载公共数据库，对于该数据库的更新和维护是必不可少的。如果要直接到网上查询也可以（即ＮetＢlast），但记住如果你认为自己的序列很有价值的话，还是谨慎为宜。 如何访问在线的BLAST功能服务? 您只要通过浏览器访问Blast主页(https://www.sodocs.net/doc/7810034461.html,/) 。所有的查询和分析都通过浏览器来完成，就象您在您的本地机上一样方便和快捷。 BLAST 采用一种局部的算法获得两个序列中具有相似性的序列。 Blast中常用的程序介绍： 1、BLASTP是蛋白序列到蛋白库中的一种查询。库中存在的每条已知序列将逐一地同每条所查序列作一对一的序列比对。 2、BLASTX是核酸序列到蛋白库中的一种查询。先将核酸序列翻译成蛋白序列（一条核酸序列会被翻译成可能的六条蛋白），再对每一条作一对一的蛋白序列比对。 3、BLASTN是核酸序列到核酸库中的一种查询。库中存在的每条已知序列都将同所查序列作一对一地核酸序列比对。
同种生物的差异性
同种生物的差异性 教学目标：通过对同种生物性状的观察，发现它们的差异，理解生物多样性不仅体现在生物种类多样性上，还体现在同种生物的差异性上。 引导学生从同种生物性状的差异性认识生物多样性 教学重点：人的性状差异的表现形式 教学难点：性状概念的理解 教材分析： 1）人的性状差异性状是指生物体的形态特征或生理特征，是遗传因素和环境相互作用的结果。地球上的人属于同一个物种 2）同种植物性状的差异种和品种是两个概念 教学过程： 地球上没有两个完全一样的生物个体，同种生物也是这样。 生物的多样性不仅体现在生物种类多样性上，还体现在同种生物的差异性上。比如说人也是如此。我们来做一个活动： 猜一猜：叫上3位学生，让一名学生描述另外两个学生中的其中一名学生的外表特征，并让其余学生猜一猜他描述的是哪一位同学。 学生活动表现 教师：我们能够从某同学的描述中猜出他所说的是哪位同学，主要是因为我们每一个人的形态特征相互间都是不一样的，即人的性状存在着差异 一、人的性状差异 性状：是指生物体的形态特征或生理特性，如人的高矮、双眼皮或单眼皮；体温、脉搏数目等，是遗传因素和环境相互作用的结果。主要表现在三方面： 1.相貌 观察图7.2.1三位少女头部的照片，并描述3个不同的特征，写在照片下面的表格中。 总结：人的相貌差异，头部最明显，在黄、白、黑三大人种间差异最明显的为肤色和鼻 鼻的特征：白色人种鼻高而窄，鼻孔长轴纵向；唇厚：薄和中等肤色：白色 黄色人种宽度中等，鼻孔圆形中等和厚黄色 黑色人种鼻矮而宽，鼻孔长轴横向；厚和很厚黑色 2.指纹 人的手指皮肤上有许多纹路。是不是我们每一个人的纹路都一样？我们的每一个手指的纹路一样吗？ 学生：每一个学生将指尖在印台上压一下，然后印在白纸上。对照图7.2.2各种类型的指纹，你是属于哪一种类型？将你的指纹与你同学的指纹比一比，你能找出多少相异之处？ 地球上所有人的指纹都不相同。而且，一个人的指纹的形状不会随着年龄的增长而发生变化。因此，警察常利用指纹来确定犯罪嫌疑人的身份，有关部门还利用指纹作为社会生活中的识别证件 3.血型 我们同学可能都有看过一些杂志，上面有关于一些血型和人的性格、属相、星座或者前途有关的一系列说法。我们今天也来了解一下血型。 地球上的人有四种基本血型：A、B、AB和O型。每个人都有自己的血型，你知道自己的血型吗？
生物信息学复习题及答案(陶士珩)
生物信息学复习题 一、名词解释 生物信息学, 二级数据库, FASTA序列格式, genbank序列格式, Entrez，BLAST，查询序列（query），打分矩阵（scoring matrix），空位（gap），空位罚分，E 值, 低复杂度区域，点矩阵（dot matrix），多序列比对，分子钟，系统发育（phylogeny），进化树的二歧分叉结构，直系同源，旁系同源，外类群，有根树，除权配对算法（UPGMA），邻接法构树，最大简约法构树，最大似然法构树，一致 树（consensus tree），bootstrap，开放阅读框（ORF），密码子偏性（codon bias），基因预测的从头分析法，结构域（domain），超家族，模体（motif），序列表谱（profile），PAM矩阵，BLOSUM，PSI-BLAST，RefSeq，PDB数据库，GenPept， 折叠子，TrEMBL，MMDB，SCOP，PROSITE，Gene Ontology Consortium，表谱（profile）。 二、问答题 1）生物信息学与计算生物学有什么区别与联系？ 2）试述生物信息学研究的基本方法。 3）试述生物学与生物信息学的相互关系。 4）美国国家生物技术信息中心（NCBI）的主要工作是什么？请列举3个以上NCBI 维护的数据库。 5）序列的相似性与同源性有什么区别与联系？ 6）BLAST套件的blastn、blastp、blastx、tblastn和tblastx子工具的用途 什么？ 7）简述BLAST搜索的算法。 8）什么是物种的标记序列？ 9）什么是多序列比对过程的三个步骤？ 10）简述构建进化树的步骤。 11）简述除权配对法（UPGMA）的算法思想。 12）简述邻接法（NJ）的算法思想。 13）简述最大简约法（MP）的算法思想。 14）简述最大似然法（ML）的算法思想。 15）UPGMA构树法不精确的原因是什么？ 16）在MEGA2软件中，提供了多种碱基替换距离模型，试列举其中2种，解释其 含义。 17）试述DNA序列分析的流程及代表性分析工具。 18）如何用BLAST发现新基因？ 19）试述SCOP蛋白质分类方案。 20）试述SWISS-PROT中的数据来源。 21）TrEMBL哪两个部分？ 22）试述PSI-BLAST 搜索的5个步骤。 三、操作与计算题 1）如何获取访问号为U49845的genbank文件？解释如下genbank文件的LOCUS行提供的信息： LOCUS SCU49845 5028 bp DNA linear PLN 21-JUN-1999 2）利用Entrez检索系统，对核酸数据搜索，输入如下信息，将获得什
生物信息学中的序列比对算法
生物信息学中的序列比对算法 张永１，王瑞２ （１．南昌航空大学计算机学院，江西南昌３３００６３；２．江西大宇职业技术学院，江西南昌３３００３８） 摘要：生物信息学是以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。序列比对是生物信息学中的一个基本问题，设计快速而有效的序列比对算法是生物信息学研究的一个重要内容，通过序列比较可以发现生物序列中的功能、结构和进化的信息，序列比较的基本操作是比对。本文介绍了序列比对算法的发展现状，描述了常用的各类序列比对算法，并分析了它们的优劣。 关键词：生物信息学；双序列比对；多序列比对 中图分类号：ＴＰ３０１文献标识码：Ａ文章编号：１００９－３０４４（２００８）０３－１０１８１－０４ ＳｅｑｕｅｎｃｅＡｌｉｇｎｍｅｎｔＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓｉｎＢｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ＺＨＡＮＧＹｏｎｇ１，ＷＡＮＧＲｕｉ２ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｉｎｇ，ＮａｎｃｈａｎｇＨａｎｇｋｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００６３，Ｃｈｉｎａ；２．ＪｉａｎｇｘｉＤａｙｕＶｏｃａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓｉｓｔｈｅｓｕｂｊｅｃｔｏｆｕｓｉｎｇｃｏｍｐｕｔｅｒｔｏｓｔｏｒｅ，ｒｅｔｒｉｅｖｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｓｅｑｕｅｎｃｅａｌｉｇｎｍｅｎｔｉｓａｂａ－ｓｉｃｐｒｏｂｌｅｍｉｎＢｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，ａｎｄｉｔｓｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｉｓｔｏｄｅｖｅｌｏｐｒａｐｉｄａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅａｌｉｇｎｍｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．Ｗｅｍａｙｄｉｓｃｏｖ－ｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｑｕｅｎｃｅｓｂｙｓｅｑｕｅｎｃｅｃｏｍｐａｒｉｎｇ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐ－ｍｅｎｔａｃｔｕａｌｉｔｙｏｆｓｅｑｕｅｎｃｅａｌｉｇｎｍｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｄｅｓｃｒｉｂｅｓｖａｒｉｅｔｙｏｆｓｅｑｕｅｎｃｅａｌｉｇｎｍｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄａｎａｌｙｓｅｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄ－ｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ；ＰａｉｒｗｉｓｅＳｅｑｕｅｎｃｅＡｌｉｇｎｍｅｎｔ；ＭｕｌｔｉｐｌｅＳｅｑｕｅｎｃｅＡｌｉｇｎｍｅｎｔ １引言 生物信息学是８０年代末随着人类基因组计划的启动而兴起的一门新的交叉学科，最初常被称为基因组信息学。生物信息学是在生命科学的研究中，以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。它是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一，同时也将是２１世纪自然科学的核心领域之一。其研究重点主要体现在基因组学和蛋白组学两方面，具体说，是从核酸和蛋白质序列出发，分析序列中表达结构与功能的生物信息。 生物信息学的研究重点主要体现在基因组学和蛋白质学两方面，具体地说就是从核酸和蛋白质序列出发，分析序列中表达结构和功能的生物信息。生物信息学的基本任务是对各种生物分析序列进行分析，也就是研究新的计算机方法，从大量的序列信息中获取基因结构、功能和进化等知识。在从事分子生物学研究的几乎所有实验室中，对所获得的生物序列进行生物信息学分析已经成为下一步实验之前的一个标准操作。而在序列分析中，将未知序列同已知序列进行相似性比较是一种强有力的研究手段，从序列的片段测定，拼接，基因的表达分析，到ＲＮＡ和蛋白质的结构功能预测，物种亲缘树的构建都需要进行生物分子序列的相似性比较。例如，有关病毒癌基因与细胞癌基因关系的研究，免疫分子相互识别与作用机制的研究，就大量采用了这类比较分析方法。这种相似性比较分析方法就称为系列比对（ＳｅｑｕｅｎｃｅＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）。目前，国际互联网上提供了众多的序列比对分析软件。然而，不同的分析软件会得到不同的结果，同时所使用的参数在很大程度上影响到分析的结果。有时常常会由于采用了不合适的参数而丢失了弱的但却具有统计学显著性意义的主要信息，导致随后的实验研究走弯路。因此，生物信息学中的序列比对算法的研究具有非常重要的理论与实践意义。 序列比对问题根据同时进行比对的序列数目分为双序列比对和多序列比对。双序列比对有比较成熟的动态规划算法，而多序列比对目前还没有快速而又十分有效的方法。一般来说，评价生物序列比对算法的标准有两个：一为算法的运算速度，二为获得最佳比对结果的敏感性或准确性。人们虽已提出众多的多序列比对算法，但由于问题自身的计算复杂性，它还尚未得到彻底解决，是 收稿日期：２００７－１１－２５ 基金资助：南昌航空大学校自选（ＥＣ２００７０６０８６） 作者简介：张永（１９７７－），男，硕士，辽宁铁岭人，南昌航空大学计算机学院讲师，研究方向：生物信息学、信息处理；王瑞（１９７７－），男，江西大宇职业技术学院外语系助教。
同种生物的差异性_教案
同种生物的差异性 【教学目标】 1．了解人的相貌、指纹、血型的性状差异，知道指纹的独特性应用； 2．了解同种植物性状的差异及种及品种含义的不同； 3．激发对自身认识的兴趣，培养观察一对性状的方法，感受科技的应用。 【教学重难点】 会观察并理解同种生物的差异性。 【教学过程】 一、活动1：讲授同种生物的差异性 引入：生物多样性不仅体现在物种多样性，还体现在同种生物的差异性。 1．人的性状差异： 观察人的性状差异： 观察3位少女头部照片，相貌有何差异？ 还有哪些差异？有无耳垂，能否卷舌，有无酒涡？ （1）指纹。 采集指纹。 4人一组，利用指纹采集表和印泥采集小组中每位同学的右手拇指和实质的指纹，在指纹左边签下每位同学的大名，确定每位同学的指纹属于哪种类型。 请小组班上汇报。 比较你与同学的指纹，有哪些不同？ 班级统计：放射状环形有几人？ 任意性有人，帐篷状人。 长环形有人，中心袋状形人。 有完全相同的指纹吗？ 指纹有哪些应用？ 指纹锁、考勤机、指纹识别机，确定犯罪嫌疑人身份。 （2）血型。 a．你知道自己是什么血型？
四种基本血型：Ａ型、B型、AB型、O型。 b．哪种血型最多？ c．人之间有这么多差异，我们称之性状差异？不同人属于同一物种吗？为什么？ 2．同种植物性状的差异： 同一动物性状有差异，同一植物性状有差异吗？ 同一植物，远看觉得很像，但是仔细观察，会发现有些地方不同。如：叶的大小、形状、叶脉都有不同，即使同一植物上的叶片也找不出完全相同的。 当你去菜园、菜市场，你会发现同一种植物果实也不同。 同一品种果实，也有差异吗？你能举出同一物种不同品种？晚稻和糯稻。 品种与物种一样吗？ 二、小结 生物多样性体现在物种多样性和同种生物多样性。
(高考生物)生物大分子的结构与功能
（生物科技行业）生物大分子的结构与功能
第一篇生物大分子的结构与功能 第一章氨基酸和蛋白质 一、组成蛋白质的20种氨基酸的分类 １、非极性氨基酸 包括：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸 ２、极性氨基酸 极性中性氨基酸：色氨酸、酪氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸 酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸 碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸 其中：属于芳香族氨基酸的是：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸 属于亚氨基酸的是：脯氨酸 含硫氨基酸包括：半胱氨酸、蛋氨酸 注意：在识记时可以只记第一个字，如碱性氨基酸包括：赖精组 二、氨基酸的理化性质 １、两性解离及等电点 氨基酸分子中有游离的氨基和游离的羧基，能与酸或碱类物质结合成盐，故它是一种两性电解质。在某一ＰＨ的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的ＰＨ称为该氨基酸的等电点。 ２、氨基酸的紫外吸收性质 芳香族氨基酸在280nm波长附近有最大的紫外吸收峰，由于大多数蛋白质含有这些氨基酸残基，氨基酸残基数与蛋白质含量成正比，故通过对280nm波长的紫外吸光度的测量可对蛋白质溶液进行定量分析。 ３、茚三酮反应 氨基酸的氨基与茚三酮水合物反应可生成蓝紫色化合物，此化合物最大吸收峰在570nm波长处。由于此吸收峰值的大小与氨基酸释放出的氨量成正比，因此可作为氨基酸定量分析方法。 三、肽 两分子氨基酸可借一分子所含的氨基与另一分子所带的羧基脱去１分子水缩合成最简单的二肽。二肽中游离的氨基和羧基继续借脱水作用缩合连成多肽。10个以内氨基酸连接而成多肽称为寡肽；39个氨基酸残基组成的促肾上腺皮质激素称为多肽；51个氨基酸残基组成的胰岛素归为蛋白质。 多肽连中的自由氨基末端称为Ｎ端，自由羧基末端称为Ｃ端，命名从Ｎ端指向Ｃ端。 人体内存在许多具有生物活性的肽，重要的有： 谷胱甘肽（GSH）：是由谷、半胱和甘氨酸组成的三肽。半胱氨酸的巯基是该化合物的主要功能基团。GSH的巯基具有还原性，可作为体内重要的还原剂保护体内蛋白质或酶分子中巯基免被氧化，使蛋白质或酶处于活性状态。 四、蛋白质的分子结构 １、蛋白质的一级结构：即蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。 主要化学键：肽键，有些蛋白质还包含二硫键。 ２、蛋白质的高级结构：包括二级、三级、四级结构。
生物信息学考试复习
——古 A．名词解释 1. 生物信息学：广义是指从事对基因组研究相关的生物信息的获取，加工，储存，分配，分析和解释。狭义是指综合应用信息科学，数学理论，方法和技术，管理、分析和利用生物分子数据的科学。 2. 基因芯片：将大量已知或未知序列的DNA片段点在固相载体上，通过物理吸附达到固定化（cDNA芯片），也可以在固相表面直接化学合成，得到寡聚核苷酸芯片。再将待研究的样品与芯片杂交，经过计算机扫描和数据处理，进行定性定量的分析。可以反映大量基因在不同组织或同一组织不同发育时期或不同生理条件下的表达调控情况。 3. NCBI：National Center for Biotechnology Information.是隶属于美国国立医学图书馆（NLM）的综合性数据库，提供生物信息学方面的研究和服务。 4. EMBL：European Molecular Biology Laboratory.EBI为其一部分，是综合性数据库，提供生物信息学方面的研究和服务。 5. 简并引物：PCR引物的某一碱基位置有多种可能的多种引物的混合体。 6. 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。
7. BLAST：Basic Local Alignment Search Tool.是通过比对(alignment)在数据库中寻找和查询序列(query)相似度很高的序列的工具。 8. ORF：Open Reading Frame.由起始密码子开始，到终止密码子结束可以翻译成蛋白质的核酸序列，一个未知的基因，理论上具有6个ORF。 9. 启动子：是RNA聚合酶识别、结合并开始转录所必须的一段DNA序列。原核生物启动子由上游调控元件和核心启动子组成，核心启动子包括-35区（Sextama box）TTGACA，-10区（Pribnow Box）TATAAT，以及+1区。真核生物启动子包括远上游序列和启动子基本元件构成，启动子基本元件包括启动子上游元件（GC岛，CAAT盒），核心启动子（TATA Box，+1区帽子位点）组成。 10. motif：模体，基序，是序列中局部的保守区域，或者是一组序列中共有的一小段序列模式。 11. 分子进化树：通过比较生物大分子序列的差异的数值重建的进化树。 12. 相似性：序列比对过程中用来描述检测序列和目标序列之间相似DNA碱基或氨基酸残基序列所占的比例。 同源性：两个基因或蛋白质序列具有共同祖先的结论。13.
实验2 序列查询(Entrez)、BLAST序列相似性搜索
实验二：序列查询(Entrez)、BLAST序列相似性搜索 实验目的： 1.学会用Entrez系统查找目标序列 2.学会使用BLAST在数据库中搜索相似序列 3.学会分析数据库搜索结果 实验内容： 一、Entrez Entrez是一个由NCBI创建并维护的基于Web界面的综合生物信息数据库检索系统。用户不仅可以方便地检索Genbank的核酸数据，还可以检索来自Genbank和其它数据库的蛋白质序列数据、基因组图谱数据、来自分子模型数据库(MMDB)的蛋白质三维结构数据、种群序列数据集、以及由PubMed获得Medline的文献数据。 网址：https://www.sodocs.net/doc/7810034461.html,/Entrez/（或在NCBI主页默认All Databases时点击搜索框右边的Search进入）。如Figure 2.1所示： Figure 2.1 entrez 检索系统子数据库 点击搜索框右边的help按钮，即可进入Entrez帮助页面。 在搜索栏输入你要查找的关键词，点击“GO”即可开始搜索。如果输入多个关键词，它们之间默认的是“与”（AND）的关系。 Ｔｉｐｓ：搜索的关键词可以是一个单词，短语，句子，数据库的识别号，基因名字等等，但必须明确，不能是“ｇｅｎｅ”， “ｐｒｏｔｅｉｎ”等没有明确指向的词语。但“ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ”这样有一定范围的词是可以接受的。可以用你感兴趣的领域的专业术语，也可以是非专业术语，比如：ｈ１ｎ１，ｌｕｎｇ ｃａｎｃｅｒ，ａｌｂｉｎｉｓｍ； ｓｕｂｔｉｌｉｓｍ， ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ， ｍｙｏｇｌｏｂｉｎ。 输入关键词，点击“GO”之后，每个数据库图标前方出现了数字,代表的是在相对应的数据库里搜索到的条目数。点击进入对应的数据库，可以查看搜索到的条目。如果在数据库图标前面为灰色，显示“none”,说明在对应的数据库里没有搜索到任何结果。
生物信息学名词解释
名词解释： Consensus sequence：共有序列，指多种原核基因启动序列特定区域内，通常在转录起始点上游-10及-35区域存在一些相似序列。 1、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。 2、Similarity相似性：是直接的连续的数量关系，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列的高低。 3、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。 4、模体（motif）：短的保守的多肽段，含有相同模体的蛋白质不一定是同源的，一般10-20个残基。 5、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。 6、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。 7、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。 8、PDB：PDB中收录了大量通过实验（X射线晶体衍射，核磁共振NMR）测定的生物大分子的三维结构，记录有原子坐标、配基的化学结构和晶体结构的描述等。PDB数据库的访问号由一个数字和三个字母组成（如，4HHB），同时支持关键词搜索，还可以FASTA程序进行搜索。 9、Prosite：是蛋白质家族和结构域数据库，包含具有生物学意义的位点、模式、可帮助识别蛋白质家族的统计特征。 PROSITE中涉及的序列模式包括酶的催化位点、配体结合位点、与金属离子结合的残基、二硫键的半胱氨酸、与小分子或其它蛋白质结合的区域等；PROSITE 还包括根据多序列比对而构建的序列统计特征，能更敏感地发现一个序列是否具有相应的特征。 10、PIR：是一个集成了关于蛋白质功能预测数据的公共资源的数据库，其目的是支持基因组蛋白质研究。 11、SWLSS—MODE：是目前最著名的蛋白质三级结构预测服务器，建立在已知生物大分子结构基础上，利用同源建模的方法对未知序列的蛋白质三级结构进行预测。 12、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。13、E值：衡量序列之间相似性是否显著的期望值。E值大小说明了可以找到与查询序列（query）相匹配的随机或无关序列的概率，E值越接近零，越不可能找到其他匹配序列，E 值越小意味着序列的相似性偶然发生的机会越小，也即相似性越能反映真实的生物学意义。 14、点矩阵（dot matrix）：构建一个二维矩阵，其X轴是一条序列，Y轴是另一个序列，然后在2个序列相同碱基的对应位置（x，y）加点，如果两条序列完全相同则会形成一条主对角线，如果两条序列相似则会出现一条或者几条直线；如果完全没有相似性则不能连成直线。 15、多序列比对：通过序列的相似性检索得到许多相似性序列，将这些序列做一个总体的比对，以观察它们在结构上的异同，来回答大量的生物学问题。 16、MEGA：是一款免费的构树软件，它提供了序列比对、格式转换、数据修订、距离计
生物物种的多样性和同种生物的差异性
第7章生物多样性 第1节生物物种的多样性 第2节同种生物的差异性 生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，其中遗传多样性将在第六册中阐述，生态系统多样性将在本册的第8章阐述，本章主要以生物物种多样性为线索来阐明生物多样性，保护生物多样性以及在保护生物多样性前提下的生物资源的合理利用。 第1节生物物种的多样性先通过两组图片来阐明什么是种，怎样确定生物的种，再通过不同生境、不同地理位置形成众多的物种来阐明生物物种的多样性。 第2节同种生物的差异性以学生熟知的人和植物为例来阐明同种生物的差异性，说明地球上的物种是多样的，同一个物种的个体之间也有差异，使学生加深对生物多样性的进一步认识。 【教学目标】 1. 引导学生从物种多样性认识生物多样性。 2. 引导学生从同种生物性状的差异性认识生物多样性。 【教学重点和难点】 重点：种的概念、物种多样性的概念及其意义、物种的性状及差异。 难点：种的确定、物种的性状差异。 【知识点分析】 （一）序言 生物多样性：指地球上所有植物、动物和微生物所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。它通常包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。 1. 遗传多样性：指遗传信息的总和，是种内基因的变化，并反映在生物性状的多样性上。 2. 物种多样性：指地球上现存的多种多样生物，经过漫长进化过程而逐渐形成的。 3. 生态系统多样性：多种多样的生物适应于不同的自然环境，从而形成了多种多样的生态系统。 生物多样性是我们人类赖以生存和发展的基石，保护生物多样性是我们的共同任务。 （二）第1节生物物种的多样性 1. 据不完全统计，地球上的生物物种超过500万种，其中现存已经确定名称的生物物种约有200多万种，其中动物约有150多万种，植物约有35万多种，微生物约有10多万种，生物物种是多样的。 2. 物种：是指能相互交配，并在交配后能产生有生殖能力后代的生物群体。 每一个物种都是地球历史上经过千万年进化的产物，都是唯一的，一旦丧失，便无法挽回。 3. 物种多样性：是指物种和物种间差异的多样性，是生物多样性的重要体现。 （1）不同自然环境下的物种多样性 在地球上，物种最丰富的自然环境是热带雨林、珊瑚礁和热带湖泊。 （2）不同地理位置的物种多样性 地理隔离是形成新物种的主要条件，而物种的形成与不断分化是物种多样性产生的根本原因。 4. 保护物种多样性的意义 生物物种的多样性不仅使我们的地球艳丽多彩，和谐发展，而且维系了我们人类得以生存的环境，保护生物物种多样性是我们应尽的义务。
细胞中的生物大分子
细胞中的生物大分子 第二节细胞中的生物大分子(蛋白质的结构和功能) （第一课时）【学习目标】知识目标：1、说出蛋白质的组成元素及基本组成单位(A) 2、说明氨基酸的种类(A) 3、简述氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过程（A）能力目标：培养学生分析推理能力。情感目标：关注蛋白质研究的新进展。【学习重点】氨基酸的结构特点,以及氨基酸形成蛋白质的过程。【学习难点】氨基酸形成蛋白质的过程。【方法指导】合作探究、自主归纳【知识链接】回顾初中学过的有关蛋白质的相关知识。【自主探究】知识点一：蛋白质的组成元素、基本单位【阅读】P20第一、二段内容完成下列填空。 A级1、蛋白质的含量、组成元素蛋白质是细胞中含量最多的化合物，除含等元素外，大多数蛋白质还含有。有的还有P、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等。 2、蛋白质的基本组成单位无论蛋白质的分子质量多大，结构多复杂，但各种蛋白质的基本组成单位都是，自然界中已经发现的氨基酸有100多种，而组成蛋白质的氨基酸约有种。 3、氨基酸的结构特点组成蛋白质的氨基酸在结构上有共同的特点，每个氨基酸分子至少都含有一个氨基( )和一个羧基( )，并连在碳原子上。可用结构通式来表示：。20种氨基酸的区别就在于的不同。【思考与交流】 A级1、观察以下几种氨基酸的结构，写出它们的R基。B级2、如何判断一种氨基酸是不是组成生物体内蛋白质的氨基酸？知识点二：蛋白质分子的结构【阅读】P20～21相关内容完成下列填空。蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过形成相连而成。 A级1、氨基酸的结合方式是，（是指一个氨基酸分子的（－COOH）和另一个氨基酸分子的（－NH2）相连接，同时脱去分子的的结合方式。） 2、蛋白质的形成过程（见课本图2-12） 3、肽键的结构式： 4、结果最简单的肽由两个氨基酸分子脱水缩合而成，称为，二肽含有个肽键。由n个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链，称为，也可以称为（n?R3）。一条多肽链的一端含有个氨基，另一端含有个羧基（一条多肽链至少含有一个氨基和一个羧基且位于肽链的两端）。一条多肽链中形成的肽键数比氨基酸分子数少个。【思考与交流】 B级1、脱去的水分子中氧来自哪里？氢
生物序列比对算法分析与比较
文章编号"#$$#%&’’()*$$’+$,%$*#’%$- 生物序列比对算法分析与比较 钟 诚#.宋 彬* )#/广西大学计算机与电子信息学院.广西南宁(,$$$’0*/中国科学技术大学计算机科学技术系.安徽合肥*,$$*&+ 摘要"序列比对是生物信息学的一个非常重要的操作/它可以预测生物序列的功能1结构和进化过程等/文中首先介绍双序列比对的基本算法0接着分析和比较多序列比对的四个常用模型和三类算法以及并行比对算法0最后.给出一些研究问题/ 关键词"生物信息学0双序列比对0多序列比对0精确算法0近似算法0启发式算法中图分类号"23,$#04-##文献标识码"5 生物信息学是一门综合数学1计算机科学和生物学的交叉学科6#7 / 生物信息学内涵非常丰富.其核心是基因组信息学.包括基因组信息的获取1处理1存储1分配和解释/基因组信息学的关键是8读懂9基因组的核苷酸顺序.即全部基因在染色体上的确切位置以及各:;5片段的功能0 在发现新基因信息之后模拟和预测蛋白质空间结构. 然后依据特定蛋白质的功能进行药物设计/生物序列中的信息在系统进化1生态守恒1疾病控制1病毒起源甚至<=>病毒统计和传播等的研究中是一个非常重要的基本工具6*7 .因此.序列比对是生物信息学的基础/序列比对分为全局比对)?@A B C @5@D E F G H F I +和局部比对)J A K C @5@D E F G H F I +/全局比对要求把一个序列中的所有符号和另一个序列中的所有符号进行匹配比较. 它描述整个序列的相似性/将两个序列进行比对就是双序列比对.它是比较两个生物序列相似性的重要工具/ 这个分析工具已经成功地运用到预测生物序列的结构1功能和进化例程中/随着生物医学中有更多的序列合成出来.人们开始用多序列比对来更好地研究生物序列/将多个序列进行比对就是多序列比对问题.它是一个将不等长的多个序列通过插入空格变成等长的过程.这些位 置上的空格代表着相比较的序列从共同的祖先通过插入L 删除操作的进化过程6,7 / 求解多序列比对问题的算法主要分为精确算法1近似算法和启发式算法三种/ #双序列比对 对于两个长度分别为M 的序列有*M N O M P )*M +Q )M Q +)M Q +R **M S T M 种比对情况.这是一个指数级复杂度的计算问题/#U &$年.;H H V @H G C F 和WX F Y K Z 基于动态规划方法6’7提出了第一个双序列比对算法6(7 #U -*年.?A I A Z 对其做了进一步的改进6[7/