生物信息学期末考试重点

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1、第一讲生物信息学（Bioinformatics）是20世纪80年代末随着人类基因组计划的启动而兴起的一门新型交叉学科，它体现了生物学、计算机科学、数学、物理学等学科间的渗透与融合。生物信息学通过对生物学实验数据的获取、加工、存储、检索与分析，达到揭示数据所蕴含的生物学意义从而解读生命活动规律的目的。生物信息学不仅是一门学科，更是一种重要的研究开发平台与工具，是今后进行几乎所有生命科学研究的推手。生物技术与生物信息学的区别及联系生物技术生物信息学英文名称BiotechnologyBioinformatics最终目的产品研究方法利用生物的特性和功能，设计构建具有预期功能的新物质

2、或品系对生物信息进行采集、处理、存储、分析和解释涉及学科基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学等生物学、计算机科学、数学、物理学等发展历程可追溯到2000B.C.数十年生物信息学的发展历史•人类基因组计划（HGP）•人类基因组计划由美国科学家于1985年提出，1990年启动。根据该计划，在2015年要把人体约4万个基因的密码全部揭开，同时绘制出人类基因的谱图，也就是说，要揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。HGP与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划，被誉为生命科学的登月计划。(百度百科)随着基因组计划的不断发展，海量的生物学

3、数据必须通过生物信息学的手段进行收集、分析和整理后，才能成为有用的信息和知识。换句话说，人类基因组计划为生物信息学提供了兴盛的契机。上文所说的基因、碱基对、遗传密码子等术语都是生物信息学需要着重研究的地方。第二讲回顾细胞结构细胞是所有生命形式结构和功能的基本单位细胞组成细胞膜主要由脂类和蛋白质组成的环绕在细胞表面的双层膜结构细胞质细胞膜与细胞核之间的区域：包含液体流质，夹杂物存储的营养、分泌物、天然色素和细胞器细胞器细胞内完成特定功能的结构：线粒体、核糖体、高尔基体、溶酶体等细胞核最大的细胞器DNA的结构碱基（腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶G）核苷酸核苷酸是构成DN

4、A分子的重要模块。每个核苷酸分子由一分子称作脱氧核糖的戊糖（五碳糖）、一分子磷酸和一分子碱基构成。每种核苷酸都有一个碱基对，也就是A、T、C、G基因是什么基因是遗传物质的基本单位基因就是核苷酸序列。大部分的基因大约是1000-4000个核苷酸那么长。基因通过控制蛋白质的合成，从微观和宏观上影响细胞、组织和器官的产生。基因在染色体上。第四讲数据结构及其对应算法数据结构的定义数据结构探讨的是在计算机中如何有效地存放数据，使其可以方便地被处理•二维数组•链表•栈和队列第五讲序列比较序列比较的根本任务是：1.发现序列之间的相似性2.辨别序列之间的差异目的：相似序列®相似的结构，相似

5、的功能判别序列之间的同源性推测序列之间的进化关系序列对比定义:序列对比(sequencealignment)是运用某种特定的数学模型或算法，找出两个或多个序列之间的最大匹配碱基或残基数，比对的结果反映了算法在多大程度上提供序列之间的相似性关系及他们的生物学特征。编辑距离...AGCACAC--A......A--CACACTA...-Match（a，a）字符匹配-Delete（a，-）从第一条序列删除一个字符，或者在第二条序列相应的位置插入空位-Replace（a，b）以第二条序列中的字符b替换第一条序列中的字符a,a不等于b-Insert（-，b）在第一条序列插入空位符，

6、或者删除第二条序列中的对应字符b编辑距离，又称Levenshtein距离，是指在对于两个字符串，由其中一个转换成另一个所需要的最少编辑次数，该编辑可以是Replace,Delete,InsertBesting－－＞BeatenS1.Replace(s->a)S2.Replace(i->e)S3.Delete(g->-)S3.Insert(-,g)问题：把一个字符串s1最少经过多少步操作变成字符串s2？相关算法•递归函数调用自身，需要有边界函数n!=n(n-1)(n-2)...1;f(n)=f(n-1)+f(n-2)•动态规划（最长公共字符子序列）将大问题分解为一系列子问题，

7、每个子问题的解保存在数组中用来求最终解[问题描述]字符序列的子序列是指从给定字符序列中随意地（不一定连续）去掉若干个字符（可能一个也不去掉）后所形成的字符序列。令给定的字符序列X=“x0，x1，…，xm-1”，序列Y=“y0，y1，…，yk-1”是X的子序列，存在X的一个严格递增下标序列，使得对所有的j=0，1，…，k-1，有xij=yj。例如，X=“ABCBDAB”，Y=“BCDB”是X的一个子序列。最长公共字符子序列A=“a0，a1，…，am-1”；B=“b0，b1，…，bm-1”；