生物信息学及应用复习题.doc

《生物信息学及应用》课程复习题生物信息学的基本定义，阐述它的主要研究目标、研究内容及研究方法。生物信息学：Bioinformaticsisthecombinationofbiologyandinformationtechnology.Itisthebranchofsciencethatdealswiththecomputer-basedanalysisoflargebiologicaldatasets.生物信息学研究的最终目的--揭示蕴藏在DNA和蛋白质氨基酸序列中具有普遍性、真实性的生物遗传本质，掌握复杂的生命现象——生命起源、生物进化以及细胞、器官和个体的发生、发育、病变、衰亡的规律和时空联系.生物信息学的主要研究内容1.生物信息的收集、存储、管理与提供；2.基因组序列信息的提取和分析；3.功能基因组相关信息分析；4.生物大分子结构模拟和药物设计；5.生物信息分析的技术与方法研究；6.应用与发展研究方面方法：（1）建立生物数据库：核苷酸顺序数据库(GENBANK)、ProteinDataBank(PDB)、氨基酸顺序数据库(SWISS-PRO)、酵母基因组数据库(YEASTS)、美国种质保藏中心(ATCC)、美国专利局数据库(USPO)等；（2）数据库检索：如Blast等；（3）序列分析：序列对位排列、同源比较、进化分析等；（4）统计模型：如隐马尔可夫模型(hiddenMarkovmodel,HMM)――基因识别、药物设计；最大似然模型(maximunlikelihoodmodel,ML)、最大简约法(MaximunParsimony,MP)――分子进化分析等；（5）算法：如自动序列拼接、外显子预测和同源比较、遗传算法、人工神经网络(artificialneuralnetwork)等。生物信息学的发展经历了哪几个阶段，生物信息学的研究在生命科学中的意义。生物信息学从产生至今经历了两个历史时代：前基因组时代，也被称为测序基因组时代后基因组时代，也被称为功能基因组时代第一个阶段是前基因组时代。这一阶段主要是以各种算法法则的建立、生物数据库的建立以及DNA和蛋白质序列分析为主要工作；第二阶段是基因组时代。这一阶段以各种基因组计划测序、网络数据库系统的建立和基因寻找为主要工作。第三阶段是后基因组时代。这一阶段的主要工作是进行大规模基因组分析、蛋白质组分析以及其他各种基因组学研究。分子生物信息数据库的主要类别，分别举例说明它们的功能。一级数据库数据库中的数据直接来源于实验获得的原始数据，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。分为四类：基因组数据库；b）核酸和蛋白质一级结构序列数据库；c）生物大分子（主要是蛋白质）三维空间结构数据库；d）由上述三类数据库和文献资料为基础构建的二次数据库(Secondarydatabase)。4、简介下列著名的生物信息数据库：GenBank，Swiss-Prot，PDB，PROSITE，人类基因组数据库5、简介NCBI；Entrez集成于哪个数据库平台？主要功能是什么？在应用中可以访问哪些子数据库（请列举5个以上）？Entrez是由NCBI主持的一个数据库检索系统，它包括核酸，蛋白以及Medline文摘数据库，在这三个数据库中建立了非常完善的联系。因此，可以从一个DNA序列查询到蛋白产物以及相关文献，而且，每个条目均有一个类邻(neighboring)信息，给出与查询条目接近的信息。6、解释BLAST及其用途，它分为哪些类型？BLAST是目前常用的数据库搜索程序，它是BasicLocalAlignmentSearchTool的缩写，意为“基本局部相似性比对搜索工具”。BLAST（BasicLocalAlignmentSearchTool）是一个基本的序列比对工具，以从数据库中找到与查询序列相似的序列。BLAST算法的基本思路是首先找出检测序列和目标序列之间相似性程度最高的片断，并作为内核向两端延伸，以找出尽可能长的相似序列片段。序列的相似性与同源性有什么区别与联系？如果两个序列有一个共同的进化祖先，那么它们是同源的。这里不存在同源性的程度问题。这两条序列之间要么是同源的，要么是不同源的。所谓同源序列，简单地说，是指从某一共同祖先经趋异进化而形成的不同序列。同源蛋白质的氨基酸序列具有明显的相似性,这种相似性称为序列同源性。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。相似性本身的含义，并不要求与进化起源是否同一，与亲缘关系的远近、甚至于结构与功能有什么联系。当相似程度高于50%时，比较容易推测检测序列和目标序列可能是同源序列；而当相似性程度低于