生物信息學(xué)

前言

生物信息學(xué)融合了生命科學(xué)、信息科學(xué)等21世紀(jì)多個(gè)朝陽(yáng)學(xué)科，越來(lái)越深入影響科學(xué)研究與社會(huì)生活的多個(gè)方面。開(kāi)設(shè)生物信息學(xué)課程有利于提高學(xué)生科研理念及科技產(chǎn)業(yè)化意識(shí)。許多學(xué)者已編寫(xiě)了不少優(yōu)秀的生物信息學(xué)教材與專(zhuān)著，涵蓋教學(xué)與科研的多個(gè)方面，但這些教材與專(zhuān)署往往僅適用于某一專(zhuān)業(yè)的學(xué)生。本書(shū)編寫(xiě)的目標(biāo)是為不同專(zhuān)業(yè)背景的讀者提供一本學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的入門(mén)教科書(shū)。編者設(shè)計(jì)了大量的例子，便于讀者理解相關(guān)原理。希望為推動(dòng)國(guó)內(nèi)生物信息學(xué)教學(xué)貢獻(xiàn)綿薄之力。

內(nèi)容概要

　　生物信息學(xué)是一門(mén)新興的交叉科學(xué)。本書(shū)共分16章，詳細(xì)介紹了生物信息學(xué)的定義、研究?jī)?nèi)容、生物學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、算法與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及其在序列拼接、基因預(yù)測(cè)、引物設(shè)計(jì)、生物進(jìn)化與分子發(fā)育分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、RNA結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、生物芯片、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)、生物分子網(wǎng)絡(luò)與生物系統(tǒng)仿真、DNA計(jì)算中的應(yīng)用與發(fā)展?fàn)顩r等內(nèi)容?！　”緯?shū)結(jié)構(gòu)清晰，系統(tǒng)完整，文筆流暢，既可作為高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生的教材，也可作為該領(lǐng)域中研究、教學(xué)、軟件開(kāi)發(fā)等科研人員的參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章 生物信息學(xué)概述1.1 背景與定義1.1.1 生物學(xué)原始數(shù)據(jù)量的急劇擴(kuò)增1.1.2 名詞“bioinformatics”的第一次出現(xiàn)1.1.3 定義1.2 研究?jī)?nèi)容1.2.1 生物信息的存儲(chǔ)與獲取1.2.2 序列比對(duì)1.2.3 測(cè)序與拼接1.2.4 基因預(yù)測(cè)1.2.5 生物進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育分析1.2.6 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)1.2.7 RNA結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)1.2.8 分子設(shè)計(jì)及藥物設(shè)計(jì)1.2.9 代謝網(wǎng)絡(luò)分析1.2.10 生物芯片1.2.11 DNA計(jì)算1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件、科研教育機(jī)構(gòu)1.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)1.3.2 軟件1.3.3 科研教育機(jī)構(gòu)1.4 期刊與著作1.4.1 期刊1.4.2 著作1.5 生物學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1.5.1 生物學(xué)1.5.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)1.5.3 數(shù)學(xué)1.6 展望1.6.1 研究?jī)?nèi)容的展望1.6.2 應(yīng)用領(lǐng)域的拓展1.6.3 研究者的回報(bào)可免費(fèi)登錄的相關(guān)網(wǎng)站習(xí)題參考文獻(xiàn)第2章　生物信息學(xué)的生物學(xué)基礎(chǔ)2.1　生物學(xué)研究的層次2.1.1　宇宙生命的研究目錄生物信息學(xué)2.1.2　生物與環(huán)境的關(guān)系2.1.3　生物種類(lèi)2.1.4　生理2.1.5　細(xì)胞2.1.6　生物分子2.1.7　生物進(jìn)化2.2　分子生物學(xué)基礎(chǔ)2.2.1　核酸的結(jié)構(gòu)2.2.2　蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)2.2.3　DNA的復(fù)制2.2.4　基因的轉(zhuǎn)錄2.2.5　蛋白質(zhì)的生物合成2.3　人類(lèi)基因組計(jì)劃2.3.1　目標(biāo)與意義2.3.2　資助2.3.3　研究機(jī)構(gòu)2.3.4　研究方法2.3.5　目前結(jié)果可免費(fèi)登錄的相關(guān)網(wǎng)站習(xí)題參考文獻(xiàn)第3章　數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3.1　數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)基礎(chǔ)3.1.1　數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念3.1.2　數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)獨(dú)立性3.1.3　關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)3.1.4　生物數(shù)據(jù)處理常用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)3.2　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)介3.2.1　網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)3.2.2　Internet及其應(yīng)用3.2.3　基于Web的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)3.2.4　基于網(wǎng)絡(luò)的搜索引擎可免費(fèi)登錄的相關(guān)網(wǎng)站習(xí)題參考文獻(xiàn)第4章 UNIX操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)語(yǔ)言第5章 算法與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)第6章 序列比對(duì)第7章 序列拼接第8章 生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)與搜索第9章 生物進(jìn)化與分子系統(tǒng)發(fā)育分析第10章 基因預(yù)測(cè)與引物設(shè)計(jì)第11章 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其預(yù)測(cè)第12章 RNA結(jié)構(gòu)與預(yù)測(cè)第13章 生物芯片第14章 計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)第15章 生物分子網(wǎng)絡(luò)與生物系統(tǒng)仿真第16章 DNA計(jì)算附表1 生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)附表2 中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、加拿大、澳大利亞科研教育機(jī)構(gòu)開(kāi)設(shè)生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)的情況漢英名詞索引英漢名詞索引

章節(jié)摘錄

3.生物群落生物群落指在一定空間內(nèi)的多種生物的集合。生物群落層面上強(qiáng)調(diào)的是生物之間的關(guān)系。美國(guó)北加州的Eel河里生活著一個(gè)生物群落：浮游藻類(lèi)與底棲藻類(lèi)、搖蚊幼蟲(chóng)、肉食性昆蟲(chóng)、鳊魚(yú)、刺魚(yú)、虹鱒。其中浮游藻類(lèi)與底棲藻類(lèi)被搖蚊幼蟲(chóng)吃，搖蚊幼蟲(chóng)被肉食性昆蟲(chóng)、鳊魚(yú)幼魚(yú)、刺魚(yú)幼魚(yú)等捕食，而肉食性昆蟲(chóng)、鳊魚(yú)幼魚(yú)、刺魚(yú)幼魚(yú)又被虹鱒吃掉。有位科學(xué)家在Eel河中圈定12個(gè)區(qū)域：其中6個(gè)有全部上述動(dòng)物，并多加了若干尾虹鱒；另外6個(gè)區(qū)域把虹鱒都清除而留下其余動(dòng)物。一段時(shí)間后，有虹鱒的區(qū)域的浮游藻類(lèi)與底棲藻類(lèi)嚴(yán)重減少，而沒(méi)有虹鱒的區(qū)域的藻類(lèi)明顯增加。為什么放入吃肉的虹鱒后藻類(lèi)會(huì)減少呢？原來(lái)虹鱒的捕食作用使肉食性昆蟲(chóng)、鳊魚(yú)幼魚(yú)、刺魚(yú)幼魚(yú)的數(shù)量減少了，這些搖蚊幼蟲(chóng)的天敵的減少使搖蚊幼蟲(chóng)數(shù)量大增，于是大量取食藻類(lèi)，故藻類(lèi)數(shù)量下降。這就是生物群落中各種生物相克相生的關(guān)系。在很多生物群落中，如果生物的種類(lèi)越多，生物個(gè)體在各種類(lèi)問(wèn)分配得越均勻，生物群落就相對(duì)越穩(wěn)定。而生物種類(lèi)數(shù)量和生物個(gè)體在各種類(lèi)問(wèn)分配稱(chēng)為生物多樣性，生物多樣性是生物群落的一個(gè)重要特征，它會(huì)隨著環(huán)境的改變而受影響，通常環(huán)境越惡劣生物多樣性就會(huì)越低。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，廣東沿海養(yǎng)殖對(duì)近海浮游生物群落有影響，在養(yǎng)殖海區(qū)的浮游生物多樣性明顯低于非養(yǎng)殖海區(qū)，說(shuō)明海水養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)的發(fā)展使近海海水中的生物群落結(jié)構(gòu)脆弱。4.種群種群指在一定區(qū)域內(nèi)同一種生物的總和。種群的數(shù)量變化及其影響因素常常是種群生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容。從某種意義上說(shuō)，人類(lèi)數(shù)量變動(dòng)及發(fā)展也是種群生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容。在挪威有種旅鼠，其天敵很少，數(shù)量增長(zhǎng)迅速，有科學(xué)家一直在研究其種群數(shù)量變化。20世紀(jì)80年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)旅鼠種群數(shù)目上升很快，原本棕色的皮毛在數(shù)量上升后部分旅鼠皮毛變成鮮艷的橙色，并且很多個(gè)體集體遷移到大海邊，然后集體跳到海里去。得出的初步解釋是旅鼠中有個(gè)種群利益機(jī)制，當(dāng)在一定區(qū)域數(shù)量激升至環(huán)境無(wú)法容納時(shí)，有部分個(gè)體采取自我犧牲的方式把毛皮變得鮮艷吸引天敵吃自己，同時(shí)集體跳海自殺以騰出生態(tài)空間讓種群得到繼續(xù)生存下去。一個(gè)動(dòng)人的舍己求全的故事。但后來(lái)發(fā)現(xiàn)，集體跳海原來(lái)是一場(chǎng)偶然事故，主要是預(yù)先不知道前方是海，而群體移動(dòng)速度太快了，以至于剎不住掣，結(jié)果都掉到海里淹死了。

編輯推薦

《生物信息學(xué)》結(jié)構(gòu)清晰，系統(tǒng)完整，文筆流暢，既可作為高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生的教材，也可作為該領(lǐng)域中研究、教學(xué)、軟件開(kāi)發(fā)等科研人員的參考用書(shū)。

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