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世紀多個朝陽學(xué)科，越來越深入影響科學(xué)研究與社會生活的多個方面。開設(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。許多學(xué)者已編寫了不少優(yōu)秀的生物信息學(xué)教材與專著，涵蓋教學(xué)與科研的多個方面，但這些教材與專署往往僅適用于某一專業(yè)的學(xué)生。本書編寫的目標是為不同專業(yè)背景的讀者提供一本學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的入門教科書。編者設(shè)計了大量的例子，便于讀者理解相關(guān)原理。希望為推動國內(nèi)生物信息學(xué)教學(xué)貢獻綿薄之力。

內(nèi)容概要

　　生物信息學(xué)是一門新興的交叉科學(xué)。本書共分16章，詳細介紹了生物信息學(xué)的定義、研究內(nèi)容、生物學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫網(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、引物設(shè)計、生物進化與分子發(fā)育分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測、RNA結(jié)構(gòu)預(yù)測、生物芯片、計算機輔助藥物設(shè)計、生物分子網(wǎng)絡(luò)與生物系統(tǒng)仿真、DNA計算中的應(yīng)用與發(fā)展狀況等內(nèi)容?！　”緯Y(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)專業(yè)師生的教材，也可作為該領(lǐng)域中研究、教學(xué)、軟件開發(fā)等科研人員的參考用書。

書籍目錄

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)量的急劇擴增1.1.2 名詞“bioinformatics”的第一次出現(xiàn)1.1.3 定義1.2 研究內(nèi)容1.2.1 生物信息的存儲與獲取1.2.2 序列比對1.2.3 測序與拼接1.2.4 基因預(yù)測1.2.5 生物進化與系統(tǒng)發(fā)育分析1.2.6 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測1.2.7 RNA結(jié)構(gòu)預(yù)測1.2.8 分子設(shè)計及藥物設(shè)計1.2.9 代謝網(wǎng)絡(luò)分析1.2.10 生物芯片1.2.11 DNA計算1.3 數(shù)據(jù)庫、軟件、科研教育機構(gòu)1.3.1 數(shù)據(jù)庫1.3.2 軟件1.3.3 科研教育機構(gòu)1.4 期刊與著作1.4.1 期刊1.4.2 著作1.5 生物學(xué)、計算機技術(shù)與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1.5.1 生物學(xué)1.5.2 計算機技術(shù)1.5.3 數(shù)學(xué)1.6 展望1.6.1 研究內(nèi)容的展望1.6.2 應(yīng)用領(lǐng)域的拓展1.6.3 研究者的回報可免費登錄的相關(guān)網(wǎng)站習(xí)題參考文獻第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2.1.4　生理2.1.5　細胞2.1.6　生物分子2.1.7　生物進化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　人類基因組計劃2.3.1　目標與意義2.3.2　資助2.3.3　研究機構(gòu)2.3.4　研究方法2.3.5　目前結(jié)果可免費登錄的相關(guān)網(wǎng)站習(xí)題參考文獻第3章　數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3.1　數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)3.1.1　數(shù)據(jù)庫的基本概念3.1.2　數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)獨立性3.1.3　關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3.1.4　生物數(shù)據(jù)處理常用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3.2　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介3.2.1　網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識3.2.2　Internet及其應(yīng)用3.2.3　基于Web的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3.2.4　基于網(wǎng)絡(luò)的搜索引擎可免費登錄的相關(guān)網(wǎng)站習(xí)題參考文獻第4章 UNIX操作系統(tǒng)與計算機語言第5章 算法與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)第6章 序列比對第7章 序列拼接第8章 生物信息數(shù)據(jù)庫的查詢與搜索第9章 生物進化與分子系統(tǒng)發(fā)育分析第10章 基因預(yù)測與引物設(shè)計第11章 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其預(yù)測第12章 RNA結(jié)構(gòu)與預(yù)測第13章 生物芯片第14章 計算機輔助藥物設(shè)計第15章 生物分子網(wǎng)絡(luò)與生物系統(tǒng)仿真第16章 DNA計算附表1 生物信息數(shù)據(jù)庫附表2 中國、美國、英國、加拿大、澳大利亞科研教育機構(gòu)開設(shè)生物信息學(xué)專業(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。生物群落層面上強調(diào)的是生物之間的關(guān)系。美國北加州的Eel河里生活著一個生物群落：浮游藻類與底棲藻類、搖蚊幼蟲、肉食性昆蟲、鳊魚、刺魚、虹鱒。其中浮游藻類與底棲藻類被搖蚊幼蟲吃，搖蚊幼蟲被肉食性昆蟲、鳊魚幼魚、刺魚幼魚等捕食，而肉食性昆蟲、鳊魚幼魚、刺魚幼魚又被虹鱒吃掉。有位科學(xué)家在Eel河中圈定12個區(qū)域：其中6個有全部上述動物，并多加了若干尾虹鱒；另外6個區(qū)域把虹鱒都清除而留下其余動物。一段時間后，有虹鱒的區(qū)域的浮游藻類與底棲藻類嚴重減少，而沒有虹鱒的區(qū)域的藻類明顯增加。為什么放入吃肉的虹鱒后藻類會減少呢？原來虹鱒的捕食作用使肉食性昆蟲、鳊魚幼魚、刺魚幼魚的數(shù)量減少了，這些搖蚊幼蟲的天敵的減少使搖蚊幼蟲數(shù)量大增，于是大量取食藻類，故藻類數(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，如果生物的種類越多，生物個體在各種類問分配得越均勻，生物群落就相對越穩(wěn)定。而生物種類數(shù)量和生物個體在各種類問分配稱為生物多樣性，生物多樣性是生物群落的一個重要特征，它會隨著環(huán)境的改變而受影響，通常環(huán)境越惡劣生物多樣性就會越低。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，廣東沿海養(yǎng)殖對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)，說明海水養(yǎng)殖魚類的發(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)的研究內(nèi)容。從某種意義上說，人類數(shù)量變動及發(fā)展也是種群生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容。在挪威有種旅鼠，其天敵很少，數(shù)量增長迅速，有科學(xué)家一直在研究其種群數(shù)量變化。20世紀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種群利益機制，當在一定區(qū)域數(shù)量激升至環(huán)境無法容納時，有部分個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。一個動人的舍己求全的故事。但后來發(fā)現(xiàn)，集體跳海原來是一場偶然事故，主要是預(yù)先不知道前方是海，而群體移動速度太快了，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)專業(yè)師生的教材，也可作為該領(lǐng)域中研究、教學(xué)、軟件開發(fā)等科研人員的參考用書。

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