一、名解1?生物信息學：（狹義）專指應用信息技術儲存和分析基因組測序所產生的分子序列及其相關數據的學科；（廣義）指生命科學與數學、計算機科學和信息科學等交匯融合所形成的一門交叉學科。人類基因組測序計劃：3基因組學pl50：以基因組分析為手段，研究基因組的結構組成、時序表達模式和功能，并提供有關生物物種及其細胞功能的進化信息。4基因組p150：是指一個生物體、細胞器或病毒的整套基因。5.比較基因組學p166：是指基因組學與生物信息學的一個重要分支。通過模式生物基因組之間或模式生物基因組與人類基因組之間的比較與鑒別，可以為研究生物進化和分離人類遺傳病的候選基因以及預測新的基因功能提供依據。6功能基因組：表達一定功能的全部基因所組成的DNA序列，包括編碼基因和調控基因。功能基因組學：利用結構基因組學研究所得的各種來源的信息，建立與發展各種技術和實驗模型來測定基因及基因組非編碼序列的生物學功能。7蛋白質組p179：是指一個基因組中各個基因編碼產生的蛋白質的總體，即一個基因組的全部蛋白產物及其表達情況。8蛋白質組學：指應用各種技術手段來研究蛋白質組的一門新興科學，其目的是從整體的角度分析細胞內動態變化的蛋白質組成成分、表達水平與修飾狀態，了解蛋白質之間的相互作用與聯系，揭示蛋白質功能與細胞生命活動規律。9功能蛋白質組學：（課件上只能找到功能蛋白質組，即細胞在一定階段或與某一生理現象相關的所有蛋白）。10序列對位排列：通過插入間隔的方法使不同長度的序列對齊，達到長度一致。11分子系統樹：是表達類群（或序列）間系統發育關系的一種樹狀圖。BLAST搜索p73：是一種基本的局部對位排列搜索工具。SNPp152：即單核酸多態性，是指基因組內特定核苷酸位點上存在兩種不同堿基，其中每種在群體中的頻率不小于1%。SNP大多數為轉換置換。ESTp91:即表達序列標簽，是從cDNA文庫中生成的一些很短的序列（300?500bp），它們代表在特定組織或發育階段表達的基因，有時可代表特定的cDNA。16基因組作圖p155：是確定界標或基因在構成基因組的每條染色體上的位置，以及同條染色體上各個界標或基因之間的相對距離。17后基因組時代p3：其標志是大規模基因組分析、蛋白質組分析以及各種數據的比較和整合。18電子克隆p98：又稱虛擬克隆，其原理是依據大量EST具有相互重疊的性質,通過計算機法獲得cDNA全長序列。電子克隆是由一個查詢序列開始，依靠EST數據庫在計算機上對EST進行兩端延伸，從而獲得全長的cDNA序列。19遺傳連鎖圖p155：是用遺傳模式來描述DNA標記（基因和其他確定DNA序列）在染色體上的相對位置。20物理圖譜p156：是標明一些界標（如限制酶切點、單一序列、基因等）在DNA分子或染色體上鎖處位置的圖，圖距以物理長度為單位（如核苷酸對的數目）。二填空題1生物信息學的發展大致經歷了3個階段，分別為（前基因組時代）（基因組時代）和（后基因組時代）p22后基因組時代的標志性工作是（基因組分析）（蛋白質組分析）以及（各種數據的比較和整合）p33前基因組時代的標志性工作是（生物數據庫的建立）（檢索工具的開發）以及（DNA和蛋白質的序列分析）p24基因組時代的標志性工作是（基因尋找和識別）（網絡數據庫系統的建立）以及（交互界面的開發）p25遺傳圖譜的圖距單位是（厘摩）代表（1%）的交換值，物理圖譜的圖距以（物理長度）為單位P155-156如果兩個遺傳標記之間的重組率是1%,則他們之間的遺傳距離就是（1cM）6人類基因組中大小約（3X109）對核苷酸，含（30000）個基因，人類基因組中編碼DNA的序列占（10%）,junkDNA占（）p1517人類基因組計劃的目標是完成四張圖，分別是（遺傳圖譜）（物理圖譜）（序列圖譜）和（基因圖譜）8HGP由（六）個國家完成，我國完成了HGP的（1%，即3號染色體上3000萬個堿基）的測序工作。9蛋白質組分析的關鍵技術主要有（雙向凝膠電泳）和（蛋白質鑒定方法）p18310國際著名的三大公共核苷酸數據庫為（GenBank）（DDBJ）（EMBL）p5611Genebank由（NCBI）管理運行，（BLAST）是一種快速檢索相似性序列的工具，（Entrez）是一個整合的數據查詢系統p5612最常用的序列相似性查詢工具是（BLAST）和（FASTA），兩個系統的服務分別由（NCBI）和（EBI）維護p73BLAST系列程序有（序列對位排列）（序列同源性）（相似性記分）和（全局排列）p73NCBI中主要的數據庫有（DDBJ）（EMBL）和（GenBank）15基因組瀏覽的數據庫主要有（）和（）？16蛋白質序列數據庫主要有（PIR）和（SWISS-PROT）等，蛋白質結構數據庫主要有（PDB）17生物信息數據庫分為（核酸和蛋白質一級結構數據庫）（基因組數據庫）和（生物大分子三維空間結構數據庫）18生物分子數據庫專集每年均在（NucleicAcidsResearch）雜志的第一期看出p5219生物信息學數據常見的數據格式主要有（FASTA）（GenBank）和（SwissProt）等20生物信息學數據庫之間的聯系方式有（相似性）和（硬鏈接）21真核生物基因內含子一般以（GT）兩個基因開始，以（AG）兩個基因結束22生物信息學識別基因兩種途徑為（基因組外顯子識別）和（EST策略的基因鑒定）23人類基因組計劃具體任務是建立四張圖譜，分別為（遺傳圖譜）（物理圖譜）（序列圖譜）和（基因圖譜）24建立人類遺傳圖譜的關鍵是要有足夠的高度多肽的遺傳標記。第一代遺傳標記為（RFLP）,第二代遺傳標記為（STR）,第三代遺傳標記為（SNP）。25大規模基因組測序的基本策略主要有（逐個克隆法）和（全基因組鳥槍法）26距離矩陣法主要有（UPGMA）和（鄰接法）27基因診斷常用技術方法有（核酸分子雜交技術）（PCR技術）和（生物芯片）（基因測序）28基因治療的總體策略主要有（基因矯正）（基因置換）（基因增補）（基因失活）29序列比對相似性分支主要取決（取代矩陣）（空位罰分）30構建系統樹的三種主要方法是（距離矩陣法）（最大簡約法）（最大似然法）31構建系統樹的常用軟件（PHYLIP）（TREE-PUZZLE）（MEGA）（PAUP）（課件上還有PAML和TreeView）三、簡答題1、 生物信息學的研究內容是什么答：（1）生物分子數據的收集與管理（2）數據庫搜索及序列比較（3）基因組序列分析（4）基因表達數據的分析與處理（5）蛋白質結構預測2、 生物信息學的研究目標是什么答：（1）解讀生物體中DNA的遺傳信息，揭示基因組信息的復雜性和規律性；（2）揭示人體生理和病理的分子基礎，為人類疾病的診斷、預防和治療提供最合理而有效的方法和途徑；（3）認識生命的本質和起源3、 簡述DNA的各級結構特點答：（1）DNA的一級結構：高度重復序列，衛星，小衛星，微衛星；中度重復序列；單拷貝；特殊重復序列。（2） DNA的二級結構：雙螺旋結構，一類是右手螺旋，如A-DNA和B-DNA；另一類是左手螺旋。即Z-DNA。（3） DNA的三級結構：所謂DNA的三級結構，是指在一二結構基礎上的多聚核苷酸鏈上的卷曲。在一定意義上，是指雙螺旋基礎上的卷曲。三級結構包括鏈的扭結和超螺旋或者是單鏈形成的環或是環狀DNA中的連環體。4、 簡述蛋白質的各級結構特點答：（1）蛋白質的一級結構：氨基酸的序列（2） 蛋白質的二級結構：①周期性的二級結構如a螺旋、p折疊；②非周期性的二級結構：連接規則二級結構間的區域統稱為環區：P轉角，P發夾和Q環,無規卷曲。③蛋白質超二級結構-模體（motif）,（3） 蛋白質的三級結構：三維構象，結構域是蛋白質三級結構的基本結構單位和功能單位（4） 蛋白質的四級結構：蛋白質往往由多條鏈構成，亞基，寡聚蛋白，多聚蛋白。5、 什么是DNA多態性，有何應用價值？答：DNA多態性定義：1）DNA某些位點發生中性突變，2）不改變基因表達性質和功能，3）人群中出現的頻率大于1%應用：1）癌癥的診斷，2）基因的分離，3）刑事偵破，4）親子鑒定。6、 真核生物基因組結構有哪些特點答：真核生物基因組是由一個共同祖先基因經重組和變異所產生的一組基因，并成簇分布，其成員可以成簇集中于一條染色體上，也可以散布于不同染色體上，是真核生物最主要的特點之一。1.多基因家族，2.重復序列：（1）高度重復序列:1）正向重復2）反向重復3）衛星DNA4）a-衛星DNA5）端粒DNA（2）中度重復序列(3)輕度重復序列(4)轉座因子(5)單拷貝序列(6)加工假基因7、 序列比對可以解決那些生物學問題答：(1)分子進化分析:通過序列比對，根據序列的相似性，分析親緣關系遠近，分析生命起源過程。⑵基因識別:①根據已知基因序列預測未知序列中的基因;②Blast搜索，根據相似性分數預測基因。(3)數據庫搜索：BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)⑷基序(motif)鑒定:CCCH鋅指基序⑸功能預測:通過序列比對，根據序列的保守區域和位點，確定基因所具有的功能(6)結構預測8、 簡述一下BLAST搜索的基本思想答:通過產生數量更少的但質量更好的增強點來提高速度。它集中于發現具有較高相似性的局部聯配，且局部聯配中不能含有空位。大多情況下聯配分解為若干個明顯的HSP(high-scoreSequencePairs),聯配時的參數：終止值S、步長參數W和一個閾值t9、 蛋白質結構預測的意義見課件P13頁，此處不好總結。10、分子設計的基本方法是什么？答：分子設計是利用蛋白質結構的詳細信息和重組DNA技術，對蛋白質分子進行重新設計，定向改造蛋白質的性質，從而獲得期望的蛋白質。基本方法-三個層次：小改： 改變分子內部某個部位的一個或幾個殘基，不影響蛋白質分子的基本結構。如利用基因點突變技術。中改：結構域水平改造或變換，如不同結構域聯在一起。大改： 設計和創造自然界并不存在的蛋白質。11、 蛋白質組學研究的技術路線是什么答：蛋白點分離?2D電泳酶解 ? 蛋白酶酶解成肽片段MS -肽序列標簽二維電泳圖:蛋白質組研究中的關鍵技術一雙向凝膠電泳12、 簡述基因治療總體策略是什么答:(1)基因矯正:對于致病基因中的異常堿基進行精確修復,使其恢復正常功能;基因置換:用正常基因在原位替換致病基因，使細胞DNA完全恢復正常狀態;基因增補:將正常基因導入患者體細胞內，使其整合到染色體中一起表達，以補償缺陷基因的功能，但致病基因未去除；基因失活:指將特定的反義核酸導入細胞，通過堿基互補作用與mRNA結合，阻斷腫瘤細胞中基因的異常表達，以抗腫瘤、抗病毒。“自殺基因”的應用:某一基因導入受體細胞后可產生一種酶，可將原無細胞毒性或低毒藥物前體轉化為細胞毒物質，將受體細胞殺死，這種基因被稱為“自殺基因”。將其導入腫瘤細胞后，可將腫瘤細胞殺死。但對正常細胞則無傷害作用。免疫基因治療:將某些細胞因子(IL-2、GM-CSF等)基因導入腫瘤患者體內，以增強患者的抵抗力。（7）耐藥基因治療:在腫瘤化療過程中，把產生抗藥物毒性的基因導入患者體內，從而使患者能耐受更大劑量的化療。（主要是前四個）13、 生物信息學研究的基本方法有哪些P4答：（1）建立生物數據庫；（2）數據庫檢索；（3）序列分析；（4）統計模型；（5）算法。14、 序列對位排列的主要用途有哪些P108答：（1）用于系統發育分析；（2）結構預測；（3）序列基序測定；（4）功能預測；（5）數據庫搜索。15、 雙向凝膠電泳技術原理P183答：（1）第一向進行等電聚焦（IEF）,蛋白質沿pH梯度分離，至各自的等電點（pl）；/r