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1、一、名解1.生物信息学：（狭义）专指应用信息技术储存和分析基因组测序所产生的分子序列及其相关数据的学科；（广义）指生命科学与数学、计算机科学和信息科学等交汇融合所形成的一门交叉学科。2.人类基因组测序计划：3基因组学p150：以基因组分析为手段，研究基因组的结构组成、时序表达模式和功能，并提供有关生物物种及其细胞功能的进化信息。4基因组p150：是指一个生物体、细胞器或病毒的整套基因。5. 比较基因组学p166：是指基因组学与生物信息学的一个重要分支。通过模式生物基因组之间或模式生物基因组与人类基因组之间的比较与鉴别，可以为研究生物进化和分离人类遗传病的候选基因以及预测新的基因功能提供依据。6
2、功能基因组：表达一定功能的全部基因所组成的DNA序列，包括编码基因和调控基因。功能基因组学：利用结构基因组学研究所得的各种来源的信息，建立与发展各种技术和实验模型来测定基因及基因组非编码序列的生物学功能。7蛋白质组p179：是指一个基因组中各个基因编码产生的蛋白质的总体，即一个基因组的全部蛋白产物及其表达情况。8蛋白质组学：指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴科学，其目的是从整体的角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成成分、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律。9功能蛋白质组学：（课件上只能找到功能蛋白质组，即细胞在一定阶段或与某一生理现象相关
3、的所有蛋白）。10序列对位排列：通过插入间隔的方法使不同长度的序列对齐，达到长度一致。11分子系统树：是表达类群（或序列）间系统发育关系的一种树状图。12 BLAST搜索p73：是一种基本的局部对位排列搜索工具。13 SNP p152：即单核酸多态性，是指基因组内特定核苷酸位点上存在两种不同碱基，其中每种在群体中的频率不小于1%。SNP大多数为转换置换。14 ESTp91：即表达序列标签，是从cDNA文库中生成的一些很短的序列（300500bp)，它们代表在特定组织或发育阶段表达的基因，有时可代表特定的cDNA。16 基因组作图 p155：是确定界标或基因在构成基因组的每条染色体上的位置，以及
4、同条染色体上各个界标或基因之间的相对距离。17 后基因组时代 p3：其标志是大规模基因组分析、蛋白质组分析以及各种数据的比较和整合。18 电子克隆 p98：又称虚拟克隆，其原理是依据大量EST具有相互重叠的性质，通过计算机法获得cDNA全长序列。电子克隆是由一个查询序列开始，依靠EST数据库在计算机上对EST进行两端延伸，从而获得全长的cDNA序列。19 遗传连锁图 p155：是用遗传模式来描述DNA标记（基因和其他确定DNA序列）在染色体上的相对位置。20 物理图谱 p156：是标明一些界标（如限制酶切点、单一序列、基因等）在DNA分子或染色体上锁处位置的图，图距以物理长度为单位（如核苷酸对
5、的数目）。二 填空题1 生物信息学的发展大致经历了3个阶段，分别为（前基因组时代）（基因组时代）和（后基因组时代）p22 后基因组时代的标志性工作是（基因组分析）（蛋白质组分析）以及（各种数据的比较和整合）p33 前基因组时代的标志性工作是（生物数据库的建立）（检索工具的开发）以及（DNA和蛋白质的序列分析）p24 基因组时代的标志性工作是（基因寻找和识别）（网络数据库系统的建立）以及（交互界面的开发）p25 遗传图谱的图距单位是（厘摩）代表（1%）的交换值，物理图谱的图距以（物理长度）为单位p155-156 如果两个遗传标记之间的重组率是1%，则他们之间的遗传距离就是（1cM）6 人类基因组
6、中大小约（3109）对核苷酸，含（30000）个基因，人类基因组中编码DNA的序列占（10%），junkDNA占（）p1517 人类基因组计划的目标是完成四张图，分别是（遗传图谱）（物理图谱）（序列图谱）和（基因图谱）8 HGP由（六）个国家完成，我国完成了HGP的（1%，即号染色体上万个碱基）的测序工作。9 蛋白质组分析的关键技术主要有（双向凝胶电泳）和（蛋白质鉴定方法）p18310 国际著名的三大公共核苷酸数据库为（GenBank）（DDBJ）（EMBL）p5611 Genebank由（NCBI）管理运行，（BLAST）是一种快速检索相似性序列的工具，（Entrez）是一个整合的数据查询系
7、统p5612 最常用的序列相似性查询工具是（BLAST）和（FASTA），两个系统的服务分别由（NCBI）和（EBI）维护p7313 BLAST系列程序有（序列对位排列）（序列同源性）（相似性记分）和（全局排列）p7314 NCBI中主要的数据库有（DDBJ ）（EMBL）和（GenBank）？15基因组浏览的数据库主要有（）和（）？16蛋白质序列数据库主要有（PIR）和（SWISS-PROT）等，蛋白质结构数据库主要有（PDB）17生物信息数据库分为（核酸和蛋白质一级结构数据库）（基因组数据库）和（生物大分子三维空间结构数据库）18生物分子数据库专集每年均在（Nucleic Acids Re
8、search）杂志的第一期看出 p5219生物信息学数据常见的数据格式主要有（FASTA）（GenBank）和（SwissProt）等20生物信息学数据库之间的联系方式有（相似性）和（硬链接）21真核生物基因内含子一般以（GT）两个基因开始，以（AG）两个基因结束22生物信息学识别基因两种途径为（基因组外显子识别）和（EST策略的基因鉴定）23人类基因组计划具体任务是建立四张图谱，分别为（遗传图谱）（物理图谱）（序列图谱）和（基因图谱）24建立人类遗传图谱的关键是要有足够的高度多肽的遗传标记。第一代遗传标记为（RFLP），第二代遗传标记为（STR），第三代遗传标记为（SNP）。25大规模基因组
9、测序的基本策略主要有（逐个克隆法）和（全基因组鸟枪法）26距离矩阵法主要有（UPGMA）和（邻接法）27基因诊断常用技术方法有（核酸分子杂交技术）（PCR技术）和（生物芯片）（基因测序）28基因治疗的总体策略主要有（基因矫正）（基因置换）（基因增补）（基因失活）29序列比对相似性分支主要取决（取代矩阵）（空位罚分）30构建系统树的三种主要方法是（距离矩阵法）（最大简约法）（最大似然法）31构建系统树的常用软件（PHYLIP）（TREE-PUZZLE）（MEGA）（PAUP）(课件上还有PAML和TreeView）三、简答题1、 生物信息学的研究内容是什么答：（1）生物分子数据的收集与管理（2）
10、数据库搜索及序列比较 （3）基因组序列分析 （4）基因表达数据的分析与处理 （5）蛋白质结构预测2、 生物信息学的研究目标是什么答：（1）解读生物体中DNA的遗传信息，揭示基因组信息的复杂性和规律性;（2）揭示人体生理和病理的分子基础，为人类疾病的诊断、预防和治疗提供最合理而有效的方法和途径;（3）认识生命的本质和起源3、 简述DNA的各级结构特点答：（1）DNA的一级结构：高度重复序列，卫星，小卫星，微卫星；中度重复序列；单拷贝；特殊重复序列。（2） DNA的二级结构：双螺旋结构，一类是右手螺旋，如A-DNA和B-DNA；另一类是左手螺旋。即Z-DNA。（3）DNA的三级结构：所谓DNA的三
11、级结构，是指在一二结构基础上的多聚核苷酸链上的卷曲。在一定意义上，是指双螺旋基础上的卷曲。三级结构包括链的扭结和超螺旋或者是单链形成的环或是环状DNA中的连环体。4、 简述蛋白质的各级结构特点答：（1）蛋白质的一级结构：氨基酸的序列（2）蛋白质的二级结构：周期性的二级结构如螺旋、折叠；非周期性的二级结构：连接规则二级结构间的区域统称为环区： 转角， 发夹和环，无规卷曲。蛋白质超二级结构-模体（motif),（3）蛋白质的三级结构：三维构象，结构域是蛋白质三级结构的基本结构单位和功能单位（4）蛋白质的四级结构：蛋白质往往由多条链构成，亚基，寡聚蛋白，多聚蛋白。5、 什么是DNA多态性，有何应用价
12、值？答：DNA多态性定义：1） DNA某些位点发生中性突变，2）不改变基因表达性质和功能，3）人群中出现的频率大于1%应用：1）癌症的诊断，2）基因的分离，3）刑事侦破，4）亲子鉴定。6、 真核生物基因组结构有哪些特点答：真核生物基因组是由一个共同祖先基因经重组和变异所产生的一组基因，并成簇分布，其成员可以成簇集中于一条染色体上，也可以散布于不同染色体上，是真核生物最主要的特点之一。1.多基因家族，2.重复序列：（1）高度重复序列：1）正向重复2）反向重复3）卫星DNA4）a-卫星DNA 5 ) 端粒DNA (2)中度重复序列（3）轻度重复序列（4）转座因子（5）单拷贝序列（6）加工假基因7、
13、 序列比对可以解决那些生物学问题答：（1)分子进化分析:通过序列比对，根据序列的相似性，分析亲缘关系远近，分析生命起源过程。(2) 基因识别:根据已知基因序列预测未知序列中的基因;Blast搜索，根据相似性分数预测基因。(3)数据库搜索：BLAST (Basic Local Alignment Search Tool)(4)基序 (motif) 鉴定:CCCH锌指基序 (5)功能预测:通过序列比对，根据序列的保守区域和位点，确定基因所具有的功能(6)结构预测8、 简述一下BLAST搜索的基本思想答:通过产生数量更少的但质量更好的增强点来提高速度。它集中于发现具有较高相似性的局部联配，且局部联配
14、中不能含有空位。大多情况下联配分解为若干个明显的HSP（high-score Sequence Pairs),联配时的参数：终止值S、步长参数W和一个阈值t9、 蛋白质结构预测的意义见课件P13页，此处不好总结。10、 分子设计的基本方法是什么？答：分子设计是利用蛋白质结构的详细信息和重组DNA技术，对蛋白质分子进行重新设计，定向改造蛋白质的性质，从而获得期望的蛋白质。基本方法-三个层次：(1）小改：改变分子内部某个部位的一个或几个残基，不影响蛋白质分子的基本结构。如利用基因点突变技术。(2）中改：结构域水平改造或变换，如不同结构域联在一起。(3）大改： 设计和创造自然界并不存在的蛋白质。11
15、、蛋白质组学研究的技术路线是什么答：蛋白点分离 2D电泳 酶解 蛋白酶酶解成肽片段 MS 肽序列标签 二维电泳图:蛋白质组研究中的关键技术双向凝胶电泳12、 简述基因治疗总体策略是什么答:(1）基因矫正:对于致病基因中的异常碱基进行精确修复，使其恢复正常功能； (2)基因置换:用正常基因在原位替换致病基因，使细胞DNA完全恢复正常状态； (3)基因增补:将正常基因导入患者体细胞内，使其整合到染色体中一起表达，以补偿缺陷基因的功能 ，但致病基因未去除；(4)基因失活:指将特定的反义核酸导入细胞，通过碱基互补作用与mRNA结合，阻断肿瘤细胞中基因的异常表达，以抗肿瘤、抗病毒。(5)“自杀基因”的应用:某一基因导入受体细胞后可产生一种酶，可将原无细胞毒性或低毒药物前体转化为细胞毒物质，将受体细胞杀死，这种基因被称为“自杀基因”。将其导入肿瘤细胞后，可将肿瘤细胞杀死。但对正常细胞则无伤害作用。(6)免疫基因治疗:将某些细胞因子（IL-2、GM-CSF等）基因导入肿瘤患者体内，以增强患者的抵抗力。 (7)耐药基因治疗:在肿瘤化疗过程中， 把产生抗药物毒性的基因导入患者
