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生物信息學實驗 版權信息
- ISBN：9787030716897
- 條形碼：9787030716897 ; 978-7-03-071689-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
生物信息學實驗 內容簡介
本書是《生物信息學》（科學出版社出版，陳銘主編）的配套實驗教程，由淺入深，全面地介紹了生物信息學涉及的實驗方法。全書共12個章節，涵蓋了生物信息學需要掌握的基礎計算機技術，如Linux系統、R語言的基本操作命令；以及數據庫使用、序列比對、進化分析、基因預測、轉錄組分析、轉錄調控分析、單細胞轉錄組分析、蛋白質分析以及系統生物學相關的實驗。每個章節先對實驗進行簡單介紹，然后通過案例進行操作步驟的詳細介紹。 本書可用作高等院校生物信息學實驗教材，也可以作為科研院所生物信息學相關專業學生或研究人員以及其他專業學生或研究人員的參考書。
生物信息學實驗 目錄
目錄
前言
實驗1 Linux系統入門與操作 1
實驗1-1 文件與目錄管理 1
實驗1-2 文本輸入 2
實驗1-3 系統管理 3
實驗1-4 Linux系統中的軟件安裝 6
實驗2 R語言基礎 9
實驗2-1 R語言的基本操作 9
實驗2-2 使用R語言計算并安裝R程序包 13
實驗2-3 使用R語言畫圖 15
實驗3 NCBI、ENA和DDBJ數據庫的序列獲取 20
實驗3-1 NCBI數據庫序列數據的獲取 20
實驗3-2 ENA數據庫文件的下載 23
實驗3-3 使用DDBJ數據庫下載測序數據 26
實驗4 雙序列比對 29
實驗5 多序列比對分析 33
實驗6 進化分析 36
實驗7 基因預測 39
實驗7-1 基因翻譯蛋白 39
實驗7-2 基因編碼區預測 42
實驗8 轉錄組分析 44
實驗8-1 轉錄組數據準備 44
實驗8-2 質控 49
實驗8-3 序列映射 52
實驗8-4 轉錄本定量 54
實驗8-5 差異表達分析 58
實驗8-6 基因集功能富集分析 60
實驗8-7 加權基因共表達網絡分析 65
實驗9 轉錄調控分析 73
實驗9-1 miRNA靶基因分析 73
實驗9-2 ceRNA調控分析 76
實驗10 單細胞轉錄組分析 78
實驗10-1 單細胞轉錄組數據矩陣的獲取 78
實驗10-2 單細胞轉錄組數據的下游分析 80
實驗11 蛋白質分析 91
實驗11-1 蛋白質結構同源建模 91
實驗11-2 蛋白質結構可視化分析 94
實驗11-3 蛋白質?小分子的分子對接 97
實驗11-4 蛋白質組定量分析 106
實驗12 Cytoscape系統生物學 110
參考文獻 117
附錄1 思政小課堂 122
附錄2 常用軟件介紹及下載 126
前言
實驗1 Linux系統入門與操作 1
實驗1-1 文件與目錄管理 1
實驗1-2 文本輸入 2
實驗1-3 系統管理 3
實驗1-4 Linux系統中的軟件安裝 6
實驗2 R語言基礎 9
實驗2-1 R語言的基本操作 9
實驗2-2 使用R語言計算并安裝R程序包 13
實驗2-3 使用R語言畫圖 15
實驗3 NCBI、ENA和DDBJ數據庫的序列獲取 20
實驗3-1 NCBI數據庫序列數據的獲取 20
實驗3-2 ENA數據庫文件的下載 23
實驗3-3 使用DDBJ數據庫下載測序數據 26
實驗4 雙序列比對 29
實驗5 多序列比對分析 33
實驗6 進化分析 36
實驗7 基因預測 39
實驗7-1 基因翻譯蛋白 39
實驗7-2 基因編碼區預測 42
實驗8 轉錄組分析 44
實驗8-1 轉錄組數據準備 44
實驗8-2 質控 49
實驗8-3 序列映射 52
實驗8-4 轉錄本定量 54
實驗8-5 差異表達分析 58
實驗8-6 基因集功能富集分析 60
實驗8-7 加權基因共表達網絡分析 65
實驗9 轉錄調控分析 73
實驗9-1 miRNA靶基因分析 73
實驗9-2 ceRNA調控分析 76
實驗10 單細胞轉錄組分析 78
實驗10-1 單細胞轉錄組數據矩陣的獲取 78
實驗10-2 單細胞轉錄組數據的下游分析 80
實驗11 蛋白質分析 91
實驗11-1 蛋白質結構同源建模 91
實驗11-2 蛋白質結構可視化分析 94
實驗11-3 蛋白質?小分子的分子對接 97
實驗11-4 蛋白質組定量分析 106
實驗12 Cytoscape系統生物學 110
參考文獻 117
附錄1 思政小課堂 122
附錄2 常用軟件介紹及下載 126
展開全部
生物信息學實驗 節選
實驗1 Linux系統入門與操作 實驗1-1 文件與目錄管理 一、實驗目的 了解Linux系統的基本操作方法，掌握常用的Linux命令行操作。 二、實驗內容 在Linux系統中，一切皆是文件。Linux系統有以下4種基本的文件類型。 （1）普通文件：如文本文件、C語言源代碼、Shell腳本、二進制的可執行文件等。 （2）目錄文件：包括文件名、子目錄名及其指針。它是Linux系統唯一儲存文件名的地方。 （3）鏈接文件：它是一個文件的第二個名字，這是針對多用戶共享同一文件而產生的文件。 （4）特殊文件：Linux系統的一些設備如磁盤、終端、打印機等都在文件系統中表示出來，這一類文件就是特殊文件，常放在/dev目錄內。 常用的文件和目錄管理的命令如下。 1.#列出目錄 2.ls 3.#創建一個新的目錄 4.mkdir 5.#切換目錄 6.cd 7.#刪除一個空的目錄 8.rmdir 9.#顯示目前的目錄 10.pwd 11.#復制文件或目錄copy 12.cp 13.#刪除文件或目錄remove 14.rm 15.#移動文件或目錄move 16.mv 17.#創建文件touch 18.touch 【練習】 （1）創建用自己姓名全拼命名的文件夾。 （2）進入文件夾。 （3）創建一個名稱為hello.py的文件。 實驗1-2 文 本 輸 入 一、實驗目的 學會如何在command窗口中編輯文本文件。 二、實驗內容 Vim是從Vi發展出來的一個文本編輯器。其代碼補全、編譯及錯誤跳轉等方便編程的功能非常豐富，被程序員廣泛使用。 Vim有以下三種工作模式（圖1-1）。 （1）一般模式：為打開文件時的默認模式。在該模式中，可使用左、下、上、右（分別以h、j、k、l表示）按鍵移動光標，使用刪除字符、刪除整行、復制和粘貼等操作處理文件。一般模式無法編輯文件內容。 （2）在一般模式中，輸入i（插入命令）、a（附加命令）、o（打開命令）、c（修改命令）、r（取代命令）或s（替換命令）可以進入相應的文本編輯模式；按“Esc”鍵可退出編輯模式。 （3）命令行模式：在一般模式中，輸入“:”“/”“?”三個中任何一個，可進入命令行模式，在此模式中可進行讀取、保存、退出和大量替換等指令操作，多數文件管理命令都是在此模式下執行的。例如，“:wq”表示保存并退出，“:q!”表示不保存并強行退出。 圖1-1 Vim工作模式圖 運行Vim只需直接在終端輸入“vim”，命令如下。 1.#創建（目錄下還沒有被編輯的文件）或打開（編輯已有文件）文本文件 2.vim a.txt 【練習】 （1）在hello.py里面寫入print（“hello world”），保存并退出。 （2）執行python hello.py。 實驗1-3 系 統 管 理 一、實驗目的 了解Linux系統管理策略，學會創建用戶或用戶組，修改用戶密碼。了解磁盤管理方法。學會進程控制方法。 二、實驗內容 1. 用戶與用戶組管理 Linux系統是一個多用戶多任務的分時操作系統，任何一個要使用系統資源的用戶，都必須首先向系統管理員申請一個賬號，然后以這個賬號的身份進入系統。每個用戶賬號都擁有一個唯一的用戶名和口令。用戶在登錄時鍵入正確的用戶名和口令后，就能夠進入系統和自己的主目錄。 常用命令如下。 useradd：添加用戶。 groupadd：添加用戶組。 userdel：刪除用戶。 groupdel：刪除用戶組。 usermod：修改用戶。 groupmod：修改用戶組。 passwd：管理用戶密碼。 2. 磁盤管理 Linux系統下的磁盤管理的常用命令如下。 （1）df：列出文件系統的整體磁盤使用量。使用方法為df[-參數]目錄或文件名；常用的參數有以下幾種。 -a：列出所有的文件系統，包括系統特有的/proc等文件系統。 -k：以KBytes的容量顯示各文件系統。 -m：以MBytes的容量顯示各文件系統。 -h：以人們較易閱讀的GBytes、MBytes、KBytes等格式自行顯示。 -H：以M=1000K取代M=1024K的進位方式。 -T：顯示文件系統類型，連同該分區的文件系統名稱（如ext3）也列出。 -i：不用硬盤容量，而以inode的數量來顯示。 （2）du：檢查磁盤空間使用量。使用方法為du[-參數]目錄或文件名；常用的參數有以下幾種。 -a：列出所有的文件與目錄容量，因為默認僅統計目錄底下的文件量。 -h：以人們較易讀的容量格式（G/M）顯示。 -s：只列出總量，而不列出每個個別的目錄占用容量。 -S：不包括子目錄下的總計，與-s有點差別。 -k：以KBytes列出容量顯示。 -m：以MBytes列出容量顯示。 （3）fdisk：用于磁盤分區。常用參數如下。 -l：列出系統所有裝置分區。 其他選項：對磁盤進行分區操作。 （4）mkfs：用于對該裝置進行格式化。例如，mkfs[-t文件系統格式]裝置文件名。文件系統格式包括ext2、ext4、fat、ntfs等。 （5）fsck：用于磁盤檢查。 （6）mount：用于掛載磁盤。使用方法為mount[-t文件系統][-LLabel名][-o額外選項][-n]裝置文件名 掛載點。 （7）umount：用于卸載磁盤。例如，umount[-fn]裝置文件名或掛載點。 3. 進程管理 進程是操作系統上非常重要的概念，所有系統中運行的數據都會以進程的類型存在。在Linux系統中，觸發任何一個事件時，系統都會將它定義為一個進程，并且給予這個進程一個標識碼（ID），稱為PID，同時根據觸發這個進程的用戶，給予這個PID一組有效的權限設置。 Linux系統為人們提供了以下一系列方便的命令來查看正在運行的進程。 （1）ps（圖1-2）：比如ps-aux命令能查看當前bash下的相關進程的全部信息。 圖1-2 ps命令 （2）&：運行命令一般直接在前臺輸入即可執行命令，若想在后臺執行命令則可以在命令后面加上“&”，即command &。 此外，在前臺工作運行時，Ctrl+Z可使命令進入后臺暫停。 （3）jobs：查看后臺工作狀態。其常用參數及含義如下。 -l：同時列出PID的號碼。 -r：僅列出正在后臺運行的工作。 -s：僅列出在后臺暫停的工作。 （4）nohup [any command] &：將命令放置后臺運行并將輸出內容存放到nohup.txt中，如圖1-3所示。 圖1-3 nohup [any command] &命令 （5）kill：終止進程。例如，kill-9表示進程號或工作號9立即終止進程。 （6）top：動態監控進程運行及資源占用變化（圖1-4）。 圖1-4 top命令 （7）Ctrl+C：退出前臺進程。 【練習】 （1）創建一個新用戶user01，設置其主目錄為/home/user01，同時為其設置密碼。 （2）查看創建文件的大小。 實驗1-4 Linux系統中的軟件安裝 一、實驗目的 學會在Linux系統中安裝運行常用的軟件。 二、實驗內容 SAM是一種存儲大規模核酸比對結果的壓縮文件格式，Samtools則是操作這種文件格式的一系列工具。下面以下載、編譯、安裝和運行Samtools這款生物學軟件為例，講解如何使用Linux系統安裝并運行常用的生物信息學軟件。 1. Samtools的下載與安裝 訪問中國科學技術大學提供的Ubuntu源
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