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生物科学

生物信息学实验

作者：陈铭，原春晖

出版社：科学出版社出版时间：2022-03-01

开本： 16开 页数： 130

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版权信息
内容简介
目录
节选

生物信息学实验版权信息

ISBN：9787030716897
条形码：9787030716897 ; 978-7-03-071689-7
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
自然科学
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生物科学

生物信息学实验内容简介

本书是《生物信息学》（科学出版社出版，陈铭主编）的配套实验教程，由浅入深，全面地介绍了生物信息学涉及的实验方法。全书共12个章节，涵盖了生物信息学需要掌握的基础计算机技术，如Linux系统、R语言的基本操作命令；以及数据库使用、序列比对、进化分析、基因预测、转录组分析、转录调控分析、单细胞转录组分析、蛋白质分析以及系统生物学相关的实验。每个章节先对实验进行简单介绍，然后通过案例进行操作步骤的详细介绍。本书可用作高等院校生物信息学实验教材，也可以作为科研院所生物信息学相关专业学生或研究人员以及其他专业学生或研究人员的参考书。

生物信息学实验目录

目录　　
前言
实验1 Linux系统入门与操作 1
实验1-1 文件与目录管理 1
实验1-2 文本输入 2
实验1-3 系统管理 3
实验1-4 Linux系统中的软件安装 6
实验2 R语言基础 9
实验2-1 R语言的基本操作 9
实验2-2 使用R语言计算并安装R程序包 13
实验2-3 使用R语言画图 15
实验3 NCBI、ENA和DDBJ数据库的序列获取 20
实验3-1 NCBI数据库序列数据的获取 20
实验3-2 ENA数据库文件的下载 23
实验3-3 使用DDBJ数据库下载测序数据 26
实验4 双序列比对 29
实验5 多序列比对分析 33
实验6 进化分析 36
实验7 基因预测 39
实验7-1 基因翻译蛋白 39
实验7-2 基因编码区预测 42
实验8 转录组分析 44
实验8-1 转录组数据准备 44
实验8-2 质控 49
实验8-3 序列映射 52
实验8-4 转录本定量 54
实验8-5 差异表达分析 58
实验8-6 基因集功能富集分析 60
实验8-7 加权基因共表达网络分析 65
实验9 转录调控分析 73
实验9-1 miRNA靶基因分析 73
实验9-2 ceRNA调控分析 76
实验10 单细胞转录组分析 78
实验10-1 单细胞转录组数据矩阵的获取 78
实验10-2 单细胞转录组数据的下游分析 80
实验11 蛋白质分析 91
实验11-1 蛋白质结构同源建模 91
实验11-2 蛋白质结构可视化分析 94
实验11-3 蛋白质?小分子的分子对接 97
实验11-4 蛋白质组定量分析 106
实验12 Cytoscape系统生物学 110
参考文献 117
附录1 思政小课堂 122
附录2 常用软件介绍及下载 126

展开全部

生物信息学实验节选

实验1 Linux系统入门与操作实验1-1 文件与目录管理一、实验目的了解Linux系统的基本操作方法，掌握常用的Linux命令行操作。二、实验内容在Linux系统中，一切皆是文件。Linux系统有以下4种基本的文件类型。（1）普通文件：如文本文件、C语言源代码、Shell脚本、二进制的可执行文件等。（2）目录文件：包括文件名、子目录名及其指针。它是Linux系统唯一储存文件名的地方。（3）链接文件：它是一个文件的第二个名字，这是针对多用户共享同一文件而产生的文件。（4）特殊文件：Linux系统的一些设备如磁盘、终端、打印机等都在文件系统中表示出来，这一类文件就是特殊文件，常放在/dev目录内。常用的文件和目录管理的命令如下。 1.#列出目录 2.ls 3.#创建一个新的目录 4.mkdir 5.#切换目录 6.cd 7.#删除一个空的目录 8.rmdir 9.#显示目前的目录 10.pwd 11.#复制文件或目录copy 12.cp 13.#删除文件或目录remove 14.rm 15.#移动文件或目录move 16.mv 17.#创建文件touch 18.touch 【练习】（1）创建用自己姓名全拼命名的文件夹。（2）进入文件夹。（3）创建一个名称为hello.py的文件。实验1-2 文本输入一、实验目的学会如何在command窗口中编辑文本文件。二、实验内容 Vim是从Vi发展出来的一个文本编辑器。其代码补全、编译及错误跳转等方便编程的功能非常丰富，被程序员广泛使用。 Vim有以下三种工作模式（图1-1）。（1）一般模式：为打开文件时的默认模式。在该模式中，可使用左、下、上、右（分别以h、j、k、l表示）按键移动光标，使用删除字符、删除整行、复制和粘贴等操作处理文件。一般模式无法编辑文件内容。（2）在一般模式中，输入i（插入命令）、a（附加命令）、o（打开命令）、c（修改命令）、r（取代命令）或s（替换命令）可以进入相应的文本编辑模式；按“Esc”键可退出编辑模式。（3）命令行模式：在一般模式中，输入“:”“/”“?”三个中任何一个，可进入命令行模式，在此模式中可进行读取、保存、退出和大量替换等指令操作，多数文件管理命令都是在此模式下执行的。例如，“:wq”表示保存并退出，“:q!”表示不保存并强行退出。图1-1 Vim工作模式图运行Vim只需直接在终端输入“vim”，命令如下。 1.#创建（目录下还没有被编辑的文件）或打开（编辑已有文件）文本文件 2.vim a.txt 【练习】（1）在hello.py里面写入print（“hello world”），保存并退出。（2）执行python hello.py。实验1-3 系统管理一、实验目的了解Linux系统管理策略，学会创建用户或用户组，修改用户密码。了解磁盘管理方法。学会进程控制方法。二、实验内容 1. 用户与用户组管理 Linux系统是一个多用户多任务的分时操作系统，任何一个要使用系统资源的用户，都必须首先向系统管理员申请一个账号，然后以这个账号的身份进入系统。每个用户账号都拥有一个唯一的用户名和口令。用户在登录时键入正确的用户名和口令后，就能够进入系统和自己的主目录。常用命令如下。 useradd：添加用户。 groupadd：添加用户组。 userdel：删除用户。 groupdel：删除用户组。 usermod：修改用户。 groupmod：修改用户组。 passwd：管理用户密码。 2. 磁盘管理 Linux系统下的磁盘管理的常用命令如下。（1）df：列出文件系统的整体磁盘使用量。使用方法为df[-参数]目录或文件名；常用的参数有以下几种。 -a：列出所有的文件系统，包括系统特有的/proc等文件系统。 -k：以KBytes的容量显示各文件系统。 -m：以MBytes的容量显示各文件系统。 -h：以人们较易阅读的GBytes、MBytes、KBytes等格式自行显示。 -H：以M=1000K取代M=1024K的进位方式。 -T：显示文件系统类型，连同该分区的文件系统名称（如ext3）也列出。 -i：不用硬盘容量，而以inode的数量来显示。（2）du：检查磁盘空间使用量。使用方法为du[-参数]目录或文件名；常用的参数有以下几种。 -a：列出所有的文件与目录容量，因为默认仅统计目录底下的文件量。 -h：以人们较易读的容量格式（G/M）显示。 -s：只列出总量，而不列出每个个别的目录占用容量。 -S：不包括子目录下的总计，与-s有点差别。 -k：以KBytes列出容量显示。 -m：以MBytes列出容量显示。（3）fdisk：用于磁盘分区。常用参数如下。 -l：列出系统所有装置分区。其他选项：对磁盘进行分区操作。（4）mkfs：用于对该装置进行格式化。例如，mkfs[-t文件系统格式]装置文件名。文件系统格式包括ext2、ext4、fat、ntfs等。（5）fsck：用于磁盘检查。（6）mount：用于挂载磁盘。使用方法为mount[-t文件系统][-LLabel名][-o额外选项][-n]装置文件名挂载点。（7）umount：用于卸载磁盘。例如，umount[-fn]装置文件名或挂载点。 3. 进程管理进程是操作系统上非常重要的概念，所有系统中运行的数据都会以进程的类型存在。在Linux系统中，触发任何一个事件时，系统都会将它定义为一个进程，并且给予这个进程一个标识码（ID），称为PID，同时根据触发这个进程的用户，给予这个PID一组有效的权限设置。 Linux系统为人们提供了以下一系列方便的命令来查看正在运行的进程。（1）ps（图1-2）：比如ps-aux命令能查看当前bash下的相关进程的全部信息。图1-2 ps命令（2）&：运行命令一般直接在前台输入即可执行命令，若想在后台执行命令则可以在命令后面加上“&”，即command &。此外，在前台工作运行时，Ctrl+Z可使命令进入后台暂停。（3）jobs：查看后台工作状态。其常用参数及含义如下。 -l：同时列出PID的号码。 -r：仅列出正在后台运行的工作。 -s：仅列出在后台暂停的工作。（4）nohup [any command] &：将命令放置后台运行并将输出内容存放到nohup.txt中，如图1-3所示。图1-3 nohup [any command] &命令（5）kill：终止进程。例如，kill-9表示进程号或工作号9立即终止进程。（6）top：动态监控进程运行及资源占用变化（图1-4）。图1-4 top命令（7）Ctrl+C：退出前台进程。【练习】（1）创建一个新用户user01，设置其主目录为/home/user01，同时为其设置密码。（2）查看创建文件的大小。实验1-4 Linux系统中的软件安装一、实验目的学会在Linux系统中安装运行常用的软件。二、实验内容 SAM是一种存储大规模核酸比对结果的压缩文件格式，Samtools则是操作这种文件格式的一系列工具。下面以下载、编译、安装和运行Samtools这款生物学软件为例，讲解如何使用Linux系统安装并运行常用的生物信息学软件。 1. Samtools的下载与安装访问中国科学技术大学提供的Ubuntu源

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