生物信息學作用精選(九篇)
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第1篇：生物信息學作用范文
現代信息技術在學生學習方式轉變方面的作用主要表現在以下幾個方面:
一、信息技術能有效激發學生學習生物的興趣,使學生樂于學習生物
1.運用信息技術創設情境,能有效吸引學生注意力
在創設情境方面,計算機等信息技術有得天獨厚的優勢。它的感染力強,能調動學生的興趣,活躍學生的思維,可以彌補生物課內容相對枯燥的一面。多媒體顯示的畫面形象逼真、色彩鮮明,信息反饋迅速,能有效集中學生的注意力,吸引學生積極參與學習探究活動。
例如:我在教學《我們身邊的生物學》時,播放袁隆平培育雜交水稻的動畫視頻,出示相關資料,讓學生了解袁隆平在生物學方面做出的巨大貢獻,激發學生的愛國主義情感和學習生物學的興趣,導入新課。在最后的課堂小結部分,出示課件,展現現代生物技術的成果。如:細胞工程在農業、園藝和醫學等領域中為人類做出巨大的貢獻;克隆羊多利的誕生過程等。讓學生在仔細觀察畫面及相關資料說明后分組討論現代生物技術有什么用途及克隆技術用于人的克隆會出現哪些問題。讓學生進一步了解生物學與人類生活息息相關,再次激發學生學習生物、探索生命奧秘的興趣。
2.運用信息技術設計趣味練習,能有效鞏固學習效果
傳統的練習形式枯燥、單一,難以吸引學生的注意力。運用信息技術我們可以設計出許多形式多樣、趣味盎然的小練習。計算機能根據學生的解答迅速作出各種反饋,鼓勵學生以濃厚的興趣積極思考,繼續努力。如:我在教學《植物細胞的結構和功能》一課時,借助信息技術設計了兩道有趣的搶答題:看植物細胞結構圖,說出圖上各結構名稱;根據所給提示,說出細胞結構名稱。鮮亮的畫面、新穎的形式使學生情緒高漲,既有效鞏固了本節課所學知識,又增強了學習的興趣。
二、現代信息技術能讓學生更自主、更善于學生物
在傳統的教學中,教學資源有限,主要以教師和書本為主。隨著科學技術日新月異的發展,教師和家長及現有的書本有很多問題解答不了。這時學生可以從網絡、光盤等渠道獲取信息。信息技術能突破時間和空間的限制,方便地與全國各地的專家、學者進行廣泛的交流,改變了學生的學習方式,為學生的自主學習、合作與交流提供了很好的平臺。
如:在教學《綠色植物與生物圈的物質循環》一課時,我鼓勵學生課下查找資料,搜集有關綠色植物、水土保持方面的資料。在搜集過程中,每個小組運用了多種方式來調查:有的是依據生活經驗,有的是請教他人,但更多的是通過網絡自己查找所得。在搜集、整理數據的過程中,不僅使學生深刻認識到綠色植物在生物圈水循環中的意義,而且提高了搜集和整理數據的能力及小組合作能力,形成良好的學習習慣和合作意識。通過這一活動,學生在態度、情感、價值觀方面受到了熏陶,參與意識、對社會的責任感、環境意識都得到了提高。
三、利用信息技術輔助生物教學,有助于培養學生的探究能力
有些生物現象十分抽象,僅憑教具的演示、教師用語言描述往往很難使學生真正理解,而運用電教媒體可以使教學內容所需要演示的事物、現象的全過程在課堂再現,從而使學生獲得豐富的、鮮明的直觀印象。
第2篇：生物信息學作用范文
論文摘 要:由于高職業教育改革和社會需求的變化，大學生就業面臨著前所未有的挑戰，就業難的問題越來越突出，除了市場需求方面的原因以外，還和大學生就業信息不健全、信息通道不流暢有很大的關系。因此，建立一個健全的、完備的、高效的就業信息資源體系，對大學生就業指導很有必要。高職院校圖書館是文獻信息中心，應積極地為大學生就業指導提供信息服務。本文探討圖書館在就業信息服務的作用，敘述了圖書館信息服務在大就業指導工作中的做法。
由于高等職業教育改革和社會需求的變化，大學生就業面臨著前所未有的挑戰。大學畢業生就業大眾化的急速來臨與社會大眾對大學生精英認識的慣性矛盾，造成認識與現實的巨大差距，以至于造成“大學生就業難”。《普通高等學校圖書館規程(修訂)》規定:“高等學校圖書館必須貫徹國家的教育方針，履行教育職能和信息服務職能，在提供信息服務的同時，還具有教育功能。”圖書館是辦學的三大支柱之一，要利用自己的信息資源優勢，開辟為就業指導工作服務的新領域，這是高職院校持續發展的需要，是讀者服務職能拓展的需要，是圖書館提高競爭力的需要。
1 開展大學生就業指導工作的重要意義
教育部《普通高等學校畢業生就業工作暫行規定》強調“就業指導是高校教學工作的重要組成部分”。隨著時代的不斷發展變化，國家在大學畢業生就業工作中建立了“市場導向、政府調控、學校推薦、學生和用人單位雙向選擇”的機制，用人單位對大學畢業生的要求也越來越高，大學生就業難的問題越來越凸顯出來，幾乎成了人們普遍關注的熱點。大學生就業難，與其信息的不健全、信息通道的不流暢有一定關系。在這種就業形勢下建立一個健全的、完備的、高效的就業信息資源體系對大學生就業指導工作是很有必要的。圖書館作為高校的文獻信息中心，應主動地為就業指導工作服務，建立大學生就業信息系統，提供高效優質的就業指導服務。
2 圖書館信息服務在就業指導教育中的作用和優勢
2.1 作用
圖書館是信息資源是教學的三大支柱之一，集現代信息網絡、信息技術與設備、各種信息載體與獲取途徑為一體的信息采集、組織加工、保存與傳播的得天獨厚的資源優勢，在以讀者和信息用戶為核心，拓展信息服務工作范圍，主動為大學生就業提供信息服務，這是高職教育以就業為導向的辦學理念對圖書館信息咨詢工作提出的新任務。圖書館開展就業信息專題服務，開發各種載體的信息資源，通過文獻深加工而形成“綜述”、“述評”，有助于大學生及時了解就業動態信息。體現了“讀者第一、以人為本”的新理念。
2.2 優勢
2.2.1 信息資源優勢
圖書館有采集實體文獻資源和搜集虛擬信息資源的制度，能入藏與擇業和就業指導有關的書刊、音像資料等;還能聯系各類型人才市場和畢業生招聘會的組辦者，索取人才招聘信息。這是圖書館開展為大學生就業指導信息服務的資源保證。
2.2.2 網絡資源優勢
網絡條件下的圖書館管理體制呈條塊結構，高職院校圖書館與各類圖書館在持續發展的過程中，構建了互助的協作關系，資源共享。隨著網絡環境的不斷完善，圖書館大多具備了較強的聯網檢索能力，畢業生可直接上網查找國內外就業信息。這是圖書館開展為大學生就業指導服務的信息網絡保證。
3 圖書館為大學生就業指導工作提供信息服務的內容
3.1 建立大學生信息素質教育服務中心
大學生信息素質包括對信息重要性和需要的知識，為解決面臨的問題確定、查尋、評價、組織和有效生產、使用與交流信息的能力，圖書館要利用自己的信息、人員、技術、環境方面的優勢，從多方面著手培養大學生的信息素質；重視圖書館資源優勢的宣傳，努力建設自己的網絡主頁，設指南性欄目、就業信息資源介紹、檢索技巧導引、圖書館BBS等多方面開展信息素質教育;加強資源開發利用工作，豐富的信息資源是信息素質教育的保證，要實施信息素質教育，圖書館必須具備充分的信息資源，從網絡、雜志、報刊等處多方收集信息，評價和選擇各類文獻，實現合理館藏，擴展學科信息知識的覆蓋面。
3.2 完善大學生就業信息系統建設
就業信息包括就業政策信息、就業形勢信息和人才需求信息。國家就業政策是國家根據一定時期社會生產力的發展和需求情況而制定的就業行為準則，包括就業體制、程序、時間等。圖書館就可以向大學生們提供經整理的就業形勢與政策信息，讓他們及時了解社會對人才的需求形勢，了解有關城市或有關單位接受大學生的政策條件以及當地經濟發展的形勢;根據最新就業信息，分析預測就業形勢。圖書館應系統地整合學院的專業設置、學科特色、人才培養模式等信息，結合企業用人要求等，建立就業信息體系，并與和其他網絡系統聯通，使就業的信息更加系統化、規范化、專業化和實用化，便于學生了解用人單位的具體情況地進行選擇，更好地把握擇業方向。
3.3 提供就業信息咨詢
就業信息具有時效性、周期性、專指性、復雜性等特點，圖書館可以搜集相關時效性強的信資料，及時為學生服務。圖書館可以通過口頭咨詢、發放調查問卷、觀察總結等多種途徑主動了解學生的現時需求和潛在需求，做好相應記錄，建立用戶需求檔案，及時進行分析總結。
4 圖書館為大學生就業信息服務的實踐
4.1 加強就業文獻閱讀引導
（1）豐富的圖書文獻資源是圖書館賴以開展閱讀引導教育的基礎，圖書館應根據各種反饋信息，完整系統地入藏大學生就業內容的書刊文獻和網絡信息，搜集和整理就業政策法規、有關就業的文獻精神及職業需求的文獻信息，要宣傳和報道就業政策、求職信息，幫助大學生貫徹執行國家的就業政策，系統掌握大量準確的職業需求信息，訂購專為大學生就業服務的報刊，在現刊和過刊閱覽室中常年設置就業信息專題書架，專題書架實行開架閱覽，通過閱讀類似《成功心理與人才發展》、《擇業就業:大學生求職指南》、《大學生就業難原因剖析》、《當前大學畢業生低簽約率的實證分析》、《經營自我與創造性經營》、《如何體現你的素質》、《企業招聘與企業文化的匹配探析》等資料，以提高畢業生的就業素質。
（2）編制就業信息專題書目，并把館藏中最新就業信息書目、索引和重要信息原文及時傳到圖書館網頁上，便于畢業生多途徑查詢。另外安排專人或聘請有經驗的教師舉辦專題講座、讀者座談，開展書評、評選讀書標兵等活動，如，“信息素養在擇業中的作用”、“個人素質與企業文化”、“網絡環境下如何搜集和利用信息”、“如何適應大眾教育下的就業形勢”等幫助學生分析、預測本年度就業形勢、幫助大學生掌握搜集最新就業政策信息的技能。
4.2 舉辦就業信息能力講座，提高求職技能，提升求職效率
圖書館要完整系統地搜集、整合網絡信息和視頻資料，并編制專題視頻目錄，舉辦就業視頻講座和專題報告，加強就業理論和實踐的學習，圖書館員要主動做好視頻資料的導讀，如“網絡環境下如何搜集和利用信息”、“大學生正確的就業觀和擇業技巧”等，幫助大學生提高求職技能和擇業素質，寫好求職信和自薦材料，客觀地宣傳自己和推銷自己。圖書館員要積極引導大學生把靜態文獻信息與社會動態信息相結合，更直觀地了解就業現狀和人才需求，以提升大學生的求職效率。
4.3 網絡導航
隨著網絡環境的不斷完善，圖書館具備了較強的聯網檢索能力，圖書館對大學生進行網絡信息獲取能力、檢索能力和應用能力的培訓，網站上開設“就業教育”專欄，并成為大學生就業教育的主要窗口，可設“就業政策”、“就業形勢”、“招聘信息”、“求職信息”、“求職技巧”、“就業講堂”等欄目，指導大學生系統搜集有關的就業信息，整理相關就業政策法規，解答大學生有關就業的咨詢話題，為其選擇職業提供合理化建議或可行性意見。將網內外的就業信息資料按著錄格式標準化、檢索點規范化，以及檢索途徑便捷化的要求;建立“畢業生就業信息書目數據庫”，并根據畢業生的需求、本校學科專業和文獻類型，有選擇地建立“畢業生就業信息全文數據庫”。該數據庫通過校園網與中國教育科研網(CERNET)聯結，供館內外用戶使用，促進就業信息資料網絡化的共建、共享。
4.4 就業信息的加工、分類
就業信息資料形式多樣，有成冊的書刊型、報刊復印的零散型和網上下載的活頁型等，收藏保管困難，也不利于應用。可采取以下方法加工裝訂:有關就業的政策、條例等指導性文獻，以發表的時間為序裝訂成冊;從報刊和網上收集到的零散信息資料，按就業的內容和類別進行裝訂。依據就業信息的內容性質，按《中圖法》分類，再根據信息產生的時間作書次號，把相同內容、類別的信息資料集中在一起，并按時間先后排序，以便于畢業生按類別查閱特定時間的信息資料。
4.5 分層次提供就業信息咨詢
圖書館提供就業信息咨詢，其方式主要有以下3種:(1)輔導性咨詢。根據畢業生需求，咨詢館員輔導畢業生查找和利用就業文獻信息，并解答問題。(2)指導性咨詢。即以個體為對象，咨詢館員將畢業生引向信息源，指導其查閱各種就業信息資料。(3)檢索性咨詢。一般有兩種取向:一種是數據、報摘類信息檢索，包括招聘人數、改革要點、就業趨勢等;另一種是文獻，全文類信息檢索，它需要從目錄、題錄、文摘、索引等方面進行系統檢索，提供咨詢服務。
5 結語
圖書館既是學校的文獻信息中心、學習資源中心，是培養人才的重要基地，利用圖書館豐富的文獻信息資源，為大學生就業指導提供信息服務，是培養大學生樹立就業信息意識、確立擇業競爭意識，端正擇業就業思想的過程，也是網絡環境下，圖書館讀者服務工作的特色服務。建立一個健全的、完備的、高效的就業信息資源體系，積極主動地為大學生就業提供信息幫助。通過圖書館為大學生就業提供信息服務的實踐:閱讀引導;舉辦視頻講座，實施網絡導航，重視就業信息的搜集、加工、分類與利用;開展多元化的信息服務方式，使圖書館成為真正意義上的大學教育的三大支柱之一，走出一條信息服務創新之路。
參考文獻
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第3篇：生物信息學作用范文
關鍵詞：生物信息學 教學模式 創新
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5349（2017）08-0009-02
近些年，隨著人類基因組測序完成，有關核酸、蛋白質等的分子生物學數據迅速增長。同時，計算機技術的發展也為生物數據的處理提供了有力支持[1]，促進了生物信息學的產生及發展。許多高校相繼開設了生物信息學課程。生物信息學課程對培養創新型人才具有重要意義。[2]生物信息學是多領域融合的學科，對理論知識及實踐的要求較高，因此如何提高生物信息學的教學質量及完善教學模式尤為重要。本文根據生物信息學的特點及目前發展現狀，提出“教學-科研-創業”一體化的教學模式。并在實施過程中不斷優化，為完善生物信息學的教學模式提供依據。
一、生物信息學課程的概述
生物信息學作為近些年新發展的學科。具有以下特征：第一，多學科融合。它將數學、計算機科學與生物學有機地結合在一起。[3]第二，數據的復雜性。目前國際上著名的數據庫有GenBank、DDBJ和PIR等。[4]這些資源具有開放性，大部分數據庫可免費下載。第三，學科知識的前沿性，生物信息學的發展和更新較其他學科更為迅速。[5]教師在教學過程中要不斷地吸取新的知識以補充教材中的不足。[6]生物信息學的價值不僅體現在科學研究領域，同時對經濟的發展也有影響。[6]所以，各高校設置生物信息學課程是必要的。
二、生物信息學教學現狀
無論國外或國內對生物信息學的發展都是高度重視的。筆者在針對生物信息學本科教學過程進行調查中發現，生物信息學教學過程存在以下不足：
（一）專業型人才稀少
生物信息學所涉及的領域較廣，它將數學、計算機科學和生物學相結合。[7]這一特點，要求從事生物信息學教學的教師自身知識背景要深厚，同時兼備生物學及信息技術的專業知識。由于各專業之間的交叉聯系較少，導致相關生物信息學的專業人才稀少。這對于生物信息學教學是不利的。
（二）教學理念陳舊
生物信息學是將信息技術和生物課程有機結合。目前，在國內，生物信息學教學思想還比較落后，大部分還處于對構建完善的教學模式初步探索階段。[8]由于不能將信息技術的優勢極大地發揮，以至于生物信息學教學過程中存在一定的弊端。在教學設計中還沿用傳統的教授法，使得學生對于學習生物信息學的興趣減少，同時，忽略信息技術的應用對于培養和拓展學生思維方式的作用。
（三）實踐教學存在不足
實踐教學是生物信息學教學過程中必要的部分。生物信息學實踐環節方面較為薄弱。一方面，課時安排不合理。大部分時間分配于理論課，而實踐課的時間相對較少。另一方面，在硬件設施上，也不能滿足實際需求。在很多高校中并沒有獨立的計算機機房以保障學生能夠進行具體的操作。并且，在國內，雖然生物信息學的研究發展迅速，但所涉及的資源并不能共享，交流較少。
（三）“教-學-研”模式的構建
針對生物信息學課程自身特點及在教學過程中發現的問題，提出“教學-科研-創業”一體化教學模式。
1.教學理念的改革
從上述的分析中，針對教學理念落后問題，需要從生物信息學的教學要求與特點出發，改變常規的教學模式，采用“自主式、探究式”學習的思想，通過小組合作的學習方式，讓學生主動學習。[9]根據生物信息學的課程內容可將其分為幾個模塊。例如：數據庫介紹及應用、常用統計學方法、基因組學、蛋白質組學等。學生以小組為單位，對每一個模塊進行探討研究。學生可以通過上網查找資料，與老師進行交流及在課堂上展示成果并且小組間進行探討等方式對該模塊所涉及的相關知識進行學習。這樣使得學生能夠按照自己的要求擴展和交流生物信息學知識，豐富生物信息學的學習途徑，并且師生之間建立平等和諧的關系。
2.理論聯系實踐，鍛煉學生科研能力
教學是科研的前提條件，科研使教學內容多樣化。[10]因此，在教學過程中，根據課程的特色，可將教學與科研彼此聯系起來。首先，組建跨學科的教師團隊。生物信息學是多學科交叉的課程，該領域的專業型人才稀少。解決這一問題是保障學生在科研過程中隨時了解相關知識的關鍵。我們可以在教學過程中組建跨學科的教學團隊。教師間可彼此溝通交流，針對學生們在科研過程中遇到的問題，能夠提供專業性的建議，為科研提供強有力的理論基礎。其次，教師積極鼓勵學生參加科研項目。教師可根據教學內容與當下生物信息學領域中的研究熱點方向，提出研究問題，使學生積極參加其中。在科研過程中，培養學生獨立思考及動手操作能力，同時，增強團隊合作意識。對生物信息學有進一步了解。最后，為了創造一個良好的科研條件，學校應提供一些硬件設施。例如：多媒體網絡教室、與生物信息學相關的軟件等。將教學與科研聯系在一起，可有效地提高生物信息學教學質量。
3.教學與創業相結合，培養學生創新精神及創業能力
創業教育是一種實踐，以學生為主體，將“教、學、做”三者合一。[11]所以在“教學-科研-創業”一體化教學模式中，創業與教學、科研相互聯系，科研成果具體化，提高學生的創新創業能力。以吉林師范大學為例。教師在授n過程中，與學生一起對表觀遺傳學藥物進行分析，并以此為研究課題，參加“第二屆吉林省‘互聯網+’大學生創新創業大賽”。項目中擬建一家有限責任公司，它將通過差異化的運營模式，以互聯網為媒介，運用現代生物科技和計算機技術實現對表觀遺傳學藥物信息的整合及數據的分析，并對藥物靶點進行更深層次的挖掘。為特定的顧客提供個性化的服務，并以此獲取利潤。實例表明，在項目進行過程中，培養了學生科學嚴謹的思維方式及團結協作的精神。創業與教學、科研的有效結合，極大地調動了學生學習的積極性，并充分發揮了理論知識與實踐結合的優勢。
四、結語
總之，生物信息學教學應適當地將理論與實踐結合。通過“教-研-創”一體化教學模式的嘗試，不僅激發了學生學習的積極性，同時鍛煉學生發現問題并且能夠及時解決問題的能力。因此，該模式在生物信息W教學過程中具有一定的可操作性。隨著生物信息學的發展，該模式將進一步完善，以期培養出綜合型、創新型人才。
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第4篇：生物信息學作用范文
關鍵詞：計算機算法；生物信息學；應用研究
引言
生物信息學作為一門新興的交叉學科，它涵蓋了計算機科學、生物學以及統計學等不同的學科。它的主要研究內容是通過應用計算機對各種生物數據信息進行檢索、分析以及儲存。在生物信息學中，它的各種組合問題都具有數量繁多、計算量大的鮮明特征，為了能有效地解決各類組合難問題，就必須不斷提高計算的處理速度，創新計算機算法，保證各算法和程序的高效性。
1 在生物信息學中普遍被應用的計算機算法
在生物信息學中那些常見NP-難的組合優化問題可以分為以下幾個：群體單體型檢測問題、個體單體型檢測問題、多元聚合酶鏈反應引物集設計問題、標簽SNPs選擇問題、序列比對問題以及基因芯片的探針設計問題[1]。這些問題都具有大量的信息數據，對于計算機的處理速度要求偏高。所以，必須不斷優化計算機算法，對計算機算法在生物信息學中的應用展開分析和研究。通常來說，生物信息學中組合優化問題采用的計算機算法主要包括以下幾種：近似算法、精確算法、啟發式算法以及參數化算法等。采用近似算法通常可以得到較為滿意的時間復雜度。精確算法則是生物信息學中遇到難度大組合問題的首要選擇，然而它具備偏高的時間復雜度[2]。啟發式算法相對于傳統的計算機算法，前者獲得解的收斂速度會快很多。參數化算法通過從組合問題的參數特性研究分析入手，建立出多維的數學模型，從而有效地解決問題。
2 啟發式算法在生物信息學中的應用
啟發式算法通常被普遍應用于較大規模生物信息學的組合問題中，啟發式算法具體包括了以下幾種不同的算法：粒子群優化算法、神經網絡算法、遺傳算法、混沌免疫進化算法、模擬退火算法。
粒子群優化算法又可以稱為微粒群算法或者微粒群優化算法，它是通過模擬鳥群尋食行為而不斷發展起來的一種基于群體合作的隨機搜索的優化算法。通常情況下，可以將它歸類為群集智能的一種，被納入了多主體優化系統。粒子群優化算法的主要發明者為Kennedy教授和Eberhart教授。在解決組合優化問題過程中，粒子群優化算法通過將問題的每一個解相對應的找出空間中某只鳥的位置，將空間中所有的鳥統稱為粒子，每一個粒子的飛行都通過隊員的飛行經驗以及自身的飛行經驗進行適當的調整。當某個粒子在實際的飛行過程中遇到最佳的飛行位置，這個就是粒子的最優解，也就是個體的極值。而如果是整個集體的最優解，也就是群體的極值，它為每個粒子所遇到過的最佳位置總和。在實際的算法操作過程中，粒子是否處于較優的位置需要通過優化函數決定的適應度來確定。與此同時，粒子的飛行速度直接關系到每個粒子的飛行距離以及方向。粒子群優化算法最大的優勢就在于它不需要依靠大量的經驗參數，簡捷實用、適用于并行處理、具備較快的收斂速度等[3]，而它的弊端則是收斂精度不夠高、容易局限于局部的極值。
神經網絡算法在生物信息學中的主要作用是用來對生物神經系統信息處理過程的模擬。神經網絡算法主要可以分為兩個層面，一個為輸出層面，另一個為輸入層面。在這兩個層面中間還存在些許隱藏的學習層面，這些學習層面中又包含了很多的結點[4]。不同結點之間的連接方式多種多樣，與此同時，每個結點如何把輸入信號轉換為輸出信號的選擇性也有很多[5]。要想對神經網絡進行有效的訓練，就必須提供大量的數據信息。神經網絡在得到訓練后，就能夠起到從相同類型沒有處理過的數據中獲取信息的作用。神經網絡算法最大的不足在于，無法從大量的生物信息數據參數中提取出最簡單的知識。
3 參數化算法
參數化算法作為一種先進的計算機算法，通過將計算實踐和計算理論有效地結合在一起，從而不斷提高解決生物信息學組合問題的效率。通過學習參數計算理論可以知道，在生物信息學中的某些NP-難問題能夠實行參數化，簡單來說就是合理設計出算法復雜度為“0”的計算方法。在這個過程中，c作為一個常數，n則作為問題的規模，k是一個參數，這個參數的變化過程只能保持在一個小的范圍中。一旦常數c的數值較小，參數化算法就能充分的抓住k作為一個小參數的特性，較為快速的破解掉生物信息學中的NP-難問題。
4 結束語
綜上所述，要想大力發展生物信息學，就必須將生物學和計算機學緊密的結合在一起。既要加強生物學方面知識的學習，還要不斷對計算機算法進行改革創新，提高計算機算法的運行速度以及精確度，共同促進生物信息學穩定持續的發展。
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第5篇：生物信息學作用范文
關鍵詞：生物信息學；考試；網絡
生物信息學（Bioinformatics）是建立在分子生物學的基礎上，隨著20世紀90年代人類基因組計劃的實施以及高通量自動化測序技術的應用而誕生的。生物信息學是以DNA和蛋白質序列等數據為核心，綜合運用高等數學、計算機科學和生物學工具，通過數據庫的建立、生物學數據的檢索、生物學數據的處理、生物學數據的利用（計算生物學）等，以達到詮釋數據中的生物學意義的目的。目前生物信息學的主要的研究方向有：序列比對、基因識別、基因重組、蛋白質結構預測、基因表達、蛋白質反應的預測，以及建立進化模型等。[1，2]生物信息學作為一門新型交叉學科，我國很多高校先后在生物科學、生物技術和基礎醫學等專業開設了生物信息學課程。此外，北京大學、清華大學和浙江大學等部分高校還在高校招生中增設了生物信息學專業。按照教學規律，生物信息學是在學生掌握生物化學、遺傳學、分子生物學以及計算機應用等相關知識的基礎上開設的。通過生物信息學課程的學習，不僅可以加深對分子生物學和基因工程等課程的理解，而且可以為進一步學習基因組學（Genomics）和蛋白質組學（Protemics）奠定基礎。[3]我校在國內較早地涉足該課程的教學工作，筆者于2007年開始在生物技術和生物科學專業本科生中開設了生物信息學課程，其中生物技術專業作為必修課程，生物科學專業列為選修課程。對本科生而言，通過該課程的學習，要求獲得如下生物信息學的知識和技能：（1）熟練掌握和使用生物信息學中的相關數據庫，包括DNA序列數據庫、蛋白質序列和結構數據庫、已測定全序列的動植物和微生物的完整基因組數據庫以及國內外文獻數據庫。（2）熟練掌握DNA和蛋白質序列的同源性比較和分析。（3）能分析DNA序列轉錄翻譯成氨基酸序列的結構和功能。（4）熟練掌握生物信息學常用的分析軟件。實際操作能力是生物信息學教學過程中需要重點培養的能力。另一方面，考試是對學生知識和能力的一種測量，它的功能是量化學生的知識和能力，以及通過考試促進學生的知識和能力的增長提高。考試是教學過程中的一個重要的環節，是檢查學生對所學知識的掌握程度、應用所學知識的綜合能力及衡量教師教學效果的主要形式，它可以督促學生全面系統地復習和鞏固所學的知識和技能，是評定學生成績的有效手段。科學、合理的考試，可以使學生明了學習的差距，自動調節學習方向，充分發揮學生學習的主觀能動性，教師亦可通過考試了解教學效果，調節和改進教學內容和教學方法，充分發揮考試的導向作用，提高教學質量。[4，5]
一、常規考試方法在生物信息學課程考試中存在的問題
常規傳統的考試方式是每位學生使用同一份完全同的試卷，在同一時間中進行考試。對于生物信息學課程來說，由于其課程的特點所限，在考試整個過程中，為了完成試卷中操作題的解答，需要使用聯網的計算機，因此，生物信息學課程常規的考試方式是每位學生發給考題完全相同的紙質試卷，學生將答案寫在紙質的考卷上，其中操作題利用聯網的計算機完成操作后將答案寫在紙質的試卷上。我們自2007年開始經過5年的教學實踐發現，常規傳統的考試方法存在一些亟待解決的問題。由于參加考試的每位學生是同一份完全相同的試卷，同時考試過程中必須使用聯網的計算機，根據考試結果中出現少量完全雷同的卷面顯示，雖然考試過程中有監考教師的嚴格監督和巡查，依然有少量的學生通過計算機聯網的及時在線信息系統，如：QQ、MSN、e-mail等，相互傳遞試題的答案并進行比對，因此，在客觀上難以徹底杜絕考試作弊現象。鑒于這種情況，迫切需要探索一種新的考試方式，克服傳統考試方式的局限性，以適應生物信息學課程的特點和需要，達到更加客觀、科學、公正地評價學生考試和課程成績的目的。
二、新的考試方法的探索——網絡考試系統的構建
為解決上述生物信息學課程考試中出現的問題，筆者構建了生物信息學網絡考試系統，以便替代傳統的考試方法（圖1）。本考試系統具有以下特點：
第一，建立較大容量的試題庫。試題庫中題型包括選擇題、判斷題、簡答題和操作題等四種題型，分別含有500、100、50和50道題。每套完整的試題滿分為100分，其中設置為選擇題50分（每題1分，共50小題）、判斷題10分（每題1分，共10題）、簡答題20分（每題5分，共4題）、操作題20分（每小題10分，共2題），每套試卷也可以根據考試需要重新設置每種題型的分值和題目數量。試題庫題目主要以《基礎生物信息學及其應用》和《簡明生物信息學》等教材為依據。[6，7]題庫中的題目考核內容涵蓋教材的所有章節和主要知識點，其中的操作題目覆蓋課程的重點教學內容。
第二，自動隨機組卷。隨機組題方式設置2種，一是全體參加考試的學生試卷中所有試題都相同，但每道題目的題號前后順序有別；二是每位學生的試卷中不僅試題的題號順序不同，而且試題也不完全相同。兩種組題方式各有利弊，前者能保證每位學生的試卷難度系數完全相同，但只是學生的試卷中試題的順序不同，題目依然還是相同的；后者則能保證徹底杜絕參加考試的學生通過互聯網比對試題答案的可能，但由于每位學生的試題不同，因此可能導致不同的學生之間的試題難度系數存在一定的差異。兩種不同的組題方式還有待在今后的教學實踐中進行比較和科學選擇。
第三，自動閱卷和人工閱卷方式相結合。閱卷方式中設置客觀試題（包括選擇題和判斷題）自動閱卷和自動評分，主觀題（包括簡答題和操作題）采用在計算機上人工閱卷。同時也留有全部設置為人工閱卷的后臺操作系統。
第四，考試時間設置倒計時。可以按照學校的考試時間安排，設置固定時長的考試時間，考試開始后設置的固定時長開始倒計時，到點后自動保存試卷和答案并關閉考試系統。參加考試的學生也可以點擊按鈕保存試卷和答案提前交卷。此外，考試系統主界面還設置了課程的一些相關信息（如授課教師、學校名稱、課程簡介等），并設置將來將考試系統轉入網絡課程一部分的鏈接，為將來進一步改進和發展該考試系統提供了窗口。
科學、合理、公正的考試，對課程教學可以起積極促進作用，激發學生學習的積極性，培養學生的創新能力，有利于學生個性的發展；反之，則不僅不利于教學，而且會挫傷學生學習的積極性和自尊心，阻礙學生創造力和個性的發展。筆者構建的網絡自動組題的生物信息學考試系統能較好地實現生物信息學課程的客觀公正的考試，在客觀上徹底杜絕考試作弊現象的發生，達到科學檢測學生對生物信息學課程基礎知識和操作能力掌握的情況，客觀公正地評價學生的考試成績和課程成績。
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第6篇：生物信息學作用范文
關鍵詞： 生物信息學；高等數學；教學效果； 教學方法； 多媒體
生物信息學是綜合計算機科學、 信息技術和數學的理論和方法來研究生物學信息的交叉學科。數學作為生物信息學研究的基本工具， 已經成為生物信息學專業的必修課程。高等數學是大學數學的基礎課程， 通過高等數學的學習， 學生不僅可以掌握基本的數學概念， 公式及方法， 更可以提高自己的邏輯能力以及運用數學解決生物信息學問題的能力。因而高等數學教學效果的好壞， 直接影響到一個學校， 一門學科人才的培養， 進而會影響到我國的科技發展水平與現代化進程。筆者結合此領域教師們多年的教學實踐， 結合生物信息學的專業特點從課前、 課上、 課后三個方面闡述提高高等數學教學效果的幾點建議。
1做好充分的課前準備，有的放矢。
要想在有限的課堂時間內達到最好的教學效果，教師首先需要在課前認真備課， 尤其要注意重點內容的強調以及知識點的銜接， 使得一次課成為一部完整的電影， 而不是多個場景的組合。同時， 由于生物信息學是一門快速發展的交叉科學， 因此在授課的過程中教師應當將生物信息學的前沿發展動態與課程內容進行合理的融合， 這就需要教師在課前閱讀大量的科研文獻， 做到教學科研一體化。此外， 還要精心制作課件， 好的課件不僅要字體大小適中， 背景美觀而不雜亂， 又要適當的加一些有趣的動畫。對于高等數學這樣一門相對枯燥的學科， 小小的動畫會讓學生的精神為之一振， 間接提高教學效果。同時要做到內容簡潔明了， 真正起到提綱挈領的作用。對于高等數學下冊來說， 課件的制作尤為重要。比如， 第一型曲面積分概念的引入， 不僅需要有準確的三維圖像， 而且引入概念的過程也要提綱式地逐條列出， 使學生清晰地了解一個抽象的數學概念是怎樣產生的。
2多方位開展課上教學實踐。
2.1 多媒體與板書結合
多媒體的出現為高等數學的教學帶來了極大方便。比如曲線與曲面積分的章節中， 很多問題都需要結合三維圖像來解答， 在黑板上畫立體圖形既浪費時間， 又很難畫得準確， 而利用多媒體則只需在課件中插入相應的三維圖像就可以了。還有一些冗長的概念或公式， 用多媒體展示一目了然， 省時省力。多媒體雖然為教學帶來了諸多方便， 但它并不能完全代替板書。比如， 具體的解題過程如果只寫在課件上， 那么學生就只是觀眾， 在觀看一道題怎么解答。而利用板書引導學生，在書寫每一步的時候讓學生思考下一步應該怎么做， 那么學生就是參與者了。定理或公式的推導也是同樣的道理。所以上課時要做到多媒體與板書的有機結合， 多媒體展示提綱和圖像， 板書書寫具體的解題和推導過程。
2.2 重視基礎知識的教學
要狠抓以基本概念、 基本理論、 基本方法為主的“ 三基” 教學。高等數學雖然看起來很難， 但它實際上是由很多基本概念和理論方法交織而成的。只有牢固地掌握基礎知識， 才能理解數學的精髓， 才能熟練的運用這些知識來解決復雜的生物信息學問題。對于基本概念， 要用盡可能通俗的， 形象的語言或直觀的圖像來解釋， 必要的時候也可以用實物演示。比如， 莫比烏斯帶的定義是單側曲面， 這個概念用語言很難形容， 但如果用一張紙條演示一下， 學生就完全理解了。對于基本定理， 一定要在黑板上寫下詳細的推導過程， 讓學生了解怎樣從一些已有的知識推導出一個新的結論， 這樣學生就不是在死記硬背定理的內容， 而是真的學會了。對于基本方法， 則要讓學生反復練習， 熟能生巧， 多做練習還會提高學生的計算能力。
2.3 注重課堂練習
在課堂上要堅持" 教師是主導， 學生是主體" 的教學原則，要做到精講多練、 勤練。每堂課都可能會講多個知識點， 多種類型題， 如果一味的填鴨式教學， 學生往往只是“ 懂了” ， 而不是“ 會了” 。所以在每一道類型題講完之后， 要立刻找一道相似的題目， 給學生一定的時間讓學生自己練習， 及時消化和掌握所學的知識， 并且要重視理論聯系實際， 將數學的知識應用到具體的生物信息學研究中去。比如， 介紹了矩陣的概念之后， 就可以向學生介紹基因芯片的制備、 基因表達譜的數據格式等內容， 將基因芯片檢測的全基因組范圍的基因表達信息用矩陣表示出來了， 矩陣的每一行代表一個基因在所有芯片實驗中的表達水平， 每一列代表在同一張芯片上所有基因的表達值， 這樣從一個矩陣就可以觀察到不同條件下每一個基因的表達變化了。除了每堂課都要讓學生有一定的練習之外， 在每一章或者每一個大問題結束之后還要開設習題課。在習題課上， 教師首先要總結這一部分所學的重要知識點以及它們之間的聯系， 使學生在思維中形成一個完整有機的知識體系， 整體的把握知識框架， 這比掌握零散的知識點更有效。其次， 對本部分每一種重點的類型題都找一兩道類似的題目講解， 使學生在記憶開始模糊的時候重新回憶起來， 從而牢固地掌握本部分內容， 為開始新的篇章打好基礎。
2.4 建立和諧的師生關系
高等數學是一門相對較難的學科， 學生在學習起來比較吃力， 這樣就容易形成逆反心理， 因此建立和諧的師生關系是達到良好教學效果的必要條件。首先， 師生之間是平等的，聞道有先后， 術業有專攻而已。這就要求教師在上課的時候不要高高在上， 要多多與學生交流， 在每一個知識點過后及時詢問學生是否理解， 如果沒理解就再講一遍。課下也同樣要走入到學生中去， 及時解答他們的問題， 還可以跟學生談一些與課程無關的東西， 拉近與學生的距離。只有切身體驗到他們的感受和需求才能更好的完成教與學的任務。
3 通過課后的練習鞏固高等數學課上所學的知識
根據艾賓浩斯遺忘曲線， 如果只是上課記住了， 課下就不再復習，那么所掌握的內容就會迅速遺忘。所以， 適量的課后作業是非常必要的， 幾道習題幾十分鐘就可以起到鞏固知識的作用。同時， 教師也可以根據自身的科研方向， 設計一些小的科研課題， 鼓勵和引導學生進行思考， 如何利用學到的高等數學知識去解決實際的生物信息學問題。此外， 教師對n后作業的批改同樣重要， 通過對每一份作業的仔細批閱， 找出學生犯錯的共性和個性問題， 在下堂課著重講解， 那么學生再遇到類似問題時就不會犯同樣的錯誤了。同時還要對做的好的學生給予表揚和鼓勵。
高等數學作為生物信息學專業的必修基礎課， 其教學效果的好壞直接影響到生物信息學人才的培養以及學科的建設， 而要提高高等數學的教學效果， 就要做到課前認真備課，課上利用多媒體與板書結合的教學手段， 重視基礎內容的教學與練習， 同時活躍課堂氣氛， 保持和諧的師生關系， 并在課后布置適量的課后作業。
參考文獻：
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第7篇：生物信息學作用范文
作者簡介：趙小英（1973-），女，湖南慈利人，湖南大學副教授
摘要：AtWNK9為擬南芥WNK（With no lysine kinase）激酶家族成員，其功能尚不清楚采用生物信息學和生物學實驗相結合的方法，對AtWNK9蛋白結構、亞細胞定位、啟動子元件、基因表達模式進行了分析研究發現，AtWNK9定位在細胞核中；該基因在擬南芥根中高效表達，其表達受ABA，NaCl、葡萄糖、熱和冷等非生物脅迫處理強烈誘導結果表明，AtWNK9為非生物脅迫反應相關基因，并可能參與根的生長發育
關鍵詞：基因表達；擬南芥；AtWNK9
中圖分類號：Q94 文獻標識碼：A
WNK激酶（With no lysine kinase）是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，屬于蛋白激酶家族成員之一，因其家族成員在激酶功能域缺乏保守的賴氨酸而得名該激酶家族成員在通常保守的位于激酶區域第二個亞結構域缺乏一個賴氨酸殘基，動物WNK激酶中賴氨酸被半胱氨酸所替代，在植物中常被天冬酰氨（ N）或絲氨酸（ S ）替代，但激酶的生物活性沒有發生變化，因此表明WNK激酶是一種特殊的蛋白激酶
Nakamichi等在雙子葉植物擬南芥中克隆到植物中第一個WNK基因AtWNK1，隨后又成功分離到了AtWNK2-98個WNK基因，并發現AtWNK2，AtWNK4，AtWNK6涉及擬南芥晝夜節律的調控過程AtWNK2，AtWNK5，AtWNK8的TDNA插入突變導致擬南芥早開花，AtWNK1的TDNA插入突變表現出了晚花的表型最新研究發現，破壞AtWNK8能提高擬南芥對鹽和滲透壓力的抗性 目前，在單子葉植物水稻中發現7個WNK基因，其中OsWNK1被發現參與各種非生物脅迫如冷、熱、鹽、干旱脅迫等Wang等在大豆中鑒定了一個根特異性的WNK同源基因，GmWNK1，它通過與ABA分解代謝相關的蛋白GmCYP707A1相互作用微調ABA的水平，從而調控大豆晚期側根的發育隨后又發現GmWNK1能增強植物對NaCl和滲透壓的抗性目前，有關擬南芥AtWNK9基因的功能尚處于未知狀態，因此系統研究AtWNK9基因的功能對全面了解擬南芥WNK激酶的功能具有十分重要的意義
生物信息學作為研究過程中的一項技術和開發工具在核酸及蛋白質序列分析及功能預測中發揮重要的作用基因蛋白結構與表達的生物信息學分析結果對后續基因功能研究有重要的指導意義本研究采用生物信息學和生物學實驗相結合的手段，對AtWNK9蛋白結構、亞細胞以及基因表達情況進行了分析，這將為進一步研究該基因的功能奠定基礎
1 材料與方法
11植物材料和載體
擬南芥野生型Col4為哥倫比亞生態型，大腸桿菌DH5α菌株和pA7YFP載體均為本實驗室保存
12生物信息學分析
運用簡單模塊構架搜索工具SMART（Simple Modular Architecture Research Tool）（http：//smartemblheidelbergde/smart/）和NCBI網站提供的保守結構域檢索工具CDART（Conserved Domain Architecture Retrieval Tool）（http：//wwwncbinlmnihgov/Structure/）對AtWNK9蛋白進行保守結構域分析；利用丹麥科技大學（DTU）的CBS服務器上的NetPhos20 Server程序（http：//wwwcbsdtudk/services/NetPhos/）分析磷酸化位點；利用WoLF PSORT工具（http：//wolfsortseqcbrcjp）和TAIR網站中提供的蛋白亞細胞定位數據庫SUBA （The SubCellular Proteomic Database）（ http：//suba2plantenergyuwaeduau/）預測蛋白質亞細胞定位[13-14]；通過TAIR網站中提供的Arabidopsis eFP Browser鏈接（http：//bbcbotanyutorontoca/efp/）分析AtWNK9基因的表達譜[15]利用植物Plant CARE在線分析工具（http：//bioinformaticspsbugentbe/webtools/plantcare/）對AtWNK9基因上游1 000 bp的啟動子順式作用元件進行分析[16]
13 35S：：AtWNK9YFP 融合表達載體構建
以擬南芥野生型Col4為材料，采用RTPCR方法，首先提取總RNA并逆轉錄為cDNA，然后以此cDNA為模板，利用引物AtWNK9YFPF（ACGCGTCGACATGATGAACAATCTC AGCCATCTT），AtWNK9YFPR（GGACTAGTGT CTTCTTCGTCAGAG TCGTTT）（下劃線堿基部分分別為SalⅠ和SpeⅠ酶切序列），通過PCR擴增得到AtWNK9目的基因的全長cDNA序列采用酶切連接的克隆方法，將該片段連接到pA7YFP載體中，構建綠色熒光蛋白與AtWNK9基因融合表達的載體35S：：AtWNK9YFP
14PEG介導的原生質體轉化
為確定AtWNK9基因在細胞中表達的具體部位，將上述構建的35S：：AtWNK9YFP進行原生質體轉化參照文獻[17]的方法，將未抽臺前的葉片約90片，切成1 mm寬的長條（長度不定），置于500 mmol甘露醇溶液中將細條撈出，置于含有纖維素酶和果膠酶的酶解液中，黑暗23 ℃，40～50 r/min解析3 h以制備原生質體取約10～20 μg 35S：：AtWNK9YFP質粒于15 mL離心管中，隨后依次加入100 μL的原生質體和110 μL PEG/Ca溶液，輕柔混勻放置20～30 min后，去除PEG，用W5溶液（154 mM NaCl，125 mM CaCl2， 5 mM KCl，2 mM MES）終止反應，然后置于云孔板內23 ℃ 黑暗下培養6～18 h后，在熒光倒置顯微鏡下觀察和分析AtWNK9的亞細胞定位
15脅迫處理
擬南芥野生型Col4種子經深層（1% 次氯酸鈉10 min，無菌水洗5次）消毒后，4 ℃ 春化3～4 d，然后播種在MS培養基上放置在22～23 ℃培養箱連續白光培養12 d后，用ABA（100 μM）[18]NaCl（300 mM）[19]、葡萄糖（2%）[20]、熱（37 ℃）[21]、冷（4 ℃）[22]進行處理，清水處理作為對照，在不同的時間點收取材料，液氮速凍后，于-80 ℃保存，用于后續的實時定量PCR分析
16實時定量PCR分析
采用TRIGene（GenStar）提取總RNA，按照Maxima First Strand cDNA Synthesis Kit （Fermentas）試劑盒提供的方法，反轉錄合成cDNA在定量PCR儀（Mx3 000 P）上，按照SYBR Premix Ex TaqTM （Perfect Real Time）（TakaRa）定量試劑盒的說明進行定量PCRPCR反應條件為： 94 ℃預變性10 min，94 ℃變性 30 s，57 ℃退火30 s， 72 ℃延伸 30 s， 40個循環每個實驗至少重復3次，持家基因ACTIN2 作為分子內標本研究采用的定量PCR引物見表1
2 結果
21AtWNK9蛋白結構分析
運用簡單模塊構架搜索工具SMART和NCBI中的CDART軟件對AtWNK9蛋白進行保守結構域分析，發現AtWNK9在第25到第282個氨基酸區域，包含了一個保守的絲氨酸蘇氨酸激酶催化結構域（STYKc）和一個蛋白激酶催化結構域（PKc）（圖1（a）），因此，AtWNK9被歸類為絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶家族利用丹麥科技大學（DTU）的CBS服務器上的NetPhos20 Server程序對AtWNK9蛋白進行磷酸化位點分析從圖中可看出，AtWNK9蛋白氨基酸序列中的17個絲氨酸（S），2個蘇氨酸（Thr）和7個酪氨酸（Tyr）蛋白激酶磷酸化位點（圖1（b））這說明AtWNK9具有自身磷酸化的特點
22AtWNK9基因亞細胞定位分析
采用WoLF PSORT工具對AtWNK9的亞細胞定位進行預測，得知AtWNK9定位在胞質中；采用TAIR網站中提供的蛋白亞細胞定位數據庫SUBA進行預測，得知該基因定位在細胞核中為進一步確定AtWNK9的亞細胞定位，我們采用PEG介導的原生質體轉化方法[17]進行了分析研究
首先，采用PCR擴增，得到AtWNK9的全長cDNA序列，大小為1 400 bp左右（圖2（a））用限制性內切酶SaIⅠ和SpeⅠ將該片段和pA7YFP載體進行雙酶切，分別得到大小為4 900左右和1 400 bp左右的酶切片段（圖2（b））回收酶切片段，用T4DNA連接酶進行連接反應將反應液轉化大腸桿菌DH5 α，然后對陽性克隆進行PCR和雙酶切（HindⅢ和BamHⅠ）鑒定，PCR產物及酶切片段大小與預期片段大小相一致（圖2（c），（d）），表明成功構建了35S：： AtWNK9YFP重組質粒隨后，以載體35S：：YFP質粒作為對照，將重組質粒35S：：AtWNK9YFP轉化擬南芥原生質體，在熒光倒置顯微鏡下觀察融合基因的表達情況（圖3）綠色熒光蛋白基因YFP在細胞的所有部位都高效表達（圖3（b）），融合基因AtWNK9YFP則僅在細胞核中表達較強（圖3（d）），與蛋白亞細胞定位數據庫SUBA預測結果相一致，表明AtWNK9編碼白
23AtWNK9組織器官表達模式分析
基因的時空表達模式可為預測和研究其生物學
功能提供參考依據根據TAIR網站中eFP Browser連接提供的數據，對AtWNK9基因在擬南芥不同組織器官中的表達譜進行了分析整理（圖4（a））AtWNK9基因在擬南芥植株的根、下胚軸、葉、花等各個組織器官中均有不同水平的表達，在根中的表達量最高此外，AtWNK9在不同部位的葉片、莖、花和花粉中的表達也存在一定的差異但表達水平都比較低（圖4（a））為了進一步確定AtWNK9 基因在不同組織器官的表達模式，采用實時熒光定量PCR檢測了該基因在擬南芥根、蓮座葉、莖生葉、莖、花和果莢中的表達情況從圖4（b）中可看出，AtWNK9在所有被檢測的組織器官中均有表達，其中在根中的表達量最高，約為其它器官中的3～5倍，其次為莖這與eFP Browser連接提供的數據基本一致，推測AtWNK9可能參與根的生長發育
24 AtWNK9基因表達對非生物脅迫的響應
利用植物啟動子順式作用元件分析網站Plant CARE在線分析了AtWNK9基因上游1 000 bp的調控區域結果發現，AtWNK9基因的調控區域存在大量激素響應與脅迫響應相關的元件，包括赤霉素反應元件（GibberellinResponsive Element， GARE）、熱脅迫響應元件（HSE）、逆境和脅迫響應元件（TCrichrepeats）等順式作用元件
為了研究AtWNK9基因的表達是否響應激素、逆境脅迫，實驗中對12齡擬南芥幼苗分別進行ABA、鹽、葡萄糖、熱、冷脅迫處理，采用實時定量PCR分析了AtWNK9基因的表達情況結果如圖5所示，AtWNK9基因的表達受脅迫處理強烈誘導，其中ABA的誘導效應最明顯，AtWNK9的轉錄水平在ABA處理4 h即達到峰值，為對照處理的8～9倍，在隨后的8 h內其表達量仍然維持較高的水平；AtWNK9基因對NaCl處理的響應更快，在處理2 h達到最大值，為對照處理的8～9倍左右，隨處理時間延長AtWNK9基因的表達量迅速下降，但仍為對照處理的2～3倍；AtWNK9對葡萄糖、熱、冷脅迫的響應相對較弱，分別在葡萄糖處理4 h，熱、冷處理6 h達到最大值，為對照處理的5倍、3倍和6倍；AtWNK9對水處理（對照實驗）幾乎沒有響應，說明AtWNK9基因為植物脅迫反應相關基因
3討論
對基因的生物信息學分析，可為預測其生物學功能提供參考本研究首先利用生物信息學的手段對AtWNK9的核苷酸及蛋白質序列進行了保守結構域和磷酸化位點分析，發現AtWNK9基因包含與蛋白激酶催化結構域（PKc_）和絲氨酸蘇氨酸催化結構域（STYKc）具有高度相似性的結構域，且存在多個磷酸化位點，與WNK激酶家族中其他成員的結構特征一致[23]，因此，AtWNK9具有自身磷酸化特點，這還需作進一步研究
基因的表達部位及表達模式通常與基因的功能有緊密的聯系結合生物信息學分析、原生質體轉化及熒光定位分析，得知AtWNK9在細胞核中表達，說明AtWNK9基因編碼白此外，根據eFP Browser提供的數據及實時定量PCR分析，證明了AtWNK9基因在擬南芥根中高效表達，這與Wang等的RT～PCR實驗結果相吻合，說明AtWNK9可能參與根的生長發育
利用Plant CARE對AtWNK9啟動子順式作用元件進行分析，結果顯示：啟動子區域存在大量激素響應與脅迫響應相關元件通過激素和脅迫處理發現，AtWNK9基因的表達受ABA，NaCl等非生物脅迫強烈誘導，說明AtWNK9為非生物脅迫反應相關基因這為進一步研究AtWNK9基因的生物學功能奠定了良好基礎
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第8篇：生物信息學作用范文
【關鍵詞】生物電子學；研究生選修課；教學探索
Postgraduate Course of Bioelectronics Opened and Teaching
SU Shao
（School of Materials Science and Engineering， Nanjing University of Posts & Telecommunications， Nanjing Jiangsu 210023， China）
【Abstract】“Bioelectronics” is a newly elective course， which has opened for different postgraduates. Bioelectronic is an emerging and fascinating interdisciplinary， covering many areas of research， has become a research hotspot. This elective course aims to broaden graduate research horizons， learn about the latest frontior research and develop students' innovative spirit and overall quality. In this paper， we discuss the experiences of the research fields of bioelectronics， reference books， teaching object， course content and teaching methods and prospect the future development of the electives course.
【Key words】Bioelectronics； Postgraduate elective course； Teaching explore
0 前沿
生物電子學（Bioelectronics）是以生物學和電子學為代表但又涉及化學、物理、材料及信息技術等許多學科和高新技術相結合的一門新興交叉學科。電子信息科學技術和生物科學（含醫學科學）是十分重要的兩個學科領域，它們對科學技術進步和經濟發展，乃至于對人類的社會生活方式都將產生深刻而重要的影響。生物電子學的發展充分體現了上述兩個學科的相互依賴和和相互促進的關系。生物電子學自20世紀50 年代誕生以來，發展迅速，領域不斷拓寬，地位日益重要，已經展示了廣闊的發展前景[1-2]。子學的研究領域大致可以包括如下7個方面：（1）生物信息檢測；（2）生物醫學信息處理；（3）生物系統建模和仿真；（4）場與生物物質的作用；（5）分子和生物分子電子學；（6）生物信息學；（7）生物醫學儀器。近20年來，隨著各種新原理、新技術和新方法不斷地應用到生物電子學的研究中，生物電子學的發展日新月異，目前越來越的科研工作者聚集生物電子學方面的研究。
1 研究領域
生物電子學作為新興的交叉學科，發展迅猛，涉及多個研究領域。國外的大學很早就開展生物電子學的相關研究。如英國的克蘭菲爾德大學，其生物電子學方面的研究就包括生物信息學、生物傳感器與生物診斷、環境與健康、環境與自然、環境與安全、智能材料和轉化醫學等。我國在1985年，由韋鈺院士創立了分子與生物分子電子學實驗室，通過20年的發展，2002年，東南大學生物電子學國家重點實驗室開始建設。目前，該重點實驗室的發展目標是瞄準生物電子學的國際發展前沿，開展應用基礎研究，側重綜合應用信息科學領域的最新成果，發展生物領域研究的新方法和新技術，并用于探究生命過程的本質，揭示重大疾病的機制，為醫學發展開辟新途徑。該國家重點實驗室以生物信息材料與器件、生物信息獲取和傳感、生物信息系統和應用為主要研究方向，研究內容涉及分子（納米）有序材料及其制備、分子有序結構的組裝與表征、分子/納米器件、生物/納米材料及其應用、植入式電子器件、單分子與單細胞檢測、生物傳感器、微陣列芯片技術、微流體生物芯片、生物信息學、仿生信息處理系統及應用、腦信息系統的建模和應用等。
2 教材選擇
本課程是專業選修課，開設對象是低年級的碩士研究生和博士研究生。相對于本科生，研究生具有良好的自學能力和獨立思考能力，因此，如何選擇實用、全面和專業的參考教材尤其重要。目前，國內還沒有《生物電子學》課程的材，很多醫學專業的高等院校選用的是生物電子醫學方面的教材，并不能很好的滿足普通高校本科生或者研究生的課程需要。因此，在依據本學校和本學院的專業設置（材料物理、材料科學和信息顯示等專業），以及本學院教師的科研方向，選用了以色列著名科學家Itamar Willner為主編，匯集了眾多在生物電子學方面的專家編著的《Bioelectronics》[3]教材，從生物電子學的定義，生物電子學的發展和研究領域等方面，并結合當前熱門生物電子學方面的科研資料和科研文獻，多方位、多角度的向研究生展示生物電子學的研究內容、研究方向、研究前沿和研究熱點。這樣的安排，讓研究生從一開始就接觸科學前沿，開闊了眼界，更好的領悟科學的真諦。
3 授課對象
《生物電子學》是碩士和博士研究生的專業選修課程，目前選修本門課程的學生的專業跨度很大，有材料化學、材料物理和高分子材料與工程等不同專業。我們開設本門課程的宗旨是讓不同學生都了解什么是生物電子學、當前生物電子學發展到怎樣的階段和生物電子學涉及的研究領域。通過對這些方面的學習，結合各自的研究背景，將生物電子學領域的研究內容糅合到各自的科學研究中，實現科學創新，更好更快的進行科學研究。
4 授課形式和課程內容
本門課程為研究生專業選修課，在授課形式和課程內容上有別于本科生的專業必修課。在充分考慮研究生具有良好的自學能力和理解能力的基礎上，我們決定將本門課程的課時設置為32學時，分8次課完成。課題上以授課和討論兩種主要形式進行，設為8個不同的生物電子學版塊，以講座形式進行教學，并同時讓研究生依據各自的研究背景，以每次課所要將的內容為主線，做好課下準備，帶著問題有針對性的進行實時討論。本著“科學性、系統性、實用性”的原則，我們確立了具體的授課內容，主要包括以下內容：概論部分、生物傳感器、生物芯片、活體生物發光和熒光成像技術、微流控芯片體外診斷、臨床即時檢測儀器和DNA納米技術等。在講授這些專題的同時，結合大量的最新科研的前沿和熱點文獻，循序漸進，生動直觀的介紹生物電子學方面的知識，使課堂教學更為生動、豐富。
5 教學方法
為了使研究生能在有限的課時內掌握老師所教授的內容，并能學以致用，就必須要運用靈活多樣的教學方式，如：多媒體教學、互動式教學、理論聯系實際等方法。由于生物電子學涉及多個研究領域，書本上的基礎知識往往較為枯燥、抽象，不能很好的吸引研究生的求知欲望。因此，本門課程主要以多媒體教學為主，輔以互動式教學。在講解科學前沿和熱點時，利用多媒體技術在功能上、空間上及時間上交互的便利性，直觀生動的將各種原理示意圖、實驗結果甚至影像資料展示給研究生，將抽象、枯燥的科研問題直觀、形象又深入淺出的解釋給學生，激發學生的學習興趣。
為了提高研究生的學習主動性，讓研究生參與到整（下轉第24頁）（上接第16頁）個教學環節中，此時教師與學生不再說簡單的傳授與接受的關系，而是雙邊的互動關系。在課堂上除了老師有針對性地向學生提問外，學生也可以隨時向老師發問，通過互動式教學，使學生最大限度地參與教學活動，積極思維，培養了主動探索、勇于創新的意識。
6 結語
目前《生物電子學》這門研究生選修課程還處于不斷探索和改革階段，作為專業教師，責任任重而道遠，今后除了要不斷提高自身的業務素質，不斷實踐、不斷總結，還要依據不斷變化的科研環境和教學環境，及時與學生溝通，把《生物電子學》課程的教學工作開展的更有深度、更有效果、更受研究生喜愛，為研究生開拓眼界、提升創新思維作出貢獻。
【參考文獻】
[1]韋鈺.電子科技導報[N].1998，11，1-4.
第9篇：生物信息學作用范文
關鍵詞：SAM合成酶；結構；應用
中圖分類號： Q933 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.06.007
1 S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因結構以及性質
2 SAM合成酶基因的的研究現狀
從1962年人們發現這種酶開始，人們就開始對SAM合成酶進行了不斷地研究。1994年，Boerjan 等發表SAMS催化L-甲硫氨酸和ATP合成SAM。之后，很多物種的SAMS被克隆了，例如擬南芥、番茄、水稻等。并對SAMS基因響應植物逆境脅迫應答做出了分析，更通過DNAman、MEGA4、Primer5和一些在線的生物分析軟件對獲得的序列進行了大量的生物信息學分析。
分析結果顯示，不同物種的SAM合成酶基因（已知的），其蛋白中不存在信號肽序列，SAMS在細胞質基質中反應不進行蛋白質轉運；其序列中不存在跨膜結構。SAM結構域分析發現其編碼蛋白具有N 端結構域、中間結構域和C 端結構域。研究還發現，該基因在生物的多個組織均有表達。將已經克隆得到的SAMS基因序列進行比對，發現不同物種其相似度很高，由此我們可以推斷SAMS基因的保守性較高。
許多研究表明，SAM在多胺和乙烯合成途徑中具有重要作用，它是蛋白質、核酸、多糖轉甲基中重要的甲基供體。在精胺、亞精胺和ACC合成中SAM發生降解，反之，其又能分解得到甲硫氨酸，從而參與到SAM的合成。在多胺合成途徑中，植物在受到脅迫時，SAM增加，這是由于脅迫誘導致使SAM合成酶轉錄物的積累。在受到脅迫的情況下，SAM能夠維持植物適應穩定狀態的平衡。
3 SAM的臨床應用[5]
3.1 治療肝膽方面的疾病[10]
臨床上SAM能維持肝臟的正常功能，SAM可以使具有肝病的病人恢復一些重要物質的合成，SAM對肝損傷（肝硬化或一些肝功能紊亂）有一定的療效。
在較早之前，已有研究表明在化學作用下誘使肝癌時，SAMS在這之間相繼產生了連續的變化。引起這一改變最可能的是由low-Km的缺失，取而代之的是中間Km值的酶。在pH值為5時酶沉積，腫瘤同工酶的改變是最好的證明。在正常的肝組織中，沉積的酶中只檢測到一小部分low-Km酶。在腫瘤誘導的肝癌中出現，中間Km值的酶是唯一檢測的到的酶，在低分化的PHC中，其活性大大地提高了。因此，腫瘤酶動力學性質的改變是與惡性進化相關聯的。
3.2 治療抑郁癥
3.3 治療關節炎
SAM還具有治療關節炎等軟組織疾病，且療效顯著，幾乎無副作用。臨床研究表明，病人的病癥在用藥2星期后就得到改善。
4 小結
目前，我國的肝病患者和抑郁癥患者越來越多，SAM在我國有廣闊的市場。所以，在臨床應用中，對于SAM的需求則顯得非常迫切，但SAM的價格昂貴無法被普通人接受，這使得開發高產廉價的SAM顯得尤為重要。而合成SAM共有3種方法：化學合成法、發酵法和生物工程法。（1）化學合成法，產率較低，實際生產中較少用到該方法；（2）發酵法，成本低，易于擴大培養，曾有研究表明發酵法生產SAM的產率大約為15%~30%；（3）生物工程法，該方法產量明顯高于前2種方法，而且分離和提純都比較容易，雜質也很少。但是關鍵就是SAM合成酶的獲得，雖然研究表明幾乎所有生物中都含有SAM合成酶，但是含量少、活性低，所以該方法受到了SAM合成酶的限制。
Markham[6]等構建了大腸桿菌重組菌，重組菌所表達的SAM合成酶是野生的大腸桿菌的80多倍，酶的比活力為2.2 U·mg-1。Park[4]等構建了重組質粒pUC18/SAM2，轉化大腸桿菌，但未報道SAM合成酶的酶活力。Matos[6]等對不同種類SAM合成酶的活力進行了比較，結果顯示，大腸桿菌比活力不高，但是L-甲硫氨酸Km最低，這有可能是酶法轉化酶源的最佳選擇。2000年，韋平和[7]等構建了重組菌SAM合成酶，對其進行了酶活測定，結果顯示，重組菌的活力比宿主菌都有一定程度的提高。余志良[8]等用GAP啟動子強化表達了釀酒酵母的SAM2基因，酶活提高了40倍,進一步的研究工作正在進行。
隨著SAM在醫學等領域作用的凸顯，以及其在生物體內的重要作用的研究。近年來，對于SAM合成酶展開了大量的研究。這包括了對SAM合成酶的結構性質及酶活性的研究，因此，通過基因工程技術高表達 SAM 合成酶應該是切實可行的。相信在不久的將來，人們會對此有更深入的了解。
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