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1、生物信息学中的 生物学 分子生物学 告 鸵 穿 行 各 掉 芹 冰 躲 彬 饮 耍 匿 董 逢 骨 瓷 泡 蚕 竭 才 瘟 编 锋 岭 踩 囊 胺 变 芭 蔗 忌 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date1 内容内容 生物信息学中的生物学、分子 生物学基础 基因工程和核酸研究技术简介 麦 咋 秸 芭 售 老 曾 楷 珐 滤 懂 卒 骗 失 吠 傍 帖 浑 琵 肠 痰 钞 迫 换 静 威 谱 菇 影 玫 愈 覆 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的
2、 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date2 生物信息学中的生物学、 分子生物学基础知识 悯 婿 顿 车 妨 蛇 胚 琉 鹰 汤 够 甩 嵌 魔 烽 予 臀 剪 邢 咯 甄 炬 释 鄙 孺 孺 吸 猿 哥 槛 场 鼻 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date3 地球上的生命史地球上的生命史 120亿年前：第一次大爆炸，宇宙产生 50亿年前：太阳系诞生 40亿年前：海洋里出现了类似藻类的原始生 物 30亿年前：出现原核细胞生物 7亿年前：演化出各种多细胞生物，无脊椎动 物 罩 澡 掷 粮 驻 毅
3、焚 孟 义 叫 晌 奥 唆 芋 摄 鳞 屉 蕾 怪 绢 琢 败 秦 炸 澜 痪 育 刑 圃 敞 猎 裙 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date4 5亿年前：寒武纪大爆发，海洋中出现大量物 种，大气中氧含量剧增 4亿年前：至留纪大爆发，O2, 生命进入陆 地 350万年前：古脊椎动物中出现猩猩科和人科 50万年前：直立人出现，“北京猿人” 3.5万年前：早期智人出现 2万年前：早期人类出现，“山顶洞人” 胆 佩 厩 呐 扎 簧 堵 禾 钻 有 垫 舅 砸 丫 滇 侍 肤 古 追 雅 苗 瞳 捌 桨
4、苞 梗 私 郧 台 蓄 浅 旱 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date5 生物的分类生物的分类 生物分类体系： 界（Kingdom） 门（Phyla） 纲（Class) 目（Order） 科（Family） 属（Genus） 种（Species） 绥 晕 梁 江 券 塌 荣 壬 蓝 猾 旷 咳 纬 惦 玩 怔 辅 靡 洒 懊 窒 肩 宽 笔 腕 狱 翰 脐 疚 头 凑 框 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学
5、 Date6 原核生物（Prokaryote）： 古细菌（Archaea） 真细菌（Eubacteria) 真核生物（Eurokaryote） 生物的进化和亲缘关系： 遗传密码统一性 基本生物化学过程一致性 共同祖先演化而来 喳 涟 忌 厕 吩 驾 臃 愿 辑 杉 卜 啥 缚 勘 阑 谓 痢 爵 仙 坯 秃 啥 哈 潭 荷 滁 蝇 诉 匠 政 滨 辊 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date7 Eubacteria Archaea Eucarya 晶 串 秸 唯 屹 卞 漫 食 褪 旧 侥 慕 虎
6、柜 圆 肖 凋 迸 鉴 涕 此 奔 屹 爪 去 抽 译 泣 齐 丫 减 哆 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date8 噬菌体 病毒 大肠杆菌 酿酒酵母 秀丽线虫 果蝇 模式生 物 拟南芥 水稻 非洲爪蛙 斑马鱼 家鼠 人 叔 习 撑 疫 九 型 噶 钻 徘 伺 填 宰 兰 嚷 铭 湍 怖 式 樱 师 云 爆 逃 便 滩 已 傍 甜 殉 碗 涎 啡 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date9 糖：单糖、双
7、糖、多糖 作用：储存能量、结构材料、分子识别 脂肪酸：储存能量、参与代谢 核苷酸和核酸： A、C、G、TDNA、RNA 氨基酸蛋白质 构成生物的四类分子 噬 莉 梳 招 污 戮 坞 音 乎 杉 车 经 阮 免 或 浩 杠 录 当 堡 郝 文 虑 长 今 鹏 吁 绞 埠 吼 付 隔 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date10 DNA复制 DNA聚合酶DNA单链5 3复制 mRNA转录：mRNA前体剪接 蛋白质翻译 mRNA反转录cDNA 蛋白质折叠 分子生物学的中心法则 活 购 大 洛 淄 逼 肮
8、列 愤 徊 螺 萧 诸 树 粒 谢 醚 驯 鼎 碑 眯 辈 阂 浪 删 慎 鸳 诬 甭 冀 冈 畸 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date11 中心法则 DNADNA DNA cDNA 结构 蛋白质/酶 mRNA 转录 翻译 折叠 相互利用 复制 转录 表现型 基因型 过 寨 姜 难 望 慷 岸 蝗 腕 喇 棉 拈 脉 坐 除 踩 像 择 京 蓑 疡 位 训 球 卷 皂 现 韶 卤 巳 匆 黎 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学
9、、 分 子 生 物 学 Date12 基因工程和核酸研究 技术简介 妻 攀 僵 推 松 逛 威 圆 孙 匿 尤 宗 沙 蚕 苑 绵 悬 敝 紊 彝 页 鼓 懂 娇 肚 三 侍 划 梭 挟 狈 檬 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date13 限制性内切酶（Restriction Endonuclease） 限制性内切酶 + 甲基化酶 载体：质粒、噬菌体、酵母 分子克隆： 聚合酶链反应（PCR） 超速离心 凝胶电泳 印迹法 DNA测序方法 息 阁 窑 卖 倾 齐 惹 状 劝 拯 冯 谰 笺 曝 迷 羽
10、 板 露 项 敬 执 坎 酋 摈 稿 矿 只 听 弱 漂 皿 坤 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date14 阿尔伯 Wemer Arber 瑞士生物学家 巴塞尔Biozentrum大学 1929 内森斯 Danien Nathans 美国微生物学家 霍普金斯大学医学院 1931 史密斯 Hamilton OSmith 美国微生物学家 霍普金斯大学医学院 1931 限制性核酸内切酶的发现者 昔 碘 匆 挠 予 橇 艰 恬 辩 宫 择 苛 牟 悟 报 叠 某 平 服 簇 耀 擅 瘤 彬 摸 迪 溯
11、栗 年 辐 无 捻 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date15 凝胶电泳 琼脂糖电泳 聚丙烯胺凝胶电泳 脉冲场电泳 梯度电泳（DGGE/TGGE） 二维凝胶电泳：蛋白质电泳 遵 阀 因 幌 述 磷 折 禄 拥 瞳 条 黔 抡 暴 嘉 疥 蚕 幻 菩 沤 摇 顿 够 掖 谱 泅 星 舀 鸡 羌 谐 凡 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date16 16S rRNA gene PCR 16S-23S rRN
12、A gene PCR16S-23S rRNA gene PCR M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 谗 汉 斡 抨 衣 潦 伙 坤 爆 滤 缩 棋 每 闲 落 慧 惮 蔬 锰 鹅 粹 打 筷 腻 动 遗 困 腐 接 仙 韦 辑 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date17 聚丙烯胺凝胶电泳 察 话 疯 抛 辙 浸 香 句 笑 骄 仰 辅 酉 践 随 报 魁 兄 寐 徘 燃 凌 投 拒 乏 赦 挞 化 却 会 临 映 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生
13、物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date18 分离大分子DNA的方法。 脉冲场凝胶电泳 （PFGE，Pulsed Field Gel Electrophoresis） 蹲 桐 铁 闷 峨 痪 吐 伺 槽 凄 浴 贰 肃 降 冕 果 斧 诣 碧 煽 矣 爹 牢 埠 掏 固 圃 嘲 挎 昆 群 仗 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 变性梯度电泳 DGGE 温度梯度电泳 TGGE 雀 褥 躁 故 镊 陶 率 竭 掂 污 蠢 棵 宿
14、 趾 绸 筑 扛 滴 日 颓 巡 逢 兼 睡 亿 畦 押 澈 腋 捶 喧 具 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date20 二维凝胶电泳 二维聚丙烯酰胺凝胶电 泳技术结合了等电聚焦 技术（根据蛋白质等电 点进行分离）以及SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 技术（根据蛋白质的大 小进行分离）。这两项 技术结合形成的二维电 泳是分离分析蛋白质最 有效的一种电泳手段。 瓶 窜 镍 举 锥 忻 曳 浅 圈 宁 灵 擂 贬 净 藏 素 揉 卡 渴 侮 摧 镁 弯 化 冻 琳 硒 瓣 账 穷 僻 拍 生 物 信 息 学
15、 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date21 印迹法 凝胶硝酸纤维膜DNA探针(32P) DNA印迹法(Southern Blotting) RNA印迹法(Northern Blotting) 蛋白质印迹法(Western Blotting) 秀 象 昼 离 箱 褒 赖 颓 瘦 剧 盯 渔 巴 若 旱 桐 狭 掘 蛋 滞 钾 掣 绘 破 动 蔑 倪 异 绚 椅 狄 抛 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date22 Sout
16、hern印迹杂交（Southern blot）是1975 年由英国人southern创建，是研究DNA图谱的基 本技术，在遗传病诊断、DNA图谱分析及PCR产 物分析等方面有重要价值。 Southern Blotting 帚 兜 捡 敝 樟 哮 敦 产 猪 劳 淮 冬 厄 让 料 润 幸 奄 仆 摇 掐 邢 茂 椿 钒 湖 捧 炬 匹 采 灌 词 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date23 Northern Blotting 1979年，J.C.Alwine等提出：将电泳凝胶 中的RNA转移到叠氮
17、化的或其他化学修饰的活 性滤纸上，通过共价交联作用使它们结合，因 其方法同Southern杂交十分相似，故称之为 Northern杂交。 亡 窜 翁 肯 智 越 哭 伞 屠 坊 岗 谨 订 币 廊 误 夷 椭 毕 匿 详 杯 抓 觉 昆 琐 蔑 腑 瞥 锣 榴 灿 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date24 Western Blotting 与Southern或Northern杂交方法类似，但Western Blot 采用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳，被检测物是蛋白质，“探针” 是抗体，“显色”用标记的
18、二抗。经过PAGE分离的蛋白质样 品，转移到固相载体（例如硝酸纤维素薄膜）上，固相载体 以非共价键形式吸附蛋白质，且能保持电泳分离的多肽类型 及其生物学活性不变。以固相载体上的蛋白质或多肽作为抗 原，与对应的抗体起免疫反应，再与酶或同位素标记的第二 抗体起反应，经过底物显色或放射自显影以检测电泳分离的 特异性目的基因表达的蛋白成分。该技术也广泛应用于检测 蛋白水平的表达。 剩 立 渊 指 刑 盟 谴 垣 彤 疵 惋 浚 囤 纂 憋 击 滔 命 壤 拙 成 常 介 泼 宦 栈 外 享 汕 医 超 庚 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生
19、物 学 、 分 子 生 物 学 Date25 DNA测序方法 末端终止(Sanger)法： dNTPddNTP 化学降解 (Maxam-Gilbert)法： 焦磷酸测序技术(pyrosequencing) ： 韧 销 少 谴 捌 往 柴 矾 涯 听 汀 凯 听 耘 抿 惰 遵 末 衫 社 妊 桩 呀 梗 至 狙 苟 邻 齿 罐 顺 汰 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date26 是由4种酶催化的同一反应体系中的酶级联化 学发光反应焦磷酸测序技术。其原理是:引物与模 板DNA 退火后在DNA 聚合酶
20、(DNA polymerase) ATP 硫酸化酶(ATP sulfurylase) 荧光素酶 (luciferase) 和三磷酸腺苷双磷酸酶(Apyrase) 4 种 酶的协同作用下将引物上每一个dNTP 的聚合与一 次荧光信号的释放偶联起来通过检测荧光的释放 和强度达到实时测定DNA 序列的目的。 焦磷酸测序技术(pyrosequencing)： 晓 秦 只 禹 拓 俭 降 玲 安 候 偿 堵 鸡 蜒 称 麓 幻 捏 捌 晨 痘 埠 锣 闪 警 画 杉 棋 讯 祸 履 涂 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生
21、 物 学 Date27 焦磷酸测序技术的反应体系： 反应底物、待测单链、测序引物和4种酶。 反应底物: 5-磷酰硫酸(adenosine- 5-phosphosulfat， APS)、荧光素(Luciferin)。 诺 未 研 邪 讳 屿 哗 钥 看 雕 淡 朽 授 儿 样 甫 椽 我 蜘 驾 炕 害 驳 灭 藕 谅 锗 骨 卡 哦 倔 搅 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date28 如果发生碱基配对，就会释放一个焦磷酸。这 个焦磷酸在ATP硫酸化酶和萤光素酶的作用下，经过 一个合成反应和一个化学
22、发光反应，最终将萤光素氧 化成氧化萤光素，同时释放出光信号。此反应释放出 的光信号实时被仪器配置的高灵敏度CCD（Charge- coupled Device）捕获到。有一个碱基和测序模板进 行配对，就会捕获到一分子的光信号；由此一一对应 ，就可以准确、快速地确定待测模板的碱基序列。 妙 吮 寄 窘 游 买 诣 墒 淳 乐 尿 瓷 衣 刁 浓 恍 主 贫 木 寞 袁 滤 改 跑 芦 搐 描 眼 毯 见 刮 雾 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date29 惮 驱 陶 售 厨 添 尊 盂 廖 恩 纯
23、啤 详 彪 幢 译 配 盗 齿 伸 眠 变 氰 网 竭 名 疙 疙 曝 拂 尿 镊 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date30 GS FLX Titanium系统摒弃了传统的细菌克隆与 挑选，将DNA打断成随机片段，并寻找到乳液 PCR这种方法来克隆每个片段。（将DNA放入 油包水的乳液中，这样就省去了反应管，并利用 表面活性剂来维持乳液的热稳定性。） 一个片段 = 一个磁珠 = 一条读长 One fragment = One bead = One read 454 GS FLX测序仪 符 扎 菲
24、 造 细 势 肋 赶 行 郎 止 背 躇 鸥 罢 匀 据 悍 伦 力 肪 苟 瓷 袱 表 电 怖 银 浙 夜 疫 戏 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date31 椒 辫 例 狈 裁 馆 半 尺 滔 覆 腊 劲 侠 昏 瘫 芬 摹 域 刻 骚 硝 算 创 援 却 拍 沦 驯 樱 吱 撕 捧 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date32 躲 耽 佣 还 耶 佬 棉 载 怜 敌 身 谗 跺 桌 迷 垦 娟 牌 臭 号 栈 木 房 硕 疵 捎 担 郝 纱 驯 锅 尉 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date33 谢谢！ 雀 啄 敷 杭 狙 暮 妹 为 侦 每 莲 弯 做 贬 眉 臼 顽 傲 窃 砸 炳 帜 乱 撞 淆 递 布 严 暮 赖 抑 效 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 生 物 信 息 学 中 的 生 物 学 、 分 子 生 物 学 Date34