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刘伟 著

图书标签:

• 生物信息学
• 基因组学
• 蛋白质组学
• 计算生物学
• 生物统计学
• 序列分析
• 数据库
• 算法
• 系统生物学
• 进化生物学

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121223570

版次：01

商品编码：11404091

包装：平装

丛书名： 生命科学与信息技术丛书

开本：16开

出版时间：2014-01-01

页数：416

正文语种：中文

内容简介

本书以生物学问题为导向，以具体的案例来演示如何发现和解决各种生物学问题，并对目前研究中存在的问题和未来的发展方向进行了展望。本书从介绍生物信息学的研究历史和发展现状入手，第2章给出了相关生物学基础的介绍，摈弃繁杂的细节，强调系统性和整体性；第3章介绍了算法方面的相关技术，包括统计分析、机器学习和模型评估方法；从第4章开始，分专题介绍各种组学研究，包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、生物网络和系统生物学。最后，作为案例，介绍生物信息学在药物研发中的应用。

作者简介

刘伟，女，辽宁铁岭人。2008年12月于国防科技大学获得博士学位，现为国防科学技术大学讲师，主要研究方向为生物网络的构建与分析。担任了“生物信息学”和“生物信息概论”等多门课程的主讲教师，发表教学论文6篇。主持自然科学基金项目一项，发表论文10余篇，多篇进入SCI检索。获得软件著作权2项，申请及获得国家发明专利7项。张纪阳，男，河南泌阳人。1979年生，博士，现为国防科学技术大学讲师，主要研究方向为蛋白质组学数据分析与处理。参与中国蛋白质组学研究计划，设计并编写了十余个质谱数据分析模块。承担自然科学基金项目一项，发表研究论文20余篇，参与编写教材两部。谢红卫，男，湖北洪湖人。1965年生，博士，现为国防科学技术大学教授、博士生导师，主要研究方向为生物信息学。曾获军队院校育才奖银奖1次，省教学成果二等奖1项，编写翻译教材3部。完成和承担科研课题30余项，发表论文70余篇，20余篇进入SCI检索，获得国防科学技术奖二等奖1项。

目录

第1章 生物信息学简介
1．1 引言
1．2 生物信息学的发展历史
1．2．1 生物信息学的诞生
1．2．2 生物信息学的兴起
1．2．3 生物信息学的蓬勃发展
1．3 生物信息学的研究内容
1．3．1 基因组学研究
1．3．2 转录组数据分析
1．3．3 蛋白质组学分析
1．3．4 生物网络分析
1．3．5 系统生物学研究
1．3．6 医学相关研究
1．4 生物信息学的研究资源
1．4．1 研究机构
1．4．2 数据库
1．4．3 文献资源
1．4．4 分析工具
1．4．5 编程语言
1．5 生物信息学的应用
1．5．1 辅助实验设计
1．5．2 提供数据分析的工具
1．5．3 探索生物规律
1．5．4 促进医学研究
1．6 生物信息学展望
1．6．1 导致重大的科学规律的发现
1．6．2 促进不同学科的交融
1．6．3 提供对于复杂系统的分析能力
1．6．4 展现巨大的应用前景
习题
参考文献
第2章 生物学基础
2．1 生命概述
2．2 生命科学的研究历史
2．2．1 描述生物学阶段
2．2．2 实验生物学阶段
2．2．3 现代生物学阶段
2．3 生命的有序结构
2．3．1 细胞的定义和功能
2．3．2 细胞的基本组分
2．3．3 细胞分裂
2．4 生命活动的动态运行
2．4．1 基因概述
2．4．2 中心法则
2．4．3 蛋白质解说
2．5 生物学研究展望
习题
参考文献
第3章 生物信息学算法介绍
3．1 生物信息学算法概述
3．2 数学统计方法
3．2．1 统计假设检验
3．2．2 回归与相关
3．2．3 隐马尔可夫模型
3．3 特征选择与优化方法
3．3．1 特征提取算法
3．3．2 数据压缩算法
3．4 模式分类方法
3．4．1 K近邻法
3．4．2 贝叶斯分类器
3．4．3 决策树方法
3．4．4 支持向量机方法
3．4．5 人工神经网络
3．4．6 遗传算法
3．4．7 聚类算法
3．4．8 分类器的选择
3．5 模型评估方法
3．5．1 构建标准数据集
3．5．2 评价指标
3．6 生物信息学算法展望
习题
参考文献
第4章 基因组技术与研究方法
4．1 基因组概述
4．2 人类基因组计划
4．2．1 人类基因组计划的提出
4．2．2 人类基因组计划的主要任务
4．2．3 大规模测序的基本策略
4．2．4 人类基因组计划的完成
4．2．5 人类基因组计划对生物信息学的挑战
4．3 功能基因组
4．3．1 基因组注释
4．3．2 进化论和比较基因组学
4．4 差异基因组学
4．4．1 人类遗传多态性
4．4．2 单核苷酸的多态性
4．5 基于MATLAB工具箱的基因序列分析
4．5．1 序列比对
4．5．2 系统发生树构建
4．6 基因组研究展望
习题
参考文献
第5章 转录组技术与数据分析
5．1 转录组概述
5．2 转录组研究的实验技术
5．2．1 基因芯片技术
5．2．2 基因表达序列分析
5．2．3 RNA测序技术
5．2．4 转录组检测技术比较
5．3 生物信息学方法在转录组研究中的应用
5．3．1 基因芯片数据标准
5．3．2 基因芯片设计
5．3．3 数据分析算法
5．4 基因芯片数据分析与处理
5．4．1 基因表达数据预处理
5．4．2 芯片数据的统计学分析
5．4．3 基因芯片的生物学分析
5．4．4 芯片数据分析软件
5．5 基于MATLAB工具箱的基因芯片数据分析
5．5．1 基因芯片数据来源
5．5．2 基因表达谱数据分析
5．5．3 芯片数据分析小结
5．6 转录组研究展望
习题
参考文献
第6章 蛋白质组学技术与数据分析
6．1 蛋白质组概述
6．2 蛋白质组学的定义
6．2．1 蛋白质组学发展历史
6．2．2 蛋白质组学研究内容
6．3 蛋白质组学实验技术
6．3．1 蛋白质分离技术
6．3．2 蛋白质鉴定与定量技术
6．4 质谱数据分析
6．4．1 质谱数据的特点
6．4．2 蛋白质鉴定
6．4．3 蛋白质定量
6．4．4 翻译后修饰
6．5 蛋白质组学研究展望
参考文献
第7章 生物分子网络研究
7．1 生物网络概述
7．2 生物网络分类介绍
7．2．1 蛋白质相互作用网络
7．2．2 代谢网络
7．2．3 信号转导网络
7．2．4 基因表达调控网络
7．2．5 4种生物网络的比较
7．3 生物网络的属性分析
7．3．1 单个结点的属性
7．3．2 子网络
7．3．3 总体属性
7．3．4 网络比对
7．3．5 网络的动态分析
7．4 生物网络的专门分析方法
7．4．1 蛋白质相互作用的预测和验证
7．4．2 代谢网络的分析方法
7．4．3 信号网络的重建
7．4．4 基因调控网络的构建
7．5 生物网络研究展望
习题
参考文献
第8章 系统生物学研究
8．1 系统生物学概述
8．1．1 系统生物学的定义
8．1．2 系统生物学的基本思想
8．1．3 系统生物学的研究内容
8．1．4 系统生物学的研究方法
8．2 生物数据的挖掘与整合
8．2．1 生物数据的挖掘
8．2．2 不同组学数据的整合
8．3 生物系统的建模与仿真
8．3．1 系统生物学建模语言
8．3．2 生物系统建模过程
8．4 从虚拟细胞到虚拟人
8．4．1 虚拟细胞
8．4．2 虚拟器官
8．4．3 虚拟人体
8．5 生物系统的人工合成――合成生物学
8．5．1 合成生物学简介
8．5．2 合成生物学研究现状
8．5．3 合成生物学应用前景
8．6 基于MATLAB工具箱的生物过程模拟
8．6．1 研究对象
8．6．2 建立信号通路模型
8．6．3 模型仿真与结果演示
8．6．4 模型参数估计
8．6．5 仿真结果分析
8．7 系统生物学研究展望
习题
参考文献
第9章 生物信息学在药物研发中的应用
9．1 新药研发概述
9．2 疾病相关的数据库资源
9．2．1 疾病相关的基因数据库
9．2．2 候选药靶数据库
9．2．3 疾病相关的基因芯片数据库
9．2．4 其他相关数据库
9．3 用于药靶发现的生物信息学方法
9．3．1 基因组学方法
9．3．2 转录组学方法
9．3．3 蛋白质水平研究方法
9．3．4 代谢组学方法
9．3．5 整合多组学数据的系统生物学方法
9．4 潜在药靶的生物信息学验证
9．4．1 蛋白质的可药性
9．4．2 药物的副作用
9．5 以靶标为基础的药物设计
9．5．1 先导化合物的筛选和优化
9．5．2 药物毒性预测和风险评估
9．6 新药研发展望
参考文献
索引

前言/序言

探寻未知：深海生命与极端环境下的生存奥秘 图书简介： 本书并非聚焦于计算机与生命科学的交叉领域，而是将读者的目光引向地球上最神秘、最鲜为人知的疆域——深海。我们摒弃了基因测序、生物统计学和数据库管理的讨论，转而潜入幽暗、高压、极寒或极热的极端环境中，深入剖析那些挑战我们传统生物学认知的生命形式及其生存策略。 第一部分：黑暗世界的召唤——深海生态的构建 深海，一个被永恒黑暗和巨大压力统治的领域，占据了地球表面积的绝大部分，却长期以来是人类知识的盲区。本书的开篇将带领读者潜入海平面以下200米的透光层之外，探索那片被称为“海洋荒漠”的广袤区域。 1. 压力的艺术：形变与适应 深海环境最显著的特征是无可匹敌的水压。在马里亚纳海沟的挑战者深渊，压力可达1000个大气压以上。我们不会讨论计算模型，而是着重于生物物理学的奇迹：深海生物如何维持蛋白质的正常三维结构和酶的活性？ 体积渗透压调控： 探讨生物如何利用特定的有机分子，如三甲胺氧化物（TMAO），作为“压敏伴侣分子”（Piezolyte），对抗高压导致的蛋白质变性。书中将细致描绘TMAO与其他渗透调节物质（如甘氨酸甜菜碱）协同作用的精妙平衡，这是它们在极端压力下保持生命活力的关键。 膜脂的重塑： 分析深海鱼类和无脊椎动物细胞膜脂质组成的变化，特别是不饱和脂肪酸比例的增加，如何确保膜的流动性，防止其在低温和高压下凝固。 2. 光的终结与能量的替代 在完全黑暗的深海，光合作用无从谈起。本书详细阐述了深海食物网的基础——化能合成（Chemosynthesis）的复杂机制。 热液喷口生态系统： 我们将聚焦于那些被称为“黑烟囱”和“白烟囱”的深海热液区。这些区域是地球能量的直接释放点。书中将深入介绍极端嗜热古菌和细菌如何利用硫化物（H₂S）、甲烷（CH₄）甚至氢气（H₂）作为电子供体，通过氧化还原反应固定二氧化碳，构建起脱离太阳能的完整生物圈。 低温氧化与海洋雪： 对比热液喷口，更广阔的深海平原依赖于海洋雪——上层水域死亡生物残骸缓慢沉降形成的有机物“雪崩”。我们将分析这些沉降物在数千米深度被微生物分解利用的速率、效率以及微生物群落的适应性。 第二部分：生命的极端堡垒——特化生物的生存哲学 这一部分专注于那些在特定极端条件下演化出惊人生理和形态的生物群落。 3. 冰冷与缓慢：极地深渊的生命节奏 南极和北极的深海是另一个极端——持续的低温（接近冰点）和长期的营养匮乏。 新陈代谢的减速： 探讨极地深海生物如何通过降低酶促反应速率、增加酶的亲和力以及延长生命周期来适应寒冷。例如，一些深海海参的寿命可达数百年。 抗冻机制： 介绍在冰冷海水中生存的生物如何产生抗冻蛋白（AFPs），这些蛋白质能有效抑制冰晶的生长，保护细胞结构不被破坏。 4. 生物发光：黑暗中的交流与捕猎 在缺乏环境光的深海，生物发光是主要的视觉和信号传递方式。 化学发光原理： 详细描述荧光素-荧光素酶系统在不同物种中如何被“编程”以产生特定颜色和闪烁模式的冷光。 策略的多样性： 区分不同发光用途：反向照明（Counterillumination）以隐藏轮廓、诱饵捕食（Lure）吸引猎物，以及用于物种识别和防御的信号。书中将通过对灯笼鱼、琵琶鱼等经典深海捕食者的形态观察，解析光信号的生态学意义。 第三部分：地质与生命交汇点——极端环境的生理极限 本书的最后一部分将目光投向那些地质活动剧烈的区域，考察生命如何与地球内部力量共存。 5. 高温与化学毒性：深海热液口的生理挑战 热液喷口附近的水温可高达400°C（虽然在喷口外迅速冷却），且富含剧毒的重金属和硫化氢。 硫化氢解毒机制： 详细介绍管虫（Riftia pachyptila）等共生体如何在其组织内建立复杂的硫代谢通路。它们没有嘴和肠道，完全依赖体内的共生细菌，通过硫化氢氧化获取能量，并安全地将有毒的硫化物转化为可利用的硫磺颗粒。这涉及到血液中硫化血红蛋白的特殊结构和功能。 耐热性蛋白的稳定性： 研究热液沉积物附近微生物的极端耐热性，分析其细胞内热稳定蛋白质（如DNA解旋酶、聚合酶）如何抵抗高温带来的结构解体，并探讨这些分子结构在生物技术中的潜在价值（非计算应用）。 6. 陆地之下的回响：深层生物圈的潜力 最后，本书触及地球最深处的生物圈——深层岩石圈微生物。这些微生物生活在数公里深的地下，在缺乏阳光和有机营养的条件下，依靠地质化学反应（如水与岩石的反应）存活。 能量获取的极限： 探讨这些“隐士”如何利用放射性衰变产生的辐射水分解（Radiolysis）产生的氢气或氧化还原反应的极微弱能量维持代谢。 古老生命的历史见证： 分析深层生物圈中的微生物群落结构，它们被认为是地球生命起源和早期演化的活化石，提供了关于生命适应性最古老、最原始的视角。 总结： 本书《探寻未知：深海生命与极端环境下的生存奥秘》是一部关于生命适应性、生物物理学和极端生态学的深度探索，它将带领读者远离计算机屏幕和算法模型，沉浸在地球最深处的真实物理世界中，感受生命在最严苛考验下所展现出的惊人韧性与创新。

评分☆☆☆☆☆

这本书拿到手后，给我最直观的感受就是它的厚重感，封面采用了硬壳装帧，非常有质感，色彩是一种低调的哑光黑，配以银色的书名，显得非常沉稳大气。我购买这本书的初衷，是源于我对“生物大分子结构与功能关系”的浓厚兴趣，我一直认为理解蛋白质、核酸等大分子的三维结构是理解它们功能机制的关键。我希望这本书能够在这方面给予我深刻的洞见。比如，书中是否会详细介绍X射线晶体学、核磁共振波谱等解析生物大分子结构的技术原理，以及如何通过结构信息来推断其生物学功能。我特别期待书中能够提供一些经典案例的分析，展示科学家是如何一步步从解析出蛋白质结构，到最终阐明其在细胞内的作用机制的。作为一名对生命本质充满好奇心的学生，我希望能通过这本书，建立起对生物大分子结构与功能之间精妙联系的深刻认识，并能够将这种认知迁移到对其他生物学问题的理解上。这本书的体量让我觉得内容一定会很丰富，我期待它能为我打开一扇了解分子层面的生命奥秘的窗户。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本书的时候，最先吸引我的是它独特的封面配色——一种非常沉静的深绿色，上面勾勒着细致的分子结构图，让我立刻感受到一种源自自然的生命力与科学的严谨感交织在一起的独特气息。我之所以会选择购买这本书，是因为我在工作中经常需要处理大量的生物学实验数据，而我发现自己对于如何从这些海量的数据中提取有价值的信息，如何用计算的思维去理解生物学现象，感到力不从心。这本书的名字恰好点出了我当前急需提升的技能。我特别希望这本书能够给我带来一些关于“高通量测序数据分析”和“系统生物学建模”方面的启发。我希望它能以一种非常接地气的方式，介绍一些实际操作中的技巧和注意事项，而不仅仅是理论的阐述。比如，对于测序数据的质控、比对、变异检测等关键步骤，书中是否有详细的步骤讲解，或者推荐一些好用的开源工具。另外，关于系统生物学，我希望能看到一些如何构建生物通路模型，以及如何进行网络分析的例子，这对于我理解复杂的生命调控网络非常有帮助。总而言之，我期待这本书能成为我提升数据分析能力、深化生物学理解的“工具箱”和“指南针”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常精美，封面用了深邃的蓝色，上面点缀着抽象的DNA双螺旋结构，很有科技感和学术氛围。我拿到手里的时候，就感觉这是一本值得细细品读的书。拿到书后，我第一时间翻看了目录，发现它涵盖了很多我一直感兴趣但又不太了解的领域。比如，里面提到的“蛋白质结构预测”和“基因组学数据分析”这些章节，光看标题就觉得内容会非常硬核，也很有挑战性。我特别期待书中对这些复杂概念的讲解，希望能够用一种清晰易懂的方式呈现出来，而不是枯燥乏味的公式堆砌。我是一名在校大学生，对生物科学有着浓厚的兴趣，也对计算机科学有所涉猎，所以一直想找一本能够将这两者完美结合的书籍。这本书的书名和封面传递的信息，正是我所寻找的那种。我希望这本书能够成为我学习生物信息学道路上的一个重要启蒙，帮助我打开新世界的大门，理解生命科学研究的最新进展和前沿技术。它的篇幅看起来也相当可观，预示着内容会非常充实，不像一些浅尝辄止的书籍，读完之后会感觉意犹未尽。我对这本书的印刷质量也感到满意，纸张厚实，排版清晰，阅读起来体验会很好，不会有眼睛疲劳的问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的外观给我留下了深刻的印象，它采用了一种非常简洁大气的封面设计，米白色的背景搭配烫金的艺术字体，显得既有质感又不失学术的严谨。我买这本书主要是出于对某个特定研究方向的兴趣，我一直在关注着“癌症基因组学”和“药物靶点发现”的最新研究动态，而这本书的目录里恰好有相关的章节。我非常期待书中能够对这些前沿领域进行深入的剖析，特别是那些能够指导实际应用的分析方法和工具。我希望这本书能够提供一些实用的案例分析，展示如何利用生物信息学技术来解决真实的生物医学问题，比如如何从海量的基因组数据中挖掘出驱动癌症发生发展的关键基因，或者如何基于蛋白质的结构信息来设计更有效的药物。我目前是从事相关领域研究的初级研究员，日常工作中会接触到大量的生物学数据，也需要利用各种计算工具来辅助我的研究。我非常希望这本书能够提供一些我尚未接触到的、或者我理解不够深入的分析方法和工具介绍，帮助我拓宽我的研究视野，提升我的数据分析能力。如果书中能够包含一些代码示例或者数据处理流程的介绍，那就更完美了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体感觉非常专业，封面设计简洁有力，没有过多的装饰，而是直接呈现了书名和作者信息，给人一种“内容为王”的直觉。我选择这本书，是因为我最近在尝试学习“进化计算在生物学问题中的应用”，这是一个我一直很好奇的领域。我在一些学术会议上听到过相关的报告，觉得非常有趣，但是自己去找资料学习又觉得无从下手。我希望这本书能够在这个方向上提供一个相对全面和系统的介绍。比如，它是否会讲解如何利用遗传算法来优化生物序列比对，或者如何用群体智能算法来解决蛋白质折叠问题。我尤其关注书中是否会深入探讨这些算法的数学原理，以及在实际应用中需要注意的关键参数设置和模型构建方法。作为一名对前沿计算方法在生物学中应用的探索者，我渴望这本书能给我带来新的思路和方法，让我能够将这些先进的计算工具应用于我感兴趣的生物学难题中。我期待书中能够包含一些清晰的图示和伪代码，帮助我更好地理解复杂的算法逻辑，并最终能够将其转化为自己的研究工具。

评分☆☆☆☆☆

非常不错的商品，值得购买

评分☆☆☆☆☆

公司技术人员需要，帮助很大

评分☆☆☆☆☆

内容偏旧，如果有新一点的知识会更好

评分☆☆☆☆☆

物流速度太慢。物流速度太慢。

评分☆☆☆☆☆

666666666666

评分☆☆☆☆☆

好东西，不错，就是有点贵，可以便宜

评分☆☆☆☆☆

非常不错的商品，值得购买

评分☆☆☆☆☆

没怎么看，书是正版，应该有指导意义。

评分☆☆☆☆☆

非常不错的商品，值得购买