生物系统分析?
系统是指能够完成一种或者几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起的结构。
如口、食管、胃、肠及各种消化腺,有机地结合起来形成消化系统。高等动物体(或人体)内有许多系统,如皮肤系统、骨骼系统、肌肉系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、排泄系统、内分泌系统、神经系统和生殖系统。
这些系统又主要在神经系统和内分泌系统的调节控制下,彼此相互联系、相互制约地执行其不同的生理机能。只有这样,才能使整个有机体适应外界环境的变化和维持体内外环境的协调,完成整个的生命活动,使生命得以生存和延续。
扩展资料
系统功能:
1、运动系统:运动系统由骨、软骨、关节和骨骼肌等构成。起支架、保护和运动的作用。
2、神经系统:神经系统由神经元组成,是由中枢神经系统和遍布全身的周围神经系统而组成。在体内起主导作用;一方面它控制和调节个器官、系统的活动;另一方面通过神经系统的分析与综合,使人体对环境变化的刺激作出相应的反应,达到人体环境的统一。
3、内分泌系统:内分泌系统由多种腺体组成。通过分泌不同的激素(雄性、雌性激素、胰岛素、肾上腺素)对整个人体的生长、发育、新陈代谢和生殖起到调节作用。
4、循环系统:循环系统由心脏、血管和淋巴管组成。它将消化系统的吸收的营养物质和肺吸收的氧送到全身器官的组织和细胞,同时将他们的代谢产物及CO2运送到肾、肺、皮肤排出体外。以保证人体的新陈代谢不断。
5、呼吸系统:由呼吸道和肺组成。吸入新鲜空气,通过肺泡内的气体交换,使血液得到氧并排除Co2。
6、消化系统:有口腔、咽、食管、小肠、大肠等组成。是食物的消化和吸收的功能。供人体所需要的食物和能量。
7、泌尿系统:由肾脏、输尿管、膀胱、尿道等组成。排出体内多余的水分及代谢产物或毒素。
8、生殖系统:产生生殖细胞,繁殖后代。
参考资料来源:百度百科-系统
1,序列比对(Sequence Alignment)
序列比对的基本问题是比较两个或两个以上符号序列的相似性或不相似性.从生物学的初衷来看,这一问题包含了以下几个意义:从相互重叠的序列片断中重构DNA的完整序列.在各种试验条件下从探测数据(probe data)中决定物理和基因图存贮,遍历和比较数据库中的DNA序列比较两个或多个序列的相似性在数据库中搜索相关序列和子序列寻找核苷酸(nucleotides)的连续产生模式找出蛋白质和DNA序列中的信息成分序列比对考虑了DNA序列的生物学特性,如序列局部发生的插入,删除(前两种简称为indel)和替代,序列的目标函数获得序列之间突变集最小距离加权和或最大相似性和,对齐的方法包括全局对齐,局部对齐,代沟惩罚等.两个序列比对常采用动态规划算法,这种算法在序列长度较小时适用,然而对于海量基因序列(如人的DNA序列高达109bp),这一方法就不太适用,甚至采用算法复杂性为线性的也难以奏效.因此,启发式方法的引入势在必然,著名的BALST和FASTA算法及相应的改进方法均是从此前提出发的.
2, 蛋白质结构比对和预测
基本问题是比较两个或两个以上蛋白质分子空间结构的相似性或不相似性.蛋白质的结构与功能是密切相关的,一般认为,具有相似功能的蛋白质结构一般相似.蛋白质是由氨基酸组成的长链,长度从50到1000~3000AA(Amino Acids),蛋白质具有多种功能,如酶,物质的存贮和运输,信号传递,抗体等等.氨基酸的序列内在的决定了蛋白质的3维结构.一般认为,蛋白质有四级不同的结构.研究蛋白质结构和预测的理由是:医药上可以理解生物的功能,寻找dockingdrugs的目标,农业上获得更好的农作物的基因工程,工业上有利用酶的合成.直接对蛋白质结构进行比对的原因是由于蛋白质的3维结构比其一级结构在进化中更稳定的保留,同时也包含了较AA序列更多的信息.蛋白质3维结构研究的前提假设是内在的氨基酸序列与3维结构一一对应(不一定全真),物理上可用最小能量来解释.从观察和总结已知结构的蛋白质结构规律出发来预测未知蛋白质的结构.同源建模(homology modeling)和指认(Threading)方法属于这一范畴.同源建模用于寻找具有高度相似性的蛋白质结构(超过30%氨基酸相同),后者则用于比较进化族中不同的蛋白质结构.然而,蛋白结构预测研究现状还远远不能满足实际需要.
3, 基因识别,非编码区分析研究.
基因识别的基本问题是给定基因组序列后,正确识别基因的范围和在基因组序列中的精确位置.非编码区由内含子组成(introns),一般在形成蛋白质后被丢弃,但从实验中,如果去除非编码区,又不能完成基因的复制.显然,DNA序列作为一种遗传语言,既包含在编码区,又隐含在非编码序列中.分析非编码区DNA序列目前没有一般性的指导方法.在人类基因组中,并非所有的序列均被编码,即是某种蛋白质的模板,已完成编码部分仅占人类基因总序列的3~5%,显然,手工的搜索如此大的基因序列是难以想象的.侦测密码区的方法包括测量密码区密码子(codon)的频率,一阶和二阶马尔可夫链,ORF(Open Reading Frames),启动子(promoter)识别,HMM(Hidden Markov Model)和GENSCAN,Splice Alignment等等.
4, 分子进化和比较基因组学
分子进化是利用不同物种中同一基因序列的异同来研究生物的进化,构建进化树.既可以用DNA序列也可以用其编码的氨基酸序列来做,甚至于可通过相关蛋白质的结构比对来研究分子进化,其前提假定是相似种族在基因上具有相似性.通过比较可以在基因组层面上发现哪些是不同种族中共同的,哪些是不同的.早期研究方法常采用外在的因素,如大小,肤色,肢体的数量等等作为进化的依据.近年来较多模式生物基因组测序任务的完成,人们可从整个基因组的角度来研究分子进化.在匹配不同种族的基因时,一般须处理三种情况:Orthologous: 不同种族,相同功能的基因;Paralogous: 相同种族,不同功能的基因;Xenologs: 有机体间采用其他方式传递的基因,如被病毒注入的基因.这一领域常采用的方法是构造进化树,通过基于特征(即DNA序列或蛋白质中的氨基酸的碱基的特定位置)和基于距离(对齐的分数)的方法和一些传统的聚类方法(如UPGMA)来实现.
5, 序列重叠群(Contigs)装配
根据现行的测序技术,每次反应只能测出500 或更多一些碱基对的序列,如人类基因的测量就采用了短枪(shortgun)方法,这就要求把大量的较短的序列全体构成了重叠群(Contigs).逐步把它们拼接起来形成序列更长的重叠群,直至得到完整序列的过程称为重叠群装配.从算法层次来看,序列的重叠群是一个NP-完全问题.
6, 遗传密码的起源
通常对遗传密码的研究认为,密码子与氨基酸之间的关系是生物进化历史上一次偶然的事件而造成的,并被固定在现代生物的共同祖先里,一直延续至今.不同于这种"冻结"理论,有人曾分别提出过选择优化,化学和历史等三种学说来解释遗传密码.随着各种生物基因组测序任务的完成,为研究遗传密码的起源和检验上述理论的真伪提供了新的素材.
7, 基于结构的药物设计
人类基因工程的目的之一是要了解人体内约10万种蛋白质的结构,功能,相互作用以及与各种人类疾病之间的关系,寻求各种治疗和预防方法,包括药物治疗.基于生物大分子结构及小分子结构的药物设计是生物信息学中的极为重要的研究领域.为了抑制某些酶或蛋白质的活性,在已知其蛋白质3级结构的基础上,可以利用分子对齐算法,在计算机上设计抑制剂分子,作为候选药物.这一领域目的是发现新的基因药物,有着巨大的经济效益.
8.生物系统的建模和仿真
随着大规模实验技术的发展和数据累积,从全局和系统水平研究和分析生物学系统,揭示其发展规律已经成为后基因组时代的另外一个研究 热点-系统生物学。目前来看,其研究内容包括生物系统的模拟(Curr Opin Rheumatol,2007,463-70),系统稳定性分析(Nonlinear Dynamics Psychol Life Sci,2007,413-33),系统鲁棒性分析(Ernst Schering Res Found Workshop, 2007,69-88)等方面。以SBML(Bioinformatics,2007,1297-8)为代表的建模语言在迅速发展之中,以布尔网络 (PLoS Comput Biol,2007,e163)、微分方程(Mol Biol Cell,2004,3841-62)、随机过程(Neural Comput,2007,3262-92)、离散动态事件系统等(Bioinformatics,2007,336-43)方法在系统分析中已经得到应 用。很多模型的建立借鉴了电路和其它物理系统建模的方法,很多研究试图从信息流、熵和能量流等宏观分析思想来解决系统的复杂性问题(Anal Quant Cytol Histol,2007,296-308)。当然,建立生物系统的理论模型还需要很长时间的努力,现在实验观测数据虽然在海量增加,但是生物系统的模型辨 识所需要的数据远远超过了目前数据的产出能力。例如,对于时间序列的芯片数据,采样点的数量还不足以使用传统的时间序列建模方法,巨大的实验代价是目前系 统建模主要困难。系统描述和建模方法也需要开创性的发展。
9.生物信息学技术方法的研究
生物信息学不仅仅是生物学知识的简单整理和、数学、物理学、信息科学等学科知识的简单应用。海量数据和复杂的背景导致机器学习、统 计数据分析和系统描述等方法需要在生物信息学所面临的背景之中迅速发展。巨大的计算量、复杂的噪声模式、海量的时变数据给传统的统计分析带来了巨大的困难, 需要像非参数统计(BMC Bioinformatics,2007,339)、聚类分析(Qual Life Res,2007,1655-63)等更加灵活的数据分析技术。高维数据的分析需要偏最小二乘(partial least squares,PLS)等特征空间的压缩技术。在计算机算法的开发中,需要充分考虑算法的时间和空间复杂度,使用并行计算、网格计算等技术来拓展算法的 可实现性。
10, 生物图像
没有血缘关系的人,为什么长得那么像呢?
外貌是像点组成的,像点愈重合两人长得愈像,那两个没有血缘关系的人像点为什么重合?
有什么生物学基础?基因是不是相似?我不知道,希望专家解答。
11, 其他
如基因表达谱分析,代谢网络分析;基因芯片设计和蛋白质组学数据分析等,逐渐成为生物信息学中新兴的重要研究领域;在学科方面,由生物信息学衍生的学科包括结构基因组学,功能基因组学,比较基因组学,蛋白质学,药物基因组学,中药基因组学,肿瘤基因组学,分子流行病学和环境基因组学,成为系统生物学的重要研究方法.从现在的发展不难看出,基因工程已经进入了后基因组时代.我们也有应对与生物信息学密切相关的如机器学习,和数学中可能存在的误导有一个清楚的认识.
在新课程中,三维目标是主要矛盾,知识和能力是主要矛盾的主要方面。在这三个维度中,知识和能力是基础,是核心,是最重要的一个维度,同时它又是其他两个维度发展的依托。生物素养的核心是生物能力,假如把生物素养比做一座大厦,由三维目标构成,知识与能力就是大厦的基座,过程和方法、情感态度和价值观就是上层建筑,基座稳固了,生物教学的根基才不会产生动摇,“上层建筑”也才能发展得越高。情感态度和价值观是重要的一维,没有它,将使生物教学回到课改前的状态,仍然是人文性的缺失。没有“过程和方法”的目标,所倡导的“自主、合作、探究”也将难以落实。在兼顾其它二维的情况下,知识和能力的坚实牢固,是生物新课程追求的目标。
新课标指出,“课程目标根据知识和能力,过程和方法,情感态度价值观三个维度设计。三个方面相互渗透,融为一体,注重生物素养的提高。”教学中,我们要做好三维目标的整合,而不是把三个维度简单地叠加,要以“知识与能力”为主线,渗透情感、态度价值观,并充分地体现在过程和方法中。
例如:《人体和动物内环境稳态》一章的三维目标是:知识目标
1.概述动物和人体神经调节的结构基础和调节过程。
2.说明神经冲动的产生和传导。
3.概述人脑的高级功能。
4.描述动物和人体的激素调节。
5.举例说明神经、体液调节在维持稳态中的作用。
6.描述体温调节、水盐调节、血糖调节。
7.概述人体免疫系统在维持稳态中的作用。
能力目标
1.运用建构模型的方法,建立血糖调节的模型。
2.尝试运用反馈调节的原理,解释一些生命现象。
情感态度与价值观目标
1.探讨动物激素在生产中的应用。
2.讨论促胰液素的发现过程中,科学精神和科学态度的重要作用。
3.认同毒品的危害,远离毒品。
4.关注艾滋病的流行和预防。
5.关注器官移植所面临的问题,进一步探讨科学、技术和社会三者之间复杂的互动关系。
我们在教学中不要把三个目标孤立起来,而要做为一个整体来研究,抓住主要矛盾,要以知识目标为核心,兼顾能力和价值观的形成,把三者融合在一起。
答:系统分析方法是指把要解决的问题作为一个系统,对系统要素进行综合分析,找出解决问题的可行方案的咨询方法。它能在不确定的情况下,确定问题的本质和起因,明确咨询目标,找出各种可行方案,并通过一定标准对这些方案进行比较,帮助决策者在复杂的问题和环境中作出科学抉择。它的产生和发展标标志着人类的科学...
答:2、蛋白质序列在不同物种之间具有较高的差异性,适合用于高级分类单元的系统发生分析。常用的蛋白质包括线粒体细胞色素b、核糖体蛋白等。3、在选择生物分子进行系统发生分析时,应根据研究目的进行选择,例如研究亲缘关系,应选择可以反映亲缘关系的分子。研究物种分类,则应选择具有高度差异性的分子。4、在...
答:2. 序列分析:生物信息学分析的重要方面是对基因序列和蛋白质序列进行分析。序列分析包括序列比对、序列注释、序列聚类等方法,以发现序列之间的相似性、差异性和功能特征。3. 基因表达分析:基因表达分析是通过比较不同样本的基因表达水平,发现基因的表达模式、关键基因、调控机制等。基因表达分析包括差异分...
答:系统发育分析,又名系统发生,是生物学领域中研究生物群体演化历程的关键工具。它关注的是物种间的进化关系,通过构建和评估进化树(分子或物种)来揭示物种间的起源和演化历程。进化树分为有根树和无根树,前者如时间轴般显示物种的进化顺序,后者则揭示物种间的亲缘关系,但不涉及具体祖先。二、探索生物...
答:6)强化细胞防御系统; 7)设置身体的内部时钟; 2、W+NMN高纯高平衡:烟酰胺单核苷酸最活跃的形式,W+NMN胶囊每份含高质量的NMN,使用提取工艺进行科学来源和研出,确保99.7% 标准化纯度。 高纯度的NMN粉末具有较高的吸收率和生物利用度。 3、W+NMN吸收利用快速:研究发现:W+NMN从肠道到血液循环的吸收在2-3分钟内开...
答:其中,林奈氏分类系统是使用最为广泛的分类系统之一,它以物种的生殖和遗传关系为基础,将生物分为五个界:原核生物界、原生生物界、真菌界、动物界和植物界。后来,随着科学技术的不断发展,又增加了第六界——古菌界。因此,根据16s和18srRNA核苷酸序列分析分类的生物分类系统是林奈氏分类系统,也被称...
答:生物系统的概念是指从系统论的角度与观念来看生物体与生物界,将生物不同层次的结构体系看做“系统”。生态系统是维持人类环境的最基本单元,生态系统功能主要体现于两个方面:一是生态服务功能(service);二是价值功能(goods)。这两种功能是人类生存和发展的基础。
答:生物系统是由生物体分子、细胞、组织、器官组成。而各种生物体的集群组成了生物界。生物系统生命科学的基础。生物科学从静态的、以形态描述与分析为主的学科,逐渐演化发展成动态的、以实验为基础的定量的学科,表达其鲜明的时代特征。人类在地球上要生存下去,并得到持续发展,离不开地球的环境条件和其他...
答:生物是生命、生存意识和物的统一体。 生物的生长、发育、繁殖、代谢、应激、运动、行为、特征、结构是生命或生存意识的表现形式,我们通过观察生物的表现形式,就可以判断出一个物体是否具有生命或生存意识、是生物还是非生物。 生态系统 ecosystem 生态系统指由生物群落与无机环境构成的统一整体。生态系统的范围可大可小...
答:从生命系统的结构层次分析,细菌既属于细胞层次,又属于个体层次。生命系统的结构层次 细胞→组织→器官→系统→个体→种群和群落→生态系统→生物圈。有例外,如植物:器官→个体,即无系统层次只有器官。单细胞:细胞→个体单细胞生物:既属于细胞层次又属于个体层次。病毒没有结构层次,因为它没有细胞结构...