生物信息网络（共12篇）
生物信息网络 篇1
计算机媒体技术的多样化丰富了以往学科教育的封闭性, 添加了多种如声音、图片、影像等媒体因素来使知识的传递更为多样化。这渐渐地改变着教师教育方式以及学生的学习方式, 这些改变都有利于教育朝着自主、有特色的深层次方向发展, 也是21世纪面向基础教育教学改革的新视点。
一、信息网络环境下高中生物 STS 教育的优势和原则
1.优势。
高中生物STS教育则是让学生认识生物科学和技术的性质, 对科学、技术和社会之间所存在的关系能够深刻理解, 能够运用生物知识和观念参与到社会事物的讨论中。总的概括来说就是“落实科学、技术、社会相互关系的教育”。这就需要教 师引导学生关注现实生活, 并力所能及地参与到社会实践活动中。尤其在活动过程中信息的收集和处理需要借助网络环境的协助, 信息技术 (nformation Technology, 简称IT) , 是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统以及应用软件。也常被称为 信息和通信技术 (nformation and Communications Technology, ICT) 。资源的海量化, 形式的多样化、活动交互性、学习的主动性等信息技术的特点都决定了让学生自身具有更自主性的学习。所以, STS教育在基于信息网络环境的帮助下其优势要大于传统STS教育, 如生物教学中的探究性、开放性及实践性特点能充分体现, 还可快捷地获取适合自身所需的STS资源, 扩宽了生物STS教育空间与时间, 可以让学生把更多的时间都放在自主学习和合作学习上, 提高学习效率。
2.原则。
(1) 挑战性和差异性原则。
创设有效的STS教育情境是保证物理教学有效性的前提, 教师可以给学生提供具有创造性和认知性的任务, 使他们的思维受到碰撞, 从而产生强烈的求知欲和学习兴趣。学生在这个模式的影响下对越来越困难性的问题就不会产生恐惧心理, 良好的探究习惯也会因此形成。学生和日常生活的人类是相同的, 其性格、特点都是具有差异性的, 不同学生对实践、思维、接受、实验意识等方面的能力都有很大的差别, 这种现象决定了高中生物教学不能将全班的教学步调归为一致, 教师应从实际出发, 树立每个学生都有创造性的观念, 既有统一要求, 也要强调差异的存在, 因材施教才能保证每个学生都能自由发挥创造性。
(2) 合作与自主探究原则。
突破教学时空的环境限制, 利用信息网络环境, 学生可组成探究合作小组来共同分享STS资源, 在体验生物研究的过程中养成质疑、积极思考、加深思维等良好习惯, 从而可以弥补教师在面对不同学生差异性所出现的教学弊端。如果只是单纯的小组学生, 还不能够达到更深的层面, 教师还要注重引导学生独立思考的习惯, 依据以往的认知习惯、认知结构和利用信息网络环境来构建生物知识的概念。
二、信息网络环境下高中生物 STS 教学的措施
1.创建 STS 生物教学网站。
创建STS生物教学网站能有机地整合学科教学, 发挥信息网络环境下STS生物教学的优势。高中生物STS教学网站的设计主要以培养学生能力为出发点, 提高生物素养, 适合生物课堂使用, 便于学生开展探究性学习。教师和学生可一同参与网站的建设, 结合双方建议, 网站重点可放在“生物与社会的联系”“生物与生活的联系”等方面, 达到与课堂同步的目的。除了建设好高中生物教学STS教育网除外, 还可以构建其他STS生物教学系列网站, 将STS教育渗透到各个角度, 具体网站情况见下表:
所创建的STS生物教学网站有大量和生物有关的图片、视频等资源, 教师可以充分利用这些数字化资源将抽象的理论知识变得生动有趣, 提高教学效果。
2.优化课堂情境, 引导学生主动参与。
良好的开端是成功的一半, 据调查, 学生在课堂的集中力只有20分钟, 教师如何将这20分钟增加到45分钟, 就依靠上课的开头, 一堂课成功的重点就在于把握学生注意力, 将学生的求知欲和兴趣调动起来, 因此, 利用信息网络环境来创设课堂教学情境, 将生物实例引入课堂中, 激动学生兴趣, 诱发学生感情, 优化课堂时间。因为简洁性的导课而节约学生的听课时间, 充分发挥课堂效率。
总之, 利用信息网路环境进行高中生物STS教育能有效地培养学生的探究意识和创新精神, 通过课堂生物情境再现, 加强学生的社会责任感和可持续发展意识。这种相结合的教育方式必将在今后占据主导地位, 不仅激发了学生的学习动机, 也改变了课堂教学模式, 发挥学生主体作用, 新媒体的导入更是拓宽了学生学习的新视野, 实现了教育资源最优化, 也发挥了STS教育的作用。
参考文献
郭鲲鹏、张松.高中生物STS教育专题网站的设计与应用[J].中国教育信息化·基础教育.2010. (11) .47-50
生物信息网络 篇2
从生物信息学研究的具体内容上看，生物信息学可以用于序列分类、相似性搜索、DNA序列编码区识别、分子结构与功能预测、进化过程的构建等方面的计算工具已成为变态反应研究工作的重要组成部分。针对核酸序列的分析就是在核酸序列中寻找过敏原基因，找出基因的位置和功能位点的位置，以及标记已知的序列模式等过程。针对蛋白质序列的分析，可以预测出蛋白质的许多物理特性，包括等电点分子量、酶切特性、疏水性、电荷分布等以及蛋白质二级结构预测，三维结构预测等。
生物信息学中的主要方法有：序列比对，结构比对，蛋白质结构的预测，构造分子进化树，聚类等。
基因芯片是基因表达谱数据的重要来源。目前生物信息学在基因芯片中的应用主要体现在三个方面。
1、确定芯片检测目标。利用生物信息学方法，查询生物分子信息数据库，取得相应的序列数据，通过序列比对，找出特征序列，作为芯片设计的参照序列。
2、芯片设计。主要包括两个方面，即探针的设计和探针在芯片上的布局，必须根据具体的芯片功能、芯片制备技术采用不同的设计方法。
3、实验数据管理与分析。对基因芯片杂交图像处理，给出实验结果，并运用生物信息学方法对实验进行可靠性分析，得到基因序列变异结果或基因表达分析结果。尽可能将实验结果及分析结果存放在数据库中，将基因芯片数据与公共数据库进行链接，利用数据挖掘方法，揭示各种数据之间的关系。
生物信息学在人类基因组计划中也具有重要的作用。
大规模测序是基因组研究的最基本任务，它的每一个环节都与信息分析紧密相关。目前，从测序仪的光密度采样与分析、碱基读出、载体标识与去除、拼接与组装、填补序列间隙，到重复序列标识、读框预测和基因标注的每一步都是紧密依赖基因组信息学的软件和数据库的。特别是拼接和填补序列间隙更需要把实验设计和信息分析时刻联系在一起．拼接与组装中的难点是处理重复序列，这在含有约30％重复序列的人类基因组中显得尤其突出。
人类基因组的工作草图即将完成，因此发现新基因就成了当务之急。使用基因组信息学的方法通过超大规模计算是发现新基因的重要手段，可以说大部分新基因是靠理论方法预测出来的。比如啤酒酵母完
整基因组（约1300万bp）所包含6千多个基因，大约60％是通过信
息分析得到的。
当人类基因找到之后，自然要解决的问题是：不同人种间基因有什么差别；正常人和病人基因又有什么差别。”这就是通常所说的SNPs（单核苷酸多态性）。构建SNPs及其相关数据库是基因组研究走向应用的重要步骤。1998年国际已开展了以EST为主发现新Spps的研究。在我国开展中华民族SNPs研究也是至重要的。
总之，生物信息学不仅将赋予人们各种基础研究的重要成果，也会带来巨大的经济效益和社会效益。在未来的几年中DNA序列数据将以意想不到的速度增长，这更离不开利用生物信息学进行各类数据的分析和解释，研制有效利用和管理数据新工具。
生物信息学在功能基因组学同样具有重要的应用 目前应用最多的是同源序列比较、模式识别以及蛋白结构预测。所谓同源序列，是指从某一共同祖先经趋异进化而形成的不同序列。利用数据库搜索找出未知核酸或蛋白的同源序列，是序列分析的基础[lol。如利用BLASTn和BLASTx两种软件分别进行核苷酸和氨基酸序列同源性比较。同源性比较的结果大体可以分为如下几种方式：与生化和生理功能均已知的基因具有同源性；虽与生化和生理功能均已知的基因具同源性，但对该基因功能的了解尚不深入，仍停留在表达水平~I：；与其它物种中生化和生理功能均未知的基因具同源性。同源性检索分析方法为该DNA片段的功能提供了间接的证据。
揭示序列数据所隐含的生物学意义的另一重要方法是模式识别技术。顾名思义，模式别的基本思想是利用存在于蛋白质序列或结构中的某些特征模式识别相关蛋白质的性质。如果某一蛋白质序列或结构中的一部分具有保守性，种保守性或者与蛋白质的生物活性有关，或者与蛋白质的折叠方式有关；那么，这种特片模式可以用来识别该蛋白家族中的新成员。换句话说，如果将已知蛋白质的特征序列模式和特征结构模式
搜集起来，构建成数据库．则可以用来确定新测定的蛋白质序列中是否具有某种特征模式，从而确定该未知蛋白属于哪个蛋白质家族。这在治疗肾病问题上具有突破性进展。
发挥网络化优势 扩展生物课堂 篇3
一、更新教师的知识结构
知识更新的加速与信息的爆炸性发展已成为当今世界发展的重要标志。生命科学是当前发展最快的学科之一，教育科学如今也在教改中迅速推进。教师在学校里学到知识大部分已经“老化”了，只有不断扩充知识信息，才能适应教育改革与时代发展的需要。而通过网络来更新、扩展教师自身的知识结构是一条很好的途径，也是教师继续学习的一种形式。例如：当出现“克隆绵羊”、“基因污染”等热门话题时，虽然报纸、杂志上也有大篇幅的介绍，但主要侧重于关注克隆绵羊出现的意义、基因污染的危害，对克隆的过程、基因污染的方式和基因工程具体可能产生哪几方面的生态危险等问题则很少提及。虽然专业刊物也有报道，但由于其自身的局限性，不可能像Inter—net那样可通过多个相关的网站进行搜索、查询，使人们更加详实、全方位地掌握这些知识点，而且互联网上知识传递速度快，效率高，有利于教师在繁忙的教学工作中做好自身的继续教育。
二、扩大了学生的知识面
生物学是研究生物的形态、结构、生理、分类、遗传和变异、进化、生态的科学。它包罗万象，又被称为“博物学”。而在传统教学中，受教材、教育思想和诸多客观因素的制约，学生的知识面比较狭窄，那么如何按照《生物课程标准》的要求拓宽学生的知识体系，激发学生学习生物科学的兴趣呢?互联网的出现，为我们很好地解决了这一问题。教师可以根据《生物课程标准》的要求与学生一起设立一些专题，在课前将所需的资源整理好，保存在某一特定的文件夹下或做成内部网站，让学生到其中选择有用信息；或为学生提供适当的参考信息，如：网址、搜索引擎、相关词语等，由学生自己去因特网或资源库中收集素材。这样，学生既可以了解生物学的前沿知识，又可以激发学习的积极性，同时培养了其运用当代信息技术获取、识别、加工、处理、传递、创造信息的能力，提高了学生的信息素养。
三、为教师制作课件提供充分的材料
现代教学媒体在生物教学中所起的重要作用是传统教学媒体无法比拟的。多媒体教学软件集声音、图像、模拟等手段于一体，能够开阔学生视野，化远为近、化动为静、化无形为有形，是生物教师的好帮手。但课件的制作是一件比较繁琐的事情，需要大量的原始材料，否则技术再好也是“巧妇难为无米之炊”。因特网是一个比较优秀的网络资源。我们可以在网站上查找我们需要的素材，下载到自己的文件夹中，再根据自己上课的要求和特点加以改进、制作就可以了。
四、可以进行网上教学
尽管传统的课堂教学在一定时间内不可能完全被网络教学所取代，但网络进入课堂已经是一种必然趋势。有些网站有我们要进行的教学内容，我们可以直接进入该站点，在多媒体教室内进行网上教学，使学生获得更多的知识，取得最佳的课堂教学效果。
五、在生物资源方面资源共享
因特网一个重要的功能就是进行网上远程信息交流。例如：生物学有些实验因环境、地域条件的限制，在本地区难以完成。某些些植物如哈密瓜的栽培，因受气候条件影响，我国南方的学生就不能完成；有些实验带有危险性，无法组织观察，我们可以借助网络技术与一些有条件进行实验的中学和研究所联系，让他们网上现场直播，使学生真正实现远程实验。由于是同步进行的实验，学生如临其境，教学效果较好。
总之，因特网是一个巨大的资源库，我们应尽量发挥它的优势为生物教学服务。
(作者单位：大兴安岭教师进修学院)
生物信息网络 篇4
关键词：关联规则,映射,生物信息网络,数据挖掘算法
数据挖掘实际上是通过算法对隐藏的数据信息进行挖掘与寻找的过程, 数据挖掘过程需要使用模拟识别、人工智能等技术, 这样能够更快速地找到数据排列规律。随着多媒体技术的进步, 音频、视频、图像等对数据查询与管理出现不足, 而使用具有学习功能的数据挖掘技术则能够实现数据聚类, 能够对大量信息进行管理与收集。生物信息网络就是使用数学算法与图形理论, 借助网络拓扑等方法对生物信息系统网络进行研究, 生物科学、计算机科学以及数学模型的运行使结构更为合理, 数据挖掘处理更加高效。
1 概述
在不确定性数据流上对有效算法进行频繁挖掘, 这种算法能够对有效的数据结构中的事物流项进行存储, 并在此基础上设计出一种SRUF-mine数据挖掘算法, 使用全局树能够有效地对数据流进行挖掘与构思。还有学者提出了一种非常有效的数据流频繁项目算法, 这种方法是在近似值方法基础上对数据流中的频发项进行挖掘, 用户能够通过这种方式进行查询。其优点是能减少算法存在的空间复杂性, 还能够使平均处理时间缩短, 降低频率误差。本文提出一种基于环路紧密型的复杂网络社区挖掘算法, 这种算法能够依靠紧密值对网络社区进行有效聚类, 遍历全图使用的是优先遍历算法, 归属值是核心中最紧密的值, 在每组实验当中, 应用真实性网络数据集能够实现对算法的有效挖掘, 得到有效验证。并提出一种关系矩阵融合多媒体聚类方法, 能够对图像、视频、数据等进行矩阵相关性统计, 通过融合相关性的方式对数据集进行挖掘而生成一种语义。
2 数据集关联规则映射
通常, 在一个完整的生物信息网络当中, 能够实现对网络结构中的拓扑结构图进行映射与挖掘, 而要想实现这种处理, 就要将生物信息网络中具有特征性的数据复杂性降低。本文在数据关联映射基础上将网络数据集关联规则确定下来, 进而提升数据挖掘效率, 还能够使用数据概率估算的方法将数据频率挖掘出来, 要引入相对误差提高数据挖掘精度。图1是关联规则映射法结构[1]。
为了更好地表现数据关联映射过程, 在生物信息网络结构拓扑图中, 可以先定义一个拓扑结构图, 本文将其定义为R= (A, C) 。其中, A表示网络结构部分, C表示结构组织边际。在A= (A1, A2.........An) 中, 数据集表示为:Ai (0≤i≤n) , Ai= (x1i, x2i.......xmi) , 其中, xmi (0≤j≤m) , 代表着一个数据集中包含一个有效的集合。可以使用表示数据集A1与Ak之间的关联程度, 数据间的大小由表示, 而语义关联由表示出来, 最后, 代表数据集之间的所属关联类型。由此, 对数据集的关联映射, 其定义有以下几种:
定义一:由A1与Ak之间的关联属性组表示任意2个数据集合之间的关联程度[2]。
定义二:使用关联矩阵法将关联属性表示出来, 并且任意2个关联系数矩阵之间存在平均值。关联矩阵如下:
定义三:数据之间不仅存在关联, 其差异性也非常显著。可使用差异性系数矩阵关联倒数表示出来。矩阵如下:
按照系数关联矩阵, 可以对数据集A1与Ak进行映射, 两者关联映射表示为:
在使用了关联映射对数据集进行描述以后, 能够最终得到A1与Ak之间的关联映射效果, 并且使用矩阵法能够将关联规则的数据集表示出来, 能够在2个数据集中区分A1与Ak。从众多数据集中将A1与Ak区分出来以后, 还要再使用关联映射方法对两者进行区分[3]。本文将使用数据估算方法对数据频率进行挖掘, 应用到的数据概率估算公式为:
在公式中, 挖掘因子由表示, 取值范围是 (0, 5) 表示预期数据挖掘概率以及数据间存在的相对误差。为了与的取值范围相对应, 就要将数据挖掘的概率提升到最大。
3 多维数据集特性挖掘
本文将作出一个多维空间分布假设, 假设中以样本为依据, 如果2个样本间有着非常强的相关性, 则表示2个数据样本存在的关联程度高, 反之, 如果相关性较差, 就表示样本间的关联性低。要想在同一个空间中对不同的样本进行区分, 则要按照样本关联性强弱与分布规则进行。如果在同一个空间内分布着众多小的下属空间, 则不能按照大空间的分布规律, 而是要按照小空间的关联性区分[4]。
将空间维度设为d, 要想获得不同数据集就要对不同数据集的关联性进行挖掘, 将子空间的矩阵设为E, 将产生如下定义:
如果在2个不同的子空间内同时具有A1与Ak, 并且, 通过计算, 最终得出的欧几里得距离为D (i, k) , 2个不同数据集欧几里得表示的距离为d (i, k) 。
4 实验分析
本文以实验方式提出关联规则映射生物信息网络多维数据挖掘算法, 实验操作使用的平台为IBM与PC, 2.5GHz CPU为主频, Windows XP是使用的操作系统, 系统内存为5GB。使用的软件平台为MATLAB8.5, 随机数据集是其中准确的内容, 比如, 金融数据集、天气预报数据集等, 可以在每集中使用1200个数据包。以对比的方式进行实验, 将实验算法分为2组, 一种算法是异构数据挖掘分析, 一种是应用粗糙集理论进行的数据挖掘。结合不同数据集所占内存大小情况, 将实验分为3个部分, 分别是算法挖掘精度、数据集容量、算法运行频率等[5]。
针对不同数据集数量所占内存情况, 如果内存占的比重小, 则表示数据挖掘算法性能越优越, 算法结果越精确, 对真实性、大型数据集进行挖掘较为适合。通常情况下, 如果关联规则下所占的挖掘算法占较少内存, 则粗糙集理论与异构信息挖掘量将增加, 将占更多内存。由此, 在对数据进行挖掘过程中, 多维度数据挖掘算法更有优势。
在不同数据集数量算法挖掘精度下, 需要结合精度情况, 如果数据集涵盖的内容较广、数量越多却还能保持较好的挖掘精确度, 则表示挖掘算法在实际运用中有效性强。多维度数据挖掘具有明显的挖掘精度高的优势, 如果数据集合量为1100, 挖掘精度将能达到78.9%, 但Sun算法挖掘精度则较低, 仅为67.4%, Bal算法仅为77.8%, 并且随着数据集不断增加的, 挖掘精度变化幅度将非常大, 但是生物信息网络多维度数据挖掘算法变化则较小[6]。
不同数据集数量下, 算法运行时间与算法数量呈正相关, 如果数据集数量增多, 则算法运行时间也将延长, 如果数据集量达到1500, 生物信息网络多维度数据挖掘算法下的运行时间为15.9s, Sun算法运行时间为20.6s, Bal算法运行时间是23.9s, 如果运行时间短, 则表示算法越具有优势, 就越容易进行大规模的数据挖掘[7]。
5 结语
本文主要分析了一种基于关联规则映射的生物信息网络多维数据算法, 通过本文的分析可以看出, 使用这种算法能够对大规模、大范围的生物信息进行处理与挖掘, 此过程应用到了数据关联规则映射与多维度数据特征挖掘, 通过使用数据关联规则映射方法能够提高数据挖掘的频率与精确度, 而使用多维度数据精度法则能够在不同空间内对数据集特征进行区分, 进而增强数据挖掘效果。本文主要以实验方式将挖掘算法划分为3组进行分析, 最终表现出在精确度、内存占用空间以及运行时间上算法所具有的优势。
参考文献
[1]唐晓东.基于关联规则映射的生物信息网络多维数据挖掘算法[J].计算机应用研究, 2015 (6) :1614-1616, 1620.
[2]杨加, 马皓, 张蓓, 等.基于信息度量和多维数据挖掘算法的网络异常检测系统[J].中国教育网络, 2011 (1) :90-92.
[3]李光昱, 嵇晓平.基于网络异常流量分析及数据挖掘算法的主动网络安全多维模型应用[J].电力信息化, 2011 (9) :66-69.
[4]郭浩.多维数据挖掘处理对层次分析法构建挖掘模型的应用[J].计算机光盘软件与应用, 2013 (21) :108, 110.
[5]王成, 李民赞, 王丽丽, 等.基于数据仓库和数据挖掘技术的温室决策支持系统[J].农业工程学报, 2010 (11) :169-171.
[6]张群洪, 刘震宇, 许红, 等.基于映射关联规则算法的业务流程重组关键成功因素识别[J].系统工程理论与实践, 2011 (6) :1077-1085.
生物信息学 篇5
1，数学基础要好点。线代，高数，统计等。
2，计算机知识。windows ,linux, unix系统等，各种常用生物软件的使用。可以自己找来一个个试。
3，matlab 里面有的关于生物方面的工具包也很多的。
4，生物知识，不用说的。
其他： 如果要深入的话，最好会编程。什么java，perl，等。我是刚开始学。大家多指教。
导师推荐了好几本书：
《生物信息学概论》 “Introduction to bioinformatics”(英)T K Attwood , D J Parry-Smith 著罗静初 等译北京大学出版社 2002年4月第一版本书从生物信息学的研究对象、意义出发，介绍生物信息学研究的基本方法和常用工具。主要介绍的是核酸和蛋白质序列的计算机分析方法，探讨利用现有的计算机程序，从现有的数据库中能够获取什么、不能够获取什么。全书共分十章：1.概论，2.信息网络，3.蛋白质信息资源，4.基因组信息资源，5.DNA序列分析，6.双序列比对，7.多序列比对，8.二次数据库搜索，9.数据库搜索实例，10.序列分析软件包。每章末尾均提供了进一步阅读指南和有关的网址。这本书的一大特色在于丰富的例子和图表，使读者可以很直观的了解和掌握书中的内容。此外，书的末尾还附有与生物信息学相关的词汇表。总的说来，这本书实用性强，可以作为高等院校生物信息学教材，也可以作为生命科学和生物技术各领域分子生物学研究和开发工作者的生物信息学参考书。
《生物信息学手册》郝柏林 张淑誉 编著上海科学技术出版社 2000年10月第一版一本手册式的生物信息学书籍。除了介绍了生物信息学，还包括了计算机及计算机网络（这一部分提供了一些网址）和分子生物学的知识。更为重要的是，该书的主要部分?quot;生物信息数据库“和”服务、软件和算法“部分，提供了大量的网址。几乎是每一个条目下面都有不少网址。这本书将网络上的生物信息学资源进行了索引式的介绍，并作了必要的说明。书中列举了近千条网址和引文，基本涵盖了生物学研究的各个方面，堪称生物信息的汪洋大海中的导航图。对生物信息学的服务、软件和算法，本书也作了较全面的描述。本书可供广大生命科学工作者以及由物理学、数学和计算机学转入生命科学领域的研究教学人员参阅（上面可以查到很多网址）。
《生物信息学》赵国屏 等 编著科学出版社 2002年4月 第一版本书是”863“生物高科技丛书之一。它比较全面地介绍了生物信息学的若干个主要分支，并特别介绍了与人类基因组研究
相关的生物信息学的一些较新成果；着重介绍了数据库和数据库的查询、序列的同源比较及其在生物进化研究中的应用；以生物芯片中的生物信息学问题为例，介绍与基因表达相关的生物信息学问题；还介绍了蛋白质结构研究中的生物信息学问题，以及与分子设计和药物设计相关的生物信息学技术。本书可供生物信息学专业和生命科学相关专业的本科生、研究生和教学科研人员阅读学习，也可供相关专业的科技和应用机构的科研、管理和决策人员参考。注意，本书有很大篇幅是讲基因芯片和蛋白质结构预测的。
《生物信息学--基因和蛋白质分析的实用指南》 ”Bioinformatics--A
Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins "Andreas D.Baxevanis B.F.Francis Ouellette 著李衍达 孙之荣 等 译清华大学出版社 2000年8月 第一版这本书由前卫计算生物学家撰写，贯穿了已有的工具和数据库，包括应用软件、因特网资源、向数据库提交DNA序列以及进行序列分析和利用核酸序列与蛋白质序列进行预测的的方法。以下是该书的目录：1.因特网与生物学家，2.GeneBank序列数据库，3.结构数据库，4.应用GCG进行序列分析，5.生物数据库的信息检索，6.NCBI数据模型，7.序列比对和数据库搜索，8.多序列比对和实际应用，9.系统发育分析，10.利用核酸序列的预测方法，11.利用蛋白质序列的预测方法，12.鼠类和人类公用物理图谱数据库漫游，13.ACEDB: 基因组信息数据库，14.提交DNA序列数据库。本书有很多实际的序列和序列分析的例子。这本书适合高等院校的师生和从事生物工程研究的科技工作者阅读。
在第14章提及的通讯资源：互联网和通信地址；电话和传真号码
DDBJ/EMBL和GenBank的一般联系信息以及提交DNA序列到这些数据库的入口。
DDBJ（信息生物学中心，NIG）
地址：DDBJ，1111 Yata，Mishima，Shiznoka 411，Japan
传真：81-559-81-6849
提交： ddbjsub@ddbj.nig.ac.jp
更新： ddbjupd@ddbj.nig.ac.jp
信息： ddbj@ddbj.nig.ac.jp
互联网
主页：
WebIn：
GenBank（国家生物技术信息中心，NIH）
地址：Gen Bank National Center for Biotechnology Information, Nationtional Library of Medicine, National Institutes of Health, Building 38A, Room 8N805, Bethesda MD 20894
电话：301-496-2475
传真：301-480-9241
提交： gb-sub@ncbi.nlm.nih.gov
EST/GSS/STS batch-sub@ncbi.nlm.nih.gov
更新： update@ncbi.nlm.nih.gov
信息： datalib@ebi.ac.uk
互联网
主页：
BankIt:
在DNA序列数据库中使用的遗传密码：
DDBJ/EMBL/GenBank特征表文档可用WWW方式获得或者从EBI或NCBI的FTP服务器上得到PostScript文件。ftp://ncbi.nlm.nih.gov/genbank/docs/ ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/embl/doc/
EMBL和GenBank数据库的版本信息
EMBL ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/embl/release/relnotes.doc
GenBank ftp://ncbi.nlm.nih.gov/genbank/gbrel.txt
Sequin: DNA序列数据库的提交和更新工具 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Sequin
EST, STS和GTS主页，获取信息和向这些特定GenBank数据库提交序列
EST http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbEST
STS http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbSTS
GSS http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbGSS
高校网络媒体生物教学探索与实践 篇6
【关键词】网络媒体 高校生物教学 探索 实践
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0136-02
一、高校网络媒体生物教学的作用
1.高校网络媒体生物教学能激发和培养学生学习的兴趣
传统的生物教学方式太过单一，教师只是用一支笔在黑板上不停的画，一张嘴在台上不停的讲，一幅画不停的让学生看，忽略了学生的反应，把本来就很枯燥的课堂变得更加枯燥。而网络媒体技术则有效的弥补了这一缺陷，投影仪、屏幕和投影片的应用，使枯燥的课本知识实现了从二维至三维的跨越，变得生动起来；PPT、CAI课件中华丽的色彩变化，明艳的光线效果，两者结合后对学生感官的刺激，使学生的注意力更加容易集中，增强了学生的主观意向，让原本枯燥的知识变的有趣味，学生学习的兴趣变的更浓，学生的求知欲也变的更加迫切，且学生的学习动机将被诱发，积极性将会变得更加的高，接受知识的心态也会更加的好，教学效果也必将更加的令人满意[1]。
2.高校网络媒体生物教学能让学生把抽象的问题具体化和形象化
生物教学的过程当中，经常有一些抽象的知识概念，因此处理起来会相当的困难。如教学“细胞的分化和分裂过程”，“血液循环”时，如果只是用教师在台上讲，学生在台下听的传统教学方法，就算教师讲得如何眉飞色舞，口若悬河，但是学生看不见也摸不着，要真正的去理解相当的难，只能选择去死记硬背。如果采用多媒体教学手段，将“细胞的分化和分裂的过程”以及“血液循环”的过程移到屏幕上去真实的展示。让学生去亲眼目睹细胞是如何分化和分裂的，血液是如何完成循环的，这样既可以增强教学内容的真实感，又可以加强教学内容的表现力，能使学生的直观印象加深，继而联系理论，学生就能轻松而愉快的理解“细胞分化、分裂”和“血液循环”的过程，教学效果显而易见。
3.高校网络媒体生物教学能让教师突破传统技术所不能突破的教学难点
生物教学过程中有很多重要的难点，它是抽象的，看不见又摸不着。例如，生物中的生物体，它是不断进行变化的，因此，在它生长的过程中，存在着一系列运输，分解，以及分泌，排泄的过程，这些知识点是很难直观、生动、形象的用语言准确无误的展现给每一位学生的，而这种静止式的教学形式也很难达到课堂效益的最佳效果[2]。但是加入多媒体教学手段就不一样了，它可以对发生在生物体内动态过程进行“全真”模拟，这样可以很容易的突破教学的重点和难点。如“昆虫的完全变态发育”和“昆虫的不完全变态发育”教学的难点是两者的区分，传统的教学方法下，学生很难对此作出区分。但是利用多媒体技术，用PPT课件的形式，来真实再现“昆虫的完全变态发育”和昆虫的不完全变态发育”。就会将原本枯燥、死板的知识，活灵活现的展示给学生，使抽象的知识变得更加具体，微观的事物变得宏观起来，复杂的知识变得简单，使学生很好的突破难点，化繁为简，提高教学效果。
二、高校网络媒体生物教学的实践
1.如何运用高校网络媒体生物教学来激发和培养学生学习的兴趣
兴趣是最好的的教师，每一门课程的学习都离不开兴趣，兴趣的培养能使学生的学习取得事半功倍的效果。但传统的生物教学模式，已渐渐不能够适应现有的教学要求，尤其是图片，实物和模型等，对教学内容的表达越来越难以准确，再加上外来信息的不足，教学模式越来越缺乏灵活性和趣味性，学生的厌倦情绪越来越高，严重者以至于放弃学习。如果在传统教学的基础上运用多媒体和网络辅助教学就能收到很好的效果。如PPT、CAI的应用，可以展示跟书本内容相关，但书本上没有的图片、动画、声音，可以将书本上原本静止的知识变得灵动起来，实实在在的展现在学生眼前，给予学生更加直观的感受[3]。而且运用多媒体和网络辅助教学，能调动起学生学习的积极性，还可以通过相关技术手段来刺激学生的感官，让学生学会结合多种感官去分析问题。并且利用网络相关特效让学生能直观的突破信息传递过程中的时间和空间的限制，看到宏观及微观世界，或者远方和过去的事物，延伸和拓展学生的信息获取渠道，把枯燥乏味的书本知识变为真实生动的有趣知识，引导和培养学生的学习兴趣。如《细胞》这一节内容学习时，笔者将先选取几种彩色的生物细胞的图片，用来让学生仔细观察和讨论它们结构上的相同点和形状上的不同点。由此，学生的眼、口、脑等感官将被调动，经过积极思考，彼此热烈讨论并踊跃发言，掌握细胞的结构知识只是时间问题。因此，运用多媒体和网络辅助教学，抽象的知识更加形象化，且知识的直观性和形象性显著增强，学生学习的兴趣也被激发。
2.如何运用高校网络媒体生物教学让学生把抽象的问题具体化和形象化
学生在生物概念的学习过程中，是由感性认识渐渐上升到理性的认识的。但是在传统教学手法中，多是靠语言讲述来解决生物概念，即使加上挂图和板图，也是毫无活力的静止图像。如果运用多媒体和网络辅助教学，通过投影媒体等一些影像技术手段，将书本上一些虚的、静的东西，转化为实的、动的东西，就可以使抽象的概念更加具体化[4]。比如微观条件下的物质结构，生物演变的过程等在文字，声音，图像的相互结合，以及共同解读下去刺激学生的感官，把抽象的转化为直观的，动的转化为静的，缩短学生认知的过程，提高以及转换学生的思维。比如DNA分子结构问题这节课，教师在运用多媒体和网络辅助教学的情况下，运用多媒体技术把书本上二维的知识概念做成三维动画，然后再一一标明脱氧核苷酸、糖、碱基这些组成的基本单位，通过让其旋转来展示。比如开花与结果这一课时学习的时候，它的难点就是植物受精的过程，运用多媒体和网络辅助教学手段中的动画手段，可以展现植物的受精过程。学生通过观看动画，可以直观的感受到植物受精的全过程，激发学生的学习兴趣，进而使得学生提高对生物学习的兴趣，使其对生物学习更加的感兴趣，将更好地进行学习，化抽象知识为直观的知识，易于学生的接受、理解，以及掌握[5]。
3.如何运用高校网络媒体生物教学能让教师突破传统技术所不能突破的教学难点
多媒体科技手段，是一种有效的将抽象知识转化为直观知识的手段，它可以充分激发学生的学习兴趣，可以让学生更好地去感知相关知识，进而不断的去突破生物学习的重点、难点，让学生可以充分的掌握生物知识。例如，在教授《人体的血液循环》一文时，课文中的体循环，以及肺循环，以及血液成分在循环途中的变化是一个难点。如果教师用来讲解的是传统的教学方法，那么这些知识对于学生来说，相当难以理解。如果运用多媒体和网络辅助教学方式，教师可以在课堂授课前，设计和制作相应的PPT课件和Flash动画，进行人体血液的模拟循环，在课件的展示当中，学生看着体循环和肺循环中血液的流动，他们各自的流动途径将会呈现的清清楚楚；相应部位的血液颜色变化，以及所导致的血液成色变化，也一并在此过程中呈现。还有教师在家鸽“循环系统”一课的教学中，教师可以先用网络和多媒体技术，真实呈现并讲述家鸽的心脏结构特点和血液循环路线以及其如何是适应环境的。然后再放映相关影片和录像。合理运用影片和录像的各种功能键（快进、慢放、定格），让学生即看得见又看得清。让学生对家鸽的循环系统有一个直观而深刻的认识。接着再用投影仪放出相关的四种鲫鱼、青蛙、蜥蜴、家鸽的心脏结构简易图，并对四种动物的心脏结构特点进行比较，从而对动物进化的全过程有一个全面而正确认识[6]。还有在“细胞的生活需要物质和能量”教学中，细胞膜控制物质进出的内容便是其中一个重点。学生对此也是相当不容易理解的，但如果用flash动画的形式来呈现，有用的物质、没用的物质及细胞内部产生的废物用三种不同颜色的圆点分别表示，用三种圆点通过细胞膜之间穿插的动画效果帮助学生更直观的理解这一重难点问题。事实证明，学生通过这种方式更容易掌握教学的重难点问题，从而提高课堂教学工作的效率[6]。可见，多媒体技术对于高校的生物教学而言，有着十分重要的作用，值得在教学过程中广泛的推广使用。
三、结束语
合理运用多媒体和网络辅助教学，能够更好的在教学中发挥教师的主导作用，以及学生的主体作用，并且还能够培养学生的探究能力和合作精神，极大提高生物教学工作的效率，甚至会起到事半功倍的效果。
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基金项目：山东省研究生教育创新计划项目的资助，项目名称：面向理论知识和实践技能协同发展的地方高等学校学科教学（生物）硕士创新型培养模式，项目负责人：冀芦沙，项目单位：聊城大学。项目编号：SDYY15016，
生物信息网络 篇7
在人工神经网络中, 各种待处理的对象 (数据、特征、字符、抽象的模式等等) 都可用神经元处理单元表示。这些神经元主要可以分为输入神经元、隐含神经元和输出神经元三大类。其作用各不相同, 作为输入神经元的处理单元用来与外界产生连接, 接收外界的信号输入;隐含神经元处于中间层, 为信息处理的不可见层;输出神经元主要实现结果的输出。神经元之间相互连接, 连接的权重反映了各神经元之间的连接强度, 神经元之间的连接关系中蕴含着信息的表示和处理。人工神经网络主要是在不同程度、不同层次上模拟大脑处理信息的风格, 具有非程序化、较强的适应性、自组织性、并行分布式等特点, 其实现主要是通过网络的变换和动力学行为, 涉及数学、生物学、人工智能、计算机科学、非线性动力学等多个学科[1]。作为一门活跃的边缘性交叉学科, 在处理信息方面, 相比于传统人工智能方法具有非线性适应性, 成功地应用于神经专家系统、模式识别、组合优化、预测等多个领域, 尤其在生物信息学领域得到了广泛的应用。生物信息学是20世纪末发展起来的一极具发展潜力的新型学科。人类的基因中蕴含着大量有用信息, 利用神经网络可以对这些海量的信息进行识别与分类, 进而进行相关的生物信息学分析。如利用神经网络分析疾病与基因序列的关系, 基于神经网络对蛋白质结构的预测, 基因表达谱数据的分析, 蛋白质互作位点的预测等等, 都取得了很好的效果[2]。
因此, 在生物信息相关专业的本科生中开设人工神经网络课程尤为重要。经过多年的研究发展, 已经提出上百种的人工神经网络模型, 这就需要教师针对不同的专业背景, 不同层次的学生, 讲授不同模型的核心思想、推导过程、实际应用等等。本文主要根据人工神经网络在生物信息学相关专业的教学实践, 从以下几个方面进行探讨。
一、引导式教学, 激发学生的学习积极性
神经网络作为一门偏于理论分析的学科, 传统的教学模式, 即首先讲解模型的起源, 接下来介绍模型的核心思想, 然后就是一连串的数学公式推导, 面对满黑板的公式, 学生很难提起兴趣去认真学习相应的模型。所以, 如何激发起学生的学习积极性, 让学生重视这门课程, 更好地掌握课程内容, 掌握相关的模型理论基础、核心思想, 更好地服务于本专业, 是人工神经网络教学者亟待解决的问题。
首先, 在导课的时候要生动, 以引起学生对将要学习的内容的好奇心, 让学生有兴趣投入到课堂学习内容中去。布卢姆说过:“最大的学习动机莫过于学生对所学知识有求知的兴趣。”只有在这种动机下的学习, 才会提高自身的主动性与自觉性, 达到提高教学质量的目的[3]。例如, 在讲解hopfield神经网络的时候, 通过举例对苹果、橘子的质地、形状、重量等特征的描述, 运用“0, 1”进行量化描述, 然后应用神经网络就可以进行有效地分类;对于旅行商TSP问题, 也可以通过hopfield神经网络寻找到最优路径。那么, 这些问题是如何解决的呢?就需要大家来一起揭开hopfield神经网络的神秘面纱。其次, 由于神经网络涉及大量的数学公式与数学方法, 学生往往会有畏惧的心理, 这就需要教师帮学生澄清思想误区, 现在很多用于数据分析与计算的软件, 如matlab工具箱、R软件里面都有很成熟的人工神经网络软件包, 所以, 学生只需要理解其工作原理、核心思想, 学会使用现成的人工神经网络软件包处理数据, 在熟练应用程序包的基础上, 对相应的神经网络模型进行优化, 改进, 并且与其他的人工智能算法相结合, 更好地为本专业服务。第三, 在讲授人工神经网络理论内容的时候, 要摒弃传统的呆板式的推导过程, 以往的神经网络教学方法注重理论分析, 通常是一连串的公式推导, 公式中又涉及大量的符号, 计算起来复杂又烦琐, 学生会觉得索然无趣, 厌学情绪严重。在教学过程中, 教师要精心设计, 创设出特定的问题环境, 将所学内容与本专业相结合起来, 多讲应用, 启发和诱导学生选取合适的神经网络模型来解决本专业的实验数据分析与处理等问题。
二、理论教学与实验教学相结合
除了在理论课堂上将基本的理论知识传输给学生, 教师还应该安排若干实验教学内容, 让学生以实验为主, 将理论课上所学的知识运用到解决实际问题中来, 理论联系实际, 主动操作思考, 观察, 分析, 讨论, 以培养学生解决问题的能力。一旦学生自己动手处理一些问题后, 很自然地就会对人工神经网络产生一种亲切感, 并能强烈激发起学生继续探究下去的兴趣。对于同一问题, 可以让学生选取不同的网络模型, 设置不同的参数, 甚至可以让学生自己动手编写相应的网络模型程序, 并且给予改进, 根据得出的结果来评价模型在解决实际问题时的好坏, 以及模型改进的效果。作为授课教师, 需要不断优化实验教学内容, 在生物信息学专业开设人工神经网络课程, 实验教学主要是针对生物信息专业的海量生物数据处理与分析的实际需要, 培养学生综合运用人工神经网络方法和生物信息学知识, 进行信息的分析与处理。除了在实验课堂上给学生最大的自由发挥空间外, 课后作业也尽量以开放式问题的形式给出, 比如, 可以让学生选取相应的网络模型处理本专业的一些实际问题, 例如, 数据的分类、聚类等等, 其中, 数据来源可以不同, 类型也可自由选取, 最后给出相应的模型参数设置、方法的改进、实验结果, 也可以安排学生自己查询文献进行学习, 并安排学生作报告。这样, 学生可以在世界范围内了解神经网络的在本专业的应用情况, 又能提高英语的读写能力, 还能锻炼学生做科研报告的能力。
三、加强师资队伍建设以及其他基本条件的建设
由于生物信息学是一门新兴的交叉学科[4], 这就要求人工神经网络的授课教师要熟练掌握生物信息相关专业的知识, 教师的业务水平必须得到充分保证, 才能给学生以全面透彻的指导。学院应该本着自主培养与重点引进的原则, 优化教师队伍的专业结构和学历结构, 提高教师的自身修养。授课教师要将课堂的理论知识联系实际生物问题进行讲授, 让学生感受到人工神经网络在本专业的应用, 提高学生的学习效率, 同时也需要阅读大量的专业文献, 提高编程技巧和数据库应用能力, 让自己成为一名合格的复合型教师。同时, 人工神经网络课程的实验, 高度依赖于计算机网络等设备, 因此, 相关的软硬件设施的建设也必不可少, 由于, 基因组测序技术的发展, 目前生物信息学研究所用的数据都是海量的, 神经网络训练起来所需时间太长, 不能用普通的电脑完成, 需要专门的服务器来处理, 学校有关部门应在条件允许的情况下, 配备机房, 购买服务器, 以及相关的软件, 为学生创造良好的环境, 让学生完成课程内容。
最后, 人工神经网络涉及数学、计算机、人工智能和神经学等专业知识, 因此, 需要授课教师加强与其他相关专业教师的交流与合作, 并渗透到授课过程中去, 让学生在学习人工神经网络网络时能将各专业联系起来, 更好地解决生物信息学中的问题, 要想成为一名合格的人工神经网络课程教师, 首先要成为一名复合型的教师, 不仅要具备教学和科研能力, 同时也要具备计算机、生物学、信息学等多学科的知识。
摘要：人工神经网络是在神经生理学、生物学、数学、计算机学等学科发展的基础上提出的, 模拟人类大脑的结构和思维方式处理、记忆信息的一门学科。在处理信息方面, 相比于传统人工智能方法具有非线性适应性, 目前, 在多个领域得到了成功的应用。本文主要根据人工神经网络在生物信息学相关专业的教学实践, 从教学方式、教学方法、学科建设等方面进行探讨。
关键词：人工神经网络,教学实践,教学方法,生物信息学
参考文献
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生物信息网络 篇8
与信息技术整合的教学能把文字、图形、影像、动画、声音、视讯等不同媒体信息, 安排在不同的介面上并进行组合及流通, 并可在计算机上存取、转换、编辑及同步化等, 达到计算机和使用者双向交互对话。并提供多样化的操作环境, 具有色彩夺目, 动作生动及声效迫真的效果。能将特定的声音和某一特定的活动图像组合起来, 可迅速播放某一节目, 可以按需要对某一节目进行重播和反复播放, 直到学会为止, 这就是多媒体教学。综合使用多媒体教学, 充分利用现代各种教学媒体的功能, 可以产生、制造生动活泼的效果, 空间可以放大或缩小, 如细胞的构造, DNA的分子结构;时间上可以拉长或缩短, 如花朵的开放, 细胞核的分裂演示等等, 既可瞬间即逝, 也可定格停留。可让抽象的事物具体化、直观化, 可以进行模拟仿真。颜色变化可多样化, 更有立体感和速度感, 更具有强的真实感和表现力。信息技术的整合在生物教学中的利用可以克服在时间和空间上的限制, 化静为动, 信息量大, 图像生动, 音响逼真, 在理论教学中, 可根据内容特点, 合理选用, 互相配合。
实践证明:信息技术促进教学优化。
1. 声像并茂, 更能激发学生的学习兴趣。
在生物课堂上, 一节课的时间只有45分钟, 但教学内容会非常的广泛, 而且有些知识难以理解, 如在学习有关神经元的结构和功能时, 教师要向学生讲清楚有关内容是一件非常不容易的事, 而且由于抽象和枯燥无味, 学生也难以提起学习的兴趣, 但如果在介绍有关内容时能利用多媒体课件声像并茂、视听结合, 情况就完全不同了, 所以我播放了两段《神经元的结构》和《神经元的功能》视频, (播放) 创设与教材相关的情景, 极大地激发了学生的学习兴趣和求知欲望, 达到寓教于乐, 寓学于乐的目的。它使学生在学习的过程中充满着新鲜、好奇、兴奋感, 从而高度集中注意力, 使思维聚焦在老师的控制之下, 并深入到教学内容的深层。
2. 画面丰富, 加强教学的直观性。
生动、直观、形象的感性材料最容易被学生接受, 多媒体课堂能够为学生提供形象、生动的直观材料———图形, 图形比文字更易识记, 无论在记忆保持、概念形成, 还是在信息提取速度及信息量上, 均比单纯语言记忆效果好。应用多媒体技术播放有关的生物图形, 与传统教学上的展示教学挂图有很大的差别, 多媒体播放的图形不但播放方便, 而且数量、清晰度都比挂图有很大的提高。
3. 变静为动, 动静结合, 便于学生轻松理解重难点。
多媒体可以创设出一个生动有趣的教学情境, 化无声为有声, 化静为动, 使学生进入一种喜闻乐见的, 生动活泼的学习氛围。例如, 神经系统的组成动画 (播放) 、呼吸和吞咽关系的动画 (播放) 、条件反射的动画 (播放) 等等, 多媒体课件克服了传统教学中学生面向静态呆板的课文和板书、挂图的缺陷, 形象地展现画面, 具有极强的表现力, 使学生轻松地理解了重难点。
4. 可以大大提高学生在有限的单位时间内获取更多的信息。
由于多媒体课件不仅能演示播放音像、动画, 还能能突破时空的限制, 在说明现象、概念、规律时, 简明准确, 省时省力, 同时给学生提供了一个轻松的课堂学习环境。多媒体技术不受时间和空间的限制, 能在瞬间表现那些在时间、地域上彼此并不关联的事物和生命现象。如:动植物的比较 (播放) , 生活在北极南极的生物 (播放) , 克隆绵羊“多莉”的诞生 (播放) , 海底世界的奇妙 (播放) 等等, 运用多媒体技术都可以清晰地展现出来。
计算机辅助教学已经成为广大教育者实现教育现代化的重要手段, 多媒体技术通过精美生动画面的展示和悦耳动听音响的播放, 让学生边看、边学、边思考, 增强了学生的感性认识, 有利于学生对知识的认识和理解, 符合学生的认知规律。在生物教学中, 精心制作多媒体课件并合理运用于教学之中, 能够激发学生的学习兴趣, 优化课堂结构, 从而极大地提高教学效果, 达到培养具有生物科学素养, 具有创新精神和创新能力的时代新人的目的。
生物信息网络 篇9
1 材料与方法
1.1 材料
(1) 实验动物:选择清洁级Wistar雄性大鼠12只, 体重 (200±20) g, 购自长春亿斯实验动物技术公司, 许可证号:SCXK- (吉) 2011-0004; (2) 仪器与试药Agilent1200/6300型高效液相色谱-质谱联用仪;KQ-250DE台式数控超声波清洗器 (昆山市超声仪器有限公司) ;人参皂苷Rg1标准品 (大连美仑生物技术有限公司, CAS:22427-39-0) ;乙腈 (色谱纯, 天津市科密欧化学试剂有限公司) ;甲酸 (分析纯, 天津市科密欧化学试剂有限公司) ;实验室用水为自制三蒸水。
1.2 实验方法
(1) 实验分组:将大鼠随机分为空白组与人参皂苷Rg1给药组。人参皂苷Rg1组以100mg·kg-1剂量隔日灌胃给药一次, 连续7d。空白组给予等量的生理盐水。实验前, 每只大鼠眼眶取0.5m L空白血, 实验时, 每只大鼠于1d, 3d, 5d, 7d灌胃给药1h后取血:取血0.5m L, 静置半小时, 于3500 r·min-1离心10min, 分离血清, -80℃下保存。 (2) 血清的前处理:取100μL血清样品, 加入200μL甲醇, 涡旋30s, 于10000r·min-1离心10min, 移取上清液, 40℃N2流下吹干, 残渣用100μL甲醇复溶, 涡旋30s后离心5min, 取10μL上清液进样。 (3) 实验条件:色谱条件Agilent BC-C18柱 (4.6mm×100mm, 2.7μm) ;C18保护柱 (5mm×2.1mm, 1.7μm) ;流动相: (A) 0.1%甲酸+5%水+甲醇 (B) 0.1%甲酸+5%甲醇+水, 梯度洗脱 (初始0%A, 100%B;20min, 100%A, 0%B;25min, 100%A, 0%B;30min, 0%A, 100%B) ;流速:0.6m L·min-1;柱温:25℃;进样量为10μL。质谱条件离子肼ESI源;正离子模式自动二级在m/z50~1000内进行全扫描;毛细管电压为13V, 温度为350℃;鞘气 (N2) 流量为10m L·min-1;辅助气 (N2) 流量为0.15m L·min-1;碰撞气为He。
2 结果
2.1 给药后大鼠血清总离子
全扫描监测的血清的总离子流图 (图1) 。图1A为空白组, 图1B为给药组, 由图可知, 给予人参皂苷Rg1后引起大鼠血清明显代谢差异。
2.2 模式识别
利用MATLAB程序对色谱峰平滑、对齐、匹配处理, 提取碎片的质荷比 (50~1000) 、保留时间、和相应的峰强度 (>10000) 。将输出的三维数据导入SIMCA-P12.0软件进行中心化和Pareto均一化处理, 然后以非监督的主成分分析 (PCA) , 对大鼠血清进行模式识别分析[6]。血清样本PCA得分图2所示, 1~6号为空白组, 7~12号为人参皂苷Rg1给药组, 两组区分明显, 说明人参皂苷Rg1影响大鼠体内的代谢发生了明显变化。
采用偏最小二乘判别分析方法 (PLS-DA) , 得出载荷图3来筛选潜在生物标记物。通过选取VIP (Variable importance for the projection) 值并结合载荷矩阵图来研究每一个变量的偏离程度, 从而筛选目标物[7,8]。在载荷图中, 共有280个变量, 偏离程度越大并且VIP值>1.5的点为对分组有显著性贡献的变量。如图3, 红色的框标记出对分组有显著性贡献的变量, 因此, 选择这些25个变量为生物标记物。
2.3 生物标记物鉴定及生物效应分析
根据提取生物标记物的分子离子峰, 得到精确的质荷比 (m/z) , 代入到Ch EBI与HMDB数据库中搜索可能的化合物, 然后结合二级质谱碎片裂解规律及参考文献中的MS/MS标准谱图进行比对, 最后鉴定出6种目标物结构, 分别为吡哆醛m/z167.1、氨基葡萄糖m/a179.0、甲基尿酸m/z182.0、多巴醌m/z195.1, 氟尿苷m/z246.2, 卵磷脂m/z494.3。
采用KEGG网站及相关文献分析目标物的相关酶, 代谢途径及相关疾病的生物效应, 见表1。
3 讨论
人参皂苷Rg1是从三七中分离出的单体成分, 具有活跃的生物活性, 其对心血管系统[9]、免疫系统[10]、神经系统[11]的保护以及明显的抗肿瘤[12]、抗肝炎[13]作用已受到广泛关注。迄今为止, 同时揭示人参皂苷Rg1的多种作用机制未见报道。本研究采用液质联用技术结合模式识别PLS-DA, 对人参皂苷Rg1给药组和空白组大鼠的血清进行分析, 研究两组大鼠的体内代谢差异。PLS-DA属于有监督模式的识别方法, 并且具有较强的分类能力。结果显示, PLS-DA法能有效的将人参皂苷Rg1给药组和空白组区分开, 根据VIP>1.5的为生物目标物, 并通过生物分子网络鉴定了吡哆醛、甲基尿酸、多巴醌、氟尿苷、氨基葡萄糖、卵磷脂6个差异代谢物。KEGG数据库为代谢物从代谢途径的水平理解细胞或组织的生物学意义提供了生物信息资源。但由于数据库的信息还不是很完整, 结合相关文献只阐述了2条代谢通路及作用机制, 但其他内源性代谢物的变化也为后续的研究提供了依据。
分析嘧啶代谢通路可知, 胸苷磷酸化酶 (TP) 在氟尿苷的参与下转化为胸苷激酶。TP是嘧啶代谢及DNA合成的关键酶, 通过参与细胞信号传导来促进癌细胞生长同时抑制正常细胞凋亡[14]。研究表明, 在肿瘤组织中, TP的表达明显高于正常组织, 尤其在血浆中, 高出20倍[15]。在此通路中, TP的异常表达引起直肠癌。根据其代谢过程可知, 目标代谢物氟尿苷下调, 而其上游物只为TP, 说明给予人参皂苷Rg1后TP处于抑制状态, 使其在血清中转化为氟尿苷的水平下调, 而发挥选择性细胞抑制作用, TP含量降低可抑制肿瘤和细胞凋亡, 以上结论反映出人参皂苷Rg1可作为TP的抑制剂, 明确了人参皂苷Rg1预防和治疗肿瘤的作用机制。
生物信息网络 篇10
一、信息技术与生物课堂教学整合, 有利于激发学生学习的兴趣
信息技术能综合地处理文本、图形、图像、动画、音频及视频影像等多种信息, 合理地利用以其形、光、声、色等多种图文声像并举的功能作用于学生的多个感官, 通过这样的形式来刺激学生对信息的兴趣, 从而学生的注意力集中了, 求知欲望增大了, 对学习不再是被动了。例如, 在“生物多样性及其保护”一节课的教学中, 把生物多样性的情况转化成图片或者影像放映给学生, 这一个做法将之前课堂上枯燥的文字和语言转化成了丰富多彩的图片和影像, 不但加深了学生对生物多样性的理解, 也让他们对所学的知识越来越感兴趣, 提高了课堂教学的效率。
二、充分利用信息技术与生物课堂教学相结合的模式, 创设有效的教学情境
我在设计课件时, 特别注重导入的环节, 首先考虑的是如何创设情境才能一下子吸引住学生的“眼球”。如在制作《花的结构》课件时, 截取各种花朵争相开放的画面, 并配上优美的音乐, 上课前进行播放, 学生们一走进教室, 便一下子被屏幕上各种花朵争相怒放的画面吸引住了。上课时, 教师发问:“屏幕上的画面显示的是植物的哪一个生理过程?”学生们异口同声的回答到:“是开花。”“那么什么是开花?植物为什么要开花?为什么开了花才会结果?”内容问题就一个一个提出, 学生心中有了疑问才会去思考, 这时再慢慢地导入新课的学习。在整个课堂中, 学生们都很积极地进行观察和思考, 将被动的接受变为了主动获取, 有利于加深课堂上教师所教授知识的印象, 从而更好地去掌握知识点。
三、充分利用信息技术与生物课堂教学相结合的模式, 促进学生的理解和记忆
在进行动植物生长发育的教学时, 旧式教学模式限制了学生的立体思维。这就要求我们必须改变教学方式, 我们可以充分利用信息技术, 例如, 可以利用多媒体再现家蚕、蝗虫、青蛙等生物生长发育的情景, 使学生有身临其境的感觉, 从而帮助学生理解、记忆所学内容。但是在教学中要注意的还有很多, 比如选择多媒体材料时, 一定要选择能表述所教授课堂的材料, 让学生在媒体和材料的运用中不断地思考, 从而提升认识的感念, 加深课堂讲述的内容和知识的印象。
四、充分利用信息技术与生物课堂教学相结合的模式, 突破教材的重难点
信息技术可使教学内容化抽象为具体、化微观为宏观, 启迪学生的思维, 帮助学生理解, 降低教学时的难度, 同时动态的画面会给学生一种不一样的感觉。面对新的教学方法, 学生也会有好奇和积极探究的心情, 进而能快速进入学习状态。如在讲《根对水分的吸收和利用》时, “土壤中的水分是怎样进入到根的导管中去的”这个问题是本节课的难点, 这时可以利用多媒体动态演示根部吸水的过程, 让学生很快地明白了所要讲述的问题。信息技术使得教学内容生动形象, 易于学生理解和记忆, 不仅突破了重难点, 还收到很好的教学效果。
五、信息技术与生物课堂教学整合, 培养学生的创新能力
在以往的生物教学过程中, 都是普遍采用一些“传递”的形式来授课。在这种教学形式下, 大部分学生都是被动的, 进而限制了学生的创新、探究能力。新形势下的教学运用了信息技术, 这一个新的方式不但给学生创造了更好的学习环境, 而且在已有的基础上提供了丰富的学习资源。学习过程是多向互动的, 学生要学会利用学校提供的各种信息资源, 通过教学方案认识、思考, 形成有效的学习模式。让学生在多样化的环境下, 敢说敢答, 确定自己的认知方式。
信息技术与生物课堂教学的整合是信息技术应用与教育的核心, 是改革教育模式、教学方法和教学手段的重要途径, 也是一种教学观念的转变。我认为, 只要我们在平常的教学中多加尝试、多用心机, 就可以将信息技术手段完美恰当地融合到生物课堂的教学过程中, 就像在传统教学中使用黑板和粉笔一样流畅、自然!
摘要：所谓生物课堂教学与信息技术整合, 就是把各种信息技术手段完美地融合到生物课堂教学中, 使我们的教学观念、教学手段、教学方式发生了重要的变化, 为师生打开了一个充满活力的生物世界, 增强了教与学的主动性, 优化了课堂教学, 创设了有效的教学情境。不仅激发了学生学习生物的兴趣, 而且突出了教材的重难点, 有效地促进了教学改革。因此, 在新一轮的课改中, 应积极将信息技术与生物课堂教学进行整合, 充分发挥学科优势, 使生物课堂教学因信息技术而精彩。
关键词：教材重点,教学情境,创新
参考文献
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生物信息网络 篇11
关键词：网絡手段；初中生物；教学方式；教学改革
随着科学技术的突飞猛进，计算机技术早已应用于我国的教育领域并且得到迅速的发展，计算机网络在教育中的全面推广是素质教育的必然要求，也是培育新时代学生的必经之路。
一、计算机技术引领教育改革
计算机作为一种技术载体，网络作为一种信息桥梁，无论是在教学手段、教学方法、教育观念，还是教育结构上都带来了教育领域的改革。教育的目的是培养适应社会发展的人才，如今的社会离不开计算机网络，计算机带来了信息化的科学技术革命，深入渗透到生产、消费等各个社会环节，教育只有适应这些变化，才能为社会提供源源不断的人才队伍。
二、传统教学方式限制学习内容的深度和广度
随着科学技术的发展，学习科目的内容和深度都在不断增加，而简单的黑板、粉笔已不能满足我们对教学的要求。以初中生物教学内容为例，生物教学其中重点涉及人的形态结构、生理知识以及以生理知识为中心的生物的起源、生长和发育等生命现象和规律，涉及人体的结构及生理，男女方面存在很大差异，初中生物课很大程度上成为学生了解生理的第一堂课，但有了计算机和网络手段的应用，完全可以以图片、PPT、动态图的形式向学生展示男女性在生理上的差异以及人的繁衍生殖，以动画的形式演示精子和卵细胞的相遇结合，这对于学生了解异性以及学生的生理健康都显得尤为重要。在学习生物物种的课程内容时，可以通过网络向学生展示没有见过的生物物种，大大提高学生的学习兴趣，也让学生充满自主探究的热情。
三、初中生物教学对网路的应用
计算机在生物教学中的实际应用主要包括以下几个方面：
1.计算机作为课堂教学内容的展示平台
计算机作为教学工具，可以充分利用播放幻灯片、实验动画模拟、录像等形象直观的方式，这样的教学方式可以直接给学生视觉等多方面感官以刺激，在吸引学生注意力的同时也极大地提高了学生的学习兴趣。
2.化难为易，突破重点
生物教学的内容不免比较抽象，部分内容对于学生来说比较难掌握，便形成了生物教学的重点、难点。计算机可以使这些抽象的概念形象化，特别是在动态的演示方面，给学生立体感和动态感，使教学难题变得直观通俗，大大弥补了传统教学的死板僵硬。
3.教学互动，学生参与
讲台不仅是老师授人以知识的地方，更应该是学生展示自我的平台。网络手段的应用，让课堂变得生动有趣，给学生和老师搭建了沟通的桥梁。老师把教学内容展示出来，学生结合自身学习进度加以理解接受，对于疑难困惑学生便可以及时提出，及时得到解决。同时老师也可以让学生讲解知识，提出自己的看法，让学生之间互相学习，体会到学习沟通的乐趣。
4.克服局限性，展开无限的想象
想象是人类进步的动力和源泉，传统的教学离不开书本，书本的内容极其有限，加上教育模式的呆板，一定程度上制约了学生创新能力和想象力的发展，然而网络的应用给予了学生无限的学习空间、大量的学习资源和生物科普知识，学生针对自己的疑惑和兴趣，能在知识的海洋里翱翔，收获到课本上没有的知识。
四、网络运用需要注意的问题
网络不可否认是时代赋予教育必需的方式和工具，但我们也要合理运用网路，才能充分发挥网络的巨大作用，如果盲目地应用，忽略了方法，舍弃了教学的本质，只能适得其反。在教学过程中有必要注意以下问题：首先，明确教学目的，网络手段只是工具，我们的目的是传授知识，不可本末倒置；不能抛弃课本，而应以原教材为出发点，适当展开；不盲目追求形式美观，做表面工作，不务实；不能过度依赖网路，要与传统模式相结合，发挥各自的优势；注重互动，提高学生学习的自主性；把握好教学进度和知识密度，充分考虑学生的接受能力，不能盲目追求内容和速度；克服网络中的不良信息，积极引导学生正确健康地利用网络自主学习。
参考文献：
高宁悦.初中生物教学中合作学习应用策略分析[J].生物技术世界，2014（10）.
生物复习中关于知识网络的构建 篇12
一、什么是知识网络
知识网络是人们在学习和实践中所获得的知识在头脑中通过多维度的联系所构成的开放性知识系统。一般认为，知识网络有三个重要特点：一是系统的整体性。在网络中的知识不是一盘散沙，而是一个相互间具有清晰逻辑关系的整体，其中的每个知识点都有特定的位置，从而使大脑对知识的提取、应用变得较为容易。二是联系的多维性。即每个知识点都可以通过不同的联线与其他多个知识点相联系。三是网络的开放性。随着学习的不断深入，新的知识源源不断地补充到原来的网络中，使网络中的知识点不断增加，知识点间的联系更广泛、更优化。
学生在学习过程中，把所学的知识构建成知识网络，将有助于他们扎实地掌握各个知识点，有助于他们在解决问题时能快速、准确地提取到有关的知识，并有助于他们形成学科能力。因此，我们在生物学教学过程中，必须有意识地教给学生构建知识网络的方法，使学生学会把所学的生物学概念、原理、规律、方法等知识按一定的方法和程序构建成知识网络。
二、复习时如何构建知识网络
在高三生物复习中，教师要善于引导学生对知识进行整合，构建学科内、学科间的知识网络，通过对比、交叉、串联、图线或表格等方式，建立知识间的“宏观”联系，使知识结构化、网络化。下面以如何提高农作物的产量为例，谈谈一些具体的做法。
在“光合作用”第一节复习了有关基础知识后，提出在生产实践中有哪些途径可以提高农作物的产量，以解决当前世界出现的粮食危机?随后与学生一起分析，得出应该从四个方面进行考虑：光合作用效率与时间、光照面积、科学管理及改良品种。按教室的四组位置每个小组挑选一个方面的内容，首先要求每位学生进行独立、自主的学习和思考，然后通过小组讨论完成一方面所需的所有学过的知识。由各个小组派代表来汇报自己小组的成果，随后其他小组可以进行提问和补充，在学生提问完成后，教师可以对学生未提到或注意到的地方进行着重解释。当四组学生完成了相互提问之后，教师与学生一起在黑板上呈现以“提高农作物产量”为主题的知识网络，如下图：
本节内容采用“提出任务—学生小组学习—师生共同总结归纳”的方式帮助学生建立知识网络，采用这种形式可以加深学生对知识的理解，纠正、完善和优化教师的知识结构，提高了课堂的复习效率，调动了学生的积极性。在学生汇报自己小组的成果和相互提问过程中，学生表现出较高的积极性，大大提高了学生的语言表达能力。
三、构建知识网络复习法
知识网络复习法关键是引导学生一起编写具有网络特点的复习教学提纲，过程中要坚持三个原则：(1)有利于学生兴趣的培养;(2)重视教材的系统性，以一定的课型为载体，把各章节的关键词进行贯穿，形成完整的知识网络;(3)有利于培养学生的自学能力，挖掘学生的潜能，使知识和能力同步发展。
形成知识网络结构的途径是多样的。在许多教学辅导用书中也有归纳好的知识结构。但要将这些知识真正转化为学生自身的知识结构，教师必须引导学生亲自参与知识网络的构建。以下为几种常用的方法：
1. 核心辐射法
抓住一个核心的知识内容，然后围绕这个核心知识进行多方位多角度的联系，使之形成由点到面的知识结构。这个核心的内容可以是一个概念、一个原理、一个图解、一个实例。例如，光合作用的相关内容，可抓住课本光合作用过程的图解来构建。如光合作用需要光，主要吸收的是什么光?怎么设计实验证明?光对光合作用的影响体现在哪些方面?(光的强度，光照时间，光质)如何设计实验证明不同光谱的光对光合作用的影响?又如叶绿体是光合作用的场所，叶绿体的结构是怎样的?有什么特点?成分包括哪些?这些成分在分布上有什么特点?这种分布与功能怎么联系?只有叶绿体才能进行光合作用吗?还有光合作用的原料、产物等问题。围绕图解联系相关的知识，构建知识网络。
2. 穿线成珠法
以某一生理过程或现象为线，把相关的知识串联起来，形成知识链，这也是形成知识结构的一种重要方法。例如，氮是生物体中蛋白质的重要成分，以“大气中的氮气→植物体中氮→人体中氮→尿素排出体外”为线条，可贯穿、联结相关的内容，比如大气中的氮气被转化为植物体可以吸收的氮的过程有哪些?植物体内合成蛋白质场所在哪儿?过程是怎么样的?合成的蛋白质类型受什么控制?人体吸收的氨基酸在人体有哪些变化过程?最终以什么途径形成尿素?形成的尿素是通过什么途径被排出体外的等等。这样，把生物固氮、植物体对矿质离子的吸收和运输、蛋白质的合成、蛋白质的消化和吸收、蛋白质代谢、自然界中氮循环等知识都串在了一起，形成了一个知识链。
3. 归类比较法
将分散的知识进行归类，将类似的知识进行比较，也是形成知识结构的重要方法。例如，植物育种的知识分布在必修和选修教材中，复习时可将它们整理在一起。即杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、植物细胞杂交育种、动物细胞克隆育种、转基因育种等育种方法的原理、处理方法、主要优点等可以罗列一张表格中进行比较，联系农业操作实践，巩固已有知识。
4. 树形拓展法
根据一定的规律按顺序将主要的概念连成主线(树干)，然后对主线上各点进行衍射，把其余的知识点放在主线上各点所引出的支线(树枝)上。例如，我们按照由小到大的顺序可将生物研究的多个层次水平排序，形成一条主线：元素—化合物—细胞—组织—器官—系统—个体—种群—群落—生态系统—生物圈，然后对线上各个点进行衍射，即可得到一个树形知识网络。
构建生物知识网络结构的方法还有：检索表法(如遗传病的判断)、热点归纳法(如生物技术的进展)、层层展开法(如无土栽培)等，在此不加赘述。在构建知识网络时，同样的知识内容，可从不同角度来分析。在教学中，教师要善于引导学生养成构建知识网络的良好习惯，通过自己的理解和加工构建出各种可以运用的知识网络。
高三复习时教师应在统观知识全局、掌握教材的知识结构系统的基础上，引导学生抓住本质的东西，进行知识迁移，尽可能将反映知识间内在联系及异同的“骨架”和精髓提炼出来，将相关知识串联成“知识链”，再将知识衍射开去形成“知识网”，使学生通过自主学习，加强和巩固对知识的理解，并及时解决有疑问的知识点。在此基础上学生能够自己构建一些知识网络，学生变课本知识为自己的学问，这样才能以不变应万变，才能有利于提高课堂学习的效率。
参考文献
[1]赖倏冬.讨论式学习在高三生物学复习教学中的应用[J].生物学教学, 2004, (11) .
[2]肖邦国.从2004年高考试题谈2005年生物高考复习[J].中学生物教学, 2004, (12) .