01生物信息学概述

01生物信息学概述（精选11篇）

1.01生物信息学概述 篇一

汽车科 杨庆彪

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第一章 汽油发动机性能与排放

一、废气排放概述：

① 氧化氮（Nox）NO NO2——产生：过热（1357℃），混合比 12∶1-18∶1。清除：EGR TWC，难于检测。

② 碳氢化合物（HC）——产生：燃烧不完全，燃油蒸汽，曲轴箱漏气。清除：EVAP TWC PAIR PCV。

③一氧化碳（CO）——产生：缺氧。清除：TWC PAIR ④二氧化碳（CO2）——完全燃烧的结果。

⑤氧（O2）——氧气过剩。一缸不工作，O2含量增加

二、曲轴箱强制通风系统（PCV）

曲轴箱内窜缸混合气中，70%～80%是未燃烧气体（HC），燃烧的副产品（水蒸汽和各种气化的酸）则占20%～30%。所有这些都能破坏机油，产生油泥，使曲轴箱锈蚀，同时造成燃油浪费和曲轴箱过高压力，为防止这一情况，以前的车辆都是安装从曲轴箱引出的通风管道，让这些气体逸入大气。

但由于许多排放法规不允许这样做，这些窜缸混合气必须回到燃烧室重新燃烧。歧管负压在低负荷时窜缸混合气少；在高负荷窜缸混合气多。因此，在曲轴箱（气缸盖罩）和进气歧管之是安装一个机械曲轴箱强制通风阀（PCV），以便根据歧管真空度，改变允许进入气缸重新燃烧的窜缸混合气的量。

三、燃油蒸汽回收系统（EVAP）

在这套装置中，汽油蒸汽回收罐（活性碳罐）用于吸收从燃油箱蒸发的汽油（HC），以防止这些HC逸入大气。

当发动机停机时，从燃油箱蒸发的汽油就由单向阀（2）送到活性碳罐。如果（由于外部温度低等原因）燃油箱内有负压，就要用到另一个单向阀（3）和燃油箱盖单向阀，使外部大气进入燃油箱，平衡压力。汽车科 杨庆彪

当发动机运转时，活性碳罐内蒸发的汽油就通过化油器喷油量孔吸进燃烧室燃烧。单向阀（1）控制喷油量孔的压力，使吸管压力低于喷油量孔压力。但要注意，如果节气门开度小于1°左右，负压就不作用于活性碳罐，因为节气门负压低于喷油量孔。这就是说，在怠速运转或低负荷时，蒸发的汽油不从活性碳罐吸进。

四、废气再循环系统（EGR）

1、定义：该系统将5%到20%的排放废气引入燃烧室进行二次燃烧，称为废气再循环。

2、作用：主要是通过废气的再燃烧，废气降低了混合气的浓度，同时带走了燃烧所产生的部分热量，从而降低了燃烧室的最高温度，减少废气中NOx的含量。

3、动作时机：

1、发动机达到工作温度因为EGR有降温作用

2、汽车中速时因为高速时需要大功率输出。

3、变速器位于较低档位

4、工作过程：

该系统类似（PWM）系统，但在侦测EGR阀是否作用，是在EGR排气口端，装置一个温度传感器去侦测EGR阀作用，但必须注意的是EGR温度传感器是由电脑输出一个12V的侦测电源到EGR温度传感器。也有采用5V参考电源的温度传感器，类似水温传感器。

D 总结

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第二章 汽油喷射概况

一、电喷发动机优点：

汽油喷射发动机与化油器式发动机相比，突出的优点是能准确控制混合气的质量，保证气缸内的燃料燃烧完全，使废气排放物和燃油消耗都能够降得下来，同时它还提高了发动机的充气效率，增加了发动机的功率和扭矩。电子控制燃油喷射装置的缺点就是成本比化油器高一点，因此价格也就贵一些，故障率虽低,一旦坏了就难以修复（电脑件只能整件更换），但是与它的运行经济性和环保性相比，这些缺点就微不足道了。目前汽油机上常用的电子控制装置主要包括：

(1)电控燃油喷射有EFI系统 ：该系统能根据各传感器输送来的信号，有效控制混合气空燃比，使发动机在各种工况下，空燃比达到最佳值，从而实现提高功率，降低油耗，减少排气污染等功效，该系统可分为开环和闭环两种控制方式，电控燃油喷射主要包括喷油量、喷射正时、燃油停供及燃油泵的控制。

(2)电控点火装置：该装置可使发动机在不同转速、进气量等条件下和最佳点火提前角工况下工作，输出最大的功率和转矩，并将油耗和排放降到最低限度。该装置分为开环和闭环两种控制方式，电控点火装置闭环控制方式通过爆震传感器进行反馈控制，其点火时刻的控制精度比开环高，但排气净化差些，点火装置的控制主要包括点火提前角、通电时间及爆震控制等方面。

(3)怠速控制 ： 发动机在汽车运转、空调压缩机工作、变速器挂入挡位、发电机负荷加大等不同怠速运转工况下由 有ECU 控制怠速控 制 阀随时处在最佳 怠速转速下运转。

(4)排放控制: 排放控制项目主要有废气再循环、氧传感器及三元催化转化器开环闭环控制、二次空气喷射控制、活性炭罐电磁阀控制等。

(5)进 气 控 制：进 气 控 制 包 括 动 力 控 制 阀、涡 流 控 制 阀、进 气 惯 性 增 压 控 制 系 统、可变气门正时和升程电子控制技术、巡航与电控汽车科 杨庆彪

节气门等方面。

(6)增压控制 ECU根据进气压力传感器检测的进气压力信号控制释压电磁阀，以控制排气通路切换阀改变排气通路的走向，从而控制废气涡轮增压器进入工作或停止工作

(7)警告提示 ECU 控制各种指示和报警装置，显示有关控制系统的工作状况，当控制系统出现故障时能及时发出报警信号：如氧传感器失效、催化剂过热、油箱油温过高等。

(8)自我诊断与报警系统 该系统利用 ECU对电子控制系统中的各部件进行监测、诊断，根据发动机电控系统的工作情况，自行、及时地找出发动机电控系统出现的故障。

(9)失效保护 当 ECU 检测到传感器或电路中出现故障时，仍然会按照ECU 设定的程序和数据使控制系统继续工作，此时性能会有所下降或停机。

(10)微机故障备用控制系统： 也叫后备系统或后备功能，它是当 ECU 内微机控制程序出现故障时，ECU把燃油喷射和点火正时控制在预定水平上，作为一种后备功能使车辆继续行驶，该系统只能维持基本功能，而不能保持正常的运行性能，当发动机进入后备系统工作时，也叫进入跛行状态，还有的称其为缓慢回家状态。

二 电控汽油喷射系统的组成与分类：

1、组成：

2、分类：

燃油喷射系统在发动机上的应用可以按以下形式进行分类。1)、按喷射系统执行机构不同分类：

多点喷射(MPI)每个气缸上安装一个喷油器，直接将燃油喷入各气缸气道的进气门前方。单点喷射(SPI)一个喷油器供给两个以上的气缸，喷油器安装在节气门前的区段中，燃油喷入后随空气流进入进气歧管内。

2)、按喷射控制装置的形式不同分类

机械式

电子控制式

机电一体混合控制式

3)、按喷射方式不同分类： 汽车科 杨庆彪

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第三章 电子控制汽油喷射系统结构与原理

第一节

燃油系统

燃油系统主要由汽油箱、电动汽油泵、燃油压力调节器、汽油滤清器、喷油器、冷起动喷油器和温度时间开关等构成。

（一）燃油滤清器

燃油滤清器把含在汽油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物质除去，防止燃油系统堵塞，减小机械磨损，确保发动机稳定运转，提高可靠性。由于燃油系统发生故障，会严重影响车辆的行驶性能，所以为使燃油系统部件保持正常工作状态，燃油滤清器起着重要作用。

燃油滤清器要起到上述作用，应具有以下性能：1）过滤效率高；2）寿命长；3）压力损失小；4）耐压性能好 ；5）体积小、重量轻。

燃油滤清器安装在电动汽油泵的出口一侧，滤清器内部经常受到200kPa~300kPa的燃油压力，因此耐压强度要求在500kPa以上。油管也应使用旋入式金属管，其结构如图1-32a所示。滤芯元件一般采用菊花形和盘簧形结构。盘簧形具有单位体积过滤面积大的特点，如图所示。

（二）电动汽油泵

电动汽油泵从油箱吸入汽油，加压后通过喷油器供给发动机。电动汽油泵有两种安装方式：一种是在汽油箱外，安装在输送管路中的外装串联式；另一种是安装在油箱中的内装式。从结构形式分，电动汽油泵有滚柱式、旋涡式和次摆线式三种，其分类情况如下：

外装串联式——滚柱式

滚柱式

EFI用电动汽油泵

内装式——

旋涡式 次摆线

目前电动汽油泵一般都安装在汽车的油箱内，如图所示。油箱内安装的电动汽油泵安装汽车科 杨庆彪

管路简单，不容易产生气阻和漏油现象。

1、外装式串联电动汽油泵

这种电动汽油泵安装在油箱外，它主要由油泵驱动电机和滚柱式油泵组成，设有保护燃油输送管路用的安全阀，保持余压用的单向阀，防止燃油脉动的阻尼稳压器，以及汽油吸入口和排出口，如图1-34所示。这种电动汽油泵可以安装在输送管中的任何位置。

保护燃油输送管路用的安全阀的作用是防止在工作中，排出口下游因某些原因出现堵塞时，发生管路破损和燃料漏泄事故。泵工作时，当排出口出现堵塞，工作压力上升到400kPa时，安全阀打开，高压汽油同泵的吸入侧连通，汽油在泵和电动机内部循环，这样可以防止燃油压力的上升不高于设定燃油压力。

2、内装式电动汽油泵

内装式电动汽油泵因其安装在油箱内，所以噪音小，同串联式电动汽油泵相比，它不易产生气阻和燃油漏泄。内装式电动汽油泵虽然自吸性能差，但工作性能良好，因此除上述滚柱式泵之外，旋涡式泵也采用这种安装方式。

旋涡式电动汽油泵的结构如图a所示，它由电动机旋涡泵、单向阀、安装阀等组成。由于旋涡式泵排出的燃油压力脉动小，故不需要安装阻尼稳压器。

旋涡式泵结构简单，燃油压力升高完全是由液体分子间动量转换实现的，因而效率不是很高。但此种泵压力波动小，已能达到普通滚柱泵带稳压器的水平，因而可取消阻尼稳压器，从而使泵的结构尺寸大为缩小，能够直接装入油箱。内装式油泵也可使用侧槽泵，它的工作原理和旋涡泵相似，但在叶轮形状、叶片数目和流通形状方面与旋涡泵有区别。

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（三）燃油压力调节器

燃油压力调节器的作用是控制喷油器的喷油压力保持为255kPa的恒定值，使发动机在各种负荷和转速下，精确地进行喷油控制。

发动机所要求的燃油喷射量，是根据ECU加给喷油器的喷油信号持续时间长短来控制的，如果不控制燃油压力，即使加给喷油器的喷油脉冲信号时间相同，当燃油压力高时，燃油喷射量会增加，当燃油压力低时，燃油喷射量会减少。因此，必须保证喷油器的压力是恒定的（压差恒定）。

喷油器喷射燃油的位置是进气道或者气缸盖，如果使燃油压力相对大气压力是一定的，但由于进气歧管内的真空度是变化的，那么即使喷油信号的持续时间和喷油器压力保持不变，而当进气管绝对压力低（真空度高）时，燃油喷射量便增加，进气管绝对压力高（真空度低）时，燃油喷射量便减少。为了避免出现这种情况，得到精确的喷油量，油压和进气歧管真空度的总和应保持恒定不亮，如图1-40所示，这样对依据通电时间确定喷油量的喷油器来说，具有决定意义。

燃油压力调节器的结构如图1-50所示，它由金属壳体构成，其内部由橡胶膜片分为弹簧室和燃油室两部分，来自输油管路的高压油由入口进入并充满燃油室，推动膜片，打开阀门，在设定压力下和弹簧力平衡，部分燃油经回油管流回油箱，输油管内压力的大小取决于膜片弹簧的压力。由于燃油压力调节器的弹簧室和发动机进气管相通，进气歧管的真空度作用于调压器的膜片弹簧一侧，从而减弱了作用在膜片上的弹簧力，使回油量增加，燃油压力降低，即在进气歧管真空度增加时，喷油压力减少，但油压和进气歧管真空度的总和保持不变，即喷油器处压差恒定。油泵停止工作时，在弹簧力的作用下使阀关闭。这样，油泵内的单向阀和压力调节器内的阀门使油路中残留压力保持不变。

一般使用的压力调节器，设定压力为250kPa。汽车科 杨庆彪

（四）燃油压力脉动减振器

当喷油器喷射燃油时，在输送管道内会产生燃油压力脉动，燃油压力脉动减振器是使燃油压力脉动衰减，以减弱燃油输送管道中的压力脉动传递，降低噪声。

（五）喷油器

EFI系统中使用的喷油器是电磁式的，喷油器通过绝缘垫圈安装在进气歧管或进气道附近的缸盖上，并用输油管将其位置固定，根据ECU提供的喷射信号进行燃油喷射。在把电信号转换成燃油流量信号的同时，使燃油雾化、喷射。

1、对喷油器的要求

（1）具有良好的雾化能力和适当的喷雾形状，以保证发动机的冷起动性、怠速稳定性，并满足降低排放污染的要求；（2）具有良好的流量特性，以适应于多种排量发动机的使用；

（3）具有良好的防积炭功能；（4）使用寿命长；（5）结构简单。

2、喷油器的种类

根据汽油喷射类型不同，喷油器可分为MPI喷油器（图1-44）和SPI用喷油器（图1-43）；按结构型式，喷油器可分为从喷油器上部供油方式（图1-44）和从下部供油方式（图1-43）两种；以喷油器喷口型式来区分，可分为针阀型和孔型两种，3、喷油器的结构与工作

图1-45所示是喷油器的构造，在筒状外壳内装有电磁线圈、柱塞、回位弹簧和针阀等。柱塞和针阀装成一体，在回位弹簧压力作用下，针阀紧贴阀座，将喷孔封闭。另外，为防止油中所含杂质影响针阀动作，设有滤清器，为适应不同应用场合，设有调整针阀行程的调整垫片。

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4、喷油器的喷雾特性

喷油器所喷燃油的雾化情况和油束形状对发动机工作影响很大，如果油束形状合理，雾化效果好，那么发动机就会获得冷起动性好、怠速平稳、排污少的效果。雾化质量与喷油压力、喷射位置、喷油器结构、积碳情况等因素有关。

对SPI系统，由于喷油器安装在节气门附近，燃油喷出后，在进气管中有较长时间的雾化过程，故所需燃油压力较低；而对于MPI系统，喷油器一般安装在进气管或者气缸盖上，因为是朝向进气门喷射燃油，雾化时间短，为保证良好的雾化，应使油压相应提高。为提高雾化质量，针阀式喷油器利用端部精加工而成的锥形，使燃油以大约10°~40°的喷雾角喷出，锥形端的尖锐边缘促使燃油雾化。雾化装置多采用轴针式，在近年来出现的两个进气门的发动机上，双孔喷油器（图1-46所示）也被广泛应用，双孔喷油器可向两个进气门发动机的各个气门均匀喷射燃油。

（六）冷起动喷油器

冷起动喷油器是一种装在进气总管中央部位进行燃油辅助喷射的电磁阀式喷油阀，它可以改善发动机的低温起动性能，与一般喷油器的主要区别有：一是它只用于发动机起动时，因而要求工作电压较低；二是要求其喷雾微粒化且喷雾角较大。后一项是衡量冷起动喷油器性能的重要指标。

冷起动喷油器的结构如图1-47所示，冷起动喷油器由燃料入口连接器、电线接头、电磁线圈、可动磁心、漩涡喷嘴等组成。在喷射管道内部，可动磁心在弹簧力作用下把橡胶阀推向阀座使阀孔关闭。当电磁线圈通电时，在电磁力吸引下，可动磁心克服弹簧力被拉向图中箭头方向。可动磁心一被拉开，阀门即打开，燃油涌出阀孔，在漩涡喷嘴部位形成旋转流，汽车科 杨庆彪

并以微粒和锥角形式从喷孔喷射出去。

冷起动喷油器安装在节气门下游的进气总管上，而且选择了可向各缸均分配燃油的位置（图1-48a），为了提高向各缸分配燃油的均匀性，有的冷起动喷油器上设有两个漩涡式喷嘴，其结构如图1-49所示，其安装如图1-48b所示。

从用途上讲，冷起动喷油器的重要指标是最低工作电压和合乎规定的喷雾角及喷射量，表1-4是其基本特性。

对冷起动喷油器喷油时间的控制有两种方法：一种是利用温度时间开关（也叫热敏时控开关，又叫冷起动喷油器定时开关）控制；一种是用ECU控制。

1、温度时间开关控制

温度时间开关的结构如图1-50a所示，它主要由双金属片、加热线圈及搭铁触点等构成。由于其工作工况是由发动机温度和起动电流共同决定的，因此它应装在能反映发动机温度的位置。当发动机温度较低时，温度时间开关的触点闭合，当点火开关处于“START”位置时，电流按图1-50b中箭头方向流动，使冷起动喷油器喷油。发动机起动后，点火开关转至“ON”位置时，冷起动喷油器停止喷油。在起动过程中，若起动机运转时间过长，有可能使火花塞淹湿。但此时由于电流流过加热线圈，使双金属片受热弯曲，触点断开（图1-50c），电流不再流经冷起动喷油器，因而可防止火花塞被淹。同时，加热线圈②进一步加热双金属片，以免触点再次闭合。一般情况下，当冷却水温度低于30℃时，温度时间开关常闭，此时点火开关若位于起动位置；冷起动喷油器的针阀就打开，汽油喷入节气门后的进气总管中，以增加混合气浓度，便于起动和加快暖机过程。如发动机水温高于40℃或点火开关接通持续时间超过15s，温度时间开关内的双金属片因电热线圈的加热弯曲而使触点断开，以此切断冷起动喷油器中的电流，冷起动喷油器停止喷油。发动机热机时，温度时间开关的触点一直处于断开状态，以防冷起动喷油器喷油。

2、ECU控制

ECU控制电路如图1-51所示，为了改善发动机冷机起动性能，在温度时间开关控制的同时，ECU还可以根据冷却水温度对冷起动喷油器的喷油时间进行控制。图1-52表明了两者控制的喷油范围，其中“A”阴影部分为温度时间开关的控制结果，“B”阴影部分为ECU控制的结果。汽车科 杨庆彪

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2.01生物信息学概述 篇二

关键词：生物信息学,研究生教学,实践

1. 引言

生物信息学 (bioinformatics) 是一门新兴的交叉学科, 生物学与医学、数学、计算机科学是其中三个主要组成部分。生物信息学作为跨越生命科学和信息科学两大热点领域的学科, 拥有蓬勃的生命力。面对人类基因组计划所产生的庞大的分子生物学信息, 生物信息学的重要性已越来越突出, 它无疑将会为生命科学的研究带来革命性的变革。[1,2]国内外对生物信息学的人才需求也在激增。

目前, 生物信息学在我国尚处于起步阶段, 因为要进行生物信息学的研究, 对人员要求很高, 需要深厚的生物大分子结构和功能方面的背景知识, 需要扎实的应用数学或统计学知识, 还需要精通计算机, 至少得具备三者之二。但实际情况是大部分从事生物学研究的人不熟悉计算机, 而从事计算机科学的人员多数又缺乏对生物学的了解。尽管如此, 生物信息学的教育在国内外高等院校及科研机构越来越普及。据不完全统计, 我国超过30个高校或科研机构开设生物信息学专业课程。[3]这些研究与教育一般分散在多个系所属的多个专业中, 如生命科学院 (北京大学等) 、计算机学院 (哈尔滨工业大学等) 、理学院 (天津大学等) , 我校是由计算机学院开设全校公共课。不同学校根据自身的情况, 在开设生物信息学这门课时, 侧重点都不一样。如果由医学院的教师授课, 则侧重点可能在致病基因的研究方面, [4]计算机专业教师授课则可能侧重于数据库的管理、查询等方面, [5]理学院的教师授课则可能侧重于生物信息学中的数学问题。笔者是计算机专业出身的, 研究方向为图像处理与模式识别, 所以主要从计算机和数学的角度去授课。另外, 研究生教学又与本科生教学[6]不同, 研究生教学更加应该注重培养学生的主动学习意识和综合能力。笔者将教学实践中的心得进行了初步的总结, 以供商榷。

2. 注重培养学生的学习兴趣

从培养学生的学习兴趣出发, 在课堂教学过程中, 充分利用丰富的网络资源, 如图像、视频等。比如在介绍模式生物时, 可以给出各种模式生物的图像;在介绍各种各样的生物数据库时, 可以在课堂上现场上网登陆数据库, 演示和介绍各个数据库的特点和使用方法等。研究生不同于本科生, 本科生可能比较习惯于教师的灌输性教学, 而研究生教学更加鼓励学生主动自觉地学习。这从“研究”一词的英文解释“re-search”———再 (“re-”) 探索 (“search”) 中也可以看出。教师在研究生学习过程中主要起引路的作用, 而不可能手把手带着学生研究。生物信息学更是如此, 它是一门新兴的交叉学科, 很多理论和研究内容还不成熟, 需要科学工作者不断地探索。因此, 通过生动形象的启发式课堂教学, 培养学生的学习兴趣, 对学生以后的进一步研究有着重要的作用和意义。

3. 注重培养学生的综合素质

在生物信息学的上课过程中安排几次学生的课堂报告。具体做法是:由教师或学生在国外重要期刊 (如Bioinformatics) 或会议上找与学生自身的研究方向比较相近的生物信息学方面的最新文献, 然后几个学生一组共同针对某几篇文献进行阅读、理解, 最后以报告的形式跟大家一起交流和讨论。在这个过程中, 可以培养学生的如下几个方面的能力:

(1) 搜寻资料的能力。现在网络非常发达, 网络资源也非常丰富, 如何从纷繁复杂的网络资源中找到自己所需的资料不是一件容易的事。学生可以通过学校购买的数据库进行查找适合自己的文献资料, 也可以通过搜索引擎进行查找。通过这个过程, 学生可以了解有哪些数据库可以利用, 哪些网站资源比较丰富, 以及选择什么关键词进行查找比较有效, 等等。

(2) 阅读外文文献的能力。学生在本科阶段一般没有读外文文献的习惯, 而进入研究生学习阶段, 为了了解和研究国际前沿领域, 就必须阅读大量外文文献, 毕竟国外的科技实力在很多方面还是处于领先位置的。给学生指定几篇优秀的外文文献进行阅读和理解, 可以一定程度上锻炼学生阅读外文文献的能力。因为要想真正理解文献的内容, 就必须对文献进行仔细认真的阅读和研究。

(3) 团结协作的能力。每个课堂报告都是由几个学生共同参与完成的, 在这过程中有组织协调和分工的问题, 这需要大家共同努力, 团结协作。团结协作在当今社会越来越被推崇, 所以培养学生团结协作的能力对于他们以后进入社会很有帮助。从实际执行的情况看, 效果还不错。比如有的学生数学基础好, 他就负责理解文献中的公式和算法部分;有的学生计算机能力比较强, 他就负责编程实现、课件制作等。

(4) 口头表达的能力。课堂报告的最后陈述和讨论可以锻炼学生的口头表达能力。有的学生平时很少有作报告的机会, 所以口头表达的能力得不到锻炼。本课程提供给学生一次口头表达能力锻炼的机会, 让学生体会到如何组织报告内容、如何把自己理解的内容介绍给听众是比较有效的, 是容易被大家理解和接受的。

4. 理论与实践相结合, 鼓励交叉性研究

为了做到学有所用, 笔者从每个学生自身的研究方向出发, 为每个学生指定与其研究方向相关的生物信息学方面的最新文献进行阅读和理解。鼓励学生进行跨学科切交叉性研究, 将所学的生物信息学知识应用于实际的研究中, 或者利用已掌握的知识促进生物信息学的研究。比如课堂上的计算机学院的学生有研究图像处理与模式识别的, 就给他们安排一些生物图像处理、基因识别等方面的文献。这种交叉性的学习和研究, 有可能激发学生的灵感, 获得比较大的创新性成果。

5. 结语

生物信息学课程教学的实践表明, 学生经过这门课程的学习, 学到了一定的内容, 如对生物信息学这门课有了比较清楚的了解和认识、综合素质得到了一定的提高、找到了一些适合自己的研究切入点等。总的来说, 教学效果不错, 但还需要进一步探索, 进一步完善。

参考文献

[1]张阳德.生物信息学[M].北京:科学出版社, 2005:1-15.

[2]郝柏林, 张淑誉.生物信息学手册[M].上海:上海科学技术出版社, 2002:1-10.

[3]许忠能.生物信息学[M].北京:清华大学出版社, 2008:8-17.

[4]曹骥, 黎丹戎.浅谈医学生物信息学的教学模式[J].广西医科大学学报, 2007, (24) :122-123.

[5]孙米.计算机科学与生物信息学教育的关系[J].陕西教育学院学报, 2004, 20 (1) :78-80.

3.01生物信息学概述 篇三

关键词：生物信息学 大数据 教学改革 学习兴趣

中图分类号： G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（c）-0000-00

生物信息学（Bioinformatics）是一门多元化新兴交叉学科，涵盖了基因组学、计算机科学、数学分析、模式识别、生物统计学等多学科知识[1]。研究内容涉及了基因组信息的获取、整理、存储、比对分析、功能分析、靶点筛选等生物医学领域各个方面。1956年，首届“生物学中的信息理论研讨会”在美国田纳西州盖特林堡召开，生物信息学这一概念被专家提出。随着计算机技术的发展以及人类基因组计划的实施，生物信息学理论被逐步完善。在当代生物医学研究领域，生物信息学这门独特学科的优势逐渐显现，在医学研究中起着不可替代的作用。

2015年，美国政府提出了“精准医疗”战略计划。精准医疗是将现代遗传技术、生物信息学技术、分子影像技术等与患者临床信息相结合，实现精准疾病分类与诊断，制定个性化的预防及治疗方案。我国也在“精准医疗”战略方案上不断跟进，并取得了一系列成果。近年来，随着基因组学研究的不断深入以及高通量测序技术的飞速发展，生物医学研究领域迎来了一个崭新的“大数据”时代。各大平台产生的多组学海量生物数据的存储、分析、发布等问题亟待生物信息学来解决。因此，有学者提出了“生物信息学云服务”概念，简称生物信息云[2]。生物信息云理论提出了海量生物数据的储存、获取、分析等相关需求的服务，是“精准医疗”计划开展和实施的重要手段。因此，扎实掌握生物信息学基础知识，熟练运用生物信息学软件、方法处理生物医学大数据对于生物信息学生来说至关重要。

1“大数据”背景下生物信息学教学中的问题

笔者在对医学院校本科生进行生物信息学教学实践中发现的问题进行了如下总结：

1.1教学进程安排不合理

生物信息学专业课程开设时间较晚。以本学校为例，生物信息相关的专业课程（例如：模式识别、生物数据可视化等）一般都开设在最后一个学年。这一时期正是学生们进行毕业设计的开题阶段，也是一些同学着手准备考取研究生的阶段。由于生物信息学专业知识的缺乏，许多学生并不知道自己需要哪种知识储备，甚至还不清楚自己课题的研究方向。面对就业和考研的双重压力，许多学生在本学期的课程上提不起兴趣，而把大量精力放在了如何做课题以及复习考研上。而在课程设置上，这一学期往往是生物信息学本科阶段中相对重要的时期，多门生物信息学专业课程在此学期展开。这就会导致在课堂上老师拼命讲，学生无心听的现象产生。而缺少对生物信息学专业知识的掌握，也会导致学生们在毕业设计过程中心有余而力不足，直接影响课题进展。

1.2教材建设不完善

教学中缺乏适合生物信息学专业的理论和实验教材。近年来，随着生物信息学的发展，相关的专业书籍也不断涌现，其中外文翻译教材占大多数。由于外文教材需要经历从国外引进、翻译、重新排版等过程，使得这类教材出版周期长，从而导致教材的出版速度赶不上日益更新的生物信息学新技术、新方法。再者，这些教材的编写与设计主要是针对国外生物信息学专业学生。由于教育方式、文化、以及背景知识等差异，国内学生学习目的性更强，对教材的需求及认知与国外相比有着显著不同，这也使得很多外文翻译教材对于国内学生并不适用。当前生物信息学领域教材覆盖范围广、涉及知识内容丰富。这是新兴学科的教材优势，但也暴露出了一些不足之处。许多教材一味追求知识面广，在一些生物信息学专业知识点上只是一笔带过，并没有教学内容的深化。此外，一些教材并没有突出知识特色，不同教材中有内容重复章节，这样会增加学生的学习负担，降低学习兴趣。

2“大数据”背景下生物信息学教学质量提高

生物信息学专业教学难度大，对专业知识要求较高，教学任务艰巨。要保证良好的生物信息学教学质量，顺应生物医学领域飞速发展的潮流，培养优秀的生物信息学专门人才，笔者认为需要从以下几个方面改进：

2.1合理安排教学进程

在生物信息学专业学习的前两个学年，课程设置主要以基础课程为主。以本校为例，生物信息专业学生在大一、大二学年主要学习一些医学基础课程并辅助开展计算机基础课程，例如生物化学、分子生物学、生理学、C语言简介等，在学习基础课程的同时对专业方向有一个简要的了解。在大三学年可以增设一些生物信息学专业课程，例如：模式识别、数据挖掘、生物数据可视化等。在这个学习阶段，学生没还没有进入到毕业设计阶段，研究课题方向还没有确定，通过专业课程的学习不但可以帮助学生掌握生物信息学必备技能，还可以帮助学生明确今后课题研究方向。此外，这一阶段学生们刚刚掌握医学基础知识，正是对专业知识渴求的良好时机，学习兴趣浓厚。此时开设生物信息学专业课程可以取得较好的教学效果。生物信息学是一门飞速发展的学科，相关知识及数据资源在不断更新。因此，在毕业设计阶段，可以开设生物信息学进展课程，聘请著名专家学者为同学们讲授当前生物信息学领域最新进展，使同学们始终把握生物信息学前沿，培养创新思维。

2.2建立完善的教材体系

参考国内外生物信息学教材，对众多优秀的教材进行归纳总结，吸取其优点，对重复内容进行整理，结合本校学生知识背景及培养方向编写生物信息学特色教材。同时将生物信息学领域新方法、新资源、新思路及时编入教材，替换老旧内容。例如一些教材中列举了常用的生物信息学数据库，其中部分数据库已经更新到新的版本，相关访问网址、查询方式等也随之发生变化，而这些内容在一些教材上并没有得到更新。伴随着高通量测序技术的快速发展，一些测序平台产生的大数据也再不断被发布，想要做到根据生物信息前沿进展随时修改教材是一件不可能的事。因此，生物信息学教学也不应仅限于教材，对于知识进展、前沿动态、数据发布等领域内最新成果，教师应当自己制作相关课件，紧跟时代的步伐。这样才能及时将最新、最全、最正确的知识传授给学生。

3结语

随着基因组学研究的不断深入以及高通量测序技术的迅猛发展，生物医学研究领域迎来了一个崭新的“大数据”时代。各大平台检测产生多组学海量生物数据的存储、分析、发布等问题亟待生物信息学来解决。生物信息学作为当前高新热点领域之一，与现代生物医药发展存在密切联系，对科研成果向经济产业转化具有重大的推动意义，生物信息学人才培养以及教学方案也在不断探索中前进。

参考文献

[1]Hogeweg P. The roots of bioinformatics in theoretical bioloby. PLoS Comput Biol. 2011；7（3）：e1002021

4.01生物信息学概述 篇四

对典型人物和典型环境的定义及关系的概述

人们的生活环境与人物的性格形成的关系最早是由马克思,恩格斯用历唯物主义的观点所阐明的.恩格斯在与创作<<城市姑娘>>的作家玛哈克奈斯的通信中就涉及到了典型人物和典型环境之间的关系.马克思,恩格斯以历史唯物主义的眼光观察文学创作,提出了“真实地再现典型环境中的典型人物”的命题.所谓典型环境是充分地体现了现实关系真实风貌的人物的生活环境,它包括以具体独特的个别性反映出特定历史时期的社会现实关系总情势的大环境,又包括这种历史环境形成个人生活的具体环境.所谓典型人物则是一个独特的这一个熟悉的陌生人.说其熟悉是因为典型人物是从人们所熟知的现实生活中提炼出来的,说其陌生又是因为作品中的人物形象是经过作者头脑加工创造的.恩格斯的“真实地再现典型环境中的典型人物”的命题科学地揭示了典型人物和典型环境的关系是辩证统一的.一方面,典型环境是形成人物性格的基础,制约着人物性格的变化发展,如老舍先生的<<骆驼祥子>>中的人物形象祥子原本是一个思想单纯,充满理想的到城里来闯生活的乡下小伙,一心想买一辆属于自己的车.但当时他身处一个动荡的世界,一个混乱的社会中,在面对三次买车,三次丢车的打击下,他变得精神颓废,自暴自气,还染上了一身的恶习.最后,他渐渐地走向了死亡.这充分地显示了环境对人物行动的制约和决定作用.另一方面,典型人物在一定的条件下可以对环境发生反作用.曹禺<<雷雨>>中的人物形象周朴园专制,阴险,狡诈,是一个典型的封建思想严重的人物.他造成了一个畸形的家庭,造成了两代人的恩怨情仇,导致了悲剧的发生.可见,典型任务对环境产生了一定的影响.典型环境和典型人物的关系是相互联系,相互依存的.典型人物的刻画是离不开典型环境的,典型环境是典型人物赖以生存发展的现实基础.反之,典型环境也以典型人物的存在而存在,两者是有机的统一体.因此,恩格斯关于“真实地再现典型环境中的典型人物”的命题是一个整体性的命题.

5.生物信息学研究进展 篇五

摘要：简要叙述了我国生物信息学发展现状，以及我国当前生物信息学发展中的一些问题，并对生物信息学的发展前景进行概述。

关键词：生物信息学 现状 展望

1生物信息学简介

生物信息学(Bioinformatics)是20世纪末才诞生的一门新学科，是信息技术在生物数据处理上的应用，该学科涉及分子生物学技术、计算机信息技术、数据库技术等多门学科，是生物学、数学、物理学、计算机科学等众多学科交叉的新兴学科。它主要利用计算机信息处理工具和软件对分子生物学实验数据进行加工和分析，从中发现有价值的信息，它是生命科学的前沿学科，其数据信息主要来自于人类及各种模式生物基因组的分子数据，包括DNA、RNA和蛋白质片断的序列数据，也有蛋白质的结构数据和经过计算机处理的分子数据。

2国内生物信息学发展状况

我国生物信息学研究近年来发展较快,相继成立了北京大学生物信息学中心、华大基因组信息学研究中心、中国科学院上海生命科学院生物信息中心,部分高校已经或准备开设生物信息学专业。2002年国家自然科学基金委在生物化学、生物物理学与生物医学工程学学科设立了生物信息学项目,并列入生命科学部优先资助的研究项目。国家 863计划特别设立了生物信息技术主题,从国家需求的层面上推动我国生物信息技术的大力发展。

但是由于起步较晚及诸多原因，我国的生物信息学发展水平远远落后于国外。在PubMed收录的以关键词“Bioinformatics”检索到的历年发表的文章数，可以看出大量的研究文献出现在21世纪以后。其中我国共有138篇占全部5548篇的2.5%，而美国则发表2160篇占全部的39%之多（统计数据截至2004年2月15日）。我国学者在生物信息学领域发表的有高影响力的论文只有不到美国学者发表数量的6%，差距相当大。在生物信息学领域，一些著名院士和教授在各自领域取得了一定成绩，显露出蓬勃发展的势头，有的在国际上还占有一席之地。如北京大学的罗静初和顾孝诚教授在生物信息学网站建设方面、中科院生物物理所的陈润生研究员在EST序列拼接方面以及在基因组演化方面、天津大学的张春霆院士在DNA序列的几何学分析方面、中科院理论物理所郝柏林院士、清华大学的李衍达院士和孙之荣教授、内蒙古大学的罗辽复教授、上海的丁达夫教授等等。北京大学于1997年3月成立了生物信息学中心，这个中心在1996年欧洲EMBNet扩大到欧洲之外时已正式成为中国结点(每个国家只有一个结点)，目前已有60多种生物数据库的经常更新的镜像点。近年来，它已组织过多次国内和地区的培训班及会议，有着较广泛的国际联系。另外，中国科学院、中国医学科学院、军事医学科学院、清华大学、天津大学、浙江大学、复旦大学、哈尔滨工业大学、东南大学、中山大学、内蒙古大学等等都先后开展了生物信息学研究和教学工作，许多大学都设立了生物信息学专业，并同时招收本科、硕士、博士研究生。

各种学术会议及论坛的召开，对于促进我国在这一前沿领域的发展起着越来越重要的作用。中国科学院于1997年9月和12月召开了第80、87次香山会议，首次邀请有关专家就“DNA芯片的现状与未来”和“生物信息学”进行探讨。1999年3月，清华大学生物信息学研究所、国家人类基因组北方研究中心和北京生物技术和新医药产业促进中心共同举办了“北方生物信息学学术研讨会”。1999年4月，北京大学举办了“国际生物信息学讲习班”。2001年4月，由北京市科技委员会、中国人类基因组北方研究中心、中国人类基因组南方研究中心、北京华大基因研究中心、军事医学科学院、北京生物工程学会生物信息学专业委

员会、北京生物技术和新医药产业促进中心等共同举办的首届“中国生物信息学大会”在北京召开。2003年11月28-29日，中国科协“生物信息学与进化计算”第81次青年科学家论坛在北京中国科技会堂成功召开。这次论坛是中国科协举办的一次多学科交叉的盛会，旨在促进国内青年科学家在这一全新领域内的相互交流，促进该学科的成长与发展。这是国内首次以“生物信息学”为主题的一次多学科交叉的青年科学家论坛。与会者一致认为系统生物学、非编码区功能研究、基因调控和相互作用网络等是当前生物信息学研究的热点问题。

尽管如此，真正开展生物信息学具体研究和服务的机构或公司仍相对较少，仅有的几家科研机构主要开展生物信息学理论研究，声称提供生物信息学服务的公司所提供的服务也仅局限于简单的计算机辅助分子生物学实验设计，而且服务体系并不完善；国内互联网上已有的几家生物信息学网站，大部分偏于所有生物（医）学领域的新闻报道，而生物信息学专业技术服务的含量太少，这就与国外有了较大差距。

3我国生物信息学发展中存在的问题

一方面，在生物信息学研究领域，一般的教授、教师能力有限，有些甚至对生物信息学本身知其一不知其二，缺乏正规的训练，很少了解目前的研究重点、热点和今后方向。由于所申请的经费支持力度和持续时间原因，大多数学者只能选择易于获得研究成果的科研项目，一般缺乏新颖性和创造性。这可能与我们国家处于快速发展阶段的“短平快”思路和环境有关。另一方面，可能是教育体制上的原因，科研项目的分配问题、行政管理中存在的问题，传统教育不鼓励学生进行批判性、创新性地学习和思考的问题，也可能是症结所在。另外，生物信息学对信息交流有很高的要求，尤其是Internet的畅通，我国曾经有人为的限制访问或限制流量这些今后回顾时会成为苦涩消化的举措[6]。目前我国的科研经费真正投入并落到实处的占国家GDP的份额还很小，科研经费问题进一步限制了生物信息学在我国的发展。

4展望

6.01生物信息学概述 篇六

找出自己想要的基因片段

找出FASTA格式的基因序列，复制下来，保存在文本文档中

水稻瘤矮病

发生与危害 水稻瘤矮病于1976年在广东湛江地区发现，局部县市危害严重，近年在两广陆续有此病危害的报告，且有逐年加重的趋势，我国广东茂名地区曾大面积发生危害，近年在福建福州以南的一些县零星发生。

症状识别 水稻瘤矮病是由电光叶蝉、黑尾叶蝉和二点黑尾叶蝉传播的一种病毒病。病苗明显矮缩，叶色深绿，叶背和叶鞘长有淡黄绿色近球形小瘤状突起，有时沿叶脉连成长 条，叶尖卷转，个别新叶的一边叶缘灰白坏死，形成2-3个缺刻。病株根细弱，抽穗迟、细小、空粒多。

水稻瘤矮病感病植株

病原及发病条件 为水稻瘤矮病毒 [Rice gall dwarf Virus(RGDV)]。病毒粒体球状，直径65nm，由单一粒体组分和十二个片段的双链RNA组成。此病可由电光叶蝉、二条黑尾叶蝉；二点黑尾叶蝉、黑尾叶蝉和 马来亚黑尾叶蝉以持久性方式传播，也能通过二条黑尾叶蝉的卵传给下一代。国内以电光叶蝉和二点黑尾叶蝉为有效介体。二点黑尾叶蝉亦可经卵传播。

防治方法：

1)治虫防病，力争将传毒媒介昆虫电光叶蝉、二条黑尾叶蝉；二点黑尾叶蝉、黑尾叶蝉和马来亚黑尾叶蝉消灭在传毒前。杀虫药剂可用25%喹硫磷或40%乐果1000-1500倍稀释液，或菊酯类农药5000倍稀释液喷雾。

2)及早毁除病株，或踩入泥土，或集中烧毁，以防止蔓延。

3)如插后不久发病，还可立即补苗。

4)稻株大胎期用“九二0”纯品50000倍稀释液喷雾，使病株提早抽穗，可减轻为害。

5)每亩用10%叶蝉散可湿性粉剂200克；或每亩用25%速灭威可湿性粉剂150克；每亩用50%杀螟松乳油 + 40%稻温净乳油各50毫升均加水50千克喷雾

搜索对应的蛋白质序列

Proparam软件分析蛋白质理化性质

从分析结果可知：RGDV p8 各个氨基酸所占的比重，如上图。分子质量为47422da，氨基酸数目为426，正负电荷残基总数30/30，分子式为C2126H3316O623S15，在M-1 cm-1单位在280海里的水里测量的消光系数为48610和48360，脂肪指数为92.68，组氨酸His(H)最少为

0.5%，丝氨酸含量最多Ser(S)9.9%。

疏水性分析：

氨基酸的疏水性=各种氨基酸的疏水性—甘氨酸的疏水性 疏水性氨基酸在蛋白质的内部，由于其疏水性的像相互作用，在保持蛋白质三级结构的形成和稳定中起着重要的作用。

疏水性分析结果

由图可知在P8蛋白C端位置有一个典型的疏水区域。

Bioedit 分析结果

跨膜区域分析

膜蛋白是一类结构独特的蛋白质，执行着重要的细胞生物学功能。蛋白质序列含有跨膜区，提示他可能作为膜受体起作用，也可能定位在膜上的锚定蛋白或离子通道蛋白。对膜蛋白的跨膜螺旋进行预测是生物信息学的重要应用。

对RGDV P8蛋白使用TMHMM的跨膜区域分析结果1

信号肽预测

从分析结果可以看出，剪切位点分值24，信号肽分值为3，综合剪切位点的分值4 Coil 区分析

卷曲螺旋主要是控制蛋白质寡聚化的元件，含有卷曲结构的蛋白质主要是一些转录因子

通过分析发现，在P8蛋白在三种不同的窗口下尽然没有非常高的置信值，说明没有卷曲重复序列和七肽重复区。

亚细胞定位

1、通过分析可知最终预测的叶绿体转运肽，线粒体导肽，信号肽的其他类型的分值分别为0.178、0.066，0.148,0.660。信号的定位可能是他们中的最高值。

2、“Loc”表示上面分值所预测的可能定位，C表示定位于叶绿体，可能是cTP;M表示定位于线粒体，可能是mTP；S表示分泌通路，即分泌到细胞周质，可能是SP；_表示除前面三处外的其他位置。

3、“RC”是可靠性级别，分为五级。表示输出结果最高值与次高值之间的差异大小,具体五级如下：1.Diff>0.800;2.0.800>diff>0.600;3.0.600>diff>0.400;4.0.400>diff>0.200;0.200>diff.4.TPlen的预测剪切位点的序列长度。

有结果可知目的蛋白P8的分泌途径为_型，定位在其他细胞器，预测剪切位点序列为0个氨基酸。

结构域的分析及motif的搜索

常见的结构域的5种类型：全平行结构域、反平型结构域、α＋β结构域、α／β结构域及其他结构域类型。

结构域是蛋白质的功能结构和进化单元，结构功能域分析对于蛋白质的结构的分类和预测由重要的作用。

结果解读：

综合上诉结果可知，RGDV p8蛋白的第1~426位之间是个高度保守的结构功能域——Phytoerto_P8，即Phytoerto_P8家族成员共有的典型结构域，该结构功能域由多个植物呼肠孤病毒属外层衣壳蛋白P8序列组成，具有结构分子活性。

Motif 搜索

蛋白质二级结构预测

预测结果如下：

CCHHHHHHHHHHHHHHHHHEEECCCCCEEEEEHCCHHHHHHHHHHHEEHCCCECCCCCCCHHHHHHHHHHHHCCHHHHHHHECCCCCCCCCCCCCCCCCHHHHEECCCCCCCCHHHHHHHHCCCCCCCCCHHHHHHHHHHHHHCCCCCCCCCCCCHHHHHHCCCCCCCHHHHHHCCCCCHHHHCCCEEEECCCEEEEEECCCCCCCCCCEEEECCCCHHEEEECCEEEEEECCCCCEEEEEEEEEEECCCCCEEEEEECCCCCCCCCCCCCEEEEECCCCEEEEEEEECCCCEEEEEECCEEEEECCCCCEEEEEEEEECCCECCCCCHHHHHHHHHHHHHHCCHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHCCCCCCCCEEEECCHHHHHHHHHHHHHHCCCCCCHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHCCEECCC

其中C表示coil无规则卷曲，H表示heilx（α-螺旋），E表示extended（β—折叠）

蛋白质三级结构预测 同源建模

三级结构预结果

7.数据挖掘在生物信息学中的应用 篇七

生物信息学的产生和发展是以生命科学研究数据的海量增长和信息科学技术的迅猛发展为前提的。由于生物数据具有种类丰富、高通量、维数高等特点, 传统的分析方法的能力和速度远不能满足实际的应用, 生物数据的分析成为生物研究的瓶颈, 其处理、挖掘、分析和理解日益迫切。在生物信息学的研究中, 核酸和蛋白质序列是生物信息学研究的核心内容, 人们试图通过研究蕴涵丰富遗传信息的序列数据来揭示生命的内涵和奥秘。数据挖掘等决策支持技术, 因其在大规模数据处理方面的卓越能力, 在对生物数据分析和处理中占据的地位越来越重要。

1 生物信息数据库现状

近年来随着快速序列测定、基因重组、多维核磁共振、同步辐射、机器人等技术的应用, 生物学实验数据呈爆炸趋势增长, 形成了数百个活动的生物信息数据库, 它们各自按一定的目标收集和整理生物学实验数据, 并提供相关的数据查询、数据处理等服务。生物信息数据库大多可以通过网络来访问, 或者通过网络下载。同传统的数据库系统不同, 生物信息数据处理软件的特点有:数据既包含数字、字符等传统的数据类型, 又包含序列、三维结构数据等新的数据类型;对数据的访问以查询操作为主, 完成单次查询需要访问大量的数据;系统需要支持各种特殊查询要求。为此需要对数据库系统的系统结构进行进一步改进, 研究不同类型数据的混合处理方法, 特别是需要保证对传统数据类型的高查询性能的基础上, 对新的数据类型和查询操作具有灵活的扩展能力。

生物信息学数据库目前主要包括: (1) 核酸序列数据库:用于核酸分析的数据库主要有GenBank、EMBL、DDBJ等3大数据库; (2) 蛋白质序列数据库:蛋白质序列数据库主要有SWISS-PROT。它经过人工校验, 只收录已知蛋白质序列, 并且每一条数据均有详细注释, 包括功能、结构域、翻译后修饰以及一些相关的综述; (3) 结构数据库:结构数据库主要包括蛋白质结构、核酸结构、小分子数据库等, 这里就重要的蛋白质结构数据库加以介绍; (4) 基因组数据库:基因组数据库根据物种类别可以分为很多种, 而文中提及的主要是人类基因组。

2 数据挖掘技术

数据挖掘 (Data Mining) 是从数据库中识别出有效的、新颖的、潜在有用的并且最终可理解模式的非平凡过程。数据挖掘过程通常包括如下几个步骤:数据清理、数据集成、数据选择、数据变换、挖掘、模式评估、知识表示。数据挖掘是数据库技术、机器学习以及统计学等多学科交叉的产物, 因此, 数据挖掘继承了以上学科的相关理论和方法。数据挖掘的对象包括:文件、关系数据库、异种和遗产数据库系统、数据仓库、多媒体数据库、空间数据库、时间数据库、序列数据、Web、文本等。数据挖掘任务一般包括描述和预测。而数据挖掘所得到的模式主要有:关联分析、分类、回归、聚类分析、孤立点分析、趋势与演化分析等。

3 数据挖掘技术在生物信息学中的应用

生物信息学中除了对大量的生物数据进行编码分析外还需要对数据进行提取操作。数据挖掘技术中用于数据提取的方法有:分类、回归、聚类、频繁模式发现和可视化等。在生物信息学中的应用领域有:更好地理解基因表达谱、基因功能预测、分子结构关系预测和先导分子优化等。使用数据挖掘技术的优势在于避免了数据缩减、完全集成分析、将图像和文本转化为可以挖掘的数据格式等。

发现基因表达序列中频繁模式的问题是目前生物信息学中的热点基础研究问题之一。借助数据挖掘技术来分析基因表达数据相似性度量, 提出以波动相似性为依据的相似性度量函数。数据挖掘技术有助于构造基因表达谱芯片数据库设计框架。基因芯片数据分析涉及芯片实验的整个过程, 相关数据包括数据实验设计、芯片设计、样本信息、杂交过程与处理数据等等, 满足数据分析和数据共享需要的基因芯片数据库是一个未解决的难题, 现有的框架原则只是建议标准。根据需要具体设计芯片数据库, 并在数据挖掘系统中应用, 基本满足分析需要, 得到主要的分析期望, 提取基因表达相似性分析模型、基因表达路径分析、基因表达路径分析副路径分析等分析模型。综合这些研究, 可进一步完善基于生物信息数据挖掘应用平台系统架构, 使用基于框架原则的数据库, 采用数据挖掘技术映射分析模型, 设计基因表达谱芯片数据挖掘, 具有良好的伸缩性和实体独立性, 能覆盖芯片的分析期望。

生物信息学的大量研究都集中在DNA数据的分析上, DNA分析的研究成果已经导致了对许多疾病和残疾的基因成因的发现, 以及对疾病的诊断、预防和治疗的新药物、新方法的发现。基因研究中的一个重要关注点是DNA序列的研究。所有的DNA序列由四个基本的构块 (称为核苷) 组成:腺嘌呤 (A) 、胞核嘧啶 (C) 、鸟嘌呤 (T) 、胸腺嘧啶。这4个核苷组合构成很长的序列或链, 类似一个双螺旋梯。由于在数据挖掘中已经有许多有意义的序列模式分析和相似的检索技术, 因此数据挖掘成为DNA分析中的强有力工具, 并在异构、分布式基因数据库的语义集成、DNA序列间相似搜索和比较、关联分析、可视化工具和遗传数据分析等方面对DNA分析起作用。

4 结束语

生物信息学是一门交叉学科, 是对生物科学所产生的大量数据进行分析和管理的学科, 重点发展方向之一就是生物数据的获取、生物信息的加工和利用, 其攻关方向是基因研究和相关信息分析、功能基因组信息分析等。其中, 数据挖掘技术的应用研究是解决问题的关键。数据挖掘技术在生物信息学领域仍然有很多问题需要解决, 但具有良好的研究与应用前景。

参考文献

[1]陈铭.后基因组时代的生物信息学[J].生物信息学, 2004 (2) .

[2]Jiawei Han, Micheline Kamber.数据挖掘概念与技术[M].范明, 孟小峰, 译.北京:机械工业出版社, 2001.

8.01生物信息学概述 篇八

【关键词】生物信息学 研究进展 蛋白质组学 应用

【中图分类号】Q51-33 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0061-02

1.引言

生物信息学是在计算机科学、数学与生命科学等多门学科的基础上发展形成的一门新兴交叉学科。人类基因组计划（HGP， human genome project）的圆满完成极大地推动了生物信息学的发展，与此同时，多种模式生物如大肠杆菌、酵母、线虫、拟南芥、水稻、玉米等的基因组计划也都相继完成。随之而来的是包括DNA、RNA及蛋白质片段等在内的分子数据的爆炸性增长，这一切形成了生物学数据的海洋。我们需要从大量的生物数据中挖掘出为我们所用的知识和信息，由此催生了生物信息学这门学科的产生和发展。

生物信息学包含了生物信息的获取、处理、储存、分析和解释等方面，集合数学、统计、计算机与生物医学等工具研究，阐明大量生物学数据所包含的生物学意义。通过对生物信息的查询、搜索、比较、分析，从中获取基因编码及调控、核酸和蛋白质结构功能及其相互关系等知识，从而探索生命的奥秘。

蛋白质组（proteome）的概念于1994年被提出[1]，指全部基因表达的全部蛋白质及其存在方式，是一种细胞、组织或完整生物体在特定时空上所拥有的全套蛋白质[2]。蛋白质组具有复杂多变的特点，蛋白质的种类数量即使在同一生物体相同细胞中在不同时期和环境下也是不同的。蛋白质组学是研究蛋白质组及大范围蛋白质的分离、分析、应用的学科。早期蛋白质组学的研究范围主要指蛋白质的表达模式，如今，蛋白质翻译后修饰研究已成为蛋白质组研究中的重要部分和巨大挑战，蛋白质与蛋白质相互作用的研究也已被纳入蛋白质组学的研究范畴。

2.生物信息学的发展

生物信息学的发展基础是各种数据库的建立和不断完善。目前国际上有三个主要的关于蛋白质和核酸的公共数据库，它们分别是美国国立生物技术信息中心（NCBI，http：//www.ncbi.nlm.nib.gov）、欧洲生物信息学研究所（EBI，http：//www.ebi.ac.uk）和日本信息生物学中心（CIB，http：//www.ddbj.nig.ac.jp）。这三个重要数据库随着生物信息学的发展及时更新，为生物信息学的发展提供数据平台。后基因组时代的到来引导人们研究重点向功能基因组的转移。研究内容也扩展到生命现象的核心，即从基因、蛋白质研究生命的本质，理解功能、发育与疾病的关系[3]。计算机技术的进步，导致根据不同的科研需要构建相应的网络资源平台、生物分析软件应运而生，为生物信息学的发展提供新技术支持。

3.生物信息学的研究内容

3.1 序列比对

序列比对是两个或者两个以上序列进行比较发现其间的相似性或者不相似性。生物信息大多通过自身的序列表现出来，人类由于生理条件限制，对庞杂数据的分析是有限的，需要借助于计算机的程序来进行序列间的比对，由此发现生物规律。例如，氨基酸序列的比对可以分析特定位置氨基酸的差异和整个序列中不同氨基酸的比例，统计氨基酸序列的突变率和替代率，比较序列之间的同源性和一致度。核酸序列（DNA和RNA）比对可以显示序列间核苷酸的差异，估计进化距离[4]。氨基酸序列和核苷酸序列都可以进行基于计算机程序的序列比对，不仅有助于我们进行序列同源性的分析，还可以研究某一物种的进化。

序列比对是生物研究的基础。对于不同的序列比对有不同的算法和模型，实际应用中应根据不同的研究目的进行选择。两两序列比对已有较成熟的动态规划算法，以及在此基础上编写而成的比对软件包BLAST和FASTA。有时两序列整体相似性不高，但是局部区域很相似。Smith-Waterman算法是解决局部比对的好算法。

3.2蛋白质分析及结构预测

生物大分子蛋白质是生命活动重要的物质基础。蛋白质的生物信息学研究，主要集中在蛋白质的理化性质分析、序列分析、高级结构预测、蛋白质功能分析以及蛋白质与蛋白质之间的相互作用。蛋白质理化性质的分析主要包括等电点预测、疏水性和跨膜区分析以及二级结构（α螺旋、β折叠、无规卷曲等）预测，这些性质可以在瑞士生物信息研究所（http：//www.expasy.ch/）的相关网站进行分析和预测。蛋白质的三级结构可以用X射线衍射技术、核磁共振技术、三维电镜重构技术来进行测定，但是这些技术耗时长，代价高，并不能成为生物实验室的常规研究手段。生物信息学的发展极大地提高了蛋白质的三维结构测定效率。从方法来看有演绎法和归纳法两种。演绎法主要是从一些基本原理或假设出发来预测蛋白质的结构。后者主要是从观察和总结已知结构的蛋白质结构规律来预测未知的蛋白质结构。同源建模属于这一范畴。人们可以根据软件进行预测，根据同源建模的原理，根据已通过实验测定的蛋白质结构来预测未知的蛋白质结构。虽然经历了漫长的时间和努力，蛋白质的结构预测现状还仍然满足不了如今的科研需要。生物信息技术的发展为实验提供了简单快速的研究方法，开创了新的研究道路，研究蛋白质与蛋白质相互作用也为新药的研发、探明微生物的致病机理提供研究思路[5]。

3.3系统发育分析

系统发育分析是生物信息学的重要分支之一，它根据大量的分子数据，对不同基因或DNA片段分析发现它们之间的进化速率所存在的差异，利用这些差异来研究物种的形成或进化历史，以及有机体之间的进化关系[6]。由于分子数据的获取比生物化石的数据容易，而且计算机的强大功能为处理庞大数据提供了可能，因此随着分子数据的大量积累，各国的研究人员都利用克隆分子片段，结合形态学分析对科、属、种以及种内的物种进行鉴定，并进行系统发育的分析研究。但是，完全通过计算机来研究整个自然界中准确的物种进化是不现实的，构建的系统发育树有时甚至存在严重错误，所做的也只是一个模拟，并不是绝对的真实情况。

4.生物信息学在蛋白质组学上的应用

4.1蛋白质的理化性质分析

从蛋白质的一级序列出发，预测蛋白质的许多理化性质，包括分子量、等电点、酶切特性、疏水性、电荷分布、稳定性等。相关工具有：1）Compute pI/MW（预测等电点和分子量）。对等电点pI的预测是根据早期研究中将蛋白质从中性到酸性变性条件下迁移过程所获的PK值。但是该种预测对碱性蛋白有限制，计算出的等电点可能不准确。2）PeptideMass（分析酶切特性）。主要针对肽段图谱的分析试验，分析蛋白质在各种蛋白酶和化学试剂处理之后的内切产物。3）SAPS（分析蛋白质电荷分布）。蛋白质序列统计分析，对提交的序列给出大量全面的分析数据。最后给出高疏水性和跨膜区域、重复结构和多重态以及周期性分析。

4.2蛋白质的结构分析预测

蛋白质的结构分析包括二级结构分析和三维结构预测。蛋白质的二级结构是指α螺旋和β折叠等规则的蛋白质局部结构元件。一段氨基酸残基根据其自身的理化性质具有形成不同二级结构元件的倾向和规律。也就是说，蛋白质二级结构的分析和预测就是找出这种倾向或规律。一般来说，二级结构预测中，α螺旋的预测效果相对较好，比较准确，而对β折叠的预测精准度要低很多。蛋白质三级结构预测是结构预测过程中最复杂、最困难的一步。虽然蛋白质三级结构是在一级结构及二级结构的基础上进行折叠的，但是其折叠机制并没有被研究透彻。一级氨基酸序列差异较大的蛋白质也能折叠形成相似的三维结构，例如，泛素和Sumo蛋白，两者的氨基酸序列相似度很低，但是具有高度类似的三维结构。但是，蛋白质的折叠也不是没有规律可循。生物信息学技术的发展使得一些预测蛋白质三级结构的方法越来越成熟。通过与已知结构的氨基酸序列比较，来预测未知蛋白的结构。常见的预测方法：SWISS-MODEL、CPH模型等。

4.3蛋白质功能分析

生物信息学的迅速发展不仅体现在对蛋白质数据的分析和预测方面，而且可以对蛋白质的功能进行较全面的分析和预测。蛋白质功能分析主要基于序列中含有的特征性结构域来识别蛋白质的相关功能。以未知蛋白为例，可以通过序列比对，分析其序列中的经典结构域或基序，然后在已知蛋白质的相关数据库中进行结构域或基序的搜索，借此来确定未知蛋白的类型及功能预测[7]。

蛋白质调控着细胞内大部分的生理过程，而作为基因产物的蛋白质并不总是被表达翻译出来，因为部分基因只有在特定生理环境和细胞周期阶段才能表达，并合成蛋白质。而有些基因在人工模拟环境下是不能表达的，那么其蛋白质产物就无法被经典的实验技术研究。但是，运用生物信息学技术可以对这类未知蛋白质进行计算分析和预测，从而获得其生物学功能[8]。

参考文献：

[1]Wilkins MR， Pasquali C， Appel RD， et al. From proteins to proteomes： large scale protein identification by twodimensional electrophoresis and amino acid analysis. Biotechnology（NY）.1996 Jan；14（1）：61-5.

[2]Gould KL， Ren L， Feoktistova AS， et al. Tandem affinity purification and identification of protein complex components. Methods. 2004 Jul； 33（3）：239-44.

[3]乔纳森.佩夫斯纳，著，张之荣，译. 生物信息学与功能基因组学[M].北京：化学工业出版社， 2006.

[4]Masatoshi Nei， Sudhir Kumar，吕宝忠，译. 分子进化与系统发育[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006.

[5]任仙文，李北平. 蛋白质相互作用的生物信息学研究进展[J]. 生物技术通讯， 2006， 17（6）： 976-980.

[6]张树波，赖剑煌. 分子系统发育分析的生物信息学方法[J]. 计算机科学， 2010， 37（8）： 47-51.

[7]黄丽俊，王建华. 蛋白质组研究技术及进展[J]. 生物学通报， 2005（8）： 4-6.

[8]Hagen JB. The origins of bioinformatics. Nat Rev Genet. 2000 Dec； 1（3）：231-6.

作者简介：

9.01生物信息学概述 篇九

生物信息学是一门利用计算机技术研究生物系统之规律的学科。它建立在分子生物学的基础之上，并以计算机为工具对生物信息进行存储、检索和分析。其研究重点体现在基因组学和蛋白质组学两个方面，具体来说就是从核酸和蛋白质序列出发，分析序列中表达的结构功能的生物信息。生物信息学是当今自然科学与生命科学的重大前沿科学之一。

一、发展历程

1866年孟德尔从实验上提出了基因是以生物成分存在的假设，5年以后Miescher从死亡的白细胞核中分离出DNA，1944年Avery和McCarty证明了DNA是生命器官的遗传物质，同年Chargaff发现DNA中鸟嘌呤的量与胞嘧啶的总量总是相等，腺嘌呤与胸腺嘧啶的量相等。同时，Wilkins与Franklin用X射线衍射技术测定了DNA纤维的结构。1953年James Watson和Francis Crick推测出DNA的双螺旋结构，DNA是以磷酸糖链形成的双股螺旋结构，脱氧核糖上的碱基按Chargaff规律构成的双股磷酸糖链之间的碱基对。这个模型表示DNA具有自身的互补结构，根据碱基对原则，DNA中贮存的遗传信息可以精确地进行复制。1954年Crick提出了中心法则（Central dogma），揭示了遗传信息的传递规律，即DNA是合成RNA的模板，RNA又是合成蛋白质的模板，其对分子生物学和生物信息学的法则都起到了极其重要的指导作用。分子生物学揭示了生命科学中的微观世界，对生命科学的发展起了巨大的推动作用。在分子生物学的研究过程中，产生了大量的生物信息数据，对大量生物信息数据的存储检索和分析可以借助计算机，因此分子生物学与计算机科学、数学、信息技术等学科交叉形成的生物信息学成了一种必然的趋势。

随着人类基因组工程测序的完成，生物信息学的研究又走向了一个高潮，在DNA自动测序技术的快速发展的推动下，DNA数据库中的核酸序列公共数据量飞速增长迅速膨胀。这使得我们面临着大量数据的组织和存储、检索的困难，而在巨大的数据量往往蕴含着潜在突破性发现的可能。在这种背景下就产生了生物信息学这一交叉学科。简单地说，该领域的核心内容是研究如何通过对DNA序列的统计计算分析，更加深入地理解DNA序列、结构、演化及其与生物功能之间的关系，其研究设计到分子生物学、分子演化及结构生物学，统计学及计算机科学与

技术等诸多领域。

二、研究现状简介

生物信息学作为一门新兴的交叉学科领域，在短短的二十年的发展过程中，形成了如序列对比、蛋白质结构对比和预测、序列重叠群装配、代谢网络分析等多个研究方向。

1.序列对比

序列对比（Sequence Alignment）的基本问题是比较两个或者两个以上符号的相似性或者不相似性。序列对比考虑了DNA序列的生物学特性，如局部发生的插入、删除和替代，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，对齐方法包括全局对齐，局部对齐，代沟惩罚等。通常采用的算法有动态规划算法，在序列长度较小的时候动态规划算法适用。然而当基因序列的数据量非常大的时候，这一方法就不太适用，甚至采用线性复杂度的算法也难以凑效。因此在序列对比中引入了启发式算法，如著名的BALST和FASTA算法。

2.蛋白质结构对比和预测

蛋白质结构对比和预测是比较两个或者两个以上蛋白质分子空间结构的相似性或不相似性。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，具有多种功能，如酶，物质的存贮和运输，信号传递，抗体等等。我们可以通过研究蛋白质结构对比和预测：在医药上可以理解生物的功能，寻找docking drugs的目标，在农业上可获得更好的农作物的基因，工业上有利于酶的合成。因为蛋白质的3维结构比其一级结构在进化中更稳定的保留，所以直接对蛋白质结构进行比对。蛋白质3维结构研究的有着如下一个假设，既内在的氨基酸序列与3维结构一一对应。

蛋白质结构的预测指的是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，其本质是一个组合优化问题。同源建模（homology modeling）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），指认（Threading）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.序列重叠群装配

受到现行的测序技术的限制，每次反应只能测出500 或更多一些碱基对的序列，如在人类基因的测量过程中就采用了短枪（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。这个过程从算法层次来看，序列的重叠群是一个NP-完全问题。

4.代谢网络分析(Metabolic network)

代谢网络是将细胞内所有生化反应表示为一个网络，反映了所有参与代谢过程的化合物之间以及所有催化酶之间的相互作用，是对细胞代谢过程的抽象表达。由于在生命过程中代谢活动在是不断发生的，代谢网络随时变化。由于大量反应的动力学参数都是未知的，使得其动力学研究受到限制，而基于网络拓扑结构的静态分析得到了广泛的应用。静态的代谢网络分析主要有三类研究方法:流平衡分析;基元模式分析和极端途径分析;图论方法。

5.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。

6.生物信息学技术方法

生物信息学中产生的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，因此提出了非参数统计、聚类分析等更加灵活的数据分析技术。在高维数据的分析中引入了偏最小二乘（partial least squares，PLS）等特征空间的压缩技术。在计算机算法的设计时，需要充分考虑算法的时间和空间复杂度，使用分布式并行计算、网格计算等技术来实现高效的算法。

三、前景展望

生物信息学是一门利用计算机技术研究生物系统之规律的学科。自从人类基

10.01生物信息学概述 篇十

1.通过生物信息学的方法筛选出候补集合。(中间包括滤除各种噪声或者误差。)

2.定性分析：Reverse Transcription PCR(RT)。看看有没有。

3.定量分析：Quantification PCR。有的话多不多。

4.定全长。RACE。

5.生物功能研究。

可以采用敲除和过表达的方式，并使用chip-seq免疫共沉淀技术，找出该基因和已知蛋白的关系。如果找到已知的蛋白，可以继续研究和该蛋白相互作用的蛋白以及target等的研究。如果效果比较好，可以使用细胞模型，如果细胞模型比较好，可以继续上动物模型，如果动物模型好，可以继续上临床。这样一篇新英格兰级别的文章就诞生了。呵呵。

11.汉代楚辞学概述 篇十一

一、汉代楚辞学盛行的原因

汉王朝建立后，楚辞得到迅速的扩散和传播，深受其时文人的追棒和推崇，究其原因，可归结如下：一是楚辞内在的文学魅力；班固的《离骚序》“然其文弘博丽雅，为辞赋宗，后世莫不斟酌其英华，则象其从容”基本上点出了楚辞的文学特质。从形式上看，屈原创立并以其作品为主体的楚辞，采用了五至八言的长句句式，保留了叹声词“兮”字，此种体制，较之《诗经》，大大的提高了诗歌表达的灵活性，也扩展了诗歌的内涵容量。在表现手法上，楚辞体现了浓郁的浪漫主义色彩，抒写着伤感或激愤之情。《史记·屈原贾生列传》云：“屈平疾王听之不聪也，谗诌之蔽明也，邪曲之害公也，方正之不容也，故忧愁幽思而作《离骚》。离骚者，犹离忧也。夫天者人之始也，父母者人之本也，人穷则反本，故劳苦倦极，未尝不呼天也。疾痛惨怛，未尝不呼父母也。屈平正道直行，竭忠尽智以事其君，谗人间之，可谓穷矣。信而见疑，忠而被谤，能无怨乎？屈平之作《离骚》，盖自怨生也。” 二是统治者的喜好和提倡；《汉书·地理志》云：“好恶取舍，动情无常，随君上之情欲，故谓之俗。”楚辞盛行于汉代，与其统治者的爱好大有关系。汉高祖家乡属地故楚，他特好楚声，《大风歌》即为楚歌，其爱好和习惯受到臣民的推崇和仿效。景帝也颇好楚辞，文人朱买臣受召进宫“说《春秋》，言‘楚辞’”而获用。武帝最好文艺，《汉书·淮南王传》曰：“时武帝方好艺文，以安属为诸父，辩博善为文辞，甚尊重之……使为《离骚传》，旦受诏，日食时上。” 刘勰《文心雕龙·辨骚》云：“昔汉武爱《骚》而淮南作《传》。”训释楚辞之风开始盛行。他还写了不少“楚辞”体作品。汉初统治者的这些偏向，以其政治地位所占有的资源，对于“楚辞”在一个时段内走向繁盛具有重大的促进作用。三是文人的推动；自刘向完成十六卷本《楚辞》编辑后，楚辞的学术研究迅速开展。班固《离骚序》中说：“淮南王安序<离骚传>，以<国风>好色而不淫，<小雅>怨悱而不乱，若<离骚>者，可谓兼之。”刘安认为《离骚》可以和《诗经》中的《国风》、《小雅》相媲美，将《离骚》提高到与儒家经典并列的地位。而贾谊、司马迁、杨雄、马融、王逸等人都各自在对《楚辞》或屈原个人研究上成果客观，并对后世楚辞学研究影响巨大。

二、汉代楚辞学阶段划分

汉代楚辞研究延续近300历史，大致可分三个阶段。

第一阶段为西汉前期楚辞学的创立期。此期以司马迁为代表，包括贾谊、刘安、刘向等人，主要成就为第一部楚辞专集和第一篇屈原传记的面世，这给后世研究屈原和楚辞提供了重要的第一手资料。贾谊是汉代最早提到屈原的文学家，他创立的骚体文学可说是汉代对屈原及楚辞的最早的研究形式。而武帝雅好辞赋，群臣司马相如、董仲舒、朱买臣等的追随，他们的作品对楚辞学的创立功不可没。刘安作《离骚传》，虽失传，却让《离骚》“大义粲然”的精髓和屈原“可与日月争光”的情操被后人广泛接受。“逮至刘向，典校群书，分《楚辞》为十六卷。”楚辞作品专集流行于世，“楚辞”一名沿用至今，《楚辞》可谓楚辞学的开山之作。司马迁《史记·屈原列传》是现存最早也是最全面的记载屈原生平事迹的文献资料，此传可谓西汉前期楚辞学的标志性成果。

第二阶段为西汉后期至东汉前期楚辞学的发展期。此期以杨雄和班固为代表，主要成果是提出了有异于刘向、司马迁等前人评述屈原观点的不同看法。《汉书·杨雄传》记载：“（杨雄）又怪屈原文过相如，至不容，做《离骚》，自投江而死。悲其文，读之未尝不流涕也。以为君子得时则大行，不得时则龙蛇。遇则遇，命也，何必湛身哉？乃作书，往往摭《离骚》文而反之，自岷山投诸江流以吊屈原，名曰《反离骚》。”杨雄在《反离骚》中慨叹屈原虽生高贵、懿德高行，却为时所困，受妒陷、遭疏远，表达了对屈原人生遭际的同情，痛惜其沉汨罗的命运。同时，也对屈原不能效法许由、老子之道保身待时，却沉渊而死的做法作出了怜惜与批评。杨雄的《反离骚》塑造了一种有异于最初汉人对屈原的尊崇心态的怀疑文化心理模式。到了班固，则云：“今若屈原，露才扬己，竟乎危国群小之间，以离谗贼。然责数怀王，怨恶椒兰，愁神苦思，强非其人。忿怼不容，沉江而死，亦贬絜狂狷景行之士。”他批评屈原“露才扬己”、“数责怀王”的个性；不认同屈原未能学习蘧瑗、宁武等人全命避害，未能践行“既明且哲，以保其身”的立身原则，最终“沉江而死”的人生选择。班固的评判引起后世颇有规模的争论，推动楚辞学界经久不衰的学术争鸣，文学史意义巨大。