生物信息学(第2版)

生物信息学(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:刘伟
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2018-5-1
价格:79.00元
装帧:平装
isbn号码:9787121338830
丛书系列:
图书标签:
  • 生物学
  • 生物信息学
  • 生物信息学
  • 计算生物学
  • 基因组学
  • 蛋白质组学
  • 生物统计学
  • 序列分析
  • 进化树
  • 数据库
  • 算法
  • 系统生物学
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具体描述

本书以生物学问题为导向,以具体的案例来演示如何用信息学方法处理各种生物学数据,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。全书从介绍生物信息学的研究历史和发展现状入手,第2章描述了相关生物学基础,重点讨论生物信息学的研究对象——生物大分子;第3章介绍了生物数据的常用分析算法,包括统计分析、机器学习和模型评估方法,并新增了一些算法介绍,特别是新近发展的随机森林和深度学习方法;从第4章开始,分专题介绍了各种组学研究,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,本书介绍了生物信息学在药物研发中的应用。为便于初学者掌握专业英文词汇。

基因组测序与数据分析实践指南 内容简介: 本书深入探讨了现代生命科学研究,特别是基因组学领域的核心技术——高通量测序(Next-Generation Sequencing, NGS)的原理、操作流程、数据处理与生物学解读。不同于侧重理论推导的教科书,本书旨在成为一线科研工作者、生物技术人员和高级学生的实用操作手册和思维导引,帮助读者跨越从原始数据到有意义生物学结论的鸿沟。 第一部分:测序技术基础与文库构建 本部分首先全面回顾了新一代测序技术(NGS)的演进历程,重点分析了Illumina平台(如HiSeq、NovaSeq)的化学发光原理和SBS(边合成边测序)流程。我们详细阐述了不同测序模式(如Paired-End、Mate-Pair)的选择依据及其对后续组装和变异检测的影响。 文库制备的艺术与科学: 详细分解了DNA/RNA提取、片段化、接头连接、PCR富集等关键步骤。针对不同应用场景(如全基因组测序WGS、全外显子组测序WES、转录组测序RNA-Seq、ChIP-Seq),提供了具体的实验设计考量,包括输入DNA/RNA的质量标准、文库复杂度的控制、以及如何通过主片段大小分布(MGD)预测测序质量。特别关注了宏基因组测序中微生物群落分析的文库构建特异性要求。 质量控制的黄金标准: 涵盖了从原始样本到完成文库的完整质量控制流程。内容包括使用Agilent Bioanalyzer/TapeStation评估片段大小和完整性,使用Qubit/Picogreen进行定量,以及利用Nanodrop进行纯度和浓度评估。深入分析了如何解读电泳图谱中的“拖尾”现象或非特异性扩增对下游分析的影响。 第二部分:原始数据处理与质量过滤 测序仪输出的FASTQ文件是后续分析的起点,本部分聚焦于如何有效地“清洗”这些原始数据。 FASTQ文件的结构解析: 解释了测序读长(Reads)、质量得分(Phred Score, Q值)的含义,以及其在质量分布图中的直观表现。 核心质控工具实战: 详尽介绍了FastQC的使用方法,包括如何系统性地检查序列重复性、GC含量偏差、5’端和3’端质量下降等常见问题。 数据修剪与过滤策略: 重点讲解了Trimmomatic和AdapterRemoval等工具的参数设置逻辑。讨论了何时应该进行接头(Adapter)去除、低质量碱基截断(Quality Trimming)、以及如何根据应用场景决定是否移除过短的读段(Reads)。本章强调了过滤的“度”的把握,避免过度过滤导致信息损失。 去嵌合体处理: 对于高深度测序数据,处理PCR重复和嵌合体序列是提高分析准确性的重要环节,本节提供了相关工具和判定标准。 第三部分:参考序列比对与比对后处理 原始的短读长数据必须通过比对(Mapping)锚定到已知的参考基因组上,才能进行后续的定量和变异检测。 比对算法的选择与优化: 详细比较了BWA-MEM(用于短读长比对的行业标准)和Bowtie2等主流比对器的优缺点及其适用场景。内容涵盖索引的构建、比对算法中的种子策略、以及如何调整参数以平衡速度与灵敏度。 SAM/BAM文件深度解析: 深入剖析了SAM格式的每列信息(QNAME, FLAG, RNAME, POS, MAPQ, CIGAR等)。特别强调了FLAG位的二进制编码含义,这对于理解读段是正链还是反链、是否匹配成功至关重要。 比对后优化流程(Post-BAM Processing): 介绍了使用Picard和SAMtools进行BAM文件操作的实践技巧。这包括: 排序与建立索引: 使用SAMtools sort和index构建可随机访问的BAM文件。 重复读段的标记(Duplicate Marking): 讲解了为何需要标记PCR重复,以及如何使用Picard MarkDuplicates工具实现,这对下游的变异检测至关重要。 基准重校正(Base Quality Score Recalibration, BQSR): 详细阐述了BQSR的原理——通过建模系统性测序误差来修正原始的Q值,并指导用户使用GATK工具链完成这一关键步骤。 第四部分:核心应用分析模块实战 本部分将前述基础操作与具体的生物学问题相结合,提供流程化的解决方案。 结构变异(SV)检测: 探讨了如何利用断点(Split Reads)、读段对齐信息(Paired-End discordance)和深度变化(Depth of Coverage)来识别大片段的缺失、重复和倒位。推荐了Manta、Delly等工具的使用流程。 定量分析:RNA-Seq的差异表达: 计数(Counting): 介绍如何使用featureCounts或HTSeq-count将比对后的读段映射到基因或转录本上,生成表达矩阵。 差异表达分析: 深入讲解基于负二项分布的统计模型(如DESeq2和edgeR),并指导读者如何设定合理的过滤阈值(如Log2FoldChange、Adjusted P-value)来识别显著差异基因。同时,讨论了批次效应(Batch Effect)的处理方法。 变异检测与注释(SNV/Indel): HaplotypeCaller工作流: 详述了GATK HaplotypeCaller如何进行基因分型(Genotyping),以及如何生成高质量的gVCF文件。 过滤与质量评估: 讲解了基于敏感度(Sensitivity)和特异性(Specificity)的硬过滤(Hard Filtering)和基于机器学习的过滤(如VQSR)的原理和实践。 变异注释: 介绍使用SnpEff或Annovar等工具,将VCF文件中的变异位点映射到功能区域(如外显子、内含子、启动子),并预测其对蛋白质功能的影响(如错义突变、无义突变)。 第五部分:高级主题与结果可视化 宏基因组学分析流程: 区分了基于Marker Gene(如16S rRNA)和全基因组Shotgun测序的分析路径。重点介绍分类学分配(Taxonomic Assignment)的常用工具(如Kraken2)及其数据库的构建与维护。 单细胞测序数据初探(scRNA-seq): 简要介绍了10x Genomics等平台的数据特点,以及差异于bulk测序的预处理步骤,如双缀识别(Barcode/UMIs的去冗余)和稀疏矩阵处理。 数据可视化与报告: 提供了将分析结果转化为清晰图表的实用建议。涵盖了基因组浏览器(如IGV)的使用、火山图(Volcano Plot)和韦恩图(Venn Diagram)的制作,以及如何利用R语言的ggplot2包进行定制化的高质量图形输出。 本书强调流程的规范性、参数的可解释性以及结果的生物学验证,旨在帮助读者构建一套稳健、可重复的基因组数据分析管线。

作者简介

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读后感

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用户评价

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拿到这本书,我最想做的就是先啃下前面几章的基础理论部分。生物信息学这门学科,说到底还是建立在生物学和计算机科学的双重基础之上的,如果基础不牢,后面的内容学习起来肯定会吃力。我希望书中在介绍基本概念时,能够循序渐进,语言通俗易懂,避免过于晦涩的术语堆砌。尤其对于生物学背景较强的读者,能够提供一些计算机科学方面的基础介绍,比如常用的编程语言、数据结构和算法等,这样能够弥合不同学科背景读者之间的知识鸿沟。我非常关注书中关于核酸和蛋白质序列的表示、相似性度量以及数据库检索等基础知识的讲解。这些是理解后续更复杂分析的基础。我也希望书中能对生物信息学中常用的统计学概念进行清晰的阐释,比如假设检验、p值、显著性水平等,这些在数据分析和结果解读中至关重要。此外,对于一些经典算法,比如Needleman-Wunsch和Smith-Waterman算法,我希望书中能提供详细的推导过程和图示,帮助我理解其背后的数学原理。总而言之,我期待这本书能够给我提供一个坚实的基础,为我深入学习生物信息学打下良好的开端。

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这本书我关注了很久,听说内容非常扎实,而且是第二版,理论上应该比第一版更加完善和更新。我刚拿到手,迫不及待地翻看了目录,发现涉及的领域非常广泛,从基础的生物信息学概念,到基因组学、转录组学、蛋白质组学,再到系统生物学和进化生物学,几乎涵盖了当前生物信息学研究的各个热门方向。我最感兴趣的是关于数据分析和可视化部分的讲解,因为这部分直接关系到我们能否有效地从海量生物数据中提取有用的信息。我希望书中能够提供一些具体的案例分析,甚至是代码示例,这样对于初学者来说会非常有帮助。毕竟,理论知识固然重要,但实际操作能力才是关键。而且,生物信息学这个领域发展太快了,两年不到的时间,很多新的算法和工具可能就已经出现,所以第二版的更新非常及时。我个人对书中对一些前沿技术,比如单细胞测序数据分析、宏基因组学分析等是否有深入的探讨非常期待。如果能够有一些关于机器学习和人工智能在生物信息学中应用的介绍,那更是锦上添花了。我也会关注书中关于数据共享和伦理问题的讨论,这在当前大数据时代尤为重要。总而言之,我对这本书的整体印象非常好,相信它能成为我在生物信息学学习道路上的得力助手。

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我购买这本书,很大程度上是出于对它所包含的“工具箱”的期待。生物信息学研究离不开各种各样的软件工具,而这些工具的学习和使用,往往是许多初学者的一个巨大挑战。我希望这本书能够像一个全面的“工具箱”,为我们提供详尽的软件介绍、安装指南、使用教程,以及常见问题解答。比如,在进行基因组注释时,需要用到哪些软件?它们的参数如何设置?如何解读输出结果?我希望书中能够有系统性的介绍。同样,在进行RNA-Seq数据分析时,涉及到的软件众多,从比对工具到差异表达分析工具,我希望书中能够梳理出一条清晰的分析路径,并推荐常用的、高效的工具。我也会特别关注书中关于命令行工具使用的介绍。许多强大的生物信息学工具都运行在命令行环境下,掌握一定的命令行操作技能,对于高效进行生物信息学分析至关重要。我希望书中能够提供一些基础的Linux命令学习内容,并结合实际的生物信息学分析任务,演示如何使用命令行工具来完成数据处理和分析。我相信,这本书能够帮助我快速上手,成为一名熟练的生物信息学工具使用者。

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这本书的出版,对于我们这些在生物科学领域摸爬滚打的研究者来说,无疑是一场及时雨。虽然我之前接触过一些零散的生物信息学知识,但总觉得系统性不强,遇到实际问题时常常感到力不从心。这本书的第二版,我寄予厚望,希望它能帮助我构建起一个完整的知识体系。我特别留意到其中关于生物数据库的介绍,比如NCBI、EBI等,这些是生物信息学研究的基石。我希望书中能详细讲解这些数据库的结构、搜索技巧以及如何有效地利用它们来获取研究所需的序列、文献和注释信息。此外,我对书中关于序列比对算法,例如BLAST、HMMER等,的讲解内容充满了好奇。这些算法是理解生物序列相似性和功能推断的基础,如果书中能有深入的原理剖析和实际应用指导,那我将受益匪浅。我也会仔细阅读关于基因组组装和基因预测的部分,这对于我们进行基因组学研究至关重要。如果书中能提供一些关于这些过程的优化策略和常见问题的解决方案,那将极大地提高我们的研究效率。我尤其看重书中关于高通量测序数据分析流程的梳理,从数据预处理到质量控制,再到下游的分析,希望书中能有一个清晰的指引。我相信,这本书的出现,能够帮助我更好地理解和运用生物信息学工具,从而推动我的科研工作迈上新的台阶。

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这本书我之所以这么期待,很大程度上是因为我了解到它在实际操作层面的指导性。在我的学习过程中,我发现很多教材虽然理论讲得很透彻,但一到实际操作层面就显得捉襟见肘,无法直接指导我完成具体的分析任务。我希望这本书能够在这方面有所突破,提供清晰易懂的实验流程、详细的软件使用指南,甚至是完整的代码示例。比如,在处理大规模基因组数据时,需要用到哪些工具?如何正确安装和配置这些工具?如何编写脚本来自动化分析流程?这些都是我在实践中常常遇到的难题。我非常期待书中能够针对这些问题提供具体的解决方案。尤其是关于可视化部分,能够将复杂的数据以直观、易懂的图表形式呈现出来,这对于我们理解和沟通研究结果至关重要。我希望书中能够介绍一些常用的可视化工具和方法,并提供一些高质量的示例图,让我们能够从中学习到如何制作出专业、精美的图表。总而言之,我希望这本书不仅仅是一本理论书籍,更是一本能够陪伴我完成实际科研任务的“操作手册”。

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我非常看重一本教材的“更新迭代”能力,尤其是在生物信息学这样一个日新月异的领域。第二版的出现,意味着它对第一版进行了修正和补充,吸纳了近几年来的最新发展。我希望这本书能够在现有知识体系的基础上,进一步深化和拓展。例如,在基因组变异检测方面,我期待书中能够介绍最新的变异检测算法和数据库,以及在不同类型基因组(如单倍体、二倍体、多倍体)中的变异检测策略。对于RNA-Seq数据分析,我希望书中能够更新关于长读长测序数据(如PacBio、Oxford Nanopore)的处理方法和应用,以及在拼接、 isoform 分析等方面的进展。我也对书中关于非编码RNA研究的介绍非常感兴趣。非编码RNA在基因调控中扮演着越来越重要的角色,我希望书中能够介绍相关的发现和分析方法。此外,我也会关注书中对数据挖掘和知识发现方面的探讨。如何从海量的生物数据中提取有价值的知识,如何建立生物知识图谱,这些都是当前研究的热点。我期待这本书能够为我提供一些前沿的思路和方法,帮助我在生物信息学领域进行更深入的探索。

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我一直觉得,生物信息学是一门充满艺术性的学科,尤其是在数据可视化方面。将海量的基因组、转录组、蛋白质组数据转化为直观、易懂、甚至具有美感的图表,是研究者表达发现、沟通思想的关键。我非常期待这本书在数据可视化方面能够有深入的阐述。我希望书中能够介绍各种不同类型的生物信息学可视化方法,例如基因组浏览器(如IGV)、热图、散点图、网络图等等,并详细讲解它们的应用场景和制作技巧。我特别关注书中是否能够提供关于使用R语言、Python等编程语言进行高级可视化的方法,以及如何利用现有的可视化工具库(如ggplot2、matplotlib、seaborn等)来制作出高质量的图表。我希望书中能够提供一些精心设计的示例,从数据处理到最终图表的生成,全流程展示如何将原始数据转化为有说服力的可视化结果。此外,我也会关注书中关于可视化原则的讨论,例如如何选择合适的图表类型、如何设计颜色方案、如何避免误导性的展示等。我相信,一本优秀的生物信息学教材,在可视化方面的讲解一定能够令人耳目一新,为我提供宝贵的实践指导。

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我之所以选择这本书,是因为我对它所涵盖的“案例分析”部分充满好奇。理论知识固然重要,但如果能够结合实际的研究案例来学习,效果会更加显著。我希望这本书能够提供一些经典的、具有代表性的生物信息学研究案例,从问题的提出、数据的获取、分析流程的设计,到结果的解读和讨论,全方位地展示生物信息学在解决生物学问题中的应用。例如,我可以学习如何利用基因组学技术来研究疾病的遗传基础,如何利用转录组学技术来探索基因表达调控机制,或者如何利用蛋白质组学技术来鉴定生物标志物。我希望书中能够详细介绍这些案例的背景信息、研究方法、数据分析细节,以及最终的研究发现。这不仅能够帮助我理解生物信息学技术的实际应用价值,还能够启发我思考自己的研究问题,并将所学的知识融会贯通。我也会关注书中是否能够提供一些关于新兴技术在实际研究中的应用案例,比如CRISPR-Cas9基因编辑相关的分析,或者微生物组与人类健康之间的关系研究。总而言之,我希望这本书能够通过鲜活的案例,让我更深刻地理解生物信息学的魅力和力量。

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这本书的第二版,对我而言,最吸引我的莫过于其理论深度与实践广度的结合。我之前接触过一些生物信息学相关的书籍,有的侧重于算法理论,深入晦涩,对于初学者不够友好;有的则过于偏重工具的使用,缺乏对底层原理的深入剖析。我期望这本书能够在这两者之间找到一个绝佳的平衡点。例如,在介绍基因组测序数据分析的流程时,我希望它不仅能够指导我们如何使用相关的软件(如BWA、GATK等),更重要的是能够解释这些软件背后的算法原理,让我们理解为什么这样做,以及在遇到问题时如何进行调试和优化。同时,对于一些复杂的概念,比如动态规划算法在序列比对中的应用,我希望书中能够通过清晰的图示和逐步的推导,帮助我们理解其精妙之处。我对书中关于分子进化和系统发生树构建的章节尤其感兴趣。这些内容不仅需要扎实的生物学知识,还需要对统计学和计算方法的深刻理解。我期待书中能够提供一些经典的算法和模型,并结合实际的案例进行讲解,例如如何使用MEGA、RAxML等软件构建系统发生树,以及如何解读这些树所反映的进化关系。我希望这本书能够帮助我不仅“知其然”,更能“知其所以然”,从而在生物信息学领域打下坚实的理论基础,并具备解决实际问题的能力。

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我对这本书的另一大期待,在于它对于当前生物信息学研究热点的关注程度。生物信息学是一个发展极其迅速的领域,新的技术、新的方法、新的应用层出不穷。我希望这本书能够及时地反映这些前沿进展,为我们提供最新的研究动态和技术指导。例如,随着单细胞测序技术的飞速发展,单细胞数据分析已经成为生物信息学研究的一个重要分支。我非常期待书中能够对单细胞数据的预处理、质控、聚类、细胞类型鉴定等关键步骤进行详细的介绍,并提供相应的分析工具和流程。同样,宏基因组学、微生物组学也是当前非常热门的研究方向,我希望书中能够涵盖相关的分析方法和应用案例。此外,随着计算能力的提升,机器学习和深度学习在生物信息学中的应用越来越广泛,例如在蛋白质结构预测、基因功能预测、药物发现等领域。我希望书中能够对这些新兴技术进行介绍,并提供一些实际的应用示例,帮助我们了解如何将这些强大的工具应用于生物学研究。总而言之,我希望这本书能够引领我站在生物信息学研究的最前沿,掌握最新的技术和方法。

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