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生物信息學方法范文1
Bioinformatics prediction strategy for Mycobacterium tuberculosis (H37Rv) secreted proteins
【Abstract】 AIM: To establish a prediction strategy for Mycobacterium tuberculosis (H37Rv) secreted proteins to pave the way for further research. METHODS: The whole protome of H37Rv was scanned by SignalP and TMHMM. The protein date analysis system based on Visual FoxPro was established to process the output of SignalP and TMHMM and identify the secreted proteins. The sequences of the secreted proteins were aligned by BLASTp. RESULTS: One hundred and seventynine secreted proteins were identified， where 12 of them were found to be unique in H37Rv. CONCLUSION: Bioinformatics approaches can be used as an assistant tool in secreted protein research.
【Keywords】 Mycobacterium tuberculosis；secreted protein；signal peptide；bioinformatics
【摘要】 目的：建立一種結核分枝桿菌(H37Rv)分泌性蛋白的預測方法，為后續研究提供參考依據. 方法：以SignalP和TMHMM兩個軟件對結核分枝桿菌蛋白組進行掃描，基于Visual FoxPro構建“蛋白質數據分析處理系統”對掃描原始數據進行分析處理以識別分泌性蛋白，再經BLASTp完成相似性比對. 結果：預測出了179種分泌性蛋白，其中12種為H37Rv所特有. 結論：生物信息學方法可作為一種研究分泌性蛋白的輔助工具，用于指導實驗.
【關鍵詞】 結核分枝桿菌；分泌蛋白；信號肽；生物信息學
0引言
結核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis， MTB）的分泌蛋白不但在豚鼠實驗中可以引發遲發性超敏反應，在結核病患者體內也可誘導抗體的產生［1］，對結核病的預防和診斷具有重要意義. 目前有兩種實驗生物學方法用于MTB分泌蛋白的研究，一種是通過二維凝膠電泳的方法分離MTB早期培養濾液蛋白（CFP），再通過N端測序［2］或免疫學方法加以確定［3］. 另一種是通過基因融合的方法將MTB的基因與報告基因融合后進行表達，再對報告基因的表達產物進行定位，以確定是否為分泌表達［4］. 已有30多種MTB分泌蛋白通過實驗方法得以確認，但MTB分泌蛋白遠不止這30多種，尚有很多未被發現. MTB蛋白分泌的主要途徑是sec-依賴性的分泌途徑也稱為II型分泌途徑，該類分泌蛋白的結構特點是新生肽鏈的N末端具有典型的信號肽特征，主要分為N區、H區、C區三個部分. N區位于信號肽N端，含有1～3個帶正電荷的氨基酸殘基；H區位于信號肽中間，由10～15個疏水氨基酸殘基組成；C區位于信號肽C端，富含親水氨基酸，能被信號肽酶識別. 信號肽所具備的這些數量化特點為計算機自動化分析預測提供了可能.
分泌蛋白和膜蛋白都含有信號肽序列，所不同的是分泌蛋白在信號肽之外不再有疏水的跨膜區，信號肽引導分泌蛋白跨膜穿梭之后，信號肽酶在相應位點將信號肽切除，以此完成成熟分泌性蛋白的分泌過程；而膜蛋白在信號肽之外還有一個以上的疏水跨膜區，信號肽在引導膜蛋白跨膜時，由于疏水跨膜區的存在使得膜蛋白停留在細胞膜中. 本文預測MTB分泌性蛋白的方法主要涉及到兩方面內容：一方面是對信號肽序列的識別，另一方面是對蛋白疏水跨膜區的識別. 首先通過對信號肽的識別將分泌性蛋白和膜蛋白從其他蛋白質組中區分出來，然后從中尋找疏水跨膜螺旋以區分分泌性蛋白和膜蛋白，最后利用NCBI提供的MTB蛋白序列相似性搜索（BLASTp）發現有12條預測出的分泌性蛋白為MTB所特有.
1預測方法
預測方法如圖1所示.
1.1搜集結核桿菌H37Rv基因組和蛋白組信息在美國國家生物技術信息中心(ncbi.nlm.nih.gov)的核酸數據庫Nucleotid中查尋關鍵詞“H37Rv complete genome”. 從搜索結果中查找H37Rv全基因組，并以FASTA格式下載. 從英國基因組研究中心Sanger center的數據庫(ftp://ftp.sanger.ac.uk/pub/tb/sequences/)下載全蛋白質組信息.
1.2分析數據分別向SignalP和TMHMM提交H37Rv蛋白組數據. 由于SignalP服務器對單次提交數據量有數量限制，因此將H37Rv蛋白組數據分為8次提交（Rv0001Rv0500，Rv0501Rv1000，……Rv3501Rv3924）. 另由于Rv2048單數據量過大，超過SignalP服務器對單數據的處理范圍，因此將Rv2048 C端部分氨基酸殘基除去（不影響N端信號肽分析）. 由于TMHMM服務器對提交數據量沒有限制，可一次全部提交. 返回數據一次保存.
1.3建立數據庫根據本課題的實際需求，依據SignalP和TMHMM分析結果的數據特點，使用VFP6.0開發了“蛋白質數據分析處理系統”用來存儲和處理SignalP和TMHMM的原始分析結果(圖2).
1.4獲得分泌性蛋白和膜蛋白通過上述數據分析系統自動完成分泌性蛋白和膜蛋白的識別和查詢.
1.5BLASTp分析將預測出的所有H37Rv分泌性蛋白通過NCBI的BLASTp服務器與所有已知的蛋白序列進行相似性比對，以獲得結核桿菌H37Rv特有的分泌性蛋白.
2結果
2.1H37Rv基因組和蛋白組信息搜集從美國國家生物技術信息中心ncbi.nlm.nih.gov的核酸數據庫Nucleotid中查尋到編號為NC_000962的記錄，其中包含了H37Rv的全部基因組信息共4 411 529 bp，從Sanger的數據庫獲得蛋白組信息，共3924條蛋白序列數據.
2.2H37Rv蛋白組信號肽和跨膜區分析將SignalP和TMHMM的原始分析結果通過“蛋白質數據分析處理系統”自動識別N端具有N區、H區和C區等典型信號肽特征的蛋白質和具有典型跨膜螺旋特征的蛋白質，通過數據庫的自動查詢功能共發現了179個分泌性蛋白（其中有12個已得到相關文獻的證實，表1）和150個膜蛋白.表1H37Rv蛋白組信號肽和跨膜區分析結果（略）
2.3BLASTp分析對179條分泌性蛋白經BLASTp分析發現有12條蛋白為H37Rv特有，在其他物種已發表的蛋白質序列中無任何相似區域（表2）.表2BLASTp分析結果（略）
3討論
在對結核桿菌H37Rv的3924條蛋白質分析過程中SignalP共預測出了573條蛋白質含有信號肽；TMHMM預測出了786條蛋白質含有疏水跨膜螺旋，其中623條蛋白質含有信號肽. SignalP和TMHMM對信號肽預測結果的交集為329條，其中150條含有信號肽外疏水跨膜區被列為膜蛋白，其余179條蛋白不含信號肽外疏水跨膜區因而被列為分泌性蛋白.
SignalP和TMHMM的原始分析結果數據量非常大，每條蛋白質包含了“蛋白編號”、 “可信度”以及“酶切位點”等11項不同信息，因此H37Rv的分析結果中信息量多達43 164條. 若要對4萬多條信息進行人工比較將是一項費時、費力的工作，且人工比較的準確性也難得到保證. 我們開發出基于Visual FoxPro的“蛋白質數據分析處理系統”，不僅能將SignalP和TMHMM的原始分析結果自動導入數據庫，而且可對數據庫中的各項數據進行比較，實現了將分泌性蛋白和膜蛋白的識別工作完全交給計算機來完成. 以前用人工方法可能要花費數周時間的工作，現在利用這套系統僅需數秒鐘即可完成，同時排除了人為可能造成的錯誤.
蛋白質的功能由其特定的空間結構決定，而這種空間結構又由蛋白質的氨基酸順序決定. 如果兩個蛋白質的一級序列相似，尤其是活性位點的一級序列相似，便很可能預示著這兩種蛋白質具有相似的功能. 因此，對未知功能的蛋白質進行序列比對是生物信息學中的一項重要工作. 本研究通過對預測出的179種分泌性蛋白進行序列相似性比對（BLASTp）發現其中有12種為結核桿菌所特有且功能未知. 可以設想，這12種蛋白質或許對結核桿菌的臨床診斷具有一定的潛在應用價值. 作為分泌性蛋白，它們也可能是具有保護性作用的抗原，在治療結核病的疫苗研究中成為新的靶點［14］.
綜上所述，利用該體系可實現對結核桿菌H37Rv分泌性蛋白和膜蛋白的快速預測. 我們開發的“蛋白質數據分析處理系統”可以處理所有SignalP和TMHMM的分析結果，因而該系統不僅能用于結核桿菌的分泌性蛋白和膜蛋白的預測，而且還可用于其他原核細胞或真核細胞的分泌性蛋白和膜蛋白的預測. 作為嘗試性的研究，本課題還存在很多不足之處. 例如：該預測體系建立在GSP(General secretory pathway)理論基礎之上，雖然大多數蛋白質的分泌途徑遵守GSP理論，但是蛋白質的分泌過程卻不止這一種途徑，有些蛋白質的分泌并不需要信號肽的存在［15］，這類蛋白質無法被該系統檢測出來. 另外，膜蛋白的疏水跨膜區有些是以β桶型結構存在［16］，而非α螺旋結構，因此在預測過程中有可能將這類膜蛋白誤認為是分泌性蛋白.
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生物信息學方法范文2
【關鍵詞】高中物理；學習；方法
剛從初中升上高中的學生普遍不能一下子適應過來，都覺得高一物理難學，特別是對意志品質薄弱和學習方法不妥的那部分學生更是使他們過早地失去學物理的興趣，甚至打擊他們的學習信心。如何搞好高初中物理教學的銜接，如何幫助學生盡快適應高中物理教學特點和學習特點，跨過“高臺階”，就成為高一物理教師的首要任務。本文試圖從以下五個方面探討高中新生在學習物理中存在的問題和可能的解決對策。
高中物理難學，難就難在初中與高中銜接中出現的“高臺階”。
初中物理教材的文字敘述通俗易懂，語法結構簡單。所敘述的物理現象與日常生活聯系緊密且比較表面。絕大部分與學生日常生活的感受或體驗是吻合的、一致的。其規律不太復雜。運用的數學知識基本上是四則運算。且其公式參量也較少，實驗原理簡單，易于操作，因此，學生對初中物理并不感到太難。所以，就整個初中物理而言，“教師難教，學生難學”的現象還沒有高中這么明顯。
高中物理每節的內容較多，篇幅較長，語言敘述較為嚴謹、簡練，敘述方式較為抽象、概括、理論性較強。描述方式較多：有文字法、公式法、圖像法，它們互相補充，互相完善。對同一物理現象或規律從多側面觀察它、研究它。對學生的思維能力和方式的要求大大地提高和加寬了。初中學生進入高中學習，往往感到模型抽象，不可以想象。
由于高一學生的閱讀理解、邏輯思維、推理判斷、分析綜合、比較鑒別、抽象概括、歸納演繹、空間想象、靈活應用等能力都還一時沒能很好地形成，因此，思維要求的突然提高，再加之教材從物理學的知識體系出發，將力學、熱學、電學、光學、原子物理這五部分內容中最難的部分“力學”放在高一起始階段，也就必然會給學生的學習帶來困難，造成障礙。這是目前課程體系讓人無可奈何的客觀存在。
進入高中后，由于定義、概念、規律、現象、公式多，敘述多，進度快，方法靈活，題型花樣多，加之科目多，如果仍靠初中那種以機械記憶為主的學習方法，顯然是無能為力了。由于理解能力差，即使背得到定義、公式，因不解其意，不注意適用條件，便往往亂代公式，亂用數據，而對萬花筒式的題型變化，更是束手無策，望而生畏，失去了信心。而對一些形同質異、形異質同的問題，由于遇到一些似乎兩個看起來一樣的問題，但要用兩個不同的物理規律來解；而兩個看起來完全不同的問題，卻可以用同一規律來解的情況，而覺得物理好像真是無章可循。而高中物理的學習方法，必須在高一時，就應盡最大努力去培養他們。當然，整個的完善和提高，應貫穿于全高中階段。
高一物理的力學部分所用的數學知識，遠比初中物理所用的四則運算復雜得多。力的分解與合成中的三角知識；運動學中的二次方程以及根的合理性的判別；萬有引力、人造衛星中的冪的運算、簡單的極值運算等。然而，許多學生就連直角三角形中的正弦、余弦、正切、余切的邊角關系都似是而非，這里既有學生本身的數學知識差有關，但更重要的是他們有目的、有意識地將數學知識應用到物理中來的數理結合能力差，這一特點普通中學普通班的學生更為突出。
生物信息學方法范文3
關鍵詞：中學生；物理；心理；思維；教學
一、學習物理的心理形成過程
1.從物理感覺到物理知覺
感覺是認識的初級形成，是一切知識的源泉，它屬于認識的感性階段。物理概念、規律的形成都需要經過分析大量的物理現象及物理實驗的驗證，才能使其感知主體，形成對物理過程的整體認識。例如，在學習熔解時，晶體是怎樣熔解的？通過觀察分析熔解過程，對其有了整體認識，使同學感到熔解過程應具備：達到熔點，繼續吸熱。
2.從物理知覺到物理表象
知覺是大腦對客觀事物的初步分析和綜合的結果，是感覺與思維之間的重要環節。學生在學習中從各種物理現象、實驗中通過分析總結出的概念和規律是在知覺基礎上形成的物理表象。物理表象雖具有一定的概括性，但它仍屬于認識過程的感性階段，仍是事物的直觀特征的反映，是從具體的形象思維到抽象思維既而形成物理概念和規律的過渡和橋梁。
3.從物理表象到抽象思維
對于物理現象，實驗直接概括形成的物理表象，是以感覺和知覺為基礎，屬于非本質的東西，很多物理概念、規律的形成僅靠物理表象是不行的，還需揭示其本質，抓住本質的東西，將感性認識上升到理性認識，才能形成正確的概念和規律，如牛頓第一運動定律的形成過程，憑感知人們認為有力作用，物體就運動，沒有力的作用，物體就靜止。但究其本質原來運動的物體，停止一切外力后會怎樣呢？只有這種由現象到本質的分析研究，才能形成正確的認識。
二、中學生學習物理的心理障礙
1、物理學科本身因素造成的障礙
（1）物理抽象難學造成的興趣障礙。由于物理學本身比較抽象、難懂，特別是高一學生，物理學中的一些難點容易成為學生學習的分化點，導致其學習成績不理想，這樣容易使部分學生失去對物理學習的興趣，而造成興趣障礙。
（2）物理問題的復雜性造成的思維障礙。物理問題往往都是多因素的問題，在這些因素中，有的是顯因素，有的是隱因素。而隱因素有時在問題中起指導作用，有時在問題中又起干擾作用。由于學生不具備正確對待隱蔽因素的心理適應能力，以致該排除隱蔽因素干擾時，排除不了，該接受隱蔽因素指導時，又忽視了它的指導作用，從而造成思維障礙。
2、學生自身的思維障礙
（1）學生思維能力的限制造成的興趣障礙。由于中學生正處在形象思維向抽象思維的轉折期，學生的抽象思維能力比較低，對一些抽象而陌生的物理概念、單位、模型的學習感到困難，從而失去學習物理的興趣。
（2）學生思維品質缺陷形成的思維障礙。這類思維品質障礙主要有：面性思維障礙。它是指學生在物理學習中不能全面地分析問題，滿足于對事物的一知半解，只憑對事物的局部了解就草率得出結論的一種心理障礙。B消極定勢思維障礙。學生在學習過程中，定勢思維有積極意義，有時也存在消極影響。消極的定勢思維是指學生不自覺地把一種習慣固定的思維方式生搬硬套到解決物理問題中，限制了思維的靈活性，對相近或相關問題，容易引起自動化的定向反射，引起定勢思維障礙。C邏輯思維障礙。由于物理現象的普遍性，中學生在學習某種物理概念和規律之前，就形成了有關概念的各種觀念。在物理學習中，由于先入為主的原因，使一些錯誤的生活經驗對學生的物理概念規律的形成起消極作用，造成學生思維上的障礙。
三、利用中學生學習物理的心理特征，改進物理教學方法，提高教學質量
1.利用教學情感，使學生愛學
由于中學生正處在一個感情發展期，兼幼稚與成熟為一體。關注中學生的情感，使學生更加健康地學習和生活，并且利用情感特點進行物理教學指導。情感是人對客觀事物是否符合自已需要的態度的體驗。心理學研究表明，情感是學習效果的一個重要心理因素，教師的理解、興趣和喜愛要導致學生的理解、興趣和喜素是影響教愛，即發生情感的共鳴與轉移，這是教學成功的關鍵。在物理教學中首先要建立良好的師生情感。教師對學生的熱愛和期待是學生學習的動力，同時教師的情感影響著課堂氣氛。其次要發展和豐富學生對物理學科的良好情感。教學中應讓學生感受物理學之美：物理規律的和諧統一、公式的簡潔對稱、物理實驗的巧妙精湛等。這些美的感受能引起學生學習物理的興趣，減輕心理壓力，提高學習效果。再次要給學生創造學習成功的機會和教給學習成功的方法。心理學家認為：人有一種自我實現、獲得承認、取得成功的愿望和需要。學習成功的體驗會增強學生學習的信心和興趣，獲得繼續前進的強大動力。
2.據中學生初、高中學生的思維特點，做好初、高中物理教學的銜接。
初中生與高中生思維有個過度期。而物理有是一門對思維能力要求很高的學科。根據學生的思維變化特點，做好物理教學的銜接與轉化。
A.從畫圖入手幫助學生建立理想化的物理模型和理想化過程――訓練科學抽象法。
理想化的物理對象模型和理想化過程是抽象思維的產物，是研究物理規律的一種行之有效的方法。引入物理模型，可以使問題的處理大為簡化而又不會發生太大的偏差。在傳授知識的同時，向學生滲透處理較復雜的物理問題時采用的具體分析、合理簡化、科學抽象的方法，有利于思維能力的培養。
理想實驗也是物理學中一種特殊的科學思維方法，它是在系統的觀察與實驗的基礎上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，對實際過程作出更深入的邏輯分析和抽象的一種方法。
B.學會運用理性知識的基本邏輯思維的方法
學生習慣應用類比的方法做題.初中大量訓練的結果是：照著老師的例題套用公式就可以做對題。高中階段如果沿著這條思路走下去，到了高三知識、方法的綜合程度一高，學生就會亂了方寸，成績就會急劇下滑。要教會學生分析問題、解決問題的有力手段，掌握問題的實質，學會歸納總結。
3.轉變學習觀，變機械學習為意義學習。
由學習心理可知，學習分為機械學習和意義學習兩類。只有當人全身心參與，將其認知、情感、信念、意圖及各部分經驗都融合在一起時進行的學習才是“意義學習”。學生進行意義學習的前提條件是學習內容對學生具有“個人意義”，即學習內容是否真正為學生所需要。只有當學生覺察到學習內容與他自己的目的有關時才會全身心投入，意義學習才會發生。因此在物理教學中教師要引導中學生由形象記憶轉化為抽象記憶，或由機械記憶轉化為理解記憶，目的在于培養學生正確的思維、記憶方法，把教學內容轉變成學生易于接受和樂于接受的信息，抓住學生的興趣或需要，讓他們興致勃勃地投入到學習活動中，并在學習中正確地使用鼓勵、表揚、誘導等手段。幫助學生快速高效地進行物理“意義學習”。
4.總之，消除學習障礙培養興趣是關鍵
學習興趣是學生的認識需要的情緒表現，是學生在愉快體驗的基礎上形成的樂于積極地去接觸、認識某一事物的意識傾向。在學習實踐中，興趣對學生的學習活動將產生巨大的推動作用。學生一旦對學習產生興趣，就會充分發揮自己的積極性和主動性。濃厚的興趣將是學生刻苦鉆研、勇于攻關的強大動力。
綜上所述。物理教學的實踐告訴我們：要提高中學物理教與學的效益，必須研究和掌握學生物理學習的心理活動特點和規律，并以此為基礎充分調動學生的主體因素，優化學生物理學習的情感、態度和價值觀。
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生物信息學方法范文4
關鍵詞：新疆中職學生；英語語音；錯誤分析；糾正方法
語音是語言的物質外殼，是掌握語言知識和獲得語言技能的基礎，所以學習語言必先從語音開始。學好語音是學好英語的關鍵和基礎。新疆中職學校學生多數是偏遠農村地區的、初中學習習慣較差、中考無望的學生，由于這些學生語音基礎極差，學生大多連音標都認不全，根本無法拼讀和正確記憶單詞。沒有掌握拼讀能力，就等于沒有進入學習英語的大門。因此，在學生進入中職學校學習初期，教師應注重基礎語音教學，以增強學生的自信心，提高學生學習英語的興趣。
新疆中職學生語音錯誤主要受西北方言和新疆土話的影響，由此而形成新疆所特有的英語語音錯誤。
一、學生在學習過程中常見的語音錯誤分析
1、元音方面出現的問題：
⑴長短元音不分，長音不夠長，短音不夠短。英語的不同元音，在結合相同的輔音時，長短可能表現出完全不同的詞義，例如： seat和sit；sheep和ship；reach和rich
⑵單元音之間的辨析弄不清楚，口型和音位把握不準。特別是/e/和/ /，如end和and；pen和pan
⑶某些雙元音和某些單元音不分，如/ei/和/i：/以及/u/和/ u/， 例如：很多同學將way讀成we； case讀成kiss； phone讀成/fun/。
⑷雙元音簡化及缺少滑動，沒有音長的前后變化也沒有力度輕重。一般雙元音前面的長，后面的短，前面的重，后面的輕，中間過度要圓滑而平穩自然。例如：like， lack； gate，get
2、輔音方面出現的問題：
⑴在/p/、/b/、/t/、/d/、/k/、/l/、/m/、/n/等輔音后常常加上一個元音/ /，如read（/ri：d /） a book（/buk /.
⑵在/s/和/θ/，/z/和/ /發音時混淆，問題在于兩組音中后者要咬舌。如mouth和mouse，thing和sing。很多同學將this is讀成/zis iz/，thanks讀成/s ks/
⑶由于新疆學受西北方言和新疆土話的影響，對于三個鼻音/m/，/n/和/ /，的發音方法不易掌握。在讀元音后面的/m/時， 許多學生雙唇不緊閉， 如： form被讀成/f ：n/， 或者干脆不發音。鼻音/n/和/ /更是分不清， 例如：strong讀成/str ： n/； 然而/ /是一個后鼻音，發音時舌后部抬起， 軟腭下垂，堵住口腔通道，氣流從鼻腔通過。/n/是一個前鼻音，舌尖緊貼上齒齦形成阻礙。
⑷混淆唇齒摩擦音/v/和響音的半元音/w/： 例如：win讀成 /vin/； very讀成/ weri/。實際上發/w/的音時，后舌位抬得很高，雙唇收圓，并稍突出。注意發/w/時氣流不受發音器官的阻礙，只是氣流通過唇角時有一些磨擦。在發/v/時不要只是將上齒輕輕地落在下唇上，而是要將上齒固定地放在下屬上，然后使氣流從上齒與下唇間的縫隙中通過，發生磨擦。
⑸ /r/發音不好掌握。新疆學生發音較硬，而/r/發音時要求舌頭較軟。這個音是舌尖抬向齒齦后部，向后面的硬鄂彎曲時可將雙唇突出，來幫助舌向后彎的動作。例如： road /r ud/
二、常見語音錯誤的糾正方法
為了調動學生學習的積極性和培養學生學習英語的自信心，針對新疆中職學生語音的常見錯誤，教師在教學中合理地運用各種教學技巧來糾正學生的發音錯誤。英語語音教學中具體可操作的糾錯方法是多種多樣的，常用的有：多媒體圖形演示法、模仿法、手勢法、學習者錄音法、近似發音對比練習法、語音聽音辨音法、繞口令語音訓練法及朗讀和背誦法等。下面分別說明每種糾錯方法。
1、多媒體圖形演示法：伴隨現代教學技術的廣泛應用，教師將多媒體教學手段引入語音課堂， 例如：
/m/ /n/ / /
通過直觀的演示圖，學生能夠看到/e/和/ /；/m/、/n/和/ /的不同之處。還可以使用計算機輔助發音訓練系統，可以準確地定位說話者發音的錯誤所在。這是每個人可以在任何時間，在虛擬環境中提高自己語音水平的最好選擇。目前，新疆中職學校的計算機系統還達不到這個要求。
2、模仿法：模仿是提高語音能力的基本方法，目的在于訓練正確的語音、語調，提高流利程度，培養英語語感。學生模仿時要注意口型，口腔肌肉要充分調動起來，以正確模仿每個音素的發音方法， 并反復練習，達到熟練。中小學的英語語音以直接模仿法為語音模仿的主要手段，給學生提供一些語音素材，從音素到詞匯，從句子到篇章，由淺入深地要求學生模仿單純。中職學生是教師通過對所學語音某些特點的說明，讓學生在語音理論的指導下自覺模仿。采用這種方法時，將漢語普通話中的發音原理與英語的發音原理進行比較，在比較中分析兩種語言在發音方面的異同，從而使學生糾正、避免用漢語發音代替英語發音的錯誤習慣。
3、手勢法：非常直觀的看到近似語音的不同。
4、學習者錄音法：利用錄音機、MP3或者手機等設備，讓學生的發音錄制成錄音材料，再與native speaker的朗讀材料進行對比，找出學生發音的部位、程度的缺陷或錯誤的性質，及時糾正。教師可以要求學生上交錄音作業，允許學生不斷更新錄制，以求最佳錄音效果。這種方法較費時費力，所以應課內與課外相結合。
5、近似發音對比練習法：發音對比練習有利于教師進一步矯正學生的發音。例如：近似元音對比：bad和bed； feel和 fill； may和 key； coat和 group； 近似輔音對比：lead和 leader； soothe和smoothly ； father和 jazz；句子來區別：from morning till evening， Tom sings the same song again and again； I love every view of the Great Wall等。
6、語音聽音辨音法：學生在改善自己讀音時往往需要具有敏感的聽力與感知力，對不同聲音切分區形成正確判斷，并最終實現通過辨音達到糾音的目的。教師羅列學生平時易發錯的、辨識度弱的單詞。每兩個單詞為一組，例如：heat和hit； bet和bat； see和 say； both和 so； is和this； son和song。學生先聽，然后選出或寫出自己所聽到的單詞。此練習的優勢是充分體現了以學生為主體的學習方式，讓學生從以往被動跟讀的機械操練轉變為現在的聽讀、糾辨，其主動性被充分調動起來，教學效果良好。
7、繞口令語音訓練法： 繞口令常把容易混淆或念錯的音放在一起，朗讀時學生可以反復檢查對比自己的口型使口腔習慣于該音的準確位置，提高發音器官的適應性。
例如：⑴Ann sent Andy ten hens and Andy sent Ann ten pens.
⑵She sells seashells by the seashore.
⑶Nothing is worth thousands of deaths.
⑷If two witches would watch two watches， which witch would watch which watch？
⑸A loyal warrior will rarely worry why we rule.
⑹Very well， very well， very well ...
8、朗讀和背誦法：中職學生往往對朗讀不太重視。事實上朗讀背誦鍛煉英語的發音，語調與節奏；使口腔各發音部位靈活，增進說英語時的流利程度；使耳朵增加聽英語的機會，從而提高英語聽力；充分應用讀書四到：眼到，口到，耳到，心到，比默讀時更能記住所讀的教材。
英語語音是英語口語交際的基礎，正確的英語語音有助于與別人更好地交流與溝通，因此，英語語音的教學非常重要。清楚了學生在語音方面易出現的問題，并刻意加以糾正，學好英語語音并不難。只有學好語音，才可以學會正確、流利的發音，才可以聽懂別人的談話和通過說來表情達意，進而促進讀和寫能力的提高，從而全面提高英語表達能力和綜合素質。
參考文獻
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生物信息學方法范文5
關鍵詞：生物信息學 教材 分析
中圖分類號：G4233文獻標識碼：A文章編號：1009-5349（2017）06-0019-02
近些年，生物信息學順應時代變化而成為生命科學的新興領域。[1]生物信息學主要是對核酸和蛋白質兩個大方向的數據進行處理與分析。[2]目前，生物信息學作為基礎課程在各高校生物科學專業及相關專業開設。其教學質量的高低對于培養學生的綜合能力具有重要的意義。[3]因此，各高校在教材選擇、課程安排、教學內容、實踐教學等方面不斷進行改進。[4]優秀的生物信息學教材是提高教學質量的基礎。對不同的教材進行對比分析，從中選取適合相關專業的教材，是教師的必要工作。本文對五種生物信息學教材進行分析，為不同專業對于教材的選擇提供參考和建議。
一、研究方法及教材簡介
（一）文獻研究法
筆者主要從以下三個方面進行文獻檢索。首先，搜索與生物信息學教材分析相關的著作。其次，利用中國知網、萬方數據庫等檢索與教材分析相關的期刊論文。最后，借鑒優秀教師的教案，仔細閱讀并進行分析。深入了解相關生物信息學教材分析的背景以便進行整理分析。
（二）對比研究法
本文主要選取了五種生物信息學教材，根據教材的基本框架結構及特點，對其進行對比分析，分析總結不同教材之間異同。
二、生物信息學教材分析
隨著課程改革的不斷完善，針對不同地區、不同專業，教材的使用也趨向多元化。生物信息學教材是教師進行教學活動的基礎。對不同的生物信息學教材進行對比，以便教師作出最適合的選擇。如表1所示，對五種教材從宏觀角度進行內容上的分析。
如表1所示，從中可看出這五種教材從整體編寫方面，都涵蓋了核酸和蛋白質兩個主要層面。主要內容包括：生物信息學的概念及發展歷程、數據庫的介紹、生物信息學常用統計方法、基因組學、蛋白質組學等幾大方面。并且，大多數教材都附有思考題，有利于學生課后對知識進行運用及加深理解。只是隨著生物信息學的飛速發展，不同版本的教材增添了新的相關的知識。同時不同教材的側重點略有差異。
另一方面，從表1中可看出，五種教材所包含的章節為7到15章不等。這說明，隨著科學技術的不斷發展，更多的前沿知識不斷地填充到教材中。所以，隨著時間的變化，不同的教材，具有各自的特色。
首先，教材的側重點不同。隨著各物種的基因組計劃的不斷完成，生物信息學發展實現了質的飛躍。并且融入到各個領域中。例如：由李霞、雷建波編寫的《生物信息學》，側重介紹了生物信息學與疾病的相關聯性。教材在內容和形式上有所創新。突出實用性，以臨床實際問題作為編寫出發點；而劉娟編寫的《生物信息學》一書中，以豐富的實例，重點介紹了相關數據庫和軟件的功能、應用策略和使用方法。在章節編排上涉及微陣列數據分析的內容，突出了生物信息學與數學的融合。
其次，不同教材的難度存在差異性。陶士珩編寫的《生物信息學》較基礎，包含了生物信息學基本內容，力求使學生全面了解和掌握生物信息學領域的重要基礎知識與基本操作技能。而陳銘編寫的《生物信息學》，根據生物信息學多學科融合的特點，增添編程與統計學知識，教材所涉及的知識范圍廣泛。使得無論是對教師還是學生來講，都要求具有深厚的學科背景。
最后，學科之間聯系程度差異。生物信息學作為一項生物科學的工具，不僅僅應用于生物學，同時，在醫學、農業專業、計算機科學等領域。[10]但不同教材所體現生物信息學與其他學科的聯系程度不盡相同。例如：吳祖建編寫的《生物信息學分析實踐》一書，主要包含了數據庫檢索、引物設計、序列分析等諸多技術問題。書中以圖表形式為主，文字介紹為輔，以讓學生學會操作為主，將生物信息學與計算機科學緊密結合。
三、結語
生物信息學重要特點為學科交叉性，涉獵范圍廣。不同的生物信息學教材適用于不同專業。本文對五種教材進行對比分析，根據教材不同特色并結合不同專業特點，為教師選擇適合的教材提出建議。陶士珩、劉娟編寫的兩版不同《生物信息學》，內容基礎，適用農業專業和師范專業作為教學用書；李霞、雷健波編寫的教材，主要突出了與醫學相關聯系，適用于醫學專業用書；陳銘、吳祖建所編寫教材，注重與計算機科學的關聯，實踐性強，有利于培養學生動手操作能力，適用于計算機專業。
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生物信息學方法范文6
關鍵詞：生物信息學；教學機房；管理；維護
中圖分類號：G647 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）43-0010-03
生物信息學是生命科學領域的一門新興的具有活力的交叉前沿學科，它以互聯網為媒介，蛋白質和核酸數據庫為載體，綜合利用高等數學、生物統計學相關知識，建立各種計算分子生物模型，以計算機為工具，進行生物信息學分析來理解海量分子數據中的生物學意義。生物信息學專業實踐課程教學依托于計算機機房，學生利用計算機進行動手操作生物信息學軟件和搜索數據庫等獲取實驗數據。生物信息學教學機房與圖書館的多媒體機房相比，所需的計算機硬件設備要求配置較高，安裝軟件更具有專業性且種類繁多，需滿足生物信息學教學的要求，因此教學機房的管理和維護工作是生物信息學教學的重要環節，特別是教學機房的服務對象為本科生，他們好奇心和動手能力強，但破壞性也強，如注冊表被改動、系統軟件或生物信息學軟件遭刪除，或非法安裝聊天、游戲、股票軟件等諸多問題將會嚴重影響課堂的教學效果。怎樣才能做好生物信息學教學機房管理和維護，為教學提供一個和諧安全的環境，對提高課堂教學效果，減輕任課教師的工作強度，都有著十分重要的意義。
一、機房使用管理規章制度制定的必要性
能否做好機房管理和維護直接關系到計算機的使用壽命和機房運行費用，甚至會影響到教學效果。制定一套合理規范的教學機房管理與使用規章制度，營造一個良好的實驗操作環境，明確教學機房教輔人員、任課教師、學生的職責是生物信息學教學機房管理的一項重要內容。為確保生物信息學教學機房的日常正常運行，教輔人員不僅要會維護計算機等多媒體教學設備，還要會安裝生物信息學軟件和工具，要有很強的責任心和技術能力來面對每天的機房管理維護工作。計算機故障是多種多樣的，教輔人員要不斷地提高自身技術水平，發生故障時要能夠做到及時排除，確保及時地為下一節課提供服務。硬件安全上要做好防止計算機病毒的工作，注意定期查殺病毒，軟件使用上要及時更新生物信息學應用軟件的最新版本。因此機房教輔人員不僅要經常關注計算機科技的更新，還要關注各種生物信息學軟件、算法和數據庫的更新，并要在實驗平臺進行測試，保障軟件的穩定性并確定軟件更新后所需的計算機資源等，以保障生物信息學教學的正常進行。任課教師應正確使用生物信息學機房設備和監督學生正確使用計算機設備。機房的軟硬件保護得再好，也會有百密一疏的地方，如有學生惡意操作導致系統崩潰或器件受損將會嚴重影響教學。因此在生物信息學機房教學實踐的基礎上我們制定了《生物信息學教學機房管理制度》，進一步明確教輔人員、任課教師和學生的責任。對學生上機更應該嚴加管理，我們還制定了《學生上機守則》，規定相應的處罰條例，如嚴禁學生不經教師允許帶個人軟件上機或是擅自插拔電腦部件等等。
二、雙操作系統和生物信息學軟件的選擇和設置
1.計算機雙操作系統的設置。根據生物信息學專業課程教學的不同需求，計算機需要安裝Windows和Linux兩套操作系統。我們機房每臺電腦的硬盤為500G，分為3個區，100G為Windows系統區，100G為Linux系統區，300G為學生數據盤。由于生物信息學實驗課經常用計算機跑運算程序或搜索大量的數據庫，而Windows7的操作系統本身的CPU資源消耗比較大[1]，我們統一安裝為WindowsXP系統。Linux系統采用開源免費、桌面環境優越的Ubuntu系統[2]。在系統程序盤除了安裝計算機的操作系統，還安裝了聚生網管軟件、多媒體教學管理軟件LanStar和生物信息學計算軟件和工具。系統程序盤設置為只讀盤；數據盤用來存儲教學中做各類實驗的數據，設置為可讀可寫模式。這樣的劃分方式和設置模式可以最大限度地對系統應用程序進行保護，也便于一旦計算機系統崩潰時利用網絡克隆技術進行還原系統而不必擔心覆蓋學生的實驗數據。
2.生物信息學專業軟件的選擇。生物信息學教學機房平日主要承擔《生物信息學算法與實踐》、《程序設計》、《計算機藥物與蛋白質輔助設計》等近20門生物信息學專業理論和實踐課。為了讓生物信息學機房發揮最大作用，必須正確選擇實用的系統軟件降低系統消費資源，然后根據課程需要選擇生物信息學專業應用軟件。系統軟件的安裝包含數據保護功能軟件如殺毒軟件卡巴斯基和常用辦公學習工具如微軟的Office2007系統、Adobe閱讀軟件等，還安裝了Photoshop、Isisdraw等圖像和圖形處理軟件。生物信息學應用分析軟件的安裝我們分為三類，一類為開源免費軟件，如Python、R、BioPerl等，一類為生物信息學商業軟件，如藥物設計軟件MOE、軟件Matlab和中藥化學數據庫TCMdb等，第三類是本校生物信息學科研課題組自主研發的軟件，如MACS[3]。另外還必須安裝配置好Window和Ubuntu擴展平臺操作分析工具Crywin，利用Cygwin對常用的生物信息學數據分析軟件如Sim4、Phred、EMBOSS、和ClustalW等進行重新編譯計算[4]。
三、計算機系統和應用軟件的快速安裝
目前生物信息學本科生實驗課使用的專業軟件多達30多種，而且像python、R等軟件和數據庫經常更新版本，特色數據庫的數據量爆炸式增長[5]，生物信息學軟件維護的任務量也非常大。利用快速有效的安裝軟件不但可以大大減少教輔人員的重復勞動的工作量，還可以及時保障教學課程軟件的應用。
1.利用網絡克隆技術快速批量安裝。網絡克隆技術是通過網絡將一個磁盤的數據復制到另外的計算機的磁盤上，可以選擇安裝的分區、軟件等。教學機房的電腦的系統和軟件配置相似，采用數據保護卡中的網絡對拷功能來安裝新電腦和快速恢復故障計算機系統是非常有效的。利用網絡對拷功能的前提是機房所有機器性能參數一致，以一臺安裝好操作系統和應用軟件的計算機作為母機，通過局域網向其他各臺子機拷貝進行批量安裝。如果采購的計算機批次不同，就必須按照批次選擇不同的母機進行分別批量安裝。比如我們生物信息學機房采購機器的4種不同批次，安裝和更新軟件時就先選擇4臺不同批次的計算機作為母機裝好，然后分4批次來進行網絡對拷安裝，安裝好之后還需要進入管理員賬號進行機器的重命名防止網絡重名造成使用不便。如果不同批次的機器統一上傳，計算機的驅動軟件不一致會導致計算機批量故障，從而造成更大的工作量來修復計算機。
2.采用硬盤對拷安裝。利用硬盤對拷技術是機房教輔人員常用的快速有效安裝和恢復系統和軟件的方法之一，必須要先拆卸一臺安裝好的硬盤接在需要安裝和恢復的計算機上，設置好雙硬盤的數據進行安裝。在進行硬盤對拷時很容易犯的錯誤是搞不清楚哪個盤是源盤，哪個盤是目標盤，特別是兩個盤大小分區等情況都一樣時，就更不好區分了。我們常用的辦法是將源盤設置成主盤并掛接在ide0上，將目標盤掛接在ide1口上，然后進入bios設置，將系統項的第一項設置成ide0啟動，或者C盤啟動。這樣進入克隆之后，第一個盤為源盤，第二個為目標盤，這樣就區分開了。
四、計算機系統和應用軟件的維護方法
1.利用硬盤保護卡保護系統維護。采用硬盤保護卡來維護計算機機房普遍為高校計算機機房采用[6]，生物信息學教學機房采購了聯想的品牌機，廠商也為計算機配置了硬盤保護卡。即使部分采購計算機沒有配置保護卡，也可以再安裝外置保護卡，確保保護的型號保持一致。安裝硬盤保護卡是為了保護計算機的操作系統和生物信息學專業應用軟件，硬盤保護卡的安裝和使用較為簡單，使用前將保護卡插入計算機主機板的PCI插槽上，開機只須將要保護的分區進行相應的設置，它能保護計算機的系統分區不遭人為和計算機病毒的破壞，并短時間內迅速恢復系統。通過硬盤保護卡機房教輔人員維護機器非常方便和省心。當學生的計算機系統發生問題時，只要重新啟動計算機，就能立刻恢復到原有的正常狀態。硬盤保護卡的使用大大減少了教學機房維護的工作量，是教學機房維護的得力工具，但硬盤保護卡安裝后也會導致新的問題[7]，比如機器開機后發出長鳴聲而顯示器沒有顯示，就是保護卡接觸不良造成的或者保護卡上有灰塵，需要將卡重新拔下擦拭干凈后再重新安裝一下才能解決問題。
2.利用Windows注冊表系統維護。利用Windows注冊表進行計算機的安全管理也是維護教學機房的一個重要方法，特別是針對不安裝硬盤保護卡的教師專用計算機。除了一般的計算機管理如進行備份、恢復、設置注冊表禁用功能等可通過注冊表的設置來實現。在特殊維護系統安全上Windows注冊表可以實現實時監控木馬病毒[8]，還可以在不受Windows系統的限制和木馬等病毒的干擾下檢測到從機器的內核到軟件應用方面所有被隱藏和修改的注冊表信息及其隱藏位置[9]。單臺機器的windows注冊表的維護安全性高，操作容易，無須網絡暢通，由于教學機房的計算機數量多，可以在單臺故障或斷網的時候使用這個方法維護。
五、常見計算機故障的快速修復方法
生物信息學教學機房的教輔人員不僅要掌握計算機的系統數據的備份和恢復，還要對臨時出現的突發性故障進行診斷和排除。其實很多的故障并不是硬件上的損壞，更多的是軟件故障或使用不當造成的。下面總結了生物信息學教學機房的故障現象和排除方法。
1.黑屏故障。有的學生機在開機時顯示器出現黑屏，無法進行操作。故障原因可能有幾個，如果開機時聽到機箱內部傳出“長鳴聲”，可能是硬件保護卡接觸不良，如果是傳出“嘟—嘟”的聲音，可能是顯卡與主板的接口松了，解決方法是打開機箱把顯卡或者硬盤保護卡從主板插槽中拔出，再重新插入主板插槽里，注意要讓卡與主板插槽間的接口緊密結合[10]。
2.藍屏故障。有的學生機在開機時進入Windows系統后顯示器出現藍屏，計算機無法正常響應出現的屏幕返回信息。故障原因可能比較多，比如Windows因系統設置故障、軟件故障、計算機硬件故障、驅動程序故障、網絡故障等各種類型的故障產生了嚴重的錯誤，引起Windows無法繼續維持正常運行，Windows出于避免用戶數據丟失及損壞計算機的考慮，將自動停止運行并顯示“藍屏”錯誤信息。解決方法是可以進入安全模式進行檢測，如果安全通過則系統沒有問題。大部分原因是驅動程序和系統文件沖突造成的，將驅動軟件卸載后重裝就可以解決[11]。
3.網絡故障。有的學生上機后無法聯網，學生無法共享他人資源。造成的原因有以下幾種：網線的接頭松動或網卡與主板的接口不緊密，解決方法是插緊網線接口或把網卡重新拔插一次；計算機開機時顯示網絡重名導致網絡不暢，可能是通過網絡克隆系統沒有對被克隆的機器進行機器重命名的設置，可以進入管理員模式重新配置后重新啟動計算機解決。
六、機房環境的保養方法
生物信息學教學機房最重要的設備就是計算機，對計算機的精心保養無疑是教學環節中一項重要工作。首先保障教學機房處于干燥通風且防止陽光照射的環境，保障機房沒有灰塵污染。若計算機的主板上的插卡與主板的接觸處布滿灰塵，容易接觸不良導致黑屏故障，嚴重時開機燒壞板卡。若機箱電源內部布滿灰塵，開機時內部器件容易發生短路而燒毀電源。為保證教學機房不受灰塵損壞，一般需做到一個月清潔一次計算機的外殼、鍵盤等外部設備和桌面，一個學期清除一次機箱內部的灰塵。解決方法是用吹風機的冷風吹去積灰機箱內的灰塵，再用毛刷輕輕撣去吹不掉的積灰。其次要保障機房環境的溫度和濕度在合理的范圍內，如果溫度過高，機器長時間使用導致內部溫度更高從而導致內部器件運行不穩導致死機，同樣機房內的濕度過高或過低也會導致內部器件受潮而腐蝕，從而導致短路硬件受損計算機無法使用。因此機房內配有專用空調來保障機房的內溫度和濕度，并要注意及時通風散熱。
總之，生物信息學教學機房是伴隨著新興的生物信息學專業而建的專業教學實驗室，還需要我們在實踐中不斷地探索、思考，不斷地總結。只有這樣，生物信息學機房教輔人員才能在教學機房的管理與維護中不斷地提高能力，更好地為生物信息學教學服務。
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