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第一部分 入门3

第1章 Python shell3

1.1 本章知识点3

1.2 案例：计算ATP水解的△G3

1.2.1 问题描述3

1.2.2 Python会话示例4

1.3 命令的含义4

1.3.1 如何在电脑上运行这个例子5

1.3.2 变量7

1.3.3 导入模块9

1.3.4 计算10

1.4 示例12

1.5 自测题13

第2章 第一个Python程序14

2.1 本章知识点14

2.2 案例：如何计算胰岛素序列中的氨基酸频率14

2.2.1 问题描述14

2.2.2 Python会话示例16

2.3 命令的含义16

2.3.1 如何执行程序16

2.3.2 程序如何工作17

2.3.3 注释17

2.3.4 字符串变量18

2.3.5 用for进行循环20

2.3.6 缩进21

2.3.7 打印至屏幕21

2.4 示例22

2.5 自测题23

第一部分小结24

第二部分 数据管理26

第3章 分析数据列26

3.1 本章知识点26

3.2 案例：树突长度26

3.2.1 问题描述26

3.2.2 Python会话示例27

3.3 命令的含义27

3.3.1 读取文本文件27

3.3.2 写入文本文件28

3.3.3 将数据收入列表29

3.3.4 将文本转换为数字29

3.3.5 将数字转换为文本30

3.3.6 将数据列写入文本文件31

3.3.7 计算数值列表31

3.4 示例32

3.5 自测题33

第4章 解析数据记录34

4.1 本章知识点34

4.2 案例：整合质谱数据，转化到代谢通路中34

4.2.1 问题描述34

4.2.2 Python会话示例35

4.3 命令的含义35

4.3.1 if/elif/else语句36

4.3.2 列表数据结构38

4.3.3 简洁列表创建方式40

4.4 示例41

4.5 自测题44

第5章 搜索数据46

5.1 本章知识点46

5.2 案例：将RNA序列翻译为相应的蛋白质序列46

5.2.1 问题描述46

5.2.2 Python会话示例47

5.3 命令的含义48

5.3.1 字典48

5.3.2 while语句50

5.3.3 用while循环搜索51

5.3.4 字典搜索51

5.3.5 列表搜索52

5.4 示例52

5.5 自测题54

第6章 过滤数据56

6.1 本章知识点56

6.2 案例：使用RNA-seq输出数据56

6.2.1 问题描述56

6.2.2 Python会话示例58

6.3 命令的含义59

6.3.1 用简单的for...if组合过滤59

6.3.2 合并两个数据集59

6.3.3 两组数据之间的差异60

6.3.4 从列表、字典和文件中删除元素60

6.3.5 保持或不保持顺序地删除重复62

6.3.6 集合64

6.4 示例65

6.5 自测题67

第7章 管理表数据68

7.1 本章知识点68

7.2 案例：确定蛋白浓度68

7.2.1 问题描述68

7.2.2 Python会话示例69

7.3 命令的含义70

7.3.1 二维表的表示方法70

7.3.2 访问行和单元格71

7.3.3 插入和删除行71

7.3.4 访问列72

7.3.5 插入和删除列73

7.4 示例74

7.5 自测题78

第8章 数据排序79

8.1 本章知识点79

8.2 案例：数据表排序79

8.2.1 问题描述79

8.2.2 Python会话示例79

8.3 命令的含义80

8.3.1 Python列表有利于排序80

8.3.2 内置函数sorted（）82

8.3.3 用itemgetter排序82

8.3.4 按升序／降序排序82

8.3.5 数据结构（元组、字典）排序83

8.3.6 按长度对字符串排序84

8.4 示例84

8.5 自测题87

第9章 模式匹配和文本挖掘89

9.1 本章知识点89

9.2 案例：在蛋白质序列中搜索磷酸化模体89

9.2.1 问题描述89

9.2.2 Python会话示例90

9.3 命令的含义90

9.3.1 编译正则表达式90

9.3.2 模式匹配91

9.3.3 分组92

9.3.4 修改字符串94

9.4 示例96

9.5 自测题99

第二部分小结100

第三部分 模块化编程103

第10章 将程序划分为函数103

10.1 本章知识点103

10.2 案例：处理三维坐标文件103

10.2.1 问题描述103

10.2.2 Python会话示例104

10.3 命令的含义105

10.3.1 如何定义和调用函数106

10.3.2 函数参数108

10.3.3 struct模块111

10.4 示例112

10.5 自测题115

第11章 用类化繁为简117

11.1 本章知识点117

11.2 案例：孟德尔遗传117

11.2.1 问题描述117

11.2.2 Python会话示例118

11.3 命令的含义118

11.3.1 用类创建实例119

11.3.2 类以属性的形式包含数据120

11.3.3 类包含的方法121

11.3.4 __repr__方法可打印类和实例121

11.3.5 使用类有助于把握复杂程序122

11.4 示例123

11.5 自测题125

第12章 调试126

12.1 本章知识点126

12.2 案例：程序无法运行时应该怎样处理126

12.2.1 问题描述126

12.2.2 Python会话示例127

12.3 命令的含义128

12.3.1 语法错误128

12.3.2 运行时错误129

12.3.3 处理异常情况131

12.3.4 未报告出错信息132

12.4 示例135

12.5 自测题137

第13章 使用外部模块：R语言的Python调用接口138

13.1 本章知识点138

13.2 案例：从文件中读取数据，并通过Python使用R计算其平均值138

13.2.1 问题描述138

13.2.2 Python会话示例139

13.3 命令的含义140

13.3.1 rpy2和r实例的robjects对象140

13.3.2 从Python中读取R对象140

13.3.3 创建向量141

13.3.4 创建矩阵142

13.3.5 将Python对象转换成R对象144

13.3.6 如何处理包含点的函数参数145

13.4 示例146

13.5 自测题150

第14章 构建程序流程151

14.1 本章知识点151

14.2 案例：构建NGS流程151

14.2.1 问题描述151

14.2.2 Python会话示例152

14.3 命令的含义153

14.3.1 如何使用TopHat和Cufflinks154

14.3.2 什么是程序流程154

14.3.3 在程序中交换文件名和数据155

14.3.4 编写程序包装器155

14.3.5 关闭文件时的延迟156

14.3.6 使用命令行参数157

14.3.7 测试模块：if__name__＝＝'__main__'157

14.3.8 处理文件和路径158

14.4 示例159

14.5 自测题161

第15章 编写良好的程序162

15.1 本章知识点162

15.2 问题描述：不确定性162

15.2.1 程序编写存在不确定性162

15.2.2 程序项目实例162

15.3 软件工程163

15.3.1 将编程项目分成小任务163

15.3.2 将程序分为函数和类165

15.3.3 编写格式良好的代码166

15.3.4 使用存储库控制程序版本167

15.3.5 如何将自己的程序分发给其他人168

15.3.6 软件开发的周期169

15.4 示例171

15.5 自测题173

第三部分小结174

第四部分 数据可视化176

第16章 创建科学图表176

16.1 本章知识点176

16.2 案例：核糖体的核苷酸频率176

16.2.1 问题描述176

16.2.2 Python会话示例177

16.3 命令的含义177

16.3.1 matplotlib库177

16.3.2 绘制竖的柱状图178

16.3.3 为x轴和y轴添加标注179

16.3.4 添加刻度179

16.3.5 添加一个图例框179

16.3.6 添加图的标题179

16.3.7 设置图表的边界179

16.3.8 以低分辨率和高分辨率导出一个图像文件180

16.4 示例180

16.5 自测题184

第17章 使用PyMOL创建分子图像185

17.1 本章知识点185

17.2 示例：锌指185

17.2.1 什么是PyMOL185

17.2.2 PyMOL会话示例187

17.3 用七个步骤来创建高分辨率的图像188

17.3.1 创建一个PyMOL脚本文件188

17.3.2 加载和保存分子189

17.3.3 选取分子的局部190

17.3.4 为每个选取选择展现形式192

17.3.5 设置颜色194

17.3.6 设置摄影位置195

17.3.7 导出高分辨率图像195

17.4 示例197

17.5 自测题198

第18章 处理图像199

18.1 本章知识点199

18.2 案例：画一个质粒199

18.2.1 问题描述199

18.2.2 Python会话示例200

18.3 命令的含义201

18.3.1 创建一个图像201

18.3.2 读和写图像201

18.3.3 坐标202

18.3.4 绘制几何形状202

18.3.5 旋转图像204

18.3.6 添加文本标记204

18.3.7 颜色205

18.3.8 辅助变量205

18.4 示例206

18.5 自测题207

第四部分小结208

第五部分 Biopython212

第19章 使用序列数据212

19.1 本章知识点212

19.2 案例：如何将一条DNA编码序列翻译成对应的蛋白质序列，并把它写入FASTA文件212

19.2.1 问题描述212

19.2.2 Python会话示例212

19.3 命令的含义213

19.3.1 Seq对象213

19.3.2 把序列当成字符串工作215

19.3.3 MutableSeq对象216

19.3.4 SeqRecord对象217

19.3.5 SeqIO模块218

19.4 示例219

19.5 自测题221

第20章 从网络资源中检索数据222

20.1 本章知识点222

20.2 案例：在PubMed中用关键词搜索文献，下载并解析对应的记录222

20.2.1 问题描述222

20.2.2 Python会话示例223

20.3 命令的含义223

20.3.1 Entrez模块223

20.3.2 Medline模块225

20.4 示例225

20.5 自测题228

第21章 使用三维结构数据230

21.1 本章知识点230

21.2 案例：从PDB文件中提取原子名及其三维坐标230

21.2.1 问题描述230

21.2.2 Python会话示例230

21.3 命令的含义231

21.3.1 Bio.PDB模块231

21.3.2 SMCRA结构层次232

21.4 示例236

21.5 自测题238

第五部分小结240

第六部分 编程秘笈242

编程秘笈1：PyCogent库242

编程秘笈2：反向互补和随机化序列244

编程秘笈3：用概率创建随机序列246

编程秘笈4：用Biopython解析多序列联配247

编程秘笈5：从多序列联配中计算共有序列249

编程秘笈6：计算系统发生树的节点间的距离251

编程秘笈7：核苷酸序列的密码子频率253

编程秘笈8：解析Vienna格式的RNA二级结构256

编程秘笈9：解析BLAST的XML输出258

编程秘笈10：解析SBML文件259

编程秘笈11：运行BLAST261

编程秘笈12：访问、下载和读取网页265

编程秘笈13：解析HTML文件267

编程秘笈14：将PDB文件分割成PDB链文件269

编程秘笈15：在PDB结构上找到两个最靠近的Cα原子270

编程秘笈16：提取两个PDB链间的界面272

编程秘笈17：用Modeller建立同源模型274

编程秘笈18：用ModeRNA分析RNA三维同源模型276

编程秘笈19：从三级结构计算RNA碱基配对278

编程秘笈20：结构重叠的真实实例：丝氨酸蛋白酶催化三分子280

附录282

附录A 命令概览282

附录B Python资源299

附录C 记录样板302

附录D 处理目录和用UNIX编程307