系统发生树详解
系统发生树构建和分析
系统发生树构建和分析姓名________ 学号______________ 分组编号_____ 日期________年___月___日1.参阅ABC网站有关资料，查阅相关文献，说明以下基本概念1)分子演化和系统发生2)序列相似性（Similarity）和序列同源性（Homology）3)直系同源（Ortholog）和旁系同源（Paralog）4)核苷酸替换模型和氨基酸替换模型5)突变速率和分子钟6)进化分支树（Cladogram）和系统发生树（Phylogram）7)基因树和物种树8)无根树和有根树9)分支和节点10)内部节点和外部节点11)根节点和叶节点12)距离法和位点法13)最大简约法和最大似然法2.参阅ABC网站中有关资料，查阅相关文献，回答以下问题1)构建系统发生树的基本步骤2)构建系统发生树时选择核苷酸序列或氨基酸序列的原则3)利用自举法（Bootstrap）检验系统发生树稳定性的原理4)确定无根树根节点的方法5)如何通过所构建的系统发生树判断“先有物种”还是“先有基因”6)不同建树方法的基本原理和特点3.人珠蛋白基因家族系统发生树实例1)以人珠蛋白基因家族12个成员蛋白质序列，用MEGA邻接法构建系统发生树；选择不同氨基酸替换模型（Substitution Model），比较所构建的系统发生树的拓扑结构和稳定性值（Bootstrap value），说明不同替换模型对结果的影响。
2)以人珠蛋白基因家族12个成员编码区序列，用MEGA 邻接法构建系统发生树；，选择不同核苷酸替换模型，比较所构建的系统发生树的拓扑结构和稳定性值（Bootstrap value），说明不同替换模型对结果的影响。
3)根据所构建的系统发生树，参阅Burmester 和Hardision论文，说明人珠蛋白基因家族12个成员之间的演化关系。
4.人、小鼠和大鼠三个物种珠蛋白家族系统发生树实例1)以人、小鼠和大鼠三个物种珠蛋白家族37个成员编码区序列，采用邻接法、最大简约法和最大似然法构建系统发育树，选择适当的替换模型和参数，比较采用不同方法、不同模型和不同参数时所构建的系统发生树的拓扑结构和稳定性值。
故障树分析案例
故障树分析案例故障树分析是一种用于系统故障诊断的定性和定量方法。
它通过将系统故障的各种可能原因进行逻辑组合，形成一颗逻辑树来分析系统故障的发生机理。
接下来，我们将通过一个故障树分析案例来详细介绍这一方法的应用。
案例背景：某公司的生产线出现了频繁的故障，导致生产效率大幅下降，给公司带来了严重的经济损失。
经过初步调查发现，故障的原因可能涉及设备故障、人为操作失误、供电异常等多个方面。
为了全面分析问题，我们决定采用故障树分析方法来找出故障的根本原因。
故障树分析步骤：1. 确定故障事件，首先，我们需要明确故障事件，即生产线频繁故障的具体表现。
比如设备停机、产品质量不合格等。
2. 确定顶事件，在确定了故障事件后，我们需要确定顶事件，即导致故障发生的最终原因。
比如设备停机可能是由设备故障、供电异常、操作失误等多种原因导致。
3. 构建故障树，在确定了顶事件后，我们开始构建故障树。
将导致顶事件发生的各种可能原因进行逻辑组合，形成一颗逻辑树。
比如设备故障可能由零部件损坏、设备老化、维护不当等多种原因组成。
4. 分析故障树，分析故障树的各个分支，确定各个事件之间的逻辑关系。
找出导致顶事件发生的最可能原因。
案例分析：通过以上步骤，我们对生产线频繁故障的原因进行了故障树分析。
最终，我们发现设备故障、供电异常、操作失误等因素都可能导致生产线故障。
而在设备故障这一分支下，又包括了零部件损坏、设备老化、维护不当等多种可能原因。
通过分析各个分支，我们找出了导致故障发生的最可能原因，为后续的故障排除工作提供了重要依据。
总结：故障树分析是一种系统的故障诊断方法，能够帮助我们全面、深入地分析系统故障的根本原因。
通过本案例的分析，我们不仅找出了导致生产线频繁故障的可能原因，还为后续的故障排除工作提供了重要依据。
因此，故障树分析在实际工程中具有重要的应用价值，希望大家能够充分利用这一方法，提高系统故障诊断的效率和准确性。
系统发生树详解
系统发生树构建的步骤一般有下面几步:I,对文件10.8\protein sequence 的序列进行多序列比对,一般用clustalx/w软件完成.这里我们用软件BioEdit内置的clustalw来做多序列比对;II,对clustalw产生的多序列比对文件进行修剪,去掉比对后相似序列中没有对应的序列，前后全部对齐;III,将修剪后的多序列比对文件转换成系统发生软件所需的文件格式并保存.这里我们是采用mega来做系统发生树的,所以须将修剪后的多序列比对文件转成.meg的文件格式;IV,用系统发生软件构树(采用多种方法UPGMA,N-J, Maximum likelihood等);具体做法如下:①将protein sequence 的序列文件导入到BioEdit中做多序列比对,这里有好几种做法: a,将所有的序列文件全部保存在一个txt文件中,然后用BioEdit打开;(该方法比较麻烦) b,用DNASTAR中的Editseq工具将所有文件打开,然后用File菜单中Export all as one…按钮将所有的单蛋白质序列文件保存成一个多蛋白质序列文件,文件格式为.fastac,直接用BioEdit中File>new alignment>import>sequences alignment file(这里需要注意的是在导入序列文件时要将导入文件的类型选为All Files否则BioEdit将默认显示phy, gb, aln等文件而看不到其他文件);(推荐)导入后如图:alignment，如下图：比对后产生文件,其序列如下:③对clustalw产生的多序列比对文件进行修剪, 去掉比对后相似序列中没有对应的序列，前后全部对齐,可以直接用BioEdit的edit mode来做也可以用mega5>align>edit/buildalignment来做这里采用后者;format来导出文件,其文件内容如图:④用mega5建树.File>open a file打开已经转好的文件然后phylogeny下的不同方法UPGMA, N-J, Maximum likelihood得到各种树选择您感兴趣的基因，进行多物种的基因组搜索，将获得的序列进行基因序列特征分析，并构建多序列比对和系统发生树，请阐明选择基因的目的、试验步骤和进行结果分析。
构建系统发生树的方法
构建系统发生树的方法构建系统发生树是一种对于系统进行分析和优化的有效方法，在实践中有许多种方法可以构建系统发生树。
以下是10条关于构建系统发生树的方法，并对每条方法进行详细描述。
1. 系统流程图系统流程图是一种常见的构建系统发生树的方法。
通过对系统的主要流程进行图形化的描述，可以更好地了解系统的组成部分以及它们之间的关系。
系统流程图往往是由开始和结束节点、处理节点和决策节点组成的。
前者用来表示系统的输入和输出，后者则用来表示系统的核心过程和逻辑判断。
2. 系统分层结构图系统分层结构图是将系统按照层次进行组织和描述的一种方法。
通过将系统分解为多个层次，并描述这些层次之间的关系，可以更好地了解系统的组成和结构。
这种方法通常用于处理大型和复杂的系统，能够帮助开发人员更好地管理和优化系统。
3. 系统模块图系统模块图是一种用于展示系统模块和它们之间关系的图形化表示方法。
系统模块图通常由多个模块和模块之间的输入和输出组成。
每个模块通常都对应一个特定的功能或业务逻辑。
通过了解系统中各个模块之间的关系和作用，可以更好地理解系统的架构和逻辑。
4. 系统数据流图系统数据流图是一种用来描述系统数据传输流程的图形化表示方法。
该方法通常由多个数据流和与这些数据流相关的处理过程组成。
每个数据流都对应一个特定的数据，而每个处理过程通常都包含两个或多个数据流。
通过了解系统中各个数据流之间的关系和流动过程，可以更好地理解系统的功能和性能。
5. 系统性能图系统性能图是一种用于展示系统性能指标和变化趋势的图形化表示方法。
该方法通常包括多个参数和变量，比如系统响应时间、吞吐量、并发数等。
通过了解系统性能参数的表现和变化趋势，可以更好地理解系统的性能瓶颈和瓶颈优化的方向。
6. 事件序列图事件序列图是一种用于展示系统中事件和处理过程之间关系的图形化表示方法。
该方法通常由一个或多个故障事件和与之相关的处理过程组成。
通过了解系统中各个事件和处理过程之间的关系，可以更好地了解系统的运行过程和故障排查过程。
系统发生树名词解释
系统发生树名词解释
系统发生树 (Systemic Evolution Tree，简称 EST) 是一种用于比较物种之间进化关系的生物进化工具。
它通常用于分析基因组数据，以确定物种之间的遗传变异和进化关系。
EST 是一种图形表示进化关系的方法，它将多个物种的基因组数据融合在一起，并形成一个树形结构，以显示它们之间的进化关系。
在 EST 中，树的根节点表示最早出现的物种，而每个叶子节点表示单个基因或亚基。
EST 中的树枝表示基因或亚基的变异，这些变异发生在特定的物种中。
通过比较不同物种之间的 EST，可以确定它们的进化关系，并了解它们在进化过程中的变化和演化。
系统发生树是一种用于描述物种之间进化关系的方法，它可以显示物种之间的遗传变异和进化历史。
通过建立 EST，可以深入了解物种之间的进化关系，并更好地了解基因组中的遗传变异和进化机制。
系统可靠性设计中的故障树分析案例分享
系统可靠性设计中的故障树分析案例分享在工程设计领域，系统可靠性是一个至关重要的问题。
无论是在航天航空、汽车工业、电力系统还是医疗设备等领域，系统的可靠性设计都是至关重要的。
而在系统可靠性设计中，故障树分析是一个被广泛应用的方法，它可以帮助工程师们找出系统中的潜在故障原因，进而制定相应的改进措施。
故障树分析是一种定量分析方法，它可以用来分析系统中可能导致故障的各种原因，并将这些原因按照逻辑关系组合成一棵“树”，从而找出系统发生故障的概率。
下面，我们将通过一个案例来具体了解故障树分析在系统可靠性设计中的应用。
案例：飞机液压系统故障树分析假设我们需要对一架飞机的液压系统进行可靠性分析，我们首先需要确定故障树的顶事件，即飞机液压系统发生故障。
然后，我们可以根据该事件下可能的导致原因进行分类，并逐步构建故障树。
首先，我们可以将导致液压系统故障的可能原因分为两类：机械故障和操作失误。
而对于机械故障而言，可能的原因包括液压泵故障、液压管路泄漏、液压油温过高等；而对于操作失误而言，可能的原因包括操作人员疏忽、操作程序错误等。
接下来，我们可以进一步对每个可能原因进行细分。
以液压泵故障为例，可能的原因包括液压泵内部零部件损坏、液压泵密封圈老化等。
而对于操作人员疏忽而言，可能的原因包括操作手册不清晰、操作人员疲劳等。
通过不断地细分，我们最终可以构建出一棵完整的故障树，从而找出导致飞机液压系统故障的各种可能原因，并计算出各个原因发生的概率。
通过这种方法，我们可以有针对性地对系统进行改进，提高飞机液压系统的可靠性。
除了飞机液压系统，故障树分析在其他系统设计中也有着广泛的应用。
比如在汽车工业中，可以通过故障树分析来找出可能导致汽车刹车系统故障的原因；在电力系统领域，可以通过故障树分析来找出可能导致输电线路故障的原因。
通过这种方法，工程师们可以更好地理解系统的脆弱环节，从而有针对性地进行改进和优化。
然而，值得注意的是，故障树分析作为一种定量分析方法，其结果往往受到输入参数的影响。
系统可靠性设计中的故障树分析案例解读(九)
在系统设计中，可靠性是一个至关重要的因素。
一个可靠的系统能够提高工作效率，减少故障发生的可能性，保障人员和设备的安全。
而故障树分析是系统可靠性设计中的重要工具之一，通过对系统可能出现的故障进行分析，确定故障的根本原因，并采取相应的措施来提高系统的可靠性。
一、故障树分析概述故障树分析是一种利用图形和逻辑方法来分析系统可能出现的故障的技术手段。
它通过将系统可能出现的各种故障以及它们之间的逻辑关系用树形图的方式表示出来，从而帮助工程师和设计师找出系统存在的潜在风险和薄弱环节，有针对性地进行改进和优化。
二、故障树分析的基本原理故障树分析的基本原理是将系统的故障根本原因进行逻辑关系的分析，将可能导致故障的各种事件和故障模式用逻辑门连接起来，形成一个树状逻辑结构。
通过对故障树进行分析，可以确定系统发生故障的概率、影响因素以及可能的改进措施。
三、故障树分析在航空领域的应用以航空领域为例，故障树分析被广泛应用于飞机系统的可靠性设计中。
飞机系统涵盖了复杂的机械、电子、液压等多个方面，任何一个小的故障都可能对飞行安全造成严重影响。
因此，通过故障树分析可以对飞机系统的各种可能故障进行全面深入的分析，找出故障的根本原因，从而采取相应的措施来提高飞机系统的可靠性。
四、故障树分析案例解读以一架飞机的起落架系统为例，我们对起落架系统进行故障树分析。
首先，我们列出可能导致起落架系统故障的各种事件，比如起落架锁定失效、起落架液压系统故障等。
然后，我们将这些事件之间的逻辑关系用逻辑门连接起来，形成一个故障树。
接下来，我们对故障树进行分析。
我们发现，起落架锁定失效可能是由于起落架锁定装置松动、起落架锁定系统故障等因素导致的。
而起落架液压系统故障可能是由于液压泵失效、液压管路泄漏等因素导致的。
通过对故障树的分析，我们可以找出导致起落架系统故障的根本原因，比如起落架锁定装置的设计不当、液压泵的质量问题等。
然后，我们可以采取相应的措施，比如改进锁定装置的设计、提高液压泵的质量标准，从而提高起落架系统的可靠性。
系统发生树
【实验目的】1、熟悉构建分子系统发生树的基本过程，获得使用不同建树方法、建树材料和建树参数对建树结果影响的正确认识；2、掌握使用Clustalx进行序列多重比对的操作方法；3、掌握使用Phylip软件构建系统发生树的操作方法。
【实验原理】在现代分子进化研究中，根据现有生物基因或物种多样性来重建生物的进化史是一个非常重要的问题。
一个可靠的系统发生的推断，将揭示出有关生物进化过程的顺序，有助于我们了解生物进化的历史和进化机制。
对于一个完整的进化树分析需要以下几个步骤：⑴要对所分析的多序列目标进行比对（alignment）。
⑵要构建一个进化树（phyligenetic tree）。
构建进化树的算法主要分为两类：独立元素法（discrete character methods）和距离依靠法（distance methods）。
所谓独立元素法是指进化树的拓扑形状是由序列上的每个碱基/氨基酸的状态决定的（例如：一个序列上可能包含很多的酶切位点，而每个酶切位点的存在与否是由几个碱基的状态决定的，也就是说一个序列碱基的状态决定着它的酶切位点状态，当多个序列进行进化树分析时，进化树的拓扑形状也就由这些碱基的状态决定了）。
而距离依靠法是指进化树的拓扑形状由两两序列的进化距离决定的。
进化树枝条的长度代表着进化距离。
独立元素法包括最大简约性法（Maximum Parsimony methods）和最大可能性法（Maximum Likelihood methods）；距离依靠法包括除权配对法（UPGMAM）和邻位相连法（Neighbor-joining）。
⑶对进化树进行评估，主要采用Bootstraping法。
进化树的构建是一个统计学问题，我们所构建出来的进化树只是对真实的进化关系的评估或者模拟。
如果我们采用了一个适当的方法，那么所构建的进化树就会接近真实的“进化树”。
模拟的进化树需要一种数学方法来对其进行评估。
不同的算法有不同的适用目标。
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系统发生树构建的步骤一般有下面几步:
I,对文件10.8\protein sequence 的序列进行多序列比对,一般用clustalx/w软件完成.这里我们用软件BioEdit内置的clustalw来做多序列比对;
II,对clustalw产生的多序列比对文件进行修剪,去掉比对后相似序列中没有对应的序列，前后全部对齐;
III,将修剪后的多序列比对文件转换成系统发生软件所需的文件格式并保存.这里我们是采用mega来做系统发生树的,所以须将修剪后的多序列比对文件转成.meg的文件格式;
IV,用系统发生软件构树(采用多种方法UPGMA,N-J, Maximum likelihood等);
具体做法如下:
①将protein sequence 的序列文件导入到BioEdit中做多序列比对,这里有好几种做法: a,将所有的序列文件全部保存在一个txt文件中,然后用BioEdit打开;(该方法比较麻烦) b,用DNASTAR中的Editseq工具将所有文件打开,然后用File菜单中Export all as one…按钮将所有的单蛋白质序列文件保存成一个多蛋白质序列文件,文件格式为.fasta
c,直接用BioEdit中File>new alignment>import>sequences alignment file(这里需要注意的是在导入序列文件时要将导入文件的类型选为All Files否则BioEdit将默认显示phy, gb, aln等文件而看不到其他文件);(推荐)
导入后如图:
alignment，如下图：
比对后产生文件,其序列如下:
③对clustalw产生的多序列比对文件进行修剪, 去掉比对后相似序列中没有对应的序列，前后全部对齐,可以直接用BioEdit的edit mode来做也可以用mega5>align>edit/build
alignment来做这里采用后者;
format来导出文件,其文件内容如图:
④用mega5建树.File>open a file打开已经转好的文件然后
phylogeny下的不同方法UPGMA, N-J, Maximum likelihood得到各种树
选择您感兴趣的基因，进行多物种的基因组搜索，将获得的序列进行基因序列特征分析，并构建多序列比对和系统发生树，请阐明选择基因的目的、试验步骤和进行结果分析。
解:本次作业以人类(homo sapiens)的视黄醇结合蛋白RBP4为例来做.其序列文件如下:
>Homo sapiens retinol binding protein 4, plasma (RBP4), mRNA|gi|55743121|ref|NM_006744.3 CGCCTCCCTCGCTCCACGCGCGCCCGGACTCGGCGGCCAGGCTTGCGCGCGGTTCCCCTCCCGGTGGGCG GATTCCTGGGCAAGATGAAGTGGGTGTGGGCGCTCTTGCTGTTGGCGGCGCTGGGCAGCGGCCGCGCGGA GCGCGACTGCCGAGTGAGCAGCTTCCGAGTCAAGGAGAACTTCGACAAGGCTCGCTTCTCTGGGACCTGG TACGCCATGGCCAAGAAGGACCCCGAGGGCCTCTTTCTGCAGGACAACATCGTCGCGGAGTTCTCCGTGG ACGAGACCGGCCAGATGAGCGCCACAGCCAAGGGCCGAGTCCGTCTTTTGAATAACTGGGACGTGTGCGC AGACATGGTGGGCACCTTCACAGACACCGAGGACCCTGCCAAGTTCAAGATGAAGTACTGGGGCGTAGCC TCCTTTCTCCAGAAAGGAAATGATGACCACTGGATCGTCGACACAGACTACGACACGTATGCCGTGCAGT ACTCCTGCCGCCTCCTGAACCTCGATGGCACCTGTGCTGACAGCTACTCCTTCGTGTTTTCCCGGGACCC CAACGGCCTGCCCCCAGAAGCGCAGAAGATTGTAAGGCAGCGGCAGGAGGAGCTGTGCCTGGCCAGGCAG TACAGGCTGATCGTCCACAACGGTTACTGCGATGGCAGATCAGAAAGAAACCTTTTGTAGCAATATCAAG AATCTAGTTTCATCTGAGAACTTCTGATTAGCTCTCAGTCTTCAGCTCTATTTATCTTAGGAGTTTAATT TGCCCTTCTCTCCCCATCTTCCCTCAGTTCCCATAAAACCTTCATTACACATAAAGATACACGTGGGGGT CAGTGAATCTGCTTGCCTTTCCTGAAAGTTTCTGGGGCTTAAGATTCCAGACTCTGATTCATTAAACTAT AGTCACCCGTGTCCTGTGAAAAAAAAAAAAA
通过Genbank（/blast/）中的Blastn 检测最相似序列或在GenBank 中下载参考序列，选择Nucleotide-nucleotide BLAST (blastn)。
将上述序列粘贴到输入框中，如下图：
点击Blast，得到如下结果：
根据序列相似性大小，将相似性最大的序列下载下来,这里选择如下一些序列:
并与原始文件放在一起形成一个文件:
之后的建树的步骤和上面的实验的步骤就大同小异了:
①多序列比对:
比对后产生的多序列比对文件保存为
②比对后序列修剪(掐头去尾):
修剪后的文件
③系统发生树构建:
这里就用n-j法建树:
得到发生树如下:。